JP5092483B2

JP5092483B2 - インターバル運動支援装置

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Publication number: JP5092483B2
Application number: JP2007075891A
Authority: JP
Inventors: 一郎青島; 司小須田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-03-23
Also published as: JP2008229200A

Description

本発明は、インターバル運動支援装置、インターバル運動支援装置の制御方法および制御プログラムに係り、特に、高強度運動時の目標脈拍数と、低強度運動時の目標脈拍数とをユーザの運動能力に応じて適正に設定することのできるインターバル運動支援装置、インターバル運動支援装置の制御方法および制御プログラムに関する。

従来から、陸上選手等によりインターバルトレーニングが一般的に行われている。インターバルトレーニングは、強い強度の運動（高強度運動）と弱い強度の運動（低強度運動）とを順に連続して行うことを１セットし、この高強度運動と低強度運動とを３〜５セット繰り返し行うトレーニング方法である。インターバルトレーニングを行うことにより、持久力の向上や、スピード感覚の養成を図ることができるとされている。
また、近年、所定の時間間隔（例えば、３０秒間隔）で、高強度運動と低強度運動とを交互に繰り返し行うことにより、所定の強度の運動を継続して行う場合に比べて、体に蓄積された脂肪を燃焼させる効果が高くなるということが言われている。

ここで、脈拍数は運動強度の目安となるものであり、トレーニングを効果的に行うためには脈拍計等を用いて、運動強度に応じた目標脈拍数となるように自己の脈拍数をコントロールしながら運動負荷を調整することが好ましい。近年、脈拍計の中には、複数の目標脈拍数を設定することができ、かつ、目標脈拍数範囲からユーザの脈拍数が外れた場合に、その旨をユーザに報知するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような脈拍計を用いれば、インターバルトレーニングの様に、異なる運動強度の運動を組み合わせて行う場合にも、それぞれの運動強度において自己の脈拍数と目標脈拍数とを比較しながら、トレーニングを行うことができる。
特開平９−１３１３２５号公報

ところで、単にダイエットを目的としてトレーニングを行う場合でも、皮下脂肪の燃焼を目的とするのか、内臓脂肪の燃焼を目的とするかによって、設定すべき目標脈拍数は異なる。このため、トレーニングを行う際の目標脈拍数をトレーニングの目的に応じて適正な値に設定することは極めて重要である。特に、インターバルトレーニングは、陸上選手等が持久力の向上やスピード感覚の養成を図るなど、明確な目的の下に行われる高度なトレーニング方法であるため、目的とするトレーニング効果を得るためには、高強度運動時の目標脈拍数と、低強度運動時における目標脈拍数との二つの目標脈拍数をユーザの運動能力に応じて適正な値に設定する必要がある。

しかしながら、上記従来の装置にあっては、目標脈拍数はユーザが手動で設定しなければならなかった。このため、トレーニングの目的に合わせてユーザの運動能力に応じた適切な目標脈拍数を設定するには、ユーザが脈拍数と運動強度等に関する知識を有している必要があった。
本発明の課題は、高強度運動時および低強度運動時の各目標脈拍数をユーザの運動能力に対して適正な値に設定することができ、インターバルトレーニングの運動効果を高めることのできるインターバル運動支援装置、インターバル運動支援装置の制御方法および制御プログラムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のインターバル運動支援装置は、高強度運動と、低強度運動とを交互に行うインターバル運動を支援するためのインターバル運動支援装置において、前記ユーザの運動能力を導き出す指標となるユーザ情報が入力されるユーザ情報入力部と、前記高強度運動時の目標脈拍数である第一目標脈拍数と、前記低強度運動時の目標脈拍数である第二目標脈拍数とを、前記ユーザ情報に基づいて、前記ユーザの運動能力に応じた値となるように設定する目標脈拍数設定部と、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、目標脈拍数設定部は、前記高強度運動時の目標脈拍数である第一目標脈拍数と、前記低強度運動時の目標脈拍数である第二目標脈拍数とを、ユーザ情報に基づいて、前記ユーザの運動能力に応じた値となるように設定する。このため、ユーザはユーザの運動能力を導き出す指標となるユーザ情報をユーザ情報入力部を介して入力するだけで、第一目標脈拍数と第二目標脈拍数とが設定されるので、ユーザが脈拍数と運動強度の関係等の知識を有しているか否かによらず、ユーザの運動能力に応じた適正な値に設定することができ、インターバルトレーニングの運動効果を高めることができ、インターバルトレーニングを効果的に支援することができる。

上記構成において、前記ユーザ情報入力部には、前記ユーザ情報の一つとして前記ユーザの年齢に関する情報が入力されることが好ましい。
上記構成によれば、高強度運動時の第一目標脈拍数と、低強度運動時の第二目標脈拍数とをユーザの年齢に応じた適正な値に設定することができる。
但し、ユーザの年齢はユーザの運動能力を導き出す一般的な指標となる。また、ユーザの年齢に基づいて、安静時の脈拍数や最大脈拍数を求めるための関係式や、年齢に応じた運動強度の目安が一般に知られている。

また、上記構成において、前記ユーザの脈拍数を検出する脈拍検出部を備え、当該ユーザ情報入力部には、前記脈拍検出部により検出された前記ユーザの脈拍数が前記ユーザ情報の一つとして入力されることが好ましい。
上記構成によれば、脈拍検出部により検出されたユーザの脈拍数をユーザ情報の一つとして自動的に入力することができるので、ユーザの年齢に関する情報に代えて、あるいはユーザの年齢に関する情報とともに、ユーザの脈拍数をユーザの運動能力に関する指標として用いることができる。このため、目標脈拍数を算出する際に、例えば、安静時の脈拍数を用いる場合、ユーザの安静時の脈拍数を実際に脈拍検出部により検出した脈拍数を用いることができ、よりユーザの運動能力に対して適正な第一目標脈拍数および第二目標脈拍数をユーザの手を煩わすことなく自動的に設定することができる。

また、上記構成において、前記第一目標脈拍数と前記第二目標脈拍数とを交互に報知する報知部を備えたことが好ましい。
この構成によれば、第一目標脈拍数と第二目標脈拍数とを交互に報知して、ユーザのインターバルトレーニングを効率的行わせることができる。

また、上記構成において、前記第一目標脈拍数と前記第二目標脈拍数とを交互に報知する報知部を備え、前記目標脈拍数設定部は、前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数のうち、前記報知部により報知される目標脈拍数が一の目標脈拍数から他の目標脈拍数に切り換えられた際に、前記脈拍検出部により検出される前記ユーザの脈拍数の変動に基づいて、前記目標脈拍数が前記ユーザの運動能力に対して過負荷、適正負荷、軽負荷のいずれであるかを判別し、過負荷であると判別された場合には前記目標脈拍数を減少させた値を新たな目標脈拍数として設定し、適正負荷であると判別された場合には前記目標脈拍数を維持し、軽負荷であると判別された場合には前記目標脈拍数を増加させた値を新たな目標脈拍数として設定することが好ましい。
この構成によれば、報知部により報知される目標脈拍数が一の目標脈拍数（例えば、第一目標脈拍数）から他の目標脈拍数（例えば、第二目標脈拍数）に切り換えられた際に、脈拍検出部により検出されるユーザの脈拍数の変動に基づいて、目標脈拍数（主として他の目標脈拍数）がユーザの運動能力に対して過負荷、適正負荷、軽負荷のいずれであるかを判別し、過負荷であると判別された場合には前記目標脈拍数を減少させた値を新たな目標脈拍数として設定し、適正負荷であると判別された場合には前記目標脈拍数を維持し、軽負荷であると判別された場合には前記目標脈拍数を増加させた値を新たな目標脈拍数として設定するので、ユーザの実際の運動能力に対してより適正な目標脈拍数を設定することができる。

また、上記構成において、前記脈拍検出部により検出される前記ユーザの脈拍数が前記他の目標脈拍数に移行するまでの移行時間を計時する計時部を備え、前記目標脈拍数設定部は、前記移行時間に基づいて、前記目標脈拍数が前記ユーザの運動能力に対して過負荷、適正負荷、軽負荷のいずれであるかを判別することが好ましい。
上記構成によれば、ユーザの運動能力に対して目標脈拍数が適正負荷であれば、移行時間は所定の範囲内であり、移行時間が極端に長い場合には、目標脈拍数が過負荷であることが考えられ、極端に短い場合は目標脈拍数が軽負荷であることが考えられる。このため、ユーザの運動能力に対して、移行時間に基づいて判別することにより、目標脈拍数がユーザの運動能力に対して過負荷、適正負荷、軽負荷のいずれであるかを判別することができる。

また、上記構成に代えて、前記脈拍検出部により検出される前記ユーザの脈拍数が前記他の目標脈拍数に移行するまでの移行時間を計時する計時部を備え、前記目標脈拍数設定部は、前記移行時間と、前記第一目標脈拍数と前記第二目標脈拍数との差分とにより求められる単位時間当たりの脈拍変動値を求め、当該脈拍変動値に基づいて前記目標脈拍数が前記ユーザの運動能力に対して過負荷、適正負荷、軽負荷のいずれであるかを判別するようにしてもよい。
上記構成によれば、ユーザの運動能力に対して目標脈拍数が適正な値であれば、脈拍変動値は所定の範囲内であり、脈拍変動値が極端に小さい場合には、目標脈拍数が過負荷であることが考えられ、極端に大きい場合は目標脈拍数が軽負荷であることが考えられる。このため、ユーザの運動能力に対して、脈拍変動値に基づいて判別することにより、目標脈拍数がユーザの運動能力に対して適正な運動負荷であるか否かを判別することができる。また判別を行うために変動値を用いれば、第一目標脈拍数と第二目標脈拍数との間隔が違う設定となった場合にも同じ脈拍変動値を使用して判別することができる。

また、上記構成において、前記目標脈拍数設定部は、インターバル運動開始時には、前記ユーザの運動能力を導き出す指標に対応する前記高強度運動に適した運動強度範囲の下限強度および前記低強度運動に適した運動強度範囲の下限強度に基づいて求めた前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数を初期設定値とすることが好ましい。
この構成によれば、インターバル運動開始時には高強度運動時および低強度運動時のいずれにおいても、それぞれの運動強度範囲の下限強度に基づいて設定された低めの目標脈拍数に基づいてトレーニングを開始することができる。

また、上記構成において、当該インターバル運動支援装置の前回使用日時と、前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数の最終設定値を記憶する履歴記憶部を備え、前記目標脈拍数設定部は、前記最終使用日時から所定の時間が経過するまでの間は前記初期設定値に代えて前記履歴記憶部に記憶された最終設定値をインターバル運動開始時の前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数として設定し、前記最終使用日時から所定の時間が経過した場合は前記初期設定値を前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数とすることが好ましい。
この構成によれば、ユーザが上記所定の時間が空かないように、当該インターバル運動支援装置を用いてインターバルトレーニングを継続的に行っている場合は、前回使用時の最終設定値を用いてインターバルトレーニングを開始することができる。
一方、所定の時間が経過し、ユーザの運動能力の低下が推定される場合は、初期設定値を用いて、低めの運動強度からインターバルトレーニングを開始することができる。

また、上記構成において、当該インターバル運動支援装置の前回使用ユーザの前記ユーザ情報と、前回使用時の前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数の最終設定値とを記憶する履歴記憶部を備え、前記目標脈拍数設定部は、前回使用ユーザの前記ユーザ情報と、前記ユーザ情報入力部を介して入力された今回使用ユーザの前記ユーザ情報とが一致する場合、前記初期設定値に代えて前記履歴記憶部に記憶された最終設定値時を前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数として設定し、一致しない場合は新たなユーザ情報に基づいて前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数を設定することが好ましい。
この構成によれば、ユーザ情報が一致する場合には、ユーザの運動能力は同程度であることが推定されるため、前回使用時の最終設定値を用いて、インターバルトレーニングを開始することができる。
また、ユーザ情報が異なる場合、異なるユーザが使用する場合、あるいはユーザの運動能力を導き出す指標が変化したことが考えられるため、新たなユーザ情報に基づいて新たなユーザの運動能力に対して適正な第一目標脈拍数や第二目標脈拍数を設定することができる。

また、上記構成において、前記第一目標脈拍数を報知する第一報知時間と、前記第二目標脈拍数を報知する第二報知時間とは、インターバル運動の目的に応じて選択入力されることが好ましい。
この構成によれば、ユーザのインターバル運動（インターバルトレーニング）の目的に応じて、第一報知時間と第二報知時間とを適宜変更することができる。例えば、持久力の向上を目的とする場合は、第一報知時間に対して第二報知時間を長く（例えば、２倍等）にすることが好ましく、瞬発力の向上を目的とする場合は、第一報知時間が第二報知時間よりも長い（例えば、２倍等）ことが好ましい。
また、この場合、予めインターバルトレーニングの各目的毎に好ましい第一報知時間および第二報知時間を対応付けたインターバル情報等を用意しておき、ユーザに対してインターバルトレーニングの目的を選択入力させることにより、選択された目的に適した第一報知時間および第二報知時間を設定するようにしてもよい。

また、本発明のインターバル運動支援装置の制御方法は、ユーザの運動能力を導き出す指標となるユーザ情報が入力されるユーザ情報入力部を備え、高強度運動と、低強度運動とを交互に行うインターバル運動を支援するためのインターバル運動支援装置を制御するためのインターバル運動支援装置の制御方法であって、前記ユーザ情報入力部を介して前記ユーザ情報が入力されるユーザ情報入力過程と、前記高強度運動時の目標脈拍数である第一目標脈拍数と、前記低強度運動時の目標脈拍数である第二目標脈拍数とを、前記ユーザ情報に基づいて、前記ユーザの運動能力に応じた値となるように設定する目標脈拍数設定過程と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の制御プログラムは、ユーザの運動能力を導き出す指標となるユーザ情報が入力されるユーザ情報入力部を備え、高強度運動と、低強度運動とを交互に行うインターバル運動を支援するためのインターバル運動支援装置をコンピュータを用いて制御するための制御プログラムであって、前記ユーザ情報入力部により、前記ユーザ情報の入力を受け付けさせ、前記高強度運動時の目標脈拍数である第一目標脈拍数と、前記低強度運動時の目標脈拍数である第二目標脈拍数とを、前記ユーザ情報に基づいて、前記ユーザの運動能力に応じた値となるように設定させること、を特徴とする。
この場合において、制御プログラムをコンピュータ読取可能な記録媒体に記録するようにしても良い。

本発明によれば、ユーザが脈拍数と運動強度との関係等についての知識を有しているか否かによらず、高強度運動時の目標脈拍数と、低強度運動時の目標脈拍数とをユーザの運動能力に応じた適正な値に設定することができ、インターバルトレーニングを効果的に支援することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るインターバル運動支援装置１の使用状態における外観説明図である。本実施の形態のインターバル運動支援装置１は、インターバルトレーニング（インターバル運動）を支援するための装置で、高強度運動時の目標脈拍数（以下、第一目標脈拍数という）と、高強度運動時の目標脈拍数（以下、第二目標脈拍数という）とを、ユーザの運動能力に対して適正な値に自動的に設定することができるようにしたものである。ここで、インターバルトレーニングとは、高強度運動（強い強度の運動）と低強度運動（弱い強度の運動）とを順に連続して行うことを１セットとし、これを所定のセット回数（例えば、３〜５セット）繰り返し行うトレーニング方法である。本実施の形態では、高強度運動時の目標脈拍数（第一目標脈拍数）として、無酸素運動に適した運動強度の目標脈拍数を設定し、低強度運動時の目標脈拍数（第二目標脈拍数）として、有酸素運動に適した運動強度の目標脈拍数を設定するようにしている。

図１に示すように、本実施の形態のインターバル運動支援装置１は、装置本体２がリストバンド３に取り付けられた腕時計型に形成されている。ユーザは、このリストバンド３を手首に巻回することでインターバル運動支援装置１を手首に装着することができる。但し、装置本体２はリストバンド３に対して脱着自在に取り付けられていてもよいし、装置本体２とリストバンド３とが一体的に構成されていてもよい。

インターバル運動支援装置１は、ユーザの指（図示例では小指）に装着されて、ユーザの脈拍数を検出するための生体情報を取得する生体センサユニット４（脈拍検出部）を備えている。生体センサユニット４は、装置本体２とケーブル５を介して、これらの間で各種信号の送受信が可能に構成されている。後述するように、装置本体２では、この生体センサユニット４から入力される生体情報に基づいて、ユーザの安静時の脈拍数や、インターバルトレーニング実行時の脈拍数などを検出することができるように構成されている。

図１に示すように、インターバル運動支援装置１の装置本体２の外周面２０には、ユーザが各種操作を行うために用いるスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が外周面２０から装置本体２の外側に突出するようにそれぞれ設けられている。ユーザはこれらのスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４をそれぞれ装置本体２側に押下操作することにより、各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に対応付けられた操作指示を入力することができるように構成されている。本実施の形態では、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、押圧式の機機接点式を用いて構成しているが、静電式や、メンブレン電極を用いたタッチ式スイッチを用いて構成してもよい。

なお、以下において、説明の便宜上、図１に示すように、リストバンド３の長手方向（長さ方向）を時計の１２時−６時方向とし、リストバンド３の短手方向（幅方向）を時計の３時−９時方向となるように、装置本体２がリストバンド３に取り付けられているものとする。また、当該インターバル運動支援装置１をリストバンド３をユーザの左手首に巻回してユーザが装着した際に、図中矢印で示すように、リストバンド３の長尺方向であってユーザの小指側を上記時計の１２時方向とし、親指側を上記６時方向とし、リストバンド３の幅方向であって、ユーザの指先側を上記時計の３時方向とし、ユーザの肩側を上記時計の９時方向とする。

図２は、インターバル運動支援装置１の装置本体２の外観正面図である。
装置本体２のリストバンド３側を背面側とし、その反対側を正面側とした場合、図２に示すように、装置本体２には、正面視において周縁部２１を除いて略全面に各種情報が表示される表示部２２が設けられている。この表示部２２の周縁（上記周縁部２１）には、それぞれ上記スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の配置位置近傍に、これら各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のスイッチ機能説明を表示するためのスイッチ機能説明表示領域２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄが設けられている。

表示部２２は、正面視において、上記時計の１２時−６時方向において１２時方向側と６時方向側とに分割された二つの表示領域を有している。１２時方向側の表示領域はドットマトリクス表示領域２２Ａであり、このドットマトリクス表示領域２２Ａには脈波の波形やピッチの波形、動作モードのアナウンス等がグラフィック表示される。６時方向側（下側）の表示領域はセグメント表示領域２２Ｂであり、このセグメント表示領域２２Ｂには、時刻、目標脈拍数（第一目標脈拍数および第二目標脈拍数）、脈拍数、ピッチ等の情報がセグメント表示される。また、セグメント表示領域２２Ｂには、運動状態についてユーザに対し告知を行うためのアイコンを表示するアイコン表示領域２２Ｃが、正面視において一側方（図示例では９時方向側）に設けられている。

スイッチ機能説明表示領域２３Ａは、スイッチＳ１の機能を簡潔に説明するための文字情報が表示される領域であり、例えば、「セットアップ」の文字が記されている。同様に、スイッチ機能説明表示領域２３Ｂには、例えば、「ＵＰ／ライト」の文字が記されており、スイッチ機能説明表示領域２３Ｃには、例えば、「ＤＯＷＮ／結果表示」の文字が記されており、スイッチ機能説明表示領域２３Ｄには、例えば、「開始／停止」の文字が記されている。
また、装置本体２の内部には、歩行時あるいは走行時のユーザのピッチを求めるための体動センサ２４と、ケーブル５が接続された図示しない制御基板が内蔵されている。

図２に示すように、正面視において装置本体２の他側方（図示例では３時方向）の側端面２０Ａの６時方向側には、スイッチＳ１が設けられている。ユーザはこのスイッチＳ１を介してセットアップの開始指示や動作モードの変更指示等を入力することができる。なお、この同一の側端面２０Ａの１２時方向側には、ケーブル５貫通孔２５が形成されており、このケーブル５貫通孔２５からケーブル５の一端が延出している。

また、正面視において装置本体２の一側方の側端面２０Ｂの１２時方向側には、時刻や上限脈拍数、ユーザの年齢、後述する運動強度の増減等の各種数値設定時にカウントアップキーとして機能し、数値設定以外のときは、表示部２２をライトアップするためのスイッチとして機能するスイッチＳ２が設けられ、同一の側端面２０Ｂの６時方向側には、各種数値設定時にカウントダウンキーとして機能し、数値設定以外のときは、脈拍数等の測定結果を表示部２２に表示するためのスイッチＳ３が設けられている。
上記構成において、ユーザは、例えば、時刻を設定する際は、スイッチＳ１を９時方向に押圧することによって、動作モードを時刻セットアップモードにした後、スイッチＳ２，Ｓ３を選択的に３時方向に押圧することにより時刻を設定することができる。

また、この側端面２０Ｂに設けられた上記スイッチＳ２とスイッチＳ３との間には、充電用端子２６及び通信用端子２７が設けられており、装置本体２が、図示しない専用のクレードルに装着されたときに、これらの端子を介して装置本体２とクレードルに設けられた端子とが電気的に接続される構成となっている。そして、専用クレードルに装着された際には、装置本体２は、充電用端子２６を介して電力の供給を受け、装置本体２に内蔵されている充電池（図示略）の充電を行う。また、専用クレードルにパーソナルコンピュータ等の外部機器が直接あるいはネットワークを介して接続されている場合、装置本体２は、通信用端子２７を介して、外部機器と通信を行うことができるようになっている。
本実施形態においては、装置本体２の９時方向側の側端面２０Ｂに充電用端子２６及び通信用端子２７を設けているため、専用クレードルと装置本体２を接続する際、リストバンド３や装置本体２の３時方向側の側端面２０Ａに設けられたケーブル５が邪魔になることなく接続することができる。

さらに、装置本体２の６時方向側の側端面２０Ｃの略中央には、脈拍やピッチ等の生体情報の計測を開始／停止するためのスイッチＳ４が配置されている。ユーザは、このスイッチＳ４を押圧すれば、脈拍の計測やピッチの計測等のインターバル運動支援装置１の基本的な機能を実行することができる。また、スイッチＳ４は、装置本体２に設けられたスイッチの中で、最も重要かつ頻繁に押圧されるスイッチであるため、他のスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３よりも大きく形成されており、さらに、他のスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３とは異なる色で形成されている。これにより、スイッチＳ４を他のスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３よりも目立つ構成となっており、ユーザに対して、スイッチＳ４が重要なスイッチであることを感覚的に理解させやすくするという効果を奏する。さらに、スイッチＳ４は、例えば、ユーザがこのインターバル運動支援装置１を左手首に装着した場合、左腕を体に近づけるようにして曲げた場合、右手の親指で押下操作しやすい箇所に設けられており、ユーザの操作性を向上することができる。

次に、生体センサユニット４の構成を説明する。図３は、生体センサユニット４の構成を模式的に示す一部断面図である。生体センサユニット４は、図３示すように、ユーザの脈拍数を検出すべく、脈波を検出するための脈波検出機構４０と、断面視においてこの脈波検出機構４０の両側に配置されたアース電極４１と、脈波検出機構４０をユーザの指に固定するためのセンサ固定用バンド４２とを有しており、センサ固定用バンド４２がユーザの指の第二関節よりも指の付け根側で指に巻き回されている。なお、センサ固定用バンド４２は、脈波検出機構４０に覆い被さった状態で巻き回されており、脈波検出機構４０に侵入する外光を遮断している。

脈波検出機構４０は、ケーブル５が接続された回路基板４３と、この回路基板４３上に実装された、発光波長領域が３００ｎｍ〜７００ｎｍまでの範囲にあるＬＥＤ４４と、回路基板４３上に実装された、受光波長領域が７００ｎｍ以下のフォトトランジスタ４５と、ＬＥＤ４４とフォトトランジスタ４５の上面を塞ぐガラス板４６とを有している。
ここで、図３に示すように、ガラス板４６が指に接するようにして、脈波検出機構４０がセンサ固定用バンド４２によりユーザの指に固定されて使用される。

脈波検出機構４０は、ＬＥＤ４４から指の血管に向けて光を照射し、血管から反射してきた光をフォトトランジスタ４５にて受光することにより脈波を検出する構成となっている。この脈波の検出にあたって、本実施形態では、発光波長領域が３００ｎｍ〜７００ｎｍまでの範囲にあるＬＥＤ４４と、回路基板４３に実装された、受光波長領域が７００ｎｍ以下のフォトトランジスタ４５とを用いている。これにより、外光に含まれる光のうち、波長領域が７００ｎｍ以下の光は、指を導光体としてフォトトランジスタ４５にまで到達しない一方、３００ｎｍ以下の光は、皮膚表面でそのほとんどが吸収されるため、外光の直射の影響を受けることなく脈波の検出を行うことができるようになっている。

また、脈波は、アース電位を基準電位として検出されるが、本実施形態では、アース電極４１を脈波検出機構４０の両側に設けることにより、脈波検出部位の一定位置において生体アース電位を設定し、アース電極４１の電位の安定化を図っている。また、センサ固定用バンド４２は、導電性部材により形成されており、アース電極４１と接続されている。このため、センサ固定用バンド４２は、脈波検出機構４０へのノイズの侵入を防止するシールド部材として兼用されている。

上述したように、生体センサユニット４は、ユーザの指の第二関節よりも付け根側に装着されるが、本実施形態に係る生体センサユニット４は、指の中でも、特に、ユーザの小指又は薬指の第二関節よりも付け根側に装着される。これにより、次のような効果が得られる。
すなわち、図１及び図２に示すように、ケーブル５は、装置本体２において、薬指及び小指に最も近い側端面２０Ａから延出しているため、生体センサユニット４を薬指又は小指の根元に装着した場合、ケーブル５の長さが短くて済み、かつ、ケーブル５のたるみや、ゆるみ等を防止できる。さらに、インターバル運動支援装置１を左手首に装着させた状態で、ユーザが右手の指で装置本体２の各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を押圧する際、ユーザの右手の指がケーブル５と交差するのが防止されており、各スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を押圧することが可能となる。このため、操作中に誤ってケーブル５を引っ張ってしまい、ノイズが発生したり、ケーブル５を切断してしまったりすることがない。

また、日常生活において、薬指及び小指は、他の指と比較して指を動かす機会が少ない。したがって、生体センサユニット４を薬指及び小指に装着することにより、ケーブル５の屈曲回数を減少させることができる。ケーブル５の屈曲回数が多い場合、屈曲によるケーブル５の損傷に備えて、ケーブル５を太く設計する必要があるが、本実施形態に係るケーブル５は、上述の理由により屈曲回数が少ないため、ケーブル５を細く設計することができ、収納性、装着感を向上することができる。加えて、ユーザが親指先端と中指を無意識に接触させる動作（たとえば、指笛を発生させる動作）等のユーザが意識せずに行う指の動作によって、ケーブル５が損傷するのを防止できる。
さらに、生体センサユニット４を装着した指の動きは、体動によるノイズの発生原因となるが、薬指又は小指は、他の指と比較して指の動きが少ないため、生体センサユニット４を薬指又は小指に装着することにより、体動によるノイズの発生を抑えることができる。

図４は、インターバル運動支援装置１の機能的構成を示すブロック図である。インターバル運動支援装置１は、生体センサユニット４から入力される脈波信号に基づいて脈拍数などを求める脈波データ処理部５１と、体動センサ２４から入力される体動信号に基づいてピッチを求めるピッチデータ処理部５２と、動作クロック信号を生成するクロック生成部５３と、各種操作指示信号が入力される入力部（ユーザ情報入力部）５４と、ユーザに対して第一目標脈拍数や第二目標脈拍数等を報知する報知部５５と、外部機器と通信を行う通信部５６と、これらを制御する制御部（目標脈拍数設定部、計時部）５７とを備えている。

脈波データ処理部５１は、脈波信号増幅回路５１ａと、脈波波形整形回路５１ｂとを備え、Ａ／Ｄ変換回路５１ｃをピッチデータ処理部５２とともに共有している。
脈波信号増幅回路５１ａは、生体センサユニット４から出力される脈波信号を増幅した脈波増幅信号をＡ／Ｄ変換回路５１ｃおよび脈波波形整形回路５１ｂに出力するものである。脈波波形整形回路５１ｂは、脈波増幅信号の波形整形を行って制御部５７に出力するものである。
Ａ／Ｄ変換回路５１ｃは、脈波増幅信号のＡ／Ｄ変換を行って脈波データとして制御部５７に出力するものである。

ピッチデータ処理部５２は、体動信号増幅回路５２ａと、体動波形整形回路５２ｂを備え、上述したように、Ａ／Ｄ変換回路５１ｃを脈波データ処理部５１と共用している。
体動信号増幅回路５２ａは、体動センサ２４から入力される体動信号を増幅した体動増幅信号をＡ／Ｄ変換回路５１ｃおよび体動波形整形回路５２ｂに出力するものである。体動波形整形回路５２ｂは、体動増幅信号の波形整形を行って制御部５７に出力するものである。Ａ／Ｄ変換回路５１ｃは体動増幅信号のＡ／Ｄ変換を行って体動データとして制御部５７に出力するものである。

クロック生成部５３は、所定周波数（例えば３２．７６８ｋＨｚ）のクロック信号を出力する発振回路５３ａと、発振回路５３ａからのクロック信号を分周して１Ｈｚのクロック信号をＣＰＵ５７ａに出力する分周回路５３ｂとを備えており、ＣＰＵ５７ａは、１Ｈｚのクロック信号に基づき、上述したように計時処理を行う。制御部５７は、ユーザの脈拍数が目標脈拍数に移行するまでの移行時間を計時する計時処理を行い、この移行時間に基づいてユーザにとって目標脈拍数が過負荷、適正負荷、軽負荷のいずれであるかを判別し、過負荷であると判別された場合には目標脈拍数を所定の脈拍数または所定の割合だけ移行時間に応じて減らした値を新たな目標脈拍数とし、適正負荷であると判別された場合には目標脈拍数を維持し、軽負荷であると判別された場合には目標脈拍数を所定の脈拍数または所定の割合だけ増加させた値を新たな目標脈拍数として設定する構成となっている。

入力部５４は、上述したスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に対応するものであり、ユーザの各スイッチ操作に応じた信号が入力部５４を介してＣＰＵ５７ａに入力される。また、上述したスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を用いて操作することにより、ユーザの運動能力を導き出す指標としてのユーザ情報の一部が入力されるように構成されている。

報知部５５は、ユーザに対してインターバルトレーニングを支援するための各種情報を報知するもので、表示部２２と警告部５５ａとを備えている。
表示部２２は、上述したようにドットマトリクス表示領域２２Ａとセグメント表示領域２２Ｂとを有し、制御部５７の制御の下、第一目標脈拍数と第二目標脈拍数とを順に交互にそれぞれ所定の第一報知時間、第二報知時間の間報知したり、インターバルトレーニング時のユーザの脈拍数の変動や、ピッチ等の各種情報を表示したりするものである。

ここで、第一報知時間はインターバルトレーニング実行時に各セットにおいて第一目標脈拍数を継続して表示するために設定される時間（第一目標脈拍数の滞在時間）であり、第二報知時間は各セットにおいて第二目標脈拍数を継続して表示するために設定される時間（第二目標脈拍数の滞在時間）である。

この第一報知時間および第二報知時間の標準的な時間が予めデフォルト値として設定されており、ユーザがスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を介して操作を行うことにより、ユーザはこれらの報知時間を適宜増減させた時間を設定することができるほか、任意の報知時間を設定することができる。
また、上記の標準的な時間の他に、インターバルトレーニングの目的毎にインターバルトレーニングの目的に適した第一報知時間および第二報知時間が対応付けられたインターバル情報が後述するＲＯＭ５７ｃに格納されている。インターバル情報において、持久力の向上、瞬発力の向上、ダイエット等のインターバルトレーニングの目的を表す項目に対して、それぞれ適切な第一報知時間および第二報知時間が対応付けられており、ユーザがスイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を介して、ユーザの所望するインターバルトレーニングの目的を選択することにより、目的に応じた適切な第一報知時間および第二報知時間が設定されるようにしてもよい。例えば、持久力の向上を目的とする場合、第一目標脈拍数を報知する第一報知時間に対して第二目標脈拍数を報知する第二報知時間を長く（例えば、２倍等）設定し、瞬発力の向上を目的とする場合、第一報知時間を第二報知時間に対して長く（例えば、２倍等）設定される。

警告部５５ａは、制御部５７の制御下で、各種警告音などを出力するもので、ユーザが高強度運動実施時に、ユーザの脈拍数が第一目標脈拍数を中心脈拍数とする第一目標脈拍数範囲から外れた場合には、この警告部５５ａにより警告音が出力される。同様に、ユーザが低強度運動実施時に、ユーザの脈拍数が第二目標脈拍数を中心脈拍数とする第二目標脈拍範囲から外れた場合についても、この警告部５５ａにより、警告音が出力される。これにより、ユーザは高強度運動実行時は第一目標脈拍数を保つように運動を行うことができ、低強度運動実行時は第二目標脈拍数を保つように運動を行うことができる。

通信部５６は、制御部５７の制御の下、通信用端子２７を介して接続された外部機器と、データの送受信を行う。

制御部５７は、ＣＰＵ５７ａと、ＲＡＭ５７ｂと、ＲＯＭ５７ｃとを備えている。
ＣＰＵ５７ａは、インターバル運動支援装置１の各部の動作を制御する他、生体センサユニット４からの信号に基づく脈拍数演算処理や、体動センサ２４からの信号に基づくピッチ演算処理等の各種演算処理に加えて、目標脈拍数算出処理や移行時間や報知時間を計時するための計時処理、目標脈拍数報知処理等を実行する。
ＲＯＭ（履歴記憶部）５７ｃは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能なメモリであり、ＣＰＵ５７ａによって実行される制御プログラムや、検出した脈拍数に係る脈拍数データ、上述したインターバル情報の他、第一目標脈拍数や第二目標脈拍数を算出する際に用いる目標脈拍数算出式情報、運動強度対応付け情報、最大脈拍数算出式情報、安静時脈拍数情報や当該インターバル運動支援装置１の使用履歴やユーザ履歴を示す情報である履歴情報、後述する体動監視フラグ等の各種データを不揮発的に記憶する。
ＲＡＭ５７ｂは、ＣＰＵ５７ａのワークエリアとして用いられ、ＣＰＵ５７ａによる演算結果や各種データを一時的に記憶するものである。

以下、ＲＯＭ５７ｃに格納される目標脈拍数算出式情報、運動強度対応付け情報、最大脈拍数算出式情報、安静時脈拍数情報、履歴情報について順に説明する。
目標脈拍数算出式情報は、ユーザの運動能力を導き出す指標（ユーザ情報）に基づいて目標脈拍数を算出するための目標脈拍数算出式に関する情報である。本実施の形態では、第一目標脈波数および第二目標脈拍数は下記に示す目標脈拍数算出式（１）に基づいてそれぞれ算出される。本実施の形態では、ユーザの運動能力を導き出す指標の一つとして、ユーザの年齢を用いる構成としており、後述するように、ユーザの運動能力を導き出す指標として、ユーザの脈拍数（安静時脈拍数）を併せて用いる構成としてもよい。また、ユーザ情報の一つとして性別を用いる構成としてもよい。但し、ユーザの年齢を示す情報は、上記スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４等を用いて入力することができ、ユーザの脈拍数は、生体センサユニット４により検出された脈波信号に基づいて検出（算出）される。

（目標脈拍数算出式）
ＨＲ_target＝ＨＲ_rest＋（ＨＲ_max−ＨＲ_rest）×運動強度…（１）
ここで、ＨＲ_targetは目標脈拍数であり、ＨＲ_restはユーザの安静時脈拍数であり、ＨＲ_maxはユーザの最大脈拍数である。
上記目標脈拍数算出式（１）において、運動強度として、高強度運動に適した運動強度を適用すれば、第一目標脈拍数が求められ、低強度運動に適した運動強度を適用すれば第二目標脈拍数が求められる。

最大脈拍数算出式情報は、下記に示すユーザの年齢（ＡＧＥ）の関数として定義した最大脈拍数算出式（２）を示す情報であり、この最大脈拍数算出式（２）に基づいて上記最大脈拍数が求められる。
（最大脈拍数算出式）
ＨＲ_max＝２２０−ＡＧＥ…（２）

安静時脈拍数情報は、図５に示すように、年齢に対して、各年齢における安静時脈拍数の標準値を対応付けたものである。ユーザ情報として入力されるユーザの年齢に応じた標準値としての安静時脈拍数が当該安静時脈拍数情報から読み出されるようになっている。この様に、ユーザの年齢と安静時脈拍数情報とに基づいて求められた安静時脈拍数が上記目標脈拍数算出式（１）に代入される。但し、生体センサユニット４において実際に検出したユーザの安静時脈拍数をユーザ情報の一つとして用いる構成とし、実際に検出したユーザの安静時脈拍数を上記目標脈拍数算出式（１）に代入する構成としてもよい。

次に、運動強度範囲対応付け情報について説明する。
ここで、運動強度範囲対応付け情報は、ユーザ情報と、前記高強度運動に適した運動強度範囲と、無酸素運動に適した運動強度範囲とが予め対応付けられたものである。本実施の形態では、ユーザ情報として、ユーザの年齢をユーザの運動能力を導き出す一般的な指標として用いている。本実施の形態では、上述の様に、高強度運動として無酸素運動に対応する運動強度の運動を行い、低強度運動として有酸素運動に対応する運動強度に対応する運動を行う構成としている。これらの無酸素運動に適した運動強度範囲および有酸素運動に適した運動強度範囲は、年齢（又は年齢及び性別）と、各年齢（又は年齢及び性別）に応じた好ましい運動強度範囲が一般に定められている。例えば、図６に示すように、ユーザの脈拍数が安静時脈拍数を保てる程度の運動強度を０％とし、ユーザの脈拍数が最大脈拍数となる運動強度を１００％とした場合、有酸素運動に適正な運動強度範囲は一般に４０〜７０％程度と言われており、無酸素運動に適正な運動強度範囲は、一般に７０〜１００％程度と言われており、年齢によってそれぞれの標準的な運動強度範囲が異なる。

本実施の形態では上記目標脈拍数算出式（１）を用いて初期設定値としての第一目標脈拍数および第二目標脈拍数を求めるに際して、これらの運動強度範囲のうち、下限強度を示す運動強度を用いるものとする。具体的には、無酸素運動に適した運動強度範囲が７０〜１００％である場合、その下限強度である７０％を第一目標脈拍数の初期設定値を算出するために使用する所定の運動強度とする。同様に、有酸素運動に適した運動強度範囲が４０〜７０％である場合、その下限強度である４０％を第二目標脈拍数の初期設定値を算出するために使用する所定の運動強度とする。

ここで、有酸素運動から無酸素運動に切り替わる際の運動強度は一般にＡＴ値と呼ばれている。例えば、上述の場合、有酸素運動から無酸素運動に切り替わる運動強度である７０％がＡＴ値となる。このＡＴ値はユーザの運動能力によって個人差が生じる。このため、ユーザの具体的な運動能力を導き出す指標の一つとして、ユーザがこのＡＴ値となる運動強度をユーザ情報として、入力部５４を介して入力する構成としてもよい。この場合、初期設定値としての第一目標脈拍数はＡＴ値が表す運動強度に基づいて算出される。

また、有酸素運動の下限強度についても、ユーザの運動能力によって個人差が生じる。このため、ユーザ情報として、ユーザの具体的な運動能力を導き出す指標の一つとして、ユーザが有酸素運動の運動強度の下限強度を入力部５４を介して入力することのできる構成としてもよい。この場合、初期設定値としての第二目標脈拍数は、ユーザにより入力された有酸素運動の運動強度の下限強度に基づいて算出される。
但し、ユーザ情報にはユーザの運動能力を導き出す指標に関する情報のほか、ユーザ毎に割り当てられる識別情報を含む構成とし、識別情報に基づいてユーザ情報を管理する構成としてもよい。

次に、履歴情報について説明する。本実施の形態では、上述の様に、ユーザの脈拍数が目標脈拍数に移行するまでの移行時間に基づいて目標脈拍数がユーザの運動能力に対して過負荷、適正負荷、軽負荷のいずれであるかを判別し、過負荷であると判別された場合は目標脈拍数を移行時間に応じて所定の脈拍数または所定の割合だけ減らした値を新たな目標脈拍数として設定し、適正負荷であると判別された場合は目標脈拍数を維持し、軽負荷であると判別された場合は目標脈拍数を移行時間に応じて所定の脈拍数または所定の割合だけ増加させた値を新たな目標脈拍数の設定を行う構成となっている。

履歴情報は、前回使用時（使用日時）と、前回使用ユーザのユーザ情報と、前回使用時に設定された第一目標脈拍数と第二目標脈拍数の最終設定値等を対応付けたものである。当該インターバル運動支援装置１が同一のユーザにより継続的に使用されている場合は、前回使用時に設定された第一目標脈拍数と第二目標脈拍数の最終設定値をインターバルトレーニング開始時の第一目標脈拍数と第二目標脈拍数として設定されるように構成されている。これは継続的な使用が行われている場合は、ユーザの運動能力が前回使用時と略同じであることが推定されるため、最終設定値をインターバルトレーニング開始時の第一目標脈拍数および第二目標脈拍数として使用することにより、インターバルトレーニングを開始当初からユーザの運動能力に適正な運動負荷で行うことができるようにするためである。

次に、以上の各種情報を用いて、制御部５７がインターバルトレーニング開始時の第一目標脈拍数および第二目標脈拍数を設定する際の動作を図７を参照して説明する。
図７に示すように、まず、入力部５４を介してユーザ情報としてユーザの年齢に関する情報が入力される（ステップＳ１：Ｙ）と、制御部５７は自己のＲＯＭ５７ｃに記憶された履歴情報を参照して、ユーザ情報に変更があるか否かを判別する（ステップＳ２）。ユーザ情報が入力されない場合（ステップＳ１：Ｎ）、あるいはユーザ情報に変更がない場合（ステップＳ２：Ｙ）、制御部５７は、履歴情報に基づき、前回使用時から所定の時間が経過しているか否かを判別する（ステップＳ３）。ここで、所定の時間は、具体的には、２週間〜１ヵ月以内程度であることが好ましく、ユーザの運動能力が同一程度に維持されている期間であることが好ましい。但し、このステップＳ３における「所定の時間」をユーザ等が適宜設定することができるように構成しても良いのは勿論である。

次いで、前回使用時から所定の時間が経過している場合（ステップＳ３：Ｙ）および、ユーザ情報に変更があると判別された場合（ステップＳ２：Ｎ）には、上述の目標脈拍数算出式（１）を用いて、第一目標脈拍数を算出して、インターバルトレーニング開始時の第一目標脈拍数として設定する（ステップＳ４）。この際、入力部５４を介して入力されたユーザ情報が示すユーザの年齢に基づき、ＣＰＵ５７ａは最大脈拍数算出式（２）を用いて最大脈拍数を求めると共に、ＲＯＭ５７ｃに記憶された安静時脈拍数情報に基づきユーザの年齢に応じた安静時脈拍数を読み出す。また、ＣＰＵ５７ａはＲＯＭ５７ｃに格納された運動強度対応付け情報に基づき、ユーザの年齢に対応する高強度運動（無酸素運動）に適した運動強度範囲の下限強度を読み出す。これらの最大脈拍数、安静時脈拍数、前記高強度運動に適した運動強度範囲の下限強度を用いて、目標脈拍数算出式（１）により第一目標脈拍数を算出する。

同様に、第二目標脈拍数についても、制御部５７は、運動強度範囲対応付け情報に基づき、ユーザの年齢に対応する低強度運動（有酸素運動）に適した運動強度範囲の下限強度を用いて、目標脈拍数算出式（１）により算出し、インターバルトレーニング開始時の第二目標脈拍数として設定する（ステップＳ５）。

但し、上記ステップＳ１において、ユーザの安静時脈拍数の測定値をユーザ情報として入力を受ける構成としてもよい。この場合、ステップＳ４およびＳ５において、目標脈拍数算出式（１）における安静時脈拍数は、実際に生体センサユニット４から入力される脈波検出信号に基づいたユーザの安静時の脈拍数を用いる。
また、上記ステップＳ１において、ユーザが指定するＡＴ値や前記高強度運動に適した運動強度範囲の下限強度の入力を受ける構成としてもよい。この場合、目標脈拍数算出式（１）における運動強度には、ユーザから入力されたＡＴ値や下限強度に基づく運動強度が用いられる。

一方、ステップＳ２において、ユーザ情報の変更がなく（ステップＳ２：Ｙ）、所定期間が経過していないと判別された場合（ステップＳ３：Ｎ）、履歴情報を参照して、ユーザ情報または前回使用時に対応付けられた前回使用時の最終設定値に基づいて、今回使用時におけるインターバルトレーニング開始時の第一目標脈拍数と第二目標脈拍数をそれぞれ設定する（ステップＳ６、ステップＳ７）。

次に、図８を参照して、インターバル運動支援装置１における脈拍測定時の基本的な動作を説明する。この際、図７に示した手順に従い、第一目標脈拍数および第二目標脈拍数の設定が行われているものとする。また、本実施形態に係るインターバル運動支援装置１は、ユーザが激しく動作するなどして、信頼性の高い脈拍測定を行うことができないときは脈拍測定を行わない、という機能を備えているものとする。以下、この機能の実行時におけるインターバル運動支援装置１の脈拍測定時の基本的な動作について説明する。

まず、制御部５７は、ユーザによってスイッチＳ４が操作されることにより、脈拍測定開始指示がなされたことを検出すると（ステップＳ１１）、Ａ／Ｄ変換回路５１ｃに制御信号を送信し、体動信号のＡ／Ｄ変換を行わせ、体動信号（体動データ）を取得する（ステップＳ１２）。制御部５７は、ステップＳ２にて取得した体動信号を分析し、脈拍測定が可能であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。ここで、ステップＳ１３では、脈拍測定が可能な体動レベルの基準値が予め設定されており、この基準値と現在の体動レベルを比較することにより現在の体動レベルが、この脈拍測定可能体動レベルを超えているか否かを判別するものとする。
ステップＳ１３において、脈拍測定ができないと判別された場合（ステップＳ１３：Ｎ）、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換回路５１ｃに制御信号を送信し、体動信号のＡ／Ｄ変換を停止すると共に、体動信号の取得を停止し（ステップＳ１４）、ステップＳ２２へ移行する。

一方、ステップＳ１３において、現在の体動レベルが脈拍測定が可能なレベルであると判別された場合（ステップＳ１３：Ｙ）、制御部５７は、ＲＯＭ５７ｃに記憶されている体動監視フラグをリセットする（ステップＳ１５）。ここで、体動監視フラグとは、上記脈拍測定可能体動レベルを超えた体動のレベルを制御部５７が検知したか否かを判別するためのフラグである。
次に、ステップＳ１５において、体動監視フラグをリセットした後、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換回路５１ｃに制御信号を送信し、脈波信号のＡ／Ｄ変換を行わせ、変換された脈波信号（脈波データ）を取得する（ステップＳ１６）。そして、制御部５７は、取得した脈波信号を高速フーリエ変換処理によって周波数分析を行うことにより、脈波成分を抽出し、この脈波成分から脈拍数を算出する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１７において脈拍数を算出した後、制御部５７は、体動監視フラグがセットされているか否かを判別する（ステップＳ１８）。ステップＳ１６及びステップＳ１７の処理を実行中に、脈拍測定可能な体動レベルとして設定された基準値を超える体動のレベルを検出したか否かを判別するためである。

体動監視フラグがセットされていると判別された場合（ステップＳ１８：Ｙ）、制御部５７は、脈拍数のＲＯＭ５７ｃへの記憶、及び、脈拍数の表示部２２への表示を禁止し、Ａ／Ｄ変換回路５１ｃに制御信号を送信し、脈波信号のＡ／Ｄ変換を停止すると共に、脈波信号の取得を停止し（ステップＳ２１）、ステップＳ２２へ移行する。
一方、体動監視フラグがセットされていない場合（ステップＳ１８：Ｎ）、制御部５７は、ステップＳ１７で算出した脈拍数を、現在時刻と共に、ＲＯＭ５７ｃに記憶する（ステップＳ１９）。

続いて、制御部５７は、表示部２２に対する表示処理を行う（ステップＳ２０）。
表示処理では、現在の脈拍数および過去の脈拍数の変化状態から脈拍数上昇率あるいは脈拍数下降率を算出し、脈拍数上昇率あるいは脈拍数下降率から一定時間後の脈拍数を予測し、予測値に基づいて一定時間後の脈拍数が目標脈拍数範囲から外れる場合には、表示部２２に運動量を調整する旨を表示させる。ここで、目標脈拍数範囲は、第一目標脈拍数を報知している間（第一報知時間の間）は、第一目標脈拍数を中心脈拍数とする第一目標脈拍数範囲が用いられ、第二目標脈拍数を報知している間（第二報知時間の間）は第二目標脈拍数を中心脈拍数とする第二目標脈拍数範囲が用いられるものとする。この際、警告部５５ａから警告音を出力させてもよい。

表示部２２への表示後（ステップＳ２０）、制御部５７は、Ａ／Ｄ変換回路５１ｃに制御信号を送信し、脈波信号のＡ／Ｄ変換を停止すると共に、脈波信号の取得を停止し（ステップＳ２１）、ステップＳ２２へ移行する。
ステップＳ２２において、制御部５７は、ユーザによってスイッチＳ４が操作され、脈拍測定停止指示がなされたか否かを判別する（ステップＳ２２）。脈拍測定停止指示があった場合（ステップＳ２２：Ｙ）、制御部５７は、脈拍測定を終了する。脈拍測定停止指示がなされていない場合（ステップＳ２２：Ｎ）、制御部５７は、ステップＳ１２へ移行し、再び脈拍の測定を行う。

このように、脈拍数の測定の際、制御部５７は、現在の脈拍数のみならず、現在の脈拍数の変化状態までも含めて表示を行うので、ユーザは、適正な運動状態を容易に維持した状態で適正な運動量の運動を行うことができる。

本実施の形態では、上述したように、初期設定値として設定された第一目標脈拍数および第二目標脈拍数がユーザの運動能力に対して適正な目標脈拍数であるか否かを判別し、ユーザの実際の運動能力に対して適正な目標脈拍数を設定すべく、目標脈拍数の値を更新設定しながら、ユーザに対するインターバルトレーニング支援動作を行う。以下、図９および図１０を参照して目標脈拍数の更新設定を含む本実施の形態のインターバルトレーニング支援動作について説明する。

図９に示すように、まず、インターバルトレーニング支援動作の開始に際して、当該インターバル運動支援装置１の使用開始日時を記憶し、セットカウント数を１に設定する（ステップＳ３１）。そして、図７に示す手順に従って予め設定された第一目標脈拍数の表示を開始し（ステップＳ３２）、予め設定された第一報知時間の計時を開始する（ステップＳ３３）。
また、第一報知時間の計時開示と略同時に図８において説明した脈拍測定を開始し（ステップＳ３４）、ユーザの脈拍数が第一目標脈拍数に移行するのを待機する（ステップＳ３５）。但し、ユーザの脈拍数は常に変動するため、ステップＳ３５は、ユーザの脈拍数が第一目標脈拍数表示後から初めて第一目標脈拍数に達したか否かを判別するものとする。

そして、ユーザの脈拍数が第一目標脈拍数に移行するのを待機し（ステップＳ３５）、第一目標脈拍数が表示された後、ユーザの脈拍数が初めて第一目標脈拍数に達した場合（ステップＳ３５：Ｙ）、ユーザの脈拍数が第一目標脈拍数に初めて移行するまでの移行時間を予め設定された第一基準時間と比較する（ステップＳ３６）。ここで、第一基準時間とは、目標脈拍数に対応する運動強度がユーザに対して軽負荷であるか否かを判別するための基準時間である。ここで、移行時間が予め設定された第一基準時間と同じであるか又は第一基準時間よりも短いと判別された場合（ステップＳ３６：Ｎ）、第一目標脈拍数として設定された高強度運動についての運動負荷がユーザの運動能力に対しては軽負荷であると判別されるため、次セットにおける目標脈拍数が所定の脈拍数分（例えば、５）増加するように設定して（ステップＳ３７）、ステップＳ３８に移行する。

一方、ステップＳ３６において、制御部５７によりユーザの脈拍数が第一目標脈拍数に移行するまでの移行時間が予め設定された第一基準時間よりも長いと判別された場合（ステップＳ３６：Ｙ）、次に、ユーザの脈拍数が第一目標脈拍数に初めて移行するまでの移行時間と予め設定された第二基準時間とを比較する（ステップＳ３９）。ここで、第二基準時間とは目標脈拍数に対応する運動強度がユーザに対して過負荷であるか否かを判別するための基準時間である。移行時間が第二基準時間と同じであるか又は第二基準時間よりも長い場合は、ユーザの脈拍数が第一目標脈拍数に移行するまでの時間が長く、ユーザの運動能力に対して第一目標脈拍数として設定された高強度運動についての運動負荷が過負荷であると判別されるため、次セットにおける目標脈拍数が所定の脈拍数分（例えば、５）減少されるように設定して（ステップＳ４０）、ステップＳ３８に移行する。

但し、上記において、ユーザの脈拍数が第一目標脈拍数に移行するまでの移行時間が、第一基準時間よりも長く（ステップＳ３６：Ｙ）、第二基準時間よりも短い場合（ステップＳ３９：Ｙ）、ユーザの運動能力に対して第一目標脈拍数に対応する高強度運動についての運動負荷は適正負荷であると判別され、次セットにおいても同一の第一目標脈拍数が表示される。

そして、制御部５７は、第一報知時間の経過を待機する（ステップＳ３８）。但し、ステップＳ３４における脈拍数計測処理は継続して行われており、ユーザの脈拍数が第一目標脈拍数を中心とする第一目標脈拍数範囲から外れた場合は、ユーザが第一目標脈拍数を維持しながら高強度運動を行えるように上述したように所定の表示や警告音が出力される。

そして、第一報知時間が経過すると（ステップＳ３８：Ｙ）、第二目標脈拍数報知処理に移行する（ステップＳ５０）。但し、図示は省略したが、ユーザの脈拍数が第一目標脈拍数へ移行しないまま、第一報知時間が経過した場合は、ステップＳ４０と同様に次セットの目標脈拍数を減少させる処理を行い、当該第二目標脈拍数報知処理に移行する（ステップＳ５０）。

第二目標脈拍数報知処理は、図１０に示すように、第一目標脈拍数を報知する際と略同一の手順にて行われる。
図９において、制御部５７は、第一報知時間が経過したことを判別すると（ステップＳ３８：Ｙ）、表示部２２における目標脈脈拍数の表示を第一目標脈拍数から第二目標脈拍数に切り換える（ステップＳ５１）。この際、警告部５５ａにより、第二目標脈拍数に切り替わったことを示す警告音を出力させるようにしてもよい。

次いで、第二報知時間の計時を開始し（ステップＳ５２）、ユーザの脈拍数が第二目標脈拍数に移行するのを待機する（ステップＳ５３）。ユーザの脈拍数が第二目標脈拍数に初めて移行すると（ステップＳ５３：Ｙ）、この移行時間が上述した第一基準時間よりも長いか否かを判別する（ステップＳ５４）。この移行時間が第一基準時間以下である場合には、現在表示されている第二目標脈拍数に対応する運動負荷が、ユーザの運動能力に対して軽負荷であると判別され、次セットの第二目標脈拍数が所定の脈拍数分だけ増加するように新たな第二目標脈拍数を設定して（ステップＳ５５）、ステップＳ５６に移行する。

一方、ステップＳ５４において、ユーザの脈拍数が第二目標脈拍数に移行するまでの移行時間が第一基準時間よりも長いと判別された場合（ステップＳ５４：Ｙ）、次に、上述した第二基準時間よりも短いか否かを判別する（ステップＳ５７）。ユーザの脈拍数が第二目標脈拍数に移行するまでの移行時間が第二基準時間以上である場合には、現在表示されている第二目標脈拍数がユーザの運動能力に対して過負荷であると判別されて、次セットの第二目標脈拍数が所定の脈拍数分だけ減少するように新たな第二目標脈拍数を設定して（ステップＳ５８）、ステップ５６に移行する。

そして、制御部５７は、第二報知時間が経過したことを判別すると（ステップＳ５６：Ｙ）この第二目標脈拍数報知処理（ステップＳ５０）を終了し、図９に示すステップＳ４１に進む。但し、ユーザの脈拍数が第二目標脈拍数に移行しないまま、第二報知時間が経過した場合、次セットの目標脈拍数を所定の脈拍数分だけ減少するように新たな第二目標脈拍数を設定して、ステップＳ４１に進む。

ステップＳ４１では、セットカウント数が予め設定されたセット回数（図示例では５回）以上であるか否かを判別する。ステップＳ４１において、セットカウント数が予め設定された回数よりも少ない場合、セットカウント数を「１」増加させて（ステップＳ４２）、ステップＳ３２に戻り、再び第一目標脈拍数を表示部２２に表示させ、上述の処理を繰り返し行う。

一方、セットカウント数が予め設定されたセット回数以上となった場合、すなわち、セットカウント数が予め設定されたセット回数となった場合（ステップＳ４１：Ｙ）、脈拍測定処理を終了し（ステップＳ４３）、第一目標脈拍数と第二目標脈拍数の最終設定値を、ステップＳ３１において記憶した使用開始日時情報およびユーザ情報と対応付けて、履歴情報を生成してＲＯＭ５７ｃに記憶し（ステップＳ４４）、インターバルトレーニング支援動作を終了する。

以上説明した本実施の形態によれば、制御部５７は、前記高強度運動時の目標脈拍数である第一目標脈拍数と、前記低強度運動時の目標脈拍数である第二目標脈拍数とを、ユーザ情報に基づいて、目標脈拍数算出式（１）を用いて、ユーザの運動能力に応じた値となるように設定する。このため、ユーザはユーザの運動能力を導き出す指標となるユーザ情報を入力部５４を介して入力するだけで、第一目標脈拍数と第二目標脈拍数が設定されるので、ユーザが脈拍数と運動強度の関係等の知識を有しているか否かによらず、ユーザの運動能力に応じた適正な値に設定することができ、インターバルトレーニングの運動効果を高めることができ、インターバルトレーニングを効果的に支援することができる。

また、上記実施の形態によれば、ユーザの運動能力を導き出す指標の一つとしてユーザの年齢を用いている。このため、高強度運動時の第一目標脈拍数と、低強度運動時の第二目標脈拍数との初期設定値をユーザの年齢に応じた運動能力に対して適正な値に設定することができる。
また、上記実施の形態によれば、前記ユーザの脈拍数を検出する生体センサユニット４を備え、この生体センサユニット４を介して検出されるユーザの安静時脈拍数を用いて第一目標脈拍数および第二目標脈拍数を求めることができる。このため、ユーザの年齢の関数となる最大脈拍数と、ユーザの実際の検出値となる安静時脈拍数とを用いて、目標脈拍数算出式（１）により、高強度運動時の第一目標脈拍数と、低強度運動時の第二目標脈拍数との初期設定値をよりユーザの運動能力に対して適正な値に設定することができる。

さらに、上記実施の形態によれば、第一目標脈拍数と第二目標脈拍数とを順に交互に所定のセット回数分報知する報知部５５を備えているので、ユーザのインターバルトレーニングを効率的に行わせることができる。
また、上記実施の形態では、第一目標脈拍数を報知する第一報知時間と、第二目標脈拍数を報知する第二報知時間とは、インターバルトレーニングの目的に応じて選択入力することができるので、ユーザのインターバルトレーニングの目的に応じて適切な時間をそれぞれ設定することができ、効率のよい運動効果を得ることができる。

また、上記実施の形態では、制御部５７は、報知部５５により報知される目標脈拍数を一の目標脈拍数（例えば、第一目標脈拍数）から他の目標脈拍数（例えば、第二目標脈拍数）に切り換える際に、生体センサユニット４により検出されるユーザの脈拍数の変動に基づいて、目標脈拍数（主として他の目標脈拍数）がユーザの運動能力に対して過負荷、適正負荷、軽負荷のいずれであるかを判別し、過負荷であると判別された場合はユーザの脈拍数の変動に基づいて所定の脈拍数または所定の割合だけ減らした値を新たな目標脈拍数として設定し、適正負荷である場合は目標脈拍数を維持し、軽負荷であると判別された場合はユーザの脈拍数の変動に基づいて所定の脈拍数または所定の割合だけ増加させた値を新たな目標脈拍数として設定するので、ユーザの実際の運動能力に対してより適正な目標脈拍数を設定することができる。

この際、制御部５７は、目標脈拍数がユーザの運動能力に対して軽負荷であるか否かを判別するための第一基準時間と、過負荷であるか否かを判別するための第二基準時間とを用いて、目標脈拍数が軽負荷であるか、適正な運動負荷であるか、過負荷であるかを簡易に判別することができる。

また、上記実施の形態では、インターバル運動開始時には第一目標脈拍数および第二目標脈拍数のいずれの目標脈拍数についても、それぞれの高強度運動または低強度運動に適した運動強度範囲の下限強度に基づいて設定された低めの目標脈拍数を初期設定値として、トレーニングを開始することができる。

また、上記実施の形態では、当該インターバル運動支援装置１の使用履歴に基づいて、ユーザが上記所定の時間が空かないように、当該インターバル運動支援装置１を用いてインターバルトレーニングを継続的に行っている場合は、前回使用時の最終設定値を用いてインターバルトレーニングを開始することができる。
一方、所定の時間が経過し、ユーザの運動能力の低下が推定される場合は、初期設定値を用いて、低めの運動強度からインターバルトレーニングを開始することができる。

但し、以上説明した実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、制御部５７により設定された第一目標脈拍数および第二目標脈波数がユーザの運動能力に対して適正な運動負荷であるか否かを判別する際に、ユーザの脈拍数が目標脈拍数に移行するまでの移行時間に基づいて判別する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、ユーザの脈拍数が目標脈拍数に移行するまでの移行時間と、第一目標脈拍数と第二目標脈拍数との差分とにより求められる単位時間当たりの脈拍変動値を求め、この脈拍変動値に基づいて、目標脈拍数が前記ユーザの運動能力に対して適正な運動負荷であるか否かを判別するようにしてもよい。ユーザの運動能力に対して目標脈拍数が適正な値であれば、脈拍変動値は所定の範囲内であり、脈拍変動値が極端に小さい場合には、目標脈拍数が過負荷であることが考えられ、極端に大きい場合は目標脈拍数が軽負荷であることが考えられる。このため、ユーザの運動能力に対して、脈拍変動値に基づいて判別することにより、目標脈拍数がユーザの運動能力に対して適正な運動負荷であるか否かを判別することができる。また、判別を行うために脈拍変動値を用いれば、第一目標脈拍数と第二目標脈拍数との間隔が違う設定となった場合にも、基準とする脈拍変動値は同じものを用いることができる。
また、上記実施の形態では、目標脈拍数の値を所定の脈拍数分だけ増減させる構成としたが、例えば、所定の割合だけ増加または減少させるようにしてもよい。具体的には、目標脈拍数算出式（１）を用いて、目標脈拍数を算出する際に用いる運動強度を増減させることにより、新たな目標脈拍数を算出する構成としてもよい。

また、上記インターバル運動支援装置１では、ユーザがユーザ情報を入力することにより、第一目標脈拍数および第二目標脈拍数がユーザの運動能力に適した運動強度となるように自動的に設定されるものとして説明したが、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を用いて、ユーザが自動的に設定された第一目標脈拍数や第二目標脈拍数を適宜増減させたり、手動で目標脈拍数を入力したりすることのできる構成を併せて具備してもよいのは勿論である。

以上の説明においては、上記各機能を実現するための制御プログラムが、予めＲＯＭ５７ｃに格納されている場合について説明したが、制御プログラムを、コンピュータ（ＣＰＵ５７ａ）読取可能な記録媒体に記録するようにしてもよい。このような構成であれば、コンピュータによってプログラムが記憶媒体から読み取られ、読み取られたプログラムに従ってコンピュータが処理を実行すると、上記各実施形態と同等の作用および効果が得られる。
ここで、記憶媒体とは、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体記憶媒体、ＦＤ、ＨＤ等の磁気記憶型記憶媒体、ＣＤ、ＣＤＶ、ＬＤ、ＤＶＤ等の光学的読取方式記憶媒体、ＭＯ等の磁気記憶型／光学的読取方式記憶媒体であって、電子的、磁気的、光学的等の読み取り方法のいかんにかかわらず、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体であれば、どのような記憶媒体であってもよい。
また、インターネット、ＬＡＮなどの通信ネットワークおよび通信部５６を介して制御用プログラムをダウンロードし、インストールして実行するように構成することも可能である。

本実施形態のインターバル運動支援装置の外観構成図である。インターバル運動支援装置の装置本体の外観を示す正面図である。本実施形態の生体センサユニットの断面図である。インターバル運動支援装置の機能的構成を示すブロック図である。年齢と安静時脈拍数とを対応付けた安静時脈拍情報の説明図である。運動強度範囲対応付け情報の説明図である。目標脈拍数の初期値設定動作を説明するためのフローチャートである。脈拍測定時の基本動作を説明するためのフローチャートである。インターバル運動支援動作を説明するためのフローチャートである。第二目標脈拍数報知処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…インターバル運動支援装置、４…生体センサユニット（脈拍検出部、ユーザ情報入力部）、５１…脈波データ処理部、５２…ピッチデータ処理部、５３…クロック生成部、５４…入力部（ユーザ情報入力部）、５５…報知部、５６…通信部、５７…制御部（目標脈拍数設定部）、５７ａ…ＣＰＵ、５７ｂ…ＲＡＭ、５７ｃ…ＲＯＭ（履歴記憶部）。

Claims

高強度運動と、低強度運動とを交互に行うインターバル運動を支援するためのインターバル運動支援装置において、
前記ユーザの運動能力を導き出す指標となるユーザ情報が入力されるユーザ情報入力部と、
前記高強度運動時の目標脈拍数である第一目標脈拍数と、前記低強度運動時の目標脈拍数である第二目標脈拍数とを、前記ユーザ情報に基づいて、前記ユーザの運動能力に応じた値となるように設定する目標脈拍数設定部と、
前記ユーザの脈拍数を検出する脈拍検出部と、
前記第一目標脈拍数と前記第二目標脈拍数とを交互に報知する報知部と、を備え、
前記ユーザ情報入力部には、前記脈拍検出部により検出された前記ユーザの脈拍数が前記ユーザ情報の一つとして入力され、
前記目標脈拍数設定部は、
前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数のうち、前記報知部により報知される目標脈拍数が一の目標脈拍数から他の目標脈拍数に切り換えられた際に、
前記脈拍検出部により検出される前記ユーザの脈拍数が前記他の目標脈拍数に移行するまでの移行時間と、前記第一目標脈拍数と前記第二目標脈拍数との差分とにより求められる単位時間当たりの脈拍変動値を求め、当該脈拍変動値に基づいて前記目標脈拍数が前記ユーザの運動能力に対して過負荷、適正負荷、軽負荷のいずれであるかを判別し、過負荷であると判別された場合には前記目標脈拍数を減少させた値を新たな目標脈拍数として設定し、適正負荷であると判別された場合には前記目標脈拍数を維持し、軽負荷であると判別された場合には前記目標脈拍数を増加させた値を新たな目標脈拍数として設定すること、
を特徴とするインターバル運動支援装置。
請求項１記載のインターバル運動支援装置において、
前記目標脈拍数設定部は、前記移行時間に基づいて、前記目標脈拍数が前記ユーザの運動能力に対して過負荷、適正負荷、軽負荷のいずれであるかを判別すること、
を特徴とするインターバル運動支援装置。
請求項１又は２に記載のインターバル運動支援装置において、
前記目標脈拍数設定部は、インターバル運動開始時には、前記ユーザの運動能力を導き出す指標に対応する前記高強度運動に適した運動強度範囲の下限強度および前記低強度運動に適した運動強度範囲の下限強度に基づいて求めた前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数を初期設定値とすること、
を特徴とするインターバル運動支援装置。
請求項３に記載のインターバル運動支援装置において、
当該インターバル運動支援装置の前回使用日時と、前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数の最終設定値を記憶する履歴記憶部を備え、
前記目標脈拍数設定部は、前記最終使用日時から所定の時間が経過するまでの間は前記初期設定値に代えて前記履歴記憶部に記憶された最終設定値をインターバル運動開始時の前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数として設定し、前記最終使用日時から所定の時間が経過した場合は前記初期設定値を前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数とすること、
を特徴とするインターバル運動支援装置。
請求項３記載のインターバル運動支援装置において、
当該インターバル運動支援装置の前回使用ユーザの前記ユーザ情報と、前回使用時の前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数の最終設定値とを記憶する履歴記憶部を備え、
前記目標脈拍数設定部は、前回使用ユーザの前記ユーザ情報と、前記ユーザ情報入力部を介して入力された今回使用ユーザの前記ユーザ情報とが一致する場合、前記初期設定値に代えて前記履歴記憶部に記憶された最終設定値時を前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数として設定し、一致しない場合は新たなユーザ情報に基づいて前記第一目標脈拍数および前記第二目標脈拍数を設定すること、
を特徴とするインターバル運動支援装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載のインターバル運動支援装置において、
前記第一目標脈拍数を報知する第一報知時間と、前記第二目標脈拍数を報知する第二報知時間とは、インターバル運動の目的に応じて選択入力されること、
を特徴とするインターバル運動支援装置。