JP2001519185A - 運動中の人間の足の接地時間および揚上時間の測定 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ユーザが行った歩みの間に足が地面と接触する期間と、ユーザが行った歩み間で足が地面と接触しなかった期間とが、加速度計（３４）の出力信号を処理して分析することにより決定される。加速度計（３４）は、加速度検知軸がユーザの足の底面に実質的に平行な方向いおける加速度を検知するようにユーザに取付けられる。加速度計（３４）の出力は、高域通過フィルタ処理され（３６）、増幅され（３８）、マイクロ・コントローラ（４０）の入力へ送られ、このコントローラがユーザの足が地面を離れる瞬間と足が地面に当たる瞬間とをそれぞれ表わす正と負の信号スパイクについて信号を監視する。これら正と負のスパイク間の時間間隔を測定することにより、ユーザの「足接地時間」と「足揚上時間」との平均値が計算される。ユーザの歩調を取得するため、平均足接地時間は、４００ミリ秒（ｍｓ）より短かければ第１の定数で乗じられ、４００ｍｓより長ければ第２の定数で乗じられる。この歩調値は、更に、ユーザが移動した距離を計算するために用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の背景 １．発明の分野 本発明は、人間の整形外科的運動の監視に関し、特に移動中の人間の足接地時
間、足揚上時間、速度および（または）歩幅の測定に関する。 ２．関連する技術の論述 移動中の人間の「足接地時間」の測定から有効情報を得ることができることは
公知であり、ここで「足接地時間」とは人が一またぎする間人の足が地面と接触
する期間を指す。人の足の接地時間が判れば、移動速度、移動距離および歩行に
費やされたエネルギなどの他の情報をこのような測定された足の接地時間に基い
て計算することができる。

【０００２】 過去においては、足の接地時間は、抵抗型センサのような感圧センサまたはス
イッチを靴のかかととつま先の両部分に設置し、（足が地面と物理的に接触した
ことを示す）かかとセンサにより出力される第１の信号と、（足が地面を離れた
ことを示す）つま先センサにより出力される第２の信号との間の時間差を測定す
ることにより測定された。しかし、これらのセンサは、靴の内部の高い衝撃環境
に曝され、従って頻繁に故障する。更に、かかとセンサあるいはつま先センサの
いずれか一方が起動されない期間中にユーザが歩みを行うとき、例えばユーザが
そのつま先で走るとき、不正確な足の接地時間の測定を生じる結果となる。

【０００３】 当技術において周知の別の装置は、歩数計である。歩数計は典型的に、ユーザ
の腰部に取付けられ、ユーザの移動中にユーザの体が上下に動く回数を測定する
ことによってユーザの歩数をカウントするように構成される。公知の従来技術の
歩数計の設計は、ばねに載置された重りを用いてユーザが歩むときその体が上下
に動く回数をカウントする。ユーザの事前に測定された歩幅に従って歩数計を適
正に校正することにより、ユーザが移動した距離がこのような装置によって測定
される。しかし、このような「ばね上荷重」型歩数計は、一般に、走行中重りが
過大な跳ね返りを受けこのような跳ね返りのため歩数がしばしば「倍増カウント
」されて歩数計に不正確な結果を生じさせるので、走る人が移動した距離は測定
することができない。従って、このような装置は、異なるトレーニング方式（例
えば、歩行とジョギングと走行）にわたり使用することはできない。

【０００４】 別の従来技術の歩数計装置は、加速度計を用いてユーザが歩行運動中に足が地
面に当たる回数を測定する。即ち、加速度計は、足が地面に当たった瞬間を表わ
す下降ピークを表わした信号を生じるように、靴に載置される。従って、これら
の装置は、ユーザの歩数を単にカウントする従来技術のばね上荷重歩数計装置と
類似する結果を生じ、ユーザが移動した距離を計算するためにユーザの歩幅に従
って校正されねばならない。このため、これらの加速度計に基く装置は、ばね上
荷重装置と類似する制約を受け、移動中のユーザの足接地時間を測定することは
できない。

【０００５】 従って、本発明の一般的目的は、容易に購入でき、信頼性が高く、使用が容易
でありかつ正確である歩数測定法の新たな試みを提供するこである。発明の概要 運動を検知するのに圧縮力を必要としない運動検知装置の出力が、（１）移動
中のユーザの足が地面から離れる瞬間と、（２）ユーザの足が地面に当たる瞬間
とを決定するために用いられる方法および装置が開示される。足が地面に当たる
各瞬間と次の足が地面から離れる瞬間との間の時間差を測定することによって、
ユーザの移動中足が地面と接触した数期間、即ち幾つかの足の接地時間を正確か
つ信頼性をもって測定することができる。これらの幾つかの測定された足接地時
間の平均を計算することによって平均足接地時間を決定することができ、これか
らユーザの歩調（ｐａｃｅ）、移動速度、移動距離などの情報を計算することが
できる。更に、ユーザの足が地面を離れる瞬間と次の足が地面に当たる瞬間との
間の時間差を測定することによって、足が地面と接しなかった平均時間、即ちユ
ーザの歩幅間の平均の足揚上時間（足の揚がっている時間：ｆｏｏｔ ｌｏｆｔ
ｔｉｍｅ）も計算することができる。

【０００６】 本発明の一特質によれば、地面に対する足の運動を分析する方法は、足が地面
を離れる瞬間を決定するのに圧縮力を必要としない運動検知装置の出力を用いる
ことを含む。

【０００７】 本発明の別の特質によれば、足の加速度を表わす運動検知装置の出力信号は、
足が地面を離れる瞬間を決定するため信号を分析するよう構成された信号処理回
路へ送られる。

【０００８】 別の特質によれば、運動検知装置の出力もまた足が地面と接触する瞬間を決定
するためにも用いられる。

【０００９】 更に別の特質によれば、足接地時間が、足が地面と接触する瞬間と足が地面を
離れる瞬間との間の差に基いて決定され、あるいは足揚上時間が、足が地面を離
れる瞬間と足が地面と接触する瞬間との間の差に基いて決定される。

【００１０】 本発明の更に別の特質によれば、測定された足接地時間は、ユーザが地面に対
して運動している速度を決定するために用いられる。更に、ユーザが移動中であ
る時間間隔を測定することによって、ユーザが運動している速度に速度の測定が
決定された時間間隔を乗じることによってユーザが移動した距離が決定される。

【００１１】 別の特質によれば、ユーザが徒歩で地面に対して運動している速度を決定する
方法は、（ａ）移動中のユーザの足接地時間を決定し、（ｂ）足接地時間が第１
の時間量より短かければ、足接地時間が因数である第１の式に従ってユーザが運
動している速度を取得し、（ｃ）足接地時間が第１の時間量より大きい第２の時
間量より長ければ、足接地時間が因数である第２の式に従ってユーザが運動して
いる速度を取得するステップを含んでいる。

【００１２】 本発明の別の特質によれば、地面に対する足の運動を分析する装置は、運動を
検知するのに圧縮力を必要としない運動検知装置と信号処理回路とを含んでいる
。この運動検知装置は、足に関連して支持され、足の運動を表わす出力信号を生
じるように構成配置される。信号処理回路は、運動検知装置から出力信号を受取
るようにこの検知装置に結合され、この出力信号を分析して足が地面を離れる少
なくとも１つの瞬間を決定するように構成される。

【００１３】 本発明の別の特質によれば、前記運動検知装置は加速度計を含んでいる。 別の特質によれば、前記処理回路は、出力信号を分析して足が地面と接触する
少なくとも１つの瞬間を決定するようにも構成される。

【００１４】 更に別の特質によれば、前記処理回路は、（１）出力信号を分析して足が行っ
た少なくとも１つの移動中に足が地面と接触した少なくとも１つの期間を決定し
、および（または）（２）出力信号を分析して足が行った歩行の間に足が地面と
接触しなかった少なくとも１つの期間を決定するように構成される。

【００１５】 別の特質によれば、移動中のユーザが運動している速度を決定する装置は、足
接地時間に関する情報を受取るための処理回路を含んでいる。この処理回路は、
足接地時間が第１の時間量より短かければ、処理回路装置が足接地時間が因数で
ある第１の式に従ってユーザが運動している速度を取得し、足接地時間が第１の
時間量より長いかあるいはこれと等しい第２の時間量より長ければ、処理回路が
足接地時間が因数である第２の式に従ってユーザが運動している速度を取得する
ように構成されている。発明の詳細な記述 図１は、本発明が用いられるネットワーク７０のブロック図を示す。図示のよ
うに、ネットワーク７０は、ネットワーク処理回路３０と、メモリ装置２８と、
ユーザ・インターフェース３２と、ディスプレイ２６Ａと、音響または振動表示
器２６Ｂとを含んでいる。ネットワーク処理回路３０はまた、足接地時間発生器
２０Ａ／足揚上時間発生器２０Ｂ、心拍モニター２２、呼吸モニター２４のよう
な１つ以上の監視装置からの入力を受取るようにも結合される。図１に示された
諸装置は、無線周波（ＲＦ）または赤外線（ＩＲ）トランスミッタ／レシーバを
用いることにより、あるいは当業者には周知の他の任意の送信媒体により、例え
ば直結配線あるいは容量結合を介して相互に接続される。

【００１６】 ネットワーク処理回路３０は、パーソナル・コンピュータ、あるいはネットワ
ーク７０の種々の入力からの情報の処理が可能な他の任意の装置を含む。メモリ
装置２８は、ネットワーク処理回路３０に結合され、ネットワーク処理回路３０
に対するプログラミングおよびデータを記憶し、および（または）回路３０によ
り処理されたデータを記録するために用いられる。ユーザ・インターフェース３
２はまた、ネットワーク処理回路３０にも結合され、ユーザ、例えば歩行者、ジ
ョギング者あるいは走行者がソフトウエア・ルーチンの動作により実現される特
定の特徴を選択し、特定の動作パラメータを入力し、あるいはディスプレイ２６
Ａおよび（または）音響または振動表示器２６Ｂに対する特定出力を選択するこ
とを可能にする。心拍モニター２２および呼吸モニター２４は、公知の方法に従
って動作し、ネットワーク処理回路３０へ入力を供給する。

【００１７】 足接地時間発生器２０Ａおよび足揚上時間発生器２０Ｂの各々は、本発明に従
って動作し、個々の入力をネットワーク処理回路３０へ供給する。足接地時間発
生器２０Ａおよび足揚上時間発生器２０Ｂ、心拍モニター２２および呼吸モニタ
ー２４、ならびに他の任意の種類の電子的身体状態監視装置の出力からの情報を
受取ることにより、ネットワーク処理回路３０は、全てのこのような情報を処理
しユーザに健康指針を与えることができ、ユーザができるだけ有効なように健康
のピーク・レベルを、あるいは身体の療法、回復などに役立つ他の健康に関する
情報を得ることを助ける。

【００１８】 図２は、本発明による装置をユーザに取付ける方法を示す。図２に示される装
置２０Ａ〜２０Ｃの各々が、加速度を検知する特定の軸、即ち加速度検知軸を有
する。本発明の実施の一形態によれば、前記装置の各々は、装置の加速度検知軸
がユーザの足の底面に実質的に平行に指向されるように取付けるべきである。例
えば、装置２０Ａはユーザのくるぶしに取付けられ、装置２０Ｂはユーザの靴の
上あるいは内部に取付けられ、装置２０Ｃはユーザの腰部に取付けられ、諸装置
の加速度検知軸がそれぞれ矢印８０Ａ、８０Ｂおよび８０Ｃにより示されるよう
に指向される。それぞれの場合において、加速度検知軸のこのような位置決めは
、（１）ユーザの足が地面を離れる瞬間と、（２）ユーザの足が地面と接触する
瞬間との両方を最も確実に表わす出力信号を生じることが判った。装置により検
知される加速度における変化の大部分が、従来技術の加速度計に基く歩数計にお
けるように主として地面に対する靴の衝撃により生じるよりは、ユーザの靴と地
面との間の摩擦によって生じるので、このことが妥当するものと仮定される。

【００１９】 図３は、本発明によるシステム７２を示す。図示のように、システム７２は、
足接地時間／足揚上時間発生器２０（図１における足接地時間発生器２０Ａ／足
揚上時間発生器２０Ｂのいずれかに対応し得る）と、メモリ装置５４と、ユーザ
・インターフェース５８と、ディスプレイ５６Ａと、音響または振動表示器５６
Ｂとを含んでいる。実施の一形態によれば、足接地時間／足揚上時間発生器２０
は、メモリ装置５４が足接地時間／足揚上時間発生器２０により生じるデータを
恒久的に記憶する如き機能を行うために用いられるだけでよいように、実質的に
全てのオンボードの回路、例えばメモリ、タイマおよびアナログ／ディジタル（
Ａ／Ｄ）・コンバータを有するマイクロ・コントローラを含んでいる。

【００２０】 ユーザ・インターフェース５８は、従来のようにボタン、スイッチその他の物
理的に動作する装置により励起され、あるいは市販の音声起動装置を用いて音声
で励起される。以下に更に詳細に述べるように、ユーザ・インターフェース５８
は、例えば、（１）本発明によるソフトウエア・ルーチンにおいて用いられる幾
つかの任意のパラメータを調整し、（２）ユーザに対する幾つかのあり得る出力
、例えばディスプレイ５６Ａに表示することができる出力あるいは音響または振
動表示器５６Ｂを介してユーザに音響または振動の表示を与えることができる出
力を選択し、（３）ユーザ入力に自動的に応答して呼出されるソフトウエア・ル
ーチンにより実現される特徴を選択するために用いられる。

【００２１】 図４は、図３に示された足接地時間／足揚上時間発生器２０の実施の一形態を
示す。図示のように、足接地時間／足揚上時間発生器２０は、加速度計３４と、
増幅回路３８（高域通過フィルタ３６が内蔵される）と、マイクロ・コントロー
ラ４０とを含んでいる。加速度計３４の出力は、増幅回路３８の入力に接続され
、増幅回路３８の出力はマイクロ・コントローラ４０の入力に接続されている。

【００２２】 図５は、図４に示された足接地時間／足揚上時間発生器２０を更に詳細に示す
。図５に示されるように、加速度計３２の出力５０は増幅回路３８に含まれる入
力コンデンサＣ１に与えられる。増幅回路３８は更に、演算増幅器６２と抵抗Ｒ
１〜Ｒ４とを含む。実施の一形態によれば、加速度計３２はＡｎａｌｏｇ Ｄｅ
ｖｉｃｅｓ社製の部品番号ＡＤＸＬ２５０を含み、演算増幅器６２はＭＡＸＩＭ
社製の部品番号ＭＡＸ４１８を含んでいる。

【００２３】 図５に示されるように、抵抗Ｒ１は入力コンデンサＣ１と演算増幅器６２の反
転入力との間に接続され、抵抗Ｒ２は演算増幅器６２の反転入力端子と出力５２
との間にフィードバック接続される。このため、入力コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１
の組合わせは高域通過フィルタを形成し、抵抗Ｒ１およびＲ２の位置は増幅回路
を抵抗Ｒ１およびＲ２の関連値に利得係数が依存する反転形態に置く。図示され
た実施の形態においては、抵抗Ｒ２が１メガオームの値を持ち、抵抗Ｒ２は１５
０キロオームの値を持ち、その結果増幅器の利得係数は約−６．６である。更に
、図示された実施の形態によれば、コンデンサＣ１は０．１５マイクロファラッ
ドの値を持ち、その結果増幅回路３８の高域通過フィルタ３６が約７．０７ヘル
ツより小さい入力信号周波数を遮断する。

【００２４】 抵抗Ｒ３は、ＶＣＣ給電ノード４４と演算増幅器６２の非反転入力６０との間
に接続され、抵抗Ｒ４は非反転入力６０と接地ノード４２との間に接続される。
ＶＣＣ給電ノード４４は、接地ノード４２に関して約５ボルト（例えば、６ボル
トのバッテリから整圧）に維持され、抵抗Ｒ３およびＲ４は、非反転入力ノード
６０における電圧がＶＣＣ給電ノード４４における電圧と接地との略々中間（即
ち、約２．５ボルト）に維持される。

【００２５】 増幅回路３８の出力５２は、低電力マイクロ・コントローラ４０の第１のＡ／
Ｄ入力４６に接続され増幅回路３８のノード６０はマイクロ・コントローラ４０
の第２のＡ／Ｄ入力４８に接続される。実施の一形態によれば、マイクロ・コン
トローラ４０はＭｉｃｒｏｃｈｉｐ社製の部品番号ＰＩＣ：１６Ｃ７３を含む。
マイクロ・コントローラは、オンボード・メモリとＡ／Ｄコンバータとタイマと
を含んでいる。マイクロ・コントローラ４０のＡ／Ｄ入力４８は、（先に述べた
ように）約２．５ボルトに維持されるゼロ基準値として働き、マイクロ・コント
ローラ４０の入力４６は０ボルトと５ボルト間で振動する可変入力として働く。
マイクロ・コントローラ４０は、約５００サンプル／秒の速度で入力４６、４８
における電圧をサンプルし、これらサンプルを８ビットの符号のないディジタル
値へ変換し、前記２つの入力における電圧間の差を計算し、この差は以下に更に
詳細に述べるソフトウエア・ルーチンの動作中に使用される。

【００２６】 図６は、同じ時間軸に沿った２つのカーブを示している。これらのカーブは、
ユーザが歩行している期間中に図５に示された回路のノード５０、５２における
電圧の８ビットの無符号ディジタル値を表わす。即ち、図６におけるカーブ５０
Ｗは、フィルタ処理され増幅される前の加速度計３２の出力５０における電圧を
ディジタル的に表わし、カーブ４６Ｗ、４８Ｗはそれぞれユーザが歩行している
期間中のマイクロ・コントローラ４０の入力４６、４８における電圧を（ディジ
タル的に）表わす。カーブ４６Ｗ、４８Ｗおよび５０Ｗの各々は共通時間軸を共
有するが、カーブ４６Ｗ、４８Ｗの電圧の大きさ軸はカーブ５０Ｗの電圧の大き
さ軸とは異なる。従って、カーブ４６Ｗ、４８Ｗより上方のカーブ５０Ｗの位置
は、カーブ５０Ｗがカーブ４６Ｗ、４８Ｗより高い振幅を得ることを示そうとす
るものではない。

【００２７】 図６に示されるように、増幅回路３８が負の利得係数を持つように構成される
ので、カーブ５０Ｗの高ピーク５１Ｗはカーブ４６Ｗの低ピーク４７Ｗと対応し
ている。しかし、カーブ４６Ｗの高ピーク４９Ｗはカーブ５０Ｗの低ピークに対
応するようには見えない。即ち、高ピーク４９Ｗは、加速度計３４の出力が増幅
回路３８により高域通過フィルタ処理され増幅された後にのみ認め得る。ユーザ
が移動中にユーザの足が地面を離れた瞬間を示すのは、カーブ４６Ｗにおける高
ピーク４９Ｗである。

【００２８】 同様に、カーブ４６Ｗの低ピーク４７Ｗは、ユーザが移動中にユーザの足が地
面に当たった瞬間を示す。カーブ４６Ｗのピーク４７Ｗとピーク４９Ｗ間の時間
差を測定することにより、ユーザが移動中にユーザの足接地時間が突き止められ
る。本文に用いられる用語「足接地時間」とは、ユーザの足が地面に当たるとき
と足が次に地面を離れるときとの間の期間を指す。

【００２９】 同様に、移動中のユーザの足揚上時間が決定される。即ち、カーブ４６Ｗにお
ける高ピーク４９Ｗと低ピーク５３Ｗ間の時間差を測定することにより、ユーザ
の足揚上時間を突き止められる。本文に用いられる如き「足揚上時間」とは、ユ
ーザの足が地面を離れるときと足が次に地面と接触するときとの間の期間を指す
。

【００３０】 図７は、ユーザが歩行中であるとき、（１）靴のかかととつま先にそれぞれ取
付けた抵抗型センサにより生じる２つのカーブ５５Ｈ、５５Ｔと、（２）本発明
による加速度計の増幅されフィルタ処理された出力との間の一致を示している。
即ち、カーブ５５Ｈは靴のかかとに取付けた抵抗型センサの出力を表わし、カー
ブ５５Ｔは靴のつま先に取付けた抵抗型センサの出力を表わし、カーブ４６Ｗは
（図５に示された）回路２０のノード５２における電圧を表わす。これら全ての
測定はユーザが歩行中に行われた。カーブ５５Ｈ、５５Ｔおよび４６Ｗの各々は
共通時間軸を共有するが、カーブ５５Ｈ、５５Ｔの電圧の大きさ軸はカーブ４６
Ｗの電圧の大きさ軸とは異なる。従って、カーブ４６Ｗの上方のカーブ５５Ｈ、
５５Ｔの位置は、カーブ５５Ｈ、５５Ｔがカーブ４６Ｗより高い振幅を得ること
を意味しようとするものではない。

【００３１】 図７に点線で示されるように、カーブ５５Ｈの高から低への遷移（ユーザの靴
が地面に当たったことを示す）は、カーブ４６Ｗの低ピーク４７Ｗと一致し、カ
ーブ５５Ｔの低から高への遷移（ユーザの靴が地面を離れたことを示す）は、カ
ーブ４６Ｗの高ピーク４９Ｗと一致する。このため、ユーザが歩行中であるとき
に（先に述べたように取付けた）加速度計の高域通過フィルタ処理され／増幅さ
れた出力の高ピークと低ピーク間の時間差を測定することにより得られる足接地
時間と足揚上時間、およびその逆は、少なくとも従来技術の抵抗型センサにより
生じるように正確である結果を生じるように見える。

【００３２】 図８は、ユーザが歩行中である期間中に図５に示された回路のノード５０、５
２における電圧の無符号の８ビット・ディジタル値を表わす２つのカーブを示し
ている。即ち、図８のカーブ５０Ｒは、フィルタ処理され増幅される前の加速度
計３２の出力５０における電圧を表わし、カーブ４６Ｒ、４８Ｒはそれぞれ、ユ
ーザが走行中である期間中にマイクロ・コントローラ４０の入力４６、４８にお
ける電圧を表わす。カーブ４６Ｒ、４８Ｒおよび５０Ｒの各々は共通時間軸を共
有するが、カーブ４６Ｒ、４８Ｒの電圧の大きさ軸はカーブ５０Ｒの電圧の大き
さ軸とは異なる。従って、カーブ４６Ｒ、４８Ｒより上方のカーブ５０Ｒの位置
は、カーブ５０Ｒがカーブ４６Ｒ、４８Ｒより高い振幅を得ることを意味しよう
とするものではない。

【００３３】 図８に示されるように、増幅回路３８が負の利得係数を持つように構成される
ので、カーブ５０Ｒの高ピーク５１Ｒがカーブ４６Ｒの低ピーク４７Ｒと一致す
る。しかし、カーブ４６Ｒの高ピーク４９Ｒはカーブ５０Ｒの低ピークとは一致
しないように見える。即ち、高ピーク４９Ｒは、加速度計３４の出力が増幅回路
３８により高域通過フィルタ処理され増幅された後にのみ認められる。ユーザが
走行中にユーザの足が地面を離れた瞬間をを示すのは、カーブ４６Ｒにおける高
ピーク４９Ｒである。

【００３４】 同様に、カーブ４６Ｒにおける低ピーク４７Ｒは、ユーザが走行中にユーザの
足が地面に当たった瞬間を示す。カーブ４６Ｒの低ピーク４７Ｒと高ピーク４９
Ｒ間の時間差を測定することにより、ユーザが走行しているときユーザの足接地
時間が突き止められる。同様に、ユーザの足揚上時間が決定される。即ち、カー
ブ４６Ｒにおける高ピーク４９Ｒと低ピーク５３Ｒ間の時間差を測定することに
より、ユーザが走行しているときユーザの足揚上時間が認められる。

【００３５】 図９は、ユーザが走行中、（１）靴のかかととつま先に取付けた抵抗型センサ
により生じた２つのカーブ５７Ｈ、５７Ｔと、（２）本発明による加速度計の増
幅されフィルタ処理された出力との間の一致を示している。即ち、カーブ５７Ｈ
は靴のかかとに取付けた抵抗型センサの出力を表わし、カーブ５７Ｔは靴のつま
先に取付けた抵抗型センサの出力を表わし、カーブ４６Ｒは回路２０（図５に示
された）のノード５２における電圧を表わす。これら全ての測定は、ユーザが走
行中に行われた。カーブ５７Ｈ、５７Ｔおよび４６Ｒの各々は共通時間軸を共有
するが、カーブ５７Ｈ、５７Ｔの電圧の振幅軸（ｖｏｌｔａｇｅ−ｍａｇｎｉｔ
ｕｄｅ ａｘｉｓ）はカーブ４６Ｒの電圧の大きさ軸とは異なる。従って、カー
ブ４６Ｒより上方のカーブ５７Ｈ、５７Ｔの位置は、カーブ５７Ｈ、５７Ｔがカ
ーブ４６Ｒより高い振幅を得ることを意味しようとするものではない。

【００３６】 図９において点線により示されるように、（ユーザの靴が地面に当たったこと
を示す）カーブ５７Ｈの高から低への遷移はカーブ４６Ｒの低ピーク４７Ｒと一
致し、（ユーザの靴が地面を離れたことを示す）カーブ５７Ｔの低から高への遷
移はカーブ４６Ｒの高ピーク４９Ｒと一致する。このため、ユーザが走行中に（
先に述べたように取付けた）加速度計の高域通過フィルタ処理／増幅された出力
の高ピークと低ピーク間の時間差を測定することにより得られる足接地時間と足
揚上時間の測定、およびその逆は、少なくとも従来技術の抵抗型センサにより生
じるように正確である結果を生じるように見える。

【００３７】 加速度計３４（図４および図５に示される）からの出力信号は、２つの主要ソ
フトウエア・ルーチン、即ち、（１）データ、例えばループの各繰返しに関する
足接地時間および足揚上時間を蓄積する連続ループ・ルーチンと、（２）連続ル
ープ・ルーチンに割込み、割込み開始時に連続ループ・ルーチンにより蓄積され
たデータを分析する割込みルーチンとを用いてマイクロ・コントローラ４０によ
って分析される。これらのルーチンは、ソフトウエア言語で書かれ、望ましくは
（図４および図５に示された）マイクロ・コントローラ４０のオンボード・メモ
リ（図示せず）に記憶される。これらルーチンは、ユーザが初期設定可能であり
、あるいは望ましくは、マイクロ・コントローラ４０のパワーアップ時に自動的
に初期設定される。これら主要ソフトウエア・ルーチンの各々により行われる特
定のステップについて、以下に詳細に記述する。

【００３８】 再び図５について簡単に述べると、マイクロ・コントローラ４０の入力４６、
４８の各々における電圧が８ビットのディジタル・ワードへ変換されるため、各
入力における電圧の振幅は２５６の個々のレベルの１つとして表わされる。また
、抵抗Ｒ３、Ｒ４が、５ボルトの急速供給電圧の略々中間、即ち約２．５ボルト
である電圧をノード６０に生じるので、入力４８におけるゼロ基準値は２５６レ
ベルの略々中間、即ち約レベル１２８に止まる。

【００３９】 次に図１０を参照して、（図５に示された）マイクロ・コントローラ４０によ
り行われた連続ループ・ルーチンの高レベルのフローチャートが示される。連続
ループの部分１０１は、マイクロ・コントローラ４０の入力４６、４８における
電圧を実質的に連続的に監視して、予め定めた閾値を越える（入力４６、４８間
の）負および正の電圧差が生じるときを決定する。これらの負および正の電圧差
は、ユーザの靴が地面に当たりかつ地面から離れたことをそれぞれ表わす。

【００４０】 図１０に示されるように、連続ループ１０１は、ステップ１００、１０２、１
０４、１０６、１０８、１１０、１１２および１１４を含んでいる。これらの高
レベル・ステップの多くは、図１２の記述に関して以下に詳細に述べる幾つかの
低レベルのサブステップを含んでいる。

【００４１】 ループ１０１のステップ１００の間、マイクロ・コントローラ４０は、入力４
６、４８における電圧を連続的に監視して入力４６における電圧が入力４８にお
ける電圧より低い特定の電圧より以上に低下するときを判定する。実施の一形態
によれば、入力４８におけるゼロの基準レベルより（２５６のあり得る電圧レベ
ルの内の）５０レベル以上低い入力４６における電圧が「負のスパイク事象（ｎ
ａｇａｔｉｖｅ−ｓｐｉｋｅ ｅｖｅｎｔ）」と見なされ、ソフトウエアが、前
記の負のスパイク事象が生じる瞬間にユーザの足が地面に当たったと仮定する。
負のスパイク事象の発生は、マイクロ・コントローラ４０における「空中時間（
ａｉｒ ｔｉｍｅ）」（Ｔａ）タイマを停止させ、「接地時間（ｃｏｎｔａｃｔ
ｔｉｍｅ）」（Ｔｃ）タイマを始動させる。空中時間（Ｔａ）タイマにより測
定される時間は、最後の「正のスパイク事象」（以下に述べる）と検出したばか
りの負のスパイク事象との間の時間差を表わす。負のスパイク事象が生じると、
「ステップ・カウント」値、即ちユーザのカウントされた歩数もまた増分する。

【００４２】 次に、ステップ１０２の間、前に計算されてメモリに記憶された３つの最近の
空中時間（空中時間（Ｔａ）の値）が、誤りであるように見える空中時間（Ｔａ
）の測定値を排除するように働くＦＩＦＯ平滑化として知られる手法を受ける。
このようなＦＩＦＯ平滑化を実施するため用いられるルーチンについて、以下に
詳細に述べる。

【００４３】 ステップ１０４の間、空中時間（Ｔａ）値の連続合計（ｒｕｎｉｎｇ ｔｏｔ
ａｌ）が最も後に得た空中時間（Ｔａ）値により増分され、その時のＴａＳｕｍ
値（ＴａＳｔｅｐｓ）に含まれる空中時間（Ｔａ）値の合計数が１で増分される
。これらの値は、平均空中時間（Ｔａ）値（ＴａＡｖｅｒａｇｅ）がＴａＳｕｍ
値をＴａＳｔｅｐｓ値で除すことにより最終的に計算されるように保持される。

【００４４】 ステップ１００、１０２、１０４が実施された後に実施されるステップ１０６
の間、システムは、ユーザに対するあり得る最小の足接地時間（Ｔｃ）に等しい
期間、例えば１２２ミリ秒（ｍｓ）間「休止」し、その結果システムはこのよう
な休止期間中に生じる正のスパイクが正のスパイク事象（以下に述べる）である
とは考えない。

【００４５】 ステップ１０８、１１０、１１２および１１４は、空中時間（Ｔａ）ではなく
足接地時間（Ｔｃ）が判定されることを除いて、それぞれステップ１００、１０
２、１０４および１０６に類似している。

【００４６】 ループ１０１のステップ１０８の間、マイクロ・コントローラ４０は、その間
の特定の電圧差について入力４６、４８を連続的に監視する。実施の一形態によ
れば、入力４８におけるゼロの基準レベルより（あり得る２５６の電圧レベルの
内の）１０レベル以上高い入力４６における正の電圧は「正のスパイク事象（ｐ
ｏｓｉｔｉｖｅ ｓｐｉｋｅ ｅｖｅｎｔ）」と見なされ、ソフトウエアは、正
のスパイク事象が生じる瞬間にユーザの足が地面を離れたものと仮定する。正の
スパイク事象の発生は、接地時間（Ｔｃ）タイマを停止させ、空中時間（Ｔａ）
タイマを始動させる。接地時間（Ｔｃ）タイマにより測定される時間は、最後の
負のスパイク事象と検出したばかりの正のスパイク事象との間の時間差を表わす
。

【００４７】 ステップ１１０の間、前に計算されメモリに記憶された３つの最も後の接地時
間（Ｔｃ）は、誤りのように見える足接地時間（Ｔｃ）の測定値を排除するよう
に働くＦＩＦＯ平滑化を受ける。

【００４８】 ステップ１１２の間、接地時間（Ｔｃ）の値の連続合計（ＴｃＳｕｍ）は最も
後に得た接地時間（Ｔｃ）の値だけ増分され、その時のＴｃＳｕｍ値（ＴｃＳｔ
ｅｐｓ）に含まれる接地時間（Ｔｃ）値の合計数は１だけ増分される。これらの
値は、ＴｃＳｔｅｐｓ値によりＴｃＳｕｍ値を除すことにより平均接地時間（Ｔ
ｃ）の値（ＴｃＡｖｅｒａｇｅ）が最終的に計算されるように保持される。

【００４９】 ステップ１０８、１１０、１１２が実施された後に実施されるステップ１１４
の間、前記の休止期間中に生じるなんらかの負のスパイクが負のスパイク事象を
構成するとシステムが見なさないように、システムはユーザに対する最小可能足
接地時間に等しい期間だけ「休止」する。ステップ１１４の休止期間後は、ルー
チンがステップ１００へ戻り、ループ１０１は（以下に述べる）割込みが検出さ
れるまで連続的に反復する。

【００５０】 次に図１１に関して高レベルの割込みルーチン１１５について簡単に述べ、各
高レベルのステップおよびその関連する低レベルのサブステップの更に詳細な記
述が図１３の記述に関して以下に続く。

【００５１】 割込みルーチン１１５は、所与の時間間隔で実行するようにプログラムされる
が、有意なデータがルーチン１１５により評価される前にかかるデータがループ
１０１によって集められるように、２秒ごとに１回より更に頻繁に実行しないこ
とが望ましい。

【００５２】 割込みルーチン１１５のステップ１１６は、ルーチンに連続ループ１０１へ割
込みを行わせる。次に、ステップ１１８がユーザの数歩にわたる平均接地時間（
Ｔｃ）値（ＴｃＡｖｅｒａｇｅ）を計算し、ループ１０１におけるＴｃＳｕｍ値
とＴｃＳｔｅｐｓ値をゼロにリセットする。同様に、ステップ１２０は、平均空
中時間（Ｔａ）値（ＴａＡｖｅｒａｇｅ）を計算し、ループ１０１におけるＴａ
Ｓｕｍ値とＴａＳｔｅｐｓ値をゼロにリセットする。

【００５３】 ステップ１２２において、ユーザの歩数が計算されたＴｃＡｖｅｒａｇｅ値及
びＴａＡｖｅｒａｇｅ値に基いて（以下に述べるように）決定され、ユーザの総
歩数はループ１０１からのＳｔｅｐＣｏｕｎｔ値を２で乗じることによって計算
される。

【００５４】 次に、ステップ１２４において、ユーザの歩調が以下に述べるアルゴリズムに
従って計算され、ユーザが移動した距離は計算された歩調の値とこの歩調値が変
数として決定された期間の両方を用いる（以下に述べる）式に従って計算される
。このような距離の測定は、移動した総合距離を決定するため過去の距離の測定
値の累積であり得る。従って、この累積距離値は、ユーザがゼロの基準点から移
動した距離を測定できるようにユーザによってリセット可能である。

【００５５】 最後に、ステップ１２４における計算後、あるいは他の必要な計算が行われた
後に、ステップ１２６は、接地時間値（Ｔｃ）と空中時間値（Ｔａ）の更なる測
定のため連続ループ１０１へ割込みルーチン１１５を戻す。

【００５６】 図１２は、連続ループ１０１の低レベルのフローチャートを示している。図示
のように、（図１０に示される）高レベルのステップ１００は、５つの低レベル
のサブステップ１００Ａ〜１００Ｅを含んでいる。

【００５７】 ステップ１００Ａおよび１００Ｂにおいて、（ステップ１００Ｂにおいて）地
面に当たるユーザの足を表わす入力４６における電圧において負のスパイク事象
が検出されるまでマイクロ・コントローラ４０の入力４６および４８におけるア
ナログ電圧が（ステップ１００Ａにおいて）サンプルされる。実施の一形態によ
れば、入力４６における電圧が、略々レベル１２８（即ち、５ボルト・スケール
における約２．５ボルト）に止まるべき基準入力４８のレベルより低い（あり得
る２５６の個々の電圧レベルの内の）５０レベルより低く低下するまで入力４６
、４８におけるアナログ電圧がサンプルされる。５０レベルは、５ボルト・スケ
ールにおいて約０．９８ボルトに対応する。このようなサンプリングは、５００
サンプル／秒の速度で行われる。

【００５８】 入力４８における基準レベルは、増幅器回路などの温度変化により僅かに上下
方向に変動する。しかし、（温度の変動のような）外方要因により生じる入力４
８における基準レベルの変化がこれらの要因による入力４６における信号レベル
における変化に対応するので、ノード４６および４８における電圧間の差は加速
度計により生じる変動信号によってのみ影響を受けるはずであり、回路の動作条
件における変化によっては影響を受けない。

【００５９】 負のスパイク事象がステップ１００Ｂにおいていったん検出されると、空中時
間（Ｔａ）タイマは（ステップ１００Ｃにおいて）停止され、足接地時間（Ｔｃ
）タイマは（ステップ１００Ｄにおいて）始動される。空中時間（Ｔａ）タイマ
は、連続ループ・ルーチン１０１の前のループの間地面を離れるユーザの足を表
わす（以下に述べる）正のスパイク事象の検出に応答して始動される。このため
、空中時間（Ｔａ）タイマは、ステップ１００Ｃで停止したとき、ユーザの歩調
間の空中時間、即ちユーザの足が地面を最後に離れたとき（即ち、最後の正のス
パイク事象）と足が最後に地面に当たったとき（即ち、検出されたばかりの負の
スパイク事象）との間の期間の測定を行う。

【００６０】 更に、負のスパイク事象の検出に応答して、可変のＳｔｅｐＣｏｕｎｔ値が（
ステップ１００Ｅにおいて）１だけ増分される。この可変ＳｔｅｐＣｏｕｎｔ値
は、連続合計がトレーニング期間中にユーザの一方の足が行った歩数を正確に測
定するように、ユーザがトレーニング方式を開始するに先立ってリセットされる
。

【００６１】 可変ＳｔｅｐＣｏｕｎｔ値を（ステップ１００Ｅにおいて）更新した後、連続
ループ１０１が、図１０に示された高レベル・ルーチンの「ＦＩＦＯ平滑化」ス
テップ１００に含まれるステップ１０２Ａ〜１０２Ｅへ進む。ステップ１０２Ａ
〜１０２Ｅの間、空中時間の３つの最後の値、即ちメモリに記憶された３つの最
後の空中時間（Ｔａ）値が下記のように分析される。

【００６２】 最初に、ステップ１０２Ａにおいて、（ループ１０１の先の反復からの）３つ
の最近の空中時間（Ｔａ）値が（ステップ１００Ｃにおいて）新たに取得された
空中時間（Ｔａ）値を考慮に入れるようにシフトされる。特に、現在ある３番目
の最近の空中時間（Ｔａ）値が捨てられ、現在ある２番目の最近の空中時間（Ｔ
ａ）値が新たな３番目の最近の値となり、現在ある最初の最近の値が新たな２番
目の値となり、新たに取得された空中時間（Ｔａ）値が新たな最初の最近の空中
時間（Ｔａ）値となる。

【００６３】 次に、ステップ１０２Ｂおよび１０２Ｃにおいて、３つの最近の空中時間（Ｔ
ａ）値が（ステップ１０２Ａにおいてシフトされた後で）以下に述べるように比
較されて中途の空中時間（Ｔａ）値（即ち、２番目の最近の空中時間（Ｔａ）値
）が変則的であるように見えるかどうかを確認する。変則的な空中時間（Ｔａ）
の測定値（即ち、変則的な空中時間（Ｔａ）値）は、ユーザが歩行中に岩につま
ずいたり水や氷で滑るときに生じる。２番目の最近の空中時間（Ｔａ）値が誤っ
た測定の結果であるように見えるならば、（ステップ１０２Ｄにおいて）この値
は最初と３番目の最近の空中時間（Ｔａ）値の平均値で置換される。このため、
３番目の最近の空中時間（Ｔａ）値のみが（ステップ１０２Ｅに従って）全ての
将来の計算に用いられるので、変則的な２番目の最近の空中時間（Ｔａ）値の置
換は偶発的な変則的測定をフィルタ処理即ち平滑化するように働く。

【００６４】 特に、ステップ１０２Ｂにおいて、最初および３番目の最近の空中時間（Ｔａ
）値が比較される。これらの値が相互のある百分率以内に含まれるならば（例え
ば、最初の最近の空中時間（Ｔａ）値が３番目の最近の空中時間（Ｔａ）値より
５％大きいか小さければ）、ルーチンはステップ１０２Ｃへ進む。最初および３
番目の空中時間（Ｔａ）値が相互のある百分率以内になければ、ルーチンはステ
ップ１０２Ｅへ直接進む。即ち、最初および３番目の最近の空中時間（Ｔａ）の
測定値間の差が大きすぎるならば、ユーザがこれら２つの測定値間に速度を変え
たものと仮定され、このような状況における２番目の最近の空中時間（Ｔａ）値
をリセットすることは、最初および３番目の最近の空中時間（Ｔａ）の測定値が
類似するときに得た平滑化された値ではなく、不正確な空中時間（Ｔａ）値を結
果として生じがちとなる。

【００６５】 ステップ１０２Ｃに達すると、最初および２番目の最近の空中時間（Ｔａ）値
が比較される。最初の最近の空中時間（Ｔａ）値が２番目の最近の空中時間（Ｔ
ａ）値のある百分率以内になければ（例えば、最初の最近の空中時間（Ｔａ）値
が２番目の最近の空中時間（Ｔａ）値より５％大きいか小さければ）、（ステッ
プ１０２Ｄにおいて）２番目の最近の空中時間（Ｔａ）値が最初および３番目の
最近の空中時間（Ｔａ）値の平均値で置換され、これにより明らかに変則的な２
番目の最近の空中時間（Ｔａ）の測定値を排除する。

【００６６】 最後に、ステップ１０２Ｅによれば、空中時間（Ｔａ）の測定を含む全ての将
来の計算のため３番目の最近の空中時間（Ｔａ）値が用いられる。このため、こ
のような３番目の最近の空中時間（Ｔａ）値がループ１０１の前の反復における
２番目の最近の空中時間（Ｔａ）値であったため、この値は先のステップ１０２
Ｂおよび１０２Ｃにおいてなされた比較に基いて変則的であるように思われたな
らばこの反復中に「平滑化」されたものとする。

【００６７】 高レベルのステップ１０４（図１０に示された）は、サブステップ１０４Ａお
よび１０４Ｂを含む。図１２に示されるように、ステップ１０４Ａにおいて、ル
ープ１０１の過去の反復からの空中時間（Ｔａ）の測定値（ＴａＳｕｍ）の累計
がステップ１０２Ｅからの３番目の最近の空中時間（Ｔａ）値で更新されて、Ｔ
ａＳｕｍの更新値（即ち、ＴａＳｕｍ＝ＴａＳｕｍ＋Ｔａ）を得る。

【００６８】 次に、ステップ１０４Ｂにおいて、空中時間（Ｔａ）ステップ（ＴａＳｔｅｐ
ｓ）の数の連続合計が１だけ増分される（即ち、ＴａＳｔｅｐｓ＝ＴａＳｔｅｐ
ｓ＋１）。正のスパイク事象（以下に述べるステップ１０８Ｂにおいて識別され
た）の後に負のスパイク事象（ステップ１００Ｂにおいて識別された）が続くご
とに空中時間ステップが生じる。

【００６９】 ループ１０１のステップ１０６において、システムは、ステップ１０８Ａへ進
む前にある時間量だけ休止モードに置かれる。実施の一形態によれば、この休止
モードは、ユーザが最高速度（例えば、１２２ミリ秒（ｍｓ））で走行中に生じ
る最低の足接地時間（Ｔｃ）に等しい時間だけ続く。この休止期間は、以降の正
のスパイク事象として検出されたスパイク事象の直後の加速度計出力信号に生じ
るリンギングをマイクロ・コントローラが誤って識別することを防止するために
用いられる。更に、システムにおける電力を節減するため、休止期間中は回路に
おける非臨界成分に対する電力供給が低減されるか止められる。

【００７０】 ステップ１０６の休止期間後に、ループ１０１がステップ１０８Ａ〜１０８Ｅ
へ進み、これらステップが高レベルのステップ１０８（図１０に示される）を構
成する。ステップ１０８Ａおよび１０８Ｂにおいて、正のスパイク事象が（ステ
ップ１０８Ｂにおいて）地面を離れるユーザの足を表わす入力４６における電圧
において検出されるまでマイクロ・コントローラ４０の入力４６および４８にお
けるアナログ電圧が（ステップ１０８Ａにおいて）サンプルされる。実施の一形
態によれば、略々レベル１２８（即ち、５ボルトのスケールにおける約２．５ボ
ルト）に止まるべき基準入力４８のレベルよりも（あり得る２５６の個々の電圧
レベルの内の）１０レベル以上入力４６における電圧が上昇するまで、入力４６
および４８におけるアナログ電圧がサンプルされる。１０レベルは、５ボルトの
スケールにおける約０．２０ボルトに対応する。このようなサンプリングは、５
００サンプル／秒の速度で行われる。

【００７１】 正のスパイク事象がステップ１０８Ｂにおいて検出されると、足接地時間（Ｔ
ｃ）タイマが（ステップ１０８Ｃにおいて）停止され、足の空中時間（Ｔａ）タ
イマは（ステップ１０８Ｄにおいて）始動される。足接地時間（Ｔｃ）タイマは
、連続ループ・ルーチン１０１の前のループの間、（ステップ１００Ｂにおいて
）負のスパイク事象の検出に応答して（ステップ１００Ｄにおいて）始動される
ことになる。このため、足接地時間（Ｔｃ）タイマは、ステップ１０８Ｃにおい
て停止されたとき、ユーザの歩行中、即ちユーザの足が歩行中地面と物理的に接
触する期間中、ユーザの足接地時間の測定を行う。

【００７２】 ステップ１０８Ｅにおいて、足接地時間（Ｔｃ）タイマにより測定される時間
は、これが足接地時間の受入れ得る範囲内に該当するか否かを決定するために評
価される。測定された接地時間（Ｔｃ）値がこのような受入れ得る範囲内になけ
れば、ルーチンは別の負のスパイク事象の識別のためステップ１００Ａへ戻る。
実施の一形態によれば、足接地時間の受入れ得る範囲は１４０ないし９００ｍｓ
間にある。

【００７３】 測定された接地時間（Ｔｃ）値を（ステップ１０８Ｅにおいて）評価した後、
連続ループ１０１が、図１０に示された高レベル・ルーチンの「ＦＩＦＯ平滑化
」ステップ１１０に含まれるステップ１１０Ａ〜１１０Ｅへ進む。ステップ１１
０Ａ〜１１０Ｅにおいて、３つの最近の足接地時間値、即ちメモリに記憶された
３つの最近の接地時間（Ｔｃ）値が下記のように分析される。

【００７４】 最初に、ステップ１１０Ａにおいて、（ループ１０１の前の反復からの）３つ
の最近の接地時間（Ｔｃ）値が、（ステップ１０８Ｃにおいて）新たに取得され
た接地時間（Ｔｃ）値を考慮に入れるようにシフトされる。特に、現在の３番目
の最近の接地時間（Ｔｃ）値は捨てられ、現在の２番目の最近の接地時間（Ｔｃ
）値が新たな３番目の最近の値となり、現在の最初の最近の値が新たな最近の第
二の接地時間（Ｔｃ）値となり、新たに取得された接地時間（Ｔｃ）値が新たな
最初の最近の接地時間（Ｔｃ）値となる。

【００７５】 次に、ステップ１１０Ｂおよび１１０Ｃにおいて、３つの最近の接地時間（Ｔ
ｃ）値は、（ステップ１１０Ａにおいてシフトされた後）以下に述べるように、
中途の接地時間（Ｔｃ）値（即ち、２番目の最近の接地時間（Ｔｃ）値）が変則
的であるように見えるかどうかを確かめるため比較される。変則的な接地時間（
Ｔｃ）の測定値（すなわち、変則的な接地時間（Ｔｃ）値）は、例えば、ユーザ
が歩行中に岩につまずいたりあるいは水または氷で滑るときに生じる。２番目の
最近の接地時間（Ｔｃ）値が誤った測定の結果であるように見えるならば、（ス
テップ１１０Ｄにおいて）この値は最初および３番目の最近の接地時間（Ｔｃ）
値の平均値と置換される。このため、３番目の最近の接地時間（Ｔｃ）値のみが
（ステップ１１０Ｅにより）全ての将来の計算のため用いられるので、変則的な
２番目の最近の接地時間（Ｔｃ）値の置換が偶発的な変則的測定をフィルタ処理
あるいは平滑化を行うように働く。

【００７６】 特に、ステップ１１０Ｂにおいて、最初および３番目の最近の接地時間（Ｔｃ
）値が比較される。これらの値が相互のある百分率以内にあるならば（例えば、
最初の最近の接地時間（Ｔｃ）値が３番目の最近の接地時間（Ｔｃ）値より５％
大きいか小さければ）、ルーチンはステップ１１０Ｃへ進む。最初および３番目
の最近の接地時間（Ｔｃ）値が相互のある百分率以内になければ、ルーチンはス
テップ１１０Ｅへ直接進む。即ち、最初と３番目の最近の接地時間（Ｔｃ）の測
定間の差が大きすぎるならば、ユーザがこれら２つの測定間で歩調を変更したも
のとされ、最初と３番目の最近の接地時間（Ｔｃ）の測定が類似するときに得ら
れた平滑化された値ではなく、このような状況における２番目の最近の接地時間
（Ｔｃ）値のリセットが不正確な結果を生じがちである。

【００７７】 ステップ１１０Ｃに達すると、最初と２番目の最近の接地時間（Ｔｃ）値が比
較される。最初の最近の接地時間（Ｔｃ）値が２番目の最近の接地時間（Ｔｃ）
値のある百分率以内になければ（例えば、最初の最近の接地時間（Ｔｃ）値が２
番目の最近の接地時間（Ｔｃ）値より５％大きいか小さくなければ）、（ステッ
プ１１０Ｄにおいて）２番目の最近の接地時間（Ｔｃ）値が最初と３番目の最近
の接地時間（Ｔｃ）値の平均値で置換され、これにより明らかに変則的な２番目
の最近の接地時間（Ｔｃ）の測定を排除する。

【００７８】 最後に、ステップ１１０Ｅによれば、３番目の最近の接地時間（Ｔｃ）値が、
足接地時間（Ｔｃ）の測定を含む全ての将来の計算のため用いられる。このため
、このような３番目の最近の接地時間（Ｔｃ）値がループ１０１の前の繰返しに
おいて２番目の最近の接地時間（Ｔｃ）値であったため、この値は、先のステッ
プ１１０Ｂおよび１１０Ｃにおいてなされた比較に基いて変則的に見えたならば
、前記繰返しにおいて「平滑化」されることになる。

【００７９】 図１２には示されないが、測定された足接地時間はまた、ユーザにより行われ
た各歩みにおいてユーザの足がその「ゼロ位置」にある瞬間、即ちユーザの足の
底面がユーザが歩き、ジョギングしあるいは走っている地面に対して平行である
瞬間を決定するために用いることができる。このような瞬間は、例えば、ユーザ
の足が各歩みに対する測定された足接地時間における中間がゼロ位置（あるいは
、ある百分率の位置）にあると仮定することにより決定することもできる。

【００８０】 高レベルのステップ１１２（図１０に示された）は、サブステップ１１２Ａお
よび１１２Ｂを含んでいる。図１２に示されるように、ステップ１１２Ａにおい
て、ループ１０１の過去の繰返しからの接地時間（Ｔｃ）測定値累計（ＴｃＳｕ
ｍ）は、ステップ１１０Ｅからの３番目の最近の接地時間（Ｔｃ）測定値で置換
されて変数ＴｃＳｕｍの更新値（即ち、ＴｃＳｕｍ＝ＴｃＳｕｍ＋Ｔｃ）を得る
。

【００８１】 次に、ステップ１１２Ｂにおいて、足接地時間（Ｔｃ）ステップ数（ＴｃＳｔ
ｅｐｓ）の連続合計は１だけ増分される（即ち、ＴｃＳｔｅｐｓ＝ＴｃＳｔｅｐ
ｓ＋１）。足接地時間ステップ（ＴｃＳｔｅｐ）は、負のスパイク事象（ステッ
プ１００Ｂにおいて識別される）の後に先に述べた正のスパイク事象（ステップ
１０８Ｂにおいて識別）が続くたびに生じる。

【００８２】 ループ１０１のステップ１１４において、システムは、ステップ１００Ａへ戻
る前にある時間量だけ休止モードに置かれる。実施の一形態によれば、この休止
モードは、ユーザが最大速度で走っているときに生じる最小足接地時間（Ｔｃ）
に等しい時間（例えば、１２２ｍｓ）だけ継続する。このような休止期間は、マ
イクロ・コントローラが以降の負のスパイク事象として検出された正のスパイク
事象の直後の加速度計の出力信号に生じるリンギングを誤って識別することを防
止するために用いられる。更に、回路における必須でない構成要素に対する電力
供給は、システムにおける電力を節減するため休止期間中は低減されるか止めら
れる。

【００８３】 図１３は、割込みルーチン１１５の低レベルのフローチャートを示している。
先に述べたように、割込みルーチン１１５は、ループの多数の繰返しにより累積
されるデータ、例えば足接地時間および足揚上時間を評価し分析するように連続
ループ１０１に周期的に割込みを行う。割込みルーチン１１５は、所与の任意の
時間間隔で実行するようにプログラムされるが、有意データがルーチン１１５に
より分析され評価される前に有意データ（ｍｅａｎｉｎｇ ｄａｔａ）がループ
１０１により集められるように、２秒ごとに１回以上頻繁に実行しないことが望
ましい。

【００８４】 割込みルーチン１１５のステップ１１６は、当該ルーチンをして連続ループ１
０１に割込みさせる。次に、図１１における高レベルのステップ１１８を構成す
るステップ１１８Ａ〜１１８Ｄが、ユーザの幾つかのステップにわたる平均接地
時間（Ｔｃ）値（ＴｃＡｖｅｒａｇｅ）を計算し、ループ１０１のＴｃＳｕｍ値
およびＴｃＳｔｅｐｓ値をゼロへリセットする。特に、ステップ１１８Ａおよび
１１８Ｂはそれぞれ、ＴｃＳｔｅｐｓおよびＴｃＳｕｍのその時の値がそれぞれ
ゼロより大きいことを確認するためこれらの値を評価する。これは、マイクロ・
コントローラがゼロの値による除算を行うことを防止するために行われる。次に
、ステップ１１８Ｃにおいて、平均足接地時間値（ＴｃＡｖｅｒａｇｅ）が、Ｔ
ｃＳｔｅｐｓの値によりＴｃＳｕｍの値を除すことによって計算される（即ち、
ＴｃＡｖｅｒａｇｅ＝ＴｃＳｕｍ／ＴｃＳｔｅｐｓ 但し、「／」は除算演算子
である）。最後に、足接地時間の新規の測定が連続ループ１０１への戻り時に行
われるように、ＴｃＳｕｍ値とＴｃＳｔｅｐｓ値とが（ステップ１１８Ｄにおい
て）ゼロへリセットされる。

【００８５】 同様に、図１１における高レベルのステップ１２０を構成するステップ１２０
Ａ〜１２０Ｄが、ユーザの数ステップにわたる平均空中時間（Ｔａ）値（ＴａＡ
ｖｅｒａｇｅ）を計算して、ループ１０１においてＴａＳｕｍ値とＴａＳｔｅｐ
ｓ値とをゼロにリセットする。特に、ステップ１２０Ａおよび１２０Ｂは、その
時のＴａＳｔｅｐｓ値とＴａＳｕｍ値の各々がゼロより大きいことを確認するた
めこれらの値をそれぞれ評価する。次に、ステップ１２０Ｃにおいて、足揚上時
間の平均値（ＴａＡｖｅｒａｇｅ）が、ＴａＳｔｅｐｓ値によりＴａＳｕｍ値を
除すことにより計算される（即ち、ＴａＡｖｅｒａｇｅ＝ＴａＳｕｍ／ＴａＳｔ
ｅｐｓ）。最後に、ＴａＳｕｍ値とＴａＳｔｅｐｓ値とは、足揚上時間の新規の
測定が連続ループ１０１への戻り時に行われるように、（ステップ１２０Ｄにお
いて）ゼロにリセットされる。

【００８６】 図１１における高レベルのステップ１２２を構成するステップ１２２Ａ〜１２
２Ｃにおいて、ユーザのステップ頻度が計算されたＴｃＡｖｅｒａｇｅ値とＴａ
Ａｖｅｒａｇｅ値とに基いて決定され、ユーザの総ステップ数はループ１０１か
らのＳｔｅｐＣｏｕｎｔ値を２で乗じることにより計算される。特に、ステップ
１２２Ａは、その時のＴｃＡｖｅｒａｇｅ値がゼロより大きいことを確認するた
めこの値を評価する。これは、マイクロ・コントローラがゼロの値による除算を
行うことを防止するために行われる。次に、ステップ１２２Ｂにおいて、ユーザ
のステップ頻度が、平均揚上時間値（ＴａＡｖｅｒａｇｅ）と平均足接地時間値
を加えたものの逆数の２倍を用いることによって計算される（ＴｃＡｖｅｒａｇ
ｅ）（即ち、ステップ頻度＝２＊（１／（ＴａＡｖｅｒａｇｅ＋ＴｃＡｖｅｒａ
ｇｅ））但し、「＊」は乗算演算子である）。

【００８７】 次に、ステップ１２４Ａ〜１２４Ｅにおいて、ユーザの歩調（Ｐａｃｅ）が公
知のアルゴリズム（以下に述べる）に従って計算され、ユーザが移動した距離は
、ユーザが移動している速度と歩調が決定された時間期間（ｔｉｍｅ ｐｅｒｉ
ｏｄ）とを乗じることにより計算される。ユーザの速度（フィート／秒における
）は、量（５２８０／（ペース＊６０））に等しい。この距離の測定値は、移動
した総距離を決定する過去の距離の測定値の累計であり得る。従って、累計距離
の値は、ユーザがゼロの基準点から移動した距離を測定することができるように
ユーザによってリセットが可能である。

【００８８】 特に、ステップ１２４Ａにおいて、ステップ１１８Ｃにおいて計算された平均
足接地時間値（ＴｃＡｖｅｒａｇｅ）は、これが４００ｍｓより大きいかあるい
は小さいかを判定するために評価される。ＴｃＡｖｅｒａｇｅが４００ｍｓより
小さければ、変数「Ｓｌｏｐｅ」は（ステップ１２４Ｂにおいて）値２４へセッ
トされ、ＴｃＡｖｅｒａｇｅが４００ｍｓより大きければ、変数Ｓｌｏｐｅは（
ステップ１２４Ｃにおいて）値２８．５へセットされる。次に、ステップ１２４
Ｄにおいて、ユーザの歩調（Ｐａｃｅ）が、値ＴｃＡｖｅｒａｇｅを変数Ｓｌｏ
ｐｅで乗じることにより計算される（即ち、Ｐａｃｅ＝ＴｃＡｖｅｒａｇｅ＊Ｓ
ｌｏｐｅ）。

【００８９】 本発明は、測定された足接地時間に基いてユーザの歩調を求めるために少なく
とも２つの異なる式を用いるのが有利であることを発見した。即ち、ある値（例
えば、４００ｍｓ）より長い測定足接地時間については第２の式を用いるべきで
あるが、ある値（例えば、４００ｍｓ）より短い測定足接地時間についてはユー
ザの歩調を求めるのに第１の式を用いるべきである。

【００９０】 図１４において、発見された足接地時間（Ｔｃ）とユーザの歩調との間の関係
を示すグラフが提供される。図示のように、カーブ９０は個々の線分９０Ａ、９
０Ｂおよび９０Ｃを有する。線分９０Ａおよび９０Ｃは各々異なる勾配を有する
が、両者はゼロ［分／マイル］における共通のｙ切片値を共有している。ユーザ
の平均足接地時間は、ユーザが歩行中かジョギング中か走行中かの如何に拘わら
ず線分９０Ｂによりカバーされる範囲内に該当しない傾向があることが判った。
従って、線分９０Ａまたは９０Ｃの一方が、測定された足接地時間に基いてユー
ザの歩調を決定するのにつねに用いられる。図１４に示されるように、線分９０
Ａの勾配は２４である。この勾配は、平均測定足接地時間が線分９０Ａに妥当す
るとき、即ちＴｃＡｖｅｒａｇｅが４００ｍｓより小さいとき、（図１３のステ
ップ１２４Ｂにおいて）変数Ｓｌｏｐｅとして用いられる。同様に、線分９０Ｃ
の勾配は２８．５であり、この勾配は、平均測定足接地時間が線分９０Ｃに妥当
するとき、即ちＴｃＡｖｅｒａｇｅが４００ｍｓより大きいとき、（図１３のス
テップ１２４Ｃにおいて）変数Ｓｌｏｐｅとして用いられる。

【００９１】 再び図１３によれば、ステップ１２４Ｅにおいて、先に述べた如き移動中のユ
ーザが移動した距離（Ｄｉｓｔａｎｃｅ）は、式 Ｄｉｓｔａｎｃｅ＝（時間＊（５２８０／（Ｐａｃｅ＊６０））） を用いて計算され、但し、「時間」とは割込みルーチン１１５の割込み期間（例
えば、２秒以上）である。

【００９２】 最後に、ステップ１２４Ａ〜１２４Ｅにおける計算の後、および（または）他
の任意の計算が行われた後に、接地時間（Ｔｃ）値および空中時間（Ｔａ）値の
更なる測定のため、ステップ１２６は割込みルーチン１１５を連続ループ１０１
へ戻す。

【００９３】 ユーザの歩調、移動速度および移動距離の計算に加えて、代謝エネルギの消費
もまた、ユーザの測定された足接地時間に基いて計算される。足接地時間に基く
代謝エネルギ消費の測定の１つの手法については、参考のため本文に援用される
１９９４年４月１１日出願の係属中の米国特許出願第０８／２２５，８２０号に
おける発明の発明者の二人によって記載されている。

【００９４】 再び図１および図３に関して、実施の一形態によれば、先に述べたソフトウエ
ア・ルーチンで使用するために、ユーザが幾つかの変数またはパラメータを入力
することができる。これらの変数またはパラメータは、例えば、図１におけるユ
ーザ・インターフェース３２あるいは図３におけるユーザ・インターフェース５
８を介して入力することができる。本発明は完全に自己調整を意図したものであ
り理想的にはユーザ固有のデータの入力を必要とするものではないが、個々のユ
ーザに適合するようにあるパラメータおよび変数がユーザ調整可能であると考え
られる。例えば、（１）（図１２のステップ１０８Ｂおよび１００Ｂにおいてそ
れぞれ示される）正および負のスパイク事象に対する閾値が調整可能であり、（
２）図１２のステップ１０６および１１４の休止時間が調整可能であり、（３）
（図１４における）線分９０の各部分の勾配が調整可能であり、あるいは更に他
の線分を加えることができ、あるいは代替的な接地時間／歩調式をその代わりに
用いることができ、あるいは（４）図１２のステップ１０８Ｅで決定される足接
地時間（Ｔｃ）値の受入れ得る範囲を変更することができる。

【００９５】 このようなパラメータまたは変数は、システムへ予めプログラムされるデフォ
ルト値を持つことができ、このデフォルト値は、ユーザの身長、体重あるいは靴
の硬さなどの幾つかのユーザ固有の基準に従ってユーザにより調整することが可
能である。あるいはまた、前記パラメータまたは変数は、（ユーザが既知の距離
の移動を開始するとき、ならびにこれを終了するときにボタンを押すなどで）ユ
ーザによって入力される情報に基いて、ソフトウエアを介して自動的に調整する
ことが可能である。

【００９６】 本文では、本発明がその色々な機能を実施するため特定の加速度計や特定のマ
イクロ・コントローラを用いるように記述されたが、ハードワイヤド回路を含む
類似の機能を実施する任意の装置を本発明の意図された範囲から逸脱ことなく同
等に用いられることを理解すべきである。更に、高域通過フィルタ／増幅回路の
特定の実施の形態が本文において記載されるが、発明の範囲はこのような実施の
形態の特定の特性によって限定されるべきではない。更に、非常に特定的なソフ
トウエア・ルーチンが本文において記述されたが、かかるルーチンの特定の特性
もまた本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではない。

【００９７】 本発明の少なくとも１つの例示的な実施の形態を記述したが、当業者には、種
々の変更、修正および改善が容易に着想されよう。このような変更、修正および
改善は、本発明の趣旨ならびに範囲内に含まれるべきものである。従って、本文
の記述は例示に過ぎず、限定を意図するものではない。本発明は、頭書の請求の
範囲およびその相等内容において記載されるようにのみ限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が用いられるネットワークのブロック図である。

【図２】 本発明がユーザに対してどのように取付けられるかを示す図である。

【図３】 本発明が用いられるシステムのブロック図である。

【図４】 本発明による回路の実施の一形態のブロック図である。

【図５】 図４に示された回路の概略図である。

【図６】 ユーザが歩行中である期間における図５に示された回路の２つのノードにおけ
る信号を示す１対のグラフである。

【図７】 本発明による加速度計の増幅／除去された出力をユーザが歩行中における従来
技術の抵抗型センサを用いて得たデータと比較する１対のグラフである。

【図８】 ユーザが走行中である期間における図５に示された回路の２つのノードにおけ
る信号を示す１対のグラフである。

【図９】 本発明による加速度計の増幅／除去された出力をユーザが走行中である期間に
おける従来技術の抵抗型センサを用いて得たデータと比較する１対のグラフであ
る。

【図１０】 本発明による足接地時間を計測する方法の連続ループ部分の高レベルのフロー
図である。

【図１１】 本発明による足接地時間を計測する方法の割込み部分の高レベルのフロー図で
ある。

【図１２】 図１０に示された方法の連続ループ部分の更に詳細なフロー図である。

【図１３】 図１１に示された方法の割込み部分の更に詳細なフロー図である。

【図１４】 ユーザの足の平均計測足接地時間に基いてどのように移動中のユーザの歩幅が
決定されるかを示すグラフである。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年４月３日（２０００．４．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項４１】 地面に対する人間の足の運動を分析する装置であって、 足の底面上に配置されるように人間により支持され、人間が行った少なくとも
一歩の間の運動を表わす出力信号を生じるように構成され配置された運動センサ
と、 前記運動センサの出力信号を分析して少なくとも一歩の間に足が地面を離れる
少なくとも１つの瞬間を決定するように構成された、前記運動センサに結合され
これから出力信号を受取る信号処理装置と を含む装置。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年４月６日（２０００．４．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項４０】 地面に対する人間の足の運動を分析する装置であって、 人間により足の底面上に配置されるよう支持され、人間が行った少なくとも一
歩の間の加速度を表わす出力信号を生じるように構成され配置された加速度計と
、 前記加速度計に該加速度計からの出力信号を受け取るように結合されて、該加
速度計の出力信号を分析して少なくとも一歩の間に足が地面を離れる少なくとも
１つの瞬間を決定するように構成される信号処理回路と を備える装置。

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月２５日（２０００．１２．２５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 オリヴァー，スティーヴン・アール アメリカ合衆国マサチューセッツ州02703, アトルボロ，ベネフィット・ストリート 41 Ｆターム(参考） 2F085 AA05 CC10 FF13 GG11 GG23 GG24 GG25 4C038 VA12 VB14 VC20

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地面に対する足の動作を分析する方法であって、 （ａ）足が地面を離れる瞬間を決定するたの動作を検知するために圧縮力を必要
   としない運動検知装置の出力を用いるステップを含む方法。
2. 【請求項２】 （ｂ）運動検知装置を用いて足の加速度を検知し、前記運動
   検知装置の出力として足の加速度を表わす信号を生じるステップを更に含む方法
   であって、 前記ステップ（ａ）が、 （ａ１）信号を分析するように構成された信号処理回路へ前記運動検知装置
   からの信号を与えて足が地面を離れる瞬間を決定するステップを含む請求項１記
   載の方法。
3. 【請求項３】 前記運動検知装置が加速度検知方向を有し、前記ステップ（
   ｂ）が、前記運動検知装置の加速度検知方向が足の底面に対して垂直に向けられ
   ないように足に対して運動検知装置を方向付けすることを含む請求項２記載の方
   法。
4. 【請求項４】 前記ステップ（ｂ）が、前記運動検知装置の加速度検知方向
   が足の底面に対して実質的に垂直になるように該運動検知装置を足に対して方向
   付けすることを含む請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】 前記ステップ（ａ）が、 （ａ２）地面を離れる足を表わす信号における特性を識別するために前記信
   号処理回路を用いるステップを含む請求項２記載の方法。
6. 【請求項６】 前記ステップ（ａ２）が、地面を離れる足を表わす信号にお
   ける高レベルまたは低レベルを識別するために前記信号処理回路を用いるステッ
   プを含む請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 前記ステップ（ａ２）が、前記高レベルまたは低レベルの識
   別に先立ち信号を周波数フィルタ処理することを含む請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 前記ステップ（ａ２）が、前記高レベルまたは低レベルの識
   別に先立ち信号を周波数増幅処理することを含む請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 前記ステップ（ａ２）が、信号における特性の識別に先立ち
   高域通過周波数フィルタ処理することを含む請求項５記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記運動検知装置の出力を用いて足が地面と接触状態にな
    る瞬間を決定するステップ（ｂ）を更に含む請求項１記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記ステップ（ｂ）において決定された足が地面と接触状
    態になる瞬間と、前記ステップ（ａ）において決定された足が地面を離れる瞬間
    との間の時間差に基いて足接地時間を決定するステップ（ｃ）を更に含む請求項
    １０記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記ステップ（ｃ）が、前記ステップ（ａ）を実施するた
    め前記ステップ（ｂ）が実施された後に予め定めた期間だけ待つことを含む請求
    項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記ステップ（ａ）と（ｂ）と（ｃ）とを反復して複数の
    足接地時間を決定するステップ（ｄ）と、該ステップ（ｄ）において決定された
    複数の足接地時間を平均化して平均足接地時間を決定するステップ（ｅ）とを更
    に含む請求項１１記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記ステップ（ｄ）が、 受入れ得る足接地時間の予め定めた範囲内にない複数の足接地時間のいずれか
    を無視することを含む請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記ステップ（ｅ）において決定された平均足接地時間を
    用いて、ユーザが地面に対して運動している速度を決定するステップ（ｆ）を更
    に含む請求項１３記載の方法。
16. 【請求項１６】 前記ステップ（ｆ）が、 前記平均足接地時間が第１の時間量より短かければ、該平均足接地時間が係数
    である第１の式に従ってユーザが運動している速度を取得することと、 前記平均足接地時間が第２の時間量より長ければ、該平均足接地時間が係数で
    ある第２の式に従ってユーザが運動している速度を取得すること を含む請求項１５記載の方法。
17. 【請求項１７】 ユーザが移動中である時間間隔を測定するステップ（ｇ）
    と、 前記ステップ（ｆ）で決定されたユーザが運動している速度を前記ステップ（
    ｇ）において測定された時間間隔で乗じてユーザが運動した距離を決定するステ
    ップ（ｈ）と を更に含む請求項１５記載の方法。
18. 【請求項１８】 前記ステップ（ａ）と（ｂ）と（ｃ）を反復して、第１の
    最近の接地時間と第２の最近の接地時間と第３の最近の接地時間とを含む複数の
    最近の足接地時間をメモリに記憶するステップ（ｄ）と、 前記第１の最近の接地時間が前記第３の最近の接地時間より大きいか小さい第
    １の百分率範囲内にあり、は前記第１の最近の接地時間が前記第２の最近の接地
    時間より大きいか小さい第２の百分率範囲内になければ、前記第２の最近の接地
    時間を前記第１の最近の接地時間と前記第３の最近の接地時間との平均値にセッ
    トするステップ（ｅ）と を更に含む請求項１１記載の方法。
19. 【請求項１９】 前記ステップ（ａ）において決定された足が地面を離れる
    瞬間と、前記ステップ（ｂ）において決定された足が地面と接触状態になる瞬間
    との間の時間差に基いて足揚上時間を決定するステップ（ｃ）を更に含む請求項
    １０記載の方法。
20. 【請求項２０】 前記ステップ（ｂ）を実施するため前記ステップ（ａ）が
    実施された後の予め定めた期間だけ前記ステップ（ｃ）が待つことを含む請求項
    １９記載の方法。
21. 【請求項２１】 複数の足揚上時間を決定するため前記ステップ（ａ）と（
    ｂ）と（ｃ）とを反復するステップ（ｄ）と、 平均足揚上時間を決定するため前記ステップ（ｄ）で決定された複数の足揚上
    時間を平均化するステップ（ｅ）と を更に含む請求項１９記載の方法。
22. 【請求項２２】 第１の最近の揚上時間と第２の最近の揚上時間と第３の最
    近の揚上時間とを含む複数の最近の足揚上時間を決定してメモリに記憶するため
    前記ステップ（ａ）と（ｂ）と（ｃ）とを反復するステップ（ｄ）と、 前記第１の最近の揚上時間が前記第３の最近の揚上時間より大きいか小さい第
    １の百分率範囲内にあるか、該第１の最近の揚上時間が前記第２の最近の揚上時
    間より大きいか小さい第２の百分率範囲内にあるならば、前記第２の最近の揚上
    時間を前記第１の最近の揚上時間と前記第３の最近の揚上時間との平均値にセッ
    トするステップ（ｅ）と を更に含む請求項１９記載の方法。
23. 【請求項２３】 ユーザが地面に対して徒歩で運動している速度を決定する
    方法であって、 （ａ）移動中のユーザの足接地時間を決定するステップと、 （ｂ）前記足接地時間が第１の時間量より短かければ、該足接地時間が係数であ
    る第１の式に従ってユーザが運動している速度を取得するステップと、 （ｃ）前記足接地時間が前記第１の時間量より長い第２の時間量より長ければ、
    前記足接地時間が係数である第２の式に従ってユーザが運動している速度を取得
    するステップと を含む方法。
24. 【請求項２４】 地面に対する足の運動を分析する装置であって、 足の運動を表わす出力信号を生じるように構成され配置され、運動を検知する
    ため圧縮力を必要としない足に関して支持される運動検知装置と、 前記運動検知装置の出力信号を分析して足が地面を離れる少なくとも１つの瞬
    間を決定するよう構成された、前記運動検知装置に結合されてこれから出力信号
    を受取る信号処理回路と を備える装置。
25. 【請求項２５】 地面に対する足の運動を分析する請求項２４記載の装置に
    おいて、前記処理回路が、前記運動検知装置の出力信号を分析して、足が地面と
    接触する少なくとも１つの瞬間を決定するように構成された装置。
26. 【請求項２６】 地面に対する足の運動を分析する請求項２５記載の装置に
    おいて、前記処理回路が、前記運動検知装置の出力信号を分析して、足が地面と
    接触状態になる少なくとも１つの瞬間と、足が地面を離れた少なくとも１つの瞬
    間との間の時間差に基いて、少なくとも１つの歩幅で足が地面と接触した少なく
    とも１つの期間を決定するように構成された装置。
27. 【請求項２７】 地面に対する足の運動を分析する請求項２５記載の装置に
    おいて、前記処理回路が、前記運動検知装置の出力信号を分析して、足が地面を
    離れた少なくとも１つの瞬間と足が地面と接触した少なくとも１つの瞬間との間
    の時間差に基いて、足の歩幅間に足が地面と接触しなかった少なくとも１つの期
    間を決定するように構成された装置。
28. 【請求項２８】 地面に対する足の運動を分析する請求項２４記載の装置に
    おいて、前記処理回路が、前記運動検知装置の出力信号を分析して、足の歩幅間
    に足が地面と接触した期間を決定し、あるいは足の歩幅間に足が地面と接触しな
    かった期間を決定するように構成された装置。
29. 【請求項２９】 地面に対する足の運動を分析する請求項２４記載の装置に
    おいて、前記信号処理回路が、前記出力信号が分析される前に、前記運動検知装
    置の出力信号をフィルタ処理するように構成された高域通過フィルタを含む装置
    。
30. 【請求項３０】 地面に対する足の運動を分析する請求項２９記載の装置に
    おいて、前記信号処理回路が、前記出力信号が分析される前に、出力信号を増幅
    するように構成された増幅器を含む装置。
31. 【請求項３１】 前記運動検知装置が加速度計を含む請求項２４記載の装置
    。
32. 【請求項３２】 移動中のユーザが運動している速度を決定する装置であっ
    て、少なくとも１つの足接地時間に関する情報を受取るための処理回路を備え、
    該処理回路が、 少なくとも１つの足接地時間が第１の時間量より短かければ、前記少なくとも
    １つの足接地時間が係数である第１の式に従ってユーザが運動する速度を取得し
    、かつ 少なくとも１つの足接地時間が前記第１の時間量より大きい第２の時間量より
    長ければ、前記少なくとも１つの足接地時間が係数である第２の式に従ってユー
    ザが運動する速度を取得するように構成される装置。