JP7654355B2 - Motion measurement device, motion measurement system, and motion measurement method - Google Patents
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Description
本発明は、動作計測装置、動作計測システム、及び動作計測方法に関する。 The present invention relates to a motion measurement device, a motion measurement system, and a motion measurement method.
従来から、手の指に装着された状態で、指先に作用する接触力を測定する動作計測装置が知られている。この動作計測装置では、指の側面に接触部材が配置され、指の腹が被接触物に接触したときに、指の側面から接触部材に作用する押圧力を計測し、計測結果から指先の接触力が求められる(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, motion measurement devices that are worn on the fingers of a hand and measure the contact force acting on the fingertips are known. In this motion measurement device, a contact member is placed on the side of the finger, and when the pad of the finger comes into contact with a contacted object, the pressing force acting on the contact member from the side of the finger is measured, and the contact force of the fingertip is calculated from the measurement result (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の動作計測装置は、押圧力を計測する部材が指の側面に設けられているため、指に装着された状態で指の動作を測定する際に、指の側面に配置された動作計測装置が、隣り合う指や被接触物と干渉しやすく、測定の妨げになる場合がある(図14、図15参照)。 However, in conventional motion measurement devices, the component that measures pressure is provided on the side of the finger. Therefore, when measuring finger motion while the device is attached to the finger, the motion measurement device located on the side of the finger is likely to interfere with adjacent fingers or contacted objects, which can hinder measurement (see Figures 14 and 15).
本発明の課題は、隣り合う指や被接触物と干渉しにくい動作計測装置を提供することである。 The objective of the present invention is to provide a motion measurement device that is less likely to interfere with adjacent fingers or contacted objects.
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、指に装着され、前記指の動作を測定する動作計測装置であって、前記指の側爪郭の変位を検出するセンサを有し、前記センサは、前記指の爪と前記側爪郭との境界を含む位置に配置され、且つ前記指の側面には配置されていない、動作計測装置を提供する。
In order to solve the above problems, one aspect of the present invention provides a motion measurement device that is worn on a finger and measures the movement of the finger, the motion measurement device having a sensor that detects displacement of a lateral nail fold of the finger, the sensor being positioned at a position that includes the boundary between the fingernail and the lateral nail fold, and not positioned on the side of the finger .
本発明の一態様によれば、隣り合う指や被接触物と干渉しにくい動作計測装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a motion measurement device that is less likely to interfere with adjacent fingers or contacted objects.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。また、各図における各部材の縮尺は、実際とは異なる場合がある。さらに、各図において、動作計測装置の長手方向をX方向とし、幅方向をY方向とし、厚み方向をZ方向とする。なお、動作計測装置の厚み方向(Z方向)において、上側を上方といい、下側を下方という場合がある。 The embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Parts common to each figure may be given the same reference numerals and description thereof may be omitted. Furthermore, the scale of each member in each figure may differ from the actual scale. Furthermore, in each figure, the longitudinal direction of the motion measurement device is the X direction, the width direction is the Y direction, and the thickness direction is the Z direction. Note that in the thickness direction (Z direction) of the motion measurement device, the upper side may be referred to as the upper side, and the lower side may be referred to as the lower side.
図1~図6は、本発明の第1実施形態に係る動作計測装置を示す図である。本実施形態に係る動作計測装置100は、手の指Fに装着され、指Fの動作を測定する装置である(図4~図6参照)。この動作計測装置100は、ケース10と一対のセンサ20、30とを有する(図1~図3、図5参照)。なお、動作計測装置100は、本発明に係る動作計測装置の一例である。
Figures 1 to 6 are diagrams showing a motion measurement device according to a first embodiment of the present invention. The
本明細書において、動作計測装置100が指Fに装着されるとは、動作計測装置100が指Fに固定されることを示す(図4、図5参照)。指Fの動作とは、指Fの腹(指腹)FPが被接触物Bに接触したときに該指腹FPに押圧力(または接触力)CFが作用することを示す(図5、図6参照)。指Fの動作を測定するとは、指腹FPに押圧力CFが作用する状態を計測することを示す(図4~図6参照)。
In this specification, the
なお、押圧力(または接触力)CFは、指腹FPに作用する応力である。このような応力は、例えば、装着者Pが動作計測装置100を指Fに装着した掌で被接触物Bを掴んだときの垂直応力(図6参照)、装着者Pが動作計測装置100を指Fで化粧品等を塗擦したときのせん断応力等である。
Note that the pressing force (or contact force) CF is the stress acting on the finger pad FP. Such stress is, for example, the vertical stress (see FIG. 6) when the wearer P grasps the contacted object B with the palm of his/her hand wearing the
ケース10は、内部に後述する処理部や電源等が収容され、外側にセンサ20、30が設けられる。ケース10の材質は、特に制限されないが、絶縁性を有する材質を用いるのが好ましい。
The
絶縁性を有する材質としては、例えば、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルスルホン(PESU)、ポリフェニルスルホン(PPSU)、ポリアセタール(POM)、ポリプロピレン(PP)、高密度ポリエチレン(HDPE)、アクリロニトリルスチレン共重合体(AS)、アクリロニトリルスチレンブタジエン共重合体(ABS)等の合成樹脂等が挙げられる。なお、これらの合成樹脂は、1種または2種以上組み合わせて用いることができる。 Examples of insulating materials include synthetic resins such as polyimide (PI), polyetherimide (PEI), polyamideimide (PAI), polyetheretherketone (PEEK), polyetherketoneketone (PEKK), polyphenylene sulfide (PPS), polyethersulfone (PESU), polyphenylsulfone (PPSU), polyacetal (POM), polypropylene (PP), high density polyethylene (HDPE), acrylonitrile-styrene copolymer (AS), and acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer (ABS). These synthetic resins can be used alone or in combination of two or more.
ケース10の形状は、特に制限されず、例えば、厚み方向(Z方向)に見て長方形、正方形、円形、楕円形等にすることができる。本実施形態では、ケース10の形状が、厚み方向(Z方向)に見て略長方形を有する(図1、図4参照)。また、ケース10の寸法は、特に限定されないが、好ましくは、ケース10の長手方向(X方向)の幅が人の指の爪の幅より大きく、より好ましくは、指の幅程度の寸法である(図4、図6参照)。
The shape of the
ケース10は、基部11と延出部12、13とを有する。ケース10の基部11は、指の爪Nに固定される。具体的には、基部11が、指Fの爪Nに固定される固定部11aと、動作計測装置100の長手方向(X方向)に並んでケース10のセンサ20、30が設けられた側に突出する側部11b、11cとを有する(図1~図3、図5参照)。
The
基部11の固定部11aは、側部11b、11c間に構成され、指Fの爪Nの曲面に沿って湾曲する凹部を有する。固定部11aには、図示しない接合部材を設けられている。固定部11aは、この接合部材を介して、動作計測装置100を指Fの爪Nに固定することができるようになっている。
The
なお、固定部11aの形状は、固定部11aに固定される指Fの爪Nの形状に応じて任意に設計することができる。また、接合部材の態様は、特に限定されず、例えば、両面粘着テープ、ゲル状粘着シート、磁石、吸盤等が挙げられる。
The shape of the
基部11の側部11b、11cは、基部11の固定部11aの長手方向(X方向)の両端を構成する(図1~図3、図5参照)。本実施形態では、基部11の側部11b、11cが、延出部12、13に対して基部11と延出部12、13とを区切る両壁を構成しているが、基部11はこのような構成に限定されるものではない。
The
本実施形態に係る動作計測装置100において、センサ20、30は、指Fの側爪郭NS1、NS2の変位を検出する(図1~図3参照)。ここで、センサ20、30は、本発明に係る動作計測装置を構成するセンサの一例である。
In the
本明細書において、側爪郭NS1、NS2は、爪(爪甲)Nの両側縁SE1、SE2に隣接する皮膚の部分を示す(図4、図5参照)。また、側爪郭NS1、NS2の変位とは、側爪郭NS1、NS2の表面位置が変化または変動することを示す。センサ20、30は、側爪郭NS1、NS2の変位状態を検知し、検知した変位状態を電気信号に変換する素子または装置を示す。
In this specification, lateral nail folds NS1 and NS2 refer to the portions of skin adjacent to both side edges SE1 and SE2 of the nail (nail plate) N (see Figures 4 and 5). Displacement of the lateral nail folds NS1 and NS2 refers to a change or fluctuation in the surface position of the lateral nail folds NS1 and NS2.
本実施形態では、動作計測装置100の厚み方向(Z方向)における側爪郭NS1、NS2の変位をセンサ20、30が検出する。具体的には、動作計測装置100の厚み方向(Z方向)に側爪郭NS1、NS2の変位が生じると、側爪郭NS1、NS2の変位による圧力(以下、ふくらみ圧)BP1、BP2がセンサ20、30に作用し、センサ20、30が該ふくらみ圧BP1、BP2を検知する(図5参照)。
In this embodiment, the
なお、検出する側爪郭NS1、NS2の変位の方向は、動作計測装置100の厚み方向(Z方向)に限定されず、動作計測装置100の長手方向(X方向)、幅方向(Y方向)等の厚み方向(Z方向)以外の方向でもよい。また、側爪郭NS1、NS2の変位は、一方向の変位に限定されず、二方向以上の変位を検出(例えば、X方向、Y方向、Z方向の3軸方向の変位を個別にまたは合算して検出)してもよい。
The direction of the detected displacement of the lateral nail folds NS1 and NS2 is not limited to the thickness direction (Z direction) of the
本実施形態の動作計測装置100において、センサ20、30が配置される位置は、特に限定されないが、指Fの爪(爪甲)Nと側爪郭NS1、NS2との境界B1、B2を含む位置にセンサ20、30を配置するのが好ましい。本実施形態では、該センサ20、30が、指Fの爪Nと側爪郭NS1、NS2との境界B1、B2を含む位置に配置されている(図4、図5参照)。
In the
ここで、爪(爪甲)Nと側爪郭NS1、NS2との境界B1、B2とは、爪甲Nと側爪郭NS1、NS2とが隣接する境目を示す(図4参照)。境界B1、B2を含む位置に配置するとは、側爪郭NS1、NS2を検出できる限り、センサ20、30の一部20a、30aが爪甲Nの一部に配置されていてもよいことを示す(図5参照)。
Here, the boundaries B1, B2 between the nail (nail plate) N and the lateral nail folds NS1, NS2 refer to the borders where the nail plate N and the lateral nail folds NS1, NS2 are adjacent (see FIG. 4). "Positioned at a position including the boundaries B1, B2" means that the
本実施形態の動作計測装置100において、センサ20、30を設ける態様は、特に限定されない。本実施形態では、動作計測装置100が、指Fの爪Nに固定される基部11と、基部11の両側部11b、11cの少なくとも一方から側爪郭NS1、NS2まで延びる延出部12、13とを有し、センサ20、30が延出部12、13に設けられている(図4、図5参照)。
In the
ここで、両側部11b、11cの少なくとも一方から延びる延出部とは、基部11の側部11bから対応する側爪郭NS1まで延びる1つの延出部(延出部12)、基部11の側部11cから対応する側爪郭NS2まで延びる1つの延出部(延出部13)、または基部11の両側部11b、11cから一対の側爪郭NS1、NS2まで延びる2つの延出部(延出部12及び延出部13)のいずれでもよいことを示す(図4、図5参照)。
Here, the extension portion extending from at least one of the
本実施形態の動作計測装置100において、センサ20、30が設けられる延出部12、13の形態は、特に限定されない。本実施形態では、延出部12、13が、側爪郭NS1、NS2に沿って傾斜する傾斜面12a、13aを有し、該傾斜面12a、13aにセンサ20、30が設けられている(図1~図3、図5参照)。
In the
ここで、延出部12、13が側爪郭NS1、NS2に沿って傾斜するとは、指Fの爪甲N側から指Fの側面(指側面)FS1、FS2側に向かって傾斜する側爪郭NS1、NS2に対向して、延出部12、13が傾斜することを示す(図5参照)。本実施形態では、指腹FPを下方に向けて指Fを配置した場合に、側爪郭NS1、NS2が指Fの爪甲N側から指側面FS1、FS2側に向かって下降すように傾斜する側爪郭NS1、NS2に沿って、センサ20、30が設けられた延出部12、13が傾斜する(図5参照)。
Here, the
本実施形態の動作計測装置100において、センサ20、30の態様は、特に限定されないが、側爪郭NS1、NS2の変位を検出する観点から、センサ20、30として圧力センサを用いることができる。ここで、圧力センサは、ダイヤフラムに作用する圧力を感圧素子で計測し、計測した圧力を電気信号に変換して出力する機器を示す。本実施形態では、センサ20、30として、3方向の応力を同時に検出することができる3軸MEMS圧力センサが用いられている。
In the
なお、図6に示す例では、動作計測装置100が人差し指F1に装着されているが、動作計測装置100が装着される指の種類は、人差し指に限定されず、人差し指以外の指(親指、中指、薬指、小指)に装着してもよい。また、動作計測装置100が装着される指の数は、1本に限定されず、2本以上の指(例えば人差し指と中指等)に同時に装着してもよい。
In the example shown in FIG. 6, the
従来から、指腹FPに作用する接触力CFを測定するためには、指Fの両側面FS1、FS2の変位状態を検知することが有効であると考えられている。例えば、図14、図15に示す従来の動作計測装置400では、アーチ状のケース110の基部111が手の指Fの爪Nに固定され、基部111から指Fの両側面FS1、FS2まで延びるアーム部112、113に接触部材120、130が設けられている。この構成では、接触部材120、130が指Fの両側面FS1、FS2の変化を検知することで、指腹FPに作用する接触力CFが測定される(図14、図15参照)。しかしながら、このような構成では、指Fの側面FS1、FS2に接触部材120、130が配置されているため、接触部材120、130が設けられたアーム部112、113が、隣り合う指や被接触物と干渉しやすく、指の動作を測定する際の妨げになる場合がある(図14、図15参照)。
It has been considered effective to detect the displacement of both side surfaces FS1 and FS2 of a finger F in order to measure the contact force CF acting on the finger pad FP. For example, in a conventional
これに対して、発明者等は、指Fの側爪郭NS1、NS2の変位を検知することで、指Fの腹(指腹)FPに作用する接触力CFを測定できることを見出した。そこで、本実施形態では、上述のように、指Fに装着された状態で指Fの動作を測定する動作計測装置100において、指Fの側爪郭NS1、NS2の変位を検出するセンサ20、30を設けている(図1~図5参照)。
In response to this, the inventors have discovered that it is possible to measure the contact force CF acting on the pad (finger pad) FP of the finger F by detecting the displacement of the lateral nail folds NS1, NS2 of the finger F. Therefore, in this embodiment, as described above,
本実施形態の動作計測装置100では、このように側爪郭NS1、NS2の変位を検出する構成にすることで(図5参照)、従来の動作計測装置400(指Fの両側面FS1、FS2の変化を検知する構成)に劣らず、指Fの動作を正確に測定することができる。また、このような構成では、指Fの側爪郭NS1、NS2にセンサ20、30を配置すれば足りるので、従来のように指側面FS1、FS2にセンサ20、30を配置する必要がない(図4、図5参照)。
In this embodiment, the
これにより、本実施形態では、指F(F1)に装着された動作計測装置100が隣り合う指F2と干渉しにくくなる。また、動作計測装置100が装着された指F(F1)が被接触物Bに接触した場合に、指F(F1)に装着された動作計測装置100が被接触物Bと干渉しにくくなる(図4~図6参照)。
As a result, in this embodiment, the
また、本実施形態では、上述のように指F(F1)に装着された動作計測装置100に対して隣り合う指F2や被接触物Bが干渉しにくいため、指Fの動作の正確な測定が可能になる。さらに、本実施形態では、指F(F1)に装着された動作計測装置100が隣り合う指F2や被接触物Bと干渉しにくいことで、動作計測装置100の装着者Pや被接触物Bに違和感を与えにくい(図4~図6参照)。
In addition, in this embodiment, as described above, the
なお、動作計測装置100を複数本の指(例えば、人差し指F1と中指F2)にそれぞれ装着した場合は、人差し指F1に装着された動作計測装置100と中指(隣り合う指)F2に装着された動作計測装置100との干渉を抑制することができる。そのため、動作計測装置100が複数本の指に同時に装着された場合でも、動作計測装置100が装着された指ごとの動作を正確に測定することができる。
When the
さらに、本実施形態では、動作計測装置100の長手方向(X方向)に並んで配置されたセンサ20とセンサ30が、長手方向(X方向)に沿って側爪郭NS1、NS2の変位を検出することができる。これにより、第1実施形態では、動作計測装置100の長手方向(X方向)及び幅方向(Y方向)に作用するせん断応力または摩擦力を測定することが可能である。
Furthermore, in this embodiment, the
なお、図7は、本実施形態の動作計測装置100を装着した指Fの腹に作用する押圧力CFをフォースゲージFGにより測定する状態を示す図である。図8は、フォースゲージFGで測定した指Fの腹FPに作用する押圧力CFと本実施形態の動作計測装置100で測定した該指Fの側爪郭NS1、NS2の変位による圧力(ふくらみ圧)BP1、BP2の関係を示すグラフである。ここで、指Fの腹FPに作用する押圧力CFを測定するフォースゲージFGとして、デジタルフォースゲージ(アイコーエンジニアリング株式会社製、RZ-5)を用いた。フォースゲージFGによる測定では、指腹FPをフォースゲージFGの接触子CPに押し付けた(PD方向に押し下げた)ときの押圧力(N)を測定した(図7参照)。
FIG. 7 is a diagram showing the state where the pressing force CF acting on the pad of a finger F wearing the
図7、図8に示すように、センサ20、30により検出された側爪郭NS1、NS2の変位による圧力(ふくらみ圧(N))BP1、BP2の挙動は、フォースゲージFGにより測定した指腹FPに作用する押圧力(N)の挙動と略同じ挙動を示している。このことから、上述のように、指Fの側爪郭NS1、NS2の変位状態を検知することで、指Fの腹(指腹)FPに作用する接触力CFを測定できることが判る。すなわち、指Fの側爪郭NS1、NS2の変位状態を検知することで、指Fの動作の正確な測定が可能になることが、図7、図8から裏付けられている。
As shown in Figures 7 and 8, the behavior of the pressure (bulge pressure (N)) BP1, BP2 due to the displacement of the lateral nail folds NS1, NS2 detected by the
また、本実施形態の動作計測装置100では、上述のように、指Fの爪Nと側爪郭NS1、NS2との境界B1、B2を含む位置に、センサ20、30が配置されている。これにより、本実施形態では、センサ20、30を側爪郭NS1、NS2に配置することができるので、センサ20、30による側爪郭NS1、NS2の変位を確実に検出することができる(図4、図5参照)。
In addition, in the
また、本実施形態では、センサ20、30を、指Fの爪Nと側爪郭NS1、NS2との境界B1、B2を含む位置に配置することで、センサ20、30は側爪郭NS1、NS2の爪甲N寄りの部分に設ければ足りる。言い換えると、側爪郭NS1、NS2の指側面FS1、FS2寄りの部分にまで、センサ20、30を配置しなくてもよい。そのため、本実施形態によれば、動作計測装置100のサイズを小さくすることができる(図4、図5参照)。
In addition, in this embodiment, the
また、本実施形態の動作計測装置100では、上述のように、延出部12、13にセンサ20、30を設けることで、動作計測装置100が指Fに装着された状態で、センサ20、30を側爪郭NS1、NS2に配置することができる(図4、図5参照)。また、延出部12、13が基部11の側部11b、11cから側爪郭NS1、NS2までしか延びていないため(指側面FS1、FS2にセンサ20、30が配置されていないため)、指F1に装着された状態で、隣り合う指F2や被接触物Bにより干渉されにくい動作計測装置100を構成することができる(図6参照)。
In addition, in the
また、本実施形態の動作計測装置100では、上述のように、側爪郭NS1、NS2に沿って傾斜する延出部12、13の傾斜面12a、13aにセンサ20、30を設けることで、センサ20、30を側爪郭NS1、NS2に近接させることができる(図5参照)。これにより、本実施形態では、センサ20、30の検出精度を高くすることができる(図7、図8参照)。
In addition, in the
また、本実施形態の動作計測装置100では、側爪郭NS1、NS2の変位を検出するセンサ20、30として上述の圧力センサを用いることで、側爪郭NS1、NS2の変位を高い精度で検出することができる。そのため、本実施形態によれば、より正確に指Fの動作を測定することができる(図7、図8参照)。
In addition, in the
図9は、本発明の第2実施形態に係る動作計測装置を示す図である。図9において、第1実施形態(図1等)と共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。第2実施形態に係る動作計測装置100では、センサ20が動作計測装置100の幅方向(Y方向)に並ぶ2つのセンサ(センサ21及びセンサ22)で構成され、センサ30が幅方向(Y方向)に並ぶ2つのセンサ(センサ31及びセンサ32)で構成されている(図9参照)。
Figure 9 is a diagram showing a motion measurement device according to a second embodiment of the present invention. In Figure 9, parts common to the first embodiment (Figure 1, etc.) are given the same reference numerals and description thereof is omitted. In the
第2実施形態では、動作計測装置100の幅方向(Y方向)に並んで配置されたセンサ20のセンサ21とセンサ22とが、幅方向(Y方向)に沿って側爪郭NS1の変位を検出することができる。また、幅方向(Y方向)に並んで配置されたセンサ30のセンサ31とセンサ32とが、幅方向(Y方向)に沿って側爪郭NS2の変位を検出することができる。
In the second embodiment,
また、動作計測装置100の長手方向(X方向)に並んで配置されたセンサ20のセンサ21とセンサ30のセンサ31とが、長手方向(X方向)に沿って側爪郭NS1、NS2の変位を検出することができる。また、長手方向(X方向)に並んで配置されたセンサ20のセンサ22とセンサ30のセンサ32とが、長手方向(X方向)に沿って側爪郭NS1、NS2の変位を検出することができる。
Furthermore,
これにより、第2実施形態では、動作計測装置100の長手方向(X方向)及び幅方向(Y方向)に作用するせん断応力または摩擦力を高い精度で測定することが可能である。また、第2実施形態では、第1実施形態に比べて側爪郭NS1、NS2に配置されるセンサの数が多いため、このような観点からも側爪郭NS1、NS2の変位をより高い精度で検出することができる。
As a result, in the second embodiment, it is possible to measure with high accuracy the shear stress or friction force acting in the longitudinal direction (X direction) and width direction (Y direction) of the
図10は、本発明の実施形態に係る動作計測装置の内部構成を示すブロック図である。図11は、本発明の実施形態に係る動作計測方法を実行するフローチャートである。以下、本実施形態に係る動作計測装置の内部構成と、本実施形態に係る動作計測方法として本実施形態に係る動作計測装置を用いた動作計測方法について、図10、図11を参照しながら説明する Figure 10 is a block diagram showing the internal configuration of a motion measurement device according to an embodiment of the present invention. Figure 11 is a flowchart showing how to execute a motion measurement method according to an embodiment of the present invention. Below, the internal configuration of the motion measurement device according to this embodiment and the motion measurement method using the motion measurement device according to this embodiment as the motion measurement method according to this embodiment will be described with reference to Figures 10 and 11.
本実施形態の動作計測装置100において、指Fの動作を測定する構成は、特に限定されない。本実施形態では、動作計測装置100が、センサ20、30、増幅回路40、マイクロプロセッサ50、電源70、ディスプレイ80を有する(図10参照)。なお、動作計測装置100は、本発明に係る動作計測装置の一例である。
In the
また、本実施形態に係る動作計測方法は、指Fの動作を測定する動作測定方法である。本実施形態に係る動作計測方法は、本発明に係る動作測定方法の一例である。本実施形態の動作計測方法では、動作計測装置100を指Fに装着する(図4~図6、図11参照)。具体的には、指Fの側爪郭NS1、NS2にセンサ20、30が接触するように、動作計測装置100を指Fに装着する(図11、ステップS1参照)。
The motion measurement method according to this embodiment is a method for measuring the motion of a finger F. The motion measurement method according to this embodiment is an example of a motion measurement method according to the present invention. In the motion measurement method of this embodiment, the
なお、動作計測装置100を指Fに装着した後、指Fの動作を測定する前に、動作計測装置100の較正を実施するのが好ましい。具体的には、押圧力、長手方向(X方向)、幅方向(Y方向)のせん断応力、摩擦力とふくらみ圧との関係を示すグラフを作成し、ふくらみ圧から押圧力、長手方向(X方向)、幅方向(Y方向)のせん断応力、摩擦力への変換を行うテーブルを得る。このテーブルに基づいて、動作計測装置100では、検出したふくらみ圧が押圧力、長手方向(X方向)、幅方向(Y方向)のせん断応力、摩擦力に変換される。
After attaching the
図10に示す動作計測装置100において、センサ20、30は、上述のセンサ20、30に対応するものであり、指Fの側爪郭NS1、NS2の変位を検出する(図11、ステップS2参照)。具体的には、本実施形態に係る動作計測方法において、センサ20、30が、上述のように、動作計測装置100の厚み方向(Z方向)における側爪郭NS1、NS2の変位を検出する(図5参照)。
In the
増幅回路40は、任意に設けることができる。増幅回路40は、センサ20、30に通信可能に接続されている。また、増幅回路40は、後述のマイクロプロセッサ50にも、通信可能に接続されている(図10参照)。本明細書において、通信可能に接続されているとは、有線または無線で情報が移動できることを示す。
The
増幅回路40は、センサ20、30が検出した側爪郭NS1、NS2の変位を検出信号として受信し、該検出信号を増幅する(図11、ステップS3参照)。増幅回路40で増幅された検出信号は、後述のマイクロプロセッサ50に送信される(図10参照)。なお、増幅回路40を設けずに、センサ20、30の検出信号を、後述のマイクロプロセッサ50に直接送信してもよい。また、増幅回路40が設けられている場合でも、センサ20、30の検出信号を、増幅回路40を経由させずに、後述のマイクロプロセッサ50に直接送信してもよい。
The
マイクロプロセッサ50は、センサ20、30及び増幅回路40に通信可能に接続されており、センサ20、30の検出信号に基づいて指Fの動作(または動作情報)を演算する。具体的には、センサ20、30の検出信号(増幅回路40で増幅された検出信号を含む)を入力として、予め用意された所定のモデルを用いて計算処理を行い、動作情報を演算する(図11、ステップS4)。なお、マイクロプロセッサ50は、本発明の動作計測装置に含まれる処理部の一例である。
The
電源70は、電源回路60を備え、マイクロプロセッサ50に通電可能かつ通信可能に接続されている(図10参照)。ここで、通電可能に接続されているとは、有線または無線で電力が融通できることを示す。
The
電源70は、電源回路60で制御され、マイクロプロセッサ50、センサ20、30、増幅回路40および後述のディスプレイ80に、電力を供給する(図10参照)。なお、本実施形態では、電源70がマイクロプロセッサ50のみに接続されているが、センサ20、30、増幅回路40および後述のディスプレイ80に、電源70が直接接続されていてもよい。
The
本実施形態の動作計測装置100では、さらにディスプレイ80を有していてもよい(図10参照)。ディスプレイ80は、マイクロプロセッサ50に通信可能に接続され、マイクロプロセッサ50の処理結果を表示することができる。ここで、処理結果とは、側爪郭NS1、NS2の変位に対応する検出信号に基づいて演算された指Fの動作に対応する処理信号を示す。また、処理結果を表示するとは、指Fの動作に対応する処理信号を指Fの動作が認識できるように表示することを示す。
The
具体的には、マイクロプロセッサ50が演算した動作情報がマイクロプロセッサ50の処理結果として、ディスプレイ80に表示される(図11、ステップS5)。ディスプレイ80の態様は、特に限定されない。例えば、ディスプレイ80として小型ディスプレイを動作計測装置100に設けることができる。なお、ディスプレイ80は、本発明の動作計測装置に含まれる表示部の一例である。
Specifically, the motion information calculated by the
本実施形態の動作計測装置100では、上述のマイクロプロセッサ50を有することで、検出された側爪郭NS1、NS2の変位に対応する検出信号に基づいて指Fの動作が演算されるので、指Fの動作の正確な測定を実現することができる。また、本実施形態では、マイクロプロセッサ50の処理結果をディスプレイ80に表示することで、測定された指Fの動作を可視化することができるので、指Fの動作の特定が容易である。
In the
また、本実施形態の動作計測方法では、指Fの側爪郭NS1、NS2にセンサ20、30を配置すれば足りるので、指側面FS1、FS2にセンサ20、30を配置する必要がない(図4、図5参照)。そのため、指F(F1)に装着された装置が隣り合う指F2と干渉しにくい(図6参照)。また、センサ20、30を有する装置が装着された指F(F1)が被接触物Bに接触した場合に、指F(F1)に装着された装置が被接触物Bと干渉しにくい(図6参照)。
In addition, in the motion measurement method of this embodiment, it is sufficient to place the
また、本実施形態の動作測定方法では、指F(F1)に装着された装置に対して隣り合う指F2や被接触物Bが干渉しにくいため、指Fの動作の正確な測定が可能である(図7、図8参照)。さらに、本実施形態の動作測定方法では、指F(F1)に装着された動作計測装置100が隣り合う指F2や被接触物Bと干渉しにくいことで、センサ20、30を有する装置の装着者Pや被接触物Bに違和感を与えにくい(図6参照)。
In addition, in the motion measurement method of this embodiment, the
図12は、本発明の実施形態に係る動作計測システムを示す図である。図13は、本発明の実施形態に係る動作計測システムを実行するフローチャートである。なお、図12、図13において、図10、図11と共通する部分については、同一のまたは対応する符号を付して説明を省略する。 Fig. 12 is a diagram showing a motion measurement system according to an embodiment of the present invention. Fig. 13 is a flowchart showing a process for executing a motion measurement system according to an embodiment of the present invention. Note that in Figs. 12 and 13, parts common to Figs. 10 and 11 are denoted by the same or corresponding reference numerals, and description thereof will be omitted.
本実施形態の動作計測装置100は、上述のように単独で使用してもよいが、図12に示すように動作計測システムの一部として構成されていてもよい。このような動作計測システムとして、本実施形態に係る動作計測システム300は、動作計測装置100と、表示装置200とを有する。そして、表示装置200は、動作計測装置100に通信可能に接続されている(図12参照)。
The
実施形態に係る動作計測システム300の一部を構成する動作計測装置100は、上述の動作計測装置100と同様に、センサ20、センサ30、増幅回路40、マイクロプロセッサ50、電源70を有する(図12参照)。実施形態の動作計測システム300を構成する動作計測装置100は、さらに通信モジュール90を有する。なお、本実施形態の動作計測システム300では、表示装置200を備える代わりに、動作計測装置100に上述のディスプレイ80は設けられていない。
The
動作計測装置100の通信モジュール90は、動作計測装置100内でマイクロプロセッサ50に通信可能に接続されている。また、通信モジュール90は、表示装置200と通信可能に接続されている。通信モジュール90は、マイクロプロセッサ50が演算した動作情報(演算情報)を処理信号として受信し、該処理信号を表示装置200に向けて通信可能に出力する(図12参照)。本実施形態では、通信モジュール90により、演算情報が無線で送信される(図13、ステップS15参照)。
The
実施形態に係る動作計測システム300の一部を構成する表示装置200は、動作計測装置100(マイクロプロセッサ50)の処理結果を表示する装置である。表示装置200の構成は、特に限定されない。表示装置200としては、ディスプレイ80を備えるスマートフォン等の携帯端末を用いることができる(図12参照)。本実施形態では、受信した演算情報が表示装置200である携帯端末に表示される(図13、ステップS16参照)。
The
表示装置200は、動作計測装置100の外部に位置し、動作計測装置100の通信モジュール90と通信可能に接続されている。表示装置200が動作計測装置100と通信可能に接続される態様は、任意である。例えば、接続形態が有線通信の場合は、表示装置200として、動作計測装置100に通信ケーブルで接続されたパーソナルコンピュータ等の固定端末が挙げられる。また、接続形態が無線通信の場合は、表示装置200として、本実施形態のような、動作計測装置100にワイヤレス(図12の符号WS参照)で接続されたスマートフォン等の携帯端末が挙げられる(図12参照)。
The
本実施形態の動作計測システムでは、このような動作計測装置100と表示装置200とが通信可能に接続されていることにより、マイクロプロセッサ50の処理結果を遠隔で表示することができる(図12参照)。また、本実施形態では、動作計測装置100に表示部を設ける必要がないので、表示部を備えることによる動作計測装置100のサイズの拡大を防ぐことができる。さらに、動作計測装置100と表示装置200とが無線で接続される場合は、マイクロプロセッサ50の処理結果をスマートフォン等の汎用の携帯端末に表示することができる。
In the motion measurement system of this embodiment, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to a specific embodiment, and various modifications and variations are possible within the scope of the invention described in the claims.
100 動作計測装置
10 ケース
11 基部
11a 固定部
11b 側部
11c 側部
12 延出部
12a 傾斜面
13 延出部
13a 傾斜面
20 センサ
20a センサの一部
30 センサ
30a センサの一部
40 増幅回路
50 マイクロプロセッサ
60 電源回路
70 電源
80 ディスプレイ
90 通信モジュール
200 表示装置(携帯端末)
P 装着者
F 指
F1 人差し指
F2 中指
N 爪(爪甲)
SE1 側縁
SE2 側縁
NS1 側爪郭
NS2 側爪郭
B1 境界
B2 境界
FP 指腹
FS1 指側面
FS2 指側面
B 被接触物
CF 接触力(押圧力)
BP1 ふくらみ圧
BP2 ふくらみ圧
REFERENCE SIGNS
P Wearer F Finger F1 Index finger F2 Middle finger N Nail (nail plate)
SE1 Side edge SE2 Side edge NS1 Side nail fold NS2 Side nail fold B1 Boundary B2 Boundary FP Finger pad FS1 Finger side FS2 Finger side B Contacted object CF Contact force (pressing force)
BP1 inflation pressure BP2 inflation pressure
Claims (8)
前記指の側爪郭の変位を検出するセンサを有し、
前記センサは、前記指の爪と前記側爪郭との境界を含む位置に配置され、且つ前記指の側面には配置されていない、動作計測装置。 A motion measurement device that is worn on a finger and measures a motion of the finger,
a sensor for detecting a displacement of a lateral nail fold of the finger ;
A motion measurement device , wherein the sensor is positioned at a position including the boundary between the nail of the finger and the lateral nail fold, and is not positioned on the side of the finger .
前記基部の両側部の少なくとも一方から前記側爪郭まで延びる延出部とを有し
前記センサが前記延出部に設けられている、請求項1に記載の動作計測装置。 a base adapted to be secured to the fingernail;
The motion measurement device according to claim 1 , further comprising an extension portion extending from at least one of both side portions of the base portion to the lateral nail fold, the sensor being provided on the extension portion.
前記傾斜面に前記センサが設けられている、請求項2に記載の動作計測装置。 The extension portion has an inclined surface that is inclined along the lateral nail fold,
The motion measurement device according to claim 2 , wherein the sensor is provided on the inclined surface.
前記処理部の処理結果を表示する表示装置とを有し、
前記表示装置が、前記動作計測装置に通信可能に接続されている、動作計測システム。 The motion measurement device according to claim 5 ;
a display device that displays a processing result of the processing unit;
A motion measurement system, wherein the display device is communicatively connected to the motion measurement device.
センサを有する装置を前記指に装着し、
前記センサが前記指の側爪郭の変位を検出し、
前記センサは、前記指の爪と前記側爪郭との境界を含む位置に配置され、且つ前記指の側面には配置されていない、動作計測方法。 A motion measurement method for measuring a finger motion, comprising:
A device having a sensor is attached to the finger;
The sensor detects a displacement of a lateral nail fold of the finger ,
A motion measurement method , wherein the sensor is positioned at a position including a boundary between the nail of the finger and the lateral nail fold, and is not positioned on a side of the finger .
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