JPH10290854A - 運動指標測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全身持久力を高めるための運動をする際の指
標となるべき運動強度を、運動の種類や、運動の場所な
どを問わずに、かつ、被験者の肉体的・精神的体力を総
合的に考慮して求めて告知する。 【解決手段】 被験者の主観的強度が「ややきつい」の
手前であって、血中乳酸濃度が上昇し始める運動強度で
は、走行ピッチと拍数とが互いに略同一となる。そこ
で、被験者の拍数を検出する脈波検出部１０１と、被験
者の運動ピッチを検出する体動検出部１１１と、被験者
の運動にかかる高度差を検出するため高度検出部１７１
と、これらの検出結果を記憶する第３記憶部１２１とを
備え、判定部１２２は、拍数および運動ピッチが互いに
略同一となる点を判定し、運動強度演算部１３３は、判
定された点に対応する運動強度について高度差を考慮し
て求め、告知部１５１は、求められた運動強度を運動指
標として告知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被験者の肉体的・
精神的体力を総合的に考慮した運動強度であって、全身
持久力を高めるために必要なトレーニングの運動強度を
示す運動指標、および、競技会におけるペース作りのた
めの運動強度を示す運動指標について、当該運動におけ
る高度差を勘案して告知する運動指標測定方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、運動を行なう者（被験者）が、
その時点の運動強度を知ることができれば、運動処方に
したがった運動や、各種のトレーニングなどが可能とな
る。特に、各種競技会において、ある時点の運動強度を
知ることができれば、その強度が自己の適切な運動強度
との比較においてどの程度であるかが判明するので、ペ
ース配分の決定に際して客観的かつ重要な判断材料を得
ることでき、その競技会での勝因につなげることも可能
となる。ここで、運動強度を表わす方法としては種々あ
るが、大別すると、当該運動の仕事率や運動ピッチなど
の物理学的指標を用いて表わす方法と、拍数などの生理
学的指標を用いて表わす方法とに分けられる。例えば、
運動形態を走行運動とする場合、その物理的な運動強度
と走行速度とには比例関係が成立するので、走行速度や
走行ピッチなどの指標を求めることによって物理的指標
を用いて表わすことができる。また、走行時の拍数を検
出することによって、例えば、１５０［拍／分］となる
強度、というように、生理学的指標を用いて当該運動強
度を表わすこともできる。

【０００３】一方、運動強度が求められなくても、運動
を行なう場合には、なんらかの主観的な評価（例えば、
「きつい」とか、「楽」など）が伴うため、被験者が自
己の主観的評価に基づいて、その時点での運動強度を判
断し、各種トレーニングすることは、ごく普通に行なわ
れる。例えば、きつくなく、精神的に余裕がある強度で
運動を継続することにより、最大酸素摂取量を改善する
ことが行なわれている（「厚生省の『健康づくりのため
の運動所要量』について」：進藤宗洋：保健の科学第３
２巻第３号１９９０年）。

【０００４】また、被験者は、自己の運動能力を把握し
て当該運動能力に見合った強度で、運動を行なうべきで
あるが、同じ強度で運動しても、そのときどきの体調や
運動条件などによって体にかかる負担が異なるの普通で
ある。このため、例えば、特開平８−１０２３４号公報
記載の技術のように、被験者に対しトレッドミルを用い
て一定条件の運動をさせ、当該運動の物理学的強度とと
もに、当該被験者の血流などの生理学的指標も測定し
て、運動時における強度を監視しながら、運動すること
などが行なわれていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した物
理学的指標により表わされる運動強度は、その時点にお
ける被験者の物理的な運動の強さを定量的に示すのみで
あり、被験者の肉体的、精神的体力などを総合的に考慮
したものではない。また、生理学的指標に表わされる運
動強度は、被験者の肉体的体力を考慮することがあって
も、被験者の精神的体力を考慮したものではない。一
方、主観的評価により求められた運動強度は、そもそ
も、被験者の肉体的体力と精神的体力とに結びついてい
ない。このため、主観的評価により求められた強度で運
動しても、強度が強すぎて無理をしたり、反対に弱すぎ
たりして、トレーニング効果がでない、などの問題が生
じる場合が多い。

【０００６】また、上記公報記載の技術では、被験者が
行なう運動がトレッドミルを用いたものに限定されるの
で、それ以外の運動にかかる強度を測定することができ
ない、といった欠点があった。このようなトレッドミル
のほかに、ある強度の運動を与える器具としては、自転
車エルゴメータなどもあるが、実際問題として、このよ
うなトレッドミルや自転車エルゴメータなどを自由に使
える者は、ごく少数の恵まれた者に限られるだけでな
く、運動する場所も運動器具の設置場所に限定される。
このため、上記公報記載の技術は、普通に利用されるコ
ースや一般道、公園などの場所において、運動強度を監
視しながら運動する場合に適用できない、といった問題
もあった。しかも、このような場所は、一般に平坦でな
く整備されたとしても勾配を伴うのが通常である。ここ
で、運動形態を走行（ランニング）とした場合、走行運
動における歩幅（ストライド）は、上り勾配となると、
平坦路のそれと比べて短くなる傾向にあり、反対に、下
り勾配となると長くなる傾向がある。くわえて、下り勾
配では勢いにのる傾向が強いため、被験者は下り勾配の
走行状態を意識できない場合が多い。このため、特に下
り勾配が連続すると、ピッチ一定を心掛けたとしてもス
トライドが長くなる結果、走行速度が無意識のうちに上
昇して、運動強度が目的とする値に対して過大となりや
すい。したがって、たとえ自己の適切な運動強度を知っ
て、目的とする運動強度に対応する走行速度や走行ピッ
チで走行したとしても、勾配にさしかかれば、当該強度
で運動を行なうのが困難となり、適切な運動を行なうこ
とができない、といった問題もあった。

【０００７】以上のように従来では、第１に、被験者の
肉体的体力と精神的体力とを考慮した運動指標が存在し
ないため、適切な強度でトレーニングすることや、各種
競技会においてペース配分を決定する際に客観的な判断
材料を得るすることができない、という問題点と、第２
に、仮に、適切な強度が求められたとしても、トレッド
ミルや自転車エルゴメータなどのような運動器具を用い
ないで、自由に運動する場合、勾配などの高度差の影響
により、目的とする強度で運動を行なうのが困難であ
る、という問題点とが存在していた。本発明は、上述し
た問題に鑑みてなされたものであって、その目的とする
ところは、被験者の肉体的・精神的体力を総合的に考慮
した運動強度であって、全身持久力を高めるために必要
なトレーニングの強度を示す運動指標を、運動の種類や
運動の場所などを問わずに、告知することが可能な運動
指標測定方法および装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、被験者の拍数および運動ピッチ
が所定の範囲内で互いに同期するポイントを判定する過
程と、判定されたポイントに対応する運動強度を、被験
者の高度差に応じて補正して求める過程とを備えること
を特徴としている。

【０００９】本発明の実施の形態について説明する前
に、本発明の理論的根拠となる原理について説明する。
まず、本発明者らは、エルゴメトリーにおける運動強度
の指標に役立てるため、被験者に対し、走行速度を段階
的に変化させ、各種データを採取する実験を行なった。
この実験結果について、図３を参照して説明する。同図
（ａ）は、第１に、グランド走における走行速度および
拍数の関係と、第２に、同じくグランド走における走行
速度および走行ピッチの関係とを、同じ図上で示したも
のである。この図に示すように、被験者の拍数および走
行ピッチは、走行速度とともに増加することが判る。同
図（ｂ）は、グランド走における走行速度および被験者
の主観的運動強度の関係を示す図である。ここで、主観
的運動強度は、被験者がその速度で走行した場合、どの
ような主観的感覚を伴うかを点数付けしたものであり、
図４に示すように、「きつい」と感じるほどに高くなる
ように設定されている。図３（ｂ）に示すように、走行
速度が高くなると、主観的運動強度を示す点数も大きく
なり、被験者が感じる「きつさ」の程度も高くなり、精
神的余裕がなくなることが判る。次に、同図（ｃ）は、
グランド走における走行速度と、耳朶採血法により求め
られた血中乳酸濃度との関係を示す図である。この図に
示すように、点Ａ付近において、被験者の血中乳酸濃度
が急激に上昇し始めることが判る。

【００１０】周知のように、乳酸は疲労物質であるた
め、この濃度が高くなると、強度一定で運動を持続する
ことができなくなる。逆に言えば、持続性運動を単に行
なうのであれば、乳酸濃度が低い領域の強度で運動を行
なえば良い。一方、乳酸濃度が低く抑えられる運動強度
であっても、被験者が「楽」と感じる運動強度であれ
ば、トレーニングの効果が期待できない。このため、全
身持久力を高めるために、持続性運動を行なうのであれ
ば、被験者の血中乳酸濃度が低い領域の運動強度であっ
て、被験者が「ややきつい」と感じる運動強度で行なう
のが好ましいと考えられる。このような運動強度は、図
において点Ａに相当している。実際、血中乳酸濃度が上
昇し始める点Ａに相当する運動強度について、最大酸素
摂取量を用いた相対的強度で示すと、ほぼ50％VO２ｍａ
ｘ／wtであることが知られ、この値は、全身持久力を高
めるために行なうトレーニングの運動強度として適切で
あることも知られている。したがって、点Ａに相当する
運動強度は、運動時における被験者の肉体的・精神的を
考慮した運動強度であって、全身持久力を高めるための
トレーニングを行なう際の指標となるべき運動強度であ
ると言える。

【００１１】しかしながら、点Ａを直接求めるには、運
動時において血中乳酸濃度を継続して測定しなければな
らない。このことは、実際問題として極めて困難であ
る。

【００１２】ここで、本発明者らは、乳酸濃度の上昇点
Ａ付近において、被験者の拍数とピッチとが互い同期し
ていること、すなわち、略同一となっていることに着目
した。従来技術で述べたように、運動時の拍数や走行ピ
ッチを用いれば、運動強度について物理的な運動の強さ
を定量的に示すことができる。したがって、被験者の拍
数とピッチとが同期する地点を判定し、その地点での運
動強度を求めることによって、点Ａに相当する運動強度
が間接的に求めることが可能となる。そして、この運動
強度を告知することで、全身持久力を高めるためのトレ
ーニングを行なう際の適切な指標が提供されることとな
る。また、この際、高度差を検出する手段を設け、この
結果を考慮して指標を提供することで、運動を平坦路な
どの場所に限る必要もなく、普通に利用されるコースや
一般道、公園などで行なうことが可能となる。さらに、
被験者の運動強度が、被験者の拍数とピッチとの差をな
くす方向の運動指示を告知することで、全身持久力を高
めるために必要な運動強度に達することが容易となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００１４】＜１：第１実施形態＞まず、本発明の第１
実施形態にかかる運動指標測定装置について説明する。
本実施形態にかかる運動指標測定装置は、上記原理にし
たがって、被験者の拍数と運動ピッチとが略同一となる
運動強度を、運動時における被験者の肉体的・精神的体
力を総合的に考慮した強度であって、全身持久力を高め
るために必要なトレーニングの強度を示す運動指標とし
て告知するものである。なお、本実施形態においては、
説明のため、被験者が行なう運動形態を、日常生活にお
ける歩行や、登山歩行などを含んだ広い意味での走行
（ランニング）と想定するが、本発明をこれに限る趣旨
ではない。

【００１５】＜１−１：機能構成＞まず、本実施形態に
かかる運動指標装置の機能構成について説明する。図１
は、その機能構成を示すブロック図である。この図にお
いて、脈波検出部１０１は、被験者の脈波波形を検出す
るセンサである。脈波検出部１０１による脈波波形信号
は、Ａ／Ｄ変換部１０２によりディジタル信号に変換さ
れ、さらに、ＦＦＴ処理部１０３によりＦＦＴ（高速フ
ーリエ変換）処理されて、当該処理結果により、脈拍数
が求められる。なお、本来的に必要なのは心拍数、すな
わち、単位時間あたりにおける心臓の拍数であるが、心
拍数イコール脈拍数なので、求めた脈拍数を間接的に心
拍数として求めている。したがって、脈波検出部１０１
については、心電図を直接的に検出する構成としても良
い。

【００１６】一方、体動検出部１１１は、被験者の運動
における体の動きを検出するセンサであり、例えば、加
速度センサなどから構成される。この体動検出部１１１
による体動信号は、脈波波形信号と同様に、Ａ／Ｄ変換
部１１２によりディジタル信号に変換され、さらに、Ｆ
ＦＴ処理部１１３によりＦＦＴ処理されて、当該処理結
果により運動ピッチが求められる。すなわち、本発明に
おける運動とは、一定周期で行なうリズム性のある反復
運動を言うが、この反復運動が単位時間あたりに何回行
なわれたかが求められる。ここでは、運動形態が走行で
あるので、単位時間あたりの歩数（走行ピッチ）が求め
られる。なお、例えば、水泳運動であれば、単位時間あ
たりのかき数が求められる。

【００１７】一方、高度検出部１７１は、被験者の運動
における高度を測定するセンサであり、例えば、圧力歪
みにより抵抗が変化するダイアフラムなどにより構成さ
れる。この高度検出部１７１において、上記抵抗に印加
された電圧で示される高度信号は、脈波波形信号と同様
に、Ａ／Ｄ変換部１７２によりディジタル信号に変換さ
れる。高度差情報演算部１７３は、ディジタル信号に変
換された高度信号を一時記憶するとともに、現時点にお
ける高度信号により示される高度から、すでに一時記憶
された過去の高度信号により示される高度を減じて、そ
の期間における被験者の高度差を所定時間（例えば３０
秒）毎に求めて出力するものである。

【００１８】さて、第２記憶部１３１は、被験者の体重
のほか、上記反復運動の１回における移動量などを記憶
するものである。ここでは、運動形態が走行であるの
で、基準歩幅（基準ストライド）が記憶される。なお、
例えば、水泳運動であれば、１ストロークでの距離が記
憶される。

【００１９】次に、第１テーブル１３５１は、基準ピッ
チに対する走行ピッチの割合と、基準ストライドに乗算
するための第１補正係数との関係を予め記憶して、前者
に対応する後者を出力するものである。一方、第２テー
ブル１３５２は、高度差と、基準ストライドに乗算する
ための第２補正係数との関係を予め記憶して、前者に対
応する後者を出力するものである。また、補正部１３６
は、第２記憶部１３１に記憶された基準ストライドに対
し、各テーブルから出力された第１および第２補正係数
を乗じて、修正（補正）したストライドを出力するもの
である。

【００２０】ここで、第１テーブル１３５１および第２
テーブル１３５２を設けた趣旨について説明する。本実
施形態においては走行速度を求める場面がいくつか登場
する。ここで、走行速度は、一般に、走行ピッチとスト
ライドとの積で求められる。このうち、走行ピッチにつ
いては上記体動信号をＦＦＴ処理することで正確に求ま
るが、ストライドについては、当該走行運動における走
行ピッチや勾配などに依存して変動する。このため、第
２記憶部１３１に記憶された基準ストライドを、これら
の要因に対応して補正する必要がある。そこで、本実施
形態では、第２記憶部１３１に記憶された基準ストライ
ドで平坦路を走行した場合のピッチを指す基準ピッチな
る概念を設けた。そして、実際の走行ピッチに対応して
ストライドを補正する場合には、第１に、その走行ピッ
チの、基準ピッチに対する割合を求め、第２に、その割
合に対応する第１補正係数を第１テーブル１３５１から
読み出し、第３に、この第１補正係数を基準ストライド
に乗じて補正することとした。また、勾配に対応してス
トライドを補正する場合には、第１に、その高度差に対
応する第２補正係数を第２テーブル１３５２から読み出
し、第２に、この第２補正係数を基準ストライドに乗じ
て補正することとした。したがって、補正部１３６が、
第２記憶部１３１に記憶された基準ストライドに対し
て、各テーブルから出力された第１および第２補正係数
を乗ずることによって、走行ピッチおよび勾配に応じて
補正された修正ストライドが出力されることとなる。な
お、このような第１テーブル１３５１および第２テーブ
ル１３５２については、実測に基づく入力値に基づい
て、実際には後述するＲＡＭにおいて記憶されるため、
これらの作成方法については後述することとする。

【００２１】さて、第３記憶部１２１は、求められた拍
数、走行ピッチおよび修正ストライドの組を、経過時間
や、その間の高度差などとともに記憶するものである。
判定部１２２は、第３記憶部１２１の内容から、拍数お
よび運動ピッチが互いに同期する地点を判定し、当該地
点に対応する走行ピッチを、目標値として出力するもの
である。なお、測定誤差を考慮すれば、完全な同期点で
ある必要はなく、拍数および走行ピッチの差が±１０％
の以内であれば、両者は同期しているとみなしても良
い。また、図１における判定部１２２は、拍数および走
行ピッチが互いに同期する地点を、第３記憶部１２１の
記憶内容から判定とするとしたが、これに限られず、両
者を常に比較して、その同期点を検出する構成としても
良い。また、判定部１２２は、拍数および運動ピッチが
互いに同期する地点に対応する走行ピッチを出力すると
したが、拍数でも良く、さらに、両者を出力する構成で
も良い。

【００２２】次に、スイッチ１３２は、判定部１２２に
より目標値とされた走行ピッチ（入力端子ａ）、あるい
は、ＦＦＴ処理部１１３により求められた現時点におけ
る運動ピッチ（入力端子ｂ）のいずれか一方を選択する
ものであり、その選択は、制御部１６０により指示され
る。運動強度演算部１３３は、走行ピッチ、修正ストラ
イド、高度差および体重から、運動強度を演算するもの
である。したがって、スイッチ１３２において入力端子
ａが選択されていれば、目標とする運動強度が求められ
る一方、入力端子ｂが選択されていれば、被験者が実際
に運動している際における運動強度が求められるように
なっている。ここで、被験者が行なう運動形態を走行と
した場合、その走行速度は、被験者の走行ピッチとスト
ライドとを乗じることにより求められ、平坦路での運動
強度は、走行速度と被験者の体重とから求めることがで
きる。また、勾配が伴えば、その高度差と体重との積
（すなわち、被験者の位置エネルギー）が、走行速度と
被験者の体重とから求められる運動強度に対して加減さ
れる。

【００２３】なお、運動強度については、拍数を用いて
表現する方法もあるので、運動強度演算部１３３は、走
行ピッチではなく、ＦＦＴ処理部１０３により求められ
た拍数を入力して運動強度の演算を行なう構成でも良
い。また、運動を走行とすれば、運動強度として、走行
ピッチとストライドとの積である走行速度や、走行速度
と拍数との積、ピッチと拍数との積、ストライドと拍数
との積などを用いることができるので、運動強度演算部
１３３は、これらを演算する構成としても良い。

【００２４】次に、第１記憶部１３４は、入力端子ａが
選択されている際に、運動強度演算部１３３によって求
められた運動強度、すなわち、目標とする運動強度を、
求めた月日を示すデータとともに記憶するものである。

【００２５】また、比較部１４１は、後述する第４の機
能の実行時においては、ＦＦＴ１０３によって求められ
た拍数とＦＦＴ処理部１１３により求められた運動ピッ
チとの差を求め、さらに、この差が、当該拍数あるいは
ピッチに占める度合いを求めて、この度合いに応じてグ
レーディングを行なうものである。くわえて、比較部１
４１は、後述する第５の機能の実行時においては、ＦＦ
Ｔ１０３によって求められた拍数とＦＦＴ処理部１１３
により求められた運動ピッチとを比較して、両者の差を
なくすための運動指示を求めるものである。ここで、両
者の差がゼロであれば、すなわち、両者が一致して同期
していれば、それは、現時点において被験者が持続可能
な運動強度であって、目標としている運動強度で運動を
行なっていることを意味する。したがって、第４の機能
において比較部１４１によって求められる度合いとは、
現時点における運動強度が、目標とする運動強度に対し
てどれだけ相違しているかを示す指標であり、また、第
５の機能において求められる運動指示とは、目標として
いる運動強度に近づけるための指標となる。

【００２６】告知部１５１は、第１記憶部１３４の記憶
内容、第３記憶部１２１の記憶内容、運動強度演算部１
３３による演算結果、および、比較部１４１による比較
結果・指標から、主に次の告知を行なうものである。す
なわち、告知部１５１は、求められた拍数および運動ピ
ッチの組を、走行経路の起伏、走行開始後の経過時間と
対応付けて表示する第１の機能と、目標とする運動強度
を告知・表示する第２の機能と、現時点において被験者
が行なっている運動強度を表示する第３の機能と、現時
点における運動強度が、目標とする運動強度に対してど
れだけ相違しているか告知・表示する第４の機能と、現
時点における運動強度に対して、目標としている運動強
度に近づけるための指示を告知する第５の機能と、第２
の機能によって求められた運動強度が月日レベルの時間
経過とともにどのように進展しているかを表示する第６
の機能とを有する。また、制御部１６０は、各部の動作
を制御するものである。

【００２７】＜１−２：電気的構成＞次に、図１に示し
た機能構成を実現するための電気的構成について説明す
る。図２は、その構成を示すブロック図である。この図
において、ＣＰＵ２０１は、バスＢを介した各部の制御
や、各種処理の実行、演算などを、ＲＯＭ２０２に記憶
された基本プログラムに基づいて行なうものであり、図
１におけるＦＦＴ処理部１０３、１１３、判定部１２
２、運動強度演算部１３３、補正部１３６、比較部１４
１、制御部１６０および高度差情報演算部１７３に相当
する。ＲＡＭ２０３は、求められた拍数および運動ピッ
チの組を、高度差および走行開始後の経過時間に対応付
けて記憶するとともに、ＣＰＵ２０１による制御におい
て用いられる各種データ、例えば、被験者の体重や、基
準ストライドなどのデータや、各種テーブルを記憶する
ものであり、図１における第１記憶部１３４、第２記憶
部１３１、第３記憶部１２１、第１テーブル１３５１お
よび第２テーブル１３５２に相当する。

【００２８】さて、センサインターフェイス２０４は、
脈波検出部１０１、体動検出部１１１および高度検出部
１７１による各アナログ出力信号を、それぞれ別個所定
の間隔でサンプリングして、ディジタル信号に変換して
出力するものであり、図１におけるＡ／Ｄ変換部１０
２、１１２、１７２に相当する。

【００２９】一方、時計回路２０５は、通常の計時機能
のほか、予め設定された時間間隔毎にＣＰＵ２０１に対
し割込信号を送出して各種の割込処理をさせる機能を有
するものである。操作部２０６は、被験者の体重や、基
準ストライドなどの入力、各種機能（モード）を選択・
設定などするものであり、後述するように種々のボタン
スイッチにより構成される。表示部２０７は、ＣＰＵ２
０１の制御により各種の情報を表示するものであり、例
えばＬＣＤ（液晶表示パネル）などにより構成される。
アラーム部２０８は、ＣＰＵ２０１の制御によりアラー
ム音を発生して、被験者に各種の状態変化を告知するも
のである。これら表示部２０７およびアラーム部２０８
が、図１における告知部１５１に相当している。また、
Ｉ／Ｏインターフェイス２０９は、後述するＬＥＤおよ
びフォトトランジスタを有し、外部機器と情報の授受を
行なうためのものである。

【００３０】ここで、基準ピッチに対する割合と第１補
正係数との対応関係を示す第１テーブル１３５１の作成
方法について説明する。この関係については、被験者毎
に大きく異なると考えられるので、予め用意しておいた
一般的な関係を、実測して求めた被験者自身の特性にあ
わせて編集して用いる必要がある。まず、一般的な関係
について検討してみると、ピッチが増加するにしたがっ
てストライドも短くなると考えられるから、予め用意し
ておく関係も、図２１における実線で示すように、基準
ピッチに対する割合が大きくなるにつれて、基準ストラ
イドに乗算すべき第１補正係数が漸次小となるものであ
ればよい。次に、実線で示される関係を被験者の特性に
合わせて、同図で破線で示すように、被験者自身の特性
にあわせて編集する必要があるが、この編集は、たとえ
ば、次のような方法で可能である。すなわち、第１に、
被験者は、基準ピッチに対して、例えば、１０％ずつピ
ッチを段階的に増加して走行し、各段階での実際のスト
ライドを実測して、基準ストライドと比べてどの位の割
合となるかを求めておく。第２に、被験者は、これらの
基準ピッチに対する割合と基準ストライドに対する割合
とをプロットするとともに、プロット間を補間して、図
２１に示す波線で示すような特性を最終的に得る。この
うち、割合の算出、プロット、補間については、ＣＰＵ
２０１に負わせることができ、また、得られた特性の保
管についてはＲＡＭ２０３に負わせることができるの
で、実質的にユーザに必要なのは、ピッチを段階的に増
加した場合のそのピッチ増加率とストライドの実測値と
を操作部２０６を介して入力するだけで済ませることが
可能である。

【００３１】高度差と第２補正係数との対応関係を示す
第２テーブル１３５２の作成方法についても、第１テー
ブル１３５１の作成方法と基本的に同一である。この関
係についても、被験者毎に大きく異なると考えられるの
で、予め用意しておいた一般的な関係を、実測して求め
た被験者自身の特性にあわせて編集して用いる必要があ
る。まず、一般的な関係について検討してみると、高度
差が正方向に増加し、登り勾配の程度がきつくなるにし
たがってストライドも短くなる一方、高度差が負方向に
増加して、下り勾配の程度がきつくなるにしたがってス
トライドも長くなると考えられるので、予め用意してお
く一般的な関係も、図２２における実線で示すようなも
のであればよい。次に、実線で示される関係を被験者の
特性に合わせて、同図で破線で示すように、被験者自身
の特性にあわせて編集する必要があるが、この編集は、
たとえば、次のような方法で可能である。すなわち、第
１に、被験者は、勾配の大きさが判明している複数地点
において、基準ピッチで走行し、各地点における実際の
ストライドを実測して、基準ストライドと比べてどの位
の割合となるかを求めておく。第２に、被験者は、これ
ら勾配の高度差と基準ストライドに対する割合とをプロ
ットするとともに、プロット間を補間して、図２２に示
す波線で示すような特性を最終的に得る。このうち、割
合の算出、プロット、補間については、ＣＰＵ２０１に
負わせることができ、また、得られた特性の保管につい
てはＲＡＭ２０３に負わせることができるので、実質的
にユーザに必要なのは、複数地点における高度差とスト
ライドの実測値とを操作部２０６を介して入力するだけ
で済ませることが可能である。

【００３２】＜１−３：外観構成＞次に、本実施形態に
かかる運動指標測定装置の外観構成について説明する。
この外観については種々の態様が考えられるが、被験者
が運動を行なう際に装着していることを意識させないよ
うな形態が望ましい。その一例として、図５に示すよう
に腕時計型が考えられる。この場合、上述した第１〜第
６の各機能は、当該腕時計の一機能として実行される。

【００３３】本形態における運動指標測定装置は、図５
（ａ）に示すように、腕時計構造を有する装置本体５０
０、この装置本体５００に接続されたケーブル５０１、
および、この先端側に設けられた脈波検出部１０１から
構成されている。このうち、装置本体５００には、リス
トバンド５０２が取り付けられている。詳細には、リス
トバンド５０２の一端が装置本体５００の１２時方向か
ら被験者の左腕に巻き付いて、その他端が装置本体５０
０の６時方向で固定されている。また、装置本体５００
における６時の方向の表面側には、コネクタ部５０３が
設けられている。このコネクタ部５０３には、ケーブル
５０１の端部に設けられたコネクタピース５０４が着脱
自在に取り付けられている。このコネクタピース５０４
を外すと、コネクタ部５０３には、同図（ｃ）に示すよ
うに、ケーブル５０１との接続端子５０５、５０６のほ
か、ＬＥＤ５０７およびフォトトランジスタ５０８が設
けられており、外部機器と光通信を行なうようになって
いる。すなわち、これらＬＥＤ５０７およびフォトトラ
ンジスタ５０８が、図２におけるＩ／Ｏインターフェイ
ス２０９の一部を構成している。

【００３４】一方、装置本体５００の表面には、同図
（ａ）に示すように、表示部２０７が設けられており、
現在時刻や日付に加えて、モードや、上述した第１〜第
６の機能にかかる情報などの各種情報を、ドットマトリ
ックスあるいはセグメントで表示する。装置本体５００
の表面には、また、ボタンスイッチ５１１、５１２がそ
れぞれ表示部２０７の上側、下側に設けられる。このう
ち、前者のボタンスイッチ５１１は、時刻、日付、体重
および基準ストライドの値を修正するにあたって設定値
を１ずつ繰り上げるのに使用される一方、後者のボタン
スイッチ５１２は、時刻、日付、体重および基準ストラ
イドの値を修正するにあたって設定値を１ずつ繰り下げ
るのに使用される。

【００３５】さらに、装置本体５００の外周部には、ボ
タンスイッチ５１３〜５１６が、装置本体５００に対し
てそれぞれ２時、４時、８時、１０時の方向に設けられ
ている。各ボタンスイッチの機能は、それぞれ次の通り
である。まず、ボタンスイッチ５１３は、本装置が有す
る各種モード、例えば、時計表示モードのほか、上記第
１〜第６の機能にかかる表示を行なうモードや、外部機
器との情報の授受を行なう通信モード、入力・変更モー
ドなどの選択を行なうものである。次に、ボタンスイッ
チ５１４は、入力・変更モードにおいて、時分秒や、年
月日、１２／２４時間表示切換、体重、基準ストライド
などの項目のうち、いずれの項目にかかる値を入力・変
更するかを選択するものである。また、ボタンスイッチ
５１５は、表示部２０７による表示内容を切り換えを指
示するものである。そして、ボタンスイッチ５１６は、
表示部２０７におけるバックライトの点灯を指示するも
のであり、当該スイッチを押すことによって、ＥＬ（El
ectro Luminescence）が、例えば３秒間点灯して、しか
る後に、自動的に消灯するようになっている。

【００３６】一方、脈波検出部１０１は、図５（ｂ）に
示すように、青色ＬＥＤと受光部とからなるセンサ部１
１０を有し、センサ固定用バンド５２０によって遮光さ
れて、被験者の左手人指し指の根元から第２指関節まで
の間に装着されている。そして、脈波検出部１０１は、
青色ＬＥＤから光を照射するとともに、その光のうち、
毛細血管中のヘモグロビンによって反射したものを受光
部により受光し、この受光による出力を脈波波形信号と
して、ケーブル５０１を介し装置本体５００に出力す
る。なお、ＣＰＵ２０１や、体動検出部１１１、高度検
出部１７１、センサインターフェイス２０４（ＬＥＤ５
０７およびフォトトランジスタ５０８を除く構成）、時
計回路２０５、アラーム部２０８などは、装置本体５０
０に内蔵されているため、外観として現われない。

【００３７】＜１−４：外部機器＞次に、本実施形態に
かかる運動指標測定装置ではないが、本装置と情報の授
受を行なう外部機器について図６を参照して概説する。
この図のように、外部機器は、機器本体６００や、ディ
スプレイ６０１、キーボード６０２、プリンタ６０３な
どから構成されており、以下の点を除いて通常のパーソ
ナルコンピュータと同じものである。すなわち、機器本
体６００は、光信号によるデータを送受信するため、図
示しない送信制御部および受信制御部からなる光インタ
ーフェイスを内蔵しており、このうち、送信制御部は、
光信号を送信するためのＬＥＤ６０４を有する一方、受
信制御部は、光信号を受信するためのフォトトランジス
タ６０５を有している。これらＬＥＤ６０４、フォトト
ランジスタ６０５には、運動指標測定装置の装置本体５
００におけるＬＥＤ５０７、フォトトランジスタ５０８
の特性と同一もしくは近似しているものがそれぞれ用い
られる。ここでは、近赤外線タイプ（例えば中心波長が
９４０ｎｍのもの）が望ましい。そして、近赤外線タイ
プを用いる場合には、可視光を遮断するための可視光カ
ット用のフィルタが、機器本体６００の前面に設けら
れ、光通信用の通信窓６０６となっている。このような
外部機器と、運動指標測定装置の装置本体５００とは、
光通信により情報の授受を互いに行なうようになってい
る。なお、その情報授受における内容については、動作
のところで説明する。

【００３８】＜１−５：動作＞次に、本実施形態にかか
る運動指標測定装置の動作について説明する。上述した
ように、装置本体５００は、種々の機能を有しているた
め、動作については、これらの機能毎に説明することと
する。

【００３９】＜１−５−１：第１の機能＞はじめに、第
１の機能（すなわち、求められた拍数および走行ピッチ
の組について走行経路の起伏、経過時間と対応付けて表
示する機能）を実行する場合の動作について説明する。
被験者がボタンスイッチ５１３を操作して、第１の機能
を実行するためのモードに設定すると、図２におけるＣ
ＰＵ２０１（図１における制御部１６０）は、図７に示
す基礎処理を実行した後、引き続き、図８に示す割込
処理を定期的に実行する。

【００４０】まず、基礎処理の処理内容について図７
を参照して説明する。ステップＳａ１においてＣＰＵ２
０１は、体動検出部１１１により検出された体動信号
を、センサインタ−フェイス２０４を介して入力し、こ
れをＦＦＴ処理して、被験者が実際に走行運動を開始し
ているか否かを判別する。そして、ＣＰＵ２０１は、運
動を開始していないと判別すれば、処理手順を再びステ
ップＳａ１に戻す。すなわち、被験者が走行運動を開始
するまで、処理手順がステップＳａ１において待機する
ようになっている。実際に、被験者が走行運動を開始す
ると、ＣＰＵ２０１はステップＳａ２において、レジス
タｎの値をゼロにクリアした後、ステップＳａ３におい
て、割込処理の実行を許可した後、当該基礎処理を
終了する。ここで、割込処理とは、時計回路２０５に
よる割込信号によって、例えば１分ごとに定期的に実行
される処理である。このように、基礎処理において
は、第１の機能を実行するためのモードに設定され、か
つ、被験者が実際に走行運動を開始した後に、割込処理
の定期的実行が許可されるようになっている。

【００４１】次に、割込処理の処理内容について図８
を参照して説明する。まず、ステップＳａ１１において
ＣＰＵ２０１は、レジスタｎを「１」だけインクリメン
トする。レジスタｎは、前述したステップＳａ２におい
てゼロにクリアされているから、その内容は、被験者が
運動開始した後に、割込処理が何回実行されたかを示
すことになる。また、この割込処理は一定間隔で実行
される。したがって、レジスタｎは、運動開始後の経過
時間を間接的に示すものとなる。なお、いうまでもな
く、運動開始後の経過時間は、レジスタｎにセットされ
た値と割込処理の間隔とを乗ずることにより求められ
る。

【００４２】さて、ステップＳａ１２においてＣＰＵ２
０２は、脈波検出部１０１により検出された脈波波形信
号を、センサインターフェイス２０４を介して読み取っ
た後、ＦＦＴ処理して、被験者の脈拍数すなわち拍数
［拍／分］を求める。続いて、ステップＳａ１３におい
てＣＰＵ２０１は、体動検出部１１１により検出された
体動信号を、センサインターフェイス２０４を介して読
み取った後、ＦＦＴ処理して、被験者の走行ピッチ［回
／分］を求める。ここで、被験者が運動すると、当該運
動の規則性に伴うスペクトルが検出されるから、そのス
ペクトルの周波数を特定することにより、運動ピッチ
（この場合、走行ピッチ）が求められる。

【００４３】次に、ステップＳａ１０１においてＣＰＵ
２０１は、第１に、高度差検出部１７１により検出され
た高度信号を、センサインターフェイス２０４を介して
読み取った後、ＲＡＭ２０３において一時記憶し、第２
に、その高度信号により示される高度から、前回一時記
憶された高度信号により示される高度を減算して、被験
者の高度差を求める。この高度差にかかった時間は、い
うまでもなく、割込処理の実行間隔である。さらに、
ステップＳａ１４’においてＣＰＵ２０１は、求めた拍
数と走行ピッチと高度差とをペアにして、現時点におけ
るレジスタｎの値と対応づけてＲＡＭ２０３に記憶す
る。このため、ＲＡＭ２０３には、割込処理が実行さ
れる毎に、検出された拍数、走行ピッチおよび高度差が
順次累積されて記憶されることになる。

【００４４】次に、ステップＳａ１５’においてＣＰＵ
２０１は、ＲＡＭ２０３から、記憶した拍数と走行ピッ
チと高度差をすべて読み出し、ステップＳａ１６’にお
いて、表示部２０７に対し、読み出した拍数と走行ピッ
チとをｙ軸に、対応するレジスタｎの値をｘ軸にしてプ
ロットして、２次元表示を行なわせる一方、読み出した
高度差からレジスタｎの対応して、被験者が走行した地
形の起伏を示す表示も行なわせる。このような表示の場
合、走行ピッチと拍数とは絶対数値であるが、高度差に
ついては相対値である点において留意すべきである。こ
の表示の一例を図１５に示す。前述したように、レジス
タｎの値は、運動開始後の経過時間を示すから、このよ
うな表示により、拍数および走行ピッチが運動開始後に
どのように変化しているかが、さらに、その変化と、走
行経路の起伏とがどうような関係にあったかが表示部２
０７に示されることとなる。このため、被験者は、自己
の拍数および走行ピッチが走行経路の起伏と関係してど
のように変動しているかを知ることができる。ただし、
運動指標測定装置の形態を図５に示すような腕時計型と
すると、表示部２０７の表示能力は必然的に限られる。
このため、後述するように、読み出した情報を外部機器
に送信して、そこで、解析する方が望ましいといえる。
ステップＳａ１５’の表示処理を実行すると、ＣＰＵ２
０１は、次回の実行に備えるべく、今回の割込処理を
終了する。

【００４５】このような基礎処理および割込処理の
実行により、図１に示した機能構成によって実行される
第１の機能、すなわち、第３記憶部１２１において記憶
された拍数と走行ピッチとを、走行経路の起伏と運動開
始後の経過時間とに対応付けて表示する機能が、図２に
おける内部構成によって、等価的に実行されることとな
る。

【００４６】＜１−５−２：第２の機能＞次に、第２の
機能（すなわち、目標とする運動強度を表示する機能）
を実行する場合の動作について説明する。被験者がボタ
ンスイッチ５１３を操作して、第２の機能を実行するた
めのモードに設定すると、図２におけるＣＰＵ２０１
は、図９に示す基礎処理を実行して、引き続き、図１
０に示す割込処理を定期的に実行する。

【００４７】まず、基礎処理の処理内容について図９
を参照して説明する。この基礎処理は、目標となる運
動強度を表示するにあたって前提となる情報をセットし
たり、割込処理を許可するものであり、詳細には、以
下のステップＳｂ１〜Ｓｂ９からなる。

【００４８】はじめに、ＣＰＵ２０１はステップＳｂ１
において、たとえばＲＡＭ２０３において必要な領域を
確保したり、当該領域をクリアするなどの初期設定処理
を実行する。次に、ＣＰＵ２０１はステップＳｂ２にお
いて、被験者の反復運動１回における移動量や、被験者
の体重などの情報がＲＡＭ２０３にセットされているか
否かを判別する。本実施形態における運動は走行運動で
あるから、ＣＰＵ２０１は、被験者の基準ストライド
（基準歩幅）および体重の情報がセットされているか否
かを判別する。本実施形態において、はじめて第２の機
能を実行する場合、ＲＡＭ２０３には何ら情報がセット
されていないので、ステップＳｂ２の判別を行なうとし
ているのである。

【００４９】上記情報がセットされている場合、ＣＰＵ
２０１はステップＳｂ３において、当該セット値をＲＡ
Ｍ２０３から読み出して表示部２０７に表示させるとと
もに、次のステップＳｂ４において、これら値を変更す
るか否かの選択を被験者に促すメッセージを表示させ
る。被験者が変更しない旨の指示を行なうと、ＣＰＵ２
０１はステップＳｂ５において、上記情報を既定値とし
てＲＡＭ２０３に再セットする。

【００５０】一方、上記情報がＲＡＭ２０３にセットさ
れていない場合、あるいは、上記情報を変更する旨の指
示が行なわれた場合、ＣＰＵ２０１はステップＳｂ６に
おいて、上記情報が入力されたか否かを判別して、入力
されなければ再び処理手順をステップＳｂ６に戻す。す
なわち、被験者の基準ストライドや、体重が入力される
まで、処理手順がステップＳｂ６において待機するよう
になっている。そして、これらの情報が入力・変更され
ると、ＣＰＵ２０１はステップＳｂ７においてそれらの
値をＲＡＭ２０３にセットする。

【００５１】ここで、基準ストライド等の情報を変更す
る旨の指示としては、たとえば、被験者がボタンスイッ
チ５１３を操作して、装置本体５００の動作モードを入
力・変更モードに設定することなどが考えられる。ま
た、変更しない旨の指示としては、被験者がボタンスイ
ッチ５１３を一定時間何ら操作しないことなどが考えら
れる。さらに、基準ストライド等の情報を変更・入力す
る方法としては、たとえば、被験者が入力・変更モード
に設定して、さらに、ボタンスイッチ５１４により変更
・入力する対象を基準ストライドあるいは体重のいずれ
かに設定した後、当該対象となった値をボタンスイッチ
５１１あるいは５１２により１ずつ繰り上げあるいは繰
り下げることなどが考えられる。

【００５２】さて、被験者の基準ストライドや、体重に
かかる情報等がＲＡＭ２０３にセットされると、ステッ
プＳｂ８においてＣＰＵ２０１は、基礎処理における
ステップＳａ１と同様にして、被験者が実際に運動を開
始しているかを判別し、運動を開始していないと判別す
れば、処理手順を再びステップＳｂ８に戻す。すなわ
ち、被験者が運動を開始するまで、処理手順がステップ
Ｓｂ８において待機するようになっている。実際に、被
験者が運動を開始すると、ＣＰＵ２０１はステップＳｂ
９において、割込処理の実行を許可した後、当該基礎
処理の実行を終了する。ここで、割込処理とは、時
計回路２０５による割込信号によって、例えば２分ごと
に定期的に実行される処理である。このように、基礎処
理を実行すると、運動強度の演算に必要な情報がセッ
トされるとともに、第２の機能を実行するためのモード
に設定し、かつ、被験者が実際に運動を開始すると、割
込処理の定期的実行が許可されるようになっている。

【００５３】次に、割込処理の処理内容について図１
０を参照して説明する。まず、ＣＰＵ２０１は、ステッ
プＳｂ１１において、被験者の拍数［拍／分］を求め、
次に、ステップＳｂ１２において、被験者の走行ピッチ
［回／分］を求め、続いて、ステップＳｂ１３１におい
て、被験者の高度を検出した後、記憶するとともに、高
度差を求める。この点においては、割込処理における
ステップＳａ１２、１３、１０１と同様である。続い
て、ＣＰＵ２０１は、ステップＳｂ１３２において、直
前ステップにおいて求めた高度差がゼロであったか否か
により、被験者が平坦路を走行したか否かを判別する。
ここで、求めた高度差には、多少なりとも誤差が伴うか
ら、当該高度差が所定値以内に収まっている否か、とい
う判別を行なうこととしても良い。

【００５４】ここで、高度差があれば、ＣＰＵ２０１
は、ステップＳｂ１３３において次の処理を実行する。
すなわち、ＣＰＵ２０１は、第１に、求めた走行ピッチ
の基準ピッチに対する割合を求め、ＲＡＭ２０３に記憶
された第１テーブル１３５１を参照して、その割合に対
応する第１補正係数を読み出すとともに、第２テーブル
１３５２を参照して、求めた高度差に対応する第２補正
係数を読み出し、第２に、第２記憶部１３１に記憶され
た基準ストライドに、第１および第２補正係数の双方を
乗じて、当該走行ピッチおよび当該高度差に応じて修正
したストライドを求め、第３に、このストライドに対
し、求めた走行ピッチを乗じて走行速度を求める。一
方、高度差がなければ、ＣＰＵ２０１は、ステップＳｂ
１３４において次の処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ
２０１は、第１に、求めた走行ピッチの基準ピッチに対
する割合を求め、ＲＡＭ２０３に記憶された第１テーブ
ル１３５１を参照して、その割合に対応する第１補正係
数を読み出し、第２に、第２記憶部１３１に記憶された
基準ストライドに、第１補正係数のみを乗じて、当該走
行ピッチに応じて補正したストライドを求め、第３に、
このストライドに対し、求めた走行ピッチを乗じて走行
速度を求める。そして、ＣＰＵ２０１はステップＳｂ１
４において、検出した拍数と走行ピッチとを、その走行
速度に対応付けてＲＡＭ２０３に記憶する。

【００５５】さて、第２の機能は、拍数と走行ピッチと
が互いに同期する地点の運動強度を目標値として表示す
る機能であるが、この際、拍数と走行ピッチとが、異な
る走行速度において２点以上求められていなければ、同
期する地点を判定できない。このため、ＣＰＵ２０１
は、ステップＳｂ１５において、拍数と走行ピッチとが
少なくとも２組以上記憶されているとともに、それらの
走行速度が同一値でないことを条件に、以下のステップ
Ｓｂ１６〜Ｓｂ２２の処理を実行する。

【００５６】すなわち、ステップＳｂ１５の判別結果が
「Ｙｅｓ」であれば、ＣＰＵ２０１は、ステップＳｂ１
６において、第１に、ＲＡＭ２０３に記憶された拍数と
走行ピッチとをすべて読み出し、第２に、走行速度に対
応する拍数の回帰直線を求め、同様に、走行速度に対応
する走行ピッチの回帰直線を求め、第３に、拍数の回帰
直線と、走行速度の回帰直線との交点を判定して、拍数
と走行ピッチとが同期する地点を求める。なお、測定誤
差を考慮すれば、必ずも交点である必要はなく、同期点
の検出において、拍数および走行ピッチの差が±１０％
の以内であれば、両者は同期するとみなしても良い。ま
た、拍数および走行ピッチの差が同期するとみなす範囲
を、例えば、ボタンスイッチや、後述する外部機器など
で設定可能とする構成でも良い。

【００５７】次に、ＣＰＵ２０１は、求めた交点に対応
する走行ピッチを求め（ステップＳｂ１７）、その走行
ピッチに対応するアラーム音を運動指標として発生させ
るようにアラーム部２０８を制御する（ステップＳｂ１
８）。例えば、アラーム音としては、「ピッ、ピッ、ピ
ッ」のような、走行ピッチの周波数に対応させたものが
考えられる。また、この場合、表示に限られず、音声合
成や、アラーム音の強弱など種々の態様により告知する
構成も考えられる。また、ＣＰＵ２０１は、求めた交点
に対応する走行速度を求め（ステップＳｂ１９）、その
走行速度に対応する運動強度を演算する（ステップＳｂ
２０）。この演算は、例えば、当該走行速度にＲＡＭ２
０３に記憶された被験者の体重を乗じて求めることでも
良いし、走行速度と運動強度との関係より求めても良
い。なお、このままでは、高度差が考慮されないことに
なるから、求められた高度差と第２記憶部１３１に記憶
された被験者の体重との積を、求めた運動強度に対し、
符号を含んで加算することとしても良い。これにより、
登り勾配であれば、被験者の位置エネルギーが加算され
る一方、下り勾配であれば、被験者の位置エネルギーが
減算されるので、より正確に、運動強度を求めることが
できる。そして、ＣＰＵ２０１は、求めた運動強度を、
その走行運動の日付に対応させてＲＡＭ２０３に記憶さ
せ（ステップＳｂ２１）、求めた運動強度を目標とする
運動指標として表示部２０７により表示させる（ステッ
プＳｂ２２）。

【００５８】このようにして求められた運動強度は、拍
数と走行ピッチとが同期する地点での値であるから、全
身持久力を高めるための運動を行なう際の指標となるべ
きものである。ここで、ステップＳｂ２０のように、運
動強度を被験者の物理的な運動の強さで求めると、その
走行運動における絶対的強度を得ることができるから、
各種比較を行なう上では都合が良い。ただし、被験者に
とってみれば、目標とする運動強度を、走行ピッチ（あ
るいは、拍数）をアラーム部２０８により示される方
が、運動時においては直感的に判りやすい。すなわち、
被験者にとってみれば、感覚的に示される指標にしたが
って運動を行なえば、目標とする運動を達成できるので
あるから、その方が都合が良いのである。そこで、割込
処理においては、上述したステップＳｂ１７において
運動指標として走行ピッチを告知し、ステップＳｂ２２
において物理的な運動の強さを表示する構成とした。

【００５９】なお、運動指標としては、拍数でも良く、
これらを選択していずれかを告知、表示する構成として
も良い。このうち、拍数と走行ピッチとの双方を運動指
標として告知する場合、被験者が走行運動の強度の増減
を図るには、運動指標として告知される拍数を優先目標
として、走行速度をセルフコントロールする方法と、運
動指標として告知される走行速度を優先目標としてセル
フコントロールした結果、拍数をコントロールする方法
との２通りがある。また、運動形態を本実施形態のよう
に走行とすれば、運動強度として、走行ピッチとストラ
イドとの積である走行速度や、走行速度と拍数との積、
ピッチと拍数との積、ストライドと拍数との積を用いる
ことができ、これらを運動指標として告知、表示する構
成としても良い。このような運動指標は、効率の良い走
行を行なうための指標であるため、これを目標値とし
て、被験者は走行すれば良い。

【００６０】さて、ステップＳｂ２２の処理後、あるい
は、ステップＳｂ１５における判別結果が「Ｎｏ」であ
れば、ＣＰＵ２０１は、次回の実行に備えるべく、今回
の割込処理を終了する。なお、この割込処理は、一
定間隔毎に実行され、その都度、ＲＡＭ２０３に記憶さ
れる拍数とピッチとが増加する。したがって、走行速度
を少なくとも２段階に分ければ、ステップＳｂ１５の判
別結果「Ｙｅｓ」となる機会が訪れ、運動指標が告知、
表示されることとなる。

【００６１】このような基礎処理および割込処理の
実行により、図１において、スイッチ１３２が入力端子
ａを選択している機能構成によって実行される第２の機
能が、すなわち、目標とする運動強度を表示する機能
が、図２に示す内部構成によって、等価的に実行される
こととなる。

【００６２】＜１−５−３：第３の機能＞次に、第３の
機能（すなわち、被験者が実際に行なっている運動の強
度を表示する機能）を実行する場合の動作について説明
する。被験者がボタンスイッチ５１３を操作して、第３
の機能を実行するためのモードに設定すると、図２にお
けるＣＰＵ２０１は、基礎処理を実行した後、図１１
に示す割込処理を定期的に実行する。なお、この場合
の基礎処理は、図９に示した基礎処理と同内容であ
る。すなわち、基礎処理は、運動強度の演算に必要な
情報をセットするとともに、第３の機能を実行するため
のモードに設定し、かつ、被験者が実際に運動を開始す
ると、割込処理の定期的実行を許可する処理である。

【００６３】そこで、基礎処理の説明を省略し、割込
処理の処理内容について図１１を参照して説明する。
まず、ＣＰＵ２０１は、ステップＳｃ１１において、被
験者の拍数［拍／分］を求め、次に、ステップＳｃ１２
において、被験者の走行ピッチ［回／分］を求め、続い
て、ステップＳｃ１３１において、被験者の高度を検出
した後、記憶するとともに、高度差を求め、ステップＳ
ｃ１３２において高度差の有無を判別する。そして、高
度差があれば、ＣＰＵ２０１は、ステップＳｃ１３３に
おいて、第１テーブル１３５１および第２テーブル１３
５２の双方を用いて、走行ピッチおよび高度差に応じて
基準ストライドを修正し、求めた走行ピッチを乗じて走
行速度を求める。一方、高度差がなければ、ＣＰＵ２０
１は、ステップＳｃ１３４において、第１テーブル１３
５１を用いて、走行ピッチのみに応じて基準ストライド
を修正し、求めた走行ピッチを乗じて走行速度を求め
る。以上のステップＳｃ１１、１２、１３１〜１３４の
処理は、上述した割込処理におけるステップＳｂ１
１、１２、１３１〜１３４と同様である。

【００６４】引き続いて、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ
ｃ１４において、直前ステップで求めた走行速度に対応
する運動強度を演算して求める。この演算は、先のステ
ップＳｂ２０と同様である。そして、ＣＰＵ２０１は、
ステップＳｂ２１において、求めた運動強度を表示部２
０７により表示させる。このようにして表示される運動
強度は、被験者が実際に行なっている走行運動につい
て、走行ピッチや高度差を考慮しつつ、割込処理の実
行タイミングで求めたものである。また、この第３の機
能によって求められる運動強度のサンプリング間隔は、
割込処理の実行間隔である。

【００６５】このような基礎処理および割込処理の
実行により、図１において、スイッチ１３２が入力端子
ｂを選択している機能構成によって実行される第３の機
能、すなわち、被験者が実際に行なっている運動の強度
を表示する機能が、図２に示す内部構成によって、等価
的に実行されることとなる。

【００６６】＜１−５−４：第４の機能＞次に、第４の
機能（すなわち、被験者の行なっている運動の強度が、
目標とする運動強度に対してどれだけ相違しているか表
示する機能）を実行する場合の動作について説明する。
被験者がボタンスイッチ５１３を操作して、第４の機能
を実行するためのモードに設定すると、図２におけるＣ
ＰＵ２０１は、図１２に示す基礎処理を実行した後、
図１３に示す割込処理を定期的に実行する。なお、こ
の基礎処理は、図７に示した基礎処理からステップ
Ｓａ２を除いた内容である。すなわち、第４の機能を実
行する場合における基礎処理は、当該機能を実行する
ためのモードに設定し、かつ、被験者が実際に走行運動
を開始すると、割込処理の定期的実行を許可する処理
である。

【００６７】次に、割込処理の処理内容について図１
３を参照して説明する。まず、ＣＰＵ２０１は、ステッ
プＳｄ１１において、被験者の拍数［拍／分］を求め、
続いて、ステップＳｄ１２において、被験者の走行ピッ
チ［回／分］を求める。この点においては、割込処理
におけるステップＳａ１２、１３と同様である。続くス
テップＳｄ１３においてＣＰＵ２０１は、求めた拍数と
走行ピッチとから次式によって度合Ｇを算出する。 度合Ｇ＝（拍数−走行ピッチ）／走行ピッチ

【００６８】そして、ステップＳｄ１４においてＣＰＵ
２０１は、度合Ｇの値に応じた表示を表示部２０７に行
なわせた後、次回の実行に備えるべく、今回の割込処理
を終了する。ここで求められる度合Ｇは、拍数と走行
ピッチとの差が走行ピッチに占める割合を示すものであ
り、その値がゼロに近いほど、その時点での運動強度
が、持久力を高めるためのトレーニングを行なう場合に
適切な強度であることを示す。また、度合Ｇの符号がマ
イナスであれば、その時点での運動強度が、当該トレー
ニングを行なうには低いことを示す一方、度合Ｇの符号
がプラスであれば、その時点での運動強度が、当該トレ
ーニングを行なうには高いことを示す。このため、表示
部２０７の表示内容は、例えば、図１６に示すように、
度合Ｇの符号とその値の大きさとが直感的に判るような
ものが望ましい。これにより被験者が、現時点における
運動強度（走行速度）が、持久力を高めるためのトレー
ニングを行なう場合の強度に比べて、適切であるか否か
を知ることができ、さらに適切でなければ、当該トレー
ニング強度とするには、どれだけ、運動強度を増減しな
ければならないかについても定量的に知ることもでき
る。なお、図１６に示す表示例にあっては、上矢印が強
度の増加を促し、下矢印が強度の減少を促し、矢印の個
数が増減の程度を示す例である。また、この場合、図示
の例以外に種々の態様による表示のほか、視覚に限られ
ず、音声合成、アラーム音の強弱などの聴覚や、振動に
よる触覚など、他の感覚に訴える告知を行なう構成も考
えられる。

【００６９】このような基礎処理および割込処理の
実行により、図１に示した機能構成によって実行される
第４の機能、すなわち、現時点における運動強度が目標
とする運動強度に対してどれだけ相違しているか告知・
表示する機能が、図２における内部構成によって、等価
的かつ定期的に実行されることとなる。また、この第４
の機能を、各種競技会において実行すると、現時点にお
ける運動強度が、目標とする運動強度（すなわち、持続
性運動を行なう場合に適切な強度）とどれだけ相違して
いるかが判明するので、以後のペース配分を決定するに
際して客観的かつ重要な判断材料を得ることとなる。

【００７０】＜１−５−５：第５の機能＞次に、第５の
機能（すなわち、現時点における運動強度に対して、目
標としている運動強度に近づけるための指示を告知する
機能）を実行する場合の動作について説明する。被験者
がボタンスイッチ５１３を操作して、第５の機能を実行
するためのモードに設定すると、図２におけるＣＰＵ２
０１は、基礎処理を実行した後、図１４に示す割込処
理を定期的に実行する。なお、この場合の基礎処理
は、図１２に示した基礎処理と同内容である。すなわ
ち、第５の機能を実行する場合における基礎処理は、
当該機能を実行するためのモードに設定し、かつ、被験
者が実際に走行運動を開始すると、割込処理の定期的
実行を許可する処理である。

【００７１】次に、割込処理の処理内容について図１
４を参照して説明する。まず、ＣＰＵ２０１は、ステッ
プＳｅ１１において、被験者の拍数［拍／分］を求め、
次に、ステップＳｅ１２において、被験者の走行ピッチ
［回／分］を求め、続いて、ステップＳｅ１０１におい
て、被験者の高度を検出した後、記憶するとともに、高
度差を求め、ステップＳｅ１０２において高度差の有無
を判別する。そして、高度差があれば、ＣＰＵ２０１
は、ステップＳｅ１０３において、第１テーブル１３５
１および第２テーブル１３５２の双方を用いて、走行ピ
ッチおよび高度差に応じて基準ストライドを修正し、求
めた走行ピッチを乗じて走行速度を求める。一方、高度
差がなければ、ＣＰＵ２０１は、ステップＳｅ１０４に
おいて、第１テーブル１３５１を用いて、走行ピッチの
みに応じて基準ストライドを修正し、求めた走行ピッチ
を乗じて走行速度を求める。以上のステップＳｃ１１、
１２、１３１〜１３４の処理は、上述した割込処理に
おけるステップＳｂ１１、１２、１３１〜１３４と同様
である。

【００７２】次に、ＣＰＵ２０１は、ステップＳｅ１０
５において、直前ステップで求めた走行速度が一定値
（しきい値）以内であるか否か、あるいは、求めた高度
差が正方向、すなわち、当該走行運動が登り勾配で行な
われた否かを判断する。ここで、判別結果が「Ｙｅｓ」
である場合、被験者が、現時点における走行運動の強度
を、意識的に目標値に近づけようと努力している蓋然性
が高い。このため、判別結果が「Ｙｅｓ」である場合、
ＣＰＵ２０１は、次のステップＳｅ１３において、求め
た拍数と走行ピッチとを比較する。そして、ＣＰＵ２０
１は、拍数が走行ピッチよりも小さければ、ステップＳ
ｅ１４において、ピッチを上昇すべき旨の指示を表示部
２０７に行なわせ、また、拍数がピッチと略同一であれ
ば、ステップＳｅ１５において、その走行状態を維持す
べき旨の指示を表示部２０７に行なわせ、一方、拍数が
ピッチよりも大きければ、ステップＳｅ１６において、
ストライド（歩幅）を縮小すべき旨の指示を表示部２０
７に行なわせる。一方、ステップＳｅ１０５の判別結果
が「Ｎｏ」である場合、当該走行運動が下り勾配であっ
て、かつ、一定値以上の走行速度で行なわれたこと、す
なわち、被験者が無意識のうちに走行速度超過による運
動強度過大の状態に陥って、適正な運動ができていない
蓋然性が高い。このため、ステップＳｅ１０５の判別結
果が「Ｎｏ」である場合、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ
ｅ１６において、ストライドを縮小すべき旨の指示を表
示部２０７に行なわせて、その旨あるいは走行速度を抑
える旨を告知する。そして、ＣＰＵ２０１は、ステップ
Ｓｅ１４〜１６のいずれかの告知を行なった後、次回の
実行に備えるべく、今回の割込処理を終了する。

【００７３】ところで、拍数が走行ピッチよりも小さい
場合とは、図３（ａ）を参照しても判るように、全身持
久力を高めるためのトレーニングを行なうには走行速度
が低く、強度が過小である場合をいう。このため、被験
者に対し、運動強度のアップを促す告知を行なう必要が
あるが、それには、１ピッチあたりの運動量（すなわ
ち、ストライド）を拡大すべき旨の指示、走行ピッチを
上昇すべき旨の指示、高度について上昇すべき旨の指
示、および、これらを任意に組み合わせた指示が考えら
れる。反対に、拍数が走行ピッチよりも大きい場合と
は、同図を参照しても判るように、全身持久力を高める
ためのトレーニングを行なうには走行速度が高く、強度
が過大である場合をいう。このため、被験者に対し、運
動強度のダウンを促す告知を行なう必要があるが、それ
には、１ピッチあたりの運動量を縮小すべき旨の指示、
走行ピッチを減少すべき旨の指示、高度について下降す
べき旨の指示、および、これらを任意に組み合わせた指
示が考えられる。

【００７４】本実施形態では、運動の形態を広い意味で
の走行としていることとの関係上、一般的な走行運動の
特性について検討してみると、ストライドを拡大すれ
ば、走行速度が高まり、運動強度はアップするが、筋肉
疲労が発生し始める一方、拍数が下降する傾向にある。
また、走行ピッチを増加させると、これにしたがって拍
数も上昇する傾向にある。くわえて、同図を参照しても
判るように、走行速度が高い領域における走行ピッチ
は、走行速度の速度に上昇に比べると、それほど変化し
ていない。これは、走行速度の低い領域では、走行速度
のアップが、主に走行ピッチの上昇による行なわれる
が、走行速度の高い領域では、主にストライドの拡大に
より行なわれることを意味する。さらに、走行速度が低
い領域における拍数は、走行ピッチの上昇に比べると、
その変動が激しい。また、走行運動においては、適当な
勾配が常に存在するとは限らない。

【００７５】以上を踏まえた結果、本実施形態では、拍
数が走行ピッチよりも小さい場合、走行ピッチを上昇す
べき旨の指示を行なって、筋肉疲労を発生させることな
く、被験者の走行速度を高めて、運動強度のアップを図
ることとする一方、拍数が走行ピッチよりも大きい場
合、ストライドを縮小すべき旨の指示を行なって、拍数
を下げつつ、走行速度を落として、運動強度のダウンを
図ることとした。なお、拍数が走行ピッチと互いに同期
する場合は、その走行速度に対応する運動強度が持続性
運動を行なうためのトレーニング強度として適切である
ことを示すから、その走行状態を維持すべき旨の指示を
行なうこととした。この場合も、拍数と走行ピッチと
は、測定誤差を考慮すれば、完全に同期する必要はな
く、両者の差が例えば±１０％の範囲内であれば、両者
が同期しているとみなして良い。また、本発明にあって
は、本実施形態のような判断によらないで、１ピッチあ
たりの運動量ストライド、運動ピッチ、高度差に関する
指示を、適宜組み合わせるようにしても良い。

【００７６】このように、基礎処理および割込処理
の実行により、図１に示した機能構成によって実行され
る第５の機能、すなわち、現時点における運動強度に対
して、目標としている運動強度に近づけるための指示を
告知する機能が、図２における内部構成によって、等価
的かつ定期的に実行されることとなる。このため、被験
者は、第５の機能を実行による指示内容にしたがって、
走行運動を行なえば、目標としている運動強度、すなわ
ち、持続性運動を行なう場合に最適な強度に容易に達す
ることができる。なお、目標としている運動強度に近づ
けるための指示は、この第５の機能のほか、例えば、上
記第３の機能の実行時において現時点の運動強度が得ら
れた場合に、その強度が、上記第２の機能により得られ
た目標運動強度と比較することでも可能である。

【００７７】＜１−５−６：第６の機能＞次に、第６の
機能（すなわち、第２の機能によって求められた運動強
度が月日レベルの時間経過とともにどのように進展して
いるかを示す機能）を実行する場合の動作について説明
する。被験者がボタンスイッチ５１３を操作して、第６
の機能を実行するためのモードに設定すると、図２にお
けるＣＰＵ２０１は、第１に、前述したステップＳｂ２
１（図１０参照）において記憶された運動強度をすべて
読み出し、第２に、表示部２０７に対し、読み出した運
動強度をｙ軸に、対応する日付をｘ軸にしてプロットし
て、２次元表示を行なわせるように制御する。ここで表
示される運動強度は、その走行が行なわれたときに、拍
数と走行ピッチとが同期する値であって、運動指標とさ
れる値であり、トレーニングを積むことによって月日レ
ベルで変動する性質を有するものである。したがって、
このように、その運動強度を日付に対応して表示する
と、被験者のトレーニング効果について、時間推移とと
もに知ることができる。

【００７８】なお、以上の説明では、第１〜第６の機能
をそれぞれ個別に実行する構成としたが、被験者が運動
を開始した後、第１〜第６のすべての機能を、あるい
は、被験者が選択した分の機能を実行する構成としても
良い。特に、第４および第５の機能は、処理内容が近似
しているので、同時に実行することが望ましい。

【００７９】＜１−５−７：通信機能＞次に、本実施形
態にかかる運動指標測定装置が、図６に示す外部機器と
通信を行なって各種情報の授受を行なう場合の動作につ
いて説明する。まず、外部機器と通信を行なう場合、被
験者は、装置本体５００のコネクタ部５０３からコネク
タピース５０４を取り外して、ＬＥＤ５０７およびフォ
トトランジスタ５０８を露出させ、外部機器の通信窓６
０６に対向させる。以下については、情報を外部機器に
送信する送信機能と、外部機器から情報を受信する受信
機能とに分けて説明する。

【００８０】＜１−５−７−１：送信機能＞ＬＥＤ５０
７およびフォトトランジスタ５０８を露出させ、外部機
器の通信窓６０６に対向させた状態において、被験者等
がボタンスイッチ５１３を操作して、送信機能を実行す
るためのモードに設定すると、図２におけるＣＰＵ２０
１は、第１の機能を実行した際のステップＳａ１４にお
いて記憶された情報、すなわち、走行運動開始後の経過
時間および高度差に対応付けられた拍数と走行ピッチと
の情報を、Ｉ／Ｏインターフェイス２０９、および、外
部機器の光インターフェイスを介し、機器本体６００に
送信する。このような光通信プロトコルとしては、Ｉｒ
ＤＡ（Infrared Data Association）方式などを用いる
ことができる。

【００８１】このように、装置本体５００から送信を行
なうことで、外部機器では、被験者の拍数および走行ピ
ッチが走行開始後の経過時間と走行経路の起伏とに応じ
て、どのように変化しているかを、被験者のみならず、
指導者や、医師等の第三者が客観的知ることができると
ともに、それらの情報の蓄積や解析などが可能となる。
また、装置本体５００が送信した情報を、外部機器側で
処理することにより、上記第２の機能（拍数および運動
ピッチが互いに同期するポイントに相当する運動強度を
目標とする運動強度として告知する機能）を、装置本体
５００側で処理する必要がなくなる。このような構成と
すると、装置本体５００側で行なうべき処理の負担を減
らすことができる。さらに、このような構成において、
拍数および運動ピッチが互いに同期する条件を外部機器
側で設定可能としても良い。これにより、指導者や、医
師等の第三者は、自己が設定した条件で、計測結果を判
断することができ、装置本体５００にすべての機能を集
約する場合と比べて、より適切な情報の蓄積や解析など
が可能となる。なお、送信する情報は、これに限られ
ず、例えば、ステップＳｂ２１において記憶された情報
でも良い。こうすると、上記第６の機能が外部機器にお
いて実行されることとなる。

【００８２】＜１−５−７−２：受信機能＞一方、外部
機器では、走行運動における目標値、例えば、走行ピッ
チなどが経過時間あるいは走行経路の起伏に応じて設定
される。本実施形態にかかる運動指標測定装置は、外部
機器で設定された目標値を受信し、被験者が実際に走行
運動を開始した場合における目標値として用いる。詳細
には、ＬＥＤ５０７およびフォトトランジスタ５０８
を、外部機器の通信窓６０６に対向させた状態におい
て、被験者等がボタンスイッチ５１３を操作して、受信
機能を実行するためのモードに設定すると、図２におけ
るＣＰＵ２０１は、外部機器に対してデータ要求を示す
信号を、Ｉ／Ｏインターフェイス２０９、および、外部
機器の光インターフェイスを介して送信する。これを受
けて、外部機器の本体６００は、設定された目標値とな
る情報を、外部機器の光インターフェイス、および、Ｉ
／Ｏインターフェイス２０９を介して送信する。

【００８３】一方、装置本体５００側で目標値となる情
報が受信されると、ＣＰＵ２０１は、受信した情報をＲ
ＡＭ２０３に一旦記憶させ、被験者が実際に走行を開始
した際に、走行開始後の経過時間に対応する目標値を読
み出して、被験者に告知する。この際、目標値が走行ピ
ッチであれば、告知する目標値と、走行運動における実
際の走行ピッチとが、どれだけ相違しているかについ
て、第４の機能のように、グレーディングして表示する
こととしても良い。これにより、被験者は、運動が長期
間にわたる場合であっても、設定された通りの走行ピッ
チで走行運動を行なうことが可能となって、トレーニン
グや、競技会などにおいてペース作りに活用できる。な
お、本実施形態にあっては、通信機能を光通信で行なう
こととしたが、こののほか、電波による無線通信やケー
ブルを介した有線通信など種々の態様が考えられる。

【００８４】このように本実施形態にかかる運動指標測
定装置によれば、第１〜第６の機能や、通信機能を実行
することが可能である。特に、第２の機能を実行するこ
とにより、全身持久力を高めるための運動を行なう際の
指標となるべき運動強度について、運動時における被験
者の肉体的・精神的体力を総合的に考慮して求めること
ができ、また、第４の機能を実行することによって、現
時点における運動強度が、全身持久力を高めるために行
なうべき運動強度に対してどれだけ相違しているかを、
定量的に求めることもでき、さらに、第５の機能を実行
することによって、現時点における運動強度を、目標と
している運動強度に近づけるための指示を行なうことが
できる。しかも、いずれの機能においても、走行経路の
起伏に伴うストライドの変動や高度差による位置エネル
ギーの変動を考慮しているので、運動指標たる強度をよ
り正確に得られるとともに、運動を、平坦路やトレッド
ミルのような運動器具を用いないで、外の自由な場所で
行なうことが可能となる。また、本実施形態にかかる運
動指標測定装置において、第２の機能により求める運動
指標を、走行速度と拍数との積や、走行ピッチと拍数と
の積、ストライドと拍数との積などのように、物理的指
標と生理的指標との積によって、告知する構成とすれ
ば、物理的指標と生理的指標とを総合的に評価すること
も可能となる。具体的には、同じコースを同じ時間でゴ
ールしたとしても、体調によって生理的な指標が変化す
るので、物理的な指標との総合評価をすることになるの
である。すなわち、物理的指標と生理的指標とを一つの
新たなる指標で評価できるのである。

【００８５】＜１−６：第１実施形態の応用例、変形例
＞なお、上述した第１実施形態については、次のような
応用例あるいは変形例がが可能である。

【００８６】＜１−６−１：構成についての応用例、変
形例＞被験者が走行運動を行なった場合に、補正された
ストライドが、その時点での拍数と走行ピッチと結び付
けられ、かつ、走行開始後の経過時間および高度差に対
応付けて記憶されるように構成しても良い。すなわち、
第１の機能を、走行開始後の拍数と走行ピッチと走行経
路の起伏に加えて、補正されたストライドについても表
示する機能とする構成としても良い。さらに、送信機能
においては、補正されたストライドについても外部機器
に送信しても良く、また、外部機器で走行運動における
目標値として、ストライドについても経過時間に対応し
て設定可能とする一方、受信機能においては、これら設
定されたストライドの情報を受信し、被験者が実際に走
行運動を開始した場合における目標値として用いる構成
としても良い。

【００８７】また、第１実施形態にあっては、第１テー
ブル１３５１および第２テーブル１３５２の２つのテー
ブルを用いて、第２記憶部１３１に記憶された基準スト
ライドを補正する構成としたが、これに限られず、走行
ピッチおよび高度差を引数（パラメータ）とする１つの
２次元テーブルにより補正する構成としても良い。ただ
し、実際問題として、実測すべきストライドの条件にか
かる組み合わせ（すなわち、走行ピッチと高度差との組
み合わせ）が膨大となって、被験者の負担が増加する、
といった欠点がある。例えば、走行ピッチを５点、勾配
を４点とすると、その組み合わせたる２０点の各々につ
いてストライドを実測しなければならない。しかし、第
１実施形態のように２つのテーブルに分ければ、精度的
には落ちるかもしれないが、ストライドの実測につい
て、第１テーブル１３５１の作成時に５点、第２テーブ
ル１３５２の作成時に４点の計９点で済ませることがで
き、被験者の負担を減らすことが可能となる。

【００８８】＜１−６−２：形態についての他の例＞上
述した実施形態にあっては、運動指標測定装置の形態が
腕時計構造であったが、本発明はこれに限られない。そ
こで、本発明にかかる運動指標測定装置の形態について
いくつか例を挙げて説明する。

【００８９】＜１−６−２−１：ネックレス型＞例え
ば、本発明にかかる運動指標測定装置を、図１７に示す
ようなネックレスとすることが考えられる。この図にお
いて、１６０１は、センサパッドであってスポンジ状の
緩衝材などで構成される。このセンサパッド１０６１の
中には、脈波検出部１０１が皮膚面に接触するように取
り付けられる。したがって、このネックレスを首にかけ
ると、脈波検出部１０１が首の後ろ側の皮膚に接触して
脈波が測定されて、拍数が求められる。また、同図中、
ブローチに似た中空部を有するケース１６０２には装置
の主要部が組み込まれており、必要であれば、通信を行
なうためのＬＥＤや、フォトダイオードのほか、各種設
定を行なうためのボタンスイッチなどが、図においてケ
ース１６０２の裏面に設けられる（図示せず）。さら
に、脈波検出部１０１とケース１６０２とは、それぞれ
鎖１６０３に取り付けられており、この鎖１６０３の中
に埋め込まれたリード線（図示略）を介して電気的に接
続されている。

【００９０】＜１−６−２−２：眼鏡型＞他方、腕時計
以外の形態例として、図１８にような眼鏡と組み合わせ
ることが考えられる。この形態では装置本体が眼鏡フレ
ームにおける左側の蔓１７０１に取り付けられており、
本体はさらにケース１７０２ａとケース１７０２ｂとに
分かれ、蔓１７０１内部に埋め込まれたリード線を介し
て接続されている。なお、このリード線は蔓１７０１に
沿って這わせるようにしても良い。

【００９１】ケース１７０２ａにおいて、そのレンズ１
７０３側の側面の全面には液晶パネル１７０４が取り付
けられ、さらに該側面の一端には鏡１７０５が所定の角
度で固定されている。これに加え、ケース１７０２ａに
は光源（図示略）を含む液晶パネル１７０４の駆動回路
が組み込まれており、この光源から発射された光が液晶
パネル１７０４を介して鏡１７０５で反射されて眼鏡の
レンズ１７０３に投射される。したがって、この形態で
はレンズ１７０３が、図２における表示部２０７に相当
することとなる。また、ケース１７０２ｂには装置の主
要部が組み込まれており、必要であれば、通信を行なう
ためのＬＥＤや、フォトダイオードのほか、各種設定を
行なうためのボタンスイッチなどが設けられる。さら
に、脈波検出部は、パッド１７０６に内蔵されており、
これらパッド１７０６で耳朶を挟むことにより脈波検出
部を耳へ固定するようになっている。

【００９２】＜１−６−２−３：カード型＞また、他の
形態例として、図１９に示すようなカード型が考えられ
る。このカード型装置は、被験者の左胸ポケットに収容
されるものである。この形態における脈波検出部１０１
は、カード表面に設けられる圧電マイクから構成され、
被験者の皮膚面側に対向して、被験者の鼓動を検出して
拍数を検出するものである。このように脈波検出部１０
１をマイク等で構成した場合、アラーム部２０８がアラ
ーム音を発生させると、当該アラーム音を検出してしま
うので、装置内部に設けられるＣＰＵ２０１は、アラー
ム音を発生させる際に、脈波検出部１０１による拍数検
出を行なわないような処理が必要となる点に留意しなけ
ればならない。

【００９３】＜１−６−２−４：万歩計型＞さらに、他
の形態例として、図２０（ａ）に示すような万歩計型が
考えられる。この万歩計の装置本体１９００は、同図
（ｂ）に示すように、被験者の腰ベルトに取り付けられ
るものである。この形態における脈波検出部１０１は、
図５に示す腕時計型と同様に、被験者の左手人指し指の
根元から第２指関節までの間に装着される。この際、装
置本体１９００と本体脈波検出部１０１とを結ぶケーブ
ル５０１については、被験者の運動を妨げないように、
上着に縫い込むなどの対策を施すのが望ましい。

【００９４】＜１−６−３：表示や告知などの態様＞な
お、上述した第１実施形態にあっては、第１〜第６の機
能の実行結果をいずれも表示部２０７により表示する構
成としたが、上述したように本発明はこれに限られな
い。すなわち、視覚に頼った表示に限られず、種々の態
様により告知可能である。その意味で本発明における告
知とは、五感に訴えるものを意味する。例えば、目標と
する走行ピッチや、拍数等を振動などによる触覚に訴え
て告知する構成としても良いし、また、告知すべき結果
を音声合成による聴覚に訴えて告知する構成としても良
い。

【００９５】＜２：第２実施形態＞次に、本発明の第２
の実施形態について説明する。上述した実施形態におい
ては、走行運動におけるストライドを、走行ピッチおよ
び高度差（すなわち勾配）のみに応じて修正する構成と
したが、ストライドは、これ以外に、走行運動における
拍数に応じて変動する場合も考えられる。したがって、
この点において、第１実施形態では、ストライドが関与
する演算結果が不正確となりやすい欠点を有する、とい
える。そこで、この第２実施形態は、ストライドを用い
て演算を行なう場合には、走行ピッチおよび高度差のほ
か、拍数ピッチをも考慮して、第２記憶部１３１に記憶
された基準ストライドを修正して、上記欠点を解消しよ
うとするものである。

【００９６】このため、第２実施形態にかかる運動指標
測定装置の構成は、図２３に示すようなものとなり、図
１に示す第１実施形態の構成に対して第３テーブル１３
５３を付加した構成となっている。この第３テーブル１
３５３は、拍数と、基準ストライドに乗算するための第
３補正係数との関係を予め記憶して、前者に対応する後
者を出力するものである。

【００９７】ここで、第３テーブル１３５３の作成方法
について説明する。この関係については、第１テーブル
１３５１あるいは第２テーブル１３５２の関係と同様
に、被験者毎に大きく異なると考えられるので、予め用
意しておいた一般的な関係を、実測して求めた被験者自
身の特性にあわせて編集して用いる必要がある。まず、
一般的な関係について検討してみると、拍数が増加する
にしたがってストライドも短くなると考えられるから、
予め用意しておく関係も、図２４における実線で示すよ
うに、基準ピッチに対する割合が大きくなるにつれて、
基準ストライドに乗算すべき第１係数が漸次小となるも
のであればよい。次に、実線で示される関係を被験者の
特性に合わせて、同図で破線で示すように、被験者自身
の特性にあわせて編集する必要があるが、この編集は、
たとえば、次のような方法で可能である。すなわち、第
１に、被験者は、平坦路において基準ピッチの走行運動
を行なって、そのときの拍数（基準拍数）を検出し、第
２に、例えば、１０％ずつピッチを段階的に増加して走
行し、各段階での拍数と実際のストライドとを実測し、
第３に、実測した拍数が基準拍数と比べてどの位の割合
となるか、および、実測したストライドが基準ストライ
ドと比べてどの位の割合となるかを求めておく。第４
に、基準拍数に対する割合と基準ストライドに対する割
合とをプロットするとともに、プロット間を補間して、
図２４に示す波線で示すような特性を最終的に得る。こ
のうち、割合の算出、プロット、補間については、ＣＰ
Ｕ２０１に負わせることができ、また、得られた特性の
記憶保管についてはＲＡＭ２０３に負わせることができ
るので、実質的にユーザに必要なのは、各段階における
拍数とストライドの実測値とを操作部２０６を介して入
力するだけで済ませることが可能である。なお、第３テ
ーブル１３５３については、図２におけるＲＡＭ２０３
に相当する構成であるから、図２において実質的に付加
する構成要素はない。

【００９８】実際に被験者が走行運動を行なって、ＲＡ
Ｍ２０３に記憶された基準ストライドを用いて演算する
場合において、高度差があれば、ＣＰＵ２０１は、第１
に、走行ピッチの基準ピッチに対する割合を求め、ＲＡ
Ｍ２０３に記憶された第１テーブル１３５１を参照し
て、その割合に対応する第１補正係数を読み出すととも
に、第２テーブル１３５２を参照して、求めた高度差に
対応する第２補正係数を読み出し、さらに、求めた拍数
の基準拍数に対応する割合を求め、第３テーブル１３５
３を参照して、その割合に対応する第３補正係数を読み
出し、第２に、第２記憶部１３１に記憶された基準スト
ライドに、第１、第２および第３補正係数を乗じて、当
該走行ピッチ、当該高度差および当該拍数に応じて基準
ストライドを補正し、第３に、このストライドに対し、
求めた走行ピッチを乗じて走行速度を求める。一方、高
度差がなければ、ＣＰＵ２０１は、第１に、走行ピッチ
の基準ピッチに対する割合を求め、ＲＡＭ２０３に記憶
された第１テーブル１３５１を参照して、その割合に対
応する第１補正係数を読み出すとともに、走行時拍数の
基準拍数に対応する割合を求め、第３テーブル１３５３
を参照して、その割合に対応する第３補正係数を読み出
し、第２に、第２記憶部１３１に記憶された基準ストラ
イドに、第１および第３補正係数を乗じて、当該走行ピ
ッチおよび当該拍数に応じて基準ストライドを補正し、
第３に、このストライドに対し、求めた走行ピッチを乗
じて走行速度を求める。そして、運動強度は、このよう
な走行速度から求められる。これにより、図２３に示し
た機能構成が、図２に示した内部構成によって、等価的
に実行されることとなる。

【００９９】このような第２実施形態によれば、走行運
動においてピッチが変動しても、これに応じて基準スト
ライドが修正されるので、しかも、その修正は、被験者
の特性に合わせて行なわれるので、ストライドを用いた
演算をより正確に行なうことが可能となる。

【０１００】なお、歩幅の修正については、上述した第
１、第２あるいは第３テーブルにより補正する方法のほ
か、例えば、単に被験者がボタンスイッチ５１１、５１
２を押下して、入力された歩幅を手動で増減する方法も
考えられる。さらに各テーブルの記憶内容は、走行ピッ
チ、高度差、拍数に対応する補正係数ではなくて、スト
ライドの値そのものとしても良い。

【０１０１】なお、第２実施形態にあっては、第１テー
ブル１３５１、第２テーブル１３５２、および第３テー
ブル１３５３の３つのテーブルを用いて、第２記憶部１
３１に記憶された基準ストライドを補正する構成とした
が、これに限られず、走行ピッチ、高度差および拍数を
引数（パラメータ）とする１つの３次元テーブルにより
補正する構成としても良い。ただし、実際問題として、
実測すべきストライドの条件にかかる組み合わせ、すな
わち、走行ピッチと高度差との組み合わせが膨大となっ
て、被験者の負担が増加する、といった欠点は、第１実
施形態の場合と同様に発生する欠点がある。

【０１０２】＜３：その他＞なお、上記第１および第２
実施形態においては、被験者が行なう運動を走行とした
が、本発明はこれに限られない。例えば、運動を水泳と
し、走行ストライドに対応して、ひとかきの移動距離を
入力し、ピッチに対応して単位時間あたりのかき数を検
出することでも、同様な効果が得られる。また、運動を
台の昇降とし、１回あたりの上昇量を入力し、単位時間
あたりの昇降段数を検出することでも、同様な効果が得
られる。要するに本発明は、日常生活において通常行な
う動作運動をも含んだ、一定リズムで行なう規則性運動
のすべてにおいて、拍数と運動ピッチとが同期する運動
強度を新たなる運動指標として提供することが可能とな
る。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果がある。被験者の肉体的・精神的体力を総
合的に考慮した運動強度であって、全身持久力を高める
ために必要なトレーニングの強度を示す運動指標を、運
動の種類や場所を問わないで、告知することが可能とな
る（請求項１、２、３、４、９） また、被験者のトレーニング結果がどのように変動して
いるかを時間推移とともに知ることが可能となる（請求
項５）。さらに、被験者が実際に行なっている運動の強
度を知ることが可能となる（請求項７）。運動強度につ
いて、被験者の位置エネルギーを考慮して求めるので、
より正確となる（請求項６、８） 運動が走行運動である場合、歩幅について拍数、走行ピ
ッチあるいは拍数のうち少なくとも１つ以上に応じて補
正されるので、歩幅が関与する演算結果をより正確に求
めることが可能となる（請求項１０）。ここで、歩幅に
ついては、平坦路を走行した場合には高度差については
考慮されず、歩幅について拍数あるいは走行ピッチの少
なくとも一方が考慮され、高度差を伴う勾配を走行した
場合には、さらに、その高度差も考慮される（請求項１
１）。被験者が下り勾配を走行している際に、無意識の
うちに速度超過となって運動強度過大となるのが防止さ
れる（請求項１２）。持続性運動を行なう場合のトレー
ニング強度に、容易に達することが可能となり（請求項
１３）、達していなければ、具体的な指示を受けること
ができ、達していれば、その旨を知ることが可能となる
（請求項１４）。外部機器と情報を送受信することで、
測定結果を外部機器において解析したり、目標値を細か
く設定することが可能となる（請求項１５〜２０）。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態にかかる運動指標測定
装置の機能構成を示すブロック図である。

【図２】 同装置における電気的構成を示すブロック図
である。

【図３】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の前提と
なる実験結果を示す図である。

【図４】 主観的運動強度の点数付けを説明するための
図である。

【図５】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ同運動指標測定
装置の外観構成を示す図である。

【図６】 同運動指標測定装置と各種情報の授受を行な
う外部機器の構成を示す図である。

【図７】 同運動指標測定装置が実行する基礎処理を
示すフローチャートである。

【図８】 同運動指標測定装置が実行する割込処理を
示すフローチャートである。

【図９】 同運動指標測定装置が実行する基礎処理あ
るいはを示すフローチャートである。

【図１０】 同運動指標測定装置が実行する割込処理
を示すフローチャートである。

【図１１】 同運動指標測定装置が実行する割込処理
を示すフローチャートである。

【図１２】 同運動指標測定装置が実行する基礎処理
あるいはを示すフローチャートである。

【図１３】 同運動指標測定装置が実行する割込処理
を示すフローチャートである。

【図１４】 同運動指標測定装置が実行する割込処理
を示すフローチャートである。

【図１５】 同運動指標測定装置における表示部の表示
の一例を示す図である。

【図１６】 同運動指標測定装置における表示部の表示
の一例を示す図である。

【図１７】 同装置をネックレス型とした場合の外観構
成を示す図である。

【図１８】 同装置を眼鏡型とした場合の外観構成を示
す図である。

【図１９】 同装置をポケットカードとした場合の外観
構成を示す図である。

【図２０】 （ａ）は同装置を万歩計型とした場合の外
観構成を示す図であり、（ｂ）はそれが取り付けられた
状態を示す図である。

【図２１】 同実施形態における第１テーブルの内容を
示す図である。

【図２２】 同実施形態における第２テーブルの内容を
示す図である。

【図２３】 本発明の第２実施形態にかかる運動指標測
定装置の機能構成を示すブロック図である。

【図２４】 同実施形態における第３テーブルの内容を
示す図である。

【符号の説明】

１０１……脈波検出部（拍数検出手段）、 １１１……体動検出部（ピッチ検出手段）、 １２１……第３記憶部（第３の記憶手段）、 １２２……判定部（判定手段）、 １３１……第２記憶部（第２の記憶手段）、 １３３……運動強度演算部（第１および第２の算出手
段）、 １３４……第１記憶部（第１の記憶手段）、 １３５１〜１３５３……テーブル、１３６……補正部
（１３５、１３６により補正手段）、 １５１……告知部（第１〜第５の告知手段）、 １７１……高度検出部（高度測定手段）、 １７３……高度差情報演算部（高度差情報算出手段）、 ２０９……Ｉ／Ｏインターフェイス（通信手段）

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被験者の拍数および運動ピッチが所定の
   範囲内で互いに同期するポイントを判定する過程と、 判定されたポイントに対応する運動強度を、被験者の高
   度差に応じて補正して求める過程とを備えることを特徴
   とする運動指標測定方法。
2. 【請求項２】 被験者の拍数および運動ピッチが所定の
   範囲内で互いに同期するポイントを判定する判定手段
   と、 前記判定手段により判定されたポイントに対応する運動
   強度を、被験者の高度差に応じて補正して求める第１の
   算出手段と、 を具備することを特徴とする運動指標測定装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の発明において、 被験者の拍数を検出する拍数検出手段と、 被験者の運動ピッチを検出するピッチ検出手段と、 被験者の高度を測定する高度測定手段と、 前記高度測定手段により測定された高度を所定時間毎に
   採取して、当該時間における高度差を求める高度差情報
   算出手段と、 前記第１の算出手段により求められた運動強度を運動指
   標として告知する第１の告知手段とを備えることを特徴
   とする運動指標測定装置。
4. 【請求項４】 前記所定の範囲とは、検出された拍数お
   よび検出された運動ピッチの差が±１０％以内の範囲で
   あることを特徴とする請求項２または３記載の運動指標
   測定装置。
5. 【請求項５】 請求項２または３記載の運動指標測定装
   置において、 前記第１の算出手段によって求められた運動強度を、時
   間と対応付けて記憶する第１の記憶手段と、 前記第１の記憶手段に記憶された内容を、時間の推移と
   ともに告知する第２の告知手段とを備えることを特徴と
   する運動指標測定装置。
6. 【請求項６】 前記第１の算出手段は、運動強度につい
   て、被験者の高度差に伴う位置エネルギーによって補正
   して求めることを特徴とする請求項２または３記載の運
   動指標測定装置。
7. 【請求項７】 請求項２または３記載の運動指標測定装
   置において、 被験者の拍数あるいは運動ピッチから、対応する運動強
   度を求める第２の算出手段と、 前記第２の算出手段により求められた運動強度を告知す
   る第３の告知手段とを具備することを特徴とする運動指
   標測定装置。
8. 【請求項８】 前記第２の算出手段は、運動強度につい
   て、被験者の高度差に伴う位置エネルギーによって補正
   して求めることを特徴とする請求項７記載の運動指標測
   定装置。
9. 【請求項９】 被験者が行なう運動は走行運動であっ
   て、 被験者の運動ピッチは、走行ピッチであることを特徴と
   する請求項２〜８いずれか記載の運動指標測定装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の運動指標測定装置にお
    いて、 被験者が走行運動する場合に、基準となる歩幅を予め記
    憶する第２の記憶手段を備え、 被験者の拍数、走行ピッチ、あるいは、高度差のうち、
    少なくとも１つ以上の要因によって、前記第２の記憶手
    段に記憶された歩幅を補正する補正手段を備え、 前記第１または第２の算出手段は、前記補正手段により
    補正された歩幅を用いて、運動強度を求めることを特徴
    とする運動指標測定装置。
11. 【請求項１１】 前記補正手段は、 被験者の高度差が略ゼロであれば、被験者の拍数もしく
    は走行ピッチの少なくとも一方の要因に応じて、前記第
    ２の記憶手段に記憶された歩幅を補正する一方、 被験者の高度差が略ゼロでなければ、当該高度差、およ
    び、被験者の拍数もしくは走行ピッチの少なくとも一方
    の要因に応じて、前記第２の記憶手段に記憶された歩幅
    を補正することを特徴とする請求項１０記載の運動指標
    測定装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０または１１記載の運動指標
    測定装置において、 被験者の高度差が負である場合であって、かつ、前記補
    正手段により補正された歩幅と被験者の前記ピッチ検出
    手段により検出された走行ピッチとの積がしきい値以上
    である場合に、その旨を告知する第４の告知手段を備え
    ることを特徴とする運動指標測定装置。
13. 【請求項１３】 被験者の拍数を検出する拍数検出手段
    と、 被験者の運動ピッチを検出するピッチ検出手段と、 前記拍数検出手段によって検出された拍数および前記ピ
    ッチ検出手段によって検出された運動ピッチを比較する
    比較手段と、 前記比較手段による比較結果により、両者の差をなくす
    方向の運動指示を告知する第５の告知手段とを備えるこ
    とを特徴とする運動指標測定装置。
14. 【請求項１４】 前記第５の告知手段は、前記比較手段
    による比較の結果、 検出された拍数が検出された運動ピッチを超えていれ
    ば、少なくとも、１ピッチあたりの運動量の縮小、運動
    ピッチの減少、あるいは、高度の下降を促す告知をし、 検出された拍数が検出された運動ピッチを超えていなけ
    れば、少なくとも、１ピッチあたりの運動量の拡大、運
    動ピッチの増加、あるいは、高度の上昇を促す告知を
    し、 検出された拍数が検出された運動ピッチと所定の範囲内
    で互いに同期していれば、現時点における運動状態を維
    持すべき旨を促す告知をすることを特徴とする請求項１
    ３記載の運動指標測定装置。
15. 【請求項１５】 請求項３〜１２いずれか記載の運動指
    標測定装置において、 外部機器との間で情報の授受を行なう通信手段を備える
    ことを特徴とする運動指標測定装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の運動指標測定装置に
    おいて、 前記通信手段は、外部機器により設定された拍数、ピッ
    チ、歩幅、あるいは、高度差を少なくとも１つ以上受信
    することを特徴とする運動指標測定装置。
17. 【請求項１７】 請求項１５記載の運動指標測定装置に
    おいて、 少なくとも前記拍数検出手段によって検出された拍数、
    および、前記ピッチ検出手段によって検出されたピッチ
    を時系列的に記憶する第３の記憶手段を備え、 前記通信手段は、前記第３の記憶手段の記憶されたデー
    タを外部機器に送信することを特徴とする運動指標測定
    装置。
18. 【請求項１８】 前記外部機器は、前記通信手段により
    送信された拍数およびピッチから、両者が互いに所定の
    範囲で同期するポイントを判定することを特徴とする請
    求項１７記載の運動指標測定装置。
19. 【請求項１９】 前記外部機器は、所定の範囲を設定可
    能とすることを特徴とする請求項１８記載の運動指標測
    定装置。
20. 【請求項２０】 前記第３の記憶手段は、前記拍数検出
    手段によって検出された拍数、および、前記ピッチ検出
    手段によって検出されたピッチのほか、少なくとも、前
    記補正手段によって補正された歩幅、あるいは、前記高
    度差情報算出手段により求められた高度差の一方も時系
    列的に記憶することを特徴とする請求項１７記載の運動
    指標測定装置。