(57)【要約】【課題】正確な活動量を算出できる活動量計を提供することにある。【解決手段】活動量計は、人体に装着され互いに直交する３軸の加速度を検出する加速度検出手段１と、加速度検出手段１により得られた加速度を元にして人の行動シーンが「生活活動」、「歩行」、「走行」のいずれであるかを判定する行動シーン判定手段２と、加速度から活動量を算出する際に使用する演算式を行動シーン毎に有し、行動シーン判定手段２の判定結果に基づいて使用する演算式を選択して活動量の算出を行う活動量算出手段３と、活動量算出手段３で算出した活動量などを表示する表示手段４と、加速度検出手段１により得られた加速度などの種々のデータが記憶される記憶手段５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体に装着され加速度を検出する加速度検出手段と、加速度検出手段により得られた加速度を元にして人の行動シーンを判定する行動シーン判定手段と、行動シーン判定手段による判定結果に基づいて加速度検出手段により得られた加速度から活動量を算出する活動量算出手段とを備えていることを特徴とする活動量計。
【請求項２】
行動シーン判定手段は、行動シーンが生活活動、歩行、および走行のいずれであるかを判定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の活動量計。
【請求項３】
行動シーン判定手段は、加速度検出手段により得られた加速度の大きさにより行動シーンを判定するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の活動量計。
【請求項４】
行動シーン判定手段は、加速度検出手段により得られた加速度から単位時間当たりの歩数を算出し、当該歩数により人の行動シーンを判定するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の活動量計。
【請求項５】
活動量算出手段は、加速度から活動量を算出する際に使用する演算式を行動シーン毎に有し、行動シーン判定手段の判定結果に基づいて使用する演算式を選択するように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の活動量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の活動量を測定（算出）する活動量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人体に装着され互いに直交する３軸の加速度を検出する加速度センサと、加速度センサにより得られた加速度を元にして活動量を算出する演算処理部とを備えた活動量計が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に示すような活動量計では、アメリカスポーツ医学会で用いられている、運動時の消費エネルギが安静時の消費エネルギの何倍になっているか示す値である「ＭＥＴｓ」値からなる運動強度を活動量として算出するように構成されており、活動量を算出するにあたっては、加速度センサにより得られた加速度の変動平均（分散）と活動量との相関関係を示す演算式（すなわち、加速度の変動平均を運動強度に変換する換算式）を利用している。
【特許文献１】特開２００６−２０４４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、人が歩いているときと走っているときとでは、加速度センサにより得られた加速度が同じでも活動量が異なるという結果が得られている。つまり、人の活動量は行動シーン（運動状態）によって異なる。
【０００５】
これに対して、上記特許文献１に示すような活動量計では、加速度の変動平均と活動量との相関関係を示す１つの演算式を用いており、その活動量が人のどのような行動シーンにおける活動量かまでは考慮していないため、おおよその活動量を算出することはできていたが、正確な活動量を算出するという点では不十分であった。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、正確な活動量を算出できる活動量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の問題を解決するために、請求項１の発明では、人体に装着され加速度を検出する加速度検出手段と、加速度検出手段により得られた加速度を元にして人の行動シーンを判定する行動シーン判定手段と、行動シーン判定手段による判定結果に基づいて加速度検出手段により得られた加速度から活動量を算出する活動量算出手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、加速度検出手段により得られた加速度を元にして判定した行動シーンに応じて活動量を算出するから、人の行動シーンの違いを活動量に反映でき、正確な活動量を算出できる。
【０００９】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、行動シーン判定手段は、行動シーンが生活活動、歩行、および走行のいずれであるかを判定するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明によれば、生活活動、歩行、および走行それぞれにおける活動量の違いを反映できるから、正確な活動量を算出できる。
【００１１】
請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、行動シーン判定手段は、加速度検出手段により得られた加速度の大きさにより行動シーンを判定するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明によれば、加速度検出手段により得られた加速度の大きさを元にして判定した行動シーンに応じて活動量を算出するから、人の行動シーンの違いを活動量に反映でき、正確な活動量を算出できる。
【００１３】
請求項４の発明では、請求項１〜３のうちいずれか１項の発明において、行動シーン判定手段は、加速度検出手段により得られた加速度から単位時間当たりの歩数を算出し、当該歩数により人の行動シーンを判定するように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明によれば、加速度検出手段により得られた加速度を元に算出した単位時間当たりの歩数を元にして判定した行動シーンに応じて活動量を算出するから、人の行動シーンの違いを活動量に反映でき、正確な活動量を算出できる。
【００１５】
請求項５の発明では、請求項１〜４のうちいずれか１項の発明において、活動量算出手段は、加速度から活動量を算出する際に使用する演算式を行動シーン毎に有し、行動シーン判定手段の判定結果に基づいて使用する演算式を選択するように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明によれば、１つの演算式だけで活動量の算出を行う場合に比べて、正確な活動量を算出できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、人の行動シーンの違いを活動量に反映できて、正確な活動量を算出できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態の活動量計は、図１に示すように、人体に装着され互いに直交する３軸の加速度を検出する加速度検出手段１と、加速度検出手段１により得られた加速度を元にして人の行動シーンを判定する行動シーン判定手段２と、行動シーン判定手段２による判定結果に基づいて加速度検出手段１により得られた加速度から活動量を算出する活動量算出手段３と、活動量算出手段３で算出した活動量などを表示する表示手段４と、加速度検出手段１により得られた加速度などの種々のデータが記憶されるＲＡＭやＨＤＤなどの記憶装置からなる記憶手段５と、活動量計のオンオフ操作などを行うための操作手段（図示せず）と、活動量計を駆動する電池などの電源手段（図示せず）と、これらを収納する筐体（図示せず）とを備えている。なお、上記筐体は、例えば樹脂成形品などからなり、人が携行可能な大きさに形成されている。
【００１９】
加速度検出手段１は、例えば、互いに垂直な３軸の各加速度をアナログ形式で出力する３軸の加速度センサ（図示せず）と、当該３軸の加速度センサの出力を所定周期でサンプリングしデジタル形式に変換して出力する加速度検出回路（図示せず）とを備えている。
【００２０】
上記３軸の加速度センサとしては、例えば、小型で低消費電力なＭＥＭＳ（MicroElectro Mechanical Systems）を利用した加速度センサを用いている。なお、加速度センサとしては、ピエゾ抵抗型の加速度センサや、静電容量型の加速度センサなどを採用することができる。また、３軸の加速度センサとしては、２軸の加速度センサと１軸の加速度センサとを組み合わせて３軸の加速度値を出力可能としたものを用いてもよいし、１軸の加速度センサを３つ用いて３軸の加速度値を出力可能としたものを用いてもよい。なお、上記３軸の加速度センサとしてはデジタル形式で出力するものを利用してもよく、この場合は、Ａ／Ｄ変換を行う加速度検出回路を省略できる。
【００２１】
行動シーン判定手段２は、加速度検出手段１により得られた加速度の大きさ、本実施形態では加速度検出手段１により得られた各軸の加速度をベクトル成分とするノルム（つまり合成加速度）の所定時間における変動平均（標準偏差）により行動シーンを判定するように構成されている。
【００２２】
例えば、行動シーン判定手段２は、図２に示すように、上記変動平均が第１の閾値（本実施形態では０．３Ｇ）未満であれば行動シーンを、歩行を伴わない低強度の行動である「生活活動」と判定し、上記変動平均が第１の閾値より大きい第２の閾値（本実施形態では０．６Ｇ）以上であれば行動シーンを「走行」と判定し、上記変動平均が第１の閾値以上、第２の閾値未満であれば行動シーンを「歩行」と判定する。このような判定結果は、活動量算出手段３に出力される。
【００２３】
ここで、第１の閾値は、「生活活動」と「歩行」との境界となる値であって、例えば、人の行動シーンが「生活活動」から「歩行」に切り換わる際の上記変動平均の統計データなどから得ることができる。同様に、第２の閾値は、「歩行」と「走行」との境界となる値であって、例えば、人の行動シーンが「歩行」から「走行」に切り換わる際の上記変動平均の統計データなどから得ることができる。また、本実施形態における各閾値の値はあくまで一例であり、この数値に限定する趣旨ではない。この点は、後述する実施形態２，３においても同様である。
【００２４】
活動量算出手段３は、行動シーン判定手段２の判定結果を受け取った際に、加速度検出手段１により得られた加速度の大きさ（本実施形態では加速度検出手段１により得られた各軸の加速度をベクトル成分とするノルムの所定時間における変動平均）により活動量を算出するものであって、活動量を算出するにあたっては、行動シーン判定手段２の判定結果に基づいた演算式を使用するように構成されている。
【００２５】
つまり、活動量算出手段３は、加速度から活動量を算出する際に使用する演算式（すなわち、加速度を活動量に換算する際に使用する換算式）を行動シーン毎に有し、行動シーン判定手段２の判定結果に基づいて活動量の算出に使用する演算式を選択する。例えば、行動シーン判定手段２により行動シーンが「生活活動」と判定された場合には生活活動用の演算式を使用し、「歩行」と判定された場合には歩行用の演算式を使用し、「走行」と判定された場合には走行用の演算式を使用する。これら行動シーンに対応する演算式は、人の行動シーンを変化させずに（人の運動状態はそのままで）その運動の強さのみを変化させた際の上記変動平均と活動量の相関関係を利用した近似式により求めることができる。例えば、上記変動平均をＶ[Ｇ]、活動量をＩ［ＭＥＴｓ］とすれば、生活活動用の演算式は下式（１）で、歩行用の演算式は下式（２）で、走行用の演算式は下式（３）でそれぞれ表される。なお、ａ〜ｄは上記近似により得られる係数であり、一般にａ＜ｂとなり、また、定数ｅは、第２閾値において下式（２），（３）が連続するような値となる。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
したがって、本実施形態の活動量計における上記変動平均Ｖと活動量Ｉとの関係は、図３に実線で示すグラフのようになる。
【００２８】
ところで、活動量算出手段３は、上記のように活動量を算出する機能の他に、１時間や１日などの単位時間における活動量の平均や、エクササイズ［ＭＥＴｓ・ｈ］、１日のエクササイズ量、消費カロリ、歩数、運動時間など、人の活動に関する種々のデータ（以下、「活動データ」と称する）を算出するように構成されていてもよい。なお、エクササイズや、消費カロリなどの算出方法は、従来周知のものを利用できるから詳細な説明を省略する。また、活動量算出手段３は、活動データを記憶手段５に記憶させることで、各活動データの履歴を残すように構成されている。
【００２９】
なお、行動シーン判定手段２および活動量算出手段３は、例えば上記筐体に収納されたマイクロコンピュータなどのハードウェア資源からなる演算処理手段（図示せず）と、当該演算処理手段に情報の演算、加工などを行わせるソフトウェアとにより実現されている。また、上記演算処理手段は、行動シーン判定手段２および活動量算出手段３の他に、表示手段４を制御する表示制御手段（図示せず）など、活動量計の種々の機能を発揮するために必要な手段を備えている。
【００３０】
表示手段４は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの画像表示装置（図示せず）およびその駆動回路（図示せず）で構成されたものであって、上記表示制御手段により、記憶手段５に記憶された活動データを上記画像表示装置に表示するように制御される。また、操作手段は、活動量計のオンオフ操作用のスイッチや、活動量の演算を開始させるスイッチ、活動量の表示をリセットするスイッチ、表示する活動データを切り替えるためのスイッチなどを備えているものである。
【００３１】
以上述べた本実施形態の活動量計では、例えば、加速度検出手段１により得られた加速度のノルムの変動平均Ｖが、第１閾値未満であれば、行動シーン判定手段２により行動シーンが「生活活動」であると判定され、上式（１）を用いて活動量Ｉの算出が行われる。また、変動平均Ｖが第１閾値以上、第２閾値未満であれば、行動シーン判定手段２により行動シーンが「歩行」であると判定され、上式（２）を用いて活動量Ｉの算出が行われる。また、変動平均Ｖが第２閾値以上であれば、行動シーン判定手段２により行動シーンが「走行」であると判定され、上式（３）を用いて活動量Ｉの算出が行われる。
【００３２】
したがって、本実施形態の活動量計によれば、加速度検出手段１により得られた加速度（本実施形態では各軸の加速度の大きさを反映した加速度のノルムの変動平均）を元にして判定した行動シーンに応じて活動量を算出するから、人の行動シーンの違いを活動量に反映でき、正確な活動量を算出できる。また、行動シーン判定手段２は、上記行動シーンが「生活活動」、「歩行」、および「走行」のいずれであるかを判定するので、「生活活動」、「歩行」、および「走行」それぞれにおける活動量の違いを反映できる。さらに、活動量算出手段３は、各行動シーンに対応して演算式を変更するから、１つの演算式だけで活動量の算出を行う場合に比べて、正確な活動量を算出できる。
【００３３】
なお、活動量算出手段３では、上式（３）に示すような２次式に代えて、上式（１），（２）と同様に、下式（４）に示すような１次式を採用してもよい。この場合、ｂ＜ｆであって、定数ｇは、第２閾値において下式（２），（４）が連続するような値となる。
【００３４】
【数２】
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【００３５】
ところで、本実施形態で挙げた「生活活動」、「歩行」、「走行」などの行動シーンはあくまで一例であって、これに限定する趣旨ではない。また、上記変動平均から活動量を算出するにあたっては、上式（１）〜（４）に示すような演算式ではなく、データテーブルなどを利用してもよい。さらに、本実施形態における加速度検出手段１は、互いに直交する３軸の加速度を検出する加速度センサを利用したものであったが、１軸の加速度センサや、互いに直交する２軸の加速度を検出する加速度センサを利用するようにしてもよい。
【００３６】
（実施形態２）
本実施形態の活動量計は、行動シーン判定手段２の構成が上記実施形態１と異なっており、その他の構成は上記実施形態１と同様であるから図示および説明を省略する。
【００３７】
本実施形態における行動シーン判定手段２は、加速度検出手段１により得られた加速度から単位時間（本実施形態では１分）当たり歩数[歩数／ｍｉｎ]を算出し、当該単位時間当たりの歩数により行動シーンの判定を行うように構成されている。ここで、歩数のカウントは、例えば、加速度検出手段１により得られた各軸の加速度をベクトル成分とするノルムにおいて、ピーク値が所定の閾値を越えるピークの数をカウントすることにより行われる。加速度検出手段１により得られた加速度から人の歩数をカウントする方法は、従来周知のものを採用できるから詳細な説明は省略する。なお、本実施形態では単位時間を１分としたがこれに限定する趣旨ではない。
【００３８】
例えば、行動シーン判定手段２は、図４に示すように、上記単位時間当たりの歩数が第１の閾値（本実施形態では６０）未満であれば行動シーンを「生活活動」と判定し、上記単位時間当たりの歩数が第１の閾値より大きい第２の閾値（本実施形態では１２０）以上であれば行動シーンを「走行」と判定し、上記単位時間当たりの歩数が第１の閾値以上、第２の閾値未満であれば行動シーンを「歩行」と判定する。
【００３９】
ここで、第１の閾値は、「生活活動」と「歩行」との境界となる値であって、例えば、人の行動シーンが「生活活動」から「歩行」に切り換わる際の上記単位時間当たりの歩数の統計データなどから得ることができる。同様に、第２の閾値は、「歩行」と「走行」との境界となる値であって、例えば、人の行動シーンが「歩行」から「走行」に切り換わる際の上記単位時間当たりの歩数の統計データなどから得ることができる。
【００４０】
以上述べた本実施形態の活動量計によれば、加速度検出手段１により得られた加速度から算出した単位時間当たりの歩数を元にして判定した行動シーンに応じて活動量を算出するから、人の行動シーンの違いを活動量に反映でき、正確な活動量を算出できる。また、行動シーン判定手段２は、上記行動シーンが「生活活動」、「歩行」、および「走行」のいずれであるかを判定するので、「生活活動」、「歩行」、および「走行」それぞれにおける活動量の違いを反映できる。さらに、活動量算出手段３は、各行動シーンに対応して演算式を変更するから、１つの演算式だけで活動量の算出を行う場合に比べて、正確な活動量を算出できる。
【００４１】
特に、本実施形態の活動量計では、単位時間当たりの歩数により行動シーンを判定するので、実施形態１とは異なり上記変動平均の値によらずに行動シーンを判定できるから、上記変動平均が同じ場合であっても、行動シーンを判定でき（例えば、図３のグラフに示すように、変動平均が０．３未満である場合に、行動シーンが、実線で示す「生活活動」か、破線で示す「歩行」かを判定できる）、さらに正確な活動量の算出が行える。
【００４２】
（実施形態３）
本実施形態の活動量計は、行動シーン判定手段２の構成が上記実施形態１と異なっており、その他の構成は上記実施形態１と同様であるから図示および説明を省略する。
【００４３】
本実施形態における行動シーン判定手段２は、加速度検出手段１により得られた加速度の大きさ、本実施形態では加速度検出手段１により得られた各軸の加速度をベクトル成分とするノルム（つまり合成加速度）の所定時間における変動平均（標準偏差）により行動シーンを判定する第１判定機能と、加速度検出手段１により得られた加速度から単位時間（本実施形態では１分）当たり歩数を算出し、当該単位時間当たりの歩数により行動シーンの判定する第２判定機能とを備えている。
【００４４】
ここで、第１判定機能は、実施形態１と同様に、上記変動平均が第１の閾値（本実施形態では０．３Ｇ）未満であれば行動シーンを「生活活動」と判定し、上記変動平均が第１の閾値より大きい第２の閾値（本実施形態では０．６Ｇ）以上であれば行動シーンを「走行」と判定し、上記変動平均が第１の閾値以上、第２の閾値未満であれば行動シーンを「歩行」と判定するように構成されている。
【００４５】
また、第２判定機能は、実施形態２と同様に、上記単位時間当たりの歩数が第１の閾値（本実施形態では６０歩／分）未満であれば行動シーンを「生活活動」と判定し、上記単位時間当たりの歩数が第１の閾値より大きい第２の閾値（本実施形態では１２０歩／分）以上であれば行動シーンを「走行」と判定し、上記単位時間当たりの歩数が第１の閾値以上、第２の閾値未満であれば行動シーンを「歩行」と判定するように構成されている。
【００４６】
そして、行動シーン判定手段２は、第１判定機能と第２判定機能との判定結果が一致した際にのみ判定結果を活動量算出手段３に出力して、活動量算出手段３に活動量の算出を行わせるようになっている。すなわち、行動シーン判定手段２は、第１判定機能と第２判定機能との判定結果が一致しない際には、いずれの行動シーンにも該当せず、加速度検出手段１により得られた加速度は、例えば、活動量計を体に装着せずに手で持って動かしている場合など、活動量を測定すべきではない原因によるものと判定する。この場合、活動量算出手段３では行動シーンが特定されないから、活動量の算出は行われないようになっている。
【００４７】
したがって、本実施形態の活動量計によれば、第１判定機能および第２判定機能により２種類の判定を行うから、行動シーンの判定が正確に行えるようになり、その結果、さらに正確な活動量を算出できるようになる。
【００４８】
なお、本実施形態では、２種類の判定を行うようにしているが、さらに多くの判定を行うようにしてもよいし、その判定方法も上記方法に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない程度に変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態１の活動量計のブロック図である。
【図２】同上における説明図である。
【図３】加速度の変動平均と活動量との関係を示すグラフである。
【図４】実施形態２の活動量計の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    加速度検出手段
２    行動シーン判定手段
３    活動量算出手段
４    表示手段
５    記憶手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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