(57)【要約】  【課題】  ユーザの経済的負担の軽減を図りながらも、周期的な運動による入力が可能な情報処理装置を提供することである。  【解決手段】  ユーザが、アダプタ５、撮像ユニット４を搭載したカートリッジ３、再帰反射体２、及びテレビジョンモニタ１００を所持していれば、新たにステッパを購入することなく、既に所持しているステッパ１に再帰反射体２を取り付けるだけで、撮像ユニット４による撮像及びカートリッジ３による処理によって、再帰反射体２の往復運動に応じた（その往復運動を入力とした）映像をテレビジョンモニタ１００に映し出すことができる。【選択図】  図２
2007242008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物の周期的な運動を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記被検出物の周期的な運動を解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に応じた情報処理を実行する処理手段と、を備える情報処理装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記被検出物の周期的な運動を非接触で検出する、請求項１記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記被検出物を撮像する撮像手段を含み、
前記解析手段は、前記撮像手段が撮像した前記被検出物の画像に基づいて、前記被検出物の周期的な運動を解析する、請求項２記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記検出手段は、光を間欠的に発光する発光手段をさらに含み、
前記撮像手段は、前記被検出物に取り付けられた再帰反射体を前記発光手段の発光時に撮像し、かつ、前記再帰反射体を前記発光手段の消灯時に撮像し、
前記解析手段は、発光時の撮像により得られた画像と消灯時の撮像により得られた画像との差分に基づいて、前記被検出物の周期的な運動を解析する、請求項３記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記検出手段は、ロータリエンコーダを含む、請求項１記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記処理手段は、前記解析手段による解析結果に応じた映像を表示装置に表示する、請求項１から５記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記被検出物の周期的な運動は、往復運動である、請求項１から６記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記被検出物の周期的な運動は、回帰運動である、請求項１から６記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記被検出物は、人間が操作する機器である、請求項１から８記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記被検出物は、人間の身体の部位である、請求項１から８記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出物の運動を検出した結果に基づく情報処理を行う情報処理装置及びその関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ステッパやサイクリングマシン等の様々な運動機器が存在する（特許文献１及び２）。図１８に示すように、特許文献１のステッパは、ユーザが左足置き５００Ｌ及び右足置き５００Ｒにそれぞれ左足及び右足をおいて、左右交互に足を踏み込むことによって、ユーザに運動を行わせるものである。つまり、ユーザに足を利用した往復運動を行わせるものであり、ステッパの足置き５００Ｌ及び５００Ｒも同じ往復運動を行う。また、サイクリングマシンは、ユーザにペダルをこぐ運動を行わせるものである。つまり、ユーザに足を利用した円運動（回帰運動の一種）を行わせるものであり、サイクリングマシンのペダルも同じ円運動を行う。
【０００３】
円運動等の回帰運動や往復運動は、周期的な運動と言える。このような周期的な運動は、単調なものであり、長期間にわたって継続的に行うには、相当の努力を要する。このため、特許文献２では、サイクリングマシン及びモニタを専用のコンピュータによって結合し、このコンピュータによって、ペダルの動きに応じた映像をモニタに表示させることで、ユーザが、継続的に運動を行えるように支援する運動支援装置を提案している。サイクリングマシンの動きに応じた映像をモニタに表示させるので、このサイクリングマシンは、周期的な運動により、コンピュータに対して入力を行う装置と言うことができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−９１０１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２０５０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の運動支援装置では、サイクリングマシン及びモニタが専用のコンピュータにより結合され、それぞれ専用品として設計されているため、ユーザが既に所持しているサイクリングマシンやモニタを利用することはできず、新たに全てを購入しなければならない。これでは、ユーザの経済的負担が大きいばかりでなく、同様のものを複数台所持することになるため、購入意欲も減退する。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ユーザの経済的負担の軽減を図りながらも、周期的な運動による入力が可能な情報処理装置及びその関連技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の観点によれば、情報処理装置は、被検出物の周期的な運動を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記被検出物の周期的な運動を解析する解析手段と、前記解析手段による解析結果に応じた情報処理を実行する処理手段と、を備える。
【０００８】
この構成によれば、被検出物の周期的な運動に応じた情報処理を実行できるので、被検出物の周期的な運動を入力とした様々なコンピュータプログラムの提供が可能となる。この場合、コンピュータプログラムは、入力としての周期的な運動の種類ごとに作成できるので、被検出物が、コンピュータプログラムが想定する周期的な運動を行うものであれば、それが専用物である必要は必ずしもない。よって、例えば被検出物が物品の場合、この情報処理装置のユーザが、被検出物としての専用の物品を新たに用意したり購入したりする必要性を小さくでき、その経済的負担の軽減を図ることができ、また、例えば被検出物が身体の部位の場合、その部位を周期的に動かすだけで入力を行うことができる。
【０００９】
また、周期的な運動、つまり規則的な運動の検知及び解析を行うものであるので、規則的でない任意の運動の検知及び解析を行う場合と比較して、ハードウェア及び／又はソフトウェアによる処理量も少なくてすみ、これらのコストを低減でき、また、処理の高速化が図れる。つまり、比較的パフォーマンスの小さなハードウェア及びソフトウェアで、この情報処理装置を実現可能である。
【００１０】
ここで、周期的な運動には、身体の部位及び機器の円運動等の回帰運動及び往復運動が含まれる。
【００１１】
この情報処理装置において、前記検出手段は、前記被検出物の周期的な運動を非接触で検出する。この構成によれば、非接触での検出なので、ユーザが、被検出物としての専用の物品を用意する必要性をより小さくできる。
【００１２】
この情報処理装置において、前記検出手段は、前記被検出物を撮像する撮像手段を含み、前記解析手段は、前記撮像手段が撮像した前記被検出物の画像に基づいて、前記被検出物の周期的な運動を解析する。この構成によれば、被検出物を簡易に検出できる。また、ユーザが、被検出物としての専用の物品を用意する必要はなく、より一層経済的な負担を軽減できる。
【００１３】
また、この情報処理装置において、前記検出手段は、光を間欠的に発光する発光手段をさらに含むことができ、前記撮像手段は、前記被検出物に取り付けられた再帰反射体を前記発光手段の発光時に撮像し、かつ、前記再帰反射体を前記発光手段の消灯時に撮像し、前記解析手段は、発光時の撮像により得られた画像と消灯時の撮像により得られた画像との差分に基づいて、前記被検出物の周期的な運動を解析する。
【００１４】
この構成によれば、再帰反射体を撮像するので、得られた画像には、より明確に被検出物の像が写り込み、しかも、差分に基づく解析を行うので、再帰反射体からの反射光以外の光によるノイズを極力除去できる。以上の結果、精度良く被検出物を検出できる。
【００１５】
ここで、再帰反射体は、立体的なものであってもよいし、平面的なものであってもよい。
【００１６】
上記情報処理装置において、前記検出手段は、ロータリエンコーダを含むことができる。これによっても、簡易に周期運動を検出できる。
【００１７】
上記情報処理装置において、前記処理手段は、前記解析手段による解析結果に応じた映像を表示装置に表示する。この構成によれば、被検出物の周期的な運動に応じた映像が表示されるので、被検出物の周期的な運動を入力としたインタラクティブなコンピュータプログラムの提供が可能となる。
【００１８】
上記情報処理装置において、前記被検出物の周期的な運動は、往復運動である。この構成によれば、被検出物の往復運動に応じた情報処理を実行できるので、被検出物の往復運動を入力とした様々なコンピュータプログラムの提供が可能となる。
【００１９】
上記情報処理装置において、前記被検出物の周期的な運動は、回帰運動であってもよい。この構成によれば、被検出物の回帰運動に応じた情報処理を実行できるので、被検出物の回帰運動を入力とした様々なコンピュータプログラムの提供が可能となる。
【００２０】
上記情報処理装置において、前記被検出物は、人間が操作する機器である。
【００２１】
この構成によれば、人間が操作する機器の周期的な運動に応じた情報処理を実行できるので、当該機器の周期的な運動を入力とした様々なコンピュータプログラムの提供が可能となる。この場合、コンピュータプログラムは、入力としての周期的な運動の種類ごとに作成できるので、人間が操作する機器が、コンピュータプログラムが想定する周期的な運動を行うものであれば、それが専用品である必要は必ずしもない。よって、この情報処理装置のユーザが、専用品を新たに用意したり購入したりする必要性を小さくでき、既に所持している機器を利用することができ、その負担を軽減できる。
【００２２】
再帰反射体を撮像して周期的な運動を解析する場合でも、既に所持している機器に再帰反射体を取り付けるだけでよく、専用品を新たに用意したり購入したりする場合と比較して、その負担を軽減できる。
【００２３】
上記情報処理装置において、前記被検出物は、人間の身体の部位であってもよい。
【００２４】
この構成によれば、身体の部位の周期的な運動に応じた情報処理を実行できるので、身体の部位の周期的な運動を入力とした様々なコンピュータプログラムの提供が可能となる。この場合、コンピュータプログラムは、入力としての周期的な運動の種類ごとに作成できるので、この情報処理装置のユーザは、コンピュータプログラムが想定する周期的な運動を身体の部位で行うだけで入力を行うことができる。
【００２５】
再帰反射体を撮像して周期的な運動を解析する場合でも、身体の部位に再帰反射体を装着したり把持したりするだけでよく、手軽かつ簡易に、この情報処理装置を利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態による情報処理システムとしての運動支援システムの全体構成を示す図である。図１に示すように、この運動支援システムは、ステッパ１、再帰反射体２、撮像ユニット４を搭載したカートリッジ３、アダプタ５、及びテレビジョンモニタ１００を備える。アダプタ５には、カートリッジ３が装着される。また、アダプタ５は、ＡＶケーブル７により、テレビジョンモニタ１００に接続される。
【００２７】
図２は、図１のステッパ１への再帰反射体２の取り付け状態の説明図である。まず、ステッパ１の構造を説明する。図２に示すように、ステッパ１は、左足をのせるための足置き５２０Ｌ、右足をのせるための足置き５２０Ｒ、Ｈ字状の基部５２１、一組のシリンダ５２２、及び一組の支持部５２４を含む。
【００２８】
２つの支持部５２４の一方端部はそれぞれ、基部５２１の中央付近に設けられた対応する軸（図示せず）に回動可能に接続される。２つの支持部５２４の他方端部はそれぞれ、対応する足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒに接続される。２つのシリンダ５２２の一方端部はそれぞれ、基部５２１の中央付近に設けられた対応する軸（図示せず）に回動可能に接続される。２つのシリンダ５２２の他方端部はそれぞれ、対応する足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒに接続される。
【００２９】
プレイヤが、左右の足をそれぞれ足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒに置いて、左右交互に加重をかけると（踏み込むと）、左右の足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒが交互に上下に動く。この場合、シリンダ５２２により負荷がかけられるので、プレイヤは、負荷状態で踏み込み運動（周期的運動の一種）を行うことができる。
【００３０】
以下の説明において、「足置き５２０Ｌのつまさき側」、「足置き５２０Ｒのつまさき側」、「足置き５２０Ｌのかかと側」、及び「足置き５２０Ｒのかかと側」なる用語を使用することがある。この場合の「つまさき側」及び「かかと側」は、プレイヤが、左右の足をそれぞれ足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒにのせたときのつま先側及びかかと側を意味する。
【００３１】
図２を参照して、右足用の足置き５２０Ｒの側面のつまさき側には、再帰反射体２が、例えば、両面テープ（図示せず）等により取り付けられる。この再帰反射体２は、略直方体の部材の表面に再帰反射シートを取り付けたものである。この略直方体の部材は、平行な大小の２つの長方形面、互いに対面する２つの小さな台形面、および互いに対面する２つの大きな台形面からなり、大きな長方形面以外の面に再帰反射シートが取り付けられ、この大きな長方形面には、上述の両面テープが貼付される。なお、この再帰反射体２に透明のプラスチックカバーを取り付けることもできる。
【００３２】
カートリッジ３を装着したアダプタ５は、足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒが上下に動いた場合であっても、再帰反射体２が撮像ユニット４の撮像範囲内に入る位置に載置される。
【００３３】
図３は、図１のアダプタ５及びカートリッジ３の斜視図である。図３に示すように、カートリッジ３は、平たい直方体状の本体および撮像ユニット４からなる。カートリッジ３の本体正面には、コネクタ５７が設けられる。カートリッジ３の本体上面には、撮像ユニット４が取付けられる。この場合、撮像ユニット４の表面が、カートリッジ３の表面に対して所定角度（例えば４０度）傾斜するように取り付けられる。撮像ユニット４の表面中央部には、円形の赤外線フィルタ５５が取り付けられ、それを取り囲むように、４個の赤外発光ダイオード５３が配置される。赤外線フィルタ５５の背面側に後述のイメージセンサ６６が配置される。
【００３４】
アダプタ５は、上面、下面、左右の側面、前面、及び背面を有する平たい直方体形状を有する。アダプタ５の前面左側には、電源スイッチ４５、リセットスイッチ４３、及び、電源ランプ４１、が設けられ、前面右側には、赤外線フィルタ３３が設けられる。この赤外線フィルタ３３は、赤外線以外の光をカットして、赤外線だけを透過させるフィルタであり、この赤外線フィルタ３３の裏側には、赤外線センサ（図示せず）が配置されている。また、アダプタ５の表面の前縁近傍には、方向キー３７ａ〜３７ｄが設けられる。さらに、方向キー３７ａの左側には、キャンセルキー３９が設けられ、方向キー３７ｄの右側には、決定キー３５が設けられる。
【００３５】
アダプタ５の上面中央には開口が形成されており、その中にはアダプタ５の上面とほぼ面一となるように天板３１が配置されている。アダプタ５の内部には、天板３１を上方向に付勢するとともに、天板３１の上面が上記した高さとなるように天板３１を支持する昇降機構が設けられている。この昇降機構により、天板３１は、開口部内を昇降自在に設けられている。この天板３１にカートリッジ３を置いて、押下げ、さらに、カートリッジ３を前面側にスライドさせて、カートリッジ３をアダプタ５に装着する。これにより、カートリッジ３のコネクタ５７とアダプタ５のコネクタ（図示せず）とが電気的に接続される。
【００３６】
図４は、図１のカートリッジ３の電気的構成を示すブロック図である。図４に示すように、カートリッジ３は、マルチメディアプロセッサ６０、イメージセンサ６６、赤外発光ダイオード５３、ＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）６２、及びバス６４を含む。
【００３７】
マルチメディアプロセッサ６０は、バス６４を通じて、ＲＯＭ６２にアクセスできる。従って、マルチメディアプロセッサ６０は、ＲＯＭ６２に格納されたプログラムを実行でき、また、ＲＯＭ６２に格納されたデータをリードして処理することができる。このＲＯＭ６２に、後述のフローチャートで示される各処理を行うプログラム、画像データ、及び音声データ等が予め格納される。
【００３８】
マルチメディアプロセッサは、図示しないが、中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」と呼ぶ。）、グラフィックスプロセシングユニット（以下、「ＧＰＵ」と呼ぶ。）、サウンドプロセシングユニット（以下、「ＳＰＵ」と呼ぶ。）、ジオメトリエンジン（以下、「ＧＥ」と呼ぶ。）、外部インタフェースブロック、メインＲＡＭ、及びＡ／Ｄコンバータ（以下、「ＡＤＣ」と呼ぶ。）などを具備する。
【００３９】
ＣＰＵは、ＲＯＭ６２に格納されたプログラムを実行して、各種演算やシステム全体の制御を行う。グラフィックス処理に関するＣＰＵの処理として、ＲＯＭ６２に格納されたプログラムを実行して、各オブジェクト及び各スプライトの拡大・縮小、回転、及び／又は平行移動のパラメータ、視点座標（カメラ座標）、並びに視線ベクトルの算出等を行う。ここで、１または複数のポリゴン又はスプライトから構成され、同じ拡大・縮小、回転、及び平行移動の変換が適用される単位を「オブジェクト」と呼ぶ。
【００４０】
ＧＰＵは、ポリゴン及びスプライトから構成される三次元イメージをリアルタイムに生成し、アナログのコンポジットビデオ信号に変換する。ＳＰＵは、ＰＣＭ（ｐｕｌｓｅ  ｃｏｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）波形データ、アンプリチュードデータ、及びメインボリュームデータを生成し、これらをアナログ乗算して、アナログオーディオ信号を生成する。ＧＥは、三次元イメージを表示するための幾何演算を実行する。具体的には、ＧＥは、行列積、ベクトルアフィン変換、ベクトル直交変換、透視投影変換、頂点明度／ポリゴン明度計算（ベクトル内積）、及びポリゴン裏面カリング処理（ベクトル外積）などの演算を実行する。
【００４１】
外部インタフェースブロックは、周辺装置（本実施の形態ではイメージセンサ６６及び赤外発光ダイオード５３）とのインタフェースであり、２４チャンネルのプログラマブルなデジタル入出力（Ｉ／Ｏ）ポートを含む。ＡＤＣは、４チャンネルのアナログ入力ポートに接続され、これらを介して、アナログ入力装置（本実施の形態ではイメージセンサ６６）から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。メインＲＡＭは、ＣＰＵのワーク領域、変数格納領域、および仮想記憶機構管理領域等として利用される。
【００４２】
マルチメディアプロセッサ６０は、ストロボ撮影を行うべく、４つの赤外発光ダイオード５３を間欠的に駆動し、間欠的に赤外光を発光させる。赤外発光ダイオード５３からの赤外光は、ステッパ１に取り付けられた再帰反射体２により反射され、赤外線フィルタ５５を介してイメージセンサ６６に入力される。したがって、イメージセンサ６６からは再帰反射体２含む画像信号（赤外光点灯時）がマルチメディアプロセッサ６０へ出力される。赤外発光ダイオード５３は間欠的に駆動されるので、イメージセンサ６６からは赤外光消灯時の画像信号も出力される。
【００４３】
イメージセンサ６６からのこれらのアナログ画像信号はマルチメディアプロセッサ６０に内蔵されたＡＤＣによってデジタル画像信号に変換される。マルチメディアプロセッサ６０は、赤外光点灯時のデジタル画像信号と消灯時のデジタル画像信号との差分を求めて、この差分信号ＤＩ（差分画像ＤＩ）を基に、再帰反射体２の周期的運動を解析する。このように、差分を求めることで、再帰反射体２からの反射光以外の光によるノイズを極力除去でき、精度良く再帰反射体２を検出できる。
【００４４】
マルチメディアプロセッサ６０は、再帰反射体２の周期的運動の解析結果に基づいて、その他の演算、グラフィック処理、及びサウンド処理等を実行し、ビデオ信号およびオーディオ信号を出力する。マルチメディアプロセッサ６０が生成したビデオ信号およびオーディオ信号は、アダプタ５及びＡＶケーブル７を介して、テレビジョンモニタ１００に与えられ、応じて、テレビジョンモニタ１００に映像が表示され、そのスピーカ（図示せず）から音声が出力される。なお、アダプタ５は、マルチメディアプロセッサ６０が生成したビデオ信号をそのままＡＶケーブル７に与え、また、オーディオ信号を増幅してＡＶケーブル７に与える。
【００４５】
図５は、本実施の形態による周期的運動の解析方法の説明図である。図５（ａ）、図５（ｃ）、及び図５（ｅ）は、ステッパ１の足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒをつまさき側から見た状態を示し、それ故、再帰反射体２が示されている。図５（ａ）は、足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒが水平に静止している状態を示している。図５（ｃ）は、図５（ａ）の状態からプレイヤが左足で足置き５２０Ｌを踏み込んだ状態を示している。図５（ｅ）は、図５（ｃ）の状態からプレイヤが右足で足置き５２０Ｒを踏み込んだ状態を示している。プレイヤは、ステッパ１を使って、このような踏み込み運動を繰り返す。このような踏み込み運動は周期的運動と言える。この場合、プレイヤが周期的運動を行っていると言える一方、プレイヤの周期的運動に応じてステッパ１が周期的運動を行っていると言うこともできる。
【００４６】
図５（ｂ）、図５（ｄ）、及び図５（ｆ）は、それぞれ、撮像ユニット４が図５（ａ）、図５（ｃ）、及び図５（ｅ）に示す状態の再帰反射体２をストロボ撮像したときに得られた差分画像ＤＩを示している。再帰反射体２が、図５（ａ）の状態から図５（ｃ）の状態になると（左足の踏み込み）、図５（ｂ）及び図５（ｄ）に示すように、差分画像ＤＩにおいて、再帰反射体２の像ＩＭは、Ｙ軸の負方向に移動する。つまり、再帰反射体２は、右足用の足置き５２０Ｒに取り付けられるので、プレイヤが左足を踏み込むと、再帰反射体２は垂直上方向に移動し、このため、その像ＩＭが、Ｙ軸の負方向に移動する。
【００４７】
再帰反射体２が、図５（ｃ）の状態から図５（ｅ）の状態になると（右足の踏み込み）、図５（ｄ）及び図５（ｆ）に示すように、差分画像ＤＩにおいて、再帰反射体２の像ＩＭは、Ｙ軸の正方向に移動する。つまり、再帰反射体２は、右足用の足置き５２０Ｒに取り付けられるので、プレイヤが右足を踏み込むと、再帰反射体２は垂直下方向に移動し、このため、その像ＩＭが、Ｙ軸の正方向に移動する。
【００４８】
従って、マルチメディアプロセッサ６０は、再帰反射体２の像ＩＭがＹ軸の負方向に移動したときは、左足が踏み込まれた、つまり、足置き５２０Ｌが踏み込まれたと認識できる。一方、マルチメディアプロセッサ６０は、再帰反射体２の像ＩＭがＹ軸の正方向に移動したときは、右足が踏み込まれた、つまり、足置き５２０Ｒが踏み込まれたと認識できる。
【００４９】
以上のように、マルチメディアプロセッサ６０は、ステッパ１の足置き５２０Ｒに取り付けられた再帰反射体２の周期的運動の撮像結果、つまり、差分画像ＤＩに基づいて、左右いずれの足が踏み込まれたか、つまり、足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒのいずれが踏み込まれたかを認識する（周期的運動の解析）。
【００５０】
もちろん、再帰反射体２を左足用の足置き５２０Ｌに取り付けることもできる。この場合は、プレイヤが左足を踏み込むと、再帰反射体２は垂直下方向に移動し、このため、その像ＩＭが、Ｙ軸の正方向に移動する。また、プレイヤが右足を踏み込むと、再帰反射体２は垂直上方向に移動し、このため、その像ＩＭが、Ｙ軸の負方向に移動する。従って、この場合、マルチメディアプロセッサ６０は、再帰反射体２の像ＩＭがＹ軸の正方向に移動したときは、左足が踏み込まれた、つまり、足置き５２０Ｌが踏み込まれたと認識できる。一方、マルチメディアプロセッサ６０は、再帰反射体２の像ＩＭがＹ軸の負方向に移動したときは、右足が踏み込まれた、つまり、足置き５２０Ｒが踏み込まれたと認識できる。
【００５１】
図６は、図４のマルチメディアプロセッサ６０による全体処理の流れの一例を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップＳ１にて、マルチメディアプロセッサ６０は、システムの初期設定を実行する。この処理で、後述する図９に示す処理で使用される、全てのフラグが初期化（オフ）され、全てのカウンタがクリア（０）される。ステップＳ２にて、マルチメディアプロセッサ６０は、赤外発光ダイオード５３を駆動して、再帰反射体２の撮影処理を行う。
【００５２】
図７は、図６のステップＳ２の撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ２０において、マルチメディアプロセッサ６０は、赤外発光ダイオード５３を点灯する。ステップＳ２１で、マルチメディアプロセッサ６０は、イメージセンサ６６から、赤外光点灯時の画像データを取得して、メインＲＡＭに格納する。
【００５３】
ここで、本実施の形態では、イメージセンサ６６の例として、３２ピクセル×３２ピクセルのＣＭＯＳイメージセンサを使用する。従って、イメージセンサ６６からは、画像データとして、３２ピクセル×３２ピクセルのピクセルデータが出力される。このピクセルデータは、Ａ／Ｄコンバータにより、デジタルデータに変換されて、メインＲＡＭ上の二次元配列Ｐ１［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納される。
【００５４】
ステップＳ２２で、マルチメディアプロセッサ６０は、赤外発光ダイオード５３を消灯する。ステップＳ２３にて、マルチメディアプロセッサ６０は、イメージセンサ６６から、赤外光消灯時の画像データ（３２ピクセル×３２ピクセルのピクセルデータ）を取得して、メインＲＡＭに格納する。この場合、このピクセルデータは、メインＲＡＭ上の二次元配列Ｐ２［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納される。
【００５５】
以上のようにして、ストロボ撮影が行われる。ここで、イメージセンサ６６による画像を構成する各ピクセルの位置を表す二次元座標系では、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とする。そして、１ピクセルを座標値の１単位とする。本実施の形態では、３２ピクセル×３２ピクセルのイメージセンサ６６を用いているため、Ｘ＝０〜３１、Ｙ＝０〜３１である。この点、差分画像ＤＩについても同じである（図５参照）。また、ピクセルデータは輝度値である。
【００５６】
図６に戻って、ステップＳ３にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ステップＳ２の撮影結果から、差分画像ＤＩを算出して、差分画像ＤＩに写り込んだ再帰反射体２の像ＩＭから注目点を抽出する。そして、マルチメディアプロセッサ６０は、前回の注目点のＹ座標Ｙｐと今回の注目点のＹ座標Ｙｃとから、Ｙ軸方向の速度ベクトルＶｙを算出する。
【００５７】
図８は、図６のステップＳ３の注目点抽出処理の流れの一例を示すフローチャートである。図８に示すように、ステップＳ３０にて、マルチメディアプロセッサ６０は、赤外発光ダイオード５３の点灯時のピクセルデータ（つまり配列Ｐ１［Ｘ］［Ｙ］の要素）と、赤外発光ダイオード５３の消灯時のピクセルデータ（つまり配列Ｐ２［Ｘ］［Ｙ］の要素）と、の差分を算出して、差分ピクセルデータを二次元配列Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］の要素として格納する。
【００５８】
ここで、配列Ｐ１［Ｘ］［Ｙ］の要素（つまり点灯時のピクセルデータ）をピクセルデータＰ１［Ｘ］［Ｙ］、配列Ｐ２［Ｘ］［Ｙ］の要素（つまり消灯時のピクセルデータ）をピクセルデータＰ２［Ｘ］［Ｙ］、及び配列Ｄｉｆ［Ｘ］［Ｙ］の要素（つまり差分ピクセルデータ）を差分ピクセルデータＤｉｆ［Ｘ］［Ｙ］と表記することもある。
【００５９】
ステップＳ３１では、マルチメディアプロセッサ６０は、ステップＳ３０で求めた全差分ピクセルデータＤｉｆ［Ｘ］［Ｙ］から、最大輝度値を示す差分ピクセルデータを抽出する。そして、ステップＳ３２にて、マルチメディアプロセッサ６０は、最大輝度値と所定の閾値Ｔｈとを比較し、最大輝度値が所定の閾値Ｔｈより大きい場合は、その最大輝度値を持つピクセルを今回の注目点としてステップＳ３３に進み、それ以外はメインルーチンにリターンする。
【００６０】
ここで、差分画像ＤＩに再帰反射体２が写りこんでいるときは、その部分の輝度値は、他の部分より大きくなるので、経験的に定めた所定の閾値Ｔｈを超える輝度値を持つピクセルの領域を、再帰反射体２の像ＩＭとする。そして、その像ＩＭを形成するピクセルのうち、最大輝度値を持つピクセルを再帰反射体２の注目点としている。
【００６１】
ステップＳ３３では、マルチメディアプロセッサ６０は、前回の処理において、注目点が抽出されたか否かを判断し、注目点が抽出されている場合はステップＳ３４に進み、それ以外はメインルーチンにリターンする。ステップＳ３４にて、マルチメディアプロセッサ６０は、今回の注目点、つまり、今回の最大輝度値を持つピクセルのＹ座標Ｙｃと、前回の注目点、つまり、前回の最大輝度値を持つピクセルのＹ座標Ｙｐと、に基づいて、注目点のＹ軸方向の速度ベクトルＶｙ（＝Ｙｃ−Ｙｐ）を算出する。
【００６２】
図６に戻って、ステップＳ４では、マルチメディアプロセッサ６０は、注目点の速度ベクトルＶｙの符号に基づいて、左右いずれの足が踏み込まれたか、つまり、足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒのいずれが踏み込まれたかを判定する。
【００６３】
図９は、図６のステップＳ４の左右入力判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９を参照して、ステップＳ５０にて、マルチメディアプロセッサ６０は、左足用の足置き５２０Ｌによる入力があったことを示す左入力フラグと、右足用の足置き５２０Ｒによる入力があったことを示す右入力フラグと、をオフ（踏み込まれていない）にする。この場合、「入力」とは、足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒを踏み込むこと自体を意味するのではなく、マルチメディアプロセッサ６０が、足置き５２０Ｌ又は５２０Ｒが踏み込まれたと判定することを意味する。つまり、ソフトウェアが、足置き５２０Ｌ又は５２０Ｒが踏み込まれたと認識することを意味する。
【００６４】
ステップＳ５１にて、マルチメディアプロセッサ６０は、図８のステップＳ３４で算出した注目点の速度ベクトルＶｙと「０」とを比較する（速度ベクトルＶｙの符号検知）。ステップＳ５２にて、マルチメディアプロセッサ６０は、速度ベクトルＶｙが正の場合はステップＳ５３に進み、それ以外はステップＳ６７に進む。
【００６５】
ステップＳ５３では、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをチェックして、オン（ニュートラルな状態）の場合はステップＳ５４に進み、オフの場合はステップＳ６１に進む。ここで、ニュートラルフラグは、足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒが静止状態（ニュートラルな状態）か否かを示すフラグである。
【００６６】
ステップＳ５４にて、マルチメディアプロセッサ６０は、右用の足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定処理を実行中であることを示す右受付フラグをオンにする。ステップＳ５５にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをオフにする。ステップＳ５６にて、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｙ＞０の状態が発生した回数をカウントするカウンタＣｒを１つインクリメントする。
【００６７】
ステップＳ５７にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｒが「５」に等しいか否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ５８に進み、「ＮＯ」の場合メインルーチンにリターンする。ステップＳ５８では、マルチメディアプロセッサ６０は、右入力フラグをオン（足置き５２０Ｒによる入力あり）にする。
【００６８】
このように、マルチメディアプロセッサ６０は、５ビデオフレームの間、Ｖｙ＞０の場合に、足置き５２０Ｒによる入力あったと判定する。この場合、必ずしも、連続した５ビデオフレームの間、Ｖｙ＞０であることは条件ではなく、途中にＶｙ＝０の状態があってもよい。ただし、後述のように、Ｖｙ＝０の状態が３０ビデオフレーム連続すると、カウンタＣｒはクリアされる（ステップＳ８７）。なお、後で説明するが、図６のフローチャートに示す処理は、ビデオ同期信号による割込みに同期して行われる。従って、ステップＳ５６の処理を行うときは、表示画面の更新、つまり、ビデオフレームの更新の度に、カウンタＣｒがインクリメントされる。
【００６９】
ステップＳ５９にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｒをクリアする。ステップＳ６０にて、マルチメディアプロセッサ６０は、右受付フラグをオフにして、メインルーチンにリターンする。なぜなら、右用の足置き５２０Ｒが最下点に到達する前に、右入力フラグがオンになることもあり、この場合は、右用の足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定を新たに行わないようにするためである。
【００７０】
ステップＳ５３で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ６１では、マルチメディアプロセッサ６０は、右受付フラグをチェックして、オンの場合はステップＳ６２に進み、オフの場合はステップＳ６３に進む。ステップＳ６２では、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｙ＝０の状態が、連続して発生した回数をカウントするカウンタＣｎをクリアし、ステップＳ５６に進む。ステップＳ５６に進むのは、右用の足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定処理を実行中（カウンタＣｒが、「０」より大きいが、「５」には達していない状態）だからである。
【００７１】
ステップＳ６１で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ６３では、マルチメディアプロセッサ６０は、左用の足置き５２０Ｌによる入力の判定処理を実行中であることを示す左受付フラグをチェックして、オンの場合はステップＳ６４に進み、オフの場合はステップＳ６６に進む。ステップＳ６４にて、マルチメディアプロセッサ６０は、左受付フラグをオフにする。ステップＳ６５にて、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｙ＜０の状態が発生した回数をカウントするカウンタＣｌをクリアして、ステップＳ１００に進む。ステップＳ１００にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｒをクリアして、ステップＳ５４に進む。
【００７２】
今回、Ｖｙ＞０、かつ、右受付フラグがオフ、かつ、左受付フラグがオンということは、前回、Ｖｙ＜０、かつ、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定実行中ということを意味する。つまり、足置き５２０Ｌが踏み込まれている状態であって、しかも、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定実行中の状態から、足置き５２０Ｒが踏み込まれた状態に変化したことを意味する。従って、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定を行うべく、ステップＳ５４に進むのである。
【００７３】
ステップＳ６３で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ６６では、マルチメディアプロセッサ６０は、前回の速度ベクトルＶｙの符合が負で、今回の速度ベクトルＶｙの符合が正であるか否かを判断して、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ１００及びＳ５４に進み、「ＮＯ」の場合メインルーチンにリターンする。
【００７４】
今回、Ｖｙ＞０、かつ、右受付フラグ及び左受付フラグがオフ、しかも、前回、Ｖｙ＜０ということは、前回、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定完了済みとういことである。つまり、足置き５２０Ｌが踏み込まれている状態であって、しかも、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定完了済みの状態から、足置き５２０Ｒが踏み込まれた状態に変化したことを意味する。従って、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定を行うべく、ステップＳ５４に進むのである。
【００７５】
さて、一方、ステップＳ５２で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ６７にて、マルチメディアプロセッサ６０は、速度ベクトルＶｙが負の場合はステップＳ６８に進み、それ以外はステップＳ８２に進む。ステップＳ６６では、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをチェックして、オン（ニュートラルな状態）の場合はステップＳ６９に進み、オフの場合はステップＳ７６に進む。
【００７６】
ステップＳ６９にて、マルチメディアプロセッサ６０は、左用の足置き５２０Ｌによる入力の判定処理を実行中であることを示す左受付フラグをオンにする。ステップＳ７０にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをオフにする。ステップＳ７１にて、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｙ＜０の状態が発生した回数をカウントするカウンタＣｌを１つインクリメントする。
【００７７】
ステップＳ７２にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｌが「５」に等しいか否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ７３に進み、「ＮＯ」の場合メインルーチンにリターンする。ステップＳ７３では、マルチメディアプロセッサ６０は、左入力フラグをオン（足置き５２０Ｌによる入力あり）にする。
【００７８】
このように、マルチメディアプロセッサ６０は、５ビデオフレームの間、Ｖｙ＜０の場合に、足置き５２０Ｌによる入力あったと判定する。この場合、必ずしも、連続した５ビデオフレームの間、Ｖｙ＜０であることは条件ではなく、途中にＶｙ＝０の状態があってもよい。ただし、後述のように、Ｖｙ＝０の状態が３０ビデオフレーム連続すると、カウンタＣｌはクリアされる（ステップＳ８７）。後で説明するが、図６のフローチャートに示す処理は、ビデオ同期信号による割込みに同期して行われる。従って、ステップＳ７１の処理を行うときは、表示画面の更新、つまり、ビデオフレームの更新の度に、カウンタＣｌがインクリメントされる。
【００７９】
ステップＳ７４にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｌをクリアする。ステップＳ７５にて、マルチメディアプロセッサ６０は、左受付フラグをオフにして、メインルーチンにリターンする。なぜなら、左用の足置き５２０Ｌが最下点に到達する前に、左入力フラグがオンになることもあり、この場合は、左用の足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定を新たに行わないようにするためである。
【００８０】
ステップＳ６８で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ７６では、マルチメディアプロセッサ６０は、左受付フラグをチェックして、オンの場合はステップＳ７７に進み、オフの場合はステップＳ７８に進む。ステップＳ７７では、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｙ＝０の状態が、連続して発生した回数をカウントするカウンタＣｎをクリアし、ステップＳ７１に進む。ステップＳ７１に進むのは、左用の足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定処理を実行中（カウンタＣｌが、「０」より大きいが、「５」には達していない状態）だからである。
【００８１】
ステップＳ７６で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ７８では、マルチメディアプロセッサ６０は、右受付フラグをチェックして、オンの場合はステップＳ７９に進み、オフの場合はステップＳ８１に進む。ステップＳ７９にて、マルチメディアプロセッサ６０は、右受付フラグをオフにする。ステップＳ８０にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｒをクリアして、ステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｌをクリアして、ステップＳ６９に進む。
【００８２】
今回、Ｖｙ＜０、かつ、右受付フラグがオン、かつ、左受付フラグがオフということは、前回、Ｖｙ＞０、かつ、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定実行中ということを意味する。つまり、足置き５２０Ｒが踏み込まれている状態であって、しかも、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定実行中の状態から、足置き５２０Ｌが踏み込まれた状態に変化したことを意味する。従って、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定を行うべく、ステップＳ６９に進むのである。
【００８３】
ステップＳ７８で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ８１では、マルチメディアプロセッサ６０は、前回の速度ベクトルＶｙの符合が正で、今回の速度ベクトルＶｙの符合が負であるか否かを判断して、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ１０１及びＳ６９に進み、「ＮＯ」の場合メインルーチンにリターンする。
【００８４】
今回、Ｖｙ＜０、かつ、右受付フラグ及び左受付フラグがオフ、かつ、前回、Ｖｙ＞０ということは、前回、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定完了済みとういことである。つまり、足置き５２０Ｒが踏み込まれている状態であって、しかも、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定完了済みの状態から、足置き５２０Ｌが踏み込まれた状態に変化したことを意味する。従って、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定を行うべく、ステップＳ６９に進むのである。
【００８５】
さて、一方、ステップＳ６７で、「ＮＯ」が判断された後、つまり、Ｖｙ＝０の場合、ステップＳ８２にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをチェックして、オンの場合はメインルーチンにリターンし、オフの場合はステップＳ８３に進む。ステップＳ８３では、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｎを１つインクリメントする。
【００８６】
ステップＳ８４にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｎが「３０」に等しくなったか否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ８５に進み、「ＮＯ」の場合メインルーチンにリターンする。ステップＳ８５にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをオンにする。このように、マルチメディアプロセッサ６０は、３０ビデオフレームの間連続して、Ｖｙ＝０の場合に、足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒが静止していると判定する。後で説明するが、図６のフローチャートに示す処理は、ビデオ同期信号による割込みに同期して行われる。従って、ステップＳ８３の処理を行うときは、表示画面の更新、つまり、ビデオフレームの更新の度に、カウンタＣｎがインクリメントされる。
【００８７】
ステップＳ８６では、マルチメディアプロセッサ６０は、左受付フラグ及び右受付フラグをオフにする。ステップＳ８７にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｎ，Ｃｒ，及びＣｌをクリアして、メインルーチンにリターンする。
【００８８】
ここで、ステップＳ５０から明らかなように、あるビデオフレーム表示中の左右入力判定処理の結果（左入力フラグ及び右入力フラグの状態）は、その次のビデオフレーム表示中の左右入力判定処理の最初にクリア（オフ）される。従って、左入力フラグ及び右入力フラグのいずれかがオンになって、入力ありと判定されると、たとえ同じ足による踏み込み動作が終了していなくても、その足による入力の有無の判定は行われない。
【００８９】
図６に戻って、ステップＳ５にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ステップＳ４の判定結果に基づく情報処理を実行する。つまり、マルチメディアプロセッサ６０は、左入力フラグ及び右入力フラグを参照して、それぞれのオン／オフ情報に応じた画像をテレビジョンモニタ１００に表示すべく、当該画像の表示情報（画像データ格納位置情報及び表示位置情報など）をメインＲＡＭにセットする。
【００９０】
ステップＳ６にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ステップＳ４の判定結果に依存しない情報処理を実行する。つまり、マルチメディアプロセッサ６０は、左入力フラグ及び右入力フラグの状態に依存しない画像（外部入力に依存しないプログラムによってのみ制御される画像）をテレビジョンモニタ１００に表示すべく、当該画像の表示情報（画像データ格納位置情報及び表示位置情報など）をメインＲＡＭにセットする。
【００９１】
ステップＳ７にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ビデオ同期信号による割り込みが発生した場合はステップＳ８に進み、それ以外は同じステップＳ７に進む。ビデオ同期信号による割り込みは、例えば、１／６０秒ごとに発生する。ステップＳ８にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ステップＳ５及びＳ６でセットされた表示情報に基づいて、テレビジョンモニタ１００の画面（ビデオフレーム）を更新し、ステップＳ２へ進む。ステップＳ９の音声処理は、音声割り込みが発生したときに実行され、それによって、マルチメディアプロセッサ６０は、音楽や効果音を出力する。
【００９２】
図１０は、マルチメディアプロセッサ６０によって、図１のテレビジョンモニタ１００に表示される運動支援画面の例示図である。図１０に示すように、この運動支援画面は、花火オブジェクト２１４、ノルマ表示部２１２、ウィンドウ２０８、時間表示部２０２、消費カロリー表示部２０４及びステップ数表示部２０６を含む。ウィンドウ２０８には、プレイヤキャラクタ２１０が表示される。
【００９３】
マルチメディアプロセッサ６０は、プレイヤの踏み込み動作を検知するたびに、つまり、左入力フラグ及び右入力フラグのいずれかがオンになるたびに、プレイヤキャラクタ２１０の足を交互に動かして、歩行もしくはランニングする動作をさせる（図６のステップＳ５）。この場合、マルチメディアプロセッサ６０は、左入力フラグがオンの場合は、プレイヤキャラクタ２１０の左足を動かし、右入力フラグがオンの場合は、プレイヤキャラクタ２１０の右足を動かす。さらに、マルチメディアプロセッサ６０は、プレイヤの踏み込み動作が速いほど、つまり、左入力フラグ及び右入力フラグのオン／オフの切り替えが速いほど、プレイヤキャラクタ２１０の足の動きを速くし、切り替えが遅いほど、プレイヤキャラクタ２１０の足の動きを遅くする（図６のステップＳ５）。
【００９４】
また、マルチメディアプロセッサ６０は、プレイヤの踏み込み動作の回数を記憶していき、その日の踏み込み動作回数の累計をステップ数表示部２０６に表示する（図６のステップＳ５）。さらに、マルチメディアプロセッサ６０は、踏み込み動作回数と、前もってプレイヤによって入力された身長及び体重と、あらかじめ記憶されている消費カロリー計算式とを用いて、プレイヤの消費カロリーを算出し、消費カロリー表示部２０４に表示する（図６のステップＳ５）。さらに、マルチメディアプロセッサ６０は、プレイヤがステッパ１によって運動を行っている時間を計測し、時間表示部２０２に表示する（図６のステップＳ５）。
【００９５】
マルチメディアプロセッサ６０は、プレイヤの踏み込み動作を検知するたびに、つまり、左入力フラグ及び右入力フラグのいずれかがオンになるたびに、花火オブジェクト２１４を１つ出現させ、そして、消えていく演出を行う（図６のステップＳ５）。この場合、マルチメディアプロセッサ６０は、左入力フラグがオンの場合と右入力フラグがオンの場合とで、異なる花火オブジェクト２１４を出現させる。また、マルチメディアプロセッサ６０は、プレイヤが一定回数踏み込み動作を行ったことを検知するごとに、１踏み込み動作のときよりも派手な花火オブジェクトを表示する（図６のステップＳ５）。そして、マルチメディアプロセッサ６０は、プレイヤがノルマ表示部２１２に示されたノルマの数だけ踏み込み動作を行えば、この画面を終了する（図中では６７／２００と表示されており、２００回のノルマのうち、６８回を終えたことを示している。）。
【００９６】
以上のように、踏み込み動作に応じて映像が変化する運動支援画面を表示することにより、プレイヤは、飽きやすく長続きしない単調な踏み込み運動を楽しく行うことができる。プレイヤの踏み込み動作に応じて映像が変化し、プレイヤはその映像を見ながら踏み込み動作を行うという点で、インタラクティブなシステムと言える。
【００９７】
さて、以上のように、本実施の形態によれば、ユーザが、アダプタ５、カートリッジ３、再帰反射体２、及びテレビジョンモニタ１００を所持していれば、新たにステッパを購入することなく、既に所持しているステッパ１に再帰反射体２を取り付けるだけで、その往復運動に応じた（その往復運動を入力とした）映像をテレビジョンモニタ１００に映し出すことができる。従って、例えば、ユーザが飽きてしまって、物置にしまっていたステッパ１であっても、再帰反射体２を取り付けるだけで、踏み込み運動の継続を支援する映像をテレビジョンモニタ１００に表示させることができる。このように、専用のステッパを新たに用意したり購入したりする必要はなく、ユーザの経済的負担の軽減を図ることができる。つまり、被検出物が、マルチメディアプロセッサ６０が実行するコンピュータプログラムが想定する往復運動を行うものであれば、それが専用物である必要は必ずしもない。
【００９８】
また、往復運動、つまり規則的な運動の検知及び解析を行うものであるので、規則的でない任意の運動の検知及び解析を行う場合と比較して、ハードウェア及び／又はソフトウェアによる処理量も少なくてすみ、これらのコストを低減でき、また、処理の高速化が図れる。つまり、比較的パフォーマンスの小さなハードウェア及びソフトウェアでシステムを実現できる。
【００９９】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種種の態様において実施することが可能であり、例えば、以下のような変形も可能である。
【０１００】
（１）上記では、図２に示すように、再帰反射体２は、足置き５２０Ｒのつまさき側に取り付けたが、動きのある箇所であれば、任意の位置に取り付けることができる。この場合、再帰反射体２は、カートリッジ３の撮像ユニット４の撮像範囲内に配置されなければならない。もちろん、カートリッジ３を装着したアダプタ５の配置もまた、再帰反射体２の位置に応じて適宜変更することができる。
【０１０１】
例えば、図１８のステッパのように、つまさき側を軸とするものについては、足置き５００Ｒの右側面のかかと側に再帰反射体２を取り付け、カートリッジ３を装着したアダプタ５をステッパの右側に載置する。なお、右とは、プレイヤから見た方向である。このように、ステッパの構造に応じて、動きの大きい部分に再帰反射体２を取り付けることが好ましい。
【０１０２】
（２）上記では、ステッパ１、すなわち、機器に再帰反射体２を取り付けたが、プレイヤが再帰反射体を把持／装着したりしてもよい。この場合でも、把持／装着する部位は、周期的運動を行う部位であって、撮像ユニット４の撮像範囲内でなければならない。そして、動きの大きい部位に把持／装着することが好ましい。例えば、図１のステッパ１を使用するときに、プレイヤの右足首に再帰反射体を装着できる。また、プレイヤが再帰反射体を把持／装着する場合は、ステッパ１等の機器は必ずしも必要ない。例えば、足踏み運動をするときの足首に再帰反射体を装着すれば、負荷なしでの足踏み運動を検知及び解析できる。ここで、周期的運動を行う身体の部位であれば、再帰反射体を装着する位置は特に限定されない。ただし、マルチメディアプロセッサ６０が実行するコンピュータプログラムが想定する周期的な運動を行う身体の部位に装着しなければならない。
【０１０３】
（３）上記では、図２に示した再帰反射体２の形状を採用した。ただし、再帰反射体の形状は、これに限定されず、検知及び解析を行う周期的運動の種類、機器の構造・種類、撮像範囲、及び／又は周期的運動を行う身体の部位などに応じて、適宜変更可能である。また、立体的な構造とせずに、再帰反射シートをそのまま使用することもできる。
【０１０４】
（４）上記では、検知の容易化のため、再帰反射体２を被検出物（つまり、ステッパ１の足置き５２０Ｒ）に取り付けたが、イメージセンサ６６及びマルチメディアプロセッサ６０の能力によっては、必ずしも、再帰反射体２を取り付ける必要はない。
【０１０５】
（５）上記では、カートリッジ３をアダプタ５に装着する形式を採用したが、これらを一体として構成することもできる。
【０１０６】
（６）上記では、周期運動の検出に、撮像装置（例えばイメージセンサ６６）を利用した。これは、非接触での周期運動の検出手段の一つである。ただし、周期運動を検出できるものであれば、他の検出装置を使用できる。例えば、変形例として、ロータリエンコーダにより、周期運動を検出できる。以下、この変形例を詳細に説明する。
【０１０７】
図１１は、変形例による運動支援システム（情報処理システム）の全体構成を示す図である。図１１に示すように、この運動支援システムは、ステッパ１４、カートリッジ１０、アダプタ５、及びテレビジョンモニタ１００を備える。アダプタ５には、カートリッジ１０が装着される。また、アダプタ５は、ＡＶケーブル７により、テレビジョンモニタ１００に接続される。さらに、ステッパ１４とアダプタ５とは、ケーブル１２により接続される。
【０１０８】
図１２は、図１１のアダプタ５及びカートリッジ１０の斜視図である。図１２に示すように、カートリッジ１０は、平たい直方体状のものであり、マルチメディアプロセッサ６０及びメモリ９３等が内蔵されている。カートリッジ１０の本体正面には、端子ｔ１〜ｔ２４を含む接合部５７が設けられる。カートリッジ１０をアダプタ５の天板３１に置いて、押下げ、さらに、カートリッジ１０を前面側にスライドさせて、アダプタ５にカートリッジ１０を装着する（図１１参照）。これにより、カートリッジ１０の接合部５７とアダプタ５の後述のコネクタ３２とが電気的に接続される。
【０１０９】
図１３は、ステッパ１４の斜視図である。図１３に示すように、ステッパ１４は、検出部５００、左足をのせるための足置き５２０Ｌ、右足をのせるための足置き５２０Ｒ、Ｈ字状の基部５２１、一組のシリンダ５２２、及び一組の支持部５２４を含む。
【０１１０】
２つの支持部５２４の一方端部はそれぞれ、基部５２１の中央付近に設けられた対応する軸（図示せず）に回動可能に接続される。２つの支持部５２４の他方端部はそれぞれ、対応する足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒに接続される。２つのシリンダ５２２の一方端部はそれぞれ、基部５２１の中央付近に設けられた対応する軸（図示せず）に回動可能に接続される。２つのシリンダ５２２の他方端部はそれぞれ、対応する足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒに接続される。
【０１１１】
プレイヤが、左右の足をそれぞれ足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒに置いて、左右交互に加重をかけると（踏み込むと）、左右の足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒが交互に上下に動く。この場合、シリンダ５２２により負荷がかけられるので、プレイヤは、負荷状態で踏み込み運動（周期的運動の一種）を行うことができる。
【０１１２】
ステッパ１４の前面側（図１１のテレビジョンモニタ１００を向いている側）であって、基部５２１の中央部には、検出部５００が設けられる。
【０１１３】
図１４は、アダプタ５及び検出部５００の電気的構成を示すブロック図である。図１４に示すように、このアダプタ５は、コネクタ３２、拡張コネクタ６３、拡張コネクタ周辺回路６５、リセットスイッチ４３、水晶発振回路６７、キーブロック６９、赤外線信号受信回路（ＩＲ受信回路）７１、オーディオアンプ７３、内部電源電圧発生回路７５、ＡＣ／ＤＣコンバータ等からなる電源回路７９、電源スイッチ４５、スイッチングレギュレータ７７、電源ジャック８５、ＡＶジャック８３、ビデオジャック８１Ｖ、Ｌチャンネルオーディオジャック８１Ｌ、及びＲチャンネルオーディオジャック８１Ｒを含む。コネクタ３２は、２４本の端子Ｔ１〜Ｔ２４を含み、接地されたシールド部材６１で覆われている。コネクタ３２の端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ２２，Ｔ２４は接地される。
【０１１４】
図示しない電源ケーブルから供給される交流電圧は、電源ジャック８５を介して、電源回路７９に与えられる。電源回路７９は、与えられた交流電圧を、直流電圧に変換し、これを電源電圧Ｖｃｃ０として、ラインｗ２０に出力する。電源スイッチ４５は、オンの場合、ラインｗ２０とラインｗ５４とを接続して、スイッチングレギュレータ７７に電源電圧Ｖｃｃ０を与えるとともに、ラインｗ９からのビデオ信号ＶＤ及びラインｗ１２，ｗ１３からのオーディオ信号ＡＬ２，ＡＲ２をそれぞれ、ラインｗ１４，ｗ１５，ｗ１６に出力して、ＡＶジャック８３に与える。従って、これらのビデオ信号ＶＤ及びオーディオ信号ＡＬ２，ＡＲ２は、ＡＶケーブル７を介して、テレビジョンモニタ１００に与えられ、テレビジョンモニタ１００は、それらに応じた映像を映し出し、また、音声をスピーカ（図示せず）から出力する。
【０１１５】
一方、電源スイッチ４５は、オフの場合、ラインｗ１７，ｗ１８，ｗ１９をそれぞれ、ラインｗ１４，ｗ１５，ｗ１６に接続する。これにより、ビデオジャック８１Ｖから入力されたビデオ信号、オーディオジャック８１Ｌから入力されたＬチャンネルオーディオ信号、及び、オーディオジャック８１Ｒから入力されたＲチャンネルオーディオ信号、がＡＶジャック８３に与えられる。従って、ジャック８１Ｖ，８１Ｌ，８１Ｒからのビデオ信号及びオーディオ信号は、ＡＶジャック８３から、ＡＶケーブル７を介して、テレビジョンモニタ１００に与えられる。このように、電源スイッチ４５がオフの場合は、外部機器からジャック８１Ｖ，８１Ｌ，８１Ｒに入力されたビデオ信号及びオーディオ信号を、テレビジョンモニタ１００に出力できる。
【０１１６】
スイッチングレギュレータ７７は、電源スイッチ４５がオンの場合、電源回路７９よりラインｗ５４を介して電源電圧Ｖｃｃ０を受け、ラインｗ５０とｗ２２との上にそれぞれ接地電位ＧＮＤと電源電圧Ｖｃｃ１とを発生する。一方、スイッチングレギュレータ７７は、電源スイッチ４５がオフの場合は、電源電圧Ｖｃｃ０の供給を受けないので、電源電圧Ｖｃｃ１を発生しない。
【０１１７】
内部電源電圧発生回路７５は、スイッチングレギュレータ７７から与えられた接地電位ＧＮＤ及び電源電圧Ｖｃｃ１からラインｗ２３，ｗ２４及びｗ２５上にそれぞれ電源電圧Ｖｃｃ２、Ｖｃｃ３及びＶｃｃ４を発生する。ラインｗ２２は、コネクタ３２の端子Ｔ７，Ｔ８に接続され、ラインｗ２３は、コネクタ３２の端子Ｔ１１，Ｔ１２接続され、ラインｗ２４は、コネクタ３２の端子Ｔ１５，Ｔ１６に接続され、ラインｗ２５は、コネクタ３２の端子Ｔ１８，Ｔ１９に接続される。Ｖｃｃ０＞Ｖｃｃ１＞Ｖｃｃ２＞Ｖｃｃ３＞Ｖｃｃ４とする。なお、電源スイッチ４５がオフの場合は、電源電圧Ｖｃｃ１は発生しないため、電源電圧Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ２，Ｖｃｃ３及びＶｃｃ４が、コネクタ３２を介して、カートリッジ１０に供給されることはない。
【０１１８】
オーディオアンプ７３は、端子Ｔ２１に接続されたラインｗ１１からのＲチャンネルオーディオ信号ＡＲ１及び端子Ｔ２０に接続されたラインｗ１０からのＬチャンネルオーディオ信号ＡＬ１を増幅して、増幅後のＲチャンネルオーディオ信号ＡＲ２及びＬチャンネルオーディオ信号ＡＬ２をそれぞれ、ラインｗ１３及びｗ１２に出力する。ビデオ信号ＶＤを電源スイッチ４５に入力するラインｗ９は、コネクタ３２の端子Ｔ２３に接続される。
【０１１９】
ラインｗ９、ｗ１２及びｗ１３を円筒形のフェライト８７で覆うことにより、これらラインから電磁波が外部に放射されることを防止する。
【０１２０】
上記赤外線センサを含むＩＲ（ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｒａｙ）受信回路７１は、受信したデジタル変調された赤外線信号を、デジタル復調して、ラインｗ８に出力する。ラインｗ８は、コネクタ３２の端子Ｔ１７に接続される。
【０１２１】
キーブロック６９は、キャンセルキー３９、方向キー３７ａ〜３７ｄ、及び決定キー３５、並びに、図示しないシフトレジスタを含む。このシフトレジスタは、各キー３９，３７ａ〜３７ｄ，３５及び後述の端子ＴＥ７からパラレルに入力される信号をシリアル信号に変換して、ラインｗ３に出力する。このラインｗ３は、コネクタ３２の端子Ｔ６に接続される。また、キーブロック６９には、端子Ｔ１０に接続されるラインｗ５から、クロックが入力され、端子Ｔ９に接続されるラインｗ４から、制御信号が入力される。
【０１２２】
水晶発振回路６７は、一定周波数のクロックを発振して、ラインｗ２に供給する。ラインｗ２は、コネクタ３２の端子Ｔ３に接続される。
【０１２３】
リセットスイッチ４３は、システムをリセットするためのリセット信号をラインｗ１に出力する。ラインｗ１は、コネクタ３２の端子Ｔ４に接続される。
【０１２４】
拡張コネクタ６３は第１の端子〜第９の端子（これらを以後ＴＥ１〜ＴＥ９と呼ぶ。）を有している。端子ＴＥ２，ＴＥ４及びＴＥ６は、拡張コネクタ周辺回路６５を介して、それぞれ、コネクタ３２の端子Ｔ１３，Ｔ１４及びＴ５に接続される。従って、端子ＴＥ２、ＴＥ４及びＴＥ６を介して、拡張コネクタ６３に接続された外部機器に信号の入出力を行なうことができる。端子ＴＥ９及びＴＥ８には、それぞれ、ラインｗ４及びｗ５が接続される。従って、拡張コネクタ６３に接続された外部機器に対して、端子ＴＥ８を介して、キーブロック６９へのクロックと同じクロックを供給でき、また、端子ＴＥ９を介して、キーブロック６９への制御信号と同じ制御信号を供給できる。
【０１２５】
端子ＴＥ３及びＴＥ５には、拡張コネクタ周辺回路６５を介して、それぞれ、電源電圧Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２が与えられる。従って、拡張コネクタ６３に接続された外部機器に対して、端子ＴＥ３及びＴＥ５を通じて電源電圧Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２を供給できる。端子ＴＥ１は接地される。端子ＴＥ７は、拡張コネクタ周辺回路６５を介して、キーブロック６９に含まれる上述のシフトレジスタの所定入力端子に接続される。
【０１２６】
ステッパ１４の検出部５００は、ケーブル１２により拡張コネクタ６３に外部機器として接続され、アダプタ５から電力の供給を受ける。また、検出部５００は、ロータリエンコーダ５０１を内蔵する。ロータリエンコーダ５０１は、後述のスリット部５３２、スリット部５３２の回転方向に沿って配置された２つのフォトトランジスタ５０２及び５０４、並びに発光ダイオード５０６を含む。フォトトランジスタ５０２及び５０４は、スリット部５３２を介して発光ダイオード５０６からの光を受光し、スリット部５３２の回転に伴って、互いに位相の異なるパルス信号をケーブル１２を介して拡張コネクタ６３に出力する。つまり、フォトトランジスタ５０２の出力信号は、拡張コネクタ６３の端子ＴＥ２に与えられ、フォトトランジスタ５０４の出力信号は、端子ＴＥ４に与えられる。
【０１２７】
図１５は、カートリッジ１０の電気的構成を示すブロック図である。図１５に示すように、カートリッジ１０は、マルチメディアプロセッサ６０、メモリ９３、ＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｅｒａｓａｂｌｅ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）５１０、ＲＴＣ（ｒｅａｌ  ｔｉｍｅ  ｃｌｏｃｋ）５１２、端子ｔ１〜ｔ２４、バス６４（アドレスバス及びデータバスを含む。）、及び振幅設定回路９９を含む。振幅設定回路９９は、抵抗９６及び９９を含む。
【０１２８】
マルチメディアプロセッサ６０は、リセット信号を入力するリセット入力／ＲＥＳＥＴ、クロックＳＣＬＫ２を入力するクロック入力ＸＴ、データの入出力のための入出力ポート（Ｉ／Ｏポート）ＩＯ０〜ＩＯｎ（ｎは自然数。例えば、ｎ＝２３）、アナログ信号を入力するためのアナログ入力ポートＡＩＮ０〜ＡＩＮｋ（ｋは自然数。例えば、ｋ＝３）、オーディオ信号ＡＬ１，ＡＲ１を出力するためのオーディオ出力ＡＬ，ＡＲ、ビデオ信号ＶＤを出力するためのビデオ出力ＶＯ、制御信号（例えば、チップイネーブル信号、アウトプットイネーブル信号、ライトイネーブル信号等）を出力するための制御信号出力ポート、及びメモリインタフェース、を含む。
【０１２９】
メモリ９３は、バス（アドレスバス及びデータバスを含む。）、及び、制御信号（例えば、チップイネーブル信号、アウトプットイネーブル信号、ライトイネーブル信号等）を入力するための制御信号入力ポートを含む。このメモリ９３に、運動支援のための画面制御などを行うプログラム、画像データ、及び音声データ等が予め格納される。メモリ９３は、例えば、ＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等の任意のメモリを使用できる。
【０１３０】
マルチメディアプロセッサ６０の制御信号出力ポートは、メモリ９３の制御信号入力ポートに接続される。マルチメディアプロセッサ６０のメモリインタフェース及びメモリ９３のバスは、バス６４に接続される。ここで、マルチメディアプロセッサ６０の制御信号出力ポートは、例えば、アウトプットイネーブル信号を出力するＯＥ出力ポート、チップイネーブル信号を出力するＣＥ出力ポート、ライトイネーブル信号を出力するＷＥ出力ポート、等を含む。また、メモリ９３の制御信号入力ポートは、例えば、マルチメディアプロセッサ６０のＯＥ出力ポートに接続されるＯＥ入力ポート、マルチメディアプロセッサ６０のＣＥ出力ポートに接続されるＣＥ入力ポート、マルチメディアプロセッサ６０のＷＥ出力ポートに接続されるＷＥ入力ポート、等を含む。
【０１３１】
メモリ９３は、チップイネーブル信号が入力されたときに、自分がアクセス先として選択されたと認識し、これとほぼ同時に入力されたアドレス信号及びアウトプットイネーブル信号に応答して、データ信号を出力する。アドレス信号は、バス６４のアドレスバスを介してメモリ９３に入力され、データ信号は、バス６４のデータバスを介してマルチメディアプロセッサ６０に入力される。また、メモリ９３は、チップイネーブル信号が入力されたときに、自分がアクセス先として選択されたと認識し、これとほぼ同時に入力されたアドレス信号及びライトイネーブル信号に応答して、データ信号を取込み、書き込みを行なう。アドレス信号は、バス６４のアドレスバスを介してメモリ９３に入力され、データ信号は、マルチメディアプロセッサ６０からバス６４のデータバスを介してメモリ９３に入力される。
【０１３２】
ＥＥＰＲＯＭ５１０は、マルチメディアプロセッサ６０のＩ／ＯポートＩＯ０及びＩＯ１に接続され、それらのＩ／Ｏポートを介して、マルチメディアプロセッサ６０から、クロック信号が与えられると共に、データの読み書きが行われる。ＲＴＣ５１２は、水晶発信器（図示せず）に基づいて計時を行い、時刻情報を生成して、マルチメディアプロセッサ６０に与える。ＲＴＣ５１２は、マルチメディアプロセッサ６０のＩ／ＯポートＩＯ２及びＩＯ３に接続され、それらを介して、マルチメディアプロセッサ６０からクロック信号が与えられると共に、マルチメディアプロセッサ６０へ上記時刻情報を与える。
【０１３３】
端子ｔ１〜ｔ２４は、カートリッジ１０がアダプタ５に装着されたとき、アダプタ５のコネクタ３２の端子Ｔ１〜Ｔ２４に一対一に接続される。端子ｔ１，ｔ２，ｔ２２，ｔ２４は、接地される。端子ｔ３は、振幅設定回路９９に接続される。つまり、振幅設定回路９９の抵抗９６の一方端は端子ｔ３に接続され、他方端は、マルチメディアプロセッサ６０のクロック入力ＸＴ及び抵抗９８の一方端に接続される。抵抗９８の他方端は接地される。このように、振幅設定回路９９は、抵抗分圧回路である。
【０１３４】
アダプタ５の水晶発振回路６７が発振したクロックＳＣＬＫ１は、端子ｔ３を介して、振幅設定回路９９に入力され、クロックＳＣＬＫ１より振幅が小さいクロックＳＣＬＫ２が生成されて、クロック入力ＸＴに供給される。つまり、クロックＳＣＬＫ２の振幅は、抵抗９６と抵抗９８との比で定まる値に設定される。
【０１３５】
端子ｔ４は、マルチメディアプロセッサ６０のリセット入力／ＲＥＳＥＴに接続される。端子ｔ４をリセット入力／ＲＥＳＥＴに接続するラインには、抵抗９４の一方端及びコンデンサ９２の一方端が接続される。抵抗９４の他方端には電源電圧Ｖｃｃ２が供給され、コンデンサ９２の他方端は接地される。
【０１３６】
端子ｔ５，ｔ１３及びｔ１４は、それぞれ、マルチメディアプロセッサ６０のＩ／ＯポートＩＯ１２，ＩＯ１３及びＩＯ１４に接続される。従って、マルチメディアプロセッサ６０は、端子ｔ５，ｔ１３及びｔ１４を介して、図１４の拡張コネクタ６３に接続された外部機器に信号を入出力できる。従って、ステッパ１４の検出部５００のフォトトランジスタ５０２及び５０４の出力信号は、端子ｔ１３及びｔ１４を介して、マルチメディアプロセッサ６０のＩ／ＯポートＩＯ１３及びＩＯ１４に与えられる。
【０１３７】
端子ｔ７，ｔ８からは、電源電圧Ｖｃｃ１が供給される。端子ｔ１１，ｔ１２からは、電源電圧Ｖｃｃ２が供給される。端子ｔ１５，ｔ１６からは、電源電圧Ｖｃｃ３が供給される。端子ｔ１８，ｔ１９からは、電源電圧Ｖｃｃ４が供給される。電源電圧Ｖｃｃ３及びＶｃｃ４は、マルチメディアプロセッサ６０に供給される。
【０１３８】
端子ｔ６，ｔ９，ｔ１０及びｔ１７は、それぞれ、マルチメディアプロセッサ６０のＩ／ＯポートＩＯ１５，ＩＯ１６，ＩＯ１７及びＩＯ１８に接続される。従って、マルチメディアプロセッサ６０は、端子ｔ６を介して、キーブロック６９からの出力信号を受けることができる。また、マルチメディアプロセッサ６０は、端子ｔ９を介して、拡張コネクタ６３に接続された外部機器及びキーブロック６９に制御信号を与えることができる。さらに、マルチメディアプロセッサ６０は、端子ｔ１０を介して、拡張コネクタ６３に接続された外部機器及びキーブロック６９にクロックを与えることができる。さらに、マルチメディアプロセッサ６０は、端子ｔ１７を介して、ＩＲ受信回路７１の出力信号を受け取ることができる。
【０１３９】
端子ｔ２０及びｔ２１は、それぞれ、マルチメディアプロセッサ６０のオーディオ出力ＡＬ及びＡＲに接続される。端子ｔ２３は、マルチメディアプロセッサ６０のビデオ出力ＶＯに接続される。従って、マルチメディアプロセッサ６０は、端子ｔ２０及びｔ２１を介して、アダプタ５のオーディオアンプ７３に、オーディオ信号ＡＬ１及びＡＲ１を与えることができ、また、端子ｔ２３を介して、アダプタ５の電源スイッチ４５に、ビデオ信号ＶＤを与えることができる。
【０１４０】
カートリッジ１０には、シールド１１３が施してある。シールド１１３を設けることで、マルチメディアプロセッサ６０等の回路から発生する電磁波が、外部に放射されることを極力防止できる。
【０１４１】
図１６は、ステッパ１４の検出部５００の内部構成を示す図である。図１６に示すように、検出部５００は、発光ダイオード５０６、フォトトランジスタ５０２及び５０４（図には現れていない）、スリット部５３２及びアーム５３５を備えた回転体５３０、及びスプリング５３４、を含む。
【０１４２】
円柱状の凸部５２８が、足置き５２０Ｒに接続される支持部５２４から突出しており、アーム５３５に当接する。足置き５２０Ｒが下降すると、凸部５２８がアーム５３５を押し下げ、これに伴って、回転体５３０が図１６における反時計回りに回転する。一方、足置き５２０Ｒが上昇すると、スプリング５３４の反発力によって、回転体５３０が図１６における時計回りに回転する。
【０１４３】
プレイヤがステッパ１４にのって左右交互に踏み込み動作を行うたびに、回転体５３０が、時計回り及び反時計回りの回転を交互に繰り返す。このため、スリット部５３２を介して発光ダイオード５０６の光を受けるフォトトランジスタ５０２及び５０４からの２つのパルス信号の出力タイミングが、回転体５３０の回転方向が変わるたびに逆になる。マルチメディアプロセッサ６０は、この２つのパルス信号を外部インタフェースブロックにより受けて、２つのパルス信号の出力タイミングに応じて、上記カウンタによるカウントアップあるいはカウントダウンを行い、カウント値をＶｓレジスタ（図示せず）に格納する。このカウント値により、踏み込みの速さを知ることができる。また、このカウント値の符号により、回転体５３０の回転方向を知ることができる。
【０１４４】
次に、変形例における処理の流れをフローチャートを用いて説明する。変形例の全体的な処理の流れは、図６のフローチャートが示す流れと同様である。ただし、変形例では、図６のステップＳ２の撮影処理及びステップＳ３の注目点抽出処理は実行されない。また、変形例では、図６のステップＳ４に代えて、次に説明する左右入力判定処理が実行される。
【０１４５】
図１７は、変形例における左右入力判定処理の流れを示すフローチャートである。図１７を参照して、ステップＳ１５０にて、マルチメディアプロセッサ６０は、左足用の足置き５２０Ｌによる入力があったことを示す左入力フラグと、右足用の足置き５２０Ｒによる入力があったことを示す右入力フラグと、をオフ（踏み込まれていない）にする。この場合、「入力」とは、足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒを踏み込むこと自体を意味するのではなく、マルチメディアプロセッサ６０が、足置き５２０Ｌ又は５２０Ｒが踏み込まれたと判定することを意味する。つまり、ソフトウェアが、足置き５２０Ｌ又は５２０Ｒが踏み込まれたと認識することを意味する。
【０１４６】
ステップＳ１５１にて、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｓレジスタ（図示せず）の値Ｖｓを読み込み、「０」と比較する。Ｖｓレジスタに保持された値Ｖｓ（以下、「踏み込み速度Ｖｓ」と呼ぶ。）は、上記のように、その絶対値が踏み込みの速さを表し、その符合が足置き５２０Ｒ及び５２０Ｌのどちらが踏み込まれたかを表す。ステップＳ１５２にて、マルチメディアプロセッサ６０は、踏み込み速度Ｖｓが正の場合はステップＳ１５３に進み、それ以外はステップＳ１６７に進む。
【０１４７】
ステップＳ１５３では、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをチェックして、オン（ニュートラルな状態）の場合はステップＳ１５４に進み、オフの場合はステップＳ１６１に進む。ここで、ニュートラルフラグは、足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒが静止状態（ニュートラルな状態）か否かを示すフラグである。
【０１４８】
ステップＳ１５４にて、マルチメディアプロセッサ６０は、右用の足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定処理を実行中であることを示す右受付フラグをオンにする。ステップＳ１５５にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをオフにする。ステップＳ１５６にて、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｓ＞０の状態が発生した回数をカウントするカウンタＣｒを１つインクリメントする。
【０１４９】
ステップＳ１５７にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｒが「５」に等しいか否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ１５８に進み、「ＮＯ」の場合ステップＳ２０２に進む。ステップＳ１５８では、マルチメディアプロセッサ６０は、右入力フラグをオン（足置き５２０Ｒによる入力あり）にする。
【０１５０】
このように、マルチメディアプロセッサ６０は、５ビデオフレームの間、Ｖｓ＞０の場合に、足置き５２０Ｒによる入力あったと判定する。この場合、必ずしも、連続した５ビデオフレームの間、Ｖｓ＞０であることは条件ではなく、途中にＶｓ＝０の状態があってもよい。ただし、後述のように、Ｖｓ＝０の状態が３０ビデオフレーム連続すると、カウンタＣｒはクリアされる（ステップＳ１８７）。このフローチャートに示す処理は、ビデオ同期信号による割込みに同期して行われる。従って、ステップＳ１５６の処理を行うときは、表示画面の更新、つまり、ビデオフレームの更新の度に、カウンタＣｒがインクリメントされる。
【０１５１】
ステップＳ１５９にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｒをクリアする。ステップＳ１６０にて、マルチメディアプロセッサ６０は、右受付フラグをオフにして、ステップＳ２０２に進む。なぜなら、右用の足置き５２０Ｒが最下点に到達する前に、右入力フラグがオンになることもあり、この場合は、右用の足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定を新たに行わないようにするためである。
【０１５２】
ステップＳ１５３で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ１６１では、マルチメディアプロセッサ６０は、右受付フラグをチェックして、オンの場合はステップＳ１６２に進み、オフの場合はステップＳ１６３に進む。ステップＳ１６２では、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｓ＝０の状態が、連続して発生した回数をカウントするカウンタＣｎをクリアし、ステップＳ１５６に進む。ステップＳ１５６に進むのは、右用の足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定処理を実行中（カウンタＣｒが、「０」より大きいが、「５」には達していない状態）だからである。
【０１５３】
ステップＳ１６１で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ１６３では、マルチメディアプロセッサ６０は、左用の足置き５２０Ｌによる入力の判定処理を実行中であることを示す左受付フラグをチェックして、オンの場合はステップＳ１６４に進み、オフの場合はステップＳ１６６に進む。ステップＳ１６４にて、マルチメディアプロセッサ６０は、左受付フラグをオフにする。ステップＳ１６５にて、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｓ＜０の状態が発生した回数をカウントするカウンタＣｌをクリアして、ステップＳ２００に進む。ステップＳ２００にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｒをクリアして、ステップＳ１５４に進む。
【０１５４】
今回、Ｖｓ＞０、かつ、右受付フラグがオフ、かつ、左受付フラグがオンということは、前回、Ｖｓ＜０、かつ、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定実行中ということを意味する。つまり、足置き５２０Ｌが踏み込まれている状態であって、しかも、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定実行中の状態から、足置き５２０Ｒが踏み込まれた状態に変化したことを意味する。従って、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定を行うべく、ステップＳ１５４に進むのである。
【０１５５】
ステップＳ１６３で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ１６６では、マルチメディアプロセッサ６０は、前回の踏み込み速度Ｖｓの符合が負で、今回の踏み込み速度Ｖｓの符合が正であるか否かを判断して、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ２００及びＳ１５４に進み、「ＮＯ」の場合ステップＳ２０２に進む。
【０１５６】
今回、Ｖｓ＞０、かつ、右受付フラグ及び左受付フラグがオフ、しかも、前回、Ｖｓ＜０ということは、前回、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定完了済みとういことである。つまり、足置き５２０Ｌが踏み込まれている状態であって、しかも、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定完了済みの状態から、足置き５２０Ｒが踏み込まれた状態に変化したことを意味する。従って、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定を行うべく、ステップＳ１５４に進むのである。
【０１５７】
さて、一方、ステップＳ１５２で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ１６７にて、マルチメディアプロセッサ６０は、踏み込み速度Ｖｓが負の場合はステップＳ１６８に進み、それ以外はステップＳ１８２に進む。ステップＳ１６８では、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをチェックして、オン（ニュートラルな状態）の場合はステップＳ１６９に進み、オフの場合はステップＳ１７６に進む。
【０１５８】
ステップＳ１６９にて、マルチメディアプロセッサ６０は、左用の足置き５２０Ｌによる入力の判定処理を実行中であることを示す左受付フラグをオンにする。ステップＳ１７０にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをオフにする。ステップＳ１７１にて、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｓ＜０の状態が発生した回数をカウントするカウンタＣｌを１つインクリメントする。
【０１５９】
ステップＳ１７２にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｌが「５」に等しいか否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ１７３に進み、「ＮＯ」の場合ステップＳ２０２に進む。ステップＳ１７３では、マルチメディアプロセッサ６０は、左入力フラグをオン（足置き５２０Ｌによる入力あり）にする。
【０１６０】
このように、マルチメディアプロセッサ６０は、５ビデオフレームの間、Ｖｓ＜０の場合に、足置き５２０Ｌによる入力あったと判定する。この場合、必ずしも、連続した５ビデオフレームの間、Ｖｓ＜０であることは条件ではなく、途中にＶｓ＝０の状態があってもよい。ただし、後述のように、Ｖｓ＝０の状態が３０ビデオフレーム連続すると、カウンタＣｌはクリアされる（ステップＳ１８７）。このフローチャートに示す処理は、ビデオ同期信号による割込みに同期して行われる。従って、ステップＳ１７１の処理を行うときは、表示画面の更新、つまり、ビデオフレームの更新の度に、カウンタＣｌがインクリメントされる。
【０１６１】
ステップＳ１７４にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｌをクリアする。ステップＳ１７５にて、マルチメディアプロセッサ６０は、左受付フラグをオフにして、ステップＳ２０２に進む。なぜなら、左用の足置き５２０Ｌが最下点に到達する前に、左入力フラグがオンになることもあり、この場合は、左用の足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定を新たに行わないようにするためである。
【０１６２】
ステップＳ１６８で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ１７６では、マルチメディアプロセッサ６０は、左受付フラグをチェックして、オンの場合はステップＳ１７７に進み、オフの場合はステップＳ１７８に進む。ステップＳ１７７では、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｓ＝０の状態が、連続して発生した回数をカウントするカウンタＣｎをクリアし、ステップＳ１７１に進む。ステップＳ１７１に進むのは、左用の足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定処理を実行中（カウンタＣｌが、「０」より大きいが、「５」には達していない状態）だからである。
【０１６３】
ステップＳ１７６で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ１７８では、マルチメディアプロセッサ６０は、右受付フラグをチェックして、オンの場合はステップＳ１７９に進み、オフの場合はステップＳ１８１に進む。ステップＳ１７９にて、マルチメディアプロセッサ６０は、右受付フラグをオフにする。ステップＳ１８０にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｒをクリアして、ステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｌをクリアして、ステップＳ１６９に進む。
【０１６４】
今回、Ｖｓ＜０、かつ、右受付フラグがオン、かつ、左受付フラグがオフということは、前回、Ｖｓ＞０、かつ、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定実行中ということを意味する。つまり、足置き５２０Ｒが踏み込まれている状態であって、しかも、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定実行中の状態から、足置き５２０Ｌが踏み込まれた状態に変化したことを意味する。従って、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定を行うべく、ステップＳ１６９に進むのである。
【０１６５】
ステップＳ１７８で「ＮＯ」が判断された後、ステップＳ１８１では、マルチメディアプロセッサ６０は、前回の踏み込み速度Ｖｓの符合が正で、今回の踏み込み速度Ｖｓの符合が負であるか否かを判断して、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ２０１及びＳ１６９に進み、「ＮＯ」の場合ステップＳ２０２に進む。
【０１６６】
今回、Ｖｓ＜０、かつ、右受付フラグ及び左受付フラグがオフ、かつ、前回、Ｖｓ＞０ということは、前回、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定完了済みとういことである。つまり、足置き５２０Ｒが踏み込まれている状態であって、しかも、足置き５２０Ｒによる入力の有無の判定完了済みの状態から、足置き５２０Ｌが踏み込まれた状態に変化したことを意味する。従って、足置き５２０Ｌによる入力の有無の判定を行うべく、ステップＳ１６９に進むのである。
【０１６７】
さて、一方、ステップＳ１６７で、「ＮＯ」が判断された後、つまり、Ｖｓ＝０の場合、ステップＳ１８２にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをチェックして、オンの場合はステップＳ２０２に進み、オフの場合はステップＳ１８３に進む。ステップＳ１８３では、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｎを１つインクリメントする。
【０１６８】
ステップＳ１８４にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｎが「３０」に等しくなったか否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合ステップＳ１８５に進み、「ＮＯ」の場合ステップＳ２０２に進む。ステップＳ１８５にて、マルチメディアプロセッサ６０は、ニュートラルフラグをオンにする。このように、マルチメディアプロセッサ６０は、３０ビデオフレームの間連続して、Ｖｓ＝０の場合に、足置き５２０Ｌ及び５２０Ｒが静止していると判定する。このフローチャートに示す処理は、ビデオ同期信号による割込みに同期して行われる。従って、ステップＳ１８３の処理を行うときは、表示画面の更新、つまり、ビデオフレームの更新の度に、カウンタＣｎがインクリメントされる。
【０１６９】
ステップＳ１８６では、マルチメディアプロセッサ６０は、左受付フラグ及び右受付フラグをオフにする。ステップＳ１８７にて、マルチメディアプロセッサ６０は、カウンタＣｎ，Ｃｒ，及びＣｌをクリアして、ステップＳ２０２に進む。
【０１７０】
ここで、ステップＳ１５０から明らかなように、あるビデオフレーム表示中の左右入力判定処理の結果（左入力フラグ及び右入力フラグの状態）は、その次のビデオフレーム表示中の左右入力判定処理の最初にクリア（オフ）される。従って、左入力フラグ及び右入力フラグのいずれかがオンになって、入力ありと判定されると、たとえ同じ足による踏み込み動作が終了していなくても、その足による入力の有無の判定は行われない。
【０１７１】
ステップＳ２０２にて、マルチメディアプロセッサ６０は、Ｖｓレジスタをリセットする。つまり、Ｖｓレジスタに格納された踏み込み速度Ｖｓを０にする。このように、ビデオフレームの更新の度に、Ｖｓレジスタはリセットされる。ステップＳ２０２の後、処理は、図６のステップＳ５に進む。
【０１７２】
（７）上記では、運動器具はステッパ１又は１４であったが、他の運動器具であってもよく、プレイヤに踏み込み動作をさせるようなものでなくてもよい。
【０１７３】
（８）上記では、プレイヤの一つの動作（足の踏み込み動作）を検出する構成であったが、プレイヤの複数の動作を検出する構成であってもかまわない。
【０１７４】
（９）上記では、表示装置はテレビジョンモニタ１００であったが、これに限られない。
【０１７５】
（１０）上記では、周期的運動として、ステッパ１及び１４による往復運動を例に挙げ、この往復運動を検知及び解析した。ただし、周期的運動を行うものであれば、検知及び解析の対象となる運動を行う機器は、ステッパに限定されない。例えば、回帰運動の一種である円運動を行うサイクリングマシンのペダルの回転軸に再帰反射体を取り付けて、これを撮像ユニット４で撮像して、円運動の検知及び解析を行うこともできる。例えば、サイクリングマシンのペダルの円運動をロータリエンコーダ５０１で検知及び解析を行うこともできる。また、例えば、ステッパやサイクリングマシン等のように、それ自体可動部を有するものに限られず、鉄アレイなどのように、人間が把持などして往復運動を行うものに再帰反射体を取り付けて、これを撮像ユニット４で撮像して、往復運動の検知及び解析を行うこともできる。この場合も、周期的運動であれば、往復運動に限られない。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】本発明の実施の形態による情報処理システムとしての運動支援システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１のステッパ１への再帰反射体２の取り付け状態の説明図である。
【図３】図１のアダプタ５及びカートリッジ３の斜視図である。
【図４】図１のカートリッジ３の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】本実施の形態による周期的運動の解析方法の説明図である。
【図６】図４のマルチメディアプロセッサ６０による全体処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ２の撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】図６のステップＳ３の注目点抽出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】図６のステップＳ４の左右入力判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１のテレビジョンモニタ１００に表示される運動支援画面の例示図である。
【図１１】変形例による運動支援システム（情報処理システム）の全体構成を示す図である。
【図１２】図１１のアダプタ５及びカートリッジ１０の斜視図である。
【図１３】ステッパ１４の外部構成を説明する図である。
【図１４】アダプタ５及びステッパ１４の検出部５００の内部構成を示すブロック図である。
【図１５】カートリッジ１０の内部構成を示すブロック図である。
【図１６】ステッパ１４の検出部５００の内部構成を示す図である。
【図１７】変形例における左右入力判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】従来のステッパの外観斜視図である。
【符号の説明】
【０１７７】
１，１４…ステッパ、２…再帰反射体、３，１０…カートリッジ、４…撮像ユニット、５…アダプタ、５２０Ｌ，５２０Ｒ…足置き、５３…赤外発光ダイオード、６０…マルチメディアプロセッサ、６２…ＲＯＭ、６４…バス、６６…イメージセンサ、９３…メモリ、５０１…ロータリエンコーダ。
【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８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１】
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【図２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１６】
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