JP2008246164A - 活動量計 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を表示できる活動量計を提供することにある。
【解決手段】活動量計は、人体に装着され加速度を検出する加速度検出手段１と、加速度検出手段１により得られた加速度から活動量を算出する活動量算出手段２ｂと、使用者に所定の運動を行わせる自動運動器具による受動的な運動を使用者が行っている際に加速度検出手段１により得られた加速度を元にして、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を判定する上達度判定手段２ｃと、活動量算出手段２ｂで算出された活動量および上達度判定手段２ｃで判定された上達度を表示する表示手段３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、人の活動量を算出する活動量計に関するものである。

従来から、人体に装着され互いに直交する３軸の加速度を検出する加速度センサと、加速度センサにより得られた加速度を元にして活動量を算出する演算処理部とを備えた活動量計が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示すような活動量計では、アメリカスポーツ医学会で用いられている、運動時の消費エネルギが安静時の消費エネルギの何倍になっているか示す値である「ＭＥＴｓ」値からなる運動強度を活動量として算出するように構成されており、活動量を算出するにあたっては、加速度センサにより得られた加速度の変動平均（分散）と活動量との相関関係を示す演算式（すなわち、加速度の変動平均を運動強度に変換する換算式）を利用している。
特開２００６−２０４４４６号公報

近年では、運動不足や肥満を解消するための運動器具として、人に受動的に所定の運動を行わせる自動運動器具（他動運動器具）が普及してきている。この種の自動運動器具としては、例えば図４に示すように、使用者が乗馬姿勢で着座する座席部１１０と、座席部１１０を、重力方向に交差する方向（例えば、前後方向や、左右方向）に揺動させる駆動装置１２０とを備え、使用者に乗馬運動を行わせる乗馬運動器具１００が提案されている。

そして、自動運動器具の普及に伴って日常の運動に自動運動器具による運動（受動運動）を取り入れる人が増えてきている。そのため、自動運動器具を用いて受動運動を行っている場合においても、活動量計が使用されることが多くなってきている。

ところで、上記のような自動運動器具による運動も、毎日、もしくは数日おきに行うことが重要であるが、ただ漫然と運動を行っていては、自動運動器具による運動自体に飽きてしまい、使用者が自動運動器具による運動を行わなくなってしまうおそれがある。

そこで、使用者の運動を続ける上でのモチベーションの維持、向上を図るために、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を判定し、その上達度を表示することが考えられる。

しかしながら、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を表示できる活動量計は提供されていなかった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を表示できる活動量計を提供することにある。

上述の問題を解決するために、請求項１の発明では、人体に装着され加速度を検出する加速度検出手段と、加速度検出手段により得られた加速度から活動量を算出する活動量算出手段と、使用者に所定の運動を行わせる自動運動器具による受動的な運動を使用者が行っている際に加速度検出手段により得られた加速度を元にして、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を判定する上達度判定手段と、活動量算出手段で算出された活動量および上達度判定手段で判定された上達度を表示する表示手段とを備えていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、使用者に所定の運動を行わせる自動運動器具による受動的な運動を使用者が行っている際に加速度検出手段により得られた加速度を元にして、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を判定するから、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を表示でき、その結果、使用者の運動を続ける上でのモチベーションの維持、向上が図れる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、自動運動器具は、使用者が乗馬姿勢で着座する座席部と、座席部を重力方向に交差する方向に揺動させる駆動装置とを備え、使用者に乗馬運動を行わせる乗馬運動器具であって、上達度判定手段は、加速度の分散値により上達度を判定するように構成されていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、乗馬運動器具による乗馬運動では、使用者が上達すると、着座部の揺れを上手に吸収できるようになり、使用者の体（姿勢）が安定して加速度検出手段により得られる加速度のピーク値が小さくなって、加速度の分散値が小さくなるから、上達度の判定に加速度の分散値を採用することで、上達度を正しく評価できる。

請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、自動運動器具は、使用者が乗馬姿勢で着座する座席部と、座席部を重力方向に交差する方向に揺動させる駆動装置とを備え、使用者に乗馬運動を行わせる乗馬運動器具であって、上達度判定手段は、加速度のピーク値により上達度を判定するように構成されていることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、乗馬運動器具による乗馬運動では、使用者が上達すると、着座部の揺れを上手に吸収できるようになり、使用者の体（姿勢）が安定して加速度検出手段により得られる加速度のピーク値が小さくなるから、上達度の判定に加速度のピーク値を採用することで、上達度を正しく評価できる。

請求項４の発明では、請求項３の発明において、上達度判定手段は、所定時間内に所定回数以上加速度のピーク値が所定の閾値以上となったか否かにより上達度を判定するように構成されていることを特徴とする。

請求項４の発明によれば、リアルタイムで上達度を判定できる。

本発明は、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を表示できるという効果を奏する。

（実施形態１）
本実施形態の活動量計は、人体に装着され加速度を検出する加速度検出手段１と、加速度検出手段１により得られた加速度のピークを検出するピーク検出手段２ａと、加速度検出手段１により得られた加速度から活動量を算出する活動量算出手段２ｂと、使用者が自動運動器具である乗馬運動器具１００を用いて行う運動の上達度を判定する上達度判定手段２ｃと、活動量算出手段２ｂで算出した活動量および上達度判定手段２ｃで判定した上達度などを表示する表示手段３と、加速度検出手段１により得られた加速度などの種々のデータが記憶されるＲＡＭやＨＤＤなどの記憶装置からなる記憶手段４と、活動量計のオンオフ操作などを行うための操作手段（図示せず）と、活動量計を駆動する電池などの電源手段（図示せず）と、これらを収納する筐体（図示せず）とを備えている。なお、上記筐体は、例えば樹脂成形品などからなり、人が携行可能な大きさに形成されている。

加速度検出手段１は、例えば、互いに垂直な３軸の各加速度をアナログ形式で出力する３軸の加速度センサ（図示せず）と、当該３軸の加速度センサの出力を所定周期でサンプリングしデジタル形式に変換して出力する加速度検出回路（図示せず）とを備えている。

上記３軸の加速度センサとしては、例えば、小型で低消費電力なＭＥＭＳ（MicroElectro Mechanical Systems）を利用した加速度センサを用いている。なお、加速度センサとしては、ピエゾ抵抗型の加速度センサや、静電容量型の加速度センサなどを採用することができる。また、３軸の加速度センサとしては、２軸の加速度センサと１軸の加速度センサとを組み合わせて３軸の加速度値を出力可能としたものを用いてもよいし、１軸の加速度センサを３つ用いて３軸の加速度値を出力可能としたものを用いてもよい。また、上記３軸の加速度センサとしてはデジタル形式で出力するものを利用してもよく、この場合は、Ａ／Ｄ変換を行う加速度検出回路を省略できる。

ピーク検出手段２ａは、加速度検出手段１より得られた加速度の変化を元に加速度のピークを検出して、そのピーク値を上達度判定手段２ｃに出力するように構成されている。なお、加速度のピークを検出する方法やピーク値を算出する方法としては、従来周知の方法を採用できるから詳細な説明は省略する。

活動量算出手段２ｂは、加速度検出手段１により得られた加速度、本実施形態では加速度検出手段１により得られた各軸の加速度をベクトル成分とするノルムの所定時間における分散値（不偏分散）と、当該分散値から活動量を算出するための演算式とを利用して活動量を算出するように構成されている。なお、上記演算式は、人の運動の強さを変化させた際の上記分散値と活動量の相関関係を利用した近似式により求めることができる。なお、活動量の算出は上記方法に限られるものではなく、上記の他、従来周知の方法により行ってもよい。

ところで、活動量算出手段２ｂは、上記のように活動量を算出する機能の他に、１時間や１日などの単位時間における活動量の平均や、エクササイズ［ＭＥＴｓ・ｈ］、１日のエクササイズ量、消費カロリ、歩数、運動時間など、人の活動に関する種々のデータ（以下、「活動データ」と称する）を算出するように構成されていてもよい。なお、エクササイズや、消費カロリなどの算出方法は、従来周知のものを利用できるから詳細な説明を省略する。また、活動量算出手段２ｂは、活動データを記憶手段４に記憶させることで、各活動データの履歴を残すように構成されている。

上達度判定手段２ｃは、加速度検出手段１により得られた加速度（すなわち、使用者に所定の運動を行わせる乗馬運動器具１００による受動的な運動を使用者が行っている際に加速度検出手段１により得られた加速度）を元にして、使用者が乗馬運動器具１００を用いて行う運動の上達度を判定するように構成されている。

ここで、乗馬運動器具１００による乗馬運動では、使用者が上達すると、着座部１１０の揺れを上手に吸収できるようになり、使用者の体（姿勢）が安定して、図２（ａ），（ｂ）に示すように、加速度検出手段１により得られる加速度の振幅が小さくなる点に鑑み、上達度判定手段２ｃは、ピーク検出手段２ａにより検出された加速度のピーク値（振幅）を元にして上達度を判定するように構成されている。なお、図２（ａ）は使用者が初級（初心）者である場合の加速度の波形を示し、図２（ｂ）は使用者が上級者である場合の加速度の波形を示している。

例えば、上達度判定手段２ｃは、所定時間内に所定回数以上ピーク検出手段２ａにより得られたピーク値が所定の閾値以上となったか否かにより上達度を判定するように構成されている。ここで、上記所定の閾値は、上級者判定用の閾値ＴＨ_１、中級（標準）者判定用の閾値ＴＨ_２、初級者判定用の閾値ＴＨ_３の３つであり、その大きさは、ＴＨ_１＜ＴＨ_２＜ＴＨ_３である。すなわち、上達度判定手段２ｃは、はじめは上記所定の閾値を初級者判定用の閾値ＴＨ_３に設定し、所定時間内に所定回数以上ピーク値が初級者判定用の閾値ＴＨ_３以上となると（つまり、ピーク値が初級者判定用の閾値ＴＨ_３以上となるピークが所定回数以上検出されると）、上達度を初級者であると判定する。一方、所定時間経過しても所定回数以上ピーク値が初級者判定用の閾値ＴＨ_３以上とならなければ（つまり、ピーク値が初級者判定用の閾値ＴＨ_３以上となるピークが所定回数以上検出されなければ）、上記閾値を初級者判定用の閾値ＴＨ_３から中級者判定用の閾値ＴＨ_２に変更する。変更してから所定時間内に所定回数以上ピーク値が中級者判定用の閾値ＴＨ_２以上となると、上達度を中級者であると判定する一方、所定時間経過しても所定回数以上ピーク値が中級者判定用の閾値ＴＨ_２以上とならなければ、上記閾値を中級者判定用の閾値ＴＨ_２から上級者判定用の閾値ＴＨ_１に変更する。変更してから所定時間内に所定回数以上ピーク値が上級者判定用の閾値ＴＨ_１以上となると、上達度を上級者であると判定する。なお、所定時間経過しても所定回数以上ピーク値が上級者判定用の閾値ＴＨ_１以上となるピークが検出されなければ、計測エラーであると判定する。なお、上記所定回数は１回であってもよく、適宜設定すればよい。

なお、ピーク検出手段２ａ、活動量算出手段２ｂ、および上達度判定手段２ｃは、例えば上記筐体に収納されたマイクロコンピュータなどのハードウェア資源からなる演算処理手段２と、当該演算処理手段に情報の演算、加工などを行わせるソフトウェアとにより実現されている。また、上記演算処理手段２は、ピーク検出手段２ａなどの他に、表示手段３を制御する表示制御手段（図示せず）など、活動量計の種々の機能を発揮するために必要な手段を備えている。

表示手段３は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの画像表示装置（図示せず）などを備え、上記表示制御手段により制御されて、活動量算出手段２ｂで算出された活動量および上達度判定手段２ｃで判定された上達度、さらには記憶手段４に記憶された活動データなどを上記画像表示装置に表示するようになっている。また、操作手段は、活動量計のオンオフ操作用のスイッチや、活動量の演算を開始させるスイッチ、活動量の表示をリセットするスイッチ、表示手段３で表示する内容を切り替えるためのスイッチ、上達度判定手段２ｃにより上達度を判定するか否かを設定するためのスイッチなどを備えているものである。

以上述べた本実施形態の活動量計によれば、使用者に所定の運動を行わせる自動運動器具による受動的な運動を使用者が行っている際に加速度検出手段１により得られた加速度を元にして、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を判定するから、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を表示でき、その結果、使用者の運動を続ける上でのモチベーションの維持、向上が図れる。

また、乗馬運動器具１００による乗馬運動では、使用者が上達すると、着座部１１０の揺れを上手に吸収できるようになり、使用者の体（姿勢）が安定して加速度検出手段１により得られる加速度のピーク値が小さくなるから、上達度の判定に加速度のピーク値を採用することで、上達度を正しく評価できる。

その上、所定時間内に所定回数以上加速度のピーク値が所定の閾値以上となったか否かにより上達度を判定するので、ピーク値が所定の閾値以上となるピークが検出された時点で、上達度が判定されるから、リアルタイムで上達度を判定できる。

なお、本実施形態における加速度検出手段１は、互いに直交する３軸の加速度を検出する加速度センサを利用したものであったが、互いに直交する２軸の加速度を検出する加速度センサや、１軸の加速度センサであってもよい。この点は後述する実施形態２においても同様である。

（実施形態２）
本実施形態の活動量計は、上達度判定手段２ｃの構成が上記実施形態１と異なっており、その他の構成は上記実施形態１と同様であるから、図示および説明を省略する。

本実施形態における上達度判定手段２ｃは、ピーク検出手段２ａから得た加速度のピーク値の所定時間における平均値からなる第１判定値Ｔ１と、加速度の分散値（すなわち加速度検出手段１により得られた各軸の加速度をベクトル成分とするノルムの所定時間における分散値）からなる第２判定値Ｔ２とを元にして上達度を判定するように構成されている。

例えば、上達度判定手段２ｃは、例えば、図３に示すように、第１判定値Ｔ１および第２判定値Ｔ２により決定される座標が、上級者判定用の領域Ｒ１内に含まれれば上級者と判定し、中級者判定用の領域Ｒ２内に含まれれば中級者と判定し、初級者判定用の領域Ｒ３内に含まれれば初級者と判定する。なお、第１判定値Ｔ１および第２判定値Ｔ２により決定される座標がいずれの領域Ｒ１〜Ｒ３にも含まれない場合は、測定エラーであると判定する。

以上述べた本実施形態の活動量計によれば、使用者に所定の運動を行わせる自動運動器具による受動的な運動を使用者が行っている際に加速度検出手段１により得られた加速度を元にして、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を判定するから、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を表示でき、その結果、使用者の運動を続ける上でのモチベーションの維持、向上が図れる。

また、乗馬運動器具１００による乗馬運動では、使用者が上達すると、着座部１１０の揺れを上手に吸収できるようになり、使用者の体（姿勢）が安定して加速度検出手段１により得られる加速度のピーク値が小さくなって、その平均値および加速度の分散値が小さくなることを利用しているから、上達度の判定に加速度のピーク値の平均値および分散値を採用することで、上達度を正しく評価できる。

なお、第１判定値Ｔ１としては、ピーク値（振幅）の所定時間における平均値に代えて、所定時間における加速度のピーク値の平均値、所定時間における加速度の隣り合う異種ピーク間のピーク値の差分の平均値などを採用してもよい。このような場合であっても、使用者が上達すると、着座部１１０の揺れを上手に吸収できるようになり、使用者の体（姿勢）が安定して加速度検出手段により得られる加速度の振幅が小さくなることから、上達度を正しく評価できる。

実施形態１の活動量計のブロック図である。 同上における説明図である。 実施形態２の活動量計の説明図である。 自動運動器具の外観図である。

符号の説明

１ 加速度検出手段
２ｂ 活動量算出手段
２ｃ 上達度判定手段
３ 表示手段

Claims (4)

1. 人体に装着され加速度を検出する加速度検出手段と、加速度検出手段により得られた加速度から活動量を算出する活動量算出手段と、使用者に所定の運動を行わせる自動運動器具による受動的な運動を使用者が行っている際に加速度検出手段により得られた加速度を元にして、使用者が自動運動器具を用いて行う運動の上達度を判定する上達度判定手段と、活動量算出手段で算出された活動量および上達度判定手段で判定された上達度を表示する表示手段とを備えていることを特徴とする活動量計。
2. 自動運動器具は、使用者が乗馬姿勢で着座する座席部と、座席部を重力方向に交差する方向に揺動させる駆動装置とを備え、使用者に乗馬運動を行わせる乗馬運動器具であって、
   上達度判定手段は、加速度の分散値により上達度を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の活動量計。
3. 自動運動器具は、使用者が乗馬姿勢で着座する座席部と、座席部を重力方向に交差する方向に揺動させる駆動装置とを備え、使用者に乗馬運動を行わせる乗馬運動器具であって、
   上達度判定手段は、加速度のピーク値により上達度を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の活動量計。
4. 上達度判定手段は、所定時間内に所定回数以上加速度のピーク値が所定の閾値以上となったか否かにより上達度を判定するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の活動量計。

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