(57)【要約】【課題】歩行動作の静止状態を適切に判定可能な体動検知装置、およびこの装置を有する人体用刺激付与装置を提供する。【解決手段】人体用刺激付与装置１は、左検知部５０Ｌ、右検知部５０Ｒ、判別部７０、制御部６０、右刺激付与部９０Ｒ、および左刺激付与部９０Ｌを有する。検知部は、人体の歩行動作に応じて検知信号を出力する。判別部７０は、検知信号に基づいて、１歩行周期の歩行動作を複数の歩行段階に区分する。判別部７０は、歩行段階の少なくとも１つの継続時間に基づいて、歩行静止状態を判定する。制御部６０は、判別部７０の判定結果に基づいて右刺激付与部９０Ｒおよび左刺激付与部９０Ｌが付与する刺激の大きさを制御する。【選択図】図５
2014076199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の動作を検知する体動検知装置であって、
前記体動検知装置は、検知部および判別部を有し、
前記検知部は、人体の歩行動作に応じて変化する検知信号を出力し、
前記判別部は、前記検知部の検知信号に基づいて、１歩行周期における歩行動作を複数の歩行段階に区分し、前記複数の歩行段階の少なくとも１つの歩行段階の継続時間に基づいて、歩行動作が静止した状態である歩行静止状態が形成されているか否かを判定する
体動検知装置。
【請求項２】
前記判別部は、１歩行周期に含まれる立脚期および遊脚期をそれぞれ特定歩行段階と規定し、前記特定歩行段階としての前記立脚期または前記遊脚期を複数の歩行段階に区分し、区分した前記複数の歩行段階のそれぞれを分割歩行段階と規定し、複数の前記分割歩行段階のそれぞれの継続時間に基づいて、前記歩行静止状態が形成されているか否かを判定する
請求項１に記載の体動検知装置。
【請求項３】
前記判別部は、前記複数の分割歩行段階の少なくとも１つの前記分割歩行段階の継続時間が静止判定時間よりも長いとき、前記歩行静止状態が形成されていると判定する
請求項２に記載の体動検知装置。
【請求項４】
前記体動検知装置は、計測部を有し、
前記計測部は、前記複数の分割歩行段階のそれぞれの継続時間を計測し、
前記判別部は、前記計測部により計測された前記複数の分割歩行段階の継続時間の少なくとも１つの継続時間と前記静止判定時間との比較に基づいて、前記歩行静止状態が形成されているか否かを判定する
請求項３に記載の体動検知装置。
【請求項５】
前記体動検知装置は、時間設定部を有し、
前記時間設定部は、前記計測部により計測された前記複数の分割歩行段階の継続時間のうちの少なくとも１つの継続時間に基づいて、前記静止判定時間を設定する
請求項４に記載の体動検知装置。
【請求項６】
前記時間設定部は、現在の歩行周期以前に前記計測部により計測された前記複数の分割歩行段階の継続時間の少なくとも１つの継続時間に基づいて、前記静止判定時間を設定する
請求項５に記載の体動検知装置。
【請求項７】
前記時間設定部は、前記静止判定時間の設定に用いる判定時間規定部を有し、
前記判定時間規定部は、前記分割歩行段階の継続時間と前記静止判定時間との関係を前記分割歩行段階毎に規定し、入力値としての前記分割歩行段階の継続時間に対して出力値としての前記静止判定時間を返す
請求項５または６に記載の体動検知装置。
【請求項８】
前記検知部は、右半身検知部および左半身検知部を有し、
前記右半身検知部は、第１右半身センサーおよび第２右半身センサーを有し、
前記左半身検知部は、第１左半身センサーおよび第２左半身センサーを有し、
前記第１右半身センサーは、第１右半身部位の動作に応じた信号を出力し、
前記第２右半身センサーは、第２右半身部位の動作に応じた信号を出力し、
前記第１左半身センサーは、第１左半身部位の動作に応じた信号を出力し、
前記第２左半身センサーは、第２左半身部位の動作に応じた信号を出力し、
前記第１右半身部位および前記第１左半身部位は、右半身および左半身の基準面を基準として左右対称の関係を有し、
前記第２右半身部位および前記第２左半身部位は、右半身および左半身の基準面を基準として左右対称の関係を有し、
前記判別部は、前記第１右半身センサーの出力信号、前記第１左半身センサーの出力信号、前記第２右半身センサーの出力信号、および前記第２左半身センサーの出力信号の少なくとも１つに基づいて、前記歩行静止状態が形成されているか否かを判定する
請求項１〜７のいずれか一項に記載の体動検知装置。
【請求項９】
人体に刺激を付与する人体用刺激付与装置であって、
前記人体用刺激付与装置は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の体動検知装置、制御部、および刺激付与部を有し、
前記制御部は、前記体動検知装置の判定結果に基づいて前記刺激付与部に指令信号を出力し、
前記刺激付与部は、人体に付与する刺激の大きさを前記指令信号に基づいて変化させる
人体用刺激付与装置。
【請求項１０】
前記人体用刺激付与装置は、右半身に刺激を付与する前記刺激付与部としての右半身刺激付与部、および左半身に刺激を付与する前記刺激付与部としての左半身刺激付与部を有し、
前記判別部は、第１判別部および第２判別部を有し、
前記第１判別部は、前記第１右半身センサーの出力信号および前記第２右半身センサーの出力信号に基づいて、前記歩行静止状態が形成されているか否かを判定し、
前記第２判別部は、前記第１左半身センサーの出力信号および前記第２左半身センサーの出力信号に基づいて、前記歩行静止状態が形成されているか否かを判定し、
前記制御部は、前記第１判別部により前記歩行静止状態が形成されていると判定されたとき、前記右半身刺激付与部により人体に刺激を付与するための指令信号を出力し、前記第２判別部により前記歩行静止状態が形成されていると判定されたとき、前記左半身刺激付与部により人体に刺激を付与するための指令信号を出力する
請求項９に記載の人体用刺激付与装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記歩行静止状態が形成されていると判定したときからの経過時間である歩行静止時間が判定経過時間を超えた後、前記刺激付与部に指令信号を出力する
請求項９または１０に記載の人体用刺激付与装置。
【請求項１２】
前記刺激付与部は、人体に電気刺激を付与する
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の人体用刺激付与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体動を検知する体動検知装置、および人体に刺激を付与する人体用刺激付与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の体動検知装置を用いた人体用刺激付与装置は、加速度センサー、電気刺激付与部、および制御部を有する。加速度センサーは、大腿部に取り付けられる。制御部は、加速度センサーの出力信号に基づいて、使用者の足が床から離れると予測されるタイミングを予測する。制御部は、予測したタイミングにおいて電気刺激付与部から大腿に電流を流すための信号を出力する。電気刺激付与部は、制御部から出力された信号に応じて大腿に電気刺激を付与する。なお、特許文献１は、従来の人体用刺激付与装置の一例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５５２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
人体の歩行動作が静止している状態において、例えば脚に電気刺激が付与されたとき、脚に大きな負担がかかるおそれがある。一方、従来の人体用刺激付与装置の制御部は、周期的な歩行動作を前提として、足が床から離れるタイミングを予測する。このため、実際の歩行動作が周期的な歩行動作とは異なるとき、予測されたタイミングが実際の足の動作と大きく異なる。このため、歩行動作が静止している状態において脚に電気刺激を付与するおそれがある。
【０００５】
本発明は、以上の背景をもとに創作されたものであり、歩行動作が静止した状態を適切に判定することが可能な体動検知装置、およびこの装置を有する人体用刺激付与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】
【０００６】
（１）第１の手段は、「人体の動作を検知する体動検知装置であって、前記体動検知装置は、検知部および判別部を有し、前記検知部は、人体の歩行動作に応じて変化する検知信号を出力し、前記判別部は、前記検知部の検知信号に基づいて、１歩行周期における歩行動作を複数の歩行段階に区分し、前記複数の歩行段階の少なくとも１つの歩行段階の継続時間に基づいて、歩行動作が静止した状態である歩行静止状態が形成されているか否かを判定する体動検知装置」を含む。
【０００７】
（２）第２の手段は、「前記判別部は、１歩行周期に含まれる立脚期および遊脚期をそれぞれ特定歩行段階と規定し、前記特定歩行段階としての前記立脚期または前記遊脚期を複数の歩行段階に区分し、区分した前記複数の歩行段階のそれぞれを分割歩行段階と規定し、複数の前記分割歩行段階のそれぞれの継続時間に基づいて、前記歩行静止状態が形成されているか否かを判定する体動検知装置」を含む。
【０００８】
（３）第３の手段は、「前記判別部は、前記複数の分割歩行段階の少なくとも１つの前記分割歩行段階の継続時間が静止判定時間よりも長いとき、前記歩行静止状態が形成されていると判定する体動検知装置」を含む。
【０００９】
（４）第４の手段は、「前記体動検知装置は、計測部を有し、前記計測部は、前記複数の分割歩行段階のそれぞれの継続時間を計測し、前記判別部は、前記計測部により計測された前記複数の分割歩行段階の継続時間の少なくとも１つの継続時間と前記静止判定時間との比較に基づいて、前記歩行静止状態が形成されているか否かを判定する体動検知装置」を含む。
【００１０】
（５）第５の手段は、「前記体動検知装置は、時間設定部を有し、前記時間設定部は、前記計測部により計測された前記複数の分割歩行段階の継続時間のうちの少なくとも１つの継続時間に基づいて、前記静止判定時間を設定する体動検知装置」を含む。
【００１１】
（６）第６の手段は、「前記時間設定部は、現在の歩行周期以前に前記計測部により計測された前記複数の分割歩行段階の継続時間の少なくとも１つの継続時間に基づいて、前記静止判定時間を設定する体動検知装置」を含む。
【００１２】
（７）第７の手段は、「前記時間設定部は、前記静止判定時間の設定に用いる判定時間規定部を有し、前記判定時間規定部は、前記分割歩行段階の継続時間と前記静止判定時間との関係を前記分割歩行段階毎に規定し、入力値としての前記分割歩行段階の継続時間に対して出力値としての前記静止判定時間を返す体動検知装置」を含む。
【００１３】
（８）第８の手段は、「前記検知部は、右半身検知部および左半身検知部を有し、前記右半身検知部は、第１右半身センサーおよび第２右半身センサーを有し、前記左半身検知部は、第１左半身センサーおよび第２左半身センサーを有し、前記第１右半身センサーは、第１右半身部位の動作に応じた信号を出力し、前記第２右半身センサーは、第２右半身部位の動作に応じた信号を出力し、前記第１左半身センサーは、第１左半身部位の動作に応じた信号を出力し、前記第２左半身センサーは、第２左半身部位の動作に応じた信号を出力し、前記第１右半身部位および前記第１左半身部位は、右半身および左半身の基準面を基準として左右対称の関係を有し、前記第２右半身部位および前記第２左半身部位は、右半身および左半身の基準面を基準として左右対称の関係を有し、前記判別部は、前記第１右半身センサーの出力信号、前記第１左半身センサーの出力信号、前記第２右半身センサーの出力信号、および前記第２左半身センサーの出力信号の少なくとも１つに基づいて、前記歩行静止状態が形成されているか否かを判定する体動検知装置」を含む。
【００１４】
（９）第９の手段は、「人体に刺激を付与する人体用刺激付与装置であって、前記人体用刺激付与装置は、前記体動検知装置、前記制御部、および前記刺激付与部を有し、前記制御部は、前記体動検知装置の判定結果に基づいて前記刺激付与部に指令信号を出力し、前記刺激付与部は、人体に付与する刺激の大きさを前記指令信号に基づいて変化させる人体用刺激付与装置」を含む。
【００１５】
（１０）第１０の手段は、「前記人体用刺激付与装置は、前記体動検知装置、右半身に刺激を付与する前記刺激付与部としての右半身刺激付与部、および左半身に刺激を付与する前記刺激付与部としての左半身刺激付与部を有し、前記判別部は、第１判別部および第２判別部を有し、前記第１判別部は、前記第１右半身センサーの出力信号および前記第２右半身センサーの出力信号に基づいて、前記歩行静止状態が形成されているか否かを判定し、前記第２判別部は、前記第１左半身センサーの出力信号および前記第２左半身センサーの出力信号に基づいて、前記歩行静止状態が形成されているか否かを判定し、前記制御部は、前記第１判別部により前記歩行静止状態が形成されていると判定されたとき、前記右半身刺激付与部により人体に刺激を付与するための指令信号を出力し、前記第２判別部により前記歩行静止状態が形成されていると判定されたとき、前記左半身刺激付与部により人体に刺激を付与するための指令信号を出力する人体用刺激付与装置」を含む。
【００１６】
（１１）第１１の手段は、「前記制御部は、前記歩行静止状態が形成されていると判定したときからの経過時間である歩行静止時間が判定経過時間を超えた後、前記刺激付与部に指令信号を出力する人体用刺激付与装置」を含む。
【００１７】
（１２）第１２の手段は、「前記刺激付与部は、人体に電気刺激を付与する人体用刺激付与装置」を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本体動検知装置および本人体用刺激付与装置は、歩行動作が静止した状態を適切に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態における人体用刺激付与装置の概略構成図。
【図２】第１実施形態における装着部が装着された人体の正面図。
【図３】第１実施形態における装着部の背面図。
【図４】人体の歩行動作に関する図であり、（ａ）は歩行動作における両脚の動きを示す図、（ｂ）および（ｃ）は１歩行周期を示す図、（ｄ）は右脚の動きの期間を示す図、（ｅ）は左脚の動きの期間を示す図。
【図５】第１実施形態における人体用刺激付与装置の回路ブロック構成図。
【図６】第１実施形態における動作段階判別に用いる信号と動作段階の関係を示すグラフであり、（ａ）は歩行周期、（ｂ）は歩行動作、（ｃ）は組合せ信号Ｚ１、（ｄ）、（ｅ）、および（ｆ）は動作段階。
【図７】第１実施形態の制御部が実行する人体刺激付与処理の流れを示すフローチャート。
【図８】第１実施形態の判別部が実行する歩行静止判別処理の流れを示すフローチャート。
【図９】第２実施形態における人体用刺激付与装置の回路ブロック構成図。
【図１０】第２実施形態における静止判別時間設定に関する図であり、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、異なる設定手法を示す図。
【図１１】第２実施形態における人体用刺激付与装置の歩行静止状態判別および刺激付与制御の流れを示すフローチャート。
【図１２】第３実施形態における人体用刺激付与装置のブロック構成図である。
【図１３】第３実施形態における装着部の背面図。
【図１４】第３実施形態の人体用刺激付与装置の動作に関連するパラメータの変化の一例を示すグラフであって、（ａ）歩行状態、（ｂ）動作段階、（ｃ）静止判定時間、（ｄ）動作段階継続時間、および（ｅ）刺激パルス波形と時間との関係を示すグラフ。
【図１５】第４実施形態の人体用刺激付与装置の動作に関連するパラメータの変化の一例を示すグラフであって、（ａ）歩行状態、（ｂ）動作段階、（ｃ）静止判定時間、（ｄ）動作段階継続時間、および（ｅ）刺激パルス波形と時間との関係を示すグラフ。
【図１６】その他の実施形態の人体用刺激付与装置の動作に関連するパラメータの変化の一例を示すグラフであって、（ａ）歩行状態、（ｂ）動作段階、（ｃ）静止判定時間、（ｄ）動作段階継続時間、および（ｅ）刺激パルス波形と時間との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
図１を参照して、体動検知装置を用いた人体用刺激付与装置１の概略構成について説明する。
【００２１】
人体用刺激付与装置１は、刺激装置本体部４０および第１装着部１０Ｌを有する。第１装着部１０Ｌは、使用者２００（図２参照）の左脚２１０Ｌに装着される。人体用刺激付与装置１は、使用者２００の左脚２１０Ｌおよび右脚２１０Ｒに装着される第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒを有する。右脚２１０Ｒおよび第２装着部１０Ｒは、左脚２１０Ｌおよび第１装着部１０Ｌと同一の構造を有するため、右脚２１０Ｒおよび第２装着部１０Ｒの図示および説明を省略する。第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒは、使用者２００の歩行動作において、使用者２００の動きを検知する。刺激装置本体部４０は、第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒの検知結果に基づいて、使用者２００の１歩行周期内を複数の動作段階に分割して各動作段階の動作を判別する。刺激装置本体部４０は、複数に分割された動作段階における動作判別結果に基づいて、使用者２００に対する刺激付与を行う。刺激装置本体部４０は、使用者２００の歩行静止状態を判定して、刺激付与を停止する制御を行う。
【００２２】
刺激装置本体部４０は、表示部４３および操作部４４を有する。接続ケーブル１３は、刺激装置本体部４０と第１装着部１０Ｌおよび刺激装置本体部４０と第２装着部１０Ｒとを互いに接続する。第１装着部１０Ｌは、第１左半身センサーＳＬ１および、第２左半身センサーＳＬ２を有する。第１左半身センサーＳＬ１および、第２左半身センサーＳＬ２は、使用者２００の大腿部および膝部の物理量の変位を検知する。
【００２３】
図２に示されるように、使用者２００が第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒを装着するとき、第１部位である使用者２００の左脚に第１左半身センサーＳＬ１および、第２左半身センサーＳＬ２が、第２部位である使用者２００の右脚に第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２が装着される。
【００２４】
図３を参照して、第１装着部１０Ｌの構成について説明する。
第１装着部１０Ｌは、左脚２１０Ｌの大腿部に取り付けられる大腿装着部２１および下腿部に取り付けられる下腿装着部２２を有する。大腿装着部２１および下腿装着部２２は、第１連結部２３ａおよび第２連結部２３ｂにより互いに連結される。
【００２５】
大腿装着部２１は、大腿正面部２４、第１大腿背面部２５、および第２大腿背面部２６を有する。大腿正面部２４は、左脚２１０Ｌの大腿部の正面部分および側面の一部分を覆う。第１大腿背面部２５および第２大腿背面部２６は、大腿正面部２４の両端部分に形成される。大腿正面部２４は、下端部分に凹部２４ａが形成される。第１大腿背面部２５および第２大腿背面部２６は、第１先端部２５ａおよび第２先端部２６ａに第１接続部２５ｂおよび第２接続部２６ｂを有する。第１接続部２５ｂおよび第２接続部２６ｂは、取り外し自在に互いに接続される。第１接続部２５ｂおよび第２接続部２６ｂが左脚２１０Ｌ の大腿部の背面部分で互いに接続されることにより、大腿装着部２１は、左脚２１０Ｌの大腿部に装着される。大腿装着部２１は、左半身刺激付与部９０Ｌａを有する。左半身刺激付与部９０Ｌａは、刺激装置本体部４０からの制御により使用者２００の大腿部に刺激を付与する。
【００２６】
下腿装着部２２は、下腿正面部２７、第１下腿背面部２８、および第２下腿背面部２９を有する。下腿正面部２７は、左脚２１０Ｌの下腿部の正面部分および側面の一部分を覆う。第１下腿背面部２８および第２下腿背面部２９は、下腿正面部２７の両端部分に形成される。下腿正面部２７は、上端部分に凹部２７ａが形成される。第１下腿背面部２８および第２下腿背面部２９は、第３先端部２８ａおよび第４先端部２９ａに第３接続部２８ｂおよび第４接続部２９ｂを有する。第３接続部２８ｂおよび第４接続部２９ｂは、取り外し自在に互いに接続される。第３接続部２８ｂおよび第４接続部２９ｂが左脚２１０Ｌの下腿部の背面部分で互いに接続されることにより、下腿装着部２２は、左脚２１０Ｌの下腿部に装着される。下腿装着部２２は、左半身刺激付与部９０Ｌｂを有する。左半身刺激付与部９０Ｌｂは、刺激装置本体部４０からの制御により使用者２００の下腿部に刺激を付与する。
【００２７】
第１連結部２３ａおよび第２連結部２３ｂは、例えば伸縮性を有する部材から形成され、大腿装着部２１および下腿装着部２２の左右両端部分をそれぞれ連結する。大腿装着部２１および下腿装着部２２が連結されるとき、第１装着部１０Ｌは、大腿正面部２４の凹部２４ａ、下腿正面部２７の凹部２７ａ、第１連結部２３ａ、および第２連結部２３ｂとで囲まれる装着孔３１が形成される。第１装着部１０Ｌの装着時に、左脚２１０Ｌの膝の正面部分が装着孔３１から露出することにより、歩行動作の膝関節の曲げ動作を容易にしている。
【００２８】
大腿正面部２４および下腿正面部２７は、略中央部分に第１挿入部３２および第２挿入部３３を有する。第１挿入部３２および第２挿入部３３は、第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２がそれぞれ配置される。なお、第２装着部１０Ｒにおいては、第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２と対称な位置に第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２がそれぞれ配置される。第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒの大腿正面部２４に設けられた第１左半身センサーＳＬ１および第１右半身センサーＳＲ１は、例えば角速度センサーである。第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒの下腿正面部２７に設けられた第２左半身センサーＳＬ２および第２右半身センサーＳＲ２は、例えば角速度センサーである。第１左半身センサーＳＬ１および第１右半身センサーＳＲ１を角速度センサーとするとき、第１左半身センサーＳＬ１および第１右半身センサーＳＲ１は、歩行動作において左脚２１０L および右脚２１０Ｒの股関節を中心に回転する大腿部の加速度を出力する。また、第２左半身センサーＳＬ２および第２右半身センサーＳＲ２を角速度センサーとするとき、第２左半身センサーＳＬ２および第２右半身センサーＳＲ２は、左脚２１０Ｌおよび右脚２１０Ｒの膝関節を中心に回転する下腿部の角速度を出力する。
【００２９】
第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒは、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２を用いて歩行状態における膝関節の変位を検知する。
【００３０】
図２に示されるように、使用者２００の左下股の上部に装着される第１左半身センサーＳＬ１および右下股の上部に装着される第１右半身センサーＳＲ１は、基準面２００Ｃに対して対称な位置に配置される。基準面２００Ｃは、使用者２００の対称的な動作の中心となる面である。詳述すると、基準面２００Ｃは、歩行方向から見た使用者２００の身体を左右均等に分割する身体の中心の面である正中面からなる。また、使用者２００の左下股の下部に装着される第２左半身センサーＳＬ２および右下股の下部に装着される第２右半身センサーＳＲ２は、基準面２００Ｃに対して対称な位置に配置される。
【００３１】
使用者２００の左下股に装着された２つの第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２は、使用者２００の左脚の動作を検知する左脚検知部ＳＬを構成する。右下股に装着された２つの第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２は、使用者の右脚の動作を検知する右脚検知部ＳＲを構成する。
【００３２】
図４を参照して、使用者２００の歩行動作を説明する。
使用者２００は、歩行動作を行うとき、図４（ａ）に示される脚の動きを行う。図４（ａ）において実線のみで示される部分は、使用者２００の右脚の動きを示している。図４（ａ）においてハッチングで示される部分は、使用者２００の左脚の動きを示している。使用者２００が図４（ａ）に示される脚の動きで歩行動作を行うとき、歩行動作における期間を図４（ｂ）〜図４（ｅ）に示されるように規定する。使用者２００の１歩行周期は、一方の足の踵が接地して、次に同じ踵が再度接地するまでの期間である。１歩行周期における使用者の足が床に接している区間が立脚期、足が床から離れている区間が遊脚期である。歩行動作においては、右脚および左脚は、立脚期および遊脚期を交互に繰り返す。一方の脚が遊脚期から立脚期に変化すると、他方の脚は、時間的にずれて立脚期から遊脚期に変化する。このため、１歩行周期中には、両方の足がともに地面に接する区間を有する。
【００３３】
人体用刺激付与装置１は、図４に示される１歩行周期における立脚期および遊脚期を判別する。人体用刺激付与装置１は、立脚期および遊脚期を特定歩行段階と規定する。人体用刺激付与装置１は、特定歩行段階としての立脚期および遊脚期を複数の段階に区分する。人体用刺激付与装置１は、複数の段階に区分された複数の段階をそれぞれ分割歩行段階と規定して、静止状態を含む動作判別をおこなう。人体用刺激付与装置１は、複数に分割された分割歩行段階の動作判別結果に基づいて、刺激付与部を制御する。
【００３４】
図５を参照して、人体用刺激付与装置１の回路ブロック構成について説明する。
人体用刺激付与装置１は、第１装着部１０Ｌ、第２装着部１０Ｒ、および刺激装置本体部４０を有する。第１装着部１０Ｌは、左半身検知部５０Ｌおよび左半身刺激付与部９０Ｌを有する。左半身検知部５０Ｌは、左脚検知部ＳＬを有する。第２装着部１０Ｒは、右半身検知部５０Ｒおよび右半身刺激付与部９０Ｒを有する。右半身検知部５０Ｒは、右脚検知部ＳＲを有する。刺激装置本体部４０は、電源部４１、表示部４３、操作部４４、および制御部６０を有する。制御部６０は、演算処理部６１、刺激付与制御部６２、時間設定部６３、および判別部７０を有する。判別部７０は、比較部７１、計測部７２、静止判別部７３、および歩行段階分割部８０を有する。歩行段階分割部８０は、論理演算部８１を有する。刺激装置本体部４０の電源部４１の出力および刺激付与制御部６２の出力信号は接続ケーブル１３を介して第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒに供給される。第１装着部１０Ｌの左脚検知部ＳＬの検知信号および第２装着部１０Ｒの右脚検知部ＳＲの検知信号は接続ケーブル１３を介して刺激装置本体部４０に供給される。
【００３５】
人体用刺激付与装置１における各回路ブロックの動作を以下に説明する。
左脚検知部ＳＬを構成する第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２と、右脚検知部ＳＲを構成する第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２は、第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒを装着した使用者２００の左脚２１０Ｌおよび右脚２１０Ｒの動作を検知して、検知信号を出力する。
【００３６】
左脚検知部ＳＬの第１左半身センサーＳＬ１の検知信号は、第１検知信号ＩＬ１として演算処理部６１に入力される。左脚検知部ＳＬの第２左半身センサーＳＬ２の検知信号は、第２検知信号ＩＬ２として演算処理部６１に入力される。右脚検知部ＳＲのセンサー第１右半身センサーＳＲ１の検知信号は、第３検知信号ＩＲ１として演算処理部６１に入力される。右脚検知部ＳＲの第２右半身センサーＳＲ２の検知信号は、第４検知信号ＩＲ２として演算処理部６１に入力される。
【００３７】
演算処理部６１は、入力された第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２に対する信号処理を行う。演算処理部６１は、信号処理として、例えば、高周波成分等のノイズの除去、移動平均値の算出、および周波数解析などを行う。演算処理部６１は、基準面２００Ｃに対称な第１左半身センサーＳＬ１および第１右半身センサーＳＲ１の第１検知信号ＩＬ１および第３検知信号ＩＲ１の組合せ処理を行う。演算処理部６１は、基準面２００Ｃに対称な第２左半身センサーＳＬ２および第２右半身センサーＳＲ２の第２検知信号ＩＬ２および第４検知信号ＩＲ２の組合せ処理を行う。演算処理部６１は、組合せ処理として、例えば、第１検知信号ＩＬ１と第３検知信号ＩＲ１との減算処理（ＩＬ１−ＩＲ１）および加算処理（ＩＬ１＋ＩＲ１）を行う。演算処理部６１は、組合せ処理として、例えば、第２検知信号ＩＬ２と第４検知信号ＩＲ２との減算処理（ＩＬ２−ＩＲ２）および加算処理（ＩＬ２＋ＩＲ２）を行う。演算処理部６１は、例えば、第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２を、以下の式（１）に基づいて組合せることにより、組合せ信号Ｚ１を生成する。
【００３８】
Ｚ１＝ａＸ１＋ｂＸ２＋ｃＸ３＋ｄＸ４＋…＋Ｃ    …（１）
式（１）におけるａ、ｂ、ｃ、およびｄは、係数である。式（１）におけるＣは、定数である。変数Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４は、例えば、第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２の値が代入される。また、変数Ｘ１〜Ｘ４は、例えば、左脚検知部ＳＬの第１検知信号ＩＬ１および第２検知信号ＩＬ２と右脚検知部ＳＲの第３検知信号ＩＲ１および第４検知信号ＩＲ２とが組合された値等が代入される。また、例として変数は、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４の４つを用いているが、第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２を組み合わせることで、４つ以上とすることもできる。判別部７０は、演算処理部６１の処理結果に基づいて、１歩行周期を複数の動作段階に分割して動作判別を行う。動作段階は、例えば、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３とされる。式（１）における変数Ｘ１〜Ｘ４の値は、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３における第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２の特徴的な値とされる。特徴的な値は、例えば、移動平均値、微分値、他の特徴的な値と所定の演算を施して算出される値（例えば、Ｘ１−Ｘ４，Ｘ１＋Ｘ２）などの連続的に得られる値である。また、式（１）における係数ａ〜ｄは、異なる動作段階を設定するとき、その値が変更される。
【００３９】
係数ａ〜ｄおよび定数Ｃの値は、例えば、多変数解析手法の１手法である判別分析法を用いて設定される。例えば、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３における変数Ｘ１〜Ｘ４は、複数の被験者に対して事前に行う歩行テストの結果に基づいて算出される。歩行テストにおける第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の検出においては、例えば、試験者は、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、第２右半身センサーＳＲ２の他に別の圧力センサー等を利用する。そして、組合せ信号Ｚ１は、判別分析法に基づいて算出された変数Ｘ１〜Ｘ４を式（１）に代入することにより求められる。組合せ信号Ｚ１を一つのグラフ上に表すと、組合せ信号Ｚ１は、全動作段階における特徴的な値がグループを形成する。係数ａ〜ｄは、上記したＺ１が、このグラフにおいてグループ化された各第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の特徴的な値の境界を示すように設定される。つまり、異なる動作段階を設定する場合においては、係数ａ〜ｄは、異なる値として設定される。なお、定数Ｃは、組合せ信号Ｚ１の値を調整するのに用いられる。このようにして設定された組合せ信号Ｚ１は、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の境界において所定の値（例えば、Ｚ１＝０）となる。演算処理部６１は、第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２と、第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２を組合せた信号とを判別部７０に出力する。
【００４０】
図６に、１歩行周期における動作段階と動作段階判別に用いる信号を示す。
判別部７０は、各動作段階において、図６（ｃ）に示す組合せ信号Ｚ１と所定の第１閾値ＴＨ１、第２閾値ＴＨ２、第３閾値ＴＨ３、および第４閾値ＴＨ４とを比較部７１により比較する。第１閾値ＴＨ１、第２閾値ＴＨ２、第３閾値ＴＨ３、および第４閾値ＴＨ４は、各動作段階で値が異なる。判別部７０は、比較部７１および論理演算部８１を用いて、演算処理部６１により処理された第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、第４検知信号ＩＲ２、および組合せ信号等に対する判定を行う。これにより、判別部７０は、図４に示される１歩行周期の歩行動作から、図６示す複数の第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を検出する。判別部７０は、歩行動作に伴って動作段階が切り替わったと判定したとき、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を示す動作段階番号ＯＰＮと、動作段階が切り替わったことを示す信号を出力する。
【００４１】
計測部７２は、判別部７０により判別された第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３のそれぞれの動作段階継続時間ｔＯＰを計測する。計測部７２は、計測結果を記憶する。
【００４２】
静止判別部７３は、使用者２００の歩行動作において第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３が所定時間以上継続したとき、使用者２００が歩行静止状態を形成していると判別する。時間設定部６３は、歩行静止状態判別に用いる静止判別時間ｔＲＥＦが入力される。静止判別部７３は、計測部７２に記憶された動作段階継続時間ｔＯＰと時間設定部６３に入力された静止判別時間ｔＲＥＦとを比較する。静止判別部７３は、動作段階継続時間ｔＯＰが時間設定部６３の静止判別時間ｔＲＥＦよりも長いとき、歩行静止状態を判別する。静止判別部７３は、判別結果を刺激付与制御部６２に出力する。
【００４３】
刺激付与制御部６２は、静止判別部７３の判別結果に基づいて、第１装着部１０Ｌに装着された左半身刺激付与部９０Ｌおよび第２装着部１０Ｒに装着された右半身刺激付与部９０Ｒを制御する。
【００４４】
表示部４３には、例えば、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３における使用者２００の歩行状態の判定結果などが表示される。また、表示部４３には、例えば、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の左右の脚の動作の違いや、左右の脚の動作の違いに基づく歩行動作の評価結果が表示される。なお、表示部４３に表示される動作の対象は、操作部４４を用いて使用者２００が変更可能とされる。
【００４５】
電源部４１は、刺激装置本体部４０における駆動電流を供給する。電源部４１は、第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒに対して駆動電流を供給する。電源部４１は、例えば充電式バッテリー、乾電池、および商用電源の供給に基づいて所要の駆動電流を生成する電源回路である。
【００４６】
人体用刺激付与装置１における制御部６０が実行する人体刺激付与処理の動作を、図７に示すフローチャートに従って説明する。
使用者２００が歩行動作を行うと、第１左半身センサーＳＬ１、第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、ステップＳ１１において、歩行動作に伴う使用者２００の左脚２１０Ｌおよび右脚２１０Ｒの物理量の変位を検知する。第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、検知結果を示す第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２を演算処理部６１に出力する。
【００４７】
演算処理部６１は、ステップＳ１２において、基準面２００Ｃにより分割配置された第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２の第１検知信号ＩＬ１と第３検知信号ＩＲ１、および第２検知信号ＩＬ２と第４検知信号ＩＲ２とを組合せる処理を行う。また、演算処理部６１は、組合せた信号と組合される以前の信号とに対する信号処理を行う。演算処理部６１は、信号処理により生成した信号を判別部７０に出力する。
【００４８】
判別部７０は、ステップＳ１３において、１歩行周期を歩行動作の特性毎に分割するための閾値と信号処理により生成した信号とを比較する。判別部７０は、比較結果に基づいて、複数の第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を１歩行周期から検出する。判別部７０は、１歩行周期を、図６に示される立脚期である第１動作段階ＯＰ１と遊脚期を分割した分割遊脚期間である第２動作段階ＯＰ２および第３動作段階ＯＰ３とに判別する。図６に示される例においては、立脚期を分割した分割立脚期間は、第１動作段階ＯＰ１の１区間のみとしている。判別部７０は、例えば、第１検知信号ＩＬ１および第３検知信号ＩＲ１との減算結果として図６（ｃ）に示す組合せ信号Ｚ１と、規定された第１閾値ＴＨ１、第２閾値ＴＨ２、第３閾値ＴＨ３、および第４閾値ＴＨ４とを、比較部７１により比較する。判別部７０は、比較結果に基づき、組合せ信号Ｚ１が第１閾値ＴＨ１もしくは第２閾値ＴＨ２を超えている区間を立脚期と判別する。比較部７１は、組合せ信号Ｚ１が第１閾値ＴＨ１〜第４閾値ＴＨ４より小さいとき、比較信号として「１」（ハイレベル）を出力する。また、比較部７１は、組合せ信号Ｚ１が第１閾値ＴＨ１〜第４閾値ＴＨ４より大きいとき、比較信号として「０」（ローレベル）を出力する。なお、第１閾値ＴＨ１、第２閾値ＴＨ２、第３閾値ＴＨ３、および第４閾値ＴＨ４は、１歩行周期において一定の値である。
【００４９】
歩行段階分割部８０の論理演算部８１は、ステップＳ１４において、比較部７１から入力された比較信号の論理演算を行う。
判別部７０は、ステップＳ１５において、論理演算部８１の出力結果に基づいて第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を判別する。歩行段階分割部８０は、立脚期のうち、組合せ信号Ｚ１が第１閾値ＴＨ１を超えているｔ１１〜ｔ１２の区間を立脚期前期と判別する。歩行段階分割部８０は、一旦第１閾値ＴＨ１以下となって以降の区間であって第２閾値ＴＨ２を超えているｔ１２〜ｔ２１の区間を、立脚期後期と判別する。判別部７０は、歩行段階分割部８０の判別結果に基づき、立脚期前期とされるｔ１１〜ｔ１２の区間および立脚期後期とされるｔ１２〜ｔ２１の区間からなるｔ１１〜ｔ２１の区間を第１動作段階ＯＰ１と規定する。なお、立脚期前期は、１歩行周期中に一方の足の踵で接地して、踵が地面から離れるまでの区間である。また、立脚期後期は、１歩行周期中に一方の足の踵が地面から離れて、つま先が地面から離れるまでの区間である。
【００５０】
歩行段階分割部８０は、立脚期後期に後続する区間であって第３閾値ＴＨ３以下となるｔ２１〜ｔ２２の区間を、遊脚期前期と判別する。歩行段階分割部８０は、遊脚期前期に後続する区間であり、第３閾値ＴＨ３を超えてかつ閾値ＴＨ４以下となるｔ２２〜ｔ３１の区間を、遊脚期後期と判別する。判別部７０は、歩行段階分割部８０の判別結果に基づき、遊脚期前期を第２動作段階ＯＰ２、遊脚期後期を第３動作段階ＯＰ３と規定する。また，歩行段階分割部８０では，１歩行周期を複数に分割した各区間を結合することも可能である。例えば、対象の動作段階が遊脚期の場合に、遊脚期を複数に分割した後に，分割した区間を結合することが可能である。
【００５１】
静止判別部７３は、ステップＳ１６において、使用者２００の歩行静止状態を判別する。静止判別部７３は、判別部７０により判別された第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３それぞれの継続時間を用いて歩行静止状態を判別する。
【００５２】
左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒは、静止判別部７３が歩行静止状態を判定していないとき、使用者２００に対して所定のタイミングで刺激を付与する。左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒは、静止判別部７３が歩行静止状態を判定するとき、使用者２００に対する刺激付与の大きさを変化させる。左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒは、刺激付与の大きさの変化として、刺激力を弱める、あるいは停止させる。
【００５３】
ステップＳ１３〜ステップＳ１５での閾値による判別、論理演算、および動作段階判別において、１歩行周期内で同一の動作段階が複数回判別される場合も起こり得る。この場合、歩行段階分割部８０は、判別に用いた判別信号とは異なる判別信号を別途取得する。判別部７０は、この取得した判別信号を論理演算することにより第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を特定する。
【００５４】
第１閾値ＴＨ１、第２閾値ＴＨ２、第３閾値ＴＨ３、および第４閾値ＴＨ４は、例えば、複数の被験者に対して事前に行われた歩行テストをもとに設定される。歩行テストは、例えば、被験者の身体に第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２の他に別のセンサー（例えば、圧力センサー）を設けて行われる。この別のセンサーは、歩行テストにおいて、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を検出するために設けられる。例えば、足裏に設けられた圧力センサーは、１歩行周期において足が地面に接地している期間を検出する。試験者は、検出された期間を立脚期、即ち第１動作段階ＯＰ１と規定する。試験者は、別のセンサーで検出した第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を用いて、各被験者の第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２の組合せ信号の値を取得する。このことにより、例えば、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の境界における組合せ信号の値の平均値が算出され、その結果が第１閾値ＴＨ１、第２閾値ＴＨ２、第３閾値ＴＨ３、および第４閾値ＴＨ４として設定される。例えば、第２閾値ＴＨ２は、図６に示されるような、組合せ信号に対して立脚期後期と、その前後の区間（立脚期前期と遊脚期前期）とを判定する値が設定される。つまり、第２閾値ＴＨ２は、歩行テストにおける複数の被験者の立脚期前期と、その前後の区間との境界における組合せ信号の値の平均値から設定される。第１閾値ＴＨ１、第２閾値ＴＨ２、第３閾値ＴＨ３、および第４閾値ＴＨ４は、境界の値に限られない。例えば、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３のそれぞれの動作段階全体における組合せ信号の値の平均値に基づいて設定されてもよい。
【００５５】
図８を参照して、歩行静止判別処理のフローについて説明する。
人体用刺激付与装置１の動作が開始されると、制御部６０は、初期設定ステップであるステップＳ２１〜ステップＳ２３を実行する。
【００５６】
時間設定部６３は、ステップＳ２１において、歩行静止状態判別に用いる判別時間の値を静止判別時間ｔＲＥＦに設定する。
計測部７２は、ステップＳ２２において、計測部７２に記憶する動作段階継続時間ｔＯＰを０に設定する。
【００５７】
判別部７０は、ステップＳ２３において、歩行周期時間計測に用いる前動作段階番号ＯＰＮ（ｎ−１）を０に設定する。
判別部７０は、ステップＳ２４において、動作段階を判別する。
【００５８】
判別部７０は、ステップＳ２５において、判別した動作段階の動作段階番号ＯＰＮ（ｎ）を設定する。
計測部７２は、ステップＳ２６において、ステップＳ２５で判別した動作段階番号ＯＰＮ（ｎ）と前動作段階番号ＯＰＮ（ｎ−１）との一致を判定する。このステップＳ２６を実行することにより、計測部７２は、同一動作段階番号と判定される動作が継続しているかを判定する。
【００５９】
ステップＳ２６において一致（Ｙｅｓ）と判定されるとき、計測部７２は、ステップＳ２７において、計測部７２に記憶する動作段階継続時間ｔＯＰに１を加える。
ステップＳ２６において不一致（Ｎｏ）と判定されるとき、計測部７２は、ステップＳ２８において、計測部７２に記憶する動作段階継続時間ｔＯＰをリセットして０に設定する。
【００６０】
静止判別部７３は、ステップＳ２９において、動作段階継続時間ｔＯＰと静止判別時間ｔＲＥＦとを比較する。
ステップＳ２９において動作段階継続時間ｔＯＰが静止判別時間ｔＲＥＦよりも長い（Ｙｅｓ）と判定されるとき、刺激付与制御部６２は、ステップＳ３０において、制御フラグＦＬＧを１に設定する。
【００６１】
ステップＳ２９において動作段階継続時間ｔＯＰが静止判別時間ｔＲＥＦよりも短い（Ｎｏ）と判定されるとき、刺激付与制御部６２は、ステップＳ３１において、制御フラグＦＬＧをリセットして０に設定する。
【００６２】
判別部７０は、ステップＳ３２において、判定した動作段階番号ＯＰＮ（ｎ）を前動作段階番号としてＯＰＮ（ｎ−１）に設定する。
制御部６０は、ステップ３３において、１０ｍｓの待機時間を設定する。待機時間は、ステップＳ２４で動作段階を判別する判別周期である。待機時間を１０ｍｓとするとき、判別部７０は、１０ｍｓ間隔で動作段階を判別する。待機時間は、歩行周期に応じて最適な値が設定される。
【００６３】
制御部６０は、人体用刺激付与装置１が動作を行なっている期間において、ステップ２４〜ステップ３３を繰り返す。
図８に示されるフローを実行することにより、計測部７２は、ステップＳ２７において、判別部７０が判定した動作段階の継続時間を、１０ｍｓを単位とした時間のカウント数として計測する。
【００６４】
静止判別部７３は、ステップＳ２９において、計測部７２が計測した動作段階継続時間ｔＯＰが静止判別時間ｔＲＥＦよりも長いとき、歩行静止状態として判定する。
計測部７２は、ステップＳ２８において、判別部７０が判定した動作段階番号ＯＰＮ（ｎ）が前動作段階番号ＯＰＮ（ｎ−１）から変化したとき、計測部７２に記憶している動作段階継続時間ｔＯＰを０にセットする。
【００６５】
刺激付与制御部６２は、制御フラグにおけるＦＬＧの値に基づいて、左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒを制御して、使用者２００に対する刺激付与の大きさを変化させる。つまり、ステップＳ２９において、歩行静止状態が判定され、ステップＳ３０において、制御フラグにおけるＦＬＧが１に設定されている間、左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒは、使用者２００に対する刺激力を弱める、あるいは停止させる。
【００６６】
次に、人体用刺激付与装置１の作用について説明する。
上記した人体用刺激付与装置１は、使用者２００の左脚２１０Ｌおよび右脚２１０Ｒに配置された第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２と第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２とを備える。第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、左右対称な歩行動作を検知する。判別部７０は、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２によって検知された第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２を組合せて使用者２００の歩行動作を判別する。判別部７０は、歩行段階分割部８０を有する。歩行動作は、１歩行周期内の立脚期および遊脚期を複数の動作段階に分割して判別される。静止判別部７３は、動作段階の継続時間を計測した計測結果に基づいて歩行静止状態判別を行う。したがって、人体用刺激付与装置１は、各動作段階で歩行静止状態判別を行うことができる。このため、歩行動作が静止した状態を適切に検知することができる。また、短時間で誤判別を抑制した歩行静止状態判別を行うことができる。刺激付与制御部６２は、静止判別部７３の判別結果に基づいて、左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒを制御する。このため、適切な刺激付与制御を行うことができる。
【００６７】
また、計測部７２は、複数の動作段階のそれぞれに対して動作段階の継続時間を計測する。静止判別部７３は、複数の動作段階のそれぞれに対して歩行静止状態判別を行う。刺激付与制御部６２は静止判別部７３の判別結果に基づいて、左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒを制御する。したがって、短時間で高精度な歩行静止状態判別を行うことができる。このため、高精度な刺激付与制御を行うことができる。
【００６８】
また、第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２と第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２は、使用者の基準面２００Ｃを跨ぐ領域に配置される。第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、左右対称な歩行動作を検知する。判別部７０は、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２によって検知された第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２を組合せて使用者２００の歩行動作を判別する。判別部７０は、歩行段階分割部８０を有する。歩行動作は、１歩行周期内の立脚期および遊脚期を複数の動作段階に分割して判別される。静止判別部７３は、動作段階の継続時間を計測した計測結果に基づいて歩行静止状態判別を行う。従って、高精度な歩行静止状態判別が可能となる。
【００６９】
また、基準面２００Ｃを跨いだ使用者の部位同士、例えば使用者の脚の左右のバランスが評価される場合にも、他方の脚の状態も含めた評価が可能となる。この評価としては例えば、一方の脚を評価する場合に他方の状態との交互作用を含めた評価が可能となる。
【００７０】
また、第１左半身センサーＳＬ１、第２左半身センサーＳＬ２と第１右半身センサーＳＲ１、第２右半身センサーＳＲ２は、左右対称に行われる歩行動作の境界となる基準面２００Ｃに対して対称な位置に配置される。つまり、人体の動作は、歩行方向から見た人体を均等に分割する基準面２００Ｃに対して平行な動きが多い。また、人体の動作は、基準面２００Ｃにより分割された部位（例えば、左肢、右肢）において同様なものとなる傾向が強い。例えば、椅子に座る動作は、主に立位の状態から左右の膝が伸展し、座面に近くになった場合に膝が屈曲するなど、左右の脚が同時に動作する。判別部７０は、第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２が組合された信号を用いて、同時に動作する人体の各部位の動きに基づいた動作判別を行う。従って、判別部７０が動作判別に用いるデータ量は、第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２の第１検知信号ＩＬ１および第２検知信号ＩＬ２のみを用いる構成に対し、２倍になる。このため、使用者の歩行動作がより正確に判別され、より正確な歩行静止状態判別が可能となる。
【００７１】
また、人体の動作は、歩行時の腰側面の動きのように、左右で位相差が約１８０度ずれる部位が存在する。人体用刺激付与装置１における判別部７０は、一方のセンサーである第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２の検知結果では動作の判別が困難な場合でも、他方のセンサーである第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２の検知結果が利用することができる。このため、従来では判別が困難な動作においても判別が容易となる。このため、より正確な歩行静止状態判別が可能となる。
【００７２】
人体用刺激付与装置１は、使用者２００の一方の肢部分に装着された第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２と、使用者２００の他方の肢部分に装着された第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２とを備える。検知信号の変動量は、第１左半身センサーＳＬ１、第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２を人体の左右に共通して存在する肢に装着することにより、使用者２００の腰部に装着する場合よりも大きくなる。このため、取得可能なデータ量が増大する。また、基準姿勢状態と動作状態とのセンサー検知信号値の差分により動作判別を行う手法においては、動作判別に用いる信号は、基準姿勢状態と動作状態とのセンサー検知信号値の差分であり、小さな値となる。このため、このような手法は、高精度な動作判別が困難である。これに対し、左右の肢部分に装着される第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２と第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２とのセンサー検知信号は、十分な差分を有する。このことにより、判別部７０は、動作判別をより高精度に行うことができ、高精度の歩行静止状態判別を行うことができる。
【００７３】
また、人体用刺激付与装置１は、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２が使用者の膝を跨ぐ位置に設けられる。第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、膝関節の回転位置（角速度等）が検知可能なように構成されている。例えば遊脚期の前期において、大腿部は、進行方向と同じ向きで股関節を中心に回転する。
【００７４】
第１左半身センサーＳＬ１および第１右半身センサーＳＲ１（角速度センサー）は、回転方向に対する大腿部の加速度を検知して第１検知信号ＩＬ１および第３検知信号ＩＲ１として出力する。また、下腿部は、膝関節を中心に慣性力が働く方向に回転する。第２左半身センサーＳＬ２および第２右半身センサーＳＲ２（角速度センサー）は、回転方向に沿った下腿部の角速度を検知して第２検知信号ＩＬ２および第４検知信号ＩＲ２として出力する。遊脚期の後期において，大腿部および下腿部は、遊脚期の前期とは逆方向に回転する。第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、上記した遊脚期における足の特徴的な動作を検知するように膝関節を跨ぐ部位に設けられている。このため、第２動作段階ＯＰ２および第３動作段階ＯＰ３の検出精度を向上させることができ、高精度の歩行静止状態判別を行うことができる。
【００７５】
人体用刺激付与装置１は、以下の効果を奏する。
（１）人体用刺激付与装置１は、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２を検知部として有する。人体用刺激付与装置１は、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２の第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２を組合せることで人体の動作を判別する判別部７０を有する。判別部７０は、歩行段階分割部８０を有し、使用者２００の歩行動作時における１歩行周期内の立脚期および遊脚期を複数の動作段階に分割して動作判別を行う。静止判別部７３は、動作段階の継続時間を計測して歩行静止状態判別を行う。刺激付与制御部６２は静止判別部７３の判別結果に基づいて、左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒを制御する。この構成によれば、歩行動作が静止した状態を適切に検知することができる。また、短時間で誤判別を抑制した歩行静止状態判別を行うことができる。このため、適切な刺激付与制御を行うことができる。
【００７６】
（２）判別部７０は、歩行段階分割部８０を有し、使用者２００の歩行動作時における１歩行周期内の立脚期および遊脚期を複数の動作段階に分割して動作判別を行う。判別部７０は、計測部７２を有する。計測部７２は、それぞれの動作段階における継続時間を計測する。計測部７２は、計測結果を計測部７２に記憶する。静止判別部７３は、複数の動作段階のそれぞれに対して歩行静止状態判別を行う。刺激付与制御部６２は静止判別部７３の判別結果に基づいて、左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒを制御する。この構成によれば、短時間で高精度な歩行静止状態判別を行うことができる。このため、高精度な刺激付与制御を行うことができる。
【００７７】
（３）人体用刺激付与装置１は、使用者２００の基準面２００Ｃに対して対称な位置に左脚検知部ＳＬおよび右脚検知部ＳＲを構成する第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２を有する。判別部７０は、左脚検知部ＳＬおよび右脚検知部ＳＲの検知結果である第１検知信号ＩＬ１、第２検知信号ＩＬ２、第３検知信号ＩＲ１、および第４検知信号ＩＲ２を組合せることで使用者２００の動作を判別する。静止判別部７３は、判別部７０の判別結果に基づいて歩行静止状態判別を行う。この構成によれば、歩行動作の判別に用いられるデータ量が増加し、高精度な歩行静止状態判別が可能となる。
【００７８】
（４）人体用刺激付与装置１は、歩行方向から見た人体を左右均等に分割する身体の中心の面を基準面２００Ｃとする。第１左半身センサーＳＬ１と第１右半身センサーＳＲ１および第２左半身センサーＳＬ２と第２右半身センサーＳＲ２はそれぞれ、基準面２００Ｃに対称に配置される。この構成によれば、第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２の第１検知信号ＩＬ１および第２検知信号ＩＬ２のみが用いられる構成に対し、判別部７０に入力される信号のデータ量が２倍になり、使用者２００の歩行動作がより正確に判別される。このため、正確に歩行静止状態判別を行うことができる。
【００７９】
（５）人体用刺激付与装置１の左半身検知部５０Ｌおよび右半身検知部５０Ｒは、人体の一方の肢部分と他方の肢部分に各々設けられた複数の第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２により構成される。この構成によれば、人体用刺激付与装置１は、例えば、歩行動作等の各種動作に伴う人体の変位を示す信号をより多く取得することが可能となる。このため、人体用刺激付与装置１は、人体の動作を示す豊富なデータに基づいて動作判別を行うことが可能となる。このため、動作判別をより詳細かつ高精度に行うことが可能となる。このため、歩行静止状態判別をより詳細かつ高精度に行うことが可能となる。
【００８０】
（６）人体用刺激付与装置１は、基準面２００Ｃに対称な位置に装着された第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２の検知信号を組合せる。人体用刺激付与装置１は、組合せ信号に基づいて人体の一方の肢の動作判別を行う。この構成によれば、動作の判別を高精度かつ迅速に行うことが可能である。このため、歩行静止状態判別をより高速かつ高精度に行うことが可能となる。
【００８１】
（第２実施形態）
第２実施形態の人体用刺激付与装置１は、第１実施形態の人体用刺激付与装置１と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第１実施形態の人体用刺激付与装置１と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
【００８２】
第１実施形態の人体用刺激付与装置１は静止判別時間ｔＲＥＦが入力される時間設定部６３を有する。一方、第２実施形態の人体用刺激付与装置１は、計測部７２の計測値に基づいて静止判別時間ｔＲＥＦを設定する時間設定部６４を有する。
【００８３】
図９を参照して、人体用刺激付与装置１の構成について説明する。
人体用刺激付与装置１は、時間設定部６４を有する。計測部７２は、判別部７０により判別された第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３のそれぞれの動作段階継続時間ｔＯＰを計測する。計測部７２は、計測結果を記憶する。時間設定部６４は、静止判別時間ｔＲＥＦを設定する。静止判別部７３は、計測部７２に記憶された動作段階継続時間ｔＯＰと時間設定部６４が設定する静止判別時間ｔＲＥＦを比較する。静止判別部７３は、動作段階継続時間ｔＯＰが時間設定部６４が設定する静止判別時間ｔＲＥＦよりも長いとき、歩行静止状態を判別する。静止判別部７３は、判別結果を刺激付与制御部６２に出力する。
【００８４】
時間設定部６４は、判定時間規定部を有する。判定時間規定部は、複数の被験者に対して事前に行った歩行テストの結果に基づいて静止判別時間ｔＲＥＦを規定する。時間設定部６４は、判定時間規定部の規定に基づいて静止判別時間ｔＲＥＦを設定する。
【００８５】
図１０を参照して、判定時間規定部による静止判別時間の規定について説明する。
人体の歩行動作における立脚期は、１歩行周期の約６０％であり、１歩行周期時間と各動作段階の継続時間は相関関係があることが知られている。また、１歩行周期の長い人は，各動作段階の継続時間も長いことが知られている。このため、歩行静止状態判定を精度よく行うためには、静止判別時間ｔＲＥＦは、人体用刺激付与装置１の使用者２００の歩行特性に応じて変更する必要がある。
【００８６】
図１０（ａ）は、静止判別時間ｔＲＥＦを、動作段階継続時間ｔＯＰに対して正の比例係数を持たせて設定する手法を示すグラフである。判定時間規定部は、入力値としての動作段階継続時間ｔＯＰに対して、比例係数ｋを用いて出力値である静止判別時間ｔＲＥＦを規定する。判定時間規定部は、現在の歩行周期以前に計測部７２により計測された複数の分割歩行段階の継続時間の少なくとも１つの継続時間に基づいて、図１０（ａ）に示される比例係数ｋを用いて静止判別時間ｔＲＥＦを規定する。時間設定部６４は、複数の被験者に対して事前に行った歩行テストの結果を記憶部に保有する。判定時間規定部は、計測部７２の計測時間から歩行テストの結果を参照して静止判別時間ｔＲＥＦを規定する。静止判別部７３は、短い時間で歩行静止状態判別が可能である。
【００８７】
図１０（ｂ）は、静止判別時間ｔＲＥＦを、動作段階継続時間ｔＯＰに対して正の比例係数を持たせて、オフセット値ｔ０を加えて設定する手法を示すグラフである。
判定時間規定部は、動作段階継続時間ｔＯＰに対して、比例係数ｋおよびオフセット値ｔ０を用いて静止判別時間ｔＲＥＦを規定する。静止判別部７３は、動作段階継続時間ｔＯＰが短い場合においても、ノイズ等による誤動作を抑制して、安定な歩行静止状態判別を行うことができる。
【００８８】
図１０（ｃ）は、静止判別時間ｔＲＥＦを、動作段階継続時間ｔＯＰに対して正の比例係数を持たせて、オフセット値ｔ０を加えるとともに、判別最小時間ｔＲＥＦｍｉｎおよび判別最大時間ｔＲＥＦｍａｘを設定する手法を示すグラフである。動作段階継続時間ｔＯＰは、多数の被験者に対して事前に行う歩行テスト結果に基づいて、最小継続時間ｔＯＰｍｉｎおよび最大継続時間ｔＯＰｍａｘが設定される。静止判別時間ｔＲＥＦの判別最小時間ｔＲＥＦｍｉｎおよび判別最大時間ｔＲＥＦｍａｘは、最小継続時間ｔＯＰｍｉｎおよび最大継続時間ｔＯＰｍａｘに対応して設定される。判定時間規定部は、最小継続時間ｔＯＰｍｉｎ以下の動作段階は、歩行動作以外のジャンプ動作等とみなし、静止判別時間ｔＲＥＦとして判別最小時間ｔＲＥＦｍｉｎを規定する。判定時間規定部は、最大継続時間ｔＯＰｍａｘ以上の動作段階は、すべて歩行静止状態とみなして、静止判別時間ｔＲＥＦとして判別最大時間ｔＲＥＦｍａｘを規定する。静止判別部７３は、動作段階継続時間ｔＯＰが短い場合においても、ノイズ等による誤動作を抑制して、安定な歩行静止状態判別を行うことができる。静止判別部７３は、動作段階継続時間ｔＯＰが長い場合においても、判定時間の増加を抑制することができる。
【００８９】
人体用刺激付与装置１は、静止判別時間ｔＲＥＦの設定において、使用者２００が行う歩行動作の形態に応じて、図１０（ａ）〜（ｃ）に示される設定手法、あるいはその他の設定手法が選択可能な構成とされる。歩行動作の形態は、平坦な路面の歩行、傾斜を有した路面の歩行、階段昇降における歩行、あるいはその他の歩行形態である。
【００９０】
図１１を参照して、歩行静止判別処理のフローについて説明する。
ステップＳ４１〜ステップＳ４５は、第１実施形態において図８で説明したステップＳ２１〜ステップＳ２５と同様の動作を行う。
【００９１】
時間設定部６４は、ステップＳ４６において、現在の歩行周期以前に計測部７２により計測された複数の分割歩行段階の継続時間の少なくとも１つの継続時間に基づいて、静止判別時間ｔＲＥＦを設定する。
【００９２】
計測部７２は、ステップＳ４７において、ステップＳ４５で判別した動作段階番号ＯＰＮ（ｎ）と前動作段階番号ＯＰＮ（ｎ−１）との一致を判定する。このステップＳ４７を実行することにより、計測部７２は、同一動作段階番号と判定される動作が継続しているかを判定する。
【００９３】
ステップＳ４７において一致（Ｙｅｓ）と判定されるとき、計測部７２は、ステップＳ４８において、計測部７２に記憶する動作段階継続時間ｔＯＰに１を加える。
ステップＳ４７において不一致（Ｎｏ）と判定されるとき、
計測部７２は、ステップＳ４９において、計測部７２に記憶する動作段階継続時間ｔＯＰをリセットして０に設定する。
【００９４】
静止判別部７３は、ステップＳ５０において、動作段階継続時間ｔＯＰと静止判別時間ｔＲＥＦとを比較する。
ステップＳ５０において動作段階継続時間ｔＯＰが静止判別時間ｔＲＥＦよりも長い（Ｙｅｓ）と判定されるとき、刺激付与制御部６２は、ステップＳ５１において、制御フラグＦＬＧを１に設定する。
【００９５】
ステップＳ５０において動作段階継続時間ｔＯＰが静止判別時間ｔＲＥＦよりも短い（Ｎｏ）と判定されるとき、刺激付与制御部６２は、ステップＳ５２において、制御フラグＦＬＧをリセットして０に設定する。
【００９６】
判別部７０は、ステップＳ５３において、判定した動作段階番号ＯＰＮ（ｎ）を前動作段階番号としてＯＰＮ（ｎ−１）に設定する。
制御部６０は、ステップ５４において、１０ｍｓの待機時間を設定する。前述のように、待機時間は、判別部７０が実行する判別周期である。待機時間は、歩行周期に応じて最適な値が設定される。
【００９７】
制御部６０は、人体用刺激付与装置１が動作を行なっている期間において、ステップ４４〜ステップ５４を繰り返す。
図１１に示されるフローを実行することにより、計測部７２は、ステップＳ４８において、判別部７０が判定した動作段階の継続時間を、１０ｍｓを単位とした時間のカウント数として計測する。
【００９８】
静止判別部７３は、ステップＳ５０において、計測部７２が計測した動作段階継続時間ｔＯＰが静止判別時間ｔＲＥＦよりも長いとき、歩行静止状態として判定する。
計測部７２は、ステップＳ４９において、判別部７０が判定した動作段階番号ＯＰＮ（ｎ）が前動作段階番号ＯＰＮ（ｎ−１）から変化したとき、計測部７２に記憶している動作段階継続時間ｔＯＰを０にセットする。
【００９９】
刺激付与制御部６２は、制御フラグにおけるＦＬＧの値に基づいて、左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒを制御して、使用者２００に対する刺激付与の大きさを変化させる。つまり、ステップＳ２９において、歩行静止状態が判定され、ステップＳ３０において、制御フラグにおけるＦＬＧが１に設定されている間、左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒは、使用者２００に対する刺激力を弱める、あるいは停止させる。
【０１００】
人体用刺激付与装置１の作用について説明する。
人体用刺激付与装置１の判別部７０は、歩行段階分割部８０を有する。歩行段階分割部８０は、１歩行周期内の立脚期および遊脚期を複数の動作段階に分割して動作判別を行う。計測部７２は、複数に分割された動作段階のそれぞれに対して動作段階継続時間ｔＯＰを計測する。時間設定部６４は、判定時間規定部を有する。判定時間規定部は、現在の歩行周期以前に計測部７２により計測された複数の分割歩行段階の継続時間の少なくとも１つの継続時間に基づいて、静止判別時間ｔＲＥＦを規定する。時間設定部６４は、判定時間規定部の規定に基づいて静止判別時間ｔＲＥＦ設定する。静止判別部７３は、時間設定部６４が設定する静止判別時間ｔＲＥＦに基づいて歩行静止状態判別を行う。刺激付与制御部６２は静止判別部７３の判別結果に基づいて、左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒを制御する。このため、使用者２００の歩行特性に応じて、正確な歩行静止状態判別を行うことができる。このため、適切な刺激付与制御を行うことができる。
【０１０１】
また、人体用刺激付与装置１は、計測部７２が静止判別時間ｔＲＥＦ設定に用いる設定手法を選択可能な構成としている。このため、静止判別部７３は、使用者２００の歩行形態に応じて、正確な歩行静止状態判別を行うことができる。このため、適切な刺激付与制御を行うことができる。
【０１０２】
第２実施形態の人体用刺激付与装置１は、第１実施形態の人体用刺激付与装置１が奏する（１）〜（６）と同様の効果を奏する。すなわち、短時間で誤判別を抑制した歩行静止状態判別を行うことにより、適切な刺激付与制御を行うことができる旨の効果、高精度な刺激付与制御を行うことができる旨の効果、およびその他の種々の効果を奏する。また、人体用刺激付与装置１は、以下の効果を奏する。
【０１０３】
（７）人体用刺激付与装置１の判別部７０は、１歩行周期内の立脚期および遊脚期を複数の動作段階に分割して動作判別を行う。計測部７２は、複数に分割された動作段階のそれぞれに対して動作段階継続時間ｔＯＰを計測する。時間設定部６４は、現在の歩行周期以前に計測部７２により計測された複数の分割歩行段階の継続時間の少なくとも１つの継続時間に基づいて、静止判別時間ｔＲＥＦを設定する。静止判別部７３は、時間設定部６４が設定する静止判別時間ｔＲＥＦに基づいて歩行静止状態判別を行う。刺激付与制御部６２は静止判別部７３の判別結果に基づいて、左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒを制御する。このため、使用者２００の歩行特性に応じて、正確な歩行静止状態判別を行うことができる。このため、適切な刺激付与制御を行うことができる。
【０１０４】
（８）人体用刺激付与装置１は、計測部７２が静止判別時間ｔＲＥＦの設定に用いる設定手法を選択可能な構成としている。このため、複数の動作段階のそれぞれに対して動作段階の継続時間を計測する。静止判別部７３は、使用者２００の歩行形態に応じて、正確な歩行静止状態判別を行うことができる。このため、適切な刺激付与制御を行うことができる。
【０１０５】
（第３実施形態）
第３実施形態の人体用刺激付与装置１は、第２実施形態の人体用刺激付与装置１と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第２実施形態の人体用刺激付与装置１と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
【０１０６】
第２実施形態の人体用刺激付与装置１は、第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒに左半身刺激付与部９０Ｌおよび右半身刺激付与部９０Ｒを有する。一方、第３実施形態の人体用刺激付与装置１は、第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒに左半身電気刺激付与部１４０Ｌおよび右半身電気刺激付与部１４０Ｒを有する。
【０１０７】
図１２を用いて、第１装着部１０Ｌの構成について説明する。
図１２におい、図３に示す第１実施の形態における第１装着部１０Ｌと同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。また、第２装着部１０Ｒは、第１装着部１０Ｌと同一の構成であり、説明を省略する。
【０１０８】
第１装着部１０Ｌは、使用者の身体に電気刺激を付与するための左半身電気刺激付与部１４０Ｌを構成する電極部３４Ｌおよび３５Ｌが、大腿正面部２４および下腿正面部２７に設けられている。電極部３４Ｌは、一対の陽極３４Ｌａおよび陰極３４Ｌｂを有する。また、電極部３５Ｌは、一対の陽極３５Ｌａおよび陰極３５Ｌｂを有する。陽極３４Ｌａ，３５Ｌａおよび陰極３４Ｌｂ，３５Ｌｂは、その一部が大腿正面部２４および下腿正面部２７の背面２４ｂ，２７ｂから露出しており、皮膚と直接接触して電気刺激を付与するように構成されている。
【０１０９】
図１３を参照して人体用刺激付与装置１の回路ブロック構成について説明する。
人体用刺激付与装置１の刺激装置本体部４０を構成する制御部６０は、第１判別部１００、第２判別部１２０、第１時間設定部６５、および第２時間設定部６６を有する。人体用刺激付与装置１の第１装着部１０Ｌは、左半身電気刺激付与部１４０Ｌを有する。人体用刺激付与装置１の第２装着部１０Ｒは、右半身電気刺激付与部１４０Ｒを有する。
【０１１０】
第１判別部１００は、基準面２００Ｃにより分割された使用者２００の左半身に装着された第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２からなる左脚検知部ＳＬの検知結果に基づいて、使用者の一方の肢の動作判別を行う。第１判別部１００は、第１比較部１０１、第１計測部１０２、第１静止判別部１０３、および第１歩行段階分割部１１０を有する。第１歩行段階分割部１１０は、第１論理演算部１１１を有する。演算処理部６１は、左脚検知部ＳＬの検知信号に対しての演算処理を行う。第１比較部１０１は、演算処理部６１の演算結果と閾値とを比較する。第１論理演算部１１１は、第１比較部１０１が出力する比較結果に対して論理演算を行う。第１判別部１００は、第１比較部１０１および第１論理演算部１１１を用いて、演算処理部６１により処理された第１左半身センサーＳＬ１および第２左半身センサーＳＬ２の第１検知信号ＩＬ１および第２検知信号ＩＬ２等に対する判定を行う。これにより、第１判別部１００は、使用者２００の左脚の１歩行周期の歩行動作から、図６に示される複数の第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を判別する。第１判別部１００は、歩行動作に伴って動作段階が切り替わったと判定したとき、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を示す動作段階番号ＯＰＮと、動作段階が切り替わったことを示す信号を出力する。
【０１１１】
第１計測部１０２は、図１１に示される歩行静止判別処理フローのステップＳ４７〜ステップＳ４９で示す動作を行うことにより、第１判別部１００が判定する第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の継続時間を計測する。第１時間設定部６５は、図１０に示される静止判別時間設定手法を用いて、図１１に示される歩行静止判別処理フローのステップＳ４６において、静止判別時間ｔＲＥＦを設定する。第１静止判別部１０３は、第１計測部１０２により計測された第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の継続時間と静止判別時間ｔＲＥＦとを比較する。第１静止判別部１０３は、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の継続時間が静止判別時間ｔＲＥＦよりも大きいとき、歩行静止状態を判別する。
【０１１２】
第２判別部１２０は、基準面２００Ｃにより分割された使用者２００の右半身に装着された第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２からなる右脚検知部ＳＲの検知結果に基づいて、使用者の他方の肢の動作判別を行う。第２判別部１２０は、第２比較部１２１、第２計測部１２２、第２静止判別部１２３、および第２歩行段階分割部１３０を有する。第２歩行段階分割部１３０は、第２論理演算部１３１を有する。演算処理部６１は、右脚検知部ＳＲの検知信号に対しての演算処理を行う。第２比較部１２１は、演算処理部６１の演算結果と閾値とを比較する。第２論理演算部１３１は、第２比較部１２１が出力する比較結果に対して論理演算を行う。第２判別部１２０は、第２比較部１２１および第２論理演算部１３１を用いて、演算処理部６１により処理された第１右半身センサーＳＲ１および第２右半身センサーＳＲ２の第３検知信号ＩＲ１および第４検知信号ＩＲ２等に対する判定を行う。これにより、第２判別部１２０は、使用者２００の右脚の１歩行周期の歩行動作から、図６に示される複数の第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を判別する。第２判別部１２０は、歩行動作に伴って動作段階が切り替わったと判定したとき、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３を示す動作段階番号ＯＰＮと、動作段階が切り替わったことを示す信号を出力する。
【０１１３】
第２計測部１２２は、図１１に示される歩行静止判別処理フローのステップＳ４７〜ステップＳ４９で示す動作を行うことにより、第２判別部１２０が判定する第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の継続時間を計測する。第２時間設定部６６は、図１０に示される静止判別時間設定手法を用いて、図１１に示される歩行静止判別処理フローのステップＳ４６において、静止判別時間ｔＲＥＦを設定する。第２静止判別部１２３は、第２計測部１２２により計測された第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の継続時間と静止判別時間ｔＲＥＦとを比較する。第２静止判別部１２３は、第１動作段階ＯＰ１、第２動作段階ＯＰ２、および第３動作段階ＯＰ３の継続時間が静止判別時間ｔＲＥＦよりも大きいとき、歩行静止状態を判別する。
【０１１４】
刺激付与制御部６２は、第１静止判別部１０３および第２静止判別部１２３の判別信号を受けて、第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒに装着される左半身電気刺激付与部１４０Ｌおよび右半身電気刺激付与部１４０Ｒを制御する。刺激付与制御部６２は、第１静止判別部１０３および第２静止判別部１２３の判別信号を受けて、使用者２００に対する刺激付与の大きさを変化させる。第１静止判別部１０３が歩行静止状態判別を行うとき、左半身電気刺激付与部１４０Ｌは、使用者２００に対する刺激力を弱める、あるいは停止させる。第２静止判別部１２３が歩行静止状態判別を行うとき、右半身電気刺激付与部１４０Ｒは、使用者２００に対する刺激力を弱める、あるいは停止させる。
【０１１５】
制御部６０は、刺激付与制御部６２からの制御信号に基づいてパルス発生部６７を駆動する。左半身電気刺激付与部１４０Ｌは、所定のパルス信号を、各電極部３４Ｌおよび３５Ｌの陽極３４Ｌａおよび３５Ｌａと陰極３４Ｌｂおよび３５Ｌｂとの間に発生させる。各電極部３４Ｌおよび３５Ｌは、パルス信号の発生により、使用者２００に対して電気刺激を付与する。右半身電気刺激付与部１４０Ｒは、左半身電気刺激付与部１４０Ｌと同様の動作を行い、使用者２００に対して電気刺激を付与する。
【０１１６】
図１４を用いて、歩行動作における電気刺激パルス付与の動作を説明する。
図１４においては、使用者２００の右脚２１０Ｒにおける動作を示している。
図１４（ａ）は、歩行動作を示している。時刻ｔ１１〜ｔ２１および時刻ｔ２１〜ｔ３１の期間は、１歩行周期期間である。使用者２００は、時刻ｔ２１〜ｔ３１の区間において、時刻ｔ１１〜ｔ２１の区間における歩行周期Ａよりも短い歩行周期Ｂで歩行動作を行なっている。使用者２００は、時刻ｔ３１以降は歩行静止状態を形成している。
【０１１７】
図１４（ｂ）は、第１判別部１００により判別した動作段階を示している。図１４（ｂ）においては、１歩行周期を第１動作段階ＯＰ１〜第４動作段階ＯＰ４で示す４種類に分割している例を示している。
【０１１８】
図１４（ｃ）は、歩行静止状態判別のために設定される静止判別時間ｔＲＥＦの値を示している。図１４（ｃ）に示されるように、歩行周期が短い歩行周期Ｂにおける静止判別時間ｔＲＥＦの値は、歩行周期Ａよりも小さな値に設定される。
【０１１９】
図１４（ｄ）は、第１計測部１０２が計測する動作段階継続時間ｔＯＰを示している。ｔＯＰの値は、動作段階が切り替わると０に設定される。
図１４（ｅ）は、パルス発生部６７における電気刺激パルスの状態を示している。図１４（ｅ）で示される例においては、電気刺激パルスは、歩行動作が第２動作段階ＯＰ２から第３動作段階ＯＰ３に切り替る時刻ｔ１２および時刻ｔ２３でオンとなるよう制御される。電気刺激パルスは、歩行動作が第１動作段階ＯＰ１から第２動作段階ＯＰ２に切り替る時刻ｔ２２でオフとなるよう制御される。また、歩行静止状態を判別すると、刺激付与制御部６２は、電気刺激パルスをオフとする制御を行う。
【０１２０】
時刻ｔ３１以降で歩行動作が歩行静止状態を形成すると、第１計測部１０２が計測する動作段階継続時間ｔＯＰが時間とともに増加する。第２静止判別部１２３は、動作段階継続時間ｔＯＰが静止判別時間ｔＲＥＦよりも大きくなる時刻ｔ３２で歩行静止状態を判別する。刺激付与制御部６２は、時刻ｔ３２において電気刺激パルスをオフとするよう制御する。電気刺激パルスは、時刻ｔ３２以降の歩行静止状態形成期間においてはオフ状態が維持される。
【０１２１】
使用者２００の左脚２１０Ｌに対する電気刺激パルス付与は、人体用刺激付与装置１により、使用者２００の左脚２１０Ｌの動作に応じて、右脚２１０Ｒに対する動作と同様のタイミングで行われる。
【０１２２】
人体用刺激付与装置１の作用について説明する。
人体用刺激付与装置１は、使用者２００の一方の脚の動作状態を判別する第１判別部１００を有する。第１判別部１００は、第１歩行段階分割部１１０、第１計測部１０２、第１時間設定部６５、および第１静止判別部１０３を有する。第１判別部１００は、左脚検知部ＳＬの検知信号に基づき使用者２００の一方の脚の動作を判別する。第１歩行段階分割部１１０は、使用者２００の一方の脚の動作を複数の区間に分割して判別する。第１計測部１０２は、複数の区間に分割して判別された動作段階の動作段階の継続時間を計測する。第１時間設定部６５は、静止判別時間ｔＲＥＦを設定する。第１静止判別部１０３は、動作段階継続時間と静止判別時間ｔＲＥＦとを比較して歩行静止状態を判別する。
【０１２３】
また、人体用刺激付与装置１は、使用者２００の他方の脚の動作状態を判別する第２判別部１２０を有する。第２判別部１２０は、第２歩行段階分割部１３０、第２計測部１２２、第２時間設定部６６、および第２静止判別部１２３を有する。第２判別部１２０は、右脚検知部ＳＲの検知信号に基づき使用者２００の他方の脚の動作を判別する。第２歩行段階分割部１３０は、使用者２００の他方の脚の動作を複数の区間に分割して判別する。第２計測部１２２は、複数の区間に分割して判別された動作段階の継続時間を計測する。第２時間設定部６６は、静止判別時間ｔＲＥＦを設定する。第２静止判別部１２３は、動作段階継続時間と静止判別時間ｔＲＥＦとを比較して歩行静止状態を判別する。
【０１２４】
刺激付与制御部６２は、第１静止判別部１０３の判別結果に基づいて、歩行静止状態が判別されるとき、使用者２００に対する刺激付与の大きさを変化させる。刺激付与制御部６２は、第２静止判別部１２３の判別結果に基づいて、歩行静止状態が判別されるとき、使用者２００に対する刺激付与の大きさを変化させる。これにより、左右の脚の動作に差がある使用者２００の歩行動作において、人体用刺激付与装置１は、左右の脚の動作を異なる判別部により判別する。このため、人体用刺激付与装置１は、左右の脚それぞれに対して動作段階の判別および歩行静止状態判別を行うことができる。このため、左右異なる動作を行う使用者に対しても、適切な刺激付与制御を行うことができる。
【０１２５】
また、人体用刺激付与装置１の第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒは、左半身電気刺激付与部１４０Ｌおよび右半身電気刺激付与部１４０Ｒを有する。左半身電気刺激付与部１４０Ｌおよび右半身電気刺激付与部１４０Ｒはそれぞれ、制御部６０が有する第１静止判別部１０３および第２静止判別部１２３が歩行静止状態を判定するとき、刺激付与制御部６２により、刺激付与の大きさを変化する制御がなされる。このため、電気刺激を付与する区間を適切な時間とすることができる。
【０１２６】
本実施形態の人体用刺激付与装置１は、第１実施形態の人体用刺激付与装置１が奏する（１）〜（６）の効果、ならびに第２実施形態の人体用刺激付与装置１が奏する（７）および（８）に加えて以下の効果を奏する。
【０１２７】
（９）人体用刺激付与装置１は、使用者２００の左右の脚それぞれの動作状態を判別する第１判別部１００および第２判別部１２０を有する。第１判別部１００は、動作段階継続時間と静止判別時間に基づいて使用者２００の一方の脚の歩行静止状態を判別する。また、第２判別部１２０は、動作段階継続時間と静止判別時間に基づいて使用者２００の他方の脚の歩行静止状態を判別する。刺激付与制御部６２は、第１静止判別部１０３および第２静止判別部１２３の判別結果の判別結果に基づいて、使用者２００の左右の脚への刺激付与をそれぞれ制御する。この構成によれば、左右の脚の動作に差がある使用者２００の歩行動作において、人体用刺激付与装置１は、左右の脚の動作を異なる判別部により判別する。このため、人体用刺激付与装置１は、左右の脚それぞれに対して動作段階の判別および歩行静止状態判別を行うことができる。このため、左右異なる動作を行う使用者に対しても、適切な刺激付与制御を行うことができる。
【０１２８】
（１０）人体用刺激付与装置１の第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒは、左半身電気刺激付与部１４０Ｌおよび右半身電気刺激付与部１４０Ｒを有する。左半身電気刺激付与部１４０Ｌおよび右半身電気刺激付与部１４０Ｒは、制御部６０が有する第１静止判別部１０３および第２静止判別部１２３が歩行静止状態を判定するとき、刺激付与制御部６２により、刺激付与の大きさを変化する制御がなされる。このため、人体用刺激付与装置１は、電気刺激を付与する区間を適切な時間とすることができる。このため、人体用刺激付与装置１は、使用者に対して長時間電気刺激が付与されることによる疲労を抑制することができる。
【０１２９】
（第４実施形態）
第４実施形態の人体用刺激付与装置１は、１歩行周期における静止判別時間ｔＲＥＦの設定値が第３実施形態における設定値と異なる。また、刺激付与制御部６２は、第１静止判別部１０３および第２静止判別部１２３が歩行静止判別したときからの経過時間である歩行静止時間が判定経過時間を超えた後所定時間経過後にパルス発生部６７に制御信号を出力する。人体用刺激付与装置１におけるブロック構成は、第３実施形態と同一の構成を有する。このため、ブロック動作の説明の説明を省略する。
【０１３０】
図１５を用いて、歩行動作における電気刺激パルス付与の動作を説明する。
図１５（ａ）は、歩行動作を示している。時刻ｔ１１〜ｔ２１および時刻ｔ２１〜ｔ３１の期間は、１歩行周期期間である。使用者２００は、時刻ｔ２１〜ｔ３１の区間において、時刻ｔ１１〜ｔ２１の区間における歩行周期Ａよりも短い歩行周期Ｂで歩行動作を行なっている。使用者２００は、時刻ｔ３１以降は歩行静止状態を形成している。
【０１３１】
図１５（ｂ）は、第１判別部１００により判別した動作段階を示している。図１５（ｂ）においては、１歩行周期を第１動作段階ＯＰ１〜第４動作段階ＯＰ４で示す４種類に分割している例を示している。
【０１３２】
図１５（ｃ）は、歩行静止状態判別のために設定される静止判別時間ｔＲＥＦの値を示している。図１５（ｃ）に示されるように、１歩行周期内において、動作段階に応じて異なる静止判別時間ｔＲＥＦの値が設定される。静止判別時間ｔＲＥＦの変更は、図１０に示す動作段階継続時間ｔＯＰにする比例係数ｋを動作段階に応じて変更することにより可能である。
【０１３３】
図１５（ｄ）は、第１計測部１０２が計測する動作段階継続時間ｔＯＰを示している。動作段階継続時間ｔＯＰの値は、動作段階が切り替わると０に設定される。
図１５（ｅ）は、パルス発生部６７における電気刺激パルスの状態を示している。図１５（ｅ）で示される例においては、電気刺激パルスは、歩行動作が第２動作段階ＯＰ２から第３動作段階ＯＰ３に切り替る時刻ｔ１２および時刻ｔ２３でオンとなるよう制御される。電気刺激パルスは、歩行動作が第１動作段階ＯＰ１から第２動作段階ＯＰ２に切り替る時刻ｔ２２でオフとなるよう制御される。また、歩行静止状態を判別すると、刺激付与制御部６２は、電気刺激パルスをオフとする制御を行う。
【０１３４】
時刻ｔ３１以降で歩行動作が歩行静止状態を形成すると、第１計測部１０２が計測する動作段階継続時間ｔＯＰが時間とともに増加する。第２静止判別部１２３は、動作段階継続時間ｔＯＰが静止判別時間ｔＲＥＦよりも大きくなる時刻ｔ３２で歩行静止状態を判別する。刺激付与制御部６２は、時刻ｔ３２から所定時間経過した時刻ｔ３３で電気刺激パルスをオフとするよう制御する。電気刺激パルスは、時刻ｔ３３以降の歩行静止状態期間においてはオフ状態が維持される。
【０１３５】
本実施形態の人体用刺激付与装置１は、１実施形態の人体用刺激付与装置１が奏する（１）〜（６）の効果、第２実施形態の人体用刺激付与装置１が奏する（７）および（８）の効果、ならびに第３実施形態の人体用刺激付与装置１が奏する（９）および（１０）の効果に加えて以下の効果を奏する。
【０１３６】
（１１）歩行静止状態判別に用いるために設定される静止判別時間ｔＲＥＦの設定値は、１歩行周期内で動作段階に応じて変更される。歩行動作においては、歩行静止状態は立位とされる場合が大多数である。このため、立脚期において、立位状態を経て歩行静止状態へと推移する場合が多い。このため、立脚期における動作段階の静止判別時間ｔＲＥＦの設定値を小さな値とすることで、より早く歩行静止状態判定が可能となる。一方、遊脚期における動作段階の静止判別時間ｔＲＥＦの設定値を大きな値とすることで、静止判別時間が長くなり、誤判定を抑制することができる。このため、高精度の刺激付与制御が可能となる。
【０１３７】
（１２）刺激付与制御部６２は、第１静止判別部１０３および第２静止判別部１２３が歩行動作における歩行静止状態判別をおこなってから、所定時間経過後に電気刺激パルスをオフとする制御を行う。このため、使用者２００に対する電気刺激付与は、使用者２００の動作が歩行状態から歩行静止状態へと移行し、安定な歩行静止状態となってから停止なされる。このため、人体用刺激付与装置１は、不安定な歩行静止状態での刺激付与停止による使用者２００の転倒を防止することができる。
（その他の実施形態）
本人体用刺激付与装置は、第１〜第４実施形態以外の実施形態を含む。以下、本人体用刺激付与装置のその他の実施形態としての第１〜第４実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
【０１３８】
・第２実施形態〜第４実施形態の人体用刺激付与装置１は、時間設定部６４、第１時間設定部６５、および、第２時間設定部６６が、１歩行周期を複数に分割した動作段階におけるそれぞれの区間において静止判別時間ｔＲＥＦを設定する。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第２実施形態〜第４実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、時間設定部６４、第１時間設定部６５、および、第２時間設定部６６が、１歩行周期を複数に分割した動作段階における複数の区間において統合した静止判別時間ｔＲＥＦを設定する。
【０１３９】
図１６を用いて、歩行動作における電気刺激パルス付与の動作を説明する。
各歩行周期における静止判別時間ｔＲＥＦは、第１動作段階ＯＰ１における動作段階継続時間ｔＯＰ１の値を用いて設定される。このような構成においては、時間設定部６４、第１時間設定部６５、および、第２時間設定部６６の構成が簡略化される。
【０１４０】
・第３実施形態および第４実施形態の人体用刺激付与装置１は、左半身電気刺激付与部１４０Ｌおよび１４０Ｒが、パルス発生部６７の信号を受けて、電気刺激パルスを使用者２００に付与する。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第２実施形態〜第４実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、左半身電気刺激付与部１４０Ｌおよび１４０Ｒが、時間の経過とともに電流値が徐々に大きくなる電気刺激を使用者２００に付与する。また、時間の経過とともに電流値が徐々に小さくなる電気刺激を使用者２００に付与してもよい。
【０１４１】
・第２実施形態の人体用刺激付与装置１は、時間設定部６４の判定時間規定部が、複数の被験者に対して事前に行った歩行テストの結果を参照して静止判別時間ｔＲＥＦを規定する。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、時間設定部６４の判定時間規定部が、複数の被験者に対して事前に行った歩行テストの結果から求められる算出式を用いて静止判別時間ｔＲＥＦを算出する。
【０１４２】
・第１実施形態〜第４実施形態の人体用刺激付与装置１は、第１左半身センサーＳＬ１および第１右半身センサーＳＲ１を角速度センサーとする。また、第２左半身センサーＳＬ２および第２右半身センサーＳＲ２を角速度センサーとする。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第１実施形態〜第４実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、同じ種類のセンサーとする。または、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、ロータリーエンコーダ、ポテンショメータ、ゴニオメータ、加速度センサー、角速度センサーなどとする。
【０１４３】
・第１実施形態〜第４実施形態の人体用刺激付与装置１は、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２と刺激装置本体部４０とが、接続ケーブル１３によって接続される。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第１実施形態〜第４実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２および刺激装置本体部４０が、無線通信可能な通信部を有する。
【０１４４】
・第１実施形態〜第４実施形態の人体用刺激付与装置１は第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２が、使用者の膝関節部に装着される。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第１実施形態〜第４実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２が、使用者の股関節回りに装着される。または、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、使用者の腰、肘、腕、足首などの他の部位に装着されてもよい。この場合には、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、基準面を跨ぐ対称な部位に装着される。なお、第１左半身センサーＳＬ１，第２左半身センサーＳＬ２、第１右半身センサーＳＲ１、および第２右半身センサーＳＲ２は、使用者の身体の関節を間に挟む位置に設けられることが好ましい。
【０１４５】
・第１実施形態〜第４実施形態の人体用刺激付与装置１は、第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒと刺激装置本体部４０とが別体として構成される。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第１実施形態〜第４実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、刺激装置本体部４０が、第１装着部１０Ｌおよび第２装着部１０Ｒに内蔵される。
【０１４６】
・第３実施形態の人体用刺激付与装置１は、第１判別部１００が一方の脚の動作判別を行い、第２判別部１２０が他方の脚の動作判別を行う。同様に、他方の脚の動作判別も、第１判別部１００および第２判別部１２０の判別結果に基づき行われる。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第３実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、第１判別部１００および第２判別部１２０が一方の脚の動作判別を行い、第１判別部１００および第２判別部１２０が他方の脚の動作判別を行う。
【０１４７】
・第１実施形態〜第４実施形態の人体用刺激付与装置１は、左脚検知部ＳＬおよび右脚検知部ＳＲが同種類の第１左半身センサーＳＬ１および第１右半身センサーＳＲ１と同種類の第２左半身センサーＳＬ２および第２右半身センサーＳＲ２で構成される。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第１実施形態〜第４実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、左脚検知部ＳＬおよび右脚検知部ＳＲはそれぞれ異なる種類のセンサーによって構成される。これによれば、第１判別部１００および第２判別部１２０は、異なるセンサーの検知値を用いて使用者２００の動作判別を行う。
【０１４８】
・第３実施形態の人体用刺激付与装置１は、刺激付与制御部６２が、パルス発生部６７を制御して電気刺激パルスを発生させる。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第３実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、電気刺激として電流値を時間の経過とともに徐々に高くする構成とする。
【０１４９】
・第１実施形態〜第４実施形態の人体用刺激付与装置１は、左脚検知部ＳＬおよび右脚検知部ＳＲにより左半身検知部５０Ｌおよび右半身検知部５０Ｒが構成される。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第１実施形態〜第４実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、検知部が、人体に装着される少なくとも１つのセンサーからなる補助検知部を備える。これによれば、左脚検知部ＳＬおよび右脚検知部ＳＲが共に誤検知を行ったとしても、補助検知部が左脚検知部ＳＬおよび右脚検知部ＳＲに代替して人体の動作を検知する。これにより、人体の動作検知がより高い信頼性のもとに行われる。
【０１５０】
・第１実施形態〜第４実施形態の人体用刺激付与装置１は、使用者２００の歩行動作を複数の区間に分割して動作判別を行う。ただし、人体用刺激付与装置１の構成は、第１実施形態〜第４実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の人体用刺激付与装置１は、階段等の昇降動作において動作判別を行い、刺激を付与する。または、人体用刺激付与装置１は、座椅子等からの立ち上がり動作において動作判別を行い、刺激を付与する。
【０１５１】
・第１実施形態〜第４実施形態は、体動検知装置の適用例としての人体用刺激付与装置１を構成する。ただし、体動検知装置の適用は人体用刺激付与装置に限られない。例えば、変形例の体動検知装置は、医療における転倒予防装置に適用される。転倒予防装置は、身体に障害を有する患者の歩行状態を判別して判別データを蓄積する。転倒予防装置は、患者の歩行時に歩行状態を判別し、蓄積された判別データに基づいて転倒を予測する。
【０１５２】
転倒予防装置は、歩行状態を複数の動作段階に分割して、静止判定を含む詳細な動作判別データを蓄積することにより、高精度な予測が可能となる。
【符号の説明】
【０１５３】
１…人体用刺激付与装置、５０Ｌ…左半身検知部、５０Ｒ…右半身検知部、６０…制御部、６３…時間設定部、６４…時間設定部、６５…第１時間設定部、６６…第２時間設定部、７０…判別部、７２…計測部、９０Ｌ…左半身刺激付与部、９０Ｒ…右半身刺激付与部、１００…第１判別部、１０２…第１計測部、１０３…第１静止判別部、１２０…第２判別部、１２２…第２計測部、１２３…第２静止判別部、１４０Ｌ…電気刺激付与部、１４０Ｒ…電気刺激付与部、２００Ｃ…基準面、ＳＬ１…第１左半身センサー、ＳＬ２…第２左半身センサー、ＳＲ１…第１右半身センサー、ＳＲ２…第２右半身センサー。
【図１】
2014076199.tif 000003
【図２】
2014076199.tif 000004
【図３】
2014076199.tif 000005
【図４】
2014076199.tif 000006
【図５】
2014076199.tif 000007
【図６】
2014076199.tif 000008
【図７】
2014076199.tif 000009
【図８】
2014076199.tif 000010
【図９】
2014076199.tif 000011
【図１０】
2014076199.tif 000012
【図１１】
2014076199.tif 000013
【図１２】
2014076199.tif 000014
【図１３】
2014076199.tif 000015
【図１４】
2014076199.tif 000016
【図１５】
2014076199.tif 000017
【図１６】
2014076199.tif 000018