(57)【要約】【課題】  本発明は、信号レシーバと、パフォーマンスデータを発生および出力させるためのプロセッサと、携帯型通信装置とのデータ通信を可能にするための通信インターフェースとを含んだ携帯型パフォーマンスモニターモジュールを提供する。【解決手段】このパフォーマンスモニターモジュールは、携帯型通信装置からの要求を受領すると、通信インターフェースを介して携帯型通信装置と通信するように構成されている。このモジュールは、低コストでシンプルなデザインとコンパクト性を維持しつつ、その処理および表示パワーを拡大するよう、一般的なパワー通信装置と協調するように設計されている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯型パフォーマンスモニターモジュールであって、
少なくとも一つのパフォーマンスセンサからパフォーマンス信号を収集するように構成された信号レシーバと、
パフォーマンスデータを発生させるために前記収集したパフォーマンス信号を処理し、ネットブックコンピュータ、携帯電話、又はアイフォン（ｉ‐ｐｈｏｎｅ（登録商標））、アイポッド（ｉ‐ｐｏｄ（登録商標））あるいはスーパーフォン等の携帯スマートフォン等の汎用携帯型通信装置へ前記パフォーマンスデータを出力するためのプロセッサと、
前記携帯型通信装置とのデータ通信を可能にする通信インターフェースと、
を含んでおり、
前記パフォーマンスモニターモジュールまたは前記パフォーマンスモニターモジュールのプロセッサは、前記携帯型通信装置からの要求を受領すると、前記通信インターフェースを介して前記携帯型通信装置と通信するように構成されていることを特徴とする携帯型パフォーマンスモニターモジュール。
【請求項２】
前記プロセッサは、前記携帯型通信装置からの要求または命令を受領すると、前記携帯型通信装置へ、表示のため、又はさらなる処理のために前記パフォーマンスデータを送信するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【請求項３】
前記パフォーマンスモニターモジュールは複数のセンサからの信号を収集するように構成されており、
前記プロセッサはデータを発生させるよう、前記収集した信号のソースに従った、所定のアルゴリズムまたは手法を使用して前記収集した信号を処理するように設計されており、
前記センサは、リズムセンサ、速度センサ、パワーセンサ、ステップセンサ、ラップカウントセンサ、ストロークセンサなどのパフォーマンスセンサ、および気圧センサ、湿度センサ、温度センサ、ＵＶセンサ、風速センサ、ＧＰＳモジュール等の環境センサなどの非パフォーマンスセンサ、あるいは体温センサ、心拍数センサ、ＥＣＧセンサ、血糖値センサ、血圧センサ、血中酸素濃度センサなどの生理学的センサを含むことができることを特徴とする請求項１または２記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【請求項４】
前記プロセッサは前記携帯型通信装置の指示に従って前記パフォーマンスデータを前記携帯型通信装置に送信するため、および/または前記携帯型通信装置へ送信されるパフォーマンスデータの形式を変えるため、前記携帯型通信装置の命令に応答するスレーブプロセッサとして設計されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【請求項５】
前記レシーバは前記センサからの無線信号を受領するための無線レシーバのフロントエンドを含んでいることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【請求項６】
前記パフォーマンスモニターモジュールはデータ通信リンクを確立するよう、前記携帯型移動式通信装置とプラグイン式または圧入式接続されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【請求項７】
前記パフォーマンスモニターモジュールと前記携帯型通信装置との間の接続が、前記携帯型通信装置との通信インターフェースの電気的接続となるようにアダプタが構成されていることを特徴とする請求項６記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【請求項８】
前記アダプタは前記携帯型通信装置の長手方向に挿入できるように構成されていることを特徴とする請求項６または７記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【請求項９】
前記パフォーマンスモニターモジュールは、好適には耐水性ハウジングである剛質なハウジングに装着されており、さらに好適には前記ハウジングは３０ｃｍ３未満の小さいサイズを有することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【請求項１０】
パフォーマンスデータを表示するためのディスプレーとトグルスイッチとをさらに含んでおり、即時に表示されるパフォーマンスデータの形式はトグルスイッチの操作によってユーザが選択できることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載のパフォーマンスモニターモジュールと、ネットブックコンピュータ、携帯電話、スマート携帯電話、又はスーパーフォンなどの汎用携帯型通信装置とを含んでいることを特徴とするパフォーマンスモニター装置。
【請求項１２】
前記パフォーマンスモニターモジュールと前記汎用携帯型通信装置は機械的接続手段を介して着脱式に取り付け可能であることを特徴とする請求項１１記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項１３】
前記携帯型通信装置はスレーブプロセッサとして前記パフォーマンスモニターモジュールのプロセッサの操作を制御するように設計されていることを特徴とする請求項１１または１２記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項１４】
前記携帯型通信装置はパフォーマンスモニターモジュールによって収集されたパフォーマンスデータを捕捉、書き込み、保存および/または表示用に処理するために、ユーザによる有効化が可能であることを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項１５】
前記携帯型通信装置は、ユーザが使用する情報を発生させるよう、前記パフォーマンスモニターモジュールによって収集されたパフォーマンスデータおよび/または通信ネットワークまたはその他のソースから前記携帯型通信装置によって収集されたデータを処理するように構成されていることを特徴とする請求項１１から１４のいずれかに記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項１６】
通信ネットワークから前記携帯型通信装置によって収集されるデータは、ＧＰＳデータ、道路、小道、坂道または景観の状態またはデータ、地図データ、高度データ、目的地までの距離データ、娯楽施設等の地理的ガイドデータ、あるいは気圧、雲、雨、日射データ等の天気データを含んでいることを特徴とする請求項１５記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項１７】
前記移動型通信装置は前記パフォーマンスモニターモジュールから収集されたパフォーマンスデータと、前記通信ネットワークから収集されたデータの両方を書き込みおよび保存するように設計されていることを特徴とする請求項１１から１６のいずれかに記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項１８】
前記携帯型通信装置は得られたパフォーマンスデータを処理または分析し、前記携帯型通信装置のパフォーマンスデータから得られる情報を表示させるように設計されていることを特徴とする請求項１１から１７のいずれかに記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項１９】
前記携帯型通信装置は、得られたパフォーマンスデータを利用するユーザのための参照命令またはガイダンスを発生させるように設計されており、
前記参照命令またはガイダンスは、例えば目的地またはチェックポイントへ到達するまでの予測時間、最適コース、ユーザの最良の身体的コンディションのためのスピードのアップやダウン、または一定のスピードの維持などを含んでいることを特徴とする請求項１８記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項２０】
前記携帯型通信装置は前記パフォーマンスモニターモジュールによって収集されたパフォーマンスデータおよび前記通信ネットワークを介して収集されたデータを利用するため、異なるアプリケーションソフトウェアでも作動が可能であることを特徴とする請求項１１から１８のいずれかに記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項２１】
前記携帯型通信装置は前記パフォーマンスデータまたは処理されたパフォーマンスデータを通信ネットワークに通信させるように作動させることも可能であることを特徴とする請求項１から２０のいずれかに記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【請求項２２】
前記装置は主ケーシングを含んでおり、該主ケーシングはユーザまたは自転車へ固定するための取り付け手段と、前記パフォーマンスモニターモジュールと携帯型通信装置を接続状態で確実に受領するための受容器とを含んでいることを特徴とする請求項１１から２１のいずれかに記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項２３】
パフォーマンスデータを表示するためのディスプレーと、トグルスイッチとをさらに含んでおり、即時に表示されるパフォーマンスデータの形式は前記トグルスイッチの操作でユーザによって選択が可能であることを特徴とする請求項１から２２のいずれかに記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項２４】
前記携帯型通信装置は前記パフォーマンスモニターモジュールからデータを収集し、該収集されたデータを遠隔ステーションでの処理のために通信ネットワークに送信するよう設計されていることを特徴とする請求項２３記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項２５】
前記移動型通信装置は、情報を創出するため、通信ネットワークからデータを収集し、該収集したデータを前記パフォーマンスモニターモジュールによって収集されたデータで処理するように設計されていることを特徴とする請求項２３または２４記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項２６】
前記パフォーマンスモニターモジュールは自転車コンピュータモジュールであることを特徴とする請求項１１から２５のいずれかに記載のパフォーマンスモニター装置。
【請求項２７】
自転車コンピュータモジュールとして使用するために設計されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のパフォーマンスモニターモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパフォーマンスモニターモジュールおよび装置に関し、特に、自転車用コンピュータ、ランナー用コンピュータ、スイマー用コンピュータなどの携帯型または移動型スポーツパフォーマンスモニターモジュールおよび装置に関する。さらに特定するならば、本発明は自転車コンピュータモジュールと自転車コンピュータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
“スポーツパフォーマンスモニター装置”、または短縮して“スポーツモニター”または“スポーツコンピュータ”としても知られているパフォーマンス（行動）モニター装置は典型的には、スポーツ中またはその他の運動中の人のパフォーマンスおよび/または生理学的データを収集し、ユーザにフィードバック情報を提供すべく、収集したデータを分析するように設計されている。典型的なフィードバック情報は通常ではパフォーマンスの表示および/またはユーザの生理学的状態を含んでいる。典型的には、収集されたパフォーマンスの表示は、ランナーコンピュータの場合は、ランニング速度、加速度、歩幅、およびランニングリズムなどの身体的パフォーマンスデータを、自転車コンピュータの場合は、サイクリング速度、サイクリングリズム、および自転車をこぐ力を、スイマーコンピュータの場合は、ストローク（水掻き）回数、ストローク時間、一往復あたりのストローク回数、水泳速度、およびストローク幅を含んでいる。
【０００３】
典型的には、収集された生理学的データは、運動中の運動者の心拍数、心電図（ＥＣＧ）信号、血圧、血糖値、血中酸素濃度を含んでいる。収集されたデータは、個別のトレーニングプログラムを作成するため、長所と短所を評価するため、生理学的な調子、傾向を理解するため、および/または運動者の生理学的およびパフォーマンス限界を評価または推定するために運動者の運動パフォーマンスを分析するよう使用できる。
【０００４】
評価、推定および相関性のためのさらに詳細な情報を提供する目的で、環境的または地理的情報を提供するために、スポーツモニターは圧力計、湿度計、傾斜計、風速計、ＧＰＳなどの付属品を含むこともできる。
【０００５】
移動型スポーツモニターは通常、運動者によって身体上または運動者から動力が与えられる移動体上に取り付けられる。そのため、これらは静荷重と運動抵抗を最小限にするようにコンパクトで軽量である。例えば、典型的な好性能の自転車コンピュータは８０グラム未満で３０ｃｍ３未満の手ごろな大きさである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの一般的な限定要因のため、移動型スポーツモニターには通常では最小限の特定の機能を実行するために最小限、または必須であるコンポーネント（部品）のみが装備され、その他の便利な、または容姿的な機能は提供しない。例えば、典型的な移動型パフォーマンスモニターは、通常では収集および表示のための、内蔵メモリを備えた基本的なマイクロコントローラのみを含んでいる。利用可能なメモリスペースが厳格に制限されているので、収集されたデータは、新規なデータが収集されると、通常では上書きされる。このマイクロコントローラは省電力のために基本機能のみを備えた単純なマイクロプロセッサであり、ディスプレーは典型的には、主として単純な文字表示のために設計されたモノクロドットマトリックスＬＣＤディスプレーである。しかしながら、そのような最小限の機能は要求が多い運動者またはコーチまたはクルーメンバーなどの彼らの支援チームの要求を満たさないことがある。例えば、小型メモリを備えた運動モニターは総合的な運動パフォーマンス形態分析のための十分なデータを保存および収集できないことがある。しかし、メモリスペースおよび処理電力の実質的な増加はさらに大型なモニター、さらに強力なプロセッサ、さらに強力な電池およびさらに高価な装置を必要とする結果となる。
【０００７】
従って、従来のスポーツモニターは常に費用、小型性および性能を調和させるように設計された妥協の産物であると言えるであろう。
【０００８】
さらに、スポーツコンピュータは典型的には、特定のスポーツの特徴的な動きを検知するための特定のセンサでの操作のためにカスタム化されている。よって、異なるスポーツには異なるスポーツコンピュータを使用する必要があり、高い性能のスポーツコンピュータが必要な場合は、運動者は数種の大型で高価なスポーツコンピュータを持ち運ばなければならないことになる。
【０００９】
したがって、安価で、軽量で、使用が簡単で小型であり、特殊な目的の装置の有利性を維持しつつ、従来の装置の機能的限界を緩和するスポーツモニターが提供できれば有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従って、少なくとも一つのパフォーマンスセンサ（行動検出センサ）からパフォーマンス信号（行動を表す信号）を収集するように構成された信号レシーバと、パフォーマンスデータを発生させるよう、収集したパフォーマンス信号を処理し、汎用携帯型通信装置へパフォーマンスデータを出力するためのプロセッサと、携帯型通信装置とのデータ通信を可能にするための通信インターフェースとを含んだ携帯型パフォーマンスモニターモジュールが提供される。このパフォーマンスモニターモジュールまたはパフォーマンスモニターモジュールのためのプロセッサは携帯型通信装置からの要求を受領すると通信インターフェースを介して携帯型通信装置と通信するように構成されている。
【００１１】
本発明の別な特徴によれば、本発明のパフォーマンスモニターモジュールと汎用携帯型通信装置とを含んだパフォーマンスモニター装置が提供される。
【００１２】
１実施態様では、パフォーマンスモニターモジュールは、汎用携帯型通信装置と協調作動するように設計された自転車コンピュータモジュールである。
【００１３】
別な実施態様では、パフォーマンスモニター装置は、汎用携帯型通信装置と協調する自転車コンピュータモジュールを含んだ自転車コンピュータ装置である。
【００１４】
プロセッサに接続された埋め込み型データ通信能力を備えた、パフォーマンスモニターモジュールは、ネットブックコンピュータ、携帯電話またはアイフォン（ｉ‐ｐｈｏｎｅ（登録商標））、アイポッド（ｉ‐ｐｏｄ（登録商標））またはスーパーフォンなどである携帯型スマートフォンなどのさらに強力な汎用携帯型通信装置の多量なリソースを活用および利用することができる。例えば、典型的には、スマートフォンに普通に使用されるＡＲＭ’ｓ（登録商標）Ｃｏｒｔｅｘ‐Ａ８プロセッサなどの３２または６４ビットの高速マイクロプロセッサが搭載された汎用携帯型通信装置の処理能力を活用することによって、高価で、強力であるが大型な各特定目的のために指定されたモニター装置を購入する必要がなく、単純構造であり、コンパクトで安価な専用モニターモジュールを利用することによって、ユーザはさらに強力で多機能な携帯型パフォーマンスモニター装置を容易に利用できる。そのような専用モニターモジュールは、ユーザが汎用携帯型通信装置を協調的に使用し、カスタム化アプリケーションプログラムを活用することで、特殊な目的のために指定された携帯型モニターモジュールを選択できるので有利である。よって、単一携帯型通信装置を、多様なパフォーマンスモニター装置に最小限のコストで容易に改良することができる。汎用携帯型通信の使用は、新バージョンのアプリケーションプログラムを容易にダウンロードできるので特に有利である。
【００１５】
このプロセッサは、携帯型通信装置からの要求または指示を受領すると、表示のため、またはさらなる処理のために携帯型通信装置へパフォーマンスデータを転送するように設計できる。
【００１６】
１実施態様として、パフォーマンスモニターモジュールは複数のセンサからの信号を収集するように構成でき、プロセッサはデータを発生させるよう、収集した信号のソースに従った、所定のアルゴリズムまたは手法（methodology）を使用して収集した信号を処理するように設計できる。
【００１７】
センサはリズムセンサ、速度センサ、パワーセンサ、ステップセンサ、ラップカウントセンサ、ストロークセンサなどのパフォーマンスセンサ、および気圧センサ、湿度センサ、温度センサ、ＵＶセンサ、風速センサ、ＧＰＳモジュールである環境センサなどの非パフォーマンスセンサ、あるいは体温センサ、心拍数センサ、ＥＣＧセンサ、血糖値センサ、血圧センサ、血中酸素濃度センサなどの生理学的センサを含むことができる。
【００１８】
プロセッサは、携帯型通信装置の指示に従ってパフォーマンスデータを携帯型通信装置に送信するため、および/または携帯型通信装置へ送信されるパフォーマンスデータの形式を変えるため、携帯型通信装置のインストラクション応答するスレーブプロセッサとして設計できる。スレーブプロセッサはフロントエンド処理の実行のみが必要であるため、安価であり、低速で低パワー消費のマイクロプロセッサが使用できる。有線接続を最小限化するため、レシーバはセンサからの無線信号を受領するための無線レシーバのフロントエンドを含むことができる。
【００１９】
パフォーマンスモニターモジュールはデータ通信リンクを確立するよう、携帯型移動式通信装置とのプラグイン式または圧入式接続形態を含むことができる。
【００２０】
パフォーマンスモニターモジュールと携帯型通信装置との間の接続が、携帯型通信装置との通信インターフェースの電気的接続となるようにアダプタを構成できる。アダプタは携帯型通信装置の長手方向に挿入できるように構成できる。パフォーマンスモニターモジュールと汎用携帯型通信装置は機械式接続手段を介して取り外し可能に接続できる。
【００２１】
これらおよびその他の接続構造はパフォーマンスモジュールの便利な使用を可能にする。パフォーマンスモニターモジュールは、好適には耐水性ハウジング、さらに好適には３０ｃｍ３未満の小さいサイズを有するハウジングに装着できる。そのような小型サイズのモジュールでは、ユーザはいくつもの異なる目的のパフォーマンスモジュールをデッドロード（静的荷重）を大きく増加させることなく、容易に持ち運ぶことができる。
【００２２】
パフォーマンスモニターモジュールは、パフォーマンスデータを表示するためのディスプレーとトグルスイッチをさらに含むことができ、即時に表示されるパフォーマンスデータの形式はトグルスイッチの操作によってユーザが選択できる。
【００２３】
パフォーマンスモニターモジュールを備えたパフォーマンスモニター装置として設計されたとき、携帯型通信装置はスレーブプロセッサとしてパフォーマンスモニターモジュールのプロセッサの操作を制御するように設計できる。携帯型通信装置はコントロールされているため、通信装置に保存されたアプリケーションプログラムはユーザにとって利用性のある情報を創出するよう、パフォーマンスモニターモジュールによって収集されたデータを操作するために使用できる。
【００２４】
１実施態様では、携帯型通信装置はパフォーマンスモニターモジュールによって収集されたパフォーマンスデータを捕捉、書き込み、保存および/または表示用に処理するために、ユーザによる有効化（起動）が可能である。
【００２５】
別な実施態様では、携帯型通信装置は、ユーザが使用する情報を発生させるよう、パフォーマンスモニターモジュールによって収集されたパフォーマンスデータおよび/または通信ネットワークまたはその他のソースから携帯型通信装置によって収集されたデータを処理するように構成されている。典型的な汎用通信装置には２Ｇ，３Ｇ、４Ｇまたは衛星通信設備さえもすでに装着されており、パフォーマンスモニター装置は、通信ネットワークを介して容易に、経済的にデータを得られるよう、広大な情報のプール（蓄積された大量の情報）を容易に活用できるであろう。
【００２６】
さらに別な実施態様では、通信ネットワークから携帯型通信装置によって収集されるデータは、ＧＰＳデータ、道路、小道、坂道または景観の状態またはデータ、地図データ、高度データ、目的地までの距離データ、娯楽施設等の地理的ガイドデータ、あるいは気圧、雲、雨、日射データ等の天気データを含んでいる。
【００２７】
ユーザにとってさらに有益な情報を創出するよう、通信ネットワークを介して利用できる情報のプールをさらに利用し、移動型通信装置の強力な処理パワーと大きなメモリスペースを活用するため、移動型通信装置がパフォーマンスモニターモジュールから収集されたパフォーマンスデータと、通信ネットワークから収集されたデータの両方を書き込みおよび保存するようにパフォーマンスモニターモジュールを設計することができる。
【００２８】
例えば、携帯型通信装置は得られたパフォーマンスデータを処理および分析し、携帯型通信装置のパフォーマンスデータから得られる情報を表示させるように設計できる。
【００２９】
さらに別な実施態様として、携帯型通信装置は、得られたパフォーマンスデータを利用するユーザのための参照命令またはガイダンスを発生させるように設計できる。その参照命令またはガイダンスは、例えば目的地またはチェックポイントへ到達するまでの予測時間、最適コース、ユーザの最良の身体的コンディションのためのスピードのアップやダウン、または一定のスピードの維持などを含んだものである。
【００３０】
使用において、携帯型通信装置はパフォーマンスモニターモジュールによって収集されたパフォーマンスデータおよび通信ネットワークを介して収集されたデータを利用するため、異なるアプリケーションソフトウェアでも作動が可能にすることができる。例えば、情報を創出するため、携帯型通信装置は通信ネットワークからデータを収集し、収集したデータをパフォーマンスモニターモジュールによって収集されたデータで処理するように設計できる。
【００３１】
追加的に、または単なる情報の受領の代わりに、携帯型通信装置はパフォーマンスデータまたは処理されたパフォーマンスデータを通信ネットワークに通信するよう利用可能に設計することもできる。例えば、携帯型通信装置はパフォーマンスモニターモジュールからのデータを収集し、離れたステーション（場所、又は局）での処理のために収集したデータを通信ネットワークに送信するように設計することもできる。
【００３２】
そのような能力は従来の自転車コンピュータまたはその他の移動型スポーツコンピュータではほとんど知られていないが、本発明では可能である。
【００３３】
１実施態様では、パフォーマンスモニター装置は主ケーシング（外箱）を含んでおり、主ケーシングはユーザまたは自転車へ固定するための取り付け手段と、パフォーマンスモニターモジュールと携帯型通信装置を接続状態で確実に受領するための受容器とを含んでいる。
【００３４】
パフォーマンスモニターモジュールはパフォーマンスデータを表示するためのディスプレーと、トグルスイッチとを含んでおり、即時に表示されるパフォーマンスデータの形式はトグルスイッチの操作でユーザによって選択が可能である。
【００３５】
本発明の例示的実施例を添付の図面に関連させて以下で例示的に説明する。
【００３６】
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の１実施例による自転車コンピュータモジュールの上方から見た斜視図を示している。
【図１Ａ】本発明の１実施例による自転車コンピュータモジュールの下方から見た斜視図を示している。
【図２】外側ハウジングを取り外した状態の、図１と図１Ａの自転車コンピュータモジュールを上方から見た斜視図を示している。
【図２Ａ】外側ハウジングを取り外した状態の、図１と図１Ａの自転車コンピュータモジュールを下方から見た斜視図を示している。
【図２Ｂ】本発明の第２実施例による自転車コンピュータモジュールの上面斜視図を示している。
【図２Ｃ】本発明の第３実施例による自転車コンピュータモジュールの上面斜視図を示している。
【図３】図１と図２の自転車コンピュータドングルのベーシックな概略回路ブロック図である。
【図４】スマート携帯電話を備えた図１と図２の自転車コンピュータモジュールを含んだ本発明の自転車コンピュータ装置の１実施例の斜視図である。
【図５】図４の自転車コンピュータ装置の例示的機能を示した概略ブロック図である。
【図６】自転車上の自転車コンピュータパックとして取り付けられた図４の自転車コンピュータ装置の１使用例を示している。
【図７】図６の自転車コンピュータパックの分解図である。
【図７Ａ】図７の丸で囲んだ部分の拡大図である。
【図８】本発明の自転車コンピュータ装置の操作の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の自転車コンピュータモジュールの第４実施例を示している。
【図１０】スポーツパフォーマンスモニターの別な利用例の別実施例を示している。
【図１１】図１０のスポーツパフォーマンスモニターのネットワーク利用例を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明のパフォーマンスモニターモジュールの一例である図１から図５の自転車コンピュータモジュール（“自転車コンピュータドングル”と愛称）１００は、剛質材で成型されたプラスチック製のハウジング１４０内に収容された信号レシーバ１１０と、マイクロプロセッサ１２０と、アダプタ１３０とを含んでいる。信号レシーバ１１０は無線周波（ＲＦ）信号を受領するためのアンテナ１１２と、アンテナによって受領されるＲＦ信号をフロントエンド処理し、マイクロプロセッサ１２０へ送るためのＲＦレシーバ１１４とを含んでいる。
【００３９】
信号レシーバは、ＡＮＴ（登録商標）またはＡＮＴ＋（登録商標）プロトコルを用いて２．４ＧＨｚで作動する自転車パフォーマンスセンサから自転車パフォーマンス信号を受領するように設計されており、受領された自転車パフォーマンス信号は自転車パフォーマンスデータとして出力するためにマイクロプロセッサによって処理される。ドングルは、速度、リズムおよびパワーなどの一般のパフォーマンスデータを処理するように設計されており、そのためセンサは速度センサ、リズムセンサおよびパワーセンサをそれぞれ含んでいる。
【００４０】
マイクロプロセッサ１２０は、ＲＦレシーバから受領した自転車パフォーマンス信号を処理し、受領した信号を確立された手法に従ってパフォーマンスデータに変換するように予めプログラムされている低い４ビットまたは８ビットのマイクロプロセッサである。信号処理アルゴリズムはマイクロプロセッサのメモリに予め保存されており、マイクロプロセッサはさらにパフォーマンスデータを保存および記録するための追加のメモリスペースも含む。
【００４１】
アダプタ１３０はドングルの前端から延び出る突出部として形成されており、以下で説明するアプリケーションのためのスマートフォンと接続するように設計されている。さらに、ドングルのスマートフォンへの掛留を確実にするよう、ロック手段がアダプタに提供されている。
【００４２】
ドングルは長さ５ｃｍ未満、幅５ｃｍおよび高さ１ｃｍで、重量は８０グラム未満の小さいサイズである。このコンパクト性と軽量性のため、ドングルをユーザのポケットに容易に収納することができる。
【００４３】
図２Ｂのドングル１００１は、作動状態、電池レベル、ＲＦ信号受入レベル、またはユーザの参考となるその他の操作表示などのパフォーマンスおよびその他のデータを表示するために表示スクリーン１５０を含むウィンドウが提供されていること以外は図１のそれと実質的に同一である。
【００４４】
図２Ｃのドングル１００２の回路構造は、ハウジングが取付けフレームへのスライド挿入式であり、ユーザがスイッチ操作によって表示スクリーンに表示されている情報を選択できるよう、ハウジングの底部からトグルスイッチが突出していること以外は図２Ｂのそれと実質的に同一である。
【００４５】
実施例１００、１００１および１００２の要素は実質的には同一であるので、ドングル１００の多様な部分の説明はドングル１００１と１００２にも適用され、同じ参照番号を適宜使用する。
【００４６】
図４は、本発明の自転車コンピュータ装置の一例としての、接続状態にある、ドングル１００の構造体とスマート移動型電話とを含んだ自転車コンピュータ２００を示している。スマートフォンは、プラスチック成型ハウジングに取り付けられたＬＣＤタッチスクリーンなどの表示スクリーン１７０と、アップル社のアイポッド（ｉ‐ｐｏｄ（登録商標））またはアイフォン（ｉ‐ｐｈｏｎｅ（登録商標））などの典型的なスマートフォンのその他の要素とを含んでいる。スマートフォンにはアプリケーションプログラムなどのソフトウェアがインストールされており、最も利用されているスマートフォンで共通な特徴である、タッチスクリーンを触ることで操作可能である。スマートフォンには、ドングルがスマートフォンに着脱式に取り付けられるよう、アダプタと機械的に適合する入力/出力（Ｉ/Ｏ）ポートが提供されている。
【００４７】
図５では、スマートフォンには、ドングル１００によって収集されたパフォーマンスデータを処理するためのアプリケーションプログラム１８０がインストールされており、ドングルは、自転車パフォーマンスセンサまたは、スマートフォンおよび/またはドングルに電力供給するためのソーラパネルまたはパワーバンクなどの外部機能装置、またはＥＣＧセンサ、心拍数センサまたは血糖値センサなどの生理学的センサと作動式に通信できる。図５と図６に示すように、生理学的センサは利便性のためにドングルに無線リンクされている。
【００４８】
使用において、自転車コンピュータ２００は、図６に示すように、自転車のフロントハンドルバーに一体の自転車コンピュータパック３００として取り付けられている。パフォーマンスパラメータを検出するため、自転車には速度センサ１９２、パワーセンサ１９４、リズムセンサ１９６および心拍数センサが取り付けられており、自転車コンピュータパックに設置されたドングルと無線通信状態である。自転車コンピュータパック３００は、自転車コンピュータ２００と、自転車コンピュータ２００を受領するための容器を含んだケーシング３１０とを含んでいる。ケーシング３１０は受容器を形成するヒンジ式コンパートメントを含んでおり、自転車フレームへ固定するための自転車マウント３１２を含んでいる。自転車マウントの傾斜は、スクリーン１７０に表示されている情報を快適に見られるようにライダーの好みに合うよう調整できる。ライダーが自転車から離れるとき、ライダーは自転車フレームからパック３００を取り外すか、または自転車に取り付けられたケーシングを残して高価なスマートフォンとドングルのみを取り外すことができる。
【００４９】
スマートフォンの大きな処理パワーとメモリのため、自転車コンピュータは、比較的に低価格のプロセッサと小型のメモリを有していても、さらに多様な信号を処理できるように設計できる。本発明の自転車コンピュータ構造を最大限に利用するため、図９のブロック図で説明する、さらに複雑な機能を備えた自転車コンピュータドングル４００が提供される。
【００５０】
自転車コンピュータドングル４００は小型のビルドインメモリを有する比較的に低価格で低速であるプロセッサに取り付けられているが、高度なユーザの要求を満たすよう、多様なセンサと協調するようにプログラムされている。さらに、ドングル４００は、気圧、湿度、温度、高度、道路および/または目的地までの距離などの環境パラメータ、または血圧、血中酸素濃度および/または体温などの生理学的パラメータなどのためのセンサの組合せを操作するように予め構成されている。
【００５１】
自転車コンピュータを使用するため、ユーザは先ず、図８に示すように、通信リンクを確立するためにドングル１００をスマートフォン１６０へ差し込み接続し、両装置の電源を入れる。当初の立ち上げ後にアプリケーションソフトウェアが作動し、スマートフォンのマイクロプロセッサにスマートフォンとドングルのＲＦレシーバとの間の通信リンクを確立させる。次に、スマートフォンのマイクロプロセッサがＲＦレシーバを介して利用可能なセンサを検索する。外部センサが特定されると、マイクロプロセッサはそれらセンサとのＲＦ通信リンクを維持し、ドングルを介してそれらセンサからのパフォーマンスデータを受領する。ドングル１００は、スマートフォンへの送信のためのパフォーマンスデータ変換機能へ当初のパフォーマンス信号を提供する。スマートフォンの高速プロセッサと巨大メモリサイズを利用することにより、ドングルの特定の機能と協調するスマートフォンの機能を介して、自転車コンピュータ２００は複数のセンサからの信号を処理する能力を有するが、そのような能力を他の知られた自転車コンピュータは備えていない。
【００５２】
操作において、ドングルのマイクロプロセッサ１２０は多様なセンサによって検出される信号を受領し、受領した信号をパフォーマンスデータに変換するように作動する。この利用形態では、マイクロプロセッサ１２０はスマート移動電話１６０のプロセッサの命令に応答するスレーブプロセッサとして作動する。作動段階では、収集されたパフォーマンスデータは記録と処理のためにスマート移動電話に送信される。そのような自転車コンピュータ構造はマイクロプロセッサ１６０の処理負荷とドングル１００の必要メモリ容量を減少させる。
【００５３】
操作の第１モードでは、速度、リズムおよび/または移動距離などのパフォーマンスデータ、および/または生理学的データがスクリーン上に表示され、表示されている情報はタッチ式スクリーン操作により、ユーザによって変更または選択可能である。
【００５４】
操作の第２モードでは、ドングルによって収集されたデータは、環境的、生理学的、またはそれ以外でも、利用可能な情報を創出するよう、スマートフォンによって収集されたその他のデータと共に、または組み合わせてスマートフォンによって処理される。第１実施例では、アプリケーションソフトウェアは、最適なコース、利用可能なコース、目的地への到着までの予想時間、または目的地までの距離などの情報を提供するよう、通信ネットワークを介してスマートフォンによって収集されたＧＰＳデータを処理し、スマートフォンのスクリーンに関係する情報を表示するように設計されている。第２実施例では、収集された生理学的データは、ライダーに健康情報または助言を提供するよう、スマートフォンによって処理される。例えば、アプリケーションプログラムは、ライダーの体温、心拍数または血圧をモニターし、体温、心拍数または血圧を許容できるレベルまたは予め設定したレベル以下に維持するよう速度やリズムを変えるように助言すべく設計できる。第３実施例では、ドングルによって収集された環境データは、ライダーにライダーの予定したパフォーマンスに関連する情報を提供するようスマートフォンによって利用される。例えば、アプリケーションプログラムは、休憩時間などのサイクリングパターンを助言するよう、外気温度データおよび/または湿度および/または気圧データを心拍数、血圧および/または体温等と関連させるように設計できる。第４実施例では、ドングルが収集したデータおよびスマートフォンが収集したデータは、乗車スケジュールを考案するように選択的に使用される。例えば、稲妻、雷雨または悪天候を避けるためにコースを調整したり、速度を変更したり、またはユーザによって選択される身体的トレーニングプログラムに合ったコースを選択するため、またはライダーのオーバーワークを避けるために好適なスケジュールまたはスケジュールの選択を考案するため、などである。
【００５５】
操作の第３モードでは、ドングルによって収集されたデータから得られる乗車情報、またはドングルとスマートフォンの両方から収集されたデータを、通信ネットワークを介して離れた基地に送信するようにアプリケーションソフトウェアを設計できる。乗車情報には例えば、ライダーの位置、ライダーの体調、ライダーの行動、または遠隔追跡をさせるためのライダーの追跡などが含まれる。
【００５６】
操作の第４モードでは、外部遠隔ステーションに送信されるデータをさらに処理して、命令やガイドラインを含むであろう処理情報を、通信ネットワークを介して自転車コンピュータに戻すことができる。
【００５７】
本発明を前述の実施例を基にして説明したが、当業者であればこれらの実施例は例示的なものであり、本発明の範囲を制限するものではないことを理解するであろう。例えば、４つの操作の例示的モードについて説明したが、これよりずっと多くのモードも可能であり、データまたはデータの組合せの使用にも制限はない。ドングルとセンサは２．４ＧＨｚ無線チャンネルによってリンクされていると説明されているが、選択した例示的な周波数チャンネルはこの目的には良好であるが、その他の周波数を使用することもでき、普遍性を失うことなく、センサとドングルとの間には有線接続さえも可能である。ＡＮＴ（登録商標）またはＡＮＴ＋（登録商標）プロトコルについて言及したが、望ましい場合にはその他のプロトコルも使用することができる。さらに、アイポッド（ｉ‐ｐｏｄ）またはアイフォン（ｉ‐ｐｈｏｎｅ）等のスマートフォンを適切な携帯型通信装置の例として使用したが、２Ｇ、３Ｇまたは４Ｇシステムのための携帯電話等の携帯電話も適している。さらに、前述のドングルとスマートフォンは機械的に接続されているが、ドングルとスマートフォンは機械的に接続される必要はなく、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））などの無線プロトコルによっても接続することができる。さらに、図４から図７Ａの実施例を説明するためにドングル１００を利用したが、ドングル１００１、１００２およびその他の変形物も使用することができる。さらに、タッチスクリーンを備えたスマートフォンは便利な選択であるが、コントロールキーパッドまたはトグルスイッチなどのその他の制御手段を備えた携帯電話もドングルとの協調のために同様に使用できる。例示的ドングルの通信インターフェースが携帯電話との有線データ通信用に採用されているが、データ通信は無線でもよいことは理解できるであろう。
【００５８】
図１０と図１１はパフォーマンスモニターの本発明の第２の特徴を説明するランナーコンピュータを示している。ランナーコンピュータ５００はスマートフォンとランナーコンピュータドングルとを含んでいる。ランナーコンピュータは、マイクロプロセッサがステップ幅、ステップ回数、ステップリズム、ステップ速度などのランニングのモニター用であり、センサはその目的のために適切に選択されていること以外は自転車コンピュータドングル１００と実質的に同じである。自転車コンピュータと同様に、一般性を喪失することなく、ＧＰＳ，衛星、２Ｇから４Ｇ、ＧＳＭ（登録商標）またはＣＤＭＡ通信能力を可能にするよう、スマートフォンの処理と通信能力は、低級で安価なマイクロプロセッサを含んだドングルに基づいたさらに強力なランニングコンピュータに活用される。
【符号の説明】
【００５９】
１００  自転車コンピュータドングル
１１０  信号レシーバ
１１２  アンテナ
１１４  ＲＦレシーバ
１２０  マイクロプロセッサ
１３０  アダプタ
１４０  ハウジング
１５０  表示スクリーン
１６０  移動型電話
１７０  表示スクリーン
１８０  アプリケーションプログラム
１９０  自転車
１９２  速度センサ
１９４  パワーセンサ
１９６  リズムセンサ
１９８  心拍数センサ
２００  自転車コンピュータ
３００  パック
３１０  ケーシング
３１２  自転車マウント
４００  自転車コンピュータドングル
５００  ランナーコンピュータ
１００１  ドングル
１００２  ドングル
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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７Ａ】
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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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【国際調査報告】
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