JP6114562B2 - Motion detection sensor and motion detection device - Google Patents

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JP6114562B2 JP2013009483A JP2013009483A JP6114562B2 JP 6114562 B2 JP6114562 B2 JP 6114562B2 JP 2013009483 A JP2013009483 A JP 2013009483A JP 2013009483 A JP2013009483 A JP 2013009483A JP 6114562 B2 JP6114562 B2 JP 6114562B2
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Description

本発明は、指に装着してその動作を検出する動作検出センサ及び動作検出装置に関する。   The present invention relates to a motion detection sensor and a motion detection device that are mounted on a finger to detect the motion.

一般に、化粧を行う場合には種々の化粧品や化粧道具を用いる。化粧品の中には、化粧を行う施術者が化粧品を直接把持して化粧を行うものがある(例えば、マスカラ,アイライナー等)。また化粧を行うに際し、施術者が化粧道具(リップブラシやチークブラシ等の各種ブラシ、メーキャップパフ、ファンデーションスポンジ、コットン等)を用いる場合もある。   Generally, when performing makeup, various cosmetics and makeup tools are used. Among cosmetics, a practitioner who performs makeup performs makeup by directly holding the cosmetic (for example, mascara, eyeliner, etc.). In addition, when performing makeup, the practitioner may use makeup tools (various brushes such as lip brushes and teak brushes, makeup puffs, foundation sponges, and cotton).

このように化粧を行う場合、施術者は化粧品や化粧道具(以下、総称して化粧道具等という)を手にとって使用することになる。従って化粧道具等は、施術者が直接把持した際の使用感を向上させることが重要となる。また、使用性の向上を客観的に判断できるように、化粧道具等の使用感は定量的に検出できることが望ましい。   When performing makeup in this way, the practitioner uses cosmetics and makeup tools (hereinafter collectively referred to as makeup tools) in hand. Therefore, it is important for a cosmetic tool or the like to improve the feeling of use when the practitioner directly holds it. In addition, it is desirable that the feeling of use of a cosmetic tool or the like can be quantitatively detected so that improvement in usability can be objectively determined.

この化粧道具等の使用感を定量的に検出するには、化粧を行う際の指先の動作と、その動作を行った時に指先に感じる感触を検出することが必要となる。   In order to quantitatively detect the feeling of use of the makeup tool or the like, it is necessary to detect the motion of the fingertip when performing makeup and the feel felt by the fingertip when performing the motion.

指先に感じる感触は、施術者(化粧道具等を使用する者)に対して官能検査を行うことにより得ることができる。しかしながら、これに対して指先の動作は、特許文献1に開示されているような動作検出センサを用いて検出することが可能である。この特許文献1に開示されたセンサでは、指の爪に歪みセンサを配置し、指の動作時に爪に発生する歪みを検出することにより指先の動作を検知する構成とされている。   The feeling felt by the fingertip can be obtained by performing a sensory test on a practitioner (a person who uses a makeup tool or the like). However, on the other hand, the motion of the fingertip can be detected by using a motion detection sensor as disclosed in Patent Document 1. In the sensor disclosed in this Patent Document 1, a strain sensor is arranged on a fingernail, and the motion of the fingertip is detected by detecting strain generated on the fingernail during finger motion.

特開2001−265522号公報JP 2001-265522 A

しかしながら、特許文献1に開示された発明は、爪に直接センサを接着剤等を用いて貼着する構成であったため、動作時における歪発生量が小さく、十分な測定精度を得ることができないという問題点があった。また、爪の大きさや剛性には個人差があり、被験者の爪の個人特性により検出結果が左右されるという問題点があった。   However, since the invention disclosed in Patent Document 1 has a configuration in which a sensor is directly attached to a nail using an adhesive or the like, the amount of distortion generated during operation is small, and sufficient measurement accuracy cannot be obtained. There was a problem. In addition, there is a problem in that the size and rigidity of the nail vary among individuals, and the detection result depends on the individual characteristics of the subject's nail.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、指の動作を高精度に行いうる動作検出センサ及び動作検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a motion detection sensor and a motion detection device capable of performing finger motion with high accuracy.

上記の課題は、第1の観点からは、
指に装着され、該指の動作を検出する動作検出センサであって、
装着状態で前記指の上部に位置する基部と、
前記基部の一側縁部から前記指の一側部に延出された第1のアームと、
前記基部の他側縁部から前記指の他側部に延出されると共に、前記第1のアームとの間で前記指を挟む第2のアームと、
前記指が動作した時に該指の変形に伴い前記第1のアームに発生する歪を測定する第1の歪測定手段と、
前記指が動作した時に該指の変形に伴い前記第2のアームに発生する歪を測定する第2の歪測定手段と、
を有し、
前記第1のアーム及び第2のアームは、中央位置に開口部が形成されてなることを特徴とする動作検出センサにより解決することができる。
From the first point of view, the above problem is
A motion detection sensor that is attached to a finger and detects the motion of the finger,
A base located at the top of the finger in a worn state;
A first arm extending from one side edge of the base to one side of the finger;
A second arm extending from the other side edge of the base to the other side of the finger and sandwiching the finger with the first arm;
First strain measuring means for measuring strain generated in the first arm when the finger is moved, as the finger is deformed;
Second strain measuring means for measuring strain generated in the second arm as the finger is moved when the finger is moved;
I have a,
The first arm and the second arm can be solved by a motion detection sensor characterized in that an opening is formed at a central position .

開示の動作検出センサによれば、第1のアームに発生する歪と、第2のアームに発生する歪をそれぞれ独自に測定することができるため、指の動作検出を精度よく行うことが可能となる。   According to the disclosed motion detection sensor, the strain generated in the first arm and the strain generated in the second arm can be independently measured, so that the finger motion can be accurately detected. Become.

図1は、本発明の一実施形態である動作検出センサを指に装着した状態を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing a state in which a motion detection sensor according to an embodiment of the present invention is attached to a finger. 図2は、本発明の一実施形態である動作検出センサを指に装着した状態を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a state where a motion detection sensor according to an embodiment of the present invention is attached to a finger. 図3は、本発明の一実施形態である動作検出センサの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a motion detection sensor according to an embodiment of the present invention. 図4は、歪ゲージを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a strain gauge. 図5は、本発明の一実施形態である動作検出装置の回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of an operation detection apparatus according to an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一実施形態である動作検出装置の出力の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the output of the motion detection apparatus according to the embodiment of the present invention. 図7は、本発明の一実施形態である動作検出装置のハード構成図である。FIG. 7 is a hardware configuration diagram of the motion detection apparatus according to the embodiment of the present invention. 図8は、本発明の一実施形態である動作検出装置の動作検出処理を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an operation detection process of the operation detection apparatus according to the embodiment of the present invention. 図9は、本発明の一実施形態である動作検出センサに対する校正処理を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a calibration process for the motion detection sensor according to the embodiment of the present invention. 図10は、本発明の一実施形態である動作検出センサに対する校正処理に使用する校正プレートを説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a calibration plate used for the calibration process for the motion detection sensor according to the embodiment of the present invention.

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1乃至図3は、本発明の一実施形態である動作検出センサを示している。図1は動作検出センサ10を指Aに装着した状態の正面図(被覆部材17のみ断面で示す)、図2は動作検出センサ10を指Aに装着した状態の側面図、図3は動作検出センサ10の斜視図である(図2及び図3では、被覆部材17の図示は省略している)。   1 to 3 show a motion detection sensor according to an embodiment of the present invention. 1 is a front view of the state where the motion detection sensor 10 is attached to the finger A (only the covering member 17 is shown in cross section), FIG. 2 is a side view of the state where the motion detection sensor 10 is attached to the finger A, and FIG. It is a perspective view of the sensor 10 (illustration of the covering member 17 is abbreviate | omitted in FIG.2 and FIG.3).

本実施形態に係る動作検出センサ10は、図1及び図2に示すように人(被験者)の指Aを被検査体とし、この被検査体である指Aの動作を検出する機能を奏するものである。この動作検出センサ10は、ベース部11、第1のアーム部12、第2のアーム部13、第1の歪測定部14(第1の歪測定手段に相当する)、第2の歪測定部15(第2の歪測定手段に相当する)、加速度センサ16、及び被覆部材17等を有した構成とされている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the motion detection sensor 10 according to the present embodiment has a function of detecting a motion of a finger A, which is a test subject, using a finger A of a person (subject) as the test subject. It is. The motion detection sensor 10 includes a base portion 11, a first arm portion 12, a second arm portion 13, a first strain measuring portion 14 (corresponding to a first strain measuring means), and a second strain measuring portion. 15 (corresponding to the second strain measuring means), an acceleration sensor 16, a covering member 17, and the like.

基部となるベース部11、第1のアーム部12、及び第2のアーム部13は、いずれも金属よりなる板状の部材で構成されている。本実施形態では、ベース部11と第1及び第2のアーム12,13を一体形成している。しかしながら、ベース部11と第1及び第2のアーム12,13を、異なる金属材料により構成してもよい。   The base part 11, the first arm part 12, and the second arm part 13 serving as a base part are each formed of a plate-like member made of metal. In the present embodiment, the base portion 11 and the first and second arms 12 and 13 are integrally formed. However, you may comprise the base part 11 and the 1st and 2nd arms 12 and 13 by a different metal material.

この場合には、ベース部11をアルミニウム板により構成し、第1及び第2のアーム部12,13をベース部11よりも弾性変形し易いバネ性を有する材料により構成することが望ましい。また、ベース部11と第1及び第2のアーム部12,13との接合方法は特に限定されるものではなく、例えば溶接により接合したり、またネジ等の固定部材を用いて接合したりする方法を用いることができる。   In this case, it is desirable that the base portion 11 is made of an aluminum plate, and the first and second arm portions 12 and 13 are made of a material having a spring property that is more easily elastically deformed than the base portion 11. Moreover, the joining method of the base part 11 and the 1st and 2nd arm parts 12 and 13 is not specifically limited, For example, it joins by welding, or it joins using fixing members, such as a screw. The method can be used.

第1のアーム部12は、ベース部11の一側縁部(図中矢印X1方向の側縁部)から指Aの一側部に向けて下方(図中矢印Z1方向)に延出した構成とされている。また第2のアーム部13は、ベース部11の他側縁部(図中矢印X2方向の側縁部)から指Aの他側部に向けて下方(図中矢印Z1方向)に延出した構成とされている。   The first arm portion 12 is configured to extend downward (in the direction of arrow Z1 in the drawing) from one side edge portion (side edge portion in the direction of arrow X1 in the drawing) of the base portion 11 toward one side portion of the finger A. It is said that. Further, the second arm portion 13 extends downward (in the direction of arrow Z1 in the drawing) from the other side edge portion (side edge portion in the direction of arrow X2 in the drawing) of the base portion 11 toward the other side portion of the finger A. It is configured.

即ち、第1及び第2のアーム部12,13は、一端がベース部11に固定されると共に他端部が自由端とされた片持ち梁状とされている。よって、第1及び第2のアーム12,13の自由端側は、ベース部11に対して図1に矢印B1,B2で示す方向に弾性変形可能な構成とされている。   That is, the first and second arm portions 12 and 13 are in a cantilever shape in which one end is fixed to the base portion 11 and the other end portion is a free end. Therefore, the free end sides of the first and second arms 12 and 13 are configured to be elastically deformable with respect to the base portion 11 in the directions indicated by arrows B1 and B2 in FIG.

また、第1のアーム部12の中央位置には開口部18が形成され、また第2のアーム部13の中央位置にも開口部19が形成されている。これにより、第1のアーム部12は開口部18を中心としてアーム半体12aとアーム半体12bに画成され、同様に第2のアーム部13も開口部19を中心としてアーム半体13aとアーム半体13bに画成される。   An opening 18 is formed at the center position of the first arm portion 12, and an opening 19 is also formed at the center position of the second arm portion 13. Thus, the first arm portion 12 is defined by the arm half body 12a and the arm half body 12b with the opening portion 18 as the center, and similarly, the second arm portion 13 is also formed with the arm half body 13a with the opening portion 19 as the center. The arm half 13b is defined.

このように、各アーム部12,13の中央に開口部18,19を形成することにより、各アーム部12,13の矢印B1,B2方向への弾性変形は行われるが、捩じり方向への変形が抑制される。これにより、後述する動作検出において、捩じり方向への変形が誤差として混入することを防止でき、検出精度の向上を図ることができる。   Thus, by forming the openings 18 and 19 at the centers of the arms 12 and 13, the arms 12 and 13 are elastically deformed in the directions of arrows B1 and B2, but in the twisting direction. Is prevented from being deformed. Thereby, it is possible to prevent the deformation in the twisting direction from being mixed as an error in the motion detection described later, and to improve the detection accuracy.

加速度センサ16は、ベース部11の上部に配設されている。この加速度センサ16は、指Aが動作した際、この指Aの加速度を検出する。この加速度センサ16としては、例えば3軸加速度センサを用いることができる。また、被覆部材17は樹脂材であり、ベース部11の上部に加速度センサ16を被覆するよう形成されている。   The acceleration sensor 16 is disposed on the upper portion of the base portion 11. The acceleration sensor 16 detects the acceleration of the finger A when the finger A moves. As the acceleration sensor 16, for example, a triaxial acceleration sensor can be used. The covering member 17 is a resin material and is formed on the upper portion of the base portion 11 so as to cover the acceleration sensor 16.

次に、第1の歪測定部14及び第2の歪測定部15について説明する。   Next, the first strain measurement unit 14 and the second strain measurement unit 15 will be described.

第1の歪測定部14は第1〜第4の歪ゲージ14a,14b,14c,14dにより構成されており、第2の歪測定部15は第1〜第4の歪ゲージ15a,15b,15c,15d(第1〜第4の歪ゲージ15a,15b,15c,15dは、請求項に記載の第5〜第8の歪ゲージに相当する)により構成されている。   The first strain measurement unit 14 includes first to fourth strain gauges 14a, 14b, 14c, and 14d, and the second strain measurement unit 15 includes first to fourth strain gauges 15a, 15b, and 15c. , 15d (the first to fourth strain gauges 15a, 15b, 15c, 15d correspond to the fifth to eighth strain gauges described in claims).

各歪ゲージ14a〜14d,15a〜15dは、同一構成とされている。このため、歪ゲージ14aを図4に拡大して示し、これについて説明する。歪ゲージ14aは、フィルム状のベース材32に所定のパターン(例えば、ミアンダ状パターン)で抵抗体31が形成された構成とされている。また、抵抗体31の両端部には配線33が接続されている。   Each strain gauge 14a-14d, 15a-15d is set as the same structure. For this reason, the strain gauge 14a is enlarged and shown in FIG. The strain gauge 14a is configured such that a resistor 31 is formed in a predetermined pattern (for example, a meander pattern) on a film-like base material 32. In addition, wiring 33 is connected to both ends of the resistor 31.

抵抗体31は、変形することにより電気抵抗を変化する特性を有している。よって、配線33から出力される抵抗体31の抵抗変化を電圧変化として測定することにより、歪を測定することが可能となる。   The resistor 31 has a characteristic of changing the electric resistance by being deformed. Therefore, by measuring the resistance change of the resistor 31 output from the wiring 33 as a voltage change, it is possible to measure the strain.

ここで、主に図3を用いて第1及び第2の歪測定部14,15を構成する各歪ゲージ14a〜14d,15a〜15dの配設位置について説明する。   Here, the arrangement positions of the strain gauges 14a to 14d and 15a to 15d constituting the first and second strain measurement units 14 and 15 will be described mainly with reference to FIG.

第1の歪測定部14は、第1のアーム部12に配設されている。第1の歪測定部14を構成する第1の歪ゲージ14aは、第1のアーム部12を構成するアーム半体12aの外側面に配設されている。また、第2の歪ゲージ14bは、第1のアーム部12を構成するアーム半体12bの外側面に配設されている。   The first strain measurement unit 14 is disposed on the first arm unit 12. The first strain gauge 14 a constituting the first strain measurement unit 14 is disposed on the outer surface of the arm half body 12 a constituting the first arm unit 12. Further, the second strain gauge 14 b is disposed on the outer surface of the arm half body 12 b constituting the first arm portion 12.

また、第3の歪ゲージ14cは、アーム半体12aの内側面(指Aと対向する側の面)に配設されている。更に、第4の歪ゲージ14dは、アーム半体12bの内側面(指Aと対向する側の面)に配設されている。   The third strain gauge 14c is disposed on the inner side surface (the surface on the side facing the finger A) of the arm half body 12a. Further, the fourth strain gauge 14d is disposed on the inner side surface (the surface on the side facing the finger A) of the arm half body 12b.

また、第1の歪ゲージ14aと第3の歪ゲージ14cは、アーム半体12aを介して対向するよう配設されている。同様に、第2の歪ゲージ14bと第4の歪ゲージ14dは、アーム半体12bを介して対向するよう配設されている。   Further, the first strain gauge 14a and the third strain gauge 14c are arranged to face each other with the arm half body 12a interposed therebetween. Similarly, the second strain gauge 14b and the fourth strain gauge 14d are arranged to face each other with the arm half body 12b interposed therebetween.

第2の歪測定部15は、第2のアーム部13に配設されている。第2の歪測定部15を構成する第1の歪ゲージ15aは、第2のアーム部13を構成するアーム半体13aの外側面に配設されている。また、第2の歪ゲージ15bは、第2のアーム部13を構成するアーム半体13bの外側面に配設されている。   The second strain measurement unit 15 is disposed on the second arm unit 13. The first strain gauge 15 a constituting the second strain measurement unit 15 is disposed on the outer surface of the arm half 13 a constituting the second arm unit 13. Further, the second strain gauge 15 b is disposed on the outer surface of the arm half 13 b constituting the second arm portion 13.

また、第3の歪ゲージ15cは、アーム半体13aの内側面(指Aと対向する側の面)に配設されている。更に、第4の歪ゲージ15dは、アーム半体13bの内側面(指Aと対向する側の面)に配設されている。   The third strain gauge 15c is disposed on the inner side surface (the surface on the side facing the finger A) of the arm half 13a. Further, the fourth strain gauge 15d is disposed on the inner side surface (the surface on the side facing the finger A) of the arm half 13b.

また、第1の歪ゲージ15aと第3の歪ゲージ15cは、アーム半体13aを介して対向するよう配設されている。同様に、第2の歪ゲージ15bと第4の歪ゲージ15dは、アーム半体13bを介して対向するよう配設されている。   Further, the first strain gauge 15a and the third strain gauge 15c are arranged so as to face each other via the arm half body 13a. Similarly, the second strain gauge 15b and the fourth strain gauge 15d are arranged to face each other via the arm half body 13b.

更に、アーム半体12aに配設された一対の第1及び第3の歪ゲージ14a,14cは、アーム半体13aに配設された一対の第1及び第3の歪ゲージ15a,15cと指Aの装着空間部分を介して対向するよう配置されている。   Further, the pair of first and third strain gauges 14a and 14c disposed on the arm half body 12a is paired with the pair of first and third strain gauges 15a and 15c disposed on the arm half body 13a. It arrange | positions so that it may oppose through the mounting | wearing space part of A.

同様に、アーム半体12bに配設された一対の第2及び第4の歪ゲージ14b,14dは、アーム半体13bに配設された一対の第2及び第4の歪ゲージ15b,15dと指Aの装着空間部分を介して対向するよう配置されている。   Similarly, the pair of second and fourth strain gauges 14b and 14d disposed on the arm half body 12b is paired with the pair of second and fourth strain gauges 15b and 15d disposed on the arm half body 13b. The finger A is disposed so as to face each other through the mounting space portion.

上記構成とされた動作検出センサ10は、指Aに装着される。動作検出センサ10を指Aに装着した際、図1及び図2に示すように、ベース部11は指Aの上部(爪の上部)に当接し、また第1及び第2のアーム部12,13は指Aの両側部に当接する。この装着状態において、第1及び第2のアーム部12,13はそれぞれB1方向に若干弾性変形する。このため、この弾性力により指Aは第1及び第2のアーム部12,13に挟持された状態となる。この挟持力により、動作検出センサ10は指Aに装着される。   The motion detection sensor 10 having the above configuration is attached to the finger A. When the motion detection sensor 10 is attached to the finger A, as shown in FIGS. 1 and 2, the base portion 11 comes into contact with the upper portion of the finger A (upper portion of the nail), and the first and second arm portions 12, 13 abuts on both sides of the finger A. In this mounted state, the first and second arm portions 12 and 13 are slightly elastically deformed in the B1 direction. For this reason, the finger A is held between the first and second arm portions 12 and 13 by this elastic force. The motion detection sensor 10 is attached to the finger A by this clamping force.

ここで、指Aに動作検出センサ10を装着した状態において、図1に示すように指Aを基台35に押し当てた上で、図中X1,X2方向(剪断方向)に動作させることを想定する。指Aが基台35上を矢印X1,X2方向に動作(移動)することにより、指Aには変形が発生する。   Here, in a state where the motion detection sensor 10 is attached to the finger A, the finger A is pressed against the base 35 as shown in FIG. 1 and then operated in the X1 and X2 directions (shear direction) in the figure. Suppose. As the finger A moves (moves) on the base 35 in the directions of arrows X1 and X2, the finger A is deformed.

例えば、指Aが基台35上を矢印X1方向に動作する場合には、指Aと基台35との間に発生する摩擦力はX2方向に作用するため、指AのX1方向側の部分は図1に矢印C1で示すように引っ張られると共に、指AのX2方向側の部分は図1に矢印C2で示すように押された状態となる。また、指Aが基台35上を矢印X2方向に動作する場合には、これと反対の動作が発生する。   For example, when the finger A moves on the base 35 in the direction of the arrow X1, the frictional force generated between the finger A and the base 35 acts in the X2 direction. Is pulled as indicated by an arrow C1 in FIG. 1, and the portion of the finger A on the X2 direction side is pushed as indicated by an arrow C2 in FIG. Further, when the finger A moves on the base 35 in the direction of the arrow X2, an opposite operation occurs.

このように、指Aが動作することにより、指AにはX1方向側とX2方向側で非対称な変形が発生する。このように指Aに変形が発生することにより、指Aに装着された動作検出センサ10の第1及び第2のアーム部12,13には指Aの変形量に応じた異なった歪が発生する。   Thus, when the finger A moves, the finger A is deformed asymmetrically on the X1 direction side and the X2 direction side. As the finger A is deformed in this way, different distortions corresponding to the deformation amount of the finger A are generated in the first and second arm portions 12 and 13 of the motion detection sensor 10 attached to the finger A. To do.

この第1及び第2のアーム部12,13に発生した歪は、第1及び第2の歪測定部14,15を構成する各歪ゲージ14a〜14d,15a〜15dにより測定される(第1の測定値)。即ち、第1のアーム部12に発生する歪は第1の歪測定部14(第1〜第4の歪ゲージ14a〜14d)により測定され、第2のアーム部13に発生する歪は第2の歪測定部15(第1〜第4の歪ゲージ15a〜15d)により測定される(第2の測定値)。   The strain generated in the first and second arm portions 12 and 13 is measured by the respective strain gauges 14a to 14d and 15a to 15d constituting the first and second strain measuring portions 14 and 15 (first Measured value). That is, the strain generated in the first arm unit 12 is measured by the first strain measuring unit 14 (first to fourth strain gauges 14a to 14d), and the strain generated in the second arm unit 13 is the second strain. The second strain measurement unit 15 (first to fourth strain gauges 15a to 15d) measures the second measured value.

上記構成とされた動作検出センサ10は、薄板状の金属材よりなるベース部11と各アーム部12,13に第1及び第2の歪測定部14,15等を配設した極めて簡単な構成である。また、各歪ゲージ14a〜14d,15a〜15dは、フィルム状のベース材32に抵抗体31が形成された薄くて軽量なものである。このため、動作検出センサ10は、小型で軽量であり、装着性及び使用性の向上を図ることができる。   The motion detection sensor 10 having the above-described configuration has a very simple configuration in which the base portion 11 made of a thin plate-shaped metal material and the first and second strain measurement portions 14 and 15 are disposed on the arm portions 12 and 13. It is. The strain gauges 14a to 14d and 15a to 15d are thin and lightweight in which a resistor 31 is formed on a film-like base material 32. For this reason, the motion detection sensor 10 is small and lightweight, and can improve wearability and usability.

図5及び図7は、本発明の一実施形態である動作検出装置20を示している。図5は動作検出装置20の回路構成図であり、図7は動作検出装置20のハード構成図である。   5 and 7 show the motion detection apparatus 20 according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the motion detection device 20, and FIG. 7 is a hardware configuration diagram of the motion detection device 20.

動作検出装置20は、動作検出センサ10、演算装置30、校正プレート40、及び出力装置50等を有した構成とされている。   The motion detection device 20 includes a motion detection sensor 10, an arithmetic device 30, a calibration plate 40, an output device 50, and the like.

動作検出センサ10は、前記のように第1の歪測定部14及び第2の歪測定部15等を有した構成とされている。前記のように第1及び第2の歪測定部14,15は、第1及び第2のアーム部12,13の歪を測定する歪ゲージ14a〜14d,15a〜15dを有している。   The motion detection sensor 10 is configured to include the first strain measurement unit 14 and the second strain measurement unit 15 as described above. As described above, the first and second strain measuring units 14 and 15 include strain gauges 14a to 14d and 15a to 15d that measure strains of the first and second arm portions 12 and 13, respectively.

しかしながら、個々の歪ゲージ14a〜14d,15a〜15dでは、歪による抵抗変化が小さい。このため本実施形態では、歪ゲージ14a〜14dで第1のホイートストンブリッジ回路WB1を構成し、歪ゲージ15a〜15dで第2のホイートストンブリッジ回路WB2を構成し、これにより測定精度の向上を図っている。   However, in each of the strain gauges 14a to 14d and 15a to 15d, the resistance change due to the strain is small. Therefore, in the present embodiment, the strain gauges 14a to 14d constitute the first Wheatstone bridge circuit WB1, and the strain gauges 15a to 15d constitute the second Wheatstone bridge circuit WB2, thereby improving the measurement accuracy. Yes.

電源21は、第1の歪測定部14(第1のホイートストンブリッジ回路WB1)及び第2の歪測定部15(第2のホイートストンブリッジ回路WB2)に電源供給を行う。第1の歪測定部14(WB1)は、指Aの動作に伴い第1のアーム部12に発生する歪を検出する。また、第2の歪測定部15(WB2)は、指Aの動作に伴い第2のアーム部13に発生する歪を検出する。第1の歪測定部14の出力及び第2の歪測定部15の出力は、演算装置30に供給される。   The power supply 21 supplies power to the first strain measurement unit 14 (first Wheatstone bridge circuit WB1) and the second strain measurement unit 15 (second Wheatstone bridge circuit WB2). The first strain measurement unit 14 (WB1) detects a strain generated in the first arm unit 12 as the finger A moves. Further, the second strain measurement unit 15 (WB2) detects the strain generated in the second arm unit 13 with the movement of the finger A. The output of the first strain measurement unit 14 and the output of the second strain measurement unit 15 are supplied to the arithmetic device 30.

校正プレート40は、動作検出センサ10の構成処理に使用するものである。この校正プレート40について、図10を用いて説明する。図10(A)は校正プレート40の概略構成を示す平面図であり、図10(B)は校正プレート40の概略構成を示す側面図である。   The calibration plate 40 is used for the configuration process of the motion detection sensor 10. The calibration plate 40 will be described with reference to FIG. FIG. 10A is a plan view showing a schematic configuration of the calibration plate 40, and FIG. 10B is a side view showing a schematic configuration of the calibration plate 40.

校正プレート40は、検出台41とロードセル42とを有した構成とされている。検出台41は、図10(B)に示すように動作検出センサ10を装着した指Aが当接されるプレートである。この検出台41の四隅位置には、それぞれロードセル42が配設されている。   The calibration plate 40 is configured to include a detection table 41 and a load cell 42. As shown in FIG. 10B, the detection table 41 is a plate with which the finger A wearing the motion detection sensor 10 comes into contact. Load cells 42 are disposed at the four corner positions of the detection table 41, respectively.

なお、本実施形態では3軸のロードセル42(図10に矢印F,F,Fの荷重を検出できるロードセル)を用いているが、後述するように少なくとも鉛直方向(Z1方向)の荷重Fzが測定可能な2軸のロードセルでも動作検出センサ10の校正を行うことができる。 In this embodiment, a triaxial load cell 42 (load cell capable of detecting loads of arrows F X , F Y , and F Z in FIG. 10) is used, but at least a load in the vertical direction (Z1 direction) as will be described later. The motion detection sensor 10 can be calibrated even with a biaxial load cell capable of measuring Fz.

ここで、動作検出センサ10の校正処理について説明する。いま、図10(B)に示すように、動作検出センサ10を装着した被験者の指Aを校正プレート40の検出台41に押圧したことを想定する(X1,X2方向の移動は行わない)。   Here, the calibration process of the motion detection sensor 10 will be described. Now, as shown in FIG. 10B, assume that the finger A of the subject wearing the motion detection sensor 10 is pressed against the detection table 41 of the calibration plate 40 (no movement in the X1 and X2 directions is performed).

この際、第1の歪測定部14に発生するX1方向の歪と、第2の歪測定部15に発生するX2方向の歪が等しいことが理想的である。しかしながら本発明者の実験によれば、実際には個人の癖等により偏りが発生する場合が一般的である。   At this time, it is ideal that the strain in the X1 direction generated in the first strain measurement unit 14 and the strain in the X2 direction generated in the second strain measurement unit 15 are equal. However, according to the experiments of the present inventor, it is common that the deviation actually occurs due to personal habits.

よって指Aの動作検出を開始する前において、指Aを鉛直下方向に押し付けただけの時点で、このような誤差(人的誤差)が存在しているのでは、正確な動作検出を行うことはできない。そこで、この誤差をなくすため、動作検出センサ10に対する校正処理を行う。   Therefore, before such movement detection of the finger A is started, if such an error (human error) exists just when the finger A is pressed vertically downward, accurate movement detection is performed. I can't. Therefore, in order to eliminate this error, calibration processing for the motion detection sensor 10 is performed.

なお、上記のように校正を行う誤差には被験者の癖等により発生する人的誤差が含まれるため、以下説明する校正処理は被験者が代わる毎に実施する。   Since the error for calibration as described above includes a human error caused by the subject's wrinkle or the like, the calibration process described below is performed every time the subject changes.

以下、具体的な校正方法について説明する。   Hereinafter, a specific calibration method will be described.

校正処理を実施するには、被験者が図10(B)に示すように指Aに動作検出センサ10を装着した上で、指Aで検出台41を鉛直下方向に押圧する。この際、押し付け力Fが漸次増大するよう押圧する。そして、この時の指Aの押し付け力Fを校正プレート40のロードセル42で測定する。またこれと同時に、動作検出センサ10の第1及び第2の歪測定部14,15から出力される電圧値EX1,EX2を測定する。 In order to perform the calibration process, the test subject wears the motion detection sensor 10 on the finger A as shown in FIG. At this time, the pressing force Fz is pressed so as to gradually increase. Then, to measure the pressing force F z finger A when the load cell 42 of the calibration plate 40. At the same time, the voltage values E X1 and E X2 output from the first and second strain measurement units 14 and 15 of the motion detection sensor 10 are measured.

指Aの押し付け力Fが漸次増大することにより指Aの変形量も大きくなり、よって第1の歪測定部14から出力される電圧EX1及び第2の歪測定部15から出力される電圧EX2も漸次増大する。 The amount of deformation of the finger A by the pressing force F z finger A increases gradually becomes larger, thus the first voltage E X1 and a second output from the strain measuring unit 14 of the voltage output from the strain measuring unit 15 E X2 also increases gradually.

この際、被験者の指Aの押圧に癖等がなく、X1,X2方向に均一な押し方をした場合には、第1の歪測定部14から出力される電圧EX1及び第2の歪測定部15から出力される電圧EX2は等しくなる。しかしながら、一般的には前記のように指Aの押圧には個人誤差(癖等)があり、X1,X2方向で偏った押し方を行う。このため、各電圧EX1,EX2の値も異なることが一般的である。 At this time, when there is no wrinkle in the pressing of the finger A of the subject and the pressing is performed uniformly in the X1 and X2 directions, the voltage EX1 output from the first strain measuring unit 14 and the second strain measurement are performed. The voltages EX2 output from the unit 15 are equal. However, generally, as described above, there is an individual error (such as wrinkles) in pressing the finger A, and the pressing method is biased in the X1 and X2 directions. For this reason, the values of the voltages E X1 and E X2 are generally different.

図9は、これを説明するための図である。同図に示す例では、被験者の指Aの押し方に偏りがあるため、X1方向への歪を検出する第1の歪測定部14から出力される電圧値EX1は、X2方向への歪を検出する第2の歪測定部15から出力される電圧値EX2よりも大きくなっている(EX1>EX2)。 FIG. 9 is a diagram for explaining this. In the example shown in the figure, since the subject's finger A is pressed in a biased manner, the voltage value E X1 output from the first strain measuring unit 14 that detects the strain in the X1 direction is the strain in the X2 direction. Is larger than the voltage value E X2 output from the second strain measurement unit 15 that detects (E X1 > E X2 ).

これに対し、同図に平均値Eavで示すのは、被験者の指Aの押圧に癖等がなく、X1,X2方向に均一な歪が現れるよう押圧した時の電圧値Eavを示している。前記のように、この場合には第1の歪測定部14から出力される電圧値及び第2の歪測定部15から出力は、いずれも電圧値Eavとなる。 On the other hand, the average value E av in the figure shows the voltage value E av when the subject's finger A is pressed so that there is no wrinkle or the like and uniform distortion appears in the X1 and X2 directions. Yes. As described above, in this case, the voltage value output from the first strain measurement unit 14 and the output from the second strain measurement unit 15 are both the voltage value E av .

本実施形態に係る校正処理では、図9に示すX1方向出力EX1が平均値Eavとなるよう補正処理を行うと共に、図9に示すX2方向出力EX2が平均値Eavとなるよう補正処理を行う。いま、第1の歪測定部14の出力に対する補正係数をαとし、第2の歪測定部15の出力に対する補正係数をβとした場合、Eav=EX1×α,Eav=EX2×βとなる各補正値α,βを演算する。この各補正値α,βの演算は、演算装置30内の演算部26で行われる(図5参照)。なお、補正係数α,βはZ1方向の荷重Fに相関している。 In the calibration processing according to the present embodiment, correction processing is performed so that the X1 direction output E X1 shown in FIG. 9 becomes the average value E av, and correction is performed so that the X2 direction output E X2 shown in FIG. 9 becomes the average value E av. Process. If the correction coefficient for the output of the first strain measurement unit 14 is α and the correction coefficient for the output of the second strain measurement unit 15 is β, E av = E X1 × α and E av = E X2 × The correction values α and β that become β are calculated. The calculation of the correction values α and β is performed by the calculation unit 26 in the calculation device 30 (see FIG. 5). The correction coefficient alpha, beta is correlated to the load F X of the Z1 direction.

ここで、再び図5及び図7に戻り説明を続ける。   Here, returning to FIGS. 5 and 7, the description will be continued.

前記したように、第1の歪測定部14の出力及び第2の歪測定部15の出力は、演算装置30に供給される。この演算装置30は、アンプ22,23、加算部25、及び演算部26等を有した構成とされている。この演算装置30は、例えばCPUとして構成することができる。   As described above, the output of the first strain measurement unit 14 and the output of the second strain measurement unit 15 are supplied to the arithmetic device 30. The arithmetic device 30 is configured to include amplifiers 22 and 23, an adding unit 25, an arithmetic unit 26, and the like. The arithmetic device 30 can be configured as a CPU, for example.

第1の歪測定部14の出力はアンプ22において増幅された後、加算部25及び演算部26に供給される。また、第2の歪測定部15の出力はアンプ23において増幅された後、加算部25及び演算部26に供給される。   The output of the first distortion measurement unit 14 is amplified by the amplifier 22 and then supplied to the addition unit 25 and the calculation unit 26. The output of the second distortion measuring unit 15 is amplified by the amplifier 23 and then supplied to the adding unit 25 and the calculating unit 26.

加算部25では、第1の歪測定部14からの出力EX1と、第2の歪測定部15からの出力EX2との和が求められる(EX1+EX2)。加算部25で求められた値は、演算部26に送られると共に、Z方向データDAとして出力端子28に送られる。このZ方向データDAの値は、指Aが基台35を鉛直下方向に押圧する力Fを示す。 In the adding unit 25, the sum of the output E X1 from the first distortion measuring unit 14 and the output E X2 from the second distortion measuring unit 15 is obtained (E X1 + E X2 ). The value obtained by the adder 25 is sent to the calculator 26 and also sent to the output terminal 28 as Z-direction data DA. The value of the Z-direction data DA shows the force F Z finger A presses the base 35 downward in the vertical direction.

一方、演算部26では、先ず第1の歪測定部14からの出力EX1に対し、前記した校正処理において求められた補正係数αが乗算される(EX1×α)。同様に、第2の歪測定部15からの出力EX2に対し、校正処理において求められた補正係数βが乗算される(EX2×β)。 On the other hand, in the calculation unit 26, first, the output E X1 from the first distortion measurement unit 14 is multiplied by the correction coefficient α obtained in the calibration process described above (E X1 × α). Similarly, the output E X2 from the second distortion measurement unit 15 is multiplied by the correction coefficient β obtained in the calibration process (E X2 × β).

上記のように第1の歪測定部14からの出力EX1に補正係数αを乗算し、第2の歪測定部15からの出力EX2に補正係数βを乗算することにより、補正後の各出力の値は癖等の人的誤差は排除される。よって、演算部26で減算することにより求められた値は、指Aの動作(X1方向への移動動作、或いはX2方向への移動動作)に基づき第1のアーム部12と第2のアーム部13に発生した歪の差のみの値となる。 As described above, the output E X1 from the first distortion measurement unit 14 is multiplied by the correction coefficient α, and the output E X2 from the second distortion measurement unit 15 is multiplied by the correction coefficient β. The output value eliminates human errors such as wrinkles. Therefore, the value obtained by subtracting by the calculation unit 26 is based on the movement of the finger A (the movement operation in the X1 direction or the movement operation in the X2 direction) and the first arm unit 12 and the second arm unit. Only the difference in distortion generated in 13 is obtained.

なお、前記のように補正係数α,βはZ1方向の荷重Fの変化に伴い変化する。そこで本実施形態では、加算部25から演算部26に対し、第1の歪測定部14からの出力EX1と第2の歪測定部15からの出力EX2が加算された値が送られるよう構成している。 The correction coefficient as the alpha, beta varies with changes in the Z1 direction of the load F X. Therefore, in the present embodiment, a value obtained by adding the output EX1 from the first distortion measuring unit 14 and the output EX2 from the second distortion measuring unit 15 is sent from the adding unit 25 to the calculating unit 26. It is composed.

この各出力EX1.EX2を加算した値は、指Aが基台35をZ1方向に押圧している力(Z1方向の荷重F)に相関した値である。よってこの加算値(EX1+EX2を)から、指Aが現在基台35をZ1方向に押圧する力に対応した補正係数α,βを求めることができ、各出力EX1,EX2を適切に補正することが可能となる(これについては後述する)。 Each of these outputs E X1 . The value obtained by adding E X2 is a value correlated with the force with which the finger A presses the base 35 in the Z1 direction (the load F X in the Z1 direction). Therefore, the correction coefficients α and β corresponding to the force with which the finger A currently presses the base 35 in the Z1 direction can be obtained from the added value (E X1 + E X2 ), and the outputs EX1 and EX2 are appropriately corrected. (This will be described later).

上記した補正処理が終了すると、演算部26は補正された第1の歪測定部14の出力値(EX1×α)と、補正後の第2の歪測定部15からの出力値(EX2×β)との差が求められる((EX1×α)−(EX2×β))。演算部26で求められたこの減算値は、動作データDSとして出力端子27に送られる。この動作データDSは、指AがX1方向或いはX2方向に移動した際、この動作を検出するデータとして使用される。 When the correction processing described above is completed, the calculation unit 26 outputs the corrected output value (E X1 × α) of the first distortion measurement unit 14 and the corrected output value (E X2 ) of the second distortion measurement unit 15. The difference from (× β) is obtained ((E X1 × α) − (E X2 × β)). The subtraction value obtained by the calculation unit 26 is sent to the output terminal 27 as operation data DS. This motion data DS is used as data for detecting this motion when the finger A moves in the X1 direction or the X2 direction.

このように、本実施形態に係る動作検出装置20では、演算装置30において第1及び第2の歪測定部14,15からの出力EX1,EX2を校正処理により求められた補正係数α,βで補正しているため、人的誤差を排除することができ、動作検出センサ10による指Aの動作検出を高精度に行うことが可能となる。 As described above, in the motion detection device 20 according to the present embodiment, the correction coefficient α, which is obtained by the calibration process using the outputs E X1 and E X2 from the first and second strain measurement units 14 and 15 in the arithmetic unit 30. Since the correction is performed with β, human error can be eliminated, and the motion detection of the finger A by the motion detection sensor 10 can be performed with high accuracy.

次に、出力装置50について説明する。出力端子27及び出力端子28は、出力装置50に接続されている(図7参照)。本実施形態に係る出力装置50は表示部を有しており、この表示部には出力端子27,28からの出力変化が時間の経過と共に表示される構成とされている。出力装置50では、この各端子27,28から送られてくる出力値に基づき歪を演算し、これを表示部に表示する。この表示は、縦軸が歪を示し、横軸が時間を示す表として示される(図6参照)。   Next, the output device 50 will be described. The output terminal 27 and the output terminal 28 are connected to the output device 50 (see FIG. 7). The output device 50 according to the present embodiment includes a display unit, and the display unit is configured to display changes in output from the output terminals 27 and 28 over time. In the output device 50, the distortion is calculated based on the output values sent from the terminals 27 and 28, and this is displayed on the display unit. This display is shown as a table in which the vertical axis indicates distortion and the horizontal axis indicates time (see FIG. 6).

続いて、演算装置30が実施する動作検出センサ10を用いて指Aの動作検出処理について説明する。図8は、動作検出センサ10及び動作検出装置20を用いた指Aの動作検出処理を示すフローチャートである。   Next, the motion detection process of the finger A using the motion detection sensor 10 performed by the arithmetic device 30 will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the motion detection process of the finger A using the motion detection sensor 10 and the motion detection device 20.

動作検出処理が開始されると、先ずステップ10(図では、ステップをSと略している)において、校正処理が終了しているか否かが判断される。ステップ10で校正処理が終了していないと判断されると校正処理が実施される。   When the motion detection process is started, first, in step 10 (step is abbreviated as S in the figure), it is determined whether or not the calibration process is finished. If it is determined in step 10 that the calibration process has not been completed, the calibration process is performed.

校正処理では、前記のように動作検出処理を実施する被験者は指Aを校正プレート40の検出台41に対し鉛直下方向(Z1方向)に押圧する。ステップ12では、この時にロードセル42から送られる鉛直下方向(Z1方向)に対する荷重Fと、動作検出センサ10から送られる第1及び第2の歪測定部14,15の出力電圧EX1,EX2を読み込む。そして、これらに基づき鉛直下方向(Z1方向)に対する荷重Fをパラメータとする補正係数α,βを演算する。 In the calibration process, the subject who performs the motion detection process as described above presses the finger A vertically downward (Z1 direction) against the detection table 41 of the calibration plate 40. In step 12, the load F Z with respect to the vertical downward direction (Z1 direction) transmitted from the load cell 42 at this time, the output voltage E X1 of the first and second strain measurement unit 14, 15 is sent from the operation detection sensor 10, E Read X2 . Then, the correction coefficient as a parameter load F Z with respect to the vertical downward direction (Z1 direction) on the basis of these alpha, calculates the beta.

前記のように各補正係数α,βは指Aの鉛直下方向(Z1方向)への荷重Fに相関するため、各補正係数α,βを関数表示するとα=Q(F)と示すことができ、またβ=R(F)と示すことができる。ステップ14では、このα=Q(F)及びβ=R(F)が求められる。 Each correction factor as the alpha, beta denotes to correlate the load F Z in the vertically downward direction (Z1 direction) of the finger A, the correction coefficient alpha, the beta is a function display alpha = Q and (F Z) And can be shown as β = R (F Z ). In step 14, α = Q (F Z ) and β = R (F Z ) are obtained.

上記の校正処理が終了した場合、又はステップ10において既に校正処理が終了していると判断された場合、処理はステップ16に進む。このステップ16以降の処理が、指Aの動作検出処理となる。   If the above calibration process is completed, or if it is determined in step 10 that the calibration process has already been completed, the process proceeds to step 16. The processing after Step 16 is the finger A motion detection processing.

ステップ16では、動作検出センサ10を装着した指Aを基台35上で剪断方向(矢印X1,X2方向)に動作させる。この動作に伴い、第1の歪測定部14及び第2の歪測定部15から出力される出力電圧EX1,EX2を読み取る。 In step 16, the finger A to which the motion detection sensor 10 is attached is moved on the base 35 in the shearing direction (arrow X1, X2 direction). Along with this operation, the output voltages E X1 and E X2 output from the first strain measuring unit 14 and the second strain measuring unit 15 are read.

続くステップ18では、加算部25において各出力電圧EX1,EX2の加算処理を実施する。前記のようにこの加算値(EX1+EX2)は、演算部26及び出力端子28に送られる。 In the subsequent step 18, the adding unit 25 performs an adding process of the output voltages E X1 and E X2 . As described above, this added value (E X1 + E X2 ) is sent to the calculation unit 26 and the output terminal 28.

また、演算部26では、加算値(EX1+EX2)に基づき指Aが鉛直下方に指Aを押圧する荷重Fを演算する。そして、ステップ14で求めたα=Q(F)及びβ=R(F)、及び荷重Fから補正係数α,βを演算する。いま、仮に荷重Fの値が図9に示すNであったとすると(F=N)、その時の補正係数α,βはα=Q(N)及びβ=R(N)となる。 Further, the arithmetic unit 26, the finger A on the basis of the sum value (E X1 + E X2) is for calculating a load F Z pressing the finger A vertically downward. Then, correction coefficients α and β are calculated from α = Q (F Z ) and β = R (F Z ) obtained in step 14 and the load F Z. If the value of the load F Z is N shown in FIG. 9 (F Z = N), the correction coefficients α N and β N at that time are α N = Q (N) and β N = R (N). It becomes.

続いて,演算部26は第1及び第2の歪測定部14,15からの出力電圧EX1,EX2に、上記のようにして求めた補正係数α,βを乗算した上で、補正された各出力電圧の差を求める(EX1×α−EX2×β)。このようにして求められた減算値は、動作データDSとして出力端子27に送られる。 Subsequently, the calculation unit 26 is corrected after multiplying the output voltages E X1 and E X2 from the first and second distortion measurement units 14 and 15 by the correction coefficients α and β obtained as described above. The difference between the output voltages is obtained (E X1 × α−E X2 × β). The subtraction value obtained in this way is sent to the output terminal 27 as operation data DS.

出力装置50は、出力端子27,28に接続されている。ステップ20では、出力端子27,28から送られてくる動作データDS及びZ方向データDAに基づき歪を演算し、これを表示部に表示する。   The output device 50 is connected to the output terminals 27 and 28. In step 20, the distortion is calculated based on the operation data DS and the Z direction data DA sent from the output terminals 27 and 28, and this is displayed on the display unit.

上記した動作検出処理により、指Aを基台35上で剪断方向(矢印X1,X2方向)に動作させた時の指Aの動作が、第1のアーム部12及び第2のアーム部13に発生する歪として出力装置50に画像表示される。   By the above-described motion detection process, the motion of the finger A when the finger A is moved in the shearing direction (arrow X1, X2 direction) on the base 35 is applied to the first arm unit 12 and the second arm unit 13. An image is displayed on the output device 50 as the generated distortion.

次に、上記構成とされ動作検出装置20を用いて、指Aを基台35上で動作させる実験を行った実験結果について説明する。   Next, a description will be given of experimental results of an experiment in which the finger A is operated on the base 35 using the motion detection device 20 configured as described above.

図6(A)〜(E)は、動作検出センサ10を装着した指Aを基台35上で剪断方向(矢印X1,X2方向)に動作させる実験を行い、その際に出力装置50に表示される出力結果を示している。なお、各図において、縦軸は歪の大きさを示しており、横軸は指Aの動作を開始した。   6A to 6E show an experiment in which the finger A with the motion detection sensor 10 is moved in the shearing direction (arrow X1, X2 direction) on the base 35, and displayed on the output device 50 at that time. The output result is shown. In each figure, the vertical axis indicates the magnitude of the distortion, and the horizontal axis starts the operation of the finger A.

図6(A)は、第1及び第2の歪測定部14,15からの出力値を加算部25で加算したZ方向データDAを示している。同図において、時間t1〜t2の間は指Aを動作(移動)させることなく基台35に押し付けている期間であり、時間t2〜t3の間は指Aを矢印X1方向に動作させた期間であり、また時間t3〜t4の間は指Aを矢印X2方向に動作させた期間である。   FIG. 6A shows Z-direction data DA obtained by adding the output values from the first and second distortion measuring units 14 and 15 by the adding unit 25. In the figure, the period from time t1 to t2 is a period in which the finger A is pressed against the base 35 without moving (moving), and the period from time t2 to t3 is the period in which the finger A is moved in the arrow X1 direction. Further, the period from time t3 to t4 is a period in which the finger A is moved in the direction of the arrow X2.

図6(A)に示されるように、第1及び第2の歪測定部14,15からの出力を加算したZ方向データDAは、時刻t1〜t4の期間で略同一の出力値となっている。このZ方向データDAからは、第1のアーム部12及び第2のアーム部13に発生している歪の総和が求められる。また図6(A)より、第1及び第2のアーム部12,13に発生している歪の総和は、指Aの移動方向に拘らず一定の値となっていることが分かる。   As shown in FIG. 6A, the Z-direction data DA obtained by adding the outputs from the first and second strain measurement units 14 and 15 becomes substantially the same output value during the period of time t1 to t4. Yes. From the Z-direction data DA, the total sum of distortions occurring in the first arm portion 12 and the second arm portion 13 is obtained. 6A shows that the total sum of the distortions generated in the first and second arm portions 12 and 13 is a constant value regardless of the moving direction of the finger A. FIG.

しかしながら演算装置30からの出力は、指Aの移動方向に拘わらず時刻t1〜t4の間で一定であるため、図6(A)のZ方向データDAからは指Aの移動方向を知ることはできない。   However, since the output from the arithmetic unit 30 is constant between times t1 and t4 regardless of the direction of movement of the finger A, it is not possible to know the direction of movement of the finger A from the Z-direction data DA in FIG. Can not.

図6(B),(C)は、第1及び第2の歪測定部14,15からの各出力値を演算部26で校正した後減算した動作データDSを示している。図6(B),(C)における時間t1〜t2の間の値は、指Aを動作させることなく基台35に押し付けている状態の動作データDSの値である。   FIGS. 6B and 6C show operation data DS obtained by calibrating the output values from the first and second strain measurement units 14 and 15 after being calibrated by the calculation unit 26. 6B and 6C, the value between the times t1 and t2 is the value of the operation data DS in a state where the finger A is pressed against the base 35 without moving.

また、図6(B)における時間t2〜t4の間の値は、この押し付け状態から指Aを矢印X1方向に動作させた時の動作データDSの値を示している。更に、また、図6(C)における時間t2〜t4の間の値は、押し付け状態から指Aを矢印X2方向(図6(B)の反対方向)に動作させた時の動作データDSの値を示している。   Further, the value between time t2 and t4 in FIG. 6B indicates the value of the operation data DS when the finger A is moved in the direction of the arrow X1 from this pressed state. Furthermore, the value between times t2 and t4 in FIG. 6C is the value of the operation data DS when the finger A is moved in the arrow X2 direction (the opposite direction to FIG. 6B) from the pressed state. Is shown.

図6(B),(C)に示される時間t1〜t2の間に発生している歪は、指Aを基台35に押圧することにより発生したものである。指Aを基台35に押圧すると指Aに変形(以下、非動作時変形という)が発生し、この非動作時変形により第1及び第2のアーム部12,13も変形して歪が発生する。   6B and 6C, the distortion generated between the times t1 and t2 is generated by pressing the finger A against the base 35. FIG. When the finger A is pressed against the base 35, the finger A is deformed (hereinafter referred to as non-operating deformation), and the first and second arm portions 12 and 13 are also deformed due to the non-operating deformation. To do.

時間t1〜t2の間(以下、この時間を非動作時間という)に発生している歪は、この非動作時変形によるものである。この非動作時間後、時刻t2において指Aを基台35上で矢印X1方向或いは矢印X2方向へ動作させると、この動作に伴い指Aには変形が発生する。   Distortion occurring between times t1 and t2 (hereinafter, this time is referred to as non-operation time) is due to the deformation during non-operation. If the finger A is moved in the direction of the arrow X1 or the direction of the arrow X2 on the base 35 at the time t2 after this non-operation time, the finger A is deformed along with this operation.

前記のように動作中の指Aに発生する変形は、指AのX1方向側とX2方向側で異なる変形(非対称の変形)となる。従って、指Aの変形に対応して変形する第1及び第2のアーム部12,13に発生する歪は、第1のアーム部12と第2のアーム部13で異なった大きさとなる。   As described above, the deformation generated in the finger A that is operating is a different deformation (asymmetric deformation) on the X1 direction side and the X2 direction side of the finger A. Therefore, the distortion generated in the first and second arm portions 12 and 13 deformed in response to the deformation of the finger A has different magnitudes in the first arm portion 12 and the second arm portion 13.

図6(B)に示すように、時刻t2において指Aが矢印X1方向に動作されることにより動作データDSはプラス側に変化している。一方、図6(C)に示すように、時刻t2において指Aが矢印X2方向に動作されることにより動作データDSはマイナス側に変化している。よって、動作検出装置20から出力される動作データDSから、指Aの動作方向を測定することが可能となる。   As shown in FIG. 6B, the motion data DS changes to the plus side when the finger A is moved in the arrow X1 direction at time t2. On the other hand, as shown in FIG. 6C, the motion data DS changes to the negative side when the finger A is moved in the direction of the arrow X2 at time t2. Therefore, the movement direction of the finger A can be measured from the movement data DS output from the movement detection device 20.

図6(D)は、非動作時間の後、時間t2〜t3の間は指Aを矢印X1方向に移動させ、その後時間t3〜t4の間は指Aを逆方向である矢印X2方向に移動させた時の動作データDSの値を示している。同図に示すように動作データDSの値は、指Aの動作方向を転換した時刻t3において、非動作時間における動作データDSの値を中心として反転した状態となる。よって、図6(D)に示される結果からも、動作検出装置20から出力される動作データDSから、指Aの動作方向を測定することが可能となることが判る。   In FIG. 6D, after the non-operation time, the finger A is moved in the direction of the arrow X1 during the time t2 to t3, and then the finger A is moved in the direction of the arrow X2, which is the reverse direction, during the time t3 to t4. The value of the operation data DS at the time of being made is shown. As shown in the figure, the value of the motion data DS is inverted around the value of the motion data DS in the non-operation time at time t3 when the motion direction of the finger A is changed. Therefore, it can be seen from the result shown in FIG. 6D that the movement direction of the finger A can be measured from the movement data DS output from the movement detection device 20.

図6(E)は、図6(D)に示される動作データDSの値を非動作時変形に対応する歪分だけ減算した値を表示したものである。このように図6(D)に示される動作データDSに対して補正処理を行うことにより、指Aを矢印X1方向に移動した時の動作データDSの値と、指Aを矢印X2方向に移動した時の動作データDSの値が原点を中心としてプラス方向とマイナス方向で反転する。よって、動作検出装置20からの出力形態を図6(E)に示す形態とすることにより、指Aの移動方向の認定を容易に行うことができる。   FIG. 6E shows the value obtained by subtracting the value of the operation data DS shown in FIG. 6D by the distortion corresponding to the non-operation deformation. Thus, by performing correction processing on the motion data DS shown in FIG. 6D, the value of the motion data DS when the finger A is moved in the arrow X1 direction and the finger A is moved in the arrow X2 direction. The value of the operation data DS at this time is reversed in the plus direction and the minus direction with the origin as the center. Therefore, the movement direction of the finger A can be easily recognized by setting the output form from the motion detection device 20 to the form shown in FIG.

上記のように本実施形態に係る動作検出センサ10及び動作検出装置20によれば、動作データDSから指Aの動作方向を調べることが可能となる。また、指Aに発生している歪の大きさも、均一歪からの変化量として動作データDSから知ることができる。   As described above, according to the motion detection sensor 10 and the motion detection device 20 according to the present embodiment, the motion direction of the finger A can be checked from the motion data DS. In addition, the magnitude of the distortion occurring in the finger A can also be known from the operation data DS as the amount of change from the uniform distortion.

従って、例えば化粧道具等を施術者が手にとって使用する際、本実施形態に係る動作検出センサ10を装着することにより、施術時における施術者の指の動作(動作方向及び動作強さ)を検出することができる。よって、本実施形態に係る動作検出センサ10を用いて施術を行った際の指Aの動作を測定すると共に、当該施術時に指先に感じる感触を官能検査等で調べておくことにより、施術に使用した化粧道具等の使用感を定量的に検出することが可能となる。   Therefore, for example, when the practitioner uses a cosmetic tool or the like for the hand, the motion detection sensor 10 according to the present embodiment is attached to detect the motion (motion direction and strength) of the practitioner's finger during the treatment. can do. Therefore, the motion of the finger A when performing a treatment using the motion detection sensor 10 according to the present embodiment is measured, and the feeling felt on the fingertip at the time of the treatment is examined by a sensory test or the like. It is possible to quantitatively detect the feeling of use of the makeup tool or the like.

また前記のように、本実施形態に係る動作検出センサ10は、小型かつ軽量化であるため、指Aの施術動作に動作検出センサ10が邪魔になるようなことはなく、よって使用感の定量検出を精度よく行うことができる。   Further, as described above, since the motion detection sensor 10 according to the present embodiment is small and light, the motion detection sensor 10 does not get in the way of the operation of the finger A, and thus the feeling of use is quantified. Detection can be performed with high accuracy.

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the present invention described in the claims. It can be modified and changed.

例えば、上記した使用例では動作検出センサ10を化粧料の施術時における動作検出に用いた例を示したが、動作検出センサ10及び動作検出装置20の適用はこれに限定されるものではなく、種々の技術分野において利用が可能なものである。   For example, in the above-described use example, the example in which the motion detection sensor 10 is used for motion detection at the time of cosmetic treatment is shown, but the application of the motion detection sensor 10 and the motion detection device 20 is not limited to this, It can be used in various technical fields.

また、本実施形態ではベース部11及びアーム部12,13をいずれも金属により構成した例を示したが、ベース部11及びアーム部12,13は必ずしも金属に限定されるものではなく、樹脂等により構成することも可能である。   In the present embodiment, the base portion 11 and the arm portions 12 and 13 are both made of metal. However, the base portion 11 and the arm portions 12 and 13 are not necessarily limited to metal, such as resin. It is also possible to configure by.

10 動作検出センサ
11 ベース部
12 第1のアーム部
13 第2のアーム部
14 第1の歪測定部
14a〜14d 第1〜第4の歪ゲージ
15 第2の歪測定部
15a〜15d 第1〜第4の歪ゲージ
16 加速度センサ
17 被覆部材
18,19 開口部
20 動作検出装置
25 加算部
26 演算部
30 演算装置
40 校正プレート
41 検出台41
42 ロードセル
50 出力装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motion detection sensor 11 Base part 12 1st arm part 13 2nd arm part 14 1st strain measurement part 14a-14d 1st-4th strain gauge 15 2nd strain measurement part 15a-15d 1st-1st Fourth strain gauge 16 Acceleration sensor 17 Cover member 18, 19 Opening 20 Motion detection device 25 Addition unit 26 Calculation unit 30 Calculation device 40 Calibration plate 41 Detection stand 41
42 load cell 50 output device

Claims (3)

指に装着され、該指の動作を検出する動作検出センサであって、
装着状態で前記指の上部に位置する基部と、
前記基部の一側縁部から前記指の一側部に延出された第1のアームと、
前記基部の他側縁部から前記指の他側部に延出されると共に、前記第1のアームとの間で前記指を挟む第2のアームと、
前記指が動作した時に該指の変形に伴い前記第1のアームに発生する歪を測定する第1の歪測定手段と、
前記指が動作した時に該指の変形に伴い前記第2のアームに発生する歪を測定する第2の歪測定手段と、
を有し、
前記第1のアーム及び第2のアームは、中央位置に開口部が形成されてなることを特徴とする動作検出センサ。
A motion detection sensor that is attached to a finger and detects the motion of the finger,
A base located at the top of the finger in a worn state;
A first arm extending from one side edge of the base to one side of the finger;
A second arm extending from the other side edge of the base to the other side of the finger and sandwiching the finger with the first arm;
First strain measuring means for measuring strain generated in the first arm when the finger is moved, as the finger is deformed;
Second strain measuring means for measuring strain generated in the second arm as the finger is moved when the finger is moved;
I have a,
The motion detection sensor according to claim 1, wherein the first arm and the second arm have an opening at a central position .
前記第1の歪測定手段は、前記第1のアームの外側面に配設された第1の歪ゲージ及び第2の歪ゲージと、前記第1のアームの内側面に配設され、前記第1の歪ゲージ及び第2の歪ゲージと共に第1のホイートストンブリッジを構成する第3の歪ゲージ及び第4の歪ゲージとにより構成され、
前記第2の歪測定手段は、前記第2のアームの外側面に配設された第5の歪ゲージ及び第6の歪ゲージと、前記第2のアームの内側面に配設され、前記第5の歪ゲージ及び第6の歪ゲージと共に第2のホイートストンブリッジを構成する第7の歪ゲージ及び第8の歪ゲージとにより構成されることを特徴とする請求項1記載の動作検出センサ
The first strain measuring means is disposed on a first strain gauge and a second strain gauge disposed on an outer surface of the first arm, and on an inner surface of the first arm. A third strain gauge and a fourth strain gauge constituting the first Wheatstone bridge together with the first strain gauge and the second strain gauge;
The second strain measuring means is disposed on a fifth strain gauge and a sixth strain gauge disposed on an outer surface of the second arm, and on an inner surface of the second arm. The motion detection sensor according to claim 1, comprising a seventh strain gauge and an eighth strain gauge that constitute the second Wheatstone bridge together with the fifth strain gauge and the sixth strain gauge .
請求項1または2に記載の動作検出センサと、
前記第1の歪測定手段が測定した第1の測定値と前記第2の歪測定手段が測定した第2の測定値に校正処理を行うと共に、校正された前記第1の測定値と校正された前記第2の測定値から指の動作を求める演算部と、
を有することを特徴とする動作検出装置。
The motion detection sensor according to claim 1 or 2 ,
The first measured value measured by the first strain measuring means and the second measured value measured by the second strain measuring means are calibrated and calibrated with the calibrated first measured value. A calculation unit for obtaining a finger movement from the second measurement value;
A motion detection apparatus comprising:
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