JP2012088333A - 距離検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、距離検出装置(3A)であって、受信電極間の電位差を計測する計測部(31)と、当該計測部(31)での計測結果から受信周波数を検出し、その受信周波数に基づいて、電界発生源から受信電極までの距離を決定する決定部(34)とを備えている。この決定部(3A)は、電界発生源から段階ごとに設定され、各段階にそれぞれ異なる周波数が割り当てられる距離のうち、受信周波数が割り当てられる距離に対して、人体により生じる歪み量を除く補正処理を施し、その補正処理後の距離を前記電界発生源から受信電極までの距離として決定する。
【選択図】図8
Description
本発明は、準静電界が距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いてモーションキャプチャを行う。そこでまず準静電界の性質について説明する。
電界は、電界発生源からの距離に線形に反比例する放射電界と、電界発生源からの距離の2乗に反比例する誘導電磁界と、電界発生源からの距離の3乗に反比例する準静電界との合成電界として発生している。
上述したような準静電界の性質を利用して、例えば図3に示すように、電界発生源から0.01[m]までの範囲(即ち電界発生源からの距離)には1[MHz]でなる周波数を基準周波数として対応付け、また0.01[m]ごとに広くなる範囲には順位低い周波数をそれぞれ対応付けるようにし、当該割り当てた各周波数の合成結果に応じた準静電界を送信機TXから発生するようにしておく。そして、かかる周波数と距離との関係をテーブル(以下、これを周波数距離テーブルと呼ぶ)として予め受信機RXに保持させておく。
すなわち、電界発生源としての電極に正弦波信号を出力し、当該電極から正弦波信号の周波数に応じて振動する準静電界を発生する場合、当該出力を調整するための係数(以下、これを出力調整係数と呼ぶ)をA(r)とすると、電極から距離r[m]での準静電界の強度E(r)は、次式
以下、本実施の一形態として第1の実施の形態と、第2の実施の形態とを説明する。
図5において、第1の実施の形態によるモーションキャプチャシステム1を示し、準静電界発生装置2と、複数の距離判定装置3(3A〜3G)と、動き検出装置4とによって構成されており、各距離判定装置3A〜3Gと動き検出装置4との間において、例えばIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11b方式に準拠した無線LAN通信により相互に情報を送受信するようになされている。
図6に示すように、準静電界発生装置2は、互いに異なる低周波数からなる複数の正弦波信号を生成する信号生成源21を有し、この信号生成源21から与えられる各正弦波信号を合成部22を介して合成する。
各距離判定装置3A〜3Gは、それぞれ同一の構成であるため、ここでは人体の頭部に設けられた距離判定装置3Aの構成についてのみ説明する。
動き検出装置4は、各距離判定装置3A〜3Gごとに処理するが、当該処理は同一の内容であるため、ここでは距離判定装置3Aの処理内容についてのみ具体的に説明する。
以上の構成において、モーションキャプチャシステム1は、識別指標である発生場所識別IDによって区別された準静電界距離スケールSKa、SKb、SKcを、準静電界発生装置2の3つの電極2A、2B、2Cから単位時間ごとに順次発生する。
なお上述の第1の実施の形態においては、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を少なくとも2以上の電界発生源から発生する準静電界発生装置(準静電界発生手段)として、3つの電極2A、2B、2Cから動作対象に設けられた複数の受信対象(距離判定装置3A〜3G)に対して単位時間ごとに順次準静電界距離スケールを発生するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、互いに位置の異なる2つの電界発生源から複数の受信対象(距離判定装置3A〜3G)に対して単位時間ごとに順次準静電界距離スケールを発生するようにしても良い。この場合、上述の第1の実施の形態の場合と同様にして、動作対象の動きを2次元的に検出することができる。
(3−1)シミュレーション
第2の実施の形態においては、蛍光灯等のインバータ式照明装置から準静電界を発生し、当該準静電界内に存在する人体の当該装置に対する指差し(以下、これを指差動作と呼ぶ)に応じた準静電界の変動(電位変化)を検出し、当該結果に基づいて蛍光灯の照光状態を制御しようとするものである。
図19は、第2の実施の形態によるモーションキャプチャ用のインバータ式照明装置(以下、これをモーションキャプチャ照明装置と呼ぶ)51を示したものである。
図20に示すように、モーションキャプチャ照明装置51は、照明灯52(図19)を点灯する照明部61、準静電界発生用の信号を重畳する変調回路62、当該モーションキャプチャ照明装置51全体の制御を司る制御部63及び受信部64によって構成される。
以上の構成において、モーションキャプチャ照明装置51は、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生し、当該準静電界内の所定位置に設けられた2つの受信電極54、55から検出される電位を測定する。
(4−1)第3の実施の形態によるモーションキャプチャ表示装置の全体構成
図21において、このモーションキャプチャ表示装置101は、バックライトに冷陰極線管(図示せず)を有し、当該冷陰極線管に対する発光用駆動電圧を準静電界発生用としても用いて、液晶表示パネルPNの点灯と同時に当該表示パネルPNから準静電界を発生するようになされている。
図20との対応部分に同一符号を付した図22に示すように、このモーションキャプチャ表示装置101では、制御部110がモーションキャプチャ照明装置51の制御部63(図20)とは処理内容が異なる点と、受信部111の内部構成がモーションキャプチャ照明装置51の受信部64(図20)に比して受信電極の数に対応して増加している点とを除いて、当該モーションキャプチャ照明装置51(図20)と同一構成でなる。
以上の構成において、モーションキャプチャ表示装置101は、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生し、当該準静電界内の所定位置に設けられた4つの受信電極102、103、104、105から検出される電位を測定する。
なお上述の第2の実施の形態においては、冷陰極線管CRを用いたインバータ式照明装置から準静電界を発生するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、熱陰極線管を用いたインバータ式照明装置から準静電界を発生するようにしても良い。この場合、上述の第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
Claims (2)
- 受信電極間の電位差を計測する計測部と、
前記計測部での計測結果から受信周波数を検出し、その受信周波数に基づいて、電界発生源から受信電極までの距離を決定する決定部と
を備え、
前記決定部は、
前記電界発生源から段階ごとに設定され、各段階にそれぞれ異なる周波数が割り当てられる距離のうち、前記受信周波数が割り当てられる距離に対して、人体により生じる歪み量を除く補正処理を施し、その補正処理後の距離を前記電界発生源から受信電極までの距離として決定する
ことを特徴とする距離検出装置。 - 前記電界発生源に信号を印加する印加部と、
基準とすべき周波数以外の周波数が割り当てられる各距離における準静電界の強度が、前記基準とすべき周波数が割り当てられる距離おける準静電界の強度となるよう前記信号の出力を調整する出力調整部
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の距離検出装置。
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