JP2006187469A - 運動強度評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザに過度な運動を強いる虞れの少ない運動強度評価装置を提供すること
【解決手段】 運動強度評価装置は、年齢Ａｇ０を入力する年齢入力手段３３と、入力された年齢を下限年齢Ａｇｍと比較して、下限年齢未満の場合下限年齢Ａｇｍを指定年齢Ａｇとし、下限年齢以上の場合入力年齢を指定年齢Ａｇとする年齢指定手段３４と、目標運動強度Ｓｔを入力する目標運動強度入力手段３５と、安静時心拍数Ｐｒを保持する安静時心拍数保持手段３２と、心拍を感知する脈拍センサ１５と、感知心拍に応じて運動中の心拍数Ｐを求める心拍数検出手段３１と、指定年齢、安静時心拍数、及び運動中の心拍数から運動中の運動強度Ｓを求める運動強度演算手段４０と、運動強度Ｓが目標運動強度Ｓｔ以上であるか否かを判定する運動強度判定手段５０と、運動強度が目標運動強度以上である場合、警告Ｋを発する警告発生手段６０とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、運動強度を評価する運動強度評価装置に係る。

運動強度を、（Ｐ−Ｐｒ）／（Ｐｍａｘ−Ｐｒ）として求めることは、知られている（例えば、非特許文献１，非特許文献２）。ここで、Ｐは心拍数、Ｐｒは安静時心拍数、Ｐｍａｘは最大心拍数を指す。

また、最大心拍数Ｐｍａｘを、（２２０−Ａｇ）や（２１０−α・Ａｇ）として求めることも知られている（例えば、非特許文献２）。但し、Ａｇは年齢、αは０．８程度の定数である。

健康管理やリハビリ等のための運動やトレーニングをするための運動支援装置等に、以上のような運動強度を利用して、運動強度評価をすることは、知られている（例えば、特許文献１，特許文献２等）

以上において、最大心拍数Ｐｍａｘを確定するためには、年齢Ａｇを特定する必要がある。しかしながら、上述のような最大心拍数Ｐｍａｘと年齢Ａｇとの関係は、ある年齢範囲（例えば、２０歳程度〜６０歳程度）において検証されているもので、その年齢範囲外においては、必ずしも妥当でない虞れがある。

従って、年齢Ａｇが２０歳未満のユーザが入力した年齢をそのまま当てはめて最大心拍数を求めると、最大心拍数が大きくなり過ぎて、運動強度Ｓが低く評価され過ぎ、ユーザが期待以上の過度な運動を強いられて、危険を伴う虞れがある。
特開２００４−１５４５８９号公報（段落番号００２０等） 特開２００４−６４６号公報（段落番号００５５等） 日本医師会編「運動療法処方せん作成マニュアル」第１版，株式会社日本医事新報社，Ｐ８，Ｐ１０等 池上晴夫著「新版 運動処方 −理論と実際−」初版，株式会社朝倉書店，Ｐ１６４，Ｐ１７８等

本発明は、前記した点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、ユーザに過度な運動を強いる虞れの少ない運動強度評価装置を提供することにある。

本発明の運動強度評価装置は、前記目的を達成すべく、ユーザの年齢を入力する年齢入力手段と、年齢入力手段から入力された年齢を下限年齢と比較して、下限年齢よりも小さいときには前記所定の下限年齢を指定年齢とし、下限年齢以上であるときには入力年齢を指定年齢とする年齢指定手段と、目標運動強度を入力する目標運動強度入力手段と、安静時における当該ユーザの単位時間当りの心拍数を安静時心拍数として保持する安静時心拍数保持手段と、、ユーザが運動をしている際の心拍を感知する脈拍センサと、脈拍センサで感知した心拍に応じてユーザが運動をしている際の単位時間当りの心拍数を求める心拍数検出手段と、年齢指定手段で指定された指定年齢、安静時心拍数保持手段で保持された安静時心拍数、及び心拍数検出手段で検出された心拍数に基づいて、ユーザが運動をしている際の運動強度を求める運動強度演算手段と、運動強度演算手段により求められた運動強度が目標運動強度以上であるか否かを判定する運動強度判定手段と、運動強度が目標運動強度以上である旨を運動強度評価手段が判定した場合、警告を発する警告発生手段とを有する。

本発明の運動強度評価装置では、「運動強度が目標運動強度以上であることを運動強度評価手段が判定した場合、警告を発する警告発生手段」が設けられているので、目標にしている運動強度に達したところで、運動を停止し得るから、健康管理や肥満防止やリハビリ等のために適度な運動をし得る。本発明の運動強度評価装置では、特に、「年齢指定手段で指定された指定年齢、安静時心拍数保持手段で保持された安静時心拍数、及び心拍数検出手段で検出された心拍数に基づいて、ユーザが運動をしている際の運動強度を求める運動強度演算手段と」に加えて、「年齢入力手段から入力された年齢を下限年齢と比較して、下限年齢よりも小さいときには前記所定の下限年齢を指定年齢とし、下限年齢以上であるときには入力年齢を指定年齢とする年齢指定手段」が設けられているので、ユーザの年齢が心拍数との相関関係が検証されている範囲外にある場合でも、ユーザに過度な運動を強いる虞れが少なく、ユーザが安全性の高い状態で運動を行うことを可能にする。

運動強度Ｓは、
・ Ｓ＝（Ｐ−Ｐｒ）／（Ｐｍａｘ−Ｐｒ） 式（１）
で求められる。ここで、Ｐは心拍数、Ｐｒは安静時心拍数、Ｐｍａｘは最大心拍数である。

なお、最大心拍数Ｐｍａｘは、典型的には、
・ Ｐｍａｘ＝２２０−Ａｇ 式（２−１）
で求められる。ここで、Ａｇはユーザの年齢である。但し、その代わりに（例えば、運動習慣のある人の場合）、例えば、
・ Ｐｍａｘ＝２１０−α・Ａｇ 式（２−２）
など他の演算式で求められてもよい。

運動強度Ｓは、有酸素運動に該当する（Ｓ＝０．４〜０．８５程度）か否かや、有酸素運動のうち脂肪燃焼に適した有酸素運動（Ｓ＝０．４〜０．６５程度）又はトレーニング向けの有酸素運動（Ｓ＝０．６５〜０．８５程度）であるか否かを判定するのに用いられる。

目標運動強度Ｓｔは、運動習慣やユーザの健康状態（疾患の有無等）や高齢者であるか否かによっても、異なる値が選択される（修正される）ことが好ましい。例えば、運動習慣のなかった人や健康状態に問題がある人や高齢者では、目標運動強度を低めに設定することが好ましい。

本発明の運動強度評価装置において、安静時心拍数として、ユーザが別途測定した値が入力されても、この運動強度評価装置の脈拍センサにより安静時に測定されてもよい。後者の場合、前記安静時心拍数保持手段が、安静時に前記脈拍センサにより検出されたユーザの心拍数を安静時心拍数として保持するように構成される。

本発明の運動強度評価装置は、歩行を検出する歩行センサと、歩行センサで検出された歩数を計数する歩数計数手段と更にを有していてもよい。その場合、歩行の際の運動強度を評価し得るので、ウォーキングの程度を運動として評価し得る。

また、本発明の運動強度評価装置は、時計機能を更に有していてもよい。その場合、時計が、所望の時間の範囲内で所望の強度の運動をするためにも用いられ得る。

本発明の運動強度評価装置は、典型的には、腕時計のように手首に装着されるように構成される。その場合、常時携行し且つ脈拍の測定が容易に行われ得るので、思い立ったときにいつでも強度を評価しつつ運動をすることが可能になる。

次に、本発明の好ましい一実施の形態を添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明する。

図１から図４には、本発明による好ましい一実施例の腕装着型で時計機能及び歩数計機能付きの運動強度評価装置が示されている。

図１は、本発明による好ましい第一実施例の時計機能及び歩数計機能付きの運動強度評価装置１のハードウエア構成を示したブロック図である。この図１において、運動強度評価装置１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１、所定周波数の信号を発する水晶発振器１２ａ及び該発振器１２ａからのクロックパルスを所定分周比で分周してクロック信号（計時用の基準信号）Ｔを発する分周器１２ｂを含むクロック信号発生部１２、三つの押ボタンスイッチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び回転スイッチ１４ｄからなる入力部１４、ユーザの脈を検出して脈拍信号Ｍを発する脈センサ１５、ユーザの歩行を検出して該歩行に対応する信号（歩行信号）Ｗを発する歩行センサ１６、センサ１５，１６からの信号Ｍ，ＷをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１７、脈拍数や歩数や時刻等を表示する液晶ディスプレイ部の如き表示部１８、表示部１８の表示のバックライトの一部として働き表示の背景に色をつける照明１９、特定の場合に警報を発するブザー２０、ＣＰＵ１１が実行するプログラム等を予め記憶した読出し専用メモリ（ＲＯＭ）２１ａ、並びにプログラムのワークエリアを与えると共に計測した脈拍数（心拍数）データや歩数データや設定値などを記憶する消去可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１ｂ等を備える。ＲＯＭ２１ａ及びＲＡＭ２１ｂがＣＰＵ１１用の記憶部２１を構成する。

なお、この時計機能及び歩数計機能付きの運動強度評価装置１は、例えば、図４に示したように、表示部１８が中央の開口に位置するケース２３及びバンド２４を備えた腕時計の形態を有し、操作リングの形態の回転スイッチ１４ｄがケース２３の本体に対してＣ１，Ｃ２方向に回転可能で、押ボタンの形態の左上、左下及び右下の押ボタンスイッチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃがケース２３の本体の周壁から僅かに突出している。スイッチ１４の種類や数や役割は、この実施例とは異なる任意の形態に変更され得る。

脈センサ１５は、バンド２４を構成する二つのバンド部分２４ａ，２４ｂのうち手前側のバンド部分２４ａに埋設されている。バンド部分２４ａのうち脈センサ１５の窓２６の周りの部分２６ａは、脈拍計測の際に軽く載せられる指を位置決めし得るように窪んでいる。脈センサ１５は、光の吸収や反射を利用して感知する光学式でも、圧力変動を感知する圧電式でも、超音波の反射などを利用して感知する超音波式でも、その他のどのようなタイプのものでもよい。また、歩行センサ１６も、振り子式でも、ボール式でも、加速度感知式でも、その他のどのようなタイプのものでもよい。

図２は、図１に示したハードウエア構成からなる時計機能及び歩数計機能付きの運動強度評価装置１の機能ブロック図である。

機能ブロック図ないし機能関連図としてみた場合、運動強度評価装置１は、運動強度評価機能部２と歩数計機能部３と時計機能部４とを含む。運動強度評価機能部２の主たる部分（スイッチ１４及び脈センサ１５並びに照明１９及びブザー２０等の報知部分以外の部分）は、ＣＰＵ１１と、ＲＯＭ２１ａに格納され該ＣＰＵ１１で実行される対応のプログラムとからなり、歩数計機能部３の主たる部分（スイッチ１４、歩行センサ１６及び表示部１８以外の部分）は、ＣＰＵ１１と、ＲＯＭ２１ａに格納され該ＣＰＵ１１で実行される対応のプログラムとからなり、時計機能部４の主たる部分（スイッチ１４、クロック信号発生部１２及び表示部１８以外の部分）は、ＣＰＵ１１と、ＲＯＭ２１ａに格納され該ＣＰＵ１１で実行される対応のプログラムとからなる。歩数計機能部３及び時計機能部４自体は、従来から知られている通りであるので、以下では、主として、運動強度評価機能部２ついて説明する。

運動強度評価機能部２は、脈センサ１５から出てＡ／Ｄ変換された脈信号Ｐｓを受取って心拍数Ｐを検出する心拍数検出部３１と、安静時の心拍数Ｐｒを保持する安静時心拍数保持部３２とを有する。安静時心拍数保持部３２は、図２において破線で示したように、入力手段ないし入力部１４から直接的に入力される安静時心拍数データＰｒを保持しても、安静時に脈センサ１５で直接感知した脈信号Ｐｓｒに基づいて心拍数検出部３１で検出した心拍数Ｐｒを保持してもよい。

運動強度評価機能部２は、また、年齢入力部３３及び基準年齢指定部３４を含む。年齢入力部３３は、装置１がデータ入力モードにあり年齢入力状態にある場合に、ユーザの年齢データＡｇ０を入力するスイッチ１４からなる。なお、装置１は、典型的には、歩数計その他の機能を考慮して、性別や体重等も入力可能に構成されるけれども、ここでは、基本的に、運動強度評価に直接関係するデータの入力や処理についてのみ、説明する。

基準年齢指定部３４は、年齢入力部３３から入力された年齢Ａｇ０が下限年齢保持部３４ａで保持された所定の下限年齢Ａｇｍよりも小さいか否かを判別して、下限年齢Ａｇｍよりも小さいとき（即ち、Ａｇ０＜Ａｇｍのとき）には該下限年齢Ａｇｍを指定年齢Ａｇ＝Ａｇｍとし、入力年齢値Ａｇ０が下限年齢Ａｇｍ以上であるときには入力年齢Ａｇ０を指定年齢Ａｇ＝Ａｇ０とする。下限年齢保持部３４ａは典型的にはＲＯＭ２１ｂに格納されたプログラムで用いられるパラメータの一部としてＲＯＭ２１ｂに格納されているけれども、所望ならば、設定変更可能になっていてもよい。

運動強度評価機能部２は、更に、目標運動強度Ｓｔが入力される目標運動強度入力部３５を含む。目標運動強度入力部３５は、装置１がデータ入力モードにあり年齢入力状態にある場合に、目標運動強度データＳｔを入力するスイッチ１４からなる。この目標運動強度Ｓｔとしては、ユーザが行おうとする運動の目的を基準に、ユーザの体の状態やユーザの老若度（比較的若いか比較的年配者であるか）に応じて適宜変更された値が選ばれる。

すなわち、この目標運動強度Ｓｔは、基本的には、例えば、ユーザが有酸素運動をしようとする場合には、０．４〜０．８５程度の範囲内の値が選択される。より詳しくは、運動療法などの分野では周知のように、ユーザが、体脂肪を減らすべく脂肪燃焼を目的とする有酸素運動をしようとするときには０．４〜０．６５程度の範囲内の値が選ばれ、トレーニング（鍛錬）を目的とする有酸素運動をしようとするときには０．６５〜０．８５程度の範囲内の値が選ばれる。なお、運動療法などの分野では周知のように、夫々の範囲の有酸素運動のうち比較的強めの運動をしようとするときには、当該範囲のうちで高めの値が選ばれ、比較的弱めの運動をしようとするときには、当該範囲のうちで低めの値が選ばれる。すなわち、以上のようにして選択される値を基準として、ユーザの体調が良好な場合には若干高めに変更された値が選ばれ、体調に多少の問題がある場合には、若干低めに変更された値が選ばれる。更に、このようにして選ばれる値を基準として、ユーザの老若の程度が更に加味される。すなわち、ユーザが比較的年配者であるときにはその年齢に応じて、最終的にある程度低めの値が選択され、ユーザが成人であって且つ比較的若い場合には、ある程度高めの値が選択される。目標運動強度の値Ｓｔの設定に際しての以上のような要因の考慮は、運動療法などの分野で周知のことであるので、その知見に基づけばよい（例えば、非特許文献２）。また、以上のような要因の考慮及びその順序は、ユーザの事情に応じて適宜変更され得る。例えば、ユーザの老若度は、次に説明する最大心拍数Ｐｍａｘの算出の際に考慮されることから、目標運動強度Ｓｔの値の選択に際しては、無視されてもよい。以下では、最終的に決定され入力部３５で入力される目標運動強度をＳｔで表す。

運動強度評価機能部２は、更に、運動強度演算手段４０を備える。運動強度演算手段４０は、最大心拍数演算部４１と、運動強度演算部４２とを含む。

最大心拍数演算部４１は、基準年齢指定部３４から与えられる指定年齢データＡｇに基づいて、最大心拍数Ｐｍａｘを求める。この最大心拍数Ｐｍａｘは、前述の式（２−１）で求められても、式（２−２）で求められても、他の演算式で求められてもよい。なお、式（２−２）による場合、例えば、α＝０．８程度である。

運動強度演算部４２は、運動中に心拍数検出部３１で検出される心拍数Ｐ、安静時心拍数保持部３２で保持している安静時心拍数Ｐｒ、及び最大心拍数演算部４１で求められた最大心拍数Ｐｍａｘに基づいて、前述の式（１）により、運動強度Ｓをリアルタイムに求める。

運動強度評価機能部２は、更に、運動強度判定手段ないし運動強度判定部５０を有する。運動強度判定部５０は、ユーザが運動している最中に運動強度演算部４２で求めた運動強度Ｓを目標運動強度Ｓｔと比較して、現在の運動強度Ｓが目標運動強度Ｓｔ以上であると評価結果報知部６０から警告Ｋを発する。ここで、評価結果報知部６０は、照明１９とブザー２０とからなる。警告Ｋは、液晶表示部１８のバックライトを構成する照明１９の赤色化とブザー２０の作動による警告音の発生とからなり、ユーザに運動を停止するか弱めるべきことを報知する。

運動強度判定部５０は、現在の運動強度Ｓが目標運動強度Ｓｔよりもはるかに低い場合、評価結果報知部６０から注意を喚起する信号Ｙを発する。評価結果報知部６０の注意喚起信号Ｙは、液晶表示部１８のバックライトを構成する照明１９が、緑色で点滅することからなり、ユーザに運動の一層の継続や運動強度を高めるべきことを報知する。この信号Ｙは、運動開始後所定時間を経過して初めて発するようにしても、運動開始直後から発するようにしてもよい。ＳがＳｔよりもはるかに低いことは、典型的には、Ｓ／Ｓｔの大きさにより判定するけれども、ΔＳ＝Ｓ−Ｓｔの大きさで判定してもよい。

一方、現在の運動強度Ｓが目標運動強度Ｓｔ以下で且つ目標運動強度に近い場合、運動強度判定部５０は、評価結果報知部６０から運動が適切な状態であることを示す信号Ｇを発する。評価結果報知部６０の適正運動報知信号Ｇは、液晶表示部１８のバックライトを構成する照明１９が、緑色の点灯状態を維持することからなる。

なお、歩行センサ１６で感知された歩行信号Ｗは、歩数計数部２７で計数され、表示制御部７１の制御下で、液晶表示部１８のうち数値など表示領域（数値等表示部）７２で表示され得る。また、クロック信号発生部１２からのクロック信号Ｔは計時部２８で計数されて、表示制御部７１の制御下で数値等表示部７２により時刻情報として表示され得る。

次に、以上の如く構成された運動強度評価装置１の運動強度評価機能部２の動作について、主として、図４のフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップＨ０１で示したように、年齢Ａｇ０、安静時脈拍数Ｐｒ及び目標運動強度Ｓｔを入力する。

このためには、例えば、時刻表示モードになっていて腕時計として使用されている腕装着型で時計機能及び歩数計機能付きの運動強度評価装置１を、個人データ入力・表示モードＪ２（図示せず）に切り替える。このモード切替指示は、回転スイッチ１４ｄをＣ１方向又はＣ２方向に例えば所定角度以上・所定回回動させたり、所定角度以上回動した状態で所定期間保持したりすることにより行われる。ここで、装置１がどのモードにあるかは、液晶表示部１８の画面上の同一の位置または異なる位置に、絵柄や記号や文字が識別可能に表示される。ここで対象となる運動は、当然ながら、ウォーキングを含み得る。

装置１が個人データ入力・表示モードに設定されると、次に、押ボタンスイッチ１４ａを所定時間以上（例えば２秒以上）押し続ける。これにより、装置１が個人データ入力・表示モードのうち個人データ入力受付状態になり、入力済の個人データが修正可能な状態（又は初期状態に対して新たに入力可能な状態）になる。変更可能なデータ部分は、例えば、点滅表示される。入力可能なデータ種別として年齢Ａｇ０を選ぶ場合、押ボタンスイッチ１４ｃを押す。押ボタンスイッチ１４ｃを押す毎に、異なる種類の入力又は修正可能なデータが順次表示される。従って、ここでは、スイッチ１４ｃを押して、年齢Ａｇ０を入力可能ないし修正可能な状態で表示させる。数値の選択（入力）は、回転スイッチ１４ｄをＣ１方向に回して数値を「１」だけ増加させるか、Ｃ２方向に回して数値を「１」だけ減少させることを繰返すことにより、行われる。年齢Ａｇ０の入力が完了したら、スイッチ１４ｃで安静時脈拍数Ｐｒ及び目標運動強度Ｓｔを順次選ぶと共にスイッチ１４ｄで所定数値を入力・設定する。全てのデータ入力が完了したら、スイッチ１４ａを再度押して、入力値ないし修正値で各種データを確定させる。

なお、回転スイッチ１４ｄは、そのＣ１方向又はＣ２方向の回転により、時刻表示モード及び個人データ入力表示モード以外に、例えば、歩数計測表示モードや、日別記録表示モードや、選別記録表示モードに切替可能である。

以上のような各種スイッチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの役割は、入力及び表示制御プログラムとの関連で規定されるもので、所望に応じて他のどのようなスイッチやキーなどの入力手段で代替されてもよい。

年齢データＡｇ０が確定されると、装置１の運動強度評価機能部２のうち、基準年齢指定部３４により、Ａｇ０が下限年齢Ａｇｍ＝２０未満であるか否かが判定され（ステップＨ０２）、２０未満（Ａｇ０＜２０）である場合、ユーザが入力した年齢（入力年齢）Ａｇ０の代わりに、下限年齢Ａｇｍ＝２０が指定年齢Ａｇとして設定される（ステップＨ０３）。即ち、Ａｇ＝Ａｇｍ＝２０となる。一方、ユーザ年齢Ａｇ０が下限年齢Ａｇｍ＝２０以上である場合、ユーザ年齢Ａｇ０がそのまま指定年齢Ａｇとして設定（Ａｇ＝Ａｇ０）される（ステップＨ０２のＮｏの分岐）。

次に、運動強度Ｓの評価を開始すべく、スタート指示をする（ステップＨ０４）。この装置１の場合、スタート指示は、装置１を腕時計のように左の手首に装着した状態で、押ボタンスイッチ１４ｂを押すことによりなされる。

次に、ユーザが運動を開始する（ステップＨ０５）。ウォーキングの場合、歩数計による歩数の計数が進行する。なお、スタート指示（ステップＨ０４）をした後に運動を介する（ステップＨ０５）の代わりに、所望のタイミングで運動を開始しておいて、所望の期間経過後にスタート指示をしてもよい。

次に、右手の親指の腹（掌側）をバンド部２４ａの脈センサ１５の窓２６に軽く載せることにより、脈センサ１５による脈波信号Ｍを感知が開始される（ステップＨ０６）。

脈センサ１５からの脈波信号Ｍは、心拍数検出部３１で心拍として検出されて心拍数ないし脈拍数Ｐが計数される（ステップＨ０７）。

運動強度演算手段４０は、安静時心拍数保持部３２からの安静時心拍数Ｐｒ及び基準年齢指定部３４からの指定年齢Ａｇに加えて、心拍数検出部３１からの心拍数Ｐを受けとって、式（２−１）及び式（１）に基づいて、運動強度Ｓを求める（ステップＨ０８）。

次に、運動強度判定部５０で運動強度Ｓが目標運動強度Ｓｔに達しているか否かがチェックされる（ステップＨ０９）。

Ｓ≧Ｓｔの場合、目標運動強度Ｓｔに達したことになるので、警告Ｋが出され（ステップＨ１０）、ストップボタン（例えば、押ボタンスイッチ１４ｂ）を押すと共に（ステップＨ１１）、運動を弱めるか停止して、脈波信号の検出を終了する（ステップＨ１２）。脈波信号の検出を止める場合、回転スイッチ１４ｄを回して、表示を例えば時刻表示モードに戻す。

なお、評価結果報知部６０から警告Ｋが出される場合、例えば、前述のように、液晶表示部１８のバックライトを構成する照明１９が赤色化されると共にブザー２０の作動により警告音が出される。このとき、液晶表示部１８の文字等表示部７２では、そのときの心拍数Ｐと、運動を停止するか弱めるべき旨の表示、例えば、「ＰＡＣＥ ＤＯＷＮ」の表示が成される。

一方、Ｓ＜Ｓｔの場合、目標運動強度Ｓｔに達していないので、ストップボタンを押さないから、ステップＨ０９をＮｏで抜けて、ステップＨ０７又はＨ０６に戻る。

この場合、現在の運動強度Ｓが目標運動強度Ｓｔよりもはるかに低いときには、評価結果報知部６０から注意を喚起する信号Ｙとして、液晶表示部１８のバックライトを構成する照明１９が緑色で点滅される。また、液晶表示部１８の文字等表示部７２では、そのときの心拍数Ｐと、運動を強めるべき旨の表示、例えば、「ＰＡＣＥ ＵＰ」の表示が成される。

一方、現在の運動強度Ｓが目標運動強度Ｓｔよりも低く且つ該目標強度Ｓｔに近いときには、評価結果報知部６０から目標とする理想的な有酸素運動状態であることを示す信号Ｇとして、液晶表示部１８のバックライトを構成する照明１９が緑色に一定強度で点灯される。また、液晶表示部１８の文字等表示部７２では、そのときの心拍数Ｐと、その状態を維持すべき旨の表示、例えば、「ＫＥＥＰ」が成される。

なお、心拍数の計測を一端停止して運動を継続する場合には、そのまま運動を継続し、所望期間の経過後ないし所望量の運動をした後、再度、脈拍信号Ｍの感知（ステップＨ０６）を行っても、装置１を一旦時刻表示モードに戻しておいて、所望期間の経過後ないし所望量の運動をした後、改めて、脈拍信号Ｍの感知（ステップＨ０６）を行ってもよい。

以上のように構成され動作する運動強度評価装置１では、ユーザが２０歳未満の未成年者で、例えば、１６歳である場合、ユーザ年齢Ａｇ０は１６即ちＡｇ０＝１６と入力されても、基準年齢指定部３４がステップＨ０２〜Ｈ０３において、下限年齢保持部３２において、式（１）及び式（２−１）や式（２−２）の検証された適用範囲の下限年齢Ａｇｍ＝２０を下回ると判断して、未検証の式（１）及び式（２−１）や式（２−２）を単純に適用する代わりに、指定年齢として、Ａｇ＝Ａｇｍ＝２０を設定する（なお、仮に、信頼性あるデータとして検証された下限年齢が例えば１８歳まで得られる場合には、当然ながら、Ａｇ＝Ａｇｍ＝１８とする）。

その結果、運動強度Ｓは、式（１）及び式（２−１）から、
Ｓ＝（Ｐ−Ｐｒ）／（Ｐｍａｘ−Ｐｒ）
＝（Ｐ−Ｐｒ）／｛（２２０−Ａｇｍ）−Ｐｒ｝
＝（Ｐ−Ｐｒ）／｛（２２０−２０）−Ｐｒ｝
＝（Ｐ−Ｐｒ）／（２００−Ｐｒ）
として、求められる。

この運動強度Ｓは、未検証のまま単純にＡｇ＝Ａｇ０として求める未検証運動強度Ｓｘ
Ｓｘ＝（Ｐ−Ｐｒ）／｛（２２０−１６）−Ｐｒ｝
＝（Ｐ−Ｐｒ）／（２０４−Ｐｒ）
と比較して、常に小さく、Ｓ＜Ｓｘになる。

従って、この運動強度評価装置１では、未検証運動強度Ｓｘの利用により過度な強度の運動をユーザに強いることを避けつつ、未検証領域のユーザに対しても、装置１を比較的安全に利用する機会を提供することになる。

より具体的には、例えば、安静時心拍数Ｐｒ＝６０である１６歳のユーザが、目標運動強度Ｓｔ＝５０％すなわち０．５の条件で運動をする場合、式（１）に対応する（式１−１）、即ちＰ＝Ｓ・（Ｐｍａｘ−Ｐｒ）＋Ｐｒ、及び式（２−１）に従来のようにＡｇ＝Ａｇ０＝１６として当てはめると、（一分当りの）心拍数Ｐが１３２になって初めて目標運動強度Ｓｔ＝０．５に達するのに対して、この運動評価装置１では、（一分当りの）心拍数Ｐが１３０になると目標運動強度Ｓｔ＝０．５に達することになるから、より早期に目標運動強度になった旨の判定がなされることになり、ユーザに対して過度な運動を強いる虞れが少なくなる。

なお、このように、検証された範囲外において運動強度を評価した場合、年齢を変更して評価している旨を、表示部１８の画面上で、文字や図形や点滅表示等によりユーザに報知するようにしておいてもよい。

ユーザが高齢者である場合にも、未検証領域になるけれども、Ｓ＝Ｓ（Ａｇ）は、年齢Ａｇの増加と共に減少する関数であるので、高齢者の場合、検証領域の上限値により規定される運動強度よりも、実年齢Ａｇ０での運動強度の方が大きくなり、安全サイドにズレた値になるから、比較的安全な利用が確保される。勿論、高齢者の場合、上述のように、目標運動強度Ｓｔとして年齢を加味して小さ目の値の設定が期待される。

本発明による好ましい一実施例の腕装着型で時計機能及び歩数計機能付きの運動強度評価装置のハードウエア構成のブロック図。 図１の運動強度評価装置の機能ブロック図。 図１の運動強度評価装置の操作ないし動作を示すフローチャート。 図１の運動強度評価装置の外観の説明図。

符号の説明

１ 運動強度評価装置
２ 運動強度評価機能部
３ 歩数計機能部
４ 時計機能部
１１ ＣＰＵ
１４ スイッチ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 押ボタンスイッチ
１４ｃ 回転スイッチ
１５ 脈センサ
１６ 歩行センサ
１８ 表示部
１９ 照明
２０ ブザー
２１ 記憶部
３１ 心拍数検出部
３２ 安静時心拍数保持部
３３ 年齢入力部
３４ 基準年齢指定部
３４ａ 下限年齢保持部
３５ 目標運動強度入力部
４０ 運動強度演算手段
４１ 最大心拍数演算部
４２ 運動強度演算部
５０ 運動強度判定部
６０ 評価結果報知部
７１ 表示制御部
７２ 数値等表示部
Ａｇ 指定年齢
Ａｇ０ 入力年齢
Ａｇｍ 下限年齢
Ｃ１，Ｃ２ 回転方向
Ｇ 適正強度認定報知
Ｋ 警告
Ｍ，Ｐｓ 脈波信号
Ｐ 心拍数
Ｐｍａｘ 最大心拍数
Ｐｒ 安静時心拍数
Ｓ 運動強度
Ｓｔ 目標運動強度
Ｙ 注意喚起

Claims (5)

1. ユーザの年齢を入力する年齢入力手段と、
   前記年齢入力手段から入力された年齢を下限年齢と比較して、前記下限年齢よりも小さいときには前記所定の下限年齢を指定年齢とし、前記下限年齢以上であるときには入力年齢を指定年齢とする年齢指定手段と、
   目標運動強度を入力する目標運動強度入力手段と、
   安静時における当該ユーザの単位時間当りの心拍数を安静時心拍数として保持する安静時心拍数保持手段と、
   前記ユーザが運動をしている際の心拍を感知する脈拍センサと、
   前記脈拍センサで感知した心拍に応じて前記ユーザが運動をしている際の単位時間当りの心拍数を求める心拍数検出手段と、
   前記年齢指定手段で指定された指定年齢、安静時心拍数保持手段で保持された安静時心拍数、及び前記心拍数検出手段で検出された心拍数に基づいて、前記ユーザが運動をしている際の運動強度を求める運動強度演算手段と、
   前記運動強度演算手段により求められた運動強度が目標運動強度以上であるか否かを判定する運動強度判定手段と、
   運動強度が目標運動強度以上である旨を前記運動強度評価手段が判定した場合、警告を発する警告発生手段と
   を有する運動強度評価装置。
2. 前記安静時心拍数保持手段が、安静時に前記脈拍センサにより検出された前記ユーザの心拍数を安静時心拍数として保持するように構成されている請求項1に記載の運動強度評価装置。
3. 歩行を検出する歩行センサと、前記歩行センサで検出された歩数を計数する歩数計数手段とを更に有する請求項1又は２に記載の運動強度評価装置。
4. 時計機能を更に有する請求項１から３までのいずれか一つの項に記載の運動強度評価装置。
5. 手首に装着されるように構成された請求項１から４までのいずれか一つの項に記載の運動強度評価装置。

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