TW202136971A - 動作偵測系統 - Google Patents
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Abstract
動作偵測部係藉由被穿戴於被穿戴體之動作偵測用構件偵測被穿戴體的動作資訊,通信部係將藉由動作偵測部所偵測到的動作資訊發送至伺服器,動作判定部係判定動作資訊是何種動作。
Description
本發明係有關於一種動作偵測系統。
以往,已知有一種動作偵測系統,係使用了用以偵測例如人體的部位(肘部、膝部、腰部、手指等)等的動作之動作偵測用構件。
作為動作偵測用構件,例如於專利文獻1揭示有:一種手套型輸入裝置,係穿戴於手,用以檢測使用者的手的動作、形狀;於藉由能夠伸縮的素材所構成的手套的外側以及/或者內側使用具有伸縮性的導電性墨料(conductive ink)形成有感測器件(sensing device),感測器件係用以偵測指關節的動作。
此外,於專利文獻2揭示有:一種附有應變感測器(strain sensor)的手套,係具備:手套本體,係能夠穿戴於配戴者的手;片(sheet)狀的一個或者複數個應變感測器,係附設於前述手套本體的手掌側的面以外的部位且為相當於關節的部位,並隨著前述手套本體的變形而伸縮;以及伸縮性的配線部,係一體性地設置於前述手套本體,並以隨著前述手套本體的變形而變形之方式設置。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-130940號公報。
[專利文獻2]日本特開2017-061770號公報。
[發明所欲解決之課題]
然而,在專利文獻1以及專利文獻2的手法中會有雖然能偵測指關節的動作但是無法正確地偵測被穿戴體做了何種動作之問題。
因此,本發明的課題在於提供一種能正確地偵測被穿戴體做了何種動作之動作偵測系統。
[用以解決課題之手段]
本發明的動作偵測系統係包含:動作偵測部,係藉由被穿戴於被穿戴體之動作偵測用構件偵測被穿戴體的動作資訊;通信部,係將藉由前述動作偵測部所偵測到的前述動作資訊發送至伺服器;以及動作判定部,係判定前述動作資訊是何種動作。
[發明功效]
依據本發明,能提供一種能正確地偵測被穿戴體做了何種動作之動作偵測系統。
[本發明的實施形態的動作偵測系統的構成]
以下,一邊參照圖式一邊說明本發明的技術的實施形態的例子。此外,在各個圖式中對相同或者等價的構成要素以及部分附上相同的元件符號。此外,圖式的尺寸比例係為了說明的方便而放大,會有與實際的比例不同之情形。
圖1係顯示本實施形態的動作偵測系統1000的構成之圖。如圖1所示,動作偵測系統1000係包含動作偵測用構件150以及伺服器300。動作偵測用構件150與伺服器300係執行無線通信。
[動作偵測用構件]
以下說明動作偵測用構件的概要。此外,在本發明中使用了「至」的數值範圍係指「至」的前後所示的數值分別作為最小值以及最大值而被包含的數值範圍。
動作偵測用構件係用以偵測被穿戴體的動作之構件。作為動作偵測用構件,能採用藉由手的伸縮來偵測動作之伸縮感測器、藉由手的傾斜、位置來偵測動作之時間軸偵測型的感測器,時間軸偵測型的感測器為加速度感測器、角速度感測器、磁性感測器等。在本實施形態中,以動作偵測用感測器為伸縮感測器之情形作為例子來說明。
本實施形態的動作偵測用構件係具備:穿戴部,係被穿戴於被穿戴體,並具有藉由前述被穿戴體的動作而伸縮之伸縮部位;以及配線電極部,係具備:配線部,係設置於前述穿戴部的伸縮部位的至少一部分,並具有包含導電性線狀體的第一配線部以及包含導電性線狀體的第二配線部;以及電極部,係具有電性地連接於前述第一配線部之第一電極部以及電性地連接於前述第二配線部之第二電極部;前述配線電極部係在設置有前述配線部之前述穿戴部的伸縮部位藉由前述被穿戴體的動作而伸縮時,前述第一配線部以及前述第二配線部的接觸狀態係變化,藉此前述第一電極部與前述第二電極部之間的電阻值係變化。
本實施形態的動作偵測用構件係在伸縮部位藉由被穿戴體的動作而伸縮(亦即伸長以及收縮)時,第一配線部以及第二配線部的接觸狀態係變化,藉此第一電極部與第二電極部之間的電阻值係變化。藉由偵測此電阻值的變化,能偵測被穿戴體的動作。
而且,本實施形態的動作偵測用構件係由導電性線狀體構成用以偵測動作之配線電極部。因此,耐久性亦高。
除此之外,於由伸縮性布材所構成的穿戴部的伸縮部位設置有由導電性線狀體所構成的配線部。因此,穿戴於被穿戴體時難以感到不適感,穿戴感亦優異。
此外,專利文獻1的手套型輸入裝置、附有應變感測器的手套等雖然在手打開的狀態與手閉合的狀態下需要校準(calibration),然而當持續使用手套時會有感測器位置偏移導致檢測精度降低之可能性。另一方面,本實施形態的動作偵測用構件係不需要校準,穿戴後能夠立即使用,位置偏移的容許範圍廣。
在此,在本發明中,所謂「第一電極部與第二電極部之間的電阻值係變化」係表示:(1)在第一電極部與第二電極部之間導通的狀態下,電阻值係增減;或者(2)第一電極部與第二電極部之間從導通變化成非導通的狀態或者從非導通變化成導通的狀態。此外,此電阻值的變化係不包含電極部、配線部以及電極部與配線部之間的接合部的破損所造成的電阻值的變化。
所謂「第一配線部與第二配線部的至少一部分係接觸」亦包含下述態樣:在具有第一配線部以及第二配線部以外的其他配線部(例如第三配線部)之情形中,第一配線部與第二配線部的至少一部分係隔著其他配線部而接觸。
「配線部設置於伸縮部位」係表示「配線部設置於伸縮性布材的表面」或者「配線部設置於伸縮性布材的內部」。
而且,所謂「配線部設置於伸縮性布材的表面」係表示於用以構成伸縮性布材的表面以及內面之布材層(亦包含局部性地構成表面以及內面之布材層)設置有配線部(亦即導電性線狀體)。換言之,「於伸縮性布材的表面設置有配線部」係表示在用以構成配線部之導電性線狀體的至少一部分從伸縮性布材露出的狀態下設置有電極部或者配線部(亦即導電性線狀體)。
另一方面,所謂「於伸縮性布材的內部設置有配線部」係表示於伸縮性布材的內層設置有配線部(亦即導電性線狀體),例如於成為伸縮性布材的內層之布材層中或者布材層之間設置有配線部(亦即導電性線狀體)。
所謂「穿戴部係具有由伸縮性布材所構成的伸縮部位」係包含下述所有態樣:由伸縮性布材構成相當於穿戴部的伸縮部位之位置,並於該伸縮性布材設置有配線部;以及於相當於穿戴部的伸縮部位之位置的表面另外貼合具有配線部的伸縮性布材。此外,伸縮部位的設置方式係例示有接著劑所為的貼合、縫製所為的安裝等。
[動作偵測用構件的構成]
以下一邊參照圖式一邊說明本實施形態的動作偵測用構件的一例。本實施形態的動作偵測用構件150係附有電極配線的布材。在本實施形態中,以動作偵測用構件150為圖2所示的手套狀的構件之情形作為例子來說明。具體而言,動作偵測用構件150係例如具有手套狀穿戴部10(穿戴部的一例)、配線電極部100以及通信模組202。
[手套狀穿戴部]
手套狀穿戴部10係手套狀的穿戴部,被穿戴於作為被穿戴體之人體的手。
手套狀穿戴部10係具有:手腕部1,係被穿戴於人體的手腕;手指部2,係被穿戴於人體的手指;以及本體部3,係連結手腕部1以及手指部2。
此外,手腕部1、手指部2以及本體部3的連結部(與中指間關節(middle finger articulation)對應的部位)、手指部2(與遠指間關節(distal interphalangeal articulation)以及近指間關節(proximal interphalangeal articulation)對應的部位)係相當於「藉由被穿戴體的動作而伸縮之伸縮部位」的一例。
此外,與近指間關節的指背側對向之手指部2的部位係相當於「設置有配線部之穿戴部的伸縮部位」的一例。
在此,手套狀穿戴部10係具有五個手指部2,例如與各個手指對應。具體而言,手套狀穿戴部10係例如具有拇指部2A、食指部2B、中指部2C、無名指部2D以及小指部2E作為手指部2,拇指部2A係被穿戴於拇指,食指部2B係被穿戴於食指,中指部2C係被穿戴於中指,無名指部2D係被穿戴於無名指,小指部2E係被穿戴於小指。
然而,手指部2的構成並未限定於上述構成。手套狀穿戴部10亦可具有拇指部以及手指部這兩個部位作為手指部2,拇指部係被穿戴於拇指,手指部係被穿戴於食指、中指、無名指以及小指。
手套狀穿戴部10係例如由表面布材層10A、內面布材層10B以及中間布材層10C這三重(三層)布材層所構成,表面布材層10A係構成表面,內面布材層10B係構成內面,中間布材層10C係位於表面布材層10A與內面布材層10B之間。
手套狀穿戴部10除了由三重布材層所構成之外,亦可由例如一重(單層)、兩重(兩層)或者四重(四層)以上的布材層所構成。
此外,由兩層以上的布材層所構成的多重穿戴部係例如可在製作了各個布材層後以縫合的手法來製作,亦可在製作了各個布材層後藉由編織機總括地製作多重的手套狀穿戴部10。
手套狀穿戴部10係例如由伸縮性布材所構成。然而,手套狀穿戴部10只要是由柔軟性布材所構成且至少與近指間關節的指背側對向之手指部2的部位(設置有配線部之穿戴部的伸縮部位的一例)是由伸縮性布材所構成即可。
作為伸縮性布材,例如代表性地例舉編織物。手套狀穿戴部10亦可為不織布。
作為編織物,能例舉:平紋織(plain weave)、斜紋織(twilled weave)、緞紋織(sateen weave)、周知的應用織法等織物;緯編(weft knit)、經編(warp knit)、蕾絲編、周知的應用編法等編物。
用以構成伸縮性布材之線(線狀體)係使用絕緣性的線。所謂絕緣性的線係顯示線電阻為1.0×106
Ω/cm以上的線。絕緣性的線的線電阻為以與後述的導電性線狀體的線電阻相同的方法所測定的線電阻。
較佳為伸縮性布材係應用利用了彈性線的編織物。
作為彈性線,例如能例舉:包覆紗(covered yarn)(單層包覆紗(single covered yarn)或者雙層包覆紗(double covered yarn)),係將非彈性線線圈狀地捲繞至彈性線的外周;包芯紗(core-spun yarn),係將彈性線與非彈性線細撚紗(spun twist yarn)而成;空氣交絡包覆紗(air-jet covered yarn),係使用壓縮空氣噴嘴將非彈性線捲繞至彈性線的外周;撚紗(twisted yarn),係將彈性線與非彈性線予以撚線而成。
作為彈性線,能例舉聚氨酯(polyurethane)彈性纖維、聚酯(polyester)彈性纖維、聚醯胺(polyamide)彈性纖維等所謂之展現橡膠狀彈性之纖維的線。
作為非彈性線,能例舉合成纖維(聚酯纖維、聚醯胺纖維、丙烯酸(acrylic)纖維、聚丙烯(polypropylene)纖維、嫘縈(rayon)纖維)、天然纖維(綿、絹、麻、羊毛等纖維)的線。
[配線電極部]
配線電極部100係具有電極部20、配線部30以及配線部50。
電極部20係具有第一電極部20A以及第二電極部20B,且為與通信模組202電性地連接之電極部。
配線部30係具有第一配線部30A以及第二配線部30B;配線部30(以下稱為「偵測用配線部30」)係在與手指的近指間關節的指背側對向之手指部2的部位藉由手指的近指間關節的彎曲(被穿戴體的動作的一例)而伸縮時(以下亦稱為「手指部2的伸縮部位伸縮時」),第一配線部30A以及第二配線部30B的接觸狀態會變化。
配線部50係具有第一配線部50A以及第二配線部50B,且為用以電性地連接電極部20與配線部30之連接用的配線部(以下稱為「連接用配線部50」)。
此外,連接用配線部50為因應需要而設置的配線部,亦可為電極部20與偵測用配線部30直接連接的態樣。
[電極部]
在電極部20中,第一電極部20A與第二電極部20B係例如分別設置於手套狀穿戴部10的手腕部1的手背側。然而,電極的配置位置並未特別限定,例如亦可為手套狀穿戴部10的手腕部1的手掌側、手套狀穿戴部10的本體部3的手掌側。
此外,電極部20亦可因應目的設置三個以上。例如,亦可將一個電極部作為共通電極並於一個電極部連接兩個以上的配線部50。作為本態樣,例如能例舉下述態樣:將連接於配置在無名指2D的偵測用配線部30之兩個配線部50中的一個配線部50以及連接於配置在小指部2E的偵測用配線部30之兩個配線部50中的一個配線部50連接於作為共通電極的一個電極部。
如圖3所示,電極部20係設置於例如手套狀穿戴部10的表面布材層10A。亦即,電極部20係設置於手套狀穿戴部10的表面。
此外,電極部20亦可設置於手套狀穿戴部10的中間布材層10C。亦即,電極部20亦可設置於手套狀穿戴部10的內部。這是由於即使電極部20設置於手套狀穿戴部10的內部亦能夠藉由銷(pin)狀的電極等來連接。
[偵測用配線部]
偵測用配線部30係設置於與手指的近指間關節的指背側對向之手指部2的部位(拇指部2A、食指部2B、中指部2C、無名指部2D以及小指部2E的所有部位)。
然而,偵測用配線部30的配置位置並未限定於上述態樣,因應目的亦可為下述各種態樣。
l 偵測用配線部30設置於手指中之與近指間關節的指背側以及中指間關節的指背側的至少一者對向之手指部2的部位。
l 偵測用配線部30設置於手指中之與近指間關節的手掌側以及中指間關節的手掌側的至少一者對向之手指部2的部位。
l 複數個偵測用配線部30中的一部分的偵測用配線部30設置於與手指的指背側對向之手指部2的部位對向之位置,除此之外的一部分的偵測用配線部30設置於與手指的手掌側對向之手指部2的部位對向之位置。例如,於與拇指部2A的部位對向之位置配置偵測用配線部30,於與食指部2B、中指部2C、無名指部2D以及小指部2E的部位對向之位置設置偵測用配線部30,該拇指部2A的部位係與拇指的手掌側對向,該食指部2B、中指部2C、無名指部2D以及小指部2E的部位係與食指部、中指部、無名指部以及小指部的指背側對向。
l 偵測用配線部30係設置於拇指部2A、食指部2B、中指部2C、無名指部2D以及小指部2E的至少一者。
在偵測用配線部30中,第一偵測用配線部30A係電性地連接於第一電極部20A。此外,第二偵測用配線部30B係電性地連接於第二電極部20B。
第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B各自獨立且在手指部2的伸縮部位的伸長前的狀態下至少一部分接觸地設置。
然而,在將偵測用配線部30的一部分設置於與拇指部2A的部位對向之位置且該拇指部2A的部位與手指的手掌側對向之情形中(例如,在將偵測用配線部30設置於與拇指部2A的部位對向之位置且該拇指部2A的部位與手指的手掌側對向,並且將偵測用配線部30設置於與食指部2B、中指部2C、無名指部2D以及小指部2E的部位對向之位置且該食指部2B、中指部2C、無名指部2D以及小指部2E的部位與食指部、中指部、無名指部以及小指部的指背側對向之情形中),在位於與拇指部2A的部位對向且該拇指部2A的部位與拇指的手掌側對向之位置的偵測用配線部30中,第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B係各自獨立且在手指部2的伸縮部位的伸長前的狀態下分離地設置。
此外,第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B係各自獨立且在手指部2的伸縮部位的伸長前的狀態下分離地設置之態樣係在第一變化例中進行說明。
第一偵測用配線部30A係例如沿著手指部2的長度方向延伸。第一偵測用配線部30A係具有波狀部32A,波狀部32A係將導電性線狀體40A2設置成波狀。
第二偵測用配線部30B係例如沿著手指部2的長度方向延伸。第二偵測用配線部30B亦具有波狀部32B,波狀部32B係將導電性線狀體40B2設置成波狀。
而且,在手指部2的伸縮部位的伸長前的狀態中,第一偵測用配線部30A的波狀部32A與第二偵測用配線部30B的波狀部32B點接觸或者線接觸。
此外,第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B亦可為下述構成:皆未具有將導電性線狀體40A2與導電性線狀體40B2設置成波狀的波狀部,而是僅具有設置成直線的直線部。此外,第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B亦可為皆具有導電性線狀體40A2與導電性線狀體40B2已彎曲的彎曲部。
偵測用配線部30係設置於手套狀穿戴部10的內部。具體而言,例如,如圖3所示,於由三層布材層所構成的手套狀穿戴部10中之屬於內層的布材層(包含局部性地成為內層之布材層)之中間布材層10C設置有偵測用配線部30,藉此能將偵測用配線部30設置於手套狀穿戴部10的內部。此外,例如亦可於由兩層布材層所構成的手套狀穿戴部10的布材層之間設置偵測用配線部30。
此外,偵測用配線部30亦可設置於手套狀穿戴部10的表面。例如,偵測用配線部30亦可設置於由三層布材層所構成的手套狀穿戴部10的表面布材層10A或者內面布材層10B。然而,從謀求手套狀穿戴部10與外部的絕緣化之觀點來看,較佳為偵測用配線部30係設置於手套狀穿戴部10的內部。
[連接用配線部50]
在連接用配線部50中,第一連接用配線部50A係電性地連接第一電極部20A與第一配線部30A。第二連接用配線部50B係電性地連接第二電極部20B與第二配線部30B。
連接用配線部50係設置於與手的手背側對向之手套狀穿戴部10的本體部3。
然而,連接用配線部50的配置位置並未限定於上述態樣,而是因應電極部20以及偵測用配線部30的配置位置來設定。
連接用配線部50係設置於手套狀穿戴部10的內部。具體而言,例如於由三層布材層所構成的手套狀穿戴部10之屬於內層的布材層(亦包含局部性地成為內層之布材層)之中間布材層10C設置有連接用配線部50,藉此能將連接用配線部50設置於手套狀穿戴部10的內部。此外,例如亦可於由兩層布材層所構成的手套狀穿戴部10的布材層10之間設置連接用配線部50。
此外,連接用配線部50亦可設置於手套狀穿戴部10的表面。例如,連接用配線部50亦可設置於由三層布材層所構成的手套狀穿戴部10的表面布材層10A或者內面布材層10B。然而,從謀求手套狀穿戴部10與外部的絕緣化之觀點來看,較佳為連接用配線部50設置於手套狀穿戴部10的內部。
[導電性線狀體]
電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50係分別包含導電性線狀體40。亦即,將配置有導電性線狀體40的區域作為電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50。
具體而言,例如第一電極部20A係包含導電性線狀體40A1。
第一連接用配線部50A係包含第一電極部20A的導電性線狀體40A1所延伸的導電性線狀體40A3。
第一偵測用配線部30A係包含第一連接用配線部50A的導電性線狀體40A3所延伸的導電性線狀體40A2。
亦即,第一電極部20A與第一偵測用配線部30A係由至少相同的一條導電性線狀體40所構成。
此外,例如第二電極部20B係包含導電性線狀體40B1。
第二連接用配線部50B係包含第二電極部20B的導電性線狀體40B1所延伸的導電性線狀體40B3。
第二偵測用配線部30B係包含第二連接用配線部50B的導電性線狀體40B3所延伸的導電性線狀體40B2。
亦即,第二電極部20B與第二偵測用配線部30B係由至少相同的一條導電性線狀體40所構成。
第一電極部20A與第一偵測用配線部30A以及第二電極部20B與第二偵測用配線部30B係分別由相同的一條導電性線狀體40所構成,藉此抑制電極部20與偵測用配線部30之間的連接不良。
此外,所謂相同的一條導電性線狀體40亦包含下述線狀體:無須利用線狀體以外的其他連接材料(焊料、導電糊(conductive paste)等)或者連接構件(堵頭(caulking)、連接器(connector)等)而是藉由打結或者撚結等將導電性線狀體40的端部彼此結合而成的線狀體。
然而,電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50亦可分別包含複數條導電性線狀體40。此外,第一電極部20A、第一偵測用配線部30A以及第一連接用配線部50A與第二電極部20B、第二偵測用配線部30B以及第二連接用配線部50B亦可不是分別由相同的一條導電性線狀體40所構成。
例如,亦可為第一電極部20A、第一偵測用配線部30A以及第一連接用配線部50A與第二電極部20B、第二偵測用配線部30B以及第二連接用配線部50B係分別藉由線狀體以外的其他連接材料(焊料、導電性糊料等)或者連接構件(堵頭、連接器等)連結相互的導電性線狀體40的端部彼此。
在電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50的至少一者中,例如導電性線狀體40的至少一部分係被手套狀穿戴部10的線束縛。
此種形態係從亦能作為用以將作為導電材料發揮作用的導電性線狀體40作為電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50固定於手套狀穿戴部10之手段來使用的觀點來看為佳。
被手套狀穿戴部10束縛的導電性線狀體40係可為電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50所含有的相同的一條導電性線狀體40,亦可為僅電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50的任一者所含有的另一個導電性線狀體40。
此外,在電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50的至少一者中,導電性線狀體40亦可不被手套狀穿戴部10的線束縛。
例如,在藉由接著劑將電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50的至少一者固定於手套狀穿戴部10之情形中,在藉由絕緣性的線將電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50的至少一者縫製至手套狀穿戴部10時,即使導電性線狀體40不被手套狀穿戴部10的線束縛,亦能夠將電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50的至少一者固定於手套狀穿戴部10。
例如,形成將導電性線狀體40予以180°反覆地彎曲或者彎折而配置之矩形的區域。此矩形的區域係使手套狀穿戴部10的表面布材層10A的線束縛導線性線狀體40的一部分而形成。而且,將此矩形的區域作成面狀的電極部20。
此外,亦可將已將導電性線狀體40螺旋狀地配置的區域作為電極部20。此外,亦可將已將導電性線狀體40彎曲或者彎折地配置的任意的面形狀(多角形、圓形等)作為電極部20。
另一方面,從電極部20形成使導電性線狀體40直線狀、波狀、彎曲或者這些形狀的組合所延伸的區域。此區域係使手套狀穿戴部10的中間布材層10C的線束縛導電性線狀體40的一部分而形成。而且,將此區域作為偵測用配線部30以及連接用配線部50。
具體而言,從藉由織式方式形成手套狀穿戴部10時能夠同時地形成手套狀穿戴部10、電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50之觀點以及提升手套狀穿戴部10、電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50的一體性之觀點來看,如圖6所示在手套狀穿戴部10為織物之情形中較佳為於以經線以及緯線所織成的織物的織組織織入導電性線狀體40並形成電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50。
從藉由編式方式形成手套狀穿戴部10時能夠同時地形成手套狀穿戴部10、電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50之觀點以及提升手套狀穿戴部10、電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50的一體性之觀點來看,如圖7所示在手套狀穿戴部10為編物之情形中較佳為於編入有環(loop)狀的線的編物的編組織以上述環狀的形狀編入導電性線狀體40並形成電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50。
在於編物的編組織編入導電性線狀體40之情形中,例如能採用對齊編、平板(plating)編、鑲嵌(inlay)編等。圖7係顯示採用鑲嵌編將導電性線狀體40編入的例子。
此外,從形成電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50時亦能同時地進行將電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50朝手套狀穿戴部10固定之觀點來看,如圖8所示在較佳為對手套狀穿戴部10以上述形狀將導電性線狀體40刺繡並構成電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50。
刺繡的手法係例如能採用拱針針法(running stitch)、釘針導線針法(couching stitch)、來回針法(back stitch)、鎖針針法(chain stitch)、滾針針法(outline stitch)等周知的針法(stitch)。圖8係顯示採用鎖針針法將導電性線狀體40刺繡的例子。
此外,從能將用以構成電極部20之導電性線狀體40、用以固定偵測用配線部30之導電性線狀體40、用以固定連接用配線部50之導電性線狀體40作成共通的物品之觀點來看,較佳為以導電性線狀體40將電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50縫製並固定至手套狀穿戴部10。
例如,作為以導電性線狀體40將電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50縫製並固定之態樣,能例舉下述態樣:從織入了導電性線狀體40的織物或者編入了導電性線狀體40的編物連續地形成電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50,並以導電性線狀體40將電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50縫製於手套狀穿戴部10。
圖6中,元件符號12係顯示用以構成手套狀穿戴部10(織物)之經線12,元件符號14係顯示用以構成手套狀穿戴部10(織物)之緯線14。圖7中,元件符號16係顯示用以構成手套狀穿戴部10(織物)之線16。
此外,在採用彈性線作為用以構成手套狀穿戴部10之線之情形中,較佳為在已將彈性線伸長的狀態下一邊形成編織物一邊將導電性線狀體40織入或者編入至手套狀穿戴部10。
[導電性線狀體]
用以構成電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50之導電性線狀體係只要為具有導電性的線狀體則未特別限定,能例舉包含金屬線材(metal wire)的線狀體、包含導電性線的線狀體等。導電性線狀體40亦可為包含金屬線材以及導電性線的線狀體(將金屬線材與導電性線搓扭而成的線狀體等)。
由於包含金屬線材的線狀體以及包含導電性線的線狀體皆具有高的電性傳導性,因此當作為導電性線狀體40來應用時,能容易地降低電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50的電阻。
作為金屬線材,能例舉包含銅、鋁、鎢、鐵、鉬、鎳、鈦、銀、金等金屬之線材或者包含含有兩種以上的金屬的合金(例如不鏽鋼、碳鋼等鋼鐵;黄銅、磷青銅、鋯銅合金、鈹銅、鐵鎳、鎳鉻 (nichrome)、鎳鈦、堪塔爾合金(Kanthal)(亦即鉻鋁鈷耐熱鋼)、赫史特合金(hastelloy)(亦即耐酸耐熱鎳基超合金)、錸鎢(rhenium tungsten)等)之線材。此外,金屬線材亦可為:鍍覆有錫、鋅、銀、鎳、鉻、鎳鉻合金、焊料等的金屬線材,或亦可為表面被後述的碳材料、聚合物(polymer)被覆的金屬線材。
作為金屬線材,亦能例舉被碳材料被覆的金屬線材。當金屬線材被碳材料被覆時,能抑制金屬腐蝕。
作為用以被覆金屬線材之碳材料,能例舉:碳黑(carbon black)、活性碳、硬碳(hard carbon)、軟碳(soft carbon)、中孔碳(mesoporous carbon)、碳纖維(carbon fiber)等之非晶質碳;石墨;富勒稀(fullerene);石墨烯(graphene);奈米碳管(carbon nanotube)等。
另一方面,包含導電性線的線狀體係可為由一條導電性線所構成的線狀體,亦可為由將複數條導電性線搓扭而成的線狀體。此外,亦可為將導電性線與絕緣性線搓扭而成的線狀體。與包含金屬線材的線狀體相比,包含導電性線的線狀體係具有下述優點:柔軟性高,難以因為朝手套狀穿戴部10織入、編入或者刺繡而產生斷線,難以因為朝手套狀穿戴部10縫製而產生斷線。
作為導電性線,能例舉包含導電性纖維(金屬纖維、碳纖維、離子導電性聚合物的纖維等)的線、包含導電性微粒子(碳奈米粒子等)的線(以下稱為奈米碳管線)、於表面鍍覆或者蒸鍍了金屬(銅、銀、鎳等)等的線、含浸有金屬氧化物的線等。
作為包含導電性線的線狀體,特別適合例舉包含奈米碳管線的線狀體(以下亦稱為「奈米碳管線狀體」)。
奈米碳管線狀體係例如以下述方式所獲得:從奈米碳管叢(carbon nanotube forest)(奈米碳管叢為以相對於基板於垂直方向配向之方式使複數個奈米碳管成長於基板上而成的成長體,亦有稱為「陣列(array)」之情形)的端部將奈米碳管片(sheet)狀地拉出,將拉出的奈米碳管片(carbon nanotube sheet)綑束後,將奈米碳管的束搓扭從而獲得奈米碳管線狀體。在此種製造方法中,在搓扭時未施予搓捻時,獲得帶(ribbon)狀的奈米碳管線狀體;在施予搓捻之情形中,獲得線狀的線狀體。帶狀的奈米碳管線狀體為未具有搓捻有複數個奈米碳管的集合之構造的線狀體。除此之外,亦能藉由從奈米碳管的分散液進行紡紗(spinning)等來獲得奈米碳管線狀體。藉由紡紗所進行之奈米碳管線狀體的製造係例如能藉由美國公開公報US2013/0251619號公報(對應的日本公開公報為日本特開2011-253140號公報)所揭示的方法來進行。從能獲得奈米碳管線狀體的直徑的均勻性之觀點來看,期望使用線狀的奈米碳管線狀體;從能獲得純度高的奈米碳管線狀體之觀點來看,期望藉由將奈米碳管片搓扭來獲得線狀的奈米碳管線狀體。奈米碳管線狀體亦可為已將兩條以上的奈米碳管線狀體彼此搓扭過的線狀體。
奈米碳管線狀體亦可為包含奈米碳管以及導電性材料之線狀體(以下亦稱為「複合線狀體」),導電性材料為金屬、導電性高分子、石墨烯等之奈米碳管以外的導電性材料。複合線狀體係維持奈米碳管線狀體的上述特徵且變得容易提升線狀體的導電性。
作為複合線狀體,例如以包含奈米碳管與金屬之線狀體作為例子時,能例舉下述線狀體等:(1)在從奈米碳管叢的端部將奈米碳管片狀地拉出並將拉出的奈米碳管片綑束後將奈米碳管的束搓扭從而獲得奈米碳管線狀體之過程中,藉由蒸鍍、離子鍍(ion plating)、濺鍍、濕式鍍覆等使奈米碳管的叢、片、束或者搓扭過的線狀體的表面承載有金屬單體或者金屬合金而成的複合線狀體;(2)將奈米碳管的束與金屬單體的線狀體或者金屬合金的線狀體或者金屬合金的複合線狀體一起搓扭而成的複合線狀體;(3)將金屬單體的線狀體或者金屬合金的線狀體或者金屬合金的複合線狀體與奈米碳管線狀體或者奈米碳管複合線狀體搓扭而成的複合線狀體。此外,亦可在(2)的複合線狀體中,在將奈米碳管的束搓扭時,與(1)的複合線狀體同樣地使奈米碳管承載金屬。此外,(3)的複合線狀體雖然為編入了兩條線狀體之情形的複合線狀體,然而只要包含有至少一條金屬單體的線狀體或者金屬合金的線狀體或者金屬合金的複合線狀體,則亦可編入三條以上的奈米碳管線狀體或者金屬單體的線狀體或者金屬合金的線狀體或者金屬合金的複合線狀體。
作為複合線狀體的金屬,例如能例舉:金、銀、銅、鐵、鋁、鎳、鉻、錫、鋅等之金屬單體;包含這些金屬單體的至少一者之合金(銅-鎳-磷合金、銅-鐵-磷-鋅合金等)等。
在這些導線性線狀體40中較佳為包含奈米碳管線之導電性線狀體(尤其是僅包含奈米碳管線之導電性線狀體、包含奈米碳管線與非金屬系導電性材料之導電性線狀體)。
例如,於表面鍍覆或者蒸鍍有金屬(銅、銀、鎳等)之線或者含浸有金屬氧化物之線係當反覆伸縮時,容易於金屬或者金屬氧化物產生破裂,耐久性低。此點,奈米碳管線狀體係對於彎曲的耐性強,即使手指部2的伸縮部位反覆地伸縮,配線部的電阻值亦難以變化。此外,奈米碳管線狀體亦有耐腐蝕性高之優點。
在此,導電性線狀體40的線電阻較佳為5.0×10-3
Ω/cm至1.0×103
Ω/cm,更佳為1.0×10-2
Ω/cm至5.0×102
Ω/cm。
導電性線狀體40的線電阻的測定係如下所述。首先,於導電性線狀體40的兩端塗布銀糊(silver paste),測定銀糊間的部分的電阻,求出導電性線狀體40的電阻值(單位為Ω)。而且,以銀糊間的距離(cm)來除以所獲得的電阻值,算出導電性線狀體40的線電阻。
[通信模組]
通信模組202係例如設置於手套狀穿戴部10的手腕部1的手背側。然而,通信模組202的配置位置並未特別限制,例如亦可為手套狀穿戴部10的手腕部1的手掌側、手套狀穿戴部10的本體部的手掌側。
而且,通信模組202係經由未圖示的連接端子而與電極部20電性地連接。
通信模組202係例如藉由黏扣(hook-and-loop fastener)等手段可裝卸地設置於手套狀穿戴部10。從手套狀穿戴部10取出通信模組202,藉此無須對通信模組施予防水處理即能夠洗滌動作偵測用構件150。
通信模組202係具有電阻偵測部204以及通信部206(圖5)。此外,通信模組202亦具有未圖示的電源部。
電阻偵測部204為用以偵測電阻值之感測器。電阻偵測部204係功能性地偵測第一電極部20A以及第二電極部20B的電阻值。而且,電阻偵測部204係將所偵測到的電阻值傳遞至通信部206。如此,電阻偵測部204係藉由被穿戴於被穿戴體的動作偵測用構件150偵測被穿戴體的動作資訊。
通信部206為用以與伺服器300進行無線通信之通信器件(communication device)。通信部206係在與伺服器300進行直接通信之情形中,依循IEEE (Institue of Electrical and Electronics Engineers;美國電機電子工程師學會)802.15.1或者IEEE802.15.4等的規格。此外,通信部206係在與伺服器300進行經由無線基地台或者經由無線路由器的通信之情形中,例如依循Wi-Fi(wireless fidelity;無線保真)(註冊商標)、LTE(long term evolution;長期演進技術)等規格,與該無線基地台或者無線路由器進行直接通信。此外,通信部206亦可構成為以有線方式將所偵測到的電阻值的資料發送至伺服器300。通信部206係功能性地將藉由電阻偵測部204所偵測到的電阻值的資料發送至伺服器300。
(動作偵測用構件的作用)
本實施形態的動作偵測用構件150係在手套狀穿戴部10中的手指部2的伸縮部位伸長前的狀態下,第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B的至少一部分(在本實施形態中為波狀部32A、32B)係接觸(參照圖4A)。具體而言,用以構成第一偵測用配線部30A之導電性線狀體40A2與用以構成第二偵測用配線部30B之導電性線狀體40B2的至少一部分係接觸。
另一方面,當手套狀穿戴部10中的手指部2的伸縮部位藉由手指的彎曲(近指間關節的彎曲)而伸長時,在到達某個伸長率的時間點,已接觸的第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B係分離(參照圖4B)。具體而言,用以構成第一偵測用配線部30A之導電性線狀體40A2與用以構成第二偵測用配線部30B之導電性線狀體402B係分離。
更具體而言,當手指部2的伸縮部位伸長時,第一偵測用配線部30A的波狀部32A與第二偵測用配線部30B的波狀部32B的周期變長且振福變小。藉此,第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B係分離。
在手指部2的伸縮部位藉由此動作而伸長時,第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值會變化。亦即,電阻值增加。具體而言,第一電極部20A與第二電極部20B之間從導通變成非導通。
而且,偵測隨著伸長之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值變化,能偵測手指的動作(手指的近指間關節的彎曲)。
另一方面,當解除手指的彎曲(近指間關節的彎曲)且手指部2的伸縮部位伸長時(亦即當收縮時),在到達某個伸長率的時間點,已分離的第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B的至少一部分係接觸(參照圖4A)。亦即,電阻值降低。具體而言,第一電極部20A與第二電極部20B之間係從非導通變成導通。
如此,偵測隨著伸縮之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值變化,能偵測手指的動作(解除手指的近指間關節的彎曲)。
在此,圖9係顯示下述例子:針對具有最大伸長率(等於約80%)之手指部2的伸縮部位(亦即設置有偵測用配線部之穿戴部的伸縮部位),將手指部2的伸縮部位伸長至伸長率70%後,以伸縮速度1mm/s反覆五次實施收縮動作時之「第一電極部20A以及第二電極部20B之間的電阻值與測定時間之間的關係、伸長率與測定時間之間的關係」。此外,圖10係顯示下述例子:依據圖9的測定結果之第一次的伸縮中的「第一電極部20A以及第二電極部20B之間的電阻值與伸長率之間的關係」。
如圖9至圖10所示,手指部2的伸縮部位(亦即設置有偵測用配線部之穿戴部的伸縮部位)係在伸縮時第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值會以某個伸長率作為邊界而變化。具體而言,第一電極部20A與第二電極部20B之間係從導通變化成非導通並且從非導通變化成導通。
如圖9至圖10所示,動作偵測用構件150係偵測手指部2的伸縮部位(亦即設置有偵測用配線部之穿戴部的伸縮部位)的伸縮所致使的第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值變化,藉此能偵測手指的動作(手指的近指間關節的彎曲以及解除彎曲)。
此外,在圖9至圖10所示的電阻值變化的測定結果中可知,在伸長率平均為43.7%±5%左右的範圍中發現伸長時電阻值的上升以及收縮時電阻值的下降。
[伺服器]
接著,說明伺服器300。伺服器300係依據藉由動作偵測用構件150所偵測到的電阻值來顯示手的狀態(例如猜拳的石頭、剪刀、布等)。亦即,由於能藉由動作偵測用構件150偵測手指的動作,因此在本實施形態的動作偵測系統1000中動作偵測用構件150係作為用以顯示手的狀態之輸入裝置發揮作用。此外,伺服器300不僅是顯示手的狀態,亦能夠輸出用以說明手的狀態之聲音。
[伺服器的構成]
圖11係顯示本實施形態的伺服器300的硬體構成之方塊圖。如圖11所示,伺服器300係具有CPU(Central Processing Unit;中央處理單元)301、ROM(Read Only Memory;唯讀記憶體)302、RAM(Random Access Memory;隨機存取記憶體)303、儲存器(storage)304、輸入部305、顯示部306以及天線307。各個構成係經由匯流排(bus)309以相互能夠通信之方式連接。作為伺服器300,不僅能採用泛用的電腦,亦能採用例如智慧型手機、平板(tablet)型器件等各種資訊處理裝置。
CPU301為中央運算處理單元,係執行各種程式以及控制各個構件。亦即,CPU301係從ROM302或者儲存器304讀出程式,並將RAM303作為作業區域來執行程式。CPU301係遵從記憶於ROM302或者儲存器304的程式進行上述各個構成的控制以及各種運算處理。在本實施形態中,於ROM302或者儲存器304記憶有動作偵測程式。
ROM302係儲存各種程式以及各種資料。RAM303係作為作業區域暫時性地記憶程式或者資料。儲存器304係藉由HDD(Hard Disk Drive;硬碟驅動機)或者SSD(Solid State Drive;固體狀態驅動機)等記憶裝置所構成,儲存包含作業系統(operating system)之各種程式以及各種資料。
輸入部305係包含滑鼠等指向器件(pointing device)以及鍵盤,使用於用以進行各種輸入。
顯示部306係例如為液晶顯示器,用以顯示各種資訊。顯示部306亦可採用觸控面板方式來作為輸入部305發揮作用。
天線307為用以與包含動作偵測用構件150之其他的機器進行無線通信之天線,在與其他的機器進行直接通信之情形中依循IEEE802.15.1或者IEEE802.15.4等的規格。此外,天線307係在經由無線基地台或者無線路由器與其他的機器進行通信之情形中能使用例如Wi-Fi(註冊商標)、LTE等的規格。
接著,說明伺服器300的功能構成。圖12係顯示伺服器300的功能構成的例子之方塊圖。如圖12所示,伺服器300係具有通信部311、動作判定部312、影像生成部313以及顯示部314作為功能構成。各個功能構成係藉由CPU301讀出記憶於ROM302或者儲存器304的動作偵測程式並展開至RAM303來執行從而所實現。
通信部311係從動作偵測用構件150接收電阻值。而且,通信部311係將所接收到的電阻值傳遞至動作判定部312。
動作判定部312係依據從通信部206所接收到的電阻值來判定被穿戴體有無動作。
具體而言,動作判定部312係在預定的電阻值與藉由電阻偵測部204所偵測到的電阻值之間的差為預定的臨限值以上之情形中判定成手指有動作。
在此,雖然動作判定部312係判定每個手指有無動作,然而針對是哪個手指則只要構成為從動作偵測用構件150預先接收電阻值的資料與顯示是哪個手指的資訊即可。動作判定部312係依據藉由設置於每個手指的複數個電阻偵測部204所偵測到的電阻值來判定各個手指有無動作,並依據判定結果的組合來判定人手的動作。例如,動作判定部312係分別判定近指間關節是否已經有動作以及中指間關節是否已經有動作。並且,動作判定部312係將判定結果傳遞至影像生成部313。
影像生成部313係依據動作判定部312的判定結果來生成已因應了判定結果的動作之影像。具體而言,影像生成部313係在判定成近指間關節已經有動作之情形中生成近指間關節已彎曲的影像。此外,亦可構成為從用以表示預先制定的手的動作之複數個影像選擇對應的影像。而且,影像生成部313係將所生成的影像傳遞至顯示部314。
顯示部314係顯示已因應了影像生成部313所生成的動作之文字列、影像或者動畫並播放聲音,或者輸出用以控制因應動作所操作的機器之控制信號。具體而言,顯示部314係將已因應了動作之文字列、影像或者動畫顯示於顯示部306,或者將用以控制因應動作所操作的機器之控制信號顯示於顯示部306。顯示部314係在輸出文字列或者聲音時,輸出與該動作對應的文字列或者已將該文字列經過聲音轉換的聲音。此外,作為控制信號,例如包含有下述等:用以進行IoT(Internet of Things;物聯網)所為的控制之IFTTT(If this, then that;「若發生這個事件,則執行那個動作」)等中的輸入資訊;對於車輛的方向盤、機器人之控制信號等。在此情形中,伺服器300係藉由通信與其他的機器連接或者直接與其他的機器連接。
[伺服器的作用]
說明伺服器300的作用。圖13係顯示伺服器300所為的動作偵測處理程序的流程之流程圖。藉由CPU301讀出記憶於ROM302或者儲存器304的動作偵測程式並展開至RAM303來執行從而進行伺服器300所為的處理。
在步驟S101中,CPU301係作為通信部311從動作偵測用構件150接收電阻值。
在步驟S102中,CPU301係作為動作判定部312依據從通信部206所接收到的電阻值來判定被穿戴體有無動作。
在步驟S103中,CPU301係作為影像生成部313依據動作判定部312的判定結果來生成已因應了判定結果的動作之影像。
在步驟S104中,CPU301係作為顯示部314顯示已因應了影像生成部313所生成的動作之影像並結束處理。而且,在每次接收電阻值時反覆該程序。此外,亦可構成為:藉由預定周期判定是否已接收電阻值,在已接收時進行該處理。
如上所說明般,本發明的動作偵測系統係包含:動作偵測部,係藉由被穿戴於被穿戴體之動作偵測用構件偵測被穿戴體的動作資訊;通信部,係將藉由動作偵測部所偵測到的動作資訊發送至伺服器;以及動作判定部,係判定動作資訊是何種動作;藉此能提供一種能正確地偵測被穿戴體做了何種動作之動作偵測系統。
此外,動作偵測用構件係具備:穿戴部,係被穿戴於被穿戴體,並具有藉由被穿戴體的動作而伸縮之伸縮部位;以及配線電極部,係在穿戴部的伸縮部位伸縮時偵測用以表示已伸縮的意旨之伸縮資訊;藉此,由於穿戴感優異,因此在有動作時被穿戴者不會感到不適感,從而動作偵測用構件對於動作的 影響少。因此,能更正確地偵測動作。
此外,伺服器係依據從通信部所接收到的電阻值判定被穿戴體有無動作,藉此能偵測任意的動作範圍。準備複數個臨限值,藉此亦能夠偵測多階段的動作。
此外,藉由顯示已因應了動作的影像或者動畫,能即時地掌握被穿戴體的狀態。亦即,能應用於復健(rehabilitation)、機器手臂的動作確認等。
此外,由於顯示已因應了動作之文字列、影像或者動畫並播放聲音,或者輸出用以控制因應動作所操作的機器之控制信號,因此亦能將例如手語等轉換成文字、聲音並予以辨識。亦能應用於手語等的訓練。
此外,藉由使用上述伸縮感測器,能進行使用了耐久性高且穿戴感優異的動作偵測用構件之動作偵測。亦即,能提供一種穿戴感優異且能正確地偵測手的動作本身之動作偵測系統。
[配線電極部的變化例]
在本實施形態的動作偵測用構件150中,配線電極部並未限定於圖4所示的配線電極部100的構成,亦可變化或者改良。
以下,說明本實施形態的動作偵測用構件中的配線電極部的變化例。
此外,在以下的說明中,配線電極部只要與上述形態所說明的構件相同,則於圖式中附上相同的元件符號並省略或者簡略說明。
此外,在以下的說明中省略連接用配線部的說明。
[第一變化例]
配線電極部例如亦可為圖14A所示的配線電極部101。
具體而言,如圖14A所示,配線電極部101係在設置有偵測用配線部30之穿戴部的伸縮部位(以下簡稱為「穿戴部的伸縮部位」)的伸長前的狀態下,第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B係分離地設置。而且,第一偵測用配線部30A的波狀部32A與第二偵測用配線部30B的波狀部32B係略平行地對向且分離地設置。
當穿戴部的伸縮部位藉由被穿戴體的動作而伸長時,在到達某個伸長率的時間點,已分離的第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B的至少一部分係接觸(參照圖14B)。具體而言,用以構成第一偵測用配線部30A之導電性線狀體40A2與用以構成第二偵測用配線部30B之導電性線狀體40B2的至少一部分係接觸。
更具體而言,當穿戴部的伸縮部位伸長時,第一偵測用配線部30A的波狀部32A與第二偵測用配線部30B的波狀部32B係一邊周期變長且振幅變小一邊接近並接觸。
在穿戴部的伸縮部位藉由此動作而伸長時,第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值係變化。亦即,電阻值降低。具體而言,第一電極部20A與第二電極部20B之間係從非導通變成導通。
而且,偵測隨著伸長之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值變化,藉此能偵測被穿戴體的動作。
另一方面,當穿戴部的伸縮部位的伸長藉由被穿戴體的動作而解除時(亦即收縮時),在到達某個伸長率的時間點,已接觸的第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B係分離(參照圖14A)。亦即,電阻值增加。具體而言,第一電極部20A與第二電極部20B之間係從導通變成非導通。
如此,偵測隨著收縮之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值變化,藉此能偵測被穿戴體的動作。
[第二變化例]
配線電極部例如亦可為圖15A所示的配線電極部102。
具體而言,如圖15A所示,配線電極部102係具有第一波狀部32A1以及第二波狀部32A2作為第一偵測用配線部30A的波狀部32A;第二波狀部32A2與第二偵測用配線部30B的波狀部32B之接觸長度係與第一波狀部32A1與第二偵測用配線部30B的波狀部32B之接觸長度不同。
而且,配線電極部102係具有第一波狀部32A1以及第二波狀部32A2作為第一偵測用配線部30A的波狀部32A,第二波狀部32A2的周期以及/或者振幅係與第一波狀部32A1的周期以及/或者振幅不同。
此外,在本例中顯示了第二波狀部32A2與第二偵測用配線部30B的波狀部32B之接觸長度係比第一波狀部32A1與第二偵測用配線部30B的波狀部32B之接觸長度還短的例子。而且,顯示了第二波狀部32A2的周期比第一波狀部32A1的周期還短且第二波狀部32A2的振幅比第一波狀部32A1的振幅還小的例子。
當設置有偵測用配線部30之穿戴部的伸縮部位(以下簡稱為「穿戴部的伸縮部位」)藉由被穿戴體的動作而伸長時,在到達某個伸長率的時間點,已接觸的第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B的一部分係分離(參照圖15B)。具體而言,第一偵測用配線部30A的第二波狀部32A2與第二偵測用配線部30B的波狀部32B係分離。
當進一步伸長時,在到達某個伸長率的時間點,第一偵測用配線部30A的第二波狀部32A2與第二偵測用配線部30B的波狀部32B係分離(參照圖15C)。
亦即,第一偵測用配線部30A的第二波狀部32A2與第二偵測用配線部30B的波狀部32B先分離,第一偵測用配線部30A的第一波狀部32A1與第二偵測用配線部30B的波狀部32B再分離。
在穿戴部的伸縮部位藉由此動作而伸長時,第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值係階段性地變化。亦即,電阻值係階段性地增加至第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B一部分分離所致使的接觸電阻的增加量。具體而言,在第一電極部20A與第二電極部20B之間導通的狀態下電阻值增加至一定值後,從導通變成非導通。
而且,偵測隨著伸長之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值的階段性的變化,藉此能偵測階段性的被穿戴體的動作。
另一方面,當穿戴部的伸縮部位的伸長藉由被穿戴體的動作而解除時(亦即收縮時),在達到某個伸長率的時間點,已分離的第一偵測用配線部30A的第一波狀部32A1與第二偵測用配線部30B的波狀部32B係接觸(參照圖15B)。
當進一步地收縮時,在到達某個伸長率的時間點,已分離的第一偵測用配線部30A的第二波狀部32A2與第二偵測用配線部30B的波狀部32B係接觸(參照圖15A)。亦即,電阻值階段性地降低。
具體而言,第一電極部20A與第二電極部20B之間從非導通變成導通後,在已導通的狀態下電阻值係降低。
如此,偵測隨著收縮之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值的階段性的變化,能偵測階段性的被穿戴體的動作。
在此,第二變化例亦可因應第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值的階段性的變化作為目的,在第一偵測用配線部30A的波狀部32A與第二偵測用配線部30B的波狀部32B之間的接觸部中具有複數個彼此的接觸長度不同的區域。而且,亦可於第一偵測用配線部30A以及第二偵測用配線部30B的至少一者具有周期以及/或者振幅不同的複數個波狀部。
此外,所謂電阻值的階段性的變化(亦即階段性的增加或者降低)係表示在穿戴部的伸縮部位伸長的過程中,電阻值變化,且在電阻值變化暫時地結束後電阻值再次變化。
[第三變化例]
配線電極部例如亦可為圖16A所示的配線電極部103。具體而言,如圖16A所示,配線電極部103係具有第三電極部20C作為電極部20以及第三偵測用配線部30C作為偵測用配線部30。
第三電極部20C係包含導電性線狀體40C1。第三偵測用配線部30C係包含第三電極部20C的導電性線狀體40C1延伸而成的導電性線狀體40C2。亦即,第三電極部20C與第三偵測用配線部30C係由至少相同的一條導電性線狀體40所構成。
第三偵測用配線部30C係電性地連接至第三電極部20C。
第三偵測用配線部30C係與第一偵測用配線部30A以及第二偵測用配線部30B各自獨立且在設置有偵測用配線部30之穿戴部的伸縮部位(以下簡稱為「穿戴部的伸縮部位」)伸長前的狀態下,夾設於第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B之間且與第一偵測用配線部30A以及第二偵測用配線部30B的至少一部分係接觸地設置。
第三偵測用配線部30C係例如具有將導電性線狀體40C2設置成波狀之波狀部32C。
而且,在穿戴部的伸縮部位的伸長前的狀態中,第三偵測用配線部30C的波狀部32C係與第一偵測用配線部30A的波狀部32A以及第二偵測用配線部30B的波狀部32B點接觸或者線接觸。
然而,第三偵測用配線部30C的波狀部32C與第一偵測用配線部30A的波狀部32A的接觸長度係與第三偵測用配線部30C的波狀部32C與第二偵測用配線部30B的波狀部32B的接觸長度不同。而且,第三偵測用配線部30C的波狀部32C、第一偵測用配線部30A的波狀部32A以及第二偵測用配線部30B的波狀部32B的周期以及/或者振幅不同。
此外,在本例中顯示了第三偵測用配線部30C的波狀部32C與第一偵測用配線部30A的波狀部32A的接觸長度係比第三偵測用配線部30C的波狀部32C與第二偵測用配線部30B的波狀部32B的接觸長度還短的例子。而且,顯示了第三偵測用配線部30C的波狀部32C的振幅係比第一偵測用配線部30A的波狀部32A以及第二偵測用配線部30B的波狀部32B的振幅還小的例子。
當穿戴部的伸縮部位伸長時,在到達某個伸長率的時間點,已接觸的第一偵測用配線部30A與第三偵測用配線部30C係分離(參照圖16B)。具體而言,第一偵測用配線部30A的波狀部32A與第三偵測用配線部30C的波狀部32C係分離。
當進一步伸長時,在到達某個伸長率的時間點,已接觸的第二偵測用配線部30B與第三偵測用配線部30C係分離(參照圖16C)。具體而言,第二偵測用配線部30B的波狀部32B與第三偵測用配線部30C的波狀部32C係分離。
亦即,第一偵測用配線部30A與第三偵測用配線部30C先分離,第二偵測用配線部30B與第三偵測用配線部30C再分離。
在穿戴部的伸縮部位藉由此動作而伸長時,第一電極部20A與第三電極部20C之間的電阻值係變化。亦即,電阻值增加。具體而言,第一電極部20A與第三電極部20C之間係從導通變成非導通。
當進一步伸長時,第二電極部20B與第三電極部20C之間的電阻值係變化。亦即,電阻值增加。具體而言,第二電極部20B與第三電極部20C之間係從導通變成非導通。
而且,偵測隨著伸長之第一電極部20A與第三電極部20C之間的電阻值的變化以及第二電極部20B與第三電極部20C之間的電阻值的變化,藉此能偵測被穿戴體的動作。
另一方面,當穿戴部的伸縮部位的伸長藉由被穿戴體的動作而解除時(亦即收縮時),在到達某個伸長率的時間點,已分離的第二偵測用配線部30B與第三偵測用配線部30C係接觸(參照圖16B)。具體而言,第二偵測用配線部30B的波狀部32B與第三偵測用配線部30C的波狀部32C係接觸。
當進一步收縮時,在到達某個伸長率的時間點,已分離的第一偵測用配線部30A與第三偵測用配線部30C係接觸(參照圖16A)。具體而言,第一偵測用配線部30A的波狀部32A與第三偵測用配線部30C的波狀部32C係接觸。
亦即,第二偵測用配線部30B與第三偵測用配線部30C先接觸,第一偵測用配線部30A與第三偵測用配線部30C再接觸。
如此,偵測隨著收縮之第一電極部20A與第三電極部20C之間的電阻值的變化以及第二電極部20B與第三電極部20C之間的電阻值的變化,藉此能偵測階段性的被穿戴體的動作。
此外,第三變化例亦可為下述態樣:第二偵測用配線部30B與第三偵測用配線部30C先分離,第一偵測用配線部30A與第三偵測用配線部30C再分離。
[第四變化例]
配線電極部例如亦可為圖17A所示的配線電極部104。
具體而言,如圖17A所示,配線電極部104係在設置有偵測用配線部30之穿戴部的伸縮部位(以下簡稱為「穿戴部的伸縮部位」)的伸長前的狀態下,第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B係分離地設置。而且,第一偵測用配線部30A的波狀部32A與第二偵測用配線部30B的波狀部32B係呈角度(例如各個波狀部的延伸方向所呈的角度為3°至30°)並對向且分離地設置。
當穿戴部的伸縮部位藉由被穿戴體的動作而伸長時,在到達某個伸長率的時間點,已分離的第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B的至少一部分係接觸(參照圖17B)。具體而言,用以構成第一偵測用配線部30A之導電性線狀體40A2與用以構成第二偵測用配線部30B之導電性線狀體40B2的至少一部分係接觸。
更具體而言,當穿戴部的伸縮部位伸長時,第一偵測用配線部30A的波狀部32A與第二偵測用配線部30B的波狀部32B係一邊周期變長且振幅變小,一邊從第二偵測用配線部30B的波狀部32B的前端側(未與第二電極部20B接觸之側的前端側)逐漸接近並接觸至第一偵測用配線部30A的波狀部32A。
當進一步伸長時,第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B之間的接觸區域係增加(參照圖17C)。具體而言,用以構成第一偵測用配線部30A之導電性線狀體40A2與用以構成第二偵測用配線部30B之導電性線狀體40B2之間的接觸區域係增加。
更具體而言,當穿戴部的伸縮部位伸長時,第一偵測用配線部30A的波狀部32A與第二偵測用配線部30B的波狀部32B係一邊周期變長且振幅變小,一邊接近且接觸區域增加。
在穿戴部的伸縮部位藉由此動作而伸長時,第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值係階段性地變化。亦即,在第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B最初接觸時,第一電極部20A與第二電極部20B之間係從非導通的狀態變成導通的狀態。接著,當第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B之間的接觸區域增加時,接觸電阻降低,第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值係階段性地降低。
而且,偵測隨著伸長之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值的階段性的變化,能偵測階段性的被穿戴體的動作。
另一方面,當穿戴部的伸縮部位的伸長藉由被穿戴體的動作而解除時(亦即收縮時),第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B之間的接觸區域係變少(圖17B)。當進一步收縮時,在到達某個伸長率的時間點,已接觸的第一偵測用配線部30A的第一波狀部32A1與第二偵測用配線部30B的波狀部32B係分離(參照圖17A)。亦即,電阻值係階段性地增加。
具體而言,在第一電極部20A與第二電極部20B之間導通的狀態下電阻值下降後,變成非導通的狀態。
如此,偵測隨著收縮之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值的階段性的變化,藉此亦能偵測階段性的被穿戴體的動作。
[第五變化例]
配線電極部例如亦可為圖18A所示的配線電極部105。具體而言,如圖18A所示,配線電極部105係一體性地設置有第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B作為偵測用配線部30。具體而言,例如作為偵測用配線部30之第一偵測用配線部30A與第二偵測用配線部30B係由用以構成第一電極部20A以及第二電極部20B之導電性線狀體40延伸的一條導電性線狀體40所構成。
亦即,配線電極部105係藉由一個偵測用配線部30電性地連結有第一電極部20A與第二電極部20B。
此外,偵測用配線部30亦可由複數條導電性線狀體40所構成。
於偵測用配線部30的中途具有接觸部34,接觸部34係在設置有偵測用配線部30之穿戴部的伸縮部位(以下簡稱為「穿戴部的伸縮部位」)的伸長前的狀態下偵測用配線部30反覆地180°彎曲或者彎折且彎曲部或者彎折部之間的偵測用配線部30彼此的至少一部分係接觸。
亦即,於偵測用配線部30的中途具有接觸部34,接觸部34係在穿戴部的伸縮部位的伸長前的狀態下導電性線狀體40反覆地180°彎曲或者彎折且彎曲部或者彎折部之間的導電性線狀體40彼此的至少一部分係接觸。
當穿戴部的伸縮部位沿著偵測用配線部30的延伸方向伸長時,在偵測用配線部30的接觸部34中,在彎曲部或者彎折部之間接觸的偵測用配線部30彼此係分離(參照圖18B)。藉此,第一電極部20A與第二電極部20B之間的導通路徑係變長。
在穿戴部的伸縮部位藉由此動作而伸長時,第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值係變化。亦即,電阻值係以導通路徑增加的份量而增加。
而且,偵測隨著伸長之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值變化,藉此能偵測被穿戴體的動作。
另一方面,當穿戴部的伸縮部位的伸長藉由被穿戴體的動作而解除時(亦即收縮時),在偵測用配線部30的途中形成接觸部34,接觸部34係偵測用配線部30反覆地180°彎曲或者彎折且彎曲部或者彎折部之間的偵測用配線部30彼此的至少一部分係接觸(參照圖18A)。
在穿戴部的伸縮部位藉由此動作而收縮時,第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值係變化。亦即,電阻值係以導通路徑減少的份量而減少。
而且,偵測隨著收縮之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值變化,亦能偵測被穿戴體的動作。
此外,第五變化例係能藉由偵測用配線部30的接觸部中之偵測用配線部30彼此的接觸面積的增減來控制第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值的變化量。
[第六變化例]
電極配線部例如亦可為圖19所示的配線電極部106。亦即,亦可為設置有偵測用配線部之手套狀穿戴部的伸縮部位配置於手套狀穿戴部的該位置的表面之態樣。
具體而言,如圖19所示,配線電極部106(電極部20、偵測用配線部30以及連接用配線部50)係設置於伸縮性布材60。
伸縮性布材60係由表面布材層60A、內面布材層60B以及中間布材層60C這三重(三層)布材層所構成,表面布材層60A係構成表面,內面布材層60B係構成內面,中間布材層60C係設置於表面布材層60A與內面布材層60B之間。此外,伸縮性布材60的構成係與用以構成手套狀穿戴部10之布材相同。
電極部20係例如設置於伸縮性布材60的表面布材層60A。偵測用配線部30係例如設置於伸縮性布材60的中間布材層60C。連接用配線部50係例如設置於伸縮性布材60的中間布材層60C。
而且,設置有配線電極部106之伸縮性布材60係藉由縫製、接著等周知的固定手段配置於手套狀穿戴部10的該位置的表面。
在第六變化例中,由於將設置有配線電極部106之伸縮性布材60配置於手套狀穿戴部10的該位置的表面,因此手套狀穿戴部10係除了能以布材來構成之外還能以樹脂、紙、皮革等周知的材質來構成。
[第七變化例]
電極配線部例如亦可為圖20所示的配線電極部107。亦即,亦可為設置有偵測用配線部之手套狀穿戴部的伸縮部位配置於手套狀穿戴部的該位置的表面之態樣。
具體而言,如圖20所示,藉由縫製、接著等周知的固定手段將作為電極部20之鈕扣電極(button electrode)(子母扣(snap button)等)配置於手套狀穿戴部10的該位置的表面。
偵測用配線部30係設置於伸縮性布材70。伸縮性布材70係由表面布材層70A、內面布材層70B以及中間布材層70C這三重(三層)布材層所構成,表面布材層70A係構成表面,內面布材層70B係構成內面,中間布材層70C係位於表面布材層70A與內面布材層70B之間。此外,伸縮性布材70的構成係與用以構成手套狀穿戴部10之布材相同。
而且,設置有偵測用配線部30之伸縮性布材70係設置於手套狀穿戴部10的表面。
連接用配線部50係將電極部20與偵測用配線部30連接並設置於手套狀穿戴部10的表面。此外,連接用配線部50係被布材、樹脂材料等周知的絕緣片72被覆。
在第七變化例中,由於亦將配線電極部107配置於手套狀穿戴部10的該位置的表面,因此手套狀穿戴部10係除了能以布材來構成之外還能以樹脂、紙、皮革等周知的材質來構成。
[特性]
此外,為了偵測被穿戴體的動作,設置有偵測用配線部30之穿戴部的伸縮部位(以下簡稱為「穿戴部的伸縮部位」)係具有下述伸長率的範圍:在伸長率的變化為±5%的範圍內,第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值變化成兩倍以上或者二分之一以下(較佳為十倍以上或者十分之一以下,更佳為一百倍以上或者百分之一以下)(參照圖7至圖8)。亦即,較佳為穿戴部的伸縮部位係在伸長的過程中在伸長率為10%變化的期間,第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值在兩倍以上或者二分之一以下變化。
具體而言,較佳為具有下述區域:在將穿戴部的伸縮部位的最大伸長率設為X(其中,10≦X)並將已使穿戴部的伸縮部位伸長時的某個地點的伸長率設為Y(其中5≦Y≦(X-5))時,在Y-5%至Y+5%的範圍內,最大電阻值變成最小電阻值的兩倍以上或者二分之一以下(較佳為十倍以上或者十分之一以下,更佳為一百倍以上或者百分之一以下)。
此電阻值變化係藉由伸長率作為目標之時間點與從此時間點伸長率變化了10%之時間點的電阻值的比來算出。
此外,在伸長率的變化為±5%的範圍內第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值變化成兩倍以上或者二分之一以下之伸長率的範圍亦可存在兩點以上。
此外,在伸長率的變化為±5%的範圍內第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值變化成兩倍以上或者二分之一以下之伸長率與最大伸長率之比(伸長率/最大伸長率)的範圍係較佳為0.1至0.9(較佳為0.2至0.8)的範圍。當此比為上述範圍時,能防止誤動作且能效率佳地偵測被穿戴體的動作。
隨著穿戴部的伸縮部位的伸縮之第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值的變化亦可以下述方式測定。
一邊測定第一電極部20A與第二電極部20B之間的電阻值,一邊以速度1mm/s使穿戴部的伸縮部位伸長至最大伸長後,以相同的速度使穿戴部的伸縮部位收縮直至返回原本的狀態。此時,於每一秒繪製(plot)電阻值並測定電阻值的變化。此外,穿戴部的伸縮部位的伸長方向係作為欲偵測伸長收縮所致使的電阻值的變化之方向。
在此,穿戴部的伸縮部位的伸長率係藉由下述公式所算出:((伸長時的伸長方向的長度)-(伸長前的伸長方向的長度))/(伸長前的伸長方向的長度) ×100。
另一方面,穿戴部的伸縮部位的最大伸長率係藉由下述公式所算出:((最大伸長時的伸長方向的長度)-(伸長前的伸長方向的長度))/(伸長前的伸長方向的長度) ×100。
此外,穿戴部的伸縮部位的最大伸長係以適當的張力將穿戴部的伸縮部位伸長時不會再伸長時的長度。亦即,將已使穿戴部的伸縮部位以停止伸長的張力伸長時的長度作為穿戴部的伸縮部位的最大伸長。
[動作偵測用構件(的穿戴部)的形狀等]
在上述實施形態中雖然以動作偵測用構件150的穿戴部的形狀為手套狀之情形作為例子來說明,但並未限定於此。亦可因應動作偵測的目的將穿戴部的形狀作成筒狀、片狀、帶狀等各種形狀。
作為筒狀的穿戴部,能採用支撐物(supporter)、手環(wristband)等形狀。作為片狀的穿戴部,能採用於兩端設置扣件(fastener)並捲繞於被穿戴體之形式的支撐物、手環等形狀。此外,在片狀的穿戴部的情形中,亦可為藉由黏著劑將片狀的穿戴部貼附於被穿戴體之態樣。作為帶狀的穿戴部,能採用吊帶(suspender)等形狀。此外,穿戴部的形狀係因應穿戴於被穿戴體的部位而選擇。
在此,作為穿戴於被穿戴體的部位,能例舉作為被穿戴體之人體的可動部(頸部、手腕部、肘部、肩部、膝部、腰部、腳踝部、足部等)。然而,並未限定於此。除了人體之外,亦可為工業用機器人的手臂、人形的機器人等。
如此,本實施形態的動作偵測用構件係可因應穿戴部的形狀穿戴於被穿戴體的各個部位。
藉此,例如能夠偵測被穿戴體的可動部的動作(肘部、膝部等可動部可以預定的角度移動之動作等)以及可動次數等。再者,亦能夠測定臂部、腰圍的尺寸。此外,亦能夠進行複數個計測所為的動作偵測(例如複合地計測頸部、手腕部、肘部、肩部、膝部、腰部、腳踝部、足部等,藉此能夠預測地偵測人的動作)。
[偵測用配線部的變化例]
本實施形態的動作偵測用構件亦可設置偵測用配線部30以外的周知的感測器(例如壓力感測器、加速度感測器、角速度感測器、磁性感測器等)。藉由設置其他的感測器,能夠進行更高程度的動作偵測。
例如,能藉由壓力感測器計測對於伸縮構件的壓力並判定所計測的壓力是否超過預定的臨限值。此外,例如能夠藉由壓力感測器進行接觸至物品時的壓力、手指已彼此接觸之接觸到何物或者被何物接觸此類的偵測。
此外,藉由採用加速度感測器、角速度感測器、磁性感測器等時間軸偵測型的感測器,能計測被穿戴體的現在的形狀。亦能夠將時間軸偵測型的感測器與上述伸縮感測器組合。
(伺服器的變化例一)
由於本實施形態的動作偵測用構件150係例如能偵測手指的動作,因此能利用於遊戲等的操作用的輸入裝置等。以下,作為變化例,說明將動作偵測系統使用於用以判定是否已成為與所顯示的畫面相同之手的狀態之情形。此外,針對與上述實施形態中的伺服器300同樣的處理附上相同的元件符號並省略說明。
如圖21所示,變化例中的伺服器310係包含通信部311、動作判定部312、影像生成部313、顯示部314、處理部315以及正誤判定部316而構成。
顯示部314係將從處理部315所傳遞之人體的手的動作的樣本影像顯示於顯示部306。此外,顯示部314係顯示與從處理部315所傳遞之正誤判定部316的判定結果對應的影像。
處理部315係執行下述遊戲的處理:判定是否成為與所顯示的畫面相同之手的狀態。具體而言,首先,處理部315係從預先準備之複數個配對(pair)隨機地選擇一個配對,該複數個配對係由人體的手的動作的樣本影像與正解動作所構成。接著,處理部315係將所選擇的配對的樣本影像傳遞至顯示部314。處理部315係將所選擇的配對的正解動作傳遞至正誤判定部316。
此外,處理部315係當從正誤判定部316接取判定結果時,將與預先準備的判定結果對應的影像傳遞至顯示部314。
正誤判定部316係判定動作判定部312所判定的動作是否與顯示部314所顯示的屬於樣本影像的動作之正解動作一致。具體而言,正誤判定部316係判定動作判定部312的判定結果是否與從處理部315傳遞的正解動作一致。亦即,正誤判定部316係將下述情形判定成正解:針對人的手指是否彎曲,在各個手指完全一致之情形中,判定成動作與正解動作一致。不是上述情形時,正誤判定部316則判定成不是正解。而且,正誤判定部316係將判定結果傳遞至處理部315。
[變化例一中的伺服器的作用]
接著,說明變化例一中的伺服器310的作用。圖22係顯示伺服器310所為的動作偵測處理程序的流程之流程圖。CPU301係從ROM302或者儲存器304讀出動作偵測程式並展開至RAM303來執行,藉此進行動作偵測處理程序。此外,針對與伺服器300同樣的處理附上相同的元件符號並省略說明。
在步驟S201中,CPU301係作為處理部315從預先準備之複數個配對隨機地選擇一個配對,該複數個配對係由人體的手的動作的樣本影像與正解動作所構成。
在步驟S202中,CPU301係作為顯示部314將藉由上述步驟S201所選擇之人體的手的動作的樣本影像顯示於顯示部306。
在步驟S203中,CPU301係作為正誤判定部316判定藉由上述步驟S102所判定的動作是否與上述步驟S200所顯示的屬於樣本影像的動作之正解動作一致。
在步驟S204中,CPU301係作為顯示部314顯示與上述步驟S203的判定結果對應的影像,並結束處理。而且,在每次接收電阻值時反覆該程序。此外,亦可構成為:藉由預定周期判定是否已接收電阻值,並在已接收電阻值時進行該處理。此外,伺服器310係可構成為將樣本影像等顯示於其他的外部終端機。
此外,雖然在本變化例中以影像的情形作為例子來說明,但亦可不使用影像而是使用動畫。
如此,本變化例的動作偵測系統係顯示人體的手的動作的樣本影像或者樣本動作,判定動作判定部所判定的動作是否與所顯示的樣本影像或者樣本動畫的動作一致並顯示該判定結果,藉此亦能應用於遊戲。此外,準備複數個動作偵測系統並與這些複數個動作偵測系統協同運作,藉此能應用於猜拳遊戲等之與複數個人的動作的檢測結果因應之遊戲。
[伺服器的變化例二]
在變化例二中說明下述情形:將動作資訊與動作預先賦予關聯並儲存,並據此進行動作判定。如圖23所示,變化例二中的伺服器320係包含通信部311、動作判定部312、影像生成部313、顯示部314、處理部315、正誤判定部316、登錄部317以及儲存部318而構成。此外,針對與上述實施形態中的伺服器300以及變化例一同樣的處理係附上相同的元件符號並省略說明。
登錄部317係將與每個動作對應的動作資訊登錄至儲存部318。例如,登錄部317係以下述方式將動作與動作資訊賦予對應並登錄至儲存部318:針對五根手指的各個手指藉由動作偵測用構件150所偵測到的動作資訊中之「食指與中指的動作資訊超過預定臨限值且其他手指的動作資訊為預定臨限值以下」係與「猜拳的剪刀的形狀的動作」對應。
於儲存部318係預先儲存有與每個動作對應的動作資訊。具體而言,於儲存部318登錄有與動作資訊對應的動作。
動作判定部312係依據動作資訊判定是何種人體的手的動作。具體而言,動作判定部312係在藉由動作偵測用構件150所偵測到的動作資訊與儲存於儲存部318的動作資訊一致之情形中,判定成與動作資訊對應的動作。
正誤判定部316係判定動作判定部312所判定的動作是否與顯示部314所顯示的屬於樣本影像的動作之正解動作一致。具體而言,正誤判定部316係判定動作判定部312的判定結果是否與從處理部315所傳遞的正解動作一致。亦即,正誤判定部316係將下述情形判定成正解:動作判定部312的判定結果所顯示的動作與正解動作一致。不是上述情形時,正誤判定部316則判定成不是正解。而且,正誤判定部316係將判定結果傳遞至處理部315。
如上所說明般,本變化例的動作偵測系統係預先將與每個動作對應的動作資訊登錄,在所偵測到的動作資訊與所登錄的動作資訊一致之情形中判定成與動作資訊對應的動作,藉此能更正確地偵測動作。
[伺服器的變化例三]
在變化例三中,說明採用加速度感測器、角速度感測器、磁性感測器等之時間軸偵測型的感測器之情形。此外,針對與上述實施形態中的伺服器300、變化例一以及變化例二同樣的處理附上相同的元件符號並省略說明。
在本變化例中以動作資訊為藉由加速度感測器所獲得的加速度資訊之情形作為例子來說明。
登錄部317係將用以將動作資訊作為輸入並輸出與動作資訊對應的動作之動作判定模型儲存於儲存部318。
具體而言,動作判定模型係任意的模型(model),能採用機械學習模型,該機械學習模型係將動作資訊以及與動作資訊對應的動作作為教師資料預先學習而得。
例如,在動作判定模型為類神經網路(neural network)之情形中,登錄部317係預先將動作資訊以及與動作資訊對應的動作作為教師資料,並藉由例如誤差反向傳播(error backpropagation)法等預先學習。在此情形中,作為動作資訊,例如只要將從初始位置至藉由動作而移動的位置為止之每個時間的加速度資訊作為一連串的向量來表現並使用於輸入即可。而且,登錄部317係將經過學習的動作判定模型儲存於儲存部318。
於儲存部318儲存有動作判定模型。
動作判定部312係將依據藉由動作偵測用構件150所偵測到的動作資訊與動作判定模型而獲得的動作作為判定結果。
如以上所說明般,本變化例的動作偵測系統係使用藉由動作偵測用構件150所偵測到的動作資訊以及將用以將動作資訊作為輸入並輸出與動作資訊對應的動作之動作判定模型來進行動作的判定,藉此能更正確地偵測動作。
此外,在上述實施形態中,雖然以將動作判定部312構成至伺服器300中之情形作為例子來說明,但並未限定於此。亦可將動作判定部312構成至動作偵測用構件150中。在此情形中,通信部206係只要構成為將動作判定部312的判定結果發送至伺服器300即可。而且,通信部311係只要構成為將所接收到的判定結果傳遞至影像生成部313即可。
此外,在上述實施形態中,電阻偵測部204係作為用以藉由被穿戴於被穿戴體的動作偵測用構件150偵測被穿戴體的動作資訊之動作偵測部發揮功用,但並未限定於此。亦可構成為將電性信號直接作為動作資訊來使用並傳遞至通信部206,以取代電阻偵測部204作為動作偵測部。在此情形中,動作偵測部係藉由動作偵測用構件偵測被穿戴體有無動作來作為動作資訊,亦即偵測有無電性信號來作為動作資訊。動作偵測部亦可作為上述各個感測器來構成。
此外,亦能組合實施形態以及各個變化例所示的功能構成來構成。
此外,不僅是上述實施形態的例子,亦能自由地設定動作以及被輸出的對象。例如,將僅食指伸出的動作之情形中,亦能夠作為數字的1來設定並藉由文字列等予以輸出,亦即能夠作為用以打開電視的動作來設定並作為控制信號予以輸出。
此外,雖然已以被穿戴體為手之情形作為例子來說明,然而並未限定於此。並未限定於手套以及手,只要是能偵測動作的部位皆能穿戴。例如,只要是彎折部位、彎曲部位、進行膨脹收縮的部位等皆能夠穿戴。
此外,雖然已以被穿戴體為人的手之情形作為例子來說明,但並未限定於此。例如,亦能將動物、機器人的手臂等之工作機器等之其他物品作為動作的偵測對象。
此外,日本專利申請案第2020-053263號的揭示內容全部係被參照地記載於本說明書中。此外,本說明書中所記載的全部文獻、專利申請案以及技術規格係以與具體性地分別記述有各個文獻、專利申請案以及技術規格之情形相同的程度被參照地記載於本說明書中。
1:手腕部
2:手指部
2A:拇指部
2B:食指部
2C:中指部
2D:無名指部
2E:小指部
3:本體部
10:手套狀穿戴部
10A,60A,70A:表面布材層
10B,60B,70B:內面布材層
10C,60C,70C:中間布材層
12:經線
14:緯線
16:線
20:電極部
20A:第一電極部
20B:第二電極部
20C:第三電極部
30:配線部(偵測用配線部)
30A:第一配線部(第一偵測用配線部)
30B:第二配線部(第一偵測用配線部)
30C:第三配線部
32A:波狀部(第一偵測用配線部)
32A1:第一波狀部
32A2:第二波狀部
32B,32C:波狀部
34:接觸部
40,40A1,40A2,40A3,40B1,40B2,40B3,40C1,40C2:導電性線狀體
50:配線部(連接用配線部)
50A:第一配線部(第一連接用配線部)
50B:第二配線部(第二連接用配線部)
60,70:伸縮性布材
72:絕緣片
100至107:配線電極部
150:動作偵測用構件
202:通信模組
204:電阻偵測部
206,311:通信部
300,310,320:伺服器
301:CPU
302:ROM
303:RAM
304:儲存器
305:輸入部
306,314:顯示部
307:天線
309:匯流排
312:動作判定部
313:影像生成部
315:處理部
316:正誤判定部
317:登錄部
318:儲存部
1000:動作偵測系統
[圖1]係顯示本實施形態的動作偵測系統的構成之圖。
[圖2]係顯示本實施形態的動作偵測用構件之示意性的俯視圖。
[圖3]係顯示本實施形態的動作偵測用構件之示意性的剖視圖。
[圖4A]係顯示本實施形態的動作偵測用構件中的伸縮部位(設置有配線部之穿戴部的伸長部的一例)之示意性的俯視圖。
[圖4B]係顯示本實施形態的動作偵測用構件中的手指部的伸縮部位(設置有配線部之穿戴部的伸長部的一例)的伸長狀態之示意性的俯視圖。
[圖5]係顯示本實施形態的動作偵測用構件之方塊圖。
[圖6]係顯示在本實施形態的動作偵測用構件中織入了導電性線狀體的一例之概略俯視圖。
[圖7] 係顯示在本實施形態的動作偵測用構件中編入了導電性線狀體的一例之概略俯視圖。
[圖8] 係顯示在本實施形態的動作偵測用構件中刺繡了導電性線狀體的一例之概略俯視圖。
[圖9]係顯示反覆實施了五次達至最大伸長率之伸縮部位(設置有配線部之穿載部的伸長部的一例)的伸長以及收縮時的「第一電極部以及第二電極部之間的電阻值與測定時間之間的關係以及伸長率與測定時間之間的關係」的一例之圖。
[圖10]係顯示依據圖9的結果之第一次的伸縮中的「第一電極部以及第二電極部之間的電阻值與伸長率之間的關係」的一例之圖。
[圖11]係顯示本實施形態的伺服器的硬體構成的例子之方塊圖。
[圖12]係顯示本實施形態的伺服器的功能構成的例子之方塊圖。
[圖13]係顯示本實施形態的伺服器所為的動作偵測處理程序的流程之流程圖。
[圖14A]係顯示第一變化例的配線電極部之示意性的俯視圖。
[圖14B]係顯示第一變化例的配線電極部的伸長狀態之示意性的俯視圖。
[圖15A]係顯示第二變化例的配線電極部之示意性的俯視圖。
[圖15B]係顯示第二變化例的配線電極部的第一伸長狀態之示意性的俯視圖。
[圖15C]係顯示第二變化例的配線電極部的第二伸長狀態之示意性的俯視圖。
[圖16A]係顯示第三變化例的配線電極部之示意性的俯視圖。
[圖16B]係顯示第三變化例的配線電極部的第一伸長狀態之示意性的俯視圖。
[圖16C]係顯示第三變化例的配線電極部的第二伸長狀態之示意性的俯視圖。
[圖17A]係顯示第四變化例的配線電極部之示意性的俯視圖。
[圖17B]係顯示第四變化例的配線電極部的第一伸長狀態之示意性的俯視圖。
[圖17C]係顯示第四變化例的配線電極部的第二伸長狀態之示意性的俯視圖。
[圖18A]係顯示第五變化例的配線電極部之示意性的俯視圖。
[圖18B]係顯示第五變化例的配線電極部的伸長狀態之示意性的俯視圖。
[圖19]係顯示第六變化例的動作偵測用構件之示意性的剖視圖。
[圖20]係顯示第七變化例的動作偵測用構件之示意性的剖視圖。
[圖21]係顯示變化例一的伺服器的功能構成的例子之方塊圖。
[圖22]係顯示變化例一的伺服器所為的動作偵測處理程序的流程之流程圖。
[圖23]係顯示變化例二的伺服器的功能構成的例子之方塊圖。
100:配線電極部
202:通信模組
204:電阻偵測部
206:通信部
Claims (22)
- 一種動作偵測系統,係包含: 動作偵測部,係藉由被穿戴於被穿戴體之動作偵測用構件偵測被穿戴體的動作資訊; 通信部,係將藉由前述動作偵測部所偵測到的前述動作資訊發送至伺服器;以及 動作判定部,係判定前述動作資訊是何種動作。
- 如請求項1所記載之動作偵測系統,其中前述動作偵測部係藉由前述動作偵測用構件偵測被穿戴體有無動作來作為前述動作資訊。
- 如請求項1所記載之動作偵測系統,其中前述動作偵測用構件係包含加速度感測器、角速度感測器、磁性感測器以及壓力感測器的至少一者; 前述動作偵測部係偵測藉由前述加速度感測器所獲得的加速度、藉由前述角速度感測器所獲得的角速度、藉由前述磁性感測器所獲得的磁性資訊以及藉由前述壓力感測器所獲得的壓力資訊的至少一者作為前述動作資訊。
- 如請求項2或3所記載之動作偵測系統,其中前述動作判定部係在藉由前述動作偵測部所偵測到的前述動作資訊超過預定的臨限值之情形中,因應前述動作資訊的種類判定成是預先制定的動作。
- 如請求項1所記載之動作偵測系統,其中前述動作偵測用構件係包含: 穿戴部,係被穿戴於被穿戴體,並具有用以藉由前述被穿戴體的動作而伸縮之伸縮部位;以及 配線電極部,係在前述穿戴部的前述伸縮部位已伸縮時,偵測顯示已伸縮的意旨之伸縮資訊。
- 如請求項5所記載之動作偵測系統,其中前述配線電極部係具備: 配線部,係設置於前述穿戴部的前述伸縮部位的至少一部分,並具有:第一配線部,係包含導電性線狀體;以及第二配線部,係包含導電性線狀體;以及 電極部,係具有:第一電極部,係電性地連接於前述第一配線部;以及第二電極部,係電性地連接於前述第二配線部; 設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位藉由前述被穿戴體的動作而伸縮時前述第一電極部以及前述第二電極部的接觸狀態係變化,藉此前述第一電極部與前述第二電極部之間的電阻值係變化。
- 如請求項6所記載之動作偵測系統,其中前述伸縮部位係由伸縮性布材所構成,前述伸縮性布材係藉由前述被穿戴體的動作而伸縮。
- 如請求項6所記載之動作偵測系統,其中進一步包含:電阻偵測部,係偵測前述第一電極部與前述第二電極部之間的電阻值; 前述通信部係將藉由前述電阻偵測部所偵測到的前述電阻值發送至伺服器。
- 如請求項2或3所記載之動作偵測系統,其中進一步包含:儲存部,係預先儲存與每個動作對應的動作資訊; 前述動作判定部係在藉由前述動作偵測部所偵測到的前述動作資訊與儲存於前述儲存部的動作資訊一致之情形中判定成是與前述動作資訊對應的動作。
- 如請求項2或3所記載之動作偵測系統,其中進一步包含:模型儲存部,係儲存用以將前述動作資訊作為輸入並輸出與前述動作資訊對應的動作之動作判定模型; 前述動作判定部係將依據藉由前述動作偵測部所偵測到的前述動作資訊與前述動作判定模型而獲得的動作作為判定結果。
- 如請求項10所記載之動作偵測系統,其中前述動作判定模型係機械學習模型,前述機械學習模型係將前述動作資訊以及與前述動作資訊對應的動作作為教師資料預先學習而得。
- 如請求項1所記載之動作偵測系統,其中進一步包含:輸出部,係輸出已因應了前述動作判定部所判定的前述動作之文字列、影像、動畫或者聲音,或者輸出用以控制因應前述動作所操作的機器之控制信號。
- 如請求項12所記載之動作偵測系統,其中前述動作偵測用構件係包含:穿戴部,係被穿戴於作為被穿戴體之人體的手; 前述動作判定部係依據前述動作資訊判定是何種前述人體的手的動作; 前述輸出部係輸出已因應了前述動作判定部所判定的前述人體的手的動作之文字列、影像、動畫或者聲音,或者輸出前述控制信號。
- 如請求項8所記載之動作偵測系統,其中前述伺服器係包含:動作判定部,係依據已從前述通信部所接收到的前述電阻值來判定前述被穿戴體有無動作。
- 如請求項8所記載之動作偵測系統,其中進一步包含:動作判定部,係依據前述電阻值來判定前述被穿戴體有無動作; 前述通信部係將前述動作判定部的判定結果發送至前述伺服器。
- 如請求項14或15所記載之動作偵測系統,其中前述穿戴部係手套狀的穿戴部,被穿戴於作為被穿戴體之人體的手; 前述手套狀的穿戴部的前述伸縮部位中之設置有前述配線部之前述伸縮部位係前述手指中之與近指間關節的指背或者中指間關節的指背對向之部位; 前述動作判定部係在預定的電阻值與藉由前述電阻偵測部所偵測到的前述電阻指之間的差為預定的臨限值以上之情形中判定成於前述手指有動作。
- 如請求項8所記載之動作偵測系統,其中前述動作偵測用構件係設置有複數個,且分別連接於前述電阻偵測部; 前述動作判定部係依據來自複數個前述動作偵測用構件各者且藉由前述電阻偵測部所偵測到的前述電阻值來判定穿戴有複數個前述動作偵測用構件各者之前述被穿戴體的部位有無動作,並依據複數個前述動作偵測用構件各者有無動作的判定結果的組合來判定前述被穿戴體的動作。
- 如請求項6至8、17中任一項所記載之動作偵測系統,其中前述第一配線部與前述第二配線部係獨立地設置; 在設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位伸長前前述第一配線部與前述第二配線部的至少一部分係接觸地設置之情形中,設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位藉由前述被穿戴體的動作而伸長時,前述第一配線部與前述第二配線部係分離; 在設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位伸長前前述第一配線部與前述第二配線部分離地設置之情形中,設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位藉由前述被穿戴體的動作而伸長時,前述第一配線部與前述第二配線部的至少一部分係接觸。
- 如請求項6至8、17中任一項所記載之動作偵測系統,其中前述第一配線部與前述第二配線部係獨立地設置; 在設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位伸長前前述第一配線部與前述第二配線部的至少一部分係接觸地設置之情形中,設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位藉由前述被穿戴體的動作而伸長時,前述第一配線部與前述第二配線部之間的接觸區域係階段性地減少; 在設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位伸長前前述第一配線部與前述第二配線部分離地設置之情形中,設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位藉由前述被穿戴體的動作而伸長時,前述第一配線部與前述第二配線部之間的接觸區域係階段性地增加。
- 如請求項6至8、17中任一項所記載之動作偵測系統,其中前述第一配線部與前述第二配線部係一體性地設置; 設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位藉由前述被穿戴體的動作而伸長時,前述第一配線部與前述第二配線部之間的導通路徑係變長。
- 如請求項6至8、17中任一項所記載之動作偵測系統,其中具有下述伸長率的範圍:已使設置有前述配線部之前述穿戴部的前述伸縮部位伸長至最大伸長率時,在伸長率的變化為±5%的範圍內,前述第一電極部與前述第二電極部之間的電阻值變化成兩倍以上或者二分之一以下。
- 如請求項6至8、17中任一項所記載之動作偵測系統,其中前述第一電極部、前述第二電極部、前述第一配線部以及前述第二配線部的至少一者所含有的導電性線狀體為包含奈米碳管線的導電性線狀體。
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