JP2002085585A

JP2002085585A - トレーニング装置

Info

Publication number: JP2002085585A
Application number: JP2001210654A
Authority: JP
Inventors: Toshio Moriya; 敏夫森谷; Tsunehiro Inosaki; 恒博猪崎; Yasuhiro Shitan; 康裕士反
Original assignee: Konami Sports Life Corp
Current assignee: Konami Sports Club Co Ltd
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2002-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】心拍リズムの変動量を示す心拍ゆらぎを算出
し、心拍ゆらぎに基づいて、運動者の運動能力を評価す
ることができるトレーニング装置を提供する。【解決手段】運動者に運動を提供するトレーニング装置
であって、運動者の心拍状態を検出する検出部と、心拍
状態に基づいて、心拍リズムの変動量を示す心拍ゆらぎ
を算出する心拍ゆらぎ算出部と、心拍ゆらぎに基づい
て、運動者の運動能力を決定する運動能力決定部とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トレーニング装置
に関する。特に本発明は、心拍リズムの変動量を示す心
拍ゆらぎを算出し、心拍ゆらぎに基づいて、運動者の運
動能力を評価することができるトレーニング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】有酸素運動と無酸素運動というふたつの
代謝過程を区分する臨界点を無酸素性作業閾値（以下、
「ＡＴポイント」という。）と呼び、持久性能力等の運
動能力の指標として広く利用されている。

【０００３】従来のＡＴの測定方法には、呼気ガス分析
法が用いられている。この方法は、呼気ガス分析器に繋
がったマスクを装着した被験者に、エルゴメータの上で
所定量の運動を実施させ、その運動中に排出される被験
者の呼気ガス中の酸素と二酸化炭素の濃度を測定するこ
とによって、ＡＴを求める方法である。

【０００４】また、最大心拍数ＨＲｍａｘ（ｂｅａｔ／
ｍｉｎ）を、ＨＲｍａｘ（ｂｅａｔ／ｍｉｎ）＝２２０
−年齢、などの近似式で推定し、たとえばＨＲｍａｘの
７０％の心拍数を目標心拍数として運動負荷を決定し、
運動者に運動をさせていた。

【０００５】特公平７−３８８８５号公報（公告日平成
７年５月１日）では、時間とともに増加する負荷を生体
に与える過程で、それとともに増加する生体情報（心拍
数、血圧値、心拍数と血圧値との積であるダブルプロダ
クト値など）の変曲点が発生したときの負荷の値をその
生体におけるＡＴポイントでの負荷として測定する方法
が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、呼気ガ
ス分析用の装置は大型かつ高価であり、一般的には限ら
れた実験室でしか測定できないのが現状である。また、
呼気ガス収集のためにはマスクを装着しなければなら
ず、これが被験者にとって大きな負担となるという課題
がある。

【０００７】また、最大心拍数は、運動者の性別、年
齢、身長、体重、体脂肪率等の身体特性によって個人差
があるため、個々の運動者に適切な運動負荷を決定する
ことはできないという問題を生じていた。

【０００８】特公平７−３８８８５号公報の測定方法で
は、生体情報（心拍数、血圧値、心拍数と血圧値との積
であるダブルプロダクト値など）の測定値の変曲点をＡ
Ｔポイントとして検出するため、生体情報に含まれるノ
イズによって変曲点を見つけ出し難い場合が多い。

【０００９】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできるトレーニング装置を提供することを目的とす
る。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の
特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発
明の更なる有利な具体例を規定する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第１の形
態によると、運動者に運動を提供するトレーニング装置
であって、運動者の心拍状態を検出する検出部と、心拍
状態に基づいて、心拍リズムの変動量を示す心拍ゆらぎ
を算出する心拍ゆらぎ算出部と、心拍ゆらぎに基づい
て、運動者の運動能力を決定する運動能力決定部とを備
える。

【００１１】心拍ゆらぎ算出部が算出した心拍ゆらぎの
履歴を格納する記憶部をさらに備えてもよい。記憶部
は、心拍ゆらぎの所定値を格納し、運動能力決定部は、
心拍ゆらぎを所定値と比較し、運動者の運動能力を決定
してもよい。所定値は、運動者の年齢、性別、および身
体特性の少なくともひとつによって決まる値であっても
よい。

【００１２】運動能力決定部は、心拍ゆらぎが所定値以
下である場合に、運動者に与えられた運動強度に基づい
て、運動者の運動能力を決定してもよい。

【００１３】記憶部が格納する心拍ゆらぎの履歴に基づ
いて、運動能力決定部は、心拍ゆらぎが経過時間に対し
てほぼ一定である場合に、運動者に与えられた運動強度
に基づいて、運動者の運動能力を決定してもよい。

【００１４】記憶部が格納する心拍ゆらぎの履歴に基づ
いて、所定時間が経過した後における心拍ゆらぎの推測
値を求める心拍ゆらぎ推測部をさらに備え、記憶部は、
心拍ゆらぎの所定値を格納し、運動能力決定部は、心拍
ゆらぎの推測値を所定値と比較し、運動者の運動能力を
決定してもよい。

【００１５】運動能力決定部は、心拍ゆらぎの推測値が
所定値以下である場合に、運動者に与えられた運動強度
に基づいて、運動者の運動能力を決定してもよい。

【００１６】記憶部が格納する心拍ゆらぎの履歴に基づ
いて、所定時間が経過した後における心拍ゆらぎの推測
値を求める心拍ゆらぎ推測部をさらに備え、記憶部は、
心拍ゆらぎの推測値の履歴を格納し、記憶部が格納する
心拍ゆらぎの推測値の履歴に基づいて、運動能力決定部
は、心拍ゆらぎの推測値が経過時間に対してほぼ一定で
ある場合に、運動者に与えられた運動強度に基づいて、
運動者の運動能力を決定してもよい。

【００１７】運動能力に基づいて、運動者の身体情報を
算出する身体情報算出部と、身体情報算出部が算出した
身体情報を出力する出力部とをさらに備えてもよい。

【００１８】運動能力は、運動強度を含み、身体情報算
出部は、運動者の身体特性および運動強度に基づいて、
身体情報として、運動者の酸素摂取量を算出し、出力部
は、身体情報算出部が算出した運動者の酸素摂取量を出
力してもよい。

【００１９】出力部は、運動能力決定部が運動者の運動
能力を決定した場合に、検出部が検出した運動者の心拍
状態に基づいて、運動者の心拍数を出力してもよい。

【００２０】運動者に提供する運動の負荷を制御する負
荷制御部をさらに備えてもよい。運動能力決定部が決定
した運動者の運動能力に基づいて、運動者に適切な運動
の負荷を決定する負荷決定部をさらに備え、負荷制御部
は、負荷決定部が決定した運動の負荷に基づいて、負荷
を制御してもよい。

【００２１】負荷制御部は、所定の条件を満たすまで、
負荷を一定の割合で増加させ、所定の条件を満たした
ら、負荷決定部が決定した運動の負荷に基づいて、負荷
を制御してもよい。所定の条件は、運動能力決定部が運
動者の運動能力を決定することであってもよい。

【００２２】本発明の他の形態によると、運動者の運動
能力を測定する運動能力測定方法であって、運動者に運
動させた場合の心拍状態に基づいて、心拍リズムの変動
量を示す心拍ゆらぎを算出する心拍ゆらぎ算出段階と、
心拍ゆらぎに基づいて、運動者の運動能力を決定する運
動能力決定段階と、運動者の運動能力を出力する出力段
階とを備える。

【００２３】本発明の他の形態によると、運動者の運動
能力を測定するコンピュータ用プログラムを格納した記
録媒体であって、プログラムが、コンピュータに、運動
者の心拍状態のデータを入力させる入力モジュールと、
心拍状態のデータに基づいて、心拍リズムの変動量を示
す心拍ゆらぎを算出させる心拍ゆらぎ算出モジュール
と、心拍ゆらぎに基づいて、運動者の運動能力を決定さ
せる運動能力決定モジュールと、運動者の運動能力を出
力させる出力モジュールとを備える。

【００２４】なお上記の発明の概要は、本発明の必要な
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションも又発明となりうる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかか
る発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明
されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に
必須であるとは限らない。

【００２６】（第１の実施形態）図１は、本実施形態に
おけるトレーニング装置の外観の一例を示す図である。
本実施形態では、トレーニング装置の一例としてのバイ
クマシンについて説明する。トレーニング装置１０は、
室内のフロア等の所定の設置面に設置される箱形に形成
されたトレーニング機器本体１１を有する。トレーニン
グ機器本体１１に自転車と同様なペダル１２Ａおよびペ
ダル１２Ａを回転可能にする回転機構１２Ｂが設けられ
る。トレーニング機器本体１１の内部には、所定の回転
を行う回転部材を有する負荷部１３が収納されている。
負荷部１３は回転部材の回転運動に対して所定の負荷を
与えることができるようになっている。回転機構１２Ｂ
と負荷部１３の回転部材は接続されており、負荷部１３
が回転部材に与える負荷がペダル１２Ａの回転に対して
伝わるようになっている。

【００２７】トレーニング機器本体１１の前部側には、
棒状の支持部１５が上方に突設されている。支持部１５
には、ＩＣカードリーダ・ライタ２５が設けられ、支持
部１５の端部には出力部１６を構成する表示装置１７お
よびスピーカ１８が設けられている。表示装置１７の運
動者側には、操作部２２が配置され、操作部２２の周囲
にはパイプ枠等から形成されるハンドル１９が設けられ
ている。ハンドル１９には、運動者が手で握るためのグ
リップが設けられている。左右のグリップの内部には、
心拍状態センサー２１Ａが設けられている。心拍状態セ
ンサー２１Ａは、グリップを握った運動者の手を通して
心拍（脈拍）状態を検出する。

【００２８】また、トレーニング機器本体１１の内部に
は、記憶部２４、通信装置２６、および制御部２７が設
けられている。トレーニング機器本体１１の後部側の上
部には、シート１４が設けられている。

【００２９】図２は、本実施形態におけるトレーニング
装置の機能説明図である。トレーニング装置１０は、運
動者の運動状態を検出するための検出部２１と、画像の
表示および音声の出力を行うための出力部１６と、種々
の設定を行うための操作部２２と、運動に対して負荷を
与える負荷部１３と、ＩＣカードリーダ・ライタ２５
と、外部とのデータの送受信を行う通信装置２６と、種
々のプログラムやデータを格納する記憶部２４と、上記
各部を制御するとともに種々のデータ処理を行う制御部
２７とを有する。

【００３０】検出部２１は、運動者の心拍状態を検出し
て電気信号に変換する心拍状態センサー２１Ａと、検出
された電気信号をアナログ信号からコンピュータに取り
込みできるデジタル信号に変換するセンサー信号入力処
理部２１Ｂとを有している。

【００３１】操作部２２は、主に、運動者が運動に関す
る種々の設定を入力するための構成部であり、複数のボ
タン、例えば、画面のカーソルを左右上下に移動させる
カーソルキーや、スタート、ストップ、切換え、又は、
キャンセル等の指示を入力するためのボタン等を備え
る。また、操作部２２は、運動するために必要な種々の
条件や、当該トレーニング装置のメンテナンスにおける
指示入力を行うための構成であり、キーボード、タッチ
パネル或いはマウス等の入力装置を使用することができ
る。運動者はまた、操作部２２を利用して、運動者の性
別、年齢、身長、及び体重など身体特性を入力すること
ができる。

【００３２】出力部１６は、制御部２７から入力される
画像データに基づいた画像を表示する表示装置１７と、
制御部２７から入力される音声データに基づいた運動者
へのメッセージ、警報（アラーム）等を出力するスピー
カ１８とを有する。

【００３３】記憶部２４は、制御部２７による処理に使
用するプログラムやデータ等を格納するＲＯＭ２４Ａ
と、制御部２７による処理に使用される一時的なデータ
や出力データ等を格納するＲＡＭ２４Ｂとを有してい
る。記憶部２４が記憶するデータには、例えば、運動モ
ードに対応する設定の情報、出力部１６により表示され
る複数の画像データ、出力部１６により出力されるメッ
セージ或いは警告等の音声データ等がある。また、記憶
部２４は、検出部２１が検出する運動者の心拍数や、後
述する心拍ゆらぎ算出部２７０が算出する心拍ゆらぎの
履歴を格納する。記憶部２４のＲＡＭ２４Ｂは、後述の
ＡＴ決定部２７２がＡＴポイントを決定するときに利用
する基準心拍ゆらぎテーブル２８を格納する。

【００３４】負荷部１３は、後述するペダル１２Ａをこ
ぐ運動により回転する部位の回転に対して所定の負荷
（トルク）を発生する負荷装置１３Ａと、制御部２７か
ら出力される負荷データに基づいて負荷装置１３により
発生させる負荷を制御する負荷制御部１３Ｂとを有す
る。負荷装置１３Ａは、例えば、与える電流によって回
転トルクを変えることのできるパウダ・クラッチ、渦電
流を利用して回転トルクを変えることのできる渦電流制
動機、発電機、サーボモータ、回転する部位（ドラム）
とドラムに接するベルトとの摩擦力を利用して回転トル
クを変えることのできる任意の機構、或いは、磁石を有
し、当該磁石と回転部位との間の距離を変えることによ
り、回転部位へ与える回転トルクを変えることのできる
機構等を使用することができる。

【００３５】制御部２７は、出力処理部２７Ａと、演算
部２７Ｂと、負荷処理部２７Ｃとを有する。出力処理部
２７Ａは、表示装置１７へ画像データを出力する表示出
力処理と、スピーカ１８へ音声データを出力する音声出
力処理とを行う。出力処理部２７Ａによる表示出力処理
においては、運動に関する種々の設定を行うための画像
の画像データを出力部１６に出力する処理、運動中にお
ける画像の画像データを出力部１６に出力する処理、運
動終了後における運動の結果（評価）を示す画像の画像
データを出力部１６に出力する処理等が行われる。

【００３６】演算部２７Ｂは、検出部２１によって検出
される心拍状態に基づいて、運動者に適切な負荷レベル
や運動者の身体情報を算出する処理を行う。演算部２１
の動作は、図３において詳細に説明する。

【００３７】負荷処理部２７Ｃは、負荷部１３により発
生させる負荷を負荷部１３に出力する処理を行う。負荷
処理部２７Ｃは、演算部２８Ｂによって算出された負荷
レベル、または操作部２２により設定された負荷レベル
に対応する負荷を負荷部１３に出力する。

【００３８】ＩＣカードリーダ・ライタ２５は、ＩＣカ
ードに情報を記録するとともに、ＩＣカードに記録され
た情報を読みとる。ＩＣカードには、たとえばＩＣカー
ドを所有する運動者を識別する識別番号、運動者の年齢
および性別、運動者の過去の運動内容などが記録され
る。

【００３９】通信装置２６は、他のトレーニング装置、
ホストコンピュータ等の外部の装置と通信回線を介して
通信する。通信装置２６は、有線、無線あるいは衛星通
信等の任意の通信回線を用いるものであればよい。ま
た、通信装置２６は、モデム、ダイレクトバス、ＲＳ２
３２ＣあるいはＰＣカード等を介してデータを出力する
ようにしてもよい。

【００４０】図３は、本実施形態における演算部２７Ｂ
の機能説明図である。演算部２７Ｂは、心拍ゆらぎ算出
部２７０と、ＡＴ決定部２７２と、負荷決定部２７４
と、身体情報算出部２７６とを有する。心拍ゆらぎ算出
部２７０は、検出部２１によって検出された心拍状態に
基づいて、心拍リズムの変動量を表す心拍ゆらぎを算出
する。ＡＴ決定部２７２は、心拍ゆらぎ算出部２７０に
よって算出された心拍ゆらぎに基づいて、ＡＴポイント
を決定する。負荷決定部２７４は、ＡＴ決定部２７２に
よって決定されたＡＴポイントにおける運動の負荷（Ａ
Ｔワークレート）、つまり運動者に適切な運動の負荷を
決定し、出力処理部２７Ａおよび負荷処理部２７Ｃに送
信する。身体情報算出部２７６は、ＡＴ決定部２７２に
よって決定されたＡＴポイントにおける運動者の酸素摂
取量、心拍数などを算出し、出力処理部２７Ａに送信す
る。出力部１６の表示装置１７は、決定されたＡＴポイ
ントにおける運動者の酸素摂取量、心拍数、およびＡＴ
ワークレートを表示し、運動者に通知する。また、運動
者の酸素摂取量、心拍数、ＡＴワークレート等を、ＩＣ
カードリーダ・ライタ２５を介してＩＣカードに記録し
てもよいし、通信装置２６を介してネットワークに接続
されたサーバに格納してもよい。

【００４１】以下、図４および図５を用いて、ＡＴポイ
ントの決定方法を説明する。本実施形態のトレーニング
装置１０では、負荷部１３は、ＡＴポイントが決定する
までは段階的に負荷を増加し、ＡＴポイントが決定する
とＡＴワークレートに基づいて負荷を制御する。図４
は、時間経過に伴う心拍インターバルの差の変動を説明
する図である。横軸は運動時間、縦軸は心拍インターバ
ルの差である。ここでの心拍インターバルとは、ある心
拍から次の心拍までの時間であり、心拍インターバルの
差とは、ある心拍インターバルと次の心拍インターバル
との差の時間である。心拍ゆらぎ算出部２７０は、検出
部２１によってリアルタイムに検出される心拍状態に基
づいて、心拍インターバルの差をリアルタイムで算出す
る。そして、次式を用いて、心拍ゆらぎを算出する。

【００４２】心拍ゆらぎ（ｍｓ^２／ｂｅａｔ）＝（心拍
インターバルの差）^２また、複数の心拍における時間の差から心拍インターバ
ルの差を求めてもよい。たとえば、ある心拍から１０拍
目の心拍までの時間と、１０拍目から２０拍目の心拍ま
での時間の差（１０拍分の心拍インターバルの差）か
ら、次式を用いて、心拍ゆらぎを算出する。

【００４３】心拍ゆらぎ（ｍｓ^２／ｂｅａｔ）＝（１０拍分の心拍インターバルの差）^２／（１０拍）図５は、時間経過に伴う心拍ゆらぎの変動に基づいて、
ＡＴポイントを決定する方法を説明する図である。図５
（ａ）は、運動時間と心拍ゆらぎの関係を示すグラフを
示す。グラフの横軸は、運動時間、縦軸は、心拍ゆらぎ
を示す。このように、運動時間とともに心拍ゆらぎが変
化する。ＡＴ決定部２７２は、心拍ゆらぎの所定値、す
なわち基準心拍ゆらぎＳより小さくなるときの心拍揺ら
ぎの値をＡＴポイントとする。

【００４４】次に、図５（ｂ）を用いて、基準心拍ゆら
ぎＳについて説明する。

【００４５】図５（ｂ）は、記憶部２４に格納される基
準心拍ゆらぎテーブル２８のデータ構成を示す。

【００４６】基準心拍ゆらぎテーブル２８は、身体特性
フィールドと、基準心拍ゆらぎフィールドとを有する。
身体特性フィールドは、性別フィールドと、年齢フィー
ルドと、身長フィールドと、体重フィールドとを含む。

【００４７】性別フィールドは、対象となる運動者の性
別を格納する。年齢フィールドは、各性別毎に、運動者
の年齢を格納する。年齢フィールドは、２０歳、２１
歳、・・・と各年齢毎の行を有する。身長フィールド
は、運動者の身長を格納する。体重フィールドは、運動
者の体重を格納する。このように、基準心拍ゆらぎテ
ーブル２８は、運動者の身体特性と、心拍ゆらぎの所定
値、すなわち基準心拍ゆらぎを対応付けているので、Ａ
Ｔ決定部２７２は、基準ゆらぎテーブル２８において、
対象となる運動者に対応付けられている基準心拍ゆらぎ
Ｓに相当する運動時間をＡＴポイントとして定めること
ができる。

【００４８】例えば、基準心拍ゆらぎテーブル２８か
ら、男性、２０歳、身長１６８ｃｍ、体重５７ｋｇの運
動者の基準心拍ゆらぎは、Ｓ_１であることがわかる。従
って、ＡＴ決定部２７２は、この男性の心拍ゆらぎがＳ
_１になる運動時間をこの運動者のＡＴポイントと決定す
ることができる。

【００４９】なお、この場合、例えば、運動者から操作
部２２を介して、予め運動者の身体特性を入力してもら
う。ＡＴ決定部２７２は、操作部２２を介して受け取っ
た運動者の身体特性と、基準心拍ゆらぎテーブル２８と
を利用して、ＡＴポイントを決定する。

【００５０】他の例としては、基準心拍ゆらぎテーブル
２８は、これ以外の身体特性を基準心拍ゆらぎにさらに
対応付けてもよい。

【００５１】また他の例としては、基準心拍ゆらぎテー
ブル２８は、運動者の性別、年齢、体重、身長のうちい
ずれか１つと、基準心拍ゆらぎを対応付けてもよい。

【００５２】図５（ｃ）は、図５（ａ）と同様に、横軸
が運動時間、縦軸が心拍ゆらぎを示すグラフである。本
図を用いて、運動時間が経過し、心拍ゆらぎが一定にな
り始めたところをＡＴポイントとする方法について説明
する。本図に示すように、心拍数は、運動を始めたとき
に大きく揺らぐが、やがて、心拍ゆらぎは減衰し、一定
の値を示すようになる。本例におけるＡＴ決定部２７２
は、一定になったときの運動時間をＡＴポイントとして
決定する。

【００５３】また、他の例としては、運動者または指導
者が、操作部２２を利用して、心拍ゆらぎを設定しても
よい。この場合、ＡＴ決定部２７２は、操作部２２から
入力された心拍ゆらぎを利用して、ＡＴポイントを決定
する。

【００５４】図６は、本実施形態におけるトレーニング
装置の処理系の動作のフローチャートである。心拍ゆら
ぎが基準心拍ゆらぎより小さくなるときをＡＴポイント
とする場合について説明する。検出部２１がリアルタイ
ムで検出する運動者の心拍状態に基づいて、心拍ゆらぎ
算出部２７０は、心拍ゆらぎを算出する（Ｓ１００）。
ＡＴ決定部２７２は、記憶部２４に格納される基準心拍
ゆらぎテーブル２８を利用して、算出した心拍ゆらぎ
と、基準心拍ゆらぎを比較する（Ｓ１１０）。心拍ゆら
ぎ算出部２７０が算出した心拍ゆらぎが基準心拍ゆらぎ
以下になるまで、AT決定部２７２は、心拍ゆらぎの算出
および比較を繰り返す。算出された心拍ゆらぎが基準心
拍ゆらぎ以下になると、ＡＴ決定部２７２はＡＴポイン
トを決定する（Ｓ１２０）。負荷決定部２７４は、ＡＴ
決定部２７２によって決定されたＡＴポイントにおける
ＡＴワークレートを決定する（Ｓ１３０）。身体情報算
出部２７６は、ＡＴ決定部２７２によって決定されたＡ
Ｔポイントにおける運動者の酸素摂取量、心拍数を算出
する（Ｓ１４０）。決定されたＡＴワークレート、ＡＴ
酸素摂取量、およびＡＴ心拍数は、出力処理部２７Ａを
介して出力部１６に送信され、出力部１６の表示装置１
７は、図７に示すような画面を表示し（Ｓ１５０）、運
動者に身体情報を通知する。

【００５５】上記の説明では、トレーニング装置１０の
制御部２７が心拍ゆらぎ等の算出処理を行ったが、図８
に示すように、トレーニング装置１０を、ネットワーク
３０を介してサーバ４０と接続し、サーバ４０に算出処
理を実行させてもよい。また、トレーニング装置１０か
ら運動者の酸素摂取量、心拍数、ＡＴワークレート等を
サーバ４０に送信して、サーバ４０に格納してもよい。

【００５６】上記の説明では、ＡＴ決定部２７２は、心
拍ゆらぎ算出部２７０によって算出された心拍ゆらぎが
所定値より小さくなる場合、もしくは所定時間の間一定
になる場合、ＡＴポイントを決定した。しかし、心拍ゆ
らぎの時間経過による変動から、心拍ゆらぎの推測値を
算出し、心拍ゆらぎの推測値に基づいて、ＡＴポイント
を決定してもよい。図９は、時間経過に伴う心拍ゆらぎ
の推測値に基づいて、ＡＴポイントを決定する方法を説
明する図である。心拍ゆらぎ算出部２７０は、記憶部２
４が格納している心拍ゆらぎの履歴に基づいて、心拍ゆ
らぎの推測値を算出する。横軸は運動時間、縦軸は心拍
ゆらぎである。また、曲線３００は、心拍ゆらぎの推測
値である。図９（ａ）は、心拍ゆらぎの推測値が所定値
Ｓより小さくなるときをＡＴポイントとする場合であ
る。図９（ｂ）は、所定時間Ｔの間、心拍ゆらぎの推測
値が一定となると、一定になり始めたところをＡＴポイ
ントとする場合である。

【００５７】以上述べたように、本実施形態のトレーニ
ング装置によれば、心拍リズムの変動量を示す心拍ゆら
ぎに基づいてＡＴポイントを決定するため、個々の運動
者の身体特性に合った適切な運動強度を簡便に求めるこ
とができる。

【００５８】また、心拍リズムの変動量を示す心拍ゆら
ぎの時間変動に基づいてＡＴポイントを決定するため、
呼気ガスを分析することなく簡便にＡＴポイントを決定
することができ、さらに、心拍数や血圧値等の生体情報
に含まれるノイズに関係なくＡＴポイントを決定するこ
とができる。

【００５９】（第２の実施形態）第１の実施形態のトレ
ーニング装置は、汎用コンピュータで実現してもよい。
図１０は、汎用コンピュータ７００のハードウエア構成
を示すブロック図である。図１０において、コンピュー
タ７００は、ＣＰＵ７０２はＲＯＭ７０４およびＲＡＭ
７０６に格納されたプログラムに基づいて動作する。入
力装置７０８により、トレーニング装置の管理者がデー
タやコマンドを入力することができる。格納装置の一例
としてのハードディスクドライブ７１０は、設定情報お
よびＣＰＵ７０２が動作するプログラムを格納する。

【００６０】フロッピー（登録商標）ディスクドライブ
７１４はフロッピーディスク７２４からデータまたはプ
ログラムを読み取りＣＰＵ７０２に提供する。ＣＤ−Ｒ
ＯＭドライブ７１６はＣＤ−ＲＯＭ７２６からデータま
たはプログラムを読み取りＣＰＵ７０２に提供する。通
信インタフェース７１８は、インターネットに接続して
データを送受信する。データベースインタフェース７１
２は、各種データベース７２２と接続してデータベース
におけるデータを送受信する。さらにコンピュータ７０
０は、ディスプレイ７２８に接続するためのインタフェ
ースを備え、管理者はディスプレイ７２８によって稼働
状況を監視したり、設定情報を確認することができる。

【００６１】ＣＰＵ７０２が実行するソフトウエアは、
フロッピーディスク７２４またはＣＤ−ＲＯＭ７２６等
の記録媒体に格納されて利用者に提供される。記録媒体
に格納されたソフトウエアは圧縮されていても非圧縮で
あっても良い。ソフトウエアは記録媒体からハードディ
スクドライブ７１０にインストールされ、ＲＡＭ７０６
に読み出されてＣＰＵ７０２により実行される。

【００６２】記録媒体に格納されて提供されるソフトウ
エア、即ちハードデイスクドライブ７１０にインストー
ルされるソフトウェアの機能構成および動作は、第１の
実施形態のトレーニング装置の機能構成および動作と同
じであるから、説明を省略する。

【００６３】図１０に示した、記録媒体の一例としての
フロッピーディスク７２４またはＣＤ−ＲＯＭ７２６に
は、本出願で説明した実施形態に係るトレーニング装置
の動作の一部または全ての機能を格納することができ
る。

【００６４】これらのプログラムは記録媒体から直接Ｒ
ＡＭに読み出されて実行されても、一旦ハードディスク
ドライブにインストールされた後にＲＡＭに読み出され
て実行されても良い。更に、上記プログラムは単一の記
録媒体に格納されても複数の記録媒体に格納されても良
い。又、符号化した形態で格納されていても良い。

【００６５】記録媒体としては、フロッピーディスク、
ＣＤ−ＲＯＭの他にも、ＤＶＤ等の光学記録媒体、ＭＤ
等の磁気記録媒体、ＰＤ等の光磁気記録媒体、テープ媒
体、磁気記録媒体、ＩＣカードやミニチュアーカードな
どの半導体メモリー等を用いることができる。又、専用
通信ネットワークやインターネットに接続されたサーバ
システムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の格納
装置を記録媒体として使用し、通信網を介してプログラ
ムを本発明のトレーニング装置の実施形態であるコンピ
ュータ７００に提供しても良い。このような記録媒体
は、本発明の運行状況管理装置を製造するためのみに使
用されるものであり、そのような記録媒体の業としての
製造および販売等が本出願に基づく特許権の侵害を構成
することは明らかである。

【００６６】以上、本発明を実施の形態を用いて説明し
たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範
囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又
は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を
加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、
特許請求の範囲の記載から明らかである。

【００６７】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明の
トレーニング装置によれば、心拍リズムの変動量を示す
心拍ゆらぎを算出し、心拍ゆらぎに基づいて、運動者の
運動能力を評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態におけるトレーニング装置の
外観の一例を示す図である。

【図２】第１の実施形態におけるトレーニング装置の
機能説明図である。

【図３】第１の実施形態における演算部２７Ｂの機能
説明図である。

【図４】時間経過に伴う心拍インターバルの差の変動
を説明する図である。

【図５】時間経過に伴う心拍ゆらぎの変動に基づい
て、ＡＴポイントを決定する方法を説明する図である。

【図６】第１の実施形態におけるトレーニング装置の
処理系の動作のフローチャートである。

【図７】第１の実施形態におけるトレーニング装置の
表示装置１７の画面表示の一例を説明する図である。

【図８】第１の実施形態のトレーニング装置をネット
ワークと接続した構成を説明する図である。

【図９】時間経過に伴う心拍ゆらぎの推測値に基づい
て、ＡＴポイントを決定する方法を説明する図である。

【図１０】第２の実施形態における汎用コンピュータ
７００のハードウエア構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１３負荷部１３Ａ負荷装置１３Ｂ負荷制御部１６出力部１７表示装置２１検出部２１Ａ心拍状態センサー２１Ｂセンサー信号入力処理部２２操作部２４記憶部２５ＩＣカードリーダ・ライタ２６通信装置２７制御部２７Ａ出力処理部２７Ｂ演算部２７Ｃ負荷処理部２７０心拍ゆらぎ算出部２７２ＡＴ決定部２７４負荷決定部２７６身体情報算出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運動者に運動を提供するトレーニング装
置であって、前記運動者の心拍状態を検出する検出部と、前記心拍状態に基づいて、心拍リズムの変動量を示す心
拍ゆらぎを算出する心拍ゆらぎ算出部と、前記心拍ゆらぎに基づいて、前記運動者の運動能力を決
定する運動能力決定部とを備えることを特徴とするトレ
ーニング装置。
【請求項２】前記心拍ゆらぎ算出部が算出した前記心
拍ゆらぎの履歴を格納する記憶部をさらに備えることを
特徴とする請求項１に記載のトレーニング装置。
【請求項３】前記記憶部は、前記心拍ゆらぎの所定値
を格納し、前記運動能力決定部は、前記心拍ゆらぎを前
記所定値と比較し、前記運動者の前記運動能力を決定す
ることを特徴とする請求項２に記載のトレーニング装
置。
【請求項４】前記所定値は、前記運動者の年齢、性
別、および身体特性の少なくともひとつによって決まる
値であることを特徴とする請求項３に記載のトレーニン
グ装置。
【請求項５】前記運動能力決定部は、前記心拍ゆらぎ
が前記所定値以下である場合に、前記運動者に与えられ
た運動強度に基づいて、前記運動者の前記運動能力を決
定することを特徴とする請求項３に記載のトレーニング
装置。
【請求項６】前記記憶部が格納する前記心拍ゆらぎの
前記履歴に基づいて、前記運動能力決定部は、前記心拍
ゆらぎが経過時間に対してほぼ一定である場合に、前記
運動者に与えられた運動強度に基づいて、前記運動者の
前記運動能力を決定することを特徴とする請求項２に記
載のトレーニング装置。
【請求項７】前記記憶部が格納する前記心拍ゆらぎの
前記履歴に基づいて、所定時間が経過した後における前
記心拍ゆらぎの推測値を求める心拍ゆらぎ推測部をさら
に備え、前記記憶部は、前記心拍ゆらぎの所定値を格納
し、前記運動能力決定部は、前記心拍ゆらぎの前記推測
値を前記所定値と比較し、前記運動者の前記運動能力を
決定することを特徴とする請求項２に記載のトレーニン
グ装置。
【請求項８】前記運動能力決定部は、前記心拍ゆらぎ
の前記推測値が前記所定値以下である場合に、前記運動
者に与えられた運動強度に基づいて、前記運動者の前記
運動能力を決定することを特徴とする請求項７に記載の
トレーニング装置。
【請求項９】前記記憶部が格納する前記心拍ゆらぎの
前記履歴に基づいて、所定時間が経過した後における前
記心拍ゆらぎの推測値を求める心拍ゆらぎ推測部をさら
に備え、前記記憶部は、前記心拍ゆらぎの前記推測値の
履歴を格納し、前記記憶部が格納する前記心拍ゆらぎの
前記推測値の前記履歴に基づいて、前記運動能力決定部
は、前記心拍ゆらぎの前記推測値が経過時間に対してほ
ぼ一定である場合に、前記運動者に与えられた運動強度
に基づいて、前記運動者の前記運動能力を決定すること
を特徴とする請求項２に記載のトレーニング装置。
【請求項１０】前記運動能力に基づいて、前記運動者
の身体情報を算出する身体情報算出部と、前記身体情報
算出部が算出した前記身体情報を出力する出力部とをさ
らに備えることを特徴とする請求項１に記載のトレーニ
ング装置。
【請求項１１】前記運動能力は、運動強度を含み、前
記身体情報算出部は、前記運動者の身体特性および前記
運動強度に基づいて、前記身体情報として、前記運動者
の酸素摂取量を算出し、前記出力部は、前記身体情報算
出部が算出した前記運動者の前記酸素摂取量を出力する
ことを特徴とする請求項１０に記載のトレーニング装
置。
【請求項１２】前記出力部は、前記運動能力決定部が
前記運動者の前記運動能力を決定した場合に、前記検出
部が検出した前記運動者の前記心拍状態に基づいて、前
記運動者の心拍数を出力することを特徴とする請求項１
０に記載のトレーニング装置。
【請求項１３】前記運動者に提供する前記運動の負荷
を制御する負荷制御部をさらに備えることを特徴とする
請求項１に記載のトレーニング装置。
【請求項１４】前記運動能力決定部が決定した前記運
動者の前記運動能力に基づいて、前記運動者に適切な前
記運動の前記負荷を決定する負荷決定部をさらに備え、
前記負荷制御部は、前記負荷決定部が決定した前記運動
の前記負荷に基づいて、前記負荷を制御することを特徴
とする請求項１３に記載のトレーニング装置。
【請求項１５】前記負荷制御部は、所定の条件を満た
すまで、前記負荷を一定の割合で増加させ、前記所定の
条件を満たしたら、前記負荷決定部が決定した前記運動
の前記負荷に基づいて、前記負荷を制御することを特徴
とする請求項１４に記載のトレーニング装置。
【請求項１６】前記所定の条件は、前記運動能力決定
部が前記運動者の前記運動能力を決定することであるこ
とを特徴とする請求項１５に記載のトレーニング装置。
【請求項１７】運動者の運動能力を測定する運動能力
測定方法であって、前記運動者に運動させた場合の心拍状態に基づいて、心
拍リズムの変動量を示す心拍ゆらぎを算出する心拍ゆら
ぎ算出段階と、前記心拍ゆらぎに基づいて、前記運動者の運動能力を決
定する運動能力決定段階と、前記運動者の前記運動能力を出力する出力段階とを備え
ることを特徴とする運動能力測定方法。
【請求項１８】運動者の運動能力を測定するコンピュ
ータ用プログラムを格納した記録媒体であって、前記プ
ログラムが、前記コンピュータに、前記運動者の心拍状態のデータを入力させる入力モジュ
ールと、前記心拍状態の前記データに基づいて、心拍リズムの変
動量を示す心拍ゆらぎを算出させる心拍ゆらぎ算出モジ
ュールと、前記心拍ゆらぎに基づいて、前記運動者の運動能力を決
定させる運動能力決定モジュールと、前記運動者の前記運動能力を出力させる出力モジュール
とを備えることを特徴とするトレーニング装置。