(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの上肢の双方向エクササイズ用のリハビリテーションエクササイズデバイスであって、
隔てられた第１端と第２端の間に延びる長さを有する長尺ハンドル部材を有し、該長尺ハンドル部材は、３Ｄ空間内でユーザによってあらゆる位置及び向きに自由に動かせるように繋がれておらず、
ユーザの第１の手で握れるように、前記ハンドル部材の第１端に設けられ、又は第１端に面して設けられたハンドグリップを有し、該ハンドグリップは、ハンドル部材の端の間で延びる長手軸に対して、横断する向きでハンドル部材から延び、
ハンドル部材の第２端に設けられ、又は第２端に面して設けられた取り付けシステムを有し、取り付けシステムは、使用中、ユーザの第２の手で握れるように、前記ハンドル部材の第２端で、又は第２端に面してモーションセンシングゲームコントローラに取り外し可能に連結するように構成されており、
前記ハンドグリップ及び取り付けシステムは、約ユーザの肩幅分だけ離れて前記ハンドル部材に設けられており、エクササイズデバイスを使用しているとき、ユーザの第１の手と第２の手が約ユーザの肩幅分だけ離れ、
前記取り付けシステムは、前記ゲームコントローラの向き又は位置を、前記ハンドル部材に対して選択的に調節することを可能とするように構成される、
リハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項２】
前記ユーザの一方の手、又は各々の手を、前記ハンドグリップ及び／又はゲームコントローラに固定するように動作可能な、１又は複数の手固定システムを更に備える、請求項１に記載のリハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項３】
前記取り付けシステムは、前記ゲームコントローラが、前記ハンドル部材の端の間で延びる長手軸を実質的に横切るように延びる回転軸に対して選択的に調整できるように、前記ハンドル部材に取り付けられる向きをとれるように構成されている、請求項１又は２に記載のリハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項４】
前記取り付けシステムは、前記ゲームコントローラを前記ハンドル部材に連結するために、前記ゲームコントローラの相補的部分を取り外し可能に受け入れ、かつ保持できるように構成された取り付け開口部を備える、請求項１乃至３の何れか１項に記載のリハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項５】
前記取り付けシステムの取り付け開口部は、前記ゲームコントローラが前記取り付け開口部から、前記ハンドル部材の端の間で延びる長手軸に対してほぼ横切る方向で突出するように構成されている、請求項４に記載のリハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項６】
前記取り付け開口部は、前記ハンドル部材に対して選択可能な複数の向きで前記ゲームコントローラの相補的部分を受け入れ、かつ保持できるように形状決めされている、請求項４又は５に記載のリハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項７】
前記取り付け開口部は、摩擦適合保持によって前記ゲームコントローラの相補的部分を保持するように構成されている、請求項４乃至６の何れか１項に記載のリハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項８】
前記取り付け開口部は、前記ゲームコントローラの相補的部分を摩擦適合保持によって保持するように構成された弾性変形材料を備える内側面を備える、請求項７に記載のリハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項９】
前記取り付けシステムは、前記取り付け開口部内の前記ゲームコントローラの相補的部分を挟む、動作可能なクランプをさらに備えている、請求項４乃至８の何れか１項に記載のリハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項１０】
前記ハンドル部材は、長さについて調節可能である、請求項１乃至９の何れか１項に記載のリハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項１１】
前記伸長ハンドルの重さを変更するための１又は複数の取り外し可能な重り要素を更に備える、請求項１乃至１０の何れか１項に記載のリハビリテーションエクササイズデバイス。
【請求項１２】
前記モーションセンシングゲームコントローラは、ディスプレイスクリーン上で、前記ユーザに視覚的な双方向型のゲームを提供し、３Ｄ空間における前記ハンドル部材の動きによって、前記ユーザが前記ゲームシステムと情報のやり取りを行いうるように、前記モーションセンシングゲームコントローラから動作信号を受信し処理する電子ゲームシステムに作動的に連結されている、請求項１乃至１１の何れか１項に記載のリハビリテーションエクササイズシステム。
【請求項１３】
ユーザの上肢の双方向エクササイズ用のリハビリテーションエクササイズコントローラであって、
隔てられた第１端と第２端の間に延びる長さを有する長尺ハンドル部材を有し、該長尺ハンドル部材は、３Ｄ空間内でユーザによってあらゆる位置及び向きに自由に動かせるように繋がれておらず、
ユーザの第１の手で握れるように、前記ハンドル部材の第１端に設けられ、又は第１端に面して設けられたハンドグリップを有し、該ハンドグリップは、ハンドル部材の端の間で延びる長手軸に対して、横断する向きでハンドル部材から延び、
ユーザの第２の手で握れるように、前記ハンドル部材の第２端に設けられ、又は第２端に面して設けられたモーションセンシングゲームコントローラを有し、ゲームコントローラは、前記ハンドル部材が３Ｄ空間で動かされるときの前記３Ｄ空間内での前記ゲームコントローラの動作を示す動作信号を生成し、
前記ハンドグリップ及び取り付けシステムは、約ユーザの肩幅分だけ離れて前記ハンドル部材に設けられており、エクササイズデバイスを使用しているとき、ユーザの第１の手と第２の手が約ユーザの肩幅分だけ離れ、
前記ゲームコントローラと前記ハンドル部材の前記連結は、前記ゲームコントローラの向き又は位置を、前記ハンドル部材に対して調節することが可能である、
リハビリテーションエクササイズコントローラ。
【請求項１４】
前記ゲームコントローラは、前記ハンドル部材に永続的に連結されるか、又は組み込まれ、前記ゲームコントローラは、前記ハンドル部材に取り外し可能に連結される、請求項１３に記載のエクササイズコントローラ。
【請求項１５】
前記ユーザの一方の手、又は各々の手を、前記ハンドグリップ及び／又はゲームコントローラに固定するように動作可能な、１又は複数の手固定システムを更に備える、請求項１３又は１４に記載のエクササイズコントローラ。
【請求項１６】
前記ゲームコントローラの向きは、前記ハンドル部材の端の間で延びる長手軸をほぼ横切って延びる回転軸に対して選択的に調整可能である、請求項１３乃至１５の何れか１項に記載のエクササイズコントローラ。
【請求項１７】
前記ハンドル部材は、長さについて調節可能である、請求項１３乃至１６の何れか１項に記載のエクササイズコントローラ。
【請求項１８】
前記伸長ハンドルの重さを変更するための１又は複数の取り外し可能な重り要素を更に備える、請求項１３乃至１７の何れか１項に記載のエクササイズコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エクササイズシステム及びコントローラに関する。具体的には、これに限定されるわけではないが、本エクササイズシステム及びコントローラはリハビリテーションのエクササイズを促進するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
片側不全麻痺を有する患者は、一般に、一方の腕は正常に動かすことが可能であるが、身体の反対側のもう一方の腕は少なくとも部分的に麻痺している。簡潔に述べると、腕の麻痺は、その腕又は身体のそちら側を制御する領域における脳の損傷によって引き起こされる。肉体的には、実のところ麻痺肢には何ら故障はない。両側性の再学習及び皮質の再構成による、脳損傷からの神経可塑性の回復、及び影響を受けた腕のリハビリテーションはよく知られている。簡単に言えば、これは、以前は制御している四肢から異なる機能を遂行していた、損傷を受けていない脳の部分を、麻痺肢を制御するように再訓練することに関連する。神経可塑性は、損傷の機能的帰結に対するリハビリテーションアプローチの文脈における、後天的脳損傷の目標指向の経験的治療プログラムによる治療の科学的根拠を支持する基本的問題である。
【０００３】
影響を受けた四肢のための再訓練リハビリテーションを補助するために、いくつかのエクササイズ装置が開発されてきた。一例として、米国特許第７，１２１，９８１号明細書において提唱された両側腕トレーニング装置がある。この両側腕トレーニング装置は、それぞれの軌道に沿って前後に摺動可能な一対のハンドルに沿った、一対の摺動軌道を備える。一対のハンドルは結合されるか、又は結合されないことが可能であり、ハンドルを軌道に沿って前後に摺動させることによる押し運動と引き運動のそれぞれを伴う腕のエクササイズが、リハビリテーション過程において用いられる。
【０００４】
本明細書において、複数の特許明細書、他の外部文書、又は他の情報源への参照が行われているが、これは概して、本発明の特徴を議論するための背景を提供する目的によるものである。異なることが具体的に明言されていない限り、そうした外部文書への参照は、かかる文書又はかかる情報源が、任意の管轄において、先行技術、又は当分野における一般的な共有知識の一部を形成するということについての承認として解釈されるべきではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的の一つは、リハビリテーションにおいて用いられるエクササイズシステム及び／又はエクササイズコントローラを提供すること、又は公衆に対して少なくとも有益な選択肢を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様において、本発明は、概して、モーションセンシングゲームコントローラのための伸長ハンドルにおいて存在し、この伸長ハンドルは、
隔てられた左端と右端の間に延在する長尺ハンドル部材を有し、該長尺ハンドル部材は、ハンドル部材の各端部における、又は各端部に面する、ユーザの左手及び右手によって握られるためのハンドグリップ及び／又はグリップ面を備え、ハンドル部材をモーションセンシングゲームコントローラに対して取り外し可能に連結するための取り付けシステムを有する。
【０００７】
好適には、このハンドル部材には、ユーザの一方の手、又は各々の手を、ハンドル部材のそれぞれのグリップ又はグリップ面に固定するように動作可能な、１又は複数の手固定システムが設けられる。一形態において、この手固定システムは、ハンドル部材のグリップ又はグリップ面に設けられた、又はこれに面して設けられた、手首締結ストラップを備えうる。好適には、この手首締結ストラップは、自己接着性の弾性素材で形成される。一形態において、この手首締結ストラップは、伸長ハンドルの使用時に、自由な手首の動きを可能とするように構成されうるか、又は、伸長ハンドルの使用時に、手首の動きを制約するように構成されうる。
【０００８】
一形態において、ゲームコントローラ自体が、ハンドル部材と連結された場合に、ハンドグリップの一つを形成しうる。
【０００９】
好適には、モーションセンシングゲームコントローラのための取り付けシステムは、ゲームコントローラの向き又は位置を、ハンドル部材に対して調節することを可能とするように構成される。例として、取り付けシステムは、ゲームコントローラが、ハンドル部材の周囲で、又はハンドル部材に対して、回転することを可能とするように構成される。
【００１０】
好適には、取り付けシステムは、使用時にゲームコントローラが伸長ハンドルの一端で、又は一端に面して連結されるように、ハンドル部材の一端に、又は一端に面して配置される。
【００１１】
あるいは、取り付けシステムは、ハンドル部材の全長の中間に配置される。
【００１２】
好適には、ハンドル部材は、長さについて調節可能である。一形態において、ハンドル部材は、長さについて伸縮自在に調節可能である。例えば、ハンドル部材は、ハンドル部材の全体的な伸縮自在の長さ調節を可能とするために、互いに対して摺動可能な配置で連結される第１及び第２の副部材を備えうる。
【００１３】
好適には、伸長ハンドルは、重さを調節可能である。一形態において、１又は複数の重りが、ハンドル部材に連結されるか、又は組み込まれる。別の形態においては、ハンドル部材は、実質的に中空でありうるものであり、１又は複数の重りはハンドル部材内部に封止される。
【００１４】
一形態において、伸長ハンドルは、繋がれていないか、又は支持されておらず、３Ｄ空間において、ユーザにより任意の位置及び向きへと自由に動かすことが可能である。
【００１５】
別の形態において、伸長ハンドルは、ハンドル部材を重力に対して支持しながら、一方で、伸長ハンドルの３Ｄ空間内における任意の位置及び向きでの十分な動きを可能とするように配置された支持機構を更に含む。好適には、支持機構は、一端部において固定表面又は固定構造に対して固定又は連結され、かつ、もう一方の端部でハンドル部材と連結されうる。一形態において、支持機構は、ハンドル部材と固定構造又は固定表面の間に延在する、弾力的でありながら半剛体のばねを備えうる。ばね端部の、ハンドル部材及び固定構造のそれぞれとの連結は、３Ｄ空間における伸長ハンドルの様々な程度の自由な動きを可能とする固定継手、又は回転可能もしくは回動可能な継手でありうる。
【００１６】
好適には、ハンドル部材は、ユーザの左手及び右手のための、隔てられたグリップ又はグリップ面を提供するのに十分な長さである。一形態において、グリップ又はグリップ面は、ユーザに対しておよそ肩幅分離れている。
【００１７】
第２の態様において、本発明は、概して、エクササイズコントローラにおいて存在し、このエクササイズコントローラは、
隔てられた左端と右端の間に延在する長尺ハンドル部材であって、ハンドル部材の各端部における、又は各端部に面する、ユーザの左手及び右手によって握られるためのグリップ及び／又はグリップ面を提供する、ハンドル部材と、
モーションセンシングゲームコントローラであって、ハンドル部材と連結され、３Ｄ空間におけるゲームコントローラの動作を表す動作信号を生成する、モーションセンシングゲームコントローラと、を備える。
【００１８】
一形態において、このゲームコントローラは、ハンドル部材に永続的に連結されるか、又は組み込まれる。別の形態において、このゲームコントローラは、ハンドル部材に取り外し可能に連結される。
【００１９】
好適には、ゲームコントローラは、ハンドル部材の端部の一つにおいて、又は端部に面して、ハンドル部材と連結される。あるいは、ゲームコントローラは、ハンドル部材の全長の中間でハンドル部材と連結される。
【００２０】
エクササイズコントローラの長尺ハンドル部材は、本発明の第１の態様におけるハンドル部材に関して言及された、任意の１又は複数の特徴を有しうる。
【００２１】
第３の態様において、本発明は、概して、ユーザによるエクササイズを促進するためのエクササイズシステムにおいて存在し、このエクササイズシステムは、
ゲームコントローラがユーザによる３Ｄ空間におけるエクササイズコントローラの動きに対する動作信号を生成する、本発明の第２の態様のエクササイズコントローラと、
ユーザに視覚的な双方向型のゲームを提供し、３Ｄ空間におけるエクササイズコントローラの動きによって、ユーザがゲームシステムと情報のやり取りを行いうるように、エクササイズコントローラから動作信号を受信し処理する、電子ゲームシステムと、を備える。
【００２２】
好適には、このゲームシステムは、ワイヤレスで、又は配線を介して、（信号通信によって）エクササイズコントローラと動作可能に接続される。
【００２３】
好適には、このゲームシステムは、視覚的双方向型ゲームの操作のためのゲームコンソール又はゲームエンジンと、ゲームをユーザに表示するためのディスプレイスクリーンと、を含む。
【００２４】
本発明の第３の態様は、本発明の第１及び第２の態様に関して言及された、任意の１又は複数の特徴を有しうる。
【００２５】
第４の態様において、本発明は、概して、使用時にユーザの一方の手によって保持される、一端部においてゲームコントローラに固定可能なモーションセンシングゲームコントローラ、及び、ユーザのもう一方の手によって握られるための、ハンドル部材のもう一方の端部に又は端部に面して設けられるハンドグリップ又はグリップ面のための長尺伸長ハンドルにおいて存在する。
【００２６】
本発明の第４の態様は、本発明の第１〜第３の態様に関して言及された、任意の１又は複数の特徴を有しうる。
【００２７】
第５の態様において、本発明は、概して、ユーザによるエクササイズを促進するためのエクササイズシステムから構成されると考えられうるものであり、このエクササイズシステムは、
隔てられた左端と右端の間に延在する長尺ハンドル部材であって、ハンドル部材の各端部における、又は各端部に面する、ユーザの左手及び右手によって握られるためのグリップ及び／又はグリップ面を提供する、ハンドル部材と、
３Ｄ空間における、ハンドル部材に関連付けられた１又は複数の物体の動作を表す動作信号を生成するモーションセンシングデバイスと、を備える。
【００２８】
１又は複数の物体は、ユーザの手、ハンドル部材もしくはグリップ面のようなハンドル部材の任意の部分、又はハンドル部材に連結された独立した物体のうちの任意の１つ又は複数でありうる。
【００２９】
好適には、このエクササイズシステムは、ユーザに視覚的な双方向型のゲームを提供し、３Ｄ空間におけるハンドル部材の動きによって、ユーザがゲームシステムと情報のやり取りを行いうるように、モーションセンシングデバイスから動作信号を受信し処理する、電子ゲームシステムを更に備える。
【００３０】
好適には、このゲームシステムは、ワイヤレスで、又は配線を介して、モーションセンシングデバイスと（信号通信によって）動作可能に接続される。
【００３１】
好適には、このゲームシステムは、視覚的双方向型ゲームの操作のためのゲームコンソール又はゲームエンジンと、ゲームをユーザに表示するためのディスプレイスクリーンと、を含む。
【００３２】
一形態において、モーションセンシングデバイスは、ハンドル部材から独立し、離れて配置される、３Ｄ動作スキャナである。スキャナは、３Ｄ動作取得機能を提供するために、カメラ及び／又は赤外レーザー投影機を備えうる。スキャナは、例えば、Ｘｂｏｘ  Ｋｉｎｅｃｔスキャナでありうる。
【００３３】
別の形態において、モーションセンシングデバイスは、ハンドル部材に連結され、３Ｄ空間におけるゲームコントローラの動きを表す動作信号を生成する、モーションセンシングゲームコントローラである。この形態において、モーションセンシングコントローラは、本発明の第１〜第４の態様に関連して言及された、任意の１又は複数の特徴を有しうる。
【００３４】
第５の態様のいずれの形態においても、長尺ハンドル部材は、本発明の第１〜第４の態様に関して言及された、１又は複数の特徴を有しうる。
【００３５】
本明細書及び特許請求の範囲で用いられる「部材」という言葉は、文脈が別のものを示唆していない限り、一単位の部材、又は、動作可能に一つに連結もしくは接続された、２以上の副部材もしくは部品によって集合的にもたらされる部材を含むことが意図されている。
【００３６】
本明細書及び特許請求の範囲において用いられる「モーションセンシングゲームコントローラ」というフレーズは、文脈が別のものを示唆していない限り、コントローラ又はリモコンがゲームシステムに配線によって接続されるか、又はワイヤレスで接続されるかにかかわらず、ユーザが、コンソール上で動作する又は実行される視覚的双方向型ゲームと情報のやり取りを行うことを可能とするための、３Ｄ空間における自身の動きを検知し、その動きの少なくとも一側面を表す動作信号を、対応するゲームコンソール、コンピュータなどの電子ゲームシステムに送信するように構成された、又は構成可能な、任意の特別注文の又は市販の手持ち式の電子ゲームコントローラ又はゲームリモコンを意味することが意図されており、例示を目的として、任天堂Ｗｉｉリモコン及びＣｙｗｅｅ  Ｚコントローラ、又は、携帯電話もしくはスマートフォンもしくはＰＤＡなどのような、オンボードの加速度計、及び／もしくは磁力計もしくは他のモーションセンシングデバイスのいずれを介するかにかかわらず、３Ｄ空間におけるコントローラ又はリモコンの位置及び／又は向きの動きによって、ユーザがゲームシステムと情報のやり取りを行うことを可能とする、モーションセンシング能力を有する任意の他の手持ちのコントローラ又はリモコン又は電子デバイスを含むが、これらに限定されるわけではない。
【００３７】
本明細書及び特許請求の範囲で用いられる「モーションセンシングスキャナ」というフレーズは、文脈が別のものを示唆していない限り、１又は複数のカメラ及び／又は赤外線センサもしくは他の遠隔モーションセンシングデバイスもしくは動作追跡システムのいずれを光学的に介するかにかかわらず、３Ｄ空間における近隣の物体の動作を検知し、デバイスがゲームシステムに配線によって接続されるか、又はワイヤレスで接続されるかにかかわらず、ユーザが、コンソール上で動作する又は実行される視覚的双方向型ゲームと情報のやり取りを行うことを可能とするために、対応するゲームコンソール、コンピュータなどの電子ゲームシステムによる、ユーザの動作の少なくとも一側面を表す動作信号を生成するように構成された、又は構成可能な、任意の特別注文の又は市販のデバイスを意味することを意図されており、例示を目的として、Ｘｂｏｘ  Ｋｉｎｅｃｔスキャナ又は任意の他のモーションセンシングデバイスを含むが、これらに限定されるわけではない。
【００３８】
本明細書及び特許請求の範囲で用いられる「モーションセンシングシステム」というフレーズは、文脈が別のものを示唆していない限り、３Ｄ空間における１又は複数の物体の動作を検知し、そうした動作の少なくとも一側面を表す動作信号を送信するように構成された、又は構成可能であり、かつ、動作を検知するための単一のデバイス、又は互いに情報のやり取り及び／又は通信を行う独立した構成要素／デバイスの集合を含みうる、先に定義されたモーションセンシングスキャナ及び／又はモーションセンシングゲームコントローラのうちの任意の１つ、又はこれらの組み合わせを意味することを意図されている。
【００３９】
本明細書及び特許請求の範囲で用いられる「〜を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という言葉は、「少なくとも部分的に〜から構成される」ということを意味する。「〜を備える」という言葉を含む、本明細書及び特許請求の範囲における記述の各々を解釈する場合、それ以外の特徴又はその言葉によって前置きされる特徴もまた存在しうる。「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」のような関連する言葉は、同様に解釈されるべきである。
【００４０】
本明細書で用いられる「及び／又は」という言葉は、「及び」もしくは「又は」、又は両方を意味する。
【００４１】
本明細書で用いられる、名詞に続く「（ｓ）」は、その名詞の複数形及び／又は単数形を意味する。
【００４２】
本発明は上記の説明において存するものであり、例示のみを目的として、以下のような構造も想定される。
【００４３】
本発明の好適な実施形態が、例示のみを目的として、以下の図面を参照しながら説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のエクササイズシステムの全般的なブロック図である。
【図２ａ】本発明の第１の実施形態によるエクササイズシステムの全般的なブロック図である。
【図２ｂ】本発明の第２の実施形態によるエクササイズシステムの全般的なブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による、ユーザによって保持され操作されているエクササイズコントローラの正面図である。
【図４ａ】手首ストラップを組み込む本発明のハンドル部材の斜視図である。
【図４ｂ】ユーザの手首に対するアタッチメントを部分的に通り抜ける、使用状態の手首ストラップを示す図である。
【図４ｃ】ユーザの手首に完全に取り付けられた、使用状態の手首ストラップを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による、使用状態のエクササイズシステムの斜視図である。
【図６ａ】特定のリハビリテーションエクササイズのために、ユーザによって様々な手の配置で保持されるエクササイズコントローラを示す図である。
【図６ｂ】特定のリハビリテーションエクササイズのために、ユーザによって様々な手の配置で保持されるエクササイズコントローラを示す図である。
【図７】本発明の別の実施形態による、携帯電話を組み込んだエクササイズコントローラの正面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による、使用状態のエクササイズシステムの斜視図である。
【図９】本発明の別の実施形態による重力支持機構を含む、第１の実施形態のエクササイズコントローラの使用状態の側面図である。
【図１０ａ】本発明の第１の実施形態による、ハンドル部材の上面図である。
【図１０ｂ】本発明の第１の実施形態による、ハンドル部材の正面図である。
【図１０ｃ】本発明の第１の実施形態による、ハンドル部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
〔概要〕
本発明は、エクササイズシステム又はエクササイズコントローラ、及びユーザの上肢のエクササイズのためにこのコントローラを用いるエクササイズシステムに関する。本エクササイズシステム及び／又はコントローラは、一方の上肢に少なくとも部分的な麻痺を引き起こす片側不全麻痺に苦しむ患者のリハビリテーションにおける使用を意図されている。例えば、本エクササイズシステム及び／又はコントローラは、患者が、肩、肘、手首、及び指を含むが、主により長い腕の運動を介した肩及び肘の、その麻痺した上肢の制御を取り戻すことを可能とするための神経可塑性再訓練リハビリテーション技法に用いられることが可能である。本エクササイズ装置は、主として片側不全麻痺に苦しむ患者のリハビリテーションのためのものであるが、両側の訓練、及び上肢の運動のために、誰にでも使用されうることも理解されるであろう。
【００４６】
〔エクササイズシステムの概要〕
図１を参照すると、エクササイズシステム１００は、概して、システムのユーザの３次元の動作を検知し、双方向型ゲームシステム上で実行されるゲームと情報のやり取りを行い、制御するためのモーションセンシングデバイス１１を備える。ユーザの、及び、特にユーザの一方又は両方の手の３次元の動きは、モーションセンシングデバイス１１によって検知され、それが今度は双方向型ゲームシステム２０への送信のための代表的な動作信号を生成し、それにより、ゲームプレイに影響を及ぼすように、要求された／望ましい様式の動きによってユーザがゲームと情報のやり取りを行うことを可能とする。エクササイズシステム１００は、モーションセンシングデバイス１１に組み込まれるか、もしくは連結されうるか、又は、モーションセンシングデバイス１１から独立し離れて配置されうる、ユーザの左右の両手によって握ることが可能な、長尺ハンドル部材１４も備える。ハンドル部材１４の主要な機能は、ゲームプレイ中に、ユーザの両手を両側的な様式で一つに連結する又は結びつけることである。これが、ゲームシステムとの情報のやり取りのためのハンドル１４の所望の動きをもたらすために、ユーザに肩及び肘の大きな動きを使用させ、システムが肩及び肘のためのリハビリテーションエクササイズとして作用することを可能とする。これは、例えば脳卒中の後の神経可塑性の回復に関する利点を有する。
【００４７】
図２ａを参照すると、一実施形態において、エクササイズシステム１００は、双方向型ゲームシステム２０上で実行されるゲームと情報のやり取りを行い、制御するために、ユーザの両手によって、その３Ｄ空間における位置及び／又は向きに関して動かされるか、又は操作されうる、手持ちのエクササイズコントローラ１０を備える。つまり、エクササイズコントローラは、３Ｄ空間内のコントローラの１又は複数の側面又は３Ｄ位置及び／もしくは３Ｄ向きに関するエクササイズコントローラの動作を検知し、双方向型ゲームシステム２０に送信するための代表的な動作信号を生成し、それによってユーザが、エクササイズコントローラ１０の動きによってゲームと情報のやり取りを行うことを可能とするように調整された、ゲームコントローラ１２を備える。エクササイズコントローラ１０は、ゲームコントローラに組み込まれるか、又は連結され、ユーザの左右の両手によって握ることが可能な、伸長ハンドル１４も備える。伸長ハンドル１４の主要な機能は、ゲームプレイ中に、ユーザの両手を一つに連結するか、又は結びつけ、それにより、肩及び肘のためのリハビリテーションエクササイズとして、ゲームシステムとの情報のやり取りを行うためのゲームコントローラの所望の動きをもたらすために、ユーザに伸長ハンドルについての肩及び肘の大きな動きを使用させることである。
【００４８】
エクササイズシステム１００のエクササイズコントローラの一形態において、伸長ハンドル１４は、対応するゲームシステム又はコンソールと情報のやり取りを行う既存のモーションセンシングゲームコントローラ１２に対して据え付けられるか、又は取り外し可能に連結されるように構成されうる。例えば、伸長ハンドル１４は、対応する任天堂及びＣｙｗｅｅのゲームコンソールに使用するための任天堂Ｗｉｉ又はＣｙｗｅｅＺのコントローラのようなゲームコントローラ１２、又はモーションセンシング機能を有する携帯電話もしくはスマートフォンと連結されうる。他の実施形態において、エクササイズコントローラ１０は、モーションセンシングゲームコントローラ１２が伸長ハンドル１４に永続的に固定されるか、又は組み込まれ、エクササイズコントローラが、独立型ゲームコンソールであるか、又は汎用コンピュータで実行されるゲームプログラムもしくはソフトウェアを含む他のゲームシステムであるかを問わない双方向型ゲームシステムと情報のやり取りを行うように調整された、カスタマイズされた装置でありうることが理解されるであろう。
【００４９】
上述のとおり、双方向型ゲームシステム２０は、モーションセンシングゲームコントローラと情報のやり取りを行うように構成された、任天堂Ｗｉｉコンソール又はＣｙｗｅｅゲームコンソールのような既存のゲームコンソールか、又は、ゲーム用に構成された汎用パーソナルコンピュータを含む任意の他のゲームシステムもしくはコンピュータベースのシステムでありうる。つまり、双方向型ゲームシステムは、一般に、ゲームコントローラからの動作信号の処理を含む、ゲームの実行及び操作のためのゲームエンジン２２と、ユーザによる情報のやり取りのためにゲームを表示するための出力ディスプレイ２４と、を備える。ゲームエンジン２２は、ソフトウェア、ハードウェア、又は任意の他のプログラム可能デバイスにおいて提供されうる。
【００５０】
図２ｂを参照すると、別の実施形態において、エクササイズシステム１００は、ハンドル部材１４から独立し、離れて配置される３Ｄ動作スキャナ１３を備える。ユーザの両手による、ハンドル部材１４の３Ｄ空間における位置及び／又は向きの操作は動作スキャナ１３によって検知され、これが今度は双方向型ゲームシステム２０上で実行されるゲームと情報のやり取りを行い、これを制御する。動作スキャナ１３は、３Ｄ空間におけるユーザの（両）手及び／又はハンドル部材１４といった物体の動作を検知し、双方向型ゲームシステム２０に送信するための代表的な動作信号を生成し、それによってユーザが、動作スキャナ１３の前でハンドル部材１４を動かすことによってゲームと情報のやり取りを行うことを可能とするように調整される。
【００５１】
動作スキャナ１３は、スキャナ１３に隣接して動いている物体の動作の追跡、及び、コンピュータ又はゲームコンソールに関連付けられたソフトウェアシステムによる受信及び解釈のための、その動作を表す信号への変換のために必要なハードウェアコンポーネントの任意の組み合わせを備えうる。動作スキャナ１３は、視線に依存する物体スキャナ、及び／又は任意の他の種類の動作センサでありうる。例えば、動作スキャナ１３は、ハンドル部材１４を握っている際の、例えば両手及び／又は両腕を含む、ユーザの動作をキャプチャするための１又は複数の立体カメラを備えうる。さらに、動作スキャナ１３は、３Ｄビデオデータ用の奥行きのキャプチャを補助する赤外レーザー投光器を備えうる。上述のハードウェアを有する動作スキャナの一例は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｋｉｎｅｃｔである。手持ちのコントローラを必要としない、ユーザの３Ｄ動作の検出が可能な任意の他の種類の動作スキャナ１３を用いることが可能である。
【００５２】
上述のとおり、双方向型ゲームシステム２０は、Ｘｂｏｘ３６０のような、動作スキャナ１３と情報のやり取りを行うように構成された既存のゲームコンソール、又は、ゲーム用に構成された汎用パーソナルコンピュータを含む任意の他のゲームシステムもしくはコンピュータベースのシステムでありうる。つまり、双方向型ゲームシステムは、一般に、動作スキャナ１３からの動作信号の処理を含む、ゲームの実行及び操作のためのゲームエンジン２２と、ユーザによる情報のやり取りのためのゲームを表示するための出力ディスプレイ２４と、を備える。ゲームエンジン２２は、ソフトウェア、ハードウェア、又は任意の他のプログラム可能デバイスにおいて提供されうる。
【００５３】
〔ハンドル部材〕
続いて、本発明のハンドル部材１４の様々な形態の概要を説明する。モーションセンシングデバイス１１の一例として、この節に関連するいくつかの図面中にゲームコントローラ３６が示されるが、ハンドル部材１４及びその使用法の説明は、他の種類のモーションセンシングデバイス１１にも同様に適用される。
【００５４】
図３を参照すると、立っているユーザ３４の左手３０及び右手３２によって保持されているハンドル部材１４が示される。この実施形態において、ハンドル部材１４は、その端部の間でほぼ真っ直ぐであるが、これは必須ではない。
【００５５】
ハンドル１４は、隔てられた両端部の間に延在する。ハンドル部材１４は、少なくともユーザの一方の手のための、好適には左右の両手のための、１又は複数のハンドグリップ及び／又はグリップ面を備える。
【００５６】
２つの端部の間のハンドル部材１４の全長は、固定されたものであるか、又は調節可能なものであり、好適には、およそユーザの肩幅分離れた左右のハンドグリップ又はグリップ面を提供するのに十分な長さである。図３に示されるように、ハンドル部材１４は、矢印ＢＢによって示されるように、長さについて調節可能である。この実施形態において、長尺ハンドル部材は、長さについて伸縮自在に調節可能であり、伸縮自在の配置で互いに連結された、第１の副部材４２と、第２の副部材４４と、を備える。例えば、第２部材４４は、ほぼ円形の断面形状を有し、その中に、それよりも僅かに小さな直径の相補的な円形の断面形状を有し、第２部材４４に関して摺動可能に引き伸ばし又は格納が可能な、第１副部材４２を摺動可能に受容するように調整された中空管でありうる。副部材４２及び副部材４４は、任意の動作可能な係止機構によって所望の長さで合わせて係止されうるものであり、係止機構は、例えば、内部にばね付勢の係止ピンが係合され、相補的な開口部４６との協働のために第１副部材４２の周囲面に備えられうる第２部材４４に沿って設けられた、一連の開口部４６を含む。伸長ハンドル全体を形成するために、任意の他の１又は複数の部材の伸縮自在の配置が用いられうることが理解されるであろう。
【００５７】
この実施形態において、ハンドル部材４２及び４４は、円形の断面形状を有する中空の剛体パイプで構成される。ハンドルは、他の形態において任意の他の断面形状を有しうること、及び、ハンドルの長さ調節ができない実施形態においては、単一の部材の形式で代替的に提供されうることが理解されるであろう。ハンドルは、必要条件に応じて、その全長に沿って実質的に中空であるか、その全長に沿って部分的に非中空であるか、又は、その全長に沿って全体が非中空であるか、のいずれかでありうることが理解されるであろう。ハンドル部材及びその任意の副部材の形成には様々な素材が利用されうるものであり、これにはプラスチックポリマー，アルミニウム、木、金属、又は任意の他の適切な剛体材料又は半剛体材料が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００５８】
続いて図４ａ〜ｃを参照すると、長尺ハンドル１４の選択された一つの、もしくは全てのグリップ面又はハンドグリップに、手固定システム４８が設けられうる。手固定システム４８の各々は、ハンドル１４のグリップ面又はハンドグリップに対して手を固定するように動作可能である。直立のハンドグリップ４０上のユーザの右手３２用の、取り外し可能に固定する手首ストラップ４８という形を取った手固定システムが示される。この手首ストラップは、ユーザがハンドルを握るための補助として用いられ、ハンドルに対するユーザの手首の動きを制限するために剛性のストラップとして構成されるか、又は他の実施形態においては、ハンドルに対する手首の自由な動きを可能としうる。手首ストラップは、弾性素材もしくは非弾性素材、又はこれらの組み合わせから形成されうる。一形態において、手首ストラップは、（例えば、ベルクロのブランド名で販売されるタイプの）フック及びループファスナーのような自己接着性素材の形を取った締結システムを備えうる。ストラップは手首をしっかりと掴むように動作可能であり、場合により、スケートボードの手首プロテクタに類似するが、ストラップの前部はハンドグリップ又はグリップ面１４に接続される。図４ｂ及び図４ｃは、８の字結びのストラップを形成するために、ユーザの手３２の周囲に手首ストラップ４８を巻きつける過程を示す。この実施形態において、手首ストラップは、様々なサイズのユーザに対応するために弾力性を有するが、これは必須ではない。あるいは、手首ストラップは、自己接着性素材を備えず、ストラップ締結用のバックル又はクリップ機構といった、任意の他の締結システムの形態を備えうる。手首ストラップを締結するための任意の他の公知の方法が用いられうる。あるいは、手固定システムは、ユーザの手首の周囲をクランプで固定する剛性のプラスチック素材で形成されうる。
【００５９】
エクササイズシステム１００のいくつかの実施形態において、ハンドルの全体重量を調節し、それによりゲームプレイ中に必要とされる労力を増加又は減少させるために、調節可能な重りシステムが設けられうる。重りシステムは、ハンドル１４に、又はその内部に連結する、又は組み込むことが可能な、重さ調節用の１又は複数の重りを備えうる。重りは、任意の固体又は液体の主要部を備えうる。一形態において、中空ハンドル１４が、その内部に複数の室のうちの一室を形成するために封止されうるものであり、ハンドルの重量を増加させるために、ハンドル内部の封止された室に水が導入されうる。
【００６０】
示されるように、ハンドル部材１４は、隔てられ、好適には、ユーザが、両手がおよそ肩幅分隔てられた状態でハンドル１４を握ることが可能な、ユーザの手のためのグリップ面及び／又はハンドグリップ４０及び４１を提供するのに十分な長さである。例示のみを目的として、図１０ａ〜図１０ｃは、本発明の一実施形態におけるハンドル部材１４のミリメータ寸法を示すが、エクササイズ中の十分な肩及び／又は肘の動きを可能とする任意の他の寸法も用いられうることは明らかであろう。様々なユーザのために、様々な大きさの、又は様々にカスタマイズされたハンドル部材が提供されうることが明らかであろう。
【００６１】
図５を参照すると、エクササイズシステム１００におけるハンドル部材１４の典型的な使用法が説明される。
【００６２】
エクササイズシステム１００は、ユーザの上肢の両側のエクササイズ訓練用に構成される。上述のとおり、エクササイズシステムは、モーションセンシングデバイス１２と連結されたハンドル部材１４の動きを介して制御されうる双方向型ゲームシステム２２を備える。要するに、ハンドル１４はユーザの２本の腕を一つに結びつけて、ゲームと情報のやり取りを行うために必要とされるモーションセンシングデバイス１２の動作をもたらすために、肘及び／又は肩の動きを含む、大きな腕の動きを促す。様々な異なる種類のゲームが双方向型ゲームシステム２０上に表示されうること、並びに、情報のやり取り及びゲームプレイは、ゲームと情報のやり取りを行い、要求される課題又はレベルに応じた進歩を達成するために、ユーザの両腕によるハンドル１４の操作及び動きを必要とすることが理解されるであろう。
【００６３】
エクササイズシステムは、好適には、神経学的損傷に苦しんでおり、両側のエクササイズの遂行によるリハビリテーションを受けている患者による使用に適合される。例えば、このシステムは、脳卒中の結果として生じ、多くの場合、患者の一方の腕に影響を与え、もう一方の腕には影響を与えない、片側不全麻痺に苦しむ者による使用に適合される。図３を参照すると、影響を受けていない左腕でハンドル１４の一方の端部を握り、部分的に麻痺した右腕がハンドグリップ４０でハンドル部材のもう一方の端部を握るか、又はストラップでしっかりと固定されている、ユーザ３４が示される。この配置によって、ユーザの健常な左腕は、影響を受けた腕と接続され、影響を受けた腕のガイド及び補助として用いられることが可能となる。
【００６４】
図５に示されるように、この実施形態におけるハンドル１４は繋がれておらず、３Ｄ空間において任意の位置及び／又は向きに自由に動かすことが可能である。ユーザ３４は、必要に応じて影響を受けた手又は腕の握りを補助するための固定ストラップを含み、好適にはおよそ肩幅分隔てられた、左右の両手によってハンドルを保持する。次いで、ユーザは、大きな肩及び肘の動きを介して、ハンドルの位置・向きを操作することを要求される。
【００６５】
モーションセンシングデバイス１２は、通常、３Ｄ空間における自身の３Ｄ位置及び／又は３Ｄ向きに関する、任意の１又は複数の垂直、水平、及び／又は回転の動きを含みうる、動作の１又は複数の側面を検知することによって機能し、スクリーン２４上に表示されたゲームと情報のやり取りを行うために、ゲームコンソール２２のような双方向型ゲームシステム２０に対して、代表的な動作信号を送信する。
【００６６】
図６Ａ及び図６Ｂは、ハンドル部材１４を保持するための異なる構成を示す。図６Ｂに示されるように、ユーザは必ずしもハンドグリップ４０を握る必要はなく、この実施形態において、図６Ｂに示されるように、ユーザが、単にハンドル部材の周囲の円周面によってもたらされうる、横向きのハンドル部材上のグリップ面を握る、手の配置についての他の手段を用いうる。ゲームプレイ中の様々な関節運動に焦点を合わせるために、これらの様々なハンドグリップ構成が、それぞれの患者のために選択され、カスタマイズされることが可能である。
【００６７】
このエクササイズコントローラは、片側不全麻痺に苦しんでいるか否かにかかわらず、両側のエクササイズ訓練を受けているあらゆる人物によって用いられうることが明らかであろう。このエクササイズコントローラは、単に娯楽用に用いられることも可能である。
【００６８】
〔エクササイズコントローラの実施形態〕
続いて、本エクササイズコントローラの実施形態、及びその様々な形態が、図３〜７及び図１０ａ〜ｃを参照して説明される。例示のみを目的として、エクササイズコントローラは、ＣｙｗｅｅＺコントローラのような、商業的に利用可能なゲームコントローラに据え付けられる伸長ハンドル１４の文脈において説明される。
【００６９】
図３及び図５を参照すると、立っているユーザ３４の左手３０及び右手３２によって保持されるエクササイズコントローラ１０が示される。視覚的ディスプレイスクリーン２４を含むゲームシステム２０が、ユーザの前方にある。エクササイズコントローラ１０は、ＣｙｗｅｅＺのような、モーションセンシングゲームコントローラ（図５における１２）に据え付けられるか、または連結される伸長ハンドル１４を備える。
【００７０】
次に、図１０ａ〜ｃを同様に参照すると、伸長ハンドル１４は、隔てられた端部３８ａ及び端部３８ｂの間に延在する長尺ハンドル部材を備える。ハンドル部材は、図６Ａ及び図６Ｂに関して例として更に詳細に説明されるように、少なくともユーザの一方の手のための、好適には右手と左手の両方のための、１又は複数のハンドグリップ及び／又はグリップ面を備える。
【００７１】
ハンドル部材には、ゲームコントローラ３６を受容し、ハンドル部材に対して保持又は他の方法で固定するように動作可能な取り付けシステムが設けられる。取り付けシステムは、ハンドル部材の一方又は両方の端部に、もしくはこれに面して、又は別の実施形態においては両端部の中間に設けられうる。図３に示されるように、取り付けシステムは、ハンドル部材の左端３８ｂに設けられる。この形態において、ゲームコントローラ３６は取り外し可能に保持され、ハンドル部材の端部に設けられた相補的開口部５２内に受容される。このゲームコントローラは、摩擦適合保持、動作可能なクランプ、又は任意の他の固定機構によって、取り付け開口部５２内に固定されうる。一形態において、ゲームコントローラを所定位置に保持するために、取り付け開口部５２の内部表面に、ゴムや発泡体のような、弾性的に変形可能な素材が設けられうる。別の実施形態において、任意の他の取り付けシステム、又はゲームコントローラ３６を伸長ハンドルに連結するために動作可能なクランプ機構が用いられうることが理解されるであろう。取り付けシステムは、伸長ハンドルに対して固定された位置及び向きでゲームコントローラと連結されるか、又は、ゲームコントローラ３６の位置及び向きを伸長ハンドルに対して選択的に調節することが可能な調節可能取り付けシステムとして構成されうる。例えば、一形態において、取り付けシステムは、ゲームコントローラ、及びエクササイズコントローラ全体を、左手又は右手による使用のために回転させることが可能なように、軸ＡＡについてのゲームコントローラの回転を可能とするように構成されうる。例えば、取り付けシステムは、ゲームコントローラがハンドル部材の長手軸をほぼ横断する軸の周囲を回転することを可能としうる。
【００７２】
この実施形態において、伸長ハンドルは、使用時、隔てられたユーザの左手３０及び右手３２の間で横方向に延在する長尺ハンドル部材を備える。この実施形態の一形態において、ハンドル部材の一方の端部３８ｂには、ゲームコントローラ３６に対する連結又は取り付けのための取り付けシステムが設けられる。ハンドル部材のもう一方の端部３８ａには、横方向に延在するハンドル部材の長手軸に対してほぼ直立の又は横断する向きを有するハンドグリップ４０が設けられうる。
【００７３】
図７を参照すると、この実施形態の別形態において、ゲームコントローラ３６のための取り付けシステム７０は、２つの端部３８ａ及び３８ｂの中間に設けられる。ハンドル部材１４に沿って取り付けられたゲームコントローラ３６が示される。ゲームコントローラは、スマートフォン３６の動作を検出し、動作を示すデータをゲームシステム２０に送信するための、組み込みのモーションセンシング及び通信機能を有するスマートフォン３６でありうる。取り付けシステムは、基部と、その間にスマートフォン３６を受容し保持するための、基部の複数の側面／端部から横方向に延在する複数の支持部７０〜ｃと、を有する汎用フォン・マウント７０でありうる。基部は、（示されるように）ハンドル１４の長手軸に沿って、又は長手軸を横断して、又はハンドル１４の長手軸に対する任意の他の角度で、ハンドル部材１４上にねじ留めされるか、又は他の方法で取り付けられうる。基部及び／又は支持部ならびにハンドル部材１４は、単一の一体化されたユニットでありうる。本実施形態のこの形態において、ハンドル部材１４の両端部３８ａ及び３８ｂには、横方向に延在するハンドル部材の長手軸に対してほぼ直立の又は横断する向きを有するハンドグリップ４０が設けられる。３８ａのユーザの障害のある手は、グリップ４０に対してストラップで固定されるか、又は別の方法で取り付けられうる。
【００７４】
先に図３及び図１０ａ〜ｃに関連して詳細に説明したように、２つの端部３８ａ及び３８ｂの間のハンドル部材の全長は、固定されたものか、又は調節可能なものでありうるものであり、好適には、およそユーザの肩幅分離れた左右のハンドグリップ又はグリップ面を提供するのに十分な長さである。
【００７５】
図６Ａ及び６Ｂを参照すると、エクササイズコントローラの長さ調節不可能な実施形態が示される。この実施形態において、横方向の長尺ハンドル部材５０は、ある長さの剛体パイプのような、単一の一体化された長尺構成要素を備えるが、別の実施形態においては、非中空の部材が用いられうる。図６Ａ及び６Ｂに示されるように、ユーザは、ゲームコントローラ３６に関連付けられたゲームシステムとの情報のやり取りにおいて使用するためにエクササイズコントローラを保持するための様々なハンドグリップ構成を用いうる。図６Ａにおいて、ユーザの右手３２が、横方向のハンドル部材５０に対してほぼ横断する向きを有するハンドコントローラ３６を握っている。同様に、ユーザの右手３０は、ハンドル部材のもう一方の端部に配置された直立のハンドグリップ４０を握っている。図６Ａには手固定システムは示されていないが、上述のとおり、ハンドグリップ４０とゲームコントローラ３６のいずれか、又は両方が、関連付けられた手固定システムを有しうる。この保持の構成は、ゲームプレイ中のゲームコントローラの上下運動をもたらす肘の屈曲及び肩の動きというユーザの動きに焦点を合わせている。
【００７６】
対照的に、図６Ｂは、横方向のハンドル部材５０自身によってもたらされるグリップ面を握る左手３０及び右手３２の両方によってエクササイズコントローラを保持するユーザ３４を示す。この保持の構成において、ユーザによる関節伸展が、ゲームコントローラの上下運動を制御する。
【００７７】
〔エクササイズコントローラの作用〕
図３及び５を参照すると、エクササイズシステム１００におけるエクササイズコントローラ１０の典型的な作用が説明される。
【００７８】
エクササイズコントローラ１０は、ユーザの上肢の両側のエクササイズ訓練用に構成される。上述のとおり、エクササイズシステムは、エクササイズコントローラ１０の動きを介して制御されうる双方向型ゲームシステム２２を備える。要するに、ゲームコントローラ１２／３６と連結された伸長ハンドル１４は、両側様式でユーザの２本の腕を一つに結びつけて、ゲームと情報のやり取りを行うために必要とされるオンボードのゲームコントローラ３６の動作をもたらすために、肘及び／又は肩の動きを含む、大きな腕の動きを促す。様々な異なる種類のゲームが双方向型ゲームシステム２２上に表示されうること、並びに、情報のやり取り及びゲームプレイは、ゲームと情報のやり取りを行い、要求される課題又はレベルに応じた進歩を達成するために、ユーザの両腕による伸長ハンドル１４の操作及び動きを必要とすることが理解されるであろう。
【００７９】
エクササイズコントローラ１０は、好適には、神経学的損傷に苦しんでおり、両側のエクササイズの遂行によるリハビリテーションを受けている患者による使用に適合される。例えば、エクササイズコントローラは、脳卒中の結果として生じ、多くの場合、患者の一方の腕に影響を与え、もう一方の腕には影響を与えない、片側不全麻痺に苦しむ者による使用に適合される。図３を参照すると、影響を受けていない左腕でゲームコンソール３６を握り、部分的に麻痺した右腕がハンドグリップ４０でハンドル部材のもう一方の端部を握るか、又はストラップでしっかりと固定されている、ユーザ３４が示される。この配置によって、ユーザの健常な左腕は、影響を受けた腕と接続され、影響を受けた腕のガイド及び補助として用いられることが可能となる。
【００８０】
この実施形態におけるエクササイズコントローラ１０は繋がれておらず、３Ｄ空間において任意の位置及び／又は向きに自由に動かすことが可能である。ユーザ３４は、必要に応じて影響を受けた手又は腕の握りを補助するための固定ストラップを含み、好適にはおよそ肩幅分隔てられた、左右の両手によってエクササイズコントローラを保持する。次いで、ユーザは、ゲームプレイ中にゲームコントローラ３６に連結された伸長ハンドルの大きな肩及び肘の動きを介して、ゲームコントローラ３６の位置・向きを操作することを要求される。
【００８１】
ゲームコントローラ３６は、通常、３Ｄ空間における自身の３Ｄ位置及び／又は３Ｄ向きに関する、任意の１又は複数の垂直、水平及び／又は回転の動きを含みうる、動作の１又は複数の側面を検知することによって機能し、スクリーン上に表示されたゲームと情報のやり取りを行うために、ゲームコンソールのような双方向型ゲームシステムに対して代表的な動作信号を送信する。また、このゲームコントローラには、ゲームと更なる情報のやり取りを行うための、ゲームプレイ中にユーザが作動させうる１又は複数のボタン、スイッチ、又はダイヤルも設けられうるものであり、これらのボタンの操作は、双方向型ゲームに送信される更なる制御信号を発生させる。
【００８２】
図６Ｂに示されるとおり、ユーザは必ずしもハンドグリップ４０及びゲームコントローラ３６を握る必要はなく、この実施形態において、図６Ｂに示されるように、ユーザが、単にハンドル部材の周囲の円周面によってもたらされうる、横向きのハンドル部材上のハンドグリップ面を握る、手の配置についての他の手段を用いうる。ゲームプレイ中の様々な関節運動に焦点を合わせるために、これらの様々なハンドグリップ構成が、それぞれの患者のために選択され、カスタマイズされることが可能である。
【００８３】
エクササイズコントローラ１０は、片側不全麻痺に苦しんでいるか否かにかかわらず、両側のエクササイズ訓練を受けているあらゆる人物によって用いられうることが明らかであろう。エクササイズコントローラ１０は、単に娯楽用に用いられることも可能である。
【００８４】
〔ハンドル＋動作スキャナの実施形態〕
本発明の別の実施形態において、図２ｂに示されるように、エクササイズシステム１００は、ゲームシステムに連結された動作スキャナから独立し、離れて配置される長尺ハンドル部材１４を備える。図８を参照すると、立っているユーザ３４の左手３０及び右手３２によって保持されている長尺ハンドル部材１４が示される。視覚的ディスプレイ８０を含むゲームシステム２０が、ユーザの前方にある。この実施形態におけるハンドル部材１４は、モーションセンシングゲームコントローラに据え付けられたり、連結される必要はない。その代わりに、ユーザ３４の動作、及び特にユーザ３４の左手３０又は右手３２の動作、又はハンドル部材１４の動作を判断するためのモーションセンシングスキャナ１３が、ユーザ３４に隣接して配置される。
【００８５】
エクササイズコントローラの実施形態におけるもののように、ハンドル１４は、隔てられた端部の間に延在する長尺ハンドル部材を備える。図５に示されるように、ハンドル部材１４は、ユーザの少なくとも一方の手、好適には左右両方の手のための、１又は複数のハンドグリップ及び／又はグリップ面４０を備える。この実施形態におけるハンドル部材には、コントローラのための取り付けシステムは設けられない。
【００８６】
上述の実施形態のように、ユーザは、動作スキャナ１３に関連付けられたゲームシステム２０との情報のやり取りにおいて使用するためにハンドル部材１４を保持するための様々なハンドグリップ構成を用いうる。さらに、先に説明したように、手固定システムが設けられうる。
【００８７】
動作スキャナ１３と組み合わされたハンドル部材１４は、ユーザの上肢の両側エクササイズ訓練用に構成される。上述のとおり、双方向型ゲームシステム２２は、ハンドル部材１４の動きを介して制御されうる。要するに、動作スキャナ１３に隣接するハンドル１４は、両側様式でユーザの２本の腕を一つに結びつけて、ゲームシステム２２上で実行されるゲームと情報のやり取りを行うために必要とされる動作をもたらすために、肘及び／又は肩の動きを含む、大きな腕の動きを促す。様々な異なる種類のゲームが双方向型ゲームシステム２２上に表示されうること、並びに、情報のやり取り及びゲームプレイは、ゲームと情報のやり取りを行い、要求される課題又はレベルに応じた進歩を達成するために、ユーザの両腕によるハンドルの操作及び動きを必要とすることが理解されるであろう。
【００８８】
ハンドルは繋がれておらず、３Ｄ空間において任意の位置及び／又は向きに自由に動かすことが可能である。ユーザ３４は、必要に応じて影響を受けた手又は腕の握りを補助するための固定ストラップを含み、好適にはおよそ肩幅分隔てられた、左右の両手によってハンドル１４を保持する。次いで、ユーザは、ゲームプレイ中に大きめな肩及び肘の動きを介して、ハンドル１４の位置・向きを操作することを要求される。
【００８９】
動作スキャナ１３は、通常、物体の３Ｄ空間における３Ｄ位置及び／又は３Ｄ向きに関する、ユーザの一方の手の、もしくは両方の手の、又はハンドル部材１４自体の、もしくは（例えば、グリップ面の１つのような）その任意の一部の、任意の１又は複数の垂直、水平、及び／又は回転の動きを含みうる、ハンドル部材に関連付けられた１又は複数の物体の動作の１又は複数の側面を検知することによって機能する。３Ｄ動作は、それを表す動作信号へと変換され、続いて、スクリーン上に表示されたゲームと情報のやり取りを行うために、ゲームコンソールのような双方向型ゲームシステム２０に送信されるか、又は用いられる。独立した物体は、（例えば、ゲームコントローラの実施形態のもののような取り付けシステムを介して、）動作信号を提供するために動作スキャナ１３と情報のやり取りを行うハンドル部材１４と連結されうる。換言すれば、動作スキャナ１３は、ハンドル部材１４に連結された特定の物体（この物体は、視覚的又は電子的に独特なものでありうる−例えば、特定の周波数を発信する）の動作を検出することによって機能する。この物体は、その動作がスキャナによって検知可能な光学的もしくは電子的デバイス、又は他の種類の物理的デバイスでありうる。
【００９０】
動作スキャナ１３は、コンピュータ又はゲームコンソールに関連付けられたソフトウェアシステムによる受信及び解釈のために、スキャナに隣接して動いている物体の動作を、その動作を表す信号へと変換するために必要なハードウェアコンポーネントの任意の組み合わせを備えうる。例えば、動作スキャナ１３は、ユーザの動作をキャプチャするための１又は複数のカメラを備えうる。加えて、動作スキャナ１３は、３Ｄビデオデータのキャプチャを補助する赤外レーザー投光器を備えうる。上述のハードウェアを有する動作スキャナの一例は、Ｘｂｏｘ  Ｋｉｎｅｃｔである。手持ちのコントローラの必要なくユーザの３Ｄ動作の検出が可能な、任意の他の種類の動作スキャナ１３が使用可能である。好適には、使用時、動作スキャナ１３は、少なくともユーザの一方の手の動きをキャプチャするために設置される。
【００９１】
このエクササイズシステムは、片側不全麻痺に苦しんでいるか否かにかかわらず、両側エクササイズ訓練を受けているあらゆる人物によって用いられうることが明らかであろう。このエクササイズシステムは、単に娯楽用に用いられることも可能である。
【００９２】
〔重力支援エクササイズシステム〕
続いて、エクササイズコントローラの実施形態を参照して、重力支援エクササイズシステムを説明する。しかしながら、同様の構成は、これまでに議論した本発明の任意の実施形態のために用いることが可能であることが理解されるであろう。
【００９３】
図９を参照すると、エクササイズコントローラは、エクササイズコントローラを自分自身で保持し、操作するための力が制限されている人々による使用のために、繋がれ、重力に対して支持されうる。重力に対して支持される実施形態において、エクササイズコントローラは、ユーザのためにエクササイズコントローラの重量を少なくとも部分的に支持する支持機構を追加的に備えうる。一形態において、この支持機構は、長尺ハンドル部材と天井などのユーザの上方の固定構造との間に連結された、頭上のばねで留められた支持部を備えうる。この支持機構により、ユーザは依然として、３Ｄ空間においてエクササイズコントローラを自由に操作することが可能となる。
【００９４】
図９に示されるような別の形態において、ユーザ３４は、双方向型ゲームシステム２０のディスプレイスクリーンの前方に着席しうる。半剛体のばね部材６０が、エクササイズコントローラに対して一方の端部６０ａで、及び、テーブルや壁などといった固定構造６２対してもう一方の端部６０ｂで、連結されうる。ばね部材の端部６０ｂは、ねじクランプ又は任意の他の取り付け部もしくは継手機構６４を介して、固定構造に対して強固に連結されうる。ばね部材６０のもう一方の端部６０ａは、好適には、エクササイズコントローラに対して、例えばエクササイズコントローラ１０の長尺ハンドル部材の中間に中心的に、ジンバルのような回転可能なピボット継手によって、回転可能又は回動可能に連結される。この構成によって、ばね部材６０は、エクササイズコントローラの重量に対する重力支持を提供し、さらに、ばね部材６０の長さ及び継手６６の性質によって規定される限度内で、ユーザが３Ｄ空間においてエクササイズコントローラの位置及び向きを自由に操作することも可能にする。
【００９５】
〔有利性及び利益〕
いくつかの実施形態において、このエクササイズコントローラ及びエクササイズシステムは、以下の有利性及び利益を有しうる。
【００９６】
本質的に、ハンドル部材はユーザの２つの手及び腕を一つに連結し、両腕の連動した動きは、連結されたゲームコントローラ３６又は追跡される物体の位置及び／又は向きにおける、所望に応じてゲームと情報のやり取りを行うために要求される対応する動作をもたらすために必要とされる。ハンドルの位置及び／又は向きを操作するために２つの手が必要とされるため、これは、単に、ゲームと情報のやり取りを行うための、ゲームコントローラについての、又は動作スキャナの前方における片手の手首の動きを含む従来のモーションセンシングゲームの使用と比較して、ゲームと情報のやり取りを行うためにより大きな腕の動きを強いる傾向がある。
【００９７】
ユーザの一方の手、又は両方の手における手固定ストラップには、二重の目的がある。部分的麻痺に苦しむ影響を受けた四肢にとって、固定ストラップは、ユーザが伸長ハンドルグリップ又はグリップ面を握るための補助となる。さらに、片手又は両手に、ハンドルに対する手首の動きを制限する硬直固定ストラップが設けられうることによって、ゲームと情報のやり取りを行うために要求される対応する動作を作り出すための、より大きな肩及び肘の動きを更に促進する。
【００９８】
本発明についての上述の説明は、それらについての好ましい形態を含むものである。これらについての修正が、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく行われうる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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