(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の手の動きを検出するため手に装着される手袋型入力装置であって、
使用者の指又は手の所定部位に一端が装着され、指又は該所定部位の動きを伝達するため所定範囲にわたって延びた伝達手段と、
前記伝達手段の他端を弾性的に支持するバネと、
前記バネの一端を制御信号に応じて変位させることにより該バネの付勢力を該制御信号に応じて可変調節する調節手段とを具備し、
前記調節手段は、制御信号によって励磁される励磁コイルと可動鉄心とを有したソレノイドを含み、可動鉄心を前記バネの一端に連結し、
仮想空間内における反力に応じて前記制御信号を供給して前記可動鉄心の移動を制御し、この可動鉄心の移動量に応じて前記バネの付勢力を制御し、これによってフィードバックフォースを制御できるようにしたことを特徴とする手袋型入力装置。
【請求項２】
指又は手の所定部位の動きを検出し、検出信号を発生する検出手段を更に具えた請求項１に記載の手袋型入力装置。
【請求項３】
前記検出手段は、所定の交流信号によって励磁されるコイル部と、前記伝達手段の移動に応じて前記コイル部に対して相対的に変位する磁気応答部材とを有し、
前記伝達手段の移動に応じた出力信号を該コイル部より得ることによって手の動きの検出信号を得るようにしたことを特徴とする請求項２に記載の手袋型入力装置。
【請求項４】
使用者の指先及び／又は手の所定部分に設けられた接触検知手段を更に具備することを特徴とする請求項２又は３に記載の手袋型入力装置。
【請求項５】
前記検出手段から得られた指又は手の所定部位の動きの検出信号と前記接触検知手段から得られた接触検知信号とに基づき、使用者が為している手話手形を判定し、判定した手話手形に対応する手話認識データを出力する生成手段を更に具えたことを特徴とする請求項４に記載の手袋型入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バーチャルリアリティを利用したシステムに対してデータ入力を行う入力装置に関して、特に実際の手の動き（ジェスチャ）を計測してシステム内に取り込む３次元データを作成することができる手袋型入力装置に関し、更には手話電話や手話入力装置の入力インタフェースとして適用可能なインテリジェント型手袋型手形入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バーチャルリアリティの一形態として、表示装置上に使用者の分身（キャラクタ）を表示させ、その表示させたキャラクタを実際に使用者が動くのとほぼ同じ動きをさせることにより、使用者が表示装置に表示された仮想空間（映像空間）内に自分自身があたかも存在していると感じることができるとともに、インタラクティブに仮想空間で疑似体験ができるようなものがある。その中で、人間のより自然な動きを伝達するために、通常の生活や仕事のなかで最も役割の大きいといえる手の動き（ジェスチャ）を計測できるデータ入力用グローブ（手袋型入力装置）がある。従来知られたデータ入力用グローブは、このデータ入力用グローブの各指に対応して設けられた光ファイバ内を通る光量の変化を解析することによって各指の曲がり等を検出、つまり手の動きを計測できるようになっている。この光ファイバを用いるもの以外にも、機械リンク（例えば、ゴニオメータ等）を用いるものや、あるいは圧力や曲げによって抵抗が変わる素子（例えば、液体導電性インク等）を用いるものなどが従来から知られている。
このようなデータ入力用グローブを用いたバーチャルリアリティシステムは、テレロボティックコントロール（すなわち、オペレータによるロボットの遠隔操作）や、対話型医療シミュレーションあるいは３次元モデリングＣＡＤ（モーションキャプチャ）等の様々な分野で利用されつつある。
【０００３】
ところで、人間が物体を操作する際には硬さや重さといった力の感覚（力覚）が不可欠であり、仮想空間からの力フィードバックの重要性が従来から認識されている。そこで、データ入力用グローブに、仮想空間中の対象物体に接触することによって対象物体から受けた反力を機械的に発生するためのフォースフィードバック装置が設けられることがある。このフォースフィードバック装置は、仮想空間内において仮想の手（指）が仮想対象物あるいは仮想環境（例えば、壁）等と接触した状況から得られる反力を人間側に戻すものである。つまり、何か機械的に力を発生するような装置（フォースフィードバック装置）に現実の人間の手や指が触れていて、その装置が人間に対して反力を与えることによって、人間は仮想空間内からの反力を感じ取ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来のデータ入力用グローブは、光量の変化を光センサにより検出して手の動きを計測するものであった。そのため、所定の角度以上に指が曲げられないと光量の変化を捕らえることができずに手の動きが計測されない、すなわち高精度の計測が難しい、という問題点があった。また、上述した光センサを利用したデータ入力用グローブは、指の曲げ角度に比例して光量の変化が生ずるように光ファイバにスリット（傷）を入れていたので、機械振動に弱く、また長時間使用における機械的摩耗や腐食等を避けることができず、それゆえ数年使用することによって計測に誤差を生ずるようになる、という問題点があった。さらに、このような光センサ等を用いたデータ入力用グローブは高価なものであった。
【０００５】
また、上述したフォースフィードバックを行なうようにするためには、そのための機械的な機構を手の動きを計測するための光センサ等とは別々に構成しなければならなかった。そのために、フォースフィードバック機構を具えたデータ入力用グローブは大型化かつ重量化してしまい、使用者にとって非常に装着しにくく使いづらいものになる、という問題点もあった。
【０００６】
また、従来、実用化されていた手袋型入力装置はいずれも極めて高価なものであり、誰でもが簡便に利用できるものではなかった。従って、現在では、未だ、安価で有効・有用な手袋型入力装置が普及しておらず、様々な分野で利用可能性があり、また、実用化が要請されているにもかかわらず、これらの要請に応えることができなかった。例えば、手袋型入力装置を用いて手形（手話における手の形態）の入力を行うことができれば、手話電話やコンピュータシステム等における手話入力装置として利用することができ、聴覚障害を持つ人々に恩恵をもたらすことができるが、現時点では、そのような手袋型手形入力装置は存在していない。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、小型かつシンプルな構造を持つと共に、高精度な分解能で手の動きの計測が可能であり、かつ、耐久性に富んだ手袋型の入力装置を提供しようとするものである。
また、製造が極めて容易なシンプルな構造でフォースフィードバックを可能とした手袋型の入力装置を提供しようとするものである。
更には、様々な技術分野・産業分野で比較的安価かつ簡便に利用することのできる手袋型入力装置を提供しようとするものである。特に、手話電話やコンピュータシステム等における手話入力インタフェースとして有利に利用することができる手袋型入力装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る手袋型入力装置は、使用者の手の動きを検出するため手に装着される手袋型入力装置であって、使用者の指又は手の所定部位に一端が装着され、指又は該所定部位の動きを伝達するため所定範囲にわたって延びた伝達手段と、前記伝達手段の他端を弾性的に支持するバネと、前記バネの一端を制御信号に応じて変位させることにより該バネの付勢力を該制御信号に応じて可変調節する調節手段とを具備し、前記調節手段は、制御信号によって励磁される励磁コイルと可動鉄心とを有したソレノイドを含み、可動鉄心を前記バネの一端に連結し、仮想空間内における反力に応じて前記制御信号を供給して前記可動鉄心の移動を制御し、この可動鉄心の移動量に応じて前記バネの付勢力を制御し、これによってフィードバックフォースを制御できるようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
調節手段は、伝達手段に付された弾性手段の有する付勢力を随時に可変制御することができるように構成される。前記伝達手段は各指毎に所定の長さを保つように長さ調節されて、その一端は指の所定位置又は手の所定部位に固定的に配置される。伝達手段の反対側の先端には弾性手段が付され、伝達手段に所定のテンション（張力）を与えている。そのため、調節手段によって弾性手段の有する付勢力を随時に変化することに応じて、使用者が指の曲げ伸ばしを行うために伝達手段にかける力も変化する。すなわち、指の曲げ伸ばしは弾性手段の有する付勢力に抗して行われることから、付勢力を強くすると、それに応じて指の曲げ伸ばしが行いにくくなる。反対に、付勢力を弱くすると、それに応じて指の曲げ伸ばしが行いやすくなる。したがって、この調節手段による弾性手段の有する付勢力の制御を随時に行うことができるようにすることで、フィードバックフォースを反映した手袋型入力装置を構成できる。
【００１２】
更に、使用者の指又は手の所定部位の動きを検出して、検出信号を発生する検出手段を具えていてもよい。検出手段は指又は手の所定部位の動きに応じて検出信号を発生し、調節手段はこの検出信号に応じて弾性手段の有する付勢力の制御を行うことができる。こうすると、常に指又は手の所定部位の動きに応じたフィードバックフォースを反映することができる。また、指又は手の所定部位の動きを検出するための機構とフィードバックフォースを反映させるための機構とを一体的に構成することができ、当該手袋型入力装置をシンプルな構造を持った小型のものとすることができる。
【００１３】
この発明における好ましい実施例としては、前記検出手段は所定の交流信号によって励磁される１次巻線及び前記１次巻線と磁気的に結合される２次巻線を含むコイル部と、磁気応答部材とを有し、前記伝達手段の移動に応じた出力信号を該２次巻線より得ることによって手の動きの検出信号を得るように構成することがあげられる。すなわち、検出手段を構成するコイル部及び磁気応答部材は、前記伝達手段の所定の範囲での移動に応じて、前記コイル部と前記磁気応答部材との相対的な位置関係が変化するように構成する。
【００１４】
また、この発明における好ましい実施例としては、前記調節手段は制御信号によって励磁される励磁コイルと可動鉄心とを有したソレノイドを含み、可動鉄心を前記弾性手段に連結し、仮想空間内における反力に応じて前記制御信号を供給して前記可動鉄心の移動を制御し、この可動鉄心の移動量に応じて前記弾性手段の付勢力を制御するように構成することがあげられる。
【００１５】
以上から明らかなように、本発明によれば、製造が極めて容易になるような小型かつシンプルな構造を持つと共に耐久性に富み、かつ、高精度な分解能で手の動きの計測が可能な手袋型入力装置を提供することができる。また、製造が極めて容易なシンプルな構造でフォースフィードバックを可能とした手袋型入力装置を提供することができる。さらに、安価な手袋型入力装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る手袋型入力装置を用いたバーチャルリアリティ（仮想現実）を利用したシステムの一実施例を概略的に示したシステム概略図である。図１に示したバーチャルリアリティシステムは、手袋型入力装置１とコンピュータ２とディスプレイ３等から構成される。バーチャルリアリティシステムはこれら以外のハードウェアを有する場合もあるが、ここでは必要最小限の資源を用いた場合について説明する。
【００１８】
当該実施例における手袋型入力装置１（以下、データ入力用グローブと呼ぶ）は、使用者の左手に装着されて使用されるものを例に示している。つまり、左手用のデータ入力用グローブ１である。勿論、データ入力用グローブ１は右手に装着できるように形成されてもよい。また、左右の手にそれぞれ別々のデータ入力用グローブ１を装着して同時に使用してよいことは言うまでもない。ディスプレイ３は、仮想対象物（図では球）を含めた仮想空間を表示し、使用者はディスプレイ３により仮想空間を視覚できるようになっている。このようなバーチャルリアリティシステムにおいて、使用者はデータ入力用グローブ１を装着した状態で左手の各指を動かすと、データ入力用グローブ１は使用者の左手の動き（各指の動き）に合わせて各指の曲がり具合等の変化を計測して、この計測した値をコンピュータ２に入力可能な数値データに変換する。コンピュータ２は中央演算処理装置（ＣＰＵ）を具えた、例えばパーソナルコンピュータのようなものであって、データ入力用グローブ１から得られる数値データを解析して、ディスプレイ３の画面Ｘ上に表示されている仮想空間内の手（各指）を実際に行われた使用者の手の動き（各指の動き）にあわせて動かしながら表示する。データ入力用グローブ１とコンピュータ２間及びコンピュータ２とディスプレイ３間には、前記数値データや制御データ等を送受信できるように信号伝送手段４で各々結合されている。
【００１９】
なお、ディスプレイ３は図示したようなものに限らず、立体ホログラムを用いて表示するものや、あるいはＨＭＤ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙの略）等、どのようなものであってもよい。ＨＭＤは液晶等を用いた表示装置であり、使用者はこのＨＭＤを眼前の視野を遮るように装着することで仮想空間を視覚できる。さらに、ハーフミラー等を用いて、使用者の眼前の風景に仮想の像を重畳して視覚できるものもある。
また、信号伝送手段４は図示したような有線のものでなくてもよく、無線等ワイヤレスのものであってもよい。また、このようなバーチャルリアリティシステムは単体で用いられるだけでなく、当該バーチャルリアリティシステムと現実のロボットシステム等を組み合わせて、現実的なロボット等の操作制御を行うことができるようにしてよいことは言うまでもない。さらに、コンピュータ２やディスプレイ３を当該入力装置１とは別々に構成したが、一体的に構成してもよい。
【００２０】
図２は、本発明に係るデータ入力用グローブの一実施例を概略的に示した全体概略構成図である。ただし、説明を理解しやすくするために当該データ入力用グローブを使用者に装着した状態で、かつ、データ入力用グローブの内部的な構造のみを示した。図３は、図２に示したデータ入力用グローブの１本の指についてのみ拡大して詳細に示した一部拡大図である。
【００２１】
当該データ入力用グローブ１は、各指の曲がり具合を検出するための検出器１０が各指に対応するように装着されて、固定ベルト５によって手首の部分で固定される。自在バンド６はその長さを自由に調整することができ、指を取り囲むようにしてデータ入力用グローブ１を固定する（図３参照）。この際、各指の関節位置とデータ入力用グローブ１の関節位置との相対的位置にずれが生じないように各指の関節部分の太さにあわせて固定する。ガイド７は、中空の例えば円柱や円錐あるいは直方体といったような適宜の形状に形成され、その中空部分をワイヤ８が通っている。そのため、指が曲げられた際でもワイヤ８は各関節部分で引っかかることなく滑らかにＹ方向に自由に往復動できるようになっている。ワイヤ８は、各指に沿って各指の第１関節部分の自在バンド６に設けられた長さ調節機構９から各関節部分のガイド７を通って検出器１０まで形成される。長さ調節機構９は、ワイヤ８の長さを指の長さにあわせて自由に調節し、ワイヤ８の一端を固定するものである。固定ベルト５には検出器１０が配置され、この検出器１０は指の動きに合わせてワイヤ８が指先及び手首間をＹ方向に往復移動するとその動きを検出できるようになっている。
【００２２】
なお、図２及び図３では各指にワイヤ８を１本のみ構成した例を示したが、図４Ａに示すように各指の関節毎にワイヤ８を複数具えるように構成してもよい。こうすることにより、ワイヤを１本のみ構成した場合と比較してより各指の動きを詳細に捉えることができるようになる。勿論、ワイヤ８に対応して検出器１０等を複数設けることは言うまでもない。また、ワイヤ８はこれに限られるものではなく、糸のようなものであってもよい。例えば、図示の人差し指の例では、ワイヤ８ａが第１関節、ワイヤ８ｂが第２関節、ワイヤ８ｃが第３関節の動きを各々個別に伝導するものであり、検出器１０ａ、１０ｂ、１０ｃで各々の動きを検出する。
【００２３】
また、指の動きを検出するためのワイヤ８の配置は上述の例に限らず、例えば、各指の間（すなわち、各指の股）や手の甲の摺曲部あるいは手首等に適切にワイヤ８を配置するようにしてもよい。すなわち、各指の間の開き具合や、手の甲の褶曲具合、手首の曲げ状態等を検出しうるようにワイヤ８を配置してもよい。これを図示すると、例えば図４Ｂに示す図のようになる。すなわち、各指の間や、親指と小指間、及び手首の部分（固定バンド５上）にワイヤ８１〜８６を各々具えるように構成し、これに対応するように検出器１０１〜１０６を配置する。各ワイヤ８１〜８６は、各々長さ調節機構９１〜９６によりその長さが一定に保たれる。
各指の間のワイヤ８１〜８４は隣りあった各指間の開閉動作を個別に伝達するものであり、検出器１０１〜１０４でその動きを検出する。例えば、図示の親指と人差し指の間が開かれると、ワイヤ８１がその動きを伝達して、検出器１０１で親指と人指し指の開閉状態を検出する。親指と小指間のワイヤ８５は手の甲の褶曲具合を伝達するものであり、検出器１０５でその動きを検出する。例えば、手のひらを握ったり、あるいは親指と小指とを接触させようと互いの指を近づけたりすると、ワイヤ８５がその動きを伝達して、検出器１０５で手の甲の褶曲状態を検出する。ワイヤ８６は手首の曲げ状態を伝達するものであり、検出器１０６でその動きを検出する。ワイヤ８６は、一方の先端が手の甲の所定位置に位置するように固定ベルト５上に配置されて、手首の曲げ動作を伝達し、検出器１０６で手首の曲げ状態を検出する。
【００２４】
なお、上述の例では検出器１０１〜１０５を自在バンド６上に配置したが、固定バンド５上に配置するようにしてもよい。その場合には、検出器１０１〜１０５の位置に例えば滑車（ローラ）などを配置し、ワイヤ８１〜８５の一端が滑車を介して固定バンド５側の検出器まで届くように構成する。また、親指と小指間だけにワイヤ８５を配置したものを図示したが、これに限らず、親指と薬指間や小指と人差し指間、あるいは人差し指と薬指間等に適宜にワイヤを配置して、手の甲の褶曲具合を検出できるようにしてもよい。また、これらを複数組み合わせて用いてもよい。
また、上述した図２や図４Ａに示した実施例と図４Ｂに示した実施例とを適宜組み合わせて構成してよいことは言うまでもない。
【００２５】
図３に戻り、ワイヤ８の先端は長さ調節機構９と結合しており、他方の先端はセンサ部１１を通って引っ張りばねからなるコイルばね１２と結合している。また、コイルばね１２のもう一方の先端はテンション調節機構１３に固定されている。すなわち、ワイヤ８はこのコイルばね１２の有する付勢力によって、常に所定のテンションがかかった状態に保たれる。テンション調節機構１３は、上位コントローラ（コンピュータ２等）から与えられる制御信号に応じて、コイルばね１２によるテンションを可変調節するものであり、フォースフィードバックを実現するものである。その詳細は後述する。この実施例では、指を曲げていない状態ではコイルばね１２が静的状態を保つように調節され、指を曲げるとそれに伴ってコイルばね１２の有する付勢力に抗してワイヤ８が引っ張られるようになっている。検出器１０は、このワイヤ８が引っ張られることによるワイヤ８の変位量をセンサ部１１で検出して指の動きを検出する。さらに、検出器１０はワイヤ８の変位の速度あるいは加速度を検出して、指の動きの速さあるいは加速度を検出するようにしてもよい。
【００２６】
ここで、指の動きの検出について具体的な実施例を用いて説明する。図５は、ワイヤ８の変位を検出する位置検出手段すなわち検出器１０の一実施例を概略的に示した概略構成図である。当該検出器は、図２及び図４に示すように各指（あるいは各指の関節）毎に各々対応して構成される。
【００２７】
この実施例において、センサ部１１は、例えば特開昭１０−１５３４０２号に示されたような誘導式の直線位置検出装置を用いて構成されており、ワイヤ８の側に所定間隔で固定的に設けられた１又は複数の磁気応答部材１５と、固定ベルト５の側に固定的に設けられた１次巻線ＰＷおよび２次巻線Ｓ１〜Ｓ４とからなる。１次巻線ＰＷおよび２次巻線Ｓ１〜Ｓ４は、非磁性体からなるチューブ１４の所定においてその周囲に巻回されており、サイン相、コサイン相、マイナス・サイン相、マイナス・コサイン相にそれぞれ対応する４つの２次巻線Ｓ１〜Ｓ４は、変位方向に関してそれぞれ異なる位置に配置されている。例えば、１つの２次巻線（Ｓ１〜Ｓ４）がカバーする範囲の長さをＰ／４とすると、４つの２次巻線Ｓ１〜Ｓ４の全体ではＰの長さをカバーする。また、すベての２次巻線Ｓ１〜Ｓ４をカバーするように１相交流励磁される１次巻線ＰＷが設けられている。図示の例では、１次巻線ＰＷの外側に２次巻線Ｓ１〜Ｓ４が巻回されているがこれは逆であってもよい。また、図示の例では、各２次巻線Ｓ１〜Ｓ４のコイル長がＰ／４のように描かれているが、これよりも短くてもよい。その場合、各２次巻線Ｓ１〜Ｓ４の間に分割して１次巻線ＰＷを挿入してもよい。
【００２８】
ワイヤ８は例えばナイロン糸のような強靱な非磁性かつ非導電性の糸からなっており、そのうち前記チューブ１４内に入っている及び侵入する可能性のある所定の範囲において、１又は複数の磁気応答部材１５が所定間隔で固定的に設けられている。これにより、指の動きに連動してワイヤ８が変位すると、これに応じて磁気応答部材１５が変位し、センサ部１１において、１次及び２次巻線に対する磁気応答部材１５の相対的位置が変位する。この磁気応答部材１５の相対的変位に応じた出力を２次巻線Ｓ１〜Ｓ４から得ることにより、指の動きを検出することができる。磁気応答部材１５としては、鉄等の磁性体または銅あるいはアルミニウム等の良導電体を使用することができる。磁気応答部材１５として磁性体を用いた場合は、該磁気応答部材１５が近接する箇所で１次及び２次巻線間の磁気結合度が上がり、対応する２次巻線に誘導される電圧レベルが上がる。一方、磁気応答部材１５として良導電体を用いた場合は、該磁気応答部材１５が近接する箇所で渦電流損によって１次及び２次巻線間の磁気結合度が下がり、対応する２次巻線に誘導される電圧レベルが下がる。どちらの場合でも、磁気応答部材１５の近接に相関する誘導出力電圧を２次巻線Ｓ１〜Ｓ４から得ることができる。
【００２９】
例えば、１つの磁気応答部材１５のサイズは、長さにしてＰ／２若しくはその前後の適宜の値又はＰ／２未満の適宜の値であり、複数の磁気応答部材１５を設ける場合は、長さＰの周期でこれを繰り返して設ける。これにより、ワイヤ８の長さＰの変位に対応して、センサ部１１の２次巻線Ｓ１〜Ｓ４の誘導出力電圧は１周期の変化を示す。指の動きに対応したワイヤ８の変位量は比較的わずかなものであるので、その最大変位量が前記長さＰを越えないようにセンサ部１１の各巻線の寸法を設計すれば、指の動きに対応したワイヤ８の変位量を長さＰの範囲内のアブソリュート値で検出することができる。もちろん、ワイヤ８の変位量が前記長さＰを越える場合であっても、磁気応答部材１５を長さＰの周期で複数設けているので、この変位を検出することができる。その場合は、周知のように、長さＰを越えた回数（周期数）を別途演算等で求めることにより、長さＰを越えたワイヤ８の変位量を検出することが可能である。なお、磁気応答部材１５の形状は、図示のような細長の円柱状に限らず、球状あるいは楕円球状等適宜の形状であってもよいのは勿論である。なお、図示の都合上、各巻線を長く描いているが、実際は、もっと短く、かなり小型化される。
【００３０】
センサ部１１における１次及び２次巻線はかなり小型のものになるため、ワイヤ８の変位時に磁気応答部材１５のでっぱりが巻線等何かにひっかかることがあるかもしれない。そのような懸念を除去するために、１次及び２次巻線を巻回しているチューブ１４は、巻線の全長よりもある程度前後に長くし、すべての磁気応答部材１５の移動範囲をカバーしうるようにするとよい。これによって、ワイヤ８の動きに伴う磁気応答部材１５の動きがチューブ１４によって保護され、スムーズとなる。勿論、ワイヤ８における磁気応答部材１５の配置箇所全体を非磁性樹脂等で薄くコーティングして滑らかにしてもよい。
【００３１】
ワイヤ８の末端はコイルばね１２の一端（可動端）に固定され、該コイルばね１２の他端（固定端）は適宜の手段で基部（つまり固定ベルト５）に対して固定される。なお、後述するようにテンション調節機構１３を具備する場合は、該コイルばね１２の他端（固定端）がテンション調節機構１３で所定位置に固定（半固定）され、かつ、その固定位置が上位コントローラからの制御信号に応じて可変されることにより、コイルばね１２のテンションが調節され、ワイヤ８を介して指に加わる負荷荷重が調節されることとなる。すなわち、制御信号に応じて任意の力覚提示を為すことができる。勿論、テンション調節機構１３を具備しない形態で本発明を実施することも可能である。
【００３２】
図５に示した実施例においては、以下に説明するレゾルバ原理に従う位置検出処理によって、指の動きに応じた位置検出出力を得るのに適している。
図６は、センサ部１１において、レゾルバ原理に従う位置検出処理を行うために採用する、１次巻線ＰＷ及び２次巻線Ｓ１〜Ｓ４の結線状態を示す図である。
【００３３】
１次巻線ＰＷは１相の交流信号（便宜上、ｓｉｎωｔで示す）によって励磁される。各２次巻線Ｓ１〜Ｓ４の配置と磁気応答部材１５の配置との関係によって、概ね、範囲Ｐにおける磁気応答部材１５の移動を、０度≦θ≦３６０度、なる角度表示で示すとすると、サイン相の２次巻線Ｓ１における誘導出力の振幅関数はｓｉｎθで表わすことができ、次のコサイン相の２次巻線Ｓ２における誘導出力の振幅関数はｃｏｓθで表わすことができ、次のマイナス・サイン相の２次巻線Ｓ３における誘導出力の振幅関数は−ｓｉｎθで表わすことができ、次のマイナス・コサイン相の２次巻線Ｓ４における誘導出力の振幅関数は−ｃｏｓθで表わすことができることによる。換言すれば、概ねそのような関係が得られるように設計する。１つおきに配置された２次巻線Ｓ１とＳ３は差動接続されて、第１の出力交流信号Ａを生じる。もう一方の１つおきに配置された２次巻線Ｓ２とＳ４も差動接続されて、第２の出力交流信号Ｂを生じる。
【００３４】
よって、磁気応答部材１５の相対的変位に応じて、一方の２次巻線Ｓ１，Ｓ３の差動接続から得られる第１の出力交流信号Ａはサイン関数の振幅関数ｓｉｎθを持つもの、つまりＡ＝ｓｉｎθｓｉｎωｔで表わすことができるものとなり、他方の２次巻線Ｓ２，Ｓ４の差動接続から得られる第２の出力交流信号Ｂはコサイン関数の振幅関数ｃｏｓθを持つもの、つまりｃｏｓθｓｉｎωｔで表わすことができるものとなる。
【００３５】
こうして、図５及び図６のような配置及び巻線構成によれば、従来知られたレゾルバにおいて得られるのと同様の、同相交流であって２相の振幅関数を持つ２つの出力交流信号（サイン出力とコサイン出力）をデータ入力用グローブ１において得ることができることが理解できる。従って、本実施例の検出器１０において得られる２相の出力交流信号（Ａ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎωｔとＢ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎωｔ）は、従来知られたレゾルバの出力と同様の使い方若しくは処理をすることができる。例えば、適切なディジタル位相検出回路３０を使用して、上記２相の出力交流信号Ａ，Ｂにおけるサイン関数ｓｉｎθとコサイン関数ｃｏｓθの位相値θをディジタルで測定することができる。例えば特開平９−１２６８０９号に示されたような位相検出方式を使用することができる。これにより、連続的な指の動きを高分解能かつアブソリュートで検出することができる。この場合、位相検出回路３０は専用集積回路及び／又はマイクロプロッセッサ等を含む回路構成とすることができ、これを使用者の固定ベルト５の側に設け、信号伝送手段４を介して上位のコンピュータ２に接続するようにするとよい。そのように、使用者の側にマイクロプロッセッサ等を具備することによって、様々な付加的な機能を実現しうるインテリジェントなデータ入力用グローブを構成することができる。なお、位相検出回路３０はディジタル方式に限らず、アナログ方式のものであってもよい。
【００３６】
なお、図５の構成において、図７に示すように、１次巻線と２次巻線の関係を逆にして、公知の位相シフトタイプ位置検出器のように構成してもよい。すなわち、４つの巻線Ｓ１〜Ｓ４を１次巻線とし、巻線ＰＷを２次巻線とする。この場合、一方の差動接続された１次巻線Ｓ１，Ｓ３の対を例えばサイン相の交流信号ｓｉｎωｔによって励磁し、他方の差動接続された１次巻線Ｓ２，Ｓ４の対を例えばコサイン相の交流信号ｃｏｓωｔによって励磁する。そうすると、１次巻線Ｓ１，Ｓ３による２次側の誘導出力は前記から例えばｓｉｎθ・ｓｉｎωｔに相当するものとなり、また、１次巻線Ｓ２，Ｓ４による２次側の誘導出力は前記から例えばｃｏｓθ・ｃｏｓωｔに相当するものとなる。よって、２次巻線ＰＷに得られるこれらの合成出力は、指の動きに応じた電気的位相シフトθを含む信号（例えばこれをｓｉｎ（ωｔ＋θ）で示す）となる。この出力信号ｓｉｎ（ωｔ＋θ）における電気的位相シフトθを公知の位相測定回路で、ディジタル的に又はアナログ的に検出するようにすればよい。この場合も、連続的な指の動きを高分解能で検出することができる。
【００３７】
更に、２次巻線Ｓ１〜Ｓ４の出力に基づき指の動きの検出データを具体的に得るための構成は、上記例に限らず、他の適宜の構成を用いてよい。
例えば、最も、単純には、各２次巻線Ｓ１〜Ｓ４の出力レベルを単純に比較して、最もレベルの低い１つの２次巻線（Ｓ１〜Ｓ４のいずれか）が配置されている位置をワイヤの変位量として検出するやり方がある。ただし、この場合は、Ｐの範囲を４分割した分解能でしか検出することができない、という不利がある。このような発想の変形としては、２次巻線の数が１個のみ、又は４個以上でも４個未満でもよい、ということになる。指が伸ばされている状態（すなわち、ワイヤが変位していない状態）若しくは指が曲げられている状態（すなわち、ワイヤが変位した状態）のいずれかのみを検出する場合、そのような実施の形態も有りうる。すなわち、２次巻線の数は４個に限ることなく、１又は任意の複数であってよい。あるいは、２個の２次巻線のみを差動接続して設け、差動トランスのように、ワイヤの連続的な移動位置に対応するアナログ電圧を得ることも可能である。
【００３８】
図８は、検出器１０におけるセンサ部１１の別の実施形態を示すものである。
この例においては、ワイヤ８の側には所定位置に永久磁石１６が設けられており、指の動きに応じたワイヤ８の変位に従って永久磁石１６が、１次及び２次巻線ＰＷ，Ｓ１〜Ｓ４に対して相対的に変位する。１次及び２次巻線ＰＷ，Ｓ１〜Ｓ４の中心空間内には、長さＰの全域にわたって磁性体コア１７が固定的に設けられる。永久磁石１６は、磁性体コア１７に沿ってその近傍を、ワイヤ８の変位に伴って移動するように配置されている。磁性体コア１７は、比透磁率が大きく、保磁力の小さな珪素鋼などの磁性体からなり、その形状は細長の円柱状であってもよいし、珪素鋼板を積層して形成された細長の直方体形状等、適宜の形状であってもよい。この磁性体コア１７の周囲に１次巻線ＰＷ及び２次巻線Ｓ１〜Ｓ４が所定の配置で巻回されている。磁性体コア１７と１次巻線ＰＷ及び２次巻線Ｓ１〜Ｓ４は適当な非磁性ケーシングに収納されて、固定バンド５の所定位置に固定的に配置される。なお、図示の都合上、各巻線の径を大きく、また、磁性体コア１７を太く、描いているが、実際は、これらをかなり細くすることができるので、これらを収納した非磁性ケーシングは磁石１６等に比べてかなり細い（薄い）ものである。
【００３９】
このような構成によっても、既に上述した別の実施例と同じようにして１次巻線ＰＷを１相の交流信号によって励磁することにより、２次巻線Ｓ１〜Ｓ４に位置検出出力信号を出力させ、これにより指の動きを検出できるようになる。
すなわち、磁石１６が近接していない限り、磁性体コア１７の存在によって１次巻線ＰＷと２次巻線Ｓ１〜Ｓ４との間の磁気結合度は大であり、２次巻線Ｓ１〜Ｓ４からは大きなレベルの誘導出力が得られる。しかし、長尺の磁性体コア１７のいずれかの箇所に対して、そのときのワイヤ８の位置に応じて磁石１６が近接すると、その箇所では、該磁石１６から発される磁束を強く受け、磁気飽和状態となる。換言すれば、そのように磁石１６が近接した磁性体コア１７の箇所において部分的に磁気飽和状態となるように磁石１６の性能及びサイズ等を決定するものとし、また、それに応じた適切な誘導出力の変化が得られるように、各巻線ＰＷ，Ｓ１〜Ｓ４のコイル長、巻数等を設定するものとする。磁気飽和状態となった磁性体コア１７の箇所では、１次ＰＷ及び２次巻線Ｓ１〜Ｓ４間の電磁誘導性能に関しては磁性体コア１７が存在していない空状態と等価となり、１次ＰＷ及び２次巻線Ｓ１〜Ｓ４間の磁気結合度は低下する。よって、磁石１６の近接に応じた、つまりワイヤ８の変位に応じた、誘導出力信号が各２次巻線Ｓ１〜Ｓ４から得られることになる。基本的にはこのような原理で、２次巻線Ｓ１〜Ｓ４の出力に基づきワイヤ８の変位量、すなわち、指の動きを検出することができることになる。
【００４０】
こうして、ワイヤ８の変位に応じて移動する永久磁石１６が近接する磁性体コア１７の特定箇所で磁気飽和状態となり、その箇所に対応する１次巻線ＰＷと２次巻線間Ｓ１〜Ｓ４の磁気結合度が低下する。従って、１次巻線ＰＷと２次巻線間Ｓ１〜Ｓ４の磁気結合が指の動きに応じて変化され、これにより、ワイヤ８の変位量に応じて振幅変調された誘導出力交流信号が、各２次巻線Ｓ１〜Ｓ４に誘起されることになる。この図８の例においても、先にあげた実施例と同様に位相検出回路を介することにより、当該実施例においても指の動きを検出することができる。勿論、当該実施例においても、上述のレゾルバ型の位置検出だけでなく、位相シフト型の位置検出ができることは言うまでもない。
【００４１】
センサ部１１における１次及び２次巻線の数及び配置等は、上記各実施例に示したものに限らず、適宜に変形可能である。
【００４２】
次に、フォースフィードバック機能を実現するテンション調節機構１３を具えたデータ入力用グローブの一実施例について図９により説明する。
図９において、テンション調節機構１３は、コイルばね１２の他端（固定端）に連結されたストッパ２１と、該ストッパ２１を矢印Ｆ方向に駆動するための電磁ソレノイド２０とを含んでいる。ストッパ２１の所定個所には鍔状またはその他適宜の形状の突起部２１ａが形成されている。ストッパ２１の先端はソレノイド２０のプランジャ（可動鉄心）１９に連結されている。所定位置に固定ブロック１８が配置されており、コイルばね１２の力によりストッパ２１が矢印Ｆとは反対方向に駆動されるとき、ストッパ２１の突起部２１ａが固定ブロック１８によって係止される。すなわち、電磁ソレノイド２０を付勢していないとき、コイルばね１２の力によりストッパ２１が矢印Ｆとは反対方向に付勢され、ストッパ２１の突起部２１ａが固定ブロック１８によって係止され、その位置に対応してコイルばね１２の他端（固定端）が固定される。通常は、ソレノイド２０が付勢されていない状態で使用され、フィードバックフォースを付加するとき、上位コントローラ（例えばコンピュータ２）から与えられる制御信号によってソレノイド２０を付勢する。これにより、プランジャ１９が矢印Ｆ方向に駆動され、コイルばね１２が同方向に伸ばされて、ワイヤ８に対する引っ張りテンション（つまりコイルばね１２による矢印Ｆ方向への付勢力）が増大する。これによって、手指に対してフィードバックフォースを与えることができる。通常のソレノイド２０は１個の励磁コイル２０ａのみからなる。本実施例においても、１個の励磁コイル２０ａのみからなるソレノイド２０を用いて、フィードバックフォースを１段階でオン・オフ制御するだけであってもよい。しかし、図示の例では、フィードバックフォースを多段階制御できるようにするために工夫をした例が示されている。すなわち、図示の例では、ソレノイド２０において３つの励磁コイル２０ａ，２０ｂ，２０ｃが順次縦続配置されており、各励磁コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃを順次に切換えて通電することにより、プランジャー１９が順次吸引されて矢印Ｆ方向に直線的に順次移動するように構成されている。つまり、励磁コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの順に励磁することによって、プランジャー１９は順に右から左の位置まで３段階に位置を移動する。これを図で示すと、図１０Ａ〜１０Ｃのようである。図１０Ａは右側の励磁コイル２０ａに通電した際の概念図、図１０Ｂは中央の励磁コイル２０ｂに通電した際の概念図、図１０Ｃは左側の励磁コイル２０ｃに通電した際の概念図である。
【００４３】
ここで、上述のソレノイドを用いたフォースフィードバック機構の動作について簡単に説明する。
通常の状態、すなわち、各励磁コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃに通電していない場合においては、プランジャー１９は右端の位置に保持され、コイルばね１２は伸ばされていない状態である（図９参照）。そして、例えば使用者が指を曲げる動作を行うと、ストッパ２１によりコイルばね１２の一端が所定の基準位置Ａに位置付けられ、コイルばね１２はワイヤ８を介して指の曲げに応じた分だけ引っ張られる。この状態で励磁コイル２０ａのみに通電すると、プランジャー１９は励磁コイル２０ａに吸引されて、左方向へ１段階移動する（図１０Ａ参照）。すると、コイルばね１２の一端が基準位置Ａから左側へ移動し、励磁前に比べてコイルばね１２が伸ばされた状態となって付勢力が強く働くことから、使用者はより強い力を加えないと励磁前と同じ指の曲げ状態を保持することができない。あるいは、使用者がより指を深く曲げようとするには、励磁コイル２０ａに通電していない状態で指を曲げる場合に比較して、コイルばね１２の有する付勢力に抗する力がより多く必要となる。次に、励磁コイル２０ｂのみに通電すると、プランジャー１９は励磁コイル２０ｂに吸引されて、左方向へ１段階移動する（図１０Ｂ参照）。さらに、励磁コイル２０ｃのみに通電すると、プランジャー１９は励磁コイル２０ｃに吸引されて、左方向へさらに１段階移動する（図１０Ｃ参照）。こうして、プランジャー１９が左方向へ移動してコイルばね１２が引き伸ばされていくことに伴って、コイルばね１２の有する付勢力に抗するための力はより強い力が必要とされる。すなわち、コイルばね１２の付勢力を各励磁コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの励磁によって調節できるようになっている。
【００４４】
そこで、例えば使用者が受けるであろう仮想対象物又は仮想環境からの反力をコンピュータ２（図１参照）によりその都度計算させ、この計算結果に比例して各励磁コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃを通電するように構成すれば、随時にコイルばね１２の付勢力を変化させることができ、使用者は指を動かしたときに可変のフォースフィードバックを受けたような仮想状態を得ることができるようになる。例えば、バーチャルリアリティによって指で物をつかんだとき、フィードバックフォースが弱い場合は軟らかいものをつかんだ感覚を得ることができ、フィードバックフォースが強い場合は硬いものをつかんだ感覚を得ることができる。
【００４５】
なお、各励磁コイル２０ａ、２０ｂ、２０ｃの順次の切換えにあたっては、切換えタイミングや通電する電流値等を適宜に制御して、プランジャー１９が段階的に動作できるようにすることは勿論である。また、本実施例においては励磁コイルを３個だけ構成したものを示したがこれに限らず、励磁コイルは少なくとも１個以上あればよい。ただし、できるだけ数多く励磁コイルを設けたほうが、より細かいフォースフィードバック制御を行うことができる。さらに、検出器１０においてセンサ部１１とテンション調節機構１３を一体的に設けたものを示したが、どちらか一方を具備してもよい。勿論、フォースフィードバックは上述したソレノイド２０による方法だけに限られるものではなく、例えばモータ等適宜のアクチュエータを用いてもよい。
【００４６】
また、本発明におけるデータ入力用グローブの一実施例として、手話手形を入力するための手袋型手形入力装置として構成する場合は、例えば感圧センサや接触センサ等を各指先毎に配置してもよい。図１１は、そのような構成を用いたデータ入力用グローブの一実施例を示す全体構成概略図である。ただし、指先のセンサ以外の図示は省略している。各指先には例えば感圧センサ２２が配置され、当該感圧センサ２２毎に各指先の接触状態を計測することができるようになっている。手話手形では指先を他方の手に接触させる形態があるため、感圧センサ２２によってそのような手形を検出することができる。また、指先の接触状態を検出して、この接触の強さを例えば仮想対象物又は仮想環境からの反力を付加する制御信号として用いるようにしてもよい。
【００４７】
さらに、各指の曲げ伸ばしだけでなく各指の接触状態や接触位置を検出することにより、各指の位置関係を的確に捉えて、使用者が為している手話手形を判定するようにしてもよい。例えば、使用者の指先だけでなく使用者の手の所定部分、つまり手のひらや手の甲あるいは各指の側面といった部分にも感圧センサ２２等を配置して、各感圧センサ２２からの接触検知信号の組み合わせから手話手形の判別を行うようにしてもよい。手話手形では単に指先を他方の手に接触させる形態以外にも、指先と手のひらや手の甲とを接触させたり、あるいは左右の指をクロスする等の複雑な形態がある。そこで、使用者の指先及び／又は手の所定部分に感圧センサ２２を設け、その部分での接触を検出できるようにする。そして、各感圧センサ２２から得られた検出信号を上位コントローラ（例えばコンピュータ２）に与え、上位コントローラは与えられた検出信号の組み合わせから左右の手や各指とがどのような位置関係（どのような接触状態）にあるかを判定して、手話手形を検出する。
【００４８】
なお、各感圧センサ２２から得られた検出信号の組み合わせの判定を、上述したようにデータ入力用グローブとは別々に構成されたコンピュータ２側で実行させてもよいし、あるいはデータ入力用グローブの例えば固定ベルト５にＣＰＵ等を具えたマイクロコンピュータを設けて、当該マイクロコンピュータに各感圧センサからの検出信号を入力して手話手形を検出するようにしてもよい。
【００４９】
なお、上述した各実施例においては、指先側にワイヤ８を固定して手首側に設けた検出器１０によってワイヤ８の動きを検出するようにしたが、これに限らず、反対に手首側にワイヤ８を固定して指先側に検出器１０を設けるように変更することも可能である。
また、センサ部１１における１次及び２次巻線ＰＷ、Ｓ１〜Ｓ４と磁気応答部材１５又は磁石１６との関係は、上述した実施例に限らず、１次及び２次巻線ＰＷ、Ｓ１〜Ｓ４側をワイヤ８の所定位置に配置し、磁気応答部材１５又は磁石１６側を検出器１０の側に固定的に設けるようにしてもよい。
また、センサ部１１は誘導型のものに限らず他の構成のものを用いてもよい。
また、弾性付勢手段としては、コイルばね１２に限らず、ゴムのような伸縮性のある適宜の弾性部材を用いてもよい。
【００５０】
なお、センサ部１１は手首側（又は指先側）の１箇所だけに（すなわち、検出器１０として一体的に）構成されるものに限らず、各ガイド７毎に各々設けるようにしてもよい。これを図示すると、図１２に示す図のようになる。すなわち、各関節毎に配置されたガイド７において、例えば、図５に示したような１次及び２次巻線ＰＷ、Ｓ１〜Ｓ４と磁気応答部材１５とからなるセンサ部１１ａ、１１ｂを各々配置する。これにより、各センサ部１１、１１ａ及び１１ｂによって各関節毎における指の動きを検出することができ、センサ部１１、１１ａ及び１１ｂの検出値から各関節毎の曲がり具合等（つまり、指全体の外形）の判定を行うことができる。こうして、各指１本ずつのワイヤ８のみで複数の関節の曲げ具合を検出することができるようになる。
なお、この場合において、上述した位相検出回路３０（図７参照）を各センサ部１１、１１ａ、１１ｂ毎に各々設けてもよいが、１つの位相検出回路３０を複数のセンサ部１１、１１ａ、１１ｂで共用して用いるようにしてもよい。
【００５１】
本発明は、様々な技術分野・産業分野で比較的安価かつ簡便に利用することのできる手袋型入力装置として、広範囲に応用することができる。特に、インテリジェント型手袋型手形入力装置として構成することにより、手話電話やコンピュータシステム等における手話入力インタフェースとして有利に利用することができる。更には、各種のバーチャルリアリティ空間での手袋型フォースフィードバックインタフェースとして利用可能である。例えば、医療教育現場における触診などの教程をバーチャルリアリティ化するインタフェース、バーチャルモールでの商品を手にとった感覚等をバーチャルリアリティ化するインタフェース、新素材合成用バーチャルリアリティシミュレータの入出量インタフェース、バーチャルリアリティを用いたネットワークやプログラム管理システムの入出力インタフェース、ＣＳＣＷ（分散協調作業）におけるモデリング用入出力インタフェース、などに利用できる。また、遠隔ロボット制御のためのバイラテラルインタフェースとして利用可能である。例えば、原子力プラント、宇宙空間などの極限環境における遠隔ロボットコントローラ、アールキューブプロジェクト用入出力装置、遠隔手術用入出力インタフェース、手術用マイクロロボット制御のための入出力インタフェース、などに利用できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、小型かつシンプルな構造を持つと共に、広い範囲にわたって連続的に高精度な分解能で手の動きが検出可能な手袋型入力装置を提供することができる。また、非接触の検出方法により手の動きを検出させることができるようになるので、摺動摩耗の心配のない耐久性に富んだ手袋型入力装置を提供することができる。更には、製造が極めて容易なシンプルな構造でフォースフィードバックを可能とした手袋型入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る手袋型入力装置を用いたバーチャルリアリティを利用したシステムの一実施例を示すシステム概略図である。
【図２】  本発明に係る手袋型入力装置の一実施例の全体概略構成を示す概略図である。
【図３】  図２に示した手袋型入力装置の１本の指についてのみ拡大して示す一部拡大図である。
【図４Ａ】  本発明に係る手袋型入力装置の別の実施例の全体概略構成を示す概略図である。
【図４Ｂ】  本発明に係る手袋型入力装置のさらに別の実施例の全体概略構成を示す概略図である。
【図５】  本発明に係る手袋型入力装置におけるセンサ部の一実施例を拡大して示した断面図である。
【図６】  本発明に係る手袋型入力装置のセンサ部における１次及び２次巻線の結線例を示す図である。
【図７】  本発明に係る手袋型入力装置のセンサ部における１次及び２次巻線の別の結線例を示す図である。
【図８】  本発明に係る手袋型入力装置におけるセンサ部の別の実施例を拡大して示した断面図である。
【図９】  本発明に係る手袋型入力装置におけるフォースフィードバック機能を実現する機構の一実施例を拡大して示した断面図である。
【図１０Ａ】  図９に示したフォースフィードバック機構において、右端の励磁コイルに通電した際の説明図である。
【図１０Ｂ】  図９に示したフォースフィードバック機構において、中央の励磁コイルに通電した際の説明図である。
【図１０Ｃ】  図９に示したフォースフィードバック機構において、左端の励磁コイルに通電した際の説明図である。
【図１１】  本発明に係る手袋型入力装置の他の実施例の全体概略構成を示す概略図である。
【図１２】  センサ部を各関節のガイド毎に具えた手袋型入力装置の実施例を、１本の指についてのみ拡大して示す一部拡大図である。
【符号の説明】
１…データ入力用グローブ（手袋型入力装置）、２…コンピュータ、３…ディスプレイ、４…信号伝送手段、５…固定ベルト、６…自在バンド、７…ガイド、８（８１〜８６、８ａ〜８ｃ）…ワイヤ、９（９１〜９６）…長さ調節機構、１０（１０１〜１０６、１０ａ〜１０ｃ）…検出器、１１（１１ａ、１１ｂ）…センサ部、１２…コイルばね、１３…テンション調節機構（フォースフィードバック機構）、１４…チューブ、１５…磁性体、１６…磁石、１７…磁性体コア、１８…固定ブロック、１９…プランジャー（可動鉄心）、２０…ソレノイド、２０ａ（２０ｂ、２０ｃ）…励磁コイル、２１…ストッパ、２１ａ…突起部、３０…位相検出回路、ＰＷ…１次巻線、Ｓ１〜Ｓ４…２次巻線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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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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【図１１】
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【図１２】
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