トレーニング内容検出装置およびウエイトトレーニング器具
【課題】 構成が簡素であって低コストで構築できると共に、トレーニング内容を誤検出なく正確に検出できるトレーニング内容検出装置を提供する。
【解決手段】 ＲＦＩＤタグ３１〜３４と、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位にそれぞれ取り付けられた、加速度センサ、ならびに、ＲＦＩＤタグ３１からの電波の電界強度を検出すると共にＩＤ情報が含まれた信号を受信するＲＦＩＤリーダとを有している。装着されたウエイト１２１の移動の有無および移動方向に基づいてレップ数を検出し、かつ、ウエイト１２１が動いている時に電界強度が不変のＲＦＩＤタグ３１から受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量を検出する。
【解決手段】 ＲＦＩＤタグ３１〜３４と、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位にそれぞれ取り付けられた、加速度センサ、ならびに、ＲＦＩＤタグ３１からの電波の電界強度を検出すると共にＩＤ情報が含まれた信号を受信するＲＦＩＤリーダとを有している。装着されたウエイト１２１の移動の有無および移動方向に基づいてレップ数を検出し、かつ、ウエイト１２１が動いている時に電界強度が不変のＲＦＩＤタグ３１から受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエイトトレーニング器具やウエイトトレーニングマシンに適用され、ウエイトトレーニングにおけるユーザのトレーニング内容を検出するトレーニング内容検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベンチプレス用バーベル等のウエイトトレーニング器具は、ユーザが把持するバーと、バーの両端に任意の枚数だけ取り外し可能に装着されるウエイトとを有している。また、ベンチプレスマシン等のウエイトトレーニングマシンは、ユーザが把持したり脚に掛けるなどするバーと、バーに一端が接続された滑車機構等と、滑車機構等の他端に任意の枚数だけ取り外し可能に装着されるウエイトとを有している。尚、ウエイトは、単位重量のものが器具の近傍やマシンのフレーム内などに複数個用意されており、その中からユーザやトレーナが所望の合計重量となるように選択し、バーに直接的に、もしくは、バーに滑車機構等を介して間接的に装着される。
【０００３】
ウエイトトレーニング器具やウエイトトレーニングマシン（以後、一部を除いて、ウエイトトレーニング器具と総括して呼ぶ）を用いたウエイトトレーニングは、装着枚数に応じて合計重量が調整されたウエイトを初期位置から重力に逆らって移動させた後に初期位置に戻す一往復動作（レップ（repetition）と呼ばれる）を複数レップ連続して行うこと（セットと呼ばれる）を複数セット実施するようになっている。通常、ウエイトトレーニングは、怪我や事故なく、筋量増加等のトレーニング目標を達成するために、ウエイトの合計重量、レップ数、セット数、インターバル時間等の要素を予め定めたトレーニング内容（トレーニングメニュー）に沿って行われる。そのトレーニング内容を実施後は、筋量の増加などトレーニング結果と照らし合わせることによって次のトレーニング目標を決め、この目標に応じてトレーニング内容を更新し、次のウエイトトレーニングが実施される。また、ウエイトトレーニングにおいては、複数部位の筋肉をバランスよく鍛えるために、トレーニング種目が複数あることが多い。このため、人によっては多数のトレーニング種目をこなす必要があり、これらトレーニング種目それぞれについてのトレーニング内容をユーザが全て覚えることは難しい。このような事情により、実施されたトレーニング内容を検出し、これを自動的に記録していくことが望まれる。
【０００４】
ウエイトトレーニング器具やウエイトトレーニングマシンに適用され、ウエイトトレーニングにおけるユーザのトレーニング内容を検出する技術は、例えば、特許文献１〜３に開示されている。
【０００５】
特許文献１には、ウエイトトレーニングマシンの筐体等に光学センサを設ける一方、マシンに装着された複数のウエイトのうちの一個に被検出部材を取り付け、被検出部材の移動の有無を光学的に検出することにより、ウエイトの昇降をレップ数として検出する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、ウエイトウエイトレーニングマシンの筐体やフレームのウエイト移動軌道に隣接する部位に光学センサを設ける一方、複数のウエイトそれぞれに被検出部材を取り付け、被検出部材の移動の有無を光学的に検出することにより、何個の被検出部材が移動の有無するかによってウエイトの合計重量を検出すると共に、ウエイトの昇降をレップ数として検出する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、ウエイトトレーニングマシンの筐体やフレームのウエイト移動軌道に隣接する部位にウエイト移動軌道に沿って複数の高周波センサまたは静電容量センサを設け、マシンに装着された金属から成るウエイトの近接状態や移動の有無を電磁的または静電容量的に検出することにより、ウエイトの合計重量およびレップ数として検出する技術が開示されている。
【０００８】
また、ウエイトトレーニング器具に適用されるものではないが、特許文献４には、サッカー競技のフィールドの周囲に複数のＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）リーダを設置する一方、競技者およびサッカーボールにＲＦＩＤタグを取り付け、フィールドにおけるＲＦＩＤタグの位置変化を無線電波の送受信によって検出することにより、競技内容を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−８９７９９号公報
【特許文献２】特開平１０−２３００２１号公報
【特許文献３】特開２００５−１９８７７０号公報
【特許文献４】特開２００８−４８９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に開示された技術においては、トレーニング内容の重要な要素であるウエイトの合計重量を検出することができず、トレーニング内容を検出する目的上、不十分である。
【００１１】
また、特許文献２、３に開示された技術は、トレーニングマシンの筐体やフレームのうちのウエイト移動軌道に隣接する部位にセンサを設ける必要があるため、構成が複雑である。このため、特許文献２、３に開示された技術を、トレーニング内容を検出しようとするウエイトトレーニング器具の全てに適用するにはコストもかかる。また、筐体やフレームを備えておらず、ウエイト移動軌道もはっきりと定まってはいないベンチプレス用バーベル等のウエイトトレーニング器具には、特許文献２、３に開示された技術は適用困難である。
【００１２】
さらに、特許文献４に開示された技術を、ウエイトトレーニング器具に適用し、トレーニング内容検出装置を構築することを想定してみる。即ち、ウエイトトレーニング器具の近傍にＲＦＩＤリーダを設ける一方、複数のウエイトそれぞれにＲＦＩＤタグを取り付け、ＲＦＩＤタグの位置変化等を無線電波の送受信によって検出することにより、ウエイトの合計重量およびレップ数を検出することを想定してみる。この場合、トレーニング内容検出装置とＲＦＩＤタグとの相対的な位置関係に自由度があるため、特許文献２、３に開示された技術の問題点は解消できると考えられる。
【００１３】
しかし、特許文献４に開示された技術によってトレーニング内容検出装置を構築する場合、次のような問題がある。即ち、この想定される構成においては、複数のウエイト全てにＲＦＩＤタグが取り付けられるが、前述のごとく、当座使用しないウエイトもウエイトトレーニング器具の近傍に予め用意されているため、トレーニングに使用中のウエイトと、使用されていないウエイトとの距離は、さほど離れていないことになる。このため、トレーニングに使用中のウエイトであるのか、あるいは、不使用のウエイトであるのかを、ＲＦＩＤリーダが判別できない虞がある。さらに、全てのウエイトに取り付けられるＲＦＩＤタグは、製造コストの都合上、特許文献４に開示されているサッカー競技適用時のように競技者個々に応じて一個ずつ異なるＩＤ情報が記録されているのではなく、重量が同じウエイトには同一のＩＤ情報が記録されるに過ぎない。このため、あるウエイトトレーニング器具に適用されたＲＦＩＤリーダが、隣接する別のウエイトトレーニング器具のウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグを、自器具のウエイトに取り付けられたものであると誤検出する虞がある。
【００１４】
それ故、本発明の課題は、構成が簡素であって低コストで構築できると共に、トレーニング内容を誤検出なく正確に検出できるトレーニング内容検出装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の課題は、そのようなトレーニング内容検出装置を有するトレーニング器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、ウエイトトレーニングの際にユーザに対する負荷として単位重量を持つ１枚以上のウエイトが取り外し可能に装着されるウエイトトレーニング器具に適用され、トレーニング内容としてウエイトの合計重量およびレップ数を検出するトレーニング内容検出装置において、全てのウエイトそれぞれに取り付けられ、当該ウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が記録されたＲＦＩＤタグと、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、装着されたウエイトの移動の有無および移動方向を検出する加速度センサと、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、前記ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共にＩＤ情報が含まれた信号を受信するＲＦＩＤリーダとを有し、前記加速度センサによって検出した装着されたウエイトの移動の有無および移動方向に基づいてレップ数を検出し、かつ、前記ＲＦＩＤリーダによって検出した電界強度に基づいてウエイトが動いている時に電界強度が不変の前記ＲＦＩＤタグを、装着されたウエイトに取り付けられたものであると特定し、特定された該ＲＦＩＤタグから受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量を検出することを特徴とするトレーニング内容検出装置が得られる。
【００１７】
前記加速度センサによってウエイトの移動方向の反転が検出されたときにのみ、前記ＲＦＩＤリーダが動作するように構成されていてもよい。
【００１８】
前記加速度センサは、装着されたウエイトの加速度をも検出するものであって、前記加速度センサによってウエイトに加速度が生じたことが検出されたときに、ウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始するものであってもよい。あるいは、ユーザからの入力音声の波形を、予め記憶された開始音声コマンドの波形見本と照合することによって開始音声コマンドを検出する音声認識ユニットをさらに有し、前記音声認識ユニットによって開始音声コマンドが検出されたときに、ウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始するものであってもよい。
【００１９】
前記加速度センサは、装着されたウエイトの加速度をも検出するものであって、前記加速度センサによって検出されて一時的に記憶された加速度の経緯を、加速度の経緯見本とトレーニング種目との対応を表す予め記憶された加速度テンプレートによって照合することによってトレーニング種目をトレーニング内容として特定するものであってもよい。
【００２０】
検出したウエイトの合計重量およびレップ数を記憶する記憶手段をさらに有していてもよい。
【００２１】
本発明によればまた、前記加速度センサおよび前記ＲＦＩＤリーダを含むトレーニング内容検出機と、前記ＲＦＩＤタグとにより構成され、前記トレーニング内容検出機は、その動作電源としてのバッテリと、前記加速度センサ、前記ＲＦＩＤリーダ、および前記バッテリを収容すると共に、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられる筐体とをさらに有していてもよい。
【００２２】
本発明によればさらに、前記トレーニング内容検出装置と、前記ウエイトと、装着されたウエイトと同じ動きをする前記部位とを有することを特徴とするウエイトトレーニング器具が得られる。
【００２３】
前記トレーニング内容検出機は、前記加速度センサ、前記ＲＦＩＤリーダ、前記バッテリ、および前記筐体を有する携帯電話機によって構成されてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によるトレーニング内容検出装置は、構成が簡素であって低コストで構築できると共に、トレーニング内容を誤検出なく正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１による、ウエイトトレーニング器具（バーベル）に適用されたトレーニング内容検出装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示されたトレーニング内容検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示されたトレーニング内容検出装置の動作を説明するための図であり、ウエイトの側面を示す図である。
【図４】図１に示されたトレーニング内容検出装置の動作を説明するための図であり、ウエイトの中心高さの時間変位を示す図である。
【図５】図１に示されたトレーニング内容検出装置の動作を説明するための図であり、他の器具用のＲＦＩＤタグとの距離を示す図である。
【図６】図１に示されたトレーニング内容検出装置の動作を説明するためのモード遷移図である。
【図７】図１に示されたトレーニング内容検出装置による検出待機シーケンスを示すフロー図である。
【図８】図１に示されたトレーニング内容検出装置による検出シーケンスを示すフロー図である。
【図９】本発明の実施例２による、ウエイトトレーニング器具（ベンチプレスマシン）に適用されたトレーニング内容検出装置を示す正面図である。
【図１０】本発明の実施例３によるトレーニング内容検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図３に示されたトレーニング内容検出装置による検出待機シーケンスを示すフロー図である。
【図１２】本発明の実施例４によるトレーニング内容検出装置の動作を説明するための図であり、状態の遷移を概念的に示す図である。
【図１３】本発明の実施例４によるトレーニング内容検出装置によるトレーニング種目候補リスト作成シーケンスを示すフロー図である。
【図１４】本発明の実施例４によるトレーニング内容検出装置によるトレーニング種目特定シーケンスを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明によるトレーニング内容検出装置は、ウエイトトレーニングの際にユーザに対する負荷として単位重量を持つ１枚以上のウエイトが取り外し可能に装着されるウエイトトレーニング器具に適用され、トレーニング内容として、少なくともウエイトの合計重量およびレップ数を検出するものである。
【００２７】
特に、本トレーニング内容検出装置は、ＲＦＩＤタグと、加速度センサと、ＲＦＩＤリーダとを有している。
【００２８】
ＲＦＩＤタグは、全てのウエイトそれぞれに取り付けられ、ウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が記録されている。
【００２９】
加速度センサは、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、少なくとも装着されたウエイトの移動の有無および移動方向を検出する。
【００３０】
ＲＦＩＤリーダは、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共にＩＤ情報が含まれた信号を受信する。
【００３１】
そして、本トレーニング内容検出装置は、加速度センサによって検出した装着されたウエイトの移動の有無および移動方向に基づいて、つまり第１の方向への所定の距離以上の移動があった後に反対の第２の方向に反転したときにカウントアップすることによってレップ数を検出し、かつ、ＲＦＩＤリーダによって検出した電界強度に基づいてウエイトが動いている時に電界強度が不変のＲＦＩＤタグを、装着されたウエイトに取り付けられたものであると特定し、特定されたＲＦＩＤタグから受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量を検出する。
【００３２】
即ち、ユーザがトレーニングを開始し、ウエイトが往復動されると、これに併せて加速度センサおよびＲＦＩＤリーダも移動する。
【００３３】
本トレーニング内容検出装置は、加速度センサによって検出されたウエイトの移動の有無に基づいてトレーニング中であると判断し、加速度センサによって検出された加速度とそれから算出した速度、距離および測定開始位置からの相対位置を、必要に応じて記憶し続ける。
【００３４】
一方、ＲＦＩＤリーダは、読み取りのために電波を送信する。ＲＦＩＤリーダからの電波を受信可能な範囲内にあるウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグは、その電波から電力を得て、この電力を用いて予め記憶されている少なくともウエイトの単位重量を示すＩＤ情報を電波で送信する。ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤタグから電波で受信したＩＤ情報に基づき、ウエイトの合計重量を検出する。ところが、このままでは、ウエイトトレーニング器具に装着していないウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグや、隣接する別のウエイトトレーニング器具に装着もしくは準備されたウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグまで反応し、それらからのＩＤ情報をも検出してしまう。そこで、本願発明によるトレーニング内容検出機においては、ＲＦＩＤリーダを、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付け、ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共にＩＤ情報が含まれた信号を受信するように構成し、この電界強度がウエイトトレーニング中に不変のＲＦＩＤタグを、ウエイトトレーニング器具に装着されたウエイトに取り付けられたものであると特定する。そして、特定されたＲＦＩＤタグからのＩＤ情報のみを用いてウエイトの合計重量を検出する。このウエイトの合計重量も、必要に応じて記憶する。
【００３５】
このように、本トレーニング内容検出装置は、ユーザの行ったトレーニング内容として、少なくとも、使用したウエイトの合計重量ならびにレップ数を正確に、自動的に検出することができる。また、ＲＦＩＤタグを使用するため、スポーツジムなどにおける、測定を行おうとするウエイトトレーニング器具の全てに適用したとしても、低コストに構築できる。
【実施例】
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明によるトレーニング内容検出装置、本トレーニング内容検出装置を有するウエイトトレーニング器具のより具体的な実施例を詳細に説明する。
【００３７】
［実施例１］
図１を参照すると、本発明の実施例１によるトレーニング内容検出装置は、ウエイトトレーニング器具としてのバーベル１００に適用される。バーベル１００は、ウエイトトレーニングの際にユーザに対する負荷として、それぞれ単位重量を持つ対のウエイト１２１〜１２４から任意の対数（図示の例は、ウエイト１２１の一対）が、バー１１０に取り外し可能に装着される。そして、本トレーニング内容検出装置は、トレーニング内容として、少なくとも、バー１１０に装着されたウエイトの合計重量およびレップ数を検出する。
【００３８】
さらに図２をも参照すると、本トレーニング内容検出装置は特に、ＲＦＩＤタグ３１〜３４と、加速度センサ１６と、ＲＦＩＤリーダ１７とを有している。
【００３９】
ＲＦＩＤタグ３１〜３４は、バーベル１００に用いられ得る全てのウエイト１２１〜１２４それぞれに取り付けられており、それぞれ取り付けられたウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が予め記録されている。尚、バーベルの場合、ウエイトは同じ単位重量のものが左右で対に装着されるため、ＲＦＩＤタグは、対の片方のみに取り付けられている。また、各ＲＦＩＤタグに記録されているウエイトの単位重量としては、左右一対分の重量となっている。
【００４０】
加速度センサ１６およびＲＦＩＤリーダ１７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、操作ボタン１４、ディスプレイ１５、ＲＦＩＤアンテナ１８、バス１９、および動作電源としての図示しない充電式バッテリと共に、筐体２０に収容され、トレーニング内容検出機１０を構成している。
【００４１】
ＣＰＵ１１は、オペレーティングシステムやアプリケーションソフトウエアに基づき機器の動作全般を司る。ＲＯＭ１２は、オペレーティングシステムやアプリケーションソフトウエア等のソフトウエアや固定データが予め記録されている。ＲＡＭ１３は、動作中に一時的にデータを記録する。操作ボタン１４は、入力ユーザーインターフェースである。ディスプレイ１５は、出力ユーザーインターフェースである。ＲＦＩＤアンテナ１８は、ＲＦＩＤリーダ１７とＲＦＩＤタグとの間で電波を送受信するためのアンテナである。バス１９は、ＣＰＵ１１ならびに各部との間でデータを送受信するためのラインである。尚、図示はしないが、本装置によって検出したトレーニング内容を記録するメディアリーダ／ライタや、トレーニング内容をトレーニングジムに備えられたホストコンピュータに送信するネットワークインターフェースをさらに有していてもよい。
【００４２】
筐体２０は、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイト（図示の例は、ウエイト１２１）と同じ動きをする部位に、面ファスナ等によって取り外し可能に取り付けられる。
【００４３】
加速度センサ１６は、バーベル１００のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイト（図示の例は、ウエイト１２１）と同じ動きをする部位に取り付けられ、少なくとも装着されたウエイト１２１の移動の有無および移動方向を検出する。加速度センサ１６はさらに、これにかかった加速度をＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸方向の成分に分けてＣＰＵ１１に出力する。また、ＣＰＵ１１は、この方向成分毎の加速度に基づき、重力の方向を算出可能である。これは、重力加速度として常に同じ大きさの加速度が地球の中心方向にかかっているためである。重力の働く方向が分かれば、重力方向に対するトレーニング内容検出装置の傾きを算出できる。
【００４４】
ＲＦＩＤリーダ１７は、加速度センサ１６と同様に、バーベル１００のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイト（図示の例は、ウエイト１２１）と同じ動きをする部位に取り付けられ、ＲＦＩＤタグ（図示の例は、ＲＦＩＤタグ３１）からの電波の電界強度を検出すると共に、ＩＤ情報が含まれた信号を受信する。即ち、ＲＦＩＤリーダ１７は、ＣＰＵ１１から読み取り要求があると、ＲＦＩＤアンテナ１８から読み取り命令を電波で送信する。近くにあるＲＦＩＤタグは、この電波を受信しそこから電力を得る。ＲＦＩＤタグはその電力を用いてＲＦＩＤタグ自身に記録されている情報を電波で返信する。この返信された電波を、ＲＦＩＤリーダ１７はＲＦＩＤアンテナ１８で受信し、電波に重畳されたＲＦＩＤタグからの情報を取得する。
【００４５】
そして、本トレーニング内容検出装置は、加速度センサ１６によって検出したバーベル１００に装着されたウエイト１２１の移動の有無および移動方向に基づいて、所定の距離以上の上昇があった後に下降方向に反転したときにカウントアップすることによってレップ数を検出し、かつ、ＲＦＩＤリーダ１７によって検出した電界強度に基づいてウエイト１２１が動いている時（ウエイトトレーニング中）に電界強度が不変のＲＦＩＤタグ３１を、バーベル１００に装着されたウエイト１２１に取り付けられたものであると特定し、特定されたＲＦＩＤタグ３１から受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量、即ち、ウエイト１２１の重量を検出する。
【００４６】
検出したウエイトの合計重量およびレップ数は、ＲＡＭ１３または図示しない継続的記録可能な記憶手段に記録される。
【００４７】
尚、ＲＦＩＤリーダ１７は、加速度センサ１６によってウエイトの移動方向の反転が検出されたときにのみ、動作するように構成されていてもよい。
【００４８】
さて、一般に、トレーニングジムにおいては、図３に示すようにユーザの自身の使用しているトレーニング器具（バーベル１００）以外のトレーニング器具やウエイトが周りに多数存在することが多い。ユーザは、バーベル１００でトレーニングを行い、トレーニング内容検出機１０でトレーニング内容を検出するが、その周りには他者の使用している他のトレーニング器具であるバーベル１００’が存在している。そのウエイトにはＲＦＩＤタグ３１’が取り付けられているため、トレーニング内容検出機１０のＲＦＩＤリーダ１７は、ＲＦＩＤタグの読出し処理を行うと、ユーザが使用しているウエイト１２１に取り付けられているＲＦＩＤタグ３１のＩＤ情報だけではなく、使用していないウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグ３１’からの情報も受信してしまう。
【００４９】
このため、ＲＦＩＤリーダ１７でＲＦＩＤタグ３１、３１’から受信した時の電界強度を用い、ユーザが用いたウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグの記録情報か判別することにする。
【００５０】
ここで、ＲＦＩＤタグ３１、３１’が電波を返信し、ＲＦＩＤアンテナ１８が受信する場合の電界強度を考える。ＲＦＩＤタグ３１、３１’のアンテナから電力Ｐ［Ｗ］の電波が送出される場合、アンテナから距離ｒ［ｍ］の地点における電力密度Ｐｒ［Ｗ／ｍ２］は、下記の式１となる：
【００５１】
【数１】
【００５２】
一方、アンテナから距離ｒ［ｍ］における電力密度Ｐｒ［Ｗ／ｍ２］は、距離ｒにおける電界強度Ｅを２乗し、それを自由空間のインピーダンスηで割った下記の式２で示される：
【００５３】
【数２】
【００５４】
上記の式１、式２から電界強度Ｅは、下記の式３となる：
【００５５】
【数３】
【００５６】
上記の式３から明らかなように、電界強度Ｅは、ＲＦＩＤアンテナ１８からの距離ｒに反比例する。即ち、ＲＦＩＤアンテナ１８から距離が遠くなるほど、電界強度は小さくなる。
【００５７】
図３において、ユーザがバーベル１００を動かしてトレーニングを行うと、トレーニング内容検出機１０のＲＦＩＤリーダ１７は、バーベル１００に取り付けられているため、トレーニング内容検出機１０とウエイト１２１との相対距離は変わらない。一方、他のトレーニング器具であるバーベル１００’に取り付けられているウエイトとは、相対距離が変わる。例えば、測定点Ｐａではトレーニング内容検出機１０のＲＦＩＤリーダ１７と他のトレーニング器具であるバーベル１００’に取り付けられているＲＦＩＤタグ３１’との距離はＤａであるが、測定点Ｐｂのときには距離Ｄｂとなる。測定点Ｐａと測定点Ｐｂの電界強度をＥａ，Ｅｂとすると、Ｄａ＞Ｄｂから、式３よりＥａ＜Ｅｂとなる。これから、他のトレーニング器具であるバーベル１００’につけられたＲＦＩＤタグ３１’から受信した電波の強度は、測定点Ｐａと測定点Ｐｂとで異なることになる。
【００５８】
一方、トレーニング内容検出機１０とウエイト１２１の距離は常に一定であるため、測定点Ｐａ、測定点Ｐｂどちらにおいても、ウエイト１２１に取り付けられているＲＦＩＤタグ３１から受信した電波の強度は変わらない。以上から測定点の位置に関係なく受信した電波の強度が変わらないＲＦＩＤタグが、ユーザの使用しているウエイト１２１に取り付けられているものであると判断できる。この判断方法により、受信したＲＦＩＤタグのＩＤ情報の中からユーザが使用したウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグのＩＤ情報のみを選ぶことが可能となる。
【００５９】
また、本実施例においては、加速度センサ１６によって検出した加速度から算出したバーベル１００の傾きを、次のように用いる。
【００６０】
ユーザは、ウエイトトレーニング中にバーベル１００を上下運動するため、それに取り付けられているトレーニング内容検出機１０の加速度センサ１６も上下に動く。
【００６１】
このとき、バーベル１００のバー１１０は床面（地面）と平行であり、昇降運動方向とは直角を成しているとする。これを傾いていない時と定義する。
【００６２】
次に、このトレーニングの最中にユーザがバーベル１００を傾けてしまい、そのまま傾いていない時と同じように上下方向への反復運動を行ったとする。この時にバーベル１００に発生する加速度は傾いていない時と同じであるが、トレーニング内容検出機１０の加速度センサ１６が傾いている、即ち、加速度センサ１６のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向は傾いてしまっているため、加速度センサ１６から出力される加速度は、傾いていない時の加速度とは異なることになる。
【００６３】
ここで、トレーニング内容検出機１０の傾きを知ることができれば、傾いている場合の加速度センサのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を傾いていない時の軸へ変換することが可能である。
【００６４】
本実施例においては、加速度センサ１６から得られる加速度に基づき重力の方向を求め、さらにそれに基づき、トレーニング内容検出機１０の加速度センサ１６の傾きを算出、それを使って加速度を補正し、傾きの影響を排除する。
【００６５】
さらに、ＣＰＵ１１は、この補正した加速度値から、トレーニング内容検出機１０の速度と相対位置を算出できる。ユーザがバーベル１００を用いてウエイトトレーニングする場合のトレーニング内容検出機１０の加速度センサ１６の動きを、図４、図５を用いて説明する。
【００６６】
ユーザのウエイトトレーニング中、ウエイト１２１は、図４の上矢印もしくは下矢印の方向へ移動する。
【００６７】
トレーニング内容検出機１０の加速度センサ１６は、バーベル１００に取り付けられているため、ウエイト１２１と共に移動する。
【００６８】
ここで、ウエイトトレーニング中のウエイト中心１２０ｃの高さを時間変化で表すと、図５に示すグラフのように時間経過と共に上下に移動することとなる。ＣＰＵ１１は、取得した加速度から速度および相対位置を算出することにより、この動きを把握していく。
【００６９】
以下、本発明の実施例１によるトレーニング内容検出装置の動作を、図１〜図５に加え、さらに図６〜図８を参照して説明する。
【００７０】
トレーニング内容検出機１０のＣＰＵ１１は、図６に示されたモード遷移に従って動作する。即ち、ＣＰＵ１１は、加速度センサ１６から得られるウエイトの位置変化の有無という遷移条件に応じて、「トレーニング待ちモード」および「トレーニング中モード」のどちらかのモードに入る。尚、現在のモードは、変数値としてＲＡＭ１３に保持される。
【００７１】
「トレーニング待ちモード」および「トレーニング中モード」それぞれにおいては、実行条件と処理内容との対応テーブルが規定されている。実行条件は、Ｅｎｔｒｙ／Ｄｏ／Ｅｘｉｔの３つである。実行条件：Ｅｎｔｒｙに対する処理は、そのモードに移行してきた時に実行される。実行条件：Ｄｏ に対する処理は、そのモードに留まっている間実行される。また、実行条件：Ｅｘｉｔ に対する処理は、別のモードに移行する時に実行される。
【００７２】
さて、電源投入後、ＣＰＵ１１は、「トレーニング待ちモード」にある。仮に、遷移条件：「ウエイトの位置変化なし」によって「トレーニング待ちモード」に移行してきた時（実行条件：Ｅｎｔｒｙ）の処理は、「なし」であり、何も実行されない。そして、「トレーニング待ちモード」に留まっている間（実行条件：Ｄｏ）は、「検出待機シーケンス」が実行される。さらに、遷移条件：「ウエイトの位置変化の発生」によって「トレーニング中モード」に移行するとき（実行条件：Ｅｘｉｔ）の処理は、「なし」であり、何も実行されない。尚、「トレーニング中モード」についても、同様に、実行条件：Ｅｎｔｒｙ／Ｄｏ／Ｅｘｉｔに応じて、「なし」、「検出シーケンス」の実行、「なし」となる。
【００７３】
次に、ＣＰＵ１１が、「トレーニング待ちモード」において実行する「検出待機シーケンス」、「トレーニング中モード」において実行する「検出シーケンス」について、さらに図７、図８のフロー図を用いて説明する。
【００７４】
「検出待機シーケンス」
トレーニング内容検出機１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された「検出待機シーケンス」プログラムに従って、「検出待機シーケンス」を実行する。「検出待機シーケンス」において、ＣＰＵ１１は、ユーザのウエイトトレーニング開始を判定する。ウエイトトレーニング中、ウエイトトレーニング器具であるバーベル１００には、加速度が生じ続ける。加速度を測定することにより、ウエイトトレーニング開始を検出する。
【００７５】
図７を参照すると、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１１は、トレーニング内容検出機１０にかかっている加速度を加速度センサ１６によって取得し、ＲＡＭ１３に記憶する。
【００７６】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１１は、取得した加速度をＲＯＭ１２に予め記録された判定基準と照合し、ウエイトトレーニングが開始されたか否かを判定する。即ち、取得した加速度が前回取得した値と異なる場合はトレーニングが開始されたと判断し、「検出待機シーケンス」は終了する。併せて、位置変化が発生したため、図６のモード遷移図でトレーニング中モードに移行することになる。一方、トレーニング開始と判断されなかった場合には、ステップＳ１０１に戻る。
【００７７】
「検出シーケンス」
トレーニング内容検出機１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された「検出シーケンス」プログラムに従って、「検出シーケンス」を実行する。「検出シーケンス」において、ＣＰＵ１１は、少なくとも、ウエイトの合計重量およびレップ数を検出する。
【００７８】
図８を参照すると、ステップＳ２０１において、ＣＰＵ１１は、加速度センサ１６からトレーニング内容検出機１０にかかっている加速度を加速度センサ１６によって取得する。
【００７９】
ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１１は、取得した加速度によってトレーニング内容検出機１０の傾きを算出後に、前述のようにして傾きの影響を考慮しなくてもよいように加速度を補正した後に、加速度をＲＡＭ１３に記憶する。
【００８０】
次いで、ステップＳ２０３において、ＣＰＵ１１は、加速度に基づいて前回加速度を取得した地点からの相対位置を算出し、ＲＡＭ１３に記憶する。
【００８１】
ステップＳ２０４において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０２で得られた加速度に基づいてトレーニング内容検出機１０の速度を算出し、トレーニング内容検出機１０の動きが上方向から下方向もしくは下方向から上方向に反転（図５の測定点Ａ〜Ｅ）したかを判別する。反転しなかった場合には、ステップＳ２０８に移行する。反転した場合は、ステップＳ２０５に移行する。
【００８２】
ステップＳ２０５において、トレーニング内容検出機１０の動きが上方向から下方向へ切反転した場合のみ、即ち、図５のＡ点、Ｂ点、Ｃ点をレップ数増加点として記録する。これは、ウエイトの移動が上方向から下方向へ切り替わったところがユーザがウエイトを上げ切ったことを示しているため、その時にユーザの行ったレップ数を増加し記録するためである。
【００８３】
ステップＳ２０６において、ＣＰＵ１１は、ＲＦＩＤリーダ１７に読み取り要求を出す。この要求により、ＲＦＩＤリーダ１７は、通信可能範囲にあるＲＦＩＤタグ３１〜３４ならびに３１’に記録されている少なくともウエイトの単位重量を示すＩＤ情報を取得、その受信時の電界強度と共にＣＰＵ１１に引き渡す。
【００８４】
ステップＳ２０７において、ＣＰＵ１１は、このＲＦＩＤタグ３１〜３４ならびに３１’に記録されているＩＤ情報と、受信電界強度とをＲＡＭ１３に記憶する。尚、ＲＦＩＤタグのＩＤ情報の読み取りは、図５に示された測定点Ａ〜Ｅの測定点で行われ、それ以外では行われない。これにより、ＲＦＩＤタグ情報読出しを必要なところでのみ行うため、ＲＦＩＤリーダ１７を動作する時間が短くなり、消費電力を小さくできる。
【００８５】
ステップＳ２０８において、トレーニング内容検出機１０（バーベル１００）が一定時間、移動していないかを判別する。ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０３でＲＡＭ１３に記憶した相対位置情報に基づいて、バーベル１００が一定時間移動していないかを判断する。バーベル１００が移動している場合は、依然としてウエイトトレーニング中であると判断し、ステップＳ２０１に戻る。一方、バーベル１００が一定時間移動していない場合、即ち、バーベル１００が一定時間動かされていない場合には、ウエイトトレーニングが終了したと判断し、Ｓ２０９に移行する。
【００８６】
既にステップＳ２０７において、ウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグ３１〜３４ならびに３１’から少なくともウエイトの単位重量を示すＩＤ情報をＲＡＭ１３に記憶しているが、実際には、通信可能範囲内にあるものの、バーベル１００に装着されていない予備のウエイト１２２〜１２４もしくは別のバーベル１００’のウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグからの情報も受信している可能性がある。このため、以下のステップにおいて、ステップＳ２０７で記録した受信電界強度を用いて前述した方法により、バーベル１００に装着されたウエイト１２１に取り付けられたＲＦＩＤタグ３１に特定する。
【００８７】
ステップＳ２０９において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０７でＲＡＭ１３に記憶した全てのＲＦＩＤタグについて、ＲＦＩＤ情報と電界強度との組み合わせをＲＡＭ１３から順次読み出す。
【００８８】
ステップＳ２１０において、読み込んだＲＦＩＤタグの電界強度が時間経過に伴って不変であるか否かを判断する。電界強度が不変である場合には、ステップＳ２１１に以降してユーザが使用したウエイトとしてＩＤ情報に格納されているウエイトの単位重量をＲＡＭ１３に記憶する。一方、電界強度が変化している場合には、ステップＳ２１２に移行し、ＲＦＩＤ情報と電界強度との組み合わせを未だ読み出していないＲＦＩＤタグがあるか判別する。もしあればステップＳ２０９に移行する一方、無ければ「検出シーケンス」は終了する。
【００８９】
以上のようにして、ＲＦＩＤリーダ１７による受信電界強度が測定点の位置に関係なく不変であるＲＦＩＤタグ３１が、ユーザが使用しているバーベル１００に装着されたウエイト１２１に取り付けられているものであると、特定される。この特定方法により、ＣＰＵ１１は、ＲＦＩＤタグ３１のＩＤ情報のみをＲＡＭ１３に記憶する。尚、装着されたウエイトが複数である場合には、ＣＰＵ１１は、それらのＩＤ情報に基づいて装着された全てのウエイトの単位重量を合計し、ＲＡＭ１３に記憶する。
【００９０】
「検出シーケンス」終了後、ＣＰＵ１１は、トレーニング内容検出機１０の状態を「トレーニング中モード」から「トレーニング待ちモード」に移行する。
【００９１】
ユーザは、ウエイトトレーニング終了後、トレーニング内容検出機１０に記録された、少なくともウエイトの合計重量およびレップ数を含むトレーニング内容をトレーニング内容検出機１０の操作ボタン１４を操作することにより、ディスプレイ１５に表示させて確認する。
【００９２】
［実施例２］
本発明の実施例２は、その適用対象であるウエイトトレーニング器具の構造が、図１等に示された実施例１と異なる。このため、実施例１と同一または同様の部分については、実施例１と同一または同等の符号を付すと共に、詳細な説明や図示を省略する。
【００９３】
図９を参照すると、本発明の実施例２によるトレーニング内容検出装置は、ウエイトトレーニング器具としてのベンチプレスマシン２００に適用される。ベンチプレスマシン２００は、ユーザが把持したり脚に掛けるなどするバー２１０と、バー２１０に一端が接続された滑車機構２３０と、滑車機構２３０の他端に任意の枚数だけ取り外し可能にホールドピン２４０によって装着されるウエイト２２１〜２２８とを有している。即ち、ベンチプレスマシン２００は、ウエイトトレーニングの際にユーザに対する負荷として、それぞれ単位重量を持つ対のウエイト２２１〜２２８から任意の枚数（図示の例は、ウエイト２２１〜２２４の四枚）が、滑車機構２３０を介してバー２１０にホールドピン２４０によって取り外し可能に装着される。そして、本トレーニング内容検出装置は、トレーニング内容として、少なくとも、バー２１０に装着されたウエイトの合計重量およびレップ数を検出する。
【００９４】
本トレーニング内容検出装置は、ＲＦＩＤタグ４１〜４８と、加速度センサおよびＲＦＩＤリーダを備え、図２に示された実施例１と同じ構成のトレーニング内容検出機１０とを有している。
【００９５】
ＲＦＩＤタグ４１〜４８は、ベンチプレスマシン２００に用いられ得る全てのウエイト２２１〜２２８それぞれに取り付けられており、それぞれ取り付けられたウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が予め記録されている。
【００９６】
トレーニング内容検出機１０の筐体は、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイト（図示の例は、ウエイト２２１〜２２４）と同じ動きをする部位としてウエイト２２１の天面に、面ファスナ等によって取り外し可能に取り付けられる。
【００９７】
加速度センサは、ベンチプレスマシン２００のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、少なくとも装着されたウエイト２２１〜２２４の移動の有無および移動方向を検出する。
【００９８】
ＲＦＩＤリーダは、加速度センサと同様に、ベンチプレスマシン２００のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共に、ＩＤ情報が含まれた信号を受信する。
【００９９】
そして、本トレーニング内容検出装置は、加速度センサによって検出したベンチプレスマシン２００に装着されたウエイト２２１〜２２４の移動の有無および移動方向に基づいて、所定の距離以上の上昇があった後に下降方向に反転したときにカウントアップすることによってレップ数を検出し、かつ、ＲＦＩＤリーダによって検出した電界強度に基づいてウエイト２２１〜２２４が動いている時（ウエイトトレーニング中）に電界強度が不変のＲＦＩＤタグ４１〜４４を、ベンチプレスマシン２００に装着されたウエイト２２１〜２２４に取り付けられたものであると特定し、特定されたＲＦＩＤタグ４１〜４４から受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量、即ち、ウエイト２２１〜２２４の重量を検出する。
【０１００】
［実施例３］
本発明の実施例３は、トレーニング内容としてのウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始するイベントがウエイトに生ずる加速度以外である点で、図２等に示された実施例１と異なる。このため、実施例１と同一または同様の部分については、実施例１と同一または同等の符号を付すと共に、詳細な説明や図示を省略する。
【０１０１】
図１０を参照すると、本発明の実施例３によるトレーニング内容検出装置は、実施例１によるトレーニング内容検出装置と同様に、ウエイトトレーニング器具に適用され、トレーニング内容として、少なくとも、装着されたウエイトの合計重量およびレップ数を検出する。
【０１０２】
本トレーニング内容検出装置は特に、ＲＦＩＤタグ３１〜３４と、加速度センサ１６と、ＲＦＩＤリーダ１７とを有している。
【０１０３】
ＲＦＩＤタグ３１〜３４は、ウエイトトレーニング器具に用いられ得る全てのウエイトそれぞれに取り付けられており、それぞれ取り付けられたウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が予め記録されている。
【０１０４】
加速度センサ１６およびＲＦＩＤリーダ１７は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、操作ボタン１４、ディスプレイ１５、ＲＦＩＤアンテナ１８、バス１９、および動作電源としての図示しない充電式バッテリと共に、筐体２０に収容され、トレーニング内容検出機１０’を構成している。筐体２０は、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイト（図示の例は、ウエイト１２１）と同じ動きをする部位に、面ファスナ等によって取り外し可能に取り付けられる。
【０１０５】
加速度センサ１６は、ウエイトトレーニング器具のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、少なくとも装着されたウエイト１２１の移動の有無および移動方向を検出する。
【０１０６】
ＲＦＩＤリーダ１７は、加速度センサ１６と同様に、ウエイトトレーニング器具のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共に、ＩＤ情報が含まれた信号を受信する。
【０１０７】
そして、本トレーニング内容検出装置は、加速度センサ１６によって検出したウエイトトレーニング器具に装着されたウエイトの移動の有無および移動方向に基づいて、所定の距離以上の上昇があった後に下降方向に反転したときにカウントアップすることによってレップ数を検出し、かつ、ＲＦＩＤリーダ１７によって検出した電界強度に基づいてウエイトが動いている時（ウエイトトレーニング中）に電界強度が不変のＲＦＩＤタグを、ウエイトトレーニング器具に装着されたウエイトに取り付けられたものであると特定し、特定されたＲＦＩＤタグ３１から受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量を検出する。
【０１０８】
特に、本実施例のトレーニング内容検出装置は、ユーザの音声を入力するマイクロフォン２１と、マイクロフォン２１によって得た、ユーザからの入力音声の波形を予め記憶された開始音声コマンドの波形見本と照合することによって開始音声コマンドを検出する音声認識ユニット２２とをさらに有している。マイクロフォン２１および音声認識ユニット２２も、筐体２０に内蔵されている。
【０１０９】
そして、本トレーニング内容検出装置は、音声認識ユニット２２によって開始音声コマンドが検出されたときに、ウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始する。
【０１１０】
音声認識ユニット２２は、マイクロフォン２１から入力された音声を解析、その音声の意味する言葉が何であるかを識別する。音声認識の具体的な方法は既知のことであるし、また、本発明の主旨外であるため、説明は省略するが、音声認識ユニット２２は、ユーザからの入力音声の波形を、予め記憶された開始音声コマンドの波形見本と照合することにより、合致もしくは予め定められた近似範囲内の場合、ユーザから開始音声コマンドが入力されたと、検出する（判断する）。
【０１１１】
ＣＰＵ１１は、音声認識ユニット２２にアクセスすることで、ユーザの話した言葉が何であるかを取得できる。
【０１１２】
「検出待機シーケンス」
実施例１において図７を参照して説明した「検出待機シーケンス」はトレーニング開始の判定を加速度を用いて行ったが、本実施例においては、ユーザが発する音声を用いる。以下、本実施例の動作の要点を説明する。
【０１１３】
いま、ユーザがトレーニングを開始するに際し、その旨を意味する言葉を発し、それがマイクロフォン２１を通して音声認識ユニット２２に入力されたとする。
【０１１４】
図１１を参照すると、ステップＳ５０１において、ＣＰＵ１１は、音声認識ユニット２２にアクセスし、トレーニング開始を示す音声がユーザから発せられたかを取得する。音声認識ユニット２２は、ユーザからの入力音声の波形を、予め記憶された開始音声コマンドの波形見本と照合する。合致または予め定められた近似範囲内か、あるいは、不一致かの照合の結果が、ＣＰＵ１１に伝えられる。
【０１１５】
ステップＳ５０２において、ＣＰＵ１１は、音声認識ユニット２２による照合結果に基づき、合致または予め定められた近似範囲内の場合はトレーニング開始と判断し、「検出待機シーケンス」は終了する。一方、照合結果が不一致の場合は、ステップＳ５０１に戻る。
【０１１６】
この開始音声認識により、図６に示されたモード遷移図のトレーニング中モードに移行することになる。
【０１１７】
［実施例４］
本発明の実施例４は、トレーニング内容としてウエイトの合計重量およびレップ数に加えてさらにそれ以外の項目をも検出する点で、図８等を用いて説明された実施例１と異なる。このため、実施例１と同一または同様の部分については、実施例１と同一または同等の符号を付すと共に、詳細な説明や図示を省略する。
【０１１８】
基本的な構成は本実施例と同様である実施例１を示す図２を流用して参照すると、本発明の実施例４によるトレーニング内容検出装置において、加速度センサ１６は、ウエイトトレーニング器具に装着されたウエイト（ウエイト１２１）の加速度をも検出するものである。そして、加速度センサ１６によって検出されて一時的に記憶された加速度の経緯を、加速度の経緯見本とトレーニング種目との対応を表す予め記憶された加速度テンプレートによって照合することにより、本装置はトレーニング種目をもトレーニング内容として特定する。
【０１１９】
以下、本実施例の詳しい動作を説明する。
【０１２０】
ＣＰＵ１１は、図１２に示されたモード遷移に従って動作する。即ち、ＣＰＵ１１は、加速度センサ１６から得られるウエイトの位置変化の有無という遷移条件に応じて、「トレーニング待ちモード」および「トレーニング中モード」のどちらかのモードに入る。尚、現在のモードは、変数値としてＲＡＭ１３に保持される。
【０１２１】
「トレーニング待ちモード」および「トレーニング中モード」それぞれにおいては、実行条件と処理内容との対応テーブルが規定されている。実行条件は、Ｅｎｔｒｙ／Ｄｏ／Ｅｘｉｔの３つである。実行条件：Ｅｎｔｒｙに対する処理は、そのモードに移行してきた時に実行される。実行条件：Ｄｏ に対する処理は、そのモードに留まっている間実行される。また、実行条件：Ｅｘｉｔ に対する処理は、別のモードに移行する時に実行される。
【０１２２】
ＣＰＵ１１は、遷移条件：「ウエイトの位置変化の発生」によって「トレーニング中モード」に移行してきたとき（実行条件：Ｅｎｔｒｙ）の処理は、「なし」であり、何も実行されない。また、「トレーニング待ちモード」に留まっている間（実行条件：Ｄｏ）は、実施例１の際に説明した「検出シーケンス」が実行される。そして、遷移条件：「ウエイトの位置変化なし」によって「トレーニング待ちモード」に移行する直前（実行条件：Ｅｘｉｔ）の処理は、後述する「トレーニング（運動）種目候補リスト作成シーケンス」の実行である。
【０１２３】
「トレーニング中モード」についても、同様に、実行条件：Ｅｎｔｒｙ／Ｄｏ／Ｅｘｉｔに応じて、「なし」、「検出シーケンス」の実行、「なし」となる。
【０１２４】
一方、ＣＰＵ１１は、遷移条件：「ウエイトの位置変化なし」によって「トレーニング待ちモード」に移行してきた時（実行条件：Ｅｎｔｒｙ）の処理は、後述する「トレーニング種目選択シーケンス」の実行である。また、「トレーニング待ちモード」に留まっている間（実行条件：Ｄｏ）は、実施例１の際に説明した「検出待機シーケンス」が実行される。さらに、遷移条件：「ウエイトの位置変化の発生」によって「トレーニング中モード」に移行するとき（実行条件：Ｅｘｉｔ）の処理は、「なし」であり、何も実行されない。
【０１２５】
次に、ＣＰＵ１１が、「トレーニング中モード」のＥｘｉｔ時において実行する「トレーニング（運動）種目候補リスト作成シーケンス」、「トレーニング待ちモード」のＥｎｔｒｙ時において実行する「トレーニング種目選択シーケンス」について、さらに図１３、図１４のフロー図を用いて説明する。
【０１２６】
「トレーニング種目候補リスト作成シーケンス」
トレーニング内容検出機１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された「トレーニング種目候補リスト作成シーケンス」プログラムに従って、トレーニング種目名の候補リストを作成する処理である「トレーニング種目候補リスト作成シーケンス」を実行する。
【０１２７】
図１３を参照すると、ステップＳ３０１において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０２でＲＡＭ１３に記憶した、トレーニング時の加速度情報を取得する。
【０１２８】
ステップＳ３０２において、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に予め記録してある、主なトレーニング実行時にトレーニング内容検出機１０にかかる加速度の情報（以下、加速度テンプレート）の一つを読み出す。
【０１２９】
そして、ステップＳ３０３において、ステップＳ３０１で読み出した加速度情報と比べる。
【０１３０】
ステップＳ３０３にて、ユーザのトレーニングから取得した加速度情報と加速度テンプレートの一つが一致、もしくは、似ているとＣＰＵ１１が判断した場合には、その加速度テンプレートのトレーニング種目名をユーザが行ったトレーニング種目名の候補とする。
【０１３１】
ステップＳ３０５に進み、その加速度テンプレートのトレーニング種目名を候補リストに追加、ＲＡＭ１３に記憶する。
【０１３２】
ステップＳ３０６において、候補リストが一杯になったか判断し、まだ空きがある場合には、ステップＳ３０２に戻る。
【０１３３】
一杯になったならば、「トレーニング種目候補リスト作成シーケンス」は終了となる。
【０１３４】
ステップＳ３０３において、ユーザのトレーニングから取得した加速度情報と加速度テンプレートが一致しない、もしくは似ていないと判断された場合には、ステップＳ３０４に進む。まだ他に比べていない加速度テンプレートがある場合には、ステップＳ３０２に戻る一方、無い場合にはこのシーケンスは終了する。
【０１３５】
このシーケンスは、図１に示されるバーベル等によるウエイトトレーニングの場合、ユーザが行うことのできるトレーニング種目が多種類であり、それを特定することが難しいために実行される。
【０１３６】
逆に、図９に示されたベンチプレスマシン等のウエイトトレーニング器具を用いる場合には、そのウエイトトレーニング器具でユーザが行うことのできるトレーニング種目は、多くとも数種類であるため、それらのトレーニング種目名をＲＦＩＤタグに記録しておき、「検出シーケンス」のステップＳ２１１でＲＦＩＤタグから取得した情報に基づいて使用ウエイトを記録する時に併せて、トレーニング種目名をも候補リストに記録することも可能である。
【０１３７】
「トレーニング種目選択シーケンス」
トレーニング内容検出機１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された「トレーニング種目選択シーケンス」プログラムに従って、ユーザが行うトレーニング種目名の選択処理である「トレーニング種目選択シーケンス」を実行する。
【０１３８】
図１４を参照すると、ステップＳ４０１において、ＣＰＵ１１は、「トレーニング種目候補リスト作成シーケンス」のステップＳ３０５（図１３）で記録された候補リストをＲＡＭ１３から読み出す。候補が何も無い場合にはステップＳ４０２に移行する一方、候補があった場合にはステップＳ４０３に移行する。
【０１３９】
ステップＳ４０２において、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２から予め登録されているトレーニング種目名全てを読み出し、ディスプレイ１１によって表示し、ステップＳ４０４に移行する。
【０１４０】
ステップＳ４０３において、候補リストに格納されているトレーニング種目名をディスプレイ１１によって表示し、ステップＳ４０４に移行する。
【０１４１】
ステップＳ４０４において、ユーザはどのトレーニング種目を行ったかを操作ボタン１４を操作して選択し入力する。
【０１４２】
ステップＳ４０５において、選択されたトレーニング種目はユーザが行ったトレーニング種目名であるとＣＰＵ１１は判断し、ＲＡＭ１３に記憶する。
【０１４３】
以上の処理により、ユーザが行ったトレーニング種目名をトレーニング内容検出機１０に検出および記録することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
以上説明した実施例に限定されることなく、本発明は、当該特許請求の範囲に記載された技術範囲内であれば、種々の変形が可能であることは云うまでもない。
【０１４５】
例えば、本発明によれば、以上説明してきたトレーニング内容検出装置と、バーやウエイトとを有し、トレーニング内容を検出する機能を持つウエイトトレーニング器具が得られる。
【０１４６】
本発明によればまた、トレーニング内容検出装置のＲＦＩＤタグを除くトレーニング内容検出機を、少なくとも加速度センサ、ＲＦＩＤリーダ、バッテリ、および筐体を有する携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の電子機器によって兼用的に構成してもよい。
【符号の説明】
【０１４７】
１０ トレーニング内容検出機
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 操作ボタン
１５ ディスプレイ
１６ 加速度センサ
１７ ＲＦＩＤリーダ
１８ ＲＦＩＤアンテナ
１９ バス
２０ 筐体
３１〜３４、３１’ ＲＦＩＤタグ
４１〜４８ ＲＦＩＤタグ
１００ バーベル
１２１〜１２４ ウエイト
２００ ベンチプレスマシン
２２１〜２２８ ウエイト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエイトトレーニング器具やウエイトトレーニングマシンに適用され、ウエイトトレーニングにおけるユーザのトレーニング内容を検出するトレーニング内容検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベンチプレス用バーベル等のウエイトトレーニング器具は、ユーザが把持するバーと、バーの両端に任意の枚数だけ取り外し可能に装着されるウエイトとを有している。また、ベンチプレスマシン等のウエイトトレーニングマシンは、ユーザが把持したり脚に掛けるなどするバーと、バーに一端が接続された滑車機構等と、滑車機構等の他端に任意の枚数だけ取り外し可能に装着されるウエイトとを有している。尚、ウエイトは、単位重量のものが器具の近傍やマシンのフレーム内などに複数個用意されており、その中からユーザやトレーナが所望の合計重量となるように選択し、バーに直接的に、もしくは、バーに滑車機構等を介して間接的に装着される。
【０００３】
ウエイトトレーニング器具やウエイトトレーニングマシン（以後、一部を除いて、ウエイトトレーニング器具と総括して呼ぶ）を用いたウエイトトレーニングは、装着枚数に応じて合計重量が調整されたウエイトを初期位置から重力に逆らって移動させた後に初期位置に戻す一往復動作（レップ（repetition）と呼ばれる）を複数レップ連続して行うこと（セットと呼ばれる）を複数セット実施するようになっている。通常、ウエイトトレーニングは、怪我や事故なく、筋量増加等のトレーニング目標を達成するために、ウエイトの合計重量、レップ数、セット数、インターバル時間等の要素を予め定めたトレーニング内容（トレーニングメニュー）に沿って行われる。そのトレーニング内容を実施後は、筋量の増加などトレーニング結果と照らし合わせることによって次のトレーニング目標を決め、この目標に応じてトレーニング内容を更新し、次のウエイトトレーニングが実施される。また、ウエイトトレーニングにおいては、複数部位の筋肉をバランスよく鍛えるために、トレーニング種目が複数あることが多い。このため、人によっては多数のトレーニング種目をこなす必要があり、これらトレーニング種目それぞれについてのトレーニング内容をユーザが全て覚えることは難しい。このような事情により、実施されたトレーニング内容を検出し、これを自動的に記録していくことが望まれる。
【０００４】
ウエイトトレーニング器具やウエイトトレーニングマシンに適用され、ウエイトトレーニングにおけるユーザのトレーニング内容を検出する技術は、例えば、特許文献１〜３に開示されている。
【０００５】
特許文献１には、ウエイトトレーニングマシンの筐体等に光学センサを設ける一方、マシンに装着された複数のウエイトのうちの一個に被検出部材を取り付け、被検出部材の移動の有無を光学的に検出することにより、ウエイトの昇降をレップ数として検出する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、ウエイトウエイトレーニングマシンの筐体やフレームのウエイト移動軌道に隣接する部位に光学センサを設ける一方、複数のウエイトそれぞれに被検出部材を取り付け、被検出部材の移動の有無を光学的に検出することにより、何個の被検出部材が移動の有無するかによってウエイトの合計重量を検出すると共に、ウエイトの昇降をレップ数として検出する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、ウエイトトレーニングマシンの筐体やフレームのウエイト移動軌道に隣接する部位にウエイト移動軌道に沿って複数の高周波センサまたは静電容量センサを設け、マシンに装着された金属から成るウエイトの近接状態や移動の有無を電磁的または静電容量的に検出することにより、ウエイトの合計重量およびレップ数として検出する技術が開示されている。
【０００８】
また、ウエイトトレーニング器具に適用されるものではないが、特許文献４には、サッカー競技のフィールドの周囲に複数のＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）リーダを設置する一方、競技者およびサッカーボールにＲＦＩＤタグを取り付け、フィールドにおけるＲＦＩＤタグの位置変化を無線電波の送受信によって検出することにより、競技内容を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−８９７９９号公報
【特許文献２】特開平１０−２３００２１号公報
【特許文献３】特開２００５−１９８７７０号公報
【特許文献４】特開２００８−４８９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に開示された技術においては、トレーニング内容の重要な要素であるウエイトの合計重量を検出することができず、トレーニング内容を検出する目的上、不十分である。
【００１１】
また、特許文献２、３に開示された技術は、トレーニングマシンの筐体やフレームのうちのウエイト移動軌道に隣接する部位にセンサを設ける必要があるため、構成が複雑である。このため、特許文献２、３に開示された技術を、トレーニング内容を検出しようとするウエイトトレーニング器具の全てに適用するにはコストもかかる。また、筐体やフレームを備えておらず、ウエイト移動軌道もはっきりと定まってはいないベンチプレス用バーベル等のウエイトトレーニング器具には、特許文献２、３に開示された技術は適用困難である。
【００１２】
さらに、特許文献４に開示された技術を、ウエイトトレーニング器具に適用し、トレーニング内容検出装置を構築することを想定してみる。即ち、ウエイトトレーニング器具の近傍にＲＦＩＤリーダを設ける一方、複数のウエイトそれぞれにＲＦＩＤタグを取り付け、ＲＦＩＤタグの位置変化等を無線電波の送受信によって検出することにより、ウエイトの合計重量およびレップ数を検出することを想定してみる。この場合、トレーニング内容検出装置とＲＦＩＤタグとの相対的な位置関係に自由度があるため、特許文献２、３に開示された技術の問題点は解消できると考えられる。
【００１３】
しかし、特許文献４に開示された技術によってトレーニング内容検出装置を構築する場合、次のような問題がある。即ち、この想定される構成においては、複数のウエイト全てにＲＦＩＤタグが取り付けられるが、前述のごとく、当座使用しないウエイトもウエイトトレーニング器具の近傍に予め用意されているため、トレーニングに使用中のウエイトと、使用されていないウエイトとの距離は、さほど離れていないことになる。このため、トレーニングに使用中のウエイトであるのか、あるいは、不使用のウエイトであるのかを、ＲＦＩＤリーダが判別できない虞がある。さらに、全てのウエイトに取り付けられるＲＦＩＤタグは、製造コストの都合上、特許文献４に開示されているサッカー競技適用時のように競技者個々に応じて一個ずつ異なるＩＤ情報が記録されているのではなく、重量が同じウエイトには同一のＩＤ情報が記録されるに過ぎない。このため、あるウエイトトレーニング器具に適用されたＲＦＩＤリーダが、隣接する別のウエイトトレーニング器具のウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグを、自器具のウエイトに取り付けられたものであると誤検出する虞がある。
【００１４】
それ故、本発明の課題は、構成が簡素であって低コストで構築できると共に、トレーニング内容を誤検出なく正確に検出できるトレーニング内容検出装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の課題は、そのようなトレーニング内容検出装置を有するトレーニング器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、ウエイトトレーニングの際にユーザに対する負荷として単位重量を持つ１枚以上のウエイトが取り外し可能に装着されるウエイトトレーニング器具に適用され、トレーニング内容としてウエイトの合計重量およびレップ数を検出するトレーニング内容検出装置において、全てのウエイトそれぞれに取り付けられ、当該ウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が記録されたＲＦＩＤタグと、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、装着されたウエイトの移動の有無および移動方向を検出する加速度センサと、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、前記ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共にＩＤ情報が含まれた信号を受信するＲＦＩＤリーダとを有し、前記加速度センサによって検出した装着されたウエイトの移動の有無および移動方向に基づいてレップ数を検出し、かつ、前記ＲＦＩＤリーダによって検出した電界強度に基づいてウエイトが動いている時に電界強度が不変の前記ＲＦＩＤタグを、装着されたウエイトに取り付けられたものであると特定し、特定された該ＲＦＩＤタグから受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量を検出することを特徴とするトレーニング内容検出装置が得られる。
【００１７】
前記加速度センサによってウエイトの移動方向の反転が検出されたときにのみ、前記ＲＦＩＤリーダが動作するように構成されていてもよい。
【００１８】
前記加速度センサは、装着されたウエイトの加速度をも検出するものであって、前記加速度センサによってウエイトに加速度が生じたことが検出されたときに、ウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始するものであってもよい。あるいは、ユーザからの入力音声の波形を、予め記憶された開始音声コマンドの波形見本と照合することによって開始音声コマンドを検出する音声認識ユニットをさらに有し、前記音声認識ユニットによって開始音声コマンドが検出されたときに、ウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始するものであってもよい。
【００１９】
前記加速度センサは、装着されたウエイトの加速度をも検出するものであって、前記加速度センサによって検出されて一時的に記憶された加速度の経緯を、加速度の経緯見本とトレーニング種目との対応を表す予め記憶された加速度テンプレートによって照合することによってトレーニング種目をトレーニング内容として特定するものであってもよい。
【００２０】
検出したウエイトの合計重量およびレップ数を記憶する記憶手段をさらに有していてもよい。
【００２１】
本発明によればまた、前記加速度センサおよび前記ＲＦＩＤリーダを含むトレーニング内容検出機と、前記ＲＦＩＤタグとにより構成され、前記トレーニング内容検出機は、その動作電源としてのバッテリと、前記加速度センサ、前記ＲＦＩＤリーダ、および前記バッテリを収容すると共に、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられる筐体とをさらに有していてもよい。
【００２２】
本発明によればさらに、前記トレーニング内容検出装置と、前記ウエイトと、装着されたウエイトと同じ動きをする前記部位とを有することを特徴とするウエイトトレーニング器具が得られる。
【００２３】
前記トレーニング内容検出機は、前記加速度センサ、前記ＲＦＩＤリーダ、前記バッテリ、および前記筐体を有する携帯電話機によって構成されてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によるトレーニング内容検出装置は、構成が簡素であって低コストで構築できると共に、トレーニング内容を誤検出なく正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１による、ウエイトトレーニング器具（バーベル）に適用されたトレーニング内容検出装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示されたトレーニング内容検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示されたトレーニング内容検出装置の動作を説明するための図であり、ウエイトの側面を示す図である。
【図４】図１に示されたトレーニング内容検出装置の動作を説明するための図であり、ウエイトの中心高さの時間変位を示す図である。
【図５】図１に示されたトレーニング内容検出装置の動作を説明するための図であり、他の器具用のＲＦＩＤタグとの距離を示す図である。
【図６】図１に示されたトレーニング内容検出装置の動作を説明するためのモード遷移図である。
【図７】図１に示されたトレーニング内容検出装置による検出待機シーケンスを示すフロー図である。
【図８】図１に示されたトレーニング内容検出装置による検出シーケンスを示すフロー図である。
【図９】本発明の実施例２による、ウエイトトレーニング器具（ベンチプレスマシン）に適用されたトレーニング内容検出装置を示す正面図である。
【図１０】本発明の実施例３によるトレーニング内容検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図３に示されたトレーニング内容検出装置による検出待機シーケンスを示すフロー図である。
【図１２】本発明の実施例４によるトレーニング内容検出装置の動作を説明するための図であり、状態の遷移を概念的に示す図である。
【図１３】本発明の実施例４によるトレーニング内容検出装置によるトレーニング種目候補リスト作成シーケンスを示すフロー図である。
【図１４】本発明の実施例４によるトレーニング内容検出装置によるトレーニング種目特定シーケンスを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明によるトレーニング内容検出装置は、ウエイトトレーニングの際にユーザに対する負荷として単位重量を持つ１枚以上のウエイトが取り外し可能に装着されるウエイトトレーニング器具に適用され、トレーニング内容として、少なくともウエイトの合計重量およびレップ数を検出するものである。
【００２７】
特に、本トレーニング内容検出装置は、ＲＦＩＤタグと、加速度センサと、ＲＦＩＤリーダとを有している。
【００２８】
ＲＦＩＤタグは、全てのウエイトそれぞれに取り付けられ、ウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が記録されている。
【００２９】
加速度センサは、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、少なくとも装着されたウエイトの移動の有無および移動方向を検出する。
【００３０】
ＲＦＩＤリーダは、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共にＩＤ情報が含まれた信号を受信する。
【００３１】
そして、本トレーニング内容検出装置は、加速度センサによって検出した装着されたウエイトの移動の有無および移動方向に基づいて、つまり第１の方向への所定の距離以上の移動があった後に反対の第２の方向に反転したときにカウントアップすることによってレップ数を検出し、かつ、ＲＦＩＤリーダによって検出した電界強度に基づいてウエイトが動いている時に電界強度が不変のＲＦＩＤタグを、装着されたウエイトに取り付けられたものであると特定し、特定されたＲＦＩＤタグから受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量を検出する。
【００３２】
即ち、ユーザがトレーニングを開始し、ウエイトが往復動されると、これに併せて加速度センサおよびＲＦＩＤリーダも移動する。
【００３３】
本トレーニング内容検出装置は、加速度センサによって検出されたウエイトの移動の有無に基づいてトレーニング中であると判断し、加速度センサによって検出された加速度とそれから算出した速度、距離および測定開始位置からの相対位置を、必要に応じて記憶し続ける。
【００３４】
一方、ＲＦＩＤリーダは、読み取りのために電波を送信する。ＲＦＩＤリーダからの電波を受信可能な範囲内にあるウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグは、その電波から電力を得て、この電力を用いて予め記憶されている少なくともウエイトの単位重量を示すＩＤ情報を電波で送信する。ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤタグから電波で受信したＩＤ情報に基づき、ウエイトの合計重量を検出する。ところが、このままでは、ウエイトトレーニング器具に装着していないウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグや、隣接する別のウエイトトレーニング器具に装着もしくは準備されたウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグまで反応し、それらからのＩＤ情報をも検出してしまう。そこで、本願発明によるトレーニング内容検出機においては、ＲＦＩＤリーダを、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付け、ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共にＩＤ情報が含まれた信号を受信するように構成し、この電界強度がウエイトトレーニング中に不変のＲＦＩＤタグを、ウエイトトレーニング器具に装着されたウエイトに取り付けられたものであると特定する。そして、特定されたＲＦＩＤタグからのＩＤ情報のみを用いてウエイトの合計重量を検出する。このウエイトの合計重量も、必要に応じて記憶する。
【００３５】
このように、本トレーニング内容検出装置は、ユーザの行ったトレーニング内容として、少なくとも、使用したウエイトの合計重量ならびにレップ数を正確に、自動的に検出することができる。また、ＲＦＩＤタグを使用するため、スポーツジムなどにおける、測定を行おうとするウエイトトレーニング器具の全てに適用したとしても、低コストに構築できる。
【実施例】
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明によるトレーニング内容検出装置、本トレーニング内容検出装置を有するウエイトトレーニング器具のより具体的な実施例を詳細に説明する。
【００３７】
［実施例１］
図１を参照すると、本発明の実施例１によるトレーニング内容検出装置は、ウエイトトレーニング器具としてのバーベル１００に適用される。バーベル１００は、ウエイトトレーニングの際にユーザに対する負荷として、それぞれ単位重量を持つ対のウエイト１２１〜１２４から任意の対数（図示の例は、ウエイト１２１の一対）が、バー１１０に取り外し可能に装着される。そして、本トレーニング内容検出装置は、トレーニング内容として、少なくとも、バー１１０に装着されたウエイトの合計重量およびレップ数を検出する。
【００３８】
さらに図２をも参照すると、本トレーニング内容検出装置は特に、ＲＦＩＤタグ３１〜３４と、加速度センサ１６と、ＲＦＩＤリーダ１７とを有している。
【００３９】
ＲＦＩＤタグ３１〜３４は、バーベル１００に用いられ得る全てのウエイト１２１〜１２４それぞれに取り付けられており、それぞれ取り付けられたウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が予め記録されている。尚、バーベルの場合、ウエイトは同じ単位重量のものが左右で対に装着されるため、ＲＦＩＤタグは、対の片方のみに取り付けられている。また、各ＲＦＩＤタグに記録されているウエイトの単位重量としては、左右一対分の重量となっている。
【００４０】
加速度センサ１６およびＲＦＩＤリーダ１７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、操作ボタン１４、ディスプレイ１５、ＲＦＩＤアンテナ１８、バス１９、および動作電源としての図示しない充電式バッテリと共に、筐体２０に収容され、トレーニング内容検出機１０を構成している。
【００４１】
ＣＰＵ１１は、オペレーティングシステムやアプリケーションソフトウエアに基づき機器の動作全般を司る。ＲＯＭ１２は、オペレーティングシステムやアプリケーションソフトウエア等のソフトウエアや固定データが予め記録されている。ＲＡＭ１３は、動作中に一時的にデータを記録する。操作ボタン１４は、入力ユーザーインターフェースである。ディスプレイ１５は、出力ユーザーインターフェースである。ＲＦＩＤアンテナ１８は、ＲＦＩＤリーダ１７とＲＦＩＤタグとの間で電波を送受信するためのアンテナである。バス１９は、ＣＰＵ１１ならびに各部との間でデータを送受信するためのラインである。尚、図示はしないが、本装置によって検出したトレーニング内容を記録するメディアリーダ／ライタや、トレーニング内容をトレーニングジムに備えられたホストコンピュータに送信するネットワークインターフェースをさらに有していてもよい。
【００４２】
筐体２０は、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイト（図示の例は、ウエイト１２１）と同じ動きをする部位に、面ファスナ等によって取り外し可能に取り付けられる。
【００４３】
加速度センサ１６は、バーベル１００のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイト（図示の例は、ウエイト１２１）と同じ動きをする部位に取り付けられ、少なくとも装着されたウエイト１２１の移動の有無および移動方向を検出する。加速度センサ１６はさらに、これにかかった加速度をＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸方向の成分に分けてＣＰＵ１１に出力する。また、ＣＰＵ１１は、この方向成分毎の加速度に基づき、重力の方向を算出可能である。これは、重力加速度として常に同じ大きさの加速度が地球の中心方向にかかっているためである。重力の働く方向が分かれば、重力方向に対するトレーニング内容検出装置の傾きを算出できる。
【００４４】
ＲＦＩＤリーダ１７は、加速度センサ１６と同様に、バーベル１００のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイト（図示の例は、ウエイト１２１）と同じ動きをする部位に取り付けられ、ＲＦＩＤタグ（図示の例は、ＲＦＩＤタグ３１）からの電波の電界強度を検出すると共に、ＩＤ情報が含まれた信号を受信する。即ち、ＲＦＩＤリーダ１７は、ＣＰＵ１１から読み取り要求があると、ＲＦＩＤアンテナ１８から読み取り命令を電波で送信する。近くにあるＲＦＩＤタグは、この電波を受信しそこから電力を得る。ＲＦＩＤタグはその電力を用いてＲＦＩＤタグ自身に記録されている情報を電波で返信する。この返信された電波を、ＲＦＩＤリーダ１７はＲＦＩＤアンテナ１８で受信し、電波に重畳されたＲＦＩＤタグからの情報を取得する。
【００４５】
そして、本トレーニング内容検出装置は、加速度センサ１６によって検出したバーベル１００に装着されたウエイト１２１の移動の有無および移動方向に基づいて、所定の距離以上の上昇があった後に下降方向に反転したときにカウントアップすることによってレップ数を検出し、かつ、ＲＦＩＤリーダ１７によって検出した電界強度に基づいてウエイト１２１が動いている時（ウエイトトレーニング中）に電界強度が不変のＲＦＩＤタグ３１を、バーベル１００に装着されたウエイト１２１に取り付けられたものであると特定し、特定されたＲＦＩＤタグ３１から受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量、即ち、ウエイト１２１の重量を検出する。
【００４６】
検出したウエイトの合計重量およびレップ数は、ＲＡＭ１３または図示しない継続的記録可能な記憶手段に記録される。
【００４７】
尚、ＲＦＩＤリーダ１７は、加速度センサ１６によってウエイトの移動方向の反転が検出されたときにのみ、動作するように構成されていてもよい。
【００４８】
さて、一般に、トレーニングジムにおいては、図３に示すようにユーザの自身の使用しているトレーニング器具（バーベル１００）以外のトレーニング器具やウエイトが周りに多数存在することが多い。ユーザは、バーベル１００でトレーニングを行い、トレーニング内容検出機１０でトレーニング内容を検出するが、その周りには他者の使用している他のトレーニング器具であるバーベル１００’が存在している。そのウエイトにはＲＦＩＤタグ３１’が取り付けられているため、トレーニング内容検出機１０のＲＦＩＤリーダ１７は、ＲＦＩＤタグの読出し処理を行うと、ユーザが使用しているウエイト１２１に取り付けられているＲＦＩＤタグ３１のＩＤ情報だけではなく、使用していないウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグ３１’からの情報も受信してしまう。
【００４９】
このため、ＲＦＩＤリーダ１７でＲＦＩＤタグ３１、３１’から受信した時の電界強度を用い、ユーザが用いたウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグの記録情報か判別することにする。
【００５０】
ここで、ＲＦＩＤタグ３１、３１’が電波を返信し、ＲＦＩＤアンテナ１８が受信する場合の電界強度を考える。ＲＦＩＤタグ３１、３１’のアンテナから電力Ｐ［Ｗ］の電波が送出される場合、アンテナから距離ｒ［ｍ］の地点における電力密度Ｐｒ［Ｗ／ｍ２］は、下記の式１となる：
【００５１】
【数１】
【００５２】
一方、アンテナから距離ｒ［ｍ］における電力密度Ｐｒ［Ｗ／ｍ２］は、距離ｒにおける電界強度Ｅを２乗し、それを自由空間のインピーダンスηで割った下記の式２で示される：
【００５３】
【数２】
【００５４】
上記の式１、式２から電界強度Ｅは、下記の式３となる：
【００５５】
【数３】
【００５６】
上記の式３から明らかなように、電界強度Ｅは、ＲＦＩＤアンテナ１８からの距離ｒに反比例する。即ち、ＲＦＩＤアンテナ１８から距離が遠くなるほど、電界強度は小さくなる。
【００５７】
図３において、ユーザがバーベル１００を動かしてトレーニングを行うと、トレーニング内容検出機１０のＲＦＩＤリーダ１７は、バーベル１００に取り付けられているため、トレーニング内容検出機１０とウエイト１２１との相対距離は変わらない。一方、他のトレーニング器具であるバーベル１００’に取り付けられているウエイトとは、相対距離が変わる。例えば、測定点Ｐａではトレーニング内容検出機１０のＲＦＩＤリーダ１７と他のトレーニング器具であるバーベル１００’に取り付けられているＲＦＩＤタグ３１’との距離はＤａであるが、測定点Ｐｂのときには距離Ｄｂとなる。測定点Ｐａと測定点Ｐｂの電界強度をＥａ，Ｅｂとすると、Ｄａ＞Ｄｂから、式３よりＥａ＜Ｅｂとなる。これから、他のトレーニング器具であるバーベル１００’につけられたＲＦＩＤタグ３１’から受信した電波の強度は、測定点Ｐａと測定点Ｐｂとで異なることになる。
【００５８】
一方、トレーニング内容検出機１０とウエイト１２１の距離は常に一定であるため、測定点Ｐａ、測定点Ｐｂどちらにおいても、ウエイト１２１に取り付けられているＲＦＩＤタグ３１から受信した電波の強度は変わらない。以上から測定点の位置に関係なく受信した電波の強度が変わらないＲＦＩＤタグが、ユーザの使用しているウエイト１２１に取り付けられているものであると判断できる。この判断方法により、受信したＲＦＩＤタグのＩＤ情報の中からユーザが使用したウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグのＩＤ情報のみを選ぶことが可能となる。
【００５９】
また、本実施例においては、加速度センサ１６によって検出した加速度から算出したバーベル１００の傾きを、次のように用いる。
【００６０】
ユーザは、ウエイトトレーニング中にバーベル１００を上下運動するため、それに取り付けられているトレーニング内容検出機１０の加速度センサ１６も上下に動く。
【００６１】
このとき、バーベル１００のバー１１０は床面（地面）と平行であり、昇降運動方向とは直角を成しているとする。これを傾いていない時と定義する。
【００６２】
次に、このトレーニングの最中にユーザがバーベル１００を傾けてしまい、そのまま傾いていない時と同じように上下方向への反復運動を行ったとする。この時にバーベル１００に発生する加速度は傾いていない時と同じであるが、トレーニング内容検出機１０の加速度センサ１６が傾いている、即ち、加速度センサ１６のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向は傾いてしまっているため、加速度センサ１６から出力される加速度は、傾いていない時の加速度とは異なることになる。
【００６３】
ここで、トレーニング内容検出機１０の傾きを知ることができれば、傾いている場合の加速度センサのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を傾いていない時の軸へ変換することが可能である。
【００６４】
本実施例においては、加速度センサ１６から得られる加速度に基づき重力の方向を求め、さらにそれに基づき、トレーニング内容検出機１０の加速度センサ１６の傾きを算出、それを使って加速度を補正し、傾きの影響を排除する。
【００６５】
さらに、ＣＰＵ１１は、この補正した加速度値から、トレーニング内容検出機１０の速度と相対位置を算出できる。ユーザがバーベル１００を用いてウエイトトレーニングする場合のトレーニング内容検出機１０の加速度センサ１６の動きを、図４、図５を用いて説明する。
【００６６】
ユーザのウエイトトレーニング中、ウエイト１２１は、図４の上矢印もしくは下矢印の方向へ移動する。
【００６７】
トレーニング内容検出機１０の加速度センサ１６は、バーベル１００に取り付けられているため、ウエイト１２１と共に移動する。
【００６８】
ここで、ウエイトトレーニング中のウエイト中心１２０ｃの高さを時間変化で表すと、図５に示すグラフのように時間経過と共に上下に移動することとなる。ＣＰＵ１１は、取得した加速度から速度および相対位置を算出することにより、この動きを把握していく。
【００６９】
以下、本発明の実施例１によるトレーニング内容検出装置の動作を、図１〜図５に加え、さらに図６〜図８を参照して説明する。
【００７０】
トレーニング内容検出機１０のＣＰＵ１１は、図６に示されたモード遷移に従って動作する。即ち、ＣＰＵ１１は、加速度センサ１６から得られるウエイトの位置変化の有無という遷移条件に応じて、「トレーニング待ちモード」および「トレーニング中モード」のどちらかのモードに入る。尚、現在のモードは、変数値としてＲＡＭ１３に保持される。
【００７１】
「トレーニング待ちモード」および「トレーニング中モード」それぞれにおいては、実行条件と処理内容との対応テーブルが規定されている。実行条件は、Ｅｎｔｒｙ／Ｄｏ／Ｅｘｉｔの３つである。実行条件：Ｅｎｔｒｙに対する処理は、そのモードに移行してきた時に実行される。実行条件：Ｄｏ に対する処理は、そのモードに留まっている間実行される。また、実行条件：Ｅｘｉｔ に対する処理は、別のモードに移行する時に実行される。
【００７２】
さて、電源投入後、ＣＰＵ１１は、「トレーニング待ちモード」にある。仮に、遷移条件：「ウエイトの位置変化なし」によって「トレーニング待ちモード」に移行してきた時（実行条件：Ｅｎｔｒｙ）の処理は、「なし」であり、何も実行されない。そして、「トレーニング待ちモード」に留まっている間（実行条件：Ｄｏ）は、「検出待機シーケンス」が実行される。さらに、遷移条件：「ウエイトの位置変化の発生」によって「トレーニング中モード」に移行するとき（実行条件：Ｅｘｉｔ）の処理は、「なし」であり、何も実行されない。尚、「トレーニング中モード」についても、同様に、実行条件：Ｅｎｔｒｙ／Ｄｏ／Ｅｘｉｔに応じて、「なし」、「検出シーケンス」の実行、「なし」となる。
【００７３】
次に、ＣＰＵ１１が、「トレーニング待ちモード」において実行する「検出待機シーケンス」、「トレーニング中モード」において実行する「検出シーケンス」について、さらに図７、図８のフロー図を用いて説明する。
【００７４】
「検出待機シーケンス」
トレーニング内容検出機１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された「検出待機シーケンス」プログラムに従って、「検出待機シーケンス」を実行する。「検出待機シーケンス」において、ＣＰＵ１１は、ユーザのウエイトトレーニング開始を判定する。ウエイトトレーニング中、ウエイトトレーニング器具であるバーベル１００には、加速度が生じ続ける。加速度を測定することにより、ウエイトトレーニング開始を検出する。
【００７５】
図７を参照すると、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１１は、トレーニング内容検出機１０にかかっている加速度を加速度センサ１６によって取得し、ＲＡＭ１３に記憶する。
【００７６】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１１は、取得した加速度をＲＯＭ１２に予め記録された判定基準と照合し、ウエイトトレーニングが開始されたか否かを判定する。即ち、取得した加速度が前回取得した値と異なる場合はトレーニングが開始されたと判断し、「検出待機シーケンス」は終了する。併せて、位置変化が発生したため、図６のモード遷移図でトレーニング中モードに移行することになる。一方、トレーニング開始と判断されなかった場合には、ステップＳ１０１に戻る。
【００７７】
「検出シーケンス」
トレーニング内容検出機１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された「検出シーケンス」プログラムに従って、「検出シーケンス」を実行する。「検出シーケンス」において、ＣＰＵ１１は、少なくとも、ウエイトの合計重量およびレップ数を検出する。
【００７８】
図８を参照すると、ステップＳ２０１において、ＣＰＵ１１は、加速度センサ１６からトレーニング内容検出機１０にかかっている加速度を加速度センサ１６によって取得する。
【００７９】
ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１１は、取得した加速度によってトレーニング内容検出機１０の傾きを算出後に、前述のようにして傾きの影響を考慮しなくてもよいように加速度を補正した後に、加速度をＲＡＭ１３に記憶する。
【００８０】
次いで、ステップＳ２０３において、ＣＰＵ１１は、加速度に基づいて前回加速度を取得した地点からの相対位置を算出し、ＲＡＭ１３に記憶する。
【００８１】
ステップＳ２０４において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０２で得られた加速度に基づいてトレーニング内容検出機１０の速度を算出し、トレーニング内容検出機１０の動きが上方向から下方向もしくは下方向から上方向に反転（図５の測定点Ａ〜Ｅ）したかを判別する。反転しなかった場合には、ステップＳ２０８に移行する。反転した場合は、ステップＳ２０５に移行する。
【００８２】
ステップＳ２０５において、トレーニング内容検出機１０の動きが上方向から下方向へ切反転した場合のみ、即ち、図５のＡ点、Ｂ点、Ｃ点をレップ数増加点として記録する。これは、ウエイトの移動が上方向から下方向へ切り替わったところがユーザがウエイトを上げ切ったことを示しているため、その時にユーザの行ったレップ数を増加し記録するためである。
【００８３】
ステップＳ２０６において、ＣＰＵ１１は、ＲＦＩＤリーダ１７に読み取り要求を出す。この要求により、ＲＦＩＤリーダ１７は、通信可能範囲にあるＲＦＩＤタグ３１〜３４ならびに３１’に記録されている少なくともウエイトの単位重量を示すＩＤ情報を取得、その受信時の電界強度と共にＣＰＵ１１に引き渡す。
【００８４】
ステップＳ２０７において、ＣＰＵ１１は、このＲＦＩＤタグ３１〜３４ならびに３１’に記録されているＩＤ情報と、受信電界強度とをＲＡＭ１３に記憶する。尚、ＲＦＩＤタグのＩＤ情報の読み取りは、図５に示された測定点Ａ〜Ｅの測定点で行われ、それ以外では行われない。これにより、ＲＦＩＤタグ情報読出しを必要なところでのみ行うため、ＲＦＩＤリーダ１７を動作する時間が短くなり、消費電力を小さくできる。
【００８５】
ステップＳ２０８において、トレーニング内容検出機１０（バーベル１００）が一定時間、移動していないかを判別する。ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０３でＲＡＭ１３に記憶した相対位置情報に基づいて、バーベル１００が一定時間移動していないかを判断する。バーベル１００が移動している場合は、依然としてウエイトトレーニング中であると判断し、ステップＳ２０１に戻る。一方、バーベル１００が一定時間移動していない場合、即ち、バーベル１００が一定時間動かされていない場合には、ウエイトトレーニングが終了したと判断し、Ｓ２０９に移行する。
【００８６】
既にステップＳ２０７において、ウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグ３１〜３４ならびに３１’から少なくともウエイトの単位重量を示すＩＤ情報をＲＡＭ１３に記憶しているが、実際には、通信可能範囲内にあるものの、バーベル１００に装着されていない予備のウエイト１２２〜１２４もしくは別のバーベル１００’のウエイトに取り付けられたＲＦＩＤタグからの情報も受信している可能性がある。このため、以下のステップにおいて、ステップＳ２０７で記録した受信電界強度を用いて前述した方法により、バーベル１００に装着されたウエイト１２１に取り付けられたＲＦＩＤタグ３１に特定する。
【００８７】
ステップＳ２０９において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０７でＲＡＭ１３に記憶した全てのＲＦＩＤタグについて、ＲＦＩＤ情報と電界強度との組み合わせをＲＡＭ１３から順次読み出す。
【００８８】
ステップＳ２１０において、読み込んだＲＦＩＤタグの電界強度が時間経過に伴って不変であるか否かを判断する。電界強度が不変である場合には、ステップＳ２１１に以降してユーザが使用したウエイトとしてＩＤ情報に格納されているウエイトの単位重量をＲＡＭ１３に記憶する。一方、電界強度が変化している場合には、ステップＳ２１２に移行し、ＲＦＩＤ情報と電界強度との組み合わせを未だ読み出していないＲＦＩＤタグがあるか判別する。もしあればステップＳ２０９に移行する一方、無ければ「検出シーケンス」は終了する。
【００８９】
以上のようにして、ＲＦＩＤリーダ１７による受信電界強度が測定点の位置に関係なく不変であるＲＦＩＤタグ３１が、ユーザが使用しているバーベル１００に装着されたウエイト１２１に取り付けられているものであると、特定される。この特定方法により、ＣＰＵ１１は、ＲＦＩＤタグ３１のＩＤ情報のみをＲＡＭ１３に記憶する。尚、装着されたウエイトが複数である場合には、ＣＰＵ１１は、それらのＩＤ情報に基づいて装着された全てのウエイトの単位重量を合計し、ＲＡＭ１３に記憶する。
【００９０】
「検出シーケンス」終了後、ＣＰＵ１１は、トレーニング内容検出機１０の状態を「トレーニング中モード」から「トレーニング待ちモード」に移行する。
【００９１】
ユーザは、ウエイトトレーニング終了後、トレーニング内容検出機１０に記録された、少なくともウエイトの合計重量およびレップ数を含むトレーニング内容をトレーニング内容検出機１０の操作ボタン１４を操作することにより、ディスプレイ１５に表示させて確認する。
【００９２】
［実施例２］
本発明の実施例２は、その適用対象であるウエイトトレーニング器具の構造が、図１等に示された実施例１と異なる。このため、実施例１と同一または同様の部分については、実施例１と同一または同等の符号を付すと共に、詳細な説明や図示を省略する。
【００９３】
図９を参照すると、本発明の実施例２によるトレーニング内容検出装置は、ウエイトトレーニング器具としてのベンチプレスマシン２００に適用される。ベンチプレスマシン２００は、ユーザが把持したり脚に掛けるなどするバー２１０と、バー２１０に一端が接続された滑車機構２３０と、滑車機構２３０の他端に任意の枚数だけ取り外し可能にホールドピン２４０によって装着されるウエイト２２１〜２２８とを有している。即ち、ベンチプレスマシン２００は、ウエイトトレーニングの際にユーザに対する負荷として、それぞれ単位重量を持つ対のウエイト２２１〜２２８から任意の枚数（図示の例は、ウエイト２２１〜２２４の四枚）が、滑車機構２３０を介してバー２１０にホールドピン２４０によって取り外し可能に装着される。そして、本トレーニング内容検出装置は、トレーニング内容として、少なくとも、バー２１０に装着されたウエイトの合計重量およびレップ数を検出する。
【００９４】
本トレーニング内容検出装置は、ＲＦＩＤタグ４１〜４８と、加速度センサおよびＲＦＩＤリーダを備え、図２に示された実施例１と同じ構成のトレーニング内容検出機１０とを有している。
【００９５】
ＲＦＩＤタグ４１〜４８は、ベンチプレスマシン２００に用いられ得る全てのウエイト２２１〜２２８それぞれに取り付けられており、それぞれ取り付けられたウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が予め記録されている。
【００９６】
トレーニング内容検出機１０の筐体は、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイト（図示の例は、ウエイト２２１〜２２４）と同じ動きをする部位としてウエイト２２１の天面に、面ファスナ等によって取り外し可能に取り付けられる。
【００９７】
加速度センサは、ベンチプレスマシン２００のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、少なくとも装着されたウエイト２２１〜２２４の移動の有無および移動方向を検出する。
【００９８】
ＲＦＩＤリーダは、加速度センサと同様に、ベンチプレスマシン２００のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共に、ＩＤ情報が含まれた信号を受信する。
【００９９】
そして、本トレーニング内容検出装置は、加速度センサによって検出したベンチプレスマシン２００に装着されたウエイト２２１〜２２４の移動の有無および移動方向に基づいて、所定の距離以上の上昇があった後に下降方向に反転したときにカウントアップすることによってレップ数を検出し、かつ、ＲＦＩＤリーダによって検出した電界強度に基づいてウエイト２２１〜２２４が動いている時（ウエイトトレーニング中）に電界強度が不変のＲＦＩＤタグ４１〜４４を、ベンチプレスマシン２００に装着されたウエイト２２１〜２２４に取り付けられたものであると特定し、特定されたＲＦＩＤタグ４１〜４４から受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量、即ち、ウエイト２２１〜２２４の重量を検出する。
【０１００】
［実施例３］
本発明の実施例３は、トレーニング内容としてのウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始するイベントがウエイトに生ずる加速度以外である点で、図２等に示された実施例１と異なる。このため、実施例１と同一または同様の部分については、実施例１と同一または同等の符号を付すと共に、詳細な説明や図示を省略する。
【０１０１】
図１０を参照すると、本発明の実施例３によるトレーニング内容検出装置は、実施例１によるトレーニング内容検出装置と同様に、ウエイトトレーニング器具に適用され、トレーニング内容として、少なくとも、装着されたウエイトの合計重量およびレップ数を検出する。
【０１０２】
本トレーニング内容検出装置は特に、ＲＦＩＤタグ３１〜３４と、加速度センサ１６と、ＲＦＩＤリーダ１７とを有している。
【０１０３】
ＲＦＩＤタグ３１〜３４は、ウエイトトレーニング器具に用いられ得る全てのウエイトそれぞれに取り付けられており、それぞれ取り付けられたウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が予め記録されている。
【０１０４】
加速度センサ１６およびＲＦＩＤリーダ１７は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、操作ボタン１４、ディスプレイ１５、ＲＦＩＤアンテナ１８、バス１９、および動作電源としての図示しない充電式バッテリと共に、筐体２０に収容され、トレーニング内容検出機１０’を構成している。筐体２０は、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイト（図示の例は、ウエイト１２１）と同じ動きをする部位に、面ファスナ等によって取り外し可能に取り付けられる。
【０１０５】
加速度センサ１６は、ウエイトトレーニング器具のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、少なくとも装着されたウエイト１２１の移動の有無および移動方向を検出する。
【０１０６】
ＲＦＩＤリーダ１７は、加速度センサ１６と同様に、ウエイトトレーニング器具のうちの、ウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共に、ＩＤ情報が含まれた信号を受信する。
【０１０７】
そして、本トレーニング内容検出装置は、加速度センサ１６によって検出したウエイトトレーニング器具に装着されたウエイトの移動の有無および移動方向に基づいて、所定の距離以上の上昇があった後に下降方向に反転したときにカウントアップすることによってレップ数を検出し、かつ、ＲＦＩＤリーダ１７によって検出した電界強度に基づいてウエイトが動いている時（ウエイトトレーニング中）に電界強度が不変のＲＦＩＤタグを、ウエイトトレーニング器具に装着されたウエイトに取り付けられたものであると特定し、特定されたＲＦＩＤタグ３１から受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量を検出する。
【０１０８】
特に、本実施例のトレーニング内容検出装置は、ユーザの音声を入力するマイクロフォン２１と、マイクロフォン２１によって得た、ユーザからの入力音声の波形を予め記憶された開始音声コマンドの波形見本と照合することによって開始音声コマンドを検出する音声認識ユニット２２とをさらに有している。マイクロフォン２１および音声認識ユニット２２も、筐体２０に内蔵されている。
【０１０９】
そして、本トレーニング内容検出装置は、音声認識ユニット２２によって開始音声コマンドが検出されたときに、ウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始する。
【０１１０】
音声認識ユニット２２は、マイクロフォン２１から入力された音声を解析、その音声の意味する言葉が何であるかを識別する。音声認識の具体的な方法は既知のことであるし、また、本発明の主旨外であるため、説明は省略するが、音声認識ユニット２２は、ユーザからの入力音声の波形を、予め記憶された開始音声コマンドの波形見本と照合することにより、合致もしくは予め定められた近似範囲内の場合、ユーザから開始音声コマンドが入力されたと、検出する（判断する）。
【０１１１】
ＣＰＵ１１は、音声認識ユニット２２にアクセスすることで、ユーザの話した言葉が何であるかを取得できる。
【０１１２】
「検出待機シーケンス」
実施例１において図７を参照して説明した「検出待機シーケンス」はトレーニング開始の判定を加速度を用いて行ったが、本実施例においては、ユーザが発する音声を用いる。以下、本実施例の動作の要点を説明する。
【０１１３】
いま、ユーザがトレーニングを開始するに際し、その旨を意味する言葉を発し、それがマイクロフォン２１を通して音声認識ユニット２２に入力されたとする。
【０１１４】
図１１を参照すると、ステップＳ５０１において、ＣＰＵ１１は、音声認識ユニット２２にアクセスし、トレーニング開始を示す音声がユーザから発せられたかを取得する。音声認識ユニット２２は、ユーザからの入力音声の波形を、予め記憶された開始音声コマンドの波形見本と照合する。合致または予め定められた近似範囲内か、あるいは、不一致かの照合の結果が、ＣＰＵ１１に伝えられる。
【０１１５】
ステップＳ５０２において、ＣＰＵ１１は、音声認識ユニット２２による照合結果に基づき、合致または予め定められた近似範囲内の場合はトレーニング開始と判断し、「検出待機シーケンス」は終了する。一方、照合結果が不一致の場合は、ステップＳ５０１に戻る。
【０１１６】
この開始音声認識により、図６に示されたモード遷移図のトレーニング中モードに移行することになる。
【０１１７】
［実施例４］
本発明の実施例４は、トレーニング内容としてウエイトの合計重量およびレップ数に加えてさらにそれ以外の項目をも検出する点で、図８等を用いて説明された実施例１と異なる。このため、実施例１と同一または同様の部分については、実施例１と同一または同等の符号を付すと共に、詳細な説明や図示を省略する。
【０１１８】
基本的な構成は本実施例と同様である実施例１を示す図２を流用して参照すると、本発明の実施例４によるトレーニング内容検出装置において、加速度センサ１６は、ウエイトトレーニング器具に装着されたウエイト（ウエイト１２１）の加速度をも検出するものである。そして、加速度センサ１６によって検出されて一時的に記憶された加速度の経緯を、加速度の経緯見本とトレーニング種目との対応を表す予め記憶された加速度テンプレートによって照合することにより、本装置はトレーニング種目をもトレーニング内容として特定する。
【０１１９】
以下、本実施例の詳しい動作を説明する。
【０１２０】
ＣＰＵ１１は、図１２に示されたモード遷移に従って動作する。即ち、ＣＰＵ１１は、加速度センサ１６から得られるウエイトの位置変化の有無という遷移条件に応じて、「トレーニング待ちモード」および「トレーニング中モード」のどちらかのモードに入る。尚、現在のモードは、変数値としてＲＡＭ１３に保持される。
【０１２１】
「トレーニング待ちモード」および「トレーニング中モード」それぞれにおいては、実行条件と処理内容との対応テーブルが規定されている。実行条件は、Ｅｎｔｒｙ／Ｄｏ／Ｅｘｉｔの３つである。実行条件：Ｅｎｔｒｙに対する処理は、そのモードに移行してきた時に実行される。実行条件：Ｄｏ に対する処理は、そのモードに留まっている間実行される。また、実行条件：Ｅｘｉｔ に対する処理は、別のモードに移行する時に実行される。
【０１２２】
ＣＰＵ１１は、遷移条件：「ウエイトの位置変化の発生」によって「トレーニング中モード」に移行してきたとき（実行条件：Ｅｎｔｒｙ）の処理は、「なし」であり、何も実行されない。また、「トレーニング待ちモード」に留まっている間（実行条件：Ｄｏ）は、実施例１の際に説明した「検出シーケンス」が実行される。そして、遷移条件：「ウエイトの位置変化なし」によって「トレーニング待ちモード」に移行する直前（実行条件：Ｅｘｉｔ）の処理は、後述する「トレーニング（運動）種目候補リスト作成シーケンス」の実行である。
【０１２３】
「トレーニング中モード」についても、同様に、実行条件：Ｅｎｔｒｙ／Ｄｏ／Ｅｘｉｔに応じて、「なし」、「検出シーケンス」の実行、「なし」となる。
【０１２４】
一方、ＣＰＵ１１は、遷移条件：「ウエイトの位置変化なし」によって「トレーニング待ちモード」に移行してきた時（実行条件：Ｅｎｔｒｙ）の処理は、後述する「トレーニング種目選択シーケンス」の実行である。また、「トレーニング待ちモード」に留まっている間（実行条件：Ｄｏ）は、実施例１の際に説明した「検出待機シーケンス」が実行される。さらに、遷移条件：「ウエイトの位置変化の発生」によって「トレーニング中モード」に移行するとき（実行条件：Ｅｘｉｔ）の処理は、「なし」であり、何も実行されない。
【０１２５】
次に、ＣＰＵ１１が、「トレーニング中モード」のＥｘｉｔ時において実行する「トレーニング（運動）種目候補リスト作成シーケンス」、「トレーニング待ちモード」のＥｎｔｒｙ時において実行する「トレーニング種目選択シーケンス」について、さらに図１３、図１４のフロー図を用いて説明する。
【０１２６】
「トレーニング種目候補リスト作成シーケンス」
トレーニング内容検出機１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された「トレーニング種目候補リスト作成シーケンス」プログラムに従って、トレーニング種目名の候補リストを作成する処理である「トレーニング種目候補リスト作成シーケンス」を実行する。
【０１２７】
図１３を参照すると、ステップＳ３０１において、ＣＰＵ１１は、ステップＳ２０２でＲＡＭ１３に記憶した、トレーニング時の加速度情報を取得する。
【０１２８】
ステップＳ３０２において、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に予め記録してある、主なトレーニング実行時にトレーニング内容検出機１０にかかる加速度の情報（以下、加速度テンプレート）の一つを読み出す。
【０１２９】
そして、ステップＳ３０３において、ステップＳ３０１で読み出した加速度情報と比べる。
【０１３０】
ステップＳ３０３にて、ユーザのトレーニングから取得した加速度情報と加速度テンプレートの一つが一致、もしくは、似ているとＣＰＵ１１が判断した場合には、その加速度テンプレートのトレーニング種目名をユーザが行ったトレーニング種目名の候補とする。
【０１３１】
ステップＳ３０５に進み、その加速度テンプレートのトレーニング種目名を候補リストに追加、ＲＡＭ１３に記憶する。
【０１３２】
ステップＳ３０６において、候補リストが一杯になったか判断し、まだ空きがある場合には、ステップＳ３０２に戻る。
【０１３３】
一杯になったならば、「トレーニング種目候補リスト作成シーケンス」は終了となる。
【０１３４】
ステップＳ３０３において、ユーザのトレーニングから取得した加速度情報と加速度テンプレートが一致しない、もしくは似ていないと判断された場合には、ステップＳ３０４に進む。まだ他に比べていない加速度テンプレートがある場合には、ステップＳ３０２に戻る一方、無い場合にはこのシーケンスは終了する。
【０１３５】
このシーケンスは、図１に示されるバーベル等によるウエイトトレーニングの場合、ユーザが行うことのできるトレーニング種目が多種類であり、それを特定することが難しいために実行される。
【０１３６】
逆に、図９に示されたベンチプレスマシン等のウエイトトレーニング器具を用いる場合には、そのウエイトトレーニング器具でユーザが行うことのできるトレーニング種目は、多くとも数種類であるため、それらのトレーニング種目名をＲＦＩＤタグに記録しておき、「検出シーケンス」のステップＳ２１１でＲＦＩＤタグから取得した情報に基づいて使用ウエイトを記録する時に併せて、トレーニング種目名をも候補リストに記録することも可能である。
【０１３７】
「トレーニング種目選択シーケンス」
トレーニング内容検出機１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された「トレーニング種目選択シーケンス」プログラムに従って、ユーザが行うトレーニング種目名の選択処理である「トレーニング種目選択シーケンス」を実行する。
【０１３８】
図１４を参照すると、ステップＳ４０１において、ＣＰＵ１１は、「トレーニング種目候補リスト作成シーケンス」のステップＳ３０５（図１３）で記録された候補リストをＲＡＭ１３から読み出す。候補が何も無い場合にはステップＳ４０２に移行する一方、候補があった場合にはステップＳ４０３に移行する。
【０１３９】
ステップＳ４０２において、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２から予め登録されているトレーニング種目名全てを読み出し、ディスプレイ１１によって表示し、ステップＳ４０４に移行する。
【０１４０】
ステップＳ４０３において、候補リストに格納されているトレーニング種目名をディスプレイ１１によって表示し、ステップＳ４０４に移行する。
【０１４１】
ステップＳ４０４において、ユーザはどのトレーニング種目を行ったかを操作ボタン１４を操作して選択し入力する。
【０１４２】
ステップＳ４０５において、選択されたトレーニング種目はユーザが行ったトレーニング種目名であるとＣＰＵ１１は判断し、ＲＡＭ１３に記憶する。
【０１４３】
以上の処理により、ユーザが行ったトレーニング種目名をトレーニング内容検出機１０に検出および記録することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
以上説明した実施例に限定されることなく、本発明は、当該特許請求の範囲に記載された技術範囲内であれば、種々の変形が可能であることは云うまでもない。
【０１４５】
例えば、本発明によれば、以上説明してきたトレーニング内容検出装置と、バーやウエイトとを有し、トレーニング内容を検出する機能を持つウエイトトレーニング器具が得られる。
【０１４６】
本発明によればまた、トレーニング内容検出装置のＲＦＩＤタグを除くトレーニング内容検出機を、少なくとも加速度センサ、ＲＦＩＤリーダ、バッテリ、および筐体を有する携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の電子機器によって兼用的に構成してもよい。
【符号の説明】
【０１４７】
１０ トレーニング内容検出機
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ 操作ボタン
１５ ディスプレイ
１６ 加速度センサ
１７ ＲＦＩＤリーダ
１８ ＲＦＩＤアンテナ
１９ バス
２０ 筐体
３１〜３４、３１’ ＲＦＩＤタグ
４１〜４８ ＲＦＩＤタグ
１００ バーベル
１２１〜１２４ ウエイト
２００ ベンチプレスマシン
２２１〜２２８ ウエイト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエイトトレーニングの際にユーザに対する負荷として単位重量を持つ１枚以上のウエイトが取り外し可能に装着されるウエイトトレーニング器具に適用され、トレーニング内容としてウエイトの合計重量およびレップ数を検出するトレーニング内容検出装置において、
全てのウエイトそれぞれに取り付けられ、当該ウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が記録されたＲＦＩＤタグと、
ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、装着されたウエイトの移動の有無および移動方向を検出する加速度センサと、
ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、前記ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共にＩＤ情報が含まれた信号を受信するＲＦＩＤリーダとを有し、
前記加速度センサによって検出した装着されたウエイトの移動の有無および移動方向に基づいてレップ数を検出し、かつ、前記ＲＦＩＤリーダによって検出した電界強度に基づいてウエイトが動いている時に電界強度が不変の前記ＲＦＩＤタグを、装着されたウエイトに取り付けられたものであると特定し、特定された該ＲＦＩＤタグから受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量を検出することを特徴とするトレーニング内容検出装置。
【請求項２】
前記加速度センサによってウエイトの移動方向の反転が検出されたときにのみ、前記ＲＦＩＤリーダが動作するように構成された請求項１に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項３】
前記加速度センサは、装着されたウエイトの加速度をも検出するものであって、
前記加速度センサによってウエイトに加速度が生じたことが検出されたときに、ウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始する請求項１または２に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項４】
ユーザからの入力音声の波形を、予め記憶された開始音声コマンドの波形見本と照合することによって開始音声コマンドを検出する音声認識ユニットをさらに有し、
前記音声認識ユニットによって開始音声コマンドが検出されたときに、ウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始する請求項１または２に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項５】
前記加速度センサは、装着されたウエイトの加速度をも検出するものであって、
前記加速度センサによって検出されて一時的に記憶された加速度の経緯を、加速度の経緯見本とトレーニング種目との対応を表す予め記憶された加速度テンプレートによって照合することによってトレーニング種目をトレーニング内容として特定する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項６】
検出したウエイトの合計重量およびレップ数を記憶する記憶手段をさらに有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項７】
前記加速度センサおよび前記ＲＦＩＤリーダを含むトレーニング内容検出機と、前記ＲＦＩＤタグとにより構成され、
前記トレーニング内容検出機は、その動作電源としてのバッテリと、前記加速度センサ、前記ＲＦＩＤリーダ、および前記バッテリを収容すると共に、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられる筐体とをさらに有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項８】
前記トレーニング内容検出機は、前記加速度センサ、前記ＲＦＩＤリーダ、前記バッテリ、および前記筐体を有する携帯電話機によって構成される請求項７に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のトレーニング内容検出装置と、前記ウエイトと、装着されたウエイトと同じ動きをする前記部位とを有することを特徴とするウエイトトレーニング器具。
【請求項１】
ウエイトトレーニングの際にユーザに対する負荷として単位重量を持つ１枚以上のウエイトが取り外し可能に装着されるウエイトトレーニング器具に適用され、トレーニング内容としてウエイトの合計重量およびレップ数を検出するトレーニング内容検出装置において、
全てのウエイトそれぞれに取り付けられ、当該ウエイトの単位重量を示すＩＤ情報が記録されたＲＦＩＤタグと、
ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、装着されたウエイトの移動の有無および移動方向を検出する加速度センサと、
ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に、装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられ、前記ＲＦＩＤタグからの電波の電界強度を検出すると共にＩＤ情報が含まれた信号を受信するＲＦＩＤリーダとを有し、
前記加速度センサによって検出した装着されたウエイトの移動の有無および移動方向に基づいてレップ数を検出し、かつ、前記ＲＦＩＤリーダによって検出した電界強度に基づいてウエイトが動いている時に電界強度が不変の前記ＲＦＩＤタグを、装着されたウエイトに取り付けられたものであると特定し、特定された該ＲＦＩＤタグから受信したＩＤ情報に基づいてウエイトの合計重量を検出することを特徴とするトレーニング内容検出装置。
【請求項２】
前記加速度センサによってウエイトの移動方向の反転が検出されたときにのみ、前記ＲＦＩＤリーダが動作するように構成された請求項１に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項３】
前記加速度センサは、装着されたウエイトの加速度をも検出するものであって、
前記加速度センサによってウエイトに加速度が生じたことが検出されたときに、ウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始する請求項１または２に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項４】
ユーザからの入力音声の波形を、予め記憶された開始音声コマンドの波形見本と照合することによって開始音声コマンドを検出する音声認識ユニットをさらに有し、
前記音声認識ユニットによって開始音声コマンドが検出されたときに、ウエイトの合計重量およびレップ数の検出を開始する請求項１または２に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項５】
前記加速度センサは、装着されたウエイトの加速度をも検出するものであって、
前記加速度センサによって検出されて一時的に記憶された加速度の経緯を、加速度の経緯見本とトレーニング種目との対応を表す予め記憶された加速度テンプレートによって照合することによってトレーニング種目をトレーニング内容として特定する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項６】
検出したウエイトの合計重量およびレップ数を記憶する記憶手段をさらに有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項７】
前記加速度センサおよび前記ＲＦＩＤリーダを含むトレーニング内容検出機と、前記ＲＦＩＤタグとにより構成され、
前記トレーニング内容検出機は、その動作電源としてのバッテリと、前記加速度センサ、前記ＲＦＩＤリーダ、および前記バッテリを収容すると共に、ウエイトトレーニング器具のうちのウエイトトレーニング中に装着されたウエイトと同じ動きをする部位に取り付けられる筐体とをさらに有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項８】
前記トレーニング内容検出機は、前記加速度センサ、前記ＲＦＩＤリーダ、前記バッテリ、および前記筐体を有する携帯電話機によって構成される請求項７に記載のトレーニング内容検出装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のトレーニング内容検出装置と、前記ウエイトと、装着されたウエイトと同じ動きをする前記部位とを有することを特徴とするウエイトトレーニング器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１３６１３１（Ｐ２０１１−１３６１３１Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６０（Ｐ２０１０−１６０）
【出願日】平成２２年１月４日（２０１０．１．４）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月４日（２０１０．１．４）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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