JP2959205B2 - 曲げ角度検出装置 - Google Patents
曲げ角度検出装置Info
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- JP2959205B2 JP2959205B2 JP3175588A JP17558891A JP2959205B2 JP 2959205 B2 JP2959205 B2 JP 2959205B2 JP 3175588 A JP3175588 A JP 3175588A JP 17558891 A JP17558891 A JP 17558891A JP 2959205 B2 JP2959205 B2 JP 2959205B2
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【０００１】この発明は、身体の関節の曲げを検出する
装置に係り、特に、手首の曲げ角度を精度良く検出する
曲げ角度検出装置に関する。
装置に係り、特に、手首の曲げ角度を精度良く検出する
曲げ角度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、人間の自然な動作に基づいて楽音
を制御する楽音制御装置が各種開発されている。この種
の楽音制御装置では、従来の楽器を「弾く」という感覚
から離れ、新たな演奏上の楽しみや、演奏効果を得るこ
とが可能になる。例えば、手指、手首、肘、肩等の曲げ
運動は、日常的な自然な動作であると共に、ダンス等の
振り付けにも用いられる場合が多い。したがって、これ
らの動きに基づいて楽音を制御することができれば、こ
の動作或いは曲げ運動を取入れたダンスにより楽音制御
が可能になる。
を制御する楽音制御装置が各種開発されている。この種
の楽音制御装置では、従来の楽器を「弾く」という感覚
から離れ、新たな演奏上の楽しみや、演奏効果を得るこ
とが可能になる。例えば、手指、手首、肘、肩等の曲げ
運動は、日常的な自然な動作であると共に、ダンス等の
振り付けにも用いられる場合が多い。したがって、これ
らの動きに基づいて楽音を制御することができれば、こ
の動作或いは曲げ運動を取入れたダンスにより楽音制御
が可能になる。
【０００３】このような楽音制御装置においては、上述
したように、身体の関節の曲げを検出する曲げ角度検出
装置が用いられている。以下では、この曲げ角度検出装
置の一構成例について図５〜図６を参照し、説明する。
図５は、上述した曲げ運動の内、特に右肘の曲げ角度を
検出する角度センサ１０Ｒの構成を示す図である。この
角度センサ１０Ｒは、軸１３を回動自在とするように連
結された一対の板体１１，１２と、この一対の板体１
１，１２の開閉角度に対応する抵抗変化を発生する検出
部１４と、板体１１，１２をそれぞれ肘に装着させる装
着具１５，１６とから構成されている。
したように、身体の関節の曲げを検出する曲げ角度検出
装置が用いられている。以下では、この曲げ角度検出装
置の一構成例について図５〜図６を参照し、説明する。
図５は、上述した曲げ運動の内、特に右肘の曲げ角度を
検出する角度センサ１０Ｒの構成を示す図である。この
角度センサ１０Ｒは、軸１３を回動自在とするように連
結された一対の板体１１，１２と、この一対の板体１
１，１２の開閉角度に対応する抵抗変化を発生する検出
部１４と、板体１１，１２をそれぞれ肘に装着させる装
着具１５，１６とから構成されている。
【０００４】装着具１５は、前腕に装着されるベルト１
５ａと、このベルト１５ａに取付けられ、板体１２を図
６に示す矢印方向へ移動自在に支持する支持部材１５ｂ
とから構成されている。装着具１６は、これと同様に、
上腕装着されるベルト１６ａと、このベルト１６ａに取
付けられ、板体１２を図６に示す矢印方向へ移動自在に
支持する支持部材１６ｂとから構成されている。これら
ベルト１５ａ，１６ａは、共に伸縮性を有する素材によ
って構成されており、また、板体１１，１２の各端部に
は、上記支持部材１５ｂ，１６ｂの抜け止めとして機能
するストッパ１７，１８が各々取付けられている。
５ａと、このベルト１５ａに取付けられ、板体１２を図
６に示す矢印方向へ移動自在に支持する支持部材１５ｂ
とから構成されている。装着具１６は、これと同様に、
上腕装着されるベルト１６ａと、このベルト１６ａに取
付けられ、板体１２を図６に示す矢印方向へ移動自在に
支持する支持部材１６ｂとから構成されている。これら
ベルト１５ａ，１６ａは、共に伸縮性を有する素材によ
って構成されており、また、板体１１，１２の各端部に
は、上記支持部材１５ｂ，１６ｂの抜け止めとして機能
するストッパ１７，１８が各々取付けられている。
【０００５】検出部１４は、以下のように構成されてい
る。すなわち、軸１３の両端部は、板体１１の端縁に形
成された筒状部１１ａ，１１ａに各々固定されている。
一方、板体１２の端縁に形成された筒状部１２ａには、
その内周面に沿って抵抗体が嵌め込まれた上で固着され
ており、さらに、この抵抗体の内周面と接触するよう
に、軸１３が摺動自在に挿入されている。これにより、
板体１１，１２の開閉角度に応じて抵抗が変化する。
る。すなわち、軸１３の両端部は、板体１１の端縁に形
成された筒状部１１ａ，１１ａに各々固定されている。
一方、板体１２の端縁に形成された筒状部１２ａには、
その内周面に沿って抵抗体が嵌め込まれた上で固着され
ており、さらに、この抵抗体の内周面と接触するよう
に、軸１３が摺動自在に挿入されている。これにより、
板体１１，１２の開閉角度に応じて抵抗が変化する。
【０００６】上記構成による角度センサ１０Ｒを図５に
示すように右肘に装着し、その右肘を２点鎖線Ａで示す
ように曲げ、もしくはＢで示すように伸すと、この腕の
動きに伴って板体１１，１２が軸１３を中心として回動
する。そして、この回動に伴って、検出部１４に設けら
れた摺動接点が抵抗体上を摺動し、肘の曲げ角度に応じ
て抵抗が変化する。
示すように右肘に装着し、その右肘を２点鎖線Ａで示す
ように曲げ、もしくはＢで示すように伸すと、この腕の
動きに伴って板体１１，１２が軸１３を中心として回動
する。そして、この回動に伴って、検出部１４に設けら
れた摺動接点が抵抗体上を摺動し、肘の曲げ角度に応じ
て抵抗が変化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の曲げ角度検出装置を、肘の内側などの曲げに伴う曲
率が小さい部位に装着する場合には、該装置と装着部位
とが密着するため、誤差なく曲げ角度を検出することが
できる。しかしながら、手首などの曲げに伴う曲率が大
きい部位に装着されると、該装置と装着部表面とが離間
してしまい正確な曲げ角度を検出することができないと
いう問題があった。この発明は上述した事情に鑑みてな
されたもので、手首などの曲げに伴う曲率が大きい部位
に装着されても、正確に曲げ角度を検出することができ
る曲げ角度検出装置を提供することを目的としている。
来の曲げ角度検出装置を、肘の内側などの曲げに伴う曲
率が小さい部位に装着する場合には、該装置と装着部位
とが密着するため、誤差なく曲げ角度を検出することが
できる。しかしながら、手首などの曲げに伴う曲率が大
きい部位に装着されると、該装置と装着部表面とが離間
してしまい正確な曲げ角度を検出することができないと
いう問題があった。この発明は上述した事情に鑑みてな
されたもので、手首などの曲げに伴う曲率が大きい部位
に装着されても、正確に曲げ角度を検出することができ
る曲げ角度検出装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、板体の端縁
同士が板面と平行な軸を中心に回動自在に連結してなる
回動軸が複数形成され、生体の関節部に装着される装着
手段と、この装着手段の各回動軸に配設され、それぞれ
前記端縁同士の開閉角度に応じた信号を発生する角度検
出手段と、前記各回動軸に配設される角度検出手段の出
力を合成し、前記装着手段を装着した生体の関節部の曲
げ角度に相当する信号を発生する出力合成手段とを具備
することを特徴としている。
同士が板面と平行な軸を中心に回動自在に連結してなる
回動軸が複数形成され、生体の関節部に装着される装着
手段と、この装着手段の各回動軸に配設され、それぞれ
前記端縁同士の開閉角度に応じた信号を発生する角度検
出手段と、前記各回動軸に配設される角度検出手段の出
力を合成し、前記装着手段を装着した生体の関節部の曲
げ角度に相当する信号を発生する出力合成手段とを具備
することを特徴としている。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、装着手段は、板体の端縁同
士が板面と平行な軸を中心に回動自在に連結してなる回
動軸を複数形成して生体の関節部に装着され、角度検出
手段が回動軸の開閉角度に応じた信号を発生する。そし
て、出力合成手段が各回動軸に配設される角度検出手段
の出力を合成し、前記装着手段を装着した生体の関節部
の曲げ角度に相当する信号を発生する。
士が板面と平行な軸を中心に回動自在に連結してなる回
動軸を複数形成して生体の関節部に装着され、角度検出
手段が回動軸の開閉角度に応じた信号を発生する。そし
て、出力合成手段が各回動軸に配設される角度検出手段
の出力を合成し、前記装着手段を装着した生体の関節部
の曲げ角度に相当する信号を発生する。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図１および図２は、この発明の一実施例
である曲げ角度検出装置１の外観を示す側面図および斜
視図であり、特に、図１は該装置１を左手首の甲に装着
した状態を示している。これらの図に示す曲げ角度検出
装置１が図５に示すものと異なる点は、曲げに応じて２
つの軸が回転する構造としたことにある。これら図にお
いて、２，３は曲げを検出する部位に当接する板部材で
ある。この板部材２，３の端縁は、それぞれ中板４の両
端と回動自在に連結されている。この中板４と板部材
２，３との連結箇所には、各々ＡＸ１軸回りの回転角度
を検出する検出部５と、ＡＸ２軸回りの回転角度を検出
する検出部６とが形成されている。なお、これら検出部
５，６は同一の構成をなしている。
いて説明する。図１および図２は、この発明の一実施例
である曲げ角度検出装置１の外観を示す側面図および斜
視図であり、特に、図１は該装置１を左手首の甲に装着
した状態を示している。これらの図に示す曲げ角度検出
装置１が図５に示すものと異なる点は、曲げに応じて２
つの軸が回転する構造としたことにある。これら図にお
いて、２，３は曲げを検出する部位に当接する板部材で
ある。この板部材２，３の端縁は、それぞれ中板４の両
端と回動自在に連結されている。この中板４と板部材
２，３との連結箇所には、各々ＡＸ１軸回りの回転角度
を検出する検出部５と、ＡＸ２軸回りの回転角度を検出
する検出部６とが形成されている。なお、これら検出部
５，６は同一の構成をなしている。
【００１１】次に、図３は、検出部５の構造を説明する
ための上面透視図である。この図に示すように、検出部
５は、上面視凹状の円筒形をなす板部材２の端縁２ａ，
２ｂと、上面視凸状の円筒形をなす中板４の端縁４ａと
を噛み合わせた構造となっている。そして、この検出部
５は、中板４と共に回動する回動部材５ａと、板部材２
の端縁２ｂ側に配設される検出回路５ｂと、回り止めＳ
Ｐとから構成されている。
ための上面透視図である。この図に示すように、検出部
５は、上面視凹状の円筒形をなす板部材２の端縁２ａ，
２ｂと、上面視凸状の円筒形をなす中板４の端縁４ａと
を噛み合わせた構造となっている。そして、この検出部
５は、中板４と共に回動する回動部材５ａと、板部材２
の端縁２ｂ側に配設される検出回路５ｂと、回り止めＳ
Ｐとから構成されている。
【００１２】この回動部材５ａは、円柱形状の部材であ
って、ＡＸ１軸に沿って端縁４ａに介挿されて固着され
るものである。この部材５ａの端面、すなわち、後述す
る基板ＰＷＢに対向する面には、磁石Ｍｇが配設されて
いる。検出回路５ｂは、板部材２の端縁２ｂ側面に沿っ
て固定される基板ＰＷＢ上に形成され、上述した磁石Ｍ
ｇの回動位置に応じた信号を発生する。すなわち、この
検出回路５ｂは、図４に示すように、磁石Ｍｇと対向す
るよう実装された磁気抵抗素子ＭＲ１，ＭＲ２と、この
磁気抵抗素子ＭＲ１，ＭＲ２と周知のブリッジ接続回路
を形成する基準抵抗Ｒｒ１，Ｒｒ２と、差動増幅器ＤＡ
１と、抵抗Ｒ1〜Ｒ8とから構成されている。ここで、磁
気抵抗素子ＭＲ１，ＭＲ２とは、磁気抵抗効果を有する
素子であって、与えられた磁界強度に応じてその固有抵
抗値が変化するものである。
って、ＡＸ１軸に沿って端縁４ａに介挿されて固着され
るものである。この部材５ａの端面、すなわち、後述す
る基板ＰＷＢに対向する面には、磁石Ｍｇが配設されて
いる。検出回路５ｂは、板部材２の端縁２ｂ側面に沿っ
て固定される基板ＰＷＢ上に形成され、上述した磁石Ｍ
ｇの回動位置に応じた信号を発生する。すなわち、この
検出回路５ｂは、図４に示すように、磁石Ｍｇと対向す
るよう実装された磁気抵抗素子ＭＲ１，ＭＲ２と、この
磁気抵抗素子ＭＲ１，ＭＲ２と周知のブリッジ接続回路
を形成する基準抵抗Ｒｒ１，Ｒｒ２と、差動増幅器ＤＡ
１と、抵抗Ｒ1〜Ｒ8とから構成されている。ここで、磁
気抵抗素子ＭＲ１，ＭＲ２とは、磁気抵抗効果を有する
素子であって、与えられた磁界強度に応じてその固有抵
抗値が変化するものである。
【００１３】一方、中板４と板部材３との連結箇所に
は、上述した検出部５と同一構成の検出部６が形成され
ており、この検出部６も磁石Ｍｇの回動位置に応じた信
号を発生する。なお、この検出部６を構成する検出回路
６ｂは、図４に示すように、磁気抵抗素子ＭＲ３，ＭＲ
４と、この磁気抵抗素子ＭＲ３，ＭＲ４とブリッジ接続
回路を形成する基準抵抗Ｒｒ３，Ｒｒ４と、差動増幅器
ＤＡ２と、抵抗Ｒ9〜Ｒ16とから構成される。そして、
これら検出部５，６から供給される検出信号は、ケーブ
ル等を介して別体として構成された非反転加算回路７に
よって加算される。すなわち、この非反転加算回路７
は、オペアンプＯＰと抵抗Ｒ17〜Ｒ19とから構成され、
非反転入力に供給される２検出信号を加算して端子Ｔｏ
ｕｔに出力する。
は、上述した検出部５と同一構成の検出部６が形成され
ており、この検出部６も磁石Ｍｇの回動位置に応じた信
号を発生する。なお、この検出部６を構成する検出回路
６ｂは、図４に示すように、磁気抵抗素子ＭＲ３，ＭＲ
４と、この磁気抵抗素子ＭＲ３，ＭＲ４とブリッジ接続
回路を形成する基準抵抗Ｒｒ３，Ｒｒ４と、差動増幅器
ＤＡ２と、抵抗Ｒ9〜Ｒ16とから構成される。そして、
これら検出部５，６から供給される検出信号は、ケーブ
ル等を介して別体として構成された非反転加算回路７に
よって加算される。すなわち、この非反転加算回路７
は、オペアンプＯＰと抵抗Ｒ17〜Ｒ19とから構成され、
非反転入力に供給される２検出信号を加算して端子Ｔｏ
ｕｔに出力する。
【００１４】このような構成による曲げ角度検出装置１
にあっては、手首などの大きい表面曲率に沿って装着で
きるように２つの曲げ検出軸を設け、かつ、これら曲げ
検出軸が発生する検出信号を加算して全体としての曲げ
を検出するようにしたから、該装置１と装着部表面とが
離間することなく正確な曲げを検出することができる。
にあっては、手首などの大きい表面曲率に沿って装着で
きるように２つの曲げ検出軸を設け、かつ、これら曲げ
検出軸が発生する検出信号を加算して全体としての曲げ
を検出するようにしたから、該装置１と装着部表面とが
離間することなく正確な曲げを検出することができる。
【００１５】なお、上述した実施例にあっては、非反転
加算回路７を別体としたが、これは検出回路５ｂあるい
は検出回路６ｂが実装される基板ＰＷＢのいずれかに設
けても良い。また、この実施例では磁石Ｍｇと磁気抵抗
素子ＭＲ１〜ＭＲ４とを用いて曲げ角度を検出するよう
にしたが、これに替えて磁気エンコーダ等を配設しても
良い。さらに、この実施例では曲げを検出する軸を２軸
としたが、これに限定されることなく、２つ以上の複数
の検出軸としても良い。すなわち、要は装着される部位
に密着するように適切な間隔で検出軸を配設すれば良い
訳である。
加算回路７を別体としたが、これは検出回路５ｂあるい
は検出回路６ｂが実装される基板ＰＷＢのいずれかに設
けても良い。また、この実施例では磁石Ｍｇと磁気抵抗
素子ＭＲ１〜ＭＲ４とを用いて曲げ角度を検出するよう
にしたが、これに替えて磁気エンコーダ等を配設しても
良い。さらに、この実施例では曲げを検出する軸を２軸
としたが、これに限定されることなく、２つ以上の複数
の検出軸としても良い。すなわち、要は装着される部位
に密着するように適切な間隔で検出軸を配設すれば良い
訳である。
【００１６】また、上記実施例における非反転加算回路
７は、板部材２、板部材３および中板４のいずれかに埋
設したり、あるいは固着するようにしても良い。さら
に、この非反転加算回路７は、例えば、ＣＰＵ等で構成
された別体の制御回路においてソフト処理によって実現
することも可能である。
７は、板部材２、板部材３および中板４のいずれかに埋
設したり、あるいは固着するようにしても良い。さら
に、この非反転加算回路７は、例えば、ＣＰＵ等で構成
された別体の制御回路においてソフト処理によって実現
することも可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、装着手段は、板体の端縁同士が板面と平行な軸を中
心に回動自在に連結してなる回動軸を複数形成して生体
の関節部に装着され、角度検出手段が回動軸の開閉角度
に応じた信号を発生する。そして、出力合成手段が各回
動軸に配設される角度検出手段の出力を合成し、前記装
着手段を装着した生体の関節部の曲げ角度に相当する信
号を発生するので、手首などの曲げに伴う曲率が大きい
部位に装着されても、正確に曲げ角度を検出することが
できる。
ば、装着手段は、板体の端縁同士が板面と平行な軸を中
心に回動自在に連結してなる回動軸を複数形成して生体
の関節部に装着され、角度検出手段が回動軸の開閉角度
に応じた信号を発生する。そして、出力合成手段が各回
動軸に配設される角度検出手段の出力を合成し、前記装
着手段を装着した生体の関節部の曲げ角度に相当する信
号を発生するので、手首などの曲げに伴う曲率が大きい
部位に装着されても、正確に曲げ角度を検出することが
できる。
【図１】 この発明による一実施例の装着状態を示す側
面図。
面図。
【図２】 同実施例の外観を示す斜視図。
【図３】 同実施例における検出部５の構造を示す平面
透視図。
透視図。
【図４】 同実施例における電気的構成を示す回路図。
【図５】 従来例を説明するための図。
【図６】 従来例を説明するための図。
２，３…板部材、４…中板、５,６…検出部、５ａ…回
動部材、５ｂ…検出回路。
動部材、５ｂ…検出回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 板体の端縁同士が板面と平行な軸を中心
に回動自在に連結してなる回動軸が複数形成され、生体
の関節部に装着される装着手段と、 この装着手段の各回動軸に配設され、それぞれ前記端縁
同士の開閉角度に応じた信号を発生する角度検出手段
と、 前記各回動軸に配設される角度検出手段の出力を合成
し、前記装着手段を装着した生体の関節部の曲げ角度に
相当する信号を発生する出力合成手段とを具備すること
を特徴とする曲げ角度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175588A JP2959205B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 曲げ角度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175588A JP2959205B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 曲げ角度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113327A JPH05113327A (ja) | 1993-05-07 |
| JP2959205B2 true JP2959205B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=15998710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3175588A Expired - Fee Related JP2959205B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 曲げ角度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2959205B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108885085A (zh) * | 2016-05-26 | 2018-11-23 | 深圳纽迪瑞科技开发有限公司 | 曲率半径测量器、电子设备及曲率半径测量器的制作方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10176919A (ja) * | 1996-12-18 | 1998-06-30 | Olympus Optical Co Ltd | 形状入力装置 |
| JP3923302B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2007-05-30 | 原田電子工業株式会社 | 指運動追従検出装置 |
| DE102007054305A1 (de) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Siemens Ag | Sensorapplikation mit einer Trägerstruktur und einem Sensorband, Trägerstruktur, Sensorband und Verfahren zum Betreiben der Sonsorapplikation |
| DE112016005306B4 (de) * | 2015-12-15 | 2022-02-03 | Hitachi Astemo, Ltd. | Fahrzeugsteuervorrichtung |
| JP6570505B2 (ja) * | 2016-12-08 | 2019-09-04 | 三菱電機株式会社 | 送受信システム及びその端末装置 |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP3175588A patent/JP2959205B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108885085A (zh) * | 2016-05-26 | 2018-11-23 | 深圳纽迪瑞科技开发有限公司 | 曲率半径测量器、电子设备及曲率半径测量器的制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05113327A (ja) | 1993-05-07 |
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