(57)【要約】【課題】  間欠駆動によって低消費電力化しつつ、更に低消費電力化すること。【解決手段】  電源制御処理部１１２は、電池部１２２の電圧が所定値以下に低下したことを電源電圧検出部１１３が検出したとき、歩行検出回路１００を、休止時間において歩行検出を休止する歩行検出休止動作と検出時間において歩行検出を行う歩行検出動作とを交互に繰り返す間欠動作にするように電源制御部１２１を介して制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行を検出して対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行検出手段からの歩行信号に基づいて歩数を計数する計数手段と、少なくとも前記歩行検出手段に駆動電力を供給する電池部と、前記電池部の出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記電池部の出力電圧が所定値以下に低下したことを前記電圧検出手段が検出したとき、前記歩行検出手段が休止時間において歩行検出を休止する歩行検出休止動作と検出時間において歩行検出を行う歩行検出動作とを交互に繰り返す間欠動作を行うように制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする歩数計。
【請求項２】
前記歩行信号に基づいて歩行しているか否かを判別する歩行判別手段を有し、
前記制御手段は、前記歩行判別手段が歩行停止と判別したとき、歩行を連続的に検出する連続動作から前記間欠動作に移行するように前記歩行検出手段を制御することを特徴とする請求項１記載の歩数計。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電圧検出手段が検出した前記電池部の出力電圧に応じた周期で前記間欠動作を行うように前記歩行検出手段を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の歩数計。
【請求項４】
前記計数手段は、前記間欠動作の休止時間が経過した後の検出時間において前記歩行検出手段が歩行を検出した場合、過去の歩行ピッチと前記休止時間とに基づいて補正歩数を算出し、計数済みの歩数に前記補正歩数を加算することによって歩数を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の歩数計。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電圧検出手段が検出した前記電池部の出力電圧が所定値以下の場合、歩行検出動作を停止するように前記歩行検出手段を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の歩数計。
【請求項６】
前記電池部の出力電圧値によらず前記歩行検出手段を連続駆動とするか、前記電池部の出力電圧値により間欠駆動とするかを設定する入力手段を備え、
前記制御手段は、前記入力手段によって設定されたように前記歩行検出手段を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の歩数計。
【請求項７】
前記電池部は蓄電機能を有する太陽電池であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の歩数計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歩数を測定する歩数計に関し、特に、歩行検出動作を間欠的に行う機能を有する歩数計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被測定者の身体に装着して、あるいは、被測定者の携帯する鞄等に収納して使用され、被測定者の歩数を測定する歩数計が開発されている。
前記歩数計では、電源として電池を使用するため、省電力化対策が施されている。
例えば、特許文献１には、腕時計の本体に内蔵した加速度センサ（圧電素子）が歩行振動を検出し、増幅回路とフィルタ回路により、歩行検出に必要な信号を増幅して、コンパレータ回路で２値化して、歩数を計数するようにした歩数計が開示されている。
【０００３】
使用者が睡眠中で非携帯のときや鞄に置いた状態に検出動作を停止して低消費化するために、歩行検出信号が例えば５分間（休眠移行時間）入力されなくなると、歩行検出回路は連続動作から間欠動作（２０秒オフ，次に１分オフ）に切り替わる。これにより、省電力化を図りながら、一旦歩行停止した後、再び歩行開始したときを検出することができるようにしている。
【０００４】
このように、低消費電力化のために、歩行信号が入力されなくなってからの経過時間が所定値以上となると歩行検出回路の電源を間欠でオン、オフ制御（間欠駆動）している、即ち、時間を基準として間欠駆動をしているため、電源として用いる電池の出力電圧が十分である場合は問題ないが、出力電圧が低い場合にも同じ駆動方法をとるため電力の消費がより早く進むことになり、製品の稼働時間が短くなるという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６７１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、間欠駆動によって低消費電力化しつつ、更に低消費電力化することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、歩行を検出して対応する歩行信号を出力する歩行検出手段と、前記歩行検出手段からの歩行信号に基づいて歩数を計数する計数手段と、少なくとも前記歩行検出手段に駆動電力を供給する電池部と、前記電池部の出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記電池部の出力電圧が所定値以下に低下したことを前記電圧検出手段が検出したとき、前記歩行検出手段が休止時間において歩行検出を休止する歩行検出休止動作と検出時間において歩行検出を行う歩行検出動作とを交互に繰り返す間欠動作を行うように制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする歩数計が提供される。
制御手段は、電池部の出力電圧が所定値以下に低下したことを電圧検出手段が検出したとき、歩行検出手段が休止時間において歩行検出を休止する歩行検出休止動作と検出時間において歩行検出を行う歩行検出動作とを交互に繰り返す間欠動作を行うように制御する。
【０００８】
ここで、前記歩行信号に基づいて歩行しているか否かを判別する歩行判別手段を有し、前記制御手段は、前記歩行判別手段が歩行停止と判別したとき、歩行を連続的に検出する連続動作から前記間欠動作に移行するように前記歩行検出手段を制御するよう構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記電圧検出手段が検出した前記電池部の出力電圧に応じた周期で前記間欠動作を行うように前記歩行検出手段を制御するよう構成してもよい。
また、前記計数手段は、前記間欠動作の休止時間が経過した後の検出時間において前記歩行検出手段が歩行を検出した場合、過去の歩行ピッチと前記休止時間とに基づいて補正歩数を算出し、計数済みの歩数に前記補正歩数を加算することによって歩数を補正するように構成してもよい。
【０００９】
また、前記制御手段は、前記電圧検出手段が検出した前記電池部の出力電圧が所定値以下の場合、歩行検出動作を停止するように前記歩行検出手段を制御するように構成してもよい。
また、前記電池部の出力電圧値によらず前記歩行検出手段を連続駆動とするか、前記電池部の出力電圧値により間欠駆動とするかを設定する入力手段を備え、前記制御手段は、前記入力手段によって設定されたように前記歩行検出手段を制御するように構成してもよい。
また、前記電池部は蓄電機能を有する太陽電池であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、間欠駆動によって低消費電力化しつつ、更に低消費電力化することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に係る歩数計について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る歩数計のブロック図である。
図１において、歩数計は、加速度センサによって構成され歩行（走行も含む）を検出して対応する歩行信号を出力する歩行センサ１０１、センサ１０１からの歩行信号を増幅して出力する増幅回路（アンプ）１０２、増幅回路１０２からの信号中の歩行信号を通過させるフィルタ１０３、フィルタ１０３からの歩行信号を増幅して出力する増幅回路（アンプ）１０４、増幅回路１０４からの歩行信号を所定基準信号と比較することによって二値化したデジタル信号に変換し出力するコンパレータ１０５を備えている。センサ１０１、増幅回路１０２、１０４、フィルタ１０３及びコンパレータ１０５は歩行検出回路１００を構成している。
【００１２】
また、歩数計は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０６、所定周波数の信号を生成する発振回路１０７、発振回路１０７からの信号を分周して計時動作の基準となる時計信号を出力する分周回路１０８、ＣＰＵ１０６からの制御信号に基づいて歩行検出回路１００に駆動電力を連続的又は間欠的に供給して歩行検出回路１００を連続動作又は間欠動作（間欠動作の詳細は後述する。）に切り替える電源制御部１２１、キースイッチ等によって構成された入力部１１８、ＣＰＵ１０６が実行するプログラムなどを記憶する読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１１９、歩数データなどを記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２０、ＣＰＵ１０６からの表示制御信号に応答して表示手段１１７を駆動する表示駆動回路１１６、歩数や時刻等を表示する表示手段１１７を備えている。また、歩数計は、歩行検出回路１００やＣＰＵ１０６等の前述した歩数計の各構成要素に駆動電力を供給する電池部１２２を備えており、電池部１２２は蓄電機能を有する太陽電池をはじめとして、各種の一次電池、二次電池が利用できる。
【００１３】
図１では、ＣＰＵ１０６内に、ＣＰＵ１０６がＲＯＭ１１９に記憶したプログラムを実行した場合に実現する機能をブロック図として示している。
ＣＰＵ１０６は、詳細は後述するが、歩行検出回路１００からの信号の周期を算出する周期演算部１０９、歩行検出回路１００からの信号の周期を基準値と比較して歩行信号か否かを判断する周期比較部１１０、周期比較部１１０によって判断した信号の周期が所定値を超えた場合に歩行停止と判断する歩行停止検出部１１１、電池部１２２の出力電圧を検出する電源電圧検出部１１３、歩行停止検出部１１１が歩行停止と判断した場合や電源部１２２の出力電圧が所定値以下に低下したことを電源電圧検出部１１３が検出した場合に歩行検出回路１００を間欠駆動させる電源制御処理部１１２、間欠駆動時の補正歩数を算出して出力する歩数演算部１１４、周期比較部１１０からの歩行信号に基づいて歩数を計数すると共に前記計数した歩数に歩数演算部１１４からの補正歩数を加算して補正する歩数計数部１１５として機能する。
【００１４】
尚、歩行検出回路１００は歩行検出手段を構成し又、ＣＰＵ１０６、発振回路１０７及び分周回路０８は計時手段を構成している。ＣＰＵ１０６は計数手段を構成し又、ＣＰＵ１０６及び電源制御部１２１は制御手段を構成している。ＣＰＵ１０６の電源電圧検出部１１３は電圧検出手段を構成し、歩行停止検出部１１１は歩行判別手段を構成している。また、入力部１１８は入力手段を構成し、ＲＯＭ１１９及びＲＡＭ１２０は記憶手段を構成している。
【００１５】
図２及び図３は、本発明の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートである。
以下、図１〜図３を用いて、本発明の実施の形態に係る歩数計の動作を説明する。
先ず、被測定者は、自己の腕に歩数計（少なくともセンサ１０１）を装着した状態で、入力部１１８によって歩数測定開始操作を行うと、ＣＰＵ１０６の電源制御処理部１１２は歩行検出回路１００に駆動電力を供給（電源オン）するように電源制御部１２１を制御し、これにより、歩数測定が開始される。
【００１６】
電源電圧検出部１１３は電池部１２２の出力電圧（電源電圧）を検出し（ステップＳ１）、前記出力電圧が歩数測定動作を継続するか否かを判定する第１基準電圧Ｖｓｔｏｐ未満の場合には、電源制御処理部１１２は正常な測定を行えるだけの駆動電力を供給する能力が電池部１２２に無いと判断し、電源制御部１２１は電池部１２２から歩行検出回路１００への駆動電力供給を禁止し、歩数測定動作を終了する（ステップＳ２）。
前記電圧が第１基準電圧Ｖｓｔｏｐ以上の場合（ステップＳ２）、電源制御処理部１１２は、電源電圧検出部１１３が検出した電池部１２２の電圧値に応じた周期の駆動を行うように決定する（ステップＳ３）。
【００１７】
例えば、電池部１２２の出力電圧が、間欠動作を行うか否かを判定する第２基準電圧（第１基準電圧よりも所定電圧高い電圧）よりも低い場合、歩行測定を行うには十分な電力供給能力を有するが連続して歩行測定を行うには電力供給能力が乏しいと判定して、前記出力電圧値に応じた周期で間欠動作を行う。前記間欠動作は、休止時間において歩行検出を休止する歩行検出休止動作と検出時間において歩行検出を行う歩行検出動作とを交互に繰り返す動作であり、電池部１２２の電圧に応じて間欠駆動の周期（即ち、休止時間と検出時間）が変わるように動作する。電池部１２２の出力電圧が低いほど間欠駆動周期を長くする。また、前記間欠駆動の周期を決定する際、複数の基準電圧を設けると共に前記各基準電圧に対応付けて間欠駆動周期を設けておき、電池部１２２の電圧に最も近い基準電圧に対応する間欠駆動周期に設定するように構成してもよい。
【００１８】
一方、電池部１２２の出力電圧が第２基準電圧よりも高い場合には、電源制御処理部１１２は、歩行測定を連続して行うには十分な電力供給能力を有すると判定して、連続的に歩行測定（連続駆動）を行う。
電源制御処理部１１２が連続駆動を行う場合（ステップＳＳ４）、電源制御処理部１１２は、電源制御部１２１を制御して、電池部１２２から歩行検出回路１００に駆動電力を連続的に供給させて歩行検出回路１００を連続的にオンに制御し、連続動作を行わせる（ステップＳ５）。
【００１９】
周期演算部１０９は歩行検出回路１００から歩行信号が入力されたと判定すると歩行周期を算出し、周期比較部１１０は前記歩行周期が所定の基準歩行周期内であれば歩行と判定して（ステップＳ６、Ｓ７）、歩数計数部１１５が歩数の累積値に前記入力された１歩分を加算して現在までの累積歩数を計数処理した後、処理ステップＳ６に戻る（ステップＳ８）。
【００２０】
処理ステップＳ６において歩行信号が入力されていないと判定した場合、歩行停止検出部１１１が歩行停止か否かを判定するための所定時間である停止判定時間が経過したと判定すると（ステップＳ９）、歩行停止と判定して、連続動作から間欠動作に移行すべく、電源電圧検出部１１３は電池部１２２の出力電圧を検出する（ステップＳ１０）。
電池部１２２の出力電圧が第１基準電圧Ｖｓｔｏｐ未満の場合には、電源制御処理部１１２は正常な測定を行えるだけの駆動電力を供給する能力が電池部１２２に無いと判断し、電源制御部１２１は電池部１２２から歩行検出回路１００への駆動電力供給を禁止し、歩数測定動作を終了する（ステップＳ１１）。
【００２１】
前記出力電圧が第１基準電圧Ｖｓｔｏｐ以上の場合（ステップＳ１１）、電源制御処理部１１２は、連続動作から、電源電圧検出部１１３が検出した電池部１２２の出力電圧値に応じた周期の間欠動作に移行するように決定する（ステップＳ１２）。
前記間欠動作は、休止時間において歩行検出を休止する歩行検出休止動作と検出時間において歩行検出を行う歩行検出動作とを交互に繰り返す動作であり、電池部１２２の出力電圧に応じて間欠動作の周期（即ち、休止時間と検出時間）が変わるように動作する。
間欠動作を行う場合、電源制御処理部１１２は、電源制御部１２１を制御して、電池部１２２から歩行検出回路１００への駆動電力供給を停止させて歩行検出回路１００をオフに制御する（ステップＳ１３）。
【００２２】
次に電源制御処理部１１２は、所定の休止時間（オフ期間）が終了したと判定すると（ステップＳ１４）、電源制御部１２１を制御して、電池部１２２から歩行検出回路１００へ駆動電力を供給させて歩行検出回路１００をオンに制御する（ステップＳ１５）。
次に周期演算部１０９は、歩行検出回路１００から歩行信号が入力されたと判定すると、歩行を開始したと判断して処理ステップＳ１に戻り（ステップＳ１６）、歩行検出回路１００から歩行信号が入力されていないと判定すると（ステップＳ１６）、検出時間（オン期間）が終了した後に処理ステップＳ１０へ戻って前記処理を繰り返す（ステップＳ１７）。
【００２３】
一方、処理ステップＳ４において、電源制御処理部１１２が連続駆動を行わない場合、間欠駆動を行う。この場合、電源制御処理部１１２は、電源制御部１２１を制御して、電池部１２２から歩行検出回路１００へ駆動電力を供給させて歩行検出回路１００をオンに制御する（図３のステップＳ１８）。
周期演算部１０９は歩行検出回路１００から歩行信号が入力されたと判定すると歩行周期を算出し、周期比較部１１０は前記歩行周期が所定の基準歩行周期内であれば歩行と判定して（ステップＳ１９、Ｓ２０）、歩数計数部１１５が歩数の累積値に前記歩数１歩分を加算して現在までの累積歩数を計測処理する（ステップＳ２１）。
【００２４】
次に周期演算部１０９は、検出時間（オン期間）が終了した場合（ステップＳ２２）、電源制御処理部１１２は、電源制御部１２１を制御して、電池部１２２から歩行検出回路１００への駆動電力供給を停止させて歩行検出回路１００をオフに制御する（ステップＳ２３）。
次に電源制御処理部１１２は、所定の休止時間（オフ期間）が終了した場合（ステップＳ２４）、歩数演算部１１４はオフ期間に歩行したと推定される歩数を算出して歩数補正を行い、現在までの累積歩数値を正しい歩数に修正した後、処理ステップＳ１９に戻る（ステップＳ２５）。
【００２５】
歩数補正の方法としては種々の方法が採用できるが、例えば、オフ期間に入る直前の所定期間内に検出した歩行信号の平均ピッチを算出し、該ピッチとオフ期間を乗算することによって前記オフ期間中の歩数を算出する。前記算出した歩数を前記オフ期間中の歩数と推定して、現在までの累積歩数に前記推定した歩数を加算することによって現時点の累積歩数を算出する。また、連続駆動期間の周期演算部１０９での歩行信号周期の演算は、所定の期間ごとに求めてＲＡＭ１２０記憶しておき、間欠駆動期間の歩行信号周期の演算は、検出回路１００駆動中の歩行信号周期を求め、前回求めた歩行信号周期との間で平均値演算を施すようにしてもよい。前記歩数補正により、間欠駆動時の休止期間中に測定できなかった歩数を補正することにより、より正確な歩数測定が可能になる。
【００２６】
処理ステップＳ１９において歩行検出回路１００から歩行信号が入力されていない場合、歩行停止検出部１１１が歩行停止か否かを判定するための所定時間である停止判定時間が経過したと判定すると（ステップＳ２６）、間欠駆動時に歩行停止したと判定して、間欠動作の周期を決定すべく、電源電圧検出部１１３は電池部１２２の出力電圧を検出する（ステップＳ２７）。
電池部１２２の電圧が第１基準電圧Ｖｓｔｏｐ未満の場合には、電源制御処理部１１２は、正常な測定を行えるだけの駆動電力を供給する能力が電池部１２２に無いと判断し、電源制御部１２１は電池部１２２から歩行検出回路１００への駆動電力供給を禁止し、歩数測定動作を終了する（ステップＳ２８）。
【００２７】
前記電圧が第１基準電圧Ｖｓｔｏｐ以上の場合（ステップＳ２８）、電源制御処理部１１２は、電源電圧検出部１１３が検出した電池部１２２の電圧値に応じた周期の間欠動作を行うように決定する（ステップＳ２９）。
前記間欠動作は、休止時間において歩行検出を休止する歩行検出休止動作と検出時間において歩行検出を行う歩行検出動作とを交互に繰り返す動作であり、電池部１２２の出力電圧に応じて間欠動作の周期（即ち、休止時間と検出時間）が変わるように動作する。
間欠動作を行う場合、電源制御処理部１１２は、電源制御部１２１を制御して、電池部１２２から歩行検出回路１００への駆動電力供給を停止させて歩行検出回路１００をオフに制御する（ステップＳ３０）。
【００２８】
次に電源制御処理部１１２は、所定の休止時間（オフ期間）が終了したと判定すると（ステップＳ３１）、電源制御部１２１を制御して、電池部１２２から歩行検出回路１００へ駆動電力を供給させて歩行検出回路１００をオンに制御する（ステップＳ３２）。
次に周期演算部１０９は、歩行検出回路１００から歩行信号が入力されたと判定すると、歩行を開始したと判断して処理ステップＳ１に戻り（ステップＳ３３）、歩行検出回路１００から歩行信号が入力されていないと判定すると（ステップＳ３３）、検出時間（オン期間）が終了した後に処理ステップＳ２７へ戻って前記処理を繰り返す（ステップＳ３４）。
【００２９】
以上述べたように本発明の実施の形態に係る歩数計によれば、電源制御処理部１１２は、電池部１２２の電圧が所定値以下に低下したことを電源電圧検出部１１３が検出したとき、歩行検出回路１００を、休止時間において歩行検出を休止する歩行検出休止動作と検出時間において歩行検出を行う歩行検出動作とを交互に繰り返す間欠動作にするように電源制御部１２１を介して制御するようにしているため、間欠駆動によって低消費電力化しつつ、更に低消費電力化することが可能になる。
【００３０】
尚、前記実施の形態では、腕歩数計の例で説明したが、腰に装着して使用、あるいは、携帯用鞄に収納した状態で使用するような歩数計等、各種の歩数計に適用可能である。
また、電池部１２２の出力電圧値によらず、歩行検出回路１００を連続駆動とするか、電圧値により間欠駆動とするかを入力部１１８によって選択できるようにしてもよい。
また、歩行センサとして加速度センサを使用したが、機械式センサや靴底に設けた圧力センサ等を使用してもよい。
また、歩行検出回路１００全体を連続駆動と間欠駆動のいずれかに切り替えるように構成したが、増幅回路１０２、１０４等の歩行検出回路１００の一部を連続駆動と間欠駆動に切り替えるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
少なくともセンサを腕に装着して使用する腕歩数計をはじめとして、腰に装着して使用、あるいは、携帯用鞄に収納した状態で使用するような歩数計等、各種の歩数計に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係る歩数計のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１００・・・検出回路
１０１・・・センサ
１０２、１０４・・・増幅回路
１０３・・・フィルタ
１０５・・・コンパレータ
１０６・・・ＣＰＵ
１０７・・・発振回路
１０８・・・分周回路
１０９・・・周期演算部
１１０・・・周期比較部
１１１・・・歩行停止検出部
１１２・・・電源制御処理部
１１３・・・電源電圧検出部
１１４・・・歩数演算部
１１５・・・歩数計数部
１１６・・・表示駆動回路
１１７・・・表示手段
１１８・・・入力部
１１９・・・ＲＯＭ
１２０・・・ＲＡＭ
１２１・・・電源制御部
１２２・・・電池部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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