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Dokumentenidentifikation DE69621594T2 19.09.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0805414
Titel SCHRITTMESSVORRICHTUNG, ELEKTRONISCHES GERÄT UND SCHRITTMESSVERFAHREN
Anmelder Seiko Epson Corp., Tokio/Tokyo, JP;
Seiko Instruments Inc., Chiba, JP
Erfinder HAYAKAWA, Motomu, Nagano-ken 392, JP;
NAKAMURA, Chiaki, Chiba-shi, Chiba-ken 261, JP
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69621594
Vertragsstaaten DE, FI, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 18.10.1996
EP-Aktenzeichen 969353713
WO-Anmeldetag 18.10.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/JP96/03032
WO-Veröffentlichungsnummer 0009715028
WO-Veröffentlichungsdatum 24.04.1997
EP-Offenlegungsdatum 05.11.1997
EP date of grant 05.06.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.09.2002
IPC-Hauptklasse G06M 7/00
IPC-Nebenklasse G01C 22/00   G04G 1/00   

Beschreibung[de]
Industrielles Anwendungsgebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schrittmeßvorrichtung zum Messen eines Schritts (Schrittzahl), der die Frequenz anzeigt, mit der ein Körperteil, wie z. B. ein Bein, sich während des Gehens oder Laufens bewegt, auf ein elektronisches Gerät, das mit einer Schrittmeßfunktion ausgestattet ist, und auf ein Schrittmeßverfahren; und insbesondere auf eine Technik zum Ermitteln des Schritts anhand der Körperbewegungssignale, die während des Laufens oder Gehens erfaßt werden.

Stand der Technik

Es sind Schrittzähler bekannt, die ein Mittel wie z. B. einen Beschleunigungssensor verwenden, der die Bewegungen eines Körpers (Körperbewegungen) erfassen kann, um Körperbewegungssignale zu erhalten, und die einen Schritt aus diesen Körperbewegungssignalen ermitteln. Herkömmliche Schrittzähler verwenden z. B. ein Verfahren, das zuerst die Körperbewegungssignale verstärkt, diese anschließend in Impulse umsetzt und anschließend die erhaltenen Impulse zählt. Wie in Fig. 16(a) gezeigt, weist die mit diesem Verfahrenen erhaltene Impulswelle unregelmäßige Impulsintervalle auf, in Abhängigkeit vom Laufzustand, was zu großen Meßfehlern führt, selbst wenn die Impulse durch Setzen eines spezifischen Schwellenwertes gezählt werden. Es wurde daher ein Verfahren verwendet, das die Erfassungsgenauigkeit verbessert durch Zählen der Impulse in Zweiereinheiten unter Verwendung eines Maskensignals, das eine spezifische Unempfindlichkeitszeit während der Impulszählung setzt, wie in Fig. 16(a) gezeigt ist. Der Schritt, der die Frequenz angibt, mit der sich die linken und rechten Beine oder Hände während des Laufens bewegen, liegt normalerweise zwischen 150 und 200 min&supmin;¹ was normalerweise in Impulszyklen zwischen 0,3 und 0,4 Sekunden umgesetzt werden kann. Unter Verwendung eines Maskensignal mit einer Maskierungszeit oder Unempfindlichkeitszeit von 0,5 Sekunden können somit die Impulssignale, die aus der Umsetzung der Körperbewegungssignale resultieren, in Zweiereinheiten gezählt werden, wobei die Impulse als Impulse mit Impulszyklen zwischen 0,6 und 0,8 Sekunden gezählt werden können. Daher können die Schritte mit hoher Genauigkeit gemessen werden.

Ein solches Verfahren führt jedoch zu extrem großen Fehlern, wenn der Gehschritt unter Verwendung eines Maskensignals gemessen wird, in welchem die Maskierungszeit zum Messen eines Laufschritts gesetzt wurde. Das heißt, wie in Fig. 16(b) gezeigt ist, der Schritt während des Gehens liegt zwischen 100 und 150. Somit wird ein Signal mit einem Zyklus zwischen 0,4 und 0,6 Sekunden erhalten, wenn das Körperbewegungssignal in Impulse umgesetzt wird. Wenn ein Maskensignal mit der gleichen Maskierungszeit von 0,5 Sekunden wie diejenige, die während des Gehens verwendet wird, auf das obige Signal angewendet wird, werden Impulse in Einzeleinheiten gezählt, wenn der Schritt 100 min&supmin;¹ beträgt, was zu einem Fehler führt. Um einen herkömmlichen Schrittzähler zum Messen des Laufschritts oder Gehschritts zu verwenden, ist es somit erforderlich, das Maskierungssignal extern zwischen Laufen und Gehen umzuschalten, bevor der Schrittmessung gestartet wird. Schritte können nicht genau gemessen werden, wenn diese Umschaltoperation nicht vor dem Start der Messung durchgeführt wird, und können manchmal zu völlig sinnlosen Daten führen. Ferner muß der Benutzer sich bei einem elektronischen Gerät, das mit anderen Mehrfachfunktionen zusätzlich zur Schrittmeßfunktion ausgerüstet ist, an das Verfahren zur Umschaltung der Maskensignale erinnern, was das Instrument in der Benutzung sehr unbequem macht.

Wenn außerdem Körperbewegungssignale dem obenerwähnten Meßverfahren unter Verwendung von Maskensignalen zugeführt werden, ist es nicht möglich, einen Personalcomputer und dergleichen zu verwenden, um deren Schrittzahlen zu analysieren, sofern nicht im voraus bekannt ist, ob die Daten während des Gehens oder des Laufens erhalten wurden.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Schrittmeßvorrichtung zu schaffen, die keine externe Operation zum Umschalten zwischen Laufen und Gehen erfordert. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Schrittmeßvorrichtung zu schaffen, die leicht und genau den Schritt sowohl während des Laufens als auch während des Gehens messen kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein benutzerfreundliches elektronisches Gerät zu schaffen, das mit anderen Mehrfachfunktionen ausgestattet ist zusätzlich zur Schrittmeßfunktion, und das den Schritt leicht messen kann. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Schrittmeßverfahren zu schaffen, das automatisch ermitteln kann, ob ein Körperbewegungssignal während des Laufens oder während des Gehens erhalten wurde, und das den Schritt für jeden Fall errechnen kann. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Schrittmeßvorrichtung und ein Schrittmeßverfahren zu schaffen, die genau ermitteln können, ob ein Körperbewegungssignal während des Laufens oder während des Gehens erhalten wurde, selbst wenn Störungen im Signal vorhanden sind.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfinder dieser Patentanmeldung haben bei der Analyse der Frequenz der Ergebnisse, die von den Bewegungen eines Körpers (Körperbewegungen) während des Laufens oder Gehens unter Verwendung eines Körperbewegungssensors wie z. B. eines Beschleunigungssensors erfaßt worden sind, folgendes entdeckt. Zusätzlich zu der Tatsache, daß die Grundfrequenz der Körperbewegung während des Laufens und während des Gehens verschieden ist, werden Oberwellen, wie z. B. die zweite Oberwelle, die das zweifache der Grundfrequenz aufweist, und die dritte Oberwelle, die das dreifache der Grundfrequenz aufweist, erhalten, wobei die Intensitätsverteilung dieser Oberwellen unterschiedliche Eigenschaften aufweist. Das heißt, während des Laufens wird eine zweite Oberwelle erhalten, die eine Intensität (Pegel) aufweist, der ein mehrfaches (das 3- bis 10-fache) der Intensität der Grundwelle mit der Frequenz der Körperbewegungen ist. Im Gegensatz hierzu ist der Pegel der zweiten Oberwelle gleich oder kleiner als der Pegel der Grundwelle; während eine dritte Oberwelle mit hohem Pegel erhalten wird.

Wenn Körperbewegungen gemessen werden mittels Montage eines Beschleunigungssensors und dergleichen an einem Körperteil, wie z. B. dem Arm, werden als Körperbewegungssignale Signale erhalten, die Beschleunigungsänderungen enthalten, die durch die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Körpers, das Schwingen der Arme und dergleichen hervorgerufen werden. Während des Laufens wird angenommen, daß Aufwärts- und Abwärtsbewegungen mit gleicher Heftigkeit hervorgerufen werden, wenn der rechte oder der linke Fuß einen Schritt ausführt, wobei als Ergebnis ein intensives (hoher Pegel) Körperbewegungssignal erhalten wird, das der zweiten Oberwelle der Körperbewegung entspricht. Ferner wird angenommen, daß dadurch, daß die Schwingungen der Arme ebenfalls eine unmittelbare Beschleunigung sowohl während der Vorwärts- als auch der Rückwärtsbewegungen hervorrufen, ein Körperbewegungssignal mit hohem Pegel erhalten wird, das der zweiten Oberwelle der Körperbewegung entspricht. Da im Gegensatz hierzu die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen während des Gehens kleiner sind als während des Laufens, ist der Pegel der zweiten Oberwelle geringer, und ist nahezu gleich oder kleiner als der Pegel der Grundwelle des Körpers. Es wird angenommen, daß, da das Schwingen der Arme während des Gehens ebenfalls gemäßigter ist, der Pegel der Grundwelle, die den gleichen Zyklus wie die Körperbewegung aufweist, höher ist als die zweite Oberwelle. Außerdem wird eine dritte Oberwelle mit hohem Pegel erhalten, die eine Oberwellenschwingung dieser anderen Frequenzen ist.

Die Erfindung ist daher so konfiguriert, daß sie den Schritt sowohl während des Laufens als auch während des Gehens berechnet durch Analysieren der Frequenz des Ergebnisses, das von einem Körperbewegungssensor erhalten wird, und durch Ermitteln, ob ein starkes Signal (hoher Pegel), das bei oder oberhalb der spezifizierten Frequenz erscheint, die zweite oder die dritte Oberwelle ist. Das heißt, der Schrittmeßvorrichtung gemäß der Erfindung besitzt einen Körperbewegungssensor zum Erfassen von Körperbewegungen, ein Frequenzanalysemittel zum Analysieren der Frequenz des Erfassungsergebnisses des Körperbewegungssensors, und ein Schrittberechnungsmittel zum Berechnen des Schritts während des Laufens oder während des Gehens aus dem Analyseergebnis des Frequenzanalysemittels; wobei das Schrittberechnungsmittel ein Signal, dessen Leistung wenigstens gleich dem spezifizierten Pegel in dem Bereich ist, der bei oder oberhalb der ersten Frequenzeinstellung im Analyseergebnis liegt, als Referenzwelle setzt, auf die für die Ermittlung des Schritts Bezug genommen wird, und den Schritt berechnet, indem es ermittelt, ob diese Referenzwelle die zweite oder die dritte Oberwelle ist, die der Körperbewegung zugeordnet ist.

Der während des Laufens oder Gehens angezeigte Schritt ist häufig das doppelte der Frequenz der Körperbewegung, d. h. die Frequenz der zweiten Oberwelle. Wenn daher das Schrittberechnungsmittel die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, sollte es vorzugsweise die Frequenz der Referenzwelle als Schritt ausgeben; ferner solle es vorzugsweise 2/3 der Referenzwellenfrequenz als Schritt ausgeben, wenn die Referenzwelle als die dritte Oberwelle ermittelt wird. Auf diese Weise kann der Schrittrneßvorrichtung gemäß der Erfindung den Schritt sowohl während des Laufens als auch während des Gehens berechnen durch einfaches Ermitteln, ob die Referenzwelle die zweite oder die dritte Oberwelle ist, ohne Verwendung eines Maskensignals und dergleichen, und kann hochgenaue Schrittzahlen zu jedem Zeitpunkt ausgeben, ohne daß der Benutzer oder der Schrittmeßvorrichtung das Laufen oder das Gehen spezifizieren müssen. Das heißt, die Meßvorrichtung gemäß der Erfindung kann den Schritt sowohl während des Laufens als auch während des Gehens genau messen, ohne die Notwendigkeit einer externen oder internen Operation zum Umschalten der Einstellungen. Wenn daher der Schritt unter Verwendung eines elektronischen Gerätes gemessen wird, in das andere Funktionen zusätzlich zu einer Schrittmeßfunktion mit einer Steuervorrichtung installiert sein können, die Signale von einem Körperbewegungssensor verarbeitet, und einer Anzeigevorrichtung, die die Ausgabe von dieser Steuervorrichtung anzeigen kann, kann der Benutzer den Schritt leicht und zuverlässig messen, ohne die Notwendigkeit einer Auswahl der Lauf- oder Geh-Einstellungen.

Wie oben erläutert worden ist, liegt der Schritt während des Gehens üblicherweise zwischen 100 und 150, während der Schritt während des Laufens üblicherweise zwischen 150 und 200 liegt. Es kann daher angenommen werden, daß Frequenzen von 150 bis 200 min&supmin;¹ und 150 bis 225 min&supmin;¹ für die zweiten bzw. dritten Oberwellen erhalten werden können, und daß irgendwelche Signale mit diesen Frequenzen, die geringer sind als diese, wahrscheinlich Störungen sind. Diese Erfindung verhindert daher Schrittmeßfehler, die durch Störungen hervorgerufen werden, durch Setzen eines Wertes von etwa 100 min&supmin;¹, was ausreichend niedriger ist als die Frequenzen der erwarteten zweiten und dritten Oberwellen, als die erste Frequenzeinstellung, und durch Bewerten der Signale mit Frequenzen, die höher sind als diese Frequenzeinstellung. Selbstverständlich ist die erste Frequenzeinstellung nicht auf den obenerwähnten Wert beschränkt und kann von der gemessenen Person oder gemäß der Meßumgebung geändert und angepaßt werden.

Um zu ermitteln, ob die Referenzwelle die zweite oder die dritte Oberwelle ist, ist es möglich, im Schrittberechnungsmittel ein Oberwellenbestätigungsmittel, das ermittelt, ob innerhalb des Analyseergebnisses ein Hochpegelsignal nahe wenigstens einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 oder 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt, und ein Signalermittlungsmittel zu installieren, das die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn kein Hochpegelsignal nahe wenigstens einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 oder 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt. Zum Beispiel kann als Oberwellenbestätigungsmittel ein erstes Wellenbestätigungsmittel verwendet werden, das ermittelt, ob innerhalb des Analyseergebnisses ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt, während das Signalermittlungsmittel ermitteln kann, daß die Referenzwelle die zweite Oberwelle ist, wenn kein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt. Es ist auch möglich, als Oberwellenbestätigungsmittel ein zweites Wellenbestätigungsmittel zu verwenden, das ermittelt, ob ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 2/3 der Referenzwellenfrequenz innerhalb des Analyseergebnisses beträgt, und die ermitteln kann, daß die Referenzwelle die zweite Oberwelle ist, wenn kein solches Signal vorhanden ist. Es ist ferner möglich, daß das Oberwellenbestätigungsmittel ermittelt, ob ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 oder 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt, und zu ermitteln, daß die Referenzwelle die zweite Oberwelle ist, wenn kein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt, oder nahe einer Frequenz, die 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt.

Durch Fokussierung auf die Tatsache, daß die Frequenz der dritten Oberwelle, die während des Gehens enthalten ist, stabiler ist als die Frequenz der während des Laufens enthaltenen zweiten Oberwelle, ist es außerdem möglich, ein Signalermittlungsmittel zu verwenden, das ermittelt, daß die Referenzwelle die zweite Oberwelle ist, wenn das Schrittberechnungsmittel ermittelt, daß die Frequenz der Grundwelle gleich oder kleiner ist als die zweite Frequenzeinstellung. Da z. B. die erwartete Frequenz der dritten Oberwelle, die während des Gehens als Referenzwelle erhalten wird, zwischen 150 und 225 min&supmin;¹ liegt, ist es möglich, 150 min&supmin;¹ als zweite Frequenzeinstellung zu verwenden, und zu ermitteln, daß die Referenzwelle die zweite Oberwelle ist, wenn sie gleich oder kleiner ist als die obige Frequenz. Auf diese Weise wird selbst dann, wenn ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 oder 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt, das Hochpegelsignal nahe der Frequenz von 1/3 oder 2/3 als Störung ermittelt, solange die Frequenz der Referenzwelle nicht die zweite Frequenzeinstellung überschreitet, wobei die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt werden kann.

Das Verfahren zur Berechnung eines Schritts durch Ermitteln, ob die Referenzwelle die zweite oder die dritte Oberwelle ist, kann auch in einem Schrittmeßverfahren verwendet werden, das einen Personalcomputer und dergleichen zum Analysieren des vom Körperbewegungssensor erhaltenen Erfassungsergebnis verwendet. Das heißt, die Erfindung kann ein Schrittmeßverfahren mit den im folgenden beschriebenen Schritten schaffen.

1. Einen Prozeß zum Analysieren der Frequenz der Körperbewegungen.

2. Einen Schrittberechnungsprozeß, der als Referenzwelle ein Signal setzt, dessen Leistung wenigstens gleich dem spezifizierten Pegel in dem Bereich ist, der sich bei oder oberhalb einer ersten Frequenzeinstellung im Analyseergebnis befindet, und der den Schritt ermittelt durch Ermitteln, ob diese Referenzwelle die zweite oder die dritte Oberwelle ist, die der Körperbewegung zugeordnet ist, wenn der Schritt während des Laufens oder des Gehens aus dem Analyseergebnis des Frequenzanalysemittels ermittelt wird.

Wie bei der obenerwähnten Meßvorrichtung sollte der Schrittberechnungsprozeß vorzugsweise die Frequenz der Referenzwelle als Schritt ausgeben, wenn die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt wird, und sollte vorzugsweise 2/3 der Referenzwellenfrequenz als Schritt ausgeben, wenn die Referenzwelle als dritte Oberwelle ermittelt wird. Es ist auch möglich, im Schrittberechnungsprozeß Prozesse zu verwenden, die mit den obenerwähnten Funktionen ausgestattet sind, wie z. B. einem Oberwellenbestätigungsprozeß, der ermittelt, ob ein Hochpegelsignal nahe wenigstens einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 oder 2/3 der Referenzwellenfrequenz innerhalb des Analyseergebnisses beträgt, und einem Signalermittlungsprozeß, der ermittelt, daß die Referenzwelle die zweite Oberwelle ist, wenn kein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 oder 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt.

Ein solches Schrittmeßverfahren gemäß der Erfindung kann als ein Softwareprogramm vorgesehen sein, das mit den obenerwähnten Prozessen ausgestattet ist, und kann als ein Programm vorgesehen sein, das auf einem Medium gespeichert ist, wie z. B. einem magnetischen Aufzeichnungsmedium oder einem ROM, die von einem Computer oder Mikroprozessor gelesen werden können.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Diagramm, das das äußere Erscheinungsbild eines tragbaren elektronischen Gerätes zeigt, in welchem die Schrittmeßfunktion gemäß der Erfindung installiert ist, und zeigt, wie dieses Gerät verwendet wird.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine schematische Konfiguration des in Fig. 1 gezeigten tragbaren elektronischen Gerätes zeigt.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das eine schematische Konfiguration der Schrittmeßvorrichtung zeigt, die in dem in Fig. 1 gezeigten elektronischen Gerät installiert ist.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das Beispiele des Spektrums zeigt, das aus der Analyse der Frequenz der Körperbewegungssignale erhalten wird; Fig. 4(a) zeigt ein Beispiel eines Spektrums, das während des Laufens erhalten wird;

Fig. 4(b) zeigt ein Beispiel eines Spektrums, das während des Gehens erhalten wird.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Verarbeitung in der in Fig. 3 gezeigten Schrittmeßvorrichtung zeigt.

Fig. 6 zeigt die Draufsicht des Vorrichtungshauptkörpers des in Fig. 1 gezeigten tragbaren elektronischen Gerätes.

Fig. 7 ist ein Diagramm des Vorrichtungshauptkörpers des in Fig. 1 gezeigten tragbaren elektronischen Gerätes, aus der 3-Uhr-Richtung der Uhr betrachtet.

Fig. 8 ist ein Querschnittsdiagramm der Impulserfassungs-Sensoreinheit, die in dem in Fig. 1 gezeigten tragbaren elektronischen Gerät verwendet wird.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das schematisch die Konfiguration der Impulswellenerfassungsvorrichtung zeigt, die in dem in Fig. 1 gezeigten tragbaren elektronischen Gerät installiert ist.

Fig. 10 ist ein Diagramm, das die verschiedenen Modi des in Fig. 1 gezeigten tragbaren elektronischen Gerätes zeigt.

Fig. 11(a) ist ein Diagramm, das die Indikatoranzeige zeigt, wenn der Uhrmodus ausgewählt ist; Fig. 11 (b) ist ein Diagramm, das den Zustand zeigt, in welchem diese Indikatoranzeige abgeschaltet ist.

Fig. 12 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionen des in Fig. 1 gezeigten tragbaren elektronischen Gerätes im Laufmodus, wenn das Instrument ein Schritt- und Impulszähler ist.

Fig. 13(a) ist ein Diagramm zur Erläuterung des Inhalts der Anzeige, wenn der Schritt- und Impulszähler auf den Laufmodus geschaltet ist; Fig. 13(b) ist ein Diagramm zur Erläuterung des Anzeigezustands, bevor die Impulszählmessung beginnt.

Fig. 14(a) ist ein Diagramm zur Erläuterung des Inhalts der Anzeige, nachdem die Impulszahlmessung im Laufmodus begonnen hat, jedoch bevor der Impulszählerwert einen spezifizierten Bereich erreicht, wenn das Gerät ein Schritt- und Impulszähler ist; Fig. 14(b) ist ein Diagramm zur Erläuterung des Inhalts der Anzeige, nachdem der Impulszählerwert den spezifizierten Bereich erreicht hat; und Fig. 14(c) ist ein Diagramm zur Erläuterung des Anzeigezustands, um die Änderungen des Schritts über der Zeit anzuzeigen.

Fig. 15(a) ist ein Diagramm zur Erläuterung des Inhalts der Anzeige, nachdem ein Befehl zum Stoppen der Impulszählung von dem in Fig. 1 gezeigten tragbaren elektronischen Instrument empfangen worden ist und der Impulszählerwert innerhalb des spezifizierten Bereiches liegt; Fig. 15(b) ist ein Diagramm zur Erläuterung des Inhalts der Anzeige, wenn der Impulszählerwert den spezifizierten Bereich verläßt.

Fig. 16(a) ist ein Wellenformdiagramm in einem herkömmlichen Schrittzähler, nachdem ein Körperbewegungssignal, das während des Laufens erhalten worden ist, in Impulse umgesetzt worden ist; Fig. 16(b) ist ein Wellenformdiagramm in einem herkömmlichen Schrittzähler, nachdem ein Körperbewegungssignal, das während des Gehens erhalten worden ist, in Impulse umgesetzt worden ist.

Beste Ausführungsform zur Implementierung der Erfindung

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt ein tragbares elektronisches Gerät des Armbanduhr-Typs, das mit der Schrittmeßfunktion gemäß der Erfindung ausgestattet ist. Dieses tragbare elektronische Gerät 1 ist mit einer Uhrfunktion versehen, die als eine Armbanduhr verwendet werden kann, mit einer Impulszahl-Meßfunktion, die eine Impulswelle messen und anzeigen kann, und mit einer Schrittmeßfunktion, die einen Schritt messen kann, der die Frequenz der Bewegungen eines Körperteils, wie z. B. eines Armes oder Beines, während des Laufens oder Gehens angibt. Wie in der Figur gezeigt ist, ist das tragbare elektronische Gerät 1 in dieser Ausführungsform mit dem Vorrichtungshauptkörper 10 ausgestattet, der eine Armbanduhrstruktur besitzt, wobei dieser Hauptkörper einen Körperbewegungssensor 90 wie z. B. einen Beschleunigungssensor zum Erfassen der Bewegungen des Körpers des Benutzers (Körperbewegungen) enthält, und einen Steuerbereich 5 zum Implementieren der obenerwähnten verschiedenen Funktionen und dergleichen. Eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13, die verschiedene Daten anzeigt, wie z. B. die Zeit, den Puls und der Schritt, und eine Benutzerschnittstellenfunktion ausführt, ist auf der Oberfläche des Hauptkörpers 10 installiert; ferner sind an den oberen und seitlichen Oberflächen des Hauptkörpers 10 Mehrfachoperationsschalter 111, 112, 113, 114, 115, 116 und 117 zum Steuern verschiedener Funktionen installiert. Außerdem ist eine Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 über ein Kabel 20 mit dem Hauptkörper 10 verbunden, so daß Impulswellen vom Finger erfaßt werden können. Ein Armband 12, das um das Handgelenk ausgehend von der 12-Uhr-Richtung der Armbanduhr (im folgenden werden alle Richtungen bezüglich des Hauptkörpers 10 in Ausdrücken der Uhrzeitrichtungen angegeben) gewickelt ist und in 6-Uhr-Richtung befestigt ist, ist am Hauptkörper 10 installiert, so daß der Vorrichtungshauptkörper 10 abnehmbar am Handgelenk des Benutzers montiert werden kann.

Fig. 2 zeigt eine schematische Konfiguration des elektronischen Geräts 1 dieser Ausführungsform in einem Blockschaltbild. Das elektronische Gerät 1 dieser Ausführungsform ist um den Steuerbereich 5 konfiguriert, der ein Element wie z. B. einen Mikroprozessor umfaßt und mit einem ROM 3 versehen ist, der die Programme und die Daten speichert, die für die Verarbeitung im Steuerbereich 5 erforderlich sind, sowie einen RAM 4, der als vorübergehender Speicherbereich für die Verarbeitung und zum Akkumulieren von Meßdaten und dergleichen verwendet wird, sowie einen Steuerbereich 2 zum Steuern des Steuerbereiches 5. Der Steuerbereich 2 ist mit verschiedenen Schaltern 111 bis 117 versehen, die an der oberen Oberfläche oder am Umfang des Hauptkörpers 10 installiert sind, wie oben erläutert worden ist. Außerdem ist das elektronische Gerät 1 dieser Ausführungsform mit einer Flüssigkristalltafel 13 für eine Benutzerschnittstelle ausgestattet, wie oben erläutert worden ist, wobei die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 Informationen anzeigt, wie z. B. die Zeit, die gemessenen Daten und den Verarbeitungsmodus.

Das elektronische Gerät 1 dieser Ausführungsform ist außerdem mit einer Echtzeituhr-(RTC)-Einheit 6 versehen, die eine Oszillationsfunktion für die Zeitmessung, eine Funktion zum Messen der Tageszeit und des Datums und dergleichen aufweist; ein Uhrverarbeitungsbereich 54, der verschiedene Uhroperationen ausführt (die im folgenden in Verbindung mit der Operation des elektronischen Gerätes zu erläutern sind), ist so konfiguriert, daß er die Funktionen dieser RTC-Einheit 6 nutzt. Außerdem ist das elektronische Gerät 1 dieser Ausführungsform mit einem Schrittmeßbereich 56 ausgestattet, der einen Schritt messen kann unter Verwendung des Steuerbereiches 5, um das Signal vom Körperbewegungssensor 90, der im Hauptkörper 10 angeordnet ist, zu verarbeiten, und mit einem Impulsmeßbereich 55, der Impulse messen kann unter Verwendung des Steuerbereiches 5, um das Signal vom Impulswellensensor 30 zu verarbeiten, der mit dem Hauptkörper 10 über ein Kabel 20 verbunden ist.

Schrittmessung

Fig. 3 zeigt eine genauere Konfiguration des Schrittmeßbereiches 56 dieser Ausführungsform. Im Schrittmeßbereich 56 dieser Ausführungsform werden Körperbewegungen mittels des Körperbewegungssensor 90 erfaßt, wobei die resultierenden Signale in den Körperbewegungssignal-Umsetzungsbereich 561 des Steuerbereiches 5 eingegeben werden. Der Körperbewegungssignal-Umsetzungsbereich 561 verstärkt das vom Körperbewegungssensor 90 erhaltene Signal und setzt das Signal gleichzeitig in einfach zu verarbeitende digitale Daten um, und gibt anschließend diese Daten aus und speichert sie im Körperbewegungssignal-Speicherbereich 562 des RAM 4. Selbstverständlich ist es möglich, diese Daten kontinuierlich zu akkumulieren und diese akkumuliert einer Verarbeitungsvorrichtung wie z. B. einem Personalcomputer zur Verfügung zu stellen, wobei die Daten für die Analyse des Schritts verwendet werden. Die im Körperbewegungssignal-Speicherbereich 562 akkumulierten Daten werden vom Frequenzanalysebereich 569 des Steuerbereiches 5 in spezifizierten Intervallen geholt, wobei deren Frequenz analysiert wird. Der Frequenzanalysebereich 569 ist mit dem Körperbewegungssignal-Berechnungsbereich 563 versehen, der die im Körperbewegungssignal-Speicherbereich 562 gespeicherten Signale liest und eine Frequenzanalyse und eine schnelle Fourier-Transformation (FFT-Verarbeitung) auf die Signale anwendet, und mit einem Körperbewegungskomponenten-Extraktionsbereich 564, der eine Frequenz und eine Signalintensität (Pegel) aus dem Frequenzanalyseergebnis als Körperbewegungskomponenten extrahieren kann. Die Körperbewegungskomponenten, die vom Körperbewegungskomponenten-Extraktionsbereich 564 extrahiert worden sind, werden dem im Steuerbereich 5 vorgesehenen Berechnungsbereich 560 zugeführt, wobei der Schritt während des Laufens oder Gehens mittels dieses Schrittberechnungsbereiches 560 berechnet wird und das Ergebnis auf der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 angezeigt werden kann.

Der Schrittberechnungsbereich 560 dieser Ausführungsform ist mit einem Signalidentifikationsbereich 565 versehen, der ein Signal, dessen Intensität wenigstens gleich dem spezifizierten Pegel in dem Bereich ist, der wenigstens gleich der spezifizierten Frequenz ist (erste Frequenzeinstellung), als Referenzwelle identifiziert, auf die für die Ermittlung einer Schritt Bezug genommen wird, mit einem ersten Wellenbestätigungsbereich 566, der ermittelt, ob ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 der identifizierten Referenzwellenfrequenz beträgt, mit einem zweiten Wellenbestätigungsbereich 567, der ermittelt, ob ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt, und mit einem Signalermittlungsbereich 568, der ermittelt, daß die identifizierte Referenzwelle die zweite Oberwelle für die mit der Körperbewegungsgrundfrequenz versehenen Grundwelle ist, wenn der erste Wellenbestätigungsbereich 566 ermittelt, daß kein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt, und wenn der zweite Wellenbestätigungsbereich 567 ermittelt, daß kein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt.

Der Signalermittlungsbereich 568 ermittelt, daß die identifizierte Referenzwelle die dritte Oberwelle für die Grundwelle ist, wenn die Bestätigungsergebnisse des ersten Wellenbestätigungsbereiches 566 und des zweiten Wellenbestätigungsbereiches 567 zeigen, daß ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 oder 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt. In dieser Operation ist der Signalermittlungsbereich 568 jedoch so konfiguriert, daß er nur dann ermittelt, daß die Referenzwelle die dritte Oberwelle ist, wenn die Referenzwelle wenigstens gleich der spezifizierten Frequenz (zweite Frequenzeinstellung) ist, und ermittelt, daß die Referenzwelle die zweite Oberwelle ist, wenn die Referenzwelle gleich oder kleiner als die zweite Frequenzeinstellung ist.

Fig. 4 zeigt Beispiele des Signals (Spektrum), das vom Körperbewegungssignal-Berechnungsbereich 563 und vom Körperbewegungskomponenten- Extraktionsbereich 564 erhalten wird. Fig. 4(a) zeigt ein Beispiel eines Spektrums, das während des Laufens erhalten wird; Fig. 4(b) zeigt ein Beispiel eines während des Gehens erhaltenen Spektrums. Da eine unterscheidbare Differenz zwischen den Spektren besteht, die während des Laufens und des Gehens erhalten werden, wie in diesen Figuren gezeigt ist, ist der Schrittmeßbereich 56 dieser Ausführungsform so konfiguriert, daß er diese Differenz im Spektrum automatisch erfaßt und automatisch einen genauen Schritt während des Laufens oder des Gehens mißt.

Die Differenz im Spektrum, das während des Laufens und des Gehens erhalten wird, wird wie angenommen durch folgende Ursachen hervorgerufen: Erstens, im typischen Spektrum, das während des Laufens erhalten wird und das in Fig. 4(a) gezeigt ist, erscheinen ein Linienspektrum SA1, das der Grundwelle der Körperbewegung entspricht, und ein Linienspektrum SA2, das der zweiten Oberwellenkomponente der Grundwelle der Körperbewegung entspricht. Von diesen ist das Linienspektrum SA2, das der zweiten Oberwellenkomponente entspricht, im Pegel deutlich höher als das Linienspektrum SA1, das der Grundwelle entspricht. Für diese Erscheinung sind mehrere Gründe möglich. Erstens, während des Laufens werden Aufwärts- und Abwärtsbewegungen mit gleicher Amplitude hervorgerufen, wenn der rechte oder der linke Fuß einen Schritt ausführt, wobei folglich die zweite Oberwelle der Körperbewegungskomponente tendenziell mit einem höheren Pegel erscheint. Zweitens, da ein Schwingen eines Arms äquivalent zu einer Pendelbewegung ist, in der die Vorwärts- und Rückwärtsschwingungen eines Armes einen Zyklus bilden, erzeugt diese Bewegung die Grundwelle der Körperbewegung. Es ist jedoch schwierig, die Schwingungen der Arme während des Laufens in einer gleichmäßigen Pendelbewegung zu halten, wobei der durch die Armschwingungen hervorgerufene Pegel der Grundwelle tendenziell schwach ist. Drittens, zu den Zeitpunkten der Vorwärts- und Rückwärtsschwingungen des Arms wird eine Beschleunigung hervorgerufen. Folglich wird die zweite Oberwelle der Grundwelle der Armschwingung mit einem höheren Pegel vom Körperbewegungssensor erfaßt. Während des Laufens führen diese Ursachen dazu, daß die zweite Oberwelle einen deutlich höheren Pegel aufweist als die Grundwelle der Körperbewegung.

Im Gegensatz hierzu erscheinen im typischen Spektrum, das während des Gehens erhalten wird und das in Fig. 4(b) gezeigt ist, ein Linienspektrum SB1, das der Grundwelle der Körperbewegung entspricht, ein Linienspektrum SB2, das der zweiten Oberwellenkomponente der Grundwelle der Körperbewegung entspricht, und ein Linienspektrum SB3, das der dritten Oberwellenkomponente der Grundwelle der Körperbewegung entspricht. Während des Gehens sind die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen kleiner als diejenigen während des Laufens, wobei die Grundwellenkomponente der Körperbewegung, die durch die Armschwingung hervorgerufen wird, unterscheidbar erscheint, weshalb das Linienspektrum SB1, das der Grundwelle entspricht, charakteristisch unterscheidbar erscheint. Obwohl das Verhältnis zwischen den Spektren SB1 und SB2 nicht konstant bleibt, nimmt als Ergebnis das Verhältnis des Linienspektrums SB2 der zweiten Oberwelle zum Linienspektrum SB1 der Grundwelle, die während des Gehens erhalten wird, im Vergleich zu denjenigen während des Laufens zu. Ferner erscheint das Linienspektrum SB3, das die dritte Oberwelle anzeigt, wobei sowohl das Linienspektrum SB1, das der Grundwelle entspricht, als auch das Linienspektrum SB3, das der dritten Oberwellenkomponente entspricht, einen höheren Pegel aufweisen als SB2, das der zweiten Oberwellenkomponente entspricht.

Da außerdem der Schritt (normalerweise wird die Frequenz der zweiten Oberwelle verwendet) während des Laufens zwischen 150 und 200 min&supmin;¹ liegt, und der Schritt während des Gehens zwischen 100 und 150 min&supmin;¹ liegt, liegen die zweite Oberwelle während des Laufens und die dritte Oberwelle während des Gehens etwa im gleichen Frequenzband. Durch Identifizieren eines Hochpegelsignals, das wenigstens gleich der spezifizierten Frequenz (erste Frequenzeinstellung) ist, und durch Ermitteln, ob dieses Signal die zweite oder die dritte Oberwelle ist, kann somit automatisch ermittelt werden, ob ein Spektrum von Körperbewegungen erhalten wurde, die durch Laufen oder durch Gehen hervorgerufen wurden. Durch Ausgeben der Frequenz des Signals als Schritt, wenn das Signal als die zweite Oberwelle ermittelt wird, und durch Ausgeben eines Wertes, der gleich 2/3 der Frequenz ist, als Schritt, wenn das Signal als die dritte Oberwelle ermittelt wird, kann ein hochgenauer Schritt angezeigt oder ausgegeben werden, unabhängig davon, ob der Benutzer läuft oder geht.

In dem in Fig. 4 gezeigten Spektrumbeispiel werden dann, wenn 100 min&supmin;¹, was etwas niedriger ist als das Frequenzband, in dem die obenerwähnte zweite oder dritte Oberwelle erwartet wird, als die erste Frequenzeinstellung gesetzt wird, das Linienspektrum SA2, das der zweiten Oberwelle während des Laufens entspricht, das Linienspektrum SB2, das der zweiten Oberwelle während des Gehens entspricht, und das Linienspektrum SB3, das der dritten Oberwelle während des Gehens entspricht, mögliche Ziele, die als Referenzwelle identifiziert werden können. Durch Überwachen des Frequenzbereiches bei oder oberhalb von 100 min&supmin;¹ und durch Ermitteln, ob ein Hochpegelsignal, das in diesem Bereich erscheint, die zweite oder die dritte Oberwelle für die Grundwelle ist, kann der Schritt während des Laufens oder des Gehens genau berechnet werden. Das heißt, die dritte Oberwelle erscheint als ein Hochpegelsignal in dem Frequenzbereich bei oder oberhalb von 100 min&supmin;¹ während des Gehens. Wenn daher dieses Signal als dritte Oberwelle ermittelt werden kann, kann der Schritt während des Gehens berechnet werden anhand des Wertes, der resultiert aus der Multiplikation der Frequenz dieses Signals mit 2/3. Andererseits erscheint während des Laufens die zweite Oberwelle für die Grundwelle als Hochpegelsignal in dem Frequenzbereich bei oder oberhalb von 100 min&supmin;¹. Wenn daher dieses Signal als die zweite Oberwelle ermittelt werden kann, kann der Schritt während des Laufens aus der Frequenz dieses Signals berechnet werden.

Das in Fig. 5 gezeigte Flußdiagramm wird verwendet, um den Prozeß zu erläutern, in welchem der Schrittberechnungsbereich 560 des Schrittmeßbereiches dieser Ausführungsform einen Schritt ermittelt unter Verwendung der Differenz der Spektren während des Laufens und während des Gehens. Erstens, im Schritt ST1 wird ein Signalidentifikationsbereich 565 verwendet, um das Signal mit dem höchsten Pegel (Linienspektrum) unter den nach der Frequenzanalyse extrahierten Spektren zu identifizieren. Dieses Signal wird als Referenzwelle identifiziert, auf die während der Schrittermittlung Bezug genommen wird. Anschließend wird im Schritt ST2 die Frequenz (Fb) dieser Referenzwelle mit 100 min&supmin;¹ verglichen, das die erste Frequenzeinstellung ist. Wenn die Frequenz der Referenzwelle kleiner als 100 min&supmin;¹ ist, wird das Signal mit dem höchsten Pegel unter den Signalen wiedergewonnen, die das vorherige Signal ausschließen, wie im Schritt ST3 gezeigt ist. Wenn kein verwendbares Signal im Schritt ST3 gefunden wird, wird die im folgenden erläuterte Verarbeitung umgangen und die Operation geht zum Signalermittlungsbereich 568 über, wobei der im vorangehenden Durchlauf berechnete Schritt als der aktuelle Schritt im Schritt ST10 verarbeitet wird und die Verarbeitung anschließend abgeschlossen wird.

Wenn andererseits das Signal mit dem nächsten Pegel im Schritt ST3 erfaßt wird, geht die Operation zum Schritt 4 über, wobei das Signal mit dem höchsten Pegel unter den Signalen ausschließlich des vorherigen Signals als die Referenzwelle identifiziert wird. Die Operation kehrt anschließend zum Schritt ST2 zurück, wobei die Frequenz dieser Referenzwelle mit der ersten Frequenzeinstellung verglichen wird.

Wenn im Schritt ST2 das Signal als ein Hochpegelsignal mit 100 min&supmin;¹ oder höher ermittelt wird, verwendet Schritt ST5 anschließend den ersten Wellenbestätigungsbereich 566, um zu ermitteln, ob ein Signal, das eine Intensität aufweist (Amplitude oder Pegel), die wenigstens 1/2 der Intensität (Amplitude oder Pegel) der Referenzwelle ist, nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 der Frequenz Fb der identifizierten Referenzwelle beträgt. Wenn die Referenzwelle die dritte Oberwelle ist, sollte ein Hochpegelsignal, das die Grundwelle der Körperbewegung anzeigt, nahe einer Frequenz erscheinen, die 1/3 der Frequenz Fb der Referenzwelle beträgt; durch Erfassen dieses Signals ist es möglich, zu ermitteln, ob dieses Signal die zweite oder die dritte Oberwelle ist. Wenn ermittelt wird, ob ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt, wird vorzugsweise ermittelt, ob ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt, wenn dieses Signal innerhalb des Bereiches von ±1 der Auflösung der Frequenzauflösung liegt, die in den obenerwähnten Linienspektren erhalten wird; wobei dann, wenn eine höhere Auflösung verfügbar ist, vorzugsweise ein Frequenzbereich gewählt wird, der derjenigen Auflösung als Ermittlungsziel entspricht, obwohl die wirkliche Situation von der Fähigkeit des Frequenzanalysebereiches 569 abhängt, der die Frequenzanalyse durchführt.

Wenn im Schritt ST5 ermittelt wird, daß kein Signal, das wenigstens 1/2 des Pegels der Referenzwelle aufweist, nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 der Frequenz Fb der Referenzwelle beträgt, geht die Operation zum Schritt ST6 über. Im Schritt ST6 wird der zweite Wellenbestätigungsbereich 567 verwendet, um zu ermitteln, ob ein Signal mit wenigstens 1/2 des. Pegels der Referenzwelle nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt. Wenn die Referenzwelle die drille Oberwelle ist, sollte ein Hochpegelsignal, das die zweite Oberwelle anzeigt, nahe einer Frequenz erscheinen, die 2/3 der Frequenz Fb der Referenzwelle beträgt; wobei es durch Erfassen dieses Signals möglich ist, zu ermitteln, ob dieses Signal die zweite oder die dritte Oberwelle ist. In diesem Schritt wird vorzugsweise, wie im vorherigen Schritt, als Ermittlungsziel ein Frequenzbereich ausgewählt, der der für die Frequenzanalyse verwendeten Auflösung entspricht.

Wenn die Referenzwelle die dritte Oberwelle ist, werden wie oben erläutert üblicherweise sehr intensive Signale erhalten, die die Grundwelle und die zweite Oberwelle der Körperbewegung anzeigen. Es ist daher selbstverständlich möglich, einen der obenerwähnten Schritte ST5 und ST6 zu verwenden, d. h. den ersten Wellenbestätigungsbereich 566 oder den zweiten Wellenbestätigungsbereich 567, um zu ermitteln, ob ein Signal die zweite oder die dritte Oberwelle ist. Oder es können, wie in dieser Ausführungsform, beide Schritte ST5 und ST6, d. h. der erste Wellenbestätigungsbereich 566 und der zweite Wellenbestätigungsbereich 567, verwendet werden, um zu ermitteln, ob ein Signal die zweite oder die dritte Oberwelle ist. Unter Verwendung einer solchen Konfiguration wird es möglich, den Schritt genau zu berechnen selbst für einen Benutzer, dessen Körperbewegungsmuster sich leicht von einem normalen Muster unterscheidet, wenn z. B. der Pegel der Grundwelle oder der zweiten Oberwelle in dem Zustand, in dem die dritte Oberwelle erhalten werden kann (während des Gehens), extrem niedrig ist. Obwohl ein Signal dann als hoch ermittelt wird, wenn sein Pegel wenigstens 1/2 des Pegels der Referenzwelle in dieser Ausführungsform beträgt, ist dieser Wert lediglich ein Beispiel, wobei selbstverständlich ein beliebiger Pegel annehmbar ist, solange er von Störungen unterschieden werden kann, die in dem Signal enthalten sind, das nach der Verstärkung und Umsetzung des Signals von einem Körperbewegungssensor und nach Analyse der Frequenz dieses Signals erhalten wird.

Wenn kein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz von entweder 1/3 oder 2/3 der Frequenz Fb der Referenzwelle in den Schritten ST5 oder ST6 vorhanden ist, kann die Referenzwelle als ein Signal ermittelt werden, das äquivalent zur zweiten Oberwelle ist. Somit geht die Operation zum Schritt ST8 über, wobei ein Signalermittlungsbereich 568 die Frequenz Fb der Referenzwelle selbst als Schritt berechnet. Wenn die Frequenz der Körperbewegung als Schritt berechnet wird, ist es selbstverständlich auch möglich, 1/2 der Frequenz Fb der Referenzwelle zu berechnen.

Wenn im Gegensatz hierzu im Schritt ST5 ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 der Frequenz Fb der Referenzwelle beträgt, oder wenn im Schritt ST6 ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 2/3 der Frequenz Fb der Referenzwelle beträgt, geht die Operation zum Schritt ST7 über, wobei die Frequenz Fb der Referenzwelle mit 150 min&supmin;¹ verglichen wird, was die zweite Frequenzeinstellung ist. Diese zweite Frequenzeinstellung von 150 min&supmin;¹ ist ein Wert, der gleich dem 1,5- fachen des ersten Frequenzeinstellungswertes von 100 min&supmin;¹ ist. Im Normalfall beträgt der Schritt während des Gehens zwischen 100 und 150 min&supmin;¹ wobei erwartet wird, daß eine Referenzwelle zwischen 150 und 225 min&supmin;¹ als dritte Oberwelle erhalten wird. Der Schritt während des Laufens beträgt zwischen 150 und 200 min&supmin;¹, wobei erwartet wird, daß eine Referenzwelle mit einer nahezu identischen Frequenz zwischen 150 und 200 min&supmin;¹ als zweite Oberwelle erhalten wird. Da jedoch der Schritt während des Gehens als stabiler angenommen wird als der Schritt während des Laufens, ist die Wahrscheinlichkeit, daß ein Signal mit einer Frequenz von 150 min&supmin;¹ oder niedriger als dritte Oberwelle erhalten werden kann, extrem gering. Daher wird die identifizierte Referenzwelle nur dann als die dritte Oberwelle ermittelt, wenn die Frequenz Fb der Referenzwelle gleich 150 min&supmin;¹ oder höher im Schritt ST7 ermittelt wird. Wenn andererseits die Frequenz Fb der Referenzwelle niedriger ist als 150 min&supmin;¹, ist das im Schritt ST5 oder ST6 erfaßte Hochpegelsignal einfach eine Störung, und die Referenzwelle wird als die zweite Oberwelle ermittelt. Diese zweite Frequenzeinstellung von 150 min&supmin;¹ ist selbstverständlich lediglich ein Beispielswert und kann vom Benutzer oder auf der Grundlage der Meßbedingungen geändert/angepaßt werden. Durch Verwendung der zweiten Frequenzeinstellung im Schritt ST7, um zu ermitteln, ob ein Signal die zweite Oberwelle ist, wie oben erläutert worden ist, wird es möglich, die fehlerhafte Ermittlung zu verhindern, daß das Signal die dritte Oberwelle ist, selbst wenn eine Hochpegel-Störung nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 oder 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt. Die Schrittmeßvorrichtung gemäß der Erfindung kann somit automatisch extrem genaue Schritte berechnen durch Anpassung an Änderungen der Bedingungen während des Laufens oder Gehens.

Wenn die Referenzwelle im Schritt ST7 als die zweite Oberwelle Ermittelt wird, geht die Operation zum Schritt ST8 über, wobei die Frequenz Fb der Referenzwelle als Schritt ausgegeben wird, wie oben erläutert worden ist. Wenn andererseits die Referenzwelle als die dritte Oberwelle ermittelt wird, geht die Operation zum Schritt ST9 über, wobei die Frequenz Fb der Referenzwelle mit 2/3 multipliziert wird und als Schritt ausgegeben wird. Um die Grundwelle der Körperbewegung als Schritt zu verwenden, ist es selbstverständlich erforderlich, 1/3 der Frequenz Fb der Referenzwelle zu berechnen.

Selbstverständlich kann der Schrittmeßbereich 56, der mit den obenerwähnten Funktionen ausgestattet ist, als eine der Funktionen eines elektronischen Multifunktionsgerätes 1 implementiert werden, wie in dieser Ausführungsform, oder kann als ein Schrittzähler vorgesehen sein, der mit einer Einzelschrittmeßfunktion ausgestattet ist. Selbstverständlich kann der Prozeß der Ermittlung des Schritts, der auf der Grundlage der Fig. 5 erläutert worden ist, auch als ein Software-Programm implementiert werden, wenn ein Personalcomputer und dergleichen verwendet wird, um die von einem Körperbewegungssensor erhaltenen Daten zu analysieren. Ein Softwareprogramm, das das Schrittmeßverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, erfordert nicht, daß der Benutzer das Laufen oder das Gehen spezifiziert, und kann dennoch automatisch ermitteln, ob der Benutzer läuft oder geht, kann den Schritt gemäß der Bedingung mit einer extrem hohen Genauigkeit berechnen, und kann auf verschiedene Analyseprogramme angewendet werden. Solch ein Softwareprogramm kann als ein Programm vorgesehen sein, das auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gespeichert ist, wie z. B. einer Diskette und einer Festplatte, oder auf einem Medium wie z. B. einer CD und einem ROM, die von einem Computer, Mikroprozessor und dergleichen gelesen werden können.

Gesamtkonfiguration des tragbaren elektronischen Gerätes

Im folgenden wird die Konfiguration und Operation des obenerwähnten tragbaren elektronischen Gerätes, das mit der Schrittmeßfunktion gemäß der Erfindung ausgestattet ist, erläutert.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist in dieser Ausführungsform die Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 über ein Kabel 20 mit dem Hauptkörper 10 des tragbaren elektronischen Gerätes 1 verbunden, der eine Armbanduhrstruktur aufweist. Ein Verbinderstück 80 ist an der Spitze des Kabels 20 vorgesehen, wobei das Verbinderstück 80 abnehmbar am Verbinderbereich 70 installiert werden kann, der an der 6-Uhr-Seite des Vorrichtungshauptkörpers 10 vorgesehen ist. Die Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 ist an dem Bereich zwischen der Basis und dem ersten Gelenk des Zeigefingers angebracht und von Licht abgeschirmt mittels des Sensorbefestigungsriemens 40. Die Anbringung der Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 an der Basis eines Fingers auf diese Weise hält das Kabel 20 kurz und verhindert, daß es während des Laufens im Weg ist. Unter Berücksichtigung der Temperaturverteilung zwischen dem Ballen und der Fingerspitze bei kaltem Wetter fällt ferner die Temperatur an der Fingerspitze deutlich ab, während die Temperatur an der Basis des Fingers relativ wenig abfällt. Die Anbringung der Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 an der Basis des Fingers ermöglicht daher, daß die Impulszählerzahl und dergleichen genau gemessen wird, selbst während des Laufens im Freien an einem kalten Tag.

Fig. 6 zeigt den Hauptkörper 10 des tragbaren elektronischen Gerätes dieser Ausführungsform mit abgenommenem Armband und Kabel; Fig. 7 zeigt eine Ansicht des tragbaren elektronischen Gerätes, die aus 3-Uhr-Richtung des Hauptkörpers erhalten wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist der Vorrichtungshauptkörper 10 dieser Ausführungsform mit einem Kunststoffuhrgehäuse 11 (Körpergehäuse) versehen, wobei die Oberseite dieses Uhrgehäuses 11 mit einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 (Anzeigevorrichtung) mit EL-Hintergrundbeleuchtung zum Anzeigen der laufenden Zeit, des Schritts während des Gehens und der Impulswelleninformationen wie z. B. des Impulszählerwertes zusätzlich zur aktuellen Zeit und zum Datum versehen ist. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 ist mit einem ersten Segmentanzeigebereich 131 versehen, der an der oberen linken Seite der Anzeigeoberfläche angeordnet ist, einem zweiten Segmentanzeigebereich 132, der an der oberen rechten Seite der Anzeigeoberfläche angeordnet ist, einem dritten Segmentanzeigebereich 133, der an der unteren rechten Seite der Anzeigeoberfläche angeordnet ist, und einem Punktanzeigebereich 134, der an der oberen linken Seite der Anzeige angeordnet ist. Der Punktanzeigebereich 134 kann verschiedene Typen von Informationen graphisch anzeigen.

Wie oben erläutert worden ist, ist der Körperbewegungssensor 90 zum Ermitteln eines Schritts innerhalb des Uhrgehäuses 11 aufgenommen, wobei ein Beschleunigungssensor und dergleichen als Körperbewegungssensor 90 verwendet werden kann. Ferner ist innerhalb des Uhrgehäuses 11 der Steuerbereich 5 vorgesehen, der verschiedene Typen von Steuerungs- und Datenverarbeitung durchführt, um einen Schritt auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses (Körperbewegungssignal), das vom Körperbewegungssensor 90 erhalten wird, zu ermitteln, und um das Ergebnis auf der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 anzuzeigen, und um eine Änderung des Impulszählerwertes auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses (Impulswellensignal), das von der Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 erhalten wird, zu ermitteln und das Ergebnis auf der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 anzuzeigen. Der Steuerbereich 5 ist ferner mit einer Zeitgeberschaltung versehen und kann somit die normale Zeit, die Rundenzeit, eine Zwischenzeit und dergleichen auf der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 anzeigen.

Knopfschalter 111 bis 115, die für externe Operationen verwendet werden, wie z. B. die Zeiteinstellung und die Anzeigemodusumschaltung, sind am Umfang des Uhrgehäuses 11 vorgesehen. Außerdem sind größere Knopfschalter 116 und 117 auf der Oberfläche des Uhrgehäuses vorgesehen. Ferner ist innerhalb des Uhrgehäuses 11 eine knopfförmige kleine Batterie 59 aufgenommen, die als Stromversorgung für das tragbare elektronische Gerät 1 dient, wobei elektrischer Strom auch von der Batterie 59 zur Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 über das Kabel 20 zugeführt werden kann. Dieses Kabel 20 wird ferner zum Eingeben des Erfassungsergebnisses der Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 in den Steuerbereich 5 des Uhrgehäuses 11 verwendet.

Da das tragbare elektronische Gerät 1 dieser Ausführungsform eine Multifunktionsvorrichtung ist, muß die Größe des Vorrichtungshauptkörpers 10 erhöht werden, wenn mehr Funktionen hinzugefügt werden. Es ist jedoch schwierig, den Vorrichtungshauptkörper 10 in 6- oder 12-Uhr-Richtungen der Uhr zu erweitern, da er um ein Handgelenk getragen werden muß. Daher kann in dieser Ausführungsform durch die Verwendung des Uhrgehäuses 11, das in 3- und 9-Uhr-Richtung länger ist als in 6- und 12-Uhr-Richtung, der Vorrichtungshauptkörper 10 einen Steuerbereich aufnehmen, der eine große Anzahl von Funktionen oder anderen Funktionseinheiten implementieren kann. Obwohl das Uhrgehäuse 11 in 3- und 9-Uhr-Richtung erweitert ist, ist das Armband 12 exzentrisch in Richtung 3-Uhr-Seite angebracht, wodurch große erweiterte Bereiche 101 in 9-Uhr-Richtung des Armbandes, betrachtet vom Armband 12, freigelassen werden. Es ist jedoch kein solcher erweiterter Bereich in 3-Uhr-Richtung vorgesehen. Diese Struktur erlaubt folglich trotz der Verwendung des langen Uhrgehäuses 11 eine freie Handgelenkbewegung und beseitigt die Möglichkeit, daß der Handrücken während beim Hinfallen gegen das Uhrgehäuse 11 stößt.

Ein flaches piezoelektrisches Element 58 für einen Summer ist in 9-Uhr- Richtung, von der Batterie 59 aus betrachtet, innerhalb des Uhrgehäuses 11 angeordnet. Die Batterie 59, die schwerer ist als das piezoelektrische Element 58, ist exzentrisch in 3-Uhr-Richtung angeordnet, so daß der Schwerpunkt des Vorrichtungshauptkörpers 10 in 3-Uhr-Richtung verschoben ist. Da das Armband 12 an einem Punkt nahe seinem Schwerpunkt angebracht ist, kann der Vorrichtungshauptkörper 10 sicher am Handgelenk angebracht werden. Ferner erlaubt die Positionierung der Batterie 59 und des piezoelektrischen Elements 58 in Planar-Richtung, daß der Vorrichtungshauptkörper 10 dünn ist, wobei die Batterieabdeckung 118 an der Rückseite installiert ist, wie in Fig. 7 gezeigt, was dem Benutzer erlaubt, die Batterie 59 leicht auszutauschen.

Wie in Fig. 7 gezeigt, ist der Verbindungsbereich 105 zum Halten eines Anschlagstifts 121, der am Ende des Armbandes 12 installiert ist, in 12-Uhr- Richtung des Uhrgehäuses 11 ausgebildet. Der Aufnahmebereich 106 ist in 6-Uhr-Richtung des Uhrgehäuses 11 vorgesehen, wobei ein Befestigungselement 122, das den Mittelpunkt des Armbandes 12 in Stellung hält, das um das Handgelenk gewickelt und in Longitudinalrichtung der Hand zurückgeschlagen ist, am Aufnahmebereich 106 ausgebildet ist.

In 6-Uhr-Richtung des Vorrichtungshauptkörpers 10 ist der Bereich von der Bodenoberfläche 119 zum Aufnahmebereich 106 als integraler Teil des Uhrgehäuses 11 ausgebildet und bildet den Rotationsstoppbereich 108, der etwa mit 115º ausgehend von der Bodenoberfläche 119 angeordnet ist. Das heißt, wenn das Armband 12 verwendet wird, um den Vorrichtungshauptkörper 10 am oberen Bereich L1 (Seite des Handrückens) des rechten Handgelenks L (Arm) anzubringen, berührt die Bodenoberfläche 119 des Uhrgehäuses L fest den oberen Bereich L1 des Handgelenks L, während der Rotationsstoppbereich 108 den Seitenbereich L2 berührt, wo die Speiche R angeordnet ist. In diesem Zustand sitzt die Bodenoberfläche 119 des Vorrichtungshauptkörpers 10 mehr oder weniger rittlings auf der Speiche R und der Elle U, während der Rotationsstoppbereich 108 und der Bereich zwischen dem gebogenen Bereich 109 der Bodenoberfläche 119 und dem Rotationsstoppbereich 108 die Speiche R berührt. Da der Rotationsstoppbereich 108 und die Bodenoberfläche 119 einen anatomisch idealen Winkel von etwa 115º bilden, wie oben erläutert worden ist, dreht sich der Vorrichtungshauptkörper 10 nicht um den Arm L, selbst wenn versucht wird, diesen in Richtung des Pfeils A oder B zu drehen. Da ferner die Drehung des Vorrichtungshauptkörpers 10 nur an zwei Stellen an der Seite des Arms beschränkt wird durch die Bodenoberfläche 119 und den Rotationsstoppbereich 108, berühren die Bodenoberfläche 119 und der Rotationsstoppbereich 108 den Arm sicher, selbst wenn dieser dünn ist, und schaffen eine sichere Rotationsstoppwirkung und sitzen komfortabel, selbst wenn der Arm dick ist.

Impulswellenerfassungsfunktion

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt der Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit, die in dem elektronischen Gerät 1 dieser Ausführungsform montiert ist. In der Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 dieser Ausführungsform wird der Komponentengehäuseraum 300 gebildet durch Plazieren des Rückseitendeckels 302 auf der Unterseite des Sensorrahmens 36, der einen Gehäusekörper bildet. Die Leiterplatte 35 ist im Inneren des Komponentengehäuseraums 300 angeordnet. Die LED 31, der Phototransistor 32 und andere elektronische Komponenten sind auf der Leiterplatte 35 montiert. Ein Ende des Kabels 20 ist an der Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 befestigt mittels der Buchse 393, wobei verschiedene Drähte des Kabels 20 mit verschiedenen Mustern auf der Leiterplatte 35 verlötet sind. Wie in Fig. 1(b) gezeigt, ist die Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 am Finger so angebracht, daß das Kabel 20 sich von der Basis des Fingers zum Vorrichtungshauptkörper 10 erstreckt. Die LED 31 und der Phototransistor 32 sind daher längs der Länge des Fingers angeordnet, wobei die LED 31 an der Fingerspitzenseite und der Phototransistor 32 an der Basis des Fingers positioniert sind. Diese Konfiguration bewirkt, daß es für das Umgebungslicht schwierig ist, den Phototransistor 32 zu erreichen.

In der Impulswellensensoreinheit 30 wird ein Lichttransmissionsfenster gebildet von einer durchlässigen Platte 34, die aus einer Glasplatte auf dem oberen Bereich (wirklicher Impulswellensignal-Erfassungsbereich) des Sensorrahmens 36 gefertigt ist, wobei die lichtemittierende Oberfläche und die lichtempfangende Oberfläche der LED 31 bzw. des Phototransistors 32 in Richtung zur durchlässigen Platte 34 orientiert sind. Aufgrund einer solchen Konfiguration sendet die LED 31 dann, wenn eine Fingeroberfläche auf die äußere Oberfläche 341 (Oberfläche, die die Fingeroberfläche berührt, oder Sensoroberfläche) der durchscheinenden Platte 34 gedrückt wird, Licht in Richtung zur Fingeroberfläche aus, wobei der Phototransistor 32 einen Teil des von der LED 31 ausgesendeten Lichts empfangen kann, das vom Finger reflektiert wird. Es ist zu beachten, daß die äußere Oberfläche 341 der durchscheinenden Platte 34 weiter hervorsteht als der umgebende Bereich 361, um ihren Kontakt mit der Fingeroberfläche zu verbessern.

In dieser Ausführungsform wird eine blaue InGaN-LED (Indium-Gallium- Stickstoff-LED) als LED 31 verwendet, wobei deren Emissionsspektrum eine Spitze bei 450 nm aufweist und deren Emissionswellenlängen von 350 bis 600 nm reichen. Angepaßt an die LED 31, die solche Eigenschaften aufweist, wird ein GaAsP-Phototransistor (Gallium-Arsen-Phosphor-Phototransistor) als Phototransistor 32 verwendet, wobei die Lichtempfangswellenlängen des Elements selbst von 300 bis 600 nm reicht, mit bestimmten Empfindlichkeitsbereichen auch bei oder unterhalb von 300 nm.

Wenn die so konfigurierte Impulswellensensoreinheit 30 an der Basis des Fingers mittels des Sensorbefestigungsriemens 40 angebracht ist und Licht von der LED 31 in Richtung zum Finger ausgesendet wird, erreicht das Licht die Blutgefäße, wobei ein Teil des Lichts vom Hämoglobin im Blut absorbiert wird und ein Teil reflektiert wird. Das vom Finger (Blut) reflektierte Licht wird vom Phototransistor 32 empfangen, wobei die Änderung der Menge des reflektierten Lichts der Änderung im Blutvolumen entspricht (Impulswelle im Blut). Das heißt, da das reflektierte Licht schwach wird, wenn das Blutvolumen hoch ist, und stark ist, wenn das Blutvolumen gering ist. Daher kann der Impulszählerwert und dergleichen gemessen werden durch Erfassen der Intensitätsänderungen des reflektierten Lichts.

Dieses Arbeitsbeispiel verwendet die LED 31 mit einem Emissionswellenlängenbereich von 350 bis 600 nm und einem Phototransistor 32 mit einem Lichtempfangswellenlängenbereich zwischen 300 und 600 nm, wobei Vitalinformationen auf der Grundlage der Ergebnisse angezeigt werden, die in überlappenden Wellenlängen zwischen etwa 350 und etwa 600 nm aufgenommen werden, d. h., alle verwendeten Wellenlängen sind kürzer als etwa 700 nm. Wenn eine solche Impulswellensensoreinheit 30 verwendet wird, verwendet selbst dann, wenn das Umgebungslicht auf dem freiliegenden Teil des Fingers auftrifft, das im Umgebungslicht enthaltene Licht mit den Wellenlängen von 700 nm oder kürzer den Finger nicht als einen Lichtleiter, um den Phototransistor 32 (Lichtempfangsfläche) zu erreichen. Der Grund hierfür ist folgender. Da Licht mit Wellenlängen von 700 nm oder kürzer, das im Umgebungslicht enthalten ist, den Finger nicht leicht durchdringen kann, durchdringt das Umgebungslicht, das den Bereich des Fingers erreicht, der nicht vom Sensorbefestigungsriemen 40 abgedeckt ist, nicht den Finger, um den Phototransistor 32 zu erreichen. Wenn im Gegensatz hierzu eine LED mit einer Emissionsspitze bei etwa 880 nm und ein Silicium-Phototransistor verwendet werden, ergibt sich ein Lichtempfangswellenlängenbereich zwischen 350 und 1200 nm. In einem solchen Fall rufen Änderungen des Umgebungslichtniveaus tendenziell Meßfehler hervor, da Impulswellen unter Verwendung eines Lichts mit 1 um Wellenlänge erfaßt werden, welches den Finger als einen Lichtleiter nutzen kann, um leicht den Phototransistor 32 zu erreichen.

Da ferner die Impulswelleninformationen unter Verwendung von Licht mit etwa 700 nm oder kürzerer Wellenlänge erhalten wird, ist der Störabstand des Impulswellensignals auf der Grundlage der Blutvolumenänderung hoch. Der Grund hierfür ist folgender. Der Absorptionskoeffizient von Hämoglobin im Blut für Licht und Wellenlängen zwischen 300 und 700 nm ist um ein Mehrfaches bis etwa zum Einhundertfachen oder mehr größer als der Absorptionskoeffizient für Licht mit einer Wellenlänge mit 800 nm, das herkömmlicherweise als Erfassungslicht verwendet worden ist. Als Ergebnis ändert sich das Licht mit Wellenlängen zwischen 300 und 700 nm empfindlich in Reaktion auf Blutvolumenänderungen, wodurch eine höhere Impulswellenerfassungsrate (Störabstand) auf der Grundlage der Blutvolumenänderung erzeugt wird.

Fig. 9 zeigt schematisch die Konfiguration des Impulswellenmeßbereichs 55, der einen Impulszählerwert und dergleichen ermittelt auf der Grundlage des Ergebnisses, das von der Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 eingegeben wird. Der Impulswellenmeßbereich 55 verwendet zuerst den Impulswellensignal-Umsetzungsbereich 551 des Steuerbereiches 5, um das von der Impulswellenerfassungs-Sensoreinheit 30 über das Kabel 20 eingegebene Signal zu verstärken, und setzt dieses Signal anschließend in ein Digitalsignal um und gibt dieses an den Impulswellensignalspeicherbereich 552 des RAM 4 aus. Die Impulswellendaten, die vorübergehend im Impulswellensignalspeicherbereich 552 gespeichert sind, werden vom Impulswellensignalberechnungsbereich 353 des Steuerbereiches 5 gelesen, wobei eine schnelle Fourier-Transformation (FFT-Verarbeitung) auf diese Daten für eine Frequenzanalyse angewendet wird. Das Ergebnis dieser Analyse wird in den Impulswellenkomponenten-Extraktionsbereich 554 eingegeben, wobei dieser Impulswellenkomponenten-Extraktionsbereich 554 anschließend die Impulswellenkomponenten aus dem vom Impulswellensignal- Berechnungsbereit 553 eingegebenen Signal extrahiert und das Ergebnis an den Impulszählerwert-Berechnungsbereich 555 ausgibt. Dieser Impulszählerwert-Berechnungsbereich 555 kann anschließend einen Impulszählerwert aus der Frequenzkomponente der Impulswelle berechnen, die eingegeben wurde, und das Ergebnis an die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 13 ausgeben.

Operation des tragbaren elektronischen Gerätes

Wie oben erläutert worden ist, ist das tragbare elektronische Gerät 1 in dieser Ausführungsform mit einer Uhrfunktion, einer Impulswellen-Meßfunktion sowie einer Schritt-Meßfunktion versehen, und kann zwischen dem Uhrmodus, dem Stoppuhrmodus, dem Impulszählmodus, in welchem sowohl Zeit als auch Impulswelleninformationen gemessen werden können, sowie dem Schritt-Meßmodus umgeschaltet werden. Jeder Modus des tragbaren elektronischen Gerätes 1 dieser Ausführungsform wird im folgenden erläutert.

Fig. 10 zeigt schematisch die verschiedenen Modi, die im tragbaren elektronischen Gerät 1 verfügbar sind, sowie den entsprechenden Anzeigeninhalt der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 13. Schritt ST11 zeigt den Uhrmodus, wobei der erste Segmentanzeigebereich 131 Montag, 6. Dezember 1994 anzeigt, wobei der Segmentanzeigebereich 132 die aktuelle Zeit 10:08:59 pm anzeigt. Der Punktanzeigebereich 134 zeigt "TIME" an, was anzeigt, daß der aktuelle Modus der Uhrmodus ist. "TIME" wird im Punktanzeigebereich 134 nur für einige Sekunden unmittelbar nach der Auswahl des Uhrmodus angezeigt. Es ist zu beachten, daß im dritten Segmentanzeigebereich 133 nichts angezeigt wird.

Wenn der Knopfschalter 111, der in 2-Uhr-Richtung angeordnet ist, während des Uhrmodus gedrückt wird, kann das tragbare elektronische Gerät 1 in dieser Ausführungsform z. B. nach einer Stunde einen Alarmton erzeugen; wobei ein beliebiger Zeitpunkt für diesen Alarmerzeugungszeitpunkt gesetzt werden kann. Wenn der Knopfschalter 113, der in 11-Uhr-Richtung angeordnet ist, gedrückt wird, wird die EL-Hintergrundbeleuchtung der Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung 13 für drei Sekunden eingeschaltet und schaltet sich anschließend automatisch selbst ab.

Wenn der Knopfschalter 112, der in 4-Uhr-Richtung angeordnet ist, ausgehend von diesem Modus gedrückt wird, schaltet das Gerät in den Laufmodus (Schritt ST12). Dieser Modus ist für die Verwendung des tragbaren elektronischen Geräts 1 als Stoppuhr. Im Laufmodus wird die aktuelle Zeit im ersten Segmentanzeigebereich 131 angezeigt, bevor die Messung gestartet wird (d. h. im Bereitschaftszustand), wobei [0:00':00":00] im zweiten Segmentanzeigebereich 132 angezeigt wird. Der Punktanzeigebereich 134 zeigt "RUN", was dem Laufmodus anzeigt, nur 2 Sekunden an, woraufhin sich die Graphik ändert.

Wenn der Knopfschalter 112, der in 4-Uhr-Richtung angeordnet ist, ausgehend von diesem Modus gedrückt wird, schaltet das Gerät in den Rundenzeit-Aufrufmodus (Schritt ST13). Dieser Modus ist zum Aufrufen der Rundenzeiten und von Zwischenzeiten, die in der Vergangenheit unter Verwendung des tragbaren elektronischen Geräts 1 gemessen worden sind. Im Rundenzeitaufrufmodus zeigt der erste Segmentanzeigebereich 131 das Datum, während der zweite Segmentanzeigebereich 132 die aktuelle Zeit anzeigt. Der Punktanzeigebereich 134 zeigt "LAP/RECALL", was den Aufrufmodus angibt, nur für 2 Sekunden an, woraufhin die Tendenz des Impulszählerwertes für die letzte Runde angezeigt wird.

Wenn der Knopfschalter 112, der in 4-Uhr-Richtung angeordnet ist, ausgehend von diesem Modus gedrückt wird, schaltet das Gerät in den Pulswellen- Meßergebnis-Aufrufmodus (Schritt ST14). Dieser Modus dient zum Aufrufen der Änderung des Impulszählerwertes über der Zeit, die unter Verwendung des tragbaren elektronischen Geräts 1 gemessen worden ist und während einer Veranstaltung wie z. B. eines Marathonlaufes in der Vergangenheit gespeichert worden ist, und der Änderung des Schritts über der Zeit, die in der Vergangenheit unter Verwendung des tragbaren elektronischen Geräts 1 gemessen worden ist. In diesem Aufrufmodus zeigt der erste Segmentanzeigebereich 131 zuerst das Datum, und der zweite Segmentanzeigebereich 132 zeigt die aktuelle Zeit. Der Punktanzeigebereich 134 zeigt "RESULT/RECALL" für nur 2 Sekunden an, woraufhin ein Graph angezeigt wird, der die Änderung der mittleren Impulszahl über der Zeit anzeigt.

Wenn der Knopfschalter 112, der in 4-Uhr-Richtung angeordnet ist, ausgehend von diesem Modus erneut gedrückt wird, kehrt das Gerät in den Uhrmodus zurück (Schritt ST11), wie mit dem Pfeil P1 gezeigt ist. Wenn in den Schritten ST12 bis ST14 10 Minuten lang nichts eingegeben wird, kehrt das Gerät ebenfalls automatisch zum Uhrmodus (Schritt ST11 zurück, wie mit dem Pfeil P2 gezeigt ist. Wenn das Instrument zum Uhrmodus zurückkehrt, zeigt der erste Segmentanzeigebereich 131 das Datum an, während der zweite Segmentanzeigebereich 132 die aktuelle Zeit anzeigt.

Wenn das tragbare elektronische Gerät 1 in dieser Ausführungsform in den Uhrmodus wechselt, zeigt der Punktanzeigebereich 134 "TIME" an, was eine Rückkehr zum Uhrmodus angibt, wie in Fig. 11(a) vergrößert gezeigt ist. Diese Anzeige schaltet sich jedoch automatisch nach 2 Sekunden ab, wie in Fig. 11 (b) gezeigt, wobei der Normalzustand des Uhrmodus zurückkehrt (Schritt ST15). In diesem normalen Uhrmodus-Zustand zeigt der Punktanzeigebereich 134 nichts an. Das heißt, der elektrische Stromverbrauch wird reduziert durch Einschalten der Punktanzeige für eine minimale Zeitspanne, die lang genug ist, um den Benutzer über den Modus zu informieren, und durch die Tatsache, daß die Punktanzeige nicht beleuchtet wird, um den Normalzustand des Uhrmodus anzuzeigen.

Wenn das Verbinderstück 80 im Verbinderbereich 70 des tragbaren elektronischen Geräts 1 dieser Ausführungsform in irgendeinem der obenbeschriebenen Zustände installiert wird, schaltet das Gerät automatisch in den Laufmodus (Schritt ST12), wie mit dem Pfeil P3 in Fig. 10 gezeigt ist. In diesem Laufmodus kann das Instrument als eine Stoppuhr arbeiten und kann ferner während des Laufens den Schritt und den Impulszählerwert messen.

Im folgenden wird hauptsächlich mit Bezug auf Fig. 12 beschrieben, wie die Funktion als Schrittzähler und die Funktion als Impulszähler im Laufmodus verwendet werden.

Wenn wie in Fig. 12 gezeigt zuerst das Instrument in den Laufmodus schaltet, der die Schrittzähler- und Impulszählerfunktionen bereitstellt (Schritt ST31), wird die aktuelle Zeit im ersten Segmentanzeigebereich 1 : 31 der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung angezeigt, [0:00':00":00] im zweiten Segmentanzeigebereich 132 angezeigt, und "RUN" im Punktanzeigebereich 134 angezeigt, wie in Fig. 13(a) gezeigt ist. Ferner blinkt im dritten Segmentanzeigebereich 133 ein Herzsymbol, was anzeigt, daß das Gerät in den Laufmodus geschaltet worden ist, welcher die Schrittzähler- und Impulszählerfunktionen zur Verfügung stellen kann.

Wenn diese Modusumschaltung stattfindet, wird elektrischer Strom dem Impulswellen-Meßbereich 55 und dergleichen zugeführt, wobei der Initialisierungsprozeß, wie z. B. das Setzen einer Betriebsfrequenz, ausgeführt wird. Anschließend wird nach 2 Sekunden ein Impulswellensignal zum Messen des anfänglichen Impulszählerwertes geholt. Während dieses Prozesses wechselt der Punktanzeigebereich 134 zwischen der Anzeige von "STOP/5" (Schritt ST32) und der Anzeige von "MOTION/4" (Schritt ST33) mit einer Frequenz von 2 Hz, und zeigt ferner eine Anzeige an, die den Benutzer auffordert, für 5 Sekunden still zu halten. Es ist zu beachten, daß die angezeigte Zahl sich anschließend durch Herunterzählen von 5 Sekunden ändert. Anschließend verharrt das Gerät im Bereitschaftszustand, bis der Knopfschalter 117, der an der oberen Seite der Oberfläche des Vorrichtungshauptkörpers 10 angeordnet ist, gedrückt wird, um die Zeitmessung zu beginnen (Schritt ST34).

In diesem Zustand zeigt der Punktanzeigebereich 134 graphisch die Quellensignalform eines Impulswellensignals an, wie in Fig. 13(b) gezeigt ist. Die hier angezeigte Quellensignalform entspricht den letzten Daten. Durch Prüfen der Form und des Pegels der Quellensignalform des Impulswellensignals vor dem Beginn der Zeitmessung (ein Marathonlauf) ist es somit möglich, zu ermitteln, ob die LED 31 und der Phototransistor 32 richtig montiert sind. Ferner ist es durch Anpassen der LED 31 und des Phototransistors 32 während der Prüfung der Form und des Pegels der Quellensignalform möglich, die LED 31 und den Phototransistor 32 an den optimalen Orten zu positionieren. Außerdem ist es möglich, im voraus zu prüfen, ob die Umgebungstemperatur und die Feuchtigkeit in der Umgebung für die Messungen geeignet sind. Ferner können diese Funktionen verwendet werden zum Testen des tragbaren elektronischen Geräts 1 während seiner Herstellung. Da die Quellensignalform graphisch angezeigt wird, ist es außerdem möglich, zu prüfen, ob die Zeitachse aufgrund z. B. einer schwachen Batterie verschoben worden ist. Es ist zu beachten, daß der dritte Segmentanzeigebereich 132 den Anfangsimpulszählerwert von "75" anzeigt, der von der Impulsumsetzung ermittelt wird.

Wenn ausgehend von diesem Zustand ein Marathonlauf gestartet wird und gleichzeitig der an der Oberseite der Oberfläche des Vorrichtungshauptkörpers den angeordnete Knopfschalter 117 gedrückt wird, beginnt die Messung der verstrichenen Zeit, wobei gleichzeitig Schritten und Impulszählerwerte gemessen werden (Schritt ST35).

Diese Meßergebnisse werden wie in Fig. 14(a) gezeigt angezeigt. Das heißt, die verstrichene Zeit wird im zweiten Segmentanzeigebereich 132 angezeigt, während die Änderungen des Impulszählerwerts über der Zeit graphisch im Punktanzeigebereich 134 angezeigt wird. Diese graphische Anzeige verwendet einen Balkengraphen, der sich von unten nach oben erstreckt, wobei der ungefähre Mittelpunkt der Vertikalachse auf einen Impulszählerwert von 65 gesetzt ist. Während dieses Prozesses zeigt der dritte Segmentanzeigebereich 133 die Skala für die Vertikalachse des im Punktanzeigebereich 134 angezeigten Graphen, sowie den aktuellen Impulszählerwert an.

Wenn ausgehend von diesem Zustand der Impulszähler in den Bereich gelangt (den spezifizierten Bereich zwischen den Impulszählerwerten 120 und 168), wird der Impulszählerwert graphisch als Differenz vom voreingestellten Referenzimpulszählerwert angezeigt (Schritt ST36), wie in Fig. 14(b) gezeigt ist. In dieser graphischen Anzeige ist der ungefähre Mittelpunkt der Vertikalachse auf z. B. einen Impulszählerwert von 150 gesetzt, wobei die Differenz zwischen diesem Wert und dem aktuellen Impulszählerwert als ein Balkengraph dargestellt wird, der sich nach oben oder nach unten erstreckt (in positiver oder negativer Richtung). Außerdem wird eine Markierung, die den spezifizierten Impulszählerwertbereich anzeigt, an der rechten Kante des Punktanzeigebereiches 134 angezeigt.

Wenn in diesem Zustand der Knopfschalter 114, der in 8-Uhr-Richtung angeordnet ist, gedrückt wird, zeigt der Punktanzeigebereich 134 graphisch die Änderung der Schritt über der Zeit an (Schritt ST37). Diese graphische Anzeige verwendet einen Polygonliniengraphen mit einem ungefähren Mittelpunkt der Vertikalachse bei einem Schritt von z. B. 170 (min&supmin;¹), wie in Fig. 14(c) gezeigt ist. Während dieses Prozesses zeigt der dritte Segmentanzeigebereich 133 die Skala (die anzeigt, daß der ungefähre Mittelpunkt der Vertikalachse gleich 170 ist) für die Vertikalachse des im Punktanzeigebereich 134 angezeigten Graphen, sowie den aktuelle Schritt an. Da, wie oben erläutert worden ist, das tragbare elektronische Gerät 1 in dieser Ausführungsform die Änderung des Schritts über der Zeit im Punktanzeigebereich 134 unter Verwendung eines Formats wie z. B. eines Polygonliniengraphen anzeigt, der sich von demjenigen unterscheidet, der für die Impulszählerwertanzeige verwendet wird, kann der Läufer leicht erkennen, welche Information derzeit angezeigt wird, indem er einfach das Anzeigeformat betrachtet. Das tragbare elektronische Gerät 1 dieser Ausführungsform besitzt keinen Schalter zum Auswählen des Laufens oder Gehens, da es so konfiguriert ist, daß es in jedem Zustand einen genauen Schritt anzeigt.

Wenn ausgehend von diesem Zustand der Knopfschalter 114, der in 8-Uhr- Richtung angeordnet ist, erneut gedrückt wird, kehrt das Gerät in den Zustand zurück, in welchem der Punktanzeigebereich 134 die Änderung des Impulszählerwertes über der Zeit anzeigt (Schritt ST36).

Wenn der Benutzer den Knopfschalter 116, der an der Unterseite der Oberfläche des Vorrichtungshauptkörpers 10 angeordnet ist, drückt, während ein designierter Punkt passiert wird, wird die aktuelle Rundenzeit im ersten Segmentanzeigebereich 131 angezeigt (Schritt ST38). Anschließend kehrt das Gerät nach 10 Sekunden automatisch zum Schritt ST36 zurück.

Wenn anschließend der Benutzer den Knopfschalter 117, der an der Oberseite der Oberfläche des Vorrichtungshauptkörpers 10 angeordnet ist, gleichzeitig während des Erreichens des Ziels drückt, werden die Meßwerte des Impulszählerwertes, des Schritts und der Stoppzeiten sowie "COOLING/DOWN" im Punktanzeigebereich 134 angezeigt (Schritt ST39). Anschließend, nachdem in diesem Zustand 2 Minuten verstrichen sind, zeigt der Punktanzeigebereich 134 graphisch die Änderung des Impulszählerwertes über der Zeit nach dem Zieleinlauf als Impulserholungskennlinie an (Schritt ST40).

Für diese Impulserholungskennlinie schaltet die graphische Anzeige auf einen Balkengraphen um, der sich von unten nach oben erstreckt, wobei die gleiche Skala verwendet wird, die einen Impulszählerwert von 150 als ungefähren Mittelpunkt der Vertikalachse aufweist, wie in Fig. 15(a) gezeigt ist. Anschließend, wie in Fig. 15(b) gezeigt ist, wird die Erholungskennlinie für 2 Minuten gemessen. Während dieses Prozesses zeigt der dritte Segmentanzeigebereich 133 die Skala für die Vertikalachse des im Punktanzeigebereich 134 angezeigten Graphen und den aktuellen Impulszählerwert an.

Wenn ausgehend von diesem Zustand der Knopfschalter 114, der in 8-Uhr- Richtung angeordnet ist, gedrückt wird, zeigt der Punktanzeigebereich 134 "PULSE/RESULT" für 1,5 Sekunden an (Schritt ST41), und zeigt anschließend die Änderung des Impulszählerwertes über der Zeit für den letzten Marathonlauf an (Schritt ST42). Wenn der Knopfschalter 114, der in 8-Uhr- Richtung angeordnet ist, erneut gedrückt wird, zeigt der Punktanzeigebereich 134 "PITCH/RESULT" für 1,5 Sekunden an (Schritt ST43), und zeigt anschließend die Änderung des Schritts über der Zeit für den letzten Marathonlauf an (Schritt ST44). Wenn der Knopfschalter 114, der in 8-Uhr- Richtung angeordnet ist, noch mal gedrückt wird, zeigt der Punktanzeigebereich 134 "COOLING/DOWN" für 1,5 Sekunden an (Schritt ST45), und kehrt anschließend in den Zustand (ST40) zurück, in welchem die Änderung des Impulszählerwertes über der Zeit nach dem Zieleinlauf als Impulserholungskennlinie angezeigt wird.

Es ist zu beachten, daß dann, wenn der an der Unterseite der Oberfläche des Vorrichtungshauptkörpers 10 angeordnete Knopfschalter 116 nach dem Zieleinlauf gedrückt wird, der Punktanzeigebereich 134 "PROTECT/MEMORY" anzeigt, was danach fragt, ob das aktuelle Ergebnis gespeichert werden soll (Schritt ST46); wenn "YES" als Antwort gegeben wird durch Drücken des Knopfschalters 117, der an der Oberseite der Oberfläche des Vorrichtungshauptkörpers 10 angeordnet ist, zeigt der Punktanzeigebereich 134 "MEMORY" an, was angibt, daß das Ergebnis gespeichert wird (Schritt ST47), und kehrt nach 2 Sekunden zum Anfangszustand (Schritt ST31) zurück.

Wenn der Knopfschalter 112, der in 4-Uhr-Richtung angeordnet ist, gedrückt wird, nachdem die Messungen als Schrittzähler und als Impulszähler beendet sind, schaltet das Gerät in den Rundenzeit-Aufruf-Modus (Schritt ST13), wie in Fig. 10 gezeigt ist. Wenn ausgehend von diesem Modus der Knopfschalter 112, der in 4-Uhr-Richtung angeordnet ist, gedrückt wird, schaltet das Gerät in den Impulswellenmessungsergebnis-Rückrufmodus (Schritt ST14). Dieser Modus kann ebenfalls die Änderungen des Schritts und des Impulszählerwertes über der Zeit im Punktanzeigebereich 134 anzeigen. Wenn ausgehend von diesem Zustand der Knopfschalter 112, der in 4-Uhr- Richtung angeordnet ist, gedrückt wird, kehrt das Gerät zum Uhrmodus zurück (Schritt ST11).

Wenn das Gerät zum Uhrmodus zurückkehrt, zeigt der erste Segmentanzeigebereich 133 erneut das Datum an, wobei der zweite Segmentanzeigebereich 132 die aktuelle Zeit anzeigt. Der Punktanzeigebereich 134 zeigt "TIME" an, was eine Rückkehr zum Uhrmodus angibt, jedoch verschindet diese Anzeige automatisch nach 2 Sekunden, wie durch den Pfeil P4 gezeigt ist, und der Normalzustand des Uhrmodus kehrt zurück (Schritt ST15).

Wie oben erläutert worden ist, ist das tragbare elektronische Gerät dieser Ausführungsform eine Vorrichtung, die mit verschiedenen Typen von Anzeigen und Meßfunktionen ausgestattet ist, und kann verschiedene Informationen, wie z. B. Rundenzeiten, Impulse und Schritte anzeigen, während der Benutzer an einer Veranstaltung wie z. B. an einem Marathonlauf teilnimmt. In diesem tragbaren elektronischen Multifunktions-Gerät kann die Schrittmessung mit der Operation eines einzelnen Knopfes bewerkstelligt werden, wobei ferner keine Bedingungseinstellung wie z. B. für das Laufen oder das Gehen erforderlich ist. Der Benutzer kann somit einen Schritt unmittelbar dann anzeigen, wenn er dies wünscht, und kann sofort einen hochgenauen Schritt erhalten, da keine Bedingungseinstellung wie z. B. für das Laufen oder das Gehen erforderlich ist. Da außerdem die Operation zum Messen oder Anzeigen eines Schritts einfach ist, ist die Schritt-Meßoperation nicht umständlich, was dem Benutzer ermöglicht, den Zustand seines Körpers leicht zu ermitteln, sowie den Zustand des Laufens oder Gehens durch Anzeigen des Schritts zu einem beliebigen Zeitpunkt.

Wie oben erläutert worden ist, erscheinen die dritte Oberwelle während des Gehens und die zweite Oberwelle während des Laufens als Hochpegelsignal in dem Frequenzbereich, der bei oder oberhalb der ersten Frequenzeinstellung von z. B. 100 min&supmin;¹ liegt, wenn die Frequenz eines Körperbewegungssignals analysiert wird. Durch Verwenden dieser Frequenz können die Schritt- Meßvorrichtung, das elektronische Gerät und das Schritt-Meßverfahren gemäß der Erfindung automatisch und genau in jedem Zustand den Schritt berechnen. Die Erfindung kann daher sowohl während des Laufens als auch während des Gehens genau und schnell einen Schritt zur Verfügung stellen und kann einfach hochgenaue Schrittzahlen zur Verfügung stellen, da sie keine externen Operationen zum Umschalten der Modi zwischen dem Laufen und dem Gehen oder irgendwelche Analysemodusänderungen erfordert.

Ob die Referenzwelle, für die ein Schritt zu ermitteln ist, die zweite oder die dritte Oberwelle ist, kann ferner auf der Grundlage der Tatsache ermittelt werden, ob ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die z. B. 1/3 oder 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt. Selbst wenn ein Hochpegelsignal nahe einer Frequenz vorhanden ist, die 1/3 oder 2/3 der Referenzwellenfrequenz beträgt, kann eine Konfiguration verwendet werden, die nur dann feststellt, daß die Referenzwelle die dritte Oberwelle ist, wenn der Referenzwellenfrequenz gleich oder höher ist als der spezifizierte Frequenzpegel (die zweite Frequenzeinstellung). Die Verwendung einer Meßvorrichtung und eines Meßverfahrens, die zu einer solchen Doppelprüfung fähig sind, kann verhindern, daß Störungen Fehler hervorrufen während der Ermittlung, ob die Referenzwelle die zweite oder die dritte Oberwelle ist, wodurch ferner die Genauigkeit des berechneten Schritts erhöht wird.

Da außerdem die Verwendung der Schritt-Meßvorrichtung oder des Schritt- Meßverfahrens gemäß der Erfindung sowohl während des Laufens als auch während des Gehens leicht einen Schritt zur Verfügung stellen können, sind sie geeignet für den Einbau einer Schritt-Meßfunktion in ein elektronisches Multifunktions-Gerät, wie z. B. das oben erläuterte Gerät, wobei genaue Schrittzahlen erhalten werden können unter Verwendung einfacher Operationen, selbst wenn verschiedene Funktionen verwendet werden.

Industrielles Anwendungspotential

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schritt-Meßvorrichtung und ein Schritt-Meßverfahren, die den Schritt sowohl während des Laufens als auch während des Gehens messen, wobei die Erfindung ermöglicht, den Schritt ohne Unterscheidung zwischen Laufen und Gehen zu berechnen. Ein elektronisches Multifunktions-Gerät, das eine Schritt-Meßfunktion enthält, kann somit unter Verwendung einfacher Operationen genaue Schrittzahlen zur Verfügung stellen und kann Meßfehler verhindern.


Anspruch[de]

1. Schrittmeßvorrichtung, die umfaßt:

einen Körperbewegungssensor zum Erfassen von Körperbewegungen,

ein Frequenzanalysemittel zum Analysieren der Frequenz des Erfassungsergebnisses des Körperbewegungssensors, und

ein Schrittberechnungsmittel zum Berechnen des Schritts während des Laufens oder Gehens anhand des Analyseergebnisses des Frequenzanalysemittels;

wobei das Schrittberechnungsmittel ein Signal, dessen Leistung wenigstens gleich einem spezifizierten Pegel in einem Bereich ist, der wenigstens gleich einer ersten Frequenzeinstellung im Analyseergebnis ist, als eine Referenzwelle setzt, auf die für die Ermittlung des Schritts Bezug genommen wird, und den Schritt berechnet durch Ermitteln, ob die Referenzwelle die zweite oder die dritte Oberwelle ist, die der Körperbewegung zugeordnet ist.

2. Schrittmeßvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schrittberechnungsmittel die Frequenz der Referenzwelle als Schritt ausgibt, wenn es ermittelt, daß die Referenzwelle die zweite Oberwelle ist, und 2/3 der Frequenz der Referenzwelle als Schritt ausgibt, wenn es ermittelt, daß die Referenzwelle die dritte Oberwelle ist.

3. Schrittmeßvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schrittberechnungsmittel mit einem Oberwellenbestätigungsmittel versehen ist, das ermittelt, ob innerhalb des Analyseergebnisses ein Hochpegelsignal in der Nähe wenigstens einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 oder 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, und

die ein Signalermittlungsmittel umfaßt, das die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn kein Hochpegelsignal in der Nähe wenigstens einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 oder 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist.

4. Schrittmeßvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Oberwellenbestätigungsmittel ein erstes Wellenbestätigungsmittel ist, das ermittelt, ob innerhalb des Analyseergebnisses ein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, und

das Signalermittlungsmittel die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn es feststellt, daß kein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 der Frequenz der Referenzwelle ist.

5. Schrittmeßvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Oberwellenbestätigungsmittel ein zweites Wellenbestätigungsmittel ist, das ermittelt, ob innerhalb des Analyseergebnisses ein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, und

das Signalermittlungsmittel die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn es ermittelt, daß kein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist.

6. Schrittmeßvorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Oberwellenbestätigungsmittel ermittelt, ob ein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 oder 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, und bei der

das Signalermittlungsmittel die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn es ermittelt, daß kein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, und wenn es ermittelt, daß kein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist.

7. Schrittmeßvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schrillberechnungsmittel mit einem Signalermittlungsmittel versehen ist, das die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn es ermittelt, daß die Frequenz der Referenzwelle kleiner als eine zweite Frequenzeinstellung ist.

8. Schrittmeßvorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Signalermittlungsmittel die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn es ermittelt, daß kein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 oder 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, oder wenn es ermittelt, daß die Frequenz der Referenzwelle kleiner ist als die zweite Frequenzeinstellung, und

die Referenzwelle als die dritte Oberwelle ermittelt, wenn es ermittelt, daß ein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 oder 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, und wenn es ermittelt, daß die Frequenz der Referenzwelle wenigstens gleich der zweiten Frequenzeinstellung ist.

9. Elektronisches Gerät, das umfaßt:

einen Körperbewegungssensor zum Erfassen von Körperbewegungen,

eine Steuervorrichtung, die Signale vom Körperbewegungssensor verarbeitet, und

eine Anzeigevorrichtung, die die Ausgabe von der Steuervorrichtung anzeigen kann; wobei

die Steuervorrichtung mit einer Frequenzanalysefunktion versehen ist zum Analysieren der Frequenz des Erfassungsergebnisses des Körperbewegungssensors, und mit einer Schrittberechnungsfunktion zum Berechnen des Schritts während des Laufens oder Gehens anhand des Analyseergebnisses des Frequenzanalysemittels; und wobei

die Schrittberechnungsfunktion ein Signal, dessen Leistung wenigstens gleich einem spezifizierten Pegel in einem Bereich ist, der wenigstens gleich einer ersten Frequenzeinstellung im Analyseergebnis ist, als eine Referenzwelle setzt, auf die für die Ermittlung des Schritts Bezug genommen wird, einen Schritt berechnet durch Ermitteln, ob die Referenzwelle die zweite oder die dritte Oberwelle ist, die der Körperbewegung zugeordnet ist, und das Ergebnis an die Anzeigevorrichtung ausgibt.

10. Schrittmeßverfahren, das umfaßt:

einen Prozeß zum Analysieren der Frequenz einer Körperbewegung, und

einen Schrittberechnungsprozeß zum Berechnen des Schritts während des Laufens oder Gehens anhand des Analyseergebnisses eines Frequenzanalysemittels; wobei

der Schrittberechnungsprozeß ein Signal, dessen Leistung wenigstens gleich dem spezifizierten Pegel in einem Bereich ist, der wenigstens gleich einer ersten Frequenzeinstellung im Analyseergebnis ist, als eine Referenzwelle setzt, auf die für die Ermittlung des Schritts Bezug genommen wird, und einen Schritt ermittelt durch Ermitteln, ob die Referenzwelle die zweite oder die dritte Oberwelle ist, die der Körperbewegung zugeordnet ist.

11. Schrittmeßverfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schrittberechnungsprozeß die Frequenz der Referenzwelle als Schritt ausgibt, wenn er ermittelt, daß die Referenzwelle die zweite Oberwelle ist, und 2/3 der Frequenz der Referenzwelle als Schritt ausgibt, wenn er ermittelt, daß die Referenzwelle die dritte Oberwelle ist.

12. Schrittmeßverfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schrittberechnungsprozeß mit einem Oberwellenbestätigungsprozeß versehen ist, der ermittelt, ob innerhalb des Analyseergebnisses ein Hochpegelsignal in der Nähe wenigstens einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 oder 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, und

das einen Signalermittlungsprozeß umfaßt, der die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn kein Hochpegelsignal in der Nähe wenigstens einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 oder 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist.

13. Schrittmeßverfahren nach Anspruch 11, bei dem der Oberwellenbestätigungsprozeß ermittelt, ob ein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 oder 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, und bei dem

der Signalermittlungsprozeß die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn er ermittelt, daß kein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, und wenn er ermittelt, daß kein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist.

14. Schrittmeßverfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schrittberechnungsprozeß mit einem Signalermittlungsprozeß versehen ist, der die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn er ermittelt, daß die Frequenz der Referenzwelle kleiner als eine zweite Frequenzeinstellung ist.

15. Schrittmeßverfahren nach Anspruch 12, bei dem der Signalermittlungsprozeß die Referenzwelle als die zweite Oberwelle ermittelt, wenn er ermittelt, daß kein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 oder 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, oder wenn er ermittelt, daß die Frequenz der Referenzwelle kleiner ist als die zweite Frequenzeinstellung, und

die Referenzwelle als die dritte Oberwelle ermittelt, wenn er ermittelt, daß ein Hochpegelsignal in der Nähe einer Frequenz vorhanden ist, die gleich 1/3 oder 2/3 der Frequenz der Referenzwelle ist, und wenn er ermittelt, daß die Frequenz der Referenzwelle wenigstens gleich der zweiten Frequenzeinstellung ist.







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