特許 7256563 情報処理端末装置の連結機構及び連結方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-04

(45)【発行日】2023-04-12

(54)【発明の名称】情報処理端末装置の連結機構及び連結方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/16 20060101AFI20230405BHJP

   H05K 5/02 20060101ALI20230405BHJP

【ＦＩ】

G06F1/16 312J

G06F1/16 312G

H05K5/02 E

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021550976

(86)(22)【出願日】2019-10-08

(86)【国際出願番号】 JP2019039669

(87)【国際公開番号】W WO2021070250

(87)【国際公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-04-07

(73)【特許権者】

【識別番号】514224699

【氏名又は名称】リオモ インク

【氏名又は名称原語表記】ＬＥＯＭＯ，Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】２０００ Ｃｅｎｔｒａｌ Ａｖｅｎｕｅ， Ｂｏｕｌｄｅｒ， Ｃｏｌｏｒａｄｏ ８０３０１ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

【日本における営業所】東京都品川区西五反田７－２２－１７

(74)【代理人】

【識別番号】100117514

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 敦朗

(72)【発明者】

【氏名】加地 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】谷山 示

【審査官】佐賀野 秀一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３１８３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２２０９５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－１２４５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－００７５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ １／１６－ １／１８

Ｈ０５Ｋ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

情報処理端末装置を対象物に連結させる連結機構であって、
前記情報処理端末装置本体に成形された本体側連結部と、
前記対象物側に配置されて前記本体側連結部に連結される対象物側連結部と、
前記本体側連結部に係合される係合部と、
前記係合部を有し、当該係合部を介して前記情報処理端末装置に対し、交換可能に機能を追加する複数種の機能追加手段と、
機能追加手段と前記対象物との間に介在されるとともに、複数種の機能追加手段に対して共通して連結可能なアジャスター手段と
を備え、
前記アジャスター手段は、
径の太いネジが固定可能に螺合される太径ネジ穴２１と、
前記機能追加手段の挿通孔側から挿通されて前記太径ネジ穴に螺合される太径ネジ３２と、
前記太径ネジ穴に螺合されることなく挿通され、他の機能追加手段側の細径ネジ穴に固定可能に螺合される細径ネジと
を有することを特徴とする情報処理端末装置の連結機構。

【請求項2】

前記機能追加手段は、前記情報処理端末装置に対して電力を供給する蓄電手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の情報処理端末装置の連結機構。

【請求項3】

前記機能追加手段は、前記情報処理端末装置本体を保護する保護手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の情報処理端末装置の連結機構。

【請求項4】

前記アジャスター手段は、前記対象物に対する取り付け角度を相対的に変化させて固定する機能をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の情報処理端末装置の連結機構。

【請求項5】

前記情報処理端末装置は、
自機の現在位置を計測する位置計測手段を備え、
前記対象物は、自転車又は自転車に取り付けられたマウント手段である
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理端末装置の連結機構。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれかに記載された連結機構を用いて、情報処理端末装置を対象物に連結させることを特徴とする情報処理端末装置の連結方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＧＰＳ機能や通信機能などを備えた情報端末装置を、自転車や身体その他の対象物に連結させて固定或いは支持させるための情報処理端末装置の連結機構及び連結方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、情報端末装置の小型・軽量化、多機能化が進み、ユーザーの身体や自転車のハンドル等の対象物に対して脱着可能ないわゆる情報処理端末が各種提案されている（例えば、特許文献１）。このような情報処理端末では、軽量であるうえ、時計機能やＧＰＳ機能の他、心拍センサー等の各種センサー類との通信機能などを備えていることから、ランニングやウォーキング、自転車等のスポーツトレーニングやエクササイズ時に、装着者の体動を記録したりモニタリングしたりするシステムが開発されている（例えば、特許文献２）。

【0003】

上記特許文献に開示されたシステムによれば、ユーザーの靴底に運動パラメータを測定する装置を取り付け、運動活動中の運動者のモニタリングにより得られる運動パラメータを、基本的なベースラインデータと比較して、その比較結果が許容範囲内にあるか否かに応じて、再生される音楽を変化させるなどして、運動活動時におけるリアルタイムのフィードバックをユーザーに与えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－１０３５３６号公報

【文献】特開２０１３－２１５５９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、自転車のハンドルに取付ける際に用いられるマウント器具や、ユーザーの身体などに装着するためのベルトなど、連結する対象となる物に応じて各種製品が各社から提供されており、ユーザーが使用する製品に応じて端末装置を連結するためのアダプターが必要になり、製品相互の対応関係に基づく取り付け手順などが複雑化し、利便性が損なわれるとともに、その取り付け作業などが繁雑となる傾向にある。

【0006】

特に、情報処理端末や取り付け対象となる製品によっては、小型化や薄型化のためにネジ止めに十分な厚みを確保できなかったり、バッテリーなどの配置条件など部品の取合いからネジ止め用の部位を確保できないなど、様々な設計的制限があり利便性や操作性が低下する惧れがある。

【0007】

そこで、本発明は、上記のような問題を解決するものであり、ＧＰＳ機能や通信機能などを備えた情報端末装置を、自転車や身体その他の対象物に連結させて固定或いは支持させる際、連結機構の自由度を高めて設計的制限を低減し、利便性及び操作性を向上できる情報処理端末装置の連結機構及び連結方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明は、情報処理端末装置を対象物に連結させる連結機構であって、情報処理端末装置本体に成形された本体側連結部と、対象物側に配置されて本体側連結部に連結される対象物側連結部とを備える。

【0009】

上記発明において、対象物側連結部は、本体側連結部に係合される係合部と、当該係合部を介して情報処理端末装置に対して交換可能に機能を追加する複数種の機能追加手段とを備えることが好ましい。

【0010】

上記発明において、機能追加手段は、情報処理端末装置に対して電力を供給する蓄電手段を含むか、或いは情報処理端末装置本体を保護する保護手段を含むことが好ましい。上記発明において、これら機能追加手段と対象物との間に介在されるとともに、複数種の機能追加手段に対して共通して連結可能なアジャスター手段をさらに備えることが好ましい。さらに、上記発明において、情報処理端末装置は、自機の現在位置を計測する位置計測手段を備え、対象物は、自転車又は自転車に取り付けられたマウント手段であることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

以上述べたように、これらの発明によれば、ＧＰＳ機能や通信機能などを備えた情報端末装置を、パワーマウント（バッテリーパック）や、自転車、身体その他の対象物に連結させるためのアダプターやマウント手段に固定或いは支持させる際、情報処理端末装置本体に直接成形された本体側連結部と、対象物側に配置されて本体側連結部に連結される対象物側連結部とを係合させるため、情報端末装置の携帯性や、操作性を向上させることができる。

【0012】

また、この情報端末装置は、パワーマウントや、身体に装着機能を有するアダプターなど、付加的な機能を追加する装置や器具を介して、さらに自転車のマウント手段などに連結できるため、情報端末装置を固定したり携帯したりする際の自由度を高めたり、設計的制限を低減したりできる。
さらには、機能追加手段と対象物との間に、複数種の機能追加手段に対して共通して連結可能なアジャスター手段を用いることによって、より利便性及び操作性を向上できる。なお、このアジャスター手段は、前記対象物に対する取り付け角度を相対的に変化させて固定する機能をさらに有することが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る連結機構をパワーマウント（蓄電手段）に適用した例を示す斜視図であり、（ａ）は情報処理端末とパワーマウントとを分離した状態を示し、（ｂ）は情報処理端末とパワーマウントとを連結した状態を示す。

【図2】実施形態に係る連結機構をパワーマウントに適用した例を示す斜視図であり、（ａ）は連結機構を取付ける前の状態を示し、（ｂ）は連結機構を取付けた状態を示す。

【図3】実施形態に係る連結機構をパワーマウントに適用して、自転車用のマウント器具に連結する使用状態を示す斜視図である。

【図4】実施形態に係る連結機構をパワーマウントに適用して、自転車用のマウント器具に連結した状態を示す斜視図である。

【図5】実施形態に係る連結機構をアダプターに適用した例を示す斜視図であり、（ａ）は情報処理端末とアダプターとを分離した状態を示し、（ｂ）は情報処理端末とアダプターとを連結した状態を示す。

【図6】実施形態に係る連結機構をアダプターに適用して、自転車用のマウント器具に連結する使用状態を示す斜視図である。

【図7】実施形態に係る連結機構をパワーマウントに適用した例を示す断面図である。

【図8】実施形態に係る連結機構をアダプターに適用した例を示す断面図である。

【図9】変更例に係る連結機構を示す斜視図である。

【図10】実施形態に係るモーションキャプチャシステムの使用態様を示す説明図である。

【図11】実施形態で取得される体動再現データの一例である。

【図12】実施形態に係る各装置の内部構成を示すブロック図である。

【図13】実施形態に係るモーションキャプチャ方法を示すシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置などを例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

【0015】

（連結機構の構成）
図１～６に本実施形態に係る連結機構及び連結方法をパワーマウント（バッテリーパック）又はアダプターに適用した例を示す。ここでは、情報端末装置１００を、対象物であるパワーマウント１０１に合体させ、合体後のパワーマウント１０１を介して自転車ハンドル１０５に連結させる場合を例に説明する。

【0016】

本実施形態にかかる連結機構は、対象物であるパワーマウント１０１又はアダプター１０２に情報端末装置１００を連結させる機構を含み、情報端末装置１００本体の背面側に成形された本体側連結部１１と、パワーマウント１０１側に配置されて本体側連結部１１に連結される対象物側連結部１２とを有している。

【0017】

情報端末装置１００は、スマートフォンやウェアラブル端末などＧＰＳ機能や通信機能などを備えた電子機器である。この情報端末装置１００は、本実施形態では、アスリートが身体に装着したり自転車にマウントしたりして、アスリートが身体に装着した各種センサーからの検出信号を収集して体動を記録したり、自機の現在位置を計測する位置計測手段であるＧＰＳによって検出された移動軌跡を記録したりする機能の他、撮影するカメラ１００ｂ等を有するとともに、本体表面側に種々の情報を表示するための液晶ディスプレイ１００ａを備えている。本体側連結部１１は、情報端末装置１００の背面側に形成された凸部１００ｃの上下部に形成されたツメ部１１ａ及び１１ｂを有している。また、パワーマウント１０１側に配置された対象物側連結部１２は、本体側連結部１１のツメ部１１ａ，１１ｂに係合される係合部１２ａ及び１２ｂを有している。

【0018】

一方、パワーマウント１０１は、図１～４に示すように、情報端末装置１００に対して交換可能に機能を追加する機能追加手段の一つであり、接続端子１０１ａを通じて情報端末装置１００を充電するための電力を情報端末装置１００に供給する蓄電手段（バッテリーパック）である。また、パワーマウント１０１は対象物側連結部１２として、本体側連結部１１のツメ部１１ａ，１１ｂに係合される係合部１２ａ及び１２ｂを有している。パワーマウント１０１はこれら係合部１２ａ及び１２ｂを介して情報端末装置１００に対する充電機能として追加される。

【0019】

他方、アダプター１０２は、情報端末装置１００に対して交換可能に機能を追加する機能追加手段の一つであり、情報端末装置１００本体を保護する保護手段としての機能を提供する。具体的にアダプター１０２は、図５及び図６に示すように、情報端末装置１００の背面に連結されて情報端末装置１００の周囲を覆って保護するとともに、リストバンドやベルトなどを挿通するためのバックル部１０２ａを有している。また、アダプター１０２は対象物側連結部１２として、本体側連結部１１のツメ部１１ａ，１１ｂに係合される係合部１２ａ及び１２ｂを有している。アダプター１０２はこれら係合部１２ａ及び１２ｂを介して情報端末装置１００の保護機能として追加される。

【0020】

そして、これらパワーマウント１０１及びアダプター１０２は、自転車マウント手段等の対象物との間に介在され、これらの対象物に対して連結可能なアジャスター手段２を備えている。

【0021】

このアジャスター手段２は、パワーマウント１０１やアダプター１０２などの機能追加手段とマウント手段１０４との間に介在される部品であり、複数種の機能追加手段に対して共通して連結可能に設計されている。具体的にアジャスター手段２は、円盤状の基部２２と、機能追加手段側に固定するためのネジ穴２１と、マウント手段１０４側に固定するためのフランジ部２３とを備えている。本実施形態では、これらの各部はプラスチック等の合成樹脂等の素材により一体成形されている。円盤状の基部２２は薄板状の部材であり、機能追加手段側に当接される裏面側中央に断面正方形状の位置決部２ｂが突設されており、表面側にマウント手段１０４の接合面１０４ａに形成されたリング部材２４に係合されるフランジ部２３を有している。
このアジャスター手段２と適合するように機能追加手段（パワーマウント１０１やアダプター１０２）の当接面にはネジ穴１３（１３ａ，１３ｂ）が、アジャスター手段２側のネジ穴２１と合致する位置に形成されているとともに、アジャスター手段２側の位置決部２ｂが嵌合される断面正方形状の凹部１５が形成されている。
アジャスター手段２の当接面のネジ穴１３は、本実施形態では４カ所配置されており、アジャスター手段２側のネジ穴２１，２１は、４つのネジ穴１３ａ，１３ａ，１３ｂ，１３ｂのうち、対角線上に位置する一対のネジ穴（１３ａ，１３ａ又は１３ｂ，１３ｂ）に対して螺合可能なように、フランジ部２３，２３を繋いだ直線に対して、４５°傾斜された線上に配置されている。また、これと合わせて凹部１５は、対角に位置する一対のネジ穴１３ａ，１３ａ（又は１３ｂ，１３ｂ）を繋ぐそれぞれの対角線が交差する位置に形成され、その正方形状の各辺が４つのネジ穴１３ａ，１３ａ，１３ｂ，１３ｂに対応するように設定されている。
これにより、アジャスター手段２側の位置決部２ｂを凹部１５に嵌合させる際、その断面形状が正方形であることから、取り付け角度を９０°ずつ変化させ、ネジ穴２１，２１を合致させる一対のネジ穴１３ａ，１３ａ（又は１３ｂ，１３ｂ）を選択することができる。この結果、アジャスター手段２の対象物に対する取り付け角度を９０°ずつ相対的に変化させることで、情報端末装置１００を縦にするか横にするか選択してマウント手段１０４に固定することができる。

【0022】

マウント手段１０４は自転車のハンドルに取付けられ、このマウント手段１０４を介して情報端末装置１００を固定する固定具である。マウント手段１０４は、ハンドルの外周を把持するようにして連結固定されるリング状の把持部１０４ｂと、把持部１０４ｂと接合面１０４ａとを連結して接合面１０４ａを９０°ねじれた位置で支持するアーム部１０４ｃとから構成される。接合面１０４ａは機能追加手段側のフランジ部２３が引っ掛けられてアジャスター手段２が接続されるリング部材２４が取付けられている。
リング部材２４にはフランジ部２３が差し込まれる拡幅部２２ａが形成されている。この拡幅部２２ａは、略矩形状をなすフランジ部２３と同形状に形成された凹部であり、この拡幅部２２ａからフランジ部２３を挿通してアジャスター手段２を回転させることにより、フランジ部２３がリング部材２４を挟み込むんで係合され、アジャスター手段２が接合面１０４ａに固定される。このとき、アジャスター手段２の対象物に対する取り付け角度を９０°ずつ相対的に変化させることで、情報端末装置１００を縦にするか横にするか選択してマウント手段１０４に固定することができる。

【0023】

また、アジャスター手段２のネジ穴２１は、アジャスター手段２の表裏に貫通された孔でありアジャスター手段２の表裏両方からネジが挿通可能となっている。図７及び図８に、アジャスター手段２と機能追加手段であるパワーマウント１０１又はアダプター１０２との関係を断面図で示す。

【0024】

図８に示すように、アジャスター手段２のネジ穴２１は径の太い４mmネジ３２と螺合するように太径の雌ネジが螺刻されており、太径の４mmネジ３２が固定可能となっているものの、細径の３mmネジ３１がネジ穴２１に挿通可能となっているのみでネジ穴２１には螺合はされないようになっている。一方、図７に示すように、パワーマウント１０１側には細径の３mmネジ３１が螺合されるネジ穴１３が形成されている。
このため、ネジ穴１３に対しては、細径の３mmネジ３１が固定可能となっているものの、太径の４mmネジ３２はネジ穴２１に挿通できずネジ穴１３には螺合はされないようになっている。他方、図８に示すように、アダプター１０２側には径の太い４mmネジ３２が挿通されるのみで螺合されない挿通孔１４が形成されている。このため、アジャスター手段２の情報端末装置１００と接する側の面から４mmネジ３２を挿通すると、挿通孔１４側には挿通のみで螺合されることなく、アジャスター手段２側のネジ穴２１に対して４mmネジ３２が螺合されて固定されるようになっている。

【0025】

なお、このアジャスター手段としては、例えば図９中の２０に示すように、他の対象物に連結させるための継合手段２０ａを、アジャスター手段２０に直接形成するようにしてもよい。この場合においても、４ｍｍネジ穴２１は径の太い４mmネジ３２と螺合するように太径の雌ネジが螺刻されており、太径の４mmネジ３２が固定可能となっているものの、細径の３mmネジ３１がネジ穴２１に挿通可能となっているのみでネジ穴２１には螺合はされないようにする。

【0026】

（モーションキャプチャシステムの構成）
図１０は、本実施形態に係る情報端末装置１００を用いたモーションキャプチャシステムの使用態様を示す説明図であり、図１１は、本実施形態に係るモーションキャプチャシステムにより取得された体動再現データの一例である。また、図１２は、各装置の内部構成を示すブロック図である。

【0027】

図１０～図１２に示すように、本実施形態に係るモーションキャプチャシステムは、装着者１に装着される情報端末装置１００と、装着者の身体各部位に装着され情報端末装置１００に対して無線接続される体動センサー４０（４０ａ，４０ｂ）とから構成されている。なお、本実施形態では、基本的に情報端末装置１００と体動センサー４０との間における近距離無線通信で構築される範囲でシステムが構築可能となっており、通信ネットワーク上のサーバー等とは実際の測定時には接続されず、いわゆるオフラインでのスタンドアローンとして、システムの運用が可能となっている。

【0028】

（各装置の構成）
（１）体動センサー
体動センサー４０ａ，４０ｂは、装着者１の周期的な運動が行われる部位に装着され各部位の三次元的な変位又は加速度を検出する一対のセンサーである。本実施形態において体動センサー４０ａ，４０ｂは、装着者１の両足首よりも下の部位に装着されるようになっており、装着者の右足の甲に取り付けられる右足体動センサー４０ａと、装着者の左足の甲に取り付けられる左足体動センサー４０ｂとから構成されている。これら体動センサー４０ａ及び４１ｂは、物体の加速度を計測する３軸加速度計と、物体の角速度を検出する３軸ジャイロスコープ、磁場の大きさ・方向を計測する３軸磁気センサーが搭載され、９軸の動きを検知可能となっている。

【0029】

各体動センサー４０は、クリップ等の部材などによって装着者の靴などに着脱可能であり、靴を履いたり脱いだりする日常的な感覚で装着者が各センサーを着脱して測定を行うことができ、装着者に負担を与えずに継続的な測定を行うことが容易である。

【0030】

そして、これらの体動センサー４０（各体動センサー４０ａ，４０ｂ）は、図１２に示すように、それぞれ無線通信部を有している。この無線通信部は、内部にアンテナを有し、ＢＴＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy，Bluetooth（登録商標） 4.0）等による近距離無線通信のデータ通信用プロトコルを実行する機能によって、情報端末装置１００と通信処理が可能となっている。なお、本実施形態において、各体動センサー４０の無線通信部は、低消費電力通信用のプロトコルとしてＢＴＬＥを採用したが、例えば、ＡＮＴ、ＡＮＴ＋等を採用することもできる。また、通常のBluetooth（登録商標）を採用することもできる。

【0031】

（２）情報端末装置
詳述すると情報端末装置１００は、アダプター１０２又はパワーマウント１０１に共通の連結機構によって選択的に合体できるように構成されている。これにより、情報端末装置１００は、本実施形態では、装着用端末としてアダプター１０２を用いてユーザーの腕などにリストバンドとして装着したり、アダプター１０２を介して自転車のハンドル部分などにパワーマウント１０１を連結して取付けたりできる。これにより、一つの（１種類の）情報端末装置をバイクとランの両方の競技にわたって引き続き用いることができるとともに、身体に装着したセンサー類もバイクとランの両方で継続して装着したままシームレスに使用できる。

【0032】

情報端末装置１００には、ＧＰＳアンテナ，無線アンテナが外装ケース内に配置されており、ＧＰＳアンテナは、図示しないＳＡＷフィルタが抽出した１．５ＧＨｚ帯の衛星信号から航法メッセージに含まれる衛星軌道情報、ＧＰＳ時刻情報、或いは位置情報等の衛星情報を取得する無線通信用のアンテナであり、ステンレスなどの導電性部材で形成されている。また、情報端末装置１００に内蔵された無線アンテナは、極低電力の近距離無線規格であるＢＴＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）用のアンテナであり、各種のセンサーや体に身につける小型の他の装置との通信を行うためのものである。この無線アンテナも、ステンレスなどの導電性部材で形成されている。

【0033】

また、本実施形態において、情報端末装置１００には、その側面において使用者が手動操作するための操作ボタンが装備されているとともに、情報端末装置１００の表面はタッチパネルや状態表示用のＬＥＤなどが配置されている。さらに、本実施形態において情報端末装置１００は、防水機能を有しているとともに、ＧＰＳ衛星からの電波（無線信号）を処理して速度情報や位置情報を取得して表示する機能も有している。また、情報端末装置１００には、加速度センサーなどを内蔵させて、体動による加速度の測定に基づいた行動計としての機能を設けることもできる。

【0034】

次いで、このような本実施形態に係る情報端末装置１００の内部構成について説明する。具体的に情報端末装置１００は、図１２に示すように、無線インターフェース１１３と、制御部１７０と、メモリ１１４と、出力インターフェース１１１と、入力インターフェース１１２とを備えている。

【0035】

詳述すると、本実施形態に係る情報端末装置１００は、各体動センサー４０によって検出された検出結果を収集する機能を有し、無線インターフェース１１３によって各体動センサー４０と相互に通信処理を行って、検出結果を取得できるようになっている。情報端末装置１００のメモリ１１４は、体動センサー４０による検出結果を体動データとして記録する体動記録部としての機能を果たしている。ここで、体動データとは、各種センサーが検出した生データであり、この体動データを記録し解析し、必要な情報を抽出したり、補正したりしたデータが体動再現データである。

【0036】

なお、各体動センサー４０から送信される検出結果には、各体動センサー４０を識別するセンサー識別情報が付加されており、情報端末装置１００のメモリ１１４には、当該識別情報が蓄積され、制御部１７０では無線インターフェース１１３から取得した際、いずれの体動センサー４０から取得した検出結果であるかを判別可能となっている。なお、この識別情報には、各センサーの装着部位を特定する装着部位情報が含まれており、この装着部位情報に基づいて、体動再現データの算出が可能となっている。さらに体動データ内には、各体動センサー４０から検出結果を取得した際の時刻情報も含まれている。

【0037】

なお、情報端末装置１００は、通信機能として無線インターフェース１１３を備えている。無線インターフェース１１３は、通信ネットワークを介した各種情報の送受信や、wifiやBluetooth（登録商標）等の近距離無線通信を制御するモジュールであり、種々のプロトコルにより、各体動センサー４０と通信をしたり、３Ｇ通信により上記サーバー装置等との間でデータの送受信を行う。

【0038】

さらに、情報端末装置１００は、体動再現データに対する解析結果を表示又は出力する出力インターフェース１１１を有しており、表示情報生成部１７０ｅによって生成された表示情報が出力インターフェース１１１を通じて液晶ディスプレイ１００ａに表示される。

【0039】

また、情報端末装置１００は、本実施形態において、各センサーから取得した体動データに基づいて、装着者の体動を解析し、体動再現データを生成する機能を有している。具体的に情報端末装置１００は、図１２に示すように、制御部１７０を備えており、この制御部１７０は、各部を制御する際に必要な種々の演算を行うＣＰＵ等の演算処理装置である。なお、液晶ディスプレイ１００ａの各機能は、この制御部１７０において、本発明のモーションキャプチャープログラムを実行することにより、制御部１７０上に仮想的に構築される。詳述すると、制御部１７０は、モーションキャプチャアプリが実行されることによって、体動データ取得部１７０ａと、体動算出部１７０ｂと、周期抽出部１７０ｃと、解析部１７０ｄと、表示情報生成部１７０ｅとが仮想的に構築される。

【0040】

体動データ取得部１７０ａは、無線インターフェース１１３を介して、各体動センサー４０から体動データを取得するモジュールであり、本実施形態では、各体動センサー４０ａから４１ｅと無線通信を行って、これらの検出結果である体動データを取得する。この体動データは、一時的にメモリ１１４内に蓄積され、その後、体動センサー４０による各検出結果は、体動算出部１７０ｂに送信される。

【0041】

体動算出部１７０ｂは、メモリ１１４（体動記録部）に蓄積された体動センサー４０ａ及びｂによる各検出結果と、各体動センサー４０の変位や回転、それらの加速度に基づいて、装着者の体動を体動再現データとして算出するモジュールである。ここで、体動センサー４０による各検出結果とは、いわゆる９軸センサーで測定される値であり、本実施形態では、物体に作用する加速度（重力加速度を含む。）の方向と大きさ、物体の角速度（大きさ、方向、中心位置）、磁場の大きさ・方向（方角）である。

【0042】

ここで、算出される体動としては、ペダリングのスムーズさの指標、自転車のペダル軸の角速度ω、この角速度ωの時間的変化、及びその変化の滑らかさが含まれる。なお、本実施形態では、体動センサー４０は左右のシューズに取付けられ、センサーによって検出される回転運動はシューズの回転となるが、自転車を漕ぐ場合、シューズはペダル軸を中心として回転するので、このペダル軸の角速度をωとする。

【0043】

さらに、本実施形態では、この体動算出部１７０ｂには、周期抽出部１７０ｃが備えられている。この周期抽出部１７０ｃは、メモリ１１４に蓄積された体動再現データに基づいて、体動に含まれる周期的な変化を抽出する。この周期的な変化としては、単純な円運動だけではなく、図１１に示すように、立体的で且つ８の字や波状運動が複合された複雑な自由周回軌跡Ｃ１，Ｃ２などが含まれる。

【0044】

本実施形態では、装着者１の右足の甲に取り付けられる右足体動センサー４０ａによる周回運動がＣ１ａ、装着者の左足の甲に取り付けられる左足体動センサー４０ｂによる周回運動がＣ１ａとして抽出される。これら周回運動は、Ｃ１ａ，Ｃ１ｂは、ランニング時及び自転車競技時に装着者１の進行方向ｘと鉛直方向ｙを含む平面ｘｙに沿った方向を主成分とした周回運動を行う。なお、解析部１７０ｄは、この周回運動のパターンを解析する機能も備えており、周回運動の特徴を抽出することにより、現在行われている競技の種目を自動的に判別し、種目に適した処理設定を切り替えることができる。

【0045】

なお、本実施形態において、体動算出部１７０ｂは、体動センサー４０による各検出結果と、これら体動センサー４０の周回運動の変化特性に基づいて、装着者の体動を体動再現データとして算出する。このとき、体動算出部１７０ｂは、例えば、図１１に示すように、各体動センサー４０の三次元的な自由周回軌跡Ｃ１を算出する。そして、体動算出部１７０ｂは、算出した自由周回軌跡Ｃ１（Ｃ１ａ及びＣ１ｂ）の特性変化に基づいて、装着者の左右のそれぞれにおける周回運動の崩れ等を評価する。そして、このようにして算出された自由周回軌跡Ｃ１に基づいて体動再現データを算出する。

【0046】

解析部１７０ｄは、体動再現データに基づいて、装着者１の体動を解析するモジュールである。本実施形態では、解析部１７０ｄは、周期抽出部１７０ｃが抽出した周期運動における角速度変化の特性を解析する特性解析部としての機能を果たし、ここで解析された特性は、周期抽出部１７０ｃが抽出した周期運動の回転角度に対応させて出力デバイスで表示又は出力される。

【0047】

なお、この解析部１７０ｄによる解析方法としては、体動再現データに基づいて、装着者１を３次元的に表示させた立体画像データを生成するものであってもよく、また、例えば、模範となる体動データが蓄積されたメモリ１１４から、模範となる体動データを抽出し、装着者の体動再現データと比較することで、正常な体動とのズレなどを示した改善データを生成してもよい。さらには、予め、性別、身長、体重、年齢などユーザー情報を登録しておくことで、各ユーザー情報に基づいた解析を行ってもよい。そして、解析部１７０ｄは、この立体画像データや改善データなどの解析結果を情報端末装置１００に送信する。

【0048】

表示情報生成部１７０ｅは、出力インターフェース１１１で表示される表示情報を生成するモジュールであり、解析部１７０ｄが解析した特性を、周期抽出部１７０ｃが抽出した周期運動の回転角度に対応させて表示又は出力する表示情報を生成する。この表示情報は、本実施形態では周期抽出部１７０ｃが抽出した周期運動を平面的な円形で表し、解析部１７０ｄが解析した周期運動の各特性が出現する回転角度をその円形の中心角度によって表示するとともに、周期運動の特性の強度が円形の原点からの距離により表現され、周期運動の特性の変化が、記号、図形又はこれらの色彩若しくはサイズによって表現される。なお、この表示情報には表示データとともに、音響信号やその他の出力制御信号が含まれる。

【0049】

メモリ１１４は、各種のデータを記録する記憶装置であり、各情報端末装置１００を識別する識別情報や、各体動センサー４０の装着部位情報、各部位に装着された体動センサー４０の相対位置関係、及び上述したユーザー情報や模範となる体動データなどが蓄積されている。

【0050】

（モーションキャプチャ方法）
以上の構成を有すモーションキャプチャシステムを動作させることによって、本実施形態に係るモーションキャプチャ方法を実施することができる。図１３は、本実施形態に係るモーションキャプチャ方法を示すシーケンス図である。なお、ここでは、自転車競技においてコーチングを行う場合を例に説明する。

【0051】

先ず、装着者１は、両足に各体動センサー４０ａ及び４０ｂを装着する。また、装着者１は、パワーマウント１０１及びアジャスター手段２を介して情報端末装置１００を自転車のマウント手段１０４に固定し、パワーマウント１０１によって情報端末装置１００を充電しつつ、モーションキャプチャを実行する。

【0052】

情報端末装置１００の固定が完了したら、次いで、各体動センサー４０から検出結果を取得するように操作する（Ｓ２０１）。このとき、ユーザー操作により競技種目を選択するようにしてもよいし、上述した周回運動の特徴を抽出して、抽出されたパターンから予めプリセットされた競技種目を自動的に判別し、種目に適した処理設定を切り替えることができる。この機能により、途中で競技種目が切り替わっても、特別な走査を要することなく、シームレスに計測を継続することができる。

【0053】

そして、検出開始操作を受けて、情報端末装置１００の制御部１７０は、操作信号を取得すると各体動センサー４０と接続処理を行う（Ｓ１０１）。接続処理された後、各体動センサー４０では、装着者１の動作を検出する。具体的に、装着者の身体各部位に取り付けられた体動センサー４０により、各部位の三次元的な変位、又は加速度を検出する（Ｓ１０２）。次いで、取得された各検出結果は、各体動センサー４０の無線通信部を介して、微弱電波により情報端末装置１００の無線インターフェース１１３へと送信される（Ｓ１０３）。情報端末装置１００の無線インターフェース１１３が各検出結果を取得すると（Ｓ２０２）、体動記録部であるメモリ１１４は、体動センサー４０ａ，４１ｂによる検出結果を体動データとして記録する（Ｓ２０３）。

【0054】

その後、体動データ取得部１７０ａにより体動データが取得されると、周期抽出部１７０ｃは、体動センサー４０による各検出結果を体動算出部１７０ｂに送信する。体動算出部１７０ｂでは、体動記録部に蓄積された体動センサー４０による各検出結果と、各体動センサー４０の相対位置関係に基づいて、装着者の体動を体動再現データとして算出し（Ｓ２０４）、その体動再現データを解析部１７０ｄに送信する。一方、解析部１７０ｄは、周期抽出部１７０ｃによる検出結果に基づいて、所定の周期が到来した際に、体動算出部１７０ｂが算出した体動再現データを補正する（Ｓ２０６）。

【0055】

さらに、解析部１７０ｄでは、体動再現データに基づいて、装着者の体動を解析する（Ｓ２０７）。解析された解析結果のデータは、解析結果を液晶ディスプレイ１００ａやスピーカーによる音響等によって表示又は出力する（Ｓ２０８）。なお、抽出された周回運動や体動再現データのパターンに変化が検出された場合（Ｓ２０９における「Ｙ」）、そのパターンを照合して現在行われている競技種目を自動的に判定し、競技種目に適した計測設定に切り替えることができる（Ｓ２１０）。以上の処理を競技中、継続して実行し（Ｓ２１１における「Ｎ」）、検出処理が終了次第（Ｓ２１１における「Ｙ」）、各センサーとの通信を切断する（Ｓ２１２及びＳ１０４）。

【0056】

（モーションキャプチャプログラム）
なお、上述した本発明に係るモーションキャプチャシステム及びモーションキャプチャ方法は、上述したモーションキャプチャアプリのように、所定の言語で記述された本発明のモーションキャプチャプログラムをコンピューター上で実行することにより実現することができる。すなわち、本発明のプログラムを、携帯端末装置やスマートフォン、ウェアラブル端末、モバイルＰＣその他の情報処理端末、パーソナルコンピュータやサーバーコンピューター等の汎用コンピューターのＩＣチップ、メモリ装置にインストールし、ＣＰＵ上で実行することにより、上述した各機能を有するシステムを構築してモーションキャプチャ方法を実施することができる。

【0057】

（作用・効果）
このような本実施形態によれば、本実施形態では、情報端末装置１００本体に直接成形された本体側連結部１１と対象物側連結部１２とを係合させるため、情報端末装置１００の携帯性や操作性を向上させることができる。

【0058】

また、この情報端末装置１００は、パワーマウント１０１や、身体に装着機能を有するアダプター１０２など、付加的な機能を追加する装置や器具を介して、さらに自転車のマウント手段１０４などに連結できるため、情報端末装置１００を固定したり携帯したりする際の自由度を高めるとともに設計的制限を低減できる。さらには、機能追加手段と対象物との間に複数種の機能追加手段に対して共通して連結可能なアジャスター手段２０を用いることによって、より利便性及び操作性を向上できる。

【0059】

また、本実施形態では、上述したような情報端末装置１００を用いて、自転車を漕ぐような周期的な運動について体動を検出し、その周期的な運動の特性を回転角度に対応させて表示又は出力することによって、自転車のペダルを踏み込むときのフォームの乱れやリズムの崩れ等の発生を瞬時に理解できる。本実施形態では前記体動センサーが、例えばスポーツシューズなど、足首よりも下に装着する履物に体動センサー４０を配置することができ、履物とともに体動センサーを装着できることから、体動センサーの装着が容易となる。また、装着位置や装着方向を自由に体動センサーを装着できるため、ユーザビリティの向上を図ることができる。

【0060】

また、本実施形態に係るモーションキャプチャプログラムでは、例えば、通信回線を通じて配布することが可能であり、また、コンピューターで読み取り可能な記録媒体に記録することにより、スタンドアローンの計算機上で動作するパッケージアプリケーションとして譲渡することができる。この記録媒体として、具体的には、フレキシブルディスクやカセットテープ等の磁気記録媒体、若しくはＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭ等の光ディスクの他、ＲＡＭカードなど、種々の記録媒体に記録することができる。そして、このプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体によれば、汎用のコンピューターや専用コンピューターを用いて、上述したシステム及び方法を簡便に実施することが可能となるとともに、プログラムの保存、運搬及びインストールを容易に行うことができる。

【0061】

なお、本発明は、上記した各実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

【符号の説明】

【0062】

Ｃ１，Ｃ２…自由周回軌跡
１…装着者
２…アジャスター手段
２ｂ…位置決部
１１…本体側連結部
１１ａ，１１ｂ…ツメ部
１２…対象物側連結部
１２ａ，１２ｂ…係合部
１３，１３…ネジ穴（３mm）
１４…挿通孔
２０…アジャスター手段
２０ａ…継合手段
２１…ネジ穴（４mm）
２２…リング部材
２２ａ…拡幅部
２３…フランジ部
３１…３mmネジ
３２…４mmネジ
４０…体動センサー
４０ａ，ｂ…体動センサー
１００…情報端末装置
１００ａ…液晶ディスプレイ
１００ｂ…カメラ
１０１…パワーマウント
１０１ａ…接続端子
１０２…アダプター
１０２ａ…バックル部
１０４…マウント手段
１０４ａ…接合面
１０４ｂ…把持部
１０４ｃ…アーム部
１１１…出力インターフェース
１１２…入力インターフェース
１１３…無線インターフェース
１１４…メモリ
１７０…制御部
１７０ａ…体動データ取得部
１７０ｂ…体動算出部
１７０ｃ…周期抽出部
１７０ｄ…解析部
１７０ｅ…表示情報生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】