運動支援の伴奏曲を記録した記録媒体および運動支援の伴奏曲の曲配信方法
【課題】 伴奏曲に合わせて運動する際に、複数種類の伴奏曲を順次再生する場合、および、同じ伴奏曲を繰り返し再生する場合において、現在の伴奏曲の再生が終了して次の再生が開始するまでの曲間においても、連続した運動のリズムを容易につかむことができるようにする。
【解決手段】 伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに伴奏曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される。
【解決手段】 伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに伴奏曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動支援の伴奏曲を記録した記録媒体および運動支援の伴奏曲の曲配信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現代のような車社会においては、多くの人々が慢性的な運動不足に陥っている。その結果、糖尿病や脳卒中などの生活習慣病が大きな社会問題になっている。特に、糖尿病の患者は急増しており、予備軍も含めると１６００万人を超えたともいわれている。このため、平成１７年６月２７日の新聞記事によると、厚生労働省が国民向けの運動量などの指針づくりを始める。こうした指針は過去にもつくられたが、あまり効果が上がっていなかったため、最新の研究に基づいて作り直される。新たな指針では、階段の上り下り、自転車に乗るなど、普段の生活でできる運動を検討している。また、運動による生活習慣病の予防効果を指摘する声が近年高まっている。糖尿病を発症するリスクが高い人を対象にした海外での研究例によると、薬による治療では４年間で発症を３１％抑えられたのに対し、生活習慣の改善指導のほうが効果は高く、発症を５８％抑えられたという報告がある（非特許文献１参照）。
【０００３】
階段の上り下りや自転車に乗る運動が注目される理由としては、足は第２の心臓と言われているように、身体のなかでも特に重要な部位であるという認識などによると考えられる。事実、足を鍛えることによって、糖尿病などの成人病が防止できるという専門家の記述も多い。例えば、「運動がなぜ糖尿病を改善するのか」という疑問に対して、運動することは、肥満の解消にも役立ち、インスリンのはたらきをよくする。具体的には次のような運動効果がある。「インスリンの感受性がよくなる」、「運動することでブドウ糖が利用されインスリンの節約になる」、「インスリンのはたらきが活発になる」、「インスリンが増加する」、「善玉コレステロール（ＨＤＬ）が増えて、脂質が代謝されやすくなる」などと記載されている（非特許文献２参照）。
【０００４】
また、足を鍛えることによって、糖尿病などの生活習慣病が防止できるという別の専門家の記述では、「歩くことは万人向けのおすすめ運動である」として、老若男女を問わず、運動の強さを簡単に調整できるという利点が述べられている。また、歩く時間の長さはだいたい３０〜４０分程度と述べられている。また、体重１ｋｇに対して、１分間当たりの速歩の消費エネルギー（ｋｃａｌ）として、８０ｍ／分で「０．０７４７」、９０ｍ／分で「０．０９０６」、１００ｍ／分で「０．１０８３」、ジョギング（軽）で「０．１３８４」、ジョギング（強）で「０．１５６１」のデータが記載されている。このデータによれば、歩くより走るほうが消費エネルギーは大きいことになる（非特許文献３参照）。
【０００５】
その一方、走ることは筋肉や骨などを消耗させるとの見解もある。筑波大学体育科学系教授である鈴木正成氏の見解によれば、日本ではプロもアマチュアもトレーニング方法が間違っている。最も重要なのは、荷重に逆らって筋肉を鍛える「抵抗性運動」であると説く。ランニングは「消耗性運動」の代表であり、持久力を高める利点は大きい反面、筋肉も骨も体の脂肪も消耗させる。「抵抗性運動」はその逆で、筋肉や骨を成長させるとのことであると述べている（非特許文献４参照）。
【０００６】
上記非特許文献１ないし４の記述を考慮すると、「歩行運動」と「抵抗性運動」との組み合わせが最適な運動であることが分かる。したがって、自転車に乗る運動、自転車のペダルを模擬した器具による足踏運動、階段を上り下りする運動、坂道などの勾配のある道を歩行する運動、床などの平面上に置いた踏み台を上り下りする足踏運動などは、誰でも手軽にできるので、糖尿病などの生活習慣病を防止するために有効である。
【０００７】
一方、このような運動は手軽である反面、極めて単調な運動でもある。さらに、薬のような即効性は期待することができない。このため、飽き易く長続きすることができないという問題がある。この対策として、音楽を聴きながら運動することが考えられる。運動に音楽をリンクさせた提案は多く発表されている。
【０００８】
例えば、ある提案の運動支援装置においては、少なくとも１つの音楽データを予め記憶し、使用者の目標脈拍数と使用者の現在の脈拍数との差にもとづく補正値によって運動テンポを補正し、その補正した運動テンポにもとづき音楽データを補正し、補正された音楽データにより音楽を再生する構成になっている（特許文献１参照）。したがって、運動の前に使用者が自分に適した運動テンポを設定し、その設定値にもとづいて再生する伴奏曲のテンポを決定し、その伴奏曲に合わせて運動することは可能である。
また、ある提案の運動支援方法および運動支援用オーディオデータ記録媒体においては、家庭用のラジカセやＣＤプレーヤなどの一般的な再生システムにより再生されるリズム音や楽音などの音楽を聞きながら、踏み台昇降運動などを行う。また、再生される記録媒体には、踏み台の高さ、テンポに関連した運動強度を基準に選択された複数の音楽が記録されている（特許文献２参照）。したがって、運動の前に使用者が自分に適した運動テンポの伴奏曲を選択し、その伴奏曲に合わせて運動することは可能である。
また、ある提案の教習用記録媒体、教習用プログラムおよび教習装置においては、音楽再生を伴って身体運動を教習する（特許文献３参照）。したがって、運動の前に使用者が自分に適した運動テンポと伴奏曲のテンポとを合わせて運動することは可能である。
また、ある提案のペースメーカーにおいては、音楽等のリズム刺激をペースメーカーとして用いて運動する構成が記載されている（特許文献４参照）。したがって、運動の前に使用者が自分に適した運動テンポと伴奏曲のテンポとを合わせて運動することは可能である。
【特許文献１】特開２００１−２９９９８０号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６１４２号公報
【特許文献３】特開２００４−２９４５５０号公報
【特許文献４】特開２００５−２２４３１８号公報
【非特許文献１】朝日新聞平成１７年６月２７日夕刊、記事「運動の効果実用的に」
【非特許文献２】秋場龍一著「糖尿病は快癒する」株式会社ＤＨＣ出版、１９９８年３月２日、ｐ２３９−２４０
【非特許文献３】井藤英喜著「血糖値が高い人が読む本」主婦と生活社出版、１９９９年１０月４日、ｐ１０６−１０９
【非特許文献４】朝日新聞編集「明日へのカルテ、運動とからだ４」朝日新聞、１９９３年１０月２４日、日曜版５面
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１および特許文献４においては、複数種類の伴奏曲を順次再生する場合に、現在の伴奏曲の再生が終了して次の伴奏曲の再生が開始するまでの曲間、又は、同じ伴奏曲を繰り返し再生する場合に、伴奏曲の再生が終了して次の再生が開始するまでの曲間については手当がされていない。このため、曲間においては連続した運動のリズムがつかめず、いわゆる「たたらを踏む」おそれが十分にある。何故ならば、曲間においては無音状態である上に、再生が終了するときのリズム（テンポ）と次の再生が開始するときのリズムとが同期していないからである。例えば、床などの平面上に置いて片足づつ昇り降りする足踏運動の場合に、曲間になって運動のリズムがつかめずたたらを踏んだときは、踏み台に昇り損ねたり降り損ねたりして、思わぬ怪我をするおそれもある。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、伴奏曲に合わせて運動する際に、複数種類の伴奏曲を順次再生する場合、および、同じ伴奏曲を繰り返し再生する場合において、現在の伴奏曲の再生が終了して次の再生が開始するまでの曲間においても、連続した運動のリズムを容易につかむことができるようにすることを目的とする。
さらに、本発明は、曲間においても連続した運動のリズムを容易につかめることで、伴奏曲とは異なる情報で伴奏曲のリズムの邪魔にならない情報、例えば、外国語会話の教材、学術的な教材、録音されたラジオドラマ、小説の朗読、その他音の情報を伴奏曲とともに再生して、効率的な時間を過ごせるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
運動支援の伴奏曲を記録した本発明の記録媒体（実施形態においては、図３のメモリ２０７に相当する）は、伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに伴奏曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、当該決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される伴奏曲を記録した構成になっている。
【００１２】
本発明の記録媒体において、再生するプログラムをさらに記録した構成にしてもよい。
本発明の記録媒体において、入力操作によって設定されたテンポに関係なく所定の読み出し速度に基づいて再生される情報（実施形態においては、英会話の教材に相当する）を記録し、当該情報は、再生するプログラムによって伴奏曲とともに再生されるような構成にしてもよい。
本発明の記録媒体において、記録された伴奏曲の中にはメロディ音の無い特定の音色のリズム音だけで構成された伴奏曲が含まれているような構成にしてもよい。さらに、この場合において、特定の音色は、当該記録媒体に記録されている複数種類の音色の中から、入力操作によって選択された音色であるような構成にしてもよい。
【００１３】
通信回線（実施形態においては、インターネットに相当する）によって運動支援の伴奏曲を配信する本発明の曲配信方法は、伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、当該決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される伴奏曲を配信する構成になっている。
【００１４】
本発明の曲配信方法において、再生するプログラムを伴奏曲とともに配信するような構成にしてもよい。
本発明の曲配信方法において、入力操作によって設定されたテンポに関係なく所定の読み出し速度に基づいて再生される情報（実施形態においては、英会話の教材に相当する）を配信し、当該情報は、再生するプログラムによって伴奏曲とともに再生されるような構成にしてもよい。
本発明の曲配信方法において、配信される伴奏曲の中にはメロディ音の無い特定の音色のリズム音だけで構成された伴奏曲が含まれているような構成にしてもよい。さらに、この場合において、特定の音色は、配信された複数種類の音色の中から、入力操作によって選択された音色であるような構成にしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の記録媒体および曲配信方法によれば、伴奏曲に合わせて運動する際に、複数種類の伴奏曲を順次再生する場合、および、同じ伴奏曲を繰り返し再生する場合において、現在の伴奏曲の再生が終了して次の再生が開始するまでの曲間においても、連続した運動のリズムを容易につかむことができるという利点がある。
また、本発明の記録媒体および曲配信方法によれば、曲間においても連続した運動のリズムを容易につかめることで、伴奏曲とは異なる情報で伴奏曲のリズムの邪魔にならない情報を伴奏曲とともに再生して、効率的な時間を過ごせるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、運動支援の伴奏曲を記録した記録媒体を再生する場合の実施形態、あるいは、運動支援の伴奏曲を配信する曲配信方法によって配信された伴奏曲を再生する場合の実施形態について、その伴奏曲を再生する足踏運動支援システムを例に採って、図を参照して説明する。
図１は、足踏運動支援システムの外観を示す図である。図１において、踏み台１は、携帯電話機２が装着された卓上ホルダ３のＵＳＢコネクタ（図示せず）にＵＳＢケーブル４によって接続されている。携帯電話機２は、このＵＳＢコネクタ４および卓上ホルダ３を介して、踏み台１から電力の供給を受けている。なお、この図において、携帯電話機２は、踏み台１の前側に配置されている。すなわち、運動者は携帯電話機２が配置された側と反対側から踏み台１に昇り降りの足踏運動を行う。
【００１７】
踏み台１は、床の平面に置かれて、運動者が片足ずつ昇り降りして足踏運動を行うためのものであり、上部踏み台１１と下部踏み台１２とが重ねられた踏み台を構成し、かつ、容易に分離する構造になっている。図１に示した状態では、高さｈ１の上部踏み台１１と高さｈ２の下部踏み台１２とが重ねられているので、床からの高さは（ｈ１＋ｈ２）である。下部踏み台１２を取り外した場合には、床からの高さは上部踏み台１１のみのｈ１となる。さらに、取り外した下部踏み台１２を上部踏み台１１に隣接させて、その下部踏み台１２から上部踏み台１１に昇り降りして足踏運動を行う場合には、その高さは（ｈ１−ｈ２）となる。第１実施形態においては、ｈ１＝１５ｃｍ、ｈ２＝５ｃｍになっている。この結果、踏み台１の高さは、２０ｃｍ、１５ｃｍ、および１０ｃｍに設定することができる。したがって、運動者は自分に最適な踏み台１の高さを容易に設定することが可能であるので、老若男女を含む様々な使用者に対して最適な足踏みの高さを提供することができる。
【００１８】
上部踏み台１１の上面には、左足を乗せるプレート１１ａおよび右足を乗せるプレート１１ｂが設けられ、図には示していないが、各プレートは内部において２系統のスプリングなどの弾性部材によって支持されているとともに、プレート１１ａおよびプレート１１ｂのそれぞれに足を乗せた場合には、対応する各弾性部材に圧力が加えられて、プレート１１ａおよびプレート１１ｂが下側に変位する。その変位量は、弾性部材の弾性力と運動者の体重によって変化する。この変位によって足踏時のクッションの機能を果たすので、運動者の膝や足首および腰にかかる負担を軽減することができる。
【００１９】
さらに、上部踏み台１１の内部には、プレート１１ａおよびプレート１１ｂのそれぞれに対応して、左足および右足が乗せられたことを検出する２つのセンサが設けられている。センサとしては、振動や圧力を検出する圧電セラミックス素子、磁石およびコイルからなる誘導型の圧電素子、小さなスプリング（プレート１１ａおよびプレート１１ｂを支持する弾性部材とは別のもの）および錘によって振動で変位するもの、荷重によってプレート１１ａ，１１ｂの位置が変化するのを光で検出する近接スイッチや光電スイッチなどの光スイッチがある。このようなセンサの中には、プレート１１ａおよびプレート１１ｂにかかる運動者の体重の圧力によって発電できるものもある。この第１実施形態および後の第２実施形態、第３実施形態においては、圧電セラミックス素子を用いた圧力センサを使用している。なお、足踏運動によって発生する発電電流は交流であるので、直流に変換するための整流回路が発電部に必要になる。また、図には示していないが、上部踏み台１１には、電源スイッチや音量調整用のボリュームつまみ、および、家庭用の１００ボルトのコンセントに接続するための電源コード用のコネクタが設けられている。
【００２０】
踏み台１の上部踏み台１１の前側面には、携帯電話機２と接続するＵＳＢケーブル４のコネクタ１３が装着されている。以下、ＵＳＢケーブル４のコネクタ１３と結合する踏み台１側の図示しないコネクタもコネクタ１３と称する。コネクタ１３を有する踏み台１の前側面において、プレート１１ａに対応する位置には、携帯電話機２に向けて赤外線ＩＲａを発光する発光ダイオード１４ａがロッドレンズなどのレンズと一体に設けられ、プレート１１ｂに対応する位置には、携帯電話機２に向けて赤外線ＩＲｂを発光する発光ダイオード１４ｂがレンズと一体に設けられている。また、その同じ前側面の左端近傍には、ステレオ楽音信号を入力するための入力端子１５が設けられている。一方、上部踏み台１１の左側面には、ステレオのＬチャンネルの楽音を発音するためのスピーカ１６ａが設けられている。さらに、その左側面には、ヘッドホン装置（図示せず）にステレオ楽音信号を出力するためのヘッドホン端子１７が設けられている。なお、この図には示されていないが、上部踏み台１１の右側面にも、ステレオのＲチャンネルの楽音を発音するためのスピーカ（符号は１６ｂとする）が設けられている。
【００２１】
一方、携帯電話機２は、折りたたみ式の構造であり、電波状態、電池残量、時刻、電話およびメールの着信報知などを表示するサブ表示部２ａ、点滅してメールや電話の着信を報知する発光ダイオード２ｂ、ステレオ楽音信号を出力するためのヘッドホン端子２ｃ、ＵＳＢコネクタ２ｄ、アンテナ２ｅ、サイドスイッチ２ｆが設けられている。さらに、この図では見えないが、携帯電話機２内部に設けられて赤外線を送受信する発光部および受光部を保護するための保護部材がアンテナ２ｅの近傍に設けられている。第１実施形態においては、ヘッドホン端子２ｃはステレオ用のケーブル１８によって踏み台１の入力端子１５に接続されている。さらに、図には示していないが、卓上ホルダ３から電源の供給を受ける外部電源入力端子（符号は２ｇとする）、メイン表示部（符号は２ｈとする）、複数のスイッチ、データなどを処理する回路の電子部品を搭載した回路基板など設けられている。そして、サブ表示部２ａ、発光ダイオード２ｂ、メイン表示部２ｈなどを有する上部本体と、ヘッドホン端子２ｃ、ＵＳＢコネクタ２ｄ、アンテナ２ｅ、サイドスイッチ２ｆ、スイッチ群、回路基板などを有する下部本体とが、ヒンジによって開閉できる構造になっている。
なお、ＵＳＢコネクタ２ｄは４個の端子で構成され、データ入力端子とデータ出力端子のほかに、外部から電源を供給するための２個の電源入力端子がある。したがって、卓上ホルダ３を介さずに、ＵＳＢコネクタ１３およびＵＳＢケーブル４によって踏み台１から直接電源の供給を受ける構成も可能である。
【００２２】
次に、踏み台１および携帯電話機２の電気的な構成について説明する。
図２は、踏み台１の内部構成を示すブロック図である。圧力センサ１０１は、プレート１１ａにおける左足の押圧によって左足検出信号を発生して出力する。圧力センサ１０２は、プレート１１ｂにおける右足の押圧によって右足検出信号を発生して出力する。コンパレータ１０３は、圧力センサ１０１の出力と所定の閾値とを比較して、左足の押圧によって圧力センサ１０１で発生した左足検出信号を２値の左足検出信号のパルスに変換して出力する。コンパレータ１０４は、圧力センサ１０２の出力と閾値とを比較して、右足の押圧によって圧力センサ１０２で発生した右足検出信号を２値の右足検出信号のパルスに変換して出力する。発振回路１０５は、一定の周波数信号を発生して出力する。分周回路１０６は、発振回路１０５から出力された周波数信号をさらに低い周波数に分周して、異なる一定の周波数ｆ１およびｆ２からなる２つの高周波信号を出力する。
【００２３】
変調回路１０７は、周波数ｆ１の高周波信号をコンパレータ１０３から出力された左足検出信号によって振幅変調して出力し、周波数ｆ２の高周波信号をコンパレータ１０４から出力された２値の右足検出信号によって振幅変調して出力する。ＩＲＬＥＤドライバ１０８は、変調回路１０７から出力された変調された左足検出信号を発光ダイオード１４ａに出力して、図１に示したように、赤外線ＩＲａを携帯電話機２に向けて発光させる。ＩＲＬＥＤドライバ１０９は、変調回路１０７から出力された変調された右足検出信号を発光ダイオード１４ｂに出力して、図１に示したように、赤外線ＩＲｂを携帯電話機２に向けて発光させる。このような回路構成は安価であるが、近距離通信方式の１つとして標準化している業界標準団体ＩｒＤＡ（ Infrared Data Association ）の標準規格のプロトコルに準拠している訳ではないので、後述する携帯電話機２の側では、赤外線を受信した後に特定の信号処理が必要になる。なお、変調方式としては振幅変調に限定するものではない。周波数変調、位相変調などでもよい。あるいは、ＩｒＤＡの標準規格のプロトコルに準拠した赤外線通信部を踏み台１側に設ける構成でもよい。この場合には、携帯電話機２においてＩｒＤＡの標準規格のプロトコルに準拠した赤外線通信部が設けられているので、携帯電話機２の側では特定の信号処理は必要でない。
【００２４】
ステレオアンプ１１０は、図１に示したケーブル１８を介して携帯電話機２から出力されるアナログのステレオ信号を増幅して出力する。スイッチ部１１１は、後述する電源部からの電源をオン・オフする電源スイッチやステレオアンプ１１０の増幅率を調整するボリュームつまみ、その他のスイッチなどを備えている。出力切替スイッチ１１２は、ステレオアンプ１１０から出力されるステレオ信号の出力先を切り替える。メインアンプ１１３は、出力切替スイッチ１１２を介してステレオアンプ１１０から得られるステレオ信号を増幅して、Ｌチャンネルスピーカ１６ａおよびＲチャンネルのスピーカ１６ｂに供給する。出力切替スイッチ１１２は、図１に示したヘッドホン端子１７にステレオ用のケーブルが接続されることによって機械的又は電気的に切り替えられるスイッチである。すなわち、図２に示した状態は、ヘッドホン端子１７にヘッドホン装置が接続された状態であり、出力切替スイッチ１１２を介してステレオアンプ１１０から得られるステレオ信号はヘッドホン装置に供給される。以下、ステレオアンプ１１０、メインアンプ１１２、および左右のスピーカ１６ａ，１６ｂによる発音システム、および、ステレオアンプ１１０および図示しないヘッドホン装置による発音システムをサウンドシステムと称する。
【００２５】
発電部１１４は、上記したように、上部踏み台１１におけるプレート１１ａおよびプレート１１ｂにおける左足および右足の圧力に応じて発電して、図示しない整流回路によって変換された直流電流を出力する。充電電池１１５は、着脱可能な２次電池で構成され、踏み台１において上記した回路部に定電圧の電源を供給するとともに、外部からの直流電流によって充電される。すなわち、発電部１１４から出力される直流電流によって充電されるとともに、入力端子１１６に家庭用の１００ボルトの交流電圧が接続された場合には、ＡＣアダプタ１１７によって１００ボルトの交流電圧が低電圧の直流電圧に変換されて、その直流電流によって充電される。さらに、図１に示したように、ＵＳＢコネクタ１３およびＵＳＢケーブル４を介して接続された携帯電話機２内の充電電池が、発電部１１４、１００ボルトの交流電圧が接続された場合のＡＣアダプタ１１７から出力される直流電流によって充電される。
【００２６】
ダイオード１１８、１１９、および１２０は、充電電流の制御を行うためのものである。この実施形態においては、発電部１１４の出力電圧、充電電池１１５の定格電圧、ＡＣアダプタ１１７の出力電圧、および携帯電話機２の充電電池の定格電圧は６．０ボルトである。したがって、充電電池１１５および携帯電話機２の充電電池が６．０ボルトにフル充電されている状態においては、ダイオード１１８、１１９、１２０の電圧降下分である約０．６ボルトの電圧差のために、充電電池１１５および携帯電話機２の充電電池への充電は行われない。電力消費によって、充電電池１１５又は携帯電話機２の充電電池の端子電圧が５．４ボルトより下がったときには、その下がった充電電池に対して充電が行われる。なお、何らかの原因で発電部１１４又はＡＣアダプタ１１７の出力電圧が５．４ボルトより下がった場合でも、ダイオード１１８、１１９の逆方向特性によって電流が発電部１１４又はＡＣアダプタ１１７に逆流することはない。
【００２７】
図３は、携帯電話機２の内部構成を示すブロック図である。ＣＰＵ２０１は、信号処理専用のＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）を内蔵したＬＳＩで構成されている。ＣＰＵ２０１のシステムバス２０２には、プログラムＲＯＭ２０３、ワークＲＡＭ２０４、スイッチ部２０５、ＲＦブロック２０６、メモリ２０７、メイン表示ドライバ２０８、サブ表示ドライバ２０９、音声合成メモリ２１０、インタフェース２１１が接続されている。ＣＰＵ２０１は、これら各部との間で指令およびデータの授受を行ってこの携帯電話機２を制御する。
【００２８】
プログラムＲＯＭ２０３には、ＣＰＵ２０１によって実行される制御プログラムや初期値があらかじめ記憶されている。ワークＲＡＭ２０４には、ＣＰＵ２０１によって処理されるデータを一時的にストアするエリア、制御プログラムの実行に必要なレジスタやフラグのエリアが設けられている。スイッチ部２０５は、電源スイッチ、オフフックスイッチ、オンフックスイッチ、メールスイッチ、発信スイッチ、カーソルスイッチ、決定スイッチ、数字／文字入力スイッチ、および図１に示したサイドスイッチ２ｆなどのスイッチ群で構成されている。ＲＦブロック２０６は、アンテナ２ｅを介して公衆電話交換網のネットワークとの間で通話やメールを送受信したり、インターネットなどのネットワークを介して種々のサイトに接続して通信するための無線送受信部、無線信号処理部など（図示せず）を備えている。メモリ２０７は、フラッシュＲＯＭなどからなる書換え可能な不揮発性メモリで構成され、着脱可能な構造になっている。メモリ２０７には、複数種類の伴奏曲、伴奏曲を再生するための再生プログラム、および、英会話の教材があらかじめ記録されている。さらに、ＲＦブロック２０６を介して、外部の曲配信サーバから配信された複数種類の伴奏曲、伴奏曲を再生するための再生プログラム、および、英会話の教材をメモリ２０７に記録することも可能である。
【００２９】
メイン表示ドライバ２０８には、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などからなるメイン表示部２ｈが接続されており、スイッチ部２０５の操作に応じたメニュー画面などを表示する。なお、上記各スイッチの中には、そのときの状態に従って、同一のスイッチで複数の機能を兼用するものも含まれているとともに、メイン表示部２ｈに表示されたアイコンスイッチと連動して、スイッチ機能を果たすものもある。各スイッチの機能については後述する。サブ表示ドライバ２０９には、図１に示したサブ表示部２ａが接続されている。サブ表示部２ａも、電話やメールの着信をバックライトの点灯によって報知するとともに、後述する特定のメニューが選択された場合には、その選択メニューを表示する場合もある。音声合成メモリ２１０は、各種の音声メッセージのデータが記憶されている。
【００３０】
ＣＰＵ２０１の入出力ポートには、マイク２１２、スピーカ２１３、バイブレータ２１４、赤外線通信部２１５、並びに、図１に示した発光ダイオード２ｂ、ヘッドホン端子２ｃ、ＵＳＢコネクタ２ｄからのデータ入力線およびデータ出力線が接続されている。マイク２１２は電話の音声を送信し、スピーカ２１３は電話の音声を受信するとともに、電話の発信時に呼出報知を行う。さらに、スピーカ２１３、バイブレータ２１４、および発光ダイオード２ｂは、電話やメールの着信をそれぞれリンガ音、振動、点滅によって報知する。ヘッドホン端子２ｃからは、図１に示したケーブル１８を介して、アナログのステレオ信号が踏み台１又は携帯電話機２専用のヘッドホン装置に送出される。
【００３１】
赤外線通信部２１５は、通常のモードである通信モード（ＭＯＤＯ＝０）の場合には、ＩｒＤＡの標準規格のプロトコルに従って、パソコンや他の携帯電話機との間でファイルや画像などのデータ転送、又は、家電製品の制御が可能である。一方、この第１実施形態における足踏運動のモード（ＭＯＤＥ＝１）の場合には、図２に示した振幅変調の左足検出信号および右足検出信号を受信できるように、復調処理、周波数分離処理などの特定の信号処理を行う。一方、変形例として上記したように、踏み台１側において、ＩｒＤＡの標準規格のプロトコルに従ったデータ転送を行う場合には、足踏運動のモード（ＭＯＤＥ＝１）においてもＩｒＤＡの標準規格のプロトコルに従って受信すればよい。いずれにおいても、図１に示したように、踏み台１から送信される２系統の赤外線ＩＲａ，ＩＲｂを受信して、電気信号に変換した後、２系統の左足検出信号ＩＲａおよび右足検出信号ＩＲｂをＣＰＵ２０１に入力する。
【００３２】
充電電池２１６は、外部から供給される直流電流によって充電される２次電池であり、電源スイッチがオンされると、上記の各回路に約４ボルトの電源を供給する。インタフェース２１１は、充電電池２１６の充電を制御する回路であり、外部からの電源供給の有無、および、外部からの電源供給がＵＳＢコネクタ２ｄ又は外部電源入力端子２ｇのいずれかを検出して、ＣＰＵ２０１に検出結果を送出するとともに、約６ボルトの外部電圧を約４ボルトに変換して円滑な充電動作を制御する。ダイオード２１７、２１８は、何らかの原因で外部電源の電圧が４ボルトより低くなった場合に、充電電池２１６から電流が逆流するのを防止する。
なお、ＵＳＢコネクタ２ｄにおいて、電源入力端子のほかのデータ入力端子およびデータ出力端子がＣＰＵ２０１の入出力ポートに接続されているが、これについては後の第２実施形態において説明する。
【００３３】
足踏運動の開始によって通常モード（ＭＯＤＥ＝０）から足踏モード（ＭＯＤＥ＝１）に変化すると、上記したようにＣＰＵ２０１の制御によって、赤外線通信部２１５は踏み台１から携帯電話機２に対して送信された２系統の赤外線ＩＲａおよびＩＲｂを受信して復調し、左足検出信号ＩＲａおよび右足検出信号ＩＲｂとしてＣＰＵ２０１に送出する。図４は、ＣＰＵ２０１における信号処理の動作を説明する図である。
【００３４】
図４（１）は、踏み台１のプレート１１ａに左足が乗ったときの左足検出信号ＩＲａ、および、踏み台１のプレート１１ｂに右足が乗ったときの右足検出信号ＩＲｂを処理するＣＰＵ２０１の動作をハードウェアの回路で示した図である。実際には、この信号処理は足踏運動支援処理のプログラムのソフトウェアによって実行されるのであるが、その動作を分かり易くするために、図４（１）の回路による信号処理として説明する。左足検出信号ＩＲａは、フリップフロップ３０１のデータ端子Ｄ、リセット端子Ｒ、およびフリップフロップ３０２のクロック端子ＣＫに入力される。また、右足検出信号ＩＲｂは、フリップフロップ３０２のデータ端子Ｄ、リセット端子Ｒ、およびフリップフロップ３０１のクロック端子ＣＫに入力される。なお、図には示していないが、フリップフロップ３０１、３０２のリセット端子Ｒは、パワーオンリセットによって最初はローレベルになっており、フリップフロップ３０１，３０２はともにリセット状態になっている。
【００３５】
次に、この回路の動作について説明する。
例えば、左足が先行して所定のテンポで足踏運動が行われている場合には、左足検出信号ＩＲａおよび右足検出信号ＩＲｂは図４（２）に示す波形になっている。すなわち、左足がプレート１１ａに乗るとＩＲａがローレベルからハイレベルになり、右足がプレート１１ｂに乗るとＩＲｂがローレベルからハイレベルになる。次に、左足がプレート１１ａから降りるとＩＲａがハイレベルからローレベルになり、右足がプレート１１ｂから降りるとＩＲｂがハイレベルからローレベルになる。したがって、フリップフロップ３０１においては、左足がプレート１１ａに乗ってハイレベルの左足検出信号ＩＲａがデータ端子Ｄおよびリセット端子Ｒに入力されると、リセット状態が解除される。次に、クロック端子ＣＫに入力された右足検出信号ＩＲｂの立ち上がりに応じて、データ端子Ｄに入力されているハイレベルの左足検出信号ＩＲａがラッチされて、フリップフロップ３０１の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ１がローレベルからハイレベルに変化する。そして、左足がプレート１１ａから降ろされて左足検出信号ＩＲａがハイレベルからローレベルに変化したときは、フリップフロップ３０１のリセット端子Ｒがローレベルに変化するので、フリップフロップ３０１がリセットされて、その出力端子Ｑからの出力信号Ｃ１がハイレベルからローレベルに変化する。この結果、フリップフロップ３０１の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ１は、足踏運動のテンポに同期したパルス信号になる。フリップフロップ３０２においては、クロック端子ＣＫに入力された左足検出信号ＩＲａの立ち上がりのときは、データ端子Ｄに入力されている右足検出信号ＩＲｂは常にローレベルであるので、フリップフロップ３０２の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ２は、ローレベルの状態から変化しない。
【００３６】
一方、右足が先行して足踏運動が行われている場合には、左足検出信号ＩＲａおよび右足検出信号ＩＲｂは図４（３）に示す波形になっている。すなわち、右足がプレート１１ｂに乗るとＩＲｂがローレベルからハイレベルになり、左足がプレート１１ａに乗るとＩＲａがローレベルからハイレベルになる。次に、右足がプレート１１ｂから降りるとＩＲｂがハイレベルからローレベルになり、左足がプレート１１ａから降りるとＩＲａがハイレベルからローレベルになる。したがって、フリップフロップ３０１においては、クロック端子ＣＫに入力された右足検出信号ＩＲｂの立ち上がりのときは、データ端子Ｄに入力されている左足検出信号ＩＲａは常にローレベルであるので、フリップフロップ３０１の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ１は、ローレベルの状態から変化しない。フリップフロップ３０２においては、右足がプレート１１ｂに乗ってハイレベルの右足検出信号ＩＲｂがデータ端子Ｄおよびリセット端子Ｒに入力されると、リセット状態が解除される。次に、クロック端子ＣＫに入力された左足検出信号ＩＲａの立ち上がりに応じて、データ端子Ｄに入力されているハイレベルの右足検出信号ＩＲｂがラッチされて、フリップフロップ３０２の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ２がローレベルからハイレベルに変化する。そして、右足がプレート１１ｂから降ろされて右足検出信号ＩＲｂがハイレベルからローレベルに変化したときは、フリップフロップ３０２のリセット端子Ｒがハイレベルからローレベルに変化するので、フリップフロップ３０２がリセットされて、その出力端子Ｑからの出力信号Ｃ２がハイレベルからローレベルに変化する。この結果、フリップフロップ３０２の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ２は、足踏運動のテンポに同期したパルス信号になる。
【００３７】
このように、図４（１）の回路によれば、足踏運動において先行する足を検出することにより、左足が連続して先行する足踏の歩数、および、右足が連続して先行する足踏の歩数を容易にカウントすることができる。また、出力信号Ｃ１，Ｃ２の周期によって足踏のテンポを検出することができる。さらに、出力信号Ｃ１および出力信号Ｃ２のパルスを累積して足踏運動の開始から終了までの足踏総回数を検出することができる。
【００３８】
図５（１）〜（３）は、足踏設定画面を示す図である。この画面は、カーソルスイッチによってスクロールされる。足踏設定画面には、基準回数、足踏時間（分）、伴奏曲指定、テンポ指定、足替通知の項目が表示される。そして、図５（１）に示すように、メモリ２０７から読み出した前回の各設定項目における設定内容を表示する。なお、図１１に示す設定内容は、最初はプログラムＲＯＭ２０３からメモリ２０７に転送されたデフォルト値であり、その後は、前回の足踏運動においてメモリ２０７に設定された値である。
【００３９】
図５（１）において、設定内容に応じて各項目にフォーカスする。最初は基準回数にフォーカスする。基準回数とは、伴奏曲の楽音に合わせながら、左足又は右足が先行して連続した足踏運動を行ったときに、足踏回数がこの設定値に近づいたとき、および、足踏回数がこの設定値に達したときに伴奏曲の発音の態様を変化させて、足替のタイミングを運動者に通知するための基準値である。この場合において、左足（又は右足）が先に踏み台１に乗り、右足（又は左足）が続いて踏み台１に乗り、左足（又は右足）が先に踏み台１から降り、右足（又は左足）が続いて踏み台１から降りた状態を足踏の１回と定義する。
【００４０】
前回の設定値を変更する場合には、フォーカスされている項目でカーソルスイッチにより変更する設定値を選択する。例えば、図５（１）における前回の基準回数は２５になっているが、右カーソルスイッチがオンされると、図５（２）に示すように、前回の基準回数の数値にフォーカスするとともに、他の基準値の候補を示すメニュー画面がウインドウ表示される。そして、最初の候補「３５」にフォーカスする。次に、下カーソルスイッチがオンされると、次の候補「３０」にフォーカス位置が移動する。ここで決定スイッチがオンされると、基準回数が２５から３０に変更される。この後は、フォーカス位置は足踏時間に移動する。カーソルスイッチのオン操作によって、伴奏曲指定にフォーカス位置が移動すると、図５（３）に示すように、伴奏曲のリスト画面がウインドウ表示される。
【００４１】
なお、メモリ２０７に記録された伴奏曲は、実際の演奏曲をＰＣＭ録音した後に、足踏運動支援に最適なように独特の編集加工を施したものであるが、そのフォーマットはＣＤの曲データのフォーマットと同様に、ステレオの片チャンネル当たり、４４．１ｋＨｚサンプリング、１６ビット／サンプルになっている。したがって、通常に再生する場合には、１秒間に約４４１００個のＰＣＭ波形データが読み出されて再生される。この場合において、複数の伴奏曲が選択された場合には、運動者の指定によってこれらの伴奏曲が順次に又はランダムに再生され、１つの伴奏曲が選択された場合には、その伴奏曲が繰り返し再生される。その他、プログラム再生などについても可能であるが、本発明には関係ないので説明は省略する。
なお、伴奏曲の中にはメロディ音およびリズム音を含む通常の音楽のほかに、特定の音色の伴奏曲、例えば、メトロノーム、カスタネット、シンバル、太鼓など、リズム音だけで構成された伴奏曲も含まれている。運動者は、１つ以上の音色を選択して再生することができる。
【００４２】
図６に、メモリ２０７に記録された伴奏曲の配列を示す。伴奏曲のデータは、チャンネル（ｃｈ）１の伴奏クロック、チャンネル２の伴奏リズム、チャンネル３のメロディ、チャンネル４のリズムで構成されている。なお、チャンネル４のリズムは、実際にはドラム、ベース、コードのチャンネルに分かれているが、ここでは説明を簡潔にするために１つのチャンネルとする。また、図１７においては、メロディおよびリズムのＰＣＭ波形データが記録されている部分を曲中部分と称し、それ以外を１曲目が始まる前も含めて曲間部分と称する。
【００４３】
図６において、曲間部分には、各アドレスに伴奏クロックが配置され、伴奏クロックの１０個ごとに伴奏リズムの波形データが配置されている。一方、曲中部分においては、この図では詳細には記載していないが、２２０５個のＰＣＭ波形データごとのアドレスに伴奏クロックが配置され、曲間部分と同様に伴奏クロックの１０個ごとに伴奏リズムの波形データが配置されている。すなわち、２２０５０個のＰＣＭ波形データごとに伴奏リズムの波形データが配置されている。したがって、４４．１ｋＨｚサンプリング、１６ビット／サンプルのＰＣＭ波形データは、１秒間に４４１００個のＰＣＭ波形データが再生されるので、曲間部分や後述する足替予告を行う場合には、曲中部分においても、ＰＣＭ波形データに代えて伴奏リズムの波形データを読み出して発音する。したがって、伴奏リズムの波形データを発音した場合には、２２０５０個の発音しないＰＣＭ波形データごとに、その波形データの音色のリズム音が１秒間に２個のテンポで発音される。
【００４４】
図６に示すように、曲間部分においては、伴奏クロックのアドレスを１以上の整数とした場合には、アドレス１、アドレス１１、アドレス２１のように、１０個の伴奏クロックのアドレスごとに伴奏リズムがある。ここで、ＮＵＬＬと記載されている部分には、データのない空き状態を示している。当然のことであるが、曲間部分におけるチャンネル３のメロディおよびチャンネル４のリズムはＮＵＬＬになっている。伴奏リズムは、例えば、ドラムのみ、ベースのみ、ティンパニのみ、トライアングルのみ、タンバリンのみの打楽器の単純なリズム音色、若しくは、２つ以上の打楽器を組み合わせたリズム音色、又は、メトロノームの「タック」、「タック」…の音色、若しくは、電子音の短い「ピッ」、「ピッ」…という非音楽的な音色などで構成され、曲の中の楽器の音色にない最適な音色が決定される。
【００４５】
図６において、曲間部分における最後の伴奏リズムのアドレスを（１０ｊ＋１）とすると、アドレス（１０ｊ＋１）から始まる伴奏クロックが１０個読み出されて、次のアドレス（１０ｊ＋１１）の伴奏クロックに同期して、１曲目のチャンネル４のリズム音の最初の極大値のＰＣＭ波形データが配列される。したがって、アドレス（１０ｊ＋１）の伴奏リズムの波形データによる発音と、伴奏曲のリズム音の最初の極大値の波形データによる発音との周期が設定されたテンポの周期と一致する。曲が開始した後の曲中部分においては、伴奏クロックと次の伴奏クロックとの間に、チャンネル３のメロディおよびチャンネル４のリズムからなる多数のＰＣＭ波形データが記憶されているので、上記したように、曲中部分においては、各アドレスに伴奏クロックがあるのではなく、ＰＣＭ波形データの２２０５ごとに伴奏クロックがあり、伴奏クロックの１０個ごとに伴奏リズムがある。
【００４６】
アドレス（１０００ｊ＋１）が１曲目のリズム音の最後の極大値である場合、すなわち、曲中部分の最後の伴奏リズムのアドレスを（１０００ｊ＋１）とすると、その後の曲の終了であるアドレスｄには曲の終了を識別するためのデータであるＥＮＤがチャンネル３，４に記憶されているとともに、その曲全体のメロディおよびリズムの音色並びに伴奏リズムの音色とは異なる音色の効果音がチャンネル２に記憶されている。この効果音は足替のタイミングに読み出されて出力される。効果音としては、例えば、メトロノームの「チーン」の音色、又は、電子音の長い「ピーッ」という音色などで構成される。したがって、曲中部分および曲間部分にかかわらず、足替のタイミングにおいては、アドレスｄの効果音が発音される。しかし、曲が終了したときが、ちょうど足替のタイミングである場合を除けば、アドレスｄの効果音を発音することはない。アドレス（１０００ｊ＋１）のメロディおよびリズムを発音したときから、伴奏曲のメロディ音およびリズム音の音量が極大値から減少して消音するまでのＰＣＭ波形データを読み出して発音し、アドレスｄの効果音を発音することなくスキップして１曲目が終った後は、テンポに応じた周期であるアドレス（１０１０ｊ＋１）の伴奏リズムが読み出されて発音され、その後は、１曲目の前の曲間部分と同様に、テンポに応じた周期で１０個の伴奏クロックごとに、曲間部分における伴奏リズムが読み出されて発音される。
【００４７】
曲間部分が終って２曲目に入ったときは、曲間部分の最後に発音した伴奏リズムのアドレスを（１０ｋ＋１）とすると、２曲目の最初のアドレスｅにかかわらず、アドレス（１０ｋ＋１）から２曲目のリズム音の最初の極大値のＰＣＭ波形データのアドレス（２０ｋ＋１）までが、設定されたテンポに対応する周期となる。したがって、２曲目の最初のアドレスｅからアドレス（２０ｋ＋１）の前のアドレスまでには、（２０ｋ−ｅ）個のＰＣＭ波形データを読み出して発音する。このように、複数の伴奏曲を順に再生する場合には、任意の伴奏曲の曲中部分においては、リズム音の極大値すなわち音量エンベロープの山が設定されたテンポで発音され、曲が終了して次の伴奏曲が開始するまでの曲間部分においては、伴奏リズムの波形データが設定されたテンポで発音され、次の伴奏曲が開始すると、その伴奏曲のリズム音の極大値が設定されたテンポで発音される。すなわち、テンポが設定されたときは、そのテンポの周期に対応して伴奏曲のリズム音の極大値若しくは伴奏リズム、又は足替タイミングにおける効果音が、その設定されたテンポの周期で発音される。
【００４８】
すなわち、図６に示した伴奏曲の配列は、メロディ音およびリズム音の楽音を含む曲を構成する離散した且つシーケンシャルな伴奏曲の波形データ群の配列であるチャンネル３およびチャンネル４の配列、２２０５個の伴奏曲の波形データごとに伴奏曲の波形データに同期した伴奏クロックのチャンネル１の配列、曲の前後（又は、曲の前だけでもよい）においても、所定数（図６では１０個）の伴奏クロックに同期した特定の音色からなる伴奏リズムの波形データのチャンネル２の配列、および、曲間部分に伴奏曲の波形データ群の音色とは異なる音色からなるチャンネル３の効果音の波形データ、および、効果音の波形データに同期したチャンネル１の伴奏クロックの配列で構成されている。さらに、伴奏リズムの周期と曲のリズム音の音量が極大となる楽音波形データの周期とが同期して配列されている。すなわち、再生された伴奏曲において、リズム音の音量エンベロープの山である極大値は、２２０５０個ごとの波形データに同期するようになっている。
【００４９】
図７は、携帯電話機２から赤外線を受信して楽音を発生するヘッドホン装置５の構造を示す図である。ヘッドホン装置５には、左スピーカ５１ａおよび右スピーカ５１ｂが左右方向に弾性を有する支持部材５２によって固定されている。なお、図には示していないが、各スピーカ５１ａ，５１ｂの上下方向の位置を調整するアジャスタが支持部材５２に設けられている。支持部材５２の中央には、携帯電話機２から受信した伴奏曲のＰＣＭ波形データやその他のデータを処理する信号処理部５３が設けられている。この信号処理部５３には、電源スイッチ５３ａ、電源オンで発光するインジケータ５３ｂ、着脱可能に収容された充電電池５３ｃなどが設けられている。また、左スピーカ５１ａの下部には、図２８に示したように、携帯電話機２からの上向きの赤外線ＩＲｃを受光するために、レンズおよびフォトダイオードなどからなる受光部５４が設けられている。さらに、左スピーカ５１ａおよび右スピーカ５１ｂの外側面からは、ヘッドホン装置５を運動者が頭に装着した場合に、顔の左右の前方に棒５５ａ，５５ｂが突き出している。そして、棒５５ａ，５５ｂの先端部の内側には、赤や緑などの可視光を発光する発光ダイオード５６ａ，５６ｂが設けられている。この棒５５ａ，５５ｂは足替通知のためのオプション部品であり、着脱可能なように各スピーカ５１ａ，５１ｂにおいてコネクタで接続されている。したがって、このような棒５５ａ，５５ｂが目の横にあるのが邪魔な運動者は、容易に抜き取ることができる。
【００５０】
８（１）は、運動者が、腰のベルト８に固定した専用ケース９に収容した携帯電話機２のヘッドホン端子２ｃとヘッドホン装置５とをアナログのステレオ用のケーブル１８で接続して、英会話を聞きながら足踏運動を行っている様子を示す図である。英会話の再生速度は規定の速度であり、設定された伴奏曲のテンポには関係しない。また、英会話の再生と伴奏曲の再生とが同時に行われても、一方が他方の邪魔にはならない。このことは、左脳と右脳との機能の違いが理由であると言われているが、生理学的に明確な形で証明されてはいない。しかし、発明者および他の者によって実践された足踏運動と同時進行での英会話の聞き取りにおいて、一方が他方の邪魔にはならないことが検証されている。しかも、英会話の修得において、単に英語を聞き流すだけで著しい効果が得られることが最近注目されているので、本発明のように、伴奏曲に合わせて運動しながら英会話が修得できることは、効率的な時間の過ごし方として優れた効果が期待できる。
【００５１】
図８において、踏み台１の構成は図１の場合とほとんど同じであるが、踏み台１はブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）の通信機能を具備しており、その前側面に設けられた送信アンテナ２０から、左足検出信号および右足検出信号をブルートゥースの無線信号によって携帯電話機２に送信する。もちろん、これを受信する携帯電話機２もブルートゥースの機能を具備している。ブルートゥースについては、すでに携帯電話機にも用いられているほど一般的になってきているので詳細な説明は省略するが、周波数ホッピング型スペクトル拡散方式の近距離無線通信（ＬＷＩ）によってデータの送受信を行なうもので、クラス３では最大１ｍＷの電力で数メートルから１０メートルの伝送範囲をカバーする。
【００５２】
図８（１）に示す構成は、ケーブル１８が運動者の上半身にだけしかないので、足踏運動の邪魔になることがない。ブルートゥースの通信方式は、赤外線の通信方式に比べて、現在のところは広く普及するまでには至ってないが、赤外線の場合よりも通信距離が長い上、赤外線のような直線的な志向性がないので、新しい近距離無線通信として期待されている。したがって、近い将来には携帯電話機の一般的な近距離通信として普及することが予想される。この結果、ブルートゥースを搭載した携帯電話機が安価に購入できるようになれば、図８（１）に示した構成の足踏運動支援システムがローコストで実現できる。
【００５３】
図８（２）は、図８（１）の場合と同様に、運動者が、腰のベルト８に固定した専用ケース９に収容した携帯電話機２のヘッドホン端子２ｃとヘッドホン装置５とをアナログのステレオ用のケーブル１８で接続して、足踏運動を行う場合の一部を示す図である。ただし、足踏のカウントは踏み台１側で行う構成になっている。踏み台１は、上面のプレート１１ａに加わる荷重の検出に応じて左足検出信号を発生し、上面のプレート１１ｂに加わる荷重の検出に応じて右足検出信号を発生する。そして、携帯電話機２から足踏の基準回数Ｎをカウントアップ値のプリセットデータとして赤外線によって受信する。そして、左足検出信号又は右足検出信号の連続した回数が基準回数Ｎに達したときは、携帯電話機２に対して足替信号を赤外線ＩＲによって送信する。ところが、携帯電話機２の赤外線の送受信は、上側面すなわちアンテナ２ｅ側で行うので、図８（２）に示すように、ベルト８に固定された専用ケース９に携帯電話機２を上下逆にして収容する。この場合には、赤外線を受光する受光部の保護部材２ｉ、ヘッドホン端子２ｃおよび足踏の開始および停止を行うためのサイドスイッチ２ｆの部分、および、サブ表示部２ａの部分に対応する専用ケース９に開口部を設ける。
【００５４】
図８（２）に示す構成も、図８（１）の場合と同様に、ケーブル１８が運動者の上半身にだけしかないので、足踏運動の邪魔になることがない。また、図８（２）に示す構成は、現在ほとんどの携帯電話機に搭載されている赤外線通信機能を利用できるという利点がある。なお、図には示していないが、踏み台１における赤外線の発光部および受光部は、図１に示したような前側面方向でなく、図８（１）に示した踏み台１のブルートゥースのアンテナ２０のような構造で、上方向に赤外線ＩＲを発光するとともに、携帯電話機２から送信される基準回数Ｎの赤外線を上から受光する構成にする。
【００５５】
図８（１）および図８（２）に示した構成においては、携帯電話機２は踏み台１から充電電池に対して充電電流を受けていない。この場合には、携帯電話機２の充電電池を、図２に示した踏み台１の充電電池１１５と同じ仕様として、踏み台１で十分に充電された充電電池を携帯電話機２に装着し、踏み台１の電源はＡＣアダプタ１１７を介して屋内のコンセントから供給する。あるいは、踏み台１に２個の充電電池を装着して充電できるようにして、充電された１つを携帯電話機２に装着すれば、屋内のコンセントに接続する必要はない。
【００５６】
以上のように、上記実施形態によれば、本発明の伴奏曲は、伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに伴奏曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、当該決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される。したがって、伴奏曲に合わせて運動する際に、複数種類の伴奏曲を順次再生する場合、および、同じ伴奏曲を繰り返し再生する場合において、現在の伴奏曲の再生が終了して次の再生が開始するまでの曲間においても、連続した運動のリズムを容易につかむことができる。
さらに、上記実施形態によれば、伴奏曲とともに英会話の教材が記録されているので、運動者は足踏運動をしながら、英会話の練習をすることができる。したがって、曲間においても連続した運動のリズムを容易につかめることで、伴奏曲とは異なる情報で伴奏曲のリズムの邪魔にならない英会話を伴奏曲とともに再生して、効率的な時間を過ごせる。英会話の他にも、他の外国語会話の教材、学術的な教材、録音されたラジオドラマ、小説の朗読、その他音の情報を伴奏曲とともに再生することにより、効率的な時間を過ごせる。
【００５７】
なお、本発明の伴奏曲を再生する装置としては、踏み台１および携帯電話機２によって、あるいはヘッドホン装置５をさらに加えて、様々な変形例が考えられる。この明細書に記載した実施形態および変形例に基づいて、当業者が容易に想到できるものであれば、本発明の技術的な範疇であると言える。例えば、本願における特許請求の範囲には、記録媒体の発明および曲配信方法の発明のカテゴリを記載しているが、記録媒体に記録された伴奏曲およびネットワークを介して配信された伴奏曲を再生する装置についても、上記実施形態に記載した装置に限らず様々な態様の装置が可能であり、いわゆる物の発明のカテゴリについても、本発明の技術的な範疇に含まれると解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の伴奏曲を再生するための足踏運動支援システムの外観図。
【図２】図１の踏み台の内部構成のブロック図。
【図３】図１の携帯電話機の内部構成のブロック図。
【図４】図３の携帯電話機の信号処理を説明する図。
【図５】図３の携帯電話機の足踏設定画面の図。
【図６】本発明の伴奏曲の配列を示す図。
【図７】本発明の伴奏曲を再生するためのヘッドホン装置の外観を示す図。
【図８】本発明の伴奏曲を再生して運動する状態を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
１ 踏み台
２ 携帯電話機
５ ヘッドホン装置
２０６ ＲＦブロック
２０７ メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動支援の伴奏曲を記録した記録媒体および運動支援の伴奏曲の曲配信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現代のような車社会においては、多くの人々が慢性的な運動不足に陥っている。その結果、糖尿病や脳卒中などの生活習慣病が大きな社会問題になっている。特に、糖尿病の患者は急増しており、予備軍も含めると１６００万人を超えたともいわれている。このため、平成１７年６月２７日の新聞記事によると、厚生労働省が国民向けの運動量などの指針づくりを始める。こうした指針は過去にもつくられたが、あまり効果が上がっていなかったため、最新の研究に基づいて作り直される。新たな指針では、階段の上り下り、自転車に乗るなど、普段の生活でできる運動を検討している。また、運動による生活習慣病の予防効果を指摘する声が近年高まっている。糖尿病を発症するリスクが高い人を対象にした海外での研究例によると、薬による治療では４年間で発症を３１％抑えられたのに対し、生活習慣の改善指導のほうが効果は高く、発症を５８％抑えられたという報告がある（非特許文献１参照）。
【０００３】
階段の上り下りや自転車に乗る運動が注目される理由としては、足は第２の心臓と言われているように、身体のなかでも特に重要な部位であるという認識などによると考えられる。事実、足を鍛えることによって、糖尿病などの成人病が防止できるという専門家の記述も多い。例えば、「運動がなぜ糖尿病を改善するのか」という疑問に対して、運動することは、肥満の解消にも役立ち、インスリンのはたらきをよくする。具体的には次のような運動効果がある。「インスリンの感受性がよくなる」、「運動することでブドウ糖が利用されインスリンの節約になる」、「インスリンのはたらきが活発になる」、「インスリンが増加する」、「善玉コレステロール（ＨＤＬ）が増えて、脂質が代謝されやすくなる」などと記載されている（非特許文献２参照）。
【０００４】
また、足を鍛えることによって、糖尿病などの生活習慣病が防止できるという別の専門家の記述では、「歩くことは万人向けのおすすめ運動である」として、老若男女を問わず、運動の強さを簡単に調整できるという利点が述べられている。また、歩く時間の長さはだいたい３０〜４０分程度と述べられている。また、体重１ｋｇに対して、１分間当たりの速歩の消費エネルギー（ｋｃａｌ）として、８０ｍ／分で「０．０７４７」、９０ｍ／分で「０．０９０６」、１００ｍ／分で「０．１０８３」、ジョギング（軽）で「０．１３８４」、ジョギング（強）で「０．１５６１」のデータが記載されている。このデータによれば、歩くより走るほうが消費エネルギーは大きいことになる（非特許文献３参照）。
【０００５】
その一方、走ることは筋肉や骨などを消耗させるとの見解もある。筑波大学体育科学系教授である鈴木正成氏の見解によれば、日本ではプロもアマチュアもトレーニング方法が間違っている。最も重要なのは、荷重に逆らって筋肉を鍛える「抵抗性運動」であると説く。ランニングは「消耗性運動」の代表であり、持久力を高める利点は大きい反面、筋肉も骨も体の脂肪も消耗させる。「抵抗性運動」はその逆で、筋肉や骨を成長させるとのことであると述べている（非特許文献４参照）。
【０００６】
上記非特許文献１ないし４の記述を考慮すると、「歩行運動」と「抵抗性運動」との組み合わせが最適な運動であることが分かる。したがって、自転車に乗る運動、自転車のペダルを模擬した器具による足踏運動、階段を上り下りする運動、坂道などの勾配のある道を歩行する運動、床などの平面上に置いた踏み台を上り下りする足踏運動などは、誰でも手軽にできるので、糖尿病などの生活習慣病を防止するために有効である。
【０００７】
一方、このような運動は手軽である反面、極めて単調な運動でもある。さらに、薬のような即効性は期待することができない。このため、飽き易く長続きすることができないという問題がある。この対策として、音楽を聴きながら運動することが考えられる。運動に音楽をリンクさせた提案は多く発表されている。
【０００８】
例えば、ある提案の運動支援装置においては、少なくとも１つの音楽データを予め記憶し、使用者の目標脈拍数と使用者の現在の脈拍数との差にもとづく補正値によって運動テンポを補正し、その補正した運動テンポにもとづき音楽データを補正し、補正された音楽データにより音楽を再生する構成になっている（特許文献１参照）。したがって、運動の前に使用者が自分に適した運動テンポを設定し、その設定値にもとづいて再生する伴奏曲のテンポを決定し、その伴奏曲に合わせて運動することは可能である。
また、ある提案の運動支援方法および運動支援用オーディオデータ記録媒体においては、家庭用のラジカセやＣＤプレーヤなどの一般的な再生システムにより再生されるリズム音や楽音などの音楽を聞きながら、踏み台昇降運動などを行う。また、再生される記録媒体には、踏み台の高さ、テンポに関連した運動強度を基準に選択された複数の音楽が記録されている（特許文献２参照）。したがって、運動の前に使用者が自分に適した運動テンポの伴奏曲を選択し、その伴奏曲に合わせて運動することは可能である。
また、ある提案の教習用記録媒体、教習用プログラムおよび教習装置においては、音楽再生を伴って身体運動を教習する（特許文献３参照）。したがって、運動の前に使用者が自分に適した運動テンポと伴奏曲のテンポとを合わせて運動することは可能である。
また、ある提案のペースメーカーにおいては、音楽等のリズム刺激をペースメーカーとして用いて運動する構成が記載されている（特許文献４参照）。したがって、運動の前に使用者が自分に適した運動テンポと伴奏曲のテンポとを合わせて運動することは可能である。
【特許文献１】特開２００１−２９９９８０号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６１４２号公報
【特許文献３】特開２００４−２９４５５０号公報
【特許文献４】特開２００５−２２４３１８号公報
【非特許文献１】朝日新聞平成１７年６月２７日夕刊、記事「運動の効果実用的に」
【非特許文献２】秋場龍一著「糖尿病は快癒する」株式会社ＤＨＣ出版、１９９８年３月２日、ｐ２３９−２４０
【非特許文献３】井藤英喜著「血糖値が高い人が読む本」主婦と生活社出版、１９９９年１０月４日、ｐ１０６−１０９
【非特許文献４】朝日新聞編集「明日へのカルテ、運動とからだ４」朝日新聞、１９９３年１０月２４日、日曜版５面
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１および特許文献４においては、複数種類の伴奏曲を順次再生する場合に、現在の伴奏曲の再生が終了して次の伴奏曲の再生が開始するまでの曲間、又は、同じ伴奏曲を繰り返し再生する場合に、伴奏曲の再生が終了して次の再生が開始するまでの曲間については手当がされていない。このため、曲間においては連続した運動のリズムがつかめず、いわゆる「たたらを踏む」おそれが十分にある。何故ならば、曲間においては無音状態である上に、再生が終了するときのリズム（テンポ）と次の再生が開始するときのリズムとが同期していないからである。例えば、床などの平面上に置いて片足づつ昇り降りする足踏運動の場合に、曲間になって運動のリズムがつかめずたたらを踏んだときは、踏み台に昇り損ねたり降り損ねたりして、思わぬ怪我をするおそれもある。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、伴奏曲に合わせて運動する際に、複数種類の伴奏曲を順次再生する場合、および、同じ伴奏曲を繰り返し再生する場合において、現在の伴奏曲の再生が終了して次の再生が開始するまでの曲間においても、連続した運動のリズムを容易につかむことができるようにすることを目的とする。
さらに、本発明は、曲間においても連続した運動のリズムを容易につかめることで、伴奏曲とは異なる情報で伴奏曲のリズムの邪魔にならない情報、例えば、外国語会話の教材、学術的な教材、録音されたラジオドラマ、小説の朗読、その他音の情報を伴奏曲とともに再生して、効率的な時間を過ごせるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
運動支援の伴奏曲を記録した本発明の記録媒体（実施形態においては、図３のメモリ２０７に相当する）は、伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに伴奏曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、当該決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される伴奏曲を記録した構成になっている。
【００１２】
本発明の記録媒体において、再生するプログラムをさらに記録した構成にしてもよい。
本発明の記録媒体において、入力操作によって設定されたテンポに関係なく所定の読み出し速度に基づいて再生される情報（実施形態においては、英会話の教材に相当する）を記録し、当該情報は、再生するプログラムによって伴奏曲とともに再生されるような構成にしてもよい。
本発明の記録媒体において、記録された伴奏曲の中にはメロディ音の無い特定の音色のリズム音だけで構成された伴奏曲が含まれているような構成にしてもよい。さらに、この場合において、特定の音色は、当該記録媒体に記録されている複数種類の音色の中から、入力操作によって選択された音色であるような構成にしてもよい。
【００１３】
通信回線（実施形態においては、インターネットに相当する）によって運動支援の伴奏曲を配信する本発明の曲配信方法は、伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、当該決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される伴奏曲を配信する構成になっている。
【００１４】
本発明の曲配信方法において、再生するプログラムを伴奏曲とともに配信するような構成にしてもよい。
本発明の曲配信方法において、入力操作によって設定されたテンポに関係なく所定の読み出し速度に基づいて再生される情報（実施形態においては、英会話の教材に相当する）を配信し、当該情報は、再生するプログラムによって伴奏曲とともに再生されるような構成にしてもよい。
本発明の曲配信方法において、配信される伴奏曲の中にはメロディ音の無い特定の音色のリズム音だけで構成された伴奏曲が含まれているような構成にしてもよい。さらに、この場合において、特定の音色は、配信された複数種類の音色の中から、入力操作によって選択された音色であるような構成にしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の記録媒体および曲配信方法によれば、伴奏曲に合わせて運動する際に、複数種類の伴奏曲を順次再生する場合、および、同じ伴奏曲を繰り返し再生する場合において、現在の伴奏曲の再生が終了して次の再生が開始するまでの曲間においても、連続した運動のリズムを容易につかむことができるという利点がある。
また、本発明の記録媒体および曲配信方法によれば、曲間においても連続した運動のリズムを容易につかめることで、伴奏曲とは異なる情報で伴奏曲のリズムの邪魔にならない情報を伴奏曲とともに再生して、効率的な時間を過ごせるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、運動支援の伴奏曲を記録した記録媒体を再生する場合の実施形態、あるいは、運動支援の伴奏曲を配信する曲配信方法によって配信された伴奏曲を再生する場合の実施形態について、その伴奏曲を再生する足踏運動支援システムを例に採って、図を参照して説明する。
図１は、足踏運動支援システムの外観を示す図である。図１において、踏み台１は、携帯電話機２が装着された卓上ホルダ３のＵＳＢコネクタ（図示せず）にＵＳＢケーブル４によって接続されている。携帯電話機２は、このＵＳＢコネクタ４および卓上ホルダ３を介して、踏み台１から電力の供給を受けている。なお、この図において、携帯電話機２は、踏み台１の前側に配置されている。すなわち、運動者は携帯電話機２が配置された側と反対側から踏み台１に昇り降りの足踏運動を行う。
【００１７】
踏み台１は、床の平面に置かれて、運動者が片足ずつ昇り降りして足踏運動を行うためのものであり、上部踏み台１１と下部踏み台１２とが重ねられた踏み台を構成し、かつ、容易に分離する構造になっている。図１に示した状態では、高さｈ１の上部踏み台１１と高さｈ２の下部踏み台１２とが重ねられているので、床からの高さは（ｈ１＋ｈ２）である。下部踏み台１２を取り外した場合には、床からの高さは上部踏み台１１のみのｈ１となる。さらに、取り外した下部踏み台１２を上部踏み台１１に隣接させて、その下部踏み台１２から上部踏み台１１に昇り降りして足踏運動を行う場合には、その高さは（ｈ１−ｈ２）となる。第１実施形態においては、ｈ１＝１５ｃｍ、ｈ２＝５ｃｍになっている。この結果、踏み台１の高さは、２０ｃｍ、１５ｃｍ、および１０ｃｍに設定することができる。したがって、運動者は自分に最適な踏み台１の高さを容易に設定することが可能であるので、老若男女を含む様々な使用者に対して最適な足踏みの高さを提供することができる。
【００１８】
上部踏み台１１の上面には、左足を乗せるプレート１１ａおよび右足を乗せるプレート１１ｂが設けられ、図には示していないが、各プレートは内部において２系統のスプリングなどの弾性部材によって支持されているとともに、プレート１１ａおよびプレート１１ｂのそれぞれに足を乗せた場合には、対応する各弾性部材に圧力が加えられて、プレート１１ａおよびプレート１１ｂが下側に変位する。その変位量は、弾性部材の弾性力と運動者の体重によって変化する。この変位によって足踏時のクッションの機能を果たすので、運動者の膝や足首および腰にかかる負担を軽減することができる。
【００１９】
さらに、上部踏み台１１の内部には、プレート１１ａおよびプレート１１ｂのそれぞれに対応して、左足および右足が乗せられたことを検出する２つのセンサが設けられている。センサとしては、振動や圧力を検出する圧電セラミックス素子、磁石およびコイルからなる誘導型の圧電素子、小さなスプリング（プレート１１ａおよびプレート１１ｂを支持する弾性部材とは別のもの）および錘によって振動で変位するもの、荷重によってプレート１１ａ，１１ｂの位置が変化するのを光で検出する近接スイッチや光電スイッチなどの光スイッチがある。このようなセンサの中には、プレート１１ａおよびプレート１１ｂにかかる運動者の体重の圧力によって発電できるものもある。この第１実施形態および後の第２実施形態、第３実施形態においては、圧電セラミックス素子を用いた圧力センサを使用している。なお、足踏運動によって発生する発電電流は交流であるので、直流に変換するための整流回路が発電部に必要になる。また、図には示していないが、上部踏み台１１には、電源スイッチや音量調整用のボリュームつまみ、および、家庭用の１００ボルトのコンセントに接続するための電源コード用のコネクタが設けられている。
【００２０】
踏み台１の上部踏み台１１の前側面には、携帯電話機２と接続するＵＳＢケーブル４のコネクタ１３が装着されている。以下、ＵＳＢケーブル４のコネクタ１３と結合する踏み台１側の図示しないコネクタもコネクタ１３と称する。コネクタ１３を有する踏み台１の前側面において、プレート１１ａに対応する位置には、携帯電話機２に向けて赤外線ＩＲａを発光する発光ダイオード１４ａがロッドレンズなどのレンズと一体に設けられ、プレート１１ｂに対応する位置には、携帯電話機２に向けて赤外線ＩＲｂを発光する発光ダイオード１４ｂがレンズと一体に設けられている。また、その同じ前側面の左端近傍には、ステレオ楽音信号を入力するための入力端子１５が設けられている。一方、上部踏み台１１の左側面には、ステレオのＬチャンネルの楽音を発音するためのスピーカ１６ａが設けられている。さらに、その左側面には、ヘッドホン装置（図示せず）にステレオ楽音信号を出力するためのヘッドホン端子１７が設けられている。なお、この図には示されていないが、上部踏み台１１の右側面にも、ステレオのＲチャンネルの楽音を発音するためのスピーカ（符号は１６ｂとする）が設けられている。
【００２１】
一方、携帯電話機２は、折りたたみ式の構造であり、電波状態、電池残量、時刻、電話およびメールの着信報知などを表示するサブ表示部２ａ、点滅してメールや電話の着信を報知する発光ダイオード２ｂ、ステレオ楽音信号を出力するためのヘッドホン端子２ｃ、ＵＳＢコネクタ２ｄ、アンテナ２ｅ、サイドスイッチ２ｆが設けられている。さらに、この図では見えないが、携帯電話機２内部に設けられて赤外線を送受信する発光部および受光部を保護するための保護部材がアンテナ２ｅの近傍に設けられている。第１実施形態においては、ヘッドホン端子２ｃはステレオ用のケーブル１８によって踏み台１の入力端子１５に接続されている。さらに、図には示していないが、卓上ホルダ３から電源の供給を受ける外部電源入力端子（符号は２ｇとする）、メイン表示部（符号は２ｈとする）、複数のスイッチ、データなどを処理する回路の電子部品を搭載した回路基板など設けられている。そして、サブ表示部２ａ、発光ダイオード２ｂ、メイン表示部２ｈなどを有する上部本体と、ヘッドホン端子２ｃ、ＵＳＢコネクタ２ｄ、アンテナ２ｅ、サイドスイッチ２ｆ、スイッチ群、回路基板などを有する下部本体とが、ヒンジによって開閉できる構造になっている。
なお、ＵＳＢコネクタ２ｄは４個の端子で構成され、データ入力端子とデータ出力端子のほかに、外部から電源を供給するための２個の電源入力端子がある。したがって、卓上ホルダ３を介さずに、ＵＳＢコネクタ１３およびＵＳＢケーブル４によって踏み台１から直接電源の供給を受ける構成も可能である。
【００２２】
次に、踏み台１および携帯電話機２の電気的な構成について説明する。
図２は、踏み台１の内部構成を示すブロック図である。圧力センサ１０１は、プレート１１ａにおける左足の押圧によって左足検出信号を発生して出力する。圧力センサ１０２は、プレート１１ｂにおける右足の押圧によって右足検出信号を発生して出力する。コンパレータ１０３は、圧力センサ１０１の出力と所定の閾値とを比較して、左足の押圧によって圧力センサ１０１で発生した左足検出信号を２値の左足検出信号のパルスに変換して出力する。コンパレータ１０４は、圧力センサ１０２の出力と閾値とを比較して、右足の押圧によって圧力センサ１０２で発生した右足検出信号を２値の右足検出信号のパルスに変換して出力する。発振回路１０５は、一定の周波数信号を発生して出力する。分周回路１０６は、発振回路１０５から出力された周波数信号をさらに低い周波数に分周して、異なる一定の周波数ｆ１およびｆ２からなる２つの高周波信号を出力する。
【００２３】
変調回路１０７は、周波数ｆ１の高周波信号をコンパレータ１０３から出力された左足検出信号によって振幅変調して出力し、周波数ｆ２の高周波信号をコンパレータ１０４から出力された２値の右足検出信号によって振幅変調して出力する。ＩＲＬＥＤドライバ１０８は、変調回路１０７から出力された変調された左足検出信号を発光ダイオード１４ａに出力して、図１に示したように、赤外線ＩＲａを携帯電話機２に向けて発光させる。ＩＲＬＥＤドライバ１０９は、変調回路１０７から出力された変調された右足検出信号を発光ダイオード１４ｂに出力して、図１に示したように、赤外線ＩＲｂを携帯電話機２に向けて発光させる。このような回路構成は安価であるが、近距離通信方式の１つとして標準化している業界標準団体ＩｒＤＡ（ Infrared Data Association ）の標準規格のプロトコルに準拠している訳ではないので、後述する携帯電話機２の側では、赤外線を受信した後に特定の信号処理が必要になる。なお、変調方式としては振幅変調に限定するものではない。周波数変調、位相変調などでもよい。あるいは、ＩｒＤＡの標準規格のプロトコルに準拠した赤外線通信部を踏み台１側に設ける構成でもよい。この場合には、携帯電話機２においてＩｒＤＡの標準規格のプロトコルに準拠した赤外線通信部が設けられているので、携帯電話機２の側では特定の信号処理は必要でない。
【００２４】
ステレオアンプ１１０は、図１に示したケーブル１８を介して携帯電話機２から出力されるアナログのステレオ信号を増幅して出力する。スイッチ部１１１は、後述する電源部からの電源をオン・オフする電源スイッチやステレオアンプ１１０の増幅率を調整するボリュームつまみ、その他のスイッチなどを備えている。出力切替スイッチ１１２は、ステレオアンプ１１０から出力されるステレオ信号の出力先を切り替える。メインアンプ１１３は、出力切替スイッチ１１２を介してステレオアンプ１１０から得られるステレオ信号を増幅して、Ｌチャンネルスピーカ１６ａおよびＲチャンネルのスピーカ１６ｂに供給する。出力切替スイッチ１１２は、図１に示したヘッドホン端子１７にステレオ用のケーブルが接続されることによって機械的又は電気的に切り替えられるスイッチである。すなわち、図２に示した状態は、ヘッドホン端子１７にヘッドホン装置が接続された状態であり、出力切替スイッチ１１２を介してステレオアンプ１１０から得られるステレオ信号はヘッドホン装置に供給される。以下、ステレオアンプ１１０、メインアンプ１１２、および左右のスピーカ１６ａ，１６ｂによる発音システム、および、ステレオアンプ１１０および図示しないヘッドホン装置による発音システムをサウンドシステムと称する。
【００２５】
発電部１１４は、上記したように、上部踏み台１１におけるプレート１１ａおよびプレート１１ｂにおける左足および右足の圧力に応じて発電して、図示しない整流回路によって変換された直流電流を出力する。充電電池１１５は、着脱可能な２次電池で構成され、踏み台１において上記した回路部に定電圧の電源を供給するとともに、外部からの直流電流によって充電される。すなわち、発電部１１４から出力される直流電流によって充電されるとともに、入力端子１１６に家庭用の１００ボルトの交流電圧が接続された場合には、ＡＣアダプタ１１７によって１００ボルトの交流電圧が低電圧の直流電圧に変換されて、その直流電流によって充電される。さらに、図１に示したように、ＵＳＢコネクタ１３およびＵＳＢケーブル４を介して接続された携帯電話機２内の充電電池が、発電部１１４、１００ボルトの交流電圧が接続された場合のＡＣアダプタ１１７から出力される直流電流によって充電される。
【００２６】
ダイオード１１８、１１９、および１２０は、充電電流の制御を行うためのものである。この実施形態においては、発電部１１４の出力電圧、充電電池１１５の定格電圧、ＡＣアダプタ１１７の出力電圧、および携帯電話機２の充電電池の定格電圧は６．０ボルトである。したがって、充電電池１１５および携帯電話機２の充電電池が６．０ボルトにフル充電されている状態においては、ダイオード１１８、１１９、１２０の電圧降下分である約０．６ボルトの電圧差のために、充電電池１１５および携帯電話機２の充電電池への充電は行われない。電力消費によって、充電電池１１５又は携帯電話機２の充電電池の端子電圧が５．４ボルトより下がったときには、その下がった充電電池に対して充電が行われる。なお、何らかの原因で発電部１１４又はＡＣアダプタ１１７の出力電圧が５．４ボルトより下がった場合でも、ダイオード１１８、１１９の逆方向特性によって電流が発電部１１４又はＡＣアダプタ１１７に逆流することはない。
【００２７】
図３は、携帯電話機２の内部構成を示すブロック図である。ＣＰＵ２０１は、信号処理専用のＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）を内蔵したＬＳＩで構成されている。ＣＰＵ２０１のシステムバス２０２には、プログラムＲＯＭ２０３、ワークＲＡＭ２０４、スイッチ部２０５、ＲＦブロック２０６、メモリ２０７、メイン表示ドライバ２０８、サブ表示ドライバ２０９、音声合成メモリ２１０、インタフェース２１１が接続されている。ＣＰＵ２０１は、これら各部との間で指令およびデータの授受を行ってこの携帯電話機２を制御する。
【００２８】
プログラムＲＯＭ２０３には、ＣＰＵ２０１によって実行される制御プログラムや初期値があらかじめ記憶されている。ワークＲＡＭ２０４には、ＣＰＵ２０１によって処理されるデータを一時的にストアするエリア、制御プログラムの実行に必要なレジスタやフラグのエリアが設けられている。スイッチ部２０５は、電源スイッチ、オフフックスイッチ、オンフックスイッチ、メールスイッチ、発信スイッチ、カーソルスイッチ、決定スイッチ、数字／文字入力スイッチ、および図１に示したサイドスイッチ２ｆなどのスイッチ群で構成されている。ＲＦブロック２０６は、アンテナ２ｅを介して公衆電話交換網のネットワークとの間で通話やメールを送受信したり、インターネットなどのネットワークを介して種々のサイトに接続して通信するための無線送受信部、無線信号処理部など（図示せず）を備えている。メモリ２０７は、フラッシュＲＯＭなどからなる書換え可能な不揮発性メモリで構成され、着脱可能な構造になっている。メモリ２０７には、複数種類の伴奏曲、伴奏曲を再生するための再生プログラム、および、英会話の教材があらかじめ記録されている。さらに、ＲＦブロック２０６を介して、外部の曲配信サーバから配信された複数種類の伴奏曲、伴奏曲を再生するための再生プログラム、および、英会話の教材をメモリ２０７に記録することも可能である。
【００２９】
メイン表示ドライバ２０８には、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などからなるメイン表示部２ｈが接続されており、スイッチ部２０５の操作に応じたメニュー画面などを表示する。なお、上記各スイッチの中には、そのときの状態に従って、同一のスイッチで複数の機能を兼用するものも含まれているとともに、メイン表示部２ｈに表示されたアイコンスイッチと連動して、スイッチ機能を果たすものもある。各スイッチの機能については後述する。サブ表示ドライバ２０９には、図１に示したサブ表示部２ａが接続されている。サブ表示部２ａも、電話やメールの着信をバックライトの点灯によって報知するとともに、後述する特定のメニューが選択された場合には、その選択メニューを表示する場合もある。音声合成メモリ２１０は、各種の音声メッセージのデータが記憶されている。
【００３０】
ＣＰＵ２０１の入出力ポートには、マイク２１２、スピーカ２１３、バイブレータ２１４、赤外線通信部２１５、並びに、図１に示した発光ダイオード２ｂ、ヘッドホン端子２ｃ、ＵＳＢコネクタ２ｄからのデータ入力線およびデータ出力線が接続されている。マイク２１２は電話の音声を送信し、スピーカ２１３は電話の音声を受信するとともに、電話の発信時に呼出報知を行う。さらに、スピーカ２１３、バイブレータ２１４、および発光ダイオード２ｂは、電話やメールの着信をそれぞれリンガ音、振動、点滅によって報知する。ヘッドホン端子２ｃからは、図１に示したケーブル１８を介して、アナログのステレオ信号が踏み台１又は携帯電話機２専用のヘッドホン装置に送出される。
【００３１】
赤外線通信部２１５は、通常のモードである通信モード（ＭＯＤＯ＝０）の場合には、ＩｒＤＡの標準規格のプロトコルに従って、パソコンや他の携帯電話機との間でファイルや画像などのデータ転送、又は、家電製品の制御が可能である。一方、この第１実施形態における足踏運動のモード（ＭＯＤＥ＝１）の場合には、図２に示した振幅変調の左足検出信号および右足検出信号を受信できるように、復調処理、周波数分離処理などの特定の信号処理を行う。一方、変形例として上記したように、踏み台１側において、ＩｒＤＡの標準規格のプロトコルに従ったデータ転送を行う場合には、足踏運動のモード（ＭＯＤＥ＝１）においてもＩｒＤＡの標準規格のプロトコルに従って受信すればよい。いずれにおいても、図１に示したように、踏み台１から送信される２系統の赤外線ＩＲａ，ＩＲｂを受信して、電気信号に変換した後、２系統の左足検出信号ＩＲａおよび右足検出信号ＩＲｂをＣＰＵ２０１に入力する。
【００３２】
充電電池２１６は、外部から供給される直流電流によって充電される２次電池であり、電源スイッチがオンされると、上記の各回路に約４ボルトの電源を供給する。インタフェース２１１は、充電電池２１６の充電を制御する回路であり、外部からの電源供給の有無、および、外部からの電源供給がＵＳＢコネクタ２ｄ又は外部電源入力端子２ｇのいずれかを検出して、ＣＰＵ２０１に検出結果を送出するとともに、約６ボルトの外部電圧を約４ボルトに変換して円滑な充電動作を制御する。ダイオード２１７、２１８は、何らかの原因で外部電源の電圧が４ボルトより低くなった場合に、充電電池２１６から電流が逆流するのを防止する。
なお、ＵＳＢコネクタ２ｄにおいて、電源入力端子のほかのデータ入力端子およびデータ出力端子がＣＰＵ２０１の入出力ポートに接続されているが、これについては後の第２実施形態において説明する。
【００３３】
足踏運動の開始によって通常モード（ＭＯＤＥ＝０）から足踏モード（ＭＯＤＥ＝１）に変化すると、上記したようにＣＰＵ２０１の制御によって、赤外線通信部２１５は踏み台１から携帯電話機２に対して送信された２系統の赤外線ＩＲａおよびＩＲｂを受信して復調し、左足検出信号ＩＲａおよび右足検出信号ＩＲｂとしてＣＰＵ２０１に送出する。図４は、ＣＰＵ２０１における信号処理の動作を説明する図である。
【００３４】
図４（１）は、踏み台１のプレート１１ａに左足が乗ったときの左足検出信号ＩＲａ、および、踏み台１のプレート１１ｂに右足が乗ったときの右足検出信号ＩＲｂを処理するＣＰＵ２０１の動作をハードウェアの回路で示した図である。実際には、この信号処理は足踏運動支援処理のプログラムのソフトウェアによって実行されるのであるが、その動作を分かり易くするために、図４（１）の回路による信号処理として説明する。左足検出信号ＩＲａは、フリップフロップ３０１のデータ端子Ｄ、リセット端子Ｒ、およびフリップフロップ３０２のクロック端子ＣＫに入力される。また、右足検出信号ＩＲｂは、フリップフロップ３０２のデータ端子Ｄ、リセット端子Ｒ、およびフリップフロップ３０１のクロック端子ＣＫに入力される。なお、図には示していないが、フリップフロップ３０１、３０２のリセット端子Ｒは、パワーオンリセットによって最初はローレベルになっており、フリップフロップ３０１，３０２はともにリセット状態になっている。
【００３５】
次に、この回路の動作について説明する。
例えば、左足が先行して所定のテンポで足踏運動が行われている場合には、左足検出信号ＩＲａおよび右足検出信号ＩＲｂは図４（２）に示す波形になっている。すなわち、左足がプレート１１ａに乗るとＩＲａがローレベルからハイレベルになり、右足がプレート１１ｂに乗るとＩＲｂがローレベルからハイレベルになる。次に、左足がプレート１１ａから降りるとＩＲａがハイレベルからローレベルになり、右足がプレート１１ｂから降りるとＩＲｂがハイレベルからローレベルになる。したがって、フリップフロップ３０１においては、左足がプレート１１ａに乗ってハイレベルの左足検出信号ＩＲａがデータ端子Ｄおよびリセット端子Ｒに入力されると、リセット状態が解除される。次に、クロック端子ＣＫに入力された右足検出信号ＩＲｂの立ち上がりに応じて、データ端子Ｄに入力されているハイレベルの左足検出信号ＩＲａがラッチされて、フリップフロップ３０１の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ１がローレベルからハイレベルに変化する。そして、左足がプレート１１ａから降ろされて左足検出信号ＩＲａがハイレベルからローレベルに変化したときは、フリップフロップ３０１のリセット端子Ｒがローレベルに変化するので、フリップフロップ３０１がリセットされて、その出力端子Ｑからの出力信号Ｃ１がハイレベルからローレベルに変化する。この結果、フリップフロップ３０１の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ１は、足踏運動のテンポに同期したパルス信号になる。フリップフロップ３０２においては、クロック端子ＣＫに入力された左足検出信号ＩＲａの立ち上がりのときは、データ端子Ｄに入力されている右足検出信号ＩＲｂは常にローレベルであるので、フリップフロップ３０２の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ２は、ローレベルの状態から変化しない。
【００３６】
一方、右足が先行して足踏運動が行われている場合には、左足検出信号ＩＲａおよび右足検出信号ＩＲｂは図４（３）に示す波形になっている。すなわち、右足がプレート１１ｂに乗るとＩＲｂがローレベルからハイレベルになり、左足がプレート１１ａに乗るとＩＲａがローレベルからハイレベルになる。次に、右足がプレート１１ｂから降りるとＩＲｂがハイレベルからローレベルになり、左足がプレート１１ａから降りるとＩＲａがハイレベルからローレベルになる。したがって、フリップフロップ３０１においては、クロック端子ＣＫに入力された右足検出信号ＩＲｂの立ち上がりのときは、データ端子Ｄに入力されている左足検出信号ＩＲａは常にローレベルであるので、フリップフロップ３０１の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ１は、ローレベルの状態から変化しない。フリップフロップ３０２においては、右足がプレート１１ｂに乗ってハイレベルの右足検出信号ＩＲｂがデータ端子Ｄおよびリセット端子Ｒに入力されると、リセット状態が解除される。次に、クロック端子ＣＫに入力された左足検出信号ＩＲａの立ち上がりに応じて、データ端子Ｄに入力されているハイレベルの右足検出信号ＩＲｂがラッチされて、フリップフロップ３０２の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ２がローレベルからハイレベルに変化する。そして、右足がプレート１１ｂから降ろされて右足検出信号ＩＲｂがハイレベルからローレベルに変化したときは、フリップフロップ３０２のリセット端子Ｒがハイレベルからローレベルに変化するので、フリップフロップ３０２がリセットされて、その出力端子Ｑからの出力信号Ｃ２がハイレベルからローレベルに変化する。この結果、フリップフロップ３０２の出力端子Ｑからの出力信号Ｃ２は、足踏運動のテンポに同期したパルス信号になる。
【００３７】
このように、図４（１）の回路によれば、足踏運動において先行する足を検出することにより、左足が連続して先行する足踏の歩数、および、右足が連続して先行する足踏の歩数を容易にカウントすることができる。また、出力信号Ｃ１，Ｃ２の周期によって足踏のテンポを検出することができる。さらに、出力信号Ｃ１および出力信号Ｃ２のパルスを累積して足踏運動の開始から終了までの足踏総回数を検出することができる。
【００３８】
図５（１）〜（３）は、足踏設定画面を示す図である。この画面は、カーソルスイッチによってスクロールされる。足踏設定画面には、基準回数、足踏時間（分）、伴奏曲指定、テンポ指定、足替通知の項目が表示される。そして、図５（１）に示すように、メモリ２０７から読み出した前回の各設定項目における設定内容を表示する。なお、図１１に示す設定内容は、最初はプログラムＲＯＭ２０３からメモリ２０７に転送されたデフォルト値であり、その後は、前回の足踏運動においてメモリ２０７に設定された値である。
【００３９】
図５（１）において、設定内容に応じて各項目にフォーカスする。最初は基準回数にフォーカスする。基準回数とは、伴奏曲の楽音に合わせながら、左足又は右足が先行して連続した足踏運動を行ったときに、足踏回数がこの設定値に近づいたとき、および、足踏回数がこの設定値に達したときに伴奏曲の発音の態様を変化させて、足替のタイミングを運動者に通知するための基準値である。この場合において、左足（又は右足）が先に踏み台１に乗り、右足（又は左足）が続いて踏み台１に乗り、左足（又は右足）が先に踏み台１から降り、右足（又は左足）が続いて踏み台１から降りた状態を足踏の１回と定義する。
【００４０】
前回の設定値を変更する場合には、フォーカスされている項目でカーソルスイッチにより変更する設定値を選択する。例えば、図５（１）における前回の基準回数は２５になっているが、右カーソルスイッチがオンされると、図５（２）に示すように、前回の基準回数の数値にフォーカスするとともに、他の基準値の候補を示すメニュー画面がウインドウ表示される。そして、最初の候補「３５」にフォーカスする。次に、下カーソルスイッチがオンされると、次の候補「３０」にフォーカス位置が移動する。ここで決定スイッチがオンされると、基準回数が２５から３０に変更される。この後は、フォーカス位置は足踏時間に移動する。カーソルスイッチのオン操作によって、伴奏曲指定にフォーカス位置が移動すると、図５（３）に示すように、伴奏曲のリスト画面がウインドウ表示される。
【００４１】
なお、メモリ２０７に記録された伴奏曲は、実際の演奏曲をＰＣＭ録音した後に、足踏運動支援に最適なように独特の編集加工を施したものであるが、そのフォーマットはＣＤの曲データのフォーマットと同様に、ステレオの片チャンネル当たり、４４．１ｋＨｚサンプリング、１６ビット／サンプルになっている。したがって、通常に再生する場合には、１秒間に約４４１００個のＰＣＭ波形データが読み出されて再生される。この場合において、複数の伴奏曲が選択された場合には、運動者の指定によってこれらの伴奏曲が順次に又はランダムに再生され、１つの伴奏曲が選択された場合には、その伴奏曲が繰り返し再生される。その他、プログラム再生などについても可能であるが、本発明には関係ないので説明は省略する。
なお、伴奏曲の中にはメロディ音およびリズム音を含む通常の音楽のほかに、特定の音色の伴奏曲、例えば、メトロノーム、カスタネット、シンバル、太鼓など、リズム音だけで構成された伴奏曲も含まれている。運動者は、１つ以上の音色を選択して再生することができる。
【００４２】
図６に、メモリ２０７に記録された伴奏曲の配列を示す。伴奏曲のデータは、チャンネル（ｃｈ）１の伴奏クロック、チャンネル２の伴奏リズム、チャンネル３のメロディ、チャンネル４のリズムで構成されている。なお、チャンネル４のリズムは、実際にはドラム、ベース、コードのチャンネルに分かれているが、ここでは説明を簡潔にするために１つのチャンネルとする。また、図１７においては、メロディおよびリズムのＰＣＭ波形データが記録されている部分を曲中部分と称し、それ以外を１曲目が始まる前も含めて曲間部分と称する。
【００４３】
図６において、曲間部分には、各アドレスに伴奏クロックが配置され、伴奏クロックの１０個ごとに伴奏リズムの波形データが配置されている。一方、曲中部分においては、この図では詳細には記載していないが、２２０５個のＰＣＭ波形データごとのアドレスに伴奏クロックが配置され、曲間部分と同様に伴奏クロックの１０個ごとに伴奏リズムの波形データが配置されている。すなわち、２２０５０個のＰＣＭ波形データごとに伴奏リズムの波形データが配置されている。したがって、４４．１ｋＨｚサンプリング、１６ビット／サンプルのＰＣＭ波形データは、１秒間に４４１００個のＰＣＭ波形データが再生されるので、曲間部分や後述する足替予告を行う場合には、曲中部分においても、ＰＣＭ波形データに代えて伴奏リズムの波形データを読み出して発音する。したがって、伴奏リズムの波形データを発音した場合には、２２０５０個の発音しないＰＣＭ波形データごとに、その波形データの音色のリズム音が１秒間に２個のテンポで発音される。
【００４４】
図６に示すように、曲間部分においては、伴奏クロックのアドレスを１以上の整数とした場合には、アドレス１、アドレス１１、アドレス２１のように、１０個の伴奏クロックのアドレスごとに伴奏リズムがある。ここで、ＮＵＬＬと記載されている部分には、データのない空き状態を示している。当然のことであるが、曲間部分におけるチャンネル３のメロディおよびチャンネル４のリズムはＮＵＬＬになっている。伴奏リズムは、例えば、ドラムのみ、ベースのみ、ティンパニのみ、トライアングルのみ、タンバリンのみの打楽器の単純なリズム音色、若しくは、２つ以上の打楽器を組み合わせたリズム音色、又は、メトロノームの「タック」、「タック」…の音色、若しくは、電子音の短い「ピッ」、「ピッ」…という非音楽的な音色などで構成され、曲の中の楽器の音色にない最適な音色が決定される。
【００４５】
図６において、曲間部分における最後の伴奏リズムのアドレスを（１０ｊ＋１）とすると、アドレス（１０ｊ＋１）から始まる伴奏クロックが１０個読み出されて、次のアドレス（１０ｊ＋１１）の伴奏クロックに同期して、１曲目のチャンネル４のリズム音の最初の極大値のＰＣＭ波形データが配列される。したがって、アドレス（１０ｊ＋１）の伴奏リズムの波形データによる発音と、伴奏曲のリズム音の最初の極大値の波形データによる発音との周期が設定されたテンポの周期と一致する。曲が開始した後の曲中部分においては、伴奏クロックと次の伴奏クロックとの間に、チャンネル３のメロディおよびチャンネル４のリズムからなる多数のＰＣＭ波形データが記憶されているので、上記したように、曲中部分においては、各アドレスに伴奏クロックがあるのではなく、ＰＣＭ波形データの２２０５ごとに伴奏クロックがあり、伴奏クロックの１０個ごとに伴奏リズムがある。
【００４６】
アドレス（１０００ｊ＋１）が１曲目のリズム音の最後の極大値である場合、すなわち、曲中部分の最後の伴奏リズムのアドレスを（１０００ｊ＋１）とすると、その後の曲の終了であるアドレスｄには曲の終了を識別するためのデータであるＥＮＤがチャンネル３，４に記憶されているとともに、その曲全体のメロディおよびリズムの音色並びに伴奏リズムの音色とは異なる音色の効果音がチャンネル２に記憶されている。この効果音は足替のタイミングに読み出されて出力される。効果音としては、例えば、メトロノームの「チーン」の音色、又は、電子音の長い「ピーッ」という音色などで構成される。したがって、曲中部分および曲間部分にかかわらず、足替のタイミングにおいては、アドレスｄの効果音が発音される。しかし、曲が終了したときが、ちょうど足替のタイミングである場合を除けば、アドレスｄの効果音を発音することはない。アドレス（１０００ｊ＋１）のメロディおよびリズムを発音したときから、伴奏曲のメロディ音およびリズム音の音量が極大値から減少して消音するまでのＰＣＭ波形データを読み出して発音し、アドレスｄの効果音を発音することなくスキップして１曲目が終った後は、テンポに応じた周期であるアドレス（１０１０ｊ＋１）の伴奏リズムが読み出されて発音され、その後は、１曲目の前の曲間部分と同様に、テンポに応じた周期で１０個の伴奏クロックごとに、曲間部分における伴奏リズムが読み出されて発音される。
【００４７】
曲間部分が終って２曲目に入ったときは、曲間部分の最後に発音した伴奏リズムのアドレスを（１０ｋ＋１）とすると、２曲目の最初のアドレスｅにかかわらず、アドレス（１０ｋ＋１）から２曲目のリズム音の最初の極大値のＰＣＭ波形データのアドレス（２０ｋ＋１）までが、設定されたテンポに対応する周期となる。したがって、２曲目の最初のアドレスｅからアドレス（２０ｋ＋１）の前のアドレスまでには、（２０ｋ−ｅ）個のＰＣＭ波形データを読み出して発音する。このように、複数の伴奏曲を順に再生する場合には、任意の伴奏曲の曲中部分においては、リズム音の極大値すなわち音量エンベロープの山が設定されたテンポで発音され、曲が終了して次の伴奏曲が開始するまでの曲間部分においては、伴奏リズムの波形データが設定されたテンポで発音され、次の伴奏曲が開始すると、その伴奏曲のリズム音の極大値が設定されたテンポで発音される。すなわち、テンポが設定されたときは、そのテンポの周期に対応して伴奏曲のリズム音の極大値若しくは伴奏リズム、又は足替タイミングにおける効果音が、その設定されたテンポの周期で発音される。
【００４８】
すなわち、図６に示した伴奏曲の配列は、メロディ音およびリズム音の楽音を含む曲を構成する離散した且つシーケンシャルな伴奏曲の波形データ群の配列であるチャンネル３およびチャンネル４の配列、２２０５個の伴奏曲の波形データごとに伴奏曲の波形データに同期した伴奏クロックのチャンネル１の配列、曲の前後（又は、曲の前だけでもよい）においても、所定数（図６では１０個）の伴奏クロックに同期した特定の音色からなる伴奏リズムの波形データのチャンネル２の配列、および、曲間部分に伴奏曲の波形データ群の音色とは異なる音色からなるチャンネル３の効果音の波形データ、および、効果音の波形データに同期したチャンネル１の伴奏クロックの配列で構成されている。さらに、伴奏リズムの周期と曲のリズム音の音量が極大となる楽音波形データの周期とが同期して配列されている。すなわち、再生された伴奏曲において、リズム音の音量エンベロープの山である極大値は、２２０５０個ごとの波形データに同期するようになっている。
【００４９】
図７は、携帯電話機２から赤外線を受信して楽音を発生するヘッドホン装置５の構造を示す図である。ヘッドホン装置５には、左スピーカ５１ａおよび右スピーカ５１ｂが左右方向に弾性を有する支持部材５２によって固定されている。なお、図には示していないが、各スピーカ５１ａ，５１ｂの上下方向の位置を調整するアジャスタが支持部材５２に設けられている。支持部材５２の中央には、携帯電話機２から受信した伴奏曲のＰＣＭ波形データやその他のデータを処理する信号処理部５３が設けられている。この信号処理部５３には、電源スイッチ５３ａ、電源オンで発光するインジケータ５３ｂ、着脱可能に収容された充電電池５３ｃなどが設けられている。また、左スピーカ５１ａの下部には、図２８に示したように、携帯電話機２からの上向きの赤外線ＩＲｃを受光するために、レンズおよびフォトダイオードなどからなる受光部５４が設けられている。さらに、左スピーカ５１ａおよび右スピーカ５１ｂの外側面からは、ヘッドホン装置５を運動者が頭に装着した場合に、顔の左右の前方に棒５５ａ，５５ｂが突き出している。そして、棒５５ａ，５５ｂの先端部の内側には、赤や緑などの可視光を発光する発光ダイオード５６ａ，５６ｂが設けられている。この棒５５ａ，５５ｂは足替通知のためのオプション部品であり、着脱可能なように各スピーカ５１ａ，５１ｂにおいてコネクタで接続されている。したがって、このような棒５５ａ，５５ｂが目の横にあるのが邪魔な運動者は、容易に抜き取ることができる。
【００５０】
８（１）は、運動者が、腰のベルト８に固定した専用ケース９に収容した携帯電話機２のヘッドホン端子２ｃとヘッドホン装置５とをアナログのステレオ用のケーブル１８で接続して、英会話を聞きながら足踏運動を行っている様子を示す図である。英会話の再生速度は規定の速度であり、設定された伴奏曲のテンポには関係しない。また、英会話の再生と伴奏曲の再生とが同時に行われても、一方が他方の邪魔にはならない。このことは、左脳と右脳との機能の違いが理由であると言われているが、生理学的に明確な形で証明されてはいない。しかし、発明者および他の者によって実践された足踏運動と同時進行での英会話の聞き取りにおいて、一方が他方の邪魔にはならないことが検証されている。しかも、英会話の修得において、単に英語を聞き流すだけで著しい効果が得られることが最近注目されているので、本発明のように、伴奏曲に合わせて運動しながら英会話が修得できることは、効率的な時間の過ごし方として優れた効果が期待できる。
【００５１】
図８において、踏み台１の構成は図１の場合とほとんど同じであるが、踏み台１はブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）の通信機能を具備しており、その前側面に設けられた送信アンテナ２０から、左足検出信号および右足検出信号をブルートゥースの無線信号によって携帯電話機２に送信する。もちろん、これを受信する携帯電話機２もブルートゥースの機能を具備している。ブルートゥースについては、すでに携帯電話機にも用いられているほど一般的になってきているので詳細な説明は省略するが、周波数ホッピング型スペクトル拡散方式の近距離無線通信（ＬＷＩ）によってデータの送受信を行なうもので、クラス３では最大１ｍＷの電力で数メートルから１０メートルの伝送範囲をカバーする。
【００５２】
図８（１）に示す構成は、ケーブル１８が運動者の上半身にだけしかないので、足踏運動の邪魔になることがない。ブルートゥースの通信方式は、赤外線の通信方式に比べて、現在のところは広く普及するまでには至ってないが、赤外線の場合よりも通信距離が長い上、赤外線のような直線的な志向性がないので、新しい近距離無線通信として期待されている。したがって、近い将来には携帯電話機の一般的な近距離通信として普及することが予想される。この結果、ブルートゥースを搭載した携帯電話機が安価に購入できるようになれば、図８（１）に示した構成の足踏運動支援システムがローコストで実現できる。
【００５３】
図８（２）は、図８（１）の場合と同様に、運動者が、腰のベルト８に固定した専用ケース９に収容した携帯電話機２のヘッドホン端子２ｃとヘッドホン装置５とをアナログのステレオ用のケーブル１８で接続して、足踏運動を行う場合の一部を示す図である。ただし、足踏のカウントは踏み台１側で行う構成になっている。踏み台１は、上面のプレート１１ａに加わる荷重の検出に応じて左足検出信号を発生し、上面のプレート１１ｂに加わる荷重の検出に応じて右足検出信号を発生する。そして、携帯電話機２から足踏の基準回数Ｎをカウントアップ値のプリセットデータとして赤外線によって受信する。そして、左足検出信号又は右足検出信号の連続した回数が基準回数Ｎに達したときは、携帯電話機２に対して足替信号を赤外線ＩＲによって送信する。ところが、携帯電話機２の赤外線の送受信は、上側面すなわちアンテナ２ｅ側で行うので、図８（２）に示すように、ベルト８に固定された専用ケース９に携帯電話機２を上下逆にして収容する。この場合には、赤外線を受光する受光部の保護部材２ｉ、ヘッドホン端子２ｃおよび足踏の開始および停止を行うためのサイドスイッチ２ｆの部分、および、サブ表示部２ａの部分に対応する専用ケース９に開口部を設ける。
【００５４】
図８（２）に示す構成も、図８（１）の場合と同様に、ケーブル１８が運動者の上半身にだけしかないので、足踏運動の邪魔になることがない。また、図８（２）に示す構成は、現在ほとんどの携帯電話機に搭載されている赤外線通信機能を利用できるという利点がある。なお、図には示していないが、踏み台１における赤外線の発光部および受光部は、図１に示したような前側面方向でなく、図８（１）に示した踏み台１のブルートゥースのアンテナ２０のような構造で、上方向に赤外線ＩＲを発光するとともに、携帯電話機２から送信される基準回数Ｎの赤外線を上から受光する構成にする。
【００５５】
図８（１）および図８（２）に示した構成においては、携帯電話機２は踏み台１から充電電池に対して充電電流を受けていない。この場合には、携帯電話機２の充電電池を、図２に示した踏み台１の充電電池１１５と同じ仕様として、踏み台１で十分に充電された充電電池を携帯電話機２に装着し、踏み台１の電源はＡＣアダプタ１１７を介して屋内のコンセントから供給する。あるいは、踏み台１に２個の充電電池を装着して充電できるようにして、充電された１つを携帯電話機２に装着すれば、屋内のコンセントに接続する必要はない。
【００５６】
以上のように、上記実施形態によれば、本発明の伴奏曲は、伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに伴奏曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、当該決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される。したがって、伴奏曲に合わせて運動する際に、複数種類の伴奏曲を順次再生する場合、および、同じ伴奏曲を繰り返し再生する場合において、現在の伴奏曲の再生が終了して次の再生が開始するまでの曲間においても、連続した運動のリズムを容易につかむことができる。
さらに、上記実施形態によれば、伴奏曲とともに英会話の教材が記録されているので、運動者は足踏運動をしながら、英会話の練習をすることができる。したがって、曲間においても連続した運動のリズムを容易につかめることで、伴奏曲とは異なる情報で伴奏曲のリズムの邪魔にならない英会話を伴奏曲とともに再生して、効率的な時間を過ごせる。英会話の他にも、他の外国語会話の教材、学術的な教材、録音されたラジオドラマ、小説の朗読、その他音の情報を伴奏曲とともに再生することにより、効率的な時間を過ごせる。
【００５７】
なお、本発明の伴奏曲を再生する装置としては、踏み台１および携帯電話機２によって、あるいはヘッドホン装置５をさらに加えて、様々な変形例が考えられる。この明細書に記載した実施形態および変形例に基づいて、当業者が容易に想到できるものであれば、本発明の技術的な範疇であると言える。例えば、本願における特許請求の範囲には、記録媒体の発明および曲配信方法の発明のカテゴリを記載しているが、記録媒体に記録された伴奏曲およびネットワークを介して配信された伴奏曲を再生する装置についても、上記実施形態に記載した装置に限らず様々な態様の装置が可能であり、いわゆる物の発明のカテゴリについても、本発明の技術的な範疇に含まれると解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の伴奏曲を再生するための足踏運動支援システムの外観図。
【図２】図１の踏み台の内部構成のブロック図。
【図３】図１の携帯電話機の内部構成のブロック図。
【図４】図３の携帯電話機の信号処理を説明する図。
【図５】図３の携帯電話機の足踏設定画面の図。
【図６】本発明の伴奏曲の配列を示す図。
【図７】本発明の伴奏曲を再生するためのヘッドホン装置の外観を示す図。
【図８】本発明の伴奏曲を再生して運動する状態を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
１ 踏み台
２ 携帯電話機
５ ヘッドホン装置
２０６ ＲＦブロック
２０７ メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動支援の伴奏曲を記録した記録媒体であって、
伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに伴奏曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、当該決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される伴奏曲を記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項２】
請求項１の記録媒体において、前記再生するプログラムをさらに記録したことを特徴とする。
【請求項３】
請求項１又は２の記録媒体において、入力操作によって設定されたテンポに関係なく所定の読み出し速度に基づいて再生される情報を記録し、当該情報は、前記再生するプログラムによって前記伴奏曲とともに再生されることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項の記録媒体において、記録された伴奏曲の中にはメロディ音の無い特定の音色のリズム音だけで構成された伴奏曲が含まれていることを特徴とする。
【請求項５】
請求項４の記録媒体において、前記特定の音色は、当該記録媒体に記録されている複数種類の音色の中から、入力操作によって選択された音色であることを特徴とする。
【請求項６】
通信回線によって運動支援の伴奏曲を配信する曲配信方法であって、
伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、当該決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される伴奏曲を配信することを特徴とする曲配信方法。
【請求項７】
請求項６の曲配信方法において、前記再生するプログラムを伴奏曲とともに配信することを特徴とする。
【請求項８】
請求項６又は７の曲配信方法記において、入力操作によって設定されたテンポに関係なく所定の読み出し速度に基づいて再生される情報を配信し、当該情報は、前記再生するプログラムによって前記伴奏曲とともに再生されることを特徴とする。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項の曲配信方法において、配信される伴奏曲の中にはメロディ音の無い特定の音色のリズム音だけで構成された伴奏曲が含まれていることを特徴とする。
【請求項１０】
請求項９の曲配信方法において、前記特定の音色は、配信された複数種類の音色の中から、入力操作によって選択された音色であることを特徴とする。
【請求項１】
運動支援の伴奏曲を記録した記録媒体であって、
伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに伴奏曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、当該決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される伴奏曲を記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項２】
請求項１の記録媒体において、前記再生するプログラムをさらに記録したことを特徴とする。
【請求項３】
請求項１又は２の記録媒体において、入力操作によって設定されたテンポに関係なく所定の読み出し速度に基づいて再生される情報を記録し、当該情報は、前記再生するプログラムによって前記伴奏曲とともに再生されることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項の記録媒体において、記録された伴奏曲の中にはメロディ音の無い特定の音色のリズム音だけで構成された伴奏曲が含まれていることを特徴とする。
【請求項５】
請求項４の記録媒体において、前記特定の音色は、当該記録媒体に記録されている複数種類の音色の中から、入力操作によって選択された音色であることを特徴とする。
【請求項６】
通信回線によって運動支援の伴奏曲を配信する曲配信方法であって、
伴奏曲中および伴奏曲間にわたって配列された伴奏クロックの配列、伴奏曲中において所定数の伴奏クロックごとにリズム音が同期した楽音波形データの配列、および、伴奏曲間において前記所定数の伴奏クロックごとに同期するとともに曲のメロディ音とは音色が異なる伴奏リズムの波形データの配列を有し、入力操作によって設定されたテンポに応じて伴奏クロックの読み出し速度を決定し、当該決定した読み出し速度に基づいて伴奏曲を再生するプログラムによって再生される伴奏曲を配信することを特徴とする曲配信方法。
【請求項７】
請求項６の曲配信方法において、前記再生するプログラムを伴奏曲とともに配信することを特徴とする。
【請求項８】
請求項６又は７の曲配信方法記において、入力操作によって設定されたテンポに関係なく所定の読み出し速度に基づいて再生される情報を配信し、当該情報は、前記再生するプログラムによって前記伴奏曲とともに再生されることを特徴とする。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項の曲配信方法において、配信される伴奏曲の中にはメロディ音の無い特定の音色のリズム音だけで構成された伴奏曲が含まれていることを特徴とする。
【請求項１０】
請求項９の曲配信方法において、前記特定の音色は、配信された複数種類の音色の中から、入力操作によって選択された音色であることを特徴とする。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−８６５５３（Ｐ２００７−８６５５３Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７６９６４（Ｐ２００５−２７６９６４）
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（３０３０１５６５３）有限会社ラルゴ (23)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（３０３０１５６５３）有限会社ラルゴ (23)
【Ｆターム（参考）】
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