(57)【要約】【課題】本発明は、周囲の環境によらず水泳量を正確に計測することができるとともに、水中において計測結果を容易に確認することができる水泳量計測装置を提供する。【解決手段】水泳量計測装置１は、水泳者の動作に応じた信号を出力する動作検出手段７と、操作、設定等を行うための操作スイッチ５と、表示パネル３とを備える。また水泳量計測装置１は、各種の制御および演算を行う制御・演算部６を備える。制御・演算部６は、動作検出手段７、操作スイッチ５および表示パネル３と接続される。水泳量計測装置１は、動作検出手段７より規則性のある信号が出力されている間を水泳状態と認識し、水泳状態が停止したときに水泳者がプールの片道を泳いだと判断する。また水泳量計測装置１は、所定の時間以上水泳状態が停止したときに、水泳者が水泳を終了したと判断する。【選択図】図１
2010051333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水泳者の動作に応じた信号を出力する動作検出手段と、
前記動作検出手段より規則性のある信号が出力されている間を水泳状態と認識し、前記水泳状態が停止したときに前記水泳者がプールの片道を泳いだと判断し、片道を泳いだ回数を演算する演算手段と、を備える
ことを特徴とする水泳量計測装置。
【請求項２】
プールの長さを設定する設定手段を備え、
前記演算手段は、演算した片道を泳いだ回数と前記プールの長さとから、水泳者が泳いだ距離を演算する
ことを特徴とする請求項１に記載の水泳量計測装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記水泳状態が所定の時間停止したときに前記水泳者が水泳を終了したと判断する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の水泳量計測装置。
【請求項４】
前記所定の時間を設定する設定手段を備える
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の水泳量計測装置。
【請求項５】
前記動作検出手段として加速度センサを備える
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の水泳量計測装置。
【請求項６】
前記演算手段による演算の結果を表示する表示手段を備える
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の水泳量計測装置。
【請求項７】
前記水泳者の手首に固定する固定手段を備える
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の水泳量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プール等で水泳する際の水泳量を計測する水泳量計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プール等で水泳する際のターンの回数・泳いだ距離といった水泳量を計測する水泳量計測装置として、身体に装着可能なものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の水泳量計測装置１００を図８に示す。図８（ａ）は水泳量計測装置１００の構成を示し、図８（ｂ）は水泳量計測装置１００を水泳者の頭部に取り付けた状態を示す。水泳量計測装置１００は、磁力線方向検出手段による方向検出手段１０１により周囲の地磁気等の磁力線を検出することで水泳者の進行方向を認識し、進行方向の反転からターンが行われたことを認識する。または水泳量計測装置１００は、加速度検出手段による方向検出手段１０１により、水泳者の加速度の変化を検出し、加速方向の反転からターンが行われたことを認識する。ターンが行われた回数とプールの片道の距離とから、水泳者が泳いだ距離を算出することができる。
【０００４】
また水泳者は、泳量計測装置１００を、例えば図８（ｂ）に示すように頭部にかぶるキャップの伸縮可能なバンド１０２ａに取り付けて計測を行う。特許文献１では、頭部の他に、水泳者のパンツのバンドに取り付けることも提案されている。また、磁力線方向検出手段による方向検出手段１０１を用いる構成においては、地磁気が弱い環境や磁力線の不安定な環境において水泳者から離間した位置に磁気発生装置を配設し、安定した磁界により方向を検出する方法も提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５２４９６号公報（第２頁、図１−図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述した従来技術では、以下のような問題がある。特許文献１に記載の水泳量計測装置は、屋内のプールなど磁場が乱れた環境においては、水泳者の進行方向を正確に検出することできず、ターンが行われたことを正確に認識することができない問題がある。そのため水泳者から離間した場所に磁気発生装置を配設する必要があり、磁気発生装置の設置場所の確保や、コスト等の問題がある。
また特許文献１に記載の水泳量測定装置は、腰部、足部、頭部といった、水泳時に向きが安定する部位に装着する必要があり、計測結果を水中で容易に確認することができない問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題を解決し、周囲の環境によらず水泳量を正確に計測することができるとともに、水中において計測結果を容易に確認することができる水泳量計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の水泳量計測装置は下記記載の構成を採用するものである。
【０００９】
本発明の水泳量計測装置は、水泳者の動作に応じた信号を出力する動作検出手段と、動作検出手段より規則性のある信号が出力されている間を水泳状態と認識し、水泳状態が停
止したときに水泳者がプールの片道を泳いだと判断し、片道を泳いだ回数を演算する演算手段と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明の水泳量計測装置は、前述した構成に加えて、プールの長さを設定する設定手段を備え、演算手段は、演算した片道を泳いだ回数とプールの長さとから、水泳者が泳いだ距離を演算することを特徴とするものである。
【００１１】
さらに本発明の水泳量計測装置は、前述した構成に加えて、演算手段は、水泳状態が所定の時間停止したときに水泳者が水泳を終了したと判断することを特徴とするものである。
【００１２】
さらに本発明の水泳量計測装置は、前述した構成に加えて、所定の時間を設定する設定手段を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに本発明の水泳量計測装置は、前述した構成に加えて、動作検出手段として加速度センサを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに本発明の水泳量計測装置は、前述した構成に加えて、演算手段による演算の結果を表示する表示手段を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
さらに本発明の水泳量計測装置は、前述した構成に加えて、水泳者の手首に固定する固定手段を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の水泳量計測装置は、動作検出手段より規則性のある信号が出力されている間を水泳状態と認識し、水泳状態が停止したときに水泳者がプールの片道を泳いだと判断する。これにより、周囲の環境によらず、片道を泳いだ回数を正確に計測することが可能となる。
【００１７】
また本発明の水泳量計測装置は、水泳者の手首などに取り付けた状態で水泳量を計測することができるため、プールから出ることなく計測結果を容易に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下図面を用いて、本発明の実施の形態を詳述する。以下では、手首に装着する水泳量計測装置を例として説明する。
【００１９】
［構成の説明：図１〜図３］
まず本実施形態の水泳量計測装置の構成について説明する。図１は本実施形態の水泳量計測装置１の構成図である。図１に示すように、本実施形態の水泳量計測装置１は、水泳者の動作に応じた信号を出力する動作検出手段７を備える。動作検出手段７は、例えば、加速度センサにより構成される。また本実施形態の水泳量計測装置１は、設定手段として操作、設定等を行うための操作スイッチ５を備える。さらに本実施形態の水泳量計測装置１は表示手段として、各種の情報を表示する表示パネル３を備える。
【００２０】
さらに本実施形態の水泳量計測装置１は、演算手段として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有し、各種の制御および演算を行う制御・演算部６を備える。制御・演算部６のＲＯＭには、各種の制御・演算に用いられるプログラムが記憶される。制御・演算部６は、動作検出手段７、操作スイッチ５および表示パネル３と接続される。
制御・演算部６は、動作検出手段７および操作スイッチ５から入力される信号により、プールの片道を泳いだ回数の判別、水泳者が泳いだ距離、消費カロリー等の演算を行う。
各演算の方法については後述する。また制御・演算部６は、表示パネル３により演算結果等の情報を表示する。
【００２１】
次に本実施形態の泳量計測装置１の外観について説明する。図２は水泳量計測装置１の外観の斜視図である。図２に示すように、本実施形態の水泳量計測装置１は、前述した表示パネル３が設けられた防水ケース２と、防水ケース２を手首に保持するための固定バンド４（固定手段）からなる筐体を有する。前述した制御・演算部６は、防水ケース２の内部に配される。表示パネル３の詳細な構成については後述する。また本実施形態の水泳量計測装置１は、操作スイッチ５を防水ケース２に備える。
【００２２】
水泳者は固定バンド４を手首に通し、防水ケース２に設けられた表示パネル３が水泳者から確認できるように装着する。固定バンド４は水泳中に水泳量計測装置１の装着位置がずれない程度の力で固定するものとする。
【００２３】
次に、本実施形態の水泳量計測装置１における表示パネル３の構成について説明する。図３は、表示パネル３の構成例を示す説明図である。図３に示すように、表示パネル３は、水泳者が泳ぐ片道の距離を示す片道距離表示部１１と、プールの片道を泳いだ回数を示す片道回数表示部１２とを備える。また表示パネル３は、水泳者が泳いだ総距離を示す水泳距離表示部１３と、水泳者の消費カロリーを示す消費カロリー表示部１４から構成されている。本実施形態で示した各表示部１１〜１４の表示位置や表示の大きさ等は特に規定されているものではなく、デザインや視認性等から自由に決定して構わないものとする。
【００２４】
［動作の説明：図４〜図６］
次に、本実施形態の水泳量計測装置１の動作について説明する。図４は水泳量計測装置１の動作例を示すフローチャートである。
【００２５】
まず水泳量計測装置１は、表示パネル３で片道の距離（プールの長さ）を入力するためのフォームを表示する（ステップ１）。使用者は、操作スイッチ５を操作して片道の距離を入力する（ステップ２）。
その後、制御・演算部６は、入力された片道の距離を確認する（ステップ３）。入力された片道の距離に間違いがなければ、表示パネル３の片道距離表示部１１で片道の距離を表示し、水泳状態を検出するモードに進む。入力された片道の距離に間違いがあれば、ステップ１の入力フォームの表示に戻る。
【００２６】
水泳状態検出モードでは、制御・演算部６は、動作検出手段７からの電気信号を取得・解析を開始する（ステップ４）。ここで、ステップ５以降の処理における制御・演算部６による動作検出手段７からの信号の解析方法について説明する。
まず水泳者の水泳中の腕の動きについて説明する。図５は水泳者の水泳中の腕の動きの説明図である。図５は、例として、クロールで泳ぐ際の片腕の動作（スクロール）を連続的に横から観察した様子を示す。水泳中の水泳者の腕部２１は、図５のＡ〜Ｆに示すように、規則性のある動作を一定のリズムで繰り返す。
【００２７】
図６は、動作検出手段７から出力される信号の時間変化を示す説明図である。図６は例として、図５に示すように水泳者がクロールで泳ぐ際に、動作検出手段７から出力される信号例を示す。また図６は、動作検出手段７として加速度センサを用いた電気信号８（出力電圧）の例を示す。水泳者が本実施形態の水泳量計測装置１を手首部に取り付け水泳を行った場合、加速度センサからは水泳者の手首部の動きに応じた電気信号を出力する。
【００２８】
ここで加速度センサは、水泳者の進行方向に対して同じ方向に加速した場合は、基準電圧（加速度が加わっていない状態の出力電圧）に対してプラスの電圧を出力し、また進行
方向とは逆の方向に加速した場合は、基準電圧に対してマイナスの電圧を出力するように設置してあることとする。
【００２９】
図５のＡからＤに示す水泳者が腕を進行方向とは逆方向に回した状態では、手首部は進行方向とは逆に加速するため、基準電圧よりマイナスの電圧が出力する。また、図５のＤからＡに示す水泳者が腕を進行方向に回した状態では、手首部は進行方向に加速するため、基準電圧よりプラスの電圧が出力する。
【００３０】
図６のＳ１で示す間は、水泳量計測装置１を取り付けた腕は、図５のＡからＤを経てＡに戻すスクロール動作を行う。また図６のＳ２で示す間は、もう一方の腕がスクロール動作を行う。このＳ２で示す間は、水泳量計測装置１を取り付けた腕は、図５のＡで示す位置でほぼ停止した姿勢をとるため、加速度センサからは基準電圧近傍の電圧が出力する。
水泳量計測装置１を取り付けた腕がスクロール動作を行う期間Ｓ１と、もう一方の腕がスクロール動作を行う期間Ｓ２とで、１ストローク動作を行う期間Ｓとする。
【００３１】
図６に示すように、基準電圧より低い第１の閾値電圧Ｖth1と基準電圧より高い第２の閾値電圧Ｖth2とを設ける。図５のＡからＤに示す状態では、基準電圧よりマイナスの電圧が出力し、ポイントＰ１で第１の閾値電圧Ｖth1を下回る。また、図５のＤからＡに示す状態では、基準電圧よりプラスの電圧が出力し、ポイントＰ２で第２の閾値電圧Ｖth2を上回る。
【００３２】
また、図６に示すように、ポイントＰ１とポイントＰ２との時間をＴ１とし、あるストローク動作におけるポイントＰ１と次のストローク動作におけるポイントＰ１との時間をＴ２とする。
図４のステップ５において、制御・演算部６は、以下の条件式（１）のように、時間Ｔ１が所定時間Ｔｍ１（例えば１秒）未満であれば、スクロール動作が行われたと判断する。
Ｔ１＜Ｔｍ１・・・（１）
【００３３】
また制御・演算部６は、時間Ｔ２から水泳者の状態を判別する。ステップ５において、条件式（２）のように、時間Ｔ２がＴｍ２（例えば２秒）未満であれば、ストローク動作が連続して行われていることから水泳状態であると判断する。
Ｔ２＜Ｔｍ２・・・（２）
ステップ５において条件式（１）及び（２）から水泳状態であると判断した場合、ステップ５の処理を再度行う。
【００３４】
ステップ５において水泳状態が停止したと判断した場合、水泳者はプールの片道を泳ぎ切ったと判断し、プールの片道を泳いだ回数の更新を行う（ステップ６）。
【００３５】
ステップ６において、回数を更新した後、水泳が終了したかどうかの判断を行う（ステップ７）。条件式（３）のように、時間Ｔ２がＴｍ３（例えば５秒）以上であれば、水泳が終了したと判断する。
Ｔｍ３≦Ｔ２・・・（３）
ステップ７において、水泳が終了したと判断しない場合、再度ステップ５の処理を行う。
【００３６】
図７は、水泳の開始から水泳の終了までに動作検出手段７から出力される信号例を示す。図７は、図６と同様に動作検出手段７として加速度センサを用い、水泳者がクロールで泳ぐ際に動作検出手段７から出力される信号例を示す。
【００３７】
上述したステップ４〜７の処理について図７を用いて説明する。ステップ４の処理の開始後、水泳者は水泳を開始する。図７のＧで示す間は、ステップ５において、条件式（１）によりスクロール動作が行われたと判断されるとともに、各ストローク間のポイントＰ１の間の時間（Ｔｇ１、Ｔｇ２、・・・Ｔｇｘ）が条件式（２）を満たすことより、水泳状態と判断される。
【００３８】
また、Ｇで示す期間の終了後の、次の水泳状態再開までの時間Ｔｈは、条件式（２）を満たさなかった場合、片道を泳ぎ切ったと判断される。その後、ステップ６においてプールの片道を泳いだ回数が更新される。
図７のＩで示す間は、ステップ５において、条件式（１）を満たすとともに、各ストローク間のポイントＰ１の間の時間（Ｔｉ１、Ｔｉ２、・・・Ｔｉｘ）が条件式（２）を満たすことより、水泳状態と判断される。
【００３９】
Ｉで示す期間の終了後の時間Ｔｊは、条件式（２）を満たさず、条件式（３）を満たすことからステップ７において水泳が終了したと判断される。
【００４０】
水泳の終了を判断した後、制御・演算部６は、水泳者が泳いだ総距離と消費カロリーを計算する（ステップ８）。水泳者が泳いだ総水泳距離Ｌｔは、ステップ２で入力された片道の距離（プールの長さ）Ｌｐと、ステップ６で計測したプールの片道を泳いだ回数Ｎとから、以下の式（４）より算出することができる。
Ｌｔ＝ＬｐｘＮ・・・（４）
【００４１】
消費カロリーの計算は、一般的に知られている水泳種目別の単位時間あたりの消費カロリー、水泳時間、水泳者の体重、また、一般的に知られている年齢・性別の補正係数などの情報から算出することができる。
水泳時間については制御・演算部６が水泳状態と判断している時間を記憶しておくことで得ることができる。また体重や年齢、性別、水泳の種目については事前に（例えばステップ２で）入力し、補正係数や単位時間あたりの消費カロリーを制御・演算部６のＲＯＭに記憶させておくことで消費カロリーの計算を行うことができる。
【００４２】
水泳者が泳いだ総距離と消費カロリーの計算の終了後、表示パネル３により計測、演算の結果を表示する（ステップ９）。図３で示すように、プールの片道を泳いだ回数を示す片道回数表示部１２で回数Ｎを表示し、水泳距離表示部１３で水泳者が泳いだ総水泳距離Ｌｔを表示し、消費カロリー表示部１４で消費カロリーを表示する。これにより、図４に示す動作は終了となる。
【００４３】
上述した図４のステップ４では、２つの閾値（第１と第２の閾値電圧）を上回る（または下回る）ポイントの間が、所定の時間未満である場合スクロール動作が行われたと判断するとしたが、出力電圧が１つの閾値を上回る（または下回る）ことでスクロール動作が行われたと判断してもよい。
【００４４】
また上述した条件式（１）〜（３）に用いるＴｍ１、Ｔｍ２、Ｔｍ３を、操作スイッチ５の操作により任意の値に設定可能としてもよい。これにより、ストローク動作の速度など、水泳者（使用者）の泳ぎ方に合わせて水泳量の計測を行うことが可能となる。
【００４５】
また、上述した本実施形態の水泳量計測装置１では、動作検出手段７として加速度センサを備える例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、角速度を検出する角速度センサを動作検出手段７として用いてよい。また、磁界が安定している野外などの環境であれば、磁気を検出する磁気センサを動作検出手段７として用い、磁気センサにより検出される磁界の変化から、水泳者の動作を検出してもよい。
【００４６】
本発明の水泳量計測装置は、動作検出手段より規則性のある信号が出力されている間を水泳状態と認識し、水泳状態が停止したときに水泳者がプールの片道を泳いだと判断する。これにより、周囲の環境によらず、片道を泳いだ回数を正確に計測し、水泳者が泳いだ総距離を演算することが可能となる。
【００４７】
また発明の水泳量計測装置は、水泳者の手首などに取り付けた状態で水泳量を計測することができるため、プールから出ることなく計測結果を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態の水泳量計測装置の構成を示す説明図である。
【図２】本実施形態の水泳量計測装置の外観を示す説明図である。
【図３】本実施形態の水泳量計測装置における表示パネルの構成を示す説明図である。
【図４】本実施形態の水泳量計測装置の動作例を示すフローチャートである。
【図５】水泳中の水泳者の腕の動作を示す説明図である。
【図６】本実施形態の動作検出手段から出力する信号例を示す説明図である。
【図７】本実施形態の動作検出手段から出力する信号例を示す説明図である。
【図８】従来の水泳量計測装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  水泳量計測装置
２  防水ケース
３  表示パネル
４  固定バンド
５  操作スイッチ
６  制御・演算部
７  動作検出手段
８  電気信号
１１  片道距離表示部
１２  片道回数表示部
１３  水泳距離表示部
１４  消費カロリー表示部
２１  腕部
【図１】
2010051333.tif 000003
【図２】
2010051333.tif 000004
【図３】
2010051333.tif 000005
【図４】
2010051333.tif 000006
【図５】
2010051333.tif 000007
【図６】
2010051333.tif 000008
【図７】
2010051333.tif 000009
【図８】
2010051333.tif 000010