JP2016131603A - 身体活動検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーの身体活動を検出した検出結果を良否判定し、その判定結果をユーザーに通知する身体活動検出装置を提供する。
【解決手段】身体活動検出装置３は、ユーザーが振動を認識できるようにユーザーの皮膚に直接または間接的に接触させて配置された第１振動部１９１と、ユーザーが振動を認識できるようにユーザーの皮膚に直接または間接的に接触させて第１振動部１９１とは異なる位置に配置された第２振動部１９２と、ユーザーの身体活動の状態の良否を判定する判定部７０と、判定部７０による判定結果に基づいて決定される振動パターンにて第１振動部１９１および第２振動部１９２を振動させる制御を行う制御部２０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ユーザーの身体活動に関する情報をユーザーに通知する身体活動検出装置に関する。

従来、例えば、特許文献１に記載されているように、ＧＰＳ（Global Positioning System）等のセンサーを利用して、身体活動（運動）中のユーザーを監視して、経過時間、距離、速度、およびペースなどのデータを算出し、そのデータをユーザー（運動競技者）に音声によってフィードバックする運動履行監視装置（身体活動検出装置）が紹介されている。

特開２０１３−１３８８８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の運動能力モニター装置では、運動能力のフィードバック情報をディスプレイに表示させ、ユーザーはこのディスプレイ表示によりフィードバック情報を確認する必要があった。このような視覚的な情報伝達はユーザーの運動への集中を阻害することになったり、ディスプレイを見る動作によって運動動作（身体活動）がみだれたりするなどの不具合が生ずる虞があった。

本発明は、身体活動の検出結果をユーザーにフィードバックする際に、ユーザーの身体活動を阻害する動作を伴うという課題を解決することを目的としたものであり、ユーザーの身体活動を阻害しにくい通知手段を備えた身体活動検出装置を提供することを目的とする。

［適用例１］ 本適用例にかかる身体活動検出装置は、ユーザーの身体に装着された場合に、前記ユーザーの皮膚に直接または間接に接触する位置に配置された第１振動部と、前記ユーザーの身体に装着された場合に、前記ユーザーの皮膚に直接または間接に接触する、前記第１振動部とは異なる位置に配置された第２振動部と、前記ユーザーの身体活動の状態の良否を判定する判定部と、前記判定部による判定結果に基づいて決定される振動パターンにて前記第１振動部および前記第２振動部を振動させる制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。

本適用例によれば、ユーザーの身体活動の良否判定結果を、第１振動部および第２振動部を振動させることによって、表示部を見るなどの身体活動を阻害する動作をユーザーにさせることなく通知することができる。また、第１振動部と第２振動部とが異なる位置に配置されているので、二つの振動部の振動によって判定結果が理解されやすいので、ユーザーは良否判定結果を振動部が一つである場合よりも簡単に認識できる。
したがって、ユーザーに対して、身体活動を阻害しにくい通知手段を備えた身体活動検出装置を提供することができる。

［適用例２］ 本適用例にかかる身体活動検出装置は、ユーザーの身体活動の状態を検出する検出部と、前記検出部が検出した身体活動の状態の良否を判定する判定部と、前記ユーザーの身体に装着された場合に、前記ユーザーの皮膚に直接または間接に接触させて配置された第１振動部と、前記ユーザーの身体に装着された場合に、前記ユーザーの皮膚に直接または間接に接触させて前記第１振動部とは異なる位置に配置された第２振動部と、前記判定部による判定結果に基づいて決定される振動パターンにて前記第１振動部および前記第２振動部を振動させる制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。

本適用例によれば、検出部により検出したユーザーの身体活動の状態の検出結果を判定部により良否判定し、その良否判定結果を、第１振動部および第２振動部を振動させることによって、表示部を見るなどの身体活動を阻害する動作をユーザーにさせることなく知らせることができる。また、二つの振動部の振動によって判定結果が認識されやすいので、ユーザーは良否判定結果を確実に認識でき、認識した判定結果に基づいて、その後の身体活動のやり方をユーザーが考えて実行するきっかけとすることができる。
したがって、ユーザーの身体活動の状態を検出し、その検出結果から判定された身体活動の良否判定結果を確実に認識し、その後の身体活動をより効果的なものとすることが可能な身体活動検出装置を提供することができる。

［適用例３］ 上記適用例にかかる身体活動検出装置において、前記第１振動部および前記第２振動部が、同一の機器に備えられることを特徴とする。

本適用例によれば、第１振動部および第２振動部が一つの機器に備えられているので、コンパクトな構成の身体活動検出装置を提供することができる。

［適用例４］ 上記適用例にかかる身体活動検出装置において、前記第１振動部は、第１の機器に備えられ、前記第２振動部は、前記第１の機器と通信する第２の機器に備えられることを特徴とする。

本適用例によれば、第１振動部と第２振動部とをユーザーの身体の離れた位置に配置させることにより、第１振動部および第２振動部各々の振動を区別して認識することが容易となることから、判定結果をより確実に認識させることができる。
また、第１振動部を有する第１の機器、および、第２振動部を有し第１の機器と通信する第２の機器を備えているので、多彩なバリエーションにて身体活動検出装置を構成することが可能になる。

［適用例５］ 上記適用例にかかる身体活動検出装置において、前記振動パターンは、前記第１振動部および前記第２振動部の振動の順序、および、各々の振動のリズムの組み合わせの少なくとも一方を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、第１振動部および第２振動部を用いた振動の順序やリズムなどを組み合わせることにより多数の振動パターンを作成することができるので、身体活動の状態の検出結果に基づく判定結果を、より詳細な情報にしてユーザーに認識させる身体活動検出装置を提供することができる。

［適用例６］ 上記適用例にかかる身体活動検出装置において、前記第１振動部および前記第２振動部のうちの少なくとも一方が、前記ユーザーの上肢、手、下肢、および足のいずれかに配置され、前記制御部は、前記第１振動部または前記第２振動部が、ユーザーの体幹の前方に位置するタイミングで前記第１振動部または前記第２振動部を振動させる制御を行うことが好ましい。

本適用例によれば、第１振動部または第２振動部からの振動による判定結果の通知が、ユーザーの感覚としてより認識されやすいという効果を得ることができる。

実施形態１に係る身体活動検出システムの概要についての説明図。 実施形態１に係る身体活動検出装置の概略構成を示す側面図。 身体活動検出システムの構成例の一実施形態を示す機能ブロック図。 身体活動検出装置による身体活動の状態の良否判定結果を振動によりユーザーに通知する際の振動パターンの具体例を例示する説明図。 実施形態２の身体活動検出システムの概要を示す説明図。 良否判定結果を通知する好適なタイミングについて示す説明図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材について実際とは異なる尺度で示している場合がある。

（実施形態１）
１．身体活動検出システム
１−１．システムの概要
まず、身体活動検出装置３、および、それを含む身体活動検出システム１の概略構成について説明する。図１は、実施形態１に係る身体活動検出システム１の概要について説明する説明図である。また、図２は、実施形態１に係る身体活動検出装置の概略構成を示す側面図である。図１に示すように、本実施形態の身体活動検出システム１は、慣性計測ユニット（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）１０及び身体活動検出装置３を含んで構成されている。慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０は、ユーザーの胴体部分（例えば、右腰、左腰、又は腰の中央部）に装着される。慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０は、ユーザーの走行（歩行も含む）における動きを捉えて、速度、位置、姿勢角（ロール角、ピッチ角、ヨー角）等の身体活動情報を計測する。本実施形態では、ユーザーが静止している状態で、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０の１つの検出軸（以下ではｚ軸とする）が重力加速度方向（鉛直下向き）とほぼ一致するように、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０がユーザーに装着される。慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０は、計測した身体活動検出情報の少なくとも一部を身体活動検出装置３に送信する。

身体活動検出装置３は、本実施形態ではリスト型（腕時計型）の携帯情報機器であり、ユーザーの手首等に装着される。ユーザーは、走行開始前又は走行中に身体活動検出装置３を操作して、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０および身体活動検出装置３に備わるＧＰＳユニット５０や地磁気センサー６０（図３を参照、詳細について後述する）による身体活動の計測・検出（本実施形態では走行の状態の検出）のスタートやストップを指示することができる。また、ユーザーは、走行中の任意のタイミングで身体活動検出装置３を操作して、検出された走行の状態（後述）の良否判定および良否判定結果のユーザーへのフィードバックの開始や終了を指示することができる。身体活動検出装置３は、計測スタートや計測ストップを指示するコマンド等を慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０に送信する。

慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０は、計測スタートのコマンドを受信すると計測を開始し、計測結果を信号化処理して身体活動検出装置３に送信する。身体活動検出装置３は、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０に計測スタートのコマンドを送信すると同時に、身体活動検出装置３に備わるＧＰＳユニット５０および地磁気センサー６０（図３を参照）によるユーザーの進歩具合の検出を開始する。そして、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０の計測結果とＧＰＳユニット５０および地磁気センサー６０の検出結果に基づき、ユーザーの所定期間（現在）の身体活動の状態を検出し、検出した身体活動の状態の情報（データ）を基準データと比較することにより、身体活動の状態の良否判定を行う。そして、身体活動検出装置３は、ユーザーの所定期間（現在）の身体活動の状態の良否判定結果を振動、および文字、図形、音等の各種の形態でユーザーに通知する。特に、振動による通知により、ユーザーは、身体活動（走行）を阻害されることなく身体活動検出装置３を介して現在の身体活動の状態の良否判定結果を認識することができる。

なお、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０と身体活動検出装置３との間のデータ通信は、無線通信でもよいし、有線通信でもよい。

本実施形態では、以下において、身体活動検出装置３を含む身体活動検出システム１が、ユーザーの走行運動（ランニング）の状態を検出して、その検出結果を良否判定する場合を例に挙げて詳細に説明するが、本実施形態の身体活動検出システム１は、走行以外の身体活動における身体活動の状態を検出して良否判定する場合にも、同様に適用することができる。

１−２．身体活動検出装置
図２は装着状態における身体活動検出装置３の側面図であり、ユーザーの手首ＷＲを破線で示している。図２において、身体活動検出装置３は、装置本体であるケース部２１０と、ケース部２１０を手首ＷＲに固定するバンド部２２０と、バンド部２２０に接続するバックル部２３０と、を備えている。バンド部２２０は、ケース部２１０の両側から延出されており、バックル部２３０により連結されている。バックル部２３０は、二枚の金属製のプレートを回転軸で繋いだ蝶番状の部材で、２枚のプレートを重ねて折り畳むと長さが短くなり、並べて伸ばすと長くなる構造となっている。つまり本実施形態の身体活動検出装置３は、ケース部２１０と、ケース部２１０をユーザーの手首ＷＲに固定するためのバンド部２２０と、バンド部２２０を環状に接続するとともに、長さを調整可能なバックル部２３０とを備えている。

装着状態における身体活動検出装置３において、ケース部２１０の裏蓋に相当するユーザーの手首ＷＲに当接される位置には、第１振動部１９１が、ユーザーの手首ＷＲの皮膚に直接または間接的に接触させて配置されている。また、バックル部２３０のユーザーの手首ＷＲに当接される位置には、第２振動部１９２が、ユーザーの手首ＷＲの皮膚に直接または間接的に接触させて配置されている。ここで、「皮膚に直接または間接的に接触させて配置」とは、換言すれば、第１振動部１９１または第２振動部１９２の振動をユーザーが皮膚で感知できる状態であることを示している。身体活動検出装置３では、バックル部２３０の長さ調整を適切に行うことにより、第１振動部１９１と、第２振動部１９２とが、ユーザーの手首ＷＲの略同一位置に、略同等の押圧（押し付け力）で固定可能な構成を実現している。
なお、本実施形態では、バンド部２２０と折り畳み型のバックル部２３０とにより装着するタイプについて説明したが、バンド部の一端側に尾錠とツク棒を有し、他端部側のバンド部のステッチに小穴を設けて、他端側のステッチを尾錠に通して小穴にツク棒を挿し込んで固定するタイプのバンドを用いる構成としてもよい。

１−３．座標系
以下の説明において必要となる座標系を定義する。
・ｅフレーム（Earth Centerd Earth Fixed Frame）：地球の中心を原点とし、自転軸に平行にｚ軸をとった右手系の三次元直交座標
・ｎフレーム（Navigation Frame）：移動体（ユーザー）を原点とし、ｘ軸を北、ｙ軸を東、ｚ軸を重力方向とした三次元直交座標系
・ｂフレーム（Body Frame）：センサー（慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０）を基準とする三次元直交座標系
・ｍフレーム（Moving Frame）：移動体（ユーザー）を原点とし、移動体（ユーザー）の進行方向をｘ軸とした右手系の三次元直交座標系

１−４．システムの構成
図３は、慣性計測システム（ＩＭＵ）１０および身体活動検出装置３を含む身体活動検出システム１の構成例の一実施形態を示す機能ブロック図である。図３に示すように、身体活動検出システム１は、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０および身体活動検出装置３を備えている。身体活動検出装置３は、制御部２０、記憶部３０、通信部１４０、判定部７０、通知部８０、ＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット５０及び地磁気センサー６０を含んで構成されている。ただし、本実施形態の身体活動検出装置３は、これらの構成要素の一部を削除又は変更し、あるいは、他の構成要素を追加した構成であってもよい。

慣性計測ユニット１０（慣性センサーの一例）は、加速度センサー１２、角速度センサー１４、信号処理部１６及び通信部４０を含んで構成されている。

加速度センサー１２は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の加速度を検出し、検出した３軸加速度の大きさ及び向きに応じたデジタル信号（加速度データ）を出力する。

角速度センサー１４は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の角速度を検出し、計測した３軸角速度の大きさ及び向きに応じたデジタル信号（角速度データ）を出力する。

信号処理部１６は、加速度センサー１２及び角速度センサー１４から、それぞれ加速度データと角速度データを受け取って時刻情報を付して不図示の記憶部に記憶し、記憶した加速度データ、角速度データ及び時刻情報を所定のフォーマットに合わせたセンシングデータを生成し、通信部４０を介して制御部２０に出力する。

加速度センサー１２及び角速度センサー１４は、それぞれ３軸が、慣性計測ユニット１０を基準とするセンサー座標系（ｂフレーム）の３軸と一致するように取り付けられるのが理想的だが、実際には取り付け角の誤差が生じる。そこで、信号処理部１６は、取り付け角誤差に応じてあらかじめ算出された補正パラメーターを用いて、加速度データ及び角速度データをセンサー座標系（ｂフレーム）のデータに変換する処理を行う。なお、信号処理部１６の代わりに後述する制御部２０が当該変換処理を行ってもよい。

さらに、信号処理部１６は、加速度センサー１２及び角速度センサー１４の温度補正処理を行ってもよい。なお、信号処理部１６の代わりに後述する制御部２０が当該温度補正処理を行ってもよいし、加速度センサー１２及び角速度センサー１４に温度補正の機能が組み込まれていてもよい。

加速度センサー１２と角速度センサー１４は、アナログ信号を出力するものであってもよく、この場合は、信号処理部１６が、加速度センサー１２の出力信号と角速度センサー１４の出力信号をそれぞれＡ／Ｄ変換してセンシングデータを生成すればよい。

身体活動検出装置３において、ＧＰＳユニット５０は、測位用衛星の一種であるＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ衛星信号を受信し、当該ＧＰＳ衛星信号を利用して測位計算を行ってｎフレームにおけるユーザーの位置及び速度（大きさと向きを含むベクトル）を算出し、これらに時刻情報や測位精度情報を付したＧＰＳデータを制御部２０に出力する。なお、ＧＰＳを利用して、位置や速度を算出する方法や時刻情報を生成する方法については公知であるため、詳細な説明を省略する。

地磁気センサー６０は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の地磁気を検出し、検出した３軸地磁気の大きさ及び向きに応じたデジタル信号（地磁気データ）を制御部２０に出力する。ただし、地磁気センサー６０は、アナログ信号を出力するものであってもよく、この場合は、制御部２０が、地磁気センサー６０の出力信号をＡ／Ｄ変換して地磁気データを生成してもよい。

制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により構成される演算部２１を含み、記憶部３０に記憶されている各種プログラムに従って、各種の演算処理や制御処理を行う。特に、制御部２０は、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０、ＧＰＳユニット５０及び地磁気センサー６０からそれぞれセンシングデータ、ＧＰＳデータ及び地磁気データを受け取り、これらのデータを用いてユーザーの速度、位置、姿勢角等を算出する。また、制御部２０は、算出したこれらの情報を用いて各種の演算処理を行ってユーザーの走行の状態を検出し、後述するように判定部７０により検出結果の良否判定を行う。そして、制御部２０は、判定部７０による走行の状態の良否判定結果を、通知部８０を介して振動、および、テキスト、画像、音等の形態で出力する。特に、制御部２０は振動制御部２５を含み、この振動制御部２５は、判定部７０による走行の状態の良否判定結果に基づいて、記憶部３０に記憶されている振動パターンデータ３３０から通知部８０の第１振動部１９１及び第２振動部１９２による振動パターンを選定し、選定された振動パターンで第１振動部１９１及び第２振動部１９２を振動させて、ユーザーに良否判定結果を通知する。

記憶部３０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種ＩＣメモリーやハードディスクやメモリーカードなどの記録媒体等により構成される。

記憶部３０には、走行ペース基準データ３１０及び走行ペース判定プログラム３２０が記憶される。走行ペース判定プログラム３２０は制御部２０によって読み出され、ユーザーの走行の状態としての、ランニングの所定区間の走行ペースが、走行ペース基準データ３１０と比較して同等または速いか、あるいは遅いかの良否判定を判定部７０に実行させるためのプログラムである。また、この他に記憶部３０に記憶されるプログラムとして、図示は省略するが、慣性航法演算処理を実行するための慣性航法演算プログラム、走行以外のユーザーの走行ペースなどの走行の状態を検出する処理を実行するための身体情報検出プログラム及び走行ペース以外の身体活動の状態の良否の判定を判定部７０により実行するための身体活動状態判定プログラムを含む。

また、記憶部３０には、振動パターンデータ３３０が記憶されている。振動パターンデータ３３０には、通知部８０の第１振動部１９１及び第２振動部１９２による振動の長さやリズム、あるいは順番などの組み合わせによる振動パターンが複数記憶されており、上述したように、判定部７０による走行の状態の良否判定結果に基づいて選定される。後述するように、ユーザーは、振動パターンデータ３３０に記憶された振動パターンのうち、どの振動パターンによる振動が第１振動部１９１及び第２振動部１９２からなされたかを手首で感知することにより、判定部７０による走行の状態の良否判定結果を認識する。なお、振動パターンデータ３３０に記憶された振動パターンの一例については後述する。

また、記憶部３０は、各種データが蓄積されるデータ蓄積部３８０を含む。データ蓄積部３８０には、制御部２０が慣性計測ユニット１０から受け取ったセンシングデータ（慣性計測ユニット１０の検出結果）を時系列に記憶するセンシングデータテーブル、制御部２０がＧＰＳユニット５０から受け取ったＧＰＳデータ（ＧＰＳユニット（ＧＰＳセンサー）５０の検出結果）を時系列に記憶するＧＰＳデータテーブル、制御部２０が地磁気センサー６０から受け取った地磁気データ（地磁気センサーの検出結果）を時系列に記憶する地磁気データテーブル、制御部２０がセンシングデータを用いて算出した速度、位置及び姿勢角を時系列に記憶する算出データテーブル、ユーザーのランニング以外の身体活動（運動）に関する各種情報である身体活動解析情報などが記憶される。

通知部８０は、処理部１２０、記憶部１３０、操作部１５０、計時部１６０、表示部１７０、音出力部１８０、第１振動部１９１及び第２振動部１９２を含んで構成されている。ただし、本実施形態の身体活動検出装置３における通知部８０は、これらの構成要素の一部を削除又は変更し、あるいは、他の構成要素を追加した構成であってもよい。

処理部１２０は、制御部２０の制御信号に従って、また、記憶部１３０に記憶されているプログラムに従って、各種の演算処理や制御処理を行う。例えば、処理部１２０は、操作部１５０から受け取った操作データに応じた各種処理（計測スタート／ストップのコマンドや走行の状態の検出の開始／終了のコマンドを通信部４０に送る処理や操作データに応じた表示処理や音出力処理等）、制御部２０の振動制御部２５から走行の状態の良否結果に基づく振動制御データ受け取り、走行の状態の良否判定結果に基づく振動パターンデータを第１振動部１９１及び第２振動部１９２に送る処理、また、制御部２０からユーザーの走行ペース以外の身体活動の状態の情報に基づく通知データを受け取り、通知データに応じたテキストデータや画像データを表示部１７０に送る処理、通知データに応じた音データを音出力部１８０に送る処理を行う。また、処理部１２０は、計時部１６０から受け取った時刻情報に応じた時刻画像データを生成して表示部１７０に送る処理等を行う。

記憶部１３０は、例えば、処理部１２０が各種処理を行うためのプログラムやデータが記憶されるＲＯＭや処理部１２０の作業領域となるＲＡＭ等の各種ＩＣメモリーにより構成される。

操作部１５０は、ユーザーからの操作データ（計測・検出スタート／ストップ、表示内容の選択等の操作データ）を取得し、処理部１２０に送る処理を行う。操作部１５０は、例えば、タッチパネル型ディスプレイ、ボタン、キー、マイクなどであってもよい。

計時部１６０は、年、月、日、時、分、秒等の時刻情報を生成する処理を行う。計時部１６０は、例えば、リアルタイムクロック（ＲＴＣ：Real Time Clock）ＩＣなどで実現される。

表示部１７０は、処理部１２０から送られてきた画像データやテキストデータを、文字、グラフ、表、アニメーション、その他の画像として表示するものである。表示部１７０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ、ＥＰＤ（Electrophoretic Display）等のディスプレイで実現され、タッチパネル型ディスプレイであってもよい。なお、１つのタッチパネル型ディスプレイで操作部１５０と表示部１７０の機能を実現するようにしてもよい。

音出力部１８０は、処理部１２０から送られてきた音データを、音声やブザー音等の音として出力するものである。音出力部１８０は、例えば、スピーカーやブザーなどで実現される。

第１振動部１９１及び第２振動部１９２は、制御部２０の振動制御部２５から処理部１２０を介して送られてきた所定の振動パターンの振動データに応じて振動する。この２箇所の第１振動部１９１及び第２振動部１９２による所定の振動パターンの振動を、身体活動検出装置３を装着したユーザーが感知することにより、ユーザーは、自身の所定区間（現在）の走行ペースが走行ペース基準データ３１０の基準ペースと比べて同等以上か、または遅いかを認識することができる。第１振動部１９１及び第２振動部１９２は、例えば、振動モーターなどで実現される。

１−５．振動パターンの具体例
図４は、身体活動検出装置３による走行（身体活動）の状態の良否判定結果を振動によりユーザーに通知する際の振動パターンの具体例を模式的に示す説明図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）において、横軸は時間であり、その時間軸において図中上側の第１振動部１９１と図中下側の第２振動部１９２とが、互いにどのような順番で、どれくらいの長さ振動を、何回ずつ行うのかを紙面左側から右へ時系列的に示している。ここで、図中の白丸は１拍分の休符を示し、この白丸に対して黒色で示した部分が振動の長さを示す。即ち、黒丸は１拍分の長さの振動を示し、黒色の半円は１拍の半分（以下、「１／２拍」と記す）の長さの振動を示す。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、走行ペースが良好であるか否かを示す振動パターンの一例を示し、図４（ａ）は、走行ペースが良好であることを示す振動パターンの一例、図４（ｂ）は、走行ペースが所定のペースより遅い（悪い）ことを示す振動パターンの一例を示したものである。まず、図４（ａ）および図４（ｂ）において、第１振動部１９１が、１／２拍の振動（黒色の半円）と１／２拍の休符（白色の半円）、および１拍の振動（黒丸）とによる「タッ・タン」というリズムの振動を複数回（本実施形態では３回）繰り返す「タッタン・タッタン・タッタン」」という振動パターンの振動を行う。この第１振動部１９１による振動パターンを感知することにより、ユーザーは「走行ペースの良否判定通知がこれから（第２振動部１９２により）行われる」ことを認識する。

そして、この第１振動部１９１の「良否判定通知がこれから行われる」振動パターンの後で、図４（ａ）に示すように、２拍の休符（白丸２つ）を間にはさんで、第２振動部１９２が１拍の振動（黒丸）を３回行う「タン・タン・タン」というリズムの振動により、「走行ペースは良好」であることをユーザーは認識する。本実施形態では、この「ペース良好」を示す「タン・タン・タン」という振動パターンを、１拍の休符（白丸）を挟んで２回繰り返し、ユーザーに確実に知らせる例を示しているが、この繰り返しは無くてもよく、また、繰り返す回数は３回以上であってもよい。

図４（ｂ）に示す振動パターンは、上述の「良否判定通知がこれから行われる」振動パターンの後で、２拍の休符（白丸２つ）を間にはさんで、第２振動部１９２が、１拍の振動（黒丸）を２回行う「タン・タン」というリズムの振動により、「走行ペースが所定のペースより遅い（悪い）」ことをユーザーは認識する。本実施形態では、この「ペースが遅い（悪い）」を示す「タン・タン」という振動パターンを、２拍の休符（白丸２つ）を挟んで２回繰り返してユーザーに確実に知らせる例を示しているが、この繰り返しは無くてもよく、また、繰り返す回数は３回以上であってもよい。このように、図４（ａ）の第２振動部１９２の振動パターンとは異なる振動パターンの振動を第２振動部１９２から感知することにより、ユーザーは現在の走行ペースが所定のペースに比べて遅い（悪い）ことを認識して、ペースアップするなどのその後の走行ペース調整の実施を決定するなどの判断を行うことができる。

図４（ｃ）および図４（ｄ）は、第１振動部１９１及び第２振動部１９２による振動により、ユーザーに所定期間の走行時間を通知する振動パターンの例を示す。まず、図４（ｃ）は、所定区間の走行時間を通知する振動パターンの一例を示している。図４（ｃ）において、最初に、第１振動部１９１が、１拍の振動（黒丸）を３回繰り返す「タン・タン・タン」という振動パターンを、１拍の休符（白丸）を挟んで２回繰り返す「タン・タン・タン、ウン、タン・タン・タン」という振動パターンによる振動を行う。この振動パターンによる第１振動部１９１の振動により、ユーザーは「所定区間の走行タイムの通知がこれから（第２振動部１９２により）行われる」ことを認識する。この第１振動部１９１による「所定区間の走行タイムの通知がこれから行われる」ことを示す振動パターンの後で、１拍の休符（白丸）を間に挟んで、第２振動部１９２の振動の拍数で数字を表し、第２振動部１９２の振動により分や秒などの時間単位や数字の位を表すことにより、走行時間をユーザーに伝える。具体的には、区間の走行タイムが、「５分２４秒」であったことを伝える例を示している。即ち、第２振動部が１拍の振動（黒丸）を５回（「タン・タン・タン・タン・タン」）行なった後で、第１振動部１９１が１拍の振動（黒丸）を１回（「タン」）行うことで「５分」を表し、その後、第２振動部１９２が１拍の振動（黒丸）を２回（「タン・タン」）行った後で、第１振動部１９１が１／２拍の振動（黒い半円）を２回行う（タ・タ）ことにより、第２振動部１９２による「２」の数字が上の位の「２０」であることを表し、それに続いて、第２振動部１９２が１拍の振動（黒丸）を４回（「タン・タン・タン・タン」）行ったあとで、第１振動部１９１が１拍の振動（黒丸）を１回（「タン」）行うことで「２４秒」であることを表す。これにより、ユーザーは、直前の区間の走行タイムが「５分２４秒」であることを認識して、その後の走行のペース配分を決めるきっかけとするなどの利用が可能になる。

図４（ｄ）においては、最初に、第１振動部１９１が、１拍の振動（黒丸）を、１拍の休符（白丸）を挟んで３回繰り返す（「タン・ウン・タン・ウン・タン」）という振動パターンにより、ユーザーは、「走行の累積時間の通知がこれから（第２振動部１９２により）行われる」ことを認識する。この第１振動部１９１による振動パターンの後で、３拍の休符（白丸３つ）を間にはさんで、第２振動部が１拍の振動（黒丸）を３回（「タン・タン・タン」）行なった後で、第１振動部１９１が１／２拍の振動（黒い半円）を２回行う（タ・タ）ことにより、第２振動部１９２による「３」の数字が上の位の「３０」であることを表し、それに続いて、第２振動部１９２が１拍の振動（黒丸）を２回（「タン・タン」）行ったあとで、第１振動部１９１が１拍の振動（黒丸）を１回（「タン」）行うことで「３２分」であることを表す。その後、第２振動部１９２が１拍の振動（黒丸）を１回（「タン」）行った後で、第１振動部１９１が１／２拍の振動（黒い半円）を２回行う（タ・タ）ことにより、第２振動部１９２による「１」の数字が上の位の「１０」であることを表し、それに続いて、第２振動部１９２が１拍の振動（黒丸）を７回（「タン・タン・タン・タン・タン・タン・タン」）行ったあとで、第１振動部１９１が１拍の振動（黒丸）を１回（「タン」）行うことで「１７秒」であることを表す。これにより、ユーザーは、それまでの走行の累積時間が「３２分１７秒」であることを認識することができる。

以上述べたように、本実施形態に係る身体活動検出装置３を含む身体活動検出システム１によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の身体活動検出システム１は、ユーザーの走行の状態を検出する検出部としての慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０と、身体活動検出装置３とを有している。身体活動検出装置３は、ＧＰＳユニット５０及び地磁気センサー６０を有し、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０と、ＧＰＳユニット５０及び地磁気センサー６０とにより検出されるユーザーの走行の状態の良否を判定する判定部７０と、ユーザーの皮膚に直接または間接的に接触させて配置された第１振動部１９１と、ユーザーの皮膚に直接または間接的に接触させて第１振動部１９１とは異なる位置に配置された第２振動部１９２と、判定部７０による判定結果に基づいて決定される振動パターンにて第１振動部１９１および第２振動部１９２を振動させる制御を行う制御部２０と、を備えている。
この構成により、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０と、ＧＰＳユニット５０および地磁気センサー６０とにより検出されるユーザーの身体活動の状態、例えば、ランニングのペースなどの検出結果を判定部７０により良否判定し、その良否判定結果を、第１振動部１９１および第２振動部１９２を振動させることによってユーザーに知らせることができる。これにより、良否判定結果をディスプレイ表示により報せる方法のように、ディスプレイをみる動作などによりユーザーのランニングなどの身体活動を阻害することなく、良否判定結果をユーザーに認識させることができる。そして、走行ペースなどの身体活動の状態の良否判定結果を認識したユーザーは、その判定結果に基づいて、その後の身体活動のやり方を考えて実行するモチベーションを与えることができる。

また、本実施形態の身体活動検出システム１において、ランニングのペースなどの検出結果を良否判定した判定結果をユーザーに通知するのに用いる第１振動部１９１および第２振動部１９２による振動パターンは、第１振動部１９１および第２振動部１９２の振動の順序、および、各々の振動のリズムの組み合わせの少なくとも一方を含んでいる。本実施形態では、第１振動部１９１および第２振動部１９２の振動の順序および各々の振動のリズムの両方の組み合わせにて振動パターンを作成している。
これによれば、第１振動部１９１および第２振動部１９２を用いた振動の順序やリズムなどを組み合わせることにより多数の振動パターンを作成することができるので、身体活動の状態の検出結果に基づく判定結果を、より詳細な情報にしてユーザーに認識させ、その後の身体活動の参考にさせることができる。

（実施形態２）
図５は、実施形態２の身体活動検出システム１０１の概要を示す説明図である。また、図６は、実施形態２の身体活動検出システム１０１において、良否判定結果を通知する好適なタイミングについて示す説明図である。以下、実施形態２に係る身体活動検出システム１０１について、これらの図を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。

図５において、実施形態２の身体活動検出システム１０１は、第１振動部１９１を有する第１の機器としての身体活動検出装置３´と、第２振動部１９２を有し、身体活動検出装置３´と通信する通信部（不図示）を備えた第２の機器としての通知用ブレスレット１０３とを含む。身体活動検出装置３´は、実施形態１の身体活動検出装置３の構成のうち、第２振動部１９２が取り除かれていることの他は同じ構成を有しており、第１振動部１９１は、ユーザーの手首部の皮膚が振動を認識できるように皮膚に直接または間接的に接触させて配置されている。本実施形態では、身体活動検出装置３´が、実施形態１の身体活動検出装置３と同様にユーザーの右手側の手首に装着されている。

通知用ブレスレット１０３は、バンド部３２０と、バンド部３２０に接続するバックル部２３０と、を備え、バンド部３２０は、バックル部２３０により連結されている。バックル部２３０の構成は、実施形態１の身体活動検出装置３におけるバックル部２３０と同じであり、バンド部３２０を環状に接続するとともに、バンド部３２０およびバックル部２３０による通知用ブレスレット１０３のユーザーの手首への装着長さを調整可能になっている。ユーザーの手首に装着状態の通知用ブレスレット１０３において、第２振動部１９２は、バックル部２３０の手首をはさんだ反対側のバンド部３２０の内側に、ユーザーの手首部の皮膚が振動を認識できるように皮膚に直接または間接的に接触させて配置されている。なお、第２振動部１９２は、実施形態１の身体活動検出装置３の第２振動部１９２と同様にバックル部２３０側に配置させた構成としてもよい。第２振動部１９２は、身体活動検出装置３´の制御部から、身体活動の状態の判定結果に基づく振動パターンの振動制御信号を上記した通信部を介して受け取り、その振動制御信号に基づく振動パターンの信号を実行してユーザーに第２振動部１９２の振動を伝える。ユーザーは、この通知用ブレスレット１０３の第２振動部１９２と、身体活動検出装置３´の第１振動部１９１とにより伝えられる振動パターンにより、自身の身体活動の状態の良否判定結果や、所定区間あるいは累積の身体活動時間・ペースなどを認識する。

実施形態２の身体活動検出システム１０１によれば、第１振動部１９１と第２振動部１９２とを身体の離れた位置に配置させることにより、第１振動部１９１および第２振動部１９２各々の振動を区別して認識することが容易となることから、ユーザーに対して判定結果をより確実に認識させることができる。
また、第１振動部１９１を有する第１の機器としての身体活動検出装置３´、および、第２振動部１９２を有し身体活動検出装置３´との通信機能を有する第２の機器としての通知用ブレスレットを備えているので、多彩なバリエーションにて身体活動検出システム１０１（身体活動検出装置）を構成することができる。

図６は、実施形態２の身体活動検出システム１０１において、身体活動としての走行の状態の良否判定結果を、第１振動部１９１および第２振動部１９２によって通知する好適なタイミングについて示す説明図である。図６において、ユーザーは、紙面上右側から左側に向かってランニングをしており、４つのポジションにおけるランニングのフォームｐ１〜ｐ４が図示されている。上述したように、ユーザーの走行の状態について良否判定を行い、その判定結果を第１振動部１９１および第２振動部１９２による振動パターンによりユーザーに通知する際には、第１振動部１９１および第２振動部１９２がユーザーの体幹より前方に位置するタイミングで各振動部を振動させることが、ユーザーが振動を感知しやすいので好ましい。図６においては、フォームｐ１もしくはフォームｐ２に示すように、左手がユーザーの体幹の前方（ランニングの進行方向側）に位置するタイミングで通知用ブレスレット１０３の第２振動部１９２を振動させ、フォームｐ４に示すように、右手がユーザーの体幹の前方に位置するタイミングで身体活動検出装置３´の第１振動部１９１を振動させるように、制御部２０による制御を行うとよい。このとき、図４に示すような各振動パターンの振動の順番や拍数を変えずに、拍子の振動のタイミングを調整する。腕振りのタイミングは、図１に示す慣性計測ユニット１０による計測結果から推定することが可能であり、また、ユーザーの手首に装着される身体活動検出装置３，３´や通知用ブレスレット１０３に慣性センサーを配置して、腕振りそのものを検出して制御部２０にフィードバックし、振動による通知のタイミングを調整することとしてもよい。

実施形態２のようなリスト型の機器に第１振動部１９１および第２振動部１９２を配置させた構成の身体活動検出システム１０１においては、以上述べたタイミングにて振動による通知を行うことにより、第１振動部１９１および第２振動部１９２からの振動による判定結果の通知が、ユーザーに対してより認識されやすいという効果を得ることができる。なお、ここでは実施形態２の身体活動検出システム１０１を用いた場合について説明したが、実施形態１の身体活動検出システム１においても、身体活動検出装置３に配置された第１振動部１９１および第２振動部１９２を振動させるタイミングを、身体活動検出装置３がユーザーの体幹の前方に位置するタイミングとなるように調整すればよい。また、実施形態１，２のようなリスト機器タイプでなく、ユーザーの手首よりも体幹側の上肢、または手首より先端側の手、あるいは下肢および足に第１振動部１９１および第２振動部１９２が配置される身体活動検出システム（身体活動検出装置）においても、第１振動部１９１および第２振動部１９２が体幹の前方に位置するタイミングで振動させることにより、上述の効果と同様な効果を得ることができる。

以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０と、身体活動検出装置３とにより構成される身体活動検出システム１について説明した。これに限らず、上述した慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０および身体活動検出装置３の各々の機能を１つのウェアラブル機器に搭載した身体活動検出装置として提供することができる。

また、上記実施形態では、リスト型の身体活動検出装置３，３´や通知用ブレスレット１０３による身体活動検出システム１，１０１について説明した。これに限らず、身体活動検出システムを構成する機器は、第１振動部１９１および第２振動部１９２の振動をユーザーが感知できるように皮膚に直接または間接的に接触するように配置できる形態であれば、様々なウェアラブル機器を用いることができる。例えば、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mount Display）を含む眼鏡や、イヤホン、腰に装着するベルト、靴、あるいは鬘の内側などに第１振動部１９１および第２振動部１９２を、各々の振動部の振動を区別して識別できる位置に配置させればよい。また、機器を装着する体の部位としては、上記実施形態の手首の他に、上述した振動が感知できる条件を満たして、且つ、装着時の快適性などが確保できれば、足首、首、腰、額など、様々な位置に配置させることができる。

また、上記実施形態において、図４を参照して説明した第１振動部１９１及び第２振動部１９２による振動パターンは、わかりやすく説明する便宜上、振動の長さを、１拍分の黒丸と、１／２拍分の黒の半円とで示して説明した。これに限らず、振動パターンにおける第１振動部１９１及び第２振動部１９２各々の一回の振動の長さは任意に設定することができ、これにより、ユーザーへの通知内容の理解をさせやすくすることが可能になる。

また、上記実施形態では、検出する身体活動の具体例としてランニングについて説明したが、これに限らない。慣性計測ユニット（ＩＭＵ）１０、ＧＰＳユニット５０、地磁気センサー６０などを用いて身体活動を検出し、その検出結果と判定基準とを照らして良否判定を行い、その判定結果をユーザーにフィードバックする様々な用途に用いることができる。例えば、ウォーキング、競技スキー、スケートなどのほか、筋肉トレーニングなどの各種トレーニングや、ゴルフなどにも用いることができる。ゴルフの場合の具体例としては、ショットのスイングの状態やインパクトなどを検出して、ショットの成功または空振りなどの失敗を判定し、その結果を通知することなどができる。ここで、ショットの成功は、インパクトと同時でなく、インパクト後のフォロースルーにてスイングが静止したタイミングであることが、振動を感知しやすいことから好ましい。また、スポーツに限らず、例えば、リハビリテーションなどに用いることもできる。

また、身体活動の状態の検出結果に基づく良否判定結果だけを振動により伝えることに限らず、例えば、走行ペースが基準を上回る「よいペース」だった場合に、第１振動部１９１および第２振動部１９２により、通常よりも強めに感知される振動パターンによる振動を伝えることにより、ユーザーのトレーニングに対するモチベーションを高める効果が期待できる。

１，１０１…身体活動検出システム、３，３´…身体活動検出装置、１０…慣性計測ユニット（ＩＭＵ）、１２…加速度センサー、１４…角速度センサー、２０…制御部、５０…ＧＰＳユニット、７０…判定部、８０…通知部、１５０…操作部、１０３…第２の機器としての通知用ブレスレット、１７０…表示部、１８０…音出力部、１９１…第１振動部、１９２…第２振動部。

Claims (6)

1. ユーザーの身体に装着された場合に、前記ユーザーの皮膚に直接または間接に接触する位置に配置された第１振動部と、
   前記ユーザーの身体に装着された場合に、前記ユーザーの皮膚に直接または間接に接触する、前記第１振動部とは異なる位置に配置された第２振動部と、
   前記ユーザーの身体活動の状態の良否を判定する判定部と、
   前記判定部による判定結果に基づいて決定される振動パターンにて前記第１振動部および前記第２振動部を振動させる制御を行う制御部と、
   を備えたことを特徴とする身体活動検出装置。
2. ユーザーの身体活動の状態を検出する検出部と、
   前記検出部が検出した身体活動の状態の良否を判定する判定部と、
   前記ユーザーの身体に装着された場合に、前記ユーザーの皮膚に直接または間接に接触させて配置された第１振動部と、
   前記ユーザーの身体に装着された場合に、前記ユーザーの皮膚に直接または間接に接触させて前記第１振動部とは異なる位置に配置された第２振動部と、
   前記判定部による判定結果に基づいて決定される振動パターンにて前記第１振動部および前記第２振動部を振動させる制御を行う制御部と、
   を備えたことを特徴とする身体活動検出装置。
3. 請求項１または２に記載の身体活動検出装置において、
   前記第１振動部および前記第２振動部が、同一の機器に備えられることを特徴とする身体活動検出装置。
4. 請求項１または２に記載の身体活動検出装置において、
   前記第１振動部は、第１の機器に備えられ、
   前記第２振動部は、前記第１の機器と通信する第２の機器に備えられることを特徴とする身体活動検出装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の身体活動検出装置において、
   前記振動パターンは、前記第１振動部および前記第２振動部の振動の順序、および、各々の振動のリズムの組み合わせの少なくとも一方を含むことを特徴とする身体活動検出装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の身体活動検出装置において、
   前記第１振動部および前記第２振動部のうちの少なくとも一方が、前記ユーザーの上肢、手、下肢、および足のいずれかに配置され、
   前記制御部は、前記第１振動部または前記第２振動部が、ユーザーの体幹の前方に位置するタイミングで前記第１振動部または前記第２振動部を振動させる制御を行うことを特徴とする身体活動検出装置。

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