JP4324858B2 - 動き検出システム及び距離判定装置 - Google Patents
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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 (3)
- 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以上の異なる発生位置から発生する準静電界発生装置と、
人体に設けられ、上記準静電界における電界強度を3軸成分ごとに取得し、その合成強度から得た受信周波数に基づいて各上記発生位置までの距離をそれぞれ判定する距離判定装置と、
上記距離判定装置により通知される各上記距離に基づいて上記距離判定装置の位置を算出し、当該算出した上記位置と予め保持された基準位置との変化量を動き量として検出する動き検出装置と
を有し、
上記距離判定装置は、
各上記発生位置までの距離について、上記人体に起因して生じる3軸成分の電界強度の歪みに相当する距離分を補正する、動き検出システム。 - 少なくとも2以上の発生位置から発生される、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における電界強度を3軸成分ごとに取得し、各成分の電界強度の合成強度から受信周波数を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出される受信周波数に基づいて各上記発生位置までの距離をそれぞれ判定する判定手段と、
上記判定手段により判定される各距離を通知する通知手段と
を有し、
上記判定手段は、
各上記発生位置までの距離について、人体に起因して生じる3軸成分の電界強度の歪みに相当する距離分を補正する、距離判定装置。 - 上記通知手段は、
上記各成分の電界強度を角度指標として通知するとともに、上記判定手段により判定される各距離を位置指標として通知する、請求項2に記載の距離判定装置。
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