JP2008246176A - 体動計測機器 - Google Patents

Abstract

【課題】身体に装着されていない場合に加速度センサへの電源供給を停止する。
【解決手段】マイコン７は、装着センサ４が身体への装着を検出すると、加速度センサ用電源部８１をオンにして、体動検出部１の加速度センサ１０及びアンプ部１１に電源を供給する。その後、マイコン７が体動検出部１からの加速度信号に基づいて活動量を計算する。一方、装着センサ４による身体への装着が未検出の場合、マイコン７は加速度センサ用電源部８１をオフにして、加速度センサ１０及びアンプ部１１への電源供給を停止する。その後、マイコン７が報知部６を制御して、報知音の報知をさせる。その後、マイコン７は通常動作モードから低消費電力モードに切り替わり、割り込み待ち状態になる。この割り込み待ち状態で、装着センサ４から身体に装着されたという割り込み信号がマイコン７に入力されると、マイコン７はスリープモードを解除して通常動作モードに切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用者の運動強度を計測する体動計測機器に関するものである。

使用者の運動強度を計測する従来の体動計測機器として、加速度センサ及びマイコンを備え、例えば腰部分のベルトなどに取り付けることで身体に装着し、加速度センサが身体の体動を検出し、加速度センサの検出結果に基づいてマイコンが活動量を計算するものがある。この活動量計は身体に装着して移動するので、電源として充電池を含む電池駆動で動作する。したがって、電池寿命をのばすために低消費電力に設計されている。例えば、ほとんど加速度に変化がない場合には、マイコンの消費電力を抑えるためスリープモードに切り替わり、加速度センサに変化が生じたときのマイコンへの割り込みによって、マイコンはスリープモードから通常動作モードに復帰するように設計されている。この場合、加速度センサからの加速度信号を検出するために、加速度センサには電源が供給され続ける必要がある。

また、特許文献１には、従来の体動計測機器として、活動量に基づいて加速度の検出周期を変更させる活動量計が開示されている。
特開２００６−２８８９７０号公報（段落００２２〜００４１及び図１）

しかしながら、上記従来の体動計測機器には、風呂に入る場合や眠る場合に身体から外されると、マイコンはスリープモードに入って低消費電力になるものの、加速度センサに対して、身体から外されたかどうかが不明であるので、電源を供給しつづけるという無駄が発生するという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的は、身体に装着されていない場合に加速度センサへの電源供給を停止することができる体動計測機器を提供することにある。

請求項１の発明は、身体の体動を検出する加速度センサと、前記身体への装着を検出する検出手段と、前記検出手段による前記身体への装着が未検出の場合に前記加速度センサへの電源供給を停止する制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記加速度センサが３軸加速度センサであることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記身体装着品を挟持する挟持手段を備え、前記検出手段が、前記挟持手段による前記身体装着品の挟持を検出することで前記身体への装着を検出することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記加速度センサを内蔵する本体ケースと、前記本体ケースを前記身体に取り付けるためのホルダーとを備え、前記検出手段が、前記ホルダーに前記本体ケースが取り付けられたことを検出することで前記身体への装着を検出することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項２の発明において、前記３軸加速度センサのうち前記身体への装着時に重力方向の加速度を計測する加速度センサが前記検出手段であり、当該重力方向の加速度を計測する加速度センサが重力加速度を検出することで前記身体への装着を検出することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項の発明において、前記身体への装着が行われているか否かの情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記情報を読み出す読み出し手段とを備えることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項の発明において、前記身体への装着状態から非装着状態になると報知音で報知する報知手段を備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、身体から外れた場合に加速度センサの電源供給を停止することによって、消費電力を低減することができ、電池寿命を長くすることができる。

請求項２の発明によれば、身体の傾きに影響を受けずに体動を検出することができる。

請求項３の発明によれば、身体装着品を挟持することによって、身体への装着を容易に行うことができる。

請求項４の発明によれば、身体装着品を挟持することによって、身体への装着を容易に行うことができる。

請求項５の発明によれば、加速度センサとは別に検出手段を備える必要がないので、構成を簡素化することができる。

請求項６の発明によれば、身体への装着時に活動量が０であった場合、身体が動かなかったと判定することができ、未装着時に活動量が０である場合と区別することができ、正しい活動分析を行うことができる。

請求項７の発明によれば、身体から外れた場合に報知音で報知することによって、使用者が自分の意思ではなく不用意に落としてしまった場合に使用者に気付かせることができる。

（実施形態１）
まず、実施形態１の活動量計の構成について図１，２を用いて説明する。この活動量計は使用者の運動強度を計測するものであり、図１に示すように、身体の体動を検出する加速度センサ１０を有する体動検出部１と、使用者が設定入力するための複数の操作ボタン２００，２０１（図２（ａ）参照）を有するスイッチ部２０と、外部機器（図示せず）との間で通信を行うための通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）２１と、後述の活動量や累積活動量を表示する表示部３と、身体への装着を検出する装着センサ４と、身体への装着が行われているか否かの情報を記憶するメモリ５と、身体への装着状態から非装着状態になるとブザー（図示せず）を用いて報知音で報知する報知部６とを備えている。また、活動量計は、機器の中枢をなすものとして、体動検出部１の検出結果に基づいて活動量を計測する処理と、スイッチ部２０で設定入力されたデータを取り込む処理と、通信インタフェース２１を通じてのデータの送受信処理と、表示部３の表示に対する処理と、装着センサ４での検出結果に基づく処理と、メモリ５に対するデータの読み書き処理と、報知部６の報知に対する処理とを行うマイコン７を備えている。さらに、この活動量計は、電池８０によって各部１，２１，３〜７に電力を供給する電源部８と、加速度センサ１０を含めて各部１〜８を内蔵する本体ケース９（図２参照）とを備えている。

体動検出部１の加速度センサ１０は３軸加速度センサであり、ｘ，ｙ，ｚの各軸方向の加速度を検出する。この体動検出部１は加速度センサ１０の他にも、加速度センサ１０の検出結果である加速度信号を増幅するアンプ部（図１の「ＡＭＰ」）１１を備えている。このアンプ部１１は、増幅した加速度信号をマイコン７に出力する。ここで、電源部８からの電力は加速度センサ用電源部８１を介して加速度センサ１０及びアンプ部１１に供給されている。

スイッチ部２０は、図２（ａ）に示すように日付や時刻を設定する日付セットモードに切り替えるためのセットボタン２００と、表示部３の表示内容を切り替えるための切替ボタン２０１とを備えている。

表示部３は液晶画面３０を備え、マイコン７（図１参照）から後述の活動量又は現時点の累積活動量のデータが入力されると、入力された活動量又は現時点の累積活動量を液晶画面３０に表示する。

装着センサ４は、図２（ｂ）に示すように本体ケース９の背面９０に突出して設けられたプッシュスイッチ４０を備えている。また、本体ケース９の背面９０の上端側には、例えばベルトＡなどを挟持して身体に装着するためのフック９１が設けられている。このフック９１は背面９０とともに身体装着品を挟持する挟持手段を構成する。身体装着品としては、例えば衣服やベルトなどがある。ベルトＡに装着する場合を例として説明すると、図２（ｂ）に示すようにフック９１をベルトＡに装着していないとき、プッシュスイッチ４０はオフとなる。これに対して、図２（ｃ）に示すようにフック９１をベルトＡに装着すると、フック９１のばね性によりベルトＡがプッシュスイッチ４０を押し込み、プッシュスイッチ４０はオンになる。装着センサ４はプッシュスイッチ４０のオンオフにより、本体ケース９の背面９０とフック９１とによる身体装着品の挟持を検出することで身体に装着されているか否かを検出し、検出結果をマイコン７に出力する。

メモリ５には、マイコン７で求められた活動量や累積活動量などが記憶されている。

マイコン７は、使用者がセットボタン２００（図２（ａ）参照）を操作したときに通常動作モードから日付セットモードに切り替えて、日付や時刻を入力する画面を表示部３の液晶画面３０に表示させる。使用者が液晶画面３０を見ながら各ボタン２００，２０１を操作して日付や時刻を入力すると、マイコン７は、入力された日付や時刻をメモリ５に記憶させ、その後、日付セットモードから通常動作モードに切り替える。

また、マイコン７は、装着センサ４による身体への装着がされている場合、体動検出部１からの加速度信号が入力されると、この加速度信号をデジタル値に変換し、変換したデジタル値を用いて活動量を計測する。その後、マイコン７はメモリ５に記憶されている累積活動量に今回計測の活動量を加えて現時点の累積活動量を求める。メモリ５に記憶されていたこれまでの累積活動量は、マイコン７で求められた現時点の累積活動量に更新され、新しい累積活動量がメモリ５に記憶される。その後、マイコン７は今回計算した活動量及び現時点の累積活動量の情報を表示部３に出力する。

これに対して、装着センサ４による身体への装着が未検出の場合、マイコン７は、加速度センサ用電源部８１に対して加速度センサ１０及びアンプ部１１への電源供給を停止させるように制御する。

さらに、マイコン７は、装着センサ４からの身体への装着が行われているか否かの情報をメモリ５に記憶させたり、メモリ５から身体への装着が行われているか否かの情報を読み出したりする。このときのメモリ５への記憶方法であるが、例えば１分ごとにその１分間の平均値を記憶させるといった場合には、同時に装着センサ情報も記憶しておく。なお、装着センサ４が装着時にのみ、時間データとともに記憶するようにすれば、装着センサ情報は記憶する必要がない。

次に、実施形態１の動作について図１，３を用いて説明する。まず、電池８０が挿入されると、電源部８は各部２１，３〜７，８１への電力供給を開始する。マイコン７は各ポートの設定やメモリ５を初期化する処理（イニシャライズ処理）を行う（ステップＳ１）。このとき、日付や時刻の設定も行う。イニシャライズ処理を行った後、身体に装着されているか否かのチェックを装着センサ４が行い（ステップＳ２）、装着センサ４が身体への装着を検出すると、マイコン７は加速度センサ用電源部８１をオンにして、加速度センサ１０及びアンプ部１１に電源を供給する（ステップＳ３）。その後、マイコン７が体動検出部１からの加速度信号をデジタル値に変換し、活動量を計算する（ステップＳ４）。その後、表示部３が今回計算した活動量又は現時点の累積活動量を液晶画面３０に表示する（ステップＳ５）。また、今回計測した活動量及び現時点の累積活動量はメモリ５に記憶される（ステップＳ６）。その後、ステップＳ２に戻る。

一方、身体に装着されているか否かのチェックを装着センサ４が行い、装着センサ４による身体への装着が未検出の場合、マイコン７は加速度センサ用電源部８１をオフにして、加速度センサ１０及びアンプ部１１への電源供給を停止する（ステップＳ７）。その後、マイコン７が報知部６を制御して、予め設定された時間（例えば３秒間）、ブザー（図示せず）による報知音の報知をさせる（ステップＳ８）。その後、マイコン７は通常動作モードから低消費電力モードであるスリープモードに切り替わり、割り込み待ち状態になる（ステップＳ９）。この割り込み待ち状態で、装着センサ４から身体に装着されたという割り込み信号がマイコン７に入力されると（ステップＳ１０）、マイコン７はスリープモードを解除して通常動作モードに切り替わる（ステップＳ１１）。その後、ステップＳ２に戻る。

以上、実施形態１によれば、身体から外れた場合に加速度センサ１０の電源供給を停止することによって、消費電力を低減することができ、電池寿命を長くすることができる。

また、身体の傾きに影響を受けずに体動を検出することができる。

さらに、例えばベルトＡなどの身体装着品を挟持することによって、身体への装着を容易に行うことができる。

上記とは別の効果として、身体への装着時に活動量が０であった場合、身体が動かなかったと判定することができ、未装着時に活動量が０である場合と区別することができ、正しい活動分析を行うことができる。つまり、活動量計からデータを読み取り分析する際に、活動量が０である時間帯がある場合、動かなかったためなのか、活動量計を身体から外していたためかの判別ができず、正しい分析を行うことができないという従来の欠点を解消することができる。

また、身体から外れた場合に報知音で報知することによって、使用者が自分の意思ではなく不用意に落としてしまった場合に使用者に気付かせることができる。

なお、実施形態１の変形例として、図４に示すような活動量計がある。この活動量計の装着センサ４は、プッシュスイッチ４０（図２（ｂ））に代えて、図４（ａ）に示すように本体ケース９の背面９０に突出して設けられた２個の丸い接点４１，４１を備えている。また、フック９１の内面には、２個の接点４１，４１を短絡させるための金属板４２が設けられている。図４（ｂ）に示すようにフック９１をベルトＡに装着していない場合、フック９１のばね性により２個の接点４１，４１間が金属板４２によって電気的に短絡する。これに対して、図４（ｃ）に示すようにフック９１をベルトＡに装着すると、ベルトＡにより２個の接点４１，４１から金属板４２が離れ、接点４１，４１間が電気的に開放となる。装着センサ４は、この接点４１，４１間の電気的な短絡及び開放により、本体ケース９の背面９０とフック９１とによる身体装着品の挟持を検出することで身体に装着されているか否かを検出する。

また、実施形態１の他の変形例として、図５に示すような活動量計がある。この活動量計の装着センサ４は、プッシュスイッチ４０（図２（ｂ））に代えて、図５（ａ）に示すように本体ケース９の背面９０内部に埋め込まれて磁石を検出するホールＩＣ４３を備えている。また、フック９１内面においてホールＩＣ４３に対向する位置には磁石４４が設けられている。図５（ｂ）に示すようにフック９１をベルトＡに装着していない場合、フック９１のばね性により磁石４４が本体ケース９の背面９０に近づき、ホールＩＣ４３がオンになる。これに対して、図５（ｃ）に示すようにフック９１をベルトＡに装着すると、ベルトＡによりホールＩＣ４３と磁石４４の距離が離れ、ホールＩＣ４３がオフになる。装着センサ４は、ホールＩＣ４３のオンオフにより、本体ケース９の背面９０とフック９１とによる身体装着品の挟持を検出することで身体に装着されているか否かを検出する。

（実施形態２）
実施形態２の活動量計は、ホルダーを用いて身体に装着するものである。

実施形態２の活動量計の構成について図１，６を用いて説明する。この活動量計は、図１に示すように、体動検出部１と、スイッチ部２０と、通信インタフェース２１と、表示部３と、メモリ５と、報知部６と、マイコン７と、電源部８と、本体ケース９（図６参照）とを実施形態１（図１参照）と同様に備えているが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分を有する。

実施形態２の活動量計は、本体ケース９を身体に取り付けるためのホルダー９２を備えている。また、ホルダー９２の背面９３の上端側には、例えばベルトＡなどを挟持して身体に装着するためのフック９４が設けられている。このフック９４は背面９３とともに身体装着品を挟持する挟持手段を構成する。

また、実施形態２の装着センサ４は、本体ケース９の背面９０のプッシュスイッチ４０をホルダー９２が押し込むことによって、ホルダー９２に本体ケース９が取り付けられたことを検出し、身体への装着を検出する。これに対して、本体ケース９をホルダー９２に装着していない場合、プッシュスイッチ４０は押し込まれないのでオフである。なお、実施形態２の装着センサ４は上記以外の点において実施形態１の装着センサ４と同様である。

以上、実施形態２によれば、身体への装着を容易に行うことができる。

（実施形態３）
実施形態３の活動量計は、３軸加速度センサの重力方向の加速度センサで身体への装着を検出するものである。

まず、実施形態３の活動量計の構成について図１，７を用いて説明する。この活動量計は、実施形態１（図１参照）と同様に、体動検出部１と、スイッチ部２０と、通信インタフェース２１と、表示部３と、メモリ５と、報知部６と、マイコン７と、電源部８と、本体ケース９（図７参照）とを備えているが、実施形態１にはない以下に記載の特徴部分を有する。

実施形態３の活動量計は、実施形態１のような装着センサ４（図１参照）を備えておらず、身体の体動を検出する加速度センサ（３軸加速度センサ）１０のうち、身体への装着時に重力方向の加速度を計測する加速度センサが重力加速度を検出することで、身体への装着を検出するものである。なお、実施形態３の加速度センサ１０は上記以外の点において実施形態１の加速度センサ１０と同様である。

ここで、加速度センサ１０による身体への装着の検出について図７を用いて説明する。なお、正しい方向でベルトＡに装着した場合に重力加速度を検出する方向の加速度センサをＺ軸加速度センサ１００とする。図７（ａ）に示すように身体に装着していない場合、活動量計は横倒しになっているため、Ｚ軸加速度センサ１００は重力加速度のレベルの出力を得ることができない。これに対して、図７（ｂ）に示すように正しくベルトＡに取り付けられて身体に装着すると、Ｚ軸加速度センサ１００は重力加速度を検出する。このようにＺ軸加速度センサ１００が重力加速度を検出した場合にマイコン７に割り込み入力することによって、身体に装着されたかどうかを判別する。

次に、実施形態３の動作について図３を用いて説明する。まず、電池が挿入されると、実施形態１と同様のイニシャライズ処理を行う（ステップＳ１）。その後、Ｚ軸加速度センサ１００（図７参照）による身体に装着されているか否かのチェックを行う（ステップＳ２）。Ｚ軸加速度センサ１００が身体への装着を検出した場合、実施形態１と同様の動作を行う（ステップＳ３〜Ｓ６）。

一方、身体に装着されているか否かのチェックをＺ軸加速度センサ１００が行い、Ｚ軸加速度センサ１００による身体への装着が未検出の場合、マイコン７は加速度センサ用電源部８１をオフにして、加速度センサ１０及びアンプ部１１への電源供給を停止する（ステップＳ７）。その後、マイコン７が報知部６を制御して、予め設定された時間（例えば３秒間）、ブザー（図示せず）による報知音の報知をさせる（ステップＳ８）。その後、マイコン７は通常動作モードからスリープモードに切り替わり、割り込み待ち状態になる（ステップＳ９）。

ここで、装着センサがＺ軸加速度センサ１００の場合、身体から外されたときに実施形態１と同様に加速度センサ１０の電源供給を停止すると、再度、身体に装着されたことを検出できないという問題が生じる。そこで、マイコン７はスリープモードになっても、一定時間間隔（例えば１分間隔）でタイマ割り込みを発生させ、その割り込みが発生した場合に加速度センサ１０をオンにし、チェックすればよい。

割り込み待ち状態において、タイマによる割り込み信号が入力されると（ステップＳ１０）、マイコン７はスリープモードを解除して通常動作モードに切り替わる。その後、ステップＳ２に戻る。

以上、実施形態３によれば、実施形態１と同様の効果を得ることができるとともに、加速度センサ１０とは別に検出手段を備える必要がないので、構成を簡素化することができる。

なお、実施形態１〜３では活動量計を例に出して説明しているが、本発明を実施するにあたって必ずしも活動量計に限定される必要はなく、実施形態１〜３の変形例として、例えば歩数計などであってもよい。このような機器であっても、本発明の実施には何ら問題がなく、実施形態１〜３と同様の効果を得ることができる。

実施形態１，２の内部構成を示すブロック図である。 実施形態１を示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が非装着時の側面図、（ｃ）が装着時の側面図である。 同上の動作を示すフローチャートである。 同上の変形例を示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が非装着時の側面図、（ｃ）が装着時の側面図である。 同上の他の変形例を示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が非装着時の側面図、（ｃ）が装着時の側面図である。 実施形態２を示し、（ａ）が正面図、（ｂ）が非装着時の側面図、（ｃ）が装着時の側面図である。 実施形態３を示し、（ａ）が非装着時の側面図、（ｂ）が装着時の側面図である。

符号の説明

１ 体動検出部
１０ 加速度センサ
１００ Ｚ軸加速度センサ
１１ アンプ部
４ 装着センサ
５ メモリ
６ 報知部
７ マイコン
８１ 加速度センサ用電源部
９ 本体ケース
９１ フック
９２ ホルダー

Claims (7)

1. 身体の体動を検出する加速度センサと、
   前記身体への装着を検出する検出手段と、
   前記検出手段による前記身体への装着が未検出の場合に前記加速度センサへの電源供給を停止する制御手段と
   を備えることを特徴とする体動計測機器。
2. 前記加速度センサが３軸加速度センサであることを特徴とする請求項１記載の体動計測機器。
3. 前記身体装着品を挟持する挟持手段を備え、
   前記検出手段が、前記挟持手段による前記身体装着品の挟持を検出することで前記身体への装着を検出する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の体動計測機器。
4. 前記加速度センサを内蔵する本体ケースと、
   前記本体ケースを前記身体に取り付けるためのホルダーと
   を備え、
   前記検出手段が、前記ホルダーに前記本体ケースが取り付けられたことを検出することで前記身体への装着を検出する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の体動計測機器。
5. 前記３軸加速度センサのうち前記身体への装着時に重力方向の加速度を計測する加速度センサが前記検出手段であり、当該重力方向の加速度を計測する加速度センサが重力加速度を検出することで前記身体への装着を検出することを特徴とする請求項２記載の体動計測機器。
6. 前記身体への装着が行われているか否かの情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段から前記情報を読み出す読み出し手段と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の体動計測機器。
7. 前記身体への装着状態から非装着状態になると報知音で報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の体動計測機器。

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