JPH04161802A

JPH04161802A - 曲げ量検出器

Info

Publication number: JPH04161802A
Application number: JP2289392A
Authority: JP
Inventors: Takamichi Masubuchi; 増渕　孝道
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1992-06-05
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JP2762737B2

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」この発明は、複数の曲げ部を有し、全体の曲げ量に対す
るそれぞれの曲げ部の影響度が異なったものの全体の曲
げ量を簡単な構成で正確に検出する曲げ量検出器に関す
る。

「従来の技術」第１１図は本出願人が先に提案した電子楽器に用いられ
る従来の曲げ角度検出器の概略構成を示す図である。こ
の図においては、手の指の関節を挾むようにケーシング
】および２か各々固定され、これら各ケ・−シンク１お
よび２内に抵抗板３および４が各々配置され、さらに、
これら各抵抗板３および４に対し、て両端のブラシが各
々接触するように摺動板５か移動自在に設けられている
。

このような構成において、第１１図（イ）に示すように
指を伸ばした状態から同図（ロ）に示すように指を折り
曲げると、ケーシング１と２の間の距離（指の背に沿っ
た距離）が伸び、この結果、摺動板５の両端のブラシが
、抵抗板３および４上を移動し、いわゆる直線スライド
型可変抵抗器と同様な動作原理で抵抗値が変化する。

そして、この抵抗値の変化に基づいて指の曲げ雪が検出
される。

尚、上述した技術の詳細については、特開平１−１８７
８９１号公報を参照されたい。

「発明が解決しようとする課題」ところで、１本の手の指全体のように、複数の関節（曲
げ部）があり、全体の曲げ量に対するそれぞれの曲げ部
の影響度が異なったものの曲げ量は、全体の長さの変化
のみを検出することからでは正確には検出できない。

というのは、指先だけを曲げたものと指先だけを曲げた
ものとでは全体の長さには変化がないが、指の曲げ量と
いう点においては後者の方が大きな値で検出されること
が望ましからである。

そこで、従来の曲げ角度検出器によって正確に曲げ量を
検出する場合には、この曲げ角度検出器を曲げ部の１つ
１つに対して取り付ることか考えられるが、全体の構成
が複雑になるばかりか、これら複数の曲げ角度検出器か
ら出力される信号を処理する回路の構成も複雑になると
いう欠点があった。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、複数
の曲げ部を有し、全体の曲げ量に対するそれぞれの曲げ
部の影響度が異なったものの全体の曲げ量を簡単な構成
で正確に検出できると共に、その出力信号を処理する回
路の構成も蘭単にすることかできる曲げ量検出器を提供
することを目的としている。

「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、該ベース部
材の片面あるいは両面に設けられ、前記ベース部材の曲
げに応じた信号を出力する可撓性を有するセンサと、該
センサの出力信号に基づいて前記ベース部材の全体の曲
げ量を検出する検出回路とを具備する曲げ量検出器にお
いて、前記センサの感度を、前記ベース部材の全体の曲
げ量に対する部位の曲げ影響度に応じて異ならせたこと
を特徴としている。

「作用Ｊこの発明によれば、ベース部材に設けられたセンサの出
力信号に基づいてベース部材の部位に応じた曲げ量が検
出される。

「実施例」この発明の一実施例について説明する前に、上述した課
題を解決するための基本的な考え方について説明する。

ここで、第８図に示す手の指６全体の曲げ量を検出する
場合について考察する。この指６全体の曲げ量は、この
指６を曲げたときの空間における指先６ｄの位置によっ
て決定される。そして、この空間における指先６ｄの位
置を決定する第１〜第３関ａ８ａ〜６ｃのそれぞれの曲
げ角度θ１〜θ０の指全体の曲げ量への影響度は、第９
図（ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１関節６ａが最も大
きく、次いで第２関節６ｂ、そして第３関節６ｃが最も
小さい。

そこで、第１０図に示すように、指６の背金体を覆う曲
げ量検出素子７を指６に取り付け、第１関節６ａに対応
した検出部位７ａ、第２関節６ｂに対応した検出部位７
ｂおよび第３関節６ｃに対応した検出部位７ｃのそれぞ
れの感度を、検出部位７ａを最も高く、次いで検出部位
７ｂ、そして検出部位７ｃを最も低くすることにより、
複数の曲げ部を有し、全体の曲げ量に対するそれぞれの
曲げ部の影響度が異なったものの全体の曲げ量を簡単な
構成で正確に検出できると共に、その出力信号を処理す
る回路の構成も簡単にすることができる。

以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明
する。

第１図はこの発明の一実施例による曲げ量検出器の構成
を示す図である。この図において、８は十分な絶縁性と
可撓性とを有する長尺薄板状のベース部材であり、この
ベース部材８の上面と下面とには、往路と復路とを有す
るＵ字状の抵抗体９ａと９ｂとが各々設けられている。

そして、ベース部材８の基端部に設けられた抵抗体９ａ
と９ｂとの各端部の接続端子には、リード線１０ａ〜１
０ｄが各々接続されている。上記の抵抗体９ａと９ｂと
は、可撓性を有すると共に、伸縮に応じて抵抗値が変化
する素子材料（例えば、カーホン粉末）によって構成さ
れている。

これにより、ベース部材８が第２図（イ）に示すように
平らな状態から、同図（ロ）に示すように曲がると、上
面側の抵抗体９ａは伸びて抵抗値が大きくなり、下面側
の抵抗体９ｂは縮んで抵抗値が小さくなる。

即ち、抵抗９ａと９ｂの曲げる前の抵抗値をＲ１曲げ角
度をθ（〉０）とすると、抵抗体９ａの抵抗値Ｒａおよ
び抵抗体９ｂの抵抗値Ｒｈはそれぞれ次式で表される。

Ｒａ＝　Ｒ（１＋θＫ）・・・■ Ｒｂ＝Ｒ（１−θＫ）・・・■ ここで、Ｋ（＞Ｏ）は定数である。

次に、第３図にベース部材８の曲げ量に応じて生じる抵
抗体９ａと９ｂとの抵抗値の変化を検出する検出回路を
示す。

第３図において、１２は抵抗体９ａと９ｂとの抵抗値変
化を電圧値に変換する信号変換部であり、２つの抵抗Ｒ
３の各一端を電源電圧子Ｖに接続し、２つの抵抗Ｒ３の
各他端を抵抗体９ａと９ｂとの各一端に各々接続し、抵
抗体９ａと９ｂとの各他端を接地したブリッジ接続回路
になっている。

そして、１つの抵抗Ｒ３と抵抗体９ａとの接続点Ｐａと
、もう１つの抵抗Ｒ３と抵抗体９ｂとの接続点Ｐｂとの
間の電圧が、オペアンプ１２、抵抗Ｒ８およびＲｔによ
って構成される差動増幅器１３によって検出され、この
差動増幅器１３の出力電圧が、ベース部材８の曲げ量に
応じた検出電圧△Ｖ（■式参照）として出力端子１４か
ら出力される。

ΔＶよＲ，Ｒ，、ｙ　　　１　　　　１　　．０．■Ｒ
＋　　　　　Ｒｈ　＋　Ｒ３Ｒａ　ＴＲ３ここで、抵抗
体９ａと９ｂとの感度を部位によって変えるために、各
部位９ａ、〜９ａ３および９ｂ、〜９ｂ、毎の曲げる前
の抵抗値をそれぞれ第４図に示すようにｒ、、ｒｂおよ
びｒ、とし、各部位９ａ、〜９ａ３および９ｂ、〜９ｂ
、の曲げ角度をそれぞれθａ。

〜θａ３およびθｂ１〜θｂ３すると、検出電圧△Ｖは
、■〜■式より、次式で表される。

△Ｖ＝Ｒ１Ｒ３・Ｖ　↓−１・・・■ Ｒ＋　　　　ｐ　Ｑ但し、ｐ＝ｒ、（１−θ、、Ｋ　、）十ｒ　ｂ（１−θ、、に
、）＋　ｒ　ｃ（１−θｃＩ　Ｋ　ｃ）＋　Ｒ３・・・
■ｑ＝ｒＪ１＋θａｘＫ　ａ）　＋　ｒ　ｂ（１＋θ、
、Ｋｂ）＋ｒｅ（１＋θｅ２Ｋ　ｃ）＋　Ｒ３・・・■
そして、０〜０式を整理すると、０〜０式となる。

但し、Ｖ　＝（ｒ　ａ十ｒ　ｂ＋　ｒ　ｃ＋Ｒ３）　　ｒ　ａ
θ６．Ｋ。

−ｒｂθｂ＋Ｋｂ　　ｒｅθｃｌ　Ｋ　ｅ・・・■ｗ＝
＝（ｒａ十ｒｂ＋　ｒｃ十Ｒｓ）十ｒａθ、、に１＋ｒ
ｂθｂｔＫ　ｂ＋　ｒ　ｅθＣ２Ｋ　ｃ・　・・■この
０〜０式より、抵抗が大きければ曲げ角度θの全体に対
する影響度が大きいことがわかる。

従って、感度を大きくしたい部位の抵抗値を大きくする
。第４図の抵抗体９ａと９ｂとを第９図に示すように、
部位９ａ、および９ｂ、が指先６ｄ側になるように取り
付けた場合には、各部位９ａ＋〜９ａ３および９ｂ、〜
９ｂ、毎の曲げる前の抵抗値ｒ１、ｒｂおよびｒｃの関
係を次式で表す関係とすればよい。

ｒｌｌ＞ｒｂ＞ｒｅ”　ｊ　−［株］次に、抵抗体９ａおよび９ｂの各部位９ａ、〜９ａ３お
よび９　ｂ、　〜９　ｂｓの抵抗値ｒ、、、ｒ、および
ｒｅを［相］式に示す関係にする具体例を第５図〜第７
図に示す。

第５図は、その抵抗値が面積に比例する抵抗ペーストを
部位に応じて変更してベース部材８に印刷する例である
。

第６図は、その抵抗値が厚さに比例する抵抗ペーストを
部位に応じて変更してベース部材８に印刷する例である
。これは、部位に応じて抵抗ペーストの印刷回数を変更
して行う。

第７図は、その基準抵抗値が異なる抵抗ペーストを部位
に応じて変更してベース部材８に印刷する例である。部
位９ａ、には最も基準抵抗値が高い抵抗ペースト、部位
９ａｔには中間の基準抵抗値を有する抵抗ペースト、部
位９ａｓには最も基準抵抗値が低い抵抗゛ペーストをそ
れぞれ印刷する。

このような構成において、この曲げ量検出器を指に取り
付けた人がその指を曲げると、検出回路からは、指金体
の曲げ量に応じて正確な検出電圧△Ｖか得られる。

尚、上述した一実施例においては、１本の手の指の全体
の曲げ量を検出する例を示したがこれに限定されず、複
数の曲げ部を有し、全体の曲げ量に対するそれぞれの曲
げ部の影響度が異なったものであればどのようなもので
もよい。

また、上述した一実施例においては、抵抗体９ａおよび
９ｂの感度を部位に応じて変更するのに抵抗ペーストの
幅、厚さあるいは材質を変更した例を示したが、これに
限定されず、感度を変更することができればどのような
方法でもよい。つまり、抵抗値を下げることが感度を上
げるとは限らないからである。

さらに、上述した一実施例においては、曲げ角度に応じ
て抵抗値が上下する検出器を使用した例を示したが、こ
れに限定されず、曲げ角度が検出できるものであればど
のようなものでもよい。

「発明の効果Ｊこの発明によれば、複数の曲げ部を有し、全体の曲げ量
に対するそれぞれの曲げ部の影響度が異なったものの全
体の曲げ量を簡単な構成で正確に検出できる−という効
果がある。

また、この曲げ量検出器の出力信号を処理する回路の構
成も簡単にすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による曲げ量検出器の構成
を示す斜視図、第２図（イ）および（ロ）は同実施例の
検出原理を説明するための部分断面図、第３図は同実施
例の検出回路の構成を示す回路図、第４図は同実施例の
抵抗体９ａおよび９ｂの抵抗値が部位によって異なるこ
とを説明するための図、第５図〜第７図はそれぞれ抵抗
体９ａの具体的な構成例を示す図、第８図〜第１０図は
それぞれこの発明の基本的な考え方を説明するための図
、第１１図（イ）および（ハ）は従来の曲げ量検出器の
概略構成を示す図である。８・・・・・・ベース部材、９　ａ、　９　ｂ・・・・
・・抵抗体、１１・・・・・・信号変換部、１３・・・
・・差動増幅器。

Claims

【特許請求の範囲】可撓性を有するベース部材と、該ベース部材の片面あるいは両面に設けられ、前記ベー
ス部材の曲げに応じた信号を出力する可撓性を有するセ
ンサと、該センサの出力信号に基づいて前記ベース部材の全体の
曲げ量を検出する検出回路とを具備する曲げ量検出器において、前記センサの感度を、前記ベース部材の全体の曲げ量に
対する部位の曲げ影響度に応じて異ならせたことを特徴
とする曲げ量検出器。