(57)【要約】【課題】表面筋電位を用いた機器操作において上述した危険性および技術的な煩雑さを回避するため、物体表面の変化および変形を光学的手法により非接触に測定し、デジタルコードへ変換する符号化手法によりその変化を性質的に捉え、機器の制御を可能とする。【解決手段】物体表面１における形状変化や光学的性質の変化にともない光源５から光学系検出部６にいたる光路の変化を光学的手法を用いて非接触にとらえ、信号処理制御部７において光学系検出部６を構成する各々の光検出セル９の出力を閾値と比較し、物体表面１の状況に対応した符号列を生成し、その符号を利用して機器の制御を可能にする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体表面にもたらされた符号化オブジェクトの形状変化、光学的性質の変化あるいは移動や回転にともなう光路変化を少なくともひとつ以上の光感受素子から構成されるセンサをもちいて非接触に測定し、その測定結果から生成した符号列を利用して機器の制御を可能とする特徴を有する計測制御装置
【請求項２】
上記の符号化オブジェクトにより上記のセンサの検出領域に、光子量やスペクトルが異なる領域をつくり、その領域における測定結果を２値以上の信号に割り当て、２値以上の信号の符号列を生成することを特徴とする請求項１に記載の計測制御装置
【請求項３】
上記の符号化オブジェクトが体表面そのものである請求項１から２に記載の計測制御装置
【請求項４】
上記の符号化オブジェクトそのものが発光する請求項１から２に記載の計測制御装置
【請求項５】
光源および信号処理制御部を有する請求項１から４に記載の計測制御装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は物体表面に生じる変化および変形を光学的手法を用いて非接触に２値信号の符号列の変化として検出し、機器を制御する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電動義手の操作は残肢となる上腕あるいは下腕の表面筋電位を利用しておこなわれている。この方法では表面筋電位測定のため、金属電極を残肢の皮膚に接触させる必要があった。
【０００３】それゆえ、金属アレルギーを患っていたり、表面筋電位を十分に生じさせられない人には電動義手が利用できなかった。
【０００４】また、日常の使用において、金属電極で皮膚がこすれるために擦り傷を負ったり、内部回路の故障による電流の逆流が原因で金属電極と皮膚の接触面において火傷を負う危険性もある。
【０００５】さらには表面筋電位を増幅するためのアナログ信号増幅回路や表面筋電位解析をおこなうための信号処理が必要されている。
【０００６】これらに加えて、利用者が電動義手の操作を習得するために多大な練習が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】表面筋電位を用いた機器操作において上述した危険性および技術的な煩雑さを回避するところにこの発明が解決しようとする課題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】光学的手法で非接触に物体表面にもたらされた符号化オブジェクトの状態をある範囲にわたり少なくともひとつ以上の光感受素子を用いて測定し、その測定値を２値の信号へと変換すれば、光感受素子の配置などをもとにしてこの２値信号から符号列が生成できる。
【０００９】この発明は、上述の課題を解決するため物体表面の状態すなわち符号化オブジェクトの状態にともなって上述のごとく生成される符号列を利用して、機器の操作を可能とする特徴を有している。
【００１０】
【実施例】図１には本発明を適用した装置の実施例の構成を示す。物体表面１にもたらされた筐体４および符号化オブジェクト２がある。符号化オブジェクト２には補助的に目印３が付けられている。符号化オブジェクト２は薄い伸縮性のある物質であってもよいし、人体に対して本発明を利用する場合には皮膚そのものであっても構わない。筐体４の中には光源５、光学系検出部６および信号処理制御部７があり、制御しようとする機器との接続のために接続部８がある。
【００１１】光源５をでた光は符号化オブジェクト２を経由して光学系検出部６にいたる。その際、物体表面１、符号化オブジェクト２、目印３および光源５の特性や状態により光学系検出部６に光の濃淡模様１１があらわれる。
【００１２】物体表面１の形状が変化すると符号化オブジェクト２も形状変化をきたし、符号化オブジェクト２に付けられている目印３の位置が光源５と光学系検出部６との相対的な位置関係においてずれる。それゆえ、光路特性に変化が生じるので光学系検出部６にあらわれる光の濃淡模様１１も変化する。
【００１３】この光の濃淡模様１１は明度の明暗だけでなく、光のスペクトルの変化であっても構わない。
【００１４】図２には本発明の動作機能の例をあらわすブロック図を示す。電気信号を実線矢印で、光信号を点線矢印で表している。
【００１５】中央制御部において光源５および光学系検出部６を制御する信号がつくられる。中央制御部からパルス生成器へ信号が伝達されると生成されたパルスに応じて光源５が光る。そして光源５をでた光は符号化オブジェクト２を経由して光学系検出部６にいたり、光の濃淡模様１１をつくりだす。この濃淡模様１１が光検出セル９により測定され、アナログ電気信号へ光電変換される。その電気信号は２値信号化部に伝達され２値信号へと変換される。光学系検出部６を構成する光検出セル９の配置などをもとにして２値信号を集め、符号列を生成する。利用する機器を制御するために、この符号列を信号制御部７へと伝達し、利用する機器の制御信号と符号列の対応づけをおこなう。
【００１６】機器制御を行う信号は接続部８を経由して機器へと伝達される。
【００１７】図３には光学系検出部６の構造例を示す。光学系検出部６は光検出セル９が線状に並べられた構造をとり、接続ピン１０を介して駆動電力、制御信号さらには測定信号のやりとりが信号制御部７との間で行われる。
【００１８】光学系検出部６において光検出セル９が面状に並べられた構造であっても構わない。
【００１９】図４には光学系検出部６にあらわれる光の濃淡模様１１の例を示す。
【００２０】図４（ａ）には符号化オブジェクト２のもたらされた物体表面１が基準状態である場合を示している。
【００２１】物体表面１の変形により符号化オブジェクトに変形が生じ、それとともに目印３も変形あるいは移動し、光学系検出部６において濃淡模様１１が変化する例として図４（ｂ）を示す。
【００２２】図５には光検出セル９の配置例、信号処理制御部７にて行われる光信号から光電変換して得られたアナログ電気信号を２値信号に変換する信号変換の例および２値信号から光検出セル９の配列を利用した符号列を生成する例を示す。
【００２３】図５において、各図中（ａ），（ｂ），（ｃ）の上段には光学系検出部６上に配置された光検出セル９を四角形で表し、とりわけ、光信号から光電変換して得られたアナログ電気信号を２値化する際に閾以上になるセルを黒く塗りつぶして表し、２値信号の配列符号と見なせるように表示した。
【００２４】中段には光検出セル９の出力であるアナログ電気信号を縦軸に光検出セル９の光学系検出部６上の位置関係を横軸にとり、アナログ電気信号の大きさを棒グラフとして表している。また、破線はアナログ電気信号を２値信号に変換する際の目安とする閾を示している。
【００２５】下段にはアナログ電気信号を２値信号に変換した出力を示している。
【００２６】図５（ａ）には符号化オブジェクト２が存在しない場合の例を示す。この場合、２値化された符号列は０の並びとなる。
【００２７】図５（ｂ）には物体表面１が基準状態にある場合の例を示す。
【００２８】図５（ｃ）には測定する物体表面１が基準状態から変化した場合の例を示す。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば物体表面の状態の変化を２値信号の符号列の変化としてとらえることができ、機器の操作信号と符号列との対応付けをほどこすことにより物体表面の状態変化を利用した計測制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構造の例（縦断面図）
【図２】本発明の信号の流れの例を示すブロック図
【図３】光学系検出部の構造の例
【図４】光学系検出部にあらわれるの光の濃淡模様１１の例
【図５】光学系検出部から電気系２値信号への変換原理の例
【符号の説明】
１　物体表面
２　符号オブジェクト
３　目印
４　筐体
５　光源
６　光学系検出部
７　信号処理制御部
８　接続部
９　光検出セル
１０　接続ピン
１１　濃淡模様
【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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