JPS63262127A - 運動計測デ−タ表示装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サイクリング機器、ジョガー機器。

ローイングマシン等の運動機器を使用したエクササイズ
システムにおいて、運動量に関する各種計測データを表
示する運動計測データ表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、健康管理を目的としたエクササイズシステム
においては、脈拍数等運動量に関する各種計測データを
表示する手段として、一般家庭用ノカラーテレヒジョン
受像機（以下単にテレビという）を用いたものがある。

たとえば、米国特許第４．２７８．０９５号には、運動
に適した映像をビデオカセットチーブレコーダで再生し
、この映像に計測データを重畳した信号を形成するとと
もに、該信号を電波に変換し、これをテレビで受信して
表示するようにしたものが示されている。

この場合、テレビ画面上に表示される計測データは単色
の文字のみであり、文字の大きさ２色。

表示位置は固定されている。

ところで、サイクリング機器等の運動機器を用いて運動
を行なう場合、使用者が運動量に関する任意の計測デー
タに対して目標値を設定することがある。

しかし、前述の表示装置では、この目標値に到達しても
、これをテレビの表示画面を使って知らせることができ
ない不都合がある。

ここで、目標達成の報知器としてアラームが備わってい
るが、テレビの音量を上げて無心に運動していた場合に
は、アラーム音に気付かない可能性がある。

さらに、この種の表示装置では、運動量に関する複数の
計測データが同時にテレビ画面上に表示されるため、使
用者が特に必要とする計測データ（重点データ）を選択
して表示することができない難点を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
運動量に関する各種状態の計測データをテレビ画面上に
表示する場合に、任意の計測表示データの表示色を変更
し得る手段を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による運動計測データ表示装置は、運動機器に
装備され運動量に関する各種状態を計測する複数のセン
サと、該各センサからの計測データをそれぞれ演算し計
測表示データとして出力するマイクロコンピュータから
なる制御部と、前記各計測表示データをテレビに表示す
る映像処理部とを備え、前記制御部に、前記各計測表示
データに該各データの表示色を指示する色データを付加
し、かつ各計測表示データの表示色を変更する機能を設
けたことを特徴とするものである。

〔作　用〕

そして、運動機器による運動を開始すると、各センサに
より運動量に関する各種状態が計測され、それぞれの計
測データが制御部において演算されて計測表示データが
形成されるとともに、制御部よりこの計測表示データが
色データを付加して映像処理部に出力される。

さらに、映像処理部では、入力きれた計測表示データを
色データにより指示された表示色でテレビ画面上に表示
する動作を行なう。

ここで、運動機器の使用者が任意の計測データに対して
目標値を設定している場合、制御部において、当該計測
データの目標達成時、その計測表示データに目標達成前
と異なる表示色の色データを付加することにより、テレ
ビ画面上で目標達成を報知することができる。

また、使用者が特に指定する計測データに対して、その
計測表示データに付加される色データを他の計測表示デ
ータのそれと異ならせることにより、当該計測データを
選択して表示することが可能になる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、その１実施例を示した図面ととも
に詳細に説明する。

まず、第２図は、この発明が適用されるエクササイズシ
ステムの基本的な構成図を示している。

同図において、（１）は運動機器としてのサイクリング
機器であり、第４図に示すように、本体（１ａ）に支持
されたクランクギヤ（１ｂ）をクランク腕（ＩＣ）のペ
ダル（１ｄ）を踏み込んで回転することにより、チェー
ン（１ｅ）を介して車輪（１ｆ）が回転する。

この車輪（１ｆ）の軸部にはアーム（２）が支持され、
これに取り付いた摩擦ブレーキパッド（２）′により車
輪（Ｉｆ）に制動力が与えられ、サイクリング運動の負
荷を形成している。

（８）は機器（１）のハンドル部（１ｇ）に配設された
コントローラ部であり、後述する制御部等を内蔵すると
ともに、第３図に示すように、操作面に、前記摩擦ブレ
ーキパッド（２）′の制動力を可変する負荷制御ダイヤ
ル（４）、および機能選択用キ一群（５）が設けられて
いる。

（７）はコントローラ部（、！ｌ）に接続された耳式脈
拍センサであり、耳たぶに装着することにより、脈拍に
応じた血流の変化を光量変化に変換して検出する。

前記機器（１）の本体（ｌａ）内には、第４図に示すク
ランクトルクセンサ（８）および第５図に示すクランク
速度センサ（９）が設けられている。

クランクトルクセンサ（８）は、固定台（８ａ）と、該
固定台（８ａ）に往復動自在に支持され前記アーム（２
）に連結された可動体（８ｂ）と、該可動体（８ｂ）上
にその移動方向に直交する方向に並設された６個のホー
ルＩＣ（８Ｃ）と、固定台（８ａ）上に各ホールＩ　Ｃ
（８０）に対向しかつ各ホールＩ’Ｃ（８０）毎に異な
るパターンで取り付けられた磁石（８ｄ）とからなって
いる。

ここで、車輪（１ｆ）に摺接したパッド（２ｒは、車輪
（Ｉｆ）ノＩＩＩＥ）ルク、すなわちクランクトルクが
大きくなる程その回転方向に移動されるため、バッド（
２１を支持したアーム（２）を介して可動体（８ｂ）が
クランクトルクに応じて移動し、この移動量、すなわち
クランクトルクが、６個のホールＩ　Ｃ（８０）より６
ビツト交番２進コードで検出されることになる。

また、クランク速度センサ（９）は、支持体（９ａ）に
支持された回転ローラ（９ｂ）をスプリング（９ｃ）の
付勢によって車輪（１ｆ）に押し付け、これにより、車
輪（１ｆ）とともにローラ（９ｂ）を回転させ、ローラ
（９ｂ）に内蔵の磁石（円周方向に着磁）　（９ｄ）の
回転をホール素子（９ｅ）により検出し、ホール素子（
９ｅ）からの回転パルス信号により回転速度を検出する
構成である。

Ｃ１Ｏは一般家庭用のテレビであり、テレビ出力端子（
１０ａ）およびＲＧＢ入力端子（１０ｂ）を備えている
。

ツキニ、第１図は、前記エクササイズシステムにおける
運動計測データ表示装置の回路ブロック図を示している
。

この表示装置は、大別すると、センサ部αη、制御部＠
、映像処理部（至）およびテレビ（ＩＱからなる。

センサ部αυは、前記脈拍センサ（７）、クランクトル
クセンサ（８）およびクランク速度センサ（９）で構成
され、また、制御部（６）は、各センサ（７）〜（９）
からの計測データおよびキ一群（５）からのキー信号が
入力される４ビツトマイクロコンピユータ（以下マイコ
ンという）α→からなり、各データの演算処理および表
示処理等を行なう。

ここで、マイコンα滲から出力されるシリアルデータは
、前記計測データに基づく計測表示データの文字、サイ
ズ、色１画面位置を指示するデータが付加されている。

さらに、映像処理部（至）は、マイコンα→からのデー
タをテレビ００にデジタル表示するための映像信号をつ
くり出す役目をするものであり、テレビ信号復調処理回
路Ｑ５　、同期（水平、垂直）分離処理回路（Ｊｏ　、
文字発生回路αηおよびテレビ信号／外部情報信号スイ
ッチ処理回路（ト）により構成されている。

復調処理回路αＱは、テレビＱＱのテレビ出力端子（１
０ａ）からのテレビ出力信号（コンポジット信号）より
ＫＧＢ信号を分離抽出して出力する。

同期分離処理回路（ｌｌＱは、テレビ出力信号より水平
および垂直同期信号を分離抽出して出力する。

文字発生回路αηは、マイコンα滲からのデータで指示
された計測表示データに応じ同期分離処理回路αＱから
の信号に同期した映像信号を出力する。

スイッチ処理回路Ｑ８）は、復調処理回路（至）からの
テレビ映像信号（ＫＧＢ）と文字発生回路αηからのデ
ータ映像信号（ＲＧＢ）とを切り換えてテレビαｑの入
力端子（１０ｂ）に出力する。

つぎに、前記実施例の作用について説明する。

まず、運動量に関する計測項目としては、脈拍数、運動
の経過時間、運動中の強さの目安となる機器（１）のク
ランクトルクおよび回転速度、運動時の消費エネルギー
量を表わすワラ）　（Ｗ：単位時間当りの運動量）、ジ
ュール（ｋＪ：ワットの積算値）およびカロリー（ｋｃ
ａｌ　：ジュールを人間が消費した熱量に変換した値）
の７項目がある。

ここで、脈拍数を計測、管理することは、運動管理のバ
ロメータとして非常に重要な要素である。

すなわち、運動時の酸素摂取量を計測し管理する手法は
、この種の運動機器を用いた有酸素（エアロビック）運
動の原点であり、酸素摂取量と脈拍数には相関関係があ
ることが科学的に認められている。

そして、前記７項目の計測データに対して、テレビαＯ
の画面上に表示する場合は、脈拍数、経過時間、運動量
（カロリーまたはジュールもしくはワット）、クランク
回転速度（またはクランクトルク）の４項目、もしくは
運動量のワットを独立させて５項目とする。

さらに、表示方式としては、第６図、第８図および第９
図に示すように、テレビ画面中にデータをスーパーイン
ポーズする方式と、第１０図および第１１図に示すよう
に、データのみを画面全体を使って表示する方式とがあ
る。

ここで、第６図では、経過時間（ＴＩＭ）、脈拍数（Ｆ
ＬＹ）、カロリー（ＣＡＬ）およびクランク回転速度（
ＳＰＤ）の各データを表示しているが、カロリー（ＣＡ
Ｌ）の表示に代えてジュー／ｖ（ＪＵＬ）またはワラ）
（ＷＡＴ）のデータを表示する場合は、コントローラ部
（４）におけるキ一群（δ）のキー操作（ジ！　−ＩＶ
キー（５ｅ）またはワットキー（５Ｃ）　）により、第
７図（ａ）または同図（ｂ）のような表示になる。

また、第】０図および第１１図では、運動量のワットを
それぞれ数値データおよび２０Ｗ単位のバーグラフで表
示する場合を示しているが、他のデータについても数値
データおよびパーグラフを任意に選択できる。

ところで、テレビ画面中に表示された各種データは、そ
の文字色が通常緑色であるが、テレビ映像によってはデ
ータが見にくくなる場合があるので、前記キ一群（５）
のカラーキー（５Ｊ１）を操作することによって文字色
を変更することができる。

第１３図は、各データの表示文字色を変更する場合のマ
イコンＱ→の動作をフローチャートで示したものであり
、カラーキー（５ｎ）のキー操作毎に、マイコンα→に
おけるカラーカウンタの計数値がＯ〜３を巡回し、マイ
コンａ荀からの計測表示データに付加された色データが
カラーカウンタの計数値０．１，２．８に応じて緑色、
白色、黄色、青色になり、テレビ画面中の表示文字色が
変更される。

なお、この文字色は、緑色、白色、黄色、青色以外の他
の色でもよく、また、文字色の変更は４種類に限らない
。

また、テレビ画面中に表示されている計測表示データの
うち、重点的に知りたいデータの文字色を、キ一群（５
）のキー操作により他のデータの文字色と異ならせるこ
とができる。

第１４図（ａ）　、　（ｂ）は、この重点データの表示
文字色を他と異ならせる場合のマイコンα荀の動作をフ
ローチャートで示したものである。

使用者が特に必要とするデータを選択表示する場合、キ
一群（５）のアップキー（５ｈ）を使用する。

たとえば、脈拍数のデータを重点的に表示する場合、ア
ップキー（５ｈ）とパルスキー（５ａ）とを同時にキー
操作することにより、脈拍データの文字色が他のデータ
の文字色と異なる水色になる。

同様にして、ワット数、カロリー数、ジュール数、クラ
ンクトルク数、クランクスピード、経過時間の各データ
のそれぞれの文字色を他と異ならせる場合は、アップキ
ー（５ｈ）と、ワットキー（５Ｃ）　。

カロリーキー（５ｄ）　、ジュールキー（５ｅ）　、　
）ルクキ−（５ｆ）　、スピードキー（５ｇ）　、タイ
ムキー（５ｂ）とを同時にキー操作する。

この場合、文字色を変えようとするデータがテレビ画面
中に表示されていることが条件である。

なお、前述のようにして水色に表示された重点データに
対して、その文字色を元の色、すなわち他のデータの文
字色と同じ色に戻すには、ダウンキー（５１）と該当キ
ーとを同時にキー操作すればよい。

一方、この種表示装置では、計測データに対して目標値
を設定することができる。

目標設定項目としては、脈拍数（上限値および下限値）
、運動時間を設定する経過時間、消費エネルギー量（運
動量）を設定するジュールおよびカロリー等がある。

この目標値を設定する場合、キ一群（５）の目標設定キ
ー（５ｋ）を操作すると、マイコンα■は第１５図のフ
ローチャートで示すプログラムを実行し、目標設定モー
ドになる。

すなわち、該プログラムがスタートすると、まず目標画
面カウンタのクリヤにより、テレビ画面が脈拍数の上下
限値を設定するための画面になり、脈拍数の上限値およ
び下限値を設定することが可能になる。

その後、キ一群（５）のスペースキー（５１）をキー操
作する毎に、目標画面カウンタの計数値が１，２゜３、
Ｏを巡回し、それぞれ運動時間、運動量、データ記憶時
間間隔、脈拍数の設定画面に順次切り換わり、それぞれ
の画面で目標値を設定することが可能になる。

そして、所望の目標設定が終了したのち、再び目標設定
キー（５ｋ）をキー操作すると、当該プログラムが終了
し、目標設定モードから抜ける。　　、ざらに、マイコ
ン（１４１は、各センサ（７）〜（９）からの計測デー
タおよび内蔵のタイマカウンタの時間データ等を演算処
理する毎に、第１６図のフローチャートで示すプログラ
ムを実行する。

すなわち、各データに対して目標値が設定されている場
合に、このデータが設定された目標値に達したかどうか
を判断し、目標達成時に、ブザーを点鳴するとともに、
当該データの色データを赤色に指示し、テレビ画面中の
データの文字色を赤色にして目標達成を表示する。

この結果、使用者にとっては、テレビＱ０の音量により
目標達成をブザー音で確認できなくても、テレビ画面中
の表示文字色の変化で目標達成を知ることができる。

さて、前述のようにして運動を終えた後においては、キ
一群（５）のキー操作により各種データのまとめをテレ
ビ画面上にグラフ表示することが可能である。

第１２図は、経過時間に対する４種類のデータ（脈拍数
、ワット、カロリー、クランク速度）の変化をグラフに
まとめてテレビ画面上に表示した例を示す。ここで、横
軸は各データに共通の経過時間ＴＩＭＥ（ｍｉｎ）であ
り、縦軸はそれぞれ、脈拍数Ｐ　Ｌ　Ｓ　（ｂｅａｔｓ
／　ｍｉｎ　〕、ワットＷ（Ｗ）、カロリーＣＡＬ（ｋ
ｃａｌ〕、クランク速度ＳＰＤ（ｒｐｍ〕である。

このまとめの表示を行なうには、キ一群（５）のグラフ
キー（５０）をキー操作すればよく、該キー操作によ抄
、マイコンα→は第１７図にフローチャートで示したプ
ログラムを実行し、グラフ表示モードになる。

すなわち、プログラムが開始されると、第１７図（ａ）
の各ステップでカウンタのクリヤおよびフラグのリセッ
トの初期設定が行なわれ、続いて同図（Ｃ）の各ステッ
プによって、脈拍数のデータがテレビ画面上に緑色でグ
ラフ表示され、その後、同図（ｂ）のステップに移行し
、キ一群（５）におけるキー人力の待機状態となる。

このとき、ワットキー（５Ｃ）またはカロリーキー（５
ｄ）もしくはスピードキー（５ｇ）をキー操作する・と
、プログラムは、同図（ｄ）または同図（ｅ）もしくは
同図（ｆ）へそれぞれ移行し、ワット数のデータまたは
カロリー数のデータもしくはクランク速度のデータを緑
色でグラフ表示する画面に切り換わり、さらにパルスキ
ー（５ａ）をキー操作すると、同図（ｅ）へ移行し、脈
拍数のグラフ表示の画面に切り換わる。

また、脈拍数のグラフ表示の状態において、スペースキ
ー（５１）をキー操作すると、ワット数をグラフ表示す
る画面に切り換わり、続いてスペースキー（５１）をキ
ー操作すると、カロリー数のグラフ表示画面となり、さ
らにスペースキー（５１）をキー操作すると、クランク
速度のグラフ表示画前になり、もう１度スペースキー（
５１）をキー操作すると、再び脈拍数のグラフ表示画面
に戻り、スペースキー　（４Ｍ）のキー操作毎にこれを
繰り返えす。

つぎに、１種類のデータをグラフ表示している場合に、
他のデータを重ねてグラフ表示するときは、セレクトキ
ー（５ｍ）と同時に、表示しようとするデータのキーを
キー操作する。

たとえば、脈拍数がグラフ表示されている画面にワット
数のデータを重ねてグラフ表示する場合、セレクトキー
（５ｍ）とワットキー（５Ｃ）とを同時にキー操作する
と、同図（ｈ）のプログラムが実行され、この場合、表
示カウンタは０であるから、脈拍数の表示グラフ（緑色
）にワット数のグラフが赤色で重ね合わせられ、表示カ
ウンタが１になるとともに、ワットフラグがセットされ
、再び同図（ｂ）に移行する。

また、このように２種類のデータをグラフ表示している
場合に、さらに他のデータを重ねてグラフ表示するとき
は、同様に、セレクトキー（５ｍ）と該当キーとを同時
にキー操作する。

たとえば、脈拍数およびワット数がグラフ表示されてい
る画面にカロリー数のデータを重ねてグラフ表示する場
合、セレクトキー（５ｍ）とカロリーキー（５ｄ）とを
同時にキー操作すると、同図（ｉ）のプログラムが実行
され、この場合、表示カウンタは１であるから、脈拍数
の表示グラフ（緑色）およびワット数の表示グラフ（赤
色）に、カロリー数のグラフが青色で重ね合わせられる
。その後、表水力？ンタが２になるとともに、カロリー
フラグがセットされ、再び同図（ｂ）に移行する。

さらに、前述のように３種類のデータがグラフ表示され
ているときに、残りのデータを重ねてグラフ表示する場
合、たとえば脈拍数、ワット数およびカロリー数がグラ
フ−表示されている画面にクランク速度のデータを重ね
てグラフ表示する場合、セレクトキー（５ｍ）と同時に
スピードキー（５ｇ）をキー操作すると、同図（ｊ）の
プログラムが実行される。

そして、この場合、表示カウンタが２であることにより
、脈拍数の表示グラフ（緑色）、ワット数の表示グラフ
（赤色）およびカロリー数の表示グラフ（青色）に、ク
ランク速度のグラフが黄色で重ね合わせられる。

なお、同図（ｇ）は、脈拍数のグラフを他のデータの表
示画面上に重ね合わせて表示する場合のプログラムを示
している。

また、テレビ画面上に既にグラフ表示されているデータ
は、そのフラグがセットされることにより、セレクトキ
ー（５ｍ）と同時に当該データのキーを操作しても受は
付けられない。

このように、各データのまとめをグラフ表示する場合、
１種類のみのグラフ表示では緑色とされ、この表示画面
上に２種類目、３種類目、４種類目のデータを順次重ね
合わせると、それぞれ赤色。

青色、黄色でグラフ表示が行なわれ、非常にわかりやす
い表示となる。

そして、前述したグラフ表示モードにおいて、グラフキ
ー（５０）を再びキー操作すると、第１７図のプログラ
ムは終了し、グラフ表示モードから抜は出す。

ところで、先に示した米国特許のものでは、ビデオカセ
ットプレーヤで再生した映像に計測データを重畳した信
号を電波に変換しこれをテレビで受信して表示する方式
であるため、映像を楽しみながら運動する場合には、必
らず高価なビデオカセットプレーヤが必要であり、装置
が大損りなものとなり、しかも、計測データの表示の際
は、テレビが特定周波数の受信状態になるため、テレビ
放送の映像に計測データを表示する場合には、チューナ
付キのビデオカセットプレーヤが必要である。

また、映像を飽きのこないものにするためには、多くの
ビデオソフトが必要であり、さらに、プレーヤからの再
生映像は一旦電波に変換されて送受信されるため、映像
の画質低下は避けられないものであった。

しかし、前記実施例のものでは、表示手段として、テレ
ビ出力端子（１０Ｂ）およびＲＧＢ入力端子（１０ｂ）
を備えたテレビＧＯを使用し、テレビ出力端子（１０＆
）からのテレビ出力信号を取り出し、各種センサ（７）
〜（９）からの計測データ等に基づく計測表示データを
映像信号に変換してテレビ出力信号に重畳し、これを直
接ＲＧＢ入力端子（１０ｂ）に入力する構成であるため
、画質の低下を抑えることは勿論のこと、テレビＧＯ以
外に映像を発生させるための高価な装置を要さず、テレ
ビ放送を楽しみながら各種計測データを得ることができ
、楽しく飽きのこない映像を楽しみながら運動を継続す
ることができるうえ、マスメディア等の情報を同時に入
手できることから、極めて有効的な時間の活用が可能に
なるものである。

なお、前記実施例において、ビデオカセットプレーヤに
よる再生映像を楽しみながら、同時に計測データをモニ
タすることが可能である。

すなわち、テレビ出力端子（１０ａ）からのテレビ出力
信号に代えて、ビデオカセットプレーヤからのビデオ出
力信号をテレビ信号復調処理回路αＱおよび同期分離処
理回路αＱに入力することにより、ビデオ映像中に計測
データを表示することができ、必要に応じてビデオカセ
ットプレーヤを用意すればよいことになる。

また、前記実施例では、運動機器としてサイクリング機
器（１）を使用したが、ジョガー機器やローイングマシ
ン等の他の運動機器を用いた場合も前述と同様にこの発
明を実施できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の運動計測データ表示装置によ
ると、運動量に関する各種計測データをカラーテレビジ
ョン受像機に表示する場合に、制両部により計測データ
の表示色を変更することができるため、テレビ映像に応
じた見やすい表示色で各計測データを表示できるのみな
らず、複数の計測データのうち使用者が特に必要とする
データがある場合や、目標を設定しているデータに対し
てその目標が達成された場合等、当該データの表示色を
他のものと異ならせたり、それまでの表示色と異ならせ
ることができ、この種重点データを優先的に選択表示で
き、実使用上極めて有効であり、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の運動計測データ表示装置の１実施例を
示し、第１図は要部の回路グロック図、第２図はシステ
ム構成を示す斜視図、第３図はコントローラ部の操作面
を示す正面図、第４図はクランクトルクセンサの構成説
明図、第５図はクランク速度センサの一部破断乎面図、
第６図、第７図（ａ）　、　（ｂ）　、第８図ないし第
１２図はそれぞれテレビ画面の表示例を示す図、第１８
図、第１４図（ａ）。 （ｂ）、第１５図、第１６図、第１７図（ａ）〜（ｊ）
はツレぞれ動作説明用のフローチャートである。 （１）・・・サイクリング機器、（７）・・・脈拍セン
サ、（８）・・・クランクトルクセンサ、（９）・・・
クランク速度センサ、αＱ・・・カラーテレビジョン受
像機、亜・・・制御部、α４・・・映像処理部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）運動機器に装備され運動量に関する各種状態を計
   測する複数のセンサと、該各センサからの計測データを
   それぞれ演算し計測表示データとして出力力するマイク
   ロコンピュータからなる制御部と、前記各計測表示デー
   タをカラーテレビジョン受像機に表示する映像処理部と
   を備え、前記制御部に、前記各計測表示データに該各デ
   ータの表示色を指示する色データを付加し、かつ各計測
   表示データの表示色を変更する機能を設けたことを特徴
   とする運動計測データ表示装置。