(57)【要約】  本発明では、予め設定した単位時間内のユーザの歩数を計数し、計数した歩数を用いて、その単位時間内における平均の歩幅を算出する。算出した平均の歩幅、及び計数した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算し、その計算結果から、単位時間におけるユーザの運動強度を算出する。
2008081553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが携帯することを想定した携帯機器において、
単位時間内のユーザの歩数を計数する歩数計数手段と、
前記歩数計数手段が計数した歩数を用いて、前記単位時間内における平均の歩幅を算出する歩幅算出手段と、
前記歩幅算出手段が算出した平均の歩幅、及び前記歩数計数手段が計数した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算し、計算した歩行速度から、前記単位時間におけるユーザの運動強度を算出する運動強度算出手段と、
を具備することを特徴とする携帯機器。
【請求項２】
前記歩幅算出手段は、前記歩数計数手段が計数した歩数を用いて、基準の歩幅を補正することにより、前記平均の歩幅を算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の携帯機器。
【請求項３】
前記運動強度算出手段が算出した運動強度を用いて、前記単位時間におけるユーザの運動量、及び消費カロリーのうちの少なくとも一方を運動結果として算出する運動結果算出手段、
を更に具備することを特徴とする請求項１記載の携帯機器。
【請求項４】
前記運動結果算出手段は、前記単位時間単位で算出した前記運動結果の積算を併せて行う、
ことを特徴とする請求項３記載の携帯機器。
【請求項５】
前記運動結果算出手段は、前記運動強度算出手段が算出した前記運動強度が予め設定の閾値以上となった単位時間を対象に、前記運動結果の積算を行う、
ことを特徴とする請求項４記載の携帯機器。
【請求項６】
前記閾値は、ユーザが入力する個人データに応じて変更する、
ことを特徴とする請求項５記載の携帯機器。
【請求項７】
前記運動結果算出手段は、前記歩数計数手段が計数した歩数からユーザが歩行を行っているか否か前記単位時間毎に判定し、歩行を行っていないと判定した単位時間が所定数以上継続した場合に、歩行再開から所定の時間が経過するまでは、当該所定時間所定算出された運動結果は前記運動結果積算の対象から除外する、
ことを特徴とする請求項４記載の携帯機器。
【請求項８】
前記携帯機器は、携帯電話機である、
ことを特徴とする請求項１記載の携帯機器。
【請求項９】
単位時間内のユーザの運動強度を算出するための方法であって、
前記単位時間内のユーザの歩数を計数するステップと、
該計数した歩数を用いて、ユーザの基準とすべき歩幅を補正するための歩幅係数を決定し、該基準とすべき歩幅に該決定した歩幅係数を乗算することにより、該基準とすべき歩幅を補正した補正歩幅を算出するステップと、
該算出した補正歩幅、及び前記計数した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算するステップと、
該計算した歩行速度から、前記単位時間におけるユーザの運動強度を算出するステップと、
を備えることを特徴とする運動強度算出方法。
【請求項１０】
前記算出した運動強度を用いて、前記単位時間におけるユーザの運動量、及び消費カロリーのうちの少なくとも一方を運動結果として併せて算出するステップ、
を更に備えたことを特徴とする請求項９記載の運動強度算出方法。
【請求項１１】
前記単位時間単位で算出した前記運動結果の積算を併せて行う、
ことを特徴とする請求項１０記載の運動強度算出方法。
【請求項１２】
コンピュータに、
単位時間毎に計数されるユーザの歩数を取得する歩数取得機能と、
前記歩数取得機能により取得した歩数を用いて、前記単位時間内における平均の歩幅を算出する歩幅算出機能と、
前記歩幅算出機能により算出した平均の歩幅、及び前記歩数取得機能により取得した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算し、該計算した歩行速度から、前記単位時間におけるユーザの運動強度を算出する運動強度算出機能と、
を実現させるためのプログラム。
【請求項１３】
歩行時の歩幅を補正する歩幅補正方法であって、
単位時間における歩数を計数するステップと、
計数された歩数に基づいて、歩幅補正係数を得るステップと、
基準歩幅に対して前記歩幅補正係数を乗算し、歩幅を補正するステップと、
を備えることを特徴とする歩幅補正方法。
【請求項１４】
前記歩幅補正方法において、
前記基準歩幅の入力を受け付けるステップをさらに備え、
前記入力された基準歩幅と前記歩幅補正係数とが乗算されることを特徴とする、請求項１３に記載の歩幅補正方法。
【請求項１５】
前記歩幅補正方法において、
歩数と歩幅補正係数との対応関係が予め登録されており、
前記歩幅補正係数を得るステップでは、前記登録された対応関係を、計数された歩数に基づいて検索し、前記計数された歩数に対応する歩幅補正係数を得ることを特徴とする、請求項１３に記載の歩幅補正方法。
【請求項１６】
単位時間内のユーザの運動強度を算出するための方法であって、
単位時間における歩数を計数するステップと、
計数された歩数に基づいて、歩幅補正係数を得るステップと、
基準歩幅に対して前記歩幅補正係数を乗算し、該基準歩幅を補正した補正歩幅を算出するステップと、
前記計数された歩数、及び前記補正歩幅を用いて、前記単位時間の運動強度を算出するステップと、
を備えることを特徴とする運動強度算出方法。
【請求項１７】
ユーザによる運動強度を算出する情報機器であって、
単位時間内のユーザの歩数を計数する計数手段と、
歩数と、基準歩幅を補正する歩幅補正値とを対応づけて記憶する第一の記憶部と、
前記計数手段により計数された歩数に基づいて、前記計数された歩数に対応する歩幅補正値を前記第一の記憶部から取得して、予め設定された基準歩幅を補正した補正歩幅を算出する歩幅算出手段と、
前記計数された歩数と、前記補正歩幅とに基づいて、単位時間内におけるユーザの運動強度を算出する運動強度算出手段と、を備えることを特徴とする情報機器。
【請求項１８】
前記情報機器はさらに、
単位時間内の歩行距離に関連する情報と、運動強度とを対応づけて記憶する第二の記憶部を備え、
前記運動強度算出部は、前記計数された歩数と前記補正歩幅とに基づいて単位時間内の歩行距離に関連する情報を求め、求められた歩行距離に関連する情報に基づいて前記第二の記憶部から対応する運動強度を取得することを特徴とする、請求項１７に記載の情報機器。
【請求項１９】
前記情報機器はさらに、
前記算出された運動強度に基づいて、単位時間内における消費カロリーを算出する消費カロリー算出部を備えることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の情報機器。
【請求項２０】
前記情報機器において、
前記歩行距離に関連する情報は歩行速度であり、
前記運動強度算出部は、前記計数された歩数と前記補正歩幅とに基づいて単位時間内の歩行速度を算出することを特徴とする、請求項１８に記載に情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単位時間のユーザの歩数からその単位時間における運動強度を算出するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、身体を動かす作業が極端に減少している。交通機関の発達により、移動のために歩行する時間も少なくなっている。その一方では、摂取カロリーは増大する傾向にある。このようなことから現在では、健康維持に必要とされる運動所要量を満たす日常生活をおくることが益々困難になってきている。【０００３】
上記運動所要量の代表としては、一日当たりの歩数が挙げられる。小型、安価、高信頼性の加速度センサが得られるようになったこともあり、様々な歩数計が販売されている。そのような歩数計は、運動不足の解消のための用途の他に、病気のリハビリテーションに用いられる。現在では、歩数の他に、以下のような情報を提供する装置が創案されている。【０００４】
特許文献１には、運動強度を算出する装置が記載されている。その従来の装置では、歩幅に走行ピッチを乗算して走行距離を求め、その走行距離に体重を乗算して単位時間当たりの運動強度を算出している。【０００５】
特許文献２には、ユーザの歩幅を補正する装置が記載されている。この従来の装置では、歩行時におけるストライド時間を計時することにより、歩数、平均のストライド時間、及び合計距離を用いて、１歩毎の歩幅を算出している。【０００６】
特許文献３には、ユーザの歩幅を補正し、歩行関連情報として消費カロリーを算出する装置が記載されている。この従来の装置では、下記式を用いて被験者の歩幅を補正している。下記式中のａ、ｂは共に係数である。【０００７】
歩幅＝ａ×身長×歩行ピッチ＋ｂ
上式は、定性的に、身長が高くなるほど、また、ピッチが速くなるほど歩幅が大きくなることを示している。消費カロリーは、ユーザの体重、歩幅、及び歩行ピッチを用いて算出している。それにより、算出される消費カロリーは、歩行距離と体重に比例するものとなっている。【０００８】
消費カロリーは、歩行距離、及び体重にそれぞれ依存するが、歩行距離に比例するとは限らない。なぜなら、激しい運動をするほど、単位時間当たりの消費カロリーは大きくなる傾向があるからである。このため、算出される消費カロリーの精度は低いものとなっている。同様の理由から、上記運動強度も精度は低いものとなっている。【０００９】
消費カロリーは運動強度に依存し、運動をしていないと見なされる活動状態でもカロリーは消費される。このことから最近では、推奨する運動強度を提示することが行われるようになってきている。その運動強度としては、METｓを単位とするものが使われることが増えている。そのようなこともあり、推奨される運動強度の運動をユーザが行っているか否か確認できるようにすることが重要と考えられる。【００１０】
上記ＭＥＴとは、身体活動におけるエネルギー消費量を座位安静時代謝量（酸素摂取量で約３．５ｍｌ／ｋｇ／分に相当）で除したものである。運動量を示す単位であるMETｓ・時は、MET値に運動時間を掛けたものである。酸素１リットルの消費を５．０ｋｃａｌのエネルギー消費と換算すると、１．０METｓ・時は体重７０ｋｇの人の場合は７４ｋｃａｌ、６０ｋｇの人の場合は６３ｋｃａｌとなる。このように標準的な体格の人では、１．０METｓ・時は体重とほほ同じエネルギー消費量となる。このため、METｓ・時は身体活動量を低量化する場合に頻繁に使われている。
【特許文献１】ＷＯ９７／３７５８８  「運動処方支援装置」
【特許文献２】特開２００１−１７００２９号公報  「運動状態測定装置および運動状態測定方法」
【特許文献３】特開２００２−３１２７５４号公報  「歩数計」
【発明の開示】
【００１１】
本発明は、推奨される運動強度の歩行を行っているか否かを容易に確認可能な携帯機器を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様の携帯機器は、ユーザが携帯することを想定したものであり、予め設定した単位時間内のユーザの歩数を計数する歩数計数手段と、歩数計数手段が計数した歩数を用いて、単位時間内における平均の歩幅を算出する歩幅算出手段と、歩幅算出手段が算出した平均の歩幅、及び歩数計数手段が計数した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算し、該計算した歩行速度から、単位時間におけるユーザの運動強度を算出する運動強度算出手段と、を具備する。
【００１２】
本発明の第２の態様の携帯機器は、上記第１の態様における構成に加え、運動強度算出手段が算出した運動強度を用いて、単位時間におけるユーザの運動量、及び消費カロリーのうちの少なくとも一方を運動結果として算出する運動結果算出手段、を更に具備する。
【００１３】
本発明の運動強度算出方法は、予め設定した単位時間内のユーザの歩行に相当する運動強度を算出するための方法であって、単位時間内のユーザの歩数を計数し、該計数した歩数を用いて、ユーザの基準とすべき歩幅を補正するための歩幅係数を決定し、該基準とすべき歩幅に、該決定した歩幅係数を乗算することにより、該基準とすべき歩幅を補正した補正歩幅を算出し、該算出した補正歩幅、前記計数した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算し、該計算した歩行速度から、前記単位時間におけるユーザの運動強度を算出する。
【００１４】
本発明のプログラムは、ユーザが携帯することを想定した携帯機器に搭載可能なコンピュータに、予め設定した単位時間毎に計数されるユーザの歩数を取得する歩数取得機能と、歩数取得機能により取得した歩数を用いて、単位時間内における平均の歩幅を算出する歩幅算出機能と、歩幅算出機能により算出した平均の歩幅、及び歩数取得機能により取得した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算し、該計算した歩行速度から、単位時間におけるユーザの運動強度を算出する運動強度算出機能と、を実現させる。
【００１５】
本発明では、単位時間内のユーザの歩数を計数し、該計数した歩数を用いて、ユーザの基準とすべき歩幅を補正し、例えばその基準とすべき歩幅を補正するための歩幅係数を決定し、該基準とすべき歩幅に、該決定した歩幅係数を乗算することにより、該基準とすべき歩幅を補正した補正歩幅を算出し、該算出した補正歩幅、計数した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算し、該計算した歩行速度から、単位時間におけるユーザの運動強度を算出する。
【００１６】
歩行では、より速く歩行するほど、身体にとっての負荷が増大する。そのため、歩行強度から、運動の負荷の大きさが反映された運動強度を算出することができる。それにより、ユーザは自身の歩行の運動強度をより適切に把握することができる。その運動強度を用いて消費カロリー、或いは運動量等の別の情報を得るようにした場合には、より様々な角度で歩行による運動を評価できるようになる。歩数により歩幅を補正するようにした場合には、より正確に運動強度を算出できるようになる。単位時間の歩数から歩幅補正を行うようにした場合には、計算量を抑えつつ、より正確に運動強度を算出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態による携帯機器の機能構成を示す図である。
【図２】歩幅係数算出テーブルの内容例を示す図である。
【図３】運動強度算出テーブルの内容例を示す図である。
【図４】歩行中断時間によって積算の対象となる単位時間を説明する図である。
【図５】５分間の間に実際に行われた歩行の内容例を示す図である。
【図６】歩行処理のフローチャートである。
【図７】歩行距離算出処理のフローチャートである。
【図８】消費カロリー算出処理のフローチャートである。
【図９】本実施形態による携帯機器である携帯電話機のハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態による携帯機器の機能構成を示す図である。図１に示すように、その携帯機器１は、データ格納部３、データ格納・取得処理部４、歩数検出部５、歩幅補正処理部６、歩行距離算出処理部７、運動強度算出部８、及び消費カロリー算出部９を備えた機能構成となっている。【００１９】
上記データ格納部３は、不揮発性のものである。データ格納・取得処理部４は、そのデータ格納部３と各部６〜９、及び１１との間でデータの授受を行う。
歩数検出部５は、例えば２軸以上の加速度を検出可能な加速度センサ、そのセンサからの信号をＡＤ変換するＡＤ変換器（ＡＤＣ）、及びデジタル化された信号から歩行を判定し歩数を計数する処理部を備えたものである。歩数の計数は、予め設定された単位時間毎に行い、歩幅補正処理部６に出力する。本実施形態では、単位時間は１分間としている。【００２０】
歩幅補正処理部６は、歩数検出部５から入力した歩数により、基準となる歩幅（基準歩幅）の補正を行い、その歩数の歩行を行った際のユーザの平均の歩幅（平均歩幅）を補正値として算出する。その平均歩幅の算出は、図２に示す歩幅係数算出テーブルを用いて行う。歩幅係数算出テーブルは、歩数と歩幅係数の関係を定義したものである。図２に示された歩数が各歩幅係数に対応する上限値を示すものとした場合、歩数が６８以下の場合には歩幅係数１．００、歩数が６９乃至８０の場合には歩幅係数１．０２が対応する。そこで、歩幅歩数処理部６は、検出された歩数に対応する歩幅係数を歩幅係数算出テーブルから求める。それにより、平均歩幅をＷ’、基準歩幅をＷ、歩幅係数算出テーブルから求めた歩幅係数をＷｃと表記すると、平均歩幅Ｗ’は以下のようにして算出する。【００２１】
Ｗ’[cm]＝Ｗ[cm]×Ｗｃ  ・・・（１）
なお、歩幅係数Ｗｃは、図２に示された歩数と歩数係数とに基づいて、実際の歩数に対応させて補間により求めたものを計算に用いてもよい。また、基準歩幅はユーザに入力させるようになっている。基準歩幅は、例えば通常歩行時の歩幅とする。ユーザが入力した基準歩幅は、データ格納部３に格納されている。【００２２】
上述したようにして本実施形態では、単位時間の歩数から平均歩幅を求めるようにしている。これは、特許文献１〜３にそれぞれ記載された従来の装置のように１歩毎に時間の計時、或いは歩幅の計算を行う場合と比較して、計算量（負荷）をより抑えつつ、計算する歩幅の精度を維持させるためである。計算量をより抑えることにより、消費電力もより抑えられるようになる。【００２３】
歩行距離算出処理部７は、平均歩幅Ｗ‘と歩数を歩幅補正処理部６から受け取り、単位時間（ここでは１分間）の歩行距離を算出する。歩行距離の計算は、歩数をＮと表記すると、以下の式により行う。【００２４】
歩行距離[cm]＝Ｎ×Ｗ’[cm]   ・・・（２）
また、予め設定された時間範囲での全歩行距離を算出するために、計算により得られた歩行距離の積算を行う。歩行距離の積算は、それまでに得られた全歩行距離に、今回の単位時間の歩行距離を加算することで行われる。全歩行距離は、データ格納部３に格納される。上記時間範囲は、例えば１日であり、全歩行距離は１日単位で積算される。なお、時間範囲は例えば一週間とすることもできる。【００２５】
単位時間の歩行距離は、単位時間の歩行速度に相当する。運動強度算出部８は、歩行距離算出処理部７から平均歩幅Ｗ’、及び歩数Ｎを受け取り、以下の式により単位時間の歩行速度を算出する。【００２６】
歩行速度[m/min]＝Ｎ×Ｗ’[cm] ÷100  ・・・（３）
歩行速度を算出した後は、図３に示す運動強度算出テーブルを参照して、その歩行速度に対応する運動強度（METｓ）を決定する。運動強度算出テーブルは、歩行速度とそれに対応する運動強度の関係を定義したものであり、運動強度に対する歩行速度の上限値が設定されている。運動強度の決定は、運動強度算出テーブル中の歩行速度のなかで、算出された歩行速度に最も近いものを特定し、特定した歩行速度で定義されている運動強度を抽出することで行う。そのようにして決定した運動強度はデータ格納部３に保存されると共に、消費カロリー算出部９に出力される。【００２７】
消費カロリー算出部９は、運動強度算出部８から入力した運動強度を用いて、単位時間の消費カロリーを以下のようにして算出する。上記時間範囲での全消費カロリーを算出するために、計算により得られた消費カロリーの積算を行う。消費カロリーの積算は、それまでに得られた全消費カロリーに、今回の単位時間の消費カロリーを加算することで行われる。全消費カロリー（データ）は、データ格納部３に格納される。【００２８】
消費カロリー[kcal]＝運動強度[METs]×Ｏ×体重[kg]×Ｃ×Ｔ  ・・・（４）
ここで、Ｏ：安静時の酸素使用量（固定値：例えば、３．５[ml/(kg・min)]）、
Ｃ：酸素１[ml]消費時の熱量（固定値：例えば、０．００５[kcal/ml]）、
Ｔ：歩行時間（ここでは単位時間である１分間に相当する値）、
である。体重は、基準歩幅Ｗと同様に、ユーザが入力したデータであり、データ格納部３に格納されている。【００２９】
消費カロリー算出部９は、消費カロリーの他に、運動量を算出する。その運動量は、以下の式により行われる。
運動量[METs・時]＝運動強度[METs]／６０    ・・・（５）
ある時間範囲の全運動量を算出するために、計算により得られた運動量の積算を行う。運動量の積算は、それまでに得られた全運動量に、今回の単位時間の運動量を加算することで行われる。全運動量は、データ格納部３に格納されている。以降、時間範囲は１日と想定して説明する。【００３０】
上記各部６〜９による計算結果は、データ格納・取得処理部４を介してデータ格納部３に格納される。通知処理部１１は、例えばユーザの指示に応答し、データ格納・取得処理部４を介してデータ格納部３から必要な計算結果を取得し通知するための処理を行う。その通知は、不図示の表示装置を用いて行う。【００３１】
消費カロリー算出部９における上記消費カロリー、及び運動量の積算は以下のロジックに従って行う。
１．４分以上の歩行中断の後に歩行が開始された場合、最初の１分間の歩行分に対応する消費カロリー、運動量は積算しない（１分未満の歩行運動では酸素摂取量の変化が過渡状態にあるため）。
２．運動強度が予め設定の閾値以上でなければ、消費カロリー、運動量は積算しない（一定以上の運動強度であった場合に、有効な運動を行っていると見なす）。
３．歩行開始から最初の1分間の歩行は、通常の歩行によるカロリー、運動量として積算しない（理由：1分未満の歩行運動では、酸素摂取量の変化が過渡状態（全変化量の約30〜40%）にあるため）。
４． 1分以上の歩行実施後の4分間以内の歩行中断の間も含め、歩行をしていない時は、カロリー、運動量として積算しない。
５．「1分以上の歩行実施後の4分間以内の歩行中断」後、歩行時間が1分以上の場合、通常歩行によるカロリー、運動量として積算する。
６．歩行中断の判断基準は、「1分間の歩数が0歩であるか否か」とする。【００３２】
図４は、消費カロリーなどの積算の対象となる時間を説明する図である。縦軸の歩行フラグは、有効な運動と云える歩行を行ったか否かを示すものであり、Ｈは有効な運動と云える歩行を行ったことを示し、Ｌはそのような歩行を行っていないことを示している。有効な運動といえる歩行を行ったか否かは、例えば上記の運動強度に基づいて判断される。ロジック１により、歩行中断後の１単位時間に相当する期間は積算対象とはされず、１単位時間経過後の、図４に網掛けして示す時間のみ消費カロリーなどの積算の対象とされる。それにより、歩行状況に応じて、有効な運動と云える歩行が行われた時間のみ積算の対象としている。これはロジック２でも同様である。本実施形態では、ユーザに応じて適切な閾値を設定するために、年齢を入力させるようにしている。入力された年齢はデータ格納部３に格納される。【００３３】
図５は、５分間の間に実際に行われた歩行の内容例を示す図である。ここで図５に示す内容で歩行を行った場合に、歩幅補正処理部６、歩行距離算出処理部７、運動強度算出部８、及び消費カロリー算出部９によってそれぞれ得られる計算結果について具体的に説明する。なお、図５の例では、上記ロジック１およびロジック２の条件は満たしているものとする。その計算結果は、ユーザの基準歩幅Ｗを５０[cm]、体重を６０[kg]と想定したものである。図５に示すように、「０〜１[min]」、「１〜２[min]」、「２〜３[min]」、「３〜４[min]」、「４〜５[min]」の単位時間ごとのユーザ（歩行者）の歩数はそれぞれ、７０歩、１００歩、１３０歩、７０歩、１４０歩である。【００３４】
歩幅補正処理部６において、歩幅計数の補間を行わず、図２に示すテーブルの最も近い歩数に対応する歩幅係数を計算に用いたとすると、基準歩幅の補正結果である単位時間ごとの平均歩幅は下記のようになる。【００３５】
０〜１[min]：５０[cm]×１．００＝５０．０[cm]
１〜２[min]：５０[cm]×１．０９＝５４．５[cm]
２〜３[min]：５０[cm]×１．４６＝７３．０[cm]
３〜４[min]：５０[cm]×１．００＝５０．０[cm]
４〜５[min]：５０[cm]×１．５１＝７５．５[cm]
運動強度算出部８において、歩幅補正処理部６が出力する平均歩幅を用いて単位時間ごとの１分間の平均速度（歩行速度、単位[m/min]）を算出すると、以下のようになる。【００３６】
０〜１[min]：７０[歩]×５０．０[cm]÷１００＝３５．０[m/min]
１〜２[min]：１００[歩]×５４．５[cm] ÷１００＝５４．５[m/min]
２〜３[min]：１３０[歩]×７３．０[cm] ÷１００＝９４．９[m/min]
３〜４[min]：７０[歩]×５０．０[cm] ÷１００＝３５．０[m/min]
４〜５[min]：１４０[歩]×７５．５[cm] ÷１００＝１０５．７[m/min]
運動強度算出部８において、上記１分間の歩行速度[m/min]を基に運動強度[METs]を算出すると、以下のようになる。【００３７】
０〜１[min]：２．２[METs]
１〜２[min]：２．４[METs]
２〜３[min]：３．７[METs]
３〜４[min]：２．２[METs]
４〜５[min]：５．２[METs]
消費カロリー算出部９において、１分間の消費カロリー[kcal]を算出すると、以下のようになる。
０〜１[min]：２．２[METs]×３．５[ml/(kg・min)]×６０[kg]×０．００５[kcal/ml]×１[min]＝２．３１０[kcal]
１〜２[min]：２．４[METs] ×３．５[ml/(kg・min)]×６０[kg]×０．００５[kcal/ml]×１[min]＝２．５２０[kcal]
２〜３[min]：３．７[METs] ×３．５[ml/(kg・min)]×６０[kg]×０．００５[kcal/ml]×１[min]＝３．８８５[kcal]
３〜４[min]：２．２[METs] ×３．５[ml/(kg・min)]×６０[kg]×０．００５[kcal/ml]×１[min]＝２．３１０[kcal]
４〜５[min]：５．２[METs] ×３．５[ml/(kg・min)]×６０[kg]×０．００５[kcal/ml]×１[min]＝５．４６０[kcal]【００３８】
また、消費カロリー算出部９において、０〜５[min]の５分間の消費カロリー[kcal]を積算すると、１６．４８５[kcal]となる。なお、歩幅補正を行なわずに、消費カロリーを積算すると、１３．４４０[kcal]となる。歩幅補正を行わない結果、２０％程度少な目の値が算出されることから、歩幅補正が最終的な算出結果に大きな影響を与えることが分かる。【００３９】
本実施形態による携帯機器１は、図１に示す各部３〜９、及び１０を携帯電話機に搭載した例を想定している。携帯電話機に本実施形態による構成を適用したのは、携帯電話機は常にユーザに携帯されることが多いためである。そのような携帯電話機に本実施形態を適用することにより、歩行（ここでは走行を含む）による運動の結果をユーザは随時、必要に応じて確認することができる。ユーザが常に携帯電話機を携帯することにより、一日当たりの消費カロリー、或いは運動量も正確に計算できることとなる。なお、携帯機器１は、携帯電話機以外のものであっても良い。具体的には、歩数を計数して運動強度（更には運動量、或いは消費カロリー）を計算する専用の装置として実現しても良い。プレーヤ、カメラ、或いはゲーム機等であっても良い。【００４０】
図９は、本実施形態による携帯機器である携帯電話機のハードウェア構成を示す図である。便宜的に、図９には図１に示す機能構成に対応する部分のみを抜粋して示している。
図９に示すように携帯電話機は、加速度センサ３１、ＡＤＣ３２、ＣＰＵ３３、Ｓａｂ−ＬＣＤ３４、Ｍａｉｎ−ＬＣＤ３５、不揮発メモリ３６、及び操作部３７を備えた構成である。【００４１】
加速度センサ３１は、少なくとも２軸以上の加速度を検出できるものである。軸毎に、その軸で検出された加速度を表す信号を出力する。ＡＤＣ３２は、軸毎に、加速度センサ３１からの信号のＡＤ変換を行い、デジタル化した信号をＣＰＵ３３に出力する。【００４２】
不揮発性メモリ３６は例えばフラッシュメモリであり、そのメモリ３６には、ＣＰＵ３３が実行する各種プログラムが格納されている。図１に示す各部４、６〜９及び１１の機能は、それらを実現させるための機能が搭載されたプログラムを実行することで実現される。以降、そのプログラムについては「歩行運動用プログラム」と呼ぶことにする。ＡＤＣ３２からの信号を解析し、歩行を検出して歩数を計数する機能は別のプログラムに格納されている。そのプログラムは以降「歩行検出用プログラム」と呼ぶことにする。ＣＰＵ３３は、歩行検出用プログラムはＡＤＣ３２のサンプリング間隔で実行し、歩行運動用プログラムは単位時間間隔で実行する。歩数の検出は、ＡＤＣ３２に処理機能を有する処理装置（安価なＣＰＵ、或いはＤＳＰなど）を接続し、その処理装置に行わせても良い。【００４３】
Ｓａｂ−ＬＣＤ３４、及びＭａｉｎ−ＬＣＤ３５は、計算結果の通知に用いられる。その通知に用いるものは、例えば携帯電話機の状態に応じて選択される。操作部３７は、複数のキーやそれらのキーへの操作を検出する検出回路を備えたものである。その検出回路が操作を検出したキー、その操作内容がＣＰＵ３３に通知される。基準歩幅、体重、及び年齢の入力は、操作部３７を介して行われる。その入力が行われていない場合には、予め携帯電話機に設定されているデフォルト値が採用される。【００４４】
図１のデータ格納部３は、図９における不揮発メモリ３６に対応する。各部４、６〜９の機能は、ＣＰＵ３３及び不揮発メモリ３６によって実現される。通知処理部１１は、ＣＰＵ３、不揮発メモリ２６、２つのＬＣＤ３４及び３５により実現される。歩数検出部５は、加速度センサ３１、ＡＤＣ３２、ＣＰＵ３３及び不揮発メモリ３６により実現される。図２及び図３に示すテーブルは、例えば歩行運動用プログラム内に格納される形で不揮発メモリ３６上に存在している。【００４５】
なお、上記歩行運動用プログラムについては、ＣＰＵ３３が実行可能であれば良いことから、携帯電話機等の携帯機器がアクセス可能な記録媒体に格納して配布しても良い。或いは通信ネットワークを介して外部の装置から取得できるようにしても良い。それにより、記録媒体は外部の装置がアクセス可能な物であっても良い。【００４６】
次に図６〜図８を参照して、図１の各部（歩幅補正処理部６、歩行距離算出処理部７、運動強度取得部８、消費カロリー算出部９）の機能を実現させるために実行される処理について詳細に説明する。その処理は、不揮発メモリ３６に格納された歩行運動用プログラムをＣＰＵ３３が実行することで実現される。その実行は、例えばタイマが単位時間間隔で出力する割り込み信号によって制御される。【００４７】
図６は、単位時間内における歩行処理のフローチャートである。始めに図６を参照して、その歩行処理について詳細に説明する。歩行処理は、歩行運動用プログラムをＣＰＵ３３が実行することによって実現される。なお、単位時間毎に図６による歩行処理が繰り返される。これは、上記タイマが単位時間間隔で出力する割り込み信号によって歩行処理は起動されるからである。【００４８】
先ず、ステップＳ１０１では、予めユーザによって入力された基準歩幅、体重、年齢、運動レベルを取得し、取得した年齢または運動レベルから閾値を自動的に設定する。それらの個人データをユーザが入力していない場合には、それぞれデフォルト値が取得される。単位時間ごとに計数された歩数もここで取得される。設定する閾値は、有効な運動と見なすべき運動強度の下限とするものである。閾値としては、例えば年齢に応じて、６５歳以上であれば２．０[METs]、５５歳以上６５歳未満であれば２．５[METs]、４５歳以上５５歳未満であれば３．０[METs]、４５歳未満であれば３．５[METs]を設定する。その設定は、例えば年齢と閾値の対応関係を定義したテーブルを参照して行われる。【００４９】
続くステップＳ１０２では、歩幅補正処理部６および歩行距離算出処理部７の機能を実現させるための歩行距離算出処理を実行する。次のステップＳ１０３では、運動強度算出部８および消費カロリー算出部９の機能を実現させるための消費カロリー算出処理を実行する。その後はステップＳ１０４に移行する。【００５０】
ステップＳ１０４では、単位時間内に取得した歩数をクリアする。次のステップＳ１０５では、例えばＣＰＵ３３に内蔵のハードタイマを参照し、計算結果のバックアップを取るタイミングとなったか否か判定し、その判定結果に応じてバックアップを行う。【００５１】
そのバックアップを行うことにより、１日当たりの全消費カロリー及び全運動量を定めた期間、ユーザが確認することを可能とさせる。バックアップを行った後、全消費カロリー及び全運動量はそれぞれクリアされる。それにより、全消費カロリー及び全運動量の計算を１日単位で行う。【００５２】
図７は、上記ステップＳ１０２として単位時間内に実行される歩行距離算出処理のフローチャートである。次に図７を参照して、歩行距離算出処理について詳細に説明する。
先ず、ステップＳ２０１では、単位時間内に取得した歩数が０より大きいか否か判定する。本実施形態では、歩数が１以上であれば歩行を行ったと見なすようにしている。このことから、歩数が０より大きい場合、歩行をユーザが行ったとして、判定はＹｅｓとなってステップＳ２０２に移行する。そうでない場合には、つまり歩数が０以下であった場合には、判定はＮｏとなり、ここで歩行距離算出処理を終了する。【００５３】
ステップＳ２０２では、取得した単位時間内の歩数を用いて図２に示す歩幅係数算出テーブルを参照する。続くステップＳ２０３では、歩幅係数算出テーブルの参照結果に従って、取得した歩数に対応する歩幅係数を歩幅係数計数算出テーブル中から取得する。その後に移行するステップＳ２０４では、基準歩幅、及びＳ２０３にて取得された歩幅係数を用いて（１）式により平均歩幅を算出する歩幅補正処理を実行する。その実行後はステップＳ２０５に移行する。【００５４】
ステップＳ２０５では、平均歩幅（Ｗ’）と取得した歩数（Ｎ）を用いて、（２）式により単位時間（１分間）の歩行距離を算出する。続くステップＳ２０６では、歩行距離の積算を行う。歩行距離の積算は、１日の総歩行距離を計算するために用意した変数である「当日情報＿歩行距離」に、それまでの値に（２）式により算出した歩行距離を加算した値を代入することで行われる。歩行距離の代入を行った後、当該単位時間における歩行距離計算処理を終了する。【００５５】
図８は、上記ステップＳ１０３として実行される消費カロリー算出処理のフローチャートである。最後に図８を参照して、その算出処理について詳細に説明する。
先ず、ステップＳ３０１では、単位時間内に取得した歩数が０より大きいか否か判定する。その歩数が０より大きい場合、判定はＹｅｓとなってステップＳ３０２に移行する。そうでない場合には、つまり歩数が０以下であった場合には、判定はＮｏとなってステップＳ３０５に移行する。【００５６】
ステップＳ３０５では、変数である歩行中断時間のカウントアップ、つまりインクリメントを行う。歩行中断時間のカウントアップはタイマを用いて行われ、Ｓ３０１にて歩数が０以上であると判定されるまで歩行中断時間がカウントアップされる。つまり、歩行中断時間は歩数が０である状態の継続時間を示す。続くステップＳ３０６では、歩行中断時間の値が４以上か否か判定する。その歩行中断時間が４以上であった場合、判定はＹｅｓとなり、ステップＳ３０７で歩行中断中状態を設定する。【００５７】
歩行中断中状態は、歩行中断時間(歩数＝０）の状態が４単位時間以上継続したことを示す情報である。また、後述する「歩行中状態」は、歩行中断中状態以外の状態を示す情報である。それにより、状態としては、歩行中状態、及び歩行中断中状態のうちの何れか一方が設定される。歩行中状態、或いは歩行中断中状態の設定は、例えばそれらの状態管理用の変数の値を更新することで行われる。つまり、その変数に、歩行中状態、及び歩行中断中状態のうちの何れかを示す値を代入することで行われる。【００５８】
その後に当該単位時間における消費カロリー算出処理を終了する。一方、歩行中断時間が４に満たない場合には、判定はＮｏとなり、ここで当該単位時間における消費カロリー算出処理を終了する。【００５９】
上記歩行中断時間は、上記ロジック１、つまり４分間以上の歩行中断を検出するために用意した変数であり、４分間以上歩行が中断した場合、歩行開始後の最初の１分間は運動強度等の計算の対象外としている。「歩行中断中状態」は、歩行開始後の最初の１分間を積算対象外とするために設定される。。【００６０】
ステップＳ３０２では、歩行中状態が設定されているか否か判定する。歩行中状態が設定されている場合、判定はＹｅｓとなってステップＳ３０３に移行する。そうでない場合、言い換えれば歩行中断状態が設定されている場合には、判定はＮｏとなってステップＳ３０４に移行し、歩行中状態をその時点の状態として設定してから、当該単位時間における消費カロリー算出処理を終了する。それにより、歩行中断中状態が設定されていた場合には、歩行を行ったと見なす単位時間を１回、カロリー積算対象から除外することになる。その結果、４分間以上、歩行が中断した状態からその歩行を再開したときには、最初の１分間の歩行は無視される。【００６１】
ステップＳ３０３では、歩行中断時間をクリア、つまりその値を０にする。続くステップＳ３０８では、取得した歩数が３０以上か否か判定する。取得した歩数が３０未満の場合、判定はＮｏとなり、ここで消費カロリー算出処理を終了する。取得した歩数が３０以上の場合には、判定はＹｅｓとなってステップＳ３０９に移行する。ステップＳ３０９〜Ｓ３１１で実行する処理の内容は、上記ステップＳ２０２〜Ｓ２０４のそれと基本的に同じであるため、説明は省略する。ステップＳ３１１の処理の実行後は、ステップＳ３１２に移行する。【００６２】
図３に示すように、運動強度算出テーブルは単位時間の歩行速度が３０m/min以上で運動強度を定義している。ステップＳ３０２で歩数が３０以上か否かを判定するのは、歩行速度が明らかに３０m/min未満の単位時間を対象から除外するためである。つまり、単位時間の歩数が３０未満であれば、歩行速度は３０m/min未満であると見なすためである。それにより、歩行速度が３０m/min未満と見なす場合には、運動強度等の計算を行うのを回避して、負荷を軽減させるようにしている。【００６３】
ステップＳ３１２では、取得した歩数、及び平均歩幅（Ｗ’）を用いて、（３）式により単位時間の歩行速度を算出する。次のステップＳ３１３では、算出した歩行速度を用いて図３に示す運動強度算出テーブルを参照し、その次のステップＳ３１４で運動強度を決定する。運動強度決定後はステップＳ３１５に移行する。【００６４】
ステップＳ３１５では、決定した運動強度が上記ステップＳ１０１で設定した閾値以上か否か判定する。決定した運動強度が閾値以上であった場合、判定はＹｅｓとなってステップＳ３１６に移行する。そうでない場合には、判定はＮｏとなり、ここで当該単位時間における消費カロリー算出処理を終了する。【００６５】
ステップＳ３１６では、決定した運動強度を用いて、（４）及び（５）式により単位時間の消費カロリー、及び運動量を算出する。続くステップＳ３１７では、算出した消費カロリー、及び運動量の積算を行う。その積算により、１日当たりの全消費カロリー、及び全運動量を更新する。全消費カロリーおよび全運動量の更新後は、ステップＳ３１６で算出した消費カロリー及び運動量をクリアしてから、当該単位時間における消費カロリー算出処理を終了する。【００６６】
なお、本実施形態では、運動強度としてMETｓを算出しているが、運動の負荷の大きさが反映されるものであれば、別の種類の運動強度を算出するようにしても良い。ユーザへの運動強度、運動量、或いは消費カロリーの通知は、例えば対応する活動内容、つまりジョギング、ランニング、エアロビクス、或いは水泳等で表現したもので行うようにしても良い。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが携帯することを想定した携帯機器において、
単位時間内のユーザの歩数を計数する歩数計数手段と、
前記歩数計数手段が計数した歩数を用いて、前記単位時間内における平均の歩幅を算出する歩幅算出手段と、
前記歩幅算出手段が算出した平均の歩幅、及び前記歩数計数手段が計数した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算し、計算した歩行速度から、前記単位時間におけるユーザの運動強度を算出する運動強度算出手段と、
を具備することを特徴とする携帯機器。
【請求項２】
前記歩幅算出手段は、前記歩数計数手段が計数した歩数を用いて、基準の歩幅を補正することにより、前記平均の歩幅を算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の携帯機器。
【請求項３】
前記運動強度算出手段が算出した運動強度を用いて、前記単位時間におけるユーザの運動量、及び消費カロリーのうちの少なくとも一方を運動結果として算出する運動結果算出手段、
を更に具備することを特徴とする請求項１記載の携帯機器。
【請求項４】
前記運動結果算出手段は、前記単位時間単位で算出した前記運動結果の積算を併せて行う、
ことを特徴とする請求項３記載の携帯機器。
【請求項５】
前記運動結果算出手段は、前記運動強度算出手段が算出した前記運動強度が予め設定の閾値以上となった単位時間を対象に、前記運動結果の積算を行う、
ことを特徴とする請求項４記載の携帯機器。
【請求項６】
前記運動結果算出手段は、前記歩数計数手段が計数した歩数からユーザが歩行を行っているか否か前記単位時間毎に判定し、歩行を行っていないと判定した単位時間が所定数以上継続した場合に、歩行再開から所定の時間が経過するまでは、当該所定時間所定算出された運動結果は前記運動結果積算の対象から除外する、
ことを特徴とする請求項４記載の携帯機器。
【請求項７】
前記携帯機器は、携帯電話機である、
ことを特徴とする請求項１記載の携帯機器。
【請求項８】
単位時間内のユーザの運動強度を算出するための方法であって、
前記単位時間内のユーザの歩数を計数するステップと、
該計数した歩数を用いて、ユーザの基準とすべき歩幅を補正するための歩幅係数を決定し、該基準とすべき歩幅に該決定した歩幅係数を乗算することにより、該基準とすべき歩幅を補正した補正歩幅を算出するステップと、
該算出した補正歩幅、及び前記計数した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算するステップと、
該計算した歩行速度から、前記単位時間におけるユーザの運動強度を算出するステップと、
を備えることを特徴とする運動強度算出方法。
【請求項９】
前記算出した運動強度を用いて、前記単位時間におけるユーザの運動量、及び消費カロリーのうちの少なくとも一方を運動結果として併せて算出するステップ、
を更に備えたことを特徴とする請求項８記載の運動強度算出方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
単位時間毎に計数されるユーザの歩数を取得する歩数取得機能と、
前記歩数取得機能により取得した歩数を用いて、前記単位時間内における平均の歩幅を算出する歩幅算出機能と、
前記歩幅算出機能により算出した平均の歩幅、及び前記歩数取得機能により取得した歩数を用いてユーザの歩行速度を計算し、該計算した歩行速度から、前記単位時間におけるユーザの運動強度を算出する運動強度算出機能と、
を実現させるためのプログラム。
【請求項１１】
歩行時の歩幅を補正する歩幅補正方法であって、
単位時間における歩数を計数するステップと、
計数された歩数に基づいて、歩幅補正係数を得るステップと、
基準歩幅に対して前記歩幅補正係数を乗算し、歩幅を補正するステップと、
を備えることを特徴とする歩幅補正方法。
【請求項１２】
前記歩幅補正方法において、
前記基準歩幅の入力を受け付けるステップをさらに備え、
前記入力された基準歩幅と前記歩幅補正係数とが乗算されることを特徴とする、請求項１１に記載の歩幅補正方法。
【請求項１３】
前記歩幅補正方法において、
歩数と歩幅補正係数との対応関係が予め登録されており、
前記歩幅補正係数を得るステップでは、前記登録された対応関係を、計数された歩数に基づいて検索し、前記計数された歩数に対応する歩幅補正係数を得ることを特徴とする、請求項１１に記載の歩幅補正方法。
【請求項１４】
単位時間内のユーザの運動強度を算出するための方法であって、
単位時間における歩数を計数するステップと、
計数された歩数に基づいて、歩幅補正係数を得るステップと、
基準歩幅に対して前記歩幅補正係数を乗算し、該基準歩幅を補正した補正歩幅を算出するステップと、
前記計数された歩数、及び前記補正歩幅を用いて、前記単位時間の運動強度を算出するステップと、
を備えることを特徴とする運動強度算出方法。
【請求項１５】
ユーザによる運動強度を算出する情報機器であって、
単位時間内のユーザの歩数を計数する計数手段と、
歩数と、基準歩幅を補正する歩幅補正値とを対応づけて記憶する第一の記憶部と、
前記計数手段により計数された歩数に基づいて、前記計数された歩数に対応する歩幅補正値を前記第一の記憶部から取得して、予め設定された基準歩幅を補正した補正歩幅を算出する歩幅算出手段と、
前記計数された歩数と、前記補正歩幅とに基づいて、単位時間内におけるユーザの運動強度を算出する運動強度算出手段と、を備えることを特徴とする情報機器。
【請求項１６】
前記情報機器はさらに、
単位時間内の歩行距離に関連する情報と、運動強度とを対応づけて記憶する第二の記憶部を備え、
前記運動強度算出部は、前記計数された歩数と前記補正歩幅とに基づいて単位時間内の歩行距離に関連する情報を求め、求められた歩行距離に関連する情報に基づいて前記第二の記憶部から対応する運動強度を取得することを特徴とする、請求項１５に記載の情報機器。
【請求項１７】
前記情報機器はさらに、
前記算出された運動強度に基づいて、単位時間内における消費カロリーを算出する消費カロリー算出部を備えることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の情報機器。
【請求項１８】
前記情報機器において、
前記歩行距離に関連する情報は歩行速度であり、
前記運動強度算出部は、前記計数された歩数と前記補正歩幅とに基づいて単位時間内の歩行速度を算出することを特徴とする、請求項１６に記載に情報機器。
【国際調査報告】
2008081553.tif 000012
2008081553.tif 000013
2008081553.tif 000014
2008081553.tif 000015