(57)【要約】【課題】トレーナーや医者等の負担を軽減して、被計測者に種々な運動を行わせることが可能な運動支援装置を提供する。【解決手段】運動支援装置１は、被計測者から視認可能な位置に配置されるディスプレイ２１を備えており、そのディスプレイ２１には、被計測者が圧力分布センサ上で行う運動を誘導するためのアニメーションＡが表示される。また、ディスプレイ２１には、圧力分布センサにより検知された圧力分布データに基づいて生成された圧力分布映像Ｂが、アニメーションＡと共に表示される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測者から加えられる圧力をそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有する圧力分布センサと、
前記被計測者から視認可能な位置に配置される表示部と、
前記被計測者が前記圧力分布センサ上で行う運動を誘導するためのアニメーションを、前記表示部に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする、運動支援装置。
【請求項２】
前記表示制御手段は、前記アニメーションの表示速度を変更可能であることを特徴とする、請求項１に記載の運動支援装置。
【請求項３】
前記圧力分布センサにより検知された圧力分布データに基づいて、圧力分布映像を生成する映像生成手段をさらに備え、
前記表示制御手段は、前記映像生成手段によって生成された前記圧力分布映像を、前記アニメーションと共に前記表示部に表示させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の運動支援装置。
【請求項４】
前記アニメーションと前記圧力分布映像とを比較して評価する評価手段をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の運動支援装置。
【請求項５】
複数種類の前記アニメーションを記憶する第１記憶手段をさらに備え、
前記表示制御部は、前記第１記憶手段に記憶される複数種類のアニメーションの中から選択された所定のアニメーションを前記表示部に表示することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の運動支援装置。
【請求項６】
前記アニメーションは、圧力分布映像であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の運動支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加齢、病気及びケガなどにより運動能力が低下している患者に対して、運動能力を回復させる運動プログラムや運動能力を検査する運動プログラムを提供する運動支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
加齢、病気及びケガなどにより歩行に関する運動能力が低下している患者の運動能力を回復させるため、ロードセルを用いて患者が自身の立位状態における重心位置を確認しつつ、指示された重心位置と一致するように自身の重心位置を移動させる訓練を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０７−２７５３０７号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に開示される重心移動訓練装置では、被計測者は、体を前後左右に動かすことにより、表示装置に表示される目標イメージに、自身の重心位置を示すイメージを一致するように自身の重心位置を移動させる訓練を行う。しかしながら、この重心移動訓練装置では、被計測者に体を前後左右に動かす運動しか提供できない。また、被計測者に種々な運動を行わせるには、従来どおりトレーナーや医者等が被計測者に付き添って指示を出す必要がある。
【０００４】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、トレーナーや医者等の負担を軽減して、被計測者に種々な運動を行わせることが可能な運動支援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】
【０００５】
上記目的を達成するために、この発明の運動支援装置は、被計測者から加えられる圧力をそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有する圧力分布センサと、被計測者から視認可能な位置に配置される表示部と、被計測者が圧力分布センサ上で行う運動を誘導するためのアニメーションを、表示部に表示させる表示制御手段とを備えている。
【０００６】
この発明に係る運動支援装置では、表示部に被計測者が圧力分布センサ上で行う運動を誘導するためのアニメーションが表示されるので、被計測者は、表示部に表示されるアニメーションに追従するだけで、種々の運動を行うことができる。この際、被計測者が行う運動の指示は、表示部に表示されるアニメーションによってなされるので、被計測者は、トレーナーや医者等が付き添わなくても運動を行うことができる。
【０００７】
上記運動支援装置において、好ましくは、表示制御手段は、アニメーションの表示速度を変更可能である。このように構成すれば、被計測者の運動能力に応じてアニメーションの表示速度を変更することができるようになるので、運動能力が異なるあらゆる被計測者に対して、その被計測者の運動能力に適した表示速度のアニメーションを提供することができる。
【０００８】
上記運動支援装置において、好ましくは、圧力分布センサにより検知された圧力分布データに基づいて、圧力分布映像を生成する映像生成手段をさらに備え、表示制御手段は、映像生成手段によって生成された圧力分布映像を、アニメーションと共に表示部に表示させる。このように構成すれば、被計測者は、アニメーションと実測の圧力分布データに基づく圧力分布映像とを比較して視認することができる。これにより、被計測者は、当該圧力分布映像がアニメーションに近づくように運動を行うようになり、被計測者の運動能力の回復を促進することができる。
【０００９】
上記運動支援装置において、好ましくは、アニメーションと圧力分布映像とを比較して評価する評価手段をさらに備えている。このように構成すれば、被計測者は、評価手段による評価結果を参考にすることが可能となり、被計測者の運動能力の回復をさらに促進することができる。
【００１０】
上記運動支援装置において、好ましくは、複数種類のアニメーションを記憶する第１記憶手段をさらに備え、表示制御部は、第１記憶手段に記憶される複数種類のアニメーションの中から選択された所定のアニメーションを表示部に表示する。このように構成すれば、被計測者の運動能力を回復するために最適な運動のアニメーションや被計測者の運動能力を検査するために最適な運動のアニメーションを選択して表示することができる。
【００１１】
上記運動支援装置において、好ましくは、アニメーションは、圧力分布映像である。このように構成すれば、実測の圧力分布データに基づく圧力分布映像に即している圧力分布映像がアニメーションとして表示されるので、被計測者は、運動のイメージの把握が容易になる。
【発明の効果】
【００１２】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、被計測者は、表示部に表示されるアニメーションに追従するだけで、種々の運動を行うことができる。この際、被計測者が行う運動の指示は、表示部に表示されるアニメーションによってなされるので、被計測者は、トレーナーや医者等が付き添わなくても運動を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る運動支援装置の全体構成を示した外観図である。図２は、図１に示した運動支援装置のブロック図である。図３は、図１に示した運動支援装置のディスプレイの画像図である。まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態に運動支援装置１の構成について説明する。
【００１５】
本実施形態に係る運動支援装置１は、加齢、病気及びケガなどにより運動能力が低下している患者に対して、運動能力を回復させる運動プログラムや運動能力を検査する運動プログラムを提供する装置であって、図１に示すように、シート状の圧力分布センサ１１と、圧力分布センサ１１に接続された圧力検出部１２と、パーソナルコンピュータ（パソコン）２０と、圧力検出部１２とパソコン２０とを接続する接続ユニット４０とを備えている。接続ユニット４０は、インターフェースボックス４５及びインターフェースケーブル４６を含んでおり、その両端が圧力検出部１２及びパソコン２０に接続されている。
【００１６】
圧力分布センサ１１は、多数の感圧センサ１１ａが格子状に配置された圧力検知領域を有している。圧力分布センサ１１の厚さは、約０．１〜０．２ｍｍである。被計測者がその上に立つための十分な剛性を有する検出板は必要ではなく、被計測者の両足は圧力分布センサ１１上に載せることができる。また、圧力分布センサ１１は、シート単体での使用も可能であるが、シートの保護の観点から、ゴムシートを緩衝用に積層してもよい。また、床上へのセッティングを容易にする目的でセンサを保持するアルミなどの金属製や樹脂製の板の上に積層してもよい。
【００１７】
圧力検出部１２は、多数の感圧センサ１１ａのそれぞれに接続されており、各感圧センサ１１ａの状態を検出する。本実施形態においては、各感圧センサ１１ａの状態は、それらに加えられる圧力に対応した０〜２５５のデジタル出力値によって表される。圧力検出部１２は、このデジタル出力値をパソコン２０に対して出力する。
【００１８】
パソコン２０は、ディスプレイ２１と、キーボード２５と、マウス２６と、制御部３０（図２参照）とを有している。ディスプレイ２１は、圧力分布センサ１１上で運動する被計測者から視認可能な位置に配置される。また、制御部３０は、図２に示すように、ＲＯＭ３１と、ＣＰＵ３２と、ＲＡＭ３３と、ハードディスク３４と、入出力インターフェース３５とから構成されており、その間はバス３６によってデータ通信可能に接続されている。
【００１９】
ＲＯＭ３１は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどにより構成されている。また、ＲＡＭ３３は、ＳＲＡＭまたはＤＲＡＭなどにより構成されており、ＲＯＭ３１および後述するハードディスク３４に記憶されているプログラム等の読み出しに用いられると共に、そのプログラム等を実行する場合に、ＣＰＵ３２の作業領域として利用される。また、入出力インターフェース３５には、ディスプレイ２１と、キーボード２５と、マウス２６と、インターフェースボックス４５とが接続されている。
【００２０】
ＣＰＵ３２は、運動支援装置１の各部の動作を制御する信号を生成するために各種演算を実行する。本実施形態では、ＣＰＵ３２は、ＲＡＭ３３にロードされた後述する運動支援プログラムＰを実行する。ＣＰＵ３２が運動支援プログラムＰを実行することによって、図３に示すように、被計測者が圧力分布センサ１１上で行う運動を誘導するためのアニメーションＡが、ディスプレイ２１の左側に表示される。この図３に示したアニメーションＡは、「（ａ）両足立ち→（ｂ）右足つま先立ち→（ｃ）左足つま先立ち→（ｄ）右足かかと立ち→（ｅ）左足かかと立ち→（ｆ）両足つま先立ち」の運動を誘導するアニメーションである。この図３では、「（ａ）両足立ち〜（ｆ）両足つま先立ち」の一連のアニメーションＡを、６つの代表的な画像（ａ）〜（ｆ）で現したが、実際には「（ａ）両足立ち〜（ｆ）両足つま先立ち」が滑らかに遷移する様子がディスプレイ２１に表示される。ここでは、「（ａ）両足立ち→（ｂ）右足つま先立ち→（ｃ）左足つま先立ち→（ｄ）右足かかと立ち→（ｅ）左足かかと立ち→（ｆ）両足つま先立ち」の運動パターンに係るアニメーションＡが選択されているが、被計測者や医者等は、キーボード２５やマウス２６の外部入力装置により他の運動パターンが選択可能であって、ＣＰＵ３２は、選択された所定のアニメーションをディスプレイ２１に表示する。上記したアニメーションＡは、実測の圧力分布データに基づく圧力分布映像に即している足型をイメージさせる圧力分布映像である。
【００２１】
なお、上記したアニメーションＡの表示速度は、キーボード２５やマウス２６の外部入力装置により変更可能である。従って、運動能力が高い被計測者に対して、アニメーションの表示速度を速くしたり、運動能力が低い被計測者に対して、アニメーションの表示速度を遅くしたりする、といった使用方法が可能となる。
【００２２】
また、本実施形態では、ＣＰＵ３２により運動支援プログラムＰが実行された場合には、ＣＰＵ３２は、圧力分布センサ１１により検知された圧力分布データに基づいて、当該圧力分布データに応じた映像信号を生成し、その映像信号に係る圧力分布映像Ｂをディスプレイ２１の右側に出力する（図３参照）。これにより、ディスプレイ２１にアニメーションＡと圧力分布映像Ｂとが並んで表示される。
【００２３】
また、本実施形態では、ＣＰＵ３２により運動支援プログラムＰが実行された場合には、ディスプレイ２１に表示されるアニメーションＡと圧力分布映像Ｂとを比較して評価し、両画像が類似する度合いに応じた点数が算出される。
【００２４】
ハードディスク３４には、オペレーティングシステム、運動支援プログラムＰ、及び、このプログラムの実行に必要な種々のデータが格納されている。運動支援プログラムＰは、圧力分布センサ１１上で運動する被計測者に対して、当該運動を誘導するためのアニメーションＡ、及び、その圧力分布センサ１１により検知される圧力分布データに基づいて生成された圧力分布映像Ｂをディスプレイ２１に表示するプログラムである。ハードディスク３４には、この運動支援プログラムＰの実行に必要な複数種類のアニメーション、及び、圧力検出部１２から接続ユニット４０を介してパソコン２０に送信された圧力分布データが記憶されている。この圧力分布データは、圧力分布センサ１１の格子状に配置された多数の感圧センサ１１ａ毎に、計測時間内におけるサンプル時間おきのデータとしてハードディスク３４に記憶されている。つまり、各サンプル時間に対応する１つの検知時刻における多数の感圧センサ１１ａの圧力分布データが、検知時刻の数だけ記憶されている。従って、この圧力分布データに基づいて、各感圧センサ１１ａで検知される圧力の時間的な変化を把握することができる。また、圧力分布センサ１１で検出される圧力分布の時間的な変化を検知することができる。
【００２５】
なお、上記した運動支援プログラムＰは、ディスプレイ２１に表示されるアニメーションＡと圧力分布映像Ｂとを比較して評価し、両画像が類似する度合いに応じた点数を算出する機能も有している。
【００２６】
図４は、図１に示した運動支援装置の動作を示したフローチャートである。次に、図４を参照して、本実施形態の運動支援装置１の動作について説明する。
【００２７】
運動支援プログラムＰを起動すると、ディスプレイ２１に運動パターンを選択する画面が表示されるので、被計測者や医者等は、キーボード２５やマウス２６を用いて、被計測者の運動能力を回復するために最適な運動パターンを選択する（ステップＳ１）。運動パターンを選択すると、ディスプレイ２１にアニメーションＡの表示速度を選択する画面が表示されるので、被計測者や医者等は、キーボード２５やマウス２６を用いて、被計測者の年齢や運動能力などを考慮して、アニメーションＡの表示速度を選択する（ステップＳ２）。アニメーションＡの表示速度が選択されると、ステップＳ１において選択した運動パターンに係るアニメーションＡが、ステップＳ２において選択した表示速度でディスプレイ２１に表示される（ステップＳ３）。このとき、圧力分布センサ１１により検知される圧力分布データに基づいて生成された圧力分布映像Ｂも表示される（ステップＳ３）。アニメーションＡが終了して、被計測者が行う運動が終了すると、当該被計測者が行った運動に係る圧力分布映像ＢとアニメーションＡとを比較した評価結果がディスプレイ２１に出力される（ステップＳ４）。
【００２８】
本実施形態では、上記のように、被計測者が圧力分布センサ１１上で行う運動を誘導するためのアニメーションがディスプレイ２１に表示されるので、被計測者は、ディスプレイ２１に表示されるアニメーションＡに追従するだけで、種々の運度（例えば、「両足立ち→右足つま先立ち→左足つま先立ち→右足かかと立ち→左足かかと立ち→両足つま先立ち」）を行うことができる。この際、被計測者が行う運動の指示は、ディスプレイ２１に表示されるアニメーションＡによってなされるので、被計測者は、トレーナーや医者等が付き添わなくても、運動を行うことができる。
【００２９】
また、本実施形態では、アニメーションＡの表示速度を変更可能であるから、被計測者の運動能力に応じてアニメーションＡの表示速度を変更することができるようになる。これにより、運動能力が異なるあらゆる被計測者に対して、その被計測者の運動能力に適した表示速度のアニメーションＡを提供することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、圧力分布センサ１１により検知された圧力分布データに基づいて生成された圧力分布映像を、アニメーションＡと共にディスプレイ２１に表示させることにより、被計測者は、アニメーションＡと、実測の圧力分布データに基づく圧力分布映像Ｂとを比較して視認することができる。これにより、被計測者は、圧力分布映像ＢがアニメーションＡに近づくように運動を行うようになり、被計測者の運動能力の回復を促進することができる。
【００３１】
また、本実施形態では、アニメーションＡと圧力分布映像Ｂとを比較した評価結果を参考にすることが可能となるので、被計測者の運動能力の回復をさらに促進することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、ハードディスク３４に複数種類のアニメーションを記憶しておくことにより、被計測者の運動能力を回復するために最適な運動のアニメーションや被計測者の運動能力を検査するために最適な運動のアニメーションを選択して表示することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、アニメーションＡを、実測の圧力分布データに基づく圧力分布映像に即している圧力分布映像にすることにより、被計測者は、運動のイメージの把握が容易になる。
【００３４】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３５】
例えば、上記実施形態では、被計測者の運動を誘導するアニメーションと実測の圧力分布映像とをディスプレイに並べて表示する例について説明したが、本発明はこれに限らず、図５に示すように、被計測者の運動を誘導するアニメーションＣのみをディスプレイ２１に表示しても良い。
【００３６】
また、上記実施形態では、被計測者の運動を誘導するアニメーションと実測の圧力分布映像とを１つのディスプレイに並べて表示する例について説明したが、本発明はこれに限らず、当該アニメーションと当該圧力分布映像とを別個の表示部に表示しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明を利用すれば、トレーナーや医者等の負担を軽減して、被計測者に種々な運動を行わせることが可能な運動支援装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る運動支援装置の全体構成を示した外観図である。
【図２】図１に示した運動支援装置のブロック図である。
【図３】図１に示した運動支援装置のディスプレイの画像図である。
【図４】図１に示した運動支援装置の動作を示したフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態の変形例に係る運動支援装置のディスプレイの画像図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  運動支援装置
１１  圧力分布センサ
２１  ディスプレイ（表示部）
３０  制御部（表示制御手段，映像生成手段，評価手段）
３４  ハードディスク（第１記憶手段）
Ａ，Ｃ  アニメーション
Ｂ  圧力分布映像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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