JPS5924208A - 歩行距離計 - 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】 本発明は歩行距離計に関するものである。

従来の歩行距離計は、歩数全検出し、それに予め設定し
た歩幅を乗じて歩行距離全算出、表示するものであった
。機械式の例は実開昭４８−６９３８０号、電気式の例
は実開昭５２−４９６７３号のものが提供されている。

これらはいずれも、予め使用者が自分の歩幅を設定して
おき、検出した歩数を乗することで、歩行距離を示すも
のであった。歩幅は使用者によって変化し、また１歩１
歩によっても変化するものであり、例え、歩数を正確に
検出しても、大まかに設定し、一度設定したら使用中は
変えることができない歩幅を乗じたのでは正確な歩行距
離を示すことができないという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みて提供したものであって、歩行
、走行距離を正しく検出して表示する歩行距離計を提供
することを目的とするものである。

以下本発明の一英施例を図面により詳述する。第１図は
歩行距離計のブロック図を示すものであシ、図中１１）
は歩行あるいは走行時において人体が地面に対して進行
方向に移動するときの速度を検出する速度センサーで、
この速度センサー（１）からの速度？速度の時間積分を
する演算手段たる演算部（２）に送る。この演算部（２
）で速度を時間積分して距離に換算した後に、距離を積
算する計数手段たる計数部（３）に送られる。（４）は
表示装置で、計数部（３）から出力された距離を例えば
液晶にて表示するものである。

第２図は速度センサー＋ｌ）の検出機構部を示すもので
あり、以下のように構成されている。（ｌＯ）はランプ
あるいは発光ダイオードのような光源で、この光源（１
０）より地面Ａに向って光が投光されている。尚、図中
の矢印は進行方向を示している。地面Ａからの反射光は
対物レンズ（５）ヲ介して道路表面の像を、対物レンズ
（５）の上方に配置したプリズムレンズ（６）上に結ぶ
。プリズムレンズ（６）上方には２＠のフォトセル＋７
）　１８）　ｄｉ配装してあり、これらフォトセル（力
（８）はプリズムレンズ（６）の下方に配した山形状の
プリズム格子（９）の斜面に相関関係ヶもたせて配置さ
れている。このフォトセル（７＋　＋８）は等間隔のス
リットをもったプリズム格子（９）ヲ通して道路表面を
見ている。一方のフォトセル（７）の格子は１本の線幅
を通して、他方のフォトセル（８）の格子へ移動する。

道路表面の像が格子線を横切って動くと、交流の信号が
フォトセル＋７１　＋８＋上に発生する。この信号の同
波数は速度センサーｉｌｌの移動速度、即ち、人の歩行
、走行速度に比例する。第３図はフォトセル＋７）　＋
８１の検出信号を示す。第３図（ａ）はフォトセル（７
）の検出信号、同図（ｂ）はフォトセル（７）のパルス
出力信号、同図（ｃｌはフォトセル（８）の検出信号、
同図（ｄ）はフォトセル（８）のパルス出力信号である
。第３図（ａ）　（ｅ）で示される正弦波状の検出信号
は、それぞれ同図（ｂｌ（ｄｌに示すようにパルス信号
に変換し、次段の演算部（２）で時間積分して距離に換
算した後、計数部（３）で距離を積算し、その結果を表
示装置（４）で表示する。ところで、２つのフォトセル
＋７）　ｉ８＋の出力信号の電圧レベルは同じであるが
、位相は１８００ずれており、例えば、フォトセル（７
）のパルス出力信号（第３図（ｂ））の立上りが入力し
た後、他方のフォトセル（８）のパルス出力信号（第３
図（ｄ））が入力した場合を前進と定めておけば、前進
、後退の弁別ができる。

第４図は歩行距離計Ｂの平面図を示すものであり、上部
に表示装置＋４１が配置され、下方に七−ド切替スイッ
チ（１１）とスタートストップ切替釦（Ｉ２１とが並設
しである。七−ド切替スイッチ（１りは、時計機能ｗ１
ストップウォッチ機能ｓｔｓ距離■ｄ１、距離■ｄ！會
切替えるものであり、円板状の七−ド切替スイッチ（１
りを回転させることで各機能を切替えることができる。

スタートストップ切替釦（１２）は、ストップウォッチ
機能、距離■、■全使用するときに用いる。（１３１１
はリセット釦で、ストップウォッチ、距離■、■におけ
る表示をリセットせしめる。ところで、歩行、走行の距
離計は上記のようにｄｌ　　とｄ２　　の２つの℃−ド
があり、ｄ、は例えば家から駅までの距離といった特定
の距離を知シ良い時に使用し、ｄ２は１日の総歩行距離
を知りたい時に使用するものであり、独立に夫々距離測
定ができる。距離計上して使用しないときは〜前述した
ように時計やスト・シブウォッチとして使用できるもの
である。（１４）は時刻合わせスイッチで、４つの押ボ
タンｄｓ　ｈｓ　ｍｓ　　８からなっていて、ｄはＡＭ
Ｓ　ＰＭ、２４時の切替を行い、ｈは時間、ｍは分、Ｓ
は秒全夫々合わすものである。尚、実使用に際しては第
５図に示すように歩行距離計Ｂを腰付近に装着して使用
し、表示装置が下方向になるように用いる。

第６図および第７図は速度センサーをジャイロ機構に配
設した実施例を示すものであり、ジャイロ機構の安定台
０均上にｘ、ｙ、ｚ軸方向の加速度計（１６ｘ）　（１
６３’）　（１６ｚ）と、ｘ、ｙ％　ｚ軸に各々１自由
度ジＰイｏ　（１７ｘ）　（１７ｙ）　（１７ｚ）　ｋ
取付けている。ｘ、ｙ、ｚ各加速度肝（１６ｘ）　（１
６ｙ）　（１６ｚ）で検出された加速度信号は、演算手
段たる積分器（１８）に入力されて距離に演算され、そ
の結果が表示装置（４）にて表示される。歩行距離計の
場合は、進行方向（例えばＸ方向）だけの結果全表示す
る。

また自動車や車輛の場合にはＸ％Ｙ方回全回全表示ば径
路がわか）、飛行機であれば、Ｘ％Ｙ、　Ｚ方向を表示
すれば位置がわかる。ｘ、ｙ、ｚ方向各ジＰイＯ（１７
ｘ）　（１７ｙ）　（１７ｚ）は、各方向への傾斜を検
出し、トルカ−（１９）に出力することにより、この安
定台（１５）が常に元の位置にあるように補正する。

第７図にジャ４０機構を示す。同図（ａ）は１自由度ジ
ャイロ（１７）の破断斜視図を示し、（社）はケース、
＋２１＋はジンバル、唾はジンバル１２１）の中に軸支
されている〇−夕、（１９）はトルカ−１Ｉ２４１はご
ツクオフである。また（２２）はスづリンク、聞）はタ
ンバーである。第７図（ｂｌ（ｃｌに示すように、３つ
のジンバル（２６）で支持さｎた安定台（１５）上にＩ
Ｍ交した３つの１自由度ジャイロ（１７Ｘ）　（１７Ｆ
）　（１７Ｚ）と加速度計（１６ｘ）　（１６ｙＸ１６
ｚ）を配し、機体の角変位を各軸の１自由度ジセイｏ　
（１７ｘ）　（１７ｙ）　（１７ｚ）が検出し、トルカ
−０９）によりそれぞれに対応するジンバル（２６）を
駆動し、安定台（１５）が常に元の位置にあるように姿
勢を修正する。従って、安定台（１５）の姿勢角は慣性
空間に固定されたことになり、各軸ごとに加速度（１６
ｘ）（１６ｙ）　（１６ｚ）の出力を積分していけば速
度さらには距離が検出できる。尚、加速度計（１６）の
代わりに速度計音用いれば積分は１回ですむ。筐た第７
図（ｄｌに示すジャイロ機構は、同図（ｂ）と同様であ
るが、１自由度ジセイロＱＬａ−各軸方向に直接収り付
は友ものである。このように本夾施例においては、加速
度（ｌｆｉ）　（又は速度計）の配設部にジャイロ機構
を用いたものであるから、重力の影響を受けずに走行距
離全測定できるため、正確な値が得られ、運動実績とし
ての歩行距離や、自動車、車輛等の径路、距離測定とし
ても用いることができるものである。

第８図は速度センサー川の検出機構部に超音波を用いた
例を示し、送波器ｔ２７］と受波器（２８とから構成さ
れていて、それぞれ振動子ρ９）とホーン１３０１とか
らなっている。送波器２′７１の振動子２９）が固波数
約４０ＫＨｚ　　の超音波を約１　ｍ　ｓｅｃ発生し、
地面Ａに当って反射されて戻ってくる。この反射音波を
受波器（２８１の振動子２９）で′＠気倍信号変換する
。ホーン１廊は発生した超音波を特定方向に鋭く集果し
、かつ特定方向からの音波だけを受波する之めである。

振動子（２９）には圧電素子を使用しており、電極間に
交流電圧を印加すると、その周波数に比例した振動を発
生し、これが音波として空中に伝播し、逆に音波が到来
して振動すると、この音波の振動に比例した電圧を発生
する。またこの振動子に単一の振動子が送・受波の両機
能を持ったものを用いても良い。

第９図は速度センサーｆｌｌの検出機構部にパルス・レ
ーザーを用いた例を示し、レーザー発振器（３３）よシ
レージー光全送信する送信器（３１）と、地面Ａにて反
射されたレーザー光を受信する受信器（３２１とから構
成されている。送信器ｂｔ＋は以下のように構成されて
いる。レーザー発振器（３３）にはルヒー棒工にＸｅ放
電管０７１が巻回されており、ルビー棒例より発光され
几レーザー光は送信光学系す６）ヲ介して地面Ａに対し
て送信さｎる。ｃｌυはルビー棒０４の蒸着鏡面である
。μｓは電源、（３９１はスイッチ顛やトランス圓から
なるトリガー回路である。尚、レーザー発振器暁には、
両端が良く研磨され、両端面に直接多層蒸着膜をつけた
ルビー結晶を用いる。ルビー結晶はＣｒ３　イオンを重
量で約０．０５％含むＡ／、０．の人工単結晶で、ｘｅ
放電灯倖ηや水銀灯などで照射されると、約７００ＯＡ
の波長のレーザー光全発光する。レーザー光は地面Ａに
反射し戻ってきて光学フィルター１４２１等からなる受
信光学系瞥を介して光電検出器（４４）により検出さｎ
る。光電検出器（４４）の出力はアンプ曲にて増巾され
てパルス計数器４ηに入力され、ここでパルス計数さｎ
る。

（州はゲータ指示器、１４６＋は光検出器である◎レー
ザー光は光波を用いるので指向性が良く分解能がすぐれ
ているが、電磁波を用いても良い。

第１０図は前記第８図及び第９図におけるドツプラー効
果における検出原理を示すものであり、以下に示す式で
対地速度を速度センサー＋１１にて検出できる。

但し、ｆは周波数変化、ｆａは周波数、θは角度、Ｃは
超音波又は電磁波の速度、■は対地速度を示す。

通常、送波器シフ１または送信器（３１）からの超音波
又は電磁波の送信角度θは６０〜７０°の間で固定され
ている。Ｃは超音波の場合はＣ＝　３３１　＋０．６Ｔ
（ｍ／Ｓ）で表わさｎる。但しＴは温度である。

電磁波および光波の場合はＣ＝　３　Ｘ　１０’（ｍ／
Ｓ　）である。又送信周波数は、超音波で約４０　Ｋ　
Ｈｚ　ｓ電磁波で約３０，０００　ＭＨｚ　　である。

以下に一例を示す。但し歩行速度Ｖ　＝　１　ｍ／　ｓ
ｅｅ　　の場合である。

〔超音波〕

ｆ　ａ　：　　　４　０　　Ｋ　）ｌ　ｚＣ：　　３４
３ｍ／ｓｅｃ　（２０℃）θ　：６００ ＝ｌ１７Ｈｚ 〔電磁波〕 ｆａ　　：３０，０００ＭＨｚ Ｃ：　　３ＸＩ　Ｏ”ｍ／ｓｅｃ θ　　：６００ ”１００Ｈｚ 上述のように、本医施例においては歩行・走行距離を超
音波、レーザー光、電磁波等を用いて速度から直接求め
る距離計としているために、実際に歩いた距離として運
動の実績を把握する運動器具として用いることができる
ものである。

本発明は上述のように、歩行、走行時の地面に対する進
行方向速度を検出する速度センサーと、速度ｔ、ｙサー
からの出力により速度の時間積分を演算して距離に換算
する演算手段と、演算手段からの距離を積算する計数手
段と、計数手段による結果を表示する表示装置と全具備
したものであるから、従来のように予め歩幅を設定して
おきそｎに小牧を乗じて距離を出していたのと比べ、歩
行、走行距離？速度から直接氷める距離計であるので、
歩行、走行した距離全正確に表わすことができるもので
あり、そのため、実際に歩いた距離として運動の実績を
把握する計測器具として用いることができる効果ヲ奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図％第２図は同上
の速度センサーの検出機構部の斜視図、第３図（ａ）〜
（ｄ）は同上の動作波形図、第４図は同上の歩行距離計
の平面図、第５図は向上の使用状態ヲ示す図、第６図は
同上の速度センサーにジャイロ機構を用いた実施例のブ
ロック図、第７図（ａ）〜（ｄ）は同上のジャイロ機構
を示す斜視図、第８図は同上の速度センサーに超音波音
用いた実施例を示す構成図、第９図は同上の速度センサ
ーにレーザー光を用いた実施例を示す構成図、第１θ図
は同上の第８図および第９図における検出原理図である
。 ｆｉ＋は速度センサー、（４）は表示装置、（７＋　＋
８１はフォトセル、＋３１１は送信器、醇は受信器、Ａ
は地面會示す。 第１図 第２図 く〕 ア １ 第３図 第５図 第６図 第４図 １６ｘ−置 ■ １６ｖ　　！ 第７ 第８図 （ｄ） 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　歩行、走行時の地面に対する進行方向速度を
   検出する速度センサーと、速度センサーからの出力によ
   り速度の時間積分を演算して距離に換算する演算手段と
   、演算手段からの距離を積算する計数手段と、計数手段
   による結果を表示する表示装置と全具備して収る歩行距
   離計。 （２）速度センサーを、地面より反射された光を透光ス
   リットを介してフォトセルにて速度を検出する構成とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の歩行距
   離計。 （３）　　電磁波を送信する送信器と、地面からの反射
   波全検出する受信器とで速度センサーを構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の歩行距離計。