技术领域
本发明涉及运动辅助装置、运动辅助方法和运动辅助程序。
背景技术
专利文献1～3记载了通过管理脉搏数或心率来辅助有效运动的装置。
专利文献1记载的生物信息测定装置根据测定的脉搏数算出运动强度，并显示算出的运动强度。该生物信息测定装置根据算出的运动强度是否处在适当范围内，来改变运动强度的显示方式，并显示建议信息以使运动强度处在适当范围内。使用者可以依据该建议信息来维持适当的运动强度。
专利文献2记载的生物信息测定装置中，在使用者的心率为120以下时使发光部点亮为蓝色，在心率为120～140时使发光部点亮为绿色，在心率超过140时使发光部点亮为红色。使用者可以根据该发光部的状态容易地掌控自己身体的状态。
专利文献3记载的生物信息测定装置根据检测出的心率来运算运动量，并通知运算得到的运动量是否适当。该生物信息测定装置在运算得到的运动量超过适当值的情况下以长周期鸣响蜂鸣音，在运算得到的运动量低于适当值的情况下以短周期鸣响蜂鸣音。使用者能够根据蜂鸣音来掌控运动强度是否适当，能够进行有效的运动。
专利文献1：日本专利公开公报特开平7-213499号
专利文献2：日本专利公开公报特开2007-130356号
专利文献3：日本专利公开公报特开2001-218745号
专利文献1和专利文献3记载的生物信息测定装置对使用者提供建议以使运动强度适当。具体来说，进行提高或降低运动强度的建议，但仅依赖这种单纯的建议，使用者难以把握要将运动强度提高或降低到何种程度。因此，使用者并不容易维持适当的运动强度。
专利文献2记载的生物信息测定装置利用发光部来通知使用者的心率，并不对使用者进行运动的建议。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供让使用者能够以适当的负荷进行运动的运动辅助装置、运动辅助方法和运动辅助程序。
本发明的运动辅助装置包括：脉搏测定部，测定使用者的脉搏数；移动步速测定部，测定所述使用者的移动步速；以及指导部，基于所述使用者预先设定的脉搏数的范围、由所述脉搏测定部测定的脉搏数和由所述移动步速测定部测定的移动步速，指导所述使用者的移动步速。
本发明的运动辅助方法包括：脉搏测定步骤，测定使用者的脉搏数；移动步速测定步骤，测定所述使用者的移动步速；以及指导步骤，基于所述使用者预先设定的脉搏数的范围、由所述脉搏测定步骤测定的脉搏数和由所述移动步速测定步骤测定的移动步速，指导所述使用者的移动步速。
本发明的运动辅助程序是用于使计算机执行所述运动辅助方法的各步骤的程序。
根据本发明，可以提供能够让使用者以适当的负荷进行运动的运动辅助装置、运动辅助方法和运动辅助程序。
附图说明
图1是表示用于说明本发明一个实施方式的运动辅助装置10的简要结构的模块图。
图2是表示利用图1所示的运动辅助装置10的控制部2实现的功能模块的图。
图3是表示运动强度等级与脉搏数之间的关系的图。
图4是用于说明图1所示的运动辅助装置10的动作的流程图。
图5是用于说明图1所示的运动辅助装置10的动作的变形例的流程图。
图6是用于说明利用图1所示的运动辅助装置10的通知部6进行通知的方法的图。
附图标记说明
1 体动传感器
2 控制部
3 脉搏波传感器
4 操作部
5 存储部
6 通知部
10 运动辅助装置
20 移动步速测定部
21 脉搏测定部
22 指导部
61、62、63 发光元件
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示用于说明本发明一个实施方式的运动辅助装置10的简要结构的模块图。设想运动辅助装置10为佩戴于使用者的身体(例如手腕)使用的手表型运动辅助装置，但并不限定于此。
运动辅助装置10包括：体动传感器1、对整体进行统一控制的控制部2、脉搏波传感器3、操作部4、包含闪存或ROM(Read Only Memory：只读存储器)等存储介质的存储部5和通知部6。
体动传感器1是用于检测与佩戴有运动辅助装置10的使用者的动作对应的信息(加速度、角速度等)的传感装置。体动传感器1例如由加速度传感器构成。
脉搏波传感器3检测佩戴有运动辅助装置10的使用者的脉搏波。
控制部2主要由执行存储部5的ROM中存储的程序的处理器构成。
操作部4是用于向控制部2输入各种指示的设备，由物理性的按钮或触控面板等构成。
存储部5存储由体动传感器1和脉搏波传感器3检测出的检测信息，或者存储运动辅助装置10的动作所必要的信息。
通知部6由向使用者进行通知的设备构成。该设备使用发光元件、振动元件(振动器)、扬声器或显示元件。
图2是表示通过由处理器执行图1所示的运动辅助装置10的存储部5中存储的程序而由控制部2实现的功能模块的图。
如图2所示，控制部2作为移动步速测定部20、脉搏测定部21和指导部22发挥功能。
移动步速测定部20基于由体动传感器1检测出的检测信息来测定自身所属的运动辅助装置的使用者的移动步速。
移动步速是指使用者每单位时间(例如1小时)前进的距离、或者使用者移动单位距离(例如1km)所花费的时间。
具体来说，移动步速测定部20使用根据构成体动传感器1的加速度传感器的检测信息而测定的规定期间内的步数和预先登记在装置中的使用者的步幅，计算出该规定期间内的移动距离。而且，根据计算出的移动距离计算出每1小时的移动距离作为移动步速。
在此，运动辅助装置10使用体动传感器1的检测信息来测定移动步速，但是也可以在运动辅助装置10中设置GPS(Global Positioning System：全球定位系统)接收机，并根据GPS接收机接收的装置的位置信息的变化而计算出移动步速。
脉搏测定部21基于由脉搏波传感器3检测出的脉搏波信息来测定使用者每1分钟的脉搏数。
运动辅助装置10的存储部5存储用于管理使用者的运动强度的管理数据。管理数据是使脉搏数的范围分别与预先设定的多个运动强度等级相关联的数据。
例如图3所示，脉搏数a值以上且小于b值的范围与运动强度等级1相关联。脉搏数b值以上且小于c值的范围与运动强度等级2相关联。脉搏数c值以上且小于d值的范围与运动强度等级3相关联。脉搏数d值以上且小于e值的范围与运动强度等级4相关联。
指导部22根据存储部5中存储的管理数据、由脉搏测定部21测定的脉搏数、以及由移动步速测定部20测定的移动步速，来指导使用者的移动步速。
移动步速的指导例如以下述方式进行：配合作为指导目标的移动步速，使通知部6的发光元件闪烁、使通知部6的振动元件振动、从通知部6的扬声器输出声音(例如哔哔哔的声音)、或者使通知部6的显示元件以文本显示作为指导目标的移动步速。
指导部22参照从存储部5读取的管理数据，根据使用者的脉搏数是否落入与使用者事先选择的运动强度等级相关联的脉搏数范围，来控制作为指导目标的移动步速。
对如上构成的运动辅助装置10的动作进行说明。
图4是用于说明运动辅助装置10的动作的流程图。
当由使用者选择任意的运动强度等级，并指示开始锻炼时，运动辅助装置10的控制部2开始图4的处理。
当开始锻炼时，控制部2的移动步速测定部20测定使用者的移动步速(步骤S1)。此外，控制部2的脉搏测定部21测定使用者的脉搏数(步骤S2)。
控制部2的指导部22判定由脉搏测定部21测定的脉搏数是否处在与使用者选择的运动强度等级对应的脉搏数范围(设定范围)之外(步骤S3)。
当步骤S3的判定为“是”时，指导部22根据步骤S2中测定的脉搏数，对步骤S1中测定的移动步速进行修正(步骤S4)。
例如，在步骤S2中测定的脉搏数低于脉搏数的设定范围的下限值的情况下，指导部22对步骤S1中测定的移动步速加上第一值，得到修正后的移动步速。
此外，在步骤S2中测定的脉搏数超过脉搏数的设定范围的上限值的情况下，指导部22从步骤S1中测定的移动步速减去第一值，得到修正后的移动步速。
该修正所使用的第一值可以是预先确定的固定值，但是优选根据步骤S2测定的脉搏数相对于设定范围的上限值和下限值偏离何种程度而变化。
具体来说，在步骤S2中测定的脉搏数超过设定范围的上限值的情况下，该脉搏数与设定范围的上限值之差越大，则指导部22使第一值越大。
此外，在步骤S2中测定的脉搏数低于设定范围的下限值的情况下，该脉搏数与设定范围的下限值之差越大，则指导部22使第一值越大。
步骤S4之后，指导部22将修正后的移动步速设定为指导目标，并通过通知部6向使用者通知设定的移动步速，来指导使用者的移动步速(步骤S5)。
具体来说，指导部22以如下方式对使用者进行通知：以与设定的移动步速匹配的节奏使发光元件闪烁、以与设定的移动步速匹配的节奏使振动元件振动、以与设定的移动步速匹配的节奏输出声音、或者将设定的移动步速作为文本信息进行显示。
另一方面，当步骤S3的判定为“否”时，即步骤S2中测定的脉搏数处在设定范围内的情况下，指导部22将步骤S1中测定的移动步速原样设定为指导目标，并将设定的移动步速通过通知部6通知给使用者(步骤S6)。在步骤S5和步骤S6之后，处理返回到步骤S1。
如上所述，根据运动辅助装置10，在使用者的脉搏数处在预先由使用者设定的设定范围以外的情况下，将以使用者的移动步速为基准而修正后的移动步速通知给使用者。
如此，根据运动辅助装置10，不是对使用者提供如“请提高移动步速”或“请降低移动步速”这样的单调的指导，而是能够将目标的移动步速通知给使用者。
因此，使用者针对当前的移动步速能够掌握将移动步速调整成何种程度会达到适当的运动强度。因此，使用者能够容易地维持自己期望的运动强度，能够进行有效的运动。
另外，即使在使用者的脉搏数落入设定范围内的情况下，指导部22也可以根据脉搏数是否稳定来控制作为指导目标的移动步速。下面对该变形例的动作进行说明。
图5是用于说明图1所示的运动辅助装置10的动作的变形例的流程图。图5中针对与图4相同的处理标注相同的附图标记并省略说明。
如果在步骤S2中测定了脉搏数，则控制部2将测定的脉搏数与时刻相关联地存储于存储部5(步骤S11)。
步骤S11之后进行步骤S3的处理，如果步骤S3的判定为“是”，则进行步骤S4以后的处理。
当步骤S3的判定为“否”时，指导部22判定使用者的脉搏数是否有上升倾向或下降倾向(步骤S12)。
脉搏数具有上升倾向是指：例如从最新的脉搏数的测定时刻至预先确定的时间之前的时点为止的期间(以下称为计算期间)内的各时刻所对应的脉搏数，在相邻时刻的差值(从对应于新时刻的脉搏数减去对应于旧时刻的脉搏数所得的值)的平均值为正值且为第一阈值(正值)以上。
脉搏数具有下降倾向是指例如上述平均值为负值且为第二阈值(负值)以下。
或者，针对与上述计算期间的各时刻对应的脉搏数，也可以利用最小二乘法求出近似直线，并在该近似直线的斜度为正且在阈值(正值)以上的情况下，判定脉搏数具有上升倾向，在该近似直线的斜度为负且在阈值(负值)以下的情况下，判定脉搏数具有下降倾向。上述计算期间优选设为10秒至30秒左右。
当上述平均值为正值且小于第一阈值时、上述平均值为负值且大于第二阈值时、或者上述平均值为0时，判定使用者的脉搏数没有上升倾向或下降倾向，即保持稳定。
当步骤S12的判定为“是”时，指导部22根据脉搏数的变化倾向，对步骤S1中测定的移动步速进行修正(步骤S13)。
具体来说，当脉搏数具有上升倾向时，指导部22以从步骤S1中测定的移动步速减去第二值而使移动步速变小的方式进行修正。
此外，当脉搏数具有下降倾向时，指导部22以将步骤S1中测定的移动步速加上第二值而使移动步速变大的方式进行修正。
在步骤S13之后，指导部22将步骤S13中修正后的移动步速设定为指导目标，并将设定的移动步速通过通知部6通知给使用者，指导使用者的移动步速(步骤S14)。步骤S14之后，处理返回到步骤S1。
当步骤S12的判定为“否”时，即脉搏数稳定时，进行步骤S6的处理，之后处理返回到步骤S1。
如以上说明的那样，根据图5的变形例，即使在使用者的脉搏数落入设定范围内的情况下，如果其脉搏数具有上升倾向或者下降倾向，则对测定的移动步速进行修正，并通知修正后的移动步速。当脉搏数具有上升倾向或下降倾向时，使用者的脉搏数将来变为设定范围之外的可能性较高。
因此，在此时也指导移动步速来消除脉搏数的上升倾向或下降倾向，由此使用者易于维持自己期望的运动强度，能够进行有效的运动。
另外，步骤S13的修正所使用的第二值可以是预先确定的固定值，但是优选根据使用者的脉搏数的上升程度或下降程度而变化。
脉搏数的上升程度是表示脉搏数在求得上述平均值的计算期间中上升了多少的信息。该信息可以通过对上述计算期间中的脉搏数的差值进行累计而得到。或者，也可以通过将计算期间的最新时刻所对应的脉搏数减去最旧时刻所对应的脉搏数而得到。
脉搏数的下降程度是表示脉搏数在求得上述平均值的计算期间中下降了多少的信息。该信息可以通过对上述计算期间中的脉搏数的差值进行累计而得到。或者，也可以通过将计算期间的最旧时刻所对应的脉搏数减去最新时刻所对应的脉搏数而得到。
如果是上述的求出近似直线的方法，则脉搏数的上升程度和脉搏数的下降程度可以设为近似直线的斜度的大小。
使用者的脉搏数的上升程度或下降程度越大，则指导部22使第二值越大。
通过如此使第二值可变，与第二值固定时相比，存在缩短从步骤S12的判定为“是”至步骤S12的判定为“否”为止的时间的可能性。因此，能够在早期使运动强度返回到适当方向，能够辅助使用者有效地运动。
将步骤S4的修正中使用的第一值设为可变的情况也同样能够在早期使运动强度恢复为适当，能够辅助使用者有效地运动。
作为移动步速的指导目标的通知方法，如上述那样具有使发光元件以与指导目标对应的周期点亮的方法、使振动元件以与指导目标对应的周期振动的方法、以及从扬声器以与指导目标对应的周期输出声音的方法。
在此，通知的指导目标为移动步速，移动步速是每单位时间的移动距离。此外，使用者的移动距离由步数与步幅的乘积来确定。例如，步幅为80cm、移动步速为80m/分的使用者每一分钟的步数为100步，(60/100)秒前进一步。
因此，在作为指导目标的移动步速为80m/分、使用者的步幅为80cm的情况下，指导部22以每一步的移动时间间隔即(60/100)秒周期使发光元件点亮、以(60/100)秒周期使振动元件振动、或者以(60/100)秒周期从扬声器输出声音。如此，通知每前进一步的时机，由此能够对使用者进行容易理解的指导。
图6是用于说明移动步速的通知处理的具体方法的图。在此，以使用三个发光元件(例如LED)61、62、63作为通知部6为例进行说明。在运动辅助装置10佩戴于手腕的状态下，构成通知部6的三个发光元件61、62、63中，发光元件61配置在使用者的小指侧，发光元件63配置在使用者的拇指侧。
指导部22设定如下三种模式作为发光元件61、62、63的发光模式。
第一模式如图6的左端所示，是重复地使发光元件63、发光元件62、发光元件61依次点亮的模式。第二模式如图6的中央所示，是重复地使发光元件63、发光元件62、发光元件61全部同时点亮，之后熄灭的模式。第三模式如图6的右端所示，是重复地使发光元件61、发光元件62、发光元件63依次点亮的模式。
此外，在第一模式下，指导部22将点亮发光元件63至下一次点亮发光元件63为止的一个周期设定为与应作为指导目标进行通知的移动步速相匹配的值(例如每一步的移动时间)。
同样，在第二模式下，指导部22将发光元件61、发光元件62和发光元件63同时点亮至下一次发光元件61、发光元件62和发光元件63同时点亮为止的一个周期设定为与应作为指导目标进行通知的移动步速相匹配的值(例如每一步的移动时间)。
同样，在第三模式下，指导部22将点亮发光元件61至下一次点亮发光元件61为止的一个周期设定为与应作为指导目标进行通知的移动步速相匹配的值(例如每一步的移动时间)。
而且，在图5的步骤S12的判定中判定为脉搏数具有上升倾向的情况下，指导部22使通知部6以第一模式工作，进而在步骤S13中，根据上升倾向对第一模式的一个周期进行修正，并使通知部6以具有修正后的周期的第一模式工作。由此，使用者可以利用发光元件的点亮模式来掌握自己的脉搏数具有上升倾向，并且可以根据第一模式的重复周期来调整步行速度。
此外，在图5的步骤S12的判定中判定为脉搏数具有下降倾向的情况下，指导部22使通知部6以第三模式工作，进而在步骤S13中，根据下降倾向对第三模式的一个周期进行修正，并使通知部6以具有修正后的周期的第三模式工作。由此，使用者可以利用发光元件的点亮模式来掌握自己的脉搏数具有下降倾向，并且可以更具第三模式的重复周期来调整步行速度。
此外，当图5的步骤S12的判定为“否”时，指导部22使通知部6以一个周期的值设定为与步骤S1测定的移动步速对应的第二模式工作。由此，使用者能够以发光元件的点亮模式来掌握自己的脉搏数处于稳定，并可以根据第二模式的重复周期来维持步行速度。
用于使计算机执行图4、图5所示的流程图的各步骤的程序、或者用于使计算机作为图2的各功能模块发挥功能的程序可以存储于计算机可读取该程序的非暂时性(non-transitory)存储介质中来提供。
这种“计算机可读取的存储介质”例如包括CD-ROM(Compact Disc-ROM)等光学介质或存储卡等磁存储介质等。此外，这种程序也可以通过网络下载来提供。
应认为本次公开的实施方式在全部方面均为例示，并非用于限定。本发明的范围不是由上述说明来表示，而是由权利要求来表示，并应包括与权利要求等同的内容以及权利要求范围内的全部变更。
如以上说明的那样，本说明书公开了以下内容。
公开的运动辅助装置包括：脉搏测定部，测定使用者的脉搏数；移动步速测定部，测定所述使用者的移动步速；以及指导部，基于所述使用者预先设定的脉搏数的范围、由所述脉搏测定部测定的脉搏数和由所述移动步速测定部测定的移动步速，指导所述使用者的移动步速。
公开的运动辅助装置中，在所述脉搏测定部测定的脉搏数处于所述范围外的情况下，所述指导部根据所述脉搏数来修正所述移动步速测定部测定的移动步速，并通知修正后的移动步速而指导移动步速。
公开的运动辅助装置中，在所述脉搏测定部测定的脉搏数处于所述范围内的情况下，所述指导部通知所述移动步速测定部测定的移动步速而指导移动步速。
公开的运动辅助装置中，在所述脉搏测定部测定的脉搏数处于所述范围内且具有上升倾向的情况下，所述指导部以减小所述移动步速测定部测定的移动步速的方式进行修正，并通知修正后的移动步速而指导移动步速；在所述脉搏测定部测定的脉搏数处于所述范围内且具有下降倾向的情况下，所述指导部以增大所述移动步速测定部测定的移动步速的方式进行修正，并通知修正后的移动步速而指导移动步速；在所述脉搏测定部测定的脉搏数处于所述范围内且稳定的情况下，所述指导部通知所述移动步速测定部测定的移动步速而指导移动步速。
公开的运动辅助装置中，在所述脉搏测定部测定的脉搏数处于所述范围内且具有上升倾向的情况下，所述指导部以所述脉搏数的上升程度越大则越减小所述移动步速测定部测定的移动步速的方式进行修正；在所述脉搏测定部测定的脉搏数处于所述范围内且具有下降倾向的情况下，所述指导部以所述脉搏数的下降程度越大则越增大所述移动步速测定部测定的移动步速的方式进行修正。
公开的运动辅助装置中，所述指导部以基于应通知的移动步速和使用者的步幅而计算出的每一步的移动时间间隔，使发光元件点亮、使振动元件振动或者从扬声器输出声音，由此指导使用者的移动步速。
公开的运动辅助方法包括：脉搏测定步骤，测定使用者的脉搏数；移动步速测定步骤，测定所述使用者的移动步速；以及指导步骤，基于所述使用者预先设定的脉搏数的范围、由所述脉搏测定步骤测定的脉搏数和由所述移动步速测定步骤测定的移动步速，指导所述使用者的移动步速。
公开的运动辅助程序是用于使计算机执行所述运动辅助方法的各步骤的程序。
工业实用性
根据本发明，可以提供能够让使用者以适当的负荷进行运动的运动辅助装置、运动辅助方法和运动辅助程序。
以上利用特定的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限于该实施方式，可以在不脱离公开的发明技术构思的范围内进行各种变更。
本申请是基于2015年5月26日提交的日本专利申请(特愿2015-106850)而完成的，并将其内容援引于此。