JPH07289540A

JPH07289540A - 運動量計測管理装置

Info

Publication number: JPH07289540A
Application number: JP6083551A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Tomohiro; 輝彦友広
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1995-11-07
Anticipated expiration: 2018-09-16
Also published as: JP3446088B2

Abstract

(57)【要約】【目的】運動量を定量的に把握し、健康管理や体力増
強を効率よく行なうことを目的とする。【構成】運動状態計測手段１と外部入力手段２とデー
タ記憶手段３と演算処理手段４と表示手段５と電源手段
６を備え、運動状態計測手段１が運動による移動速度や
振動の大きさ、あるいは、土地の起伏や風の強さなどの
少なくとも一つを検出して、データ記憶手段３に保存し
たデータと、あらかじめ外部入力装置２から入力された
データとを用いて、演算処理手段４が定められた演算処
理を行ない運動強度や運動量などをリアルタイムに算出
し、表示手段５に表示する構成により、運動者に運動量
を定量的に知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、屋外あるいは屋内にお
ける運動中の運動強度や人体生理情報を計測、蓄積、分
析する機能を有する運動量計測管理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、健康管理や体力増強を各個人に合
わせた最適なメニューで行うべく、運動量を高い精度で
計測し、かつ、正確に管理する発明がなされている（例
えば特開昭６２−３２９３６号公報参照）。

【０００３】以下に従来の運動量計測管理装置について
説明する。図２３に示すように、普及している万歩計３
１は、本体に設けられたフック３２を測定者のベルトな
どに装着し、振り子などを用いて一定以上の振動が加わ
ったとき、すなわち、歩行などによる振動を検出し、検
出した回数を表示部３３に目盛りや数値で表示する構成
としている。万歩計３１は人間の基本動作である“歩
行”の量を計測する手段として簡便であるとともに、歩
行自体が年齢性別に関係なく誰にでもできる健康維持の
有効な手段であることと相まって、一日一万歩を目処に
健康指向の人々に広く受け入れられている。

【０００４】個人の健康管理や体力増強を目的として運
動量を定量的に把握する方法としては、スポーツクラブ
やトレーニングジムなどで専用のマシン（筋力トレーニ
ングマシン、ボート漕ぎ、自転車漕ぎなど）を利用する
のがいちばん正確であるが、一般には、歩行やランニン
グを距離でとらえること、すなわち何ｋｍ歩いたとか、
何ｋｍジョギングしたとかいうとらえ方が普通である。
このような運動の場合、運動の量や強度の適不適、ある
いは、運動能力の変化は運動者自身の主観的な判断にゆ
だねられる。なお、ここで用いる「運動量」の意味は、
力学でいう「運動量＝質量×速度」の運動量ではなく、
運動に要するエネルギ量、つまり、力学の仕事量に相当
するものであり、「運動強度（運動の強さ）」はその運
動に要する単位時間当たりのエネルギ量、あるいは、運
動に要する力をさす。

【０００５】上述の万歩計３１は、単に基準値以上の振
動回数を積算しているものであり、平坦な道も急な坂道
も区別なく扱ってしまう。あるいは、階段の登り降りや
駆け足も全く区別することがないので、大きな振動も小
さな振動も一回の振動は単に同じ一歩としてカウントし
てしまうことになる。しかし、現実には同じ一回の振動
でも、その動作の種類によって実際の運動強度は大きく
異なる。したがって、万歩計３１で運動量を十分定量的
にとらえることは困難である。

【０００６】また、歩行やランニングの距離で運動量を
定量化する方法は時間当たりの運動量が求められないと
いう欠点がある。すなわち、同じ距離を歩くにしても走
るにしてもゆっくり時間をかけるのとそうでないのとで
は運動量としては大きく違ってくる。このことは感覚的
には当然のことであるが、物理的にも次のような理論付
けをすることができる。すなわち、歩行やランニングに
よる運動量は力学の公式より、運動に要する力（＝運動
強度）と運動距離の積で与えられるので、運動距離で定
量化する場合、力が常に一定でなければ運動量の定量化
にはならないことがわかる。

【０００７】さらに、これらの方法では運動中の人体生
理情報を客観的に検出する手段がないので、運動量の調
節は、完全に、運動者自身の判断に任されることとな
り、運動効果が期待できないほど低負荷の運動を行なっ
たり、必要以上にハードな運動を続けたりする恐れがあ
り、最悪の場合は、熱射病や急性心臓麻痺などの生命に
かかわる事態を引き起こす可能性もある。

【０００８】また、図２４に示すように、運動量と人体
生理を関連させて計測する装置として、体力測定等で用
いられるエルゴメータ３４は、足踏みペダル３５を備え
た自転車に似た構造であり、足踏みペダル３５にかかる
負荷の大小を調節することにより運動強度を可変する構
成とし、被測定者の心拍数を検出する計測装置３６が搭
載されており、一定速度で足踏みペダル３５を漕ぎなが
ら負荷を増していくことによって、運動量の増加量と心
拍数の増加量から測定者の酸素摂取能力を算出する構成
としている。一般に、エルゴメータ３４では過大な運動
負荷が被測定者にかからないように、心拍数が一定値以
上になると足踏みペダル３５の負荷を最小に切り替える
保護機能が搭載されている。

【０００９】上述のエルゴメータ３４のように人体生理
情報を検出しながら運動を行なう装置では、運動と人体
生理状態が常に関連づけられるので、運動者の生理状態
に応じて負荷を調節することによって、過負荷状態を避
けることができる。しかしながら、最適な運動量や運動
量の上限は各個人の運動能力によって決まるものであ
り、万人に最適な指標があるわけではない。また、何の
ために運動をするのか、つまり、健康維持のためか、体
力増強のためかによっても、最適な運動量は異なるのが
普通である。したがって、各個人の目的に合わせた最適
な運動を行なうためには、運動者個々人の運動能力情報
や運動中の運動量や運動強度と生理状態の関係、過去の
トレーニングによる体力レベルの推移などを考慮して運
動量を設定し、運動計画を提案する必要がある。残念な
がら、現行のエルゴメータ３４およびそれに類する運動
機器では、そのような高度で個人的な対応は不可能であ
る。

【００１０】さらに、エルゴメータ３４などはあくまで
屋内のトレーニング機器であり、楽しみながら運動をす
るという面からは郊外におけるランニングやサイクリン
グにかなうものではないといえる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の構
成では、運動の量や強度の定量化が不十分であるという
問題点、また運動と人体生理情報の関連付けが不十分で
あり、個人の健康・体力管理という面での継続的なデー
タ蓄積と分析・評価ができ難いという問題点、また、健
康管理という観点で考えると、単に運動量や強度だけで
はなく、食事や睡眠などの日常生活との関係や体質、健
康診断、既往症などの医療的な情報も含めた総合的な判
断が必要になるので、そのようなデータベースとの情報
交換機能が不可欠であるが、そのような生活全体を関連
づける健康管理ができ難いという問題点を有していた。

【００１２】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、運動者の運動状態を定量的に検出して、種々の運動
における運動量を精度良く定量化することを第１の目的
とし、運動中の運動者の人体生理情報を検出して、運動
と生理状態との関係をとらえるとともに、常に人体生理
状態に合わせた適切な運動状態、さらには、運動者個々
人の体力レベルや運動目的、過去のトレーニングによる
体力向上などの蓄積データに基づいた各運動者に最適な
運動量管理を実現することを第２の目的とし、日常の食
生活情報や住生活情報、あるいは、医療情報をも含めた
生活全体から見た健康管理情報の一部として位置づけら
れる運動と運動中の人体生理情報を収集することを第３
の目的とした運動量計測管理装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
めに本発明の運動量計測管理装置は、運動状態計測手段
と、外部入力手段と、運動状態計測手段と外部入力手段
とより得られた情報を保存するデータ記憶手段と、デー
タ記憶手段に保存されたデータを用いて定められた演算
を行なう演算処理手段と、データ記憶手段に保存された
データもしくは演算処理手段の演算結果を表示する表示
手段と、運動状態計測手段と外部入力手段とデータ記憶
手段と演算処理手段と前記表示手段とに給電する電源手
段を備えた構成とし、また第２の目的を達成するために
本発明の運動量計測管理装置は、運動状態計測手段と、
運動中の人体生理情報を検出する人体情報計測手段と、
外部入力手段と、運動状態計測手段と人体情報計測手段
と外部入力手段とより得られた情報を保存するデータ記
憶手段と、データ記憶手段に保存されたデータを用いて
定められた演算を行なう演算処理手段と、データ記憶手
段に保存されたデータもしくは演算処理手段の演算結果
を表示する表示手段と、運動状態計測手段と人体情報計
測手段と外部入力手段とデータ記憶手段と演算処理手段
と表示手段とに給電する電源手段を備えた構成とし、さ
らに、第３の目的を達成するために本発明の運動量計測
管理装置は、運動状態計測手段と、運動中の人体生理情
報を検出する人体情報計測手段と、外部入力手段と、運
動状態計測手段と人体情報計測手段と外部入力手段とよ
り得られた情報を保存するデータ記憶手段と、データ記
憶手段に保存されたデータを外部システムへ送信する、
または、外部システムからデータを受信してデータ記憶
手段へ保存するデータ送受信手段と、データ記憶手段に
保存されたデータを用いて定められた演算を行なう演算
処理手段と、データ記憶手段に保存されたデータもしく
は演算処理手段の演算結果を表示する表示手段と、運動
状態計測手段と人体情報計測手段と外部入力手段とデー
タ記憶手段とデータ送受信手段と演算処理手段と表示手
段とに給電する電源手段を備えた構成としたものであ
る。

【００１４】

【作用】この構成において、運動状態計測手段により、
速度、加速度、地面の傾斜、土地高度などの項目の内、
少なくとも一つの状態を時々刻々検出し、データ記憶手
段に保存する。一方、あらかじめ外部入力手段により入
力されるデータ、たとえば個人識別データ、体重、年齢
などの基本個人データ、徒歩か自転車走行かの識別デー
タなどもデータ記憶手段に保存される。演算処理手段
は、データ記憶手段に保存された運動状態情報と外部入
力情報をもとに、運動速度、運動強度、運動量などを時
々刻々算出する。たとえば、運動速度は運動状態計測手
段より得られる速度データから求まり、運動強度は徒歩
か自転車走行かの識別データや体重、地面の傾斜、土地
高度などから求まり、運動量は運動強度とその運動継続
時間から求めることができる。表示手段は演算処理手段
の演算結果のすべて、あるいは、いくつかを選択的に表
示することができる。これらの運動状態計測手段、外部
入力手段、データ記憶手段、演算処理手段および表示手
段の動作に必要とされる電力は電源手段により供給され
る。

【００１５】また、前述の構成に加えて人体情報計測手
段を備えた構成において、運動中の人体生理情報、たと
えば、脈拍数、体温、血圧、呼吸数などのうち少なくと
も一つの状態を時々刻々検出し、データ記憶手段に保存
する。演算処理手段は、データ記憶手段に保存された運
動状態情報と外部入力情報をもとに、運動速度、運動強
度、運動量を算出するとともに、人体生理情報より運動
の善し悪しを判断する。たとえば、一般的に、心拍数が
ある値を越えると運動量が大きすぎると判断するし、心
拍数が運動初期と比べてほとんど変化しない場合は運動
強度が弱すぎると判断し、あるいは、各個人の過去の運
動中の人体生理データやその変化をもとに、現在の運動
能力に合わせた最適な運動量および強度の算出を行な
う。演算処理の結果は表示手段により表示される。人体
情報計測手段へも電源手段により電力が供給される。

【００１６】さらに上述の構成に加えてデータ送受信手
段を備えた構成において、運動開始に先だって個人デー
タや長期間にわたる過去の運動量および運動中の人体生
理情報などを外部のデータベースから受信することとな
る。また、毎回の運動量と運動中の人体生理情報を外部
のデータベースやこれらのデータを用いる別の健康管理
システムへ送信する。データ送受信手段へも電源手段に
より電力が供給される。

【００１７】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００１８】図１および図２に示すように、運動状態計
測手段１とデータ記憶手段３と演算処理手段４と電源手
段６を備え、装置本体の内部に配設した複数のボタン装
置を有する外部入力手段２と、液晶ディスプレイを有す
る表示手段５と、装置全体を運動者の身体に装着できる
ベルト７を備えた構成である。

【００１９】運動状態計測手段１は、運動による移動速
度や振動の大きさ、時間、あるいは、土地の起伏や風の
強さなどの状態のうち、少なくとも一つ以上の状態検出
を行うものである。外部入力手段２は、運動者の年齢や
体重などの個人データや運動の種類、たとえば、ジョギ
ングなのかサイクリングなのかといったデータや目標と
する運動量の設定値などを運動に先だって入力すること
ができる。運動状態計測手段１および外部入力手段２で
得られたデータはデータ記憶手段３に保存される。

【００２０】演算処理手段４は、データ記憶手段３に保
存されているデータを用いて計算を行ない、その結果を
再びデータ記憶手段３に保存する働きをする。たとえ
ば、運動状態計測手段１として速度計測手段が用いられ
ているときを考えると、データ記憶手段３に保存された
速度データとその速度が検出された時間データを用いて
積分の演算処理を行なうことによって、運動中の移動距
離を求め、その結果をデータ記憶手段３に保存する。あ
るいは、運動者の体重と移動速度に運動の種類を考慮し
た運動強度係数のようなものを用いることによって、運
動の種類に応じた運動強度を算出し、保存する。

【００２１】表示手段５は、データ記憶手段３に保存さ
れているデータ、つまり、数値やメッセージの語句を選
択的に表示するものであり、たとえば、移動速度や移動
距離、運動量など以外に、目標の運動量に到達した時の
メッセージや時刻などを時々刻々表示する。

【００２２】電源手段６は運動状態計測手段１、外部入
力手段２、データ記憶手段３、演算処理手段４、表示手
段５が機能するために必要な電力を供給するものであ
る。

【００２３】上述の構成により、運動を開始する前に外
部入力手段２を用いて体重や運動の種類などの情報を入
力しておくと、それらの情報はデータ記憶手段３に保存
される。また、運動中の移動速度や振動の大きさなどの
運動状態は運動状態計測手段１が検知して、その情報を
データ記憶手段３に保存する。演算処理手段４はそれら
のデータを用いて、運動の強さや量を算出してその結果
をデータ記憶手段３に保存する。計測データ、あるい
は、演算処理結果は任意に表示手段５に表示させること
ができ、運動者はそれらの情報を知ることができる。

【００２４】以上のように本実施例によれば、運動状態
計測手段１と外部入力手段２とデータ記憶手段３と演算
処理手段４と表示手段５と電源手段６を設けることによ
り、運動の種類を考慮した定量的な運動量を把握でき
る。

【００２５】なお、表示手段５を装置本体から切り離し
て、たとえば、腕時計のように手首に装着することによ
って、運動中の視認動作をしやすくすることも可能であ
る。

【００２６】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて説明する。

【００２７】図３に示すように、本実施例は前述実施例
１の構成に、運動中の人体生理情報、たとえば、心拍
数、体温、血圧、呼吸数などのうち少なくとも一つの状
態を時々刻々検出し、データ記憶手段３に保存する機能
を有する人体情報計測手段８を備えた構成である。

【００２８】人体情報計測手段８により、運動中の運動
者の生理情報を正確に把握することができる。つまり、
運動者が自分の状態を客観的に数値で把握しながら運動
を続けることができる。同じ運動量でもその日の体調に
よって、楽に感じるときもあれば、非常につらく感じる
ときもあり、常に適切な運動量を維持することは難しい
ものであるが、人体生理情報をモニタしながら運動する
ことによって運動量の的確なコントロールができる。

【００２９】以上のように本実施例によれば、前述実施
例１の構成に加えて、人体情報計測手段８を設けること
により、運動中の人体生理情報を知ることができ、運動
量、あるいは、運動強度と生理状態との関係付けを明確
に行なうことができるとともに、最適な運動量の指標と
して活用できる。

【００３０】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて説明する。

【００３１】図４に示すように、本実施例は前述実施例
２の構成に、運動開始に先だって個人データや長期間に
わたる過去の運動量および運動中の人体生理情報などを
外部のデータベースから受信する機能を有し、また、運
動後は、毎回の運動量と運動中の人体生理情報を外部の
データベースやこれらのデータを用いる別の健康管理シ
ステムへ送信する機能を有するデータ送受信手段９を備
えた構成である。

【００３２】データ送受信手段９により、外部のデータ
ベースとデータのやり取りを行なえるので、外部入力手
段２だけでは入力できなかったような詳細なデータをよ
り簡単に取り込むことができるとともに、運動中の詳細
なデータを外部のデータベース、たとえば、健康管理シ
ステムなどにおくることができる。つまり、運動を始め
るときには、日常の生活における情報を取り込んで最適
な運動量を決定するために用いるとともに、運動後に
は、運動中の詳細な情報を日常生活の健康管理に活かす
ことができる。このように、高レベルの健康管理システ
ムは病院やスポーツクラブなどで多人数を相手に使われ
ることが予想されるので、正確に間違いなくデータの送
受信ができる機能が不可欠である。

【００３３】以上のように本実施例によれば、前述実施
例２の構成に加えて、データ送受信手段９を設けること
により、外部のデータベースや他のシステムとの間でデ
ータの交換を行なうことが容易にでき、運動中の各種デ
ータと日常生活における健康・医療情報データとを相互
にリンクした形で健康管理に活かすことができる。

【００３４】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて説明する。

【００３５】図５に示すように、本実施例は前述実施例
１の構成に、運動状態計測手段１として加速度計測手段
１０を備えた構成である。運動状態を検出する手段とし
て加速度を用いる点は従来の万歩計と同様であるが、本
実施例では、加速度の絶対値を計測することによって運
動の強さを算出し、運動量を定量的に求める処理を行な
う。すなわち、歩いているときと駆け足をしているとき
とでは体の移動にともなう振動の強度は異なり、当然、
駆け足のほうが強い振動を受けることになる。したがっ
て、その振動の強さを考慮して運動の強さに換算するこ
とによって運動量を定量的に求めることができる。従来
の万歩計では歩いても走っても一万歩は一万歩であった
が、本実施例の運動量計測管理装置では、同じ一万歩で
も歩くよりは走る方が運動量としては多くなるという現
実に即した運動量管理が可能になる。

【００３６】以上のように本実施例によれば、運動状態
計測手段１として加速度計測手段１０を設けることによ
り、運動の強さを定量的に評価することが可能になり、
たとえば、徒歩と駆け足を区別して運動量を求めること
ができる。

【００３７】なお、本実施例では人体情報計測手段８や
データ送受信手段９を含まない構成で説明したが、これ
らの手段が含まれる構成においても、運動状態計測手段
１として加速度計測手段１０を備えることにより、本実
施例と同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００３８】（実施例５）以下本発明の第５の実施例に
ついて説明する。

【００３９】図６および図７に示すように、本実施例は
前述実施例１の構成に運動状態計測手段１として加速度
計測手段１０と気圧計測手段１１を備えた構成である。
運動状態を検出する手段として加速度以外に気圧を計測
することによって運動中の高度の変化を考慮することが
可能になる。すなわち、運動中に計測される気圧の変化
を高度の変化に換算することによって、起伏のある土地
での運動量を精度よく定量化することができる。たとえ
ば、運動中に気圧が１mb下がったとすると、約８ｍ高度
が上昇したことになる。したがって、平坦な所で運動す
るのに比べると約８ｍ上に上がる分だけ運動の強さが増
していることになる。このことは運動中の実感としては
当然のことであり、運動量の定量化のためには考慮すべ
き要因である。

【００４０】また、運動中の高度変化はないが、もとも
と高度が高い所で運動するとき、酸素濃度が薄いため通
常よりも身体的な負荷は大きくなる。このような状況は
標高数１００ｍ以上になると顕著になるが、このとき、
気圧としてはおよそ１００mb低くなるので、単に気象条
件の変化による気圧の変化とは区別することができる。

【００４１】運動中の高度変化や高地での運動について
は、あらかじめ運動強度の換算係数を定めておき、その
値を用いて運動量の算出を行なうように演算処理手段４
を設定してある。

【００４２】以上のように本実施例によれば、運動量計
測手段１として、加速度計測手段１０と気圧計測手段１
１の両方を設けることにより、標高や土地の起伏を考慮
した運動量の評価を行なうことが可能になる。

【００４３】なお、本実施例では人体情報計測手段８や
データ送受信手段９を含まない構成で説明したが、これ
らの手段が含まれる構成においても、本実施例と同様の
効果が得られることは言うまでもない。

【００４４】（実施例６）以下本発明の第６の実施例に
ついて説明する。

【００４５】図８に示すように、本実施例は前述実施例
１の構成に運動状態計測手段１として速度計測手段１２
と重量計測手段１３と姿勢計測手段１４を備え、かつ、
装置全体を自転車に組み込み搭載した構成である。本実
施例では自転車による運動、すなわち、サイクリング中
の運動量の定量化にポイントを絞っている。サイクリン
グ中の運動強度は走行速度、全重量、土地の傾斜によっ
て決ってくる。ここでは、速度計測手段１２としてタイ
ヤの回転速度を検出する方法を採用している。また、前
後輪の支持部に設けられた重量計測手段１３によってタ
イヤを除く自転車の重量と運転者の体重を合わせた総重
量が検出される。さらに、姿勢計測手段１４により、自
転車が水平に保たれているのか、前上がり、あるいは、
前下がりになっているのかがわかる。当然、前上がりの
ときは登り坂、前下がりのときは下り坂が予想され、運
動の強度はそれぞれに応じた換算を演算処理手段４で行
なう。

【００４６】また、図９に示すように、速度計測手段１
２として、対地速度計測手段１２ａと対気速度計測手段
１２ｂの両方を備えた構成とすることもある。対地速度
計測手段１２ａは速度計測手段１２と同様に、タイヤの
回転速度を検出することによって計測する。対気速度計
測手段１２ｂは、たとえば、ピトー管などを用いて気流
の速度を計測する。この両者を用いることによって、向
かい風や追い風の影響を考慮することができる。すなわ
ち、対地速度に比べて対気速度が小さいときは、進行方
向に向かって風が吹いている、つまり追い風が吹いてい
るということになり、運動の強さを少し弱く見積る必要
があることがわかる。また、逆に対地速度に比べて対気
速度が大きいときは、向かい風が吹いていることを表わ
しており、運動強度を大きめに見積る必要がある。この
ように、２種類の速度計を用いることによって、より正
確に運動量を求めることができる。

【００４７】以上のように本実施例によれば、運動状態
計測手段１として、速度計測手段１２と重量計測手段１
３と姿勢計測手段１４を設け、かつ、自転車に搭載する
ことにより、走行速度、総重量、土地の傾斜を考慮して
サイクリングの運動量を定量化することができる。ま
た、速度計測手段１２として、対地速度計測手段１２ａ
と対気速度計測手段１２ｂを設けることにより、向かい
風や追い風の影響を加味した運動量評価が可能になる。

【００４８】なお、本実施例では、人体情報計測手段８
やデータ送受信手段９を含まない構成で説明したが、こ
れらの手段が含まれる構成においても本実施例と同様の
効果が得られることはいうまでもない。

【００４９】（実施例７）以下本発明の第７の実施例に
ついて説明する。

【００５０】図１０に示すように、本実施例は前述実施
例１の構成に、データ記憶手段３として過去のデータを
蓄積する機能を有し、かつ、過去のデータと現在のデー
タを比較表示する表示手段５ａと表示手段５ｂを備えた
構成である。この構成により、一方の表示手段５ａは現
在運動中のデータを表示し、他方の表示手段５ｂはデー
タ記憶手段３に保存された過去のデータを表示すること
ができる。データ記憶手段３には過去のデータが複数個
保存されており、どのデータを表示するかは任意に選択
できる。たとえば、以前同じ運動を行なったときのデー
タを比較表示することにより、以前よりもペースが上が
っているかどうかといった情報が得られ、自分の能力の
変化をつかむことができる。あるいは、同じ運動を行な
った他人のデータと比較することによって、運動能力の
比較をすることもできる。このように、過去、あるい
は、他人との比較をすることによって、単に数値だけの
目標ではなく、運動の効果が実感できるようになるの
で、より効果的に運動を続けることができる。

【００５１】以上のように本実施例によれば、データ記
憶手段３として過去のデータを蓄積する機能を有し、か
つ、過去と現在のデータを比較表示する機能を有する複
数の表示手段５ａ，５ｂを設けることにより、自分自身
の運動能力の変化や他人との比較が容易にできる。

【００５２】なお、本実施例では、人体情報計測手段８
やデータ送受信手段９を含まない構成で説明したが、こ
れらの手段が含まれる構成においても本実施例と同様の
効果が得られることはいうまでもない。特に、人体情報
計測手段８が含まれる構成においては、運動中の心拍数
や血圧などに情報が得られるので、過去との比較や他人
との比較をより詳細に行なうことができる。また、デー
タ送受信手段９を含む構成では、比較対象とするデータ
を外部から取り込むことができるので、より幅広い比較
検討が可能になる。

【００５３】（実施例８）以下本発明の第８の実施例に
ついて説明する。

【００５４】図１１に示すように、本実施例は前述実施
例１の構成に、データ記憶手段３がデータを保存する小
型のテープなどの着脱自在なデータ記憶媒体１５を備え
た構成である。図中の１５ａはデータ記憶媒体１５を装
着する開閉可能な上蓋１５ｂを有する収納ボックスであ
る。この構成により、自分のデータを他人のデータと分
離して管理することができ、複数人で運動量計測管理装
置を使用する状態、例えば、スポーツクラブなどではデ
ータ管理が簡易かつ正確にできる。また、データ記憶手
段３の記憶容量を気にすることなく大量のデータを蓄
積、管理することができ、また、他の健康管理システム
などで運動中のデータを分析するときにも、データの受
渡しが簡易にできる。

【００５５】以上のように本実施例によれば、データ記
憶手段３のデータ記憶媒体１５を装置本体から着脱自在
とすることにより、利用者毎に別々のデータ記憶媒体１
５を割り当てることが可能となり、複数の人のデータを
間違えることなく簡易に管理できる。

【００５６】なお、本実施例では、人体情報計測手段８
やデータ送受信手段９を含まない構成で説明したが、こ
れらの手段が含まれる構成においても本実施例と同様の
効果が得られることはいうまでもない。

【００５７】また、図１２に示すように、着脱自在のデ
ータ記憶媒体１５を開閉可能な側蓋１６ａを有する収納
ボックス１６ｂに装着する、カード形記憶媒体１６とし
た構成もある。カード形記憶媒体１６は、パーソナルコ
ンピュータや携帯情報機器の記憶媒体としても広く用い
られており、小型軽量でデータの読み書きがテープより
も高速にでき、また、既存の規格に合わせた仕様にして
おけば、ノート形パーソナルコンピュータなどの他の情
報機器とのデータ交換が容易にできるメリットがある。

【００５８】（実施例９）以下本発明の第９の実施例に
ついて説明する。

【００５９】図１３に示すように、本実施例は前述実施
例１の構成に、太陽光発電手段１７とその電力を蓄える
蓄電手段１８を有する電源手段６を備えた構成である。
太陽光発電手段１７は装置本体の表面に形成されてお
り、装置本体の消費電力をまかなうのに十分な発電量が
得られるように、その性能や面積が決定されている。太
陽光発電手段１７の代表的なものはソーラーバッテリと
呼ばれるもので、その表面に光が当たると電力を生じ、
最近では腕時計や電卓、あるいは、ソーラーカーなどに
広く使われている。発生された電力はそのまま装置本体
の各部に送られるだけでなく、消費量を上回る余剰電力
については蓄電手段１８に蓄えられる。したがって、夜
間の運動などで十分な光量が得られないときは蓄電手段
１８に蓄えられた電力が消費されるので、定期的に光に
当てて充電することにより、夜間や室内でも使用でき
る。

【００６０】以上のように本実施例によれば、電源手段
６として太陽光発電手段１７と蓄電手段１８を設けるこ
とにより、電池交換や電池切れで装置本体が使えないと
いった不都合をなくすことができる。

【００６１】なお人体情報計測手段８やデータ送受信手
段９を備えた運動計測管理装置、あるいは、自転車に搭
載する運動量計測管理装置についても太陽光発電手段１
７および蓄電手段１８を有する電源手段６を備えること
により、本実施例と同様の効果が得られる。

【００６２】（実施例１０）以下本発明の第１０の実施
例について説明する。

【００６３】図１４に示すように、本実施例は前述実施
例１の構成に、運動動作をもとにして発電を行なう運動
発電手段１９とその電力を蓄えておく蓄電手段１８を有
する電源手段６を備えた構成である。運動発電手段１９
は運動によって生じる振動や回転運動などを電力に変え
る手段で、最近では腕時計用の電源として非常に小形の
ものが実用化されて、運動によって得られる振動を振り
子の運動に変換し、さらに、多段のギヤ機構を用いて高
速の回転運動を作り出し、発電を行なう仕組みになって
いる。また、自転車では夜間照明用の電源として、タイ
ヤの回転を利用した発電機（ダイナモ）が古くから用い
られている。このような運動発電手段１９を搭載するこ
とによって、運動を行なうことが電力の供給につながる
ので、電池交換や充電などの手間を気にしなくとも、常
に、装置本体を利用することができる。また、蓄電手段
１８を備えることによって運動中の余剰電力を蓄えるこ
とができ、非常にわずかな運動量で十分な発電量が得ら
れないときでも、補助電力として使用できる。

【００６４】以上のように本実施例によれば、電源手段
６として運動そのものの動作を利用する運動発電手段１
９を設けることにより、定期的に装置本体を使用しさえ
すれば、電池交換や電池切れの不都合をなくし、また、
電池の充電といった操作を気にする必要がなくなる。

【００６５】なお、人体情報計測手段８やデータ送受信
手段９を備えた運動量計測管理装置についても運動発電
手段１９および蓄電手段１８を有する電源手段６を備え
ることにより、本実施例と同様の効果が得られる。

【００６６】（実施例１１）以下本発明の第１１の実施
例について説明する。

【００６７】図１５に示すように、本実施例は前述実施
例６の構成に、人体情報計測手段８として心拍数計測手
段２０を備え、かつ、自転車に搭載した構成である。心
拍数計測手段２０は末端がクリップ状になっており、運
動者の耳たぶを挟むように装着して心拍数を検出し、計
測された時々刻々の心拍数がデータ記憶手段３に保存さ
れ、必要に応じて、表示手段５に表示される構成として
いる。

【００６８】この構成により、運動者は運動中の心拍数
を把握しながら運動を続けることができるので、単に、
時間や距離だけにもとづく運動の管理ではなく、運動中
の人体情報にもとづいた運動管理、たとえば、心拍数を
一定値に保った運動などを行なうことができる。

【００６９】なお、データ送受信手段９を備えた運動量
計測管理装置や自転車搭載型でない携帯形の運動量計測
管理装置についても心拍数計測手段２０を備えることに
より、本実施例と同様の効果が得られる。

【００７０】（実施例１２）以下本発明の第１２の実施
例について説明する。

【００７１】図１６に示すように、本実施例は前述実施
例６の構成に、人体情報計測手段８として体温計測手段
２１を備え、かつ、自転車に搭載した構成である。体温
計測手段２１については多くの種類があるが、本実施例
では、温度センサを内蔵したマウスピース形の体温計測
手段２１を示した。マウスピース形の体温計測手段２１
は口中に含んで使用するもので、気温や風などの周囲の
条件や発汗や運動動作などの身体条件に影響されにくい
ので、安定した体温を測定することができ、計測された
時々刻々の体温はデータ記憶手段３に保存され、必要に
応じて、表示手段５に表示される構成としている。

【００７２】普通、運動中の人の体温は運動に応じて上
昇し、その上昇を抑えるための放熱促進作用として発汗
が起こるので、体調不良などの原因により発汗が異常に
少ないときや夏期の高温多湿状態で身体表面からの放熱
が極度に悪いときなどは、体温が限界以上に上昇して熱
射病となることがある。そのような事態を防ぐために、
運動中の体温を計測して、常に、確認しながら運動を続
けることは有効であり、本実施例によれば、運動中の体
温を把握しながら適度の運動をすることができる。

【００７３】なお、データ送受信手段９を備えた、また
は、自転車搭載型でない携帯形の運動量計測管理装置に
ついても体温計測手段２１を備えることにより、本実施
例と同様の効果が得られる。

【００７４】また、図１７に示すように、心拍数計測手
段２０と体温計測手段２１の両方を備えた構成もある。
運動中の人体の生理的状態をひとつの指標で完全に表す
ことは不可能であり、より精度良く、安全に運動管理を
行なうためには複数の人体情報を計測することが必要で
ある。各計測手段から得られる情報は上述の単独で用い
たときと同様であるが、複数種の人体生理情報を計測す
ることによって、状態を多面的に捉えることができると
ともに、万が一、ひとつの計測手段が故障したときの冗
長度を高めることにもなる。図１７では、心拍数と体温
の２つを計測する例を示したが心拍数、体温、発汗量、
呼吸数、血圧などのうち少なくとも２つ以上を計測する
手段を備えることにより、同様の効果が得られることは
いうまでもない。

【００７５】（実施例１３）以下本発明の第１３の実施
例について説明する。

【００７６】本実施例は、前述実施例２の演算処理手段
４として、人体情報データにもとづく運動量アドバイス
機能を備えた構成である。運動量アドバイス機能の論理
アルゴリズムの一例として、人体情報データとして心拍
数を計測する場合について、図１８を用いて説明する。
一般に、心拍数がある値（１７０程度）を越えると運動
量が大きすぎると判断することが妥当であり、運動者に
対してその旨を知らせる警告表示を表示手段５に表示す
る。また、運動初期と比べて心拍数がほとんど変化しな
いときや心拍数が１００以下のときなどは運動強度が弱
すぎると判断でき、運動効果を高めるためにはより強い
運動が必要であるとのアドバイス表示を表示手段５で表
示する。この構成により、運動者は人体情報データの意
味するところを自分で判断する必要がなくなり、無知故
に無理な運動を続けたり、無駄に時間を浪費することが
なくなる。

【００７７】また、体温や発汗量などの基準とする人体
情報データの種類によって判断基準となる数値は異なる
が、同様のアルゴリズムで運動量アドバイスを行なうこ
とができる。

【００７８】以上のように本実施例によれば、演算処理
手段４として人体情報データにもとづいた運動量アドバ
イス機能を備えることにより、運動者が人体情報データ
の内容を理解・判断しなくとも、運動者に安全かつ効果
的な運動量を知らせることができる。

【００７９】なお、データ送受信手段９を備えた、また
は、自転車搭載型でない携帯形の運動量計測管理装置に
ついても人体情報データにもとづく運動量アドバイス機
能を備えた構成により、本実施例と同様の効果が得られ
る。

【００８０】（実施例１４）以下本発明の第１４の実施
例について説明する。

【００８１】本実施例は、前述実施例２の演算処理手段
４として、過去の運動中データの推移にもとづいた体力
判定および運動量アドバイスを行なう機能を備えた構成
である。体力判定および運動量アドバイス機能の論理ア
ルゴリズムの一例を図１９を用いて説明する。

【００８２】過去の運動データの中で運動量と心拍数に
着目して体力判定および運動量アドバイスを行なうと
き、演算処理手順としては、まず、データ記憶手段３に
蓄えられた過去の複数のデータを参照し、毎回の運動量
が減少傾向にあるかどうかを比較し、さらに、その運動
中の最大心拍数がどのように変化しているかを調べる。
もし、運動量が減少傾向であり、かつ、最大心拍数が増
加傾向あるいは同等であれば、その期間で体力は低下し
ていると判断する。逆に、運動量は同等あるいは増加傾
向で、かつ、最大心拍数は減少傾向にあるとき、体力は
増強していると判断する。上記以外の場合、体力は現状
維持と判断する。これらの判断結果は、表示手段５によ
って運動者に伝えられる。さらに、体力レベルの判断結
果にもとづいて、最適運動量のアドバイス表示を表示手
段５で表示する。具体的なアドバイス内容としては、
「心拍数を１２０〜１３０に保ちながら、約２０分間運
動を続けなさい」というようなものが考えられる。この
心拍数や運動時間を体力レベルに応じて設定してやれ
ば、個々人のレベルに合わせた、きめ細かいアドバイス
が可能になり、また、体力維持のための運動なのか、体
力増強のための運動なのかを外部入力手段２よりインプ
ットすることにより、運動目的に合わせた最適運動量の
アドバイスをすることもできる。

【００８３】このように、過去の運動データより個人の
体力レベルを判断することによって、いわゆる、万人向
けの平均値的な運動量アドバイスから、各人にマッチし
たパーソナルな運動量アドバイスにレベルアップでき
る。

【００８４】以上のように本実施例によれば、演算処理
手段４として、過去のデータの推移に基づいて体力判断
を行なう機能とその結果にもとづいて運動量アドバイス
を行なう機能を備えることにより、運動者個人の運動能
力や体力向上の度合い、あるいは、運動目的に合わせた
最適な運動アドバイスを行なうことができる。

【００８５】なお、データ送受信手段９を備えた、また
は、自転車搭載型でない携帯形の運動量計測管理装置に
ついても過去の運動中データの推移にもとづいた体力判
定および運動量アドバイス機能を備えた構成により、本
実施例と同様の効果が得られる。

【００８６】（実施例１５）以下本発明の第１５の実施
例について説明する。

【００８７】図２０に示すように、本実施例は前述実施
例３の構成にデータ送受信手段９として、有線による通
信手段２２を備えた構成である。データ送受信手段９
は、外部のデータベースとデータのやり取りを行なうも
ので、外部入力手段２だけでは入力できなかったような
詳細なデータをより簡単に取り込むことができるととも
に、運動中の詳細なデータを外部のデータベース、たと
えば、健康管理システムなどに送ることができる。つま
り、運動を始めるときには、過去の運動データや日常の
生活における情報、あるいは、医療データなどを取り込
んで最適な運動量を決定するために用いるとともに、運
動後には、運動中の詳細な情報を送信して日常生活の健
康管理に活かすことができるということである。データ
の送受信を行なう通信線の接続は、専用あるいは汎用の
コードを用いて１対１でつなぐことも可能であるが、Ｌ
ＡＮとの接続を考えたときは複数の場所から接続できる
ようなジャック式が有効である。本実施例の運動量計測
管理装置とデータの送受信を行なう外部のシステムとし
ては、メンバの運動データを管理する必要のあるスポー
ツクラブのデータベース・システムや病院における管理
システム、あるいは、それらを含むＬＡＮなどが考えら
れるが、このようにデータの送受信が恒常的かつ大量に
行なわれることが予想されるときには、専用の通信線を
敷設するか、既設のＬＡＮの仕様に合わせた有線による
通信手段２２を設けることが有効である。本実施例の運
動量計測管理装置のデータ送受信手段９と専用通信線と
の接続を複数の場所で可能なように通信線を張り巡らす
ことによって、データ送受信のために装置本体を持ち歩
く手間が大幅に省ける。敷設すべき専用通信線は選択で
きるので、必要なデータ通信速度に合わせることが可能
である。

【００８８】以上のように本実施例によれば、データ送
受信手段９として有線の通信手段２２を備えることによ
り、ＬＡＮなどに接続された他のデータベースや処理シ
ステムとデータの共有化が可能になり、個人の健康管理
を行なう統合システムの一部として、運動中の情報を収
集するとともに、日常生活のデータをフィードバックし
た運動量管理が行なえる。

【００８９】また、図２１に示すように、データ送受信
手段９として、公衆通信回線を利用した有線による通信
手段２３を備えた構成とすることもある。前述の専用通
信線による通信手段２２では、必要に応じて通信線を敷
設する必要があったが、公衆通信回線、いわゆる、電話
線を利用することによって既存の屋内配線を有効に使う
ことができる。さらに、屋内だけでなく、電話のつなが
るところであればどことでも通信できるので、データの
送受信範囲が非常に広くなる。たとえば、この運動量計
測管理装置を旅行に携帯したときでも、公衆通信回線に
接続できれば、外部のシステムとデータの送受信が可能
になり、データの送受信範囲を飛躍的に広げることがで
きる。

【００９０】また、図２２に示すように、データ送受信
手段９として、無線による通信手段２４を備えた構成と
することもある。装置本体と外部システムとのデータ送
受信手段として無線を用いるとき、手軽に使うことを前
提とすると、あまり遠く離れた場所との通信は不可能で
あるが、通信線との接続などの煩わしさをなくし、デー
タ送受信のための場所的な制約が少なくなり、かつ、通
常の使用に必要な範囲で送受信することが可能である。

【００９１】なお、前述の各実施例に関する個々の計測
手段やアルゴリズムについては、各実施例の範囲におい
て、前述の各実施例で示した以外の計測手段やアルゴリ
ズムも利用可能である。

【００９２】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
は、運動状態計測手段と、外部入力手段と、運動状態計
測手段と外部入力手段とより得られた情報を保存するデ
ータ記憶手段と、データ記憶手段に保存されたデータを
用いて定められた演算を行なう演算処理手段と、データ
記憶手段に保存されたデータもしくは演算処理手段の演
算結果を表示する表示手段と、運動状態計測手段と外部
入力手段とデータ記憶手段と演算処理手段と表示手段と
に給電する電源手段を備えた構成により、運動者の運動
状態を定量的に検出して、種々の運動における運動量を
精度良く定量化できる優れた運動量計測管理装置を実現
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の運動量計測管理装置の構成
を示すブロック図

【図２】同運動量計測管理装置の斜視図

【図３】本発明の実施例２の運動量計測管理装置の構成
を示すブロック図

【図４】本発明の実施例３の運動量計測管理装置の構成
を示すブロック図

【図５】本発明の実施例４の運動量計測管理装置の構成
を示すブロック図

【図６】本発明の実施例５の運動量計測管理装置の構成
を示すブロック図

【図７】同運動量計測管理装置の斜視図

【図８】本発明の実施例６の運動量計測管理装置の外観
略図

【図９】同運動量計測管理装置の別の構成の外観略図

【図１０】本発明の実施例７の運動量計測管理装置の斜
視図

【図１１】本発明の実施例８の運動量計測管理装置のデ
ータ記憶媒体を取り出した状態の斜視図

【図１２】同運動量計測管理装置のカード形記憶媒体を
取り出した状態の斜視図

【図１３】本発明の実施例９の運動量計測管理装置の斜
視図

【図１４】本発明の実施例１０の運動量計測管理装置の
斜視図

【図１５】本発明の実施例１１の運動量計測管理装置の
外観略図

【図１６】本発明の実施例１２の運動量計測管理装置の
外観略図

【図１７】同運動量計測管理装置の別の構成の外観斜視
図

【図１８】本発明の実施例１３の運動量計測管理装置の
論理アルゴリズムを示すブロック図

【図１９】本発明の実施例１４の運動量計測管理装置の
論理アルゴリズムを示すブロック図

【図２０】本発明の実施例１５の運動量計測管理装置の
有線による通信手段を備えた構成を示すブロック図

【図２１】同運動量計測管理装置の公衆通信回線による
通信手段を備えた構成を示すブロック図

【図２２】同運動量計測管理装置の無線による通信手段
を備えた構成を示すブロック図

【図２３】従来の運動量計測管理装置の斜視図

【図２４】従来の他の運動量計測管理装置の外観略図

【符号の説明】

１運動状態計測手段２外部入力手段３データ記憶手段４演算処理手段５表示手段６電源手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運動状態計測手段と、外部入力手段と、
前記運動状態計測手段と前記外部入力手段とより得られ
た情報を保存するデータ記憶手段と、前記データ記憶手
段に保存されたデータを用いて定められた演算を行なう
演算処理手段と、前記データ記憶手段に保存されたデー
タもしくは前記演算処理手段の演算結果を表示する表示
手段と、前記運動状態計測手段と前記外部入力手段と前
記データ記憶手段と前記演算処理手段と前記表示手段と
に給電する電源手段を備えた運動量計測管理装置。
【請求項２】運動状態計測手段と、運動中の人体生理
情報を検出する人体情報計測手段と、外部入力手段と、
前記運動状態計測手段と前記人体情報計測手段と前記外
部入力手段とより得られた情報を保存するデータ記憶手
段と、前記データ記憶手段に保存されたデータを用いて
定められた演算を行なう演算処理手段と、前記データ記
憶手段に保存されたデータもしくは前記演算処理手段の
演算結果を表示する表示手段と、前記運動状態計測手段
と前記人体情報計測手段と前記外部入力手段と前記デー
タ記憶手段と前記演算処理手段と前記表示手段とに給電
する電源手段を備えた運動量計測管理装置。
【請求項３】運動状態計測手段と、運動中の人体生理
情報を検出する人体情報計測手段と、外部入力手段と、
前記運動状態計測手段と前記人体情報計測手段と前記外
部入力手段とより得られた情報を保存するデータ記憶手
段と、前記データ記憶手段に保存されたデータを外部機
器へ送信する、または、外部機器からデータを受信して
前記データ記憶手段へ保存するデータ送受信手段と、前
記データ記憶手段に保存されたデータを用いて定められ
た演算を行なう演算処理手段と、前記データ記憶手段に
保存されたデータもしくは前記演算処理手段の演算結果
を表示する表示手段と、前記運動状態計測手段と前記人
体情報計測手段と前記外部入力手段と前記データ記憶手
段と前記データ送受信手段と前記演算処理手段と前記表
示手段とに給電する電源手段を備えた運動量計測管理装
置。
【請求項４】運動状態計測手段として加速度計測手段
を設けた請求項１，２，３のいずれかに記載の運動量計
測管理装置。
【請求項５】運動状態計測手段として加速度計測手段
と気圧計測手段を設けた請求項１，２，３のいずれかに
記載の運動量計測管理装置。
【請求項６】運動状態計測手段として速度計測手段と
重量計測手段と進行方向の鉛直方向に対する傾きを検知
する姿勢計測手段を設け、かつ、自転車に搭載する構成
とした請求項１，２，３のいずれかに記載の運動量計測
管理装置。
【請求項７】速度計測手段が対地速度と対気速度の計
測が可能である請求項６記載の運動量計測管理装置。
【請求項８】データ記憶手段が過去のデータを蓄積す
る機能を有し、かつ、表示手段が過去のデータと現在の
データを比較表示する機能を有する請求項１，２，３の
いずれかに記載の運動量計測管理装置。
【請求項９】データ記憶手段のデータ記憶媒体が着脱
自在である請求項１，２，３のいずれかに記載の運動量
計測管理装置。
【請求項１０】データ記憶媒体がカード形記憶媒体で
ある請求項９記載の運動量計測管理装置。
【請求項１１】電源手段として太陽光発電手段と蓄電
手段を設けた請求項１，２，３のいずれかに記載の運動
量計測管理装置。
【請求項１２】電源手段として運動動作で発電する運
動発電手段と蓄電手段を設けた請求項１，２，３のいず
れかに記載の運動量計測管理装置。
【請求項１３】人体情報計測手段として心拍数計測手
段を設けた請求項２または３記載の運動量計測管理装
置。
【請求項１４】人体情報計測手段として体温計測手段
を設けた請求項２または３記載の運動量計測管理装置。
【請求項１５】人体情報計測手段として心拍数、体
温、発汗量、呼吸数、血圧などの少なくとも２つ以上を
計測する計測手段を設けた請求項２または３記載の運動
量計測管理装置。
【請求項１６】演算処理手段が人体情報データにもと
づいた運動量アドバイス機能を有する請求項２または３
記載の運動量計測管理装置。
【請求項１７】演算処理手段が過去のデータの推移に
もとづいた体力判断機能と運動量アドバイス機能を有す
る請求項２または３記載の運動量計測管理装置。
【請求項１８】データ送受信手段として有線による通
信手段を設けた請求項３記載の運動量計測管理装置。
【請求項１９】データ送受信手段として公衆通信回線
による通信手段を設けた請求項３記載の運動量計測管理
装置。
【請求項２０】データ送受信手段として無線による通
信手段を設けた請求項３記載の運動量計測管理装置。