KR20030004387A - 신체 동작 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 동작 검출 장치는 용기(10)와, 이 용기 내에 지지되고, 압전 재료로 이루어진 탄성판 내에 형성되어 신체의 적어도 제1 방향(X)의 동작에 의해 진동하는 제1 진동부(16)와, 제2 방향(Z)을 중심으로 하여 진동하는 제2 진동부(17)를 갖는다. 양 진동부의 진동은 전기 신호로 변환되고, 변환된 신호의 값은 표시부(5)에 의해 표시된다.

Description

신체 동작 검출 장치{BODY MOTION DETECTOR}

사용자의 신체에 부착하여, 신체의 운동을 감지기로 검출하여 그 데이터로 사용자의 운동 상황을 판단하고, 건강 관리 등의 목적에 이용하는 발명의 제안은 아주 많다. 예컨대,

(1) 일본 특허 공개 공보 평성 제10-295651호에 개시된 기술에 있어서는 이용자가 허리부에 장착한 가속도계를 갖는 휴대 단말기는 입력시켜 둔 개인 데이터와 자동 계측한 운동량을 외부의 센터 컴퓨터에 전화 송신하고 분석하여 건강 진단하며, 그 결과를 휴대 단말기로 보내어 이용자의 요구에 따라 표시하도록 구성되어 있다.

(2) 일본 특허 공개 공보 제2000-41953호에 개시된 기술에 있어서는, 이용자 신체에 부착된 행동 데이터 수집 장치의 체동(體動) 감지기가 검출한 동작을 1차 가공하고, 그것을 수신한 외부 퍼스널 컴퓨터 측의 행동 데이터 출력 장치가 개인 정보를 이용하여 2차 가공한 데이터를 출력한다. 이 장치는 데이터 수집 장치 측에서의 개인 정보 입력이나 대량의 2차 가공 정보의 축적을 불필요하게 하고, 조작성이나 메모리 용량의 삭감을 도모하고 있다.

(3) 일본 특허 공개 공보 제2000-41952호에 있어서는 행동 정보 검출 기기의 메모리 용량을 저감하기 위해 감지기와 체동 검출 회로의 출력으로부터 내부 MPU를 이용하여 걸음수, 보행 페이스, 행동의 종류, 운동 강도, 소비 칼로리 등의 생체 정보를 계산하고, 1분마다 계산 결과를 기억, 표시 또는 외부로 송신한다.

상기 종래예 (1), (2), (3)에 있어서의 장치는 충분히 소형이 아니어서 장착에 따른 사용자의 부담이 적지 않다.

본 발명의 목적은 소형으로 경량, 또한 장착 부담감이 적은 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 신체의 동작을 검출하는 장치에 관한 것이다.

도 1은 동작 측정 장치의 평면도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 동작 감지기의 일례의 내부 구조를 도시하는 평면도.

도 4a는 본 발명의 동작 측정 장치의 실시예의 측정 동작의 흐름도.

도 4b, 도 4c는 그 중의 에너지 계산을 행하는 부분의 흐름도.

도 5는 제1 피시험자의 주기성 있음으로 판단된 운동의 가속도 Gx와 각속도ωz의 절대값의 합의 관계를 나타내는 그래프.

도 6은 동일한 피시험자가 행한 비주기성이라고 판단된 운동에 있어서의 가속도 Gx와 각속도 ωz의 절대값의 합의 관계를 나타내는 그래프.

도 7은 5명의 피시험자의 보행, 주행 속도와 ωz의 절대값의 합과의 관계를 나타내는 그래프.

도 8은 동일한 피시험자의 보행, 주행 속도와 Gx의 절대값의 합과의 관계를 나타내는 그래프.

도 9는 피시험자에게 거의 지정한 속도로 보행, 주행을 시켰을 때의 Gx, ωz 절대값의 합의 분포를 나타내는 그래프.

도 10은 제2 피시험자에 대해서 채취한 동일한 데이터의 그래프.

도 11은 제1 피시험자의 1일간의 운동을 15분마다 식별한 결과를 도시하는 그래프.

도 12는 제1 피시험자의 1일간에 걸친 15분마다의 소비 에너지 변동을 도시하는 그래프.

도 13은 제1 피시험자의 1일간에 걸친 걸음수의 변동을 15분마다 도시한 그래프.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 동작 측정 장치를 도시하는 평면도.

도 15는 중앙 단면도.

도 16은 제2 실시예에 이용되는 동작 감지기를 도시하는 평면도.

도 17은 단면도.

도 18, 도 19는 제2 실시예를 이용한 커뮤니케이션 시스템의 블록도.

도 20은 본 발명의 동작 측정 장치에 이용되는 동작 감지기의 다른 예를 도시하는 평면도.

도 21은 본 발명의 제3 실시예를 개략적으로 도시하는 도면.

도 22a는 제3 실시예에 이용되는 3축 가속도 감지기의 구체적인 일례를 도시하는 평면도.

도 22b는 단면도.

도 23a, 도 23b는 가속도에 의한 변형 상태를 도시하는 개략도.

도 24a는 전술한 바와 같이 하여 얻어진 각 축 방향의 가속도 Gx, Gy, Gz의 파형의 일례를 도시하는 파형도.

도 24b는 각 가속도 데이터를 2회 적분하여 얻어진 시시 각각의 감지기의 위치 정보를 3차원 좌표 상에 재합성한 추정된 궤적의 사시도.

도 25는 위치 벡터의 크기 및 방향을 정의하는 사시도.

도 26은 본 발명에 의해 식별된 각종 운동을 히스토그램으로서 도시한 도면.

도 27은 본 발명의 손목시계형 기기의 제4 실시예의 측정 장치의 평면도.

도 28은 우측면도.

도 29는 6시 방향에서 본 밑면도.

도 30은 단면도.

도 31은 외부 기기의 기능 동작을 도시하는 흐름도.

도 32는 외부 기기 측의 목표 설정 화면.

도 33은 외부 기기의 걸음수 집계 처리 화면.

도 34는 보행 집계 처리에 있어서 도달 거리를 구체적 지명으로 표현하기 위한 설정 입력 화면.

발명의 개시

본 발명에 의한 동작 검출 장치는 용기와, 이 용기 내에 지지되고, 신체의 적어도 제1 방향의 동작에 의해 진동하는 제1 진동부와, 제2 방향을 중심으로 하여 진동하는 제2 진동부와, 양 진동부의 진동을 전기 신호로 변환하는 변환 수단과, 변환된 신호의 값을 표시하는 표시부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제1 진동부는 평행한 한 쌍의 막대형 진동체로 구성되고, 제2 진동부는 음차(音叉)로 구성되어 있다.

변환 수단은 탄성판이 압전 재료로 구성되고, 양 진동부에 부착된 검출 전극막을 갖는다.

용기는 케이스 내에 수용되고, 케이스는 손목에 장착할 수 있는 구조로 되어 있다.

제1 진동부는 가속도를 검출하는 것이고, 제2 진동부는 각속도를 검출하는 것이다.

제1 방향은 수직 방향이고, 제2 방향은 수직면 내의 방향이다.

본 발명은 지지체 상에 지지된 압전판과, 압전판 상에 방사 방향으로 3방향으로 배열 접착된 다수의 전극막과, 압전판의 중심 하측에 고정된 부하 질량과, 전극막의 출력을 표시하는 표시부로 이루어지는 동작 검출 장치를 제공한다.

음차는 한 쌍의 외측 다리(外脚)와 그 중간의 중간 다리(中脚)로 이루어진다.

음차는 중앙에 배치되어 막대형 진동체가 음차의 양측에서 음차의 길이 방향으로 평행하게 설치되어 있다.

막대형 진동체가 기부(基部)의 고정부에서 용기에 고정되고, 선단부가 기부의 고정부보다 작은 면적의 고정부에서 용기에 고정 지지되어 있다.

본 발명의 동작 검출 분석 장치의 제1 실시예에 대해서 설명한다. 도 1은 동작 측정 장치의 평면도, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 단면도이다. 동작 측정 장치(1)는 거의 손목시계형의 케이스(2)를 가지며, 한 쌍의 손목 밴드(3)에 의해 사용자의 손목에 장착할 수 있게 되어 있다. 케이스(2)에는 동작 감지기(4), 액정 표시 장치(5), 외부 장치와의 통신 회로 모듈(6), 전원 전지(7), 조작 스위치(8)가 설치되어 있다. 동작 측정 장치(1)는 사용자에게 부담을 주지 않게 장착되도록 박형·소형으로 되어 있다. 표시 장치(5)는 가장 넓은 표면에 배치되어 보기 쉽게 되어 있다. 동작 감지기(4)는 표시 장치(5)와 평행하게 배치되어 있다. 표시 장치(5)는 액정 표시 패널로 박형이며, 동작 감지기(4)도 얇은 패키지에 수용되어 있다.

동작 감지기(4)는 동작 측정 장치(1)의 고유 방향에 대한 적어도 각각 한쪽 방향의 가속도 및 각속도를 측정하도록 구성되어 있다. 도면에 도시하는 가속도 Gx의 방향은 착용자가 기립상태에서 팔을 자연스럽게 몸 쪽으로 내렸을 때, 몸의 상하 방향(즉 수직 방향. 이것을 X축이라 함)에 해당하는 방향이다. 또한 측정되는 각속도 ωz의 방향은 팔을 몸 측면에 평행하게 흔들 때의 신체의 좌우축(Z축) 주위의 팔의 하박부의 자연스러운 회전 방향에 해당하는 것이다.

동작 감지기(4)를 표시 장치(5)와 평행하게 배치하는 이유는 다음과 같다.동작 측정 장치(1)를 손목시계와 같이, 표시면이 손목의 등 쪽 또는 손바닥 쪽이 되도록 장착한 것으로 하고, 상체를 직립시켜 팔꿈치를 자연스럽게 구부려 펴거나 또는 상박부를 어깨 주위로 회전할 때, 그 회전면은 몸 쪽에 평행하게 되고, 손목시계와 같이 손목에 장착한 측정 장치(1)의 표시면, 즉 표시 장치(5)와 평행하게 되기 때문에, 그 가장 넓은 면에 평행한 회전 검출면을 갖는 각속도 감지기가 있으면, 그것을 내부에 포함하는 동작 감지기(4)를 표시 장치(5)와 평행하게 배치하는 것이 바람직하기 때문이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 동작 감지기의 내부 구조의 일례를 도시하는 평면도이다. 이 동작 감지기의 구조는 상기와 같은 형상, 배치, 검출 방향에 관한 요구를 전부 충족하는 것이다. 용기(10)는 얇은 박스형으로 기밀하지만, 도면에서는, 내부 구조를 도시하기 위해 용기의 천장 부분을 제거하고 있다. 용기 내에는 바닥부를 관통하는 다수의 밀봉 단자 핀(11)이 설치되고, 각 핀은 동작 감지기 진동체(12) 상의 검출 전극막군(도시하지 않음)의 개개와 본딩 와이어(도시하지 않음)로 접속되어 있다. 동작 감지기 진동체(12)는 한 장의 압전 재료의 평판으로부터 포토리소그래피 기술로 펀칭 형성된 것으로, 가속도 감지부(16)와 각속도 감지부(17)가 일체화되어 있다. 동작 감지기 진동체(12)는 기부(13)의 이면의 고정부(14)와, 작은 면적의 고정부(15)의 이면이 용기(10)측의 받침대(도시하지 않음) 상에 접착되어 지지되어 있다.

각속도 감지기부(17)는 소위 3각 음차형의 형상을 한 부분이며, 각각 L자형의 제1 외측 다리(18), 제2 외측 다리(19), 중간 다리(20) 및 음차 기부(21),지점(22)으로 구성된다. 외측 다리(18, 19)는 통상의 2각(脚) 음차와 같이 각각이 캔틸레버로 대칭축에 관해서 대칭인 진동을 행하도록, 각속도 측정 회로(도시하지 않음)에 포함된 발진 회로로부터의 진동 전류에 의해 일정 진폭으로 여진되도록 되어 있다. 중간 다리(20)는 여진되지 않지만, 그 변형을 검출하기 위해서 중간 다리의 네 면에 각각 검출 전극(도시하지 않음)이 장착되어 있다. 각 다리의 선단부에는 각각 부가 질량(23, 24, 25)이 금속의 두꺼운 도금층에 의해 형성되고, 고유 진동수를 내리고 또한 서로 같게 하기 위해서 설치되어 있다. 또한, 중간 다리(20)의 고유 진동수는 양 외측 다리의 고유 진동수와 적절히 차를 두는 경우가 있다.

이 경우, 동작 감지기 진동체(12)가 도시한 방향, 즉 지면에 수직인 Z축에 평행한 회전축 주위로 각속도 ωz로 회전하면, 양 외측의 진동 다리(18, 19)에는 각속도에 비례하는 전향력(Coriolis's force)이 작용한다. 그 방향은 다리의 길이 방향으로서, 어느 순간 외측 다리(18)에 다리 선단 방향의 힘이 작용하면, 외측 다리(19)에는 다리의 기부를 향하는 힘이 작용한다. 힘의 방향은 다리의 진동과 동기하여 정현적으로 변화되어 주기적으로 반전한다. 2개의 힘은 양 외측 다리가 평행하게 떨어져 있고 또한 부가 질량의 편심 방향도 외축 다리 축에 대하여 반대이므로 우력(偶力)을 구성하며, 음차 기부(21)를 흔들어, 지점(22)의 주위에 미소한 회전 진동을 야기한다. 이 전향력에 의한 모멘트에 기인하는 음차 기부(21)의 진동을 감지하여 중간 다리(20)는 전향력에 비례한 진폭으로 진동한다. 중간 다리(20)에 설치한 검출 전극으로 추출된 진동 전압이 각속도 ωz의 검출 신호이며, 표시 신호로 변환되어 표시 장치(5)에 표시된다.

동작 감지기 진동체(12)의 가속도 감지기부(16)는 끝을 기부에 지지한 한 쌍의 평행한 진동하는 2개의 막대형 진동체(27, 28) 및 부가 질량(30)으로 구성된다. 부가 질량(30)은 넓은 면적의 소재판의 일부의 질량과 그 표면에 도금된 두꺼운 도금재의 질량으로 이루어진다. 부가 질량(30)은 한 쌍의 공백부에 의해 2개의 지지 스프링(31, 32)이 형성되고, 이것이 고정부(15)와 일체가 되어 부가 질량(30)을 지지하며, 도시한 X 방향의 미소한 변위를 허용하도록 되어 있다. 고정부(15)는 부가 질량(30)이 Y, Z 방향으로는 그다지 변위되지 않지만, X 방향으로는 어느 정도 변위되도록 지지 고정되어 있다. 각각 양단이 고정된 막대형 진동체(27, 28)는 동작 감지기 진동체(12)의 대칭축에 관하여 대칭인 활 모양을 이루는 진동 자태로 발진 회로에 의해 여진된다.

그 발진 주파수는 통상 일정하지만, 부가 질량(30)에 도시한 X 방향의 가속도 Gx가 작용하면, 그 크기에 비례하는 힘으로 부가 질량(30)은 막대형 진동체(27), 막대형 진동체(28)를 그 길이 방향으로 압축 혹은 인장하게 되고, 그 힘의 방향과 크기에 의해 발진 주파수가 증감하여 변화된다. 그래서 기준 주파수를 설정하고, 이것과 변화되는 발진 주파수를 비교하여, 발진 주파수의 변화 방향과 양을 진동체(27, 28)상의 검출 전극막에 의해 검출하고, X축 방향의 가속도 Gx를 구할 수 있다. 기준 주파수원을 특별히 설치하지 않고, 각속도 감지기용 진동체인 외측 다리(18, 19)의 발진 주파수를 이용하는 것도 가능하다.

계측된 가속도 Gx 및 각속도 ωz의 출력은 다양하게 가공되어, 운동의 식별이나 소비 에너지의 계산에 이용되고, 이들의 최종 정보는 손목의 표시 장치(5)에서 즉시 사용자가 관측할 수 있다. 또한, 연산 이전 또는 도중의, 또는 연산후의 데이터를 고정된 컴퓨터에 무선 전송하고, 또는 1일분의 데이터를 통합하여 유선으로 전송하여, 고정 장치 측의 연산으로 최종 정보의 시각화나 기록을 하도록 하여도 좋다.

본 발명의 특징의 하나는 가속도 Gx 및 각속도 ωz로부터 필요한 정보를 얻기 위한 알고리즘에 있다. 이하에 그 개략을 기술하고, 또한 본 발명의 실시예의 작동을 나타내는 흐름도에 의해 상세히 설명한다.

또한, 가속도 Gx, 각속도 ωz는 측정치를 10∼100 Hz, 예컨대 20 Hz 또는 50 Hz로 샘플링한 데이터를 이용한다. 또한 가속도 Gx, 각속도 ωz의 크기를 나타내는 양으로서, 샘플링한 데이터의 소정 갯수의 절대값의 합, 또는 2승합을 사용한다.

(1) 신체 행동의 식별: 가속도 Gx, 각속도 ωz의 샘플링 데이터에 어느 정도의 주기성이 보이면 보행 또는 주행이며, 주기성이 인지되지 않으면 기타 운동이라고 판단한다. 또한 보행과 주행은 가속도 Gx의 차가 현저히 나타나는 것으로 구별할 수 있다. 이들의 행동은 가속도 Gx 또는 각속도 ωz의 크기를 나타내는 양에 의해 강도를 몇 단계로 더 나눈다. 또한 보행이나 주행의 판정은 데이터의 주기성으로부터 걸음수를 카운트함으로써 가능하다.

(2) 단시간의 소비 에너지: 종래의 광범한 연구에 의해 20세∼29세의 남성을 기준으로 하여 각종 행동의 형태마다 단위 체중(kg)당 소비 에너지가 「행동별 계수」로서 표 1과 같이 부여되어 있다.(일본 체육 협회 스포츠 과학위원회에 의함) 또한, 연령이나 성별이 다른 피시험자에 대해서는 그 보정 계수가 표 2와 같이 부여되어 있다. 이들에 의해 기초 대사를 포함한 소비 에너지는 행하고 있는 행동의 종류가 결정되면 소비 에너지를 계산할 수 있다.

(3) 장시간의 소비 에너지: 시간적으로 변화되는 단시간의 소비 에너지를 적분하면 좋다. 또는 동작 감지기를 항상이 아니라 간헐적으로 동작시켜, 동작중의 데이터로부터 식별된 행동의 종류 및 강도가, 예컨대 수분∼수10분인 간헐 동작 간격 기간 동안 지속하는 것으로서 계산한 소비 에너지를 적산하여도 좋다.

도 4a는 본 발명의 동작 측정 장치의 제1 실시예의 측정 동작의 흐름도, 도 4b, 도 4c는 그 중의 에너지 계산을 행하는 부분의 흐름도의 동작을 도시한다.

도 4a에 있어서, 단계 41에서 사용자의 연령, 성별, 체중, 또한, 목적에 따라서 보폭 등의 데이터를 입력한다. 단계 42에서 전원이 ON이 되면 동작 감지기와 측정 회로가 동작을 시작하고, 단계 43에 있어서 소정 타이밍에 Gx와 ωz가 다수 측정된다. 단계 44에서는 ωz를, 예컨대 20 Hz로 샘플링하고, 4 Hz 이하의 주파수가 없는지를 0.1 Hz 걸러 이산 푸리에 변환에 의해 주파수 분석을 행한다. 데이터는 2초마다 갱신한다. 보행의 주파수는 0.5∼1.8 Hz 정도이다. 또한 단계 45에서 기간 동안의 Gx 데이터의 평균값(a)과 피크값(b)과의 비를 계산한다.

단계 46에서 주기성의 판정을 행한다. b/a<7일 때에는 주기성 없는 것으로 하여 도 4b의 분기 A점으로 이행하고, 비주기 운동의 에너지 계산이 행해진다. 주기성이 명료하여 b/a≥7일 때에는 단계 47에서 보행 또는 주행을 행하고 있다고 식별되고, 단계 48에서 ωz의 피크 주파수의 2배 ×2초를 2초간의 걸음수로 하여 카운트한다. 또한, 판단의 경계에 이용한 b/a=7의 값은 실험적으로 선택되는 것으로, 이 경우는 데이터에 절대값의 합을 이용한 경우에 거의 최적이라고 판단한 값이다. 단계 49에서는 그 걸음수가 표시되고, 예컨대 최대 24시간분, 또한 그 변화가 수일분 기억 보존된다. 그리고 또한 주행, 보행의 에너지 계산의 흐름의 개시점 B로 이행한다.

도 4b에 있어서, 단계 51에서 보행 또는 주행 이외의 행동이라고 판단하고, 단계 52에 있어서, Gx의 예컨대 20 Hz로 샘플링한 2초간의 데이터의 2승합(또는 절대값의 합)을 이용하여, 다음 수식으로 비주기적 행동을 분류하고, 도시한 바와 같이 행동 계수를 결정한다. 즉 Gx<2이면 데스크 작업, 2<Gx<6이면 경작업, 6<Gx<16이면 가벼운 운동, 16<Gx라면 심한 운동이라고 간주한다. 각각 분류된 운동에 대하여 소정의 행동 계수를 적용한다. 또한, 여기서 이용하고 있는 Gx나 ωz의 크기를 나타내는 수치는 측정 회로의 출력 전압값으로서, 가속도나 각속도 또는 이들의 절대값과의 비례적인 관계는 있지만, 이들의 역학적인 단위를 갖는 값이 아니다.

단계 53에 있어서는 다음 수학식 1에 의해 소비 에너지를 계산한다.

그리고, 단계 54에서는 소비 에너지값의 표시와 보존이 필요에 따라 외부 컴퓨터에 데이터를 무선 또는 유선으로 전송하여 행해진다. 소비 에너지값은, 예컨대 15분간마다의 값, 또는 1일마다의 값을 표시하는 것이 타당하다. 데이터 처리가 종료되었을 때, 종점 C로부터 도 4a의 단계 44로 되돌아가 다음 운동 해석을 행한다.

주행·보행의 경우는 도 4c의 단계 55에 있어서 그 분류를 더 행하고, 각각 행동 계수를 결정한다. 즉 Gx, ωz의 2승합(또는 절대값의 합)을 이용하여, Gx<8 또한 ωz<2.8이라면 보행 1, 2.8<ωz<5라면 보행 2, 5<ωz<7.2라면 보행 3, 7.2<ωz라면 보행 4, 8<Gx<16이라면 주행 1, 16<Gx라면 주행 2로 한다. 단계 56에서는 행동 계수를 이용하여 이미 기술한 수학식 1에 의해 소비 에너지를 계산한다. D점을 나온 흐름은 도 4b의 단계 54로 보내져 데이터의 표시와 유지를 행한다.

이하, 본 발명의 알고리즘을 이용한 실험 결과를 도시한 도 5 내지 도 13을이용하여 본 발명의 실용성을 검증한다.

도 5는 피시험자(P)의 주기성이 있다고 판단된 운동의 Gx와 ωz의 절대값의 합의 관계를 나타내는 그래프, 도 6은 동일한 피시험자가 행한 비주기성이라고 판단된 운동에 있어서의 Gx와 ωz의 절대값의 합의 관계를 나타내는 그래프이다. 이제부터, 주행과 강한 운동의 강도는 Gx이고, 보행과 다른 운동의 강도는 ωz로 분류 가능하다.

도 7은 5명의 피시험자(P, Q, R, S, T)에 있어서의 보행, 주행의 속도와 ωz의 절대값의 합과의 관계를 나타내는 그래프이다. 보행 속도는 ωz와 비례하고 있고, ωz로 보행 속도(강도)를 추정할 수 있다. 한편, 주행 속도는 ωz에서는 추정 곤란하다. 주행시에는 팔꿈치를 구부리는 것이 그 이유이다.

도 8은 동일한 피시험자의 보행, 주행 속도와 Gx의 절대값의 합과의 관계를 나타내는 그래프이다. 주행 속도는 Gx에 의해 추정 가능하다.

도 9는 피시험자(P)에게 거의 지정한 속도로 보행, 주행을 시켰을 때의 Gx, ωz 절대값의 합의 분포를 나타내는 그래프이다. 동일한 속도의 데이터는 통합되고 있고, 주행을 Gx의 크기로, 보행을 Gx의 레벨과 ωz의 크기로 충분히 분류할 수 있는 것이 표시되어 있다.

도 10은 피시험자(R)에 대해서 채취한 동일한 데이터의 그래프이지만, 이 경우는 ωz가 조금 작게 뭉쳐지고 있고, 보행 속도의 분리에 성공하지 못한 피시험자 R의 행동을 관찰한 바, 보행시에 손바닥을 전방으로 향하는 경향이 있어 손목의 장치의 감지기의 방향이 변하고, 올바른 ωz가 측정되고 있지 않는 것을 알 수 있다.이의 대책은 예컨대 동작 측정 장치를 손목 주위에서 조금 벗어나게 하여 장착하면 보정하는 것이 가능하다. 한편, Gx에 의한 주행 속도의 분류에 지장은 보이지 않는다.

도 11은 피시험자(P)의 1일간의 운동을 15분마다 식별한 결과를 나타내는 그래프이다. 본 발명에 따라 사용자의 행동 해석이 가능해지고, 유용성이 높은 것을 나타내는 것이다.

도 12는 피시험자(P)의 1일간에 걸친 15분마다의 소비 에너지의 변동을 나타내는 그래프이다. 이것도 사용자의 에너지 소비 패턴, 또는 총 소비 에너지를 파악하기 위해서 본 발명이 유용하다는 것을 나타내고 있다.

도 13은 피시험자(P)의 1일간에 걸친 걸음수의 변동을 15분마다 나타내는 그래프이다. 본 도면도 사용자의 행동 패턴을 알고, 다른 그래프나 데이터 등과 함께 예컨대 진단이나 생활 개선 상의 자료로 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예는 이상 기술한 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 가속도나 각속도의 검출의 방향은 상기 실시예에서는 모두 1축이고, 이것이 동작 측정 장치가 가장 저비용으로 실현되는 구성이지만, 2축 또는 3축의 G 또는 ω감지기를 내장하여도 좋다. 이 경우는 운동을 해석하기 위한 정보가 증가하는 효과가 있다. 또한 측정 장치의 자세나 방향에 따르지 않고, 가속도나 각속도의 절대적인 최대값이나 최소값을 산출하는 것이 가능해진다. 이것은 도 10의 피시험자(R)와 같이 사용자의 버릇에 의해 검출하고 싶은 방향이 장치 상에서 벗어나더라도 예컨대 2방향의 각속도 성분으로부터 최대값을 계산하여 구할 수 있다.

또한, 동작 측정 장치의 동작 감지기부를 손목 이외의 상박, 가슴, 허리, 다리 등에 장착하고, 이들로부터 얻은 계측값을 단독으로, 또는 손목에 있어서의 계측값과 관련시켜, 보다 고도한 연동 해석을 목표로 할 수도 있다. 예컨대 다리부에 각속도 감지기를 장착함으로써 자전거에서의 운동의 해석이 용이하게 된다.

또한, 팔에 장착하는 장치에 모든 기능을 갖게 하는 구성 이외에, 팔에 장착하는 부분은 그 기능을 감지기에 관련된 기능으로 극도로 한정하여 장치를 소형 경량화하여 장착 부하를 경감하고, 연산부 이후는 벨트 등에 붙인 장치나 휴대 전화기 등으로 분할하며, 이들에 해석 결과를 표시하거나, 이들로부터 데이터를 호스트 컴퓨터에 전송하거나 하는 구성도 있다. 이렇게 함으로써 페이스 메이커(pacemaker) 사용자에의 어느 정도의 배려도 가능하다.

또한, 이미 기술한 연산 기능 이외에 특수한 경우의 검출 기능을 갖게 하여, 사용자의 안전에 기여할 수 있다. 예컨대 가속도나 각속도가 소정 시간 거의 검출되지 않는 경우나 통상 생각되지 않는 느슨한 빈도로 동작하는 경우는, 사용자가 실신했을 지도 모른다. 또한 사용자가 넘어진 경우는 동작 감지기가 일시적으로 이상한 파형, 예컨대 충격적인 파형의 출력을 발생시킨다. 또한 사용자가 긴급한 도움을 요청하는 경우, 장치를 심하게 두드리거나 흔들거나 하여 사인을 보낼 수 있다. 이것에 대해서는, 미리 정한 이들 사인의 운동의 특유한 패턴을 운동 측정 장치가 검출하는 동시에, 발음이나 무선으로 긴급 신호를 발신하도록 구성한다. 발음의 경우는 기기에 부속되는 스피커를 사용하고, 무선의 경우는 직접 외부 기기에 대하여 전파를 발신하거나, 소지하고 있는 휴대 전화기 등의 무선 기능을 지닌 기기를 경유하여 구난 신호를 발신하도록 한다. 장치가 가속도나 각속도의 이상치를 검출한 경우 구난 신호 발생 기능은, 예컨대 도 4a∼4c에서 도시한 통상 처리 루트로 인터럽트되어 우선 처리된다.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 동작 측정 장치를 도시하는 평면도, 도 15는 중앙 단면도이다. 본 실시예는 본 발명을 주로 사용자의 의사 등을 제삼자에게 전달하기 위한 장치에 적용한 것이다.

동작 측정 장치(58)의 케이스(60)에는 표시창(61), 조작 스위치(62)가 설치되어 있다. 케이스 내에는 동작 감지기(63), 액정 표시 장치(64), 표시 구동 회로 및 제어용 회로의 IC를 탑재하는 회로 기판(65)이 설치되어 있다.

또한, 전원 전지(66), 송수신용 IC를 갖는 통신 모듈(67), 통신 모듈(67)의 IC 및 안테나 부재를 탑재하는 통신 기판(68)이 더 설치되어 있다.

케이스(60)를 밴드(70)로 팔에 장착하고, 사인의 몸짓, 또는 손짓을 행하면, 그 사인에 대응하는 정보가 표시창(61)에 표시되고, 또한, 외부에 대하여 무선 송신된다. 동작 감지기(63)는 두께가 얇은 박스형으로, 이것을 표시 장치(64) 및 회로 기판(65)과 평행하게 배치하고 있다.

또한, 도 14에 있어서 X, Y, Z 좌표계를 도시한 바와 같이 취한다. 또한 가속도의 크기를 G, 각속도의 크기를 ω로 하고, 이들의 방향 성분을 도시한 바와 같이 Gy, ωz로 나타내고 있다.

도 16은 본 제2 실시예에 이용되는 동작 감지기(63) 내부의 본체 부분을 도시하는 평면도, 도 17은 단면도이다. 이 감지기는 제1 실시예와 거의 동일한 구성이지만, 중복하여 설명한다. 감지기 진동체(71)는 수정 Z판 등의 압전 재료의 판재로부터 추출되고 있고, 각속도 검출부(소위 진동 자이로스코프)와 가속도 검출부가 일체화되며, 도시하지 않지만 기밀성 용기에 봉입되어 있다. 각속도 검출부는 3각(脚) 음차로, 개폐 여진시키는 외측 다리(72, 73)와 구동하지 않는 중간 다리(74), 이들을 연결하는 음차 기부(75)로 이루어진다. 3각 음차는 판면에 수직인 Z축 주위의 각속도 ωz를 검출하는 데 적합한 자이로 감지기이며, 그와 같은 회전에 의해 외측 다리(72, 73)의 각각에 Y 방향으로 서로 반대 방향으로 생기는 전향력의 우력이 중간 다리(74)를 진동시킨다. 중간 다리의 검출 전극으로부터 얻은 진동 전압을 동기 검파함으로써 전향력, 따라서 각속도 ωz에 비례하는 아날로그 출력을 얻을 수 있다.

본 감지기 진동체(71)의 가속도 검출부는 한 쌍의 구멍(76, 77)에 의해 3각 음차의 주위에 형성된 2개 1조의 막대형 진동체의 2조 78A, 78B, 79A, 79B와, 이들과 결합한 부가 질량(80)으로 이루어진다. 각 막대형 진동체의 조는 진동 자태(81)로 나타내는 바와 같이 대칭적으로 개폐하도록 여진된다. 팔과 직각인 Y 방향으로 가속도 Gy가 작용하면 부가 질량(80)의 질량과 그 바로 아래의 압전 재료의 질량에 의해 이루어지는 부하 질량에 발생하는 관성력은 각 막대형 진동체에 장력 또는 압축력을 부여하여, 그 고유진동수를 변화시키기 때문에, 그 변화량을 임의의 방법으로 직접적 또는 간접적으로 계측하여 가속도 Gy를 얻을 수 있다. 또 막대형 진동체를 제1 실시예와 같이 감지기 진동체(71)의 양측에 각 1개씩으로 하여, 이들을 대칭적으로 여진하도록 하여도 좋다.

감지기 진동체(71)의 기부(83)의 밑면은 용기의 바닥에 고착된 받침대(84)의 윗면에 접착된다. 부가 질량(80)은 Y 방향으로는 움직이기 쉽게, 바람직하지 않은 X 또는 Z 방향으로는 움직이기 어렵게, 한 쌍의 지지 스프링(85)을 통해 설치된 작은 면적의 고정부(86)가 용기의 바닥에 고착된 받침대(87)의 윗면에 접착되어 있다.

도 18, 도 19는 제2 실시예를 이용한 통신 시스템의 블록도이다. 이 시스템은 도 14에 도시한 동작 측정 장치(58)와 수신자가 소지하는 신호 수신 장치(90)로 이루어진다.

동작 감지기(63)내의 감지기 진동체(71)는 가속도 감지부(91)와 각속도 감지부(92)를 갖는다. 이들과 검출 회로(93, 94)의 작용에 의해 가속도 신호, 각속도 신호를 시계열적으로 출력하도록 구성되어 있다.

동작 측정 장치(58)의 사용자, 예컨대 신체 장애자가 조작 스위치(62)를 눌러, 기동 회로(103)가 작동하고, 신체 장애자가 몸짓을 행하면, 감지부(91, 92), 검출 회로(93, 94)로 검출된 가속도, 각속도 신호는 파형 기억 수단(96, 97)에 의해 신호 파형이 소정 시간 기억된다. 특징 추출 회로(98, 99)는 기억된 신호 파형의 특징과 조합 상태를 조사한다. 메세지 판정 회로(100)가 소정의 각 사인의 기본 패턴과 비교하여, 사용자가 어떤 사인을 했는지를 식별하고, 그 결과에 따른 신호를 출력한다. 회로(98, 99, 100)는 동작 분석 수단(회로)의 핵심부를 이룬다. 그 신호는 표시용 신호와 송신용 신호로 이루어져, 전자는 표시 수단(101)에 입력하여 문자, 기호 또는 음성으로 변환되어 표시되고, 사용자가 확인 수단(104)에 의해 확인하며, 후자는 송신 수단(102)에 의해 외부로 송신된다.

메세지 확인 수단(104)은 의도하지 않거나 또는 잘못 판정된 사인이 송신되는 것을 막고, 의도한 사인인 것을 사용자가 확인하여 조작할 때까지 송신 수단(102)의 동작을 금지하는 작용을 갖는다.

한편 수신 장치(90)는 동작 측정 장치(58)가 발신한 사인 신호를 수신하는 수신 수단(106)을 가지며, 그 메세지 정보는 사인 표시 수단(107)에 표시된다. 수신자가 수신 장치를 소지하지 않은 경우에는, 수신자의 휴대 전화에의 통신 수단(108), 수신자의 퍼스널 컴퓨터에의 통신 수단(109)도 기동하여 각각 메세지의 송신을 실행한다. 또한 수신자가 회신 수단(110)에 의해 회신 조작을 실행하면, 회신 신호는 측정 장치(58)의 수신 수단(111)에 송신된다.

도 20은 본 발명의 동작 측정 장치에 이용되는 동작 감지기의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 본 예에서는 복수 방향의 각속도와 가속도를 동시 계측할 수 있도록 검출 방향이 다른 감지기 진동체를 2장, 공통의 박스형 용기(115) 내에 서로 접촉하지 않도록 높이를 달리하여 설치한 것으로, 하부 감지기 진동체(116L) 및 상부 감지기 진동체(116U)가 직교하여 설치되어 있다.

각 감지기 진동체는 2각(脚) 음차(118L, 118U) 및 그 양측의 각각 한 개의 막대형 진동체(120L, 120U)로 구성된다. 2각 음차는 각속도 감지기부이며, 전례의 3각 음차와는 달리 그 축 방향에 평행한 회전축 주위의 회전에 의해 생기는 전향력에 의한, 각 다리의 판면에 수직인 방향의 진동을 검출하여 그 각속도를 알 수 있다.

또한, 막대형 진동체(120L, 120U)는 각각 1개의 가속도 검출부로, 여진하지 않고 단순히 그 정적인 굴곡에 의해 발생하는 압전기 편극의 양을 직접 계측한다. 감지기 진동체(116L)는 그 부가 질량의 판면 내에서 음차축에 수직인 변위를 그 막대형 진동체의 평행 스프링적인 굴곡에 의해 계측하여 GL을 계측하고, 감지기 진동체(116U)는 그 부가 질량의 판면에 수직인 방향의 변위를, 그 막대형 진동체의 판면에 수직인 방향의 굴곡에 의해 계측하여 GU를 계측한다. 도 20의 감지기를 단독으로 이용하는 경우에는 GL, GU, ωL, ωU가 소정 방향을 향하도록 케이스(60) 내에 용기(115)를 수용하는 것이지만, 만일 이 도면의 방향대로 도 16에 도시한 감지기 진동체를 추가 적층하면 GL, GU, ωL, ωU는 각각 Gx, Gz, ωy, ωx가 되고, 운동의 모든 자유도를 검출할 수 있는 감지기를 소형 용기 내에 수용할 수 있다.

예컨대 도 16, 도 20의 양 감지기를 병용하여 모든 방향의 동작 검출이 가능해진 경우에, 직접 검출하는 것이 용이하게 되는 기본적인 동작을 검출 방향과 함께 예시한다.

(1) Ωx : 하박을 손목 주위로 비트는 동작.

(2) Ωy : 하박을 손등의 수직 방향으로 흔드는 손짓하여 부르는 것과 같은 동작.

(3) Ωz : 하박을 손등의 평행 방향으로 흔드는 부정과 같은 동작.

(4) Gx : 하박을 하박과 평행한 방향으로 전ㆍ후진시키는 찌르기 같은 동작.

(5) Gy : 하박을 손등에 평행하게 움직이는 수도와 같은 동작.

(6) Gz : 하박을 손등에 수직으로 움직이는 박수와 같은 동작.

도 21은 본 발명의 제3 실시예를 개략적으로 도시한다. 케이스(125)에는 밴드(126)가 부착되고, 또한 표시부(127)가 설치되어 있다. 또한 도면 중에 케이스(125)의 방위를 나타내는 좌표축을 기입하였다.

도 22a는 제3 실시예에 이용되는 3축 가속도 감지기의 구체적인 일례를 도시하는 평면도, 도 22b는 단면도이다. 본 실시예는 X, Y, Z 3축 가속도 감지기로 인청동의 블록재를 가공한 것으로, 지지체(130)상의 금속 원판부(131)와 중심축(132) 및 원판부 위에 고정된 압전판(133)을 갖는다. 중심축(132)에는 링형의 부하 질량(134)이 압입되어 있다.

압전판(133)은 판두께 방향으로 분극한 티탄산 지르콘산연 등의 압전성 자기 재료로 구성되고, 윗면에 8장의 축대칭으로 배치된 부채형의 X 전극막(135, 136), Y 전극막(137, 138) 및 이들의 약 절반의 면적을 갖는 Z 전극막(140, 141, 142, 143)이 증착되며, 밑면은 금속 원판부(131)의 윗면에 접착되어 있고, 금속 원판부(131)는 압전판(133)의 공통 전극을 겸하고 있다. 각 전극막(135∼143) 및 금속 원판부(131)는 각각 가속도 검출 회로에 접속되어 있다.

도 23a, 도 23b는 가속도에 의한 변형 상태를 도시하는 개략도이다. 도면의 방향은 도 22의 단면도와 동일하다. 가속도 Gx가 작용하면, 도 23a와 같이 부하 질량(134)의 무게 중심에는 반대 방향으로 관성력 Fx가 발생하고, 부하 질량(134)이 Fx의 방향으로 변위하며, 금속 원판부(131)는 파형으로 변형한다. 금속 원판부(131)의 상측에 부착시킨 압전판(133)에 있어서는, X 전극막(135)에 덮힌 부위의 압전 재료는 볼록측이기 때문에 신장하고, X 전극막(136)에 덮힌 부위의 압전재료는 오목형이 되기 때문에 축소하며, 각 전극막에는 역극성으로 변형량에 비례하는 전압이 발생한다. 또한, 관성력 Fx에 의한 Y 전극막(137, 138)에 덮힌 부위의 변형은 요철 등량이기 때문에 전압의 발생은 없다. 가속도 Gy도 판면에 평행한 방향으로 작용하기 때문에, 방향은 수직이지만 동일한 현상을 일으키며, Y 전극막(137, 138)에는 각각 반대 방향의 전압이 발생한다.

또한, 가속도 Gz가 작용하면, 도 23b와 같이 부하 질량(134)의 무게 중심에는 관성력 Fz가 발생하고, 금속 원판부(131)를 위로 오목형으로 변형시킨다. 이 경우는 압전판(133)은 모든 부위에서 균등하게 줄어들게 되므로, Z 전극막(140∼143)에는 동극성, 또한 등량의 전압이 발생한다. 이상과 같은 작용이 있기 때문에, X 전극막(135, 136) 및 Y 전극막(137, 138)의 출력을 각각 2개의 차동 증폭기의 입력부에 접속하고, Z 전극막(140∼143)을 통합하여 증폭기의 입력부에 접속하고, 이들의 출력의 변화를 계측함으로써 가속도의 각 방향 성분의 크기를 알 수 있다. 이와 같이, 본 예의 가속도 감지기는 간단한 구조이지만, 3축의 가속도를 계측할 수 있다.

도 24a는 전술한 바와 같이 하여 얻어진 각 축 방향의 가속도 Gx, Gy, Gz의 파형의 일례를 도시하는 파형도로서, 보행 운동에 있어서의 팔을 흔드는 경우에, 횡축은 시간, 종축은 검출 전압이다. 가속도 데이터는, 예컨대 50 Hz로 샘플링되어 디지털 데이터로서 소정 시간 기억된다. 또한 도 24b는 각 가속도 데이터를 2회 적분하여 얻어진 시시 각각의 감지기의 위치 정보를 3차원 좌표 상에 재합성한, 추정된 궤적의 사시도이며, 손목이 몸 쪽을 따라 주로 Y 방향으로 왕복하는 상태(보행의 경우 등)가 도시되어 있다. 145는 1회의 계측 시점, 146은 종점이다.

동작 분석 회로 수단은 위치 벡터의 산출과 그것에 의한 동작의 종류나 강도의 식별을 행한다. 도 25는 위치 벡터의 크기 및 방향을 정의하는 사시도이다. V는 가속도를 2회 적분한 결과에 의해 구해진 어떤 시점의 위치 벡터로, 벡터의 시점은 적분 기간 내(수초간 내지 수분간)에 있어서의 전위치 벡터의 평균 위치이며, 이것을 좌표의 원점으로 한다. 위치 벡터 V의 선단은 그 순간에 있어서의 감지기의 변위의 크기와 변위의 방위를 나타낸다. 변위의 방위는 위치 벡터 V의 X-Z면으로부터의 경각(傾角) θ와 위치 벡터 V의 X-Z면에의 사영(射影)이 Z축과 이루는 각 φ로써 나타낸다. 단, θ, φ는 위치 벡터 V의 방향에 관계없이 -90°< θ≤+90°, -180°< φ≤+180°의 범위로 정하는 것으로 한다.

다수의 가속도 데이터를 수치 적분하여 소정 기간 내에 다수의 위치 벡터를 얻어, 이들로부터 운동 센싱 모듈 사용자의 운동을 식별한다. 우선 다수의 위치 벡터의 크기의 평균값은 팔의 반복적 운동의 말하자면 진폭에 관계하고, 운동의 강도를 나타내는 동시에, 그 값의 정도는 운동의 종류에 따라서도 다르기 때문에 운동의 식별에도 이용할 수 있다. 또한, 다수의 위치 벡터의 평균적인 방향(방위각 θ, φ)은 상당한 정도 운동의 종류에 따라 고유한 것이라고 생각된다. 예컨대 팔꿈치를 펴거나 또는 구부려 팔을 흔든 경우를 비교하면, 감지기의 연동 방향이 변화되고, 위치 벡터의 방향도 달라진다.

도 26은 본 발명에 의해 식별된 각종 운동을 히스토그램으로 도시한 것으로, 한 종류의 운동을 행하고 있는 기간의 위치 벡터의 평균적인 크기와 평균적인 방위각 θ 및 φ를 그래프화한 것이다. 기준면에는 방위각의 φ축, θ축을 직교시켜 취하고, 그래프의 높이로서 위치 벡터의 평균적인 크기를 취하였다. 피시험자로서 40세 남성을 선택하여, 왼쪽 손목에 가속도 감지기를 내장한 운동 감지 모듈을 감고, 운동화를 착용시켰다. 샘플링 주파수는 50 Hz, A/D 변환 정밀도는 10 bit로 하였다.

운동으로서는 합계 9종류로 하고, 전신적 운동과 거의 팔만의 몸짓적 운동의 쌍방을 들 수 있다. 151은 워킹, 152는 런닝, 153은 조깅, 154는 박수, 155는 손을 흔드는 몸짓, 156은 느린 보행, 157은 보통 보행, 158은 빠른 보행, 159는 양손을 주머니에 넣은 상태에서의 보행이다.

보행에 대해서는 속도를 증가시킴에 따라 팔의 흔들림이 커지고, 평균 θ도 두드러져서 Y 방향 성분이 증가한다. 워킹, 런닝, 조깅은 보행에 비하여 팔꿈치를 구부린 동작이 되기 때문에 X축 방향의 성분이 증가한다. 워킹은 팔의 흔들림을 의식하기 때문에 런닝이나 조깅보다도 강도가 크다. 또한, 박수는 가속도 정보 중에 임펄스성의 고조파 성분이 많이 포함되기 때문에, 종래 자주 행해진 가속도 정보로부터 직접 운동 패턴을 추출하는 수법에서는 편차가 커지고 식별 정밀도가 저하되고 있었다. 가속도 파형의 상호 상관을 이용한 수법도 마찬가지이다. 본 발명의 2회 적분을 이용하는 방법 쪽이 식별 정밀도가 높아지는 것을 알 수 있다.

도 26으로부터, 각종 운동은 각각 고유의 강도와 방향성을 지니며, 여러 종류의 운동을 수행했음에도 불구하고, 가속도로부터 계산된 운동 궤적의 강도, 방향 패턴의 특징에 의해 이들을 명료하게 구별할 수 있는 것이 명백하다. 고로 적어도어떤 개인에 대해서는 그의 데이터를 기억해 두고 비교함으로써, 재차 동종의 운동 중 어느 하나를 행한 경우에는 그 운동의 종류를 식별하는 것이 충분히 가능한 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 수법은 수화와 같은 통신을 편리하게 행하는 보조 툴에의 응용 발전도 이루어질 가능성이 크다.

다음에, 위치 벡터의 데이터 평균을 구하는 법은 보통 이용되는 상가(相加) 평균에 한정되는 것이 아니다. 여러 종류의 운동의 식별 정밀도 향상을 목적으로 하는 한, 상승 평균, 얼마간의 가중을 수반하는 가중 평균, 조화 평균, 또는 중앙값의 채용, 이상값의 배제후의 처리나, 기타 데이터를 어떤 함수로 변환하고 나서 평균 조작하는 일반화된 방법을 이용할 수 있다.

도 27 내지 도 30은 본 발명의 손목시계형 기기의 제4 실시예의 측정 장치를 도시하고, 도 27은 평면도, 도 28은 우측면도, 도 29는 6시 방향에서 본 밑면도, 도 30은 단면도이다.

본 측정 장치는 케이스(160) 및 속 덮개(161)를 가지며, 케이스는 측면에서 보아 약 120°로 굴곡되고, 부피가 커진 탑재 부품을 내장한 케이스를 손목에 비교적 박형으로 배치하며, 또한 손목에의 밀착성을 증가시켜, 착용감을 좋게 하여 사용자에게 부담이 되지 않도록 하고 있다. 손목 밴드(162)는 유연성이 있고 밴드 부착 핀(163)으로써 케이스(160)와 결합되어 있다.

케이스(160)의 정면에 시각 및 데이터의 디지털 표시를 위한 표시창(164), 경사진 밑면 표면에는 조작 스위치 패널(165)이 설치되어 있다. 조작 스위치 패널(165)면에는 4개의 조작 스위치(166)가 배열되어 있다. 이들은 예컨대 사용자가 걸음수, 칼로리, 체중 등의 데이터를 입력하거나, 데이터를 외부 기기로 출력하는 등의 조작에 이용된다. 이들 조작 스위치(166)는 착용자의 내측을 향하기 쉽고, 착용하지 않은 쪽의 손의 손가락으로 누르기 쉬운 위치 및 방향에 있다. 또한, 케이스(160)의 우측면에는 6개의 접촉 핀(167)이 있고, 데이터 송수신용과 기기의 전원인 2차 전지의 충전용인 것으로 구성되어 있다.

주평면[L자형 케이스(160)의 넓은 쪽에 평행한 면] 내부에는 케이스 윗면측으로부터 속 덮개측을 향해 LCD 패널(168), 가속도 감지부(170)와 그것을 실장한 가속도 감지기 패널(173), 전지(174)가 배치되어 있다. 부평면[L자형 케이스(160)의 좁은 쪽에 평행한 면] 내에는 LCD 패널(168)로부터 연장되는 가요성 기판과 그 위에 실장된 LCD 드라이버 IC(171), CPU(172)(이것은 동작 분석 회로 수단의 일부 또는 전부를 포함함)와 그것을 실장한 CPU 기판(175), 조작 스위치(166)의 스위치 패턴을 윗면에 갖는 스위치 기판(176) 및 각속도 감지부(177)가 설치되어 있다.

가속도 감지부(170)는 1축형으로, 손목시계형 기기의 3시-9시 방향, 즉 거의 손목-팔꿈치 방향의 가속도 성분을 검출하는 것이다.

긴 박스형 각속도 감지부(177)는 그 길이 방향의 회전축 주위의 각속도 성분을 검출하는 1축형의 것으로, 도시한 바와 같이 그 길이 방향을 주평면에 거의 수직으로 세우도록 배치되어 있다. 감지기(177)가 완전히 수직이 아니라 약 10°기울어진 이유는 보행시에 손목을 진행 방향에 평행하게 흔들지 않고서 외측으로 벌리면서 흔드는 버릇을 가진 사람이 소수 있는 것을 고려하여, 그들에 대해서도 검출 회전축이 신체의 좌우축에 실질적으로 근접하도록 하기 위해서이다.

케이스(160)는 투명한 수지 재료에 의해 성형되어 있다. 또한, 케이스의 내면에는 표시창(164)부를 제외하고 내면 도장(178)이 실시되어 있다. 도료는 실버 메탈, 또는 펄 화이트계의 광 반사성인 것이 좋고, 내부 부품을 숨기는 동시에 외관을 아름답게 한다. 이 내면 도장(178)의 일부에는 비도장부(180)가 있고, 그 부분에 인접하여 복수의 LED 램프(181)가 배치되어 있다. LED 램프(181)가 발광하면, 빛은 비도장부(180)보다 케이스(160)의 내부로 입사하여, 투광성의 케이스(160)를 도광체로서 주위로 확대시키고, 어두운 곳에서 손목시계형 기기를 은은하게 발광시킨다.

도 31은 외부 기기(예컨대 노트형의 퍼스널 컴퓨터가 이용됨)의 기능 동작을 나타내는 흐름도이다. 그 기능은 동작 분석 수단의 기능의 전부 또는 일부를 포함하여 메인 메뉴에 있어서의 조작에 의해 걸음수 집계 처리, 소비 에너지·체중 집계 처리, 운동 패턴 집계 처리, 사용자 정보 등록·편집 처리, 판독 처리 중 어느 하나가 선택되고, 계속해서 각각의 기능이 수행된다. 또한, 어느 하나의 처리로부터 메인 메뉴로 되돌아가 다른 처리로 이동할 수 있고, 모든 기능을 종료 처리에 의해 끝낼 수 있다.

도 32는 외부 기기측의 목표 설정 화면이다.

외부 기기의 표시 화면은 표시 영역 A, 표시 영역 B, 표시 영역 C로 이루어진다. 상부의 표시 영역 A에는 메인 메뉴로부터 각종 처리를 선택하거나 또는 화면을 인쇄하기 위한 7개의 버튼이 배열되어 있다. 좌측의 표시 영역 B에는 사용자를 특정하고, 또한 각종 집계 처리를 행하는 날이나 달을 명시하고, 또한 메모를 기록하는 영역이다. 표시 영역 C에는 각종 집계 처리를 행한 결과 및 필요에 따라 조건 기타를 설정하기 위한 화면을 표시하는 영역이다. 표시 영역 C에 날짜를 확인 또는 설정하기 위한 달력과, 목표값 설정을 위한 조작 버튼과 목표값이 표시되어 있다.

도 33은 외부 기기의 걸음수 집계 처리 화면이다. 표시 영역 C에는 한 달간의 매일의 걸음수의 변화를 목표값과 함께 나타내는 그래프와, 1개월간의 합계 걸음수를 목표값과 함께 도형과 수치로 나타내고, 또한 보행 거리로 환산하면 어떤 도시에 도달한 것에 해당하는지, 또한 달성값과 목표값을 비교한 평가 결과 등 사용자를 북돋우는 정보 등이 관련된 조작 버튼과 함께 표시된다.

또한, 도 34는 보행 집계 처리에 있어서 도달 거리를 구체적 지명으로 표현하기 위한 설정 입력 화면을 예시한 것이다.

이하에 각 처리를 선택한 경우에 행해지는 기능 동작을 설명한다. 또한, 외부 기기에는 손목시계형 기기로부터 과거의 데이터가 이미 판독되어, 하드디스크 등에 텍스트 파일로서 보존되어 있는 것으로 한다.

메인 메뉴:

(1) 사용자 파일을 텍스트 파일로부터 판독하고, 이전회 종료시의 사용자를 표시한다.

(2) 「1일」이나 「1개월」을 선택하여, 달력 또는 표로 날짜ㆍ달을 선택하면 텍스트 파일로부터 미리 데이터를 판독할 수 있다.

(3) PC 상에 있는 표시 사용자의 데이터 파일의 연월일을 지정할 수 있다.

(4) 「메모」는 일기나 특기 사항 등의 기록에 이용할 수 있다.

(5) 「사용자 등록ㆍ편집」 버튼이 눌려진 경우, 사용자 등록ㆍ편집 처리로.

(6) 「걸음수」 버튼이 눌려진 경우, 걸음수 집계 처리로.

(7) 「소비 에너지ㆍ체중」 버튼이 눌려진 경우, 소비 에너지ㆍ체중 집계 처리로.

(8) 「운동 패턴」 버튼이 눌려진 경우, 운동 패턴 집계 처리로.

(9) 「데이터 판독」 버튼이 눌려진 경우, 손목시계형 기기로부터의 데이터 판독 처리로.

(10) 「인쇄」 버튼이 눌려진 경우, 출력 결과(화면 이미지)를 인쇄.

(11) 「종료」 버튼이 눌려진 경우, 애플리케이션을 종료.

걸음수 집계 처리:

(1) 집계 기간을 선택.(1일이나 1개월)

(2) 기간이 1일인 경우

(A) 날짜가 선택된 경우, 이하의 처리를 실행한다.

(가) 대상 날짜의 텍스트 파일을 판독한다.

(나) 걸음수의 데이터로부터, 15분마다의 걸음수를 그래프 표시.

(다) 1일의 걸음수 합계, 거리의 실적값, 목표값을 그래프 표시.

(라) (다)로부터 평가를 행하고, 결과를 표시.

(마) 1시간마다 피치·분속을 산출, 표시.

(바) 마라톤 선수 등 평가 대상의 피치·분속을 표시하고, 비교 가능하게 한다.

(사) 「목표 설정」 버튼이 눌려진 경우, 설정 화면을 개방한다.

(아) 「평가 대상 설정」 버튼이 눌려진 경우, 설정 화면을 개방한다.

(자) 시간을 지정하고 「확대」 버튼을 누르면 횡축의 레인지가 변하여 그래프가 확대 표시된다. 버튼 하나로 원래의 전 시간 표시로 복귀할 수 있다.

(차) 「복귀」 버튼으로 걸음수 집계 화면을 닫는다.

(B) 「목표값 설정」 버튼이 눌려진 경우(도 32에 나타낸 화면이 된다).

(가) 입력 화면을 개방한다.

(나) 달력으로 날짜를 설정하고, 목표값을 입력한다.

(다) 「당일만 설정」인 경우, 설정한 날만 등록.

(라) 「당 주에 동일한 설정값」인 경우, 설정한 날의 주는 매일 전부 같은 값이 된다.

(마) 「당월에 동일한 설정값」 버튼이 눌려진 경우, 설정일이 있는 월의 매일은 전부 같은 값이 된다.

(바) 「닫음」 버튼이 눌려진 경우, 폼을 닫는다.

(C) 「평가 대상 설정」 버튼이 눌려진 경우의 처리.

(가) 입력 화면을 개방한다.

(나) 「앞으로」 「뒤로」 버튼으로 등록되어 있는 데이터(선수 성명, 기록 시간, 거리, 보폭, 피치, 분속 등)를 열람할 수 있다.

(다) 「신규」 버튼으로 새롭게 데이터를 등록할 수 있다.

(라) 「등록」 버튼으로 신규 데이터를 등록.

(마) 「변경」 버튼으로 기존 데이터 변경분을 재기록.

(바) 「삭제」 버튼으로 선택 데이터를 삭제.

(사) 「종료」 버튼으로 화면을 닫는다.

(3) 기간이 「1개월」인 경우(도 33에 표시한 화면이 됨)

(A) 달이 선택된 경우, 이하의 처리를 행한다.

(가) 대상 월의 텍스트 파일을 전부 판독한다.

(나) 걸음수의 데이터로부터 1일마다의 걸음수 합계를 그래프 표시(목표값·실적값).

(다) 1개월의 걸음수·거리 합계의 실적값과 목표값을 그래프 표시.

(라) (다)로부터 평가를 행하고, 결과를 표시.

(마) 거리를 산출하고 동경으로부터의 도달점의 거리와 비교, 가장 가까운 지명을 표시.

(바) 「지명 설정」 버튼이 눌려진 경우, 지명 설정 화면을 개방한다.

(사) 「목표 설정」 버튼이 눌려진 경우, 목표값 설정 화면을 개방한다.

(아) 「복귀」 버튼이 눌려진 경우, 화면을 닫는다.

(B) 「지명 설정」 버튼이 눌려진 경우

(가) 입력 화면을 개방한다.(표시 영역 C가 도 34의 화면이 됨)

(나) 「앞으로」 「뒤로」 버튼으로 등록되어 있는 데이터를 열람할 수 있다.

(다) 「신규」 버튼으로 새롭게 데이터를 등록할 수 있다.

(라) 「등록」 버튼으로 신규 데이터를 등록.

(마) 「변경」 버튼으로 기존 데이터 변경분을 재기록.

(바) 「삭제」 버튼으로 선택 데이터를 삭제.

(사) 「종료」 버튼으로 화면을 닫는다.

소비 에너지·체중 집계 처리:

(1) 기간을 선택

(2) 이하의 처리를 수행한다.

(A) 「1일」이 선택된 경우, 이하의 처리를 행한다.

(가) 대상 날짜의 텍스트 파일을 판독한다.

(나) 15분마다의 칼로리를 그래프로 표시.

(다) 1일의 칼로리 합계ㆍ그 날의 체중의 실적값ㆍ목표값을 표시.

(라) 목표값과의 비교, 평가.

(마) 「목표값 설정」 버튼이 눌려진 경우, 설정 화면을 개방한다.

(바) 시간을 지정하고 「확대」 버튼을 누르면, 횡축의 레인지가 변하여 그래프가 확대 표시된다. 버튼 하나로 원래의 전 시간 표시로 되돌아간다.

(사) 「복귀」 버튼이 눌려진 경우, 화면을 닫는다.

(B) 「1개월」이 선택된 경우, 이하의 처리를 행한다.

(가) 대상 월의 텍스트 파일을 판독한다.

(나) 이하의 그래프 표시를 할 수 있다.

·1일마다의 칼로리와 체중의 실적

·같은 칼로리의 실적값과 목표값

·같은 체중의 실적값과 목표값

(다) 1개월의 칼로리 합계, 최신 일의 체중을 실적값·목표값 표시.

(라) 목표값과의 비교, 평가.

(마) 「목표 설정」 버튼이 눌려진 경우, 목표값 설정 화면을 개방한다.

(바) 「복귀」 버튼이 눌려진 경우, 화면을 닫는다.

운동 패턴 집계 처리:

(1) 기간을 선택

(2) 이하의 처리를 수행한다.

(A) 「1일」이 선택된 경우, 이하의 처리를 행한다.

(가) 대상 날짜의 텍스트 파일을 판독한다.

(나) 1일마다의 운동 패턴의 비율을 막대 그래프·원 그래프로 표시.

·막대 그래프는 15분마다의 구분으로 1일분을 1개로 표시. 패턴별 비율도 색분류 등으로 표시할 수 있다.

·원 그래프는 이하와 같이 4개로 구분하여 표시한다. 심야, 오전, 오후, 야간. 또는 임의의 1시간을 지정하여, 15분마다의 패턴 비율을 4개의 원그래프로 표시.

(다) 1일의 행동 패턴의 합계를 원 그래프로 표시. 대분류의 비율을 수치로 표시.

(라) 「복귀」 버튼이 눌려진 경우, 화면을 닫는다.

(B) 「1개월」이 선택된 경우, 이하의 처리를 행한다.

(가) 대상 월의 텍스트 파일을 판독한다.

(나) 1일마다의 운동 패턴의 비율을 막대 그래프·원 그래프로 표시.

·막대 그래프는 1일마다의 구분으로 표시. 패턴별 비율도 표시 가능.

·원 그래프: 1주일마다의 합계, 요일마다의 합계도 표시할 수 있다.

(다) 1개월의 행동 패턴의 합계를 원 그래프로 표시. 대분류의 비율을 수치로 표시.

(라) 「복귀」 버튼이 눌려진 경우, 화면을 닫는다.

판독 처리:

(1) 판독 화면을 개방한다.

(2) 판독하는 데이터의 사용자명을 선택.

(3) 「실행」 버튼으로 판독을 행한다.

(4) 「종료」 버튼으로 화면을 닫는다.

인쇄 처리:

현재 나와 있는 화면을 그대로 인쇄한다.

사용자 등록ㆍ편집 처리:

(가) 입력 화면을 개방한다.

(나) 「앞으로」 「뒤로」 버튼으로 등록되어 있는 데이터를 열람할 수 있다.

(다) 「신규」 버튼으로 새롭게 데이터를 등록할 수 있다.

(라) 「등록」 버튼으로 신규 데이터를 등록.

(마) 「변경」 버튼으로 기존 데이터 변경분을 재기록.

(바) 「삭제」 버튼으로 선택 데이터를 삭제.

(사) 「종료」 버튼으로 화면을 닫는다.

이상으로 설명한 실시예 이외의 변형예를 이하에 도시한다.

(1) 손목시계형 기기에 무선 송신기를 더 내장시켜, 그 수신기에 외부 기기를 접속함으로써 사용자가 긴급한 손짓 사인을 이격된 장소로 보내어 구조나 보호를 요구할 수 있다.

(2) 주평면과 부평면의 교각(交角)의 범위는 100°∼160°가 유효하다.

(3) 본 실시예에서는 단일체의 가속도 감지기와 각속도 감지기를 이용하고 있지만, 일체형 감지기(예컨대, 본 발명의 제1 실시예에서 이용한 바와 같음)로 하면 동작 측정 장치를 더욱 소형화할 수 있다. 또한 본 실시예와 다른 방향의 검출축을 갖는 감지기도 병용하면, 식별 가능한 운동 패턴이나 몸짓 사인의 종류를 늘릴 수 있다.

(4) 케이스에 입사한 LED 램프의 강한 빛이 직접 보이지 않도록, 케이스의 광 입사부의 외측 표면에 차광 또는 감광(減光)을 위한 도장을 행하거나, LED 램프를 불투명이나 어두운 색으로 한 부재의 배후에 배치하면 좋다.

(5) 속 덮개는 2평면이 교차한 형상 이외에 원통면 등의 곡면이어도 좋다.

(6) 동작 측정 장치에 맥박이나 혈압 감지기를 더 탑재하여 이들로부터의 정보를 운동 검출 정보와 조합하여 이용하면, 더욱 고도한 건강 관리를 행할 수 있다.

다음에 본 발명의 제5 실시예인 손목시계형 신체 운동 측정 장치에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는 각속도 감지기를 이용하지 않고, 2축의 가속도 감지기를 이용하여 검출한 동작의 속도 데이터만을 이용하여 제1 실시예와 거의 동등한 동작 분석을 행한다. 검출하는 가속도의 2개의 데이터는 도 1, 도 14 또는 도 21 중 어느 하나에 있어서의 X 방향과 Y 방향의 성분 즉 Gx와 Gy이다. 그 중 Gx는 도 4a, 4b에 있어서의 Gx와 완전히 동일하게 이용한다. 또한 Gy에 대해서는 이것을 시간에 대해서 1회 적분함으로써 몸 쪽을 따라 거의 원호형의 궤적을 이루는 손목 운동의 접선 속도에 근사한 데이터를 얻을 수 있기 때문에, 이것을 ωz의 대용으로 하는 것이다. 왜냐하면, Gy는 팔을 흔드는 동작을 하고 있는 손목의 궤적의 접선 방향과 엄밀하지 않게 하여도 거의 일치하고, 궤적의 원호의 중심은 어깨와 팔꿈치의 중간 근처에 있는 것이기 때문에 손목의 궤적의 반경도 거의 정해진 범위에 있다. 접선 속도는 궤적의 반경과 각속도와의 곱이기 때문에, Gy와 ωz 사이에는 사용자의 체격에 의존한 비례 정수를 갖는 비례적인 관계가 있고, 동작 분석상 한쪽에서 다른 쪽을 대용할 수 있는 것은 명백하다. 또한 필요하면 Gx도 원용하여 보정의 연산도 행할 수 있다. 이 적분의 연산은 동작 분석 회로 수단의 역할의 하나로서 실행된다. 또한, 적분에 의해 오프셋 성분(적산 오차)이 발생하는 것을 방지하기 위해서 적분의 입력 데이터(또는 추가로 출력 데이터)로부터 저주파 성분을 필터 또는 연산에 의해 제거해 둔다. 또한, 이것은 제3 실시예에 있어서의 2회의 적분 조작에 있어서도, 그 출력에 있어서의 위치의 연산 오차를 방지하기 위하여 필요한 배려이다.

제5 실시예에 사용하는 가속도 감지기에는, 예컨대 도 22에 도시한 것이 이용된다. 본 예에서는 Gz는 불필요하기 때문에, Z 전극막(140∼143)은 접속하지 않고 사용하지 않거나 또는 Z 전극막을 제거하고, 대신에 X 전극막(135, 136), Y 전극막(137, 138)의 면적을 늘려 둔다. 본 실시예의 장점은 항상 진동시켜 둘 필요가 있는 각속도 감지기를 이용하지 않고서, 정적인 왜곡 또는 힘을 검지하는 가속도 감지기를 이용하였기 때문에, 감지기를 항상 여진시켜 두기 위한 전력이 불필요하게 되고, 전원 전지의 수명이 대폭 길어지는 것, 또는 손목시계형 장치를 전원과 함께 상당히 소형화할 수 있는 것이다. 본 실시예에는 2축의 가속도 감지기에 한하지 않고, 1축의 가속도 감지기(항상 진동시키지 않는 타입의 것)를 2개 사용하여도 좋다.

본 발명에 따르면, 소형의 동작 감지기를 이용하거나, 케이스를 L자형으로 하는 등의 고안에 의해 사용자에 대하여 장시간 착용하여도 부담감이 적은 동작 측정 장치를 제공할 수 있고, 연동 계측, 건강 관리, 또는 몸짓 사인의 전달을 쉽게 하여 동작 측정 장치의 실용성을 높일 수 있었다.

Claims (24)

1. 손목 밴드를 구비하여 손목에 착용되는 케이스 내에 유지된 감지기 수단을 이용하여, 적어도 한 방향의 가속도 데이터와 적어도 한 방향의 각속도 데이터를 취득하고, 이들 데이터의 분석을 행하여 신체 동작의 종류를 식별하는 동작 분석 회로 수단을 구비하여, 상기 동작 분석 회로 수단이 식별한 동작 분석 결과를 상기 신체 동작의 분석 결과로서 상기 케이스에 구비된 표시 화면에 출력하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 한 방향의 가속도 데이터는 주로 손목으로부터 팔꿈치를 향하는 방향의 가속도 데이터이며, 상기 한 방향의 각속도 데이터는 팔꿈치 주위의 손목 회전의 각속도 데이터인 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 한 방향의 가속도 데이터는 주로 손목으로부터 팔꿈치를 향하는 방향의 가속도 데이터이며, 상기 한 방향의 각속도 데이터의 대용으로서, 팔꿈치 주위의 손목 회전의 접선 방향의 가속도를 검출하고, 이 검출 신호를 1회 적분한 결과 얻어진 속도 데이터를 이용한 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 동작 분석 회로 수단은 상기 가속도 데이터의 크기와,이들 중 적어도 한쪽 데이터의 주기성을 이용하여 신체 동작을 보행 또는 주행과 기타 동작으로 분류하는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 동작 분석 회로 수단은 가속도 데이터의 크기에 의해 주행을 복수 개의 강도로 더 분류하고, 상기 각속도의 크기에 의해 상기 보행을 복수 개의 강도로 분류하는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
6. 손목 밴드를 구비하여 손목에 착용되는 케이스 내에 유지된 감지기 수단을 이용하여 세 방향의 독립된 가속도 데이터를 취득하고, 이들 데이터의 분석을 행하여 신체 동작의 종류를 식별하는 동작 분석 회로 수단을 구비하여, 상기 동작 분석 회로 수단이 식별한 동작 분석 결과를 상기 신체 동작의 분석 결과로서 상기 케이스에 구비된 표시 화면에 출력하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 세 방향은 손목의 등에 거의 평행하고 또한 상기 손목 밴드에 거의 평행한 제1 방향, 손목의 등에 거의 수직인 방향 및 거의 손목으로부터 팔꿈치를 향하는 방향인 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 동작 분석 회로 수단은 상기 세 방향의 가속도 데이터의 크기와, 이들 중 적어도 하나의 데이터의 주기성을 이용하여 신체 동작을 보행또는 주행과 기타 동작으로 분류하는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 동작 분석 회로 수단은 세 방향의 가속도 데이터를 2회 적분하여 위치 벡터를 나타내는 정보로 하고, 상기 소정 기간 내에서의 위치 벡터의 평균적인 크기 및 방향을 산출하며, 산출된 데이터에 기초하여 행해진 동작의 종류를 식별하는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 가속도 데이터는 소정 주파수 이하의 저주파 성분이 차단되어 있는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
11. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 동작 분석 회로 수단은, 상기 신체측 기기의 운동이 미리 정해진 특정 사인에 대응하는 운동 패턴인 것을 인식하는 동시에, 인식된 운동 패턴에 대응하는 특정 사인을 복원하여 그 내용을 화면 또는 음향 등에 의해 표시하는 기능을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
12. 제11항에 있어서, 대형의 표시 화면 및 음향 표시 장치를 갖는 외부 기기와의 교신 수단을 더 구비하며, 상기 외부 기기에 동작 분석 결과를 표시하거나 또는 상기 외부 기기를 이용하여 조건 설정을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 특정 사인은 팔을 흔드는 방향, 흔드는 속도, 흔드는 횟수, 흔드는 동작의 순서 등에 의해 여러 종류가 미리 정해져 있는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 동작 분석 회로 수단은 상기 가속도 또는 각속도의 출력이 이상 상태인 것을 판정하는 동시에, 그 경우에 긴급 신호를 표시하는 기능을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
15. 제1항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동작 분석 회로 수단은 설정한 기간 내에서의 걸음수 집계, 운동 패턴 집계, 소비 에너지 집계, 체중 집계, 사용자 정보 집계 중 3가지 이상의 처리를 행하고 또한 이들을 별도로 기억된 데이터와 비교한 평가를 부가하여 표시하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
16. 제15항에 있어서, 대형의 표시 화면을 갖는 외부 기기와의 교신 수단을 더 구비하며, 상기 외부 기기에 동작 분석 결과를 표시하거나 또는 상기 외부 기기를 이용하여 조건 설정을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
17. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 케이스는 손등에 거의 평행하게 장착되는박스형을 이루고, 그 팔꿈치측 부분은 손목측 부분보다도 상기 손목 밴드에 대하여 보다 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
18. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 케이스는 손등에 거의 평행한 제1 부분과, 이 제1 부분에 둔각을 이루는 제2 부분으로 이루어져, 이들이 거의 「L」자형으로 결합되는 바와 같이 구성되고, 내부의 대부분의 주요 부품은 상기 제1 부분의 내부와 상기 제2 부분의 내부에서 각각 적층되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
19. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 신체측 기기의 케이스 중 손목의 외측을 차지하는 커버 부재는 투명 또는 반투명 광 투과성의 재질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 신체측 기기의 내부에는 상기 커버 부재에 빛을 입사시키기 위한 LED 램프를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 LED 램프의 발광 회로는 상기 신체측 기기의 운동의 변화에 따라 발광이 제어되는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
22. 제1항에 있어서, 상기 감지기 수단의 주요부는 압전성 재료로 이루어진 진동체로 구성되어 있고, 가속도 감지부와 각속도 감지부가 1장의 판형 소재에 일체로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 가속도 감지부의 가속도 검출 방향은 상기 판형 소재의 면에 평행한 방향이고, 상기 각속도 감지부가 검출하는 각속도의 회전축 방향은 상기 판형 소재의 면에 수직인 방향이며, 또한 상기 판형 소재의 면은 상기 케이스의 내부에 있어서, 손등에 거의 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.
24. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 감지기 수단은 판의 면으로부터 무게 중심이 벗어난 부하 질량을 고착하고, 이 부하 질량에 작용하는 가속도에 의한 상기 판의 변형을 압전적으로 검출하는 구성을 갖는 3축의 가속도 감지기인 것을 특징으로 하는 신체 동작 분석 장치.