JPH0315447A - ヒユーマンモーシヨンセンシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は人体の動きを検知するための装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、人体の動きを検知する装置として、グローブ（手
袋）やスーツの表面に、線状の光ガイドを貼り、指や肢
体の動きによって生しる伸屈、曲げ、捻りの度合を光ガ
イドの漏れ量に反比例して検出される受光量によって検
出する装置がある。

（米国特許第４５４２２９１号） ［発明が解決しようとする課題〕 上記の従来装置は、グローブやスーツの表面に貼った光
ガイドにより間接的に指や肢体の動きの量を測っている
ため、光ガイドの固定の問題、グローブやスーツの変形
による測定値の変動の問題が生じていた。

本発明はこの問題を解消した装置を提供することを課題
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記の課題を解決するため、人体にフィットす
るスーツ，グローブ，ブーツ，サポータ等の被覆体自体
を光屈折率が小さく、しかも柔軟性を有する材料Ｂを以
って構成し、前記材料Ｂより光屈折率が大きく、しかも
柔軟性を有する材料Ａからなる光ガイドを前記被覆体の
屈曲部に沿って埋設すると共に、その両端にそれぞれ発
光ダイオード等の光源と、フォトトランジスタ等の受光
素子を配置し、該受光素子による検出信号から屈曲部の
動きを検出する構造としたものである。

〔作　用〕

本発明装置では、光ガイドが人体にフィッ１・する被覆
体と一体化しているため、スーツ又はグローブ自体がセ
ンサとなり、従って従来の様な光ガイドの取付け位置、
状態の変化の問題が解消される。

〔実施例〕

以下、図示した実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す装置概略構威図である
。

同図において、１は、光屈折率が小さく、しかも柔軟性
を有する祠料Ｂを以って構成したク１：Ｊーブであって
、各指に沿って掌側に前記材料Ｂより光屈折率が大きく
、しかも柔軟性を有する月料Ａから或る光ガイド２が埋
設されている。

そして、光ガイド２の一端には光源として発光ダイオー
ド３が、また他端にはフォトトランジスタを用いた受光
素子４がそれぞれ配置され、受光素子４の出力信号は電
線によって手首のインターフェース盤（図示せず）を経
てコンピュータに送られる。

材料Ｂとしては可撓性を有する熱可塑性樹脂やエラスト
マー或いはゴム系の材料が好ましい。

また材料Ａとしては、プラスチックファイハー系のもの
でもよいが、予め中空のトンネルを形威し、その中に材
料Ｂより屈折率の大きい液状のコア材を注入し、そして
それを加熱または放射線もしくは紫外線の照射によって
硬化させることで、可撓性光ガイドをもたらすことがで
きる。

このコア材としては、液状ポリウレタン、液状アクリル
ゴム、液状エチレンゴムプロピレンゴム、液状エチレン
プロピレンターポリマー、液状エビクロルヒドリンゴム
、液状シリコンゴムなどの液状ゴムを用いることができ
る。

このように構威された装置は、指の動きがない通常の状
態では材料Ａ，Ｂの屈折率の差により、光源から人力す
る光束の大部分が光ガイド２内を伝送され受光素子４に
よって検出される。

しかし、指を内側に屈曲した時、例えば第３図の様な曲
率半径ｒを以て曲がった時には次式に従って光の伝送に
漏れを生しる。

但し、Ｋｏ　，Ｋ＋　，Ｋｚ　　：定数（ｎＡはＡ部屈
折率、ｎＢはＢ部屈折率）ａ：Ａ部等価半径 ｒ：曲げ曲率半径 従って受光素子４は指の関節の曲げ角度に応じた光量を
受光し、その受光量の値から指の関節の曲げ角度又は程
度を検出することができ、グローブ自体が指の動きのセ
ンサとなる。

第１図に示した実施例は指全体をどの程度曲げたかを検
知することができるが、それぞれの指関節の曲げの状態
がどのようであるかを検知することができない。

］ 一般には指全体の曲げの程度を検知すれば充分の場合が
多いが、各指関節の曲げの状態を検知する必要がある場
合には、個々の指関節毎に光ガイドと光源及び受光素子
から或る検出部を設けるようにすればよい。

第４図は異なる実施例を示すもので、この場合には各検
出部の検出値の差をとることにより個々の指関節の曲げ
量を検出するようにしたものである。

なお図中斜線部分は指関節部を示すものである。

〔発明の効果］ 本発明装置によれば、人体に直接触れるスーツ，グロー
ブ．ブーツ，サポータ等の被覆体自体がセンサとなるた
め、従来の方式の様な光ガイドの取り付け位置、状態の
変化の問題がなく、ロボ・ントのティーチング入力装置
や、人間の生態系の研究，医療の研究，義手，義足の研
究用等のヒューマンモーションセンシング装置と有用な
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構或図、第２図は第１
図に示す一本の指の横断面図、第３図は指曲げ時の縦断
側面図、第４図は異なる実施例の概略構或図である。 １・・・グローブ ２・・・光ガイド ３・・・発光ダイオー ４・・・受光素子 ド −３１６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 人体にフィットするスーツ、グローブ、ブーツ、サポー
   タ等の被覆体自体を光屈折率が小さく、しかも柔軟性を
   有する材料Ｂを以って構成し、前記材料Ｂより光屈折率
   が大きく、しかも柔軟性を有する材料Ａからなる光ガイ
   ドを前記被覆体の屈曲部に沿って埋設すると共に、その
   両端にそれぞれ発光ダイオード等の光源と、フォトトラ
   ンジスタ等の受光素子を配置し、該受光素子による検出
   信号から屈曲部の動きを検出することを特徴とするヒュ
   ーマンモーションセンシング装置。