WO2019021356A1 - 凝り誘発姿勢検出装置 - Google Patents

凝り誘発姿勢検出装置 Download PDF

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WO2019021356A1
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user
stiffness
acceleration
neck
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秉偉 姚
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株式会社Ｅ３
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof

Definitions

  • the present invention relates to a stiffness-induced posture detection device, and more particularly to a device that detects a posture that induces shoulder stiffness and neck stiffness.
  • Patent Document 1 discloses a cat back posture correction alarm in which a hat is equipped with a tilt sensor, and a cat back and head tilt posture are notified by an alarm.
  • the attitude detection method described in Patent Document 2 using the inclination of the terminal calculated by the terminal angle calculation means based on the acceleration acquired from the acceleration sensor, the inclination information held by the attitude information DB and the inclination of the terminal are used. After the user determines the goodness of the user's posture by comparing them, the information presenting means presents the user with the goodness of posture based on the result.
  • Patent Document 3 discloses an information processing apparatus that detects and warns of an abnormal posture by accurately estimating a user's neck posture. Specifically, in the information processing apparatus described in Patent Document 3, the positions of the head and shoulders are specified based on the distance image acquired by imaging the user with the depth camera, and The degree to which the head protrudes forward is calculated as a shift amount. Then, if the amount of deviation is larger than a predetermined value, it is considered that the posture is abnormal, and the vibrator, the directional speaker, and the display unit prompt the user to correct the posture.
  • a tilt sensor or an acceleration sensor is used to detect the posture.
  • These sensors output a value corresponding to the magnitude of the change when the posture changes, but do not output a value when the posture is stable. Therefore, even if the user faces downward and is in the head front orientation posture, when the position is stable, no value is output from the sensor, and the head front orientation posture is correctly detected. There was a problem that I could not do it.
  • a portable terminal such as a smartphone
  • the portable terminal receives the vibration of the moving body, and the detection value is constantly output from the acceleration sensor mounted on the portable terminal.
  • This detected value is so-called noise. Therefore, even if the user actually uses the smartphone in the moving object and becomes the head front orientation, the detection value of the acceleration sensor at that time is buried in the noise detected by the vibration of the moving object. I will. Therefore, also in this case, it is not possible to correctly detect that the head is in the front orientation.
  • Patent Document 3 since the depth camera is used to detect the posture, the problems as described in Patent Documents 1 and 2 do not occur.
  • Patent Document 3 it is necessary to install the depth camera in a fixed place such as the upper part of a desk using a personal computer, and the posture of the user can not be detected in the place where the depth camera is not installed.
  • a mobile terminal such as a smartphone in a mobile object such as a train or a car, it is not possible to detect the head front orientation of the user.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and the head front orientation posture that induces stiff shoulders and stiff necks regardless of the situation such as the place where the user is or the situation.
  • the purpose is to enable accurate detection of
  • the stiffness-induced posture detection device of the present invention is used by being attached to the neck of a user, detects the gravitational acceleration of the user in the front-rear direction by a gravity sensor, When the period in which the acceleration is equal to or higher than the threshold continues for a predetermined time or more, it is detected that the user is in the head-front orientation.
  • the value corresponding to the size of the inclination in the posture is a gravity sensor
  • the gravity acceleration that is continuously output from the gravity sensor is equal to or more than the predetermined time, and is equal to or more than the predetermined time even when the user is in the head front orientation posture and is stable in that posture. And the head front orientation of the user can be detected.
  • the gravity acceleration corresponding to the inclination of the user's neck is output from the gravity sensor substantially independently of the vibration, so the user's head is It is possible to detect the heading orientation.
  • the present invention since it is not necessary to use a fixedly installed device such as a depth camera, it is possible to detect the head's head-facing posture of the user even in the moving object. As described above, according to the present invention, it is possible to correctly detect that the user is in the head front orientation posture that induces stiff shoulders and stiff necks regardless of the situation such as the place where the user is or the scene. it can.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the stiffness-induced posture detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a view showing an example of an appearance configuration of the stiffness-induced posture detection device according to the first embodiment (the same applies to a second embodiment described later).
  • the stiffness-induced posture detection device 10 according to the first embodiment is for use by being attached to the neck of a user and detecting a head-front orientation posture that induces shoulder stiffness or stiffness. As shown in FIG. 2, the stiffness-induced posture detection device 10 according to the first embodiment is configured in a portable type, and is attached to the user's neck (the back side of the neck). Detect the presence or absence of head front orientation.
  • a belt 21 is provided to fix the stiffness-induced posture detection device 10 to the neck so that the stiffness-induced posture detection device 10 does not fall off the neck during use.
  • the fixing method is not limited to this.
  • the stiffness inducing posture detection device 10 may be fixed to the neck by using a tape or the like.
  • the stiffness-induced posture detection apparatus 10 includes a gravity sensor 11, a posture detection unit 12, and an alarm output unit 13 as its functional configuration.
  • the posture detection unit 12 and the alarm output unit 13 can be configured to have all or a part of their functions by hardware, DSP (Digital Signal Processor), or software.
  • DSP Digital Signal Processor
  • each of the functional blocks 12 and 13 is actually configured to include the CPU, RAM, ROM, etc. of the computer, and the program stored in the storage medium such as the RAM, ROM, hard disk or semiconductor memory operates. It is realized by doing.
  • the gravity sensor 11 detects the gravitational acceleration in the back and forth direction on the neck of the user.
  • the left and right direction (width direction) of the neck is X axis
  • the front and back direction of the neck is Y axis
  • the vertical direction of the neck is Z axis
  • the gravity sensor 11 may use any type of one axis to three axes, but at least detects the gravitational acceleration in the Y-axis direction (front-rear direction). This is because the gravity acceleration applied to the neck in the front-rear direction changes when the user is in the head-forward orientation.
  • the posture detection unit 12 detects that the user is in the head front orientation posture when the period in which the gravitational acceleration detected by the gravity sensor 11 is equal to or greater than the threshold continues for a predetermined time or more.
  • the alarm output unit 13 outputs an alarm when the posture detection unit 12 detects the head front orientation.
  • the alarm is performed, for example, by vibrating a vibrator. Alternatively, a predetermined alarm sound may be output from the speaker.
  • FIG. 3 is a diagram showing an output waveform of gravity acceleration detected by the gravity sensor 11.
  • the horizontal axis indicates the passage of time
  • the vertical axis indicates the magnitude of gravitational acceleration.
  • the output waveform shown in FIG. 3 shows an example of a waveform obtained when the user, for example, is sitting at a desk and using a personal computer and using the stiffness-induced posture detection apparatus 10.
  • the gravitational acceleration is substantially zero until time T1, the gravitational acceleration gradually increases from time T1 to time T2, and the gravitational acceleration is stable at approximately the same value after time T2 It shows the state. This is because the neck of the user is almost vertical until time T1, the neck is inclined forward little by little from time T1 to time T2, and after time T2, the neck is inclined (head front direction Attitude means that it is almost maintained.
  • the posture detection unit 12 determines that the user's head is the head when the period in which the gravitational acceleration is equal to or greater than the threshold continues for a predetermined time or longer based on the gravitational acceleration as shown in FIG. It detects that it is in the forward direction.
  • the output waveform of the acceleration sensor or angular velocity sensor the output value is zero when the posture is not changing stably, so from the output waveform, is it likely that the user's neck is continuously inclined for a predetermined time or longer? It can not be determined.
  • the gravity sensor 11 as in the present embodiment, it is possible to detect the head front orientation posture of the user from the output waveform.
  • the stiffness-induced posture detection device 10 not only when the posture of the user is changing, but also when the posture is stable, The gravity sensor 11 continues to output a value corresponding to the size of the inclination at the position of the head, so that the gravity sensor 11 continues to output the value even when the user is in the head front orientation posture and is stable at that posture.
  • the gravitational acceleration is equal to or more than the predetermined time and equal to or more than the threshold value, it is possible to detect the head front orientation of the user.
  • the gravity acceleration according to the inclination of the user's neck is output from the gravity sensor 11 substantially regardless of the vibration.
  • a fixedly installed device such as a depth camera, it is possible to detect the head's head orientation posture of the user even in the moving object.
  • the head front orientation posture that induces stiff shoulders and stiff necks is obtained regardless of the situation such as the place where the user is or the scene. Things can be detected correctly.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a stiffness-induced posture detection apparatus 10 'according to the second embodiment.
  • FIG. 4 since what attached
  • a stiffness-induced posture detection apparatus 10 'according to the second embodiment includes an acceleration sensor 14 in addition to the configuration shown in FIG.
  • the stiffness-induced posture detection apparatus 10 'according to the second embodiment includes a posture detection unit 12' instead of the posture detection unit 12 illustrated in FIG.
  • the acceleration sensor 14 detects the movement of the neck in the longitudinal direction of the user as acceleration.
  • the acceleration sensor 14 is an axis in which the left and right direction (width direction) of the neck is X axis, the front and back direction (thickness direction) of the neck is Y axis, and the up and down direction (height direction) of the neck is Z axis.
  • the acceleration sensor 14 is an axis in which the left and right direction (width direction) of the neck is X axis, the front and back direction (thickness direction) of the neck is Y axis, and the up and down direction (height direction) of the neck is Z axis.
  • the posture detection unit 12 ′ once determines that the gravitational acceleration detected by the gravity sensor 11 is equal to or greater than the threshold. When it becomes less than the threshold value and the threshold value is exceeded again within the second predetermined time, it is considered that the state in which the gravitational acceleration is above the threshold value continues. In addition, when the period in which the gravitational acceleration detected by the gravity sensor 11 is equal to or greater than the threshold continues for a predetermined time or more, it is detected that the user is in the head front orientation.
  • FIG. 5 is a diagram showing an output waveform of gravity acceleration detected by the gravity sensor 11 and an output waveform of acceleration detected by the acceleration sensor 14.
  • FIG. 5 (a) shows an output waveform of gravitational acceleration
  • FIG. 5 (b) shows an output waveform of acceleration.
  • the horizontal axis indicates the passage of time
  • the vertical axis indicates the magnitude of gravitational acceleration
  • the horizontal axis indicates the passage of time
  • the vertical axis indicates the magnitude of acceleration.
  • the output waveform shown in FIG. 5 shows an example of a waveform obtained when using, for example, the stiffness inducing posture detection device 10 'while the user is using a smartphone on a train.
  • the gravitational acceleration is substantially zero until time T1, and the gravitational acceleration gradually increases from time T1 to time T2, and after time T2, excluding a part Gravity acceleration is shown to be stable at approximately the same value. After time T2, the gravitational acceleration is temporarily reduced for a slight time from time T3 to time T4.
  • the output waveform of the acceleration shown in FIG. 5 (b) continues to fluctuate at a relatively small value until time T1, and after the value of acceleration largely fluctuates from time T1 to time T2, Indicates that the acceleration continues to fluctuate at a relatively small value except for a part.
  • the acceleration temporarily fluctuates at a relatively large value for a slight time from time T3 to time T4.
  • the acceleration sensor 14 continues to output the finely changing acceleration in response to the train vibration.
  • the period from time T1 to time T2 means that the acceleration sensor 14 outputs a large value of acceleration under the influence of the user tilting the neck.
  • the period from time T3 to time T4 means that the acceleration sensor 14 outputs an acceleration that changes with a relatively large value under the influence of the train swinging relatively large.
  • the gravitational acceleration is substantially stable at a value equal to or greater than the threshold value, and is approximately at an angle at which the neck is inclined (head to head orientation) It is maintained.
  • the gravity sensor 11 also receives the vibration of the train as shown in FIG. 5 (b), but the gravity sensor 11 continues to stably output the gravitational acceleration above the threshold according to the inclination of the neck .
  • the posture detection unit 12 ′ has a period from time T3 to time T4 at which the gravitational acceleration detected by the gravity sensor 11 temporarily becomes smaller than the threshold is shorter than the second predetermined time, and In the same period, when the acceleration detected by the acceleration sensor 14 fluctuates with a magnitude equal to or greater than the second threshold, it is considered that the state where the gravitational acceleration is equal to or greater than the threshold continues. As a result, even if the gravitational acceleration temporarily falls below the threshold under the influence of the train sway, it is possible to detect that the user is in the head-front orientation.
  • the alarm output mode has a plurality of threshold values to be compared with the gravitational acceleration and the threshold value of the gravitational acceleration detected by the gravity sensor 11 is greater than or equal to the threshold value. It may be variable. For example, as the gravitational acceleration increases, it is possible to set the output mode such as increasing the vibration of the vibrator or the alarm sound.
  • the head front orientation posture has a plurality of threshold values to be compared with the gravitational acceleration, and which threshold or more is the gravitational acceleration detected by the gravitational sensor 11 or more.
  • the length of the predetermined time which is the determination reference at the time of detecting the fact that For example, by shortening the predetermined time as the gravitational acceleration increases, it is possible to detect it in a shorter time as the degree of the head front direction attitude increases and to output an alarm at an earlier timing.
  • time-series gravity acceleration detected by the gravity sensor 11 can be recorded in the internal memory
  • time-series gravity acceleration can be read from the internal memory at an arbitrary timing, and can be visualized and displayed in a form such as waveform information You may do so.
  • the display method is not limited to the form of waveform information.
  • statistical processing such as a change in the magnitude of gravitational acceleration in time series or a ratio of a time zone that is a head front orientation may be performed and the result may be presented. .
  • first and second embodiments described above are merely examples of implementation for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention can be interpreted limitedly by these. It is impossible to That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the scope or main features of the present invention.

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Abstract

本発明の凝り誘発姿勢検出装置１０は、利用者の頸部に装着して使用するものであり、利用者における頸部の前後方向の重力加速度を重力センサ１１により検出し、重力加速度が閾値以上となっている期間が所定時間以上継続している場合に、利用者が頭部前方位姿勢となっていることを姿勢検出部１２により検出することにより、利用者の姿勢が変化しているときだけでなく、姿勢が安定しているときにも、その姿勢における傾きの大きさに応じて重力センサ１１から出力され続ける重力加速度をもとに、利用者の頭部前方位姿勢を検出することができるようにするとともに、重力センサ１１が移動体の振動を受けるような場面においても、その振動とはほぼ無関係に利用者の頸部の傾きに応じて出力される重力加速度をもとに、利用者の頭部前方位姿勢を検出することができるようにする。

Description

凝り誘発姿勢検出装置
　本発明は、凝り誘発姿勢検出装置に関し、特に、肩凝りや首凝りを誘発する姿勢を検出する装置に関するものである。
　現代では、肩凝りや首凝りに悩まされている人が多い。肩凝りや首凝りは、姿勢の悪さが要因となって生じることが多い。例えば、普段からパソコンやスマートフォンを長時間使用することが多い人は、頭が正常の位置より前に出てしまいがちで（頭部前方位姿勢という）、猫背による姿勢の悪さが要因となって肩凝りや首凝りを引き起こしてしまう。
　頭部前方位姿勢となる行動は、日常生活の中に多くある。例えば、洗面所で顔を洗うとき、食事をするとき、デスクに座って勉強や仕事をするときなど、うつむき加減で行動するときは何れも、頭部前方位姿勢となる可能性がある。特に最近は、パソコンやスマートフォンを長時間使用する傾向が強くなっており、頭部前方位姿勢が原因で肩凝りや首凝りになるリスクが高まっている。
　なお、姿勢の悪さを検出して報知するシステムがいくつか提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。特許文献１には、帽子に傾斜センサを装着し、猫背および頭部前傾の姿勢を警報によって知らせる猫背姿勢矯正警報器が開示されている。
　特許文献２に記載の姿勢検出方法では、加速度センサから取得した加速度に基づき端末角度算出手段が算出した端末の傾きを用いて、姿勢判定手段が姿勢情報ＤＢの保持する傾き情報と端末の傾きとを比較することで利用者の姿勢の良さを判定したのち、その結果を元に情報提示手段が利用者に対して姿勢の良さを提示するようにしている。
　特許文献３には、正確に利用者の首の姿勢を推定することにより、異常な姿勢を検出して警告する情報処理装置が開示されている。具体的には、特許文献３に記載の情報処理装置では、デプスカメラにより利用者を撮像することによって取得した距離画像に基づいて、頭部および肩部の位置を特定し、肩部に対して頭部がどの程度前方に飛び出しているかをずれ量として算出する。そして、このずれ量が所定値よりも大きい場合、姿勢が異常な状態であるものとみなし、バイブレータ、指向性スピーカ、表示部によって姿勢を直すように促す。
特開２００７－１４７３８号公報 特開２０１５－３９４７２号公報 特開２０１４－９０８４１号公報
　しかしながら、上記特許文献１，２に記載の従来技術では、姿勢を検出するのに傾斜センサまたは加速度センサを用いている。これらのセンサは、姿勢が変化しているときには、その変化の大きさに応じた値が出力されるが、姿勢が安定しているときには値が出力されない。そのため、ユーザが下を向いて頭部前方位姿勢になっていても、その姿勢で安定している場合はセンサから値が出力されず、頭部前方位姿勢になっていることを正しく検出することができないという問題があった。
　例えば、デスクに座ってパソコンを使用し、ディスプレイ画面を見ているときは、うつむき加減になって頭部前方位姿勢となっているが、その姿勢でほぼ安定しているため、頭部前方位姿勢になっていることを検出することができない。一方、キーボードやデスク上の書類に視線を移すと、頭が動いてセンサから検出値が出力されるが、頭が動くたびに検出値が出力されるため、どのような検出値が出力されたときに頭部前方位姿勢となっているかの判定が難しく、やはり頭部前方位姿勢になっていることを正しく検出することができない。
　さらに、スマートフォンのような携帯端末の場合は、電車や自動車などの移動体の中で使用されることが多い。このような場合、携帯端末が移動体の振動を受けて、携帯端末に搭載されている加速度センサから絶えず検出値が出力される状態となる。この検出値は、いわゆるノイズである。そのため、利用者が移動体の中でスマートフォンを使用して実際に頭部前方位姿勢になったとしても、そのときの加速度センサの検出値が、移動体の振動により検出されるノイズに埋もれてしまう。よって、この場合も、頭部前方位姿勢になっていることを正しく検出することができない。
　これに対し、上記特許文献３に記載の従来技術では、姿勢を検出するのにデプスカメラを用いているため、上述した特許文献１，２のような問題は生じない。しかしながら、特許文献３の場合は、パソコンを使用するデスクの上部など、固定の場所にデプスカメラを設置する必要があり、デプスカメラが設置されていない場所では利用者の姿勢を検出することができないという問題があった。例えば、電車や自動車などの移動体の中でスマートフォンのような携帯端末を使用している場合には、利用者の頭部前方位姿勢を検出することができない。
　本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、利用者がいる場所や場面などの状況によらず、肩凝りや首凝りを誘発する頭部前方位姿勢になっていることを正しく検出することができるようにすることを目的とする。
　上記した課題を解決するために、本発明の凝り誘発姿勢検出装置は、利用者の頸部に装着して使用するものであり、利用者の前後方向の重力加速度を重力センサにより検出し、重力加速度が閾値以上となっている期間が所定時間以上継続している場合に、利用者が頭部前方位姿勢となっていることを検出するようにしている。
　上記のように構成した本発明によれば、利用者の姿勢が変化しているときだけでなく、姿勢が安定しているときにも、その姿勢における傾きの大きさに応じた値が重力センサから出力され続けるので、利用者が頭部前方位姿勢となってその姿勢で安定しているときにも、重力センサから出力され続けている重力加速度が所定時間以上、閾値以上となっていることを受けて、利用者の頭部前方位姿勢を検出することができる。また、重力センサが移動体の振動を受けるような場面においても、その振動とはほぼ無関係に、利用者の頸部の傾きに応じた重力加速度が重力センサから出力されるので、利用者の頭部前方位姿勢を検出することができる。さらに、本発明によれば、デプスカメラのような固定設置の機器は用いる必要がないので、移動体の中でも利用者の頭部前方位姿勢を検出することができる。以上により、本発明によれば、利用者がいる場所や場面などの状況によらず、利用者が肩凝りや首凝りを誘発する頭部前方位姿勢になっていることを正しく検出することができる。
第１の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置の機能構成例を示すブロック図である。 本実施形態による凝り誘発姿勢検出装置の外観構成例を示す図である。 第１の実施形態において重力センサにより検出される重力加速度の出力波形を示す図である。 第２の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置の機能構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態において重力センサにより検出される重力加速度の出力波形および加速度センサにより検出される加速度の出力波形を示す図である。
（第１の実施形態）
　以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置の機能構成例を示すブロック図である。図２は、第１の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置の外観構成例を示す図である（後述する第２の実施形態も同様）。
　第１の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置１０は、利用者の頸部に装着して使用し、肩凝りまたは首凝りを誘発する頭部前方位姿勢を検出するためのものである。図２に示すように、第１の本実施形態による凝り誘発姿勢検出装置１０は、携帯型に構成されており、これを利用者の頸部（首の裏側）に装着して、利用者の頭部前方位姿勢の有無を検出する。
　なお、使用中に凝り誘発姿勢検出装置１０が頸部からずれ落ちないように、凝り誘発姿勢検出装置１０を頸部に固定するためのベルト２１が備えられている。ここではベルト２１を用いているが、固定方法はこれに限定されない。例えば、テープ等を使って凝り誘発姿勢検出装置１０を頸部に固定するようにしてもよい。
　図１に示すように、第１の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置１０は、その機能構成として、重力センサ１１、姿勢検出部１２およびアラーム出力部１３を備えている。このうち、姿勢検出部１２およびアラーム出力部１３は、その機能の一部または全部をハードウェア、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ソフトウェアの何れによっても構成することが可能である。ソフトウェアによって構成する場合、各機能ブロック１２，１３は、実際にはコンピュータのＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成され、ＲＡＭやＲＯＭ、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記憶媒体に記憶されたプログラムが動作することによって実現される。
　重力センサ１１は、利用者の頸部における前後方向の重力加速度を検出する。ここで、頸部の左右方向（幅方向）をＸ軸、頸部の前後方向（喉側および頸椎側を結ぶ厚み方向）をＹ軸、頸部の上下方向（身長方向）をＺ軸として、重力センサ１１は、１軸～３軸の何れのタイプを用いてもよいが、Ｙ軸方向（前後方向）の重力加速度を少なくとも検出するものとする。利用者が頭部前方位姿勢になると、頸部にかかる前後方向の重力加速度が変化するからである。
　姿勢検出部１２は、重力センサ１１により検出される重力加速度が閾値以上となっている期間が所定時間以上継続している場合に、利用者が頭部前方位姿勢となっていることを検出する。アラーム出力部１３は、姿勢検出部１２により頭部前方位姿勢が検出されたときにアラームを出力する。アラームは、例えばバイブレータを振動させることによって行う。あるいは、所定のアラーム音をスピーカから出力するようにしてもよい。
　図３は、重力センサ１１により検出される重力加速度の出力波形を示す図である。図３において、横軸は時間の経過を示し、縦軸は重力加速度の大きさを示す。この図３に示す出力波形は、例えば利用者がデスクに座ってパソコンを使用している際に凝り誘発姿勢検出装置１０を利用したときに得られる波形の例を示している。
　図３に示す出力波形は、時刻Ｔ１までは重力加速度がほぼゼロで、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて重力加速度が徐々に上昇していき、時刻Ｔ２以降は重力加速度がほぼ同じ値で安定している状態を示している。これは、時刻Ｔ１までは利用者の頸部がほぼ垂直になっていて、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて頸部が少しずつ前方に傾き、時刻Ｔ２以降は頸部が傾いた角度（頭部前方位姿勢）でほぼ維持されていることを意味している。
　このように、重力センサ１１は、利用者の姿勢が変化しているとき（時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間）だけでなく、姿勢が安定しているとき（時刻Ｔ２以降）も、その姿勢における傾きの大きさに応じた値を出力し続ける。
　姿勢検出部１２は、重力センサ１１より出力される図３のような重力加速度に基づいて、重力加速度が閾値以上となっている期間が所定時間以上継続している場合に、利用者が頭部前方位姿勢となっていることを検出する。加速度センサや角速度センサの出力波形では、姿勢が安定して変化していないときには出力値がゼロとなるため、その出力波形から、利用者の頸部が所定時間以上継続して傾いている状態かどうかを判定することができない。これに対し、本実施形態のように重力センサ１１を用いることにより、その出力波形から、利用者の頭部前方位姿勢を検出することが可能である。
　すなわち、上記のように構成した第１の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置１０によれば、利用者の姿勢が変化しているときだけでなく、姿勢が安定しているときにも、その姿勢における傾きの大きさに応じた値が重力センサ１１から出力され続けるので、利用者が頭部前方位姿勢となってその姿勢で安定しているときにも、重力センサ１１から出力され続けている重力加速度が所定時間以上、閾値以上となっていることを受けて、利用者の頭部前方位姿勢を検出することができる。
　また、重力センサ１１が移動体の振動を受けるような場面においても、その振動とはほぼ無関係に、利用者の頸部の傾きに応じた重力加速度が重力センサ１１から出力されるので、利用者の頭部前方位姿勢を検出することができる。さらに、第１の実施形態によれば、デプスカメラのような固定設置の機器は用いる必要がないので、移動体の中でも利用者の頭部前方位姿勢を検出することができる。
　以上により、第１の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置１０を用いれば、利用者がいる場所や場面などの状況によらず、肩凝りや首凝りを誘発する頭部前方位姿勢になっていることを正しく検出することができる。
（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図４は、第２の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置１０’の機能構成例を示すブロック図である。なお、この図４において、図１に示した符号と同一の符号を付したものは同一の機能を有するものであるので、ここでは重複する説明を省略する。
　図４に示すように、第２の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置１０’は、図１に示した構成に加えて、加速度センサ１４を備えている。また、第２の実施形態による凝り誘発姿勢検出装置１０’は、図１に示した姿勢検出部１２に代えて、姿勢検出部１２’を備えている。
　加速度センサ１４は、利用者の前後方向の頸部の動きを加速度として検出する。ここで、頸部の左右方向（幅方向）をＸ軸、頸部の前後方向（厚み方向）をＹ軸、頸部の上下方向（身長方向）をＺ軸として、加速度センサ１４は、１軸～３軸の何れのタイプを用いてもよいが、Ｙ軸方向（厚み方向）の加速度を少なくとも検出するものとする。
　姿勢検出部１２’は、加速度センサ１４により検出される加速度が第２閾値以上の大きさで変動している場合、その間に重力センサ１１により検出される重力加速度が閾値以上である状態からいったん閾値未満となり、その後第２所定時間以内に再び閾値以上になったときは、重力加速度が閾値以上である状態が継続しているとみなす。その上で、重力センサ１１により検出される重力加速度が閾値以上となっている期間が所定時間以上継続している場合に、利用者が頭部前方位姿勢となっていることを検出する。
　図５は、重力センサ１１により検出される重力加速度の出力波形および加速度センサ１４により検出される加速度の出力波形を示す図である。図５（ａ）が重力加速度の出力波形、図５（ｂ）が加速度の出力波形である。図５（ａ）において、横軸は時間の経過を示し、縦軸は重力加速度の大きさを示す。図５（ｂ）において、横軸は時間の経過を示し、縦軸は加速度の大きさを示す。この図５に示す出力波形は、例えば利用者が電車に乗ってスマートフォンを使用している際に凝り誘発姿勢検出装置１０’を利用したときに得られる波形の例を示している。
　図５（ａ）に示す重力加速度の出力波形は、時刻Ｔ１までは重力加速度がほぼゼロで、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて重力加速度が徐々に上昇していき、時刻Ｔ２以降は一部を除いて重力加速度がほぼ同じ値で安定している状態を示している。時刻Ｔ２以降、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４のわずかな時間だけ、重力加速度が一時的に低下している。
　これは、時刻Ｔ１までは利用者がスマートフォンを使用せず、頸部がほぼ垂直になっていて、スマートフォンの使用を始めた時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて頸部が少しずつ前方に傾き、時刻Ｔ２以降は頸部が傾いた角度（頭部前方位姿勢）でほぼ維持されていること、および、時刻Ｔ２以降の姿勢安定期において、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４のわずかな時間だけ、電車が比較的大きく揺れて、頸部の傾きが小さくなったことを意味している。
　一方、図５（ｂ）に示す加速度の出力波形は、時刻Ｔ１までは加速度が比較的小さい値で変動し続けており、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて加速度の値が大きく変動した後、時刻Ｔ２以降は一部を除いて加速度が比較的小さい値で変動し続けている状態を示している。時刻Ｔ２以降、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４のわずかな時間だけ、加速度が一時的に比較的大きい値で変動している。
　この加速度の出力波形において、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで、および時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までを除くその他の期間は、加速度センサ１４が電車の振動を受けて、細かく変化する加速度を出力し続けていることを意味している。また、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の期間は、利用者が頸部を傾けたことの影響を受けて、加速度センサ１４が値の大きな加速度を出力していることを意味している。また、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の期間は、電車が比較的大きく揺れたことの影響を受けて、加速度センサ１４が比較的大きな値で変化する加速度を出力していることを意味している。
　図５（ａ）に示すように、スマートフォンを使用している時刻Ｔ２以降は、重力加速度は閾値以上の値でほぼ安定しており、頸部が傾いた角度（頭部前方位姿勢）でほぼ維持されている。この間は、図５（ｂ）に示すような電車の振動を重力センサ１１も受けているが、重力センサ１１は頸部の傾きに応じて閾値以上の重力加速度を安定して出力し続けている。
　ただし、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の期間において、電車が比較的大きく揺れて、その影響を受けて頸部の傾きが小さくなったため、重力センサ１１により検出される重力加速度が一時的に閾値よりも小さくなっている。しかし、これはあくまでも電車の揺れによる影響を受けて一時的に頸部の傾きが小さくなっただけで、スマートフォンの使用を止めたわけではない。
　このような状況において、姿勢検出部１２’は、重力センサ１１により検出される重力加速度が一時的に閾値よりも小さくなった時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の期間が第２所定時間よりも短く、かつ、同期間において加速度センサ１４により検出される加速度が第２閾値以上の大きさで変動している場合に、重力加速度が閾値以上である状態が継続しているとみなすようにしている。これにより、電車の揺れの影響を受けて重力加速度が一時的に閾値を下回ることがあっても、利用者が頭部前方位姿勢となっていることを検出することができる。
　なお、上記第２の実施形態では、重力センサ１１に加えて加速度センサ１４を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、加速度センサ１４に代えて角速度センサを用いるようにしてもよい。
　また、上記第１および第２の実施形態において、重力加速度と比較する閾値を複数有し、重力センサ１１により検出される重力加速度がどの閾値以上となっているかに応じて、アラームの出力態様を可変とするようにしてもよい。例えば、重力加速度が大きくなるほど、バイブレータの振動またはアラーム音を大きくするなどの出力態様とすることが可能である。
　また、上記第１および第２の実施形態において、重力加速度と比較する閾値を複数有し、重力センサ１１により検出される重力加速度がどの閾値以上となっているかに応じて、頭部前方位姿勢となっていることを検出する際の判定基準となる所定時間の長さを可変とするようにしてもよい。例えば、重力加速度が大きくなるほど、所定時間を短くすることにより、頭部前方位姿勢の程度が大きいほど短い時間でそれを検出し、早めのタイミングでアラームを出力することが可能である。
　また、上記第１および第２の実施形態では、アラーム出力部１３を備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、重力センサ１１により検出される時系列の重力加速度を内部メモリに記録し、任意のタイミングで内部メモリから時系列の重力加速度を読み出して、例えば波形情報のような態様で可視化して表示できるようにしてもよい。この場合、姿勢検出部１２により頭部前方位姿勢であると判定された期間と、そうでない期間とを識別可能に表示するのが好ましい。なお、表示のし方は波形情報の形態に限らない。また、単に表示するだけでなく、時系列の重力加速度の大きさの変化や、頭部前方位姿勢である時間帯の割合など、統計的処理を行ってその結果を提示するようにしてもよい。
　その他、上記第１および第２の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　１０，１０’　凝り誘発姿勢検出装置
　１１　重力センサ
　１２，１２’　姿勢検出部
　１３　アラーム出力部
　１４　加速度センサ

Claims (6)

  1. 　利用者の頸部に装着して使用し、肩凝りまたは首凝りを誘発する頭部前方位姿勢を検出するための凝り誘発姿勢検出装置であって、
    　上記利用者の上記頸部における前後方向の重力加速度を検出する重力センサと、
    　上記重力センサにより検出される重力加速度が閾値以上となっている期間が所定時間以上継続している場合に、上記利用者が上記頭部前方位姿勢となっていることを検出する姿勢検出部とを備えたことを特徴とする凝り誘発姿勢検出装置。
  2. 　上記姿勢検出部により上記頭部前方位姿勢が検出されたときにアラームを出力するアラーム出力部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の凝り誘発姿勢検出装置。
  3. 　上記閾値を複数有し、上記重力センサにより検出される上記重力加速度がどの閾値以上となっているかに応じて、上記アラームの出力態様を可変とすることを特徴とする請求項２に記載の凝り誘発姿勢検出装置。
  4. 　上記閾値を複数有し、上記重力センサにより検出される上記重力加速度がどの閾値以上となっているかに応じて、上記頭部前方位姿勢となっていることを検出する際の判定基準となる上記所定時間の長さを可変とすることを特徴とする請求項２または３に記載の凝り誘発姿勢検出装置。
  5. 　上記利用者の前後方向の頸部の動きを加速度として検出する加速度センサを更に備え、
    　上記加速度センサにより検出される加速度が第２閾値以上の大きさで変動している場合、その間に上記重力センサにより検出される上記重力加速度が上記閾値以上である状態からいったん上記閾値未満となり、その後第２所定時間以内に再び上記閾値以上になったときは、上記重力加速度が上記閾値以上である状態が継続しているとみなすことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の凝り誘発姿勢検出装置。
  6. 　上記加速度センサに代えて、上記利用者の前後方向の頸部の動きを角速度として検出する角速度センサを備えたことを特徴とする請求項５に記載の凝り誘発姿勢検出装置。
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