(57)【要約】【課題】人体の各部位の位置や角度を簡単に測定できる装置を提供する。【解決手段】少なくとも１つの基準点と移動体とを紐で繋ぎ、移動体の空間座標が求められる測位用データを取得する位置センサーと、測位用データを用いてサブ秒単位で定期的に移動体の空間座標を計算し、継続的に移動体の座標データを出力するサンプリングユニットと、継続的に出力される移動体の座標データのデータピースをキャプチャするスイッチと、キャプチャされた複数の座標データピースを格納するメモリとを有する装置を提供する。キャプチャされた複数の座標データピースを用いて人体の各部位の諸データ、たとえば、長さや角度などを簡単に測定できる。【選択図】図１
2014025857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの基準点と移動体とを紐で繋ぎ、前記移動体の空間座標が求められる測位用データを取得する位置センサーと、
前記測位用データを用いてサブ秒単位で定期的に前記移動体の空間座標を計算し、継続的に前記移動体の座標データを出力するサンプリングユニットと、
継続的に出力される前記移動体の座標データのデータピースをキャプチャするスイッチと、
キャプチャされた複数の座標データピースを格納するメモリとを有する装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記サンプリングユニットは、１〜１００ミリ秒毎に、継続的に前記移動体の座標データを出力する、装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記サンプリングユニットは、１〜１０ミリ秒毎に、継続的に前記移動体の座標データを出力する、装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記メモリに格納された前記複数の座標データピースに基づき人体の形態測定結果を出力する人体測定ユニットを有する、装置。
【請求項５】
請求項４において、前記人体測定ユニットは、第１の座標データピースと第２の座標データピースとの距離を人体の部位の周長と判断する機能を含む、装置。
【請求項６】
請求項４または５において、前記人体測定ユニットは、第３の座標データピースおよび第４の座標データピースにより特定された第１の部位、第５の座標データピースにより特定された第２の部位、および第６の座標データピースにより特定された第３の部位の角度を出力する機能を含む、装置。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかにおいて、前記人体測定ユニットは、前記複数の座標データピースにより胴体部分の位置が特定されると、その後の座標データピースにより示される部位を前記胴体部分の位置を基準として人体の特定の部位として自動的に判断する機能を含む、装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記位置センサーは、位置の異なる少なくとも３つの基準点と前記移動体とを接続する複数の紐と、前記少なくとも３つの基準点と前記移動体とをそれぞれ繋ぐ紐の長さを検出する少なくとも３つの第１のセンサーとを含む、装置。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記位置センサーは、前記基準点と前記移動体とを接続する第１の紐の長さを検出する第１のセンサーと、前記第１の紐の２方向の角度をそれぞれ検出する第２のセンサーとを含む、装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、前記移動体はリング状で第１の位置に前記紐が取り付けられ、前記第１の位置と反対側の第２の位置にポインタが取り付けられており、
前記サンプリングユニットは、前記空間座標に対し前記第１の位置の方向に前記移動体の長さだけ延長した位置を前記座標データとして出力する機能を含む、装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの基準点と移動体とを紐で繋ぎ、前記移動体の空間座標が求められる測位用データを取得する位置センサーと、
前記測位用データを用いてサブ秒単位で定期的に前記移動体の空間座標を計算し、継続的に前記移動体の座標データを出力するサンプリングユニットとを有する、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紐で連結された移動体の空間座標を用いて人体の動きなどを測定するのに適した装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、予め位置が既知の既知点に貫設した通過孔を有する平板と、三次元空間において位置を指定する位置指定器具と、当該位置指定器具にその一端を固定すると共に他端を平板に貫設した通過孔に通す紐と、紐の他端に取付けられた重りと、紐の直動変位量を回転変位量に変換し測定する回転数センサ機構と、を具備する三次元位置指定装置が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、移動体が例えば人の手よって把持されて３次元空間内の適宜位置へ移動されると、この移動体の移動に伴って電線が巻き取りドラムから引き出され、この引き出し長さがロータリエンコーダにて検出され、同時に移動体の位置する方向に沿うように可動枠が揺動され、その各揺動角度がロータリエンコーダにて検出され、それらのデータに基づいて、移動体の３次元空間内における座標を算出する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４６５４０号公報
【特許文献２】特開平０５−２９６７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
理学療法、腰痛研究などの分野において人体の各部位の動きを測定することが求められている。現在、人体部位の角度測定が必要な場合は、東大式、メルトゲン氏、神中式などの角度測定器を人体部位に当てて、分度器に表示された角度を読むといった方法が採用されている。しかしながら、被験者によっては角度測定器を当てるのに適した姿勢を取ることが困難であったり、角度測定器の当て方によって測定される角度が変わり精度のよい値が取得できないなどの問題がある。したがって、人体部位の位置や動きなどを簡単に測定できる装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、少なくとも１つの基準点と移動体とを紐で繋ぎ、移動体の空間座標が求められる測位用データを取得する位置センサーと、測位用データを用いてサブ秒単位で定期的に移動体の空間座標を計算し、継続的に移動体の座標データを出力するサンプリングユニットと、継続的に出力される移動体の座標データのデータピースをキャプチャするスイッチと、キャプチャされた複数の座標データピースを格納するメモリとを有する装置である。
【０００７】
この装置は、移動体が紐（糸、ストリング）という有体物で繋がれているので、基本的には紐の長さを検出することにより移動体の空間位置が求められる。したがって、長さあるいは移動量を、間接的あるいは複雑な方法により求める必要はなく、紐の長さを用いてサブ秒単位、たとえば、１〜１００ミリ秒程度、さらには、１〜１０ミリ秒程度で位置座標を計算できる。したがって、サンプリングユニットは、座標の１つのデータピースをサブ秒単位で演算し、それらを継続（連続）して座標データとして出力でき、スイッチにより連続して出力される座標データのあるピース（座標データピース）を選択することで、移動体が移動中であっても静止中であっても瞬時に移動体の位置（空間座標）をメモリに格納できる。
【０００８】
このため、ユーザーは、移動体の動きに関わらず、所望のときに移動体の空間座標を取得できる。たとえば、移動体を人体部位に当てたり、接触させたりして、人体部位とともに移動体を動かしながらスイッチにより座標データピースをキャプチャリングするだけで、人体部位の空間座標をメモリに保存できる。それを用いて人体部位の位置や角度などを計算できる。
【０００９】
この装置は、メモリに格納された複数の座標データピースに基づき人体の形態測定結果を出力する人体測定ユニットを有することが好ましい。キャプチャリングされた空間座標を用いて、身長、座高、肩幅、関節の曲げ角などの人体の形態に関する情報を簡単に、精度よく測定できる。このため、角度測定器を人体部位に当てる必要がなく、被験者に測定のために無理な姿勢を取らせる必要もなく、熟練者でなくても精度のよい値が取得できる。
【００１０】
この人体測定ユニットは、第１の座標データピースと第２の座標データピースとの距離を人体の部位の周長と判断する機能を含むことが好ましい。位置センサーから出力される測位用データは紐の長さの情報を含む。したがって、この装置においては、座標データピースから長さの情報を抜き出して、２点の空間座標からは演算が難しい周長、たとえば、腕回り、胴回りなどのデータに変換できる。周長に限らず、円弧や曲面上の長さなどの非線形の長さを同様に測定することが可能である。
【００１１】
この人体測定ユニットは、第３の座標データピースおよび第４の座標データピースにより特定された第１の部位、第５の座標データピースにより特定された第２の部位、および第６の座標データピースにより特定された第３の部位の角度を出力する機能を含むことが好ましい。第１の部位と第２の部位との頂点の位置を移動体によって指示できない場合であっても、第１の部位と第２の部位とのなす角度を取得できる。
【００１２】
この人体測定ユニットは、複数の座標データピースにより胴体部分の位置が特定されると、その後の座標データピースにより示される部位を胴体部分の位置を基準として人体の特定の部位として自動的に判断する機能を含むことが好ましい。その後の座標データピースにより示される部位（測定対象部位）の胴体部分に対する相対的な位置が判明するので、測定対象部位が人体のどの部分であるかを自動的に判別でき、測定対象部位の名称などをユーザーが入力する作業を軽減できる。
【００１３】
位置センサーの一例は、位置の異なる少なくとも３つの基準点と移動体とを接続する複数の紐と、少なくとも３つの基準点と移動体とをそれぞれ繋ぐ紐の長さを検出する少なくとも３つの第１のセンサーとを含むものである。予め位置情報が明らかな３つの基準点と移動体との距離（長さ）により、空間座標を求めることができる。
【００１４】
この位置センサーの他の例は、基準点と移動体とを接続する第１の紐の長さを検出する第１のセンサーと、第１の紐の２方向の角度をそれぞれ検出する第２のセンサーとを含むものである。移動体の極座標により空間座標を求めることができる。
【００１５】
移動体の一例は、リング状で第１の位置に紐が取り付けられ、第１の位置と反対側の第２の位置に突起などのポインタが取り付けられたものであり、サンプリングユニットは、空間座標に対し第１の位置の方向に移動体の長さだけ延長した位置を座標データとして出力する機能を含むことが望ましい。移動体を指にはめ、紐と反対側に位置するポインタで測定部位を指示できるので、安定して測定することが可能である。
【００１６】
本発明の他の態様の１つは、少なくとも１つの基準点と移動体とを紐で繋ぎ、移動体の空間座標が求められる測位用データを取得する位置センサーと、測位用データを用いてサブ秒単位で定期的に移動体の空間座標を計算し、継続的に移動体の座標データを出力するサンプリングユニットを有する装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（ａ）は人体測定装置の外観の概要を示す図、図１（ｂ）は人体測定装置の内部の概略構成を透かした状態で示す図。
【図２】人体測定装置の構成を示すブロック図。
【図３】図３（ａ）は人体を測定する一例を示す図、図３（ｂ）は人体を測定する他の例を示す図。
【図４】腕回りを測定する例を示す図。
【図５】胴体周りの各部位の位置を測定する例を示す図。
【図６】人体測定装置の異なる例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１（ａ）および（ｂ）に、人体測定装置の概要を示している。図１（ａ）は人体測定装置１の外観を示し、図１（ｂ）は人体測定装置１の内部の概略構成を透かした状態で示している。この人体測定装置１は、３本の紐１０ａ、１０ｂおよび１０ｃで３つの基準点５ａ、５ｂおよび５ｃとそれぞれ連結されたポインター２０を有し、移動体であるポインター２０の空間座標を取得して人体の各部位およびそれらの動きを測定する装置である。
【００１９】
この人体測定装置１は、全体が直方体状で、３つの基準点５ａ〜５ｃが配置された測定基準面２ａを含む位置センサー２と、位置センサー２に内蔵されたサンプリングユニット４５から出力される座標データφ１を用いて様々な処理を行う解析ユニット３０とを有する。この装置１においては、タブレットタイプのパーソナルコンピュータ３（以降ＰＣ）を用い、ＰＣ３のコンピュータ資源（ＣＰＵ、メモリなど）とソフトウェア資源（プログラム、プログラム製品）により解析ユニット３０を実現している。さらにＰＣ３は、位置センサー２から連続して送られている座標データφ１の一部（データピース）φ１０をスイッチ（外部スイッチ）４から供給されるキャプチャリング信号φ２によりキャプチャするキャプチャリングユニット３８と、キャプチャされた座標データピースφ１０を格納するメモリ３９とを含む。ＰＣ３は位置センサー２の上面２ｂに搭載されているが、ＰＣ３の設置位置はこれに限定されず、位置センサー２に内蔵されていてもよく、ＰＣ３と位置センサー２とは無線で接続されていてもよい。なお、ＰＣ３はタブレットタイプパーソナルコンピュータでなくてもよく、ノートタイプまたはデスクトップタイプのパーソナルコンピュータであってもよい。さらに、インターネットなどを介してサーバーに接続するタイプでもよく、またＬＳＩなどのチップで実現されていてもよい。
【００２０】
位置センサー２の測定基準面２ａには、直線的に並ばない位置、すなわち、三角形の各頂点の位置に設けられた異なる３つの基準点５ａ〜５ｃを含む。この位置センサー２においては、３つの基準点５ａ〜５ｃはそれぞれ正三角形の頂点のポジションに配置され、たとえば、正三角形の中心からの距離はそれぞれ２５ｃｍである。各基準点５ａ〜５ｃには、それぞれ紐（糸、ストリング、テグス）１０ａ〜１０ｃを通す孔７が設けられており、それぞれの紐１０ａ〜１０ｃの一端（先端）１８は合体されて移動体であるポインター２０に取り付けられている。
【００２１】
位置センサー２は、図１（ｂ）に概要を示すように、それぞれの紐１０ａ〜１０ｃの先端１８から基準点５ａ〜５ｃまでの長さＬ１、Ｌ２およびＬ３（図２参照）を取得する距離測定ユニット（メジャリングユニット）１１ａ、１１ｂおよび１１ｃと、データ処理ユニット４０とを含む。データ処理ユニット４０は、ＬＳＩあるいはマイクロコンピュータで実現され、長さＬ１〜Ｌ３をポインター２０の測位用データφ９として用いてサブ秒単位で定期的に移動体２０の空間座標を計算し、継続的（連続的）に移動体の座標データφ１を出力するサンプリングユニット４５としての機能を含む。データ処理ユニット４０は、さらに、外部スイッチ４により供給されるキャプチャリング信号φ２を受信する機能４４と、座標データφ１およびキャプチャリング信号φ２とをＵＳＢインタフェース３ｂを介して解析ユニット３０（本例ではＰＣ３）に供給する通信機能４９とを含む。
【００２２】
外部スイッチ４は適当な経路でデータ処理ユニット４０にキャプチャリング信号φ２を供給できるものであればよく、本例では、有線４ｂで接続されたハンディースイッチ４ａが採用されている。外部スイッチ４は無線で接続されていてもよく、解析ユニット３０へ直にキャプチャリング信号φ２を供給するものであってもよい。
【００２３】
距離測定ユニット１１ａ〜１１ｃはそれぞれ同じ構成であり、それぞれの紐１０ａ〜１０ｃの先端１８と反対側の端が接続されて巻かれたプーリー（リール、コイル）１２と、プーリー１２に対し一定の巻き取り用の張力を供給するテンションコントローラ１３と、プーリー１２の回転量（回転角度および回転数）を検出するエンコーダユニット１７とを含む。この例では、テンションコントローラ１３は、プーリー１２の軸１４に接続されたワイヤー１５と、ワイヤー１５に一定の張力を与えるコイル状に巻かれた低荷重バネ１６とを含む。
【００２４】
エンコーダユニット１７としては、軸１４に接続されたポテンショメータが採用され、電圧信号がそれぞれの距離測定ユニット１１ａ〜１１ｃの出力（長さ、距離）Ｌ１〜Ｌ３としてサンプリングユニット４５に供給される。距離測定ユニット１１ａ〜１１ｃとポインター２０とは紐１０ａ〜１０ｃにより物理的（機械的）に接続されており、テンションコントローラ１３により紐１０ａ〜１０ｃに弛みが発生しない、または発生しにくいようになっている。このため、紐１０ａ〜１０ｃはポインター２０の移動に追従して距離測定ユニット１１ａ〜１１ｃから引き出され、また、巻き戻されて、基準点５ａ〜５ｃとポインター２０との間を直線的に最短距離を結ぶ。したがって、紐１０ａ〜１０ｃの長さを距離測定ユニット１１ａ〜１１ｃにより測定することにより、基準点５ａ〜５ｃとポインター２０との間の距離Ｌ１〜Ｌ３を求めることができる。ポインター２０の移動速度によってはプーリー１２が自己の慣性モーメントにより過剰に回転してしまったり、巻き戻しのタイミングが遅くなる可能性がある。したがって、プーリー１２の質量はできるだけ小さいことが望ましく、たとえば、発泡スチロールなどの軽量な材料で構成しり、慣性モーメントが小さくなるように設計することが望ましい。
【００２５】
なお、本例に示したテンションコントローラ１３およびエンコーダユニット１７は一例に過ぎず、たとえば、エンコーダユニット１７にはロータリエンコーダなどの他のセンサーを採用してもよい。
【００２６】
これらの距離測定ユニット１１ａ〜１１ｃと紐１０ａ〜１０ｃにより連結されたポインター２０は、指を通すことができるリング２１と、リング２１の第２の位置２３に設けられた突起（ポインタ、ポインティング部）２４とを含み、リング２１の第２の位置２３と反対側の第１の位置２２に紐１０ａ〜１０ｃの先端１８が合体して取付られている。人体の形態を測定する場合には、ポインター２０のリング２１を指にはめたり、リング２１をつかんだりしてポインター２０を移動させ、突起２４を人体Ｈの測定したい部位に当てたり接触させたりし、外部スイッチ４を操作してその時の座標データφ１をキャプチャする。外部スイッチ４がポインター２０に取付られていてもよい。
【００２７】
図２に、装置１のブロック図を示している。装置１のデータ処理ユニット４０のサンプリングユニット４５は、３つの距離測定ユニット１１ａ〜１１ｃからそれぞれ出力される長さ（距離）Ｌ１〜Ｌ３を測位用データφ９として用いて、ポインター２０の空間座標を１／５００秒、すなわち、２ｍｓｅｃ（ミリ秒）毎に計算し、座標データφ１として出力する。３つ以上の基準点からの距離を測位用データφ９として空間座標を算出する方法は電波測位などにおいて公知であり、特許文献１などにおいても開示されている。
【００２８】
すなわち、３つの基準点５ａ〜５ｃの座標をそれぞれ（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、（ｘ２、ｙ２、ｚ２）、および（ｘ３、ｙ３、ｚ３）とし、各基準点の座標からポインター２０までの距離をＬ１、Ｌ２およびＬ３とすると、ポインター２０の空間座標Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）は、式（１）〜式（３）で表される。
（ｘ−ｘ１）２＋（ｙ−ｙ１）２＋（ｚ−ｚ１）２＝Ｌ１２・・・（１）
（ｘ−ｘ２）２＋（ｙ−ｙ２）２＋（ｚ−ｚ２）２＝Ｌ２２・・・（２）
（ｘ−ｘ３）２＋（ｙ−ｙ３）２＋（ｚ−ｚ３）２＝Ｌ３２・・・（３）
したがって、式（１）〜式（３）を適当な方法、たとえば行列変換などにより解くことにより、ポインター２０の空間座標Ｐを求めることができる。
【００２９】
サンプリングユニット４５は２ｍｓｅｃ（５００分の１秒）の頻度（インターバル）で、距離測定ユニット１１ａ〜１１ｃから測位用データφ９の組み合わせＬ１、Ｌ２およびＬ３を取得し、空間座標Ｐを計算する。さらに、サンプリングユニット４５は、計算された空間座標Ｐを利用の有無にかかわらず、連続的に（継続的に）、通信機能４９を介してＰＣ３に座標データφ１として出力する。サンプリングユニット４５が座標計算を行うサンプリング頻度は、１〜１００ｍｓｅｃ毎であることが望ましく、１〜１０ｍｓｅｃ毎であることがさらに好ましい。ポインター２０も、座標データφ１から特定の座標をデータピースφ１０としてキャプチャするスイッチ４も測定者が手動で動かすものであり、１００ｍｓｅｃ以下、望ましくは１０ｍｓｅｃの分解能があれば、手動で動かしたポインター２０の空間座標Ｐを測定者の意思または手の動きに対して遅滞なく取得できる。
【００３０】
この位置センサー２においてはポインター２０と距離測定ユニット１１ａ〜１１ｃが紐（糸）１０ａ〜１０ｃにより機械的に接続されており、紐１０ａ〜１０ｃの長さを測定することにより、基準点（位置）５ａ〜５ｃとポインター２０との距離Ｌ１〜Ｌ３を取得できる。したがって、サブ秒以下の短いインターバルで座標データφ１を出力でき、それらの座標データφ１の中から所望のものをキャプチャすることにより、測定者が意図する場所の座標データを精度よく、簡単に取得できる。
【００３１】
また、このサンプリングユニット４５はデータ補正機能４５ａと、ポインター位置補正機能４５ｂとを含む。データ補正機能４５ａは、位置センサー２の測定基準面２ａに対してマイナス方向の座標が計算された場合は、無効なデータとして座標データφ１を出力するか、または強制的に測定基準面２ａ上の座標データに変換して出力する。さらに、データ補正機能４５ａは、短時間で継続的に座標データφ１が計算されることを利用し、万一、何等かの要因により測位用のデータＬ１〜Ｌ３などに異常があり、あるサンプリングのタイミングで計算された座標データφ１が前後の適当な範囲の座標データφ１と大幅に異なるような場合は、自動的に確率の高い座標データφ１に補正する機能を備えていてもよい。したがって、サンプリングユニット４５は、位置センサー２の測位用データφ９から精度および信頼性の高い座標データφ１を出力できる。
【００３２】
ポインター位置補正機能４５ｂは、測位用データＬ１〜Ｌ３により求められた空間座標Ｐに対し、測定基準面２ａの座標基準点（たとえば、基準点５ａ〜５ｃにより構成される三角形の中心点）から空間座標Ｐの方向（ポインター２０の第１の位置２２の方向）にポインター２０の長さ分だけ延長した位置を実際の座標データφ１として出力する。ポインター位置補正機能４５ｂにより、ポインター２０の形状を加味した、さらに精度の高い座標データφ１を出力できる。
【００３３】
サンプリングユニット４５から連続的に提供される座標データφ１は、キャプチャリングユニット３８により測定者が指示するタイミングでキャプチャされる。解析ユニット３０は、キャプチャされた座標データφ１のいくつかのデータ（データピース）φ１０を用いて所定の処理を行う。本例の解析ユニット３０は、メモリ３９に格納された複数の座標データピースφ１に基づき人体の形態測定結果を出力する人体測定ユニット３１としての機能を含む。人体測定ユニット３１は、たとえば、キャプチャされた座標データピースＰｃ１、Ｐｃ２およびＰｃ３により構成される角度を測定する機能３２と、各部位の周長を測る機能３３と、胴体に対する他の部位の位置を自動的に検出する機能３４とを含む。
【００３４】
図３（ａ）に角度を測定する機能３２を用いて人体を測定する一例を示している。角度を測定する機能３２は、１番目のデータピースＰｃ１（第４の座標データピース）により特定された人体Ｈの第１の部位（たとえば上腕部）と、２番目データピースＰｃ２（第５の座標データピース）により特定された人体Ｈの第２の部位（たとえば肩）と、３番目のデータピースＰｃ３（第６の座標データピース）により特定された第３の部位（たとえば胴体の一部）との角度を出力することができる。したがって、角度測定器を用いなくても、ポインター２０を数回人体Ｈの所望の部位に当てることにより、所望の部位の長さや角度を得ることができる。
【００３５】
具体的には、ポインター２０が位置センサー２の測定基準面２ａの適当な場所に置かれた状態（初期状態）でサンプリングを開始すると、サンプリングユニット４５は、測定基準面２ａ上のポインター２０がある位置を仮測定基準位置９として座標データφ１の出力を開始する（図２の時刻ｔ０）。仮測定基準位置９は、３つの基準点５ａ〜５ｃの中心にある必要はなく、測定基準面２ａ上にあれば、いずれかの基準点５ａ〜５ｃに接近した位置にあっても、その位置を仮測定基準位置９として測定可能である。その後、ポインター２０を動かしても動かさなくても、サンプリングユニット４５は継続的に２ｍｓｅｃのインターバルで座標データφ１を出力する。
【００３６】
ポインター２０を動かして、たとえば、腕を上にあげたときの上腕部または肘に突起２４を当て、そのとき（時刻ｔ１）にスイッチ４を操作してキャプチャ信号φ２を出力する。キャプチャリングユニット３８は、その時の座標データ（データピース）φ１０をキャプチャして一番目のデータピースＰｃ１としてメモリ３９に格納する。同様に、ポインター２０を動かして、肩に突起２４を当てたとき（時刻ｔ２）にスイッチ４を操作して２番目のデータピースＰｃ２としてメモリ３９に格納する。次に、腕を下げたときの上腕部または肘にポインター２０の突起２４を当て、そのとき（時刻ｔ３）にスイッチ４を操作して３番目のデータピースＰｃ３としてメモリ３９に格納する。
【００３７】
人体測定ユニット３１の角度を測定する機能３２は、１番目のデータピースＰｃ１と２番目のデータピースＰｃ２とを結ぶ線と、２番目のデータピースＰｃ２と３番目のデータピースＰｃ３とを結ぶ線との角度を自動的に計算するようにプリセットされている。したがって、３番目のデータピースＰｃ３を取得すると、自動的に肩を中心として腕を上げたときと下げたときの肩に対する上腕部または肘の角度θｓが計算される。このため、この角度を測定する機能３２により、たとえば、被験者の上腕部の可動範囲を測定し、メモリ３９に格納したり、ＰＣ３のディスプレイに表示したりすることができる。
【００３８】
図３（ｂ）に、角度を測定する機能３２の異なる例を示している。この例では、角度を測定する機能３２は、１番目から４番目のデータピースＰｃ１〜Ｐｃ４を取得して角度を計算する。したがって、データピースＰｃ１およびＰｃ２で規定される部位と、データピースＰｃ３およびＰｃ４で規定される部位との角度を得ることができる。このため、旋回の中心となる部位の座標が正確に得られないような部位であっても、旋回角度や、曲げたり伸ばしたりしたときの角度を精度よく、簡単に取得できる。
【００３９】
図４（ａ）および（ｂ）に周長を測る機能３３により腕周りを測定する例を示している。周長を測る機能３３は、１番目にキャプチャされたデータピースＰｃ１と、２番目にキャプチャされたデータピースＰｃ２とがメモリ３９に格納されていると、１番目のデータピースＰｃ１と２番目のデータピースＰｃ２との距離を人体の部位の周長と判断して周長を算出し、メモリ３９に格納したりＰＣ３に表示する。
【００４０】
すなわち、ポインター２０は紐１０ａ〜１０ｃで基準点５ａ〜５ｃにつながっており、測位用データＬ１〜Ｌ３として長さが得られ、その測位用データＬ１〜Ｌ３に基づいて座標位置が計算される。したがって、座標位置（データピース）から測位用データである紐１０ａ〜１０ｃの長さを計算することが可能である。さらに、紐１０ａ〜１０ｃは空間においては最短距離を結ぶが、障害物があればそれを迂回するので、障害物を迂回したときの距離や障害物、たとえば人体の部位の周長を測定することができる。
【００４１】
図５に、身体の各部位の位置を自動的に検出する機能３４により胴体周りの各部位の位置を測定する例を示している。この例では、検出する機能３４は、順番にキャプチャされた４つのデータピースＰｃ１〜Ｐｃ４により被験者の胴体の大きさおよび位置を把握する。検出する機能３４は、その後にキャプチャされたデータピースＰｃ５〜Ｐｃ７については、それぞれのデータピースＰｃ５〜Ｐｃ７の座標に基づき、それぞれのデータピースＰｃ５〜Ｐｃ７が指し示す部位と胴体との位置的な関連性を判断し、それぞれのデータピースＰｃ５〜Ｐｃ７が指し示す部位を自動的に決定して、その部位の位置としてデータピースＰｃ５〜Ｐｃ７の値を保存または出力する。
【００４２】
たとえば、検出する機能３４は、順番にキャプチャされたデータピースＰｃ１〜Ｐｃ４を、向かって左肩、右肩、右腰骨、左腰骨の座標であると判断し、胴体の位置と大きさを決定する。次に、検出する機能３４は、５番目のデータピースＰｃ５がキャプチャされると、左肩の座標より左の座標なので左腕を示す座標と判断し、６番目のデータピースＰｃ６がキャプチャされると、右肩の座標より右の座標なので右腕を示す座標と判断し、７番目のデータピースＰｃ７を取得すると、左肩および右肩の座標よりも上にあるので、首を示す座標と判断する。検出する機能３４は、自動的に判断された部位の名前と位置とを関連付けしてメモリ３９に格納したり、ＰＣ３に表示することができる。したがって、測定者は計測している部位を入力する手間を省くことができる。
【００４３】
このように、人体測定ユニット３１を備えた装置１を用いることにより、角度測定器を装着するために被験者に無理な体位を取らせることなく、また、測定者も角度測定装置を人体に当てながら測定するような手間をかけることなく、簡単に、精度よく、人体部位の諸データ、たとえば、相対的な位置、長さ、角度、可動範囲などを測定できる。
【００４４】
図６に、測定装置１の異なる例を示している。この測定装置１は、ピラミッド型（正四面体）形状の位置センサー２を含み、人体測定ユニットとしての機能を備えたＰＣ３が位置センサー２の１つの面に搭載されている。この測定装置１は、他の面の１つが測定基準面２ａとなり、３つの基準点５ａ〜５ｃが配置され、それらの基準点５ａ〜５ｃに配置された孔７を通して３本の紐１０ａ〜１０ｃが出入りするようになっている。３本の紐１０ａ〜１０ｃの先端１８はユーザー５５のテニスラケット５０のグリップ５１に接続されている。この位置センサー２は、上述した位置センサーと同様に３つの距離測定ユニットを含む。したがって、位置センサー２はグリップ５１を移動体として、その測位用データφ９を出力することができ、位置センサー２に内蔵されているサンプリングユニット４５が測位用データφ９を用いてグリップ５１の空間座標を示す座標データφ１０を連続的に出力する。
【００４５】
測定装置１は、さらに、位置センサー２のピラミッド型の頂点に内蔵された音声応答ユニット６を含み、音声応答ユニット６はユーザー５５の音声指示によりキャプチャ信号φ２を出力する。たとえば、音声応答ユニット６は、ユーザー５５の「開始」と「停止」の指示の間にキャプチャ信号φ２を連続して出力する。これにより、ＰＣ３に内蔵されているキャプチャリングユニット３８は、「開始」から「停止」の間に出力される座標データφ１を、グリップ５１の動きとしてメモリ３９に格納できる。ＰＣ３の人体測定ユニット３１は、グリップ５１の動きをユーザー５５の手の動きとして出力することが可能であり、ユーザー５５は自分の手の動き（３次元の手の動き）をＰＣ３の出力で確認したり、他人の手の動きと比較したりすることも可能となる。
【００４６】
なお、上記では、位置センサー２として３つの基準点から移動体までの距離を用いて移動体の空間座標を計算するタイプに基づき説明しているが、移動体の極座標を求めて移動体の空間座標を形成するタイプの位置センサーであってもよい。また、位置センサー２の形状は直方体、正四面体に限らず、他の多角形または球であってもよい。位置センサー２が移動するものであってもよく、位置センサー２が移動する場合は、紐で接続された移動体を基準（固定点）として、位置センサー２の空間座標を取得することも可能である。また、上記では人体測定機能を備えた装置を例に説明しているが、人体以外の物体の形状や位置を測定したり記録したりする装置であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  測定装置、  ２  位置センサー、  ３  ＰＣ、  ４  スイッチ
２０  ポインター（移動体）、  ４５  サンプリングユニット
【図１】
2014025857.tif 000003
【図２】
2014025857.tif 000004
【図３】
2014025857.tif 000005
【図４】
2014025857.tif 000006
【図５】
2014025857.tif 000007
【図６】
2014025857.tif 000008