JP5391285B2 - Distance detector - Google Patents

Distance detector Download PDF

Info

Publication number
JP5391285B2
JP5391285B2 JP2012000033A JP2012000033A JP5391285B2 JP 5391285 B2 JP5391285 B2 JP 5391285B2 JP 2012000033 A JP2012000033 A JP 2012000033A JP 2012000033 A JP2012000033 A JP 2012000033A JP 5391285 B2 JP5391285 B2 JP 5391285B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
quasi
electrostatic field
electric field
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2012000033A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012088333A (en
Inventor
清昭 滝口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
QFACTOR LTD.
Original Assignee
QFACTOR LTD.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by QFACTOR LTD. filed Critical QFACTOR LTD.
Priority to JP2012000033A priority Critical patent/JP5391285B2/en
Publication of JP2012088333A publication Critical patent/JP2012088333A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5391285B2 publication Critical patent/JP5391285B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

本発明は距離検出装置に関し、例えばモーションキャプチャに適用して好適なものである。   The present invention relates to a distance detection device, and is suitable for application to motion capture, for example.

モーションキャプチャは、所定空間内での動作対象の動きをデータとして取り込み、当該データを用いてコンピュータ上で動作対象の動きを検出するようにしたものであり、医療診断、CG(Computer Graphics)やゲームの制作又はVR(Virtual Reality)等で3次元仮想空間内でのプレイヤーの視点制御のための体位動作センシングといった分野において応用されている。   Motion capture captures the motion of an operation target within a predetermined space as data, and uses the data to detect the motion of the operation target on a computer. Medical capture, CG (Computer Graphics) and games Or VR (Virtual Reality) is applied in the field of body posture motion sensing for controlling the viewpoint of a player in a three-dimensional virtual space.

このモーションキャプチャには、動作対象の動きをデータとして取り込む場合、従来の方式として光学式、磁気式及び機械式がある。光学式では、光や赤外線を反射するマーカーを動作対象の所定位置に装着し、当該動作対象の周りに複数配置したカメラ等を介して、動作対象の動きに応じてマーカーで反射する光をデータとして取り込む。そして、取り込んだ各マーカーのデータ(反射光)の集合から動作対象の形を作り出した後に、対応する各マーカーの反射光を追従して、動作対象の動きをデータとして取り込んでいく方式である(例えば特許文献1参照)。   In this motion capture, there are an optical system, a magnetic system, and a mechanical system as conventional systems when capturing motion of an operation target as data. In the optical system, a marker that reflects light or infrared light is attached to a predetermined position of the operation target, and the light reflected by the marker according to the movement of the operation target is transmitted through a camera or the like arranged around the operation target. Capture as. Then, after creating the shape of the operation target from a set of data (reflection light) of each captured marker, the movement of the operation target is captured as data by following the reflected light of each corresponding marker ( For example, see Patent Document 1).

一方、磁気式では、動作対象の所定位置にコイルを内蔵したセンサを装着し、ある場所から一定の静磁界を発生させ、当該静磁界内で動く動作対象のコイルに生じる電流の強さを測定することにより動きをデータとして取り込む方式である(例えば特許文献2参照)。この磁気式は光学式と同等に広く用いられており、特に光学式と比較して装置の構成が簡易であるため、バーチャルリアリティ等の分野で用いられている(例えば特許文献2参照)。   On the other hand, in the magnetic type, a sensor with a built-in coil is mounted at a predetermined position of an operation target, a constant static magnetic field is generated from a certain location, and the intensity of current generated in the coil of the operation target moving within the static magnetic field is measured. This is a method of capturing motion as data (see, for example, Patent Document 2). This magnetic type is used as widely as the optical type, and is particularly used in the field of virtual reality and the like because the configuration of the apparatus is simpler than that of the optical type (see, for example, Patent Document 2).

他方、機械式では、動作対象の関節にロータリーエンコーダを装着し、このロータリーエンコーダに接続されたジャイロで基準の姿勢からの関節の動きをデータとして取りこむ方式である(例えば特許文献3参照)。   On the other hand, the mechanical system is a system in which a rotary encoder is attached to a joint to be operated, and the movement of the joint from a reference posture is captured as data by a gyro connected to the rotary encoder (see, for example, Patent Document 3).

特開2003−35515公報JP 2003-35515 A 特開2003−84051公報JP 2003-84051 A 電子情報通信学会論文誌 VOL.J81-D-2,NO.10;PAGE.2385-2393Transactions of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers VOL.J81-D-2, NO.10; PAGE.2385-2393

ところでかかる光学式においては、光を用いるため、カメラの撮像空間内にマーカー以外の反射物が存在するとその反射物をマーカーとして誤認識してしまうのみならず、カメラとマーカーとの間が人体等によって遮蔽されるとそのマーカーに反射する反射光を検出できなくなる。さらに複数のカメラを配置して同期処理するため設備や装置が大型化するとともに、常に各カメラのキャリブレーションが必要となり煩雑であった。   By the way, in such an optical system, since light is used, if there is a reflective object other than a marker in the imaging space of the camera, not only the reflective object is erroneously recognized as a marker, but also the human body etc. between the camera and the marker If it is shielded by, the reflected light reflected by the marker cannot be detected. Furthermore, since a plurality of cameras are arranged and synchronous processing is performed, facilities and apparatuses are increased in size, and calibration of each camera is always necessary, which is complicated.

一方、磁気式においては、一般に建物内で行うが、当該建物の鉄筋等により動作対象の存在する静磁界内が乱れて当該動作対象の動きをデータとして正確に取りこむことができなくなるため、予め物理的な一定の磁場空間を形成するための設備が必要となる。また動作対象が動く範囲内全てを一定の磁場空間としなければならないため、当該動く範囲に応じて巨大な磁場発生コイルや動作空間を囲む巨大な励磁コイルが必要となり、現実的には利用空間が制約されてしまう。さらに精度の点では電波よりも距離分解能が高いものの十分なものではない。   On the other hand, the magnetic type is generally performed in a building. However, since the inside of the static magnetic field in which the operation target exists is disturbed by the reinforcing bar of the building and the movement of the operation target cannot be accurately captured as data, Equipment for forming a uniform magnetic field space is required. In addition, since the entire moving range of the operation target must be a constant magnetic field space, a huge magnetic field generating coil and a huge excitation coil surrounding the operating space are required according to the moving range, and in reality the use space is limited. It will be constrained. Furthermore, in terms of accuracy, although distance resolution is higher than radio waves, it is not sufficient.

他方、機械式においては、ロータリーエンコーダやジャイロをケーブルやシャフトで結合するため、装置そのものが重くなると共に動作対象が拘束されるので自然で自由な動き自体を阻害してしまうことから、本来的には動き検出には向かない。また動作対象に装着するジャイロの位置に依存してデータ値が大きく変化してしまうのみならず、当該ジャイロ自体のドリフトにより高精度で動きをトレースすることは困難であった。   On the other hand, in the mechanical type, since the rotary encoder and gyro are connected with cables and shafts, the device itself becomes heavy and the operation target is restricted, so that natural and free movement itself is obstructed. Is not suitable for motion detection. Further, not only does the data value greatly change depending on the position of the gyro mounted on the operation target, but it is difficult to trace the movement with high accuracy due to the drift of the gyro itself.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、動作対象の動きを高精度で検出させ得る距離検出装置を提案しようとするものである。   The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to propose a distance detection device capable of detecting the motion of an operation target with high accuracy.

かかる課題を解決するため本発明は、距離検出装置であって、受信電極間の電位差を計測する計測部と、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における準静電界の強度となる電界を発生する電界発生源からの距離を決定する決定部とを備え、前記決定部は、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。 In order to solve such a problem, the present invention is a distance detection device, a measurement unit that measures a potential difference between receiving electrodes, and the intensity of a quasi-electrostatic field at each distance to which a frequency other than a frequency to be a reference is assigned, and a determination unit for determining the distance of the electric field source or found to generate an electric field which is a strength of the quasi-electrostatic field at a distance of a frequency to be the reference is assigned, said determining unit, the measurement result in the measurement unit The received frequency is detected, and a correction process is applied to the distance to which the received frequency is assigned to remove the distortion caused by the human body, and the distance after the correction process is determined as the distance from the electric field generation source to the receiving electrode. It is characterized by that.

電界を用いて人体までの距離を得ようとする場合、当該人体の比誘電率は空気の比誘電率に比して格段に大きいため、人体の存在により計測部での計測結果に歪みが生じてしまう。このことは実験結果からも明らかとなっている。本発明の決定部では、電界発生源から受信電極までの距離が、計測部での計測結果から得られる受信周波数に基づいて決定されるが、当該歪み分が補正される。具体的には、電界発生源からの各距離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が、人体により生じる歪み量を補正するための補正値で補正され、その補正後の距離が、電界発生源から受信電極までの距離として決定される。このため本発明では、電界発生源からの距離に応じて異なる周波数として発信される電界の受信周波数に基づいて距離を検出する場合に、人体の影響があったとしても、当該電界発生源から受信電極までの距離を正確に得ることができる。したがって本発明では、動作対象の動きを高精度で検出させることが可能となる。   When trying to obtain the distance to the human body using an electric field, the relative dielectric constant of the human body is much larger than the relative dielectric constant of air, so the presence of the human body distorts the measurement results at the measurement unit. End up. This is also clear from the experimental results. In the determination unit of the present invention, the distance from the electric field generation source to the reception electrode is determined based on the reception frequency obtained from the measurement result of the measurement unit, but the distortion is corrected. Specifically, out of the distances to which different frequencies are assigned to each distance from the electric field generation source, the distance to which the reception frequency is assigned is corrected with a correction value for correcting the amount of distortion caused by the human body. Is determined as the distance from the electric field generating source to the receiving electrode. For this reason, in the present invention, even when the distance is detected based on the reception frequency of the electric field transmitted as a different frequency according to the distance from the electric field generation source, even if there is an influence of the human body, the reception is performed from the electric field generation source. The distance to the electrode can be obtained accurately. Therefore, according to the present invention, it is possible to detect the movement of the operation target with high accuracy.

距離に応じた各電界の相対的な強度変化(1[MHz])を示すグラフである。It is a graph which shows the relative intensity | strength change (1 [MHz]) of each electric field according to distance. 距離に応じた各電界の相対的な強度変化(10[MHz])を示すグラフである。It is a graph which shows the relative intensity change (10 [MHz]) of each electric field according to distance. 距離判定用準静電界距離スケール(1)の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the semi-electrostatic field distance scale for distance determination (1). 距離判定用準静電界距離スケール(2)を示すグラフである。It is a graph which shows the quasi-electrostatic field distance scale for distance determination (2). 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の全体構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the whole structure of the motion capture system by 1st Embodiment. 準静電界発生装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a quasi-electrostatic field generator. 距離判定用信号の生成例を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the example of a production | generation of the signal for distance determination. 距離判定用装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the apparatus for distance determination. 3軸方向の電位差の計測の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the measurement of the electrical potential difference of 3 axial directions. 距離判定処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a distance determination processing procedure. 電界強度のシミュレーション結果を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the simulation result of an electric field strength. 距離の補正の説明に供する略線図である。It is an approximate line figure used for explanation of amendment of distance. 動作状態検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an operation state detection apparatus. 位置の算出の説明に供する略線図である。It is an approximate line figure used for explanation of calculation of a position. 動作状態検出処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an operation state detection process procedure. シミュレーション(1)を示す略線図である。It is a basic diagram which shows simulation (1). シミュレーション(2)を示す略線図である。It is a basic diagram which shows simulation (2). シミュレーション(3)を示す略線図である。It is a basic diagram which shows simulation (3). 第2の実施の形態によるモーションキャプチャ照明装置の全体構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the whole structure of the motion capture illumination apparatus by 2nd Embodiment. モーションキャプチャ照明装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a motion capture illumination apparatus. 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を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the whole structure of the motion capture display apparatus by 3rd Embodiment. モーションキャプチャ表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a motion capture display apparatus. 腕の上から下への動作に対応する電位変化パターンを示す略線図である。It is a basic diagram which shows the electric potential change pattern corresponding to the operation | movement from the top to the bottom of an arm. 腕の各動作に対応する電位変化パターンを示す略線図である。It is a basic diagram which shows the electric potential change pattern corresponding to each operation | movement of an arm. 制御処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a control processing procedure. 音量逓減処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a volume decreasing process procedure. 音量逓増処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a volume increase process procedure. チャンネル変更処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a channel change process procedure.

以下図面について本発明を詳述する。   The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

(1)本発明による距離判定手法
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。
(1) Distance determination method according to the present invention In the present invention, motion capture is performed using a quasi-electrostatic field in which the quasi-electrostatic field has a high resolution with respect to the distance. First, the nature of the quasi-electrostatic field will be described.

(1−1)準静電界の性質
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。
(1-1) Properties of quasi-electrostatic field An electric field is generated by a radiation electric field that is linearly proportional to the distance from the electric field generation source, an induction electromagnetic field that is inversely proportional to the square of the distance from the electric field generation source, It is generated as a combined electric field with a quasi-electrostatic field that is inversely proportional to the cube of the distance.

これら放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図1に示すような結果となる。但し、図1では、1[MHz]における各電界それぞれの相対的な強度と距離との関係を対数尺度により示している。   When the relationship between the relative intensity of each of the radiated electric field, the induction electromagnetic field, and the quasi-electrostatic field and the distance is graphed, the result shown in FIG. 1 is obtained. However, in FIG. 1, the relationship between the relative intensity and distance of each electric field at 1 [MHz] is shown on a logarithmic scale.

図1からも明らかなように、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度が等しくなる距離(以下、これを強度境界点と呼ぶ)が存在する。この場合、強度境界点よりも遠方では放射電界が優位(誘導電磁界や準静電界の強度よりも大きい状態)となり、これに対して強度境界点よりも近傍では準静電界が優位(放射電界や誘導電磁界の強度よりも大きい状態)となる。   As is clear from FIG. 1, there is a distance (hereinafter referred to as an intensity boundary point) at which the relative strengths of the radiated electric field, the induction electromagnetic field, and the quasi-electrostatic field are equal. In this case, the radiated electric field dominates farther than the intensity boundary point (a state larger than the intensity of the induction electromagnetic field and quasi-electrostatic field), whereas the quasi-electrostatic field dominates near the intensity boundary point (radiated electric field). Or a state where the intensity is greater than the intensity of the induction electromagnetic field.

ここで、ダイポール(電界発生源)からある距離r[m]だけ隔てた位置での放射電界の強度Eθ,radiation、誘導電磁界の強度Eθ,induction及び準静電界の強度Eθ,quasielectrostaticはそれぞれ次式

Figure 0005391285
として表すことができる。なお、(1)式では、ダイポールにかかる電荷量をq[c]、ダイポールの長さをl[m]、波数をk[1/m]、虚数単位をjとしている。 Here, the dipole strength of the radiation field at a distance r [m] only separated position with a (electric field source) E theta, radiation, intensity of induced electromagnetic field E theta, intensity of induction and the quasi-electrostatic field E θ, quasielectrostatic Respectively
Figure 0005391285
Can be expressed as In equation (1), the charge amount applied to the dipole is q [c], the dipole length is l [m], the wave number is k [1 / m], and the imaginary unit is j.

そして、かかる強度境界点は、放射電界、誘導電磁界及び準静電界の各強度が一致するという条件から、次式

Figure 0005391285
を満たす距離rである。つまり、電界発生源から強度境界点までの距離rは、次式
Figure 0005391285
として表すことができる。 The intensity boundary point is determined by the following equation from the condition that the intensities of the radiated electric field, the induction electromagnetic field, and the quasi-electrostatic field match.
Figure 0005391285
The distance r satisfying That is, the distance r from the electric field generation source to the intensity boundary point is given by
Figure 0005391285
Can be expressed as

そして、(3)式における波数k[1/m]は、真空中の光速をc[m/s](c=3×10)とし、周波数をf[Hz]とすると次式

Figure 0005391285
として表すことができることから、強度境界点は、(3)式に(4)式を代入して整理した次式
Figure 0005391285
として表すことができる。 The wave number k [1 / m] in equation (3) is expressed as follows when the speed of light in vacuum is c [m / s] (c = 3 × 10 8 ) and the frequency is f [Hz].
Figure 0005391285
Since the intensity boundary point can be expressed as
Figure 0005391285
Can be expressed as

この(5)式からも分かるように、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間を広くする場合には周波数が密接に関係しており、低い周波数であるほど、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間が大きくなる。(即ち、図1に示した強度境界点までの距離は、周波数が低いほど長くなる(つまり右に移ることになる)。これに対して高い周波数であるほど、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間が狭くなる(即ち、図1に示した強度境界点までの距離は、周波数が高いほど短くなる(つまり左に移ることになる))。   As can be seen from this equation (5), the frequency is closely related when the space of the quasi-electrostatic field, which has a higher strength than the radiated electric field and the induced electromagnetic field, is closely related. The more the space of the quasi-electrostatic field that is in a stronger state than the radiated electric field and the induction electromagnetic field becomes larger. (That is, the distance to the intensity boundary point shown in FIG. 1 becomes longer as the frequency becomes lower (that is, moves to the right). On the other hand, the higher the frequency, the more the ratio to the radiated electric field and the induced electromagnetic field. As a result, the space of the quasi-electrostatic field in a state where the intensity is high becomes narrow (that is, the distance to the intensity boundary point shown in FIG. 1 becomes shorter as the frequency becomes higher (that is, moves to the left)).

例えば1[MHz]を選定した場合、上述の(5)式によれば、図1において対数尺度で示した距離を真数尺度に置き換えて示す図2からも明らかなように、電界発生源から2[m]地点までの空間における準静電界の強度は、誘導電磁界に比しておよそ13[dB]大きくなる。従ってこの空間内では、誘導電磁界及び放射電界の影響を実質上受けることなく準静電界が検出できるようになる。   For example, when 1 [MHz] is selected, according to the above equation (5), as is apparent from FIG. 2 in which the distance shown in the logarithmic scale in FIG. The strength of the quasi-electrostatic field in the space up to the point of 2 [m] is about 13 [dB] larger than the induction electromagnetic field. Therefore, in this space, the quasi-electrostatic field can be detected without being substantially affected by the induction electromagnetic field and the radiation electric field.

(1−2)準静電界を用いた距離判定手法
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。
(1-2) Distance Determination Method Using Quasi-Electrostatic Field Using the properties of the quasi-electrostatic field as described above, for example, as shown in FIG. 3, the range from the electric field source to 0.01 [m] ( In other words, the distance from the electric field generation source) is associated with the frequency of 1 [MHz] as the reference frequency, and the range widened every 0.01 [m] is associated with the lower frequency, respectively. A quasi-electrostatic field corresponding to the combined result of each frequency is generated from the transmitter TX. The relationship between the frequency and the distance is stored in advance in the receiver RX as a table (hereinafter referred to as a frequency distance table).

この図3において、送信機TXからd[m]の地点に存在する受信機RXは、0.01〜(d−0.01)[m]までの各周波数f〜f(i−1)[MHz]に応じて振動する準静電界を受信できるが、これに対してd[m]以降の各周波数f[MHz] 〜fに対応する準静電界については受信できないこととなる。従ってこの場合、受信機RXは、受信結果に対して例えばFFT(Fast Fourier Transform)等の周波数分析処理を施して受信周波数を検出すれば、当該検出した受信周波数と周波数距離テーブルとを用いて、送信機TXからから自身までの距離(d[m])を決定することができる。 In FIG. 3, the receiver RX existing at a point d [m] from the transmitter TX has frequencies f 1 to f (i−1) from 0.01 to (d−0.01) [m]. A quasi-electrostatic field that oscillates according to [MHz] can be received, but quasi-electrostatic fields corresponding to the frequencies f i [MHz] to f n after d [m] cannot be received. Therefore, in this case, if the receiver RX detects a reception frequency by performing a frequency analysis process such as FFT (Fast Fourier Transform) on the reception result, it uses the detected reception frequency and the frequency distance table. The distance (d [m]) from the transmitter TX to itself can be determined.

このようにして本発明は距離を決定する際の指標として、電界発生源からの到達距離にそれぞれ対応付けられた複数の周波数の合成結果に応じて振動する準静電界(以下、これを準静電界距離スケールと呼ぶ)を発生し、当該準静電界距離スケールの受信結果(受信周波数)から距離を決定する。   As described above, the present invention uses a quasi-electrostatic field (hereinafter referred to as a quasi-static electric field) that vibrates in accordance with a composite result of a plurality of frequencies respectively associated with the reach distance from the electric field generation source as an index when determining the distance. The distance is determined from the reception result (reception frequency) of the quasi-electrostatic field distance scale.

しかしこの場合、高い周波数であるほど準静電界が優位となる空間が狭くなる(即ち、図2について上述した強度境界点が左上に移ることになる)ため、高い周波数に対応する範囲の末端付近では、基準周波数に対応する範囲(距離)における準静電界と誘導電磁界との強度差(13[dB])に比して小さくなってしまうことから、準静電界距離スケールの強度が不安定となり、ひいては距離の決定指標となる準静電界距離スケールの信頼性が損なわれてしまう。   However, in this case, the higher the frequency, the narrower the space in which the quasi-electrostatic field is dominant (that is, the intensity boundary point described above with reference to FIG. 2 moves to the upper left), so that the vicinity of the end of the range corresponding to the high frequency In this case, the intensity of the quasi-electrostatic field distance scale is unstable because it is smaller than the intensity difference (13 [dB]) between the quasi-electrostatic field and the induction electromagnetic field in the range (distance) corresponding to the reference frequency. As a result, the reliability of the quasi-electrostatic field distance scale serving as a distance determination index is impaired.

この場合に、1[MHz]の周波数に対応する範囲(電界発生源から0.01[m])での強度に、1[MHz]以上の各周波数にそれぞれ対応する強度境界点の強度が一致するように出力を調整すれば、準静電界距離スケールの強度が安定となるため、距離の決定指標となる準静電界距離スケールの信頼性が確保されることとなる。   In this case, the intensity in the range corresponding to the frequency of 1 [MHz] (0.01 [m] from the electric field generation source) matches the intensity of the intensity boundary point corresponding to each frequency of 1 [MHz] or higher. If the output is adjusted so that the strength of the quasi-electrostatic field distance scale becomes stable, the reliability of the quasi-electrostatic field distance scale as a distance determination index is ensured.

また、先に述べたとおり準静電界の強度の変化は距離の3乗に反比例するが、図2に示したグラフからも明らかに分かる。この場合、最も強度変化の小さい各距離(図4では送信機TXから1[m]の距離(最外周)と、図示していないが送信機TXから0.99[m]の距離である)に対応する各周波数(図4では周波数fと、図示していないが周波数f(n−1)である)の準静電界を受信機TXが識別できるようにすれば、距離の決定指標となる準静電界距離スケールの信頼性がより確保されることとなる。 Further, as described above, the change in the intensity of the quasi-electrostatic field is inversely proportional to the cube of the distance, but can be clearly seen from the graph shown in FIG. In this case, each distance having the smallest intensity change (in FIG. 4, a distance of 1 [m] from the transmitter TX (outermost circumference) and a distance of 0.99 [m] from the transmitter TX although not shown) If the receiver TX can identify the quasi-electrostatic field corresponding to each frequency (frequency f n in FIG. 4 and frequency f (n−1) not shown ) in FIG. Thus, the reliability of the quasi-electrostatic field distance scale is further ensured.

ここで、かかる準静電界距離スケールを発生するための条件を決定するための手法について説明する。   Here, a method for determining a condition for generating such a quasi-electrostatic field distance scale will be described.

(1−3)準静電界距離スケールの発生条件
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

Figure 0005391285
として表すことができる。 (1-3) Conditions for generating a quasi-electrostatic field distance scale That is, when a sine wave signal is output to an electrode as an electric field generation source and a quasi-electrostatic field that vibrates according to the frequency of the sine wave signal is generated from the electrode, When the coefficient for adjusting the output (hereinafter referred to as the output adjustment coefficient) is A (r) , the quasi-electrostatic field strength E (r) at the distance r [m] from the electrode is given by
Figure 0005391285
Can be expressed as

この(6)式の距離rを、強度境界点に関する上述の(5)式に従って変形すると、次式

Figure 0005391285
として表すことができる。 When the distance r in the equation (6) is transformed in accordance with the above equation (5) relating to the intensity boundary point,
Figure 0005391285
Can be expressed as

そして、上述したように、1[MHz]の周波数に対応する距離(電極(電界発生源)0.01[m])での強度に、1[MHz]以上の各周波数f(r)にそれぞれ対応する強度境界点の強度が一致するように、当該周波数f(r)を決めれば良いことから、次式

Figure 0005391285
が成り立ち、この(8)式を整理すると、次式
Figure 0005391285
となる。 As described above, the intensity at a distance (electrode (electric field generation source) 0.01 [m]) corresponding to a frequency of 1 [MHz] is obtained for each frequency f (r) of 1 [MHz] or more. Since the frequency f (r) may be determined so that the intensity of the corresponding intensity boundary point matches,
Figure 0005391285
When this equation (8) is rearranged,
Figure 0005391285
It becomes.

この(9)式を用いて、距離rに対応する周波数f(r)の正弦波で変化する信号を出力する際の出力係数A(r)を決定することができる。例えば、電極(電界発生源)から0.01[m]ごとの各距離rにそれぞれ対応する各周波数f(r)については、次式

Figure 0005391285
と表すことができ、この(10)式の出力係数A(r)を、上述の(9)式に従って変形すると、次式
Figure 0005391285
となり、この(11)式を整理した次式
Figure 0005391285
を用いて決定することができる。 Using this equation (9), it is possible to determine the output coefficient A (r) when outputting a signal that changes with a sine wave of the frequency f (r) corresponding to the distance r. For example, for each frequency f (r) corresponding to each distance r from the electrode (electric field generation source) every 0.01 [m],
Figure 0005391285
When the output coefficient A (r) of the equation (10) is transformed according to the above equation (9), the following equation is obtained:
Figure 0005391285
Then, the following formula which rearranged this formula (11)
Figure 0005391285
Can be determined.

さらに、最も強度変化の小さい各距離にそれぞれ対応する各周波数の周波数差については、上述したように送信機TXから0.99[m]の距離及び1[m]の距離にそれぞれ対応する各周波数差であるから、次式

Figure 0005391285
のように、各距離(0.99[m]と1[m])をそれぞれ(12)式に代入した結果得られる値を差し引くことによって、当該周波数差の限界値を決定することができる。 Further, regarding the frequency difference of each frequency corresponding to each distance having the smallest intensity change, as described above, each frequency corresponding to a distance of 0.99 [m] and a distance of 1 [m] from the transmitter TX, respectively. Since the difference is
Figure 0005391285
As described above, the limit value of the frequency difference can be determined by subtracting the value obtained as a result of substituting each distance (0.99 [m] and 1 [m]) into the equation (12).

このようして決定された上述の各条件に基づいて発生される準静電界距離スケールをグラフ化すると図4に示すような結果となる。但し、図4では、見易くするため、0.01[m]ごとの距離すべてではなく所定の距離(0.01[m],0.2[m],0.4[m],0.6[m],0.8[m],1[m])に対応する準静電界のみを示し、また図4(A)では縦軸(電界強度)を、図4(B)では縦軸(電界強度)及び横軸(距離)を対数尺度により示している。この図4からも明らかなように、準静電界の電界強度を所定の基準である例えば強度境界点に一定となる準静電界距離スケールを発生すれば、周波数によって到達距離を正確に制御することができるようになる。   When the quasi-electrostatic field distance scale generated based on each of the above conditions determined in this way is graphed, the result shown in FIG. 4 is obtained. However, in FIG. 4, in order to make it easy to see, a predetermined distance (0.01 [m], 0.2 [m], 0.4 [m], 0.6 [m], 0.8 [m]) is used instead of all the distances every 0.01 [m]. , 1 [m]) only the quasi-electrostatic field is shown, and in FIG. 4A, the vertical axis (electric field strength) is shown, and in FIG. 4B, the vertical axis (electric field strength) and the horizontal axis (distance) are shown. Shown on a log scale. As is clear from FIG. 4, if a quasi-electrostatic field distance scale in which the electric field strength of the quasi-electrostatic field is a predetermined reference, for example, constant at an intensity boundary point, is generated, the reach can be accurately controlled by frequency Will be able to.

なお、電界発生電極から0.01[m]間隔ごとの各距離に対応付けられた各周波数の準静電界距離スケールを発生する場合(図3及び図4)について上述したが、どの程度の間隔ごとに準静電界を発生するか否かについては、実際には受信機RX(図3)における性能(受信感度)等を考慮して選定される。この場合、かかる選定結果に基づいて(9)式、(12)式及び(13)式を導いたうえで、信頼性の有する準静電界距離スケールの発生条件として出力調整係数、周波数及び最も強度変化の小さい各距離にそれぞれ対応する各周波数の周波数差がそれぞれ決定される。   In addition, although the case where the quasi-electrostatic field distance scale of each frequency corresponding to each distance for each 0.01 [m] interval is generated from the electric field generating electrode (FIGS. 3 and 4) has been described above, Whether or not to generate a quasi-electrostatic field every time is selected in consideration of performance (reception sensitivity) in the receiver RX (FIG. 3) and the like. In this case, based on the selection result, Equations (9), (12), and (13) are derived, and the output adjustment coefficient, frequency, and maximum intensity are the conditions for generating a reliable quasi-electrostatic field distance scale. The frequency difference of each frequency corresponding to each distance having a small change is determined.

以上までの事項をまとめると、本発明は、発生側では、準静電界が距離に対して極めて高い分解能を有することを利用して、複数の周波数にそれぞれ対応する各距離において放射電界及び誘導電磁界に比して大きい強度が得られる準静電界距離スケールを発生し、受信側では、当該準静電界距離スケールの検出結果(検出周波数)と周波数距離テーブルとに基づいて当該発生源からの距離を決定する。そして本発明は、かかる距離判定手法を用いてモーションキャプチャを行うようにする。この場合、動作対象の動きを検出するための資料(準静電界)空間を作る直接的な設備が過大とはならないため、簡易に動きを検出することができることとなる。   To summarize the above items, the present invention uses the fact that the quasi-electrostatic field has a very high resolution with respect to the distance on the generation side, and the radiated electric field and the induction electromagnetic wave at each distance corresponding to a plurality of frequencies. A quasi-electrostatic field distance scale is obtained that provides a greater intensity than the field, and the receiving side is based on the detection result (detection frequency) of the quasi-electrostatic field distance scale and the frequency distance table. To decide. In the present invention, motion capture is performed using such a distance determination method. In this case, since a direct facility for creating a material (quasi-electrostatic field) space for detecting the motion of the operation target does not become excessive, the motion can be easily detected.

(2)本実施の形態
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。
(2) This Embodiment Hereinafter, the first embodiment and the second embodiment will be described as one embodiment of the present invention.

(2−1)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の全体構成
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。
(2-1) Overall Configuration of Motion Capture System According to First Embodiment FIG. 5 shows a motion capture system 1 according to the first embodiment, and shows a quasi-electrostatic field generator 2 and a plurality of distance determination devices 3. (3A to 3G) and the motion detection device 4, and conforms to, for example, the IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11b method between each of the distance determination devices 3A to 3G and the motion detection device 4 Information is transmitted / received to / from each other by wireless LAN communication.

準静電界発生装置2は、例えば動作対象としての人体の周囲に設けられており、当該準静電界発生装置2には電界発生源としての電極2A〜2Cが互いに異なる所定位置に配置されている。   The quasi-electrostatic field generating device 2 is provided, for example, around a human body as an operation target, and the quasi-electrostatic field generating device 2 has electrodes 2A to 2C as electric field generating sources arranged at different predetermined positions. .

そして準静電界発生装置2は、上述の準静電界距離スケール生成手法によって決定された各条件に基づいて、複数の周波数にそれぞれ対応する各距離において放射電界及び誘導電磁界よりも優位な強度が得られるように、同等の準静電界距離スケール(即ち図4で示したような準静電界距離スケール)SKa、SKb、SKcを対応する電界発生電極2A、2B、2Cから単位時間ごとに順次発生するようになされている。   The quasi-electrostatic field generating device 2 has a strength superior to the radiated electric field and the induced electromagnetic field at each distance corresponding to each of a plurality of frequencies based on the conditions determined by the above-described quasi-electrostatic field distance scale generation method. As shown, the equivalent quasi-electrostatic field distance scale (ie, the quasi-electrostatic field distance scale as shown in FIG. 4) SKa, SKb, SKc is sequentially generated from the corresponding electric field generating electrodes 2A, 2B, 2C every unit time. It is made to do.

各距離判定装置3A〜3Gは、人体における関節等の所定位置に設けられており、各距離判定装置3A〜3Gの内部メモリには、準静電界発生装置2から発生される準静電界距離スケールSKに対応する周波数距離テーブルが記憶保持されている。因みに、この周波数距離テーブルは、上述したように、複数の周波数にそれぞれ対応する各距離において所定の強度が得られる準静電界(即ち準静電界距離スケールSK)における周波数と距離との関係を表したものである。   Each of the distance determination devices 3A to 3G is provided at a predetermined position such as a joint in the human body, and a quasi-electrostatic field distance scale generated from the quasi-electrostatic field generator 2 is stored in an internal memory of each of the distance determination devices 3A to 3G. A frequency distance table corresponding to SK is stored and held. Incidentally, as described above, this frequency distance table represents the relationship between the frequency and distance in a quasi-electrostatic field (ie, quasi-electrostatic field distance scale SK) at which a predetermined intensity is obtained at each distance corresponding to a plurality of frequencies. It is a thing.

そして各距離判定装置3A〜3Gは、準静電界発生装置2から順次発生される準静電界距離スケールSKa、SKb、SKcを1単位として処理するようになされており、当該準静電界距離スケールSKa、SKb、SKcの受信結果からその電界強度及び受信周波数を検出し、当該検出した受信周波数から、静電界発生装置2との間の距離を周波数距離テーブルを参照して判定する。   Each of the distance determination devices 3A to 3G processes the quasi-electrostatic field distance scales SKa, SKb, SKc sequentially generated from the quasi-electrostatic field generator 2 as one unit, and the quasi-electrostatic field distance scale SKa. The electric field strength and the reception frequency are detected from the reception results of SKb and SKc, and the distance from the electrostatic field generator 2 is determined from the detected reception frequency with reference to the frequency distance table.

この後、各距離判定装置3A〜3Gは、かかる検出結果(電界強度)及び判定結果(距離)を、動作状態の検出指標の情報(以下、これを状態検出指標情報と呼ぶ)DSa、DSb、DScとして生成し、当該状態検出指標情報DSを動き検出装置4に送信するようになされている。   Thereafter, each of the distance determination devices 3A to 3G uses the detection result (electric field strength) and the determination result (distance) as information on the detection index of the operating state (hereinafter referred to as state detection index information) DSa, DSb, It is generated as DSc, and the state detection index information DS is transmitted to the motion detection device 4.

動き検出装置4は、各距離判定装置3A〜3Gから送信される状態検出指標情報DSごとに処理するようになされている。   The motion detection device 4 is configured to process each state detection index information DS transmitted from each of the distance determination devices 3A to 3G.

この場合、動き検出装置4は、所定位置において人体が基準姿勢の状態のとき、その人体に設けられた各距離判定装置3A〜3Gから送信される状態検出指標情報DS(DSa、DSb、DSc)の電界強度及び距離に基づいて距離判定装置3A〜3Gそれぞれの位置及び角度を算出し、当該位置及び角度の組み合わせを基準姿勢状態情報(初期設定値)として内部メモリに記憶保持する初期処理を実行する。   In this case, when the human body is in a reference posture at a predetermined position, the motion detection device 4 is state detection index information DS (DSa, DSb, DSc) transmitted from each of the distance determination devices 3A to 3G provided on the human body. Based on the electric field strength and distance, the position and angle of each of the distance determination devices 3A to 3G are calculated, and an initial process for storing and holding the combination of the position and angle in the internal memory as reference posture state information (initial setting value) is executed. To do.

この状態において動き検出装置4は、各距離判定装置3A〜3Gから送信される状態検出指標情報DS(DSa、DSb、DSc)の電界強度及び距離に基づいて初期処理の場合と同様にして算出した位置及び角度について、基準姿勢状態情報の対応する位置及び角度との変化量(即ち動作量)を算出する。   In this state, the motion detection device 4 is calculated in the same manner as in the initial processing based on the electric field strength and distance of the state detection index information DS (DSa, DSb, DSc) transmitted from each of the distance determination devices 3A to 3G. For the position and angle, the amount of change (that is, the amount of movement) with the corresponding position and angle of the reference posture state information is calculated.

そして動き検出装置4は、この変化量と基準姿勢状態情報とに基づいて所定の画像処理を実行して、基準姿勢から所定動作後の動作姿勢の状態を画像情報(以下、これを動作状態画像情報と呼ぶ)として生成し、これを例えば外部の表示部(図示せず)に出力表示する。   Then, the motion detection device 4 executes predetermined image processing based on the change amount and the reference posture state information, and displays the state of the motion posture after the predetermined motion from the reference posture as image information (hereinafter referred to as the motion state image). Information) and output and display it on, for example, an external display unit (not shown).

このようにしてモーションキャプチャシステム1は、所定空間内での動作対象たる人体の動きを検出し、この検出結果を例えば視覚的情報として提供することができるようになされている。   In this way, the motion capture system 1 can detect the movement of a human body as an operation target in a predetermined space, and can provide the detection result as, for example, visual information.

なお、このモーションキャプチャシステム1では、各距離判定装置3A〜3Gごとに固有の識別IDを割り当て、当該識別IDに基づいて距離判定装置3A〜3Gに起因する各種情報に対する処理を実行するようになされている。   In the motion capture system 1, a unique identification ID is assigned to each of the distance determination devices 3A to 3G, and processing for various information resulting from the distance determination devices 3A to 3G is executed based on the identification ID. ing.

また、このモーションキャプチャシステム1では、準静電界発生装置2から発生する準静電界(準静電界距離スケールSK)については、通常の無線LANで用いられる周波数帯域よりも十分に低い周波数を用いるとともに、放射電界及び誘導電磁界よりも優位な強度が得られるようにしているため、当該無線LANとの混信を確実に回避することができるようになされている。   In the motion capture system 1, the quasi-electrostatic field (quasi-electrostatic field distance scale SK) generated from the quasi-electrostatic field generator 2 uses a frequency that is sufficiently lower than the frequency band used in a normal wireless LAN. Since the strength superior to that of the radiated electric field and the induction electromagnetic field is obtained, interference with the wireless LAN can be surely avoided.

(2−2)準静電界発生装置の構成
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。
(2-2) Configuration of quasi-electrostatic field generator As shown in FIG. 6, the quasi-electrostatic field generator 2 includes a signal generation source 21 that generates a plurality of sinusoidal signals having different low frequencies. The sine wave signals given from the signal generation source 21 are synthesized via the synthesis unit 22.

そして準静電界発生装置2は、かかる合成部22での合成結果に対してID(IDentifier)変調部23で所定の変調処理を施し、当該変調結果を準静電界距離スケール発生用の信号(以下、これを距離判定用信号と呼ぶ)DWとして出力調整部24を介して電界発生電極2A、2B又は2Cに出力する。   Then, the quasi-electrostatic field generating device 2 performs a predetermined modulation process on the combined result in the combining unit 22 in an ID (IDentifier) modulating unit 23, and the modulation result is used as a signal for generating a quasi-electrostatic field distance scale (hereinafter referred to as a quasi-electrostatic field distance scale). This is referred to as a distance determination signal) and is output as DW to the electric field generating electrode 2A, 2B, or 2C via the output adjustment unit 24.

ここで、信号生成源21における各正弦波信号の周波数は、予め上述の(12)式及び(13)式に従って算出された値にそれぞれ設定されている。また出力調整部24においては、予め上述の(9)式に従って算出された出力係数が設定されており、ID変調部23から与えられる距離判定用信号DWの各正弦波周波数に対応する出力係数で出力調整するようになされている。   Here, the frequency of each sine wave signal in the signal generation source 21 is set to a value calculated in advance according to the above-described equations (12) and (13). Further, in the output adjustment unit 24, output coefficients calculated in accordance with the above-described equation (9) are set in advance, and output coefficients corresponding to the sine wave frequencies of the distance determination signal DW given from the ID modulation unit 23 are used. The output is adjusted.

従って、準静電界発生装置2は、図3及び図4について上述したように、距離判定用信号DWの各正弦波周波数に応じて振動する準静電界を、距離の決定指標となる信頼性の高い準静電界スケールSK(図5)として電界発生電極2A、2B又は2Cから発生することができるようになされている。   Therefore, as described above with reference to FIGS. 3 and 4, the quasi-electrostatic field generator 2 uses the quasi-electrostatic field that vibrates according to each sine wave frequency of the distance determination signal DW as a reliability determination index. A high quasi-electrostatic field scale SK (FIG. 5) can be generated from the electric field generating electrode 2A, 2B or 2C.

かかる構成に加えて、準静電界発生装置2の出力制御部25は、出力調整部24から出力される距離判定用信号DWの出力先を単位時間ごとに順次切替制御するとともに、当該出力先の電界発生電極2A、2B又は2Cに対応付けられた固有のID(以下、これを発生場所識別IDと呼ぶ)を用いて変調処理を行うようにID変調部23を制御する。   In addition to such a configuration, the output control unit 25 of the quasi-electrostatic field generating device 2 sequentially switches and controls the output destination of the distance determination signal DW output from the output adjustment unit 24 for each unit time. The ID modulation unit 23 is controlled to perform modulation processing using a unique ID (hereinafter referred to as a generation location identification ID) associated with the electric field generating electrode 2A, 2B, or 2C.

従って、準静電界発生装置2は、例えば図7に示すように、発生場所識別IDによって識別された距離判定用信号DWa、距離判定用信号DWb、距離判定用信号DWcを、対応する電界発生電極2A、2B、2C(図5)から、単位時間ごとに時分割的に静電界スケールSKa、SKb、SKc(図5)として発生することができるようになされている。   Accordingly, the quasi-electrostatic field generating device 2 uses, for example, as shown in FIG. 7, the distance determination signal DWa, the distance determination signal DWb, and the distance determination signal DWc identified by the generation location identification ID as the corresponding electric field generation electrodes. 2A, 2B, and 2C (FIG. 5) can be generated as electrostatic field scales SKa, SKb, and SKc (FIG. 5) in a time-sharing manner for each unit time.

この場合、準静電界発生装置2は、準静電界距離スケールSKa、SKb、SKcを受信する各距離判定装置3A〜3Gに対して、いずれの電界発生電極2A、2B、2Cから発生されたものであるかを認識させ、当該距離判定装置3で誤った距離が判定されるといった事態等を未然に防止することができるようになされている。   In this case, the quasi-electrostatic field generation device 2 is generated from any of the electric field generation electrodes 2A, 2B, 2C with respect to the distance determination devices 3A to 3G that receive the quasi-electrostatic field distance scales SKa, SKb, SKc. It is possible to prevent a situation in which an erroneous distance is determined by the distance determination device 3 and the like.

このようにして準静電界発生装置2は、各電界発生電極2A〜2Cから準静電界距離スケールSKa〜SKcを発生することができるようになされている。   In this way, the quasi-electrostatic field generator 2 can generate the quasi-electrostatic field distance scales SKa to SKc from the electric field generating electrodes 2A to 2C.

(2−3)距離判定装置の構成
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。
(2-3) Configuration of Distance Determination Device Since each of the distance determination devices 3A to 3G has the same configuration, only the configuration of the distance determination device 3A provided on the head of the human body will be described here.

図8に示すように、距離判定装置3Aは、互いに直交するx軸方向の受信電極30A及び30B、y軸方向の受信電極30C及び30D、z軸方向の受信電極30E及び30Fからなるプローブ部30(図9)を有し、当該プローブ部30には、これら3軸の成分別の電界強度を計測する電位計測部31(図8)が接続される。   As shown in FIG. 8, the distance determination device 3A includes a probe unit 30 including x-axis direction receiving electrodes 30A and 30B, y-axis direction receiving electrodes 30C and 30D, and z-axis direction receiving electrodes 30E and 30F. The probe unit 30 is connected to a potential measuring unit 31 (FIG. 8) that measures the electric field strength for each of these three-axis components.

電位計測部31は、3軸の受信電極間A−B、C−D、E−Fにおける電位差VA−B、VC−D、VE−Fを対応する電位計31A、31B、31Cにより計測し、この計測結果を信号(以下、これを電位差信号と呼ぶ)S31a、S31b、S31cとしてA/D変換部32及び復調部33に送出する。 The potential measuring unit 31 uses the corresponding electrometers 31A, 31B, and 31C to measure the potential differences V A-B , V C-D , and V E-F between the three-axis receiving electrodes A-B, C-D, and E-F. The measurement result is sent to the A / D converter 32 and the demodulator 33 as signals (hereinafter referred to as potential difference signals) S31a, S31b, and S31c.

A/D変換部32は、電位差信号S31A、S31B、S31Cを対応するADC(Analog Digital Converter)32A、32B、32Cを介して電位差データD32A、D32B、D32Cとして生成し、当該電位差データD32a、D32b、D32cを距離変換部34に送出する。   The A / D converter 32 generates the potential difference signals S31A, S31B, S31C as potential difference data D32A, D32B, D32C via corresponding ADCs (Analog Digital Converters) 32A, 32B, 32C, and the potential difference data D32a, D32b, D32c is sent to the distance converter 34.

一方、復調部33は、電位差信号S31A、S31B、S31Cに対して所定の復調処理を施すことにより準静電界距離スケールSKa、SKb、SKcに重畳された発生場所識別IDD33(図7)を抽出し、これを距離変換部34に送出する。   On the other hand, the demodulator 33 performs a predetermined demodulation process on the potential difference signals S31A, S31B, and S31C to extract the occurrence location identification IDD33 (FIG. 7) superimposed on the quasi-electrostatic field distance scales SKa, SKb, and SKc. This is sent to the distance converter 34.

この発生場所識別IDD33は、準静電界発生装置2から単位時間ごとに順次発生される準静電界距離スケールSKa、SKb、SKcから抽出されたものであるため、A/D変換部32から与えられる電位差データD32がいずれの電界発生電極2A、2B、2C(図5)から発生された準静電界距離スケールSKa、SKb、SKcに基づく計測結果であるかを表す情報となる。   The generation location identification IDD 33 is extracted from the quasi-electrostatic field distance scales SKa, SKb, and SKc that are sequentially generated from the quasi-electrostatic field generator 2 every unit time, and is thus given from the A / D conversion unit 32. The potential difference data D32 is information indicating which electric field generating electrode 2A, 2B, 2C (FIG. 5) is a measurement result based on the quasi-electrostatic field distance scales SKa, SKb, SKc.

距離変換部34は、かかる発生場所識別IDD33に基づいて、電界発生電極2A、2B、2Cから順次発生される準静電界距離スケールSK、SKb、SKcを1単位として、図9に示す処理手順に従って距離判定処理を実行する。   The distance conversion unit 34 sets the quasi-electrostatic field distance scales SK, SKb, SKc sequentially generated from the electric field generating electrodes 2A, 2B, 2C as one unit based on the generation location identification IDD33 according to the processing procedure shown in FIG. A distance determination process is executed.

すなわち距離変換部34は、ADC32A、32B、32Cから与えられる電位差データD32a、D32b、D32cの電位差VA−B、VC−D、VE−Fと、予め設定された3軸の受信電極間A−B、C−D、E−Fの距離dとを用いて、次式

Figure 0005391285
に従ってx軸成分の電界強度Ex、y軸成分の電界強度Ey、z軸成分の電界強度Ezを算出し(図10:ステップSP1)、これら算出結果を用いて、次式
Figure 0005391285
に従って合成するようにして、このとき位置するプローブ部30(図9)での電界強度Eを算出する(図10:ステップSP2)。 In other words, the distance conversion unit 34 is provided between the potential differences V A−B , V C−D , and V E−F of the potential difference data D32a, D32b, and D32c given from the ADCs 32A, 32B, and 32C and the preset three-axis receiving electrodes. Using the distance d of AB, CD, and EF,
Figure 0005391285
Then, the electric field intensity Ex of the x-axis component, the electric field intensity Ey of the y-axis component, and the electric field intensity Ez of the z-axis component are calculated (FIG. 10: Step SP1).
Figure 0005391285
Then, the electric field strength E at the probe unit 30 (FIG. 9) located at this time is calculated (FIG. 10: step SP2).

次いで距離変換部34は、この電界強度Eに対して、FFT処理を施すことにより周波数別の電界強度を算出するようにして受信周波数を検出し(図10:ステップSP3)、当該検出した受信周波数に対応する電界発生電極2A、2B又は2Cとの間の距離を、図4について上述した場合と同様に周波数距離テーブルを参照して判定する(図10:ステップSP4)。   Next, the distance converter 34 detects the reception frequency by performing FFT processing on the electric field strength E so as to calculate the electric field strength for each frequency (FIG. 10: step SP3), and the detected reception frequency. The distance between the electric field generating electrode 2A, 2B or 2C corresponding to is determined with reference to the frequency distance table in the same manner as described above with reference to FIG. 4 (FIG. 10: step SP4).

そして距離変換部34は、この判定結果(距離)と、x軸の電界強度Ex、y軸の電界強度Ey及びz軸の電界強度Ezとを、このとき復調部33から与えられる発生場所識別IDD33が第1の発生場所識別ID(図7)であった場合には状態検出指標情報DSaとして生成する(図10:ステップSP5)。   Then, the distance conversion unit 34 uses the determination result (distance), the x-axis electric field strength Ex, the y-axis electric field strength Ey, and the z-axis electric field strength Ez, and the generation location identification IDD33 given from the demodulation unit 33 at this time. Is generated as the state detection index information DSa (FIG. 10: step SP5).

なお、距離変換部34は、かかる発生場所識別IDが第2の発生場所識別ID(図7)であった場合には状態検出指標情報DSbとして、また発生場所識別IDが第3の発生場所識別ID(図7)であった場合には状態検出指標情報DScとして生成するようになされている。   It should be noted that the distance converting unit 34 uses the occurrence location identification ID as the second occurrence location identification ID (FIG. 7), as the state detection index information DSb, and the occurrence location identification ID as the third occurrence location identification. If it is an ID (FIG. 7), it is generated as state detection index information DSc.

ここで、人体の比誘電率は空気の比誘電率に比して格段に大きいため、図11に示すシミュレーション結果からも明らかなように、人体の所定部位の距離判定装置3A、3B、……又は3G(図11(A)中の黒丸)における電界強度(|E|=1.224e+001[V/m])は、当該人体の存在によりひずみが生じてしまうため、その分だけ、人体が存在しない場合における同一位置(図11(B)中の黒丸)での電界強度(|E|=2.479e+001[V/m])に比して小さくなる。このことは、距離変換部34において周波数距離テーブルに基づいて判定された距離が実際の距離よりも大きくなってしまうことを意味する。   Here, since the relative permittivity of the human body is much larger than the relative permittivity of air, as is clear from the simulation results shown in FIG. 11, distance determination devices 3A, 3B,... Or, the electric field strength (| E | = 1.224e + 001 [V / m]) in 3G (black circle in FIG. 11A) is distorted by the presence of the human body. It becomes smaller than the electric field strength (| E | = 2.479e + 001 [V / m]) at the same position (black circle in FIG. 11B) when it does not exist. This means that the distance determined based on the frequency distance table in the distance conversion unit 34 becomes larger than the actual distance.

この場合、図12に示すように、距離変換部34が準静電界距離スケールSKa、SKb、SKcの受信結果から決定した距離r、r、rは、そのうち1つだけが実際の距離R、R、Rに比して大きくなることはありえず、それぞれ同程度の誤差が生じることとなる。 In this case, as shown in FIG. 12, the distance conversion unit 34 is quasi-electrostatic field distance scale SKa, SKb, distance r a determined from the reception result of SKc, r b, r c is, of which only one actual distance It cannot be larger than R a , R b , and R c, and the same level of error occurs.

そこで距離変換部34は、かかる誤差の平均値を予め設定しておき、静電界距離スケールSKa、SKb、SKcの受信結果から距離r、r、rを決定した段階で、当該平均値をeとすると、次式

Figure 0005391285
に従って距離R、R、Rに補正する。これにより距離変換部34は、動作状態(位置及び角度)の検出指標として信頼性の高い状態検出指標情報DSa、DSb、DScを生成することができるようになされている。この後、距離変換部34は、かかる状態検出指標情報DSa、DSb、DScを無線LAN通信部35を介して動き検出装置4に送信する。 Therefore distance conversion unit 34 may be set to the average value of such errors in advance, electrostatic field distance scale SKa, SKb, distance from the reception result of SKc r a, r b, at the stage of determining the r c, the average value Where e is
Figure 0005391285
The distances R a , R b , and R c are corrected according to the following. As a result, the distance conversion unit 34 can generate highly reliable state detection index information DSa, DSb, and DSc as detection indexes of the operation state (position and angle). Thereafter, the distance conversion unit 34 transmits the state detection index information DSa, DSb, DSc to the motion detection device 4 via the wireless LAN communication unit 35.

このようにして距離判定装置3A(3B〜3G)は、準静電界発生装置2から発生される準静電界距離スケールSKa、SKb、SKcの受信結果に基づいて、電界強度及び距離を状態検出指標情報DSa、DSb、DScとして動き検出装置4に送信することができるようになされている。   In this manner, the distance determination device 3A (3B to 3G) determines the electric field strength and distance based on the reception results of the quasi-electrostatic field distance scales SKa, SKb, and SKc generated from the quasi-electrostatic field generator 2 as state detection indicators. Information DSa, DSb, DSc can be transmitted to the motion detector 4.

(2−4)動き検出装置の構成
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。
(2-4) Configuration of Motion Detection Device The motion detection device 4 performs processing for each of the distance determination devices 3A to 3G. Since the processing is the same, only the processing content of the distance determination device 3A is described here. This will be specifically described.

図13に示すように、動き検出装置4は、距離判定装置3Aから送信される状態検出指標情報DS(DSa、DSb、DSc)を無線LAN通信部41を介して受信し、これを位置算出部42及び角度算出部43に送出する。   As illustrated in FIG. 13, the motion detection device 4 receives the state detection index information DS (DSa, DSb, DSc) transmitted from the distance determination device 3A via the wireless LAN communication unit 41, and receives the position detection index information DS (DSa, DSb, DSc). 42 and the angle calculation unit 43.

位置算出部42は、この状態検出指標情報DS(DSa、DSb、DSc)に基づいて、図14に示すように、電界発生用電極2A、2B、2Cを中心とした各半径R、R、Rの球の球面の交点、すなわち距離検出装置3Aにおけるプローブ部30の中心CNT(図9)を算出する。 Based on the state detection index information DS (DSa, DSb, DSc), the position calculation unit 42, as shown in FIG. 14, uses the radii R a , R b centered on the electric field generating electrodes 2A, 2B, 2C. calculates the intersection of the spherical surface of the sphere of R c, that is, the center CNT of the probe portion 30 at a distance detecting device 3A (Figure 9).

具体的には、予め設定された電界発生用電極2A、2B、2Cの座標を(x,y,z)、(x,y,z)、(x,y,z)とし、プローブ部30の中心CNT(図9)の座標を(x,y,z)とすると、状態検出指標情報DSa、DSb、DScの距離は半径R、R、R(図14)であることから、次式

Figure 0005391285
に従って、プローブ部30における中心CNTの位置(x,y,z)を算出することができる。なお、この(17)式に従って算出される値は2つ存在するが、このうち一方の値については、当該位置(x,y,z)とは明らかに異なるため、位置算出部42では、なんら問題なく、他方の値を中心CNTの位置(x,y,z)として採用することができる。 Specifically, the coordinates of the electric field generating electrodes 2A, 2B, and 2C that are set in advance are expressed as (x A , y A , z A ), (x B , y B , z B ), (x C , y C , z C ), and the coordinates of the center CNT (FIG. 9) of the probe unit 30 are (x, y, z), the distances of the state detection index information DSa, DSb, DSc are radii R a , R b , R c ( (Fig. 14)
Figure 0005391285
Accordingly, the position (x, y, z) of the center CNT in the probe unit 30 can be calculated. Note that there are two values calculated according to the equation (17), but one of these values is clearly different from the position (x, y, z). The other value can be adopted as the position (x, y, z) of the center CNT without any problem.

そして位置算出部42は、かかる(17)式に従って算出した位置(x,y,z)を位置データD43として動作状態算出部44に送出する。   Then, the position calculation unit 42 sends the position (x, y, z) calculated according to the equation (17) to the operation state calculation unit 44 as position data D43.

角度算出部43は、無線LAN通信部41から与えられる状態検出指標情報DSa、DSb、DScの電界強度Ex、Ey、Ezの各値の相違から、プローブ部30(図9)における角度を算出し、これを角度データD43として動作状態算出部44に送出する。   The angle calculation unit 43 calculates the angle in the probe unit 30 (FIG. 9) from the difference in each value of the electric field strengths Ex, Ey, Ez of the state detection index information DSa, DSb, DSc given from the wireless LAN communication unit 41. This is sent to the operation state calculation unit 44 as angle data D43.

具体的には、図9に示した電極の向きを基準として、プローブ部30での水平角をαとし、仰角をβとすると、かかる電界強度Ex、Ey、Ezは、次式

Figure 0005391285
の関係式として表すことができ、当該関係式を水平角α、仰角βについて解くと、次式
Figure 0005391285
として表すことができる。 Specifically, with the electrode orientation shown in FIG. 9 as a reference and the horizontal angle at the probe unit 30 as α and the elevation angle as β, the electric field strengths Ex, Ey, Ez are expressed by the following equations:
Figure 0005391285
When the relational expression is solved for the horizontal angle α and the elevation angle β, the following expression is obtained:
Figure 0005391285
Can be expressed as

従って、角度算出部43は、かかる(19)式により、状態検出指標情報DSa、DSb、DScの電界強度Ex、Ey、Ezの各値の相違から、プローブ部30(図9)における角度(水平角α、仰角β)を算出することができるようになされている。   Therefore, the angle calculation unit 43 calculates the angle (horizontal) in the probe unit 30 (FIG. 9) from the difference in each value of the electric field strengths Ex, Ey, Ez of the state detection index information DSa, DSb, DSc by the equation (19). The angle α and the elevation angle β) can be calculated.

動作状態算出部44は、位置算出部42から与えられる位置データD43の位置(x,y,z)について、初期処理により内部メモリに予め記憶保持しておいた基準姿勢状態情報(距離判定装置3A〜3Gそれぞれの位置及び角度の組み合わせ)のうち対応する位置との変化量(即ち動作量)を算出する。   The motion state calculation unit 44 stores the reference posture state information (distance determination device 3A) previously stored in the internal memory by the initial processing for the position (x, y, z) of the position data D43 given from the position calculation unit 42. The amount of change (that is, the amount of movement) with the corresponding position among the combinations of the position and angle of each of 3G is calculated.

そして動作状態算出部44は、角度算出部43から与えられる角度データD43の角度(水平角α、仰角β)についても、基準姿勢状態情報のうち対応する角度との変化量(即ち動作量)を算出する。   Then, the motion state calculation unit 44 also calculates the amount of change (that is, the motion amount) from the corresponding angle in the reference posture state information for the angles (horizontal angle α and elevation angle β) of the angle data D43 given from the angle calculation unit 43. calculate.

同様に動作状態算出部44は、距離判定装置3Aとほぼ同時期に各距離判定装置3B〜3Gからそれぞれ送信される状態検出指標情報DSa、DSb、DScに基づいて算出した距離判定装置3B〜3Gごとの位置及び角度についても、基準姿勢状態情報のうち対応する位置及び角度との変化量(即ち動作量)を算出する。   Similarly, the operation state calculation unit 44 calculates the distance determination devices 3B to 3G calculated based on the state detection index information DSa, DSb, and DSc transmitted from the distance determination devices 3B to 3G at substantially the same time as the distance determination device 3A. For each position and angle, the amount of change (that is, the amount of movement) from the corresponding position and angle in the reference posture state information is calculated.

この後、動作状態算出部44は、これら距離判定装置3A〜3Gそれぞれの位置及び角度の変化量(即ち動作量)に基づいて所定の画像処理を実行し、基準姿勢から所定動作後の動作姿勢の状態を動作状態画像情報を生成し、これを例えば外部の表示部(図示せず)に出力表示するようになされている。   Thereafter, the motion state calculation unit 44 performs predetermined image processing based on the change amounts (that is, motion amounts) of the respective positions and angles of the distance determination devices 3A to 3G, and the motion posture after the predetermined motion from the reference posture. In this state, operation state image information is generated, and this is output and displayed, for example, on an external display unit (not shown).

かかる構成に加えてこの動作状態算出部44は、基準姿勢状態情報に対する変化量(動作量)を算出する前に、距離判定装置3A〜3Gそれぞれの位置データD43に基づいて、当該距離検出装置3A〜3G相互間の直線距離を算出し、これら直線距離を、基準姿勢状態情報における距離判定装置3A〜3Gそれぞれの位置(初期設定値)に基づいて予め算出された対応する距離検出装置3A〜3G相互間の直線距離(以下、これを基準距離と呼ぶ)と比較し、その比較結果が所定の上限閾値から下限閾値の範囲内であるか否かを決定するようになされている。   In addition to this configuration, the motion state calculation unit 44 calculates the amount of change (motion amount) with respect to the reference posture state information based on the position data D43 of each of the distance determination devices 3A to 3G. The linear distances between 3G and 3G are calculated, and the linear distances corresponding to the distance detection apparatuses 3A to 3G calculated in advance based on the positions (initial setting values) of the distance determination apparatuses 3A to 3G in the reference posture state information are calculated. It is compared with a linear distance between them (hereinafter referred to as a reference distance), and it is determined whether or not the comparison result is within a range from a predetermined upper limit threshold to a lower limit threshold.

この直線距離及び基準距離は、所定位置に設けられた距離判定装置3A〜3G相互間の距離であるため、人体そのものは伸縮自在ではないことから本来一致する値となる。従って、直線距離と基準距離との比較結果(差異)が上限閾値から下限閾値の範囲内でなかった場合には、所定部位に設けられた距離判定装置3A〜3G相互間の距離が伸縮していることとなり、何らかの原因によりこのとき距離判定装置3について算出した位置が誤算出されていることを意味する。   Since the straight line distance and the reference distance are distances between the distance determination devices 3A to 3G provided at predetermined positions, the human body itself is not stretchable, and thus has a value that basically matches. Therefore, when the comparison result (difference) between the straight line distance and the reference distance is not within the range from the upper limit threshold value to the lower limit threshold value, the distance between the distance determination devices 3A to 3G provided in the predetermined part expands and contracts. This means that the position calculated for the distance determination device 3 at this time is erroneously calculated for some reason.

従って動作状態算出部44は、比較結果が所定の上限閾値から下限閾値の範囲内でなかった場合には、当該範囲内でなかった直線距離に対応する距離判定装置3の位置を、当該範囲内となるように補正した後、動作状態画像情報を生成するようになされている。これにより動作状態算出部44は、動作状態画像情報の出力表示結果を視覚的に違和感のない状態で提供することができるようになされている。   Therefore, when the comparison result is not within the range from the predetermined upper limit threshold to the lower limit threshold, the operation state calculation unit 44 sets the position of the distance determination device 3 corresponding to the straight line distance that is not within the range within the range. After the correction is performed, the operation state image information is generated. As a result, the operation state calculation unit 44 can provide the output display result of the operation state image information in a visually uncomfortable state.

ここで、かかる動き検出装置4の動作状態検出処理は、図15に示す動作状態検出処理手順に従って実行される。   Here, the operation state detection process of the motion detection device 4 is executed according to the operation state detection process procedure shown in FIG.

すなわち動き検出装置4は、この動き検出処理手順RT2(図15(A))の開始ステップSP10から入り、次のサブルーチンSRTのステップSP21(図15(B))において各距離検出装置3A〜3Gからそれぞれ送信される状態検出指標情報DSa、DSb、DScを受信することにより取得し、ステップSP22において当該状態検出指標情報DSa、DSb、DScの距離に基づいて距離検出装置3A〜3Gごとにプローブ部30の中心CNT(図9)位置を算出し、ステップSP23において当該状態検出指標情報DSa、DSb、DScの3軸分の電界強度に基づいて距離検出装置3A〜3Gごとに角度を算出する。   That is, the motion detection device 4 enters from the start step SP10 of this motion detection processing procedure RT2 (FIG. 15A), and from each distance detection device 3A to 3G in step SP21 (FIG. 15B) of the next subroutine SRT. Obtained by receiving the state detection index information DSa, DSb, DSc to be transmitted, respectively, and in step SP22, the probe unit 30 for each of the distance detection devices 3A-3G based on the distances of the state detection index information DSa, DSb, DSc. Center CNT (FIG. 9) position is calculated, and in step SP23, an angle is calculated for each of the distance detection devices 3A to 3G based on the electric field strengths of the three axes of the state detection index information DSa, DSb, DSc.

そして動き検出装置4は、ステップSP24において、ステップSP22及びステップSP23でそれぞれ算出した位置及び角度の組み合わせを基準姿勢状態情報(初期設定値)として保持し、ステップSP25において各距離検出装置3A〜3G相互間の直線距離を基準距離として保持する。   Then, in step SP24, the motion detection device 4 holds the position and angle combinations calculated in step SP22 and step SP23, respectively, as reference posture state information (initial setting values). In step SP25, each of the distance detection devices 3A to 3G The distance between the straight lines is held as a reference distance.

この後、動き検出装置4は、メインルーチンである動き検出処理手順RT2のステップSP11(図15(A))に移って通常の処理を実行するようになされており、このステップSP11から続くステップSP12及びステップSP13を経て、上述のステップSP21〜SP23と同様にして距離検出装置3A〜3Gごとに位置及び角度を算出する。   Thereafter, the motion detection device 4 shifts to step SP11 (FIG. 15A) of the motion detection processing procedure RT2, which is the main routine, to execute normal processing, and step SP12 following this step SP11. Through step SP13, the position and angle are calculated for each of the distance detection devices 3A to 3G in the same manner as in steps SP21 to SP23 described above.

そして動き検出装置4は、ステップSP14において、このとき算出した距離検出装置3A〜3Gごとの位置を必要に応じて補正し、ステップSP15において、距離検出装置3A〜3Gの位置及び角度それぞれについて、サブルーチンSRTで内部メモリに記憶保持した基準姿勢状態情報の対応する位置及び角度との変化量(即ち動作量)を算出することにより、各距離検出装置3A〜3Gが配置された人体の動作状態を動作状態画像情報として生成し、これを外部の表示部(図示せず)に出力表示した後にステップSP11に戻って上述の処理を繰り返すようになされている。   Then, in step SP14, the motion detection device 4 corrects the position for each of the distance detection devices 3A to 3G calculated at this time as necessary, and in step SP15, the subroutine is performed for each of the positions and angles of the distance detection devices 3A to 3G. By calculating the amount of change (that is, the amount of movement) of the corresponding position and angle of the reference posture state information stored and held in the internal memory by the SRT, the movement state of the human body in which each of the distance detection devices 3A to 3G is arranged is operated. It is generated as state image information, output and displayed on an external display unit (not shown), and then returns to step SP11 to repeat the above processing.

このようにして動き検出装置4は、距離判定装置3A(3B〜3G)から送信される状態検出指標情報DSa、DSb、DScに基づいて、当該距離判定装置3A(3B〜3G)が配置された部位の位置及び角度から動きを検出することができるようになされている。   In this way, in the motion detection device 4, the distance determination device 3A (3B to 3G) is arranged based on the state detection index information DSa, DSb, and DSc transmitted from the distance determination device 3A (3B to 3G). The movement can be detected from the position and angle of the part.

この場合、動き検出装置4は、位置のみならず角度をも考慮して動きを検出していることにより、例えば人体がその頭部位置を変えることなく回っていた場合であっても、当該頭部に配置された距離検出装置3の状態検出指標情報DSに基づいて検出することができ、また例えば所定の関節位置が変わることなく、その関節の曲がっていた(又は伸ばされた)場合であっても、当該関節に配置された距離検出装置3の状態検出指標情報DSに基づいて検出することができるようになされている。   In this case, the motion detection device 4 detects the motion in consideration of not only the position but also the angle. For example, even if the human body is turning without changing the head position, This can be detected based on the state detection index information DS of the distance detection device 3 arranged in the section. For example, the predetermined joint position is not changed and the joint is bent (or stretched). However, detection can be made based on the state detection index information DS of the distance detection device 3 arranged at the joint.

(2−5)第1の実施の形態の動作及び効果
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。
(2-5) Operation and Effect of First Embodiment In the above configuration, the motion capture system 1 uses the quasi-electrostatic field distance scales SKa, SKb, and SKc distinguished by the occurrence location identification ID that is an identification index. It is generated sequentially from the three electrodes 2A, 2B, 2C of the quasi-electrostatic field generator 2 every unit time.

この状態においてモーションキャプチャシステム1は、動作対象(人体)に設けられた距離判定装置3A〜3Gごとに、準静電界距離スケールSKa、SKb、SKcの受信周波数に基づいて電極2A、2B、2Cまでの距離をそれぞれ判定し、当該判定した各距離を状態検出指標情報DSa、DSb、DScとして動き検出装置4に通知する。   In this state, the motion capture system 1 uses the quasi-electrostatic field distance scales SKa, SKb, SKc based on the reception frequencies of the quasi-electrostatic field distance scales SKa, SKb, SKc to the electrodes 2A, 2B, 2C. Are determined, and the determined distances are notified to the motion detection device 4 as state detection index information DSa, DSb, DSc.

そしてモーションキャプチャシステム1は、距離判定装置3A〜3Gごとに、当該距離判定装置3により通知される状態検出指標情報DSa、DSb、DScの各距離に基づいて位置を算出し、当該算出した位置と予め保持された基準位置との変化量を動作対象の動き量として検出する。   Then, the motion capture system 1 calculates the position for each of the distance determination devices 3A to 3G based on the distances of the state detection index information DSa, DSb, DSc notified by the distance determination device 3, and the calculated position and The amount of change from the reference position held in advance is detected as the amount of movement of the operation target.

従って、このモーションキャプチャシステム1では、準静電界を用いているため、動作対象の動きを検出する際に従来の光学式のようにビデオカメラを要することなく、また従来の磁気式のように動く範囲に応じて巨大な磁場発生コイルや動作空間を囲む巨大な励磁コイルを要することもなく、さらに従来の機械式のように動作対象を拘束することもなく動きを検出することができる。これに加えて、このモーションキャプチャシステム1では、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いて動きを検出しているため、当該距離判定装置3A〜3Gにより距離を高精度に判定することができ、ひいては動作対象の動き量を高精度に検出することができる。   Therefore, since this motion capture system 1 uses a quasi-electrostatic field, it does not require a video camera as in the conventional optical system when detecting the motion of the operation target, and moves as in the conventional magnetic system. The movement can be detected without requiring a huge magnetic field generating coil or a huge exciting coil surrounding the operation space according to the range, and without restricting the operation target as in the conventional mechanical type. In addition, in this motion capture system 1, since the motion is detected using a quasi-electrostatic field having a high resolution with respect to the distance, the distance is determined with high accuracy by the distance determination devices 3A to 3G. As a result, the amount of movement of the operation target can be detected with high accuracy.

またこのモーションキャプチャシステム1では、準静電界発生装置2を照明などに組み込むことができるため(後述する)、準静電界発生装置2を設けることに起因して利用空間が制約されることもなく、設備の物理的な大型化をも回避することができる。   Moreover, in this motion capture system 1, since the quasi-electrostatic field generator 2 can be incorporated in illumination or the like (described later), the use space is not restricted due to the provision of the quasi-electrostatic field generator 2. Also, physical enlargement of the equipment can be avoided.

以上の構成によれば、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し、動作対象において受信された当該準静電界の受信周波数に基づく距離からその距離判定装置の位置を算出し、当該算出した位置と予め保持された基準位置との変化量を動作対象の動き量として検出するようにしたことにより、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いている分、従来方式に比して過大な設備を要することなく精度よく動きを検出することができ、かくして動作対象の動きを簡易に検出することができる。   According to the above configuration, a quasi-electrostatic field composed of a plurality of frequencies distinguished by the identification index is generated from at least two or more electric field generation sources, and the distance from the distance based on the reception frequency of the quasi-electrostatic field received in the operation target is calculated. By calculating the position of the distance determination device and detecting the amount of change between the calculated position and a pre-stored reference position as the amount of movement of the operation target, a quasi-electrostatic field having high resolution with respect to the distance As a result, the movement can be accurately detected without requiring an excessive amount of equipment as compared with the conventional method, and the movement of the operation target can be easily detected.

(2−6)他の実施の形態
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。
(2-6) Other Embodiments In the first embodiment described above, quasi-electrostatic field generation that generates quasi-electrostatic fields composed of a plurality of frequencies distinguished by identification indices from at least two or more electric field generation sources. As a device (quasi-electrostatic field generating means), a quasi-electrostatic field distance scale is sequentially applied to a plurality of receiving objects (distance determination devices 3A to 3G) provided as operating objects from three electrodes 2A, 2B, and 2C. Although the present invention is not limited to this, the present invention is not limited to this, and sequentially from each of two electric field generation sources having different positions to a plurality of reception targets (distance determination devices 3A to 3G) every unit time. A quasi-electrostatic field distance scale may be generated. In this case, the motion of the operation target can be detected two-dimensionally in the same manner as in the first embodiment described above.

またこの場合、互いに位置の異なる2つの電界発生源を設けなくとも、例えば、1つの電界発生源を移動自在に設け、単位時間ごとに互いに異なる所定の発生位置に順次移動して発生するようにしても良い。   Further, in this case, for example, one electric field generation source is provided so as to be movable without being provided with two electric field generation sources having different positions from each other, and is generated by sequentially moving to different predetermined generation positions every unit time. May be.

またこの場合、少なくとも互いに位置の異なる2つの電界発生源から準静電界距離スケールを発生していれば、単位時間ごとに順次発生せずに同時期に常時発生するようにしても良く、また複数の受信対象(距離判定装置3A〜3G)に対して発生せずに1つの受信対象に対して発生するようにしても良い。このようにしても上述の第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   In this case, as long as the quasi-electrostatic field distance scale is generated from at least two electric field generation sources having different positions, they may be generated at the same time instead of being sequentially generated every unit time. May be generated for a single reception target without being generated for the reception target (distance determination devices 3A to 3G). Even if it does in this way, the effect similar to the above-mentioned 1st Embodiment can be acquired.

さらにこの場合、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、当該複数周波数にそれぞれ対応する各距離において所定の強度が得られるように準静電界距離スケールとして発生するようにしたが、当該準静電界距離スケールの発生条件に従って準静電界を発生する必要はなく、他の手法による条件に従って準静電界を発生しても良く、あるいは、単に、互いに異なる複数の周波数からなる準静電界を発生するようにしても良い。このようにしても上述の第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   Furthermore, in this case, the quasi-electrostatic field composed of a plurality of frequencies distinguished by the identification index is generated as a quasi-electrostatic field distance scale so that a predetermined intensity is obtained at each distance corresponding to each of the plurality of frequencies. It is not necessary to generate a quasi-electrostatic field according to the generation conditions of the quasi-electrostatic field distance scale, and a quasi-electrostatic field may be generated according to conditions by other methods, or simply a quasi-electrostatic field composed of a plurality of different frequencies. May be generated. Even if it does in this way, the effect similar to the above-mentioned 1st Embodiment can be acquired.

また上述の第1の実施の形態においては、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を受信する受信手段として、3軸方向における成分別電界強度を取得し、当該取得した成分別電界強度から受信周波数を検出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、例えば単に1つの平板電極から得られる電界強度から受信周波数を検出するようにしても良い。この場合、モーションキャプチャシステム1では、角度を検出できないものの、位置については上述の第1の実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment described above, the electric field for each component in the three-axis direction is used as a receiving means for receiving a quasi-electrostatic field composed of a plurality of frequencies distinguished by an identification index, which is generated from at least two generation positions. The case where the intensity is acquired and the reception frequency is detected from the acquired electric field intensity for each component has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the reception frequency is simply calculated from the electric field intensity obtained from one flat plate electrode. You may make it detect. In this case, although the motion capture system 1 cannot detect the angle, the position can obtain substantially the same effect as in the first embodiment described above.

またこの場合、受信手段の受信手法として、図9に示したプローブ部30、電位計測部31及びA/D変換部32を順次介して得られる3軸方向の各電位差に基づいて、距離判定部34が3軸方向における成分別電界強度を算出し、プローブ部30(図9)での電界強度を算出し、当該電界強度からFFT処理により受信周波数を検出するようにしたが、この他種々の手法により受信周波数を検出するようにしても良い。   Further, in this case, as a receiving method of the receiving means, based on each potential difference in the triaxial direction obtained through the probe unit 30, the potential measuring unit 31 and the A / D conversion unit 32 shown in FIG. 34 calculates the electric field strength by component in the triaxial direction, calculates the electric field strength at the probe unit 30 (FIG. 9), and detects the reception frequency from the electric field strength by FFT processing. The reception frequency may be detected by a technique.

さらに上述の第1の実施の形態においては準静電界の受信周波数に基づいて各発生位置までの距離をそれぞれ判定する判定手段として、周波数距離テーブルを参照して判定するようにしたが、本発明はこれに限らず、この他種々の手法により判定することができる。   Furthermore, in the first embodiment described above, the determination means for determining the distance to each generation position based on the reception frequency of the quasi-electrostatic field is determined with reference to the frequency distance table. This is not limited to this, and can be determined by various other methods.

またこの場合、準静電界の受信周波数に基づいて各発生位置までの距離をそれぞれ判定した際に、当該判定した各距離について、動作対象に起因して生じる成分別の電界強度の歪みに相当する距離分を補正する手法として、予め設定された当該歪み分の固定の平均値を差し引くことにより補正するようにしたが、本発明はこれに限らず、動作対象の種類、体重や体脂肪率等の項目別に対応する平均値を選択的に設定して差し引くことにより補正するようにしても良く、あるいは平均値に代わるこの他種々の値を歪み分を補正する補正値として予め設定するようにしても良い。   In this case, when the distance to each generation position is determined based on the reception frequency of the quasi-electrostatic field, the determined distance corresponds to the distortion of the electric field strength for each component caused by the operation target. As a method for correcting the distance, correction was made by subtracting a preset fixed average value for the distortion, but the present invention is not limited to this, and the type of the operation target, the weight, the body fat percentage, etc. The average value corresponding to each item may be selectively set and subtracted for correction, or various other values instead of the average value may be preset as correction values for correcting distortion. Also good.

さらに上述の第1の実施の形態においては、判定結果である各距離を自身の位置指標として通知する通知手段として、無線LAN通信により通知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、当該無線LAN通信に代えて、この他の通信手法により通知するようにしても良い。   Furthermore, in the above-described first embodiment, the case where notification is made by wireless LAN communication as a notification means for notifying each distance as a determination result as its own position index has been described. Not limited to the wireless LAN communication, notification may be made by another communication method.

(3)第2の実施の形態
(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。
(3) Second Embodiment (3-1) Simulation In the second embodiment, a quasi-electrostatic field is generated from an inverter type illumination device such as a fluorescent lamp, and a human body existing in the quasi-electrostatic field is detected. A variation (potential change) in the quasi-electrostatic field corresponding to the pointing to the device (hereinafter referred to as a pointing operation) is detected, and the illumination state of the fluorescent lamp is controlled based on the result. .

まず、かかる準静電界の変動についてのシミュレーション結果を図16〜図18に示す。図16(A)は、シミュレーションの各種条件を示したものであり、当該条件として(I)天井CE及び床FLがグランドであって当該床FLからの高さ2[m]の部屋RMであり、(II)床FLからの高さ1.8[m]の位置に準静電界を発生する発生手段SOを配置し、(III)当該発生手段SOの近く(床FLからの高さ1.75[m]の位置)に準静電界の変動(電位変化)を検出する検出手段DTを配置しているものと仮定している。   First, the simulation result about the fluctuation | variation of this quasi-electrostatic field is shown in FIGS. FIG. 16A shows various conditions of the simulation. As the conditions, (I) a room RM having a height of 2 [m] from the floor FL, where the ceiling CE and the floor FL are the ground. (II) A generating means SO for generating a quasi-electrostatic field is disposed at a height of 1.8 [m] from the floor FL, and (III) near the generating means SO (height from the floor FL is 1.. It is assumed that a detecting means DT for detecting a quasi-electrostatic field variation (potential change) is disposed at a position of 75 [m].

そしてかかる条件下において、発生手段の下に人体HBが存在しない場合(図16(B))と、存在する場合(図17及び図18)とにおける部屋RM内の電位パターンをシミュレーションしたものである。但し、この場合の人体HBは身長が1.6[m]であり、比誘電率が50の直方体として扱っており、また床材の厚さ及び靴底の厚さ分を考慮して、人体HBは床FLから0.05[m]浮いている状態として扱っている。   Under such conditions, the potential pattern in the room RM is simulated when the human body HB does not exist under the generating means (FIG. 16B) and when it exists (FIGS. 17 and 18). . However, in this case, the human body HB has a height of 1.6 [m] and is handled as a rectangular parallelepiped having a relative dielectric constant of 50. In consideration of the thickness of the flooring and the thickness of the shoe sole, HB is treated as being in a state of 0.05 [m] floating from the floor FL.

かかるシミュレーション結果は、人体HBが存在しない場合(図16(B))には、検出手段DTでの検出結果が約41[V]であり、人体HBが発生手段SOの真下に存在する場合(図17(A))には、検出手段DTでの検出結果が約33[V]であった。   The simulation result shows that when the human body HB does not exist (FIG. 16B), the detection result of the detection means DT is about 41 [V], and the human body HB exists directly under the generation means SO ( In FIG. 17 (A)), the detection result by the detection means DT was about 33 [V].

また人体HBが発生手段SOの真下ではなく横(左側)にずれた位置に存在する場合(図17(B))には、当該人体HBに対して近いほう(左側)の検出手段DTが約31[V]であり、当該人体HBに対して遠いほう(右側)の検出手段DTが約37[V]であった。さらに発生手段SOの真下に存在する人体HBが指差動作(図中、人体HBにおいて細い部分に相当する)をした場合(図18)には、検出手段DTが約36[V]であった。   In addition, when the human body HB is present at a position shifted laterally (left side) rather than directly below the generating means SO (FIG. 17B), the detection means DT closer to the human body HB (left side) is approximately It was 31 [V], and the detection means DT farther to the human body HB (right side) was about 37 [V]. Further, when the human body HB existing directly below the generating means SO performs a pointing operation (corresponding to a thin portion in the human body HB in the figure) (FIG. 18), the detecting means DT is about 36 [V]. .

一方、図示はしていないが、発生手段SOの真下で座っていた人体HBが立ち上がった場合、発生手段SOの真下で座っていた人体HBが指差動作した場合については双方ともに検出手段DTの電位が同等であった。   On the other hand, although not shown in the figure, when the human body HB sitting right under the generating means SO stands up, and when the human body HB sitting under the generating means SO performs a pointing operation, both of the detection means DT The potential was equivalent.

かかるシミュレーション結果によれば、人体が発生手段SOの下に立っている状態から指差動作をした場合における検出手段DTでの電位変化の検出結果から人体HBの遠近や指差動作の有無を検出することができるのが分かる。ただし、人体HBの遠近や指差動作の有無を検出するには、発生手段SO及び検出手段DTの配置位置や環境あるいは人体HBの身長などの各種条件(以下、これを検出条件と呼ぶ)に応じて変わるため、当該検出条件に応じた閾値を設定する必要がある。   According to such a simulation result, the distance of the human body HB and the presence / absence of a finger pointing motion are detected from the detection result of the potential change at the detecting means DT when the human body performs a finger pointing motion while standing under the generating means SO. I know you can. However, in order to detect the distance of the human body HB and the presence or absence of a finger pointing action, various conditions such as the arrangement position and environment of the generating means SO and the detecting means DT or the height of the human body HB (hereinafter referred to as detection conditions) are used. Therefore, it is necessary to set a threshold value corresponding to the detection condition.

(3−2)第2の実施の形態によるモーションキャプチャ照明装置の全体構成
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。
(3-2) Overall Configuration of Motion Capture Illumination Device According to Second Embodiment FIG. 19 shows an inverter illumination device for motion capture according to the second embodiment (hereinafter referred to as a motion capture illumination device). 51 is shown.

このモーションキャプチャ照明装置51は、照明灯52から照明傘53を介して所定の範囲(以下、これを照光範囲と呼ぶ)内を照光するとともに、当該照光範囲に準静電界を発生する。そしてモーションキャプチャ照明装置51は、受信電極54及び55を介して得られる電位変化から、照明傘53の近傍に設けられた照明範囲内に入ってきた人体及び当該人体の指差動作を検出し、この検出結果に基づいて照光状態を制御する。   The motion capture illumination device 51 illuminates a predetermined range (hereinafter referred to as an illumination range) from the illumination lamp 52 via the illumination umbrella 53 and generates a quasi-electrostatic field in the illumination range. Then, the motion capture lighting device 51 detects the human body that has entered the illumination range provided in the vicinity of the lighting umbrella 53 and the pointing action of the human body from the potential change obtained through the receiving electrodes 54 and 55, The illumination state is controlled based on the detection result.

従って、このモーションキャプチャ照明装置51は、物理的なスイッチを要することなく指差動作により照光状態をオン又はオフすることができるため、その分だけユーザの煩雑さを簡易化することができるようになされている。   Therefore, since the motion capture lighting device 51 can turn on or off the illumination state by a pointing operation without requiring a physical switch, the complexity of the user can be simplified accordingly. Has been made.

(3−3)モーションキャプチャ照明装置の構成
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。
(3-3) Configuration of Motion Capture Illumination Device As shown in FIG. 20, the motion capture illumination device 51 includes an illumination unit 61 that lights the illumination lamp 52 (FIG. 19), and a modulation that superimposes a signal for generating a quasi-electrostatic field. The circuit 62 includes a control unit 63 that controls the entire motion capture lighting device 51 and a reception unit 64.

この照明部61のドライブ回路61Aは、調光回路61Cから与えられる電圧調整信号S61に応じて交流電圧の電圧レベルを可変し、当該電圧レベルを可変した交流電圧を変調回路62を介して圧電トランス61Bに送出する。   The drive circuit 61A of the illuminating unit 61 varies the voltage level of the AC voltage in accordance with the voltage adjustment signal S61 given from the dimming circuit 61C, and converts the AC voltage having the variable voltage level into a piezoelectric transformer via the modulation circuit 62. Send to 61B.

圧電トランス61Bは、ドライブ回路61Aから与えられる交流電圧を昇圧し、当該昇圧した交流電圧を駆動用高電圧として印加対象の電極(以下、これを印加電極と呼ぶ)CRaに印加する。   The piezoelectric transformer 61B boosts the AC voltage supplied from the drive circuit 61A, and applies the boosted AC voltage to the application target electrode (hereinafter referred to as an application electrode) CRa as a driving high voltage.

冷陰極線管CRは、駆動用高電圧に基づいてアースに接続されたアース電極CRbとの間で発光し、照明灯52(図19)を照光する。この結果、この照明灯52(図19)から照明傘53(図19)を介して照光範囲内が照光されることとなる。   The cold cathode ray tube CR emits light between the cold electrode tube CR and the ground electrode CRb connected to the ground based on the driving high voltage, and illuminates the illumination lamp 52 (FIG. 19). As a result, the illumination range is illuminated from the illumination lamp 52 (FIG. 19) via the illumination umbrella 53 (FIG. 19).

調光回路61Cは、冷陰極線管CRの印加電極CRaに印加される電圧レベルに応じて電圧調整信号S61を生成し、これをドライブ回路61Aにフィードバックして、冷陰極線管CRの印加電極CRaに一定の交流電圧が印加されるように調整する。   The dimming circuit 61C generates a voltage adjustment signal S61 according to the voltage level applied to the application electrode CRa of the cold cathode ray tube CR, and feeds it back to the drive circuit 61A to apply to the application electrode CRa of the cold cathode ray tube CR. Adjust so that a constant AC voltage is applied.

このように照明部61は、冷陰極管CRに所定電圧を与えるようにして照明灯52(図19)から照明傘53(図19)を介して照光範囲内を照光するようになされている。   Thus, the illumination unit 61 illuminates the illumination range from the illumination lamp 52 (FIG. 19) via the illumination umbrella 53 (FIG. 19) so as to give a predetermined voltage to the cold cathode tube CR.

ここで、変調回路62は、所定の周波数からなる準静電界発生用信号S62に対して、ドライブ回路61Aから与えられる交流電圧に重畳する変調処理を施すようになされている。   Here, the modulation circuit 62 performs a modulation process on the quasi-electrostatic field generating signal S62 having a predetermined frequency so as to be superimposed on the AC voltage supplied from the drive circuit 61A.

この場合、準静電界発生用信号S62が重畳された交流電圧(以下、これを信号重畳電圧と呼ぶ)は、圧電トランス61Bを介して昇圧され、冷陰極線管CRの印加電極CRaに印加される。この結果、照光範囲内を照光と同時に、当該準静電界発生用信号S62の周波数に応じて振動する準静電界が、印加電極CRaを中心として周囲等方に発生することとなる。   In this case, an alternating voltage (hereinafter referred to as a signal superimposed voltage) on which the quasi-electrostatic field generation signal S62 is superimposed is boosted via the piezoelectric transformer 61B and applied to the application electrode CRa of the cold cathode ray tube CR. . As a result, a quasi-electrostatic field that vibrates in accordance with the frequency of the quasi-electrostatic field generating signal S62 is generated around the application electrode CRa at the same time as illumination within the illumination range.

このようにモーションキャプチャ照明装置51においては、冷陰極線管CRの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、簡易な構成で準静電界を発生することができるようになされている。これに加えて、照明灯52(図19)の点灯用である冷陰極線管CRの印加電極CRaをも準静電界の発生用としても共用することにより、より簡易な構成で準静電界を発生することができるようになされている。   As described above, in the motion capture lighting device 51, the driving high voltage for light emission of the cold cathode ray tube CR is shared for generating the quasi-electrostatic field so that the quasi-electrostatic field can be generated with a simple configuration. Has been made. In addition to this, the application electrode CRa of the cold cathode ray tube CR for lighting the illumination lamp 52 (FIG. 19) is also used for generating a quasi-electrostatic field, thereby generating a quasi-electrostatic field with a simpler configuration. Has been made to be able to.

またこの実施の形態の場合、モーションキャプチャ照明装置51においては、印加電極CRaから周囲等方に発生する準静電界を制限するシールドフレームとしても機能するように、照明傘53(図19)の材質等を選定している。これによりモーションキャプチャ照明装置51は、照光範囲内と同等の範囲内に準静電界を発生することができるようになされている。   Further, in the case of this embodiment, in the motion capture lighting device 51, the material of the lighting umbrella 53 (FIG. 19) so as to function also as a shield frame for limiting the quasi-electrostatic field generated from the applied electrode CRa in the isotropic direction. Etc. are selected. Thereby, the motion capture illumination device 51 can generate a quasi-electrostatic field in a range equivalent to the illumination range.

さらにこの実施の形態の場合、モーションキャプチャ照明装置51では、図3及び図4を用いて準静電界の周波数と距離との関係について上述したように、準静電界発生用信号S62の周波数として、照光範囲(冷陰極線管CRからの距離)に対応する周波数、かつ、圧電トランス61Bによって昇圧された駆動用高電圧の周波数(一般に、およそ100[kHz]である)よりも低い周波数が選定されている。   Further, in the case of this embodiment, in the motion capture lighting device 51, as described above with respect to the relationship between the frequency of the quasi-electrostatic field and the distance using FIGS. 3 and 4, as the frequency of the quasi-electrostatic field generation signal S62, A frequency corresponding to the illumination range (distance from the cold cathode ray tube CR) and a frequency lower than the frequency of the driving high voltage boosted by the piezoelectric transformer 61B (generally about 100 [kHz]) are selected. Yes.

これにより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の強度よりも優位な強度の準静電界を照光範囲内に発生することができるようになされている。   As a result, the motion capture illumination device 51 can generate a quasi-electrostatic field having a strength superior to the strength of the radiation electric field and the induction electromagnetic field in the illumination range.

一方、受信部64は、照光範囲内における準静電界の電位を、受信電極54、55に対応するアンプ64A、64B及びADC64C、64Dを順次介して電位データD64a、D64bとして制御部63に送出する。   On the other hand, the receiving unit 64 sends the quasi-electrostatic field potential within the illumination range to the control unit 63 as potential data D64a and D64b through the amplifiers 64A and 64B and ADCs 64C and 64D corresponding to the receiving electrodes 54 and 55 in sequence. .

この制御部63には、照光範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出するための閾値として、上限閾値及び下限閾値が設定されており、制御部63は、受信部64から与えられている電位データD64a、D64bにおける双方の電位が、上限閾値と下限閾値との間にある場合に、照明範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出する。   In the control unit 63, an upper limit threshold and a lower limit threshold are set as thresholds for detecting that a human body existing within the illumination range has performed a finger pointing action. When both potentials in the given potential data D64a and D64b are between the upper limit threshold and the lower limit threshold, it is detected that the human body existing within the illumination range has performed a pointing operation.

具体的に先に述べたシミュレーションを例にとれば、電位データD64a、D64bにおける双方の電位が例えば37[V]の上限閾値と35[V]の下限閾値との間にある場合、このことは、図18に示したように、照明灯52(図19)のほぼ真下に存在する人体が指差動作を行っている最中であることを意味しており、この場合に、制御部63は、照光範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出する。   Specifically, taking the simulation described above as an example, if both potentials in the potential data D64a and D64b are between, for example, an upper threshold of 37 [V] and a lower threshold of 35 [V], this means that As shown in FIG. 18, this means that the human body that is almost directly below the illuminating lamp 52 (FIG. 19) is in the middle of performing a pointing operation. In this case, the control unit 63 Then, it is detected that a human body existing within the illumination range has performed a pointing operation.

そして制御部63は、この検出時にドライブ回路61Aが動作していた場合には当該動作を停止するように制御し、これに対して当該検出時にドライブ回路61Aが動作していなかった場合には当該動作を開始するように制御する。   When the drive circuit 61A is operating at the time of detection, the control unit 63 controls to stop the operation. On the other hand, when the drive circuit 61A is not operating at the time of detection, the control unit 63 Control to start operation.

このようにしてモーションキャプチャ照明装置51は、照明範囲内に存在する人体が当該装置51を指差した場合における電位変化を検出し、この検出結果に基づいて照光状態(オンオフ)を制御することができるようになされている。   In this way, the motion capture lighting device 51 can detect a potential change when a human body existing within the illumination range points to the device 51, and control the illumination state (on / off) based on the detection result. It has been made possible.

(3−4)第2の実施の形態の動作及び効果
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。
(3-4) Operation and Effect of Second Embodiment In the above configuration, the motion capture lighting device 51 generates a quasi-electrostatic field having a strength superior to the radiated electric field and the induction electromagnetic field, and The potential detected from the two receiving electrodes 54 and 55 provided at a predetermined position in the electrostatic field is measured.

そしてモーションキャプチャ照明装置51は、これら受信電極54、55位置での電位変化として、当該双方の位置での電位変化が上限閾値と下限閾値との間にある場合に、照明範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出し、この検出結果に基づいて照光状態(オンオフ)を制御する。   The motion capture lighting device 51 detects the human body existing in the illumination range when the potential change at the positions of the receiving electrodes 54 and 55 is between the upper threshold value and the lower threshold value. Is detected to perform a finger pointing operation, and the illumination state (ON / OFF) is controlled based on the detection result.

従って、このモーションキャプチャ照明装置51では、物理的なスイッチを要することなく指差動作により照光状態をオン又はオフすることができるため、その分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。   Therefore, in this motion capture lighting device 51, the illumination state can be turned on or off by a pointing operation without requiring a physical switch, and thus the user's complexity can be simplified accordingly.

この場合、このモーションキャプチャ照明装置51では、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いている分、第1の実施の形態の場合と同様に、従来方式に比して過大な設備を要することなく精度よく動きを検出することができる。これに加えて、このモーションキャプチャ照明装置51では、冷陰極線管CRの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、上述の第1の実施の形態のように準静電界発生装置2(図5)自体の物理的な構成を回避して小型化を図るとともに利用空間の増大を図ることができる。   In this case, in this motion capture illumination device 51, since the quasi-electrostatic field having a high resolution with respect to the distance is used, as in the case of the first embodiment, an excessive amount of equipment is provided as compared with the conventional method. It is possible to detect the movement with high accuracy without necessity. In addition to this, in this motion capture illumination device 51, the driving high voltage for light emission of the cold cathode ray tube CR is shared for generating the quasi-electrostatic field, so that the quasi-static operation is performed as in the first embodiment. By avoiding the physical configuration of the electric field generator 2 (FIG. 5) itself, it is possible to reduce the size and increase the use space.

以上の構成によれば、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、当該準静電界内における受信電極54、55位置での電位変化に基づいて指差動作を検出し、当該検出結果に基づいて照光状態(オンオフ)を制御するようにしたことにより、上述の第1の実施の形態の効果に加えて、物理的なスイッチを要することなく指差動作により照光状態をオン又はオフすることができるためその分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。   According to the above configuration, a quasi-electrostatic field having a strength superior to that of the radiated electric field and the induction electromagnetic field is generated, and the pointing operation is performed based on the potential change at the receiving electrodes 54 and 55 in the quasi-electrostatic field. In addition to the effects of the first embodiment described above, it is possible to perform the pointing operation without requiring a physical switch, by controlling the illumination state (on / off) based on the detection result. Since the illumination state can be turned on or off, the complexity of the user can be simplified accordingly.

(4)第3の実施の形態
(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。
(4) Third Embodiment (4-1) Overall Configuration of Motion Capture Display Device According to Third Embodiment In FIG. 21, this motion capture display device 101 has a cold cathode ray tube (not shown) as a backlight. ), And the light emission driving voltage for the cold cathode ray tube is also used for generating a quasi-electrostatic field, and a quasi-electrostatic field is generated from the display panel PN simultaneously with the lighting of the liquid crystal display panel PN.

この状態においてモーションキャプチャ表示装置101は、液晶表示パネルPN側を前面とする筺体KTの四隅に設けられた各受信電極102〜105を介して得られる電位変化パターンから人体の腕の動作を検出し、当該検出した動作に予め対応付けられた処理として、例えば電源のオンオフや音量の増減等を実行するようになされている。   In this state, the motion capture display device 101 detects the movement of the human arm from the potential change patterns obtained via the receiving electrodes 102 to 105 provided at the four corners of the housing KT with the liquid crystal display panel PN side as the front surface. As processing associated with the detected operation in advance, for example, power on / off, volume increase / decrease, and the like are executed.

従って、このモーションキャプチャ表示装置101では、ユーザの腕の動作を、あたかもリモートコントローラからの操作入力として対応する処理を実行することができるため、当該リモートコントローラを要しない分だけユーザの煩雑さを簡易化することができるようになされている。   Therefore, in this motion capture display device 101, processing corresponding to the operation of the user's arm as an operation input from the remote controller can be executed, so that the complexity of the user can be simplified as much as the remote controller is not required. It has been made to be able to.

(4−2)モーションキャプチャ表示装置の構成
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。
(4-2) Configuration of Motion Capture Display Device As shown in FIG. 22 in which parts corresponding to those in FIG. 20 are assigned the same reference numerals, in this motion capture display device 101, the control unit 110 is a control unit of the motion capture lighting device 51. 63 (FIG. 20) is different in processing content, and the internal configuration of the reception unit 111 is increased corresponding to the number of reception electrodes compared to the reception unit 64 (FIG. 20) of the motion capture lighting device 51. Except for the point, it has the same configuration as the motion capture illumination device 51 (FIG. 20).

すなわち照明部61は、液晶表示パネルPNの背後に配置された冷陰極管CRに所定電圧を与えるようにして液晶表示パネルPNを点灯するとともに、当該表示装置101から所定距離までをユーザの動きを検出するための範囲(以下、これを動き検出範囲と呼ぶ)とする準静電界を、当該冷陰極管CRを中心として周囲等方に発生する。   That is, the illumination unit 61 turns on the liquid crystal display panel PN so as to apply a predetermined voltage to the cold cathode tube CR disposed behind the liquid crystal display panel PN, and moves the user from the display device 101 to a predetermined distance. A quasi-electrostatic field that is a range for detection (hereinafter referred to as a motion detection range) is generated around the cold cathode tube CR in the isotropic direction.

この場合、モーションキャプチャ表示装置101では、モーションキャプチャ照明装置51の場合と同様に、変調回路62を介して重畳する準静電界発生用信号S62の周波数として動き検出範囲(当該表示装置101からの距離)に対応する周波数、かつ、圧電トランス112によって昇圧された駆動用高電圧の周波数(一般に、およそ100 [kHz]である)よりも低い周波数が選定されている。   In this case, in the motion capture display device 101, as in the case of the motion capture illumination device 51, the motion detection range (distance from the display device 101) is used as the frequency of the quasi-electrostatic field generation signal S62 superimposed via the modulation circuit 62. ) And a frequency lower than the frequency of the driving high voltage boosted by the piezoelectric transformer 112 (generally about 100 [kHz]) is selected.

これによりモーションキャプチャ表示装置101は、印加電極CRaを中心とした動き検出範囲内において、放射電界及び誘導電磁界の強度よりも優位な強度の準静電界を発生することができるようになされている。   As a result, the motion capture display device 101 can generate a quasi-electrostatic field having a strength superior to that of the radiation field and the induction field within the motion detection range centered on the application electrode CRa. .

一方、各受信部111は、動き検出範囲の電位を、受信電極102、103、104、105に対応するアンプ111A、111B、111C、111D及びADC111E、111F、111G、111Hを順次介して電位データD111a、D111b、D111c、D111dとして制御部110に送出する。   On the other hand, each receiving unit 111 sequentially converts the potential of the motion detection range into potential data D111a via the amplifiers 111A, 111B, 111C, 111D and ADCs 111E, 111F, 111G, 111H corresponding to the receiving electrodes 102, 103, 104, 105. , D111b, D111c, and D111d are sent to the control unit 110.

制御部110は、各受信部111からそれぞれ与えられる電位データD111a〜D111dに基づいて、動き検出目的範囲内に存在する人体における腕の所定の動きに対応する電位変化のパターンを検出し、当該検出結果に予め対応付けられた制御対象を制御する制御処理を実行するようになされている。   Based on the potential data D111a to D111d given from each receiving unit 111, the control unit 110 detects a potential change pattern corresponding to a predetermined movement of the arm in the human body existing within the motion detection target range, and detects the detection. A control process for controlling a control object associated in advance with the result is executed.

具体的に電位変化パターンとしては、図23に示すように、腕を液晶表示パネルPNの右上に近づけたときには、当該右上の受信電極102(図21)に対応する電位データD111a(図22)の電位は最も低くなる(図23(A)における〔1〕)。そしてかかる状態時の腕を直下していった場合、当該腕が受信電極103(図21)に近くなるほど、これに応じて受信電極102に対応する電位データD111aの電位は低くなっていくとともに、当該受信電極103に対応する電位データD111b(図22)の電位は高くなっていく(図23(A)における〔2〕)。また腕を液晶表示パネルPNの右下で静止しているときには、当該右下の受信電極103に対応する電位データD111b(図22)の電位は低い状態で維持する(図23(A)における〔3〕)。   Specifically, as shown in FIG. 23, as the potential change pattern, when the arm is brought close to the upper right of the liquid crystal display panel PN, the potential data D111a (FIG. 22) corresponding to the upper right receiving electrode 102 (FIG. 21). The potential is lowest ([1] in FIG. 23A). When the arm in such a state is directly under the arm, the closer the arm is to the receiving electrode 103 (FIG. 21), the corresponding potential of the potential data D111a corresponding to the receiving electrode 102 becomes lower. The potential of the potential data D111b (FIG. 22) corresponding to the reception electrode 103 becomes higher ([2] in FIG. 23A). Further, when the arm is stationary at the lower right of the liquid crystal display panel PN, the potential of the potential data D111b (FIG. 22) corresponding to the lower right receiving electrode 103 is kept low ([ 3]).

従って、制御部110には、腕を液晶表示パネルPNの右上に近づけてから右下に直下している際の動作に対応する電位変化パターン(図23(B)におけるt1〜t2)を音量ダウンの動作検出用として設定しておくとともに、引き続き右下で腕を静止している動作に対応する時間(図23(B)におけるt2〜t3)だけ音声増幅部(図示せず)の増幅度を小さくするように設定しておくようにする。   Therefore, the control unit 110 reduces the volume of the potential change pattern (t1 to t2 in FIG. 23B) corresponding to the operation when the arm is brought close to the upper right of the liquid crystal display panel PN and then directly lower right. And the amplification level of the sound amplifying unit (not shown) for the time corresponding to the motion where the arm is still in the lower right (t2 to t3 in FIG. 23B). Try to make it smaller.

同様にして、制御部110には、図24(A)に示すように、腕を液晶表示パネルPNの右下に近づけたときから右上に直上している際の動作に対応する電位変化パターン(図24(A)におけるt1〜t2)を音量アップの動作検出用として設定しておくとともに、引き続き右上で腕を静止している動作に対応する時間(図24(A)におけるt2〜t3)だけ音声増幅部(図示せず)の増幅度を大きくするように設定しておくようにする。   Similarly, as shown in FIG. 24 (A), the control unit 110 has a potential change pattern (corresponding to an operation when the arm is moved straight up to the upper right from the lower right of the liquid crystal display panel PN ( The time t1 to t2) in FIG. 24A is set for detecting the volume up motion, and the time corresponding to the motion in which the arm is still at the upper right (t2 to t3 in FIG. 24A) is continued. It is set to increase the amplification degree of the sound amplifying unit (not shown).

また同様にして、図24(B)に示すように、腕を液晶表示パネルPNの左下に近づけて略平行に右下に移動している際の動作に対応する電位変化パターン(図24(B)におけるt1〜t2)をチャンネル(テレビ番組)変更の動作検出用として設定しておくとともに、引き続き右下で腕を静止している動作に対応する時間(図24(B)におけるt2〜t3)だけチャンネル切替部(図示せず)のチャンネルを順次変更するように設定しておくようにする。   Similarly, as shown in FIG. 24B, a potential change pattern (FIG. 24B) corresponding to the operation when the arm is moved to the lower right substantially parallel to the lower left of the liquid crystal display panel PN. ) To t1 to t2) for channel (television program) change motion detection, and the time corresponding to the motion where the arm is still in the lower right (t2 to t3 in FIG. 24B) Only the channel of the channel switching unit (not shown) is set to be changed sequentially.

また同様にして、図24(C)に示すように、腕を液晶表示パネルPNの右下から右上、左上、左下を経由して回転させる動作に対応する電位変化パターンを電源オンオフ検出用として予め設定しておき、このときドライブ回路61Aが動作していなかった場合には当該動作を開始し、これに対して動作していた場合には当該動作を停止するように設定しておくようにする。   Similarly, as shown in FIG. 24C, a potential change pattern corresponding to an operation of rotating the arm from the lower right to the upper right, upper left, and lower left of the liquid crystal display panel PN is previously detected for power on / off detection. It is set so that the operation is started when the drive circuit 61A is not operating at this time, and is stopped when the drive circuit 61A is operating. .

この場合、制御部110は、受信部111からそれぞれ与えられる電位データD111a〜D111dの電位を測定し(図25:ステップSP31)、当該測定結果が予め設定された電位変化パターン(図23及び図24)と一致するか否かを判定し(図25:ステップSP32)、当該一致する肯定結果が得られるまで電位データD111a〜D111dの電位を測定し続ける。   In this case, the control unit 110 measures the potentials of the potential data D111a to D111d given from the receiving unit 111 (FIG. 25: step SP31), and the measurement result is set to a preset potential change pattern (FIGS. 23 and 24). ) (FIG. 25: step SP32), and the potentials of the potential data D111a to D111d are continuously measured until the matching positive result is obtained.

そして制御部110は、肯定結果が得られた場合、このとき判定した電位変化パターンに対応付けられた制御処理(以下、これを対応制御処理と呼ぶ)を実行し(図25:サブルーチンSRT2)、その後再び電位データD111a〜D111dの電位の測定を開始するようになされている。   When a positive result is obtained, the control unit 110 executes a control process (hereinafter referred to as a corresponding control process) associated with the potential change pattern determined at this time (FIG. 25: subroutine SRT2). Thereafter, the measurement of the potentials of the potential data D111a to D111d is started again.

実際上、制御部110は、図23(B)に示した電位変化パターンを得た場合(腕を液晶表示パネルPNの右上に近づけてから右下に直下した場合)には、対応制御処理として音量逓減処理を実行するようになされており(図26)、当該電位変化パターンを得た時点(図23(B)では時刻t2)での電位データD111bの電位(受信電極103(図21)を介して得られる電位)が、液晶表示パネルPNの右下で腕を静止している状態にあるとみなし得る程度の電位変化範囲内であるか否かを判定し(図26:ステップSP41)、当該範囲内にない否定結果が得られるまで音声増幅部(図示せず)の増幅度を順次小さくするようになされている(図26:ステップSP42)。   In practice, when the control unit 110 obtains the potential change pattern shown in FIG. 23B (when the arm is brought close to the upper right of the liquid crystal display panel PN and then directly below the right), the corresponding control process is performed. Volume reduction processing is performed (FIG. 26), and the potential (receiving electrode 103 (FIG. 21)) of the potential data D111b at the time when the potential change pattern is obtained (time t2 in FIG. 23B). Is determined to be within a range of potential change that can be regarded as a state where the arm is stationary at the lower right of the liquid crystal display panel PN (FIG. 26: step SP41). The degree of amplification of the sound amplifying unit (not shown) is successively reduced until a negative result not within the range is obtained (FIG. 26: step SP42).

また制御部110は、図24(A)に示した電位変化パターンを得た場合(腕を液晶表示パネルPNの右下に近づけてから右上に直上した場合)には、対応制御処理として音量逓増処理を実行するようになされており(図27)、当該電位変化パターンを得た時点(図24(A)では時刻t2)での電位データD111aの電位(受信電極102(図21)を介して得られる電位)が、液晶表示パネルPNの右上で腕を静止している状態にあるとみなし得る程度の電位変化範囲内であるか否かを判定し(図27:ステップSP51)、当該範囲内にない否定結果が得られるまで音声増幅部(図示せず)の増幅度を順次大きくするようになされている(図27:ステップSP52)。   In addition, when the control unit 110 obtains the potential change pattern shown in FIG. 24A (when the arm is brought close to the lower right of the liquid crystal display panel PN and then directly moved to the upper right), the control unit 110 increases the volume as a corresponding control process. The processing is executed (FIG. 27), and the potential of the potential data D111a at the time of obtaining the potential change pattern (time t2 in FIG. 24A) (via the receiving electrode 102 (FIG. 21)). It is determined whether or not the obtained potential is within a potential change range such that the arm can be regarded as being stationary at the upper right of the liquid crystal display panel PN (FIG. 27: step SP51). Until a negative result is obtained, the amplification level of the voice amplifying unit (not shown) is sequentially increased (FIG. 27: step SP52).

また制御部110は、図24(B)に示した電位変化パターンを得た場合(腕を液晶表示パネルPNの左下に近づけて略平行に右下に移動した場合)には、対応制御処理としてチャンネル変更処理を実行するようになされており(図28)、当該電位変化パターンを得た時点(図24(B)では時刻t2)での電位データD111bの電位(受信電極103(図21)を介して得られる電位)が、液晶表示パネルPNの右下で腕を静止している状態にあるとみなし得る程度の電位変化範囲内であるか否かを判定し(図28:ステップSP61)、当該範囲内にない否定結果が得られるまでチャンネル切替部(図示せず)のチャンネルを1チャンネル分だけ順次繰り上げるようにして変更するようになされている(図28:ステップSP62)。   Further, when the potential change pattern shown in FIG. 24B is obtained (when the arm is moved close to the lower left of the liquid crystal display panel PN and moved substantially parallel to the lower right), the control unit 110 performs a corresponding control process. Channel change processing is executed (FIG. 28), and the potential (receiving electrode 103 (FIG. 21)) of the potential data D111b at the time when the potential change pattern is obtained (time t2 in FIG. 24B). Is determined to be within a range of potential change that can be regarded as a state where the arm is stationary at the lower right of the liquid crystal display panel PN (FIG. 28: step SP61). Until a negative result not within the range is obtained, the channel of the channel switching unit (not shown) is changed so as to be sequentially incremented by one channel (FIG. 28: step SP62).

また制御部110は、図24(C)に示した電位変化パターンを得た場合(腕を液晶表示パネルPNの右下から右上、左上、左下を経由して回転させた場合)には、対応制御処理としてドライブ回路切替処理を実行するようになされており、当該電位変化パターンを得た時点でドライブ回路61A(図22)が動作していなかった場合には、当該ドライブ回路61A(図22)の動作を開始することにより、液晶表示パネルPNを点灯させるとともに冷陰極管CR(図22)を中心として周囲等方に準静電界を発生させる。   Further, the control unit 110 responds when the potential change pattern shown in FIG. 24C is obtained (when the arm is rotated from the lower right to the upper right, upper left, and lower left of the liquid crystal display panel PN). A drive circuit switching process is executed as a control process, and when the drive circuit 61A (FIG. 22) is not operating at the time of obtaining the potential change pattern, the drive circuit 61A (FIG. 22). By starting the operation, the liquid crystal display panel PN is turned on and a quasi-electrostatic field is generated around the cold cathode tube CR (FIG. 22).

これに対して制御部110は、図24(C)に示した電位変化パターンを得た時点でドライブ回路61A(図22)が動作していた場合には、当該当該ドライブ回路61A(図22)の動作を停止することにより、液晶表示パネルPNを消灯させるとともに準静電界の発生を停止させるようになされている。   On the other hand, when the drive circuit 61A (FIG. 22) is operating at the time of obtaining the potential change pattern shown in FIG. 24C, the control unit 110 performs the drive circuit 61A (FIG. 22). By stopping this operation, the liquid crystal display panel PN is turned off and the generation of the quasi-electrostatic field is stopped.

このようにして制御部110は、予め設定されている電位変化パターンに、各受信部111からそれぞれ与えられる電位データD111a〜D111dの電位変化パターンが一致した場合には、当該電位変化パターンに対応付けられた制御対象(音声増幅部、チャンネル切替部又はドライブ回路61A)を制御することができるようになされている。   In this way, when the potential change patterns of the potential data D111a to D111d given from the receiving units 111 match the preset potential change pattern, the control unit 110 associates the potential change pattern with the potential change pattern. The control target (sound amplifier, channel switching unit, or drive circuit 61A) can be controlled.

(4−3)第3の実施の形態の動作及び効果
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。
(4-3) Operation and Effect of Third Embodiment In the above configuration, the motion capture display device 101 generates a quasi-electrostatic field having a strength superior to that of the radiated electric field and the induced electromagnetic field. The potential detected from the four receiving electrodes 102, 103, 104, and 105 provided at predetermined positions in the electrostatic field is measured.

そしてモーションキャプチャ表示装置101は、これら受信電極102、103、104、105それぞれの位置での電位変化が予め設定された電位変化パターン(図23(B)、図24(A)、(B)におけるt1〜t2及び図25)であった場合に、対応付けられた動作が行われたことを検出し、この検出結果に基づいて対応する制御対象を制御する。   In the motion capture display device 101, the potential changes at the respective positions of the receiving electrodes 102, 103, 104, and 105 are set in advance in potential change patterns (FIGS. 23B, 24A, and 24B). In the case of t1 to t2 and FIG. 25), it is detected that the associated operation has been performed, and the corresponding control target is controlled based on the detection result.

従って、このモーションキャプチャ表示装置101では、ユーザの腕の動作を、あたかもリモートコントローラからの操作入力として対応する処理を実行することができるため、当該リモートコントローラを要しない分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。   Therefore, in this motion capture display device 101, processing corresponding to the operation of the user's arm as an operation input from the remote controller can be executed, so that the complexity of the user can be simplified as much as the remote controller is not required. Can be

この場合、このモーションキャプチャ表示装置101では、上述の第2の実施の形態の場合と同様に、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いている分、従来方式に比して過大な設備を要することなく精度よく動きを検出することができる。これに加えて、冷陰極線管CRの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、上述の第1の実施の形態のように準静電界発生装置2(図5)自体の物理的な構成を回避して小型化を図るとともに利用空間の増大を図ることができる。   In this case, in this motion capture display device 101, as in the case of the second embodiment described above, the quasi-electrostatic field having a high resolution with respect to the distance is used. The motion can be detected accurately without requiring equipment. In addition, by sharing the driving high voltage for light emission of the cold cathode ray tube CR for generating the quasi-electrostatic field, the quasi-electrostatic field generator 2 (FIG. 5) as in the first embodiment described above. It is possible to avoid the physical configuration of the device itself and reduce the size and increase the use space.

以上の構成によれば、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、当該準静電界内における受信電極102、103、104、105それぞれの位置での電位変化に基づいて動作対象の所定の動きを検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行するようにしたことにより、上述の第2の実施の形態の同様の効果を得ることができるとともに、ユーザの腕の動作を、あたかもリモートコントローラからの操作入力として対応する処理を実行することができるため、当該リモートコントローラを要しない分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。   According to the above configuration, a quasi-electrostatic field having a strength superior to that of the radiated electric field and the induction electromagnetic field is generated, and potential changes at the respective positions of the receiving electrodes 102, 103, 104, and 105 in the quasi-electrostatic field. As described above, the predetermined motion of the operation target is detected, and the process associated with the detected motion is executed, so that the same effect as in the second embodiment can be obtained. Since it is possible to execute processing corresponding to the operation of the user's arm as if it were an operation input from the remote controller, the complexity of the user can be simplified by the amount that does not require the remote controller.

(5)他の実施の形態
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。
(5) Other Embodiments In the second embodiment described above, the case where the quasi-electrostatic field is generated from the inverter type illumination device using the cold cathode ray tube CR has been described. However, the quasi-electrostatic field may be generated from an inverter illumination device using a hot cathode ray tube. In this case, an effect similar to that of the second embodiment described above can be obtained.

また上述の第2及び第3の実施の形態においては、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する準静電界発生手段として、照明部61に変調回路62を組み込むことにより照明機能と共用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、例えば上述の第1の実施の形態における準静電界発生装置2を、照明傘53(図19)又は液晶表示パネルPN(図21)の近傍に別途独自に設けるようにしても良い。   In the second and third embodiments described above, the modulation circuit 62 is provided in the illumination unit 61 as a quasi-electrostatic field generating means for generating a quasi-electrostatic field having a strength superior to that of the radiation electric field and the induction electromagnetic field. Although the case where it was made to share with an illumination function by incorporating was described, this invention is not limited to this, For example, the quasi-electrostatic field generator 2 in the above-mentioned 1st Embodiment is the illumination umbrella 53 (FIG. 19). Alternatively, it may be separately provided in the vicinity of the liquid crystal display panel PN (FIG. 21).

またこの場合、かかる準静電界の発生範囲(第2の実施の形態では照明範囲に相当し、第3の実施の形態では動き検出範囲に相当する)を固定にしたが、本発明はこれに限らず、可変にするようにしても良い。この場合、使用状況等に対応させて適応的に発生範囲を変更して動作対象の動きを検出することができる。   In this case, the quasi-electrostatic field generation range (corresponding to the illumination range in the second embodiment and corresponding to the motion detection range in the third embodiment) is fixed. Not limited to this, it may be variable. In this case, it is possible to detect the motion of the operation target by adaptively changing the generation range in accordance with the use situation or the like.

また上述の第2及び第3の実施の形態においては、準静電界内における少なくとも2以上の位置での電位変化に基づいて、準静電界内における動作対象の所定の動きを検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行する制御手段として、当該各位置での電位変化の組み合わせによって得られるパターンを、準静電界内における動作対象の所定の動きとして検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行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、当該各位置での個々の電位変化によって得られるパターンを、準静電界内における動作対象の所定の動きとして検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行するようにしても良い。   In the second and third embodiments described above, a predetermined movement of the operation target in the quasi-electrostatic field is detected based on a potential change at at least two positions in the quasi-electrostatic field, and the detection is performed. As a control means for executing the processing associated with the motion, the pattern obtained by the combination of potential changes at each position is detected as a predetermined motion of the operation target in the quasi-electrostatic field, and the detected motion is Although the case where the associated processing is executed has been described, the present invention is not limited to this, and the pattern obtained by the individual potential change at each position is a predetermined target of the operation target in the quasi-electrostatic field. It may be detected as a motion and a process associated with the detected motion may be executed.

さらに上述の第2及び第3の実施の形態においては、モーションキャプチャ照明装置51及びモーションキャプチャ表示装置101に本発明を適用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、例えばパーソナルコンピュータ等、この他種々の電子機器に本発明を適用することができる。   Furthermore, in the above-described second and third embodiments, the case where the present invention is applied to the motion capture lighting device 51 and the motion capture display device 101 has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, The present invention can be applied to various other electronic devices such as a personal computer.

この場合、動きに対応付けられた処理としては、上述の第2及び第3の実施の形態では、照明のオンオフ及び表示装置に関する内容であったが、適用する電子機器の処理内容に応じて適宜変更することができる。   In this case, in the second and third embodiments described above, the process associated with the movement is related to lighting on / off and the display device. However, depending on the processing content of the electronic device to be applied, Can be changed.

本発明は、動作対象の動きをデータとして用いて医療診断、CGやゲームの制作又はVR等で3次元仮想空間内でのプレイヤーの視点制御のための体位動作センシングする場合などに利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used, for example, in the case of sensing body posture motion for controlling a viewpoint of a player in a three-dimensional virtual space by using a motion of a motion target as data, medical diagnosis, CG or game production, or VR. .

1……モーションキャプチャシステム、2……準静電界発生装置、2A、2B、2C……準静電界発生用電極、3A〜3G……距離判定装置、4……動き検出装置、22……出力調整部、23……合成部、24……変調部、25……出力制御部、30……プローブ部、31……電位計測部、34……距離変換部、42……位置算出部、43……角度算出部、44……動作状態算出部、51……モーションキャプチャ照明装置、52……照明灯、53……照明傘、54、55、102〜105……受信電極、61……照明部、62変調回路、63、110……制御部、64、111……受信部、CR……冷陰極線管、PN……液晶表示パネル、RT1……距離判定処理手順、RT2……動作状態検出処理手順、RT3……制御処理手順。   1 ... motion capture system, 2 ... quasi-electrostatic field generator, 2A, 2B, 2C ... quasi-electrostatic field generating electrode, 3A to 3G ... distance determination device, 4 ... motion detector, 22 ... output Adjustment unit 23... Synthesis unit 24 24 Modulation unit 25 Output control unit 30 Probe unit 31 Potential measurement unit 34 Distance conversion unit 42 Position calculation unit 43 ...... Angle calculation unit, 44 …… Operating state calculation unit, 51 …… Motion capture lighting device, 52 …… Light, 53 …… Light umbrella, 54, 55, 102 to 105 …… Reception electrode, 61 …… Light Unit, 62 modulation circuit, 63, 110 ... control unit, 64, 111 ... receiving unit, CR ... cold cathode ray tube, PN ... liquid crystal display panel, RT1 ... distance determination processing procedure, RT2 ... operation state detection Processing procedure, RT3... Control processing procedure.

Claims (1)

受信電極間の電位差を計測する計測部と、
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における準静電界の強度となる電界を発生する電界発生源からの距離を決定する決定部と
を備え、
前記決定部は、
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の距離として決定する
ことを特徴とする距離検出装置。
A measuring unit for measuring the potential difference between the receiving electrodes;
Distance the intensity of the quasi-electrostatic field at each distance the frequency other than the frequency to be a reference is assigned, the electric field source or found to generate an electric field which is a strength of the quasi-electrostatic field at a distance of a frequency to be is assigned to the reference And a determination unit for determining
The determination unit
Wherein detecting the received frequency from the measurement result of the measuring unit, with respect to the distance to be assigned is the received frequency, distortion amount subjected to correction processing, except for that caused by the human body, the correction processing distance after the electric field source or al A distance detecting apparatus characterized by determining the distance as a distance.
JP2012000033A 2012-01-04 2012-01-04 Distance detector Expired - Lifetime JP5391285B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012000033A JP5391285B2 (en) 2012-01-04 2012-01-04 Distance detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012000033A JP5391285B2 (en) 2012-01-04 2012-01-04 Distance detector

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008308737A Division JP2009075126A (en) 2008-12-03 2008-12-03 Motion detecting device, motion detecting method, and electronic apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012088333A JP2012088333A (en) 2012-05-10
JP5391285B2 true JP5391285B2 (en) 2014-01-15

Family

ID=46260064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012000033A Expired - Lifetime JP5391285B2 (en) 2012-01-04 2012-01-04 Distance detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5391285B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10324163B2 (en) * 2015-09-10 2019-06-18 Cpg Technologies, Llc Geolocation using guided surface waves
CN111913182B (en) * 2020-06-22 2024-03-12 国网江苏省电力有限公司检修分公司 Substation operation and detection robot and electrified region isolation method thereof

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07311887A (en) * 1994-05-17 1995-11-28 Nippon Precision Kk Approach detector
JPH08315276A (en) * 1995-05-23 1996-11-29 Mk Seiko Co Ltd Device for detecting vehicle approaching from the rear
JP4524011B2 (en) * 1999-09-24 2010-08-11 株式会社フォトニクス Distance measuring device
JP2001265521A (en) * 2000-03-21 2001-09-28 Hitachi Kokusai Electric Inc Motion capture system
JP2002345011A (en) * 2001-05-17 2002-11-29 Mitsubishi Electric Corp System and method for wireless search
JP4480305B2 (en) * 2001-09-17 2010-06-16 株式会社リコー Magnetic field vector sensor and sensor system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012088333A (en) 2012-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4324858B2 (en) Motion detection system and distance determination device
US9113817B2 (en) System for locating anatomical objects in ultrasound imaging
US10762341B2 (en) Medical tracking system comprising multi-functional sensor device
US7769422B2 (en) Apparatus and method for monitoring the position of an orthopaedic prosthesis
CN111465886A (en) Selective tracking of head mounted displays
US9459124B2 (en) Electromagnetic tracker (AC) with extended range and distortion compensation capabilities employing multiple transmitters
US20140051983A1 (en) Electromagnetic instrument tracking system with metal distortion detection and unlimited hemisphere operation
US9474502B2 (en) Control for optically aligning an X-ray tube and X-ray detector
CN106491207A (en) Position coordinates based on field is corrected
MXPA06012033A (en) Metal immunity in a reverse magnetic system.
US7471202B2 (en) Conformal coil array for a medical tracking system
TW200831169A (en) Control device and method for controlling an image display
CA2592708A1 (en) Probe for assessment of metal distortion
KR20040045363A (en) Dynamic metal immunity
WO2014002466A1 (en) Electromagnetic field measuring and display device, electromagnetic measuring and display method, program, and recording medium
JP5391285B2 (en) Distance detector
CN108895603B (en) Air supply equipment, air supply control method and device thereof and readable storage medium
JP2017511737A (en) Ultrasonic data collection
US10674934B2 (en) Apparatus and method for determining positional information for a medical instrument
JP2009075126A (en) Motion detecting device, motion detecting method, and electronic apparatus
JP2012159479A (en) Measurement device of electromagnetic field distribution
KR20120058802A (en) Apparatus and method for calibrating 3D Position in 3D position/orientation tracking system
CN110072463B (en) Intelligent tracking intervention tool including wireless transceiver
EP2179692B1 (en) Patient positioning monitoring apparatus
JP2014124309A (en) Ultrasonic diagnostic device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130702

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130829

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130917

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131011

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5391285

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term