JP2002336376A

JP2002336376A - 健康増進システム

Info

Publication number: JP2002336376A
Application number: JP2001144707A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sakaguchi; 貴司坂口; Mieko Osuga; 美恵子大須賀; Kazuo Hajima; 一夫羽島; Hirosuke Hirasawa; 宏祐平澤; Yoshihiro Miyake; 美博三宅
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】運動中のユーザの運動ピッチを考慮すること
により、楽に、かつ自然に、好ましい運動ピッチにユー
ザを誘導する。【解決手段】ユーザの運動を検出し、検出した運動に
対応するパルスを出力するセンサと、センサから前記パ
ルスを受け取り、前記パルスの時間間隔に応じてユーザ
の運動ピッチを計算するユーザピッチ計算部と、ユーザ
ピッチ計算部により計算された前記運動ピッチに基づい
て、タイミング信号を生成するタイミング生成部と、タ
イミング生成部により生成された前記タイミング信号に
基づいて、ユーザが識別可能なリズムを表現するリズム
発生部とを備えた健康増進システムを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、運動するユーザに
対して運動リズムを提供する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ユーザが運動する際に、運動するリズム
を提示する装置が知られている。例えば、特許公告公報
昭６１−９５３号には、ランニング中の運動者に基準ラ
ンニングペースを指示すると共に、その運動者の健康状
態を脈拍数を介して管理できるランニングペースメーカ
が開示されている。このランニングペースメーカは、計
測した脈拍数が設定上限値を超えた場合には出力ペース
音の周波数を減少し、設定下限値を下回った場合には出
力ペース音の周波数を増加する。これにより、運動者に
運動ペース（運動ピッチ）の増減を促し、心拍をある周
波数幅から外れないようにする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような装置は、運
動者の脈拍数に基づいてその運動ピッチを増減させるた
め、運動中のユーザの運動ピッチを考慮していない。し
たがって運動ピッチの誘導には強制感が伴うこととな
る。

【０００４】本発明の目的は、運動中のユーザの運動ピ
ッチを考慮することにより、楽に、かつ自然に、好まし
い運動ピッチにユーザを誘導することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の健康増進システ
ムは、ユーザの運動を検出し、検出した運動に対応する
パルスを出力するセンサと、センサから前記パルスを受
け取り、前記パルスの時間間隔に応じてユーザの運動ピ
ッチを計算するユーザピッチ計算部と、ユーザピッチ計
算部により計算された前記運動ピッチに基づいて、タイ
ミング信号を生成するタイミング生成部と、タイミング
生成部により生成された前記タイミング信号に基づい
て、ユーザが識別可能なリズムを表現するリズム発生部
とを備えており、これにより上記目的を達成できる。

【０００６】健康増進システムは、ユーザに固有の個体
データを入力する入力部と、ユーザの運動の内容、およ
び入力部から入力された前記個体データの少なくとも１
つに基づいて、ユーザが目標とする運動ピッチである目
標ピッチを計算する目標ピッチ計算部とをさらに備え、
タイミング生成部は、さらに、目標ピッチ計算部により
計算された前記目標ピッチに基づいて、前記タイミング
信号を生成してもよい。

【０００７】健康増進システムは、運動単位当たりの仕
事量を表す、ピッチ当たりの運動負荷を入力するピッチ
負荷入力部と、ピッチ負荷入力部から入力された前記ピ
ッチ当たりの運動負荷と、入力部から入力された前記個
体データに基づいて、ユーザが目標とする運動負荷であ
る目標負荷を計算する目標負荷計算部とをさらに備え、
目標ピッチ計算部は、ピッチ負荷入力部から入力された
前記ピッチ当たりの運動負荷と、目標負荷計算部で計算
された前記目標負荷とに基づいて前記目標ピッチを計算
してもよい。

【０００８】健康増進システムは、入力部から入力され
た前記個体データに基づいて、ユーザが目標とする運動
負荷である目標負荷を計算する目標負荷計算部と、運動
中のユーザの仕事量であるユーザ負荷を計測するするユ
ーザ負荷計測部と、目標負荷計算部により計算された前
記目標負荷と、ユーザ負荷計測部により計測された前記
ユーザ負荷とを比較し、比較結果に基づいて、ユーザが
目標とする運動ピッチである目標ピッチを計算する目標
ピッチ計算部とを備え、ユーザピッチ計算部は、さら
に、目標ピッチ計算部により計算された前記目標ピッチ
に基づいて、ユーザの前記運動ピッチを計算してもよ
い。

【０００９】ユーザピッチ計算部は、パルスを受け取る
たびに、最後に受け取ったパルスを含む連続した所定数
のパルスについて、受け取り時間の平均時間間隔を計算
し、計算した平均時間間隔に基づいてユーザの運動ピッ
チを計算してもよい。

【００１０】本発明の健康増進システムは、ユーザの運
動を検出し、検出した運動に対応するパルスを出力する
センサと、センサから前記パルスを受け取り、前記パル
スの時間間隔に応じてユーザの運動タイミングの位相を
計算するユーザ位相計算部と、ユーザに固有の個体デー
タを入力する入力部と、入力部に入力された前記個体デ
ータに基づいて、位相のずらし量を計算する位相ずらし
量計算部と、ユーザ位相計算部により計算された、前記
ユーザの運動タイミングの位相と、位相ずらし量計算部
により計算された、前記位相のずらし量とに基づいて、
タイミング信号を生成するタイミング生成部と、タイミ
ング生成部により生成された前記タイミング信号に基づ
いて、ユーザが識別可能なリズムを表現するリズム発生
部とを備えており、これにより上記目的が達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施の形態を説明する。

【００１２】（実施の形態１）図１は、実施の形態１に
よる健康増進システム１００の構成を示すブロック図で
ある。健康増進システム１００は、運動中のユーザの運
動ピッチと設定された目標運動ピッチとに基づいて、ユ
ーザの運動ピッチを目標運動ピッチに誘導するリズム刺
激を発生する。リズム刺激とは、ユーザが識別可能なリ
ズム、例えば、音、音楽、振動、点灯信号、映像等であ
る。ユーザはリズムに合わせて運動を行うことができ
る。図２は、ウォーキング中のユーザが健康増進システ
ム１００を装着した例を示す図である。本明細書では、
「ピッチ」という語は、速度、リズム、テンポ等を表す
「ペース」という語と同義であるとして説明する。ま
た、「運動」として、歩くこと（ウォーキング）を例に
説明する。よって「運動ピッチ」は、歩くペース（歩
速）、腕を振るペース等を表す。

【００１３】再び図１を参照して、健康増進システム１
００は、大きく、運動ステップセンサ１と、本体部９と
を含む。運動ステップセンサ１は、ユーザに装着され、
ユーザのウォーキング運動により生じた信号（例えば、
足の着地時の振動を検出した信号）を、タイミングパル
スとして本体部９に出力する。タイミングパルスは時系
列の複数のパルスである。

【００１４】一方、本体部９は、中央処理部（以下、
「ＣＰＵ」）２、メモリ３、入力部４、表示部５、目標
運動ピッチ計算部６と、リズム刺激発生タイミング計算
部７と、リズム刺激発生部８と、ユーザ運動ピッチ計算
部１０とを備える。ＣＰＵ２は、本体部９の各構成要素
の動作を制御する。メモリ３は、データを格納する格納
部の総称であり、例えば、一時的にデータを格納するラ
ンダムアクセスメモリ等の揮発性メモリ、健康増進シス
テム１００の動作のためのプログラム等を格納する読み
出し専用メモリ（ＲＯＭ）等の不揮発性メモリが含まれ
る。入力部４は、ユーザが種々の個体データを入力する
ボタン、スイッチ等である。ユーザが入力するデータ
は、自己の年齢、安静時脈拍数、性別等、ユーザに固有
のデータである。このようなデータは、メモリ３の揮発
性メモリに格納してもよいし、または、使用の度に設定
しなくてもよいように不揮発性メモリに格納してもよ
い。表示部５は液晶表示装置等であり、現在のユーザの
健康状態や、後述するリズム刺激の表示等に利用され
る。

【００１５】目標運動ピッチ計算部６は、その運動の内
容（目的、種類等）に応じて、ユーザが目標とすべき運
動ピッチを計算する。目標運動ピッチは、大きく、一般
に徐々にピッチを上げていくウォーミングアップ運動時
の運動ピッチ、ある程度の運動ピッチを保つメイン運動
時の運動ピッチ、徐々にピッチを下げていくクールダウ
ン運動時の運動ピッチに分けることができ、そのそれぞ
れは関数W d［ｎ］（ｎ：自然数）として表現できる。
例えばウォーキング運動のウォーミングアップ運動時に
は、１回目のタイミングパルスの計測では、目標運動ピ
ッチをＷｄ［１］＝８０歩／分とする。２分後の２回目
のタイミングパルスの計測では、目標運動ピッチをＷｄ
［２］＝９０歩／分とする。一方、クールダウン運動時
は、逆に徐々に減少する目標運動ピッチを設定すればよ
い。さらに幅広いユーザが利用するために、時間関数
も、年齢、安静時脈拍数、性別等に応じて変化するよう
に目標運動ピッチを設定することもできる。

【００１６】健康増進システム１００では、目標運動ピ
ッチW d［ｎ］の与え方次第で健康維持・増進、体力増
強、痩身などの効果を得ることができる。例えば、目標
運動ピッチをやや高めにすることにより、運動の負荷
（運動量）が高くなり体力の増強を図ることができる。
また、目標運動ピッチを一定値に設定することによっ
て、安定したリズム運動を実現することが可能となる。

【００１７】次にユーザ運動ピッチ計算部１０を説明す
る。ユーザ運動ピッチ計算部１０は、運動ステップセン
サ１からのタイミングパルスを受け取り、その周期（期
間）に応じてユーザの運動ピッチW［ｎ］（ｎ：自然
数）を計算する。ユーザ運動ピッチ計算部１０には、タ
イミングパルスの期間の計測のためにタイマ機能が備え
られている。例えば、１回目のユーザの運動ピッチはW
［１］＝７２歩／分、２回目のユーザの運動ピッチはW
［２］＝８４歩／分のように計算される。タイミングパ
ルスの受け取りは常時行ってもよいが、運動ペースの計
算は、常時行わなくともよく、所定の時間間隔（例え
ば、２分ごと）でもよい。

【００１８】リズム刺激発生タイミング計算部７は、目
標運動ピッチ計算部６およびユーザ運動ピッチ計算部１
０の各々の計算結果に基づいて、リズム刺激を発生する
タイミング信号を出力する。したがって、リズム刺激発
生タイミング計算部７は、ユーザ運動ピッチ計算部１０
が動作する時間間隔ごとに動作すればよい。これにより
リズム刺激発生タイミングも変化させることができる。
リズム刺激発生タイミング計算部７は、以下の（数１）
に基づいて、出力リズムの関数であるリズム刺激発生タ
イミング信号Ｖ［ｎ］を出力する。

【００１９】Ｖ［ｎ］=（１−ｋ）W［ｎ］+ｋWｄ［ｎ］（数１）数１において、W［ｎ］は上述のユーザ運動ピッチ、Ｗ
ｄ［ｎ］は目標運動ピッチ、定数ｋは０≦ｋ≦１の実
数、ｎは自然数である。数１は以下の数２に変形でき
る。

【００２０】Ｖ［ｎ］=ｋ（Wｄ［ｎ］―W［ｎ］）＋W［ｎ］（数２）数２から理解されるように、リズム刺激発生タイミング
信号Ｖ［ｎ］は、ユーザ運動ピッチW［ｎ］が目標運動
ピッチＷｄ［ｎ］よりも大きければ、その差をｋ倍した
値をユーザ運動ピッチW［ｎ］から減算することにな
る。一方、ユーザ運動ピッチW［ｎ］が目標運動ピッチ
Ｗｄ［ｎ］よりも小さければ、その差をｋ倍した値をユ
ーザ運動ピッチW［ｎ］に加算することになる。このよ
うに、数１および数２に示すように、ユーザ運動ピッチ
W［ｎ］を基準として、徐々に目標運動ピッチＷｄ
［ｎ］に近づくように出力リズムの信号を発生すること
で、ユーザは楽に自然に目標運動ピッチを達成すること
ができる。

【００２１】リズム刺激発生部８は、リズム刺激発生タ
イミング計算部７から出力されたリズム刺激発生タイミ
ング信号Ｖ［ｎ］に基づいて、リズム刺激を発生する。
上述のように、リズム刺激とはユーザが識別可能なリズ
ム、例えば、音、音楽、振動、点灯信号、映像等であ
る。なおリズム刺激が音、音楽等であればスピーカ（図
示せず）が利用され、振動であれば振動機構（図示せ
ず）が利用され、点灯信号、映像であれば、発光ダイオ
ード（図示せず）や表示部５等が用いられる。

【００２２】図３は、健康増進システム１００による目
標運動ピッチへの誘導処理を示すフローチャートであ
る。このフローを順次行うための制御は、ＣＰＵ２によ
り行われる。まず処理が開始されると、運動ステップセ
ンサ１（図１）は、運動のタイミングパルスを検出する
（ステップＳ３１）。次に、検出されたタイミングパル
スに基づいて、ユーザ運動ピッチ計算部１０（図１）は
ユーザの運動ピッチＷ［１］を計算する（ステップＳ３
２）。その後、目標運動ピッチ計算部６（図１）は、目
標運動ピッチＷｄ［１］を計算し、そのピッチを設定す
る（ステップＳ３３）。リズム刺激発生タイミング計算
部７（図１）は、得られたユーザの運動ピッチＷ［１］
と目標運動ピッチＷｄ［１］とに基づいて、数１により
リズム刺激の発生タイミングを計算し、リズム刺激発生
タイミング信号Ｖ［ｎ］を生成する（ステップＳ３
４）。最後に、リズム刺激発生部８（図１）は、リズム
刺激発生タイミング信号Ｖ［ｎ］による発生タイミング
で、リズム刺激を発生させる（ステップＳ３５）。以上
の説明では、第１回目（ｎ＝１）の動作を説明したが、
任意の回において同じ動作を行えばよい。ただし、第ｍ
回目から第（ｍ＋１）回目までは、生成された発生タイ
ミングに基づいてステップＳ３５を繰り返し行うことと
なる。以上の動作の結果、ユーザはリズム刺激に基づい
て運動することにより、楽に自然に目標運動ピッチを達
成できる。

【００２３】（実施の形態２）実施の形態２では、さら
に新たなパラメータを用いて、ユーザの運動ピッチを目
標運動ピッチに精度良く近づけることができる健康増進
システムを説明する。

【００２４】図４は、実施の形態２による健康増進シス
テム３００の構成を示すブロック図である。健康増進シ
ステム３００は、健康増進システム１００（図１）の各
構成要素と、さらにピッチ当たり運動負荷入力部１１
と、目標運動負荷計算部１２とを含む。健康増進システ
ム１００（図１）の各構成要素については、実施の形態
１で説明したので、その説明は省略する。なお、以下で
言及する「運動負荷」という語は、力および時間を用い
て求められる運動の仕事量を意味し、例えば、カロリー
（cal）で定量的に表すことができる。さらに以下で
は、「ピッチ当たりの運動負荷」という語にも言及す
る。これは、運動単位当たりの仕事量を表す。運動単位
とは、例えば、１歩、腕の１振りである。

【００２５】以下、ピッチ当たり運動負荷入力部１１お
よび目標運動負荷計算部１２を説明する。まずピッチ当
たり運動負荷入力部１１は、ユーザまたはトレーナー
が、ピッチ当たり運動負荷を入力するボタン、スイッチ
等である。ピッチ当たり運動負荷は、個人に応じて異な
るデータである。一方、目標運動負荷計算部１２は、入
力部４から入力されたデータ（例えば、年齢、安静時脈
拍数、性別）から、そのユーザに許容される、目標とし
て設定できる運動負荷（目標運動負荷）を計算する。目
標運動ピッチ計算部６は、ピッチ当たり運動負荷入力部
１１から入力されたピッチ当たり運動負荷と、目標運動
負荷計算部１２で計算された目標運動負荷とに基づい
て、目標運動ピッチを計算する。具体的には、Ｃｐ：ピ
ッチ当たり運動負荷（cal／ピッチ）、Ｃｉ：目標運動
負荷（cal／秒）としたとき、目標運動ピッチ（ピッチ
／秒）Ｗｄ＝Ｃｉ／Ｃｐとして得ることができる。目標
運動ピッチが計算されると、健康増進システム３００
は、ユーザ運動ピッチを計算し、この値を考慮しながら
計算したタイミングでリズム刺激を発生させることによ
って、ユーザ運動ピッチを目標運動ピッチに誘導する。
この詳しい説明は、実施の形態１と同じであるので省略
する。以上の結果、目標運動ピッチ・目標運動負荷をよ
り具体的な目標に精度良く近づけることができる。

【００２６】（実施の形態３）実施の形態３では、実際
にユーザの運動負荷を計測することにより、実施の形態
２と同等の効果を得ることができる健康増進システムを
説明する。

【００２７】図５は、実施の形態３による健康増進シス
テム４００の構成を示すブロック図である。健康増進シ
ステム４００は、健康増進システム１００（図１）の各
構成要素と、さらにユーザ運動負荷計測部１３と、目標
運動負荷計算部１２とを含む。健康増進システム１００
（図１）の各構成要素、および目標運動負荷計算部１２
については、実施の形態１および２で説明したので、そ
の説明は省略する。なお、「運動負荷」という語、およ
び「ピッチ当たりの運動負荷」という語の意味は、実施
の形態２で説明したとおりである。

【００２８】ユーザ運動負荷計測部１３は、運動中のユ
ーザの運動負荷を計測するための機器例えば、心拍セン
サである。目標運動ピッチ計算部６は、ユーザ運動負荷
計測部１３により計測された運動中のユーザの運動負荷
と、目標運動負荷計算部１２により計算された目標運動
負荷とを比較し、比較結果に基づいて、目標運動ピッチ
を計算する。具体的には、Ｃｕ：ユーザの運動負荷（ca
l／秒）、Ｃｉ：目標運動負荷（cal／秒）、ｋ：定数
（０≦ｋ≦１）としたとき、目標運動ピッチ（ピッチ／
秒）Ｗｄ＝（（１−ｋ）Ｃｕ＋ｋＣｉ）／Ｃｐとして得
ることができる。その後健康増進システム４００は、さ
らに、計算された目標運動ピッチに基づいてユーザ運動
ピッチを計算し、この値を考慮しながら計算したタイミ
ングでリズム刺激を発生させることによって、ユーザ運
動ピッチを目標運動ピッチに誘導する。この詳しい説明
は、実施の形態１と同じであるので省略する。以上の結
果、目標運動ピッチ・目標運動負荷をより具体的な目標
に精度良く近づけることができる。

【００２９】（実施の形態４）実施の形態４は、ユーザ
の運動ピッチのみに基づいてリズム刺激を発生させる健
康増進システムを説明する。

【００３０】図６は、実施の形態４による健康増進シス
テム５００の構成を示すブロック図である。健康増進シ
ステム５００は、健康増進システム１００（図１）の構
成要素から、目標運動ピッチ計算部６（図１）を省略し
て構成されている。その結果、リズム刺激発生タイミン
グ計算部７は、実施の形態１の計算と異なる計算を行う
ようにした。したがって、以下ではリズム刺激発生タイ
ミング計算部７を説明する。健康増進システム５００の
他の構成要素については、実施の形態１で説明したの
で、その説明は省略する。

【００３１】実施の形態４の健康増進システム５００に
おいて、リズム刺激発生タイミング計算部７は、リズム
刺激発生タイミング信号Ｖ［ｎ］＝ユーザ運動ピッチW
［ｎ］として、リズム刺激を発生させるためのタイミン
グ信号Ｖ［ｎ］を出力する。

【００３２】ここで留意すべきは、ユーザ運動ピッチW
［ｎ］には計測ノイズなどが混入することである。例え
ば、ウォーキング中のユーザが石などにつまづくと、ユ
ーザ運動ピッチW［ｎ］は一時的に高くなる。しかし、
これは一時的なものであり、実際の計測値とすべきでは
ない。そこで実施の形態４では、ユーザ運動ピッチ計算
部１０は、計測値そのものではなく移動平均値を利用し
てユーザ運動ピッチを計算する。

【００３３】以下、移動平均値を説明する。運動ステッ
プセンサ１からタイミングパルスをｐ個受け取ったとき
に、１番目からｐ番目のパルスの受信に要した時間をｐ
で除算する。すると、その１個のパルスの受け取りに要
した時間が得られる。これは一般的な平均値と同じであ
る。移動平均値は、次に２番目から（ｐ＋１）番目のパ
ルスの受け取りに要した時間をｐで除算して、次のｐ個
の平均を求めた値である。すなわち、最新の（ｐ＋１）
番目のパルスと、直前の（ｐ−１）個のパルス（２、
３、…、ｐ番目のパルス）とが利用される。一般化すれ
ば、移動平均値は、ｑ＝１、２、３、…と変化させたと
きの各ｑについて、ｑ番目のパルスから（ｐ＋ｑ）番目
のパルスまでの受け取り時間をｐで除算して得られた、
パルス１つ当たりの受け取り時間の平均値である。通常
の平均値は、１〜ｐ番目のパルス、（ｐ＋１）〜２ｐ番
目のパルスごとに計算した値である。したがって、パル
スを受け取るたびに、最後に受け取ったパルスを含む連
続した所定数のパルスについて、パルス受け取り時間の
平均時間間隔（移動平均値）を計算する方が、ユーザの
現在の、および、これまでの運動ピッチをより正確に反
映したリズムを生成できる。ユーザ運動ピッチが計算さ
れると、健康増進システム５００は、その値に基づいて
計算したタイミングでリズム刺激を発生させて、ユーザ
運動ピッチを目標運動ピッチに誘導する。これにより、
ユーザは自己の現在の運動ピッチに基づいて楽に自然に
目標運動ピッチを達成でき、気持ちよくリズム運動する
ことができる。

【００３４】（実施の形態５）実施の形態５は、実施の
形態４のユーザ運動ピッチに代えて、別のパラメータを
用いて、運動のタイミングをずらすようなリズム刺激を
発生させる健康増進システムを説明する。例えば、坂道
を上る運動か下る運動かというデータを入力しておく。
坂道を上る場合にはユーザの運動ピッチは遅くなるが、
その遅くなったユーザの運動ピッチを基準として、リズ
ム刺激の発生タイミングをやや早める。また、坂道を下
る場合にはユーザの運動ピッチは早くなるが、その早く
なったユーザの運動ピッチを基準として、リズム刺激の
発生タイミングをやや遅くする。これにより自然に運動
を促進または抑制でき、坂道の上り下りがしやすくな
る。すなわち、現在のユーザの運動ピッチおよびその運
動が行われている場所（坂道か否か）等に基づいて、ユ
ーザの次の運動ステップの発生タイミングを予想し、リ
ズム刺激の発生タイミングをそのタイミングから少しず
らして、運動しやすくできる。なお以下では、運動の
「タイミング」を関数の位相で表すことができる概念と
して捉え、運動ステップの「位相」として説明する。

【００３５】図７は、実施の形態５による健康増進シス
テム６００の構成を示すブロック図である。健康増進シ
ステム６００は、健康増進システム５００（図６）のユ
ーザ運動ピッチ計算部１０に代えて、運動ステップ位相
ずらし量計算部１４およびユーザ運動ステップ位相計算
部１５とを備えている。その結果、リズム刺激発生タイ
ミング計算部７は、実施の形態１の計算と異なる計算を
行うようにした。健康増進システム６００の他の構成要
素は、実施の形態１〜４までの構成要素と同じであるの
で、その説明は省略する。

【００３６】まず、ユーザまたはトレーナーは入力部４
等を用いて予め必要なデータを入力しておくとする。例
えば、坂道を上る運動か下る運動かというデータ、その
傾斜角度、ウオーミングアップ中、クールダウン中等の
データである。これらのデータは、メモリ３に格納され
る。

【００３７】運動ステップ位相ずらし量計算部１４は、
メモリ３に格納されたこれらのデータを読み出し、その
データに基づいてずらすべき位相の量（運動ステップ位
相ずらし量）を計算する。基準となるのは、現在のユー
ザの運動ピッチである。坂道を上っているときには、平
坦な道の運動時と比較してユーザの運動ピッチは遅くな
るが、その運動ピッチ、坂道の傾斜角度、ユーザの年齢
等に基づいて、正の運動ステップ位相ずらし量を出力す
る。すなわち遅くなったユーザの運動ピッチをやや早め
るようにする。逆に、坂道を下る運動の場合は、ユーザ
の運動ピッチは早くなるので、その運動ピッチ、坂道の
傾斜角度、ユーザの年齢等に基づいて、負の運動ステッ
プ位相ずらし量を出力する。すなわち早くなったユーザ
の運動ピッチをやや遅くするようにする。留意すべき
は、疲れているユーザに強制的に早くまたは遅く運動さ
せるように運動ピッチを変化させるのではないことであ
る。例えば、上り坂では無意識のうちに引っ張られるよ
うな状態で、少しづつ運動ピッチが早くなるようにすれ
ばよい。変化が大きすぎるとユーザが対応できず、結果
的にリズム刺激が無視されてしまうからである。

【００３８】ユーザ運動ステップ位相計算部１５は、運
動ステップセンサ１からのタイミングパルスに基づい
て、そのときの運動ステップの位相を計算する。例えば
ユーザ運動ステップ位相計算部１５が、平均してＴ秒間
隔（周波数ｆ）で運動ステップセンサ１から運動中のユ
ーザのタイミングパルスを受け取るとする。このとき、
時間をｔで表すと、ユーザの運動ステップの位相は、２
πｔ／Ｔ、換言すれば２πｆｔと表すことができる。こ
のとき、例えばユーザの運動ステップは、ｙ＝ｃｏｓ２
πｆｔと表され、リズム刺激の発生タイミング信号は、
ｙ＝１となるｔのときに与えられるとする。なお、タイ
ミングパルスを受け取る平均間隔は、実施の形態４で説
明した移動平均により求めてもよいし、所定数のパルス
ごとに計算してもよい。

【００３９】リズム刺激発生タイミング計算部７は、ユ
ーザ運動ステップ位相計算部１５が計算した平常時の位
相にずらすべき位相量を加算して、運動ステップ位相を
求め、リズム刺激の発生タイミング信号を出力する。運
動ステップ位相が進んでいると、リズム刺激の発生タイ
ミングは早くなる。運動ステップ位相が遅れていると、
リズム刺激の発生タイミングは遅くなる。例えば、坂道
を上る運動の場合、上述のように正の運動ステップ位相
ずらし量が生成される。ずらすべき位相量を２πα（α
＞０）とすると、運動ステップ位相は２π（ｆｔ＋α）
となる。この結果、ｙ＝２π（ｆｔ＋α）＝１となるｔ
は、α／ｆだけ早くなる。よって、リズム刺激の発生タ
イミングは平常時よりも早くなる。これにより、坂道で
遅くなった運動ピッチを早くできる。一方、ずらすべき
位相量が負の場合には、逆にリズム刺激の発生タイミン
グは遅くなる。すなわち運動ピッチが遅くなる。

【００４０】以上のような計算により、冒頭で述べたよ
うに、坂道を上る場合には遅くなったユーザの運動ピッ
チを早めるようにリズム刺激の発生タイミングを進め、
坂道を下る場合には早くなったユーザの運動ピッチを遅
くするようにリズム刺激の発生タイミングを遅らせて、
リズム刺激の発生タイミングを早めることができる。よ
って坂道を上りやすく、また下りやすくできる。またウ
オーミングアップ／クールダウン中に少し運動ステップ
位相を遅らせる、または進めると、運動ペースを徐々に
早く、または遅くできる。以上の結果、ユーザは非常に
運動がしやすくなる。

【００４１】

【発明の効果】ユーザの運動ピッチを計算し、ユーザ運
動ピッチに基づいて生成したタイミング信号によりリズ
ム刺激を発生させるので、ユーザは、楽に自然に運動で
きる。

【００４２】ユーザが目標とする運動ピッチである目標
ピッチを計算し、その目標ピッチに基づいて、タイミン
グ信号を生成する。徐々に目標ピッチに近づくように出
力リズムの信号を発生することで、ユーザは楽に自然に
目標ピッチを達成することができる。

【００４３】運動単位当たりの仕事量を表す、ピッチ当
たりの運動負荷と、ユーザが目標とする運動負荷である
目標負荷とに基づいて目標ピッチを計算するので、ユー
ザの運動ピッチを目標ピッチに精度良く近づけることが
できる。

【００４４】実際にユーザの運動負荷を計測して、それ
を考慮して目標ピッチを計算することにより、目標ピッ
チ・目標負荷を目標により精度良く近づけることができ
る。

【００４５】最も最近受け取ったパルスを含む、連続し
た所定数のパルスを受け取る平均時間間隔（移動平均）
に基づいてユーザの運動ピッチを計算するので、ユーザ
の現在の、および、これまでの運動ピッチをより正確に
反映したリズムを生成できる。よってユーザは自己の現
在の運動ピッチに基づいて楽に自然に目標運動ピッチを
達成でき、気持ちよくリズム運動することができる。

【００４６】ユーザの運動タイミングの位相を計算し、
また、その位相のずらし量を計算して、運動タイミング
の位相とずらし量とに基づいてリズム刺激を発生させ
る。したがって、例えば、坂道を上る場合にはリズム刺
激の発生タイミングを遅らせ、坂道を下る場合にはリズ
ム刺激の発生タイミングを早めることができる。よって
ユーザは非常に運動がしやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１による健康増進システムの構成
を示すブロック図である。

【図２】ウォーキング中のユーザが健康増進システム
を装着した例を示す図である。

【図３】健康増進システムによる目標運動ピッチへの
誘導処理を示すフローチャートである。

【図４】実施の形態２による健康増進システムの構成
を示すブロック図である。

【図５】実施の形態３による健康増進システムの構成
を示すブロック図である。

【図６】実施の形態４による健康増進システムの構成
を示すブロック図である。

【図７】実施の形態５による健康増進システムの構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１運動ステップセンサ、２ＣＰＵ、３メモ
リ、４入力部、５表示部、６目標運動ピッチ
計算部、７リズム刺激発生タイミング計算部、８
リズム刺激発生部、９本体部、１０ユーザ運
動ピッチ計算部、１００健康増進システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ａ６３Ｂ 69/00 Ａ６１Ｂ 5/10 ３１０ＡＧ０４Ｆ 10/04 5/02 ３２０Ｐ (72)発明者羽島一夫東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者平澤宏祐東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者三宅美博神奈川県横浜市緑区長津田町4259 Ｆターム(参考） 2F085 AA01 CC10 EE09 FF13 GG23 GG25 4C017 AA02 AA20 FF30 4C038 VA04 VA13 VB01 VC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ユーザの運動を検出し、検出した運動に
対応するパルスを出力するセンサと、センサから前記パルスを受け取り、前記パルスの時間間
隔に応じてユーザの運動ピッチを計算するユーザピッチ
計算部と、ユーザピッチ計算部により計算された前記運動ピッチに
基づいて、タイミング信号を生成するタイミング生成部
と、タイミング生成部により生成された前記タイミング信号
に基づいて、ユーザが識別可能なリズムを表現するリズ
ム発生部とを備えた、健康増進システム。
【請求項２】ユーザに固有の個体データを入力する入
力部と、ユーザの運動の内容、および入力部から入力された前記
個体データの少なくとも１つに基づいて、ユーザが目標
とする運動ピッチである目標ピッチを計算する目標ピッ
チ計算部とをさらに備え、タイミング生成部は、さら
に、目標ピッチ計算部により計算された前記目標ピッチ
に基づいて、前記タイミング信号を生成する、請求項１
に記載の健康増進システム。
【請求項３】運動単位当たりの仕事量を表す、ピッチ
当たりの運動負荷を入力するピッチ負荷入力部と、ピッチ負荷入力部から入力された前記ピッチ当たりの運
動負荷と、入力部から入力された前記個体データに基づ
いて、ユーザが目標とする運動負荷である目標負荷を計
算する目標負荷計算部とをさらに備え、目標ピッチ計算
部は、ピッチ負荷入力部から入力された前記ピッチ当た
りの運動負荷と、目標負荷計算部で計算された前記目標
負荷とに基づいて前記目標ピッチを計算する、請求項２
に記載の健康増進システム。
【請求項４】入力部から入力された前記個体データに
基づいて、ユーザが目標とする運動負荷である目標負荷
を計算する目標負荷計算部と、運動中のユーザの仕事量であるユーザ負荷を計測するす
るユーザ負荷計測部と、目標負荷計算部により計算された前記目標負荷と、ユー
ザ負荷計測部により計測された前記ユーザ負荷とを比較
し、比較結果に基づいて、ユーザが目標とする運動ピッ
チである目標ピッチを計算する目標ピッチ計算部とを備
え、ユーザピッチ計算部は、さらに、目標ピッチ計算部
により計算された前記目標ピッチに基づいて、ユーザの
前記運動ピッチを計算する、請求項１に記載の健康増進
システム。
【請求項５】ユーザピッチ計算部は、パルスを受け取
るたびに、最後に受け取ったパルスを含む連続した所定
数のパルスについて、受け取り時間の平均時間間隔を計
算し、計算した平均時間間隔に基づいてユーザの運動ピ
ッチを計算する、請求項１に記載の健康増進システム。
【請求項６】ユーザの運動を検出し、検出した運動に
対応するパルスを出力するセンサと、センサから前記パルスを受け取り、前記パルスの時間間
隔に応じてユーザの運動タイミングの位相を計算するユ
ーザ位相計算部と、ユーザに固有の個体データを入力する入力部と、入力部に入力された前記個体データに基づいて、位相の
ずらし量を計算する位相ずらし量計算部と、ユーザ位相計算部により計算された、前記ユーザの運動
タイミングの位相と、位相ずらし量計算部により計算さ
れた、前記位相のずらし量とに基づいて、タイミング信
号を生成するタイミング生成部と、タイミング生成部により生成された前記タイミング信号
に基づいて、ユーザが識別可能なリズムを表現するリズ
ム発生部とを備えた、健康増進システム。