Exercise support device

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者に負荷状態で進行運動動作を行わせる可動部及び可動部の動きを検出する検出部を有する運動器具を使用者が進行運動する際に、その進行運動を支援する運動支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、運動支援装置として、固定式サイクリングマシンの前面にモニタを配設し、このモニタに運動状態を模擬したキャラクタを表示すると共に景色を背景画像として表示して体験感を演出するようにし、さらにトレーナキャラクタを表示して、ペダル回転センサや脈拍センサからの検出内容に基づく運動状況に関して適宜のアドバイスを行うようにしたものが提案されている（特開平７−２５０９１９号公報、特開平１１−１３７７１９号公報、特開２０００−５３３９号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、モニタにキャラクタや背景画像を表示することで、従来の運動のみの単調さから生じる飽きを防止するように一定の改善が認められる。 しかしながら、使用者は運動に応じて変化する背景画像が見られるというだけでは運動に対する関心がある程度高まっただけで、積極的な意志を生じているとは言い難い。 また、トレーナキャラクタにより適宜のアドバイスを受けることで、受動的な運動に終始する感が否定できない。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、使用者に競争心を生じさせることで、使用者の運動に対する積極的な意志を発揮させ得る運動支援装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の運動支援装置は、使用者に負荷状態で進行運動動作を行わせるペダル及びペダル回転数を検出する検出部が設けられた固定式サイクリングマシンを備える運動支援装置において、前記サイクリングマシンの前側に配設された画像表示用のモニタと、 前記ペダルの負荷状態を可変制御する負荷変更手段と、少なくとも進行路を表す画像データ、該進行路上に表示される所定数の対戦相手キャラクタ及び上記ペダルの負荷状態及び進行速度を調整するためのギア段数を記憶する記憶手段と、上記負荷変更手段の負荷量を、上記ギア段数に基づいて可変制御する運動器具制御手段と、前記検出部により検出されたペダル回転数及び運動器具制御手段での制御に用いられるギア段数に基づいて算出された自車速度から使用者の前記進行路上での仮想的な自己位置を算定する自己位置算出手段と、前記所定数の対戦相手キャラクタの前記進行路上での進行位置を、順次更新して制御するとともに、その進行位置と前記自己位置とに基づき使用者の前後の至近距離内にいる対戦相手キャラクタを特定し、かつその特定した対戦相手キャラクタに関する上記ギア段数を、進行速度が速くなるように変更する対戦相手進行制御手段と、前記モニタに、前記自己位置から前方の進行路および該前方の進行路上で更新制御された進行位置に対戦相手キャラクタを表示するとともに、前記特定した対戦相手キャラクタの追抜き難易度を表示する画像表示手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、画像表示手段によりモニタに、運動器具キャラクタを進行運動させている対戦相手キャラクタが表示され、しかも対戦相手キャラクタの追抜き難易度が表示されるので、追抜ける位置にいる対戦相手を追抜くための難易度が分かることで、頑張り意欲を使用者に湧かせ得、これにより使用者に競争心を生じさせることが可能となり、使用者の運動に対する積極的な意志を発揮させ得るようになる。
【０００７】
ここで、表示される追抜き難易度は、例えば自己位置と対戦相手キャラクタの進行位置との相対差、或いは、検出部での検出内容（例えば進行速度）と対戦相手キャラクタの進行速度との相対差などに基づいて、一定時間ピッチ或いは可変ピッチで更新表示されるようにすることが好ましい。
【０００８】
また、この発明にあっては、運動器具の負荷変更手段が負荷状態を可変制御されるので、多彩な運動の設定が可能となる。 例えば、請求項２記載の発明のように、前記進行路には傾斜情報が設定されており、前記運動器具制御手段は前記傾斜情報に応じて負荷変更手段の負荷量を調整する構成とすれば、平坦な進行路だけの設定だけでなく、登りおよび下りを加味した運動の設定が可能となる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記運動器具には、前記負荷変更手段の負荷量及びギア段数を外部から調整するための調整手段が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この発明にあっては、運動器具側による負荷変更手段の負荷量の調整だけでなく、使用者が任意に負荷変更手段の負荷量を調整することができる。 例えば、前記運動器具は可動部としてのペダルとペダル回転数を検出する検出部とを備えた固定式サイクリングマシンであり、前記自己位置算出手段は、検出部の検出ペダル回転数に基づいて進行位置を求めるものである構成とすれば、調整手段による負荷変更手段の負荷量が大に調整された場合に、使用者がそれまでと同様な回転数でペダルを漕ぐと進行速度が速く（進行距離が長く）なり、負荷変更手段の負荷量が小に調整された場合に、使用者がそれまでと同様な回転数でペダルを漕ぐと進行速度が遅く（進行距離が短く）なるように設定するのが好ましい。 このような設定により、実際に変速ギアをチェンジできる自転車を、ギアチェンジして漕ぐように動作させ得、使用者の運動に対する積極的な意志をより発揮させ得るようになる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記使用者の脈拍数を検出するセンサを更に有し、前記運動器具制御手段は、該センサにて検出された脈拍数に基づき負荷変更手段の負荷量を調整することを特徴とする。
【００１２】
この発明にあっては、使用者の脈拍数が高いと負荷変更手段の負荷量が調整される。 このとき、負荷変更手段の負荷量が、例えば無負荷またはそれにきわめて近い低負荷に調整されるようにしておくと、使用者は可動部を楽に動かすことが可能になり、使用者に負担をかけないようにすることができる。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記使用者が対戦相手キャラクタを追抜くと順位を上げるよう評価する評価手段を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、対戦相手キャラクタを追抜くと順位が上がることで、使用者の運動に対する積極的な意志を更に発揮させ得る。
【００１５】
請求項６記載の発明は、前記追抜き難易度は、体力テーブルに設定された体力減少値に基づき算出されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００１７】
本実施形態では、モニタ画面を見ながら、周回道路を模擬自転車（固定のサイクリングマシン）を漕ぐことで対戦相手キャラクタと競争して対戦相手を追抜くと順位が上がるようにし、かつモニタ画面に模擬自転車の走行（進行）状態に応じて風景が相対的に移動するように表示させることで、走行運動を支援するようにしている。
【００１８】
図１は、本発明が適用される運動器具の一例としてのサイクリングマシンの構成図である。 サイクリングマシンは、固定式で、前後輪を除いた形の自転車を模擬したもので、筐体１の上部にサドル１０が取り付けられ、筐体１の下部前後には、姿勢安定用の脚部１ａが取り付けられ、また筐体１内部の前後方向両側部には左右に水平な回転軸１１，１２が軸支されている。 回転軸１１，１２にはギア１１ａ，１２ａが共回り可能に連結され、両ギア１１ａ，１２ａ間には無端チェーン１３が張設されている。 回転軸１１の両側には一対のペダル１１ｂが取り付けられ、使用者により漕ぐことが可能にされ、この漕ぎ動作が回転軸１１から無端チェーン１３を介して伝達され、後方の回転軸１２が回転するようになっている。 本実施形態では前方側の回転軸１１に、例えばギア１１ａを挟むようにして対向配置された、検出部としての回転センサ１１ｃが配設されている。 回転センサ１１ｃとして、例えばギア１１ａを挟んで対向する構成の発光部と受光部を備え、ギア１１ａの歯先が通過する毎にパルスを出力することで、回転パルスを発生するロータリエンコーダで、実質的にペダル１１ｂの回転を検出する。 発光部と受光部とを備えた回転センサ等の近接スイッチ等に代えて機械的なスイッチを採用することもでき、またギア１１ａの歯先以外の回転部位を検出する構成としてもよい。
【００１９】
後方の回転軸１２には負荷変更手段としての電磁クラッチ１２ｂが取り付けられ、電磁クラッチ１２ｂへの供給電力を調整に応じてブレーキ負荷量（制動量）が変更されるようになっている。 なお、負荷変更手段としては渦電流を利用して制動量を可変する電磁クラッチの他、種々の態様、例えば機械的なブレーキ部材などを電力により、あるいは油圧などを利用して制動量の可変を行うものでもよい。
【００２０】
筐体１の前端には支持アーム１ｂが立設され、その上部であってサドル１０に腰を掛けた使用者の頭部前面にほぼ一致する高さ位置にモニタ１４が設置され、その下方にスピーカ１５及び送風ファン１６がそれぞれ後方に向けて取り付けられ、さらにハンドル１ｃが設けられている。 モニタ１４は画像を表示する例えば薄形の液晶表示器である。 スピーカ１５は所定のメッセージやＢＧＭを出力するものである。 送風ファン１６は回転センサ１１ｃの検出結果に応じた回転速度でファンが回転するように制御され、屋外をサイクリングしている実体験感を醸し出すものである。
【００２１】
また、支持アーム１ｂの上端には操作パネル１７が設けられ、少なくとも左右一対のボタン１７ａ、１７ｂが設けられている。 このボタン１７ａ、１７ｂは使用者が押し込み操作することで、実際の自転車の変速ギアに相当し、電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量を調整するための後述するギア段数を変更することができるもので、例えばボタン１７ａを１回押下する毎にギア段数が変更されて電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量が重くなり、もう一方のボタン１７ｂを１回押下する毎にギア段数が変更されて電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量が軽くなるようになっている。
【００２２】
また、モニタ１４の近傍適所には個人カード１８が装着脱可能なカードリーダ１８ａ、脈拍センサ１９のリード線の先端部を差し込む差込口１９ａが設けられている。 個人カード１８は後述するように、ユーザーＩＤ及び身長、体重、生年月日などが記憶された磁気カードやＩＣカード等で、図では示していないが、カードリーダ１８ａは差し込まれた個人カード１８に対して情報を読み書き可能にするものである。 脈拍センサ１９は使用者の脈拍を検出するもので、拡大図に示すように例えば耳たぶを挟むためのクリップ部１９ａを有し、耳たぶを挟んだ状態で血流量の変化を光学的に、すなわち透過光量のレベル変化から検出するものである。
【００２３】
サイクリングマシンの適所には、各部からの検出信号や、各部への制御信号を出力するマイクロコンピュータなどで構成される制御部２（図２参照）が配設されている。 なお、制御部２は、各運動器具に付設されず、別設された態様としてもよい。
【００２４】
図２は、本発明に係る運動支援装置の一実施形態を示すハードウエア構成図である。 制御部２は本運動支援装置の全体の動作を制御するもので、情報処理部（ＣＰＵ）３と、処理途中の情報を一時的に格納するＲＡＭ４と、後述する所定の画像情報、運動支援処理のための各種データ、後述する各種テーブル及び運動支援用の制御プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ５とを備える。 なお、ＲＯＭ５のうち、運動内容乃至はその支援手法が変更されることにより影響を受ける例えば制御プログラムを少なくとも装着脱式の外部記録媒体に記憶する態様とすることも可能である。 バスＢＡはデータ伝送路である。
【００２５】
外部入出力制御部６１は、制御部２と、アクチュエータ｛つまり送風ファン１６のファンモータ１６ａおよびカード１８用のカードリーダ（リードライタ）１８ａ（書き込み）｝および検出部｛つまり回転センサ１１ｃ、タッチパネル１４ａ、操作パネル１７、カード１８用のカードリーダ（リードライタ）１８ａ（読み取り）、脈拍センサ１９および電磁クラッチ１２ｂ｝との間で、検出信号を処理用のデジタル信号に変換し、また指令情報をアクチュエータ用の制御信号に変換して出力するもので、かかる信号処理と入出力処理とを例えば時分割的に行うものである。 外部機器制御部６２はそれぞれの時分割期間内に各アクチュエータへの制御信号の出力動作と、各検出部からの検出信号の入力動作とを行うものである。 なお、上記検出部のタッチパネル１４ａは、指の押圧操作でオンオフされる複数の押圧操作部を有するもので、モニタ１４の画面に設けられている。
【００２６】
描画処理部１４１は制御部２からの画像表示指示に従って所要の画像をモニタ１４に表示させるもので、ビデオＲＡＭ等を備える。 音声再生部１５１は制御部２からの指示に従って所定のメッセージやＢＧＭ等をスピーカ１５に出力するものである。
【００２７】
個人カード１８内の情報としては、本実施形態では、ユーザーＩＤ、身長、体重、生年月日、性別の他、過去所定回分のトレーニング目標と実績（トレーニング履歴）、現在までの進捗状況と基本的な運動能力が含まれる。 なお、上記現在までの進捗状況と基本的な運動能力は、更新的に記憶される。 また、個人カード１８には、本サイクリングマシン以外の、例えば図１９に示す他の種類の運動器具（ａ）〜（ｄ）における前記と同様の情報も一括で格納可能なもので、情報の整理として、各器具毎の情報と、必要に応じて全器具での総計情報（例えばゲームスコア等）を格納するものであることが好ましい。
【００２８】
ＲＯＭ５には、図４等で用いる使用者を模擬したロールプレイキャラクタ１０２、サイクリングマシンキャラクタ１０３、図８に示す運動中に用いられるロードキャラクタ１０４ａを含む背景画像１０４、自転車を漕ぐ対戦相手キャラクタ１０５、図左上の使用者の近傍（至近距離）にいる３人の頭部キャラクタ１０６、１０７、１０８、各頭部キャラクタ１０６〜１０８に対応してレベル表示されるガイド表示としての体力１０６ａ、１０７ａ、１０８ａ、図左下の電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量（単位：Ｗａｔｔ）１０９、脈拍数（単位：ｂｐｍ）１１０、消費カロリー値（単位：Ｋｃａｌ）１１１および中断用タッチ部１１２、図右上の運動開始からのトータルタイム１１３、使用者のラップタイム１１４および今までのレコードタイム１１５、図下の領域１２０内の使用者１２０ａおよびその近傍にいる３人の対戦相手１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、図６に示す選択画面、結果報告画面の画像並びに各種メッセージがスーパーインポーズ可能な態様で記憶されている。 対戦相手キャラクタ１０５及び背景画像１０４は３次元描画が可能なように、それらを構成する所要数のポリゴンで構成されており、描画処理部１４１はＣＰＵ３からの描画指示に基づいて、主に視点位置計算（本実施形態では、後述するようにカメラの高さ、方向の変更等）、該視点位置に対する３次元空間上における計算、３次元空間上での位置から擬似３次元空間上での位置への変換のための計算、光源計算処理を行うと共に、上記計算結果に基づいてビデオＲＡＭに対して描画すべき画像データの書き込み処理、例えば、ポリゴンで指定されるビデオＲＡＭのエリアに対するテクスチャデータの書き込み（貼り付け）処理を行う。
【００２９】
ここでＣＰＵ３の動作と描画処理部１４１の動作との関係を説明する。 ＣＰＵ３は、内蔵のあるいは外部からの装着脱式としてのＲＯＭ５に記録されているオペレーティングシステムに基づいて、ＲＯＭ５から画像、音声及び制御プログラムデータ、ゲームプログラムを読み出す。 読み出された画像、音声及び制御プログラムデータ等の一部若しくは全部は、ＲＡＭ４上に保持される。 以降、ＣＰＵ３は、ＲＡＭ４上に記憶されている制御プログラム、データ（表示物体のポリゴンやテクスチャー等その他の文字画像を含む画像データ、音声データ）、並びに検出部からの検出信号、使用者からの操作を経て指示する内容に基いて、処理が進行される。 すなわち、ＣＰＵ３は、検出信号、使用者から指示される内容に基いて、適宜、描画や音声出力のためのタスクとしてのコマンドを生成する。 描画処理部１４１は、上記コマンドに基づいて、視点位置の計算、視点位置に対する３次元空間上（勿論、２次元空間上においても同様である）におけるキャラクタの位置等の計算、光源計算等、音声データの生成、加工処理を行う。 続いて、上記計算結果に基づいて、ビデオＲＡＭに描画すべき画像データの書き込み処理等を行う。 ビデオＲＡＭに書き込まれた画像データは、（インターフェースを介してＤ／Ａコンバータに供給されてアナログ映像信号にされた後に）モニタ１４に供給され、その画面上に画像として表示される。 一方、音声再生部１５１から出力された音声データは、（インターフェースを介してＤ／Ａコンバータに供給されてアナログ音声信号に変換された後に、アンプを介して）スピーカ１５から音声として出力される。
【００３０】
描画命令としては、ポリゴンを用いて立体的な画像を描画するための描画命令、通常の２次元画像を描画するための描画命令がある。 ここで、ポリゴンは、多角形の２次元画像であり、本実施形態においては、三角形若しくは四角形が用いられる。 ポリゴンを用いて立体的な画像を描画するための描画命令は、ＲＯＭ５から読み出されたポリゴン頂点アドレスデータ、ポリゴンに貼り付けるテクスチャデータの記憶位置を示すテクスチャアドレスデータ、テクスチャデータの色を示すカラーパレットデータの記憶位置を示すカラーパレットアドレスデータ並びにテクスチャの輝度を示す輝度データとからなる。 １つの物体は多数のポリゴンで構成される。 ＣＰＵ３は、各ポリゴンの３次元空間上の座標データをＲＡＭ４に記憶する。 そして、モニタ１４の画面上でキャラクタや背景画像を動かす場合、言い換えれば、視点位置を変える場合、次のような処理が行われる。 すなわち、ＣＰＵ３は、ＲＡＭ４内に一時保持している各ポリゴンの頂点の３次元座標データと、各ポリゴンの移動量データ及び回転量データとに基づいて、順次、各ポリゴンの移動後及び回転後の３次元座標データを求める。 このようにして求められた各ポリゴンの３次元座標データの内、水平及び垂直方向の座標データが、ＲＡＭ４の表示エリア上のアドレスデータ、すなわち、ポリゴン頂点アドレスデータとして、描画処理部１４１に供給される。 描画処理部１４１は、３個若しくは４個のポリゴン頂点アドレスデータによって示される三角形若しくは四角形の表示エリア上に、予め割り当てられているテクスチャアドレスデータが示すテクスチャデータを書き込む。 これによって、モニタ１４の表示面上には、多数のポリゴンにテクスチャデータの貼り付けられた物体（キャラクタ等）が表示される。
【００３１】
ＲＯＭ５に記憶された各種データのうち装着脱可能な記録媒体に記憶され得るデータは、例えばハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、シリコンディスクドライブ、カセット媒体読み取り機等のドライバで読み取り可能にしてもよく、この場合、記録媒体５は、例えばハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、半導体メモリ等である。
【００３２】
ネットワーク通信部７はトレーニングが終了した時点で個人カードに更新される各種情報を外部ネットワーク（インターネット等）を介して図外の管理サーバに更新記憶するためのものである。 このように、使用者のトレーニング履歴等を一括管理する態様とすれば、常時あるいは定期的に、後述する消費カロリーの高い使用者のリストを、ジム内に設けられた情報報知用のモニタにランキング表示するようにでき、これにより使用者に対するトレーニングを喚起することが可能となる。 また、管理サーバのアドレス情報を使用者（会員）に通知しておけば、会員は個人的に自己の通信機器から自己のトレーニング履歴等を確認することができる。
【００３３】
図３は、ＣＰＵ３のソフトウエア構成図である。 ＣＰＵ３は、自己運動制御部３０と、描画指示部３１と、個人カード１８に対するデータの読み取り、書き込みを制御する通信部３２と、脈拍センサ１９での検出信号から１分間当たりの脈拍数を算出すると共に、設定された所定値との差を監視し、「通常」、「やや危険」又は「危険領域」と判定する脈拍監視部３３と、ゲーム評価部３４と、脈拍センサタイマが一定時間以上経過したときの「脈拍センサはずれ警告」、「やや危険」と判定されたときの「ペースダウン」及び脈拍監視部３３で監視される脈拍数情報が「危険領域」であるときの「トレーナー警告」、つまり「ゲームを一時的に停止しなさい」などのメッセージ（警告含む）をモニタ１４にスーパーインポーズして表示するメッセージ処理部３５と、対戦相手進行制御手段としての敵車運動制御部３６と、運動器具制御手段としての運動器具制御部３７とを備える。 なお、敵車運動制御部３６および運動器具制御部３７の機能等については、後述する図８の説明の中で詳述する。 また、ＣＰＵ３は、トレーニング時間を監視するトレーニングタイマ、脈拍センサ１９が外れている時の時間をカウントする脈拍センサタイマ、後述する「やや危険」と判定された時間をカウントする危険状態継続タイマと、ペダル１１ｂが漕がれていないために回転センサ１１ｃからの検出信号が入力されない時間をカウントする回転センサタイマを備える。
【００３４】
自己運動制御部３０は、使用者の運動の状態を主として管理するもので、回転センサ１１ｃからの回転信号の周期と予めＲＯＭ５に記憶された後述する自車加速分テーブルとに基づき自車速度の加速分を算出し、その算出値から自転車と地面との摩擦力を想定した減速分を求め、ペダル１１ｂの回転速度（模擬サイクリングマシンの走行速度）を計算する速度計算部３０２、算出された自車速度を積算することでスタート地点からの自車位置、すなわち現在の自車位置（例えばスタート地点からのメートル数）を算出する自己位置算出手段としての位置計算部３０３、後述する自車ギアテーブルに設定されたギア段数およびボタン１７ａ、１７ｂの押し込み操作により変更されたギア段数を検出し、ボタン１７ａ、１７ｂにより変更された場合に、設定されたギア段数を変更されたギア段数にて増減するギア段数検出部３０５、速度計算部３０２で求めた速度と脈拍監視部３３で求めた脈拍数、個人カード１８から読み取った年齢、体重等のパラメータから単位時間当たりの消費カロリーを求め、求めた単位時間当たりの消費カロリーを運動時間で累積することで、運動開始から現時点までの消費カロリーを算出する消費カロリー計算部３０６、トレーニング履歴等の各種個人データを管理するデータ管理部３０７とを備える。
【００３５】
上記速度計算部３０２および位置計算部３０３は、一定時間ピッチで繰り返し処理を行うようになっており、位置計算部３０３は自車位置と後述する敵車位置計算部３６２にて求められた対戦相手キャラクタ位置との相対的な前後位置関係を描画指示部３１に出力する。 なお、消費カロリー計算部３０６は、単位時間当たりの消費カロリーを前記パラメータに基づいてテーブル化した予め記憶されたテーブルメモリから読み出すことによって求めるようにしたものでもよい。
【００３６】
描画指示部３１は描画処理部１４１に前述したような描画指令を送出するものであり、これら描画指示部３１および描画処理部１４１は画像表紙手段を構成する。 なお、描画指示部３１および描画処理部１４１は、前記位置計算部３０３からの自車位置と対戦相手キャラクタ位置との相対的な前後位置関係に基づいて対戦相手キャラクタ１０５をモニタ１４上に表示させる。 ゲーム評価部３４は、使用者の直前の対戦相手キャラクタ１０５に接近または追抜く程、高いスコアを付与するもので、本実施形態では使用者の直前にいる対戦相手キャラクタ１０５を追抜く程、先頭者からの順位が小さくなる値を付与するようにしている。
【００３７】
続いて、モニタ画面に表示される画像を、図４〜図９に従って説明する。 図４は、待機画面に対してタッチパネル１４ａの該当する押圧操作部を押下すると切替表示される初期画面で、年齢入力をガイドする文章と共に、数字「０」〜「９」がマトリクス状に表示されている。 使用者の年齢に該当する数字部分を押下することで、例えば「２」、「８」の順で押下すると、２８歳が確認的に表示される。 マス目のうち、上から４行目の２列目のボタンは取消（再入力可能）用であり、同行の３列目のボタンは確定用である。 これら数字「０」〜「９」および２つのボタンは、タッチパネル１４ａの押圧操作部に対応させて配置されている。 なお、図４、図５、図７、図１０及び図１１には、画面の適所、本実施形態では右側にロールプレイキャラクタ１０２とサイクリングマシンキャラクタ１０３とが正面にカメラ視点がある状態で表示されている。
【００３８】
図５は、年齢等の入力に続く、性別の入力をガイドする画面で、「男性」、「女性」のボタンが、タッチパネル１４ａの押圧操作部に対応させて選択可能に表示されている。
【００３９】
図６は、性別等の入力に続く、使用者に関する運動の種類選択を促すガイド画面で、本実施形態では「コース」、「レベル」及び「時間」の３項目につき、各３つの選択枝が設定され、「コース」には「海岸」、「街路」及び「山岳」が、「レベル」には「初級」、「中級」及び「上級」が、「時間」には「５分」、「１０分」及び「１５分」が設定されており、これら９つの選択枝部分は、タッチパネル１４ａの押圧操作部に対応させて選択可能に表示されている。 また、これら９種類の運動種類のうち、３つの「コース」に対し、スタートからゴールまでの走行距離と坂道の傾斜レベル（傾斜情報）とを関連付けたロードテーブルと、坂道の傾斜レベルに対応させたギア段数が設定された自車ギアテーブルとがＲＯＭ５に設定されている。 自車ギアテーブルは、使用者の漕ぐペダル１１ｂの負荷を調整する電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量を調節するために用いられ、ギア段数としては、例えば傾斜レベルが平坦のときを３とし、登りのとき傾斜角度が大になる程大になる４〜６の３つ、下りのとき傾斜角度が大になる程小になる１または２の２つが設定されている。 なお、ギア段数の設定値は、３〜６では、３に近づく程速度が遅くなると共にブレーキ負荷量が小さくなり、６に近づく程速度が速くなると共にブレーキ負荷量が大きくなるようにするものであり、２では設定値３よりもブレーキ負荷量が小さくなると共に速度も速くなり、１では設定値２よりも更にブレーキ負荷量が小さくなると共に速度も速くなるようにするものである。
【００４０】
そして、使用者によるボタン１７ａ、１７ｂの操作により設定ギア段数が変更される。 例えば、ボタン１７ａを１回押下げると例えば設定ギア段数が４のとき５に、２回押下げると６に変更され、ボタン１７ｂを１回押下げると例えば設定ギア段数が４のとき３に、２回押下げると２に変更される。 但し、本実施形態では、このギア段数の変更は、変更後の値が１〜６の範囲内で可能となっている。
【００４１】
また、上記３つの「レベル」の選択に伴い、スタートしてゴールに至る全期間において電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量を微調整する設定値、例えば「中級」に対し「１」、「初級」に対し「０．９」、「上級」に対し「１．１」が設定されており、これら設定値は難易度テーブルとしてＲＯＭ５に記憶されている。 そして、ブレーキ負荷量は、「中級」が選択されるとギア段数に相当する値に、「初級」が選択されるとギア段数よりも低負荷値に、「上級」が選択されるとギア段数よりも高負荷値にされる。 なお、ここでのギア段数は、ボタン１７ａ、１７ｂが押下げられないときは、自車ギアテーブルに設定されたギア段数であり、ボタン１７ａ、１７ｂが押下げられたときは、自車ギアテーブルに設定されたギア段数がボタン１７ａ、１７ｂにより変更された後のギア段数をいう。 また、前述した自車加速分テーブルは、このようなギア段数に基づいて加速分が設定されたもので、ギア段数が３〜６で大（ブレーキ負荷量が大）になる程加速分を大きく、逆にギア段数が３〜６で小（ブレーキ負荷量が小）になる程加速分を小さくするようになっており、ギア段数が１〜２では３〜６と逆になっている。 難易度テーブルの設定値は、他の値を用いてもよい。
【００４２】
図７は、個人データの入力が終了し、スタート待ち画面で、その中央に「ＳＴＡＲＴ」ボタンが、タッチパネル１４ａの押圧操作部に対応させて押下可能に表示されている。
【００４３】
図８は、スタートして例えば１分２５秒経過した時点の画面図である。 画面には背景として、走行路であるロードキャラクタ１０４ａ（周回道路の一部）を有する風景画像（背景画像）１０４が表示されると共に、そのロードキャラクタ１０４ａ上を自転車を漕ぐ対戦相手キャラクタ１０５が使用者の目をカメラ視点として表示されている。 つまり、対戦相手キャラクタ１０５は、敵車運動制御部３６で得られる後述する速度情報に対応する速さで原則的にペダルを漕ぐように表示され、かつ使用者が速くペダルを漕ぐと対戦相手キャラクタ１０５との相対的位置が接近し、加えて風景画像１０４も後退方向に相対移動させることで進行を演出している。 なお、対戦相手キャラクタ１０５は、後述のように一定の場合（ペダル漕ぎ判定部３６１からの出力がある場合）には、ペダルを漕がないように表示される。 また、画面の所定箇所１１３、１１４、１１５、・・・などには、前述したトータルタイム、ラップタイム、レコードタイム、・・・などが表示される。
【００４４】
図９は、使用者の運動終了後に表示される「総合結果」の画面を示しており、上から順に、総合順位（１０位）、消費カロリー（１５０Ｋｃａｌ）、運動時間（４分４５秒）、最大脈拍数（１５０拍／分）、あなたの本日の目標（２００Ｋｃａｌ）などが表示される。
【００４５】
図１０は、引き続き運動をするか否かを確認する画面で、「はい」、「いいえ」ボタンがタッチパネル１４ａの押圧操作部に対応させて選択可能に表示されている。 図１１は、図１０で「いいえ」を選択したときの切替え画面で、「ご利用ありがとうございました。」とのメッセージが表示されている。
【００４６】
上記図８のロードキャラクタ１０４ａは、ロードテーブルに設定された傾斜レベルに応じてモニタ１４に表示される。 また、対戦相手キャラクタ１０５は、ペダルを漕ぐ漕がないに拘わらず、ロードテーブルに設定された傾斜レベルに対応させてギア段数が共に設定された第１敵車ギアテーブルまたは第２敵車ギアテーブルのギア段数に応じた速度で進行するようになっている。 第１敵車ギアテーブルは、対戦相手キャラクタ１０５が近傍（至近距離内）にいないときに選択使用される巡航状態でのギア選択テーブルで、自車ギアテーブルのギア段数と同様に設定されており、この第１敵車ギアテーブルのギア段数により進行する対戦相手キャラクタ１０５は自車ギアテーブルと同様な速度で進行する。 一方、第２敵車ギアテーブルは、至近距離内にある、つまり自車と競争状態にあるときに選択使用されるギア選択テーブルで、第１敵車ギアテーブルのギア段数よりも高値（例えば１つ高値）となるようにギア段数が設定されており、第１敵車ギアテーブルにより進行する対戦相手キャラクタ１０５よりも速い速度で進行するようになっている。 なお、第２敵車ギアテーブルを使用する場合は、対戦相手キャラクタ１０５がペダルを漕ぐものとして設定されており、第１、第２敵車ギアテーブルは共に、ＲＯＭ５に記憶されている。
【００４７】
ここで、図３で前述した敵車運動制御部３６および運動器具制御部３７の機能等について、この図８の画面表示を参照して説明する。 まず、図３に示す前記敵車運動制御部３６は、対戦相手キャラクタ１０５がペダルを漕ぐか否かを判定するペダル漕ぎ判定部３６１と、複数、本実施形態では４０人の対戦相手キャラクタ１０５の各位置（スタート地点からのメートル数）を検出する敵車位置計算部３６２と、敵車速度を計算する敵車速度計算部３６３と、体力を計算する体力計算部３６４と、敵車位置計算部３６２と位置計算部３０３の計算結果に基づき使用者の近傍（至近距離）、例えば自車の前後１０メートル以内にいる、実質的な追抜き対象としての対戦相手キャラクタ１０５を特定し、特定した対戦相手キャラクタ１０５の位置と自車位置との距離差を求める距離検出部３６５とを備える。
【００４８】
ペダル漕ぎ判定部３６１は、第１敵車ギアテーブルのギア段数が、例えば２以下のときに対戦相手キャラクタ１０５が漕がないものと判定し、前記描画指示部３１にその旨の表示を行わせる表示信号を出力するとともに、判定信号を体力計算部３６３に出力する。 また、前記距離検出部３６５は至近距離内にいる追抜き対象に特定した対戦相手キャラクタ１０５に関する信号を描画指示部３１と体力計算部３６３に出力し、距離差に関する信号を体力計算部３６３に出力する。 これにより、図８に示すようにモニタ１４上に３人の頭部キャラクタ１０６〜１０８が表示される。 なお、図８は、至近距離内にいる対戦相手キャラクタが３人のときの例であり、至近距離内にいる対戦相手キャラクタの数が他の人数分のときは頭部キャラクタおよび体力は該当する人数分で表示される。
【００４９】
体力計算部３６４は、対戦相手キャラクタ１０５の各々がペダルを漕がないときに体力を回復させ、ペダルを漕ぐときにはギア段数に応じて体力を減少させる計算を行うものである。 この体力減少の計算は、予めＲＯＭ５に記憶された体力テーブルに基づいて行われ、体力テーブルは全対戦相手キャラクタ１０５の人数分（例えば４０人分）用意され、各対戦相手キャラクタ１０５毎に体力減少値が任意に変更されて設定されている。 体力テーブルの全対戦相手キャラクタ１０５に関する基本的な設定内容は、例えば、ギア段数が大になる程体力を大きく減少させ、ギア段数が小になる程体力を小さく減少させるように体力減少値が設定されている。 そして、体力計算部３６４は、第１敵車ギアテーブルが選択使用されている場合は、ギア段数が大でペダルを漕ぐときに体力を大きく減少させ、ギア段数が小でペダルを漕ぐときに体力を小さく減少させ、ペダルを漕がないときには体力減少値を用いずに一定回復量で体力が回復するように計算を行う。 また、第２敵車ギアテーブルが選択使用されている場合は、体力テーブルに設定された体力減少値をより大きい値に変更し、例えば距離検出部３６５からの距離差に応じた倍数（１＜）を、体力テーブルに設定された体力減少値に掛けた体力減少値に変更して用い、前同様に計算する。 そして、得られた体力値は、描画指示部３１へ出力され、図８に示すガイド表示としてのレベル表示される体力１０６ａ、１０７ａ、１０８ａのレベル長さが変更される。 本実施形態では、この体力のレベル長さが、追抜き難易度として用いられる。
【００５０】
敵車速度計算部３６３は、該当する対戦相手キャラクタ１０５がペダルを漕ぐときに、第１敵車ギアテーブルおよび第２敵車ギアテーブルのギア段数に応じて加速分が設定されている敵車加速分テーブルに基づき各対戦相手キャラクタ１０５の加速分を計算し、一定減速分（地面との摩擦分）を減算して敵車速度を求め、求めた値を敵車位置計算部３６２と描画指示部３１へ出力する。 敵車加速分テーブルは、自車加速分テーブルと同様のもので、ＲＯＭ５に記憶されている。 敵車位置計算部３６２は、敵車速度を積算することで各対戦相手キャラクタ１０５のスタート地点からの位置を計算する。
【００５１】
運動器具制御部３７は、ファン制御部３７１と、ブレーキ負荷設定部３７２とを有し、ファン制御部３７１は、回転センサ１１ｃからの回転信号と予めＲＯＭ５に記憶されたファンテーブル（回転センサ１１ｃの回転数と送風ファン１６の回転とを関連付けたテーブル）とに基づき送風ファン１６の回転を制御する。 このとき、ファンテーブルには、回転センサ１１ｃの回転数が０のときは送風ファン１６の回転を停止するように設定されている。
【００５２】
ブレーキ負荷設定部３７２は、ギア段数検出部３０５の検出するギア段数と、ロードテーブルに設定された傾斜レベルと、図６の「レベル」選択に伴うブレーキ負荷量の微調整設定値（「０．９」、「１」又は「１．１」）とに基づき、電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量を求めるとともに、脈拍数が「やや危険」と判定された場合に、求めたブレーキ負荷量を一定比率（例えば０．９倍）で減少させて電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量を設定する。
【００５３】
続いて、運動支援の手順をフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
図１２は、メインフロー図である。 電源オンにより先ずサイクリングマシンが起動して初期化処理が実行され、カード挿入要求のための画面表示が行われ（ステップＳＴ２１）、個人カード１８がカードリーダ１８ａに挿入されると（ステップＳＴ２３でＹＥＳ）、続いて、個人カード１８から、個人データを読み込むとともに、図４〜図５に示す及び図外のガイド画面により各種データの入力ガイド画面に移行する（ステップＳＴ２５）。 各種データとしては、ユーザＩＤ、身長、体重、生年月日、トレーニング目標（コース）、トレーニング履歴、現在までの進捗状況、基本的な運動能力の値等であり、これにより消費カロリーの計算の実行を確保すると共に、目標に対する現在までの履歴情報とを入手する。
【００５５】
各種データの入力が終了すると、入力データに従って、これまでに費やした運動時間（複数種類の運動器具を使用している場合には、それらの総計）と目標（例えばダイエットであれば、何ｋｇ減少する等）、達成度（複数種類の運動器具を使用している場合には、それらの総計に基づく）がグラフ表示される（ステップＳＴ２７）。 このグラフは、例えば、横軸に時間を縦軸に目標を設定し、時間と共に目標に近づく折れ線グラフなどである。
【００５６】
次いで、一定時間表示すると（ステップＳＴ２９）、表示された目標、予定に応じてのコメントが表示される（ステップＳＴ３１）。 予定とは、前記折れ線グラフが目標の線より現時点で上側にあるか（予定以上）、否か（予定以下）を示すものである。 その結果に応じて、例えば「目標以上に進んでいる」、「ほぼ順調」、「遅れている」の文字がメッセージ表示される。 折れ線グラフは、各運動器具毎に表示される態様としてもよい。
【００５７】
続いて、一定時間表示すると（ステップＳＴ３３）、今日の運動はどういう目標にするかの選択画面に移行し、図６に示す「コース」、「レベル」、「時間」の入力を選択的に受け付ける（ステップＳＴ３５）。
【００５８】
上記選択の入力処理が終了すると（ステップＳＴ３７）、続いて、脈拍センサ１９の装着の警告表示（報知）を行う（ステップＳＴ３９）。
【００５９】
続いて、一定時間表示すると（ステップＳＴ４１）、図７に示すスタートボタンの押下待ちになり、スタートボタンが押下されるとスタート表示が実行され（ステップＳＴ４３）、そして一定時間表示すると（ステップＳＴ４５）、所定のポイント分がプリペイドカードである個人カード１８から減算され、ネットワーク通信部７により管理サーバに使用情報が通知される（ステップＳＴ４７）。 料金の支払いは本方式以外の種々の方式、例えば現金支払いや月払い方式等が採用可能である。 なお、勿論上記個人カードはプリペイドカードでなくともよい。 使用毎に課金する必要がない場合は、単に個人情報が入力されたカードであってもよい。
【００６０】
続いて、ゲームステップに移行し（ステップＳＴ４９）、結果表示を行い（ステップＳＴ５１）、その後、カードの排出処理を行った後（ステップＳＴ５３）、本フローを終了する。
【００６１】
図１３は、「ゲームステップ」処理のフローチャートである。 先ず、脈拍センサタイマの脈拍入力などがあれば、カウントをクリアする処理が実行され（ステップＳＴ６１）、続いて、ゲーム処理が実行され（ステップＳＴ６３）、続いて、脈拍監視部３３により脈拍数の検出処理が行われる（ステップＳＴ６５）。 そして、目標脈拍数に対する検出された脈拍数のチェックが行われる（ステップＳＴ６７）。 すなわち、検出脈拍数が危険領域として予め設定されている上限閾値を超えている場合には（ステップＳＴ６９）、モニタ１４に「ゲーム一時停止」の警告がメッセージ表示されると共に、ブレーキ負荷設定部３７２は電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量を無負荷にしてペダル１１ｂを空回り状態とし、ゲームを一時停止させる（ステップＳＴ７１）。 逆に、脈拍入力なしの場合には（ステップＳＴ８５）、脈拍センサタイマを１だけカウントアップし（ステップＳＴ８７）、続いて、脈拍センサタイマが所定時間を経時したか否かが判断され（ステップＳＴ８９）、所定時間以内であれば、ステップＳＴ９３に移行し、所定時間を超えていると、脈拍センサ１９が外れている旨の警告メッセージの表示が行われる（ステップＳＴ９１）。
【００６２】
一方、検出脈拍数が目標より少し上のやや危険（ステップＳＴ７３）、あるいは通常（ほぼ目標と一致）か（ステップＳＴ８１）の判断が行われる。 運動器具制御部３７は、やや危険であれば、脈拍センサタイマを１だけカウントアップし（ステップＳＴ７５）、一定時間経過すると（ステップＳＴ７７）、ペースダウンのメッセージを、画像表示手段を介して表示し、通常（ほぼ目標と一致）であれば、脈拍センサタイマのカウントをクリアし（ステップＳＴ８３）、ステップＳＴ９３に移行する。
【００６３】
ステップＳＴ９３では、回転センサ１１ｃからの入力が、離席や中断などの原因で所定時間継続して無入力の状態か否かが判断され、所定時間以内であれば、ゲーム終了のフラグがオンか否かを判断し（ステップＳＴ１０１）、オンであれば終了し、オンでなければステップＳＴ６１に戻る。 一方、所定時間を超えておれば、トレーナ警告をモニタ１４に表示して、入力がないのでゲーム終了するかどうかの旨のメッセージを表示し（ステップＳＴ９７）、さらに、設定時間を経過しても入力が検出されなければ、または終了が選択されたときは、運動終了フラグをオンして（ステップＳＴ９９）、本フローを抜ける。
【００６４】
図１４は、「ゲーム処理」のフローチャートである。 まず、自車情報の更新処理を行い（ステップＳＴ１１１）、続いて敵車情報の更新処理を行い（ステップＳＴ１１３）、続いてキャラクタ、背景を表示し（ステップＳＴ１１５）、その後、運動器具制御処理を実行し（ステップＳＴ１１７）、然る後終了する。
【００６５】
図１５は、「自車情報更新処理」のフローチャートである。 まず、回転センサ１１ｃからの回転信号入力に基づきペダル入力が有るか否かを判定し（ステップＳＴ１２１）、有ればペダル入力時刻履歴を更新し（ステップＳＴ１２３）、前回と今回のペダル入力の時間差と自車加速分テーブルとに基づいて自車速度加速分を算出し（ステップＳＴ１２５）、続いて回転速度減速分（摩擦分）を減算してペダル回転速度（模擬サイクリングマシンの走行速度）を計算する（ステップＳＴ１２７、１２９）。 一方、ペダル入力が無ければ自車速度減算分を算出してペダル回転速度を計算する（ステップＳＴ１２９）。 その後、ペダル回転速度に基づいて自車位置と走行距離を更新する（ステップＳＴ１３１）。 続いて、左右のボタン１７ａ、１７ｂの入力が有れば（ステップＳＴ１３３）、その入力信号に基づいてギア段数を更新して（増減して）終了し（ステップＳＴ１３５）、入力が無ければそのまま終了する。
【００６６】
図１６は、「敵車情報の更新処理」のフローチャートである。 まず、体力計算部３６４は全対戦相手キャラクタ１０５について体力が残っているか否かを判定し（ステップＳＴ１４１）、残っている者については、距離検出部３６５は自車と至近距離にいるか否かを判定する（ステップＳＴ１４３）。 そして、至近距離の場合には、ペダル漕ぎ判定部３６１はギア段数に拘わらず至近距離内の対戦相手キャラクタ１０５のペダルを漕ぐ表示信号を描画指示部３１に出力し、かつギア段数を第２敵車ギアテーブルに基づいた値とする。 一方、至近距離でない場合には、ペダルを漕ぐ表示信号を描画指示部３１に出力し、かつギア段数を第１敵車ギアテーブルに基づいた値とする。
【００６７】
続いて、敵車加速分テーブルに基づいて加速分を計算して（ステップＳＴ１４９）、敵車速度、つまり対戦相手キャラクタ１０５の移動速度を求め（ステップＳＴ１５１）、体力テーブルに基づき体力をダウンする（ステップＳＴ１５３）。 このとき、前述したように、体力計算部３６４は、至近距離内の追抜き対象である対戦相手キャラクタ１０５の体力減少値をより大きな体力減少値に変更して用い、より大きく体力をダウンさせる。 これにより、図８に示す至近距離内にいる頭部キャラクタ１０６〜１０８の体力１０６ａ〜１０８ａのレベル長さが縮小される。 そして、このレベル長さがゼロになった場合には、当該対戦相手キャラクタ１０５の自転車が使用者の自転車に追い抜かされるようにする。 即ち、当該対戦相手キャラクタ１０５の自転車がロードキャラクタ１０４ａの後方（画面手前側）へ後退し、さらに見えなくなるような表示を行う。 その後に、ステップＳＴ１５９に進む。 一方、ステップＳＴ１４１で、体力が残っていない場合には、ペダルを漕がない表示信号を描画指示部３１に出力し、かつギア段数を第１敵車ギアテーブルに基づいた値とし（ステップＳＴ１５５）、体力を一定量回復させる（ステップＳＴ１５７）。 なお、体力が回復した対戦相手キャラクタ１０５が後方から自車を追い抜くこともある。
【００６８】
続いて、敵車速度、つまり対戦相手キャラクタ１０５の移動速度の減速分を求め（ステップＳＴ１５９）、敵車位置、つまり対戦相手キャラクタ１０５の位置を更新して敵車位置（スタート地点からの走行距離）を増加し（ステップＳＴ１６１）、次いで衝突回避のための位置補正を行い（ステップＳＴ１６３）、すべての敵（対戦相手キャラクタ１０５）の処理が終了しておれば本フローを終了し、すべての敵の処理が終了していない場合には、ステップＳＴ１４１に戻る。
【００６９】
図１７は、「運動器具制御処理」のフローチャートである。 まず、ペダル回転速度とファンテーブルとに基づいてファン速度を決定して送風ファン１６の回転を制御し（ステップＳＴ１７１）、続いてブレーキ負荷設定部３７２は電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量を求める（ステップＳＴ１７３）。 このブレーキ負荷量の算出は、ギア段数と傾斜レベルと難易度テーブルの設定値、つまり０．９、１、１．１のうちの該当値とに基づいて行う。 続いて、危険状態継続タイマのカウンタ値に基づいて脈拍数がやや危険か否かの判断を行い（ステップＳＴ１７５）、脈拍数がやや危険の場合には、電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量を０．９倍にする設定をし（ステップＳＴ１７７）、そうでない場合には、ブレーキ負荷を１倍にする設定を行い（ステップＳＴ１７９）、本フローを終了する。
【００７０】
図１８は、「結果表示」処理のフローチャートである。 先ず、図９に示すように、結果表示としての「総合順位」、「消費カロリー」、「運動時間」、「最大脈拍数」および「あなたの本日の目標」が表示され（ステップＳＴ１８１）、続いて達成度表示としての「目標値（消費カロリー）」、「達成度」、「コメント」の内容が表示される（ステップＳＴ１８３）。 なお、コメントの内容例としては、「目標通りに進んでいますね。このままがんばりましょう！！」または「ちょっと目標に足りませんね。一回の運動量をもう少し増やしてみましょう」などである。
【００７１】
続いて、図１０に示すように、引き続きプレイを行うか否かが「はい」、「いいえ」の択一形式で質問され（ステップＳＴ１８５）、「はい」であれば、本フローを抜け、「いいえ」であれば、図１１の画面を経て、運動終了フラグをオンし、本フローを抜ける（ステップＳＴ１８７，ＳＴ１８９）。
【００７２】
したがって、本実施形態による場合には、モニタ１４に、進行運動している対戦相手キャラクタ１０５が表示され、しかも自車位置の近傍に位置する対戦相手キャラクタ１０５の体力（追抜き難易度）がガイド表示されるので（図８中の１０６ａ、１０７ａ、１０８ａ）、追抜ける位置にいる対戦相手を追抜くための難易度が分かることで、頑張り意欲を使用者に湧かせ得、これにより使用者に競争心を生じさせることが可能となり、使用者の運動に対する積極的な意志を発揮させることができる。
【００７３】
なお、上述した実施形態ではロードキャラクタに対応して傾斜レベルを設定したロードテーブルと、傾斜レベルに基づいてギア段数を設定したギアテーブルとの２つのテーブルを用いて、実質的に電磁クラッチのブレーキ負荷量を調整するように構成しているが、本発明はこれに限らない。 例えば、ロードキャラクタの全長分に対し、直接にギア段数を設定したギアテーブルのみを用いてもよい。
【００７４】
また、上述した実施形態では坂道の傾斜レベルに応じてギア段数を１〜６の６つに調整しているが、本発明はこれに限らず、任意の段数に設定しても同様に実施することができる。
【００７５】
また、上述した実施形態では至近距離の設定を、前後１０メートル内としているが、本発明はこれに限らない。 例えば、自車位置に対する前後の距離を他の任意の値としてもよく、或いは前側にのみいる対戦相手キャラクタの全員又は一部を対象としてもよい。
【００７６】
また、上述した実施形態では追抜き難易度（体力）を自車位置と対戦相手キャラクタの走行位置（進行位置）との距離差に基づき決めているが、本発明はこれに限らない。 例えば、両者の進行速度の相対差などに基づいた難易度を用いてもよい。 更に別のバリエーションとして、大きな体力を有する対戦相手キャラクタを、走行順位のキリ番号、例えば１０番、２０番、３０番等に設定するようにしてもよい。 そして、このキリ番号の対戦相手キャラクタの上半身および体力について画面表示するようにする。 このようにすれば、周期的に強い対戦相手が現れることになり、例えば連続して複数の強い対戦相手が現れることによって使用者に過度な負荷がかかるといった事態を回避させることが可能になる。 また、使用者にとっては、キリ番号の順位の走者を抜くという目標、或いはリズムができるので、運動支援をより行い易くできるという利点がある。
【００７７】
また、上述した実施形態では追抜き難易度としての体力を棒状のレベル長さで表示するようにしているが、本発明はこれに限らず、他の表示方式、例えば車両の速度メータのような指針の角度を変化させる方式などで表示させるようにしてもよい。
【００７８】
また、上述した実施形態では脈拍数が危険領域のとき電磁クラッチ１２ｂのブレーキ負荷量を無負荷にしているが、本発明はこれに限らず、危険領域のときブレーキ負荷量を無負荷に近い状態とし、 ゲームを一時停止させるようにしてもよい。 要は、使用者が可動部を楽に動かすことができ、使用者に負担をかけないようにできればよい。
【００７９】
図１９は、本発明が適用される運動器具の他の例を示す構成図である。
【００８０】
（ａ）は歩行器具２０１の外観構成図で、Ｈ形の底部基台２０２の中央やや前側に立直した支持部２０３を有すると共に、その上端部に左右方向に延びる回動軸２０３ａが軸支され、その左右両端にそれぞれ２本ずつの揺動アーム２０４が垂設されており、その底部に足置き台２０５が取り付けられている。 揺動アーム２０４の２本のうちの１本の揺動アーム２０４が支持部２０３に対して回動可能にされ、残りの１本の下端が足置き台２０５に対して水平方向にスライド可能な揺動アーム２０４として構成されていることにより、足置き台２０５が水平姿勢を維持しつつ、左右互いに逆向きとなる前後方向に交互にスライド可能に構成されている。 左右の揺動アーム２０４の上端にはそれぞれ把持部２０６が延設されている。 操作パネル２０７は支持部２０３の上端に設けられ、本器具の前方にモニタ２０８が配置されている。 モニタ２０８の下部適所には、個人カード１８のカードリーダ２０９及び脈拍センサ１９のリード線の差込口２１０が設けられている。 使用者は足置き台２０５に両足を載せて、揺動アーム２０４を前後に漕ぐことで、歩行をイメージするものである。 図では示されていないが、揺動アーム２０４の上端の回動軸２０３ａには電磁クラッチ等の負荷変更手段が配設されていると共にその負荷変更手段の負荷量を調整する、ボタン１７ａ、１７ｂに相当する調整手段が配設されており、また、負荷変更手段の近傍に回動軸２０３ａが所要角度ずつ正逆回動することを検出するロータリエンコーダ等の、図１の回転センサ１１ｃに相当する揺動センサが配設されている。 制御側の構成は歩行器と図１のサイクリングマシンとの差異が反映された点を除き、制御プログラムは実質同一である。 モニタに表示されるロールプレイキャラクタは歩行乃至はランニング動作を行うものとして表示される。
【００８１】
（ｂ）は、同様に歩行器３０１の外観構成図で、Ｈ形の底部基台３０２の前端に立直した支持部３０３を有すると共に、その底部に左右方向に延びる回動軸３０３ａが軸支され、その左右両側に一対の互いに逆向きとなる揺動動作を交互の方向に行う足置き台３０４が取り付けられている。 又上端にはモニタ３０５が配設されると共に把持部３０６が設けられている。 操作パネル３０７は支持部３０３の上端近傍に設けられている。 操作パネル３０７下部適所には、個人カード１８のカードリーダ３０８及び脈拍センサ１９のリード線の差込口（図では見えていない）が設けられている。 使用者は足置き台３０４に両足を載せて、上下に漕ぐことで、歩行をイメージするものである。 図では示されていないが、回動軸３０３ａには電磁クラッチ等の負荷変更手段が配設されていると共にその負荷変更手段の負荷量を調整する、ボタン１７ａ、１７ｂに相当する調整手段が配設されており、また、負荷変更手段の近傍に回動軸３０３ａが所要角度ずつ正逆回動することを検出するロータリエンコーダ等の、図１の回転センサ１１ｃに相当する揺動センサが配設されている。 制御側の構成は歩行器と図１のサイクリングマシンとの差異が反映された点を除き、制御プログラムは実質同一である。 モニタに表示されるロールプレイキャラクタは歩行乃至はランニング動作を行うものとして表示される。
【００８２】
（ｃ）は、同様に歩行器４０１の外観構成図で、マット状の床盤面体４０２とその前端から立直した支持部４０３を有すると共に、その上端にモニタ４０４及び個人カード１８のカードリーダ４０５及び脈拍センサ１９のリード線の差込口（図では見えていない）取り付けられている。 床盤面体４０２は左右の踏み領域を示すマーク４０２ａが表記され、その下部には重力による押下状態を検出するスイッチが埋設されている。 マーク４０２ａの前側には操作パネルの各ボタンに相当するマーク４０２ｂが表記され、その下部にスイッチが埋設されている。 この器具には負荷変更手段およびボタン１７ａ、１７ｂに相当する調整手段は設けられていない。 制御側の構成は歩行器と図１のサイクリングマシンとの差異が反映された点及び負荷変動が無い点を除き、制御プログラムは実質同一である。 モニタに表示されるロールプレイキャラクタは歩行乃至はランニング動作を行うものとして表示される。
【００８３】
（ｄ）は、同様に歩行器５０１の外観構成図で、後方に傾斜した回動可能な無端ベルト５０２が周回可能なように左右のガイド５０３により保持されている。 無端ベルト５０２の前端には前方を跨ぐ形状の把持部５０４が設けられ、その上部に操作パネル５０５、モニタ５０６及び個人カード１８のカードリーダ５０７及び脈拍センサ１９のリード線の差込口（図では見えていない）が取り付けられている。 図では示されていないが、両側のガイド５０３間内の適所には無端ベルト５０２の周回動作の負荷を可変する電磁クラッチ等の負荷変更手段が配設されていると共にその負荷変更手段の負荷量を調整する、ボタン１７ａ、１７ｂに相当する調整手段が配設されており、さらに、両側のガイド５０３間内の適所には無端ベルト５０２の周回量を検出する、図１の回転センサ１１ｃに相当する移動量検出センサが配設されている。 制御側の構成は歩行器と図１のサイクリングマシンとの差異が反映された点を除き、制御プログラムは実質同一である。 モニタに表示されるロールプレイキャラクタは歩行乃至はランニング動作を行うものとして表示される。
【００８４】
また、本発明は、図示を省略するが、オールで漕ぐボートであって、そのオールを負荷量可変状態になしたものなど、持続力を競う運動を行うようにした運動器具に対しても同様に適用することが可能である。
【００８５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、画像表示手段によりモニタに、運動器具キャラクタを進行運動させている対戦相手キャラクタが表示され、しかも対戦相手キャラクタの追抜き難易度が表示されるので、追抜ける位置にいる対戦相手を追抜くための難易度が分かることで、頑張り意欲を使用者に湧かせ得、これにより使用者に競争心を生じさせることが可能となり、使用者の運動に対する積極的な意志を発揮させ得るようにできる。 また、運動器具の負荷変更手段が負荷状態を可変制御されるので、多彩な運動の設定が可能となる。 例えば、請求項２記載の発明のように、前記進行路には傾斜情報が設定されており、前記運動器具制御手段は前記傾斜情報に応じて負荷変更手段の負荷量を調整する構成とすれば、平坦な進行路だけの設定だけでなく、登りおよび下りを加味した運動の設定が可能となる。
【００８６】
請求項３記載の発明によれば、運動器具側による負荷変更手段の負荷量の調整だけでなく、使用者が任意に負荷変更手段の負荷量を調整することができる。 例えば、前記運動器具は可動部としてのペダルとペダル回転数を検出する検出部とを備えた固定式サイクリングマシンであり、前記自己位置算出手段は、検出部の検出ペダル回転数に基づいて進行位置を求めるものである構成とすれば、調整手段による負荷変更手段の負荷量が大に調整された場合に、使用者がそれまでと同様な回転数でペダルを漕ぐと進行速度が速く（進行距離が長く）なり、負荷変更手段の負荷量が小に調整された場合に、使用者がそれまでと同様な回転数でペダルを漕ぐと進行速度が遅く（進行距離が短く）なるように設定するのが好ましい。 このような設定により、実際に変速ギアをチェンジできる自転車を、ギアチェンジして漕ぐように動作させ得、使用者の運動に対する積極的な意志をより発揮させ得るようになる。
【００８７】
請求項４記載の発明によれば、使用者の脈拍数が高いと負荷変更手段の負荷量が調整される。 このとき、負荷変更手段の負荷量が、例えば無負荷またはそれにきわめて近い低負荷に調整されるようにしておくと、使用者は可動部を楽に動かすことが可能になり、使用者に負担をかけないようにすることができる。
【００８８】
請求項５記載の発明によれば、対戦相手キャラクタを追抜くと順位が上がることで、使用者の運動に対する積極的な意志を更に発揮させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明が適用される運動器具の一例としてのサイクリングマシンでの構成図である。
【図２】 本発明に係る運動支援装置の一実施形態を示すハードウエア構成図である。
【図３】 ＣＰＵのソフトウエア構成図である。
【図４】 待機画面に対してタッチパネルの適所を押下すると切替表示される初期画面である。
【図５】 性別の入力をガイドする画面図である。
【図６】 運動の種類を選択する画面図である。
【図７】 スタート待ち画面図である。
【図８】 スタートして所定時間経過した時点の画面図である。
【図９】 総合結果報告画面図である。
【図１０】 引き続き運動をするか否かを確認する画面図である。
【図１１】 図１０で「いいえ」を選択したときの切替画面図である。
【図１２】 運動支援の手順を示すメインフロー図である。
【図１３】 「ゲームステップ」処理のフローチャートである。
【図１４】 ゲーム処理のフローチャートである。
【図１５】 自車情報更新処理のフローチャートである。
【図１６】 敵車情報更新処理のフローチャートである。
【図１７】 筐体制御処理のフローチャートである。
【図１８】 「結果表示」処理のフローチャートである。
【図１９】 本発明が適用される運動器具の他の例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ サイクリングマシンの筐体１１ｂ ペダル１１ｃ 回転センサ１２ｂ 電磁クラッチ（負荷変更手段）
１４ モニタ１４ａ タッチパネル１７ 操作パネル１７ａ、１７ｂ ボタン１８ 個人カード１９ 脈拍センサ２ 制御部３ ＣＰＵ
４ ＲＡＭ
５ ＲＯＭ
６１ 外部入出力制御部６２ 外部機器制御部７ ネットワーク通信部１４１ 描画処理部（画像表示手段）
２ 制御部３０ 自己運動制御部３０２ 速度計算部３０３ 位置計算部（自己位置算出手段）
３０５ ギア段数検出部３０６ 消費カロリー計算部３０７ データ管理部３１ 描画指示部（画像表示手段）
３２ 通信部３３ 脈拍監視部３４ ゲーム評価部（評価手段）
３５ メッセージ処理部３６ 敵車運動制御部（対戦相手進行制御手段）
３６１ ペダル漕ぎ判定部３６２ 敵車位置計算部３６３ 敵車速度計算部３６４ 体力計算部３６５ 距離検出部３７ 運動器具制御部３７１ ファン制御部３７２ ブレーキ負荷設定部１０２ ロールプレイキャラクタ１０３ サイクリングマシンキャラクタ１０５ 対戦相手キャラクタ