JP2008077368A

JP2008077368A - 歩数計

Info

Publication number: JP2008077368A
Application number: JP2006255444A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Tsubata; 佳介津端
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: US7512517B2; EP1903311A3; EP1903311A2; JP4885664B2; US20080077353A1

Abstract

【課題】歩行時と走行時に歩数を測定する場合、測定モードの選択操作が不要で、高精度な歩数測定を可能にすること。
【解決手段】歩行センサ１０１によって検出された検出信号は電荷−電圧変換手段１０２を介して第１増幅手段１０３によって増幅され出力される。第１及び第２増幅手段１０３、１０６の中の第１増幅手段１０３のみを経由した検出信号２ＢがＣＰＵ１０８の入力２に入力されている場合には、ＣＰＵ１０８は走行中と判断して、マスク時間等を走行用に設定して、検出信号２Ｂに基づいて歩数算出処理を行う。第１増幅手段１０３のみを経由した検出信号２ＢはＣＰＵ１０８の入力２には入力されず、第１増幅手段１０３及び第２増幅手段１０６の双方を経由した検出信号１ＢがＣＰＵ１０８の入力１に入力されている場合には、ＣＰＵ１０８は歩行中と判断して、マスク時間等を歩行用に設定して、検出信号１Ｂに基づいて歩数算出処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、人体の歩行を検出して歩数測定を行う歩数計に関し、特に、歩行時と走行時の歩数測定機能を有する歩数計に関する。

従来から、歩行時と走行時の歩数を測定することが可能な歩数計が開発されている。
例えば、特許文献１に記載された歩数計では、外部入力手段により測定する移動動作（歩行又は走行）の種類を選択することによって、対応する移動動作における歩数を測定可能な測定モード（歩行時の歩数を測定する歩行測定モード又は走行時の歩数を測定する走行測定モード）に設定し、設定した測定モードに応じて、フィルタのフィルタ特性や増幅器の増幅率を切り換えていた。

しかしながら、歩数測定の都度、移動動作の種類を選択して測定モードを設定しなければならないため、歩行から走行に連続して移動動作を変更する場合等のように、連続して異なる移動動作を行う場合、歩数測定途中で、測定する移動動作の種類を変更するための操作ボタンの操作を強いられることになる。
また、移動動作の定義が曖昧なとき、どちらの測定モードに設定してよいのか迷ってしまい、使い勝手が悪いという問題がある。また、測定モードの設定を誤った場合には、正確な歩数測定ができないという問題がある。

実用新案登録第２５１８２１７号公報（第２頁左欄第５０行目〜第４頁右欄第４３行目、第３図〜第６図）

本発明は、歩行時と走行時に歩数を測定する場合、測定モードの選択操作が不要で、高精度な歩数測定を可能にすることを課題としている。

本発明によれば、被測定者の移動動作を検出して対応する検出信号を出力するセンサと、前記センサからの検出信号を増幅して出力する第１増幅手段と、前記第１増幅手段からの信号中の検出信号を通過させるフィルタ手段と、前記フィルタ手段からの検出信号を増幅して出力する第２増幅手段と、前記第１増幅手段、第２増幅手段を経由する検出信号の中の、前記第１増幅手段のみを経由した検出信号と前記第１増幅手段及び第２増幅手段を経由した検出信号とに基づいて歩数を算出する歩数算出手段とを備え、前記歩数算出手段は、前記第１増幅手段のみを経由した検出信号が得られる場合には前記第１増幅手段のみを経由した検出信号に基づいて歩数を算出し、前記第１増幅手段のみを経由した検出信号が得られず前記第２増幅手段を経由した検出信号が得られる場合には前記第２増幅手段を経由した検出信号に基づいて歩数を算出することを特徴とする歩数計が提供される。

歩数算出手段は、第１増幅手段のみを経由した検出信号が得られる場合には前記第１増幅手段のみを経由した検出信号に基づいて歩数を算出し、前記第１増幅手段のみを経由した検出信号が得られず第２増幅手段を経由した検出信号が得られる場合には前記第２増幅手段を経由した検出信号に基づいて歩数を算出する。

ここで、前記第１増幅手段からの検出信号を二値化する第１二値化手段と、前記第２増幅手段からの検出信号を二値化する第２二値化手段とを備え、前記歩数算出手段は、前記第１二値化手段から検出信号が得られる場合には前記第１二値化手段からの検出信号に基づいて歩数を算出し、前記第１二値化手段から検出信号が得られず前記第２二値化手段から検出信号が得られる場合には前記第２二値化手段からの検出信号に基づいて歩数を算出するように構成してもよい。

また、前記フィルタ手段は、その周波数特性が所定周波数以上の信号を遮断するように設定されて成り、歩行時の検出信号は通過させると共に走行時の検出信号は遮断するように構成してもよい。
また、前記歩数算出手段は、前記第１増幅手段と第２増幅手段のいずれからの検出信号に基づいて歩数算出を行うかに応じて、歩数算出用アルゴリズムを変更して歩数を算出するように構成してもよい。

本発明によれば、歩行時と走行時に歩数を測定する場合、測定モードの選択操作が不要になり、適切な測定モードで高精度な歩数測定が可能になる。

図１は、本発明の実施の形態に係る歩数計のブロック図である。
図１において、歩数計は、被測定者の移動動作を検出する毎に対応する電荷の検出信号を出力する歩行センサ（本実施の形態では加速度センサ）１０１、歩行センサ１０１からの検出信号を対応する電圧の検出信号に変換して出力する電荷−電圧変換手段１０２、電荷−電圧変換手段１０２からの検出信号を増幅して出力する第１増幅手段１０３、第１増幅手段１０３からのアナログ信号形式の検出信号をデジタル信号形式の検出信号に変換して出力する第１二値化手段１０４を備えている。

また、歩数計は、第１増幅手段１０３からの信号の所定周波数以上の信号を遮断するフィルタ手段１０５、フィルタ手段１０５からの検出信号を増幅して出力する第２増幅手段１０６、第２増幅手段１０６からのアナログ信号形式の検出信号をデジタル信号形式の検出信号に変換して出力する第２二値化手段１０７、第１及び第２二値化手段１０４、１０７からの検出信号に基づいて歩数の算出処理等を行う中央処理装置（ＣＰＵ）１０８、操作スイッチ等によって構成され歩数測定開始操作等の各種操作を行う入力手段１０９、測定した歩数やピッチ等を表示する表示手段１１０、警報等を音で行う報音手段１１１、ＣＰＵ１１２用の規準クロック信号や計時動作を行う際の時間信号の元になる信号を発生する発振手段１１２、ＣＰＵ１０８が実行するプログラムや測定した歩数等のデータを記憶する記憶手段１１３を備えている。

ＣＰＵ１０８は、検出信号を受信するための２つの入力端子（入力１、入力２）を有しており、入力１、２に入力された検出信号に基づいて歩数算出処理を行う。
フィルタ手段１０５は、その周波数特性が所定周波数以上の信号を遮断するように設定され、歩行時の検出信号は通過させると共に走行時の検出信号は遮断するように構成されている。

例えば、歩行時のピッチは９０〜１２０歩／分、走行時のピッチは１７０〜１９０歩／分であり、この場合、フィルタ手段１０５は、ピッチが９０〜１２０歩／分の検出信号は通過させるが、ピッチが１７０歩／分以上の検出信号は遮断するように構成されている。フィルタ手段１０５は、バンドパスフィルタ、あるいはローパスフィルタ及びハイパスフィルタの組み合わせによって構成される。

第１及び第２二値化手段１０４、１０７はコンパレータによって構成され、信号レベルが所定の基準値以上の信号を検出信号として出力するように構成されている。
尚、電荷−電圧変換手段１０２、第１及び第２増幅手段１０３、１０６、第１及び第２二値化手段１０４、１０７及びフィルタ手段１０５は検出回路１１４を構成している。また、ＣＰＵ１０８は、歩数算出手段及び各構成要素の制御を行う制御手段を構成している。

図２は、図１の歩数計の処理を示すフローチャートであり、主としてＣＰＵ１０８が記憶手段１１３に記憶したプログラムを実行することによって行う処理を示している。
図３は本実施の形態に係る歩数計のタイミング図で、同図（ａ）は歩行時のタイミング図、同図（ｂ）は走行時のタイミング図である。図３（ａ）に示すように、歩行中は、歩行センサ１０１から出力される検出信号は小さいため、第１増幅手段１０３から出力される検出信号２Ａは低いレベルであり、検出信号２Ａを所定基準値によって第１二値化手段１０４が二値化した場合、第１二値化手段１０４からはデジタル信号形式の検出信号が出力されない。

その一方、歩行時の検出信号は周波数が低く所定周波数以下となるため、第１増幅手段１０３からの検出信号２Ａはフィルタ手段１０５を通過し、第２増幅手段１０６によって増幅されて、所定レベル以上の検出信号１Ａとして第２二値化手段１０７に入力される。第２二値化手段１０７は、アナログ信号形式の検出信号１Ａをデジタル信号形式の検出信号１ＢとしてＣＰＵ１０８に出力する。このときＣＰＵ１０８に入力される検出信号１Ｂは、歩行に対応する検出信号である。

図３（ｂ）に示すように、走行中の場合は、歩行センサ１０１から出力される検出信号は大きいため、第１増幅手段１０３から出力される検出信号２Ａは高いレベルである。第１二値化手段１０４が検出信号２Ａを所定基準値によって二値化した場合、第１二値化手段１０４からはデジタル信号形式の検出信号２ＢがＣＰＵ１０８に出力される。このときＣＰＵ１０８に入力される検出信号２Ｂは、走行に対応する検出信号である。

その一方、走行時の検出信号は周波数が高く所定周波数以上（フィルタ手段１０５によって遮断される周波数）となるため、第１増幅手段１０３からの検出信号２Ａはフィルタ手段１０５によって遮断される。したがって、第２増幅手段１０６からは検出信号が出力されず、第２二値化手段１０７からも検出信号は出力されないことになる。
以下、図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る歩数計の動作を詳細に説明する。

歩数を測定する場合、被測定者は歩数計を自己の腕等に装着し、入力手段１０９によって開始操作を行って、歩数の測定を開始する。
ＣＰＵ１０８は、入力手段１０９の開始操作に応答して、検出回路１１４に電源供給して測定開始する（ステップＳ２０１）。この状態で、被測定者は運動を開始して、移動動作を行う（ステップＳ２０２）。

ＣＰＵ１０８は、第１増幅手段１０３のみを経由して第１二値化手段１０４から入力２に検出信号２Ｂが入力されたか否かを判断し（ステップＳ２０３）、入力２に検出信号２Ｂが入力されていないと判断した場合には、第１及び第２増幅手段１０３、１０６を経由して第２二値化手段１０７から入力１に検出信号１Ｂが入力されたか否かを判断する（ステップＳ２０４）。
ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ２０４において、入力１に検出信号１Ｂが入力されたと判断した場合には、所定時間経過したか否かを判断し（ステップＳ２０５）、所定時間経過したと判断した場合（即ち、検出信号が所定時間継続して発生し検出された場合）、被測定者が歩行中と判断する（ステップＳ２０６）。

前述したように、歩行中は、図３（ａ）に示すように、第１二値化手段１０４からは検出信号２Ｂが出力されないが、第２二値化手段１０７からは検出信号１Ｂが出力されることになる。
ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ２０６において歩行中と判断すると、隣り合う検出信号１Ｂ間の所定時間は検出動作を行わないようにマスクする時間（マスク時間）の設定処理等の歩数算出用アルゴリズムを歩行用のアルゴリズムに設定する（ステップＳ２０７）。

ＣＰＵ１０８は、第２二値化手段１０７から入力１に入力された検出信号１Ｂに基づいて歩数を算出し、算出した歩数を記憶手段１１３に記憶すると共に表示手段１１０に歩数を表示する（ステップＳ２０８）。
次に、ＣＰＵ１０８は、入力手段１０９からの終了命令があるか否かを判断し（ステップＳ２０９）、終了命令がある場合には検出回路１１４の電源供給を停止して（ステップＳ２１０）、歩数測定処理を終了する。

ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ２０９において、終了命令が入力されていないと判断した場合には、処理ステップＳ２０３に戻って前記処理を繰り返す。
また、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ２０５において、所定時間経過していないと判断した場合には、前記同様に処理ステップＳ２０３に戻って前記処理を繰り返す。

また、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ２０４において、入力１に検出信号１Ｂが入力されていないと判断した場合、所定のタイムアウト時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ２１１）、前記タイムアウト時間が経過している場合には検出回路１１４の電源供給を停止して（ステップＳ２１２）、歩数測定処理を終了し、前記タイムアウト時間を経過していなければ、処理ステップＳ２０３に戻って前記処理を繰り返す。

一方、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ２０３において、入力２に検出信号２Ｂが入力されたと判断した場合には、所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳ２１３）。
ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ２１３において、所定時間経過したと判断した場合、走行中と判断する（ステップＳ２１４）。
前述したように、走行中は、図３（ｂ）に示すように、第２二値化手段１０７からは検出信号１Ｂが出力されないが、第１二値化手段１０４からは検出信号２Ｂが出力されることになる。

ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ２１４において走行中と判断すると、隣り合う検出信号２Ｂ間の所定時間は検出動作を行わないようにマスクする時間（マスク時間）の設定処理等の歩数算出用アルゴリズムを走行用のアルゴリズムに設定する（ステップＳ２１５）。
ＣＰＵ１０８は、第１二値化手段１０４から入力２に入力された検出信号２Ｂに基づいて歩数を算出し、算出した歩数を記憶手段１１３に記憶すると共に表示手段１１０に歩数を表示した後（ステップＳ２１６）、処理ステップＳ２０９に移行する。
ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ２１３において、所定時間経過していないと判断した場合には処理ステップＳ２０３に戻って前記処理を繰り返す。

以上述べたように、本実施の形態に係る歩数計は、歩行時の検出信号の周波数は走行時の検出信号の周波数よりも低周波数であり又、歩行時の検出信号の信号レベルは走行時の検出信号の信号レベルよりも低いレベルであることに着目して成されたものである。
即ち、本実施の形態に係る歩数計は、第１増幅手段１０３のみを経由した検出信号２ＢがＣＰＵ１０８の入力２に入力されている場合には、ＣＰＵ１０８は走行中と判断して、マスク時間等の測定に必要な特性や処理（歩数算出用アルゴリズム）を走行用に設定して、歩数算出処理を行う。

その一方、第１増幅手段１０３のみを経由した検出信号２ＢはＣＰＵ１０８の入力２には入力されず、第１増幅手段１０３及び第２増幅手段１０６の双方を経由した検出信号１ＢがＣＰＵ１０８の入力１に入力されている場合には、ＣＰＵ１０８は歩行中と判断して、マスク時間等の測定に必要な特性や処理（歩数算出用アルゴリズム）を歩行用に設定して、歩数算出処理を行うように構成している。

したがって、歩行時と走行時に歩数を測定する場合、測定モードを手動によって選択操作する必要がなく、自動的に適切な測定モードに設定されるため、高精度な歩数測定が可能になる。また、手動によるモード設定が不要になるため、簡単に使用することが可能になるという効果を奏する。
尚、前記実施の形態では、被測定者の腕に装着して使用する腕時計型の歩数計の例で説明したが、腰に装着して使用する方式の歩数計、バッグ等に収納して保持した状態で使用する方式の歩数計、時計機能を内蔵する歩数計等、各種の歩数計に適用可能である。

腕に装着して使用する方式の歩数計、腰に装着して使用する方式の歩数計、バッグ等に収納して保持した状態で使用する方式の歩数計、時計機能を内蔵する歩数計等、各種の歩数計に適用可能である。

本発明の実施の形態に係る歩数計のブロック図である。本発明の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る歩数計のタイミング図である。

符号の説明

１０１・・・歩行センサ
１０２・・・電荷−電圧変換手段
１０３・・・第１増幅手段
１０４・・・第１二値化手段
１０５・・・フィルタ手段
１０６・・・第２増幅手段
１０７・・・第２二値化手段
１０８・・・歩数算出手段及び制御手段を構成するＣＰＵ
１０９・・・入力手段
１１０・・・表示手段
１１１・・・報音手段
１１２・・・発振手段
１１３・・・記憶手段
１１４・・・検出回路

Claims

被測定者の移動動作を検出して対応する検出信号を出力するセンサと、前記センサからの検出信号を増幅して出力する第１増幅手段と、前記第１増幅手段からの信号中の検出信号を通過させるフィルタ手段と、前記フィルタ手段からの検出信号を増幅して出力する第２増幅手段と、前記第１増幅手段、第２増幅手段を経由する検出信号の中の、前記第１増幅手段のみを経由した検出信号と前記第１増幅手段及び第２増幅手段を経由した検出信号とに基づいて歩数を算出する歩数算出手段とを備え、
前記歩数算出手段は、前記第１増幅手段のみを経由した検出信号が得られる場合には前記第１増幅手段のみを経由した検出信号に基づいて歩数を算出し、前記第１増幅手段のみを経由した検出信号が得られず前記第２増幅手段を経由した検出信号が得られる場合には前記第２増幅手段を経由した検出信号に基づいて歩数を算出することを特徴とする歩数計。
前記第１増幅手段からの検出信号を二値化する第１二値化手段と、前記第２増幅手段からの検出信号を二値化する第２二値化手段とを備え、
前記歩数算出手段は、前記第１二値化手段から検出信号が得られる場合には前記第１二値化手段からの検出信号に基づいて歩数を算出し、前記第１二値化手段から検出信号が得られず前記第２二値化手段から検出信号が得られる場合には前記第２二値化手段からの検出信号に基づいて歩数を算出することを特徴とする請求項１記載の歩数計。
前記フィルタ手段は、その周波数特性が所定周波数以上の信号を遮断するように設定されて成り、歩行時の検出信号は通過させると共に走行時の検出信号は遮断することを特徴とする請求項１又は２記載の歩数計。
前記歩数算出手段は、前記第１増幅手段と第２増幅手段のいずれからの検出信号に基づいて歩数算出を行うかに応じて、歩数算出用アルゴリズムを変更して歩数を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の歩数計。