動き検出装置、動き検出方法及び電子機器
【課題】動作対象の動きを簡易に検出することができるようにする。
【解決手段】本発明は、動き検出システムにおいて、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を、少なくとも２以上の電界発生源から発生する準静電界発生装置と、動作対象に設けられ、準静電界の受信周波数に基づいて各電界発生源までの距離をそれぞれ判定し、当該判定した各距離を通知する距離判定装置と、距離判定装置により通知される各距離に基づいて距離判定装置の位置を算出し、当該算出した位置と予め保持された基準位置との変化量を動作対象の動き量として検出する動き検出装置とを設けるようにした。
【解決手段】本発明は、動き検出システムにおいて、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を、少なくとも２以上の電界発生源から発生する準静電界発生装置と、動作対象に設けられ、準静電界の受信周波数に基づいて各電界発生源までの距離をそれぞれ判定し、当該判定した各距離を通知する距離判定装置と、距離判定装置により通知される各距離に基づいて距離判定装置の位置を算出し、当該算出した位置と予め保持された基準位置との変化量を動作対象の動き量として検出する動き検出装置とを設けるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動き検出装置、動き検出方法及び電子機器に関し、例えばモーションキャプチャに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
モーションキャプチャは、所定空間内での動作対象の動きをデータとして取り込み、当該データを用いてコンピュータ上で動作対象の動きを検出するようにしたものであり、医療診断、ＣＧ（Computer Graphics）やゲームの制作又はＶＲ（Virtual Reality）等で３次元仮想空間内でのプレイヤーの視点制御のための体位動作センシングといった分野において応用されている。
【０００３】
このモーションキャプチャには、動作対象の動きをデータとして取り込む場合、従来の方式として光学式、磁気式及び機械式がある。光学式では、光や赤外線を反射するマーカーを動作対象の所定位置に装着し、当該動作対象の周りに複数配置したカメラ等を介して、動作対象の動きに応じてマーカーで反射する光をデータとして取り込む。そして、取り込んだ各マーカーのデータ（反射光）の集合から動作対象の形を作り出した後に、対応する各マーカーの反射光を追従して、動作対象の動きをデータとして取り込んでいく方式である（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
一方、磁気式では、動作対象の所定位置にコイルを内蔵したセンサを装着し、ある場所から一定の静磁界を発生させ、当該静磁界内で動く動作対象のコイルに生じる電流の強さを測定することにより動きをデータとして取り込む方式である（例えば特許文献２参照）。この磁気式は光学式と同等に広く用いられており、特に光学式と比較して装置の構成が簡易であるため、バーチャルリアリティ等の分野で用いられている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
他方、機械式では、動作対象の関節にロータリーエンコーダを装着し、このロータリーエンコーダに接続されたジャイロで基準の姿勢からの関節の動きをデータとして取りこむ方式である（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００３−３５５１５公報
【特許文献２】特開２００３−８４０５１公報
【特許文献３】電子情報通信学会論文誌 VOL.J81-D-2,NO.10;PAGE.2385-2393
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところでかかる光学式においては、光を用いるため、カメラの撮像空間内にマーカー以外の反射物が存在するとその反射物をマーカーとして誤認識してしまうのみならず、カメラとマーカーとの間が人体等によって遮蔽されるとそのマーカーに反射する反射光を検出できなくなる。さらに複数のカメラを配置して同期処理するため設備や装置が大型化するとともに、常に各カメラのキャリブレーションが必要となり煩雑であった。
【０００７】
一方、磁気式においては、一般に建物内で行うが、当該建物の鉄筋等により動作対象の存在する静磁界内が乱れて当該動作対象の動きをデータとして正確に取りこむことができなくなるため、予め物理的な一定の磁場空間を形成するための設備が必要となる。また動作対象が動く範囲内全てを一定の磁場空間としなければならないため、当該動く範囲に応じて巨大な磁場発生コイルや動作空間を囲む巨大な励磁コイルが必要となり、現実的には利用空間が制約されてしまう。さらに精度の点では電波よりも距離分解能が高いものの十分なものではない。
【０００８】
他方、機械式においては、ロータリーエンコーダやジャイロをケーブルやシャフトで結合するため、装置そのものが重くなると共に動作対象が拘束されるので自然で自由な動き自体を阻害してしまうことから、本来的には動き検出には向かない。また動作対象に装着するジャイロの位置に依存してデータ値が大きく変化してしまうのみならず、当該ジャイロ自体のドリフトにより高精度で動きをトレースすることは困難であった。
【０００９】
このように従来の各種方式によるモーションキャプチャでは、動作対象の動きを検出するための設備などが過大となり、これに起因して当該動きを簡易に検出するにはいまだ不十分であった。
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、動作対象の動きを簡易に検出し得る動き検出装置、動き検出方法及び電子機器を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため本発明は、動き検出装置であって、放射電界及び誘導電磁界が制限されるよう電極に印加すべき信号の出力を調整して準静電界を発生させる準静電界発生手段と、準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化に基づいて、準静電界内における動作対象の動きを検出する動き検出手段とを有する。
【００１２】
また本発明は、動き検出方法であって、放射電界及び誘導電磁界が制限される準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化の組み合わせによって得られるパターンを、準静電界内における動作対象の動きとして検出する。
【００１３】
さらに本発明は、電子機器であって、放射電界及び誘導電磁界が制限されるよう電極に印加すべき信号の出力を調整して準静電界を発生させる準静電界発生手段と、準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化に基づいて、準静電界内における動作対象の動きを検出し、該検出した動きに対応付けられた処理を実行する制御手段とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、準静電界を用いているため、動作対象の動きを検出する際に従来の光学式のようにビデオカメラを要することなく、また従来の磁気式のように動く範囲に応じて巨大な磁場発生コイルや動作空間を囲む巨大な励磁コイルを要することもなく、さらに従来の機械式のように動作対象を拘束することもなく動きを検出することができるとともに、リモートコントローラなどの操作を要することなく動作対象の直接的な動きから動きを検出することができ、かくして動作対象の動きを簡易に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面について本発明を詳述する。
【００１６】
（１）本発明による距離判定手法
本発明は、準静電界が距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いてモーションキャプチャを行う。そこでまず準静電界の性質について説明する。
【００１７】
（１−１）準静電界の性質
電界は、電界発生源からの距離に線形に反比例する放射電界と、電界発生源からの距離の２乗に反比例する誘導電磁界と、電界発生源からの距離の３乗に反比例する準静電界との合成電界として発生している。
【００１８】
これら放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図１に示すような結果となる。但し、図１では、１[MHz]における各電界それぞれの相対的な強度と距離との関係を対数尺度により示している。
【００１９】
図１からも明らかなように、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度が等しくなる距離(以下、これを強度境界点と呼ぶ)が存在する。この場合、強度境界点よりも遠方では放射電界が優位（誘導電磁界や準静電界の強度よりも大きい状態）となり、これに対して強度境界点よりも近傍では準静電界が優位（放射電界や誘導電磁界の強度よりも大きい状態）となる。
【００２０】
ここで、ダイポール（電界発生源）からある距離ｒ[m]だけ隔てた位置での放射電界の強度Ｅθ,radiation、誘導電磁界の強度Ｅθ,ｉnduction及び準静電界の強度Ｅθ,ｑuasielectrostaticはそれぞれ次式
【００２１】
【数１】
【００２２】
として表すことができる。なお、(１)式では、ダイポールにかかる電荷量をｑ[c]、ダイポールの長さをｌ[m]、波数をｋ[1/m]、虚数単位をｊとしている。
【００２３】
そして、かかる強度境界点は、放射電界、誘導電磁界及び準静電界の各強度が一致するという条件から、次式
【００２４】
【数２】
【００２５】
を満たす距離ｒである。つまり、電界発生源から強度境界点までの距離ｒは、次式
【００２６】
【数３】
【００２７】
として表すことができる。
【００２８】
そして、（３）式における波数ｋ[1/m]は、真空中の光速をｃ[m/s](ｃ＝３×１０８)とし、周波数をｆ[Hz]とすると次式
【００２９】
【数４】
【００３０】
として表すことができることから、強度境界点は、（３）式に（４）式を代入して整理した次式
【００３１】
【数５】
【００３２】
として表すことができる。
【００３３】
この（５）式からも分かるように、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間を広くする場合には周波数が密接に関係しており、低い周波数であるほど、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間が大きくなる。（即ち、図１に示した強度境界点までの距離は、周波数が低いほど長くなる（つまり右に移ることになる）。これに対して高い周波数であるほど、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間が狭くなる（即ち、図１に示した強度境界点までの距離は、周波数が高いほど短くなる（つまり左に移ることになる））。
【００３４】
例えば１[MHz]を選定した場合、上述の(５)式によれば、図１において対数尺度で示した距離を真数尺度に置き換えて示す図２からも明らかなように、電界発生源から２[m]地点までの空間における準静電界の強度は、誘導電磁界に比しておよそ１３[dB]大きくなる。従ってこの空間内では、誘導電磁界及び放射電界の影響を実質上受けることなく準静電界が検出できるようになる。
【００３５】
（１−２）準静電界を用いた距離判定手法
上述したような準静電界の性質を利用して、例えば図３に示すように、電界発生源から０．０１[m]までの範囲（即ち電界発生源からの距離）には１[MHz]でなる周波数を基準周波数として対応付け、また０．０１[m]ごとに広くなる範囲には順位低い周波数をそれぞれ対応付けるようにし、当該割り当てた各周波数の合成結果に応じた準静電界を送信機ＴＸから発生するようにしておく。そして、かかる周波数と距離との関係をテーブル(以下、これを周波数距離テーブルと呼ぶ)として予め受信機ＲＸに保持させておく。
【００３６】
この図３において、送信機ＴＸからｄ[m]の地点に存在する受信機ＲＸは、０．０１〜（ｄ−０．０１）[m]までの各周波数ｆ１〜ｆ（ｉ−１）[MHz]に応じて振動する準静電界を受信できるが、これに対してｄ[m]以降の各周波数ｆｉ[MHz] 〜ｆｎに対応する準静電界については受信できないこととなる。従ってこの場合、受信機ＲＸは、受信結果に対して例えばＦＦＴ(Fast Fourier Transform)等の周波数分析処理を施して受信周波数を検出すれば、当該検出した受信周波数と周波数距離テーブルとを用いて、送信機ＴＸからから自身までの距離（ｄ[m]）を決定することができる。
【００３７】
このようにして本発明は距離を決定する際の指標として、電界発生源からの到達距離にそれぞれ対応付けられた複数の周波数の合成結果に応じて振動する準静電界（以下、これを準静電界距離スケールと呼ぶ）を発生し、当該準静電界距離スケールの受信結果（受信周波数）から距離を決定する。
【００３８】
しかしこの場合、高い周波数であるほど準静電界が優位となる空間が狭くなる（即ち、図２について上述した強度境界点が左上に移ることになる）ため、高い周波数に対応する範囲の末端付近では、基準周波数に対応する範囲（距離）における準静電界と誘導電磁界との強度差（１３[dB]）に比して小さくなってしまうことから、準静電界距離スケールの強度が不安定となり、ひいては距離の決定指標となる準静電界距離スケールの信頼性が損なわれてしまう。
【００３９】
この場合に、１[MHz]の周波数に対応する範囲（電界発生源から０．０１[m]）での強度に、１[MHz]以上の各周波数にそれぞれ対応する強度境界点の強度が一致するように出力を調整すれば、準静電界距離スケールの強度が安定となるため、距離の決定指標となる準静電界距離スケールの信頼性が確保されることとなる。
【００４０】
また、先に述べたとおり準静電界の強度の変化は距離の３乗に反比例するが、図２に示したグラフからも明らかに分かる。この場合、最も強度変化の小さい各距離（図４では送信機ＴＸから１[m]の距離（最外周）と、図示していないが送信機ＴＸから０．９９[m]の距離である）に対応する各周波数（図４では周波数ｆｎと、図示していないが周波数ｆ（ｎ−１）である）の準静電界を受信機ＴＸが識別できるようにすれば、距離の決定指標となる準静電界距離スケールの信頼性がより確保されることとなる。
【００４１】
ここで、かかる準静電界距離スケールを発生するための条件を決定するための手法について説明する。
【００４２】
（１−３）準静電界距離スケールの発生条件
すなわち、電界発生源としての電極に正弦波信号を出力し、当該電極から正弦波信号の周波数に応じて振動する準静電界を発生する場合、当該出力を調整するための係数(以下、これを出力調整係数と呼ぶ)をＡ(r)とすると、電極から距離ｒ[m]での準静電界の強度Ｅ(r)は、次式
【００４３】
【数６】
【００４４】
として表すことができる。この(６)式の距離ｒを、強度境界点に関する上述の（５）式に従って変形すると、次式
【００４５】
【数７】
【００４６】
として表すことができる。
【００４７】
そして、上述したように、１[MHz]の周波数に対応する距離（電極（電界発生源）０．０１[m]）での強度に、１[MHz]以上の各周波数ｆ(r)にそれぞれ対応する強度境界点の強度が一致するように、当該周波数ｆ(r)を決めれば良いことから、次式
【００４８】
【数８】
【００４９】
が成り立ち、この(８)式を整理すると、次式
【００５０】
【数９】
【００５１】
となる。この(９)式を用いて、距離ｒに対応する周波数ｆ(r)の正弦波で変化する信号を出力する際の出力係数Ａ(r)を決定することができる。
【００５２】
また、電極（電界発生源）から０．０１[m]ごとの各距離ｒにそれぞれ対応する各周波数ｆ(r)については、次式
【００５３】
【数１０】
【００５４】
と表すことができ、この(１０)式の出力係数Ａ(r)を、上述の（９）式に従って変形すると、次式
【００５５】
【数１１】
【００５６】
となり、この(１１)式を整理した次式
【００５７】
【数１２】
【００５８】
を用いて決定することができる。
【００５９】
さらに、最も強度変化の小さい各距離にそれぞれ対応する各周波数の周波数差については、上述したように送信機ＴＸから０．９９[m]の距離及び１[m]の距離にそれぞれ対応する各周波数差であるから、次式
【００６０】
【数１３】
【００６１】
のように、各距離（０．９９[m]と１[m]）をそれぞれ（１２）式に代入した結果得られる値を差し引くことによって、当該周波数差の限界値を決定することができる。
【００６２】
このようして決定された上述の各条件に基づいて発生される準静電界距離スケールをグラフ化すると図４に示すような結果となる。但し、図４では、見易くするため、０．０１[m]ごとの距離すべてではなく所定の距離（0.01[m],0.2[m],0.4[m],0.6[m],0.8[m],1[m]）に対応する準静電界のみを示し、また図４（Ａ）では縦軸(電界強度)を、図４（Ｂ）では縦軸(電界強度)及び横軸(距離)を対数尺度により示している。この図４からも明らかなように、準静電界の電界強度を所定の基準である例えば強度境界点に一定となる準静電界距離スケールを発生すれば、周波数によって到達距離を正確に制御することができるようになる。
【００６３】
なお、電界発生電極から０．０１[m]間隔ごとの各距離に対応付けられた各周波数の準静電界距離スケールを発生する場合(図３及び図４)について上述したが、どの程度の間隔ごとに準静電界を発生するか否かについては、実際には受信機ＲＸ（図３）における性能（受信感度）等を考慮して選定される。この場合、かかる選定結果に基づいて（９）式、(１２)式及び(１３)式を導いたうえで、信頼性の有する準静電界距離スケールの発生条件として出力調整係数、周波数及び最も強度変化の小さい各距離にそれぞれ対応する各周波数の周波数差がそれぞれ決定される。
【００６４】
以上までの事項をまとめると、本発明は、発生側では、準静電界が距離に対して極めて高い分解能を有することを利用して、複数の周波数にそれぞれ対応する各距離において放射電界及び誘導電磁界に比して大きい強度が得られる準静電界距離スケールを発生し、受信側では、当該準静電界距離スケールの検出結果（検出周波数）と周波数距離テーブルとに基づいて当該発生源からの距離を決定する。そして本発明は、かかる距離判定手法を用いてモーションキャプチャを行うようにする。この場合、動作対象の動きを検出するための資料（準静電界）空間を作る直接的な設備が過大とはならないため、簡易に動きを検出することができることとなる。
【００６５】
（２）本実施の形態
以下、本実施の一形態として第１の実施の形態と、第２の実施の形態とを説明する。
【００６６】
（２−１）第１の実施の形態によるモーションキャプチャシステムの全体構成
図５において、第１の実施の形態によるモーションキャプチャシステム１を示し、準静電界発生装置２と、複数の距離判定装置３（３Ａ〜３Ｇ）と、動き検出装置４とによって構成されており、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇと動き検出装置４との間において、例えばＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11b方式に準拠した無線ＬＡＮ通信により相互に情報を送受信するようになされている。
【００６７】
準静電界発生装置２は、例えば動作対象としての人体の周囲に設けられており、当該準静電界発生装置２には電界発生源としての電極２Ａ〜２Ｃが互いに異なる所定位置に配置されている。
【００６８】
そして準静電界発生装置２は、上述の準静電界距離スケール生成手法によって決定された各条件に基づいて、複数の周波数にそれぞれ対応する各距離において放射電界及び誘導電磁界よりも優位な強度が得られるように、同等の準静電界距離スケール（即ち図４で示したような準静電界距離スケール）ＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃを対応する電界発生電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃから単位時間ごとに順次発生するようになされている。
【００６９】
各距離判定装置３Ａ〜３Ｇは、人体における関節等の所定位置に設けられており、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇの内部メモリには、準静電界発生装置２から発生される準静電界距離スケールＳＫに対応する周波数距離テーブルが記憶保持されている。因みに、この周波数距離テーブルは、上述したように、複数の周波数にそれぞれ対応する各距離において所定の強度が得られる準静電界(即ち準静電界距離スケールＳＫ)における周波数と距離との関係を表したものである。
【００７０】
そして各距離判定装置３Ａ〜３Ｇは、準静電界発生装置２から順次発生される準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃを１単位として処理するようになされており、当該準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃの受信結果からその電界強度及び受信周波数を検出し、当該検出した受信周波数から、静電界発生装置２との間の距離を周波数距離テーブルを参照して判定する。
【００７１】
この後、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇは、かかる検出結果（電界強度）及び判定結果（距離）を、動作状態の検出指標の情報（以下、これを状態検出指標情報と呼ぶ）ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃとして生成し、当該状態検出指標情報ＤＳを動き検出装置４に送信するようになされている。
【００７２】
動き検出装置４は、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇから送信される状態検出指標情報ＤＳごとに処理するようになされている。
【００７３】
この場合、動き検出装置４は、所定位置において人体が基準姿勢の状態のとき、その人体に設けられた各距離判定装置３Ａ〜３Ｇから送信される状態検出指標情報ＤＳ（ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃ）の電界強度及び距離に基づいて距離判定装置３Ａ〜３Ｇそれぞれの位置及び角度を算出し、当該位置及び角度の組み合わせを基準姿勢状態情報（初期設定値）として内部メモリに記憶保持する初期処理を実行する。
【００７４】
この状態において動き検出装置４は、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇから送信される状態検出指標情報ＤＳ（ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃ）の電界強度及び距離に基づいて初期処理の場合と同様にして算出した位置及び角度について、基準姿勢状態情報の対応する位置及び角度との変化量（即ち動作量）を算出する。
【００７５】
そして動き検出装置４は、この変化量と基準姿勢状態情報とに基づいて所定の画像処理を実行して、基準姿勢から所定動作後の動作姿勢の状態を画像情報（以下、これを動作状態画像情報と呼ぶ）として生成し、これを例えば外部の表示部（図示せず）に出力表示する。
【００７６】
このようにしてモーションキャプチャシステム１は、所定空間内での動作対象たる人体の動きを検出し、この検出結果を例えば視覚的情報として提供することができるようになされている。
【００７７】
なお、このモーションキャプチャシステム１では、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇごとに固有の識別ＩＤを割り当て、当該識別ＩＤに基づいて距離判定装置３Ａ〜３Ｇに起因する各種情報に対する処理を実行するようになされている。
【００７８】
また、このモーションキャプチャシステム１では、準静電界発生装置２から発生する準静電界（準静電界距離スケールＳＫ）については、通常の無線ＬＡＮで用いられる周波数帯域よりも十分に低い周波数を用いるとともに、放射電界及び誘導電磁界よりも優位な強度が得られるようにしているため、当該無線ＬＡＮとの混信を確実に回避することができるようになされている。
【００７９】
（２−２）準静電界発生装置の構成
図６に示すように、準静電界発生装置２は、互いに異なる低周波数からなる複数の正弦波信号を生成する信号生成源２１を有し、この信号生成源２１から与えられる各正弦波信号を合成部２２を介して合成する。
【００８０】
そして準静電界発生装置２は、かかる合成部２２での合成結果に対してＩＤ(IDentifier)変調部２３で所定の変調処理を施し、当該変調結果を準静電界距離スケール発生用の信号（以下、これを距離判定用信号と呼ぶ）ＤＷとして出力調整部２４を介して電界発生電極２Ａ、２Ｂ又は２Ｃに出力する。
【００８１】
ここで、信号生成源２１における各正弦波信号の周波数は、予め上述の(１２)式及び(１３)式に従って算出された値にそれぞれ設定されている。また出力調整部２４においては、予め上述の（９）式に従って算出された出力係数が設定されており、ＩＤ変調部２３から与えられる距離判定用信号ＤＷの各正弦波周波数に対応する出力係数で出力調整するようになされている。
【００８２】
従って、準静電界発生装置２は、図３及び図４について上述したように、距離判定用信号ＤＷの各正弦波周波数に応じて振動する準静電界を、距離の決定指標となる信頼性の高い準静電界スケールＳＫ（図５）として電界発生電極２Ａ、２Ｂ又は２Ｃから発生することができるようになされている。
【００８３】
かかる構成に加えて、準静電界発生装置２の出力制御部２５は、出力調整部２４から出力される距離判定用信号ＤＷの出力先を単位時間ごとに順次切替制御するとともに、当該出力先の電界発生電極２Ａ、２Ｂ又は２Ｃに対応付けられた固有のＩＤ（以下、これを発生場所識別ＩＤと呼ぶ）を用いて変調処理を行うようにＩＤ変調部２３を制御する。
【００８４】
従って、準静電界発生装置２は、例えば図７に示すように、発生場所識別ＩＤによって識別された距離判定用信号ＤＷａ、距離判定用信号ＤＷｂ、距離判定用信号ＤＷｃを、対応する電界発生電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃ（図５）から、単位時間ごとに時分割的に静電界スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃ（図５）として発生することができるようになされている。
【００８５】
この場合、準静電界発生装置２は、準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃを受信する各距離判定装置３Ａ〜３Ｇに対して、いずれの電界発生電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃから発生されたものであるかを認識させ、当該距離判定装置３で誤った距離が判定されるといった事態等を未然に防止することができるようになされている。
【００８６】
このようにして準静電界発生装置２は、各電界発生電極２Ａ〜２Ｃから準静電界距離スケールＳＫａ〜ＳＫｃを発生することができるようになされている。
【００８７】
（２−３）距離判定装置の構成
各距離判定装置３Ａ〜３Ｇは、それぞれ同一の構成であるため、ここでは人体の頭部に設けられた距離判定装置３Ａの構成についてのみ説明する。
【００８８】
図８に示すように、距離判定装置３Ａは、互いに直交するｘ軸方向の受信電極３０Ａ及び３０Ｂ、ｙ軸方向の受信電極３０Ｃ及び３０Ｄ、ｚ軸方向の受信電極３０Ｅ及び３０Ｆからなるプローブ部３０（図９）を有し、当該プローブ部３０には、これら３軸の成分別の電界強度を計測する電位計測部３１（図８）が接続される。
【００８９】
電位計測部３１は、３軸の受信電極間Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆにおける電位差ＶＡ−Ｂ、ＶＣ−Ｄ、ＶＥ−Ｆを対応する電位計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃにより計測し、この計測結果を信号（以下、これを電位差信号と呼ぶ）Ｓ３１ａ、Ｓ３１ｂ、Ｓ３１ｃとしてＡ／Ｄ変換部３２及び復調部３３に送出する。
【００９０】
Ａ／Ｄ変換部３２は、電位差信号Ｓ３１Ａ、Ｓ３１Ｂ、Ｓ３１Ｃを対応するＡＤＣ(Analog Digital Converter)３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを介して電位差データＤ３２Ａ、Ｄ３２Ｂ、Ｄ３２Ｃとして生成し、当該電位差データＤ３２ａ、Ｄ３２ｂ、Ｄ３２ｃを距離変換部３４に送出する。
【００９１】
一方、復調部３３は、電位差信号Ｓ３１Ａ、Ｓ３１Ｂ、Ｓ３１Ｃに対して所定の復調処理を施すことにより準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃに重畳された発生場所識別ＩＤＤ３３(図７)を抽出し、これを距離変換部３４に送出する。
【００９２】
この発生場所識別ＩＤＤ３３は、準静電界発生装置２から単位時間ごとに順次発生される準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃから抽出されたものであるため、Ａ／Ｄ変換部３２から与えられる電位差データＤ３２がいずれの電界発生電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃ（図５）から発生された準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃに基づく計測結果であるかを表す情報となる。
【００９３】
距離変換部３４は、かかる発生場所識別ＩＤＤ３３に基づいて、電界発生電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃから順次発生される準静電界距離スケールＳＫ、ＳＫｂ、ＳＫｃを１単位として、図９に示す処理手順に従って距離判定処理を実行する。
【００９４】
すなわち距離変換部３４は、ＡＤＣ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃから与えられる電位差データＤ３２ａ、Ｄ３２ｂ、Ｄ３２ｃの電位差ＶＡ−Ｂ、ＶＣ−Ｄ、ＶＥ−Ｆと、予め設定された３軸の受信電極間Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆの距離ｄとを用いて、次式
【００９５】
【数１４】
【００９６】
に従ってｘ軸成分の電界強度Ｅｘ、ｙ軸成分の電界強度Ｅｙ、ｚ軸成分の電界強度Ｅｚを算出し（図１０：ステップＳＰ１）、これら算出結果を用いて、次式
【００９７】
【数１５】
【００９８】
に従って合成するようにして、このとき位置するプローブ部３０（図９）での電界強度Ｅを算出する（図１０：ステップＳＰ２）。
【００９９】
次いで距離変換部３４は、この電界強度Ｅに対して、ＦＦＴ処理を施すことにより周波数別の電界強度を算出するようにして受信周波数を検出し（図１０：ステップＳＰ３）、当該検出した受信周波数に対応する電界発生電極２Ａ、２Ｂ又は２Ｃとの間の距離を、図４について上述した場合と同様に周波数距離テーブルを参照して判定する（図１０：ステップＳＰ４）。
【０１００】
そして距離変換部３４は、この判定結果（距離）と、ｘ軸の電界強度Ｅｘ、ｙ軸の電界強度Ｅｙ及びｚ軸の電界強度Ｅｚとを、このとき復調部３３から与えられる発生場所識別ＩＤＤ３３が第１の発生場所識別ＩＤ（図７）であった場合には状態検出指標情報ＤＳａとして生成する（図１０：ステップＳＰ５）。
【０１０１】
なお、距離変換部３４は、かかる発生場所識別ＩＤが第２の発生場所識別ＩＤ（図７）であった場合には状態検出指標情報ＤＳｂとして、また発生場所識別ＩＤが第３の発生場所識別ＩＤ（図７）であった場合には状態検出指標情報ＤＳｃとして生成するようになされている。
【０１０２】
ここで、人体の比誘電率は空気の比誘電率に比して格段に大きいため、図１１に示すシミュレーション結果からも明らかなように、人体の所定部位の距離判定装置３Ａ、３Ｂ、……又は３Ｇ（図１１（Ａ）中の黒丸）における電界強度（｜Ｅ｜＝1.224e+001[V/m]）は、当該人体の存在によりひずみが生じてしまうため、その分だけ、人体が存在しない場合における同一位置（図１１（Ｂ）中の黒丸）での電界強度（｜Ｅ｜＝2.479e+001[V/m]）に比して小さくなる。このことは、距離変換部３４において周波数距離テーブルに基づいて判定された距離が実際の距離よりも大きくなってしまうことを意味する。
【０１０３】
この場合、図１２に示すように、距離変換部３４が準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃの受信結果から決定した距離ｒａ、ｒｂ、ｒｃは、そのうち１つだけが実際の距離Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃに比して大きくなることはありえず、それぞれ同程度の誤差が生じることとなる。
【０１０４】
そこで距離変換部３４は、かかる誤差の平均値を予め設定しておき、静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃの受信結果から距離ｒａ、ｒｂ、ｒｃを決定した段階で、当該平均値をｅとすると、次式
【０１０５】
【数１６】
【０１０６】
に従って距離Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃに補正する。これにより距離変換部３４は、動作状態（位置及び角度）の検出指標として信頼性の高い状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃを生成することができるようになされている。この後、距離変換部３４は、かかる状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃを無線ＬＡＮ通信部３５を介して動き検出装置４に送信する。
【０１０７】
このようにして距離判定装置３Ａ（３Ｂ〜３Ｇ）は、準静電界発生装置２から発生される準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃの受信結果に基づいて、電界強度及び距離を状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃとして動き検出装置４に送信することができるようになされている。
【０１０８】
（２−４）動き検出装置の構成
動き検出装置４は、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇごとに処理するが、当該処理は同一の内容であるため、ここでは距離判定装置３Ａの処理内容についてのみ具体的に説明する。
【０１０９】
図１３に示すように、動き検出装置４は、距離判定装置３Ａから送信される状態検出指標情報ＤＳ（ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃ）を無線ＬＡＮ通信部４１を介して受信し、これを位置算出部４２及び角度算出部４３に送出する。
【０１１０】
位置算出部４２は、この状態検出指標情報ＤＳ（ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃ）に基づいて、図１４に示すように、電界発生用電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃを中心とした各半径Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの球の球面の交点、すなわち距離検出装置３Ａにおけるプローブ部３０の中心ＣＮＴ（図９）を算出する。
【０１１１】
具体的には、予め設定された電界発生用電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃの座標を（ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ）、（ｘＢ,ｙＢ,ｚＢ）、（ｘＣ,ｙＣ,ｚＣ）とし、プローブ部３０の中心ＣＮＴ（図９）の座標を（ｘ,ｙ,ｚ）とすると、状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの距離は半径Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ（図１４）であることから、次式
【０１１２】
【数１７】
【０１１３】
に従って、プローブ部３０における中心ＣＮＴの位置（ｘ,ｙ,ｚ）を算出することができる。なお、この（１７）式に従って算出される値は２つ存在するが、このうち一方の値については、当該位置（ｘ,ｙ,ｚ）とは明らかに異なるため、位置算出部４２では、なんら問題なく、他方の値を中心ＣＮＴの位置（ｘ,ｙ,ｚ）として採用することができる。
【０１１４】
そして位置算出部４２は、かかる（１７）式に従って算出した位置（ｘ,ｙ,ｚ）を位置データＤ４３として動作状態算出部４４に送出する。
【０１１５】
角度算出部４３は、無線ＬＡＮ通信部４１から与えられる状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの電界強度Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚの各値の相違から、プローブ部３０（図９）における角度を算出し、これを角度データＤ４３として動作状態算出部４４に送出する。
【０１１６】
具体的には、図９に示した電極の向きを基準として、プローブ部３０での水平角をαとし、仰角をβとすると、かかる電界強度Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚは、次式
【０１１７】
【数１８】
【０１１８】
の関係式として表すことができ、当該関係式を水平角α、仰角βについて解くと、次式
【０１１９】
【数１９】
【０１２０】
として表すことができる。
【０１２１】
従って、角度算出部４３は、かかる(１９)式により、状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの電界強度Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚの各値の相違から、プローブ部３０（図９）における角度（水平角α、仰角β）を算出することができるようになされている。
【０１２２】
動作状態算出部４４は、位置算出部４２から与えられる位置データＤ４３の位置（ｘ,ｙ,ｚ）について、初期処理により内部メモリに予め記憶保持しておいた基準姿勢状態情報（距離判定装置３Ａ〜３Ｇそれぞれの位置及び角度の組み合わせ）のうち対応する位置との変化量（即ち動作量）を算出する。
【０１２３】
そして動作状態算出部４４は、角度算出部４３から与えられる角度データＤ４３の角度（水平角α、仰角β）についても、基準姿勢状態情報のうち対応する角度との変化量（即ち動作量）を算出する。
【０１２４】
同様に動作状態算出部４４は、距離判定装置３Ａとほぼ同時期に各距離判定装置３Ｂ〜３Ｇからそれぞれ送信される状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃに基づいて算出した距離判定装置３Ｂ〜３Ｇごとの位置及び角度についても、基準姿勢状態情報のうち対応する位置及び角度との変化量（即ち動作量）を算出する。
【０１２５】
この後、動作状態算出部４４は、これら距離判定装置３Ａ〜３Ｇそれぞれの位置及び角度の変化量（即ち動作量）に基づいて所定の画像処理を実行し、基準姿勢から所定動作後の動作姿勢の状態を動作状態画像情報を生成し、これを例えば外部の表示部（図示せず）に出力表示するようになされている。
【０１２６】
かかる構成に加えてこの動作状態算出部４４は、基準姿勢状態情報に対する変化量（動作量）を算出する前に、距離判定装置３Ａ〜３Ｇそれぞれの位置データＤ４３に基づいて、当該距離検出装置３Ａ〜３Ｇ相互間の直線距離を算出し、これら直線距離を、基準姿勢状態情報における距離判定装置３Ａ〜３Ｇそれぞれの位置（初期設定値）に基づいて予め算出された対応する距離検出装置３Ａ〜３Ｇ相互間の直線距離（以下、これを基準距離と呼ぶ）と比較し、その比較結果が所定の上限閾値から下限閾値の範囲内であるか否かを決定するようになされている。
【０１２７】
この直線距離及び基準距離は、所定位置に設けられた距離判定装置３Ａ〜３Ｇ相互間の距離であるため、人体そのものは伸縮自在ではないことから本来一致する値となる。従って、直線距離と基準距離との比較結果（差異）が上限閾値から下限閾値の範囲内でなかった場合には、所定部位に設けられた距離判定装置３Ａ〜３Ｇ相互間の距離が伸縮していることとなり、何らかの原因によりこのとき距離判定装置３について算出した位置が誤算出されていることを意味する。
【０１２８】
従って動作状態算出部４４は、比較結果が所定の上限閾値から下限閾値の範囲内でなかった場合には、当該範囲内でなかった直線距離に対応する距離判定装置３の位置を、当該範囲内となるように補正した後、動作状態画像情報を生成するようになされている。これにより動作状態算出部４４は、動作状態画像情報の出力表示結果を視覚的に違和感のない状態で提供することができるようになされている。
【０１２９】
ここで、かかる動き検出装置４の動作状態検出処理は、図１５に示す動作状態検出処理手順に従って実行される。
【０１３０】
すなわち動き検出装置４は、この動き検出処理手順ＲＴ２（図１５（Ａ））の開始ステップＳＰ１０から入り、次のサブルーチンＳＲＴのステップＳＰ２１（図１５（Ｂ））において各距離検出装置３Ａ〜３Ｇからそれぞれ送信される状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃを受信することにより取得し、ステップＳＰ２２において当該状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの距離に基づいて距離検出装置３Ａ〜３Ｇごとにプローブ部３０の中心ＣＮＴ（図９）位置を算出し、ステップＳＰ２３において当該状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの３軸分の電界強度に基づいて距離検出装置３Ａ〜３Ｇごとに角度を算出する。
【０１３１】
そして動き検出装置４は、ステップＳＰ２４において、ステップＳＰ２２及びステップＳＰ２３でそれぞれ算出した位置及び角度の組み合わせを基準姿勢状態情報（初期設定値）として保持し、ステップＳＰ２５において各距離検出装置３Ａ〜３Ｇ相互間の直線距離を基準距離として保持する。
【０１３２】
この後、動き検出装置４は、メインルーチンである動き検出処理手順ＲＴ２のステップＳＰ１１（図１５（Ａ））に移って通常の処理を実行するようになされており、このステップＳＰ１１から続くステップＳＰ１２及びステップＳＰ１３を経て、上述のステップＳＰ２１〜ＳＰ２３と同様にして距離検出装置３Ａ〜３Ｇごとに位置及び角度を算出する。
【０１３３】
そして動き検出装置４は、ステップＳＰ１４において、このとき算出した距離検出装置３Ａ〜３Ｇごとの位置を必要に応じて補正し、ステップＳＰ１５において、距離検出装置３Ａ〜３Ｇの位置及び角度それぞれについて、サブルーチンＳＲＴで内部メモリに記憶保持した基準姿勢状態情報の対応する位置及び角度との変化量（即ち動作量）を算出することにより、各距離検出装置３Ａ〜３Ｇが配置された人体の動作状態を動作状態画像情報として生成し、これを外部の表示部（図示せず）に出力表示した後にステップＳＰ１１に戻って上述の処理を繰り返すようになされている。
【０１３４】
このようにして動き検出装置４は、距離判定装置３Ａ（３Ｂ〜３Ｇ）から送信される状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃに基づいて、当該距離判定装置３Ａ（３Ｂ〜３Ｇ）が配置された部位の位置及び角度から動きを検出することができるようになされている。
【０１３５】
この場合、動き検出装置４は、位置のみならず角度をも考慮して動きを検出していることにより、例えば人体がその頭部位置を変えることなく回っていた場合であっても、当該頭部に配置された距離検出装置３の状態検出指標情報ＤＳに基づいて検出することができ、また例えば所定の関節位置が変わることなく、その関節の曲がっていた（又は伸ばされた）場合であっても、当該関節に配置された距離検出装置３の状態検出指標情報ＤＳに基づいて検出することができるようになされている。
【０１３６】
（２−５）第１の実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、モーションキャプチャシステム１は、識別指標である発生場所識別ＩＤによって区別された準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃを、準静電界発生装置２の３つの電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃから単位時間ごとに順次発生する。
【０１３７】
この状態においてモーションキャプチャシステム１は、動作対象（人体）に設けられた距離判定装置３Ａ〜３Ｇごとに、準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃの受信周波数に基づいて電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃまでの距離をそれぞれ判定し、当該判定した各距離を状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃとして動き検出装置４に通知する。
【０１３８】
そしてモーションキャプチャシステム１は、距離判定装置３Ａ〜３Ｇごとに、当該距離判定装置３により通知される状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの各距離に基づいて位置を算出し、当該算出した位置と予め保持された基準位置との変化量を動作対象の動き量として検出する。
【０１３９】
従って、このモーションキャプチャシステム１では、準静電界を用いているため、動作対象の動きを検出する際に従来の光学式のようにビデオカメラを要することなく、また従来の磁気式のように動く範囲に応じて巨大な磁場発生コイルや動作空間を囲む巨大な励磁コイルを要することもなく、さらに従来の機械式のように動作対象を拘束することもなく動きを検出することができる。これに加えて、このモーションキャプチャシステム１では、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いて動きを検出しているため、当該距離判定装置３Ａ〜３Ｇにより距離を高精度に判定することができ、ひいては動作対象の動き量を高精度に検出することができる。
【０１４０】
またこのモーションキャプチャシステム１では、準静電界発生装置２を照明などに組み込むことができるため（後述する）、準静電界発生装置２を設けることに起因して利用空間が制約されることもなく、設備の物理的な大型化をも回避することができる。
【０１４１】
以上の構成によれば、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を少なくとも２以上の電界発生源から発生し、動作対象において受信された当該準静電界の受信周波数に基づく距離からその距離判定装置の位置を算出し、当該算出した位置と予め保持された基準位置との変化量を動作対象の動き量として検出するようにしたことにより、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いている分、従来方式に比して過大な設備を要することなく精度よく動きを検出することができ、かくして動作対象の動きを簡易に検出することができる。
【０１４２】
（２−６）他の実施の形態
なお上述の第１の実施の形態においては、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を少なくとも２以上の電界発生源から発生する準静電界発生装置（準静電界発生手段）として、３つの電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃから動作対象に設けられた複数の受信対象（距離判定装置３Ａ〜３Ｇ）に対して単位時間ごとに順次準静電界距離スケールを発生するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、互いに位置の異なる２つの電界発生源から複数の受信対象（距離判定装置３Ａ〜３Ｇ）に対して単位時間ごとに順次準静電界距離スケールを発生するようにしても良い。この場合、上述の第１の実施の形態の場合と同様にして、動作対象の動きを２次元的に検出することができる。
【０１４３】
またこの場合、互いに位置の異なる２つの電界発生源を設けなくとも、例えば、１つの電界発生源を移動自在に設け、単位時間ごとに互いに異なる所定の発生位置に順次移動して発生するようにしても良い。
【０１４４】
またこの場合、少なくとも互いに位置の異なる２つの電界発生源から準静電界距離スケールを発生していれば、単位時間ごとに順次発生せずに同時期に常時発生するようにしても良く、また複数の受信対象（距離判定装置３Ａ〜３Ｇ）に対して発生せずに１つの受信対象に対して発生するようにしても良い。このようにしても上述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４５】
さらにこの場合、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を、当該複数周波数にそれぞれ対応する各距離において所定の強度が得られるように準静電界距離スケールとして発生するようにしたが、当該準静電界距離スケールの発生条件に従って準静電界を発生する必要はなく、他の手法による条件に従って準静電界を発生しても良く、あるいは、単に、互いに異なる複数の周波数からなる準静電界を発生するようにしても良い。このようにしても上述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４６】
また上述の第１の実施の形態においては、少なくとも２以上の発生位置から発生される、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を受信する受信手段として、３軸方向における成分別電界強度を取得し、当該取得した成分別電界強度から受信周波数を検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば単に１つの平板電極から得られる電界強度から受信周波数を検出するようにしても良い。この場合、モーションキャプチャシステム１では、角度を検出できないものの、位置については上述の第１の実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
またこの場合、受信手段の受信手法として、図９に示したプローブ部３０、電位計測部３１及びＡ／Ｄ変換部３２を順次介して得られる３軸方向の各電位差に基づいて、距離判定部３４が３軸方向における成分別電界強度を算出し、プローブ部３０（図９）での電界強度を算出し、当該電界強度からＦＦＴ処理により受信周波数を検出するようにしたが、この他種々の手法により受信周波数を検出するようにしても良い。
【０１４８】
さらに上述の第１の実施の形態においては準静電界の受信周波数に基づいて各発生位置までの距離をそれぞれ判定する判定手段として、周波数距離テーブルを参照して判定するようにしたが、本発明はこれに限らず、この他種々の手法により判定することができる。
【０１４９】
またこの場合、準静電界の受信周波数に基づいて各発生位置までの距離をそれぞれ判定した際に、当該判定した各距離について、動作対象に起因して生じる成分別の電界強度の歪みに相当する距離分を補正する手法として、予め設定された当該歪み分の固定の平均値を差し引くことにより補正するようにしたが、本発明はこれに限らず、動作対象の種類、体重や体脂肪率等の項目別に対応する平均値を選択的に設定して差し引くことにより補正するようにしても良く、あるいは平均値に代わるこの他種々の値を歪み分を補正する補正値として予め設定するようにしても良い。
【０１５０】
さらに上述の第１の実施の形態においては、判定結果である各距離を自身の位置指標として通知する通知手段として、無線ＬＡＮ通信により通知するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該無線ＬＡＮ通信に代えて、この他の通信手法により通知するようにしても良い。
【０１５１】
（３）第２の実施の形態
（３−１）シミュレーション
第２の実施の形態においては、蛍光灯等のインバータ式照明装置から準静電界を発生し、当該準静電界内に存在する人体の当該装置に対する指差し（以下、これを指差動作と呼ぶ）に応じた準静電界の変動（電位変化）を検出し、当該結果に基づいて蛍光灯の照光状態を制御しようとするものである。
【０１５２】
まず、かかる準静電界の変動についてのシミュレーション結果を図１６〜図１８に示す。図１６（Ａ）は、シミュレーションの各種条件を示したものであり、当該条件として（I）天井ＣＥ及び床ＦＬがグランドであって当該床ＦＬからの高さ２[m]の部屋ＲＭであり、（II）床ＦＬからの高さ１．８[m]の位置に準静電界を発生する発生手段ＳＯを配置し、（III）当該発生手段ＳＯの近く（床ＦＬからの高さ１．７５[m]の位置）に準静電界の変動（電位変化）を検出する検出手段ＤＴを配置しているものと仮定している。
【０１５３】
そしてかかる条件下において、発生手段の下に人体ＨＢが存在しない場合（図１６（Ｂ））と、存在する場合（図１７及び図１８）とにおける部屋ＲＭ内の電位パターンをシミュレーションしたものである。但し、この場合の人体ＨＢは身長が１．６[m]であり、比誘電率が５０の直方体として扱っており、また床材の厚さ及び靴底の厚さ分を考慮して、人体ＨＢは床ＦＬから０．０５[m]浮いている状態として扱っている。
【０１５４】
かかるシミュレーション結果は、人体ＨＢが存在しない場合（図１６（Ｂ））には、検出手段ＤＴでの検出結果が約４１[V]であり、人体ＨＢが発生手段ＳＯの真下に存在する場合（図１７（Ａ））には、検出手段ＤＴでの検出結果が約３３[V]であった。
【０１５５】
また人体ＨＢが発生手段ＳＯの真下ではなく横（左側）にずれた位置に存在する場合（図１７（Ｂ））には、当該人体ＨＢに対して近いほう（左側）の検出手段ＤＴが約３１[V]であり、当該人体ＨＢに対して遠いほう（右側）の検出手段ＤＴが約３７[V]であった。さらに発生手段ＳＯの真下に存在する人体ＨＢが指差動作（図中、人体ＨＢにおいて細い部分に相当する）をした場合（図１８）には、検出手段ＤＴが約３６[V]であった。
【０１５６】
一方、図示はしていないが、発生手段ＳＯの真下で座っていた人体ＨＢが立ち上がった場合、発生手段ＳＯの真下で座っていた人体ＨＢが指差動作した場合については双方ともに検出手段ＤＴの電位が同等であった。
【０１５７】
かかるシミュレーション結果によれば、人体が発生手段ＳＯの下に立っている状態から指差動作をした場合における検出手段ＤＴでの電位変化の検出結果から人体ＨＢの遠近や指差動作の有無を検出することができるのが分かる。ただし、人体ＨＢの遠近や指差動作の有無を検出するには、発生手段ＳＯ及び検出手段ＤＴの配置位置や環境あるいは人体ＨＢの身長などの各種条件（以下、これを検出条件と呼ぶ）に応じて変わるため、当該検出条件に応じた閾値を設定する必要がある。
【０１５８】
（３−２）第２の実施の形態によるモーションキャプチャ照明装置の全体構成
図１９は、第２の実施の形態によるモーションキャプチャ用のインバータ式照明装置（以下、これをモーションキャプチャ照明装置と呼ぶ）５１を示したものである。
【０１５９】
このモーションキャプチャ照明装置５１は、照明灯５２から照明傘５３を介して所定の範囲（以下、これを照光範囲と呼ぶ）内を照光するとともに、当該照光範囲に準静電界を発生する。そしてモーションキャプチャ照明装置５１は、受信電極５４及び５５を介して得られる電位変化から、照明傘５３の近傍に設けられた照明範囲内に入ってきた人体及び当該人体の指差動作を検出し、この検出結果に基づいて照光状態を制御する。
【０１６０】
従って、このモーションキャプチャ照明装置５１は、物理的なスイッチを要することなく指差動作により照光状態をオン又はオフすることができるため、その分だけユーザの煩雑さを簡易化することができるようになされている。
【０１６１】
（３−３）モーションキャプチャ照明装置の構成
図２０に示すように、モーションキャプチャ照明装置５１は、照明灯５２（図１９）を点灯する照明部６１、準静電界発生用の信号を重畳する変調回路６２、当該モーションキャプチャ照明装置５１全体の制御を司る制御部６３及び受信部６４によって構成される。
【０１６２】
この照明部６１のドライブ回路６１Ａは、調光回路６１Ｃから与えられる電圧調整信号Ｓ６１に応じて交流電圧の電圧レベルを可変し、当該電圧レベルを可変した交流電圧を変調回路６２を介して圧電トランス６１Ｂに送出する。
【０１６３】
圧電トランス６１Ｂは、ドライブ回路６１Ａから与えられる交流電圧を昇圧し、当該昇圧した交流電圧を駆動用高電圧として印加対象の電極（以下、これを印加電極と呼ぶ）ＣＲａに印加する。
【０１６４】
冷陰極線管ＣＲは、駆動用高電圧に基づいてアースに接続されたアース電極ＣＲｂとの間で発光し、照明灯５２（図１９）を照光する。この結果、この照明灯５２（図１９）から照明傘５３（図１９）を介して照光範囲内が照光されることとなる。
【０１６５】
調光回路６１Ｃは、冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａに印加される電圧レベルに応じて電圧調整信号Ｓ６１を生成し、これをドライブ回路６１Ａにフィードバックして、冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａに一定の交流電圧が印加されるように調整する。
【０１６６】
このように照明部６１は、冷陰極管ＣＲに所定電圧を与えるようにして照明灯５２（図１９）から照明傘５３（図１９）を介して照光範囲内を照光するようになされている。
【０１６７】
ここで、変調回路６２は、所定の周波数からなる準静電界発生用信号Ｓ６２に対して、ドライブ回路６１Ａから与えられる交流電圧に重畳する変調処理を施すようになされている。
【０１６８】
この場合、準静電界発生用信号Ｓ６２が重畳された交流電圧（以下、これを信号重畳電圧と呼ぶ）は、圧電トランス６１Ｂを介して昇圧され、冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａに印加される。この結果、照光範囲内を照光と同時に、当該準静電界発生用信号Ｓ６２の周波数に応じて振動する準静電界が、印加電極ＣＲａを中心として周囲等方に発生することとなる。
【０１６９】
このようにモーションキャプチャ照明装置５１においては、冷陰極線管ＣＲの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、簡易な構成で準静電界を発生することができるようになされている。これに加えて、照明灯５２（図１９）の点灯用である冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａをも準静電界の発生用としても共用することにより、より簡易な構成で準静電界を発生することができるようになされている。
【０１７０】
またこの実施の形態の場合、モーションキャプチャ照明装置５１においては、印加電極ＣＲａから周囲等方に発生する準静電界を制限するシールドフレームとしても機能するように、照明傘５３（図１９）の材質等を選定している。これによりモーションキャプチャ照明装置５１は、照光範囲内と同等の範囲内に準静電界を発生することができるようになされている。
【０１７１】
さらにこの実施の形態の場合、モーションキャプチャ照明装置５１では、図３及び図４を用いて準静電界の周波数と距離との関係について上述したように、準静電界発生用信号Ｓ６２の周波数として、照光範囲（冷陰極線管ＣＲからの距離）に対応する周波数、かつ、圧電トランス６１Ｂによって昇圧された駆動用高電圧の周波数（一般に、およそ１００[kHz]である）よりも低い周波数が選定されている。
【０１７２】
これによりモーションキャプチャ照明装置５１は、放射電界及び誘導電磁界の強度よりも優位な強度の準静電界を照光範囲内に発生することができるようになされている。
【０１７３】
一方、受信部６４は、照光範囲内における準静電界の電位を、受信電極５４、５５に対応するアンプ６４Ａ、６４Ｂ及びＡＤＣ６４Ｃ、６４Ｄを順次介して電位データＤ６４ａ、Ｄ６４ｂとして制御部６３に送出する。
【０１７４】
この制御部６３には、照光範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出するための閾値として、上限閾値及び下限閾値が設定されており、制御部６３は、受信部６４から与えられている電位データＤ６４ａ、Ｄ６４ｂにおける双方の電位が、上限閾値と下限閾値との間にある場合に、照明範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出する。
【０１７５】
具体的に先に述べたシミュレーションを例にとれば、電位データＤ６４ａ、Ｄ６４ｂにおける双方の電位が例えば３７[V]の上限閾値と３５[V]の下限閾値との間にある場合、このことは、図１８に示したように、照明灯５２（図１９）のほぼ真下に存在する人体が指差動作を行っている最中であることを意味しており、この場合に、制御部６３は、照光範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出する。
【０１７６】
そして制御部６３は、この検出時にドライブ回路６１Ａが動作していた場合には当該動作を停止するように制御し、これに対して当該検出時にドライブ回路６１Ａが動作していなかった場合には当該動作を開始するように制御する。
【０１７７】
このようにしてモーションキャプチャ照明装置５１は、照明範囲内に存在する人体が当該装置５１を指差した場合における電位変化を検出し、この検出結果に基づいて照光状態（オンオフ）を制御することができるようになされている。
【０１７８】
（３−４）第２の実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、モーションキャプチャ照明装置５１は、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生し、当該準静電界内の所定位置に設けられた２つの受信電極５４、５５から検出される電位を測定する。
【０１７９】
そしてモーションキャプチャ照明装置５１は、これら受信電極５４、５５位置での電位変化として、当該双方の位置での電位変化が上限閾値と下限閾値との間にある場合に、照明範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出し、この検出結果に基づいて照光状態（オンオフ）を制御する。
【０１８０】
従って、このモーションキャプチャ照明装置５１では、物理的なスイッチを要することなく指差動作により照光状態をオン又はオフすることができるため、その分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。
【０１８１】
この場合、このモーションキャプチャ照明装置５１では、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いている分、第１の実施の形態の場合と同様に、従来方式に比して過大な設備を要することなく精度よく動きを検出することができる。これに加えて、このモーションキャプチャ照明装置５１では、冷陰極線管ＣＲの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、上述の第１の実施の形態のように準静電界発生装置２（図５）自体の物理的な構成を回避して小型化を図るとともに利用空間の増大を図ることができる。
【０１８２】
以上の構成によれば、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生し、当該準静電界内における受信電極５４、５５位置での電位変化に基づいて指差動作を検出し、当該検出結果に基づいて照光状態（オンオフ）を制御するようにしたことにより、上述の第１の実施の形態の効果に加えて、物理的なスイッチを要することなく指差動作により照光状態をオン又はオフすることができるためその分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。
【０１８３】
（４）第３の実施の形態
（４−１）第３の実施の形態によるモーションキャプチャ表示装置の全体構成
図２１において、このモーションキャプチャ表示装置１０１は、バックライトに冷陰極線管（図示せず）を有し、当該冷陰極線管に対する発光用駆動電圧を準静電界発生用としても用いて、液晶表示パネルＰＮの点灯と同時に当該表示パネルＰＮから準静電界を発生するようになされている。
【０１８４】
この状態においてモーションキャプチャ表示装置１０１は、液晶表示パネルＰＮ側を前面とする筺体ＫＴの四隅に設けられた各受信電極１０２〜１０５を介して得られる電位変化パターンから人体の腕の動作を検出し、当該検出した動作に予め対応付けられた処理として、例えば電源のオンオフや音量の増減等を実行するようになされている。
【０１８５】
従って、このモーションキャプチャ表示装置１０１では、ユーザの腕の動作を、あたかもリモートコントローラからの操作入力として対応する処理を実行することができるため、当該リモートコントローラを要しない分だけユーザの煩雑さを簡易化することができるようになされている。
【０１８６】
（４−２）モーションキャプチャ表示装置の構成
図２０との対応部分に同一符号を付した図２２に示すように、このモーションキャプチャ表示装置１０１では、制御部１１０がモーションキャプチャ照明装置５１の制御部６３（図２０）とは処理内容が異なる点と、受信部１１１の内部構成がモーションキャプチャ照明装置５１の受信部６４（図２０）に比して受信電極の数に対応して増加している点とを除いて、当該モーションキャプチャ照明装置５１（図２０）と同一構成でなる。
【０１８７】
すなわち照明部６１は、液晶表示パネルＰＮの背後に配置された冷陰極管ＣＲに所定電圧を与えるようにして液晶表示パネルＰＮを点灯するとともに、当該表示装置１０１から所定距離までをユーザの動きを検出するための範囲（以下、これを動き検出範囲と呼ぶ）とする準静電界を、当該冷陰極管ＣＲを中心として周囲等方に発生する。
【０１８８】
この場合、モーションキャプチャ表示装置１０１では、モーションキャプチャ照明装置５１の場合と同様に、変調回路６２を介して重畳する準静電界発生用信号Ｓ６２の周波数として動き検出範囲（当該表示装置１０１からの距離）に対応する周波数、かつ、圧電トランス１１２によって昇圧された駆動用高電圧の周波数（一般に、およそ１００ [kHz]である）よりも低い周波数が選定されている。
【０１８９】
これによりモーションキャプチャ表示装置１０１は、印加電極ＣＲａを中心とした動き検出範囲内において、放射電界及び誘導電磁界の強度よりも優位な強度の準静電界を発生することができるようになされている。
【０１９０】
一方、各受信部１１１は、動き検出範囲の電位を、受信電極１０２、１０３、１０４、１０５に対応するアンプ１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ、１１１Ｄ及びＡＤＣ１１１Ｅ、１１１Ｆ、１１１Ｇ、１１１Ｈを順次介して電位データＤ１１１ａ、Ｄ１１１ｂ、Ｄ１１１ｃ、Ｄ１１１ｄとして制御部１１０に送出する。
【０１９１】
制御部１１０は、各受信部１１１からそれぞれ与えられる電位データＤ１１１ａ〜Ｄ１１１ｄに基づいて、動き検出目的範囲内に存在する人体における腕の所定の動きに対応する電位変化のパターンを検出し、当該検出結果に予め対応付けられた制御対象を制御する制御処理を実行するようになされている。
【０１９２】
具体的に電位変化パターンとしては、図２３に示すように、腕を液晶表示パネルＰＮの右上に近づけたときには、当該右上の受信電極１０２（図２１）に対応する電位データＤ１１１ａ（図２２）の電位は最も低くなる（図２３（Ａ）における〔１〕）。そしてかかる状態時の腕を直下していった場合、当該腕が受信電極１０３（図２１）に近くなるほど、これに応じて受信電極１０２に対応する電位データＤ１１１ａの電位は低くなっていくとともに、当該受信電極１０３に対応する電位データＤ１１１ｂ（図２２）の電位は高くなっていく（図２３（Ａ）における〔２〕）。また腕を液晶表示パネルＰＮの右下で静止しているときには、当該右下の受信電極１０３に対応する電位データＤ１１１ｂ（図２２）の電位は低い状態で維持する（図２３（Ａ）における〔３〕）。
【０１９３】
従って、制御部１１０には、腕を液晶表示パネルＰＮの右上に近づけてから右下に直下している際の動作に対応する電位変化パターン（図２３（Ｂ）におけるｔ１〜ｔ２）を音量ダウンの動作検出用として設定しておくとともに、引き続き右下で腕を静止している動作に対応する時間（図２３（Ｂ）におけるｔ２〜ｔ３）だけ音声増幅部（図示せず）の増幅度を小さくするように設定しておくようにする。
【０１９４】
同様にして、制御部１１０には、図２４（Ａ）に示すように、腕を液晶表示パネルＰＮの右下に近づけたときから右上に直上している際の動作に対応する電位変化パターン（図２４（Ａ）におけるｔ１〜ｔ２）を音量アップの動作検出用として設定しておくとともに、引き続き右上で腕を静止している動作に対応する時間（図２４（Ａ）におけるｔ２〜ｔ３）だけ音声増幅部（図示せず）の増幅度を大きくするように設定しておくようにする。
【０１９５】
また同様にして、図２４（Ｂ）に示すように、腕を液晶表示パネルＰＮの左下に近づけて略平行に右下に移動している際の動作に対応する電位変化パターン（図２４（Ｂ）におけるｔ１〜ｔ２）をチャンネル（テレビ番組）変更の動作検出用として設定しておくとともに、引き続き右下で腕を静止している動作に対応する時間（図２４（Ｂ）におけるｔ２〜ｔ３）だけチャンネル切替部（図示せず）のチャンネルを順次変更するように設定しておくようにする。
【０１９６】
また同様にして、図２４（Ｃ）に示すように、腕を液晶表示パネルＰＮの右下から右上、左上、左下を経由して回転させる動作に対応する電位変化パターンを電源オンオフ検出用として予め設定しておき、このときドライブ回路６１Ａが動作していなかった場合には当該動作を開始し、これに対して動作していた場合には当該動作を停止するように設定しておくようにする。
【０１９７】
この場合、制御部１１０は、受信部１１１からそれぞれ与えられる電位データＤ１１１ａ〜Ｄ１１１ｄの電位を測定し（図２５：ステップＳＰ３１）、当該測定結果が予め設定された電位変化パターン（図２３及び図２４）と一致するか否かを判定し（図２５：ステップＳＰ３２）、当該一致する肯定結果が得られるまで電位データＤ１１１ａ〜Ｄ１１１ｄの電位を測定し続ける。
【０１９８】
そして制御部１１０は、肯定結果が得られた場合、このとき判定した電位変化パターンに対応付けられた制御処理（以下、これを対応制御処理と呼ぶ）を実行し（図２５：サブルーチンＳＲＴ２）、その後再び電位データＤ１１１ａ〜Ｄ１１１ｄの電位の測定を開始するようになされている。
【０１９９】
実際上、制御部１１０は、図２３（Ｂ）に示した電位変化パターンを得た場合（腕を液晶表示パネルＰＮの右上に近づけてから右下に直下した場合）には、対応制御処理として音量逓減処理を実行するようになされており（図２６）、当該電位変化パターンを得た時点（図２３（Ｂ）では時刻ｔ２）での電位データＤ１１１ｂの電位（受信電極１０３（図２１）を介して得られる電位）が、液晶表示パネルＰＮの右下で腕を静止している状態にあるとみなし得る程度の電位変化範囲内であるか否かを判定し（図２６：ステップＳＰ４１）、当該範囲内にない否定結果が得られるまで音声増幅部（図示せず）の増幅度を順次小さくするようになされている（図２６：ステップＳＰ４２）。
【０２００】
また制御部１１０は、図２４（Ａ）に示した電位変化パターンを得た場合（腕を液晶表示パネルＰＮの右下に近づけてから右上に直上した場合）には、対応制御処理として音量逓増処理を実行するようになされており（図２７）、当該電位変化パターンを得た時点（図２４（Ａ）では時刻ｔ２）での電位データＤ１１１ａの電位（受信電極１０２（図２１）を介して得られる電位）が、液晶表示パネルＰＮの右上で腕を静止している状態にあるとみなし得る程度の電位変化範囲内であるか否かを判定し（図２７：ステップＳＰ５１）、当該範囲内にない否定結果が得られるまで音声増幅部（図示せず）の増幅度を順次大きくするようになされている（図２７：ステップＳＰ５２）。
【０２０１】
また制御部１１０は、図２４（Ｂ）に示した電位変化パターンを得た場合（腕を液晶表示パネルＰＮの左下に近づけて略平行に右下に移動した場合）には、対応制御処理としてチャンネル変更処理を実行するようになされており（図２８）、当該電位変化パターンを得た時点（図２４（Ｂ）では時刻ｔ２）での電位データＤ１１１ｂの電位（受信電極１０３（図２１）を介して得られる電位）が、液晶表示パネルＰＮの右下で腕を静止している状態にあるとみなし得る程度の電位変化範囲内であるか否かを判定し（図２８：ステップＳＰ６１）、当該範囲内にない否定結果が得られるまでチャンネル切替部（図示せず）のチャンネルを１チャンネル分だけ順次繰り上げるようにして変更するようになされている（図２８：ステップＳＰ６２）。
【０２０２】
また制御部１１０は、図２４（Ｃ）に示した電位変化パターンを得た場合（腕を液晶表示パネルＰＮの右下から右上、左上、左下を経由して回転させた場合）には、対応制御処理としてドライブ回路切替処理を実行するようになされており、当該電位変化パターンを得た時点でドライブ回路６１Ａ（図２２）が動作していなかった場合には、当該ドライブ回路６１Ａ（図２２）の動作を開始することにより、液晶表示パネルＰＮを点灯させるとともに冷陰極管ＣＲ（図２２）を中心として周囲等方に準静電界を発生させる。
【０２０３】
これに対して制御部１１０は、図２４（Ｃ）に示した電位変化パターンを得た時点でドライブ回路６１Ａ（図２２）が動作していた場合には、当該当該ドライブ回路６１Ａ（図２２）の動作を停止することにより、液晶表示パネルＰＮを消灯させるとともに準静電界の発生を停止させるようになされている。
【０２０４】
このようにして制御部１１０は、予め設定されている電位変化パターンに、各受信部１１１からそれぞれ与えられる電位データＤ１１１ａ〜Ｄ１１１ｄの電位変化パターンが一致した場合には、当該電位変化パターンに対応付けられた制御対象（音声増幅部、チャンネル切替部又はドライブ回路６１Ａ）を制御することができるようになされている。
【０２０５】
（４−３）第３の実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、モーションキャプチャ表示装置１０１は、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生し、当該準静電界内の所定位置に設けられた４つの受信電極１０２、１０３、１０４、１０５から検出される電位を測定する。
【０２０６】
そしてモーションキャプチャ表示装置１０１は、これら受信電極１０２、１０３、１０４、１０５それぞれの位置での電位変化が予め設定された電位変化パターン（図２３（Ｂ）、図２４（Ａ）、（Ｂ）におけるｔ１〜ｔ２及び図２５）であった場合に、対応付けられた動作が行われたことを検出し、この検出結果に基づいて対応する制御対象を制御する。
【０２０７】
従って、このモーションキャプチャ表示装置１０１では、ユーザの腕の動作を、あたかもリモートコントローラからの操作入力として対応する処理を実行することができるため、当該リモートコントローラを要しない分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。
【０２０８】
この場合、このモーションキャプチャ表示装置１０１では、上述の第２の実施の形態の場合と同様に、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いている分、従来方式に比して過大な設備を要することなく精度よく動きを検出することができる。これに加えて、冷陰極線管ＣＲの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、上述の第１の実施の形態のように準静電界発生装置２（図５）自体の物理的な構成を回避して小型化を図るとともに利用空間の増大を図ることができる。
【０２０９】
以上の構成によれば、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生し、当該準静電界内における受信電極１０２、１０３、１０４、１０５それぞれの位置での電位変化に基づいて動作対象の所定の動きを検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行するようにしたことにより、上述の第２の実施の形態の同様の効果を得ることができるとともに、ユーザの腕の動作を、あたかもリモートコントローラからの操作入力として対応する処理を実行することができるため、当該リモートコントローラを要しない分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。
【０２１０】
（５）他の実施の形態
なお上述の第２の実施の形態においては、冷陰極線管ＣＲを用いたインバータ式照明装置から準静電界を発生するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、熱陰極線管を用いたインバータ式照明装置から準静電界を発生するようにしても良い。この場合、上述の第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０２１１】
また上述の第２及び第３の実施の形態においては、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生する準静電界発生手段として、照明部６１に変調回路６２を組み込むことにより照明機能と共用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば上述の第１の実施の形態における準静電界発生装置２を、照明傘５３（図１９）又は液晶表示パネルＰＮ（図２１）の近傍に別途独自に設けるようにしても良い。
【０２１２】
またこの場合、かかる準静電界の発生範囲（第２の実施の形態では照明範囲に相当し、第３の実施の形態では動き検出範囲に相当する）を固定にしたが、本発明はこれに限らず、可変にするようにしても良い。この場合、使用状況等に対応させて適応的に発生範囲を変更して動作対象の動きを検出することができる。
【０２１３】
また上述の第２及び第３の実施の形態においては、準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化に基づいて、準静電界内における動作対象の所定の動きを検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行する制御手段として、当該各位置での電位変化の組み合わせによって得られるパターンを、準静電界内における動作対象の所定の動きとして検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該各位置での個々の電位変化によって得られるパターンを、準静電界内における動作対象の所定の動きとして検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行するようにしても良い。
【０２１４】
さらに上述の第２及び第３の実施の形態においては、モーションキャプチャ照明装置５１及びモーションキャプチャ表示装置１０１に本発明を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばパーソナルコンピュータ等、この他種々の電子機器に本発明を適用することができる。
【０２１５】
この場合、動きに対応付けられた処理としては、上述の第２及び第３の実施の形態では、照明のオンオフ及び表示装置に関する内容であったが、適用する電子機器の処理内容に応じて適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２１６】
本発明は、動作対象の動きをデータとして用いて医療診断、ＣＧやゲームの制作又はＶＲ等で３次元仮想空間内でのプレイヤーの視点制御のための体位動作センシングする場合に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２１７】
【図１】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１）を示すグラフである。
【図２】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（２）を示すグラフである。
【図３】距離判定用準静電界距離スケール（１）の説明に供する略線図である。
【図４】距離判定用準静電界距離スケール（２）を示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態によるモーションキャプチャシステムの全体構成を示す略線図である。
【図６】準静電界発生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】距離判定用信号の生成例を示す略線図である。
【図８】距離判定用装置の構成を示すブロック図である。
【図９】３軸方向の電位差の計測の説明に供する略線図である。
【図１０】距離判定処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】電界強度のシミュレーション結果を示す略線図である。
【図１２】距離の補正の説明に供する略線図である。
【図１３】動作状態検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】位置の算出の説明に供する略線図である。
【図１５】動作状態検出処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】シミュレーション（１）を示す略線図である。
【図１７】シミュレーション（２）を示す略線図である。
【図１８】シミュレーション（３）を示す略線図である。
【図１９】第２の実施の形態によるモーションキャプチャ照明装置の全体構成を示す略線図である。
【図２０】モーションキャプチャ照明装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】第３の実施の形態によるモーションキャプチャ表示装置の全体構成を示す略線図である。
【図２２】モーションキャプチャ表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】腕の上から下への動作に対応する電位変化パターンを示す略線図である。
【図２４】腕の各動作に対応する電位変化パターンを示す略線図である。
【図２５】制御処理手順を示すフローチャートである。
【図２６】音量逓減処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】音量逓増処理手順を示すフローチャートである。
【図２８】チャンネル変更処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２１８】
１……モーションキャプチャシステム、２……準静電界発生装置、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ……準静電界発生用電極、３Ａ〜３Ｇ……距離判定装置、４……動き検出装置、２２……出力調整部、２３……合成部、２４……変調部、２５……出力制御部、３０……プローブ部、３１……電位計測部、３４……距離変換部、４２……位置算出部、４３……角度算出部、４４……動作状態算出部、５１……モーションキャプチャ照明装置、５２……照明灯、５３……照明傘、５４、５５、１０２〜１０５……受信電極、６１……照明部、６２変調回路、６３、１１０……制御部、６４、１１１……受信部、ＣＲ……冷陰極線管、ＰＮ……液晶表示パネル、ＲＴ１……距離判定処理手順、ＲＴ２……動作状態検出処理手順、ＲＴ３……制御処理手順。
【技術分野】
【０００１】
本発明は動き検出装置、動き検出方法及び電子機器に関し、例えばモーションキャプチャに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
モーションキャプチャは、所定空間内での動作対象の動きをデータとして取り込み、当該データを用いてコンピュータ上で動作対象の動きを検出するようにしたものであり、医療診断、ＣＧ（Computer Graphics）やゲームの制作又はＶＲ（Virtual Reality）等で３次元仮想空間内でのプレイヤーの視点制御のための体位動作センシングといった分野において応用されている。
【０００３】
このモーションキャプチャには、動作対象の動きをデータとして取り込む場合、従来の方式として光学式、磁気式及び機械式がある。光学式では、光や赤外線を反射するマーカーを動作対象の所定位置に装着し、当該動作対象の周りに複数配置したカメラ等を介して、動作対象の動きに応じてマーカーで反射する光をデータとして取り込む。そして、取り込んだ各マーカーのデータ（反射光）の集合から動作対象の形を作り出した後に、対応する各マーカーの反射光を追従して、動作対象の動きをデータとして取り込んでいく方式である（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
一方、磁気式では、動作対象の所定位置にコイルを内蔵したセンサを装着し、ある場所から一定の静磁界を発生させ、当該静磁界内で動く動作対象のコイルに生じる電流の強さを測定することにより動きをデータとして取り込む方式である（例えば特許文献２参照）。この磁気式は光学式と同等に広く用いられており、特に光学式と比較して装置の構成が簡易であるため、バーチャルリアリティ等の分野で用いられている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
他方、機械式では、動作対象の関節にロータリーエンコーダを装着し、このロータリーエンコーダに接続されたジャイロで基準の姿勢からの関節の動きをデータとして取りこむ方式である（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００３−３５５１５公報
【特許文献２】特開２００３−８４０５１公報
【特許文献３】電子情報通信学会論文誌 VOL.J81-D-2,NO.10;PAGE.2385-2393
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところでかかる光学式においては、光を用いるため、カメラの撮像空間内にマーカー以外の反射物が存在するとその反射物をマーカーとして誤認識してしまうのみならず、カメラとマーカーとの間が人体等によって遮蔽されるとそのマーカーに反射する反射光を検出できなくなる。さらに複数のカメラを配置して同期処理するため設備や装置が大型化するとともに、常に各カメラのキャリブレーションが必要となり煩雑であった。
【０００７】
一方、磁気式においては、一般に建物内で行うが、当該建物の鉄筋等により動作対象の存在する静磁界内が乱れて当該動作対象の動きをデータとして正確に取りこむことができなくなるため、予め物理的な一定の磁場空間を形成するための設備が必要となる。また動作対象が動く範囲内全てを一定の磁場空間としなければならないため、当該動く範囲に応じて巨大な磁場発生コイルや動作空間を囲む巨大な励磁コイルが必要となり、現実的には利用空間が制約されてしまう。さらに精度の点では電波よりも距離分解能が高いものの十分なものではない。
【０００８】
他方、機械式においては、ロータリーエンコーダやジャイロをケーブルやシャフトで結合するため、装置そのものが重くなると共に動作対象が拘束されるので自然で自由な動き自体を阻害してしまうことから、本来的には動き検出には向かない。また動作対象に装着するジャイロの位置に依存してデータ値が大きく変化してしまうのみならず、当該ジャイロ自体のドリフトにより高精度で動きをトレースすることは困難であった。
【０００９】
このように従来の各種方式によるモーションキャプチャでは、動作対象の動きを検出するための設備などが過大となり、これに起因して当該動きを簡易に検出するにはいまだ不十分であった。
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、動作対象の動きを簡易に検出し得る動き検出装置、動き検出方法及び電子機器を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため本発明は、動き検出装置であって、放射電界及び誘導電磁界が制限されるよう電極に印加すべき信号の出力を調整して準静電界を発生させる準静電界発生手段と、準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化に基づいて、準静電界内における動作対象の動きを検出する動き検出手段とを有する。
【００１２】
また本発明は、動き検出方法であって、放射電界及び誘導電磁界が制限される準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化の組み合わせによって得られるパターンを、準静電界内における動作対象の動きとして検出する。
【００１３】
さらに本発明は、電子機器であって、放射電界及び誘導電磁界が制限されるよう電極に印加すべき信号の出力を調整して準静電界を発生させる準静電界発生手段と、準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化に基づいて、準静電界内における動作対象の動きを検出し、該検出した動きに対応付けられた処理を実行する制御手段とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、準静電界を用いているため、動作対象の動きを検出する際に従来の光学式のようにビデオカメラを要することなく、また従来の磁気式のように動く範囲に応じて巨大な磁場発生コイルや動作空間を囲む巨大な励磁コイルを要することもなく、さらに従来の機械式のように動作対象を拘束することもなく動きを検出することができるとともに、リモートコントローラなどの操作を要することなく動作対象の直接的な動きから動きを検出することができ、かくして動作対象の動きを簡易に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面について本発明を詳述する。
【００１６】
（１）本発明による距離判定手法
本発明は、準静電界が距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いてモーションキャプチャを行う。そこでまず準静電界の性質について説明する。
【００１７】
（１−１）準静電界の性質
電界は、電界発生源からの距離に線形に反比例する放射電界と、電界発生源からの距離の２乗に反比例する誘導電磁界と、電界発生源からの距離の３乗に反比例する準静電界との合成電界として発生している。
【００１８】
これら放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図１に示すような結果となる。但し、図１では、１[MHz]における各電界それぞれの相対的な強度と距離との関係を対数尺度により示している。
【００１９】
図１からも明らかなように、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度が等しくなる距離(以下、これを強度境界点と呼ぶ)が存在する。この場合、強度境界点よりも遠方では放射電界が優位（誘導電磁界や準静電界の強度よりも大きい状態）となり、これに対して強度境界点よりも近傍では準静電界が優位（放射電界や誘導電磁界の強度よりも大きい状態）となる。
【００２０】
ここで、ダイポール（電界発生源）からある距離ｒ[m]だけ隔てた位置での放射電界の強度Ｅθ,radiation、誘導電磁界の強度Ｅθ,ｉnduction及び準静電界の強度Ｅθ,ｑuasielectrostaticはそれぞれ次式
【００２１】
【数１】
【００２２】
として表すことができる。なお、(１)式では、ダイポールにかかる電荷量をｑ[c]、ダイポールの長さをｌ[m]、波数をｋ[1/m]、虚数単位をｊとしている。
【００２３】
そして、かかる強度境界点は、放射電界、誘導電磁界及び準静電界の各強度が一致するという条件から、次式
【００２４】
【数２】
【００２５】
を満たす距離ｒである。つまり、電界発生源から強度境界点までの距離ｒは、次式
【００２６】
【数３】
【００２７】
として表すことができる。
【００２８】
そして、（３）式における波数ｋ[1/m]は、真空中の光速をｃ[m/s](ｃ＝３×１０８)とし、周波数をｆ[Hz]とすると次式
【００２９】
【数４】
【００３０】
として表すことができることから、強度境界点は、（３）式に（４）式を代入して整理した次式
【００３１】
【数５】
【００３２】
として表すことができる。
【００３３】
この（５）式からも分かるように、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間を広くする場合には周波数が密接に関係しており、低い周波数であるほど、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間が大きくなる。（即ち、図１に示した強度境界点までの距離は、周波数が低いほど長くなる（つまり右に移ることになる）。これに対して高い周波数であるほど、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間が狭くなる（即ち、図１に示した強度境界点までの距離は、周波数が高いほど短くなる（つまり左に移ることになる））。
【００３４】
例えば１[MHz]を選定した場合、上述の(５)式によれば、図１において対数尺度で示した距離を真数尺度に置き換えて示す図２からも明らかなように、電界発生源から２[m]地点までの空間における準静電界の強度は、誘導電磁界に比しておよそ１３[dB]大きくなる。従ってこの空間内では、誘導電磁界及び放射電界の影響を実質上受けることなく準静電界が検出できるようになる。
【００３５】
（１−２）準静電界を用いた距離判定手法
上述したような準静電界の性質を利用して、例えば図３に示すように、電界発生源から０．０１[m]までの範囲（即ち電界発生源からの距離）には１[MHz]でなる周波数を基準周波数として対応付け、また０．０１[m]ごとに広くなる範囲には順位低い周波数をそれぞれ対応付けるようにし、当該割り当てた各周波数の合成結果に応じた準静電界を送信機ＴＸから発生するようにしておく。そして、かかる周波数と距離との関係をテーブル(以下、これを周波数距離テーブルと呼ぶ)として予め受信機ＲＸに保持させておく。
【００３６】
この図３において、送信機ＴＸからｄ[m]の地点に存在する受信機ＲＸは、０．０１〜（ｄ−０．０１）[m]までの各周波数ｆ１〜ｆ（ｉ−１）[MHz]に応じて振動する準静電界を受信できるが、これに対してｄ[m]以降の各周波数ｆｉ[MHz] 〜ｆｎに対応する準静電界については受信できないこととなる。従ってこの場合、受信機ＲＸは、受信結果に対して例えばＦＦＴ(Fast Fourier Transform)等の周波数分析処理を施して受信周波数を検出すれば、当該検出した受信周波数と周波数距離テーブルとを用いて、送信機ＴＸからから自身までの距離（ｄ[m]）を決定することができる。
【００３７】
このようにして本発明は距離を決定する際の指標として、電界発生源からの到達距離にそれぞれ対応付けられた複数の周波数の合成結果に応じて振動する準静電界（以下、これを準静電界距離スケールと呼ぶ）を発生し、当該準静電界距離スケールの受信結果（受信周波数）から距離を決定する。
【００３８】
しかしこの場合、高い周波数であるほど準静電界が優位となる空間が狭くなる（即ち、図２について上述した強度境界点が左上に移ることになる）ため、高い周波数に対応する範囲の末端付近では、基準周波数に対応する範囲（距離）における準静電界と誘導電磁界との強度差（１３[dB]）に比して小さくなってしまうことから、準静電界距離スケールの強度が不安定となり、ひいては距離の決定指標となる準静電界距離スケールの信頼性が損なわれてしまう。
【００３９】
この場合に、１[MHz]の周波数に対応する範囲（電界発生源から０．０１[m]）での強度に、１[MHz]以上の各周波数にそれぞれ対応する強度境界点の強度が一致するように出力を調整すれば、準静電界距離スケールの強度が安定となるため、距離の決定指標となる準静電界距離スケールの信頼性が確保されることとなる。
【００４０】
また、先に述べたとおり準静電界の強度の変化は距離の３乗に反比例するが、図２に示したグラフからも明らかに分かる。この場合、最も強度変化の小さい各距離（図４では送信機ＴＸから１[m]の距離（最外周）と、図示していないが送信機ＴＸから０．９９[m]の距離である）に対応する各周波数（図４では周波数ｆｎと、図示していないが周波数ｆ（ｎ−１）である）の準静電界を受信機ＴＸが識別できるようにすれば、距離の決定指標となる準静電界距離スケールの信頼性がより確保されることとなる。
【００４１】
ここで、かかる準静電界距離スケールを発生するための条件を決定するための手法について説明する。
【００４２】
（１−３）準静電界距離スケールの発生条件
すなわち、電界発生源としての電極に正弦波信号を出力し、当該電極から正弦波信号の周波数に応じて振動する準静電界を発生する場合、当該出力を調整するための係数(以下、これを出力調整係数と呼ぶ)をＡ(r)とすると、電極から距離ｒ[m]での準静電界の強度Ｅ(r)は、次式
【００４３】
【数６】
【００４４】
として表すことができる。この(６)式の距離ｒを、強度境界点に関する上述の（５）式に従って変形すると、次式
【００４５】
【数７】
【００４６】
として表すことができる。
【００４７】
そして、上述したように、１[MHz]の周波数に対応する距離（電極（電界発生源）０．０１[m]）での強度に、１[MHz]以上の各周波数ｆ(r)にそれぞれ対応する強度境界点の強度が一致するように、当該周波数ｆ(r)を決めれば良いことから、次式
【００４８】
【数８】
【００４９】
が成り立ち、この(８)式を整理すると、次式
【００５０】
【数９】
【００５１】
となる。この(９)式を用いて、距離ｒに対応する周波数ｆ(r)の正弦波で変化する信号を出力する際の出力係数Ａ(r)を決定することができる。
【００５２】
また、電極（電界発生源）から０．０１[m]ごとの各距離ｒにそれぞれ対応する各周波数ｆ(r)については、次式
【００５３】
【数１０】
【００５４】
と表すことができ、この(１０)式の出力係数Ａ(r)を、上述の（９）式に従って変形すると、次式
【００５５】
【数１１】
【００５６】
となり、この(１１)式を整理した次式
【００５７】
【数１２】
【００５８】
を用いて決定することができる。
【００５９】
さらに、最も強度変化の小さい各距離にそれぞれ対応する各周波数の周波数差については、上述したように送信機ＴＸから０．９９[m]の距離及び１[m]の距離にそれぞれ対応する各周波数差であるから、次式
【００６０】
【数１３】
【００６１】
のように、各距離（０．９９[m]と１[m]）をそれぞれ（１２）式に代入した結果得られる値を差し引くことによって、当該周波数差の限界値を決定することができる。
【００６２】
このようして決定された上述の各条件に基づいて発生される準静電界距離スケールをグラフ化すると図４に示すような結果となる。但し、図４では、見易くするため、０．０１[m]ごとの距離すべてではなく所定の距離（0.01[m],0.2[m],0.4[m],0.6[m],0.8[m],1[m]）に対応する準静電界のみを示し、また図４（Ａ）では縦軸(電界強度)を、図４（Ｂ）では縦軸(電界強度)及び横軸(距離)を対数尺度により示している。この図４からも明らかなように、準静電界の電界強度を所定の基準である例えば強度境界点に一定となる準静電界距離スケールを発生すれば、周波数によって到達距離を正確に制御することができるようになる。
【００６３】
なお、電界発生電極から０．０１[m]間隔ごとの各距離に対応付けられた各周波数の準静電界距離スケールを発生する場合(図３及び図４)について上述したが、どの程度の間隔ごとに準静電界を発生するか否かについては、実際には受信機ＲＸ（図３）における性能（受信感度）等を考慮して選定される。この場合、かかる選定結果に基づいて（９）式、(１２)式及び(１３)式を導いたうえで、信頼性の有する準静電界距離スケールの発生条件として出力調整係数、周波数及び最も強度変化の小さい各距離にそれぞれ対応する各周波数の周波数差がそれぞれ決定される。
【００６４】
以上までの事項をまとめると、本発明は、発生側では、準静電界が距離に対して極めて高い分解能を有することを利用して、複数の周波数にそれぞれ対応する各距離において放射電界及び誘導電磁界に比して大きい強度が得られる準静電界距離スケールを発生し、受信側では、当該準静電界距離スケールの検出結果（検出周波数）と周波数距離テーブルとに基づいて当該発生源からの距離を決定する。そして本発明は、かかる距離判定手法を用いてモーションキャプチャを行うようにする。この場合、動作対象の動きを検出するための資料（準静電界）空間を作る直接的な設備が過大とはならないため、簡易に動きを検出することができることとなる。
【００６５】
（２）本実施の形態
以下、本実施の一形態として第１の実施の形態と、第２の実施の形態とを説明する。
【００６６】
（２−１）第１の実施の形態によるモーションキャプチャシステムの全体構成
図５において、第１の実施の形態によるモーションキャプチャシステム１を示し、準静電界発生装置２と、複数の距離判定装置３（３Ａ〜３Ｇ）と、動き検出装置４とによって構成されており、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇと動き検出装置４との間において、例えばＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11b方式に準拠した無線ＬＡＮ通信により相互に情報を送受信するようになされている。
【００６７】
準静電界発生装置２は、例えば動作対象としての人体の周囲に設けられており、当該準静電界発生装置２には電界発生源としての電極２Ａ〜２Ｃが互いに異なる所定位置に配置されている。
【００６８】
そして準静電界発生装置２は、上述の準静電界距離スケール生成手法によって決定された各条件に基づいて、複数の周波数にそれぞれ対応する各距離において放射電界及び誘導電磁界よりも優位な強度が得られるように、同等の準静電界距離スケール（即ち図４で示したような準静電界距離スケール）ＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃを対応する電界発生電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃから単位時間ごとに順次発生するようになされている。
【００６９】
各距離判定装置３Ａ〜３Ｇは、人体における関節等の所定位置に設けられており、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇの内部メモリには、準静電界発生装置２から発生される準静電界距離スケールＳＫに対応する周波数距離テーブルが記憶保持されている。因みに、この周波数距離テーブルは、上述したように、複数の周波数にそれぞれ対応する各距離において所定の強度が得られる準静電界(即ち準静電界距離スケールＳＫ)における周波数と距離との関係を表したものである。
【００７０】
そして各距離判定装置３Ａ〜３Ｇは、準静電界発生装置２から順次発生される準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃを１単位として処理するようになされており、当該準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃの受信結果からその電界強度及び受信周波数を検出し、当該検出した受信周波数から、静電界発生装置２との間の距離を周波数距離テーブルを参照して判定する。
【００７１】
この後、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇは、かかる検出結果（電界強度）及び判定結果（距離）を、動作状態の検出指標の情報（以下、これを状態検出指標情報と呼ぶ）ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃとして生成し、当該状態検出指標情報ＤＳを動き検出装置４に送信するようになされている。
【００７２】
動き検出装置４は、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇから送信される状態検出指標情報ＤＳごとに処理するようになされている。
【００７３】
この場合、動き検出装置４は、所定位置において人体が基準姿勢の状態のとき、その人体に設けられた各距離判定装置３Ａ〜３Ｇから送信される状態検出指標情報ＤＳ（ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃ）の電界強度及び距離に基づいて距離判定装置３Ａ〜３Ｇそれぞれの位置及び角度を算出し、当該位置及び角度の組み合わせを基準姿勢状態情報（初期設定値）として内部メモリに記憶保持する初期処理を実行する。
【００７４】
この状態において動き検出装置４は、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇから送信される状態検出指標情報ＤＳ（ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃ）の電界強度及び距離に基づいて初期処理の場合と同様にして算出した位置及び角度について、基準姿勢状態情報の対応する位置及び角度との変化量（即ち動作量）を算出する。
【００７５】
そして動き検出装置４は、この変化量と基準姿勢状態情報とに基づいて所定の画像処理を実行して、基準姿勢から所定動作後の動作姿勢の状態を画像情報（以下、これを動作状態画像情報と呼ぶ）として生成し、これを例えば外部の表示部（図示せず）に出力表示する。
【００７６】
このようにしてモーションキャプチャシステム１は、所定空間内での動作対象たる人体の動きを検出し、この検出結果を例えば視覚的情報として提供することができるようになされている。
【００７７】
なお、このモーションキャプチャシステム１では、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇごとに固有の識別ＩＤを割り当て、当該識別ＩＤに基づいて距離判定装置３Ａ〜３Ｇに起因する各種情報に対する処理を実行するようになされている。
【００７８】
また、このモーションキャプチャシステム１では、準静電界発生装置２から発生する準静電界（準静電界距離スケールＳＫ）については、通常の無線ＬＡＮで用いられる周波数帯域よりも十分に低い周波数を用いるとともに、放射電界及び誘導電磁界よりも優位な強度が得られるようにしているため、当該無線ＬＡＮとの混信を確実に回避することができるようになされている。
【００７９】
（２−２）準静電界発生装置の構成
図６に示すように、準静電界発生装置２は、互いに異なる低周波数からなる複数の正弦波信号を生成する信号生成源２１を有し、この信号生成源２１から与えられる各正弦波信号を合成部２２を介して合成する。
【００８０】
そして準静電界発生装置２は、かかる合成部２２での合成結果に対してＩＤ(IDentifier)変調部２３で所定の変調処理を施し、当該変調結果を準静電界距離スケール発生用の信号（以下、これを距離判定用信号と呼ぶ）ＤＷとして出力調整部２４を介して電界発生電極２Ａ、２Ｂ又は２Ｃに出力する。
【００８１】
ここで、信号生成源２１における各正弦波信号の周波数は、予め上述の(１２)式及び(１３)式に従って算出された値にそれぞれ設定されている。また出力調整部２４においては、予め上述の（９）式に従って算出された出力係数が設定されており、ＩＤ変調部２３から与えられる距離判定用信号ＤＷの各正弦波周波数に対応する出力係数で出力調整するようになされている。
【００８２】
従って、準静電界発生装置２は、図３及び図４について上述したように、距離判定用信号ＤＷの各正弦波周波数に応じて振動する準静電界を、距離の決定指標となる信頼性の高い準静電界スケールＳＫ（図５）として電界発生電極２Ａ、２Ｂ又は２Ｃから発生することができるようになされている。
【００８３】
かかる構成に加えて、準静電界発生装置２の出力制御部２５は、出力調整部２４から出力される距離判定用信号ＤＷの出力先を単位時間ごとに順次切替制御するとともに、当該出力先の電界発生電極２Ａ、２Ｂ又は２Ｃに対応付けられた固有のＩＤ（以下、これを発生場所識別ＩＤと呼ぶ）を用いて変調処理を行うようにＩＤ変調部２３を制御する。
【００８４】
従って、準静電界発生装置２は、例えば図７に示すように、発生場所識別ＩＤによって識別された距離判定用信号ＤＷａ、距離判定用信号ＤＷｂ、距離判定用信号ＤＷｃを、対応する電界発生電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃ（図５）から、単位時間ごとに時分割的に静電界スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃ（図５）として発生することができるようになされている。
【００８５】
この場合、準静電界発生装置２は、準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃを受信する各距離判定装置３Ａ〜３Ｇに対して、いずれの電界発生電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃから発生されたものであるかを認識させ、当該距離判定装置３で誤った距離が判定されるといった事態等を未然に防止することができるようになされている。
【００８６】
このようにして準静電界発生装置２は、各電界発生電極２Ａ〜２Ｃから準静電界距離スケールＳＫａ〜ＳＫｃを発生することができるようになされている。
【００８７】
（２−３）距離判定装置の構成
各距離判定装置３Ａ〜３Ｇは、それぞれ同一の構成であるため、ここでは人体の頭部に設けられた距離判定装置３Ａの構成についてのみ説明する。
【００８８】
図８に示すように、距離判定装置３Ａは、互いに直交するｘ軸方向の受信電極３０Ａ及び３０Ｂ、ｙ軸方向の受信電極３０Ｃ及び３０Ｄ、ｚ軸方向の受信電極３０Ｅ及び３０Ｆからなるプローブ部３０（図９）を有し、当該プローブ部３０には、これら３軸の成分別の電界強度を計測する電位計測部３１（図８）が接続される。
【００８９】
電位計測部３１は、３軸の受信電極間Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆにおける電位差ＶＡ−Ｂ、ＶＣ−Ｄ、ＶＥ−Ｆを対応する電位計３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃにより計測し、この計測結果を信号（以下、これを電位差信号と呼ぶ）Ｓ３１ａ、Ｓ３１ｂ、Ｓ３１ｃとしてＡ／Ｄ変換部３２及び復調部３３に送出する。
【００９０】
Ａ／Ｄ変換部３２は、電位差信号Ｓ３１Ａ、Ｓ３１Ｂ、Ｓ３１Ｃを対応するＡＤＣ(Analog Digital Converter)３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを介して電位差データＤ３２Ａ、Ｄ３２Ｂ、Ｄ３２Ｃとして生成し、当該電位差データＤ３２ａ、Ｄ３２ｂ、Ｄ３２ｃを距離変換部３４に送出する。
【００９１】
一方、復調部３３は、電位差信号Ｓ３１Ａ、Ｓ３１Ｂ、Ｓ３１Ｃに対して所定の復調処理を施すことにより準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃに重畳された発生場所識別ＩＤＤ３３(図７)を抽出し、これを距離変換部３４に送出する。
【００９２】
この発生場所識別ＩＤＤ３３は、準静電界発生装置２から単位時間ごとに順次発生される準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃから抽出されたものであるため、Ａ／Ｄ変換部３２から与えられる電位差データＤ３２がいずれの電界発生電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃ（図５）から発生された準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃに基づく計測結果であるかを表す情報となる。
【００９３】
距離変換部３４は、かかる発生場所識別ＩＤＤ３３に基づいて、電界発生電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃから順次発生される準静電界距離スケールＳＫ、ＳＫｂ、ＳＫｃを１単位として、図９に示す処理手順に従って距離判定処理を実行する。
【００９４】
すなわち距離変換部３４は、ＡＤＣ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃから与えられる電位差データＤ３２ａ、Ｄ３２ｂ、Ｄ３２ｃの電位差ＶＡ−Ｂ、ＶＣ−Ｄ、ＶＥ−Ｆと、予め設定された３軸の受信電極間Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆの距離ｄとを用いて、次式
【００９５】
【数１４】
【００９６】
に従ってｘ軸成分の電界強度Ｅｘ、ｙ軸成分の電界強度Ｅｙ、ｚ軸成分の電界強度Ｅｚを算出し（図１０：ステップＳＰ１）、これら算出結果を用いて、次式
【００９７】
【数１５】
【００９８】
に従って合成するようにして、このとき位置するプローブ部３０（図９）での電界強度Ｅを算出する（図１０：ステップＳＰ２）。
【００９９】
次いで距離変換部３４は、この電界強度Ｅに対して、ＦＦＴ処理を施すことにより周波数別の電界強度を算出するようにして受信周波数を検出し（図１０：ステップＳＰ３）、当該検出した受信周波数に対応する電界発生電極２Ａ、２Ｂ又は２Ｃとの間の距離を、図４について上述した場合と同様に周波数距離テーブルを参照して判定する（図１０：ステップＳＰ４）。
【０１００】
そして距離変換部３４は、この判定結果（距離）と、ｘ軸の電界強度Ｅｘ、ｙ軸の電界強度Ｅｙ及びｚ軸の電界強度Ｅｚとを、このとき復調部３３から与えられる発生場所識別ＩＤＤ３３が第１の発生場所識別ＩＤ（図７）であった場合には状態検出指標情報ＤＳａとして生成する（図１０：ステップＳＰ５）。
【０１０１】
なお、距離変換部３４は、かかる発生場所識別ＩＤが第２の発生場所識別ＩＤ（図７）であった場合には状態検出指標情報ＤＳｂとして、また発生場所識別ＩＤが第３の発生場所識別ＩＤ（図７）であった場合には状態検出指標情報ＤＳｃとして生成するようになされている。
【０１０２】
ここで、人体の比誘電率は空気の比誘電率に比して格段に大きいため、図１１に示すシミュレーション結果からも明らかなように、人体の所定部位の距離判定装置３Ａ、３Ｂ、……又は３Ｇ（図１１（Ａ）中の黒丸）における電界強度（｜Ｅ｜＝1.224e+001[V/m]）は、当該人体の存在によりひずみが生じてしまうため、その分だけ、人体が存在しない場合における同一位置（図１１（Ｂ）中の黒丸）での電界強度（｜Ｅ｜＝2.479e+001[V/m]）に比して小さくなる。このことは、距離変換部３４において周波数距離テーブルに基づいて判定された距離が実際の距離よりも大きくなってしまうことを意味する。
【０１０３】
この場合、図１２に示すように、距離変換部３４が準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃの受信結果から決定した距離ｒａ、ｒｂ、ｒｃは、そのうち１つだけが実際の距離Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃに比して大きくなることはありえず、それぞれ同程度の誤差が生じることとなる。
【０１０４】
そこで距離変換部３４は、かかる誤差の平均値を予め設定しておき、静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃの受信結果から距離ｒａ、ｒｂ、ｒｃを決定した段階で、当該平均値をｅとすると、次式
【０１０５】
【数１６】
【０１０６】
に従って距離Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃに補正する。これにより距離変換部３４は、動作状態（位置及び角度）の検出指標として信頼性の高い状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃを生成することができるようになされている。この後、距離変換部３４は、かかる状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃを無線ＬＡＮ通信部３５を介して動き検出装置４に送信する。
【０１０７】
このようにして距離判定装置３Ａ（３Ｂ〜３Ｇ）は、準静電界発生装置２から発生される準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃの受信結果に基づいて、電界強度及び距離を状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃとして動き検出装置４に送信することができるようになされている。
【０１０８】
（２−４）動き検出装置の構成
動き検出装置４は、各距離判定装置３Ａ〜３Ｇごとに処理するが、当該処理は同一の内容であるため、ここでは距離判定装置３Ａの処理内容についてのみ具体的に説明する。
【０１０９】
図１３に示すように、動き検出装置４は、距離判定装置３Ａから送信される状態検出指標情報ＤＳ（ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃ）を無線ＬＡＮ通信部４１を介して受信し、これを位置算出部４２及び角度算出部４３に送出する。
【０１１０】
位置算出部４２は、この状態検出指標情報ＤＳ（ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃ）に基づいて、図１４に示すように、電界発生用電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃを中心とした各半径Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃの球の球面の交点、すなわち距離検出装置３Ａにおけるプローブ部３０の中心ＣＮＴ（図９）を算出する。
【０１１１】
具体的には、予め設定された電界発生用電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃの座標を（ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ）、（ｘＢ,ｙＢ,ｚＢ）、（ｘＣ,ｙＣ,ｚＣ）とし、プローブ部３０の中心ＣＮＴ（図９）の座標を（ｘ,ｙ,ｚ）とすると、状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの距離は半径Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ（図１４）であることから、次式
【０１１２】
【数１７】
【０１１３】
に従って、プローブ部３０における中心ＣＮＴの位置（ｘ,ｙ,ｚ）を算出することができる。なお、この（１７）式に従って算出される値は２つ存在するが、このうち一方の値については、当該位置（ｘ,ｙ,ｚ）とは明らかに異なるため、位置算出部４２では、なんら問題なく、他方の値を中心ＣＮＴの位置（ｘ,ｙ,ｚ）として採用することができる。
【０１１４】
そして位置算出部４２は、かかる（１７）式に従って算出した位置（ｘ,ｙ,ｚ）を位置データＤ４３として動作状態算出部４４に送出する。
【０１１５】
角度算出部４３は、無線ＬＡＮ通信部４１から与えられる状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの電界強度Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚの各値の相違から、プローブ部３０（図９）における角度を算出し、これを角度データＤ４３として動作状態算出部４４に送出する。
【０１１６】
具体的には、図９に示した電極の向きを基準として、プローブ部３０での水平角をαとし、仰角をβとすると、かかる電界強度Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚは、次式
【０１１７】
【数１８】
【０１１８】
の関係式として表すことができ、当該関係式を水平角α、仰角βについて解くと、次式
【０１１９】
【数１９】
【０１２０】
として表すことができる。
【０１２１】
従って、角度算出部４３は、かかる(１９)式により、状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの電界強度Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚの各値の相違から、プローブ部３０（図９）における角度（水平角α、仰角β）を算出することができるようになされている。
【０１２２】
動作状態算出部４４は、位置算出部４２から与えられる位置データＤ４３の位置（ｘ,ｙ,ｚ）について、初期処理により内部メモリに予め記憶保持しておいた基準姿勢状態情報（距離判定装置３Ａ〜３Ｇそれぞれの位置及び角度の組み合わせ）のうち対応する位置との変化量（即ち動作量）を算出する。
【０１２３】
そして動作状態算出部４４は、角度算出部４３から与えられる角度データＤ４３の角度（水平角α、仰角β）についても、基準姿勢状態情報のうち対応する角度との変化量（即ち動作量）を算出する。
【０１２４】
同様に動作状態算出部４４は、距離判定装置３Ａとほぼ同時期に各距離判定装置３Ｂ〜３Ｇからそれぞれ送信される状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃに基づいて算出した距離判定装置３Ｂ〜３Ｇごとの位置及び角度についても、基準姿勢状態情報のうち対応する位置及び角度との変化量（即ち動作量）を算出する。
【０１２５】
この後、動作状態算出部４４は、これら距離判定装置３Ａ〜３Ｇそれぞれの位置及び角度の変化量（即ち動作量）に基づいて所定の画像処理を実行し、基準姿勢から所定動作後の動作姿勢の状態を動作状態画像情報を生成し、これを例えば外部の表示部（図示せず）に出力表示するようになされている。
【０１２６】
かかる構成に加えてこの動作状態算出部４４は、基準姿勢状態情報に対する変化量（動作量）を算出する前に、距離判定装置３Ａ〜３Ｇそれぞれの位置データＤ４３に基づいて、当該距離検出装置３Ａ〜３Ｇ相互間の直線距離を算出し、これら直線距離を、基準姿勢状態情報における距離判定装置３Ａ〜３Ｇそれぞれの位置（初期設定値）に基づいて予め算出された対応する距離検出装置３Ａ〜３Ｇ相互間の直線距離（以下、これを基準距離と呼ぶ）と比較し、その比較結果が所定の上限閾値から下限閾値の範囲内であるか否かを決定するようになされている。
【０１２７】
この直線距離及び基準距離は、所定位置に設けられた距離判定装置３Ａ〜３Ｇ相互間の距離であるため、人体そのものは伸縮自在ではないことから本来一致する値となる。従って、直線距離と基準距離との比較結果（差異）が上限閾値から下限閾値の範囲内でなかった場合には、所定部位に設けられた距離判定装置３Ａ〜３Ｇ相互間の距離が伸縮していることとなり、何らかの原因によりこのとき距離判定装置３について算出した位置が誤算出されていることを意味する。
【０１２８】
従って動作状態算出部４４は、比較結果が所定の上限閾値から下限閾値の範囲内でなかった場合には、当該範囲内でなかった直線距離に対応する距離判定装置３の位置を、当該範囲内となるように補正した後、動作状態画像情報を生成するようになされている。これにより動作状態算出部４４は、動作状態画像情報の出力表示結果を視覚的に違和感のない状態で提供することができるようになされている。
【０１２９】
ここで、かかる動き検出装置４の動作状態検出処理は、図１５に示す動作状態検出処理手順に従って実行される。
【０１３０】
すなわち動き検出装置４は、この動き検出処理手順ＲＴ２（図１５（Ａ））の開始ステップＳＰ１０から入り、次のサブルーチンＳＲＴのステップＳＰ２１（図１５（Ｂ））において各距離検出装置３Ａ〜３Ｇからそれぞれ送信される状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃを受信することにより取得し、ステップＳＰ２２において当該状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの距離に基づいて距離検出装置３Ａ〜３Ｇごとにプローブ部３０の中心ＣＮＴ（図９）位置を算出し、ステップＳＰ２３において当該状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの３軸分の電界強度に基づいて距離検出装置３Ａ〜３Ｇごとに角度を算出する。
【０１３１】
そして動き検出装置４は、ステップＳＰ２４において、ステップＳＰ２２及びステップＳＰ２３でそれぞれ算出した位置及び角度の組み合わせを基準姿勢状態情報（初期設定値）として保持し、ステップＳＰ２５において各距離検出装置３Ａ〜３Ｇ相互間の直線距離を基準距離として保持する。
【０１３２】
この後、動き検出装置４は、メインルーチンである動き検出処理手順ＲＴ２のステップＳＰ１１（図１５（Ａ））に移って通常の処理を実行するようになされており、このステップＳＰ１１から続くステップＳＰ１２及びステップＳＰ１３を経て、上述のステップＳＰ２１〜ＳＰ２３と同様にして距離検出装置３Ａ〜３Ｇごとに位置及び角度を算出する。
【０１３３】
そして動き検出装置４は、ステップＳＰ１４において、このとき算出した距離検出装置３Ａ〜３Ｇごとの位置を必要に応じて補正し、ステップＳＰ１５において、距離検出装置３Ａ〜３Ｇの位置及び角度それぞれについて、サブルーチンＳＲＴで内部メモリに記憶保持した基準姿勢状態情報の対応する位置及び角度との変化量（即ち動作量）を算出することにより、各距離検出装置３Ａ〜３Ｇが配置された人体の動作状態を動作状態画像情報として生成し、これを外部の表示部（図示せず）に出力表示した後にステップＳＰ１１に戻って上述の処理を繰り返すようになされている。
【０１３４】
このようにして動き検出装置４は、距離判定装置３Ａ（３Ｂ〜３Ｇ）から送信される状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃに基づいて、当該距離判定装置３Ａ（３Ｂ〜３Ｇ）が配置された部位の位置及び角度から動きを検出することができるようになされている。
【０１３５】
この場合、動き検出装置４は、位置のみならず角度をも考慮して動きを検出していることにより、例えば人体がその頭部位置を変えることなく回っていた場合であっても、当該頭部に配置された距離検出装置３の状態検出指標情報ＤＳに基づいて検出することができ、また例えば所定の関節位置が変わることなく、その関節の曲がっていた（又は伸ばされた）場合であっても、当該関節に配置された距離検出装置３の状態検出指標情報ＤＳに基づいて検出することができるようになされている。
【０１３６】
（２−５）第１の実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、モーションキャプチャシステム１は、識別指標である発生場所識別ＩＤによって区別された準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃを、準静電界発生装置２の３つの電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃから単位時間ごとに順次発生する。
【０１３７】
この状態においてモーションキャプチャシステム１は、動作対象（人体）に設けられた距離判定装置３Ａ〜３Ｇごとに、準静電界距離スケールＳＫａ、ＳＫｂ、ＳＫｃの受信周波数に基づいて電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃまでの距離をそれぞれ判定し、当該判定した各距離を状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃとして動き検出装置４に通知する。
【０１３８】
そしてモーションキャプチャシステム１は、距離判定装置３Ａ〜３Ｇごとに、当該距離判定装置３により通知される状態検出指標情報ＤＳａ、ＤＳｂ、ＤＳｃの各距離に基づいて位置を算出し、当該算出した位置と予め保持された基準位置との変化量を動作対象の動き量として検出する。
【０１３９】
従って、このモーションキャプチャシステム１では、準静電界を用いているため、動作対象の動きを検出する際に従来の光学式のようにビデオカメラを要することなく、また従来の磁気式のように動く範囲に応じて巨大な磁場発生コイルや動作空間を囲む巨大な励磁コイルを要することもなく、さらに従来の機械式のように動作対象を拘束することもなく動きを検出することができる。これに加えて、このモーションキャプチャシステム１では、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いて動きを検出しているため、当該距離判定装置３Ａ〜３Ｇにより距離を高精度に判定することができ、ひいては動作対象の動き量を高精度に検出することができる。
【０１４０】
またこのモーションキャプチャシステム１では、準静電界発生装置２を照明などに組み込むことができるため（後述する）、準静電界発生装置２を設けることに起因して利用空間が制約されることもなく、設備の物理的な大型化をも回避することができる。
【０１４１】
以上の構成によれば、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を少なくとも２以上の電界発生源から発生し、動作対象において受信された当該準静電界の受信周波数に基づく距離からその距離判定装置の位置を算出し、当該算出した位置と予め保持された基準位置との変化量を動作対象の動き量として検出するようにしたことにより、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いている分、従来方式に比して過大な設備を要することなく精度よく動きを検出することができ、かくして動作対象の動きを簡易に検出することができる。
【０１４２】
（２−６）他の実施の形態
なお上述の第１の実施の形態においては、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を少なくとも２以上の電界発生源から発生する準静電界発生装置（準静電界発生手段）として、３つの電極２Ａ、２Ｂ、２Ｃから動作対象に設けられた複数の受信対象（距離判定装置３Ａ〜３Ｇ）に対して単位時間ごとに順次準静電界距離スケールを発生するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、互いに位置の異なる２つの電界発生源から複数の受信対象（距離判定装置３Ａ〜３Ｇ）に対して単位時間ごとに順次準静電界距離スケールを発生するようにしても良い。この場合、上述の第１の実施の形態の場合と同様にして、動作対象の動きを２次元的に検出することができる。
【０１４３】
またこの場合、互いに位置の異なる２つの電界発生源を設けなくとも、例えば、１つの電界発生源を移動自在に設け、単位時間ごとに互いに異なる所定の発生位置に順次移動して発生するようにしても良い。
【０１４４】
またこの場合、少なくとも互いに位置の異なる２つの電界発生源から準静電界距離スケールを発生していれば、単位時間ごとに順次発生せずに同時期に常時発生するようにしても良く、また複数の受信対象（距離判定装置３Ａ〜３Ｇ）に対して発生せずに１つの受信対象に対して発生するようにしても良い。このようにしても上述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４５】
さらにこの場合、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を、当該複数周波数にそれぞれ対応する各距離において所定の強度が得られるように準静電界距離スケールとして発生するようにしたが、当該準静電界距離スケールの発生条件に従って準静電界を発生する必要はなく、他の手法による条件に従って準静電界を発生しても良く、あるいは、単に、互いに異なる複数の周波数からなる準静電界を発生するようにしても良い。このようにしても上述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４６】
また上述の第１の実施の形態においては、少なくとも２以上の発生位置から発生される、識別指標によって区別された複数周波数からなる準静電界を受信する受信手段として、３軸方向における成分別電界強度を取得し、当該取得した成分別電界強度から受信周波数を検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば単に１つの平板電極から得られる電界強度から受信周波数を検出するようにしても良い。この場合、モーションキャプチャシステム１では、角度を検出できないものの、位置については上述の第１の実施の形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
またこの場合、受信手段の受信手法として、図９に示したプローブ部３０、電位計測部３１及びＡ／Ｄ変換部３２を順次介して得られる３軸方向の各電位差に基づいて、距離判定部３４が３軸方向における成分別電界強度を算出し、プローブ部３０（図９）での電界強度を算出し、当該電界強度からＦＦＴ処理により受信周波数を検出するようにしたが、この他種々の手法により受信周波数を検出するようにしても良い。
【０１４８】
さらに上述の第１の実施の形態においては準静電界の受信周波数に基づいて各発生位置までの距離をそれぞれ判定する判定手段として、周波数距離テーブルを参照して判定するようにしたが、本発明はこれに限らず、この他種々の手法により判定することができる。
【０１４９】
またこの場合、準静電界の受信周波数に基づいて各発生位置までの距離をそれぞれ判定した際に、当該判定した各距離について、動作対象に起因して生じる成分別の電界強度の歪みに相当する距離分を補正する手法として、予め設定された当該歪み分の固定の平均値を差し引くことにより補正するようにしたが、本発明はこれに限らず、動作対象の種類、体重や体脂肪率等の項目別に対応する平均値を選択的に設定して差し引くことにより補正するようにしても良く、あるいは平均値に代わるこの他種々の値を歪み分を補正する補正値として予め設定するようにしても良い。
【０１５０】
さらに上述の第１の実施の形態においては、判定結果である各距離を自身の位置指標として通知する通知手段として、無線ＬＡＮ通信により通知するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該無線ＬＡＮ通信に代えて、この他の通信手法により通知するようにしても良い。
【０１５１】
（３）第２の実施の形態
（３−１）シミュレーション
第２の実施の形態においては、蛍光灯等のインバータ式照明装置から準静電界を発生し、当該準静電界内に存在する人体の当該装置に対する指差し（以下、これを指差動作と呼ぶ）に応じた準静電界の変動（電位変化）を検出し、当該結果に基づいて蛍光灯の照光状態を制御しようとするものである。
【０１５２】
まず、かかる準静電界の変動についてのシミュレーション結果を図１６〜図１８に示す。図１６（Ａ）は、シミュレーションの各種条件を示したものであり、当該条件として（I）天井ＣＥ及び床ＦＬがグランドであって当該床ＦＬからの高さ２[m]の部屋ＲＭであり、（II）床ＦＬからの高さ１．８[m]の位置に準静電界を発生する発生手段ＳＯを配置し、（III）当該発生手段ＳＯの近く（床ＦＬからの高さ１．７５[m]の位置）に準静電界の変動（電位変化）を検出する検出手段ＤＴを配置しているものと仮定している。
【０１５３】
そしてかかる条件下において、発生手段の下に人体ＨＢが存在しない場合（図１６（Ｂ））と、存在する場合（図１７及び図１８）とにおける部屋ＲＭ内の電位パターンをシミュレーションしたものである。但し、この場合の人体ＨＢは身長が１．６[m]であり、比誘電率が５０の直方体として扱っており、また床材の厚さ及び靴底の厚さ分を考慮して、人体ＨＢは床ＦＬから０．０５[m]浮いている状態として扱っている。
【０１５４】
かかるシミュレーション結果は、人体ＨＢが存在しない場合（図１６（Ｂ））には、検出手段ＤＴでの検出結果が約４１[V]であり、人体ＨＢが発生手段ＳＯの真下に存在する場合（図１７（Ａ））には、検出手段ＤＴでの検出結果が約３３[V]であった。
【０１５５】
また人体ＨＢが発生手段ＳＯの真下ではなく横（左側）にずれた位置に存在する場合（図１７（Ｂ））には、当該人体ＨＢに対して近いほう（左側）の検出手段ＤＴが約３１[V]であり、当該人体ＨＢに対して遠いほう（右側）の検出手段ＤＴが約３７[V]であった。さらに発生手段ＳＯの真下に存在する人体ＨＢが指差動作（図中、人体ＨＢにおいて細い部分に相当する）をした場合（図１８）には、検出手段ＤＴが約３６[V]であった。
【０１５６】
一方、図示はしていないが、発生手段ＳＯの真下で座っていた人体ＨＢが立ち上がった場合、発生手段ＳＯの真下で座っていた人体ＨＢが指差動作した場合については双方ともに検出手段ＤＴの電位が同等であった。
【０１５７】
かかるシミュレーション結果によれば、人体が発生手段ＳＯの下に立っている状態から指差動作をした場合における検出手段ＤＴでの電位変化の検出結果から人体ＨＢの遠近や指差動作の有無を検出することができるのが分かる。ただし、人体ＨＢの遠近や指差動作の有無を検出するには、発生手段ＳＯ及び検出手段ＤＴの配置位置や環境あるいは人体ＨＢの身長などの各種条件（以下、これを検出条件と呼ぶ）に応じて変わるため、当該検出条件に応じた閾値を設定する必要がある。
【０１５８】
（３−２）第２の実施の形態によるモーションキャプチャ照明装置の全体構成
図１９は、第２の実施の形態によるモーションキャプチャ用のインバータ式照明装置（以下、これをモーションキャプチャ照明装置と呼ぶ）５１を示したものである。
【０１５９】
このモーションキャプチャ照明装置５１は、照明灯５２から照明傘５３を介して所定の範囲（以下、これを照光範囲と呼ぶ）内を照光するとともに、当該照光範囲に準静電界を発生する。そしてモーションキャプチャ照明装置５１は、受信電極５４及び５５を介して得られる電位変化から、照明傘５３の近傍に設けられた照明範囲内に入ってきた人体及び当該人体の指差動作を検出し、この検出結果に基づいて照光状態を制御する。
【０１６０】
従って、このモーションキャプチャ照明装置５１は、物理的なスイッチを要することなく指差動作により照光状態をオン又はオフすることができるため、その分だけユーザの煩雑さを簡易化することができるようになされている。
【０１６１】
（３−３）モーションキャプチャ照明装置の構成
図２０に示すように、モーションキャプチャ照明装置５１は、照明灯５２（図１９）を点灯する照明部６１、準静電界発生用の信号を重畳する変調回路６２、当該モーションキャプチャ照明装置５１全体の制御を司る制御部６３及び受信部６４によって構成される。
【０１６２】
この照明部６１のドライブ回路６１Ａは、調光回路６１Ｃから与えられる電圧調整信号Ｓ６１に応じて交流電圧の電圧レベルを可変し、当該電圧レベルを可変した交流電圧を変調回路６２を介して圧電トランス６１Ｂに送出する。
【０１６３】
圧電トランス６１Ｂは、ドライブ回路６１Ａから与えられる交流電圧を昇圧し、当該昇圧した交流電圧を駆動用高電圧として印加対象の電極（以下、これを印加電極と呼ぶ）ＣＲａに印加する。
【０１６４】
冷陰極線管ＣＲは、駆動用高電圧に基づいてアースに接続されたアース電極ＣＲｂとの間で発光し、照明灯５２（図１９）を照光する。この結果、この照明灯５２（図１９）から照明傘５３（図１９）を介して照光範囲内が照光されることとなる。
【０１６５】
調光回路６１Ｃは、冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａに印加される電圧レベルに応じて電圧調整信号Ｓ６１を生成し、これをドライブ回路６１Ａにフィードバックして、冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａに一定の交流電圧が印加されるように調整する。
【０１６６】
このように照明部６１は、冷陰極管ＣＲに所定電圧を与えるようにして照明灯５２（図１９）から照明傘５３（図１９）を介して照光範囲内を照光するようになされている。
【０１６７】
ここで、変調回路６２は、所定の周波数からなる準静電界発生用信号Ｓ６２に対して、ドライブ回路６１Ａから与えられる交流電圧に重畳する変調処理を施すようになされている。
【０１６８】
この場合、準静電界発生用信号Ｓ６２が重畳された交流電圧（以下、これを信号重畳電圧と呼ぶ）は、圧電トランス６１Ｂを介して昇圧され、冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａに印加される。この結果、照光範囲内を照光と同時に、当該準静電界発生用信号Ｓ６２の周波数に応じて振動する準静電界が、印加電極ＣＲａを中心として周囲等方に発生することとなる。
【０１６９】
このようにモーションキャプチャ照明装置５１においては、冷陰極線管ＣＲの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、簡易な構成で準静電界を発生することができるようになされている。これに加えて、照明灯５２（図１９）の点灯用である冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａをも準静電界の発生用としても共用することにより、より簡易な構成で準静電界を発生することができるようになされている。
【０１７０】
またこの実施の形態の場合、モーションキャプチャ照明装置５１においては、印加電極ＣＲａから周囲等方に発生する準静電界を制限するシールドフレームとしても機能するように、照明傘５３（図１９）の材質等を選定している。これによりモーションキャプチャ照明装置５１は、照光範囲内と同等の範囲内に準静電界を発生することができるようになされている。
【０１７１】
さらにこの実施の形態の場合、モーションキャプチャ照明装置５１では、図３及び図４を用いて準静電界の周波数と距離との関係について上述したように、準静電界発生用信号Ｓ６２の周波数として、照光範囲（冷陰極線管ＣＲからの距離）に対応する周波数、かつ、圧電トランス６１Ｂによって昇圧された駆動用高電圧の周波数（一般に、およそ１００[kHz]である）よりも低い周波数が選定されている。
【０１７２】
これによりモーションキャプチャ照明装置５１は、放射電界及び誘導電磁界の強度よりも優位な強度の準静電界を照光範囲内に発生することができるようになされている。
【０１７３】
一方、受信部６４は、照光範囲内における準静電界の電位を、受信電極５４、５５に対応するアンプ６４Ａ、６４Ｂ及びＡＤＣ６４Ｃ、６４Ｄを順次介して電位データＤ６４ａ、Ｄ６４ｂとして制御部６３に送出する。
【０１７４】
この制御部６３には、照光範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出するための閾値として、上限閾値及び下限閾値が設定されており、制御部６３は、受信部６４から与えられている電位データＤ６４ａ、Ｄ６４ｂにおける双方の電位が、上限閾値と下限閾値との間にある場合に、照明範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出する。
【０１７５】
具体的に先に述べたシミュレーションを例にとれば、電位データＤ６４ａ、Ｄ６４ｂにおける双方の電位が例えば３７[V]の上限閾値と３５[V]の下限閾値との間にある場合、このことは、図１８に示したように、照明灯５２（図１９）のほぼ真下に存在する人体が指差動作を行っている最中であることを意味しており、この場合に、制御部６３は、照光範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出する。
【０１７６】
そして制御部６３は、この検出時にドライブ回路６１Ａが動作していた場合には当該動作を停止するように制御し、これに対して当該検出時にドライブ回路６１Ａが動作していなかった場合には当該動作を開始するように制御する。
【０１７７】
このようにしてモーションキャプチャ照明装置５１は、照明範囲内に存在する人体が当該装置５１を指差した場合における電位変化を検出し、この検出結果に基づいて照光状態（オンオフ）を制御することができるようになされている。
【０１７８】
（３−４）第２の実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、モーションキャプチャ照明装置５１は、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生し、当該準静電界内の所定位置に設けられた２つの受信電極５４、５５から検出される電位を測定する。
【０１７９】
そしてモーションキャプチャ照明装置５１は、これら受信電極５４、５５位置での電位変化として、当該双方の位置での電位変化が上限閾値と下限閾値との間にある場合に、照明範囲内に存在する人体が指差動作を行ったことを検出し、この検出結果に基づいて照光状態（オンオフ）を制御する。
【０１８０】
従って、このモーションキャプチャ照明装置５１では、物理的なスイッチを要することなく指差動作により照光状態をオン又はオフすることができるため、その分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。
【０１８１】
この場合、このモーションキャプチャ照明装置５１では、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いている分、第１の実施の形態の場合と同様に、従来方式に比して過大な設備を要することなく精度よく動きを検出することができる。これに加えて、このモーションキャプチャ照明装置５１では、冷陰極線管ＣＲの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、上述の第１の実施の形態のように準静電界発生装置２（図５）自体の物理的な構成を回避して小型化を図るとともに利用空間の増大を図ることができる。
【０１８２】
以上の構成によれば、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生し、当該準静電界内における受信電極５４、５５位置での電位変化に基づいて指差動作を検出し、当該検出結果に基づいて照光状態（オンオフ）を制御するようにしたことにより、上述の第１の実施の形態の効果に加えて、物理的なスイッチを要することなく指差動作により照光状態をオン又はオフすることができるためその分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。
【０１８３】
（４）第３の実施の形態
（４−１）第３の実施の形態によるモーションキャプチャ表示装置の全体構成
図２１において、このモーションキャプチャ表示装置１０１は、バックライトに冷陰極線管（図示せず）を有し、当該冷陰極線管に対する発光用駆動電圧を準静電界発生用としても用いて、液晶表示パネルＰＮの点灯と同時に当該表示パネルＰＮから準静電界を発生するようになされている。
【０１８４】
この状態においてモーションキャプチャ表示装置１０１は、液晶表示パネルＰＮ側を前面とする筺体ＫＴの四隅に設けられた各受信電極１０２〜１０５を介して得られる電位変化パターンから人体の腕の動作を検出し、当該検出した動作に予め対応付けられた処理として、例えば電源のオンオフや音量の増減等を実行するようになされている。
【０１８５】
従って、このモーションキャプチャ表示装置１０１では、ユーザの腕の動作を、あたかもリモートコントローラからの操作入力として対応する処理を実行することができるため、当該リモートコントローラを要しない分だけユーザの煩雑さを簡易化することができるようになされている。
【０１８６】
（４−２）モーションキャプチャ表示装置の構成
図２０との対応部分に同一符号を付した図２２に示すように、このモーションキャプチャ表示装置１０１では、制御部１１０がモーションキャプチャ照明装置５１の制御部６３（図２０）とは処理内容が異なる点と、受信部１１１の内部構成がモーションキャプチャ照明装置５１の受信部６４（図２０）に比して受信電極の数に対応して増加している点とを除いて、当該モーションキャプチャ照明装置５１（図２０）と同一構成でなる。
【０１８７】
すなわち照明部６１は、液晶表示パネルＰＮの背後に配置された冷陰極管ＣＲに所定電圧を与えるようにして液晶表示パネルＰＮを点灯するとともに、当該表示装置１０１から所定距離までをユーザの動きを検出するための範囲（以下、これを動き検出範囲と呼ぶ）とする準静電界を、当該冷陰極管ＣＲを中心として周囲等方に発生する。
【０１８８】
この場合、モーションキャプチャ表示装置１０１では、モーションキャプチャ照明装置５１の場合と同様に、変調回路６２を介して重畳する準静電界発生用信号Ｓ６２の周波数として動き検出範囲（当該表示装置１０１からの距離）に対応する周波数、かつ、圧電トランス１１２によって昇圧された駆動用高電圧の周波数（一般に、およそ１００ [kHz]である）よりも低い周波数が選定されている。
【０１８９】
これによりモーションキャプチャ表示装置１０１は、印加電極ＣＲａを中心とした動き検出範囲内において、放射電界及び誘導電磁界の強度よりも優位な強度の準静電界を発生することができるようになされている。
【０１９０】
一方、各受信部１１１は、動き検出範囲の電位を、受信電極１０２、１０３、１０４、１０５に対応するアンプ１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ、１１１Ｄ及びＡＤＣ１１１Ｅ、１１１Ｆ、１１１Ｇ、１１１Ｈを順次介して電位データＤ１１１ａ、Ｄ１１１ｂ、Ｄ１１１ｃ、Ｄ１１１ｄとして制御部１１０に送出する。
【０１９１】
制御部１１０は、各受信部１１１からそれぞれ与えられる電位データＤ１１１ａ〜Ｄ１１１ｄに基づいて、動き検出目的範囲内に存在する人体における腕の所定の動きに対応する電位変化のパターンを検出し、当該検出結果に予め対応付けられた制御対象を制御する制御処理を実行するようになされている。
【０１９２】
具体的に電位変化パターンとしては、図２３に示すように、腕を液晶表示パネルＰＮの右上に近づけたときには、当該右上の受信電極１０２（図２１）に対応する電位データＤ１１１ａ（図２２）の電位は最も低くなる（図２３（Ａ）における〔１〕）。そしてかかる状態時の腕を直下していった場合、当該腕が受信電極１０３（図２１）に近くなるほど、これに応じて受信電極１０２に対応する電位データＤ１１１ａの電位は低くなっていくとともに、当該受信電極１０３に対応する電位データＤ１１１ｂ（図２２）の電位は高くなっていく（図２３（Ａ）における〔２〕）。また腕を液晶表示パネルＰＮの右下で静止しているときには、当該右下の受信電極１０３に対応する電位データＤ１１１ｂ（図２２）の電位は低い状態で維持する（図２３（Ａ）における〔３〕）。
【０１９３】
従って、制御部１１０には、腕を液晶表示パネルＰＮの右上に近づけてから右下に直下している際の動作に対応する電位変化パターン（図２３（Ｂ）におけるｔ１〜ｔ２）を音量ダウンの動作検出用として設定しておくとともに、引き続き右下で腕を静止している動作に対応する時間（図２３（Ｂ）におけるｔ２〜ｔ３）だけ音声増幅部（図示せず）の増幅度を小さくするように設定しておくようにする。
【０１９４】
同様にして、制御部１１０には、図２４（Ａ）に示すように、腕を液晶表示パネルＰＮの右下に近づけたときから右上に直上している際の動作に対応する電位変化パターン（図２４（Ａ）におけるｔ１〜ｔ２）を音量アップの動作検出用として設定しておくとともに、引き続き右上で腕を静止している動作に対応する時間（図２４（Ａ）におけるｔ２〜ｔ３）だけ音声増幅部（図示せず）の増幅度を大きくするように設定しておくようにする。
【０１９５】
また同様にして、図２４（Ｂ）に示すように、腕を液晶表示パネルＰＮの左下に近づけて略平行に右下に移動している際の動作に対応する電位変化パターン（図２４（Ｂ）におけるｔ１〜ｔ２）をチャンネル（テレビ番組）変更の動作検出用として設定しておくとともに、引き続き右下で腕を静止している動作に対応する時間（図２４（Ｂ）におけるｔ２〜ｔ３）だけチャンネル切替部（図示せず）のチャンネルを順次変更するように設定しておくようにする。
【０１９６】
また同様にして、図２４（Ｃ）に示すように、腕を液晶表示パネルＰＮの右下から右上、左上、左下を経由して回転させる動作に対応する電位変化パターンを電源オンオフ検出用として予め設定しておき、このときドライブ回路６１Ａが動作していなかった場合には当該動作を開始し、これに対して動作していた場合には当該動作を停止するように設定しておくようにする。
【０１９７】
この場合、制御部１１０は、受信部１１１からそれぞれ与えられる電位データＤ１１１ａ〜Ｄ１１１ｄの電位を測定し（図２５：ステップＳＰ３１）、当該測定結果が予め設定された電位変化パターン（図２３及び図２４）と一致するか否かを判定し（図２５：ステップＳＰ３２）、当該一致する肯定結果が得られるまで電位データＤ１１１ａ〜Ｄ１１１ｄの電位を測定し続ける。
【０１９８】
そして制御部１１０は、肯定結果が得られた場合、このとき判定した電位変化パターンに対応付けられた制御処理（以下、これを対応制御処理と呼ぶ）を実行し（図２５：サブルーチンＳＲＴ２）、その後再び電位データＤ１１１ａ〜Ｄ１１１ｄの電位の測定を開始するようになされている。
【０１９９】
実際上、制御部１１０は、図２３（Ｂ）に示した電位変化パターンを得た場合（腕を液晶表示パネルＰＮの右上に近づけてから右下に直下した場合）には、対応制御処理として音量逓減処理を実行するようになされており（図２６）、当該電位変化パターンを得た時点（図２３（Ｂ）では時刻ｔ２）での電位データＤ１１１ｂの電位（受信電極１０３（図２１）を介して得られる電位）が、液晶表示パネルＰＮの右下で腕を静止している状態にあるとみなし得る程度の電位変化範囲内であるか否かを判定し（図２６：ステップＳＰ４１）、当該範囲内にない否定結果が得られるまで音声増幅部（図示せず）の増幅度を順次小さくするようになされている（図２６：ステップＳＰ４２）。
【０２００】
また制御部１１０は、図２４（Ａ）に示した電位変化パターンを得た場合（腕を液晶表示パネルＰＮの右下に近づけてから右上に直上した場合）には、対応制御処理として音量逓増処理を実行するようになされており（図２７）、当該電位変化パターンを得た時点（図２４（Ａ）では時刻ｔ２）での電位データＤ１１１ａの電位（受信電極１０２（図２１）を介して得られる電位）が、液晶表示パネルＰＮの右上で腕を静止している状態にあるとみなし得る程度の電位変化範囲内であるか否かを判定し（図２７：ステップＳＰ５１）、当該範囲内にない否定結果が得られるまで音声増幅部（図示せず）の増幅度を順次大きくするようになされている（図２７：ステップＳＰ５２）。
【０２０１】
また制御部１１０は、図２４（Ｂ）に示した電位変化パターンを得た場合（腕を液晶表示パネルＰＮの左下に近づけて略平行に右下に移動した場合）には、対応制御処理としてチャンネル変更処理を実行するようになされており（図２８）、当該電位変化パターンを得た時点（図２４（Ｂ）では時刻ｔ２）での電位データＤ１１１ｂの電位（受信電極１０３（図２１）を介して得られる電位）が、液晶表示パネルＰＮの右下で腕を静止している状態にあるとみなし得る程度の電位変化範囲内であるか否かを判定し（図２８：ステップＳＰ６１）、当該範囲内にない否定結果が得られるまでチャンネル切替部（図示せず）のチャンネルを１チャンネル分だけ順次繰り上げるようにして変更するようになされている（図２８：ステップＳＰ６２）。
【０２０２】
また制御部１１０は、図２４（Ｃ）に示した電位変化パターンを得た場合（腕を液晶表示パネルＰＮの右下から右上、左上、左下を経由して回転させた場合）には、対応制御処理としてドライブ回路切替処理を実行するようになされており、当該電位変化パターンを得た時点でドライブ回路６１Ａ（図２２）が動作していなかった場合には、当該ドライブ回路６１Ａ（図２２）の動作を開始することにより、液晶表示パネルＰＮを点灯させるとともに冷陰極管ＣＲ（図２２）を中心として周囲等方に準静電界を発生させる。
【０２０３】
これに対して制御部１１０は、図２４（Ｃ）に示した電位変化パターンを得た時点でドライブ回路６１Ａ（図２２）が動作していた場合には、当該当該ドライブ回路６１Ａ（図２２）の動作を停止することにより、液晶表示パネルＰＮを消灯させるとともに準静電界の発生を停止させるようになされている。
【０２０４】
このようにして制御部１１０は、予め設定されている電位変化パターンに、各受信部１１１からそれぞれ与えられる電位データＤ１１１ａ〜Ｄ１１１ｄの電位変化パターンが一致した場合には、当該電位変化パターンに対応付けられた制御対象（音声増幅部、チャンネル切替部又はドライブ回路６１Ａ）を制御することができるようになされている。
【０２０５】
（４−３）第３の実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、モーションキャプチャ表示装置１０１は、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生し、当該準静電界内の所定位置に設けられた４つの受信電極１０２、１０３、１０４、１０５から検出される電位を測定する。
【０２０６】
そしてモーションキャプチャ表示装置１０１は、これら受信電極１０２、１０３、１０４、１０５それぞれの位置での電位変化が予め設定された電位変化パターン（図２３（Ｂ）、図２４（Ａ）、（Ｂ）におけるｔ１〜ｔ２及び図２５）であった場合に、対応付けられた動作が行われたことを検出し、この検出結果に基づいて対応する制御対象を制御する。
【０２０７】
従って、このモーションキャプチャ表示装置１０１では、ユーザの腕の動作を、あたかもリモートコントローラからの操作入力として対応する処理を実行することができるため、当該リモートコントローラを要しない分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。
【０２０８】
この場合、このモーションキャプチャ表示装置１０１では、上述の第２の実施の形態の場合と同様に、距離に対して高い分解能を有する準静電界を用いている分、従来方式に比して過大な設備を要することなく精度よく動きを検出することができる。これに加えて、冷陰極線管ＣＲの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、上述の第１の実施の形態のように準静電界発生装置２（図５）自体の物理的な構成を回避して小型化を図るとともに利用空間の増大を図ることができる。
【０２０９】
以上の構成によれば、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生し、当該準静電界内における受信電極１０２、１０３、１０４、１０５それぞれの位置での電位変化に基づいて動作対象の所定の動きを検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行するようにしたことにより、上述の第２の実施の形態の同様の効果を得ることができるとともに、ユーザの腕の動作を、あたかもリモートコントローラからの操作入力として対応する処理を実行することができるため、当該リモートコントローラを要しない分だけユーザの煩雑さを簡易化することができる。
【０２１０】
（５）他の実施の形態
なお上述の第２の実施の形態においては、冷陰極線管ＣＲを用いたインバータ式照明装置から準静電界を発生するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、熱陰極線管を用いたインバータ式照明装置から準静電界を発生するようにしても良い。この場合、上述の第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０２１１】
また上述の第２及び第３の実施の形態においては、放射電界及び誘導電磁界に比して優位な強度の準静電界を発生する準静電界発生手段として、照明部６１に変調回路６２を組み込むことにより照明機能と共用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば上述の第１の実施の形態における準静電界発生装置２を、照明傘５３（図１９）又は液晶表示パネルＰＮ（図２１）の近傍に別途独自に設けるようにしても良い。
【０２１２】
またこの場合、かかる準静電界の発生範囲（第２の実施の形態では照明範囲に相当し、第３の実施の形態では動き検出範囲に相当する）を固定にしたが、本発明はこれに限らず、可変にするようにしても良い。この場合、使用状況等に対応させて適応的に発生範囲を変更して動作対象の動きを検出することができる。
【０２１３】
また上述の第２及び第３の実施の形態においては、準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化に基づいて、準静電界内における動作対象の所定の動きを検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行する制御手段として、当該各位置での電位変化の組み合わせによって得られるパターンを、準静電界内における動作対象の所定の動きとして検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該各位置での個々の電位変化によって得られるパターンを、準静電界内における動作対象の所定の動きとして検出し、当該検出した動きに対応付けられた処理を実行するようにしても良い。
【０２１４】
さらに上述の第２及び第３の実施の形態においては、モーションキャプチャ照明装置５１及びモーションキャプチャ表示装置１０１に本発明を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばパーソナルコンピュータ等、この他種々の電子機器に本発明を適用することができる。
【０２１５】
この場合、動きに対応付けられた処理としては、上述の第２及び第３の実施の形態では、照明のオンオフ及び表示装置に関する内容であったが、適用する電子機器の処理内容に応じて適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２１６】
本発明は、動作対象の動きをデータとして用いて医療診断、ＣＧやゲームの制作又はＶＲ等で３次元仮想空間内でのプレイヤーの視点制御のための体位動作センシングする場合に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２１７】
【図１】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１）を示すグラフである。
【図２】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（２）を示すグラフである。
【図３】距離判定用準静電界距離スケール（１）の説明に供する略線図である。
【図４】距離判定用準静電界距離スケール（２）を示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態によるモーションキャプチャシステムの全体構成を示す略線図である。
【図６】準静電界発生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】距離判定用信号の生成例を示す略線図である。
【図８】距離判定用装置の構成を示すブロック図である。
【図９】３軸方向の電位差の計測の説明に供する略線図である。
【図１０】距離判定処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】電界強度のシミュレーション結果を示す略線図である。
【図１２】距離の補正の説明に供する略線図である。
【図１３】動作状態検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】位置の算出の説明に供する略線図である。
【図１５】動作状態検出処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】シミュレーション（１）を示す略線図である。
【図１７】シミュレーション（２）を示す略線図である。
【図１８】シミュレーション（３）を示す略線図である。
【図１９】第２の実施の形態によるモーションキャプチャ照明装置の全体構成を示す略線図である。
【図２０】モーションキャプチャ照明装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】第３の実施の形態によるモーションキャプチャ表示装置の全体構成を示す略線図である。
【図２２】モーションキャプチャ表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】腕の上から下への動作に対応する電位変化パターンを示す略線図である。
【図２４】腕の各動作に対応する電位変化パターンを示す略線図である。
【図２５】制御処理手順を示すフローチャートである。
【図２６】音量逓減処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】音量逓増処理手順を示すフローチャートである。
【図２８】チャンネル変更処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２１８】
１……モーションキャプチャシステム、２……準静電界発生装置、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ……準静電界発生用電極、３Ａ〜３Ｇ……距離判定装置、４……動き検出装置、２２……出力調整部、２３……合成部、２４……変調部、２５……出力制御部、３０……プローブ部、３１……電位計測部、３４……距離変換部、４２……位置算出部、４３……角度算出部、４４……動作状態算出部、５１……モーションキャプチャ照明装置、５２……照明灯、５３……照明傘、５４、５５、１０２〜１０５……受信電極、６１……照明部、６２変調回路、６３、１１０……制御部、６４、１１１……受信部、ＣＲ……冷陰極線管、ＰＮ……液晶表示パネル、ＲＴ１……距離判定処理手順、ＲＴ２……動作状態検出処理手順、ＲＴ３……制御処理手順。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射電界及び誘導電磁界が制限されるよう電極に印加すべき信号の出力を調整して準静電界を発生させる準静電界発生手段と、
上記準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化に基づいて、上記準静電界内における動作対象の動きを検出する動き検出手段と
を有する動き検出装置。
【請求項２】
上記動き検出手段は、
各上記位置での電位変化の組み合わせによって得られるパターンを、上記準静電界内における動作対象の動きとして検出する、請求項１に記載の動き検出装置。
【請求項３】
放射電界及び誘導電磁界が制限される準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化の組み合わせによって得られるパターンを、上記準静電界内における動作対象の動きとして検出する、動き検出方法。
【請求項４】
放射電界及び誘導電磁界が制限されるよう電極に印加すべき信号の出力を調整して準静電界を発生させる準静電界発生手段と、
上記準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化に基づいて、上記準静電界内における動作対象の動きを検出し、該検出した動きに対応付けられた処理を実行する制御手段と
を有する電子機器。
【請求項５】
人体に設けられた距離判定装置からの通知結果として、準静電界が発生される２以上の電界発生位置から当該距離判定装置までの間におけるそれぞれの距離を取得する取得手段と、
上記取得手段により取得された距離に基づいて距離判定装置の位置を算出し、該位置と予め保持された基準値との変化量を動き量として検出する動き検出手段と
を有する動き検出装置。
【請求項６】
上記取得手段は、
上記距離判定装置からの通知結果として上記距離と、３軸の各成分を合成した準静電界の電界強度とを取得し、
上記動き検出手段は、
上記取得手段により取得された距離に基づいて距離判定装置の位置を算出するとともに、上記取得手段により取得された電界強度に基づいて上記位置での距離判定装置の角度を算出し、該位置及び角度と上記基準値との変化量を動き量として検出する、請求項５に記載の動き検出装置。
【請求項１】
放射電界及び誘導電磁界が制限されるよう電極に印加すべき信号の出力を調整して準静電界を発生させる準静電界発生手段と、
上記準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化に基づいて、上記準静電界内における動作対象の動きを検出する動き検出手段と
を有する動き検出装置。
【請求項２】
上記動き検出手段は、
各上記位置での電位変化の組み合わせによって得られるパターンを、上記準静電界内における動作対象の動きとして検出する、請求項１に記載の動き検出装置。
【請求項３】
放射電界及び誘導電磁界が制限される準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化の組み合わせによって得られるパターンを、上記準静電界内における動作対象の動きとして検出する、動き検出方法。
【請求項４】
放射電界及び誘導電磁界が制限されるよう電極に印加すべき信号の出力を調整して準静電界を発生させる準静電界発生手段と、
上記準静電界内における少なくとも２以上の位置での電位変化に基づいて、上記準静電界内における動作対象の動きを検出し、該検出した動きに対応付けられた処理を実行する制御手段と
を有する電子機器。
【請求項５】
人体に設けられた距離判定装置からの通知結果として、準静電界が発生される２以上の電界発生位置から当該距離判定装置までの間におけるそれぞれの距離を取得する取得手段と、
上記取得手段により取得された距離に基づいて距離判定装置の位置を算出し、該位置と予め保持された基準値との変化量を動き量として検出する動き検出手段と
を有する動き検出装置。
【請求項６】
上記取得手段は、
上記距離判定装置からの通知結果として上記距離と、３軸の各成分を合成した準静電界の電界強度とを取得し、
上記動き検出手段は、
上記取得手段により取得された距離に基づいて距離判定装置の位置を算出するとともに、上記取得手段により取得された電界強度に基づいて上記位置での距離判定装置の角度を算出し、該位置及び角度と上記基準値との変化量を動き量として検出する、請求項５に記載の動き検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００９−７５１２６（Ｐ２００９−７５１２６Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０８７３７（Ｐ２００８−３０８７３７）
【出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【分割の表示】特願２００３−３８９９０５（Ｐ２００３−３８９９０５）の分割
【原出願日】平成１５年１１月１９日（２００３．１１．１９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【分割の表示】特願２００３−３８９９０５（Ｐ２００３−３８９９０５）の分割
【原出願日】平成１５年１１月１９日（２００３．１１．１９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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