手康復運動系統及方法與流程

2023-12-04 19:12:36 2

公開一種手康復運動系統及方法。

背景技術：

手康復運動裝置是用於幫助癱瘓/偏癱患者的手康復運動的裝置。如果患者在佩戴手康復運動裝置的狀態下活動手，則手康復運動裝置感知手的活動，醫生或治療師可以參照手康復運動裝置感知的結果，適當變更康復運動的強度或種類。

為了感知手的活動，在手康復運動裝置的各部位配置有彎曲傳感器(bendsensor)。彎曲傳感器是指具有電阻值因彎曲程度而異的特性的傳感器。

可是，以往在只利用彎曲傳感器的情況下，不僅感知結果的準確度下降，而且不容易感知手的細微活動。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題

公開一種能夠更準確感知手的活動的手康復運動系統及方法。

技術方案

為了解決所述課題，一個實施例的手康復運動裝置可以包括：多個感知部，其配置於使用者的手的各部位，感知所述各部位的活動；及通信部，其將多個所述感知部感知的活動數據傳輸給輸出裝置；多個所述感知部包括：配置於使用者的各手指的多個手指感知部、配置於所述使用者的手背的手背感知部、配置於所述使用者的手腕的手腕感知部，在所述多個手指感知部、所述手背感知部及所述手腕感知部中的至少一種以上，配置有用於使各所述感知部固定於相應部位的固定裝置。

所述多個手指感知部可以包括：分別配置於大拇指、食指、中指、無名指及小拇指的大拇指感知部、食指感知部、中指感知部、無名指感知部及小拇指感知部。

所述大拇指感知部、所述食指感知部、所述中指感知部、所述無名指感知部及所述小拇指感知部，可以分別包括配置於相應手指的第一節的第一節感知部及配置於相應手指的第二節的第二節感知部。

所述第一節感知部可以藉助於第一連接部而連接於所述手背感知部，所述第二節感知部可以藉助於第二連接部而連接於所述第一節感知部，在所述第一連接部包含的線路中，一部分線路可以用作與所述輸出裝置無線通信所需的天線。

所述食指感知部、所述中指感知部、所述無名指感知部及所述小拇指感知部，可以分別包括配置於相應手指的第一節的第一節感知部、配置於相應手指的第二節的第二節感知部及配置於相應手指的第三節的第三節感知部。

所述第一節感知部可以藉助於第一連接部而連接於所述手背感知部，所述第二節感知部可以藉助於第二連接部而連接於所述第一節感知部，所述第三節感知部可以藉助於第三連接部而連接於所述第二節感知部，在所述第一連接部包含的線路中，一部分線路可以用作與所述輸出裝置無線通信所需的天線。

所述第一連接部、所述第二連接部及所述第三連接部可以具有扭曲形狀，以便不給手指的活動造成影響。

所述第一連接部、所述第二連接部及所述第三連接部可以由伸縮性材質形成，以便不給手指的活動造成影響。

多個所述感知部可以分別包括9軸imu傳感器。

多個所述感知部可以分別包括加速度傳感器及陀螺儀傳感器中的至少一種。

分別配置於所述多個手指感知部的固定裝置可以包括：固定帶，其配置於所述各手指感知部的一側，包圍所述各手指感知部配置的部位；及固定掛鈎，其配置於所述各手指感知部的另一側，供所述固定帶的一端掛住。

所述固定帶可以由彈性材質或伸縮性材質形成。

配置於所述手背感知部的固定裝置包括第一固定部，其以使所述手背感知部固定於手背的方式包圍手掌。

配置於所述手背感知部的固定裝置可以還包括第二固定部，其一端與所述第一固定部連接，另一端連接於貼緊部；且所述貼緊部可以配置於第一連接部上，體現得能夠沿著所述第一連接部移動，所述第一連接部連接配置於大拇指手指第一節的第一節感知部與所述手背感知部。

所述輸出裝置可以構成並輸出包含與所述活動數據對應的圖形對象的畫面。

還可以包括用於在所述活動數據與預先設置的基準活動數據不一致時輸出通知信號的輸出部。

所述輸出部可以包括用於將所述通知信號輸出為聽覺信號的揚聲器、用於將所述通知信號輸出為觸覺信號的執行器、及用於將所述通知信號輸出為光學信號的發光元件中的至少一種。

所述輸出部可以配置於所述手的每個部位。

有益效果

感知部按手的部位配置，因而能夠更準確地感知手的活動。

按手的部位配置的感知部藉助於電纜而連接，因而當感知部中某一個發生故障時，可以容易而迅速地更換發生故障的感知部。

當一部分感知部發生故障時，無需更換手康復運動裝置，只更換故障感知部即可，因而能夠減小手康復運動裝置的維護費用。

附圖說明

圖1是圖示一個實施例的手康復運動系統的構成的圖。

圖2是概略地圖示一個實施例的左手康復運動裝置和右手康復運動裝置的外觀的圖。

圖3是圖示一個實施例的右手康復運動裝置佩戴在手上的樣子的圖。

圖4是圖示一個實施例的右手康復運動裝置的構成的圖。

圖5是圖示一個實施例的輸出裝置的構成的圖。

圖6及圖7是圖示右手康復運動裝置的活動、通過輸出裝置顯示的遊戲畫面的一個示例的圖。

圖8是圖示右手康復運動裝置的活動、通過輸出裝置顯示的畫面的另一示例的圖。

圖9是圖示利用手康復運動系統的手康復運動方法的一個實施例的流程圖。

圖10是概略地圖示另一實施例的左手康復運動裝置和右手康復運動裝置的外觀的圖。

圖11是圖示另一實施例的右手康復運動裝置佩戴於手上的樣子的圖。

圖12是圖示另一實施例的右手康復運動裝置的構成的圖。

具體實施方式

如果參照後面與附圖一同詳細敘述的實施例，本發明的優點及特徵以及達成其的方法將會明確。但是，本發明並非限定於以下公開的實施例，可以以互不相同的多樣形態體現，本實施例只提供用於使本發明的公開更完整，向本發明所屬技術領域的技術人員完整地告知發明的範疇，本發明只由權利要求項的範疇所定義。

如果沒有不同的定義，則本說明書中使用的所有術語(包括技術及科學術語)可以用作本發明所屬技術領域的技術人員可以共同理解的意義。另外，只要未明確地特別定義，一般使用的字典中定義的術語不得過於地或過度地解釋。

本說明書中使用的術語用於說明實施例，並非要限制本發明。在本說明書中，只要在前後語句中未特別提及，單數型也包括複數型。說明書中使用的「包括(comprises)」及/或「包括的(comprising)」，在提及的構成要素之外，不排除一個以上其他構成要素的存在或追加。

下面參照附圖，說明本發明的實施例。在附圖中，相同的附圖標記代表相同的構成要素。

圖1是圖示一個實施例的手康復運動系統的構成的圖。

如果參照圖1，一個實施例的手康復運動系統1可以包括手康復運動裝置100及輸出裝置200。

手康復運動裝置100佩戴於使用者的手上，感知手的活動。其中，所謂使用者，意味著需要手康復運動的人或患者。手包括手指、手背及手腕。因此，所謂手的活動，包括手指的活動、手背的活動及手腕的活動。另外，感知手指、手背及手腕的活動，意味著感知手指、手背及手腕的位置、移動速度及移動方向。

根據實施例，手康復運動裝置100包括左手康復運動裝置(參照圖2的100l)及右手康復運動裝置(參照圖2的100r)中的至少一種。左手康復運動裝置100l佩戴於使用者的左手，感知左手的活動。而且，右手康復運動裝置100r佩戴於使用者的右手，感知右手的活動。左手康復運動裝置100l及/或右手康復運動裝置100r感知的手的活動數據傳輸給輸出裝置200。此時，手的活動數據藉助於有線通信方式或無線通信方式傳輸給輸出裝置200。左手康復運動裝置100l的主體及右手康復運動裝置100r的主體整體上可以由矽膠材質形成。對左手康復運動裝置100l及/或右手康復運動裝置100r的更具體說明，後面將參照圖2、圖3及圖4進行敘述。

輸出裝置200提供與手康復運動相關的菜單。根據實施例，作為與手康復運動相關的菜單，例如可以為使用者信息菜單、遊戲菜單、執行結果菜單及配置菜單。

使用者信息菜單是可以輸入需要手康復運動的使用者的使用者信息的菜單。作為使用者信息，例如可以為姓名、性別、年齡及病歷。

遊戲菜單是可以顯示與手康復運動相關的遊戲目錄的菜單。遊戲目錄顯示後，使用者可以在顯示的遊戲目錄中選擇希望的遊戲，一面進行遊戲，一面執行手康復運動。

執行結果菜單是使用者可以確認手康復運動執行結果的菜單。手康復運動執行結果可以包括手康復運動時間、採取手動作的次數、手動作的速度及手動作的方向中的至少一種。其中，手康復運動時間是指手康復運動需要的時間。而且，手動作可以包括向下側方向的手腕彎曲(flexion)、向上側方向的手腕伸開(extension)、向左側方向的手腕彎曲(radialflexion)、向右側方向的手腕彎曲(ulnarflexion)、手腕旋轉(rotation)、手指彎曲(fingerflexion)及手指伸開(wristextention)。根據實施例，手康復運動執行結果既可以按遊戲分類提供，也可以與遊戲無關地統一提供。

配置菜單是能夠設置與輸出裝置200的各種運轉狀態相關的信息的菜單。

另一方面，如果在與手康復運動相關的遊戲目錄中選擇既定遊戲，則輸出裝置200基於從手康復運動裝置100接收的左手及/或右手的活動數據而構成遊戲畫面，輸出遊戲執行結果。

根據實施例，輸出裝置200根據有線通信方式或無線通信方式，從手康復運動裝置100接收左手及/或右手的活動數據。作為無線通信方式，例如可以為近距離無線通信(nearfieldcommunication,nfc)、無線通用串行總線(wirelessusb)、超寬帶(ultrawideband,uwb)、wifi、藍牙(bluetooth)、無線個域網(zigbee)、無線電頻率通信(radiofrequency,rf)及紅外線通信(infrareddataassociation,irda)。

輸出裝置200與手康復運動裝置100按無線通信方式進行通信時，在輸出裝置200與手康復運動裝置100間可以執行配對(pairing)過程。配對是指將輸出裝置200的設備信息登記於手康復運動裝置100，將手康復運動裝置100的設備信息登記於輸出裝置200的過程。在兩裝置100、200間完成配對過程後，可以對兩裝置100、200間收發的數據提高安全性。但是，並非必須在兩裝置100、200間執行配對過程，配對過程根據情況也可以省略。

如果從手康復運動裝置100接收了左手及/或右手的活動數據，則輸出裝置200構成包括接收的手活動數據的畫面，輸出為視覺信號。所述畫面可以是用於幫助使用者的手康復運動的程序或遊戲運行期間提供的畫面。所述畫面可以由二維影像、三維影像、實拍影像、增強現實影像或他們的組合構成。

根據實施例，在所述畫面中，放置有與手的活動數據對應的圖形對象(參照圖6及圖7的400)。如果左手的活動數據及右手的活動數據從手康復運動裝置100都接收了，那麼在所述畫面中，放置有與左手的活動數據對應的圖形對象、與右手的活動數據對應的圖形對象。使用者的左手及/或右手連續活動時，與此對應的圖形對象也連續活動。

另一方面，用於幫助使用者的手康復運動的程序或遊戲結束後，輸出裝置200可以將手康復運動執行結果輸出為視覺信號及聽覺信號中的至少一種。手康復運動執行結果既可以存儲於輸出裝置200內，也可以按照有線通信方式或無線通信方式，傳輸給外部裝置(圖中未示出)。

如上所述的輸出裝置200可以包括有線無線通信裝置。作為通信裝置，例如可以為行動電話(cellularphone)、pcs電話(pcsphone；personalcommunicationservicephone)、同步式/非同步式imt-2000(internationalmobiletelecommunication-2000)的移動終端、掌上個人電腦(palmpersonalcomputer)、個人數字助理(pda；personaldigitalassistant)、智慧型手機(smartphone)、wap手機(wapphone；wirelessapplicationprotocaophone)及移動遊戲機。

另外，輸出裝置200可以是能夠佩戴於使用者身體，例如能夠佩戴於頭或臉上的穿戴型裝置。為此，輸出裝置200的外形可以具有頭盔形狀或眼鏡形狀。但是，並非輸出裝置200的外形必須限定於示例的形狀，也可以具有柔性的形態。

以上參照圖1，說明了一個實施例的手康復運動系統1的構成。手康復運動裝置100及/或輸出裝置200既然可以是使用者個人所有的裝置，也可以是醫院或康復院等專業醫療機構所有的裝置。

下面，參照圖2、圖3及圖4，對手康復運動裝置100的外觀及構成進行更具體說明。

圖2是概略地圖示一個實施例的左手康復運動裝置100l及右手康復運動裝置100r的外觀的圖，圖3是圖示右手康復運動裝置100r佩戴於手上的樣子的圖。而且，圖4是圖示右手康復運動裝置100r的構成的圖。

正如前面所作的說明，手康復運動裝置100可以包括左手康復運動裝置100l及右手康復運動裝置100r。左手康復運動裝置100l及右手康復運動裝置100r，其構成要素實質上相同，差異在於各構成要素的配置是對稱的。因此，在以下說明中，以右手康復運動裝置100r為中心，說明其外形及構成。

如果參照圖2、圖3及圖4，右手康復運動裝置100r包括多個手指感知部110、120、130、140、150、手背感知部160、手腕感知部170及電壓供應部180。

電壓供應部180向各感知部110、120、130、140、150、160、170供應電壓。電壓供應部180例如可以包括電池。如圖2及圖3所示，電壓供應部180可以以機械方式結合於手腕感知部170。

根據一個實施例，電壓供應部180可以體現得能夠以機械方式從手腕感知部170分離。具體而言，可以體現得當同時按下手腕感知部170兩側配置的imu傳感器171時，使電壓供應部180從手腕感知部170分離。此時，從手腕感知部170分離的電壓供應部180可以更換為多餘的其他電壓供應部(圖中未示出)，或與另行配備的充電裝置(圖中未示出)電氣連接並充電。此時，電壓供應部180可以根據有線電力傳輸技術或無線電力傳輸技術，從充電裝置接受電力供應。

根據另一實施例，電壓供應部180可以以機械方式與手腕感知部170體現為一體型。此時，電壓供應部180可以藉助於外部的電力供應源而充電。作為一個示例，電壓供應部180可以根據有線充電方式進行充電。為此，在電壓供應部180可以配置有供充電用電纜的端子插入的插入槽(圖中未示出)。作為另一示例，電壓供應部180可以根據無線充電方式進行充電。為此，在電壓供應部180，可以配置有用於從電力供應源以無線方式接收電力的無線電力接收部(圖中未示出)。

電壓供應部180包含的電池可以是不彎曲的普通電池，或可像紙一樣彎曲的柔性電池。根據實施例，電壓供應部180配置於較小影響或不影響使用者的手康復運動的位置。作為一個示例，電壓供應部180如圖3所示，可以配置於使用者的手腕近處的胳膊等。根據實施例，在電壓供應部180中，可以追加具備用於將電壓供應部180固定於使用者胳膊的固定裝置180b。固定裝置180b可以具有包圍胳膊外周一部分的圈形形狀，或具有可供使用者將胳膊插入的環形形狀。這種固定裝置180b可以由彈性材質或伸縮性材質形成。

多個手指感知部110、120、130、140、150包括大拇指感知部110、食指感知部120、中指感知部130、無名指感知部140及小拇指感知部150。各感知部110、120、130、140、150包括第一節感知部111、121、131、141、151及第二節感知部112、122、132、142、152。

第一節感知部111、121、131、141、151配置於使用者的各手指的第一節(proximalphalange)。如圖3所示，在第一節感知部111、121、131、141、151配置有用於使第一節感知部111、121、131、141、151固定於各手指的第一節的固定裝置111b、111c、121b、121c、131b、131c。

如圖3所示，各個固定裝置111b、111c、121b、121c、131b、131c包括固定帶111b、121b、131b及固定掛鈎111c、121c、131c。

固定帶111b、121b、131b配置於第一節感知部111、121、131的一側。固定掛鈎111c、121c、131c配置於第一節感知部111、121、131的另一側。利用固定帶111b、121b、131b包圍各手指的第一節後，將固定帶111b、121b、131b的一端掛於固定掛鈎111c、121c、131c，則可以使第一節感知部111、121、131貼緊相應部位。此時，固定帶111b、121b、131b可以由彈性材質或伸縮性材質形成。如果如此以彈性材質或伸縮性材質形成固定帶111b、121b、131b，則可以與手指的粗細無關地使第一節感知部111、121、131貼緊相應部位。

圖3圖示了固定裝置111b、111c、121b、121c、131b、131c包括固定帶111b、121b、131b和固定掛鈎111c、121c、131c的情形。但是，固定裝置也可以以其他形態構成。例如，固定裝置可以具有包圍各手指的第一節外周一部分的圈形形狀，或具有可插入各手指的環形形狀。這種固定裝置可以以彈性材質形成，例如以橡膠材質形成，或以伸縮性材質形成。

如上所述的第一節感知部111、121、131、141、151感知使用者的各手指的第一節的活動。為此，第一節感知部111、121、131、141、151如圖4所示，包括印刷電路板上貼裝的imu傳感器(inertialmeasurementunitsensor)111a、121a、131a、141a、151a。

imu傳感器111a、121a、131a、141a、151a可以是基於mems(micromechanicalsystem，微觀機械系統)的9軸imu傳感器。9軸imu傳感器包括3軸加速度傳感器(accelerationsensor)、3軸陀螺儀傳感器(gyroscopesensor)、3軸地磁傳感器(terrestrialmagnetismsensor)。3軸加速度傳感器測量x軸、y軸、z軸的移動慣性(加速度)。3軸陀螺儀傳感器測量x軸、y軸、z軸的旋轉慣性(角速度)。3軸地磁傳感器測量x軸、y軸、z軸的方位角(地磁的方向)。

根據另一實施例，第一節感知部111、121、131、141、151可以借取imu傳感器而包括加速度傳感器及地磁傳感器中的至少一種。作為一個示例，第一節感知部111、121、131、141、151可以只包括加速度傳感器。作為另一示例，第一節感知部111、121、131、141、151可以包括加速度傳感器及陀螺儀傳感器。

第一節感知部111、121、131、141、151可以通過第一連接部113、123、133、143、153而與手背感知部160連接。具體而言，在第一節感知部111、121、131、141、151的印刷電路板上配置有連接器(圖中未示出)，第一連接部113、123、133、143、153的一端連接於該連接器。第一連接部113、123、133、143、153的另一端連接於手背感知部160的印刷電路板上配置的連接器(圖中未示出)。

根據實施例，第一連接部113、123、133、143、153可以不妨礙手指活動地決定其長度、形狀及材質中的至少一種。

作為一個示例，第一連接部113、123、133、143、153的長度與第一節感知部111、121、131、141、151和手背感知部160間距離相比，具有較長長度，且可以具有像電話線一樣扭曲的模樣。此時，如果使用者在佩戴右手康復運動裝置100r的狀態下彎曲手指，則第一連接部113、123、133、143、153的扭曲的部分增加，因而不妨礙手指的活動。

作為另一示例，第一連接部113、123、133、143、153的長度具有與第一節感知部111、121、131、141、151和手背感知部160間的距離類似的長度，且可以由伸縮性材質形成。具體而言，第一連接部113、123、133、143、153可以由伸縮性光纖電纜體現。此時，如果使用者在佩戴右手康復運動裝置100r的狀態下彎曲手指，則藉助於伸縮性，第一連接部113、123、133、143、153的長度自然地增加，因而不妨礙手指的活動。

作為又一示例，第一連接部113、123、133、143、153以無伸縮性的材質形成，且可以體現得與第一節感知部111、121、131、141、151和手背感知部160間的距離相比具有較長長度。例如，與第一節感知部111、121、131、141、151和手背感知部160間的距離相比，第一連接部113、123、133、143、153可以具有約1.5倍以上的長度。但是，並非第一連接部113、123、133、143、153的長度必須具有示例的長度，優先其長度考慮多樣階層使用者的平均手指長度而決定。

根據實施例，第一連接部113、123、133、143、153可以從第一節感知部111、121、131、141、151的印刷電路板及手背感知部160的印刷電路板分離。因此，當第一節感知部111、121、131、141、151中某一者發生故障時，可以容易而迅速地更換發生故障的第一節感知部111、121、131、141、151。不僅如此，而且無需更換右手康復運動裝置100r自身，只更換發生故障的第一節感知部111、121、131、141、151即可，可節省費用。

根據實施例，第一連接部113、123、133、143、153可以包括多個線路。多個線路根據其作用而可以分為數據線、電壓線及天線電路。

數據線是指用於將第一節感知部111、121、131、141、151的imu傳感器111a、121a、131a、141a、151a感知的數據傳輸給手背感知部160的線路。電壓線是指用於向第一節感知部111、121、131、141、151供應電壓的線路。天線線路是指用作右手康復運動裝置100r與輸出裝置200間無線通信所需的天線的線路。

如上所述，由於第一連接部113、123、133、143、153的多條線路中的一部分線路用作與輸出裝置200無線通信所需的天線，因而可以考慮這種用途並決定第一連接部113、123、133、143、153的長度。

第二節感知部112、122、132、142、152配置於使用者手指中的大拇指末節(distalphalange)、其餘手指的中間節(middlephalange)。根據實施例，如圖3所示，在第二節感知部112、122、132、142、152中配置有用於使第二節感知部112、122、132、142、152固定於各手指的相應節的固定裝置112b、112c、122b、122c、132b、132c。

如圖3所示，固定裝置112b、112c、122b、122c、132b、132c包括固定帶112b、122b、132b及固定掛鈎112c、122c、132c。

固定帶112b、122b、132b配置於第二節感知部112、122、132的一側。固定掛鈎112c、122c、132c配置於第二節感知部112、122、132的另一側。利用固定帶112b、122b、132b包圍各手指的第一節後，將固定帶112b、122b、132b的一端掛於固定掛鈎112c、122c、132c，則可以使第二節感知部112、122、132貼緊相應部位。此時，固定帶112b、122b、132b可以由彈性材質或伸縮性材質形成。如此以彈性材質或伸縮性材質形成固定帶112b、122b、132b，則可以與手指粗細無關地使第二節感知部112、122、132貼緊相應部位。

根據另一實施例，固定裝置可以具有包圍各手指的第二節外周一部分的圈形形狀，或具有可插入各手指的環形形狀。圈形形狀或環形形狀的固定裝置可以以彈性材質形成，例如以橡膠材質形成，或以伸縮性材質形成。

如上所述的第二節感知部112、122、132、142、152感知大拇指的末節和其餘手指的中間節的活動。為此，第二節感知部112、122、132、142、152如圖4所示，包括貼裝於印刷電路板的imu傳感器112a、122a、132a、142a、152a。imu傳感器112a、122a、132a、142a、152a可以為基於mems的9軸imu傳感器。

根據另一實施例，第二節感知部112、122、132、142、152可以包括加速度傳感器及地磁傳感器中的至少一種。作為一個示例，第二節感知部112、122、132、142、152可以只包括加速度傳感器。作為另一示例，第二節感知部112、122、132、142、152可以包括加速度傳感器及地磁傳感器。

第二節感知部112、122、132、142、152通過第二連接部114、124、134、144、154而與第一節感知部111、121、131、141、151連接。具體而言，在第二節感知部112、122、132、142、152的印刷電路板上配置有連接器(圖中未示出)，第二連接部114、124、134、144、154的一端連接於該連接器。第二連接部114、124、134、144、154的另一端連接於第一節感知部111、121、131、141、151的印刷電路板上配置的連接器(圖中未示出)。

根據實施例，第二連接部114、124、134、144、154可以不妨礙手指活動地決定其長度、形狀及材質中的至少一種。第二連接部114、124、134、144、154的長度、形狀及材質可以與前面說明的第一連接部113、123、133、143、153的長度、形狀及材質類似地形成，因而省略重複的說明。

根據實施例，第二連接部114、124、134、144、154可以從第二節感知部112、122、132、142、152的印刷電路板及第一節感知部111、121、131、141、151的印刷電路板分離。因此，第二節感知部112、122、132、142、152中某一者發生故障時，可以容易而迅速地更換發生故障的第二節感知部。不僅如此，而且無需更換右手康復運動裝置100r自身，只更換發生故障的第二節感知部即可，因而可節省費用。

根據實施例，第二連接部114、124、134、144、154可以包括多條線路。多條線路根據其作用可以分為數據線及電壓線。

數據線是指用於傳輸第二節感知部112、122、132、142、152的imu傳感器112a、122a、132a、142a、152a感知的數據的線路。沿著第二連接部114、124、134、144、154的數據線傳輸的數據經第一節感知部111、121、131、141、151的印刷電路板，傳輸給手背感知部160。電壓線是指用於向第二節感知部112、122、132、142、152供應電壓的線路。

手腕感知部170配置於使用者的手腕外側。不同於前面說明的多個手指感知部110、120、130、140、150，在手腕感知部170不具備固定裝置。這是因為，手腕感知部170以機械方式與電壓供應部180結合，藉助配置於電壓供應部180的固定裝置180b，電壓供應部180自身固定於胳膊。圖中雖然未示出，根據另一實施例，在手腕感知部170還可以配置有用於使手腕感知部170固定於手腕的固定裝置。

這種手腕感知部170感知使用者的手腕的活動，將感知的數據傳輸給手背感知部160。為此，手腕感知部170如圖4所示，可以包括imu傳感器171、發射部172、控制部173及電壓調節部174。這些構成要素可以貼裝於印刷電路板上。

imu傳感器171感知手腕的活動。具體而言，imu傳感器171可以感知向下側方向的手腕彎曲(flexion)、向上側方向的手腕伸開(extension)、向左側方向的手腕彎曲(radialflexion)、向右側方向的手腕彎曲(ulnarflexion)、手腕旋轉(rotation)等。imu傳感器171可以為基於mems的9軸imu傳感器。根據另一實施例，可以取代imu傳感器171而配置有加速度傳感器。根據又一實施例，可以取代imu傳感器171，配置有加速度傳感器及陀螺儀傳感器。

發射部172可以將imu傳感器171感知的數據根據無線通信方式傳輸給手背感知部160。作為無線通信方式，例如可以為近距離無線通信(nearfieldcommunication,nfc)、無線通用串行總線(wirelessusb)、超寬帶(ultrawideband,uwb)、wifi、藍牙(bluetooth)、無線個域網(zigbee)、無線電頻率通信(radiofrequency,rf)及紅外線通信(infrareddataassociation,irda)。在以下說明中，以發射部172根據rf通論方式傳輸數據的情形為例進行說明。

控制部173可以連接、控制手腕感知部170的各構成要素。例如，如果imu傳感器171感知手腕的活動，則控制部173控制發射部172，將感知的數據傳輸給手背感知部160。

電壓調節部174調節電壓供應部180供應的電壓的大小，供應給手腕感知部170內的各構成要素。具體而言，電壓調節部174降低電壓供應部180供應的電壓的大小，供應給手腕感知部170內各構成要素。這種電壓調節部174例如可以包括低壓差穩壓器(lowdropoutregulator)。

手背感知部160配置於使用者的手背。根據實施例，如圖2及圖3所示，在手背感知部160配置有用於使手背感知部160固定於手背的固定裝置160b、160c。

固定裝置160b、160c可以包括第一固定部160b和第二固定部160c。第一固定部160b作為使手背感知部160固定於手背的部分，可以具有包圍手掌外周中一部分的圈形形狀，或具有可插入手掌的環形形狀。第二固定部160c的一端連接於第一固定部160b。第二固定部160c的另一端連接於貼緊部117。

貼緊部117配置於連接大拇指手指的第一節感知部111與手背感知部160的第一連接部113上，可以沿著第一連接部113移動。如果如此配置貼緊部117及第二固定部160c，則可使第一連接部113貼緊手背。具體而言，根據使用者的手背外周，移動貼緊部117的位置即可，因而可以與使用者手背外周無關地使第一連接部113貼緊手背。但是，並非必須具備第二固定部160c和貼緊部117，第二固定部160c和貼緊部117當然也可以省略。

如上所述的手背感知部160感知使用者的手背的活動。另外，手背感知部160匯集手背感知部160感知的數據、多個手指感知部110、120、130、140、150感知的數據及手腕感知部170感知的數據，傳輸給輸出裝置200。為此，手背感知部160如圖4所示，可以包括imu傳感器161、接收部162、控制部163、電壓調節部164及通信部165。這些構成要素可以貼裝於印刷電路板上。

imu傳感器161感知手背的活動。imu傳感器161可以為基於mems的9軸imu傳感器。根據另一實施例，可以取代imu傳感器161而配置有加速度傳感器。根據又一實施例，可以取代imu傳感器161，配置有加速度傳感器及陀螺儀傳感器。

接收部162作為與手腕感知部170的發射部172配對進行運轉的部分，根據rf通信方式接收手腕感知部170的imu傳感器171感知的數據。

控制部163可以連接、控制手背感知部160內的各構成要素。例如，右手康復運動裝置100r與輸出裝置200根據無線通信方式進行通信時，控制部163控制各構成要素，使得在右手康復運動裝置100r與輸出裝置200間執行配對過程。配對完成後，如果藉助於多個手指感知部110、120、130、140、150、手背感知部160及手腕感知部170的各imu傳感器111a、121a、131a、141a、151a、112a、122a、132a、142a、152a、161、171而感知活動，則匯集感知的數據並傳輸給輸出裝置200。

另外，控制部163將各感知部110、120、130、140、150、160、170感知的活動數據與預先存儲的基準活動數據進行比較，當感知的活動數據與基準活動數據不一致時，可以使得輸出告知使用者手活動未達到基準的通知信號。

通知信號可以以聽覺信號、觸覺信號、光學信號或他們的組合的形式輸出。為此，可以在手背感知部160追加具備輸出部(圖中未示出)。輸出部可以包括用於將通知信號輸出為聽覺信號的揚聲器、用於將通知信號輸出為觸覺信號的振動輸出部、用於將通知信號輸出為光學信號的發光元件中的至少一種。振動輸出部例如可以包括超小型執行器。

根據另一實施例，不僅是手背感知部160，輸出部可以配置於手的每個部位。具體而言，輸出部可以配置於多個手指感知部110、120、130、140、150及手腕感知部170中的至少一者的周邊。輸出部配置於各感知部的周邊時，可以按相應部位輸出通知信號。

以上，以手背感知部160的控制部163判斷使用者手的活動未達到基準的情形為例進行了說明，但這種判斷也可以由輸出裝置200的控制部230進行判斷，通知信號也可以通過輸出裝置200的輸出部220進行輸出。

圖5是圖示一個實施例的輸出裝置200的構成的圖。

如果參照圖5，輸出裝置200可以包括輸入部210、輸出部220、控制部230、通信部240、存儲部250及影像獲得部260。

輸入部210從使用者接受輸入使用者信息或命令。作為使用者信息，例如可以為使用者的姓名、性別、年齡及病歷。作為命令，例如可以為選擇與手康復運動相關的程序或遊戲種類的命令、運行所選程序或遊戲的命令、輸出手康復運動執行結果的命令、顯示與手的活動數據對應的圖形對象的命令、變更所顯示圖形對象的視點(view)的命令。

輸入部210可以包括輸入裝置，例如包括滑鼠、鍵盤、操縱杆、觸摸墊、觸控螢幕(touchscreen)或他們的組合。此時，鍵盤既可以以硬體方式體現，也可以以軟體方式體現。另外，輸入部210如圖5所示，可以作為輸出裝置200的構成要素而包含並體現。作為另一示例，輸入部210可以由能夠與輸出裝置200進行有線通信及/或無線通信的另外的裝置體現。

輸出部220可以將命令處理結果輸出為視覺信號及/或聽覺信號。為此，輸出部220可以包括影像輸出部221及音響輸出部222。

影像輸出部221將命令處理結果輸出為視覺信號。例如，影像輸出部221輸出包含與手的活動數據對應的圖形對象的畫面。

所述畫面可以是在用於幫助使用者手康復運動的程序或遊戲運行期間輸出的畫面。另外，所述畫面可以是由二維影像、三維影像、實拍影像或他們的組合構成的影像。

所述圖形對象的種類可以根據畫面的種類而決定。例如，當畫面的種類為二維影像時，與手的活動數據對應的圖形對象可以也為二維圖形對象。當畫面的種類為三維影像時，與手的活動數據對應的圖形對象可以是配置於虛擬三維空間內的三維圖形對象。此時，三維圖形對象可以以事先指定的視點(view)為基準進行顯示，視點(view)也可以根據使用者輸入的命令而變更。

這種影像輸出部221可以包括平板顯示器、柔性顯示器或微型顯示器。平板顯示器或柔性顯示器既可以是不透明的顯示器，也可以是透明的顯示器。微型顯示器作為利用了光學系統的顯示器，可以配置於頭戴式顯示器(headmounteddisplay,hmd)。影像輸出部221如圖5所示，既可以作為輸出裝置200的構成要素而包含並體現，也可以由能夠與輸出裝置200進行有線通信及/或無線通信的另外的裝置體現。

根據實施例，影像輸出部221既可以只具有輸出功能，也可以兼具輸入功能及輸出功能。例如，當影像輸出部221以觸控螢幕體現時，影像輸出部221可視為兼具輸入功能和輸出功能。

音響輸出部222將命令處理結果輸出為聽覺信號。例如，音響輸出部222可以包括揚聲器。

圖5圖示了輸出部220包括影像輸出部221和音響輸出部222的情形。根據另一實施例，影像輸出部221可以取代音響輸出部222而包括將命令處理結果輸出為觸覺信號的振動輸出部(圖中未示出)或將命令處理結果輸出為光的光輸出部(圖中未示出)。或者，也可以全部包括影像輸出部221、音響輸出部222、振動輸出部及光輸出部。

通信部240與手康復運動裝置100收發信號及/或數據。例如，通信部240收發輸出裝置200與手康復運動裝置100間的配對過程所需的信號。作為另一示例，通信部240從手康復運動裝置100接收手的活動數據。接收的手的活動數據提供給後述的控制部230。此外，通信部240也可以與其他外部裝置(圖中未示出)收發信號及/或數據。

存儲部250可以存儲輸出裝置200運轉所需的數據或算法。例如，存儲部250可以存儲用於幫助手的康復運動的程序或遊戲、構成與手康復運動相關的畫面所需的圖形數據、用於分析從手康復運動裝置100接收的手的活動數據的算法以及使用者信息。這種存儲部250可以包括易失存儲器、非易失存儲器、硬碟驅動器、光碟驅動器或他們的組合。

影像獲得部260可以獲得影像。例如，輸出裝置200的外形具有頭戴式顯示器的形狀時，影像獲得部260可以獲得拍攝使用者前方的實拍影像。影像獲得部260獲得的實拍影像例如可以用於構成在實拍影像中整合了圖形對象的增強現實影像。

控制部230基於從手康復運動裝置100接收的手的活動數據，構成與手活動數據對應的圖形對象，或包括這種圖形對象的畫面。控制部230既可以基於存儲部250存儲的圖形數據而構成畫面，也可以基於通過影像獲得部260獲得的實拍影像而構成畫面。構成的圖形對象或畫面通過影像輸出部221進行顯示。

另外，控制部230在從手康復運動裝置100接收的手的活動數據未達到基準活動數據時，通過輸出部220輸出告知使用者的手活動未達到基準的提示消息或警告消息。此時，提示消息或警告消息可以以視覺信號、聽覺信號、觸覺信號及光信號中的至少一種形態輸出。

另外，控制部230可以分析使用者的手活動數據並輸出手康復運動結果。手康復運動結果在有使用者的請求時，可以通過輸出部220輸出，或傳輸給外部裝置(圖中未示出)。

圖6及圖7是圖示右手康復運動裝置100r的活動、通過輸出裝置200顯示的遊戲畫面的一個示例的圖。

根據實施例，輸出裝置200可以存儲與手康復運動相關的多樣種類的遊戲。例如，可以存儲用於幫助手腕的康復運動的遊戲、用於幫助手指的康復運動的遊戲。各遊戲可以體現出讓使用者重複特定的手動作。例如，可以體現得重複進行向杯中倒水的動作、抓住活動的魚的動作、抓住飛翔的蝴蝶的動作、扇扇子的動作、開瓶蓋的動作、抓住飛來的球的動作、翻書的動作、利用毛筆在籬笆上塗塗料的動作中的一種。

通過輸出裝置200的影像輸出部221而顯示如上所述的遊戲目錄後，使用者可以選擇自身需要的遊戲或希望的遊戲。選擇遊戲後，輸出裝置的控制部230構成針對所選遊戲的遊戲畫面。例如，當選擇了可以反覆進行抓球動作的遊戲時，在輸出裝置200的影像輸出部221，顯示如圖6所示的遊戲畫面40。

如果參照圖6，在遊戲畫面40中，配置了球模樣的圖形對象480和右手模樣的圖形對象400。右手模樣的圖形對象400與右手康復運動裝置100r的活動對應地活動。如圖6所示，當右手康復運動裝置100r的所有手指伸開時，右手模樣的圖形對象400也顯示為手指伸長狀態。

遊戲執行後，球模樣的圖形對象480逐漸向右手模樣的圖形對象400一側移動。確認了球模樣的圖形對象480活動的使用者採取像抓球一樣的手勢。例如，如圖7所示，如果採取彎曲所有手指的動作，則配置於各手指的右手康復運動裝置100r的多個手指感知部110、120、130、140、150也彎曲。結果，右手模樣的圖形對象400也顯示為手指彎曲的狀態。

當使用者抓住移動的球模樣的圖形對象480成功或失敗時，告知是否成功的提示消息可以通過輸出裝置200的輸出部220輸出。提示消息可以以視覺信號、聽覺信號、觸覺信號、光信號或他們的組合輸出。除遊戲是否成功之外，在遊戲畫面的既定位置，可以追加顯示使用者應執行的目標值、成功次數、活動次數等的信息。

以上參照圖6及圖7，對右手康復運動裝置100r的活動、通過輸出裝置200而顯示的遊戲畫面40的一個示例進行了說明。圖6及圖7圖示了遊戲畫面40為二維影像的情形，但遊戲影像的種類不限定於此。根據另一實施例，遊戲影像可以是在特定視點(view)觀察虛擬的三維空間的三維影像。此時，球模樣的圖形對象480及右手模樣的圖形對象400也表現為三維圖形對象，可以放置於虛擬的三維空間。根據又一實施例，遊戲影像可以是在拍攝實際環境而獲得的實拍影像中合成了球模樣的圖形對象480或右手模樣的圖形對象400的增強現實(augmentedreality,ar)影像。

另外，圖6及圖7顯示了通過輸出裝置200而顯示遊戲畫面40的情形，但並非通過輸出裝置200而顯示的畫面限定為遊戲畫面40。例如，如圖8所示，在通過輸出裝置200而顯示的畫面中，也可以與遊戲無關地單純只顯示與右手康復運動裝置100r的活動對應的右手模樣的圖形對象500。

根據一個實施例，圖8中圖示的右手模樣的圖形對象500可以為二維圖形對象。根據另一實施例，圖8中圖示的右手模樣的圖形對象500可以為配置於虛擬三維空間的三維圖形對象。此時，右手模樣的三維圖形對象以既定視點(view)為基準進行顯示，使用者觸摸畫面50並向既定方向拖動，從而可以變更視點。視點變更後，以變更的視點為基準，顯示右手模樣的三維圖形對象。變更視點所需的命令識別及根據識別的命令進行的圖形處理等，可以藉助於前述控制部230而實現。

如果參照圖8，右手模樣的圖形對象500根據右手康復運動裝置100r的各感知部110、120、130、140、150、160、170的配置位置，可以區分為多個區域。例如，右手模樣的圖形對象500可以區分為手指區域510、520、530、540、550、手背感知部160及手腕區域570。根據實施例，這些區域可以顯示為互不相同的區域。

另一方面，手指區域510、520、530、540、550可以區分為大拇指區域510、食指區域520、中指區域530、無名指區域540及小拇指區域550。大拇指區域510可以區分為與第一節對應的第一區域511和與末節對應的第二區域512。除大拇指區域510之外的其餘手指區域520、530、540、55分別可以區分為與第一節對應的第一區域551、與中間節對應的第二區域552以及與末節對應的第三區域553。在各手指區域510、520、530、540、550中，第一區域551、第二區域552及第三區域553顯示為互不相同的顏色。此時，在各手指區域510、520、530、540、550中，第一區域511,551可以顯示為相互相同的顏色，在各手指區域510、520、530、540、550中，第二區域512、552可以顯示為相互相同的顏色。如果如此互不相同地顯示第一區域551、第二區域552及第三區域553的顏色，則使用者可以直觀地認知各部位的活動。

圖9是圖示利用手康復運動系統1的手康復運動方法的一個實施例的流程圖。

在說明之前，假定是手康復運動裝置100與輸出裝置200根據無線通信方式而收發信號及/或數據，在手康復運動裝置100與輸出裝置200間完成配對過程的狀態。另外，假定是使用者佩戴了左手康復運動裝置100l及/或右手康復運動裝置100r的狀態。

首先，輸出裝置200顯示與手康復運動相關的菜單目錄s710。作為與手康復運動相關的菜單，例如可以為使用者信息菜單、遊戲菜單、執行結果菜單及配置菜單。

然後，輸出裝置200判斷是否在顯示的菜單中選擇了遊戲菜單s720。

s720步驟的判斷結果，當選擇了遊戲菜單時，輸出裝置200通過影像輸出部221顯示遊戲目錄s730。即，顯示用於幫助手康復運動的遊戲目錄。

如果在顯示的遊戲目錄中選擇了既定遊戲，則輸出裝置200構成所選遊戲的初始畫面s7740。例如，當選擇了能夠反覆進行抓球動作的遊戲時，如圖6所示，構成包括球模樣的圖形對象480和手模樣的圖形對象400的遊戲畫面40。構成的圖形對象400通過影像輸出部221進行顯示。

隨著遊戲的進行，球模樣的圖形對象480在畫面內移動。然後，如果使用者採取抓球的手勢，則藉助於手康復運動裝置100的多個感知部110、120、130、140、150、160、170，按手的各部位而感知活動數據。感知的手的各部位的活動數據傳輸給輸出裝置200。

輸出裝置200從手康復運動裝置接收手各部位的活動數據s750。

然後，輸出裝置200重新構成畫面，以便包括與接收的手各部位的活動數據對應的圖形對象400、s760。即，以手模樣的圖形對象400與從手康復運動裝置100接收的各部位的活動數據對應的方式重新構成畫面。

然後，輸出裝置200輸出遊戲執行結果s770。即，輸出提示使用者抓住活動球模樣的圖形對象480成功或失敗的提示消息。此時，提示消息可以以視覺信號、聽覺信號、觸覺信號、光信號或他們的組合形式輸出。

另一方面，s720步驟的判斷結果，如果未選擇遊戲菜單，則輸出裝置200執行與所選菜單對應的動作s780，輸出動作執行結果s790。例如，當在與手康復運動相關的菜單中選擇了執行結果菜單時，輸出裝置200輸出手康復運動執行結果。所述s780步驟可以包括按遊戲輸出手康復運動執行結果的步驟。手康復運動執行結果可以包括手康復運動時間、採取手動作的次數、手動作的速度及手動作的方向中的至少一種。

以上參照圖1～圖9，說明了一個實施例的手康復運動系統及手康復運動方法。根據一個實施例，說明了右手康復運動裝置100r的多個手指感知部110、120、130、140、150分別只包括第一節感知部111、121、131、141、151和第二節感知部112、122、132、142、152，在手背感知部160與手腕感知部170間，根據無線通信方式進行通信的情形。但是，本發明並非限定於此。

根據另一實施例，除大拇指感知部110之外，食指感知部120、中指感知部130、無名指感知部140及小拇指感知部150可以包括在手指每節配置的第一節感知部、第二節感知部及第三節感知部。為了對此進行更具體說明，參照圖10、圖11及圖12。

圖10是概略地圖示另一實施例的左手康復運動裝置800l和右手康復運動裝置800r的外觀的圖，圖11是圖示右手康復運動裝置880r佩戴於手上的樣子的圖。圖12是圖示右手康復運動裝置800r的構成的圖。

另一實施例的手康復運動裝置800可以包括左手康復運動裝置800l和右手康復運動裝置800r，以右手康復運動裝置100r為中心，說明其外形及構成。另外，圖10及圖11所示的右手康復運動裝置800r與圖2及圖3所示的手康復運動裝置100的外形及構成幾乎類似。因此，省略重複的說明，以差異為主進行說明。

如果參照圖10及圖11，右手康復運動裝置800r包括多個手指感知部810、820、830、840、850。多個手指感知部810、820、830、840、850包括大拇指感知部810、食指感知部820、中指感知部830、無名指感知部840及小拇指感知部850。

大拇指感知部810包括第一感知部811和第二感知部812。與此相比，食指感知部820、中指感知部830、無名指感知部840及小拇指感知部850分別包括第一節感知部821、831、841、851、第二節感知部822、832、842、852及第三節感知部823、833、843、853。

第一節感知部821、831、841、851配置於使用者的各手指的第一節。第二節感知部822、832、842、852配置於使用者的各手指的中間節。而且，第三節感知部823、833、843、853配置於使用者的各手指的末節。

在第三節感知部823、833、843、853中包括固定裝置823b、823c。如圖11所示，固定裝置823b、823c包括配置於第三節感知部823的一側的固定帶823b及配置於第三節感知部823的另一側的固定掛鈎823c。固定帶823b包圍手指的第三節後，掛於固定掛鈎823c。固定帶823b可以由彈性材質或伸縮性材質形成。

第三節感知部823、833、843、853感知使用者的各手指的末節的活動。為此，第三節感知部823、833、843、853如圖12所示，包括印刷電路板上貼裝的imu傳感器825a、835a、845a、855a。imu傳感器可以為基於mems的9軸imu傳感器。

根據另一實施例，第三節感知部823、833、843、853可以取代imu傳感器而包括加速度傳感器。加速度傳感器例如可以為3軸加速度傳感器。

根據又一實施例，第三節感知部823、833、843、853可以取代imu傳感器而包括加速度傳感器及陀螺儀傳感器。此時，加速度傳感器可以為3軸加速度傳感器，陀螺儀傳感器可以為3軸陀螺儀傳感器。

第三節感知部823、833、843、853通過第三連接部826、836、846、856而與第二節感知部822、832、842、852連接。具體而言，在第三節感知部823、833、843、853的印刷電路板上配置有連接器(圖中未示出)，第三連接部826、836、846、856的一端連接於該連接器。第三連接部826、836、846、856的另一端連接於第二節感知部822、832、842、852的印刷電路板上配置的連接器(圖中未示出)。

根據實施例，第三連接部826、836、846、856可以與第一連接部813、823、833、843、853或第二連接部814、824、834、844、854相同地決定其長度、形狀及材質中的至少一種，以便不妨礙手指的活動。

另一方面，不同於圖2～圖4中圖示的右手康復運動裝置100r，圖10～圖12圖示的右手康復運動裝置800r的手腕感知部870通過第四連接部875而與手背感知部860連接。第四連接部875用於將手腕感知部870感知的活動數據傳輸給手背感知部860。因此，不同於圖4的手腕感知部170，在圖12的手腕感知部870隻配置有imu傳感器871、控制部873及電壓調節部874，用於發射活動數據的發射部172可以省略。此時，imu傳感器871可以用加速度傳感器代替，或用加速度傳感器及陀螺儀傳感器替代。

同樣地，不同於圖4的手背感知部160，在圖9的手背感知部860中，只配置有imu傳感器861、控制部863、電壓調節部864及通信部865，用於接收活動數據的接收部162可以省略。此時，imu傳感器861可以用加速度傳感器替代，或用加速度傳感器及陀螺儀傳感器替代。

以上參照圖10～圖12，對另一實施例的手康復運動裝置800進行了說明。根據另一實施例的手康復運動裝置800，在手指的所有每節配置有節感知部，所以可以按各節獲得活動數據，因而能夠獲得更準確的手康復運動執行結果。

如上所述，以示例性圖示的附圖為參照，說明了本發明的實施例，本發明所屬技術領域的技術人員可以理解，本發明在不變更其技術思想或必需特徵的情況下可以以其他具體形態實施。因此，以上記述的實施例在所有方面應理解為只是示例而非限定。