JP2000070373A

JP2000070373A - 生体信号フィ―ドバック制御装置及びそれに用いる記録媒体

Info

Publication number: JP2000070373A
Application number: JP11171874A
Authority: JP
Inventors: Takeyuki Suzuki; 健之鈴木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2000-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】大きな記録容量の記録装置を使用する必要がな
い生体信号フィードバック制御装置及び制御データの解
読が安価な手段で行える生体信号フィードバック制御装
置に用いる記録媒体を提供するにある。【解決手段】スタートに当たってシステム制御部２Ａは
ビデオＣＤの制御データトラックに記録されているモデ
ム信号のコードを解読して得られた各動画トラックのト
ラック番号に割り当てられた、ステージ、再生優先順序
のデータ群を第１のメモリ部に第１の制御データとして
記録する。しかる後にシステム制御部２Ａは動作パター
ンに沿って動画トラックを再生する様にビデオＣＤ駆動
部３を制御し、当該動画トラックから先頭部分に記録さ
れているモデム信号のコードを解読して得られた第２の
制御データを第２のメモリ部に記録し、第２の制御デー
タによりマッサージ機１、ビデオＣＤ駆動部３、ディス
プレイ装置４を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用者の状態を判
断把握し、使用者に刺激を与える装置部や映像或いは音
声又は映像及び音声を再生する手段を使用者の生理状態
に応じて制御する生体信号フィードバック制御装置及び
それに用いる記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の生体信号フィードバック
制御装置としては特開平９−３１３６１１号公報に記載
された、映像と、音楽と、音声と、マッサージ機を用い
たチェアシステムがある。

【０００３】このシステムは記録媒体として、ビデオＣ
Ｄを用い、使用者がスタートボタンを操作するとシステ
ム制御部が、ビデオＣＤ駆動部に対してビデオＣＤの、
モデム信号が音声領域に記録されている動画トラックを
再生するように制御を行い、この制御により再生された
モデム信号のコードから制御データを解読して該制御デ
ータに基づいて装置動作直後に、例えば全ての動画トラ
ックの、各動画トラックにおけるデータ群（例えば映像
及び音響の種類によるデータ、継続時間データ、マッサ
ージ機の動作を制御する制御データ、ビデオＣＤの駆動
部の動作を制御する制御データ、頭部搭載型のディスプ
レイ装置の動作を制御する制御データの５データ）をシ
ステム制御部に設けた記録部に予め記録する。

【０００４】そして、生理状態検出手段である脈拍検知
センサにより検出する使用者の脈拍数に応じて生体信号
フィードバック制御が行われるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
例においては、全ての動画トラックの、各動画トラック
におけるデータ群を予めシステム制御部側に読み込む必
要があり、そのため大きな記録容量の記録装置を使用す
る必要となり、コストアップするという問題があった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みて為されたも
ので、請求項１〜３の発明の目的とするところは、大き
な記録容量の記録装置を使用する必要がない生体信号フ
ィードバック制御装置を提供するにある。

【０００７】また請求項４の発明の目的とするところ
は、大きな記録容量の記録装置を使用する必要がない生
体信号フィードバック制御装置を実現するとともに、記
録媒体の音声信号の記録領域を有効に利用でき、且つ制
御データの解読が安価な手段で行える生体信号フィード
バック制御装置用記録媒体を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、使
用者に受動的或いは能動的に刺激を与える装置部と、使
用者の生理状態を検出する生理状態検出手段と、少なく
とも映像信号と音声信号が夫々記録される複数の記録領
域を持ち、上記各記録領域に記録された映像信号、音声
信号をランダムアクセスにより再生可能な記録媒体と、
上記記録媒体を駆動して記録されている映像信号及び音
声信号を取り出す記録媒体駆動手段と、取り出される映
像信号及び音声信号の少なくとも何れか一方に対応する
再生手段、生理状態検出手段の検出信号により、使用者
の状態を判断把握して予め選択されている動作コースに
沿うように音声信号及び映像信号を再生する記録媒体の
記録領域を変更するように上記記録媒体駆動手段、上記
装置部、上記再生手段を少なくとも制御する制御部とを
少なくとも備え、上記制御部は上記記録媒体に記録され
た制御データに基づいて、上記装置部、上記再生手段、
上記記録媒体駆動手段の制御を行う生体信号フィードバ
ック制御装置において、上記制御データは、所定の記録
領域に記録され、上記各記録領域の属するステージと、
使用者の状態を判断把握し、予め選択した動作コースに
沿うように上記記録媒体の再生個所を変更するためのデ
ータとが少なくとも含まれ、使用者が予め選択した動作
コースによる制御が始まる前に、上記記録媒体駆動手段
により再生出力されて第１の記録手段に記録される第１
の制御データと、上記各記録領域に記録され、上記装置
部、上記再生手段、上記記録媒体駆動手段を当該記録領
域の音声信号及び映像信号の再生中に制御するためのコ
マンド、該コマンドに付随するデータ及びコマンド実施
時刻を含み、当該記録領域の再生開始時に、記録媒体駆
動手段により再生出力されて第２の記録手段に記録され
る第２の制御データとから成ることを特徴とするもので
ある。

【０００９】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記装置部が、使用者の疲労を回復させる動作及
び覚醒させる動作が設定可能なマッサージ機により構成
して成ることを特徴とするものである。

【００１０】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、上記装置部は、少なくとも使用者の自転車漕ぎ運
動により回転するペダル部と、ペタル部に与える負荷量
を制御する負荷制御手段とを少なくとも備えたサイクリ
ングマシンにより構成して成ることを特徴とするもので
ある。

【００１１】請求項４の発明では、生体信号フィードバ
ック制御装置の上記制御部が、上記装置部、上記再生手
段、上記記録媒体駆動手段の制御を行うための制御デー
タを、各記録領域が属するステージと、使用者の状態を
判断把握し、予め選択した動作コースに沿うように記録
媒体の再生個所を変更するためのデータとを少なくとも
含み、使用者が予め選択した動作コースが始まる前に、
記録媒体駆動手段により再生出力されて第１の記録手段
に記録される第１の制御データと、装置部、再生手段、
記録媒体駆動手段を制御するコマンド、該コマンドに付
随するデータ及びコマンド実施時刻を少なくとも含み、
記録媒体駆動手段により再生出力されて第２の記録手段
に記録される第２の制御データとで構成し、該制御デー
タを音声信号の記録領域に、可聴帯域のアナログ信号で
あるモデム信号として記録して成ることを特徴とするも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態により説
明する。

【００１３】（実施形態１）図１は本実施形態の全体構
成を示し、図２は概念的な回路構成を示しており、使用
するマッサージ機１は背もたれ部１Ａ、足乗せ台１Ｂの
傾斜確度を可変できるリクライニング機構（図示せず）
と、使用者に振動を与える振動機構（図示せず）とが背
もたれ部１Ａ、足乗せ台１Ｂ及び座部１Ｃに内蔵されて
いる。

【００１４】これらのリクラインニング機構及び振動機
構の制御は制御装置２のマッサージ機制御部２Ｂからの
制御信号により行なわれ、マッサージ機制御部２Ｂの動
作はシステム全体を制御するシステム制御部２Ａにより
制御される。

【００１５】音響再生手段及び映像再生手段は眼鏡状に
形成された所謂頭部搭載型のディスプレイ装置４に一体
に設けられたもので、映像再生手段は、左眼、右眼に対
応した液晶ディスプレイからなる映像表示部４ａ，４ｂ
により構成され、ビデオＣＤ駆動部３から再生出力され
たコンポジット信号（複合映像信号）を制御装置２を通
じて受け取って、映像表示部４ａ，４ｂに映像を映し出
す。また音響再生手段は、左耳、右耳に対応するように
耳に掛ける左右のつる部に設けられたヘッドホン４ｃ，
４ｄからなり、ビデオＣＤ駆動部３から再生出力される
音楽等の音声信号と、システム制御部２Ａの制御により
ナレーションメモリ部２Ｃ（数種類のナレーションを記
録してある）から必要なナレーションが選択されて、ナ
レーション再生部２Ｄより再生された音声信号とを制御
装置２を通じて受け取ってヘッドホン４ｃ，４ｄで再生
する。

【００１６】そして、映像音響制御部２Ｅからの制御信
号により、ビデオＣＤ駆動部３ではビデオＣＤのＰＢＣ
機能や再生トラック（記録領域）変更の制御を行ない、
ディスプレイ装置４ではコンポジット信号、音声信号の
受入れの制御及び映像表示部４ａ，４ｂ、ヘッドホン４
ｃ，４ｄのオン、オフ、フェードイン／フェードアウト
制御を行なう。

【００１７】またナレーションメモリ部２Ｃ、ナレーシ
ョン再生部２Ｄ、映像音響制御部２Ｅはシステム制御部
２Ａにより制御される。

【００１８】ディスプレイ装置４には使用者の生体情報
を得るために脈拍検知センサ４ｅを付設しており、この
脈拍検知センサ４ｅで検出した脈拍の情報は脈拍信号処
理部５に送られ、この脈拍信号処理部５で使用者の脈拍
数が計算され、この計算結果はシステム制御部２Ａに送
られるようになっている。

【００１９】またディスプレイ装置４には使用者の瞬目
又は目の開閉状態を知る為に、赤外線ＬＥＤ４ｆと光セ
ンサ４ｇを付設している。つまり赤外線ＬＥＤ４ｆによ
って使用者の眼球を赤外線で照射し、その赤外線の反射
光を光センサ４ｇで検知し、目の瞼の開閉状態によって
起きる光センサ４ｇの検知信号の変化量により光センサ
信号処理部６で目の開閉（瞬目）を判断し、その判断結
果をシステム制御部２Ａに送るようになっている。尚光
センサ信号処理部６は光センサ４ｇの検知する信号は微
弱であることが多いので、光センサ４ｇの出力信号を一
旦増幅した後、瞼の開閉状態に応じた信号の特徴により
開閉状態を弁別する。

【００２０】本実施形態では映像及び音響の記録媒体と
して、既存のフォーマットのビデオＣＤを使用し、例え
ば動画トラック（記録領域）には精神的肉体的にリラッ
クス状態にする、精神的肉体的にリフレッシュ状態にす
る、眠っている状態にするというパターンの動画トラッ
クや制御データトラック（記録領域）が用意されてお
り、具体的には下記表１のＡ〜Ｈのトラックがある。

【００２１】ここで本実施形態のシステムでは、使用者
をリラックス状態に導く為に、リラックス１→リラック
ス２という状態遷移により実現でき、特にリラックス２
というステージには２個の動画トラック（トラック番号
ＢとＣ）が用意されており、よりリラックスさせる動画
トラックは表１ではトラックＣとしている。

【００２２】（表中の再生優先順序の数字の大きいほう
が、よりその状態に導くとしている。）また、リフレッ
シュ状態に導くためには、リフレッシュ１→リフレッシ
ュ２という状態遷移により実現させ、特にリフレッシュ
２というステージには２個の動作トラック（トラック番
号ＥとＦ）が用意されており、よりリフレッシュさせる
動画トラックは表１ではトラックＦとしている。

【００２３】更に、また制御データ用のトラック（トラ
ック番号Ｈ）では音声信号の領域に、可聴帯域のアナロ
グ信号であるモデム信号（例えば、ＣＣＩＴＴＶ．２
３等の規格に基づいたもの）を用いて、各動画トラック
Ａ〜Ｇに割り当てられたステージ（例えば、リラックス
２）、再生優先順序の２つの情報データが記録されてい
る。尚上述の情報データは、ビデオＣＤデータの動画ト
ラック内の音声領域に記録されていても良い。

【００２４】また各動画トラック（トラック番号Ａ〜
Ｇ）には、その動画トラックの再生中にマッサージ機
１、ビデオＣＤ駆動部３、ディスプレイ装置４、ナレー
ションメモリ部２Ｃ、ナレーション再生部２Ｄ、映像音
響制御部２Ｅを制御するコマンド、コマンドに付随する
データ、コマンド実施時刻のデータが、その動画トラッ
クの音声領域の先頭の略１秒間分に、モデム信号として
記録され、その１秒後は表１に示すような音楽・ナレー
ションの音声信号が記録されている。また同時刻から、
表１に示すような映像が再生できるように映像領域に映
像信号が記録されている。

【００２５】またシステム制御部２Ａは、ビデオＣＤ内
の制御データ用トラックに対応するトラック番号Ｈの音
声領域からビデオＣＤ駆動部３により再生出力されるモ
デム信号をモデム信号解読部２Ｆにより解読されて得ら
れる制御データに基づいてナーレションメモリ部２Ｃ、
ナレーション再生部２Ｄ、映像音響制御部２Ｅを制御す
る。

【００２６】勿論システム制御部２Ａは、トラック番号
Ａ〜Ｇに対応する動画トラックがビデオＣＤ駆動部３に
より再生される際に先頭の略１秒間に出力されるモデム
信号からモデム信号解読部２Ｆにより解読して得られる
制御データに基づいて、マッサージ機２Ｂ、ナレーショ
ンメモリ部２Ｃ、ナレーション再生部２Ｄ、映像音響制
御部２Ｅを制御する。

【００２７】而して制御装置２は、ビデオＣＤ駆動部３
から得られるモデム信号を解読する上記モデム信号解読
部２Ｆと、マッサージ機１を制御するマッサージ機制御
部２Ｂと、ビデオＣＤ駆動部３及び頭部搭載型のディス
プレイ装置４を制御する映像音響制御部２Ｅと、予め記
録してあるナレーションから必要なナレーションが選択
されるナレーションメモリ部２Ｃと、ナーレションメモ
リ部２Ｃからのナレーションの音声信号をヘッドホン４
ｃ，４ｄで再生させるためのナレーション再生部２Ｄ
と、装置を動作させるスタートボタン２Ｇと、モデム信
号解読部２Ｆから得られた制御データ等のデータ及び脈
拍信号処理部５から得られた脈拍数及び光センサ信号処
理部６から得られた使用者の瞬目又は目の開閉状態の情
報に基づいて、システム全体を制御できるように、各部
２Ｂ乃至２Ｆの制御を行なうための制御信号を作成する
システム制御部２Ａとから構成される。

【００２８】尚図２においては各部の電源及びその供給
路については省略し、また音声信号及びコンポジット信
号の流れは破線の矢印で示し、実線の矢印で示す制御信
号やデータの流れは実線で示している。

【００２９】而して、本発明装置の動作を次に説明す
る。

【００３０】まず、使用者は制御装置２に付設している
スタートボタン２Ｇを押して装置を動作させ、次に頭部
搭載型のディスプレイ装置４を頭部に装着し、マッサー
ジ機１に座る。

【００３１】スタートボタン２Ｇの操作状態はシステム
制御部２Ａに送られ、このスタートボタン２Ｇの操作に
基づいてシステム制御部２Ａは映像音響制御部２Ｅを通
してビデオＣＤ駆動部３に対して制御データ用のトラッ
クＨを再生するための制御を行なう。この制御により再
生されたモデム信号のコードから制御データがモデム信
号解読部２Ｆにより解読され、その解読された制御デー
タはシステム制御部２Ａに送られ、装置動作直後に例え
ば、各動画トラックのトラック番号Ａ〜Ｇにわり当てら
れた、ステージ、再生優先順序のデータ群がシステム制
御部２Ａに読み込まれてシステム制御部２Ａに備えられ
た第１のメモリ部ＭＡに第１の制御データとして記録さ
れ、その後に、映像表示部４ａ，４ｂにメニュー画面が
表示され、使用者はコース選択及び確定及びスタートを
予め設定された左右瞬目パターンにより行なうことがで
きる。

【００３２】尚長時間、閉眼時には自動的にディスプレ
イ装置４の電源をオフするように制御することにより、
省電力を図ることができる。

【００３３】さて、光センサ信号処理部６より得られた
検出結果をシステム制御部２Ａに送り、そこで使用者が
選択・確定したコースを判断し、例えば使用者がリラッ
クス−リフレッシュコースを選択したと判断すると、こ
れはまず初めに使用者をリラックス状態に導き、その後
暫くの間リラックス状態を継続させるために眠らせ、そ
の後リフレッシュ状態にするといったコースであり、シ
ステム制御部２Ａは、メモリ部ＭＡに記録した制御デー
タを参照することにより、このコースは動画トラックを
トラック番号Ａ→トラック番号Ｂ→トラック番号Ｇ→ト
ラック番号Ｄ→トラック番号Ｅの順序で再生するように
制御することで上記コースを実現することができると判
断し、使用者がスタートを実行した後、システム制御部
２Ａは上記の順序で動画トラックを再生するように映像
音響制御部２Ｅを通してビデオＣＤ駆動部３を制御す
る。

【００３４】そして再生される動画トラックからは、ま
ず先頭部分に記録されているモデム信号が再生出力さ
れ、直ちにモデム信号解読部２Ｆに入力されてそのコー
ドが解読される。この解読によりモデム信号解読部２Ｆ
から得られた制御データは、システム制御部２Ａに備え
られた第２のメモリ部ＭＢに第２の制御データとして記
録される。

【００３５】その先頭モデム信号出力後、数１０ｍｓ後
に、映像信号及び音響信号の再生が開始され、同時にシ
ステム制御部２Ａはメモリ部ＭＢの制御データにより、
マッサージ機１及びナレーションメモリ部２Ｃ及びナレ
ーション再生部２Ｄ及び映像音響制御部２Ｅを通じて、
ビデオＣＤ駆動部３とディスプレイ装置４の動作を制御
する。

【００３６】そして、当該動画トラックの再生が終了す
ると、次に再生されるべき動画トラックから新たに読み
出された第２の制御データがメモリ部ＭＢに新たに書き
込まれる。

【００３７】マッサージ機１は表１にある各動画トラッ
クＡ〜Ｇ毎の動作をするように制御され、ビデオＣＤ駆
動部３は、次に再生する動画トラックへヘッドを移動す
るように制御される。またディスプレイ装置４には映像
信号及び音声信号が入力され、当該動画トラックの再生
開始直後の映像表示部４ａ，４ｂ及びヘッドホン４ｃ，
４ｄのオン又はフェードイン制御、トラック再生終了直
前の映像表示部４ａ，４ｂ及びヘッドホン４ｃ，４ｄの
オフ又はフェードアウト制御が為される。

【００３８】このようにして、本発明装置は、ビデオＣ
Ｄに予め記録している映像、音楽、ナレーション、制御
データに基づいてプログラム動作が為され、使用者を例
えばリラックス状態或いは眠っている状態若しくはリフ
レッシュ状態へ導くのである。

【００３９】しかしそればかりではなく、脈拍検知セン
サ４ｅ及び脈拍信号処理部５から得られる使用者の脈拍
数に応じた例えば下記の５ケースの脈拍フィードバック
制御が為される。

【００４０】例えば、上述のトラック番号Ａ→トラック
番号Ｂ→トラック番号Ｇ→トラック番号Ｄ→トラック番
号Ｅの順序で再生されるリラックス−リフレッシュコー
スを選択したとすると、ケース（１）では、トラック番
号Ａ或いはトラック番号Ｂのステージにある時、使用者
の脈拍数が所定のレベルを下回ると、システム制御部２
Ａは映像音響制御部２Ｅを通してコンポジット信号、音
声信号の受入れを停止させる制御信号と、映像表示部４
ａ，４ｂ及びヘッドホン４ｃ，４ｄのフェードアウト制
御信号をディスプレイ装置４へ出力する。つまり使用者
のリラックス状態を妨げないようにするのである。

【００４１】ケース（２）では、トラック番号Ａのステ
ージにある時、いっこうに使用者の脈拍数が低下しない
とシステム制御部２Ａが判断すると、システム制御部２
Ａはシステム制御部２Ａに備えられたメモリ部ＭＡのデ
ータを参照し、本来次に再生されるトラック番号Ｂより
もリラックス状態へ導くであろうとされるトラック番号
Ｃをトラック番号Ａの再生終了直後に再生する制御信号
をトラック番号Ａの再生終了直後に、映像音響制御部２
Ｅを通してＣＤ駆動部３へ出力し、フェードイン制御信
号をディスプレイ装置４へ出力する。またシステム制御
部２Ａはこの再生トラック変更に適するナレーション
（例えば「ゆっくりと、体の力が抜けています。」）を
抽出、再生する制御信号をナレーションメモリ部２Ｃと
ナレーション再生部２Ｄとに出力する。

【００４２】つまり、リラックス状態ではない使用者を
特に映像・音楽・ナレーションによりリラックス状態へ
導くようにするのである。

【００４３】ケース（３）では、トラック番号Ｇのステ
ージにある時、このステージ後半に使用者の脈拍数が次
第に低下し、次のトラック番号Ｄを再生するには早いと
システム制御部２Ａが判断すると、システム制御部２Ａ
は再生中のトラック番号Ｇを再度再生する制御信号を映
像音響制御部２Ｅを通してＣＤ駆動部３へ出力する。つ
まり使用者の眠りの状態を妨げないようにするのであ
る。

【００４４】ケース（４）では、トラック番号Ｇのステ
ージにある時、このステージ後半に使用者の脈拍数が次
第に増加し、このステージを継続するのではなく、リフ
レッシュ状態にするステージに早く移行するべきである
と、システム制御部２Ａが判断すると、システム制御部
２Ａはトラック番号Ｄをトラック番号Ｇの再生中止直後
から再生する制御信号を映像音響制御部２Ｅを通してＣ
Ｄ駆動部３へ出力し、途中再生トラック変更に同期さ
せ、映像表示部４ａ，４ｂ及びヘッドホン４ｃ，４ｄの
フェードアウト制御信号及びフェードイン制御信号をデ
ィスプレイ装置４へ出力する。つまり眠りからさめた使
用者をリフレッシュ状態へ導くようにするのである。

【００４５】ケース（５）では、トラック番号Ｄのステ
ージにある時、いっこうに使用者の脈拍数が増加しない
とシステム制御部２Ａが判断すると、システム制御部２
Ａはシステム制御部２Ａに備えられたメモリ部ＭＡのデ
ータを参照し、トラック番号Ｅよりもリフレッッショ状
態へ導くであろうとされるトラック番号Ｆをトラック番
号Ｄの再生終了直後に再生する制御信号をトラック番号
Ｄの再生終了直後に映像音響制御部２Ｅを通してＣＤ駆
動部３へ出力し、映像表示部４ａ，４ｂ及びヘッドホン
４ｃ，４ｄのフェードイン制御信号をディスプレイ装置
４へ出力する。またシステム制御部２Ａはこの再生トラ
ック変更に適するナレーション（例えば「どんどん元気
が出てきます。」）を抽出、再生する制御信号をナレー
ションメモリ部２Ｃとナレーション再生部２Ｄとに出力
する。

【００４６】つまり、リフレッシュ状態ではない使用者
を特に映像・音楽・ナレーションによりリフレッシュ状
態へ導くようにするのである。

【００４７】このようにして、予めビデオＣＤに記録し
てある映像、音楽、ナレーション、制御データによるプ
ログラム動作に対して、使用者の脈拍数の状態に応じて
変更を加えることにより、使用者個人の状態に合った状
態を呈することができる。

【００４８】尚使用者の脈拍数に応じた脈拍フィードバ
ック制御ばかりではなく、各部２Ｅ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ
はコース途中において、使用者の判断により、例えば映
像音響制御部２Ｅに対して再生動画トラックの途中変更
を行なったり、マッサージ機制御部２Ｂに対してマッサ
ージ機１の動作の途中変更をおこなったり、或いはナレ
ーションメモリ部２Ｃ及びナレーション再生部２Ｄに対
してナレーションの発生及び変更を行なったりすること
が可能である。

【００４９】また上記のように頭部搭載型のディスプレ
イ装置４を用いずに通常のディスプレイ装置を用いても
良い。また上記のようにディスプレイ装置４に付設して
いる瞬目又は目の開閉状態検出機能を用いずに、操作ス
イッチ等によりメニュー画面のコース選択、確定、スタ
ートを実行するようにしても良い。更に上記映像等の記
録媒体としてビデオＣＤ以外にＤＶＤや、映像、音声を
ランダムアクセスにより再生することが可能な記録媒体
を用いても良い。勿論この場合再生装置としては夫々に
対応する装置が用いられる。

【００５０】

【表１】

【００５１】（実施形態２）図３は本実施形態の概念的
な回路構成を示しており、上記実施形態１と基本的な構
成は同じであるので、以下実施形態１と異なる部分を説
明する。但し図中、機能，名称も同じ構成要素について
は同じ番号，記号を付す。

【００５２】実施形態１では、装置部としてマッサージ
機１を用いたが本実施形態では図４に示すトレーニング
装置１００を用いる。このトレーニング装置１００は、
使用者に与える負荷量（刺激）を制御する負荷制御装置
１１０と、使用者に与えられている負荷量を検出する負
荷検出装置１２０と、使用者の脈拍数を計測する脈拍検
出装置１３０とを備えている。トレーニング装置１００
として本実施形態では図４に示すように、定位置におい
て、使用者の自転車漕ぎ運動により回転するペダル部１
０１と、ペタル部１０１に与える負荷量を制御する負荷
制御装置１１０とを少なくとも備えたサイクリングマシ
ンを用いる。勿論定位置に設置してサイクリング、歩
行、舟漕ぎなどの何れかの運動を模擬するように構成さ
れているものを用いても良い。

【００５３】負荷制御装置１１０は電磁力などによって
非接触で運動に制動を与えるものや物理的接触による摩
擦力で運動に制動を与えることにより負荷量を制御する
ものを用いる。また、負荷検出装置１２０は運動時の負
荷を求めるものであって、負荷制御装置１１０によって
与えている負荷量が目標値に一致しているか否かを検出
するものである。脈拍検出装置１３０は、一般に耳たぶ
をクリップ状に挟んで、光学的に血流の変化を検出する
ことで脈動を検出するものを用いるが、使用者の胸部に
巻き付けるベルト状のセンサを用いるものでもよい。本
実施形態では負荷量の目標値を脈拍数によって与える点
に特徴を有しており、脈拍数検出装置１３０で検出され
る脈拍数が略一定に保たれるように負荷量が制御され
る。脈拍数は例えば１２０程度に設定すると良い。この
程度の脈拍数に設定しておくと心臓に負担がかからず、
しかも健康を維持する程度の負荷を身体に与えることが
できる。また年齢を加味し、（２００−年齢）の値に脈
拍数を設定するとスタミナアップが図れ、（１５０−年
齢）に設定するとシェイプアップが図れる。

【００５４】上記実施形態１でのマッサージ機制御部２
Ｂの代わりに、本実施形態ではトレーニング装置本体制
御部２Ｂ’を設け、システム制御部２Ａからの制御デー
タに基づき、負荷制御装置１１０を制御する。

【００５５】本実施形態のシステム制御部２Ａはモデム
信号解読部２Ｆと、負荷検出装置１２０と、脈拍数検出
装置１３０からの情報に基づいて、トレーニング装置本
体制御部２Ｂ’、映像音響制御部２Ｅ、モデム信号解読
部２Ｆ、画像生成装置２３０の制御を行うための制御信
号を作成する。

【００５６】また実施形態１でのディスプレイ装置４の
代わりに、本実施形態では映像音響の出力が実現でき
る、例えば普通のＴＶ受像機や頭部搭載型ディステプレ
イのような映像音響出力部２１０を用いる。

【００５７】更に本実施形態では、新たに、負荷量に応
じて映像音響出力部２１０に表示させるメッセージなど
を出力する画像生成装置２３０と、映像音響制御部２Ｅ
を経て、ビデオＣＤ駆動部３からの出力画像及び画像生
成装置２３０からの出力画像を重ね合わせて映像音響出
力部２１０に表示させる画像重ね合わせ部２４０とを備
える。

【００５８】本実施形態では、システム制御部２Ａは脈
拍数検出装置１３０から得られた脈拍数に基づいて、設
定した負荷量に応じて映像音響出力部２１０に出力すべ
き映像及び音響を選択できるように映像音響制御部２Ｅ
を通じて、ビデオＣＤ駆動部３を制御する。

【００５９】そして、映像に対応するステージや、使用
者の状態（負荷量）を把握し、予め選択した動作コース
に沿うように再生する映像を変更するためのデータ（表
２のような負荷量と映像の対応付けるデータ）は画像記
録媒体であるビデオＣＤの最初にアクセスされる記録領
域たる制御データトラックの音声領域にモデム信号によ
り第１の制御データとし記録しておく。

【００６０】負荷量と映像とを対応付けるデータは、表
２のような形のテーブルとして記録される。表２はビデ
オＣＤプレーヤのように、各映像の単位を動画トラック
番号で管理できるものを用いた場合の例であるが、他の
機器を用いる場合も、映像の単位ごとにラベル付けを行
うことで、同様の処理が可能である。また、表２におい
て負荷設定量は、負荷量を範囲及び変化の方向で示した
ものである。例えば、負荷量が３０Ｗよりも低いところ
から３０Ｗに達したときには５０Ｗまでの間は動画トラ
ック番号の２が選択されることを意味する。

【００６１】

【表２】

【００６２】また各動画トラックには、その動画トラッ
ク再生中に、負荷量を若干変化させたり、映像音響出力
部２１０の音量ボリュームを変化させたりするコマン
ド、コマンドに付随するデータ、コマンド実施時刻から
なる第２の制御データが、例えばその動画トラックの音
声領域の先頭略１秒間の領域にはモデム信号として記録
され、その１秒後には映像音響出力部２１０で出力再生
される映像及び音声に対応する映像信号及び音声信号が
記録されている。

【００６３】画像生成装置２３０は、使用者に対する適
宜のメッセージを映像音響出力部２１０に表示させるも
のであり、メッセージには、アドバイス、使用者の脈拍
数、運動時間、消費カロリーなどがある。また、メッセ
ージとして画像生成装置２３０から出力される情報に
は、画像生成装置２３０に予め登録されている文や、シ
ステム制御部２Ａからデータとして転送された情報が含
まれる。

【００６４】本実施形態では、実施形態１のナレーショ
ンメモリ部２Ｃ、ナレーション再生部２Ｄ、脈拍センサ
４ｅ、脈拍信号処理部５、光センサ信号処理部６を除
く。

【００６５】而して、本実施形態の動作を次に説明す
る。

【００６６】まず、使用者は制御装置２に付設している
スタートボタン２Ｇを押して装置を動作させ、トレーニ
ング装置本体１００に跨る。

【００６７】次にスタートボタン２Ｇの操作状態はシス
テム制御部２Ａに送られ、このスタートボタン２Ｇの操
作に基づいてシステム制御部２Ａは、映像音響制御部２
Ｅを通してビデオＣＤ駆動部３に、上記表２の情報が記
録されている領域を再生する制御を行う。この制御によ
り再生されたモデム信号のコードから、制御データはモ
デム信号解読部２Ｆにより解読され、その解読された制
御データはシステム制御部２Ａに送られ、装置動作直後
に例えば、表２に示すデータ群がシステム制御部２Ａに
備えられたメモリ部ＭＡに記録される。

【００６８】そして、運動を開始すると、システム制御
部２Ａは脈拍数検出装置１３０から入力される脈拍数を
予め設定された脈拍数の範囲（上述の例では１２０前
後）と比較し、その範囲が保たれるように負荷制御装置
１１０により負荷量を制御するのである。システム制御
部２Ａは負荷検出装置１２０で検出した負荷量と設定し
た負荷量とを比較して負荷量をフィードバック制御す
る。一方システム制御部２Ａは負荷量を決定すると、表
２に示したテーブルを参照した上で対応する動画トラッ
ク番号の再生の開始を映像音響制御部２Ｅを通じて、ビ
デオＣＤ駆動部３に指示する。動画トラック番号はリモ
コンコマンドにより指示される。つまり映像音響制御部
２Ｅは、赤外線などを媒体とするリモコン信号を送出
し、ビデオＣＤ駆動部３に動画トラック番号を指示す
る。また映像音響制御部２Ｅは赤外線などを媒体として
再生中の動画トラック番号を確認できるようになってい
る。つまり映像音響制御部２Ｅからリモコン信号により
動画トラック番号を指定した後、映像音響制御部２Ｅは
指定した動画トラック番号が再生されていることを確認
する。

【００６９】このようにして、負荷量に対応した映像を
選択して映像音響出力部２１０に表示させ、また必要に
応じて画像再生装置２３０を通して映像音響出力部２１
０にメッセージを表示させる。例えば、負荷量が増加す
るときには上り坂の画像を選択し、負荷量が減少すると
きには下り坂の映像を選択するのである。

【００７０】そして、選択再生される動画トラックで
は、まず音声領域の先頭部分に記録されているモデム信
号が出力され、直ちにモデム信号解読部２Ｆに入力さ
れ、モデム信号解読部２Ｆから得られた制御データは、
システム制御部２Ａに備えられたメモリ部ＭＢに記録さ
れる。

【００７１】その先頭のモデム信号の出力後, 数１０ｍ
ｓ後に、映像音響出力部２１０で出力させる映像信号・
音響信号の記録領域からの再生がスタートし, 同時にシ
ステム制御部２Ａはメモリ部ＭＢに記録している制御デ
ータにより、トレーニング装置本体１００の負荷を若干
変化させたり、映像音響制御部２Ｅを通じて, 映像音響
出力部２１０の音響ボリュームを変化させ、より臨場感
を増すような制御を行う。

【００７２】尚メモリ部ＭＢのデータは、再生される動
画トラックが変わる毎に、更新される。

【００７３】また上述の例では使用者の生理状態として
脈拍数を検出したが、生理状態としては血圧などの他の
値を用いるようにしても良い。また脈拍数を１２０前後
に保つように設定しているが、脈拍数を任意に入力する
ことができる入力装置を設け、目標になる脈拍数を任意
に設定できるようにしても良い。

【００７４】またビデオＣＤ駆動部３は、レーザディス
クプレーヤ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭド
ライブ、ハードディスク装置のように多数の映像音響情
報を記録することができ、かつ各映像音響情報をランダ
ムアクセスすることができるものでも良い。

【００７５】ここに、映像情報には実写したものや、コ
ンピュータグラフィクスとして作成したもの等を用い、
動画として表示する。ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤ−
ＲＯＭドライブ、ハードディスク装置を用いる場合に
は、画像データを再生するためのコンピュータ装置をビ
デオ駆動部３の代わりに設ける。

【００７６】また表２等の制御データは、モデム信号と
して記録すると上述したが、記録方法はどのようなもの
であっても良いが、レーザディスクやビデオＣＤを用い
る場合には、周波数変調や振幅変調のように変調した信
号で記録しておくと画像データとの識別が容易になる。

【００７７】

【発明の効果】請求項１の発明は、使用者に受動的或い
は能動的に刺激を与える装置部と、使用者の生理状態を
検出する生理状態検出手段と、少なくとも映像信号と音
声信号が夫々記録される複数の記録領域を持ち、上記各
記録領域に記録された映像信号、音声信号をランダムア
クセスにより再生可能な記録媒体と、上記記録媒体を駆
動して記録されている映像信号及び音声信号を取り出す
記録媒体駆動手段と、取り出される映像信号及び音声信
号の少なくとも何れか一方に対応する再生手段、生理状
態検出手段の検出信号により、使用者の状態を判断把握
して予め選択されている動作コースに沿うように音声信
号及び映像信号を再生する記録媒体の記録領域を変更す
るように上記記録媒体駆動手段、上記装置部、上記再生
手段を少なくとも制御する制御部とを少なくとも備え、
上記制御部は上記記録媒体に記録された制御データに基
づいて、上記装置部、上記再生手段、上記記録媒体駆動
手段の制御を行うので、再生手段によって、再生される
映像或いは音声又は映像、音声の両方と同期させて装置
部より使用者に刺激を受動的或いは能動的に与えること
ができ、特に映像や音声が持つ暗示的意味合いの刺激を
使用者の心理に十分に与え、また使用者の状態に応じて
装置部、再生手段、記録媒体駆動手段を制御できるた
め、使用者の状態に合わせて予め使用者が選択した動作
コースに沿うような状態を体験させることができ、その
上使用者の状態に応じて映像及び音響の内容を変更で
き、そのため使用者の状態に合わせて、予め使用者が選
択したコースに沿うような状態を体験させることができ
るものであり、上記制御データは、所定の記録領域に記
録され、上記各記録領域の属するステージと、使用者の
状態を判断把握し、予め選択した動作コースに沿うよう
に上記記録媒体の再生個所を変更するためのデータとが
少なくとも含まれ、使用者が予め選択した動作コースに
よる制御が始まる前に、上記記録媒体駆動手段により再
生出力されて第１の記録手段に記録される第１の制御デ
ータと、上記各記録領域に記録され、上記装置部、上記
再生手段、上記記録媒体駆動手段を当該記録領域の音声
信号及び映像信号の再生中に制御するためのコマンド、
該コマンドに付随するデータ及びコマンド実施時刻を含
み、当該記録領域の再生開始時に、記録媒体駆動手段に
より再生出力されて第２の記録手段に記録される第２の
制御データとから成るので、装置内の生後データを記録
する記録手段の容量が小さくなり、そのためコスト的に
有利で、更に制御部と記録手段とを１チップの集積回路
で実現することも可能となり、また回路要素の実装上を
有利となるという効果がある。

【００７８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記装置部が、使用者の疲労を回復させる動作及び
覚醒させる動作が設定可能なマッサージ機により構成し
て成るので、請求項１の発明の効果に加えて、使用者の
体の筋肉がほぐれ肉体的疲労が回復し、逆に使用者の体
に強い刺激を与えることにより身体を覚醒させることが
でき、更に上述の暗示的意味合いの刺激を使用者に十分
に与えることができ、そのため精神をリラックス又はリ
フレッシュさせることができ、結果心身共にリラックス
状態やリフレッシュ状態に入り易くできるという効果が
ある。

【００７９】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、上記装置部は、少なくとも使用者の自転車漕ぎ運動
により回転するペダル部と、ペタル部に与える負荷量を
制御する負荷制御手段とを少なくとも備えたサイクリン
グマシンにより構成して成るので、請求項１の発明の効
果に加えて、各個人に合わせて過不足のない運動が可能
になり、効率良く且つ安全に運動を行うことができ、し
かも運動の負荷量に応じた適切な映像音響を提示するこ
とができ、更に映像音響の提示により、使用者は運動に
退屈することなく、楽しくトレーニングできるという効
果がある。

【００８０】請求項４の発明は、生体信号フィードバッ
ク制御装置の上記制御部が、上記装置部、上記再生手
段、上記記録媒体駆動手段の制御を行うための制御デー
タを、ステージと、使用者の状態を判断把握し、予め選
択した動作コースに沿うように記録媒体の再生個所を変
更するためのデータとを少なくとも含み、使用者が予め
選択した動作コースが始まる前に、記録媒体駆動手段に
より再生出力されて第１の記録手段に記録される第１の
制御データと、装置部、再生手段、記録媒体駆動手段を
制御するコマンド、該コマンドに付随するデータ及びコ
マンド実施時刻を少なくとも含み、記録媒体駆動手段に
より再生出力されて第２の記録手段に記録される第２の
制御データとで構成し、該制御データを音声信号の記録
領域に、可聴帯域のアナログ信号であるモデム信号とし
て記録したものであるから、制御データを記録媒体の音
声信号の記録領域を長時間占有することなく記録でき、
そのため音声信号の記録領域を有効に利用でき、また一
般に規格化されたモデム信号をため、解読手段を安価に
且つ容易に構築することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の全体構成図である。

【図２】同上の概念的な回路構成図である。

【図３】本発明の実施形態２の概念的な回路構成図であ
る。

【図４】同上の全体構成図である。

【符号の説明】

１マッサージ機２制御装置３ビデオＣＤ駆動部４ディスプレイ装置４ａ，４ｂ映像表示部４ｃ，４ｄヘッドホン４ｅ脈拍センサ４ｆ光センサ５脈拍信号処理部６光センサ信号処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用者に受動的或いは能動的に刺激を与
える装置部と、使用者の生理状態を検出する生理状態検
出手段と、少なくとも映像信号と音声信号が夫々記録さ
れる複数の記録領域を持ち、上記各記録領域に記録され
た映像信号、音声信号をランダムアクセスにより再生可
能な記録媒体と、上記記録媒体を駆動して記録されてい
る映像信号及び音声信号を取り出す記録媒体駆動手段
と、取り出される映像信号及び音声信号の少なくとも何
れか一方に対応する再生手段、生理状態検出手段の検出
信号により、使用者の状態を判断把握して予め選択され
ている動作コースに沿うように音声信号及び映像信号を
再生する記録媒体の記録領域を変更するように上記記録
媒体駆動手段、上記装置部、上記再生手段を少なくとも
制御する制御部とを少なくとも備え、上記制御部は上記
記録媒体に記録された制御データに基づいて、上記装置
部、上記再生手段、上記記録媒体駆動手段の制御を行う
生体信号フィードバック制御装置において、上記制御データは、所定の記録領域に記録され、上記各
記録領域の属するステージと、使用者の状態を判断把握
し、予め選択した動作コースに沿うように上記記録媒体
の再生個所を変更するためのデータとが少なくとも含ま
れ、使用者が予め選択した動作コースによる制御が始ま
る前に、上記記録媒体駆動手段により再生出力されて第
１の記録手段に記録される第１の制御データと、上記各記録領域に記録され、上記装置部、上記再生手
段、上記記録媒体駆動手段を当該記録領域の音声信号及
び映像信号の再生中に制御するためのコマンド、該コマ
ンドに付随するデータ及びコマンド実施時刻を含み、当
該記録領域の再生開始時に、記録媒体駆動手段により再
生出力されて第２の記録手段に記録される第２の制御デ
ータとから成ることを特徴とする生体信号フィードバッ
ク制御装置。
【請求項２】上記装置部は、使用者の疲労を回復させ
る動作及び覚醒させる動作が設定可能なマッサージ機に
より構成して成ることを特徴とする請求項１記載の生体
信号フィードバック制御装置。
【請求項３】上記装置部は、少なくとも使用者の自転
車漕ぎ運動により回転するペダル部と、ペタル部に与え
る負荷量を制御する負荷制御手段とを少なくとも備えた
サイクリングマシンにより構成して成ることを特徴とす
る請求項１記載の生体信号フィードバック制御装置。
【請求項４】生体信号フィードバック制御装置の上記
制御部が、上記装置部、上記再生手段、上記記録媒体駆
動手段の制御を行うための制御データを、各記録領域が属するステージと、使用者の状態を判断把
握し、予め選択した動作コースに沿うように記録媒体の
再生個所を変更するためのデータとを少なくとも含み、
使用者が予め選択した動作コースが始まる前に、記録媒
体駆動手段により再生出力されて第１の記録手段に記録
される第１の制御データと、装置部、再生手段、記録媒体駆動手段を制御するコマン
ド、該コマンドに付随するデータ及びコマンド実施時刻
を少なくとも含み、記録媒体駆動手段により再生出力さ
れて第２の記録手段に記録される第２の制御データとで
構成し、該制御データを音声信号の記録領域に、可聴帯域のアナ
ログ信号であるモデム信号として記録して成ることを特
徴とする生体信号フィードバック制御装置に用いる記録
媒体。