JP2712269B2 - Step number display control device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、歩数表示制御装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a step count display control device.
［従来技術とその問題点］ 従来、歩行した時の歩数を計数して表示する装置とし
て歩数計がある。歩数計は、回動自在に軸支され且つ先
端部をバネで弾性支持された振子と、この振子に配設さ
れた重りと、この重りの振動に連動してオン・オフする
機械的なスイッチとから構成されている。そして、歩行
した時、前記振子に配設された重りの振動により、動作
する前記スイッチの動作回数を計数することにより歩数
を算出していた。この様な歩数計は上述の様に機械的な
構造であるため、構造が複雑で破損しやすいという問題
があった。[Prior art and its problems] Conventionally, there is a pedometer as a device for counting and displaying the number of steps when walking. The pedometer is a pendulum which is rotatably supported and whose tip is elastically supported by a spring, a weight disposed on the pendulum, and a mechanical switch which is turned on / off in conjunction with the vibration of the weight. It is composed of Then, when walking, the number of steps of the switch is calculated by counting the number of times the switch is operated by the vibration of a weight provided on the pendulum. Since such a pedometer has a mechanical structure as described above, there is a problem that the structure is complicated and easily broken.
そこで、この問題を解決するものとして、圧電素子を
利用した加速度センサーを備えた歩数計が考えられてい
る。この歩数計は、歩行した時の振動を圧電素子で検知
し、この圧電素子が振動によって発生する電気信号を増
幅し、この増幅された信号をデジタル信号に変換する。
そしてこのデジタル信号のロウレベルからハイレベルに
変化する変化点を計数することにより歩数を算出してい
る。In order to solve this problem, a pedometer provided with an acceleration sensor using a piezoelectric element has been considered. The pedometer detects the vibration when walking with a piezoelectric element, amplifies an electric signal generated by the vibration with the piezoelectric element, and converts the amplified signal into a digital signal.
Then, the number of steps is calculated by counting the number of transition points at which the digital signal changes from a low level to a high level.
ところで、圧電素子を利用した歩数計は、上述したよ
うに振動を検出した圧電素子から発生された電気信号を
処理して歩数を検出するものであるが、前記圧電素子は
検出した振動の強度に応じて発生する信号の大きさが変
化するために、振動の強度が大幅に異なる歩行した時と
走行した時とでは、圧電素子が発生する電気信号の振幅
が大きく違ってしまうため、夫々の状態において正確に
歩数を算出できなかった。By the way, a pedometer using a piezoelectric element detects the number of steps by processing an electric signal generated from the piezoelectric element that has detected the vibration as described above, but the piezoelectric element has an intensity of the detected vibration. The amplitude of the electric signal generated by the piezoelectric element is significantly different between walking and running because the amplitude of the signal generated varies greatly when walking and running because the magnitude of the signal generated varies depending on the state. Could not calculate the number of steps accurately.
［発明の目的］ この発明は、上述の如き事情に鑑みてなされたもので
あり、歩行や走行等の歩数を確実に計数して表示するこ
とができる歩数表示制御装置の提供を目的とする。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a step number display control device capable of reliably counting and displaying the number of steps such as walking and running.
［発明の要点］ この発明は、圧電素子を利用した信号発生手段で各種
走行に伴なう振動を検出し、この検出による電気信号を
増幅する増幅器の増幅率を、選択された歩行モードに応
じて、適切な増幅率に可変することを要旨とする。[Summary of the Invention] The present invention detects a vibration accompanying various traveling by a signal generating means using a piezoelectric element, and changes an amplification factor of an amplifier for amplifying an electric signal based on the detection in accordance with a selected walking mode. Therefore, the gist is to change the amplification factor to an appropriate one.
なお、信号発生手段である圧電素子は加速度センサで
構成され、増幅手段は２つのオペアンプ、抵抗Rf Ri1〜
Ri3で構成され、選択手段はスイッチ、ワンショット回
路、モードカウンタで構成され、可変制御手段はデコー
ダ、トランスファーゲートで構成され、表示制御手段は
CPUで構成される。The piezoelectric element, which is a signal generating means, is composed of an acceleration sensor, and the amplifying means is composed of two operational amplifiers, resistors Rf Ri1 to Rf1.
Ri3, the selection means is composed of a switch, a one-shot circuit, a mode counter, the variable control means is composed of a decoder and a transfer gate, and the display control means is
Consists of a CPU.
［実施例］ 以下、図面に示す一実施例に基づき、本発明を具体的
に説明する。なお、本実施例は、歩数計付の電子腕時計
に本発明を適用したものである。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described based on an example shown in the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an electronic wristwatch with a pedometer.
構 成 １は時計ケースであり、この時計ケース１には上面に
デジタル表示部２が、側面に詳細を後述するモード切換
スイッチSA、歩幅設定スイッチSBが配設されている。３
は液晶表示パネルを備えたハウジングであり、４は回路
基板である。この回路基板４には詳細を後述する加速度
センサ５、LSI7、このLSI7の端子部６が夫々配設され、
さらに電池収納部８が形成されている。９は電池であ
る。10は地板である。そして、これらハウジング３、回
路基板４、地板10とが一体形成されてモジュールとな
る。11は裏ぶたである。Configuration 1 is the watch case, the digital display 2 on the upper surface in the watch case 1, the mode selector switch S A which will be described later in detail aspects, the stride setting switch S B is disposed. 3
Is a housing provided with a liquid crystal display panel, and 4 is a circuit board. The circuit board 4 is provided with an acceleration sensor 5, an LSI 7, and a terminal 6 of the LSI 7, which will be described in detail later.
Further, a battery storage section 8 is formed. 9 is a battery. 10 is a main plate. The housing 3, the circuit board 4, and the ground plane 10 are integrally formed to form a module. 11 is the back cover.
第２図は、第１図で示した加速度センサ５を詳細に示
す図である。円筒形状の金属のケース15内には、薄板圧
電素子片16a、16bが二枚接合されてなる圧電物質片16の
一端が片持ちに固定されている（すなわち、他端は自由
端となっている）。そして、この圧電物質片16の固定端
近傍の左右両面には絶縁性の底面15aを介してケース外
に引出されている２本のリード線17、18の夫々の一端1
9、20がそれぞれハンダ付けにより接続されている。FIG. 2 is a diagram showing the acceleration sensor 5 shown in FIG. 1 in detail. In a cylindrical metal case 15, one end of a piezoelectric material piece 16 formed by joining two thin plate piezoelectric element pieces 16a and 16b is fixed to a cantilever (that is, the other end is a free end. There). One end 1 of each of two lead wires 17 and 18 drawn out of the case via an insulating bottom surface 15a is provided on both left and right surfaces near the fixed end of the piezoelectric material piece 16.
9 and 20 are respectively connected by soldering.
また、該圧電物質片16は、第２図に示す薄板圧電素子
片16a、16bの側面が第１図に示す回路基板４と垂直に向
い合うように取付けられている。Further, the piezoelectric material piece 16 is mounted such that the side surfaces of the thin plate piezoelectric element pieces 16a and 16b shown in FIG. 2 face vertically to the circuit board 4 shown in FIG.
然して、上記の如き電子腕時計を腕に取付け走行し、
腕を上下に振った場合、加速度センサ５内の圧電物質片
16の自由端は、第３図に矢印で示す方向に交互に振動す
る。However, the electronic wristwatch as described above was attached to the arm and traveled,
When the arm is swung up and down, the piezoelectric material piece in the acceleration sensor 5
The 16 free ends alternately vibrate in the direction indicated by the arrows in FIG.
このとき、圧電物質片16の側面16a、16bには、圧力又
は張力が加えられる。このため両面には交互にプラス電
荷又はマイナス電荷が誘起される（素子片16aの側面に
マイナスの電荷が誘起されたときは、素子片16bの側面
には、それと等量のプラスの分極電荷が誘起され、その
分極電荷量は圧電物質片16の変形が最も大きいときに最
大となる）。At this time, pressure or tension is applied to the side surfaces 16a and 16b of the piezoelectric material piece 16. Therefore, a positive charge or a negative charge is induced alternately on both surfaces (when a negative charge is induced on the side surface of the element piece 16a, an equal amount of positive polarization charge is applied on the side surface of the element piece 16b). Induced, and the amount of polarization charge becomes maximum when the deformation of the piezoelectric material piece 16 is the largest).
然して、リード線17、18間には、上記両側面に誘起さ
れる分極電荷に対応する電圧が生ずることになる。な
お、第４図は、加速度センサ５が受ける振動衝撃加速度
と、上記電圧の関係を示すものであり、縦軸は出力電圧
［Ｖ］、横軸は加速度［Ｇ］である。同図に示す如く、
走行による圧電物質片16の振動衝撃加速度と誘起される
電圧は、比例する。However, a voltage corresponding to the polarization charge induced on both side surfaces is generated between the lead wires 17 and 18. FIG. 4 shows the relationship between the vibration impact acceleration received by the acceleration sensor 5 and the above-mentioned voltage. The vertical axis represents the output voltage [V], and the horizontal axis represents the acceleration [G]. As shown in FIG.
The vibration impact acceleration of the piezoelectric material piece 16 due to the running and the induced voltage are proportional.
第５図は、本実施例の回路構成を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the present embodiment.
５は加速度センサであり、前述した構成となってい
る。この加速度センサ５の一方のリード線はアースさ
れ、他方のリード線はオペアンプ23のプラス入力端子に
接続されている。該オペアンプ23の出力端子はマイナス
入力端子に直接、接続され、該オペアンプ23は電圧ホル
ワとして機能する。オペンアンプ23の出力端子とオペア
ン24のプラス入力端子間に接続されている抵抗R1と、上
記オペアンプ24のプラス入力端子とアース間に接続され
ているコンデンサC1とは、ローパスフィルタを構成し、
オペアンプ23からの出力に含まれている高周波成分を除
き、該出力を滑らかなものにしている。上記オペアンプ
23からの信号をプラス入力端子に入力するオペアンプ24
の出力はフィードバック抵抗Rfを介してそのマイナス入
力端子側にフィードバックされている。また、該マイナ
ス入力端子には、抵抗Ri1、Ri2、Ri3の一端がそれぞれ
接続されており、これらの抵抗の他端は、それぞれ、後
述のモード設定部26からの開閉制御信号を受けて開閉す
るトランスファーゲートTG1、TG2、TG3を介して、接地
されている。なお、抵抗Ri1、Ri2、Ri3の抵抗値はRi1＜
Ri2＜i3となっている。オペアンプ24の出力端子と波形
整形部25とに接続されているコンデンサC2と、上記波形
整形部25の入力端子とアース間に接続されている抵抗R2
とはハイパスフィルタを構成し、オペアンプ24からの出
力中の直流分を除いている。波形整形部25は、オペアン
プ24からの信号を整形し、パルス信号とする回路であ
る。次に、本実施例においては、散歩等の走行スピード
で歩行するときに用いられる歩行モードと、心肺機能強
化等体力の向上を目的として、歩幅を広くとりピッチを
早くして歩くエクササイズウォーキングのときに用いら
れるエクササイズウォーキングモードと、上記エクササ
イズウォーキングよりもピッチを早くして走行する一般
の走行時に用いられる走行モードとの３つのモードがあ
る。モード切換えスイッチSAは、これらのモードを切換
るためのスイッチである。ワンショット回路27はモード
切換えスイッチSAが操作される毎にワンショットパルス
を送出する回路である。モードカウンタ28は、ワンショ
ット回路27からのワンショットパルス信号が送られてく
る毎にカウント値を＋１していく３進のカウンタで、そ
のカウンタ値が「０」のときは歩行モード、「１」のと
きは、エスササイズウォーキングモード、「２」のとき
は、走行モードを、それぞれ指定し、そのカウントデー
タはデコーダ29およびCPU21に与えられる。デコーダ29
は、モードカウンタ28からのカウント値に基づき、その
カウント値が「０」の時には前記トランスファーゲート
TG1を指定し、「１」の時にはトランスファーゲートTG2
を指定し、「２」の時にはトランスファーゲートTG3を
指定してそれぞれのゲートを開放する回路である。Reference numeral 5 denotes an acceleration sensor having the above-described configuration. One lead of the acceleration sensor 5 is grounded, and the other lead is connected to a positive input terminal of the operational amplifier 23. The output terminal of the operational amplifier 23 is directly connected to the minus input terminal, and the operational amplifier 23 functions as a voltage holwer. A resistor R 1 that is connected between the positive input terminal of the output terminal and op amp 24 of Open'anpu 23, the capacitor C 1 which is connected between the positive input terminal and the ground of the operational amplifier 24, and a low-pass filter,
Except for high-frequency components included in the output from the operational amplifier 23, the output is made smooth. The above operational amplifier
Operational amplifier 24 that inputs the signal from 23 to the plus input terminal
Is fed back to its negative input terminal side via a feedback resistor Rf . One end of each of resistors R i1 , R i2 , and R i3 is connected to the minus input terminal, and the other end of each of the resistors receives an open / close control signal from a mode setting unit 26 described later. It is grounded via transfer gates TG 1 , TG 2 and TG 3 which open and close. Note that the resistance values of the resistors R i1 , R i2 , and R i3 are R i1 <
R i2 < i3 . A capacitor C 2 connected to the output terminal and the waveform shaping section 25 of the operational amplifier 24, resistors are connected between the input terminal of the waveform shaping portion 25 and ground R 2
Constitutes a high-pass filter and removes the DC component in the output from the operational amplifier 24. The waveform shaping unit 25 is a circuit that shapes a signal from the operational amplifier 24 and generates a pulse signal. Next, in the present embodiment, in the walking mode used when walking at a running speed such as a walk, and for the purpose of improving physical strength such as cardiopulmonary function enhancement, in the case of exercise walking in which the stride is widened and the pitch is increased, the walking is performed. There are three modes: an exercise walking mode used for the exercise, and a traveling mode used for ordinary traveling in which the pitch is made faster than the exercise walking. The mode switch S A is a switch for switching between these modes. One-shot circuit 27 is a circuit for sending a one-shot pulse each time the mode switch S A is operated. The mode counter 28 is a ternary counter that increments the count value by one each time a one-shot pulse signal is sent from the one-shot circuit 27. "," The exercise walking mode is designated, and "2", the running mode is designated, and the count data is given to the decoder 29 and the CPU 21. Decoder 29
Is based on the count value from the mode counter 28, and when the count value is "0", the transfer gate
TG 1 is specified, and when "1", transfer gate TG 2
Specified, it is a circuit to open the respective gate to specify the transfer gate TG 3 at the time of "2".
歩幅設定部30は、歩幅設定スイッチSB、ワンショット
回路31、歩幅カウンタ32から構成されている。然して、
歩幅設定スイッチSBは、歩幅を設定するのに用いられる
スイッチである。ワンショット回路31は歩幅設定スイッ
チSBが操作される度にワンショットパルス信号を送出す
る回路である。歩幅カウンタ32は、上記ワンショット回
路31からワンショットパルス信号が送られてくる毎に計
数し、その計数データをCPU21に送出する回路である。Stride setting unit 30, stride setting switch S B, one-shot circuit 31, and a stride counter 32. However,
Stride setting switch S B is a switch used to set the stride. One-shot circuit 31 is a circuit for sending a one-shot pulse signal every time the stride setting switch S B is operated. The stride counter 32 is a circuit that counts each time a one-shot pulse signal is sent from the one-shot circuit 31 and sends the count data to the CPU 21.
表示部35はCPU21から送られてくるデータを表示する
回路部である。The display unit 35 is a circuit unit that displays data sent from the CPU 21.
然して、CPU21は、歩行信号作成部22の波形整形部25
から送られてくるパルス信号のパルス数を計数して歩数
を算出し、これと歩幅設定部30からの歩幅データを積算
して歩行距離を出し、更にモードカウンタ28のカウント
値を取込みどのモードが指定されているかを確認して上
記歩数、歩行距離および指定されているモードを表示部
35に表示する。However, the CPU 21 controls the waveform shaping unit 25 of the walking signal creating unit 22.
Calculates the number of steps by counting the number of pulses of the pulse signal sent from the controller, integrates this and the stride data from the stride setting unit 30 to obtain the walking distance, and further takes in the count value of the mode counter 28 to determine which mode Check whether the specified number of steps, walking distance and specified mode are displayed.
Display on 35.
動 作 次に、以上の如く構成された本実施例の動作について
上述した歩行モード、エクササイズウォーキングモード
及び走行モード別に説明する。Operation Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described for each of the above-described walking mode, exercise walking mode, and running mode.
（イ）歩行モードでの動作 まず、歩行モード時の動作について説明する。この場
合、使用者は、歩行に先立って、モード切換えスイッチ
SAを操作して、ワンショット回路27からモードカウンタ
28にワンショットパルス信号を送りモードカウンタ28に
０をセットし歩行モードとする。このとき、CPU21はモ
ードカウンタ28の設定値を取込んで表示部35に表示する
ので使用者は、所望のモードとなったか否かを表示部35
を見ることによって認識できる。次に、歩幅設定スイッ
チSBを操作して、歩幅を設定する。このときも、CPU21
は、歩幅カウンタ32で指定されている歩幅を取込み、こ
れを表示部35に表示するので、使用者は、表示部35を見
て所望の歩幅が設定されたか否かを認識できる。(A) Operation in walking mode First, the operation in the walking mode will be described. In this case, the user needs to switch the mode change switch prior to walking.
Operate S A to switch the mode counter from the one-shot circuit 27
A one-shot pulse signal is sent to 28, and 0 is set to the mode counter 28 to set the walking mode. At this time, the CPU 21 takes in the set value of the mode counter 28 and displays it on the display unit 35, so that the user can determine whether the desired mode has been set or not.
You can recognize it by looking at it. Then, by operating the stride setting switch S B, to set the stride. Also at this time, CPU21
Captures the stride specified by the stride counter 32 and displays it on the display unit 35, so that the user can see the display unit 35 and recognize whether the desired stride has been set.
以上の準備の後、使用者は、歩行を開始する。このと
き、前述の加速度センサ５は歩行時の腕の振りにより圧
電物質片16が振動して、オペアンプ23のプラス入力端子
に第６図（ａ）の如き電圧波形の信号を送出する。そし
て上記電圧波形の信号は、電圧ホロワとして用いられて
いるオペアンプ23を経て、抵抗R1とコンデンサC1とから
なるローパスフィルタで高周波成分が除かれ、オペアン
プ24のプラス入力端子に与えられる。このとき、モード
設定部26には、上述の如く、「０」がセットされてお
り、デコーダ29はこれに基づいて開閉制御信号を送り、
トランスファーゲートTG1だけをオン状態とする。した
がって、オペアンプ24とフィードバック抵抗Rfと抵抗R
i1とは増幅率が となり、上記電圧波形の信号は、 倍されてコンデンサC2と抵抗R2とからなるハイパスフィ
ルタに入力する。そして、 倍に増幅された信号は、このハイパスフィルタで直流分
が除かれ、波形整形部25に与えられてパルス信号とさ
れ、CPU21に与えられる。CPU21はこのパルス信号のロウ
レベルからハイレベルへの変化点を計数して歩数データ
を得ると共に、この歩数データと歩幅カウンタ32からの
歩幅データとを積算して算出した歩行距離データを表示
部35に送出する。表示部35は、これら歩数データ及び歩
行距離データをデジタル表示していく。After the above preparations, the user starts walking. At this time, the above-mentioned acceleration sensor 5 vibrates the piezoelectric material piece 16 due to the swing of the arm during walking, and sends a signal having a voltage waveform as shown in FIG. 6 (a) to the plus input terminal of the operational amplifier 23. The signal of the voltage waveform, via the operational amplifier 23 which is used as a voltage follower, the high frequency component is removed by the low-pass filter consisting of resistor R 1 and capacitor C 1 Tokyo, it applied to the positive input terminal of the operational amplifier 24. At this time, “0” is set in the mode setting unit 26 as described above, and the decoder 29 sends an opening / closing control signal based on this, and
And on state only the transfer gate TG 1. Therefore, the operational amplifier 24, the feedback resistor Rf, and the resistor R
The amplification factor is i1 And the signal of the above voltage waveform is It is multiplied to the input to a high pass filter comprising a capacitor C 2 and a resistor R 2 Prefecture. And The DC signal is removed from the double-amplified signal by the high-pass filter, applied to the waveform shaping unit 25 to be converted into a pulse signal, and applied to the CPU 21. The CPU 21 counts the transition point of the pulse signal from a low level to a high level to obtain step count data, and displays the walking distance data calculated by integrating the step count data and the step length data from the step counter 32 on the display unit 35. Send out. The display unit 35 digitally displays the step count data and the walking distance data.
（ロ）エクササイズウォーキングモードでの動作 次に、エクササイズウォーキングモード時の動作につ
いて説明する。この場合、前記と同様にしてモード切換
えスイッチSAを操作してモードカウンタ28に「１」を設
定して、トランスファーゲートTG2のみをON状態とす
る。次に歩幅設定スイッチSBを操作し、歩幅カウンタ32
にエクササイズウォーキング時の歩幅を設定する。以上
の操作の後、使用者は歩行を開始する。然して、使用者
は、前記歩行時よりも、腕を強くかつ速く振ることにな
る。このため第６図（ｂ）に示す如く、加速度センサ５
からオペアンプ23のプラス入力端子に与えられる電圧波
形は、前述した歩行時よりも高くなり、その周期は短く
なる。このような電圧波形の信号は、前述の歩行モード
と同様にして、オペアンプ23、更に抵抗R1とコンデンサ
C1とからなるローパスフィルタを経てオペアンプ24のプ
ラス入力端子に与えられる。また、前述した様にモード
カウンタ28には「１」がセットされており、デコーダ29
はトランスファーゲートTG2のみをオン状態にしてい
る。これにより、オペアンプ24、フィードバック抵抗
Rf、抵抗Ri2は、その増幅率を前記歩行モードのときよ
りも小さい にする。然して、上記電圧波形は 倍されて、コンデンサC2と抵抗R2とからなるハイパスフ
ィルタを介して波形整形部25に与えられるが、加速度セ
ンサ５から出力される電圧値は第６図（ｂ）に示すよう
に、歩行時よりも高いので、増幅率が前述した歩行モー
ドの時よりも小さいものであっても、前記歩行モードの
ときと同じ出力電圧値の信号が波形整形部25に与えられ
る。波形整形部25は前記同様、 倍に増幅された信号をパルス信号に波形整形してCPU21
に与える。CPU21はエクササイズウォーキングによる歩
数データ及び歩行距離データを表示部35に送出し、表示
部35はこれら歩数データ及び歩行距離データを表示す
る。(B) Operation in Exercise Walking Mode Next, the operation in the exercise walking mode will be described. In this case, the the sets "1" to the mode counter 28 by operating the mode changeover switch S A in the same manner, the only transfer gate TG 2 to the ON state. Then operating the stride setting switch S B, step length counter 32
Set the stride length during exercise walking. After the above operation, the user starts walking. However, the user swings his arm stronger and faster than during the walking. For this reason, as shown in FIG.
Thus, the voltage waveform applied to the plus input terminal of the operational amplifier 23 becomes higher than that during walking, and the cycle thereof becomes shorter. Signal of such voltage waveforms in the same manner as described above the walking mode, the operational amplifier 23, further the resistance R 1 and a capacitor
It applied to the positive input terminal of the operational amplifier 24 through a low-pass filter consisting of C 1 Tokyo. As described above, "1" is set in the mode counter 28, and the decoder 29
Is the only transfer gate TG 2 in the ON state. This allows the operational amplifier 24, feedback resistor
R f and the resistance R i2 have an amplification factor smaller than that in the walking mode. To However, the above voltage waveform is It is multiplied, as shown in, but are given to the waveform shaping section 25 through a high-pass filter comprising a capacitor C 2 and a resistor R 2 Prefecture, voltage values output from the acceleration sensor 5 FIG. 6 (b), the walking Therefore, even if the amplification factor is smaller than that in the above-described walking mode, a signal having the same output voltage value as that in the walking mode is given to the waveform shaping unit 25. The waveform shaping unit 25 is similar to the above. The waveform of the double-amplified signal is shaped into a pulse signal.
Give to. The CPU 21 sends the step count data and the walking distance data by the exercise walking to the display unit 35, and the display unit 35 displays the step number data and the walking distance data.
（ハ）走行モードでの動作 次に、走行モード時の動作について説明する。この場
合、前述した歩行モード、エクササイズウォーキングモ
ード同様にして、モード切換えスイッチSAの操作によ
り、モードカウンタ28に「２」を設定して、トランスフ
ァーゲートTG3のみをON状態とし、次に歩幅設定スイッ
チSBを操作して歩幅カウンタ32に走行時の歩幅を設定す
る。以上の操作の後、使用者は走行を開始するのである
が、この場合、使用者は前記エクササイズウォーキング
のときよりも、更に腕を強くかつ速く振ることになる。
このため、第６図（ｃ）に示す如く、加速度センサ５か
らオペアンプ23のプラス入力端子に与えられる電圧波形
は、エクササイズウォーキングのときよりも更に高くな
り、その周期も更に短くなる。このような電圧波形の信
号は、前述した歩行モード、エクササイズウォーキング
モードと同様にして、オペアンプ23、更に抵抗R1とコン
デンサC1とからなるローパスフィルタを経てオペアンプ
24のプラス入力端子に与えられる。また、前述の如くモ
ードカウンタ28には２がセットされており、デコーダ29
はトランスファーゲートTG3のみをオン状態にしてい
る。これによりオペアンプ24、フィードバック抵抗Rf、
抵抗Ri3は、その増幅率を前述のエクササイズウォーキ
ングモードのときより、更に小さい にする。然して、上記電圧波形は 倍されて、コンデンサC2と抵抗R2とからなるハイパスフ
ィルタを介して波形整形部25に与えられるが、加速度セ
ンサ５から出力される電圧値は第６図（ｃ）に示すよう
にエクササイズウォーキングの時よりも高いので、増幅
率が歩行モード及びエクササイズウォーキングモードの
時よりも小さいものであっても、前記両モードのときと
同じ出力電圧値の振動が波形整形部25に与えられる。波
形整形部25は、 倍に増幅された信号をパルス信号に波形整形してCPU21
に与える。CPU21はこのパルス信号のロウレベルからハ
イレベルに変化する変化点を計数し、この計数値と、歩
幅カウンタ32からの歩幅データとを基に、走行した時の
歩数データ及び走行距離データを表示部35に表示してい
く。(C) Operation in traveling mode Next, the operation in the traveling mode will be described. In this case, the walking mode described above, in the same way exercise walking mode by operating the mode changeover switch S A, sets "2" to the mode counter 28, and only the transfer gate TG 3 to the ON state, then stride set by operating the switch S B to set the stride during running in stride counter 32. After the above operation, the user starts running. In this case, the user swings his arm stronger and faster than in the exercise walking.
Therefore, as shown in FIG. 6 (c), the voltage waveform applied from the acceleration sensor 5 to the plus input terminal of the operational amplifier 23 is higher than that during exercise walking, and its cycle is further shorter. Signal of such voltage waveforms, via walking mode described above, in the same manner as the exercise walking mode, the operational amplifier 23, a low pass filter consisting of further resistor R 1 and capacitor C 1 Tokyo operational amplifier
Provided to 24 plus input terminals. As described above, 2 is set in the mode counter 28, and the decoder 29
Is the only transfer gate TG 3 in the ON state. Thereby, the operational amplifier 24, the feedback resistor R f ,
The resistance R i3 has an amplification factor smaller than that in the exercise walking mode described above. To However, the above voltage waveform is Are multiplied, but given to the waveform shaping section 25 through a high-pass filter consisting of a capacitor C 2 resistor R 2 Prefecture, exercise walking as a voltage value output from the acceleration sensor 5 is shown in Figure No. 6 (c) Therefore, even if the amplification factor is smaller than that in the walking mode and the exercise walking mode, the same output voltage value vibration as in both modes is given to the waveform shaping unit 25. The waveform shaping unit 25 The waveform of the double-amplified signal is shaped into a pulse signal.
Give to. The CPU 21 counts a change point of the pulse signal that changes from a low level to a high level, and based on the counted value and the stride data from the stride counter 32, displays the number of steps data and the distance data of the run on the display unit 35. Will be displayed.
なお、この発明は上記実施例に限定されず、この発明
を逸脱しない範囲内において種々変形応用可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the present invention.
［発明の効果］ この発明は、以上詳述したように、圧電素子を利用し
た信号発生手段で各種走行に伴なう振動を検出し、この
検出による電気信号を増幅する増幅器の増幅率を、選択
された歩行モードに応じて、適切な増幅率に可変できる
ので、歩数を確実に計数して表示できる歩数表示制御装
置の提供を可能とする。[Effects of the Invention] As described above in detail, the present invention detects the vibration accompanying various traveling by the signal generation means using the piezoelectric element, and increases the amplification factor of the amplifier that amplifies the electric signal based on the detection. Since the amplification factor can be changed to an appropriate amplification factor according to the selected walking mode, it is possible to provide a step number display control device capable of reliably counting and displaying the number of steps.
第１図は、本発明の実施例の分解斜視図、第２図は第１
図における加速度センサの構造を詳細に示す図、第３図
は第２図に示す加速度センサの加速度検出原理を示す
図、第４図は上記加速度センサの出力特性図、第５図は
上記実施例の回路構成を示す図、第６図は、各種歩行態
様での上記加速度センサの出力波形を示す図である。 １……時計ケース、２……液晶表示パネル、３……ハウ
ジング、４……回路基板、５……加速度センサ、６……
端子部、７……LSI、８……電池収納部、９……電池、1
0……地板、11……裏ぶた、15……ケース、15a……底
面、16……圧電物質片、16a、16b……圧電物質片16の側
面、21……CPU、25……波形整形部、27、31……ワンシ
ョット回路、28……モードカウンタ、29……デコーダ、
30……歩幅設定部、32……歩幅カウンタ、35……表示
部、TG1、TG2、TG3……トランスファーゲート、Rf……
フィードバック抵抗。FIG. 1 is an exploded perspective view of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the structure of the acceleration sensor in detail, FIG. 3 is a diagram showing the principle of acceleration detection of the acceleration sensor shown in FIG. 2, FIG. 4 is an output characteristic diagram of the acceleration sensor, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing output waveforms of the acceleration sensor in various walking modes. 1 ... watch case, 2 ... liquid crystal display panel, 3 ... housing, 4 ... circuit board, 5 ... acceleration sensor, 6 ...
Terminal part, 7 LSI, 8 Battery storage part, 9 Battery, 1
0: Base plate, 11: Back lid, 15: Case, 15a: Bottom, 16: Piezoelectric material piece, 16a, 16b: Side surface of piezoelectric material piece 16, 21: CPU, 25: Waveform shaping unit , 27, 31 ... one-shot circuit, 28 ... mode counter, 29 ... decoder
30 ...... stride setting unit, 32 ...... stride counter, 35 ...... Display unit, TG 1, TG 2, TG 3 ...... transfer gates, R f ......
Feedback resistance.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−51839（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−14321（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−33680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−46266（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−36771（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−185164（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−2776（ＪＰ，Ｕ)Continuation of the front page (56) References JP-A-63-51839 (JP, A) JP-A-58-14321 (JP, A) JP-A-61-33680 (JP, A) JP-A-62-46266 (JP) JP-A-54-36771 (JP, A) JP-A-61-185164 (JP, U) JP-A-2-2776 (JP, U)
Claims (1)
力電圧が異なる電気信号を発生する信号発生手段と、 この信号発生手段から発生された電気信号を増幅する増
幅手段と、 歩行モードおよび走行モードのいずれかを選択する選択
手段と、 この選択手段により選択された歩行モードおよび走行モ
ードのいずれか一方のモードに応じて、前記増幅手段の
増幅率を可変制御する可変制御手段と、 前記増幅手段により増幅された信号に基づいて歩数を表
示するように制御する表示制御手段とを備え、 前記信号発生手段は圧電素子からなることを特徴とする
歩数表示制御装置。1. A signal generating means for generating an electric signal having a different output voltage according to the magnitude of vibration accompanying walking and running; an amplifying means for amplifying an electric signal generated from the signal generating means; Selecting means for selecting any one of the walking mode and the running mode selected by the selecting means; andvariable control means for variably controlling the amplification factor of the amplifying means, Display control means for controlling to display the number of steps based on the signal amplified by the amplifying means, wherein the signal generating means comprises a piezoelectric element.
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH01265166A JPH01265166A (en) | 1989-10-23 |
| JP2712269B2 true JP2712269B2 (en) | 1998-02-10 |
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ID=14130610
Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2712860B2 (en) * | 1991-03-25 | 1998-02-16 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor acceleration sensor |
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|---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-04-18 JP JP63095182A patent/JP2712269B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008084271A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Seiko Instruments Inc | Pedometer |
Also Published As
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|---|---|
| JPH01265166A (en) | 1989-10-23 |
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