JPS63317172A - 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、運動昏こ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
（こおいては、脈拍数等運動に関する各種計測データを
表示する手段として、一般家庭用のカラーテレビジョン
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号明細書には
、運動に適した映像をビデオカセットテープレコーダで
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、テレビ画面上には、時々刻々変化する計測デ
ータが表示され、そのデータは単色の文字のみで、文字
の大きさ９色９表示位置は固定されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この種運動機器を使用して健康管理を図る場
合、運動の状態や各種計測データの推移を知ることは重
要な要素である。

しかし、従来の表示装置では、時々刻々変化する運動の
計測データを表示することはできるが、過去のデータを
経過を追って表示することができず、運動管理、健康管
理をする上で非常に不便な欠点を有している。

この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
計測データのま゛とめを行ない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〕

つぎに、この発明の構成を、実施例に対応する第１図お
よび第２図を用いて説明する。

この発明による運動計測データ表示装置は、運動機器で
あるサイクリング機器（１）に装備され運動に関する各
種状態を計測する脈拍センサ（７）、クランクトルクセ
ンサ（８）、クランク速度センサ（９）等の複数のセン
サと、該各センサ（７１＊　（ｓ）　ｓ　［９１からの
計測データを記憶するメモリを有し該計測データを脈拍
データ、運動量、経過時間、クランク回転速度等の計測
表示データとして出力するマイクロコンピュータ（１４
）からなる制御部（１２）と、前記計測表示データをテ
レビ（１０）に表示する映像処理部（１３）とを備え、
前記制御部（１２Ｊに、前記メモリに記憶された各計測
データを演算、処理し、まとめの表示データとして出力
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、サイクリング機器［＋１による運動を開始する
と、各センサ（７１＃　（８１、［９）により運動に関
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０匂に入力されるとともに、必要な計測データ測デー
タが制御部（１２）より計測表示データとして映像処理
部θ濁に出力される。

さらに、映像処理部（＋３１では、入力された計測表示
データをテレビ画面上に表示する動作を行なう。

つぎに、たとえば運動終了後にまとめを行なう場合、制
御部（ｌ旧よメモリより必要な計測データを読み出し、
これを演算処理し、映像処理部０３）を介してテレビ画
面上に、グラフデータや最大値、平均値等の数値データ
として表示する。

〔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（１ｃ）のペ
ダル（１ｄ）を踏み込んで回転することによ・す、チェ
ーン（１ｅ）を介して車輪（Ｉｆ）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
（１ｆ）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。

（３）は機器＋１３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（３）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（１ａ）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（＆ｌ）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個のポー
　ルＩ　Ｃ（８ｃ）と、固定台（８ａ）上に各、ｊｔ　
−ルＩ　Ｃ（８ｃ）に対向しかつ各ホールＩ　Ｃ（８ｃ
）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
（１ｆ）の回転トルク、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、パッド（２）
を支持したアーム＋２１を介して可動体（８ｄ）がりラ
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（８ｃ）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。

＋１０１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（ＩＱｂ）を備えてい
る。

つぎに、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（川、制御部０
匂、映像処理部−およびテレビ（ｌＯ）からなる。

センサ部（川は、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ｆ＋２１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）０４）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。

このマイコンα４）には、ＲＡＭ（ランダム、アクセス
、メモリ）が内蔵されており、各データを所定の時間毎
で記憶する。この時間々隔は任意に設定でき、後述する
。

ここで、マイコン（！４）から出力されるシリアルデー
タには、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９画面位置や表示形態等の表示パターンを
指示するデータが付加されている。

さらに、映像処理部θ旧よ、マイコン（１４）からのデ
ータをテレビ（１０）に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
（國、同期（水平、垂直）分離処理回路（＋ｔａｔ文字
発生回路０ηおよびテレビ信号／外部情報信号スイッチ
処理回路（明により構成されている。

復調処理回路（１５１は、テレビ（ｌＯ）のテレビ出力
端子（１０ａ）からのテレビ出力信号（コンポジット信
号）よりＲＧＢ信号を分離抽出して出力する。

同期分離処理回路Ｑ６１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（１７）は、多種、多様の文字および記号
等を発生させるものであり、マイコンα弔からのデータ
で指示された計測表示データに応じ、同期分離処理回路
Ｈ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（１８）は、復調処理回路（ｌ荀から
のテレビ映像信号（ＲＧＢ）と文字発生回路Ｏηからの
データ映像信号（ＲＧＢ）とを切り換えてテレビ（１０
）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、運動着ζ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（１１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
量を表わすワット（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！Ｊ　−（ｋ
ｃａｌ　：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（１
０）の画面上に表示する場合７よ、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（Ｐ
ＬＳ）、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ル（ＪＵＬ）またはワット（
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（６）のキー操作（ジュールキー（
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１０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単位のパーグラフで表
示する場合を示しているが、他のデータについても数値
データおよびバーグラフを任意に選択できる。

ところで、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（１４）は第１２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（６）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．
０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。

ここで、この目標設定モードにおいては、前記マイコン
θ荀のＲＡＭにおけるデータ記憶の時間間隔を設定する
ことができる。

つまり、スペースキー（５１）の操作により目標画面カ
ウンタが３になると、マイコン０４）は第１３図のプロ
グラムを実行し、テレビ（ｌＯ）の表示画面が第１４図
に示すような時間間隔を設定するための画面になり、キ
一群（６）のカーソルキー（５ｊ）により画面上のカー
ソルＱ９１を移動させ、アップキー（５ｈ）　、ダウン
キー（５１）によりカーソル（１ｇ１位置の数字、すな
わち時間間隔を１０秒きざみで変化させることができ、
データ記憶時間間隔を設定できる。

その後、第１３図のプログラムは第１２図のプログラム
に戻る。

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、プログラムが終了し、
目標設定モードから抜ける。

なお、前述のデータ記憶時間間隔の設定を行なわなかっ
た場合、マイコン０４）は予めプログラムされた一定の
時間間隔で各計測データをメモリに記憶する。

そして、運動を開始すると、各センサ［７１＃　（８）
　＃（９）の計測データがマイコンに取り込まれ、前記
設定した時間間隔毎あるいは一定の時間間隔毎に計測デ
ータをメモリに記憶するとともに、計測データを演算処
理し、計測表示データとして映像処理部に出力される。

したがって、テレビ（ｌＯ）の画面上には、前記したい
ずれかの表示パターンで時々刻々変化する計測データが
表示される。

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、マイコン（１４）のＲＡ
Ｍに記憶された各種データのまとめをテレビ画面上にグ
ラフ表示あるいはデジタル表示することが可能である。

まず、まとめの表示をグラフ表示により行なう場合、キ
一群（５）のグラフキー（５Ｃ１）をキー操作すると、
該キー操作により、マイコン（Ｉ（１）は第１５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。

そして、プログラムが開始されると、第１５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、前記時間間隔毎をこ記憶された脈拍数のデー
タが、第１６図に示すようにテレビ画面上に実線でグラ
フ表示される。

この表示は、横軸に経過時間、縦軸に脈拍数をとった場
合のグラフであり、運動中をこ脈拍数がどのように変化
したかを知ることができる。

その後、プログラムは第１５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。

つぎに、ワットキー（５Ｃ）をキー操作すると、プログ
ラムは第１５図（ｄ）へ移行し、第１７図に示すように
、経過時間に対するワット数がテレビ画面上に実線でグ
ラフ表示され、その後、再び第１５図（ｂ）に移行して
キー人力の待機状態となる。

さらに、カロリーキー（５ｄ）またはスピードキー（５
ｇ）をキー操作すると、プログラムは、同図（ｅ）また
は同図（０へそれぞれ移行し、カロリー数のデータまた
はクランク速度のデータを実線マグラフ表示する画面に
切り換わる。

また、第１６図のような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、第１７
図６ような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
面になり、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（５１り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（加）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、第１６図のように脈拍数が実線でグラフ表示
されている場合に、セレクトキー（ａＴｌ）とワットキ
ー（５Ｃ）とを同時Ｇこキー操作すると、プログラムは
第１５図Φ）に移行し、この場合、表示カウンタはＯで
あるから、脈拍数の表示グラフ（実線）にワット数のグ
ラフが破線で重ね合わせられ、第１８図に示すようなテ
レビ画面が得られる。その後、表示カウンタがＩＧζな
るとともに、ワットフラグがセットされ、再び同図（６
）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（ａＴｌ）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（加）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（実線）およびワット数の表示グラフ（破線
）に、カロリー数のグラフが２重線で重ね合わせられる
。その後、表示カウンタが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（ａＴｌ）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（実線）、ワット数の表示グラフ
（破線）およびカロリー数の表示グラフ（２重線）に、
クランク速度のグラフが１、点鎖線で重ね合わせられ、
第１９図に示す表示画面が得られる。

ここで、横軸は各データに共通の経過時間ＴＩＭＥ（ｍ
ｉｎ）であり、縦軸はそれぞれ、脈拍数ＰＬＳ　［ｂｅ
ａｔｓ／ｍｉｎ　］　、　７ツトＷ　ｌａｗ］　、力ｏ
　ＩＪ　−ＣＡＬＦ：ｋｃａｌ）。

クランク速度３ＰＤ（ｒｐｍ〕である。

なお、第１５図（２）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。

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実線とされ、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、それぞれ破線。

２重線、１点鎖線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１５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。

つぎに、まとめの表示をデジタル表示により行なう場合
について説明する。

運動終了後、マイコン側はキー人力待機状態となり、第
２０図のプログラムを実行する。

そして、まとめの表示を行なうために、キ一群（５）の
結果キー（５ｑ）をキー操作すると、まとめ表示フラグ
がセットされたのち、前記第１２図のプログラムで運動
量の目標値が設定されていたかどうかを判断し、Ｎｏの
場合、第２１図に示すように、各計測データに対する結
果がデジタル表示される。

ここで、脈拍数（ＰＵＬＳＥ）は、最大値とそれを記録
した時間、および平均値が表示され、また、運動量を示
すカロリー（ＣＡＬＯＲＹ）、ジュール（ＪＯＵＬＥ）
は、この運動によって消費した値が表示され、消費エネ
ルギー量であるワット（ＷＡＴＴ）は１．最大値とそれ
を記録した時間、および平均値が表示され、運動の強さ
を示すクランク速度（ＣＲＡＮＫ　　５ＰＥＥＤ）は、
最大値および平均値が表示される。

また、運動量の目標値が設定されている場合、すなわち
前記の判断がＹＥＳの場合、第２１図のまとめ表示が行
なわれるとともに、運動量の目標が達成された時間が同
時に表示され、第２２図に示すような表示画面が得られ
る。

ここで、第２２図は、運動量の目標を１５００　ｋｃａ
ｆとして運動を行ない、１６００　ｋｃａｌ！まで運動
したものであり、１６００　ｋｃａｌの表示の右側に、
目標の１５００ｋｃａｌ！を達成した時間が４３分ＯＯ
秒で表示されている。

なお、前記実施例において、マイコン（１４）のＲＡＭ
以外に、たとえばフロッピーディスク装置を備え、これ
に数日分あるいは数週間分の計測データを蓄積し、これ
らのまとめ表示を行なうこともできる。

また、実施例では、グラフ表示において、各計測データ
を重ねて表示する場合に、それぞれの線種（実線、破線
、・・・）を異ならせて表示したが、表示グラフの表示
色を異ならせて重ね表示することもできる。

さらに、前記実施例では、運動機器としてサイクリング
機器［１１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、運動により時々刻々変化する各種計測データをカ
ラーテレビジョン受像機Ｂ−表示ｆることはもちろんの
こと、制御部のメモリに計測データを記憶しておくこと
により、このメモリの計測データを演算、処理し、受像
機にまとめの表示データを表示することができるもので
あり、運動の経過を容易に知ることができ、運動管理、
健康管理をする上で極めて有益である。

【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図は要部の回路ブロック図、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
１１図はそれぞれテレビ画面における運動計測データの
表示例を示す図、第１２図および第１３図は目標値設定
および時間間隔設定の動作説明用フローチャート、第１
４図は時間間隔設定画面の表示例を示す図、第１５図（
ａ）〜（ｊ）はグラフ表示の動作説明用フローチャート
、第１６図ないし第１９図はそれぞれグラフ表示画面の
表示例を示す図、第２０図はまとめのデジタル表示の動
作説明用フローチャート、第２１図および第２２図はそ
れぞれまとめのデジタル表示例を示す図である。 ［１１・・・サイクリング機器、（７）・・・ＷＮｆ３
センサ、（８）・・・クランクトルクセンサ、（９）・
・・クランク速度センサ、（ｌＯ）・・・カラーテレビ
ジョン受像機、＋１２）・・制御部、（１３＋・・・映
像処理部、（１４）・・・マイクロコンピュータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　運動機器に装備され運動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記憶
   するメモリを有し該計測データを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
   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、前記メモリに記憶
   された各計測データを演算、処理し、まとめ表示データ
   として出力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。