JPH02131785A - 運動メディア通信端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の属する技術分野 本発明は，同一地点において模擬的な走行を行うことに
より，運動するための，１１争機能を有する運動メディ
ア通信端末装置に関するものである。

（３）発明の目的 本発明の目的は．同一地点における模擬的な走行により
運動する際．運動者のインセンティブを向上させる機能
を付与する事により，楽しくトレニングができる運動装
置を実現することにある。

（２）従来の技術 従来の．同一地点において模擬的な走行を行うことによ
り．運動するための運動用装置としては．例えば．回転
するローラ上で通常の自転車をこぐ装置．あるいは，模
擬的な車輪を有し．こいでも（４）発明の構成 （４−１）発明の特徴と従来の技術との差異従来の．同
一地点において模擬的な走行を行うことにより．運動す
るための運動用装置における問題点．即ち一人で，黙々
と単調にトレーニングするために退屈であって楽しくな
く．長続きしないという問題点に対して，本発明では．
以下のような，ｉ！動者のインセンティブを向上させる
機能を付与する事により．楽しくトレーニングができる
運動装宜を実現する。即ち． （ａ）模擬的な地形図上の走行体験機能二運動者に対し
て模擬的な３次元地形図およびその上での模擬的な走行
地点や走行方向を表示すると共に，運動者があたかもそ
の走行地点を実際に走行しているかのような運動負荷力
あるいは連動推進力を与え．同時に，運動者の運動方向
や運動距離を検出して，それに応じてあたかも走行地点
が変化していくように走行地点の表示及び運動負荷力を
変化させていく機能。

（ｂ）複数の運動装置間での競争機能：複数の運動者に
対して，共通の模擬的な地形図を堤示すると共に．複数
の運動者各々に対応する各人の模擬的な走行地点を表示
しまた各人の運動状況を示すことにより，？ｊ！Ｂの運
動者間で競争する機能． を実現する。

従来の運動装置では．このような運動者のインセンティ
ブを向上させる機能は実現されておらずこの点が本発明
と異なる． （４　−　２）実施例 第１図は本発明の第一の実施例を説明する図であって，
自転車こぎ形式の運動装置であり．■は回転運動操作部
（ペダル），２は運動伝達部（チェーン）．３は運動制
御部．４は回転数センサ５は方向操作部（ハンドル）．
６は方向センサ７は運動信号制御部，８はコース地形信
号記憶部．９はコース・位置表示部．１０は負荷力発生
器である． これを動作するには．先ず，あらかじめコース地形信号
記憶部８に蓄えられていた，第２図に示すようなコース
地形信号（高さ位置表示や地形位置表示）が，運動信号
制御部７へ伝えられ，コース全体の地形状況がコース・
位置表示部９へ表示され．運動をする操作者へ，どのよ
うな経路で走行するか選択できるようにする． 一方．運動をする操作者は，回転運動操作部（ペダル）
１を自転車のペダルをこぐようにして，足で動かす．こ
の動きが運動伝達部（チェーン）２を介して，運動制御
部３へ伝えられる．この動きは回転数センサ４により検
出され．運動信号制御部７へ伝えられ，運動開始時刻以
後の．回転数．走行距離．速度，加速度等の各種運動信
号が算出される．同時に．運動をする操作者が，方向操
作部（ハンドル）５を動かすと．その方向変化の動きは
．方向センサ６により検出され．運動信号制御部７へ伝
えられる． このような操作者の運動状態を検出する事と並行して，
運動信号制御部７は，検出した走行距離及び走行方向と
．先に．運動信号制御部７に伝えられたコース地形信号
とに基づいて，連動者の模擬的な位置と走行方向とを算
出し，その位置でのコース地形上での３次元的な傾斜（
走行方向に対して，地形平面のなす，３次元的な角度）
に対応する負荷力を，負荷力発生器１０を介して運動制
御部３へ加える．同時に．運動者の現在位置をコース地
形表示と重ね合わせて．コース・位夏表示部９へ表示す
る。

負荷力を発生する方法としては，通常の自転車に用いら
れているブレーキ装置を油圧または電磁力により駆動す
る方法，あるいは．回転軸に対して電磁ブレーキを直接
組み込む方法等がある．このようにして．運動をする操
作者は，あたかも模擬的な競技コースの上を．実際に自
転車で走っているかのような，コース上の各走行位置毎
および走行方向毎に．随時変化する負荷力を受けながら
，模擬的なコース上を，スタートからゴールまでの所要
時間を計りながら，運動することができる．本実施例で
は，自分が選んだ走行方向（３次元的な走行経路）によ
り．コース中の負荷力が変化するため，ゴールまでの走
行所要時間を縮めるには，自分の脚力に合った，走行方
向（走行経路）の選択が重要となる。このため，従来の
単副な自転車こぎ運動に．３次元的な走行経路選択とい
う知能ゲームの要素が加わり．ゴールまでの所要時間短
縮へ向けて．知らず知らずのうちに楽しく何回も運動を
繰り返すことになり，トレーニングが長続きする． 第２図はコース位置表示の例であり．第２図（ａ）は．
各走行経路点における高さと残り距離と現在位置とを示
した図，第２図（ｂ）はコースの３次元的な地形を等高
線図で示した図である．このような地形図の中で．現在
位置を確認しつつ走行経路を選択しながら．運動を行う
．第３図は本発明の別の実施例を説明する図であって，
第１図の実施例に加えて．斜面を下る場合の加速力を加
える事ができるようにしたものである。すなわち．第３
図に示すように自転車こぎ形式の運動装置であり．１は
回転運動操作部（ペダル），２は運動伝達部（チェーン
），３は運動制御部，４は回転数センサ，５は方向操作
部（ハンドル），６は方向センサ，７は運動信号制御部
８はコース地形信号記憶部，９はコース・位置表示部，
１０は負荷力発生器，１１は回転力発生器，ｌ２は傾斜
発生器．１３は風景画像発生部，１４は風景表示器，１
５は運動する人物，１６は運動者のための座席である． これを動作するためには．先ず．あらかじめコース地形
信号記憶部８に蓄えられていた，第４図に示すようなコ
ース地形信号が．運動信号制御部７へ伝えられる。同時
にコース全体の地形状況がコース・位置表示部９へ表示
され．運動をする操作者へ．どのような経路で走行する
か選択できるようにする． 一方．運動をする操作者１５は運動用の座席１６に腰掛
けながら．回転運動操作部（ペダル）１を自転車のペダ
ルをこぐようにして，足で動かす。

この動きが運動伝達部（チェーン）２を介して運動制御
部３へ伝えられる。この動きは回転数センサ４により検
出され．運動信号制御部７へ伝えられ，ｉ！！動開始時
刻以後の．回転数，走行距離，速度，加速度等の各種運
動信号が算出される。同時に，運動をする操作者が．方
向操作部（ハンドル）５を動かすと，その方向変化の動
きは，方向センサ６により．検出され．運動信号制御部
７へ伝えられる。

このような操作者の運動状態を検出する事と並行して．
運動信号制御部７は．検出した走行距離及び走行方向と
，先に，運動信号制御部７に伝えられたコース地形信号
とに基づいて，運動者の模擬的な位置と走行方向とを算
出し，さらに．それらの値を基にして，その走行位置・
方向でのコース地形上での３次元的な傾斜（走行方向に
対して，地形平面のなす，３次元的な角度）を算出する
．算出した傾斜値により．以下の２種の出力制御を切り
替える。

（ａ）傾斜が走行方向に対して．登り方向の場合には，
登り傾斜に対応する負荷力（あたかも仮想的な自転車が
．その登り傾斜を登っていく場合に想定される負荷力）
を，負荷力発生器１０を介して運動制御部３へ加える．
（ｂ）傾斜が下り方向の場合には．下り傾斜に対応する
回転力（あたかも仮想的な自転車が，その下り傾斜を下
っていく場合に想定される加速力）を．回転力発生器１
１を介して運動制御部３へ加える． 回転力あるいは加速力を加える方法としては．電磁モー
タを直接回転軸に対して組み合わせる方法．あるいは．
ギアやチェーンを介して，モータの回転力を加える方法
等がある．電磁モータを直接回転軸に組み合わせる方法
は，電磁ブレーキとして．負荷力の発生器にも共用でき
る．上記の（ａ），　　（ｂ），両方の出力制御を行う
ことにより，第２図のような．単調な登りのコース地形
だけでなく，第４図のような，登りと下りとの両方が組
合わさった地形に対しても．地形の登りと下りとの両方
に対して，実際にその地形上を走行した場合と同様の負
荷力あるいは加速力を与える事ができる。

上記の出力制御と同時に．運動者の現在位置と走行方向
とを，コース地形表示に重ね合わせて，コース・位置表
示部９へ表示する． コース地形表示の際．第１図の実施例および第２図．第
４図に示すような等高線地形図によるコース位置表示に
加えて．本実施例では，より臨場感を高めるため，運動
者の仮想的な走行位置における風景（仮想的な走行位置
を．あたかも実際に走っていると想定させるような，走
行位置に視点を置いた，風景あるいは地形画像）を合成
して．風景表示器１４に出力・表示する．すなわち，風
景画像発生部１３において，コース地形信号記憶部８に
蓄えられている地形情報を基にして．運動信号制御部７
で算出された走行位置および走行方向に視点を置いた，
風景画像あるいは地形画像を生成する。

生成される風景画像あるいは地形百像の例を第５図に示
す．第５図は第４図の地形情報に対応する地形画像の例
である。第５図（ａ）はスタート点付近を視点とした地
形画像であり，スタート点付近の山とゴールのある遠方
の山との両方が見えている．第５図（ｂ）はコースを走
行中の途中地点を視点とした地形画像であり．ゴールの
山が大きく見えてきている． 地形情報から，風景画像あるいは地形画像を合成する方
法としては，通常コンピュータアニメーシッンや．コン
ピュータグラフィクス等で行われている．３次元面に対
する，ディスプレイ表現処理を用いる．例えば．その一
番簡単な方法としては，以下のようにして，画像合成を
行う。

（あ）地形表面を地形表面上の点の集合で表現する事と
し，地形表面上に分布する各点の３次元空間上の位置座
標集合で．地形情報を構成する。

（い）３次元空間上の．与えられた視点（運動者の位置
）から，与えられた方向及び画角（表示用ディスプレイ
への表示サイズに対応する画角）の範囲に入る地形表面
を構成する各点を算出する． （う）上記（い）項で算出された複数の点を結ぶ面を．
表示用ディスプレイ上の表示サイズに対応する２次元空
間に写像し，２次元表示画像としての各点の位置座標を
算出する．（え）上記（う）項で算出された各点で構成
される２次元画像を，隣合う３点を頂点とする微小な三
角形面の組合わせで構成し，その各々の三角形面に対し
て，対応する輝度あるいは色で塗りつぶし処理を行って
．全体としての面を表現する。

このようにして，運動をする操作者は．あたかも模擬的
な競技コースの上を実際に自転車で走っているかのよう
な．コース上の各位置毎および走行方向毎に，随時変化
する負荷力あるいは加速力を受けながら．模擬的なコー
ス上を．スタートからゴールまでの所要時間を計りなが
ら運動することができる． また．運動にともなって．走行地点から見た風景あるい
は地形がディスプレイに表示されるため，実際にその場
所を走行しているような臨場感を怒しながら運動するこ
とができる． 本実施例では，自分が選んだ走行方向（３次元的な走行
経路）により，コース中の負荷力あるいは加速力が変化
するため．ゴールまでの走行所要時間を縮めるには，自
分の脚力に合った，走行方向（走行経路）の選択が重要
となる．このため従来の単調な自転車こぎ運動に，３次
元的な走行経路選択という，知能ゲームの要素が加わり
．ゴールまでの所要時間短縮へ向けて．知らず知らずの
うちに．楽しく何回も運動を繰り返すことになり，トレ
ーニングが長続きする． 第６図は本発明の別の実施例であり，複数の運動装置間
での競争機能を持たせた例である．第６図に示すように
，自転車こぎ形式の連動装置が通信網を介して接続され
る．図中１は回転運動操作部（ペダル）．２は運動伝達
部（チェーン）．３は運動制御部．４は回転数センサ，
５は方向操作部（ハンドル），６は方向センサ．７は運
動信号制御部．８はコース地形信号記憶部．９はコース
・位置表示部．１３は風景画像発生部．１４は風景表示
器．１５は運動する人物，１６は運動者のための座席．
１７は負荷力および加速力発生器．１Ｂは通信制御部，
１９は時間信号発生部．２０は通信網である． これを動作するためには．先ず．あらかじめ．複数の運
動装！を通信網２０を介して相互に接続する．これらの
複数の運動装置相互で共通のコース地形信号を用いる事
とし，そのコース地形信号を記憶するコース地形信号記
憶部８を有している側の運動装置を，ここでは，これを
マスター側と呼ぶこととする。また．マスター側以外の
運動装置をスレーブ側と呼ぶこととする． 次に．マスター側の運動装置のコース地形信号記憶部８
に蓄えられていた第２図，第４図に示すようなコース地
形信号（このコース地形信号を複数の運動装置で共通に
用いる）が，マスター側運動装置の運動信号制御部７へ
伝えられる。同時に，同じコース地形信号が，マスター
側の通信制御部ｉｓ．ｉＪ１信ｙ４２　０，スレープ側
の通信制御部１８を介して．スレーブ側運動装置の運動
信号制御部７へ伝えられる。こうして．複数の運動装置
の運動信号制御部が，皆同じコース地形信号に基づいて
動作することになる。

各々の運動装置において，コース全体の地形状況がコー
ス・位置表示部９へ表示され．運動をする操作者へ，ど
のような経路で走行するか選択できるようにする． 続いて，マスター側運動装置に組み込まれた時間信号発
生部１９から，全部の運動装置に対して．共通の時間信
号が通信網２０を介して分配される．各運動装置は，こ
の共通の時間信号を用いて，運動開始（スタート時刻）
や，ゴールまでの所要時間の計測を行う．運動開始時刻
になったら．各運動装置の運動信号制御部７は，運動者
に対して．音や光等のスタート合図を出す． 一方，スタート合図を受けると，各々の運動装置におい
て，運動をする操作者１５．１５は．各々の運動装置の
運動用の座席１６に腰掛けながら．回転運動操作部（ペ
ダル）１を自転車のペダルをこぐようにして．足で動か
す．この動きが運動伝達部（チェーン）２を介して，運
動制御部３へ伝えられる．この動きは回転数センサ４に
より検出され，運動信号制御部７へ伝えられ，運動開始
時刻以後の．回転数．走行距離，速度，加速度等の各種
運動信号が算出される．同時に，連動をする操作者が．
方向操作部（ハンドル）５を動かすと，その方向変化の
動きは．方向センサ６により，検出され．ｉ！動信号制
御部７へ伝えられる．このような操作者の運動状態を検
出する事と並行して．ｉ！動信号制御部７は，検出した
走行距離及び走行方向と．先に．運動信号制御部７に伝
えられたコース地形信号とに基づいて，運動者の模擬的
な位置と走行方向とを算出し．さらに．それらの値を基
にして．その走行位置・方向でのコース地形上での３次
元的な傾斜（走行方向に対して，地形平面のなす．３次
元的な角度）を算出する．夏出した１頃斜値により．あ
たかも仮想的な自転車が，その傾斜を走行してい《場合
に想定される負荷力あるいは加速力を．負荷力および加
速力発生器ｌ７を介して運動制御部３へ加える．各々の
運動装置の運動者毎に．コース地形が同じ（共通）であ
っても．走行経路が異なるため，上記の負荷力及び加速
力出力制御は．各々の運動装置で異なる出力となる． 各々の運動装置の運動者の現在位置．走行方向の情報は
．コース地形表示と重ね合わせて．コース・位置表示部
９へ表示する．また．各々の走行位置における風景画像
が．各連動装置の風景画像発生部１３で生成され．風景
表示器１４へ表示される． 各連動装置は．自分の運動者の走行位置及び走行方向情
報を．他の運動装置へ通信ｙＩｈｏを介して送信すると
ともに，他の運動装置の運動者の走行位置および走行方
向情報を受信して，自分の運動者の走行位置と重ね合わ
せて表示する．これにより．各運動者は．自分を含めた
全部の運動参加者の走行状況を把握して，お互いに競争
しながら，運動をすることができる。

このようにして，複数の運動者に対して．共通の模擬的
な地形図を提示すると共に．複数の運動者各々に対応す
る各人の模擬的な走行地点を表示し．各人の運動状況を
示すことにより．複数の運動者間で競争する機能を実現
できる。走行経路選択という知能ゲームの要素と，ゴー
ルまでの所要時間競争という体力ゲームの要素との両方
を楽しみながら．トレーニングができる。

（５）発明の効果 以上説明したように．本発明によれば，模擬的な３次元
地形図上での走行体験機能や．？３［数の運動装置間で
の競争機能を持った運動装宜を実現できるため，運動者
のインセンティブを向上させ，トレーニングを長続きさ
せることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の構成図．第２図はコー
ス位置表示の例，第３図は本発明の別の実施例の構成図
．第４図はコース位置表示の例，第５図は生成された風
景・地形画像の例５第６図は複数の運動装置を接続した
実施例の構成図である． １は回転運動操作部（ペダル），２は運動伝達部（チェ
ーン），３は運動制御部．４は回転数センサ，５は方向
操作部（ハンドル）．６は方向センサ，７は運動信号制
御部．８はコース地形信号記憶部，９はコース・位置表
示部．１０は負荷力発生器．１１は回転力発生器．１２
は傾斜発生器．１３は風景画像発生部，１４は風景表示
器，１５は運動する人物．１６は運動者のための座席．
１７は負荷力及び加速力発生器，１８は通信制御部１９
は時間信号発生部，２０は通信網を表す。 特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）実際には移動する事なく同一地点において模擬的
   な移動または回転を行うことにより運動するための運動
   用装置と、 該運動用装置の回転部分の回転を検出するための回転数
   センサと、 該運動用装置の模擬的な移動方向を検出するための方向
   センサと、 模擬的な３次元地形情報を記憶する手段と、前記回転数
   センサおよび方向センサの出力情報を基にして、模擬的
   な３次元地形上の移動距離及び移動方向を算出する手段
   と、 前記模擬的な３次元地形上の移動距離及び方向情報を基
   にして、模擬的な３次元地形上の運動に対する負荷力あ
   るいは加速力を算出する手段と、 算出された負荷力あるいは加速力を基にして、該運動装
   置に対して負荷力あるいは加速力を加える手段と、 前記模擬的な３次元地形上の移動の距離または位置を表
   示する手段と、 前記模擬的な３次元地形上の２点間を模擬的に移動して
   運動する際の所要時間を計測する手段と を有する ことを特徴とする運動メディア通信端末装置。
2. （２）模擬的な３次元地形情報及びその地形上での模擬
   的な走行位置と走行方向情報を基にして、該模擬的走行
   位置を視点とした模擬的地形の外観画像を生成する手段
   と、 生成した模擬的地形外観画像を表示する手段とを有する ことを特徴とする前記請求項（１）記載の運動メディア
   通信端末装置。
3. （３）複数の運動用装置において共通の模擬的３次元地
   形情報を基にして算出した各々の運動用装置の模擬的な
   走行位置と走行方向情報を、お互いに相互に送受信する
   手段と、 受信した他の運動装置の走行位置を表示する手段と を有する ことを特徴とする前記請求項（１）記載の運動メディア
   通信端末装置。