JPH0571911A - Bending angle detector - Google Patents
Bending angle detectorInfo
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- JPH0571911A JPH0571911A JP3099323A JP9932391A JPH0571911A JP H0571911 A JPH0571911 A JP H0571911A JP 3099323 A JP3099323 A JP 3099323A JP 9932391 A JP9932391 A JP 9932391A JP H0571911 A JPH0571911 A JP H0571911A
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Abstract
Description
【０００１】この発明は、例えば、人間の手指、手首、
肘等の肢体各部における関節の曲げ角度を検出すること
ができる曲げ角度検出器に関する。The present invention relates to, for example, human fingers, wrists,
The present invention relates to a bending angle detector capable of detecting a bending angle of a joint in each limb such as an elbow.
【０００２】[0002]
【従来の技術】周知のように、自然楽器においては、弦
や鍵盤を弾いたり、管を吹いたりして楽音を形成するの
が一般的であり、また、電子楽器の多くは、鍵盤を弾く
ことによって楽音が発生される。ところで、人間の自然
な動作に基づいて楽音を発生することが可能になると、
従来の楽器における弾くという感覚を離れた演奏操作と
なり、新たな演奏上の楽しみや、新たな演奏効果を奏す
ることができる。例えば、手指、手首、肘、肩等の曲げ
運動は、日常的な自然な動作であると共に、ダンス等の
振り付けにも用いられる場合が多い。したがって、これ
らの動きに基づいて楽音を制御することができれば、こ
の曲げ動作を取入れたダンス等に伴って楽音制御を行う
事が可能になる。そこで、このような観点から本出願人
は、弾くという概念を離れて、人間の手や足の曲げに応
じて楽音を制御する電子楽器を提案している。2. Description of the Related Art As is well known, in natural musical instruments, it is common to play musical notes by playing strings or keyboards, or by blowing tubes, and most electronic musical instruments play keyboards. By this, a musical sound is generated. By the way, when it becomes possible to generate musical tones based on natural human motion,
This is a performance operation that is far from the feeling of playing with a conventional musical instrument, and new performance enjoyment and new performance effects can be achieved. For example, bending motions of fingers, wrists, elbows, shoulders, etc. are not only daily natural motions but also often used for choreography such as dance. Therefore, if the musical sound can be controlled based on these movements, the musical sound can be controlled in accordance with the dance or the like incorporating this bending motion. From this point of view, therefore, the applicant has proposed an electronic musical instrument that controls the musical sound according to the bending of a human hand or foot, apart from the concept of playing.
【０００３】この種の電子楽器においては、上述したよ
うに、人間の手や足の曲げ角度を検出するための曲げ角
度検出器が用いられている。以下では、この曲げ角度検
出器の一構成例について図５〜図９を参照し、説明す
る。まず、図５および図６は、上述した曲げ運動の内、
特に手指の関節の曲げ角度を検出する際に用いられる角
度検出器の一例を示す図である。これらの図において、
１０は伸縮自在な布地で縫製され、各手指に装着される
手袋状の装着具である。１２はこの装着具１０の各手指
（親指〜小指）の背面に当接するように収納される検出
素子である。In this type of electronic musical instrument, as described above, a bending angle detector for detecting the bending angle of a human hand or foot is used. Hereinafter, an example of the configuration of the bending angle detector will be described with reference to FIGS. 5 to 9. First, FIG. 5 and FIG.
It is a figure which shows an example of the angle detector used when detecting especially the bending angle of a finger joint. In these figures,
Reference numeral 10 is a glove-like wearing tool that is sewn with a stretchable cloth and is worn on each finger. Reference numeral 12 is a detection element housed so as to come into contact with the back surface of each finger (thumb to little finger) of the wearing tool 10.
【０００４】次に、図７はこの検出素子１２の構成例を
示す図である。この図において、１３は十分な絶縁性お
よび可撓性を有する長尺薄板状のベース部材である。こ
のベース部材１３の上面側と下面側とには、Ｕ字状の抵
抗体１４ａ，１４ｂがそれぞれ敷設されている。これら
抵抗体１４ａ，１４ｂの各端部の接続端子には、リード
線１５ａ〜１５ｄが各々接続されている。このような抵
抗体１４ａ，１４ｂは、可撓性を有し、伸縮に応じてそ
の電気的抵抗値が変化する素子材料（例えば、カーボン
粉末）により形成されている。これにより、ベース部材
１３が図８（イ）に示す状態から同図（ロ）に示す状態
に曲げられると、上面側の抵抗体１４ａは伸びて抵抗値
が大きくなり、下面側の抵抗体１４ｂは縮んで抵抗値が
小さくなる。こうした性質により、ベース部材１３の曲
げ角度に応じて生じる抵抗体１４ａ，１４ｂの抵抗変化
が、図９に示す検出回路によって検出される。Next, FIG. 7 is a diagram showing a structural example of the detecting element 12. In this figure, 13 is a long thin plate-shaped base member having sufficient insulation and flexibility. U-shaped resistors 14a and 14b are laid on the upper surface side and the lower surface side of the base member 13, respectively. Lead wires 15a to 15d are connected to the connection terminals at the ends of the resistors 14a and 14b, respectively. Such resistors 14a and 14b have flexibility and are formed of an element material (for example, carbon powder) whose electric resistance value changes according to expansion and contraction. As a result, when the base member 13 is bent from the state shown in FIG. 8A to the state shown in FIG. Shrinks and the resistance becomes smaller. Due to such a property, the resistance change of the resistors 14a and 14b which occurs according to the bending angle of the base member 13 is detected by the detection circuit shown in FIG.
【０００５】図９において、１６は抵抗体１４ａ，１４
ｂの抵抗値変化をレベルに変換する周知のブリッジ接続
回路である。このブリッジ接続回路１６は、抵抗Ｒ1と
抵抗Ｒ2との各一端を電源に電圧＋Ｖに接続すると共
に、各他端を抵抗体１４ａ，１４ｂの各一端に接続し、
さらに、この抵抗体１４ａ，１４ｂの各他端を接地して
成る。そして、この抵抗Ｒ1と抵抗体１４ａの接続点Ｐ
ａと、抵抗Ｒ2と抵抗体１４ｂの接続点Ｐｂとの間の電
圧が、差動増幅器１８によって検出される。この差動増
幅器１８の出力信号がベース部材１３の曲げ角度に対応
した検出信号Ｖｓとして出力端Ｔｏｕｔから出力される
ようになっている。In FIG. 9, 16 is resistors 14a, 14
This is a well-known bridge connection circuit that converts a change in the resistance value of b into a level. The bridge connection circuit 16 connects one end of each of the resistors R 1 and R 2 to a voltage + V as a power source, and connects each other end to one end of each of the resistors 14a and 14b.
Further, the other ends of the resistors 14a and 14b are grounded. The connection point P between the resistor R 1 and the resistor 14a
The voltage between a and the connection point Pb between the resistor R 2 and the resistor 14b is detected by the differential amplifier 18. The output signal of the differential amplifier 18 is output from the output end Tout as a detection signal Vs corresponding to the bending angle of the base member 13.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の曲げ角度検出器にあっては、ベース部材１３に敷設
される抵抗体１４ａ，１４ｂのパターン幅が略均一とな
って形成されているため、どこを曲げても同じような抵
抗変化が生じる。この結果、検出素子１２は一様な検出
感度を有していると言える。しかしながら、実際、各指
の動きを勘案すると、各指毎に曲げ易さが異なる。した
がって、指の自然な動きに基づいて曲げ角度を検出する
には、この曲げ易さに応じて検出感度を変えなければな
らない。このためには、例えば、曲げ易い部分の検出感
度を下げ、一方、曲げ難い部分の検出感度を上げる等、
所望の部位の曲げ角度のみを検出できるようにすること
が要求される。この発明は上述した事情に鑑みてなされ
たもので、所望の部位の曲げ角度のみを検出することが
できる曲げ角度検出器を提供することを目的としてい
る。By the way, in the above-mentioned conventional bending angle detector, the pattern widths of the resistors 14a and 14b laid on the base member 13 are formed to be substantially uniform. , No matter where you bend, the same resistance change occurs. As a result, it can be said that the detection element 12 has uniform detection sensitivity. However, actually, when the movement of each finger is taken into consideration, each finger has a different easiness of bending. Therefore, in order to detect the bending angle based on the natural movement of the finger, the detection sensitivity must be changed according to the ease of bending. For this purpose, for example, the detection sensitivity of the easily bendable part is lowered, while the detection sensitivity of the difficultly bendable part is increased, etc.
It is required to be able to detect only the bending angle of the desired part. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a bending angle detector that can detect only the bending angle of a desired portion.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明は、可撓性を有
するベース部材と、このベース部材上に形成され、該ベ
ース部材の曲げに応じて抵抗値が変化する可撓性の抵抗
体とから成る曲げ角度検出器において、前記抵抗体は、
曲げを検出する部位に敷設され、第１のパターン幅で形
成される第１の抵抗体と、この第１の抵抗体と接続し、
第２のパターン幅で形成される第２の抵抗体とからな
り、前記第１および第２の抵抗体を同一の材質で構成す
ると共に、前記第１のパターン幅を前記第２のパターン
幅より小さくしたことを特徴としている。According to the present invention, there is provided a flexible base member, and a flexible resistor formed on the base member and having a resistance value that changes in response to bending of the base member. In the bending angle detector consisting of:
A first resistor, which is laid at a portion for detecting bending and has a first pattern width, is connected to the first resistor,
A second resistor formed with a second pattern width, wherein the first and second resistors are made of the same material, and the first pattern width is smaller than the second pattern width. It is characterized by being made smaller.
【０００８】[0008]
【作用】上記構成によれば、第１のパターン幅で形成さ
れた第１の抵抗体に、第２のパターン幅で形成された第
２の抵抗体が接続されてなり、前記第１および第２の抵
抗体は同一の材質であって、前記第１のパターン幅が前
記第２のパターン幅より小さく形成されている。これに
より、前記第１の抵抗体は、前記第２の抵抗体に比べ曲
げに応じた抵抗変化が大きくなる。According to the above structure, the first resistor formed with the first pattern width is connected to the second resistor formed with the second pattern width. The second resistors are made of the same material, and the first pattern width is formed smaller than the second pattern width. As a result, the first resistor has a larger resistance change in response to bending than the second resistor.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。 Ａ．実施例 図１は、この発明の一実施例による検出素子１２の構成
を示す外観図である。図において、図７の各部に対応す
る部分には同一の番号を付け、その説明を省略する。こ
の図に示す検出素子１２が図７に示したものと異なる点
は、ベース部材１３の片面側に異なるパターン幅で抵抗
体１が敷設されたことにある。すなわち、ベース部材１
３の長手方向に沿って幅ａの検出パターンＰ１が形成さ
れると共に、この検出パターンＰ１に連なって幅ｂ（ａ
＜ｂ）のリードパターンＰ２が形成されている。そし
て、このリードパターンＰ２の各基端部には接続端子が
設けられ、これら各接続端子からリード線が引出されて
いる。なお、上記検出パターンＰ１の各一端は、ベース
部材１３の長手方向に対して垂直方向に敷設される所定
幅の抵抗体１によって接続されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A. Embodiment FIG. 1 is an external view showing the structure of a detection element 12 according to an embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to the parts in FIG. 7 are assigned the same reference numerals, and explanations thereof are omitted. The detection element 12 shown in this figure is different from that shown in FIG. 7 in that the resistor 1 is laid on one side of the base member 13 with a different pattern width. That is, the base member 1
3, a detection pattern P1 having a width a is formed along the longitudinal direction of No. 3, and the width b (a
The lead pattern P2 of <b) is formed. Then, a connection terminal is provided at each base end portion of the lead pattern P2, and a lead wire is drawn from each connection terminal. It should be noted that one end of each of the detection patterns P1 is connected by a resistor 1 having a predetermined width laid in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the base member 13.
【００１０】ここで、検出パターンＰ１とリードパター
ンＰ２とを異なるパターン幅とした理由について説明す
る。まず、検出パターンＰ１（幅ａ）の単位長さ当りの
抵抗値をＲａ、リードパターンＰ２（幅ｂ）の単位長さ
当りの抵抗値をＲｂとすると、両者は、Ｒｂ＝（ａ／
ｂ）Ｒａの関係で表すことができる。したがって、これ
らパターンが同一の曲げ（歪）を受けた場合の抵抗変化
は、次のように表すことができる。すなわち、検出パタ
ーンＰ１の抵抗変化をΔＲａ、リードパターンＰ２の抵
抗変化をΔＲｂとすると、ΔＲｂ＝（ａ／ｂ）ΔＲａと
なる。そして、例えば、検出パターンＰ１の幅ａを０．
１ｍｍとし、リードパターンＰ２の幅ｂを２ｍｍに設定
した場合、ΔＲａの係数は０．０５となる。したがっ
て、リードパターンＰ２における抵抗変化は、検出パタ
ーンＰ１の抵抗変化に比べて１／２０となる。この結
果、上記パターンＰ１，Ｐ２に同じ曲げ角度を与えた場
合、検出される抵抗変化の多くは検出パターンＰ１によ
る抵抗変化となり、実質的に検出パターンＰ１のみが曲
げ角度を検出することになる。Now, the reason why the detection pattern P1 and the lead pattern P2 have different pattern widths will be described. First, assuming that the resistance value per unit length of the detection pattern P1 (width a) is Ra and the resistance value per unit length of the lead pattern P2 (width b) is Rb, Rb = (a /
b) It can be represented by the relationship of Ra. Therefore, the resistance change when these patterns are subjected to the same bending (strain) can be expressed as follows. That is, if the resistance change of the detection pattern P1 is ΔRa and the resistance change of the lead pattern P2 is ΔRb, then ΔRb = (a / b) ΔRa. Then, for example, if the width a of the detection pattern P1 is 0.
When the width is 1 mm and the width b of the lead pattern P2 is 2 mm, the coefficient of ΔRa is 0.05. Therefore, the resistance change in the lead pattern P2 is 1/20 of the resistance change in the detection pattern P1. As a result, when the same bending angle is applied to the patterns P1 and P2, most of the detected resistance change is the resistance change due to the detection pattern P1, and substantially only the detection pattern P1 detects the bending angle.
【００１１】このような構成による検出素子１２を用い
て、例えば、図２に示すように手指の第２関節Ｂ２の曲
げ角度を検出する場合には、手指の背面に沿って配置さ
れたベース部材１３において、第２関節Ｂ２に対向する
部分に検出パターンＰ１を形成し、このパターンＰ１に
連なる部分にリードパターンＰ２を形成しておく。この
ようにして、第２関節Ｂ２を曲げると、これに伴って第
１関節Ｂ１に対応する部分にも曲げが加えられるが、こ
の部分には検出感度が押えられたリードパターンＰ２が
形成されているため、第１関節Ｂ１の曲げ角度は検出さ
れずに済む。これにより、検出感度の高い検出パターン
Ｐ１が第２関節Ｂ２の曲げ角度を検出することになる。
また、上記構成によれば、曲げ角度を検出したくない部
位の検出感度を下げるので、検出信号のＳＮ比が向上す
ることになる。When the bending angle of the second joint B2 of the finger is detected as shown in FIG. 2 by using the detection element 12 having such a structure, a base member arranged along the back surface of the finger. In 13, the detection pattern P1 is formed in a portion facing the second joint B2, and the lead pattern P2 is formed in a portion continuous with the pattern P1. In this way, when the second joint B2 is bent, the bending is also applied to the portion corresponding to the first joint B1, and the lead pattern P2 whose detection sensitivity is suppressed is formed in this portion. Therefore, the bending angle of the first joint B1 is not detected. As a result, the detection pattern P1 having high detection sensitivity detects the bending angle of the second joint B2.
Further, according to the above configuration, since the detection sensitivity of the portion where the bending angle is not desired to be detected is lowered, the SN ratio of the detection signal is improved.
【００１２】Ｂ．変形例 次に、図３および図４を参照し、この発明の変形例につ
いて説明する。図３は、手指の第１関節Ｂ１および第２
関節Ｂ２の曲げ角度をそれぞれ検出する態様の検出素子
１２の構成を示す外観図である。この図に示す検出素子
１２が図１に示したものと異なる点は、第１関節Ｂ１の
曲げ角度を検出する検出パターンＰ３が新たにリードパ
ターンＰ２の内側に設けられたことにある。このような
構成にあっては、検出パターンＰ１によって第２関節Ｂ
２の曲げ角度が検出され、検出パターンＰ３によって第
１関節Ｂ１の曲げ角度が検出される。B. Modified Example Next, a modified example of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 shows the first joint B1 and the second joint of the finger.
It is an external view which shows the structure of the detection element 12 of the aspect which each detects the bending angle of the joint B2. The detection element 12 shown in this figure is different from that shown in FIG. 1 in that a detection pattern P3 for detecting the bending angle of the first joint B1 is newly provided inside the lead pattern P2. In such a configuration, the second joint B is detected by the detection pattern P1.
The bending angle of 2 is detected, and the bending angle of the first joint B1 is detected by the detection pattern P3.
【００１３】なお、以上に示した抵抗体１のパターン形
状は、これに限定されるものではなく、例えば、図４に
示すように、検出素子１２の各部分を所望の検出感度と
なるよう所定幅のパターン形状を成すようにしても良
い。The pattern shape of the resistor 1 shown above is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 4, each part of the detecting element 12 has a predetermined detection sensitivity. You may make it the width | variety pattern shape.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第１のパターン幅で形成された第１の抵抗体に、第
２のパターン幅で形成された第２の抵抗体が接続されて
なり、前記第１および第２の抵抗体は同一の材質であっ
て、前記第１のパターン幅が前記第２のパターン幅より
小さく形成されている。このため、前記第１の抵抗体
は、前記第２の抵抗体に比べ曲げに応じた抵抗変化が大
きくなるので、所望の部位の曲げ角度のみを検出するこ
とができる。As described above, according to the present invention, the second resistor formed of the second pattern width is connected to the first resistor formed of the first pattern width. The first and second resistors are made of the same material, and the first pattern width is smaller than the second pattern width. Therefore, the first resistor has a larger resistance change in response to bending than the second resistor, so that only the bending angle of a desired portion can be detected.
【図１】 この発明の一実施例の構成を示す外観図。FIG. 1 is an external view showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】 同実施例を適用した曲げ角度検出器の一例を
示す側面図。FIG. 2 is a side view showing an example of a bending angle detector to which the same embodiment is applied.
【図３】 この発明の変形例の構成を示す外観図。FIG. 3 is an external view showing the configuration of a modified example of the invention.
【図４】 この発明の変形例の構成を示す外観図。FIG. 4 is an external view showing a configuration of a modified example of the invention.
【図５】 従来例を説明するための図。FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional example.
【図６】 従来例を説明するための図。FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional example.
【図７】 従来例を説明するための図。FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional example.
【図８】 従来例を説明するための図。FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional example.
【図９】 従来例を説明するための図。FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional example.
１…抵抗体、Ｐ１…検出パターン、Ｐ２…リードパター
ン、１２…検出素子、１３…フレーム部材。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resistor, P1 ... Detection pattern, P2 ... Lead pattern, 12 ... Detection element, 13 ... Frame member.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１０Ｈ 1/34 7345−5Ｈ // Ｈ０１Ｌ 29/84 Ａ 8518−4Ｍ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI Technical display location G10H 1/34 7345-5H // H01L 29/84 A 8518-4M
Claims (1)
ス部材上に形成され、該ベース部材の曲げに応じて抵抗
値が変化する可撓性の抵抗体とから成る曲げ角度検出器
において、 前記抵抗体は、曲げを検出する部位に敷設され、第１の
パターン幅で形成される第１の抵抗体と、この第１の抵
抗体と接続し、第２のパターン幅で形成される第２の抵
抗体とからなり、 前記第１および第２の抵抗体を同一の材質で構成すると
共に、前記第１のパターン幅を前記第２のパターン幅よ
り小さくしたことを特徴とする曲げ角度検出器。1. A bending angle detector comprising a flexible base member and a flexible resistor formed on the base member and having a resistance value that changes in response to bending of the base member. The resistor is laid at a portion where bending is detected, is formed with a first pattern width, is connected to the first resistor, and is formed with a second pattern width. And a second resistor, the first and second resistors are made of the same material, and the first pattern width is made smaller than the second pattern width. vessel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3099323A JPH0778405B2 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Bending angle detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3099323A JPH0778405B2 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Bending angle detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571911A true JPH0571911A (en) | 1993-03-23 |
| JPH0778405B2 JPH0778405B2 (en) | 1995-08-23 |
Family
ID=14244432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3099323A Expired - Fee Related JPH0778405B2 (en) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Bending angle detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778405B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017075847A (en) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | ヤマハ株式会社 | Movement detection device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6441803A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-14 | Kazuo Tsuchiya | Apparatus for measuring angle and displacement quantity using electric resistor piece |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP3099323A patent/JPH0778405B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6441803A (en) * | 1987-08-10 | 1989-02-14 | Kazuo Tsuchiya | Apparatus for measuring angle and displacement quantity using electric resistor piece |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017075847A (en) * | 2015-10-14 | 2017-04-20 | ヤマハ株式会社 | Movement detection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0778405B2 (en) | 1995-08-23 |
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