(57)【要約】      （修正有）【課題】歩数センサを手首に装着して歩数を計測する歩数計において、小型化可能で、走行時の歩数を正確に計測できるようにする。【解決手段】走行を検出する歩数センサ１０１は、ベルトの長手方向Ａと歩数センサ１０１の感度軸Ｂとの角度Ｘが、ベルトの長手方向Ａに対して時計回りに１０度から３３度の範囲内に位置するように配設されている。走行用歩数計の使用者は、ベルトによって自身の左手首甲側に歩数計本体２０１を装着して、入力手段１０９により歩数計測処理を開始させると共に、走行を開始することにより歩数の計測を開始する。計測した歩数や時間を、表示手段１１０に表示する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の走行を検出して走行に対応する歩数信号を出力する歩数センサと、前記歩数信号に基づいて前記使用者の歩数を計数する計数手段と、少なくとも前記歩数センサを前記使用者の手首に装着するためのベルトとを有し、少なくとも前記歩数センサを前記ベルトによって前記使用者の手首に装着して使用する走行用歩数計において、
前記歩数センサの感度軸は、前記ベルトの長手方向に対して時計回りに１０度から３３度以内の範囲、又は、前記ベルトの長手方向に対して反時計回りに１０度から３３度以内の範囲に位置するように配設されて成ることを特徴とする走行用歩数計。
【請求項２】
前記歩数センサの感度軸が前記ベルトの長手方向に対して時計回りに１０度から３３度以内の範囲に位置するように配設されている場合には前記使用者の左手首の甲側に装着して使用され、
前記歩数センサの感度軸が前記ベルトの長手方向に対して反時計回りに１０度から３３度以内の範囲に位置するように配設されている場合には前記使用者の右手首の甲側に装着して使用されることを特徴とする請求項１記載の走行用歩数計。
【請求項３】
前記歩数センサは加速度センサであることを特徴とする請求項１又は２記載の走行用歩数計。
【請求項４】
時間を計時する計時手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の走行用歩数計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の走行を検出して走行歩数を計測する走行用歩数計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、歩数センサを用いて使用者の歩数を計測する歩数計が開発されている。
【０００３】
歩数計として、腕時計のように使用者の手首に装着して使用する腕時計式の歩数計が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
前記従来の歩数計では、歩数を検出するセンサの感度軸が１２時−６時方向に設定されている。このため、腕を下げて走るフォームの場合、腕を前に出したときに発生する大きな信号と腕を後ろに引いたときに発生する小さな信号が一歩ずつ交互に発生する。前記小さな信号が歩数として認識できる閾値を超えることができない場合、正確な歩数計測ができないという問題がある。
【０００５】
一方、特許文献２には、歩行時の歩数を計測定するために感度軸を所定値に設定した歩行用の歩数計が開示されている。特許文献２記載の歩数計は歩行時の歩数を計測するための歩数計であり、走行時の歩数計測は考慮されていない。したがって、この歩行用の歩数計を用いて走行時の歩数を正確に計測することは困難という問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特許第２７１２２６９号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、少なくとも歩数センサを手首に装着して歩数を計測する歩数計において、小型化可能で、走行時の歩数を正確に計測できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、使用者の走行を検出して走行に対応する歩数信号を出力する歩数センサと、前記歩数信号に基づいて前記使用者の歩数を計数する計数手段と、少なくとも前記歩数センサを前記使用者の手首に装着するためのベルトとを有し、少なくとも前記歩数センサを前記ベルトによって前記使用者の手首に装着して使用する走行用歩数計において、前記歩数センサの感度軸は、前記ベルトの長手方向に対して時計回りに１０度から３３度以内の範囲、又は、前記ベルトの長手方向に対して反時計回りに１０度から３３度以内の範囲に位置するように配設されて成ることを特徴とする走行用歩数計が提供される。
【０００９】
歩数センサの感度軸は、ベルトの長手方向に対して時計回りに１０度から３３度以内の範囲、又は、前記ベルトの長手方向に対して反時計回りに１０度から３３度以内の範囲に位置するように配設されているため、前記歩数センサからは走行に対応する適正な信号が得られ、正確な歩数計測が行われる。
【００１０】
ここで、前記歩数センサの感度軸が前記ベルトの長手方向に対して時計回りに１０度から３３度以内の範囲に位置するように配設されている場合には前記使用者の左手首の甲側に装着して使用され、前記歩数センサの感度軸が前記ベルトの長手方向に対して反時計回りに１０度から３３度以内の範囲に位置するように配設されている場合には前記使用者の右手首の甲側に装着して使用されるように構成してもよい。
【００１１】
また、前記歩数センサは加速度センサであるように構成してもよい。
また、時間を計時する計時手段を備えて成るように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、単一の歩数センサを使用して走行検出が可能になるため小型化可能になると共に、前記歩数センサの感度軸を使用時に所定角度になるように構成している正確な走行検出が可能になる。
【００１３】
また、腕時計としての機能を有する歩数計を構成することが可能になり、通常生活における走行時歩数を計測することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態に係る走行用歩数計は使用者の手首にベルトで装着して使用する腕時計型の走行用歩数計であり、使用者の走行を検出して該走行に対応する歩数信号を出力する歩数センサと、前記歩数信号に基づいて前記使用者の歩数を計数する計数手段と、少なくとも前記歩数センサを前記使用者の手首の甲側に装着するためのベルトとを有し、少なくとも前記歩数センサを前記ベルトによって前記使用者の手首の甲側に装着して使用するものである。以下、本実施の形態に係る走行用歩数計について図面を用いて説明する。尚、各図において、同一部分には同一符号を付している。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る走行用歩数計１０のブロック図である。
図１において、歩数計１０は、走行検出回路１００、走行検出回路１００からの歩数信号に基づく歩数計数処理等を行う中央処理装置（ＣＰＵ）１０８、操作スイッチ等によって構成され歩数計測開始操作等の各種操作を行う入力手段１０９、計測した歩数や現在時刻等を表示する表示手段１１０、警報等を音で行う報音手段１１１、ＣＰＵ１０８用の基準クロック信号や計時動作を行う際の時間信号の元になる信号を発生する発振手段１１２、および記憶手段１１３を備えている。
【００１６】
走行検出回路１００は、使用者の走行を検出する毎に対応する電荷の歩数信号を出力する１つの歩数センサ（本実施の形態では加速度センサであるピエゾ素子）１０１、歩数センサ１０１からの歩数信号を対応する電圧の歩数信号に変換して出力する電荷−電圧変換手段１０２、電荷−電圧変換手段１０２から出力される信号中のノイズを除去して歩数信号を出力するフィルタ手段１０５、フィルタ手段１０５からの歩数信号を増幅して出力する増幅手段１０６、増幅手段１０６からのアナログ信号形式の歩数信号をデジタル信号形式の歩数信号に変換して出力する二値化手段１０７を備えている。
【００１７】
詳細は後述するが、本実施の形態では、増幅手段１０６の動作中点は０．９Ｖに設定されており、前記動作中点を超える歩数信号が増幅手段１０６に入力されない場合には、増幅手段１０６からは歩数信号は出力されないため、ＣＰＵ１０８は歩数信号を検出することができない。
【００１８】
歩数センサ１０１としては機械的な歩数センサ等の他の歩数センサも使用可能であり、ピエゾ素子等の加速度センサに限定されるものではない。
記憶手段１１３は、ＣＰＵ１０８が実行するプログラムを記憶したＲＯＭおよびＣＰＵ１０８がプログラムを実行する際に作業領域として使用されるＲＡＭから構成され、ＲＡＭには計測した歩数等のデータが記憶される。
【００１９】
入力手段１０９の操作に応じてＣＰＵ１０８は、発振手段１１２の発振信号を基に、現在時刻や走行時間等の時間計測を行うことができる。
二値化手段１０７は、所定の閾値を有するコンパレータによって構成されている。
ＣＰＵ１０８は、二値化手段１０７から入力されたデジタル信号形式の歩数信号に基づいて歩数計数処理を行い、発振手段１１２からの信号に基づいて計時動作を行い、又、各構成要素の制御を行う。
【００２０】
なお、走行検出回路１００は走行検出手段を構成し、使用者の走行に対応する二値化された歩数信号をＣＰＵ１０８に出力することができる。ＣＰＵ１０８は計数手段を構成し、歩数センサ１０１からの歩数信号に基づいて歩数を計数することができる。また、ＣＰＵ１０８は、計時手段、各構成要素を制御する制御手段を構成する。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態に係る歩数計の外観正面図であり、使用者の左手首の甲側に装着して使用する左手用の腕時計型走行用歩数計１０を示している。
図３は、図２の一部の内部構成を示す図である。
【００２２】
図２及び図３において、走行用歩数計１０は、表示手段１１０及び外部操作可能な複数の操作スイッチを有する入力手段１０９を有する歩数計本体２０１、歩数計本体２０１を使用者の手首に装着するためのベルト２０５、ベルト２０５の端部に設けられた美錠２０４を備えている。
【００２３】
表示手段１１０は、使用者が走行した歩数、現在時刻、走行時間等を表示する。
ベルト２０５には、複数の小穴２０６が設けられており、小穴２０６と美錠２０４とを係合させることによって、ベルト２０５で歩数計本体２０１を使用者の左手首の甲側に装着するように構成されている。
【００２４】
歩数計本体２０１の内部には、使用者の走行を検出するための歩数センサ１０１が設けられている。ここでは、歩数センサ１０１として加速度を検出可能な素子である加速度センサを使用しており、前記加速度センサはショックセンサ、衝撃センサ、振動センサ等とも呼ばれ、バイモルフ型やユニモルフ型、ピエゾ型等の各種の加速度センサが使用できる。
【００２５】
歩数計本体２０１を使用者の左手首甲側に装着した状態での、ベルト２０５の長手方向Ａと歩数センサ１０１の感度軸Ｂの角度Ｘについては後述するが、図２及び図３に示した歩数計１０は、図４に示すように、左手首に装着して使用する左手用の走行用歩数計である。
【００２６】
このため、歩数センサ１０１は、表示手段１１０側から歩数計本体２０１を見た場合に、歩数センサ１０１の感度軸Ｂがベルト２０５の長手方向（即ち１２−６時方向）Ａに対して時計回りに（即ち３時方向に）１０度から３３度内の角度Ｘに配設されるよう構成されている。歩数センサ１０１の移動方向や歩数センサ１０１に加えられた衝撃の方向が感度軸Ｂに一致するときに、検出感度が最大になる。
【００２７】
尚、歩数計本体２０１を右手首の甲側に装着して使用する右腕用の腕時計型走行用歩数計の場合には、歩数センサ１０１は、表示手段１１０側から歩数計本体２０１を見た場合に、歩数センサ１０１の感度軸Ｂがベルト２０５の長手方向Ａに対して反時計回り（即ち９時方向）に１０度から３３度以内の範囲になるような位置に配設される。
【００２８】
図５は、本実施の形態に係る走行用歩数計１０を使用者が装着して使用する際の説明図である。
一般に、人それぞれの癖により、走行する際の腕振りの上下方向中心位置が人によって区々である。同図（ａ）、（ｂ）には、サンプル調査を行った結果データをもとにして、腕の中心位置が上下方向の両極端に位置する人の例を示している。
【００２９】
即ち、同図（ａ）は、腕を下げた状態で走行する癖のある使用者５０１が、その左手首４０１に歩数計１０を装着して走行する様子を示している。鉛直方向と左腕の角度αは１０度〜１５度である。
また、同図（ｂ）は、腕を上げた状態（前に出した状態）で走行する癖のある使用者５０２が、その左手首４０１に歩数計１０を装着して走行する様子を示している。鉛直方向と左腕の角度ベータは３０度〜４５度である。
【００３０】
図６は、本実施の形態に係る歩数計を装着して走行した場合に得られる信号波形図である。
図６（ａ）は図５（ａ）に示したように腕を下げて腕振りを行いながら走行した場合の波形図で、図６（ｂ）は図５（ｂ）に示したように腕を上げて腕振りを行いながら走行した場合の波形図である。いずれも、縦軸は増幅手段１０６への入力信号レベル、横軸は時間である。
【００３１】
また、図６（ａ）の上図（０度腕下げ）は感度軸Ｂとベルト２０５の長手方向Ａとの角度Ｘを０度に設定して走行した波形図、図６（ａ）の下図（２０度腕下げ）は角度Ｘを２０度に設定して走行したときの波形図である。
また、図６（ｂ）の上図（０度腕前）は感度軸Ｂとベルト２０５の長手方向Ａとの角度Ｘを０度に設定して走行した波形図、図６（ｂ）の下図（２０度前１）は角度Ｘを２０度に設定して走行した波形図である。
【００３２】
図６（ａ）、（ｂ）において、走行の各一歩毎に、大レベルの信号と小レベルの信号が交互に得られているが、走行時に腕を前に出したとき大レベルの信号が得られ又、腕を後ろに引いたときに小レベルの信号が得られる。
【００３３】
図６（ａ）上図に示すように、図５（ａ）のように角度Ｘが０度で且つ腕を下げた状態で走行すると、小レベルの信号は、増幅手段１０６の動作中点である０．９Ｖを超えないため（同図（ｃ）の左欄に示すように小レベル信号のピーク値平均が０．８８Ｖしか得られていない。）、増幅手段１０６からは、大レベルに対応する歩数信号は出力されるが、小レベルに対応する歩数信号が出力されない。したがって、ＣＰＵ１０８では正確な歩数計数が行われない。
【００３４】
図６（ａ）下図に示すように、角度Ｘを２０度に設定した状態で走行すると、小レベルの信号でも増幅手段１０６の動作中点である０．９Ｖを超えるため（同図（ｃ）の左欄に示すように小レベル信号のピーク値平均が０．９２Ｖ得られている。）、増幅手段１０６からは、大レベルに対応する歩数信号のみならず小レベルに対応する歩数信号も出力される。前記歩数信号は二値化手段１０７によって二値化された後、ＣＰＵ１０８によって１歩ずつ計数処理が行われ、正確な歩数計数が行われることになる。
【００３５】
一方、図６（ｂ）上図、下図に示すように、図５（ｂ）のように腕を上げて、角度Ｘが０度、２０度に設定した状態で走行すると、いずれの場合も、小レベルの信号は、増幅手段１０６の動作中点である０．９Ｖを超えるため（同図（ｃ）の右欄に示すように小レベル信号のピーク値平均が各々１Ｖ、０．９４Ｖ得られている。）、増幅手段１０６からは、大レベルに対応する歩数信号のみならず小レベルに対応する歩数信号も出力される。前記歩数信号は二値化手段１０７によって二値化された後、ＣＰＵ１０８によって正確な歩数計数が行われることになる。
【００３６】
以上のようにして、腕を下げた状態、腕を上げた状態で、各々、角度Ｘを変化させた場合に増幅手段１０６に入力される信号レベルの変化を図７に示す。
図７（ａ）は、腕を下げた状態での増幅手段１０６への入力信号レベル対角度Ｘを示す図、図７（ｂ）は、腕を上げた状態での増幅手段１０６への入力信号レベル対角度Ｘを示す図である。
図７に示すように、腕を下げた状態では角度Ｘが１０度以上のときに増幅手段１０６の動作中点レベル０．９Ｖを超える信号が得られ、又、腕を上げた状態では角度Ｘが３３度以下のときに増幅手段１０６の動作中点レベル０．９Ｖを超える信号が得られる。
【００３７】
したがって、左手首の甲側に歩数計本体２０１を装着して使用する形式の腕時計型歩数計１０の場合、歩数センサ１０１の感度軸Ｂとベルト２０５の長手方向Ａとの角度Ｘを、ベルト２０５の長手方向Ａに対して時計回りに１０度から３３度以内になるように設定することにより、走行時の腕の位置の影響を受けることなく、正確な歩数計測が可能になる。
使用者の右手首の甲側に装着して使用する場合には、歩数センサ１０１の感度軸Ｂがベルト２０５の長手方向Ａに対して反時計回りに１０度から３３度以内の範囲に位置するように構成することにより、正確な歩数計測が可能になる。
【００３８】
以上述べたように本発明の実施の形態に係る走行用歩数計によれば、走行を検出する歩数センサ１０１は、ベルトの長手方向Ａと歩数センサ１０１の感度軸Ｂとの角度Ｘが、ベルトの長手方向Ａに対して時計回りに１０度から３３度の範囲内に位置するように配設されている。走行用歩数計１０の使用者は、ベルトによって自身の左手首甲側に歩数計本体２０１を装着して、入力手段１０９により歩数計測処理を開始させると共に、走行を開始することにより歩数の計測を開始する。計測した歩数や時間を、表示手段１１０に表示するように構成されている。
【００３９】
したがって、少なくとも歩数センサを手首に装着して歩数を計測する走行用歩数計において、小型化可能で、走行時の歩数を正確に計測することが可能になる。
また、単一の歩数センサ１０１を使用して走行検出が可能になるため小型化可能になると共に、歩数センサ１０１の感度軸Ｂを使用時に、走行によって生じる衝撃に対して所定角度になるように構成しているため、前記衝撃を正確に検出することが可能になり、正確な走行検出が可能になるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
歩数計の構成要素全てを使用者に装着して使用するように構成した歩数計や、一部の構成要素（少なくとも歩数センサ）を使用者に装着すると共に他の構成要素を前記一部の構成要素と無線で信号の送受信を行うように構成し、前記他の構成要素は使用者から離れた場所に設けるようにした歩数計等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る走行用歩数計のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る歩数計の外観正面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る歩数計の部分内部構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る歩数計の使用態様を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る歩数計の使用態様を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る歩数計の動作を説明するための波形図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る歩数計の動作を説明するための特性図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・・走行用歩数計
１００・・・走行検出回路
１０１・・・歩数センサ
１０２・・・電荷−電圧変換手段
１０５・・・フィルタ手段
１０６・・・増幅手段
１０７・・・二値化手段
１０８・・・ＣＰＵ
１０９・・・入力手段
１１０・・・表示手段
１１１・・・報音手段
１１２・・・発振手段
１１３・・・記憶手段
２０１・・・歩数計本体
２０４・・・美錠
２０５・・・ベルト
２０６・・・小穴
４０１・・・左手首
５０１、５０２・・・使用者
【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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