(57)【要約】【課題】  簡易に、かつ、精度良く被検体の姿勢を検出する。【解決手段】  頭部に装着された個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）のそれぞれが、波長λjのビーム光を射出している間、処理部は、第１光検出部１３０Ａ及び第２光検出部１４０Ａの両方の検出部からのビーム光の到達検出結果を得るため、透過設定指令及び不透過設定指令を第１光検出部１３０Ａへ送る。第１及び第２光検出部１３０Ａ，１４０Ａは、個別光発生部１２１Ａjのそれぞれから射出された光の到達を検出すると、検出結果を処理部へ送る。そして、処理部は、第１及び第２光検出部１３０Ａ，１４０Ａのそれぞれにおいて、いずれの個別光検出部が波長λjの光を検出したかに基づき、頭部の位置及び姿勢を特定する。【選択図】  図１０
2011208981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節機構を介して、個別部位が順次接続され、複数の前記個別部位には、隣接部位に対して、姿勢変化が可能な特定部位が含まれる被検体が所定空間内に存在している場合において、前記被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、
前記特定部位における少なくとも１つの所定位置に装着され、互いに交差する異なる方向のビーム光を射出する少なくとも２つの個別光発生手段と；
前記被検体の外側に配設され、前記個別光発生手段から発せられた光の到達の検出、及び／又は、前記個別光発生手段から発せられた光の通過又は透過のいずれかを行う第１光検出手段と；
前記第１光検出手段の外側に配設され、前記個別光発生手段から発せられ、前記第１光検出手段を通過又は透過した光の到達を検出する第２光検出手段と；
前記第１及び第２光検出手段による検出結果に基づいて、前記特定部位の前記所定空間内における位置及び姿勢を特定する特定手段と；
を備えることを特徴とする姿勢検出装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの個別光発生手段から射出されるビーム光の方向は互いに直交する、ことを特徴とする請求項１に記載の姿勢検出装置。
【請求項３】
前記少なくとも２つの個別光発生手段から射出されるビーム光の方向のなす角は、予め定められた角度である、ことを特徴とする請求項１に記載の姿勢検出装置。
【請求項４】
前記特定部位には、３つの個別光発生手段が装着される、ことを特徴とする請求項２に記載の姿勢検出装置。
【請求項５】
前記特定手段は、前記少なくとも２つのビーム光のそれぞれについて前記第１及び第２光検出手段における検出位置に基づいて、前記少なくとも２つのビーム光のそれぞれについて前記第１及び第２光検出手段における検出位置を結ぶ直線の交差位置を導出して前記所定空間内における前記特定部位の位置を特定するとともに、前記少なくとも２つのビーム光の方向を導出して前記特定部位の姿勢を特定する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項６】
前記個別光発生手段のそれぞれは、異なる波長の光を射出し、
前記第１光検出手段は、複数の第１個別光検出手段を備え、
前記第１個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段のそれぞれに対応して配置され、対応する個別光発生手段が射出する波長の光を検出する第１個別受光手段と；
前記個別光発生手段からの光の透過及び不透過のいずれかの設定を、前記特定手段による制御のもとで行い、透過設定時には、前記個別光発生手段からの光を透過させるとともに、不透過設定時には、前記個別光発生手段からの光の一部を、前記第１個別受光手段のそれぞれへ導光するシャッター手段と；を備え、
前記第２光検出手段は、複数の第２個別光検出手段を備え、
前記第２個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段のそれぞれに対応して配置され、対応する個別光発生手段が射出する波長の光を検出する第２個別受光手段と；
前記第１個別光検出手段を透過した光の一部を、前記第２個別受光手段のそれぞれへ導光する個別導光手段と；を備える、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項７】
前記個別光発生手段のそれぞれは、異なる波長の光を射出し、
前記第１光検出手段は、複数の第１個別光検出手段を備え、
前記第１個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段のそれぞれに対応して配置され、対応する個別光発生手段が射出する波長の光を検出する第１個別受光手段と；
前記個別光発生手段からの光の一部を通過させるとともに、他の一部を前記第１個別受光手段のそれぞれへ導光する個別光振分手段と；を備え、
前記第２光検出手段は、複数の第２個別光検出手段を備え、
前記第２個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段のそれぞれに対応して配置され、対応する個別光発生手段が射出する波長の光を検出する第２個別受光手段と；
前記第１個別光検出手段を透過した光の一部を、前記第２個別受光手段のそれぞれへ導光する個別導光手段と；を備える、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項８】
前記特定手段は、前記少なくとも２つの個別光発生手段から、順次、選択的に前記異なる方向のビーム光が射出されるように前記個別光発生手段を制御し、
前記第１光検出手段は、複数の第１個別光検出手段を備え、
前記第１個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段が射出する光を検出する第１個別受光手段と；
前記個別光発生手段からの光の透過及び不透過のいずれかの設定を、前記特定手段による制御のもとで行い、透過設定時には、前記個別光発生手段からの光を透過させるとともに、不透過設定時には、前記個別光発生手段からの光の一部を、前記第１個別受光手段へ導光するシャッター手段と；を備え、
前記第２光検出手段は、複数の第２個別光検出手段を備え、
前記第２個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段が射出する光を検出する第２個別受光手段と；
前記第１個別光検出手段を透過した光の一部を、前記第２個別受光手段へ導光する個別導光手段と；を備える、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項９】
前記特定手段は、前記少なくとも２つの個別光発生手段から、順次、選択的に前記異なる方向のビーム光が射出されるように前記個別光発生手段を制御し、
前記第１光検出手段は、複数の第１個別光検出手段を備え、
前記第１個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段が射出する光を検出する第１個別受光手段と；
前記個別光発生手段からの光の一部を通過させるとともに、他の一部を前記第１個別受光手段へ導光する個別光振分手段と；を備え、
前記第２光検出手段は、複数の第２個別光検出手段を備え、
前記第２個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段が射出する光を検出する第２個別受光手段と；
前記第１個別光検出手段を透過した光の一部を、前記第２個別受光手段へ導光する個別導光手段と；を備える、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２検出手段は、被検体の全天にわたって配置される、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項１１】
前記特定部位は複数である、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項１２】
前記被検体は人体である、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項１３】
前記個別光発生手段の装着位置は、頭部における頭頂部、前額部及び両側頭部の少なくとも１つの所定位置であり、
前記特定手段は、前記第１及び第２光検出手段による検出結果に基づいて、前記頭部の前記所定空間内における位置及び姿勢を特定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の姿勢検出装置。
【請求項１４】
前記個別光発生手段の装着位置は、両肩部における前面及び側面の少なくとも１つの所定位置であり、
前記特定手段は、前記第１及び第２光検出手段による検出結果に基づいて、前記両肩部の前記所定空間内における位置及び姿勢を特定する、
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の姿勢検出装置。
【請求項１５】
前記特定手段による特定結果の時間的変化を解析して、前記被検体の姿勢変化の態様を導出する導出手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、姿勢検出装置に係り、より詳しくは、被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人体等の姿勢検出は、スポーツフォームの動作分析、スポーツ医療、リハビリテーション患者の生活活動分析、ロボット技術開発等の様々な分野において行われてきている。また、人体の姿勢検出結果は、アニメーションやゲームなどのキャラクターの人間らしい動きを再現するためにも利用されている。このように、人体等の姿勢検出は、広範囲な分野において行われている。
【０００３】
こうした人体等の姿勢を検出する技術の一つとして、光を利用した技術が提案されている（特許文献１参照：以下、「従来例」と呼ぶ）。この従来例の技術では、対象物（例えば、頭部）の複数の所定位置に赤外線を発光する発光手段を固定し、発光手段に対して一意的に割り付けられた識別情報に応じて各発光手段を点滅させるとともに、３次元位置関係を表す３次元位置情報に応じて少なくとも一の発光手段を点滅させる。そして、対象物を含む赤外線画像を撮影し、当該赤外線画像を用いて発光手段を検出するとともに、発光手段の点滅状態から識別情報及び３次元位置情報を検出する。そして、当該検出結果に基づいて、３次元空間における対象物の姿勢を検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２７５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来例の技術では、撮影した赤外線画像に基づいて、対象物の姿勢を検出する。こうした対象物の姿勢の検出には、画像解析を行わなければならず、対象物の姿勢の検出を精度良く行おうとすると、演算負荷の高い画像解析処理が必要となる。また、従来例の技術では、赤外線画像から得られた各発光手段の２次元位置に基づき、３次元空間における対象物の位置及び角度を検出する。こうした２次元情報からの３次元情報の導出は、容易に行えるとはいいがたく、演算量が大きなものとなる。
【０００６】
このため、人体等の姿勢の検出に際して、人体等の画像撮影及び撮影された画像の解析処理を行うことなく、容易に、かつ、精度良く３次元空間における人体等の姿勢を検出することができる技術が待望されている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。
【０００７】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、簡易に、かつ、精度良く被検体の姿勢を検出することができる新たな姿勢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】
【０００８】
本発明は、関節機構を介して、個別部位が順次接続され、複数の前記個別部位には、隣接部位に対して、姿勢変化が可能な特定部位が含まれる被検体が所定空間内に存在している場合において、前記被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、前記特定部位における少なくとも１つの所定位置に装着され、互いに交差する異なる方向のビーム光を射出する少なくとも２つの個別光発生手段と；前記被検体の外側に配設され、前記個別光発生手段から発せられた光の到達の検出、及び／又は、前記個別光発生手段から発せられた光の通過又は透過のいずれかを行う第１光検出手段と；前記第１光検出手段の外側に配設され、前記個別光発生手段から発せられ、前記第１光検出手段を通過又は透過した光の到達を検出する第２光検出手段と；前記第１及び第２光検出手段による検出結果に基づいて、前記特定部位の前記所定空間内における位置及び姿勢を特定する特定手段と；を備えることを特徴とする姿勢検出装置である。
【０００９】
この姿勢検出装置では、被検体の姿勢を検出するに際して、まず、特定部位における少なくとも１つの所定位置に装着された少なくとも２つの個別光発生手段が、互いに交差する異なる方向に進行するビーム光を射出する。そして、個別光発生手段のそれぞれから射出された光の到達の検出、及び／又は、当該射出された光の通過又は透過のいずれかを、第１光検出手段が行う。この第１光検出手段は、所定空間内に存在している被検体の外側に配設されている。そして、第１光検出手段を通過又は透過した光の到達の検出を、当該第１光検出手段の外側に配設されている第２光検出手段が行う。
【００１０】
引き続き、特定手段が、第１光検出手段及び第２光検出手段による検出結果に基づいて、特定部位の所定空間内における位置及び姿勢を特定する。この特定結果に基づいて、３次元空間における被検体の姿勢が検出される。
【００１１】
したがって、本発明の姿勢検出装置によれば、簡易に、かつ、精度良く被検体の姿勢を検出することができる。
【００１２】
本発明の姿勢検出装置では、前記少なくとも２つの個別光発生手段から射出されるビーム光の方向を、互いに直交するようにすることができる。この場合には、ビーム光の方向のなす角を９０度よりも狭い角度にしたときと比べて、個別光発生手段のそれぞれから射出されたビーム光は、第１及び第２光検出手段の隔絶した位置に到達する。このため、特定部位の位置及び姿勢を、精度を確保しつつ特定することができる。
【００１３】
また、前記少なくとも２つの個別光発生手段から射出されるビーム光の方向のなす角を、予め定められた角度とするようにすることもできる。この場合には、例えば凹凸のある特定部位の形状や、特定部位と当該特定部位以外の個別部位との位置関係を考慮してビーム光の方向のなす角を予め定めることにより、個別光発生手段から射出された光を、高確率で、第１及び第２光検出手段に到達させることができる。
【００１４】
また、本発明の姿勢検出装置では、前記特定部位には、３つの個別光発生手段が装着されるようにすることができる。この場合には、個別光発生手段の数を２つにしたときと比べて、特定部位の位置及び姿勢の特定が不能となる事態を減少させるとともに、当該特定に際して精度を向上させることができる。なお、個別光発生手段の数を多くすれば、より特定部位の位置及び姿勢の特定が不能となる事態を減少させるとともに、より当該特定に際して精度を向上させることができることは勿論である。
【００１５】
本発明の姿勢検出装置では、前記特定手段は、前記少なくとも２つのビーム光のそれぞれについて前記第１及び第２光検出手段における検出位置に基づいて、前記少なくとも２つのビーム光のそれぞれについて前記第１及び第２光検出手段における検出位置を結ぶ直線の交差位置を導出して前記所定空間内における前記特定部位の位置を特定するとともに、前記少なくとも２つのビーム光の方向を導出して前記特定部位の姿勢を特定するようにすることができる。このように本発明では、第１及び第２検出手段における検出位置を結ぶ直線の交差位置の導出、及び、ビーム光の方向の導出という非常に簡単な計算から、特定部位の位置及び姿勢を特定することができる。
【００１６】
本発明の姿勢検出装置では、前記個別光発生手段のそれぞれは、異なる波長の光を射出し、前記第１光検出手段は、複数の第１個別光検出手段を備え、前記第１個別光検出手段のそれぞれが、前記個別光発生手段のそれぞれに対応して配置され、対応する個別光発生手段が射出する波長の光を検出する第１個別受光手段と；前記個別光発生手段からの光の透過及び不透過のいずれかの設定を、前記特定手段による制御のもとで行い、透過設定時には、前記個別光発生手段からの光を透過させるとともに、不透過設定時には、前記個別光発生手段からの光の一部を、前記第１個別受光手段のそれぞれへ導光するシャッター手段と；を備える構成とすることができる。そして、前記第２光検出手段は、複数の第２個別光検出手段を備え、前記第２個別光検出手段のそれぞれが、前記個別光発生手段のそれぞれに対応して配置され、対応する個別光発生手段が射出する波長の光を検出する第２個別受光手段と；前記第１個別光検出手段を透過した光の一部を、前記第２個別受光手段のそれぞれへ導光する個別導光手段と；を備える構成とすることができる。
【００１７】
この場合には、特定手段が、第１個別光検出手段のシャッター手段に対して、個別光発生手段からの光の透過及び不透過の設定を行う。第１個別光検出手段は、不透過の設定が行われた場合には、個別光発生手段から射出されたビーム光を受光すると、シャッター手段が、入射ビーム光の一部を、第１個別受光手段へ導光する。この結果、特定手段が不透過の設定を行った場合には、個別光発生手段のそれぞれが射出したビーム光の射出方向に設置されている第１個別光検出手段により、個別光発生手段のそれぞれが射出した光を確実に検出することができる。
【００１８】
また、第１個別光検出手段は、透過の設定が行われた場合には、個別光発生手段から射出されたビーム光を受光すると、入射ビーム光の進行方向及びビーム径を維持しつつ、入射ビーム光を透過する。この結果、第２光検出手段は、個別光発生手段から射出されたビーム光をそのままに近い態様で受光する。
【００１９】
そして、透過の設定が行われている第１個別光検出手段を透過したビーム光を受光した第２個別光検出手段では、個別導光手段が、受光したビーム光の一部を第２個別受光手段へ導光する。この結果、特定手段が透過の設定を行った場合には、個別光発生手段のそれぞれが射出したビーム光の射出方向に設置されている第２個別光検出手段により、個別光発生手段のそれぞれが射出した光を確実に検出することができる。
【００２０】
また、本発明の姿勢検出装置では、前記個別光発生手段のそれぞれは、異なる波長の光を射出し、前記第１光検出手段は、複数の第１個別光検出手段を備え、前記第１個別光検出手段のそれぞれが、前記個別光発生手段のそれぞれに対応して配置され、対応する個別光発生手段が射出する波長の光を検出する第１個別受光手段と；前記個別光発生手段からの光の一部を通過させるとともに、他の一部を前記第１個別受光手段のそれぞれへ導光する個別光振分手段と；を備える構成とすることができる。そして、前記第２光検出手段は、複数の第２個別光検出手段を備え、前記第２個別光検出手段のそれぞれが、前記個別光発生手段のそれぞれに対応して配置され、対応する個別光発生手段が射出する波長の光を検出する第２個別受光手段と；前記第１個別光検出手段を通過した光の一部を、前記第２個別受光手段のそれぞれへ導光する個別導光手段と；を備える構成とすることができる。
【００２１】
この場合には、個別光振分手段による光の振分により、第１光検出手段は、個別光発生手段から発せられたビーム光の一部の通過、及び、個別光発生手段から発せられた光の到達の検出を並行して行う。当該光の到達の検出に際しては、個別光発生手段から射出されたビーム光の他の一部が、個別光振分手段により第１個別受光手段に導光されるため、個別光発生手段のそれぞれが射出したビーム光の射出方向に設置されている第１個別光検出手段により、個別光発生手段のそれぞれが射出した光を確実に検出することができる。
【００２２】
また、ビーム光の一部の通過に際しては、当該ビーム光を受光した第１個別光検出手段の個別光振分手段が、当該ビーム光の一部を、進行方向を維持した新たなビーム光として通過させる。この結果、個別光発生手段のそれぞれが射出したビーム光の射出方向に設置されている第２個別光検出手段に到達する個別光発生手段のそれぞれが射出した光の光量が確保される。
【００２３】
そして、第１個別光検出手段を通過した新たなビーム光を受光した第２個別光検出手段では、個別導光手段が、受光した新たなビーム光の一部を第２個別受光手段へ導光する。この結果、個別光発生手段のそれぞれが射出したビーム光の射出方向に設置されている第２個別光検出手段により、個別光発生手段のそれぞれが射出した光を確実に検出することができる。
【００２４】
また、本発明の姿勢検出装置では、前記特定手段は、前記少なくとも２つの個別光発生手段から、順次、選択的に前記異なる方向のビーム光が射出されるように前記個別光発生手段を制御し、前記第１光検出手段は、複数の第１個別光検出手段を備え、前記第１個別光検出手段のそれぞれが、前記個別光発生手段が射出する光を検出する第１個別受光手段と；前記個別光発生手段からの光の透過及び不透過のいずれかの設定を、前記特定手段による制御のもとで行い、透過設定時には、前記個別光発生手段からの光を透過させるとともに、不透過設定時には、前記個別光発生手段からの光の一部を、前記第１個別受光手段へ導光するシャッター手段と；を備える構成とすることができる。そして、前記第２光検出手段は、複数の第２個別光検出手段を備え、前記第２個別光検出手段のそれぞれが、前記個別光発生手段が射出する光を検出する第２個別受光手段と；前記第１個別光検出手段を透過した光の一部を、前記第２個別受光手段へ導光する個別導光手段と；を備える構成とすることができる。
【００２５】
この場合には、特定手段が、第１個別光検出手段のシャッター手段に対して、個別光発生手段からの光の透過及び不透過の設定を行う。第１個別光検出手段は、不透過の設定が行われた場合には、個別光発生手段から射出されたビーム光を受光すると、シャッター手段が、入射ビーム光の一部を、第１個別受光手段へ導光する。この結果、特定手段が不透過の設定を行った場合には、個別光発生手段のそれぞれが射出したビーム光の射出方向に設置されている第１個別光検出手段により、個別光発生手段のそれぞれが射出した光を確実に検出することができる。
【００２６】
また、第１個別光検出手段は、透過の設定が行われた場合には、個別光発生手段から射出されたビーム光を受光すると、入射ビーム光の進行方向及びビーム径を維持しつつ、入射ビーム光を透過する。この結果、第２光検出手段は、個別光発生手段から射出されたビーム光をそのままに近い態様で受光する。
【００２７】
そして、透過の設定が行われている第１個別光検出手段を透過したビーム光を受光した第２個別光検出手段では、個別導光手段が、受光したビーム光の一部を第２個別受光手段へ導光する。この結果、特定手段が透過の設定を行った場合には、個別光発生手段のそれぞれが射出したビーム光の射出方向に設置されている第２個別光検出手段により、個別光発生手段のそれぞれが射出した光を確実に検出することができる。
【００２８】
また、この場合には、特定手段が、個別光発生手段のそれぞれに対して、互いに異なるタイミングで射出指令を発行する。このため、上述した個別光発生手段のそれぞれが異なる波長の光を射出する場合に比べて、第１個別受光手段及び第２個別受光手段は、１種類の波長の光を検出する機能を有していればよく、第１及び第２個別受光手段の構成を簡素化することができる。
【００２９】
また、本発明の姿勢検出装置では、前記特定手段は、前記少なくとも２つの個別光発生手段から、順次、選択的に前記異なる方向のビーム光が射出されるように前記個別光発生手段を制御し、前記第１光検出手段は、複数の第１個別光検出手段を備え、前記第１個別光検出手段のそれぞれが、前記個別光発生手段が射出する光を検出する第１個別受光手段と；前記個別光発生手段からの光の一部を通過させるとともに、他の一部を前記第１個別受光手段へ導光する個別光振分手段と；を備える構成とすることができる。そして、前記第２光検出手段は、複数の第２個別光検出手段を備え、前記第２個別光検出手段のそれぞれが、前記個別光発生手段が射出する光を検出する第２個別受光手段と；前記第１個別光検出手段を通過した光の一部を、前記第２個別受光手段へ導光する個別導光手段と；を備える構成とすることができる。
【００３０】
この場合には、個別光振分手段による光の振分により、第１光検出手段は、個別光発生手段から発せられたビーム光の一部の通過、及び、個別光発生手段から発せられた光の到達の検出を並行して行う。当該光の到達の検出に際しては、個別光発生手段から射出されたビーム光の他の一部が、個別光振分手段により第１個別受光手段に導光されるため、個別光発生手段のそれぞれが射出したビーム光の射出方向に設置されている第１個別光検出手段により、個別光発生手段のそれぞれが射出した光を確実に検出することができる。
【００３１】
また、ビーム光の一部の通過に際しては、当該ビーム光を受光した第１個別光検出手段の個別光振分手段が、当該ビーム光の一部を、進行方向を維持した新たなビーム光として通過させる。この結果、個別光発生手段のそれぞれが射出したビーム光の射出方向に設置されている第２個別光検出手段に到達する個別光発生手段のそれぞれが射出した光の光量が確保される。
【００３２】
そして、第１個別光検出手段を通過したビーム光を受光した第２個別光検出手段では、個別導光手段が、受光したビーム光の一部を第２個別受光手段へ導光する。この結果、個別光発生手段のそれぞれが射出したビーム光の射出方向に設置されている第２個別光検出手段により、個別光発生手段のそれぞれが射出した光を確実に検出することができる。
【００３３】
また、この場合には、特定手段が、個別光発生手段のそれぞれに対して、互いに異なるタイミングで射出指令を発行する。このため、上述したように、第１個別受光手段及び第２個別受光手段は、１種類の波長の光を検出する機能を有していればよく、第１及び第２個別受光手段の構成を簡素化することができる。
【００３４】
本発明の姿勢検出装置では、前記第１及び第２検出手段は、被検体の全天にわたって配置されるようにすることができる。この場合には、特定部位の位置及び姿勢の特定に際して、死角の発生を防止することができる。
【００３５】
また、本発明の姿勢検出装置では、特定部位は複数である、とすることができる。この場合には、複数の特定部位それぞれの位置及び姿勢を特定することができる。
【００３６】
本発明の姿勢検出装置では、前記被検体は人体である、とすることができる。この場合には、所定空間内に存在している人体の姿勢を検出することができる。
【００３７】
ここで、前記個別光発生手段の装着位置は、頭部における頭頂部、前額部及び両側頭部の少なくとも１つの所定位置であり、前記特定手段は、前記第１及び第２光検出手段による検出結果に基づいて、前記頭部の前記所定空間内における位置及び姿勢を特定するようにすることができる。この場合には、特定手段が、特定部位である頭部の所定空間内における位置及び姿勢を特定することができる。
【００３８】
また、前記個別光発生手段の装着位置は、両肩部における前面及び側面の少なくとも１つの所定位置であり、前記特定手段は、前記第１及び第２光検出手段による検出結果に基づいて、前記両肩部の前記所定空間内における位置及び姿勢を特定するようにすることができる。この場合には、特定手段が、特定部位である肩部の所定空間内における位置及び姿勢を特定することができる。
【００３９】
また、前記特定手段による特定結果の時間的変化を解析して、前記被検体の姿勢変化の態様を導出する導出手段を更に備える構成とすることができる。この場合には、個人ごとの姿勢変化の態様を取得することができる。
【発明の効果】
【００４０】
以上説明したように、本発明の姿勢検出装置によれば、簡易に、かつ、精度良く被検体の姿勢を検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る姿勢検出装置の構成を説明するための図である。
【図２】図１の光発生部の頭部における装着位置、並びに、第１及び第２光検出部の設置位置を説明するための図である。
【図３】図１の個別光発生部の配置関係を説明するための図である。
【図４】図３の光発生部が頭部に装着されたときの各個別光発生部の配置位置を説明するための図である。
【図５】図２の第１及び第２光検出部の構成を説明するための断面図である。
【図６】図１、図２及び図５の第１光検出部の構成を説明するための図である。
【図７】図６の第１個別光検出部の構成を説明するための図である。
【図８】図１、図２及び図５の第２光検出部の構成を説明するための図である。
【図９】図８の第２個別光検出部の構成を説明するためお図である。
【図１０】特定部位の位置及び姿勢の特定方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る姿勢検出装置の構成を説明するための図である。
【図１２】図１１の第１光検出部の構成を説明するための図である。
【図１３】図１２の第１個別光検出部の構成を説明するための図である。
【図１４】図１３の振分部材の形状を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る姿勢検出装置の構成を説明するための図である。
【図１６】図１５の個別光発生部を説明するための図である。
【図１７】図１５の第１個別光検出部の構成を説明するための図である。
【図１８】図１５の第２個別光検出部の構成を説明するための図である。
【図１９】変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４３】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態を、図１〜図１０を参照して説明する。なお、本第１実施形態においては、被検体としての人体の「頭部」の姿勢を検出する姿勢検出装置を例示して説明する。
【００４４】
＜構成＞
図１には、第１実施形態に係る姿勢検出装置１００Ａの概略的な構成がブロック図にて示されている。また、図２には、姿勢検出装置１００Ａの外観構成が示されている。ここで、図２における座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、図示の通りに定義されている。また、人体ＨＢは、後述する第１光検出部１３０Ａ及び床面ＦＬにより囲まれた所定空間内に存在しているものとする。
【００４５】
図１に示されるように、姿勢検出装置１００Ａは、特定手段、解析手段としての処理部１１０Ａと、光発生部１２０Ａと、第１光検出手段としての第１光検出部１３０Ａと、第２光検出手段としての第２光検出部１４０Ａとを備えている。また、姿勢検出装置１００Ａは、操作部１５０と、表示部１６０とを備えている。
【００４６】
上記の処理部１１０Ａは、姿勢検出に関するデータ処理等を行う。本第１実施形態では、処理部１１０Ａは、中央処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路から構成されている。処理部１１０Ａによる処理の詳細については、後述する。
【００４７】
上記の光発生部１２０Ａは、本第１実施形態では、人体ＨＢの頭部ＨＰにおける前額部に装着されている（図２参照）。この光発生部１２０Ａは、３個の個別光発生手段としての個別光発生部１２１Ａ1，１２１Ａ2，１２１Ａ3を備えている。
【００４８】
上記の個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）のそれぞれは、不図示の発光素子とコリメート光学系とを備えており、処理部１１０Ａによる制御のもとで、コリメートされた波長λjのビーム光ＢＬjを射出する。個別光発生部１２１Ａjのそれぞれは、図３に示される位置に配置され、互いに交差し直交する方向のビーム光ＢＬjを射出する。
【００４９】
ここで、光発生部１２０Ａにおける頭部ＨＰとの装着面は、図４に示されるように、個別光発生部１２１Ａ1を有する面と対向する面となっている。このため、人体ＨＢが直立して全体を真っ直ぐにした（以下、「基準姿勢」ともいう）ときには、ビーム光ＢＬ1の方向は人体ＨＢにとっての略正面方向となり、ビーム光ＢＬ2の方向は人体ＨＢにとっての左方向となる。また、人体ＨＢが基準姿勢をとったときには、ビーム光ＢＬ3の方向は当該人体ＨＢにとっての上方方向となる。
【００５０】
上記の第１光検出部１３０Ａは、図２及び図５（Ａ），（Ｂ）により総合的に示されるように、中空の立方形状であり、床面ＦＬを除く人体ＨＢの周囲にわたって配置されている。ここで、図５（Ａ）は第１光検出装置１３０Ａ及び第２光検出装置１４０ＡのＸ方向の中央部におけるＹＺ断面図であり、図５（Ｂ）は、第１光検出装置１３０Ａ及び第２光検出装置１４０ＡのＺ方向の中央部におけるＸＹ断面図である。
【００５１】
この第１光検出部１３０Ａは、上述した図５（Ａ），（Ｂ）及び図６に示されるように、Ｋ個の第１個別光検出手段としての第１個別光検出部１３１Ａ1，１３１Ａ2，…，１３１ＡKと、報告部１３５Ａとを備えている。
【００５２】
上記の第１個別光検出部１３１Ａk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のそれぞれは、図２及び図５（Ａ），（Ｂ）により総合的に示されるように、床面ＦＬを除く全面にわたって配列されている。そして、第１個別光検出部１３１Ａkのそれぞれを組み合わせると、ほぼ連続的な面が形成されている。このようにして配置された複数の第１個別光検出部１３１Ａkは、個別光発生部１２１Ａ1，１２１Ａ2，１２１Ａ3のそれぞれから射出された光の到達の検出、及び、当該個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）のそれぞれから射出された光の透過を行う。
【００５３】
これらの第１個別光検出部１３１Ａk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のそれぞれは、図７（Ａ），（Ｂ）に示されるように、枠部材１３６kと、シャッター手段としてのシャッター部材１３７Ａkと、第１個別受光手段としての第１個別受光部１３８Ａkとを備えている。ここで、図７（Ａ）は第１個別光検出部１３１Ａkの外観図であり、図７（Ｂ），（Ｃ）は第１個別光検出部１３１ＡkのＡ−Ａ断面図である。
【００５４】
上記の枠部材１３６kは、図７（Ａ）〜（Ｃ）により総合的に示されるように、直方体状の内部空間が形成され、外形が底面及び上面の無い立方体の部材である。この枠部材１３６kの端部には、第１個別受光部１３８Ａkを構成する光検出器１３９k,1，１３９k,2，１３９k,3を取り付け固定することができるようになっている。
【００５５】
上記のシャッター部材１３７Ａkは、枠部材１３６kの内部空間に収納され、接着剤等により、枠部材１３６kの内面に固定される。このシャッター部材１３７Ａkは、電圧を加えることによって液晶分子の配向を変化させることができる液晶シャッター等を備えて構成されている。シャッター部材１３７Ａkは、処理部１１０Ａからの不透過設定指令を受けると、入射した光を散乱させつつ第１個別受光部１３８Ａkに導光する（図７（Ｂ）参照）。また、シャッター部材１３７Ａkは、処理部１１０Ａからの透過設定指令を受けると、入射した光の進行方向及びビーム径をほぼ維持しつつ、入射した光を透過させる（図７（Ｃ）参照）。
【００５６】
上記の第１個別受光部１３８Ａkは、上述したように、光検出器１３９k,1，１３９k,2，１３９k,3を備えている。ここで、光検出器１３９k,1は、例えば、波長λ1の光を選択的に通過させる波長フィルタと、受光素子とを備えて構成され、個別光発生部１２１Ａ1が射出した波長λ1の光の到達を検出する。また、光検出器１３９k,2は、例えば、波長λ2の光を選択的に通過させる波長フィルタと、受光素子とを備えて構成され、個別光発生部１２１Ａ2が射出した波長λ2の光の到達を検出する。また、光検出器１３９k,3は、例えば、波長λ3の光を選択的に通過させる波長フィルタと、受光素子とを備えて構成され、個別光発生部１２１Ａ3が射出した波長λ3の光の到達を検出する。
【００５７】
図６に戻り、上記の報告部１３５Ａは、処理部１１０Ａからの透過及び不透過の設定指令を受けると、当該設定指令を第１個別光検出部１３１Ａkのそれぞれへ送る。
【００５８】
また、報告部１３５Ａは、第１個別光検出部１３１Ａk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）からの検出結果を受ける。そして、報告部１３５Ａは、不透過設定がなされている期間における波長λ1の光の到達が検出された第１個別光検出部、波長λ2の光の到達が検出された第１個別光検出部、及び、波長λ3の光の到達が検出された第１個別光検出部の情報を、処理部１１０Ａへ送る。
【００５９】
上記の第２光検出部１４０Ａは、図２及び図５（Ａ），（Ｂ）により総合的に示されるように、上述した第１光検出部１３０Ａと同様に中空の立方形状であり、第１光検出部１３０Ａの外側に配置されている。この第２光検出部１４０Ａは、上述した図５（Ａ），（Ｂ）及び図８に示されるように、Ｐ個の第２個別光検出手段としての第２個別光検出部１４１Ａ1，１４１Ａ2，…，１４１ＡPと、報告部１４５とを備えている。
【００６０】
上記の第２個別光検出部１４１Ａp（ｐ＝１，２，…，Ｐ）のそれぞれは、図２及び図５（Ａ），（Ｂ）により総合的に示されるように、上述した第１光検出部１３０Ａと同様に床面ＦＬを除く全面にわたって配列されている。そして、第２個別光検出部１４１Ａpのそれぞれの受光面を組み合わせると、ほぼ連続的な面が形成されている。このように配置された複数の第２個別光検出部１４１Ａpは、個別光発生部１２１Ａ1，１２１Ａ2，１２１Ａ3のそれぞれから射出され、第１光検出部１３０Ａを透過した光の到達を検出する。
【００６１】
これらの第２個別光検出部１４１Ａp（ｐ＝１，２，…，Ｐ）のそれぞれは、図９（Ａ），（Ｂ）に示されるように、個別導光手段としての枠部材１４６p及び光拡散部材１４７pと、第２個別受光手段としての第２個別受光部１４８Ａpとを備えている。ここで、図９（Ａ）は第２個別光検出部１４１Ａpの外観図であり、図９（Ｂ）は第２個別光検出部１４１ＡpのＡ−Ａ断面図である。
【００６２】
上記の枠部材１４６pは、図９（Ａ），（Ｂ）により総合的に示されるように、直方体状の内部空間が形成され、外形が底面の無い直方体の部材である。この枠部材１４６pでは、上面に第２個別受光部１４８Ａpを構成する光検出器１４９p,1，１４９p,2，１４９p,3を取り付け固定するための開口が形成されている。また、枠部材１４６pの内面には、ミラー面が施されている。
【００６３】
上記の光拡散部材１４７pは、枠部材１４６pの内部空間に収納され、光透過性の接着剤等により、枠部材１４６pの内面に固定される。この光拡散部材１４７pは、本第１実施形態では、光散乱導光ポリマを材料として構成されており、図９（Ｂ）に示されるように、受光面から光が入射すると、光を散乱させつつ導光する。かかる光拡散部材１４７pによる光散乱導光と、枠部材１４６pの内面における反射との作用により、受光面における光の入射位置にかかわらず、入射光の一部が、光検出器１４９p,1，１４９p,2，１４９p,3の受光面に到達するようになっている。
【００６４】
上記の第２個別受光部１４８Ａpは、上述したように、光検出器１４９p,1，１４９p,2，１４９p,3を備えている。ここで、光検出器１４９p,1，１４９p,2，１４９p,3のそれぞれは、上述した光検出器１３９k,1，１３９k,2，１３９k,3と同様に構成されている。すなわち、光検出器１４９p,1は個別光発生部１２１Ａ1が射出した波長λ1の光の到達を検出し、光検出器１４９p,2は個別光発生部１２１Ａ2が射出した波長λ2の光の到達を検出する。また、光検出器１４９p,3は個別光発生部１２１Ａ3が射出した波長λ3の光の到達を検出する。
【００６５】
図８に戻り、上記の報告部１４５は、第２個別光検出部１４１Ａp（ｐ＝１，２，…，Ｐ）からの検出結果を受ける。そして、報告部１４５は、透過設定がなされている期間、波長λ1の光の到達が検出された第２個別光検出部、波長λ2の光の到達が検出された第２個別光検出部、及び、波長λ3の光の到達が検出された第２個別光検出部の情報を、処理部１１０Ａへ送る。
【００６６】
図１に戻り、上記の操作部１５０は、複数のキーが配列されたキー部を備えて構成されている。かかるキー部としては、表示部１６０の表示デバイスに設けられたタッチパネルを用いることができる。利用者によるキー操作情報は、操作部１５０から処理部１１０Ａに報告される。
【００６７】
上記の表示部１６０は、例えば、液晶表示デバイスを備え構成される。この表示部１６０は、処理部１１０Ａから送られてきた表示信号に従って、操作案内画像、被検体の位置情報、姿勢情報、姿勢変化の態様の解析結果等を表示する。
【００６８】
次に、処理部１１０Ａについて説明する。上述したように、処理部１１０Ａは、姿勢検出装置１００Ａにおける検出動作を制御するとともに、第１光検出部１３０Ａ及び第２光検出部１４０Ａからの検出結果に基づく解析処理を行う。また、この処理部１１０Ａは、姿勢変化の解析処理のための操作案内画像を表示部１６０に表示させる。そして、操作部１５０から解析の開始指令が入力されると、処理部１１０Ａは、位置変化及び姿勢変化の解析処理を開始し、発光指令を生成して光発生部１２０Ａへ送る。
【００６９】
上述した頭部ＨＰの各時点における位置及び姿勢を導出するために、処理部１１０Ａは、第１個別光検出部１３１Ａk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のそれぞれに対して、光発生部１２０Ａから射出される光の透過及び不透過の設定指令を、切り替えて送る。そして、処理部１１０Ａは、所定時間ごとに、第１光検出部１３０Ａ及び第２光検出部１４０Ａからの検出結果を受け、当該検出結果に基づいて、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定する。かかる位置及び姿勢の特定に関する処理については、後述する。
【００７０】
そして、処理部１１０Ａは、所定時間ごとの特定結果の時間的変化に基づいて、頭部ＨＰの姿勢変化の態様を導出する。ここで、所定時間は、検出する姿勢変化の内容（例えば、スポーツフォームの動作分析）に応じて、実験、シミュレーション、経験等に基づいて予め定められる。なお、本第１実施形態では、上述した発光指令は、所定時間ごとに光発生部１２０Ａへ向けて送るものとする。
【００７１】
また、処理部１１０Ａは、人体ＨＢの姿勢変化態様の導出結果から、表示部１６０に表示させるための表示信号を生成して、表示部１６０へ送る。
【００７２】
＜動作＞
以上のようにして構成された姿勢検出装置１００Ａの動作について、頭部ＨＰの姿勢検出処理に主に着目して説明する。
【００７３】
この姿勢検出処理は、利用者が操作部１５０に、姿勢検出の開始指令を入力することにより開始する。処理部１１０Ａは、当該開始指令を受けると、発光指令を生成して、光発生部１２０Ａへ送る。
【００７４】
当該発光指令を受けた光発生部１２０Ａでは、個別光発生部１２１Ａ1が波長λ1のビーム光を射出し、個別光発生部１２１Ａ2が波長λ2のビーム光を射出する。また、個別光発生部１２１Ａ3が波長λ3のビーム光を射出する（図３参照）。こうして射出された互いに交差し直交するビーム光ＢＬj（ｊ＝１，２，３）のそれぞれは、人体ＨＢの手等の部位により遮断されない限り、第１光検出部１３０Ａ又は床面ＦＬへ向けて進行する。なお、本第１実施形態では、ビーム光ＢＬjのそれぞれは、第１検出部１３０Ａ及び第２光検出部１４０Ａに到達するものとして説明する。
【００７５】
また、処理部１１０Ａは、当該発光指令の発行と並行して、不透過設定指令を生成し、第１光検出部１３０Ａの報告部１３５Ａを介して、第１個別光検出部１３１Ａk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のそれぞれへ送る。当該不透過設定指令を受けた第１個別光検出部１３１Ａkのそれぞれでは、光の到達の検出が可能な不透過設定となる。
【００７６】
不透過設定時に第１光検出部１３０Ａが、個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）のそれぞれから射出されたビーム光の到達を検出すると、検出結果を処理部１１０Ａへ送る。
【００７７】
処理部１１０Ａは、こうして第１光検出部１３０Ａからの検出結果を受けると、透過設定指令を生成し、報告部１３５Ａを介して、第１個別光検出部１３１Ａkのそれぞれへ送る。当該透過設定指令を受けた第１個別光検出部１３１Ａkのそれぞれでは、光の透過を行う透過設定となる。
【００７８】
こうして第１個別光検出部１３１Ａkのそれぞれが透過設定となると、個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）のそれぞれから射出されたビーム光は、進行方向及びビーム径をほぼ維持しつつ、第１光検出部１３０Ａを透過する。そして、第１光検出部１３０Ａを透過したビーム光は、第２光検出部１４０Ａへ向けて直進する。
【００７９】
第２光検出部１４０Ａは、個別光発生部１２１Ａjのそれぞれから射出され、第１光検出部１３０Ａを透過したビーム光の到達を検出すると、検出結果を処理部１１０Ａへ送る。
【００８０】
次いで、処理部１１０Ａは、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定するために、第１個別光検出部１３１Ａk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のうちのいずれの第１個別光検出部が、波長λj（ｊ＝１，２，３）のビーム光の到達を検出したかという検出結果から当該個別検出部の位置情報を取得する。また、処理部１１０Ａは、第２個別光検出部１４１Ａp（ｐ＝１，２，…，Ｐ）のうちのいずれの第２個別光検出部が、波長λjのビーム光の到達を検出したかという検出結果から当該個別検出部の位置情報を取得する。
【００８１】
ここで、波長λ1のビーム光を検出した第１及び第２個別検出部の配置位置を、それぞれＰＩ1，ＰＯ1とし、波長λ2のビーム光を検出した第１及び第２個別検出部の配置位置を、それぞれＰＩ2，ＰＯ2とする。また、波長λ3のビーム光を検出した第１及び第２個別検出部の配置位置を、それぞれＰＩ3，ＰＯ3とする（図１０参照）。
【００８２】
引き続き、処理部１１０Ａは、点ＰＩ1，ＰＯ1を通る直線Ｌ1、点ＰＩ2，ＰＯ2を通る直線Ｌ2、及び、点ＰＩ3，ＰＯ3を通る直線Ｌ3を求める。そして、処理部１１０Ａは、直線Ｌ1〜Ｌ3の交点を頭部ＨＰ（より詳しくは、前額部）の位置と特定する。なお、検出誤差等により交点の位置が求まらないときには、処理部１１０Ａは、最小二乗法により３つの直線から最も近い点を頭部の位置と特定する。
【００８３】
また、処理部１１０Ａは、点ＰＩ1から点ＰＯ1へ向う直線Ｌ1の方向、点ＰＩ2から点ＰＯ2へ向う直線Ｌ2の方向、及び、点ＰＩ3から点ＰＯ3へ向う直線Ｌ3の方向を求める。そして、処理部１１０Ａは、これらの方向及び光検出部１２０Ａの頭部ＨＰにおける装着位置に基づいて、頭部ＨＰの姿勢を特定する。
【００８４】
以後、処理部１１０Ａは、上述した発光指令の発行処理、姿勢検出処理である頭部ＨＰの位置及び姿勢の特定処理を所定時間ごとに行う。そして、処理部１１０Ａは、検出された位置及び姿勢の時間変化に基づいて、姿勢変化の態様を導出する。処理部１１０Ａは、姿勢検出処理の結果や、姿勢変化態様の導出結果を、表示部１６０に表示させる。
【００８５】
以上説明したように、本第１実施形態では、処理部１１０Ａが、発光指令を生成して光発生部１２０Ａへ発行すると、頭部ＨＰに装着された個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）のそれぞれが、互いに交差し直交する方向の波長λjのビーム光を射出する。また、処理部１１０Ａは、当該発光指令の発行と並行して、不透過設定指令を生成し、第１光検出部１３０Ａへ送る。そして、第１光検出部１３０Ａが、不透過設定時に、個別光発生部１２１Ａjのそれぞれから射出されたビーム光の到達を検出すると、検出結果が処理部１１０Ａへ送られる。
【００８６】
処理部１１０Ａは、第１光検出部１３０Ａからの検出結果を受けると、透過設定指令を生成し、第１光検出部１３０Ａへ送る。こうして第１光検出部１３０が透過設定となると、個別光発生部１２１Ａjから射出されたビーム光は、進行方向及びビーム径をほぼ維持しつつ、第１光検出部１３０Ａを透過し、第２光検出部１４０Ａへ向けて進行する。そして、第２光検出部１４０Ａが、個別光発生部１２１Ａjのそれぞれから射出されたビーム光の到達を検出すると、検出結果を処理部１１０Ａへ送る。
【００８７】
引き続き、処理部１１０Ａは、第１個別光検出部１３１Ａk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のうちのいずれの第１個別光検出部が、波長λj（ｊ＝１，２，３）のビーム光の到達を検出したかという検出結果から当該個別検出部の位置情報を取得する。また、処理部１１０Ａは、第２個別光検出部１４１Ａp（ｐ＝１，２，…，Ｐ）のうちのいずれの第２個別光検出部が、波長λjのビーム光の到達を検出したかという検出結果から当該個別検出部の位置情報を取得する。そして、処理部１１０Ａは、当該取得結果に基づいて、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定する。このため、個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）が射出したビーム光の到達を、いずれの第１及び第２個別光検出部が検出したかという簡易な方向で、頭部ＨＰの位置及び姿勢の特定を行うことができる。
【００８８】
そして、処理部１１０Ａは、位置及び姿勢の特定結果の時間的変化を解析して、人体ＨＢの姿勢変化の態様を導出する。
【００８９】
したがって、本第１実施形態によれば、被検体である人体ＨＢの各時点における姿勢を、簡易に、かつ、精度良く検出することができる。そして、検出された各時点の姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの姿勢変化の態様を導出することができる。
【００９０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を、図１１〜図１４を主に参照して説明する。
【００９１】
＜構成＞
図１１には、第２実施形態に係る姿勢検出装置１００Ｂの概略的な構成がブロック図にて示されている。この図１１に示されるように、姿勢検出装置１００Ｂは、上述した姿勢検出装置１００Ａと比べて、処理部１１０Ａに代えて処理部１１０Ｂを備える点、及び、第１光検出部１３０Ａに代えて第１光検出部１３０Ｂを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
【００９２】
上記の処理部１１０Ｂは、姿勢検出に関するデータ処理等を行う。この処理部１１０Ｂは、上述した処理部１１０Ａと同様に、中央処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路から構成されている。処理部１１０Ｂによる処理の詳細については、後述する。
【００９３】
上記の第１光検出部１３０Ｂは、図１２に示されるように、上述した第１光検出部１３０Ａと比べて、第１個別光検出部１３１Ａk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）に代えて第１個別光検出部１３１Ｂkを備える点、及び、報告部１３５Ａに代えて報告部１３５Ｂを備える点が異なっている。
【００９４】
上記の第１個別光検出部１３１Ｂk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のそれぞれは、図１３に示されるように、上述した第１個別光検出部１３１Ａkと比べて、シャッター部材１３７Ａkに代えて個別光振分手段としての振分部材１３７Ｂkを備える点が異なっている。なお、座標系（ｓ，ｔ，ｕ）は、図示の通りに定義されている。
【００９５】
上記の振分部材１３７Ｂkは、枠部材１３６kの内部空間に収納され、接着剤等により、枠部材１３６kの内面に固定される。この振分部材１３７Ｂkは、光散乱導光ポリマを材料として構成され、第１個別光検出部１３１Ｂkに入射した光の一部を通過させる多数の孔が成形加工により形成されている。ここで、図１４（Ａ）は振分部材１３７Ｂkを拡大したｓｔ平面図である。また、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）に示した領域ＨＡＲの斜視図である。そして、図１４（Ａ），（Ｂ）に示した線分Ｂ−Ｂを含む断面図が、図１４（Ｃ）に示されている。こうして成形加工された振分部材１３７Ｂkは、ビーム光が入射すると、入射光を、当該ビーム光の進行方向を維持しつつ孔を通過する一部と、光散乱導光ポリマ内へ入射し、光散乱導光ポリマにより散乱される他の一部とに振り分ける。当該他の一部の光は、光散乱導光ポリマによる散乱の結果、相当量が第１個別受光部１３８Ａkに導光される（図１４（Ｃ）参照）。
【００９６】
なお、振分部材１３７Ｂkに形成される孔の径は、光の回折現象が起こらない程度の大きさであり、約２ミリメートル程度となっている。また、第１個別受光部１３８Ａkは、光の強度が所定値以上のときに、第１個別光検出部１３１Ｂkへの光の到達を検出するようになっている。
【００９７】
上記の処理部１１０Ｂは、姿勢検出装置１００Ｂにおける検出動作を制御するとともに、第１光検出部１３０Ｂ及び第２光検出部１４０Ａからの検出結果に基づく解析処理を行う。処理部１１０Ｂは、上述した処理部１１０Ａと同様に、姿勢変化の解析処理のための操作案内画像を表示部１６０に表示させる。そして、操作部１５０から解析の開始指令が入力されると、処理部１１０Ｂは、位置及び姿勢変化の解析処理を開始し、発光指令を生成して光発生部１２０Ａへ送る。
【００９８】
また、処理部１１０Ｂは、上述した処理部１１０Ａと同様に、所定時間ごとに、第１光検出部１３０Ｂ及び第２光検出部１４０Ａからの検出結果を受け、当該検出結果に基づいて、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定する。そして、処理部１１０Ｂは、所定時間ごとの特定結果の時間的変化に基づいて、頭部ＨＰの姿勢変化の態様を導出する。なお、本第２実施形態においても、上述した発光指令は、所定時間ごとに光発生部１２０Ａへ向けて送るものとする。
【００９９】
また、処理部１１０Ｂは、上述した処理部１１０Ａと同様に、人体ＨＢの姿勢変化態様の導出結果から、表示部１６０に表示させるための表示信号を生成して、表示部１６０へ送る。
【０１００】
＜動作＞
以上のようにして構成された姿勢検出装置１００Ｂの動作について、頭部ＨＰの姿勢検出処理に主に着目して説明する。
【０１０１】
この姿勢検出処理は、第１実施形態の場合と同様に、利用者が操作部１５０に、姿勢検出の開始指令を入力することにより開始する。処理部１１０Ｂは、当該開始指令を受けると、発光指令を生成して、光発生部１２０Ａへ送る。
【０１０２】
当該発光指令を受けた光発生部１２０Ａでは、第１実施形態の場合と同様に、個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）のそれぞれが、波長λjのビーム光を射出する（図３参照）。こうして射出された互いに交差し直交するビーム光ＢＬjのそれぞれは、人体ＨＢの手等の部位により遮断されない限り、第１光検出部１３０Ｂ又は床面ＦＬへ向けて進行する。
【０１０３】
第１光検出部１３０Ｂは、個別光発生部１２１Ａjのそれぞれから射出されたビーム光を、当該ビーム光の進行方向を維持しつつ孔を通過する一部と、光散乱導光ポリマ内へ入射し、光散乱導光ポリマにより散乱される他の一部とに振り分ける。当該一部の光は、ビーム光の進行方向を維持しつつ第１光検出部１３０Ｂを通過し、当該他の一部の光は、光散乱導光ポリマによる散乱の結果、相当量が第１光検出部１３０Ｂにより検出される。そして、第２光検出部１４０Ａは、個別光発生部１２１Ａjのそれぞれから射出され、第１光検出部１３０Ｂを通過したビーム光の到達を検出すると、検出結果を処理部１１０Ｂへ送る。
【０１０４】
処理部１１０Ｂは、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定するために、第１実施形態の場合と同様に、第１個別光検出部１３１Ｂk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のうちのいずれの第１個別光検出部が、波長λj（ｊ＝１，２，３）のビーム光の到達を検出したかという検出結果から、当該個別検出部の位置情報を取得する。また、処理部１１０Ｂは、第２個別光検出部１４１Ａp（ｐ＝１，２，…，Ｐ）のうちのいずれの第２個別光検出部が波長λjのビーム光の到達を検出したかという検出結果から、当該個別検出部の位置情報を取得する。
【０１０５】
引き続き、処理部１１０Ｂは、上述した位置及び姿勢の特定方法と同様の方法で、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定する。
【０１０６】
以後、処理部１１０Ｂは、上述した発光指令の発行処理、姿勢検出処理である頭部ＨＰの位置及び姿勢の特定処理を所定時間ごとに行う。そして、処理部１１０Ｂは、第１実施形態の場合と同様に、検出された位置及び姿勢の時間変化に基づいて、姿勢変化の態様を導出する。また、処理部１１０Ｂは、姿勢検出処理の結果や、姿勢変化態様の導出結果を、表示部１６０に表示させる。
【０１０７】
以上説明したように、本第２実施形態では、処理部１１０Ｂが、発光指令を生成して光発生部１２０Ａへ発行すると、頭部ＨＰに装着された個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）のそれぞれが、互いに交差し直交する方向の波長λjのビーム光を射出する。そして、第１光検出部１３０Ｂが、個別光発生部１２１Ａjのそれぞれから射出されたビーム光を、当該ビーム光の進行方向を維持しつつ孔を通過する一部と、光散乱導光ポリマ内へ入射し、光散乱導光ポリマにより散乱される他の一部とに振り分ける。当該一部の光は、ビーム光の進行方向を維持しつつ第１光検出部１３０Ｂを通過し、当該他の一部の光は、光散乱導光ポリマによる散乱の結果、相当量が第１光検出部１３０Ｂにより検出される。そして、第２光検出部１４０Ａは、個別光発生部１２１Ａjのそれぞれから射出され、第１光検出部１３０Ｂを通過したビーム光の到達を検出すると、検出結果を処理部１１０Ｂへ送る。
【０１０８】
引き続き、処理部１１０Ｂは、第１個別光検出部１３１Ｂk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のうちのいずれの第１個別光検出部が、波長λj（ｊ＝１，２，３）のビーム光の到達を検出したかという検出結果から当該個別検出部の位置情報を取得する。また、処理部１１０Ｂは、第２個別光検出部１４１Ａp（ｐ＝１，２，…，Ｐ）のうちのいずれの第２個別光検出部が、波長λjのビーム光の到達を検出したかという検出結果から当該個別検出部の位置情報を取得する。そして、処理部１１０Ｂは、当該取得結果に基づいて、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定する。このため、個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）が射出したビーム光の到達を、いずれの第１及び第２個別光検出部が検出したかという簡易な方向で、頭部ＨＰの位置及び姿勢の特定を行うことができる。
【０１０９】
そして、処理部１１０Ｂは、位置及び姿勢の特定結果の時間的変化を解析して、人体ＨＢの姿勢変化の態様を導出する。
【０１１０】
したがって、本第２実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様に、被検体である人体ＨＢの各時点における姿勢を、簡易に、かつ、精度良く検出することができる。そして、検出された各時点の姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの姿勢変化の態様を導出することができる。
【０１１１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を、図１５〜図１８を主に参照して説明する。
【０１１２】
＜構成＞
図１５には、第３実施形態に係る姿勢検出装置１００Ｃの概略的な構成がブロック図にて示されている。この図１５に示されるように、姿勢検出装置１００Ｃは、上述した姿勢検出装置１００Ａと比べて、処理部１１０Ａに代えて処理部１１０Ｃを備える点、光発生部１２０Ａに代えて光発生部１２０Ｃを備える点、第１光検出部１３０Ａに代えて第１光検出部１３０Ｃを備える点、及び、第２光検出部１４０Ａに代えて第２光検出部１４０Ｃを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
【０１１３】
上記の処理部１１０Ｃは、姿勢検出に関するデータ処理等を行う。この処理部１１０Ｃは、上述した処理部１１０Ａと同様に、中央処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路から構成されている。処理部１１０Ｃによる処理の詳細については、後述する。
【０１１４】
上記の光発生部１２０Ｃは、上述した光発生部１２０Ａに比べて、個別光発生部１２１Ａj（ｊ＝１，２，３）に代えて、３個の個別光発生手段としての個別光発生部１２１Ｃ1，１２１Ｃ2，１２１Ｃ3を備える点が異なっている。上記の個別光発生部１２１Ｃj（ｊ＝１，２，３）のそれぞれは、図１６に示されるように、共に波長λのビーム光ＢＬjを射出する。この結果、個別光発生部１２１Ｃ1，１２１Ｃ2，１２１Ｃ3から射出されるビーム光ＢＬjは、共に波長λを有するようになっている。
【０１１５】
ここで、個別光発生部１２１Ｃ1，１２１Ｃ2，１２１Ｃ3は、処理部１１０Ｃからの発光指令に応答して発光を行い、処理部１１０Ｃからの発光停止指令に応答して発光停止を行う。なお、処理部１１０Ｃは、個別光発生部１２１Ｃ1，１２１Ｃ2，１２１Ｃ3のいずれか１個の個別光発生部を選択的に発光させるように、発光指令及び発光停止指令を発行するようになっている。
【０１１６】
上記の第１光検出部１３０Ｃは、上述した第１光検出部１３０Ａに比べて、第１個別光検出部１３１Ａk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）に代えて、図１７に示されるように構成されたＫ個の第１個別光検出手段としての第１個別光検出部１３１Ｃ1，１３１Ｃ2，…，１３１ＣKを備える点が異なっている。この図１７に示されるように、第１個別光検出部１３１Ｃkは、第１個別光検出部１３１Ａkと比べて、３種の光検出器１３９k,1，１３９k,2，１３９k,3を備える第１個別受光部１３８Ａkに代えて、１種の光検出器１３９kを備える第１個別受光部１３８Ｃkを備える点が異なっている。
【０１１７】
ここで、光検出器１３９kは、例えば、波長λの光を選択的に通過させる波長フィルタと、受光素子とを備えて構成され、個別光発生部１２１Ｃ1，１２１Ｃ2，１２１Ｃ3が発生する波長λの光の到達を検出する。
【０１１８】
上記の第２光検出部１４０Ｃは、上述した第２光検出部１４０Ａに比べて、第２個別光検出部１４１Ａp（ｐ＝１，２，…，Ｐ）に代えて、図１８に示されるように構成されたＰ個の第２個別光検出手段としての第２個別光検出部１４１Ｃ1，１４１Ｃ2，…，１４１ＣPを備える点が異なっている。この図１８に示されるように、第２個別光検出部１４１Ｃpは、第２個別光検出部１４１Ａpと比べて、３種の光検出器１４９p,1，１４９p,2，１４９p,3を備える第２個別受光部１４８Ａpに代えて、１種の光検出器１４９pを備える第１個別受光部１４８Ｃpを備える点が異なっている。
【０１１９】
ここで、光検出器１４９pは、波長λの光を選択的に通過させる波長フィルタと、受光素子とを備えて構成され、個別光発生部１２１Ｃ1，１２１Ｃ2，１２１Ｃ3が発生する波長λの光の到達を検出する。
【０１２０】
上記の処理部１１０Ｃは、姿勢検出装置１００Ｃにおける検出動作を制御するとともに、第１光検出部１３０Ｃ及び第２光検出部１４０Ｃからの検出結果に基づく解析処理を行う。処理部１１０Ｃは、上述した処理部１１０Ａと同様に、姿勢変化の解析処理のための操作案内画像を表示部１６０に表示させる。そして、操作部１５０から解析の開始指令が入力されると、処理部１１０Ｃは、姿勢変化の解析処理を開始し、発光指令又は発光停止指令を生成して光発生部１２０Ｃへ送る。
【０１２１】
ここで、処理部１１０Ｃが発行する発光指令及び発行停止指令は、上述したように、個別光発生部１２１Ｃ1，１２１Ｃ2，１２１Ｃ3のいずれか１個の個別光発生部を選択的に発光させるようになっている。
【０１２２】
また、処理部１１０Ｃは、頭部ＨＰの各時点における位置及び姿勢を導出するために、第１個別光検出部１３１Ｃk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のそれぞれに対して、光発生部１２０Ｃから射出される光の透過及び不透過の設定指令を、切り替えて送る。
【０１２３】
そして、処理部１１０Ｃは、上述した処理部１１０Ａと同様に、所定時間ごとに、第１光検出部１３０Ｃ及び第２光検出部１４０Ｃからの検出結果を受け、当該検出結果に基づいて、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定する。そして、処理部１１０Ｃは、所定時間ごとの特定結果の時間的変化に基づいて、頭部ＨＰの姿勢変化の態様を導出する。
【０１２４】
また、処理部１１０Ｃは、上述した処理部１１０Ａと同様に、人体ＨＢの姿勢変化態様の導出結果から、表示部１６０に表示させるための表示信号を生成して、表示部１６０へ送る。
【０１２５】
＜動作＞
以上のようにして構成された姿勢検出装置１００Ｃの動作について、頭部ＨＰの姿勢検出処理に主に着目して説明する。
【０１２６】
この姿勢検出処理は、第１実施形態の場合と同様に、利用者が操作部１５０に、姿勢検出の開始指令を入力することにより開始する。処理部１１０Ｃは、当該開始指令を受けると、発光指令を生成して光発生部１２０Ｃの個別光発生部１２１Ｃ1へ送るとともに、不透過設定指令を生成して、第１個別光検出部１３１Ｃk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のそれぞれへ送る。
【０１２７】
発光指令を受けた個別光発生部１２１Ｃ1は、波長λのビーム光を射出する。そして、不透過設定時の第１光検出部１３０Ｃが、個別光発生部１２１Ｃ1から射出されたビーム光の到達を検出すると、検出結果を処理部１１０Ｃへ送る。
【０１２８】
処理部１１０Ｃは、こうして第１光検出部１３０Ｃからの検出結果を受けると、透過設定指令を生成し、第１個別光検出部１３１Ｃkのそれぞれへ送る。当該透過設定指令を受けた第１個別光検出部１３１Ｃkのそれぞれでは、光の透過を行う透過設定となる。そして、第２光検出部１４０Ｃが、個別光発生部１２１Ｃ1から射出され、第１光検出部１３０Ｃを透過したビーム光の到達を検出すると、検出結果が処理部１１０Ｃへ送られる。
【０１２９】
引き続き、処理部１１０Ｃは、個別光発生部１２１Ｃ2から射出される光を検出するための処理を行う。かかる処理に際して、処理部１１０Ｃは、不透過設定指令を生成して第１個別光検出部１３１Ｃkのそれぞれへ送るとともに、発光指令を生成して個別光発生部１２１Ｃ2へ送る。そして、処理部１１０Ｃは、第１光検出部１３０Ｃからのビーム光の検出結果を受けると、透過設定指令を生成して第１個別光検出部１３１Ｃkのそれぞれへ送る。
【０１３０】
この後、処理部１１０Ｃは、第２光検出部１４０Ｃからのビーム光の検出結果を受けると、引き続き、個別光発生部１２１Ｃ3から射出される光を検出するための処理を行う。かかる処理に際して、処理部１１０Ｃは、不透過設定指令を第１個別光検出部１３１Ｃkのそれぞれへ送るとともに、発光指令を個別光発生部１２１Ｃ3へ送る。そして、処理部１１０Ｃは、第１光検出部１３０Ｃからのビーム光の検出結果を受けると、透過設定指令を個別光検出部１３１Ｃkのそれぞれへ送る。この後、第２光検出部１４０Ｃが、個別光発生部１２１Ｃ3から射出され、第１光検出部１３０Ｃを透過したビーム光の到達を検出すると、検出結果が処理部１１０Ｃへ送られる。
【０１３１】
処理部１１０Ｃは、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定するために、第１個別光検出部１３１Ｃk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のうちのいずれの第１個別光検出部が、ビーム光ＢＬj（ｊ＝１，２，３）の到達を検出したかという検出結果から当該個別検出部の位置情報を取得する。また、処理部１１０Ｃは、第２個別光検出部１４１Ｃp（ｐ＝１，２，…，Ｐ）のうちのいずれの第２個別光検出部が、ビーム光ＢＬjの到達を検出したかという検出結果から当該個別検出部の位置情報を取得する。
【０１３２】
そして、処理部１１０Ｃは、上述した位置及び姿勢の特定方法と同様の方法で、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定する。
【０１３３】
以後、処理部１１０Ｃは、上述した発光指令及び発行停止指令の発行処理、姿勢検出処理である頭部ＨＰの位置及び姿勢の特定処理を所定時間ごとに行う。そして、処理部１１０Ｃは、第１実施形態の場合と同様に、検出された位置及び姿勢の時間変化に基づいて、姿勢変化の態様を導出する。また、処理部１１０Ｃは、姿勢検出処理の結果や、姿勢変化態様の導出結果を、表示部１６０に表示させる。
【０１３４】
以上説明したように、本第３実施形態では、処理部１１０Ｃが、順次、選択的に異なる個別光発生部からビーム光が射出されるように発光指令及び発光停止指令を生成して各個別光発生部へ送る。また、処理部１１０Ｃは、第１光検出部１３０Ｃ及び第２光検出部１４０Ｃの両方の検出部からのビーム光の到達検出結果を得るため、透過設定指令及び不透過設定指令を生成して、第１光検出部１３０Ｃへ送る。
【０１３５】
引き続き、処理部１１０Ｃは、第１個別光検出部１３１Ｃk（ｋ＝１，２，…，Ｋ）のうちのいずれの第１個別光検出部が、ビーム光ＢＬj（ｊ＝１，２，３）の到達を検出したかという検出結果から当該個別検出部の位置情報を取得する。また、処理部１１０Ｃは、第２個別光検出部１４１Ｃp（ｐ＝１，２，…，Ｐ）のうちのいずれの第２個別光検出部が、ビーム光ＢＬjの到達を検出したかという検出結果から当該個別検出部の位置情報を取得する。そして、処理部１１０Ｃは、当該取得結果に基づいて、頭部ＨＰの位置及び姿勢を特定する。このため、個別光発生部１２１Ｃj（ｊ＝１，２，３）が射出したビーム光の到達を、いずれの第１及び第２個別光検出部が検出したかという簡易な方向で、頭部ＨＰの位置及び姿勢の特定を行うことができる。
【０１３６】
そして、処理部１１０Ｃは、位置及び姿勢の特定結果の時間的変化を解析して、人体ＨＢの姿勢変化の態様を導出する。
【０１３７】
したがって、本第３実施形態によれば、上述した第１及び第２実施形態と同様に、被検体である人体ＨＢの各時点における姿勢を、簡易に、かつ、精度良く検出することができる。そして、検出された各時点の姿勢の時間変化に基づいて、人体ＨＢの姿勢変化の態様を導出することができる。
【０１３８】
［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【０１３９】
例えば、第２実施形態においては、波長の異なる３種のビーム光を検出するため、第１及び第２個別光検出部は３種の光検出器を備えることとした。これに対して、第２実施形態において、光発生部を第３実施形態と同様の構成を採用し、個別光発生部のそれぞれが単一の波長のビーム光を射出し、第１及び第２個別光検出部のそれぞれが１種の光検出器を備えるようにしてもよい。この場合には、処理部は、第３実施形態の場合と同様に、順次、選択的に異なる個別光発生部からビーム光が射出されるように発光指令及び発光停止指令を生成して各個別光発生部へ送ることになる。
【０１４０】
また、上記の第１〜第３実施形態では、頭部の姿勢を検出するために光発生部を前額部に装着することとしたが、光発生部の装着位置は、頭頂部、左側頭部、右側頭部のいずれであってもよく、また、前額部を含む複数の部分に光発生部を装着するようにしてもよい。
【０１４１】
また、上記の第１〜第３実施形態では、頭部の姿勢を検出することとしたが、肩等、他の部位の姿勢を検出するようにしてもよい。例えば、肩の姿勢を検出するためには、両肩部における前面及び側面の少なくとも１つの位置に、光検出部を装着するようにすればよい。
【０１４２】
また、上記の第１〜第３実施形態では、光発生部は３個の個別光発生部を備えることとしたが、個別光発生部の数は、２個又は４個以上であってもよい。
【０１４３】
また、上記の第１〜第３実施形態では、光発生部が備える３個の個別光発生部は、互いに交差し直交するビーム光を射出することとしたが、特定部位の形状等を考慮して、個別光発生部から射出されるビーム光の方向のなす角を、予め定められた任意の角度とするようにしてもよい。
【０１４４】
また、上記の第１〜第３実施形態では、第１及び第２光検出部の形状を、図２及び図５（Ａ），（Ｂ）に示されるように立方体形状としたが、例えは、図１９（Ａ），（Ｂ）に示されるように、第１及び第２光検出部の形状を半球型のドーム形状にしてもよい。
【０１４５】
また、第１光検出部の構成は、半導体素子を用いた検出器や光電効果を利用した検出器等、個別光発生部から発せられた光の到達の検出、及び／又は、個別光発生部から発せられた光の透過を行うものであれば、任意の構成とすることができる。
【０１４６】
また、上記の第１〜第３実施形態では、第２個別光検出部を、枠部材と、光拡散部材とを備えて構成したが、入射したシート状光の少なくとも一部を第２個別受光部へ導光できる構成であれば、任意の構成とすることができる。
【０１４７】
また、上記の第１〜第３実施形態においては、人体の姿勢を検出する姿勢検出装置に本発明を適用したが、ロボットなどの運動体の姿勢を検出する姿勢検出装置にも本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
以上説明したように、本発明の姿勢検出装置は、被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１４９】
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…姿勢検出装置、１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ…処理部（特定手段、解析手段）、１２０Ａ，１２０Ｃ…光発生部、１２１Ａ1〜１２１Ａ3，１２１Ｃ1〜１２１Ｃ3…個別光発生部（個別光発生手段）、１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ…第１光検出部（第１光検出手段）、１３１Ａ1〜１３１ＡK，１３１Ｂ1〜１３１ＢK，１３１Ｃ1〜１３１ＣK…第１個別光検出部（第１個別光検出手段）、１３５Ａ，１３５Ｂ…報告部、１３６k…枠部材、１３７Ａk……シャッター部材（シャッター手段）、１３７Ｂk…振分部材（個別光振分手段）、１３８Ａk，１３８Ｃk…第１個別受光部（第１個別受光手段）、１３９k,1，１３９k,2，１３９k,3，１３９k…光検出器、１４０Ａ，１４０Ｃ…第２光検出部（第２光検出手段）、１４１Ａ1〜１４１ＡP，１４１Ｃ1〜１４１ＣP…第２個別光検出部（第２個別光検出手段）、１４５…報告部、１４６p…枠部材（個別導光手段の一部）、１４７p…光拡散部材（個別導光手段の一部）、１４８Ａp，１４８Ｃp…第２個別受光部（第２個別受光手段）、１４９p,1，１４９p,2，１４９p,3，１４９p,…光検出器、１５０…操作部、１６０…表示部、ＨＰ…頭部、ＨＢ…人体（被検体）。
【図１】
2011208981.tif 000003
【図２】
2011208981.tif 000004
【図３】
2011208981.tif 000005
【図４】
2011208981.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2011208981.tif 000009
【図８】
2011208981.tif 000010
【図９】
2011208981.tif 000011
【図１０】
2011208981.tif 000012
【図１１】
2011208981.tif 000013
【図１２】
2011208981.tif 000014
【図１３】
2011208981.tif 000015
【図１４】
2011208981.tif 000016
【図１５】
2011208981.tif 000017
【図１６】
2011208981.tif 000018
【図１７】
2011208981.tif 000019
【図１８】
2011208981.tif 000020
【図１９】
2011208981.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月4日(2011.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
関節機構を介して、個別部位が順次接続され、複数の前記個別部位には、隣接部位に対して、姿勢変化が可能な特定部位が含まれる被検体が所定空間内に存在している場合において、前記被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、
前記特定部位における少なくとも１つの所定位置に装着され、互いに交差する異なる方向のビーム光を射出する少なくとも２つの個別光発生手段と；
前記被検体の外側に配設され、かつ、前記個別光発生手段から発せられた光の到達の検出と透過とを選択的に行う、又は、前記個別光発生手段から発せられた光の到達の検出と通過とを同時に行う第１光検出手段と；
前記第１光検出手段の外側に配設され、前記個別光発生手段から発せられ、前記第１光検出手段を通過又は透過した光の到達を検出する第２光検出手段と；
前記第１及び第２光検出手段による検出結果に基づいて、前記特定部位の前記所定空間内における位置及び姿勢を特定する特定手段と；
を備えることを特徴とする姿勢検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記個別光発生手段のそれぞれは、異なる波長の光を射出し、
前記第１光検出手段は、複数の第１個別光検出手段を備え、
前記第１個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段のそれぞれに対応して配置され、対応する個別光発生手段が射出する波長の光を検出する第１個別受光手段と；
前記個別光発生手段からの光の一部を通過させるとともに、他の一部を前記第１個別受光手段のそれぞれへ導光する個別光振分手段と；を備え、
前記第２光検出手段は、複数の第２個別光検出手段を備え、
前記第２個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段のそれぞれに対応して配置され、対応する個別光発生手段が射出する波長の光を検出する第２個別受光手段と；
前記第１個別光検出手段を通過した光の一部を、前記第２個別受光手段のそれぞれへ導光する個別導光手段と；を備える、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記特定手段は、前記少なくとも２つの個別光発生手段から、順次、選択的に前記異なる方向のビーム光が射出されるように前記個別光発生手段を制御し、
前記第１光検出手段は、複数の第１個別光検出手段を備え、
前記第１個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段が射出する光を検出する第１個別受光手段と；
前記個別光発生手段からの光の一部を通過させるとともに、他の一部を前記第１個別受光手段へ導光する個別光振分手段と；を備え、
前記第２光検出手段は、複数の第２個別光検出手段を備え、
前記第２個別光検出手段のそれぞれは、
前記個別光発生手段が射出する光を検出する第２個別受光手段と；
前記第１個別光検出手段を通過した光の一部を、前記第２個別受光手段へ導光する個別導光手段と；を備える、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、関節機構を介して、個別部位が順次接続され、複数の前記個別部位には、隣接部位に対して、姿勢変化が可能な特定部位が含まれる被検体が所定空間内に存在している場合において、前記被検体の姿勢を検出する姿勢検出装置であって、前記特定部位における少なくとも１つの所定位置に装着され、互いに交差する異なる方向のビーム光を射出する少なくとも２つの個別光発生手段と；前記被検体の外側に配設され、かつ、前記個別光発生手段から発せられた光の到達の検出と透過とを選択的に行う、又は、前記個別光発生手段から発せられた光の到達の検出と通過とを同時に行う第１光検出手段と；前記第１光検出手段の外側に配設され、前記個別光発生手段から発せられ、前記第１光検出手段を通過又は透過した光の到達を検出する第２光検出手段と；前記第１及び第２光検出手段による検出結果に基づいて、前記特定部位の前記所定空間内における位置及び姿勢を特定する特定手段と；を備えることを特徴とする姿勢検出装置である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この姿勢検出装置では、被検体の姿勢を検出するに際して、まず、特定部位における少なくとも１つの所定位置に装着された少なくとも２つの個別光発生手段が、互いに交差する異なる方向に進行するビーム光を射出する。そして、第１光検出手段が、個別光発生手段のそれぞれから射出された光の到達の検出と透過とを選択的に行う、又は、個別光発生手段のそれぞれから射出された光の到達の検出と通過とを同時に行う。この第１光検出手段は、所定空間内に存在している被検体の外側に配設されている。そして、第１光検出手段を通過又は透過した光の到達の検出を、当該第１光検出手段の外側に配設されている第２光検出手段が行う。