CN111093496A

CN111093496A - 生物信息测定器

Info

Publication number: CN111093496A
Application number: CN201880059311.1A
Authority: CN
Inventors: 玉城绘美; 岩崎健一郎
Original assignee: H2L Inc
Current assignee: H2L Inc
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2020-05-01
Anticipated expiration: 2038-06-27
Also published as: JP6766021B2; WO2019058688A1; DE112018004309T5; CN111093496B; US11497444B2; US20210022674A1; JP2019054956A

Abstract

本发明提供一种用户能够简单且可靠地佩戴在手臂的适当位置的生物信息测定器。该生物信息测定器包括：带部(110)，佩戴于用户的手臂的周向，配置有检测手臂的肌肉位移的传感器；以及壳体部(120)，安装在带部的规定部位，收容有对传感器检测到的位移信号进行处理的电路部件。壳体部(120)是在将带部(110)佩戴于手臂时壳体部(120)从带部(110)向手臂的长边方向突出的形状，并且向该长边方向突出的突出量(D1、D2)是在一方和另一方上不同的突出量。

Description

生物信息测定器

技术领域

本发明涉及一种生物信息测定器，适合用于进行游戏、机器人或计算机等的操作的控制器。

背景技术

近年来，伴随虚拟现实技术的发展和头戴式显示器的普及，正在开发能够在由影像提示的虚拟空间内进行各种体验的视频游戏。

在用户对这种视频游戏进行操作的情况下，与使用以往的配置有按钮或键的控制器进行操作相比，通过用户的手或手指的动作进行操作更增加临场感。例如，已知的是从使用摄像机拍摄的图像中检测用户的手的动作并将检测到的手的动作反映到视频游戏中。

但是，在使用摄像机检测用户的动作的情况下，只能进行基于摄像机能够拍摄的用户的动作的操作，因此在原理上不能检测从摄像机不能看到的手指的动作等。

为了解决该问题，本申请人之前提出了由佩戴于用户手臂的测定器来检测手指的动作的技术(参照专利文献1)。

专利文献1记载的技术由在佩戴于用户手臂的测定器上配置的光学式距离传感器来检测使手指移动的肌肉位移，从而检测用户手指的动作。在该专利文献1中记载的测定器的情况下，配置有检测肌肉位移的光学式距离传感器，并且除了配置有该光学式距离传感器以外还配置有对肌肉进行刺激的电极，具有检测用户手指的动作并控制手指的动作的双向性。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2017-131362号

在执行使用如上所述的虚拟空间等的影像的游戏的情况下，优选的是，佩戴于用户手臂的测定器尽可能地构成为小型、轻量，执行游戏时不会给用户带来不协调的感觉。因此，可以考虑从专利文献1记载的测定器中省略刺激肌肉的电极而成为仅配置有光学式距离传感器的小型的测定器。

并且，在单纯地将测定器构成为小型的情况下，存在测定器的佩戴位置不一定始终适当的问题。即，检测肌肉位移的传感器在检测肌肉位移时的适当的检测位置受到限制，需要在手臂的预先确定的位置佩戴测定器。具体地说，虽然优选在距手腕数厘米左右的位置的手臂(前臂)配置光学式距离传感器，但是在测定器为小型的情况下，并不限于始终佩戴于这种位置。例如，在将测定器佩戴成卷绕于手腕的情况下，可能发生不能检测肌肉位移的情况。在这种情况下，成为不能发挥测定器本来的测定能力的使用状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用户能够简单且可靠地佩戴在手臂的适当位置的生物信息测定器。

本发明的生物信息测定器包括：带部，佩戴于用户手臂的周向，配置有检测手臂的肌肉位移的传感器；以及壳体部，安装在带部的规定部位，收容有对传感器检测到的位移信号进行处理的电路部件。

壳体部是在将带部佩戴于手臂时壳体部从带部向手臂的长边方向突出的形状，并且向该长边方向突出的突出量是在一方和另一方上不同的突出量。

按照本发明，由于壳体部是从带部突出的形状，所以将带部佩戴于用户手臂时，能够佩戴于从手腕离开某程度的部位的手臂。例如，通过以从带部的突出量大的一侧朝向手腕来佩戴的方式赋予导向用的标记等，能够自动地佩戴在手臂的适当的位置。因此，由于配置于带部的传感器能够良好地检测伴随手指的动作的肌肉位移，所以能够测定良好的生物信息。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式例的生物信息测定器的表面侧的立体图。

图2是本发明的一个实施方式例的生物信息测定器的背面侧的立体图。

图3是本发明的一个实施方式例的生物信息测定器的侧视图。

图4是本发明的一个实施方式例的生物信息测定器的表面侧的分解立体图。

图5是本发明的一个实施方式例的生物信息测定器的背面侧的分解立体图。

图6是表示本发明的一个实施方式例的生物信息测定器的将要佩戴前的状态的立体图。

图7是本发明的一个实施方式例的生物信息测定器的佩戴状态的立体图。

图8是表示本发明的一个实施方式例的生物信息测定器的佩戴状态的俯视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的一个实施方式例(以下称为“本例”)的生物信息测定器进行说明。

[1.生物信息测定器的结构]

图1和图2分别表示本例的生物信息测定器100的表面侧和背面侧，图3表示生物信息测定器100的侧面。此外，图4和图5是将构成本例的生物信息测定器100的部件分解表示的分解立体图，图4是从表面侧观察的分解立体图，图5是从背面侧观察的分解立体图。但是，在图4和图5的分解立体图中省略了电路基板或电池等配置在内部的一部分结构要素。

如后述的图6和图7所示，本例的生物信息测定器100卷绕于用户的手臂来进行佩戴。佩戴于手臂的生物信息测定器100用作控制器，该控制器根据手臂的肌肉位移来测定手腕w或手指f1～f5的动作，基于该测定结果进行游戏等的操作。另外，将本例的生物信息测定器100用作游戏的控制器仅是一例，本例的生物信息测定器100能够作为对机器人或计算机等各种电子设备或软件进行控制的控制器使用。

首先，对生物信息测定器100的整体结构进行说明。

生物信息测定器100包括作为用于卷绕于手臂的构件的第一带构件110。第一带构件110具有覆盖壳体部盖120的表面部121的一部分的罩111以及与罩111连接的前端侧带113和基端侧带114。该第一带构件110由硅橡胶等具有柔软性的树脂形成。

壳体部盖120是通过与图4和图5所示的壳体部底面130接合来形成壳体部主体的构件。虽然在图4和图5的分解立体图中省略图示，但是在壳体部主体的内部内置有电路基板、电池，该电路基板安装有进行生物信息测定器100的测定处理等的电路部件。壳体部盖120、壳体部底面130由ABS树脂(acrylonitrile butadiene styrene树脂：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂)等较硬质的树脂形成。

在壳体部底面130的背面侧配置有第二带构件140、150。第二带构件140、150通过粘接等将表面侧的第二带构件140和背面侧的第二带构件150一体接合而形成。表面侧的第二带构件140和背面侧的第二带构件150由硅橡胶等具有柔软性的树脂形成。

此外，如图4和图5所示，在表面侧的第二带构件140与背面侧的第二带构件150之间内置有传感器基板160。在以下的说明中，将表面侧的第二带构件140称为第二带构件(表侧)，将背面侧的第二带构件150称为第二带构件(背侧)。

接着，对各结构构件的详细结构进行说明。

在第一带构件110的与罩111连接的前端侧带113以规定的间隔配置有多个佩戴用孔116。此外，在基端侧带114的前端形成有针扣连接部117，并且安装有作为用于与前端侧带113连接的机构部件的针扣210。将生物信息测定器100佩戴于手臂时，使前端侧带113的前端穿过针扣210，并且将安装于针扣210的固定针211嵌入前端侧带113侧的任意一个佩戴用孔116。通过选择嵌入固定针211的佩戴用孔116的位置，生物信息测定器100能够应对用户手臂的尺寸差异。

另外，在第一带构件110的前端侧带113和基端侧带114形成有用于与第二带构件140、150连接的长孔115a、115b。此外，在第一带构件110的基端侧带114的针扣连接部117的附近配置有用于使前端侧带113穿过的带环118。

如图4所示，第一带构件110中央的罩111是覆盖壳体部盖120的表面部121的形状，在罩111的大体中央部形成有通孔112。在该通孔112的边缘形成有壁部112a。

并且，在壳体部盖120的表面部121上盖上罩111时，壳体部盖120的上表面部122从通孔112露出。在壳体部盖120的上表面部122配置有作为电源开关发挥功能的按钮123。

另外，在壳体部盖120的上表面部122的周围形成有槽124，当在壳体部盖120上盖上罩111时，罩111侧的壁部112a嵌入壳体部盖120侧的槽124。此外，如图5所示，在第一带构件110的罩111的端部，一体形成有端子盖119。该端子盖119是盖住配置于壳体部主体的端子(未图示)的构件。

此外，如图1所示，在第一带构件110中央的罩111的表面，通过刻印或印刷等形成有模仿手的形状的标记m。该标记m作为将生物信息测定器100佩戴于手臂时的佩戴方向的导向发挥功能。

在与壳体部盖120接合的壳体部底面130形成有部件配置部位131，在部件配置部位131安装有未图示的电路基板、电池。

另外，如图1所示，由罩111覆盖的壳体部主体是从前端侧带113或基端侧带114的横向宽度突出的形状，并且使从各带113、114的横向宽度的突出量D1、D2(参照图1、图6)成为一方的突出量D1和另一方的突出量D2而不同。将生物信息测定器100佩戴于手臂的手腕附近时，壳体部主体向手臂的长边方向突出突出量D1、D2，手臂的长边方向是与前端侧带113或基端侧带114正交的方向。在此，在本例的情况下，接近手臂的手腕的一侧为长的突出量D2，相反侧(接近肘部的一侧)为短的突出量D1。

在壳体部底面130周围的多个部位形成有切口132，形成于第二带构件(表侧)140的中央的框141的连接片142***切口132。该第二带构件(表侧)140的连接片142***壳体部底面130的切口132，由此第二带构件(表侧)140连接于壳体部底面130。

如图4所示，第二带构件(表侧)140在中央的框141安装有前端侧带143和基端侧带144。此外，如图5所示，在前端侧带143和基端侧带144的内侧(背侧)形成有用于配置传感器基板160的凹部143a、144a。

如图5所示，第二带构件(背侧)150在前端侧带152和基端侧带153的外侧(背侧)连续配置有多个筒部154。如图4所示，在各筒部154嵌入光学透镜阵列170的透镜部171。

此外，如图4所示，第二带构件(背侧)150包括传感器基板配置部155。并且，第二带构件(表侧)140和第二带构件(背侧)150以将传感器基板160夹在中间的状态接合。

如图5所示，在传感器基板160连续配置有多个传感器161。嵌入第二带构件(背侧)150的筒部154的透镜部171与各传感器161接近配置，由传感器161检测卷绕生物信息测定器100的手臂的肌肉位移。

作为传感器161使用例如利用红外线检测距离的光学式距离传感器。该传感器基板160在大体中央具有连接部162，与配置于壳体部底面130的电路基板(未图示)连接。并且，通过安装于电路基板的未图示的集成电路进行肌肉位移的检测处理。检测到的肌肉位移的信息由安装于电路基板的无线通信电路无线传输到外部的设备。

另外，在传感器基板160的一端和另一端形成有孔163、164。

此外，如图4所示，第二带构件(背侧)150在中央部151具备多个螺纹孔151a。通过***该多个螺纹孔151a的螺钉(未图示)，第二带构件140、150的中央部151固定于壳体部盖120或壳体部底面130。

并且，在第二带构件(表侧)140的前端侧带143的前端形成有孔145，在第二带构件(表侧)140的基端侧带144的前端形成有孔146。此外，在第二带构件(背侧)150的前端侧带152的前端形成有孔156，在第二带构件(背侧)150的基端侧带153的前端形成有孔157。

这些第二带构件140、150的孔145、146、156、157用于使用连接金属件220、230与第一带构件110连接。即，如图4和图5所示，在第二带构件(背侧)150的孔156、157安装连接金属件220、230。如图4所示，各连接金属件220、230具有销221、231。各销221、231是前端稍许膨出的形状。

组装成生物信息测定器100时，销221、231经由传感器基板160的孔163、164和第二带构件(表侧)140的孔145、146，嵌入第一带构件110的长孔115a、115b。在此，销221、231前端的膨出的部位形成为比长孔115a、115b的横向宽度稍宽。由此，如图1所示，销221、231保持嵌入长孔115a、115b的状态。此外，销221、231能够沿第一带构件110的长孔115a、115b滑动。在吸收将生物信息测定器100卷绕于手臂来进行佩戴时的第一带构件110与第二带构件140、150的位置偏移时，进行该销221、231的滑动。该位置偏移的吸收作用的详细情况将在后面说明。

[2.生物信息测定器的佩戴状态]

接着，参照图6～图8，说明将本例的生物信息测定器10佩戴于手臂时的佩戴状态。

首先，如图6所示，佩戴生物信息测定器10的用户将其放置于手腕w的附近的手臂a，使第一带构件110的前端侧带113和基端侧带114弯曲并卷绕于手臂。在此，通过使针扣210的固定针211嵌入第一带构件110的前端侧带113的佩戴用孔116，保持佩戴于手臂a的状态。

在手臂a上放置生物信息测定器10时，通过罩111的表面的模仿手的形状的标记m来确定佩戴方向。即，用户在使罩111的配置有模仿手的形状的标记m的一侧接近手腕w的状态下佩戴生物信息测定器10。

在此，生物信息测定器10的壳体部主体如上所述是从前端侧带113或基端侧带114的横向宽度突出突出量D1、D2的形状。特别是通过使接近手腕w的一侧的突出量D2比相反侧的突出量D1大，用户佩戴时，佩戴于从手腕w至少离开该较大的突出量D2的手臂a。即，在比图6和图7所示的位置更接近手腕w的位置佩戴生物信息测定器10时，壳体部主体与手腕w重叠，弯曲手腕w时手腕w与壳体部主体接触，因此成为不优选的佩戴状态。因此，用户为了避免这种与手腕w的接触，能够自动地离开突出量D2来佩戴生物信息测定器10。

如图7所示，通过使生物信息测定器10的壳体部主体从手腕w离开突出量D2而佩戴于手臂a，配置于生物信息测定器10的传感器161能够在适当的位置检测肌肉位移。即，优选配置于生物信息测定器10的传感器161在距手腕w至少数厘米的内侧(肩侧)的部位检测手臂a的肌肉位移，通过上述的突出量D2的适当的设定，能够自动且适当地检测手臂a的肌肉位移。即，通过将突出量D2设定为大体等于适合于传感器161检测肌肉位移的手臂的位置与手腕的位置之间的距离，用户能够将生物信息测定器10自动地佩戴于能够适当地检测肌肉位移的位置。

图8表示将生物信息测定器10的第一带构件110的前端侧带113连接于基端侧带114的佩戴状态。

如图8所示，在佩戴于手臂的状态下，形成于第二带构件140、150内侧的多个筒部154的前端与手臂的表面接触，配置于第二带构件140、150内部的传感器161(图5)检测手臂的肌肉位移。在此，在本例的情况下，由于透镜171(图5)嵌入各筒部154，所以传感器161能够精度良好地检测肌肉突变。

此外，第一带构件110和第二带构件140、150由于通过使用螺纹孔151a(图4)的拧紧固定来固定中央部，并且使用连接金属件220、230以能够滑动某程度的状态连接端部，因此能够吸收佩戴时的第一带构件110与第二带构件140、150的位置偏移。

即，在如图1所示将第一带构件110和第二带构件140、150拉伸成直线状的状态下，连接第一带构件110和第二带构件140、150的销221、231位于长孔115a、115b的内侧(靠近中央)。并且，在如图8所示卷绕于手臂的状态下，由于第一带构件110与第二带构件140、150弯曲时的半径不同，所以销221、231位于长孔115a、115b的外侧。

这样，在佩戴时销221、231的位置沿长孔115a、115b滑动，由此能够良好地吸收佩戴时的第一带构件110与第二带构件140、150的位置偏移。通过能够适当地吸收该位置偏移，在佩戴于手臂时，第二带构件140、150的筒部154的前端会与手臂贴紧，因此能够良好地检测手臂的肌肉位移。

另外，如图8所示，使第一带构件110和第二带构件140、150弯曲并佩戴于手臂时，作用有使各带构件110、140、150向内侧弯曲的力P1、P2，因此产生将中央的罩111向第一带构件110的长边方向拉伸的力P3、P4。由于产生该力P3、P4，所以在该状态下罩111的通孔112的边缘被拉伸，罩111有可能脱离壳体部盖120，但是在本例的情况下，由于在罩111的通孔112的边缘形成的壁部112a嵌入壳体部盖120的槽124，所以罩111不会脱离。

如上所述，按照本例的生物信息测定器10，通过使壳体部主体成为从带构件110、140、150突出的形状，在佩戴于手臂时自动地佩戴在适合于传感器检测与手指或手腕的动作联动的肌肉位移的位置、即从手腕离开某程度的位置。因此，按照本例的生物信息测定器10，能够良好地测定佩戴的用户的手指或手腕的动作。并且，本例的生物信息测定器10是仅通过带构件110、140、150卷绕于手臂的非常简单的机构且为小型，不会给用户带来佩戴有异物的不协调的感觉。

并且，作为带构件分为内置有传感器基板160的第二带构件140、150以及其表面侧的安装有用于卷绕于手臂的机构部件的第一带构件110，由此能够使作为生物信息测定器10的使用状态良好。即，安装有用于卷绕于手臂的机构部件的第一带构件110有可能由于反复进行向手臂的佩戴而消耗并损伤，但是能够比较容易地拆下并更换。另一方面，内置有传感器基板160等的第二带构件140、150不具有向手臂的佩戴时消耗的构件，从而能够提高作为测定器的耐久性。

[3.变形例]

另外，图1～图8所示的生物信息测定器100的各部分的形状表示优选的一例，并不限定于图示的形状。例如，图1或图4等所示的壳体部盖120和壳体部底面130的形状表示一例，壳体部主体也可以是其他的外形形状。

此外，如图4等分解所示，壳体部主体与带构件分体构成，但是也可以使带构件与壳体部主体一体化。

另外，在本例中，带构件分为第一带构件110和第二带构件140、150，但是也可以一体构成。将生物信息测定器100佩戴于手臂的机构使用了在所谓的手表的带中普及的针扣210，但是也可以通过其他结构佩戴于手臂。

此外，第二带构件140、150采用了使第二带构件(表侧)140与第二带构件(背侧)150贴合的形状，但是也可以一体成形。

附图标记说明

100…生物信息测定器，100a、100b…突出端，110…第一带构件，111…罩，112…通孔，112a…壁部，113…前端侧带，114…基端侧带，115a、115b…长孔，116…佩戴用孔，117…针扣连接部，118…带环，119…端子盖，120…壳体部盖，121…表面部，122…上表面部，123…按钮，124…槽，130…壳体部底面，131…部件配置部位，132…切口，140…第二带构件(表侧)，141…框，142…连接片，143…前端侧带，144…基端侧带，145、146…孔，150…第二带构件(背侧)，151…中央部，151a…螺纹孔，152…前端侧带，153…基端侧带，154…筒部，155…传感器基板配置部，156、157…孔，160…传感器基板，161…传感器，162…连接部，163、164…孔，170…光学透镜阵列，171…透镜部，210…针扣，211…固定针，220、230…连接金属件，221、231…销，a…手臂，w…手腕，f1～f5…手指。

Claims

1.一种生物信息测定器，其特征在于包括：

带部，佩戴于用户手臂的周向，配置有检测手臂的肌肉位移的传感器；以及

壳体部，安装在所述带部的规定部位，收容有对所述传感器检测到的位移信号进行处理的电路部件，

所述壳体部是在将所述带部佩戴于手臂时所述壳体部从所述带部向手臂的长边方向突出的形状，并且向该长边方向突出的突出量是在一方和另一方上不同的突出量。

2.根据权利要求1所述的生物信息测定器，其特征在于，所述壳体部相对于所述带部的一方的所述突出量大体等于适合于所述传感器检测肌肉位移的手臂的位置与手腕的位置之间的距离。

3.根据权利要求1或2所述的生物信息测定器，其特征在于，

所述带部具有：第一带构件，安装有佩戴于手臂时将一端和另一端连接的机构部件；以及第二带构件，配置于所述第一带构件的背面侧，配置有所述传感器，佩戴时与手臂接触，

所述第一带构件和所述第二带构件以能够沿手臂的周向滑动的状态连接。

4.根据权利要求3所述的生物信息测定器，其特征在于，所述第一带构件一体形成有覆盖所述壳体部的表面的一部分的罩，在所述罩的一部分设置有壁部，所述壁部嵌入形成在所述壳体部的表面的槽。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的生物信息测定器，其特征在于，在所述带部的传感器安装位置配置有光学透镜。