(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの動きの動きパターンを検出するように構成された、ユーザが握る可動オブジェクトの動きパターンを検出するセンサと、
前記検出した動きパターンを表す動きデータを受け取るように構成された、前記可動オブジェクト上にまたはその中に配置された制御装置とを有するシステムであって、
前記制御装置は、さらに、前記検出した動きパターンデータを、所定の動きパターンを表す動きパターンデータと比較し、前記検出した動きパターンと前記所定の動きパターンとの間の一致を表す一致パラメータを決定し、前記ユーザがその動きパターンを所定の動きパターンにより密接に合わせられるように前記決定した一致パラメータに基づき前記ユーザにフィードバックを与えるフィードバック装置を制御し、
前記フィードバック装置は前記オブジェクトに組み込まれており、前記システムは、さらに、少なくとも１つの付加的可動オブジェクトを有し、前記センサは、さらに、前記オブジェクトに関する関係データを収集するように構成され、前記関係データは、前記可動オブジェクトと前記付加的可動オブジェクトとの間の距離と相対的な動きのうち少なくとも１つに関するデータを含み、前記制御装置は、さらに、前記関係データに基づき前記フィードバック装置を制御するように構成されている、
動き検出システム。
【請求項２】
前記センサは加速度センサ、位置センサ、速度センサ、及びジャイロスコープセンサのうちの１つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサは、加速度センサであり、少なくとも一方向におけるユーザの動きの加速度を検出する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記センサは、加速度センサであり、少なくとも２つの方向におけるユーザの動きの加速度を検出し、前記制御装置は前記方向における前記加速度を平均した平均加速度を決定するように構成された、請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
前記制御装置は所定の動きパターンデータを記憶する電子メモリを有する、
請求項１ないし４いずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記フィードバック装置は、光、音、振動、温度、またはこれらの組み合わせのうち少なくとも１つの形式でユーザにフィードバックを提供するように構成された、請求項１ないし５いずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記フィードバック装置にフィードバックデータを無線通信する通信手段をさらに有する、請求項１ないし６いずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
ユーザに関する物理データを測定するように構成された他のセンサを有し、特に、前記他のセンサはユーザの心拍、体温、血圧、導電皮膚インピーダンスのうち少なくとも１つを測定するようにされ、
前記制御装置は、さらに、前記測定した物理データを受け取って分析し、前記フィードバック装置に前記測定した物理データに基づくフィードバックデータを供給するように構成された、
請求項１ないし７いずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記オブジェクトは、球形であり、ユーザの手のひらで握って、同時に動かすことができ、前記オブジェクトのうち少なくとも１つは動きパターンを検出するセンサを有し、前記フィードバック装置を有する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記フィードバック装置は、光を発するように構成された、特にＬＥＤである光源、及び／または振動装置を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
球形オブジェクトは両方とも、光を発するように構成された、特にＬＥＤである光源、及び／または振動装置を有する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記球形オブジェクトのうち少なくとも１つには電源、好ましくは再充電可能電源が設けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記球形オブジェクトのうち少なくとも１つにはジャイロスコープ及び／または磁気装置などの減衰手段が設けられ、前記制御装置の制御下で少なくとも１つの他の球形オブジェクトに作用するように構成された、
請求項１または１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記センサ、制御装置、フィードバック装置はリアルタイムで動作する、
請求項１ないし１３いずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記所定の動きパターンデータはリラクゼーションパターンを含む、
請求項１ないし１４いずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は動き検出システムに関する。この動き検出システムは、ユーザの動きや一般的に動きのパターンを検出することができる。
【背景技術】
【０００２】
動き検出システムのいろいろな実施形態が知られている。特に、ユーザの動きや動きパターンを検出して、検出した動きに基づきユーザとある種のインターラクション（interaction）をする動き検出システムが知られている。
【０００３】
かかるシステムの一例が特許文献１に開示されている。これには、パフォーマすなわちユーザといっしょに動くように設けられた動き検出器を含むパフォーマンスインタフェースシステムが記載されている。この従来のシステムは、さらに、動き検出器から送信された検出データを受信して、受信した検出データに応じてトーンのパフォーマンスを制御する制御システムを有する。ユーザの動きの状態を動き検出器のセンサで検出して、検出した動き状態を表す検出データを制御システムに送信する。制御システムは動き検出器から検出データを受信し、ユーザの動きを分析し、分析したデータに従って楽器などのトーンパフォーマンスを制御する。ユーザは、従来のシステムを用いて、音楽などのトーンパフォーマンスに参加することができる。ユーザは、例えば、制御システムが実行する音楽を聴きながら手を動かす。すると、その動きが検出され、対応データが制御システムに送られ、音楽演奏における所定のトーンファクタが可変制御される。これにより、経験の無い演奏者やじょうずでない演奏者が音楽をインターラクティブに演奏することができる。
【０００４】
従来のシステムは、ユーザが熟達していなくても、そのユーザを音楽などの演奏に参加できるようにすることを主な目的としている。従来のシステムは、ユーザの実際のスキルレベルを問わずに、ユーザの動きを検出・分析して、トーンなどの形式で応答する。そのため、このシステムは、ユーザにそのパフォーマンスのスキルレベルに関する情報を提供することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公報第７，１７９，９８４  Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ユーザがその動きパターンを所定の動きパターンにより一層合わせられるように、そのユーザが動きに関して、またはより一般的にその動きパターンに関してシステムからのフィードバックを受け取る点において、従来の動き検出システムの改良を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、動き検出システムを提供する。該システムは、ユーザの動きの動きパターンを検出するように構成されたセンサと、検出した動きパターンを表す動きデータを受け取るように構成された制御装置とを有する。センサはユーザが担う可動オブジェクトの動きパターンを検出する。ユーザが手に持てるオブジェクトを提供することにより、ユーザの獅子テムとのインターラクションの感覚が増大し、本発明のシステムにより得られる結果が改善される。制御装置は、さらに、検出した動きパターンデータを、所定の動きパターンを表す動きパターンデータと比較し、検出した動きパターンと所定の動きパターンとの間の一致（coherence）を表す一致パラメータ（coherence  parameter）を決定するように構成されている。制御システムは、さらに、決定した一致パラメータに基づきユーザにフィードバックを提供するフィードバック装置を制御するように構成されている。このように、動き検出システムは、ユーザが行っている動きに関するフィードバックや情報をそのユーザに提供し、より具体的には、ユーザの動きパターンが所定の動きパターンとどのくらい合っているか、すなわち検出した動きパターンと所定の動きパターンとの間の一致のレベルがどのくらいかに関するフィードバックや情報を提供するように構成されている。
【０００８】
かかるフィードバックを提供できる動き検出システムにより、ユーザは、その動きや動きパターンを、所定の動きパターンまたは望ましい動きパターンに合わせられるようになる。フィードバックによりユーザはその動きパターンと望ましい動きパターンとが一致しているか分かるからである。特に、前記一致に基づきユーザにフィードバックを提供することにより、ユーザが非常にリズムのある動きパターンを経験しやすくなることに、発明者は気づいた。かかる動きパターンは、例えば、ユーザがよりリラックスした状態に到達できる、太極拳、楽器演奏、などの動きパターンである。パーキンソン病がリズムのある動きにより改善することが分かっており（例えば、http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9465340を参照）、本発明による動き検出システムが非常に役立つであろう。  フィードバック装置はオブジェクトに組み込まれており、ユーザに非常に直接的なフィードバックを与え、動き検出システムを携帯しやすくする。本システムは、さらに、少なくとも１つの付加的可動オブジェクトを有するので、利用できる動きパターンが多用途になる。センサは、さらに、可動部材に関する関係データを収集するように構成され、その関係データは、オブジェクト間の距離と相対的な動きのうち少なくとも１つに関するデータを含み、制御装置は、さらに、その関係データに基づきフィードバック装置を制御するように構成されている。このように、ユーザは、２つ以上のオブジェクトの相互の使用を望ましい方向に導くことができる。
【０００９】
本発明の一実施形態では、センサは加速度センサ、位置センサ、速度センサ、及びジャイロスコープセンサのうちの１つである。かかるセンサはそれぞれ動きパターンを求められるデータを提供する。
【００１０】
本装置の一実施形態では、センサは、加速度センサであり、少なくとも一方向におけるユーザの動きの加速度を検出する。加速度センサは、動きパターンにリズムがあり、及び／またはスムースであるかに関するデータを提供するのに特に適している。
【００１１】
本装置の一実施形態では、センサは、加速度センサであり、少なくとも２つの方向におけるユーザの動きの加速度を検出し、制御装置はその方向における加速度を平均した平均加速度を決定するように構成される。これにより動きパターンの検出精度が高くなる。
【００１２】
本装置の一実施形態では、センサはオブジェクトに組み込まれ、ユーザの動きパターンを非常に直接的かつ正確に検出できる。
【００１３】
本装置の一実施形態では、制御装置は所定の動きパターンデータを記憶する電子メモリを有する。これにより、システムの再プログラミング及び／または複数の所定の動きパターンの記憶ができ、システムの多用途性が向上する。
【００１４】
本発明の一実施形態では、フィードバック装置は、光、音、振動、温度、またはこれらの組み合わせのうち少なくとも１つの形式でユーザにフィードバックを提供するように構成される。これらのフィードバック形式は、ユーザが容易に識別でき、フィードバックのいわゆるパラメトリックアニメーション（parametric  animation）を提供できる。よりカオス的なアニメーションは一致度が低いことを示し、規則的なアニメーションは一致度が高いことを示す。
【００１５】
本装置の一実施形態では、本システムは、フィードバック装置にフィードバックデータの無線通信をする通信手段をさらに有し、制御装置とフィードバック装置との間に物理的な接続がなくてもよく、システムの多用途性が向上する。
【００１６】
本装置の一実施形態では、本システムは、さらに、ユーザに関する物理データを測定するように構成された他のセンサを有し、特に、他のセンサはユーザの心拍、体温、血圧、導電皮膚インピーダンスのうち少なくとも１つを測定するようにされ、制御装置は、さらに、測定した物理データを受け取って分析し、フィードバック装置に測定した物理データに基づくフィードバックデータを供給するように構成される。これにより、特に、動きパターンがリラクゼーションまたは瞑想（メディテーション）のエクササイズの一部である場合、ユーザへのフィードバックが改善し、フィードバックをさらに微調整することができる。
【００１７】
本装置の一実施形態では、フィードバック装置は、光を発するように構成された、特にＬＥＤである光源、及び／または振動装置を有する。ＬＥＤ及び／または振動の使用により、ユーザはフィードバックを明確に知ることができる。
【００１８】
本装置の一実施形態では、オブジェクトは、球形であり、ユーザの手のひらで握って、同時に動かすことができ、オブジェクトのうち少なくとも１つは動きパターンを検出するセンサを有し、フィードバック装置を有する。この構成により、ユーザは、オブジェクトをいわゆる中国のメディテーションボール（健身球）として用いることができる。発明者は、かかるメディテーションボールを用いると、有効な瞑想に必要な集中レベルに到達することを支援できることを発見した。必要とされるかかる集中レベルやリラクゼーションに到達することは、特に初心者には難しいことが証明されている。ユーザがメディテーションボールを使う時のフィードバックにより、必要な集中状態やリラクゼーション状態への到達が容易になる。さらに、本発明によるメディテーションボールを用いると、ユーザは、呼吸や心拍の制御や、指の器用さの改善に役立つことを経験するであろう。
【００１９】
本装置の一実施形態では、球形オブジェクトは両方とも、光を発するように構成された、特にＬＥＤである光源、及び／または振動装置を有し、直接的なフィードバックをユーザに提供するようになっている。
【００２０】
本装置の一実施形態では、球形オブジェクトのうち少なくとも１つには減衰手段が設けられ、制御装置の制御下で少なくとも１つの他の球形オブジェクトに作用するように構成される。これにより、オブジェクトの付加的に動かすことができ、ユーザの手の器用さ及び／またはバランス感覚を鍛えることができる。かかる減衰手段は、他方のオブジェクトに影響を与えるように構成されたジャイロスコープ装置や磁気装置を有していても良い。
【００２１】
本発明の一実施形態では、制御装置とフィードバック装置はリアルタイムで動作し、ユーザは動きパターンに関する直接的なフィードバックを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明による動き検出システムのさらに有利な実施形態を、特許請求の範囲に記載し、図面を参照して以下に詳細に説明した。
【図１】本発明の第１の実施形態による動き検出システムを示す図である。
【図２】ベースステーション上に置いたメディテーションボールを有する動き検出システムの想像図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図1は、本発明による動き検出システム１００の第１の実施形態を示す。図１の第１の実施形態で実施した本発明を、実施例を用いて説明する。動き検出システム１００は、呼吸と心拍の制御を支援し、さらに本発明によるシステムを用いるユーザの指先の器用さ改善するメディテーション支援装置である。図１に示した実施例では、システムすなわち装置１００は２つの球形オブジェクト、いわゆるチャイニーズメディテーションボールを用いるものである。そのため、システム１００は、第１のオブジェクトすなわち第１のボール１０２と、第２のオブジェクトすなわち第２のボール１０４とを有する。
【００２４】
ユーザは、片手で両方のボール１０２、１０４を握り、ユーザの手のひらにほぼ垂直な仮想軸の周りを回るように、指でボール１０２、１０４を動かすことができる。これは、伝統的なチャイニーズメディテーションボールによる典型的なエクササイズと同様である。よく知られたことであるが、ユーザは、回転するボール１０２、１０４の動きパターンを繰り返すことにより、効果的な瞑想に必要な集中に達する役に立つ。さらに、メディテーションボールを用いることにより、心拍数が低下し呼吸のリズムがゆっくりとなるリラックス状態に到達することができる。普通のメディテーションボールの有効性を改善するために、ボール１０２、１０４は動き検出システム１００の一部となっている。
【００２５】
動き検出システム１００は、ユーザの動きや動きパターンを検出するように構成されたセンサ１０６を有する。図１の実施例では、ボール１０２にはセンサ１０６が設けられ、ボール１０２の動きを直接検出することができる。センサ１０６は、例えば加速度検出器であり、１方向、２方向、またはそれ以上の方向における加速を検出できる。加速度センサがカバーする方向数が大きければ大きいほど、動きパターン検出の精度は高くなる。図１の実施例の状況では、動きパターンとはメディテーションボール１０２、１０４の相互の回転運動を意味する。センサは、位置センサや速度センサなど他のタイプのセンサでもよい。留意しておくが、ボール１０２の動きパターンを検出できるセンサを、ボール１０２の外部に設けることも可能である。そのような場合、例えばボール１０２にＲＦＩＤタグを設けて、センサがＲＦＩＤタグから信号をピックアップできるようにする。
【００２６】
動き検出システム１００は、さらに、マイクロプロセッサなどの制御装置１０８を有する。この制御装置１０８は、検出した動きパターンを表す動きデータを受信するように構成されている。制御装置１０８は、所定の動きパターンを記憶するために用いる電子メモリを有する。かかる所定の動きパターンは、例えば、ユーザがあるリラクゼーション状態や集中状態に到達するために、ボール１０２、１０４で行えるリラクゼーションパターンである。制御装置１０８は、さらに、検出した動きパターンデータを、所定の動きパターンを表す動きパターンデータと比較し、検出した動きパターンと所定の動きパターンとの間の一致（coherence）を表す一致パラメータ（coherence  parameter）を決定するように構成されている。検出した動きパターンと所定の動きパターンとの間の一致が大きいほど、ユーザは望ましい動きパターンを行っている。制御装置１０８は、さらに、一致パラメータに基づいて、フィードバック装置１１０を制御するように構成されている。フィードバック装置１１０は、ユーザにフィードバックして、望ましい動きパターンをまねる努力の点で、どのくらいうまくできているかユーザに通知する。フィードバック装置１１０は、例えば、適当な発生器（emitter）を設けられる光、音、振動、温度、またはこれらの組み合わせで、ユーザが知覚できる方法でフィードバックを与える。
【００２７】
図１の実施例では、ボール１０２、１０４を回転しているユーザは、あるリラクゼーション状態に到達し、ボールを続けて回転させている間中、例えば心拍が低下し、より一定になる。ユーザがボール１０２、１０４の動きパターンを連続させようとすると、それをセンサ１０６が検出して、制御手段１０８が望ましい（所定の）動きパターンと比較する。動きパターンは最初、所定パターンと異なり、フィードバックはカオス的であり不規則である。これにより、ユーザには、望ましいパターンと一致していないことが分かる。ユーザの動きパターンが望ましい動きパターンに合ってくると、フィードバックはより構造的かつ規則的になる。
【００２８】
例えば、振動によるフィードバックを用いる場合、フィードバック装置１１０は、携帯電話で一般的に用いられているタイプのバイブレータ１１２を有する。ユーザは、振動の知覚により望ましい動きパターンに導かれる。リズムのある振動パターンは所定の動きパターンとの密接な一致を示している。ユーザにフィードバックを与える好ましい方法は光によるものである。例えば、ボール１０２内に、点灯すれば外から見えるＬＥＤ１２２を設ける。ＬＥＤは、制御装置１０８の制御下で点灯され、上記と同様に、ユーザの動きが望ましい動きパターンとどのくらい合っているか示す発光パターンを示す。
【００２９】
ここで留意するが、動作を可能とするため、ボール１０２にはバッテリー１１４が設けられ、好ましくは充電可能バッテリーが設けられる。さらに、ベースステーション１１６があり、再充電ステーション１１８を有するハウジングを有する。このハウジングは、エクササイズボール１０２、１０４を使っていない時のスタンドや容器として機能する。ユーザは、ボールを使い終わると、再充電ステーション１１８に置く。ボールは、次の使用のために、自動的に再充電される。
【００３０】
別の実施形態では、センサ１０６は、さらに、第１のボール１０２と第２のボール１０４との間の関係（aspects  of  the  relationship）を検知するように構成されている。言い換えると、オブジェクトに関する関係データを収集する。制御装置１０８は、関係データに基づいて、フィードバック装置１１０を制御するように構成されている。
【００３１】
第１のボール１０２と第２のボール１０４との間の関係は、例えば、第１のボール中のセンサ１０６すなわち付加的専用センサと、第２のボール中のＲＦＩＤタグ１２０とを用いて検知できる。このように、ボール相互の距離、回転速度、相対的動きの一貫性などの関係データを検出できる。制御装置１０８は、この情報を用いて、ユーザが両方のボールを望ましく使えるように、フィードバック装置１１０を制御する。
【００３２】
本発明のさらに別の実施形態では動き検出装置１００に、また図１の実施例ではボール１０２に、無線などの通信装置１２４が設けられている。この通信装置１２４は、ボールの使用に関するデータを、光源１２６などの外部装置に伝達するように構成されている。この光源１２６には好適な受信機器が設けられ、動き検出システム１００を用いる時に、改良した環境体験を提供するようにユーザの光環境を制御できる。図１の実施例では、外部装置は光源１２６を有するベースステーション１１６である。さらに、外部システムは、ヘッドホンなどのパーソナルデバイスを有するサウンドシステムであってもよい。
【００３３】
さらに、この実施形態は、トレーニング機器として利用して、経験者や教師がメディテーションボールその他のオブジェクトを使って、制御された環境体験を生成し他者に追随させることができる。他のユーザのメディテーションボールにより、教師のパフォーマンスに対するユーザのパフォーマンスに関する個別フィードバックを与えて、グループ体験を強化することができる。
【００３４】
本発明のさらに別の実施形態では、第２のメディテーションボール１０４に、第１のボール１０２のフィードバック装置と同様のデザインのフィードバック装置を設けてもよい。第２のボール１０４のフィードバック装置もまた制御装置１０８の制御下にある。このように、例えばＬＥＤを用いた場合のフィードバックのパターンやアニメーションは、両方のメディテーションボール１０２、１０４が発する光のパターンにより形成してもよい。再び、規則的なパターンにより、検出した動きパターンと所定の動きパターンとの間の一致の高さを示す。
【００３５】
上記の説明に加え、ユーザの（生体）体信号を測定するように、センサを構成したり、付加的センサを設けたりしてもよい。特に、かかるセンサは、ユーザの心拍、体温、血圧、導電皮膚インピーダンスのうち少なくとも１つを測定するように構成する。センサが測定したデータを制御装置に供給する。制御装置は、測定した物理データを分析し、フィードバック装置に測定した物理データに基づくフィードバックデータを供給し、ユーザが受け取るフィードバックを微調整する。
【００３６】
本発明によるシステムのさらに別の実施形態では、ボールのある種の動きを作る減衰器をエクササイズボールに組み込んで、ユーザの手の器用さやバランス感覚をトレーニングするようにしてもよい。この減衰器には、例えば、ジャイロスコープ装置や、一方のエクササイズボールが他方のエクササイズボールに影響をする磁気装置を含む。
【００３７】
動き検出装置１００の想像図を図２に示した。第１のメディテーションボール１０２と第２のメディテーションボール１４０とがベースステーション１１６上に配置されている。
【００３８】
上記の代替として、図示はしないが、バイブレータを別の方法で有する実施形態ことを提案する。ユーザは、メディテーションボールを使う前に、深呼吸をして、ベースステーション上に設けられたリセットボタンを押しながら息を最後までゆっくりと吐きだし、新しい使用サイクルを開始する。息を吐く時間はセンサとタイマによって制御装置により登録される。ユーザが２つのエクササイズボールを取り上げると、ボールはバイブレータを用いて繰り返しサイクルで振動を始める。振動の強さはピーク値になるまでゆるやかに上がり、ゆるやかに下がる。各サイクルの時間的長さは、事前に登録した息を吐く時間かその倍である。振動とリズムの知覚により、スムージング効果が発揮され、リズムに合わせて深呼吸を繰り返すようにユーザを促す。呼吸の繰り返しと振動サイクルに集中することにより、ユーザが、有効な瞑想に必要な集中を達成する役に立つ。ソフトな振動サイクルの利点の１つとして、ユーザが開始点を登録して、それを一貫して守る限り、ユーザがどこから開始したいかは重要ではない。
【００３９】
ここまで、動き検出システムがシステムのユーザによるある動きパターンをするオブジェクトとしてのメディテーションボールを有する実施例に基づき、本発明を説明した。言うまでもなく、この実施例は本発明の範囲を限定するものではない。実際、本発明の基礎を成す発明コンセプトは、ここに説明した実施例よりも非常に広く用いることができる。
【００４０】
一般的に、ユーザの動きパターンの検出と、その動きパターンと望ましい動きパターンとの間の一致のレベルに関するユーザへのフィードバックの提供は、多くの分野で利用できる。かかる分野には、例えば、音楽、舞踊、太極拳、ヨガ、マーシャルアーツなどのパフォーマンスアートがある。ラケットなどの動きを検出して望ましいパターンと比較できるスポーツへの応用も想定できる。あらゆる分野において、動きパターンはある望ましい方法で行うべきであり、ユーザがどうしているかに関する直接的なフィードバックはユーザのスキル向上にとって非常に有益である。
【図１】
0005759375.tif 000002
【図２】
0005759375.tif 000003