JP2004081745A - Pitch meter, method for controlling pitch meter, wrist-watch type information processing apparatus, control program, and recording medium - Google Patents

Pitch meter, method for controlling pitch meter, wrist-watch type information processing apparatus, control program, and recording medium Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pitch meter which can measure a pitch even at both running and walking times and which does not need an external operation for switching condition setting between the cases of running and walking. <P>SOLUTION: A pitch arithmetic unit 560 frequency-analyzes an output of a body motion sensor 90, specifies a signal having the highest power as a reference wave for determining the pitch in a region corresponding to a predetermined frequency range based on the result of the frequency analysis, judges whether the reference wave corresponds to n-th harmonic wave (n: natural number) of the fundamental wave for the body motion or not, and obtains the pitch based on the result of the judgment. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピッチ計、ピッチ計の制御方法、腕時計型情報処理装置、制御プログラムおよび記録媒体に係り、特にユーザの走行時または歩行時に検出した体動信号から確実にピッチを求めるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ユーザの走行時または歩行時にピッチを計測するピッチ計では、内蔵している加速度センサ（体動センサ）などによって体動信号を検出し、この体動信号からピッチを求めている。
たとえば、図３９の上部に示す体動信号（アナログ信号）を増幅した後に、所定のしきい値ＴＨ１を用いてパルス変換すると、図３９の下部に示すパルス波形を有するパルス信号ＰＳが得られる。
しかしながら、上記従来の方法によれば、たとえば、図４０に示すように、ノイズが混入したり、動作方向とセンサの感度方向が不一致してしまった場合のように、足の動きに応じてきれいに体動信号が出力されない場合には、ピッチの算出結果の誤差が大きくなってしまうという問題点があった。
より具体的には、本来カウントしたいポイント（図４０中、矢印で示すタイミング）に対し、ノイズが混入したポイントＥでは、パルスが誤ってカウントされてしまい、実際のピッチに対して算出したピッチが大きくなることとなる。逆に、体動信号の信号レベルが低いポイントＮＣでは、パルスがカウントされなくなり、実際のピッチに対して算出したピッチが小さくなることとなる。
【０００３】
そこで、図４１に示すように、パルス信号ＰＳのパルス数をカウントする際に、マスク信号ＭＳによりマスク時間を設定することによって、パルスを２発単位でカウントし、検出精度を上げる方法が提案されている。
たとえば、走行時のピッチは、期間Ｔ１〜Ｔ２に示すように、通常、１５０回／分〜２００回／分であり、パルス周期ＴＰ１＝０．４秒〜０．３秒であることから、マスク時間ＴＭ＝を０．５秒に設定することにより、パルス周期が０．８秒〜０．６秒のパルスとしてカウントすれば、パルスを２発単位でカウントすることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のピッチ計では、走行時のピッチに合わせてマスク時間を設定しているため、歩行時のピッチを計測できないという問題点がある。すなわち、歩行時では、図３７中に期間Ｔ３〜Ｔ４で示すように、パルス周期ＴＰ２＝０．６秒〜０．４秒になるため、マスク時間ＴＭ＝０．５秒に設定すると、ピッチが１００回／分のときには、１発目のパルスＰＬ１をカウントしてしまい、ピッチを誤表示してしまう。
そこで、従来のピッチ計で走行時及び歩行時のいずれのピッチをも計測しようとすると、走る場合と歩く場合とでマスク時間の設定を切り換えるべくユーザが外部操作を行う必要があり、使い勝手が悪くなってしまうという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、走行時および歩行時を区別することなく正確にピッチを計測できるとともに、ユーザの手間を低減することが可能なピッチ計、ピッチ計の制御方法、腕時計型情報機器、制御プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、体動センサから検出した体動に対応する出力信号が入力されるピッチ計は、前記体動センサの出力に対し周波数分析を行う周波数分析部と、前記周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定する基準波特定部と、前記基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別し、当該判別の結果に基づいて、前記ピッチを求めるピッチ演算部と、を備えたことを特徴としている。上記構成によれば、周波数分析部は、体動センサの出力に対し周波数分析を行う。
基準波特定部は、周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定する。
これにより、高調波判別部は、基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別し、当該判別の結果に基づいて、ピッチを求める。
【０００６】
この場合において、前記高調波判別部は、前記基準波の周波数のＸ／Ｙ（Ｘ、Ｙは自然数、かつ、Ｘ≠Ｙ）倍の周波数における信号の有無および信号のパワーに基づいて前記第ｎ高調波を判別するようにしてもよい。
また、前記高調波判別部は、所定のピッチ下限設定値に相当する下限設定周波数および前記基準波の周波数に基づいて前記第ｎ高調波の候補となりえるｎの値の範囲を設定する候補設定部を備えるようにしてもよい。
さらに、前記高調波判別部は、前記第ｎ高調波の判別に際し、判別対象の周波数範囲として、前記下限設定周波数および前記下限設定周波数の２倍の周波数で規定される周波数範囲を設定するようにしてもよい。
さらにまた、前記体動センサの出力値に基づいて前記下限設定周波数を変更する下限設定周波数変更部を備えるようにしてもよい。
また、前記下限設定周波数変更部は、前記体動センサの出力値が所定のしきい値を超えた場合に、前記下限設定周波数を２倍の値に設定するようにしてもよい。
【０００７】
また、体動を検出する体動センサの出力に基づいてピッチを算出するピッチ計の制御方法は、前記体動センサの出力に対し周波数分析を行う周波数分析過程と、前記周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定する基準波特定過程と、前記基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別する高調波判別過程と、当該判別の結果に基づいて、前記ピッチを求めるピッチ演算過程と、を備えたことを特徴としている。
この場合において、前記高調波判別過程は、前記基準波の周波数のＸ／Ｙ（Ｘ、Ｙは自然数、かつ、Ｘ≠Ｙ）倍の周波数における信号の有無および信号のパワーに基づいて前記第ｎ高調波を判別するようにしてもよい。
【０００８】
また、前記高調波判別過程は、所定のピッチ下限設定値に相当する下限設定周波数および前記基準波の周波数に基づいて前記第ｎ高調波の候補となりえるｎの値の範囲を設定する候補設定過程を備えるようにしてもよい。
さらに、前記高調波判別過程は、前記第ｎ高調波の判別に際し、判別対象の周波数範囲として、前記下限設定周波数および前記下限設定周波数の２倍の周波数で規定される周波数範囲を設定するようにしてもよい。
さらにまた、前記体動センサの出力値に基づいて前記下限設定周波数を変更する下限設定周波数変更過程を備えるようにしてもよい。
また、前記下限設定周波数変更過程は、前記体動センサの出力値が所定のしきい値を超えた場合に、前記下限設定周波数を２倍の値に設定するようにしてもよい。
【０００９】
また、腕時計型情報処理装置は、体動を検出する体動センサと、前記体動センサの出力に対し周波数分析を行う周波数分析部と、前記周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定する基準波特定部と、前記基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別する高調波判別部と、当該判別の結果に基づいて、前記ピッチを求めるピッチ演算部と、を備えたことを特徴としている。
この場合において、前記高調波判別部は、前記基準波の周波数のＸ／Ｙ（Ｘ、Ｙは自然数、かつ、Ｘ≠Ｙ）倍の周波数における信号の有無および信号のパワーに基づいて前記第ｎ高調波を判別するようにしてもよい。
また、前記高調波判別部は、所定のピッチ下限設定値に相当する下限設定周波数および前記基準波の周波数に基づいて前記第ｎ高調波の候補となりえるｎの値の範囲を設定する候補設定部を備えるようにしてもよい。
【００１０】
さらに、前記高調波判別部は、前記第ｎ高調波の判別に際し、判別対象の周波数範囲として、前記下限設定周波数および前記下限設定周波数の２倍の周波数で規定される周波数範囲を設定するようにしてもよい。
さらにまた、前記体動センサの出力値に基づいて前記下限設定周波数を変更する下限設定周波数変更部を備えるようにしてもよい。
また、前記下限設定周波数変更部は、前記体動センサの出力値が所定のしきい値を超えた場合に、前記下限設定周波数を２倍の値に設定するようにしてもよい。
また、体動を検出する体動センサの出力に基づいてピッチを算出するピッチ計をコンピュータにより制御するための制御プログラムは、前記体動センサの出力に対し周波数分析を行わせ、前記周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定させ、前記基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別させ、当該判別の結果に基づいて、前記ピッチを求めさせることを特徴としている。
【００１１】
この場合において、前記基準波の周波数のＸ／Ｙ（Ｘ、Ｙは自然数、かつ、Ｘ≠Ｙ）倍の周波数における信号の有無および信号のパワーに基づいて前記第ｎ高調波を判別させることを特徴とする制御プログラム。
また、所定のピッチ下限設定値に相当する下限設定周波数および前記基準波の周波数に基づいて前記第ｎ高調波の候補となりえるｎの値の範囲を設定させるようにしてもよい。
さらに、前記第ｎ高調波の判別に際し、前記所定の周波数範囲として、前記下限設定周波数および前記下限設定周波数の２倍の周波数で規定される周波数範囲を設定させるようにしてもよい。
さらにまた、前記体動センサの出力値に基づいて前記下限設定周波数を変更させるようにしてもよい。
また、前記下限設定周波数変更過程は、前記体動センサの出力値が所定のしきい値を超えた場合に、前記下限設定周波数を２倍の値に設定させるようにしてもよい。
【００１２】
また、　体動を検出する体動センサの出力に基づいてピッチを算出するピッチ計をコンピュータにより制御するための制御プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体は、前記体動センサの出力に対し周波数分析を行わせ、前記周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定させ、前記基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別させ、当該判別の結果に基づいて、前記ピッチを求めさせる、ための制御プログラムを記録したことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態の腕時計型情報機器（ピッチ計）の構成を示す説明図である。
腕時計型情報機器１は、大別すると、腕時計構造を有する装置本体１０と、この装置本体１０に接続されるケーブル２０と、このケーブル２０の先端側に設けられた脈波検出用センサユニット３０とを備えて構成されている。
ケーブル２０の先端側にはコネクタピース８０が構成されている。このコネクタピース８０は、装置本体１０の６時の側に構成されているコネクタ部７０に対して着脱自在に構成されている。
装置本体１０には、腕時計における１２時方向から腕に巻きついてその６時方向で固定されるリストバンド１２が設けられている。このリストバンド１２によって、装置本体１０は、腕に着脱自在に装着される。
【００１４】
図２は、腕時計型情報機器のセンサユニット３０近傍の断面図である。
脈波検出用センサユニット３０は、センサ固定用バンド４０によって遮光された状態で人差し指の根元から指関節までの間に装着されている。このように、脈波検出用センサユニット３０を指の根元に装着することにより、ケーブル２０が短くて済むので、ケーブル２０は、ランニング中に邪魔にならない。また、掌から指先までの体温の分布を計測すると、寒いときには、指先の温度が著しく低下するのに対し、指の根元の温度は比較的低下しない。従って、指の根元に脈波検出用センサユニット３０を装着すれば、寒い日に屋外でランニングしたときでも、脈拍数などを正確に計測できるのである。
【００１５】
図３は、腕時計型情報機器１の装置本体を、リストバンドやケーブルなどを外した状態で示す平面図、図４は、腕時計型情報機器１を３時の方向からみた側面図である。
図３において、装置本体１０は、樹脂製の時計ケース１１（本体ケース）を備えている。時計ケース１１の表面側には、現在時刻や日付に加えて、走行時や歩行時のピッチ、及び脈拍数などの脈波情報などを表示するＥＬバックライト付きの液晶表示装置１３（表示装置）が設けられている。
液晶表示装置１３には、表示面の左上側に位置する第１のセグメント表示領域１３１、右上側に位置する第２のセグメント表示領域１３２、右下側に位置する第３のセグメント表示領域１３３、及び左下側に位置するドット表示領域１３４が構成されており、ドット表示領域１３４では、各種の情報をグラフィック表示可能である。
時計ケース１１の内部には、ピッチを求めるための体動センサ９０が内蔵されており、この体動センサ９０としては、加速度センサなどを用いることができる。
【００１６】
また、時計ケース１１の内部には、各種の制御やデータ処理を行う制御部５が設けられている。この制御部５は、体動センサ９０による検出結果（体動信号）に基づいてピッチを求め、液晶表示装置１３に表示する。さらにまた制御部５は、脈波検出用センサユニット３０による検出結果（脈波信号）に基づいて脈拍数の変化などを求め、液晶表示装置１３で表示する。
この場合において、制御部５には、計時回路も構成されているため、通常時刻、ラップタイム、スプリットタイムなども液晶表示装置１３に表示可能となっている。
また、時計ケース１１の外周部には、時刻合わせや表示モードの切り換えなどの外部操作を行うためのボタンスイッチ１１１〜１１５が構成されている。また、時計ケースの表面には、大きめのボタンスイッチ１１６、１１７が構成されている。
【００１７】
腕時計型情報機器１の電源は、時計ケース１１に内蔵されているボタン形の小型の電池５９であり、ケーブル２０は、電池５９から脈波検出用センサユニット３０に電力を供給するとともに、脈波検出用センサユニット３０の検出結果を時計ケース１１の制御部５に入力している。
腕時計型情報機器１では、その機能を増やすにともなって、装置本体１０を大型化する必要がある。しかしながら、装置本体１０には、腕に装着されるという制約があるため、装置本体１０を腕時計における６時及び１２時の方向に向けては拡大できない。
そこで、本実施形態では、装置本体１０には、３時及び９時の方向における長さ寸法が６時及び１２時の方向における長さ寸法よりも長い横長の時計ケース１１を用いてある。
【００１８】
この場合において、リストバンド１２は、３時の方向側に偏った位置で接続しているため、リストバンド１２からみると、腕時計における９時の方向には、３時の方向とは異なり張出部分１０１が設けられている。従って、横長の時計ケース１１を用いたわりには、手首を自由に曲げることができ、また、転んでも手の甲を時計ケース１１にぶつけたりすることもない。
時計ケース１１の内部において、電池５９に対して９時の方向には、ブザー用の偏平な圧電素子５８が配置されている。電池５９は、圧電素子５８に比較して重いため、装置本体１０の重心位置は、３時の方向に偏った位置にある。この重心が偏っている側にリストバンド１２が接続しているので、装置本体１０を腕に安定した状態で装着できる。また、電池５９と圧電素子５８とを平面方向に配置してあるため、装置本体１０を薄型化できる。これとともに、図３に示すように、裏面部１１９に電池蓋１１８を設けることによって、ユーザーは、電池５９を簡単に交換できる。
【００１９】
図４において、時計ケース１１の１２時の方向には、リストバンド１２の端部に取り付けられた止め軸１２１を保持するための連結部１０５が形成されている。時計ケース１１の６時の方向には、腕に巻かれたリストバンド１２が長さ方向の途中位置で折り返されるとともに、この途中位置を保持するための留め具１２２が取り付けられる受け部１０６が形成されている。
装置本体１０の６時の方向において、裏面部１１９から受け部１０６に至る部分は、時計ケース１１と一体に成形されて裏面部１１９に対して約１１５°の角度をなす回転止め部１０８になっている。すなわち、リストバンド１２によって装置本体１０を右の手首Ｌ（腕）の上面部Ｌ１（手の甲の側）に位置するように装着したとき、時計ケース１１の裏面部１１９は、手首Ｌの上面部Ｌ１に密着する。これと並行して、回転止め部１０８は、橈骨Ｒのある側面部Ｌ２に当接する。
【００２０】
この状態で、装置本体１０の裏面部１１９は、橈骨Ｒと尺骨Ｕを跨ぐ感じになる。これとともに、回転止め部１０８と裏面部１１９との屈曲部分１０９から回転止め部１０８にかけては、橈骨Ｒに当接する感じになる。このように、回転止め部１０８と裏面部１１９とは、約１１５°という解剖学的に理想的な角度をなしているため、装置本体１０を矢印Ａまたは矢印Ｂの方向に回そうとしても、装置本体１０は、腕Ｌの周りを不必要にずれることがない。
また、裏面部１１９及び回転止め部１０８によって腕の回りの片側２ヵ所で装置本体１０の回転を規制するだけである。このため、腕が細くても、裏面部１１９及び回転止め部１０８は確実に腕に接するので、回転止め効果が確実に得られる。さらに、腕が太くても窮屈な感じがない。
【００２１】
図５は、実施形態の脈波検出用センサユニットの断面図である。
図５において、脈波検出用センサユニット３０は、そのケース体としてのセンサ枠３６の裏側に裏蓋３０２が被されることによって、内側に部品収納空間３００が構成されている。部品収納空間３００の内部には、回路基板３５が配置されている。回路基板３５には、ＬＥＤ３１、フォトトランジスタ３２、その他の電子部品が実装されている。脈波検出用センサユニット３０には、ブッシュ３９３によってケーブル２０の端部が固定され、ケーブル２０の各配線は、各回路基板３５のパターン上にはんだ付けされている。ここで、脈波検出用センサユニット３０は、ケーブル２０が指の根元側から装置本体１０の側に引き出されるようにして指に取り付けられる。従って、ＬＥＤ３１及びフォトトランジスタ３２は、指の長さ方向に沿って配列されることになり、そのうち、ＬＥＤ３１は指の先端側に位置し、フォトトランジスタ３２は指の根元の方に位置する。このように配置すると、外光がフォトトランジスタ３２に届きにくいという効果がある。
【００２２】
脈波検出用センサユニット３０では、センサ枠３６の上面部分（実質的な脈波信号検出部）にガラス板からなる透光板３４によって光透過窓が形成されている。そして、この透光板３４に対して、ＬＥＤ３１及びフォトトランジスタ３２は、それぞれ発光面及び受光面を透光板３４の方に向けている。このため、透光板３４の外側表面３４１（指表面との接触面／センサ面）に指表面を密着させると、ＬＥＤ３１は、指表面の側に向けて光を発する。これとともに、フォトトランジスタ３２は、ＬＥＤ３１が発した光のうち指の側から反射してくる光を受光可能である。ここで、透光板３４の外側表面３４１と指表面との密着性を高める目的に、透光板３４の外側表面３４１は、その周囲部分３６１から突出している構造になっている。
本実施形態では、ＬＥＤ３１として、ＩｎＧａＮ系（インジウム−ガリウム−窒素系）の青色ＬＥＤを用いてあり、その発光スペクトルは、４５０ｎｍに発光ピークを有している。さらにＬＥＤ３１の発光波長領域は、３５０ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にある。かかる発光特性を有するＬＥＤ３１に対応させて、本例では、フォトトランジスタ３２として、ＧａＡｓＰ系（ガリウム−砒素−リン系）のフォトトランジスタを用いている。フォトトランジスタ３２自身の受光波長領域は、主要感度領域が３００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にあって、３００ｎｍ以下にも感度領域がある。
【００２３】
このように構成した脈波検出用センサユニット３０を、センサ固定用バンド４０によって指の根元に装着し、この状態で、ＬＥＤ３１から指に向けて光を照射すると、この光が血管に届いて血液中のヘモグロビンによって光の一部が吸収され、一部が反射する。指（血管）から反射してきた光は、フォトトランジスタ３２によって受光され、その受光量変化が血量変化（血液の脈波）に対応する。すなわち、血量が多いときには、反射光が弱くなる一方、血量が少なくなると、反射光が強くなるので、反射光強度の変化を検出すれば、脈拍数などを計測できる。
また、本実施形態では、ＬＥＤ３１の発光波長領域とフォトトランジスタ３２の受光波長領域との重なり領域である約３００ｎｍから約６００ｎｍまでの波長領域、すなわち、約７００ｎｍ以下の波長領域における検出結果に基づいて生体情報を表示する。
このような構成を採っている理由は、外光が指の露出部分にあたっても、外光に含まれる光のうち波長領域が７００ｎｍ以下の光は、指を導光体としてフォトトランジスタ３２（受光部）にまで到達しないからである。これは、外光に含まれる波長領域が７００ｎｍ以下の光は、指を透過しにくい傾向にあるためである。従って、外光がセンサ固定用バンド４０で覆われていない指の部分に照射されても、指を通ってフォトトランジスタ３２まで届かず、測定結果に影響を与えることがない。
【００２４】
これに対し、たとえば、８８０ｎｍ付近に発光ピークを有するＬＥＤと、シリコン系のフォトトランジスタとを用いると、その受光波長範囲は、３５０ｎｍから１２００ｎｍまでの範囲に及ぶこととなる。この場合には、指を導光体として受光部にまで容易に届いてしまうような１μｍの波長の光による検出結果に基づいて脈波を検出することになる。この結果、外光の変動に起因する誤検出が起こりやすいのである。
また、約７００ｎｍ以下の波長領域の光を利用して、脈波情報を得ているので、血量変化に基づく脈波信号のＳ／Ｎ比が高い。この理由としては、血液中のヘモグロビンは、波長が３００ｎｍから７００ｎｍまでの光に対する吸光係数が従来の検出光である波長が８８０ｎｍの光に対する吸光係数に比して数倍〜約１００倍以上大きいからと考えられる。従って、血量変化に感度よく変化するので、血量変化に基づく脈波の検出率（Ｓ／Ｎ比）が高くなるのであると考えられる。図６に示すように、制御部５には、脈波検出用センサユニット３０からの入力結果に基づいて脈拍数などをもとめる脈波データ処理部５５と、体動センサ９０からの入力結果に基づいてピッチをもとめるピッチデータ処理部５６とが構成されている。
【００２５】
ピッチデータ処理部５６及び脈波データ処理部５５は、ピッチや脈拍数などの情報を出力することによって、かかる情報を液晶表示装置１３に表示可能としている。なお、ピッチデータ処理部５６及び脈波データ処理部５５の一部は、格納されているプログラムによって動作するマイクロコンピュータで構成されており、このマイクロコンピュータの機能については、図６に機能ブロック図として示してある。
まず、脈波データ処理部５５では、脈波検出用センサユニット３０からケーブル２０を介して入力された信号を脈波信号増幅・変換部５５１が増幅した後、デジタル信号に変換して脈波信号記憶部５５２に出力する。
脈波信号記憶部５５２は、デジタル信号に変換された脈波データを記憶しておくものであり、たとえば、ＲＡＭとして構成されている。
脈波信号演算部５５３は、脈波信号記憶部５５２に記憶されている脈波データを読み出して高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）により周波数分析を行う。そして、得られた周波数分析結果を脈波成分抽出部５５４に出力する。
脈波成分抽出部５５４は、脈波信号演算部５５３からの入力信号から脈波成分を抽出して脈拍数演算部５５５に出力する。
脈拍数演算部５５５は、入力された脈波の周波数成分により脈拍数を演算し、その結果を液晶表示装置１３に出力する。
【００２６】
また、ピッチ計を構成するピッチデータ処理部５６では、体動センサ９０から入力された信号を体動信号変換部５６１が増幅した後、デジタル信号に変換して体動信号記憶部５６２に出力する。
体動信号記憶部５６２は、デジタル信号に変換された体動データを記憶しておくものであり、たとえばＲＡＭとして構成されている。
体動信号演算部５６３は、体動信号記憶部５６２に記憶されている信号を読み出して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）により周波数分析を行い、周波数分析結果を体動成分抽出部５６４に出力する。
体動成分抽出部５６４は、体動信号演算部５６３からの入力信号から体動成分を抽出してピッチ演算部５６０に出力する。
ピッチ演算部５６０は、入力された体動の周波数成分によりピッチを演算し、その結果を液晶表示装置１３に表示させる。
この場合において、ピッチ演算部５６０は、パワーが最大の信号をピッチを求めるための基準波として特定する信号特定部５６５と、所定の周波数範囲内の信号であって、基準波の周波数のＸ／Ｙ（Ｘ、Ｙは自然数、かつ、Ｘ≠Ｙ）倍の周波数における信号の有無および信号のパワーに基づいて基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別する信号判別部５６６と、信号判別部５６６の判別結果に基づいて、ピッチを算出するピッチ算出部５６７と、を備えている。
【００２７】
このように構成したピッチ演算部５６０において、体動信号演算部５６３及び体動成分抽出部５６４から出力されてくる信号は、図７に示すようなスペクトルを有しており、歩行、走行時の加速度出力を分析すると、通常、腕振りの往復成分（往復で１回とカウント）を基本波（第１高調波）とし、基本波の２倍の周波数成分である第２高調波（ピッチに相当）、基本波の３倍の周波数成分である第３高調波、基本波の４倍の周波数成分である第４高調波に高レベルの線スペクトラム（以下、基線という。）が現れる。これらのスペクトルからピッチを求めるにあたって、ピッチ演算部５５３は、歩行時のスペクトルと走行時のスペクトルとの違いに関わらず、それぞれの場合に適した演算を行うことによってピッチを求めるようになっている。
【００２８】
その原理は、以下のとおりである。
得られたスペクトルにおいて、基準波に相当する最大パワーを有する基線（以下、最大基線という。）の周波数に対し、他の高調波成分に相当する基線が現れると考えられる周波数位置に存在する基線を特徴基線と定義する。
例えば、説明の簡易化のため、第１高調波（基本波）から第３高調波までが現れると仮定した場合、図３６に示すように、最大基線が第１高調波（基本波）であるとすれば、特徴基線として、最大基線の周波数の２倍の周波数位置に第２高調波が現れ、最大基線の周波数の３倍の周波数位置に第３高調波が現れるはずである。
同様に、図３７に示すように最大基線が第２高調波である場合、特徴基線として、最大基線の周波数の１／２の周波数位置に第１高調波（基本波）が現れ、最大基線の周波数の３／２の周波数位置に第３高調波が現れるはずである。
また、図３８に示すように最大基線が第３高調波である場合、特徴基線として、最大基線の周波数の１／３の周波数位置に第１高調波（基本波）が現れ、最大基線の周波数の２／３の周波数位置に第２高調波が現れるはずである。
従って、たとえば、最大基線が第２高調波に相当するものであるか、第３高調波に相当するものであるかを判別するためには、第２高調波の特徴基線位置（最大基線の周波数の１／２、３／２の周波数位置）にある基線と、第３高調波の特徴基線位置（最大基線の周波数の１／３、２／３の周波数位置）にある基線と、のうち、いずれがパワーが大きいかを判別すればよい。
【００２９】
すなわち、最大基線の周波数の１／２、３／２、１／３、２／３の周波数位置にある基線のうち、たとえば、１／２あるいは３／２の周波数位置にある基線のパワーが大きい場合には、最大基線は第２高調波に相当すると判別できる。同様に、１／３あるいは２／３の周波数位置にある基線のパワーが大きい場合には、最大基線は第３高調波に相当すると判別できる。
【００３０】
これに対して、特徴基線が現れるであろうと予測される周波数位置の信号のパワーがある程度以上かという判断方法を用いて、最大基線がどの高調波成分か特定したとすると、以下のような場合にピッチを誤判定する可能性がある。
たとえば、歩き方により、特徴基線（パワーを確認する基線）があまり大きくならないような場合には、ピッチを誤検出する可能性がある。また、逆にレベルを下げると、ノイズを拾いやすい。
【００３１】
次に具体的な処理について説明する。
ここでは、説明を簡単にするために、第４高調波まで現れる想定になっているが、第５高調波以上が発生する可能性がある場合には、可能性のある高調波を候補に入れて処理を行う。
図１０は、第１実施形態のピッチ算出処理フローチャートである。
まず、ピッチ演算部５６０の信号特定部５６５は、体動成分抽出部５６４の出力信号に基づいて、パワーが最大の信号（最大基線）をピッチを求めるための基準波として特定し、基準波（最大基線）の高さｔｍａｘと周波数ｆｍａｘを求める（ステップＳ１）。
次に信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／２および３／２の周波数位置に相当する基線のうち、より高い基線の高さｔａｋａ２　を求める（ステップＳ２）。
同様に信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／３および２／３の周波数位置に相当する基線のうち、より高い基線の高さｔａｋａ３　を求める（ステップＳ３）。
さらに信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／４および３／４の周波数位置に相当する基線のうち、より高い基線の高さｔａｋａ４　を求める（ステップＳ４）。
【００３２】
特徴基線が現れるであろうと予測される周波数のパワーが基準波のパワーに対して１／３以上あれば、その周波数に特徴基線が存在すると判別する。ここで特徴基線か判別するために１／３という値を使用しているが、特徴基線かそうでないか切り分けることができれば１／２、１／４、１／５でも良い。また、特徴基線の種類によって変更しても良い。具体的には、第１高調波の可能性がある特徴基線は１／３、第２高調波の可能性がある特徴基線は１／２等である。
次に信号判別部５６６は、次式
ｔａｋａ２≧ｔｍａｘ×（１／３）
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ５）。
ステップＳ５の判別において、
ｔａｋａ２＜ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ５；Ｎｏ）、信号判別部５６６は次式
ｔａｋａ３　≧ｔｍａｘ×（１／３）
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ６）。
ステップＳ６の判別において、
ｔａｋａ３　≧ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は基準波が第３高調波（３波）であると決定する（ステップＳ７）。
従って、ピッチは、基準波の周波数の２／３倍の周波数位置に位置するということが判別でき、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の２／３倍に相当する値をピッチとする（ステップＳ８）。
また、ステップＳ６の判別において、
ｔａｋａ３　＜ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ６；Ｎｏ）、信号判別部５６６は基準波は第１高調波（基本波；１波）であると決定する（ステップＳ９）。
従って、ピッチは、基準波の周波数の２倍の周波数位置に位置するということが判別でき、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の２倍に相当する値をピッチとする（ステップＳ１０）。
【００３３】
ステップＳ５の判別において、
ｔａｋａ２≧ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は次式
ｔａｋａ４　≧ｔｍａｘ×（１／３）
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１の判別において、
ｔａｋａ４　≧ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は基準波が第４高調波（４波）であると決定する（ステップＳ１２）。
従って、ピッチは、基準波の周波数の１／２倍の周波数位置に位置するということが判別でき、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の１／２倍に相当する値をピッチとする（ステップＳ１３）。
また、ステップＳ１１の判別において、
ｔａｋａ４　＜ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ１１；Ｎｏ）、信号判別部５６６は基準波が第２高調波（２波）であると決定する（ステップＳ１４）。
従って、ピッチは、基準波の周波数と同じ周波数位置に位置するということが判別でき、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数に相当する値をピッチとする（ステップＳ１５）。
【００３４】
以上の説明のように、本実施形態のピッチ算出処理によれば、走行時及び歩行時のいずれの場合でも、外部操作を行うことなく、ピッチを正確に求めることができ、使い勝手がよい。また、最大基線のパワー並びに最大基線に対応する特徴基線の有無およびそのパワーに基づいて第ｎ高調波を判別しているので、ノイズなどに起因する誤った判断を防止できる。
【００３５】
次に本実施形態の腕時計型情報機器１の全体動作について説明する。
腕時計が情報機器１は、時計モード、ストップウォッチモード、計時と併せて脈波情報の計測を行う脈拍計モード、さらに、ピッチを計測するモードに切り換えられる。
そこで、まず、腕時計型情報機器１の各モードを説明する。
図１１は、腕時計型情報機器１で行われる各モードおよびそのときの液晶表示装置１３における表示内容の模式図である。
図１１中、時計モードＭ１１においては、第１のセグメント表示領域１３１に１９９４年１２月６日、月曜日である旨が表示され、第２のセグメント表示領域１３２には、現在時刻が午後１０時０８分５９秒である旨が表示されている。ドット表示領域１３４には、現在のモードが時計モードであるとして「ＴＩＭＥ」と表示されている。但し、後述するとおり、ドット表示領域１３４において「ＴＩＭＥ」と表示されているのは、この時計モードＭ１１が選択された直後の数秒間だけである。なお、第３のセグメント表示領域１３３には、何も表示されていない。
【００３６】
本実施形態の腕時計型情報機器１では、時計モードＭ１１のときに２時方向にあるボタンスイッチ１１１を押すと、たとえば１時間経過した時にアラーム音を発生させることができ、このアラームの発生時刻は、任意に設定できる。また、１１時方向にあるボタンスイッチ１１３を押すと、液晶表示装置１３のＥＬバックライトが３秒間点灯し、しかる後に、自動的に消灯するようになっている。
この時計モードにおいて、４時の方向にあるボタンスイッチ１１２を押すと、ランニングモードＭ１２に切り換わる。
このランニングモードＭ１２は、腕時計型情報機器１をストップウォッチとして使用するときのモードである。ランニングモードＭ１２では、計測を開始する前（待機状態）において、第１のセグメント表示領域１３１に現在時刻が表示され、第２のセグメント表示領域１３２には、「０：００′：００″：００」と表示されている。ドット表示領域１３４では、ランニングモードである旨の案内として「ＲＵＮ」と所定時間、たとえば２秒間だけ表示した後、グラフィックが切り換わる。
【００３７】
このランニングモードＭ１２から４時の方向にあるボタンスイッチ１１２を押すと、ラップタイムのリコールモードＭ１３に切り換わる。
このラップタイムのリコールモードＭ１３は、腕時計型情報機器１を用いて過去に計測したラップタイムやスプリットタイムを読みだすモードである。ラップタイムのリコールモードＭ１３では、第１のセグメント表示領域１３１に日付が表示され、第２のセグメント表示領域１３２には現在時刻が表示されている。ドット表示領域１３４には、ラップタイムのリコールモードＭ１３である旨の案内として「ＬＡＰ／ＲＥＣＡＬＬ」と２秒間だけ表示され、次に、最新のラップ毎の脈拍数の推移が表示される。
このラップタイムのリコールモードＭ１３において、４時の方向にあるボタンスイッチ１１２を押すと、脈波計測結果のリコールモードＭ１４に切り換わる。この脈波計測結果のリコールモードＭ１４は、過去に行ったマラソンなどのとき、腕時計型情報機器１を用いて計測、記憶しておいた脈拍数の時間的変化、及び腕時計型情報機器１を用いて過去に計測したピッチの時間的変化を読みだすモードである。この脈波計測結果のリコールモードＭ１４では、第１のセグメント表示領域１３１に日付が表示され、第２のセグメント表示領域１３２には現在時刻が表示されている。ドット表示領域１３４には、「ＲＥＳＵＬＴ／ＲＥＣＡＬＬ」と２秒間だけ表示され、次に、平均脈拍数の時間的変化を表すグラフが表示される。
【００３８】
この脈波計測結果モードから、再度、４時の方向にあるボタンスイッチ１１２を押すと、矢印Ｐ１で示すように、時計モードＭ１１に戻る。また、ステップＳ２２〜Ｓ２４において、入力がない状態が１０分間継続したときも、矢印Ｐ２で示すように、時計モードＭ１１に自動的に戻る。この時計モードに戻ったときには、第１のセグメント表示領域１３１に日付が表示され、第２のセグメント表示領域１３２に現在時刻が表示される。
本実施形態では、時計モードＭ１１になったとき、ドット表示領域１３４には、図１２に拡大して示すように、時計モードＭ１１に戻ったとして「ＴＩＭＥ」と表示される。しかしながら、この案内表示は、図１３に示すように、所定時間後、たとえば２秒後に自動的に消え、時計通常モードＭ１５となる。この時計モードの通常状態では、ドット表示領域１３４に何も表示されない状態のままである。すなわち、ユーザにモードの案内を行うのに必要最小限の時間だけドット表示し、そこが消えていること自身が時計モードの通常状態である旨のモード表示とすることによって、省電力化を図ってある。
本実施形態の腕時計型情報機器１では、いずれの状態からも、コネクタ部７０に対してコネクタピース８０を装着すると、図１１に矢印Ｐ３で示すように、ランニングモードＭ１２に自動的に切り換わる。このときのランニングモードＭ１２は、ストップウォッチとして動作するだけでなく、ランニング中のピッチ及び脈拍数を計測できるモードである。
【００３９】
ピッチ計及び脈拍計としてのランニングモードＭ１２における機能を、図１４の状態遷移図を主として参照して説明する。
まず、図１４において、ピッチ計及び脈拍計として機能するランニングモードに切り換わると（Ｍ３１）、図１５に示すように、液晶表示装置の第１のセグメント表示領域１３１に現在時刻が表示される。そして、第２のセグメント表示領域１３２には、「０：００′：００″：００」と表示される。さらに、ドット表示領域１３４には、「ＲＵＮ」と表示される。また、第３のセグメント表示領域１３３でハートのマークが点滅して、ピッチ計及び脈拍計としてのランニングモードＭ１２に切り換わったことを表示する。
このランニングモードＭ１２への切り換えによって、脈波データ処理部５５などに電力が供給され、動作周期の設定などといった初期化処理が行われる。それから所定時間後、たとえば２秒後に、初期の脈拍数を計測するための脈波信号の取り込みが行われる。このとき、ドット表示領域１３４には、「ＳＴＯＰ／５」との表示（Ｍ３２）と、「ＭＯＴＩＯＮ／４」との表示（Ｍ３３）とが２Ｈｚで交互に行われ、所定時間、たとえば「５秒間」動かないようにと表示される。このとき表示される数字は、５秒間に対するカウントダウンであり、切り換わっていく。そして、時間の計測を開始させるべく装置本体１０表面の上側に位置するボタンスイッチ１１７が押されるまで、待機状態となる（Ｍ３４）。
【００４０】
この待機状態（Ｍ３４）では、ドット表示領域１３４には、図１６に示すように、脈波信号の原波形がグラフィック表示される。ここで表示される原波形は、最新のデータである。従って、時間の計測（マラソン）を開始する前に、脈波信号の原波形の波形やレベルを確認すれば、ＬＥＤ３１やフォトトランジスタ３２の装着状態の良否を詳しく判別できる。また、原波形の形状やレベルを確認しながらＬＥＤ３１やフォトトランジスタ３２を調整することにより、ＬＥＤ３１やフォトトランジスタ３２の位置を最適な位置に設定することもできる。しかも、周囲の温度や湿度が計測可能な環境であるか否かを予め確認できる。さらに、かかる機能は、腕時計型情報機器１の製造時において、その検査などにも利用できる。また、原波形をグラフィック表示するため、電池の消耗などによって時間軸が変動したか否かなども確認することもできる。なお、第３のセグメント表示領域１３２には、パルス変換から求めた初期の脈拍数「７５」が表示される。
【００４１】
この状態から、マラソンをスタートすると同時に、装置本体１０表面の上側に位置するボタンスイッチ１１７を押すと、経過時間の計測が開始される。そして、ピッチ及び脈拍数の計測が行われる（ステップＭ３５）。
これらの計測結果は、図１７に示したように、まず、第２のセグメント表示領域１３２に経過時間が表示され、ドット表示領域１３４には、脈拍数の時間的変化がグラフィック表示される。このとき行われるグラフィック表示は、縦軸の略中間位置を脈拍数６５として、下方から上方に延びる棒グラフによる表示である。この間、第３のセグメント表示領域１３３には、ドット表示領域１３４に表示されたグラフの縦軸の目盛りと、そのときの脈拍数が表示される。
この状態で、脈拍数がレンジ内（脈拍数１２０から１６８までの指定範囲内）に入ったとき、図１８に示すように、脈拍数は、予め設定された基準脈拍数に対する差としてグラフィック表示される（Ｍ３６）。このとき行うグラフィック表示は、縦軸の略中間位置を脈拍数１５０として、この値からの差に相当する分を上下（正・負方向）に延びる棒グラフによる表示である。また、ドット表示領域１３４の右側端部には、脈拍数の指定範囲を示すマークが表示される。
【００４２】
この間に８時方向にあるボタンスイッチ１１４を押すと、ドット表示領域１３４にピッチの時間的変化がグラフィック表示される（Ｍ３７）。このとき行われるグラフィック表示は、図１９に示すように、縦軸の略中間位置をピッチ１７０とした折れ線グラフである。そして、第３のセグメント表示領域１３３には、ドット表示領域１３４に表示されたグラフの縦軸の目盛り（縦軸の略中間位置がピッチ１７０である旨）と、そのときのピッチが表示される。このように、本例の腕時計型情報機器１では、ドット表示領域１３４において、ピッチの時間的変化を折れ線グラフなどといった脈拍数の表示と異なる形態で表示してあるため、ユーザであるランナーは、その表示形態をみるだけで現在の表示がいずれの情報を表示しているかを簡単に判別できる。
この状態から、再び、８時方向にあるボタンスイッチ１１４を押すと、ドット表示領域１３４に脈拍数の時間的変化が表示される状態（Ｍ３６）に戻る。
また、所定の通過点を通るとき、装置本体１０表面の下側に位置するボタンスイッチ１１６を押すと、そのときのラップタイムが第１のセグメント表示領域１３１に表示される（Ｍ３８）。そして、１０秒後には自動的にドット表示領域１３４に脈拍数の時間的変化が表示される状態（Ｍ３６）に戻る。
【００４３】
しかる後、ユーザであるランナーがゴールに到着すると同時に装置本体１０表面の上側に位置するボタンスイッチ１１７を押すと、脈拍数、ピッチ、及び時間の計測が停止し、ドット表示領域１３４には、「ＣＯＯＬＩＮＧ／ＤＯＷＮ」と表示される（Ｍ３９）。この状態から２分経過すると、ドット表示領域１３４には、ゴールした以降の脈拍数の時間的変化が脈拍回復特性としてグラフィック表示される（Ｍ４０）。
この脈拍回復特性についてのグラフィック表示は、図２０に示すように、まず、縦軸の略中間位置を脈拍数１５０とした目盛りのままで下から上に延びる棒グラフ表示に切り換わる。そして、図２１に示すように、２分間の回復特性が計測される。この間、第３のセグメント表示領域１３３には、ドット表示領域１３４に表示されたグラフの縦軸の目盛りと、そのときの脈拍数が表示される。
【００４４】
この状態から、８時方向にあるボタンスイッチ１１４を押すと、ドット表示領域１３４に「ＰＵＬＳＥ／ＲＥＳＵＬＴ」と１．５秒間表示された後（Ｍ４１）、ドット表示領域１３４には、今回のマラソンにおける脈拍数の時間的変化が表示される（Ｍ４２）。また、８時方向にあるボタンスイッチ１１４を押すと、ドット表示領域１３４に「ＰＩＴＣＨ／ＲＥＳＵＬＴ」と１．５秒間表示された後（Ｍ４３）、ドット表示領域１３４には、今回のマラソンにおけるピッチの時間的変化が表示される（Ｍ４４）。さらに、８時方向にあるボタンスイッチ１１４を押すと、ドット表示領域１３４に「ＣＯＯＬＩＮＧ／ＤＯＷＮ」と１．５秒間表示された後（Ｍ４５）、ドット表示領域１３４にゴールした以降の脈拍数の時間的変化が脈拍回復特性としてグラフィック表示される状態（Ｍ４０）に戻る。そして、ユーザであるランナーがゴールした以降に装置本体１０表面の下側に位置するボタンスイッチ１１６を押すと、ドット表示領域１３４には、今回の結果を記憶しておくか否かの案内「ＰＲＯＴＥＣＴ／ＭＥＭＯ？　Ｙ」が表示される。（Ｍ４６）そこで、装置本体１０表面の上側に位置するボタンスイッチ１１７を押して「ＹＥＳ」と返答すると、ドット表示領域１３４には、結果を記憶処理中であるとして「ＭＥＭＯＲＹ」と表示される（Ｍ４７）。そしてさらに２秒後には、初期状態（Ｍ３１）に戻る。
【００４５】
このピッチ計及び脈拍計としての計測が終了した後に、４時の方向にあるボタンスイッチ１１２を押すと、図８に示したように、ラップタイムのリコールモードＭ１３に切り換わる。このリコールモードＭ１３から、４時の方向にあるボタンスイッチ１１２を押すと、脈波計測結果のリコールモードＭ１４に切り換わる。このモードにおいても、ドット表示領域１３４には、ピッチ及び脈拍数の時間的変化をグラフィック表示することができる。この状態から、４時の方向にあるボタンスイッチ１１２を押すと、時計モードＭ１１に戻る。
この時計モードＭ１１に戻したときも、第１のセグメント表示領域１３３に日付が表示され、第２のセグメント表示領域１３２に現在時刻が表示される。また、ドット表示領域１３４には、時計モードＭ１１に戻ったとして「ＴＩＭＥ」との案内表示が行われる。しかしながら、この表示は、矢印Ｐ４で示すように、２秒後に自動的に消え、通常時計モードＭ１５となる。
【００４６】
第１実施形態の効果
以上の説明のように、本第１実施形態によれば、体動センサの出力に対して行った周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定し、基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別し、当該判別の結果に基づいて、ピッチを求めている。この場合において、基準波の周波数のＸ／Ｙ（Ｘ、Ｙは自然数、かつ、Ｘ≠Ｙ）倍の周波数における信号の有無および信号のパワーに基づいて第ｎ高調波を判別している。
従って、走行時及び歩行時のいずれの場合でも、簡単で迅速な処理によってピッチを正確に求めることができるとともに、走る時と歩く時とでモードを切り換えるための外部操作が不要であるため、使い勝手がよい。
【００４７】
［２］第２実施形態
本第２実施形態は、図１０の第１実施形態のピッチ算出処理とは、異なるピッチ算出処理を用いた場合の実施形態である。
図２２は、第２実施形態のピッチ算出処理フローチャートである。
まず、ピッチ演算部５６０の信号特定部５６５は、体動成分抽出部５６４の出力信号に基づいて、パワーが最大の信号（最大基線）をピッチを求めるための基準波として特定し、基準波の高さｔｍａｘと周波数ｆｍａｘを求める（ステップＳ２１）。
次に信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／２および３／２の周波数位置に相当する基線のうち、より高い基線の高さｔａｋａ２　を求める（ステップＳ２２）。
【００４８】
同様に信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／３および２／３の周波数位置に相当する基線のうち、より高い基線の高さｔａｋａ３　を求める（ステップＳ２３）。
また信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／４および３／４の周波数位置に相当する基線のうち、より高い基線の高さｔａｋａ４　を求める（ステップＳ２４）。
次に信号判別部５６６は次式
ｔａｋａ２≧ｔａｋａ３
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ２５）。
ステップＳ２５の判別において、
ｔａｋａ２≧ｔａｋａ３
を満たしている場合には、信号判別部５６６は次に次式
ｔａｋａ２≧ｔａｋａ４
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ２６）。
ステップＳ２６の判別において、
ｔａｋａ２≧ｔａｋａ４
を満たしている場合には（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は次式
ｔａｋａ４　≧ｔｍａｘ×（１／３）
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ２７）。
【００４９】
ステップＳ２７の判別において、
ｔａｋａ４　≧ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は基準波は第４高調波（４波）であると決定する（ステップＳ２２）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の１／２倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
また、ステップＳ２７の判別において、
ｔａｋａ４　＜ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ２７；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、次式
ｔａｋａ２≧ｔｍａｘ×（１／３）
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ２８）。
ステップＳ２８の判別において、
ｔａｋａ２＜ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ２８；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波は第１高調波（基本波：１波）であると決定する（ステップＳ１５）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の２倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
一方、ステップＳ２８の判別において、
ｔａｋａ２　　≧ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ２８；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は基準波が第２高調波（２波）であると決定する（ステップＳ２９）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数と同一の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
【００５０】
また、ステップＳ２５の判別において、
ｔａｋａ２＜ｔａｋａ３
である場合には（ステップＳ２５；Ｎｏ）、信号判別部５６６は次式
ｔａｋａ３　≧ｔａｋａ４
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ３０）。
ステップＳ３０の判別において、
ｔａｋａ３　＜ｔａｋａ４
である場合には（ステップＳ３０；Ｎｏ）、信号判別部５６６は次式
ｔａｋａ４　≧ｔｍａｘ×（１／３）
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ３１）。
【００５１】
ステップＳ３１の判別において、
ｔａｋａ４　≧ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は基準波が第４高調波（４波）であると決定する（ステップＳ３２）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の１／２倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
また、ステップＳ３１の判別において、
ｔａｋａ４　＜ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ３１；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波が第１高調波（基本波：１波）であると決定する（ステップＳ３５）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の２倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
ステップＳ３０の判別において、
ｔａｋａ３　≧ｔａｋａ４
である場合には（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は次式
ｔａｋａ３　≧ｔｍａｘ×（１／３）
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ３３）。
【００５２】
ステップＳ３３の判別において、
ｔａｋａ３　≧ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波は第３高調波（３波）であると決定する（ステップＳ３４）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の２／３倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
また、ステップＳ３３の判別において、
ｔａｋａ３　＜ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ３３；Ｎｏ）、信号判別部５６６は基準波が第１高調波（基本波：１波）であると決定する（ステップＳ３５）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の２倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
【００５３】
［３］第３実施形態
上記各実施形態においては、ピッチ算出対象の周波数帯について制限していなかったが、本第３実施形態は、基準波の周波数に基づいてピッチ算出対象の周波数帯を制限し、ピッチ算出処理を軽減するものである。
図２３は、第３実施形態のピッチ算出処理フローチャートである。
まず、ピッチ演算部５６０の信号特定部５６５は、体動成分抽出部５６４の出力信号に基づいて、パワーが最大の信号をピッチを求めるための基準波として特定し、基準波の周波数ｆｍａｘおよび基準波の高さｔｍａｘを求める（ステップＳ４１）。
信号判別部５６６は、ピッチの下限Ｐｔ＝８０（回／分）とする（ステップＳ４２）。
次に信号判別部５６６は、基準波の周波数ｆｍａｘについて次式を満足するか否かを判別する（ステップＳ４３）。
ｆｍａｘ＞２・Ｐｔ
【００５４】
ここで、ステップＳ４３の判別処理を行っている理由について説明する。
図２７は第１高調波ないし第４高調波の基準波位置（周波数位置）に対する実際のピッチの関係図である。また、図２８は、図２７に対応するピッチ算出処理説明図である。
図２７において、横軸は第１高調波ないし第４高調波のいずれかが基準波として現れる周波数位置であり、縦軸は実際のピッチ（＝第２高調波の周波数）である。
ピッチの下限Ｐｔに対し、ピッチの上限を３・Ｐｔとした場合、
ｆｍａｘ＞２・Ｐｔ
の領域（図２７中、右側の領域）においては、第２高調波、第３高調波あるいは第４高調波のみが現れることがわかる。
そこで、
ｆｍａｘ＞２・Ｐｔ
の領域においては、基準波に対応する第ｎ高調波が第１高調波であることはあり得ないため、第２高調波、第３高調波および第４高調波を判別する処理を行うようにすべく、ステップＳ４３の判別処理を行っているのである。
ステップＳ４３の判別において、
ｆｍａｘ＞２・Ｐｔ
であると判別された場合には（ステップＳ４３；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波が第２高調波、第３高調波あるいは第４高調波のいずれであるかを判別する第２／第３／第４高調波判定処理に移行する（ステップＳ４４）。
【００５５】
原理的には、図２８の基準波と特徴基線の位置に示すように、基準波の周波数の１／２および３／２の周波数位置に特徴基線が現れた場合には、基準波は第２高調波であることがわかる。また、基準波の周波数の１／３および２／３の周波数位置に特徴基線が現れた場合には、基準波は第３高調波であることがわかる。さらに基準波の周波数の１／４および３／４の周波数位置に特徴基線が現れた場合には、基準波は第４高調波であることがわかる。
図２４は第２／第３／第４高調波判定処理の処理フローチャートであり、ステップＳ４４の内容を示している。
まず、第２／第３／第４高調波判定処理においては、信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／２および３／２の周波数位置に相当する基線のうちより高い基線の高さｔａｋａ２　を求める（ステップＳ４４０１）。
次に信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／３および２／３の周波数位置に相当する基線のうちより高い基線の高さｔａｋａ３　を求める（ステップＳ４４０２）。
【００５６】
さらに信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／４および３／４の周波数位置に相当する基線のうちより高い基線の高さｔａｋａ４　を求める（ステップＳ４４０３）。
次に信号判別部５６６は、次式
ｔａｋａ２≧ｔａｋａ３
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ４４０４）。
ステップＳ４４０４の判別において、
ｔａｋａ２≧ｔａｋａ３
を満たしている場合には、次に信号判別部５６６は次式
ｔａｋａ２≧ｔａｋａ４
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ４４０５）。
【００５７】
ステップＳ４４０５の判別において、
ｔａｋａ２≧ｔａｋａ４
を満たしている場合には（ステップＳ４４０５；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、次式
ｔａｋａ４　≧ｔｍａｘ×（１／３）
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ４４０６）。
ステップＳ４４０６の判別において、
ｔａｋａ４　≧ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ４４０６；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波は第４高調波（４波）であると決定する（ステップＳ４４０９）。その後、信号判別部５６６は、処理をステップＳ４５に移行する。
また、ステップＳ４４０６の判別において、
ｔａｋａ４　＜ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ４４０６；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波は第２高調波（２波）であると決定する（ステップＳ４４０７）。その後、信号判別部５６６は、処理をステップＳ４５に移行する。
【００５８】
また、ステップＳ４４０４の判別において、
ｔａｋａ２＜ｔａｋａ３
を満たしている場合には（ステップＳ４４０４；Ｎｏ）、次に信号判別部５６６は、次式
ｔａｋａ３　≧ｔａｋａ４
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ４４０８）。
ステップＳ４４０８の判別において、
ｔａｋａ３　＜ｔａｋａ４
である場合には（ステップＳ４４０８；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波は第４高調波（４波）であると決定する（ステップＳ４４０９）。その後、処理をステップＳ４５に移行する。
ステップＳ４４０８の判別において、
ｔａｋａ３　≧ｔａｋａ４
である場合には（ステップＳ４４０８；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波は第３高調波（３波）であると決定する（ステップＳ４４１０）。その後、信号判別部５６６は、処理をステップＳ４５に移行する。
ステップＳ４３の判別において、
ｆｍａｘ≦２・Ｐｔ
であると判別された場合には（ステップＳ４３；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波の周波数ｆｍａｘについて次式を満足するか否かを判別する（ステップＳ４７）。
ｆｍａｘ＞（３／２）・Ｐｔ
【００５９】
ここで、ステップＳ４７の判別処理を行っている理由について説明する。
２・Ｐｔ≧ｆｍａｘ＞（３／２）・Ｐｔ
の領域においては、第２高調波あるいは第３高調波のみが現れることがわかる。
そこで、
２・Ｐｔ≧ｆｍａｘ＞（３／２）・Ｐｔ
の領域においては、基準波に対応する第ｎ高調波が第１高調波あるいは第４高調波であることはあり得ないため、第２高調波および第３高調波を判別する処理を行うようにすべく、ステップＳ４７の判別処理を行っているのである。
ステップＳ４７の判別において、
ｆｍａｘ＞（３／２）・Ｐｔ
であると判別された場合には（ステップＳ４７；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波が第２高調波あるいは第３高調波のいずれであるかを判別する第２／第３高調波判定処理に移行する（ステップＳ４８）。
原理的には、図２８に示すように、基準波の周波数の１／２および３／２の周波数位置に特徴基線が現れた場合には、基準波は第２高調波であるとして判別している。また、基準波の周波数の１／３および２／３の周波数位置に特徴基線が現れた場合には、基準波は第３高調波であるとして判別している。
【００６０】
図２５は第２／第３高調波判定処理の処理フローチャートであり、ステップＳ４８の内容を示している。
まず、第２／第３高調波判定処理においては、信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／２および３／２の周波数位置に相当する基線のうちより高い基線の高さｔａｋａ２　を求める（ステップＳ４８０１）。
つぎに信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／３および２／３の周波数位置に相当する基線のうちより高い基線の高さｔａｋａ３　を求める（ステップＳ４８０２）。
次に信号判別部５６６は、次式
ｔａｋａ２　≧ｔａｋａ３
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ４８０３）。
ステップＳ４８０３の判別において、
ｔａｋａ２　≧ｔａｋａ３
である場合には（ステップＳ４８０３；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波が第２高調波（２波）であると決定する（ステップＳ４８０４）。その後、信号判別部５６６は、処理をステップＳ４５に移行する。
【００６１】
ステップＳ４８０３の判別において、
ｔａｋａ２　＜ｔａｋａ３
である場合には（ステップＳ４８０３；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波が第３高調波（３波）であると決定する（ステップＳ４４０９）。その後、信号判別部５６６は、処理をステップＳ４５に移行する。
ステップＳ４７の判別において、
ｆｍａｘ≦（３／２）・Ｐｔ
であると判別された場合には（ステップＳ４７；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波の周波数ｆｍａｘについて次式を満足するか否かを判別する（ステップＳ４９）。
ｆｍａｘ＞Ｐｔ
ここで、ステップＳ４９の判別処理を行っている理由について説明する。
（３／２）・Ｐｔ≧ｆｍａｘ＞Ｐｔ
の領域においては、第１高調波あるいは第２高調波のみが現れることがわかる。
そこで、
（３／２）・Ｐｔ≧ｆｍａｘ＞Ｐｔ
の領域においては、基準波に対応する第ｎ高調波が第３高調波あるいは第４高調波であることはあり得ないため、第１高調波および第２高調波を判別する処理を行うようにすべく、ステップＳ４７の判別処理を行っているのである。
【００６２】
ステップＳ４９の判別において、
ｆｍａｘ＞Ｐｔ
と判別された場合には、信号判別部５６６は、基準波が第１高調波あるいは第２高調波のいずれであるかを判別する第１／第２高調波判定処理に移行する（ステップＳ５０）。
原理的には、図２８に示すように、特徴基線が現れない場合には、基準波は第１高調波であると判別している。また、基準波の周波数の１／２および３／２の周波数位置に特徴基線が現れた場合には、基準波は第２高調波であるとして判別している。
【００６３】
図２６は第１／第２高調波判定処理の処理フローチャートであり、ステップＳ５０の内容を示している。
まず、第１／第２高調波判定処理においては、信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／２および３／２の周波数位置に相当する基線のうちより高い基線の高さｔａｋａ２　を求める（ステップＳ５００１）。
次に信号判別部５６６は、次式
ｔａｋａ２　≧ｔｍａｘ×（１／３）
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ５００２）。
ステップＳ１００２の判別において、
ｔａｋａ２　≧ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ５００２；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波は第２高調波（２波）であると決定する（ステップＳ５００３）。その後、信号判別部５６６は、処理をステップＳ４５に移行する。
ステップＳ５００２の判別において、
ｔａｋａ２　＜ｔｍａｘ×（１／３）
である場合には（ステップＳ５００２；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波は第１高調波（基本波；１波）であると決定する（ステップＳ５００４）。その後、処理をステップＳ４５に移行する。
また、ステップＳ４９の判別において、
ｆｍａｘ≦Ｐｔ
と判別された場合には（ステップＳ４９；Ｎｏ）、基準波の周波数ｆｍａｘについて次式を満足するか否かを判別する（ステップＳ５５）。
ｆｍａｘ＞（１／２）・Ｐｔ
【００６４】
ステップＳ５５の判別において、
ｆｍａｘ＞（１／２）・Ｐｔ
と判別された場合には、信号判別部５６６は、基準波が第１高調波であるということを決定する（ステップＳ５６）。
また、ステップＳ５５の判別において
ｆｍａｘ≦（１／２）・Ｐｔ
と判別された場合には、動作は周期的ではないとして、ピッチの算出を行わず、処理を終了する（ステップＳ５７）。
次に基準波は第４高調波であるか否かを判別する（ステップＳ４５）。
ステップＳ４５の判別において、基準波が第４高調波である場合には（ステップＳ４５；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、ピッチは基準波の周波数の１／２倍の周波数位置に位置するということを決定する（ステップＳ４６）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の１／２倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
ステップＳ４５の判別において、基準波が第４高調波ではない場合には（ステップＳ４５；Ｎｏ）、基準波は第３高調波であるか否かを判別する（ステップＳ５１）。
【００６５】
ステップＳ５１の判別において、基準波が第３高調波である場合には（ステップＳ５１；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、ピッチは基準波の周波数の２／３倍の周波数位置に位置するということを決定する（ステップＳ５２）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の２／３倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
ステップＳ５１の判別において、基準波が第３高調波ではない場合には（ステップＳ５１；Ｎｏ）、基準波は第２高調波であるか否かを判別する（ステップＳ５３）。
ステップＳ５３の判別において、基準波が第２高調波である場合には（ステップＳ５３；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、ピッチは基準波の周波数と同一の周波数位置に位置するということを決定する（ステップＳ５４）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数と同一の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
ステップＳ１３の判別において、基準波が第２高調波ではない場合には（ステップＳ５３；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波は第１高調波であり、ピッチは、基準波の周波数の２倍の周波数位置に位置するということを決定する（ステップＳ５６）。従って、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の２倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
【００６６】
［４］第４実施形態
本第４実施形態は、基準波の周波数、ひいては体動信号の周波数成分の違いに基づいてピッチ算出対象の周波数帯を変更することで、第３実施形態よりもピッチ算出処理を軽減しつつ、広い範囲の周波数帯にも対応しようとするものである。
ピッチ算出対象の周波数帯の変更の方法としては、ピッチ算出対象の下限周波数に対する上限周波数の比を２倍以下としている。
この理由は、ピッチ算出対象の下限周波数に対する上限周波数の比を２倍以上とすると、第１高調波と第２高調波あるいは第２高調波と第４高調波のように、倍数関係にある周波数同士を識別する必要が生じ、識別する必要がない場合と比較して処理が増大するとともに、パワーの判定のみで第ｎ高調波であるかを特定する必要が生じ、ノイズ等による誤差が発生しやすくなるという不具合が生じるからである。
さらに、歩いている場合と走っている場合の体動信号の違いに基づいて、ピッチ算出対象の周波数帯の変更を行っている。具体的には、走っている場合、着地による衝撃等の影響により、歩きよりも体動信号が強くなることが、経験上わかっているので、体動信号が強ければ、走っている（ピッチが速い）として、ピッチ算出対象の周波数帯を高い周波数の周波数帯であると推定し、体動信号が弱ければ、歩いている（ピッチが遅い）として、ピッチ算出対象の周波数帯を低い周波数の周波数帯であると推定し、実際のピッチ算出処理を軽減しつつ、ピッチ算出対象として、広い範囲の周波数帯が測定できるようにしている。
【００６７】
図２９は、第４実施形態のピッチ算出処理フローチャートである。
まず、ピッチ演算部５６０の信号特定部５６５は、体動成分抽出部５６４の出力信号に基づいて、パワーが最大の信号をピッチを求めるための基準波として特定し、基準波の周波数ｆｍａｘおよび基準波の高さｔｍａｘを求める（ステップＳ１）。
次に体動センサの出力に基づいて、信号判別部５６６は、加速度が大きい、すなわち、体動が大きいか否かを判別する（ステップＳ６２）。
ステップＳ６２の判別において、加速度が小さい、すなわち、体動が小さい場合には（ステップＳ６２；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、ピッチの下限Ｐｔ＝６０（ピッチ／ｍｉｎ）とし（ステップＳ６３）、処理をステップＳ６５に移行する。
ステップＳ６２の判別において、加速度が大きい、すなわち、体動が大きい場合には（ステップＳ６２；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、ピッチの下限Ｐｔを加速度が小さい場合と比較して２倍の値に設定し、すなわち、ピッチの下限Ｐｔ＝６０×２＝１２０（ピッチ／ｍｉｎ）とし（ステップＳ６４）、処理をステップＳ６５に移行する。
次に信号判別部５６６は、基準波の周波数ｆｍａｘについて次式を満足するか否かを判別する（ステップＳ６５）。
ｆｍａｘ＞３・Ｐｔ
【００６８】
ここで、ステップＳ６５の判別処理を行っている理由について説明する。
図３２はステップＳ６２の判別において、加速度が小さいと判別された場合、すなわち、ピッチ下限Ｐｔ＝６０（ピッチ／ｍｉｎ）とした場合の第１高調波ないし第４高調波の基準波位置（周波数位置）に対する実際のピッチの関係図である。また、図３３は、図３２に対応するピッチ算出処理説明図である。
同様に図３４はステップＳ６２の判別において、加速度が大きいと判別された場合、すなわち、ピッチ下限Ｐｔ＝１２０（ピッチ／ｍｉｎ）とした場合の第１高調波ないし第４高調波の基準波位置（周波数位置）に対する実際のピッチの関係図である。また、図３５は、図３４に対応するピッチ算出処理説明図である。図３２および図３４において、横軸は第１高調波ないし第４高調波のいずれかが基準波として現れる周波数位置であり、縦軸は実際のピッチ（＝第２高調波の周波数）である。
ピッチの下限Ｐｔに対し、ピッチの上限を２・Ｐｔとした場合、
ｆｍａｘ＞３・Ｐｔ
の領域（図３２および図３４中、最も右側の領域）においては、第４高調波のみが現れることがわかる。
【００６９】
そこで、
ｆｍａｘ＞３・Ｐｔ
の領域においては、基準波に対応する第ｎ高調波は第４高調波であることが確定され、第１高調波ないし第３高調波の可能性を判別するための処理を行わないようにステップＳ６５の判別処理を行っているのである。
ステップＳ６５の判別において、
ｆｍａｘ＞３・Ｐｔ
であると判別された場合には（ステップＳ６５；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波が第４高調波であると決定し、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の１／２倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる。
ステップＳ６５の判別において、
ｆｍａｘ≦３・Ｐｔ
であると判別された場合には（ステップＳ６５；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、次に基準波の周波数ｆｍａｘについて次式を満足するか否かを判別する（ステップＳ６６）。
ｆｍａｘ＞２・Ｐｔ
【００７０】
ここで、ステップＳ６６の判別処理を行っている理由について説明する。
図３２および図３４において、ピッチの下限Ｐｔに対し、ピッチの上限を２・Ｐｔとした場合、
３・Ｐｔ≧ｆｍａｘ＞２・Ｐｔ
の領域においては、第３高調波あるいは第４高調波のみが現れることがわかる。
そこで、
３・Ｐｔ≧ｆｍａｘ＞２・Ｐｔ
の領域においては、基準波に対応する第ｎ高調波は第３高調波あるいは第４高調波であるので、第１高調波あるいは第２高調波の可能性を判別するための処理を行う必要がなく、第３高調波あるいは第４高調波の判別処理のみを行うべく、ステップＳ６６の判別処理を行っているのである。
ステップＳ６６の判別において、
ｆｍａｘ＞２・Ｐｔ
であると判別された場合には（ステップＳ６６；Ｙｅｓ）、基準波が第３高調波あるいは第４高調波のいずれであるかを判別する第３／第４高調波判定処理に移行する（ステップＳ６７）。
原理的には、図３３または図３５に示すように、基準波の周波数の１／３および２／３の周波数位置に特徴基線が現れた場合には、基準波は第３高調波であるとして判別している。さらに基準波の周波数の１／４および３／４の周波数位置に特徴基線が現れた場合には、基準波は第４高調波であるとして判別している。
【００７１】
図３０は第３／第４高調波判定処理の処理フローチャートであり、ステップＳ６７の内容を示している。
まず、第３／第４高調波判定処理においては、信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／４および３／４の周波数位置に相当する基線のうちより高い基線の高さｔａｋａ４　を求める（ステップＳ６７０１）。
次に信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／３および２／３の周波数位置に相当する基線のうちより高い基線の高さｔａｋａ３　を求める（ステップＳ６７０２）。
次に信号判別部５６６は、次式
ｔａｋａ４≧ｔａｋａ３
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ６７０３）。
ステップＳ６７０３の判別において、
ｔａｋａ４≧ｔａｋａ３
を満たしている場合には、信号判別部５６６は、基準波は第４高調波（４波）であると決定する（ステップＳ６７０４）。その後、処理をステップＳ６８に移行する。
また、ステップＳ６７０３の判別において、
ｔａｋａ４＜ｔａｋａ３
を満たしている場合には、信号判別部５６６は、基準波は第３高調波（３波）であると決定する（ステップＳ６７０５）。その後、処理をステップＳ６８に移行する。
【００７２】
また、ステップＳ６６の判別において、
ｆｍａｘ≦２・Ｐｔ
であると判別された場合には（ステップＳ６６；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波の周波数ｆｍａｘについて次式を満足するか否かを判別する（ステップＳ７０）。
ｆｍａｘ＞（３／２）・Ｐｔ
ここで、ステップＳ７０の判別処理を行っている理由について説明する。
図３２および図３４において、ピッチの下限Ｐｔに対し、ピッチの上限を２・Ｐｔとした場合、
２・Ｐｔ≧ｆｍａｘ＞（３／２）・Ｐｔ
の領域においては、第２高調波あるいは第３高調波のみが現れることがわかる。
そこで、
２・Ｐｔ≧ｆｍａｘ＞（３／２）・Ｐｔ
の領域においては、基準波に対応する第ｎ高調波は第２高調波あるいは第３高調波であるので、第１高調波あるいは第４高調波の可能性を判別するための処理を行う必要がなく、第２高調波あるいは第３高調波の判別処理のみを行うべく、ステップＳ７０の判別処理を行っているのである。
ステップＳ７０の判別において、
ｆｍａｘ＞（３／２）・Ｐｔ
であると判別された場合には（ステップＳ７０；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波が第２高調波あるいは第３高調波のいずれであるかを判別する第２／第３高調波判定処理に移行する（ステップＳ７１）。
【００７３】
原理的には、図３３または図３５に示すように、基準波の周波数の１／２および３／２の周波数位置に特徴基線が現れた場合には、基準波は第２高調波であるとして判別している。また、基準波の周波数の１／３および２／３の周波数位置に特徴基線が現れた場合には、基準波は第３高調波であるとして判別している。図３１は第２／第３高調波判定処理の処理フローチャートであり、ステップＳ７１の内容を示している。
まず、第２／第３高調波判定処理においては、信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／２および３／２の周波数位置に相当する基線のうちより高い基線の高さｔａｋａ２　を求める（ステップＳ７１０１）。
次に信号判別部５６６は、基準波の周波数の１／３および２／３の周波数位置に相当する基線のうちより高い基線の高さｔａｋａ３　を求める（ステップＳ７１０２）。
【００７４】
続いて信号判別部５６６は、次式
ｔａｋａ２　≧ｔａｋａ３
を満たしているか否かを判別する（ステップＳ７１０３）。
ステップＳ７１０３の判別において、
ｔａｋａ２　≧ｔａｋａ３
である場合には（ステップＳ７１０３；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波は第２高調波（２波）であると決定する（ステップＳ７１０４）。その後、処理をステップＳ６８に移行する。
ステップＳ７１０３の判別において、
ｔａｋａ２　＜ｔａｋａ３
である場合には（ステップＳ７１０３；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波は第３高調波（３波）であると決定する（ステップＳ７００５）。その後、処理をステップＳ６８に移行する。
ステップＳ７０の判別において、
ｆｍａｘ≦（３／２）・Ｐｔ
であると判別された場合には（ステップＳ７０；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波の周波数ｆｍａｘについて次式を満足するか否かを判別する（ステップＳ７４）。
ｆｍａｘ＞Ｐｔ
ステップＳ７４の判別において、
ｆｍａｘ＞Ｐｔ
と判別された場合には（ステップＳ７４；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波は第２高調波（２波）であると決定でき、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数と同一の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる（ステップＳ７５）。
【００７５】
また、ステップＳ７４の判別において、
ｆｍａｘ≦Ｐｔ
と判別された場合には（ステップＳ７４；Ｎｏ）、信号判別部５６６は、基準波の周波数ｆｍａｘについて次式を満足するか否かを判別する（ステップＳ７６）。
ｆｍａｘ＞（１／２）・Ｐｔ
ステップＳ７６の判別において、
ｆｍａｘ＞（１／２）・Ｐｔ
と判別された場合には（ステップＳ７６；Ｙｅｓ）、信号判別部５６６は、基準波が第１高調波（１波）であると決定でき、ピッチ算出部５６７は、基準波の周波数の２倍の周波数位置がピッチに相当するものとしてピッチを算出することとなる（ステップＳ７７）。
また、ステップＳ７６の判別において
ｆｍａｘ≦（１／２）・Ｐｔ
と判別された場合には（ステップＳ７６；Ｎｏ）、動作は周期的ではないとして、ピッチ算出部５６７はピッチの算出を行わず、処理を終了する（ステップＳ７８）。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、走行時及び歩行時のいずれの場合でも、ピッチを正確にかつ迅速に求めることができるとともに、走る時と歩く時とでモードを切り換えるための外部操作が不要であるため、使い勝手がよい。　また、ノイズなどに起因する誤った判断を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る腕時計型情報機器の全体構成図である。
【図２】図１の腕時計型情報機器の使用状態を示す説明図である。
【図３】図１に示す腕時計型情報機器の装置本体の平面図である。
【図４】図１に示す腕時計型情報機器の装置本体を腕時計の３時の方向からみたときの説明図である。
【図５】図１に示す腕時計型情報機器に用いた脈波検出用センサユニットの断面図である。
【図６】図１に示す腕時計型情報機器の制御部（脈波データ処理部及びピッチデータ処理部）の機能の一部を示すブロック図である。
【図７】体動信号に周波数分析を行って得られたスペクトラムの説明図である。
【図８】ピッチを求める原理を説明するための説明図であって、走行時に得られた体動信号に周波数分析を行って得られたスペクトラムの説明図である。
【図９】ピッチを求める原理を説明するための説明図であって、歩行時に得られた体動信号に周波数分析を行って得られたスペクトラムの説明図である。
【図１０】第１実施形態のピッチ演算部における動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１に示す腕時計型情報機器の各モードを示す説明図である。
【図１２】時計モードが選択されたときの案内表示を示す説明図である。
【図１３】時計モード選択時の案内表示が消えた状態を示す説明図である。
【図１４】図１に示す腕時計型情報機器において、ピッチ計及び脈拍計としてのランニングモードにおける機能を説明するためのモード遷移説明図である。
【図１５】ピッチ計及び脈拍計としてのランニングモードに切り換わったとの表示の内容を示す説明図である。
【図１６】ランニングモードにおいて計測を開始する前の表示の内容を示す説明図である。
【図１７】ピッチ計及び脈拍計としてのランニングモードにおいて、脈拍数の計測を開始した以降、脈拍数が所定のレンジ内に到達する以前の表示形態を示す説明図である。
【図１８】ピッチ計及び脈拍計としてのランニングモードにおいて、脈拍数の計測を開始後、脈拍数が所定のレンジ内に到達した以降の表示形態を示す説明図である。
【図１９】ピッチ計及び脈拍計としてのランニングモードにおいて、脈拍数の計測を開始後のピッチの時間的変化を示すときの表示形態を示す説明図である。
【図２０】脈拍数の計測を停止するようにとの操作があった以降、脈拍数が所定のレンジ内にあるときの表示形態を示す説明図である。
【図２１】脈拍数の計測を停止するようにとの操作があった以降、脈拍数が所定のレンジ内から外れたときの表示形態を示す説明図である。
【図２２】第２実施形態のピッチ演算部における動作を示すフローチャートである。
【図２３】第３実施形態のピッチ演算部における動作を示すフローチャートである。
【図２４】第３実施形態における第２高調波／第３高調波／第４高調波判定処理を示すフローチャートである。
【図２５】第３実施形態における第２高調波／第３高調波判定処理を示すフローチャートである。
【図２６】第３実施形態における第１高調波／第２高調波判定処理を示すフローチャートである。
【図２７】第３実施形態における第１高調波ないし第４高調波の基準波位置（周波数位置）に対する実際のピッチの関係図である。
【図２８】図２７に対応するピッチ算出処理説明図である。
【図２９】第４実施形態のピッチ演算部における動作を示すフローチャートである。
【図３０】第４実施形態における第３高調波／第４高調波判定処理を示すフローチャートである。
【図３１】第３実施形態における第２高調波／第３高調波判定処理を示すフローチャートである。
【図３２】第４実施形態において、加速度が小さい、すなわち、体動が小さい場合の第１高調波ないし第４高調波の基準波位置（周波数位置）に対する実際のピッチの関係図である。
【図３３】図３２に対応するピッチ算出処理説明図である。
【図３４】第４実施形態において、加速度が大きい、すなわち、体動が大きい場合の第１高調波ないし第４高調波の基準波位置（周波数位置）に対する実際のピッチの関係図である。
【図３５】図３４に対応するピッチ算出処理説明図である。
【図３６】最大基線が第１高調波（基本波）である場合の特徴基線の説明図である。
【図３７】最大基線が第２高調波である場合の特徴基線の説明図である。
【図３８】最大基線が第３高調波である場合の特徴基線の説明図である。
【図３９】従来のピッチ計における体動信号および体動信号をパルス変換した後の波形図である。
【図４０】従来のピッチ計における問題点を説明するための図である。
【図４１】従来のピッチ計において、パルスをカウントする際のマスクを説明するための波形図である。
【符号の説明】１…腕時計型情報機器（ピッチ計、腕時計型情報処理装置）、５…制御部、１０…装置本体、１２…リストバンド、１３…液晶表示装置、３０…脈波検出用センサユニット、３１…ＬＥＤ、３２…フォトトランジスタ、５５…脈波データ処理部、５６…ピッチデータ処理部、９０…体動センサ、５６０…ピッチ演算部（周波数分析部、基準波特定部、高調波判別部、ピッチ演算部）、５６５…信号特定部（基準波特定部）、５６６…信号判別部（高調波判別部）、５６７…ピッチ算出部（ピッチ演算部）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pitch meter, a control method of the pitch meter, a wristwatch-type information processing device, a control program, and a recording medium, and particularly to a technique for reliably obtaining a pitch from a body motion signal detected during running or walking of a user. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a pitch meter that measures a pitch when a user runs or walks, a body motion signal is detected by a built-in acceleration sensor (body motion sensor) or the like, and the pitch is obtained from the body motion signal.
For example, after a body motion signal (analog signal) shown in the upper part of FIG. 39 is amplified and subjected to pulse conversion using a predetermined threshold value TH1, a pulse signal PS having a pulse waveform shown in the lower part of FIG. 39 is obtained.
However, according to the above-mentioned conventional method, for example, as shown in FIG. 40, noise is mixed or the motion direction and the sensitivity direction of the sensor do not match each other. When the body motion signal is not output, there is a problem that an error in the pitch calculation result increases.
More specifically, at point E where noise is mixed with respect to a point to be originally counted (timing indicated by an arrow in FIG. 40), a pulse is erroneously counted. It will be bigger. Conversely, at the point NC where the signal level of the body motion signal is low, the pulse is not counted, and the calculated pitch becomes smaller than the actual pitch.
[0003]
Therefore, as shown in FIG. 41, a method has been proposed in which, when counting the number of pulses of the pulse signal PS, the mask time is set by the mask signal MS, thereby counting the pulses in units of two and increasing the detection accuracy. ing.
For example, as shown in the period T1 to T2, the pitch at the time of running is usually 150 times / minute to 200 times / minute, and the pulse period TP1 is 0.4 seconds to 0.3 seconds. If the time TM = is set to 0.5 second and the pulse period is counted as a pulse having a pulse period of 0.8 to 0.6 seconds, the pulse is counted in units of two shots.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional pitch meter has a problem that the pitch during walking cannot be measured because the mask time is set in accordance with the pitch during traveling. That is, when walking, as shown by periods T3 to T4 in FIG. 37, the pulse period TP2 is 0.6 seconds to 0.4 seconds, so that when the mask time TM is set to 0.5 seconds, the pitch becomes At 100 times / minute, the first pulse PL1 is counted, and the pitch is erroneously displayed.
Therefore, when trying to measure both pitches during running and walking with a conventional pitch meter, the user needs to perform an external operation to switch the setting of the mask time between running and walking, which is inconvenient. There was a problem that it would be.
Therefore, an object of the present invention is to provide a pitch meter capable of accurately measuring a pitch without distinguishing between a running time and a walking time, and to reduce a user's labor, a pitch meter control method, a wristwatch-type information device, It is to provide a control program and a recording medium.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problem, a pitch meter to which an output signal corresponding to a body motion detected from a body motion sensor is input, a frequency analysis unit that performs a frequency analysis on an output of the body motion sensor, and a result of the frequency analysis And a reference wave specifying unit that specifies a signal having the highest power as a reference wave for obtaining a pitch based on the following formula: and whether the reference wave corresponds to an n-th harmonic (n is a natural number) with respect to a fundamental wave of body motion. And a pitch calculation unit for determining the pitch based on the result of the determination. According to the above configuration, the frequency analysis unit performs frequency analysis on the output of the body motion sensor.
The reference wave specifying unit specifies a signal having the highest power based on a result of the frequency analysis as a reference wave for obtaining a pitch.
Thereby, the harmonic discriminating unit discriminates whether the reference wave corresponds to the n-th harmonic (n is a natural number) with respect to the fundamental wave of the body motion, and obtains the pitch based on the result of the discrimination.
[0006]
In this case, the harmonic discriminating unit determines the n-th harmonic based on the presence or absence of a signal at a frequency X / Y (X and Y are natural numbers and X ≠ Y) times the frequency of the reference wave and the signal power. The harmonics may be determined.
The harmonic discriminating unit is a candidate setting unit that sets a range of values of n that can be candidates for the n-th harmonic based on a lower limit setting frequency corresponding to a predetermined pitch lower limit setting value and a frequency of the reference wave. May be provided.
Further, when determining the n-th harmonic, the harmonic determination unit sets a frequency range defined by the lower limit setting frequency and twice the lower limit setting frequency as a frequency range to be determined. You may.
Furthermore, a lower limit setting frequency changing unit that changes the lower limit setting frequency based on an output value of the body motion sensor may be provided.
Further, the lower limit setting frequency changing unit may set the lower limit setting frequency to a double value when an output value of the body motion sensor exceeds a predetermined threshold value.
[0007]
Further, a control method of a pitch meter that calculates a pitch based on an output of a body motion sensor that detects body motion includes a frequency analysis step of performing a frequency analysis on an output of the body motion sensor, and A reference wave specifying step of specifying a signal having the highest power as a reference wave for obtaining a pitch, and determining whether the reference wave corresponds to an n-th harmonic (n is a natural number) with respect to a fundamental wave of body motion. A harmonic discriminating step and a pitch calculating step of obtaining the pitch based on a result of the discriminating step are provided.
In this case, the harmonic discriminating step is performed based on the presence or absence of a signal at a frequency X / Y (X and Y are natural numbers and X ≠ Y) times the frequency of the reference wave and the power of the signal. The harmonics may be determined.
[0008]
The harmonic discriminating step is a candidate setting step of setting a range of values of n that can be candidates for the n-th harmonic based on a lower limit setting frequency corresponding to a predetermined pitch lower limit setting value and a frequency of the reference wave. May be provided.
Further, in the harmonic discriminating step, in discriminating the n-th harmonic, a frequency range defined by the lower limit setting frequency and twice the lower limit setting frequency is set as a frequency range to be determined. You may.
Furthermore, a lower limit setting frequency changing step of changing the lower limit setting frequency based on an output value of the body motion sensor may be provided.
Further, in the lower limit setting frequency changing step, the lower limit setting frequency may be set to a double value when an output value of the body motion sensor exceeds a predetermined threshold value.
[0009]
Further, the wristwatch-type information processing device includes a body motion sensor that detects body motion, a frequency analysis unit that performs frequency analysis on the output of the body motion sensor, and a signal having the highest power based on the result of the frequency analysis. A reference wave specifying unit that specifies a reference wave for obtaining a pitch; a harmonic determining unit that determines whether the reference wave corresponds to an n-th harmonic (n is a natural number) with respect to a fundamental wave of body movement; A pitch calculation unit for obtaining the pitch based on the result of the determination.
In this case, the harmonic discriminating unit determines the n-th harmonic based on the presence or absence of a signal at a frequency X / Y (X and Y are natural numbers and X ≠ Y) times the frequency of the reference wave and the signal power. The harmonics may be determined.
The harmonic discriminating unit is a candidate setting unit that sets a range of values of n that can be candidates for the n-th harmonic based on a lower limit setting frequency corresponding to a predetermined pitch lower limit setting value and a frequency of the reference wave. May be provided.
[0010]
Further, when determining the n-th harmonic, the harmonic determination unit sets a frequency range defined by the lower limit setting frequency and twice the lower limit setting frequency as a frequency range to be determined. You may.
Furthermore, a lower limit setting frequency changing unit that changes the lower limit setting frequency based on an output value of the body motion sensor may be provided.
Further, the lower limit setting frequency changing unit may set the lower limit setting frequency to a double value when an output value of the body motion sensor exceeds a predetermined threshold value.
Further, a control program for controlling a pitch meter that calculates a pitch based on an output of a body motion sensor for detecting body motion by a computer causes the output of the body motion sensor to perform frequency analysis, and Based on the result, a signal having the highest power is specified as a reference wave for obtaining a pitch, and it is determined whether the reference wave corresponds to an n-th harmonic (n is a natural number) with respect to a fundamental wave of body motion. It is characterized in that the pitch is determined based on the result of the determination.
[0011]
In this case, the n-th harmonic is determined based on the presence or absence of a signal and the signal power at a frequency X / Y (X and Y are natural numbers and X ≠ Y) times the frequency of the reference wave. Characteristic control program.
Further, a range of values of n that can be candidates for the nth harmonic may be set based on a lower limit setting frequency corresponding to a predetermined pitch lower limit setting value and a frequency of the reference wave.
Further, in the determination of the n-th harmonic, a frequency range defined by the lower limit set frequency and twice the lower limit set frequency may be set as the predetermined frequency range.
Furthermore, the lower limit setting frequency may be changed based on an output value of the body motion sensor.
In the lower limit setting frequency changing step, the lower limit setting frequency may be set to a double value when an output value of the body motion sensor exceeds a predetermined threshold value.
[0012]
Further, a computer-readable recording medium that records a control program for controlling a pitch meter that calculates a pitch based on an output of a body motion sensor that detects a body motion by a computer has a frequency with respect to an output of the body motion sensor. Analysis is performed, and a signal having the highest power is specified as a reference wave for obtaining a pitch based on the result of the frequency analysis, and the reference wave is an n-th harmonic (n is a natural number) with respect to a fundamental wave of body motion. Is recorded, and a control program for causing the pitch to be obtained based on the result of the determination is recorded.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] First Embodiment
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a wristwatch-type information device (pitch meter) according to the first embodiment.
The wristwatch-type information device 1 is roughly divided into an apparatus main body 10 having a wristwatch structure, a cable 20 connected to the apparatus main body 10, a pulse wave detection sensor unit 30 provided at a distal end side of the cable 20. It is configured with.
A connector piece 80 is formed on the distal end side of the cable 20. The connector piece 80 is configured to be attachable and detachable to and from the connector portion 70 configured on the 6 o'clock side of the apparatus main body 10.
The main body 10 is provided with a wristband 12 which is wound around the wrist from the 12 o'clock direction of the wristwatch and fixed at the 6 o'clock direction. With the wristband 12, the apparatus main body 10 is detachably attached to the arm.
[0014]
FIG. 2 is a cross-sectional view near the sensor unit 30 of the wristwatch-type information device.
The pulse wave detection sensor unit 30 is mounted between the base of the index finger and the finger joint in a state where light is shielded by the sensor fixing band 40. By mounting the pulse wave detection sensor unit 30 at the base of the finger as described above, the cable 20 can be shortened, so that the cable 20 does not become an obstacle during running. When the body temperature distribution from the palm to the fingertip is measured, when the temperature is cold, the temperature at the fingertip drops significantly, whereas the temperature at the base of the finger does not drop relatively. Therefore, if the pulse wave detection sensor unit 30 is attached to the base of the finger, the pulse rate and the like can be accurately measured even when running outdoors on a cold day.
[0015]
FIG. 3 is a plan view showing the device main body of the wristwatch-type information device 1 with a wristband, a cable, and the like removed, and FIG. 4 is a side view of the wristwatch-type information device 1 as viewed from 3 o'clock.
In FIG. 3, the apparatus main body 10 includes a watch case 11 (main body case) made of resin. On the front side of the watch case 11, a liquid crystal display device 13 with an EL backlight (display device) that displays, in addition to the current time and date, pulse wave information such as running and walking pitches and pulse rate. Is provided.
The liquid crystal display device 13 includes a first segment display area 131 located on the upper left side of the display surface, a second segment display area 132 located on the upper right side, a third segment display area 133 located on the lower right side, And a dot display area 134 located at the lower left side. Various kinds of information can be graphically displayed in the dot display area 134.
A body movement sensor 90 for obtaining a pitch is built in the watch case 11, and an acceleration sensor or the like can be used as the body movement sensor 90.
[0016]
Further, a control unit 5 for performing various controls and data processing is provided inside the watch case 11. The control unit 5 determines the pitch based on the detection result (body motion signal) by the body motion sensor 90 and displays the pitch on the liquid crystal display device 13. Furthermore, the control unit 5 obtains a change in the pulse rate based on the detection result (pulse wave signal) by the pulse wave detection sensor unit 30, and displays the change on the liquid crystal display device 13.
In this case, since the control unit 5 also includes a clock circuit, the normal time, the lap time, the split time, and the like can be displayed on the liquid crystal display device 13.
Button switches 111 to 115 for performing external operations such as time adjustment and switching of display modes are configured on the outer peripheral portion of the watch case 11. On the surface of the watch case, large button switches 116 and 117 are formed.
[0017]
The power supply of the wristwatch-type information device 1 is a small button-shaped battery 59 built in the watch case 11, and the cable 20 supplies power from the battery 59 to the pulse wave detection sensor unit 30, The detection result of the detection sensor unit 30 is input to the control unit 5 of the watch case 11.
In the wristwatch-type information device 1, it is necessary to increase the size of the device body 10 as its functions are increased. However, since there is a restriction that the device main body 10 is worn on the arm, the device main body 10 cannot be expanded in the directions of 6 o'clock and 12 o'clock in a wristwatch.
Therefore, in the present embodiment, the device main body 10 uses a horizontally long watch case 11 whose length in the directions of 3 o'clock and 9 o'clock is longer than the length in the directions of 6 o'clock and 12 o'clock.
[0018]
In this case, since the wristband 12 is connected at a position biased toward the 3 o'clock direction, the wristband 12 projects from the 9 o'clock direction of the wristwatch differently from the 3 o'clock direction. A portion 101 is provided. Therefore, instead of using the horizontally long watch case 11, the wrist can be bent freely, and the back of the hand does not hit the watch case 11 even if it falls.
Inside the watch case 11, a flat piezoelectric element 58 for a buzzer is arranged at 9 o'clock with respect to the battery 59. Since the battery 59 is heavier than the piezoelectric element 58, the position of the center of gravity of the apparatus main body 10 is at a position deviated in the direction of 3 o'clock. Since the wristband 12 is connected to the side where the center of gravity is deviated, the apparatus main body 10 can be stably mounted on the arm. Further, since the battery 59 and the piezoelectric element 58 are arranged in the plane direction, the device main body 10 can be made thin. At the same time, as shown in FIG. 3, by providing the battery cover 118 on the back surface portion 119, the user can easily replace the battery 59.
[0019]
In FIG. 4, a connecting portion 105 for holding the stop shaft 121 attached to the end of the wristband 12 is formed in the direction of the 12 o'clock of the watch case 11. In the direction of 6 o'clock of the watch case 11, the wristband 12 wrapped around the arm is folded back at an intermediate position in the length direction, and a receiving portion 106 to which a fastener 122 for holding the intermediate position is attached is formed. Have been.
In the 6 o'clock direction of the device main body 10, a portion from the rear surface portion 119 to the receiving portion 106 is integrally formed with the watch case 11 to form a rotation stopper 108 that forms an angle of about 115 ° with the rear surface 119. ing. That is, when the main body 10 is worn by the wristband 12 so as to be positioned on the upper surface portion L1 (the back of the hand) of the right wrist L (arm), the back surface portion 119 of the watch case 11 is attached to the upper surface portion L1 of the wrist L. Adhere to In parallel with this, the rotation stopping portion 108 comes into contact with the side portion L2 having the radius R.
[0020]
In this state, the back surface 119 of the apparatus main body 10 feels like straddling the radius R and the ulna U. At the same time, from the bent portion 109 between the rotation stopping portion 108 and the back surface portion 119 to the rotation stopping portion 108, the user feels that the radius R is abutted. As described above, since the rotation stop portion 108 and the back surface portion 119 form an anatomically ideal angle of about 115 °, even if the user tries to turn the device main body 10 in the direction of arrow A or arrow B, The apparatus main body 10 does not unnecessarily shift around the arm L.
In addition, the rotation of the apparatus main body 10 is only restricted at two places on one side around the arm by the back surface portion 119 and the rotation stopping portion 108. For this reason, even if the arm is thin, the back surface portion 119 and the rotation stopping portion 108 surely come into contact with the arm, so that the rotation stopping effect is reliably obtained. Furthermore, there is no formal feeling even if the arm is thick.
[0021]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the sensor unit for detecting a pulse wave according to the embodiment.
In FIG. 5, the sensor unit 30 for pulse wave detection has a back cover 302 on the back side of the sensor frame 36 as a case body, so that a component storage space 300 is formed inside. The circuit board 35 is disposed inside the component storage space 300. On the circuit board 35, the LED 31, the phototransistor 32, and other electronic components are mounted. An end of the cable 20 is fixed to the pulse wave detection sensor unit 30 by a bush 393, and each wiring of the cable 20 is soldered on a pattern of each circuit board 35. Here, the pulse wave detection sensor unit 30 is attached to the finger such that the cable 20 is pulled out from the base of the finger toward the apparatus body 10. Therefore, the LED 31 and the phototransistor 32 are arranged along the length direction of the finger, of which the LED 31 is located at the tip of the finger and the phototransistor 32 is located at the base of the finger. Such an arrangement has an effect that external light hardly reaches the phototransistor 32.
[0022]
In the pulse wave detection sensor unit 30, a light transmitting window is formed by a light transmitting plate 34 made of a glass plate on the upper surface portion (substantial pulse wave signal detecting portion) of the sensor frame 36. Then, the LED 31 and the phototransistor 32 face the light emitting surface and the light receiving surface toward the light transmitting plate 34 with respect to the light transmitting plate 34, respectively. Therefore, when the finger surface is brought into close contact with the outer surface 341 (the contact surface with the finger surface / sensor surface) of the light transmitting plate 34, the LED 31 emits light toward the finger surface. At the same time, the phototransistor 32 can receive light reflected from the finger side of the light emitted by the LED 31. Here, the outer surface 341 of the light transmitting plate 34 has a structure protruding from its surrounding portion 361 in order to enhance the adhesion between the outer surface 341 of the light transmitting plate 34 and the finger surface.
In this embodiment, an InGaN-based (indium-gallium-nitrogen-based) blue LED is used as the LED 31, and its emission spectrum has an emission peak at 450 nm. Further, the emission wavelength range of the LED 31 is in a range from 350 nm to 600 nm. In this example, a GaAsP-based (gallium-arsenic-phosphorus-based) phototransistor is used as the phototransistor 32 corresponding to the LED 31 having such light emission characteristics. In the light receiving wavelength region of the phototransistor 32 itself, the main sensitivity region is in a range from 300 nm to 600 nm, and there is a sensitivity region even below 300 nm.
[0023]
The pulse wave detection sensor unit 30 configured as described above is attached to the base of the finger by the sensor fixing band 40, and in this state, when light is emitted from the LED 31 toward the finger, the light reaches blood vessels and Some of the light is absorbed by the hemoglobin inside and some is reflected. Light reflected from a finger (blood vessel) is received by the phototransistor 32, and a change in the amount of received light corresponds to a change in blood volume (pulse wave of blood). That is, when the blood volume is large, the reflected light becomes weak, while when the blood volume becomes small, the reflected light becomes strong. Therefore, if a change in the reflected light intensity is detected, the pulse rate and the like can be measured.
Further, in the present embodiment, based on the detection result in the wavelength region from about 300 nm to about 600 nm, which is the overlapping area of the emission wavelength region of the LED 31 and the light reception wavelength region of the phototransistor 32, that is, the wavelength region of about 700 nm or less. Display biological information.
The reason for adopting such a configuration is that even when the external light hits the exposed portion of the finger, the light having a wavelength region of 700 nm or less among the light included in the external light uses the finger as a light guide and the phototransistor 32 (light receiving portion). ) Is not reached. This is because light having a wavelength region of 700 nm or less included in external light tends to be hard to transmit through a finger. Therefore, even if external light is applied to a part of the finger that is not covered with the sensor fixing band 40, the light does not reach the phototransistor 32 through the finger and does not affect the measurement result.
[0024]
On the other hand, for example, when an LED having an emission peak near 880 nm and a silicon-based phototransistor are used, the light receiving wavelength range extends from 350 nm to 1200 nm. In this case, a pulse wave is detected based on a detection result of light having a wavelength of 1 μm, which can easily reach the light receiving portion using a finger as a light guide. As a result, erroneous detection due to a change in external light is likely to occur.
Also, since pulse wave information is obtained using light in a wavelength region of about 700 nm or less, the S / N ratio of a pulse wave signal based on a change in blood volume is high. The reason for this is that hemoglobin in the blood has an absorption coefficient for light having a wavelength of 300 nm to 700 nm that is several times to about 100 times or more larger than the absorption coefficient for light having a wavelength of 880 nm, which is conventional detection light. it is conceivable that. Therefore, it is considered that the detection rate (S / N ratio) of the pulse wave based on the change in the blood volume is increased because the change is performed with high sensitivity to the change in the blood volume. As shown in FIG. 6, the control unit 5 includes a pulse wave data processing unit 55 for obtaining a pulse rate and the like based on the input result from the pulse wave detection sensor unit 30 and a pulse wave data processing unit 55 based on the input result from the body motion sensor 90. And a pitch data processing section 56 for determining the pitch.
[0025]
The pitch data processing unit 56 and the pulse wave data processing unit 55 can output information such as the pitch and the pulse rate on the liquid crystal display device 13 by outputting the information. A part of the pitch data processing unit 56 and a part of the pulse wave data processing unit 55 are configured by a microcomputer that operates according to a stored program, and the functions of the microcomputer are shown in FIG. Is shown.
First, in the pulse wave data processing unit 55, after a signal input from the pulse wave detection sensor unit 30 via the cable 20 is amplified by the pulse wave signal amplifying / converting unit 551, the signal is converted into a digital signal and converted into a pulse signal. Output to the storage unit 552.
The pulse wave signal storage unit 552 stores pulse wave data converted into a digital signal, and is configured as, for example, a RAM.
The pulse wave signal calculation unit 553 reads out the pulse wave data stored in the pulse wave signal storage unit 552 and performs frequency analysis by fast Fourier transform (FFT processing). Then, the obtained frequency analysis result is output to pulse wave component extraction section 554.
Pulse wave component extraction section 554 extracts a pulse wave component from the input signal from pulse wave signal calculation section 553 and outputs the extracted pulse wave component to pulse rate calculation section 555.
The pulse rate calculation unit 555 calculates the pulse rate based on the frequency component of the input pulse wave, and outputs the result to the liquid crystal display device 13.
[0026]
Further, in the pitch data processing unit 56 constituting the pitch meter, the signal input from the body motion sensor 90 is amplified by the body motion signal conversion unit 561, converted into a digital signal, and output to the body motion signal storage unit 562. .
The body motion signal storage unit 562 stores body motion data converted into a digital signal, and is configured as, for example, a RAM.
The body motion signal calculation unit 563 reads out the signal stored in the body motion signal storage unit 562, performs frequency analysis by fast Fourier transform (FFT processing), and outputs the frequency analysis result to the body motion component extraction unit 564. .
Body movement component extraction section 564 extracts a body movement component from the input signal from body movement signal calculation section 563 and outputs the extracted body movement component to pitch calculation section 560.
The pitch calculator 560 calculates the pitch based on the input frequency component of the body motion, and causes the liquid crystal display device 13 to display the result.
In this case, the pitch calculation unit 560 includes a signal identification unit 565 that identifies the signal having the maximum power as a reference wave for obtaining the pitch, and a signal X / X of the frequency of the reference wave that is a signal within a predetermined frequency range. Whether the reference wave corresponds to the n-th harmonic (n is a natural number) with respect to the fundamental wave of the body motion based on the presence or absence of the signal at the frequency of Y (X and Y are natural numbers and X ≠ Y) times and the power of the signal And a pitch calculation unit 567 that calculates a pitch based on the determination result of the signal determination unit 566.
[0027]
In the pitch calculator 560 thus configured, the signals output from the body motion signal calculator 563 and the body motion component extractor 564 have the spectrum as shown in FIG. When the acceleration output is analyzed, the reciprocating component of arm swing (counting as one reciprocation) is usually regarded as the fundamental wave (first harmonic), and the second harmonic (corresponding to the pitch) which is twice the frequency component of the fundamental wave. ), A high-level line spectrum (hereinafter, referred to as a base line) appears in the third harmonic which is a frequency component three times the fundamental wave and the fourth harmonic which is a frequency component four times the fundamental wave. In calculating the pitch from these spectra, the pitch calculation unit 553 obtains the pitch by performing a calculation suitable for each case regardless of the difference between the spectrum when walking and the spectrum when running. .
[0028]
The principle is as follows.
In the obtained spectrum, a baseline existing at a frequency position where a baseline corresponding to another harmonic component appears with respect to a frequency of a baseline having the maximum power corresponding to the reference wave (hereinafter, referred to as a maximum baseline). Define as feature baseline.
For example, for the sake of simplicity, assuming that the first harmonic (fundamental wave) to the third harmonic appear, the maximum baseline is the first harmonic (fundamental wave) as shown in FIG. Then, as the characteristic baseline, the second harmonic should appear at a frequency position twice the frequency of the maximum baseline, and the third harmonic should appear at a frequency position three times the frequency of the maximum baseline.
Similarly, when the maximum baseline is the second harmonic as shown in FIG. 37, the first harmonic (fundamental wave) appears at a frequency position that is の of the frequency of the maximum baseline as a characteristic baseline, and the maximum baseline is the second harmonic. A third harmonic should appear at a frequency position 3/2 of the frequency.
When the maximum baseline is the third harmonic as shown in FIG. 38, the first harmonic (fundamental wave) appears at a frequency position of 1/3 of the frequency of the maximum baseline as a characteristic baseline, and the frequency of the maximum baseline is The second harmonic should appear at a frequency position 2/3 of the second harmonic.
Therefore, for example, in order to determine whether the maximum baseline corresponds to the second harmonic or the third harmonic, the characteristic baseline position of the second harmonic (the frequency of the maximum baseline) Out of the baseline at 1/2 and 3/2 frequency positions) and the baseline at the characteristic harmonic position of the third harmonic (1/3 and 2/3 of the maximum baseline frequency). It suffices to determine which one has higher power.
[0029]
That is, among the baselines located at 1/2, 3/2, 1/3, and 2/3 of the frequency of the maximum baseline, for example, the power of the baseline located at the 1/2 or 3/2 frequency position is large. In this case, it can be determined that the maximum baseline corresponds to the second harmonic. Similarly, when the power of the baseline located at the frequency position of 1/3 or 2/3 is large, it can be determined that the maximum baseline corresponds to the third harmonic.
[0030]
On the other hand, if the maximum baseline is identified as a higher harmonic component using a method of determining whether the power of the signal at the frequency position where the characteristic baseline is expected to appear is higher than a certain level, There is a possibility that the pitch is erroneously determined.
For example, if the characteristic base line (base line for confirming power) does not become too large depending on how to walk, there is a possibility that the pitch is erroneously detected. Conversely, if the level is lowered, noise can be easily picked up.
[0031]
Next, specific processing will be described.
Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the fourth harmonic appears up to the fourth harmonic. However, if there is a possibility that the fifth harmonic or higher is generated, a possible harmonic is included as a candidate. Process.
FIG. 10 is a flowchart of the pitch calculation process according to the first embodiment.
First, the signal specifying unit 565 of the pitch calculating unit 560 specifies a signal having the maximum power (maximum baseline) as a reference wave for obtaining a pitch based on the output signal of the body motion component extracting unit 564, and specifies the reference wave ( The height tmax and the frequency fmax of the maximum baseline are obtained (step S1).
Next, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height taka2 among the baselines corresponding to 位置 and ／ of the frequency of the reference wave (step S2).
Similarly, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height taka3 among the baselines corresponding to the frequency positions of 1/3 and 2/3 of the frequency of the reference wave (step S3).
Further, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height taka4 of the baseline corresponding to １ ／ and ／ of the frequency of the reference wave (step S4).
[0032]
If the power of the frequency at which the characteristic baseline is expected to appear is 1/3 or more of the power of the reference wave, it is determined that the characteristic baseline exists at that frequency. Here, the value of 1/3 is used to determine whether or not it is a feature baseline, but it may be 1/2, 1/4, or 1/5 as long as it can be determined whether it is a feature baseline or not. Further, it may be changed depending on the type of the characteristic baseline. Specifically, the characteristic baseline with the possibility of the first harmonic is ３, the characteristic baseline with the possibility of the second harmonic is 等, and the like.
Next, the signal determination unit 566 calculates
Taka2 ≧ tmax × (1/3)
Is determined (step S5).
In the determination in step S5,
Taka2 <tmax × (1/3)
(Step S5; No), the signal determination unit 566 determines
taka3 ≧ tmax × (1/3)
Is determined (step S6).
In the determination in step S6,
taka3 ≧ tmax × (1/3)
(Step S6; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the third harmonic (three waves) (Step S7).
Therefore, it can be determined that the pitch is located at a frequency position that is ２ times the frequency of the reference wave, and the pitch calculation unit 567 sets a value corresponding to ／ times the frequency of the reference wave as the pitch ( Step S8).
Further, in the determination in step S6,
taka3 <tmax × (1/3)
Is satisfied (step S6; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the first harmonic (fundamental wave; one wave) (step S9).
Accordingly, it can be determined that the pitch is located at a frequency position twice as high as the frequency of the reference wave, and the pitch calculation unit 567 sets a value corresponding to twice the frequency of the reference wave as the pitch (step S10).
[0033]
In the determination in step S5,
Taka2 ≧ tmax × (1/3)
(Step S5; Yes), the signal determination unit 566 determines
taka4 ≧ tmax × (1/3)
Is determined (step S11).
In the determination in step S11,
taka4 ≧ tmax × (1/3)
Is satisfied (step S11; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the fourth harmonic (four waves) (step S12).
Therefore, it can be determined that the pitch is located at a frequency position that is １ ／ times the frequency of the reference wave, and the pitch calculation unit 567 sets a value corresponding to 周波 数 times the frequency of the reference wave as the pitch ( Step S13).
In the determination in step S11,
taka4 <tmax × (1/3)
Is satisfied (step S11; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the second harmonic (two waves) (step S14).
Therefore, it can be determined that the pitch is located at the same frequency position as the frequency of the reference wave, and the pitch calculation unit 567 sets a value corresponding to the frequency of the reference wave as the pitch (step S15).
[0034]
As described above, according to the pitch calculation processing of the present embodiment, the pitch can be accurately obtained without performing any external operation, regardless of whether the vehicle is running or walking, and is easy to use. In addition, since the n-th harmonic is determined based on the power of the maximum baseline and the presence / absence of the characteristic baseline corresponding to the maximum baseline, the erroneous determination due to noise or the like can be prevented.
[0035]
Next, the overall operation of the wristwatch-type information device 1 of the present embodiment will be described.
The information device 1 of the wristwatch is switched to a clock mode, a stopwatch mode, a pulse meter mode for measuring pulse wave information in conjunction with timing, and a mode for measuring a pitch.
Therefore, first, each mode of the wristwatch-type information device 1 will be described.
FIG. 11 is a schematic diagram of each mode performed by the wristwatch-type information device 1 and display contents on the liquid crystal display device 13 at that time.
In the clock mode M11 in FIG. 11, the first segment display area 131 indicates that Monday is December 6, 1994, and the second segment display area 132 indicates that the current time is 10:08 pm It is displayed that it is minute 59 seconds. In the dot display area 134, “TIME” is displayed as the current mode is the clock mode. However, as described later, “TIME” is displayed in the dot display area 134 only for a few seconds immediately after the watch mode M11 is selected. Nothing is displayed in the third segment display area 133.
[0036]
In the wristwatch-type information device 1 of the present embodiment, when the button switch 111 in the 2:00 direction is pressed in the clock mode M11, an alarm sound can be generated when, for example, one hour has elapsed. , Can be set arbitrarily. When the button switch 113 at 11 o'clock is pressed, the EL backlight of the liquid crystal display device 13 is turned on for 3 seconds, and then automatically turned off.
In this watch mode, when the button switch 112 in the direction of 4:00 is pressed, the mode is switched to the running mode M12.
The running mode M12 is a mode when the wristwatch-type information device 1 is used as a stopwatch. In the running mode M12, before the measurement is started (standby state), the current time is displayed in the first segment display area 131, and “0: 00 ′: 00”: 0: 00 is displayed in the second segment display area 132. Is displayed. In the dot display area 134, "RUN" is displayed as guidance for the running mode for a predetermined time, for example, two seconds, and then the graphic is switched.
[0037]
When the button switch 112 in the direction of 4 o'clock is pressed from the running mode M12, the mode is switched to the lap time recall mode M13.
The lap time recall mode M13 is a mode in which lap times and split times measured in the past using the wristwatch-type information device 1 are read. In the lap time recall mode M13, the date is displayed in the first segment display area 131, and the current time is displayed in the second segment display area 132. In the dot display area 134, “LAP / RECALL” is displayed for two seconds as a guide to the lap time recall mode M13, and then the latest pulse rate transition for each lap is displayed.
When the button switch 112 in the direction of 4 o'clock is pressed in the lap time recall mode M13, the mode switches to the recall mode M14 of the pulse wave measurement result. In the recall mode M14 of the pulse wave measurement result, the time change of the pulse rate measured and stored using the wristwatch-type information device 1 and the wristwatch-type information device 1 are used during a marathon or the like performed in the past. This is a mode in which the temporal change of the pitch measured in the past is read out. In the recall mode M14 of the pulse wave measurement result, the date is displayed in the first segment display area 131, and the current time is displayed in the second segment display area 132. In the dot display area 134, "RESULT / RECALL" is displayed for only 2 seconds, and then a graph showing the temporal change of the average pulse rate is displayed.
[0038]
When the button switch 112 in the direction of 4 o'clock is pressed again from the pulse wave measurement result mode, the mode returns to the clock mode M11 as indicated by the arrow P1. Further, in steps S22 to S24, even when the state where there is no input continues for 10 minutes, as shown by the arrow P2, the mode automatically returns to the clock mode M11. When returning to the clock mode, the date is displayed in the first segment display area 131, and the current time is displayed in the second segment display area 132.
In the present embodiment, when the watch mode M11 is entered, “TIME” is displayed in the dot display area 134 assuming that the watch mode M11 has been returned, as shown in an enlarged view in FIG. However, as shown in FIG. 13, this guidance display automatically disappears after a predetermined time, for example, two seconds, and the watch enters the clock normal mode M15. In the normal state of the watch mode, nothing is displayed in the dot display area 134. That is, power is saved by displaying a dot for a minimum time required to guide the user to the mode and displaying a mode indicating that the clock disappears itself in the normal state of the clock mode. It is.
In the wristwatch-type information device 1 of this embodiment, when the connector piece 80 is attached to the connector portion 70 from any state, the mode is automatically switched to the running mode M12 as shown by an arrow P3 in FIG. The running mode M12 at this time is a mode that can not only operate as a stopwatch but also measure a pitch and a pulse rate during running.
[0039]
The function in the running mode M12 as a pitch meter and a pulse meter will be described mainly with reference to the state transition diagram of FIG.
First, in FIG. 14, when the mode is switched to the running mode functioning as a pitch meter and a pulse meter (M31), the current time is displayed in the first segment display area 131 of the liquid crystal display device as shown in FIG. Then, “0: 00 ′: 00”: 00 is displayed in the second segment display area 132. Further, “RUN” is displayed in the dot display area 134. In addition, the heart symbol blinks in the third segment display area 133 to indicate that the mode has been switched to the running mode M12 as a pitch meter and a pulse meter.
By switching to the running mode M12, power is supplied to the pulse wave data processing unit 55 and the like, and initialization processing such as setting of an operation cycle is performed. After a predetermined time, for example, two seconds later, a pulse wave signal for measuring an initial pulse rate is captured. At this time, the display of “STOP / 5” (M32) and the display of “MOTION / 4” (M33) are alternately performed at 2 Hz in the dot display area 134 for a predetermined time, for example, “5 seconds”. Is displayed as not moving. The number displayed at this time is a countdown for 5 seconds and switches. Then, the apparatus is in a standby state until the button switch 117 located above the surface of the apparatus main body 10 is pressed to start time measurement (M34).
[0040]
In the standby state (M34), the original waveform of the pulse wave signal is graphically displayed in the dot display area 134 as shown in FIG. The original waveform displayed here is the latest data. Therefore, by checking the waveform and level of the original waveform of the pulse wave signal before starting the time measurement (marathon), it is possible to determine in detail whether the LED 31 and the phototransistor 32 are properly mounted. Further, by adjusting the LED 31 and the phototransistor 32 while checking the shape and level of the original waveform, the positions of the LED 31 and the phototransistor 32 can be set to optimal positions. In addition, it is possible to check in advance whether the environment is such that the ambient temperature and humidity can be measured. Further, such a function can be used for inspection of the wristwatch-type information device 1 at the time of manufacture. In addition, since the original waveform is graphically displayed, it is also possible to check whether or not the time axis has fluctuated due to battery consumption or the like. In the third segment display area 132, the initial pulse rate “75” obtained from the pulse conversion is displayed.
[0041]
From this state, when the marathon is started and the button switch 117 located above the surface of the apparatus main body 10 is pressed at the same time, the measurement of the elapsed time is started. Then, the pitch and the pulse rate are measured (step M35).
As shown in FIG. 17, these measurement results first display the elapsed time in the second segment display area 132, and graphically display the temporal change of the pulse rate in the dot display area 134. The graphic display performed at this time is a bar graph extending upward from below with a pulse rate 65 being set at a substantially middle position on the vertical axis. During this time, the third segment display area 133 displays the scale of the vertical axis of the graph displayed in the dot display area 134 and the pulse rate at that time.
In this state, when the pulse rate falls within the range (within the specified range from pulse rate 120 to 168), the pulse rate is graphically displayed as a difference from a preset reference pulse rate as shown in FIG. (M36). The graphic display performed at this time is a bar graph extending in the vertical direction (positive / negative direction) corresponding to the difference from this value with the pulse rate 150 being set at a substantially middle position on the vertical axis. Further, a mark indicating the designated range of the pulse rate is displayed at the right end of the dot display area 134.
[0042]
If the button switch 114 located at 8 o'clock is pressed during this time, a temporal change in pitch is graphically displayed in the dot display area 134 (M37). The graphic display performed at this time is, as shown in FIG. 19, a line graph with a pitch 170 at a substantially middle position on the vertical axis. Then, in the third segment display area 133, the scale of the vertical axis of the graph displayed in the dot display area 134 (to the effect that the approximate middle position of the vertical axis is the pitch 170) and the pitch at that time are displayed. . As described above, in the wristwatch-type information device 1 of the present example, in the dot display area 134, the temporal change of the pitch is displayed in a form different from the display of the pulse rate such as a line graph or the like. It is possible to easily determine which information the current display is displaying by simply looking at the display form.
When the button switch 114 in the 8 o'clock direction is pressed again from this state, the state returns to the state (M36) in which the temporal change of the pulse rate is displayed in the dot display area 134.
When a button switch 116 located below the surface of the apparatus main body 10 is pressed when passing through a predetermined pass point, the lap time at that time is displayed in the first segment display area 131 (M38). After 10 seconds, the state returns to the state (M36) in which the temporal change of the pulse rate is automatically displayed in the dot display area 134.
[0043]
Thereafter, when the runner as the user arrives at the goal and presses the button switch 117 located above the surface of the apparatus main body 10, the measurement of the pulse rate, the pitch, and the time is stopped, and the dot display area 134 displays “ "COOLING / DOWN" is displayed (M39). When two minutes have elapsed from this state, a temporal change in the pulse rate after the goal is graphically displayed as a pulse recovery characteristic in the dot display area 134 (M40).
As shown in FIG. 20, the graphic display of the pulse recovery characteristic is first switched to a bar graph display extending upward from the bottom while keeping the scale at a pulse rate of 150 at a substantially middle position of the vertical axis. Then, as shown in FIG. 21, the recovery characteristic for two minutes is measured. During this time, the third segment display area 133 displays the scale of the vertical axis of the graph displayed in the dot display area 134 and the pulse rate at that time.
[0044]
In this state, when the button switch 114 located at 8 o'clock is pressed, “PULSE / RESULT” is displayed in the dot display area 134 for 1.5 seconds (M41), and then the dot display area 134 displays the current marathon. The temporal change of the pulse rate is displayed (M42). When the button switch 114 in the direction of 8 o'clock is pressed, “PITCH / RESULT” is displayed in the dot display area 134 for 1.5 seconds (M43), and the dot display area 134 displays the pitch of the current marathon. The temporal change is displayed (M44). Further, when the button switch 114 at 8 o'clock is pressed, “COOLING / DOWN” is displayed in the dot display area 134 for 1.5 seconds (M45), and the time of the pulse rate after the goal is reached in the dot display area 134 is displayed. The state returns to the state (M40) in which the target change is graphically displayed as the pulse recovery characteristic. Then, when the button switch 116 located on the lower side of the surface of the apparatus main body 10 is pressed after the runner who is the user has finished the goal, the dot display area 134 provides a guidance “PROTECT” as to whether or not to store the present result. / MEMO? Y "is displayed. (M46) Then, if the user presses the button switch 117 located on the upper surface of the apparatus main body 10 and replies "YES", "MEMORY" is displayed in the dot display area 134 indicating that the result is being stored (M47). ). After another two seconds, the state returns to the initial state (M31).
[0045]
When the button switch 112 at 4 o'clock is pressed after the measurement as the pitch meter and the pulse meter is completed, the mode is switched to the lap time recall mode M13 as shown in FIG. When the button switch 112 in the direction of 4:00 is pressed from the recall mode M13, the mode is switched to the recall mode M14 of the pulse wave measurement result. Also in this mode, the dot display area 134 can graphically display a temporal change in pitch and pulse rate. In this state, when the button switch 112 in the direction of 4 o'clock is pressed, the mode returns to the clock mode M11.
Also when returning to the clock mode M11, the date is displayed in the first segment display area 133 and the current time is displayed in the second segment display area 132. In the dot display area 134, a guidance display of "TIME" is displayed on the assumption that the watch mode has returned to the clock mode M11. However, this display automatically disappears after 2 seconds as indicated by the arrow P4, and the normal clock mode M15 is set.
[0046]
Effects of the first embodiment
As described above, according to the first embodiment, the signal having the highest power is specified as the reference wave for obtaining the pitch based on the result of the frequency analysis performed on the output of the body motion sensor. , The reference wave corresponds to the n-th harmonic (n is a natural number) with respect to the fundamental wave of the body motion, and the pitch is obtained based on the result of the determination. In this case, the n-th harmonic is determined based on the presence or absence of a signal and the signal power at a frequency X / Y (X and Y are natural numbers and X ≠ Y) times the frequency of the reference wave.
Therefore, in both cases of running and walking, the pitch can be accurately obtained by simple and quick processing, and no external operation for switching the mode between running and walking is required. Is good.
[0047]
[2] Second embodiment
The second embodiment is an embodiment in which a pitch calculation process different from the pitch calculation process of the first embodiment in FIG. 10 is used.
FIG. 22 is a flowchart of the pitch calculation process according to the second embodiment.
First, the signal specifying unit 565 of the pitch calculating unit 560 specifies a signal having the maximum power (maximum baseline) as a reference wave for obtaining a pitch based on the output signal of the body motion component extracting unit 564, and specifies the reference wave. The height tmax and the frequency fmax are obtained (step S21).
Next, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height Taka2 among the baselines corresponding to the frequency positions of 1/2 and 3/2 of the frequency of the reference wave (step S22).
[0048]
Similarly, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height taka3 among the baselines corresponding to the frequency positions of 1/3 and 2/3 of the frequency of the reference wave (step S23).
In addition, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height taka4 among the baselines corresponding to １ ／ and ／ of the frequency of the reference wave (step S24).
Next, the signal determination unit 566 is given by the following equation.
Taka2 ≧ taka3
Is determined (step S25).
In the determination in step S25,
Taka2 ≧ taka3
Is satisfied, the signal determination unit 566 next calculates the following equation:
Taka2 ≧ taka4
Is determined (step S26).
In the determination of step S26,
Taka2 ≧ taka4
Is satisfied (Step S26; Yes), the signal determination unit 566 determines
taka4 ≧ tmax × (1/3)
It is determined whether or not the condition is satisfied (step S27).
[0049]
In the determination in step S27,
taka4 ≧ tmax × (1/3)
Is satisfied (step S27; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the fourth harmonic (four waves) (step S22). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch assuming that a frequency position that is half the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
In the determination in step S27,
taka4 <tmax × (1/3)
Is satisfied (step S27; No), the signal determination unit 566 determines that
Taka2 ≧ tmax × (1/3)
Is determined (step S28).
In the determination in step S28,
Taka2 <tmax × (1/3)
(Step S28; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the first harmonic (one fundamental wave) (Step S15). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch on the assumption that a frequency position twice as high as the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
On the other hand, in the determination in step S28,
taka2 ≧ tmax × (1/3)
(Step S28; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the second harmonic (two waves) (Step S29). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch on the assumption that the same frequency position as the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
[0050]
Also, in the determination of step S25,
Taka2 <taka3
(Step S25; No), the signal determination unit 566 determines the following equation:
taka3 ≧ taka4
Is determined (step S30).
In the determination in step S30,
Taka3 <taka4
(Step S30; No), the signal determination unit 566 determines
taka4 ≧ tmax × (1/3)
Is determined (step S31).
[0051]
In the determination in step S31,
taka4 ≧ tmax × (1/3)
(Step S31; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the fourth harmonic (four waves) (step S32). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch assuming that a frequency position that is half the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
Also, in the determination of step S31,
taka4 <tmax × (1/3)
(Step S31; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the first harmonic (one fundamental wave) (Step S35). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch on the assumption that a frequency position twice as high as the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
In the determination in step S30,
taka3 ≧ taka4
Is satisfied (step S30; Yes), the signal determination unit 566 determines
taka3 ≧ tmax × (1/3)
Is determined (step S33).
[0052]
In the determination in step S33,
taka3 ≧ tmax × (1/3)
Is satisfied (step S33; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the third harmonic (three waves) (step S34). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch assuming that a frequency position that is ／ times the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
Further, in the determination in step S33,
taka3 <tmax × (1/3)
(Step S33; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the first harmonic (one fundamental wave) (Step S35). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch on the assumption that a frequency position twice as high as the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
[0053]
[3] Third Embodiment
In the above embodiments, the frequency band of the pitch calculation target is not limited. However, in the third embodiment, the frequency band of the pitch calculation target is limited based on the frequency of the reference wave, and the pitch calculation process is reduced. Is what you do.
FIG. 23 is a flowchart of the pitch calculation process according to the third embodiment.
First, the signal specifying unit 565 of the pitch calculating unit 560 specifies a signal having the maximum power as a reference wave for obtaining the pitch based on the output signal of the body motion component extracting unit 564, and determines the frequency fmax of the reference wave and the reference frequency. The wave height tmax is determined (step S41).
The signal determination unit 566 sets the lower limit of the pitch Pt to 80 (times / minute) (step S42).
Next, the signal determination unit 566 determines whether or not the frequency fmax of the reference wave satisfies the following expression (step S43).
fmax> 2 · Pt
[0054]
Here, the reason why the determination process of step S43 is performed will be described.
FIG. 27 is a diagram showing the relationship between the actual pitch and the reference wave position (frequency position) of the first to fourth harmonics. FIG. 28 is an explanatory diagram of the pitch calculation process corresponding to FIG.
In FIG. 27, the horizontal axis is the frequency position where any of the first to fourth harmonics appears as a reference wave, and the vertical axis is the actual pitch (= frequency of the second harmonic).
When the upper limit of the pitch is set to 3 · Pt with respect to the lower limit Pt of the pitch,
fmax> 2 · Pt
It can be seen that only the second harmonic, the third harmonic or the fourth harmonic appears in the region (the region on the right side in FIG. 27).
Therefore,
fmax> 2 · Pt
In the region, since the n-th harmonic corresponding to the reference wave cannot be the first harmonic, the process of determining the second harmonic, the third harmonic, and the fourth harmonic is performed. For this reason, the determination process of step S43 is performed.
In the determination in step S43,
fmax> 2 · Pt
Is determined (step S43; Yes), the signal determination unit 566 determines whether the reference wave is the second harmonic, the third harmonic, or the fourth harmonic. The process proceeds to the third / fourth harmonic determination process (step S44).
[0055]
In principle, as shown in the position of the reference wave and the characteristic base line in FIG. 28, when the characteristic base line appears at a frequency position of 1/2 and 3/2 of the frequency of the reference wave, the reference wave is set to the second position. It turns out that it is a harmonic. In addition, when the characteristic baseline appears at the frequency positions of 1/3 and 2/3 of the frequency of the reference wave, it is understood that the reference wave is the third harmonic. Further, when the characteristic baseline appears at the frequency positions of １ ／ and ／ of the frequency of the reference wave, it is understood that the reference wave is the fourth harmonic.
FIG. 24 is a processing flowchart of the second / third / fourth harmonic determination processing, showing the contents of step S44.
First, in the second / third / fourth harmonic determination processing, the signal determination unit 566 determines the height of a higher baseline among the baselines corresponding to １ ／ and ／ of the frequency of the reference wave. Taka2 is obtained (step S4401).
Next, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height taka3 among baselines corresponding to １ ／ and の frequency positions of the reference wave (step S4402).
[0056]
Furthermore, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height taka4 among the baselines corresponding to the 1/4 and 3/4 frequency positions of the reference wave (step S4403).
Next, the signal determination unit 566 calculates
Taka2 ≧ taka3
It is determined whether or not the condition is satisfied (step S4404).
In the determination of step S4404,
Taka2 ≧ taka3
Is satisfied, the signal determination unit 566 then calculates
Taka2 ≧ taka4
It is determined whether or not the condition is satisfied (step S4405).
[0057]
In the determination of step S4405,
Taka2 ≧ taka4
Is satisfied (step S4405; Yes), the signal determination unit 566 determines
taka4 ≧ tmax × (1/3)
It is determined whether or not the condition is satisfied (step S4406).
In the determination of step S4406,
taka4 ≧ tmax × (1/3)
Is satisfied (step S4406; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the fourth harmonic (four waves) (step S4409). Thereafter, the signal determining unit 566 shifts the processing to step S45.
Also, in the determination of step S4406,
taka4 <tmax × (1/3)
(Step S4406; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the second harmonic (two waves) (Step S4407). Thereafter, the signal determining unit 566 shifts the processing to step S45.
[0058]
Also, in the determination of step S4404,
Taka2 <taka3
Is satisfied (step S4404; No), the signal determination unit 566 then calculates
taka3 ≧ taka4
Is determined (step S4408).
In the determination of step S4408,
Taka3 <taka4
Is satisfied (Step S4408; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the fourth harmonic (four waves) (Step S4409). Then, the process proceeds to step S45.
In the determination of step S4408,
taka3 ≧ taka4
Is satisfied (step S4408; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the third harmonic (three waves) (step S4410). Thereafter, the signal determining unit 566 shifts the processing to step S45.
In the determination in step S43,
fmax ≦ 2 · Pt
Is determined (Step S43; No), the signal determination unit 566 determines whether or not the frequency fmax of the reference wave satisfies the following expression (Step S47).
fmax> (3/2) · Pt
[0059]
Here, the reason why the determination processing in step S47 is performed will be described.
2 · Pt ≧ fmax> (3/2) · Pt
It can be seen that only the second harmonic or the third harmonic appears in the region.
Therefore,
2 · Pt ≧ fmax> (3/2) · Pt
Since the n-th harmonic corresponding to the reference wave cannot be the first harmonic or the fourth harmonic in the region, the processing for discriminating the second harmonic and the third harmonic is performed. For this reason, the determination process in step S47 is performed.
In the determination in step S47,
fmax> (3/2) · Pt
Is determined (step S47; Yes), the signal determination unit 566 determines whether the reference wave is the second harmonic or the third harmonic. The process proceeds to step S48.
In principle, as shown in FIG. 28, when the characteristic baseline appears at a frequency position of お よ び and ／ of the frequency of the reference wave, the reference wave is determined to be the second harmonic. I have. If the characteristic baseline appears at the frequency positions of 1/3 and 2/3 of the frequency of the reference wave, it is determined that the reference wave is the third harmonic.
[0060]
FIG. 25 is a processing flowchart of the second / third harmonic determination processing, and shows the contents of step S48.
First, in the second / third harmonic determination processing, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height Taka2 among the baselines corresponding to the frequency positions of 1/2 and 3/2 of the frequency of the reference wave. (Step S4801).
Next, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height taka3 among the baselines corresponding to the 1/3 and 2/3 frequency positions of the reference wave (step S4802).
Next, the signal determination unit 566 calculates
taka2 ≧ taka3
Is determined (step S4803).
In the determination of step S4803,
taka2 ≧ taka3
In the case of (Step S4803; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the second harmonic (two waves) (Step S4804). Thereafter, the signal determining unit 566 shifts the processing to step S45.
[0061]
In the determination of step S4803,
Taka2 <taka3
In the case of (Step S4803; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the third harmonic (three waves) (Step S4409). Thereafter, the signal determining unit 566 shifts the processing to step S45.
In the determination of step S47,
fmax ≦ (3/2) · Pt
Is determined (step S47; No), the signal determination unit 566 determines whether or not the frequency fmax of the reference wave satisfies the following expression (step S49).
fmax> Pt
Here, the reason why the determination processing in step S49 is performed will be described.
(3/2) · Pt ≧ fmax> Pt
It can be seen that only the first harmonic or the second harmonic appears in the region of.
Therefore,
(3/2) · Pt ≧ fmax> Pt
Since the n-th harmonic corresponding to the reference wave cannot be the third harmonic or the fourth harmonic in the region, the processing for discriminating the first harmonic and the second harmonic is performed. Therefore, the determination process of step S47 is performed.
[0062]
In the determination of step S49,
fmax> Pt
When it is determined that the reference wave is the first harmonic or the second harmonic, the signal determining unit 566 shifts to the first / second harmonic determination processing for determining whether the reference wave is the first harmonic or the second harmonic (step S50). .
In principle, as shown in FIG. 28, when the characteristic baseline does not appear, it is determined that the reference wave is the first harmonic. In addition, when the characteristic base line appears at a frequency position of 1/2 and 3/2 of the frequency of the reference wave, it is determined that the reference wave is the second harmonic.
[0063]
FIG. 26 is a processing flowchart of the first / second harmonic determination processing, and shows the contents of step S50.
First, in the first / second harmonic determination processing, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height Taka2 among the baselines corresponding to the frequency positions of 1/2 and 3/2 of the frequency of the reference wave. (Step S5001).
Next, the signal determination unit 566 calculates
taka2 ≧ tmax × (1/3)
Is determined (step S5002).
In the determination in step S1002,
taka2 ≧ tmax × (1/3)
(Step S5002; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the second harmonic (two waves) (Step S5003). Thereafter, the signal determining unit 566 shifts the processing to step S45.
In the determination of step S5002,
Taka2 <tmax × (1/3)
(Step S5002; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the first harmonic (fundamental wave; one wave) (Step S5004). Then, the process proceeds to step S45.
Also, in the determination in step S49,
fmax ≦ Pt
Is determined (Step S49; No), it is determined whether or not the frequency fmax of the reference wave satisfies the following expression (Step S55).
fmax> (1/2) · Pt
[0064]
In the determination in step S55,
fmax> (1/2) · Pt
Is determined, the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the first harmonic (step S56).
In the determination in step S55,
fmax ≦ (1/2) · Pt
If it is determined that the operation is not periodic, the process is terminated without calculating the pitch (step S57).
Next, it is determined whether or not the reference wave is the fourth harmonic (step S45).
If it is determined in step S45 that the reference wave is the fourth harmonic (step S45; Yes), the signal determination unit 566 determines that the pitch is located at a frequency position that is half the frequency of the reference wave. Is determined (step S46). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch assuming that a frequency position that is half the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
If it is determined in step S45 that the reference wave is not the fourth harmonic (step S45; No), it is determined whether the reference wave is the third harmonic (step S51).
[0065]
If it is determined in step S51 that the reference wave is the third harmonic (step S51; Yes), the signal determination unit 566 determines that the pitch is located at a frequency position 2/3 times the frequency of the reference wave. Is determined (step S52). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch assuming that a frequency position that is ／ times the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
If it is determined in step S51 that the reference wave is not the third harmonic (step S51; No), it is determined whether the reference wave is the second harmonic (step S53).
If it is determined in step S53 that the reference wave is the second harmonic (step S53; Yes), the signal determination unit 566 determines that the pitch is located at the same frequency position as the frequency of the reference wave. (Step S54). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch on the assumption that the same frequency position as the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
If it is determined in step S13 that the reference wave is not the second harmonic (step S53; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the first harmonic and the pitch is 2 times the frequency of the reference wave. It is determined that it is located at the double frequency position (step S56). Therefore, the pitch calculation unit 567 calculates the pitch on the assumption that a frequency position twice as high as the frequency of the reference wave corresponds to the pitch.
[0066]
[4] Fourth embodiment
The fourth embodiment reduces the pitch calculation process from the third embodiment by changing the frequency band of the pitch calculation target based on the difference between the frequency of the reference wave and the frequency component of the body motion signal. It is intended to cope with a wide range of frequency bands.
As a method of changing the frequency band of the pitch calculation target, the ratio of the upper limit frequency to the lower limit frequency of the pitch calculation target is twice or less.
The reason for this is that if the ratio of the upper limit frequency to the lower limit frequency of the pitch calculation target is twice or more, frequencies that are in a multiple relationship, such as the first harmonic and the second harmonic or the second harmonic and the fourth harmonic, are used. It is necessary to identify each other, the processing is increased as compared with the case where it is not necessary to identify each other, and it is necessary to specify whether or not the harmonic is the n-th harmonic only by determining the power, and an error due to noise or the like occurs. This is because there is a problem in that it becomes easier.
Further, the frequency band for which the pitch is to be calculated is changed based on the difference between the body motion signals when walking and running. Specifically, it is known from experience that when running, the body motion signal is stronger than walking due to the impact of landing and the like. Fast), the frequency band of the pitch calculation target is estimated to be a high frequency band, and if the body motion signal is weak, walking (the pitch is slow), the frequency band of the pitch calculation target is changed to a low frequency. It is assumed that the frequency band is a band, and a wide frequency band can be measured as a pitch calculation target while reducing the actual pitch calculation processing.
[0067]
FIG. 29 is a flowchart of the pitch calculation process according to the fourth embodiment.
First, the signal specifying unit 565 of the pitch calculating unit 560 specifies a signal having the maximum power as a reference wave for obtaining the pitch based on the output signal of the body motion component extracting unit 564, and determines the frequency fmax of the reference wave and the reference frequency. The wave height tmax is obtained (step S1).
Next, based on the output of the body movement sensor, the signal determination unit 566 determines whether the acceleration is large, that is, whether the body movement is large (step S62).
If it is determined in step S62 that the acceleration is small, that is, the body motion is small (step S62; No), the signal determination unit 566 sets the lower limit of the pitch Pt to 60 (pitch / min) (step S63) and performs the processing. Is shifted to step S65.
In the determination in step S62, when the acceleration is large, that is, when the body motion is large (step S62; Yes), the signal determination unit 566 sets the lower limit Pt of the pitch to a value twice as large as that when the acceleration is small. This is set, that is, the lower limit of the pitch Pt = 60 × 2 = 120 (pitch / min) (step S64), and the process proceeds to step S65.
Next, the signal determination unit 566 determines whether or not the frequency fmax of the reference wave satisfies the following equation (step S65).
fmax> 3 · Pt
[0068]
Here, the reason why the determination process of step S65 is performed will be described.
FIG. 32 shows a reference wave position (frequency position) of the first to fourth harmonics when the acceleration is determined to be small in the determination in step S62, that is, when the pitch lower limit Pt = 60 (pitch / min). FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the actual pitch and the pitch. FIG. 33 is an explanatory diagram of the pitch calculation process corresponding to FIG.
Similarly, FIG. 34 shows the reference wave position of the first to fourth harmonics when the acceleration is determined to be large in the determination in step S62, that is, when the pitch lower limit Pt = 120 (pitch / min). FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an actual pitch and a frequency position. FIG. 35 is an explanatory diagram of the pitch calculation process corresponding to FIG. 32 and 34, the horizontal axis indicates the frequency position where any of the first to fourth harmonics appears as a reference wave, and the vertical axis indicates the actual pitch (= frequency of the second harmonic).
When the upper limit of the pitch is 2 · Pt with respect to the lower limit Pt of the pitch,
fmax> 3 · Pt
32 (the rightmost region in FIGS. 32 and 34), only the fourth harmonic appears.
[0069]
Therefore,
fmax> 3 · Pt
In the region, it is determined that the n-th harmonic corresponding to the reference wave is the fourth harmonic, and the step is performed so as not to perform the processing for determining the possibility of the first to third harmonics. That is, the determination process of S65 is performed.
In the determination of step S65,
fmax> 3 · Pt
Is determined (step S65; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the fourth harmonic, and the pitch calculation unit 567 determines that the frequency of the reference wave is 倍 times the frequency of the reference wave. The pitch is calculated assuming that the frequency position corresponding to the pitch corresponds to the pitch.
In the determination of step S65,
fmax ≦ 3 · Pt
Is determined (step S65; No), the signal determination unit 566 determines whether the following expression is satisfied with respect to the frequency fmax of the reference wave (step S66).
fmax> 2 · Pt
[0070]
Here, the reason why the determination processing in step S66 is performed will be described.
In FIGS. 32 and 34, when the upper limit of the pitch is set to 2 · Pt with respect to the lower limit Pt of the pitch,
3 · Pt ≧ fmax> 2 · Pt
It can be seen that only the third harmonic or the fourth harmonic appears in the region.
Therefore,
3 · Pt ≧ fmax> 2 · Pt
In the region, the n-th harmonic corresponding to the reference wave is the third harmonic or the fourth harmonic. Therefore, it is necessary to perform a process for determining the possibility of the first harmonic or the second harmonic. Instead, the discriminating process of step S66 is performed to perform only the discriminating process of the third harmonic or the fourth harmonic.
In the determination in step S66,
fmax> 2 · Pt
Is determined (step S66; Yes), the process proceeds to a third / fourth harmonic determination process for determining whether the reference wave is the third harmonic or the fourth harmonic (step S66). S67).
In principle, as shown in FIG. 33 or FIG. 35, when the characteristic baseline appears at the frequency positions of ３ and ／ of the frequency of the reference wave, it is determined that the reference wave is the third harmonic. Has been determined. Further, when the characteristic baseline appears at the frequency positions of 1/4 and 3/4 of the frequency of the reference wave, it is determined that the reference wave is the fourth harmonic.
[0071]
FIG. 30 is a processing flowchart of the third / fourth harmonic determination processing, and shows the contents of step S67.
First, in the third / fourth harmonic determination process, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height Taka4 among the baselines corresponding to the 位置 and ／ frequency positions of the reference wave. (Step S6701).
Next, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height taka3 among the baselines corresponding to the 1/3 and 2/3 frequency positions of the reference wave (step S6702).
Next, the signal determination unit 566 calculates
taka4 ≧ taka3
Is determined (step S6703).
In the determination of step S6703,
taka4 ≧ taka3
Is satisfied, the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the fourth harmonic (four waves) (step S6704). After that, the processing shifts to Step S68.
Also, in the determination of step S6703,
taka4 <taka3
Is satisfied, the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the third harmonic (three waves) (step S6705). After that, the processing shifts to Step S68.
[0072]
Also, in the determination of step S66,
fmax ≦ 2 · Pt
Is determined (Step S66; No), the signal determination unit 566 determines whether or not the frequency fmax of the reference wave satisfies the following expression (Step S70).
fmax> (3/2) · Pt
Here, the reason why the determination processing of step S70 is performed will be described.
In FIGS. 32 and 34, when the upper limit of the pitch is set to 2 · Pt with respect to the lower limit Pt of the pitch,
2 · Pt ≧ fmax> (3/2) · Pt
It can be seen that only the second harmonic or the third harmonic appears in the region.
Therefore,
2 · Pt ≧ fmax> (3/2) · Pt
In the region, the n-th harmonic corresponding to the reference wave is the second harmonic or the third harmonic, so it is necessary to perform a process for determining the possibility of the first harmonic or the fourth harmonic. Instead, the discriminating process of step S70 is performed to perform only the discriminating process of the second harmonic or the third harmonic.
In the determination in step S70,
fmax> (3/2) · Pt
Is determined (Step S70; Yes), the signal determination unit 566 determines whether the reference wave is the second harmonic or the third harmonic. The process moves to (Step S71).
[0073]
In principle, as shown in FIG. 33 or FIG. 35, when the characteristic baseline appears at a frequency position of １ ／ and の of the frequency of the reference wave, it is determined that the reference wave is the second harmonic. Has been determined. If the characteristic baseline appears at the frequency positions of 1/3 and 2/3 of the frequency of the reference wave, it is determined that the reference wave is the third harmonic. FIG. 31 is a processing flowchart of the second / third harmonic determination processing, and shows the contents of step S71.
First, in the second / third harmonic determination processing, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height Taka2 among the baselines corresponding to the frequency positions of 1/2 and 3/2 of the frequency of the reference wave. (Step S7101).
Next, the signal determination unit 566 obtains a higher baseline height taka3 among the baselines corresponding to １ ／ and ／ of the frequency of the reference wave (step S7102).
[0074]
Subsequently, the signal determination unit 566 calculates
taka2 ≧ taka3
It is determined whether or not the condition is satisfied (step S7103).
In the determination of step S7103,
taka2 ≧ taka3
Is satisfied (step S7103; Yes), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the second harmonic (two waves) (step S7104). After that, the processing shifts to Step S68.
In the determination of step S7103,
Taka2 <taka3
Is satisfied (step S7103; No), the signal determination unit 566 determines that the reference wave is the third harmonic (three waves) (step S7005). After that, the processing shifts to Step S68.
In the determination in step S70,
fmax ≦ (3/2) · Pt
Is determined (step S70; No), the signal determination unit 566 determines whether or not the frequency fmax of the reference wave satisfies the following expression (step S74).
fmax> Pt
In the determination of step S74,
fmax> Pt
Is determined (Step S74; Yes), the signal determination unit 566 can determine that the reference wave is the second harmonic (two waves), and the pitch calculation unit 567 determines that the frequency is the same as the frequency of the reference wave. The pitch is calculated assuming that the frequency position corresponds to the pitch (step S75).
[0075]
In the determination in step S74,
fmax ≦ Pt
Is determined (Step S74; No), the signal determination unit 566 determines whether or not the frequency fmax of the reference wave satisfies the following expression (Step S76).
fmax> (1/2) · Pt
In the determination of step S76,
fmax> (1/2) · Pt
Is determined (step S76; Yes), the signal determination unit 566 can determine that the reference wave is the first harmonic (one wave), and the pitch calculation unit 567 determines that the frequency is twice the frequency of the reference wave. The pitch is calculated assuming that the frequency position corresponding to the pitch corresponds to the pitch (step S77).
In the determination in step S76,
fmax ≦ (1/2) · Pt
Is determined (Step S76; No), the operation is not periodic, and the pitch calculation unit 567 does not calculate the pitch, and ends the process (Step S78).
[0076]
【The invention's effect】
According to the present invention, the pitch can be determined accurately and quickly both in the case of running and in the case of walking, and an external operation for switching the mode between running and walking is not required. Easy to use. In addition, it is possible to prevent erroneous determination due to noise or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wristwatch-type information device according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a use state of the wristwatch-type information device of FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view of an apparatus main body of the wristwatch-type information device shown in FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram when the main body of the wristwatch-type information device shown in FIG. 1 is viewed from the direction of 3:00 of the wristwatch.
5 is a cross-sectional view of a pulse wave detection sensor unit used in the wristwatch-type information device shown in FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a part of functions of a control unit (a pulse wave data processing unit and a pitch data processing unit) of the wristwatch-type information device shown in FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a spectrum obtained by performing a frequency analysis on a body motion signal.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a principle of obtaining a pitch, and is an explanatory diagram of a spectrum obtained by performing a frequency analysis on a body motion signal obtained during running.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a principle of obtaining a pitch, and is an explanatory diagram of a spectrum obtained by performing frequency analysis on a body motion signal obtained during walking.
FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of the pitch calculation unit according to the first embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing each mode of the wristwatch-type information device shown in FIG. 1;
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a guidance display when a clock mode is selected.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state in which the guidance display when the clock mode is selected has disappeared.
14 is a mode transition explanatory diagram for explaining functions in a running mode as a pitch meter and a pulse meter in the wristwatch-type information device shown in FIG.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the contents of a display indicating that the mode has been switched to a running mode as a pitch meter and a pulse meter.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing display contents before starting measurement in a running mode.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a display form in a running mode as a pitch meter and a pulse meter, after the measurement of the pulse rate is started and before the pulse rate reaches a predetermined range.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a display mode after the pulse rate reaches a predetermined range after the pulse rate measurement is started in the running mode as a pitch meter and a pulse meter.
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a display form when a temporal change of the pitch after the measurement of the pulse rate is started is shown in the running mode as the pitch meter and the pulse meter.
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a display mode when the pulse rate is within a predetermined range after an operation to stop the pulse rate measurement is performed.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a display form when the pulse rate is out of a predetermined range after an operation to stop the pulse rate measurement is performed.
FIG. 22 is a flowchart illustrating an operation of a pitch calculation unit according to the second embodiment.
FIG. 23 is a flowchart illustrating an operation of the pitch calculation unit according to the third embodiment.
FIG. 24 is a flowchart illustrating a second harmonic / third harmonic / fourth harmonic determination process according to the third embodiment.
FIG. 25 is a flowchart illustrating a second harmonic / third harmonic determination process according to the third embodiment.
FIG. 26 is a flowchart illustrating a first harmonic / second harmonic determination process according to the third embodiment.
FIG. 27 is a diagram illustrating a relationship between an actual pitch and a reference wave position (frequency position) of the first to fourth harmonics according to the third embodiment.
FIG. 28 is an explanatory diagram of a pitch calculation process corresponding to FIG. 27;
FIG. 29 is a flowchart illustrating an operation of the pitch calculation unit according to the fourth embodiment.
FIG. 30 is a flowchart illustrating a third harmonic / fourth harmonic determination process according to the fourth embodiment.
FIG. 31 is a flowchart illustrating a second harmonic / third harmonic determination process according to the third embodiment.
FIG. 32 is a diagram showing a relationship between an actual pitch and a reference wave position (frequency position) of the first to fourth harmonics when acceleration is small, that is, when body movement is small in the fourth embodiment.
FIG. 33 is an explanatory diagram of a pitch calculation process corresponding to FIG. 32;
FIG. 34 is a diagram illustrating a relationship between an actual pitch and a reference wave position (frequency position) of the first to fourth harmonics when acceleration is large, that is, when body movement is large in the fourth embodiment.
FIG. 35 is an explanatory diagram of a pitch calculation process corresponding to FIG. 34;
FIG. 36 is an explanatory diagram of a characteristic baseline when the maximum baseline is the first harmonic (fundamental wave).
FIG. 37 is an explanatory diagram of a characteristic baseline when the maximum baseline is the second harmonic.
FIG. 38 is an explanatory diagram of a characteristic baseline when the maximum baseline is the third harmonic.
FIG. 39 is a waveform diagram after pulse conversion of a body motion signal and a body motion signal in a conventional pitch meter.
FIG. 40 is a diagram for explaining a problem in a conventional pitch meter.
FIG. 41 is a waveform diagram for explaining a mask when counting pulses in a conventional pitch meter.
[Description of Signs] 1 ... Wristwatch type information device (pitch meter, wristwatch type information processing device), 5 ... Control unit, 10 ... Device body, 12 ... Wrist band, 13 ... Liquid crystal display device, 30 ... Pulse wave detection sensor Unit, 31 LED, 32 phototransistor, 55 pulse wave data processing unit, 56 pitch data processing unit, 90 body motion sensor, 560 pitch operation unit (frequency analysis unit, reference wave identification unit, harmonic discrimination Unit, pitch calculation unit), 565: signal specification unit (reference wave specification unit), 566: signal determination unit (harmonic determination unit), 567: pitch calculation unit (pitch calculation unit)

Claims (25)

体動センサから当該体動センサが検出した体動に対応する出力信号が入力されるピッチ計において、
前記体動センサの出力に対し周波数分析を行う周波数分析部と、
前記周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定する基準波特定部と、
前記基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別する高調波判別部と、
当該判別の結果に基づいて、前記ピッチを求めるピッチ演算部と、
を備えたことを特徴とするピッチ計。In a pitch meter to which an output signal corresponding to the body motion detected by the body motion sensor is input from the body motion sensor,
A frequency analysis unit that performs frequency analysis on the output of the body motion sensor,
A reference wave specifying unit that specifies a signal having the highest power based on the result of the frequency analysis as a reference wave for obtaining a pitch,
A harmonic discriminator for discriminating whether the reference wave corresponds to an n-th harmonic (n is a natural number) with respect to a fundamental wave of body motion;
A pitch calculation unit for obtaining the pitch based on a result of the determination;
A pitch meter comprising: 請求項１記載のピッチ計において、
前記高調波判別部は、前記基準波の周波数のＸ／Ｙ（Ｘ、Ｙは自然数、かつ、Ｘ≠Ｙ）倍の周波数における信号の有無および信号のパワーに基づいて前記第ｎ高調波を判別することを特徴とするピッチ計。The pitch meter according to claim 1,
The harmonic discriminating unit discriminates the n-th harmonic based on the presence / absence of a signal and a signal power at a frequency X / Y (X and Y are natural numbers and X ≠ Y) times the frequency of the reference wave. A pitch meter characterized by: 請求項１または請求項２記載のピッチ計において、
前記高調波判別部は、所定のピッチ下限設定値に相当する下限設定周波数および前記基準波の周波数に基づいて前記第ｎ高調波の候補となりえるｎの値の範囲を設定する候補設定部を備えたことを特徴とするピッチ計。In the pitch meter according to claim 1 or claim 2,
The harmonic discriminating unit includes a candidate setting unit that sets a range of values of n that can be candidates for the n-th harmonic based on a lower limit setting frequency corresponding to a predetermined pitch lower limit setting value and a frequency of the reference wave. Pitch meter characterized by the following. 請求項３記載のピッチ計において、
前記高調波判別部は、前記第ｎ高調波の判別に際し、判別対象の周波数範囲として、前記下限設定周波数および前記下限設定周波数の２倍の周波数で規定される周波数範囲を設定することを特徴とするピッチ計。The pitch meter according to claim 3,
The harmonic discriminating unit, when discriminating the n-th harmonic, sets a frequency range defined by the lower limit frequency and twice the lower limit frequency as a frequency range to be determined. Pitch meter to do. 請求項４記載のピッチ計において、
前記体動センサの出力値に基づいて前記下限設定周波数を変更する下限設定周波数変更部を備えたことを特徴とするピッチ計。The pitch meter according to claim 4,
A pitch meter comprising: a lower limit setting frequency changing unit that changes the lower limit setting frequency based on an output value of the body motion sensor. 請求項５記載のピッチ計において、
前記下限設定周波数変更部は、前記体動センサの出力値が所定のしきい値を超えた場合に、前記下限設定周波数を２倍の値に設定することを特徴とするピッチ計。The pitch meter according to claim 5,
The lower limit setting frequency changing section sets the lower limit setting frequency to a double value when an output value of the body motion sensor exceeds a predetermined threshold value. 体動を検出する体動センサの出力に基づいてピッチを算出するピッチ計の制御方法において、
前記体動センサの出力に対し周波数分析を行う周波数分析過程と、
前記周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定する基準波特定過程と、
前記基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別する高調波判別過程と、
当該判別の結果に基づいて、前記ピッチを求めるピッチ演算過程と、
を備えたことを特徴とするピッチ計の制御方法。In a control method of a pitch meter that calculates a pitch based on an output of a body motion sensor that detects body motion,
A frequency analysis step of performing a frequency analysis on the output of the body motion sensor,
A reference wave specifying step of specifying a signal having the highest power based on the result of the frequency analysis as a reference wave for obtaining a pitch,
A harmonic discriminating step of discriminating whether the reference wave corresponds to an n-th harmonic (n is a natural number) with respect to a fundamental wave of body motion;
A pitch calculating step of obtaining the pitch based on the result of the determination;
A method for controlling a pitch meter, comprising: 請求項７記載のピッチ計の制御方法において、
前記高調波判別過程は、前記基準波の周波数のＸ／Ｙ（Ｘ、Ｙは自然数、かつ、Ｘ≠Ｙ）倍の周波数における信号の有無および信号のパワーに基づいて前記第ｎ高調波を判別することを特徴とするピッチ計の制御方法。The control method of a pitch meter according to claim 7,
The harmonic discriminating step includes discriminating the n-th harmonic based on the presence or absence of a signal and the signal power at a frequency X / Y (X and Y are natural numbers and X ≠ Y) times the frequency of the reference wave. Controlling the pitch meter. 請求項７または請求項８記載のピッチ計の制御方法において、
前記高調波判別過程は、所定のピッチ下限設定値に相当する下限設定周波数および前記基準波の周波数に基づいて前記第ｎ高調波の候補となりえるｎの値の範囲を設定する候補設定過程を備えたことを特徴とするピッチ計の制御方法。In the control method of the pitch meter according to claim 7 or 8,
The harmonic determination step includes a candidate setting step of setting a range of n values that can be candidates for the n-th harmonic based on a lower limit setting frequency corresponding to a predetermined pitch lower limit setting value and a frequency of the reference wave. A method for controlling a pitch meter. 請求項９記載のピッチ計の制御方法において、
前記高調波判別過程は、前記第ｎ高調波の判別に際し、判別対象の周波数範囲として、前記下限設定周波数および前記下限設定周波数の２倍の周波数で規定される周波数範囲を設定することを特徴とするピッチ計の制御方法。The control method of a pitch meter according to claim 9,
In the harmonic discriminating step, when discriminating the n-th harmonic, a frequency range defined by the lower limit set frequency and twice the lower limit set frequency is set as a frequency range to be discriminated. To control the pitch meter. 請求項１０記載のピッチ計の制御方法において、
前記体動センサの出力値に基づいて前記下限設定周波数を変更する下限設定周波数変更過程を備えたことを特徴とするピッチ計。The control method of a pitch meter according to claim 10,
A pitch meter comprising a lower limit setting frequency changing step of changing the lower limit setting frequency based on an output value of the body motion sensor. 請求項１１記載のピッチ計の制御方法において、
前記下限設定周波数変更過程は、前記体動センサの出力値が所定のしきい値を超えた場合に、前記下限設定周波数を２倍の値に設定することを特徴とするピッチ計の制御方法。The control method of a pitch meter according to claim 11,
The method of controlling a pitch meter, wherein the lower limit setting frequency changing step sets the lower limit setting frequency to a double value when an output value of the body motion sensor exceeds a predetermined threshold value. 体動を検出する体動センサと、
前記体動センサの出力に対し周波数分析を行う周波数分析部と、
前記周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定する基準波特定部と、
前記基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別する高調波判別部と、
当該判別の結果に基づいて、前記ピッチを求めるピッチ演算部と、
を備えたことを特徴とする腕時計型情報処理装置。A body movement sensor for detecting body movement,
A frequency analysis unit that performs frequency analysis on the output of the body motion sensor,
A reference wave specifying unit that specifies a signal having the highest power based on the result of the frequency analysis as a reference wave for obtaining a pitch,
A harmonic discriminator for discriminating whether the reference wave corresponds to an n-th harmonic (n is a natural number) with respect to a fundamental wave of body motion;
A pitch calculation unit for obtaining the pitch based on a result of the determination;
A wristwatch-type information processing device comprising: 請求項１３記載の腕時計型情報処理装置において、
前記高調波判別部は、前記基準波の周波数のＸ／Ｙ（Ｘ、Ｙは自然数、かつ、Ｘ≠Ｙ）倍の周波数における信号の有無および信号のパワーに基づいて前記第ｎ高調波を判別することを特徴とする腕時計型情報処理装置。The wristwatch-type information processing device according to claim 13,
The harmonic discriminator discriminates the n-th harmonic based on the presence or absence of a signal and the power of the signal at a frequency X / Y (X and Y are natural numbers and X ≠ Y) times the frequency of the reference wave. A wristwatch-type information processing device. 請求項１３または請求項１４記載の腕時計型情報処理装置において、
前記高調波判別部は、所定のピッチ下限設定値に相当する下限設定周波数および前記基準波の周波数に基づいて前記第ｎ高調波の候補となりえるｎの値の範囲を設定する候補設定部を備えたことを特徴とする腕時計型情報処理装置。The wristwatch-type information processing device according to claim 13 or claim 14,
The harmonic discriminating unit includes a candidate setting unit that sets a range of values of n that can be candidates for the n-th harmonic based on a lower limit setting frequency corresponding to a predetermined pitch lower limit setting value and a frequency of the reference wave. A wristwatch-type information processing apparatus, characterized in that: 請求項１５記載の腕時計型情報処理装置において、
前記高調波判別部は、前記第ｎ高調波の判別に際し、判別対象の周波数範囲として、前記下限設定周波数および前記下限設定周波数の２倍の周波数で規定される周波数範囲を設定することを特徴とする腕時計型情報処理装置。The wristwatch-type information processing device according to claim 15,
The harmonic discriminating unit, when discriminating the n-th harmonic, sets a frequency range defined by the lower limit setting frequency and twice the lower limit setting frequency as a frequency range to be determined. Wristwatch type information processing device. 請求項１６記載の腕時計型情報処理装置において、
前記体動センサの出力値に基づいて前記下限設定周波数を変更する下限設定周波数変更部を備えたことを特徴とする腕時計型情報処理装置。The wristwatch-type information processing device according to claim 16,
A wristwatch-type information processing apparatus, comprising: a lower limit setting frequency changing unit that changes the lower limit setting frequency based on an output value of the body motion sensor. 請求項１７記載の腕時計型情報処理装置において、
前記下限設定周波数変更部は、前記体動センサの出力値が所定のしきい値を超えた場合に、前記下限設定周波数を２倍の値に設定することを特徴とする腕時計型情報処理装置。The wristwatch-type information processing device according to claim 17,
The wristwatch-type information processing device, wherein the lower limit setting frequency changing unit sets the lower limit setting frequency to a double value when an output value of the body motion sensor exceeds a predetermined threshold value. 体動を検出する体動センサの出力に基づいてピッチを算出するピッチ計をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、
前記体動センサの出力に対し周波数分析を行わせ、
前記周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定させ、
前記基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別させ、
当該判別の結果に基づいて、前記ピッチを求めさせる、
ことを特徴とする制御プログラム。In a control program for controlling by a computer a pitch meter that calculates a pitch based on the output of a body motion sensor that detects body motion,
Let the frequency analysis be performed on the output of the body motion sensor,
The signal having the highest power based on the result of the frequency analysis is specified as a reference wave for determining the pitch,
It is determined whether the reference wave corresponds to the n-th harmonic (n is a natural number) with respect to the fundamental wave of the body motion,
Based on the result of the determination, to determine the pitch,
A control program characterized by the above-mentioned. 請求項１９記載の制御プログラムにおいて、
前記基準波の周波数のＸ／Ｙ（Ｘ、Ｙは自然数、かつ、Ｘ≠Ｙ）倍の周波数における信号の有無および信号のパワーに基づいて前記第ｎ高調波を判別させることを特徴とする制御プログラム。The control program according to claim 19,
A control characterized by determining the n-th harmonic based on the presence or absence of a signal and the power of the signal at a frequency X / Y (X and Y are natural numbers and X ≠ Y) times the frequency of the reference wave. program. 請求項１９または請求項２０記載の制御プログラムにおいて、
所定のピッチ下限設定値に相当する下限設定周波数および前記基準波の周波数に基づいて前記第ｎ高調波の候補となりえるｎの値の範囲を設定させることを特徴とする制御プログラム。In the control program according to claim 19 or 20,
A control program for setting a range of values of n that can be candidates for the n-th harmonic based on a lower limit set frequency corresponding to a predetermined pitch lower limit set value and a frequency of the reference wave. 請求項２１記載の制御プログラムにおいて、
前記第ｎ高調波の判別に際し、判別対象の周波数範囲として、前記下限設定周波数および前記下限設定周波数の２倍の周波数で規定される周波数範囲を設定させることを特徴とする制御プログラム。The control program according to claim 21,
A control program for setting a lower limit frequency and a frequency range defined by twice the lower limit frequency as a frequency range to be determined when determining the n-th harmonic. 請求項２２記載の制御プログラムにおいて、
前記体動センサの出力値に基づいて前記下限設定周波数を変更させることを特徴とする制御プログラム。23. The control program according to claim 22, wherein
A control program for changing the lower limit setting frequency based on an output value of the body motion sensor. 請求項２３記載の制御プログラムにおいて、
前記下限設定周波数変更過程は、前記体動センサの出力値が所定のしきい値を超えた場合に、前記下限設定周波数を２倍の値に設定させることを特徴とする制御プログラム。The control program according to claim 23,
The control program, wherein the lower limit setting frequency changing step sets the lower limit setting frequency to a double value when an output value of the body motion sensor exceeds a predetermined threshold value. 体動を検出する体動センサの出力に基づいてピッチを算出するピッチ計をコンピュータにより制御するための制御プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体において、
前記体動センサの出力に対し周波数分析を行わせ、
前記周波数分析の結果に基づいてパワーが最も高い信号を、ピッチを求めるための基準波として特定させ、
前記基準波が体動の基本波に対する第ｎ高調波（ｎは自然数）に相当するのかを判別させ、
当該判別の結果に基づいて、前記ピッチを求めさせる、
ための制御プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。In a computer-readable recording medium that records a control program for controlling a pitch meter that calculates a pitch based on an output of a body motion sensor that detects body motion by a computer,
Let the frequency analysis be performed on the output of the body motion sensor,
The signal having the highest power based on the result of the frequency analysis is specified as a reference wave for determining the pitch,
It is determined whether the reference wave corresponds to the n-th harmonic (n is a natural number) with respect to the fundamental wave of the body motion,
Based on the result of the determination, to determine the pitch,
Recording medium for recording a control program for the same.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010125239A (en) * 2008-11-29 2010-06-10 Nihon Univ Human posture motion discrimination device
JP2012524640A (en) * 2009-04-26 2012-10-18 ナイキ インターナショナル リミテッド Exercise clock
EP2520222A1 (en) 2011-05-06 2012-11-07 Seiko Epson Corporation Biological information processing device
JP2012223459A (en) * 2011-04-21 2012-11-15 Panasonic Corp Biological information measuring apparatus
WO2014196119A1 (en) 2013-06-06 2014-12-11 セイコーエプソン株式会社 Device for processing biological information, and method for processing biological information
US9141087B2 (en) 2009-04-26 2015-09-22 Nike, Inc. Athletic watch
CN110308645A (en) * 2018-03-23 2019-10-08 卡西欧计算机株式会社 Equipment and electronic watch with button
WO2021157026A1 (en) * 2020-02-06 2021-08-12 株式会社竹中土木 Determination device and posture control device

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010125239A (en) * 2008-11-29 2010-06-10 Nihon Univ Human posture motion discrimination device
US9891596B2 (en) 2009-04-26 2018-02-13 Nike, Inc. Athletic watch
US9785121B2 (en) 2009-04-26 2017-10-10 Nike, Inc. Athletic watch
US9977405B2 (en) 2009-04-26 2018-05-22 Nike, Inc. Athletic watch
US10824118B2 (en) 2009-04-26 2020-11-03 Nike, Inc. Athletic watch
US10429204B2 (en) 2009-04-26 2019-10-01 Nike, Inc. GPS features and functionality in an athletic watch system
US9122250B2 (en) 2009-04-26 2015-09-01 Nike, Inc. GPS features and functionality in an athletic watch system
US9141087B2 (en) 2009-04-26 2015-09-22 Nike, Inc. Athletic watch
US10564002B2 (en) 2009-04-26 2020-02-18 Nike, Inc. GPS features and functionality in an athletic watch system
US9329053B2 (en) 2009-04-26 2016-05-03 Nike, Inc. Athletic watch
US11092459B2 (en) 2009-04-26 2021-08-17 Nike, Inc. GPS features and functionality in an athletic watch system
US9864342B2 (en) 2009-04-26 2018-01-09 Nike, Inc. Athletic watch
JP2012524640A (en) * 2009-04-26 2012-10-18 ナイキ インターナショナル リミテッド Exercise clock
JP2012223459A (en) * 2011-04-21 2012-11-15 Panasonic Corp Biological information measuring apparatus
CN102764111A (en) * 2011-05-06 2012-11-07 精工爱普生株式会社 Biological information processing device
CN102764111B (en) * 2011-05-06 2015-11-25 精工爱普生株式会社 Biological information processing unit
EP2520222A1 (en) 2011-05-06 2012-11-07 Seiko Epson Corporation Biological information processing device
WO2014196119A1 (en) 2013-06-06 2014-12-11 セイコーエプソン株式会社 Device for processing biological information, and method for processing biological information
CN110308645A (en) * 2018-03-23 2019-10-08 卡西欧计算机株式会社 Equipment and electronic watch with button
CN110308645B (en) * 2018-03-23 2022-01-04 卡西欧计算机株式会社 Device with push button and electronic timepiece
CN114415491A (en) * 2018-03-23 2022-04-29 卡西欧计算机株式会社 Watch type information terminal
US11507029B2 (en) 2018-03-23 2022-11-22 Casio Computer Co., Ltd. Device with buttons and electronic timepiece
US11921470B2 (en) 2018-03-23 2024-03-05 Casio Computer Co., Ltd. Device with buttons and electronic timepiece
WO2021157026A1 (en) * 2020-02-06 2021-08-12 株式会社竹中土木 Determination device and posture control device
EP4101376A4 (en) * 2020-02-06 2023-06-21 Takenaka Civil Engineering&Construction Co., Ltd. Determination device and posture control device
JP7370021B2 (en) 2020-02-06 2023-10-27 株式会社竹中土木 Determination device and attitude control device

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