JPH0650768A - Method and apparatus for measurement of energy consumed by exercise - Google Patents

Method and apparatus for measurement of energy consumed by exercise

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JPH0650768A
JPH0650768A JP22220092A JP22220092A JPH0650768A JP H0650768 A JPH0650768 A JP H0650768A JP 22220092 A JP22220092 A JP 22220092A JP 22220092 A JP22220092 A JP 22220092A JP H0650768 A JPH0650768 A JP H0650768A
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circuit
vertical
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exercise
signal
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JP22220092A
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Yoshijirou Watanabe
嘉二郎 渡辺
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Abstract

PURPOSE:To enhance the measuring accuracy of an exercise consumption calorimeter by a method wherein energy consumed by an exercise is computed on the basis of the vertical- direction displacement amount and the horizontal-direction displacement amount due to the exercise of a person under test. CONSTITUTION:When an apparatus is attached to one leg of a person under test and the person climbs and descend slopes, an integration circuit 23 integrates up-and-down speeds from an up-and-down speed sensor 23 which makes use of a capacitor microphone, changes them into a displacement-amount signal and outputs the signal to a sampling circuit 25. The sampling circuit 25 supplies sampling values to a storage circuit 26 in synchronization with a clock pulse from a clock-signal generation circuit 24. When the circuit 26 overflows, it supplies the sampling values to a storage circuit 27 from the order of old values and updates a storage content. Data on up-and-down displacement amounts stored in the circuits 26, 27 is supplied to an inclination detection circuit 28, the circuit compares signal waveforms and judges whether the data indicates a climbing-up state or a climbing-down situation. It changes over a switch 31 and supplies the data to a consumption calory operation circuit 32. The circuit 32 operates a consumption calory in the vertical direction and a consumption calory in the horizontal direction and display them on a display part 34.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、人間等の被測定体の
運動に伴って消費される運動消費エネルギー測定方法及
びその装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for measuring kinetic consumption energy consumed by the movement of an object to be measured such as a human being.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば日常生活における人間の運
動量を測定するものとしては、例えば振り子の原理を用
いた歩数計が開発され、健康管理用として各社から販売
されている。また、この歩数計の原理を用いて消費カロ
リーメータ(以下、運動消費エネルギー測定装置とい
う)が開発されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for measuring the amount of exercise of a person in daily life, for example, a pedometer using the principle of a pendulum has been developed and sold by each company for health management. Also, a calorie consumption meter (hereinafter referred to as exercise energy consumption measuring device) has been developed using the principle of this pedometer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の運動消費量エネルギー測定装置にあっては、人間の歩
行時の一歩一歩の歩にともなって発生する振り子の振動
から歩数を測定し、かつその測定された歩数のみに基づ
いて消費カロリー値を算出するものであったため、水平
な道路と坂道とを同一歩数歩いた場合を比較すると、消
費カロリー値の算出に当たっては、道路の傾きの値は演
算に関係しないので、その歩数値及び消費カロリー値と
しては同じ値が指示され、あたかも同一運動量であるか
のように表示されるものであった。そのために、この消
費カロリー値を基準にして健康管理をしている人にとっ
ては、誤った健康管理をしてしまうと云う問題点が発生
する恐れがあった。
However, in this type of kinetic energy consumption measuring device, the number of steps is measured from the vibration of the pendulum that occurs with each step of a human walking, and Since the calorie consumption value was calculated only based on the measured number of steps, comparing the case of walking the same number of steps on a horizontal road and a slope, the value of the slope of the road is calculated when calculating the calorie consumption value. Therefore, the same value is designated as the step count value and the calorie consumption value, and they are displayed as if they have the same exercise amount. For this reason, there is a possibility that a person who manages health based on the calorie consumption value may have a problem that he / she performs wrong health care.

【0004】特に近年においては、人間の生活環境にお
ける地上建築物が高層化する一方、地下構造物も多くな
り、かつその深度を深くする方向にあり、その中で生活
をする人間にとっては平面(平地)を基準にした歩数計
をベースにした運動消費エネルギー測定装置では健康管
理が十分にできないと云う問題点が発生する恐れがあっ
た。そこで、この発明の目的は、垂直(上下)方向の変
位量も考慮して運動消費カロリーメータの測定精度を向
上した測定方法を提供することである。
Particularly in recent years, the number of underground structures has increased in the living environment of human beings, while the number of underground structures has increased, and the depth of the underground structures has tended to increase. There is a risk that the exercise energy consumption measuring device based on a pedometer based on (flat land) may not provide sufficient health care. Therefore, an object of the present invention is to provide a measuring method in which the measurement accuracy of an exercise calorie meter is improved in consideration of the amount of vertical (up and down) displacement.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、小生がマイ
クロホン、特にオーデイオ等に大量に、かつ低コストで
生産されているコンデンサーマイクロホンの各種環境下
における特性の差違を調査研究している間に着想したも
ので、これに関連する技術については、現在までに数多
くの出願を行ってきている。そのような状況の中で、今
回のものの発明は、被測定体の運動に伴う垂直方向変位
量及び水平方向変位量に基づいて該運動に必要な前記被
測定体の消費エネルギーを算出する方法及びその装置に
ある。
According to the present invention, while I am investigating the difference in the characteristics of a condenser microphone, which is produced in large quantities at low cost in a microphone, especially an audio device, under various circumstances. This is an idea, and we have filed a number of applications for technology related to this. In such a situation, the invention of the present invention is a method for calculating the energy consumption of the object to be measured required for the movement based on the amount of vertical displacement and the amount of horizontal displacement accompanying the movement of the object to be measured, and It is in that device.

【0006】(なお、ここでの上下動センサは、上下方
向加速度、上下方向速度、上下方向変位のいずれかを検
出するもので、下記実施例で説明するコンデンサマイク
ロホンを利用した上下速度センサに限らず、上下加速度
センサ、上下方向相対変位センサ(これらについては、
既に小生が出願済みである。)であってもよく、上下加
速度センサの場合はその出力を一回積分すれば速度信号
に、また二回積分すれば変位量信号になる。またそれら
のセンサは半導体素子、磁歪素子、圧電素子、水晶振動
子等であってもよいことは云うまでもないことであ
る。)
(Here, the vertical movement sensor detects any of vertical acceleration, vertical velocity, and vertical displacement, and is not limited to the vertical velocity sensor using the condenser microphone described in the following embodiment. Vertical acceleration sensor, vertical relative displacement sensor (for these,
I have already applied for it. In the case of the vertical acceleration sensor, if the output is integrated once, it becomes a velocity signal, and if it is integrated twice, it becomes a displacement amount signal. Needless to say, these sensors may be semiconductor elements, magnetostrictive elements, piezoelectric elements, crystal oscillators, or the like. )

【0007】[0007]

【作用】上記構成によれば、例えば、本件上下動センサ
を被測定者の腰、足等に取り付けて、階段等を登り降り
することによって、コンデンサマイクロホンを含む受圧
素子(圧力センサ)によって構成される上下動センサ
が、その垂直方向の変位に伴って発生する気圧変動(地
表面等の基準面の気圧が決まると、それを基準にした各
高度での気圧は高度に反比例して低くなることに基づ
く)を検出し、それによって人間等の被測定体の上下方
向への移動量を、大気の上下方向の気圧値の違いから検
出し、その検出出力から上下方向変位量を求め、その上
下方向変位量に基づいて運動消費エネルギー(消費カロ
リー)を算出する。
According to the above configuration, for example, the vertical movement sensor is attached to the waist, leg, etc. of the person to be measured, and is configured by a pressure receiving element (pressure sensor) including a condenser microphone by climbing up and down stairs. The vertical movement sensor causes vertical fluctuations that occur with its vertical displacement. (When the atmospheric pressure on the reference surface such as the ground surface is determined, the atmospheric pressure at each altitude based on it is reduced in inverse proportion to the altitude. Based on the difference in atmospheric pressure values in the vertical direction of the atmosphere, and the vertical displacement amount is calculated from the detected output. Exercise energy consumption (calorie consumption) is calculated based on the amount of directional displacement.

【0008】[0008]

【実施例】図1に基づいて、上下速度センサを構成する
コンデンサマイクロホンの構造を説明し、その後に、そ
のコンデンサマイクロホンを受圧センサとして利用する
ための工夫、改造点を詳細に説明する。同図1におい
て、10は市販されているオーデイオ用のコンデンサマ
イクロホンで、その構成は大きく分けて円筒状ケーシン
グ11、回路基板12、FETトランジスタ13、間隔
保持部材14、受圧用エレクトレットフィルム15a、
固定電極板15b、外部引き出し用リード線17等であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a condenser microphone which constitutes an up-and-down speed sensor will be described with reference to FIG. 1, and then the device for utilizing the condenser microphone as a pressure receiving sensor and remodeling points will be described in detail. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a commercially available audio condenser microphone for audio, which is roughly divided into a cylindrical casing 11, a circuit board 12, an FET transistor 13, a spacing member 14, a pressure receiving electret film 15a,
They are the fixed electrode plate 15b, the lead wire 17 for external extraction, and the like.

【0009】次に、上記各構成要素について詳細に説明
する。前記円筒状ケーシング11は、その下端円形状底
部を構成する底壁に前記リード線17が貫通する小孔1
1aが穿設され、またそのケーシング11の上端部に形
成された開口部は網目状保護部材19によつて全体が覆
われている。また前記回路基板12は、前記ケーシング
11の底部に配設され、前記FETトランジスタ13が
載置されると共に、前記リード線17が接続されてい
る。また同図において、受圧用エレクトレットフィルム
15aと固定電極板15bとの間の周辺部には、その間
隔を一定に保持するため、及び絶縁性を確保するために
リング状のスペーサ用絶縁性フィルム16が介装されて
いる。
Next, the above components will be described in detail. The cylindrical casing 11 has a small hole 1 through which the lead wire 17 penetrates through a bottom wall that constitutes a bottom end circular shape bottom portion.
1a is bored, and the opening formed at the upper end of the casing 11 is entirely covered with a mesh-like protective member 19. The circuit board 12 is arranged at the bottom of the casing 11, on which the FET transistor 13 is mounted, and the lead wire 17 is connected. Further, in the same figure, in the peripheral portion between the pressure-receiving electret film 15a and the fixed electrode plate 15b, a ring-shaped insulating film 16 for spacers is provided in order to maintain a constant distance and to ensure insulation. Is installed.

【0010】さらに、前記受圧用エレクトレットフィル
ム15a、スペーサ用絶縁性フィルム16及び固定電極
板15bによって前記ケーシング11内外の空気の、前
記上端開口部を介しての流通は大きく制限されている。
即ちその受圧用エレクトレットフィルム15a、スペー
サ用絶縁性フィルム16及び固定電極板15bを介して
の空気流量抵抗値が大きな値に設定されることになり、
それによってオーデイオ用としての周波数特性が確保さ
れている。なお、前記固定電極板15bには空気流通用
の微細孔(図示せず)が設けられ、また回路基板12は
ケーシング11の底壁に密着して設けられ、小孔11a
を介しての空気の流通を大きく規制している。
Further, the pressure receiving electret film 15a, the spacer insulating film 16 and the fixed electrode plate 15b greatly restrict the flow of air inside and outside the casing 11 through the upper end opening.
That is, the air flow resistance value through the pressure-receiving electret film 15a, the spacer insulating film 16 and the fixed electrode plate 15b is set to a large value,
As a result, the frequency characteristic for audio is secured. It should be noted that the fixed electrode plate 15b is provided with fine holes (not shown) for air circulation, and the circuit board 12 is provided in close contact with the bottom wall of the casing 11, and the small holes 11a are provided.
The flow of air through the is greatly regulated.

【0011】以上が、一般にオーデイオ用として市販さ
れ、使用されているコンデンサマイクロホンの主な構成
である。ここでは市販されている上記コンデンサマイク
ロホン10を受圧センサとして改造し、上下速度センサ
(上下動センサ)として使用するため、以下に述べる工
夫、改造を施している。即ち、18は剛性を有する密閉
用筒状補助部材で、その両端が開口され、かつその内径
はコンデンサマイクロホン10の外径より若干大きめの
径を有している。また、前記密閉用筒状補助部材18の
下方端部は、前記コンデンサマイクロホン10の底壁か
ら外側にはみ出し、樹脂性封止剤20が封止のために流
し込まれたときに流れ出さないような壁の機能を備えて
いる。
The above is the main configuration of the condenser microphone which is generally marketed and used for audio. Here, the commercially available condenser microphone 10 is modified as a pressure receiving sensor and used as a vertical velocity sensor (vertical movement sensor), so that the following innovations and modifications are made. That is, reference numeral 18 denotes a cylindrical sealing auxiliary member having rigidity, both ends of which are opened, and the inner diameter thereof is slightly larger than the outer diameter of the condenser microphone 10. Further, the lower end portion of the sealing cylindrical auxiliary member 18 protrudes outward from the bottom wall of the condenser microphone 10 and does not flow out when the resin sealant 20 is poured for sealing. It has the function of a wall.

【0012】このように前記コンデンサマイクロホン1
0の底壁の小孔11aを外部から密閉することによっ
て、即ち、その小孔11aを介してコンデンサマイクロ
ホン10内の空気圧が大気圧の影響を受けないように覆
うことによって前記コンデンサマイクロホン10の円筒
状ケーシング11の底壁を介しての空気の流通、即ち密
閉用筒状補助部材18の外側の空気が内側に入ることを
全く遮断している。それ故、前記円筒状ケーシング11
内外の空気の流通は、受圧用エレクトレットフィルム1
5a、固定電極板15b、スペーサ用絶縁性フィルム1
6等の間に形成される接触部の隙間、即ちそれぞれの接
触面等に形成された微少な隙間等を介して空気の流通が
なされる。
As described above, the condenser microphone 1
The cylinder of the condenser microphone 10 by sealing the small hole 11a of the bottom wall of 0 from the outside, that is, by covering the air pressure in the condenser microphone 10 through the small hole 11a so as not to be affected by the atmospheric pressure. It completely blocks the flow of air through the bottom wall of the cylindrical casing 11, that is, the air outside the sealing tubular auxiliary member 18 from entering the inside. Therefore, the cylindrical casing 11
The flow of air inside and outside the electret film for pressure reception 1
5a, fixed electrode plate 15b, spacer insulating film 1
Air is circulated through the gaps of the contact portions formed between 6 and the like, that is, the minute gaps formed on the respective contact surfaces and the like.

【0013】次に、上記のように構成されたコンデンサ
マイクロホン21についての作用説明を行なう。上記構
成の説明の中で述べた改造コンデンサマイクロホン2
1、すなわち外気に対して円筒状ケーシング11内がほ
ぼ密閉されて高気密状態にされたコンデンサマイクロホ
ン21を、大気中で垂直方向に上昇させると、それに伴
って周囲の大気圧が減少する(これは地表面から上方に
向かうにつれて気圧が減少することによる)。このと
き、前述したような受圧用エレクトレットフィルム15
a、固定電極板15b、スペーサ用絶縁性フィルム16
等の周縁接触部に形成された微少な隙間に発生する非常
に大きな流量抵抗によって、円筒状ケーシング11内の
空気の流出に時間遅れが与えられ、外気圧の変化によっ
て該円筒状ケーシング11内外のそれぞれの圧力に一時
的な差が生じさせられる。その結果、前記改造されたコ
ンデンサマイクロホン21から、被測定体の昇降速度
(上下速度)に比例した電圧信号e(t)として出力さ
れる。
Next, the operation of the condenser microphone 21 configured as described above will be described. Modified condenser microphone 2 described in the above description of the configuration
1. That is, when the condenser microphone 21 that is in a highly airtight state in which the cylindrical casing 11 is substantially sealed from the outside air is lifted in the vertical direction in the atmosphere, the ambient atmospheric pressure is reduced accordingly (this) Is due to the decrease in atmospheric pressure from the ground surface upwards). At this time, the pressure-receiving electret film 15 as described above
a, fixed electrode plate 15b, spacer insulating film 16
A very large flow resistance generated in a minute gap formed in a peripheral contact portion such as a time delays outflow of air in the cylindrical casing 11, and a change in external pressure causes a change in external pressure. A temporary difference is created in each pressure. As a result, the modified condenser microphone 21 outputs a voltage signal e (t) proportional to the ascending / descending speed (vertical speed) of the object to be measured.

【0014】次に、これを理論的に説明する。図2に示
す改造されたコンデンサマイクロホン21からの出力電
圧をe(t)、高さをh、圧力変化/電圧変換のゲイン
をk、円筒状ケーシング11内に形成されている空間の
容積をv、前記受圧用エレクトレットフィルム15a、
固定電極板15b、スペーサ用絶縁性フィルム16等と
前記円筒状ケーシング11との間に形成される前記隙間
の流量抵抗をr、前記受圧用エレクトレットフィルム1
5aと固定電極板15bとの間の静電容量をC、内臓F
ETトランジスタ13の入力インピーダンスをR、前記
円筒状ケーシング11内の空気の密度をρ、重力加速度
をg、複素角周波数をsとすると、上下方向の運動速度
と、それを検出する改造コンデンサマイクロホン21の
出力電圧との関係は次式で与えられる。
Next, this will be explained theoretically. The output voltage from the modified condenser microphone 21 shown in FIG. 2 is e (t), the height is h, the pressure change / voltage conversion gain is k, and the volume of the space formed in the cylindrical casing 11 is v. , The pressure-receiving electret film 15a,
The flow resistance of the gap formed between the fixed electrode plate 15b, the spacer insulating film 16 and the like and the cylindrical casing 11 is r, and the pressure receiving electret film 1 is
Capacitance between 5a and fixed electrode plate 15b is C, built-in F
Assuming that the input impedance of the ET transistor 13 is R, the air density in the cylindrical casing 11 is ρ, the gravitational acceleration is g, and the complex angular frequency is s, the vertical movement speed and a modified condenser microphone 21 for detecting it. The relation with the output voltage of is given by the following equation.

【0015】[0015]

【数1】 [Equation 1]

【0016】上記数1において、前記改造コンデンサマ
イクロホン21の物理的特性が、下記数2及び数3で示
す条件を満たすように設定されていると、数4が成立す
る。即ち
If the physical characteristics of the modified condenser microphone 21 are set so as to satisfy the conditions shown in the following equations 2 and 3, then the equation 4 holds. I.e.

【0017】[0017]

【数2】 [Equation 2]

【0018】[0018]

【数3】 [Equation 3]

【0019】[0019]

【数4】 [Equation 4]

【0020】即ち、上記数4は前記市販のコンデンサマ
イクロホン10を図1の如く改造することによって得ら
れ、そこから出力される出力信号e(t)の大きさが上
下方向の運動の速度に比例して変化し、上下速度センサ
を形成することを示している。
That is, the above equation 4 is obtained by modifying the commercially available condenser microphone 10 as shown in FIG. 1, and the magnitude of the output signal e (t) output therefrom is proportional to the speed of vertical movement. And changes to form a vertical speed sensor.

【0021】ここで、本発明の基本原理の説明を行う。
即ち、日常、人間等は平坦な道、坂道、階段等を歩く
が、平坦な道の場合には、それほどエネルギーは消耗し
ないが、登り坂、階段等を歩行する場合にはそれらの勾
配の度合いに応じた量だけ多くのエネルギーを使用して
自力で体を上方に持ち上げなくてはならない。また、下
り坂を歩行する場合には、勢いがつかないように一歩一
歩踏みしめて歩かなくてはならないので、思ったよりも
エネルギーを消耗する。
Here, the basic principle of the present invention will be described.
That is to say, everyday people walk on flat roads, slopes, stairs, etc., but on flat roads, energy is not so much consumed, but on walking uphill, stairs, etc. You have to lift yourself up by yourself using as much energy as you need. Also, when walking downhill, you have to step by step so that you do not gain momentum, so you will consume more energy than you think.

【0022】即ち、このような考えの基に図6を参照し
ながら説明する。但し、人間の歩行時の歩幅は各自ある
程度決まっており、所定の値を設定できるものと考え
る。即ち、図6において、基準位置Aから同一の歩幅
で、高度の異なるB地点、C地点、D地点、E地点(A
地点に対してD地点の高度は等しく、E地点の高度は低
く、B地点、C地点の高度は高いものとし、B地点の高
度が一番高いものとする。)のそれぞれに一歩を踏み出
したものと考える(即ち、これをベクトル的に考える
と、ベクトルAB,AC,AD,AEの大きさがそれぞ
れ等しく(歩幅が同一と考えることによる)、方向(勾
配のこと)が異なるものとする)。ここで、B地点、C
地点、D地点、E地点へのA地点からの高さ(垂直方向
の変位量)が測定され、かつベクトルAB,AC,A
D,AEの大きさが歩幅と同一の値として設定されるも
のと考えると、ピタゴラスの定理により水平方向の成分
(図6のベクトルABH、ACH、ADH、AEHの大きさ
参照)の大きさが算出される。
That is, based on such an idea, description will be made with reference to FIG. However, it is considered that the stride of a human walking is fixed to some extent and a predetermined value can be set. That is, in FIG. 6, point B, point C, point D, and point E (A
It is assumed that the altitude at point D is the same as the altitude at point D, the altitude at point E is low, the altitudes at points B and C are high, and the altitude at point B is the highest. ) Is taken as a step (that is, when this is considered as a vector, the magnitudes of the vectors AB, AC, AD, and AE are equal (by considering that the stride is the same), and the direction (gradient Thing) is different). Here, point B, C
The height (displacement in the vertical direction) from point A to point D, point E, and point E is measured, and vectors AB, AC, A
Considering that the size of D and AE is set as the same value as the stride, the size of the horizontal component (see the sizes of the vectors ABH, ACH, ADH, and AEH in FIG. 6) is determined by the Pythagorean theorem. It is calculated.

【0023】即ち、それぞれの一歩の垂直方向の成分
(図6のベクトルABv、ACv、AEvの大きさ参照)
及び水平方向の成分(図6のベクトルABH,ACH、A
DH、AEHの大きさ参照)に対して係数(実験的データ
に基づき設定される)を掛ける等の演算を施して垂直方
向及び水平方向に変位するための消費エネルギーを算出
し、それらを加算してA地点からB地点、C地点、D地
点叉はE地点へ移動する一歩の歩のために消費される運
動消費エネルギーを算出する。
That is, the vertical component of each step (see the magnitudes of the vectors ABv, ACv, AEv in FIG. 6).
And horizontal components (vectors ABH, ACH, A in FIG. 6)
DH, AEH (see size) is multiplied by a coefficient (set based on experimental data) to calculate the energy consumption for vertical and horizontal displacement, and add them together. Then, the exercise energy consumed for one step moving from the point A to the point B, the point C, the point D or the point E is calculated.

【0024】次に、図3に基づいて、本件発明による具
体例の構成を詳細に説明する。即ち、22は上下速度セ
ンサ(上下動センサ)で、図2で説明した改造コンデン
サマイクロホン21等を使用し、その外部引き出し用リ
ード線17からの検出信号を後述の積分回路23に供給
する。積分回路23は、前記改造コンデンサマイクロホ
ン21がマイクロホンとしての機能も有していることか
ら、周囲の音等のノイズをフィルタ機能により遮断し、
かつ人間の運動による上下速度信号を積分して、上下変
位量信号を作成して出力する。24はクロック信号発生
回路で、所定周波数のクロックパルスを出力する。25
はサンプリング回路で、前記積分回路23から供給され
る上下変位量信号を前記クロック信号発生回路24から
のクロックパルスに同期してサンプリングして出力す
る。
Next, the configuration of a specific example according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. That is, reference numeral 22 denotes an up-and-down velocity sensor (up-and-down movement sensor), which uses the modified condenser microphone 21 described with reference to FIG. 2 and supplies a detection signal from the lead wire 17 for external extraction to an integrating circuit 23 described later. Since the modified condenser microphone 21 also has a function as a microphone, the integrating circuit 23 cuts off noise such as ambient sound by a filter function,
In addition, the vertical velocity signal due to human motion is integrated to generate and output a vertical displacement amount signal. Reference numeral 24 denotes a clock signal generation circuit which outputs a clock pulse having a predetermined frequency. 25
Is a sampling circuit for sampling and outputting the vertical displacement amount signal supplied from the integrating circuit 23 in synchronization with the clock pulse from the clock signal generating circuit 24.

【0025】26は第1記憶回路で、前記サンプリング
回路25から最新の上下変位量信号(図5(A)のH参
照)が供給されると、それを供給された順に波形データ
として記憶し、記憶容量がオーバーフローすると古い順
に上下変位量信号を後述の第2記憶回路27に供給す
る。第2記憶回路27は、前記第1記憶回路26と同一
の機能を有し、前記第1記憶回路26から上下変位量信
号が供給されると、それを供給された順に波形データと
して記憶し、記憶容量がオーバーフローすると、今まで
記憶していた上下変位量信号を古い順に廃棄する。な
お、前記第1及び第2記憶回路26、27はサンプリン
グ回路23と同様にして前記クロック信号発生回路24
からのクロックパルスによってタイミングの同期がはか
られている。
Reference numeral 26 denotes a first storage circuit, which receives the latest vertical displacement amount signal (see H in FIG. 5A) from the sampling circuit 25 and stores it as waveform data in the order of supply, When the storage capacity overflows, the vertical displacement amount signal is supplied to the second storage circuit 27, which will be described later, in the oldest order. The second memory circuit 27 has the same function as that of the first memory circuit 26. When the vertical displacement amount signal is supplied from the first memory circuit 26, the second memory circuit 27 stores it as waveform data in the order of supply, When the storage capacity overflows, the vertical displacement amount signals stored so far are discarded in the order of oldness. The first and second memory circuits 26 and 27 are similar to the sampling circuit 23 in the clock signal generating circuit 24.
The timing is synchronized by the clock pulse from.

【0026】28は傾き検出回路で、前記第1記憶回路
26から供給される上下変位量信号(図5(A)のH参
照)を累積して、その累積値を記憶する機能を有して、
後述の歩検出回路40から検出パルス(図5(C)参
照)を受けると、その時の累積値を記憶する。また傾き
検出回路28は、前回検出パルスC(例えば図5(C)
のP1参照)を受けて記憶されている上下変位量信号の
大きさ(例えば図5(A)のQ1参照)に対して、今回
新たに検出パルス(図5(C)のP1に対してP2参
照)を受けたときの上下変位量信号の大きさ(図5
(A)のQ1に対してQ2参照)を比較し、今回の値が
大きい時には、登り状況にあると判断して第1スイッチ
31の接点接続状況を破線のように接続させるための信
号(図5(B)のハイレベル信号)を第1スイッチ31
に対して出力し、また今回の値の方が小さい時には、下
り状況にあると判断して第1スイッチ31の接点接続状
況を実線のように接続させるための信号(図5(B)の
ローレベル信号)を第1スイッチ31に対して出力す
る。
Reference numeral 28 denotes an inclination detection circuit, which has a function of accumulating the vertical displacement amount signal (see H in FIG. 5A) supplied from the first storage circuit 26 and storing the accumulated value. ,
When a detection pulse (see FIG. 5C) is received from the step detection circuit 40 described later, the accumulated value at that time is stored. Further, the inclination detection circuit 28 uses the previous detection pulse C (for example, FIG. 5C).
(See P1 in FIG. 5) and stored in response to the magnitude of the vertical displacement amount signal (see, for example, Q1 in FIG. 5A), a new detection pulse (P2 for P1 in FIG. 5C). (See Fig. 5)
(A) Q1 is compared with Q1), and when the current value is large, it is determined that the climbing situation is present, and the signal for connecting the contact connection situation of the first switch 31 as shown by the broken line (Fig. 5 (B) high level signal) to the first switch 31
When the current value is smaller than this value, it is determined that the down status is present and the signal for connecting the contact connection status of the first switch 31 as shown by the solid line (low level in FIG. 5B). Level signal) is output to the first switch 31.

【0027】また前記傾き検出回路28は、前回の上下
変位量信号に対して今回の上下変位量信号を比較処理す
るので、前記のように常に前回の上下変位量信号は信号
処理が終了するまで記憶されている。なお前記傾き検出
回路28は、第1スイッチ31に対して信号Bを出力す
るのに伴って前記第1及び第2記憶回路26、27に対
して信号処理に使用しない上下変位量信号の廃棄を指示
する信号を出力する。
Further, since the inclination detecting circuit 28 compares the vertical displacement amount signal of this time with the previous vertical displacement amount signal, as described above, the previous vertical displacement amount signal is always processed until the signal processing is completed. Remembered The inclination detection circuit 28 outputs the signal B to the first switch 31 and discards the vertical displacement amount signal not used for signal processing to the first and second storage circuits 26 and 27. Output the signal to instruct.

【0028】31は第1スイッチで、1入力2出力端子
を有し、その入力端子は第1記憶回路26の出力に接続
され、また前記傾き検出回路28から道等の傾き状況を
示す信号Bが供給されて、その値が負であることを示す
信号が供給されると、入力端子間の接点接続状態が実線
のように接続され、また傾き値が正であることを示す信
号が供給されると接点接続状態が破線のように切り替え
接続される。
Reference numeral 31 denotes a first switch having one input and two output terminals, the input terminal of which is connected to the output of the first memory circuit 26, and the signal B from the inclination detecting circuit 28 indicating the inclination of a road or the like. Is supplied and a signal indicating that the value is negative is supplied, the contact connection state between the input terminals is connected as shown by the solid line, and a signal indicating that the slope value is positive is supplied. Then, the contact connection state is switched and connected as shown by the broken line.

【0029】32は消費カロリー演算回路で、前記第1
記憶回路26、第2記憶回路27、第1スイッチ31か
ら供給される信号に基づいて運動消費カロリーを算出
し、その算出された運動消費カロリーを表示部34に供
給して表示せしめる。
Reference numeral 32 is a calorie consumption calculation circuit,
The exercise consumed calories are calculated based on the signals supplied from the memory circuit 26, the second memory circuit 27, and the first switch 31, and the calculated exercise consumed calories are supplied to the display unit 34 for display.

【0030】次に、上記消費カロリー演算回路32の構
成を図4に破線枠で示し、その枠内の構成についての詳
細説明を行う。40は歩検出回路で、前記第1及び第2
記憶回路26及び27のそれぞれから供給される上下変
位量データに基づいて図5(A)にT0で示される歩の
一歩一歩を検出し、その一歩一歩の歩を検出する毎に、
例えば測定側の片足が地面に着いていると判断して、検
出パルスC(図5(C)参照)を出力する。
Next, the structure of the consumed calorie calculation circuit 32 is shown in FIG. 4 by a broken line frame, and the structure within the frame will be described in detail. Reference numeral 40 denotes a step detection circuit, which is the first and second
Based on the vertical displacement amount data supplied from each of the storage circuits 26 and 27, each step of the step indicated by T0 in FIG. 5A is detected, and each step of the step is detected,
For example, it is determined that one foot on the measurement side is on the ground, and the detection pulse C (see FIG. 5C) is output.

【0031】なお、上記歩の一歩一歩の検出方法として
は、第1及び第2記憶回路26、27に記憶された波形
を記憶されたパターンと比較し、その比較結果が出たと
き検出パルスCを出力する。叉は測定側の片足が、地面
に着いている間は、他方の被測定側の片足が歩を行って
おり、上下方向変位量の変化が0になっているので、そ
の上下変位量の変化0の間を第1記憶回路26の記憶デ
ータの波形を基にして検出し、そのとき検出パルスCを
出力する構成にしても良い。なおこのとき、第2記憶回
路27は不要になる。
As a step-by-step detection method, the waveforms stored in the first and second storage circuits 26 and 27 are compared with the stored patterns, and when the comparison result is obtained, the detection pulse C Is output. Or, while one foot on the measurement side is on the ground, the other foot on the other side to be measured is walking, and the change in the vertical displacement is 0, so the change in the vertical displacement is A configuration may be adopted in which the interval 0 is detected based on the waveform of the storage data of the first storage circuit 26 and the detection pulse C is output at that time. At this time, the second memory circuit 27 becomes unnecessary.

【0032】41は第2スイッチで、前記歩検出回路4
0から検出パルスCの供給を受ける毎に入出力間を開閉
する。42は第3スイッチで、前記第2スイッチ41と
同一機能を有し、前記歩検出回路40からの検出パルス
Cの供給を受ける毎に、入出力間をオフ状態にする。な
お、このように前記第2及び第3スイッチ41、42の
開閉モードは一致せず、一方のスイッチ41叉は42が
オン状態に切り替わると、他方のスイッチ42叉は41
はオフ状態に切り替わるように逆モードに設定されてい
る。
Reference numeral 41 denotes a second switch, which is the step detection circuit 4
Each time the detection pulse C is supplied from 0, the input and output are opened and closed. Reference numeral 42 denotes a third switch, which has the same function as that of the second switch 41, and turns off between the input and the output every time the detection pulse C is supplied from the step detection circuit 40. In this way, the opening and closing modes of the second and third switches 41 and 42 do not match, and when one switch 41 or 42 is switched to the ON state, the other switch 42 or 41 is turned on.
Is set to reverse mode to switch to the off state.

【0033】45は係数設定回路で、後述の第1垂直方
向カロリー演算回路46に本件装置の使用者の体重に比
例した大きさに関係づけられた第1係数を供給する。な
お、この体重及び第1係数の関係は表(テーブル)とし
て与えられており、体重が外部から操作スイッチ(図示
せず)を介して設定入力されると、その表の中から択一
的に定数を選択し、それを第1係数として設定する。
Reference numeral 45 denotes a coefficient setting circuit, which supplies a first vertical calorie calculation circuit 46, which will be described later, with a first coefficient associated with a size proportional to the weight of the user of the device. The relationship between the body weight and the first coefficient is given as a table, and when the body weight is externally set and input through an operation switch (not shown), the table can be selectively selected from the table. Select a constant and set it as the first coefficient.

【0034】前記第1垂直方向カロリー演算回路46
は、前記係数設定回路45で設定された第1係数と、前
記歩検出回路40から検出パルスCが供給された時点及
びその前回に供給された時点の前記第2スイッチ41か
ら供給される登り方向の変位量の差(図5(D)のV1
〜V7参照のこと、また図5(A)におけるQ2−Q1
の値に相当する)とに基づいて、その一歩一歩の歩によ
る登り方向の変位に必要な運動消費エネルギーを運動消
費カロリーとして算出する。なお、前記一歩一歩の変位
量(図5(D)のV1〜V7参照)とは、図5(A)に
示される区間T1〜T7のそれぞれの区間での両端での
高度の差、換言すると、図5(C)に示される例えば検
出パルスC(例えばP1参照)の発生直前と次の検出パ
ルスC(P2参照)の発生直前の高度の差(高度Q2−
高度Q1)である。
The first vertical calorie calculating circuit 46.
Is the first coefficient set by the coefficient setting circuit 45 and the ascending direction supplied from the second switch 41 at the time when the detection pulse C is supplied from the step detection circuit 40 and the time when the detection pulse C was supplied last time. Difference in displacement (V1 in Fig. 5D)
To V7, and Q2-Q1 in FIG.
Corresponding to the value of)), and the exercise energy consumption required for the displacement in the climbing direction by the step by step is calculated as exercise calories. The amount of displacement in each step (see V1 to V7 in FIG. 5D) is the difference in altitude at both ends in each of the sections T1 to T7 shown in FIG. 5A, in other words, , A difference in altitude (immediately before the generation of the detection pulse C (see P1), for example) and immediately before the generation of the next detection pulse C (see P2) (altitude Q2-
The altitude is Q1).

【0035】47は第1係数変換回路で、前記第1係数
設定回路45から供給される第1係数を基にして第1係
数より小さな値の第2係数に変換して(同一の上下変位
量の場合、下方への変位が上方への変位よりも消費エネ
ルギーが小さいと考えられるため)、第2垂直方向カロ
リー演算回路48に供給する。
Reference numeral 47 is a first coefficient conversion circuit which converts the first coefficient supplied from the first coefficient setting circuit 45 into a second coefficient having a value smaller than the first coefficient (same vertical displacement amount). In this case, the downward displacement consumes less energy than the upward displacement), and is supplied to the second vertical calorie calculation circuit 48.

【0036】前記第2垂直方向カロリー演算回路48
は、前記第1垂直方向カロリー演算回路46と同様に、
前記係数設定回路45で設定された第1係数と、前記歩
検出回路40から検出パルスCが供給された時点及びそ
の前回に供給された時点の前記第2スイッチ41を介し
て供給される下り方向の変位量の差(図5(F)のV8
〜V11参照)とに基づいて、その下り方向の変位に必
要な運動消費エネルギーを運動消費カロリーとして算出
する。なお、前記変位量は図5(A)に示される区間T
8〜T12のそれぞれの区間での両端の高度の差、換言
すると、図5(A)における区間T8に対しては同図
(F)のV8、区間T9に対してはV9、等に示され
る。
The second vertical direction calorie calculating circuit 48
Is similar to the first vertical calorie calculation circuit 46,
The first coefficient set by the coefficient setting circuit 45, and the downward direction supplied via the second switch 41 at the time when the detection pulse C is supplied from the step detection circuit 40 and the time when the detection pulse C was supplied last time. Difference in displacement (V8 in Fig. 5 (F))
~ V11), the exercise energy consumption required for the downward displacement is calculated as exercise consumed calories. The amount of displacement is the section T shown in FIG.
The difference in altitude between both ends in each section from 8 to T12, in other words, V8 in FIG. 5F for section T8 in FIG. 5A, V9 for section T9, and the like. .

【0037】49は歩幅設定回路で、被測定者である人
が自分の歩幅(事前に物差し等により測定した値)を外
部操作によって設定入力する。51は第1水平方向変位
量算出演算回路で、前記歩幅設定回路49から供給され
る歩幅信号(例えば図6のベクトルAB、AC、AD、
AEの大きさ)と、前記第1垂直方向カロリー演算回路
46から供給される、区間T1〜T7のそれぞれにおけ
る登り方向の変位量(例えば図6のベクトルABv、A
Cvの大きさ)の値とをピタゴラスの定理を適応するこ
とによって一歩一歩の歩に伴う水平方向の変位量(例え
ば図6のベクトルABH,ACH、ADHの大きさであ
り、図5(E)のH1〜H7参照)を算出する。
Reference numeral 49 is a step length setting circuit in which the person to be measured sets and inputs his / her step length (a value measured in advance with a ruler or the like) by an external operation. Reference numeral 51 denotes a first horizontal displacement amount calculating / calculating circuit, which is a step signal (for example, vectors AB, AC, AD in FIG. 6) supplied from the step setting circuit 49.
AE) and the amount of displacement in the climb direction in each of the sections T1 to T7 supplied from the first vertical calorie calculation circuit 46 (for example, vectors ABv and A in FIG. 6).
The magnitude of Cv) is applied to the Pythagorean theorem to determine the amount of horizontal displacement (for example, the magnitudes of the vectors ABH, ACH, ADH in FIG. 6) along with step by step, and FIG. H1 to H7) are calculated.

【0038】52は第2水平方向変位量算出演算回路
で、前記歩幅設定回路49から供給される歩幅信号(例
えば図6のベクトルAEの大きさ)と、前記第3スイッ
チ42から供給される下り方向の変位量(例えば、図6
のベクトルAEvの大きさ)との値をピタゴラスの定理
を適応することによって一歩一歩の歩に伴う水平方向変
位量(例えばベクトルAEHの大きさであり、図5
(G)のH8〜H12参照)を算出する。
Reference numeral 52 denotes a second horizontal displacement amount calculating / calculating circuit, which is a step length signal supplied from the step length setting circuit 49 (for example, the magnitude of the vector AE in FIG. 6) and a down pulse supplied from the third switch 42. Amount of displacement in the direction (for example, in FIG.
By applying the Pythagorean theorem to the value of the vector AEv and the value of
(See H8 to H12 in (G)).

【0039】53は係数回路で、前記歩幅設定回路49
から供給される歩幅信号(例えば図6のベクトルAB、
AC、AD、AEの大きさ)に基づいて第3係数を作成
し出力する。54は第1水平方向カロリー演算回路で、
前記係数回路53から供給される第3係数と、第1水平
方向変位量算出演算回路51から供給される変位量との
かけ算等の演算に基づいて水平方向の変位に必要な運動
消費エネルギーを運動消費量カロリーとして算出する。
Reference numeral 53 is a coefficient circuit, which is the step length setting circuit 49.
A stride signal (for example, vector AB in FIG. 6,
The third coefficient is created and output based on the magnitudes of AC, AD, and AE). 54 is a first horizontal direction calorie calculation circuit,
Based on a calculation such as a multiplication of the third coefficient supplied from the coefficient circuit 53 and the displacement amount supplied from the first horizontal displacement calculation calculation circuit 51, the motion energy consumption required for the horizontal displacement is calculated. Calculated as calorie consumption.

【0040】55は第2係数変換回路で、前記係数回路
53からの第3係数を受けて、新たに第3係数よりも小
さな第4係数(同一の上下変位量の場合、上方への変位
に要する消費エネルギーが下方への変位の要する消費エ
ネルギーより大きいと考えられるため)を発生させる。
A second coefficient conversion circuit 55 receives the third coefficient from the coefficient circuit 53 and newly adds a fourth coefficient smaller than the third coefficient (in the case of the same vertical displacement amount, upward displacement is performed). It is considered that the energy consumption required is greater than the energy consumption required for downward displacement).

【0041】56は第2水平方向カロリー演算回路で、
前記第2水平方向変位量算出演算回路52から供給され
る変位量信号と第2係数変換回路55から供給される第
4係数との間のかけ算等の演算に基づいて水平方向の変
位量に必要な運動消費エネルギーを運動消費カロリーと
して出力する。即ち、図5(A)における区間T8にお
ける消費カロリーは同図(G)のH8、区間T9に対し
てはH9、等に示される。
56 is a second horizontal direction calorie calculating circuit,
Necessary for horizontal displacement based on calculation such as multiplication between the displacement amount signal supplied from the second horizontal displacement calculation circuit 52 and the fourth coefficient supplied from the second coefficient conversion circuit 55. The energy consumed by exercise is output as calories consumed by exercise. That is, the calorie consumption in the section T8 in FIG. 5A is indicated by H8 in FIG. 5G, H9 in the section T9, and the like.

【0042】57は加算・累積回路で、前記第1及び第
2垂直方向カロリー演算回路46、48、第1及び第2
水平方向カロリー演算回路54、56のそれぞれで算出
された消費カロリーを受けて加算し、かつ累積し、その
累積結果を消費カロリーとして表示部34に表示する。
Reference numeral 57 is an addition / accumulation circuit, which is the first and second vertical calorie calculation circuits 46, 48, and first and second.
The consumed calories calculated by the horizontal direction calorie calculation circuits 54 and 56 are received, added and accumulated, and the accumulated result is displayed on the display unit 34 as consumed calories.

【0043】次に上記構成のものの作用説明を図5を参
照して行う。図3に示す回路構成を有する装置を、例え
ば片方の足の靴に取り付けて歩行を開始し、坂道(図5
に一点鎖線Gで示す)、階段等を登り下りすると、それ
に伴う人間の足(前記回路装置が取り付けられた側の
足)の上下動等の動きが、図5(A)のHのような半円
弧状の軌跡を描いて積分回路23から出力され、それは
その後サンプリング回路25に供給される。サンプリン
グ回路25では、クロック信号発生回路24からのクロ
ックパルスに同期して、そのサンプリング値を第1記憶
回路26に供給し、第1記憶回路26の記憶容量がオー
バーフローすると、第1記憶回路26に記憶されたサン
プリング値が古い順に第2記憶回路27に供給され、第
1記憶回路26の記憶内容が次々に新しいサンプリング
値によって更新される。
Next, the operation of the above structure will be described with reference to FIG. A device having the circuit configuration shown in FIG. 3 is attached to, for example, one shoe, and walking is started.
(Indicated by an alternate long and short dash line G), and when climbing up and down stairs or the like, the movement of the human foot (the foot on the side to which the circuit device is attached) such as vertical movement is accompanied by the movement as shown by H in FIG. It is output from the integrating circuit 23 in a semi-circular locus, and then supplied to the sampling circuit 25. In the sampling circuit 25, the sampling value is supplied to the first storage circuit 26 in synchronization with the clock pulse from the clock signal generation circuit 24, and when the storage capacity of the first storage circuit 26 overflows, the first storage circuit 26 receives the sampling value. The stored sampling values are supplied to the second storage circuit 27 in the order of oldness, and the stored contents of the first storage circuit 26 are updated with new sampling values one after another.

【0044】第1及び第2記憶回路26、27に記憶さ
れたそれぞれの上下変位量データは傾き検出回路28に
供給され、傾き検出回路28は歩検出回路40からの検
出パルスCに同期してそれぞれの記憶回路26、27に
記憶された波形を比較することによって現在登りの状況
にあるのか、下りの状況にあるのかを判断し、登りの状
況にあると判断すると第1スイッチ31の接点接続状況
を破線の如く切り替えるためにハイレベルの信号(図5
(B)参照)を出力し、また下りの状況にあると判断す
ると第1スイッチ31の接点接続状況を実線の如く切り
替えるためにローレベルの信号(図5(B)参照)を出
力する。
The vertical displacement amount data stored in the first and second storage circuits 26 and 27 are supplied to the inclination detection circuit 28, which is synchronized with the detection pulse C from the step detection circuit 40. By comparing the waveforms stored in the respective memory circuits 26 and 27, it is determined whether the vehicle is currently climbing or descending, and when it is determined that the vehicle is climbing, the contact of the first switch 31 is connected. A high-level signal (Fig.
(See FIG. 5B), and when it is determined that the situation is in the downlink, a low level signal (see FIG. 5B) is output to switch the contact connection state of the first switch 31 as shown by the solid line.

【0045】次に、消費カロリー演算回路32の作用説
明を行う。 1)第1スイッチ31の接点間が破線で示される接続状
況にあるとき歩検出回路40は、前記第1及び第2記憶
回路26、27から供給される上下変位量データに基づ
いて一歩一歩の歩(片方の足のみの軌跡を考えると図5
(A)の実線Hになる)を、両足が地面に着いている時
点を捉えることによって検出し、検出する毎に検出パル
スCを、傾き検出回路28と、第2及び第3スイッチ4
1、42と、第1、第2垂直方向カロリー演算回路4
6、48とのそれぞれに供給する。それによって、第1
記憶回路26に記憶された上下変位量データは第1垂直
方向カロリー演算回路46に供給され、第1垂直方向カ
ロリー演算回路46において前回、検出パルスCが供給
されてから今回供給される時点までの高度である垂直方
向の変位量(図5(D)のV1〜V7参照)が区間T1
〜T7毎に求められ、この求められた変位量と係数設定
回路45から供給された第1係数とによってかけ算等の
演算がされることによって、垂直方向の消費カロリーが
算出され、加算回路57に供給される。
Next, the operation of the calorie consumption calculation circuit 32 will be described. 1) When the contact between the contacts of the first switch 31 is in the connection state indicated by the broken line, the step detection circuit 40 makes step-by-step steps based on the vertical displacement amount data supplied from the first and second storage circuits 26 and 27. Walk (Considering the trajectory of only one foot,
(The solid line H in (A)) is detected by capturing the time when both feet are on the ground, and the detection pulse C is detected every time it is detected by the inclination detection circuit 28, the second and third switches 4
1, 42 and the first and second vertical calorie calculation circuits 4
6 and 48 respectively. Thereby, the first
The vertical displacement amount data stored in the storage circuit 26 is supplied to the first vertical direction calorie calculating circuit 46, and the first vertical direction calorie calculating circuit 46 last time from the time when the detection pulse C was supplied to the time when the detection pulse C is supplied this time. The vertical displacement amount (see V1 to V7 in FIG. 5D), which is the altitude, is in the section T1.
Is calculated for each T7, and a calculation such as multiplication is performed by the calculated displacement amount and the first coefficient supplied from the coefficient setting circuit 45, whereby the calorie consumption in the vertical direction is calculated and is added to the addition circuit 57. Supplied.

【0046】また第1垂直方向カロリー演算回路46で
算出された変位量(図5(D)のV1〜V7を参照)は
第1水平方向変位算出演算回路51に供給され、その供
給された変位量(図5(D)のV1〜V7参照)と、歩
幅設定回路49で設定された歩幅との2つの成分から水
平方向の変位量(図5(E)のH1〜H7参照)をピタ
ゴラスの定理により算出し、その算出結果を第1水平方
向カロリー演算回路54に供給する。水平方向の変位量
(図5(E)のH1〜H7参照)が供給された第1水平
方向カロリー演算回路54は、係数回路53から供給さ
れる第3係数とをかけ算等の演算をすることによって水
平方向の運動消費カロリーを算出し、その算出結果が加
算・累積回路57に供給されて累積され、その累積結果
は表示部34に供給されて表示される。なお上記演算が
行われているときには、第3スイッチ42の接点の接続
状況は、破線の如くオフ状況にある。
The displacement amount calculated by the first vertical direction calorie calculation circuit 46 (see V1 to V7 in FIG. 5D) is supplied to the first horizontal direction displacement calculation calculation circuit 51, and the supplied displacement. The amount of horizontal displacement (see H1 to H7 in FIG. 5E) is calculated from the two components of the amount (see V1 to V7 in FIG. 5D) and the step length set by the step setting circuit 49 in Pythagoras. It is calculated by the theorem and the calculation result is supplied to the first horizontal direction calorie calculation circuit 54. The first horizontal calorie calculation circuit 54 supplied with the horizontal displacement amount (see H1 to H7 in FIG. 5E) performs calculation such as multiplication with the third coefficient supplied from the coefficient circuit 53. The exercise calorie consumption in the horizontal direction is calculated by, and the calculation result is supplied to the addition / accumulation circuit 57 and accumulated, and the accumulated result is supplied and displayed on the display unit 34. When the above calculation is being performed, the contact state of the contact of the third switch 42 is in the off state as indicated by the broken line.

【0047】2)傾き検出回路28が下りと判断したと
き第1スイッチ31の接点の接続状況は実線の如く接続
され、第1記憶回路26に記憶された上下変位量データ
は第3スイッチ42に供給され、歩検出回路40から検
出パルスCが第2垂直方向カロリー演算回路48に供給
される毎に、第1記憶回路26に記憶された上下変位量
データは第2垂直方向カロリー演算回路48に供給さ
れ、第2垂直方向カロリー演算回路48において前回検
出パルスCが供給された時点の高度を基準にして、今回
検出パルスCが供給された時点の垂直方向変位量(図5
(F)のV8〜V11参照)が求められ、その垂直方向
変位量と、第1係数変換回路47から供給される第2係
数とをかけ算等の演算をすることによって消費カロリー
を算出し、その結果を加算回路57に供給する。
2) When the inclination detection circuit 28 determines that the contact is down, the contact state of the first switch 31 is connected as shown by the solid line, and the vertical displacement amount data stored in the first storage circuit 26 is stored in the third switch 42. Each time the step detection circuit 40 supplies the detection pulse C to the second vertical calorie calculation circuit 48, the vertical displacement amount data stored in the first storage circuit 26 is supplied to the second vertical calorie calculation circuit 48. The vertical displacement amount at the time when the detection pulse C is supplied this time, based on the altitude at the time when the detection pulse C is supplied in the second vertical direction calorie calculation circuit 48 last time (FIG. 5).
(See V8 to V11 in (F)) is calculated, and the calorie consumption is calculated by multiplying the vertical displacement amount and the second coefficient supplied from the first coefficient conversion circuit 47, and the like. The result is supplied to the adder circuit 57.

【0048】また、第2垂直方向カロリー演算回路48
で算出される変位量は図5(F)のV8からV11参
照)、第2水平方向変位算出演算回路52にも供給さ
れ、その供給された変位量(図5(F)のV8〜V11
参照)と、歩幅設定回路49で設定された歩幅との2つ
の成分から水平方向の変位量(図5(G)のH8〜H1
2参照)を算出し、その算出結果を第2水平方向カロリ
ー演算回路56に供給する。
Further, the second vertical calorie calculation circuit 48
The displacement amount calculated in step 5) is also supplied to the second horizontal displacement calculation circuit 52, and the supplied displacement amount (V8 to V11 in FIG. 5F) is also supplied.
(Refer to FIG. 5G) and the step length set by the step length setting circuit 49, the horizontal displacement amount (H8 to H1 in FIG. 5G) is calculated.
2)) and supplies the calculation result to the second horizontal calorie calculation circuit 56.

【0049】水平方向の変位量(図5(G)のH8〜H
12参照)が供給された第2水平方向カロリー演算回路
56は、この変位量(図5(G)のH8〜H12参照)
と第2係数回路55から供給される第4係数との間でか
け算等の演算をすることによって水平方向の消費カロリ
ーを算出し、その算出結果を加算・累積回路57に供給
され、そこでの加算累積結果が表示部34において表示
される。なお上記演算が行われているときには、第3ス
イッチ41の接点は、実線で示されるような接続状況に
あり、オン状況にある。
Displacement in the horizontal direction (H8 to H in FIG. 5G)
The second horizontal calorie calculation circuit 56, to which the amount of displacement (see FIG. 12) is supplied, is the displacement amount (see H8 to H12 of FIG. 5G).
And the fourth coefficient supplied from the second coefficient circuit 55 are used to calculate the calorie consumption in the horizontal direction by calculation such as multiplication, and the calculation result is supplied to the addition / accumulation circuit 57 and added there. The cumulative result is displayed on the display unit 34. When the above calculation is being performed, the contact of the third switch 41 is in the connection state as shown by the solid line and in the on state.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、この発明は被測定
体の運動に伴う上下方向変位量を、気圧の変化量を利用
して検出することを特徴とする上下変位量測定方法であ
り、また被測定体の運動に伴う垂直方向変位量成分を検
出する検出手段と、前記垂直方向に直交する水平方向変
位量成分を算出する算出手段と、前記検出手段及び算出
手段からの出力に基づいて前記運動に必要な前記被測定
体の消費エネルギーを算出する演算手段とを備えてなる
ことを特徴とする運動消費エネルギー測定装置であるの
で、人間等の被測定体の上下方向の変位量を極めて簡単
な方法及び装置により測定できるようになり、今までに
ない測定ができるようになるという有効な効果が発揮さ
れる。
As described above, the present invention is a vertical displacement amount measuring method characterized in that the vertical displacement amount due to the movement of the object to be measured is detected by utilizing the change amount of atmospheric pressure. Also, based on the output from the detection means and the detection means for detecting the vertical displacement amount component accompanying the movement of the measured object, the calculation means for calculating the horizontal displacement amount component orthogonal to the vertical direction Since it is an exercise energy consumption measuring device characterized by comprising a calculation means for calculating the energy consumption of the object to be measured required for the exercise, the vertical displacement of the object to be measured such as a human being is extremely high. It becomes possible to perform the measurement by a simple method and device, and an effective effect that it becomes possible to perform the measurement which has never been achieved is exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来からオーデイオ等において使用されている
コンデンサマイクロホンの断面説明図である。
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a condenser microphone conventionally used in audio and the like.

【図2】本発明による実施例に用いられる、図1で説明
したオーデイオ用コンデンサマイクロホンを利用した上
下速度センサの断面説明図である。
FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of an up-and-down velocity sensor used in an embodiment according to the present invention, which uses the audio condenser microphone described in FIG.

【図3】本発明による実施例を示す全体回路ブロック図
である。
FIG. 3 is an overall circuit block diagram showing an embodiment according to the present invention.

【図4】図3の全体回路ブロック図における消費カロリ
ー演算回路ブロック図である。
4 is a block diagram of a calorie consumption calculation circuit in the overall circuit block diagram of FIG. 3;

【図5】図3、図4の回路ブロック図を説明するための
説明図である。
5 is an explanatory diagram for explaining the circuit block diagrams of FIGS. 3 and 4; FIG.

【図6】本発明の概要を説明するための原理説明図であ
る。
FIG. 6 is a principle explanatory diagram for explaining an outline of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 コンデンサマイクロホン 22 上下速度センサ 23 積分回路 24 クロック信号発生回路 25 サンプリング回路 26、27 記憶回路 28 傾き検出回路 31、41、42 スイッチ 32 消費カロリー演算回路 34 表示部 40 歩検出回路 45 係数設定回路 46、48 垂直方向変位量算出回路 47、55 係数変換回路 49 歩幅設定回路 51、52 水平方向変位量算出演算回路 53 係数回路 54、56 水平方向カロリー演算回路 57 加算・累積回路 10 Condenser Microphone 22 Vertical Speed Sensor 23 Integrating Circuit 24 Clock Signal Generating Circuit 25 Sampling Circuit 26, 27 Storage Circuit 28 Inclination Detection Circuit 31, 41, 42 Switch 32 Calorie Consumption Calculation Circuit 34 Display 40 Step Detection Circuit 45 Coefficient Setting Circuit 46 , 48 Vertical displacement amount calculation circuit 47, 55 Coefficient conversion circuit 49 Stride setting circuit 51, 52 Horizontal displacement amount calculation calculation circuit 53 Coefficient circuit 54, 56 Horizontal calorie calculation circuit 57 Addition / accumulation circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定体の運動に伴う垂直方向変位量及
び水平方向変位量に基づいて該運動に必要な前記被測定
体の消費エネルギーを算出することを特徴とする運動消
費エネルギー測定方法。
1. A method for measuring kinetic energy consumption, characterized in that the energy consumption of the object to be measured required for the movement is calculated based on the amount of vertical displacement and the amount of horizontal displacement accompanying the movement of the object to be measured.
【請求項2】 被測定体の運動に伴う垂直方向変位量成
分を検出する検出手段と、前記垂直方向に直交する水平
方向変位量成分を算出する算出手段と、前記検出手段及
び算出手段からの出力に基づいて前記運動に必要な前記
被測定体の消費エネルギーを算出する演算手段とを備え
てなることを特徴とする運動消費エネルギー測定装置。
2. A detecting means for detecting a vertical displacement component associated with the movement of the object to be measured, a calculating means for calculating a horizontal displacement component orthogonal to the vertical direction, and the detecting means and the calculating means. A kinetic energy consumption measuring device comprising: an arithmetic means for calculating the energy consumption of the object to be measured required for the exercise based on the output.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8701956B2 (en) 2008-02-06 2014-04-22 Max Co., Ltd. Hand-held tool, fastener residual quantity detecting mechanism, fastener residual quantity detecting method, and power saving method
JP2016140639A (en) * 2015-02-04 2016-08-08 アキレス株式会社 Shoe with altitude measurement function

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