(57)【要約】 【課題】  本発明は、被験者に高負荷を掛けずに簡単に被験者の持久力を算出することができる。【解決手段】  本発明は、被験者に着脱可能に装着される持久力算出装置１００である。持久力算出装置１００は、被験者に作用する加速度を測定する加速度センサ１０８と、加速度センサ１０８により出力された加速度の値に基づいて、被験者に作用する力積を算出するＣＰＵ１１２と、被験者が低速から被験者の成し得る最大限の速度で歩行するように促す情報である歩行情報を出力する表示部１０４又はスピーカ１０５とを備えている。ＣＰＵ１１２は、表示部１０４又はスピーカ１０５により歩行情報が出力された後に、算出した力積の最大値に基づいて該力積の最大値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者に着脱可能に装着される持久力算出装置であって、
被験者に作用する加速度を測定する加速度センサと、
前記加速度センサにより出力された加速度の値に基づいて、被験者に作用する力積を算出する力積算出部と、
被験者が低速から被験者の成し得る最大限の速度で歩行するように促す情報である第１歩行情報を出力する出力部と、
前記出力部により前記第１歩行情報が出力された後に、前記力積算出部により算出された力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出する持久力算出部と
を備えることを特徴とする持久力算出装置。
【請求項２】
被験者が歩行している際の運動の強さを示す運動強度を測定する測定部が備えられており、
前記持久力算出部は、前記測定部により測定された前記運動強度が最大であるときの被験者に作用する力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出することを特徴とする請求項１に記載の持久力算出装置。
【請求項３】
被験者が歩行している際の運動の強さを示す運動強度を測定する測定部が備えられており、
前記持久力算出部は、前記測定部により測定された前記運動強度が所定量を超えており、且つ所定時間継続しているときの力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出することを特徴とする請求項１に記載の持久力算出装置。
【請求項４】
前記運動強度は、被験者の脈拍数、心拍数及び消費カロリーのうちの１又は２以上であることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の持久力算出装置。
【請求項５】
前記持久力算出部は、前記力積算出部により算出された力積の値が予め設定された所定値を超えており、且つ所定時間継続して一定である場合には、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出することを特徴とする請求項１に記載の持久力算出装置。
【請求項６】
前記出力部は、被験者が通常の速度で歩行するように促す情報である第２歩行情報と、被験者が前記通常の速度よりも速く歩行するように促す情報である第３歩行情報とを所定タイミングで交互に出力することを特徴とする請求項１に記載の持久力算出装置。
【請求項７】
前記力積算出部により算出された力積の最大値の一定割合を第１基準値として設定する基準値設定部を備え、
前記出力部は、前記力積算出部により算出された力積の値が前記第１基準値を超えている場合には、被験者の身体に関する情報を示す身体情報を出力することを特徴とする請求項６に記載の持久力算出装置。
【請求項８】
前記身体情報は、被験者の身体にとって適切な負荷であることを示す適正情報、又は被験者の身体にとって適正な負荷でない不適正情報のいずれかであることを特徴とする請求項７に記載の持久力算出装置。
【請求項９】
前記基準値設定部は、前記力積算出部により算出された力積の最大値を第２基準値として設定し、
前記出力部は、前記力積算出部により算出された力積の値が前記第１基準値を超えている場合には前記適正情報を出力し、前記力積の値が前記第２基準値を超えている場合には前記不適正情報を出力することを特徴とする請求項８に記載の持久力算出装置。
【請求項１０】
前記力積算出部により算出された力積の値が前記第１基準値を超えている場合には、該力積の値が該第１基準値を超えている大きさに応じて該第１基準値を変更する基準値変更部を備えることを特徴とする請求項７に記載の持久力算出装置。
【請求項１１】
前記力積算出部により算出された力積の値が前記第２基準値を超えている場合には、該力積の値が該第２基準値を超えている大きさに応じて該第２基準値を変更する基準値変更部を備えることを特徴とする請求項９に記載の持久力算出装置。
【請求項１２】
被験者に着脱可能に装着される持久力算出装置を用いた持久力算出方法であって、
被験者に作用する加速度を測定するステップと、
測定された加速度の値に基づいて、被験者に作用する力積を算出するステップと、
被験者が低速から被験者の成し得る最大限の速度で歩行するように促す情報である第１歩行情報を出力するステップと、
前記第１歩行情報が出力された後に、算出された力積の値に基づいて該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出する算出ステップと
を備えることを特徴とする持久力算出方法。
【請求項１３】
被験者が歩行している際の運動の強さを示す運動強度を測定するステップが備えられており、
前記算出ステップでは、測定された前記運動強度が最大であるときの被験者に作用する力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出することを特徴とする請求項１２に記載の持久力算出方法。
【請求項１４】
被験者が歩行している際の運動の強さを示す運動強度を測定するステップが備えられており、
前記算出ステップでは、測定された前記運動強度が所定量を超えており、且つ所定時間継続しているときの力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出することを特徴とする請求項１２に記載の持久力算出方法。
【請求項１５】
前記運動強度は、被験者の脈拍数、心拍数及び消費カロリーのうちの１又は２以上であることを特徴とする請求項１３又は請求項１４のいずれかに記載の持久力算出方法。
【請求項１６】
前記算出ステップでは、算出された力積の値が予め設定された所定値を超えており、且つ所定時間継続して一定である場合には、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出することを特徴とする請求項１２に記載の持久力算出方法。
【請求項１７】
被験者が通常の速度で歩行するように促す情報である第２歩行情報と、被験者が前記通常の速度よりも速く歩行するように促す情報である第３歩行情報とを所定タイミングで交互に出力するステップを備えることを特徴とする請求項１２に記載の持久力算出方法。
【請求項１８】
算出された力積の最大値の一定割合を第１基準値として設定するステップと、
算出された力積の値が前記第１基準値を超えている場合には、被験者の身体に関する情報を示す身体情報を出力するステップと
を備えることを特徴とする請求項１７に記載の持久力算出方法。
【請求項１９】
前記身体情報は、被験者の身体にとって適切な負荷であることを示す適正情報、又は被験者の身体にとって適正な負荷でない不適正情報のいずれかであることを特徴とする請求項１８に記載の持久力算出方法。
【請求項２０】
算出された力積の最大値を第２基準値として設定するステップと、
算出された力積の値が前記第１基準値を超えている場合には前記適正情報を出力し、前記力積の値が前記第２基準値を超えている場合には前記不適正情報を出力するステップとを備えることを特徴とする請求項１９に記載の持久力算出方法。
【請求項２１】
算出された力積の値が前記第１基準値を超えている場合には、該力積の値が該第１基準値を超えている大きさに応じて該第１基準値を変更するステップを備えることを特徴とする請求項１８に記載の持久力算出方法。
【請求項２２】
算出された力積の値が前記第２基準値を超えている場合には、該力積の値が該第２基準値を超えている大きさに応じて該第２基準値を変更するステップを備えることを特徴とする請求項２０に記載の持久力算出方法。
【請求項２３】
被験者に着脱可能に装着される持久力算出装置において動作するプログラムであって、コンピュータを、
前記持久力算出装置に備えられ、被験者に作用する加速度を測定する加速度センサにより出力された加速度の値に基づいて、被験者に作用する力積を算出する力積算出部と、
被験者が低速から被験者の成し得る最大限の速度で歩行するように促す情報である第１歩行情報を出力する出力部と、
前記出力部により前記第１歩行情報が出力された後に、前記力積算出部により算出された力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出する持久力算出部として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項２４】
被験者が歩行している際の運動の強さを示す運動強度を測定する測定部としてコンピュータを機能させ、
前記持久力算出部は、前記測定部により測定された前記運動強度が最大であるときの被験者に作用する力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出することを特徴とする請求項２３に記載のプログラム。
【請求項２５】
被験者が歩行している際の運動の強さを示す運動強度を測定する測定部としてコンピュータを機能させ、
前記持久力算出部は、前記測定部により測定された前記運動強度が所定量を超えており、且つ所定時間継続しているときの力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出することを特徴とする請求項２３に記載のプログラム。
【請求項２６】
前記運動強度は、被験者の脈拍数、心拍数及び消費カロリーのうちの１又は２以上であることを特徴とする請求項２４又は請求項２５のいずれかに記載のプログラム。
【請求項２７】
前記持久力算出部は、前記力積算出部により算出された力積の値が予め設定された所定値を超えており、且つ所定時間継続して一定である場合には、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出することを特徴とする請求項２３に記載のプログラム。
【請求項２８】
前記出力部は、被験者が通常の速度で歩行するように促す情報である第２歩行情報と、被験者が前記通常の速度よりも速く歩行するように促す情報である第３歩行情報とを所定タイミングで交互に出力することを特徴とする請求項２３に記載のプログラム。
【請求項２９】
前記力積算出部により算出された力積の最大値の一定割合を第１基準値として設定する基準値設定部としてコンピュータを機能させ、
前記出力部は、前記力積算出部により算出された力積の値が前記第１基準値を超えている場合には、被験者の身体に関する情報を示す身体情報を出力することを特徴とする請求項２８に記載のプログラム。
【請求項３０】
前記身体情報は、被験者の身体にとって適切な負荷であることを示す適正情報、又は被験者の身体にとって適正な負荷でない不適正情報のいずれかであることを特徴とする請求項２９に記載のプログラム。
【請求項３１】
前記基準値設定部は、前記力積算出部により算出された力積の最大値を第２基準値として設定し、
前記出力部は、前記力積算出部により算出された力積の値が前記第１基準値を超えている場合には前記適正情報を出力し、前記力積の値が前記第２基準値を超えている場合には前記不適正情報を出力することを特徴とする請求項３０に記載のプログラム。
【請求項３２】
前記力積算出部により算出された力積の値が前記第１基準値を超えている場合には、該力積の値が該第１基準値を超えている大きさに応じて該第１基準値を変更する基準値変更部を備えることを特徴とする請求項２９に記載のプログラム。
【請求項３３】
前記力積算出部により算出された力積の値が前記第２基準値を超えている場合には、該力積の値が該第２基準値を超えている大きさに応じて該第２基準値を変更する基準値変更部を備えることを特徴とする請求項３１に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者に着脱可能に装着され、被験者の持久力を算出する持久力算出装置、持久力算出方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から被験者の持久力を算出する手法としてトレッドミル（いわゆるルームランナー）、エルゴメータなどの運動機器が提供されている（例えば、特許文献１参照）。この運動機器は、被験者に負荷を順次与え、最大負荷時における被験者の酸素摂取量、又は心拍数を測定することにより、被験者の持久力を算出している。
【０００３】
例えば、トレッドミルには回転ベルトが備えられており、初期段階では低速度で回転している回転ベルト上で被験者が歩行する。そして、被験者が最速で歩行し得る限界まで、回転ベルトが順次速く回転する。その後、被験者の体力が限界に達した時点で被験者の最大酸素摂取量又は心拍数が測定され、被験者の持久力が算出される。
【特許文献１】特開２００４−６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、トレッドミルや、エルゴメータなどの運動機器が大掛かりな機器であり、しかも高価であるため、被験者は、その運動機器を用いて自己の持久力を容易に把握することが困難であった。
【０００５】
一方、上記運動機器を用いずに、踏み台を用いて被験者の持久力を簡易的に算出する方法も存在する。この方法では、被験者が踏み台の昇降を繰り返し行い、被験者の体力が限界に達した時点で被験者の脈拍数を測定し、その脈拍数により被験者の持久力を算出する。その他の方法では、被験者が所定時間走り、その際の被験者の走行距離を測定し、その走行距離により被験者の持久力を算出する。
【０００６】
ところが、上記何れの方法においても、被験者の体力が限界に達するまで、被験者に負荷を与え続けるため、被験者に大きな負担が掛かり、特に高齢者などの低体力者においては細かに自己の持久力を把握することが困難であった。また、上記運動機器を用いなくても、上記その他の方法で説明したように被験者が所定時間を走行した際の走行距離を測定することにより、被験者の持久力を算出することができるが、被験者が走行するための当該所定時間や、走行距離を計測しなければならず、被験者の持久力を算出するまでに大きな手間が生じていた。
【０００７】
そこで、本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、被験者に高負荷を掛けずに簡単に被験者の持久力を算出することができる持久力算出装置、持久力算出方法及びプログラム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】
本発明は、上記課題を解決するために、被験者に着脱可能に装着される持久力算出装置であって、被験者に作用する加速度を測定する加速度センサと、加速度センサにより出力された加速度の値に基づいて、被験者に作用する力積を算出する力積算出部と、被験者が低速から被験者の成し得る最大限の速度で歩行するように促す情報である第１歩行情報を出力する出力部と、出力部により第１歩行情報が出力された後に、力積算出部により算出された力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出する持久力算出部とを備えることを特徴とする。なお、持久力算出装置、持久力算出方法及びプログラムのいずれにおいても以下に示す同様の作用及び効果を奏する。
【０００９】
このような本発明によれば、被験者が低速から被験者の成し得る最大限の速度で歩行するように促す情報である第１歩行情報を出力し、当該第１歩行情報が出力された後に、被験者の力積の最大値に基づいて該力積の最大値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出する。これにより、被験者が最速で歩行するだけで、被験者の持久力が算出されるため、被験者は、エルゴメータなどのように被験者に高負荷を掛けることにより被験者の持久力を算出する運動機器を用いなくても、被験者の持久力を容易に把握することができる。また、被験者が持久力算出装置を装着するだけで、被験者の持久力を算出するための準備が完了するため、被験者は、被験者の持久力を算出するための準備に手間が掛からず、容易に被験者の持久力を把握することができる。
【００１０】
上記発明においては、出力部は、被験者が通常の速度で歩行するように促す情報である第２歩行情報と、被験者が前記通常の速度よりも速く歩行するように促す情報である第３歩行情報とを所定タイミングで交互に出力してもよい。
【００１１】
この場合には、第１歩行情報が出力されることにより被験者が通常の速度で歩行し、第２歩行情報が出力されることにより被験者が通常の速度よりも速く歩行することができる。これにより、被験者は、通常の速度の歩行・高速の歩行を交互に実行（いわゆる、インターバルウォーキング）することができるため、通常の速度の歩行だけを実行するよりも効果的に持久力、脚筋力等を向上させることができる（図１４乃至１９参照）。
【００１２】
上記発明においては、力積算出部により算出された力積の最大値の一定割合を第１基準値として設定する基準値設定部が備えられており、出力部は、力積算出部により算出された力積の値が第１基準値を超えている場合には、被験者の身体に関する情報を示す身体情報を出力してもよい。この身体情報は、被験者の身体にとって適切な負荷であることを示す適正情報、又は被験者の身体にとって適正な負荷でない不適正情報のいずれかであることが好ましい。
【００１３】
この場合には、被験者が発揮し得る力積の最大値の一定割合を第１基準値として設定し、被験者の力積の値が第１基準値を超えている場合には身体情報を出力するため、被験者は、被験者の体力が限界点に近いか否かを容易に把握することができ、被験者の体力の限界点以上の力を発揮することにより被験者の生命に危険が生じないように被験者の歩行速度を調整することができる。
【００１４】
上記発明においては、基準値設定部は、力積算出部により算出された力積の最大値を第２基準値として設定し、出力部は、力積算出部により算出された力積の値が第１基準値を超えている場合には適正情報を出力し、力積の値が第２基準値を超えている場合には不適正情報を出力してもよい。
【００１５】
この場合には、被験者の力積の値が第１基準値を超えている場合には適正情報を出力し、被験者の力積の値が第２基準値を超えている場合には不適正情報を出力するため、被験者は、被験者の体力を向上させるために効果的なレベルを容易に把握することができると共に、高速の歩行と通常の歩行とを繰り返し実行することができるため、より効果的に持久力、脚筋力等を向上させることができる（図１４乃至１９参照）。
【００１６】
また、被験者の力積の値が第１基準値を超えていない場合には身体情報を出力しないため、被験者は、被験者の体力が未だ限界点ではないことを容易に把握することができ、通常の速度の歩行を決めるための指標にすることができる。
【００１７】
上記発明においては、力積算出部により算出された力積の値が第１基準値（又は第２基準値）を超えている場合には、該力積の値が該第１基準値（又は第２基準値）を超えている大きさに応じて該第１基準値（又は第２基準値）を変更する基準値変更部が備えられてもよい。この場合には、力積の値が第１基準値（又は第２基準値）を超えている大きさに応じて該第１基準値（又は第２基準値）を変更することにより、被験者の体力を向上させるための効果的なレベルを徐々に上昇させることができ、より効果的に持久力、脚筋力等を向上させることができる。
【００１８】
つまり、被験者が通常の速度の歩行・高速の歩行とを繰り返し行い、被験者がそのことを長期的に実行することにより、被験者の体力が徐々に向上するため（図１４乃至１９参照）、その被験者の体力の向上に伴なって上記各基準値を上昇させることにより、被験者の体力を更に向上させることができる。
【００１９】
上記発明においては、被験者が歩行している際の運動の強さを示す運動強度を測定する測定部が備えられており、持久力算出部は、測定部により測定された運動強度が最大であるときの被験者に作用する力積の値に基づいて、力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出してもよい。
【００２０】
上記発明においては、被験者が歩行している際の運動の強さを示す運動強度を測定する測定部が備えられており、持久力算出部は、測定部により測定された運動強度が所定量を超えており、且つ所定時間継続しているときの力積の値に基づいて、力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出してもよい。
【００２１】
上記発明においては、運動強度は、被験者の脈拍数、心拍数及び消費カロリーのうちの１又は２以上であってもよい。
【００２２】
上記発明においては、持久力算出部は、力積算出部により算出された力積の値が予め設定された所定値を超えており、且つ所定時間継続して一定である場合には、力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出してもよい。
【００２３】
なお、脈拍数又は消費カロリーが所定値を超えている場合には、該脈拍数又は消費カロリーが該所定値を超えている大きさに応じて、上記基準値を変更する基準値変更部が備えられてもよい。
【００２４】
なお、持久力算出部は、出力部により歩行情報が出力された後に、被験者の脈拍数、心拍数又は消費カロリーが最大であるときの力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出してもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、被験者に高負荷を掛けずに簡単に被験者の持久力を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（持久力算出装置の外観）
本実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態における持久力算出装置１００の外観を示す図である。図１（ａ）は持久力算出装置１００の前面を示す図であり、図２（ｂ）は持久力算出装置１００の側面を示す図である。
【００２７】
持久力算出装置１００は、被験者に着脱可能に装着され、持久力算出装置１００を装着した被験者の歩数、消費カロリー、持久力などの運動量を測定するものである。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、持久力算出装置１００の前面には、持久力算出装置１００の電源をＯＮ／ＯＦＦするために用いられる電源ボタン１０１と、被験者の持久力を算出するためのモード（以下では、単に「持久力モード」と称する）や、被験者の体力に応じた運動を実行させるためのモード（以下では、単に「トレーニングモード」と称する）などのいずれかのモードに切替えるために用いられるモード切替ボタン１０２と、運動量の測定開始や測定停止の入力に用いられるスタートボタン１０３と、測定された歩数、持久力、消費カロリーなどの運動量を表示する表示部１０４と、被験者の歩行速度に変化を与えるための音（歩行情報）などのを出力するスピーカ１０５とが備えられている。
【００２９】
また、図１（ｂ）に示すように、持久力算出装置１００の背面には、持久力算出装置１００を被験者の衣服に装着するためのクリップ１０６が備えられている。また、持久力算出装置１００の側面には、パーソナルコンピュータなどと接続可能な通信用ポート１０７も備えられている。
【００３０】
図２（ａ）は、本実施形態における持久力算出装置１００が被験者に装着されている状態を示す図である。図２（ｂ）は、被験者に作用する加速度の方向を示す図である。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、持久力算出装置１００は、被験者の胴体部分などに装着される。また、図２（ｂ）に示すように、持久力算出装置１００が被験者に装着されることにより、持久力算出装置１００には、互いに直交する３軸の方向、すなわちｘ軸（ここでは被験者の進退方向に沿う軸），ｙ軸（ここでは被験者の左右方向に沿う軸），ｚ軸（ここでは被験者の上下方向に沿う軸）に加速度が作用している。
【００３２】
（持久力算出装置の内部ブロック構成）
次に、図３を参照しながら、持久力算出装置の内部ブロック構成について説明する。図３は、本実施形態における持久力算出装置１００の内部ブロック構成を示す図である。
【００３３】
図３に示すように、持久力算出装置１００は、電源ボタン１０１と、モード切替ボタン１０２と、スタートボタン１０３と、表示部１０４と、スピーカ１０５と、通信用ポート１０７と、加速度センサ１０８と、電源供給部１０９と、ＲＡＭ１１０と、ＲＯＭ１１１と、ＣＰＵ１１２とを備えている。
【００３４】
電源ボタン１０１、モード切替ボタン１０２、スタートボタン１０３、表示部１０４及びスピーカ１０５は、上述の通り、持久力算出装置１００と被験者とのインターフェースとして用いられる。
【００３５】
通信用ポート１０７は、パーソナルコンピュータなどと接続可能にする通信インターフェースであり、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）が挙げられる。なお、通信用ポート１０７を介して接続されたパーソナルコンピュータは、ＲＡＭ１１０に記憶された運動量の測定データを受信することや、ＲＡＭ１１０に記憶された持久力算出装置１００の内部動作を実行するためのプログラムを更新することなどができる。
【００３６】
加速度センサ１０８は、被験者に作用する加速度を測定するものである。本実施形態では、加速度センサ１０８は、互いに直交する３軸の方向の被験者の加速度、すなわちｘ軸方向に作用する被験者の加速度ｉｘ，ｙ軸方向に作用する被験者の加速度ｉｙ，ｚ軸に作用する被験者の加速度ｉｚを測定する。
【００３７】
電源供給部１０９は、上記内部ブロックを動作させるための電源を供給するものである。ＲＡＭ１１０は、ＣＰＵ１１２により処理されるデータを一時的に格納するものである。ＲＯＭ１１１は、上記内部ブロックを動作させるためのプログラムなどを格納するものである。
【００３８】
ＣＰＵ１１２は、加速度センサ１０８により出力された加速度の値に基づいて、被験者に作用する力積を算出する力積算出部を構成する。
【００３９】
また、ＣＰＵ１１２は、被験者が低速から被験者の成し得る最大限の速度で歩行するように促す情報である第１歩行情報（後述に示す最大速度歩行情報）をスピーカ１０５に出力させた後に、算出した力積の中から最大の力積（以下では単に最大力積とする）を特定し、その最大力積の値に基づいて、該最大力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出する持久力算出部を構成する（後述する図５に示す持久力モード処理を参照）。
【００４０】
また、ＣＰＵ１１２は、被験者が通常の速度（被験者が最もゆっくり歩行する最低速度、該最低速度よりも被験者が速く歩行する低速度、該低速度よりも被験者が速く歩行する中速度などが含まれている）で歩行するように促す情報である第２歩行情報（後述する低速歩行情報）と、被験者が通常の速度よりも速い速度で歩行するように促す情報である第３歩行情報（後述するトレーニング時高速歩行情報）とを所定タイミングで交互にスピーカ１０５（又は表示部１０４）に出力させる（後述する図１１に示すトレーニングモード処理を参照）。
【００４１】
さらに、ＣＰＵ１１２は、最大力積の値を基準値として設定し、算出した力積の値が基準値を超えている場合には、被験者の身体に関する情報を示す身体情報をスピーカ１０５（又は表示部１０４）に出力させる。
【００４２】
本実施形態ではＣＰＵ１１２は、被験者の身体にとって適切な負荷でないことを示す警告音（不適正情報）をスピーカ１０５（又は表示部１０４）に出力させる。一方、ＣＰＵ１１２は、算出した力積の値が基準値を超えていない場合には、被験者の身体にとって適切な負荷であることを示す祝福音（適正情報）をスピーカ１０５（又は表示部１０４）に出力させる（後述する図１２に示す特定音出力処理を参照）。
【００４３】
なお、ＣＰＵ１１２は、算出した力積の値が基準値を超えている場合には、該力積の値が基準値を超えている大きさに応じて該基準値を変更してもよい。
【００４４】
（持久力算出方法）
次に、図４乃至図１３を参照して、持久力算出装置１００の動作である持久力算出方法について説明する。図４は、持久力算出方法を示す図である。すなわち、図４は、モード切替ボタン１０２により切替えられたモードにより、持久力算出装置１００が実行する具体的な処理を示している。
【００４５】
図４に示すように、Ｓ１００において、持久力算出装置１００は、モード切替ボタン１０２により現在のモードが持久力モードにされたか否か判定する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ２００の処理に移り、ＮＯである場合にはＳ３００の処理に移る。
【００４６】
Ｓ２００において、持久力算出装置１００は、被験者の持久力を算出する処理を示す持久力モード処理を実行する。この持久力モード処理の詳細については、後述する図５で説明する。
【００４７】
Ｓ３００において、持久力算出装置１００は、モード切替ボタン１０２により現在のモードがトレーニングモードにされたか否か判定する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ４００の処理に移り、ＮＯである場合にはＳ１００の処理に移る。
【００４８】
Ｓ４００において、持久力算出装置１００は、被験者の体力に応じた運動を実行させる処理を示すトレーニングモード処理を実行する。このトレーニングモード処理の詳細については、後述する図１１で説明する。以下では、Ｓ２００の持久力モード処理、Ｓ４００のトレーニングモード処理の順番で詳細に説明する。
【００４９】
（１）持久力モード処理
次に、図５乃至図１０を参照しながら、持久力モード処理について説明する。図５は、持久力モード処理を示す図である。この持久力モード処理により被験者の最大酸素摂取量（持久力）を算出することができる。
【００５０】
図５に示すように、Ｓ２０１において、持久力算出装置１００は、スタートボタン１０３が押下されたか否か判定する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ２０２の処理に移り、ＮＯである場合には本処理を繰り返す。
【００５１】
Ｓ２０２において、持久力算出装置１００は、被験者が安静な状態である時間を示す安静時間を設定するとともに、被験者が安静な状態にするように促す安静情報を出力する。
【００５２】
Ｓ２０３において、持久力算出装置１００は、被験者に作用している加速度に基づいて被験者の力積を算出する処理を示す力積算出処理を実行する。
【００５３】
図６は、Ｓ２０３で実行される力積算出処理を示す図である。図６に示すように、Ｓ２０３−１において、持久力算出装置１００は、加速度センサ１０８により出力された加速度の値、すなわちｘ軸方向に作用する被験者の加速度ｉｘの値，ｙ軸方向に作用する被験者の加速度ｉｙの値，ｚ軸に作用する被験者の加速度ｉｚの値をＲＡＭ１１０に記憶させる。
【００５４】
ここで、図７は、ＲＡＭ１１０に記憶された加速度の値及びその値に基づく各種算出結果を示す図である。図７に示すように、例えば、スタートボタン１０３が押下されてから現時点までの測定時間が３秒であり、その３秒における加速度ｉｘの値が２４４，加速度ｉｙの値が９６，加速度ｉｚの値が９６８である場合には、持久力算出装置１００は、それらの加速度の値（加速度ｉｘの値＝２４４，加速度ｉｙの値＝９６，加速度ｉｚの値＝９６８）を、測定時間３秒と加速度ｉとに対応付けてＲＡＭ１１０に記憶させる。      
Ｓ２０３−２において、持久力算出装置１００は、測定された加速度の値に基づいて現在の平均の加速度である平均加速度ｉ’を算出する。以下では、ｘ軸方向に作用する平均加速度はｉｘ’、ｙ軸方向に作用する平均加速度はｉｙ’、ｚ軸方向に作用する平均加速度はｉｚ’とする。
【００５５】
本実施形態では、持久力算出装置１００は、現時点とその現時点から遡って所定秒前（ここでは３秒前）の時点との間の平均の加速度を平均加速度としている。図７に示すように、例えば、現在の測定時間が３秒であり、その３秒における加速度ｉの値が加速度ｉｘの値＝２４４，加速度ｉｙの値＝９６，加速度ｉｚの値＝９６８である場合には、持久力算出装置１００は、その加速度ｉｘの値＝２４４，加速度ｉｙの値＝９６，加速度ｉｚの値＝９６８とそれらの値を基準として３秒前の加速度ｉの値（加速度ｉｘの値＝３９２，加速度ｉｙの値＝１３９，加速度ｉｚの値＝９１１）との間（図７に示す丸印部分）の加速度の平均値を平均加速度ｉ’（平均加速度ｉｘ’＝２４７．８，平均加速度ｉｙ’＝１３２．９、平均加速度ｉｚ’＝９５８．７）として算出する。
【００５６】
Ｓ２０３−３において、持久力算出装置１００は、計測された加速度ｉの値から平均加速度ｉ’を減算（ｉ−ｉ’）し、当該加速度ｉの値から重力成分の値を排除してその減算結果である値を重力外加速度ｉ”とする。図７に示すように、例えば、測定時間３秒における加速度ｉの値が加速度ｉｘの値＝２４４，加速度ｉｙの値＝９６，加速度ｉｚの値＝９６８であり、且つ平均加速度ｉｘ’＝２４７．８，平均加速度ｉｙ’＝１３２．９、平均加速度ｉｚ’＝９５８．７である場合には、持久力算出装置１００は、重力外加速度ｉｘ”＝加速度ｉｘ−平均加速度ｉｘ’＝−３．８，重力外加速度ｉｙ”＝加速度ｉｙ−平均加速度ｉｙ’＝−３６．９、重力外加速度ｉｚ”＝加速度ｉｚ−平均加速度ｉｚ’＝９．３を算出する。
【００５７】
Ｓ２０３−４において、持久力算出装置１００は、重力外加速度ｉ”に基づいて被験者に作用する合成の加速度を示す合成加速度Ｉを算出する。ここで、合成加速度Ｉは以下の式１で表現することができる。
【数１】
2006238970.tif 000003
【００５８】
Ｓ２０３−５において、持久力算出装置１００は、合成加速度Ｉに基づいて被験者に作用する力積Ｒを算出する。本実施形態では、持久力算出装置１００は、所定の時間間隔（ここでは５秒）分の合成加速度を積算し、その積算値を１分間分の合成加速度の積算値に換算する。ここでは、図７に示すように、持久力算出装置１００は、測定時間５秒分の合成加速度を積算し、その積算値（図７に示す斜線部分参照）に１２を乗算することにより、１分間分の合成加速度の積算値に変換する。そして、持久力算出装置１００は、１分間分の合成加速度の積算値に被験者の体重を乗算することにより、被験者の力積Ｒ（ここでは、力積Ｒ＝１分間分の合成加速度の積算値×被験者の体重）を算出する。
【００５９】
そして、持久力算出装置１００は、Ｓ２０３−５の処理を終了すると、図５に示すＳ２０４の処理に移る。
【００６０】
Ｓ２０４において、持久力算出装置１００は、安静時間が経過したか否か判別する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ２０５の処理に移り、ＮＯである場合にはＳ２０３の処理に戻る。なお、Ｓ２０４においてＮＯが判定された場合には、Ｓ２０３において再び力積算出処理が実行され、加速度ｉが測定されて、平均加速度ｉ’、重力外加速度”、合成加速度Ｉ及び力積Ｒが算出される（図７参照）。
【００６１】
Ｓ２０５において、持久力算出装置１００は、被験者がゆっくりと歩行するように促す情報である低速歩行情報（例えば、１回の“ピッ”という音）をスピーカ１０５に出力させる。
【００６２】
Ｓ２０６において、持久力算出装置１００は、被験者にゆっくりと歩行させる時間を示す低速歩行時間を設定する。
【００６３】
Ｓ２０７において、持久力算出装置１００は、上述したＳ２０３の処理と同様の力積算出処理を実行する。
【００６４】
Ｓ２０８において、持久力算出装置１００は、低速歩行時間が経過したか否か判定する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ２０９の処理に移り、ＮＯである場合にはＳ２０７の処理に戻る。なお、Ｓ２０８においてＮＯが判定された場合には、Ｓ２０７において再び力積算出処理が実行され、加速度ｉが測定されて、平均加速度ｉ’、重力外加速度”、合成加速度Ｉ及び力積Ｒが算出される（図７参照）。
【００６５】
Ｓ２０９において、持久力算出装置１００は、低速歩行時間における被験者の速度よりも被験者が自律的に速く歩行するように促す情報である中速歩行情報（例えば、２回の“ピッ，ピッ”という音）をスピーカ１０５に出力させる。
【００６６】
Ｓ２１０において、持久力算出装置１００は、低速歩行時間における被験者の速度よりも被験者を速く歩行させる時間を示す中速歩行時間を設定する。
【００６７】
Ｓ２１１において、持久力算出装置１００は、上述したＳ２０３の処理と同様の力積算出処理を実行する。
【００６８】
Ｓ２１２において、持久力算出装置１００は、中速歩行時間が経過したか否か判定する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ２１３の処理に移り、ＮＯである場合にはＳ２１１の処理に戻る。なお、Ｓ２１２においてＮＯが判定された場合には、Ｓ２１１において再び力積算出処理が実行され、加速度ｉが測定されて、平均加速度ｉ’、重力外加速度”、合成加速度Ｉ及び力積Ｒが算出される（図７参照）。
【００６９】
Ｓ２１３において、持久力算出装置１００は、被験者が成し得る最大限の速度で被験者が自律的に歩行するように促す情報である最大速度歩行情報（例えば、３回の“ピッ，ピッ，ピッ”という音）をスピーカ１０５に出力させる。
【００７０】
Ｓ２１４において、持久力算出装置１００は、被験者が成し得る最大限の速度で被験者を歩行させる時間を示す最大速度歩行時間を設定する。
【００７１】
Ｓ２１５において、持久力算出装置１００は、上述したＳ２０３の処理と同様の力積算出処理を実行する。
【００７２】
Ｓ２１６において、持久力算出装置１００は、最大速歩行時間が経過したか否か判定する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ２１７の処理に移り、ＮＯである場合にはＳ２１５の処理に戻る。なお、Ｓ２１６においてＮＯが判定された場合には、Ｓ２１５において再び力積算出処理が実行され、加速度ｉが測定されて、平均加速度ｉ’、重力外加速度”、合成加速度Ｉ及び力積Ｒが算出される（図７参照）。
【００７３】
Ｓ２１７において、持久力算出装置１００は、算出した各力積Ｒを参照し、最も大きい力積Ｒを特定する。
【００７４】
Ｓ２１８において、持久力算出装置１００は、予め設定された最大力積−最大摂取量特性（近似式）を用いて、Ｓ２１７において特定した力積Ｒに対する最大酸素摂取量（これは持久力と等価である）を算出する。なお、最大力積−最大摂取量特性（近似式）を求める手法については、図１０で詳述する。
【００７５】
Ｓ２１９において、持久力算出装置１００は、算出した最大酸素摂取量（持久力）の値を表示部１０４に出力させる。
【００７６】
なお、安静時間（Ｓ２０２）、低速歩行時間（Ｓ２０６）、中速歩行時間（Ｓ２１０）及び最大速度歩行時間（Ｓ２０６）は、Ｓ２０２において全て設定されてもよい。  
ここで、図８（ａ）は、安静情報、低速歩行情報、中速歩行情報及び最大速度歩行情報が順番に所定タイミングで出力される様子を示す図である。図８（ｂ）乃至図８（ｄ）は、測定時間に対する被験者の消費カロリー、脈拍数及び力積を示す図である。図９は、予め設定された被験者の最大力積−最大酸素摂取量特性を示す図である。
【００７７】
図８（ａ）乃至図（ｄ）に示すように、安静時間においては被験者は安静にしているため、被験者の消費カロリー、脈拍数及び力積Ｒは最も低い値となる。そして、第１タイミングにおいて低速歩行情報（ここでは“ピッ”という音）が出力されると、被験者は、その低速歩行情報に促されてゆっくりと歩行するため、被験者の消費カロリー、脈拍数及び力積Ｒは、安静時間における値よりも高くなる。
【００７８】
そして、第２タイミングにおいて中速歩行情報（ここでは“ピッ，ピッ”という音）が出力されると、被験者は、その中速歩行情報に促されて低速歩行時間における速度よりも速い速度で歩行するため、被験者の消費カロリー、脈拍数及び力積Ｒは、低速歩行時間における値よりも高くなる。
【００７９】
その後に、第３タイミングにおいて最大速度歩行情報（ここでは“ピッ，ピッ，ピッ”という音）が出力されると、被験者はその最大速度歩行情報に促されて被験者が成し得る最大限の速度で歩行するため、被験者の消費カロリー、脈拍数及び力積Ｒは最も高い値となる。
【００８０】
そして、持久力算出装置１００は、第３タイミング以降において最大力積Ｒmaxを特定し、図９（ａ）に示す最大力積−最大摂取量特性（近似式）を参照し、特定した最大力積Ｒmaxに対する最大酸素摂取量を算出する。例えば、図９（ｂ）に示すように第３タイミング以降において被験者の最大力積Ｒmaxが９．５×１０７である場合には、持久力算出装置１００は、図９（ａ）に示すように、その最大力積Ｒmax（９．５×１０７）を、最大酸素摂取量＝９．２×１０−６Ｒ＋２１６．７３の近似式のＲに代入し、最大酸素摂取量を算出する。
【００８１】
図１０は、上述したＳ２１８で用いられる最大力積−最大酸素摂取量特性（図９（ａ）参照）を求める処理を示す図である。
【００８２】
Ｓ５０１において、持久力算出装置１００は、所定数（ｎ）の被験者の最大力積と、その最大力積Ｒmaxが発揮されている所定数（ｎ）の被験者の最大酸素摂取量との入力を促す。
【００８３】
Ｓ５０２において、持久力算出装置１００は、入力された所定数（ｎ）の被験者の最大力積Ｒmaxとそれに対する所定数（ｎ）の被験者の最大酸素摂取量との関係により、最小二乗法を用いて近似式（図９（ａ）参照）を求める。
【００８４】
なお、持久力算出装置１００は、本実施形態では、最大力積−最大酸素摂取量特性である近似式を予め設定しているが、これに限定されずに、次に示す変更を加えてもよい。具体的には、持久力算出装置１００は、Ｓ２１７において算出した最大力積Ｒmaxと、Ｓ２１８においてその最大力積Ｒmaxに対する最大酸素摂取量とを逐次記憶する。そして、持久力算出装置１００は、その最大力積Ｒmax−最大酸素摂取量の値が所定期間において所定数分記憶されたことを条件に、記憶された略全ての最大力積Ｒmax−最大酸素摂取量の値を用いて近似式を算出し、予め設定されている近似式から、算出した近似式に変更する。この場合には、持久力算出装置１００が、より多くの最大力積Ｒmaxの値と最大酸素摂取量の値とに基づいて近似式を順次更新することにより、より適切な近似式を算出することができるため、持久力算出装置１００は、その近似式を用いて被験者の最大力積Ｒmaxの値に対する最大酸素摂取量（持久力）をより正確に算出することができる。
【００８５】
このような本発明によれば、被験者が自律的に最速で歩行するように促す情報である最大速度歩行情報を出力し、当該最大速度歩行情報が出力された後に、被験者の力積の最大値に基づいて該力積の最大値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出する。これにより、被験者が自律的に低速から最速に歩行するだけで、被験者の持久力が算出されるため、被験者は、エルゴメータなどのように被験者に高負荷を掛けることにより被験者の持久力を算出する運動機器を用いなくても、被験者の持久力を容易に把握することができる。また、被験者が持久力算出装置１００を装着するだけで、被験者の持久力を算出するための準備が完了するため、被験者は、被験者の持久力を算出するための準備に手間が掛からず、容易に被験者の持久力を把握することができる。
【００８６】
（２）トレーニングモード処理
次に、図１１乃至図１３を参照しながら、トレーニングモード処理について説明する。このトレーニングモード処理が実行されることにより、被験者が単に歩行をすることにより被験者の体力を向上させるよりも、被験者の体力を飛躍的に向上させることができる。
【００８７】
図１１に示すように、Ｓ４０１において、持久力算出装置１００は、スタートボタン１０３が押下されたか否か判定する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ４０２の処理に移り、ＮＯである場合には本処理を繰り返す。
【００８８】
Ｓ４０２において、持久力算出装置１００は、持久力モード処理において算出した最大力積の値を特定する。
【００８９】
Ｓ４０３において、持久力算出装置１００は、特定した最大力積の値を基準値として設定するとともに、被験者を低速で歩行させる時間を示す低速歩行時間などを設定する。
【００９０】
なお、持久力算出装置１００は、算出した最大力積の値を基準値として設定しているが、これに限定されずに、被験者の最大消費カロリー又は最大脈拍数を上記基準値として設定してもよい。
【００９１】
Ｓ４０４において、持久力算出装置１００は、被験者が自律的に低速で歩行するように促す情報である低速歩行情報をスピーカ１０５に出力させる。
【００９２】
Ｓ４０５において、持久力算出装置１００は、上述したＳ２０３の処理と同様の力積算出処理を実行する。
【００９３】
Ｓ４０６において、持久力算出装置１００は、算出した力積の値に基づいて特定音（ここでは警告音又は祝福音）を出力する処理を示す特定音出力処理を実行する。
【００９４】
ここで、図１２は、Ｓ４０６において実行される特定音出力処理を示す図である。図１２に示すように、Ｓ４０６−１において、持久力算出装置１００は、算出した力積の値が基準値を超えているか否か判定する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ４０６−２の処理に移り、ＮＯである場合にはＳ４０６−４の処理に移る。
【００９５】
Ｓ４０６−２において、持久力算出装置１００は、被験者の身体にとって適切な負荷でないことを示す警告音をスピーカ１０５に出力させる（図１３参照）。Ｓ４０６−３において、持久力算出装置１００は、上記基準値を超えている時間を計測する。
【００９６】
Ｓ４０６−４において、持久力算出装置１００は、被験者の身体にとって適切な負荷であることを示す祝福音をスピーカ１０５に出力させる（図１３参照）。Ｓ４０６−５において、持久力算出装置１００は、上記基準値を超えていない時間を計測する。
【００９７】
なお、特定音出力処理では、持久力算出装置１００は、算出された力積の値が基準値を超えているか否かにより、警告音又は祝福音を出力しているが、これに限定されずに、被験者の脈拍数又は消費カロリーが基準値を超えているか否かにより、警告音又は祝福音を出力してもよい。
【００９８】
このＳ４０６−５の処理が終了すると、持久力算出装置１００はＳ４０７の処理に移る。
【００９９】
Ｓ４０７において、持久力算出装置１００は、低速歩行時間が経過しているか否か判定する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ４０８の処理に移り、ＮＯである場合にはＳ４０５の処理に移る。なお、Ｓ４０７においてＮＯが判定された場合には、上述したＳ４０５の力積算出処理及びＳ４０６の特定音出力処理が繰り返し実行される。
【０１００】
Ｓ４０８において、持久力算出装置１００は、トレーニングモード処理が実行されている間において被験者が自律的に通常の速度よりも速く歩行するように促す情報であるトレーニング時高速歩行情報をスピーカ１０５に出力させる。
【０１０１】
Ｓ４０９において、持久力算出装置１００は、被験者を通常の速度よりも速く歩行させる時間を示すトレーニング時高速歩行時間を設定する。
【０１０２】
Ｓ４１０において、持久力算出装置１００は、上述したＳ２０３の処理と同様の力積算出処理を実行する。
【０１０３】
Ｓ４１１において、持久力算出装置１００は、上述したＳ４０６と同様の特定音出力処理を実行する。
【０１０４】
Ｓ４１２において、持久力算出装置１００は、トレーニング時高速歩行時間が経過しているか否か判定する。また、持久力算出装置１００は、この判定がＹＥＳである場合にはＳ４１３の処理に移り、ＮＯである場合にはＳ４１０の処理に移る。なお、Ｓ４１２においてＮＯが判定された場合には、上述したＳ４１０の力積算出処理及びＳ４１１の特定音出力処理が繰り返し実行される。
【０１０５】
Ｓ４１３において、持久力算出装置１００は、被験者の脈拍数、消費カロリー、祝福音が出力されていた累積時間、警告音及び祝福音が出力されていた累積時間などを表示部１０４に表示させる。
【０１０６】
このような本発明によれば、低速歩行情報が出力されることにより被験者が自律的に低速の速度で歩行し、トレーニング時高速歩行情報が出力されることにより被験者が自律的に通常の速度よりも速く歩行することができる。これにより、被験者は、低速の歩行・高速の歩行（インターバルウォーキング）を交互に実行することができるため、低速の速度の歩行だけを実行するよりも効果的に持久力、脚筋力等を向上させることができる（後述する図１４乃至１９参照）。
【０１０７】
また、被験者が発揮し得る最大の力積の値を基準値として設定し、被験者の力積の値が基準値を超えている場合には警告音を出力するため、被験者は、被験者の体力が限界点に近いことを容易に把握することができ、被験者の体力の限界点以上の力を発揮することにより被験者の生命に危険が生じないように自己の歩行速度を調整することができる。
【０１０８】
また、被験者の力積の値が基準値を超えている場合には警告音を出力するため、被験者は、被験者の体力の限界点に近い高速の歩行と通常の歩行とを繰り返し実行することができるため、より効果的に持久力、脚筋力等を向上させることができる（後述する図１４乃至１９参照）。
【０１０９】
さらに、被験者の力積の値が基準値を超えていない場合には祝福音を出力するため、被験者は、被験者の体力が未だ限界点ではないことを容易に把握することができ、低速の歩行を決める上での指標にすることができる。
【０１１０】
なお、持久力算出装置１００は、算出した力積の値が基準値を超えている場合には、該力積の値が該基準値を超えている大きさに応じて該基準値を変更してもよい。この場合には、力積の値が基準値を超えている大きさに応じて該基準値を変更することにより、被験者の体力を向上させるための効果的なレベルを徐々に上昇させることができ、より効果的に持久力、脚筋力等を向上させることができる。
【０１１１】
つまり、被験者が低速の歩行・高速の歩行（インターバルウォーキング）とを繰り返し行い、被験者がそのことを長期的に実行することにより、被験者の体力が徐々に向上するため（図１４乃至１９参照）、その被験者の体力の向上に伴なって上記基準値を上昇させることにより、被験者の体力を向上させるための効果的なレベルを更に向上させることができる。
【０１１２】
なお、持久力算出装置１００は、脈拍数又は消費カロリーの値が所定値を超えている場合には、該脈拍数又は消費カロリーの値が該所定値を超えている大きさに応じて上記基準値を変更してもよい。
【０１１３】
なお、本実施形態では、トレーニングモード処理において低速歩行情報及びトレーニング時高速歩行情報がそれぞれ１回づつ出力されているが、これに限定されずに、トレーニングモード処理において低速歩行情報及びトレーニング時高速歩行情報はそれぞれが交互に複数回出力されてもよい。
【０１１４】
なお、トレーニング時高速歩行情報は、被験者が通常の速度よりも速い速度で歩行するように促す情報であるが、上記最大速度歩行情報と同様に、被験者が低速から被験者の成し得る最大限の速度で歩行するように促す情報であってもよい。
【０１１５】
（３）トレーニングモードを実行した被験者とそれを実行していない被験者との比較
次に、図１４乃至図１９を参照しながら、トレーニングモードを実行した被験者とそれを実行していない被験者とについて説明する。
【０１１６】
図１４は、トレーニングモードを実行した被験者の群、トレーニングモードを実行せずに略一定の速度で歩行（以下では単に通常歩行と称する）した被験者の群、何もしていない被験者の群の平均年齢、平均身長、平均体重、平均ＢＭＩを示している。
【０１１７】
図１５（ａ）は、上記トレーニングモードを実行した被験者の歩行時間に対する消費カロリーを示している。すなわち、上述した低速歩行情報（図１１参照）が出力されたことにより被験者が低速に歩行し、その後にトレーニング時高速歩行情報（図１１参照）が出力されたことにより被験者が通常の速度よりも速く歩行し、被験者がそれらの歩行を繰り返し行った場合の歩行時間に対する消費カロリーが示されている。図１５（ａ）に示すように、被験者が低速で歩行している場合には被験者の消費カロリーが低くなり、被験者が通常の速度よりも速く歩行している場合には被験者の消費カロリーが高くなる。したがって、図１５（ａ）に示す歩行時間に対する消費カロリーの曲線は波状となる。
【０１１８】
図１５（ｂ）は、トレーニングモードを実行せずに略一定の速度で歩行（通常歩行）した被験者の歩行時間に対する消費カロリーを示している。図１５（ｂ）に示すように、被験者は略一定の速度で歩行しているため、被験者の消費カロリーは略一定の割合で消費されることとなる。したがって、図１５（ｂ）に示す歩行時間に対する消費カロリーの曲線は略一定となっている。
【０１１９】
次に、トレーニングモードを実行した被験者の群、トレーニングモードを実行せずに通常歩行した被験者の群、何もしていない被験者の群の脚伸展力、脚屈筋力、最大酸素摂取量、最高血圧及び最低血圧について比較する。
【０１２０】
図１６乃至図１９に示すように、脚伸展力、脚屈筋力、最大酸素摂取量、最高血圧及び最低血圧の何れについても、トレーニングモードを実行した被験者の群が、トレーニングモードを実行せずに通常歩行した被験者の群及び何もしていない被験者の群よりも良い結果を示している。なお、図１６乃至図１９に示すＰは有意水準を示している。
【０１２１】
したがって、本発明による持久力算出装置１００を被験者が装着し、被験者が持久力算出装置から出力される音に従って、低速による歩行及び高速による歩行を繰り返し実行することにより、被験者は自己の体力を飛躍的に向上させることができる。
【０１２２】
なお、持久力算出装置１００は、最大速度歩行情報を表示部１０４又はスピーカ１０５に出力させた場合には、一義的に力積の最大値（Ｓ２１７参照）を特定しているが、これに限定されずに、次に示す変更を加えることができる。
【０１２３】
すなわち、持久力算出装置１００は、被験者が歩行している際の運動の強さを示す運動強度を測定し、該運動強度が最大であるときの被験者に作用する力積の値に基づいて、力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出してもよい。なお、運動強度は、被験者の脈拍数、心拍数及び消費カロリーなどのうちの１又は２以上であってもよい。
【０１２４】
例えば、持久力算出装置１００は、測定した脈拍数、心拍数又は消費カロリーが最大であるときの力積の値を特定する。持久力算出装置１００は、特定した力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係のある持久力を算出する。
【０１２５】
なお、持久力算出装置１００は、測定した運動強度（被験者の脈拍数、心拍数又は消費カロリーなどのうちの１又は２以上）が所定量を超えており、且つ所定時間継続しているときの力積の値（最大値）に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出してもよい。この所定量には、所定期間内（図８に示す安静時間、低速歩行時間、中速歩行時間又は最大速度歩行時間における時間内）における上記運動強度の最大値、上記運動強度（略最大値）が特定期間継続している場合の該運動強度の値又は運動強度の最大値が複数の段階（図８に示す安静時間、低速歩行時間、中速歩行時間又は最大速度歩行時間における時間内）で確認された場合には最後の段階（図８に示す最大速度歩行時間）における上記運動強度の最大値などが挙げられる。また、所定量、その他の量については、その所定値のみならずにそれに近い値も含むことは当然のことである。
【０１２６】
なお、持久力算出装置１００は、算出した力積の値が予め設定された所定値を超えており、且つ所定時間継続して一定である場合には、当該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出してもよい。
【０１２７】
なお、持久力算出装置１００は、最大速度歩行情報を表示部１０４又はスピーカ１０５に出力させた場合には、力積の平均値を算出し、その力積の平均値と算出した力積の値との差分が所定値内に属している場合には、その所定値内に属している最も大きい力積の値を最大値として特定してもよい。
【０１２８】
なお、持久力算出装置１００は、特定した最大力積の値を基準値として設定し、現在の力積の値が基準値を超えている場合には警告音を出力し、現在の力積の値が基準値を超えていない場合には祝福音を出力しているが（Ｓ４０３，Ｓ４０６参照）、これに限定されずに、次に示す変更を加えることができる。
【０１２９】
すなわち、持久力算出装置１００は、最大力積の値のうちの所定範囲内（例えば、最大力積の値の７０％以上８０％未満）を基準範囲として設定し、現在の力積の値が基準範囲を超えている場合（例えば、最大力積の値の８０％以上）には警告音を出力し、現在の力積の値が基準範囲内（例えば、最大力積の値の７０％以上８０％未満）に属している場合には祝福音を出力してもよい。
【０１３０】
なお、持久力算出装置１００は、特定した最大力積の値の一定割合（例えば、最大力積の値の７０％以上）を基準値として設定し、算出した力積の値が基準値を超えている時間を計測し、その計測結果を出力してもよい。
【０１３１】
この場合には、力積の値が基準値を超えている時間を計測してその計測時間を出力することにより、被験者はその計測時間を参照することにより現在のトレーニングを止めるか否かの指標にすることができる。
【０１３２】
なお、持久力算出装置１００は、算出した最大酸素摂取量（Ｓ５０２参照）の大きさに応じて低速歩行時間（Ｓ４０３参照）及びトレーニング時高速歩行時間（Ｓ４０９参照）を変更してもよい。
【０１３３】
例えば、持久力算出装置１００は、最大酸素摂取量が特定値を超えている場合には、トレーニングモード処理においてトレーニング時高速歩行時間をさらに長く設定し、最大酸素摂取量が特定値を超えていない場合には、トレーニングモード処理においてトレーニング時高速歩行時間をさらに短く設定してもよい。
【０１３４】
この場合には、最大酸素摂取量が特定値を超えている場合には、その特定値を超えている被験者は、その特定値を超えていない被験者よりも体力が高いこととなる。これにより、トレーニングモード処理においてトレーニング時高速歩行時間をさらに長く設定することにより、トレーニングモード処理において被験者が高速の歩行をさらに長時間実行するため、特定値を超えている被験者の体力を更に向上させることができる。
【０１３５】
一方、最大酸素摂取量が特定値を超えていない場合には、その特定値を超えていない被験者は、その特定値を超えている被験者よりも体力が低いこととなる。このため、トレーニングモード処理においてトレーニング時高速歩行時間をさらに短く設定することにより、トレーニングモード処理において被験者が高速の歩行を短時間しか実行しないため、特定値を超えていない被験者に過度の負担を掛けさせないようにすることができる。
【０１３６】
なお、特定音出力処理では、基準値は１つだけしか設定されていないが、複数設定されてもよい。例えば、持久力算出装置１００は、算出した力積の最大値の一定割合を第１基準値として設定し、算出した力積の最大値を第２基準値として設定する。持久力算出装置１００は、算出した力積の値が第１基準値を超えている場合には祝福音を出力し、力積の値が第２基準値を超えている場合には警告音を出力してもよい。
【０１３７】
この場合には、被験者が発揮し得る最大の力積の値を第２基準値として設定し、被験者の力積の値が第２基準値を超えている場合には警告音を出力するため、被験者は、被験者の体力が限界点に近いことを容易に把握することができ、被験者の体力の限界点以上の力を発揮することにより被験者の生命に危険が生じないように自己の歩行速度を調整することができる。
【０１３８】
また、被験者の力積の値が第１基準値を超えている場合には祝福音を出力するため、被験者は、被験者の体力を向上させるための効果的なレベルである高速の歩行（祝福音あり）と通常の歩行（祝福音なし）とを繰り返し実行することができるため、より効果的に持久力、脚筋力等を向上させることができる（後述する図１４乃至１９参照）。
【０１３９】
さらに、被験者の力積の値が第１基準値を超えていない場合には祝福音を出力しないため、被験者は、被験者の速度がゆっくり又は通常であることを容易に把握することができ、低速の歩行を決める上での指標にすることができる。
【０１４０】
なお、持久力算出装置１００は、力積算出部により算出された力積の値が上記第２基準値を超えている場合には、該力積の値が該第２基準値を超えている大きさに応じて該第２基準値を変更してもよい。
【０１４１】
（プログラム）
上記持久力算出装置において動作するプログラムは、上記ＣＰＵ１１２と同様の機能を有しており、加速度センサにより出力された加速度の値に基づいて、被験者に作用する力積を算出する力積算出部と、被験者が低速から被験者の成し得る最大限の速度で歩行するように促す情報である第１歩行情報を出力する出力部と、出力部により第１歩行情報が出力された後に、力積算出部により算出された力積の値に基づいて、該力積の値と相関関係を持つ被験者の持久力を算出する持久力算出部と、力積算出部により算出された力積の値が基準値を超えている場合には、該力積の値が該基準値を超えている大きさに応じて該基準値を変更する基準値変更部としての機能を有している。
【０１４２】
なお、専用プログラムは、記録媒体に記録されてもよい。この記録媒体は、ハードディスク、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＩＣチップ、カセットテープなどが挙げられる。
【０１４３】
以上、本発明の一例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、各部の具体的構成等は、適宜設計変更可能である。また、実施形態の構成及び各変更例の構成もそれぞれ組み合わせることが可能である。また、実施形態及び各変更例の作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、実施形態及び各変更例に記載されたものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本実施形態における持久力算出装置を示す外観図である。
【図２】本実施形態における持久力算出装置に作用する加速度の方向を示す図である。
【図３】本実施形態における持久力算出装置の内部構造を示す図である。
【図４】本実施形態における持久力算出方法を示す図である。
【図５】本実施形態における持久力モード処理を示す図である。
【図６】本実施形態における力積算出処理を示す図である。
【図７】本実施形態における加速度、平均加速度、重力外加速度及び合成加速度を示す図である。
【図８】本実施形態におけるタイミング毎の消費カロリー、脈拍数及び力積を示す図である。
【図９】本実施形態における最大力積に対する最大酸素摂取量を示す図である。
【図１０】本実施形態における最大力積−最大酸素摂取量・算出処理を示す図である。
【図１１】本実施形態におけるトレーニングモード処理を示す図である。
【図１２】本実施形態における特定音出力処理を示す図である。
【図１３】本実施形態における時間に対する力積を示す図である。
【図１４】本実施形態における被験者リストを示す図である。
【図１５】本実施形態における時間に対する消費カロリーを示す図である。
【図１６】本実施形態における脚伸力を示す比較図である。
【図１７】本実施形態における脚屈筋力を示す比較図である。
【図１８】本実施形態における最大酸素摂取量を示す比較図である。
【図１９】本実施形態における血圧を示す比較図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１００…持久力算出装置、１０１…電源ボタン、１０２…モード切替ボタン、１０３…スタートボタン、１０４…表示部、１０５…スピーカ、１０６…クリップ、１０７…通信用ポート、１０８…加速度センサ、１０９…電源供給部、１１０…ＲＡＭ、１１１…ＲＯＭ、１１２…ＣＰＵ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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