JP2007215722A - ウォーキング・エクササイザー - Google Patents

Abstract

【課題】 歩数、歩行時間、心拍数を総合的にモニターし、被験者に運動量のターゲットを与えることにより、各人に適した運動をアドバイスすることができるウォーキング・エクササイザーを提供することを課題とする。
【解決手段】 イヤホン１１を備える脈波検出用イヤセンサー１０と、少なくとも歩数計測部４１、制御部４０及びメモリ４２を備える本体２０とからなるウォーキング・エクササイザーであって、前記脈波検出用イヤセンサー１０と前記本体２０とはコード３０により接続され、前記制御部４０に、前記脈波検出用イヤセンサー１０で計測された心拍数と、前記歩数計測部４１で計測された歩数と、予め前記メモリ４２に入力された個人情報とから演算された予定運動量と実施運動量が比較され、実施運動量が予定運動量より過大であるか又は過小である場合に、前記イヤホン１１に歩行ペース音が出力される手段を備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、脈波検出用イヤセンサーと歩数計を組み合わせたウォーキング・エクササイザーに関する。

心拍数は、歩行時やジョギング時の被験者にふさわしい負荷を測定するのに適しており、健康維持やスポーツトレーニングなどで被験者に与えるべき運動量を算定する際の目安になっている。

フィットネスクラブ等で使用されているエルゴメーターなどで、脈拍を検出する脈波検出用イヤセンサー（以下、単に「脈波センサー」という）が用いられ（特許文献１参照）、脈派センサーにより、脈拍数又は心拍数が測定される。
実開平７−２８５０２号公報

また、フィットネスクラブ以外の屋外での歩行やジョギング等の運動中の心拍数計として、胸部ベルトで心電図を測定する方法のものがあったが、衣服を着たまま装着できない難点があった。また、指を腕時計型心拍計数のセンサーに当てて測定する装置も知られているが、連続測定ができない難点があった。

上記のような屋外で使用される携帯型の心拍数計は、実行した運動量が適切かどうかを知らせる手段が提供されておらず、また、歩行に際して適切なペースを知らせる手段も提供されていなかった。歩行は単調な運動であり、歩行という運動を続けて慣習化することは困難であると言われている。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、歩数、歩行時間、心拍数を総合的にモニターし、被験者に運動量のターゲットを与えることにより、各人に適した運動をアドバイスすることができるウォーキング・エクササイザーを提供することを課題とする。

そのために本発明のウォーキング・エクササイザーは、イヤホンを備える脈波検出用イヤセンサーと、
少なくとも歩数計測部、制御部及びメモリを備える本体とからなるウォーキング・エクササイザーであって、
前記脈波検出用イヤセンサーと前記本体とはコードにより接続され、
前記制御部に、前記脈波検出用イヤセンサーで計測された心拍数と、前記歩数計測部で計測された歩数と、予め前記メモリに入力された個人情報とから演算された予定運動量と実施運動量が比較され、実施運動量が予定運動量より過大であるか又は過小である場合に、前記イヤホンに歩行ペース音が出力される手段を備えることを特徴とする。
なお、前記歩行ペース音は、実施運動量が予定運動量を基準とする一定の範囲内にある場合に、前記イヤホンに出力されるようにしても良い。
そして、前記本体は、前記予定運動量と前記実施運動量が比較表示される表示部を備えることが望ましい。
また、前記制御部は、前記実施運動量が前記予定運動量より過大であるか又は過小である場合に、前記イヤホンにアラーム音又は前記表示部にアラームが出力される手段を備えることが望ましい。
さらに、前記コードは、脈派センサー配線コードとイヤホン配線コードを一体的に含み、前記本体に内蔵されたコードリールに巻き取り可能であることが望ましく、前記歩行ペース音は、前記メモリに蓄積されたリズム音又は楽曲音であることが望ましい。

本発明のウォーキング・エクササイザーは上記のような構成であり、イヤホンから出力される歩行ペース音により、運動者に適したアドバイスをリアルタイムで、イヤホンから音声で知らせることができる。

前記歩行ペース音は、（ピッピという）リズム音の他、適当なテンポの音楽を選ぶことができ、また、好きな音楽のテンポを目標に合わせて変えることができるので、耳からの情報により歩行のペース（速度）や時間が分かる。これにより、楽に楽しく運動できる。

さらに、本体に内蔵されたコードリールにより巻き取り可能であるので、収納が容易で携帯に便利である。さらに、本体の形状を卵形又は類似形状とすることにより、巻き取りが容易となる。

本発明の実施の形態の一例を図面を参照して詳細に説明する。
図１（Ａ）は本発明の実施の形態に係るウォーキング・エクササイザーを構成するイヤホンを備える脈派検出用イヤセンサーの正面図、（Ｂ）はイヤホンを備える脈派検出用イヤセンサーの他の実施の形態に係る正面図、図２（Ａ）は脈派検出用イヤセンサーのセンサー部の側面図及び装着面図、（Ｂ）は脈派検出用イヤセンサーの他の実施の形態に係るセンサー部の側面図及び装着面図、図３（Ａ）は本発明の実施の形態に係るウォーキング・エクササイザーを構成する本体の斜視図、（Ｂ）は図３（Ａ）の本体の側面図である。

図１（Ａ）において、１０はイヤホン１１を備える脈波検出用イヤセンサーであり、図３に示す本体２０とともにウォーキング・エクササイザーを構成し、前記脈波検出用イヤセンサー１０と前記本体２０とはコード３０により接続される。

前記脈波検出用イヤセンサー１０は、前記イヤホン１１、センサー部１２、及び耳掛け１３を備える。前記イヤホン１１は図に示すように、被験者の耳穴Ｈの位置に当たるように前記耳掛け１３に取り付けられる。

また、前記センサー部１２は図に示すように、被験者の耳たぶＴの位置に当たるように前記耳掛け１３の下端に取り付けられる。前記センサー部１２は図２（Ａ）に示すように、耳たぶＴに挟着する洗濯バサミ状の一対のクリップ１２ａ，１２ｂの一方１２ａに発光素子１２ｃと受光素子１２ｄが隣接して収納され、発光素子１２ｃの発する光が、耳たぶＴの組織に当たって反射する際、その組織内を流通する血流の変化で光量が変化し、これを受光素子１２ｄで脈波信号として受け、この脈派信号を前記コード３０で、後述する前記本体２０の心拍数計測部４３に送る。

なお、前記センサー部１２の脈派センサー配線コード（図示せず）と前記イヤホン１１のイヤホン配線コード（図示せず）は、前記耳掛け１３のイヤホン取付部分で前記コード３０として一本にまとめられる。

図１（Ｂ）において、１０’は脈波検出用イヤセンサーの他の実施の形態であり、イヤホン１１’、センサー部１２’、及びヒンジ１４’を有する耳掛け１３’を備える。前記イヤホン１１’は、被験者の耳穴の位置に当たるように前記耳掛け１３’のヒンジ１４’の下方に取り付けられる。

また、前記センサー部１２’は、被験者の耳たぶの位置に当たるように前記耳掛け１３’の下端に取り付けられる。前記センサー部１２’は図２（Ｂ）に示すように、耳たぶに挟着する洗濯バサミ状の一対のクリップ１２ａ’，１２ｂ’にそれぞれ発光素子１２ｃ’と受光素子１２ｄ’が収納され、発光素子１２ｃ’の発する光が、耳たぶの組織を通過する際、その組織内を流通する血流の変化で光量が変化し、これを受光素子１２ｄ’で脈波信号として受け、この脈派信号を前記コード３０’で後述する前記本体２０の心拍数計測部４３に送る。

なお、前記センサー部１２’の脈派センサー配線コード１５’と前記イヤホン１１’のイヤホン配線コード（図示せず）は、前記耳掛け１３’のイヤホン取付部分で前記コード３０’として一本にまとめられる。このように、センサー部とイヤホンは一体とし、耳掛けで被験者の耳に掛ける形態であるので、被験者の腰に装着される前記本体２０と接続する前記コード３０（３０’）の荷重は、前記耳掛け１３（１３’）にかかり、前記センサー部１２（１２’）には直接振動を与えないような構造であるので、センサー部がノイズを拾いにくい。

前記本体２０は、表側に表示部２１、各種操作スイッチ２２を備え、裏側にベルト等に固定用のクリップ２３を備える。そして、図４のブロック図に示すとおり、前記本体２０は少なくとも歩数計測部４１、制御部４０及びメモリ４２を内蔵し、好ましくは心拍数計測部４３、表示部４４、運動量算出用データベース４５、及びラジオ受信部４６を内蔵する。

前記制御部４０には、前記脈波検出用イヤセンサー１０で計測され、前記心拍数計測部４３で換算された心拍数と、前記歩数計測部４１で計測された歩数と、予め前記メモリ４２に入力された個人情報とから演算された予定運動量と実施運動量が比較され、実施運動量が予定運動量より過大であるか又は過小である場合に、前記イヤホン１１に歩行ペース音が出力される手段を備える。前記制御部４０は時計（クロック）、ワーキングメモリを含む。

前記歩数計測部４１は、歩数計で通常採用されている計測ユニットであり、前記表示部４４（例えば液晶パネル）には、例えば前記予定運動量と前記実施運動量が比較表示され、心拍数や歩数も表示される。また、前記メモリ４２には、心拍数や歩数等の計測値を記録され、前記スイッチ２２から入力される個人情報を記録され、前記制御部４０で演算された演算結果を記録され、後述する運動量過大／過小アラームの発生状況等が記録される。

また、前記メモリ４２は、歩行ペース音や音楽が蓄積される。前記メモリ４２は、外部コンピューターとの通信ポートを備える固定されたメモリか、又は着脱可能なカード式メモリであり、外部コンピューターでのデータ解析・蓄積、及び利用者の好む音楽のダウンロードが可能である。

前記運動量算出用データベース４５は、心拍数や歩数等の計測値、入力された個人情報から、運動量としてカロリー消費量、酸素摂取量等を算出する基準となるテーブルを保有する。

前記制御部４０は、前記歩数計測部４１、前記メモリ４２を、前記心拍数計測部４３、前記表示部４４、前記運動量算出用データベース４５、前記ラジオ受信部４６、前記イヤホン１１、及び前記操作スイッチ２２を制御又は調節する手段を備える。前記ラジオ受信部４６により前記イヤホン１１でラジオ放送を楽しみながら、また前記メモリ４２にダウンロードされ蓄積された音楽を前記イヤホン１１で楽しみながら歩行することができる。

次に、本発明の実施の形態に係るウォーキング・エクササイザー本体の制御部の動作を図５（準備時）及び図６（運動時）のフローチャートで説明する。

（１）安静時心拍数計測（ステップ５１）
安静時の心拍数を前記脈派検出用イヤセンサー１０で計測する。これに対する運動時心拍数の増加率を適切な運動量の目安の一つとする。適切な増加率は、被験者の年齢や疾患等によって異なる。

（２）個人情報入力（ステップ５２）
前記操作スイッチ２２により、前記表示部４４に表示される指示にしたがって、被験者のＩＤ、身長、体重、歩幅、年齢、性別、負荷強度（例：心拍数増加率の上下限）を入力する。

（３）予定負荷量入力（ステップ５３）
前記操作スイッチ２２により、前記表示部４４に表示される指示したがって、予定歩数、予定歩行距離、予定歩行速度、予定歩行時間、予定消費カロリー、目標心拍数、負荷タイプ（ハード／中／軽度／特殊）を入力する。
なお、前記負荷タイプ入力により、時間に対する目標心拍数が自動設定される。前記負荷タイプが入力されない場合は、入力された年齢、性別、体重等の個人情報により前記運動量算出用データベース４５のテーブルを参照して、時間に対する目標心拍数が自動設定される。ただし、上記（３）で目標心拍数が入力された場合は、当該数値が優先される。

（４）入力情報のメモリへの書込み（ステップ５４）
上記（２）（３）の入力が終わると、前記表示部４４に例えば「登録しますか？」といった表示がなされるので、前記操作スイッチ２２により、前記安静時心拍数、個人情報、予定負荷量を前記メモリ４２への書込みを確定する。

（５）心拍数、歩数計測（ステップ５５）
運動時心拍数を前記脈派検出用イヤセンサー１０で計測し、歩数を前記歩数計測部４１で計測する。

（６）運動量計算（ステップ５６）
運動時心拍数の対安静時増加率を前記メモリ４２に書込まれた安静時心拍数を用いて計算する。また、歩行距離と消費カロリーを上記（４）で前記メモリ４２に書込まれた個人情報を用いて計算する。

（７）予定運動量と実施運動量の比較（ステップ５７）
上記（３）により入力又は自動設定された時間に対する目標心拍数、予定消費カロリー、予定歩行距離を「予定運動量」の指標とし、上記（６）で計算された運動時心拍数の対安静時増加率、歩行距離、消費カロリーを「実施運動量」の指標として、これらを比較する。

（８）運動量は過大か？（ステップ５８）
運動時心拍数の対安静時増加率が、設定された時間に対する目標心拍数（＝予定心拍数曲線）を上回るか、又は消費カロリーが予定消費カロリーを上回った場合、運動量が過大であると判断されて、前記イヤホン１１にアラーム音又は前記表示部４４にアラームが出力され、ステップ６０にジャンプし、そうでない場合はステップ５９へ進む。

（９）運動量は過小か？（ステップ５９）
運動時心拍数の対安静時増加率が、予定心拍数曲線を下回るか、又は歩行速度が予定歩行速度よりも一定率（例えば１０％）以上遅い場合、運動量が過小であると判断されて、前記イヤホン１１にアラーム音又は前記表示部４４にアラームが出力されステップ６０に進み、そうでない場合はアラームが出力されることなしにステップ６０に進む。なお、アラーム音の出力例として、運動量が過大のときには、歩行ペース音の音程が高くなり、運動量が過小のときには、歩行ペース音の音程が低くなる、といった歩行ペース音の音程を変化させる方法が好ましい。

（１０）歩行ペースの適切値算出（ステップ６０）
目標心拍数を予定心拍数曲線等にしたがって算出する。

（１１）歩行ペース音出力（ステップ６１）
上記（１０）で算出された目標心拍数に基づく歩行ペース音を前記イヤホン１１に出力する。歩行ペース音は、リズム音（例：ピッピ）又は前記メモリ４２に蓄積された音楽の楽曲音であり、リズム音の場合は音の間隔を変化させ、楽曲音の場合は音楽のテンポを変化させて、前記イヤホン１１に出力する。

（１２）予定終了？（ステップ６２）
予定歩行時間、予定歩行距離、予定歩数、予定消費カロリーに達したかどうかを判断し、達したと判断された場合は、終了通知が出力されステップ６３に進み、そうでない場合は終了通知が出力されることなしにステップ６３に進む。

（１３）結果の表示（ステップ６３）
終了通知が出力後、数値、トレンドグラフ、又はコメントその他の形式にて、結果が前記表示部４４に表示される。
数値にあっては、歩数、歩行距離、歩行時間、最大心拍数、消費カロリーが、
トレンドグラフにあっては、心拍数、歩数、消費カロリーの経時変化のグラフが、そして、
コメントその他にあっては、目標運動量の達成／未達成、出力されたアラームの種類と時刻が表示される。

（１４）メモリへの書込み（ステップ６４）
上記（１３）の結果を前記メモリ４２に書込む。
なお、結果は１日単位とし、午前零時で区切る。メモリは上記（４）の書込み情報と合わせ一定時間（例：７日間）保持する。
また、メモリの内容は、通信ポート又はメモリカードにより、外部コンピューターに取り込み、データ処理することができる。

（Ａ）は本発明の実施の形態に係るウォーキング・エクササイザーを構成するイヤホンを備える脈派検出用イヤセンサーの正面図、（Ｂ）はイヤホンを備える脈派検出用イヤセンサーの他の実施の形態に係る正面図である。 （Ａ）は脈派検出用イヤセンサーのセンサー部の側面図及び装着面図、（Ｂ）は脈派検出用イヤセンサーの他の実施の形態に係るセンサー部の側面図及び装着面図である。 （Ａ）は本発明の実施の形態に係るウォーキング・エクササイザーを構成する本体の斜視図、（Ｂ）は図３（Ａ）の本体の側面図である。 図１及び図３のウォーキング・エクササイザーのブロック図である。 図４のウォーキング・エクササイザー本体の制御部の動作を説明するフローチャート（準備時）である。 図４のウォーキング・エクササイザー本体の制御部の動作を説明するフローチャート（運動時）である。

符号の説明

10 脈波検出用イヤセンサー
11 イヤホン
12 センサー部
13 耳掛け
20 本体
30 コード
40 制御部
41 歩数計測部
42 メモリ

Claims (6)

1. イヤホンを備える脈波検出用イヤセンサーと、
   少なくとも歩数計測部、制御部及びメモリを備える本体とからなるウォーキング・エクササイザーであって、
   前記脈波検出用イヤセンサーと前記本体とはコードにより接続され、
   前記制御部に、前記脈波検出用イヤセンサーで計測された心拍数と、前記歩数計測部で計測された歩数と、予め前記メモリに入力された個人情報とから演算された予定運動量と実施運動量が比較され、実施運動量が予定運動量より過大であるか又は過小である場合に、前記イヤホンに歩行ペース音が出力される手段を備えることを特徴とするウォーキング・エクササイザー。
2. イヤホンを備える脈波検出用イヤセンサーと、
   少なくとも歩数計測部、制御部及びメモリを備える本体とからなるウォーキング・エクササイザーであって、
   前記脈波検出用イヤセンサーと前記本体とはコードにより接続され、
   前記制御部に、前記脈波検出用イヤセンサーで計測された心拍数と、前記歩数計測部で計測された歩数と、予め前記メモリに入力された個人情報とから演算された予定運動量と実施運動量が比較され、実施運動量が予定運動量を基準とする一定の範囲内にある場合に、前記イヤホンに歩行ペース音が出力される手段を備えることを特徴とするウォーキング・エクササイザー。
3. 前記本体は、前記予定運動量と前記実施運動量が比較表示される表示部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のウォーキング・エクササイザー。
4. 前記制御部は、前記実施運動量が前記予定運動量より過大であるか又は過小である場合に、前記イヤホンにアラーム音又は前記表示部にアラームが出力される手段を備えることを特徴とする請求項３記載のウォーキング・エクササイザー。
5. 前記コードは、脈派センサー配線コードとイヤホン配線コードを一体的に含み、前記本体に内蔵されたコードリールに巻き取り可能であることを特徴とする請求項１又は２記載のウォーキング・エクササイザー。
6. 前記歩行ペース音が、前記メモリに蓄積されたリズム音又は楽曲音であることを特徴とする請求項１又は２記載のウォーキング・エクササイザー。
   

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