WO2016194581A1 - 姿勢検出装置、眼鏡型電子機器、姿勢検出方法およびプログラム - Google Patents

姿勢検出装置、眼鏡型電子機器、姿勢検出方法およびプログラム Download PDF

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山田　幸光
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アルプス電気株式会社
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    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1116—Determining posture transitions
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    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches

Definitions

  • the present invention relates to a posture detection device, a glasses-type electronic device, a posture detection method, and a program for detecting the posture of an object such as a part of a human body.
  • Such a posture at the time of walking can be specified by detecting a deviation from the body axis at the time of walking, for example.
  • the acceleration output from the acceleration sensor is influenced by acceleration generated during walking other than gravity, the posture cannot be determined only by the acceleration, and an angular velocity that is not affected by acceleration is required.
  • a method for obtaining the posture angle of a rigid body in motion a method for obtaining the posture angle by integrating the angular velocity measured by the gyro sensor is often used.
  • the gyro sensor has a problem that the power consumption, the large scale, and the price are increased as compared with the acceleration sensor.
  • the acceleration detected by the acceleration sensor during walking is simply used as it is, there is a problem that the detection error of the posture is large because it is affected by the acceleration due to walking.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an attitude detection device, an eyeglass-type electronic device, an attitude detection method, and a program capable of detecting the attitude of an object with a power-saving, small-scale and inexpensive configuration.
  • the purpose is to provide.
  • the posture detection apparatus of the present invention is capable of moving a detection target part detected at predetermined time intervals within a predetermined period. Accumulating means for accumulating a plurality of corresponding accelerations, and posture detecting means for detecting the posture of the part based on the accumulated accelerations.
  • the accumulating unit accumulates a plurality of accelerations according to the movement of the part to be detected at predetermined time intervals, thereby obtaining information approximate to information detected using the gyro sensor. . Therefore, the posture detecting means can detect the posture of the part based on the accumulated acceleration. As described above, since the posture can be detected only by the acceleration, the posture of the object can be detected with a power-saving, small-scale and inexpensive configuration.
  • the accumulating unit of the posture detecting device of the present invention accumulates the accelerations in a plurality of directions, respectively, and the posture detecting unit is configured to perform the predetermined based on the accumulated accelerations in the plurality of directions. The position of the part is detected. According to this configuration, the postures of the object in a plurality of directions can be detected.
  • the posture detection means of the posture detection apparatus of the present invention detects the inclination of the part with respect to a predetermined axis.
  • the position of the part of the object can be detected as the inclination of the part with respect to the predetermined axis.
  • the posture detection apparatus of the present invention has step number detection means for detecting one step of the human body based on the acceleration, and the accumulation means sets the time of the one step to the predetermined period.
  • the posture detecting means detects the inclination of the human body relative to the body axis based on the accumulated value of the acceleration within the time of one step. According to this configuration, it is possible to detect the inclination of the human body with respect to the body axis when walking.
  • the posture detection device of the present invention further includes acceleration detection means for detecting the acceleration.
  • acceleration detection means for detecting the acceleration.
  • m and acceleration can be obtained by the acceleration detecting means.
  • position detection apparatus of this invention is provided in the human body head or the head vicinity. According to this configuration, the posture of the human body during exercise can be detected with high accuracy by providing the acceleration detection means near or near the head.
  • the eyeglass-type electronic device of the present invention is equipped with the above-described posture detection device.
  • the posture detection method of the present invention is based on an accumulating step of accumulating a plurality of accelerations according to the movement of a part to be detected detected at a predetermined time interval within a predetermined period, and based on the accumulated accelerations. And a posture detecting step for detecting the posture of the part.
  • the program of the present invention is based on an accumulating procedure for accumulating a plurality of accelerations according to movement of a part to be detected detected at a predetermined time interval within a predetermined period, and based on the accumulated accelerations,
  • the computer executes a posture detection procedure for detecting the posture of the part.
  • an attitude detection apparatus it is possible to provide an attitude detection apparatus, glasses-type electronic apparatus, attitude detection method, and program that can detect the attitude of an object with a power-saving, small-scale and inexpensive configuration.
  • FIG. 1 is an external perspective view of eyeglasses according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram relating to posture detection of the glasses shown in FIG.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the processing unit of the glasses shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a simple posture pitch angle generated by the glasses shown in FIG. 1 and an ideal posture pitch angle generated by a method using a conventional gyro.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the simple posture pitch angle and the ideal posture pitch angle shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart of acceleration detection of the processing unit shown in FIG.
  • FIG. 7 is a free chart of the process of generating the acceleration acceleration value (simple posture pitch angle) of the glasses processing unit shown in FIG.
  • the present inventor has found that by accumulating the acceleration of the part of the object at predetermined time intervals, the posture of the part can be detected without using angular acceleration.
  • the acceleration from the acceleration sensor provided on the head of the human body is accumulated for one walking time, the deviation from the body axis of the head is specified based on the accumulated value, and the posture of the head is determined from this. The case where it judges is illustrated.
  • FIG. 1 is an external perspective view of eyeglasses 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the glasses 1 shown in FIG.
  • the glasses 1 include, for example, temples 11 and 13 that are put on the user's ears, rims 31 and 33 to which the lenses 21 and 23 are fixed, and a bridge interposed between the rims 31 and 33. 35 and nose pads 41, 43. The tips of the rims 31 and 33 are called modern 37 and 39. Further, hinges 45 and 47 are provided between the temples 11 and 13 and the rims 31 and 33.
  • the temples 11 and 13, the rims 31 and 33, the bridge 35 interposed between the rims 31 and 33, the nose pads 41 and 43, the modern 37 and 39, and the hinges 45 and 47 are examples of the eyeglass frame of the present invention. is there.
  • a storage box 51 is provided between the nose pads 41 and 43.
  • a storage box 53 is fixed to the modern 37 side of the temple 11.
  • a right nose electrode 61 is provided on the surface of the nose pad 41, and a left nose electrode 63 is provided on the surface of the nose pad 43.
  • the right nose electrode 61 contacts (presses) the right side surface of the user's nasal muscles while wearing the glasses 1, and detects an ocular potential that is the potential of the contacted skin.
  • the left nose electrode 63 is in contact with the left side surface of the user's nasal muscles while the user wears the glasses 1, and detects an ocular potential that is the potential of the contacted skin.
  • the right nose electrode 61 and the left nose electrode 63 are arranged at symmetrical positions when the user's nose when using the glasses 1 is viewed from the front.
  • the accommodation box 51 is provided with an inter-brow electrode 65 that contacts the user's nasal root or the eyebrows while wearing the glasses 1 and detects the potential of the contacted skin.
  • the right nose electrode 61, the left nose electrode 63, and the interbrow electrode 65 are made of stainless steel or titanium, for example.
  • the right nose electrode 61, the left nose electrode 63, and the interbrow electrode 65 are formed in a shape suitable for the shape of the human body part to be contacted.
  • the storage box 53 has a storage space inside, and the acceleration sensor 71, the communication unit 73, the battery 75, and the processing unit 77 are stored in the storage space.
  • the storage box 51 and the storage box 53 are electrically connected by wiring such as a printed circuit board.
  • the acceleration sensor 71 is a three-axis acceleration sensor of X, Y, and Z, and outputs the acceleration detected by each axis to the processing unit 77.
  • the acceleration sensor 71 detects acceleration at a predetermined detection time interval.
  • the acceleration sensor 71 stores the detected acceleration in a memory (not shown).
  • the acceleration sensor 71 is located around the ear of the head suitable for detecting the movement of the head when the glasses 1 are worn.
  • the communication unit 73 is wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) or wireless LAN, and the electrooculogram input from the right nose electrode 61, the left nose electrode 63, and the interbrow electrode 65, the acceleration input from the acceleration sensor 71, and the like. Can be sent to an external device. High-performance processing using high processing capacity and memory capacity can be realized.
  • the processing unit 77 generates information about the user based on the electrooculogram input from the right nose electrode 61, the left nose electrode 63 and the interbrow electrode 65 and the acceleration input from the acceleration sensor 71.
  • the ocular potential (skin potential) input from the right nose electrode 61, the left nose electrode 63, and the interbrow electrode 65, and the acceleration input from the acceleration sensor 71 are potentials according to the user's sweating phenomenon and movement, and It reflects the physical condition and mental state. Therefore, by preparing reference data in which the electrooculogram and acceleration are associated with the physical condition and mental state of the user in advance, the processing circuit 77 compares the input electrooculogram and acceleration of the user with the reference data. By doing so, the physical condition and mental state of the user can be detected.
  • the eyeball is positively charged on the corneal side and negatively charged on the retinal side. Therefore, when the line of sight moves upward, the ocular potential of the right nose electrode 61 with the ocular potential of the interbrow electrode 65 as a reference and the ocular potential of the left nose electrode 63 with the interocular electrode 65 as a reference become negative. On the other hand, when the line of sight moves downward, the ocular potential of the right nose electrode 61 based on the ocular potential of the interbrow electrode 65 and the ocular potential of the left nose electrode 63 based on the ocular potential of the interbrow electrode 65 become positive. .
  • the interocular electrode 65 of the interbrow electrode 65 using the reference electrode as a reference can be obtained from the ocular potential of the right nose electrode 61 using the reference electrode as a reference.
  • the electrooculogram may be reduced.
  • the interocular electrode with the reference electrode as a reference from the ocular potential of the left nose electrode 63 with the reference electrode as a reference 65 electrooculograms may be reduced.
  • a ground electrode may be used as the reference electrode.
  • FIG. 3 is a functional block diagram relating to posture detection of the processing unit 77 shown in FIG.
  • the processing unit 77 includes, for example, a step count detection unit 951, an acceleration accumulation unit 953, and an attitude detection unit 955.
  • each unit of the processing unit 77 may be realized by executing a program in the processing circuit, or at least a part of the functions may be realized by hardware.
  • the step count detection unit 951 detects one step (step count) based on the acceleration from the acceleration sensor 71 and outputs the detection result to the acceleration accumulation unit 953. For example, the number-of-steps detection unit 951 detects one step on condition that the combined value of the three-axis accelerations detected by the acceleration sensor 71 is lower than 1G and then higher than 1G.
  • the acceleration accumulating unit 953 calculates the accumulative accumulated value by accumulating the acceleration detected by the acceleration sensor 71 within the time of one step detected by the step number detecting unit 951. As described above, the acceleration accumulating unit 953 integrates the acceleration for each axis in units of one step, and calculates an acceleration accumulated value (simple posture pitch angle) that is an integral value. Based on the accumulated acceleration value, it can be determined which direction the head on which the acceleration sensor 71 is provided is inclined with respect to the body axis. In addition, a vertical movement occurs when walking. The acceleration accumulating unit 953 can calculate the roll in addition to the pitch based on the accumulative accumulative knowledge about the predetermined axis. The acceleration accumulating unit 953 can determine how the acceleration sensor 71 (head) is tilted based on the direction of acceleration.
  • FIG. 4 is a view showing a simple uniaxial posture pitch angle generated by the glasses 1 shown in FIG. 1 and an ideal posture pitch angle generated by a method using a conventional gyroscope.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the simple uniaxial posture pitch angle shown in FIG. 4 and the ideal posture pitch angle.
  • the acceleration accumulated value simple attitude pitch angle generated by the acceleration accumulating unit 953 approximates the ideal attitude pitch angle using the gyro. Therefore, in order to detect the posture of the human body, a simple posture pitch angle can be used instead of the ideal posture pitch angle.
  • the posture detection unit 955 detects the posture of the part where the acceleration sensor 71 is provided based on the accumulated acceleration value calculated by the acceleration accumulation unit 953.
  • the posture is an inclination (deviation) from the body axis, that is, a pitch angle.
  • the posture detection unit 955 detects the tilt of the body for each step based on the posture of the part (head) detected as described above, and specifies the left / right balance of the walking posture.
  • the age is also known based on body shake, inclination, etc. For example, older people have less blur.
  • the acceleration sensor 71 may be provided in other parts of the human body such as feet.
  • the posture detection unit 955 uses the cumulative value of acceleration within one step generated by the acceleration accumulation unit 953, but may use the average value of the acceleration.
  • FIG. 6 is a flowchart of acceleration detection of the processing unit 77 shown in FIG.
  • Step ST11 The acceleration sensor 71 detects the respective accelerations in the three axis directions of X, Y, and Z at predetermined time intervals.
  • Step ST12 The acceleration sensor 71 stores the accelerations in the triaxial directions detected in step ST11 in the memory.
  • FIG. 7 is a free chart of the acceleration accumulated value (simple posture pitch angle) generation process of the processing unit of the glasses shown in FIG. The process illustrated in FIG. 7 is performed after the process illustrated in FIG. 6 is completed, for example.
  • Step ST21 The acceleration accumulation unit 953 initializes the acceleration accumulation value (for example, 0).
  • Step ST22 The acceleration accumulating unit 953 sequentially reads the acceleration written in the memory by the flow shown in FIG. 6 and adds (accumulates) the acceleration to the acceleration accumulated value (simple posture pitch angle).
  • Step ST23 The step detection unit 951 determines whether or not one step (number of steps) has been detected based on the acceleration from the acceleration sensor 71. If it is determined that one step has been detected, the process proceeds to step ST24. For example, the number-of-steps detection unit 951 detects one step on condition that the combined value of the three-axis accelerations detected by the acceleration sensor 71 is lower than 1G and then higher than 1G.
  • Step ST24 The acceleration accumulating unit 953 stores the latest acceleration accumulated value in the memory as a simple posture pitch angle.
  • Step ST25 Posture detection section 955 determines whether or not a posture detection instruction has been received, and proceeds to step ST26 if it is determined that a posture detection instruction has been received, and returns to step ST21 otherwise.
  • Step ST26 The posture detection unit 955 reads the simple posture pitch angle from the memory, and detects the posture of the part where the acceleration sensor 71 is provided based on this.
  • the posture is an inclination from the body axis.
  • the posture detection unit 955 detects the tilt of the body for each step based on the posture of the part (head) detected as described above, and specifies the left / right balance of the walking posture.
  • various information such as the physical condition of the user is acquired based on body shake, inclination, and the like.
  • processing of FIG. 7 described above may be performed individually for the acceleration of each axis of the triaxial acceleration sensor 71, or may be performed for a combined acceleration obtained by combining these.
  • the glasses 1 it is not necessary to use a gyro sensor by generating a simple posture pitch angle at the time of walking of the user by the algorithm shown in FIGS. 6 and 7. Can be detected at low power and at low cost. As shown in FIGS. 4 and 5, according to the glasses 1, the required detection accuracy can be satisfied without significantly reducing the detection accuracy of the user's posture as compared with the case where the gyro sensor is used. .
  • the acceleration sensor 71, the communication unit 73, the battery 75, and the processing unit 77 are accommodated in the accommodation box 53, it has an excellent design and can be worn without a sense of incongruity on a daily basis.
  • each signal (data) is transmitted to an external device such as a portable communication device via the communication unit 73 in the storage box 53, thereby using the high processing capacity and memory capacity of the external device. Highly functional processing can be realized.
  • the posture or the like may be detected based on the motion other than the walking motion, or the part of the object having the motion other than the human body.
  • the generation of may be detected.
  • the acceleration sensor 71 may be provided in other portions of the glasses 1. A plurality of acceleration sensors may be provided at different positions on the glasses 1.
  • the present invention is applied to the glasses 1 including the lenses 21 and 23 is illustrated, but the present invention may be applied to eyewear or the like without a lens.
  • the present invention can be used in a posture detection device that detects the posture of a part of a human body.

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Abstract

対象物の姿勢を省電力、小規模且つ安価に検出できる姿勢検出装置を提供する。歩数検出部９５１は、加速度センサ７１からの加速度を基に１歩（歩数）を検出し、その検出結果を加速度累積部９５３に出力する。加速度累積部９５３は、歩数検出部９５１が検出した１歩の時間内において、加速度センサ７１が検出した加速度を累積して加速度累積値（簡易姿勢ピッチ角）を算出する。姿勢検出部９５５は、加速度累積部９５３が算出した加速度累積値を基に、加速度センサ７１が設けられた部位の姿勢を検出する。

Description

姿勢検出装置、眼鏡型電子機器、姿勢検出方法およびプログラム
　本発明は、人体の部位等の対象物の姿勢を検出する姿勢検出装置、眼鏡型電子機器、姿勢検出方法およびプログラムに関するものである。
　人体の精神活動状態や体調を示すパラメータとして、歩行時の姿勢等がある。
　このような歩行時の姿勢は、例えば、歩行時の体軸に対してのずれを検出することで特定できる。
　ところで、加速度センサから出力された加速度は、重力以外に歩行時に生じる加速度の影響を受けるため、当該加速度だけでは姿勢を判断できず、加速度の影響を受けない角速度が必要になる。
　現在，動作中の剛体の姿勢角を求める方法として，ジャイロセンサにより測定した角速度を積分することで姿勢角を求める方法が多く用いられている。
　しかしながら、ジャイロセンサは加速度センサに比べて大消費電力、大規模且つ高価格化するという問題がある。
　一方、歩行時に加速度センサで検出した加速度をそのまま単純に用いると、歩行による加速度の影響を受けるため、姿勢の検出誤差が大きいという問題がある。
　本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、対象物の姿勢を省電力、小規模かつ安価な構成で検出できる姿勢検出装置、眼鏡型電子機器、姿勢検出方法およびプログラムを提供することを目的とする。
　上述した従来技術の問題を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の姿勢検出装置は、予め決められた期間内に、所定の時間間隔で検出された検出対象の部位の移動に応じた複数の加速度を累積する累積手段と、前記累積した加速度を基に、前記部位の姿勢を検出する姿勢検出手段とを有する。
　この構成によれば、累積手段において、検出対象の部位の移動に応じた複数の加速度を、所定の時間間隔、累積することで、ジャイロセンサを用いて検出される情報と近似した情報が得られる。そのため、姿勢検出手段において、前記累積した加速度を基に、前記部位の姿勢を検出できる。このように加速度のみで姿勢検出ができるため、対象物の姿勢を省電力、小規模かつ安価な構成で検出できる。
　好適には、本発明の姿勢検出装置の前記累積手段は、複数の方向の前記加速度をそれぞれ前記累積し、前記姿勢検出手段は、前記複数の方向について前記累積した加速度を基に、前記所定の部位の姿勢を検出する。
　この構成によれば、対象物の複数の方向の姿勢を検出できる。
　好適には、本発明の姿勢検出装置の前記姿勢検出手段は、所定の軸に対しての前記部位の傾きを検出する。
　この構成によれば、対象物の部位の姿勢を、所定の軸に対しての当該部位の傾きとして検出できる。
　好適には、本発明の姿勢検出装置は、前記加速度を基に、前記人体の１歩を検出する歩数検出手段を有し、前記累積手段は、前記１歩の時間を前記予め決められた期間として用いて前記加速度を累積し、前記姿勢検出手段は、前記１歩の時間内の前記加速度の累積値を基に、前記人体の体軸に対しての傾きを検出する。
　この構成によれば、人体の歩行時における人体の体軸に対しての傾きを検出できる。
　好適には、本発明の姿勢検出装置は、前記加速度を検出する加速度検出手段をさらに有する。この構成によればｍ、加速度検出手段により、加速度を得ることができる。
　好適には、本発明の姿勢検出装置の前記加速度検出手段は、人体の頭部あるいは頭部付近に設けられている。
　この構成によれば、頭部あるいは頭部付近に加速度検出手段を設けることで、運動時における人体の姿勢を高精度に検出できる。
　本発明の眼鏡型電子器は、上述した姿勢検出装置を備えている。
　本発明の姿勢検出方法は、予め決められた期間内に、所定の時間間隔で検出された検出対象の部位の移動に応じた複数の加速度を累積する累積工程と、前記累積した加速度を基に、前記部位の姿勢を検出する姿勢検出工程とを有する。
　本発明のプログラムは、予め決められた期間内に、所定の時間間隔で検出された検出対象の部位の移動に応じた複数の加速度を累積する累積手順と、前記累積した加速度を基に、前記部位の姿勢を検出する姿勢検出手順とをコンピュータに実行させる。
　本発明によれば、対象物の姿勢を省電力、小規模かつ安価な構成で検出できる姿勢検出装置、眼鏡型電子機器、姿勢検出方法およびプログラムを提供できる。
図１は、本発明の実施形態に係る眼鏡の外観斜視図である。 図２は、図１に示す眼鏡の姿勢検出に係る機能ブロック図である。 図３は、図２に示す眼鏡の処理部の機能ブロック図である。 図４は、図１に示す眼鏡で生成した簡易姿勢ピッチ角と、従来のジャイロを用いた方法で生成した理想姿勢ピッチ角とを示す図である。 図５は、図４に示す簡易姿勢ピッチ角と理想姿勢ピッチ角との関係を示した図である。 図６は、図２に示す処理部の加速度検出のフローチャートである。 図７は、図２に示す眼鏡の処理部の加速度累積値（簡易姿勢ピッチ角）の生成処理のフリーチャートである。
　本発明者は、対象物の部位の加速度を所定の時間間隔で累積することで、角加速度を用いることなく、当該部位の姿勢を検出できることを見出した。
　本実施形態では、人体の頭部に設けた加速度センサからの加速度を１歩行の時間累積し、その累積値を基に、頭部の体軸からのずれを特定し、これから頭部の姿勢を判断する場合を例示する。
　以下、本発明の実施形態に係る眼鏡１について説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る眼鏡１の外観斜視図である。図２は、図１に示す眼鏡１の機能ブロック図である。
　図１に示すように、眼鏡１は、例えば、使用者に耳に掛けられるテンプル１１，１３と、レンズ２１，２３が固定されるリム３１，３３と、リム３１，３３の間に介在するブリッジ３５と、鼻パッド４１，４３とを有する。リム３１，３３の先端はモダン３７，３９と呼ばれる。また、テンプル１１，１３とリム３１，３３との間には丁番４５，４７が設けられている。
　テンプル１１，１３、リム３１，３３、リム３１，３３の間に介在するブリッジ３５、鼻パッド４１，４３、モダン３７，３９及び丁番４５，４７とが、本発明の眼鏡型フレームの一例である。
　図２に示すように、鼻パッド４１，４３の間には、収容ボックス５１が設けられている。
　また、テンプル１１のモダン３７側には、収容ボックス５３が固定されている。
　鼻パッド４１の表面には右鼻電極６１が設けられ、鼻パッド４３の表面には左鼻電極６３が設けられる。
　右鼻電極６１は、使用者が眼鏡１を装着した状態で使用者の鼻筋の右側面に接触し（押し付けられ）、当該接触した皮膚の電位である眼電位を検出する。
　左鼻電極６３は、使用者が眼鏡１を装着した状態で使用者の鼻筋の左側面に接触し、当該接触した皮膚の電位である眼電位を検出する。
　右鼻電極６１と左鼻電極６３とは、眼鏡１の使用時の使用者の鼻を正面から見たときの左右対称の位置に配置されている。
　収容ボックス５１には、使用者が眼鏡１を装着した状態で使用者の鼻根または眉間に接触し、当該接触した皮膚の電位を検出する眉間電極６５が設けられている。
　右鼻電極６１、左鼻電極６３および眉間電極６５は、例えば、ステンレスまたはチタンで形成される。
　右鼻電極６１、左鼻電極６３および眉間電極６５は、接触対象の人体部位の形状に適した形状で形成されている。
　収容ボックス５３は、内部に収容空間を有し、当該収容空間内に加速度センサ７１、通信部７３、バッテリー７５および処理部７７が収容されている。
　収容ボックス５１と収容ボックス５３とは、プリント基板等の配線で電気的に接続されている。
　加速度センサ７１は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸の加速度センサであり、各軸の検出した加速度を処理部７７に出力する。加速度センサ７１は、所定の検出時間間隔で加速度を検出する。加速度センサ７１は、当該検出した加速度をメモリ（図示せず）に記憶する。
　本実施形態では、加速度センサ７１は眼鏡１を装着時に、頭の動きを検出するのに適した頭部の耳の周辺に位置する。
　通信部７３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や無線ＬＡＮ等の無線通信であり、右鼻電極６１、左鼻電極６３および眉間電極６５から入力した眼電位や、加速度センサ７１から入力した加速度等を、外部装置に送信することができる。高い処理能力及びメモリ容量を用いた高機能な処理を実現できる。
　処理部７７は、右鼻電極６１、左鼻電極６３および眉間電極６５から入力した眼電位、並びに加速度センサ７１から入力した加速度を基に、使用者に関する情報を生成する。
　右鼻電極６１、左鼻電極６３および眉間電極６５から入力した眼電位（皮膚電位）、並びに加速度センサ７１から入力した加速度は、使用者の発汗現象や動きに応じた電位であり、使用者の体調や、精神状態を反映したものである。そのため、眼電位および加速度と、使用者の体調や精神状態とを予め対応付け参照データを用意することで、処理回路７７において、入力した使用者の眼電位および加速度と、上記参照データとを比較することで、使用者の体調や精神状態を検出できる。
　眼球は、角膜側が正に帯電しており、網膜側が負に帯電している。したがって、視線が上に移動した場合、眉間電極６５の眼電位を基準とした右鼻電極６１の眼電位と、眉間電極６５を基準とした左鼻電極６３の眼電位が負となる。
　一方、視線が下に移動した場合、眉間電極６５の眼電位を基準とした右鼻電極６１の眼電位と、眉間電極６５の眼電位を基準とした左鼻電極６３の眼電位が正となる。
　視線が右に移動した場合、眉間電極６５を基準とした右鼻電極６１の眼電位が負となり、眉間電極６５を基準とした左鼻電極６３の眼電位が正となる。
　視線が左に移動した場合、眉間電極６５を基準とした右鼻電極６１の眼電位が正となり、眉間電極６５を基準とした左鼻電極６３の眼電位が負となる。
　なお、眉間電極６５の眼電位を基準とした右鼻電極６１の眼電位を検出する代わりに、基準電極を基準とした右鼻電極６１の眼電位から、基準電極を基準とした眉間電極６５の眼電位を減じてもよい。そして同様に、眉間電極６５の眼電位を基準とした左鼻電極６３の眼電位を検出する代わりに、基準電極を基準とした左鼻電極６３の眼電位から、基準電極を基準とした眉間電極６５の眼電位を減じてもよい。基準電極としては、接地電極を用いてよい。
　このように、正の検出用眼電位が示された場合には視線が上を向いたことを検出できる。また、負の検出用眼電位が示された場合には視線が下を向いたことを検出できる。
　さらに、右鼻電極６１からの眼電位が負、左鼻電極６３からの眼電位が正である場合には視線が右、右鼻電極６１からの眼電位が正、左鼻電極６３からの眼電位が負である場合は視線が左に向いたことを検出できる。
　以下、眼鏡１による人体姿勢検出に係る機能について説明する。
　図３は、図２に示す処理部７７の姿勢検出に係る機能ブロック図である。
　図３に示すように、処理部７７は、例えば、歩数検出部９５１、加速度累積部９５３および姿勢検出部９５５を有する。
　処理部７７の各部の機能は、処理回路でプログラムを実行して実現してもよし、少なくとも一部の機能をハードウェアで実現してもよい。
　歩数検出部９５１は、加速度センサ７１からの加速度を基に１歩（歩数）を検出し、その検出結果を加速度累積部９５３に出力する。
　歩数検出部９５１は、例えば、加速度センサ７１が検出した３軸の加速度の合成値が１Ｇより低くなった後に、１Ｇより高くなったことを条件に１歩を検出する。
　加速度累積部９５３は、歩数検出部９５１が検出した１歩の時間内において、加速度センサ７１が検出した加速度を累積して加速度累積値を算出する。
　このように、加速度累積部９５３では、１歩単位で加速度を、軸ごとに積分し、その積分値である加速度累積値（簡易姿勢ピッチ角）を算出する。加速度センサ７１が設けられた頭部が体軸を基準としてどちらに傾けているかが、当該加速度累積値を基に特定できる。
　なお、歩くと上下運動が生じる。加速度累積部９５３は、所定の軸についての加速度累積知を基、ピッチの他にロールも算出可能である。
　加速度累積部９５３は、加速度の方向を基に、加速度センサ７１（頭）がどのように傾いているかを判定できる。
　図４は、図１に示す眼鏡１で生成した１軸の簡易姿勢ピッチ角と、従来のジャイロを用いた方法で生成した理想姿勢ピッチ角とを示す図である。図５は、図４に示す１軸の簡易姿勢ピッチ角と理想姿勢ピッチ角との関係を示した図である。
　図４および図５に示されるように、加速度累積部９５３が生成した加速度累積値（簡易姿勢ピッチ角）は、ジャイロを用いた理想姿勢ピッチ角と近似している。そのため、人体の姿勢を検出するために、理想姿勢ピッチ角の代わりに、簡易姿勢ピッチ角を用いることができる。
　姿勢検出部９５５は、加速度累積部９５３が算出した加速度累積値を基に、加速度センサ７１が設けられた部位の姿勢を検出する。当該姿勢は、体軸からの傾き（ずれ）、すなわちピッチ角である。
　姿勢検出部９５５は、上述したように検出した部位（頭）の姿勢から、一歩毎に体の傾きを検出し、歩行姿勢の左右のバランスを特定する。
　歩行時の姿勢判定で、体のブレ、傾き等を基に年齢も分かる。例えば、年寄りはブレが少ない。
　すなわち、人間は右と左のバランスをくずしながら歩くため、頭の動きをみて、その姿勢を基に健康状態を調べることもできる。歩行時に体軸からのブレが大きいと、そのブレと病気との相関関係がわかる。
　本実施形態では、頭に加速度センサ７１を設けた場合を例示したが、足などの人体の他の部位に加速度センサ７１を設けてもよい。
　上述した例では、姿勢検出部９５５は、加速度累積部９５３が生成した１歩内の加速度の累積値を用いたが、当該加速度の平均値を用いてもよい。
　以下、本発明の実施形態の眼鏡１の動作を説明する。
　［加速度検出処理］
　図６は、図２に示す処理部７７の加速度検出のフローチャートである。
　ステップＳＴ１１：
　加速度センサ７１は、所定の時間間隔で、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向のそれぞれの加速度を検出する。
　ステップＳＴ１２：
　加速度センサ７１は、ステップＳＴ１１で検出した３軸方向の加速度をそれぞれメモリに記憶する。
　［簡易姿勢ピッチ角の生成］
　図７は、図２に示す眼鏡の処理部の加速度累積値（簡易姿勢ピッチ角）生成処理のフリーチャートである。
　図７に示す処理は、例えば、図６に示す処理を完了した後に行われる。
　ステップＳＴ２１：
　加速度累積部９５３は、加速度累積値を初期化（例えば、０）にする。
　ステップＳＴ２２：
　加速度累積部９５３は、図６に示すフローによりメモリに書き込んだ加速度を順に読み出し、これを加速度累積値（簡易姿勢ピッチ角）に加算（累積）する。
　ステップＳＴ２３：
　歩数検出部９５１が、加速度センサ７１からの加速度を基に１歩（歩数）を検出したか否かを判断し、１歩を検出したと判断した場合に、ステップＳＴ２４に進む。歩数検出部９５１は、例えば、加速度センサ７１が検出した３軸の加速度の合成値が１Ｇより低くなった後に、１Ｇより高くなったことを条件に１歩を検出する。
　ステップＳＴ２４：
　加速度累積部９５３は、最新の加速度累積値を簡易姿勢ピッチ角としてメモリに記憶する。
　ステップＳＴ２５：
　姿勢検出部９５５は、姿勢検出指示を受けた否かを判断し、姿勢検出指示を受けたと判断した場合にステップＳＴ２６に進み、そうでない場合にステップＳＴ２１に戻る。
　ステップＳＴ２６：
　姿勢検出部９５５は、メモリから簡易姿勢ピッチ角を読み出し、これを基に、加速度センサ７１が設けられた部位の姿勢を検出する。当該姿勢は、体軸からの傾きである。
　姿勢検出部９５５は、上述したように検出した部位（頭）の姿勢から、一歩毎に体の傾きを検出し、歩行姿勢の左右のバランスを特定する。
　歩行時の姿勢判定で、体のブレ、傾き等を基に使用者の体調等の様々な情報を取得する。
　なお、上述した図７の処理は、３軸の加速度センサ７１の各軸の加速度について個別に行ってもよいし、これらを合成した合成加速度について行ってもよい。
　以上説明したように、眼鏡１によれば、図６および図７に示すアルゴリズムで使用者の歩行時の簡易姿勢ピッチ角を生成することで、ジャイロセンサを使用する必要がなくなり、使用者の姿勢を省電力、安価且つ小規模で検出することができる。
　また、図４および図５に示すように、眼鏡１によれば、ジャイロセンサを用いた場合に比べて使用者の姿勢の検出精度を大幅に落とすことなく、必要な検出精度を満たすことができる。
　また、眼鏡１によれば、収容ボックス５３内に加速度センサ７１、通信部７３、バッテリー７５および処理部７７を収容するため、優れたデザイン性を有すると共に、日常で違和感なく装着できる。
　また、眼鏡１によれば、収容ボックス５３内の通信部７３を介して携帯型通信装置等の外部装置に各信号（データ）送信することで、外部装置の高い処理能力及びメモリ容量を用いた高機能な処理を実現できる。
　本発明は上述した実施形態には限定されない。
　すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
　上述した実施形態では、人体の歩行動作から姿勢を検出する場合を例示したが、歩行動作以外の動作を基に姿勢等を検出してもよいし、あるいは人体以外の動作がある対象物の部位の生成を検出してもよい。
また、上述した実施形態では、加速度センサ７１を、テンプル１１のモダン３７側に位置する収容ボックス５３内に設けた場合を例示したが、眼鏡１のその他の箇所に設けてもよい。また、複数の加速度センサを、眼鏡１の異なる位置に設けてもよい。
　また、上述した実施形態では、本発明をレンズ２１，２３を備えた眼鏡１に適用した場合を例示したが、レンズが無いアイウェア等に適用してもよい。
　本発明は、人体の部位の姿勢を検出する姿勢検出装置に使用可能である。
　１…メガネ
　１１,１３…テンプル
　２１，２３…レンズ
　３１，３３…リム
　３７，３９…モダン
　３５…ブリッジ
　４５，４７…丁番
　５１，５３…収容ボックス
　６１…右鼻電極
　６３…左鼻電極
　６５…眉間電極
　７１…加速度センサ
　７３…通信部
　７５…バッテリー
　７７…処理部
　　９５１…歩数検出部
　　９５３…加速度累積部
　　９５５…姿勢検出部
 

Claims (9)

  1. 　予め決められた期間内に、所定の時間間隔で検出された検出対象の部位の移動に応じた複数の加速度を累積する累積手段と、
    　前記累積した加速度を基に、前記部位の姿勢を検出する姿勢検出手段と
    　を有する姿勢検出装置。
  2. 　前記累積手段は、複数の方向の前記加速度をそれぞれ前記累積し、
    　前記姿勢検出手段は、前記複数の方向について前記累積した加速度を基に、前記所定の部位の姿勢を検出する
    　請求項１に記載の姿勢検出装置。
  3. 　前記姿勢検出手段は、所定の軸に対しての前記部位の傾きを検出する
    　請求項１または請求項２に記載の姿勢検出装置。
  4. 　前記加速度を基に、前記人体の１歩を検出する歩数検出手段
    　を有し、
    　前記累積手段は、前記１歩の時間を前記予め決められた期間として用いて前記加速度を累積し、
    　前記姿勢検出手段は、前記１歩の時間内の前記加速度の累積値を基に、前記人体の体軸に対しての傾きを検出する
    　請求項１～３のいずれかに記載の姿勢検出装置。
  5. 　前記加速度を検出する加速度検出手段
    　をさらに有する請求項１～４のいずれかに記載の姿勢検出装置。
  6. 　前記加速度検出手段は、人体の頭部あるいは頭部付近に設けられている
    　請求項１～５のいずれかに記載の姿勢検出装置。
  7. 　請求項１～６のいずれかに記載の姿勢検出装置を備えた眼鏡型電子機器。
  8. 　予め決められた期間内に、所定の時間間隔で検出された検出対象の部位の移動に応じた複数の加速度を累積する累積工程と、
    　前記累積した加速度を基に、前記部位の姿勢を検出する姿勢検出工程と
    　を有する姿勢検出方法。
  9. 　予め決められた期間内に、所定の時間間隔で検出された検出対象の部位の移動に応じた複数の加速度を累積する累積手順と、
    　前記累積した加速度を基に、前記部位の姿勢を検出する姿勢検出手順と
    　をコンピュータに実行させるプログラム。
     
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