JP4844675B2

JP4844675B2 - 運動システム

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Publication number: JP4844675B2
Application number: JP2009534134A
Authority: JP
Inventors: 雅之三井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: WO2009040949A1; JPWO2009040949A1

Description

本発明は、運動システムに関するものである。

従来の活動量計は、例えば、日本特許公報２００６−２０４４４６号に開示されているように、人体に装着される器体の内部に、人体の体動を検知する検知手段と、所定時間における検知信号の変動平均を演算する第１の演算手段と、変動平均或いは変動平均の積分値より運動強度値を演算若しくは所定時間以上の時間における変動平均の時間平均値或いは変動平均の時間積分値により運動強度を演算する第２の演算手段と、演算により求めた運動強度値を記憶する記憶手段とを備えている。

また近年、使用者に対して他動的な運動を行わせる他動運動機器が提供されているが、他動運動機器による他動運動では、その機器を使用する際の使用者の体の動きによって、十分な運動効果が得られない場合もあり、そのため他動運動機器を使用中の体の動きを測定したいという要求があった。そこで、他動運動機器を使用する際にその使用者が活動量計を装着して、運動中の体動を検出することが考えられるが、活動量計は長期間に亘って運動強度の測定が行えるように、検知手段から検出信号を取り込む周期が十数秒に設定されているので、活動量計を体動軌跡の検出用途に使用することができず、活動量計とは別に体動を検出するための検出器を装着して他動運動を行う必要があった。

本発明は、上記問題点を解決するために為されたものであって、その目的は、１台で活動強度の検出と体動の検出とを行うことができる活動量計を用いた運動システムを提供することにある。

本発明の運動システムは、活動量計と、使用者に対して他動的な運動を行わせる他動運動機器と、使用者の体動の軌跡を表示するための表示装置と、少なくとも活動量計と表示装置とにネットワークを介して接続された制御装置とを備える。活動量計は、人体に装着される器体に、人体の体動を検出する体動検出部と、前記体動検出部から検出データを取り込むデータ取込部と、測定結果を記憶する記憶部と、測定モードを、運動強度を測定する運動強度測定モード、又は、体動の時間的な変化を示す体動軌跡を測定する体動軌跡測定モードの何れかに切り替える測定モード切替部と、前記運動強度測定モードにおいて前記データ取込部が取り込んだ検出データから運動強度を算出して算出結果を前記記憶部に記憶させる運動強度算出部と、前記体動軌跡測定モードにおいて所定の測定期間内に前記データ取込部が取り込んだ検出データを前記記憶部に蓄積する軌跡データ収集部と、前記測定モードの切替設定に応じて、前記体動軌跡測定モードでは前記運動強度測定モードに比べて前記データ取込部による検出データの取込周期を短い周期に設定する取込周期設定部とを納装して構成される。そして、体動軌跡の測定時に、前記制御装置は、前記他動運動機器を予め設定された動作パターンで所定の運動時間動作させ、且つ、前記活動量計の動作モードを前記体動軌跡測定モードに切り替えて、所定の測定時間測定を行わせる。前記体動軌跡測定モードにおいて前記記憶部に蓄積された検出データが前記活動量計から前記ネットワークを介して前記制御装置へ送信されると、前記制御装置は、受信した検出データをもとに使用者の体の部位の体動軌跡を示す画像を作成して、前記表示装置に表示させている。

この発明によれば、測定モード切替部により測定モードを運動強度測定モードに切り替えると、運動強度算出部が、体動検出部より取り込んだ検出データをもとに運動強度を算出し、記憶部に記憶させているので、運動強度の測定を行うことができる。しかも、測定モード切替部によって測定モードが体動軌跡測定モードに切り替えられると、取込周期設定部によって検出データの取込周期が運動強度測定モードに比べて短い周期に設定されるので、軌跡データ収集部によって記憶部に蓄積された所定の測定期間内の検出データをもとに体動軌跡を検出することができる。したがって、１台の活動量計により、使用者の運動強度と体動軌跡の両方を測定することが可能になるという効果がある。さらに、制御装置は、体動軌跡検出モードにおいて活動量計により検出された検出データをネットワークを介して受信し、受信した検出データをもとに体動軌跡を示す画像を作成して、表示装置に表示させているので、他動運動機器を使用する使用者は、表示装置に表示された自身の体動軌跡を見ることによって、他動運動機器を使用する際の体動を視覚的に把握することが可能な運動システムを実現できる。

また、他動運動機器は、使用者が跨いで着座する鞍状の座席部と、座席部を揺動させる駆動部とを具備して、乗馬運動を模した運動負荷を使用者に与える乗馬型の運動機器からなり、制御装置は、使用者の腰部に装着された活動量計の検出データをもとに、上方から見たときの腰部の体動軌跡を表示装置に表示させることも好ましい。

乗馬型の他動運動機器の場合、運動中の乗り方（体の動かし方や座る位置など）によって運動の効果が大きく左右され、他動運動を行ったにも関わらず、所望の運動効果が得られない場合もある。この発明によれば、他動運動機器を使用する際の体動軌跡を表示装置に表示させることで、使用者に対して運動中の乗り方の良否を判断する材料を提示することができるから、運動中の乗り方を直すきっかけを与え、正しい乗り方での使用を使用者に促すことにより、他動運動による効果を向上させることが出来る。また制御装置は、活動量計の検出データを元に、上方から見たときの腰部の体動軌跡を表示装置に表示させているので、使用者は上方から見たときの腰部の体動軌跡を把握することができる。

また、制御装置が、使用者の骨盤が前後方向に傾斜する軌跡を表示装置に表示させることも好ましく、骨盤の前後方向への揺動動作を確認することができる。

また、制御装置は、他動運動機器を使用する使用者の理想の体動軌跡である標準軌跡と、活動量計の検出データから求めた実際の体動軌跡とを表示装置に表示させることも好ましい。

この発明によれば、使用者の理想の体動軌跡である標準軌跡と、活動量計の検出結果から求めた実際の体動軌跡とが表示装置に表示されるので、他動運動機器を使用する使用者は、自身の体動軌跡と標準軌跡とを比較することによって、自身の体動の悪い点を客観的に評価することができる。

また、制御装置は、運動強度測定モードにおいて活動量計により算出された運動強度の算出結果を表示装置に表示させることも好ましい。

この発明によれば、制御装置は、ネットワークを介して活動量計から受信した運動強度の算出結果を、表示装置に表示させているので、使用者は表示装置の表示から自身の運動強度を把握することができる。

また、制御装置が他動運動機器にネットワークを介して接続され、制御装置は、表示装置に表示される動画の運動内容に他動運動機器の動きが追従するように、ネットワークを介して他動運動機器の動作を制御することも好ましい。

この発明によれば、ネットワークを介して他動運動機器に接続された制御装置が、表示装置に表示される動画の運動内容に他動運動機器の動きを追従させるように、他動運動機器の動作を制御しているので、他動運動機器を使用する使用者は、表示装置に表示される動画の運動内容を見ながら運動を行うとともに、その時の体動軌跡を表示装置に表示させることができる。したがって、インストラクターによる指導を受けられない状況で他動運動機器を用いた運動を行う場合でも、表示装置に表示された動画の運動内容を見ながら体を動かすことによって、正しい動きをすることができ、またその時の体動軌跡が表示装置に表示されるから、他動運動時の体動軌跡から自分の動きの悪い点を把握しやすくなり、より良い姿勢で運動が行えるという効果がある。

また、制御装置は、表示装置に動画ファイルを配信するとともに、動画ファイルの運動内容に合わせて他動運動機器を動作させるための動作プログラムを他動運動機器に送信しており、他動運動機器に、サーバから送信される動作プログラムを記憶するプログラム記憶手段と、プログラム記憶手段に記憶された動作プログラムを実行することで使用者に他動運動を行わせる運動印加手段とを設けることも好ましい。

この発明によれば、制御装置から表示装置に配信される動画ファイルの運動内容に合わせて他動運動機器を動作させる動作プログラムが他動運動機器に送信され、他動運動機器では、制御装置から送信された動作プログラムをプログラム記憶手段に記憶させ、運動印加手段がプログラム記憶手段に記憶された動作プログラムを実行することで使用者に他動運動を行わせているので、動画ファイルの運動内容の更新や追加にも容易に対応することができるという効果がある。

本実施形態の活動量計の概略的なブロック図である。同上の活動量計を用いた運動システムの概略構成図である。同上の運動システムに用いる他動運動機器の概略的なブロック図である。同上の運動システムに用いる体組成計の概略的なブロック図である。（ａ）〜（ｃ）は体動軌跡の表示画面の例図である。同上の運動システムを示し、実際の体動軌跡と理想的な体動軌跡を対比させて表示させる表示画面の例図である。（ａ）（ｂ）は運動強度の演算方法を説明するための説明図である。

以下に、本発明を好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。

図２は本発明に係る運動システムの概略構成を示し、個人の住宅Ａにおいてイーサネット（登録商標）によりＬＡＮ２０１が構築され、当該ＬＡＮ２０１が住宅盤３内に収納された情報ブレーカと呼ばれるセキュリティ機器３ａを介してＷＡＮを構成するインターネット２０２に接続されている。ここで、セキュリティ機器３ａは、宅内の機器に対する不正アクセスと思われるパケットを自動破棄する機能などを備えている。

一方、他動運動機器を用いた各種の運動プログラムを提供する事業者Ｂには、利用者が自宅で所望の運動プログラムを実行できるようにする後述のホームレッスンサービスを提供するためのセンターサーバ１０１と、他動運動機器を用いた運動プログラムの運動内容を示す動画を配信するための映像配信サーバ１０２が設置されている。ここにおいて、事業者Ｂ側のセンターサーバ１０１および映像配信サーバ１０２と、インターネット２０２と、事業者Ｂが提供するホームレッスンサービスを利用する住宅Ａ内のＬＡＮ２０１と、住宅Ａ内に設置された他動運動機器１、表示装置２などで本システムが構成される。

他動運動機器１は使用者に対して他動的な運動を行わせるものであり、本実施形態では、例えば、使用者が跨いで着座する鞍状の座席部を揺動運動させることによって、乗馬運動を模した運動負荷を与える乗馬型の運動機器を用いている。図３は他動運動機器１の概略的なブロック図を示し、マイクロコンピュータよりなる制御部１１と、鞍状の座席部１２を揺動運動させる駆動部１３と、外部との間で赤外線を用いた通信を行う赤外線通信部１４と、電源のオン／オフ操作や、運動メニューの選択操作や、座席部１２を揺動させる速さや運動時間などの選択操作を行うための操作部１５と、座席部１２を様々なパターンで揺動させるための動作プログラムを記憶した記憶部１６とを備えている。

乗馬型の他動運動機器１では、鞍型の座席部１２に座る位置やその時の姿勢を変えることで、鍛える部位を変えることができ、例えば「基本乗り」、「ウェスト乗り」、「ヒップ乗り」などの乗り方がある。「基本乗り」とは、座席部１２の真ん中の一番深くなっている所に座って、背筋を伸ばし、足の指のつけ根を足置き１７に置く乗り方であり、内ももの引き締めに効果がある。また「ウェスト乗り」とは、足を前方に浮かせ、上半身を後方に反らせた状態で座って、腹筋や太ももの内側の筋肉に力を入れて、バランスをとる乗り方であり、ウエストの引き締めに効果がある。また「ヒップ乗り」とは、足を後方に浮かせて、上半身を前方に傾斜させた状態で座り、大殿筋や中殿筋、背筋、太ももの内側の筋肉に力を入れて、バランスをとる乗り方であり、ヒップや太ももの後側の引き締めに効果がある。

表示装置２はネットワーク接続機能を備えたテレビジョン装置からなり、インターネット２０２およびＬＡＮ２０１を介して映像配信サーバ１０２から配信された映像を画面２ｂ上に表示するとともに、音声を内蔵スピーカ（図示せず）から出力する。また表示装置２は、リモコン装置２ａから送信される赤外線のような光信号からなるワイヤレス信号を受信するワイヤレス受信部（図示せず）を備え、操作に応じてリモコン装置２ａから送信されたワイヤレス信号をワイヤレス受信部が受信し、当該ワイヤレス信号に応じて表示するチャンネルや音量の切り替えを行ったり、ネットワークを介して映像配信サーバ１０２にアクセスし、映像配信サーバ１０２に蓄積された映像を送信させることができる。なお、表示装置２は、他動運動機器１に座った使用者から目視可能な位置に設置されているものとする。

住宅盤３は、主幹開閉器および分岐開閉器を内蔵して、宅内の分岐回路に電力を供給するとともに、宅内のＬＡＮ２０１に接続されるセキュリティ機器３ａが図示しないルータを介してインターネット２０２に接続されている。

ネットアダプタ４は、ＬＡＮケーブル２０３を介してセキュリティ機器３ａに接続されるとともに、小電力無線を利用してワイヤレス中継器５との間で無線電波によって通信を行うものである。またワイヤレス中継器５は、ネットアダプタ４との間で無線電波を用いた通信を行うとともに、他動運動機器１や後述する活動量計６および体組成計７との間で赤外線を用いた通信を行うものである。すなわち、ワイヤレス中継器５の通信可能エリア内に存在する他動運動機器１や活動量計６や体組成計７から、送信元および送信先のＩＤを含む赤外線信号が送信され、この赤外線信号をワイヤレス中継器５が受信すると、ワイヤレス中継器５は受信した赤外線信号の通信プロトコルを変換して無線電波により送信する。そして、ネットアダプタ４が、ワイヤレス中継器５から送信された無線電波を受信すると、無線電波により送信された信号のプロトコル変換を行い、送信先のＩＤが示すネットワーク機器（表示装置２やセンターサーバ１０１など）へ信号を送信する。

活動量計６は、扁平な装置本体６０（器体）に図１に示す回路構成要素を内蔵したもので、装置本体６０を測定対象者のベルト等に装着して使用される。ここで、装置本体６０に内蔵される回路構成要素としては、例えば３軸の加速度センサ６１（体動検出部）と、この加速度センサ６１の出力信号をＡ／Ｄ変換して得た検出データをもとに、当該活動量計６を装着した使用者の運動状態を演算する演算処理部６２と、時刻データを演算処理部６２に与える計時部６３と、入力操作部６４と、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなり、演算処理部６２の演算結果や検出データや個人の属性データなどを記憶するための記憶部６５と、例えば液晶表示器からなる表示部６６と、ワイヤレス中継器５との間で赤外線通信を行う赤外線通信部６７と、電池ＢＴを電源として各回路要素の動作に必要な所定の電圧を得る定電圧回路６８とを備えている。

入力操作部６４は、当該活動量計６の動作モードを運動強度測定モード、体動軌跡測定モード、データ設定モード、データ表示モード、データ送信モード等に切り替えるモード切替操作や、表示部６６に表示される表示画面でのカーソル操作や確認操作、或いは、データ設定モードにおいて活動量の算出に用いる個人の属性データ（例えば年齢、性別、身長、体重、目的、健康状態（既往症歴）、地域）を入力するデータ入力操作に用いられる。ここにおいて、入力操作部６４により、活動量計６の測定モードを運動強度測定モード又は体動軌跡測定モードの何れかに切り替える測定モード切替部が構成される。

活動量計６の演算処理部６２は、活動量計６に予め組み込まれたプログラムに基づいて、例えば使用者が歩いた歩数や消費カロリーなどを算出するためのデータ処理を行うものであり、入力操作部６４を用いてデータ設定モードに切り替えられると、表示部６６の表示を制御してデータ入力画面を表示させ、当該データ入力画面において、上記属性データの入力を使用者に促すためのガイダンスなどを表示させ、入力操作部６４を用いて属性データが入力されると、入力データを記憶部６５に書き込み、以後の演算処理では記憶部６５から読み込んだ属性データを運動強度などの活動量の演算に使用するようになっている。

また演算処理部６２の動作モードが、入力操作部６４を用いて運動強度測定モード（運動強度を測定するモード）に切り替えられると、先ず取込周期設定部としての演算処理部６２が、加速度センサ６１から検出データを取り込む取込周期を活動量の測定に必要な周期（例えば約１２秒）に設定する。その後、データ取込部としての演算処理部６２が、取込周期が経過する毎に加速度センサ６１から加速度の検出データを取り込み、且つ、運動強度算出部としての演算処理部６２が、加速度センサ６１から取り込んだ加速度の検出データに基づいて、運動強度（ＭＥＴｓ）の算出処理や歩数を求める処理などを行うとともに、活動量（運動強度や歩数など）の算出結果を記憶部６５に書き込む処理を行い、算出結果を表示部６６にリアルタイムで表示するようになっている。尚、ＭＥＴｓとは、身体活動の“強さ”を安静時の何倍に相当するかで表す単位であり、アメリカスポーツ医学界で用いられている。

ここにおいて、演算処理部６２は、所定の周期毎に取り込んだ加速度センサ６１の検出データをもとに、一定時間ｔｗ（秒）の加速度の変動平均（標準偏差値）を求める演算機能と、この変動平均から、運動強度ｗｉを求める演算機能とを備えている。

運度強度を変化させた状態で呼気ガス計測装置により測定した酸素消費量と、加速度分散値との関係式が予め求められて演算処理部６２に組み込まれており、演算処理部６２ではこの関係式を用いて、加速度分散値から運動強度を求めている。この演算方法について図７（ａ）（ｂ）を用いて以下に説明する。

図７（ａ）は加速度センサ６１による各軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の検出データを示し、演算処理部６２では、一定時間ｔｗが経過する毎に、一定時間ｔｗ内に取り込んだ加速度の検出データから、各軸の加速度変動分の合成値を算出する。ここで、加速度変動分の合成値の時間平均（標準偏差）をＳｗとすると、合成値Ｓｗは以下の式（１）から求めることができる。

なお、ａｘ_k、ａｙ_k、ａｚ_kは、ある期間ｔｗ（秒）内でｋ番目にサンプリングした加速度サンプリング値を示し、ｂｘ、ｂｙ、ｂｚは一定時間ｔｗ（秒）における平均値を示している。

また、図７（ｂ）は加速度変動値の測定結果と運動強度（ＭＥＴｓ）の測定結果との関係を示す散布図であり、散布図上にプロットされた点を最小自乗近似して得た直線式は以下の式（２）で示される。

Ｙ＝ａ×Ｘ＋ｂ、相関関数Ｒ＝０．９２ …（２）
但し、Ｙは加速度変動値、Ｘは運動強度（ＭＥＴｓ）である。

したがって、演算処理部６２では、上述の式（１）を用いて加速度変動分の合成値Ｓｗを求めた後、上述の式（２）を変形した得た以下の式（３）を用いて、ある期間ｔｗの運動強度ｗｉを求めている。

ｗｉ＝α×Ｓｗ＋β …（３）
ここで、α、βは、運度強度を変化させた状態で呼気ガス検出装置により測定した酸素消費量と、加速度分散値との間に得られた関係式における係数を示す。なお、加速度変動値を求める期間ｔｗとしては４秒から１５秒が適当な値であり、本実施形態ではｔｗ＝１２秒としてある。

また演算処理部６２の動作モードが、入力操作部６４を用いて体動軌跡測定モード（体動の時間的な変化を示す体動軌跡を測定するモード）に切り替えられるか、或いは、赤外線通信部６７が受信した外部からの切替信号に応じて体動軌跡測定モードに切り替えられると、先ず取込周期設定部としての演算処理部６２が、検出データの取込周期を体動軌跡の測定に必要な周期（例えば２０ｍ秒）に設定する。その後、データ取込部としての演算処理部６２が、所定の測定期間（例えば１分間）が経過するまでの間、上記取込周期が経過する毎に、加速度センサ６１から検出データを取り込むとともに、軌跡データ収集部としての演算処理部６２が、加速度センサ６１から取り込んだ加速度の検出データを記憶部６５に蓄積し、測定期間が経過すると、体動軌跡測定モードを終了して元のモードに復帰する。尚、赤外線通信部６７が受信した外部からの切替信号に応じて測定モードの切り替えを行う場合は、演算処理部６２が測定モード切替部として機能する。

さらに演算処理部６２の動作モードが、入力操作部６４を用いてデータ表示モードに切り替えられると、演算処理部６２は、記憶部６５に記憶されているデータや演算処理結果に基づいて、個人の属性データや活動量の測定結果などを表示部６６に表示させる処理を行う。

また更に演算処理部６２の動作モードが、入力操作部６４を用いてデータ送信モードに切り替えられるか、或いは、赤外線通信部６７が受信した外部からの切替信号に応じてデータ送信モードに切り替えられると、演算処理部６２は、体動軌跡測定モード時に検出された測定期間分の検出データや運動強度測定モード時に算出された活動量の算出結果を記憶部６５から読み出し、読み出した検出データや活動量の算出結果を赤外線通信部６７からセンターサーバ１０１宛に送信させる。この時、活動量計６の赤外線通信部６７から送信されたデータはワイヤレス中継器５に受信され、さらにワイヤレス中継器５から電波信号でネットアダプタ４に送信され、ネットアダプタ４からＬＡＮ２０１を経由してセキュリティ機器３ａに送信されるとともに、インターネット２０２を経由してセンターサーバ１０１に送信される。

体組成計７は、図２に示すように扁平な直方体状の装置本体７０を有し、装置本体７０の上面には、装置本体７０に乗せられた左右の足の足裏がそれぞれ当接する部位に電極部７１ａ，７１ａが配置されるとともに、装置本体７０の左右方向における中央部には測定結果などを表示するための液晶ディスプレイからなる表示部７２が配置されている。

装置本体７０に内蔵される回路構成要素としては、図４に示すように装置本体７０に乗った人の体重を測定する重量センサ７３と、左右の電極部７１ａ，７１ａ間に微弱な電流を流して、人体の電気抵抗（生体インピーダンス）を測定する生体インピーダンス測定部７１と、体組成計７の動作モードを計測モードや設定モード等に切り替える操作や、設定モードにおいて個人の属性データ（例えば年齢、性別、身長など）を入力する操作を行うための入力操作部７４と、生体インピーダンス測定部７１の測定結果をもとに測定対象者の体脂肪率を演算により求めるとともに、表示部７２の表示を制御して重量センサ７３の検出結果や体脂肪率の演算結果を表示部７２の画面に表示させる演算処理部７５と、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなり、演算処理部７５の演算結果や個人の属性データなどを記憶するための記憶部７６と、ワイヤレス中継器５との間で赤外線通信を行う赤外線通信部７７と、電池を電源として各回路要素の動作に必要な所定の電圧を得る電池電源部７８とを備えている。

本システムでは、表示装置２が、ＬＡＮケーブル２０３を介してセキュリティ機器３ａに接続されており、インターネット２０２およびＬＡＮ２０１を介して映像配信サーバ１０２から配信された映像を画面２ｂ上に表示したり、センターサーバ１０１から送信された映像信号や音声信号を出力することができる。また他動運動機器１、活動量計６、および、体組成計７はそれぞれワイヤレス中継器５およびネットアダプタ４を介してＬＡＮ２０１に接続されており、ＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１に接続されるので、センターサーバ１０１との間でデータの送受信が行えるようになっている。尚、他動運動機器１、表示装置２、ネットアダプタ４、ワイヤレス中継器５、活動量計６および体組成計７にはそれぞれ個別のローカルＩＰアドレスが割り当てられており、センターサーバ１０１と各機器との間で相互に通信が行えるようになっている。

ここで、本システムにより事業者Ｂが提供するホームレッスンサービスを住宅Ａ内の利用者が利用する場合について以下に説明する。

映像配信サーバ１０２には、他動運動機器１を用いた複数種類の運動プログラムについて、各々の運動内容を示す動画が蓄積されている。なお他動運動機器１の記憶部１６には、映像配信サーバ１０２に蓄積された複数種類の動画にそれぞれ対応して、動画の運動内容と同様の動きで座席部１２を動かすように駆動部１３を制御するための複数種類の動作プログラムが予め登録されている。ここで、センターサーバ１０１又は映像配信サーバ１０２からインターネット２０２及びＬＡＮ２０１を介して他動運動機器１に動作プログラムを送信し、他動運動機器１の制御部１１が、赤外線通信部１４により受信された動作プログラムを記憶部１６に記憶させるようにしても良く、映像配信サーバ１０２に蓄積された動画ファイルを更新した場合に、更新された動画ファイルの運動内容に合わせて、動作プログラムを更新することによって、動画ファイルの更新や追加にも容易に対応することができる。

一方、センターサーバ１０１には、映像配信サーバ１０２に動画ファイルが蓄積された複数種類の運動プログラムを紹介するためのＷｅｂページが用意され、当該Ｗｅｂページより映像配信サーバ１０２の動画ファイルにリンクが張られている。

他動運動機器１を使用する使用者が、映像配信サーバ１０２に蓄積された運動プログラムの動画をダウンロードして表示装置２に表示させ、その動画を見ながら他動運動機器１を用いた運動を行いたい場合、先ず、使用者が、リモコン装置２ａを用いてセンターサーバ１０１にアクセスさせる操作を行う。この操作により表示装置２とセンターサーバ１０１との間でＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介して通信が行われ、使用者に対して提供可能な運動プログラムを紹介するＷｅｂページが表示装置２の画面２ｂ上に表示される。この時、使用者が、表示装置２に表示された運動プログラムの一覧から所望の運動プログラムを決定し、当該運動プログラムの動画を配信させる操作をリモコン装置２ａを用いて行うと、表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１へ所望の動画ファイルの配信要求が送信され、この配信要求を受け取ったセンターサーバ１０１は、映像配信サーバ１０２から要求元の表示装置２へ、指定された運動プログラムの動画ファイルを配信させる。

表示装置２では、映像配信サーバ１０２からインターネット２０２及びＬＡＮ２０１を介して配信された動画ファイルを図示しないメモリに記憶しており、動画ファイルのダウンロードが完了すると、動画の再生準備が完了したことを示すメッセージを画面２ｂ上に表示する。そして、再生準備の完了を示すメッセージを見た使用者が、リモコン装置２ａを用いて動画の再生を開始する操作を行うと、リモコン装置２ａから送信された再生開始要求を表示装置２が受信し、この再生開始要求が表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１に送信される。

センターサーバ１０１は、表示装置２からの再生開始要求を受信すると、表示装置２に対してダウンロードした動画ファイルの再生を開始させる映像制御信号を送信するとともに、当該動画ファイルに対応した動作プログラムを他動運動機器１に実行させるための機器制御信号を、表示装置２に対応する他動運動機器１へ送信する。この時、センターサーバ１０１からインターネット２０２を経由して送信された映像制御信号がセキュリティ機器３ａを介して表示装置２に送信されるとともに、機器制御信号がセキュリティ機器３ａからネットアダプタ４およびワイヤレス中継器５を介して他動運動機器１に送信される。そして、表示装置２が、映像配信サーバ１０２からダウンロードした動画ファイルの再生を開始するとともに、他動運動機器１の制御部１１が、赤外線通信部１４の受信した機器制御信号に基づいて記憶部１６から対応する動作プログラムを読み出し、当該動作プログラムにしたがって駆動部１３を制御することで、表示装置２に表示される運動内容に合わせて座席部１２を動かすことができる。ここにおいて、センターサーバ１０１により、ネットワークを介して接続された他動運動機器１の動作を制御する制御装置が構成され、センターサーバ１０１では、他動運動機器１が動作を開始するタイミングを制御することによって、表示装置２に表示させる動画の運動内容に他動運動機器１を追従させることができる。

その後、表示装置２による動画の再生が終了すると、他動運動機器１も動作を停止するのであるが、同じ運動プログラムを再度繰り返して行いたい場合は、使用者がリモコン装置２ａを用いて動画ファイルの再生を開始する操作を行うと、再生開始要求が表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１に送信され、センターサーバ１０１と表示装置２および他動運動機器１との間で上述と同様の通信が行われ、表示装置２が動画ファイルの再生を開始すると同時に、動画ファイルの運動内容に合わせて他動運動機器１が動作を開始する。

また、前回行った運動プログラムとは異なる運動プログラムを行いたい場合は、使用者が、再度、リモコン装置２ａを用いてセンターサーバ１０１にアクセスさせる操作を行い、提供可能な運動プログラムを紹介するＷｅｂページを表示装置２の画面２ｂ上に表示させる。そして、使用者が、表示装置２に表示された運動プログラムの一覧から所望の運動プログラムを決定し、当該運動プログラムの動画を配信させる操作をリモコン装置２ａを用いて行うと、表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１へ所望の動画ファイルの配信要求が送信され、この配信要求を受け取ったセンターサーバ１０１は、映像配信サーバ１０２から要求元の表示装置２へ、指定された運動プログラムの動画ファイルを配信させる。表示装置２では、映像配信サーバ１０２からインターネット２０２及びＬＡＮ２０１を介して配信された動画ファイルを図示しないメモリに記憶しており、動画ファイルのダウンロードが完了すると、動画の再生準備が完了したことを示すメッセージを画面２ｂ上に表示する。そして、再生準備の完了を示すメッセージを見た使用者が、リモコン装置２ａを用いて動画の再生を開始する操作を行うと、リモコン装置２ａから送信された再生開始要求を表示装置２が受信し、この再生開始要求が表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１に送信される。

センターサーバ１０１は、表示装置２からの再生開始要求を受信すると、表示装置２に対してダウンロードした動画ファイルの再生を開始させる映像制御信号を送信するとともに、当該動画ファイルに対応した動作プログラムを他動運動機器１に実行させるための機器制御信号を表示装置２に対応する他動運動機器１へ送信する。この時、センターサーバ１０１からインターネット２０２を経由して送信された映像制御信号がセキュリティ機器３ａを介して表示装置２に送信されるとともに、機器制御信号がセキュリティ機器３ａからネットアダプタ４およびワイヤレス中継器５を介して他動運動機器１に送信される。そして、表示装置２が、映像配信サーバ１０２からダウンロードした動画ファイルの再生を開始するとともに、他動運動機器１の制御部１１が、赤外線通信部１４の受信した機器制御信号に基づいて記憶部１６から対応する動作プログラムを読み出し、当該動作プログラムにしたがって駆動部１３を制御することで、表示装置２に表示される運動内容に合わせて座席部１２を動かすことができる。

以上説明したように本システムによれば、ＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介して他動運動機器１に接続されたセンターサーバ１０１が、表示装置２に表示される動画の運動内容に他動運動機器１の動きを追従させるように、他動運動機器１の動作を制御しているので、他動運動機器１を使用する使用者は、表示装置２に表示される動画の運動内容に合わせて、正しい動きで運動を行うことができる。したがって、指導者がいない場所で他動運動機器１を使用する場合でも、表示装置２に表示された動画の運動内容に合わせて体を動かすことで、正しい動きをすることができ、他動運動機器１の使い勝手が向上するとともに、他動運動機器１を用いて効果的な運動を行うことができる。

次に、本システムにより事業者Ｂが提供する体動軌跡の検出サービスを住宅Ａ内の利用者が利用する場合について以下に説明する。

先ず、他動運動機器１を使用する使用者が、リモコン装置２ａを用いてセンターサーバ１０１にアクセスさせる操作を行う。この操作により表示装置２とセンターサーバ１０１との間でＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介して通信が行われ、使用者に対して提供可能なサービスを紹介するＷｅｂページが表示装置２の画面２ｂ上に表示される。このＷｅｂページには、他動運動機器１を用いた他動運動を行う際の体動軌跡を検出するサービスを選択する選択ボタンが表示されており、この選択ボタンを選択する操作をリモコン装置２ａにより行うと、表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１へ体動軌跡検出サービスの実行を要求するサービス要求が送信される。

このサービス要求を受け取ったセンターサーバ１０１は、インターネット２０２およびＬＡＮ２０１を介して表示装置２の表示を制御し、画面２ｂ上に測定開始を促すメッセージ（例えば「活動量計を腰に付けて座席部に座り、準備ができたらスタートボタンを押して下さい」といったメッセージ）を表示させるとともに、他動運動機器１に対して動作モードを体動軌跡検査モードに切り替える切替信号を送信する。センターサーバ１０１から他動運動機器１に送信された切替信号は、インターネット２０２からセキュリティ機器３ａを介してネットアダプタ４に送られ、ネットアダプタ４からワイヤレス信号によりワイヤレス中継器５に送信された後、ワイヤレス中継器５から他動運動機器１へ赤外線信号により送信される。そして、他動運動機器１では、赤外線通信部１４が受信した切替信号に基づいて制御部１１が動作モードを体動軌跡検査モードに切り替える。体動軌跡検査モードでは座席部１２を動作させるパターンやその運動時間が予め決定されており、制御部１１は、動作モードが体動軌跡検査モードに切り替えられると、図示しない表示部に座席部１２の動作パターンを表示することで使用者にその動作パターンを報知するとともに、操作部１５を用いて開始操作が行われると予め決定された動作パターンで座席部１２を所定の運転時間だけ動作させた後、動作モードを元のモードに戻すようになっている。

表示装置２に表示された上記のメッセージを見た使用者は、例えばベルト等を用いて活動量計６を腰に装着する。なお、活動量計６の取付位置によって体動軌跡の測定結果が異なってしまうので、活動量計６が所定の位置（例えば腰部の中心付近）に取り付けられるように、活動量計６の取付位置や取付方法を説明する案内画面を表示装置２に表示させるのも好ましい。そして、活動量計６を腰に装着した使用者が他動運動機器１の座席部１２に座り、他動運動機器１の操作部１５を用いてスタート操作を行うと、制御部１１が、操作部１５からの操作入力に応じて駆動部１３の動作を制御し、座席部１２を予め設定された動作パターンで所定の運転時間だけ動作させるとともに、赤外線通信部１４よりセンターサーバ１０１へ動作開始を知らせる制御状態信号を送信させる。

この制御状態信号は、ワイヤレス中継器５、ネットアダプタ４、セキュリティ機器３ａ、および、インターネット２０２を介してセンターサーバ１０１に送信されるので、センターサーバ１０１では他動運動機器１から送られた制御状態信号をもとに、他動運動機器１が動作を開始したことを検出すると、活動量計６に対して動作モードを体動軌跡測定モードに切り替えるためのモード切替信号を送信する。このモード切替信号は、インターネット２０２およびセキュリティ機器３ａを介してネットアダプタ４に送られ、ネットアダプタ４からワイヤレス中継器５を介して活動量計６にワイヤレス送信される。この時、活動量計６の演算処理部６２は、赤外線通信部６７が受信したモード切替信号に基づいて、動作モードを体動軌跡測定モードに切り替え、記憶部６５に蓄積された過去の体動軌跡の測定データを消去するとともに、検出データの取込周期を例えば２０ｍ秒に設定し、所定の測定期間（例えば１分間）が経過するまでの間、上記取込周期が経過する毎に、加速度センサ６１から取り込んだ加速度の検出データを記憶部６５に蓄積する。尚、他動運動機器１が体動軌跡検査モードで動作する運転時間は、活動量計６の測定時間よりも十分長い時間に設定されており、所定の動作パターンで座席部１２を動かしているときの使用者の体（本実施形態では例えば腰部）の動きを測定することができるのである。なお本実施形態では、センターサーバ１０１から活動量計６へモード切替信号を送信することで、活動量計６の動作モードを体動軌跡測定モードに切り替えて、他動運動時の体動を測定しているが、活動量計６を装着する使用者が入力操作部６４を操作することで、動作モードを体動軌跡測定モードに切り替えるようにしても良い。この場合、活動量計６の演算処理部６２は、入力操作部６４を用いて動作モードが体動軌跡測定モードに切り替えられると、記憶部６５に蓄積された過去の測定データを消去するとともに、取込周期を例えば２０ｍ秒に設定する。そして、演算処理部６２では、体動軌跡測定モードに切り替えられた後に加速度センサ６１から所定レベル以上の加速度検出値が入力されると、他動運動が開始されたと判断し、運動開始時より所定の測定期間（例えば１分間）が経過するまでの間、上記取込周期が経過する毎に加速度センサ６１から取り込んだ加速度の検出データを記憶部６５に蓄積しており、他動運動中の体動を測定することができる。

また、測定開始時より上記測定期間が経過すると、活動量計６の演算処理部６２は、検出データの蓄積処理を終了するとともに、記憶部６５に蓄積した測定期間分の検出データを赤外線通信部６７からセンターサーバ１０１へ送信させる。センターサーバ１０１では、活動量計６へモード切替信号を送信した後に、当該活動量計６から送信された測定期間分の加速度の検出データを受信すると、この検出データを２回積分して位置を算出し、算出した位置を繋ぎ合わせることで、活動量計６が取り付けられた体の部位の時間的な変化を示す体動軌跡を求めている。尚、本実施形態では活動量計６から送信された加速度の検出データをもとに、センターサーバ１０１側で体動軌跡を求めているが、加速度センサ６１の検出データをもとに体動軌跡を求める軌跡検出手段を活動量計６に設け、活動量計６で求めた体動軌跡の検出結果をセンターサーバ１０１へ送信するようにしても良い。

ここにおいて、活動量計６は３軸の加速度センサ６１を備えているので、センターサーバ１０１では、活動量計６の検出出力（すなわちＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の加速度検出値）をもとに、骨盤が前後方向に傾斜する動きを示す体動軌跡Ｃ１や、上方から見た時の腰部の動きを示す体動軌跡Ｃ２を求めることができ、これらの体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を画面２ｂ上に表示させる画面データを作成し、インターネット２０２を介して表示装置２に送信する。そして、表示装置２では、インターネット２０２およびセキュリティ機器３ａを介して受信した画面データに基づいて、画面２ｂ上に体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を表示させているので（図５（ａ）参照）、他動運動機器１を使用した使用者は自身の運動姿勢を視覚的に把握することができる。なお、乗馬型の他動運動機器１の場合、運動中の乗り方（体の動かし方や座る位置など）によって運動の効果が大きく左右されるため、他動運動機器１を使用する際の体動軌跡を表示装置２に表示させることによって、使用者に対し運動中の乗り方の良否を判断する材料を提示して、運動中の乗り方を直すきっかけを与えることができ、正しい乗り方での使用を使用者に促すことにより、他動運動による効果を向上させることが出来る。またセンターサーバ１０１では、活動量計６の検出データを元に、上方から見たときの腰部の体動軌跡を表示装置２に表示させているので、使用者は上方から見たときの腰部の体動軌跡を把握することができ、且つ、使用者の骨盤が前後方向に傾斜する軌跡を表示装置２に表示させているので、骨盤の前後方向への揺動動作を確認することができる。

ところで、センターサーバ１０１が、体動軌跡の測定結果を表示装置２に表示させる際に、図６に示すように骨盤が前後方向に傾斜する動きを示す理想的な体動軌跡Ｃ５や、腰部の動きを上方から見た時の理想的な体動軌跡Ｃ６を、実際の体動軌跡Ｃ３，Ｃ４と対比させるように表示しても良く、他動運動機器１の使用者は、自身の体動軌跡と理想的な体動軌跡とを比較することによって、自身の体動の悪い点を客観的に評価することができる。ここで、実際の体動軌跡Ｃ３，Ｃ４と対比させる理想的な体動軌跡Ｃ５，Ｃ６としては、他動運動機器１の座席部１２の動きをもとに、座席部１２に座った人の動きをシミュレーションして得た軌跡を用いても良いし、予め他動運動機器１の使用に習熟した複数の使用者の体動軌跡を測定し、その体動軌跡をもとに決定（例えば平均処理などを施して決定）した標準軌跡を用いても良い。

なお、本実施形態では「基本乗り」で他動運動を行った際の体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を測定する場合について説明しているが、「ウェスト乗り」や「ヒップ乗り」で体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を測定するようにしても良い。図５（ｂ）は、「ウェスト乗り」で他動運動を行った際の骨盤の前後方向の動きを示す体動軌跡Ｃ１、腰部の動きを示す体動軌跡Ｃ２であり、「基本乗り」に比べて骨盤の動き、腰部の動きとも前後の振幅が小さく、後傾した状態で運動を行っていることが判る。また図５（ｃ）は、「ヒップ乗り」で他動運動を行った際の骨盤の動きを示す体動軌跡Ｃ１、腰部の動きを示す体動軌跡Ｃ２であり、「基本乗り」に比べて骨盤の動き、腰部の動きとも前後の振幅が小さく、前傾した状態で運動を行っていることが判る。

また本実施形態では、活動量計６とワイヤレス中継器５との間で赤外線通信によりデータ送信を行うとともに、ワイヤレス中継器５とネットアダプタ４との間で電波通信を行い、ネットアダプタ４からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１へデータを送信しているが、赤外線通信ポートを備えた携帯電話ＨＰを用いて活動量計６から検出データを取り込むとともに、携帯電話ＨＰから携帯電話網およびインターネットを介してセンターサーバ１０１へ検出データを送信するようにしても良い。

また本実施形態では、宅内のＬＡＮ２０１にインターネット２０２を介して接続されるセンターサーバ１０１により、活動量計６からネットワークを介して受信した体動の検出結果をもとに体動の時間的な変化を示す体動軌跡を求め、当該体動軌跡をネットワークを介して表示装置２に表示させる表示制御装置を構成しているが、ＬＡＮ２０１を介して接続されたパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略す）ＰＣなどで表示制御装置を構成しても良い。この場合は、活動量計６から取得した検出データをもとに体動軌跡を求め、当該体動軌跡をディスプレイ上に表示させるための動作プログラムをネットワークを介してセンターサーバ１０１からダウンロードするか、又は、上記動作プログラムを格納したＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体をパソコンＰＣのドライブ装置に挿入して、当該動作プログラムをパソコンＰＣにインストールしてある。そして、パソコンＰＣが、上記動作プログラムを実行することによって活動量計６から検出データを取得し、取得した検出データから活動量計６を装着した体の部位の体動軌跡を求め、表示装置としてのパソコンＰＣのディスプレイ上に体動軌跡を表示させることができる。

また上述の表示制御装置として、赤外線通信機能を備えた携帯電話ＨＰを用いても良い。この場合、活動量計６から取得した検出データをもとに体動軌跡を求め、当該体動軌跡を携帯電話ＨＰのディスプレイ上に表示する動作プログラムをセンターサーバ１０１からネットワークを介してダウンロードし、当該動作プログラムを携帯電話ＨＰにインストールしてある。そして、携帯電話ＨＰが上記動作プログラムを実行し、活動量計６との間で赤外線通信を行うことによって、活動量計６から検出データを直接取得し、取得した検出データから活動量計６を装着した体の部位の体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を求め、表示装置たる携帯電話ＨＰのディスプレイ上に表示させることができる。

また本実施形態では、他動運動機器１として、使用者に乗馬を模した運動を行わせる乗馬型の運動機器を例に説明したが、他動運動機器１を乗馬型のものに限定する趣旨のものではなく、使用者の体の所定部位に負荷をかけて他動的な運動を行わせる運動機器（例えば座ったままの姿勢で歩行運動を実現できる機器など）であっても良い。

Claims

人体に装着される器体に、人体の体動を検出する体動検出部と、前記体動検出部から検出データを取り込むデータ取込部と、測定結果を記憶する記憶部と、測定モードを、運動強度を測定する運動強度測定モード、又は、体動の時間的な変化を示す体動軌跡を測定する体動軌跡測定モードの何れかに切り替える測定モード切替部と、前記運動強度測定モードにおいて前記データ取込部が取り込んだ検出データから運動強度を算出して算出結果を前記記憶部に記憶させる運動強度算出部と、前記体動軌跡測定モードにおいて所定の測定期間内に前記データ取込部が取り込んだ検出データを前記記憶部に蓄積する軌跡データ収集部と、前記測定モードの切替設定に応じて、前記体動軌跡測定モードでは前記運動強度測定モードに比べて前記データ取込部による検出データの取込周期を短い周期に設定する取込周期設定部とを納装した活動量計と、
使用者に対して他動的な運動を行わせる他動運動機器と、
使用者の体動の軌跡を表示するための表示装置と、
少なくとも前記活動量計と前記表示装置とにネットワークを介して接続された制御装置とを備え、
体動軌跡の測定時に、前記制御装置は、前記他動運動機器を予め設定された動作パターンで所定の運動時間動作させ、且つ、前記活動量計の動作モードを前記体動軌跡測定モードに切り替えて、所定の測定時間測定を行わせ、
前記体動軌跡測定モードにおいて前記記憶部に蓄積された検出データが前記活動量計から前記ネットワークを介して前記制御装置へ送信されると、前記制御装置は、受信した検出データをもとに使用者の体の部位の体動軌跡を示す画像を作成して、前記表示装置に表示させることを特徴とする運動システム。
前記他動運動機器は、使用者が跨いで着座する鞍状の座席部と、前記座席部を揺動させる駆動部とを具備して、乗馬運動を模した運動負荷を使用者に与える乗馬型の運動機器からなり、前記制御装置は、使用者の腰部に装着された前記活動量計の検出データをもとに、上方から見たときの腰部の体動軌跡を前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項１記載の運動システム。
前記制御装置が、使用者の骨盤が前後方向に傾斜する軌跡を前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項２記載の運動システム。
前記制御装置は、前記他動運動機器を使用する使用者の理想の体動軌跡である標準軌跡と、前記活動量計の検出データから求めた実際の体動軌跡とを前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項１記載の運動システム。
前記制御装置は、前記運動強度測定モードにおいて前記活動量計により算出された運動強度の算出結果を前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の運動システム。
前記制御装置が前記他動運動機器に前記ネットワークを介して接続され、前記制御装置は、前記表示装置に表示される動画の運動内容に前記他動運動機器の動きが追従するように、前記ネットワークを介して前記他動運動機器の動作を制御することを特徴とする請求項１記載の運動システム。
前記制御装置は、前記表示装置に動画ファイルを配信するとともに、前記動画ファイルの運動内容に合わせて前記他動運動機器を動作させるための動作プログラムを前記他動運動機器に送信しており、前記他動運動機器に、前記サーバから送信される動作プログラムを記憶するプログラム記憶手段と、前記プログラム記憶手段に記憶された動作プログラムを実行することで使用者に他動運動を行わせる運動印加手段とが設けられたことを特徴とする請求項６記載の運動システム。