JP4739440B2 - 体動検出装置及び体動検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、使用者の体動を検出し、その体動による消費エネルギーを算出する体動検出装置及び体動検出方法に関する。

従来から、体動検出装置の一つとして歩数計があり、特に消費エネルギーの算出機能が付加されているものが広く普及している。このような歩数計は、使用者の歩行（走行を含む。以下同じ。）による歩数（ステップ）をカウントし、この歩数に応じた消費エネルギーを算出するようになっている。また、その他の体動検出装置としては、例えば、特許文献１に示すようなものが提案されている。このような従来の歩数計を含む体動検出装置では、誰が使用するかにかかわらず、予め設定されている条件を満たす体動を検出し又は検出しない処理が行われるものであった。

特開２００２−１９１５８０号公報

しかしながら、体動検出装置の使用者としては、例えば学生、社会人、主婦などのように、それぞれ異なる生活を営んでおり、体動検出装置を使用する状況は使用者ごとにそれぞれ異なる。また、例えば歩行という活動を行う場合、その歩行の仕方は使用者ごとに異なるように、同じ種類の活動であっても使用者ごとにそれぞれ異なる。そのため、従来の体動検出装置のように、総ての使用者に対して常に一定の条件で体動を検出して消費エネルギーの算出を行うものでは、使用者個人の体動の特性に鑑みた消費エネルギーの算出を行うことができないものであった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、使用者固有の基準に基づいて体動の種別を判別して消費エネルギーの算出を行うことができる体動検出装置及び体動検出方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明の体動検出装置は、使用者の体動を検出して前記体動に関する体動情報を取得する体動情報取得手段と、前記使用者の活動種別に対応した体動情報を登録体動情報として記憶する記憶手段と、前記体動情報取得手段によって取得した体動情報と前記登録体動情報とを比較して、前記使用者の活動種別を判定する体動判定手段と、前記体動判定手段によって判定した前記活動種別に対応させて前記体動による消費エネルギーを算出可能な演算手段と、を有し、前記記憶手段は、１以上の前記活動種別を、該活動種別ごとの身体活動強度とともに記憶しており、前記使用者は、前記使用者の前記活動種別を入力可能な入力手段を操作して、前記記憶手段に記憶された前記活動種別から所望の活動種別を選択し、前記登録体動情報を前記記憶手段に記憶させることが可能であることを特徴とする。

また、本発明の体動検出装置において、前記記憶手段は、歩行又は走行を除く前記活動種別を、該活動種別ごとの身体活動強度とともに記憶しており、前記体動判定手段は、前記体動情報取得手段が取得した体動情報についての所定閾値によって前記使用者が歩行又は走行をしているか否かの判別が可能であり、前記演算手段は、前記使用者が歩行又は走行をしていると前記体動判定手段により判定された場合には、前記体動情報の体動強度に基づいて算出される身体活動強度に基づいて、前記使用者が歩行又は走行をしていないと前記体動判定手段により判定された場合には、前記登録体動情報の前記活動種別により決定される前記身体活動強度に基づいて、前記消費エネルギーを算出することを特徴とする。

また、本発明の体動検出装置において、前記演算手段は、前記体動情報取得手段が取得した体動情報に相当する前記登録体動情報があると前記体動判定手段により判定された場合には、前記登録体動情報の前記活動種別により決定される前記身体活動強度に基づいて、前記消費エネルギーを算出し、前記体動情報に相当する前記登録体動情報がないと前記体動判定手段により判定された場合には、前記体動情報の体動強度に基づいて算出される身体活動強度に基づいて、前記消費エネルギーを算出することを特徴とする。

また、本発明の体動検出方法は、使用者の体動を検出して前記体動に関する体動情報を取得する体動情報取得ステップと、前記使用者の活動種別に対応した体動情報を登録体動情報として記憶手段に記憶する登録体動情報取得ステップと、前記登録体動情報取得ステップ以降に前記体動情報取得ステップによって取得した体動情報と、前記登録体動情報とを比較して、前記使用者の活動種別を判定する体動判定ステップと、前記体動判定ステップによって判定した前記活動種別に対応させて前記体動による消費エネルギーを算出可能なエネルギー演算ステップと、を有し、前記記憶手段は、１以上の前記活動種別を、該活動種別ごとの身体活動強度とともに記憶しており、前記登録体動情報取得ステップは、前記使用者の前記活動種別を入力可能な入力手段が前記使用者により操作されることによって、前記記憶手段に記憶された前記活動種別から選択された所望の活動種別に対応させて、前記登録体動情報を前記記憶手段に記憶させることを内容とすることを特徴とする。

使用者固有の基準に基づいて体動の種別を判別して消費エネルギーの算出を行うことができる体動検出装置及び体動検出方法を提供すことができる。

本発明に係る体動検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る体動検出装置の初期設定の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の体動検出装置の初期設定において登録する登録体動情報の例を示す図であって、（ａ）は、第１登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形、（ｂ）は、第２登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形、（ｃ）は、第３登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形、（ｄ）は、第４登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形を示す図である。 本発明の体動検出装置の初期設定において登録する登録体動情報の例を示す図であって、（ａ）は、第５登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形、（ｂ）は、第６登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形、（ｃ）は、第７登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形を示す図である。 本発明に係る体動検出装置の動作の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明に係る体動検出装置の体動判定処理を示すフローチャートである。 本発明に係る体動検出装置の変形例１に係る体動判定処理を示すフローチャートである。 本発明に係る体動検出装置の変形例２に係る体動判定処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態としての体動検出装置について、図面を参照しつつ説明する。図１は、体動検出装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示すように、体動検出装置１０は、操作部２１、表示部２２、電源部２３、加速度センサ３１、演算部３２、記憶部３３、計時部３４、Ａ／Ｄ変換器３５、及び、制御部４０を備える。以下に、各部の詳細な構成について説明する。

まず、本発明において、体動情報とは、使用者の体動に関する情報であり、より具体的には、使用者の体動（例えば、歩行、走行、これら以外の運動（日常生活動作））を反映する情報であり、体動の強弱に関する体動情報（体動強度）や、体動の反復性・連続性、同じ体動が繰り返されているときの体動のピッチ（体動ピッチ）や回数（例えば歩数（ステップの回数））などが挙げられ、後述の登録体動情報を含む。体動強度としては、使用者の体動の加速度値に関するデータを用いるのが特に好適である。また、加速度値に関するデータとしては、体動ごとの上限ピーク値から下限ピーク値を差し引いた値、体動ごとの加速度値自体、一定時間当たりの加速度値の積算値（「加速度値の大きさ」）など、適宜採択可能である。また、体動とは、使用者の体の動作（活動）全般を指し、歩行、走行のほか、これら以外の活動（例えば、反復性・連続性のない又は極端に少ないステップ動作、上半身のみの活動などを含む。主として日常生活動作。）が含まれる。
また、登録体動情報とは、体動検出装置１０の使用者個人の活動種別に対応した体動情報であって、体動検出装置１０に予め登録しておく１以上の体動情報である。本実施形態においては、例えば、第１登録体動情報「歩行」、第２登録体動情報「走行」、第３登録体動情報「静かに座ってテレビ・音楽鑑賞」（安静状態）、第４登録体動情報「軽いオフィスワーク」、第５登録体動情報「家事１（洗濯物を洗う）」、第６登録体動情報「家事２（掃除）」、第７登録体動情報「家事３（皿洗い）」などのように、登録可能な登録体動情報の活動種別を複数種類挙げ、使用者に選択させて登録できるようになっている（図３及び図４参照）。
また、身体活動強度とは、人の身体活動の強さを、安静時の何倍に相当するかで表す指数である。例えば、座って安静にしている状態を「１」とした場合、普通の歩行は「３」、走行は「７」、というように、人の様々な身体活動に対して予め定めておく。なお、運動所要量・運動指針の策定検討会が、平成１８年７月に策定した「健康づくりのための運動指針２００６」における、「メッツ」に相当する。
身体活動量とは、身体活動の量を表す指数であり、身体活動強度に身体活動の実施時間を乗じたものである。前記「健康づくりのための運動指針２００６」における、「エクササイズ」に相当する。

操作部２１（生体情報取得手段、入力手段）は、主として、使用者の生体情報の入力や、体動検出装置１０の設定事項を入力するためのデータ入力手段として機能し、後述の活動種別の選択や入力を行うことができる。操作部２１の個数・形状・操作方法は特に限定されるものではなく、ボタン式、タッチセンサ式、ダイヤル式など適宜採択可能である。ここで、操作部２１によって入力される生体情報としては、一例として、体重、身長、年齢、性別をあげることができるが、使用者の体動による消費エネルギーを求めるために必要な生体情報であれば特に限定されるものではない。また、設定事項とは、使用者が体動検出装置１０を使用する上での設定事項であり、例えば、体動検出装置１０の初期設定、現在日時、表示部２２における表示内容の切り替えなどが挙げられる。このように入力された生体情報や設定事項は、制御部４０の制御により、記憶部３３（例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））に記憶され、表示部２２に表示されるようになっている。

表示部２２は、制御部４０から送られてくるデータを表示するためのデータ表示手段であって、主として使用者の生体情報や設定事項（後述の活動種別を含む）の表示、操作の案内表示、現在時刻・日付・曜日の表示、その使用日における通算の消費エネルギー・歩数・身体活動量・歩行距離・歩行以外の活動時間・安静時間、これらの過去数日分のデータの表示などを行う。表示内容は記憶部３３に記憶されており、制御部４０は、記憶部３３にあらかじめ記憶されたプログラムにしたがい、体動検出装置１０の使用状況に応じて、記憶部３３からデータを読み出して、表示部２２に表示させるようになっている。表示部２２は、一例として、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの液晶を用いたものを採用すればよいが、表示部２２と操作部２１とを、例えばタッチパネル機能を備えた液晶表示パネルとして一体的に構成してもよい。

電源部２３は、電池（バッテリー）などの電力供給源によって構成される電力供給手段であり、体動検出装置１０の各構成部材には、制御部４０を介して電力が供給されるようになっている。

体動検出装置１０は、内部機構として、加速度センサ３１、演算部３２、記憶部３３、計時部３４、Ａ／Ｄ変換器３５、及び制御部４０を備える。演算部３２及び制御部４０は、それぞれ集積回路により構成することが好ましく、演算部３２及び制御部４０を一体的に構成してもよい。

記憶部３３は、揮発性メモリ（図示せず）、不揮発性メモリ（図示せず）などによって構成される記憶手段である。揮発性メモリは、制御部４０による処理等のための各種データを一時的に記憶できるようになっている。また、演算部３２の演算処理時の記憶領域としても機能する。不揮発性メモリは、長期保存すべきデータの記憶に使用される。例えば、後述のような登録体動情報（判定値を含む）の記憶、使用者により入力された生体情報の記憶、消費エネルギー算出式の記憶、各種プログラムの記憶などに用いることができるようになっている。

計時部３４は、所定時間の経過の計測や、所定時間が経過しているか否かの判断を行い、例えば、使用者が体動検出装置１０の使用を開始した時点からの経過時間の計測や、使用者の体動ピッチ（例えば、一歩当たりに要した時間）を判断することが可能である。なお、本実施形態では、計時部３４は独立の構成要素としているが、計時回路として制御部４０に一体化された構成とし、制御部４０自身により所定時間を経過しているか否かの判断を行うようにしてもよい。

加速度センサ３１は、使用者の体動に関する体動情報を取得する体動情報取得手段であり、使用者の体動によって生じる加速度値に応じ、出力値が変化するセンサである。より具体的には、加速度センサ３１は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の体動をそれぞれ検出することができるように、Ｘ軸センサ３１ａ、Ｙ軸センサ３１ｂ、Ｚ軸センサ３１ｃを有し（図１参照）、Ｘ軸センサ３１ａ、Ｙ軸センサ３１ｂ、Ｚ軸センサ３１ｃの各出力値を合成した値を加速度値として取得することができるようになっている。本実施形態においては、体動情報取得手段として加速度センサ３１を用いるため、使用者の体動強度は加速度値に関するデータとなっており、加速度値が高ければ体動強度が強く、加速度値が低ければ体動強度が弱いものとして、体動情報を取得することができる。

加速度センサ３１により取得される出力は、制御部４０や演算部３２等による処理のために、Ａ／Ｄ変換器３５によりアナログ−デジタル変換される。より具体的には、Ｘ軸センサ３１ａ、Ｙ軸センサ３１ｂ、Ｚ軸センサ３１ｃによって取得されたアナログデータとしての各出力値は、それぞれＡ／Ｄ変換器３５ａ、Ａ／Ｄ変換器３５ｂ、Ａ／Ｄ変換器３５ｃによってデジタルデータに変換されるとともに、計時部３４と連動して、取得開始からの経過時間に対応させて記憶部３３に記憶されるようになっている。また、演算部３２により、Ｘ軸センサ３１ａ、Ｙ軸センサ３１ｂ、Ｚ軸センサ３１ｃの各出力値のＡ／Ｄ変換値を合成することにより、デジタルデータとしての加速度値（加速度値のＡ／Ｄ変換値）を計算により求め、計時部３４と連動して、取得開始からの経過時間に対応させて記憶部３３に記憶されるようになっている。このように、経過時間に対応させて加速度値を取得すれば、取得された順に時系列的に加速度値を観察することで、体動強度のみならず、体動の反復性・連続性の有無、同じ体動が繰り返されているときのピッチ（体動ピッチ）や回数（例えば歩数（ステップの回数））を体動情報として同時に取得することが可能となる。なお、この加速度センサ３１によって使用者のあらゆる体動による加速度値をより正確に取得するために、体動検出装置１０の使用者への装着は、使用者の身体に可能な限り密着していることが好ましく、特に上半身の体動をも検知することができるよう、例えば、使用者が腰部に巻いているベルトなどに装着した状態や、使用者の着衣の胸ポケットなどに収める状態を推奨するとよい。このように取得された体動情報は、制御部４０の制御により、記憶部３３に記憶させ、その一部（例えば歩数）が表示部２２に表示される。

図１に示すように、制御部４０は、操作部２１、表示部２２、電源部２３、加速度センサ３１、演算部３２、記憶部３３、計時部３４、及び、Ａ／Ｄ変換器３５と電気的に接続されており、制御部４０によって各動作が制御されるようになっている。

また、制御部４０は、後述の演算部３２とともに、加速度センサ３１によって直前に取得された体動情報が、既に登録されている登録体動情報のいずれに相当するかを判定する体動判定手段として機能する。より具体的には、初期設定後、所定単位時間ごとに個々に取得されていく体動情報の判定値を、１以上の登録体動情報の判定値と比較して、いずれの登録体動情報に相当するかを判定する。ここで、判定値は、体動情報の特徴を反映可能な値であれば特に限定されるものではないが、その詳細な具体例については後述する。

さらに、制御部４０は、歩数カウント手段としても機能する。なお、制御部４０による歩数カウント方法についての一例を以下に簡単に説明する。制御部４０は、加速度センサ３１によって取得された加速度値を、Ａ／Ｄ変換器３５によってＡ／Ｄ変換させ、取得された順に時系列的に記憶部３３に記憶させるとともに、例えば、横軸に経過時間（単位：秒）、縦軸に加速度値のＡ／Ｄ変換値（単位：カウント）をとり、順次取得される総ての加速度値のＡ／Ｄ変換値をプロットして波形を取得し、加速度値の推移をみて次のように処理する。加速度値の波形の振幅が歩行としての一歩と判断でき（第１閾値Ｘを超え、かつ、一定時間ｔ１以内に取得された場合）、このような波が所定時間内に所定個数以上みられるか（一定時間ｔ２内における加速度値の波形の波の数が、第２閾値Ｙを超えているか否か）を判断し、所定の波の数以上である場合は、連続的な歩行であると判別し、そのピーク値ごとに１歩としてカウントしていく。

演算部３２は、制御部４０の制御のもと種々の演算処理を行うことが可能な演算手段であり、例えば、記憶部３３に記憶された使用者の生体情報や体動情報に基づいて、使用者の体動による消費エネルギーを算出する。この消費エネルギーの算出は、所定単位時間（例えば２０秒）ごとの体動情報（直前に取得された体動情報）の消費エネルギーを累積的に合算することによって行われる。

より具体的には、制御部４０は、所定単位時間ごとに取得される体動情報の判定値と、予め登録されている１以上の登録体動情報の判定値とを比較して、いずれの活動種別に係る登録体動情報に相当するものであるかを決定し、その決定された活動種別によって定まる、即ち、決定された活動種別に係る登録体動情報に対応して記憶されている身体活動強度を読み出し、演算部３２に送る。演算部３２は、身体活動強度と所定単位時間とを乗じて得られる身体活動量を算出し、この身体活動量を用いた所定の消費エネルギー算出式に基づいて、消費エネルギーを求めればよく、例えば、身体活動量と、予め登録されている使用者の体重と、所定係数と、を乗じて当該所定単位時間における消費エネルギーを算出すればよい。このように算出した所定単位時間における消費エネルギーを累積して合算していくことにより、例えば、その使用日の通算の消費エネルギーを算出することができるようになっている。

次に、体動検出装置１０を用いた体動検出方法について説明する。
まず、図２乃至図４を参照しつつ、体動検出装置１０の初期設定（登録体動情報取得ステップ）について説明する。図２は、本発明による体動検出装置の初期設定の流れの一例を示すフローチャート、図３は、本発明の体動検出装置の初期設定において登録する登録体動情報の例を示す図であって、（ａ）は、第１登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形、（ｂ）は、第２登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形、（ｃ）は、第３登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形、（ｄ）は、第４登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形を示す図、同じく図４（ａ）は、第５登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形、（ｂ）は、第６登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形、（ｃ）は、第７登録体動情報としての加速度値のＡ／Ｄ変換値の波形を示す図である。

体動検出装置１０を起動させた後、使用者により操作部２１を操作させて、主として消費エネルギーの算出に必要な生体情報（例えば体重、年齢、性別など）を入力させるとともに、入力された生体情報を、記憶部３３の所定領域に記憶させる（ステップＳ１）。

次に、制御部４０は、登録体動情報を設定するための案内表示を表示部２２において行う（ステップＳ２）。案内表示は、例えば、第１登録体動情報「歩行」、第２登録体動情報「走行」、第３登録体動情報「静かに座ってテレビ・音楽鑑賞」、第４登録体動情報「軽いオフィスワーク」、第５登録体動情報「家事１（洗濯物を洗う）」、第６登録体動情報「家事２（掃除）」、第７登録体動情報「家事３（皿洗い）」などのように、登録可能な登録体動情報の活動種別を複数種類挙げ、使用者に選択させることができるように表示するのが好適である。

使用者により操作部２１を操作させて、これから登録を所望する１つの登録体動情報の活動種別を選択させ、この直後に取得される体動情報と対応して記憶部３３に記憶できるようスタンバイする（ステップＳ３）。次に、制御部４０は、選択された１つの登録体動情報の活動種別（例えば「歩行」）に対応する活動を行うように使用者を促す画面を表示部２２に表示させ、体動検出装置１０は使用者の着衣等所定の場所に装着された状態で、使用者の活動（「歩行」）による体動情報を取得する（ステップＳ４）。体動情報の取得開始から所定単位時間（例えば、２０秒間）が経過したかどうかを計時部３４により計測し、未経過の場合は（ステップＳ５でＮｏ）、そのまま体動情報の取得を継続する（ステップＳ４）。

体動情報の取得開始から所定単位時間が経過した場合には（ステップＳ５でＹｅｓ）、制御部４０は、取得した体動情報の判定値を算出する（ステップＳ６）。判定値としては、一例として次のように算出する。制御部４０は、使用者の体動に対応して加速度センサ３１により取得した加速度値を、Ａ／Ｄ変換器３５によりＡ／Ｄ変換させ、取得した順に時系列的に記憶部３３に記憶させるとともに、横軸に経過時間（単位：秒）、縦軸に加速度値のＡ／Ｄ変換値（単位：カウント）をとり、順次取得される総ての加速度値のＡ／Ｄ変換値をプロットして波形を取得する（図３及び図４参照）。この取得した波形について、周波数解析を行い、特徴的又は代表的な（例えば２つの）周波数帯を選択し、これらの周波数帯におけるピークトゥピーク値（Ｐ−Ｐ値）、平均値、最大値、最小値のそれぞれを算出して、これらの１以上を判定値とする。

このようにして取得した体動情報である、加速度値のＡ／Ｄ変換値、その波形、所定の判定値は、ステップＳ３において選択された登録体動情報（第１登録体動情報）として記憶部３３に記憶させ（ステップＳ７）、対応する身体活動強度を併せて記憶させておく。対応する身体活動強度とは、ステップＳ２において案内表示される活動種別ごとに予め設定されている身体活動強度である。例えば、体動情報「歩行」は身体活動強度「３．０」、体動情報「走行」は身体活動強度「７．０」、体動情報「静かに座ってテレビ・音楽鑑賞」は身体活動強度「１．０」、体動情報「軽いオフィスワーク」は身体活動強度「１．５」、体動情報「家事１（洗濯物を洗う）」は身体活動強度「２．０」、体動情報「家事２（掃除）」は身体活動強度「２．５」、体動情報「家事３（皿洗い）」は身体活動強度「２．３」というように、予め体動情報ごとに対応する身体活動強度が設定されている。

その後、制御部４０は、他の登録体動情報についての設定を継続して行うかどうかの案内表示を表示部２２にて行い（ステップＳ８）、使用者が操作部２１を操作して続けることを選択した場合には（ステップＳ８でＹｅｓ）、ステップＳ２へ戻って処理を繰り返し、終了を選択した場合には（ステップＳ８でＮｏ）、体動検出装置１０の初期設定を終了する。

例えば、使用者が、登録体動情報として「歩行」の初期登録をする場合には、ステップＳ２の案内表示において、第１登録体動情報「歩行」を選択する。その後、使用者は、ステップＳ３において、「歩行」を所定単位時間行って、体動検出装置１０に使用者個人の「歩行」の体動情報を入力する。体動検出装置１０は、加速度値のＡ／Ｄ変換値、その波形（図３（ａ）参照）、所定の判定値を取得・算出して、これらを本使用者個人の「歩行」という第１登録体動情報として記憶し、身体活動強度「３．０」を対応付けしておく。他の体動情報である「走行」（図３（ｂ））、「静かに座ってテレビ・音楽鑑賞」（図３（ｃ））、「軽いオフィスワーク」（図３（ｄ））、「家事１（洗濯物を洗う）」（図４（ａ））、「家事２（掃除）」（図４（ｂ））、「家事３（皿洗い）」（図４（ｃ））についても同様である。

次に、図５及び図６を参照しつつ、体動検出装置１０による消費エネルギーの算出の流れについて説明する。ここで、図５は、本発明に係る体動検出装置の動作の流れの一例を示すフローチャート、図６は、本発明に係る体動検出装置の体動判定処理を示すフローチャートである。

前記の初期設定が終了した後、体動検出装置１０は使用者の着衣等所定の場所に装着され、体動検出装置１０の使用を開始すると、体動検出装置１０により使用者の体動情報を取得し、記憶部３３へ記憶する（ステップＳ１０）（体動情報取得ステップ）。より具体的には、加速度センサ３１によって使用者の体動による加速度値を取得し、Ａ／Ｄ変換器３５は、加速度センサ３１のＸ軸センサ３１ａ、Ｙ軸センサ３１ｂ、Ｚ軸センサ３１ｃによって取得されたアナログデータとしての各出力値を、それぞれＡ／Ｄ変換するとともに、制御部４０は、計時部３４によって、取得が開始された時点からの経過時間（又は現在時刻）を同時に取得し、各出力値のＡ／Ｄ変換値を、その取得開始から所定の経過時間（又は現在時刻）に対応させて記憶部３３に記憶する。体動情報の取得開始から所定単位時間（例えば、２０秒間）が経過したかどうかを計時部３４により計測し、未経過の場合は（ステップＳ１１でＮｏ）、そのまま体動情報の取得・記憶を継続する（ステップＳ１０）。

体動情報の取得開始から所定単位時間が経過した場合には（ステップＳ１１でＹｅｓ）、直前に取得した体動情報が、登録体動情報のいずれに該当するかを判定する体動判定処理を行う（ステップＳ１２）（体動判定ステップ）。この体動判定処理は、初期設定後、所定単位時間ごとに個々に取得されていく体動情報の判定値を、既に登録されている登録体動情報の判定値と比較して、いずれの登録体動情報に相当するかを判定するものであり、図６を参照して説明する。図５のＡからＢまでのステップで、図６のステップＳ１２のＡからＢまでのステップを実行する。

制御部４０は、直前に取得した体動情報の判定値を算出し、記憶部３３に記憶する（ステップＳ１００）。判定値は、登録体動情報の判定値と同様に算出すればよい。制御部４０は、使用者の体動に対応して加速度センサ３１により取得した加速度値を、Ａ／Ｄ変換器３５によりＡ／Ｄ変換させ、取得した順に時系列的に記憶部３３に記憶させるとともに、横軸に経過時間（単位：秒）、縦軸に加速度値のＡ／Ｄ変換値（単位：カウント）をとり、順次取得される総ての加速度値のＡ／Ｄ変換値をプロットして波形を取得する。この取得した波形について、周波数解析を行い、特徴的又は代表的な（例えば２つの）周波数帯を選択し、これらの周波数帯におけるＰ−Ｐ値、平均値、最大値、最小値のそれぞれを算出して、これらの１以上を判定値とする。

次に、制御部４０は、直前に取得した体動情報の判定値と、既に登録されている登録体動情報の判定値とを比較する（ステップＳ１０１）。この比較処理は、既に登録されている総ての登録体動情報について順次行う。その結果、直前に取得した体動情報の判定値について、登録体動情報の判定値に相当するものを選出し、直前に取得した体動情報が、いずれの登録体動情報の活動種別に相当するかを判定する（ステップＳ１０２）。なお、登録体動情報の判定値に相当するか否かの判断は、判定値が完全一致するもののほか、あらかじめ任意の所定範囲を定めて、直前に取得した体動情報の判定値と登録体動情報の判定値との誤差がこの所定範囲内にあるものも一致とみなすように判断するようにする。

判定結果に基づいて、直前に取得した体動情報の身体活動強度を決定する（ステップＳ１０３）。具体的には、直前に取得した体動情報が、登録体動情報のうち、「歩行」という第１登録体動情報（図３（ａ））に相当する、という判定結果である場合には、その判定された第１登録体動情報の活動種別に対応付けられている身体活動強度「３．０」に基づいて、直前に取得した体動情報の身体活動強度は「３．０」と決定する。

以上のような体動判定処理（ステップＳ１２）が行われた後、図５に示すように、制御部４０は、演算部３２に、所定単位時間において直前に取得した体動情報による身体活動量を計算させ、記憶部３３に記憶させる（ステップＳ１３）。身体活動量は、ステップＳ１０３にて決定した身体活動強度に、所定単位時間（本実施形態では２０秒）を乗じて算出する。

さらに、制御部４０は、演算部３２に、所定単位時間において直前に取得した体動情報による消費エネルギーを計算させ、記憶部３３に記憶させる（ステップＳ１４）（エネルギー演算ステップ）。消費エネルギーは、ステップＳ１３で得られた身体活動量と、予め登録されている使用者の体重と、所定係数と、を乗じることにより、所定単位時間における消費エネルギーを算出する。

このようにして計算された所定単位時間における消費エネルギーを、所定単位時間ごとに累積し、その合算した値を結果表示として、表示部２２に更新していく（ステップＳ１５）。すなわち、上記のように計算された１番目の所定単位時間における消費エネルギーは、表示部２２にそのまま結果表示として表示し、その後、ステップＳ１０へ戻り、２番目の所定単位時間における消費エネルギーが計算されると、１番目の所定単位時間における消費エネルギーと２番目の所定単位時間における消費エネルギーとを合算し、その合算した値を結果表示として、表示部２２の表示を更新する。なお、３番目の所定単位時間における消費エネルギーも同様に計算し、結果表示を更新する。結果表示は、消費エネルギーを表示するのみならず、制御部４０にてカウントをしていた歩数の合計数を表示してもよい。

（変形例１）
本発明の体動検出装置及び体動検出方法は、図５、図６のステップＳ１２に示す体動判定処理に代えて、図７のステップＳ２０に示す変形例１に係る体動判定処理を実施することもできる。すなわち、この変形例１では、図５のＡからＢまでのステップで、図７のステップＳ２０のＡからＢまでのステップを実行する。ここで、図７は、本発明に係る体動検出装置の変形例１に係る体動判定処理を示すフローチャートである。

図７に示す変形例１では、使用者の所定の活動については、登録体動情報が予め登録されていなくても、その所定の活動をしているものと判別して、消費エネルギーの算出が可能とするものである。これにより、登録体動情報の登録の手間を少なくでき、使用者の使用勝手を向上させることが可能となる。より具体的には、図７に示すように、変形例１に係る体動判定処理として、加速度値及び変動係数に応じて、使用者が、安静にしているか、歩行（走行を含む）をしているか、その他の活動をしているか、を判別できることにより、安静時の登録体動情報及び歩行の活動種別に関する登録体動情報について、使用者が登録操作を行うことを割愛することが可能となるものについて説明する。

まず、制御部４０は、図５のステップＳ１１の所定単位時間において直前に取得した体動情報の加速度値が、所定閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２００）。この所定閾値は、加速度値がいかなる値以上であるときに使用者が活動していると判断するのか、という加速度値に関する閾値である。直前に取得した体動情報の加速度値が、所定閾値に満たない場合は（ステップＳ２００でＮｏ）、制御部４０は、使用者は動いていない（又は安静状態、睡眠状態にある）ものと判断し、身体活動強度を１として、記憶部３３に記憶する（ステップＳ２０７）。

一方、直前に取得した体動情報の加速度値が、所定閾値以上である場合は（ステップＳ２００でＹｅｓ）、制御部４０は、直前に取得した体動情報の変動係数が、所定閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。より具体的には、図５のステップＳ１１の所定単位時間において使用者が歩行をしているとき、その加速度値の推移をみると、１ステップごとにピッチを刻んで振幅を確認することができる。そのため、直前に取得された体動情報が、例えば、所定のピッチで所定の振幅を有するステップが所定時間以内に確認できる場合、即ち、変動係数が所定閾値以下となるような、ばらつきがなく安定的・規則的な場合に、歩行をしていると判断し、歩数のカウント等を行うようになっている。なお、変動係数とは、標準偏差を平均で割った値である。

直前に取得した体動情報の変動係数が、所定閾値に満たない場合は（ステップＳ２０１でＮｏ）、制御部４０は、使用者は歩行をしているものと判断し、演算部３２に身体活動強度としての歩行強度を算出させて、算出結果を記憶部３３に記憶する（ステップＳ２０６）。なお、歩行強度は、加速度値の大きさに基づいて算出すればよい。

一方、直前に取得した体動情報の変動係数が、所定閾値以上である場合は（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、制御部４０は、直前に取得した体動情報の判定値を算出し、記憶部３３に記憶する（ステップＳ２０２）。判定値としては、図６に示した実施形態と同様に算出すればよい。制御部４０は、使用者の体動に対応して加速度センサ３１により取得した加速度値を、Ａ／Ｄ変換器３５によりＡ／Ｄ変換させ、取得した順に時系列的に記憶部３３に記憶させるとともに、横軸に経過時間（単位：秒）、縦軸に加速度値のＡ／Ｄ変換値（単位：カウント）をとり、順次取得される総ての加速度値のＡ／Ｄ変換値をプロットして波形を取得する。この取得した波形について、周波数解析を行い、特徴的又は代表的な（例えば２つの）周波数帯を選択し、これらの周波数帯におけるピークトゥピーク値（Ｐ−Ｐ値）、平均値、最大値、最小値のそれぞれを算出して、これらの１以上を判定値とする。

次に、制御部４０は、直前に取得した体動情報の判定値と、既に登録されている登録体動情報の判定値とを比較する（ステップＳ２０３）。この比較処理は、既に登録されている総ての登録体動情報について順次行う。その結果、直前に取得した体動情報の判定値について、登録体動情報の判定値に相当するものを選出し、直前に取得した体動情報が、いずれの登録体動情報の活動種別に相当するかを判定する（ステップＳ２０４）。

さらに、判定結果に基づいて、直前に取得した体動情報の身体活動強度を決定する（ステップＳ２０５）。具体的には、直前に取得した体動情報が、登録体動情報のうち、「歩行」という第１登録体動情報（図３（ａ））に相当する、という判断結果である場合には、その判断された第１登録体動情報の活動種別に対応付けられている身体活動強度「３．０」に基づいて、直前に取得した体動情報の身体活動強度は「３．０」と決定する。

以上のような体動判定処理（ステップＳ２０）が行われた後、図５に示すように、制御部４０は、演算部３２に、所定単位時間において直前に取得した体動情報による身体活動量を計算させ、記憶部３３に記憶させる（ステップＳ１３）。身体活動量は、ステップＳ２０５、ステップＳ２０６、又はステップＳ２０７にて取得した身体活動強度に、所定単位時間（本実施形態では２０秒）を乗じて算出する。

さらに、制御部４０は、演算部３２に、所定単位時間において直前に取得した体動情報による消費エネルギーを計算させ、記憶部３３に記憶させる（ステップＳ１４）（エネルギー演算ステップ）。そして、所定単位時間における消費エネルギーを、所定単位時間ごとに累積し、その合算した値を結果表示として、表示部２２に更新していく（ステップＳ１５）。

以上のような変形例１によれば、安静にしているか、歩行（又は走行）しているか、を自動的に判別可能であるため、これらの活動種別に関する登録体動情報を殊更に登録しておく必要はなく、使用者が登録操作を行うことを割愛することが可能となる。

（変形例２）
つづいて、図８を参照しつつ、本発明の変形例２について説明する。図８は、本発明に係る体動検出装置の変形例２に係る体動判定処理を示すフローチャートである。変形例２では、図５、図６のステップＳ１２に示す体動判定処理に代えて、図８のステップＳ３０に示す体動判定処理を実施するものである。すなわち、変形例２では、図５のＡからＢまでのステップで、図８のステップＳ３０のＡからＢまでのステップを実行する。

図８に示す変形例２では、直前に取得した体動情報の判定値を、登録体動情報の判定値と比較した結果、いずれかの活動種別に係る登録体動情報の判定値に相当するものが、見つかった場合と見つからなかった場合とで、身体活動強度の算出方法を異なるものとしている。

まず、制御部４０は、図５のステップＳ１１の所定単位時間において直前に取得した体動情報の判定値を算出し、記憶部３３に記憶する（ステップＳ３００）。判定値としては、図６や図７に示す例と同様に算出すればよい。

次に、制御部４０は、直前に取得した体動情報の判定値と、既に登録されている登録体動情報の判定値とを比較する（ステップＳ３０１）。この比較処理としては、既に登録されている総ての登録体動情報について順次行う。比較処理の結果、直前に取得した体動情報の判定値について、登録体動情報の判定値に相当するものがあるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

直前に取得した体動情報の判定値について前記比較処理を行った結果、登録体動情報の判定値に相当するものがある場合（ステップＳ３０２でＹｅｓ）、その登録体動情報の活動種別に基づいて、直前に取得した体動情報の身体活動強度を決定する（ステップＳ３０３）。

一方、直前に取得した体動情報の判定値について前記比較処理を行った結果、登録体動情報の判定値に相当するものがなかった場合（ステップＳ３０２でＮｏ）は、制御部４０は、所定単位時間において直前に取得した体動情報に基づいて、演算部３２に身体活動強度を算出させ、算出結果を記憶部３３に記憶する（ステップＳ３０４）。なお、身体活動強度は、例えば加速度値の大きさに基づいて算出すればよい。

以上のような体動判定処理（ステップＳ３０）が行われた後、図５に示すように、制御部４０は、演算部３２に、所定単位時間において直前に取得した体動情報による身体活動量を計算させ、記憶部３３に記憶させる（ステップＳ１３）。身体活動量は、ステップＳ３０３、又はステップＳ３０４にて取得した身体活動強度に、所定単位時間（本実施形態では２０秒）を乗じて算出する。

さらに、制御部４０は、演算部３２に、所定単位時間において直前に取得した体動情報による消費エネルギーを計算させ、記憶部３３に記憶させる（ステップＳ１４）（エネルギー演算ステップ）。そして、所定単位時間における消費エネルギーを、所定単位時間ごとに累積し、その合算した値を結果表示として、表示部２２に更新していく（ステップＳ１５）。

上述の実施形態、及び変形例１、２に係る体動検出装置及び体動検出方法によれば、使用者固有の登録体動情報を用いて活動の種別を判定することができ、活動の種別に応じて決定乃至算出される身体活動強度を用いて、消費エネルギーを算出することができる。したがって、使用者の活動による体動について、その特性に鑑みた消費エネルギーを算出することができる。

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。

以上のように、本発明に係る体動検出装置及び体動検出方法は、使用者の活動による体動について、その特性に鑑みた消費エネルギーを把握することが必要な場合に有用である。

１０ 体動検出装置
２１ 操作部（生体情報取得手段、入力手段）
２２ 表示部（表示手段）
３１ 加速度センサ（体動情報取得手段）
３１ａ Ｘ軸センサ
３１ｂ Ｙ軸センサ
３１ｃ Ｚ軸センサ
３２ 演算部（演算手段、体動判別手段）
３３ 記憶部（記憶手段）
３４ 計時部
３５ Ａ／Ｄ変換器
３５ａ Ａ／Ｄ変換器
３５ｂ Ａ／Ｄ変換器
３５ｃ Ａ／Ｄ変換器
４０ 制御部（体動判別手段）

Claims (4)

1. 使用者の体動を検出して前記体動に関する体動情報を取得する体動情報取得手段と、
   前記使用者の活動種別に対応した体動情報を登録体動情報として記憶する記憶手段と、
   前記体動情報取得手段によって取得した体動情報と前記登録体動情報とを比較して、前記使用者の活動種別を判定する体動判定手段と、
   前記体動判定手段によって判定した前記活動種別に対応させて前記体動による消費エネルギーを算出可能な演算手段と、を有し、
   前記記憶手段は、１以上の前記活動種別を、該活動種別ごとの身体活動強度とともに記憶しており、前記使用者は、前記使用者の前記活動種別を入力可能な入力手段を操作して、前記記憶手段に記憶された前記活動種別から所望の活動種別を選択し、前記登録体動情報を前記記憶手段に記憶させることが可能であること
   を特徴とする体動検出装置。
2. 前記記憶手段は、歩行又は走行を除く前記活動種別を、該活動種別ごとの身体活動強度とともに記憶しており、
   前記体動判定手段は、前記体動情報取得手段が取得した体動情報についての所定閾値によって前記使用者が歩行又は走行をしているか否かの判別が可能であり、
   前記演算手段は、前記使用者が歩行又は走行をしていると前記体動判定手段により判定された場合には、前記体動情報の体動強度に基づいて算出される身体活動強度に基づいて、前記使用者が歩行又は走行をしていないと前記体動判定手段により判定された場合には、前記登録体動情報の前記活動種別により決定される前記身体活動強度に基づいて、前記消費エネルギーを算出することを特徴とする請求項１に記載の体動検出装置。
3. 前記演算手段は、前記体動情報取得手段が取得した体動情報に相当する前記登録体動情報があると前記体動判定手段により判定された場合には、前記登録体動情報の前記活動種別により決定される前記身体活動強度に基づいて、前記消費エネルギーを算出し、前記体動情報に相当する前記登録体動情報がないと前記体動判定手段により判定された場合には、前記体動情報の体動強度に基づいて算出される身体活動強度に基づいて、前記消費エネルギーを算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の体動検出装置。
4. 使用者の体動を検出して前記体動に関する体動情報を取得する体動情報取得ステップと、
   前記使用者の活動種別に対応した体動情報を登録体動情報として記憶手段に記憶する登録体動情報取得ステップと、
   前記登録体動情報取得ステップ以降に前記体動情報取得ステップによって取得した体動情報と、前記登録体動情報とを比較して、前記使用者の活動種別を判定する体動判定ステップと、
   前記体動判定ステップによって判定した前記活動種別に対応させて前記体動による消費エネルギーを算出可能なエネルギー演算ステップと、を有し、
   前記記憶手段は、１以上の前記活動種別を、該活動種別ごとの身体活動強度とともに記憶しており、
   前記登録体動情報取得ステップは、前記使用者の前記活動種別を入力可能な入力手段が前記使用者により操作されることによって、前記記憶手段に記憶された前記活動種別から選択された所望の活動種別に対応させて、前記登録体動情報を前記記憶手段に記憶させることを内容とすること
   を特徴とする体動検出方法。

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