JP2017217033A - 歩行状態検出装置、および歩行状態検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】歩行中または運動中におけるユーザの足の上がり具合を示す情報を取得する。【解決手段】歩行状態検出装置（１）は、鉛直方向の加速度を検出する加速度センサ（２）と、ユーザの歩行中に足が地面から離れ始めてから最高点に到達するまでの上昇期間に対応する加速度センサ（２）の出力を２回積分することによって、地面に対する足の上がり具合情報を求める制御装置（６）とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザに装着してユーザの歩行状態を検出する歩行状態検出装置と、ユーザの歩行状態に関するデータを収集する歩行状態検出システムとに関する。

ユーザの健康管理機器として、ユーザに装着しユーザの歩数を計測する歩数計がよく知られている。また、下掲の特許文献１には、加速度計をユーザに取り付け、ユーザの移動速度、移動距離および歩行に費やされたエネルギなどを計算することができる足接地時間を、加速度計の出力から求める方法が開示されている。なお、上記足接地時間とは、ユーザが一またぎする間にユーザの足が地面と接触する期間のことである。

また、下掲の特許文献２には、圧力センサー、無線通信装置および計時装置などを備えた情報検知装置を両足の靴に設け、情報検知装置が検出した１歩の間隔時間と、移動速度とから歩幅を求める方法が開示されている。

特開２００９−１６０３９２号公報（２００９年７月２３日公開） 特開２０１５−２１７２５０号公報（２０１５年１２月７日公開）

しかしながら、上述のような従来技術には、歩行中または運動中のユーザの足が、地面からどのくらいの高さまで上がっているか（以下、足の上がり高さという）を求めること、または推定することについては、開示も示唆もなされていない。

足の上がり高さは、精度の良い絶対値として求めることができるに越したことはないが、足の上がり高さの目安を示す足の上がり具合の情報であったとしても、ユーザには有用である。例えば、足の上がり具合は、高齢者の歩行時の転倒しやすさと相関があると言われているので、足の上がり具合をユーザが確認できるようにすることは、転倒事故を起こさない歩き方の習得に有用である。また、足の上がり具合は、例えば、競走する陸上競技の選手のフォーム最適化、あるいは運動選手の技術向上などにも有用な情報になると考えられる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、歩行中または運動中におけるユーザの足の上がり具合を示す情報を取得する技術を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る歩行状態検出装置は、ユーザの少なくとも一方の足に装着された状態で、少なくとも鉛直方向の加速度を検出する加速度センサと、上記加速度センサの出力を用いて、上記ユーザの歩行中に上記足が地面から離れ始めてから最高点に到達するまでの上昇期間、または、上記足が上記最高点から下降して地面に接するまでの下降期間を特定するとともに、上記上昇期間または上記下降期間に対応する上記加速度センサの出力を２回積分することによって、上記足が地面からどのくらい上がっているかを表す足の上がり具合情報を求める制御装置とを備えている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る歩行状態検出装置は、ユーザの少なくとも一方の足に装着された状態で、少なくとも鉛直方向の加速度を検出する加速度センサと、上記足の裏が地面から浮いているか否かを検出する少なくとも１つの感圧センサと、上記加速度センサの出力と上記感圧センサの出力とを用いて、上記ユーザの歩行中に上記足が地面から離れ始めてから最高点に到達するまでの上昇期間、または、上記足が上記最高点から下降して地面に接するまでの下降期間を特定するとともに、上記上昇期間または上記下降期間に対応する上記加速度センサの出力を２回積分することによって、上記足が地面からどのくらい上がっているかを表す足の上がり具合情報を求める制御装置とを備えている。

本発明の一態様によれば、歩行中または運動中におけるユーザの足の上がり具合を示す情報を取得できるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る歩行状態検出装置と、歩行状態検出通信装置と、携帯型通信装置とを含む歩行状態検出システムの構成を示すブロック図である。 上記歩行状態検出装置の動作を説明するための図であり、（ａ）〜（ｄ）は、ユーザの歩行時の片足の動き、片足の上がり高さおよび歩行状態検出装置で生成される出力それぞれの時間的推移を示す説明図である。 上記歩行状態検出装置が備えた制御装置によって、足の上がり高さを求める制御手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る歩行状態検出装置の動作を説明するための図であり、（ａ）〜（ｅ）は、ユーザの歩行時の片足の動き、片足の上がり高さおよび歩行状態検出装置で生成される出力それぞれの時間的推移を示す説明図である。 実施形態２に係る上記歩行状態検出装置が備えた制御装置によって、足の上がり高さを求める制御手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１および２に係る歩行状態検出システムの使用コンセプトを表す説明図である。 本発明の実施形態２に係る歩行状態検出装置または歩行状態検出通信装置の構成例を示す図であり、（ａ）は模式的な平面図、（ｂ）は側面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各実施形態において同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。

〔実施形態１〕
（１．歩行状態検出システムの使用コンセプト）
図６は、本発明の実施形態１と、後述する実施形態２とに係る歩行状態検出システムの使用コンセプトを表す説明図である。図６に示すように、ユーザ１０１は、履物１００Ａを履いており、その履物１００Ａには、歩行状態検出装置１を備えた歩行状態検出通信装置５０が搭載されている。

履物１００Ａは、長靴、短靴、サンダルまたはスリッパなどの任意の形態でよい。履物１００Ａに歩行状態検出通信装置５０を搭載する具体的な態様については、図７を参照して後述するが、本発明は、歩行状態検出通信装置５０が履物１００Ａに搭載されている形態に限定されない。例えば、ユーザ１０１の歩行または走行（以下、歩行と称する）、あるいは運動において、ユーザ１０１の足が地面に対して上がり下がりする動きを、歩行状態検出通信装置５０が検出できるように、歩行状態検出通信装置５０がユーザ１０１の脚部の適切な部位に装着される形態でもよい。なお、歩行状態検出通信装置５０は、ユーザ１０１の少なくとも一方の履物１００Ａに搭載されるか、または少なくとも一方の足に装着されるかすればよい。

歩行状態検出装置１は、歩行中のユーザ１０１の足が、地面に対してどのくらいの高さで上がっているかの程度を示す足の上がり具合情報を生成する装置である。歩行状態検出通信装置５０は、外部装置と通信し、歩行状態検出装置１によって生成された足の上がり具合情報を外部装置に送信する装置である。図６には、外部装置として、ユーザ１０１が歩行中に携帯できる情報処理装置２０（携帯型通信装置）を例示している。情報処理装置２０として、例えば、スマートフォン、ウェアラブルコンピュータまたはＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などを採用できる。

図６に示す例では、歩行状態検出通信装置５０は、上記足の上がり具合情報を情報処理装置２０に送信する。情報処理装置２０は、受信した足の上がり具合情報に基づいて、ユーザ１０１の歩き方を解析し、例えば、足の上がり具合が理想的な歩き方になっているか、転倒しやすい引きずり足に近い歩き方になっているかのように、自分がどんな歩き方をしているかを示す情報をユーザ１０１に対して提示する。また、正しい歩き方をアドバイスする情報をユーザ１０１に対して提示することもできる。情報処理装置２０における情報の提示の仕方としては、足の上がり具合をリアルタイムに折れ線グラフ１０３などで表示したり、足の上がり具合を文章で表示したり、音声で知らせたり、歩行と連動したビープ音を鳴らし、引きずり足に近いほどビープ音を低音にし、理想的な足の上がり具合に近いほどビープ音を高音にしてもよい。

（２．歩行状態検出装置の構成例）
図１は、本発明の実施形態１に係る歩行状態検出装置１と、歩行状態検出通信装置５０と、情報処理装置２０とを含む歩行状態検出システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、歩行状態検出装置１は、加速度センサ２、計時装置４、制御装置６および記憶装置７を備えている。

加速度センサ２は、ユーザ１０１の少なくとも一方の足に装着された状態で、少なくとも鉛直方向の加速度を検出する。計時装置４は、経過時間を計測し、制御装置６に伝達する。なお、計時装置４は、ハードウェアタイマに限定されず、制御装置６の一機能としてのソフトウェアタイマであってもよい。

制御装置６は、加速度解析部６２および演算部６３として機能する。加速度解析部６２は、加速度センサ２の出力を用いて、ユーザ１０１の歩行中に足が地面から離れ始めてから最高点に到達するまでの上昇期間、または、足が最高点から下降して地面に接するまでの下降期間を特定する。演算部６３は、上記上昇期間または上記下降期間に対応する加速度センサ２の出力を２回または３回積分することによって、上記足の上がり具合情報を求める。

記憶装置７は、加速度解析部６２および演算部６３の各処理結果を記憶したり、加速度解析部６２の処理において参照する各種の基準データを初期データとして記憶したりする。記憶装置７は、内蔵型または脱着型のいずれでもよい。加速度解析部６２、演算部６３および記憶装置７のより詳しい動作については、図２および図３を参照して後述する。

（３．歩行状態検出通信装置の構成例）
歩行状態検出通信装置５０は、上記歩行状態検出装置１と、無線通信装置５とを備えている。無線通信装置５は、演算部６３が求めた上記足の上がり具合情報を通信ネットワーク１０を介して外部装置へ送信する。

ただし、歩行状態検出装置１にとって、無線通信装置５は不可欠要素ではない。無線通信装置５を設けない場合には、記憶装置７を脱着型のメモリとして構成し、記憶装置７を外部装置に取り付けて、必要なデータを歩行状態検出装置１から外部装置に読み出すようにしてもよい。あるいは、歩行状態検出装置１自体を外部装置に接続して、必要なデータを歩行状態検出装置１から外部装置に読み出すようにしてもよい。

（４．情報処理装置の構成例）
上記外部装置を情報処理装置２０とした形態について説明する。情報処理装置２０は、歩行状態検出通信装置５０の無線通信装置５と通信ネットワーク１０を介して通信し、ユーザの歩行と連動して歩行状態検出通信装置５０が送信したデータを受信する。また、情報処理装置２０は、受信したデータを必要に応じて加工して出力する。具体的には、図１に示すように、情報処理装置２０は、無線通信装置２１、演算装置２２、出力制御装置２３、ストレージ装置２４および出力装置２５を備えている。無線通信装置２１は、少なくとも受信機能を備えていればよいが、送信機能を備えていてもよい。

歩行状態検出システムでは、歩行状態検出通信装置５０が上記足の上がり具合情報を生成し、無線通信装置５から無線通信装置２１に送信することを基本形態とするが、この基本形態に限定されない。例えば、加速度解析部６２が、上昇期間または下降期間に対応して特定した加速度センサ２の出力に基づくデータを無線通信装置５から無線通信装置２１に送信してもよい。この場合には、演算装置２２が、取得したデータを加工処理し、上記足の上がり具合情報を生成する。

また、演算装置２２は、上記足の上がり具合情報をストレージ装置２４に蓄積してもよいし、無線通信装置２１を介してサーバに送信し、サーバに蓄積してもよい。出力制御装置２３は、上記足の上がり具合情報を取得して各種出力データに加工し、上記使用コンセプトとして説明したように、出力装置２５に、数値、文字、グラフ、アニメーションまたは音声などを出力させてもよい。

（５．歩行状態検出装置の動作）
次に、図２および図３を参照して、歩行状態検出装置１の動作を説明する。図２は、歩行状態検出装置１の動作を説明するための図であり、（ａ）は、ユーザ１０１の歩行時の片足の動きの時間的推移を示し、（ｂ）は、ユーザ１０１の歩行時の地面に対する片足の上がり高さの時間的推移を示している。また、（ｃ）は、演算部６３が求めたユーザ１０１の足の上昇下降速度の時間的推移を示し、（ｄ）は、加速度解析部６２が取得する加速度センサ２の出力の時間的推移を示している。図３は、歩行状態検出装置１の制御装置６による処理手順を示すフローチャートである。

（５−１．足の動き）
図２の（ａ）は、ユーザ１０１の片足に着目し、前の一歩の終わり頃（仮設定した時刻０付近）から始まって、新たな一歩が終わり（時刻ｔ８）さらに新たな一歩が始まる頃（時刻ｔ９）までの片足の動きを示している。前の一歩は、踵が接地し、つま先が浮いた状態を経て、つま先が接地する状態になった時点で終わる。続く新たな一歩は、踵の浮上から始まる。計時装置４は、加速度解析部６２の指示によって計時しており、踵の浮き始めが、計時装置４が出力する時刻ｔ０に対応しているとする。なお、加速度解析部６２は、足の動きと時刻とを対応付けるのではなく、加速度センサ２の出力と時刻とを対応付ける。この点については後述する。

新たな一歩の始まりにおいて、踵はさらに浮上し続け、やがてつま先が地面から離れる瞬間が来る（時刻ｔ３）。地面から離れた足は浮上を続け、やがて最高点に到達する（時刻ｔ６）。その後、足は下降し始め、やがて踵が再び接地し（時刻ｔ７）、次につま先が接地した時点（時刻ｔ８）で、上記新たな一歩が終わる。

このように、一歩における踵の浮き始め（時刻ｔ０）が一歩の始まりであり、時刻ｔ０から、浮いた足が最高点に到達する時刻ｔ６までの期間が、一歩の前半期間、つまり上昇期間と呼ぶことができる。

これに対し、浮いた足が最高点に到達する時刻ｔ６から、つま先が接地して一歩が終わる時点（時刻ｔ８）までの期間が、一歩の後半期間、つまり下降期間と呼ぶことができる。

（５−２．鉛直方向の加速度）
地面に対して上昇および下降する足の鉛直方向の加速度の時間的推移は、図２の（ｄ）に示すとおりである。図２の（ｄ）では、加速度センサ２に常時かかる重力加速度を基準とし、重力加速度に対する加速度の変化量の時間的推移を、上向きを正としてプロットしている。例えば、加速度解析部６２は、加速度センサ２の出力を一定時間間隔（例えば２０ｍｓごと）で取り込んでいる。

鉛直方向の加速度の変化量には、一歩が終わるとき、つまりつま先が接地するときに、時間幅の狭い負のピークＰ１が現れる。また、一歩が始まるとき、つまり踵が浮き始めるときに、時間幅の狭い正のピークＰ２が現れる。ピークＰ２の出現時刻をｔ１とする。そして、足が浮き始めるとき、つまりつま先が地面から離れるときに、ピークＰ１およびＰ２より時間幅の長い正のピークＰ３が現れる。ピークＰ３の出現時刻をｔ４とする。足が地面から浮いている浮上状態において、時間の経過とともに、加速度の変化量は、ピークＰ３から連続的に減少し、負の極小値Ｐ４を経て、再び正のピークＰ５が現れるまで連続的に上昇する。極小値Ｐ４の出現時刻は、足が最高点に到達する時刻ｔ６である。ピークＰ５の出現時刻をｔ７とする。ピークＰ５の時間幅は、ピークＰ３と同程度であり、ピークＰ１およびＰ２の時間幅より長い。

（５−３．足の上昇下降速度）
図２の（ｃ）に示す足の上昇下降速度の時間的推移は、演算部６３によって求められる。具体的には、演算部６３は、加速度センサ２が歩行に伴って出力する鉛直方向の加速度を、時間を変数として１回積分することによって足の上昇下降速度を算出する。例えば、足の上昇速度が増加から減少に転じる時刻ｔ５における上昇下降速度は、時刻ｔ０から時刻ｔ５までの期間について、鉛直方向の加速度の定積分を計算することによって求まる。
また、足が最高点に到達したとき、自然法則として上昇下降速度は０になる。しかし、歩行状態検出装置１が、上昇下降速度が０になるときを、演算部６３の計算結果によって認識する。すなわち、時刻ｔ０から時刻ｔ６までの上昇期間について、鉛直方向の加速度の定積分を演算部６３が計算することによって、上昇下降速度０を求めることができる。

（５−４．足の上がり高さ）
図２の（ｂ）に示す地面に対する足の上がり高さの時間的推移も、演算部６３によって求められる。具体的には、演算部６３が、鉛直方向の加速度を、時間を変数として２回積分することによって足の上がり高さを算出する。例えば、足が最高点に到達するときの足の上がり高さＨは、時刻ｔ０から時刻ｔ６までの上記上昇期間について、鉛直方向の加速度の定積分を２回繰り返すことによって求まる。なお、時刻ｔ６は、上述したように、上昇下降速度が０になる時刻として特定することができる。同様に、足の上がり高さＨは、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの下降期間について、鉛直方向の加速度の定積分を２回繰り返すことによっても求めることができる。

なお、上記上昇期間では、足の上がり高さが連続的に増加し、足が浮上を始める時刻ｔ３から足の上がり高さの増加量が大きくなり、最高点に達する。上記下降期間では、最高点から減少量が大きい期間が終わると（時刻ｔ７）、すぐに一歩の終わりになる（時刻ｔ８）。踵が接地してから一歩が終わるまでの期間（時刻ｔ８と時刻ｔ７との時間差）は、踵が浮き始めてから足が地面から離れるまでの期間（時刻ｔ３と時刻ｔ０との時間差）より顕著に短い傾向を持つ。

以上のように求めた足の上がり高さＨは、足の上がり具合情報としてユーザ１０１に提示することができる情報である。なお、図２の（ｂ）に示す地面に対する足の上がり高さの時間的推移を表すグラフが、時間軸との間に作る面積を求めると、その面積の大小によっても、足の上がり具合を示すことができる場合がある。この場合、演算部６３は、鉛直方向の加速度を、時刻ｔ０から時刻ｔ６までの上昇期間について、または、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの下降期間について、時間を変数として３回の定積分を行えばよい。また、加速度の変化率に閾値を設定し、閾値を超える変化率を加速度が所定時間内に示す場合に、時刻ｔ０から時刻ｔ６までの上昇期間について、または、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの下降期間について、時間を変数として３回の定積分を行うようにしてもよい。

（制御装置による制御手順）
歩行状態検出装置１によって、ユーザ１０１の歩行時の足の上がり高さＨを求める処理において、制御装置６が実行する制御手順を、図３を参照して説明する。

歩行状態検出装置１の図示しない電源をユーザ１０１がオンにすることによって、足の上がり高さＨを求める制御プログラムが、制御装置６によって記憶装置７から読み出される。これにより、足の上がり高さＨを求める制御がスタートする。まず、制御装置６（加速度解析部６２）は、計時装置４に計時を開始させるとともに、加速度センサ２の出力を監視し、加速度の上昇を検知したかどうかを判定する（ステップ１−１；以下Ｓ１−１と記載する）。なお、加速度センサ２が出力する加速度は、制御装置６（加速度解析部６２）によって、例えば２０ｍｓごとに取得され、記憶装置７の加速度値記憶エリアに、計時装置４が出力する時刻と対応付けて順次保存される。Ｓ１−１の判定がＹＥＳの場合、制御装置６（加速度解析部６２）は、計時装置４から時刻ｔ０を取得する（Ｓ１−２）。Ｓ１−１の判定がＮＯの場合、制御装置６（加速度解析部６２）は、加速度の上昇を待つ。

次に、制御装置６（加速度解析部６２）は、加速度の変化を追跡し、時刻ｔ０を基準として、基準時間Ｔ１以上、基準時間Ｔ２（第３基準時間）以内に、加速度が０から基準値以上に上昇した後、基準値以下に下降したかどうかを判定する（Ｓ１−３およびＳ１−４）。基準時間および加速度の変化量の基準値は、記憶装置７に記憶されている。Ｓ１−３およびＳ１−４の処理は１つのステップとして実行してもよいし、図３に示すように、異なるステップとして実行してもよい。Ｓ１−３およびＳ１−４の判定がＮＯの場合、処理はＳ１−１に戻る。Ｓ１−３およびＳ１−４の判定がＹＥＳの場合、制御装置６（加速度解析部６２）は、時刻ｔ０を、図２に示す踵浮上開始時刻として、記憶装置７の特定時刻記憶エリアに保存するとともに、加速度の上昇を検知したかどうかを判定する（Ｓ１−５）。Ｓ１−５の判定がＹＥＳの場合、制御装置６（加速度解析部６２）は、計時装置４から時刻ｔ３を取得する（Ｓ１−６）。Ｓ１−５の判定がＮＯの場合、制御装置６（加速度解析部６２）は、加速度の上昇を待つ。

次に、制御装置６（加速度解析部６２）は、加速度の変化を追跡し、時刻ｔ３を基準として、基準時間Ｔ３（第１基準時間）以上、基準時間Ｔ４（第２基準時間）以内に、加速度が０から基準値以上に上昇した後、基準値以下に下がったかどうかを判定する（Ｓ１−７）。基準時間Ｔ３は、前記基準時間Ｔ１より長く設定され、基準時間Ｔ４は、前記基準時間Ｔ２より長く設定される。逆にいえば、基準時間Ｔ２（第３基準時間）は、基準時間Ｔ４（第２基準時間）より短い。これは、踵の浮き始めには相対的に素早い上昇下降（β）が出現し、つま先の浮き始めには相対的に緩やかな上昇下降（α）が出現するからである。加速度における上昇下降（β）を検出した後に続けて上昇下降（α）を検出するという２段階の検出によって、上昇期間（時刻ｔ０〜ｔ６）または浮上期間（時刻ｔ３〜ｔ６）の検出精度を向上させることができる。

Ｓ１−７の判定がＹＥＳの場合、制御装置６（加速度解析部６２）は、時刻ｔ３を、図２に示すつま先浮上開始時刻として、記憶装置７の特定時刻記憶エリアに保存した後、Ｓ１−８の下記処理を実行する。Ｓ１−７の判定がＮＯの場合、処理はＳ１−５に戻る。

上記Ｓ１−８では、制御装置６（演算部６３）は、制御装置６（加速度解析部６２）の指示に基づき、時刻ｔ３以降に加速度センサ２が出力した加速度を用いて、時刻ｔ３から現在時刻までの期間について、１回の定積分を行うことにより、足の上昇速度を求める。なお、制御装置６（加速度解析部６２）が、加速度センサ２の出力を例えば２０ｍｓごとに取得する場合、時刻ｔ３から２０ｍｓずつ時間が経過するごとに、上記定積分を行う。求めた上昇速度は、記憶装置７の速度値エリアに順次保存される（Ｓ１−９）。速度値エリアは、データの後入れ先出しを行うスタックエリアとして構成されている。

さらに、制御装置６（演算部６３）は、上昇速度０を算出したかどうかを判定する（Ｓ１−１０）。Ｓ１−１０の判定がＮＯの場合、処理はＳ１−８に戻る。Ｓ１−１０の判定がＹＥＳの場合、制御装置６（演算部６３）は、上昇速度が０になったときの時刻ｔ６を、図２に示す最高点到達時刻として、記憶装置７の特定時刻記憶エリアに保存する。続いて、制御装置６（演算部６３）は、記憶装置７から時刻ｔ０および時刻ｔ６を読み出すとともに、時刻ｔ０から時刻ｔ６までの上昇期間に含まれる加速度を読み出し、上昇期間について加速度の定積分を２回行う（Ｓ１−１２）。この演算の結果が、足の上がり高さＨとして求まり、記憶装置７の足上げ高さ記憶エリアに保存される。

なお、上記Ｓ１−１２の処理において、制御装置６（演算部６３）は、記憶装置７から時刻ｔ３および時刻ｔ６を読み出すとともに、時刻ｔ３から時刻ｔ６までの浮上期間に含まれる加速度を読み出し、浮上期間について加速度の定積分を２回行ってもよい。この場合には、図２の（ｃ）に示す速度の推移を示すグラフが時間軸と作る面積のうち、時刻ｔ３から時刻ｔ６までの浮上期間に相当する面積を、足の上がり具合情報として求めることになる。浮上期間に基づく足の上がり具合情報は、時刻ｔ０から時刻ｔ６までの上昇期間の一部を無視するため、足の上がり高さを表すデータとしては、若干不正確なものとなる。しかし、浮上期間に基づく足の上がり具合情報は、足の上がり具合を表す目安の情報として有用である。

また、浮上期間に基づく足の上がり具合情報を求めるためのＳ１−５〜Ｓ１−１２の処理にとって、Ｓ１−１〜Ｓ１−４の処理は、浮上期間の開始時刻である時刻ｔ３を見つける精度を向上させる処理としての意味を持つ。

さらに、加速度の定積分を２回行う期間の初めとして、時刻ｔ０または時刻ｔ３を用いる例を説明したが、図２の（ｄ）に示す時刻ｔ１、ｔ２、ｔ４、ｔ５のいずれかを用いてもよい。

一歩における最後の処理として、Ｓ１−１３では、制御装置６（加速度解析部６２）は、基準時間Ｔ５以上の期間にわたって加速度０が持続する加速度ゼロ期間が出現したかどうかを判定する。Ｓ１−１３の判定がＮＯの場合、加速度ゼロ期間が出現するのを待つ。Ｓ１−１３の判定がＹＥＳの場合、処理がＳ１−１に戻り、新たな一歩について、Ｓ１−１〜Ｓ１−１３の処理が繰り返される。

なお、Ｓ１−１〜Ｓ１−１３の処理の繰り返しによって求められた足の上がり具合情報を、所定歩数ごとに平均し、平均した足の上がり具合情報をユーザ１０１に通知するようにしてもよい。

〔実施形態２〕
（１．歩行状態検出装置の構成例）
実施形態２に係る歩行状態検出装置１Ａについて、図１を参照して説明する。図１に示すように、歩行状態検出装置１Ａは、前述した歩行状態検出装置１の構成に加えて、圧力センサ３を備えている。さらに、制御装置６は、加速度解析部６２および演算部６３として機能する上に、圧力解析部６１として機能する。歩行状態検出装置１Ａのこのほかの構成は、歩行状態検出装置１の構成と同じである。歩行状態検出通信装置５０は、実施形態１と同様に、歩行状態検出装置１Ａと、無線通信装置５とを備えている。

歩行状態検出装置１Ａは、圧力センサ３の出力に基づいて、実施形態１で説明した上昇期間および浮上期間の各開始時刻を、より精度よく検出することを特徴としている。そのために、圧力センサ３は、履物１００Ａ（図６参照）を履いたユーザ１０１の足が地面に接しているか、浮いているかを検知する感圧センサ３１，３２を含んでいる。感圧センサ３１，３２の履物１００Ａに対する設け方については、後述する実施形態３において、図７を参照して具体的に説明するが、感圧センサ３１は、履物１００Ａのつま先領域に設けられ、感圧センサ３２は、履物１００Ａの踵領域に設けられている。

（２．歩行状態検出装置の動作）
次に、図４および図５を参照して、歩行状態検出装置１Ａの動作を説明する。図４は、歩行状態検出装置１Ａの動作を説明するための図であり、（ａ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）とそれぞれ同じなので、その説明を省略する。図４の（ｂ）は、圧力センサ３の出力の時間的推移を示す図であり、より具体的には、履物１００Ａの踵の接地／非接地を検出する感圧センサ３２の出力（踵圧力）と、履物１００Ａのつま先の接地／非接地を検出する感圧センサ３１の出力（つま先圧力）との各時間的推移を示す図である。図５は、歩行状態検出装置１Ａの制御装置６による処理手順を示すフローチャートである。

図４の（ａ）（ｂ）（ｅ）に示すように、踵が浮き始める時刻ｔ０からやや遅れた時刻ｔ１において、感圧センサ３２の出力は０になる。時刻ｔ１と時刻ｔ０との時間差は、前述した基準時間Ｔ１以内に収まっている。時刻ｔ１は、加速度センサ２が出力する加速度にピークＰ２が出現する時刻に一致していると考えられる。

一方、感圧センサ３１の出力は、時刻ｔ０の前につま先が接地したときから上昇し始め、時刻ｔ０付近から横這いとなり、つま先が浮き始める時刻ｔ３からやや遅れた時刻ｔ４において、感圧センサ３１の出力は０になる。時刻ｔ４は、加速度センサ２が出力する加速度にピークＰ３が出現する時刻に一致していると考えられる。

足の浮上が終わり、踵から接地する時刻ｔ７において、感圧センサ３２の出力０の期間が終わり、感圧センサ３２の出力が上昇を開始する。続いて、つま先が接地する時刻ｔ８において、感圧センサ３１の出力０の期間が終わり、感圧センサ３１の出力が上昇を開始する。

このように、感圧センサ３１、３２の少なくとも一方の出力を追跡すれば、加速度を定積分すべき期間を特定することができる。例えば、感圧センサ３２の出力を追跡することにより、時刻ｔ１から時刻ｔ７までの期間を踵が浮いている期間として特定することができる。また、感圧センサ３１の出力を追跡することにより、時刻ｔ４から時刻ｔ８までの期間をつま先が浮いている期間として特定することができる。さらに、感圧センサ３１、３２の両方の出力を追跡することにより、時刻ｔ４から時刻ｔ７までの期間を踵およびつま先が浮いている期間として特定することができる。

上記のように特定した各期間の中には、いずれにも、加速度を１回定積分することにより求めた足の上昇速度が０になる時刻ｔ６が含まれている。したがって、時刻ｔ６を検出すれば、足の上がり高さＨに対応した足の上がり具合情報を得ることができる。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ６までの期間、または時刻ｔ４から時刻ｔ６までの期間について、その期間に対応する加速度を記憶装置７から読み出して、２回または３回の定積分を行えばよい。この定積分を行う期間の開始時刻を、感圧センサ３１、３２の少なくとも一方の出力に基づいて検出することにより、実施形態１のように加速度の変化量に基づいて検出するよりも、精度よく検出できる。

なお、足の上がり具合情報を、加速度の３回の定積分によって求めることができる場合には、足の上昇速度が０になる時刻ｔ６を求める必要がない。すなわち、図４の（ｂ）に示すように、感圧センサ３２の出力に基づいて特定した時刻ｔ１から時刻ｔ７の期間、または、感圧センサ３１の出力に基づいて特定した時刻ｔ４から時刻ｔ８の期間、または、感圧センサ３１、３２の両方の出力に基づいて特定した時刻ｔ４から時刻ｔ７の期間のいずれかについて、加速度を３回定積分することにより、足の上がり高さＨの目安となる足の上がり具合情報を得ることができる。

（制御装置による制御手順）
歩行状態検出装置１Ａによって、ユーザ１０１の歩行時の足の上がり高さＨを求める処理において、制御装置６が実行する制御手順を、図５を参照して説明する。

歩行状態検出装置１Ａの図示しない電源をユーザ１０１がオンにすることによって、足の上がり高さＨを求める制御プログラムが、制御装置６によって記憶装置７から読み出される。これにより、足の上がり高さＨを求める制御がスタートする。まず、制御装置６（圧力解析部６１）は、計時装置４に計時を開始させるとともに、感圧センサ３１、３２の出力を監視し、感圧センサ３２の出力において、踵圧力が閾値（例えば、最大踵圧力の５０％）を超えたかどうかを判定する（Ｓ２−１）。なお、Ｓ２−１では、感圧センサ３１の出力において、つま先圧力が閾値（例えば、最大踵圧力の５０％）を超えたかどうかの判定を併せて行ってもよいし、行わなくてもよい。

Ｓ２−１の判定がＮＯの場合、制御装置６（圧力解析部６１）は、踵圧力の上昇を待つ。Ｓ２−１の判定がＹＥＳの場合、制御装置６（圧力解析部６１）は、感圧センサ３２の出力が０になったかどうかを判定する（Ｓ２−２）。Ｓ２−２の判定がＮＯの場合、制御装置６（圧力解析部６１）は、踵圧力が０になるのを待つ。Ｓ２−２の判定がＹＥＳの場合、制御装置６（圧力解析部６１）は、感圧センサ３２の出力が０になった時刻ｔ１を計時装置４から取得する（Ｓ２−３）。

続いて、制御装置６（圧力解析部６１）の指示に基づき、制御装置６（加速度解析部６２）は、加速度センサ２が出力する加速度を、例えば２０ｍｓごとに取得し、記憶装置７の加速度値記憶エリアに、計時装置４が出力する時刻と対応付けて順次保存する（Ｓ２−４）。なお、加速度値記憶エリアは、データの後入れ先出しを行うスタックエリアとして構成されている。

次に、制御装置６（圧力解析部６１）は、感圧センサ３１の出力において、つま先圧力が０になったかどうかを判定する（Ｓ２−５）。Ｓ２−５の判定がＮＯの場合、処理はＳ２−４に戻る。Ｓ２−５の判定がＹＥＳの場合、Ｓ２−６の下記処理を実行する。Ｓ２−６では、制御装置６（演算部６３）は、制御装置６（圧力解析部６１）の指示に基づき、時刻ｔ１以降に加速度センサ２が出力した加速度を用いて、時刻ｔ１から現在時刻までの期間について、１回の定積分を行うことにより、足の上昇速度を求める。なお、制御装置６（加速度解析部６２）が、加速度センサ２の出力を例えば２０ｍｓごとに取得する場合、時刻ｔ１から２０ｍｓずつ時間が経過するごとに、上記定積分を行う。求めた上昇速度は、記憶装置７の速度値エリアに順次保存される（Ｓ２−７）。速度値エリアは、データの後入れ先出しを行うスタックエリアとして構成されている。

さらに、制御装置６（演算部６３）は、上昇速度０を算出したかどうかを判定する（Ｓ２−８）。Ｓ２−８の判定がＮＯの場合、処理はＳ２−６に戻る。Ｓ２−６の判定がＹＥＳの場合、制御装置６（演算部６３）は、上昇速度が０になったときの時刻ｔ６を、図４に示す最高点到達時刻として、記憶装置７の特定時刻記憶エリアに保存する。続いて、制御装置６（演算部６３）は、記憶装置７から時刻ｔ１および時刻ｔ６を読み出すとともに、時刻ｔ１から時刻ｔ６までの期間に含まれる加速度を読み出し、当該期間について加速度の定積分を２回行う（Ｓ２−１０）。この演算の結果が、足の上がり高さＨとして求まり、記憶装置７の足上げ高さ記憶エリアに保存される。Ｓ２−１０の処理が終わると、Ｓ２−１に処理が戻り、新たな一歩について、Ｓ２−１〜Ｓ２−１０の処理が繰り返される。

なお、上記Ｓ２−５からＳ２−１０に至る処理において、制御装置６（圧力解析部６１）は、つま先圧力が０になった時刻ｔ４を計時装置４から取得し、記憶装置７の特定時刻記憶エリアに保存するようにしてもよい。そして、Ｓ２−１０において、制御装置６（演算部６３）は、記憶装置７から時刻ｔ４および時刻ｔ６を読み出すとともに、時刻ｔ４から時刻ｔ６までの期間に含まれる加速度を読み出し、当該期間について加速度の定積分を２回行ってもよい。さらに、Ｓ２−９の後に、踵圧力またはつま先圧力が再び上昇を開始する時刻ｔ７または時刻ｔ８を計時装置４から取得し、記憶装置７の特定時刻記憶エリアに保存するようにしてもよい。そして、Ｓ２−１０において、制御装置６（演算部６３）は、記憶装置７から時刻ｔ６および時刻ｔ７または時刻ｔ８を読み出すとともに、時刻ｔ６から時刻ｔ７または時刻ｔ８までの期間に含まれる加速度を読み出し、当該期間について加速度の定積分を２回行ってもよい。

図３のフローと図５のフローとを比較すると、圧力センサ３を用いる図５のフローの方が、実行するステップの数が少なく、処理を戻してやり直すステップの数も少なくなるため、足の上がり具合情報を求めるための処理時間を短縮できるといえる。

〔実施形態３〕
歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０の具体的な構成例を、図７を参照して説明する。図７は、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０の具体的な構成例を示す図であり、（ａ）は模式的な平面図、（ｂ）は側面図である。

図７の（ａ）に示すように、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０は、履物用センサシート１００の一部として構成されている。履物用センサシート１００は、ユーザ１０１の前記履物１００Ａに対して着脱する中敷として用いられたり、通常の中敷と併用して用いられたり、あるいは、履物１００Ａの足底を構成するソール部材内に埋め込んで用いられる。

履物用センサシート１００は、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０と、配線４３を介して着脱されるシート本体４４を備えている。シート本体４４は、履物の足底に適合する形状を備えており、履物１００Ａを履いたユーザ１０１の足が地面に接しているか、浮いているかを検知する感圧センサ３１，３２を備えている。感圧センサは少なくとも１つでよく、シート本体４４に感圧センサを設ける位置としては、踵領域またはつま先領域が好ましく、つま先領域がより好ましい。また、感圧センサは、足圧の大きさの変化を連続的または段階的に検知する圧力センサであってもよいし、足が接地したか浮き上がったかの２状態を接点の離接などによって検知する簡易型センサであってもよい。シート本体４４には、感圧センサ以外に、足裏における足圧の分布を検出する複数の圧力センサを設けてもよい。この形態では、複数の圧力センサの少なくとも１つを感圧センサ３１または３２として兼用することができる。感圧センサ３１，３２および複数の圧力センサを、上記圧力センサ３とみなすことにする。圧力センサ３は、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０から電力の供給を受ける。

配線４３は、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０と圧力センサ３とを電気的に接続するものである。配線４３は、シート本体４４から外部に引き出されている。なお、配線４３は、それ自体が防水されたフレキシブル配線であることが好ましい。

図７の（ｂ）によれば、履物用センサシート１００を側面から見ると、シート本体４４の厚みはほぼ均一である。また、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０の最上部は、シート本体４４の最上部より高くなっている。ユーザ１０１が、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０から足裏に受ける違和感を小さくし、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０に足圧がなるべくかからないようにすることが好ましい。そのためには、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０の厚みを薄くすると共に、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０を土踏まず領域に配置することが好ましい。土踏まず領域は、足底の全体領域の中で足圧が相対的に小さくなる領域である。

履物用センサシート１００を、履物１００Ａに対して着脱できるようにした場合、各種の履物に共用することができる。また、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０を、履物用センサシート１００に対して着脱できるようにした場合、シート本体４４か、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０かのいずれかが故障した場合に、全部を交換する必要が無くなる。また、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０がバージョンアップされた場合に、シート本体４４の使用を継続し、歩行状態検出装置１Ａまたは歩行状態検出通信装置５０だけを交換することができるので、ユーザにとってメッリトが大きくなる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
歩行状態検出装置１、１Ａの制御装置６における制御ブロック（特に圧力解析部６１、加速度解析部６２および演算部６３）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、歩行状態検出装置１、１Ａは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などとして機能する記憶装置７を備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る歩行状態検出装置（１，１Ａ）は、ユーザ（１０１）の少なくとも一方の足に装着された状態で、少なくとも鉛直方向の加速度を検出する加速度センサ（２）と、上記加速度センサ（２）の出力を用いて、上記ユーザ（１０１）の歩行中に上記足が地面から離れ始めてから最高点に到達するまでの上昇期間、または、上記足が上記最高点から下降して地面に接するまでの下降期間を特定するとともに、上記上昇期間または上記下降期間に対応する上記加速度センサ（２）の出力を２回積分することによって、上記足が地面からどのくらい上がっているかを表す足の上がり具合情報を求める制御装置（６）とを備えている。

上記の構成によれば、上記加速度センサの出力は、ユーザの歩行（走行も含む）に伴って変動し、足が地面から離れるとき（浮上開始時）、地面から離れた足が最高点に到達するとき、および足が地面に着くとき（接地開始時）には、それぞれ固有の変動が現れる。そこで、制御装置は、加速度センサの出力を解析することにより、ユーザの歩行中に足が地面から離れている浮上期間のうち、前半の上昇期間、または後半の下降期間を特定することができる。

特定した上昇期間または下降期間に対応する加速度センサの出力を２回積分すると、地面から離れた足が最高点付近に到達したときの高さの目安を表す値が得られる。したがって、この値を足の上がり具合情報として利用することができる。

なお、上記態様１に係る歩行状態検出装置の上記制御装置を、「上記上昇期間または上記下降期間に対応する上記加速度センサの出力を特定する」処理を行うだけにとどめてもよい。その場合、「加速度センサの出力を２回積分することによって、上記足が地面からどのくらい上がっているかを表す足の上がり具合情報を求める」演算を、歩行状態検出装置と通信する携帯型通信装置またはサーバコンピュータが備えた演算装置が行えばよい。この点は、後述する態様５に係る歩行状態検出装置の制御装置についても同様である。

本発明の態様２に係る歩行状態検出装置（１）では、上記態様１において、上記制御装置（６）は、第１基準時間（基準時間Ｔ３）以上、第２基準時間（基準時間Ｔ４）以内に、上記加速度が０から基準値以上に上昇した後、０に下がった場合に、上記加速度が０から立ち上がったときの第１時刻（時刻ｔ３）を特定し、上記第１時刻（時刻ｔ３）以降に、上記加速度を１回積分することを繰り返すことにより、上記足が地面に対して昇降する速度情報の変動を取得し、上記速度情報が０になったときの第２時刻（時刻ｔ６）を特定し、上記第１時刻（時刻ｔ３）から上記第２時刻（時刻ｔ６）に至るまでの期間を上記上昇期間として求めてもよい。

上記の構成によれば、第１基準時間および第２基準時間で規定されて加速度が上昇および下降する事象と、速度情報が０になる事象とが組み合わさって発生したことを制御装置が検出することによって、制御装置は上昇期間を精度よく特定することができる。なお、速度情報が０になったときは、地面から離れた足が最高点に到達したときに相当している。

本発明の態様３に係る歩行状態検出装置（１）は、上記態様２において、上記制御装置（６）は、上記第２基準時間（基準時間Ｔ４）より短い第３基準時間（基準時間Ｔ２）以内に、上記加速度が０から上記基準値以上に上昇した後、０に下がった場合に、上記加速度が０から立ち上がったときの第３時刻（時刻ｔ０）を特定し、上記第３時刻（時刻ｔ０）の特定に続いて、上記第１時刻（時刻ｔ３）および上記第２時刻の（時刻ｔ６）特定を行ってもよい。

上記の構成によれば、第３基準時間は、上記第２基準時間より短いので、上記第１基準時間および第２基準時間で規定された加速度の上昇下降（αとする）よりももっと素早い加速度の上昇下降（βとする）が、上記第１時刻を特定する前、つまり上昇下降（α）の前に発生する。したがって、制御装置は、相対的に素早い上昇下降（β）の後に続いて、相対的に緩やかな上昇下降（α）が発生したことを検出することによって、上記第１時刻の特定精度を高めることができる。

本発明の態様４に係る歩行状態検出装置（１）は、上記態様３において、上記制御装置（６）は、上記第３時刻（時刻ｔ０）から上記第２時刻（時刻ｔ６）に至るまでの期間を上記上昇期間として求めてもよい。

上記の構成によれば、相対的に素早い上昇下降（β）は、歩行における踵の上がり始めに発生しやすく、上昇下降（β）に続く相対的に緩やかな上昇下降（α）は、つま先が地面から離れるときに発生しやすい。したがって、第３時刻から第２時刻に至るまでの期間、つまり踵の上がり始めから足が最高点に到達するまでの期間を求めると、より正確な上昇期間を求めることになる。この結果、制御装置は、より精度の高い足の上がり具合情報を求めることができる。

本発明の態様５に係る歩行状態検出装置（１Ａ）は、ユーザ（１０１）の少なくとも一方の足に装着された状態で、少なくとも鉛直方向の加速度を検出する加速度センサ（２）と、上記足の裏が地面から浮いているか否かを検出する少なくとも１つの感圧センサ（３）と、上記加速度センサ（２）の出力と上記感圧センサ（３）の出力とを用いて、上記ユーザの歩行中に上記足が地面から離れ始めてから最高点に到達するまでの上昇期間、または、上記足が上記最高点から下降して地面に接するまでの下降期間を特定するとともに、上記上昇期間または上記下降期間に対応する上記加速度センサ（２）の出力を２回積分することによって、上記足が地面からどのくらい上がっているかを表す足の上がり具合情報を求める制御装置（６）とを備えている。

上記の構成によれば、感圧センサを備えたことによって、足の裏が地面から浮いた時刻を、加速度の変動を解析して特定するよりも精度よく特定することができる。したがって、上昇期間または下降期間をより精度よく特定できる歩行状態検出装置を提供することができる。

本発明の態様６に係る歩行状態検出装置（１Ａ）は、上記態様５において、上記制御装置（６）は、上記少なくとも１つの感圧センサ（３）の出力を監視することによって、上記足の裏が地面から浮いた第４時刻（時刻ｔ１）を特定し、上記第４時刻（時刻ｔ１）以降に、上記加速度を１回積分することを繰り返すことにより、上記足が地面に対して昇降する速度情報の変動を取得し、上記速度情報が０になったときの第５時刻（時刻ｔ６）を特定し、上記第４時刻（時刻ｔ１）から上記第５時刻（時刻ｔ６）に至るまでの期間を上記上昇期間として求めてもよい。

本発明の態様７に係る歩行状態検出装置（１、１Ａ）では、上記態様１または５において、上記足の裏の踵部分が地面から浮いているか否かを検出する第１の感圧センサ（３２）と、上記足の裏のつま先部分が地面から浮いているか否かを検出する第２の感圧センサ（３１）とを備え、上記制御装置（６）は、上記第１の感圧センサ（３２）の出力または上記第２の感圧センサ（３１）の出力を監視して、上記踵部分または上記つま先部分が地面から浮いた第６時刻（時刻ｔ１または時刻ｔ４）を特定し、上記第１の感圧センサ（３２）および上記第２の感圧センサ（３１）の各出力を監視して、上記各出力がともに０になる足浮上期間を特定し、上記足浮上期間において、上記加速度を１回積分することを繰り返すことにより、上記足が地面に対して昇降する速度情報の変動を取得し、上記速度情報が０になったときの第７時刻（時刻ｔ６）を特定し、上記第６時刻（時刻ｔ１または時刻ｔ４）から上記第７時刻（時刻ｔ６）に至るまでの期間を上記上昇期間として求めてもよい。

上記の構成によれば、第１の感圧センサおよび第２の感圧センサを備えたことによって、足の裏が地面から浮いた時刻を、加速度の変動を解析して特定するよりも容易に特定することができる。

また、踵部分およびつま先部分の両方が地面から浮いた足浮上期間を、精度良く特定することができる。

したがって、精度良く特定した足浮上期間内で、速度情報が０になる事象、つまり地面から離れた足が最高点に到達する事象を検出する精度が向上するので、制御装置は上昇期間を一層精度よく特定することができ、足の上がり具合の情報の精度をさらに高めることができる。

本発明の態様８に係る歩行状態検出システムは、上記態様１から７のいずれかに記載の歩行状態検出装置（１、１Ａ）に、通信装置（無線通信装置５）を付加した歩行状態検出通信装置（５０）と、上記歩行状態検出通信装置（５０）と通信し、少なくとも上記足の上がり具合情報を上記歩行状態検出通信装置（５０）から受信する携帯型通信装置（情報処理装置２０）とを含んでいる。

上記の構成によれば、ユーザの歩行または運動に伴って、足の上がり具合情報が歩行状態検出装置において生成され、歩行状態検出通信装置から携帯型通信装置へ送信される。携帯型通信装置が表示装置または音声出力装置などの出力装置を備えていれば、ユーザは、歩行中または運動中に、足の上がり具合情報を確認することができ、良い歩き方の習得や運動競技の修練に活かすことができる。

なお、、上記態様１から７のいずれかに記載の歩行状態検出装置（１、１Ａ）を備えた履物（１００Ａ）または中敷も、本発明に含めることができる。

上記の構成によれば、ユーザが上記履物または上記中敷を装着した履物を履いて歩行したり、運動したりすることにより、歩行時または運動時の足の上がり具合を示す情報を取得することができる。ユーザは、その情報を良い歩き方の習得に利用したり、運動競技の修練に活用したりできる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１、１Ａ 歩行状態検出装置
２ 加速度センサ
３ 圧力センサ（感圧センサ）
５ 無線通信装置（通信装置）
６ 制御装置
２０ 情報処理装置（携帯型通信装置）
３１ 感圧センサ（第２の感圧センサ）
３２ 感圧センサ（第１の感圧センサ）
５０ 歩行状態検出通信装置
１００Ａ 履物
１０１ ユーザ
Ｔ２ 基準時間（第３基準時間）
Ｔ３ 基準時間（第１基準時間）
Ｔ４ 基準時間（第２基準時間）
ｔ０ 時刻（第３時刻）
ｔ１ 時刻（第４時刻、第６時刻）
ｔ３ 時刻（第１時刻）
ｔ４ 時刻（第６時刻）
ｔ６ 時刻（第２時刻、第５時刻、第７時刻）

Claims (8)

1. ユーザの少なくとも一方の足に装着された状態で、少なくとも鉛直方向の加速度を検出する加速度センサと、
   上記加速度センサの出力を用いて、上記ユーザの歩行中に上記足が地面から離れ始めてから最高点に到達するまでの上昇期間、または、上記足が上記最高点から下降して地面に接するまでの下降期間を特定するとともに、上記上昇期間または上記下降期間に対応する上記加速度センサの出力を２回積分することによって、上記足が地面からどのくらい上がっているかを表す足の上がり具合情報を求める制御装置とを備えたこと
   を特徴とする歩行状態検出装置。
2. 上記制御装置は、
   第１基準時間以上、第２基準時間以内に、上記加速度が０から基準値以上に上昇した後、０に下がった場合に、上記加速度が０から立ち上がったときの第１時刻を特定し、
   上記第１時刻以降に、上記加速度を１回積分することを繰り返すことにより、上記足が地面に対して昇降する速度情報の変動を取得し、
   上記速度情報が０になったときの第２時刻を特定し、
   上記第１時刻から上記第２時刻に至るまでの期間を上記上昇期間として求めること
   を特徴とする請求項１に記載の歩行状態検出装置。
3. 上記制御装置は、
   上記第２基準時間より短い第３基準時間以内に、上記加速度が０から上記基準値以上に上昇した後、０に下がった場合に、上記加速度が０から立ち上がったときの第３時刻を特定し、
   上記第３時刻の特定に続いて、上記第１時刻および上記第２時刻の特定を行うこと
   を特徴とする請求項２に記載の歩行状態検出装置。
4. 上記制御装置は、
   上記第３時刻から上記第２時刻に至るまでの期間を上記上昇期間として求めること
   を特徴とする請求項３に記載の歩行状態検出装置。
5. ユーザの少なくとも一方の足に装着された状態で、少なくとも鉛直方向の加速度を検出する加速度センサと、
   上記足の裏が地面から浮いているか否かを検出する少なくとも１つの感圧センサと、
   上記加速度センサの出力と上記感圧センサの出力とを用いて、上記ユーザの歩行中に上記足が地面から離れ始めてから最高点に到達するまでの上昇期間、または、上記足が上記最高点から下降して地面に接するまでの下降期間を特定するとともに、上記上昇期間または上記下降期間に対応する上記加速度センサの出力を２回積分することによって、上記足が地面からどのくらい上がっているかを表す足の上がり具合情報を求める制御装置とを備えたこと
   を特徴とする歩行状態検出装置。
6. 上記制御装置は、
   上記少なくとも１つの感圧センサの出力を監視することによって、上記足の裏が地面から浮いた第４時刻を特定し、
   上記第４時刻以降に、上記加速度を１回積分することを繰り返すことにより、上記足が地面に対して昇降する速度情報の変動を取得し、
   上記速度情報が０になったときの第５時刻を特定し、
   上記第４時刻から上記第５時刻に至るまでの期間を上記上昇期間として求めること
   を特徴とする請求項５に記載の歩行状態検出装置。
7. 上記足の裏の踵部分が地面から浮いているか否かを検出する第１の感圧センサと、
   上記足の裏のつま先部分が地面から浮いているか否かを検出する第２の感圧センサとを備え、
   上記制御装置は、
   上記第１の感圧センサの出力または上記第２の感圧センサの出力を監視して、上記踵部分または上記つま先部分が地面から浮いた第６時刻を特定し、
   上記第１の感圧センサおよび上記第２の感圧センサの各出力を監視して、上記各出力がともに０になる足浮上期間を特定し、
   上記足浮上期間において、上記加速度を１回積分することを繰り返すことにより、上記足が地面に対して昇降する速度情報の変動を取得し、
   上記速度情報が０になったときの第７時刻を特定し、
   上記第６時刻から上記第７時刻に至るまでの期間を上記上昇期間として求めること
   を特徴とする請求項１または５に記載の歩行状態検出装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の歩行状態検出装置に、通信装置を付加した歩行状態検出通信装置と、上記歩行状態検出通信装置と通信し、少なくとも上記足の上がり具合情報を上記歩行状態検出通信装置から受信する携帯型通信装置とを含んでいること
   を特徴とする歩行状態検出システム。

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