JP6883651B2 - 人の身体活動にリンクしたデータを測定し表示するための方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、腕時計を使用して人の身体活動を測定することに関する。

手首に装着した腕時計且つ他の装置は、装着者の身体活動を測定するための最新技術において知られている。いくつかの電子時計は、例えば、装着者が歩いた歩数を測定するステップカウンタを備える。他のスポーツ時計は、レース中の移動距離、高低差、または身体活動に関した他のパラメータを表示できる。

これらのパラメータは、時計のスクリーン又はブレスレットのスクリーンに表示されることができる。接続した時計（スマートウォッチ）もまた、例えば有線または無線インターフェイス経由で、コンピュータやスマートフォンをより快適に操作され且つ表示されることができるようにするために、コンピュータ又はスマートフォンへ、パラメータを送信することができる。接続した時計は、近くのスマートフォンに対してブルートゥースインターフェイス経由での通信が知られている。このスマートフォンは、結果を表示されること且つ記憶されることを許可する。

特許文献１は、バイオメトリックセンサを備えた電子時計とスマートフォンとの間の通信が、光通信プロトコルを介して行われることを主張している。スマートフォンの画像センサは、例えばＱＲコードの形態で、且つそこからデータを抽出する、タグを表示する時計の文字盤の画像を取り込む。

しかしながら、これらの解決策は、電子時計装置のために用意されており且つ通信インターフェイスに電力を供給する電池を有する。それ故、それは、例えば時計の針又は回転ディスクのアナログインジケータのみを含む機械式時計デバイスには適用できない。

しかし、多くの消費者は、機械式時計の優雅さと自動式時計については再充電若しくは巻き直しをしてはいけないという事実を高く評価しています。機械式時計は、現在時刻を表示するだけではなく、現在時刻と無関係のパラメータを表示することと測定することには他に複雑化させる要因がある。現在のところ、これらの追加のパラメータは、コンピュータ若しくはスマートフォンで提供した電子処理の快適さと能力なしでは、時計に表示され且つ処理されるだけである。

国際特許出願公開第１３１３４７１３号明細書 国際特許出願公開第１２０６９４４４号明細書 国際特許出願公開第０５００３８６７号明細書

したがって、本発明の課題は、機械式時計によって測定された時間に関連しないデータを電子機器に表示するための方法を提案することである。

したがって、特に本発明の課題は、身体活動に関連したデータと機械式時計によって測定されたデータとを電子機器上に表示するための方法を提供することである。

一様態によれば、この課題は：
人の身体活動に関したデータを測定し表示するための方法において、
‐人によって装着された腕時計内の機械式センサを用いて人の身体活動を示すデータを測定し、
‐アナログインジケータを用いて前記腕時計のダイヤル上にこれらの測定したデータを表示し、
‐携帯型電子機器内のカメラを用いて前記ダイヤルの画像を取り込み、
‐前記アナログインジケータの位置を測定するため、分析した１つ以上のデータを構成する前記位置によって前記画像を分析し、
‐処理された前記身体活動を示すデータを測定するため、前記分析したデータを前記携帯型電子機器内で処理し、
‐当該処理されて作成された身体活動データを電子機器（３３）のスクリーン（１１）上に表示することによって解決される。

アナログインジケータは、例えば、時計の針又は回転ディスクを備えることができる。

したがって、方法は、画像分析を用いて機械式時計の画像を取り込み、アナログインジケータの位置を測定するためにこのような方法で測定データを、カメラと電子機器で実行する。

携帯型電子機器は、例えば、スマートフォン、タブレット、電子スマートウォッチ（スマートウォッチ）、接続された眼鏡、または個人用機器とすることができ、例えば身体に機器を装着したり、ポケットの中に入れたりして、日常の活動中にユーザによって持ち運ばれることを想定できる。

この解決策は、機械式時計における電子部品、コネクタ若しくはアンテナ、且つ電池の必要性を回避する従来技術を超える利点を著しく有する。

この目的のために、代表する身体活動データは、時間をゼロに合わせて以降、又は単位時間当たり以後に回転錘が受けた振動の積分により、例えば測定されることができる。

時計のダイヤルに表示したデータは、それゆえ、完全に機械式に測定される。機械式な限界に起因して、それらのデータの精度は限定され、且つデータの性質は制限される。

精度の限定は、例えば、製造過程、環境要因（温度、重力、衝撃）などに起因した変動性からくる。

データの性質に関連した制限は、同時に、機械式手段を用いた複雑な計算を実行する困難さから来る。それにもかかわらず、時計の機械式ディスプレイは、最初の表示として非常に有用であり、電源の不足又は携帯型電子機器が利用できないときでも常に利用可能である。

携帯型電子機器によるデータ処理は、バイアスのような予測可能誤差を補正する又は修正し、それらの精度を向上することに使用されることができる。

携帯型電子機器によるデータ処理は、代表的な異なる身体活動のデータを表示することに使用されることができ、それは時計に表示したデータではなく、時計により表示したデータから推定される。

適用例として、走者は、レース中、機械式手段によって得られた、実行したステップ数の表示を得ることに機械式時計を使用することができる。レース後、自身のスマートフォンを用いて時計のダイヤルに表示したデータを読むことができ、且つ一方でステップ数のより正確な評価（例えば、既知のバイアスや時計特有のバイアスを修正することによって）を得て、他方では追加の処理データ、例えば移動距離、消費カロリー数などを得る。

インジケータの位置は、例えば時計の針、参照位置に関連する角度、二つの時計の針の角度などで示した数値、例えば１桁もしくはそれ以上の桁により表されることができる。従って、我々は、データに関して論ずる。

画像分析は、時計の針の位置と時計の針が正常に動作していること確認するために、既に実装されている。一例として、特許文献２は、画像分析器を用いて機械式時計のランニング偏差を測定するための方法に関する。同様に、特許文献３は、ダイヤルの画像を取り込むカメラ、且つ時計に表示した時間を測定することでそれらの画像を分析するシステムを用いた、時計の針がある時計のための時間補正システムに関する。これらの解決策は、機械式時計によって示した時間が正確かどうかを確認することだけを可能にし、他のデータを送信するのには使用できない。

したがって、時計のアナログインジケータの位置を分析することの必要性は、修正の目的のため、または時計の回転を確認するためだと思われていた。この場合、重点は、時計によって行われる時間の測定を、複雑な電子システムによって行われるより正確な測定と推定されることを比較することである。しかしながら、これらの文書は、必要としないまたは検証されることができない身体活動データを、時計の外部の電子機器へ送信することがいかに有用であるかもしれないかを記載していない。

いずれの場合でも、この先行技術は、身体活動の機械式センサを持つ腕時計を示唆していない。通常の身体活動カウンタ、とりわけステップカウンタは従来、例えばＭＥＭＳ回路に基づいた電気的加速度計を用いる。

本願において、代表的な身体活動データは、身体活動中になされた努力について、時計の装着者に知らせることである主な機能が、データとして理解されることを意図されている。データは、人の身体活動のレベルを測定することと、この活動が、例えばトレーニングやフィットネスプログラムの一環として十分であるか、それとも活動を増やす必要があるのか示すことを想定することができる場合に、人の代表的な身体活動になると述べられている。身体的データは、例えば、歩いたステップ数の推定、移動距離、測定の開始以降に消費したエネルギー、又は単位時間当たりのエネルギーを含むかもしれない。

本発明において、機械式センサは、その操作がもっぱら機械式であり、したがって電気的若しくは電子的構成要素を必要としないセンサとして理解されることを意図されている。

方法は、有利には、以下のステップを含む。個人用にパーソナライズした方法で処理した前記代表する身体活動データを測定するために前記個人固有のパラメータを使用した前記データ処理と共に、メモリ空間に個人固有のパラメータを保存するというステップ。

メモリ空間は、携帯型電子機器のメモリ空間、またはデータ処理機器もしくはモジュールによってアクセス可能なメモリ空間とすることができる。

したがって、この方法は、機械式腕時計内の機械式センサを用いて完全に機械式な方法で身体的パラメータを測定することが可能になり、それから携帯型電子装置の処理の柔軟性のおかげで使用者に従ってカスタマイズされた表示データを測定することが可能になる。

一実施形態では、データは、回転錘の交番または振動に対応する機械式腕時計で測定した。腕時計は、振動数または交番に依存する値、且つ、例えばステップ数に対応するかもしれない値を表示する。携帯型電子装置は、画像分析で示した値を測定し、次いで、例えば移動距離、消費カロリー数、上った階数などと同様に、他の処理データを測定することと表示することのために、例えば、使用者のサイズ、歩幅の平均長さ、体重等と同様に自分の設定に合わせたパラメータに従ってそれを処理する。

方法は、有利には、以下のステップを含む。腕時計のための較正した前記代表する身体活動データを測定することを腕時計特有の前記較正パラメータを使用する前記データ処理と共に、メモリ空間に腕時計特有の較正パラメータを保存するというステップ。

このように、携帯型電子機器は、腕時計特有のあらゆる測定誤差を修正できる。

較正パラメータは、例えば、腕時計で作られた一連の測定値と携帯型電子装置で作られた同等の測定値とを比較することによって測定できる
機械式センサは、おそらく腕時計に統合した機械式モーションセンサである。

機械式センサは、振動数をカウントするセンサとすることができる。

機械式センサは、振動の数と振動の振幅を考慮するセンサとすることができる。

機械式センサは、歩いているときの振動センサとすることができる。

モーションセンサは、歩数計とすることができる。次いでデータは、人が歩いた歩数に依存する。

方法は、ダイヤルに表示したデータを自動且つ周期的にゼロに合わせるステップを含むことができる。

方法は、ダイヤルに表示したデータを手動でゼロに合わせるステップを含むことができる。

一つの実施形態では、表示したデータは、装着者の各動き若しくは与えられた方向か方位での装着者の各動きと共にインクリメントされ、且つユーザの自発的な行動によって若しくは定期的に自動的にデクリメントされる。

発明は、同様に、代表的な人の身体的活動の測定データと表示データのためのシステム関し、
‐腕時計は、腕時計且つ腕時計のダイヤルにそれらのデータを表示するためのアナログインジケータを装着している間、人の身体活動に関した取り込みデータのための機械式センサを備え、
‐カメラを備える携帯型電子機器と、
‐ダイヤルの画像を含む画像の場合に、ダイヤルに表示したデータの測定のため、前記カメラにより取り込んだ画像の分析のためのモジュールと、
‐画像分析モジュールにより測定した前記データの処理のための処理モジュールと、
‐スクリーンの処理データを表示するためのモジュールとを含む。

一様態によれば、同様に発明は電子機器により実行可能なプログラムを含むコンピュータデータ媒体に関する結果、前記機器プロセスと表示データは、人の身体活動に関係し、
‐画像を取り込むためのモジュールと、
‐ダイヤルの画像を含む画像の場合にダイヤルに表示したデータを測定するための、取り込んだ画像を分析するためのモジュールと、
‐画像分析モジュールにより測定した前記データを処理するための、プロセスモジュールと、
‐スクリーンに処理データを表示するためのモジュール、
とを含む前記プログラム。

電子装置は、スマートフォン、タブレット、コンピュータ等とすることができる。

実施形態は、システムを適応する発明に従った方法と、発明に従ったデータ記憶媒体を適応する発明に従った方法、また逆の場合も、変更すべきところは変更して記載した。

本発明の実施例は、添付の図面によって説明する記述において示される。

発明に従った例示的なシステムの図である。 発明に従った装置の主なモジュールのブロック線図である。

本発明に従った例示的なシステムは、図１で説明される。システムは、電子機器１と機械式腕時計２を含む。

電子機器１は、例えばスクリーンをもつスマートフォン、タブレット等、静止画又は動画（映像）を取り込むためのカメラカメラ１０とスクリーン１１とすることができる。オプションの有線若しくは無線インターフェイス、例えば、無線ＬＡＮ（ＷｉＦｉ）若しくはブルートゥースインターフェイスは、例えばコンピュータ、及び／又はインターネットの外装機器への接続を可能にする。

腕時計２は、腕時計を装着している人の身体活動に関係したデータなど、現在時刻も非時間関連データも表示するための、例えば時計の針、ディスク、ローラー、格納できるビーコン、又はムーブメントの他の部分を用いた指示器などのアナログインジケータ２０を備える。

それらのデータは、腕時計と一体になった機械式センサ２１を用いて取得される。センサは、時計のムーブメントの一部、若しくは主要部分のムーブメントに付け加えた補助モジュールでもよい。

一つの実施形態では、それらのデータは、時計装着者の手首が動くとき、時計の加速度に依存する。それは、ゼロにリセットした時間から例えば最大加速度を測定することが可能で、それは、力の徴候、又は動作終了の徴候を与える累積加速度を与える。

それらの加速度は、人の動きによって振動的に又は並進的に、機械式センサ内の試験質量、すなわち、回転することで生成した質量を用いて測定することができる。この質量は、機能が時計の自動的な巻き取りである回転錘と異なる質量とすることができる。一つの実地形態では、この質量は、パワー条件と装着者の身体活動に関連する以外の情報を引き出すために機械式にカウントされるムーブメントの回転重である。

例示されていない積分器（ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ）は、代表的な人の身体活動データを推測する試験質量を受けた振動又は交番を加える。一つの実施形態では、このインテグレータは、テスト質量の各振動、又は閾値を超える振幅の各振動、又は与えられた方向での各振動で張られたばね、例えば渦巻きばね、又は、他の異形な要素を含む。可変可能要素は、例えば、毎日真夜中自動的に、又はプッシュボタンに従って手動で、又は継続して緩む。次いで、ばね張力が、手動又は自動的にメモリをゼロに合わせてから、且つおそらくそれらの振動の振幅の場合、振動数に依存する。それは、休憩以降ユーザにより使われたエネルギーの計測を示すことで表示されることができる。

それは、各振幅がインクリメントされた値を、インテグレータ、例えばデジタルカウンタのようにカウンタを使用することで同様に可能である。

これらの実施形態では、それゆえに、データは、与えられた期間中に腕時計２で経験した加速度の積分を表す。このデータは、例えば、人が歩いたステップ数に依存するかもしれない。

表示されていないゼロにリセットするモジュールは、カウンタを定期的にリセットすること、例えば真夜中、又は激しい活動の段階からそれほど激しくない活動の段階から動くムーブメントの各時間、又はその逆に相当して時計のムーブメントが示す時間のたびに可能となる。手動リセットモジュールは、例えば押しボタン又はクラウンの位置を利用して同様に使用されることができる。それは、例えば、睡眠時や特定の期間に動作が検出されないなどの、ユーザが時計を外した時に、カウンタのリセットが同様に可能である。

表示した測定データは、例えばこのディスプレイに割り当てた時計の針、又は他の適切なアナログインジケータを用いてダイヤル２２に表示される。それは、数個の時計の針を用いて値を表示することが同様に可能である。

携帯型電子機器は、例えばアプリ若しくは他の実行ファイルの電子プログラムを含み、図２と連携して表示した。要素１０は、すでに記載したカメラに相当する。プログラムと異なるかもしれない画像取り込みモジュール３０は、ダイヤル２２、又は他の画像の画像を取り込むことが可能となる。

画像分析モジュール３１は、分析した画像がこのダイヤルの画像を含む時、ダイヤルのアナログ手段で表示した人の活動に関したデータを測定するために、カメラ１０で取り込んだ画像を受け取り、且つ画像認識のアルゴリズムを用いてそれらを分析する。

この目的のために、モジュール３１は、画像のコントラスト、明るさ、及び／又はホワイトバランスの調整のために処理モジュールを含むことができる。前処理は、ダイヤルに非直角方向から撮影された画像の場合には、視差エラーを補正することを可能にする遠近補正も同様に含むことができる。この効果のために、ダイヤル２２の参照形状、例えば、直方体型もしくはそのような形状を提供することは有利かもしれないし、この効果は奥行のエラーを収集するために台形の変形を補正できる事前処理モジュールによって知られている。

再構成モジュールは、ダイヤル２２を含む修正画像部位若しくはどのような場合でも、このダイヤルの関連データを表示するインジケータ（例えば、時計の針か関連インデックス）を隔離し正しい方向に合わせる。

分析モジュール３１は、特にインジケータ、例えば時計の針又は時計の針の端部に画像の要求要素を抽出するための抽出要素（特徴抽出）に対してモジュールを同様に含む。次いで、それら特徴の位置を測定するためのモジュールは、表示した身体活動データを直接推定すること、識別された時計の針の角度、又は他のインジケータの角度若しくは縦方向位置を測定することが可能となる。

このようにして測定したデータは、処理データを測定すること且つ次いで処理データを表示することのためにそれらを処理する処理モジュール３２へ転送される。

処理は、腕時計に表示したデータの収集を例えば含むことができる。収集は、例えば、以前に測定した較正データと特定の腕時計及び／又は特定の人物を考慮に入れるかもしれない。一実施形態では、方法は、同様の身体努力中に腕時計と携帯型電子機器によって測定した身体的パラメータを比べる事前ステップを含んでおり、この比較の結果に従って表または補正関数を測定する。したがって、携帯型電子機器の測定において系統的バイアスを収集することは可能である。

処理は、腕時計のメモリ空間に保存した自分の設定に合わせたパラメータを使用し、人間しだいで自分の設定に合わせた値の測定を含むかもしれない。一実施形態では、処理モジュールは、時計の装着者によって以前に取り入れた目的データ、例えば、体重、身長、歩幅、年齢、血液型、目標、身体活動のタイプ等、のために使用する。腕時計に表示したステップ数からとこれらの自分の設定に合わせたパラメータは、その人のためにカスタマイズした計算に従って、例えば移動距離または消費カロリー数を測定することが可能である。

処理は、例えば、容量、以前のデータ若しくは参照データとの比較、及び／又はこのようにして測定した生データからの他のデータの計算も同様に含むことができる。

例えば気象データや他のユーザとの比較など、モジュール３２によって使用された他のデータは、通信ネットワーク例えばインターネットから引き出されることができる。

次いで、ディスプレイモジュール３３は、電子機器１のスクリーン１１、又は他のスクリーンで次のように処理したデータを表示することが可能になる。データはサウンド形式で表現されることができる。

測定データと表示データは、時計のカウンタの最後のリセット以降にそれぞれ消費して達成したステップ数、活動（または非活動）の指標若しくはカロリー数を例えば含むことができる。一変形形態では、ユーザによって定義した、またはプログラムによって提案した目標を考慮した活動の割合を表示することが可能になる。

数個のディスプレイは、提供されることができる。例えば、第１のディスプレイは、時間をゼロに合わせて以降の代表する振動の数と振幅のデータを示すかもしれない。したがって値は、例えば真夜中以降のこのリセット以降、消費した身体活動エネルギー、又は歩いたステップ数に依存する。第２のディスプレイは、例えば、各変位でインクリメントされ、且つ時計のムーブメントで測定した時間の流れと共に規則的にデクリメントされたかもしれない。したがって表示した値は、消費した電力に一致する。

睡眠時間、軽い身体活動、または激しい身体活動数を計算して表示することも可能である。モーションセンサが長期間にわたって低い身体活動を検出するとき、睡眠段階は、機械式センサ及び／又は処理モジュールによって検出されることができる。もしこの低い活動が夜間に起こると、睡眠の可能性はさらに高くなる。この目的のために、機械式センサは、睡眠段階、軽い活動且つ激しい活動の間に経過を検出するように設計されることができる。経過時間、又は継続時間は、時計のダイヤルに表示されることができる。

これらのデータは、テキスト、数字及び／又は図表と同様に表示されることができる。それらは、リモートで他のデバイスに保存し又は送信されることも同様にできる。

Claims (14)

1. 人の身体活動に関したデータを測定し表示するための方法において、
   ‐人によって装着された腕時計（２）内の機械式センサ（２１）を用いて人の身体活動を示すデータを測定し、
   ‐アナログインジケータ（２０）を用いて前記腕時計（２）のダイヤル上にこれらの測定したデータを表示し、
   ‐携帯型電子機器（１）内のカメラ（１０）を用いて前記ダイヤルの画像を取り込み、 ‐前記アナログインジケータ（２０）の位置を測定するため、分析した１つ以上のデータを構成する前記位置によって前記画像を分析し、
   ‐処理された前記身体活動を示すデータを測定するため、前記分析したデータを前記携帯型電子機器内で処理し、
   ‐前記処理されて作成された身体活動データを電子機器（３３）のスクリーン（１１）上に表示することを備える、方法。
2. 前記人に対して専用の方法で処理された前記作成された身体活動データを測定するために前記人に固有のパラメータを使用して処理する前記データと一緒に、前記人に固有のパラメータをメモリ空間内に保存するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
3. 前記腕時計に対して較正された前記作成された身体活動データを測定するために前記腕時計に固有の較正パラメータを使用して処理する前記データと一緒に、前記腕時計に固有のキャリブレーションパラメータを前記メモリ空間内に保存することをさらに含む請求項１に記載の方法。
4. 前記機械式センサ（２１）は、歩数計又は加速度計のようなモーションセンサである請求項１に記載の方法。
5. 停止時間以降に前記モーションセンサによって感知された運動を積分し、前記アナログインジケータを用いてこの積分に対応する値を表示するステップを含む請求項４に記載の方法。
6. 前記処理されたデータは、移動距離及び／又は消費カロリー数を示す前記人に固有のパラメータを使用する請求項２に記載の方法。
7. 前記ダイヤルに表示されたデータを自動的且つ周期的にゼロに合わせるステップを含み、又は
   前記ダイヤルに表示されたデータを手動でゼロに合わせるステップを含む請求項１に記載の方法。
8. 前記表示されたデータは、装着者の運動ごとに又は所定の方向若しくは方位への装着者の運動ごとにはインクリメントされ、そのユーザの自発的な行動によって又は周期的な間隔で自動的にデクリメントされる請求項１に記載の方法。
9. 人の身体活動に関したデータを測定し表示するためのシステムにおいて、
   ‐腕時計を装着しているときに人の身体活動に関したデータを取り込むための機械式センサ（２１）と、前記腕時計のダイヤル上のこれらのデータを表示するためのアナログインジケータ（２０）とを備える前記腕時計と、
   ‐カメラ（１０）を有する携帯型電子機器と、
   ‐前記カメラ（１０）によって取り込まれた画像を分析し、前記画像がダイヤルの映像を含むときにこのダイヤル上に表示されたデータに相当する分析された１つ以上のデータを測定するために、前記カメラ（１０）によって取り込められた画像を分析するモジュール（３１）と、
   ‐前記画像を分析するモジュール（３１）によって測定されたデータを処理し、前記処理されたデータを生成するモジュール（３２）と、
   ‐前記処理されたデータをスクリーン上に表示するモジュール（３３）とを備える、システム。
10. 前記機械式センサ（２１）は、歩数計又は加速度計のようなモーションセンサである請求項９に記載のシステム。
11. 前記ダイヤル上に表示されたデータを自動的且つ周期的にゼロに合わせるための構成要素又は前記ダイヤル上に表示されたデータを手動でゼロに合わせるための構成要素を含む請求項９に記載のシステム。
12. 前記人に固有のパラメータを保存するためのメモリ空間を含むシステムにおいて、
    前記データを処理するモジュールは、前記人に対して専用の方法で処理された前記作成された身体活動データを測定するために前記人に固有のパラメータを使用するために構成されている請求項９に記載のシステム。
13. 前記腕時計に固有の較正パラメータを記憶するためのメモリ空間をさらに含むシステムにおいて、
    前記データを処理するモジュールは、前記腕時計に対して較正された前記作成された身体活動データを測定するために前記腕時計に固有の較正パラメータを使用する請求項１２に記載のシステム。
14. 携帯型電子機器が、人の身体活動を示すデータを処理し表示するように、前記携帯型電子機器によって実行可能なプログラムを含むコンピュータデータキャリアにおいて、
    前記プログラムは、
    ‐画像取り込みモジュール（３０）と、
    ‐取り込まれた画像を分析し、前記画像がダイヤルの映像を含むときにこのダイヤル上に表示されたデータを測定するモジュール（３１）と、
    ‐前記モジュール（３１）によって画像が分析され測定されたデータを処理するモジュール（３２）と、
    ‐前記処理されたデータをスクリーン（１１）上に表示するモジュール（３３）とを備える、コンピュータデータキャリア。

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