(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-30
(45)【発行日】2023-11-08
(54)【発明の名称】モーションキャプチャシステム
(51)【国際特許分類】
A61B 5/11 20060101AFI20231031BHJP
G06F 3/0346 20130101ALI20231031BHJP
G06F 3/01 20060101ALI20231031BHJP
G02C 11/00 20060101ALN20231031BHJP
【FI】
A61B5/11 200
G06F3/0346 424
G06F3/01 570
G02C11/00
(21)【出願番号】P 2023084366
(22)【出願日】2023-05-23
(62)【分割の表示】P 2020531379の分割
【原出願日】2019-07-19
【審査請求日】2023-05-25
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2019/026790
(32)【優先日】2019-07-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2018136972
(32)【優先日】2018-07-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121131
【氏名又は名称】西川 孝
(74)【代理人】
【識別番号】100082131
【氏名又は名称】稲本 義雄
(74)【代理人】
【識別番号】100168686
【氏名又は名称】三浦 勇介
(72)【発明者】
【氏名】天野 徹
(72)【発明者】
【氏名】福本 康隆
(72)【発明者】
【氏名】深澤 尚史
【審査官】北島 拓馬
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-092628(JP,A)
【文献】特開2006-163386(JP,A)
【文献】国際公開第2016/170854(WO,A1)
【文献】特開2000-325313(JP,A)
【文献】特開2016-197198(JP,A)
【文献】特開2016-126500(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61B 5/06 - 5/22
G02C 1/00 -13/00
G06F 3/01
G06F 3/048- 3/04895
H04N 5/64 - 5/655
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーザの後頭部を当接して固定する後頭部固定部と、
前記後頭部固定部における前記ユーザの後頭部と当接する面に対して背面に設けられ、前記ユーザの頭部における位置情報および姿勢情報を含むセンサデータを取得するセンサ装置をブラケットにて固定する頭部センサ装置固定部を有する頭部センサ装着具と、
前記ユーザの腰部における位置情報および姿勢情報を含むセンサデータを取得するセンサ装置をブラケットにて固定し、前記ユーザの腰部に装着するクリップからなる腰部センサ装置固定部を有する腰部センサ装着具と、
前記ユーザの手首に巻き付けるベルトと、前記ベルトで巻き付けられることによりセンサ装置を手首にブラケットにて固定する手首センサ装置固定部とを有する手首センサ装着具と、
前記ユーザの足首に巻き付けるベルトと、前記ベルトで巻き付けられることによりセンサ装置を足首にブラケットにて固定する足首センサ装置固定部とを有する足首センサ装着具とを備え、
前記頭部センサ装置固定部、前記腰部センサ装置固定部、前記手首センサ装置固定部、及び前記足首センサ装置固定部のそれぞれに装着される前記センサ装置は、
前記センサデータを取得するモーションセンサと、
前記センサデータを情報処理装置に無線で送信する通信部とを有し、
前記情報処理装置において、前記頭部センサ装着具、前記腰部センサ装着具、前記手首センサ装着具、及び前記足首センサ装着具に装着される前記センサ装置のそれぞれの前記通信部から送信される前記センサデータに基づいて、前記センサ装置が装着された部位の位置情報及び姿勢情報から、非装着部位の位置情報及び姿勢情報を含む、前記ユーザのスケルトン情報が推定される
モーションキャプチャシステム。
【請求項2】
前記センサ装置は、ジャイロセンサ、加速度センサ、および地磁気センサの少なくとも1つを含む
請求項1に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項3】
前記スケルトン情報は、前記センサ装置から取得される前記センサデータを用いた、逆運動学計算により推定される
請求項1に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項4】
前記情報処理装置は、前記スケルトン情報に基づいて、可視化したスケルトン情報を出力する
請求項1に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項5】
前記情報処理装置は、前記スケルトン情報を反映した3Dモデルを出力する
請求項1に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項6】
前記手首センサ装置固定部及び前記足首センサ装置固定部において、前記センサ装置は、前記センサ装置の側面が、前記ブラケットの爪部により挟み込まれた状態で固定される
請求項1に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項7】
前記腰部センサ装着具において、前記センサ装置は、前記ブラケットの爪部により固定される
請求項1に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項8】
前記通信部は、
Bluetooth(登録商標)である
請求項1に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項9】
前記後頭部固定部は、伸縮性を備えた材質からなる
請求項1に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項10】
前記ユーザの前頭部を当接して固定する、側頭部方向に伸びた棒状部位を有する前頭部固定部をさらに含み、
前記後頭部固定部と一体の構成であり、前記ユーザの耳に掛ける耳掛け部をさらに備え、
前記耳掛け部は、前記棒状部位を挿通可能で、かつ、前記棒状部位を所定の挿通深さで挿通した状態で固定する耳掛け挿通部を有する
請求項1に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項11】
前記耳掛け挿通部は、前記棒状部位を挿通可能なサイズで、かつ、柔軟性を有し、さらに、前記棒状部位を所定の挿通深さで挿通した状態で固定する伸縮性を有する
請求項10に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項12】
前記耳掛け挿通部の前記棒状部位を挿通する開口部は、
所定の挿通深さにおける、所定の挿通深さ方向に対して直交する所定の方向の、前記棒状部位の径よりも大きな長径と、前記棒状部位の径よりも小さな短径とからなる楕円形状の第1の楕円形状部と、
前記所定の挿通深さとは異なる挿通深さにおいて、前記所定の挿通深さ方向に対して直交する前記所定の方向に対して、90度ずれた方向の長径と、前記棒状部位の径よりも小さな短径とからなる楕円形状の第2の楕円形状部とを有する
請求項11に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項13】
前記前頭部固定部は、左前頭部固定部と右前頭部固定部とを有する
請求項10に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項14】
前記左前頭部固定部は、先端部に左前頭部当接部を有し、
前記右前頭部固定部は、先端部に右前頭部当接部を有する
請求項13に記載のモーションキャプチャシステム。
【請求項15】
前記頭部センサ装置固定部は、前記後頭部固定部に対して固定的に取り付けられた構成、または、前記後頭部固定部に対して着脱可能な構成のいずれかである
請求項1に記載のモーションキャプチャシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、モーションキャプチャシステムに関し、特に、装着感や見た目を損なうことなく頭部の位置や姿勢を自然な状態でセンシングできるようにしたモーションキャプチャシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
モーションキャプチャに適用する技術として、頭部の状態(表情)をセンシングする技術が提案されている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載の技術においては、頭部全体を包み込むようなヘルメット状のウェアラブルデバイスを装着する必要があり、ウェアラブルデバイスが大掛かりである。
【0005】
このため、特許技術1のウェアラブルデバイスを用いて、通常生活における頭部の位置や姿勢をセンシングしようとしたとき、装着者に自然な動作を促すことができないので、適切に頭部の位置や姿勢をセンシングすることができない恐れがある。
【0006】
また、ヘルメット状のウェアラブルデバイスを装着していなければならないため、見た目にも違和感があり、スタイリッシュであるとは言えない。
【0007】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特に、装着感や見た目を損なうことなく、頭部の位置や姿勢を自然な状態でセンシングできるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一側面のモーションキャプチャシステムは、ユーザの後頭部を当接して固定する後頭部固定部と、前記後頭部固定部における前記ユーザの後頭部と当接する面に対して背面に設けられ、前記ユーザの頭部における位置情報および姿勢情報を含むセンサデータを取得するセンサ装置をブラケットにて固定する頭部センサ装置固定部を有する頭部センサ装着具と、前記ユーザの腰部における位置情報および姿勢情報を含むセンサデータを取得するセンサ装置をブラケットにて固定し、前記ユーザの腰部に装着するクリップからなる腰部センサ装置固定部を有する腰部センサ装着具と、前記ユーザの手首に巻き付けるベルトと、前記ベルトで巻き付けられることによりセンサ装置を手首にブラケットにて固定する手首センサ装置固定部とを有する手首センサ装着具と、前記ユーザの足首に巻き付けるベルトと、前記ベルトで巻き付けられることによりセンサ装置を足首にブラケットにて固定する足首センサ装置固定部とを有する足首センサ装着具とを備え、前記頭部センサ装置固定部、前記腰部センサ装置固定部、前記手首センサ装置固定部、及び前記足首センサ装置固定部のそれぞれに装着される前記センサ装置は、前記センサデータを取得するモーションセンサと、前記センサデータを情報処理装置に無線で送信する通信部とを有し、前記情報処理装置において、前記頭部センサ装着具、前記腰部センサ装着具、前記手首センサ装着具、及び前記足首センサ装着具に装着される前記センサ装置のそれぞれの前記通信部から送信される前記センサデータに基づいて、前記センサ装置が装着された部位の位置情報及び姿勢情報から、非装着部位の位置情報及び姿勢情報を含む、前記ユーザのスケルトン情報が推定される
モーションキャプチャシステムである。
【0009】
本開示の一側面においては、後頭部固定部により、ユーザの後頭部を当接して固定され、前記後頭部固定部における前記ユーザの後頭部と当接する面に対して背面に設けられ、頭部センサ装置固定部を有する頭部センサ装着具により、前記ユーザの頭部における位置情報および姿勢情報を含むセンサデータを取得するセンサ装置がブラケットにて固定され、前記ユーザの腰部に装着するクリップからなる腰部センサ装着固定部を有する腰部センサ装置固定部により、前記ユーザの腰部における位置情報および姿勢情報を含むセンサデータを取得するセンサ装置がブラケットにて固定され、センサ装置を固定するブラケットを有する手首センサ装置固定部からなる手首センサ装着具が前記ユーザの手首にベルトで巻き付けられることによりセンサ装置が手首に固定され、センサ装置を固定するブラケットを有する足首センサ装置固定部からなる足首センサ装着具が前記ユーザの足首に前記ベルトで巻き付けられることによりセンサ装置が足首に固定され、前記頭部センサ装置固定部、前記腰部センサ装置固定部、及び、前記手首センサ装置固定部、及び前記足首センサ装置固定部のそれぞれに装着される前記センサ装置には、前記センサデータを取得するモーションセンサと、前記センサデータを情報処理装置に無線で送信する通信部とが設けられ、前記情報処理装置により、前記頭部センサ装着具、前記腰部センサ装着具、前記手首センサ装着具、及び前記足首センサ装着具に装着される前記センサ装置のそれぞれの前記通信部から送信される前記センサデータに基づいて、前記センサ装置が装着された部位の位置情報及び姿勢情報から、非装着部位の位置情報及び姿勢情報を含む、前記ユーザのスケルトン情報が推定される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】本開示のモーションキャプチャの概要を説明する図である。
【
図2】本開示のモーションキャプチャシステムの構成例を説明する図である。
【
図6】本開示のセンサ基板の構成例を説明する図である。
【
図7】本開示のセンサ基板の構成例を説明する図である。
【
図8】本開示のセンサ基板の構成例を説明する図である。
【
図9】センサ装置の手首、および足首への装着例を説明する図である。
【
図10】センサ装置の腰部への装着例を説明する図である。
【
図11】センサ装置の頭部への装着例を説明する図である。
【
図12】センサ装置の頭部への装着例を説明する図である。
【
図13】挿通部の第1の構成例を説明する図である。
【
図14】挿通部の第2の構成例を説明する図である。
【
図15】挿通部の第3の構成例を説明する図である。
【
図16】挿通部の第3の構成例を詳細な構造を説明する図である。
【
図17】後頭部上部固定部の変形例を説明する図である。
【
図18】額の全面に当接する前頭部の構成の変形例を説明する図である。
【
図19】額の全面に当接する前頭部の構成の応用例を説明する図である。
【
図20】額の一部に当接する前頭部の構成の変形例1を説明する図である。
【
図21】額の一部に当接する前頭部の構成の変形例2を説明する図である。
【
図22】額の一部に当接する前頭部の構成の変形例2を説明する図である。
【
図23】額の一部に当接する前頭部の構成の変形例2を説明する図である。
【
図25】前頭部を当接する構成の応用例を説明する図である。
【
図26】装着具の第1の応用例を説明する図である。
【
図27】装着具の第2の応用例を説明する図である。
【
図28】装着具の第3の応用例を説明する図である。
【
図29】装着具の第4の応用例を説明する図である。
【
図30】装着具の第5の応用例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0012】
以下、本技術を実施するための形態について説明する。説明は以下の順序で行う。
1.モーションキャプチャの概要
2.本開示のモーションキャプチャシステムの構成例
3.センサ装置の構成例
4.センサ装置の手首、足首、および腰部への装着例
5.センサ装置の頭部への装着例
6.挿通部の構成例
7.後頭部上部固定部の変形例
8.前頭部を当接する構成の変形例
9.第1の応用例
10.第2の応用例
11.第3の応用例
12.第4の応用例
13.第5の応用例
【0013】
<<1.モーションキャプチャの概要>>
本開示のセンサ装置を頭部に装着させるための装着装置(装着具)の説明にあたり、まず、本開示の装着装置が適用されるモーションキャプチャシステムの概要について説明する。
【0014】
人間や動物等の身体の動きの情報を可視化するため、例えば身体の構造を示すスケルトン構造により表現されるスケルトン情報が用いられる。スケルトン構造は、部位の情報と、部位間を結ぶ線分であるボーンを含む。なお、スケルトン構造における部位は、例えば身体の末端部位や関節部位等に対応する。また、スケルトン構造におけるボーンは例えば人間の骨に相当し得るが、ボーンの位置や数は必ずしも実際の人間の骨格と整合していなくてもよい。
【0015】
スケルトン情報における部位の位置は、例えば対応する身体の各部位にマーカを装着したり、モーションセンサを装着したりすることにより取得することができる。例えば、身体の各部位にマーカを装着して、外部のカメラ等を用いてマーカの位置を取得する技術や、身体の部位にモーションセンサを装着し、モーションセンサにより取得されたセンサデータに基づいてモーションセンサの位置情報を取得する技術が存在する。
【0016】
身体に装着されたマーカを用いる技術と比べると、身体に装着したモーションセンサを用いた技術では、外部のカメラ、光源、及びマーカが不要であり、持ち運び可能でセットアップが容易であるという利点がある。また、身体に装着したモーションセンサを用いた技術は、カメラの撮像範囲による制限を受けないため、広い屋外空間や、死角の発生し易い複雑な形状の空間、狭小空間等でも利用可能であるという利点がある。
【0017】
しかしながら、身体に装着したモーションセンサを用いた技術において全身のスケルトンを推定するためには、各関節にモーションセンサを装着する必要があり、ユーザへの負荷が大きい場合があった。また、多数のモーションセンサをユーザの各部位に適切に装着するための専用スーツも開発されているが、専用スーツは製造コストが高い場合があった。
【0018】
そこで、装着されるモーションセンサの数を削減しつつ、装着されるモーションセンサより多くの部位の位置情報を取得するモーションキャプチャシステムが提案されている。なお、本開示においてモーションセンサとは、身体の動きをセンシングするデバイスであり、慣性センサ(加速度センサ、角速度センサ)、地磁気センサ、気圧センサ、イメージセンサ等を含み得る。以下では、モーションセンサとして、少なくとも慣性センサが身体に装着される例について主に説明を行う。
【0019】
図1は、モーションキャプチャシステムの概要を説明する図である。
図1に示す例では、ユーザU1の身体の6箇所の部位に、6個のセンサ装置10A乃至10Fが装着されている。センサ装置10A乃至10Fは、例えば、加速度(Acceleration)を取得する加速度センサや角速度(Angular velocity)を取得するジャイロセンサ(角速度センサ)等の慣性センサ(IMU:Inertial Measurement Unit)を含む。
【0020】
センサ装置10A乃至10Fは、身体の基準となる関節部位(例えば腰や頭部)、あるいは身体の末端近傍(手首、足首、頭部等)に装着されることが望ましい。
図1に示す例では、ユーザU1の腰にセンサ装置10Aが、手首にセンサ装置10B、10Eが、足首にセンサ装置10C、10Dが、頭部にセンサ装置10Fが装着されている。
【0021】
なお、以下の説明において、センサ装置10A乃至10Fを特に区別する必要がない場合には、まとめて単にセンサ装置10と呼ぶ場合がある。また、以下では、センサ装置10が装着された身体の部位を装着部位とも称する場合がある。また、センサ装置10の数や装着位置(装着部位の位置)は
図1に示す例に限定されるものではない。
【0022】
図1のモーションキャプチャシステムは、センサ装置10により取得されたセンサデータに基づいて、各装着部位の位置(Position)及び姿勢(Orientation)の情報を取得する。
図1には、センサ装置10A乃至10Fが装着された装着部位P101乃至P106に関する情報(以下、装着部位情報とも称する)として、位置情報及び姿勢情報を含む装着部位情報PD100が示されている。
【0023】
また、
図1のモーションキャプチャシステムは、センサ装置10A乃至10Fが装着された装着部位P101乃至P106の位置情報及び姿勢情報に基づいて、スケルトン構造における各部位の位置情報及び姿勢情報を含むスケルトン情報を推定する。ここで、本実施の形態においては、スケルトン構造における部位のうち、センサ装置10が装着された装着部位だけでなく、センサ装置10が装着されていない部位(以下、非装着部位とも称する)の位置情報及び姿勢情報を推定する。
【0024】
図1の例では、スケルトン構造における各部位の位置情報及び姿勢情報を含むスケルトン情報SD100が示されている。スケルトン情報SD100には、装着部位P101に対応する装着部位SP101や装着部位P102に対応する装着部位SP102の情報だけでなく、非装着部位SP107の情報が含まれる。
【0025】
なお、スケルトン情報には、部位の情報に加え、ボーンの情報(位置情報、姿勢情報等)も含まれ得る。例えば
図1に示す例において、スケルトン情報SD100には、ボーンSB101の情報が含まれ得る。例えば、スケルトン構造における部位の位置情報及び姿勢情報に基づいて、部位間のボーンの情報を特定することが可能である。
【0026】
上述したように本実施形態によれば、モーションセンサが装着された装着部位の情報に基づいて、モーションセンサが装着されていない非装着部位の情報を推定することで、情報を取得したい部位の数を維持しつつ、装着されるモーションセンサの数を削減することが可能である。
【0027】
すなわち、既存のモーションキャプチャ技術として、順運動学(FK:Forward Kinematics)計算によりスケルトン情報を取得する技術が存在する。順運動学計算とは、各関節部位の姿勢に基づいて、末端部位の位置を計算する手法である。
【0028】
しかしながら、順運動学計算を用いて各部位の位置情報を特定するためには、各関節部位の姿勢情報が必要であり、順運動学計算を用いることは身体に装着されるモーションセンサの数が多くなる要因となっていた。
【0029】
そこで、上述した順運動学計算ではなく、逆運動学(IK:Inverse Kinematics)計算を用いてスケルトン情報を取得することが考えられる。逆運動学計算とは、末端部位の位置に基づいて、各関節部位の姿勢を計算する手法である。
【0030】
すなわち、逆運動学計算を用いることで、末端部位に設けられたセンサ装置10A乃至10Fのみで、各関節部位の姿勢が計算されるため、ユーザは、必要最小限のモーションセンサを装着するだけでよくなる。これにより、モーションセンサを装着した状態でも、より自然な動きを実現することができ、結果として、より自然な動きに対応するモーションキャプチャを実現することができる。
【0031】
<<2.本開示のモーションキャプチャシステムの構成例>>
次に、
図2を参照して、本開示のモーションキャプチャシステムの構成例について説明する。
図2に示すように、本開示のモーションキャプチャシステムは、センサ装置10A乃至10F、ハブ装置20、情報処理装置30、及び出力装置40より構成される。
【0032】
センサ装置10は少なくともモーションセンサを備え、身体の部位に装着される装置である。センサ装置10A乃至10Fが装着される部位については、
図1を参照して説明したため、ここでの説明は省略する。
【0033】
センサ装置10は、例えば
図2で示されるように、ジャイロセンサ12、加速度センサ14、制御部16、及び通信部18を備える。なお、センサ装置10が備えるモーションセンサは、慣性センサ(ジャイロセンサ12、及び加速度センサ14)に限定されない。例えば、センサ装置10は、慣性センサに代えて、または慣性センサに加えて、地磁気センサ、気圧センサ、イメージセンサ等のモーションセンサを備えてもよい。また、
図2では、センサ装置10Aの構成のみが示されているが、センサ装置10A乃至10Fの構成は同一であってもよい。
【0034】
ジャイロセンサ12は、センサデータとして角速度を取得する慣性センサである。ジャイロセンサ12により取得される角速度は、ローカル座標系におけるセンサ装置10の角速度であり得る。
【0035】
また、加速度センサ14は、センサデータとして加速度を取得する慣性センサである。加速度センサ14により取得される加速度は、センサ装置10ごとに設定されたローカル座標系におけるセンサ装置10の加速度であり得る。
【0036】
制御部16は、センサ装置10の動作を制御する。例えば、制御部16は、通信部18による通信を制御し、ジャイロセンサ12及び加速度センサ14により取得されたセンサデータ(角速度、及び加速度)をハブ装置20へ送信させてもよい。または、制御部16は、ジャイロセンサ12及び加速度センサ14により取得されたセンサデータに対して処理を施してもよく、この処理により得られた処理結果をハブ装置20へ送信させてもよい。
【0037】
通信部18は有線または無線により他の装置との間でデータの送受信を行うための通信モジュールである。通信部18は、例えば有線LAN(Local Area Network)、無線LAN、Wi-Fi(Wireless Fidelity、登録商標)、赤外線通信、Bluetooth(登録商標)、近距離/非接触通信等の方式で、外部機器と直接またはネットワークアクセスポイントを介して無線通信する。
【0038】
ハブ装置20は、複数のセンサ装置10から情報を受信して集約する情報処理装置である。なお、センサ装置10とハブ装置20との間は、有線接続されていてもよいし、無線接続されていてもよい。ハブ装置20は、例えば、
図2で示されるように通信部22と制御部24とを備える。
【0039】
通信部22は有線または無線により他の装置との間でデータの送受信を行うための通信モジュールである。通信部22は、例えば有線LAN、無線LAN、Wi-Fi、赤外線通信、Bluetooth、近距離/非接触通信等の方式で、外部機器と直接またはネットワークアクセスポイントを介して無線通信する。
【0040】
制御部24は、ハブ装置20の動作を制御する。例えば、制御部24は、通信部22による通信を制御し、センサ装置10から受信した情報を、そのまま情報処理装置30へ送信させてもよい。あるいは、制御部24は、センサ装置10から受信した情報に対して処理を施してもよく、この処理により得られた処理結果を情報処理装置30へ送信させてもよい。
【0041】
情報処理装置30は、ハブ装置20から情報を受信して処理する情報処理装置である。なお、ハブ装置20と情報処理装置30との間は、有線接続されていてもよいし、無線接続されていてもよい。情報処理装置30は、例えば、
図2で示されるように通信部32と制御部34とを備える。
【0042】
通信部32は有線または無線により他の装置との間でデータの送受信を行うための通信モジュールである。通信部32は、例えば有線LAN、無線LAN、Wi-Fi、赤外線通信、Bluetooth、近距離/非接触通信等の方式で、外部機器と直接またはネットワークアクセスポイントを介して無線通信する。
【0043】
制御部34は、情報処理装置30の動作を制御する。例えば、制御部34は、通信部32が受信した情報に対する処理を行う。また、制御部34は、通信部32を制御して、この処理の結果を情報処理装置30に接続された出力装置40に送信させることで、出力装置40の表示を制御し得る。例えば、制御部34は、処理の結果得られたスケルトン情報に基づいて、可視化されたスケルトン情報や、スケルトン情報を反映させた3Dモデル等を出力装置40に表示させてもよい。
【0044】
出力装置40は、少なくとも表示機能を有する装置であり、情報処理装置30の制御部34の制御に従って表示を行う。出力装置40は、例えば設置型のディスプレイであってもよいし、ユーザに装着されるHMD(Head Mounted Display)であってもよい。また、出力装置40と情報処理装置30とは、一体の装置であってもよい。
【0045】
<<3.センサ装置の構成例>>
次に、
図3乃至
図8を参照して、センサ装置10の構成例について説明する。尚、
図3は、センサ装置10の分解図であり、
図4は、
図3の最上段におけるセンサ装置10の矢印A方向からの斜視図である。また、
図5は、
図3の最上段におけるセンサ装置10の矢印B方向からの斜視図であり、
図6は、
図3におけるセンサ基板116とコンピュータ基板119とが接続された状態における側面図である。さらに、
図7は、センサ基板116の表面図であり、
図8は、センサ基板116の裏面図である。
【0046】
尚、センサ装置10の配置を説明するにあたっては、
図3の最上段を基準として、説明を進めるものとする。
【0047】
図3の最上段で示されるように、センサ装置10は水平方向の幅H、垂直方向の幅V、および高さhからなる方形状の構造物である。
【0048】
ここで、センサ装置10におけるHは、例えば、86.6mmであり、Vは、例えば、34.8mmであり、hは、例えば、16.1mmである。尚、このサイズは、一例であり、このサイズに限定されるものではない。
【0049】
また、
図3で示されるように、センサ装置10は、バッテリ蓋111、バッテリ112、表面ケース113、導光管114、ボタン115、センサ基板116、バッテリコネクタ117、中ケース118、コンピュータ基板119、および裏面ケース120より構成される。
【0050】
バッテリ蓋111は、軸111cが、表面ケース113の穴部113dと嵌合し、軸111aを中心として矢印方向に、センサ装置10に対して開閉可能な構成とされており、開放することでバッテリ112を中ケース118に設けられたバッテリコネクタ117に対して脱着できる状態にすることができる。また、バッテリ蓋111は、閉じることによりバッテリ112を中ケース118に格納させることができる。
【0051】
センサ基板116は、
図2におけるジャイロセンサ12や加速度センサ14として機能する構成であり、
図6で示されるように、中継端子116aがコンピュータ基板119の中継端子119aと物理的に、かつ、電気的に接続される。そして、センサ基板116は、中継端子116a,119aを介して、コンピュータ基板119から供給される制御信号に基づいて動作するとともに、センシング結果をコンピュータ基板119に出力する。
【0052】
また、センサ基板116の表面には、
図7で示されるように、コネクタ121、スイッチ122、LED123、およびスイッチ124が設けられている。
【0053】
コネクタ121は、バッテリコネクタ117と接続され、バッテリ112からの電力供給を受け付ける。
【0054】
スイッチ122は、表面ケース113(
図3)に設けられた穴部113cに対応する位置に設けられるものであり、穴部113cを介して直接押圧操作を受け付ける。
【0055】
LED123は、センサ基板116の動作状態に応じた光を発することで、動作状態をユーザに視認させる。LED123の上部には、表面ケース113(
図3)に設けられた導光管114が当接されており、導光管114を介して、表面ケース113の穴部113bまでLED123からの光が誘導されて発光される。
【0056】
スイッチ124は、表面ケース113(
図3)の穴部113aより露出した状態で設けられるボタン115に対応する位置に設けられるものであり、ボタン115を介した押圧操作を受け付ける。
【0057】
さらに、センサ基板116の裏面には、
図8で示されるように、LED125、μUSB端子126、および中継端子116aが設けられている。
【0058】
LED125は、センサ基板116の動作状態に応じて発光し、動作状態をユーザに視認できるようにするものであり、
図4で示されるように、
図3の最上段のセンサ装置10からみて右側面に対応する位置に設けられている。
【0059】
μUSB端子126は、
図4で示されるように、
図3の最上段のセンサ装置10からみて右側面に対応する位置に設けられており、外部装置との接続に利用され、センシング結果の外部出力等に利用される。
【0060】
中継端子116aは、コンピュータ基板119の中継端子119aと接続され、コンピュータ基板119とセンサ基板116とを物理的に、かつ、電気的に接続し、各種の制御信号やデータ等の授受を可能にする。
【0061】
さらに、コンピュータ基板119には、μUSB端子119b(
図3)が設けられており、
図5で示されるように、
図3の最上段のセンサ装置10からみて背面方向の側面に設けられ、外部装置との接続に利用され、センシング結果の外部出力等に利用される。
【0062】
コンピュータ基板119は、
図2の制御部16および通信部18に対応する構成であり、各種のセンシング結果に処理を加える、記憶する、および、ハブ装置20を介して情報処理装置30に出力するといった処理を実行する。
【0063】
<<4.センサ装置の手首、足首、および腰部への装着例>>
次に、センサ装置10の手首、足首、および腰部への装着例について説明する。
【0064】
センサ装置10B乃至10Eを手首および足首に装着する場合、例えば、
図9の上段で示されるような装着具131が用いられる。
【0065】
装着具131は、凹型のブラケットであり、
図9の上段で示されるように、センサ装置10B(または10C乃至10Eのいずれか)の側面(
図3の最上段のセンサ装置10における手前側および奥手側の側面、並びに背面)を挟み込んだ状態で、
図3の最上段のセンサ装置10における表面部分を露出させて、図中の矢印方向に装着具131に挿通させ、爪部131bにより固定する。
【0066】
また、装着具131には、
図9の上段で示されるように、ベルト穴131aが設けられており、
図9の中段および左下段で示されるように、このベルト穴131aにベルト132が通されている。そして、このベルト132が手首または足首に巻き付けられることにより、センサ装置10B(または10C乃至10Eのいずれか)が手首または足首に固定されて装着される。
【0067】
尚、ベルト132については、手首に使用する場合については、伸縮性のない素材を用い、足首に使用する場合については、伸縮性のある素材を用いるようにしてもよい。
【0068】
また、腰部にセンサ装置10Aを装着する場合、例えば、
図10の上段および下段で示される装着具135が用いられる。
【0069】
装着具135も、凹型のブラケットからなり、装着具135と同様に爪部135bによりセンサ装置10Aが固定される。
【0070】
装着具135には、クリップ135aが設けられており、ユーザU1が身に着けているベルト部分やズボンのウェスト部分に掛けることで、センサ装置10Aが腰部に固定されて装着される。
【0071】
<<5.センサ装置の頭部への装着例>>
次に、
図11,
図12を参照して、センサ装置10Fを頭部に装着する場合の装着具141の構成例について説明する。尚、
図11は、上段が装着具141の外観斜視図であり、中段がユーザU1の頭部に装着具141を用いてセンサ装置10Fを装着した場合のユーザU1を側面から見た図であり、下段が装着具141を用いてセンサ装置10Fを装着した場合にユーザU1を正面から見た場合の図である。また、
図12は、装着具141の一部であるメガネ151が取り外された状態の外観斜視図である。
【0072】
図11の上段で示されるように、装着具141は、メガネ151、後頭部上部固定部152、耳掛け部153、後頭部固定部154、およびブラケット155より構成される。
【0073】
メガネ151は、フレーム151aがユーザU1の目を覆う通常のメガネやサングラスなどとして機能する一般的なメガネやサングラスである。また、メガネ151のテンプル(つる)151bは、
図12で示される後頭部上部固定部152の先端部に設けられた挿通部152aに挿通され、かつ、耳掛け部153の先端部に設けられた挿通部153aに挿通されている。
【0074】
さらに、
図11の中段で示されるように、耳掛け部153は、ユーザU1の耳Eの上部に当接する構造で、かつ、後頭部固定部154と一体の構造とされており、後頭部固定部154にセンサ装置10Fを装着するブラケット155が設けられている。尚、ブラケット155は、後頭部固定部154に対して、固定的に取り付けられた構成であってもよいし、着脱可能な構成であってもよい。また、後頭部固定部154に対してセンサ装置10Fが固定できるものであれば、ブラケット155以外の構成であってもよく、例えば、センサ装置10Fを格納可能な袋状のものが後頭部固定部154の後頭部に当接する部位の背面側に設けられるような構成であってもよい。
【0075】
メガネ151には、鼻パッド151cが設けられており、
図11の下段で示されるように、ユーザU1の鼻Nに当接する構成とされている。すなわち、メガネ151における鼻パッド151cがユーザU1の鼻(前頭部)Nに当接し、耳掛け部153が耳(側頭部)Eに当接し、後頭部上部固定部152が、ユーザU1の頭部における後頭部上部(後頭部からみて上部であって、頭頂部に近い部分)に当接し、後頭部固定部154が後頭部に当接する。
【0076】
これにより、装着具141は、ユーザU1の頭部の鼻(前頭部)、耳(側頭部)、後頭部上部、および後頭部のそれぞれにおいて当接された状態で固定されることになるので、ブラケット155にセンサ装置10Fが装着されても、センサ装置10Aの重みに起因する、ユーザU1の頭部の動きに伴った、装着具141のずれの発生を抑制して、安定した固定状態を維持することが可能となる。
【0077】
さらに、挿通部152a,153aは、柔軟性のある材質から構成されており、テンプル151bが挿通される際、変形することで挿通を可能にすると共に、所定の挿通深さまで挿通された状態に設定されると、挿通部152a,153aの形状の復元力(収縮力)によりテンプル151bを挟み込むことで、テンプル151bを設定された所定の挿通深さで固定する。
【0078】
このように、挿通部152a,153aに挿通されるテンプル151bが、所定の挿通深さで固定されることにより、メガネ151の鼻パッド151cを介した前頭部に対する頭部中心部方向への当接圧と、後頭部固定部154による後頭部に対する頭部中心方向への当接圧を調整することができる。
【0079】
すなわち、メガネ151、耳掛け部153、および後頭部固定部154により、センサ装置10Fの重みに起因する、頭部の動きに伴ったずれを頭部に対して水平方向、および垂直方向の装着具141のずれの発生を抑制することが可能となる。
【0080】
また、後頭部上部固定部152により、センサ装置10Fの重みに起因する、頭部の動きに伴った、垂直方向の装着具141の下方向のずれの発生を抑制することが可能となる。
【0081】
このような装着具141を用いて、センサ装置10FをユーザU1の頭部に装着することにより、ユーザU1は、テンプル151bの挿通部152a,153aに対する挿通深さを調整することで、頭部に対して、締まり過ぎず、かつ、緩すぎない適切な状態に調整しつつ、センサ装置10Fの重みに起因する、頭部の動きに伴ったずれを適切に抑制して、頭部に装着することができる。
【0082】
結果として、ブラケット155にセンサ装置10Fが装着されても、装着感や見た目を損なうことなく、センサ装置10Fの重みに起因する、ユーザU1の頭部の動きに伴った、装着具141のずれの発生を抑制し、安定した状態でセンサ装置10Fを頭部に装着することが可能となり、適切に頭部の位置や姿勢をセンシングすることが可能となる。
【0083】
さらに、
図11の下段で示されるように、装着具141によりセンサ装置10Fを装着した状態のユーザU1を正面方向から見た場合、見えるのは実質的にメガネ151のフレーム151aのみであるため、センサ装置10Fを頭部に装着していることが認識され難く、見た目にも自然な状態で、スタイリッシュにセンサ装置10Fを頭部に装着することが可能となる。
【0084】
尚、後頭部上部固定部152、耳掛け部153、および後頭部固定部154は、柔軟性を特に備えていない構成であってもよいが、頭部の各種当接部位において痛みを与えない程度の柔軟性を備えた材質により構成することが望ましい。
【0085】
また、後頭部上部固定部152、耳掛け部153、および後頭部固定部154は、例えば、ゴムバンドのような伸縮性を備えた材質からなる構成として、その材質の収縮力により前頭部、側頭部、後頭部上部、および後頭部に当接する圧力を掛けて、頭部に対して装着具141を固定するような構成としてもよい。
【0086】
さらに、以上においては、装着具141が、メガネ151、後頭部上部固定部152、耳掛け部153、後頭部固定部154、およびブラケット155より構成される例について説明してきたが、ユーザU1があまり激しい動きをしないことが予めわかっているような場合については、後頭部上部固定部152を除いた、メガネ151、耳掛け部153、後頭部固定部154、およびブラケット155で装着具141を構成するようにしてもよい。この場合、メガネ151のテンプル151bは、耳掛け部153の挿通部153aのみに挿通されることになる。すなわち、後頭部上部固定部152が設けられない構成となるため、テンプル151bは、挿通部152aには挿通されない。
【0087】
このような構成においても、メガネ151のテンプル151bが耳掛け部153の挿通部153aに挿通されることで、メガネ151、耳掛け部153、および後頭部固定部154により、ユーザU1の頭部を囲む環状構造が形成されて、メガネ151の鼻パッド151cにより鼻(前頭部)が、耳掛け部153により耳(側頭部)が、後頭部固定部154により後頭部が、それぞれ当接された状態で頭部の中心方向に対して圧力が掛けられることになるので、頭の動きが激しくない限り、ブラケット155およびセンサ装置10Fの加重を支えることが可能である。
【0088】
<<6.挿通部の構成例>>
<6-1.挿通部の第1の構成例>
次に、挿通部152a,153aの構成について説明する。
【0089】
挿通部152a,153aは、メガネ151のテンプル151bを挿通可能(抜き差し可能)な構成であり、かつ、挿通部152a,153aに挿通された状態でテンプル151bを固定できる構成である必要がある。
【0090】
このため、例えば、
図13で示されるように、挿通部152a,153aは、テンプル151bを抜き差し可能な程度に変形可能な柔軟性と、テンプル151bが挿通された後は、ずれない程度に固定できるだけの収縮力を備えた伸縮性のある材料であることが望ましい。
【0091】
挿通部152a,153aは、このような特性を備えた材質であることが望ましいので、例えば、熱可塑性エラストマ、シリコンゴム、または天然ゴム等で形成されることが望ましい。
【0092】
また、
図13の場合、挿通部152a,153aは、テンプル151bを抜き差し可能な程度の柔軟性を備え、かつ、テンプル151bがずれない程度に固定可能な伸縮性を備えている必要があるため、挿通部152a,153aの開口部はテンプル151bの太さ(径)に対応する程度の大きさに形成される。
【0093】
<6-2.挿通部の第2の構成例>
以上においては、挿通部152a,153aをテンプル151bが挿通可能な程度の柔軟性を備え、かつ、挿通されたテンプル151bがずれない程度に固定可能な伸縮性を備えた構成とする例について説明してきたが、形状によりテンプル151bを挿通(抜き差し)可能で、かつ、ずれない程度に固定できる構成とするようにしてもよい。
【0094】
図14は、挿通部の形状により、テンプル151bを挿通可能(抜き差し可能)で、かつ、ずれない程度に固定できるようにした挿通部153a’の構成例を示している。尚、
図14においては、挿通部152aについては、
図13と同一である。
【0095】
図14の挿通部153a’は、柔軟性のある材質により開口部の長径が90度ずれた2つの楕円形状部171,172を備えている。
【0096】
ここで、楕円形状部171,172の長径のサイズは、テンプル151bの径よりも大きく、短径のサイズは、テンプル151bの径よりも小さい。尚、
図14においては、挿通部153a’の開口部に鉛直方向に長径が形成された楕円形状部171が設けられ、楕円形状部171の後段に、楕円形状部171の長径に対してほぼ90度ずれた長径を備えた楕円形状部172が設けられている。ただし、楕円形状部171,172の前後は入れ替わっていてもよい。
【0097】
楕円形状部171,172は、いずれも柔軟性のある材料で形成されているが、固定された形状であるため、テンプル151bを挿通させるときには、
図14の矢印方向に摘まむように楕円形状部172の長径部分を押圧することで、短径部分が拡がり、テンプル151bを挿通させることができる状態とすることができる。
【0098】
また、テンプル151bを適切な挿通深さまで挿通させた後には、摘まむようにして押圧していた楕円形状部172への押圧を開放することにより、楕円形状部172が元の形状に戻ろうとする復元力(収縮力)によりテンプル151bが挟まれて固定される。
【0099】
すなわち、
図14の挿通部153’により、テンプル151bを挿通可能(抜き差し可能)で、かつ、ずれない程度に固定できるようにすることが可能となり、結果として、装着具141によりセンサ装置10Fを適切にユーザU1の頭部に固定させることができる。
【0100】
<6-3.挿通部の第3の構成例>
以上においては、挿通部152a,153aの材質および形状によりテンプル151bを挿通可能(抜き差し可能)で、かつ、ずれない程度に固定できるようにする例について説明してきたが、挿通部152a,153aに加えて、ロック機構を追加するようにしてもよい。
【0101】
すなわち、例えば、
図15で示されるようなロック機構181を挿通部153aの外周部に構成するようにしてもよい。尚、
図15は、ロック機構181の外観斜視図である。
【0102】
ロック機構181は、
図15で示されるように、挿通部153aの外周部に巻き付けられており、
図15の右部のように挿通部153aの挿通方向に対して90度になるようにレバー181aを立てるとテンプル151bの挿通(抜き差し)が可能となり、
図15の左部で示されるように、レバー181aを挿通方向に対して平行になるように倒すと、テンプル151bをずれない程度に固定することができる。
【0103】
より詳細には、
図16で示されるように、ロック機構181は、レバー181a、軸181b、爪181c、およびホルダ181dより構成されている。そして、ロック機構181においては、ホルダ181dが、挿通部153aの外周部に巻き付けられており、ホルダ181dが巻き付けられている方向に対して、
図16の矢印A方向または矢印B方向にレバー181aを回転させることが可能な軸181bが設けられている。さらに、レバー181aには、軸181bにおいて、レバー181aの長手方向に対して、90度をなす爪181cが形成されている。
【0104】
このような構成により、
図16の右部で示されるように、レバー181aを矢印A方向に対して回転させると、爪181cが挿通部153aに対して当接しない状態となるため、挿通部153a内部が緩んだ状態となりテンプル151bを抜き差しすることができる状態となる。そこで、この状態で適切な挿通深さとなる位置までテンプル151bを挿通部153aに挿通させる。
【0105】
そして、テンプル151bが挿通部153aに適切な挿通深さまで挿通されたところで、
図16の左部で示されるように、レバー181aを矢印B方向に回転させると、爪181cが挿通部153aに対して当接し、挿通部153a内に挿通されたテンプル151bが押圧されることになるため、テンプル151bが挿通部153a内において、抜き差しできない固定された状態にすることができる。
【0106】
このようなロック機構181を設けてレバー181aを回転させることで、挿通部153a内において、テンプル151bを固定することが可能となるため、結果として、装着具141によりセンサ装置10Fを適切にユーザU1の頭部に固定させることができる。
【0107】
<<7.後頭部上部固定部の変形例>>
次に、後頭部上部固定部152の変形例について説明する。
【0108】
図11または
図12の後頭部上部固定部152は、
図17の上段で示されるように、耳掛け部153に対して、メガネ151側となる、耳掛け部153の挿通部153aの前段部分P11から後頭部上部までの範囲を帯状に当接するように固定する構成とされていた。しかしながら、メガネ151、並びに、耳掛け部153および後頭部固定部154から構成される前頭部、側頭部、および後頭部を通るような環状構造のいずれかの部位に対して、鉛直方向の加重の一部を後頭部上部で支持できるような構成であれば、他の構成であってもよい。
【0109】
例えば、
図17の下段の後頭部上部固定部152’で示されるように、後頭部固定部154側における耳掛け部153に近い部位となる、耳掛け部153の後段部分P12から後頭部上部までの範囲を帯状に当接するように固定する構成とするようにしてもよい。
【0110】
すなわち、
図17の下部で示される装着具141においても、ユーザU1の頭部の鼻(前頭部)、耳(側頭部)、後頭部上部、および後頭部のそれぞれにおいて当接された状態で固定されることになるので、ブラケット155にセンサ装置10Fが装着されても、センサ装置10Fの重みに起因する、ユーザU1の頭部の動きに伴ったずれの発生を抑制して、安定した状態でセンサ装置10Fを頭部に装着することが可能となる。
【0111】
<<8.前頭部を当接する構成の変形例>>
<8-1.額の全面に当接する構成例>
以上においては、
図11および
図12で示されるように、メガネ151の鼻パッド151cがユーザU1の鼻(前頭部)に当接すると共に、テンプル151bが耳掛け部153の前段において、後頭部上部固定部152の挿通部152aに挿通された後、挿通部153aに挿通されるような構成により、前頭部、側頭部、および後頭部を当接する環状構造が形成され、さらに、後頭部上部固定部152により後頭部上部が固定されることで、前頭部、および後頭部、並びに後頭部上部から頭部中心方向に当接圧を掛けることで、装着具141を用いてセンサ装置10FがユーザU1の頭部に安定した状態で装着される例について説明してきた。
【0112】
しかしながら、装着具141の全体として前頭部、側頭部、および後頭部に当接された状態で固定され、さらに、後頭部上部に当接して固定することができればよいので、前頭部を当接する構成はメガネ151以外の構成であってもよい。
【0113】
例えば、メガネ151に代えて、バンド型の構成が前頭部に当接するような構成を設けるようにしてもよい。
【0114】
図18は、メガネ151に代えて、バンド型の構成が前頭部に当接するような前頭部固定バンド201が設けられる場合の装着具141の構成例が示されている。
【0115】
前頭部固定バンド201は、ユーザU1の額の部分に当接するバンド部201aと、後頭部上部固定部152の挿通部152a、および耳掛け部153の挿通部153aに挿通される挿通棒部201bから構成される。
【0116】
すなわち、前頭部固定バンド201のバンド部201aは、メガネ151における鼻パッド151cに相当する構成であり、鼻パッド151cがユーザU1の鼻と当接することで前頭部に対して、装着具141を固定しているのに対して、バンド部201aは、バンド状の構成により額全体と当接することで前頭部に対して装着具141を固定している。
【0117】
また、挿通棒部201bは、メガネ151のテンプル151bに対応する構成であり、後頭部上部固定部152の挿通部152a、および耳掛け部153の挿通部153aに挿通される。
【0118】
これにより、装着具141は、ユーザU1の頭部の額(前頭部)、耳(側頭部)、後頭部上部、および後頭部のそれぞれにおいて当接された状態で固定されることになるので、ブラケット155にセンサ装置10Fが装着されても、センサ装置10Fの重みに起因する、ユーザU1の頭部の動きに伴った装着具141のずれの発生を抑制して、安定した状態でセンサ装置10FをユーザU1の頭部に装着することが可能となる。
【0119】
また、挿通部152a,153aに挿通される挿通棒部201bの挿通深さにより前頭部固定バンド201のバンド部201aによる額(前頭部)への当接圧と、後頭部固定部154による後頭部への当接圧とを調整することができ、結果として、ユーザU1の頭部に対して、締まり過ぎず、かつ、緩すぎない適切な状態に調整しつつ、装着具141によりセンサ装置10Fを頭部に適切に装着することができる。
【0120】
<8-2.額の全面に当接して前頭部を固定する構成の応用例>
以上においては、装着具141において、前頭部を固定する構成として前頭部固定バンド201を用いる例について説明してきたが、このような構成の場合、長髪のユーザU1などが、
図18の装着具141を装着しようとしたとき、前頭部固定バンド201、耳掛け部153、および後頭部固定部154から形成される環状構造となる部分を首まで通した後、環状部分から髪を掻き出した後、環状部分を装着位置まで持ち上げて装着する必要があった。
【0121】
すなわち、長髪のユーザU1は、
図18で示されるような構成の場合、装着が面倒であった。そこで、前頭部固定バンド211については、装着に際して一部の環状構造を開閉して装着できる構成にしてもよい。
【0122】
図19は、前頭部固定バンド201に代えて、柔軟性の高い素材からなる前頭部固定バンド211を設けるようにした装着具141構成例を示している。
【0123】
前頭部固定バンド211は、前頭部固定バンド201における正面の額に当接する部位に、脱着可能な脱着部212が設けられている。また、前頭部固定バンド211には、挿入棒部211aが設けられており、テンプル151bと同様の機能を有する。
【0124】
より詳細には、脱着部212は、左脱着部212Lおよび右脱着部212Rに分離して外すことが可能である。このため、装着に際して、左脱着部212Lおよび右脱着部212Rが分離された状態にすることで、前頭部固定バンド211が左バンド部211Lと右バンド部211Rとに分けられることになるので、上述した環状構造から解放されることになる。このため、装着に際しては、左脱着部212Lおよび右脱着部212Rの双方の間に首を通して、後頭部固定部154を首に掛けた状態にした後、左脱着部212Lおよび右脱着部212Rを、頭髪の下から額まで持ち上げて、脱着部212の左脱着部212Lおよび右脱着部212Rを接続することで、装着具141を装着することができる。
【0125】
このような構成により、長髪のユーザであっても、装着具141の装着に際して、装着具141により形成される環状構造となる部分を頭から被って首まで通した後、環状構造となった部分から頭髪を掻き出す必要がなくなるので、装着具141の装着を容易にすることが可能となる。また、同様に装着具141を外す場合においても、脱着部212を左脱着部212Lおよび右脱着部212Rに外して、首に掛けるようにずらしてから外すことができるので、長髪のユーザU1であっても、装着具141を容易に外すことが可能となる。
【0126】
<8-3-1.額の一部に当接する構成例1>
以上においては、前頭部を固定する構成として前頭部固定バンド201,211を用いて額の全面に当接することで、前頭部を固定する例について説明してきたが、前頭部を固定することができれば、額の全体ではなく、額の一部に当接する構成であってもよい。
【0127】
図20は、
図18,
図19の前頭部固定バンド201,211に代えて、前頭部固定部221を設けるようにした装着具141の構成例である。
【0128】
前頭部固定バンド201,211は、額全体に当接して前頭部を固定する構成であるが、前頭部固定部221は、伸縮性がなく、柔軟性の低い部材からなり、左前頭部固定部221Lおよび右前頭部固定部221Rから構成されており、前頭部のうち、額の左側と右側に対してそれぞれ当接される。また、前頭部固定部221には、挿入棒部221aが設けられており、テンプル151bと同様の機能を有する。
【0129】
前頭部固定バンド201または211、耳掛け部153、および後頭部固定部154からなる装着具141においては、ユーザU1の頭部を上部からみた場合、頭部を取り囲む環状構造により装着具141を頭部に固定する構成とされていた。
【0130】
しかしながら、
図20の装着具141においては、前頭部固定部221を構成する左前頭部固定部221Lにより額の左側が当接され、前頭部固定部221を構成する右前頭部固定部221Rにより額の右側が当接されることで、額の正面部分がいずれにも当接していない状態で、前頭部が固定されている。
【0131】
すなわち、
図20の装着具141は、ユーザU1の頭部を上部からみた場合に環状構造とならない構成であるが、前頭部固定部221が、伸縮性がなく、柔軟性の低い、硬い部材から構成されることにより、左前頭部固定部221Lおよび右前頭部固定部221Rが、それぞれ額の右部および左部を当接することで、全体として前頭部、側頭部、後頭部上部、および後頭部が固定される構成とされている。
【0132】
図20で示されるような構成の装着具141においては、左前頭部固定部221Lおよび右前頭部固定部221Rにより左右それぞれの額が当接されることで前頭部が、耳掛け部153により側頭部が、後頭部上部固定部152により後頭部上部が、後頭部固定部154により後頭部がそれぞれ当接されて固定されるので、センサ装置10Fの重みに起因する、ユーザU1の頭部の動きに伴った装着具141のずれの発生を抑制して、安定した状態でセンサ装置10FをユーザU1の頭部に装着することが可能となる。
【0133】
<8-3-2.額の一部に当接する構成例2>
以上においては、
図18,
図19の前頭部固定バンド201,211に代えて、前頭部固定部221を設けるようにした
図20の装着具141の構成例について説明してきたが、さらに、前頭部固定部221、後頭部上部固定部152、耳掛け部153、および後頭部固定部154を一体化させた構成にしてもよい。
【0134】
図21は、前頭部固定部221、後頭部上部固定部152、耳掛け部153、および後頭部固定部154を一体化させた装着具141の構成例である。尚、
図22には、
図21の装着具141の分解図が示されており、
図23においては、装着具141よりセンサ装置10Fが取り外された状態における後頭部側からの外観図が示されている。
【0135】
より詳細には、
図21の装着具141においては、前頭部固定部231、後頭部上部固定部233、および後頭部固定部234が一体化された状態で構成されている。
【0136】
ここで、
図21の前頭部固定部231は、
図20の前頭部固定部221に対応する構成であり、左前頭部固定部231Lおよび右前頭部固定部231Rからなる。
【0137】
前頭部固定部231における左右の先端部には、ユーザU1の頭部の額に当接する当接部232が設けられており、左前頭部固定部231Lおよび右前頭部固定部231Rの先端部のそれぞれに、左前頭部当接部232L、および右前頭部当接部232Rが設けられている。
【0138】
また、
図21の前頭部固定部231は、
図20における耳掛け部153の機能も備えており、側頭部に当接して固定される。
【0139】
さらに、前頭部固定部231と一体化した状態で構成された後頭部上部固定部233、および後頭部固定部234が、後頭部側に設けられており、それぞれ後頭部上部固定部152、および後頭部固定部154に対応する機能を備えている。
【0140】
また、
図21の装着具141においては、
図22,
図23で示されるように、後頭部上部固定部233、および後頭部固定部234を跨いで形成された、センサ装置10Fを接着して固定するための接着面235が設けられている。
【0141】
すなわち、
図21の装着具141においては、センサ装置10Fは、接着面235に対して接着剤等により直接接着された状態で固定されている。
【0142】
もちろん、
図20における装着具141のように、後頭部上部固定部233、および後頭部固定部234を跨ぐようにブラケット155を形成して、センサ装置10Fを着脱可能な構成としてもよい。
【0143】
図21における前頭部固定部231は、伸縮性がなく、柔軟性の低い部材からなり、左右のそれぞれに左前頭部固定部231Lおよび右前頭部固定部231Rから構成されており、前頭部のうち、額の左側と右側に対して、それぞれの先端部の左前頭部当接部232L、および右前頭部当接部232Rが当接される。前頭部固定部231の部材は、熱可塑性エラストマ、シリコンゴム、または天然ゴム等でもよいし、ポリカーボネート、ABS樹脂、またはアクリル等の一般樹脂でもよい。
【0144】
図21の装着具141においても、前頭部固定部231を構成する左前頭部固定部231Lの左前頭部当接部232Lにより額の左側が当接され、前頭部固定部231を構成する右前頭部固定部231Rの右前頭部当接部232Rにより額の右側が当接されることで、額の正面部分がいずれにも当接していない状態で、前頭部が固定されている。
【0145】
より詳細には、
図24の左部で示されるように、額と当接する当接部232の表面232Fは、額の形状に対応した曲面構造とされており、額に対して適切に密着した状態で当接する形状とされている。また、
図24の右部で示されるように、当接部232の額と当接しない背面232Bについては、表面232Fと対応した曲面形状とされている。
【0146】
すなわち、
図21の装着具141は、ユーザU1の頭部を上部からみた場合に環状構造とならない構成であるが、前頭部固定部231が、伸縮性がなく、柔軟性の低い、硬い部材から構成されることにより、左前頭部固定部231Lの左前頭部当接部232Lおよび右前頭部固定部221Rの右前頭部当接部232Rが、それぞれ額の左部および右部の形状に合わせて密着した状態で適切に当接することで、全体として前頭部、側頭部、後頭部上部、および後頭部が固定される構成とされている。
【0147】
図21で示されるような構成の装着具141においては、左前頭部固定部231Lの左前頭部当接部232Lおよび右前頭部固定部221Rの右前頭部当接部232Rにより左右それぞれの額(またはこめかみ)が当接されることで前頭部が、左前頭部固定部231Lおよび右前頭部固定部221Rにより側頭部が、後頭部上部固定部233により後頭部上部が、後頭部固定部234により後頭部がそれぞれ当接されて固定されるので、センサ装置10Fの重みに起因する、ユーザU1の頭部の動きに伴った装着具141のずれの発生を抑制して、安定した状態でセンサ装置10FをユーザU1の頭部に装着することが可能となる。
【0148】
また、
図21の装着具141においては、
図11のメガネ151、
図18の前頭部固定バンド201、
図19の前頭部固定バンド211、または、
図20の前頭部固定部221と、後頭部上部固定部152と、耳掛け部153、および後頭部固定部154とが、それぞれ別体とされた構成ではなく、前頭部固定部231、後頭部上部固定部233、および後頭部固定部234として一体化された構成とすることで、挿通する長さなどの調整等が必要ないので、装着が容易になる。
【0149】
さらに、前頭部固定部231、後頭部上部固定部233、および後頭部固定部234が一体化された構成なので、後頭部から装着することで、様々な髪形のユーザの頭部に装着することが可能となる。すなわち、例えば、頭髪を後頭部付近にまとめて結んでいるような髪形であっても、結び目を避けて装着することが可能となる。
【0150】
また、
図21の装着具141の場合、前頭部固定部231、後頭部上部固定部233、および後頭部固定部234が一体化された構成なので、その他の装着具141よりも装着に必要な構成部位の全体としての面積が小さく、見た目に目立たず装着することが可能となる。さらに、後頭部から装着することができるので、例えば、後頭部の頭髪が長い髪形などの場合、頭髪の下に隠すように装着することもできるので、見た目に目立たず装着することが可能となる。
【0151】
<8-4.前頭部を当接する構成の応用例>
以上においては、前頭部を固定する構成として、メガネ151、前頭部固定バンド201,211、および前頭部固定部221,231を用いる例について説明してきたが、前頭部を固定することができれば、他の構成であってもよい。
【0152】
図25は、メガネ151に代えて、ベネチアングラス241を用いるようにした装着具141の構成例を示している。
【0153】
すなわち、メガネ151におけるフレーム151aとテンプル151bに対応する前頭部を固定可能な構成であれば、メガネ151以外の構成であってもよく、例えば、ベネチアングラス241のような構成であってもよい。
【0154】
ベネチアングラス241は、フレーム241a、テンプル241b、および鼻パッド241cを備えており、それぞれメガネ151におけるフレーム151a、テンプル151b、および鼻パッド151cに対応する。
【0155】
結果として、センサ装置10Fの重みに起因する、ユーザU1の頭部の動きに伴った装着具141のずれの発生を抑制して、安定した状態でセンサ装置10FをユーザU1の頭部に装着することが可能となる。尚、メガネ151およびベネチアングラス241の他、同様の構造を備えたマスクなどであってもよい。
【0156】
<<9.第1の応用例>>
以上においては、ユーザ自身がテンプル151bと挿通部152a,153aとを直接握って、テンプル151bの挿通深さを調整することで、前頭部への当接圧と、後頭部固定部154による後頭部への当接圧を調整する例について説明してきた。しかしながら、挿通深さをダイヤル調整などにより実現するようにしてもよい。
【0157】
すなわち、例えば、
図26で示されるように、挿通部153a付近にダイヤル251を設けて、図中の矢印A方向に回転させることで、矢印B方向で示されるテンプル151bの挿通深さを調整できるようにしてもよい。
【0158】
この場合、ダイヤル251の回転に対して、ラックアンドオピニオン機構によりテンプル151bの挿通部152a,153aに対する挿通深さを調整できるようにしてもよい。
【0159】
また、挿通部152a,153aを一体化し、一体化した挿通部152a,153aに対してダイヤル251を固定し、さらに、テンプル151bをワイヤ状の構成として、ダイヤル251の回転軸の回転に対応してワイヤ状のテンプル151bを巻き上げたり、開放したりすることで、テンプル151bの挿通部152a,153aに対する挿通深さを調整できるような構成としてもよい。
【0160】
このような構成により、テンプル151bの挿通深さの調整を容易にすることが可能となる。また、このような構成においても、センサ装置10Fの重みに起因する、ユーザU1の頭部の動きに伴った装着具141のずれの発生を抑制して、安定した状態でセンサ装置10FをユーザU1の頭部に装着することが可能となる。
【0161】
<<10.第2の応用例>>
以上においては、ユーザ自身がテンプル151bと挿通部152a,153aとを直接握って、テンプル151bの挿通深さを調整する、または、ダイヤル251の回転により調整することで、前頭部への当接圧と、後頭部固定部154による後頭部への当接圧を調整する例について説明してきた。
【0162】
しかしながら、前頭部への当接圧と、後頭部固定部154による後頭部への当接圧を調整することができれば、挿通深さの調整以外の手法で調整できるようにしてもよい。
【0163】
図27は、後頭部固定部154におけるブラケット155が装着される側の背面側であって、後頭部と当接する部位にエアバッグ261を設けるようにした装着具141の構成例を示している。
【0164】
エアバッグ261は、注入される空気量により大きさを変化させる袋状の構成であり、さらに、図示せぬ空気の注入排気部が接続されており、空気の注入又は排出に応じた内部の空気量により大きさを変化させることが可能な構成である。
【0165】
このため、ユーザU1は、空気の注入排気部を動作させて、エアバッグ261の大きさを変化させることで、メガネ151による前頭部への当接圧と、後頭部固定部154による後頭部への当接圧を調整することができる。尚、注入排気部は、例えば、プッシュ式の空気入れなどでもよい。
【0166】
<<11.第3の応用例>>
以上においては、後頭部上部固定部152による後頭部上部への当接圧と後頭部固定部154による後頭部への当接圧により後頭部上部と後頭部とを固定する例について説明してきたが、さらに、後頭部上部固定部152と後頭部固定部154とを接続するストラップを設けるようにして、後頭部上部固定部152と後頭部固定部154との間隔を適切に維持するようにしてもよい。
【0167】
図28は、後頭部上部固定部152と後頭部固定部154とを接続するストラップ271を設けるようにした装着具141の構成例が示されている。
【0168】
ストラップ271は、伸縮性のない構成であり、後頭部上部固定部152と後頭部固定部154との間隔を固定する。
【0169】
このようなストラップ271により、後頭部上部固定部152と後頭部固定部154との間隔が適切な状態に維持されることになるので、後頭部上部と後頭部への当接圧を適切な状態に維持することができる。これにより、センサ装置10Fが装着された状態でも、センサ装置10Fの重みに起因する、ユーザU1の頭部の動きに伴った、装着具141のずれを防止することが可能となる。
【0170】
<<12.第4の応用例>>
装着具141がユーザU1の頭部に対して、適切な角度で装着されているか否かを確認できるようにしてもよい。
【0171】
図29は、水準器281が設けられた装着具141の構成例を示している。
【0172】
すなわち、
図29の装着具141においては、耳掛け部153に水準器281が設けられており、装着具141をユーザU1の頭部に装着した状態における角度を視認することができる。
【0173】
ユーザU1は、例えば、装着具141を装着した状態で、鏡などで水準器281に示される角度を確認することで、適切に装着具141が装着されているか否かを確認し、調整することが可能となる。
【0174】
このような構成により、頭部に設けられたセンサ装置10Fによるセンシング結果の精度を向上させることが可能となる。
【0175】
<<13.第5の応用例>>
以上においては、水準器281を設けるようにして装着具141がユーザU1の頭部に対して、適切な角度で装着されているか否かを確認できるようにした構成例について説明してきたが、それ以外の方法で適切に装着されているか否かを判定できるようにしてもよい。
【0176】
図30は、ブラケット155におけるセンサ装置10Fが装着される側の背面側であって、後頭部と当接する部位に圧力センサ291を設けるようにした装着具141の構成例を示している。
【0177】
圧力センサ291は、ブラケット155にセンサ装置10Fが装着された状態で、装着具141を装着したときの後頭部に当接する際の当接圧を複数の点、または、面の圧力分布として測定する。
【0178】
また、圧力センサ291は、装着具141が適切に装着された状態における後頭部に当接する当接圧の点または面の圧力分布を記憶している。
【0179】
そして、圧力センサ291は、測定結果となる圧力分布と記憶している圧力分布とを比較した上で、各点の差分、または、面全体における各点の差分の合計を算出し、差分や差分の合計が所定値よりも大きい場合、装着具141が適切に装着されていないものとみなして、ユーザに報知する。
【0180】
報知方法としては、例えば、図示せぬスピーカからブザー音を発生させるようにしてもよいし、図示せぬマーカランプなどを点灯させるようにしてもよい。
【0181】
このような構成により、ユーザU1に対して装着具141が適切に装着されていないことを認識させるようにすることが可能となり、ユーザU1は、装着具141を適切に装着できる状態まで、繰り返し装着状態を調整することが可能となる。
【0182】
結果として、頭部に設けられたセンサ装置10Fによるセンシング結果の精度を向上させることが可能となる。
【0183】
尚、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
【0184】
<1> ユーザの後頭部を当接して固定する後頭部固定部と、
前記後頭部固定部における前記ユーザの後頭部と当接する面に対して背面に設けられ、前記ユーザの頭部における位置情報および姿勢情報を含むセンサデータを取得するセンサ装置をブラケットにて固定する頭部センサ装置固定部を有する頭部センサ装着具と、
前記ユーザの腰部における位置情報および姿勢情報を含むセンサデータを取得するセンサ装置をブラケットにて固定し、前記ユーザの腰部に装着するクリップからなる腰部センサ装置固定部を有する腰部センサ装着具と、
前記ユーザの手首に巻き付けるベルトと、前記ベルトで巻き付けられることによりセンサ装置を手首にブラケットにて固定する手首センサ装置固定部とを有する手首センサ装着具と、
前記ユーザの足首に巻き付けるベルトと、前記ベルトで巻き付けられることによりセンサ装置を足首にブラケットにて固定する足首センサ装置固定部とを有する足首センサ装着具とを備え、
前記頭部センサ装置固定部、前記腰部センサ装置固定部、前記手首センサ装置固定部、及び前記足首センサ装置固定部のそれぞれに装着される前記センサ装置は、
前記センサデータを取得するモーションセンサと、
前記センサデータを情報処理装置に無線で送信する通信部とを有し、
前記情報処理装置において、前記頭部センサ装着具、前記腰部センサ装着具、前記手首センサ装着具、及び前記足首センサ装着具に装着される前記センサ装置のそれぞれの前記通信部から送信される前記センサデータに基づいて、前記センサ装置が装着された部位の位置情報及び姿勢情報から、非装着部位の位置情報及び姿勢情報を含む、前記ユーザのスケルトン情報が推定される
モーションキャプチャシステム。
<2> 前記センサ装置は、ジャイロセンサ、加速度センサ、および地磁気センサの少なくとも1つを含む
<1>に記載のモーションキャプチャシステム。
<3> 前記スケルトン情報は、前記センサ装置から取得される前記センサデータを用いた、逆運動学計算により推定される
<1>に記載のモーションキャプチャシステム。
<4> 前記情報処理装置は、前記スケルトン情報に基づいて、可視化したスケルトン情報を出力する
<1>に記載のモーションキャプチャシステム。
<5> 前記情報処理装置は、前記スケルトン情報を反映した3Dモデルを出力する
<1>に記載のモーションキャプチャシステム。
<6> 前記手首センサ装置固定部及び前記足首センサ装置固定部において、前記センサ装置は、前記センサ装置の側面が、前記ブラケットの爪部により挟み込まれた状態で固定される
<1>に記載のモーションキャプチャシステム。
<7> 前記腰部センサ装着具において、前記センサ装置は、前記ブラケットの爪部により固定される
<1>に記載のモーションキャプチャシステム。
<8> 前記通信部は、Bluetoothである
<1>に記載のモーションキャプチャシステム。
<9> 前記後頭部固定部は、伸縮性を備えた材質からなる
<1>に記載のモーションキャプチャシステム。
<10> 前記ユーザの前頭部を当接して固定する、側頭部方向に伸びた棒状部位を有する前頭部固定部をさらに含み、
前記後頭部固定部と一体の構成であり、前記ユーザの耳に掛ける耳掛け部をさらに備え、
前記耳掛け部は、前記棒状部位を挿通可能で、かつ、前記棒状部位を所定の挿通深さで挿通した状態で固定する耳掛け挿通部を有する
<1>に記載のモーションキャプチャシステム。
<11> 前記耳掛け挿通部は、前記棒状部位を挿通可能なサイズで、かつ、柔軟性を有し、さらに、前記棒状部位を所定の挿通深さで挿通した状態で固定する伸縮性を有する
<10>に記載のモーションキャプチャシステム。
<12> 前記耳掛け挿通部の前記棒状部位を挿通する開口部は、
所定の挿通深さにおける、所定の挿通深さ方向に対して直交する所定の方向の、前記棒状部位の径よりも大きな長径と、前記棒状部位の径よりも小さな短径とからなる楕円形状の第1の楕円形状部と、
前記所定の挿通深さとは異なる挿通深さにおいて、前記所定の挿通深さ方向に対して直交する前記所定の方向に対して、90度ずれた方向の長径と、前記棒状部位の径よりも小さな短径とからなる楕円形状の第2の楕円形状部とを有する
<11>に記載のモーションキャプチャシステム。
<13> 前記前頭部固定部は、左前頭部固定部と右前頭部固定部とを有する
<10>に記載のモーションキャプチャシステム。
<14> 前記左前頭部固定部は、先端部に左前頭部当接部を有し、
前記右前頭部固定部は、先端部に右前頭部当接部を有する
<13>に記載のモーションキャプチャシステム。
<15> 前記頭部センサ装置固定部は、前記後頭部固定部に対して固定的に取り付けられた構成、または、前記後頭部固定部に対して着脱可能な構成のいずれかである
<1>に記載のモーションキャプチャシステム。
【符号の説明】
【0185】
10,10A乃至10F センサ装置, 12 ジャイロセンサ, 14 加速度センサ, 16 制御部, 18 通信部, 20 ハブ装置, 30 情報処理装置, 141 装着具, 151 メガネ, 151a フレーム, 151b テンプル(つる), 151c 鼻パッド, 152,152’ 後頭部上部固定部, 152a 挿通部, 153 耳掛け部, 153a,153a’ 挿通部, 154 後頭部固定部, 155 ブラケット, 171,172 楕円形状部, 181 ロック機構, 181a レバー, 181b 軸, 181c 爪, 181d ホルダ, 201 前頭部固定バンド, 201a バンド部, 201b 挿通棒部, 211 前頭部固定バンド, 211L 左バンド部, 211R 右バンド部, 212 脱着部, 212L 左脱着部, 212R 右脱着部, 221 前頭部固定部, 221L 左前頭部固定部, 221R 右前頭部固定部, 241 ベネチアングラス, 251 ダイヤル, 261 エアバッグ, 271 ストラップ, 281 水準器, 291 圧力センサ