CN108471990A - 电刺激装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电刺激装置,其具备:缠绕在用户的手臂上的构件;配置在构件的一面上的多个电极;以及配置在构件的一面上的多个光学式距离传感器。而且,从电刺激发生电路输出的电刺激信号,从多个电极中的特定的电极给予用户,对与特定的电极相对的位置的手臂的肌肉给予刺激,并且用多个光学式距离传感器检测手臂的肌肉的位移。多个电极中的一部分电极是相对于用户的手臂的周向,以不足90°的规定的角度倾斜的大体长方形的电极。

Description

电刺激装置
技术领域
本发明涉及把从电刺激信号发生电路输出的电刺激信号给予人的手臂的肌肉的同时,用传感器检测手臂的肌肉的位移的电刺激装置。
背景技术
以往,进行如下尝试:在人(用户)的前臂上安装多个电极,从所述电极对前臂的肌肉给予电刺激信号,由此通过来自外部的指令使用户的手指或手活动。例如,考虑通过来自外部的指令进行手指的康复、训练、动作的辅助等。此外,还公开有使用头戴式显示器等,对用户进行提示虚拟空间的映像的虚拟现实处理时,通过来自外部的指令使手指配合虚拟空间的映像活动,以提高真实性等。
本申请的发明人之前提出了专利文献1记述的电刺激装置。所述专利文献1中提出的电刺激装置,通过在佩戴在用户的前臂的束带上安装多个电极,对前臂的肌肉给予电刺激。
现有技术文献
专利文献1:日本专利公开公报特开2014-104241号
佩戴了专利文献1中提出的电刺激装置的用户,根据针对前臂肌肉的来自外部的指令,活动手指或手。例如预先弄清楚刺激前臂的哪个肌肉能使五根手指活动,通过用电刺激装置上安装的电极对特定的肌肉进行刺激,与所述肌肉对应的手指会活动。
这里,假定用户将带形的电刺激装置佩戴在前臂的情况。此时,带形的电刺激装置具备多个电极,需要检查各个电极和哪个肌肉对应。为进行所述检查,用户佩戴上带形的电刺激装置时,最初需要进行校准作业,预先确认从各电极输出电刺激信号时哪个手指活动。
特别是,人的手臂的粗细,由于因年龄、性别、体重等个人差异而大不相同,所以用户佩戴上带形的电刺激装置时,在不进行校准作业的情况下,难以判断电刺激装置上配置的各个电极和哪个肌肉相对,因此校准作业具有极为重要的意义。
可是,因为所述校准作业是通过对多个电极依次供给电刺激信号、确认五根手指中的哪个活动的作业,所以存在耗费大量工夫和时间的问题。
发明内容
鉴于上述的问题,本发明的目的是提供电刺激装置,即使手臂的粗细和肌肉的位置存在个人差异,也能使配置的各电极准确刺激作为目标的肌肉。
本发明的电刺激装置具备:缠绕在用户的手臂上的构件;配置在构件的一面上的多个电极;以及配置在构件的一面上的多个光学式距离传感器。
而且,从电刺激发生电路输出的电刺激信号,从多个电极中的特定的电极给予用户,对与特定的电极相对的位置的手臂的肌肉给予刺激,并且用多个光学式距离传感器检测手臂的肌肉的位移。
这里,多个电极中的至少一个电极是相对于用户的手臂的周向,以不足90°的规定的角度倾斜配置的大体长方形的电极。
按照本发明,由于缠绕在用户的手臂上的构件上配置有倾斜且大体长方形的电极,所以即使佩戴电刺激装置的用户的手臂的粗细和肌肉的位置不同,大体长方形的电极也会配置在与目标肌肉重叠的位置。因此,对于倾斜配置的电极,不必进行校准作业,或者只进行简单的校准作业即可,相应地校准作业时的负担减小。
此外,由于电刺激装置上配置有用于检测肌肉的位移的光学式距离传感器,所以能够用光学式距离传感器直接检测从电刺激装置的电极给予电刺激信号时的肌肉的动作,能在监视肌肉的动作的同时给予电极电刺激信号。
附图说明
图1是本发明一个实施方式例的电刺激装置的立体图。
图2是表示本发明一个实施方式例的电刺激装置的电极配置面的结构例的平面图。
图3是表示本发明一个实施方式例的电刺激装置在前臂的佩戴例的说明图。
图4是表示本发明一个实施方式例的电刺激装置的电路例的结构图。
图5是表示本发明一个实施方式例的电刺激装置与手臂的肌肉的关系(右手的手掌侧)的说明图。
图6是表示未佩戴电刺激装置的和图5相同状态的手臂的肌肉的说明图。
图7是表示本发明一个实施方式例的电刺激装置与手臂的肌肉的关系(右手的手背侧)的说明图。
图8是表示未佩戴电刺激装置的和图7相同状态的手臂的肌肉的说明图。
图9是表示本发明一个实施方式例的电刺激装置的使用例的说明图。
图10是表示本发明一个实施方式例的电刺激装置应用在束带构件上的示例的说明图。
图11是表示将图10的束带构件展开的状态的平面图。
具体实施方式
以下,参照本发明的一个实施方式例(以下,称“本例”)进行说明。
[1.电刺激装置的结构]
图1是从斜上方观察本例的电刺激装置的立体图。
本例的电刺激装置具备大体V形状的片状构件100。片状构件100由具有柔软性的树脂片构成,其中央部101的表面安装有电路收纳箱110。电路收纳箱110中内置后述计算处理部150(参照图4)和电池等。而后,片状构件100的与安装有电路收纳箱110的面相反侧的面(图1的下侧的面),成为电极配置面104。
由所述片状构件100构成的电刺激装置,如后述图3的佩戴例中说明的那样,通过将电极配置面104缠绕在前臂上,佩戴于用户。
如图1所示,由于片状构件100呈大体V形状,所以相对于佩戴时成为前臂的周向的方向(图1的H方向:H方向在佩戴时沿手臂弯曲),左侧部102倾斜规定角度θ1。同样,相对于佩戴时成为前臂的周向的方向,右侧部103倾斜规定角度θ2。所述倾斜角度θ1、θ2,这里为32°。此外,以下的说明中,把与相当于前臂的周向的H方向垂直的方向(佩戴时成为手臂的长边方向的方向)称为L方向。
图2是表示电极配置面104的结构例的平面图。
电极配置面104上具备:用于对用户的前臂的肌肉给予电刺激信号的电极121~128;以及和所述电极121~128成对使用的接地电极131~133、136、137。但是,由于接地电极一部分共用,电极121~128与接地电极131~133、136、137的数量不一致。
此外,电极配置面104具备光学式距离传感器141~148,其检测用户的前臂的肌肉的动作。
电极配置面104的右侧部103(图中的左侧),备有右侧部电极配置部位105,配置有四个电极121、122、131、132。四个电极121、122、131、132中,电极121是频道1(V1ch)用的电极,电极122是频道2(V2ch)用的电极。此外,电极131是接地频道1(GND1ch)用的电极,电极132是接地频道2(GND2ch)用的电极。
V1ch的电极121和GND1ch的电极131是成对使用并对前臂的肌肉给予刺激的电极,佩戴时在手臂的长边方向L邻接配置。
V2ch的电极122和GND2ch的电极132也是成对使用并对前臂的肌肉给予刺激的电极,相对于周向H以和右侧部103的倾斜角度θ2相同的角度θ2、以倾斜的状态配置的大体长方形的电极。V2ch的电极122和GND2ch的电极132,在手臂的长边方向L上邻接配置。
电极配置面104的中央部101上,备有中央部电极配置部位106,配置有5个电极123、124、125、128、133。5个电极123、124、125、128、133中,电极123是频道3(V3ch)用的电极,电极124是频道4(V4ch)用的电极,电极125是频道5(V5ch)用的电极。上述三个V3ch、V4ch、V5ch的电极123、124、125,在手臂的长边方向延伸,并且在手臂的周向大体平行并列配置。此外,电极128是频道8(V8ch)用的电极。所述V8ch的电极128是在手臂的周向较长地延伸的电极。电极133是接地频道3、4、5、8(GND3、4、5、8ch)共通使用的电极。
V3ch的电极123、V4ch的电极124及V5ch的电极125,是按照各个频道分别对前臂的不同的肌肉给予刺激的电极,共通使用电极133作为接地电极。V3ch~V5ch的三个电极123、124、125,在手臂的周向H并列配置,与所述三个电极123、124、125在长边方向L邻接配置的共通的接地电极133,是在手臂的周向H较长地延伸的长方形的电极。
V8ch的电极128是和接地电极133邻接、在手臂的周向H较长地延伸的长方形的电极。接地电极133也作为V8ch的电极128的接地电位使用。另外,V8ch是备用的频道,由于所述V8ch的电极128在手臂的周向H较长地延伸,所以能同时对手臂的多个肌肉给予刺激。
电极配置面104的左侧部102(图2中的右侧)上,备有左侧部电极配置部位107,配置有四个电极126、127、136、137。四个电极126、127、136、137中,电极126是频道6(V6ch)用的电极,电极127是频道7(V7ch)用的电极。此外,电极136是接地频道6(GND6ch)用的电极,电极137是接地频道7(GND7ch)用的电极。
V6ch的电极126和GND6ch的电极136是成对使用并对前臂的肌肉给予刺激的电极,相对于周向H以和左侧部102的倾斜角度θ1相同的角度θ1、以倾斜的状态配置的大体长方形的电极。V7ch的电极127和GND7ch的电极137,在手臂的长边方向L邻接配置。
此外,电极配置面104的右侧部电极配置部位105(图2中的左侧)的附近的两处配置有光学式距离传感器141、142,电极配置面104的中央部的电极配置部位106的附近的四处配置有光学式距离传感器143、144、145、146,电极配置面104的左侧部电极配置部位107的附近的两处配置有光学式距离传感器147、148。上述八个光学式距离传感器141~148是IR1ch~IR8ch的8频道的传感器。
IR1ch~IR8ch的8频道的光学式距离传感器141~148,分别由红外线发光元件141a~148a和红外线受光元件141b~148b(参照图4)构成,检测从传感器配置面至手臂的肌肉的表面为止的距离的变化。
另外,电极配置面104的除了电极配置部位105、106、107的部位上,配置着具有粘着性的树脂材料(未图示),利用所述树脂材料的粘着性,能将电极配置面104以缠绕于前臂的状态佩戴。
各个频道的电极121~128、131~137所刺激的肌肉以及光学式距离传感器141~148所检测的肌肉的例将在后面叙述(参照图5、图6)。
[2.电刺激装置的佩戴例]
图3表示将本例的电刺激装置佩戴在前臂上的示例。
如图3A所示,是用户的右手臂的前臂RA的靠手腕的部分与片状构件100的电极配置面104(图2)的中央部101接触的状态。此时,如图3A所示,手掌处于成为上侧的位置。此外,成为如下位置关系:左侧部102在手掌的左侧,右侧部103在手掌的右侧。即,使大体V形状的片状构件100的中央部101的上侧101a朝向手掌侧。
而后,用户进行如下操作:将片状构件100的左侧部102如箭头F1所示缠绕在手腕上,并且将片状构件100的右侧部103如箭头F2所示缠绕在手腕上。
这样,如图3B所示,电刺激装置以缠绕于前臂RA的状态佩戴。此时,利用电极配置面104上配置的具有粘着性的树脂材料的粘着性,维持缠绕在前臂RA上的状态。
另外,仅靠树脂材料的粘着性成为缠绕在前臂RA上的状态是一例,例如也可以在左侧部102的前端和右侧部103的前端设置几个夹子机构,以两者重叠的状态固定。
这样本例的电刺激装置,由于将片状构件100缠绕在前臂RA上佩戴,因此可以简单地佩戴。而且,由于片状构件100呈大体V形状,所以用户容易判断佩戴方向,能准确地佩戴在图3B所示的既定的方向上。
另外,图3表示了在用户的右腕上佩戴电刺激装置的示例,但是也可以在左腕上佩戴电刺激装置。
[3.电刺激装置的内部的电路例]
图4表示电刺激装置的内部的电路例。所述电路配置在例如图1所示的电路收纳箱110内。
电刺激装置具备计算处理部150,所述计算处理部150根据从外部接收的指令,生成向各电极供给的电刺激信号。即,计算处理部150具备:取入从光学式距离传感器141~148得到的电压信号的模拟/数字转换器151;以及进行电刺激信号的生成控制的中央控制单元(CPU)152。此外,计算处理部150具备:存储CPU152进行控制计算所必要的软件等的ROM153,保持控制数据等的RAM154,从CPU152向电极和各开关SW1~SW4输出指令的接口部155,与外部进行无线通信的通信部156,加速度传感器158和方位传感器159。构成计算处理部150的上述各要素,由内部总线以能彼此通信的方式连接。通信部156例如通过蓝牙(Bluetooth(登录商标))与邻近的设备进行无线通信,并和天线157连接。加速度传感器158和方位传感器159是检测手臂的动作和朝向的传感器。作为方位传感器159,能应用陀螺仪传感器和地磁传感器等。计算处理部150所具备的上述传感器仅为一例,也可以配置其他传感器。或者,可以不配置用于检测手臂的动作和朝向的传感器。
所述计算处理部150进行如下处理:控制对电极121~128外加的电刺激信号,而且判断光学式距离传感器141~148的检测信号。
光学式距离传感器141~148具备红外线发光元件141a~148a和红外线受光元件141b~148b。例如,光学式距离传感器141具备红外线发光元件141a和红外线受光元件141b,红外线受光元件141b检测从红外线发光元件141a照射到用户的前臂表面的红外线的反射光,并输出用于表示从光学式距离传感器141至前臂表面为止的距离的变化的检测信号。
上述的红外线发光元件141a~148a选择性地供给直流电源Vcc。即,由开关SW1选择性地将任意一个红外线发光元件(图4中是元件141a)借助抵抗器R1连接接地电位侧,所述的被选择的红外线发光元件141a输出红外线信号。
此外,与开关SW1的切换联动地对选择红外线受光元件141b~148b的开关SW2也进行切换,将被选择的红外线受光元件141b~148b得到的检测信号供给至模拟/数字转换器151。
各红外线受光元件141b~148b上也被供给直流电源Vcc,并借助按照各个红外线受光元件141b~148b准备的电阻器R2a~R2h连接接地电位侧。而后,在各红外线受光元件141b~148b与各电阻器R2a~R2h的连接点得到的检测信号,借助开关SW2供给至模拟/数字转换器151侧。另外,开关SW1、SW2,根据从CPU152借助接口部155供给的指示进行切换。
在模拟/数字转换器151转换为数字数据的检测信号,在CPU152的控制下存储到RAM154。从所述光学式距离传感器141~148得到的数据,用于监视使用电极121~128进行的肌肉的动作正确进行。在用户将电刺激装置佩戴到前臂并进行调整各电极121~128与用户的前臂肌肉的对应的校准作业时,使用所述肌肉的动作的监视。此外,在后述图7的实际使用中,也能用于判断对于此时外加的电刺激信号,手和手指是否活动。
从CPU152借助接口部155输出的电刺激信号的外加指示,供给至驱动电路161。驱动电路161生成被指示的电压的电刺激信号,在开关SW3接通期间,对开关SW4选择的电极121~128的任意一个外加所生成的电刺激信号。开关SW3是设定外加电刺激信号的期间的开关,开关SW4是选择外加电刺激信号的电极121~128的开关,均通过从CPU152借助接口部155输出的指示进行切换。
与各电极121~128相对的接地电极131~133、136、137,连接至接地电位侧。
[4.各电极刺激的肌肉的示例]
图5~图8表示用电刺激装置的电极配置面104上配置的电极121~128刺激的肌肉的示例。图5表示佩戴电刺激装置的前臂(右臂)的手掌侧的肌肉,图6表示同一手臂未佩戴电刺激装置的状态。图7表示佩戴电刺激装置的前臂(右臂)的手背侧的肌肉,图8表示同一手臂未佩戴电刺激装置的状态。
图5和图7表示如已经说明的佩戴例(图3)所示以前臂的手掌侧朝上的状态将电刺激装置以其片状构件100的中央部101成为上侧的方式佩戴到前臂时,各肌肉与电极121~128和光学式距离传感器141~148的位置关系的示例。这里,用分配给各个电极的频道(V1ch,V2ch等)表示。
首先,参照图5说明前臂的手掌侧的肌肉,V3ch的电极配置在与桡侧腕屈肌M1接触的位置。桡侧腕屈肌M1是控制手弯曲或手离开体轴的动作的肌肉。
V4ch的电极配置在与连接食指的肌肉M2接触的位置。V5ch的电极配置在与连接中指的肌肉M3接触的位置。上述的肌肉M2、M3相当于手的指浅屈肌,是使各个手指活动的肌肉。
此外,V8ch的电极配置在与上述全部肌肉M1、M2、M3接触的位置。
此外,关于检测肌肉的动作的光学式距离传感器,IR3ch~IR6ch的四个光学式距离传感器,检测上述的肌肉M1、M2、M3的动作。
图6是参考表示未佩戴电刺激装置状态下的上述的肌肉M1、M2、M3的状态。
接下来,参照图7说明前臂的手背侧的肌肉,V2ch的电极配置在与拇长展肌M11接触的位置。所述拇长展肌M11是控制拇指伸展或拇指远离手轴的动作的肌肉。
V1ch的电极配置在与指总伸肌M12接触的位置。所述指总伸肌M12控制拇指以外的手指伸展或手伸展的动作。
V7ch的电极配置在与小指伸肌M13接触的位置。所述小指伸肌M13控制小指伸展的动作。
V6ch的电极配置在与尺侧腕伸肌M14接触的位置。所述尺侧腕伸肌M14是控制手后仰或向体轴方向活动的动作的肌肉。
此外,作为检测肌肉的动作的光学式距离传感器,设置有IR1ch、IR2ch、IR7ch、IR8ch四个光学式距离传感器,上述四个光学式距离传感器检测肌肉M11~M14的动作。
图8参考表示未佩戴电刺激装置状态下的上述的肌肉M11~M14的状态。
另外,由于本例的电刺激装置的片状构件100为大体V形状,所以如图5所示,配置有用于刺激手掌侧的肌肉的电极的中央部电极配置部位106位于接近手腕的部位,如图7所示,配置有刺激手背侧的肌肉的电极的右侧部电极配置部位105和左侧部电极配置部位107位于远离手腕的部位。因此,具有如下效果:配置在各个部位105、106、107附近的光学式距离传感器141~148,能在大体理想的位置检测各个肌肉的动作。
所述图5和图7所示的肌肉与各频道的电极121~128和光学式距离传感器141~148的配置为一例,不限于各个电极121~128与各肌肉M1~M3、M11~M14必须一致。可是,通过如本例配置电极,即使用户的前臂的肌肉存在适当的个体差异,也能以相当的精度使各电极121~128与各肌肉的位置一致。
特别是,在前臂的肌肉中存在如下问题:如图8所示拇长展肌M11和尺侧腕伸肌M14这种位于横向的肌肉的粗细和位置的个体差异非常大。特别是,存在如下个体差异:锻炼肌肉的人,肌肉发达至接近指尖,而不锻炼的人,只发达至肘部附近。
这里,按照现有的电极配置,难以使一个电极准确一致于与上述的肌肉M11、M14接触的位置。对此,在本例的情况下,作为与上述的肌肉M11、M14对应的电极(V2ch、V6ch)122、126,通过形成为以规定的角度θ1、θ2倾斜的细长四角形状的电极,即使存在个体差异,电极122、126也会与肌肉M11、M14接触,能良好刺激上述的肌肉M11、M14。特别是经过实验确认,通过设定32°±5°的角度作为角度θ1、θ2,电极122、126能与各种发达状况的肌肉M11、M14良好接触。但,32°±5°的角度仅为一例,通过以90°以内的规定角度倾斜配置,得到的效果是:根据所述倾斜角度,与横向的肌肉的接触情况良好。
这样即使佩戴的用户手臂的粗细和肌肉的位置不同,各频道的电极121~128也能大体准确配置在与用户的手臂的各个肌肉M1~M3、M11~M14对应的位置。因此,本例的电刺激装置即使不进行事前测定各频道的电极与肌肉的对应的校准作业,也能刺激目标肌肉。此外,进行校准作业的情况下,也只需要对对象肌肉是否活动进行确认程度的比较简单的校准作业即可。
此外,按照本例的电刺激装置,由于各电极的周围配置有光学式距离传感器141~148,所以能够用光学式距离传感器141~148直接检测从电刺激装置的各电极121~128给予了电刺激信号时的肌肉的动作,能在监视肌肉的动作的同时对电极给予电刺激信号。进行上述的校准作业时,可以使用上述的光学式距离传感器141~148的检测信号。
此外,本例的电刺激装置通过备有在手臂的周向较长地延伸的V8ch的电极128,即使在不能通过V3ch~V5ch的电极123~125良好刺激个别肌肉的情况下,也可以使用V8ch的电极128刺激目标肌肉。即,按照本例的电刺激装置,如上所述基本上即便不执行那么严格的校准作业也能良好刺激目标肌肉,但是因各种因素(佩戴者的汗,佩戴时的偏移等),也可能会产生肌肉不因使用电极123~125的刺激而活动的情况。此时,通过使用在手臂的周向较长地延伸的V8ch的电极128,在广大范围上进行刺激,就能准确地刺激包含目标肌肉的范围。能够根据电极123~125周围的光学式距离传感器143~146的检测信号,检测出肌肉不因电极123~125的刺激而活动,在这种情况下使用V8ch的电极128即可。
[5.电刺激装置的使用例]
图9是表示本例的电刺激装置的使用例。
在图9的例中,用户的右臂的前臂RA上佩戴了电刺激装置。而且用户佩戴了头戴式显示器200,头戴式显示器200显示从虚拟映像再生装置300无线传送的虚拟映像。
此外,虚拟映像再生装置300与头戴式显示器200的映像的显示联动,指示从电刺激装置向用户的前臂RA的特定肌肉给予电刺激信号的发生时机。
例如图9所示,头戴式显示器200显示在用户的右手的手指上有小鸟B的映像。此时,根据来自虚拟映像再生装置300的指示,电刺激装置从片状构件100中配置的电极121~128中的特定的电极,向前臂RA外加电刺激信号。此时外加电刺激信号的特定的电极是对使手指f1活动的肌肉进行刺激的电极,所述手指f1是从用户看来仿佛是看到小鸟B落在其上的。
通过所述电刺激信号的外加,手指f1进行向下移动的动作D1。由于所述动作D1是通过电刺激信号的外加而进行的动作,所以是与用户的意志无关的动作。因此,从用户方面看,误以为是因小鸟B的落下而带来的重量使手指f1活动,从而能沉浸于头戴式显示器200提示的虚拟映像中。
此外,映像显示的小鸟B从手指f1飞走时,通过使手指f1向和动作D1相反的方向(上侧)活动,用户以为是以手指f1感觉到小鸟飞走。
图9中表示了一个手指f1的动作,但是通过对在图5和图7中说明的各肌肉外加电刺激信号,可以实现与各个肌肉所具有的功能对应的手指和手的动作。
[6.束带构件的应用例]
图1的示例中,通过把大体V形状的片状构件100缠绕在手臂上而将其佩戴在用户的手臂上,但是也可以把和片状构件100不同形状的构件缠绕在手臂上。
图10和图11表示了在形成环状的带形的构件400上配置电极的示例。
在图10的示例中,准备环状的带形构件400,在所述构件400的内表面401上配置电极121~128和接地电极131~133、136、137及光学式距离传感器141~148。
各电极121~128、131~133、136、137及光学式距离传感器141~148的配置状态,和图2所示的片状构件100的电极配置大体相同。即,如图11中将带形的构件400的内表面401展开所示,将右侧部电极配置部位105和中央部电极配置部位106及左侧部电极配置部位107配置在内表面401上,各个配置部位105~107内,和图2同样配置各电极121~128、131~133、136、137。而且在各配置部位105~107的周围,配置光学式距离传感器141~148。
在右侧部电极配置部位105和左侧部电极配置部位107上斜着倾斜的电极122、132、126、136的倾斜角度θ1、θ2,也和图2所示的θ1、θ2同样,优选32°±5°的角度。
通过所述图10、图11所示的带形的构件400构成电刺激装置时,也能得到和图1例的电刺激装置同样的效果。
[7.其他变形例]
另外,上述的实施方式的电刺激装置仅仅是优选的一例,在不脱离本发明的发明思想的范围内,可以进行变形、变更。
例如,按照图1的示例,片状构件100和电路收纳箱110一体构成。对此,可以将片状构件100和电路收纳箱110装卸自如地构成,当片状构件100上配置的具有粘着性的树脂材料劣化时,可以更换片状构件100。
如图1的示例所示,将电路收纳箱110配置在片状构件100表面的中央的结构仅为一例,也可以安装在其他部位上。
此外,图2的示例和图10的示例的电极配置,是用于使手的全部手指和手整体动作的配置,例如要求特定的一个手指的动作和手整体的动作等特定动作时,可以只配置任意一个或有限数量的电极。
此外,在图2的示例的电极配置中,V8ch的电极128是预备的电极,是用V3ch~V5ch的电极123~125不能使手指等活动时使用的电极。因此,根据使用形態,也可以不配置V8ch的电极128。
此外,上述的图1、图2的示例中,电刺激装置的片状构件100设为大体V形状,但是如图10的示例中说明的那样,配置电极的构件本身也可以不是V形状。只要是如图2所示特定的电极122、126和接地电极132、136是倾斜的状态且相对较长的带状的电极,如上所述,就具有即使用户存在个体差异也能刺激对象肌肉的效果。上述的图10中表示了非V形状的一例,但是配置电极的构件,也可以是与上述的图示例不同的形状。
但是,只要片状构件100是如图1所示的大体V形状,则具有佩戴到前臂时的佩戴方向容易判断的效果,因此优选V形状这种前后方向容易判断的形状。
此外,上述的实施方式例中作为光学式距离传感器141~148,使用了红外线传感器,但是也可以使用其他方式的距离传感器检测肌肉的动作。
此外,图4所示的电路例中,电刺激装置内置通信部156,无线接收来自外部的指示,但是也可以从以有线电缆连接的外部设备接收使肌肉活动的指示。或者,电刺激装置本身可以通过判断周围的情况,外加电刺激信号。
附图标记说明
100…片状构件,101…中央部,101a…中央部上侧,102…左侧部,103…右侧部,104…电极配置面,105…右侧部电极配置部位,106…中央部电极配置部位,107…左侧部电极配置部位,110…电路收纳箱,111…连接端子,121~128…电极,131~133、136、137…接地电极,141~148…光学式距离传感器,150…计算处理部,151…模拟/数字转换器,152…中央控制单元(CPU),153…ROM,154…RAM,155…接口部,156…通信部,157…天线,158…加速度传感器,159…方位传感器,161…驱动电路,200…头戴式显示器,300…虚拟映像再生装置,400…带形的构件,401…内表面。

Claims (4)

1.一种电刺激装置,包括:
缠绕在用户的手臂上的构件;
配置在所述构件的一面上的多个电极;以及
配置在所述构件的一面上的多个光学式距离传感器,
把从电刺激发生电路输出的电刺激信号,从所述多个电极中的特定电极给予所述用户,对与所述特定电极相对的位置的手臂肌肉给予刺激,并且用所述多个光学式距离传感器检测手臂肌肉的位移,
所述电刺激装置的特征在于,
所述多个电极中的至少一个电极是相对于所述用户的手臂的周向,以不足90°的规定的角度倾斜配置的大体长方形的电极。
2.根据权利要求1所述的电刺激装置,其特征在于,
所述多个电极分开配置在所述构件的特定位置的中央部电极配置部位、从所述特定位置在所述周向上在左侧的左侧部电极配置部位、以及从所述特定位置在所述周向上在右侧的右侧部电极配置部位的至少三处,
配置在所述左侧部电极配置部位的至少一个电极与配置在所述右侧部电极配置部位的至少一个电极,是向彼此反方向以所述规定的角度倾斜的状态配置的大体长方形的电极。
3.根据权利要求2所述的电刺激装置,其特征在于,所述规定的角度设定为32°±5°。
4.根据权利要求2所述的电刺激装置,其特征在于,配置在所述构件的中央部的电极的至少一个,是在所述用户的手臂的周向延伸的电极。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6606105B2 (ja) 2014-06-02 2019-11-13 カラ ヘルス,インコーポレイテッド 振戦を治療するための抹消神経刺激用のシステム及び方法
EP3352843B1 (en) 2015-09-23 2021-06-23 Cala Health, Inc. Device for peripheral nerve stimulation in the finger to treat hand tremors
AU2017211048B2 (en) 2016-01-21 2022-03-10 Cala Health, Inc. Systems, methods and devices for peripheral neuromodulation for treating diseases related to overactive bladder
JP6334588B2 (ja) * 2016-03-10 2018-05-30 H2L株式会社 電気刺激システム
USD846133S1 (en) * 2017-03-31 2019-04-16 Mtg Co., Ltd. Training apparatus
USD847358S1 (en) * 2017-03-31 2019-04-30 Mtg Co., Ltd. Training apparatus
JP6766021B2 (ja) 2017-09-20 2020-10-07 H2L株式会社 生体情報測定器
WO2019143790A1 (en) 2018-01-17 2019-07-25 Cala Health, Inc. Systems and methods for treating inflammatory bowel disease through peripheral nerve stimulation
JP2021029389A (ja) * 2019-08-20 2021-03-01 H2L株式会社 電気刺激装置及び電気刺激システム
US11890468B1 (en) 2019-10-03 2024-02-06 Cala Health, Inc. Neurostimulation systems with event pattern detection and classification
JP7224644B2 (ja) * 2019-11-29 2023-02-20 Winback Japan株式会社 美容電気信号導入器、及び美容器
JP7410750B2 (ja) * 2020-03-02 2024-01-10 ヤーマン株式会社 美容バンド
JP2023004556A (ja) * 2021-06-28 2023-01-17 ソニーグループ株式会社 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム
JP7015602B1 (ja) 2021-11-04 2022-02-14 株式会社Arblet 生体情報測定装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1135722A (zh) * 1993-10-13 1996-11-13 艾伯塔大学 用于施加受控的电刺激以恢复运动功能的衣服
CN101410150A (zh) * 2006-02-01 2009-04-15 莫里艾克私人有限公司 对动物体进行无创性刺激的装置
CN103079637A (zh) * 2010-07-02 2013-05-01 松下电器产业株式会社 电刺激装置
US20150173640A1 (en) * 2012-07-27 2015-06-25 University Of Southampton Apparatus for use for providing information on at least one muscle in a patient

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL97701A (en) * 1991-03-28 1995-06-29 Univ Ben Gurion Device for desecrating the hand
JP4348577B2 (ja) * 1999-08-17 2009-10-21 ソニー株式会社 筋電位情報を利用したモーションキャプチャー装置とその制御方法、並びにこれを用いた電気刺激装置、力触覚呈示装置とこれらの制御方法
CA2544331A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-20 Excel-Tech Ltd. Device, method and stimulus unit for testing neuromuscular function
US9402997B1 (en) * 2009-09-14 2016-08-02 Tomasz Andrzej Kosierkiewicz System and method for stimulating medical electrode with a measurement capability
US9757266B2 (en) * 2010-06-01 2017-09-12 Saebo, Inc. Orthotic device
JP5893367B2 (ja) * 2011-11-14 2016-03-23 株式会社Ifg 磁気刺激リハビリテーション装置
JP6234669B2 (ja) 2012-11-29 2017-11-22 H2L株式会社 電気刺激装置
JP6084153B2 (ja) * 2013-12-06 2017-02-22 独立行政法人国立高等専門学校機構 人体検知装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1135722A (zh) * 1993-10-13 1996-11-13 艾伯塔大学 用于施加受控的电刺激以恢复运动功能的衣服
CN101410150A (zh) * 2006-02-01 2009-04-15 莫里艾克私人有限公司 对动物体进行无创性刺激的装置
CN103079637A (zh) * 2010-07-02 2013-05-01 松下电器产业株式会社 电刺激装置
US20150173640A1 (en) * 2012-07-27 2015-06-25 University Of Southampton Apparatus for use for providing information on at least one muscle in a patient
CN104768459A (zh) * 2012-07-27 2015-07-08 南安普顿大学 用于提供关于患者至少一块肌肉的信息的设备

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Publication number Publication date
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