(57)【要約】【課題】ピッチを変えて歩行しても高精度で歩行距離を算出できる歩行距離換算機能を備えた歩数計を提供すること。【解決手段】利用者は特定距離ｄを設定し（１０１）、開始入力のボタンを押すと（１０２）、歩行時間の計測が開始され（１０３）、歩行センサ２０によって歩数が検出され（１０４）て歩数積算が行われる（１０５）。特定距離ｄを歩行し終わったときに（１０６）、終了入力のボタンを押すと（１０７）、歩行時間の計測が停止され、特定距離ｄを歩行した時の歩行時間ｔはＲＡＭ１３に記憶される（１０８）。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３から特定距離ｄ、特定距離ｄを利用者が歩行した時の歩数ｎと歩行時間ｔを読み出して、単位ピッチ当たりの歩幅である歩幅係数αを算出し、ＲＡＭ１３に記憶する（１０９）。【選択図】　　図３
2004118410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行ピッチＰに歩幅係数αを乗じて歩幅Ｗを算出し、歩幅Ｗに歩数Ｎを乗じて歩行距離Ｄを計算する歩行距離換算機能を備えた歩数計であって、歩数Ｎをカウントする歩数カウンタと、歩行時間Ｔをカウントする歩行時間カウンタと、歩幅係数αを含む各種データを記憶する記憶回路と、各種演算を行う演算回路と、特定距離ｄを含む各種設定値を設定する設定回路と、歩数Ｎ及び歩行距離Ｄを表示する表示器とから構成され、
前記歩幅係数αは特定距離を利用者が歩行した時の１歩行ピッチ当たりの歩幅であって、初期設定時において特定距離ｄを利用者が歩行した時の歩数と歩行時間に基づいて前記演算回路によって算出され且つ前記記憶回路に記憶されているものであることを特徴とする歩行距離換算機能を備えた歩数計。
【請求項２】
歩行ピッチＰに歩幅係数αを乗じて歩幅Ｗを算出し、歩幅Ｗに歩数Ｎを乗じて歩行距離Ｄを計算する歩行距離換算機能を備えた歩数計であって、歩数Ｎをカウントする歩数カウンタと、歩行時間Ｔをカウントする歩行時間カウンタと、歩幅係数αを含む各種データを記憶する記憶回路と、各種演算を行う演算回路と、特定距離ｄを含む各種設定値を設定する設定回路と、歩数Ｎ及び歩行距離Ｄを表示する表示器とから構成され、
前記演算回路は初期設定時において前記特定距離ｄを利用者が歩行した時の歩数ｎと歩行時間ｔを数式α＝ｄｔ／ｎに代入して歩幅係数αを算出すること、及び、前記演算回路は歩行計測時において前記設定回路により設定された所定時間Ｔａに利用者が歩行した歩数Ｎｂに基づいてＮｂ／Ｔｂの演算を行って歩行ピッチＰを算出するものであることを特徴とする歩行距離換算機能を備えた歩数計。
【請求項３】
歩数計の表示単位が所定の値より小さいときには所定歩数Ｎａは１歩とし、且つ歩数計の表示距離単位が所定の値を含み前記値より大きいときには所定歩数Ｎａは複数歩とするようにしたことを特徴とする請求項２の歩行距離換算機能を備えた歩数計。
【請求項４】
歩行ピッチＰに歩幅係数αを乗じて歩幅Ｗを算出し、歩幅Ｗに歩数Ｎを乗じて歩行距離Ｄを計算する歩行距離換算機能を備えた歩数計であって、歩数Ｎをカウントする歩数カウンタと、歩行時間Ｔをカウントする歩行時間カウンタと、歩幅係数αを含む各種データを記憶する記憶回路と、各種演算を行う演算回路と、特定距離ｄを含む各種設定値を設定する設定回路と、歩数Ｎ及び歩行距離Ｄを表示する表示器とから構成され、
前記演算回路は初期設定時において前記特定距離ｄを利用者が歩行した時の歩数ｎと歩行時間ｔを数式α＝ｄｔ／ｎに代入して歩幅係数αを算出すること、及び、前記演算回路は歩行計測時において前記設定回路により設定された所定歩数Ｎａに利用者が到達するのに要した歩行時間Ｔａに基づいてＮａ／Ｔａの演算を行って歩行ピッチＰを算出するものであることを特徴とする歩行距離換算機能を備えた歩数計。
【請求項５】
歩行ピッチに対応した複数の歩幅係数を設定し、これらを歩行測定時に自動的に切り替えて歩幅演算に利用するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は４のいずれかに記載の歩行距離換算機能を備えた歩数計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、利用者の歩行ピッチに応じて自動的に歩幅を算出し、算出された歩幅と歩数とから歩行距離を算出する歩行距離換算機能を備えた歩数計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平７−３３３０００号公報
【特許文献２】特開２００１−１７２００２９号公報
【０００３】
市販の距離換算機能付の歩数計は、歩数検出手段と歩幅入力手段とメモリと距離換算手段とを備えたものが一般的である。即ち、前記歩数計の利用者は、予め自分の歩幅を歩幅入力手段により入力して前記メモリに記憶させておく。前記距離換算手段は、前記歩数検出手段が検出した歩数と前記メモリに記憶されている歩数とを乗算し、利用者の歩行距離を算出する。この従来の歩数計では、ウォーキング等のトレーニングとして一定速度で歩行するときは必要な精度が得られる。しかしながら、人の歩幅は歩行速度によって変化するから、歩行速度が一定しない日常生活での歩行距離の計測には精度が低いという問題があった。
【０００４】
特許文献１には、歩行距離換算機能を備えた歩数計において、利用者の歩行ピッチ−歩幅特性を求める手段と、前記歩行ピッチ−歩幅特性から当該利用者の歩幅を求める手段が開示されている。即ち、ＣＰＵは２種類の歩行ピッチＰ１とＰ２に同期させたピッチ音をスピーカから発音させながら、利用者に所定距離を歩行させ、歩行センサから供給される信号に基づいてそのときの歩数をカウントすることにより、利用者固有の歩行ピッチ−歩幅特性を予め算出する。
【０００５】
例えば、歩行ピッチＰ１が１００ステップ／分、Ｐ２が１４０ステップ／分とし、或る利用者がＰ１で歩行したときの歩幅が７０ｃｍ、Ｐ２で歩行したときの歩幅が９０ｃｍであれば、当該利用者の歩行ピッチ−歩幅特性は、ｙ＝（１／２）ｘ＋２０で表される。ここでｙは歩幅、ｘは歩行ピッチである。例えば、歩行ピッチｘが１２０ステップであったとすれば、歩幅ｙは８０ｃｍとなる。そして、実際の計測においては、上記歩行ピッチ−歩幅特性に従って利用者の歩行ピッチから歩幅を算出し、前記歩幅と歩行時間から歩行距離を算出する。また、歩行ピッチの測定、歩幅の算出、そして歩行距離の算出は３０秒毎に行われる。
【０００６】
この従来の歩行距離換算機能を備えた歩数計は、利用者の歩行ピッチに応じて自動的に歩幅を算出し、正確な歩行距離及び歩行平均速度を算出できる歩数計である。しかしながら、前記歩行ピッチ−歩幅特性を求めるためには、利用者に２つの行為を要求するものであるため、非常に使い難いという問題があった。前記２つの行為とは、一定距離を歩行ピッチＰ１で歩行させることと、一定距離を歩行ピッチＰ２で歩行させることである。また、この従来の歩行距離換算機能を備えた歩数計は、３０秒毎に歩行距離を算出するものであるから、この３０秒間に歩行ピッチが大きく変動するような場合には算出された歩行距離は実際の歩行距離との間の差が大きくなるという問題もある。
【０００７】
特許文献２には、被験者の歩行または歩行時の一歩毎の単位での運動状態測定装置であって、前記被験者の歩行または歩行時におけるストライド時間ｔｎと歩数Ｎと歩行または歩行の合計距離Ｄとをそれぞれ計測するストライド時間計測部、歩数計測部、合計距離計測部、別途求めたストライド時間ｔｎと速度ｙｎとの相関近似式を記憶するメモリ部、前記ストライド時間計測部によって計測されたストライド時間ｔｎの平均処理を行う平均処理手段、平均処理されたストライド時間ｔ１ｎと歩行または歩行の合計距離Ｄに基づいて被験者の１歩毎に歩幅Ｉｉ１ｎを算出する歩幅算出部、前記平均処理されたストライド時間ｔ１ｎおよびメモリ部に記憶されている相関近似式に基づいて前記算出された歩幅Ｉｉ１ｎに補正処理を行う補正処理部とを備えたことを特徴とする運動状態測定装置が開示されている。しかしながら、この運動状態測定装置は、一般人が利用する歩行距離換算機能付歩数計としては高度過ぎて逆に利用し難いという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、ピッチを変えて歩行しても高精度で歩行距離を算出でき、且つ一般人に利用し易い歩行距離換算機能を備えた歩数計を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する歩行距離換算機能を備えた歩数計は、歩行ピッチＰに歩幅係数αを乗じて歩幅Ｗを算出し、歩幅Ｗに歩数Ｎを乗じて歩行距離Ｄを計算する歩行距離換算機能を備えた歩数計であって、歩数Ｎをカウントする歩数カウンタと、歩行時間Ｔをカウントする歩行時間カウンタと、歩幅係数αを含む各種データを記憶する記憶回路と、各種演算を行う演算回路と、特定距離ｄを含む各種設定値を設定する設定回路と、歩数Ｎ及び歩行距離Ｄを表示する表示器とから構成されたものである。そして、前記歩幅係数αは特定距離を利用者が歩行した時の１歩行ピッチ当たりの歩幅であって、特定距離ｄを利用者が歩行した時の歩数と歩行時間に基づいて前記演算回路によって算出され且つ前記記憶回路に記憶されているものである。
【００１０】
より具体的に特定すれば、前記演算回路は前記特定距離ｄを利用者が歩行した時の歩数ｎと歩行時間ｔを数式α＝ｄｔ／ｎに代入して歩幅係数αを算出し前記記憶回路に記憶するものである。また、前記演算回路は前記設定回路により設定された所定歩数Ｎａに利用者が到達するのに要した歩行時間Ｔａに基づいてＮａ／Ｔａの演算を行い、又は前記設定回路により設定された所定時間Ｔｂに利用者が歩行した歩数Ｎｂに基づいてＮｂ／Ｔｂの演算を行って歩行ピッチＰを算出するものである。
【００１１】
所定歩数Ｎａは歩数計の表示単位が所定の値より小さいときには１歩とし、且つ歩数計の表示距離単位が所定の値を含み前記値より大きいときには複数歩とするようにした。所定の値とは、例えば１メートル、１０メートル、３０メートル、５０メートル、１００メートル、５００メートルや１０００メートルなどある。また、表示する桁数と連動させて切り替えても良い。
【００１２】
また、歩行ピッチに対応した複数の歩幅係数を設定し、これらを歩行測定時に自動的に切り替えて歩幅演算に利用するようにした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
歩行ピッチＰに歩幅係数αを乗じて歩幅Ｗを算出し、歩幅Ｗに歩数Ｎを乗じて歩行距離Ｄを計算する歩行距離換算機能を備えた歩数計の一実施形態は、図１のブロック図に示す如く、プログラムに従って各種の演算と制御を行うＣＰＵ１１、前記プログラムが記憶されたＲＯＭ１２、歩幅係数αを含む各種データを記憶するＲＡＭ１３、基準周波数を発生する発振回路１４、基準周波数を計時用周波数に分周する分周回路１５、計時用周波数に基づいて時刻を計時する計時回路１６、表示器駆動回路１７、液晶表示器１８、設定器１９及び歩行センサ２０とから構成されている。
【００１４】
（歩幅係数の算出）
本発明においては、歩行ピッチＰに歩幅係数αを乗じて歩幅Ｗを算出し、歩幅Ｗに歩数Ｎを乗じて歩行距離Ｄが計算される。歩行距離算出の基準となる歩幅係数αは利用者固有のものであって、特定距離ｄを利用者が歩行した時の歩数ｎと歩行時間ｔを数式α＝ｄｔ／ｎに代入して算出され、ＲＡＭ１３に記憶される。歩幅Ｗは、Ｗ＝αＰで算出されるから、歩幅係数αは利用者に固有の単位ピッチ当たりの歩幅を表す。
【００１５】
図３は、本発明に係る歩行距離換算機能を備えた歩数計において、歩幅係数αを算出する場合の流れを示すフローチャートである。先ず、利用者は設定器１９を操作して特定距離ｄを設定する（１０１）。設定された特定距離ｄはＲＡＭ１３に記憶される。続いて利用者が開始入力のボタンを押すと（１０２）、歩行時間の計測が開始され（１０３）、同時に歩行センサ２０によって歩数が検出されて（１０４）、歩数積算が行われる（１０５）。積算された歩数は、ＲＡＭ１３に記憶される。
【００１６】
利用者は、設定した特定距離ｄを歩行し終わったとき（１０６）、終了入力のボタンを押す（１０７）。すると、歩行時間の計測が停止され、特定距離ｄを歩行した時の歩行時間ｔはＲＡＭ１３に記憶される（１０８）。続いて、ＣＰＵ１１は、プログラムに従って、ＲＡＭ１３から特定距離ｄ、特定距離ｄを利用者が歩行した時の歩数ｎと歩行時間ｔを読み出して、数式α＝ｄｔ／ｎに代入して歩幅係数αを算出し、ＲＡＭ１３に記憶する（１０９）。続いて、ＣＰＵ１１は、利用者の歩幅補正設定、即ち個人設定のプログラムを終了させる（１１０）。このようにして、利用者は特定距離ｄを１回歩行するだけで、利用者の歩幅演算に必要な歩幅係数αが算出されるのである。特定距離ｄは、利用者が任意に選べるものである。
【００１７】
例えば、或る利用者が３０ｍを設定して歩行したときの歩数ｎは４０（歩）、歩行時間ｔは２８．７（秒）であった。歩行ピッチＰは単位時間当たりの歩数であるから、利用者の歩行ピッチは９６．１７（歩／分）となる。歩幅係数αは単位歩行ピッチ当たりの歩幅であり、数式α＝ｄｔ／ｎから０．６５（ｍ分／歩）となる。歩行ピッチＰ（歩／分）を横軸に歩幅Ｗ（ｍ）を縦軸にとって図に示せば、利用者の歩行ピッチＰと歩幅Ｗの関係式は図２の如く原点を通る一次式Ｗ＝αＰで表される。この特定された一次式Ｗ＝αＰに基づいて、利用者の歩幅Ｗは歩行ピッチＰに対応して一義的に定まる。
【００１８】
（歩行距離の演算）
次に、歩行ピッチに応じて歩幅を自動的に調整しながら歩行距離を換算する本発明に係る歩行距離換算機能を備えた歩数計の動作の第１実施例を図４のフローチャートに従って説明する。この第１実施例は、歩行ピッチの算出を所定歩数の設定により行うものである。
【００１９】
図４において、利用者は、先ず歩数をリセットし（２０１）、設定器１９によって所定歩数Ｎａを設定する（２０２）。前記所定歩数Ｎａは、ＣＰＵ１１がプログラムに従って歩幅算出を行うための歩数であって、利用者が任意に選択できる値である。勿論、設定される所定歩数Ｎａは１歩でもよい。続いて、利用者が開始入力のボタンを押すと（２０３）、歩行センサ２０によって歩数が検出され（２０４）、歩数計に表示される歩数積算が行われ（２０５）、また歩行ピッチ演算のための歩数積算がカウンターの機能により行われる（２０６）。積算された歩数は、ＲＡＭ１３に記憶される。
【００２０】
ＣＰＵ１１は、積算歩数が所定歩数Ｎａに一致したか否かを判断し（２０７）、一致したと判断したときにはプログラムに従って利用者の歩行ピッチＰａを演算する（２０８）。演算された歩行ピッチＰａは、ＲＡＭ１３に記憶される。この場合の歩行ピッチＰａは、設定された所定歩数Ｎａに利用者が到達するのに要した歩行時間Ｔａに基づいてＮａ／Ｔａの演算を行って算出される。歩行時間Ｔａは、図４のフローチャートには省略されているが、測定開始（２０３）からＣＰＵ１１が積算歩数が所定歩数Ｎａに一致したと判断した時点までの時間間隔であり、ＣＰＵ１１がプログラムに従って自動的に検出しＲＡＭ１３に記憶する。
【００２１】
ステップ２０８に続いて、ＣＰＵ１１は、プログラムに従って、利用者の歩幅Ｗａを算出する（２０９）。即ち、ＣＰＵ１１は歩行ピッチＰａと歩幅係数αをＲＡＭ１３から読み出して、数式Ｗａ＝αＰａにより歩幅Ｗａを算出する。算出された歩幅ＷａはＲＡＭ１３に記憶される。
【００２２】
ステップ２０９に続いて、ＣＰＵ１１は、プログラムに従って、利用者が所定歩数Ｎａに到達するまでに歩行した歩行距離Ｄａを算出する（２１０）。即ち、ＣＰＵ１１は所定歩数Ｎａと歩幅ＷａをＲＡＭ１３から読み出し、数式Ｄａ＝ＮａＷａにより歩行距離Ｄａを算出する。算出された歩行距離ＤａはＲＡＭ１３に記憶される。
【００２３】
ステップ２１０に続いて、ＣＰＵ１１は、プログラムに従って、利用者が歩行した距離の合計を演算し（２１１）、液晶表示器１８の表示を更新し（２１２）、次の歩数検出（２０４）に戻り、以下ステップ２０５から２１２までの処理を順に遂行する。
【００２４】
途中で所定歩数の設定を変更した場合には、ステップ２１０の後はステップ２０２に戻る。そして、ステップ２０３からステップ２１２までの処理を順に遂行する。
【００２５】
次に、歩行ピッチに応じて歩幅を自動的に調整しながら歩行距離を換算する本発明に係る歩行距離換算機能を備えた歩数計の動作の第２実施例を図５のフローチャートに従って説明する。この第２実施例は、歩行ピッチの算出を所定時間の設定により行うものである。
【００２６】
図５において、利用者は、先ず歩数をリセットし（３０１）、設定器１９によって所定時間Ｔｂを設定する（３０２）。前記所定時間Ｔｂは、ＣＰＵ１１がプログラムに従って歩幅算出を行うための時間であって、利用者が任意に選択できる値である。続いて、利用者が開始入力のボタンを押すと（３０３）、歩行センサ２０によって歩数が検出され（３０４）、歩数積算が行われ（３０５）、また歩行ピッチ演算のための歩数積算がカウンターの機能により行われる（３０６）。積算された歩数は、ＲＡＭ１３に記憶される。
【００２７】
ＣＰＵ１１は、測定開始からの経過時間が所定時間Ｔｂに一致したか否かを判断し（３０７）、一致したと判断したときにはプログラムに従って利用者の歩行ピッチＰｂを演算する（３０８）。演算された歩行ピッチＰｂは、ＲＡＭ１３に記憶される。この場合の歩行ピッチＰｂは、設定された所定時間Ｔｂの間に利用者が歩行した歩数Ｎｂに基づいてＮｂ／Ｔｂの演算を行って算出される。
【００２８】
ステップ３０８に続いて、ＣＰＵ１１は、プログラムに従って、利用者の歩幅Ｗｂを算出する（３０９）。即ち、ＣＰＵ１１は歩行ピッチＰｂと歩幅係数αをＲＡＭ１３から読み出して、数式Ｗｂ＝αＰｂにより歩幅Ｗｂを算出する。算出された歩幅ＷｂはＲＡＭ１３に記憶される。
【００２９】
ステップ３０９に続いて、ＣＰＵ１１は、プログラムに従って利用者が所定時間Ｔｂの間に歩行した歩行距離Ｄａを算出する（３１０）。即ち、ＣＰＵ１１は、所定時間Ｔｂの間に利用者が歩行した歩数Ｎｂと歩幅ＷｂをＲＡＭ１３から読み出して、数式Ｄｂ＝ＮｂＷｂにより歩行距離Ｄｂを算出する。算出された歩行距離ＤｂはＲＡＭ１３に記憶される。
【００３０】
ステップ３１０に続いてＣＰＵ１１は、プログラムに従って利用者が歩行した距離の合計を演算し（３１１）、液晶表示器１８の表示を更新し（３１２）、次の歩数検出（３０４）に戻り、以下ステップ３０５から３１２までの処理を順に遂行する。
【００３１】
途中で所定歩数の設定を変更した場合には、ステップ３１０の後はステップ３０２に戻る。そして、ステップ３０３からステップ３１２までの処理を順に遂行する。
【００３２】
本発明において、歩行ピッチ演算のために設定する所定値は、所定歩数又は所定時間のいずれでもよく、しかもその値は任意に選定できるものである。従って、歩行速度に応じた適切な歩行ピッチが演算できる。この特長を活かすことで、精度の高い歩行距離換算ができる。例えば、歩行ピッチ演算のために設定する所定歩数Ｎａは歩数計の表示単位が小さいときには１歩とし、且つ歩数計の表示距離単位が大きいときには複数歩とするようにした。平均歩行ピッチを一定時間、例えば３０秒間隔で演算するものに比べて、歩数単位で平均歩行ピッチを演算すると、歩行の途中で立ち止まったような場合でも平均歩行ピッチはより正確に演算できる。また、表示単位が１ｍや０．１ｍのように小さい時には、１歩ごとに歩行距離が表示に反映され利用者にわかりやすく、表示単位がｋｍのように大きな時は複数歩でピッチを演算するので測定ばらつきを小さく抑えることができる。
【００３３】
また、本発明においては歩行ピッチに対応した歩幅を自動算出する基準値を歩幅係数としたものであり、前記歩幅係数は利用者は特定距離を１回歩行するだけで簡単に算出されるものである。この特長を活かして、歩行時の歩幅係数α１と走行時の歩幅係数α２とを初期設定し、これら２つの歩幅係数を歩行と走行で切り替えて利用することも可能である。この場合、歩行がローピッチの場合（つまり演算したピッチが歩幅係数α１を演算した時のピッチより遅いとき）には歩幅係数α１を、歩行がハイピッチの場合（つまり演算したピッチが歩幅係数α２を演算した時のピッチより早いとき）には歩幅係数α２を、歩行がローピッチとハイピッチの間にある場合には歩幅係数α１とα２の平均値を用いて、夫々歩幅を算出する。このようにして、より精度の高い歩行ピッチに対応した歩幅の算出を行うことができる。本発明においては、歩行ピッチに対応した複数の歩幅係数を設定し、これらを歩行測定時に自動的に切り替えて歩幅演算に利用することもできるのである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明により、ピッチを変えて歩行しても高精度で歩行距離を算出でき、且つ一般人に利用し易い歩行距離換算機能を備えた歩数計を提供することができた。即ち、初期設定すべき利用者固有の歩幅係数は、利用者が特定し易い任意の特定距離を１回歩行するだけで簡単に演算され、且つ記憶部に記憶される。また、初期設定後に利用者が歩行ピッチ演算のために設定する所定値は、所定歩数又は所定時間のいずれでもよく、しかもその値は任意に選定できるものである。従って、歩行速度に応じた適切なピッチが演算できるから、精度の高い歩行距離換算ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歩数計の構成を示すブロック図である。
【図２】歩行ピッチと歩幅との関係図である。
【図３】本発明に係る歩数計に初期設定される歩幅係数の算出の流れを示したフローチャートである。
【図４】本発明に係る歩数計の歩行距離換算の第１実施例の流れを示したフローチャートである。
【図５】本発明に係る歩数計の歩行距離換算の第２実施例の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１１　ＣＰＵ
１２　ＲＯＭ
１３　ＲＡＭ
１４　発振回路
１５　分周回路
１６　計時回路
１７　表示器駆動回路
１８　液晶表示器
１９　設定器
２０　歩行センサ
【図１】
2004118410.tif 000003
【図２】
2004118410.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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