JP6897177B2 - リハビリに使用可能な訓練装置及びリハビリに使用可能な訓練装置用のコンピュータープログラム - Google Patents
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Description
この形態によれば、訓練装置の使用者の第1動作に関する動作パラメーター値を取得し、動作パラメーター値に基づいて第1動作に関して前記第1動作パラメーター値とは異なる動作特性を示す訓練映像を生成し、使用者は、この訓練映像を見て動作訓練を行うことができるので、使用者は、適切な訓練映像で動作訓練を行うことができる。
この形態によれば、訓練装置の使用者の第1動作に関する動作パラメーター値を取得し、動作パラメーター値に基づいてN個の訓練映像を生成し、使用者は、N個の訓練映像から選択された第1訓練映像を見て動作訓練を行うことができるので、使用者は、適切な第1訓練映像で動作訓練を行うことができる。
この形態によれば、使用者は、第1訓練映像を見ながら、動作訓練を行う使用者の身体を視認できるので、視覚刺激による十分な訓練効果を得ることができる。
この形態によれば、使用者は、表示部に表示された第1訓練映像を見ながら、撮影部が撮影し表示部に表示された動作訓練を行う使用者の身体の動作の映像をリアルタイムに見ることができるので、視覚刺激による十分な訓練効果を得ることができる。
この形態によれば、第2訓練映像として、生成されているN個の訓練映像の中から使用者の動作訓練に適した第2訓練映像を選択し、表示部に表示できる。
(7)上記形態において、前記第1動作パラメーター値は前記使用者の特定の関節の可動速度と可動角度のうちの一方であり、前記第2動作パラメーター値は前記特定の関節の可動速度と可動角度のうちの他方であってもよい。
これらの形態によれば、第1動作パラメーター値、第2動作パラメーター値として、特定の関節の可動速度や、特定の関節の可動角度を利用できる。
この形態によれば、動作パラメーター値取得部は、撮影部からの映像の他、ゴニオメーターや加速度センサーからの信号を用いても第1動作パラメーター値及び第2動作パラメーター値を取得可能となる。
この形態によれば、訓練装置の使用者の第1動作に関する動作パラメーター値を取得し、動作パラメーター値に基づいてN個の訓練映像を生成し、使用者は、N個の訓練映像から選択された第1訓練映像を見て動作訓練を行うことができるので、使用者は、適切な第1訓練映像で動作訓練を行うことができる。
この形態によれば、使用者は、N個の訓練映像から選択された第1訓練映像を見て動作訓練を行うことができるので、使用者は、適切な第1訓練映像で動作訓練を行うことができる。
図1は、第1実施形態のリハビリに使用可能な訓練装置100を示す説明図である。訓練装置100は、ヘッドマウントディスプレイ110と、コントローラー200を備える。ヘッドマウントディスプレイ110は、訓練装置100の使用者300の頭部310に装着される。ヘッドマウントディスプレイ110は、表示部120と、投影部130と、通信部140と、撮影部150と、を備える。本実施形態では、表示部120は、使用者300の目320と対向する位置に設けられている。投影部130は、表示部120に光を投影する装置である。表示部120は、投影部130から投影された光を使用者300の目320に向けて反射する。使用者300は、表示部120からの反射光により、虚像を見ることができる。また、表示部120は、透過型表示部であり、投影部130からの光を反射するとともに、投影部130と反対側から来た光を透過することができる。したがって、使用者300は、投影部130から表示部120に投影される映像とともに、表示部120を通して特定部位である手330を見ることができる。なお、ヘッドマウントディスプレイ110は、表示部120として、右目用、左目用の2つを備えているが、投影部130も右目用、左目用の2つを備えている。2つの投影部130は、2つの表示部120に同じ映像を映しても良く、それぞれ別の映像を映してもよい。また、投影部130は、2つの表示部120にそれぞれ右目用、左目用の映像を投影し、使用者300に立体映像を認識させるようにしてもよい。
(a)訓練装置100の使用者300または使用者300のコーチが操作部270を用いて選択する。
(b)予め定められた選択規則(第1選択規則)に従って選択する。この具体例は、以下の通りである。
(b1)動作パラメーター値が第1動作パラメーター値よりも大きい訓練映像のうち、その動作パラメーター値が最も小さいものを選択する。
(b2)N個の訓練映像からランダムに選択する。
図12は、第2実施形態の訓練装置の処理フローチャートである。図13は、第2実施形態における処理フローチャートの処理内容の一部を模式的に示す説明図である。第2実施形態の訓練装置100の構成は、第1実施形態の訓練装置100の構成と同じである。第1実施形態と第2実施形態では、図3のステップS130およびステップS140の代わりにステップS131、S141を備える点である。他の動作については同じである。
図14は、第3実施形態の訓練装置100の処理フローチャートである。図15は、第3実施形態の訓練装置100の処理フローチャートの処理内容の後半の一部を模式的に示す説明図である。第3実施形態の訓練装置100の構成は、第1実施形態の訓練装置100の構成と同じである。この処理フローチャートは、図3に示した処理フローチャートのステップS140よりも後に、ステップS150、S160、S170をさらに備える点が異なっている。
(a)訓練装置100の使用者300または使用者300のコーチが操作部270を用いて選択する。
(b)予め定められた選択規則(第2選択規則)に従って選択する。この具体例は、以下の通りである。
(b1)第2動作パラメーター値MP2に最も近く、且つ動作パラメーター値MP2よりも大きな動作パラメーター値を有する訓練映像を第2訓練映像TMV2として選択する。
(b2)第2動作パラメーター値MP2に予め定められた係数を乗じた値に最も近い動作パラメーター値を有する訓練映像を第2訓練映像TMV2として選択する。この係数としては、1を超える値を使用することが好ましく、例えば、1.1以上1.3以下の値を使用することが可能である。
(b3)N個の訓練映像からランダムに選択する。
なお、本実施形態では、(b1)を採用している。なお、(a)を採用した場合、例えばコーチが、第2動作パラメーター値や、使用者300の動作訓練の状態を見て、使用者300に余力があると判断すれば、動作パラメーター値の大きな訓練映像を選択して第2訓練映像TMV2とし、余力が無いと判断すれば、動作パラメーター値の小さな訓練映像を選択し第2訓練映像TMV2とし、使用者300に訓練させることができる。
図16は、第4実施形態の訓練装置100の処理フローチャートである。第4実施形態の訓練装置100の構成は、第1、第3実施形態の訓練装置100の構成と同じである。第4実施形態の処理フローチャートは、図14に示した第3実施形態の処理フローチャートと比較すると、ステップS110、S120、S130の代わりに、ステップS135を備える点が異なっている。
(a)訓練装置100の使用者300または使用者300のコーチが操作部270を用いて選択する。
(b)予め定められた選択規則(第3選択規則)に従って選択する。この具体例は、以下の通りである。
(b1)動作パラメーター値がN個の訓練映像の中で中央値をとるものを選択する。
(b2)N個の訓練映像からランダムに選択する。
ステップS150以降の動作については、図14の処理フローチャートと同じである。
図17は、第5実施形態の訓練装置100の処理フローチャートである。第5実施形態の訓練装置100の構成は、第1〜第4実施形態の訓練装置100の構成と同じである。図14に示す第3実施形態の処理フローチャートと比較すると、図17の処理フローチャートは、ステップS130、S140、S160、S170を備えずに、ステップS145、S165、S190、S195を備える点が異なる。
図18は、変形例1の訓練装置101を示す説明図である。第1〜第5実施形態の訓練装置100は、ヘッドマウントディスプレイとして、透過型のヘッドマウントディスプレイ110を有していたのに対して、変形例1の訓練装置101では、ヘッドマウントディスプレイとして、没入型(「遮蔽型」あるいは「非透過型」とも呼ぶ。)のヘッドマウントディスプレイ111を有している点が異なる。すなわち、使用者300の目320に対向する表示部125は、没入型表示部であり、第1訓練映像と共に、撮影部150が撮影した使用者300の身体の動作の映像をリアルタイムに表示する。なお、表示部125は、外部からの光を透過しない。
図19は、変形例2のコントローラー202を示す説明図である。図2に示すコントローラー200との違いは、変形例2のコントローラー202は、入力部260に、ゴニオメーター160と加速度センサー170が接続されている点である。ゴニオメーター160は、使用者300の特定部位の関節に取り付けられ、関節の角度を測定する。加速度センサー170は、使用者300の特定部位の関節に取り付けられ、使用者300が関節を動かすときの加速度を測定する。速度取得部224は、ゴニオメーター160から得た関節の角度を取得し、その変化率から可動速度(又は角速度)を取得可能である。また、速度取得部224は、加速度センサー170から得た使用者300が関節を動かすときの加速度から、可動速度を取得可能である。角度取得部225は、撮影部150から得られた映像あるいはゴニオメーター160の信号から、使用者300の特定部位の関節の可動角度を取得する。
図20は、変形例3の訓練装置103を示す説明図である。第1〜第5実施形態では、訓練映像を表示する表示装置として、ヘッドマウントディスプレイ110の表示部120を用いたが、変形例3の訓練装置103では、ヘッドマウントディスプレイ110の代わりに、頭部310に装着されない表示装置400を備える。表示装置400は、コントローラー200から供給された訓練映像を表示する。また、表示装置400は、透過型の表示装置であり、使用者300は、表示部400の奥を見ることができる。すなわち、使用者300は、目320と特定部位である手330との間に表示装置400を配置することで、実際には、使用者300が、使用者300から見て表示装置400の後側に手330を差し入れることで、表示装置400を介して訓練映像と特定部位である手330の両方を見ることができる。
図21は、変形例4の訓練装置104を示す説明図である。第1〜第5実施形態では、訓練映像を表示する表示装置として、ヘッドマウントディスプレイ110の表示部120を用いたが、変形例4の訓練装置104では、ヘッドマウントディスプレイ110の代わりに、頭部310に装着されない表示装置410を備える。表示装置410は、訓練映像及び撮影部150で撮影された映像の両方を同時に表示する。表示装置410としては、CRT、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機EL、プロジェクター等様々な表示装置を利用可能である。変形例3、4で示すように、表示装置は、ヘッドマウントディスプレイ110に限られず、様々な表示装置を利用できる。
上記実施形態、変形例では、動作訓練として、手330を握った状態から開く訓練を例に取って説明したが、手330を開いた状態から握る訓練でも適用できる、また、一方の手330の動作訓練を例に取って説明したが、両方の手330、340を同時に訓練することも可能である。この場合、両方の手330、340の訓練映像を異なる動作の訓練映像としても良い。さらに、手以外の他の身体部位、例えば、膝や肘などの他の関節の動作訓練にも利用可能である。
Claims (10)
- リハビリに使用可能な訓練装置であって、
前記訓練装置の使用者の身体の第1動作を撮影する撮影部と、
撮像された映像から前記第1動作に関する第1動作パラメーター値を取得する動作パラメーター値取得部と、
前記第1動作パラメーター値に基づいて、前記第1動作に関して前記第1動作パラメーター値とは異なる動作特性を示す動作パラメーター値を有する訓練映像を、撮像された映像を修正することによって生成する訓練映像生成部と、
前記訓練映像を表示する表示部と、
を備える、訓練装置。 - 請求項1に記載の訓練装置であって、
訓練映像生成部は、前記第1動作パラメーター値に基づいて、前記第1動作に関して前記第1動作パラメーター値とは異なる動作特性を示す動作パラメーター値を有する訓練映像を含むN個(Nは2以上の整数)の訓練映像を生成し、
前記表示部は、前記N個の訓練映像から選択された第1訓練映像を表示する、
訓練装置。 - 請求項2に記載の訓練装置であって、
前記表示部は、前記使用者が前記表示部に表示された前記第1訓練映像を視認しつつ、前記表示部を透過して前記使用者の身体を視認可能な透過型表示部である、訓練装置。 - 請求項2に記載の訓練装置であって、さらに、
前記撮影部は、前記使用者の訓練時に、前記使用者の身体の動作を撮影し、
前記表示部は、前記第1訓練映像と共に、前記撮影部が撮影した前記使用者の身体の動作の映像をリアルタイムに表示する没入型表示部である、訓練装置。 - 請求項2〜4のいずれか一項に記載の訓練装置であって、
前記動作パラメーター値取得部は、前記使用者が前記第1訓練映像に基づいて動作訓練を行うときの第2動作に関する第2動作パラメーター値を取得し、
前記訓練映像生成部は、前記第2動作パラメーター値に基づいて前記N個の訓練映像の中から第2訓練映像を選択し、
前記表示部は、前記第2訓練映像を表示する、訓練装置。 - 請求項5に記載の訓練装置であって、
前記第1動作パラメーター値及び前記第2動作パラメーター値は、前記使用者の特定の関節の可動速度である、訓練装置。 - 請求項5に記載の訓練装置であって、
前記第1動作パラメーター値は前記使用者の特定の関節の可動速度と可動角度のうちの一方であり、前記第2動作パラメーター値は前記使用者の特定の関節の可動速度と可動角度のうちの他方である、訓練装置。 - 請求項5〜7のいずれか一項に記載の訓練装置であって、
前記使用者の身体を撮影する撮影部と、前記使用者の特定の関節の角度を測定可能なゴニオメーターと、前記使用者の特定の関節の動作時の加速度を測定可能な加速度センサーとのうちの少なくとも1つを備え、
前記動作パラメーター値取得部は、前記撮影部と前記ゴニオメーターと前記加速度センサーのうちの少なくとも1つの出力を用いて前記第1動作パラメーター値及び前記第2動作パラメーター値を取得する、訓練装置。 - リハビリに使用可能な訓練装置の制御部であって、
前記訓練装置の使用者の身体の第1動作を撮像した映像から前記第1動作に関する第1動作パラメーター値を取得する動作パラメーター値取得部と、
前記第1動作パラメーター値に基づいて、前記第1動作に関して前記第1動作パラメーター値とは異なる動作特性を示す動作パラメーター値を有する訓練映像を含むN個(Nは2以上の整数)の訓練映像を、撮像された映像を修正することによって生成する訓練映像生成部と、
前記N個の訓練映像のうちの1つの訓練映像を第1訓練映像として表示部に出力する出力部と、
を備える、制御部。 - リハビリに使用可能な訓練装置用のコンピュータープログラムであって、
前記訓練装置の使用者の身体の第1動作を撮像した映像から前記第1動作に関する第1動作パラメーター値を取得する処理と、
前記第1動作パラメーター値に基づいて、前記第1動作に関して前記第1動作パラメーター値とは異なる動作特性を示す動作パラメーター値を有する訓練映像を含むN個(Nは2以上の整数)の訓練映像を、撮像された映像を修正することによって生成する処理と、
前記N個の訓練映像から選択された第1訓練映像を表示する処理と、
を前記訓練装置に実行させる、コンピュータープログラム。
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