WO2019087611A1

WO2019087611A1 - 運動量測定システム、靴及びプログラム

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Publication number: WO2019087611A1
Application number: PCT/JP2018/035007
Authority: WO
Inventors: 洋介中澤; 尚星野; 彩樹田邊
Original assignee: 株式会社バンダイ
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2019-05-09
Also published as: JP7086019B2; KR20220013586A; JP2019084330A; CN110636793A; KR20190139263A; KR102432590B1; TWI700050B; TW201923519A; WO2019159636A1; JP6498332B1; TWI688880B; JP2019130325A; TW202045054A; TW201940093A

Abstract

着用者の自発的な運動意欲を惹起させる。運動量測定システムは、靴と、該靴を使用して行われた運動の測定結果に基づく表示を行う通信端末と、を有する。一足の靴の少なくとも片方は、該靴に生じた運動を検出するセンサと、センサによる運動の検出結果に基づいて、該靴に係る歩数を測定する。靴は、所定の期間に測定された歩数を含む運動情報を、期間を識別可能に記憶し、記憶した運動情報を要求に応じて通信端末に送信する。靴との情報送受信が可能に構成された通信端末は、受信した運動情報に基づき、期間ごとの歩数の情報を表示する。

Description

運動量測定システム、靴及びプログラム

本発明は、運動量測定システム、靴及びプログラムに関する。

加速度センサや脈拍センサ等を具備することで着用者の歩行動作等を検出し、予め定められた適度な運動量の条件を満たしたか否かを、ＬＥＤの点灯状態によって報知する運動靴がある（特許文献１）。

特開２００６－３４６３２３号公報

特許文献１のような運動靴は、該靴に設けられたＬＥＤを確認することで条件達成の有無は把握できるものの、その詳細や運動の履歴等を管理することができず、例えば運動の習慣づけを行う用途や、着用者の自発的な運動意欲を惹起する用途としては、好適な結果が得られない可能性があった。　

本発明は、着用者の運動意欲を惹起させる運動量測定システム、靴及びプログラムを提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の運動量測定システムは、靴と、該靴を使用して行われた運動の測定結果に基づく表示を行う通信端末と、を有する運動量測定システムであって、一足の靴の少なくとも片方は、該靴に生じた運動を検出するセンサと、センサによる運動の検出結果に基づいて、該靴に係る歩数を測定する測定手段と、所定の期間に測定手段により測定された歩数を含む運動情報を、期間を識別可能に記憶する記憶手段と、通信端末との情報送受信が可能に構成され、記憶手段に記憶された運動情報を通信端末に送信する第１の通信手段と、を有し、通信端末は、靴との情報送受信が可能に構成され、靴から運動情報を受信する第２の通信手段と、第２の通信手段により受信された運動情報に基づき、期間ごとの歩数の情報を表示する表示手段と、を有する。

本発明によれば、着用者の運動意欲を惹起させることが可能となる。

本発明の実施形態に係る運動量測定システムの構成を示したシステム図本発明の実施形態に係る運動靴１００の構造を説明するための図本発明の実施形態に係るセンサユニット５００の構造を例示した図本発明の実施形態に係る靴底部２０４の構造を説明するための図本発明の実施形態に係るセンサユニット５００の機能構成を示したブロック図本発明の実施形態に係る通信端末６００の機能構成を示したブロック図本発明の実施形態に係る通信端末６００において実行される、結果表示アプリケーションのデイモードに係る表示制御処理を例示したフローチャート本発明の実施形態に係る結果表示アプリケーションの結果表示を例示した図

［実施形態］　以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、運動量測定システムの一例としての、運動検出のためのセンサを内蔵し、少なくとも歩数を測定する運動靴と、運動靴において測定された歩数の情報を表示する表示部を有する通信端末で構成されるシステムに、本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、運動検出のためのセンサを内蔵した任意の種類の靴と、該靴により測定された運動量の情報を表示することが可能な任意の機器に適用可能である。　

《運動量測定システムの構成》　図１は、本実施形態の運動量測定システムの構成を例示した図である。後述するように、本実施形態のシステムでは１つの通信端末６００に対して、最大３足の運動靴１００が通信接続可能に構成されている。１足の運動靴１００は、着用された場合に行われた運動を検出可能なように、少なくともその片方（片足側）に運動検出用のセンサユニット５００（図１では不図示）を有する。本実施形態では、生産コストや通信端末６００との情報やり取りを簡便化するため、１足のうちの片方にセンサユニット５００が内蔵されるものとして説明するが、本発明の実施はこれに限られるものではなく、センサユニット５００は１足の運動靴１００の両方（左足用及び右足用）それぞれに設けられるものであってもよい。　

運動靴１００と通信端末６００、より詳しくは運動靴１００に内蔵されるセンサユニット５００と通信端末６００とは、Bluetooth（登録商標）に準拠した通信方式で接続され、情報の送受信が可能に構成される。後述するが、当該情報通信や通信接続は、常時行われるものである必要はない。　

〈運動靴の構成〉　続いて、運動靴１００の構造について、図２を参照して説明する。図２に示されるように、運動靴１００は、アッパー２０１、中敷き２０２、中底２０３、及び靴底部２０４で構成される。本実施形態ではセンサユニット５００は、耐久性、運動靴１００の着脱容易性、防水性を考慮して、靴底部２０４に内蔵される。　

靴底部２０４は、所謂ミッドソール、あるいは一体型に構成されるのであればミッドソール及びアウトソールに該当し、剛性及び弾性を有する素材で構成される。靴底部２０４は、所定の厚みを有して構成されるため、本実施形態の運動靴１００においてセンサユニット５００の配置場所として採用される。　

靴底部２０４には、例えばアッパー２０１の下部を巻き込む態様で、布地で構成される中底２０３が縫い付けられることで、アッパー２０１、中底２０３及び靴底部２０４が連結される構造となっている。従って、連結時には靴底部２０４の上面（天面）は中底２０３により覆われることになるため、外見上センサユニット５００の有無が判断できないように構成される。即ち、本実施形態の運動靴１００では、センサユニット５００は非破壊では取り出し不能に構成される。また、さらに緩衝材として機能する中敷き２０２が中底２０３上部に配置されるため、着用者にセンサユニット５００の存在を意識させることなく着用させることができる。　

このように構成されることで、着用者は、運動靴１００の他に、運動測定用の例えば歩数計のような器具を意識して身に着ける必要がないため、継続的な運動記録を無理なく行うことが可能となる。また、例えば運動靴１００が児童の常用靴として用いられる場合であっても、外見上は従前の運動靴と同様であり、かつ通信端末６００と通信接続しない限りは興趣要素を提供する機能は実現されないため、学校等の特殊装置の持ち込みが制限されるような場所においても使用することができ、日常に行われる着用者の運動を、より網羅的に記録することが可能となる。　

センサユニット５００は、図３（ａ）に示されるように、靴底部２０４に収まるように厚さ及び外形寸法が定められて構成される。本実施形態ではセンサユニット５００は、図３（ｂ）に示されるように、駆動用に採用されるボタン型電池の大きさを基準に、必要基板が収まるような寸法で構成される。　

なお、センサユニット５００は薄型に構成されるため、靴底部２０４のいずれの位置に配置されるものであってもよいが、本実施形態では、配置用の空間が確保しやすい厚みを有し、使用時の靴底部２０４に生じ得る変形が少ない、靴底部２０４のうちの踵部に内蔵される。　

詳細には、センサユニット５００は、図４に示されるように靴底部２０４に設けられた凹部内に配置されることで内蔵される。図示されるように、靴底部２０４の踵部には、靴底部２０４の上面に開口を有する二層に構成された凹部が設けられており、本発明に係る第１層としての下層３０５に存在する第１凹部３０１に、センサユニット５００は配置される。第１凹部３０１により下層３０５に形成される空間は、センサユニット５００と略同一大となっており、センサユニット５００を配置した場合には、センサユニット５００は該空間内に遊びなく収容されるよう構成されている。即ち、運動靴１００が動かされた際のセンサユニット５００の振動に基づく音の発生や、当該振動に基づく誤検出が生じにくいよう、第１凹部３０１により形成される空間の大きさは構成されている。　

また本発明に係る第２層としての上層３０６に存在する第２凹部３０２には、例えばポリウレタン樹脂（ＰＵ）や塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等の、着用時にセンサユニット５００に対する荷重を分散できるよう、一定の弾性及び剛性を担保する剛性素材３０３が配置される。通気性の観点ではＰＵが好ましいが、本発明の実施において耐荷重を実現できるのであれば剛性素材３０３の材料はいずれであってもよく、強度を担保するために含芯素材が用いられてもよい。図示されるように、第２凹部３０２の開口面積は、第１凹部３０１の開口面積よりも大きく構成され、剛性素材３０３は、第１凹部３０１の開口の外縁に存在し、第２凹部３０２の底面を形成する縁部３０４（図４においてハッチングで示される上層３０６に属する領域）によって担持される。剛性素材３０３が第２凹部３０２に配置されて縁部３０４に接着されることにより、センサユニット５００は靴底部２０４（第１凹部３０１）に封入され、多少の防水を実現する。　

なお、本実施形態では靴底部２０４には二層に構成された第１凹部３０１及び第２凹部３０２を設けるものとして説明するが、センサユニット５００収容のために設けられる凹部の構造はこれに限られるものではない。加工性や生産性を考慮すると二層が好ましいが、凹部は少なくとも二層に構成されていれば何層であってもよい。　

また図４の例では、靴底部２０４の踵位置の形状（横幅）、及び凹部を設ける位置に応じた靴底部２０４自体の強度を考慮し、踵部の、土踏まず部寄りの位置に配置されるものとしているが、運動靴１００のサイズ及び靴底部２０４の形状に応じて移動されてもよいことは言うまでもない。　

（センサの機能構成）　図５は、本発明の実施形態に係るセンサユニット５００の機能構成を示すブロック図である。　

マイコン５０１は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭで構成されるマイクロコンピュータであり、センサユニット５００の各ブロックの動作を制御する。具体的にはマイコン５０１のＣＰＵは、ＲＯＭに記録された各ブロックの動作プログラムを読み出し、ＲＡＭに展開して実行することにより各ブロックの動作を制御する。　

記録用メモリ５０２は、本実施形態の運動靴１００を着用して行われた運動の測定結果を記録するための記録媒体である。簡単のため、本実施形態のセンサユニット５００は、センサユニット５００の各ブロックの動作プログラムを記録するＲＯＭとは別に、記録用メモリ５０２を有するものとして説明するが、本発明の実施はこれに限られるものではない。　

加速度センサ５０３は、センサユニット５００に生じた動作を検出する。本実施形態では加速度センサ５０３は、３軸方向の加速度を計測可能に構成される。計測の対象となる３軸方向は、例えば右手系で形成されるものであってよく、センサユニット５００を水平面に設置した場合に、当該水平面内の踵からつま先に向かうＹ軸方向、同面内でＹ軸に直交するＸ軸方向、及び高さ方向にあたるＺ軸方向であってよい。加速度センサ５０３は、ＸＹＺ軸各々について生じた加速度を検出し、センサユニット５００を着用して行われた動作の運動量の測定に用いられる各軸の波形データ（生データ）を出力する。より詳しくは、加速度センサ５０３は、所定のサンプリング周期で加速度の検出を行い、対応する時間間隔で検出値を出力する。　

なお、本実施形態ではセンサユニット５００が有するセンサは、加速度センサであるものとして説明するが、本発明の実施はこれに限られるものではない。即ち、運動靴１００を着用して行われた所定の運動を検出可能に構成されるものであれば、どのようなセンサが採用されてもよい。　

測定部５０４は、加速度センサ５０３によって出力された波形データを解析し、予め定められた運動が行われ
たか否かの判定、及び行われた場合にはその運動に係る測定結果を導出し、運動情報として記録用メモリ５０２に記録する、もしくは既に記録されている運動情報を測定結果に基づいて更新する。詳細は後述するが、本実施形態の運動靴１００には、測定対象の運動項目の異なる複数のモードが設けられており、測定部５０４は、センサユニット５００に設定されているモードに応じて、波形データの解析手法を異ならせ、該当の運動項目の測定結果を導出する。　

モード設定部５０５は、センサユニット５００のモード設定を管理する。基本的にはモード設定部５０５は、通信端末６００においてなされたモード変更操作に基づくモード変更要求と、変更後のモードを示すモード情報と、が受信された場合に、センサユニット５００に設定されているモードの変更を行う。センサユニット５００に設定されているモードの情報は、例えばマイコン５０１のＲＯＭに記憶されて管理されるものであってよく、測定部５０４は該情報を参照することで波形データの解析手法を決定する。　

通信部５０６は、センサユニット５００が有する通信端末６００との通信インタフェースである。上述したように、本実施形態の通信部５０６は、Bluetooth（登録商標）に準拠した通信方式で情報の送受信を可能とする。また通信部５０６は、常時通信可能な状態にあるものではなく、通信端末６００との通信接続を行うとの所定の入力がなされた場合に通信可能な状態に移行するものとする。　

また、本実施形態のセンサユニット５００では、運動靴１００の着用者の運動を測定すべく、基本的には加速度センサ５０３が発生した加速度の検出を常時行い、該検出結果の波形データの解析を行って運動量の測定を行うものとして説明するが、測定自体を常時行う必要はない。上述したようにセンサユニット５００は、非破壊で取り外し不能に靴底部２０４に内蔵され、電池式で駆動するものであるため、非着用時や静止時に解析を行って測定結果の導出を行う必要はない。故に、マイコン５０１は、例えば加速度センサ５０３によって出力される波形データにおいて、所定の期間、閾値以上の変動がない場合には、測定部５０４の動作を停止させる、所謂スリープ状態にセンサユニット５００の状態を遷移させるものとしてもよい。該スリープ状態は、波形データにおいて再び閾値以上の変動が検出された場合に解除されるものであってよく、解除した際に、マイコン５０１は測定に係る測定部５０４の動作を再開させるよう制御すればよい。　

〈通信端末の構成〉　次に、通信端末６００の機能構成について、図６のブロック図を用いて説明する。通信端末６００は、例えば携帯電話やスマートフォン等の汎用的な通信装置であってよく、所定のアプリケーションプログラムが実行されることで、本実施形態の運動量測定システムの通信端末６００として機能するものとする。　

制御部６０１は、例えばＣＰＵであり、通信端末６００が有する各ブロックの動作を制御する。具体的には制御部６０１は、例えば記録部６０２に記録されている各ブロックの動作プログラムや、測定結果の表示機能を含むアプリケーションプログラムを読み出し、メモリ６０３に展開して実行することにより各ブロックの動作を制御する。　

記録部６０２は、例えば不揮発性メモリやＨＤＤ等の、恒久的にデータを保持可能な記録装置である。記録部６０２は、通信端末６００が有する各ブロックの動作プログラムやアプリケーションプログラムに加え、各ブロックの動作において必要となるパラメータや測定結果を蓄積したデータ（履歴データ）等の情報を記憶する。メモリ６０３は、例えば揮発性メモリ等の一時的なデータ記憶に使用される記憶装置である。メモリ６０３は、各ブロックの動作プログラムの展開領域としてだけでなく、各ブロックの動作において出力されたデータ等を一時的に記憶する格納領域としても用いられる。　

表示制御部６０４は、例えば描画用チップ等の描画装置を含み、例えばＬＣＤ等であってよい表示部６０５に表示させる画面を生成する際には所定の描画処理を行う。本実施形態の運動量測定システムでは、表示制御部６０４は、主として運動靴１００を着用することでなされた運動の測定結果の情報の提示に係る表示制御を行う。　

操作入力部６０６は、例えば決定入力用の操作部材や各種センサ等の、通信端末６００が有するユーザインタフェースである。操作入力部６０６は、操作部材に対する操作入力がなされたことを検出すると、該操作入力に対応する制御信号を制御部６０１に出力する。本実施形態では操作入力部６０６は物理的な操作部材に加え、例えば表示部６０５の画面上になされたタッチ入力を検出するタッチ入力検出センサを含むものとする。　

端末通信部６０７は、通信端末６００が有する外部装置との通信インタフェースである。本実施形態では端末通信部６０７は、センサユニット５００との間で機器間通信を行い、記録用メモリ５０２に記録された運動情報のデータを受信することができる。端末通信部６０７は、センサユニット５００から運動情報のデータを受信すると、記録部６０２に格納され、測定結果の表示機能を有するアプリケーション（以下、結果表示アプリケーション）の実行において参照される該当の履歴データを更新し、測定結果を表示可能な状態とする。また端末通信部６０７は、不図示のネットワークを介して外部機器と接続し、データの送受信が可能に構成されていてもよい。　

《モードの種類と運動量の記録》　以下、本実施形態の運動量測定システムにおいて、センサユニット５００に設定可能に設けられた複数のモードと、各モードにおいて測定結果として運動情報に記録される運動項目について説明する。本実施形態においては、足の動きの一つの態様として歩行を例示して説明しているが、足の動きの態様として走行も含まれることは言うまでもない。　

センサユニット５００に設定可能に設けられた複数のモードは、大別して、第１の分類のモードとしての、予め定められた歩行とは異なる運動項目の測定結果を記録するトレーニングモードと、第２の分類のモードとしての、日常行われる着用者の歩行を記録するデイモードとに分類される。デイモードが、着用者が意識せずに行う日常の歩行動作を記録するモードであるのに対し、トレーニングモードは、それぞれ測定対象の運動メニューが異なる６種類のモード（下位モード）を含み、着用者に下位モードに応じた運動動作を意識的に行わせて記録するモードとなっている。　

デイモードでは、運動靴１００を着用して行われた歩行の歩数を計数し、計数された歩数が測定結果として記録される。本実施形態の運動量測定システムでは、センサユニット５００がデイモードに設定されている場合に、着用者によって行われた歩行の歩行種別を判別し、歩行種別ごとに歩数の計数を行う。測定する歩行種別には、例えば通常の歩行（歩く）、ジョグ（軽い走行）、ダッシュ（ジョグよりも速い走行）の３種類であってよく、加速度センサ５０３により出力される波形データに基づいて、測定部５０４がこれらを判別し、歩数を計数する。より詳しくは、測定部５０４は、出力された波形データのうちの、例えばＺ軸方向の出力波形が、予め設定された歩行時のパターンを示すか否かを解析し、歩行に該当すると判断した場合、そのピーク間隔に応じて、３種類の歩行種別のいずれに該当するかを判別する。　

デイモードにおける測定結果の記録は、例えば１時間等、予め定められた期間ごとに集計して記録用メモリ５０２の運動情報に格納される。期間中（集計中）の歩行種別ごとの歩数の情報は、例えばマイコン５０１のＲＡＭ等に一時記憶され、期間終了後に、該期間を識別する情報が関連付けられて記録用メモリ５０２の運動情報に追加される。従って、センサユニット５００と通信端末６００とが通信接続されて運動情報の取得要求が通信端末６００から送信された場合、前回の通信接続時から今回の通信接続時までに行われた各歩行種別の歩数の情報が、集計期間ごとにセンサユニット５００から通信端末６００に伝送されることになる。　

特に、運動靴１００が児童用の靴である態様においては、着用者である児童の保護者が所有する端末が通信端末６００として使用されることが想定される。即ち、運動靴１００の使用は、通信端末６００の使用や通信端末６００における結果表示アプリケーションの実行とは独立して行われるものであり、最新の運動情報の取得が行われる頻度も、場合によっては１週間に１回等になる可能性もある。故に、記録用メモリ５０２には、デイモードに係る運動情報用に、例えば一週間分（＝２４時間×７＝１６８時間分：１時間あたりに３種類の歩行種別の歩数を記録）の情報を格納可能な領域が確保されているものとする。　

デイモードについて記録用メモリ５０２に格納された運動情報は、基本的には通信端末６００への送信がなされるまでは格納領域に保持され、送信後は削除される構成としてもよい。またデイモードの記録用に確保された格納領域が、未送信の運動情報で埋まった場合には、古い情報から削除して、新しい運動情報で上書きするものであってよい。　

一方、トレーニングモードでは、通信端末６００で実行される結果表示アプリケーション上で選択された下位モードについて、対応する動作（運動メニュー）の実施を運動靴１００の着用者に促し、予め定められた運動項目の測定結果が運動情報として記録される。本実施形態の運動量測定システムでは、センサユニット５００に設定可能なトレーニングモードとして、歩行とは異なる運動項目を測定する、次の６種類の運動メニューを着用者に実施させる下位モードが含まれる。　・クイックリアクション　・ダッシュスクワット　・サイドアジリティ　・バック＆ゴー　・スプリングジャンプ　・フットリフト　

クイックリアクションは、着用者の反応速度を測定すべく、着用者が静止している状態から、通信端末６００において発せられたスタート音に反応して走行を始めるまでに要する時間を測定する運動項目である。測定部５０４は、加速度センサ５０３により出力される波形データのうちの例えばＹ軸方向の出力波形を参照し、スタート音が発せられる前から静止しているとみなす状態が継続しており、スタート音の発せられたタイミングから最初に歩行時のパターンが現れるまでに要した時間を測定する。　

ダッシュスクワットは、着用者の持久力を測定すべく、所定の期間内に行われた所謂その場足踏みの回数を測定する運動項目である。ただし、所定の期間内に足踏み動作とスクワット動作が交互に行われる。着用者は、足踏み動作中にスクワット動作を挟むことにより、足踏み動作のみのときに比べて負荷がかかった状態で足踏み動作を実行することになり、これによって着用者の持久力が測定される。ここで、足踏みとは、同じ場所で歩行のような足の上下運動を想定しているが、その場での足の上下運動ではなく、移動（歩行または走行）した状態での所定期間内の歩数として足踏みの回数を測定することも可能である。測定部５０４は、加速度センサ５０３により出力される波形データのうちの例えばＺ軸方向の出力波形を参照し、スタート音が発せられた後、開始された足踏みの回数を測定し、歩数として出力する。スタート音が発せられた後の１０秒間において所定の間隔でさらに３回音が発せられ、その音が鳴ったときには、着用者はスクワット動作を行う。なお、スクワット動作は、足踏みしている場所と同じ場所でしゃがみ地面に触れる動作を想定しており、この動作中には足は地面についた状態で動かないため、スクワット動作に関しての測定は行われない。　

サイドアジリティは、着用者の俊敏性を測定すべく、所定の期間内に行われた所謂反復横跳びの回数を測定する運動項目である。測定部５０４は、加速度センサ５０３により出力される波形データのうち、例えばＺ軸方向の出力波形を参照し、スタート音が発生される前から静止しているとみなす状態が継続しており、
スタート音が発生された後に、Ｚ軸方向に跳躍パターンが現れ、そのとき実施された運動回数を測定する。なお、Ｘ軸方向の加速方向が１回目と２回目とで異なっていることをもって１回として計数するルールで運動回数を測定することも可能である。また、データ演算の負荷を減らし、データの処理を簡略化する目的で、着用者にとって左右に動く動作をしている、すなわち、Ｘ軸方向へ動いていることを前提とすることにより、Ｚ軸方向の出力波形のみを参照して実施された運動回数を測定してもよい。　

バック＆ゴーは、着用者の体幹の安定性を測定すべく、所定の期間内に交互に行われた前後方向の跳躍回数を測定する運動項目である。測定部５０４は、加速度センサ５０３により出力される波形データのうち、例えばＹ軸方向及びＺ軸方向の出力波形を参照し、スタート音が発生される前から静止しているとみなす状態が継続しており、スタート音が発生された後に、Ｚ軸方向に跳躍のパターンが現れた回数を計数するが、このときに奇数回と偶数回でＹ軸方向の加速方向が異なっていることをもって各回の計数を行うルールで、跳躍回数を測定する。このとき、跳躍間隔の均等性も測定するものとしてもよい。なお、データ演算の負荷を減らし、データの処理を簡略化する目的で、着用者にとって前後方向に動く動作をしている、すなわち、Ｙ軸方向へ動いていることを前提とすることにより、Ｚ軸方向の出力波形のみを参照し、Ｚ軸方向に２回の跳躍のパターンが現れたことをもって１回として計数するルールとしてもよい。　

スプリングジャンプは、着用者の跳躍力を測定すべく、跳躍時間を測定する運動項目である。測定部５０４は、加速度センサ５０３により出力される波形データのうち、例えばＺ軸方向の出力波形を参照し、スタート音が発せられた後に１回の跳躍に係るパターンが現れた際に、その始まりから終わりまでの時間を測定する。　

フットリフトは、着用者の筋力（脚力）を測定すべく、所定の期間内に行われた所謂その場足踏みの回数を測定する運動項目である。測定部５０４は、加速度センサ５０３により出力される波形データのうち、例えばＺ軸方向の出力波形を参照して、スタート音が発生される前から静止しているとみなす状態が継続しており、スタート音が発生された後に、Ｚ軸方向に歩行のパターンが現れた回数を計数する。なお、フットリフトは、トレーニングモードのうち、ダッシュスクワットと同様に歩数を測定結果として出力するが、ダッシュスクワットと同様に当該運動が一定の場所（範囲）に留まって行われたか否かの判断は行わない。判断を行わないことにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の出力波形も参照する必要がなくなるため、データ演算の負荷を減らし、データの処理を簡略化することができる。より詳細な着用者の運動能力を測定すべく、一定の場所（範囲）に留まって運動が行われたか否かを判断する場合には、Ｚ軸方向に歩行のパターンが現れた回数を計数するときに、Ｚ軸方向の出力波形に加えて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の出力波形も参照することにより、着用者が運動を実施している位置が所定の空間内に収まっているかを判断すればよい。　

以上のように、トレーニングモードにおいては、３軸方向のうち各運動能力の測定に必要な軸のデータのみを参照する。ここで、詳細な運動能力を測定するためには、複数の軸のデータを参照することが好ましいが、データ演算の負荷を減らし、データの処理を簡略化する観点では、データを参照する軸の数を減らすことが好ましく、より好ましくは、データを参照する軸を１軸のみとすることである。ただし、例えばサイドアジリティの場合で考えると、Ｚ軸のデータのみを参照するだけでは、所謂反復横跳びにおける着用者の左右の動きを測定することはできない。そこで、このような場合には、トレーニングモードの各モードを着用者が実行する前に、各モードにおいて着用者がどのような動作を実行すべきかを通信端末６００の表示部６０５で表示し、着用者に好ましい動作を予め提示することが好ましい。このような提示を行うことにより、着用者が提示情報に応じた動作を行っている（サイドアジリティにおいては跳躍および左右の動き）という前提に基づきＺ軸のデータのみを参照することで、所謂反復横跳びの回数を測定できていると着用者に認識させることが可能となる。　

このように、トレーニングモードの各下位モードでは、それぞれ異なる情報を解析とし、かつ測定結果として出力し、運動情報として格納することになる。上述したように、センサユニット５００がトレーニングモードに設定されている状態ではデイモードに係る測定は行わないが、デイモードに係る運動情報の格納領域は担保すべきであるため、トレーニングモードに係る運動情報は、デイモードに係る運動情報とは分離して保持されるよう、記録用メモリ５０２内の別領域に格納される。　

トレーニングモードにおける測定結果の記録は、デイモードとは異なり、基本的には各種の運動項目測定の開始前後にセンサユニット５００と通信端末６００が種々の情報通信を行ってモード切り替え、測定開始の指示、運動情報の送受信が行われる。より詳しくは、トレーニングモードの利用にフォーカスすると、まず運動靴１００を振る等の所定の運動がセンサユニット５００において検出されたことによりセンサユニット５００が通信待機状態となった後、通信端末６００において実行される結果表示アプリケーションにおいて所定の操作がなされたことをもって、センサユニット５００と通信端末６００との通信接続が確立される。その後、通信端末６００においてトレーニングモードの下位モードのいずれかが選択されると、選択された下位モードに係るモード情報を含むモード変更要求が通信端末６００からセンサユニット５００に送出される。モード変更要求を受信すると、モード設定部５０５は、受信したモード情報に応じて、現在のセンサユニット５００のモードを選択された下位モードに設定する。また通信端末６００において、選択された下位モードの測定対象となる運動項目についてのガイダンス表示がなされ、着用者に行わせる運動の内容、注意点等が提示される。その後、通信端末６００の表示は測定開始指示が可能な状態に遷移し、通信端末６００のユーザは、着用者の状態に応じて任意のタイミングで測定開始指示に係る操作を行うことが可能となる。該操作がなされると、測定開始要求が通信端末６００からセンサユニット５００に送出される。　

このとき、測定開始に着用者の静止が条件づけられている下位モードについては、加速度センサ５０３の出力波形に基づいて静止しているとみなす状態になったことを示す信号をセンサユニット５００から受信したことをもって、制御部６０１は、測定開始指示に係る操作が可能となるよう制御してもよい。また、より厳密な能力測定を行うべく、スタート音の発生タイミングをランダムにする場合、制御部６０１は、測定開始要求の送出からスタート音を発生させるタイミングまでの時間差を決定し、該時間の情報を測定開始要求と共にセンサユニット５００に送出し、測定部５０４は、測定開始要求の受信から該時間差を考慮してスタート音の発せられたタイミングを把握し、測定を行えばよい。あるいは、スタート音の発生時に、通信端末６００からセンサユニット５００にスタート音が発せられることを示す信号が送信されるものであってもよい。そして測定が完了する（測定結果に係る運動情報が記録用メモリ５０２に格納される）と、マイコン５０１は、今般設定された下位モードに係る運動情報を通信部５０６を介して通信端末６００に送出し、制御部６０１は運動情報を受信すると、対応するセンサユニット５００について管理している履歴情報（セーブデータ）を運動情報に基づいて更新する。　

なお、センサユニット５００と通信端末６００との通信接続の切断については特に言及しないが、選択された下位モードについての１回の測定結果を送信するごとに、センサユニット５００は通信切断するよう制御するものであってもよいし、継続してトレーニングモードに係る測定が行われることを考慮し、結果表示アプリケーション上で明示的な切断指示がなされるまでは、通信接続を保持するよう制御するものであってもよい。　

ここで、デイモードは日常の歩行を測定するモードであるため、着用者の歩行動作を漏れのないよう測定できることが好ましい。一方、トレーニングモードは日常の歩行とは異なる動作を着用者に行わせるものであり、トレーニングモード中の歩行動作は日常の動作とは乖離するものであるため、デイモードに係る測定結果にこれを含めることは好適ではない。故に、本実施形態のセンサユニット５００では、デイモードに係る測定とトレーニングモードに係る測定とは並行して実施されないものとし、さらに記録用メモリ５０２における運動情報の格納領域も互いに排他的としている。このように、トレーニングモードが設定され、該当の運動項目の測定がなされた後は、トレーニングモードからデイモードに移行することが好ましい。　

従って、結果表示アプリケーション上で明示的な切断指示がなされるまで通信接続を保持する場合、モード設定部５０５は、通信切断を明示的なトレーニングモードの終了として判断し、デイモードに設定変更するよう処理してもよいし、切断前に制御部６０１がデイモードへの変更要求を送出し、これを受信してデイモードに設定変更するよう処理してもよい。またトレーニングモードに係る測定結果である運動情報の送信後にマイコン５０１が通信切断する場合、モード設定部５０５は、通信端末６００からのモードの変更要求を要さずに、例えば所定時間の経過後にデイモードに変更するように制御すればよい。　

また、特に児童が運動靴１００を着用しているケースでは、トレーニングモードに設定変更した後、運動情報の送出前にセンサユニット５００と通信端末６００とが通信可能な距離以上に遠離してしまい、運動情報が送出できなくなる可能性もある。このようなケースも考慮し、測定後の運動情報の送出ができなかった場合には、該運動情報は次に通信端末６００との通信接続が確立するまで、記録用メモリ５０２に保持され、デイモードへの変更は、運動情報の送出に失敗したこと、または通信切断が生じたことに基づいて行われるものであってもよい。　

また、本実施形態では、簡単のためトレーニングモードに係る測定結果は、マイコン５０１が測定完了や通信接続の確立などを条件として送出するものとして説明するが、デイモードと同様に、通信端末６００からの取得要求がなされた場合に送出するよう構成されるものであってもよい。　

《結果表示アプリケーション概要》　以下、本実施形態の通信端末６００において実行される、センサユニット５００により測定された着用者の動作の測定結果を表示する結果表示アプリケーションの概要について説明する。　

〈運動靴の登録〉　本実施形態の結果表示アプリケーションでは、１つのアプリケーションで３足の運動靴１００（３つのセンサユニット５００）の管理（セーブデータの保持）が可能に構成される。１つのセーブデータには、ペアリングされた１つのセンサユニット５００が対応付けられ（センサユニット５００を一意に特定する識別情報が関連付けられ）、ユーザがセーブデータに対応付けられた運動靴１００を識別可能なよう、靴の特徴や任意の文字列等を設定可能に構成されるものであってよい。また、一度ペアリングされたセンサユニット５００のマイコン５０１は、接続した通信端末６００を一意に特定する識別情報をＲＯＭに格納し、以降（所定の強制解除操作がなされるまで）該通信端末６００とのみ通信接続する。１台の通信端末６００において、結果表示アプリケーションを介して同時期に通信接続が可能なセンサユニット５００の数は１つであり、複数のセーブデータが管理される場合には、通信端末６００は、例えばセーブデータごとに運動情報の受信をすべく、セーブデータ読み出し画面において順にセーブデータを選択する必要がある。　

　なお、運動靴１００は、生活消耗品である特性上、サイズ変更や買い替え等が当然に生じ得るものであるので、セーブデータに対応付けられたセンサユニット５００を、別の運動靴１００のセンサユニット５００に変更可能に構成されるものであってよい。即ち、セーブデータに記録された運動履歴の情報は保持したまま、次回以降、新たなセンサユニット５００からの運動情報に基づき、運動履歴の情報を更新するようにしてもよい。この場合、例えばセーブデータにつき、これまで対応付けていたセンサユニット５００とのペアリングを解除する操作がなされた後に、該セーブデータに新たなセンサユニット５００の対応付けを可能とするように処理すればよい。あるいは、ペアリング解除の操作をせずとも、セーブデータへのセンサユニット５００（運動靴１００）の対応付けが可能に構成される態様では、それまでの運動履歴の情報を引き継いで使用するか否かが選択可能に構成されればよい。　

〈デイモード結果表示〉　以下、本実施形態の結果表示アプリケーションにおいて、デイモードに係る運動情報の取得を行った際に行われる表示制御処理について、図７のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。該フローチャートに対応する処理は、制御部６０１が、例えば記録部６０２に記憶されている結果表示アプリケーションのプログラムを読み出し、メモリ６０３に展開して実行することにより実現することができる。なお、本表示制御処理は、例えば結果表示アプリケーションの起動指示がなされた後に、読み出しを行うセーブデータを選択する画面に遷移した際に開始されるものとして説明する。　

Ｓ７０１で、制御部６０１は、セーブデータの選択操作がなされたか否かを判断する。制御部６０１は、セーブデータの選択操作がなされたと判断した場合は処理をＳ７０２に移し、なされていないと判断した場合は本ステップの処理を繰り返す。　

Ｓ７０２で、制御部６０１は、選択されたセーブデータ（対象セーブデータ）に対応付けられているペアリング機器の情報を参照し、該当のセンサユニット５００との通信接続を確立させる処理を実行する。　

Ｓ７０３で、制御部６０１は、該当のセンサユニット５００との通信接続が確立したか否かを判断する。制御部６０１は、該当の通信接続が確立したと判断した場合は処理をＳ７０４に移し、確立していないと判断した場合は本ステップの処理を繰り返す。　

Ｓ７０４で、制御部６０１は、端末通信部６０７を介して接続中のセンサユニット５００に対し、デイモードに係る運動情報の取得要求を送信する。本実施形態では簡単のため、セーブデータの選択時に通信接続を行い、デイモードに係る運動情報を取得するものとして説明するが、本発明の実施はこれに限られるものではなく、ユーザによる運動情報の取得に係る操作がなされた場合に取得要求を送信するものとしてもよい。　

Ｓ７０５で、制御部６０１は、接続中のセンサユニット５００からデイモードに係る運動情報を受信したか否かを判断する。制御部６０１は、デイモードに係る運動情報を受信したと判断した場合は処理をＳ７０６に移す。また制御部６０１は、デイモードに係る運動情報を受信していないと判断した場合は、所定のタイムアウト時間の経過までは本ステップの処理を繰り返し、タイムアウト時間の経過後は通信接続を切断し、本表示制御処理を終了する。なお、本ステップでは簡単のため、運動情報を受信できないままタイムアウトした場合にはその後の処理を行わないものとして説明するが、例えば既に受信した運動情報に基づいてセーブデータに蓄積されている履歴情報（歩行記録データ）に基づく表示を行うものであってもよい。　

Ｓ７０６で、制御部６０１は、接続中のセンサユニット５００との通信接続を切断する。　

Ｓ７０７で、制御部６０１は、受信した運動情報に含まれる各歩行種別の歩数の情報を、実際の歩数（正確には実際になされたであろう歩数）に変換し、対象セーブデータの歩行記録データを更新する。上述した通り、本実施形態の運動量測定システムでは、一足の運動靴１００は、片方にのみセンサユニット５００を内蔵する構成となっているため、センサユニット５００において測定された歩数は、着用者の片足に係る歩数となっている。故に、制御部６０１は、各歩数を単純に倍にすることで、実際の歩数を導出する。また歩行記録データは、運動情報と同様、歩行がなされた日時（所定の時間刻み）ごとに各歩行種別の歩数を参照可能に構成されているものとする。　

Ｓ７０８で、制御部６０１は、今回受信した運動情報に係る歩数の時間分布を、例えば図８（ａ）のような態様で提示する。図８（ａ）の例では、１日に係る歩行記録データを、歩行、ジョグ、ダッシュそれぞれの歩数を３時間ごとに集計した棒グラフとなっている。　

Ｓ７０９で、制御部６０１は、デイモードの測定結果の表示に係るゲーム処理を開始する。本実施形態の結果表示アプリケーションでは、着用者及びユーザの興趣性を高めるため、Ｓ７０８のような単純集計結果に加え、歩行記録データに基づいて進行制御がなされるゲームのゲーム画面として、測定結果の表示を行う。　

Ｓ７１０で、制御部６０１は、今回受信した運動情報に含まれていた歩数の情報をゲームの進行制御に用いられるゲームポイントに換算する。ゲームポイントへの換算は、例えば歩数に対して歩行種別に応じた係数を乗算した値を積算することにより行われるものであってよく、着用者への負荷が高い歩行種別ほど係数の値が大きく設定されていればよい（ダッシュ用係数＞ジョグ用係数＞歩行用係数）。　

Ｓ７１１で、制御部６０１は、今回受信した運動情報に係るゲームポイントを、既存のゲームポイントに加算して累積ゲームポイントを導出し、該累積ゲームポイントがゲームについて定められた所定のゲーム内条件を満たしたか否かを判断する。ゲーム内条件は、例えば着用者に係るアバターキャラクタのレベル上昇の条件や、ステージ移動の条件、アバターキャラクタに勝負を挑んでくる対戦キャラクタ登場の条件等であってよいが、本実施形態では簡単のため、対戦キャラクタ登場の条件であるものとして説明する。制御部６０１は、累積ゲームポイントがゲーム内条件を満たしたと判断した場合は処理をＳ７１２に移し、満たしていないと判断した場合は処理をＳ７１４に移す。　

Ｓ７１２で、制御部６０１は、満たされたゲーム内条件に応じたキャラクタを対戦キャラクタとしてゲーム内に登場させ、対戦処理を行う。対戦処理は、例えばユーザ操作や抽選により勝敗が決定するゲームを提供するものであってよく、累積ゲームポイントが多いほど勝利確率が高く設定されるものであってよい。　

Ｓ７１３で、制御部６０１は、対戦処理の結果の情報をセーブデータに追加し、対戦処理の結果表示を行う。　

Ｓ７１４で、制御部６０１は、ゲーム処理を終了し、本表示制御処理を完了する。　

このように記録用メモリ５０２に蓄積された運動情報を、通信端末６００との通信時に、単に歩数のみを提示するだけではなく、連動したゲームによって興趣要素を提供することにより、着用者の自発的な運動意欲を惹起させることができる。　

〈トレーニングモード結果表示〉　トレーニングモードにおける運動情報の取得については上述したが、トレーニングとして単発ではなく集中的に複数回行われることが想定されるため、測定結果の表示は、デイモードのようなゲーム画面表示等を含まずに、簡素に確認可能に行われるものであってもよい。トレーニングモードに係る結果表示は、例えば図８（ｂ）に示されるようなレーダーチャートによりなされるものであってよく、運動情報に含まれる測定結果を評価基準に則って採点し、項目の点数として提示するものであってよい。図８（ｂ）の例では、トレーニングモードについて用意されている６種類の運動項目のそれぞれが、チャートの各成分に対応しており、クイックリアクションの点数が反応速度成分、ダッシュスクワットの点数が持久力成分、サイドアジリティの点数が俊敏性成分、バック＆ゴーの点数が体幹安定性成分、スプリングジャンプの点数が跳躍力成分、フットリフトの点数が筋力成分に示される。ここで、各成分における表示は、新たに取得した運動情報に係る結果とその前に取得した運動情報に係る結果とが対比可能に表示されており、過去の最高記録と対比するよりも、より着用者の運動意欲を惹起させることが期待される。　

また、例えば各運動項目について点数に応じた称号等が用意されていてもよく、着用者に対し、測定結果を賞美する要素を含めていてもよい。　

以上説明したように、本実施形態の運動量測定システムによれば、なされた運動量の測定が可能な靴の着用者の、自発的な運動意欲を惹起させることができる。　

［その他の実施形態］　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。また本発明に係る運動量測定システムは、１以上のコンピュータを該運動量測定システムの靴及び／または通信端末として機能させるプログラムによっても実現可能である。該プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されることにより、あるいは電気通信回線を通じて、提供／配布することができる。

１００：運動靴、２０１：アッパー、２０２：中敷き、２０３：中底、２０４：靴底部、３０１：第１凹部、３０２：第２凹部、３０３：剛性素材、３０４：縁部、３０５：下層、３０６：上層、５００：センサユニット、５０１：マイコン、５０２：記録用メモリ、５０３：加速度センサ、５０４：測定部、５０５：モード設定部、５０６：通信部、６００：通信端末、６０１：制御部、６０２：記録部、６０３：メモリ、６０４：表示制御部、６０５：表示部、６０６：操作入力部、６０７：端末通信部

Claims

靴と、該靴を着用して行われた運動の測定結果に基づく表示を行う通信端末と、を有する運動量測定システムであって、　一足の前記靴の少なくとも片方は、　　該靴に生じた運動を検出するセンサと、　　前記センサによる運動の検出結果に基づいて、該靴に係る歩数を測定する測定手段と、　　所定の期間に前記測定手段により測定された歩数を含む運動情報を、期間を識別可能に記憶する記憶手段と、　　前記通信端末との情報送受信が可能に構成され、前記記憶手段に記憶された前記運動情報を前記通信端末に送信する第１の通信手段と、を有し、　前記通信端末は、　　前記靴との情報送受信が可能に構成され、前記靴から前記運動情報を受信する第２の通信手段と、　　前記第２の通信手段により受信された前記運動情報に基づき、期間ごとの歩数の情報を表示する表示手段と、を有する運動量測定システム。
前記センサは、前記靴の靴底部に内蔵される請求項１に記載の運動量測定システム。
前記センサは、前記靴底部のうちの踵部に配置される請求項２に記載の運動量測定システム。
前記靴底部は、該靴底部の上面に開口を有する、少なくとも２層に形成された凹部を有し、　前記センサは、　　第１層の凹部に配置され、　　前記第１層よりも上層にある第２層の凹部に剛性部材が配置されることで、前記靴底部に内蔵され、　前記第２層の凹部の開口面積は、前記第１層の凹部の開口面積よりも広い請求項３に記載の運動量測定システム。
前記一足の靴の片方が有する前記センサは、該片方の靴について生じた運動を測定し、　前記測定手段は、前記片方の靴に係る歩数を測定する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の運動量測定システム。
前記表示手段は、前記片方の靴に係る歩数を変更することで、着用者の期間ごとの歩数の情報を表示する請求項５に記載の運動量測定システム。
前記測定手段は、前記運動の検出結果に応じて、複数の歩行種別の各々について歩数を測定し、　前記運
動情報は、歩行種別ごとの歩数の情報を含む請求項１乃至６のいずれか１項に記載の運動量測定システム。
前記靴は、歩数を測定するモードを含む、前記運動の検出結果に基づいて各々所定の運動項目を測定する複数のモードを設定する設定手段をさらに有し、　前記センサは、３軸方向の運動を検出して軸ごとの波形を出力する加速度センサであり、　前記測定手段は、前記検出された運動の波形のうちのいずれの軸の波形に基づいて運動項目を測定するかを、設定されているモードに応じて異ならせ、　前記記憶手段は、前記設定されているモードに応じて測定された運動項目の測定結果を、前記運動情報に含めて記憶する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の運動量測定システム。
前記複数のモードは、測定する運動項目に応じて分類されており、　前記記憶手段は、前記設定されているモードの分類に応じて異なる格納領域に前記運動情報を記憶する請求項８に記載の運動量測定システム。
前記通信端末は、前記靴に設定させるモードを決定する決定手段をさらに有し、　前記第２の通信手段は、前記決定手段によるモードの決定がなされた場合に、該決定されたモードを示すモード情報を前記靴に送信し、　前記設定手段は、前記第１の通信手段により前記モード情報が受信された場合に、対応するモードを設定する請求項９に記載の運動量測定システム。
前記設定手段は、前記モード情報の受信を条件として第１の分類のモードに設定を変更する一方で、前記モード情報の受信を条件とせずに前記第１の分類のモードから第２の分類のモードに設定を変更する請求項１０に記載の運動量測定システム。
前記測定手段は、前記第２の分類のモードが設定されている場合に、前記靴に係る歩数を測定する請求項１１に記載の運動量測定システム。
前記通信端末は、ゲームを実行する制御手段をさらに有し、　前記制御手段は、前記第２の通信手段により受信された前記運動情報に基づいて前記ゲームの進行を制御し、　前記表示手段は、前記ゲームに係る画面を表示する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の運動量測定システム。
着用して行われた運動の測定結果を出力する靴であって、　一足の前記靴の少なくとも片方は、　　該靴に生じた運動を検出するセンサと、　　前記センサによる運動の検出結果に基づいて、該靴に係る歩数を測定する測定手段と、　　所定の期間に前記測定手段により測定された歩数を含む運動情報を、期間を識別可能に記憶する記憶手段と、　　外部機器からの取得要求がなされたことに応じて、前記記憶手段に記憶された前記運動情報を該外部機器に送信する送信手段と、を有する靴。
コンピュータを、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の運動量測定システムの各手段として機能させるためのプログラム。