(57)【要約】【課題】簡単な構成で揉む等の動作を確実に検出できる手技動作検出センサ及び手技動作検出装置を提供する。【解決手段】内部に気体が充填されており被接触体（試験者の手等）が接触することにより変形部１９が変形する気密容器１１Ａと、この気密容器１１Ａの内部に配設され変形部１９が変形した際に生じる内部圧力変化を検出するマイクロフォン１３とを有する。変形部１９の内部に充填する気体は、空気を用いることができる。また、変形部１９内の圧力は圧力調整装置１５により調整する構成としてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に気体が充填されており、被接触体が接触することにより変形する気密容器と、
前記気密容器の内部に配設されており、前記変形により生じる前記気密容器内の圧力変化を検出するマイクロフォンと、
を有することを特徴とする手技動作検出センサ。
【請求項２】
前記気密容器の内部の圧力調整を行う圧力調整装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の手技動作検出センサ。
【請求項３】
前記気体を空気としたことを特徴とする請求項１又は２記載の手技動作検出センサ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の手技動作検出センサと、
該手技動作検出センサからの出力信号に基づき、前記被接触体の内部圧力変動を出力する出力装置と、
を有することを特徴とする手技動作検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変形可能とされた容器内の圧力の変化を測定する手技動作検出センサ及び手技動作検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、スキンケアにおいて化粧料の塗布を行う場合、施術者は肌を触る、擦る、揉む、叩く等の動作等を伴いながら塗布処理を行うことが多い。また、美容のために顔や手足にマッサージを行う場合、施術者はマッサージ箇所を揉む、握る、掴む、叩く等、手指及び掌を含む動作を行う。
【０００３】
美容を効果的に行うためには、化粧の塗布やマッサージを行う際に、触る、擦る、揉む、叩く、握る、掴む等の動作（以下、これらの動作をまとめて揉む等の動作という）を最適な状態で行うことが望ましい。よって、これを体得することが重要となるが、この揉む等の動作の最良な態様を客観的に判断するのは困難である。このため、揉む等の動作を定量的に検出することが望まれている。
【０００４】
従来、揉む等の動作を定量的に検出する方法としては、特許文献１，２に開示されているように、指先にピエゾ素子等の検出素子を設けた動作検出センサを装着し、この装着状態で揉む等の動作を行い、その出力から揉む等の動作を定量的に検出することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２６５５２２号公報
【特許文献１】特開２００６−３４０３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
指先に検出素子を装着する方法では、触る、擦る等の動作は正確に検出することが可能である。しかしながら、揉む、握る、掴む等の動作については、正確に検出することができないという問題点があった。
【０００７】
また、ピエゾ素子を用いた動作検出センサではブリッジ回路を構成する必要があり、高価なピエゾ素子が複数必要になり、動作検出センサが複雑化し製品コストも高くなるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で揉む等の動作を検出できる手技動作検出センサ及び手技動作検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題は、第１の観点からは、
内部に気体が充填されており、被接触体が接触することにより変形する気密容器と、
前記気密容器の内部に配設されており、前記変形により生じる前記気密容器内の圧力変化を検出するマイクロフォンとを有することを特徴とする手技動作検出センサにより解決することができる。
【発明の効果】
【００１０】
開示の手技動作検出センサは、変形部に揉む等の動作を加えることにより気密容器の内部圧力が変動するため、この圧力変動をマイクロフォンで検出することにより気密容器に加えた動作を定量的に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である手技動作検出装置及び第１実施形態である手技動作検出センサを説明するための図である。
【図２】図２は、マイクロフォンを収納するケースを説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態である手技動作検出センサを説明するための図である。
【図４】図４は、第２実施形態である手技動作検出センサを平面的に並べたセンサユニットを示す斜視図である。
【図５】図５は、第２実施形態である手技動作検出センサを立体的に並べたセンサユニットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態である手技動作検出装置１及び本発明の第１実施形態である手技動作検出センサ１０Ａを示している。本実施形態に係る手技動作検出装置１は、人の手を被接触体とするものであり、触る、擦る、揉む、叩く、握る、掴む等の人の手が行う各種接触動作を検出するものである。
【００１４】
なお、以下の説明においては手技動作検出装置１の被接触体を人の手とした例について説明するが、被接触体は人の手に限定されるものではなく、他のものを被接触体とすることも可能である。例えば、手技動作検出装置１は化粧時に使用するブラシ等の化粧道具を被接触体とし、化粧道具の接触状態を検出することも可能である。
【００１５】
手技動作検出装置１は、手技動作検出センサ１０Ａ及び出力装置３０を有している。また、手技動作検出センサ１０Ａは、マイクロフォン１３、基台１８、及び変形部１９を有している。
【００１６】
本実施形態では、マイクロフォン１３を圧力センサとして用いている。このマイクロフォン１３は、例えば１〜１０Ｈｚ程度の周波数帯域をセンシングできるものが選定されている。
【００１７】
また、マイクロフォン１３の種類は特に限定されるものではなく、後述する気密容器１１Ａ内の圧力変動を検出できるものであれば種々の種類のマイクロフォンを用いることができる。具体的には、コンデンサ型、ダイナミック型、圧電型等の各種マイクロフォンを適用することができる。このマイクロフォン１３は、気密容器１１Ａの内部に配設される。
【００１８】
図２は、マイクロフォン１３をケース４０に収納した例を示している。ケース４０は、図２（Ｃ）に示すように、筒状本体４１，上蓋４２，及び下蓋４３を有している。
【００１９】
マイクロフォン１３をケース４０内に収納するには、図２（Ａ），（Ｂ）に示すようにマイクロフォン１３を筒状本体４１内に挿入し、続いて筒状本体４１の上部開口に上蓋４２を固定すると共に下部開口に下蓋４３を固定する。
【００２０】
上蓋４２と下蓋４３は同一構成あり、それぞれ貫通穴が形成されている。上蓋４２の貫通孔は開口されたままであり開口部４４を形成している。これに対し、下蓋４３の貫通孔は閉塞されて閉塞部４５を形成している。マイクロフォン１３に設けられた振動板（ダイヤフラム）は、開口部４４を有した上蓋４２と対向するよう構成されている。
【００２１】
この構成とすることにより、変形部１９の内部圧力変動は開口部４４を介してマイクロフォン１３の振動板の上蓋４２と対向する面にのみ印加されて電気信号に変換される。よって、マイクロフォン１３を上記構成とされたケース４０に収納することにより、マイクロフォン１３は無指向性となり、変形部１９内の圧力変動を高い精度で検知することができる。
【００２２】
気密容器１１Ａは、基台１８と変形部１９とを有した構成とされている。基台１８は金属或いは樹脂よりなる円板であり、その中央位置には前記したマイクロフォン１３が配設されている。
【００２３】
変形部１９は、弾性変形可能な膜状部材である。この変形部１９としては、ゴム膜や樹脂膜等を用いることができる。具体的には、例えばウレタンゴム膜、シリコーンゴム膜、軟式テニスボールに用いられるゴム膜等の自己復元力（押したら戻る変化）がある素材を用いることができる。
【００２４】
本実施形態では、変形部１９は半球形状とされている。この変形部１９の下部開口部は、接着等により基台１８に固定される。この際、変形部１９は基台１８に気密に固定される。
【００２５】
この基台１８と変形部１９により構成される気密容器１１Ａの内部には、気体が充填される。本実施形態では、この気体として空気を用いている。
【００２６】
しかしながら、気密容器１１Ａ内に充填される気体は空気に限定されるものではなく、他の気体を充填することも可能である。また、マイクロフォン１３に耐水性を持たせることにより、液体を用いることも可能である。
【００２７】
この気体を選定する際、前記のようにマイクロフォン１３は気密容器１１Ａ内の圧力変動を検出するため、気密容器１１Ａ内に充填される気体としては、温度や圧力による密度変化の少ない気体が望ましい。即ち、温度や圧力変化によりマイクロフォン１３（センサ）に対してバイアスやオフセットを生じないような気体（或いは液体）を選定することが望ましい。
【００２８】
上記のように変形部１９内に空気を充填することにより、変形部１９はドーム状（半球状）に膨れた状態となる。この変形部１９の容積は、例えば手技動作検出装置１の試験者が片手で把持しうる容積に設定されている。
【００２９】
変形部１９の容積を上記のように設定することにより、手技動作検出センサ１０Ａは試験者が気密容器１１Ａに触ったり擦ったりするときの圧力変動ばかりでなく、試験者が気密容器１１Ａを揉む、握る、掴む等の動作（以下、これらの動作を総称する場合には揉む等の動作というものとする）における気密容器１１Ａ内（変形部１９内）の圧力変動も検出することが可能になる。
【００３０】
圧力調整装置１５は、配管２１を介して気密容器１１Ａ（変形部１９）に接続されている。この圧力調整装置１５は、変形部１９内の気体の圧力を調整するものである。
本実施形態では、圧力調整装置１５として手動のポンプを用いているが、コンプレッサー等の電気的に駆動する装置を用いることも可能である。なお、変形部１９内の圧力は、図示しない圧力計により測定が可能である。また、配管２１に流量計を設け、この流量計の出力から変形部１９内の圧力を知る構成とすることも可能である。
【００３１】
出力装置３０は、前記したマイクロフォン１３と接続されている。この出力装置３０はＡ／Ｄ変換回路、増幅回路、信号処理回路、表示処理回路等を有しており、マイクロフォン１３から送信される圧力変動信号（出力信号）を処理し、表示部３２に圧力変動の様子を表示する。図１に示す表示部３２は、横軸が時間を示し、縦軸が圧力を示している。よって、試験者が手技動作検出センサ１０Ａに対して揉む等の動作を行った場合、試験者はこの動作により発生する変形部１９内の圧力変化を表示部３２から確認することができる。
【００３２】
上記のように本実施形態に係る手技動作検出センサ１０Ａは、気密容器１１Ａ内で発生する圧力変動を、マイクロフォン１３を用いて定量的に検出する構成としている。また、変形部１９は弾性変形可能な膜状部材であり、試験者の手で把持しうる構成とされているため、変形部１９に揉む等の動作を加えたときに変形部１９の内部で発生する圧力変化を検出することができる。よって、従来では揉む等の動作を定量的に検出することが困難であったが、手技動作検出センサ１０Ａによれば揉む等の動作を定量的に検出することが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態では変形部１９内の圧力変動を検出する手段として、圧力センサに比べてコストが安いマイクロフォン１３を用いている。このため、マイクロフォン１３を圧力センサとして用いることにより、手技動作検出センサ１０Ａの低コスト化を図ることができる。
【００３４】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００３５】
図３は、本発明の第２実施形態である手技動作検出センサ１０Ｂを示している。前記した第１実施形態に係る手技動作検出センサ１０Ａの気密容器１１Ａは、基台１８にドーム状の変形部１９を配設し、その内部にマイクロフォン１３を設けた構成とされていた。これに対して本実施形態に係る手技動作検出センサ１０Ｂは、気密容器１１Ｂを弾性変形可能な膜状部材により構成されたカプセル状の構成とし、この内部にマイクロフォン１３を配設した構成としたことを特徴とするものである。本実施形態では、気密容器１１Ｂが第１実施形態における変形部１９と等価のものとなる。
【００３６】
気密容器１１Ｂは、内部に空気が充填されることによりボール状に膨れた構成となっている。また、気密容器１１Ｂには基台１８は設けられておらず、よって外周全ての位置から接触することができる。
【００３７】
これにより、気密容器１１Ｂは外周のいずれの位置から接触しても、この接触により気密容器１１Ｂ内の圧力は変動する。また、マイクロフォン１３は気密容器１１Ｂに配設されているため、この気密容器１１Ｂ内の圧力変動は、マイクロフォン１３により検出することができる。
【００３８】
この気密容器１１Ｂの内部容積は、第１実施形態の変形部１９の内部容積に比べると小さく設定されている。即ち、気密容器１１Ｂの内部容積は気密容器１１Ｂ内にマイクロフォン１３を配設することが可能で、かつ、気密容器１１Ｂに対して接触することにより内部の空気に圧力変化が発生しうる容積とされている。
【００３９】
上記構成とされた手技動作検出センサ１０Ｂは、単独で使用することも可能であるが、図４及び図５に示すように複数個の手技動作検出センサ１０Ｂを組み合わせてセンサユニットとして使用することもできる。
【００４０】
図４に示すセンサユニット５０Ａは、複数の手技動作検出センサ１０ＢをＸ方向及びＹ方向に二次元的に配設した構成とされている。この構成とされたセンサユニット５０Ａは、全体としてシート状のセンサとなる。
【００４１】
よって，各手技動作検出センサ１０Ｂの位置をＸ−Ｙ座標として出力装置３０（図１参照）に記憶させておくことにより、センサユニット５０Ａを構成する複数の手技動作検出センサ１０Ｂの内、どの場所に位置する手技動作検出センサ１０Ｂがどのように接触されたのかを検出することが可能となる。
【００４２】
また、図５に示すセンサユニット５０Ｂは、複数の手技動作検出センサ１０ＢをＸ方向，Ｙ方向，及びＺ方向に三次元的に配設した構成とされている。この構成とされたセンサユニット５０Ｂは、全体として立体形状を有したセンサとなる。
【００４３】
このように手技動作検出センサ１０Ｂを立体的に配設したセンサユニット５０Ｂにおいても、各手技動作検出センサ１０Ｂの位置をＸ−Ｙ−Ｚ座標として出力装置３０（図１参照）に記憶させておくことにより、センサユニット５０Ａを構成する複数の手技動作検出センサ１０Ｂの内、どの場所に位置する手技動作検出センサ１０Ｂがどのように接触されたのかを検出することが可能となる。
【００４４】
また、図５では手技動作検出センサ１０Ｂを矩形状に配設した構成例を示したが、手技動作検出センサ１０Ｂの配設の仕方はこれに限定されるものではない。例えば、複数の手技動作検出センサ１０Ｂを人の顔の形状或いは手足の形状に配設することにより、センサユニット５０Ｂを人の顔或いは手足のレプリカとして用いることができる。
【００４５】
よって、例えば人の顔形状とされたセンサユニット５０Ｂに対して化粧品の塗布を行った場合には、化粧品塗布時にどの位置にある手技動作検出センサ１０Ｂにどのような圧力変化が発生したかを調べることにより、化粧時に外力が人の肌がどのように印加されるのかを検知することができる。
【００４６】
また、例えば人の手足の形状とされたセンサユニット５０Ｂに対してマッサージを行った場合には、どの位置にある手技動作検出センサ１０Ｂにどのような圧力変化が発生したかを調べることにより、マッサージが手足のどの位置に作用しているのかを検知することができる。
【００４７】
なお、センサユニット５０Ｂは人の部位の形状ばかりでなく、手技動作検出センサ１０Ｂを任意の形状に配設することも可能である。例えば、手技動作検出センサ１０Ｂを化粧道具の形状（例えば、マスカラブラシの把持部の形状）に配設することにより、使用時に化粧道具のどの部位にどの程度の圧力変化が発生しているのかを検知することができる。よって、検知結果を分析することにより、使用性の良好な化粧道具を実現することができる。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
【符号の説明】
【００４９】
１  手技動作検出装置
１０Ａ，１０Ｂ  手技動作検出センサ
１１Ａ，１１Ｂ  気密容器
１３  マイクロフォン
１５  圧力調整装置
１８  基台
１９  変形部
２１  配管
２２  出力配線
３０  出力装置
３２  表示部
４０  ケース
４１  筒状本体
４２  上蓋
４３  下蓋
４４  開口部
４５  閉塞部
５０Ａ，５０Ｂ  センサユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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