(57)【要約】【課題】  無線通信装置と処理装置等との間の相互の悪影響を最小限に抑えることができる測定装置等の提供。【解決手段】  測定装置は、回路基板１０と、回路基板１０に設けられ、測定情報についての演算処理を行う処理装置２０と、外部との間で前記測定情報についての無線通信を行う無線通信装置３０と、無線通信装置３０に接続されるアンテナ４０を含む。回路基板１０の中央軸線ＬＣの第１の方向ＤＲ１側の領域を第１の領域ＲＧ１とし、中央軸線ＬＣの第２の方向ＤＲ２側の領域を第２の領域ＲＧ２とした場合に、第１の領域ＲＧ１に処理装置２０が設けられ、第２の領域ＲＧ２に無線通信装置３０及びアンテナ４０が設けられ、無線通信装置３０の第２の方向ＤＲ２側にアンテナ４０が設けられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
前記回路基板に設けられ、測定情報についての演算処理を行う処理装置と、
外部との間で前記測定情報についての無線通信を行う無線通信装置と、
前記無線通信装置に接続されるアンテナと、
を含み、
前記回路基板の中央軸線の第１の方向側の領域を、第１の領域とし、前記中央軸線の、前記第１の方向と反対方向の第２の方向側の領域を、第２の領域とした場合に、
前記回路基板の前記第１の領域に、前記処理装置が設けられ、
前記回路基板の前記第２の領域に、前記無線通信装置及び前記アンテナが設けられ、
前記無線通信装置の前記第２の方向側に、前記アンテナが設けられることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
被検体の生体情報の測定用の少なくとも１つの端子を含み、
前記処理装置は、前記回路基板の第１の面に設けられ、
前記少なくとも１つの端子は、前記回路基板の前記第１の面の裏面の第２の面に設けられることを特徴とする測定装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記少なくとも１つの端子として、第１の端子及び第２の端子が設けられ、
前記回路基板の前記第２の面において、前記第１の端子と前記第２の端子の間に、前記測定装置の電源供給用の電池のホルダー部が設けられることを特徴とする測定装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１の端子及び前記第２の端子は、前記被検体の心拍情報の測定用の端子であることを特徴とする測定装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかにおいて、
前記被検体の運動情報の測定用のモーションセンサーを含み、
前記処理装置は、
前記少なくとも１つの端子からの情報に基づいて、前記被検体の前記生体情報についての演算処理を行い、前記モーションセンサーからのセンサー情報に基づいて、前記被検体の前記運動情報についての演算処理を行うことを特徴とする測定装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記モーションセンサーは、前記回路基板の前記第１の面において、前記処理装置と前記無線通信装置の間に設けられることを特徴とする測定装置。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記モーションセンサーは加速度センサーであり、
前記処理装置は、
前記加速度センサーからの加速度検出値に基づいて、前記被検体の速度情報を求め、求められた前記速度情報に基づいて、前記被検体の移動距離情報を求めることを特徴とする測定装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記処理装置は、
所与の期間において前記加速度検出値についての積算処理を行うことで、前記被検体の前記速度情報を求めて、前記移動距離情報を求めることを特徴とする測定装置。
【請求項９】
請求項７又は８において、
前記加速度センサーは３軸の加速度センサーであり、
前記３軸のうちのＺ軸が前記回路基板と直交するように、前記加速度センサーが前記回路基板の前記第１の面に設けられることを特徴とする測定装置。
【請求項１０】
請求項２乃至９のいずれかにおいて、
前記測定装置は、前記被検体の胸部設置型の心拍計であり、
前記回路基板の前記第２の面は、前記被検体の身体方向側に向く面であり、
前記少なくとも１つの端子として、前記被検体の心拍情報の測定用の端子である第１の端子及び第２の端子が設けられることを特徴とする測定装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
前記回路基板は、グランド用のベタパターンが形成されるベタパターン形成領域と、前記ベタパターンが非形成のベタパターン非形成領域を有し、
前記アンテナは、前記ベタパターン非形成領域に配線された金属線パターンにより形成されることを特徴とする測定装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれかおいて、
前記無線通信装置は、前記回路基板に取り付けられた第２の回路基板に設けられ、
前記アンテナは、前記第２の回路基板において前記無線通信装置の前記第２の方向側に設けられることを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランニングやジョギングなどには適正な心拍範囲があることが知られている。運動負荷が低いと運動の効果は期待できないし、運動負荷が大きすぎるのも好ましくない。例えば特許文献１には、心拍数を測定し、適正な有酸素運動の範囲となるように、運動量の増減の通知を行う装置について開示されている。
【０００３】
適正な心拍範囲には個人差があるため、装置としては、心拍数（１分あたりに換算した心臓の鼓動数）を測定し、これを随時表示することが多い。例えば特許文献２には、心臓の発する電気的パルスにより心拍数を検出する心拍計を胸部に設置し、この心拍計から、腕などに装着した腕時計型の表示装置に無線等で情報を送信して、この腕時計型の表示装置に心拍数を表示するシステムが開示されている。
【０００４】
例えば腕時計型の表示装置では、心拍数の表示機能に加えて、時計やストップウォッチ機能が搭載されており、ラップタイムや走行時間などを測定できるようになっている。更には、走行歩数や走行距離などを測定するタイプのものもあり、この場合に、距離を測定する方式としては各種の方式が考えられる。
【０００５】
例えば第１の方式では、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの測位システムからの位置情報を利用して、走行距離や走行速度を算出する。第２の方式では、足に取り付けたフットポッド型のセンサー（加速度センサー等）を用いて、歩数や歩幅を測定し、これらの歩数や歩幅から走行距離や走行速度などを算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−７５２０１号広報
【特許文献２】特開２００８−１８９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
時刻や心拍数の測定に加えて歩数や走行距離や走行速度などの測定を行おうとする場合、上述のＧＰＳを利用した方式では、ＧＰＳを腕時計型の表示装置に組み込むことになる。
【０００８】
しかしながら、ＧＰＳを利用する手法は、ＧＰＳでの消費電力が大きいため、腕時計としては電池寿命が短くなりすぎるという問題がある。また、狭い場所を走り回る場合には誤差が大きく、屋内やビルの谷間では測定ができないなどの問題もある。
【０００９】
一方、フットポッド型では、このような問題を解消できるが、胸に装着する心拍計や腕に装着する表示装置に加えて、足に対してもセンサーを装着する必要があり、ユーザーの利便性が損なわれてしまう。
【００１０】
このため、胸に装着する心拍計の装置内で、歩数や走行距離を測定する手法が望ましいが、もともと心拍測定のためのポイントである胸部での加速度測定では、同時並行で正確な測定を行うのは難しいという課題がある。
【００１１】
また、微少なアナログ信号である心電パルスを扱う心拍の測定と、人間の走行であるため根本的に空間異方性がある加速度測定と、測定情報を送信するための無線通信とは、それぞれに回路的に望ましい環境条件が異なる。また、使用時に汗などから電子回路を保護するための防水封止も必要になる。このため、より良い性能の達成のためには、回路基板での実装部品の配置が重要となるが、無線通信装置（例えば２．４ＧＨｚ帯）、心拍測定用のマイコン等の処理装置、３軸加速度センサーなどのモーションセンサーを組み合わせたシステムにおいて、このような実装部品の好適な配置手法については開示されていなかった。
【００１２】
本発明の幾つかの態様によれば、無線通信装置と処理装置等との間の相互の悪影響を最小限に抑えることができる測定装置等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、回路基板と、前記回路基板に設けられ、測定情報についての演算処理を行う処理装置と、外部との間で前記測定情報についての無線通信を行う無線通信装置と、前記無線通信装置に接続されるアンテナと、を含み、前記回路基板の中央軸線の第１の方向側の領域を、第１の領域とし、前記中央軸線の、前記第１の方向と反対方向の第２の方向側の領域を、第２の領域とした場合に、前記回路基板の前記第１の領域に、前記処理装置が設けられ、前記回路基板の前記第２の領域に、前記無線通信装置及び前記アンテナが設けられ、前記無線通信装置の前記第２の方向側に、前記アンテナが設けられる測定装置に関係する。
【００１４】
本発明の一態様によれば、測定装置は回路基板と処理装置と無線通信装置とアンテナを含む。そして、処理装置は、回路基板の中央軸線に対して第１の方向側の第１の領域に設けられる。一方、無線通信装置及びアンテナは、回路基板の中央軸線に対して第２の方向側の第２の領域に設けられ、アンテナは無線通信装置の第２の方向側に設けられる。このようにすれば、測定情報についての演算処理を行う処理装置と、測定情報についての無線通信を行う無線通信装置及びアンテナとを、回路基板において距離を離して配置することが可能になる。従って、無線通信装置と処理装置等との間の相互の悪影響を最小限に抑えることが可能になり、測定情報の取得や通知に好適な測定装置を提供できるようになる。
【００１５】
また本発明の一態様では、被検体の生体情報の測定用の少なくとも１つの端子を含み、前記処理装置は、前記回路基板の第１の面に設けられ、前記少なくとも１つの端子は、前記回路基板の前記第１の面の裏面の第２の面に設けられてもよい。
【００１６】
このようにすれば、回路基板の第１の面に、処理装置等の重要な実装部品を集中して配置しつつ、第１の面の裏面の第２の面に、被検体の生体情報の測定用の少なくとも１つの端子を設けて、被検体の生体情報を測定できるようになる。
【００１７】
また本発明の一態様では、前記少なくとも１つの端子として、第１の端子及び第２の端子が設けられ、前記回路基板の前記第２の面において、前記第１の端子と前記第２の端子の間に、前記測定装置の電源供給用の電池のホルダー部が設けられてもよい。
【００１８】
このようにすれば、回路基板の第１の面に、多数の信号線が必要な実装部品を集中して配置しつつ、回路基板の第２の面に、それほどの本数の信号線が必要ではない第１、第２の端子及び電池のホルダー部を配置することが可能になるため、回路基板の実装効率等を向上できる。また、ある程度の部品高さが必要な第１、第２の端子及び電池のホルダー部を、回路基板の第２の面に集中して配置することで、部品高さを平準化して装置の厚みを最小限に抑えることが可能になる。
【００１９】
また本発明の一態様では、前記第１の端子及び前記第２の端子は、前記被検体の心拍情報の測定用の端子であってもよい。
【００２０】
このようにすれば、２つの第１、第２の端子を用いて被検体の胸部等からの心拍情報を効率的に測定できるようになる。
【００２１】
また本発明の一態様では、前記被検体の運動情報の測定用のモーションセンサーを含み、前記処理装置は、前記少なくとも１つの端子からの情報に基づいて、前記被検体の前記生体情報についての演算処理を行い、前記モーションセンサーからのセンサー情報に基づいて、前記被検体の前記運動情報についての演算処理を行ってもよい。
【００２２】
このようにすれば、測定装置に対して、運動情報の測定機能と生体情報の測定機能の両方を持たせることが可能になる。そして、無線通信処理と運動情報の測定処理と生体情報の測定処理を、例えば並行動作させる場合に、相互の影響を最小限にとどめることができ、安定的に効率的な測定が可能になる。
【００２３】
また本発明の一態様では、前記モーションセンサーは、前記回路基板の前記第１の面において、前記処理装置と前記無線通信装置の間に設けられてもよい。
【００２４】
このようにすれば、モーションセンサーの配置においても、装置間の相互の悪影響を抑止ながら、効率的な実装配置が可能になる。
【００２５】
また本発明の一態様では、前記モーションセンサーは加速度センサーであり、前記処理装置は、前記加速度センサーからの加速度検出値に基づいて、前記被検体の速度情報を求め、求められた前記速度情報に基づいて、前記被検体の移動距離情報を求めてもよい。
【００２６】
このようにすれば、加速度センサーを利用して、被検体の速度情報や移動距離情報などの運動情報を測定しつつ、被検体の生体情報等も測定して、無線通信装置を介して外部に通信できるようになる。
【００２７】
また本発明の一態様では、前記処理装置は、所与の期間において前記加速度検出値についての積算処理を行うことで、前記被検体の前記速度情報を求めて、前記移動距離情報を求めてもよい。
【００２８】
このようにすれば、加速度検出値についての積算値に基づいた処理ができるため、速度推定の精度向上等が可能になる。
【００２９】
また本発明の一態様では、前記加速度センサーは３軸の加速度センサーであり、前記３軸のうちのＺ軸が前記回路基板と直交するように、前記加速度センサーが前記回路基板の前記第１の面に設けられてもよい。
【００３０】
このようにすれば、加速度センサーからの加速度検出値に基づいて被検体の運動情報を求める演算処理を処理装置が行う場合に、この演算処理のアルゴリズムの簡素化等を図れるようになる。
【００３１】
また本発明の一態様では、前記測定装置は、前記被検体の胸部設置型の心拍計であり、前記回路基板の前記第２の面は、前記被検体の身体方向側に向く面であり、前記少なくとも１つの端子として、前記被検体の心拍情報の測定用の端子である第１の端子及び第２の端子が設けられてもよい。
【００３２】
このようにすれば、回路基板の第２の面に設けられた第１、第２の端子が、装着時に被検体の身体方向側に向くようになり、これらの第１、第２の端子を用いて、被検体の胸部等から心拍情報を好適に測定できるようになる。
【００３３】
また本発明の一態様では、前記回路基板は、グランド用のベタパターンが形成されるベタパターン形成領域と、前記ベタパターンが非形成のベタパターン非形成領域を有し、前記アンテナは、前記ベタパターン非形成領域に配線された金属線パターンにより形成されてもよい。
【００３４】
このようにすれば、アンテナの金属線パターンの近くにはベタパターンが形成されないようになるため、ベタバターンがアンテナの妨害となって、アンテナの性能を劣化させる事態を効果的に抑制できる。
【００３５】
また本発明の一態様では、前記無線通信装置は、前記回路基板に取り付けられた第２の回路基板に設けられ、前記アンテナは、前記第２の回路基板において前記無線通信装置の前記第２の方向側に設けられてもよい。
【００３６】
このようにすれば、回路基板に対して第２の回路基板を取り付けて、この第２の回路基板に無線通信装置及びアンテナを設けることで、処理装置と無線通信装置及びアンテナとの間の距離を離して、相互の悪影響を最小限に抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態の測定装置を回路基板の第１の面側から見た場合の斜視図。
【図２】本実施形態の測定装置を回路基板の第２の面側から見た場合の斜視図。
【図３】測定装置の装着手法についての説明図。
【図４】測定装置の装着手法についての説明図。
【図５】グランド用のベタパターン非形成領域にアンテナを形成する手法の説明図。
【図６】第２の回路基板に無線通信装置及びアンテナを設ける手法の説明図。
【図７】測定装置の構成例。
【図８】通信装置の構成例。
【図９】処理装置の構成例。
【図１０】加速度検出値の平均値とステップ周波数及び速度の関係を示す図。
【図１１】速度情報の演算に用いられる軸の数と相関係数の関係図。
【図１２】加速度検出値の積算値と速度情報の関係図。
【図１３】加速度検出値により表されるベクトルと角度情報の例。
【図１４】積算角度と速度情報の関係図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３９】
１．測定装置
図１、図２は、本実施形態の測定装置の構成例及び実装部品の配置例を示す斜視図である。図１は、回路基板１０の第１の面ＳＦ１側から見た斜視図であり、図２は、回路基板１０の第２の面ＳＦ２側から見た斜視図である。なお本実施形態の測定装置の構成は図１、図２の構成には限定されず、その一部の構成要素（例えばモーションセンサー）を省略・変更したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００４０】
本実施形態の測定装置は、処理装置２０と無線通信装置３０とアンテナ４０を含む。また、モーションセンサー５０、アナログ回路装置６０、電池７２のホルダー部７０、第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２を含むことができる。
【００４１】
回路基板１０は、各種の実装部品（電子部品、回路素子）を表面に固定し、その部品間を配線で接続することで電子回路を構成する板状の基板（プリント基板等）である。図１、図２では、回路基板１０は長方形（略長方形）の形状となっている。なお回路基板１０は例えば楕円形等の他の形状であってもよい。
【００４２】
この回路基板１０は、後述する図４に示すように、被検体（ユーザー等）の胸部への装着時に、その長手方向が水平方向となるように、防水タイプのケース８０内に封止（実装）される。このような被検体の胸部への装着時に、被検体の身体側から見て外側に向く面が、回路基板１０の第１の面ＳＦ１（表面）となり、身体側に向く面が、回路基板１０の第２の面ＳＦ２（裏面）になる。そして回路基板１０は、その長方形の形状の長手方向が、身体の左右方向となるように、測定装置のケース８０内に封止される。
【００４３】
処理装置２０は、回路基板１０に設けられ、測定情報についての演算処理を行う。例えば処理装置２０のＩＣ（Integrated Circuit）が回路基板１０に実装される。この処理装置２０は、例えばマイコンなどのプロセッサーやＡＳＩＣなどにより実現できる。
【００４４】
ここで、測定情報は、測定対象となる被検体（ユーザー等）に対して測定装置が測定を行うことで得られる情報である。また、測定情報についての演算処理は、測定情報そのものに対する演算処理であってもよいし、測定情報に対して何らかの処理を行うことで得られた情報に対する演算処理などであってもよい。
【００４５】
無線通信装置３０は、外部との間で測定情報についての無線通信を行う。例えば測定装置の外部デバイスとの間で測定情報についての無線通信を行う。例えば無線通信装置３０のＩＣ或いは当該ＩＣが内蔵された無線モジュールが、回路基板１０に実装される。なお後述するように回路基板１０に取り付けられた第２の回路基板に無線通信装置３０を実装してもよい。この無線通信装置３０は、例えば２．４ＧＨｚ付近の電波周波数帯で無線通信を行う。なお無線通信装置３０の電波周波数帯は２．４ＧＨｚには限定されず、例えば５ＧＨｚ帯などの他の電波周波数帯であってもよい。
【００４６】
アンテナ４０は無線通信装置３０に接続される。例えば２．４Ｈｚ等の無線通信では、回路基板１０に形成された金属線のパターンにより、無線通信のアンテナ４０を実現できる。
【００４７】
モーションセンサー５０は、被検体の運動情報の測定用のセンサーである。ここで、運動情報は、ユーザー等の被検体の速度情報、加速情報、移動距離情報（歩行や走行の移動距離）、或いは運動状態の判別情報（走行状態か歩行状態かの判別情報）などである。このモーションセンサー５０としては、例えば３軸加速度センサーなどの加速度センサーを用いることができる。なお、モーションセンサー５０は、加速度センサーには限定されず、被検体の運動情報を測定できるセンサーであれば、種々のセンサーを用いることが可能である。また、モーションセンサー５０は、例えばモーションセンサーのデバイス本体とその検出装置とがパッケージングされたものにより実現できる。
【００４８】
アナログ回路装置６０（アナログフロントエンド回路）は、図２の第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２からの信号に基づいて、増幅処理やフィルター処理などのアナログ処理を行う。このアナログ回路装置６０は、１チップ構成にしてもよいし、複数のディスクリートＩＣで構成するようにしてもよい。
【００４９】
図２のホルダー部７０は、電池７２を保持するための部材であり、例えば電池ホルダー又は電池ソケットと呼ばれるものである。電池７２としては、例えばＣＲ型の円形電池を用いることができる。
【００５０】
端子ＴＭ１、ＴＭ２は、被検体の生体情報の測定用の端子である。図２では、少なくとも１つの生体情報の測定用端子として、２つの第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２が設けられている。なお生体情報の種類によっては、この少なくとも１つの測定用端子は１つの端子であってもよい。
【００５１】
図１、図２では、回路基板１０の中央軸線をＬＣとしている。この中央軸線ＬＣは、長方形等の形状の回路基板１０を、その長手方向において二分（略二分）する軸線であり、例えば被検体への装着時において、回路基板１０の長手方向が水平方向になる場合には、中央軸線ＬＣは鉛直方向に沿う軸線となる。
【００５２】
そして回路基板１０の中央軸線ＬＣの第１の方向ＤＲ１側の領域を、第１の領域ＲＧ１とし、中央軸線ＬＣの第２の方向ＤＲ２側の領域を、第２の領域ＲＧ２とする。ここで第２の方向ＤＲ２は第１の方向ＤＲ１の反対方向であり、第１、第２の方向ＤＲ１、ＤＲ２は回路基板１０の長手方向に沿った方向（水平方向）である。例えば第１の方向ＤＲ１は左方向であり、第２の方向ＤＲ２は右方向である。この場合、第１の領域ＲＧ１は中央軸線ＬＣに対して左側方向の領域（左半分の領域）となり、第２の領域ＲＧ２は中央軸線ＬＣに対して右側方向の領域（右半分の領域）となる。なお第１の方向ＤＲ１が右方向で、第２の方向ＤＲ２が左方向であってもよい。
【００５３】
そして図１に示すように、本実施形態では回路基板１０の第１の領域ＲＧ１に、測定情報の演算処理を行う処理装置２０が設けられる。
【００５４】
一方、回路基板１０の第２の領域ＲＧ２に、外部との無線通信処理を行う無線通信装置３０及びアンテナ４０が設けられる。そして無線通信装置３０の第２の方向ＤＲ２側に、無線通信装置３０に接続されるアンテナ４０が設けられる。即ち図１では、中央軸線ＬＣを基準に第１の方向ＤＲ１側に、処理装置２０が配置され、中央軸線ＬＣを基準に第２の方向ＤＲ２側に、無線通信装置３０及びアンテナ４０が配置される。
【００５５】
このような配置にすることで、処理装置２０と、無線通信装置３０及びアンテナ４０との間の距離を離すことが可能になる。従って、処理装置２０の演算処理により発生するノイズ等が、無線通信装置３０やアンテナ４０に伝わって、無線通信処理に悪影響を与える事態を効果的に抑制できる。
【００５６】
また図１に示すように、処理装置２０は、回路基板１０の第１の面ＳＦ１に設けられる。また無線通信装置３０やアンテナ４０も、第１の面ＳＦ１側に設けられる。
【００５７】
一方、図２に示すように、被検体の生体情報の測定用の少なくとも１つの端子である第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２は、回路基板１０の第１の面ＳＦ１の裏面の第２の面ＳＦ２に設けられる。ここで、前述したように、第１の面ＳＦ１は、測定装置の装着時において、被検体（ユーザー）の身体方向から外側の方向に向く面であり、第２の面ＳＦ２は、身体方向側に向く面である。
【００５８】
第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２を、身体方向側に向く面である第２の面ＳＦ２に設けることで、後述する図４から明らかなように、この第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２を用いて心拍情報等の生体情報の好適な測定が可能になる。一方、無線通信装置３０は外部に対して情報を通信するものであるため、身体方向から外側方向に向く面である第１の面ＳＦ１に設けることが、通信のためにも好適な配置となる。
【００５９】
即ち、本実施形態の測定装置は、例えば被検体の胸部設置型の心拍計である。そして回路基板１０の第２の面ＳＦ２は、被検体の身体方向側に向く面であり、少なくとも１つの端子として、被検体の心拍情報の測定用の端子である第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２が設けられている。
【００６０】
また図２に示すように、回路基板１０の第２の面ＳＦ２において、第１の端子ＴＭ１と第２の端子ＴＭ２の間に、測定装置の電源供給用の電池７２のホルダー部７０が設けられる。即ち、回路基板１０の第２の面ＳＦ２において、中央付近（中央軸線ＬＣの付近）に電池７２のホルダー部７０が設けられる。
【００６１】
そして、このホルダー部７０の第１の方向ＤＲ１側に第１の端子ＴＭ１が設けられ、ホルダー部７０の第２の方向ＤＲ２側に第２の端子ＴＭ２が設けられる。即ち、回路基板１０の裏面である第２の面ＳＦ２において、右、左にそれぞれ、第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２を実装する。例えば第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２は、回路基板１０の短辺に対して直交する方向の中央軸線上に配置される。
【００６２】
これらの第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２は、例えば被検体の心拍情報の測定用の端子（接続端子）である。即ち、図４に示すように測定装置が装着されることで、第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２を電極として、被検体の心拍情報の測定を好適に実現できるようになっている。
【００６３】
このように本実施形態では、図１、図２に示すように、処理装置２０、無線通信装置３０等の主要実装部品については、回路基板１０の第１の面ＳＦ１側に設けられる一方で、電池７２のホルダー部７０や第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２は、回路装置の第２の面ＳＦ２側に設けられる。
【００６４】
例えば、処理装置２０、無線通信装置３０等の主要実装部品では、装置間において多数の信号線を複雑に配線する必要がある。従って、これらの主要実装部品を第１の面ＳＦ１側にまとめて配置することで、これらの信号線の効率的なレイアウト配線等が可能になる。
【００６５】
一方、ホルダー部７０や端子ＴＭ１、ＴＭ２については、それほど複雑な信号線の配線は必要ではない。例えば第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２については、後述する図７に示すようにアナログ回路装置６０に対して、例えば回路基板１０のビアホール等を介して接続すれば済むため、その信号線の配線は簡素である。また電池７２のホルダー部７０からの配線も、例えば回路基板１０のビアホール等を介して、第１の面ＳＦ１の電源パターンに接続すれば済むため、その信号線の配線は簡素である。従って、これらのホルダー部７０や端子ＴＭ１、ＴＭ２については、第２の面ＳＦ２にまとめて配置することで、実装効率を向上できる。
【００６６】
また、ホルダー部７０や端子ＴＭ１、ＴＭ２は、所定の部品厚みを有する。従って、このような部品厚みを有するホルダー部７０や端子ＴＭ１、ＴＭ２を第２の面ＳＦ２にまとめて配置すれば、これらを第１、第２の面ＳＦ１、ＳＦ２に別々に配置する場合に比べて、測定装置の厚みを小さくできる。これにより、この測定装置が組み込まれた心拍計等の測定装置の厚みも小さくすることが可能になり、測定装置のコンパクト化等を図れるようになる。
【００６７】
また図１に示すように本実施形態の測定装置は、被検体の運動情報の測定用のモーションセンサー５０を有する。
【００６８】
そして処理装置２０は、回路基板１０の面ＳＦ２に設けられた端子ＴＭ１、ＴＭ２（少なくとも１つの端子）からの情報に基づいて、被検体の生体情報についての演算処理を行う。具体的には心拍数等を求めるための演算処理を行う。
【００６９】
一方、処理装置２０は、モーションセンサー５０からのセンサー情報に基づいて、被検体の運動情報（速度情報、移動距離情報）についての演算処理を行う。例えばモーションセンサー５０は、加速度センサーであり、処理装置２０は、この加速度センサーからの加速度検出値（センサー情報）に基づいて、被検体の速度情報を求める。そして、求められた速度情報に基づいて、被検体の移動距離情報を求める。具体的には、後述するように、処理装置２０は、所与の期間において加速度検出値についての積算処理を行うことで、被検体の速度情報を求めて、移動距離情報を求める。この場合の加速度検出値についての積算処理とは、後述するように、加速度検出値やその平均値の積算処理であってもよいし、加速度検出値に対応する加速度ベクトルの角度情報の積算処理であってもよい。
【００７０】
また、モーションセンサー５０は、図１に示すように、回路基板１０の面ＳＦ１において、処理装置２０と無線通信装置３０の間に設けられる。具体的には、モーションセンサー５０は、中央軸線ＬＣに対して方向ＤＲ１側の領域ＲＧ１に設けられている。即ち、無線通信装置３０が設けられる領域ＲＧ２とは反対側の領域ＲＧ１に実装されている。このようにすることで、モーションセンサー５０からの信号ノイズ等が無線通信装置３０に悪影響を及ぼす事態を抑制できる。但しモーションセンサー５０を無線通信装置３０側の領域ＲＧ２に配置する変形実施も可能である。
【００７１】
また、モーションセンサー５０は、例えば３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の加速度センサーであり、図１では、この３軸のうちのＺ軸が回路基板１０と直交するように、回路基板１０の面ＳＦ１に対して加速度センサー（モーションセンサー５０）が設けられている。即ち、３軸のうちのＺ軸が、回路基板１０と直交する方向に向くように、加速度センサーが実装される。ここで回路基板１０と直交する方向は、身体から見て前向きであり、走行又は歩行時の進行方向である。
【００７２】
このようにすれば、処理装置２０が加速度センサーからの加速度検出値に基づいて、被検体の速度情報や移動距離情報を求める演算処理を行う場合に、この演算処理のアルゴリズムの簡素化等を図れるようになる。即ち、演算処理のアルゴリズムでは、加速度検出値にＺ成分を、進行方向の加速度であると想定して、速度情報や移動距離情報の演算処理を行うことが可能になる。従って、各加速度成分がいずれの軸方向の成分であるかが不明である場合に比べて、演算処理のアルゴリズムを簡素化することが可能になり、処理負荷の軽減や処理の高速化等を図れるようになる。なお、図１では、Ｙ軸方向が鉛直方向（身体の上下方向）となり、Ｘ軸方向が水平方向（身体の左右方向）になっているが、これに限定されるものではない。例えばＹ軸方向が水平方向となり、Ｘ軸方向が垂直方向となってもよい。
【００７３】
図３、図４は本実施形態の測定装置の装着手法についての説明図である。例えば本実施形態の測定装置を、被検体の胸部設置型の心拍計に適用した場合には、図１、図２の回路基板１０は、図３に示すケース８０内に封止されて実装される。
【００７４】
この場合に図２の電池７２は、図３のケース８０の蓋部８１を開閉することで、取り出し自在になる。また、図２の回路基板１０の端子ＴＭ１、ＴＭ２は、図３に示すようにケース８０の外部に露出される。
【００７５】
また、ベルト８２は、被検体の胸部に測定装置を固定するためのものであり、このベルト８２には、第１、第２の端子ＴＭ１、ＴＭ２に対応して第１、第２の受け部ＴＮ１、ＴＮ２が設けられている。そして、ケース８０の外部に露出された端子ＴＭ１、ＴＭ２が、この受け部ＴＮ１、ＴＮ２に接続されることで、心拍計である測定装置がベルト８２に取り付けられる。
【００７６】
例えば端子ＴＭ１、ＴＭ２は、衣服用のボタンの凸部により実現し、受け部ＴＮ１、ＴＮ２は、ボタンの凹部により実現する。そして、端子ＴＭ１、ＴＭ２となるボタンの凸部を、受け部ＴＮ１、ＴＮ２となるボタンの凹部にはめ込むことで、図３に示すように測定装置（ケース８０）を、ベルト８２に取り付けて固定することが可能になる。
【００７７】
具体的には図４に示すように、被検体であるユーザーＨＭは、ベルト８２を自身の胸部に巻き付けて固定する。そして、このベルト８２の受け部ＴＮ１、ＴＮ２に、測定装置の端子ＴＭ１、ＴＭ２をはめ込むことで、ベルト８２に測定装置が取り付けられる。そして、測定装置の端子ＴＭ１、ＴＭ２（受け部ＴＮ１、ＴＮ２）を用いて、被検体であるユーザーの心拍情報の測定が可能になる。
【００７８】
以上の本実施形態の測定装置では、無線通信装置と、処理装置やモーションセンサーとの間の距離を確保できるため、相互の悪影響を抑止することができる。即ち、本実施形態によれば、無線通信と心拍測定と３次元の加速度測定を並行動作させる場合に、相互の影響を最小限にとどめることができ、安定的に効率的な測定が可能になる。
【００７９】
また、実装部品は、表面である第１の面に集中でき、外部との接続点となる端子や電池のホルダー部等については、裏面となる第２の面に集中できるため、防水封止も行いやすくなり、且つ、部品高さも平準化して、装置の厚みを最小限に抑えることが可能になる。
【００８０】
また本実施形態の測定装置は、図３、図４で説明したように、胸部装着用のベルトに対しても機械的に接続しやすい構成となる。
【００８１】
また、アンテナの妨害となり得る基板パターンや電池から、アンテナを離隔することも可能になり、通信品質等を向上できる。
【００８２】
２．アンテナ
次にアンテナや無線通信装置の具体的な実現例について説明する。
【００８３】
例えば２．４Ｈｚの無線通信では、図１に示すように、回路基板１０に形成された金属線パターンにより、無線通信のアンテナ４０を実現できる。
【００８４】
しかしながら、このように回路基板１０の金属線パターンによりアンテナ４０を実現した場合に、アンテナ４０に対する各種の妨害について配慮することが望まれる。
【００８５】
一方、回路基板１０においては、基板上の空きスペースに対してグランド用のベタパターンが形成される。即ち、基板上の信号配線領域を除いた領域に対して、グランド電位に設定されたベタの金属パターンが一面に形成される。
【００８６】
例えば図５において、回路基板１０は、グランド用のベタパターンが形成されるベタパターン形成領域ＲＢと、ベタパターンが非形成のベタパターン非形成領域ＲＮＢを有する。ベタパターン形成領域ＲＢでは、Ａ１、Ａ２に示す信号配線領域を除いた領域に対して、グランドに設定された金属層のベタパターンＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３が一面に形成されている。このようなベタパターンＰＧ１〜ＰＧ３を基板上に形成することで、Ａ１、Ａ２に示す信号配線領域の信号線に対して、信号ノイズ等が重畳してしまうなどの事態を抑制できる。
【００８７】
しかしながら、アンテナ４０を金属線パターンで形成した場合に、この金属線パターンのアンテナ４０の直ぐ近くに金属層のベタパターンが存在すると、アンテナ４０の受信感度等の各種性能が劣化するおそれがある。
【００８８】
そこで本実施形態では図５に示すように、アンテナ４０は、ベタパターン非形成領域ＲＮＢに配線された金属線パターンにより形成するようにしている。
【００８９】
即ち本実施形態では、回路基板１０に対して、ベタパターンの形成を許容するベタパターン形成領域ＲＢと、ベタパターンの形成を許容しないベタパターン非形成領域ＲＮＢを設定する。例えば図１、図５では、回路基板１０の方向ＤＲ２側の端部に、ベタパターン非形成領域ＲＮＢが設定されている。具体的には、図５に示すように回路基板１０の端辺ＳＤ（右辺又は左辺）から距離ＬＤまでの領域が、ベタパターン非形成領域ＲＮＢに設定される。このベタパターン非形成領域ＲＮＢには、ベタパターン形成領域ＲＢのようなベタパターンＰＧ１〜ＰＧ３は形成されずに排除される。
【００９０】
そして、このように設定されたベタパターン非形成領域ＲＮＢに対して、図１、図５に示すようにアンテナ４０となる金属線パターンを形成する。
【００９１】
このようにすれば、アンテナ４０の金属線パターンの近くにはベタパターンが形成されないようになる。従って、ベタバターンがアンテナ４０の妨害となって、アンテナ４０の受信感度等の性能を劣化させる事態を効果的に抑制できる。
【００９２】
なお図２に示すように、回路基板１０の裏面である面ＳＦ２においても、アンテナ４０の配置位置に対応する領域については、ベタパターン非形成領域ＲＮＢに設定することが望ましい。このようにすることで、アンテナ４０の性能劣化を更に抑制できることを期待できる。
【００９３】
また図１、図２には、回路基板１０の面ＳＦ１に対して第１の金属層が形成され、面ＳＦ２に対して第２の金属層が形成される２層の多層基板の例を示しているが、本実施形態はこれには限定されず、３層以上の多層基板であってもよい。例えば３層の多層基板では、面ＳＦ１の配線を形成する第１の金属層と、面ＳＦ２の配線を形成する第２の金属層との間に、第３の金属層が形成される。この場合には、この第３の金属層によりグランド用のベタパターンを形成することが可能になる。
【００９４】
そして、このときに本実施形態では、アンテナ４０の配置領域では、この第３の金属層によるベタパターンについても非形成とすることが望ましい。このようにすることで、３層以上の多層基板を用いた場合に、ベタパターンがアンテナ４０の妨害となって、アンテナ４０の性能を劣化させる事態を効果的に抑制できる。
【００９５】
なお、図１、図２、図５では、無線通信装置３０を回路基板１０に実装し、アンテナ４０を回路基板１０上の金属線パターンにより形成する場合について示しているが、本実施形態はこれに限定されない。
【００９６】
例えば図６では、回路基板１０に対して第２の回路基板１２が取り付けられている。そして、無線通信装置３０（無線モジュール）はこの第２の回路基板１２に対して実装されている。また、アンテナ４０は、この第２の回路基板１２において無線通信装置３０の第２の方向ＤＲ２側に設けられている。具体的には図６のＤＲＰに示すように、回路基板１０を、基板に直交する方向で平面視した場合に、アンテナ４０が下の回路基板１０に対してオーバーラップしない第２の回路基板１２上の位置に、アンテナ４０を形成する。即ち、回路基板１０に対して第２の方向ＤＲ２側に突き出た第２の回路基板１２上の位置に、アンテナ４０を形成する。
【００９７】
このようにすれば、回路基板１０の信号線や実装部品からのノイズがアンテナ４０に悪影響を与えて、アンテナ４０の性能を劣化してしまう事態を効果的に抑止できるようになる。
【００９８】
３．測定装置、無線通信装置の詳細な構成
次に、本実施形態の測定装置、無線通信装置の詳細な構成例について説明する。例えば図７は、本実施形態の測定装置の電気的な構成及び接続を示す詳細な構成例である。
【００９９】
図７の測定装置は、処理装置２０、無線通信装置３０、加速度センサー５２、アナログ回路装置６０を含む。なお図７はモーションセンサー５０が加速度センサー５２である場合の例を示している。
【０１００】
例えばアナログ回路装置６０は、アンプ６２、フィルター部６４、Ａ／Ｄ変換部６６を含む。アンプ６２には端子ＴＭ１が接続される。一方、端子ＴＭ２はグランド電位に設定される。アンプ６２は、端子ＴＭ１からの心拍検出信号を増幅する。フィルター部６４は増幅後の信号に対してフィルター処理を行う。具体的には心拍の周波数付近の信号だけを通過させるバンドパスフィルター処理を行う。Ａ／Ｄ変換部６６はフィルター処理後の信号のＡ／Ｄ変換を行って、得られたデジタルの信号を処理装置２０に出力する。
【０１０１】
処理装置２０は、アナログ回路装置６０からの心拍検出値の信号と加速度センサー５２からの加速度検出値の信号を受けて、種々の演算処理を行う。例えば処理装置２０は、加速度検出値に基づいて、被検体の速度情報を求め、求められた速度情報に基づいて、被検体の移動距離情報を求める。具体的には処理装置２０は、所与の期間において加速度検出値の積算処理を行うことで、被検体の速度情報を求めて、移動距離情報を求める。また心拍検出値に基づいて脈拍数を求める演算処理を行う。
【０１０２】
無線通信装置３０は、処理装置２０により得られた測定情報をアンテナ４０を介して外部に無線通信する処理を行う。例えば処理装置２０の演算処理により得られた速度情報や移動距離情報（運動情報）を、測定情報として無線通信する。また処理装置２０の演算処理により得られた心拍数情報（生体情報）を、測定情報として無線通信する。
【０１０３】
図８に無線通信装置３０の構成例を示す。無線通信装置３０は、受信回路３１、送信回路３５、シンセサイザー部３８、制御部３９を含む。
【０１０４】
受信回路３１は、低ノイズアンプＬＮＡ、ミキサー部３２、フィルター部３３、復調部３４を含む。低ノイズアンプＬＮＡは、アンテナ４０から入力されるＲＦの受信信号（差動の受信信号）を低ノイズで増幅する。ミキサー部３２は、増幅後の受信信号と、シンセサイザー部３８（クロック生成回路）からの信号（ローカル信号、局所周波数信号）のミキシング（混合）処理を行って、ダウンコンバージョンを実行する。フィルター部３３は、ダウンコンバージョン後の受信信号のフィルター処理を行う。具体的には、フィルター部３３は、複素フィルターなどで実現されるバンドパスのフィルター処理を行い、イメージ除去を行いながらベースバンド信号を抽出する。復調部３４は、フィルター部３３からの信号に基づいて復調処理を行う。例えば送信側においてＧＦＳＫ（Gaussian Frequency Shift Keying）やＦＳＫ（Frequency Shift Keying）で変調された信号の復調処理を行い、復調後の受信データを制御部３９に出力する。
【０１０５】
送信回路３５は、パワーアンプＰＡ、送信信号生成部３６、変調部３７を含む。変調部３７は、制御部３９から送信データを受け、ＧＦＳＫやＦＳＫなどの変調処理を行う。変調後の送信データは送信信号生成部３６に入力される。送信信号生成部３６は、シンセサイザー部３８から搬送波の信号（例えば２．４ＧＨｚ等）を受け、変調後の送信データに基づく送信信号をパワーアンプＰＡに出力する。パワーアンプＰＡは、送信信号（差動の送信信号）を増幅して、アンテナ４０に対して出力する。
【０１０６】
制御部３９（リンクコントローラー）は、例えばリンク層の処理を行う。具体的には、送信パケットの生成処理や、受信パケットの解析処理や、エラーチェック処理などを行う。また制御部３９は無線通信装置３０の各種の制御処理を行う。
【０１０７】
４．運動情報の演算処理
次に処理装置２０により行われる運動情報の演算処理の詳細について説明する。図９に処理装置２０の機能ブロック図を示す。図９の処理装置２０は、取得部１１０、速度情報演算部１３０、記憶部１５０、判定部１６０、距離情報演算部１７０を含む。この処理装置２０の機能は、マイコン等の各種プロセッサーと、このプロセッサー上で動作するプログラムなどにより実現できる。なお処理装置２０の構成は図９には限定されず、これらの一部の構成要素を省略・変更したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【０１０８】
取得部１１０は、加速度センサー５２から加速度検出値を取得する。取得部１１０は、加速度センサー５２との通信を行うインターフェース部であり、バス等を利用するものであってもよい。
【０１０９】
速度情報演算部１３０は、加速度検出値に基づいて、速度情報を演算する。ここで速度情報とは、速度そのものであってもよいし、速度を求めるための情報（例えば速度の基準値に対する倍率等）であってもよい。
【０１１０】
記憶部１５０は、速度情報を求める際に用いる係数等のパラメーターを記憶するとともに、各部のワーク領域となるものであり、その機能はＲＡＭ等のメモリーやＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などにより実現できる。
【０１１１】
判定部１６０は、ユーザーの運動状態を判定する。具体的には、加速度検出値の所与の座標軸成分の符号に基づいて、歩行状態と走行状態の判定を行う。
【０１１２】
距離情報演算部１７０は、歩行又は走行に伴うユーザーの移動距離を表す距離情報を演算する。ここで距離情報とは、距離そのものであってもよいし、距離を求めるための情報（例えば移動距離の基準値に対する倍率等）であってもよい。
【０１１３】
なお、加速度センサー５２は、例えば外力によって抵抗値が増減する素子等で構成され、三軸の加速度情報を検知する。但し、本実施形態における加速度センサー５２の軸数は、三軸に限定されるものではない。
【０１１４】
次に、加速度センサー５２からの加速度検出値に基づいてユーザーの移動速度や移動距離などの運動情報を推定する手法について説明する。
【０１１５】
具体的には、加速度検出値に基づき求める手法と、加速度検出値に対応する加速度ベクトルの角度変化に基づき求める手法について述べる。
【０１１６】
４．１  加速度検出値の平均値に基づく手法
まず、加速度検出値の平均値に基づく手法について説明する。歩行ピッチ（ステップ周波数に対応）や速度の種々の組み合わせにおいて、歩行運動を行った場合の、加速度検出値の平均値の例を図１０に示す。図１０からわかるように、速度が一定の場合には、所定時間での加速度検出値の平均値はステップ周波数（歩行ピッチ）によらずほぼ一定の値となる。また、速度が大きくなるほど、加速度検出値の平均値も大きくなる傾向にある。
【０１１７】
ここでの、加速度検出値の平均値算出手法は種々考えられる。上述したように、加速度センサー５２がＮ軸加速度センサーであれば、加速度検出値はＮ次元ベクトルとなる。図１０では例えば、Ｎ＝３（Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸）として、下式（１）により加速度検出値の大きさ（ベクトルの大きさ）Ｖａを求め、所与の期間内の各タイミングで求められたＶａの平均値を用いることを想定している。但し、下式（１）以外の手法により加速度検出値の平均値を求めてもよい。
【０１１８】
【数１】
2013188422.tif 000003
図１０より、加速度検出値の平均値と移動速度との間には高い相関があると考えられるため、その関係が求まれば加速度検出値の平均値に基づいて速度情報を演算することが可能になる。ここでは、加速度検出値の平均値をＳ、速度情報（ここでは速度そのものを想定）をＴとした場合に、１次式Ｔ＝ａＳ＋ｂを想定し、速度情報演算用パラメーターａ、ｂを適切に設定することで速度情報を演算する。
【０１１９】
ａ、ｂとしては複数のユーザーを対象とした場合にも、ある程度の精度を確保できる汎用的な値を設定しておいてもよい。しかし、ユーザーごとに個人差があるため、共通パラメーターを用いたのでは精度の面で限界がある。そのため、場合によってはユーザーごとに異なる値を設定してもよく、そのためにキャリブレーション処理を行ってもよい。ａ、ｂという２つの未知数を決定する必要があるため、（Ｓ，Ｔ）の異なる２つの組み合わせを取得する必要がある。例えば、ユーザーに既知の距離（例えば１００ｍ）を、異なる２つの速度で歩行させ、その情報を用いればよい。この場合、加速度センサー５２の情報からＳは取得できるし、歩行が既知の距離で行われた以上、当該距離を所要時間で除算することで速度Ｔも取得できる。つまり、未知数２つに対して、ａ、ｂの関係式が２つ取得できるため、ａとｂは一意に決定可能となる。
【０１２０】
なお、歩行状態か走行状態かに応じてａとｂの組み合わせを変更してもよい。その場合、歩行時には歩行用パラメーターａ１、ｂ１を用い、走行時には走行用パラメーターａ２、ｂ２を用いる。この際、キャリブレーションを行うのであれば、歩行による異なる速度の２回の運動に基づいてａ１、ｂ１を決定し、走行による異なる速度の２回の運動に基づいてａ２、ｂ２を決定することが考えられる。
【０１２１】
４．２  座標軸成分の絶対値に対応する値に基づく手法
加速度検出値の平均値を用いる場合には、上式（１）に示したように平方根演算が必要になり、さらに平均値を求めるために除算が必要となるため、計算量が大きいという問題点がある。
【０１２２】
ここでは、平方根演算や除算を伴わない速度情報の演算手法について説明する。また、この手法では加速度センサー５２についての１又は複数の軸（例えば３軸）のうち少なくとも１つの座標軸成分を用いれば、速度情報の演算が可能であるため、更なる計算量の削減効果が期待できる。但し、図１１に示したように処理に用いる軸数が多くなるほど精度は高まる。図１１の相関係数は、演算した速度情報と実際のユーザーの移動速度との相関値を表すものであり、相関係数が大きくなるほど、速度推定値と実際のユーザーの移動速度とが近似していることを示している。また、Ａ、Ｂ、Ｃは異なる３人のユーザーによる試行結果を表す。
【０１２３】
図９の速度情報演算部１３０は、加速度センサー５２の少なくとも一つの座標軸成分における加速度検出値を所与の期間積算して積算値Ｉを求める。積算値Ｉと速度情報との関係を表したものが図１２であり、Ｐ１等の四角形の点が実際に測定した結果を表している。図１２からわかるように、Ｉと速度情報は、Ｓ１で示した曲線によりその関係を良好に表すことができる。
【０１２４】
よってここでは、速度情報ｒをｒ＝ｃＩ２＋ｄＩ＋ｅの関係式に従って求める。ここでの速度情報ｒは、速度そのものであってもよいし、基準的な速度に対する比率等に相当する情報であってもよい。ｒが比率等の情報である場合には、例えば基準速度をＶｓ、推定速度をＶｄとすれば、Ｖｄ＝ｒＶｓ等の式から速度そのものを求めることになる。
【０１２５】
なお、ｃ、ｄ、ｅ（及びＶｓ）は使用する軸数や積算処理を行う所定の期間に応じて、異なる値が設定されることが望ましい。更に、ユーザーの個人差を考慮すれば、使用するユーザー毎に適した値が設定されることが望ましい。その場合には、ユーザーの実測値に基づいてキャリブレーション処理を行ってもよい。また、運動状態（特に歩行状態か走行状態か）に応じてｃ、ｄ、ｅ（及びＶｓ）の値を切り替えてもよい点は、上述のａ、ｂと同様である。
【０１２６】
なお、加速度検出値の座標軸成分は常に正（或いは常に負）の値であるとは限らない。よって、積算処理の対象となる第１の加速度検出値と、第２の加速度検出値の符号が異なる場合には、お互いが打ち消しあって積算値が小さくなってしまい適切な速度推定が行えない。そこで積算処理は加速度検出値の座標軸成分そのものではなく、その絶対値に対応する値を用いて行うとよい。ここでは積算対象の符号が全て一致（或いは０を含んでもよい）すればよいことに鑑みれば、絶対値に対応する値とは、加速度検出値の絶対値そのものであってもよいし、必ず非負の値となる加速度検出値を偶数乗した値でもよい。
【０１２７】
また、処理に用いる座標軸の数を少なくする（例えば１軸のみ用いる）場合には、速度推定の精度を確保するために、当該軸における加速度検出値の大きさがある程度大きい必要がある。特に胸部や腰部に加速度センサー５２を装着する場合には、水平方向での加速度検出値は非常に小さくなることから、処理に用いる座標軸は重力方向に対応する軸とすることが望ましい。その場合、重力方向からのずれがある程度（例えば歩行走行判定において上述したように４５度程度）許容されるのであれば、センサー座標系の軸のうち重力方向（或いはその逆方向）に最も近いものを選択すれば足りる。しかし、より精度を求める場合には、重力方向（或いはその逆方向）からのずれを極力抑える必要があり、センサー座標系に含まれる軸がその条件を満たす保証はない。よって、場合によっては解析座標系への座標変換を行ってもよく、その際には解析座標系のうち１軸は重力方向等からのずれが、精度確保という観点から考えて十分な程度小さいものとするとよい。
【０１２８】
また、処理に用いる座標軸の数を増やす場合にも、重力方向に対応する軸を優先的に用いるとよい。複数の軸を用いる場合の積算値Ｉは、各軸で求めた積算値の総和としてもよいし、他の手法により求めてもよい。
【０１２９】
４．３  加速度ベクトルの角度変化に基づく手法
また、加速度検出値ではなく、当該加速度検出値に対応する加速度ベクトルの角度変化に基づいて速度情報の演算を行ってもよい。具体的には、第１のタイミングでの加速度検出値に対応する第１の加速度ベクトルと、第２のタイミングでの加速度検出値に対応する第２の加速度ベクトルの成す角度に対応する角度情報を取得し、取得した角度情報に基づいて速度情報を演算する。
【０１３０】
加速度センサー５２が３軸加速度センサーである場合には、加速度検出値は３次元空間上のベクトルに対応することになり、これを加速度検出値に対応する加速度ベクトルとする。図１３に第１、第２の加速度ベクトルと角度情報の具体例を示す。時刻ＳＴ１で取得された加速度検出値から、対応する加速度ベクトルＶ１が決定され、時刻ＳＴ２で取得された加速度検出値から、対応する加速度ベクトルＶ２が決定される。ここで、第１の加速度ベクトルとしてＶ１、第２の加速度ベクトルとしてＶ２を考えれば、角度情報とはＶ１とＶ２の成す角度であり、Ｖ１＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、Ｖ２＝（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とすれば、角度情報θは下式（２）で求められる。
【０１３１】
【数２】
2013188422.tif 000004
但し、角度情報はこれに限定されるものではなく、数学的にこれと等価な情報であればよい。例えば、角度情報として上式（２）で求められるθの補角を用いてもよい。その場合、角度情報の値、或いは後述する積算角度の値が上式（２）のθを用いた場合に比べて大きくなるため、後述するパラメーターｍ、ｎの値を小さくする等の処理が必要となる。或いは、Ｖ１とＶ２の内積等を角度情報としてもよい。
【０１３２】
また、角度情報とはＶ１とＶ２のなす角度を近似する情報であってもよい。例えば、システム内では角度情報を整数型として求めてもよい。角度情報の値を浮動小数点数を用いて表現すれば、精度よく角度情報を求めることができるが、浮動小数点数での演算は処理負荷が高い。そこで、整数型の指標値を角度情報として用いることで処理負荷を軽減してもよい。単純には、Ｖ１とＶ２のなす角度の小数点以下を切り捨てた値がδ度（δは整数）の場合に、角度情報をδとすることが考えられる。ただし、この場合には１度単位でしか角度を表現できないため、実際の角度と、角度情報により表される値とに誤差が生じ、速度推定の精度低下等につながる。よって何らかの変換を行ってもよく、例えば０．５度を１とする整数型の指標値を角度情報としてもよい。この場合、２０という指標値は１０度を表すことになり、０．５度単位での角度の表現が可能になる。また、角度情報は上述のものに限定されず、実際の角度に対応した情報であればよい。
【０１３３】
角度情報θに基づいて速度情報を求める処理の詳細について説明する。例えば、移動中にユーザーの体が左右にぶれるなどして、ユーザーが瞬間的に加速してしまうことがある。この際、ある時刻において求められた角度情報のみから速度推定処理を行う場合には、ユーザーの体がぶれなかった時と比べて、速度情報が誤ってより大きく推定されてしまうことがある。そのため、ある時刻のみの角度情報だけではなく、所与の期間内に取得された角度情報を速度推定処理に用いることができれば、このような誤差の発生を防ぐことができると期待できる。
【０１３４】
そこで、図９の速度情報演算部１３０は、所与の期間内に得られた角度情報θにより表される値を積算して積算角度θｓｕｍを求め、Ｖ＝ｍθｓｕｍ＋ｎの関係式から速度情報Ｖを求めてもよい。速度情報が積算角度の１次式で表されることは、実験的に求められたものである。具体例を図１４に示す。図１４は積算角度と速度実測値の関係を表すグラフである。各系列データは、被験者Ｉ、Ｈ、Ｆ、Ｋの４人それぞれの歩行時のデータ（Ｉ＿ＷＡＬＫ、Ｈ＿ＷＡＬＫ、Ｆ＿ＷＡＬＫ、Ｋ＿ＷＡＬＫ）と、走行時のデータ（Ｉ＿ＲＵＮ、Ｈ＿ＲＵＮ、Ｆ＿ＲＵＮ、Ｋ＿ＲＵＮ）を表している。図１４からわかるように、１人のユーザーデータに着目した場合、歩行時には積算角度と速度は所与の直線によりその関係が良好に表され、走行時には歩行時とは別の直線によりその関係が良好に表される。具体的には相関係数０．９８〜０．９９といった高い相関を示す。
【０１３５】
なお、ｍ、ｎとして汎用の値（例えば図１４で言えば歩行時にＴＲ１、走行時にＴＲ２の直線に対応するｍ、ｎ）を用いてもよいし、ユーザーごとに異なる値を設定してもよい点、実測値等に基づいてキャリブレーション処理を行ってｍ、ｎを決定してもよい点は上述の例と同様である。図１４等からわかるように、本手法では歩行状態と走行状態とで典型的なｍ、ｎの値が異なることがわかっているため、判定部１６０での判定結果に基づいて、歩行状態か走行状態かに応じてｍ、ｎの値を切り替えることが望ましい。
【０１３６】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また測定装置、処理装置、無線通信装置等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
ＬＣ  中央軸線、ＤＲ１  第１の方向、ＤＲ２  第２の方向、
ＲＧ１  第１の領域、ＲＧ２  第２の領域、ＳＦ１  第１の面、ＳＦ２  第２の面、
ＴＭ１  第１の端子、ＴＭ２  第２の端子、
ＴＮ１  第１の受け部、ＴＮ２  第２の受け部、
ＲＮ  ベタパターン形成領域、ＰＧ１〜ＰＧ３  ベタパターン、
ＲＮＢ  ベタパターン非形成領域、ＨＭ  ユーザー、
ＬＮＡ  低ノイズアンプ、ＰＡ  パワーアンプ、
１０  回路基板、１２  第２の回路基板、２０  処理装置、３０  無線通信装置、
３１  受信回路、３２  ミキサー、３３  フィルター部、３４  復調部、
３５  送信回路、３６  送信信号生成部、３７  変調部、３８  シンセサイザー部、
３９  制御部、４０  アンテナ、５０  モーションセンサー、５２  加速度センサー、
６０  アナログ回路装置、７０  ホルダー部、７２  電池、８０  ケース、
８１  蓋部、８２  ベルト、１１０  取得部、１３０  速度情報演算部、
１５０  記憶部、１６０  判定部、１７０、距離情報演算部
【図１】
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【図２】
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【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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