JP4441301B2 - 活動情報収集装置及び活動情報収集装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、生体の一部に装着した加速度センサによって、日常生活における生体の活動情報を連続的に測定する活動情報収集装置及び活動情報収集方法であって、特に、生体の姿勢を判定し、さらに生体の部分的な活動と全身運動による活動を判定して、生体の活動の評価において重要な意味を持つ、全身運動による活動状態における活動度を算出する活動情報収集装置及び活動情報収集方法に関するものである。

近年、生活習慣に深く関連する成人病と呼ばれる健康障害や、高齢者の健康維持への関心が高まり、各種の診断法および予防対策が検討されている。特に、日常生活における血圧、体温、脈拍などの生体情報を連続的に測定することは、健康維持上重要なデーターとなることが認識され、各種の測定法が開発されている。このような連続的に測定された生体情報は、生体の姿勢あるいは活動状態との関連において解析することが不可欠である。すなわち生体が立っているか、寝ているか、あるいは活発な活動状態にあるかによって血圧、体温、脈拍などの生体情報は大きく変化するので、これらの情報も同時に測定することが望まれる。また、生体の活動状況はカロリー消費量、あるいは代謝量の評価において重要な要因であり、連続的な測定が要望されている。従って、血圧、体温、脈拍などの生体情報を連続的に測定する装置及び方法と同時に生体の姿勢の判定し、活動度を測定する装置および方法の重要性が認識されつつある。

このような要請に応えて、生体の一部に装着し、生体の活動度を連続的にあるいは随時、測定できる装置および測定方法が開発されている。

人体の姿勢検出および活動状況を計測する装置に関する従来技術としては、非特許文献１及び非特許文献２が挙げられる。

非特許文献１に係る装置は、２軸検出の加速度センサの２軸が水平面と平行となるように配置した装置を腹部中央にベルトによって装着する装置である。上記の装置では、加速度センサが検出する２軸が水平面と平行となっているために、立位以外の姿勢の時にはこの２軸を含む面と重力加速度方向が垂直でなくなることを利用して姿勢を検出する。また、加速度センサの２軸を含む平面が重力方向と垂直方向であるときには立位であると判定し、このときの各軸が検出する加速度の大きさによって、立位静止、歩行、走行を判定する。従って、上記装置では、生体の正中線に平行な方向を検出する軸がなく、生体の運動の判別を行うことは可能であるが、特に歩行、走行時など、矢状面内で加速度が変化する運動時の活動度を詳細に計測することは不可能である。更に、上記装置は、腰部にベルトによって装用する形態を採用しており、生体の服装への依存性が高い上、他センサとの実装上の融合性は低い。

一方、非特許文献２に係る装置は、２軸検出の加速度センサを、各センサが検出する両軸を含む平面が垂直となるように２個組み合わせた装置で、ベルトによって腰部に装着する装置である。上記装置は、結果的に３軸方向の加速度を検出することが可能であるが、センサを２個使用する必要がある上に、検出軸の数は４軸で冗長となる。そのため、生体に設定した３軸方向の加速度を導出するために、４軸の加速度値から所定の３軸方向の加速度値へと変換しなければならない。この変換式は煩雑で、計算値を導出するまでに時間がかかってしまうという欠点がある。
"Ａ ＷＥＡＲＡＢＬＥ ＰＯＳＴＵＲＥ，ＢＥＨＡＶＩＯＲ ＡＮＤ ＡＣＴＩＶＩＴＹ ＲＥＣＯＲＤＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ"Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ２２ｎｄ Ａｎｎｕａｌ ＥＭＢＳ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２０００，ｐ．１２７８ "ＤＥＴＥＲＭＩＮＧ ＡＣＴＩＶＩＴＹ ＵＳＩＮＧ Ａ ＴＲＩＡＸＩＡＬ ＡＣＣＥＬＥＲＯＭＥＴＥＲ"Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ Ｓｅｃｏｎｄ Ｊｏｉｎｔ ＥＭＢＳ／ＢＭＥＳ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００２，ｐｐ．２４８１−２４８２

そこで、本発明は、生体の動きを表す少なくとも２つのパラメータから、簡易に且つ詳細に生体の運動度を計測することが可能な活動情報収集装置及び活動情報収集方法を提供することを目的とする。また、構造が簡単で服装への依存性が低く、他センサとの実装上の融合性が高い活動情報収集装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の発明者らは、生体の動きには、歩行、走行、飛び跳ね等、前後方向及び上下方向の運動が多く、左右方向の動きは少ないことに着目した。そこで、発明者らは、生体が運動するときの加速度を、略直交する少なくとも２軸方向で計測することによって、略正確に生体の運動度を計測することに成功した。すなわち、本発明に係る活動情報収集装置は、略直交する少なくとも２軸以上の加速度を検出する加速度センサと、該加速度センサの検出した少なくとも２軸の加速度から生体の姿勢を演算する演算部と、を有することを特徴とする。

上記活動情報収集装置において、前記加速度センサのうち少なくとも１軸を前額面と矢状面との交差する軸に、他の１軸を水平面と矢状面との交差する軸に配置することが望ましい。

また、上記活動情報収集装置において、前記演算部は、前記加速度センサが検出する加速度から、前記生体が「立位（座位を含む）」の状態にあると判定し、または前記加速度センサが検出する加速度から、「仰臥位」、「伏臥位」、「側臥位」、又は「倒立位」のいずれかの寝姿勢の状態にあると判定する機能を有することが望ましい。

また、上記活動情報収集装置において、前記演算部は、少なくとも１軸が前額面と矢状面との交差する軸に、他の１軸が水平面と矢状面との交差する軸に配置された前記加速度センサが検出する加速度から、前記生体が「立位（「座位」を含む）」、「仰臥位」、「伏臥位」、「側臥位」、又は「倒立位」のいずれにあるかを判定する機能を有することが望ましい。

本発明に係る活動情報収集装置は、略直交する少なくとも２軸以上の加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサの検出する加速度の２乗和の平均値を演算して、該演算値が一定値を超えたときに、前記生体が全身運動による活動状態にあると判定する演算部と、を有することを特徴とする。

上記活動情報収集装置において、前記加速度センサのうち少なくとも１軸を前額面と矢状面との交差する軸に、他の１軸を水平面と矢状面との交差する軸に配置することが望ましい。

また、上記活動情報収集装置において、前記演算部は、一定時間における前記加速度センサが検出するいずれか１軸の加速度の平均値と前記加速度センサが検出する前記いずれか１軸の加速度との差分に所定計測間隔時間を掛け合わせたものの２乗値を前記加速度センサの各軸の加速度について演算して足し合わせ、該足し合わせた結果を一定時間分累積した値を活動度として出力する機能を有することが望ましい。

また、前記活動情報収集装置は、前記加速度センサが検出する加速度の値の補正を行う補正手段をさらに有することが望ましい。

また、前記活動情報収集装置は、さらに、前記生体の耳介部への装着機構を備えることが望ましい。

また、本発明に係る活動情報収集方法は、加速度センサが略直交する２軸以上の加速度を検出する加速度検出手順と、演算部が前記検出した１軸の加速度が所定の値の範囲内にあるか範囲外にあるかを演算し、かつ、前記加速度センサの他の１軸で検出した加速度が他の所定の値の範囲内にあるか範囲外にあるかを演算する加速度演算手順と、前記演算部が前記加速度演算手順において演算した結果から前記生体の姿勢を判定する姿勢判定手順と、を含む。

上記活動情報収集方法において、前記加速度検出手順では、前記加速度センサは少なくとも１軸で前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度を検出し、少なくとも他の１軸で前記生体の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度を検出することが望ましい。

また、上記活動情報収集方法において、前記姿勢判定手順では、前記加速度センサの各軸で検出する加速度の所定時間内の平均値が総て前記各軸にそれぞれ別々に設定された第一所定加速度範囲内である場合は、前記生体は「立位（座位を含む）」であると判定し、前記加速度センサの各軸で検出する加速度の前記所定時間内の平均値が総て前記各軸にそれぞれ別々に設定された第二所定加速度範囲内である場合は、前記生体が「仰臥位」、「伏臥位」、「側臥位」、又は「倒立位」のいずれかの寝姿勢であると判定することが望ましい。

また、上記活動情報収集方法において、前記姿勢判定手順では、前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が第一の閾値より大きい場合は、前記生体は「立位（「座位」を含む）」であると判定し、前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が第二の閾値より小さい場合は、前記生体は「倒立位」であると判定し、前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が該第一の閾値より小さく、かつ第二の閾値より大きく、さらに、前記生体の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度が第三の閾値より大きい場合は、前記生体は「伏臥位」であると判定し、前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が該第一の閾値より小さく、かつ第二の閾値より大きく、前記生体の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度が第四の閾値より小さい場合は、前記生体は「仰臥位」にあると判定し、前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が該第一の閾値より小さく、かつ第二の閾値より大きく、さらに、前記生体の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度が第三の閾値より小さく、かつ第四の閾値より大きい場合、前記生体は「側臥位」にあると判定することが望ましい。

また、本発明に係る活動情報収集方法は、加速度センサが略直交する２軸以上の加速度を検出する加速度検出手順と、演算部が前記加速度検出手順により前記加速度センサの各々の軸で検出する加速度から前記加速度の値の２乗和の平均値を算出し、前記平均値が所定の値を超えたときに、前記生体の全身運動による活動状態と判定する活動判定手順と、を含む。

上記活動情報収集方法において、前記加速度検出手順では、前記加速度センサは少なくとも１軸で前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度を検出し、少なくとも他の１軸で前記生体の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度を検出することが望ましい。

また、上記活動情報収集方法において、前記演算部が一定時間における前記加速度センサのいずれか１軸で検出する加速度の値の平均値と前記いずれか１軸で検出する加速度の値との差分に計測間隔時間をかけたものの２乗値を前記各軸の加速度について演算して足し合わせ、該足し合わせた結果を一定時間分累積した値を活動度として出力する活動度演算手順を、さらに含むことが望ましい。

また、上記活動情報収集方法において、前記加速度検出手順の前に、前記演算部が前記加速度センサの検出する加速度の値を補正する補正値を算出する補正値算出手順と、前記演算部が前記加速度検出手順と前記姿勢判定手順との間に前記加速度検出手順により検出した加速度を前記補正値算出手順により算出した補正値で補正する補正手順と、をさらに含むことが望ましい。

また、上記活動情報収集方法において、前記加速度検出手順の前に、前記演算部が前記加速度センサの検出する加速度の値を補正する補正値を算出する補正値算出手順と、前記演算部が前記加速度検出手順と前記活動判定手順との間に前記加速度検出手順により検出した加速度を前記補正値算出手順により算出した補正値で補正する補正手順と、をさらに含むことが望ましい。

本発明の活動情報収集装置及び活動情報収集方法は構造および手順が簡単で、正確に生体の姿勢を判定し、全身運動の活動度を算出できるので、健康管理上重要な活動情報収集を収集することができる。また、本発明の活動情報収集装置は、構造が簡単なため、服装への依存性が低く、他センサとの実装上の融合性が高い。

以下、本実施形態に係る活動情報収集装置及び活動情報収集方法について添付の図面を参照して説明するが、本発明は、以下の記載に限定して解釈されない。

図１に本実施形態に係る活動情報収集装置１の構成を示す。活動情報収集装置１は、略直交する少なくとも２軸以上の加速度を検出する加速度センサ２と、加速度センサ２が検出した少なくとも２軸の加速度から生体の姿勢及び生体の活動度を演算する演算部３と、を備える。加速度センサ２と演算部３とは信号線などの情報伝達手段により接続され、加速度センサ２が検出した加速度の情報は演算部３へ伝達され、演算部３は予め記憶している以下に説明する演算式あるいは演算方法に従って加速度センサ２が検出した加速度を演算し、演算結果は図示していない記憶部に記憶され、あるいは図示していない表示部に表示し、あるいは図示してない送信部により外部へ送信される。

図１において、略直交する２軸以上の加速度を検出する加速度センサ２の加速度を検出する第１の軸をＡ軸４とし、加速度を検出する第２の軸をＢ軸５とする。図１においては、電源や筐体などの通常の技術により実現される部分は表示していない。

図２は生体１０の方向の説明図である。図２において、直立姿勢の生体１０を上下に垂直な面で左右に割る矢状面と、直立姿勢の生体１０を上下に垂直な面で前後に割る前額面の交差する軸の方向を生体１０の上下軸１１と定義し、かつ上下軸１１の加速度は、頭部から脚部に向かう方向を正の加速度の方向と定義する。

図２において、矢状面と、直立姿勢の生体１０を水平な面で上下に割る水平面の交差する軸の方向を生体１０の前後軸１２と定義し、かつ前後軸１２の加速度は、生体１０の後頭部から顔面へ向かう生体１０の前進歩行時の進行方向を正の加速度の方向と定義する。

本実施形態では、加速度センサ２のいずれか１軸を生体１０を上下に垂直な面で前後に割る前額面の交差する軸の方向を生体１０の上下軸１１に配置し、他の１軸を生体１０を水平な面で上下に割る水平面の交差する軸の方向を生体１０の前後軸１２に配置することが望ましい。加速度センサ２の２つの軸を上下軸１１と前後軸１２とに配置することによって生体１０の最も動きが多い方向の加速度を得ることができ、評価精度が良い生体１０の活動情報を得ることができる。本実施形態では、活動情報収集装置１の加速度センサ２の相互に略直交したＡ軸４およびＢ軸５のそれぞれを、生体１０の上下軸１１および前後軸１２に合わせて配置した場合について説明する。

加速度センサ２は生体１０の頭、首、腕などさまざまな場所に装着できるが、以後の説明においては一例として、側頭部に装着する場合を想定して説明する。

加速度センサ２により検出する加速度の中の静的な加速度、すなわち比較的緩やかに変化する重力の加速度により、生体１０の姿勢を判定する方法を説明する。さらに、以下の説明において、加速度センサ２が検出する加速度により、生体１０の姿勢を判定する方法に関する記述においては、特にことわらない限り、加速度センサ２により検出する加速度とは、加速度センサ２により検出する加速度の中の比較的緩やかに変化する重力加速度の成分を示す。

生体１０が垂直な直立姿勢の場合、加速度センサ２のＡ軸４は上下軸１１方向にあり、重力の加速度を検出し、加速度センサ２のＢ軸５は前後軸１２方向にあり、重力の加速度を検出しない。以下の説明においては重力の加速度をＧで表す。

図３により生体１０が前後方向へ傾斜した場合の、加速度センサ２の検出する加速度について説明する。図３に生体１０が前方向に角度αで傾斜した状態を示し、図４に加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａとＢ軸５で検出する加速度ｂを示す。図３において、垂直方向を垂直軸１３で示し、水平方向を水平軸１４で示しており、図４において重力の方向を重力方向１５で示している。

図３に示す加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａは次の数式１で表される。

ここで、生体１０が直立姿勢にある場合、加速度ａはＧであり、生体１０が前方へ傾斜するに従って加速度ａは減少し生体１０が顔面を下にして水平に寝た姿勢になり角度αが９０度になった場合加速度ａは０となり、さらに生体１０が頭を水平軸１４より下に下げて傾斜し角度αが９０度を越えると加速度ａは−となり、生体１０が倒立姿勢になり角度αが１８０度となると加速度ａは−Ｇとなり、さらに生体１０が傾斜し角度αが１８０度を越えると加速度ａは増加傾向に転じ、さらに生体１０が傾斜し顔面を上にした寝姿勢になり角度αが２７０度となると加速度ａは０となり、さらに生体１０が傾斜し起き上がり直立姿勢に近づくと加速度ａは増大し、生体１０が直立姿勢になった場合、加速度ａは再びＧとなる。

上記の説明においては、生体１０が直立姿勢にある場合について述べているが生体情報収集装置１を頭部など上半身に装着している場合は、立ち姿勢と座り姿勢は全く同様に取り扱えるので、以後の説明においては、直立姿勢は立ち姿勢あるいは座り姿勢を含むとして説明する。

ここで、日常生活における姿勢を考えると、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にある場合、生体１０は垂直方向から前後左右方向にある角度で傾斜する場合があるがこの場合、加速度ａはＧあるいはＧに近い値となり、また生体１０が顔面を上または下へ向けた寝姿勢にある場合は完全な水平状態から上下方向にある角度で傾斜する場合があるがこの場合、加速度ａは０あるいは０に近い値となり、生体１０が倒立姿勢にある場合、生体１０は垂直方向から前後左右方向にある角度で傾斜する場合があるがこの場合、加速度ａは−Ｇあるいは−Ｇに近い値となる。

一方、図３に示すＢ軸５で検出する加速度ｂは、次の数式２で表される。

ここで、生体１０が直立姿勢、すなわち立ち姿勢あるいは座り姿勢にある場合、Ｂ軸５方向の加速度ｂは０であり、生体１０が前方へ傾斜するに従って加速度ｂは増大し生体１０が顔面を下にして水平に寝た姿勢になり角度αが９０度になった場合、加速度ｂはＧとなり、さらに生体１０が頭を下げて傾斜し角度αが９０度を越えると加速度ｂは減少し、生体１０が倒立姿勢になり角度αが１８０度となると加速度ｂは０となり、さらに生体１０が傾斜し角度αが１８０度を越えると加速度ｂは−になり、さらに生体１０が傾斜し顔面を上にした寝姿勢になり角度αが２７０度となると加速度ｂは−Ｇとなり、さらに生体１０が傾斜し起き上がり直立姿勢に近づくと加速度ｂは増大し、生体１０が直立姿勢になった場合、加速度ｂは再び０となる。

ここで、日常生活における姿勢を考えると、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にある場合、完全な垂直方向から前後左右方向にある角度で傾斜する場合も想定されるが、この場合、加速度ｂは０あるいは０に近い値となり、また生体１０が顔面を上あるいは下へ向けて寝姿勢にある場合は完全な水平状態から上下方向にある角度で傾斜する場合も想定されるが、この場合、加速度ｂは−Ｇあるいは−Ｇに近い値となり、生体１０が倒立姿勢にある場合、完全な垂直方向から前後左右方向にある角度で傾斜する場合も想定されるが、この場合、加速度ｂは０あるいは０に近い値となる。

次に、図５、図６により、生体１０が直立姿勢、すなわち立ち姿勢あるいは座り姿勢から左右方向に傾斜した場合の加速度センサ２が検出する加速度を説明する。

図５は生体１０が垂直軸１３から生体１０の左腕方向に角度βで傾斜している様子を示し、図６は加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａと重力方向１５との関係を示している。ここで、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａは次の数式３で表される。

ここで、生体１０が左右に傾斜した場合は、加速度センサ２のＢ軸５は重力方向１５と略直交しているので、加速度を検出しないので加速度ｂは０である。

生体１０が直立姿勢、すなわち立ち姿勢あるいは座り姿勢にある場合、数式３の角度βが０であり、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａはＧであり、生体１０が顔面を真横にして水平に寝た姿勢の場合は、数式３の角度βが９０度および２７０度であり、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａは０であり、生体１０が倒立姿勢にある場合、数式３の角度βが１８０度であり、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａは−Ｇである。

ここで、日常生活における姿勢を考えると、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にある場合、完全な垂直状態から前後左右方向にある角度で傾斜する場合も想定されるがこの場合、Ａ軸４で検出する加速度ａはＧあるいはＧに近い値となり、生体１０が横向きの寝姿勢にある場合は完全な水平状態から上下方向にある角度で傾斜する場合があるが、この場合、加速度ａは０あるいは０に近い値になり、生体１０が倒立姿勢にある場合は完全な垂直状態から前後左右にある角度で傾斜する場合も想定されるが、この場合、加速度ａは−Ｇあるいは−Ｇに近い値となる。

上記において、生体１０が前後方向へ傾斜した場合、および生体１０が左右方向へ傾斜した場合について、加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度について説明したが、生体１０の傾斜角度を生体１０と垂直軸１３とを含む面内において垂直軸１３を基準として測定すれば、生体１０の傾斜角度とＡ軸４で検出する加速度ａとの関係は生体１０が前後方向へ傾斜した場合と左右方向へ傾斜した場合において、全く同一の関係である。

さらに、上記の説明においては、生体１０が前後方向に傾斜した場合と左右方向に傾斜した場合について述べているが、生体１０が左右斜め方向に傾斜した場合においても、生体１０と垂直軸１３を含む面内において垂直軸１３を基準として生体１０の傾斜角度を測定すれば、生体１０の傾斜角度と加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａとの関係は生体１０が前後方向へ傾斜した場合と左右方向へ傾斜した場合において、全く同一の関係である。

ここで、生体１０が寝姿勢にある場合の加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂを整理すると、顔面を上向きにした寝姿勢の場合は加速度ａは０であり加速度ｂは−Ｇであり、顔面を下にした寝姿勢の場合は、加速度ａは０であり加速度ｂはＧであり、顔面を横に右向きにあるいは左向きの寝姿勢の場合は加速度ａは０であり加速度ｂは０である。このように、生体１０が寝姿勢にある場合はＡ軸４で検出する加速度ａは常に０であり、Ｂ軸５で検出する加速度ｂは生体１０の顔面横向きによりＧから−Ｇまで変化する。

上記の結果をもとにして、日常生活において、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると定義する生体１０の垂直軸１３を基準とした傾斜角度の範囲を設定し、また生体１０が倒立状態にあると定義する生体１０の垂直軸１３を基準とした傾斜角度の範囲を設定し、さらに、生体１０が真上向き又は真下向きまたは横向きなどの寝姿勢にあると定義する生体１０の垂直軸１３を基準とした傾斜角度の範囲を設定し、このように設定したそれぞれの傾斜角度の範囲に対応するＡ軸４で検出する加速度ａの範囲を数式１により計算して、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にある場合、生体１０が寝姿勢にある場合、のそれぞれに対応するＡ軸４で検出する加速度ａの範囲を設定し、これらの設定した範囲を図１に示す演算部３に記憶させる。

ここで、演算部３はＡ軸４で検出する加速度ａの値が、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にある場合、生体１０が倒立姿勢にある場合、生体１０が寝姿勢にある場合のそれぞれに対応する加速度の範囲内にあるか範囲外にあるかを演算し、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢、あるいは倒立姿勢、あるいは寝姿勢のいずれかにあるかを判定する。

さらに、演算部３が、生体１０が寝姿勢にあると判定した状態において、生体１０が上向きの寝姿勢にあると定義する場合の顔面の真上方向から左右方向への傾斜角度の範囲、生体１０が下向きの寝姿勢にあると定義する場合の顔面の真下方向から左右への傾斜角度の範囲、生体１０が左向きの寝姿勢にあると定義する場合の顔面の真左方向から左右方向への傾斜角度の範囲、生体１０が右横向きの寝姿勢にあると定義する場合の顔面真右方向からの傾斜角度の範囲のそれぞれを生体１０の上下軸１１に平行で、生体１０の中心を貫く軸を中心に設定し、このように設定されたそれぞれの傾斜角度の範囲に対応する加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度の範囲を数式２により計算して、生体１０が上向きの寝姿勢にある場合、生体１０が下向きの寝姿勢にある場合、生体１０が左横向きの寝姿勢にある場合、生体１０が右横向きの寝姿勢にある場合のそれぞれに対応するＢ軸５で検出する加速度ｂの範囲を設定し、これらの設定した範囲を演算部３に記憶させる。

ここで、演算部３は加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度ｂの値が、生体１０が上向きの寝姿勢にある場合、生体１０が下向きの寝姿勢にある場合、生体１０が左横向きの寝姿勢にある場合、生体１０が右横向きの寝姿勢にある場合のそれぞれに対応する加速度の範囲内にあるか範囲外にあるかを演算することにより、生体１０が上向きの寝姿勢、下向きの寝姿勢、左横向きの寝姿勢、右横向きの寝姿勢のいずれかにあるかを判断する。

さらに、生体１０が倒立状態あるいは倒立状態に近い場合、加速度ａは約−Ｇあるいは−Ｇに近い値であり、加速度ｂは０あるいは０に近い値である。

従って、日常生活において、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢と定義する角度αの範囲を規定し、また倒立状態と定義する角度αの範囲を規定し、さらに、真上または真下向きで寝ている姿勢と定義する角度αの範囲を規定し、さらに横向きで寝ていると定義する角度βの範囲を規定し、これらの規定した角度αの範囲および角度βの範囲に対応するＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂのそれぞれの加速度の範囲を数式１、数式２及び数式３により算出し、Ａ軸４で検出する加速度ａ及びＢ軸５で検出する加速度ｂのそれぞれの加速度が範囲内にあるか範囲外にあるかを判定することにより、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢、倒立姿勢、寝姿勢のいずれにあるかを判定できる。

次に、図１に示す加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度の中の動的な、すなわち比較的変化の大きい加速度により、生体１０の運動を評価する方法を説明する。

加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５は歩行や走行により比較的早く変化する加速度や生体１０の傾斜などの緩やかに変化する加速度など各種の加速度を検出する。

これらの加速度の中から、全身的な活動による加速度を検出するために、静的なあるいは緩やかに変化する加速度を除いて、生体１０の全身的な活動に起因する加速度を評価するために、次の数式４により活動度Ｍを定義し、演算部３に記憶させる。数式４において、記号の意味は以下の通りである。ａ（ｉ）は、加速度センサ２のＡ軸４が時刻iに検出する加速度である。ａ_０は、加速度ａ（ｉ）の単位時間の平均値である。ｂ（ｉ）は、加速度センサ２のＢ軸５が時刻ｉに検出する加速度である。ｂ_０は、加速度ｂ（ｉ）の単位時間の平均値。Δｔは、加速度の測定時間間隔である。

数式４は静的な加速度あるいは緩やかに変化する加速度を除いているので、全身運動による活動の程度を評価する指標になる。ここで、図１４に、Ａ軸で計測する加速度ａの時間変化を示したグラフの１例を示す。図１４において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は加速度を示している。また、図１４において、実線はＡ軸方向の加速度を示し、破線はＡ軸方向の加速度の単位時間の平均値を示す。なお、図１４で説明する事項は、「Ａ軸」との記載を「Ｂ軸」に換えて、Ｂ軸についても全く同様に説明できる。

例えば、加速度検出開始点６１からＡ軸の加速度の検出を開始して活動度算出点６０で活動度Ｍを算出する場合を想定する。時刻ｉでの加速度ａ（ｉ）と加速度の単位時間の平均値ａ_０との差分に測定時間間隔Δｔを掛け合わせる。そして、さらに２乗する計算を、加速度検出開始点６１から活動度算出点６０まで逐次行う。時刻（ｉ−１）までの差分の２乗値の総和に、時刻ｉで算出した差分の２乗値を足し合わせる。ｉについて活動度算出点６０までの一定時間６２だけ繰り返し足し合わせると、数式４の右辺第１項を算出することができる。ここで、時刻ｉでの単位時間の平均値ａ_０は、例えば、時間軸上に所定の計算更新間隔τを設定し、検出したＡ軸の加速度値を計算更新間隔τの分だけ時刻ｉまで足し合わせ、加速度検出開始点６１から時刻ｉまでの計算更新間隔τで除算した値とすることができる。

ここで、測定時間間隔Δｔ及び計算更新間隔τは、時刻ｉを基準に長くも短くもできる。測定時間間隔Δｔを短くしていくと、Ａ軸の加速度ａは連続的に検出されることになることから、活動度Ｍの評価精度は高くなっていく。一方で、計算回数が増えるため、活動度Ｍの計算時間が長くなる。そのため、測定時間間隔Δｔの大きさは、活動度Ｍの計算時間と評価精度とを考慮したうえで適宜設定することとする。また、計算更新間隔τを長くした場合、加速度ａの高周波成分が除去され、単位時間の平均値ａ_０は、図１４の破線が示すように緩やかな曲線となる。この緩やかな曲線で表される単位時間の平均値ａ_０を用いて活動度Ｍを算出すると、加速度センサの姿勢とは無関係に、活動度Ｍの値を運動成分のみ考慮した値とすることができる。一方、計算更新間隔τを短くした場合、単位時間の平均値ａ_０は、図１４に示す実線のグラフに近づいていく。そのため、計算更新間隔τは、加速度ａからの高周波成分の除去具合を考慮したうえで適宜設定することとする。測定時間間隔Δｔ及び計算更新間隔τの大きさは、例えば、（Δｔ，τ）＝（０．５ｓ，６０ｓ）とすることができる。

図１に示す演算部３は、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂを、数式４により演算し、生体１０の活動度を算出する。

ここで、生体１０の活動度Ｍは、数式４により評価する方法もあるが、活動度Ｍを例えば大、中、小などの段階別に分けて定義して、健康管理に役立てる方法も有効である。

以上の説明においては加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５を、それぞれ図２に示す生体１０の上下軸１１と前後軸１２に配置する場合を説明したが、加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５のそれぞれが生体１０の上下軸１１と前後軸１２に配置されていない場合の生体１０の姿勢の判定と活動度の算出法について、次に説明する。

図１に示す加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５のそれぞれが図２に示す生体１０の上下軸１１と前後軸１２に配置されていない場合、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂは生体１０の姿勢によりさまざまに変化する。

そこで、日常生活において、加速度センサ２が数時間に渡り動的な加速度を検出した場合を生体１０が活動的な状態にあると判断して、この状態においては、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると定義する。

上記のように生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると定義した状態における加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂのそれぞれの中で重力によると推定される平均的な加速度が変化する範囲を、それぞれ生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると判定するＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂの判定範囲として設定し、演算部３に記憶する。そこで、演算部３は、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂの中で重力によると推定される平均的な加速度のそれぞれが設定された判定範囲内にある場合に生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると判定する。

また、加速度センサ２による生体１０の動的な加速度の検出結果から数時間に渡り活動の少ない安静な状態を寝姿勢にあると定義する。

上記のように生体１０が寝姿勢にあると定義した状態における加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂのそれぞれの中で重力によると推定される平均的な加速度が変化する範囲を、それぞれ生体１０が寝姿勢にあると判定するＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂの判定範囲として設定し、演算部３に記憶する。そこで、演算部３は加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂの中で重力によると推定される平均的な加速度のそれぞれが設定された判定範囲内にある場合に生体１０が寝姿勢にあると判定する。ここで、Ａ軸４およびＢ軸５で検出する平均的な加速度は、所定時間内の加速度の平均値とする。所定時間内の平均値とは、加速度センサ２が所定時間内に逐次検出した加速度の平均値としてもよい。また、加速度センサ２が所定時間内に逐次検出した加速度を足し合わせ、足し合わせた結果を検出回数で除算した平均値としてもよい。いずれも、Ａ軸４およびＢ軸５で検出する平均的な加速度として有効な指標となる。また、動的な加速度の判定範囲が安静な加速度の判定範囲を含む場合は、最初に検出した加速度が安静な加速度の判定範囲内にあるか否かを判定し、検出した加速度が安静な加速度の判定範囲内でないときに動的な加速度の判定範囲内にあるか否かを判定することとする。

また、加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５が生体１０へ配置される方向によっては、Ａ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂによって生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあるか、あるいは寝姿勢にあるかを一意的に判定できない場合が生じる可能性がある。

このような場合は、加速度センサ２が数時間に渡り動的な加速度を検出した状態を生体１０が活動的な状態、すなわち立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると判定する基準を設定し演算部３に記憶させ、また、加速度センサ２が数時間に渡り動的な加速度を検出しない状態を生体１０が安静な状態、すなわち寝姿勢にあると判定する基準を設定し、演算部３に記憶させる。ここで、数時間に渡り動的な状態または安静な状態は、例えば、一定時間に加速度センサ２が検出する加速度の最大値と最小値とが所定の範囲内にあるか否かで判定することができる。一定時間に加速度センサ２が検出する加速度の最大値と最小値とが所定の範囲内にあれば動的な状態とし、所定の範囲外であれば安静な状態とすることができる。加速度の最大値と最小値は、加速度センサ２が検出する加速度の値を時間軸で逐次記憶しておき、減少または増加傾向にある加速度の値が折り返した点を極値として、一定時間内で存在する極値の値を比較することで求めることができる。

演算部３は、Ａ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂが設定された前記の判定する基準内にあるか、設定された前記の判定する基準外にあるかを演算して、その演算結果により、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあるか、あるいは寝姿勢にあるかを判定する。

また、演算部３が記憶する数式４により定義した活動度Ｍは、加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５のそれぞれが生体１０の上下軸１１と前後軸１２に配置されていない場合においても、加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５のそれぞれが生体１０の上下軸１１と前後軸１２に配置された場合と同様に生体１０の活動度を評価することができる。

上記のように本実施形態に係る活動情報収集装置１は略直交する２軸以上の加速度を検出する加速度センサ２と、加速度センサ２の検出した加速度から生体１０の姿勢及び生体１０の活動度を演算する演算部３と、を備える活動情報収集装置であり、演算部３において上記のように生体１０の姿勢を判定し、生体１０の活動度Ｍを算出できる。

また、本実施形態に係る活動情報収集装置１は、演算部３に加速度センサ２が検出する加速度の値を補正する補正手段を有することが望ましい。図１に示す加速度センサ２を生体１０に装着する場合、装着具合によりＡ軸４とＢ軸５とが図２に示す上下軸１１、前後軸１２からずれることがある。この場合、活動情報収集装置１を作動させる前に、加速度センサ２が検出する加速度の値を補正する。補正方法は、例えば、活動情報収集装置１の装着後、加速度センサが作動していることを確認して、まっすぐ前を向く。まずこのときの加速度センサか検出する加速度の値を演算部３に記憶させ、次に体を９０°前に傾けてお辞儀をする。このときに加速度センサが検出する加速度の値を再び演算部３に記憶させる。まっすぐ前を向いたときに検出した加速度の値とお辞儀をしたときに検出した加速度の値から、上下軸１１および前後軸１２の加速度の値を９０°の範囲で換算することができる。加速度センサ２をある軸を中心として回転させると、加速度センサ２が検出する加速度は、３６０°単位で周期的に変化することから、加速度センサ２の補正値を算出することができる。具体的には、加速度センサ２の姿勢角度に対する検出加速度値の位相のずれを算出する。この位相のずれが補正値となる。その後、加速度センサ２が検出した加速度から、生体１０の角度α、βを数式１から数式３によって逆算し、補正値を基に正しい値に補正する。また、加速度センサ２が検出した加速度を補正値を基に正しい値に補正して、数式４によって活動度Ｍを計算する。なお、お辞儀の他に、例えば体を真横に傾けても同様にして前後軸１２のみの補正が可能となる。また、お辞儀、真横に傾けることを両方とも行うことによって、さらに精度のよい補正が可能となる。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集装置１は構成が簡単で、生体１０の姿勢を判定し、生体１０の活動度Ｍを算出する活動情報収集装置を提供できる。

本実施形態に係る活動情報収集方法は、図１に示す加速度センサ２が略直交する２軸以上の加速度を検出する加速度検出手順と、演算部３が前記検出した１軸の加速度が所定の値の範囲内にあるか範囲外にあるかを演算し、かつ、前記加速度センサの他の１軸で検出した加速度が他の所定の値の範囲内にあるか範囲外にあるかを演算する加速度演算手順と、演算部３が加速度演算手順において演算した結果から生体１０の姿勢を判定する姿勢判定手順と、を含む活動情報収集方法である。

本実施形態に係る活動情報収集方法について、まず、図１に示す加速度センサ２のＡ軸４が図２に示す生体１０の上下軸１１に配置し、Ｂ軸５が前後軸１２に配置した場合を説明する。

本実施形態に係る活動情報収集方法は、前述の活動情報収集装置１と同様に、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると定義する状態においてＡ軸４で検出する加速度ａが変化する範囲を立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると判定する判定範囲と設定し、さらに生体１０が倒立姿勢にあると定義する状態においてＡ軸４で検出する加速度ａが変化する範囲を倒立姿勢にあると判定する判定範囲と設定し、さらに生体１０が寝姿勢にあると定義する状態においてＡ軸４で検出する加速度ａが変化する範囲を寝姿勢にあると判定する判定範囲を設定する。

そこで、Ａ軸４で検出する加速度ａの値が、立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると判定する判定範囲、倒立姿勢にあると判定する判定範囲、寝姿勢にあると判定する判定範囲のそれぞれの範囲内にあるか範囲外にあるかを演算し、加速度ａの値が判定範囲のいずれかの範囲内にある場合、加速度ａの値を範囲内に含む判定範囲に対応する姿勢が生体１０の姿勢であると判定する。

次に、生体１０が寝姿勢にあると判定した状態において、前述の活動情報収集装置１と同様に、生体１０が真上を向いた寝姿勢にあると定義する状態においてＢ軸５で検出する加速度ｂが変化する範囲を真上を向いた寝姿勢にあると判定する判定範囲と設定し、さらに生体１０が真下を向いた寝姿勢にあると定義する状態においてＢ軸５で検出する加速度ｂが変化する範囲を真下を向いた寝姿勢にあると判定する判定範囲と設定し、さらに生体１０が左向きの寝姿勢にあると定義する状態においてＢ軸５で検出する加速度ｂの変化する範囲を左向きの寝姿勢にあると判定する判定範囲と設定し、さらに生体１０が右向きの寝姿勢にあると定義する状態においてＢ軸５で検出する加速度ｂが変化する範囲を右向きの寝姿勢にあると判定する判定範囲と設定する。

そこで、Ｂ軸５で検出する加速度ｂの値が、真上を向いた寝姿勢にあると判定する判定範囲、真下を向いた寝姿勢にあると判定する判定範囲、左向きの寝姿勢にあると判定する判定範囲、右向きの寝姿勢にあると判定する判定範囲のそれぞれの範囲内にあるか範囲外にあるかを演算し、加速度ｂの値がいずれかの判定範囲の範囲内にある場合、加速度ｂを範囲内に含む判定範囲に対応する姿勢が生体１０の姿勢であると判定する。

次に、図１に示す加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５がそれぞれ生体１０の上下軸１１および前後軸１２に配置されていない場合について説明する。

日常生活において、加速度センサ２が数時間に渡り動的な加速度を検出した場合、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると定義し、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂのそれぞれの中で重力によると推定される平均的な加速度の範囲をそれぞれ立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると判定する判定範囲として設定し、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂのそれぞれの中で重力によると推定される平均的な加速度のそれぞれがこの判定範囲にある場合に生体１０は立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると判定する。

また日常生活において、加速度センサ２が数時間に渡り活動の少ない安静な状態を示す加速度を検出した場合、生体１０は寝姿勢にあると定義し、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂのそれぞれの中の重力によると推定される平均的な加速度の範囲をそれぞれ寝姿勢にあると判定する判定範囲として設定し、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂの中の重力によると推定される平均的な加速度のそれぞれがこの判定範囲にある場合に生体１０は寝姿勢にあると判定する。ここで、Ａ軸４およびＢ軸５で検出する平均的な加速度は、所定時間内の加速度の平均値とする。所定時間内の平均値とは、加速度センサ２が所定時間内に逐次検出した加速度の平均値としてもよい。また、加速度センサ２が所定時間内に逐次検出した加速度を足し合わせ、足し合わせた結果を検出回数で除算した平均値としてもよい。いずれも、Ａ軸４およびＢ軸５で検出する平均的な加速度として有効な指標となる。また、動的な加速度の判定範囲が安静な加速度の判定範囲を含む場合は、最初に検出した加速度が安静な加速度の判定範囲内にあるか否かを判定し、検出した加速度が安静な加速度の判定範囲内でないときに動的な加速度の判定範囲内にあるか否かを判定することとする。

さらに、上記のように加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａおよびＢ軸５で検出する加速度ｂにより、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢、あるいは寝姿勢にあるかが一意的に判定できない場合は、加速度センサ２が数時間に渡り動的な加速度を検出した場合、生体１０が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると判定し、加速度センサ２が数時間に渡り活動の少ない安静な状態を示す加速度を検出した場合、生体１０は寝姿勢にあると判定する。ここで、数時間に渡り動的な状態または安静な状態は、例えば、一定時間に加速度センサ２が検出する加速度の最大値と最小値とが所定の範囲内にあるか否かで判定することができる。一定時間に加速度センサ２が検出する加速度の最大値と最小値とが所定の範囲内にあれば動的な状態とし、所定の範囲外であれば安静な状態とすることができる。加速度の最大値と最小値は、加速度センサ２が検出する加速度の値を時間軸で逐次記憶しておき、減少または増加傾向にある加速度の値が折り返した点を極値として、一定時間内で存在する極値の値を比較することで求めることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集方法は簡便に、正確に生体１０の姿勢を判定する活動情報収集方法を提供できる。

また、図１に示す活動情報収集装置１は、少なくとも加速度センサ２の１軸が図２に示す生体１０の前額面と矢状面との交差する軸に、他の１軸が水平面と矢状面との交差する軸に配置された活動情報収集装置とすることもできる。

本実施形態に係る活動情報収集方法は、前述の活動情報収集装置１において加速度センサ２のＡ軸４が生体１０の上下軸１１に配置され、加速度センサ２のＢ軸５が生体１０の前後軸１２に配置された場合に相当し、前述のように演算部３において加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度から、生体１０の姿勢を判定し、さらに演算部３において加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度から、前述の活動情報収集装置１と同様に生体１０の活動度Ｍ（数式４）を算出する。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集装置１は構成が簡単で、正確に生体１０の姿勢を判定し、生体１０の活動度を算出する活動情報収集装置を提供できる。

本実施形態に係る活動情報収集方法は前述の加速度検出手順において、図１に示す加速度センサ２の少なくとも１軸は図２に示す生体１０の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度を検出し、加速度センサ２の少なくとも他の１軸は生体１０の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度を検出する活動情報収集方法である。

本実施形態に係る活動情報収集方法は、前述の活動情報収集装置１において、加速度センサ２のＡ軸４が生体１０の上下軸１１に配置され、Ｂ軸５が前後軸１２に配置された場合に相当し、前述の活動情報収集方法と同様の手順で、生体１０の姿勢を判定する。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集方法は、簡便に、正確に生体１０の姿勢を判定できる活動情報収集方法を提供できる。

本実施形態に係る活動情報収集装置１の演算部３は、少なくとも１軸が前額面と矢状面との交差する軸に、他の１軸が水平面と矢状面との交差する軸に配置された加速度センサ２が検出する加速度から、生体１０が立位（「座位」を含む）」、「仰臥位」、「伏臥位」、「側臥位」、又は「倒立位」のいずれにあるかを判定する機能を有する活動情報収集装置とすることができる。

本実施形態に係る活動情報収集装置１について添付の図を参照して説明する。

図７及び図８により本実施形態に係る活動情報収集装置１により判定する生体１０の姿勢を定義する。

図７は生体１０の足の接地面を中心に、生体１０を矢状面内において前後方向に回転させた状態を示す。

図７に示す生体１０が直立姿勢および直立姿勢の前後方向に所定の角度範囲内で傾斜した姿勢、および図７に示していない座り姿勢および座り姿勢の前後に所定の角度範囲内で傾斜した姿勢を立位（「座位」を含む）２１と定義する。

図７に示す生体１０が顔面を下に水平面に寝た姿勢および顔面を下に水平に寝た姿勢から水平軸１４を中心に所定の角度範囲内で傾斜した姿勢を下寝姿勢２７と定義する。

図７に示す生体１０が倒立姿勢および倒立姿勢の前後方向に所定の角度範囲内で傾斜した姿勢を倒立位２３と定義する。

図７に示す生体１０が顔面を上に水平面に寝た姿勢および顔面を上に水平に寝た姿勢から水平軸１４を中心に所定の角度範囲内で傾斜した姿勢を上寝姿勢２６と定義する。

ここで、顔面を下にした下寝姿勢２７と顔面を上にした上寝姿勢２６の各々における生体１０が水平軸１４を中心に傾斜する角度範囲はそれぞれ等しい場合について述べているが、これは必ずしも必要な条件ではなく、それぞれ異なってもよい。

また、説明の煩雑さを避けるために、図７において、立位（「座位」を含む）２１、倒立位２３、上寝姿勢２６および下寝姿勢２７の傾斜の角度範囲はそれぞれ互いに接している場合の例を示しているが、これは必ずしも必要な条件ではなく、それぞれ互いに接していない状態でもよい。さらに、図７においては、立位（「座位」を含む）２１、顔面を下にした場合の下寝姿勢２７および顔面を上にした場合の上寝姿勢２６、倒立位２３のそれぞれにおける生体１０の傾斜の角度範囲は任意に設定できる。

図８に、図７に示す生体１０が前方向に一定速度で、立位（「座位」を含む）２１、上寝姿勢２６、倒立位２３、下寝姿勢２７の順に回転した場合の加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａの変化を加速度曲線３１として示す。

図８において、縦軸は加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａであり、横軸は垂直軸１３を基準に測定した生体１０が前方向へ傾斜した角度である。

図８において、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａは生体１０の傾斜角度に対応して、加速度曲線３１で示すように変化する。また、図８において、Ａ軸４で検出する加速度ａを示す加速度曲線３１は横軸の角度３６０°の点で再び０°の点と同じ値となる。

また、図８には生体１０が図７に示す立位（「座位」を含む）２１にある場合に加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度の範囲を立位（「座位」を含む）の加速度範囲３４として示し、生体１０が図７に示す上寝姿勢２６または下寝姿勢２７にある場合に加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度の範囲を寝姿勢の加速度範囲３５として示し、生体１０が図７に示す倒立位２３にある場合に加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度の範囲を倒立位の加速度範囲３６として示している。

図７および図８においては、生体１０が前後方向に傾斜した場合について、立位（「座位」を含む）２１、上寝姿勢２６、下寝姿勢２７、倒立位２３を定義し、これに対応して図８に示す立位（「座位」を含む）の加速度範囲３４、寝姿勢の加速度範囲３５、倒立位の加速度範囲３６を設定したが、前述のように、生体１０が左右方向、あるいは左右斜め方向へ傾斜した場合も、生体１０と垂直軸１３とを含む面内において、垂直軸１３を基準として生体１０の傾斜角度を測定すれば、図８に示す加速度曲線３１、および立位（「座位」を含む）の加速度範囲３４、寝姿勢の加速度範囲３５、倒立位の加速度範囲３６の各々は生体１０が前後方向へ傾斜した場合と全く同様となる。

図１に示す活動情報収集装置１の演算部３に上記の立位（「座位」を含む）の加速度範囲３４、寝姿勢の加速度範囲３５、倒立位の加速度範囲３６を記憶させ、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａの値が立位（「座位」を含む）の加速度範囲３４、寝姿勢の加速度範囲３５、倒立位の加速度範囲３６の範囲内にあるか範囲外にあるかを演算する。演算の結果、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａの値が立位（「座位」を含む）の加速度範囲３４、寝姿勢の加速度範囲３５、倒立位の加速度範囲３６のいずれかの範囲内にある場合記加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａの値が含まれる加速度の範囲に対応する姿勢が生体１０の姿勢であると判定する。

ここで、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａの値が図８に示す立位（「座位」を含む）の加速度範囲３４、寝姿勢の加速度範囲３５、倒立位の加速度範囲３６の境界線上にある場合に、生体１０がいずれの範囲にあると判定するかは本実施形態に係る活動情報収集装置１の使用目的に応じて定義できる。

上記のように、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａから、生体１０が立位（「座位」を含む）２１、上寝姿勢２６または下寝姿勢２７いずれかの寝姿勢、倒立位２８のいずれにあるかを判定できる。

次に、生体１０が寝姿勢にあり、特に水平に寝た姿勢にある場合について、寝姿勢を生体１０の顔面の方向により分類して、姿勢を定義する。

図９は生体１０が水平に寝ている姿勢を、頭部の頂点方向から見た図であり、ここで生体１０の寝姿勢を顔面の方向により以下のように分類して、姿勢を定義する。また、図９には水平面を水平軸１７として示している。

図９（１）に示すように生体１０が顔面を真上にして寝た姿勢および顔面を真上にして寝た姿勢から生体１０の上下軸１１に平行でかつ生体１０の中心を貫く軸を中心に左右に所定の角度範囲内で傾斜した姿勢を仰臥位２４と定義し、図９（２）に示すように生体１０が顔面を真下にして寝た姿勢および顔面を真下にして寝た姿勢から生体１０の上下軸１１に平行でかつ生体１０の中心を貫く軸を中心に左右に所定の角度範囲内で傾斜した姿勢を伏臥位２２と定義し、図９（３）あるいは（４）に示すように生体１０が真右あるいは真左方向へ向いて寝た姿勢および真右あるいは真左方向へ向いて寝た姿勢から生体１０の上下軸１１に平行でかつ生体１０の中心を貫く軸を中心に左右へ所定の角度範囲内で傾斜した姿勢を右側臥位２５、左側臥位２８と定義する。

ここでは説明の煩雑さをさけるために、仰臥位２４と右向きの右側臥位２５の傾斜の角度範囲は接し、伏臥位２２と左向きの左側臥位２８の傾斜の角度範囲はそれぞれ互いに接するものとしているが、これは必須の条件ではなく、それぞれ互いに接していない状態で、仰臥位２４、右側臥位２５、左側臥位２８、伏臥位２２を定義してもよく、さらに、仰臥位２４、右側臥位２５、左側臥位２８、伏臥位２２の傾斜角度の範囲は任意に設定できる。

次に、図１０に寝姿勢において、生体１０が上下軸１１に平行でかつ生体１０の中心を貫く軸を中心として回転した場合の加速度センサ２が検出する加速度の変化を示す。

図１０において、縦軸は加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度であり、横軸は生体１０が真上を見て水平に寝た状態を基準にして、生体１０が上下軸１１に平行でかつ生体１０の中心を貫く軸を中心に生体１０の左右方向へ傾斜した場合の傾斜角度である。

図１０において、生体１０が水平に上向きに寝た姿勢の仰臥位２４から、上下軸１１に平行で、かつ生体１０の中心を貫く軸を中心に左右方向へ、右向きの右側臥位２５、伏臥位２２、左向きの左側臥位２８の順に一定速度で回転した場合の加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度の変化を加速度曲線３２として示している。

また、図１０には生体１０が伏臥位２２にある場合の加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度の範囲を伏臥位の加速度範囲３７として示し、生体１０が右側臥位２５または左側臥位２８にある場合の加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度の範囲を側臥位の加速度範囲３８として示し、生体１０が仰臥位２４にある場合の加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度の範囲を仰臥位の加速度範囲３９として示している。

ここで、伏臥位の加速度範囲３７、側臥位の加速度範囲３８、仰臥位の加速度範囲３９のそれぞれを図１に示す活動情報収集装置１の演算部３に記憶させ、加速度センサ２のＢ軸が検出する加速度ｂの値が伏臥位の加速度範囲３７、側臥位の加速度範囲３８、仰臥位の加速度範囲３９のそれぞれの範囲内にあるか範囲外にあるか演算する。演算の結果、加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度ｂの値が伏臥位の加速度の範囲３７、側臥位の加速度の範囲３８、仰臥位の加速度の範囲３９のいずれかの範囲内にある場合、加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度ｂの値を含む加速度の範囲に対応する姿勢が生体１０の姿勢であると判定する。

また、加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度ｂの値が、伏臥位の加速度範囲３７、側臥位の加速度範囲３８、仰臥位の加速度範囲３９の各々の範囲の境界線上にある場合は、生体１０がいずれの範囲にあると判定するかは本実施形態に係る活動情報収集装置１に使用目的に応じて定義できる。

上記のように、活動情報収集装置１の演算部３は加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度から、生体１０が伏臥位２２、仰臥位２４、左または右の側臥位のいずれかにあるかを判定する。

上記のように、活動情報収集装置１の演算部３は加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度により、生体１０が立位（「座位」を含む）２１、上または下の寝姿勢、倒立位２３のいずれにあるかを判定し、ここで、生体１０が上または下の寝姿勢にある場合は、さらに加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度により、生体１０が伏臥位２２、仰臥位２４、左または右の側臥位のいずれにあるか判定する。

上記のように、本実施形態に係る活動情報収集装置１は、１軸が前額面と矢状面との交差する軸に配置された加速度センサ２が検出する加速度から、生体１０が「立位（「座位」を含む）」、「仰臥位」あるいは「伏臥位」あるいは「側臥位」、又は「倒立位」のいずれにあるかを判定し、生体１０が「仰臥位」、「伏臥位」、又は「側臥位」のいずれかにある場合、１軸が水平面と矢状面との交差する軸に配置された加速度センサ２が検出する加速度から、生体１０が「仰臥位」、「伏臥位」、又は「側臥位」のいずれにあるかを判定する。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集装置１は生体１０が「立位（「座位」を含む）」、「仰臥位」、「伏臥位」、「側臥位」、「倒立位」のいずれにあるか判定できるので、各種生体情報測定において重要な姿勢情報を簡易に、正確に測定できる活動情報収集装置を提供できる。

本実施形態に係る活動情報収集方法は、姿勢判定手順において生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が重力の加速度ＧまたはＧを含む第一の範囲にある場合は、生体１０は「立位（「座位」を含む）」であると判定し、生体１０の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が重力の加速度−Ｇまたは−Ｇを含む第二の範囲にある場合は、生体１０は「倒立位」であると判定し、生体１０の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が０を含む第三の範囲にあり、かつ生体１０の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度が重力の加速度ＧまたはＧを含む第四の範囲にある場合は、生体１０は「伏臥位」であると判定し、生体１０の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が０を含む第二の範囲にあり、かつ生体１０の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度が−ＧまたはＧを含む第五の範囲にある場合は、生体１０は「仰臥位」にあると判定し、生体１０の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が０を含む第二の範囲にあり、かつ生体１０の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度が０を含む第六の範囲にある場合、生体１０は、「側臥位」にあると判定する活動情報収集方法とすることもできる。

本実施形態に係る活動情報収集方法においては、前述の活動情報収集装置１の動作において、図８に示す立位（「座位」を含む）の加速度範囲３４を第一の範囲とし、倒立位にある加速度範囲３６を第二の範囲とし、寝姿勢の加速度範囲３５を第三の範囲とし、さらに、図１０に示す伏臥位の加速度範囲３７を第四の範囲とし、仰臥位の加速度範囲３９を第五の範囲とし、側臥位の加速度範囲３８を第六の範囲とする。

そこで、図１に示す加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａの値が第一の範囲にある場合、生体１０は立位（「座位」を含む）にあると判定し、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａの値が第二の範囲にある場合、生体１０は倒立位にあると判定し、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａの値が第三の範囲にあり、かつ加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度ｂの値が第四の範囲にある場合、生体１０は伏臥位２２にあると判定し、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａが第三の範囲にあり、かつ加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度ｂの値が第五の範囲にある場合、生体１０は仰臥位２４にあると判定し、加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａの値が第三の範囲にあり、かつ加速度センサ２のＢ軸５で検出する加速度ｂの値が第六の範囲にある場合、生体１０は側臥位２５にあると判定する。

上記のように、本実施形態に係る活動情報収集方法においては加速度センサ２のＡ軸４で検出する加速度ａにより、生体１０が「立位（「座位」を含む）」、「倒立位」、「伏臥位」、「仰臥位」、「側臥位」のいずれにあるかを判定する。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集方法は各種生体情報測定において重要な生体の姿勢を、簡易に、正確に判定できる活動情報収集方法を提供できる。

図１に示す活動情報収集装置１の演算部３は、加速度センサ２の検出する加速度の２乗和の平均値を演算して、演算値が一定値を超えたときに、生体１０の全身運動による活動状態と判定する演算部３とすることもできる。

本実施形態に係る活動情報収集装置１は前述のように、数式４により生体１０の活動度Ｍを算出するが、例えば、加速度センサ２を装着した頭部を左右方向へ傾斜した場合に大きな活動度を算出する場合があり、このような全身運動とは異なる要因による活動度の算出の誤差を除去する必要がある。

例えば、加速度センサ２を装着した頭部が左右へ傾斜している場合は、Ａ軸４で検出する加速度は、直立状態においてＡ軸４で検出する加速度より減少する。

一例として、図１１に加速度センサ２を装着した頭部を直立状態として歩行した状態と、加速度センサ２を装着した頭部が傾斜した状態の加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度の２乗和の平均値を示す。図１１の縦軸は加速度を重力の加速度Ｇとの比で示し、横軸は時間を秒で示している。

図１１において実線は、生体１０の頭部に加速度センサ２を装着して直立状態で歩行した場合のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度の２乗和とその平均値であり、破線は、加速度センサ２を装着した頭部が傾斜した状態の加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度の２乗和とその平均値である。

図１１において、実線で示す歩行時のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度の２乗和の平均値は１Ｇであり、破線で示す頭部傾斜時のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度の２乗和の平均値は約０．８Ｇである。

上記のように、加速度センサ２を装着した頭部などの傾斜した状態は、加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５の検出する加速度の２乗和の平均値がある一定値以下になる状態により判定できる。ここで、図１５に、Ａ軸４およびＢ軸５で計測する加速度の２乗和の時間変化を示したグラフの１例を示す。図１５において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は加速度の２乗和を示している。また、図１５において、実線はＡ軸４およびＢ軸５で計測する加速度の２乗和を示し、破線はＡ軸４およびＢ軸５で計測する加速度の２乗和の平均値を示す。加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５の検出する加速度の２乗和の平均値ａ_０は、例えば、時間軸上に所定の計算更新間隔τを設定し、検出したＡ軸４およびＢ軸５の加速度の２乗和を計算更新間隔τの分だけ時刻ｉまで足し合わせ、加速度検出開始点６４から時刻ｉまでの計算更新間隔τで除算した値とすることができる。

ここで、測定時間間隔Δｔ及び計算更新間隔τは、時刻ｉを基準に長くも短くもできる。測定時間間隔Δｔを短くしていくと、２乗和の平均値ａ_０は連続的に検出されることになることから、２乗和の平均値ａ_０の評価精度は高くなっていく。一方で、計算回数が増えるため、計算時間が長くなる。そのため、測定時間間隔Δｔの大きさは、２乗和の平均値ａ_０の計算時間と評価精度とを考慮したうえで適宜設定することとする。また、計算更新間隔τを長くした場合、加速度ａの高周波成分が除去され、２乗和の平均値ａ_０は、図１５の破線が示すように緩やかな曲線となる。この緩やかな曲線で表される２乗和の平均値ａ_０は、加速度センサの姿勢とは無関係に、運動成分のみ考慮した値とすることができる。一方、計算更新間隔τを短くした場合、２乗和の平均値ａ_０は、図１５に示す実線のグラフに近づいていく。そのため、計算更新間隔τは、加速度の２乗和からの高周波成分の除去具合を考慮したうえで適宜設定することとする。測定時間間隔Δｔ及び計算更新間隔τの大きさは、例えば、（Δｔ，τ）＝（０．５ｓ，６０ｓ）とすることができる。なお、図１１に示す場合では、（Δｔ，τ）＝（８ｓ，８ｓ）とした。

そこで、図１１に示すように、加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度の２乗和の平均値に所定の閾値４０を設定し、活動情報収集装置１の演算部３に記憶させる。

次に、演算部３は加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５で検出する加速度の２乗和の平均値を計算し、計算した結果を閾値４０と比較し、閾値４０を超えたときに、生体１０の加速度センサ２を装着した頭部などの傾斜した状態ではなく、全身運動による活動状態にあると判定する。ここで、加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５の検出する加速度の２乗和の平均値に設定する所定の閾値４０は本実施形態に係る活動情報収集装置１の実用上の条件によって決定できる。

上記のように、本実施形態に係る活動情報収集装置１の演算部３は、加速度センサ２が検出する加速度の２乗和の平均値を演算して、演算値が一定値を超えたときに、生体１０の全身運動による活動状態と判定する。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集装置２は加速度センサ２を装着した部位の傾斜などを除いた全身運動による活動状態を簡易に、正確に判定できる活動情報収集装置を提供できる。

本実施形態に係る活動情報収集方法は、演算部３が加速度検出手順により加速度センサ２の各々の軸で検出する加速度から加速度の値の２乗和の平均値を算出し、平均値が所定の値を超えたときに、生体１０の全身運動による活動状態と判定する活動判定手順を、さらに含む活動情報収集方法とすることができる。

本実施形態に係る活動情報収集方法は、前述の活動情報収集装置１の動作と同様に、加速度センサ２の各々の軸が検出する加速度の値の２乗和の平均値を算出する。さらに、加速度センサ２の各々の軸が検出する加速度の値の２乗和の平均値を算出した結果と予め設定している所定の閾値を比較し、算出した加速度センサ２の各々の軸が検出する加速度の値の２乗和の平均値が予め設定している所定の閾値を超えたときに、生体１０は全身運動による活動状態と判定する。

以上のように本実施形態に係る活動情報収集方法は加速度センサ２を装着した部位の傾斜などを除いた全身運動による活動状態を判定する。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集方法は加速度センサ２を装着した部位の傾斜などを除いた全身運動による活動状態を、簡易に、正確に判定できる活動情報収集方法を提供できる。

図１に示す活動情報収集装置１の演算部３は、一定時間における加速度センサ２が検出する加速度の平均値と加速度センサ２が検出する加速度との差分に計測間隔時間をかけたものの２乗値を、加速度センサ２の加速度を検出する各軸について演算して足し合わせ、これらを一定時間分累積した値を活動度として出力する機能を有する活動情報収集装置とすることもできる。

本実施形態に係る活動情報収集装置１の演算部３は、前述の活動情報収集装置１の演算部３と同様に、生体１０の全身運動による活動状態を判定し、生体１０が全身運動による活動状態にあると判定した状態において、演算部３は予め記憶している数式４により、一定時間における加速度センサ２が検出する加速度の平均値と加速度センサ２が検出する加速度との差分に計測間隔時間をかけたものの２乗値を、加速度センサ２のＡ軸４およびＢ軸５において演算して足し合わせ、これらを一定時間分累積した値を活動度Ｍとして出力する。

以上のように、本実施形態に係る活動情報収集装置１は生体１０が全身運動状態にあると判定した状態において、一定時間における加速度センサ２が検出する加速度の平均値と加速度センサ２が検出する加速度との差分に計測間隔時間をかけたものの２乗値を、加速度センサ２の加速度を検出する各軸において演算して足し合わせ、これらを一定時間分累積した値を活動度として出力する。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集装置１は生体１０の活動状態の評価に有用な指標となる活動度を容易に、正確に出力できる活動情報収集装置を提供できる。

本実施形態に係る活動情報収集方法は一定時間における加速度センサ２の各々の軸が検出する加速度の値の平均値と加速度センサ２の各々の軸が検出する加速度の値との差分に計測間隔時間をかけたものの２乗値を演算して足し合わせ、足し合わせた結果を一定時間分累積した値を活動度として出力する活動度演算手順を、さらに含む活動情報収集方法とすることもできる。

本実施形態に係る活動情報収集方法は、前述の活動情報収集装置１の動作と同様に、一定時間において、加速度センサ２の各々の軸が検出する加速度の値の平均値と加速度センサ２の対応する各々の軸が検出する加速度の値との差分を演算する。

次に、演算した各々の結果に計測間隔時間をかけたものの２乗値をさらに演算し、演算した各々の結果を一定時間分累積した値をさらに演算して足し合わせ、演算した結果を活動度として出力する活動情報収集方法である。

また、本実施形態に係る活動情報収集方法は、前述の加速度検出手順の前に、演算部３が加速度センサ２の検出する加速度の値を補正する補正値を算出する補正値算出手順と、演算部３が加速度検出手順と前述の姿勢判定手順との間に加速度検出手順により検出した加速度を補正値算出手順により算出した補正値で補正する補正手順と、をさらに含むことが望ましい。図１に示す加速度センサ２を生体１０に装着する場合、装着具合によりＡ軸４とＢ軸５とが図２に示す上下軸１１、前後軸１２からずれることがあるため、前述の活動情報収集装置１の動作と同様に予め補正値を算出する。そして、加速度センサ２が検出した加速度から数式１から数式３によって計算した値をこの補正値を基に補正することにより、生体１０の姿勢を正しく判定することができる。また、補正手順は、加速度検出手順と前述の活動判定手順との間でも行うことが望ましい。加速度の２乗和及び数式４を計算して生体１０の活動状態を評価する場合にも、前述の活動情報収集装置１の動作と同様に予め補正値を算出する。そして、加速度センサ２が検出した加速度から、加速度の２乗和及び数式４を計算した値をこの補正値を基に補正することにより、生体１０の活動状態を正しく評価することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集方法は生体１０の活動度を容易に、正確に出力できる活動情報収集方法を提供できる。

本実施形態に係る活動情報収集装置１は、さらに、生体１０の耳介への装着機構を備えることができる。

本実施形態に係る活動情報収集装置１の生体１０への装着機構を図１２、図１３により説明する。

図１２は活動情報収集装置１の生体１０の耳介５０への装着状態を示しており、活動情報収集装置１は耳介５０に接して装着されており、装着機構は支持機構６により構成され、支持機構６は活動情報収集装置１を耳介５０へ装着する場合の取っ手と活動情報収集装置１の信号線などの取り付け部分とを兼ねている。また図１２には、加速度センサ２の加速度を検出するＡ軸４とＢ軸５のそれぞれの配置の方向の例が示されている。

図１３は図１２に示す活動情報収集装置１の装着機構として、さらにイヤーフック７を活動情報収集装置１に取り付けた状態であり、イヤーフック７は耳介５０の側頭部側へ回り込んで、活動情報収集装置１を耳介５０へ装着する機能を持っている。

以上説明したように、本実施形態に係る活動情報収集装置１はさらに、生体１０の耳介５０への装着機構を備え、生体１０へ、より安定に装着できるので、生体１０の活動度をより快適に、容易に、且つ正確に測定できる健康管理上有用な活動情報収集装置を提供できる。

本実施形態に係る活動情報収集装置及び活動情報収集方法は、例えば耳介に装着して生体の活動度を測定する活動情報収集装置及び活動情報収集方法であって、生体の姿勢を判定し、生体の活動度を算出するので、独居高齢者の生活状態を遠隔地から検知、不慮の事故を発見し、救助する手段としての用途にも適用できる。

本実施形態に係る活動情報収集装置の構成を示した説明図である。 生体の方向を示した説明図である。 生体が前方へ傾斜した状態を示した説明図である。 生体が前方へ傾斜した状態の加速度を示した説明図である。 生体が左方向へ傾斜した状態を示した説明図である。 生体が左方向へ傾斜した状態の加速度を示した説明図である。 生体の姿勢の名称を示した説明図である。 生体の傾斜角と加速度の関係を示した説明図である。 生体の寝姿勢の名称を示した説明図である。 生体の寝姿勢における傾斜角と加速度の関係を示した説明図である。 生体の全身運動時と頭部傾斜時の加速度を示した説明図である。 活動情報収集装置の装着機構の構成と耳介部への装着状態を示した説明図である。 活動情報収集装置の装着機構の構成と耳介部への装着状態を示した説明図である。 Ａ軸で計測する加速度ａの時間変化を示したグラフの１例を示した図である。 Ａ軸およびＢ軸で計測する加速度の２乗和の時間変化を示したグラフの１例を示した図である。

符号の説明

１ 活動情報収集装置
２ 加速度センサ
３ 演算部
４ Ａ軸
５ Ｂ軸
６ 支持機構
７ イヤーフック
１０ 生体
１１ 上下軸
１２ 前後軸
１３ 垂直軸
１４、１７ 水平軸
１５ 重力方向
２１ 立位（「座位」を含む）
２２ 伏臥位
２３ 倒立位
２４ 仰臥位
２５ 右側臥位
２８ 左側臥位
２６ 上寝姿勢
２７ 下寝姿勢
３１ 曲線
３２ 曲線
４０ 閾値
５０ 耳介部

Claims (13)

1. 略直交する少なくとも２軸以上の加速度を検出する加速度センサと、該加速度センサの少なくとも２軸に分解して検出した重力によると推定される平均的な加速度と所定範囲とを比較し、生体の姿勢を演算する演算部と、前記生体の耳介部への装着機構と、を有し、前記加速度センサの何れの軸も重力方向と無関係に生体に装着が可能であることを特徴とする活動情報収集装置。
2. 前記演算部は、前記加速度センサが検出する加速度から、前記生体が「立位（座位を含む）」の状態にあると判定し、または前記加速度センサが検出する加速度から、「仰臥位」、「伏臥位」、「側臥位」、又は「倒立位」のいずれかの寝姿勢の状態にあると判定する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の活動情報収集装置。
3. 前記演算部は、少なくとも１軸が前額面と矢状面との交差する軸に、他の１軸が水平面と矢状面との交差する軸に配置された前記加速度センサが検出する加速度から、前記生体が「立位（「座位」を含む）」、「仰臥位」、「伏臥位」、「側臥位」、又は「倒立位」のいずれにあるかを判定する機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の活動情報収集装置。
4. 略直交する少なくとも２軸以上の加速度を検出する加速度センサと、該加速度センサの少なくとも２軸に分解して検出した重力によると推定される平均的な加速度と所定範囲とを比較して生体の姿勢を演算し、前記加速度センサの検出する加速度の２乗和の平均値を演算して、該演算値が一定値を超えたときに、前記生体が全身運動による活動状態にあると判定する演算部と、を有し、
   前記演算部は、一定時間における前記加速度センサが検出するいずれか１軸の加速度の平均値と前記加速度センサが検出する前記いずれか１軸の加速度との差分に所定計測間隔時間を掛け合わせたものの２乗値を前記加速度センサの各軸の加速度について演算して足し合わせ、該足し合わせた結果を一定時間分累積した値を活動度として出力する機能を持ち、
   前記加速度センサの何れの軸も重力方向と無関係に生体に装着が可能であることを特徴とする活動情報収集装置。
5. 前記活動情報収集装置は、さらに、前記生体の耳介部への装着機構を備えることを特徴とする請求項４に記載の活動情報収集装置。
6. 前記演算部は、前記加速度センサが所定時間に渡り動的な加速度を検出しており、前記加速度センサの２軸で検出する加速度のそれぞれが前記重力によると推定される平均的な加速度が変化する範囲内にある場合に生体の姿勢が立ち姿勢あるいは座り姿勢にあると判定することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の活動情報収集装置。
7. 前記演算部は、前記加速度センサが所定時間に渡り動的な加速度を未検出であり、前記加速度センサの２軸で検出する加速度のそれぞれが前記重力によると推定される平均的な加速度が変化する範囲内にある場合に生体の姿勢が寝姿勢にあると判定することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の活動情報収集装置。
8. 前記活動情報収集装置は、前記加速度センサが検出する加速度の値の補正を行う補正手段をさらに有することを特徴とする請求項１から７に記載のいずれかの活動情報収集装置。
9. 加速度センサ及び演算部を備える活動情報収集装置の制御方法であって、
   何れの軸も重力方向と無関係である加速度センサが略直交する２軸以上の加速度を検出する加速度検出手順と、演算部が前記検出した１軸の加速度が所定の値の範囲内にあるか範囲外にあるかを演算し、かつ、前記加速度センサの他の１軸で検出した加速度が他の所定の値の範囲内にあるか範囲外にあるかを演算する加速度演算手順と、前記演算部が前記加速度検出手順で得られた少なくとも２軸に分解して検出した重力によると推定される平均的な加速度と所定範囲とを比較し、前記加速度演算手順において演算した結果から前記生体の姿勢を判定する姿勢判定手順と、
   を順に行い、前記演算部が一定時間における前記加速度センサのいずれか１軸で検出する加速度の値の平均値と前記いずれか１軸で検出する加速度の値との差分に計測間隔時間をかけたものの２乗値を前記各軸の加速度について演算して足し合わせ、該足し合わせた結果を一定時間分累積した値を活動度として出力する活動度演算手順を、さらに含み、
   前記姿勢判定手順で、前記加速度センサが所定時間に渡り動的な加速度を未検出であり、前記加速度センサの２軸で検出する加速度のそれぞれが前記重力によると推定される平均的な加速度が変化する範囲内にある場合に生体の姿勢が寝姿勢にあると判定することを特徴とする活動情報収集装置の制御方法。
10. 前記姿勢判定手順において、前記加速度センサの各軸で検出する加速度の所定時間内の平均値が総て前記各軸にそれぞれ別々に設定された第一所定加速度範囲内である場合は、前記生体は「立位（座位を含む）」であると判定し、
    前記加速度センサの各軸で検出する加速度の前記所定時間内の平均値が総て前記各軸にそれぞれ別々に設定された第二所定加速度範囲内である場合は、前記生体が「仰臥位」、「伏臥位」、「側臥位」、又は「倒立位」のいずれかの寝姿勢であると判定することを特徴とする請求項９に記載の活動情報収集装置の制御方法。
11. 前記姿勢判定手順において、
    前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が第一の閾値より大きい場合は、前記生体は「立位（「座位」を含む）」であると判定し、
    前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が第二の閾値より小さい場合は、前記生体は「倒立位」であると判定し、
    前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が該第一の閾値より小さく、かつ第二の閾値より大きく、さらに、前記生体の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度が第三の閾値より大きい場合は、前記生体は「伏臥位」であると判定し、
    前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が該第一の閾値より小さく、かつ第二の閾値より大きく、前記生体の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度が第四の閾値より小さい場合は、前記生体は「仰臥位」にあると判定し、
    前記生体の前額面と矢状面との交差する軸方向の加速度が該第一の閾値より小さく、かつ第二の閾値より大きく、さらに、前記生体の水平面と矢状面との交差する軸方向の加速度が第三の閾値より小さく、かつ第四の閾値より大きい場合、前記生体は「側臥位」にあると判定することを特徴とする請求項９又は１０に記載の活動情報収集装置の制御方法。
12. 加速度センサ及び演算部を備える活動情報収集装置の制御方法であって、
    何れの軸も重力方向と無関係である加速度センサが略直交する２軸以上の加速度を検出する加速度検出手順と、演算部が前記加速度検出手順で得られた少なくとも２軸に分解して検出した重力によると推定される平均的な加速度と所定範囲とを比較して生体の姿勢を演算し、前記加速度センサの各々の軸で検出する加速度から前記加速度の値の２乗和の平均値を算出し、前記平均値が所定の値を超えたときに、前記生体の全身運動による活動状態と判定する活動判定手順と、
    を順に行い、前記演算部が一定時間における前記加速度センサのいずれか１軸で検出する加速度の値の平均値と前記いずれか１軸で検出する加速度の値との差分に計測間隔時間をかけたものの２乗値を前記各軸の加速度について演算して足し合わせ、該足し合わせた結果を一定時間分累積した値を活動度として出力する活動度演算手順を、さらに含むことを特徴とする活動情報収集装置の制御方法。
13. 前記加速度検出手順の前に、前記演算部が前記加速度センサの検出する加速度の値を補正する補正値を算出する補正値算出手順と、前記演算部が前記加速度検出手順と前記活動判定手順との間に前記加速度検出手順により検出した加速度を前記補正値算出手順により算出した補正値で補正する補正手順と、をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の活動情報収集装置の制御方法。

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