検出装置
【課題】人体の自由な動きの中においても人体の動作及び／又は位置を検出できる検出装置を提供する。
【解決手段】角度・角速度検出装置１は、角速度を検出するジャイロスコープ２，２，…と、ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の腕に装着される装着具３と、ジャイロスコープ２，２，…からの出力結果を処理する本体部４とを備えている。装着具３は、人体の特定の部位を基準にしてジャイロスコープ２，２，…を人体に対して位置決めした状態で取り付ける。
【解決手段】角度・角速度検出装置１は、角速度を検出するジャイロスコープ２，２，…と、ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の腕に装着される装着具３と、ジャイロスコープ２，２，…からの出力結果を処理する本体部４とを備えている。装着具３は、人体の特定の部位を基準にしてジャイロスコープ２，２，…を人体に対して位置決めした状態で取り付ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の動作及び／又は位置を検出する検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人体の動作又は位置を検出することが行われている。人体の動作検出の一例として、関節の角度の検出がある。例えば、リハビリ等においては回復具合を調べるために関節の可動域を検出する必要がある。また、人体の運動解析を行う場合等には、関節がどのような動きをしているのかを把握する必要がある。
【０００３】
関節等の角度を測定する器具としては、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に係る器具は、関節を挟んだ人体の或る部位に固定される添板と、該関節を挟んだ人体に別の部位に固定される操作板と、添板に設けられた目盛板とを備えている。添板及び操作板は、それぞれ、ベルト等を介して人体に取り付けられている。その状態で、操作板が取り付けられた人体の部位を回動させて、目盛板を用いて、操作板の、添板に対する回転角度を読み取ることによって、関節の回転角度を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５０−１４４４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る測定器具では、測定器具の一部分（添板）を人体の或る部分に取り付け、測定器具の他の部分（操作板）を人体の、該或る部分に対して可動する部分に取り付ける場合には、測定器具の取付位置がずれないように、人体に測定用の所定の動作を慎重に行わせる必要がある。
【０００６】
また、特許文献１に係る測定器具では、添板と操作板とをベルトを介して人体に取り付けているだけであるため、測定器具を毎回同じように取り付けることは困難である。さらには、取付作業をする人によっても、取付状態にばらつきが生じる。さらにまた、測定器具を人体にベルトを介して止めているだけなので、測定中に測定器具がずれる虞もある。つまり、測定器具の取付の再現性が悪い。その結果、測定値にもばらつきが生じ、測定値の再現性も悪くなる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、人体の自由な動きの中においても人体の動作及び／又は位置を検出でき且つ、測定値の再現性が高い検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る検出装置は、人体の位置及び／又は動作を検出するセンサと、前記センサを人体の所定の部分に取り付ける装着具と、前記センサからの出力結果を処理する本体部とを備え、前記装着具は、人体の特定の部位を基準にして前記センサを人体に対して位置決めした状態で取り付けるものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、人体に装着したセンサによって人体の動作及び／又は位置を検出するため、自由な動きを行う人体の動作及び／又は位置を検出することができる。それに加えて、センサを装着具により人体の特定の部位を基準にして位置決めした状態で人体に取り付けるため、センサの取付再現性を向上させ、ひいては、センサの測定値の再現性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図２】角度・角速度検出装置を人体に装着したときの概略図である。
【図３】実施形態２に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図４】実施形態３に係る角度・角速度検出装置の展開図である。
【図５】角度・角速度検出装置を人体に装着したときの概略図である。
【図６】実施形態４に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図７】実施形態５に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図８】実施形態６に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図９】実施形態７に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図１０】リセットプレートの斜視図である。
【図１１】実施形態８に係る角度・角速度検出装置の概略図であって、（Ａ）が背面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）右側面図である。
【図１２】実施形態９に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の例示的な実施形態１に係る角度・角速度検出装置１の概略図を、図２は、角度・角速度検出装置１を人体に装着したときの概略図を示す。
【００１３】
角度・角速度検出装置１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人の腕に装着される装着具３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【００１４】
前記ジャイロスコープ２は、直交する２軸回りの角速度を検出する。ジャイロスコープ２は、ＩＰ−４０以上（例えば、ＩＰ−６７）の防塵・防水対応になっている。ジャイロスコープ２からはケーブル２１が延びており、このケーブル２１は、本体部４に接続されている。
【００１５】
前記装着具３は、伸縮性のある記事で縫製された服飾具である。装着具３には、ジャイロスコープ２，２，…が配設されている。装着具３は、人体の指や肩等の特定の部位を基準にして、位置決めされた状態で人体の腕に装着される。そのため、ジャイロスコープ２，２，…も同様に、人体の特定の部位を基準にして、人体の腕に装着されることになる。装着具３の詳しい構成については、後述する。
【００１６】
前記本体部４は、各ジャイロスコープ２からの検出信号がケーブル２１を介して入力される。本体部４は、ＣＰＵ、メモリ、表示部、操作部を有し、ジャイロスコープ２からの検出信号に所定の処理を施す。メモリは、不揮発性であり、プログラムの実行時に発生する一次的なデータが記録される。表示部及び操作部は、本体部４の表面に設けられている。操作部は、ユーザが操作可能であって、ユーザからの入力を受け付けるためのものである。本体部４は、操作部を介したユーザの操作によって、電源をオン／オフしたり、検出モードを切り替えたりする。表示部には、現在の検出モードや、角速度又は角度が表示される。例えば、本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号を角速度に変換したり、該角速度から算出される角度に変換したりする。また、本体部４は、有線又は無線を介して、パーソナルコンピュータ等の外部機器と通信可能に構成されている。すなわち、本体部４は、外部機器から制御信号を受信したり、ジャイロスコープ２からの検出結果を外部機器へ出力したりする。本体部４は、ベルト等の装着具（図示省略）を介して、人体に装着されるように構成されている。尚、本体部４は、装着具３の上腕部３３や肩掛部３４等に取り付けられる構成であってもよい。また、ジャイロスコープ２と本体部４との間で無線を介して通信が可能である構成においては、本体部４は人体には装着されず、外部機器側に設けられていてもよい。
【００１７】
ここで、本体部４による処理の一例について説明する。
【００１８】
本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号に基づいて、角速度及び／又は角度の最大値及び／又は最小値を記憶する処理を行う。
【００１９】
また、本体部４は、ジャイロスコープ２より検出される角速度又は角度が、上限閾値及び／又は下限閾値を超えたときにオン信号を出力する処理を行う。本体部４は、通常モードであれば、ジャイロスコープ２からの検出信号が所定の上限閾値を上回ると（又は下限閾値を下回ると）オン信号を出力し、検出信号が上限閾値を下回ると（又は下限閾値を上回ると）オン信号の出力を停止する。本体部４は、オン信号を単に出力するだけでもよいし、オン信号を受けて本体部４に設けたＬＥＤランプを点灯させたり、本体部４に設けたブザーを鳴らしたりしてもよい。ここで、本体部４は、ワンショットタイマ機能、オンディレイタイマ機能及びオフディレイタイマ機能の３種類のタイマ機能を有している。
【００２０】
ワンショットタイマ機能がオン状態のときには、本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号が所定の上限閾値を上回ると（又は下限閾値を下回ると）、所定の時間だけオン信号の出力を継続する。これらの所定の上限閾値、下限閾値及び時間は、ユーザが設定することができる。つまり、ワンショットタイマ機能によれば、本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号が所定の上限閾値を一旦上回ると（又は下限閾値を一旦下回ると）、オン信号を出力し、そこから所定の時間の間に検出信号が所定の上限閾値を下回った（又は下限閾値を上回った）としてもオン信号を出力し続ける。
【００２１】
オンディレイ機能がオン状態のときには、本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号が所定の上限閾値を上回っても（又は下限閾値を下回っても）、オン信号をすぐには出力せず、検出信号が上限閾値を上回った（又は下限閾値を下回った）状態が所定の時間続くと初めて、オン信号を出力する。これらの所定の上限閾値、下限閾値及び時間は、ユーザが設定することができる。つまり、オンディレイ機能によれば、本体部４は、上限閾値及び／下限閾値を跨いだチャタリングを無視して、オン信号を出力しないようにすることができる。
【００２２】
オフディレイ機能がオン状態のときには、本体部４は、オン信号を出力している状態から、ジャイロスコープ２からの検出信号が所定の上限閾値を下回っても（又は下限閾値を上回っても）、オン信号をすぐには停止せず、検出信号が上限閾値を下回った（又は下限閾値を上回った）状態が所定の時間続くと初めて、オン信号を停止する。これらの所定の上限閾値、下限閾値及び時間は、ユーザが設定することができる。つまり、オフディレイ機能によれば、本体部４は、検出信号が上限閾値を上回って（又は下限閾値を下回って）、すぐに上限閾値を下回った（又は下限閾値を上回った）としても、オン信号の出力が継続するため、外部機器側でオン信号を見逃すことを防止することができる。
【００２３】
さらに、本体部４は、微小な角速度の変化を無視するゼロ感度機能を有する。ゼロ感度機能がオン状態のときには、本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号から算出される角速度が所定の角速度以下の場合はそれを無視する。つまり、ジャイロスコープ２は、実際には角速度が変化していなくても、その出力信号が時間と共に変化していくドリフト現象を有する。そのため、ジャイロスコープ２の検出信号は、ジャイロスコープ２が動いていないにもかかわらず、微小に変動する。それに対して、ゼロ感度機能をオン状態にすると、ジャイロスコープ２の検出信号の、ドリフトによる微小な変動が無視され、ジャイロスコープ２の検出信号は一定に維持される。尚、本体部４は、ジャイロスコープ２の検出信号から検出される角速度を積算して角度を算出しているが、ドリフトによって変動する角速度は、人体の動きに伴ってジャイロスコープ２が実際に動くときの角速度に比べて小さいため、ドリフト分を無視しても、算出される角度には大きな影響を与えない。
【００２４】
さらには、本体部４は、ジャイロスコープ２の検出信号を、所定の時間間隔でメモリに記録していく機能を有する。
【００２５】
尚、本体部４から出力される検出信号を受けた、パーソナルコンピュータ等の外部機器においては、人体の動作及び／又はその軌跡をディスプレイ上に表示する機能を有していてもよい。
【００２６】
続いて、装着具３の詳しい構成について説明する。装着具３は、人体の手に装着される手部３１と、前腕に装着される前腕部３２と、上腕に接続される上腕部３３と、該上腕部３３の上端に設けられ、該装着具３が装着される腕とは反対側の肩に掛けられる肩掛部３４とを有している。尚、装着具３の生地は、人体の動きを拘束しない程度に柔らかい生地であることが好ましい。
【００２７】
前記手部３１，前腕部３２及び上腕部３３は、一体に形成されている。手部３１には、手の各指が挿通される指部３６，３６，…が設けられている。手部３１と前腕部３２との境界には、他の部分よりも締付力が大きい第１締付部３５ａが設けられている。また、前腕部３２の上端部（即ち、上腕部３３との境界近傍）、上腕部３３の上端部にはそれぞれ、他の部分よりも締付力が大きい第２及び第３締付部３５ｂ，３５ｃが設けられている。
【００２８】
第１締付部３５ａは、人体の手首に相当する部分において手部３１及び前腕部３２の全周に亘って設けられている。手首はその上下の部分に比べて細くなっているため、第１締付部３５ａは、手首に合致、即ち、フィットした状態から上下に動き難い。つまり、第１締付部３５ａは、手部３１の上端部及び前腕部３２の下端部を、腕の長手方向において、人体の手首の位置に位置決めする。
【００２９】
第２締付部３５ｂは、人体の腕撓骨筋の上端部に相当する部分、即ち、前腕の筋肉が肘に向かって細くなった部分において前腕部３２の全周に亘って設けられている。当該部分に合致した第２締付部３５ｂは、腕撓骨筋の隆起があるため前腕の先端側へは移動し難く、肘の出っ張りがあるため上腕側へも移動し難い。つまり、第２締付部３５ｂは、前腕部３２の上端部を、腕の長手方向において、前腕の筋肉が肘に向かって細くなった部分に位置決めする。
【００３０】
第３締付部３５ｃは、人体の上腕二頭筋及び上腕三頭筋の上端部に相当する部分、即ち、上腕の筋肉が肩に向かって細くなった部分において上腕部３３の全周に亘って設けられている。当該部分に合致した第３締付部３５ｃは、上腕二頭筋及び上腕三頭筋の隆起があるため上腕の先端側へは移動し難く、肩の三角筋があるため肩側へも移動し難い。つまり、第３締付部３５ｃは、上腕部３３の上端部を、腕の長手方向において、上腕の筋肉が肩に向かって細くなった部分に位置決めする。
【００３１】
尚、第１〜第３締付部３５ａ〜３５ｃは、手部３１、前腕部３２及び上腕部３３の全周に亘って設けられているが、これに限られず、周方向において部分的に設けられる構成であってもよい。また、第１〜第３締付部３５ａ〜３５ｃは、ベルト等の別部材で構成されてもよい。
【００３２】
前記肩掛部３４は、伸縮性を有するベルト状の部材である。肩掛部３４の両端部は、上腕部３３の開口端における対向する部分に取り付けられている。詳しくは、肩掛部３４の両端部は、上腕部３３の上端部のうち、人体の正面を向く部分と背面を向く部分とに取り付けられている。肩掛部３４の両端部は、上腕部３３に対して回動自在に取り付けられている。
【００３３】
そして、手部３１、前腕部３２及び上腕部３３にはそれぞれ、ジャイロスコープ２，２，…が配設されている。具体的には、手部３１の手の平部分の略中央部、前腕部３２の内側であって長手方向の略中央部、及び上腕部の内側であって長手方向の略中央部にそれぞれ、ポケット状の保持部３７，３７，…が設けられている。ジャイロスコープ２，２，…は、これら保持部３７，３７，…内に保持されている。さらに、手部３１、前腕部３２及び上腕部３３には、ジャイロスコープ２，２，…のそれぞれから延びるケーブル２１，２１，…を部分的に固定するためのクリップ状又は面ファスナ状の固定具（図示省略）が設けられている。尚、ジャイロスコープ２は、フランジを有するケーシングに収容された構成であってもよい。該フランジには縫合用の糸を通すための貫通孔が形成されている。そして、該フランジを手部３１、前腕部３２及び上腕部３３に直接縫合することによって、ジャイロスコープを手部３１、前腕部３２及び上腕部３３に配設する構成であってもよい。
【００３４】
このように構成された装着具３を人体に装着すると、ジャイロスコープ２，２，…が人体の決まった位置に位置するようになる。
【００３５】
つまり、手部３１は、指部３６，３６，…が指に合致すると共に第１締付部３５ａが手首に合致する。そのため、手部３１は、指部３６，３６，…と第１締付部３５ａによって腕の長手方向へ移動が規制されると共に、指部３６，３６，…によって腕の長手方向に延びる軸（以下、長手方向軸という）回りの移動が規制される。つまり、指部３６や第１締付部３５ａが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。ここで、手部３１の手の平部分の略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、手部３１を手に装着することによって、ジャイロスコープ２が人体の指及び手首を基準にして、手の平の略中央に位置決めされる。
【００３６】
また、前腕部３２は、第１締付部３５ａが手首に合致すると共に第２締付部３５ｂが前腕の筋肉が肘に向かって細くなった部分に合致する。そのため、前腕部３２は、第１及び第２締付部３５ａ，３５ｂによって腕の長手方向への移動が規制される。さらに、前腕部３２の下端部は、腕の長手方向軸回りの移動が規制された手部３１に連結されている。つまり、第１及び第２締付部３５ａ，３５ｂや手部３１が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。そのため、前腕部３２は、手部３１によって腕の長手方向軸回りへの移動が規制される。ここで、前腕部３２の人体の前腕の内側であって長手方向略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、前腕部３２を前腕に装着することによって、ジャイロスコープ２が人体の手、手首及び前腕の筋肉が肘に向かって細くなった部分を基準にして、前腕の内側の長手方向略中央部に位置決めされる。
【００３７】
さらに、上腕部３３は、第３締付部３５ｃが上腕の筋肉が肩に向かって細くなった部分に合致する。また、肩掛部３４は、装着具３が装着される腕とは反対側の肩の部分（詳しくは、肩のうち首の付け根部分）に合致する。そのため、上腕部３３は、第３締付部３５ｃ及び肩掛部３４によって腕の長手方向への移動が規制されると共に、肩掛部３４によって腕の長手方向軸回りの移動が規制される。さらに、上腕部３３の下端部は、前腕に合致する前腕部３２に連結されている。そのため、上腕部３３は、前腕部３２によって腕の長手方向への移動及び長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第３締付部３５ｃや肩掛部３４や前腕部３２が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。ここで、上腕部３３の人体の上腕の内側であって長手方向略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、上腕部３３を前腕に装着することによって、ジャイロスコープ２が人体の手、手首、前腕、上腕の筋肉が肩に向かって細くなった部分及び肩を基準にして、上腕の内側の長手方向略中央部に位置決めされる。
【００３８】
したがって、本実施形態によれば、ジャイロスコープ２，２，…を人体に装着することによって、人体の自由な動きの中における人体の部位の角速度及び角度を測定することができる。すなわち、特許文献１に係る測定器具のように、測定器具の一部分を人体の基準となる部分に取り付け、測定器具の他の部分を人体の可動する部分に取り付ける場合には、測定器具の取付位置がずれないように、人体に測定用の所定の動作を慎重に行わせる必要がある。それに対して、本実施形態では、ジャイロスコープ２は、人体の可動する部分に取り付ければ、その部位の角速度を検出することができるため、人体を部位を自由に動作させて、その最中の該部位の角速度を測定することができる。また、特許文献１の測定器具のように目盛板等を用いて測定するのではなく、ジャイロスコープ２の検出信号を本体部４によって処理するため、角速度の連続的な変化や最大値及び最小値等を測定することができる。
【００３９】
また、ジャイロスコープ２，２，…を装着具３を介して人体に取り付けることによって、ジャイロスコープ２，２，…を人体の特定の部位（指、筋肉の隆起、肩等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。すなわち、特許文献１に係る測定器具では、添板と操作板とをベルトを介して人体に取り付けているだけであるため、測定器具を毎回同じように取り付けることは困難である。さらには、取付作業をする人によっても、取付状態にばらつきが生じる。その結果、測定値にもばらつきが生じる。さらにまた、測定器具を人体にベルトを介して止めているだけでは、測定中に測定器具がずれる虞もある。それに対して、本実施形態によれば、ジャイロスコープ２，２，…を高い再現性で取り付けることができるため、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。さらに、ジャイロスコープ２，２，…は、人体の特定の部位に位置決めされているため、特定の部位に位置決めされることなく取り付けられたジャイロスコープに比べて、使用時のずれを抑制することができる。
【００４０】
また、ジャイロスコープ２は、２軸回りの角速度を検出するため、複雑な動きをする場合であっても、人体の角速度を測定することができる。すなわち、特許文献１に示すような従来の測定器具では、１軸回りの角速度しか測定できないため、２軸回りの角速度を検出する場合には、同じ箇所に２つの測定器具を取り付ける必要がある。従来の測定器具は、嵩張るため、取付スペースを要するだけでなく、人体の動きを阻害する虞もある。それに対して、本実施形態のように、２軸回りの角速度を検出するジャイロスコープ２を用いることによって、小さな取付スペースで、人体の動きを阻害することなく、２軸回りの角速度を測定することができる。
【００４１】
さらに、ジャイロスコープ２を複数設けることによって、ジャイロスコープ２，２，…を取り付けた部位の相対的な角速度及び角度を測定することができる。
【００４２】
《発明の実施形態２》
次に、実施形態２に係る角度・角速度検出装置２０１について説明する。図３に、実施形態２に係る角度・角速度検出装置２０１の概略図を示す。
【００４３】
実施形態２に係る角度・角速度検出装置２０１は、装着具２０３の構成が実施形態１に係る装着具３と異なる。すなわち、実施形態２に係る装着具２０３は、ロングＴシャツの形状をしている。
【００４４】
詳しくは、角度・角速度検出装置２０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の上半身に装着される装着具２０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【００４５】
装着具２０３は、胴体部２０３Ｂと、右腕部２０３Ｒと、左腕部２０３Ｌとを有している。右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌは、胴体部２０３Ｂと一体的に繋がっている。右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌは、実施形態１の装着具３と、肩掛部３４を有さないこと、及び上腕部２３３の上端が胴体部２０３Ｂに繋がっていることを除いて、同じ構成をしている。そこで、右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌにおいて、装着具３と同様の構成については同様の符号を付して、説明を省略する。詳しくは、符号の十の位以下の数字が同じ構成要素は、同様の構成をしている。
【００４６】
胴体部２０３Ｂは、人体の胴体に装着されるように、筒状に形成されている。胴体部２０３Ｂの上部には頭を通すための開口が設けられている。胴体部２０３Ｂの下側には胴体を通すための開口が設けられている。胴体部２０３Ｂの右肩の部分に右腕部２０３Ｒが連結されている一方、胴体部２０３Ｂの左肩の部分に左腕部２０３Ｌが連結されている。また、胴体部２０３Ｂの脇の高さには、その他の部分よりも締付力が大きい第４締付部２３５ｄが胴体部２０３Ｂの全周に亘って設けられている。さらに、胴体部２０３Ｂにおける、胸の略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。さらにまた、胴体部２０３Ｂの裾の部分には、本体部４が取り付けられている。
【００４７】
胴体部２０３Ｂは、肩の部分が人体の肩に合致する。そのため、胴体部２０３Ｂは、肩の部分によって胴体の長手方向への移動が規制される。さらに、胴体部２０３Ｂには右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌが連結されている。そのため、胴体部２０３Ｂは、右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌによって胴体の長手方向軸回りへの移動が規制される。つまり、胴体部２０３Ｂの肩の部分や右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。ここで、胴体部２０３Ｂの胸の略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。
【００４８】
また、右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌは、実施形態１で述べたように、人体の指、手、手首、前腕、肩、筋肉の隆起によって、腕の長手方向への移動及び長手方向軸回りの移動が規制される。
【００４９】
したがって、装着具２０３を上半身に装着することによって、ジャイロスコープ２が人体の指、手、手首、腕、肩、筋肉の隆起を基準にして、胸の略中央部に位置決めされる。こうして、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができるため、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【００５０】
また、ジャイロスコープ２，２，…を人体の左右で対となる部位に設けることによって、該部位の左右のバランスを検出することができる。
【００５１】
《発明の実施形態３》
次に、実施形態３に係る角度・角速度検出装置３０１について説明する。図４に、実施形態３に係る角度・角速度検出装置３０１の展開図を、図５に角度・角速度検出装置３０１を人体に装着したときの概略図を示す。
【００５２】
実施形態３に係る角度・角速度検出装置３０１は、膝関節の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【００５３】
詳しくは、角度・角速度検出装置３０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の膝に装着される装着具３０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部（図示省略）とを備えている。
【００５４】
装着具３０３は、膝に巻回可能なサポータの形状をしている。詳しくは、装着具３０３は、膝に対して前方から装着される、概略長方形状の本体部３３１と、本体部３３１の対角線上に位置する２つの隅部からそれぞれ側方に延びるベルト部３３２，３３２とを有している。装着具３０３は、伸縮性のある生地で縫製されている。本体部３３１には、膝の膝蓋骨（いわゆる、皿）が嵌る開口３３１ａが中央に設けられている。また、本体部３３１における、開口３３１ａの上下の部分にジャイロスコープ２，２が設けられている。各ベルト部３３２の先端には、面ファスナ３３２ａが設けられている。
【００５５】
このように構成された装着具３０３の装着について説明する。まず、本体部３３１を、開口３３１ａ内に膝の膝蓋骨が位置するように、膝の前面に当てる。次に、各ベルト部３３２を脚に巻き掛けて、各ベルト部３３２の先端の面ファスナ３３２ａを本体部３３１の表面に取り付ける。つまり、開口３３１ａが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００５６】
こうして装着具３０３を膝に装着することによって、ジャイロスコープ２，２が膝の膝蓋骨を基準にして、膝蓋骨の上下の位置に位置決めされる。これにより、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【００５７】
《発明の実施形態４》
次に、実施形態４に係る角度・角速度検出装置４０１について説明する。図６に、実施形態４に係る角度・角速度検出装置４０１の概略図を示す。
【００５８】
実施形態４に係る角度・角速度検出装置４０１は、下半身の各種関節の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【００５９】
詳しくは、角度・角速度検出装置４０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の下半身に装着される装着具４０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【００６０】
装着具４０３は、人体の左右の足及び下腿に装着される右側及び左側ソックス４０３Ｒ，４０３Ｌと、人体の腰部から大腿部に装着されるパンツ４０３Ｐとを有している。
【００６１】
右側及び左側ソックス４０３Ｒ，４０３Ｌは、同様の構成をしているため、右側ソックス４０３Ｒの構成についてのみ説明する。右側ソックス４０３Ｒは、人体の足に装着される足部４３１と、人体の下腿に装着される下腿部４３２とを有している。足部４３１と下腿部４３２とは、一体に形成されている。
【００６２】
足部４３１は、袋状に形成されており、前端側は足先の形状に合わせて扁平な形状をしており、後端側は踵の形状に合わせて湾曲した形状をしている。足部４３１をこのような形状とすることによって、足部４３１の、足の長手方向への位置決め及び長手方向軸回りの位置決めがなされる。また、足部４３１には、足の土踏まずに位置する部分に、他の部分よりも締付力が大きい第１締付部４３５ａが全周に亘って設けられている。土踏まずは前後の部分に比べて凹んでいるため、第１締付部４３５ａは、土踏まずに合致した状態から前後に動き難い。つまり、足部４３１は、第１締付部４３５ａによって、足の長手方向への移動が規制される。つまり、足部４３１の足先及び踵の部分や第１締付部４３５ａが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００６３】
ここで、足部４３１の、足の甲部分の略中央には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、足部４３１を人体の足に装着することによって、ジャイロスコープ２が足先、土踏まず及び踵を基準にして、足の甲の略中央に位置決めされる。
【００６４】
下腿部４３２は、人体の足首から膝下までの範囲を覆うように形成されている。下腿部４３２の下端及び上端には、他の部分よりも締付力が大きい第２及び第３締付部４３５ｂ，４３５ｃが下腿部４３２の全周に亘って設けられている。第２締付部４３５ｂは、人体の足首の位置に位置する。足首はその上下の部分に比べて細くなっているため、第２締付部４３５ｂは、足首に合致した状態から上下に動き難い。また、第３締付部４３５ｃは、人体の下腿三頭筋及びひらめ筋の上端部、即ち、下腿の筋肉が膝へ向かって細くなった部分に位置する。この部分は、その上下の部分に比べて細くなっているため、第３締付部４３５ｃは、当該部分に合致した状態から上下に動き難い。つまり、下腿部４３２は、第２及び第３締付部４３５ｂ，４３５ｃによって、下肢の長手方向への移動が規制される。また、下腿部４３２の下端部は、人体の足に合致した足部４３１に連結されている。そのため、下腿部４３２は、足部４３１によって下肢の長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第２及び第３締付部４３５ｂ，４３５ｃや足部４３１が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００６５】
ここで、下腿部４３２の前側であって長手方向略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、下腿部４３２を人体の下腿に装着することによって、ジャイロスコープ２が、足、足首及び筋肉の隆起を基準にして、下腿の前側の長手方向略中央に位置決めされる。
【００６６】
パンツ４０３Ｐは、人体の左右の大腿に装着される右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌと、人体の腰回りに装着される腰部４３７とを有している。
【００６７】
右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌは、それぞれ、人体の右大腿及び左大腿に装着される。右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌのそれぞれの上端は、腰部４３７に連結されている。また、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌのそれぞれの下端部には、その他の部分よりも締付力が大きい第４締付部４３５ｄ，４３５ｄが大腿部の全周に亘って設けられている。各第４締付部４３５ｄは、人体の大腿四頭筋及び大腿二頭筋の下端部、即ち、大腿の筋肉が膝に向かって細くなった部分に位置する。この部分は、その上下の部分に比べて細くなっているため、第４締付部４３５ｄは、当該部分に合致した状態から上下に動き難い。つまり、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌは、第４締付部４３５ｄ，４３５ｄによって、下肢の長手方向への移動が規制される。また、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌの上端部は、人体の腰に合致した腰部４３７に連結されている。そのため、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌは、腰部４３７によって下肢の長手方向及び長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第４締付部４３５ｄや腰部４３７が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００６８】
ここで、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌの前側であって長手方向略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌを人体の左右の大腿に装着することによって、ジャイロスコープ２が、腰及び筋肉の隆起を基準にして、大腿の前側の長手方向略中央に位置決めされる。
【００６９】
腰部４３７は、人体の腰に装着されるように、上部が開口し、下部には右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌが連結されている。腰部４３７の上部開口には、その他の部分よりも締付力が大きい第５締付部４３５ｅが腰部４３７の全周に亘って設けられている。また、腰部４３７には、第５締付部４３５ｅの下方に、本体部４が取り付けられている。
【００７０】
ここで、第５締付部４３５ｅは、腰骨の上部辺りに位置する。この位置は、いわゆるウエストの位置であって、上下の部分に比べて細くなっている。そのため、第５締付部４３５ｅは、当該部分に合致した状態から上下に動き難い。つまり、腰部４３７は、第５締付部４３５ｅによって、体幹の長手方向への移動が規制される。また、腰部４３７には、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌが連結されている。そのため、腰部４３７は、これら右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌによって、体幹の長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第５締付部４３５ｅや右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００７１】
ここで、腰部４３７における、前側の略中央部分には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、腰部４３７を人体の腰に装着することによって、ジャイロスコープ２が、腰骨及び左右の大腿を基準にして、腰の前側の略中央に位置決めされる。
【００７２】
このように構成された装着具４０３を介してジャイロスコープ２，２，…を人体に取り付けることによって、ジャイロスコープ２，２，…を人体の特定の部位（足先、土踏まず、踵、足首、大腿、腰、筋肉の隆起等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【００７３】
《発明の実施形態５》
次に、実施形態５に係る角度・角速度検出装置５０１について説明する。図７に、実施形態５に係る角度・角速度検出装置５０１の概略図を示す。
【００７４】
実施形態５に係る角度・角速度検出装置５０１は、下半身の各種関節の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【００７５】
詳しくは、角度・角速度検出装置５０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の下半身に装着される装着具５０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【００７６】
装着具５０３は、人体の左右の下肢に装着される右側及び左側ロングストッキング５０３Ｒ，５０３Ｌと、人体の腰部に装着されるパンツ５０３Ｐとを有している。
【００７７】
右側及び左側ロングストッキング５０３Ｒ，５０３Ｌは、同様の構成をしているため、右側ロングストッキング５０３Ｒの構成についてのみ説明する。右側ロングストッキング５０３Ｒは、人体の足に装着される足部５３１と、人体の下腿に装着される下腿部５３２と、人体の大腿に装着される大腿部５３３とを有している。足部５３１と下腿部５３２と大腿部５３３とは、一体に形成されている。大腿部５３３を除く、足部５３１と下腿部５３２とは、実施形態４の右側ソックス４０３Ｒと同様の構成をしている。そこで、同様の構成については同様の符号を付して、説明を省略する。詳しくは、符号の十の位以下の数字が同じ構成要素は、同様の構成をしている。
【００７８】
大腿部５３３は、下腿部５３２の上端に連結されている。大腿部５３３は、人体の膝から鼠径部付近までの範囲を覆うように形成されている。大腿部５３３の下端は、下腿部５３２に連結されている。また、大腿部５３３の上端部には、その他の部分よりも締付力が大きい第４締付部５３５ｄが大腿部５３３の全周に亘って設けられている。第４締付部５３５ｄは、人体の大腿四頭筋及び大腿二頭筋の上端部に位置する。この部分は、その上下の部分に比べて細くなっているため、第４締付部５３５ｄは、当該部分に合致した状態から上下に動き難い。つまり、大腿部５３３は、第４締付部５３５ｄによって、下肢の長手方向への移動が規制される。また、大腿部５３３の下端部は、人体の下腿に合致した下腿部５３２に連結されている。そのため、大腿部５３３は、下腿部５３２によって下肢の長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第４締付部５３５ｄや下腿部５３２が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００７９】
ここで、大腿部５３３の前側であって長手方向略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、大腿部５３３を人体の大腿に装着することによって、ジャイロスコープ２が、足、足首、下腿及び筋肉の隆起を基準にして、大腿の前側の長手方向略中央に位置決めされる。
【００８０】
パンツ５０３Ｐは、人体の腰に装着されるように、上部が開口し、下部には左右の下肢が挿通される開口が２つ形成されている。パンツ５０３Ｐの上部開口には、その他の部分よりも締付力が大きい第５締付部５３５ｅがパンツ５０３Ｐの全周に亘って設けられている。また、パンツ５０３Ｐには、第５締付部５３５ｅの下方に、本体部４が取り付けられている。
【００８１】
ここで、第５締付部５３５ｅは、腰骨の上部辺りに位置する。この位置は、いわゆるウエストの位置であって、上下の部分に比べて細くなっている。そのため、第５締付部５３５ｅは、当該部分に合致した状態から上下に動き難い。つまり、パンツ５０３Ｐは、第５締付部５３５ｅによって、体幹の長手方向への移動が規制される。また、パンツ５０３Ｐには、左右の下肢が挿通される開口が形成されている。そのため、パンツ５０３Ｐは、これら左右の下肢によって、体幹の長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第５締付部５３５ｅや左右の下肢が挿通される開口が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００８２】
ここで、パンツ５０３Ｐにおける、前側の略中央部分には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、パンツ５０３Ｐを人体の腰に装着することによって、ジャイロスコープ２が、腰骨及び左右の大腿を基準にして、腰の前側の略中央に位置決めされる。
【００８３】
このように構成された装着具５０３を介してジャイロスコープ２，２，…を人体に取り付けることによって、ジャイロスコープ２，２，…を人体の特定の部位（足先、土踏まず、踵、足首、大腿、腰、筋肉の隆起等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【００８４】
《発明の実施形態６》
次に、実施形態６に係る角度・角速度検出装置６０１について説明する。図８に、実施形態６に係る角度・角速度検出装置６０１の概略図を示す。
【００８５】
実施形態６に係る角度・角速度検出装置６０１は、下半身の各種関節の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【００８６】
詳しくは、角度・角速度検出装置６０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の下半身に装着される装着具６０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【００８７】
装着具６０３は、人体の下半身に装着される、いわゆるタイツの形状をしている。つまり、装着具６０３は、実施形態５に係る装着具５０３を構成する右側及び左側ロングストッキング５０３Ｒ，５０３Ｌと、パンツ５０３Ｐとを一体に形成している。すなわち、装着具６０３は、実施形態５に係る右側及び左側ロングストッキング５０３Ｒ，５０３Ｌに相当する右側及び左側レッグ部６０３Ｒ，６０３Ｌと、実施形態５に係るパンツ５０３Ｐに相当するパンツ部６０３Ｐとを有している。
【００８８】
右側及び左側レッグ部６０３Ｒ，６０３Ｌは、それぞれの上端がパンツ部６０３Ｐに連結されていること、及び、それに伴って第４締付部５３５ｄ，５３５ｄが設けられていないことを除いて、右側及び左側ロングストッキング５０３Ｒ，５０３Ｌと同様の構成をしている。また、パンツ部６０３Ｐは、右側及び左側レッグ部６０３Ｒ，６０３Ｌが連結されていることを除いて、パンツ５０３Ｐと同様の構成をしている。そこで、装着具６０３において、装着具５０３と同様の構成については同様の符号を付して、説明を省略する。符号の十の位以下の数字が同じ構成要素は、同様の構成をしている。
【００８９】
このように構成された装着具６０３を介してジャイロスコープ２，２，…を人体に取り付けることによって、実施形態５と同様に、ジャイロスコープ２，２，…を人体の特定の部位（足先、土踏まず、踵、足首、大腿、腰、筋肉の隆起等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【００９０】
《発明の実施形態７》
次に、実施形態７に係る角度・角速度検出装置について説明する。図９に、実施形態７に係る角度・角速度検出装置７０１の概略図を、図１０に、リセットプレート７０５の斜視図を示す。
【００９１】
実施形態７に係る角度・角速度検出装置７０１は、リセットプレート７０５によってジャイロスコープ２，２，…の原点を設定する点で、実施形態１〜６に係る角度・角速度検出装置と異なる。
【００９２】
詳しくは、角度・角速度検出装置７０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の下半身に装着される装着具７０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部（図示省略）と、リセットプレート７０５とを備えている。
【００９３】
装着具７０３は、実施形態４に係る右側及び左側ソックス４０３Ｒ，４０３Ｌと同様の構成をした右側及び左側ソックス７０３Ｒ，７０３Ｌによって構成されている。そこで、右側及び左側ソックス４０３Ｒ，４０３Ｌと同様の構成については、同様の符号を付して、説明を省略する。詳しくは、符号の十の位以下の数字が同じ構成要素は、装着具７０３と装着具４０３とで同様の構成をしている。
【００９４】
ただし、右側及び左側ソックス７０３Ｒ，７０３Ｌには、リセット端子７５３，７５３が２つずつ設けられている。詳しくは、各ソックス７０３Ｒ（７０３Ｌ）の足部７３１の足裏には、足先と踵の部分にリセット端子７５３，７５３が設けられている。各リセット端子７５３にはケーブル７５４が接続されている。このケーブル７５４は、本体部の所定の入力端子に接続されている。
【００９５】
前記リセットプレート７０５は、ジャイロスコープ２，２，…の出力をリセットして、原点を設定し直すためのものである。リセットプレート７０５には、左右の足形７５１Ｒ，７５１Ｌが描かれている。足形７５１Ｒ，７５１Ｌのそれぞれの内部には、足先と踵の部分に２つのリセット端子７５２，７５２が設けられている。２つのリセット端子７５２，７５２は、電気的に接続されている。
【００９６】
このように構成されたリセットプレート７０５の上に、左右の足を左右の足形７５１Ｒ，７５１Ｌに合わせて立つと、装着具７０３の各足部７３１の２つのリセット端子７５３，７５３が各足形７５１のリセット端子７５２，７５２と接触する。それにより、装着具７０３の各足部７３１のリセット端子７５３，７５３は短絡する。これらリセット端子７５３，７５３は、ケーブル７５４，７５４を介して本体部の所定の入力端子に接続されているため、本体部の該入力端子が短絡することになる。その結果、本体部において、そのときの、ジャイロスコープ２，２，…からの出力をゼロ点（又は、所定の初期値）に設定する。
【００９７】
本実施形態によれば、リセットプレート７０５上に立つだけで、そのときの姿勢におけるジャイロスコープ２，２，…の出力をゼロ点に設定することができる。
【００９８】
尚、ここでは、実施形態４の右側及び左側ソックス４０３Ｒ，４０３Ｌと同様の構成の装着具について説明したが、それ以外の装着具において本実施形態のリセット構造を採用することができる。
【００９９】
《発明の実施形態８》
次に、実施形態８に係る角度・角速度検出装置８０１について説明する。図１１に、実施形態８に係る角度・角速度検出装置８０１の概略図を示す。
【０１００】
実施形態８に係る角度・角速度検出装置８０１は、頭の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【０１０１】
詳しくは、角度・角速度検出装置８０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の頭に装着される装着具８０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部（図示省略）とを備えている。
【０１０２】
装着具８０３は、頭からかぶるように、下方及び前方に開口したドーム状に形成されている。装着具８０３において、人体の耳に相当する位置には、開口８３１Ｒ，８３１Ｌが形成されている。また、装着具８０３において、人体の頭頂部に相当する位置には、皿状のパッド８３２が設けられている。パッド８３２は、クッション性を有する部材で構成されている。さらに、装着具８０３の前端部（人体の額に相当する部分）及び後部（人体の後頭部に相当する部分）には、その他の部分よりも締付力の大きい第１及び第２締付部８３５ａ，８３５ｂが設けられている。そして、装着具８０３における、人体の前頭部に相当する部分には、ジャイロスコープ２が設けられている。
【０１０３】
このように構成された装着具８０３は、パッド８３２が人体の頭頂部に載り、開口８３１Ｒ，８３１Ｌから耳が出るようにして、人体の頭に装着される。このとき、装着具８０３は、第１及び第２締付部８３５ａ，８３５ｂによって前後から締め付けられている。つまり、パッド８３２が頭頂部に合致し、開口８３１Ｒ，８３１Ｌが耳に合致し、第１締付部８３５ａが額に合致し、第２締付部８３５ｂが後頭部に合致している。これにより、ジャイロスコープ２が、人体の前頭部に位置決めされる。すなわち、パッド８３２や開口８３１Ｒ，８３１Ｌや第１及び第２締付部８３５ａ，８３５ｂが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【０１０４】
つまり、装着具８０３を介してジャイロスコープ２を人体に取り付けることによって、ジャイロスコープ２を人体の特定の部位（頭頂部及び耳等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【０１０５】
《発明の実施形態９》
次に、実施形態９に係る角度・角速度検出装置９０１について説明する。図１２に、実施形態９に係る角度・角速度検出装置９０１の概略図を示す。
【０１０６】
実施形態９に係る角度・角速度検出装置９０１は、全身の各種関節の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【０１０７】
詳しくは、角度・角速度検出装置９０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の全身に装着される装着具９０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【０１０８】
装着具９０３は、人体の全身に装着される、いわゆる全身タイツの形状をしている。すなわち、装着具９０３は、実施形態２に係る装着具２０３と、実施形態６に係る装着具６０３と、実施形態８に係る装着具８０３とを一体に連結した構成をしている。詳しくは、装着具９０３は、胴体部９０３Ｂと、右腕部９０３ＡＲと、左腕部９０３ＡＬと、パンツ部９０３Ｐと、右側レッグ部９０３ＬＲと、左側レッグ部９０３ＬＬと、頭部９０３Ｈとを有している。装着具９０３は、背中の部分にファスナが設けられており、背中の部分が開閉するように構成されている。つまり、背中のファスナを開けることによって、装着具を容易に着脱することができる。
【０１０９】
胴体部９０３Ｂ、右腕部９０３ＡＲ及び左腕部９０３ＡＬは、実施形態２に係る胴体部２０３Ｂ、右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌと同様の構成をしている。すなわち、符号の十の位と一の位が同じ構成要素は同様の構成をしている。ただし、胴体部９０３Ｂの上部開口には、頭部９０３Ｈが連結されている。また、胴体部９０３Ｂの下端部は、パンツ部９０３Ｐに連結されている。さらに、胴体部９０３Ｂには、本体部４が設けられていない。
【０１１０】
パンツ部９０３Ｐ、右側レッグ部９０３ＬＲ及び左側レッグ部９０３ＬＬは、実施形態６に係るパンツ部６０３Ｐ、右側レッグ部６０３Ｒ及び左側レッグ部６０３Ｌと同様の構成をしている。すなわち、符号の十の位と一の位が同じ構成要素は同様の構成をしている。ただし、パンツ部９０３Ｐの上端部には胴体部９０３Ｂが連結されている。
【０１１１】
頭部９０３Ｈは、実施形態８の装着具８０３と同様の構成をしている。すなわち、符号の十の位と一の位が同じ構成要素は同様の構成をしている。ただし、頭部９０３Ｈは、下端部が胴体部９０３Ｂに連結されており、前方にのみ開口している。また、頭部９０３Ｈには、パッド８３２、第１及び第２締付部８３５ａ，８３５ｂが設けられていない。このように、頭部９０３Ｈには、パッド８３２が設けられていないけれども、開口９３１ｈ，９３１ｈが人体の耳に合致すると共に、前方への開口が顔面に合致する。そのため、頭部９０３Ｈのジャイロスコープ２は、人体の耳及び顔面を基準にして位置決めされる。
【０１１２】
このように構成された装着具９０３を介してジャイロスコープ２，２，…を人体に取り付けることによって、ジャイロスコープ２，２，…を人体の特定の部位（頭、耳、指、首、肩、足先、土踏まず、踵、足首、大腿、腰、筋肉の隆起等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【０１１３】
《その他の実施形態》
本発明は、実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０１１４】
例えば、前記実施形態では、人体に装着するセンサとしてジャイロスコープを用いているが、これに限られない。センサとして、加速度センサやＧＰＳ受信機を用いてもよい。
【０１１５】
また、前記実施形態では、２軸回りの角速度を検出するジャイロスコープ２を採用しているが、これに限られるものではない。例えば、１軸回りの角速度を検出するジャイロスコープであってもよく、３軸回りの角速度を検出するジャイロスコープであってもよい。さらに、前記ジャイロスコープ２は、防塵・防水対応となっているが、これに限られるものではない。防塵・防水性能が要求されない環境で使用される場合には、ジャイロスコープは防塵・防水対応となっていなくてもよい。
【０１１６】
また、前記実施形態１，２，８においては、人体の肘に相当する部分に開口を設けてもよい。こうすることで、ジャイロスコープ２，２，…を肘を基準にして位置決めすることができる。
【０１１７】
さらに、前記実施形態４，５，６，８においては、人体の膝に相当する部分に、実施形態３に係る装着具３０３の開口３３１ａのような、膝が嵌る開口を設けてもよい。こうすることで、ジャイロスコープ２，２，…を膝を基準にして位置決めすることができる。
【０１１８】
さらに、前記実施形態４，５，６，８においては、足部に指部が形成されていてもよい。こうすることで、ジャイロスコープ２，２，…を足の指部を基準にして位置決めすることができる。
【０１１９】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上説明したように、本発明は、人体の動作及び／又は位置を検出する検出装置について有用である。
【符号の説明】
【０１２１】
１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１ 角度・角速度検出装置
２ ジャイロスコープ
３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７０３，８０３ 装着具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の動作及び／又は位置を検出する検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人体の動作又は位置を検出することが行われている。人体の動作検出の一例として、関節の角度の検出がある。例えば、リハビリ等においては回復具合を調べるために関節の可動域を検出する必要がある。また、人体の運動解析を行う場合等には、関節がどのような動きをしているのかを把握する必要がある。
【０００３】
関節等の角度を測定する器具としては、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に係る器具は、関節を挟んだ人体の或る部位に固定される添板と、該関節を挟んだ人体に別の部位に固定される操作板と、添板に設けられた目盛板とを備えている。添板及び操作板は、それぞれ、ベルト等を介して人体に取り付けられている。その状態で、操作板が取り付けられた人体の部位を回動させて、目盛板を用いて、操作板の、添板に対する回転角度を読み取ることによって、関節の回転角度を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５０−１４４４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る測定器具では、測定器具の一部分（添板）を人体の或る部分に取り付け、測定器具の他の部分（操作板）を人体の、該或る部分に対して可動する部分に取り付ける場合には、測定器具の取付位置がずれないように、人体に測定用の所定の動作を慎重に行わせる必要がある。
【０００６】
また、特許文献１に係る測定器具では、添板と操作板とをベルトを介して人体に取り付けているだけであるため、測定器具を毎回同じように取り付けることは困難である。さらには、取付作業をする人によっても、取付状態にばらつきが生じる。さらにまた、測定器具を人体にベルトを介して止めているだけなので、測定中に測定器具がずれる虞もある。つまり、測定器具の取付の再現性が悪い。その結果、測定値にもばらつきが生じ、測定値の再現性も悪くなる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、人体の自由な動きの中においても人体の動作及び／又は位置を検出でき且つ、測定値の再現性が高い検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る検出装置は、人体の位置及び／又は動作を検出するセンサと、前記センサを人体の所定の部分に取り付ける装着具と、前記センサからの出力結果を処理する本体部とを備え、前記装着具は、人体の特定の部位を基準にして前記センサを人体に対して位置決めした状態で取り付けるものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、人体に装着したセンサによって人体の動作及び／又は位置を検出するため、自由な動きを行う人体の動作及び／又は位置を検出することができる。それに加えて、センサを装着具により人体の特定の部位を基準にして位置決めした状態で人体に取り付けるため、センサの取付再現性を向上させ、ひいては、センサの測定値の再現性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図２】角度・角速度検出装置を人体に装着したときの概略図である。
【図３】実施形態２に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図４】実施形態３に係る角度・角速度検出装置の展開図である。
【図５】角度・角速度検出装置を人体に装着したときの概略図である。
【図６】実施形態４に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図７】実施形態５に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図８】実施形態６に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図９】実施形態７に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【図１０】リセットプレートの斜視図である。
【図１１】実施形態８に係る角度・角速度検出装置の概略図であって、（Ａ）が背面図、（Ｂ）が正面図、（Ｃ）右側面図である。
【図１２】実施形態９に係る角度・角速度検出装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の例示的な実施形態１に係る角度・角速度検出装置１の概略図を、図２は、角度・角速度検出装置１を人体に装着したときの概略図を示す。
【００１３】
角度・角速度検出装置１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人の腕に装着される装着具３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【００１４】
前記ジャイロスコープ２は、直交する２軸回りの角速度を検出する。ジャイロスコープ２は、ＩＰ−４０以上（例えば、ＩＰ−６７）の防塵・防水対応になっている。ジャイロスコープ２からはケーブル２１が延びており、このケーブル２１は、本体部４に接続されている。
【００１５】
前記装着具３は、伸縮性のある記事で縫製された服飾具である。装着具３には、ジャイロスコープ２，２，…が配設されている。装着具３は、人体の指や肩等の特定の部位を基準にして、位置決めされた状態で人体の腕に装着される。そのため、ジャイロスコープ２，２，…も同様に、人体の特定の部位を基準にして、人体の腕に装着されることになる。装着具３の詳しい構成については、後述する。
【００１６】
前記本体部４は、各ジャイロスコープ２からの検出信号がケーブル２１を介して入力される。本体部４は、ＣＰＵ、メモリ、表示部、操作部を有し、ジャイロスコープ２からの検出信号に所定の処理を施す。メモリは、不揮発性であり、プログラムの実行時に発生する一次的なデータが記録される。表示部及び操作部は、本体部４の表面に設けられている。操作部は、ユーザが操作可能であって、ユーザからの入力を受け付けるためのものである。本体部４は、操作部を介したユーザの操作によって、電源をオン／オフしたり、検出モードを切り替えたりする。表示部には、現在の検出モードや、角速度又は角度が表示される。例えば、本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号を角速度に変換したり、該角速度から算出される角度に変換したりする。また、本体部４は、有線又は無線を介して、パーソナルコンピュータ等の外部機器と通信可能に構成されている。すなわち、本体部４は、外部機器から制御信号を受信したり、ジャイロスコープ２からの検出結果を外部機器へ出力したりする。本体部４は、ベルト等の装着具（図示省略）を介して、人体に装着されるように構成されている。尚、本体部４は、装着具３の上腕部３３や肩掛部３４等に取り付けられる構成であってもよい。また、ジャイロスコープ２と本体部４との間で無線を介して通信が可能である構成においては、本体部４は人体には装着されず、外部機器側に設けられていてもよい。
【００１７】
ここで、本体部４による処理の一例について説明する。
【００１８】
本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号に基づいて、角速度及び／又は角度の最大値及び／又は最小値を記憶する処理を行う。
【００１９】
また、本体部４は、ジャイロスコープ２より検出される角速度又は角度が、上限閾値及び／又は下限閾値を超えたときにオン信号を出力する処理を行う。本体部４は、通常モードであれば、ジャイロスコープ２からの検出信号が所定の上限閾値を上回ると（又は下限閾値を下回ると）オン信号を出力し、検出信号が上限閾値を下回ると（又は下限閾値を上回ると）オン信号の出力を停止する。本体部４は、オン信号を単に出力するだけでもよいし、オン信号を受けて本体部４に設けたＬＥＤランプを点灯させたり、本体部４に設けたブザーを鳴らしたりしてもよい。ここで、本体部４は、ワンショットタイマ機能、オンディレイタイマ機能及びオフディレイタイマ機能の３種類のタイマ機能を有している。
【００２０】
ワンショットタイマ機能がオン状態のときには、本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号が所定の上限閾値を上回ると（又は下限閾値を下回ると）、所定の時間だけオン信号の出力を継続する。これらの所定の上限閾値、下限閾値及び時間は、ユーザが設定することができる。つまり、ワンショットタイマ機能によれば、本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号が所定の上限閾値を一旦上回ると（又は下限閾値を一旦下回ると）、オン信号を出力し、そこから所定の時間の間に検出信号が所定の上限閾値を下回った（又は下限閾値を上回った）としてもオン信号を出力し続ける。
【００２１】
オンディレイ機能がオン状態のときには、本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号が所定の上限閾値を上回っても（又は下限閾値を下回っても）、オン信号をすぐには出力せず、検出信号が上限閾値を上回った（又は下限閾値を下回った）状態が所定の時間続くと初めて、オン信号を出力する。これらの所定の上限閾値、下限閾値及び時間は、ユーザが設定することができる。つまり、オンディレイ機能によれば、本体部４は、上限閾値及び／下限閾値を跨いだチャタリングを無視して、オン信号を出力しないようにすることができる。
【００２２】
オフディレイ機能がオン状態のときには、本体部４は、オン信号を出力している状態から、ジャイロスコープ２からの検出信号が所定の上限閾値を下回っても（又は下限閾値を上回っても）、オン信号をすぐには停止せず、検出信号が上限閾値を下回った（又は下限閾値を上回った）状態が所定の時間続くと初めて、オン信号を停止する。これらの所定の上限閾値、下限閾値及び時間は、ユーザが設定することができる。つまり、オフディレイ機能によれば、本体部４は、検出信号が上限閾値を上回って（又は下限閾値を下回って）、すぐに上限閾値を下回った（又は下限閾値を上回った）としても、オン信号の出力が継続するため、外部機器側でオン信号を見逃すことを防止することができる。
【００２３】
さらに、本体部４は、微小な角速度の変化を無視するゼロ感度機能を有する。ゼロ感度機能がオン状態のときには、本体部４は、ジャイロスコープ２からの検出信号から算出される角速度が所定の角速度以下の場合はそれを無視する。つまり、ジャイロスコープ２は、実際には角速度が変化していなくても、その出力信号が時間と共に変化していくドリフト現象を有する。そのため、ジャイロスコープ２の検出信号は、ジャイロスコープ２が動いていないにもかかわらず、微小に変動する。それに対して、ゼロ感度機能をオン状態にすると、ジャイロスコープ２の検出信号の、ドリフトによる微小な変動が無視され、ジャイロスコープ２の検出信号は一定に維持される。尚、本体部４は、ジャイロスコープ２の検出信号から検出される角速度を積算して角度を算出しているが、ドリフトによって変動する角速度は、人体の動きに伴ってジャイロスコープ２が実際に動くときの角速度に比べて小さいため、ドリフト分を無視しても、算出される角度には大きな影響を与えない。
【００２４】
さらには、本体部４は、ジャイロスコープ２の検出信号を、所定の時間間隔でメモリに記録していく機能を有する。
【００２５】
尚、本体部４から出力される検出信号を受けた、パーソナルコンピュータ等の外部機器においては、人体の動作及び／又はその軌跡をディスプレイ上に表示する機能を有していてもよい。
【００２６】
続いて、装着具３の詳しい構成について説明する。装着具３は、人体の手に装着される手部３１と、前腕に装着される前腕部３２と、上腕に接続される上腕部３３と、該上腕部３３の上端に設けられ、該装着具３が装着される腕とは反対側の肩に掛けられる肩掛部３４とを有している。尚、装着具３の生地は、人体の動きを拘束しない程度に柔らかい生地であることが好ましい。
【００２７】
前記手部３１，前腕部３２及び上腕部３３は、一体に形成されている。手部３１には、手の各指が挿通される指部３６，３６，…が設けられている。手部３１と前腕部３２との境界には、他の部分よりも締付力が大きい第１締付部３５ａが設けられている。また、前腕部３２の上端部（即ち、上腕部３３との境界近傍）、上腕部３３の上端部にはそれぞれ、他の部分よりも締付力が大きい第２及び第３締付部３５ｂ，３５ｃが設けられている。
【００２８】
第１締付部３５ａは、人体の手首に相当する部分において手部３１及び前腕部３２の全周に亘って設けられている。手首はその上下の部分に比べて細くなっているため、第１締付部３５ａは、手首に合致、即ち、フィットした状態から上下に動き難い。つまり、第１締付部３５ａは、手部３１の上端部及び前腕部３２の下端部を、腕の長手方向において、人体の手首の位置に位置決めする。
【００２９】
第２締付部３５ｂは、人体の腕撓骨筋の上端部に相当する部分、即ち、前腕の筋肉が肘に向かって細くなった部分において前腕部３２の全周に亘って設けられている。当該部分に合致した第２締付部３５ｂは、腕撓骨筋の隆起があるため前腕の先端側へは移動し難く、肘の出っ張りがあるため上腕側へも移動し難い。つまり、第２締付部３５ｂは、前腕部３２の上端部を、腕の長手方向において、前腕の筋肉が肘に向かって細くなった部分に位置決めする。
【００３０】
第３締付部３５ｃは、人体の上腕二頭筋及び上腕三頭筋の上端部に相当する部分、即ち、上腕の筋肉が肩に向かって細くなった部分において上腕部３３の全周に亘って設けられている。当該部分に合致した第３締付部３５ｃは、上腕二頭筋及び上腕三頭筋の隆起があるため上腕の先端側へは移動し難く、肩の三角筋があるため肩側へも移動し難い。つまり、第３締付部３５ｃは、上腕部３３の上端部を、腕の長手方向において、上腕の筋肉が肩に向かって細くなった部分に位置決めする。
【００３１】
尚、第１〜第３締付部３５ａ〜３５ｃは、手部３１、前腕部３２及び上腕部３３の全周に亘って設けられているが、これに限られず、周方向において部分的に設けられる構成であってもよい。また、第１〜第３締付部３５ａ〜３５ｃは、ベルト等の別部材で構成されてもよい。
【００３２】
前記肩掛部３４は、伸縮性を有するベルト状の部材である。肩掛部３４の両端部は、上腕部３３の開口端における対向する部分に取り付けられている。詳しくは、肩掛部３４の両端部は、上腕部３３の上端部のうち、人体の正面を向く部分と背面を向く部分とに取り付けられている。肩掛部３４の両端部は、上腕部３３に対して回動自在に取り付けられている。
【００３３】
そして、手部３１、前腕部３２及び上腕部３３にはそれぞれ、ジャイロスコープ２，２，…が配設されている。具体的には、手部３１の手の平部分の略中央部、前腕部３２の内側であって長手方向の略中央部、及び上腕部の内側であって長手方向の略中央部にそれぞれ、ポケット状の保持部３７，３７，…が設けられている。ジャイロスコープ２，２，…は、これら保持部３７，３７，…内に保持されている。さらに、手部３１、前腕部３２及び上腕部３３には、ジャイロスコープ２，２，…のそれぞれから延びるケーブル２１，２１，…を部分的に固定するためのクリップ状又は面ファスナ状の固定具（図示省略）が設けられている。尚、ジャイロスコープ２は、フランジを有するケーシングに収容された構成であってもよい。該フランジには縫合用の糸を通すための貫通孔が形成されている。そして、該フランジを手部３１、前腕部３２及び上腕部３３に直接縫合することによって、ジャイロスコープを手部３１、前腕部３２及び上腕部３３に配設する構成であってもよい。
【００３４】
このように構成された装着具３を人体に装着すると、ジャイロスコープ２，２，…が人体の決まった位置に位置するようになる。
【００３５】
つまり、手部３１は、指部３６，３６，…が指に合致すると共に第１締付部３５ａが手首に合致する。そのため、手部３１は、指部３６，３６，…と第１締付部３５ａによって腕の長手方向へ移動が規制されると共に、指部３６，３６，…によって腕の長手方向に延びる軸（以下、長手方向軸という）回りの移動が規制される。つまり、指部３６や第１締付部３５ａが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。ここで、手部３１の手の平部分の略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、手部３１を手に装着することによって、ジャイロスコープ２が人体の指及び手首を基準にして、手の平の略中央に位置決めされる。
【００３６】
また、前腕部３２は、第１締付部３５ａが手首に合致すると共に第２締付部３５ｂが前腕の筋肉が肘に向かって細くなった部分に合致する。そのため、前腕部３２は、第１及び第２締付部３５ａ，３５ｂによって腕の長手方向への移動が規制される。さらに、前腕部３２の下端部は、腕の長手方向軸回りの移動が規制された手部３１に連結されている。つまり、第１及び第２締付部３５ａ，３５ｂや手部３１が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。そのため、前腕部３２は、手部３１によって腕の長手方向軸回りへの移動が規制される。ここで、前腕部３２の人体の前腕の内側であって長手方向略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、前腕部３２を前腕に装着することによって、ジャイロスコープ２が人体の手、手首及び前腕の筋肉が肘に向かって細くなった部分を基準にして、前腕の内側の長手方向略中央部に位置決めされる。
【００３７】
さらに、上腕部３３は、第３締付部３５ｃが上腕の筋肉が肩に向かって細くなった部分に合致する。また、肩掛部３４は、装着具３が装着される腕とは反対側の肩の部分（詳しくは、肩のうち首の付け根部分）に合致する。そのため、上腕部３３は、第３締付部３５ｃ及び肩掛部３４によって腕の長手方向への移動が規制されると共に、肩掛部３４によって腕の長手方向軸回りの移動が規制される。さらに、上腕部３３の下端部は、前腕に合致する前腕部３２に連結されている。そのため、上腕部３３は、前腕部３２によって腕の長手方向への移動及び長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第３締付部３５ｃや肩掛部３４や前腕部３２が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。ここで、上腕部３３の人体の上腕の内側であって長手方向略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、上腕部３３を前腕に装着することによって、ジャイロスコープ２が人体の手、手首、前腕、上腕の筋肉が肩に向かって細くなった部分及び肩を基準にして、上腕の内側の長手方向略中央部に位置決めされる。
【００３８】
したがって、本実施形態によれば、ジャイロスコープ２，２，…を人体に装着することによって、人体の自由な動きの中における人体の部位の角速度及び角度を測定することができる。すなわち、特許文献１に係る測定器具のように、測定器具の一部分を人体の基準となる部分に取り付け、測定器具の他の部分を人体の可動する部分に取り付ける場合には、測定器具の取付位置がずれないように、人体に測定用の所定の動作を慎重に行わせる必要がある。それに対して、本実施形態では、ジャイロスコープ２は、人体の可動する部分に取り付ければ、その部位の角速度を検出することができるため、人体を部位を自由に動作させて、その最中の該部位の角速度を測定することができる。また、特許文献１の測定器具のように目盛板等を用いて測定するのではなく、ジャイロスコープ２の検出信号を本体部４によって処理するため、角速度の連続的な変化や最大値及び最小値等を測定することができる。
【００３９】
また、ジャイロスコープ２，２，…を装着具３を介して人体に取り付けることによって、ジャイロスコープ２，２，…を人体の特定の部位（指、筋肉の隆起、肩等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。すなわち、特許文献１に係る測定器具では、添板と操作板とをベルトを介して人体に取り付けているだけであるため、測定器具を毎回同じように取り付けることは困難である。さらには、取付作業をする人によっても、取付状態にばらつきが生じる。その結果、測定値にもばらつきが生じる。さらにまた、測定器具を人体にベルトを介して止めているだけでは、測定中に測定器具がずれる虞もある。それに対して、本実施形態によれば、ジャイロスコープ２，２，…を高い再現性で取り付けることができるため、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。さらに、ジャイロスコープ２，２，…は、人体の特定の部位に位置決めされているため、特定の部位に位置決めされることなく取り付けられたジャイロスコープに比べて、使用時のずれを抑制することができる。
【００４０】
また、ジャイロスコープ２は、２軸回りの角速度を検出するため、複雑な動きをする場合であっても、人体の角速度を測定することができる。すなわち、特許文献１に示すような従来の測定器具では、１軸回りの角速度しか測定できないため、２軸回りの角速度を検出する場合には、同じ箇所に２つの測定器具を取り付ける必要がある。従来の測定器具は、嵩張るため、取付スペースを要するだけでなく、人体の動きを阻害する虞もある。それに対して、本実施形態のように、２軸回りの角速度を検出するジャイロスコープ２を用いることによって、小さな取付スペースで、人体の動きを阻害することなく、２軸回りの角速度を測定することができる。
【００４１】
さらに、ジャイロスコープ２を複数設けることによって、ジャイロスコープ２，２，…を取り付けた部位の相対的な角速度及び角度を測定することができる。
【００４２】
《発明の実施形態２》
次に、実施形態２に係る角度・角速度検出装置２０１について説明する。図３に、実施形態２に係る角度・角速度検出装置２０１の概略図を示す。
【００４３】
実施形態２に係る角度・角速度検出装置２０１は、装着具２０３の構成が実施形態１に係る装着具３と異なる。すなわち、実施形態２に係る装着具２０３は、ロングＴシャツの形状をしている。
【００４４】
詳しくは、角度・角速度検出装置２０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の上半身に装着される装着具２０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【００４５】
装着具２０３は、胴体部２０３Ｂと、右腕部２０３Ｒと、左腕部２０３Ｌとを有している。右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌは、胴体部２０３Ｂと一体的に繋がっている。右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌは、実施形態１の装着具３と、肩掛部３４を有さないこと、及び上腕部２３３の上端が胴体部２０３Ｂに繋がっていることを除いて、同じ構成をしている。そこで、右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌにおいて、装着具３と同様の構成については同様の符号を付して、説明を省略する。詳しくは、符号の十の位以下の数字が同じ構成要素は、同様の構成をしている。
【００４６】
胴体部２０３Ｂは、人体の胴体に装着されるように、筒状に形成されている。胴体部２０３Ｂの上部には頭を通すための開口が設けられている。胴体部２０３Ｂの下側には胴体を通すための開口が設けられている。胴体部２０３Ｂの右肩の部分に右腕部２０３Ｒが連結されている一方、胴体部２０３Ｂの左肩の部分に左腕部２０３Ｌが連結されている。また、胴体部２０３Ｂの脇の高さには、その他の部分よりも締付力が大きい第４締付部２３５ｄが胴体部２０３Ｂの全周に亘って設けられている。さらに、胴体部２０３Ｂにおける、胸の略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。さらにまた、胴体部２０３Ｂの裾の部分には、本体部４が取り付けられている。
【００４７】
胴体部２０３Ｂは、肩の部分が人体の肩に合致する。そのため、胴体部２０３Ｂは、肩の部分によって胴体の長手方向への移動が規制される。さらに、胴体部２０３Ｂには右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌが連結されている。そのため、胴体部２０３Ｂは、右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌによって胴体の長手方向軸回りへの移動が規制される。つまり、胴体部２０３Ｂの肩の部分や右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。ここで、胴体部２０３Ｂの胸の略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。
【００４８】
また、右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌは、実施形態１で述べたように、人体の指、手、手首、前腕、肩、筋肉の隆起によって、腕の長手方向への移動及び長手方向軸回りの移動が規制される。
【００４９】
したがって、装着具２０３を上半身に装着することによって、ジャイロスコープ２が人体の指、手、手首、腕、肩、筋肉の隆起を基準にして、胸の略中央部に位置決めされる。こうして、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができるため、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【００５０】
また、ジャイロスコープ２，２，…を人体の左右で対となる部位に設けることによって、該部位の左右のバランスを検出することができる。
【００５１】
《発明の実施形態３》
次に、実施形態３に係る角度・角速度検出装置３０１について説明する。図４に、実施形態３に係る角度・角速度検出装置３０１の展開図を、図５に角度・角速度検出装置３０１を人体に装着したときの概略図を示す。
【００５２】
実施形態３に係る角度・角速度検出装置３０１は、膝関節の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【００５３】
詳しくは、角度・角速度検出装置３０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の膝に装着される装着具３０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部（図示省略）とを備えている。
【００５４】
装着具３０３は、膝に巻回可能なサポータの形状をしている。詳しくは、装着具３０３は、膝に対して前方から装着される、概略長方形状の本体部３３１と、本体部３３１の対角線上に位置する２つの隅部からそれぞれ側方に延びるベルト部３３２，３３２とを有している。装着具３０３は、伸縮性のある生地で縫製されている。本体部３３１には、膝の膝蓋骨（いわゆる、皿）が嵌る開口３３１ａが中央に設けられている。また、本体部３３１における、開口３３１ａの上下の部分にジャイロスコープ２，２が設けられている。各ベルト部３３２の先端には、面ファスナ３３２ａが設けられている。
【００５５】
このように構成された装着具３０３の装着について説明する。まず、本体部３３１を、開口３３１ａ内に膝の膝蓋骨が位置するように、膝の前面に当てる。次に、各ベルト部３３２を脚に巻き掛けて、各ベルト部３３２の先端の面ファスナ３３２ａを本体部３３１の表面に取り付ける。つまり、開口３３１ａが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００５６】
こうして装着具３０３を膝に装着することによって、ジャイロスコープ２，２が膝の膝蓋骨を基準にして、膝蓋骨の上下の位置に位置決めされる。これにより、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【００５７】
《発明の実施形態４》
次に、実施形態４に係る角度・角速度検出装置４０１について説明する。図６に、実施形態４に係る角度・角速度検出装置４０１の概略図を示す。
【００５８】
実施形態４に係る角度・角速度検出装置４０１は、下半身の各種関節の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【００５９】
詳しくは、角度・角速度検出装置４０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の下半身に装着される装着具４０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【００６０】
装着具４０３は、人体の左右の足及び下腿に装着される右側及び左側ソックス４０３Ｒ，４０３Ｌと、人体の腰部から大腿部に装着されるパンツ４０３Ｐとを有している。
【００６１】
右側及び左側ソックス４０３Ｒ，４０３Ｌは、同様の構成をしているため、右側ソックス４０３Ｒの構成についてのみ説明する。右側ソックス４０３Ｒは、人体の足に装着される足部４３１と、人体の下腿に装着される下腿部４３２とを有している。足部４３１と下腿部４３２とは、一体に形成されている。
【００６２】
足部４３１は、袋状に形成されており、前端側は足先の形状に合わせて扁平な形状をしており、後端側は踵の形状に合わせて湾曲した形状をしている。足部４３１をこのような形状とすることによって、足部４３１の、足の長手方向への位置決め及び長手方向軸回りの位置決めがなされる。また、足部４３１には、足の土踏まずに位置する部分に、他の部分よりも締付力が大きい第１締付部４３５ａが全周に亘って設けられている。土踏まずは前後の部分に比べて凹んでいるため、第１締付部４３５ａは、土踏まずに合致した状態から前後に動き難い。つまり、足部４３１は、第１締付部４３５ａによって、足の長手方向への移動が規制される。つまり、足部４３１の足先及び踵の部分や第１締付部４３５ａが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００６３】
ここで、足部４３１の、足の甲部分の略中央には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、足部４３１を人体の足に装着することによって、ジャイロスコープ２が足先、土踏まず及び踵を基準にして、足の甲の略中央に位置決めされる。
【００６４】
下腿部４３２は、人体の足首から膝下までの範囲を覆うように形成されている。下腿部４３２の下端及び上端には、他の部分よりも締付力が大きい第２及び第３締付部４３５ｂ，４３５ｃが下腿部４３２の全周に亘って設けられている。第２締付部４３５ｂは、人体の足首の位置に位置する。足首はその上下の部分に比べて細くなっているため、第２締付部４３５ｂは、足首に合致した状態から上下に動き難い。また、第３締付部４３５ｃは、人体の下腿三頭筋及びひらめ筋の上端部、即ち、下腿の筋肉が膝へ向かって細くなった部分に位置する。この部分は、その上下の部分に比べて細くなっているため、第３締付部４３５ｃは、当該部分に合致した状態から上下に動き難い。つまり、下腿部４３２は、第２及び第３締付部４３５ｂ，４３５ｃによって、下肢の長手方向への移動が規制される。また、下腿部４３２の下端部は、人体の足に合致した足部４３１に連結されている。そのため、下腿部４３２は、足部４３１によって下肢の長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第２及び第３締付部４３５ｂ，４３５ｃや足部４３１が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００６５】
ここで、下腿部４３２の前側であって長手方向略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、下腿部４３２を人体の下腿に装着することによって、ジャイロスコープ２が、足、足首及び筋肉の隆起を基準にして、下腿の前側の長手方向略中央に位置決めされる。
【００６６】
パンツ４０３Ｐは、人体の左右の大腿に装着される右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌと、人体の腰回りに装着される腰部４３７とを有している。
【００６７】
右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌは、それぞれ、人体の右大腿及び左大腿に装着される。右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌのそれぞれの上端は、腰部４３７に連結されている。また、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌのそれぞれの下端部には、その他の部分よりも締付力が大きい第４締付部４３５ｄ，４３５ｄが大腿部の全周に亘って設けられている。各第４締付部４３５ｄは、人体の大腿四頭筋及び大腿二頭筋の下端部、即ち、大腿の筋肉が膝に向かって細くなった部分に位置する。この部分は、その上下の部分に比べて細くなっているため、第４締付部４３５ｄは、当該部分に合致した状態から上下に動き難い。つまり、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌは、第４締付部４３５ｄ，４３５ｄによって、下肢の長手方向への移動が規制される。また、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌの上端部は、人体の腰に合致した腰部４３７に連結されている。そのため、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌは、腰部４３７によって下肢の長手方向及び長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第４締付部４３５ｄや腰部４３７が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００６８】
ここで、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌの前側であって長手方向略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌを人体の左右の大腿に装着することによって、ジャイロスコープ２が、腰及び筋肉の隆起を基準にして、大腿の前側の長手方向略中央に位置決めされる。
【００６９】
腰部４３７は、人体の腰に装着されるように、上部が開口し、下部には右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌが連結されている。腰部４３７の上部開口には、その他の部分よりも締付力が大きい第５締付部４３５ｅが腰部４３７の全周に亘って設けられている。また、腰部４３７には、第５締付部４３５ｅの下方に、本体部４が取り付けられている。
【００７０】
ここで、第５締付部４３５ｅは、腰骨の上部辺りに位置する。この位置は、いわゆるウエストの位置であって、上下の部分に比べて細くなっている。そのため、第５締付部４３５ｅは、当該部分に合致した状態から上下に動き難い。つまり、腰部４３７は、第５締付部４３５ｅによって、体幹の長手方向への移動が規制される。また、腰部４３７には、右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌが連結されている。そのため、腰部４３７は、これら右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌによって、体幹の長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第５締付部４３５ｅや右側及び左側大腿部４３６Ｒ，４３６Ｌが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００７１】
ここで、腰部４３７における、前側の略中央部分には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、腰部４３７を人体の腰に装着することによって、ジャイロスコープ２が、腰骨及び左右の大腿を基準にして、腰の前側の略中央に位置決めされる。
【００７２】
このように構成された装着具４０３を介してジャイロスコープ２，２，…を人体に取り付けることによって、ジャイロスコープ２，２，…を人体の特定の部位（足先、土踏まず、踵、足首、大腿、腰、筋肉の隆起等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【００７３】
《発明の実施形態５》
次に、実施形態５に係る角度・角速度検出装置５０１について説明する。図７に、実施形態５に係る角度・角速度検出装置５０１の概略図を示す。
【００７４】
実施形態５に係る角度・角速度検出装置５０１は、下半身の各種関節の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【００７５】
詳しくは、角度・角速度検出装置５０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の下半身に装着される装着具５０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【００７６】
装着具５０３は、人体の左右の下肢に装着される右側及び左側ロングストッキング５０３Ｒ，５０３Ｌと、人体の腰部に装着されるパンツ５０３Ｐとを有している。
【００７７】
右側及び左側ロングストッキング５０３Ｒ，５０３Ｌは、同様の構成をしているため、右側ロングストッキング５０３Ｒの構成についてのみ説明する。右側ロングストッキング５０３Ｒは、人体の足に装着される足部５３１と、人体の下腿に装着される下腿部５３２と、人体の大腿に装着される大腿部５３３とを有している。足部５３１と下腿部５３２と大腿部５３３とは、一体に形成されている。大腿部５３３を除く、足部５３１と下腿部５３２とは、実施形態４の右側ソックス４０３Ｒと同様の構成をしている。そこで、同様の構成については同様の符号を付して、説明を省略する。詳しくは、符号の十の位以下の数字が同じ構成要素は、同様の構成をしている。
【００７８】
大腿部５３３は、下腿部５３２の上端に連結されている。大腿部５３３は、人体の膝から鼠径部付近までの範囲を覆うように形成されている。大腿部５３３の下端は、下腿部５３２に連結されている。また、大腿部５３３の上端部には、その他の部分よりも締付力が大きい第４締付部５３５ｄが大腿部５３３の全周に亘って設けられている。第４締付部５３５ｄは、人体の大腿四頭筋及び大腿二頭筋の上端部に位置する。この部分は、その上下の部分に比べて細くなっているため、第４締付部５３５ｄは、当該部分に合致した状態から上下に動き難い。つまり、大腿部５３３は、第４締付部５３５ｄによって、下肢の長手方向への移動が規制される。また、大腿部５３３の下端部は、人体の下腿に合致した下腿部５３２に連結されている。そのため、大腿部５３３は、下腿部５３２によって下肢の長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第４締付部５３５ｄや下腿部５３２が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００７９】
ここで、大腿部５３３の前側であって長手方向略中央部には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、大腿部５３３を人体の大腿に装着することによって、ジャイロスコープ２が、足、足首、下腿及び筋肉の隆起を基準にして、大腿の前側の長手方向略中央に位置決めされる。
【００８０】
パンツ５０３Ｐは、人体の腰に装着されるように、上部が開口し、下部には左右の下肢が挿通される開口が２つ形成されている。パンツ５０３Ｐの上部開口には、その他の部分よりも締付力が大きい第５締付部５３５ｅがパンツ５０３Ｐの全周に亘って設けられている。また、パンツ５０３Ｐには、第５締付部５３５ｅの下方に、本体部４が取り付けられている。
【００８１】
ここで、第５締付部５３５ｅは、腰骨の上部辺りに位置する。この位置は、いわゆるウエストの位置であって、上下の部分に比べて細くなっている。そのため、第５締付部５３５ｅは、当該部分に合致した状態から上下に動き難い。つまり、パンツ５０３Ｐは、第５締付部５３５ｅによって、体幹の長手方向への移動が規制される。また、パンツ５０３Ｐには、左右の下肢が挿通される開口が形成されている。そのため、パンツ５０３Ｐは、これら左右の下肢によって、体幹の長手方向軸回りの移動が規制される。つまり、第５締付部５３５ｅや左右の下肢が挿通される開口が人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【００８２】
ここで、パンツ５０３Ｐにおける、前側の略中央部分には、ジャイロスコープ２が設けられている。したがって、パンツ５０３Ｐを人体の腰に装着することによって、ジャイロスコープ２が、腰骨及び左右の大腿を基準にして、腰の前側の略中央に位置決めされる。
【００８３】
このように構成された装着具５０３を介してジャイロスコープ２，２，…を人体に取り付けることによって、ジャイロスコープ２，２，…を人体の特定の部位（足先、土踏まず、踵、足首、大腿、腰、筋肉の隆起等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【００８４】
《発明の実施形態６》
次に、実施形態６に係る角度・角速度検出装置６０１について説明する。図８に、実施形態６に係る角度・角速度検出装置６０１の概略図を示す。
【００８５】
実施形態６に係る角度・角速度検出装置６０１は、下半身の各種関節の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【００８６】
詳しくは、角度・角速度検出装置６０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の下半身に装着される装着具６０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【００８７】
装着具６０３は、人体の下半身に装着される、いわゆるタイツの形状をしている。つまり、装着具６０３は、実施形態５に係る装着具５０３を構成する右側及び左側ロングストッキング５０３Ｒ，５０３Ｌと、パンツ５０３Ｐとを一体に形成している。すなわち、装着具６０３は、実施形態５に係る右側及び左側ロングストッキング５０３Ｒ，５０３Ｌに相当する右側及び左側レッグ部６０３Ｒ，６０３Ｌと、実施形態５に係るパンツ５０３Ｐに相当するパンツ部６０３Ｐとを有している。
【００８８】
右側及び左側レッグ部６０３Ｒ，６０３Ｌは、それぞれの上端がパンツ部６０３Ｐに連結されていること、及び、それに伴って第４締付部５３５ｄ，５３５ｄが設けられていないことを除いて、右側及び左側ロングストッキング５０３Ｒ，５０３Ｌと同様の構成をしている。また、パンツ部６０３Ｐは、右側及び左側レッグ部６０３Ｒ，６０３Ｌが連結されていることを除いて、パンツ５０３Ｐと同様の構成をしている。そこで、装着具６０３において、装着具５０３と同様の構成については同様の符号を付して、説明を省略する。符号の十の位以下の数字が同じ構成要素は、同様の構成をしている。
【００８９】
このように構成された装着具６０３を介してジャイロスコープ２，２，…を人体に取り付けることによって、実施形態５と同様に、ジャイロスコープ２，２，…を人体の特定の部位（足先、土踏まず、踵、足首、大腿、腰、筋肉の隆起等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【００９０】
《発明の実施形態７》
次に、実施形態７に係る角度・角速度検出装置について説明する。図９に、実施形態７に係る角度・角速度検出装置７０１の概略図を、図１０に、リセットプレート７０５の斜視図を示す。
【００９１】
実施形態７に係る角度・角速度検出装置７０１は、リセットプレート７０５によってジャイロスコープ２，２，…の原点を設定する点で、実施形態１〜６に係る角度・角速度検出装置と異なる。
【００９２】
詳しくは、角度・角速度検出装置７０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の下半身に装着される装着具７０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部（図示省略）と、リセットプレート７０５とを備えている。
【００９３】
装着具７０３は、実施形態４に係る右側及び左側ソックス４０３Ｒ，４０３Ｌと同様の構成をした右側及び左側ソックス７０３Ｒ，７０３Ｌによって構成されている。そこで、右側及び左側ソックス４０３Ｒ，４０３Ｌと同様の構成については、同様の符号を付して、説明を省略する。詳しくは、符号の十の位以下の数字が同じ構成要素は、装着具７０３と装着具４０３とで同様の構成をしている。
【００９４】
ただし、右側及び左側ソックス７０３Ｒ，７０３Ｌには、リセット端子７５３，７５３が２つずつ設けられている。詳しくは、各ソックス７０３Ｒ（７０３Ｌ）の足部７３１の足裏には、足先と踵の部分にリセット端子７５３，７５３が設けられている。各リセット端子７５３にはケーブル７５４が接続されている。このケーブル７５４は、本体部の所定の入力端子に接続されている。
【００９５】
前記リセットプレート７０５は、ジャイロスコープ２，２，…の出力をリセットして、原点を設定し直すためのものである。リセットプレート７０５には、左右の足形７５１Ｒ，７５１Ｌが描かれている。足形７５１Ｒ，７５１Ｌのそれぞれの内部には、足先と踵の部分に２つのリセット端子７５２，７５２が設けられている。２つのリセット端子７５２，７５２は、電気的に接続されている。
【００９６】
このように構成されたリセットプレート７０５の上に、左右の足を左右の足形７５１Ｒ，７５１Ｌに合わせて立つと、装着具７０３の各足部７３１の２つのリセット端子７５３，７５３が各足形７５１のリセット端子７５２，７５２と接触する。それにより、装着具７０３の各足部７３１のリセット端子７５３，７５３は短絡する。これらリセット端子７５３，７５３は、ケーブル７５４，７５４を介して本体部の所定の入力端子に接続されているため、本体部の該入力端子が短絡することになる。その結果、本体部において、そのときの、ジャイロスコープ２，２，…からの出力をゼロ点（又は、所定の初期値）に設定する。
【００９７】
本実施形態によれば、リセットプレート７０５上に立つだけで、そのときの姿勢におけるジャイロスコープ２，２，…の出力をゼロ点に設定することができる。
【００９８】
尚、ここでは、実施形態４の右側及び左側ソックス４０３Ｒ，４０３Ｌと同様の構成の装着具について説明したが、それ以外の装着具において本実施形態のリセット構造を採用することができる。
【００９９】
《発明の実施形態８》
次に、実施形態８に係る角度・角速度検出装置８０１について説明する。図１１に、実施形態８に係る角度・角速度検出装置８０１の概略図を示す。
【０１００】
実施形態８に係る角度・角速度検出装置８０１は、頭の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【０１０１】
詳しくは、角度・角速度検出装置８０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の頭に装着される装着具８０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部（図示省略）とを備えている。
【０１０２】
装着具８０３は、頭からかぶるように、下方及び前方に開口したドーム状に形成されている。装着具８０３において、人体の耳に相当する位置には、開口８３１Ｒ，８３１Ｌが形成されている。また、装着具８０３において、人体の頭頂部に相当する位置には、皿状のパッド８３２が設けられている。パッド８３２は、クッション性を有する部材で構成されている。さらに、装着具８０３の前端部（人体の額に相当する部分）及び後部（人体の後頭部に相当する部分）には、その他の部分よりも締付力の大きい第１及び第２締付部８３５ａ，８３５ｂが設けられている。そして、装着具８０３における、人体の前頭部に相当する部分には、ジャイロスコープ２が設けられている。
【０１０３】
このように構成された装着具８０３は、パッド８３２が人体の頭頂部に載り、開口８３１Ｒ，８３１Ｌから耳が出るようにして、人体の頭に装着される。このとき、装着具８０３は、第１及び第２締付部８３５ａ，８３５ｂによって前後から締め付けられている。つまり、パッド８３２が頭頂部に合致し、開口８３１Ｒ，８３１Ｌが耳に合致し、第１締付部８３５ａが額に合致し、第２締付部８３５ｂが後頭部に合致している。これにより、ジャイロスコープ２が、人体の前頭部に位置決めされる。すなわち、パッド８３２や開口８３１Ｒ，８３１Ｌや第１及び第２締付部８３５ａ，８３５ｂが人体の特定の部位に合致する合致部を構成する。
【０１０４】
つまり、装着具８０３を介してジャイロスコープ２を人体に取り付けることによって、ジャイロスコープ２を人体の特定の部位（頭頂部及び耳等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【０１０５】
《発明の実施形態９》
次に、実施形態９に係る角度・角速度検出装置９０１について説明する。図１２に、実施形態９に係る角度・角速度検出装置９０１の概略図を示す。
【０１０６】
実施形態９に係る角度・角速度検出装置９０１は、全身の各種関節の角度・角速度を検出する点で、実施形態１に係る角度・角速度検出装置１と異なる。
【０１０７】
詳しくは、角度・角速度検出装置９０１は、角速度を測定するジャイロスコープ２，２，…と、該ジャイロスコープ２，２，…が配設され、人体の全身に装着される装着具９０３と、該ジャイロスコープ２，２，…の検出結果を処理する本体部４とを備えている。
【０１０８】
装着具９０３は、人体の全身に装着される、いわゆる全身タイツの形状をしている。すなわち、装着具９０３は、実施形態２に係る装着具２０３と、実施形態６に係る装着具６０３と、実施形態８に係る装着具８０３とを一体に連結した構成をしている。詳しくは、装着具９０３は、胴体部９０３Ｂと、右腕部９０３ＡＲと、左腕部９０３ＡＬと、パンツ部９０３Ｐと、右側レッグ部９０３ＬＲと、左側レッグ部９０３ＬＬと、頭部９０３Ｈとを有している。装着具９０３は、背中の部分にファスナが設けられており、背中の部分が開閉するように構成されている。つまり、背中のファスナを開けることによって、装着具を容易に着脱することができる。
【０１０９】
胴体部９０３Ｂ、右腕部９０３ＡＲ及び左腕部９０３ＡＬは、実施形態２に係る胴体部２０３Ｂ、右腕部２０３Ｒ及び左腕部２０３Ｌと同様の構成をしている。すなわち、符号の十の位と一の位が同じ構成要素は同様の構成をしている。ただし、胴体部９０３Ｂの上部開口には、頭部９０３Ｈが連結されている。また、胴体部９０３Ｂの下端部は、パンツ部９０３Ｐに連結されている。さらに、胴体部９０３Ｂには、本体部４が設けられていない。
【０１１０】
パンツ部９０３Ｐ、右側レッグ部９０３ＬＲ及び左側レッグ部９０３ＬＬは、実施形態６に係るパンツ部６０３Ｐ、右側レッグ部６０３Ｒ及び左側レッグ部６０３Ｌと同様の構成をしている。すなわち、符号の十の位と一の位が同じ構成要素は同様の構成をしている。ただし、パンツ部９０３Ｐの上端部には胴体部９０３Ｂが連結されている。
【０１１１】
頭部９０３Ｈは、実施形態８の装着具８０３と同様の構成をしている。すなわち、符号の十の位と一の位が同じ構成要素は同様の構成をしている。ただし、頭部９０３Ｈは、下端部が胴体部９０３Ｂに連結されており、前方にのみ開口している。また、頭部９０３Ｈには、パッド８３２、第１及び第２締付部８３５ａ，８３５ｂが設けられていない。このように、頭部９０３Ｈには、パッド８３２が設けられていないけれども、開口９３１ｈ，９３１ｈが人体の耳に合致すると共に、前方への開口が顔面に合致する。そのため、頭部９０３Ｈのジャイロスコープ２は、人体の耳及び顔面を基準にして位置決めされる。
【０１１２】
このように構成された装着具９０３を介してジャイロスコープ２，２，…を人体に取り付けることによって、ジャイロスコープ２，２，…を人体の特定の部位（頭、耳、指、首、肩、足先、土踏まず、踵、足首、大腿、腰、筋肉の隆起等）を基準にして位置決めすることができるため、ジャイロスコープ２，２，…の取付の再現性を向上させることができる。その結果、ジャイロスコープ２，２，…により検出される角度及び／又は角速度の再現性を高めることができる。
【０１１３】
《その他の実施形態》
本発明は、実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０１１４】
例えば、前記実施形態では、人体に装着するセンサとしてジャイロスコープを用いているが、これに限られない。センサとして、加速度センサやＧＰＳ受信機を用いてもよい。
【０１１５】
また、前記実施形態では、２軸回りの角速度を検出するジャイロスコープ２を採用しているが、これに限られるものではない。例えば、１軸回りの角速度を検出するジャイロスコープであってもよく、３軸回りの角速度を検出するジャイロスコープであってもよい。さらに、前記ジャイロスコープ２は、防塵・防水対応となっているが、これに限られるものではない。防塵・防水性能が要求されない環境で使用される場合には、ジャイロスコープは防塵・防水対応となっていなくてもよい。
【０１１６】
また、前記実施形態１，２，８においては、人体の肘に相当する部分に開口を設けてもよい。こうすることで、ジャイロスコープ２，２，…を肘を基準にして位置決めすることができる。
【０１１７】
さらに、前記実施形態４，５，６，８においては、人体の膝に相当する部分に、実施形態３に係る装着具３０３の開口３３１ａのような、膝が嵌る開口を設けてもよい。こうすることで、ジャイロスコープ２，２，…を膝を基準にして位置決めすることができる。
【０１１８】
さらに、前記実施形態４，５，６，８においては、足部に指部が形成されていてもよい。こうすることで、ジャイロスコープ２，２，…を足の指部を基準にして位置決めすることができる。
【０１１９】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上説明したように、本発明は、人体の動作及び／又は位置を検出する検出装置について有用である。
【符号の説明】
【０１２１】
１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１ 角度・角速度検出装置
２ ジャイロスコープ
３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３，７０３，８０３ 装着具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の位置及び／又は動作を検出するセンサと、
前記センサを人体の所定の部分に取り付ける装着具と、
前記センサからの出力結果を処理する本体部とを備え、
前記装着具は、人体の特定の部位を基準にして前記センサを人体に対して位置決めした状態で取り付ける検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検出装置において、
前記装着具は、位置決めの基準となる人体の特定の部位に合致する合致部と、前記センサを保持する保持部とを有している検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検出装置において、
前記装着具の位置決めの基準となる人体の特定の部位は、人体の関節である検出装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の検出装置において、
前記装着具の位置決めの基準となる人体の特定の部位は、指、耳、肘及び膝の少なくとも１つである検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載の検出装置において、
前記センサは、多軸回りの角速度を検出するジャイロスコープである検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つに記載の検出装置において、
前記センサは、複数設けられていて、それぞれ、人体の対となる部位にそれぞれ設けられている検出装置。
【請求項１】
人体の位置及び／又は動作を検出するセンサと、
前記センサを人体の所定の部分に取り付ける装着具と、
前記センサからの出力結果を処理する本体部とを備え、
前記装着具は、人体の特定の部位を基準にして前記センサを人体に対して位置決めした状態で取り付ける検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検出装置において、
前記装着具は、位置決めの基準となる人体の特定の部位に合致する合致部と、前記センサを保持する保持部とを有している検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検出装置において、
前記装着具の位置決めの基準となる人体の特定の部位は、人体の関節である検出装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の検出装置において、
前記装着具の位置決めの基準となる人体の特定の部位は、指、耳、肘及び膝の少なくとも１つである検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載の検出装置において、
前記センサは、多軸回りの角速度を検出するジャイロスコープである検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つに記載の検出装置において、
前記センサは、複数設けられていて、それぞれ、人体の対となる部位にそれぞれ設けられている検出装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−９２２７４（Ｐ２０１１−９２２７４Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６８３１（Ｐ２００９−２４６８３１）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００１８３３６９）住友精密工業株式会社 (336)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００１８３３６９）住友精密工業株式会社 (336)
【Ｆターム（参考）】
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