(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の杖本体部と、
前記杖本体部の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサと、
光を地面に照射する照射部と、
（ｉ）前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、(ii)前記杖本体部の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部の光の照射方向を制御する照射制御部を含む制御部と、を備える、
歩行杖。
【請求項２】
前記照射制御部は、前記杖本体部の傾斜角度が変化しても、所定時間の間、前記照射部からの光を前記地面の所定の照射位置に照射し続ける、
請求項１に記載の歩行杖。
【請求項３】
前記歩行杖は、さらに、
前記杖本体部の先端部の地面への接地を検知する接地センサを備え、
前記所定時間は、前記接地センサが前記先端部の接地を検知してから、次の接地を検知するまでの時間である、
請求項２に記載の歩行杖。
【請求項４】
前記照射制御部は、前記杖本体部の傾斜角度と、予め定められた基準傾斜角度に対して予め定められた照射方向を示す基準照射角度と、を用いて、前記照射方向を制御し、前記安定性の評価の結果に基づいて前記基準照射角度を調整する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の歩行杖。
【請求項５】
前記照射制御部は、鉛直方向に対する基準傾斜角度が０度のときの基準照射角度をαと表し、前記杖本体部の長手方向と前記鉛直方向との間の傾斜角度をβと表したときに、前記α及び前記βを用いて、前記杖本体部の長手方向と前記照射部からの光の光軸との間の照射角度γを以下の式で導出し、導出された照射角度γを用いて前記照射方向を制御する、
【数１】
0006650600.tif 000003
請求項４に記載の歩行杖。
【請求項６】
前記照射制御部は、前記評価の結果として得られる歩行バランスの安定性の低さを表す評価値が所定の閾値より大きい場合に前記基準照射角度を減少させる、
請求項４又は５に記載の歩行杖。
【請求項７】
前記照射制御部は、前記評価値が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記照射部に光の照射を開始させる、
請求項６に記載の歩行杖。
【請求項８】
前記評価値は、前記検知された加速度の時間的な分散値及び前記検知された角速度の時間的な分散値の少なくとも一方である、
請求項６又は７に記載の歩行杖。
【請求項９】
前記バランス評価部は、さらに、前記ユーザの転倒を検知し、前記転倒が検知される直前の所定期間における歩行バランスの安定性の評価値を算出し、  算出された前記評価値は、前記所定の閾値として用いられる、
請求項６〜８のいずれか１項に記載の歩行杖。
【請求項１０】
前記制御部、さらに、
複数の基準照射角度の候補を記憶するための記憶部をさらに備え、
前記バランス評価部は、前記予め定められた複数の基準照射角度の候補に従って光を照射したときの歩行バランスの安定性の評価を行い、当該評価の結果に基づいて前記複数の基準照射角度の候補のうちのいずれかを前記基準照射角度として前記記憶部に格納し、
前記照射制御部は、前記記憶部から前記基準照射角度を取得し、取得した前記基準照射角度を用いて前記照射方向を制御する、
請求項４〜９のいずれか１項に記載の歩行杖。
【請求項１１】
前記記憶部は、複数の歩行条件に対応する複数の基準照射角度を記憶しており、
前記バランス評価部は、前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方を用いて、前記歩行杖で歩行中のユーザの歩行条件を推定し、
前記照射制御部は、推定された前記歩行条件に対応する基準照射角度を前記記憶部から取得し、取得した前記基準照射角度を用いて前記照射方向を制御する、
請求項１０に記載の歩行杖。
【請求項１２】
前記照射制御部は、前記杖本体部の先端が接地しているときに前記照射部に光を照射させる、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の歩行杖。
【請求項１３】
前記センサは、さらに、前記杖本体部の傾斜角度を検知する、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の歩行杖。
【請求項１４】
前記制御部はさらに、
前記センサによって検知された加速度及び角速度の少なくとも一方に基づいて、前記杖本体部の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部を備える、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の歩行杖。
【請求項１５】
歩行杖に取り付けられる歩行補助装置であって、
前記歩行杖の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサと、
光を地面に照射する照射部と、
前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、
前記歩行杖の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部における光の照射角度を制御する照射制御部と、を備える、
歩行補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、安定した歩行を支援する歩行杖及び歩行補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高齢化に伴い、歩行機能の低下による転倒の予防が重要な課題となっている。歩行機能の低下を補うための手段としては、その程度や目的に応じて、手すり、歩行杖（以下、単に杖ともいう）、車いす、機械的な補助を行う歩行器などが存在する。
【０００３】
自立歩行可能なものの、転倒の危険性があるユーザが用いる歩行補助器としては、杖が最も一般的である。杖は、歩行の際のバランスをとり、ユーザの転倒を予防する効果がある。
【０００４】
杖を用いて、歩行の補助を行う従来技術としては、特許文献１が挙げられる。特許文献１では、ライトが組み込まれた杖が開示されている。ユーザが特許文献１の杖を持って夜道を歩く際に、杖に組み込まれたライトで通路や足元を照らすことによって、ユーザは、杖とは別に懐中電灯を持つ必要がない、杖での歩行を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０２５２６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ling BaoandStephen S. Intille, “Activity recognition from user annotated acceleration data.”, Pervasive Computing, pp.1-17, 2004.
【非特許文献２】山田、平田、小野、安藤、「体幹加速度由来歩容指標による歩容異常の評価」、理学療法、第33巻、第1号、pp.14-21、2006年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術では、夜間歩行時の照明による補助に限られており、歩行時にユーザのバランス補助を適切に行うことができているかは考慮されていない。
【０００８】
本開示の非限定的で例示的な一態様は、ユーザの歩行バランスを効果的に安定させることができる歩行杖である。本開示の非限定的で例示的な一態様は、ユーザの歩行バランスを効果的に安定させることができる歩行補助装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一態様に係る歩行杖は、棒状の杖本体部と、前記杖本体部の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサと、光を地面に照射する照射部と、（ｉ）前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、(ii)前記杖本体部の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部の光の照射方向を制御する照射制御部を含む制御部と、を備える。
【００１０】
また、本開示の一態様に係る歩行補助装置は、歩行杖に取り付けられる歩行補助装置であって、前記歩行杖の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサと、光を地面に照射する照射部と、前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、前記歩行杖の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部における光の照射角度を制御する照射制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の一態様に係る歩行杖及び歩行補助装置は、ユーザの歩行を効果的に補助することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１における歩行杖の使用シーンを示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１における歩行杖の構造を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１における歩行杖の詳細な機能構成を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１における照射角度及び傾斜角度を説明するための図である。
【図５】図５は、実施の形態１における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、ユーザの歩行バランスが安定しているときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。
【図７】図７は、ユーザの歩行バランスが不安定であるときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。
【図８】図８は、基準照射角度を減少させたときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。
【図９】図９は、実施の形態２における歩行杖の基準照射角度の決定処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施の形態３におけるバランス評価の閾値更新処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、転倒時の加速度の時間変化の一例を示すグラフである。
【図１２】図１２は、実施の形態４における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態５における照射角度記憶部に記憶される複数の基準照射角度の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態５における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、歩行杖で階段を上っているときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。
【図１６】図１６は、歩行杖で階段を下っているときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。
【図１７】図１７は、他の実施の形態における照射部の機構の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、他の実施の形態における歩行杖の機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本開示の概要）
本発明者は、杖を用いた歩行に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１４】
杖を用いた歩行において、杖の先端を突く位置は歩行のバランスに大きな影響を与える。歩行バランスが安定する位置に杖を突くことができなければ、ユーザは、バランスを崩し、転倒してしまうことがある。しかしながら、ユーザは、どの位置に杖を突けば歩行バランスが安定するかわからない場合がある。
【００１５】
そこで、本開示の一態様に係る歩行杖は、棒状の杖本体部と、前記杖本体部の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサ部と、光を地面に照射する照射部と、（ｉ）前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、(ii)前記杖本体部の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部の光の照射方向を制御する照射制御部を含む制御部と、を備える。
【００１６】
この構成によれば、検知された傾斜角度に基づいて、照射部の光の照射方向を制御することができる。したがって、杖本体部の先端を突く次の位置を指示するために光を地面に照射するときに、光の照射位置を安定させることができる。その結果、歩行杖は、杖本体部の先端を突く次の位置の指示を安定させることができ、ユーザの歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
【００１７】
さらに、この構成によれば、歩行中の歩行バランスの安定性の評価の結果に基づいて、照射方向を制御することができる。したがって、歩行中に歩行バランスが崩れたときに、歩行バランスを安定させるように照射方向を効果的に制御することができ、ユーザの転倒を抑制することができる。
【００１８】
例えば、前記照射制御部は、前記杖本体部の傾斜角度が変化しても、所定時間の間、前記照射部からの光を前記地面の所定の照射位置に照射し続けてもよい。
【００１９】
この構成によれば、杖本体部の傾斜角度が変化しても、所定時間の間、照射部からの光を地面の所定の照射位置に照射し続けることができる。したがって、所定時間の間、光の照射位置を安定させることができ、ユーザの歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
【００２０】
例えば、前記歩行杖は、さらに、前記杖本体部の先端部の地面への接地を検知する接地センサを備え、前記所定時間は、前記接地センサが前記先端部の接地を検知してから、次の接地を検知するまでの時間であってもよい。
【００２１】
この構成によれば、杖本体部の先端部の接地を検知してから次の接地を検知するまでの間に、照射部からの光を地面の所定の照射位置に照射し続けることができる。したがって、杖を突くサイクルに従って光の照射位置を安定させることができる。
【００２２】
例えば、前記照射制御部は、前記杖本体部の傾斜角度と、予め定められた基準傾斜角度に対して予め定められた照射方向を示す基準照射角度と、を用いて、前記照射方向を制御し、前記安定性の評価の結果に基づいて前記基準照射角度を調整してもよい。具体的には、例えば、前記照射制御部は、鉛直方向に対する基準傾斜角度が０度のときの基準照射角度をαと表し、前記杖本体部の長手方向と前記鉛直方向との間の傾斜角度をβと表したときに、前記α及び前記βを用いて、前記杖本体部の長手方向と前記照射部からの光の光軸との間の照射角度γを以下の式１で導出し、導出された照射角度γを用いて前記照射方向を制御してもよい。
【００２３】
【数１】
0006650600.tif 000002
【００２４】
この構成によれば、検知された傾斜角度と、基準照射角度と、を用いて、照射方向を制御することができる。したがって、例えばユーザ及び歩行杖等の特徴に応じて基準照射角度を適切に定めれば、ユーザ及び歩行杖等の特徴に応じて適切に光の照射方向を制御することができ、ユーザの歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
【００２５】
例えば、前記照射制御部は、前記評価の結果として得られる歩行バランスの安定性の低さを表す評価値が所定の閾値より大きい場合に前記基準照射角度を減少させてもよい。
【００２６】
この構成によれば、評価値が閾値より大きい場合に基準照射角度を減少させることにより、照射位置を歩行者に近付けることができる。したがって、歩行バランスの安定性が低下したときに、より近い位置に杖本体部の先端を突くようにユーザを誘導することができ、ユーザの歩行バランスを改善し、転倒を抑制することができる。
【００２７】
例えば、前記照射制御部は、前記評価値が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記照射部に光の照射を開始させてもよい。
【００２８】
この構成によれば、評価値が閾値よりも大きい場合に光の照射を開始させることができる。したがって、歩行バランスが安定しているときには、光の照射が開始されないので、ユーザは、照射位置を意識することなく歩行することができ、光の照射位置に縛られず自由に歩行することができる。また、歩行バランスの安定性が低下したときに、ユーザに歩行バランスの低下を認知させることができ、ユーザ１０の転倒を抑制することができる。一方、歩行バランスの安定性が低下したときに光の照射が開始されるので、歩行バランスが低下したことを光によってユーザに明示的に通知することができ、歩行バランスの改善をユーザに促すことができる。
【００２９】
例えば、前記評価値は、前記検知された加速度の時間的な分散値及び前記検知された角速度の時間的な分散値の少なくとも一方であってもよい。
【００３０】
この構成によれば、評価値として、加速度又は角速度の時間的な分散値を用いることができ、歩行バランスの安定性の評価を容易に行うことができる。
【００３１】
例えば、前記バランス評価部は、さらに、前記ユーザの転倒を検知し、前記転倒が検知される直前の所定期間における歩行バランスの安定性の評価値を算出し、算出された前記評価値は、前記所定の閾値として用いられてもよい。
【００３２】
この構成によれば、転倒が検知される直線の所定期間における歩行バランスの安定性の評価値を所定の閾値として用いることができる。したがって、実際に転倒したときの歩行バランスの安定性の評価値を、照射方向の制御に用いることができ、ユーザの転倒をより抑制することができる。
【００３３】
例えば、前記制御部は、さらに、複数の基準照射角度の候補を記憶するための記憶部をさらに備え、前記バランス評価部は、前記予め定められた複数の基準照射角度の候補に従って光を照射したときの歩行バランスの安定性の評価を行い、当該評価の結果に基づいて前記複数の基準照射角度の候補のうちのいずれかを前記基準照射角度として前記記憶部に格納し、前記照射制御部は、前記記憶部から前記基準照射角度を取得し、取得した前記基準照射角度を用いて前記照射方向を制御してもよい。
【００３４】
この構成によれば、歩行杖を用いて歩行したときの歩行バランスの安定性の評価の結果に基づいて基準照射角度を記憶部に格納することができる。したがって、歩行杖及びユーザの特徴に適した基準照射角度を予め定めることができる。このように定められた基準照射角度を用いて光の照射方向を制御することで、ユーザ及び歩行杖等の特徴により適した光の照射方向の制御が可能となり、ユーザの歩行バランスの補助をより効果的に行うこと可能となる。
【００３５】
例えば、前記記憶部は、複数の歩行条件に対応する複数の基準照射角度を記憶しており、前記バランス評価部は、前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方を用いて、前記歩行杖で歩行中のユーザの歩行条件を推定し、前記照射制御部は、推定された前記歩行条件に対応する基準照射角度を前記記憶部から取得し、取得した前記基準照射角度を用いて前記照射方向を制御してもよい。
【００３６】
この構成によれば、推定された歩行条件に対応する基準照射角度を用いて照射方向を制御することができる。したがって、例えば平地歩行及び階段歩行等に適した基準照射角度を用いて照射方向を制御することができ、ユーザの歩行バランスの補助をより効果的に行うことができる。
【００３７】
例えば、前記照射制御部は、前記杖本体部の先端が接地しているときに前記照射部に光を照射させてもよい。
【００３８】
この構成によれば、杖本体部の先端が接地しているときに照射部に光を照射させることができるので、次に杖を突くための動作を開始するときに光を照射することができ、杖本体部の先端を突く次の位置を適切に誘導することができる。
【００３９】
例えば、前記センサは、さらに、前記杖本体部の傾斜角度を検知してもよい。また例えば、前記歩行杖は、さらに、前記センサによって検知された加速度及び角速度の少なくとも一方に基づいて、前記杖本体部の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部を備えてもよい。
【００４０】
これらの構成によれば、センサに関する設計の自由度を増加させることができる。
【００４１】
本開示の一態様に係る歩行補助装置は、歩行杖に取り付けられる歩行補助装置であって、前記歩行杖の加速度及び角速度の少なくとも一方を検知するセンサと、光を地面に照射する照射部と、前記検知された加速度及び前記検知された角速度の少なくとも一方に基づいてユーザの歩行バランスの安定性の評価を行うバランス評価部と、前記歩行杖の傾斜角度と、前記安定性の評価の結果とに基づいて、前記照射部における光の照射角度を制御する照射制御部と、を備える。
【００４２】
この構成によれば、歩行補助装置は、上記歩行杖と同様の効果を実現することができる。
【００４３】
以下実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４４】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００４５】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００４６】
（実施の形態１）
［歩行杖の利用シーン］
図１は、実施の形態１における歩行杖の利用シーンを示す。図１に示すように、ユーザ１０は、歩行杖１００の握り（ハンドル）部１０１を握って杖本体部１１０の先端１０２地面に突くことでバランスを取りながら歩行する。このとき、歩行杖１００は、ユーザ１０が先端１０２を突く次の位置を指示するための光１０３を地面に照射する。ユーザ１０は、光１０３が照射された地面上の照射位置１０３ａを歩行杖１００の先端１０２で次に突くことにより、歩行中に適切にバランスをとることができる。
【００４７】
なお、地面とは、ユーザ１０が歩行している面を意味し、土地の表面（地表）に限定されない。地面は、建物内の床面であってもよい。
【００４８】
［歩行杖の構成］
このような歩行杖１００の構成について図２〜図４を参照しながら具体的に説明する。
【００４９】
図２は、実施の形態１における歩行杖の構造を示す。図３は、実施の形態１における歩行杖の詳細な機能構成を示すブロック図である。図４は、実施の形態１における照射角度及び傾斜角度を説明するための図である。
【００５０】
各図において、Ｘ軸方向は、握り部１０１のＴ形状の横線方向である。Ｚ軸方向は、杖本体部１１０の長手方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と直交する方向である。なお、Ｘ軸方向は、歩行杖１００を用いて歩行するユーザの進行方向と略一致する。図４において、破線は、基準傾斜角度（０度）のときの歩行杖１００を表し、一点鎖線は、光軸を表す。
【００５１】
歩行杖１００は、杖本体部１１０と、握り部１０１と、を備える。また、歩行杖１００は、歩行補助装置１１２を備える。
【００５２】
杖本体部１１０は、長尺の棒である。杖本体部１１０の一端には握り部１０１が設けられ、他端には、接地検知部１２０が設けられている。
【００５３】
握り部１０１は、ユーザ１０が握る部分であり、Ｔ字状、Ｌ字状などの形状を有する。
【００５４】
歩行補助装置１１２は、ユーザ１０の歩行を補助するために歩行杖１００に取り付けられる。歩行補助装置１１２は、歩行杖１００に脱着可能に構成されてもよい。歩行補助装置１１２は、接地検知部１２０と、センサ１３０と、制御部１４０と、照射部１５０と、を有する。
【００５５】
接地検知部１２０は、杖本体部１１０の先端の地面への接触（以下において接地という）を検知する接地センサの一例である。本実施の形態では、接地検知部１２０は、圧力センサを用いて杖本体部１１０の接地を検知する。具体的には、接地検知部１２０は、圧力センサの圧力値が所定の閾値以上になった場合、杖本体部１１０の接地を検知する。所定の閾値としては、例えば、杖の先端部の面積を１０平方センチメートル、杖の重さを０．５ｋｇとしたとき、単純に杖を地面においたときの圧力の２倍程度の値（０．１ｋｇ／平方センチメートル）を用いることができる。
【００５６】
センサ１３０は、杖本体部１１０の傾斜角度を検知する。また、センサ１３０は、杖本体部１１０の動き（例えば、加速度及び角速度の少なくとも一方）を検知する。具体的には、センサ１３０は、例えば、握り部１０１内に設けられた（ｉ）傾斜角センサ、及び、(ii)加速度センサ又は角速度センサを含む。傾斜角度とは、杖本体部１１０の鉛直方向又は水平方向に対する傾きを表す。
【００５７】
制御部１４０は、センサ１３０によって検知された傾斜角度に基づいて、照射部１５０による光の照射方向を制御する。具体的には、制御部１４０は、杖本体部１１０の傾斜角度が変化しても照射部１５０からの光の地面への照射位置が変化しないように光の照射方向を制御する。具体的には、制御部１４０は、杖本体部１１０の傾斜角度が変化しても、所定時間の間、照射部１５０からの光を地面の所定の照射位置に照射し続ける。所定時間は、例えば、杖本体部１１０の先端１０２の接地を検知してから、次の接地を検知するまでの時間である。つまり、制御部１４０は、杖本体部１１０の先端１０２が接地してから次に接地するまでの間に、先端１０２から照射位置１０３ａまでの距離が一定距離（例えば、５０ｃｍ〜１００ｃｍのうちのいずれかの距離）に保たれるように光の照射方向を制御する。
【００５８】
制御部１４０は、制御機能を備えるものであればよく、どのように実現されてもよい。例えば、制御部１４０は、専用のハードウェアで構成されてもよい。また例えば、制御部１４０は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。この場合、制御部１４０は、例えば、演算処理部（図示せず）と制御プログラムを記憶する記憶部（図示せず）とを備えてもよい。演算処理部としては、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が例示される。記憶部としては、半導体メモリが例示される。なお、制御部１４０は、集中制御を行う単独の制御部で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御部で構成されていてもよい。
【００５９】
図３に示すように、制御部１４０は、バランス評価部１４２と照射制御部１４４と照射角度記憶部１４６とを含む。
【００６０】
バランス評価部１４２は、接地検知部１２０によって杖本体部１１０の先端１０２が地面についたことが検知されたときに、センサ１３０で得られたセンサ値に基づいて、ユーザの歩行バランスの安定性を評価する。具体的には、バランス評価部１４２は、歩行バランスの安定性の低さを示す評価値を算出する。この評価値は、例えば、センサ１３０から得られる加速度又は角速度の時間的な分散値である。
【００６１】
照射角度記憶部１４６は、基準照射角度を記憶している。基準照射角度とは、予め定められた基準傾斜角度に対して予め定められた照射方向を示す角度である。つまり、基準照射角度とは、ユーザの歩行バランスを安定させるために適する位置に光を照射するための照射方向を示す基準となる角度である。ユーザの歩行バランスを安定させるために適する位置は、例えば、杖の先端から進行方向に一定距離（例えば、５０ｃｍ〜１００ｃｍ）離れた位置である。
【００６２】
図４では、基準傾斜角度は０度であり、基準照射角度はαで表されている。なお、基準傾斜角度は、特に０度に限定される必要はない。基準照射角度は、歩行杖１００あるいは照射部１５０の特徴に応じて経験的あるいは実験的に予め定められればよい。基準照射角度の決定方法の具体例については、実施の形態２で後述する。
【００６３】
照射制御部１４４は、照射角度記憶部１４６から基準照射角度を取得し、当該基準照射角度と、センサ１３０によって検知された杖本体部１１０の傾斜角度とを用いて、照射部１５０の光の照射方向を制御する。具体的には、照射制御部１４４は、図４に示すように、基準照射角度αと、杖本体部１１０の長手方向（Ｚ軸方向）と鉛直方向との間の傾斜角度βと、を用いて、杖本体部１１０の長手方向と照射部１５０からの光の光軸との間の照射角度γを上記式１で導出する。
【００６４】
照射制御部１４４は、このように導出した照射角度γで照射部１５０に光を照射させることにより、杖本体部１１０の傾斜角度が変化しても照射部１５０からの光の地面への照射位置が変化しないように光の照射方向を制御する。
【００６５】
照射部１５０は、ユーザが杖を突く次の位置を指示するための光を地面に照射する。照射部１５０は、図２に示すように、光源１５２、シャフト１５４及びアクチュエータ１５６を備える。
【００６６】
光源１５２は、指向性を有する光を出射する。例えば、光源１５２は、一般的なレーザーポインタ等で用いられる半導体レーザ光を出射するレーザ光源である。また、光源１５２は、懐中電灯のように、電球あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）の光を反射鏡あるいはレンズにより集光させて出射する光源であってもよい。
【００６７】
シャフト１５４は、光源１５２をＹ軸回りに回動可能に軸支する。つまり、光源１５２は、杖本体部１１０の軸を含む平面（ＸＺ平面）上で照射方向を変更可能に支持される。
【００６８】
アクチュエータ１５６は、制御部１４０からの指示に従って、光源１５２をＹ軸回りに回動させる。具体的には、アクチュエータ１５６は、制御部１４０から指示された照射角度γに従って光源１５２をＹ軸回りに回動させ、光の照射方向を変化させる。具体的には、アクチュエータ１５６は、例えば、回転角度を制御可能な電動モータである。
【００６９】
［歩行杖の動作］
次に、以上のように構成された歩行杖１００の動作について説明する。図５は、実施の形態１における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。まず、接地検知部１２０は、杖本体部１１０の接地を検知する（Ｓ１０）。
【００７０】
ここで、杖本体部１１０の接地が検知されなかった場合には（Ｓ１０のＮｏ）、ステップＳ１０に戻る。つまり、杖本体部１１０の接地が検知されるまでステップＳ１０が繰り返される。したがって、歩行杖１００は、杖本体部１１０の接地が検知されたときに光の照射を開始することができる。
【００７１】
一方、杖本体部１１０の接地が検知された場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、バランス評価部１４２は、センサ１３０から取得されたユーザの歩行時のセンサ値を用いて、歩行バランスの安定性の評価を行う（Ｓ２０）。本実施の形態では、歩行バランスの安定性の評価指標として、歩行中の加速度又は角速度の時間的な分散を用いている。つまり、バランス評価部１４２は、加速度又は角速度の分散値を評価値として算出する。評価指標として分散を用いる場合、評価値が小さいほど歩行バランスが安定していることを意味する。つまり、本実施の形態では、評価値は、値が大きいほど歩行バランスの安定性が低いことを示しており、歩行バランスの安定性の低さを表す値である。
【００７２】
図６及び図７は、実施の形態１における歩行中の杖本体部の加速度の一例を示すグラフである。具体的には、図６は、ユーザ１０の歩行バランスが安定しているときの加速度の時間変化の一例を示す。一方、図７は、ユーザ１０の歩行バランスが不安定であるときの加速度の時間変化の一例を示す。図６及び図７において、横軸は時間を表し、縦軸は加速度を表す。図６及び図７から明らかなように、歩行バランスが不安定であるときは、各軸の加速度の時間的な分散が増加している。つまり、歩行バランスの安定性が低下すれば、加速度の分散値が増加する。
【００７３】
次に、バランス評価部１４２は、評価値が閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ３０）。つまり、バランス評価部１４２は、ユーザ１０の歩行バランスが不安定か否かを判定する。この閾値は、ユーザ１０の歩行バランスが不安定であることを示す分散値の下限値であり、経験的あるいは実験的に予め定められればよい。この閾値の決定方法の具体例については、実施の形態３で後述する。
【００７４】
ここで、評価値が閾値より大きい場合（Ｓ３０のＹｅｓ）、照射制御部１４４は、基準照射角度を調整する（Ｓ４０）。具体的には、照射制御部１４４は、基準照射角度を減少させる。これにより、光の照射位置をユーザ１０に近付けることができる。その結果、次に杖を付く位置を体に近い位置に誘導することができ、悪化した歩行バランスを改善することができる。
【００７５】
図８は、基準照射角度を減少させたときの加速度の時間変化の一例を示すグラフである。基準照射角度を減少させている区間（０秒〜１０秒）では、徐々に加速度の分散が減少し、歩行バランスの安定性が向上していることがわかる。
【００７６】
評価値が閾値以下の場合（Ｓ３０のＮｏ）、照射制御部１４４は、基準照射角度の調整を行わない。
【００７７】
続いて、センサ１３０は、杖の傾斜角度を検知する（Ｓ５０）。つまり、センサ１３０は、杖本体部１１０の長手方向と鉛直方向との間の傾斜角度βを検知する。傾斜角度は、傾斜角センサを用いて検知することができる。
【００７８】
照射制御部１４４は、検知された傾斜角度、及び基準傾斜角度を用いて、照射角度を決定する（Ｓ６０）。具体的には、照射制御部１４４は、上記式１に従って、照射角度γを算出する。
【００７９】
照射制御部１４４は、決定された照射角度で照射部１５０に光を照射させる。具体的には、照射制御部１４４は、アクチュエータ１５６を制御して光源１５２を回動させることにより、照射部１５０に光を照射角度γで照射させる。
【００８０】
制御部１４０は、ユーザが歩行を継続しているか否かを判定する（Ｓ８０）。具体的には、制御部１４０は、センサ１３０から得られる杖本体部１１０の加速度又は角速度の値に基づいて、ユーザが歩行を継続しているか否かを判定する。例えば、一定時間内に加速度または角速度の変化が全くない場合には、制御部１４０は、歩行を終了したと判定することができる。ここで、ユーザが歩行を継続していると判定された場合には（Ｓ８０のＹｅｓ）、ステップＳ２０に戻る。一方、ユーザが歩行を継続していないと判定された場合には（Ｓ８０のＮｏ）、処理を終了する。
【００８１】
［効果］
以上のように、本実施の形態に係る歩行杖１００によれば、検知された傾斜角度に基づいて、照射部１５０の光の照射方向を制御することができる。したがって、歩行杖１００を突く次の位置を指示するために光を地面に照射するときに、光の照射位置を安定させることができる。その結果、歩行杖１００は、次に歩行杖１００を突く位置の指示を安定させることができ、ユーザ１０の歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
【００８２】
また、本実施の形態に係る歩行杖１００によれば、杖本体部１１０の傾斜角度と、基準照射角度と、を用いて、照射方向を制御することができる。したがって、例えばユーザ１０及び歩行杖１００等の特徴に応じて基準照射角度を適切に定めれば、ユーザ１０及び歩行杖１００等の特徴に応じて適切に光の照射方向を制御することができ、ユーザ１０の歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
【００８３】
また、本実施の形態に係る歩行杖１００によれば、歩行中の歩行バランスの安定性の評価の結果に基づいて、照射方向を制御することができる。したがって、歩行中に歩行バランスが崩れたときに、歩行バランスを安定させるように照射方向を効果的に制御することができ、ユーザ１０の転倒を抑制することができる。
【００８４】
また、本実施の形態に係る歩行杖１００によれば、評価値が閾値より大きい場合に基準照射角度を減少させることにより、照射位置を歩行者に近付けることができる。したがって、歩行バランスの安定性が低下したときに、より近い位置に歩行杖を突くようにユーザ１０を誘導することができ、ユーザ１０の歩行バランスを改善し、転倒を抑制することができる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る歩行杖１００によれば、評価値が閾値よりも大きい場合に光の照射を開始させることができる。したがって、歩行バランスの安定性が低下したときに、ユーザに歩行バランスの低下を認知させることができ、ユーザ１０の転倒を抑制することができる。
【００８６】
また、本実施の形態に係る歩行杖１００によれば、評価値として、加速度又は角速度の時間的な分散値を用いることができ、歩行バランスの安定性の評価を容易に行うことができる。
【００８７】
また、本実施の形態に係る歩行杖１００によれば、杖本体部１１０の先端１０２が接地しているときに照射部１５０に光を照射させることができるので、次に杖を突くための動作を開始するときに光を照射することができ、杖を突く次の位置を適切に誘導することができる。
【００８８】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、実施の形態１で照射角度記憶部１４６に記憶されていた基準照射角度の決定方法の一例について詳細に説明する。なお、本実施の形態に係る歩行杖の構成は、実施の形態１に係る歩行杖と実質的に同一であるので、図示及び説明を省略する。
【００８９】
［歩行杖の動作］
図９は、実施の形態２における歩行杖の基準照射角度の決定処理を示すフローチャートである。この図９の処理は、図５の歩行支援処理よりも前に行われる。
【００９０】
まず、照射制御部１４４は、予め定められた複数の基準照射角度の候補の中から未選択の候補を選択する（Ｓ１１）。複数の基準照射角度の候補としては、例えば、一定間隔（例えば５度毎）の複数の角度（例えば、５度、１０度、１５度、２０度、２５度及び３０度）を用いることができる。これらの複数の基準照射角度の候補は、歩行補助装置に含まれる記憶部が保持してもよい。例えば、これらの複数の基準照射角度の候補を、照射角度記憶部１４６の第１領域が保持してもよい。
【００９１】
次に、接地検知部１２０は、杖本体部１１０の接地を検知する（Ｓ１２）。この接地の検知は、実施の形態１におけるステップＳ１０と同様である。
【００９２】
ここで、杖本体部１１０の接地が検知されなかった場合には（Ｓ１２のＮｏ）、ステップＳ１２に戻る。つまり、杖本体部１１０の接地が検知されるまでステップＳ１２が繰り返される。
【００９３】
一方、杖本体部１１０の接地が検知された場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、照射制御部１４４は、ステップＳ１１で選択された基準照射角度の候補に従って照射部１５０に光を照射させる（Ｓ１３）。具体的には、照射制御部１４４は、選択された基準照射角度の候補を用いて、式１に従って光の照射角度を制御する。
【００９４】
バランス評価部１４２は、歩行バランスの安定性を評価するための予め定められた一定時間経過したか否かを判定する（Ｓ１４）。なお、バランス評価部１４２は、一定時間ではなく、歩行バランスの安定性を評価するための予め定められた一定の歩数以上、ユーザが歩行したか否かを判定してもよい。一定時間は、例えば数秒から１０秒程度でよい。また、後述のバランス評価の評価値が安定するまで一定時間を適応的に調整してもよい。
【００９５】
ここで、一定時間経過していないと判定された場合には（Ｓ１４のＮｏ）、ステップＳ１２に戻る。一方、一定時間経過したと判定された場合（Ｓ１４のＹｅｓ）、バランス評価部１４２は、センサ１３０から取得されたユーザの歩行時のセンサ値を用いて、歩行バランスの安定性の評価を行う（Ｓ１５）。つまり、バランス評価部１４２は、実施の形態１におけるステップＳ２０と同様に評価値を算出する。ここで算出された評価値は、ステップＳ１１で選択された基準照射角度の候補と対応付けて保持される。
【００９６】
次に、制御部１４０は、複数の基準照射角度の候補の中に未選択の候補があるか否かを判定する（Ｓ１６）。未選択の基準照射角度の候補が存在する場合には（Ｓ１６のＹｅｓ）、ステップＳ１１に戻り、未選択の基準照射角度の候補が選択される。
【００９７】
未選択の基準照射角度の候補がない場合には（Ｓ１６のＮｏ）、バランス評価部１４２は、ステップＳ１５における評価結果である評価値に基づいて、複数の基準照射角度の候補のうちのいずれかを基準照射角度として照射角度記憶部１４６に格納する。具体的には、バランス評価部１４２は、複数の基準照射角度の候補のうち、歩行バランスの安定性が最も高い評価値に対応する基準照射角度の候補を基準照射角度として照射角度記憶部１４６に格納する。例えば、図６、図７は、それぞれ基準照射角度の候補として１０度及び３０度が選択された場合のセンサ値を示す。図６において、加速度の時間分散は２６１．１であり、図７において加速度の時間分散は１８３６７８．１である。したがって、図６の基準照射角度の候補が１０度のときの歩行バランスが、図７の基準照射角度の候補が３０度のときの歩行バランスよりも安定していることがわかる。この場合、基準照射角度の候補である１０度及び基準照射角度の候補である３０度の中から歩行バランスの安定性が高い１０度が基準照射角度として照射角度記憶部１４６に格納される。この決定された基準照射角度を、照射角度記憶部１４６の第２領域が保持してもよい。
【００９８】
［効果］
以上のように、本実施の形態に係る歩行杖によれば、歩行杖１００を用いて歩行したときの歩行バランスの安定性の評価の結果に基づいて複数の基準照射角度の候補のいずれかを基準照射角度として記憶部に格納することができる。したがって、歩行杖及びユーザの特徴に適した基準照射角度を予め定めることができる。このように定められた基準照射角度を用いて光の照射方向を制御することで、ユーザ及び歩行杖等の特徴により適した光の照射方向の制御が可能となり、ユーザの歩行バランスの補助をより効果的に行うことが可能となる。
【００９９】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態では、ユーザの転倒を検知し、転倒が検知された際の歩行バランスの安定性の評価値を保持しておき、この評価値をバランス評価の閾値（図５のＳ３０）として利用する。
【０１００】
本実施の形態に係る歩行杖の構成は、実施の形態１に係る歩行杖と実質的に同一であるので、図示及び説明を省略する。
【０１０１】
［歩行杖の動作］
図１０は、実施の形態３におけるバランス評価の閾値更新処理を示すフローチャートである。
【０１０２】
まず、バランス評価部１４２は、ユーザ１０の転倒を検知する（Ｓ２１）。具体的には、バランス評価部１４２は、例えば、センサ１３０から得られる加速度又は角速度に基づいて転倒を検知する。転倒時には、杖本体部１１０が急に倒れるので、杖をついた時よりも、センサ値が大きく変動する。
【０１０３】
図１１は、転倒時の加速度センサのセンサ値の時間変化を示す。図１１に示すように、転倒時には、加速度の値が大きく振れる。バランス評価部１４２は、このセンサ値を用いて、一般的な閾値処理等によって転倒を検知する。例えば、図１１では、バランス評価部１４２は、Ｚ軸（杖本体部１１０の長手方向）の加速度＋４０００ｍＧを閾値として用いることで、転倒を検知することができる。
【０１０４】
ここで、転倒が検知されなかった場合（Ｓ２１のＮｏ）、ステップＳ２１に戻る。つまり、転倒の検知が繰り返される。転倒が検知された場合（Ｓ２１のＹｅｓ）、バランス評価部１４２は、転倒が検知された直前の所定期間における歩行バランスの評価値を算出し、算出した評価値をバランス評価の閾値として、照射角度記憶部１４６に格納する（Ｓ２３）。つまり、バランス評価部１４２は、バランス評価の閾値を転倒の直前の評価値で更新する。例えば、図１１では、転倒直前の約５秒間の非安定区間における加速度の分散値「１８４４５６．６」がバランス評価の閾値として、照射角度記憶部１４６に格納される。ここで格納された評価値が、図５のステップＳ３０で閾値として用いられる。
【０１０５】
［効果］
以上のように、本実施の形態に係る歩行杖によれば、転倒が検知される直線の所定期間における歩行バランスの安定性の評価値を所定の閾値として用いることができる。したがって、実際に転倒したときの歩行バランスの安定性の評価値を、照射方向の制御に用いることができ、ユーザの転倒をより抑制することができる。
【０１０６】
この転倒前の所定時間の分散の値（１８４４５６．６）を保持しておくことで、現在の歩行が転倒の危険がある状態かをユーザに知らせることができる。ユーザが歩行する際には、保存されたバランス評価値と、現在のバランス評価値を比較し、現在のバランス評価値が転倒時のバランス評価値よりも悪かった場合、ユーザの歩行に転倒の可能性があると判断し、照射角度を小さくし、歩行の速度を落とすよう促す。以上の手順により、実際に転倒した際のバランス評価値よりも歩行時のバランスが悪化しないよう、指示角度を制御することで、ユーザの転倒を未然に防止することが可能になる。
【０１０７】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。本実施の形態では、歩行バランスの安定性が低下したときに光の照射が開始される点が、上記各実施の形態と異なる。なお、本実施の形態に係る歩行杖の構成は、実施の形態１に係る歩行杖と実質的に同一であるので、図示及び説明を省略する。
【０１０８】
［歩行杖の動作］
図１２は、実施の形態４における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。図１２において、図５と実質的に同一の処理には、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１０９】
本実施の形態では、評価値が閾値以下である場合に（Ｓ３０のＮｏ）、ステップＳ５０〜ステップＳ７０がスキップされ、ステップＳ８０が実行される。逆に、評価値が閾値より大きい場合に（Ｓ３０のＹｅｓ）、ステップＳ５０〜ステップＳ７０が実行される。つまり、照射制御部１４４は、評価値が閾値よりも大きい場合に（Ｓ３０のＹｅｓ）、照射部１５０に光の照射を開始させる（Ｓ７０）。
【０１１０】
［効果］
本実施の形態に係る歩行杖１００によれば、評価値が閾値よりも大きい場合に光の照射を開始させることができる。したがって、歩行バランスが安定しているときには光の照射が開始されないので、ユーザ１０は、照射位置を意識することなく歩行することができ、光の照射に縛られず自由に歩行することができる。一方、歩行バランスの安定性が低下した場合に光の照射を開始することができるので、歩行バランスが低下してきたことを光によってユーザに明示的に通知することができ、歩行バランスの改善をユーザに促すことができる。
【０１１１】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５について説明する。本実施の形態では、歩行条件に対応する基準照射角度を用いて光の照射方向が制御される。なお、本実施の形態に係る歩行杖の構成は、実施の形態１に係る歩行杖と実質的に同一であるので、図示及び説明を適宜省略する。
【０１１２】
本実施の形態では、照射角度記憶部１４６は、複数の歩行条件に対応する複数の基準照射角度を記憶している。歩行条件とは、ユーザの歩行バランスに影響を与える周囲の条件を表す。具体的には、歩行条件は、例えば、平地、階段上り、階段下り、坂道上り、及び坂道下り等を含む。本実施の形態では、歩行条件として、平地、階段上り及び階段下りを用いる。なお、歩行条件は、典型的な条件を事前に決定しておいてもよいし、予め決定された歩行条件に分類不可能な歩行条件が現れたときに、適応的に順次追加していってもよい。
【０１１３】
図１３は、実施の形態５における照射角度記憶部に記憶される複数の基準照射角度の一例を示す図である。図１３では、「平地」、「階段上り」、及び「階段下り」に対応する基準照射角度として、それぞれ、「３０度」、「２０度」、「１５度」が記憶されている。
【０１１４】
バランス評価部１４２は、センサ１３０によって検知された加速度又は角速度を用いて、ユーザ１０の歩行条件を推定する。この歩行条件の推定の詳細については、図１４〜図１６を用いて後述する。
【０１１５】
照射制御部１４４は、バランス評価部１４２によって推定された歩行条件に対応する基準照射角度を照射角度記憶部１４６から取得する。そして、照射制御部１４４は、取得した基準照射角度を用いて照射部１５０の光の照射方向を制御する。
【０１１６】
［歩行杖の動作］
図１４は、実施の形態５における歩行杖の歩行支援処理を示すフローチャートである。本実施の形態では、杖本体部１１０の接地が検知された場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、バランス評価部１４２は、歩行杖１００で歩行中のユーザ１０の歩行条件を推定する（Ｓ１１０）。具体的には、バランス評価部１４２は、センサ１３０によって検知された加速度又は角速度を用いて、ユーザ１０の歩行条件を推定する。
【０１１７】
図１５は、歩行杖で階段を上っているときの加速度の時間変化の一例を示す。図１６は、歩行杖で階段を下っているときの加速度の時間変化の一例を示す。図６の平地を歩行中の加速度の時間変化と比べて、図１５では、Ｚ軸方向の加速度の変動が大きくなっており、図１６では、逆にＺ軸方向の加速度の変動が小さくなっている。このように歩行条件によって加速度の特徴が異なる。
【０１１８】
そこで、加速度から特徴量を算出し、決定木、ロジスティック回帰、ＳＶＭ（Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）等の一般的な機械学習の手法を利用して、算出された特徴量から歩行条件を推定することができる。歩行条件の推定は、例えば、非特許文献１で示されるような機械学習手法で実現できる。
【０１１９】
次に、照射制御部１４４は、推定された歩行条件に対応する基準照射角度を照射角度記憶部１４６から取得する（Ｓ１２０）。例えば、歩行条件が平地であると推定された場合には、照射制御部１４４は、図１３を参照して基準照射角度として３０度を取得する。
【０１２０】
その後、ステップＳ１２０で取得された基準照射角度を用いて、実施の形態１の図５と同様に、ステップＳ２０〜ステップＳ８０が実行される。
【０１２１】
［効果］
以上のように、本実施の形態に係る歩行杖１００によれば、推定された歩行条件に対応する基準照射角度を用いて照射方向を制御することができる。したがって、例えば平地歩行及び階段歩行等に適した基準照射角度を用いて照射方向を制御することができ、ユーザ１０の歩行バランスの補助をより効果的に行うことができる。
【０１２２】
（他の実施の形態）
以上、１つまたは複数の態様に係る歩行杖及び歩行補助装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、１つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１２３】
例えば、上記実施の形態１〜５のすべてを組み合わせてもよい。
【０１２４】
なお、上記各実施の形態では、歩行バランスの安定性の評価指標として、分散が用いられていたが、これに限定されない。例えば、以下の非特許文献２に示されるような、パワースペクトラム解析、ＲＭＳ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）、自己相関係数、相互相関係数が歩行バランスの安定性の評価指標として用いられてもよい。これらは非特許文献２において、それぞれ、歩行の滑らかさ、動揺性、対称・規則性、正常歩行波形との類似性、を表す指標として用いられている。
【０１２５】
なお、上記各実施の形態では、歩行補助装置１１２は、接地検知部１２０を備えていたが、必ずしも接地検知部１２０を備えなくてもよい。歩行補助装置１１２は、少なくとも、センサ１３０と、制御部１４０と、照射部１５０と、を備えればよい。この場合であっても、検知された傾斜角度に基づいて、照射部１５０の光の照射方向を制御することができ、ユーザの歩行バランスの補助を効果的に行うことができる。
【０１２６】
なお、上記各実施の形態では、接地検知部１２０は、圧力センサを用いて杖本体部１１０の接地を検知していたが、これに限定されない。例えば、加速度センサを用いて歩行杖１００の接地が検知されてもよい。地面に杖が付く際には、杖に衝撃が加わるため、図６に示すように加速度が大きく変動する。したがって、この衝撃を加速度センサで検知することによって、杖本体部１１０が接地したことを検知することができる。
【０１２７】
なお、上記各実施の形態では、センサ１３０が加速度センサを備える場合を中心に説明したが、角速度センサであっても同様に光の照射方向を制御することができる。
【０１２８】
なお、図２に示した照射部１５０の構造は一例であり、これに限定されない。例えば、図２では、照射部１５０は、１軸で回動可能に構成されていたが、２軸で回動可能な機構を有してもよい。この場合、照射部１５０Ａは、例えば、図１７に示すようなジンバル機構を有してもよい。
【０１２９】
なお、上記各実施の形態では、センサは、杖本体部１１０の傾斜角度を検知する傾斜角センサを含んでいたが、これに限定されない。例えば、センサは、傾斜角センサを含まなくてもよい。この場合、歩行補助装置１１２の制御部１４０は、図１８に示すように、角速度センサ及び加速度センサの少なくとも一方の出力値を用いて杖本体部１１０の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部１４７を備えてもよい。傾斜角度算出部１４７は、例えば、重力加速度をｇ、傾斜角度をβ、加速度センサのＺ軸方向の出力値をｚと表すと、ｃｏｓβ＝ｚ／ｇにより傾斜角度βを算出できる。また例えば、傾斜角度算出部１４７は、角速度センサの出力値の積分値を用いて算出してもよい。なお、傾斜角算出部で算出された傾斜角度を検知された傾斜角度と呼ぶ場合がある。
【０１３０】
なお、上記各実施の形態における制御部１４０は、１つの電子回路で構成されてもよいし、複数の電子回路で構成されてもよい。また、歩行補助装置１１２は、プロセッサと非一時的なメモリとを備え、プロセッサがメモリに格納されたソフトウェアプログラムまたはインストラクションを実行したときに、プロセッサが制御部１４０として機能してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本開示は、ユーザの歩行を補助することができる歩行杖及びその歩行杖に取り付けられる歩行補助装置として利用することができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  ユーザ
１００  歩行杖
１０１  握り部
１０２  先端
１０３  光
１０３ａ  照射位置
１１０  杖本体部
１２０  接地検知部
１３０  センサ
１４０  制御部
１４２  バランス評価部
１４４  照射制御部
１４６  照射角度記憶部
１４７  傾斜角度算出部
１５０、１５０Ａ  照射部
１５２  光源
１５４  シャフト
１５６  アクチュエータ
【図１】
0006650600.tif 000004
【図２】
0006650600.tif 000005
【図３】
0006650600.tif 000006
【図４】
0006650600.tif 000007
【図５】
0006650600.tif 000008
【図６】
0006650600.tif 000009
【図７】
0006650600.tif 000010
【図８】
0006650600.tif 000011
【図９】
0006650600.tif 000012
【図１０】
0006650600.tif 000013
【図１１】
0006650600.tif 000014
【図１２】
0006650600.tif 000015
【図１３】
0006650600.tif 000016
【図１４】
0006650600.tif 000017
【図１５】
0006650600.tif 000018
【図１６】
0006650600.tif 000019
【図１７】
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【図１８】
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