JPWO2009040948A1

JPWO2009040948A1 - 運動システム

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Publication number: JPWO2009040948A1
Application number: JP2009534133A
Authority: JP
Inventors: 雅之三井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: WO2009040948A1; JP4840510B2

Abstract

運動システムは、使用者に対して他動的な運動を行わせる他動運動機器１と、他動運動機器１を使用する使用者が装着することによって、この使用者の体動を検出する活動量計６と、使用者の体動の軌跡を表示するための表示装置２と、活動量計６および表示装置２にＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介して接続されたセンターサーバ１０１とを備える。センターサーバ１０１では、ＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介して活動量計６から体動の検出データを取得すると、取得した検出データをもとに体動の時間的な変化を示す体動軌跡を求め、当該体動軌跡を表示する表示画面を作成し、ＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介して表示装置２へ送信することで、表示装置２に体動軌跡を表示させる。

Description

本発明は、他動運動機器を用いた運動システムに関するものである。

従来、他動運動機器として、日本特許公開公報２００７−２１２３１号に開示されるように、使用者が跨いで着座する鞍状の座席部と、この座席部を揺動運動させる駆動部とを備え、座席部を揺動させることにより、座席部に座った使用者に対して乗馬運動を模した運動負荷を与えるものが提供されている。

この他動運動機器では、８の字を描くように座席部を動かすことで、腰回りの筋肉や太ももの内側の筋肉を鍛えることができ、また前傾姿勢あるいは後傾姿勢で座席部に着座した状態で運動を行うことで、異なる部位の筋肉を鍛えたり贅肉を落としたりすることができる。

上述の他動運動機器を用いて他動運動を行う場合、機器の使用に熟達している使用者であれば、他動運動機器の動きに追従させて自分の体を動かすことで、目的の部位の筋肉を鍛えたり、贅肉を落とすことができるが、機器の使用に不慣れな使用者の場合は、他動運動機器の動きに追従させて自分の体を動かすことができないために、運動効果を十分に得ることができなかった。例えば乗馬型の他動運動機器では、座席が動揺しても頭部がぶれないように上半身でバランスをとるため、熟練者では頭部の動きが少なく、腰部は座席部の動きに応じて大きくなるが、不慣れな使用者では腰部の動きが座席部の動きを吸収できず、頭部の動きが大きくなる傾向がある。

したがって、他動運動機器を用いた他動運動を行う場合、インストラクターなどに運動姿勢を見てもらい、悪い部分を矯正してもらうのが好ましいが、自宅などで他動運動機器を用いた運動を行う際には、運動中の姿勢をインストラクターに見てもらうことができないため、自身の姿を鏡に映して、確認することしかできなかった。しかしながら、他動運動機器の使用に熟達していない使用者では自身の運動姿勢を見ても、体のどの部位の動きが悪いのかを判断するのが難しく、充分な運動効果が得られないといった問題もあった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、他動運動機器を用いて運動を行う際の自身の姿勢を容易に確認できる運動システムを提供することにある。

この目的を達成するために、本発明の運動システムは、使用者に対して他動的な運動を行わせる他動運動機器と、他動運動機器を使用する使用者の体動を検出する体動検出手段を有する体動検出装置と、使用者の体動の軌跡を表示するための表示装置と、少なくとも体動検出装置と表示装置とにネットワークを介して接続された制御装置とを備え、体動検出装置又は制御装置の何れかに、体動検出手段の検出結果をもとに体動の時間的な変化を示す体動軌跡を検出する軌跡検出手段を設け、制御装置が、軌跡検出手段により検出された体動軌跡をネットワークを介して前記表示装置に表示させている。

この発明によれば、体動検出装置又は制御装置の何れかに設けた軌跡検出手段により体動の時間的な変化を示す体動軌跡が求められると、制御装置は軌跡検出手段の求めた体動軌跡をネットワークを介して表示装置に表示させているので、他動運動機器の使用者は、表示装置に表示された自身の体動軌跡を見ることで、他動運動機器を使用する際の体動を視覚的に把握することができる。

また、他動運動機器としては、使用者が跨いで着座する鞍状の座席部と、当該座席部を揺動させる駆動部とを具備して、乗馬運動を模した運動負荷を使用者に与える乗馬型の運動機器からなることが好ましい。

ところで、乗馬型の他動運動機器の場合、運動中の乗り方（体の動かし方や座る位置など）によって運動の効果が大きく左右され、他動運動を行ったにも関わらず、所望の運動効果が得られない場合もあるが、他動運動機器を使用する際の体動軌跡を表示装置に表示させることによって、使用者に対し運動中の乗り方の良否を判断する材料を提示して、運動中の乗り方を直すきっかけを与えることができ、正しい乗り方での使用を使用者に促すことによって、他動運動による効果を向上させることが出来る。

また、制御装置は、使用者の腰部に装着された体動検出装置の検出結果をもとに、上方から見たときの腰部の体動軌跡を表示装置に表示させることが好ましく、使用者は上方から見たときの腰部の体動軌跡を把握することができる。

さらに、制御装置が、使用者の骨盤が前後方向に傾斜する軌跡を表示装置に表示させることも好ましく、骨盤の前後方向への揺動動作を確認することができる。

また制御装置は、他動運動機器を使用する使用者の理想の体動軌跡である標準軌跡と、軌跡検出手段が求めた実際の体動軌跡とを前記表示装置に表示させることも好ましい。

この発明によれば、他動運動機器を使用する使用者の理想の体動軌跡である標準軌跡と、体動検出装置の検出結果から求めた実際の体動軌跡とが表示装置に表示されるので、他動運動機器を使用する使用者は、自身の体動軌跡と標準軌跡とを比較することによって、自身の体動の悪い点を客観的に評価することができる。

また体動検出装置が、使用者の体動を３次元で検出することも好ましく、使用者の前後方向、左右方向および上下方向の体動を詳細に把握することができる。

また、制御装置が他動運動機器にネットワークを介して接続され、制御装置は、表示装置に表示される動画の運動内容に他動運動機器の動きが追従するように、ネットワークを介して他動運動機器の動作を制御することも好ましい。

この発明によれば、ネットワークを介して他動運動機器に接続された制御装置が、表示装置に表示される動画の運動内容に他動運動機器の動きを追従させるように、他動運動機器の動作を制御しているので、他動運動機器を使用する使用者は、表示装置に表示される動画の運動内容を見ながら運動を行うとともに、その時の体動軌跡を軌跡検出手段により検出して表示装置に表示させることができる。したがって、インストラクターによる指導を受けられない状況で他動運動機器を用いた運動を行う場合でも、表示装置に表示された動画の運動内容を見ながら体を動かすことによって、正しい動きをすることができ、またその時の体動軌跡が表示装置に表示されるから、他動運動時の体動軌跡から自分の動きの悪い点を把握しやすくなり、より良い姿勢で運動が行えるという効果がある。

また、制御装置は、インターネットを介して表示装置と他動運動機器と体動検出装置とにそれぞれ接続されたサーバからなり、当該サーバが表示装置に動画を表示させるとともに、当該動画の運動内容に他動運動機器の動きが追従するように、他動運動機器の動作を制御することも好ましい。

この発明によれば、サーバからインターネットを介して表示装置および他動運動機器の動作を制御することによって、表示装置に表示される動画の運動内容に他動運動機器の動きを追従させることができる。

また、制御装置は、表示装置に動画ファイルを配信するとともに、当該動画ファイルの運動内容に合わせて他動運動機器を動作させるための動作プログラムを他動運動機器に送信しており、他動運動機器に、サーバから送信される動作プログラムを記憶するプログラム記憶手段と、プログラム記憶手段に記憶された動作プログラムを実行することで使用者に他動運動を行わせる運動印加手段とを設けたことも好ましい。

この発明によれば、制御装置から表示装置に配信される動画ファイルの運動内容に合わせて他動運動機器を動作させる動作プログラムが他動運動機器に送信され、他動運動機器では、制御装置から送信された動作プログラムをプログラム記憶手段に記憶させ、運動印加手段がプログラム記憶手段に記憶された動作プログラムを実行することで使用者に他動運動を行わせているので、動画ファイルの運動内容の更新や追加にも容易に対応することができるという効果がある。

本実施形態の運動システムの概略構成図である。同上に用いる他動運動機器の概略的なブロック図である。同上に用いる活動量計の概略的なブロック図である。同上に用いる体組成計の概略的なブロック図である。（ａ）〜（ｃ）は体動軌跡の表示画面の例図である。同上の運動システムを示し、実際の体動軌跡と理想的な体動軌跡を対比させて表示させる表示画面の例図である。（ａ）（ｂ）は運動強度の演算方法を説明するための説明図である。

以下に、本発明を好ましい実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明に係る運動システムの概略構成を示し、個人の住宅Ａにおいてイーサネット（登録商標）によりＬＡＮ２０１が構築され、当該ＬＡＮ２０１が住宅盤３内に収納された情報ブレーカと呼ばれるセキュリティ機器３ａを介してＷＡＮを構成するインターネット２０２に接続されている。ここで、セキュリティ機器３ａは、宅内の機器に対する不正アクセスと思われるパケットを自動破棄する機能などを備えている。

一方、他動運動機器を用いた各種の運動プログラムを提供する事業者Ｂには、利用者が自宅で所望の運動プログラムを実行できるようにする後述のホームレッスンサービスを提供するためのセンターサーバ１０１と、他動運動機器を用いた運動プログラムの運動内容を示す動画を配信するための映像配信サーバ１０２が設置されている。ここにおいて、事業者Ｂ側のセンターサーバ１０１および映像配信サーバ１０２と、インターネット２０２と、事業者Ｂが提供するホームレッスンサービスを利用する住宅Ａ内のＬＡＮ２０１と、住宅Ａ内に設置された他動運動機器１、表示装置２などで本システムが構成される。また、本実施形態では、表示装置２に動画を表示させるとともに、当該動画の運動内容に他動運動機器１の動きが追従するように、他動運動機器１の動作を制御するサーバを、センターサーバ１０１と映像配信サーバ１０２とで構成している。

他動運動機器１は使用者に対して他動的な運動を行わせるものであり、本実施形態では、例えば、使用者が跨いで着座する鞍状の座席部を揺動運動させることによって、乗馬運動を模した運動負荷を与える乗馬型の運動機器を用いている。図２は他動運動機器１の概略的なブロック図を示し、マイクロコンピュータよりなる制御部１１と、鞍状の座席部１２を揺動運動させる駆動部１３と、外部との間で赤外線を用いた通信を行う赤外線通信部１４と、電源のオン／オフ操作や、運動メニューの選択操作や、座席部１２を揺動させる速さや運動時間などの選択操作を行うための操作部１５と、座席部１２を様々なパターンで揺動させるための動作プログラムを記憶した記憶部１６（プログラム記憶手段）とを備えている。

乗馬型の他動運動機器１では、鞍型の座席部１２に座る位置やその時の姿勢を変えることで、鍛える部位を変えることができ、例えば基本乗り、ウェスト乗り、ヒップ乗りなどの乗り方がある。基本乗りとは、座席部１２の真ん中の一番深くなっている所に座って、背筋を伸ばし、足の指のつけ根を足置き１７に置く乗り方であり、内ももの引き締めに効果がある。またウエスト乗りとは、足を前方に浮かせ、上半身を後方に反らせた状態で座って、腹筋や太ももの内側の筋肉に力を入れて、バランスをとる乗り方であり、ウエストの引き締めに効果がある。またヒップ乗りとは、足を後方に浮かせて、上半身を前方に傾斜させた状態で座り、大殿筋や中殿筋、背筋、太ももの内側の筋肉に力を入れて、バランスをとる乗り方であり、ヒップや太ももの後側の引き締めに効果がある。

表示装置２はネットワーク接続機能を備えたテレビジョン装置からなり、インターネット２０２およびＬＡＮ２０１を介して映像配信サーバ１０２から配信された映像を画面２ｂ上に表示するとともに、音声を内蔵スピーカ（図示せず）から出力する。また表示装置２は、リモコン装置２ａから送信される赤外線のような光信号からなるワイヤレス信号を受信するワイヤレス受信部（図示せず）を備え、操作に応じてリモコン装置２ａから送信されたワイヤレス信号をワイヤレス受信部が受信し、当該ワイヤレス信号に応じて表示するチャンネルや音量の切り替えを行ったり、ネットワークを介して映像配信サーバ１０２にアクセスし、映像配信サーバ１０２に蓄積された映像を送信させることができる。なお、表示装置２は、他動運動機器１に座った使用者から目視可能な位置に設置されているものとする。

住宅盤３は、主幹開閉器および分岐開閉器を内蔵して、宅内の分岐回路に電力を供給するとともに、宅内のＬＡＮ２０１に接続されるセキュリティ機器３ａが図示しないルータを介してインターネット２０２に接続されている。

ネットアダプタ４は、ＬＡＮケーブル２０３を介してセキュリティ機器３ａに接続されるとともに、小電力無線を利用してワイヤレス中継器５との間で無線電波によって通信を行うものである。またワイヤレス中継器５は、ネットアダプタ４との間で無線電波を用いた通信を行うとともに、他動運動機器１や後述する活動量計６および体組成計７との間で赤外線を用いた通信を行うものである。すなわち、ワイヤレス中継器５の通信可能エリア内に存在する他動運動機器１や活動量計６や体組成計７から、送信元および送信先のＩＤを含む赤外線信号が送信され、この赤外線信号をワイヤレス中継器５が受信すると、ワイヤレス中継器５は受信した赤外線信号の通信プロトコルを変換して無線電波により送信する。そして、ネットアダプタ４が、ワイヤレス中継器５から送信された無線電波を受信すると、無線電波により送信された信号のプロトコル変換を行い、送信先のＩＤが示すネットワーク機器（表示装置２やセンターサーバ１０１など）へ信号を送信する。

活動量計６（体動検出装置）は、扁平な装置本体６０（器体）に図３に示す回路構成要素を内蔵したもので、装置本体６０を測定対象者のベルト等に装着して使用される。ここで、装置本体６０に内蔵される回路構成要素としては、例えば３軸の加速度センサ６１（体動検出手段）と、この加速度センサ６１の出力信号をＡ／Ｄ変換して得た検出データをもとに、当該活動量計６を装着した使用者の運動状態を演算する演算処理部６２と、時刻データを演算処理部６２に与える計時部６３と、入力操作部６４と、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなり、演算処理部６２の演算結果や検出データや個人の属性データなどを記憶するための記憶部６５と、例えば液晶表示器からなる表示部６６と、ワイヤレス中継器５との間で赤外線通信を行う赤外線通信部６７と、電池ＢＴを電源として各回路要素の動作に必要な所定の電圧を得る定電圧回路６８とを備えている。

入力操作部６４は、当該活動量計６の動作モードを運動強度測定モード、体動軌跡測定モード、データ設定モード、データ表示モード、データ送信モード等に切り替えるモード切替操作や、表示部６６に表示される表示画面でのカーソル操作や確認操作、或いは、データ設定モードにおいて活動量の算出に用いる個人の属性データ（例えば年齢、性別、身長、体重、目的、健康状態（既往症歴）、地域）を入力するデータ入力操作に用いられる。ここにおいて、入力操作部６４により測定モードを運動強度測定モード又は体動軌跡測定モードの何れかに切り替える測定モード切替部が構成される。

活動量計６の演算処理部６２は、活動量計６に予め組み込まれたプログラムに基づいて、例えば使用者が歩いた歩数や消費カロリーなどを算出するためのデータ処理を行うものであり、入力操作部６４を用いてデータ設定モードに切り替えられると、表示部６６の表示を制御してデータ入力画面を表示させ、当該データ入力画面において、上記属性データの入力を使用者に促すためのガイダンスなどを表示させ、入力操作部６４を用いて属性データが入力されると、入力データを記憶部６５に書き込み、以後の演算処理では記憶部６５から読み込んだ属性データを運動強度などの活動量の演算に使用するようになっている。

また演算処理部６２の動作モードが、入力操作部６４を用いて運動強度測定モードに切り替えられると、演算処理部６２は、加速度センサ６１から検出データを取り込む取込周期を活動量の測定に必要な周期（例えば約１２秒）に設定し、当該取込周期が経過する毎に加速度センサ６１から取り込んだ加速度の検出データに基づいて、運動強度（Mets）の算出処理や歩数を求める処理などを行うとともに、活動量（運動強度や歩数など）の算出結果を記憶部６５に書き込む処理を行い、且つ、算出結果を表示部６６にリアルタイムで表示するようになっている。尚、METsとは、身体活動の“強さ”を安静時の何倍に相当するかで表す単位であり、アメリカスポーツ医学界で用いられている。

ここにおいて、演算処理部６２は、所定の周期毎に取り込んだ加速度センサ６１の検出データをもとに、一定時間ｔｗ（秒）の加速度の変動平均（標準偏差値）を求める演算機能と、この変動平均から、運動強度ｗｉを求める演算機能とを備えている。

運度強度を変化させた状態で呼気ガス計測装置により測定した酸素消費量と、加速度分散値との関係式が予め求められて演算処理部６２に組み込まれており、演算処理部６２ではこの関係式を用いて、加速度分散値から運動強度を求めている。この演算方法について図７（ａ）（ｂ）を用いて以下に説明する。

図７（ａ）は加速度センサ６１による各軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の検出データを示し、演算処理部６２では、一定時間ｔｗが経過する毎に、一定時間ｔｗ内に取り込んだ加速度の検出データから、各軸の加速度変動分の合成値を算出する。ここで、加速度変動分の合成値の時間平均（標準偏差）をＳｗとすると、合成値Ｓｗは以下の式（１）から求めることができる。

なお、ａｘ_k、ａｙ_k、ａｚ_kは、ある期間ｔｗ（秒）内でｋ番目にサンプリングした加速度サンプリング値を示し、ｂｘ、ｂｙ、ｂｚは一定時間ｔｗ（秒）における平均値を示している。

また、図７（ｂ）は加速度変動値の測定結果と運動強度（ＭＥＴｓ）の測定結果との関係を示す散布図であり、散布図上にプロットされた点を最小自乗近似して得た直線式は以下の式（２）で示される。

Ｙ＝ａ×Ｘ＋ｂ、相関関数Ｒ＝０．９２ …（２）
但し、Ｙは加速度変動値、Ｘは運動強度（ＭＥＴｓ）である。

したがって、演算処理部６２では、上述の式（１）を用いて加速度変動分の合成値Ｓｗを求めた後、上述の式（２）を変形した得た以下の式（３）を用いて、ある期間ｔｗの運動強度ｗｉを求めている。

ｗｉ＝α×Ｓｗ＋β …（３）
ここで、α、βは、運度強度を変化させた状態で呼気ガス検出装置により測定した酸素消費量と、加速度分散値との間に得られた関係式における係数を示す。なお、加速度変動値を求める期間ｔｗとしては４秒から１５秒が適当な値であり、本実施形態ではｔｗ＝１２秒としてある。

また演算処理部６２の動作モードが、入力操作部６４を用いて体動軌跡測定モードに切り替えられるか、或いは、赤外線通信部６７が受信した外部からの切替信号に応じて体動軌跡測定モードに切り替えられると、演算処理部６２は、検出データの取込周期を体動軌跡の測定に必要な周期（例えば２０ｍ秒）に設定し、所定の測定期間（例えば１分間）が経過するまでの間、上記取込周期が経過する毎に、加速度センサ６１から取り込んだ加速度の検出データを記憶部６５に蓄積し、測定期間が経過すると、体動軌跡測定モードを終了して元のモードに復帰する。

さらに演算処理部６２の動作モードが、入力操作部６４を用いてデータ表示モードに切り替えられると、演算処理部６２は、記憶部６５に記憶されているデータや演算処理結果に基づいて、個人の属性データや活動量の測定結果などを表示部６６に表示させる処理を行う。

また更に演算処理部６２の動作モードが、入力操作部６４を用いてデータ送信モードに切り替えられるか、或いは、赤外線通信部６７が受信した外部からの切替信号に応じてデータ送信モードに切り替えられると、演算処理部６２は、体動軌跡測定モード時に検出された測定期間分の検出データや運動強度測定モード時に算出された活動量の算出結果を記憶部６５から読み出し、読み出した検出データや活動量の算出結果を赤外線通信部６７からセンターサーバ１０１宛に送信させる。この時、活動量計６の赤外線通信部６７から送信されたデータはワイヤレス中継器５に受信され、さらにワイヤレス中継器５から電波信号でネットアダプタ４に送信され、ネットアダプタ４からＬＡＮ２０１を経由してセキュリティ機器３ａに送信されるとともに、インターネット２０２を経由してセンターサーバ１０１に送信される。

体組成計７は、図１に示すように扁平な直方体状の装置本体７０を有し、装置本体７０の上面には、装置本体７０に乗せられた左右の足の足裏がそれぞれ当接する部位に電極部７１ａ，７１ａが配置されるとともに、装置本体７０の左右方向における中央部には測定結果などを表示するための液晶ディスプレイからなる表示部７２が配置されている。

装置本体７０に内蔵される回路構成要素としては、図４に示すように装置本体７０に乗った人の体重を測定する重量センサ７３と、左右の電極部７１ａ，７１ａ間に微弱な電流を流して、人体の電気抵抗（生体インピーダンス）を測定する生体インピーダンス測定部７１と、体組成計７の動作モードを計測モードや設定モード等に切り替える操作や、設定モードにおいて個人の属性データ（例えば年齢、性別、身長など）を入力する操作を行うための入力操作部７４と、生体インピーダンス測定部７１の測定結果をもとに測定対象者の体脂肪率を演算により求めるとともに、表示部７２の表示を制御して重量センサ７３の検出結果や体脂肪率の演算結果を表示部７２の画面に表示させる演算処理部７５と、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリからなり、演算処理部７５の演算結果や個人の属性データなどを記憶するための記憶部７６と、ワイヤレス中継器５との間で赤外線通信を行う赤外線通信部７７と、電池を電源として各回路要素の動作に必要な所定の電圧を得る電池電源部７８とを備えている。

本システムでは、表示装置２が、ＬＡＮケーブル２０３を介してセキュリティ機器３ａに接続されており、インターネット２０２およびＬＡＮ２０１を介して映像配信サーバ１０２から配信された映像を画面上に表示したり、センターサーバ１０１から送信された映像信号や音声信号を出力することができる。また他動運動機器１、活動量計６、および、体組成計７はそれぞれワイヤレス中継器５およびネットアダプタ４を介してＬＡＮ２０１に接続されており、ＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１に接続されるので、センターサーバ１０１との間でデータの送受信が行えるようになっている。尚、他動運動機器１、表示装置２、ネットアダプタ４、ワイヤレス中継器５、活動量計６および体組成計７にはそれぞれ個別のローカルＩＰアドレスが割り当てられており、センターサーバ１０１と各機器との間で相互に通信が行えるようになっている。

ここで、本システムにより事業者Ｂが提供するホームレッスンサービスを住宅Ａ内の利用者が利用する場合について以下に説明する。

映像配信サーバ１０２には、他動運動機器１を用いた複数種類の運動プログラムについて、各々の運動内容を示す動画が蓄積されている。なお他動運動機器１の記憶部１６には、映像配信サーバ１０２に蓄積された複数種類の動画にそれぞれ対応して、動画の運動内容と同様の動きで座席部１２を動かすように駆動部１３を制御するための複数種類の動作プログラムが予め登録されている。ここで、センターサーバ１０１又は映像配信サーバ１０２からインターネット２０２及びＬＡＮ２０１を介して他動運動機器１に動作プログラムを送信し、他動運動機器１の制御部１１が、赤外線通信部１４により受信された動作プログラムを記憶部１６に記憶させるようにしても良く、映像配信サーバ１０２に蓄積された動画ファイルを更新した場合に、更新された動画ファイルの運動内容に合わせて、動作プログラムを更新することによって、動画ファイルの更新や追加にも容易に対応することができる。

一方、センターサーバ１０１には、映像配信サーバ１０２に動画ファイルが蓄積された複数種類の運動プログラムを紹介するためのＷｅｂページが用意され、当該Ｗｅｂページより映像配信サーバ１０２の動画ファイルにリンクが張られている。

他動運動機器１を使用する使用者が、映像配信サーバ１０２に蓄積された運動プログラムの動画をダウンロードして表示装置２に表示させ、その動画を見ながら他動運動機器１を用いた運動を行いたい場合、先ず、使用者が、リモコン装置２ａを用いてセンターサーバ１０１にアクセスさせる操作を行う。この操作により表示装置２とセンターサーバ１０１との間でＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介して通信が行われ、使用者に対して提供可能な運動プログラムを紹介するＷｅｂページが表示装置２の画面上に表示される。この時、使用者が、表示装置２に表示された運動プログラムの一覧から所望の運動プログラムを決定し、当該運動プログラムの動画を配信させる操作をリモコン装置２ａを用いて行うと、表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１へ所望の動画ファイルの配信要求が送信され、この配信要求を受け取ったセンターサーバ１０１は、映像配信サーバ１０２から要求元の表示装置２へ、指定された運動プログラムの動画ファイルを配信させる。

表示装置２では、映像配信サーバ１０２からインターネット２０２及びＬＡＮ２０１を介して配信された動画ファイルを図示しないメモリに記憶しており、動画ファイルのダウンロードが完了すると、動画の再生準備が完了したことを示すメッセージを画面上に表示する。そして、再生準備の完了を示すメッセージを見た使用者が、リモコン装置２ａを用いて動画の再生を開始する操作を行うと、リモコン装置２ａから送信された再生開始要求を表示装置２が受信し、この再生開始要求が表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１に送信される。

センターサーバ１０１は、表示装置２からの再生開始要求を受信すると、表示装置２に対してダウンロードした動画ファイルの再生を開始させる映像制御信号を送信するとともに、当該動画ファイルに対応した動作プログラムを他動運動機器１に実行させるための機器制御信号を表示装置２に対応する他動運動機器１へ送信する。この時、センターサーバ１０１からインターネット２０２を経由して送信された映像制御信号が表示装置２に送信されるとともに、機器制御信号がセキュリティ機器３ａからネットアダプタ４およびワイヤレス中継器５を介して他動運動機器１に送信される。そして、表示装置２が、映像配信サーバ１０２からダウンロードした動画ファイルの再生を開始するとともに、他動運動機器１の制御部１１が、赤外線通信部１４の受信した機器制御信号に基づいて記憶部１６から対応する動作プログラムを読み出し、当該動作プログラムにしたがって駆動部１３を制御することで、表示装置２に表示される運動内容に合わせて座席部１２を動かすことができる。ここにおいて、センターサーバ１０１により、ネットワークを介して接続された他動運動機器１の動作を制御する制御装置が構成され、センターサーバ１０１では、他動運動機器１が動作を開始するタイミングを制御することによって、表示装置２に表示させる動画の運動内容に他動運動機器１を追従させることができる。また、制御部１１と駆動部１３とで、プログラム記憶手段たる記憶部１６に記憶された動作プログラムを実行することによって使用者に他動運動を行わせる運動印加手段が構成されるのである。

その後、表示装置２による動画の再生が終了すると、他動運動機器１も動作を停止するのであるが、同じ運動プログラムを再度繰り返して行いたい場合は、使用者がリモコン装置２ａを用いて動画ファイルの再生を開始する操作を行うと、再生開始要求が表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１に送信され、センターサーバ１０１と表示装置２および他動運動機器１との間で上述と同様の通信が行われ、表示装置２が動画ファイルの再生を開始すると同時に、動画ファイルの運動内容に合わせて他動運動機器１が動作を開始する。

また、前回行った運動プログラムとは異なる運動プログラムを行いたい場合は、使用者が、再度、リモコン装置２ａを用いてセンターサーバ１０１にアクセスさせる操作を行い、提供可能な運動プログラムを紹介するＷｅｂページを表示装置２の画面上に表示させる。そして、使用者が、表示装置２に表示された運動プログラムの一覧から所望の運動プログラムを決定し、当該運動プログラムの動画を配信させる操作をリモコン装置２ａを用いて行うと、表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１へ所望の動画ファイルの配信要求が送信され、この配信要求を受け取ったセンターサーバ１０１は、映像配信サーバ１０２から要求元の表示装置２へ、指定された運動プログラムの動画ファイルを配信させる。表示装置２では、映像配信サーバ１０２からインターネット２０２及びＬＡＮ２０１を介して配信された動画ファイルを図示しないメモリに記憶しており、動画ファイルのダウンロードが完了すると、動画の再生準備が完了したことを示すメッセージを画面上に表示する。そして、再生準備の完了を示すメッセージを見た使用者が、リモコン装置２ａを用いて動画の再生を開始する操作を行うと、リモコン装置２ａから送信された再生開始要求を表示装置２が受信し、この再生開始要求が表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１に送信される。

センターサーバ１０１は、表示装置２からの再生開始要求を受信すると、表示装置２に対してダウンロードした動画ファイルの再生を開始させる映像制御信号を送信するとともに、当該動画ファイルに対応した動作プログラムを他動運動機器１に実行させるための機器制御信号を、表示装置２に対応する他動運動機器１へ送信する。この時、センターサーバ１０１からインターネット２０２を経由して送信された映像制御信号が表示装置２に送信されるとともに、機器制御信号がセキュリティ機器３ａからネットアダプタ４およびワイヤレス中継器５を介して他動運動機器１に送信される。そして、表示装置２が、映像配信サーバ１０２からダウンロードした動画ファイルの再生を開始するとともに、他動運動機器１の制御部１１が、赤外線通信部１４の受信した機器制御信号に基づいて記憶部１６から対応する動作プログラムを読み出し、当該動作プログラムにしたがって駆動部１３を制御することで、表示装置２に表示される運動内容に合わせて座席部１２を動かすことができる。

以上説明したように本システムによれば、ＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介して他動運動機器１および表示装置２に接続されたセンターサーバ１０１が、表示装置２に動画ファイルを再生させるとともに、表示装置２に表示される動画の運動内容に他動運動機器１の動きを追従させるように、他動運動機器１の動作を制御しているので、他動運動機器１を使用する使用者は、表示装置２に表示される動画の運動内容に合わせて、正しい動きで運動を行うことができる。したがって、指導者がいない場所で他動運動機器１を使用する場合でも、表示装置２に表示された動画の運動内容に合わせて体を動かすことで、正しい動きをすることができ、他動運動機器１の使い勝手が向上するとともに、他動運動機器１を用いて効果的な運動を行うことができる。

次に、本システムにより事業者Ｂが提供する体動軌跡の検出サービスを住宅Ａ内の利用者が利用する場合について以下に説明する。

先ず、他動運動機器１を使用する使用者が、リモコン装置２ａを用いてセンターサーバ１０１にアクセスさせる操作を行う。この操作により表示装置２とセンターサーバ１０１との間でＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介して通信が行われ、使用者に対して提供可能なサービスを紹介するＷｅｂページが表示装置２の画面２ｂ上に表示される。このＷｅｂページには、他動運動機器１を用いた他動運動を行う際の体動軌跡を検出するサービスを選択する選択ボタンが表示されており、この選択ボタンを選択する操作をリモコン装置２ａにより行うと、表示装置２からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１へ体動軌跡検出サービスの実行を要求するサービス要求が送信される。

このサービス要求を受け取ったセンターサーバ１０１は、インターネット２０２およびＬＡＮ２０１を介して表示装置２の表示を制御し、画面２ｂ上に測定開始を促すメッセージ（例えば「活動量計を腰に付けて座席部に座り、準備ができたらスタートボタンを押して下さい」といったメッセージ）を表示させるとともに、他動運動機器１に対して動作モードを体動軌跡検査モードに切り替える切替信号を送信する。センターサーバ１０１から他動運動機器１に送信された切替信号は、インターネット２０２からセキュリティ機器３ａを介してネットアダプタ４に送られ、ネットアダプタ４からワイヤレス信号によりワイヤレス中継器５に送信された後、ワイヤレス中継器５から他動運動機器１へ赤外線信号により送信される。そして、他動運動機器１では、赤外線通信部１４が受信した切替信号に基づいて制御部１１が動作モードを体動軌跡検査モードに切り替える。体動軌跡検査モードでは座席部１２を動作させるパターンやその運動時間が予め決定されており、制御部１１は、動作モードが体動軌跡検査モードに切り替えられると、図示しない表示部に座席部１２の動作パターンを表示することで使用者にその動作パターンを報知するとともに、操作部１５を用いて開始操作が行われると予め決定された動作パターンで座席部１２を所定の運転時間だけ動作させた後、動作モードを元のモードに戻すようになっている。

表示装置２に表示された上記のメッセージを見た使用者は、例えばベルト等を用いて活動量計６を腰に装着する。なお、活動量計６の取付位置によって体動軌跡の測定結果が異なってしまうので、活動量計６が所定の位置（例えば腰部の中心付近）に取り付けられるように、活動量計６の取付位置や取付方法を説明する案内画面を表示装置２に表示させるのも好ましい。そして、活動量計６を腰に装着した使用者が他動運動機器１の座席部１２に座り、他動運動機器１の操作部１５を用いてスタート操作を行うと、制御部１１が、操作部１５からの操作入力に応じて駆動部１３の動作を制御し、座席部１２を予め設定された動作パターンで所定の運転時間だけ動作させるとともに、赤外線通信部１４よりセンターサーバ１０１へ動作開始を知らせる制御状態信号を送信させる。

この制御状態信号は、ワイヤレス中継器５、ネットアダプタ４、セキュリティ機器３ａ、および、インターネット２０２を介してセンターサーバ１０１に送信されるので、センターサーバ１０１では他動運動機器１から送られた制御状態信号をもとに、他動運動機器１が動作を開始したことを検出すると、活動量計６に対して動作モードを体動軌跡測定モードに切り替えるためのモード切替信号を送信する。このモード切替信号は、インターネット２０２およびセキュリティ機器３ａを介してネットアダプタ４に送られ、ネットアダプタ４からワイヤレス中継器５を介して活動量計６にワイヤレス送信される。この時、活動量計６の演算処理部６２は、赤外線通信部６７が受信したモード切替信号に基づいて、動作モードを体動軌跡測定モードに切り替え、記憶部６５に蓄積された過去の体動軌跡の測定データを消去するとともに、検出データの取込周期を例えば２０ｍ秒に設定し、所定の測定期間（例えば１分間）が経過するまでの間、上記取込周期が経過する毎に、加速度センサ６１から取り込んだ加速度の検出データを記憶部６５に蓄積する。尚、他動運動機器１が体動軌跡検査モードで動作する運転時間は、活動量計６の測定時間よりも十分長い時間に設定されており、所定の動作パターンで座席部１２を動かしているときの使用者の体（本実施形態では例えば腰部）の動きを測定することができるのである。なお本実施形態では、センターサーバ１０１から活動量計６へモード切替信号を送信することで、活動量計６の動作モードを体動軌跡測定モードに切り替えて、他動運動時の体動を測定しているが、活動量計６を装着する使用者が入力操作部６４を操作することで、動作モードを体動軌跡測定モードに切り替えるようにしても良い。この場合、活動量計６の演算処理部６２は、入力操作部６４を用いて動作モードが体動軌跡測定モードに切り替えられると、記憶部６５に蓄積された過去の測定データを消去するとともに、取込周期を例えば２０ｍ秒に設定する。そして、演算処理部６２では、体動軌跡測定モードに切り替えられた後に加速度センサ６１から所定レベル以上の加速度検出値が入力されると、他動運動が開始されたと判断し、運動開始時より所定の測定期間（例えば１分間）が経過するまでの間、上記取込周期が経過する毎に加速度センサ６１から取り込んだ加速度の検出データを記憶部６５に蓄積しており、他動運動中の体動を測定することができる。

また、測定開始時より上記測定期間が経過すると、活動量計６の演算処理部６２は、検出データの蓄積処理を終了するとともに、記憶部６５に蓄積した測定期間分の検出データを赤外線通信部６７からセンターサーバ１０１へ送信させる。軌跡検出手段としてのセンターサーバ１０１は、活動量計６へモード切替信号を送信した後に、当該活動量計６から送信された測定期間分の加速度の検出データを受信すると、この検出データを２回積分して位置を算出し、算出した位置を繋ぎ合わせることで、活動量計６が取り付けられた体の部位の時間的な変化を示す体動軌跡を求めている。尚、本実施形態では活動量計６から送信された加速度の検出データをもとに、センターサーバ１０１側で体動軌跡を求めているが、加速度センサ６１の検出データをもとに体動軌跡を求める軌跡検出手段を活動量計６に設け、活動量計６で求めた体動軌跡の検出結果をセンターサーバ１０１へ送信するようにしても良い。

ここにおいて、活動量計６は３軸の加速度センサ６１を備えているので、センターサーバ１０１では、活動量計６の検出出力（すなわちＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の加速度検出値）をもとに、骨盤が前後方向に傾斜する動きを示す体動軌跡Ｃ１や、上方から見た時の腰部の動きを示す体動軌跡Ｃ２を求めるとともに、これらの体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を画面２ｂ上に表示させる画面データを作成し、インターネット２０２を介して表示装置２に送信する。そして、表示装置２では、インターネット２０２およびセキュリティ機器３ａを介して受信した画面データに基づいて、画面２ｂ上に体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を表示させているので（図５（ａ）参照）、他動運動機器１を使用した使用者は自身の運動姿勢を視覚的に把握することができる。なお、乗馬型の他動運動機器１の場合、運動中の乗り方（体の動かし方や座る位置など）によって運動の効果が大きく左右されるため、他動運動機器１を使用する際の体動軌跡を表示装置２に表示させることによって、使用者に対し運動中の乗り方の良否を判断する材料を提示して、運動中の乗り方を直すきっかけを与えることができ、正しい乗り方での使用を使用者に促すことにより、他動運動による効果を向上させることが出来る。またセンターサーバ１０１では、活動量計６の検出データを元に、上方から見たときの腰部の体動軌跡を表示装置２に表示させているので、使用者は上方から見たときの腰部の体動軌跡を把握することができ、且つ、使用者の骨盤が前後方向に傾斜する軌跡を表示装置２に表示させているので、骨盤の前後方向への揺動動作を確認することができる。

ところで、センターサーバ１０１が、体動軌跡の測定結果を表示装置２に表示させる際に、図６に示すように骨盤が前後方向に傾斜する動きを示す理想的な体動軌跡Ｃ５や、腰部の動きを上方から見た時の理想的な体動軌跡Ｃ６を、実際の体動軌跡Ｃ３，Ｃ４と対比させるように表示しても良く、他動運動機器１の使用者は、自身の体動軌跡と理想的な体動軌跡とを比較することによって、自身の体動の悪い点を客観的に評価することができる。ここで、実際の体動軌跡Ｃ３，Ｃ４と対比させる理想的な体動軌跡Ｃ５，Ｃ６としては、他動運動機器１の座席部１２の動きをもとに、座席部１２に座った人の動きをシミュレーションして得た軌跡を用いても良いし、予め他動運動機器１の使用に習熟した複数の使用者の体動軌跡を測定し、その体動軌跡をもとに決定（例えば平均処理などを施して決定）した標準軌跡を用いても良い。

また、センターサーバ１０１では、他動運動中に活動量計６から受信した活動量の測定データをもとに、活動量の測定データを画面上に表示する画面データを作成して表示装置２に表示することで、表示装置２の画面上に活動量の測定データをリアルタイムで表示しても良く、使用者に対してどの程度の活動量で運動しているかを知らしめることができる。ここにおいて、リモコン装置２ａなどを用いて活動量の測定データを表示する操作を行った際に、表示装置２からネットワークを通じて送信された表示要求に応えて、センターサーバ１０１がネットワークを介して活動量計６から活動量の検出データを取り込んで、表示装置２に表示させるようにしても良く、使用者の要求に応えて活動量の検出データを表示することができる。

なお、本実施形態では「基本乗り」で他動運動を行った際の体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を測定する場合について説明しているが、「ウェスト乗り」や「ヒップ乗り」で体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を測定するようにしても良い。図５（ｂ）は、「ウェスト乗り」で他動運動を行った際の骨盤の前後方向の動きを示す体動軌跡Ｃ１、腰部の動きを示す体動軌跡Ｃ２であり、「基本乗り」に比べて骨盤の動き、腰部の動きとも前後の振幅が小さく、後傾した状態で運動を行っていることが判る。また図５（ｃ）は、「ヒップ乗り」で他動運動を行った際の骨盤の動きを示す体動軌跡Ｃ１、腰部の動きを示す体動軌跡Ｃ２であり、「基本乗り」に比べて骨盤の動き、腰部の動きとも前後の振幅が小さく、前傾した状態で運動を行っていることが判る。

また本実施形態では、活動量計６が所定の測定期間の測定を終えると、測定期間分の検出データをセンターサーバ１０１側へ送信しているが、活動量計６が体動軌跡検出モードで動作中に、活動量計６からセンターサーバ１０１へ加速度センサ６１の検出データを逐次送信させるようにしても良い。この場合は、センターサーバ１０１が、活動量計６から受信した検出データをもとに使用者の体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を示す動画像をリアルタイムで作成して、表示装置２に送信することができ、表示装置２の画面上に運動内容を示す動画とともに、運動中の体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を示す動画像を表示させることができる。したがって、運動中の使用者は、運動内容を示す動画を見ながら、他動運動を行うとともに、運動中の体動軌跡をその場で確認できるから、自己の体動の悪い点が把握しやすくなり、より良い姿勢になるようにバランスの取り方などを自分で矯正することが容易になる。

また更に本実施形態では、ＬＡＮ２０１に接続される他動運動機器１の台数が１台の場合を例に説明したが、複数台の他動運動機器１をＬＡＮ２０１に接続しても良く、センターサーバ１０１が複数台の他動運動機器１の動作を制御し、表示装置２に表示される動画の運動内容に各他動運動機器１の動きを追従させることによって、複数の使用者が他動運動機器１を用いた運動プログラムを同時に行うことができる。

また本実施形態では、活動量計６とワイヤレス中継器５との間で赤外線通信によりデータ送信を行うとともに、ワイヤレス中継器５とネットアダプタ４との間で電波通信を行い、ネットアダプタ４からＬＡＮ２０１およびインターネット２０２を介してセンターサーバ１０１へデータを送信しているが、赤外線通信ポートを備えた携帯電話ＨＰを用いて活動量計６から検出データを取り込むとともに、携帯電話ＨＰから携帯電話網およびインターネットを介してセンターサーバ１０１へ検出データを送信するようにしても良い。

また本実施形態では、宅内のＬＡＮ２０１にインターネット２０２を介して接続されるセンターサーバ１０１により、他動運動機器１の動作を制御するとともに、活動量計６からネットワークを介して受信した体動の検出結果をもとに体動の時間的な変化を示す体動軌跡を求め、当該体動軌跡をネットワークを介して表示装置２に表示させる制御装置を構成しているが、ＬＡＮ２０１を介して接続されたパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略す）ＰＣなどの制御装置により他動運動機器１および表示装置２の動作を制御するようにしても良い。この場合は、この場合は、活動量計６から取得した検出データをもとに体動軌跡を求め、当該体動軌跡をディスプレイ上に表示させるための動作プログラムをネットワークを介してセンターサーバ１０１からダウンロードするか、又は、上記動作プログラムを格納したＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体をパソコンＰＣのドライブ装置に挿入して、当該動作プログラムをパソコンＰＣにインストールしてある。そして、パソコンＰＣが、上記動作プログラムを実行することによって活動量計６から検出データを取得し、取得した検出データから活動量計６を装着した体の部位の体動軌跡を求め、表示装置としてのパソコンＰＣのディスプレイ上に体動軌跡を表示させることができる。

また、表示装置として表示装置２の代わりに、赤外線通信機能を備えた携帯電話ＨＰを用いても良い。この場合、活動量計６から取得した検出データをもとに体動軌跡を求め、当該体動軌跡を携帯電話ＨＰのディスプレイ上に表示する動作プログラムをセンターサーバ１０１からネットワークを介してダウンロードし、当該動作プログラムを携帯電話ＨＰにインストールしてあり、表示装置である携帯電話ＨＰが表示装置の表示を制御する制御装置の機能を備えることになる。そして、携帯電話ＨＰが上記動作プログラムを実行し、活動量計６との間で赤外線通信を行うことによって、活動量計６から検出データを直接取得し、取得した検出データから活動量計６を装着した体の部位の体動軌跡Ｃ１，Ｃ２を求め、表示装置たる携帯電話ＨＰのディスプレイ上に表示させることができる。

また本実施形態では、他動運動機器１として、使用者に乗馬を模した運動を行わせる乗馬型の運動機器を例に説明したが、他動運動機器１を乗馬型のものに限定する趣旨のものではなく、使用者の体の所定部位に負荷をかけて他動的な運動を行わせる運動機器（例えば座ったままの姿勢で歩行運動を実現できる機器など）であっても良い。

Claims

使用者に対して他動的な運動を行わせる他動運動機器と、前記他動運動機器を使用する使用者の体動を検出する体動検出手段を有する体動検出装置と、使用者の体動の軌跡を表示するための表示装置と、少なくとも体動検出装置と表示装置とにネットワークを介して接続された制御装置とを備え、体動検出装置又は制御装置の何れかに、体動検出手段の検出結果をもとに体動の時間的な変化を示す体動軌跡を検出する軌跡検出手段を設け、制御装置が、軌跡検出手段により検出された体動軌跡をネットワークを介して前記表示装置に表示させることを特徴とする運動システム。
請求項１に記載の運動システムにおいて、他動運動機器は、使用者が跨いで着座する鞍状の座席部と、当該座席部を揺動させる駆動部とを具備して、乗馬運動を模した運動負荷を使用者に与える乗馬型の運動機器からなる。
請求項２に記載の運動システムにおいて、制御装置は、使用者の腰部に装着された体動検出装置の検出結果をもとに、上方から見たときの腰部の体動軌跡を表示装置に表示させる。
請求項３に記載の運動システムにおいて、制御装置が、使用者の骨盤が前後方向に傾斜する軌跡を表示装置に表示させる。
請求項１に記載の運動システムにおいて、前記制御装置は、前記他動運動機器を使用する使用者の理想の体動軌跡である標準軌跡と、前記軌跡検出手段が求めた実際の体動軌跡とを前記表示装置に表示させる。
請求項１乃至５の何れか１つに記載の運動システムにおいて、前記体動検出装置は、使用者の体動を３次元で検出する。
請求項１に記載の運動システムにおいて、前記制御装置が前記他動運動機器にネットワークを介して接続され、制御装置は、前記表示装置に表示される動画の運動内容に他動運動機器の動きが追従するように、ネットワークを介して他動運動機器の動作を制御する。
請求項７に記載の運動システムにおいて、前記制御装置は、インターネットを介して前記表示装置と前記他動運動機器と前記体動検出装置とにそれぞれ接続されたサーバからなり、当該サーバが表示装置に動画を表示させるとともに、当該動画の運動内容に他動運動機器の動きが追従するように、他動運動機器の動作を制御する。
請求項８に記載の運動システムにおいて、前記制御装置は、前記表示装置に動画ファイルを配信するとともに、当該動画ファイルの運動内容に合わせて他動運動機器を動作させるための動作プログラムを他動運動機器に送信しており、他動運動機器に、サーバから送信される動作プログラムを記憶するプログラム記憶手段と、プログラム記憶手段に記憶された動作プログラムを実行することで使用者に他動運動を行わせる運動印加手段とを設けてある。