身體活動測量裝置的製作方法

2023-05-02 20:14:26

專利名稱：身體活動測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及身體活動測量裝置。
背景技術：
近年來，因為健康風潮的盛行，享受步行的樂趣的人正在增加。對於為了保持健康 狀態而進行步行的人而言，知道自己進行的運動(步行)是何種程度的身體活動是重要的， 以往使用步數計計測步數及步行距離。此外，最近也有為了代謝綜合症治療或預防而進行步行的人，面向這樣的用戶，以 往提供了不是單單計測步數、還計測身體的活動量(運動強度等)、促使進行規定的強度以 上的步行的裝置。此外，以往還提供了基於檢測生物體的身體運動的加速度傳感器的檢測信號、求 出運動帶來的消耗卡路裡及運動的生活活動強度並顯示的運動量測量裝置(例如參照專 利文獻1)。此外，在以往的活動量計中，還有以活動量eXercise(EX)的單位顯示用戶進行 了何種程度的量的身體活動的裝置。另外，所謂exercise，是表示身體活動的量的單位，是 對身體活動的強度(代謝當量)乘以身體活動的實施時間(小時)後的值。此外，所謂代 謝當量(METs metabolic equivalents)，是在美國運動醫學會中使用的、表示身體活動的 強度相當於安靜時的幾倍的單位。[專利文獻1]日本特開平8-126632號公報但是，在上述運動量測量裝置及活動量計中，由於用戶進行的身體活動的量用生 活活動強度(運動強度)或exercise這些對於一般的用戶而言不耳熟的單位顯示，所以具 有難以直觀地理解自己進行了何種程度的運動的問題。此外，由於作為用於主動健康的身 體活動量而推薦1周23Ex的運動，所以在用exercise (Ex)的單位顯示身體運動的量的活 動量計中，活動量的目標值被固定為1周23Ex，對於想要挑戰更高的目標的用戶而言是不 夠的。

發明內容
本發明是鑑於上述問題而做出的，其目的是提供一種能夠直觀地掌握自己進行的 運動的量、並且能夠容易地將移動速度的目標值設定為希望的值的身體活動測量裝置。為了達到上述目的，技術方案1的發明的特徵在於，具備身體運動檢測機構，以 預定的測量周期檢測身體的身體運動；移動速度運算機構，基於身體運動檢測機構的檢測 結果運算移動速度；目標設定機構，將對普通移動時的平均移動速度乘以用戶使用輸入機 構輸入的倍率後得到的速度設定為目標移動速度；計時機構，對運算機構求出的移動速度 為目標移動速度以上的快速步行時間進行計時；以及顯示機構，將由計時機構計時出的快 速步行時間與目標移動速度一起顯示。技術方案2的發明在技術方案1的發明中，其特徵在於，計時機構還計測用戶移動 的總移動時間，顯示機構將總移動時間與快速步行時間一起顯示。
發明效果根據技術方案1的發明，通過用戶使用輸入機構輸入相對於普通移動時的平均移 動速度的倍率，來設定目標移動速度，所以具有能夠設定作為運動的目標而容易進行判斷 的目標、以及能夠將適合各個用戶的希望的值設定為目標值的效果。並且，計時機構對移動 速度為目標移動速度以上的快速步行時間進行計時，將計時出的快速步行時間與目標移動 速度一起顯示在顯示機構上，所以還具有能夠直觀地掌握自己進行的運動的量的效果。根據技術方案2的發明，由於除了快速步行時間以外還將總移動時間顯示在顯示 機構上，所以能夠容易地掌握在總移動時間中快速步行時間是何種程度。


圖1是實施方式1的活動量計的塊圖。圖2表示上述活動量計，圖2(a)是正視圖，圖2(b)是右側視圖，圖2(c)是後視圖， 圖2(d)是俯視圖，圖2(e)是仰視圖。圖3(a)是從前方觀察上述活動量計的外觀立體圖，圖3(b)是從後方觀察上述活 動量計的外觀立體圖。圖4是上述活動量計的液晶顯示被全部顯示的狀態的正視圖。圖5是上述活動量計的設定畫面的說明圖。圖6(a) (e)是顯示上述活動量計的測量結果的畫面的說明圖。圖7是顯示上述活動量計的高位3位的測量結果的畫面的說明圖。圖8(a) (C)是上述活動量計的區間計測的顯示畫面的說明圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對將本發明的技術思想應用到測量身體活動的活動量的活動量 計中的實施方式進行說明。本實施方式的活動量計是如後述那樣用戶能夠佩戴在腰上而使用的程度的小型 的結構，具備圖1所示那樣的電路。該活動量計包括作為檢測用戶的身體的身體運動的身體運動檢測機構的3軸加 速度傳感器1、由微型計算機構成的運算處理部2、A/D變換部3、輸入操作部4、顯示部5、存 儲部6、和電池電源部(未圖示)。加速度傳感器1例如是將相互垂直的3軸的各加速度以模擬形式輸出的3軸加速 度傳感器。作為這樣的加速度傳感器1，可以使用利用小型且低功耗的MEMSmcro Electro Mechanical Systems 微機電系統)的加速度傳感器。另外，作為加速度傳感器1，也可以 採用壓電電阻型的加速度傳感器、靜電電容型的加速度傳感器等。此外，作為3軸加速度傳 感器，既可以使用將2軸加速度傳感器與1軸加速度傳感器組合而能夠輸出3軸的加速度 值的結構，也可以使用3個1軸加速度傳感器而能夠輸出3軸的加速度值的結構。A/D變換部3將加速度傳感器1的輸出以規定的測量周期採樣並變換為數字形式 的加速度值，輸出給運算處理部2。另外，這樣的A/D變換部3可以採用以往公知的結構，所 以省略詳細的說明。運算處理部2具備運動指標運算功能21、步數計測功能22、作為移動速度運算機構的步行速度運算功能23、步行距離運算功能M、作為目標速度設定機構的目標速度設定 功能25、作為計時機構的計時功能26、以及進行顯示部5及輸入操作部4的輸入輸出控制 和對存儲部6的讀寫控制的控制功能27。另外，運算處理部2例如由微型計算機構成，上述 運動指標運算功能21、步數計測功能22、步行速度運算功能23、步行距離運算功能24、目標 速度設定功能25、計時功能沈及控制功能27通過運算處理部2的運算功能實現。運動指標運算功能21根據由加速度傳感器1檢測且由A/D變換部3變換為數字信 號的加速度的值，運算用相對於安靜時的氧攝取量的比表示的運動強度(METKmetabolic equivalents ，作為與安靜時的運動強度相對應的比的指標。該運動強度通過身體運動帶 來的加速度傳感器1的輸出與使身體運動變化時的氧攝取量的關係式求出。另外，關於運 動強度的計算方法，與在日本特開2006-204446號中記載的活動量計是同樣的，所以省略 其說明。此外，在運動指標運算功能21中，如果求出運動強度，則通過運算運動強度的運算 結果與運動的持續時間之乘積(METs 小時)，計算身體活動的量(單位是exercise)，並且 使用在厚生勞動省的《用於主動健康的運動方針2006 exercise指引2006》中記載的下 述簡單換算式計算能量消耗量。能量消耗量(kcal)= 1. 05XexerciseX 體重(kg)此外，步數計測功能22根據由加速度傳感器1檢測到的例如上下方向的加速度的 周期對步數進行計數。另外，步數計測功能22也可以通過將由運動指標運算功能21運算 出的運動強度換算為步數來求出步數。步行速度運算功能23通過將例如由A/D變換部3變換為數位訊號後的加速度的 值中的、沿著水平方向的2軸的加速度的合成值進行積分，來計算移動速度。步行距離運算功能M通過對由步數計測功能22計數的步數乘以預先設定的用戶 的步幅，來計算步行距離。目標速度設定功能25將對用戶使用輸入操作部4輸入的普通步行的移動速度V 乘以使用輸入操作部4輸入的倍率a得到的值(VXa)作為目標移動速度存儲到存儲部6 中。計時功能沈對由步行速度運算功能23運算的移動速度成為由目標速度設定功能 25設定的目標移動速度以上的快速步行時間進行計時，將計時結果存儲到存儲部6中。此 外，計時功能26對由步行速度運算功能23求出的移動速度為作為停止中與移動中之間的 邊界值的閾值以上的總移動時間進行計時，將計時結果存儲到存儲部6中，並且能夠根據 總移動時間與快速步行時間的差的時間計算以比目標移動速度慢的速度移動的時間。控制功能27按照輸入操作部4的顯示切換操作，將實時顯示在顯示部5上的運 動指標值(運動強度及exercise)、步數、步行速度、步行距離的顯示等切換顯示；或將運算 結果的數據、各數據生成時的時刻數據、運動時間的數據；或通過輸入操作部4的操作按鈕 4a 4d的操作設定的個人屬性等的數據保存到存儲部6中；或進行將該保存的數據讀出 的處理。此外，在控制功能27中，將用戶過去進行的運動量中的高位的3個記錄與時刻數據 一起存儲到存儲部6中，或將根據輸入操作部4的操作而記錄的規定區間的測量結果(步 數、步行速度及步行距離)存儲到存儲部6中(所謂分解功能)。進而，控制功能27能夠使 顯示部5進行設定畫面等的顯示，顯示內容的切換能夠通過用戶切換操作輸入操作部4來 進行。
上述活動量計的電路收納在圖2 圖4所示那樣的主體10中。活動量計的主體 10形成為正視的形狀是大致正方形、厚度尺寸比上下左右的各尺寸小的長方體狀。另外，在 以下的說明中，在圖2(a)所示的朝向規定上下左右的方向，以圖2(b)中的左側為前側來進 行說明。在該主體10的前面上露設有由液晶顯示器構成的顯示部5，在設在主體10的左右 兩側面上的凹處11，11中，分別露設有各兩個輸入操作部4的操作按鈕如 4d。在主體10的背面上，設有用來將主體10安裝到用戶的衣服上的保持件12。保持件 12包括側視二字形的支撐片13、13，從主體10的背面上部的左右兩側分別向後方突出，前 端側被向下方彎折，進而其前端再被向背面側彎折；U字狀的連結片14，將支撐片13、13的 前端側連續一體地連結；壓片15，從連結片14的左右方向中央部朝向斜上方延長形成；以 及推壓杆16，轉動自如地安裝在支撐片13、13間。支撐片13、13的中央片(與主體10的背面平行的片)配置成與主體10的背面之 間保持規定的間隙。連結片14被傾斜地彎折，以使其越向下側行進則與主體10的背面的距離越寬，從 而容易將衣服插入到保持件12與主體10之間。壓片15具有彈性，斜向傾斜，以使其越向前端側行進則與主體10的距離越短，在 該壓片15與主體10之間夾持衣服。推壓杆16通過將插通在設於一端側的軸孔中的軸17支撐在設於支撐片13上的 軸承部18中，相對於支撐片13轉動自如地安裝。該推壓杆16是在圖2(b)所示的狀態下、 在下端部的比前後方向中央部(圖2(b)的左右方向中央部)稍稍向後方(圖2(b)的右側) 偏移的位置處軸支撐在軸17上的，所以在將推壓杆16向上側放倒的狀態(圖2 (b)的狀態) 下，與將推壓杆16向下側放倒的狀態相比，由推壓杆16將壓片15向主體10側推壓，壓片 15與主體10的間隙變窄。因而，在將主體10安裝到衣服上時，如果將推壓杆16向下側放 倒並在將壓片15與主體10的間隙擴大的狀態下將衣服插入到主體10的背面與壓片15之 間，則由壓片15與主體10的背面之間夾持衣服。並且，在由於壓片15的彈簧力而要從衣 服脫落的情況下，如果將推壓杆16向上側放倒，則用推壓杆16的下端部的角將壓片15向 主體10側推壓，在壓片15與主體10之間牢固地保持衣服，所以能夠防止主體10的脫落。於是，通過用戶將本實施方式的活動量計佩戴到衣服上而攜帶，能夠進行基於該 用戶的身體運動(運動及生活活動)的活動量的計測。接著，對活動量計的使用方法進行說明。如果將電池安裝到活動量計中，則運算處 理部2在初始設定模式下開始動作。在初始設定模式中，運算處理部2的控制功能27使分 別設定身高、體重、年齡、性別、步幅、當前時刻(年、月、日)的設定畫面依次顯示在顯示部 5的畫面上。在各個設定畫面中，例如用戶如果在按下操作作為上指針按鈕的操作按鈕如 和作為下指針按鈕的操作按鈕4d並輸入希望的數值之後，按下操作作為設定按鈕的操作 按鈕4b，則控制功能27將由輸入操作部4輸入的值存儲到存儲部6中。如果初始設定結束，則運算處理部2在測量模式下開始動作，運算處理部2的運動 指標運算功能21、步數計測功能22、步行速度運算功能23及步行距離運算功能M基於來 自加速度傳感器1的傳感器輸入，分別進行運動指標(運動強度及exercise)、步數、步行速 度、步行距離的運算，控制功能27將運算結果顯示在顯示部5上。此外，運算處理部2比較由目標速度設定功能25設定的目標移動速度與步行速度運算功能23求出的步行速度的高 低，計時功能26對步行速度的測量結果是目標移動速度以上的快速步行時間進行計時。此 外，計時功能26還對步行速度運算功能23求出的步行速度為作為停止中與移動中之間的 邊界值的閾值以上的總移動時間進行計時。此外，運算處理部22的控制功能27將用戶過 去進行的運動中的步行速度進入到高位的3個中的運動記錄存儲到存儲部6，將其運動日 時、步行距離、步數等的運算結果也一起存儲到存儲部6中。這裡，在測量模式下，如果在動作中例如用戶將作為設定按鈕的操作按鈕4b長按 下規定時間(例如2秒)以上，則運算處理部2的動作模式切換為快速步行挑戰功能的設 定模式。另外，所謂快速步行挑戰功能，是指測量並顯示已經以設定為普通移動時的平均移 動速度的幾倍的目標移動速度以上的速度行走的時間的功能。如果切換為快速步行挑戰功 能的設定模式，則運算處理部2的控制功能27將圖5所示的設定畫面顯示在顯示部5上。 在該設定畫面中，如果用戶在例如按下操作作為上指針按鈕的操作按鈕4c及作為下指針 按鈕的操作按鈕4d而使普通步行的平均移動速度(例如4. 2km/h)與希望的數值一致後、 按下作為設定按鈕的操作按鈕4b，則控制功能27將由輸入操作部4輸入的平均移動速度存 儲到存儲部6中。如果平均移動速度的設定完成，則進行用來求出目標移動速度的倍率的 設定。例如，如果用戶在按下操作作為上指針按鈕的操作按鈕4c及作為下指針按鈕的操作 按鈕4d而與希望的數值後、按下操作作為設定按鈕的操作按鈕4b，則控制功能27將由輸 入操作部4輸入的倍率(例如1. 存儲到存儲部6中，平均移動速度及倍率的設定完成。 並且，目標速度設定功能M使用存儲在存儲部6中的平均移動速度及倍率設定目標移動速 度。另外，一旦設定了快速步行挑戰功能之後，如果將作為設定按鈕的例如操作按鈕4b長 按下上述規定時間以上，則還是切換為快速步行挑戰功能的設定模式，能夠進行平均移動 速度及倍率的設定。此外，在測量模式中，運算處理部2基於以規定的測量間隔從加速度傳感器1取入 的傳感器輸入進行運動指標(運動強度及exercise)、步數、步行速度、步行距離的運算，將 運算結果顯示在顯示部5上。圖6(a) (e)是顯示在顯示部5上的畫面的一例。圖6(a)是通常的顯示畫面，顯示當前的日期和步行速度、步行距離、步數的測量結果。如果將在顯示通常時的顯示畫面的狀態下操作1次作為顯示切換按鈕的例如操 作按鈕4c，則運算處理部2的控制功能27將圖6(b)所示的快速步行挑戰功能的顯示畫面 顯示在顯示部5上。在該畫面中，顯示當前的日期、目標移動速度及倍率的設定、已經以目 標移動速度以上的速度步行的時間A、和以不到目標移動速度的速度移動的時間B。另外， 在控制功能27中，也可以代替以不到目標移動速度的速度移動的時間B而將作為時間A與 時間B的總和的總移動時間顯示在顯示部5上，能夠容易地掌握在總移動時間中快速步行 時間是何種程度。此外，如果在顯示有快速步行挑戰功能的畫面的狀態下操作1次作為顯示切換按 鈕的例如操作按鈕4c，則運算處理部2的控制功能27如圖6 (c)所示，將區間計測的計測結 果從存儲部6讀出，顯示在顯示部5上。在該畫面中，顯示進行了區間計測的區間的距離、 和在該區間中步行所花費的步行時間及步數。此外，如果在顯示有區間計測的畫面的狀態下操作1次作為顯示切換按鈕的例如操作按鈕4c，則運算處理部2的控制功能27將圖6 (d)的畫面顯示在顯示部5上，在該畫面 中，顯示當日的活動量(exercise)]日間的合計的活動量(exercise)及消耗卡路裡(能 量消耗量)。此外，如果在消耗卡路裡及活動量顯示在顯示部5上的狀態下操作1次作為顯示 切換按鈕的例如操作按鈕4c，則運算處理部2的控制功能27將圖6(e)所示的畫面顯示在 顯示部5上，在該畫面中，顯示運動強度(METs)和當前的時間。此外，如果在顯示有圖6 (a) (e)的任一個畫面的狀態下將作為記錄顯示按鈕的 例如操作按鈕4d長按下規定時間(例如2秒)以上，則運算處理部2的控制功能27將存 儲在存儲部6中的高位的3個記錄(例如在步行速度從快到慢的順序中高位的3個記錄) 依次顯示在顯示部5上。圖7是顯示第1位(Nol)的記錄的畫面的一例，顯示有步行速度、 步行距離、步數的記錄和其運動日，例如每當按下操作按鈕4d時將高位的3個記錄依次顯7J\ ο接著，基於圖8(a) (C)對測量希望的區間中的運動的區間計測功能進行說明。 如果在活動量計以測量模式動作的過程中、用戶按下操作作為啟動按鈕的例如操作按鈕 4a,則運算處理部2被從通常的測量模式切換為區間計測模式，將顯示部5的顯示畫面切換 為圖8(a)所示那樣的區間計測顯示的畫面，成為測量開始操作的輸入等待狀態。如果在切 換為區間計測顯示的畫面的狀態下用戶再次按下操作作為啟動按鈕的操作按鈕如，則運算 處理部2開始區間計測，進行通常的測量處理，並且計測對象的計測區間中的步行距離、步 行時間及步數。另外，在區間計測中，運算處理部2的控制功能27如圖8(b)所示那樣使顯 示在顯示部5上的「區間」的字符閃爍，報告是區間計測中。並且，如果在區間計測中用戶 例如再次操作操作按鈕4a，則運算處理部2基於來自輸入操作部4的操作輸入結束區間計 測處理，將該區間中的步行距離、步行時間及步數顯示在顯示部5上(參照圖8(c))。另外， 如果在顯示有圖8 (c)的畫面的狀態下用戶例如操作操作按鈕4d，則運算處理部2基於來自 輸入操作部4的操作輸入而將計測結果的顯示復位，在顯示部5上顯示圖8 (a)的畫面。這 裡，如果用戶例如再次操作操作按鈕4d，則再次開始區間計測。如果在圖8(a)的狀態下操 作了其他操作按鈕或在一定時間中沒有進行操作輸入，則運算處理部2結束區間計測功能 而回到通常的測量模式，在顯示部5上顯示圖6(a)的畫面。如以上說明，在本實施方式的活動量計中，使運算處理部2具有快速步行挑戰功 能，通過用戶使用規定的操作按鈕如 4d輸入相對於普通移動時的平均移動速度的倍率， 來設定目標移動速度，所以能夠設定作為運動目標容易進行判斷的目標。並且，計時功能26 對移動速度為目標移動速度以上的快速步行時間進行計時，將計時出的快速步行時間與目 標移動速度一起顯示在顯示部5上，所以能夠直觀地掌握自己進行的運動的量。進而，計時功能沈除了快速步行時間以外還對總移動時間進行計時，通過運算處 理部2的控制功能27將快速步行時間和總移動時間兩者顯示在顯示部5上，能夠容易地掌 握在總移動時間中快速步行時間是何種程度。
權利要求
1.一種身體活動測量裝置，其特徵在於，具備 身體運動檢測機構，檢測身體的身體運動；移動速度運算機構，基於身體運動檢測機構的檢測結果運算移動速度； 目標設定機構，將對普通移動時的平均移動速度乘以用戶使用輸入機構輸入的倍率後 得到的速度設定為目標移動速度；計時機構，對移動速度運算機構求出的移動速度為目標移動速度以上的快速步行時間 進行計時；以及顯示機構，將由計時機構計時出的快速步行時間與目標移動速度一起顯示。
2.如權利要求1所述的身體活動測量裝置，其特徵在於，上述計時機構還對用戶移動的總移動時間進行計測，上述顯示機構將總移動時間與上 述快速步行時間一起顯示。
全文摘要
提供一種能夠直觀地掌握自己進行的運動的量並且能夠容易地將移動速度的目標值設定為希望的值的身體活動測量裝置。活動量計具備加速度傳感器(1)、運算處理部(2)、輸入操作部(4)和顯示部(5)。運算處理部(2)的目標速度設定功能(25)將對普通移動時的平均移動速度乘以用戶使用輸入操作部(4)輸入的倍率後得到的速度設定為目標移動速度。運算處理部(2)的步行速度運算功能(23)通過將從加速度傳感器(1)輸入的加速度的檢測值積分來求出移動速度，計時功能(26)對該移動速度為目標移動速度以上的快速步行時間進行計時。運算處理部(2)的控制功能(27)將快速步行時間的計時結果和目標移動速度顯示在顯示部(5)上。
文檔編號A61B5/11GK102038506SQ20101051496
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月18日 優先權日2009年10月19日
發明者三井雅之 申請人:松下電工株式會社