JP6887021B2 - Ring-type user-operated sensing device worn between finger joints - Google Patents

Ring-type user-operated sensing device worn between finger joints Download PDF

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Description

本発明は、ユーザが外部デバイスを操作するために手指を動かすとき、そのユーザの操作をセンシングする技術に関する。さらに詳しくは、本発明は、手指の関節と関節との間に指輪タイプに形成されたユーザ操作センシング装置を着用した状態で、外部デバイスへの入力信号を生成するためにユーザの手指を動かすと、そのユーザ操作センシング装置が当該ユーザ操作を識別して外部デバイスに知らせる技術である。特に、本発明は、ユーザ操作センシング装置を手指に嵌めた状態でユーザの手指先側に向かう制御ボードの先端部において、１つ以上のセンサ棒を制御ボードの上面に対して鉛直上方に立てて配設することで、ユーザの動きが微小であってもセンシング領域が大きく形成されるように構成し、これにより、手足の動きが不自由なユーザが利用しても動きを正確にセンシングすることができるようにする技術である。 The present invention relates to a technique for sensing a user's operation when the user moves a finger to operate an external device. More specifically, the present invention states that the user's fingers are moved to generate an input signal to an external device while wearing a ring-type user-operated sensing device formed between the joints of the fingers. , The user operation sensing device is a technique for identifying the user operation and notifying the external device. In particular, in the present invention, at the tip of the control board facing the fingertip side of the user with the user operation sensing device fitted on the finger, one or more sensor rods are erected vertically upward with respect to the upper surface of the control board. By arranging it, the sensing area is formed to be large even if the movement of the user is minute, so that the movement can be accurately sensed even if the user with disability in the movement of the limbs uses it. It is a technology that enables you to do this.

一般に、ユーザがデバイスに対して操作信号を入力するためには、様々なユーザーインターフェース（例えば、タッチパッド、ジョイスティック、マウス）が必要である。そして、デバイスとは独立して備えられるユーザーインターフェースとしては、マウス、ジョイスティックなどが挙げられる。 In general, various user interfaces (eg, touchpad, joystick, mouse) are required for the user to input operation signals to the device. As a user interface provided independently of the device, a mouse, a joystick, and the like can be mentioned.

ここで、マウスを例に挙げると、ユーザがマウスに手を乗せて操作することで入力信号がデバイスに伝達されるようにする方式である。
ところで、外傷、脳損傷による障害などが原因で腕を動かし難い患者や筋力が劣っている高齢者は、腕を動かす動作が不自由であるため、従来のマウスのような装置を操作することが非常に難しい。 Here, taking a mouse as an example, it is a method in which an input signal is transmitted to a device by a user placing a hand on the mouse and operating the mouse.
By the way, patients who have difficulty moving their arms due to trauma, brain damage, etc. or elderly people with poor muscle strength are unable to move their arms, so it is possible to operate a device like a conventional mouse. very difficult.

このような不便を解消するために、ユーザの手指に指輪状にして嵌めて用いるようなユーザーインターフェース装置が複数開示されたが、ユーザの手指の微小な動きを正確にセンシングする技術に限界があったり、体の不自由なユーザに対してはその使い勝手が劣ったりする短所があった。 In order to eliminate such inconvenience, a plurality of user interface devices that are used by fitting them into a ring shape on the user's finger have been disclosed, but there is a limit to the technology for accurately sensing minute movements of the user's finger. In addition, it has the disadvantage of being inferior in usability for physically handicapped users.

上記点を解決するために、体の不自由なユーザの使い勝手が良好であり、そのようなユーザの手指の微小な動きを正確にセンシングすることができる指輪タイプのユーザ操作センシング装置の具現が求められている。 In order to solve the above points, it is required to realize a ring-type user-operated sensing device that is easy to use for a physically handicapped user and can accurately sense minute movements of such a user's fingers. Has been done.

韓国登録特許第１０−０８０３２００号公報「体の関節角度を用いた情報入力装置及び方法」Korean Registered Patent No. 10-0803200, "Information Input Device and Method Using Body Joint Angle" 韓国公開特許第１０−２０１４−００１６１２２号公報「手指着用型のデータ送受信装置」Korean Publication No. 10-2014-0016122, "Hand-wearing type data transmitter / receiver" 韓国公開特許第１０−２０１６−００１５７２９号公報「ウェアラブルスマートバンド」Korean Publication No. 10-2016-0015729 Gazette "Wearable Smart Band" 韓国登録特許第１０−１６４３７１１号公報「スマートディスプレイ装置、並びにそのＵＩ設定及び実行方法」Korean Registered Patent No. 10-1643711 "Smart Display Device and its UI Setting and Execution Method"

本発明は、上記点に鑑みて提案されたものであって、本発明は、手足の動きが不自由なユーザでも容易に用いることができる、手指の関節間着用型の指輪タイプのユーザ操作センシング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above points, and the present invention is a ring-type user-operated sensing that can be easily used by a user with disabilities in the movement of limbs. The purpose is to provide the device.

また、本発明は、ユーザの手指の微小な動きを正確にセンシングできるようにモーションセンシングに関する構造を改善した、手指の関節間着用型の指輪タイプのユーザ操作センシング装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a ring-type user operation sensing device that is worn between the joints of fingers and has an improved structure related to motion sensing so that minute movements of the user's fingers can be accurately sensed. ..

前記の目的を達成するために、本発明は、指輪状に形成され、ユーザの手指の関節間に着用された状態でユーザの手指の動きからユーザ操作をセンシングするための手指の関節間着用型の指輪タイプのユーザ操作センシング装置であって、手指に嵌められるように伸縮性素材の環状に形成されるリングバンド部１００と、リングバンド部の膨張及び収縮のとき、リングバンド部の縁方向に沿って電気抵抗線の長さが変形されることで異なる抵抗値を示すように、リングバンド部に装着されるストレインゲージ部２００と、リングバンド部の上面に結合され、リングバンド部の幅方向に対応する自身の前後方向の長さがリングバンド部の幅よりも２倍以上大きく形成され、リングバンド部を着用した状態でユーザの手指先側に向かって自身の前方部分がリングバンド部から突出するように配置される制御ボード３００と、ユーザ操作センシング装置の動きを検知し、その検知に応じて方向キー操作を識別するためのモーションデータを生成するモーションセンサ部であって、リングバンド部が着用された状態でユーザの手指先側に向かう制御ボードの先端部において、制御ボードの上面に対して鉛直上方に立てて配設される１つ以上のセンサ棒を備えることを特徴とするモーションセンサ部３２０と、リングバンド部の縁方向に対する収縮及び膨張によるストレインゲージ部の抵抗値を分析して抵抗値に応じてマウスクリック操作及び方向キー操作を識別し、方向キー操作が識別された場合、モーションセンサ部が生成したモーションデータに基づいて方向キー操作の内容を識別するメインコントロール部３１０と、を含んで構成される。 In order to achieve the above object, the present invention is a ring-shaped inter-articular wear type of fingers for sensing user operation from the movement of the user's fingers while being worn between the joints of the user's fingers. This is a ring-type user-operated sensing device, which has a ring band portion 100 formed in an annular shape of an elastic material so as to be fitted to a finger, and when the ring band portion expands and contracts, in the edge direction of the ring band portion. The strain gauge portion 200 mounted on the ring band portion and the upper surface of the ring band portion are coupled to each other so as to show different resistance values by deforming the length of the electric resistance wire along the width direction of the ring band portion. The length in the front-rear direction corresponding to is formed to be more than twice as large as the width of the ring band portion, and the front portion of the self is formed from the ring band portion toward the fingertip side of the user while wearing the ring band portion. A ring band unit, which is a motion sensor unit that detects the movement of a control board 300 arranged so as to protrude and a user operation sensing device and generates motion data for identifying a direction key operation according to the detection. A motion characterized by comprising one or more sensor rods arranged vertically upward with respect to the upper surface of the control board at the tip of the control board facing the user's fingertip side while worn. When the resistance value of the sensor unit 320 and the strain gauge unit due to contraction and expansion with respect to the edge direction of the ring band unit is analyzed to identify the mouse click operation and the direction key operation according to the resistance value, and the direction key operation is identified. , A main control unit 310 that identifies the content of the direction key operation based on the motion data generated by the motion sensor unit.

本発明において、メインコントロール部３１０は、ストレインゲージ部の示す抵抗値が予め設定した閾値を超えた場合はマウスクリック操作と識別し、ストレインゲージ部の示す抵抗値が閾値未満の場合は方向キー操作と識別し、方向キー操作が識別された場合、モーションセンサ部が生成したモーションデータに基づいて方向キー操作の内容を識別するように構成されることが好ましい。 In the present invention, the main control unit 310 identifies as a mouse click operation when the resistance value indicated by the strain gauge unit exceeds a preset threshold value, and when the resistance value indicated by the strain gauge unit is less than the threshold value, a direction key operation. When the direction key operation is identified, it is preferable that the motion sensor unit is configured to identify the content of the direction key operation based on the motion data generated.

本発明において、ストレインゲージ部２００は、制御ボードと対向するリングバンド部に設けられてもよい。
また、本発明において、ストレインゲージ部２００は、ユーザがリングバンド部を着用するときにユーザの中指側に向かうリングバンド部の側部に設けられてもよい。 In the present invention, the strain gauge portion 200 may be provided on the ring band portion facing the control board.
Further, in the present invention, the strain gauge portion 200 may be provided on the side portion of the ring band portion facing the middle finger side of the user when the user wears the ring band portion.

本発明は、手足の動きが不自由なユーザに対しても、その使い勝手を著しく向上させることができるという利点を示す。
また、本発明は、リングバンド部の動きに基づいてマウスクリック操作を識別するように構成し、ユーザの手指の先端から鉛直上方にセンサ棒を配置して方向キー操作を識別するように構成することで、ユーザの手指の微小な動きを正確にセンシングできるという利点を示す。 The present invention shows an advantage that the usability can be remarkably improved even for a user who has a disability in the movement of limbs.
Further, the present invention is configured to identify the mouse click operation based on the movement of the ring band portion, and the sensor rod is arranged vertically upward from the tip of the user's finger to identify the direction key operation. This has the advantage of being able to accurately sense minute movements of the user's fingers.

本発明に係るユーザ操作センシング装置をユーザの手指の関節間に着用した例示図である。It is an example figure which wore the user operation sensing device which concerns on this invention between the joints of the finger of a user. 本発明において、ストレインゲージ部が伸びた状態を示した図である。It is a figure which showed the state which the strain gauge part was extended in this invention. 本発明において、ストレインゲージ部が縮んだ状態を示した図である。It is a figure which showed the state which the strain gauge part was contracted in this invention. 本発明に係るユーザ操作センシング装置を着用した状態で手指を上下方向に動かす過程を示した使用状態図である。It is a usage state diagram which showed the process of moving a finger up and down while wearing the user operation sensing device which concerns on this invention. 本発明に係るユーザ操作センシング装置を着用した状態で手指を左右方向に動かす過程を示した使用状態図である。It is a usage state diagram which showed the process of moving a finger in the left-right direction while wearing the user operation sensing device which concerns on this invention. 本発明に係るユーザ操作センシング装置を着用した状態でマウスクリック操作を行う過程を示した使用状態図である。It is a usage state diagram which showed the process of performing a mouse click operation while wearing the user operation sensing device which concerns on this invention. 本発明の第１の実施形態によるストレインゲージ部の配置状態図である。It is a layout state diagram of the strain gauge part by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態によるストレインゲージ部の配置状態図である。It is a layout state diagram of the strain gauge part by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態によるストレインゲージ部の配置状態図である。It is a layout state diagram of the strain gauge part by the 3rd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明に係る指輪タイプのユーザ操作センシング装置をユーザの手指の関節間に着用した例示図である。図１を参照すると、本発明は、指輪状に形成され、ユーザの手指の関節間に着用された状態でユーザの手指の動きからユーザ操作をセンシングするための手指の関節間着用型の指輪タイプのユーザ操作センシング装置であって、リングバンド部１００、ストレインゲージ部２００、メインコントロール部３１０、及びモーションセンサ部３２０を含んで構成される。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an example view in which a ring-type user-operated sensing device according to the present invention is worn between the joints of a user's fingers. Referring to FIG. 1, the present invention is a ring type that is formed in a ring shape and is worn between the joints of the fingers of the user to sense the user's operation from the movement of the fingers of the user in a state of being worn between the joints of the fingers of the user. The user-operated sensing device of the above, which includes a ring band unit 100, a strain gauge unit 200, a main control unit 310, and a motion sensor unit 320.

リングバンド部１００は、ユーザの手指に嵌められるように伸縮性素材の環状に形成される。すなわち、リングバンド部１００は、様々なユーザの手指の太さにあまねく適用できるように、外力に対して収縮と膨張の自在なテンションを有する合成樹脂材からなることが好ましい。 The ring band portion 100 is formed in an annular shape of an elastic material so as to be fitted on a user's finger. That is, the ring band portion 100 is preferably made of a synthetic resin material having a tension that can be freely contracted and expanded with respect to an external force so that the ring band portion 100 can be applied uniformly to the thickness of fingers of various users.

ストレインゲージ部２００は、リングバンド部１００に装着され、リングバンド部１００の膨張及び収縮のとき、これと連動してリングバンド部１００の縁方向に沿って電気抵抗線の長さが変形されることで、異なる抵抗値を示すように構成される。 The strain gauge portion 200 is attached to the ring band portion 100, and when the ring band portion 100 expands and contracts, the length of the electric resistance wire is deformed along the edge direction of the ring band portion 100 in conjunction with the expansion and contraction of the ring band portion 100. Therefore, it is configured to show different resistance values.

メインコントロール部３１０は、ストレインゲージ部２００の抵抗値を分析してリングバンド部１００の縁方向に対する収縮及び膨張によるマウスクリック操作を識別するように構成される。 The main control unit 310 is configured to analyze the resistance value of the strain gauge unit 200 to identify a mouse click operation due to contraction and expansion of the ring band unit 100 in the edge direction.

詳しくは、メインコントロール部３１０は、ストレインゲージ部２００が示す抵抗値を分析したところ、その分析した抵抗値が予め設定した閾値を超えた場合は、マウスクリック操作がなされたと判断するように構成される。 Specifically, the main control unit 310 is configured to analyze the resistance value indicated by the strain gauge unit 200, and if the analyzed resistance value exceeds a preset threshold value, it is determined that a mouse click operation has been performed. To.

そして、メインコントロール部３１０は、ストレインゲージ部２００が示す抵抗値を分析したところ、その分析した抵抗値が予め設定した閾値未満の場合は、ユーザが方向キー操作を行ったと判断し、モーションセンサ部３２０からのモーションデータに基づいて具体的な方向キー操作の内容を識別するように構成される。 Then, when the main control unit 310 analyzes the resistance value indicated by the strain gauge unit 200, if the analyzed resistance value is less than the preset threshold value, it is determined that the user has performed the direction key operation, and the motion sensor unit 310. It is configured to identify the specific content of the direction key operation based on the motion data from 320.

すなわち、ユーザが手指を動かし、リングバンド部１００が動きながらストレインゲージ部２００が変化する抵抗値を示すとき、これと同時に、モーションセンサ部３２０もその動きを検知するようになる。 That is, when the user moves a finger and the strain gauge unit 200 shows a resistance value in which the strain gauge unit 200 changes while the ring band unit 100 moves, the motion sensor unit 320 also detects the movement at the same time.

そのため、メインコントロール部３１０は、ストレインゲージ部２００の抵抗値に応じたプロセッシングを優先的に処理し、ストレインゲージ部２００の検知した抵抗値が予め設定した閾値未満の場合、モーションセンサ部３２０が生成したモーションデータに基づいてプロセッシングを行うように構成することができる。これにより、メインコントロール部３１０の演算量の負担を軽減して低消費電力を具現できるようになる。 Therefore, the main control unit 310 preferentially processes processing according to the resistance value of the strain gauge unit 200, and when the resistance value detected by the strain gauge unit 200 is less than a preset threshold value, the motion sensor unit 320 is generated. It can be configured to perform processing based on the generated motion data. As a result, the burden of the calculation amount of the main control unit 310 can be reduced and low power consumption can be realized.

このために、モーションセンサ部３２０は、ユーザ操作センシング装置の動きを検知し、それによるモーションデータを生成する。そのとき、メインコントロール部３１０は、モーションセンサ部３２０が生成したモーションデータに基づいて方向キー操作を識別する。 For this purpose, the motion sensor unit 320 detects the movement of the user operation sensing device and generates motion data based on the motion. At that time, the main control unit 310 identifies the direction key operation based on the motion data generated by the motion sensor unit 320.

そして、モーションセンサ部３２０は、図１、図７、図８、及び図９に示したように、棒タイプのセンサ、すなわちセンサ棒３２１を１つ以上備えてもよい。モーションセンサ部３２０は、１つ以上のセンサ棒３２１及びそれに関する回路を含む構成である。 Then, as shown in FIGS. 1, 7, 8 and 9, the motion sensor unit 320 may include one or more rod-type sensors, that is, sensor rods 321. The motion sensor unit 320 is configured to include one or more sensor rods 321 and circuits related thereto.

ここで、各センサ棒３２１は、リングバンド部１００を着用したユーザの手指先側に向かう制御ボード３００の先端部において、図１、図７、図８、及び図９のように、制御ボード３００の上面に対して鉛直上方に立てて配設される。センサ棒３２１の配置については、図４を参照して詳しく後述する。 Here, each sensor rod 321 is attached to the control board 300 at the tip of the control board 300 toward the fingertip side of the user wearing the ring band portion 100, as shown in FIGS. 1, 7, 8, and 9. It is arranged vertically above the upper surface of the. The arrangement of the sensor rod 321 will be described in detail later with reference to FIG.

図２は、本発明に係るストレインゲージ部２００が伸びた状態を拡大して示した図であり、図３は、本発明に係るストレインゲージ部２００が縮んだ状態を拡大して示した図である。 FIG. 2 is an enlarged view showing the extended state of the strain gauge portion 200 according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view showing the contracted state of the strain gauge portion 200 according to the present invention. is there.

まず、図２を参照すると、ユーザが手指を曲げると手指の直径が大きくなるため、それによって手指に嵌められたリングバンド部１００の直径が伸びている状態が示されている。このときには、リングバンド部１００の直径が大きくなるにつれてリングバンド部１００が縁方向に沿って膨張するようになり、これと連動して、リングバンド部１００に装着されたストレインゲージ部２００もリングバンド部１００の縁方向に伸びる。 First, referring to FIG. 2, it is shown that when the user bends the fingers, the diameter of the fingers increases, so that the diameter of the ring band portion 100 fitted to the fingers increases. At this time, as the diameter of the ring band portion 100 increases, the ring band portion 100 expands along the edge direction, and in conjunction with this, the strain gauge portion 200 attached to the ring band portion 100 also has a ring band. It extends in the edge direction of the portion 100.

そのとき、ストレインゲージ部２００の抵抗線２１０も自身の長手方向に沿って伸びることで、抵抗線２１０そのものの抵抗値が増加するようになる。メインコントロール部３１０は、抵抗線２１０の両端に備えられたターミナル２２０と通電されるように結合され、その抵抗線２１０の抵抗値が増加する状態を検知することができ、それに基づいてユーザが手指を曲げたという事実を識別できるようになる。 At that time, the resistance wire 210 of the strain gauge portion 200 also extends along its own longitudinal direction, so that the resistance value of the resistance wire 210 itself increases. The main control unit 310 is coupled to terminals 220 provided at both ends of the resistance wire 210 so as to be energized, and can detect a state in which the resistance value of the resistance wire 210 increases, and the user can use the finger based on the state. You will be able to identify the fact that you have bent.

また、図３を参照すると、ユーザが手指を伸ばすと手指の直径が小さくなるため、それによって手指に嵌められたリングバンド部１００の直径も縮んでいる状態が示されている。このときには、リングバンド部１００の直径が小さくなるにつれてリングバンド部１００が縁方向に沿って収縮するようになり、これと連動して、リングバンド部１００に装着されたストレインゲージ部２００もリングバンド部１００の縁方向に沿って縮む。 Further, referring to FIG. 3, it is shown that the diameter of the finger is reduced when the user extends the finger, so that the diameter of the ring band portion 100 fitted to the finger is also reduced. At this time, as the diameter of the ring band portion 100 becomes smaller, the ring band portion 100 contracts along the edge direction, and in conjunction with this, the strain gauge portion 200 attached to the ring band portion 100 also has a ring band. It shrinks along the edge direction of the portion 100.

そのとき、ストレインゲージ部２００の抵抗線２１０も自身の長手方向に沿って収縮することで、抵抗線２１０そのものの抵抗値が減少するようになる。メインコントロール部３１０は、抵抗線２１０の両端に備えられたターミナル２２０と通電されるように結合され、その抵抗線２１０の抵抗値が減少する状態を検知することができ、それに基づいてユーザが手指を伸ばしたという事実を識別できるようになる。 At that time, the resistance wire 210 of the strain gauge portion 200 also contracts along its own longitudinal direction, so that the resistance value of the resistance wire 210 itself decreases. The main control unit 310 is coupled to terminals 220 provided at both ends of the resistance wire 210 so as to be energized, and can detect a state in which the resistance value of the resistance wire 210 decreases, and the user can use the finger based on the state. You will be able to identify the fact that you have stretched.

このように、ストレインゲージ部２００の抵抗線２１０は、自身の長手方向がリングバンド部１００の縁方向を向くように構成することが好ましい。これにより、メインコントロール部３１０は、手指の動きに連動して直径が増減するリングバンド部１００からストレインゲージ部２００の微細な抵抗値の変化を検知することができる。 As described above, the resistance wire 210 of the strain gauge portion 200 is preferably configured so that its longitudinal direction faces the edge direction of the ring band portion 100. As a result, the main control unit 310 can detect a minute change in the resistance value of the strain gauge unit 200 from the ring band unit 100 whose diameter increases or decreases in conjunction with the movement of the fingers.

図４は、本発明に係るユーザ操作センシング装置を着用した状態で手指を上下方向に動かす過程を示した使用状態図であり、図５は、本発明に係るユーザ操作センシング装置を着用した状態で手指を左右方向に動かす過程を示した使用状態図である。 FIG. 4 is a usage state diagram showing a process of moving fingers in the vertical direction while wearing the user-operated sensing device according to the present invention, and FIG. 5 is a usage state diagram showing the process of moving the fingers in the vertical direction while wearing the user-operated sensing device according to the present invention. It is a usage state diagram which showed the process of moving a finger in the left-right direction.

図４及び図５を参照すると、モーションセンサ部３２０は、メインコントロール部３１０が搭載される制御ボード３００に設けられ、ユーザがリングバンド部１００を着用した状態でユーザの手指先側に向かう制御ボード３００の先端部に設けられることが好ましい。特に、図４に示したように、制御ボード３００の先端部において、鉛直上方に制御棒３２１を１つ以上設けることで、特に上下方向になされる手指の繊細な動きを検知するように構成することが好ましい。 With reference to FIGS. 4 and 5, the motion sensor unit 320 is provided on the control board 300 on which the main control unit 310 is mounted, and the control board faces the user's fingertip side while the user wears the ring band unit 100. It is preferably provided at the tip of 300. In particular, as shown in FIG. 4, by providing one or more control rods 321 vertically above the tip of the control board 300, it is configured to detect delicate movements of the fingers, especially in the vertical direction. Is preferable.

後述する図６を参照すると、上下方向に手指を大きく曲げると、マウスクリック操作と識別される。よって、方向キー操作のためになされる図４のような上下方向の動きは、相対的に小さい範囲でなされるべきであり、マウスクリック操作と区分するために繊細なセンシングが要望される。特に、体の不自由なユーザが手指を操作する場合でも、これを繊細に検知する必要がある。このような点を鑑みて、本発明においては、モーションセンサ部３２０の構成及び配置について後述するように２つの点を考慮した。 With reference to FIG. 6, which will be described later, if the finger is greatly bent in the vertical direction, it is identified as a mouse click operation. Therefore, the vertical movement as shown in FIG. 4 for the direction key operation should be performed in a relatively small range, and delicate sensing is required to distinguish it from the mouse click operation. In particular, even when a physically handicapped user operates a finger, it is necessary to detect this delicately. In view of these points, in the present invention, two points have been considered regarding the configuration and arrangement of the motion sensor unit 320, as will be described later.

第１に、手の平に最も隣接する手指の関節部分を手指の回転基準点Ｓとした場合、その回転基準点Ｓから最も遠い距離に位置する制御ボード３００の先端部にモーションセンサ部３２０を配置した。これにより、回転基準点Ｓに対して小さい角度の動きでもモーションセンサ部３２０が大幅に移動するようになり、それによって、モーションセンサ部３２０はその動きを確実に検知することができる。 First, when the joint portion of the finger closest to the palm is set as the rotation reference point S of the finger, the motion sensor unit 320 is arranged at the tip of the control board 300 located at the farthest distance from the rotation reference point S. .. As a result, the motion sensor unit 320 can move significantly even if it moves at a small angle with respect to the rotation reference point S, so that the motion sensor unit 320 can reliably detect the movement.

第２に、制御ボード３００の先端部から鉛直上方に立てて１つ以上のセンサ棒３２１を設けた。センサ棒３２１が図４のように立てて配設されることにより、回転基準点Ｓに対して手指が極めて小さい角度で動く場合でも、モーションセンサ部３２０がさらに大幅に移動するようになり、それによって、モーションセンサ部３２０は、その動きをより正確に検知することができる。 Second, one or more sensor rods 321 were provided vertically upward from the tip of the control board 300. By arranging the sensor rod 321 upright as shown in FIG. 4, the motion sensor unit 320 can move even more significantly even when the fingers move at an extremely small angle with respect to the rotation reference point S. Therefore, the motion sensor unit 320 can detect the movement more accurately.

一方、センサ棒３２１を制御ボード３２０の先端部において鉛直上方に立てて配設する代わりに、制御ボード３００を非常に長く延長しても上下方向の動きに対して類似した水準のセンシング感度を得ることができる。しかしながら、このような構成にすると、ユーザ操作センシング装置を手指に嵌めた状態で生活することが非常に不便になる。本発明は、手足の動きが不自由なユーザが日常生活で活用するための装置であるため、手指に嵌めて生活するのに適しているべきである。ここで、本発明では、制御ボード３００を長く延長することが好ましくないと判断し、その代わりに、センサ棒３２１を制御ボード３２０の先端部において鉛直上方に立てて配設する構成を採択した。 On the other hand, instead of arranging the sensor rod 321 vertically upward at the tip of the control board 320, even if the control board 300 is extended very long, a similar level of sensing sensitivity is obtained for vertical movement. be able to. However, with such a configuration, it is very inconvenient to live with the user-operated sensing device fitted in the fingers. Since the present invention is a device for a user with disabilities to move his / her limbs to utilize in daily life, it should be suitable for living by fitting it on his / her fingers. Here, in the present invention, it is determined that it is not preferable to extend the control board 300 for a long time, and instead, a configuration is adopted in which the sensor rod 321 is arranged vertically upward at the tip of the control board 320.

以上のような構成により、図４及び図５のように、ユーザが手指を上下左右に動かすと、メインコントロール部３１０は、モーションセンサ部３２０が生成したモーションデータに基づいて方向キー操作を識別するようになる。 With the above configuration, as shown in FIGS. 4 and 5, when the user moves the finger up / down / left / right, the main control unit 310 identifies the direction key operation based on the motion data generated by the motion sensor unit 320. Will be.

好ましくは、まず、ストレインゲージ部２００が示す抵抗値を分析し、その抵抗値が予め設定した閾値以上の場合は、後述する図６によるマウスクリック操作と判断し、その抵抗値が閾値以下の場合は、方向キー操作のための上下左右の動きであると判断する。方向キー操作のための上下左右の動きであると判断した場合、その具体的な動きの方向は、モーションセンサ部３２０が生成したモーションデータに基づいて識別するようになる。 Preferably, first, the resistance value indicated by the strain gauge unit 200 is analyzed, and if the resistance value is equal to or more than a preset threshold value, it is determined that the mouse click operation is performed according to FIG. 6 described later, and the resistance value is equal to or less than the threshold value. Is determined to be an up / down / left / right movement for operating the direction keys. When it is determined that the movement is up / down / left / right for the direction key operation, the specific direction of the movement is identified based on the motion data generated by the motion sensor unit 320.

図６は、本発明に係るユーザ操作センシング装置を着用した状態でマウスクリック操作を行う過程を示した使用状態図である。
図６のように、ユーザが手指の関節を下方に十分に曲げる行動、本発明において定義した、いわゆる「マウスクリック」の動作を行うと、メインコントロール部３１０は、ストレインゲージ部２００が示す抵抗値を分析し、その抵抗値が予め設定した閾値を超えたことを識別するようになる。 FIG. 6 is a usage state diagram showing a process of performing a mouse click operation while wearing the user operation sensing device according to the present invention.
As shown in FIG. 6, when the user sufficiently bends the knuckles of the fingers downward, that is, the so-called “mouse click” operation defined in the present invention, the main control unit 310 has a resistance value indicated by the strain gauge unit 200. Is analyzed, and it is identified that the resistance value exceeds a preset threshold value.

この場合、メインコントロール部３１０は、ユーザがマウスクリック操作を行ったと識別するようになる。
図７ないし図９は、本発明の３つの実施形態によるストレインゲージ部の配置状態図を示す。 In this case, the main control unit 310 will identify that the user has performed a mouse click operation.
7 to 9 show an arrangement state diagram of the strain gauge portion according to the three embodiments of the present invention.

まず、図７及び図８を参照すると、ストレインゲージ部２００は、ユーザがリングバンド部１００を着用した状態でユーザの中指側に向かうリングバンド部１００の側部に設けられることが好ましい。これにより、体の不自由なユーザが手指に本発明に係る指輪タイプのユーザ操作センシング装置を着用した状態でストレインゲージ部２００が手の外側に露出しないようにすることで、その損傷を防止することができる。 First, referring to FIGS. 7 and 8, the strain gauge portion 200 is preferably provided on the side portion of the ring band portion 100 facing the middle finger side of the user while the user is wearing the ring band portion 100. As a result, the strain gauge portion 200 is prevented from being exposed to the outside of the hand while the handicapped user wears the ring-type user operation sensing device according to the present invention on the fingers, thereby preventing the damage. be able to.

そのとき、図７は、ユーザの左手の親指に着用するためのものであり、左利きが使用するのに適しており、図８は、ユーザの右手の親指に着用するためのものであり、右利きが使用するのに適している。 At that time, FIG. 7 is for wearing on the thumb of the user's left hand and is suitable for use by a left-handed person, and FIG. 8 is for wearing on the thumb of the user's right hand and is on the right. Suitable for use by the dominant.

次に、図９を参照すると、ストレインゲージ部２００は、制御ボード３００と対向するリングバンド部１００に設けられてもよい。リングバンド部１００がユーザの手指に着用された状態で手指を曲げたり伸ばしたりするとき、最も大きく膨張したり収縮したりする部分が制御ボード３００と対向する位置であるためである。 Next, referring to FIG. 9, the strain gauge portion 200 may be provided on the ring band portion 100 facing the control board 300. This is because when the ring band portion 100 is worn on the user's fingers and the fingers are bent or extended, the portion that expands or contracts most is the position facing the control board 300.

ユーザの手指が所定の範囲で動くとき、リングバンド部１００が相対的に大きく膨張したり収縮したりすると、その分、体の不自由なユーザが手指を微小に動かしても、その動きによるユーザ操作を正確にセンシングできるようになる。 When the user's fingers move within a predetermined range, if the ring band portion 100 expands or contracts relatively large, even if the handicapped user moves the fingers slightly, the user due to the movement. You will be able to accurately sense the operation.

Claims (4)

指輪状に形成され、ユーザの手指の関節間に着用された状態でユーザの手指の動きからユーザ操作をセンシングするための手指の関節間着用型の指輪タイプのユーザ操作センシング装置であって、
手指に嵌められるように伸縮性素材の環状に形成されるリングバンド部１００と、
前記リングバンド部の膨張及び収縮のとき、前記リングバンド部の縁方向に沿って電気抵抗線の長さが変形されることで異なる抵抗値を示すように、前記リングバンド部に装着されるストレインゲージ部２００と、
前記リングバンド部の上面に結合され、前記リングバンド部の幅方向に対応する自身の前後方向の長さが前記リングバンド部の幅よりも２倍以上大きく形成され、前記リングバンド部を着用した状態でユーザの手指先側に向かって自身の前方部分が前記リングバンド部から突出するように配置される制御ボード３００と、
前記ユーザ操作センシング装置の動きを検知し、その検知に応じて方向キー操作を識別するためのモーションデータを生成するモーションセンサ部であって、前記リングバンド部が着用された状態でユーザの手指先側に向かう前記制御ボードの先端部において、前記制御ボードの上面に対して鉛直上方に立てて配設される１つ以上のセンサ棒を備えることを特徴とするモーションセンサ部３２０と、
前記リングバンド部の縁方向に対する収縮及び膨張による前記ストレインゲージ部の抵抗値を分析して前記抵抗値に応じてマウスクリック操作及び方向キー操作を識別し、前記方向キー操作が識別された場合、前記モーションセンサ部が生成したモーションデータに基づいて前記方向キー操作の内容を識別するメインコントロール部３１０と、
を含んで構成される、手指の関節間着用型の指輪タイプのユーザ操作センシング装置。 It is a ring-type user operation sensing device of the inter-articular type of fingers that is formed in a ring shape and is worn between the joints of the user's fingers to sense the user's operation from the movement of the user's fingers.
A ring band portion 100 formed in an annular shape of an elastic material so that it can be fitted to a finger,
A strain attached to the ring band portion so that when the ring band portion expands and contracts, the length of the electric resistance wire is deformed along the edge direction of the ring band portion to show different resistance values. Gauge unit 200 and
It is coupled to the upper surface of the ring band portion, and its own length in the front-rear direction corresponding to the width direction of the ring band portion is formed to be at least twice as large as the width of the ring band portion, and the ring band portion is worn. In this state, the control board 300 is arranged so that its front portion protrudes from the ring band portion toward the user's fingertip side.
A motion sensor unit that detects the movement of the user operation sensing device and generates motion data for identifying the direction key operation in response to the detection, and is a user's fingertip while the ring band unit is worn. A motion sensor unit 320 comprising one or more sensor rods arranged vertically upward with respect to the upper surface of the control board at the tip of the control board facing the side.
When the resistance value of the strain gauge portion due to contraction and expansion of the ring band portion with respect to the edge direction is analyzed to identify the mouse click operation and the direction key operation according to the resistance value, and the direction key operation is identified. A main control unit 310 that identifies the content of the direction key operation based on the motion data generated by the motion sensor unit, and
A ring-type user-operated sensing device that is worn between the joints of the fingers. 前記メインコントロール部３１０は、前記ストレインゲージ部の示す抵抗値が予め設定した閾値を超えた場合はマウスクリック操作と識別し、前記ストレインゲージ部の示す抵抗値が前記閾値未満の場合は方向キー操作と識別し、前記方向キー操作が識別された場合、前記モーションセンサ部が生成したモーションデータに基づいて前記方向キー操作の内容を識別するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の手指の関節間着用型の指輪タイプのユーザ操作センシング装置。 When the resistance value indicated by the strain gauge unit exceeds a preset threshold value, the main control unit 310 identifies it as a mouse click operation, and when the resistance value indicated by the strain gauge unit is less than the threshold value, a direction key operation is performed. 1. When the direction key operation is identified, the content of the direction key operation is identified based on the motion data generated by the motion sensor unit, according to claim 1. A ring-type user-operated sensing device worn between the joints of the fingers described. 前記ストレインゲージ部２００は、前記制御ボードと対向する前記リングバンド部に設けられることを特徴とする、請求項２に記載の手指の関節間着用型の指輪タイプのユーザ操作センシング装置。 The ring-type user-operated sensing device of the inter-articular type of fingers according to claim 2, wherein the strain gauge portion 200 is provided on the ring band portion facing the control board. 前記ストレインゲージ部２００は、ユーザが前記リングバンド部を着用するときにユーザの中指側に向かう前記リングバンド部の側部に設けられることを特徴とする、請求項２に記載の手指の関節間着用型の指輪タイプのユーザ操作センシング装置。 The joint between the fingers according to claim 2, wherein the strain gauge portion 200 is provided on the side portion of the ring band portion facing the middle finger side of the user when the user wears the ring band portion. A wearable ring-type user-operated sensing device.
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