JP5230219B2

JP5230219B2 - 歩数計

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Publication number: JP5230219B2
Application number: JP2008027245A
Authority: JP
Inventors: 朋寛井橋; 佳介津端
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2008-02-07
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2028-02-07
Also published as: JP2008282385A

Description

本発明は、使用者の歩行（走行も含む。）を検出して歩数計測を行う歩数計に関し、特に、相互に感度軸が異なる複数の歩行センサを備えた歩数計に関する。

従来から、相互に感度軸が異なる複数の歩行センサを用いて、使用者の歩数を算出する歩数計が開発されている。
例えば、特許文献１に記載された歩数計では、複数の歩行センサ中のどの歩行センサの出力を歩数計数の対象とするのかを、複数の歩行センサの出力信号に対する演算処理によって選択するように構成している。
また、特許文献２に記載された歩数演算装置では、複数の歩行センサの出力信号の二乗和から、歩数演算に有効な有効成分を抽出し、前記有効成分に基づいて演算処理を行うことにより歩数算出を行うように構成している。

しかしながら、特許文献１記載の歩数計では、例えば、歩数計の姿勢が変化したときや使用者が一時的に歩行を停止したとき等、選択した歩行センサから出力信号が得られなった場合は、その都度、選択する演算処理を行わなければならない。また、複数の歩行センサから歩数計数に十分な信号が出力されている場合でも、歩行センサを選択するために演算処理を行う必要がある。したがって、演算量が増大するという問題がある。また、演算量の増大にともなって歩行センサの選択に時間がかかるため、歩数検出漏れが生じる恐れがある。

また、特許文献２記載の歩数演算装置では、複数の歩行センサの出力信号の二乗和算出処理、歩数演算に有効な有効成分の抽出処理、前記有効成分に基づく歩数算出処理等の演算処理を行う必要があるため、演算量が増大するという問題がある。また、演算量の増大によって歩行センサの選択に時間がかかり、歩数検出漏れが発生する恐れがある。

特許第３５４３７７８号公報特開２００５−３８０１８号公報

本発明は、感度軸が相互に異なる複数の歩行センサを用いた歩数計において、歩行センサを選択するための演算処理を行うことなく歩数計測を行えるようにすることを課題としている。
また、本発明は、歩行センサを選択するための演算処理を不要にすることにより、歩数検出漏れの発生を抑制することを課題としている。

本発明によれば、感度軸が相互に異なる歩行センサを有し、前記歩行センサによって検出した歩行に対応する歩行信号を出力する複数の歩行検出手段と、前記複数の歩行検出手段からの歩行信号を検出し、前記検出した歩行信号に基づいて歩数を算出する算出手段とを備え、前記算出手段は、前記歩行信号を検出する場合、前記歩行信号を検出する検出動作と、前記検出動作後の所定のマスク時間において前記歩行信号を検出しないマスク動作とを交互に行うことを特徴とする歩数計が提供される。
なお、歩行センサは、1つの感度軸に対して検出する歩行センサである場合であっても、あるいは、ダイヤフラム上に複数の検出部が形成されるように、1つの素子に１つの感度軸を検出する部分が複数個ある場合であってもよい。

前記算出手段は、前記歩行信号を検出する場合、前記検出動作と前記マスク動作とを交互に行う動作を、最初に前記歩行信号を検出したときから開始するようにしても良い。
さらに、前記マスク時間を記憶する記憶手段を有し、前記算出手段は前記マスク時間を参照して前記歩行信号の検出を行うようにしても良い。

前記算出手段は、前記複数の歩行検出手段から並列に入力される前記歩行信号を合成した合成歩行信号に変換する変換手段を備え、前記算出手段が前記合成歩行信号を検出する場合、前記合成歩行信号を検出する検出動作と、前記検出動作後の前記マスク時間におけるマスク動作とを交互に行うようにしてもい。
前記変換手段は、前記複数の歩行検出手段から並列に入力される前記歩行信号を、論理演算を施して合成した合成歩行信号に変換する論理演算手段であってもよい。

前記算出手段は、前記合成歩行信号を検出する場合、前記検出動作とマスク動作とを交互に行う動作を、最初に合成歩行信号を検出したときから開始するようにしてもよい。

前記算出手段は、前記マスク時間として、歩行ピッチに基づく値に設定してもよい。また、前記算出手段は、前記マスク時間として、計測可能な歩行ピッチの下限値に対応する前記歩行信号の歩行信号周期の半分以上で、前記計測可能な歩行ピッチの上限値に対応する前記歩行信号の歩行信号周期以下の範囲の値に設定してもよい。

前記マスク時間を記憶する記憶手段を有し、前記算出手段は前記マスク時間を参照して前記合成歩行信号の検出を行うようにしてもよい。

また、前記マスク時間を直近の歩行ピッチに応じたマスク時間に設定するマスク時間変更手段を備えて成るように構成してもよい。
また、前記マスク時間変更手段は、前記直近のピッチが所定値以上変化した場合に前記マスク時間を前記直近のピッチに応じたマスク時間に仮設定し、前記仮設定したマスク時間によって正しい歩行信号が得られたときに該仮設定のマスク時間を正式なマスク時間として設定し、前記算出手段は、前記マスク時間変更手段が前記仮設定のマスク時間を正式なマスク時間として設定した場合、前記仮設定期間中に発生した歩数によって累積歩数を補正するように構成してもよい。

また、前記歩行センサは加速度に応じたレベルの加速度信号を出力する加速度センサであり、前記マスク時間変更手段は、前記直近のピッチが所定値以上変化した場合、前記加速度信号から出力される加速度信号のレベルに応じたマスク時間に設定するように構成してもよい。
また、前記歩行センサは加速度に応じたレベルの加速度信号を出力する加速度センサであり、前記加速度信号のレベルに応じたマスク時間に設定するマスク時間変更手段を備えて成るように構成してもよい。

また、記憶手段に記憶した過去の歩行データから得られた歩行ピッチに基づいて前記マスク時間の初期値を設定するマスク時間初期値設定手段を備えて成るように構成してもよい。
また、入力手段を有し、前記入力手段から入力された個人データに基づいて前記マスク時間の初期値を設定するマスク時間初期値設定手段を備えて成るように構成してもよい。

本発明によれば、歩行センサを選択するための演算処理を行うことなく歩数計測を行うことが可能になる。
また、本発明によれば、歩行センサを選択するための演算処理が不要になるため、歩数検出漏れの発生を抑制することが可能になる。
また、歩行に応じてマスク時間を変更するため、歩行速度が変化した場合や、歩行速度が異なる複数の人が共用する場合でも、各使用者の歩数を正確に測定することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態に係る歩数計について説明する。尚、各図において同一部分には同一符号を付している。
図１は、本発明の実施の形態に係る歩数計のブロック図である。
図１において、歩数計は、第１歩行検出回路１００ａ、第２歩行検出回路１００ｂ、第１、第２歩行検出回路１００ａ、１００ｂからの歩行信号に基づく歩数算出処理等を行う中央処理装置（ＣＰＵ）１０８、操作スイッチ等によって構成され歩数計測開始操作等の各種操作を行う入力手段１０９、計測した歩数やピッチ等を表示する表示手段１１０、警報等を音で行う報音手段１１１、ＣＰＵ１０８用の規準クロック信号や計時動作を行う際の時間信号の元になる信号を発生する発振手段１１２、および記憶手段１１３、第１、第２歩行検出回路１００ａ、１００ｂからの歩行信号の論理和（ＯＲ）処理を行ってＣＰＵ１０８に出力するＯＲ手段１１４備えている。

第１歩行検出回路１００ａは、使用者の歩行を検出する毎に対応する電荷の歩行信号を出力する歩行センサ（本実施の形態では加速度センサであるピエゾ素子）１０１ａ、歩行センサ１０１ａからの歩行信号を対応する電圧の歩行信号に変換して出力する電荷−電圧変換手段１０２ａ、電荷−電圧変換手段１０２ａから出力される信号中のノイズを除去して歩行信号を出力するフィルタ手段１０５ａ、フィルタ手段１０５ａからの歩行信号を増幅して出力する増幅手段１０６ａ、増幅手段１０６ａからのアナログ信号形式の歩行信号をデジタル信号形式の歩行信号Ｓ１に変換して出力する二値化手段１０７ａを備えている。

第２歩行検出回路１００ｂは、第２歩行検出回路１００ａと同様に構成されている。即ち、第２歩行検出回路１００ｂは、使用者の歩行を検出する毎に対応する電荷の歩行信号を出力する歩行センサ（本実施の形態では加速度センサであるピエゾ素子）１０１ｂ、歩行センサ１０１ｂからの歩行信号を対応する電圧の歩行信号に変換して出力する電荷−電圧変換手段１０２ｂ、電荷−電圧変換手段１０２ｂから出力される信号中のノイズを除去して歩行信号を出力するフィルタ手段１０５ｂ、フィルタ手段１０５ｂからの歩行信号を増幅して出力する増幅手段１０６ｂ、増幅手段１０６ｂからのアナログ信号形式の歩行信号をデジタル信号形式の歩行信号Ｓ２に変換して出力する二値化手段１０７ｂを備えている。

歩行センサ１０１ａと歩行センサ１０１ｂは、感度軸が相互に異なる（例えば感度軸が９０度異なる）ように構成されている。
歩行センサ１０１ａ、１０１ｂとしては機械的な歩行センサ等の他の歩行センサも使用可能であり、ピエゾ素子等の加速度センサに限定されるものではない。
ＯＲ手段１１４は、半導体素子等のハードウェア回路から成るＯＲ素子によって構成することができる。ＯＲ手段１１４は、第１、第２歩行検出回路１００ａ、１００ｂから並列に入力される歩行信号Ｓ１、Ｓ２を、入力された順に整列して、合成歩行信号Ｓ３に変換してＣＰＵ１０８に出力する。

記憶手段１１３は、ＣＰＵ１０８が実行するプログラムを記憶したＲＯＭおよびＣＰＵ１０８がプログラムを実行する際に作業領域として使用されるＲＡＭから構成されている。ＲＡＭには、歩行信号の検出動作を行わない（即ち、マスク動作を行う）所定の時間であるマスク時間や計測した歩数等のデータが記憶される。
入力手段１０９の操作に応じてＣＰＵ１０８は、発振手段１１２の発振信号を基に歩行時間等の時間計測をすることができる。
二値化手段１０７ａ、ｂは、所定の閾値を有するコンパレータによって構成されている。

ＣＰＵ１０８は１つの入力端子を有しており、この入力端子に、ＯＲ手段１１４を介して複数の第１、第２歩行検出回路１００ａ、１００ｂから入力されたデジタル信号形式の歩行信号を検出し、該検出した歩行信号に基づいて歩数算出処理を行う。ＣＰＵ１０８の歩行信号検出処理については後述するが、歩行信号を検出する場合、前記歩行信号を検出する検出動作と、前記検出動作後の所定のマスク時間において前記歩行信号を検出しないマスク動作とを交互に行うように動作する。

なお、第１、第２歩行検出回路１００ａ、１００ｂは各々第１、第２歩行検出手段を構成し、使用者の歩行に対応する二値化された歩行信号Ｓ１、Ｓ２をＯＲ手段１１４に出力することができる。ＯＲ手段１１４は変換手段を構成し、第１、第２歩行検出回路１００ａ、１００ｂから並列に入力された歩行信号Ｓ１、Ｓ２を、合成歩行信号Ｓ３に変換して出力することができる。ＣＰＵ１０８及びＯＲ手段で算出手段を構成し、複数の歩行検出回路１００ａ、１００ｂからの歩行信号Ｓ３に基づいて歩数を算出することができる。

図２は、本実施の形態に係る歩数計の全体動作を説明するためのタイミング図であり、図１と同一の信号には同一符号を付している。
同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各々、第１歩行検出回路１００ａから出力される歩行信号Ｓ１、第２歩行検出回路１００ｂから出力される歩行信号Ｓ２、ＯＲ手段１１４から出力される合成歩行信号Ｓ３を示している。

同図（ｄ）は、ＣＰＵ１０８が歩行信号Ｓ３を検出処理するタイミングを示している。歩行信号の検出処理では、歩行信号Ｓ３の立ち上がりエッジで信号検出を行うと共に、信号を検出した直後の所定時間はマスク時間（同図（ｄ）の実線部分）として、前記歩行信号Ｓ３を検出しないように動作する（マスク動作を行う）。このように、ＣＰＵ１０８は、歩行信号を検出する場合、歩行信号を検出する検出動作と、前記検出動作後の所定のマスク時間において前記歩行信号を検出しないマスク動作とを交互に行うように動作する。

また、同図（ｅ）は、ＣＰＵ１０８が歩行信号Ｓ３に基づいて歩数計測を行う際の全体的な流れを示している。歩数計測動作の詳細は後述するが、概略説明すると、先ずＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの信号を検出する（換言すれば、歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂからの信号を検出する）。これにより、前記信号が所定時間連続して生じていること（歩行信号の連続性）を確認できた場合、正規の歩行信号が得られていると判断し、歩行信号Ｓ３に基づいて歩数算出を行う。その後、歩行信号Ｓ３が検出できなくなった場合には歩行停止したと判断し、あらためて信号の検出動作を行う。

図３は、本実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートであり、ＣＰＵ１０８が各歩行信号Ｓ３を検出する場合の検出処理を示している。この検出処理は、ＣＰＵ１０８が記憶手段１１３のＲＯＭに記憶したプログラムを記憶手段１１３のＲＡＭにロードして実行することによって行われる。

図３において、ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３を検出することによって、歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方から歩行信号が出力されていることを検出すると（ステップＳ３０１）、歩行信号Ｓ３検出直後の一定時間（マスク時間）は歩行信号Ｓ３を検出しないでマスク動作を行う（ステップＳ３０２）。

前記処理は各歩行信号Ｓ３を検出する毎に行う。これにより、ノイズの影響や他の歩行センサが検出した歩行信号に基づく誤計測を排除して、１つの歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂが検出した歩行に対応する歩行信号に基づいて歩数計測を行うことができ、正確な歩数計測を行うことが可能になる。

図４はマスク時間の設定例を示す図で、図２と同一信号には同一符号を付している。
計測可能な歩行ピッチの範囲を例えば８０〜１４０歩／分とする。１４０歩／分に相当する歩行信号周期は約４２９ｍｓｅｃとなる。若干揺らぎがあった場合は４２９ｍｓｅｃよりも短い周期で信号が発生する可能性があるので、４２９ｍｓｅｃよりも短い時間で設定するのが望ましい。

一方、８０歩／分で歩行し、２つの歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの出力が各々逆相になって現れた場合、第１、第２歩行検出回路１００ａ、１００ｂから出力される歩行信号Ｓ１、Ｓ２及びＯＲ手段１１４から出力される歩行信号Ｓ３は図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のようになる。このとき、正確な歩数計測を行うには、同図（ｃ）の網掛けをした歩行信号Ｓ３のみを抽出する必要があるため、網掛けをしていない部分をマスクして検出しないようにする。そのために、８０歩／分に相当する周期７５０ｍｓｅｃの半分である３７５ｍｓｅｃ以上の時間をマスク時間として設定するのが望ましい。

以上により、計測可能な歩行ピッチの範囲を８０〜１４０歩／分とした場合のマスク時間は、３７５ｍｓｅｃ〜４２９ｍｓｅｃの範囲内の値、例えば４００ｍｓｅｃ等に設定する。即ち、より正確な歩数計測を行うために、マスク時間は、計測可能な下限の歩行ピッチに対応する歩行信号周期の半分以上で、計測可能な上限の歩行ピッチに対応する歩行信号周期以下の範囲内の値に設定するのが望ましい。前記マスク時間は予め記憶手段１１３に記憶するように構成してもよく、あるいは、入力手段によりマスク時間を設定して記憶手段１１３に記憶するようにしてもよい。入力手段によりマスク時間を適宜調整しながら設定することにより、より正確な歩数計測が可能になる。

図５は、本実施の形態に係る歩数計の歩数計測処理を示すフローチャートである。この処理は、主としてＣＰＵ１０８が記憶手段１１３のＲＯＭに記憶したプログラムを記憶手段１１３のＲＡＭにロードして実行することによって行われる。
以下、図１〜図５を参照して本実施の形態に係る歩数計の動作を詳細に説明する。
本歩数計を自己の腕等に装着した使用者が入力手段１０９によって開始操作を行うことで歩数計測処理を開始する。

使用者が歩行を開始すると、歩行センサ１０１ａは歩行を検出して対応する電荷の歩行信号を出力する。歩行センサ１０１ａからの歩行信号は電荷−電圧変換手段１０２ａによって電圧に変換された後、フィルタ手段１０５ａを介して増幅手段１０６ａによって増幅出力される。増幅手段１０６ａの出力信号は二値化手段１０７ａによってデジタル化された歩行信号Ｓ１に変換された後、ＯＲ手段１１４に入力される。

同時に、歩行センサ１０１ｂは歩行を検出して対応する電荷の歩行信号を出力する。歩行センサ１０１ｂからの歩行信号は電荷−電圧変換手段１０２ｂによって電圧に変換された後、フィルタ手段１０５ｂを介して増幅手段１０６ｂによって増幅出力される。増幅手段１０６ｂの出力信号は二値化手段１０７ｂによってデジタル化された歩行信号Ｓ２に変換された後、ＯＲ手段１１４に入力される。

ＯＲ手段１１４は、第１、第２歩行検出回路１００ａ、１００ｂから並列に入力された各歩行信号Ｓ１、Ｓ２を、入力された順に整列して合成歩行信号Ｓ３に変換し、ＣＰＵ１０８に入力する。
ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３に基づいて歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方から信号有りと判断すると（ステップＳ５０１）、歩行信号Ｓ３に基づいて歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方からの信号が所定時間連続して得られていること（連続性）を確認する（ステップＳ５０２）。ここで、前記所定時間としては、例えば、５歩の歩行に通常要する程度の時間（例えば１０秒）に設定することができる。

なお、ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４から出力される信号を検出する場合、前述したように、各信号を検出する毎に、前記検出動作と前記マスク動作を交互に行うように動作する。また、ＣＰＵ１０８は、歩行信号を検出する場合、前記検出動作とマスク動作とを交互に行う動作を、最初に歩行信号Ｓ３を検出したときから開始するようにすることができる。これにより、先に歩行信号Ｓ３を検出した歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂからの歩行信号Ｓ３を順次検出することができ、歩数計測を正確且つ迅速に行うことができる。

ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３が所定時間連続して得られている場合、即ち、歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方からの信号が所定時間連続して得られている場合には、歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方からの信号（換言すれば歩行信号Ｓ３）が歩行に対応する歩行信号であると判断する（ステップＳ５０３）。
次にＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３に基づいて、歩行検出用として使用することになる歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂからの歩行信号の間隔を測定する（ステップＳ５０４）。

ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３の間隔が所定の停止判定時間よりも小さい場合、即ち、歩行検出用として使用することになる歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂからの歩行信号の間隔が所定の停止判定時間よりも小さい場合には、正規の歩行による歩行信号と判断して（ステップＳ５０５）、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３を歩数としてカウントし、処理ステップＳ５０４に戻る（ステップＳ５０６）。ここで、前記停止判定時間は、例えば、１歩の歩行に通常要する程度の時間（例えば２秒）に設定することができる。

一方、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ５０５において、歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂからの歩行信号の間隔が所定の停止判定時間よりも小さくない場合には、ＯＲ手段１１４からの信号が正規の歩行による歩行信号ではないと判断して、処理ステップＳ５０１に戻る。
また、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ５０３において、歩行センサ１０１ａ及び１０１ｂからの信号が歩行による信号ではないと判断した場合、歩行センサ１０１ａ及び１０１ｂからは歩行信号が得られておらず歩行停止と判断して、処理ステップＳ５０１に戻る。

以上述べたように、本実施の形態に係る歩数計では、複数の歩行検出回路１００ａ、１００ｂから並列に入力される歩行信号Ｓ１、Ｓ２をＯＲ手段１１４によって合成歩行信号Ｓ３に変換し、ＣＰＵ１０８は、その１つの入力ポートに入力された歩行信号Ｓ３を検出することによって歩数算出を行う。このとき、ＣＰＵ１０８は、各歩行信号Ｓ３の検出を行う毎に、検出動作とマスク動作を交互に行うように構成している。

したがって、歩行センサ１０１ａ、１０１ｂを選択するための演算処理を行うことなく歩数計測を行うことが可能になる。
また、歩行センサ１０１ａ、１０１ｂを選択するための演算処理が不要になるため、歩数検出漏れの発生を抑制することが可能になる。
また、歩行センサの数が増えても、歩行センサを選択するための特殊な演算等を必要とせず、複数の歩行センサからの出力信号を扱うにもかかわらず、演算量は１軸の歩数計と同等となる。

また、例えば、歩行中に歩数計の姿勢が変わる等で、歩行を検出する歩行センサが変わったときでも、歩行センサを選択するための特別な処理を必要とせずに歩数計測を行うことが可能になる。
また、ＣＰＵへの入力信号がどの歩行センサからの信号であるかを認識する必要が無いため、設計における管理項目が少ないという効果をも奏する。

なお、歩数計の構成要素に駆動電力を供給する電源と、前記電源からの駆動電力を各歩行検出回路へ供給制御する制御手段と、歩行検出に使用していない歩行センサを含む歩行検出回路を判別する判別手段とを設け、前記制御手段により、前記歩行検出に使用していない歩行センサを含む歩行検出回路への電源供給を停止するようにしてもよい。

また、複数の入力ポートを有するＣＰＵを使用し、複数の歩行検出回路からの歩行信号を前記各入力ポートに並列に入力して歩数計測を行うように構成してもよい。この場合も、検出動作とマスク動作を交互に行うことによって歩行信号の検出が行われる。
また、本実施の形態では２つの歩行センサ１０１ａ、１０１ｂを使用したが、相互に感度軸の異なる３つ以上の歩行センサを使用するように構成することができる。例えば、歩行センサが３つの場合には感度軸が相互に９０度異なるように構成することができる。

また、本実施の形態では、使用者の腕に装着して使用する腕時計型の歩数計の例で説明したが、腰に装着して使用する方式の歩数計、鞄等に収納して保持した状態で使用する方式の歩数計、時計機能を内蔵する歩数計等、各種の歩数計に適用可能である。
また、本実施の形態ではＯＲ処理を、図１に示すようにＣＰＵ１０８に入力する前に実施しているが、第１、第２歩行検出回路１００ａ、１００ｂから出力される歩行信号Ｓ１、Ｓ２をそれぞれＣＰＵ１０８に入力し、ＣＰＵ１０８はポートの入力信号として取り込んだ後、ＲＡＭ或いはレジスタのなかで、ＯＲ命令を実行してもよい。

ところで、前述した実施の形態ではマスク時間を所定値に固定して設定するため、検出可能なピッチ（歩／分）の上下限が、上限＝下限×２に制限されてしまい、正確な歩数測定ができなくなる恐れがある。以下、マスク時間を可変にすることによって前記問題を解決した歩数計について説明する。
図６は、本発明の他の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートであり、直近の歩行ピッチに基づいてマスク時間を設定する例である。尚、図５と同一部分には同一符号を付している。また、本他の実施の形態のブロック図は図１と同じである。

以下、図１及び図６を用いて、本他の実施の形態の動作を説明する。
ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３に基づいて歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方から信号有りと判断すると（ステップＳ５０１）、歩行信号Ｓ３に基づいて歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方からの信号が所定時間連続して得られていること（連続性）を確認する（ステップＳ５０２）。ここで、前記所定時間としては、例えば、５歩の歩行に通常要する程度の時間（例えば１０秒）に設定することができる。

ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３が所定時間連続して得られている場合、即ち、歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方からの信号が所定時間連続して得られている場合には、歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方からの信号（換言すれば歩行信号Ｓ３）が歩行に対応する歩行信号であると判断する（ステップＳ５０３）。
次にＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３に基づいて、歩行検出用として使用することになる歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂからの歩行信号の間隔（歩行ピッチ）を測定する（ステップＳ５０４）。

ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３の間隔が所定の停止判定時間よりも小さい場合、即ち、歩行検出用として使用することになる歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂからの歩行信号の間隔が所定の停止判定時間よりも小さい場合には、正規の歩行による歩行信号と判断して（ステップＳ５０５）、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３を歩数としてカウントする（ステップＳ５０６）。前記停止判定時間は、歩行しているかあるいは歩行停止しているかを判定する基準となる時間であり、例えば、１歩の歩行に通常要する程度の時間（例えば２秒）に設定することができる。

記憶手段１１３には予め、複数の歩行ピッチとマスク時間幅とを対応付けたテーブル（歩行ピッチ−マスク時間幅テーブル）が記憶されており、ＣＰＵ１０８は、前記テーブルを参照して、処理ステップＳ５０４において算出した直近の歩行ピッチに基づいて歩行ピッチの検出範囲を設定し、既設のマスク時間を該検出範囲に応じたマスク時間に変更した後、処理ステップＳ５０４に戻る（ステップＳ６０１）。ここで、ＣＰＵ１０８はマスク時間変更手段として機能する。
尚、処理ステップＳ６０１のマスク時間変更処理は、歩行を検出する毎行うようにしてもよく、又、複数歩検出する毎に行うように構成する等、種々の変更が可能である。

一方、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ５０５において、歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂからの歩行信号の間隔が所定の停止判定時間よりも小さくない場合には、ＯＲ手段１１４からの信号が正規の歩行による歩行信号ではないと判断して、処理ステップＳ５０１に戻る。
また、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ５０３において、歩行センサ１０１ａ及び１０１ｂからの信号が歩行による信号ではないと判断した場合、歩行センサ１０１ａ及び１０１ｂからは歩行信号が得られておらず歩行停止と判断して、処理ステップＳ５０１に戻る。
以上述べたように本他の実施の形態によれば、直近の歩行ピッチを算出し、該歩行ピッチに基づいてマスク時間を変更するようにしているため、同一使用者が歩行ピッチを変えた場合や、歩行ピッチの異なる複数の使用者が共用した場合でも正確な歩数測定が可能になる。

図７は、本発明の更に他の実施の形態に係る歩数計のブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付している。図１の実施の形態と異なる点は、増幅手段１０６ａ、１０６ｂの出力信号レベル、換言すれば、加速度センサ１０１ａ、１０１から出力される加速度信号レベルを判定する信号レベル判定手段７０１を備えている点である。ＣＰＵ１０８は、歩行速度を加速度信号レベルによって判定し、マスク時間を、加速度信号レベルに応じたマスク時間に設定するようにしている。

図８は、本他の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートであり、加速度信号レベルに基づいて歩行ピッチを判定してマスク時間を設定する例である。図５と同一部分には同一符号を付している。
以下、図７及び図８を用いて、本他の実施の形態の動作を説明する。
ＣＰＵ１０８がＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３に基づいて歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方から信号有りと判断すると（ステップＳ５０１）、信号レベル判定手段７０１は、ＣＰＵ１０８が信号有りと判断した歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂに対応する増幅手段１０６ａ又は１０６ｂからの信号（加速度信号）のレベルを判定する（ステップＳ８０１）。

記憶手段１１３には予め、複数の加速度信号レベルとマスク時間幅とを対応付けたテーブル（加速度レベル−マスク時間幅テーブル）が記憶されており、ＣＰＵ１０８は、前記テーブルを参照して、信号レベル判定手段７０１が判定した加速度信号レベルに応じたマスク時間を設定する（ステップＳ８０２）。ここで、ＣＰＵ１０８はマスク時間変更手段として機能する。
次にＣＰＵ１０８は、歩行信号Ｓ３に基づいて歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方からの信号が所定時間連続して得られていること（連続性）を確認する（ステップＳ５０２）。ここで、前記所定時間としては、例えば、５歩の歩行に通常要する程度の時間（例えば１０秒）に設定することができる。

ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３の間隔が所定の停止判定時間よりも小さい場合、即ち、歩行検出用として使用することになる歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂからの歩行信号の間隔が所定の停止判定時間よりも小さい場合には、正規の歩行による歩行信号と判断して（ステップＳ５０５）、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３を歩数としてカウントする（ステップＳ５０６）。

次に信号レベル判定手段７０１が歩行検出に使用している歩行センサ１０１ａ又は１０ｂに対応する増幅手段１０６ａ又は１０６ｂから出力される加速度信号のレベルを判定し（ステップＳ８０３）、ＣＰＵ１０８は、加速度レベル−マスク時間テーブルを参照して、信号レベル判定手段７０１が判定した加速度信号レベルに応じたマスク時間を設定して処理ステップＳ５０４に戻る（ステップＳ８０４）。ここで、ＣＰＵ１０８はマスク時間変更手段として機能する。
これにより、加速度信号レベルが急激に変化した場合、即ち、歩行ピッチが急激に変化した場合でも歩行を正確に測定することができる。

一方、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ５０５において、歩行センサ１０１ａ又は１０１ｂからの歩行信号の間隔が所定の停止判定時間よりも小さくない場合には、ＯＲ手段１１４からの信号が正規の歩行による歩行信号ではないと判断して、処理ステップＳ５０１に戻る。
また、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ５０３において、歩行センサ１０１ａ及び１０１ｂからの信号が歩行による信号ではないと判断した場合、歩行センサ１０１ａ及び１０１ｂからは歩行信号が得られておらず歩行停止と判断して、処理ステップＳ５０１に戻る。
以上述べたように本実施の形態によれば、直近の歩行ピッチを算出し、該歩行ピッチに基づいてマスク時間を変更するようにしているため、同一使用者が歩行ピッチを変えた場合や、歩行ピッチの異なる複数の使用者が共用した場合でも正確な歩数測定が可能になる。

図９は、本発明の更に他の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートであり、直近の歩行ピッチに基づいてより正確にマスク時間を設定する例である。図５と同一部分には同一符号を付している。尚、本実施の形態のブロック図は図１と同じである。
以下、図１及び図９を用いて、本他の実施の形態の動作を説明する。
ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３に基づいて歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方から信号有りと判断すると（ステップＳ５０１）、歩行信号Ｓ３に基づいて歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方からの信号が所定時間連続して得られていること（連続性）を確認する（ステップＳ５０２）。ここで、前記所定時間としては、例えば、５歩の歩行に通常要する程度の時間（例えば１０秒）に設定することができる。

ＣＰＵ１０８は、マスク時間を仮設定済みの状態か否かを判定し（ステップＳ９０１）、仮設定済みでないと判断した場合、即ち通常動作と判断した場合には、今回の歩行ピッチが前回（直近）の歩行ピッチの所定％（ｎ％；例えばｎ＝７０％）よりも小さいときには、歩行ピッチが急激に増加することによって歩行検出漏れが生じた可能性があるため、急激に歩行ピッチが変化した可能性があると判断して、マスク時間を速いピッチに対応するように仮設定する（ステップＳ９０２、Ｓ９０３）。マスク時間の仮設定は、記憶手段１１３に予め記憶された歩行ピッチ−マスク時間幅テーブルを参照して、歩行ピッチに対応する時間幅のマスク時間に設定する。ここで、ＣＰＵ１０８はマスク時間変更手段として機能する。
ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ９０２において、今回の歩行ピッチが前回の歩行ピッチの所定％（ｎ％；例えばｎ＝７０％）よりも小さくないと判断したときは、急激な歩行ピッチではないと判断して処理ステップＳ５０４に戻る。

一方、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ９０１においてマスク時間を仮設定済みと判断した場合、この状態で正しい歩行ピッチの歩行信号を検出できるようになったか否かを判断する（ステップＳ９０４）。ここで、急激に低下した歩行ピッチの所定値（例えば１．６倍）以上の歩行ピッチが得られた場合は正しい歩行信号を検出できたと判断する。
ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ９０４において正常な歩行ピッチの歩行信号を検出できるようになったと判断すると、仮設定のマスク時間を正式なマスク時間として設定し、前記仮設定期間中に発生した歩数を累積歩数に加算して歩数を補正する（ステップＳ９０５）。ここで、ＣＰＵ１０８はマスク時間変更手段として機能する。

また、ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ９０４において正常な歩行ピッチの歩行信号を検出できないと判断すると、仮設定のマスク時間が適切ではない（歩行ピッチは増加していない）と判断して、元のマスク時間に戻して処理ステップＳ５０４に戻る（ステップＳ９０６）。ここで、ＣＰＵ１０８はマスク時間変更手段として機能する。
以上のように、本他の実施の形態によれば、算出した歩行ピッチが急激（所定割合以上）に低下した場合、マスク時間を短く（速い歩行ピッチに対応できるように）している。また、マスク時間を短くした後、期待した通りの歩行ピッチを検出できたか否かによって、マスク時間の変更が正しかったか否かを検証し、正しかった場合には、その間に発生した歩数を補正して累積歩数を算出するようにしている。したがって、歩行ピッチの変化に応じてマスク時間を変化させる場合でも、正確な歩数を測定することが可能になる。

図１０は、本発明更に他の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートであり、歩行ピッチと加速度信号レベルに基づいてマスク時間を設定する例である。尚、図５と同一部分には同一符号を付している。また、本他の実施の形態のブロック図は図７と同じである。
以下、図７及び図１０を用いて、本他の実施の形態の動作を説明する。
ＣＰＵ１０８は、ＯＲ手段１１４からの歩行信号Ｓ３に基づいて歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方から信号有りと判断すると（ステップＳ５０１）、歩行信号Ｓ３に基づいて歩行センサ１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一方からの信号が所定時間連続して得られていること（連続性）を確認する（ステップＳ５０２）。ここで、前記所定時間としては、例えば、５歩の歩行に通常要する程度の時間（例えば１０秒）に設定することができる。

次にＣＰＵ１０８は、今回の歩行ピッチが前回（直近）の歩行ピッチの所定％（ｎ％；例えばｎ＝７０％）よりも小さいと判断すると（ステップＳ１００１）、信号レベル判定手段７０１が歩行検出に使用している歩行センサ１０１ａ又は１０ｂに対応する増幅手段１０６ａ又は１０６ｂから出力される加速度信号のレベルを判定し（ステップＳ１００２）、予め記憶手段１１３に記憶している加速度レベル−マスク時間テーブルを参照して、信号レベル判定手段７０１が判定した加速度信号レベルに応じたマスク時間に再設定して処理ステップＳ５０４に戻る（ステップＳ１００３）。ここで、ＣＰＵ１０８はマスク時間変更手段として機能する。

ＣＰＵ１０８は、処理ステップＳ１００１において、今回の歩行ピッチが前回の歩行ピッチの前記所定％よりも小さくないと判断すると処理ステップＳ５０４に戻る。
以上のように、本他の実施の形態では、ＣＰＵ１０８は、直近の歩行ピッチが所定値以上変化した場合に加速度信号レベルに応じたマスク時間に設定するようにしており、歩行ピッチと加速度信号レベルの双方が変化した場合にマスク時間を変更するため、マスク時間をより正確に設定することが可能になる。

尚、前記各実施の形態において、記憶手段１１３に過去の歩数データ等の歩行データを記憶しておき、ＣＰＵ１０８が、前記過去の歩行データから得られた歩行ピッチに基づいてマスク時間の初期値を設定するように構成してもよい。この場合、ＣＰＵ１０８はマスク時間初期値設定手段を構成する。
また、ＣＰＵ１０８は、入力手段１０９から入力された個人データに基づいてマスク時間の初期値を設定するように構成してもよい。個人データとしては、例えば、歩く速度が速い、中程度、遅いの３段階のいずれに入るかの情報や歩幅の情報があるが、歩幅の情報は無くてもよい。この場合もＣＰＵ１０８はマスク時間初期値設定手段を構成する。

腕に装着して使用する方式の歩数計、腰に装着して使用する方式の歩数計、鞄等に収納して保持した状態で使用する方式の歩数計、時計機能を内蔵する歩数計等、各種の歩数計に適用可能である。

本発明の実施の形態に係る歩数計のブロック図である。本発明の実施の形態に係る歩数計のタイミング図である。本発明の実施の形態に係る歩数計の歩行検出処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る歩数計のタイミング図である。本発明の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートである。本発明の他の実施の形態に係る歩数計のブロック図である。本発明の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係る歩数計の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ａ・・・第１歩行検出回路
１００ｂ・・・第２歩行検出回路
１０１ａ、１０１ｂ・・・歩行センサ
１０２ａ、１０２ｂ・・・電荷−電圧変換手段
１０５ａ、１０５ｂ・・・フィルタ手段
１０６ａ、１０６ｂ・・・増幅手段
１０７ａ、１０７ｂ・・・二値化手段
１０８・・・ＣＰＵ
１０９・・・入力手段
１１０・・・表示手段
１１１・・・報音手段
１１２・・・発振手段
１１３・・・記憶手段
１１４・・・ＯＲ手段
７０１・・・信号レベル判定手段

Claims

感度軸が相互に異なる歩行センサを有し、前記歩行センサによって検出した歩行に対応する歩行信号を出力する複数の歩行検出手段と、前記複数の歩行検出手段からの前記歩行信号を検出し、前記検出した歩行信号に基づいて歩数を算出する算出手段とを備え、前記算出手段は、前記歩行信号を検出する場合、前記歩行信号を検出する検出動作と、前記検出動作後の所定のマスク時間において前記歩行信号を検出しないマスク動作とを交互に行い、
前記算出手段は、前記歩行信号を検出する場合、前記検出動作と前記マスク動作とを交互に行う動作を、最初に前記歩行信号を検出したときから開始し、
前記マスク時間を記憶する記憶手段を有し、前記算出手段は前記マスク時間を参照して前記歩行信号の検出を行い、
前記算出手段は、前記複数の歩行検出手段から並列に入力される前記歩行信号を合成した合成歩行信号に変換する変換手段を備え、前記算出手段が前記合成歩行信号を検出する場合、前記合成歩行信号を検出する検出動作と、前記検出動作後の前記マスク時間におけるマスク動作とを交互に行うことを特徴とする歩数計。
前記変換手段は、前記複数の歩行検出手段から並列に入力される前記歩行信号を論理演算して合成した合成歩行信号に変換する論理演算手段であることを特徴とする請求項１記載の歩数計。
前記算出手段は、前記歩行信号を検出する場合、前記検出動作とマスク動作とを交互に行う動作を、最初に歩行信号を検出したときから開始することを特徴とする請求項１または２記載の歩数計。
前記算出手段は、前記マスク時間として、歩行ピッチに基づく値に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の歩数計。
前記算出手段は、前記マスク時間として、計測可能な歩行ピッチの下限値に対応する前記歩行信号の歩行信号周期の半分以上で、前記計測可能な歩行ピッチの上限値に対応する歩行信号周期以下の範囲の値に設定することを特徴とする請求項２記載の歩数計。
前記マスク時間を記憶する記憶手段を有し、前記算出手段は前記マスク時間を参照して前記合成歩行信号の検出を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の歩数計。
前記マスク時間を直近の歩行ピッチに応じたマスク時間に設定するマスク時間変更手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の歩数計。
前記マスク時間変更手段は、前記直近のピッチが所定値以上変化した場合に前記マスク時間を前記直近のピッチに応じたマスク時間に仮設定し、前記仮設定したマスク時間によって正しい歩行信号が得られたときに該仮設定のマスク時間を正式なマスク時間として設定することを特徴とする請求項７記載の歩数計。
前記算出手段は、前記仮設定のマスク時間を正式なマスク時間として設定した場合、前記仮設定期間中に発生した歩数によって累積歩数を補正することを特徴とする請求項８記載の歩数計。
前記歩行センサは加速度に応じたレベルの加速度信号を出力する加速度センサであり、前記マスク時間変更手段は、前記直近のピッチが所定値以上変化した場合、前記加速度信号から出力される加速度信号のレベルに応じたマスク時間に設定することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一に記載の歩数計。
前記歩行センサは加速度に応じたレベルの加速度信号を出力する加速度センサであり、前記加速度信号のレベルに応じたマスク時間に設定するマスク時間変更手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の歩数計。
記憶手段に記憶した過去の歩行データから得られた歩行ピッチに基づいて前記マスク時間の初期値を設定するマスク時間初期値設定手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一に記載の歩数計。
入力手段を有し、前記入力手段から入力された個人データに基づいて前記マスク時間の初期値を設定するマスク時間初期値設定手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一に記載の歩数計。