(57)【要約】      （修正有）【課題】運動機器を提供する。【解決手段】１つ或いは複数の画像キャプチャユニット１４と、２つの識別背景１２と、処理ユニットとを備える。前記１つ或いは複数の画像キャプチャユニット１４は使用者により識別背景１２が遮蔽される際の画像を連続的にキャプチャする。前記処理ユニットはこれら前記画像を即時に分析し、運動機器１の制御を行う。【選択図】図２
0003205093.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
使用者が上方で歩いたり走ったりするためのランニングベルトと、
前記ランニングベルトの二側にそれぞれ設置される２つの識別背景と、
前記ランニングベルト及び前記識別背景に対応されるように前記運動機器に設置され、前記使用者により各前記識別背景が遮蔽される際の画像のキャプチャに使用される少なくとも１つの画像キャプチャユニットと、
前記画像キャプチャユニットに接続され、前記画像キャプチャユニットによりキャプチャされる画像の分析を行って、前記使用者の位置の変化を獲得させ、且つ前記使用者の位置の変化に基づいて前記トレッドミルの制御を行う処理ユニットと、を備えることを特徴とする、
運動機器。
【請求項２】
前記処理ユニットは前記画像キャプチャユニットによりキャプチャされる前記画像の画素のグレースケールの変化に基づいて、前記使用者の両足の位置の変化を獲得させ、各前記識別背景は１つ或いは複数の光源或いは反射バーであることを特徴とする、請求項１に記載の運動機器。
【請求項３】
１つの前記反射バーにそれぞれ対応され、対応する前記反射バーに向けてそれぞれ光を発射させる少なくとも２つの光源を更に備えることを特徴とする、請求項２に記載の運動機器。
【請求項４】
前記ランニングベルトの使用者が走ったり歩いたりする部分は加速区域と、不変の区域と、減速区域とを含み、一定時間内に前記使用者の両足が前記加速区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの回転速度が加速され、一定時間内に前記使用者の両足が前記不変の区域を一定の比率超過した場合、ランニングベルトの回転速度は不変であり、一定時間内に前記使用者の両足が前記減速区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの回転速度が減速されることを特徴とする、請求項１に記載の運動機器。
【請求項５】
前記ランニングベルトの使用者走ったり歩いたりする部分はスロープ増加区域及びスロープ減少区域を含み、一定時間内に前記使用者の両足が前記スロープ増加区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの斜度が増加され、一定時間内に前記使用者の両足が前記スロープ減少区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの斜度が減少されることを特徴とする、請求項１に記載の運動機器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自動制御トレッドミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
生活が忙しい現代人は運動不足になりがちである。ランニングは簡単で、効率的であるため、多くの人に選ばれている運動である。
【０００３】
従来の特許文献、例えば、特許文献１にはリハビリテーション運動機器の発明が記載されている。主にランニングベルトの二側に複数のペース測定器が設置され、患者がランニングベルトの運転を通してリハビリ運動を行う際に、ペース測定器により患者のステップが検知されて起動信号及び停止信号がコントロールパネルに発信され、コントロールパネルが前記起動信号及び停止信号に基づいてランニングベルトの起動及び停止の制御を行う。このような重複した操作により有効的なリハビリ効果を達成させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾実用新案第Ｉ４６８２００号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の技術では、使用者の足の位置を検知させるためには、ランニングベルトの二側に複数組の赤外線感知器を装設させねばならない。使用者の足の精確な位置を獲得するには、十分な数量の赤外線感知器を確保せねばならない。複数組の赤外線感知器を装設させるのは容易ではなく、また、価格も高い。このほか、使用者が不注意により踏んだり、ランニングによる振動等で赤外線感知器が損壊することもある。
【０００６】
そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。
【０００７】
本考案は、以上の従来技術の課題を解決する為になされたものである。即ち、本考案の主な目的は、上述の問題を解決するために、自動制御トレッドミルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するための本考案に係る運動機器は、ランニングベルトと、２つの識別背景と、少なくとも１つの画像キャプチャユニットと、少なくとも１つの処理ユニットとを備える。前記ランニングベルトはその上で使用者が歩いたり走ったりするために使用される。前記２つの識別背景は前記ランニングベルトの二側にそれぞれ設置される。前記少なくとも１つの画像キャプチャユニットは前記ランニングベルトに対応されると共に前記識別背景と共に前記運動機器に設置され、前記使用者により各前記識別背景が遮蔽される際の画像のキャプチャを行う。前記処理ユニットは前記画像キャプチャユニットに接続され、前記画像キャプチャユニットによりキャプチャされた画像の分析を行って、前記使用者の位置の変化を獲得し、且つ前記使用者の位置の変化に基づいて前記トレッドミルの制御を行う。
【０００９】
好ましい実施形態において、前記処理ユニットは前記画像キャプチャユニットによりキャプチャされるこれら前記画像の画素のグレースケールの変化に基づいて、前記使用者の両足の位置及び変化を獲得させる。
【００１０】
好ましい実施形態において、各前記識別背景は１つ或いは複数の光源である。
【００１１】
好ましい実施形態において、各前記識別背景は反射バーである。
【００１２】
前記運動機器は少なくとも２つの光源を更に備え、前記２つの光源は１つの前記反射バーにそれぞれ対応され、対応される前記反射バーに向けてそれぞれ光を発射させる。
【００１３】
好ましい実施形態において、前記ランニングベルトの使用者が走ったり歩いたりする部分は、加速区域と、不変の区域と、減速区域とを含む。一定時間内に前記使用者の両足が前記加速区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの回転速度が加速される。一定時間内に前記使用者の両足が前記不変の区域を一定の比率超過した場合、ランニングベルトの回転速度は不変であり、一定時間内に前記使用者の両足が前記減速区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの回転速度が減速される。
【００１４】
好ましい実施形態において、前記ランニングベルトの使用者走ったり歩いたりする部分は、スロープ増加区域及びスロープ減少区域を含む。一定時間内に前記使用者の両足が前記スロープ増加区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの斜度が増加される。一定時間内に前記使用者の両足が前記スロープ減少区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの斜度が減少される。
【考案の効果】
【００１５】
従来の技術と比較すると、本考案に係る運動機器は、例えばトレッドミルでは、分析の精確性及び信頼性が高まり、操作の変化が増し、且つ製造コストが削減される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の好ましい実施形態による運動機器を示す外観斜視図である。
【図２】本考案の好ましい実施形態による運動機器を示す外観斜視図である。
【図３】本考案の他の実施形態による運動機器を示す外観斜視図である。
【図４】本考案の好ましい実施形態による運動機器を示す外観斜視図である。
【図５】本考案の好ましい実施形態による運動機器の画像キャプチャユニットによりキャプチャされた写真を示す。
【図６】本考案の好ましい実施形態による運動機器の画像キャプチャユニットによりキャプチャされた写真を示す。
【図７】本考案の好ましい実施形態による運動機器の画像キャプチャユニットによりキャプチャされた写真を示す。
【図８】本考案の好ましい実施形態による運動機器を示す外観斜視図である。
【図９】図８に示す運動機器の操作範例である。
【図１０】本考案の第２実施形態による運動機器を示す概略図である。
【図１１】本考案の第３実施形態による運動機器を示す概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
本考案における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本考案の必須要件であるとは限らない。
【実施例】
【００１８】
（第１実施形態）
本考案よる運動機器は、１つ或いは複数の画像キャプチャユニットを備える。各画像キャプチャユニットにより使用者を含む複数の画像が持続的にキャプチャされ、これらの画像が即時に分析され、足の位置及びその変化等の使用者の身体の部位のデータが取得される。分析されたデータに基づいて運動機器が制御され、及び／或いは使用者の１つ或いは複数のパラメータが取得される。
【００１９】
図１及び図２は本考案の第１実施形態による運動機器１を示す外観斜視図である。本考案の好ましい実施形態では、運動機器１はトレッドミル１である。
トレッドミル１は、使用者がその上で歩いたり走ったりするためのランニングベルト１０を有する。トレッドミル１の適切な位置、例えば、ランニングベルト１０の上やランニングベルト１０の二側には、識別背景１２が各々設置される。本実施形態では、２本の装飾バー１５がランニングベルト１０の二側にそれぞれ位置され、識別背景１２が装飾バー１５のランニングベルト１０に対向される一側に設置されるが、但しこれに限定されない。本考案の他の実施形態では、２つの識別背景１２がランニングベルト１０の２つの長辺の辺縁上にそれぞれ設置される。このほか、トレッドミル１の適切な位置、例えば２本の支持ポール１３の適切な箇所に画像キャプチャユニット１４が各々設置され、各画像キャプチャユニット１４は対向側（他側）の識別背景１２からの光線を受け、且つ識別背景１２を含む画像が連続的にキャプチャされ、例えば複数枚の写真がキャプチャされる。
【００２０】
この好ましい実施形態では、画像キャプチャユニット１４は相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ、Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）  画像検知器を含む。本考案の他の実施形態では、画像キャプチャユニット１４は電荷結合素子（ＣＣＤ、Ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）を含む。また、この好ましい実施形態では、識別背景１２は反射バー１２であり、室内の光線或いは自然光（太陽光）等の光線を対向側の画像キャプチャユニット１４まで反射させる。
【００２１】
本考案の他の実施形態では、各識別背景１２は１つ或いは複数の光源１２であり、例えば、各識別背景１２は１つ或いは複数の発光ダイオードを備える。
【００２２】
図３は本考案の他の実施形態による運動機器１を示す外観斜視図である。本実施形態では、例えば、トレッドミル１は、各画像キャプチャユニット１４の付近にそれぞれ設置される少なくとも２つの光源１６を更に備える。
前記２つの光源１６は対向側に位置される対応される反射バー１２までそれぞれ光を発射させ、対応される反射バー１２は光線を対応される画像キャプチャユニット１４まで反射させる。他の実施形態では、前記２つの光源１６は使用者により起動される。本考案の他の実施形態では、トレッドミル１は感光素子（図示せず）を有し、使用環境の光線の明るさの検知を行い、トレッドミル１の使用環境の光線の明るさが不足する場合、２つの光源１６が自動的に起動される。ちなみに、２つの光源１６はトレッドミルの他の位置に設置されてもよい。
【００２３】
本実施形態によると、２つの画像キャプチャユニット１４により画像が持続的にキャプチャされ、例えば、各画像キャプチャユニット１４により毎秒２００枚の写真がキャプチャされる。本考案の実施形態によれば、キャプチャされる画像は処理ユニット（図示せず）に伝送されて分析が行われる。キャプチャされる各画像或いは写真は多くの画素（ｐｉｘｅｌ）で構成される。識別背景１２及び画像キャプチャユニット１４の位置は固定される。
使用者の足により識別背景１２からの光線が画像キャプチャユニット１４に進入するのが阻害されると、キャプチャされる連続写真に異なる変化が発生し、例えば、画素のグレースケールの変化等が発生する。トレッドミル１は処理ユニット（図示せず）を有し、前記処理ユニットによりこれらの写真の分析が行われ、使用者の足の精確な位置及び変化が獲得される。
【００２４】
本考案の実施形態では、ランニングベルト１０が若干の区域に分けられる。トレッドミル１の処理ユニットにより、２つの画像キャプチャユニット１４によりキャプチャされる写真の分析が行われ、使用者の左右の足がどの区域に位置されているかが決定される。
【００２５】
図４は本考案の好ましい実施形態による運動機器１を示す外観斜視図である。本実施形態では、ランニングベルト１０の使用者により操作される部分は、Ａ、Ｂ、Ｃの３つの区域に分けられる。処理ユニットにより一定時間内に分析が行われ、例えば２秒以内に分析が行われ、２つの画像キャプチャユニット１４によりキャプチャされる写真は、使用者の足がどの区域に位置されているかが決定される。且つ判断結果に基づいて、トレッドミル１の自動制御が行われる。
【００２６】
図５乃至図７は本考案の好ましい実施形態による運動機器の画像キャプチャユニット１４によりキャプチャされた写真を示す。図５は使用者がランニングベルト１０上に立っていないことを示し、このため、写真には完全な識別背景１２が写っている。図６は使用者のある足がＢ区域に立っている状況を示し、識別背景１２はＢ区域の光線が使用者の足により遮断されているため、写真中のＢ区域に対応される画素の性質、例えばグレースケールが改変されている。図７は使用者のある足がＣ区域に立っている状況を示し、識別背景１２はＣ区域の光線が使用者の足により遮断されているため、写真中のＣ区域に対応される画素の性質、例えばグレースケールが改変されている。
このように、２つの画像キャプチャユニット１４によりキャプチャされる写真に基づいて、処理ユニットが一定時間内に、使用者の両足の大部分（例えば５０％超）がどの区域に位置しているのか判断を下す。このほか、本実施形態によれば、ある識別背景１２が使用者の左右の足により同時に遮蔽される場合、写真には２つの遮蔽区画が表示され、分析を行う際に、ランニング台の前方に近い遮蔽区画を主とし、ランニング台の後方に近い遮蔽区画は無視される。他の実施形態では、ある識別背景１２が使用者の左右の足により同時に遮蔽される場合、写真には２つの遮蔽区画が表示され、分析を行う際に、ランニング台の後方に近い遮蔽区画を主とし、ランニング台の前方に近い遮蔽区画は無視される。
【００２７】
図４によれば、処理ユニットは分析結果に基づいて運動機器に対する制御を行う。例えば、使用者の両足が、一定時間内に大部分がＡ区域に位置される場合、処理ユニットによりランニングベルトの回転速度が加速される。使用者の両足が、一定時間内に大部分がＢ区域に位置される場合、如何なる調整も行われない。使用者の両足が、一定時間内に大部分がＣ区域に位置される場合、処理ユニットによりランニングベルトの回転速度が減速される。回転速度の調整は、駆動装置（図示せず）により実行される。
本考案の実施形態に基づいて、Ａ区域、Ｂ区域、Ｃ区域がそれぞれ加速区域、不変の区域、及び減速区域と定義される。本考案の他の実施形態では、区域の数量は３つに限定されない。
【００２８】
なお、本考案の実施形態によれば、Ａ、Ｂ、Ｃの３つの区域の範囲は予め決定されるが、但し、使用者が自分で入力できる。例えば、ランニングベルト１０により提供される使用者の操作の長さを１２０ｃｍとすると、事前にＡ、Ｂ、Ｃの３つの区域の長さがそれぞれ３０ｃｍ、５０ｃｍ、４０ｃｍと決定される。或いは、使用者が設定を変更し、各区域の長さを改変させることができ、例えば、Ａ、Ｂ、Ｃの３つの区域をそれぞれ３５ｃｍ、５０ｃｍ、３５ｃｍに改変させる等である。
【００２９】
図８は本考案の他の実施形態による運動機器１を示す外観斜視図である。例えばトレッドミル１は、ランニングベルト１０の斜度の調整を行うための昇降装置（図示せず）を更に備える。このほか、ランニングベルト１０の使用者により操作される部分は、スロープ増加区域及びスロープ減少区域を含み、例えば、図中のＲ区域及びＬ区域である。一実施形態では、使用者が一定時間内に両足でスロープ増加区域Ｒを一定の比率超過した場合（例えば、５０％）、ランニングベルトの斜度が増加される。使用者が一定時間内に両足でスロープ減少区域Ｌを一定の比率超過した場合（例えば、５０％）、ランニングベルトの斜度が減少される。使用者が右或いは左に移動した場合、遮蔽される光線の角度が改変され、そこから使用者の両足がどの区域に位置されているのかが判断される。
図９は図８のトレッドミル１の操作例を示す。例えば、使用者が区域Ｒに移動した場合、右側の画像キャプチャユニット１４により撮影された画像は、識別背景１２中の使用者により遮蔽された区域が、左側の画像キャプチャユニット１４により撮影された画像の識別背景１２中の使用者により遮蔽された区域に比べてより後側になっている。同様に、使用者が区域Ｌに移動した場合、右側の画像キャプチャユニット１４により撮影された画像は、識別背景１２中の使用者により遮蔽された区域が、左側の画像キャプチャユニット１４により撮影された画像の識別背景１２中の使用者により遮蔽された区域に比べてより前側になっている。これにより、一定時間持続して、例えば５秒間持続して、左右の画像キャプチャユニット１４により撮影された画像の遮蔽区域がその前後の位置の差異が識別背景１２の長さの一定の比率以上に達すると、例えば１０％以上、或いは５％から４０％等の比率に基づいて、使用者が区域Ｒ或いは区域Ｌに移動したと判断される。本考案の他の実施形態では、スロープ増加区域Ｒ及びスロープ減少区域Ｌの位置は交換できる。
【００３０】
（第２実施形態）
図１０は本考案の第２実施形態による運動機器２を示す概略図である。例えば、トレッドミル２である。本実施形態と前述の実施形態との異なる点は、画像キャプチャユニット１４の位置である。
本実施形態では、２つの識別背景１２、例えば、反射バー１２或いは光源１２がランニングベルト１０の二側にそれぞれ設置され、２つの画像キャプチャユニット１４がランニングベルト１０の前方に近い中間区域に設置され、例えば、装飾カバー１７の中心付近に設置され、対向側の識別背景１２の画像がキャプチャされる。図中には２つの画像キャプチャユニット１４によりキャプチャされる画像を示す。本実施形態によれば、画像キャプチャユニット１４によりキャプチャされる画像中では、反射バー１２は使用者の左足或いは右足により形成される１つの遮蔽区域にのみ出現し、２つの遮蔽区域には出現しない。
【００３１】
（第３実施形態）
図１１は本考案の第３実施形態による運動機器３を示す概略図である。例えば、トレッドミル３である。本実施形態と前述の実施形態との異なる点は、画像キャプチャユニット１４の数量が１つのみである点である。
本実施形態では、２つの識別背景１２は、例えば、反射バー１２或いは光源１２はランニングベルト１０の二側にそれぞれ設置され、１つの真ん中の画像キャプチャユニット１４は、トレッドミル１の前方に近い装飾カバー１７に設置され、２つの識別背景１２の画像が同時にキャプチャされる。図中では画像キャプチャユニット１４によりキャプチャされる画像を示す。本実施形態の設置によると、画像キャプチャユニット１４によりキャプチャされる画像中では、二側の反射バー１２が使用者の左足或いは右足により形成される１つの遮蔽区域にのみ出現し、２つの遮蔽区域には出現しない。
【００３２】
以上、本考案の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００３３】
１    運動機器／トレッドミル
２    運動機器／トレッドミル
３    運動機器／トレッドミル
４    運動機器／トレッドミル
１０  ランニングベルト
１２  背景の認識／反射バー／光源
１３  支持ポール
１４  画像キャプチャユニット
１５  装飾バー
１６  光源
１７  装飾カバー
Ａ    区域／加速区域
Ｂ    区域／不変の区域
Ｃ    区域／減速区域
Ｒ    区域／スロープ増加区域
Ｌ    区域／スロープ減少区域
【図１】
0003205093.tif 000003
【図２】
0003205093.tif 000004
【図３】
0003205093.tif 000005
【図４】
0003205093.tif 000006
【図５】
0003205093.tif 000007
【図６】
0003205093.tif 000008
【図７】
0003205093.tif 000009
【図８】
0003205093.tif 000010
【図９】
0003205093.tif 000011
【図１０】
0003205093.tif 000012
【図１１】
0003205093.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月2日(2016.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
運動機器であって、
使用者が上方で歩いたり走ったりするためのランニングベルトと、
前記ランニングベルトの二側にそれぞれ設置される２つの識別背景と、
前記ランニングベルト及び前記識別背景に対応されるように前記運動機器に設置され、前記使用者により各前記識別背景が遮蔽される際の画像のキャプチャに使用される少なくとも１つの画像キャプチャユニットと、
前記画像キャプチャユニットに接続され、前記画像キャプチャユニットによりキャプチャされる画像の分析を行って、前記使用者の位置の変化を獲得させ、且つ前記使用者の位置の変化に基づいて前記運動機器の制御を行う処理ユニットと、を備えることを特徴とする、
運動機器。
【請求項２】
前記処理ユニットは前記画像キャプチャユニットによりキャプチャされる前記画像の画素のグレースケールの変化に基づいて、前記使用者の両足の位置の変化を獲得させ、各前記識別背景は１つ或いは複数の光源或いは反射バーであることを特徴とする、請求項１に記載の運動機器。
【請求項３】
１つの前記反射バーにそれぞれ対応され、対応する前記反射バーに向けてそれぞれ光を発射させる少なくとも２つの光源を更に備えることを特徴とする、請求項２に記載の運動機器。
【請求項４】
前記ランニングベルトの使用者が走ったり歩いたりする部分は加速区域と、不変の区域と、減速区域とを含み、一定時間内に前記使用者の両足が前記加速区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの回転速度が加速され、一定時間内に前記使用者の両足が前記不変の区域を一定の比率超過した場合、ランニングベルトの回転速度は不変であり、一定時間内に前記使用者の両足が前記減速区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの回転速度が減速されることを特徴とする、請求項１に記載の運動機器。
【請求項５】
前記ランニングベルトの使用者走ったり歩いたりする部分はスロープ増加区域及びスロープ減少区域を含み、一定時間内に前記使用者の両足が前記スロープ増加区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの斜度が増加され、一定時間内に前記使用者の両足が前記スロープ減少区域を一定の比率超過した場合、前記ランニングベルトの斜度が減少されることを特徴とする、請求項１に記載の運動機器。