JP2002224170A - 口蓋プレートを用いた車椅子の制御システム - Google Patents
口蓋プレートを用いた車椅子の制御システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ワイヤレス式口蓋プレートに４つの圧力セン
サを設け、送信回路および受信回路を通して入力される
各圧力センサからの圧力信号データに基づいて、最大圧
力値を呈する圧力センサをそのとき操作された圧力セン
サとして同定する（ステップＳ２７）。そして、ステッ
プＳ３７で、車椅子の直進かもしくは右折または左折か
を判断し、ステップＳ３９およびＳ４１もしくはステッ
プＳ４３およびＳ４５で、そのときの圧力値データに応
じたＰＷＭ値を出力し、車椅子を駆動する。 【効果】 舌によってどの圧力センサが操作されたかを
確実に判断することができるので、車椅子を安全に制御
することができる。
サを設け、送信回路および受信回路を通して入力される
各圧力センサからの圧力信号データに基づいて、最大圧
力値を呈する圧力センサをそのとき操作された圧力セン
サとして同定する（ステップＳ２７）。そして、ステッ
プＳ３７で、車椅子の直進かもしくは右折または左折か
を判断し、ステップＳ３９およびＳ４１もしくはステッ
プＳ４３およびＳ４５で、そのときの圧力値データに応
じたＰＷＭ値を出力し、車椅子を駆動する。 【効果】 舌によってどの圧力センサが操作されたかを
確実に判断することができるので、車椅子を安全に制御
することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は口蓋プレートを用いた
車椅子の制御システムに関し、特にワイヤレス式口蓋プ
レートからの無線信号によって電動車椅子を制御する、
新規な車椅子の制御システムに関する。
車椅子の制御システムに関し、特にワイヤレス式口蓋プ
レートからの無線信号によって電動車椅子を制御する、
新規な車椅子の制御システムに関する。
【０００２】
【背景技術】本件出願人等は、先に特願平１１−２９５
１５０号において、ワイヤレス式口蓋プレートを提案
し、かつそれを用いて車椅子を制御できる可能性に言及
した。
１５０号において、ワイヤレス式口蓋プレートを提案
し、かつそれを用いて車椅子を制御できる可能性に言及
した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この背
景技術を示す特願平１１−２９５１５０号には、車椅子
制御の具体的なシステムが明確に示されているわけでは
なく、実用化に際して多くの困難性がある。
景技術を示す特願平１１−２９５１５０号には、車椅子
制御の具体的なシステムが明確に示されているわけでは
なく、実用化に際して多くの困難性がある。
【０００４】たとえば、ワイヤレス式口蓋プレートで
は、口蓋プレートに埋め込まれたセンサを舌で操作し、
その操作信号を無線信号として車椅子に与える。ところ
が、口蓋プレートの面積に比べて人間の舌は面積が広い
ので、口蓋プレートに設けた個々のセンサを舌で明瞭に
区別して操作することは不可能である。したがって、殆
どの場合、舌が２以上のセンサに同時に接触する。他
方、車椅子の制御のためには、前進，後退，右折および
左折の制御要素を個別に制御する必要がある。舌が同時
に２以上のセンサを操作してしまう場合、上述の制御要
素を個別に制御することがむずかしい。
は、口蓋プレートに埋め込まれたセンサを舌で操作し、
その操作信号を無線信号として車椅子に与える。ところ
が、口蓋プレートの面積に比べて人間の舌は面積が広い
ので、口蓋プレートに設けた個々のセンサを舌で明瞭に
区別して操作することは不可能である。したがって、殆
どの場合、舌が２以上のセンサに同時に接触する。他
方、車椅子の制御のためには、前進，後退，右折および
左折の制御要素を個別に制御する必要がある。舌が同時
に２以上のセンサを操作してしまう場合、上述の制御要
素を個別に制御することがむずかしい。
【０００５】車椅子は特に肢体の不自由な人間が乗るも
のであり、安全性に特に配慮が必要である。したがっ
て、舌による同時操作が生じても車椅子に誤動作が生じ
ないようにする必要がある。
のであり、安全性に特に配慮が必要である。したがっ
て、舌による同時操作が生じても車椅子に誤動作が生じ
ないようにする必要がある。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、ワ
イヤレス式口蓋プレートを用いて車椅子を安全に制御で
きる、新規な制御システムを提供することである。
イヤレス式口蓋プレートを用いて車椅子を安全に制御で
きる、新規な制御システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、口蓋プレー
ト、口蓋プレートに設けられてそれぞれが感知した圧力
に応じた圧力相関電気信号を出力する複数の圧力セン
サ、口蓋プレートに設けられて圧力相関電気信号を送信
する送信手段、送信手段から圧力相関電気信号を受信す
る受信手段、受信手段によって受信した圧力相関電気信
号に応じてそのとき操作された１つの圧力センサを同定
する同定手段、および車椅子に設けられて同定手段によ
って同定された圧力センサに対応する制御要素を制御す
る制御手段を備える、口蓋プレートを用いた車椅子の制
御システムである。
ト、口蓋プレートに設けられてそれぞれが感知した圧力
に応じた圧力相関電気信号を出力する複数の圧力セン
サ、口蓋プレートに設けられて圧力相関電気信号を送信
する送信手段、送信手段から圧力相関電気信号を受信す
る受信手段、受信手段によって受信した圧力相関電気信
号に応じてそのとき操作された１つの圧力センサを同定
する同定手段、および車椅子に設けられて同定手段によ
って同定された圧力センサに対応する制御要素を制御す
る制御手段を備える、口蓋プレートを用いた車椅子の制
御システムである。
【０００８】ここで、同定手段は、複数の圧力センサの
うち最大圧力を感知した圧力センサを１つの圧力センサ
として同定するようにしてもよい。
うち最大圧力を感知した圧力センサを１つの圧力センサ
として同定するようにしてもよい。
【０００９】また、制御手段は、上記同定された圧力セ
ンサが感知した圧力の大きさに応じた大きさの駆動信号
で制御要素（たとえば、前進，後退，右折，左折）を制
御する。
ンサが感知した圧力の大きさに応じた大きさの駆動信号
で制御要素（たとえば、前進，後退，右折，左折）を制
御する。
【００１０】好ましい実施例では、前進に対応する圧力
センサを口蓋プレートの奥側に配置し、後退に対応する
圧力センサを先端側に配置する。
センサを口蓋プレートの奥側に配置し、後退に対応する
圧力センサを先端側に配置する。
【００１１】このとき、制御手段が駆動信号の大きさの
上限を制限する制限手段を含む構成としてもよい。
上限を制限する制限手段を含む構成としてもよい。
【００１２】複数の圧力センサのそれぞれが感知した最
大圧力値が所定値以下のとき、受信手段によって受信し
た圧力相関電気信号を無効化する無効化手段をさらに設
けることも可能である。
大圧力値が所定値以下のとき、受信手段によって受信し
た圧力相関電気信号を無効化する無効化手段をさらに設
けることも可能である。
【００１３】なお、具体的には、複数の圧力センサから
それぞれの圧力相関電気信号を時分割で検出する検出手
段をさらに備え、送信手段はそれぞれの圧力相関電気信
号を連続するアナログ信号として無線送信し、受信手段
はアナログ信号を受信し、受信手段によって受信したア
ナログ信号をサンプリングすることによって各圧力セン
サの感知した圧力に相関するデータに変換するサンプリ
ング手段をさらに備え、同定手段は圧力相関データを用
いて１つの圧力センサを同定するようにする。
それぞれの圧力相関電気信号を時分割で検出する検出手
段をさらに備え、送信手段はそれぞれの圧力相関電気信
号を連続するアナログ信号として無線送信し、受信手段
はアナログ信号を受信し、受信手段によって受信したア
ナログ信号をサンプリングすることによって各圧力セン
サの感知した圧力に相関するデータに変換するサンプリ
ング手段をさらに備え、同定手段は圧力相関データを用
いて１つの圧力センサを同定するようにする。
【００１４】車椅子にマイクロコンピュータを用いた場
合、マイクロコンピュータが、受信手段によって受信し
た圧力相関電気信号に応じてそのとき操作された１つの
圧力センサを同定し、その同定された圧力センサに対応
する制御要素を制御する。
合、マイクロコンピュータが、受信手段によって受信し
た圧力相関電気信号に応じてそのとき操作された１つの
圧力センサを同定し、その同定された圧力センサに対応
する制御要素を制御する。
【００１５】この発明に従った制御システムは、口蓋プ
レート、口蓋プレートに設けられ舌によって操作される
複数のスイッチ、口蓋プレートに設けられて複数のスイ
ッチの操作状況を送信アンテナを介して口蓋プレートの
外に無線信号として送信する送信機、口蓋プレートの近
傍に配置されて送信機からの無線信号を受信する受信ア
ンテナを含む受信機、受信機を搭載した電動車椅子、お
よび電動車椅子の動きを受信機で受信した信号に基づい
て制御する制御手段を備え、複数のスイッチは少なくと
も電動車椅子の前進，後退，右折および左折に対応して
設けている。
レート、口蓋プレートに設けられ舌によって操作される
複数のスイッチ、口蓋プレートに設けられて複数のスイ
ッチの操作状況を送信アンテナを介して口蓋プレートの
外に無線信号として送信する送信機、口蓋プレートの近
傍に配置されて送信機からの無線信号を受信する受信ア
ンテナを含む受信機、受信機を搭載した電動車椅子、お
よび電動車椅子の動きを受信機で受信した信号に基づい
て制御する制御手段を備え、複数のスイッチは少なくと
も電動車椅子の前進，後退，右折および左折に対応して
設けている。
【００１６】さらにこの発明に従った制御システムは、
口蓋プレート、口蓋プレートの外縁側に設けられ舌によ
って操作される複数のスイッチ、口蓋プレートに設けら
れて複数のスイッチの操作状況を口蓋プレートの外周に
沿って周回されたループアンテナからなる送信アンテナ
を介して口蓋プレートの外に無線信号として送信する送
信機、口蓋プレートの近傍に配置されて送信機からの無
線信号を受信する受信アンテナを含む受信機、受信機を
搭載した電動車椅子、および電動車椅子の動きを受信機
で受信した信号に基づいて制御する制御手段を備え、複
数のスイッチは少なくとも電動車椅子の前進，後退，右
折および左折に対応して設けている。
口蓋プレート、口蓋プレートの外縁側に設けられ舌によ
って操作される複数のスイッチ、口蓋プレートに設けら
れて複数のスイッチの操作状況を口蓋プレートの外周に
沿って周回されたループアンテナからなる送信アンテナ
を介して口蓋プレートの外に無線信号として送信する送
信機、口蓋プレートの近傍に配置されて送信機からの無
線信号を受信する受信アンテナを含む受信機、受信機を
搭載した電動車椅子、および電動車椅子の動きを受信機
で受信した信号に基づいて制御する制御手段を備え、複
数のスイッチは少なくとも電動車椅子の前進，後退，右
折および左折に対応して設けている。
【００１７】いずれの場合にも、好ましくは、前進に対
応するスイッチを口蓋プレートの奥側に配置し、後退に
対応するスイッチを口蓋プレートの先端側に配置する。
応するスイッチを口蓋プレートの奥側に配置し、後退に
対応するスイッチを口蓋プレートの先端側に配置する。
【００１８】
【作用】車椅子の制御要素、前進，後退，右折および左
折に応じて口蓋プレートに４つの圧力センサが設けられ
る。圧力センサは、舌によって押圧されたとき、その押
圧力を感知し、その圧力に応じた大きさを有する電気信
号（圧力相関電気信号）を出力する。
折に応じて口蓋プレートに４つの圧力センサが設けられ
る。圧力センサは、舌によって押圧されたとき、その押
圧力を感知し、その圧力に応じた大きさを有する電気信
号（圧力相関電気信号）を出力する。
【００１９】たとえば圧力信号検出手段が、各圧力セン
サからの圧力相関電気信号を時分割的に検出する。そし
て、送信手段は、検出手段によって検出した各圧力セン
サからの電気信号によつてたとえば周波数変調（ＦＭ）
し、そのＦＭ信号を送信する。
サからの圧力相関電気信号を時分割的に検出する。そし
て、送信手段は、検出手段によって検出した各圧力セン
サからの電気信号によつてたとえば周波数変調（ＦＭ）
し、そのＦＭ信号を送信する。
【００２０】たとえば車椅子に設けられた、受信手段
は、送信手段によって送信されたＦＭ信号を検波して、
上述の圧力相関電気信号を復調する。
は、送信手段によって送信されたＦＭ信号を検波して、
上述の圧力相関電気信号を復調する。
【００２１】たとえばマイクロコンピュータは、復調さ
れた圧力相関電気信号をサンプリングして各圧力センサ
ごとの圧力データを取り込む。そして、その圧力データ
のうちの最大の圧力データを示した圧力センサがそのと
き舌で操作された圧力センサであると同定し、その圧力
センサに応じた制御要素を制御する。
れた圧力相関電気信号をサンプリングして各圧力センサ
ごとの圧力データを取り込む。そして、その圧力データ
のうちの最大の圧力データを示した圧力センサがそのと
き舌で操作された圧力センサであると同定し、その圧力
センサに応じた制御要素を制御する。
【００２２】
【発明の効果】この発明によれば、舌によってどの圧力
センサやスイッチが操作されたかを確実に判断すること
ができるので、車椅子を安全に制御することができる。
センサやスイッチが操作されたかを確実に判断すること
ができるので、車椅子を安全に制御することができる。
【００２３】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００２４】
【実施例】図１を参照して、この発明の一実施例に用い
られるワイヤレス式口蓋プレート１０は、人間の口蓋形
状にフィットする形状に樹脂で成形された口蓋プレート
１２を含む。口蓋プレート１２には、４つの圧力センサ
１４Ｂ，１４Ｆ，１４Ｒおよび１４Ｌが埋め込まれる。
この４つの圧力センサ１４Ｂ，１４Ｆ，１４Ｒおよび１
４Ｌは、車椅子の４つの制御要素、後退（Ｂａｃｋ），
前進（Ｆｏｒｗａｒｄ）右折（Ｒｉｇｈｔ ｔｕｒｎ）
および左折（Ｌｅｆｔ ｔｕｒｎ）に対応しており、こ
の実施例では、口蓋プレート１２の先端部の圧力センサ
を後退センサとして用い、口蓋プレート１２の奥部の圧
力センサを前進センサとして利用する。このような前進
および後退のための圧力センサ１４Ｆおよび１４Ｂの逆
配置は、実際に舌で押圧するときの操作の容易性、つま
り口蓋の奥部の方が先端部に比べて押圧し易く、かつ前
進制御が後退制御に比べてより頻繁に用いられるといと
いうことを考慮したためである。
られるワイヤレス式口蓋プレート１０は、人間の口蓋形
状にフィットする形状に樹脂で成形された口蓋プレート
１２を含む。口蓋プレート１２には、４つの圧力センサ
１４Ｂ，１４Ｆ，１４Ｒおよび１４Ｌが埋め込まれる。
この４つの圧力センサ１４Ｂ，１４Ｆ，１４Ｒおよび１
４Ｌは、車椅子の４つの制御要素、後退（Ｂａｃｋ），
前進（Ｆｏｒｗａｒｄ）右折（Ｒｉｇｈｔ ｔｕｒｎ）
および左折（Ｌｅｆｔ ｔｕｒｎ）に対応しており、こ
の実施例では、口蓋プレート１２の先端部の圧力センサ
を後退センサとして用い、口蓋プレート１２の奥部の圧
力センサを前進センサとして利用する。このような前進
および後退のための圧力センサ１４Ｆおよび１４Ｂの逆
配置は、実際に舌で押圧するときの操作の容易性、つま
り口蓋の奥部の方が先端部に比べて押圧し易く、かつ前
進制御が後退制御に比べてより頻繁に用いられるといと
いうことを考慮したためである。
【００２５】なお、この実施例で用いる圧力センサとし
ては、たとえば国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ９８／０３６
６９号（国際公開公報ＷＯ ００／１０４５６号）に開
示された圧力センサが利用される。ただし、利用できる
圧力センサはこれに限定されるものではない。
ては、たとえば国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ９８／０３６
６９号（国際公開公報ＷＯ ００／１０４５６号）に開
示された圧力センサが利用される。ただし、利用できる
圧力センサはこれに限定されるものではない。
【００２６】口蓋プレート１２には、後述の圧力信号検
出回路等を構成するＰＬＤ(Programmable Logic Devic
e) １６と、その周辺回路素子１８とが設けられ、 さら
に、後述の無線送信回路を構成する回路素子２０が埋め
込まれる。そして、口蓋プレート１２の周囲には、送信
回路に接続されかつ口蓋プレート１２の外周に沿って周
回されているループアンテナ２２が配置される。このル
ープアンテナ２２は、図示しない配線パターンと同様
に、電気導体で形成される。口蓋プレート１２が人間の
口に入れられるものであるから、配線パターンやループ
アンテナ２２は、人体に影響の少ない金属、たとえば金
などで形成するのが望ましい。
出回路等を構成するＰＬＤ(Programmable Logic Devic
e) １６と、その周辺回路素子１８とが設けられ、 さら
に、後述の無線送信回路を構成する回路素子２０が埋め
込まれる。そして、口蓋プレート１２の周囲には、送信
回路に接続されかつ口蓋プレート１２の外周に沿って周
回されているループアンテナ２２が配置される。このル
ープアンテナ２２は、図示しない配線パターンと同様
に、電気導体で形成される。口蓋プレート１２が人間の
口に入れられるものであるから、配線パターンやループ
アンテナ２２は、人体に影響の少ない金属、たとえば金
などで形成するのが望ましい。
【００２７】口蓋プレート１２の奥部には半円形の切り
欠きが形成され。その切り欠きは電池装着スペースとし
て利用される。したがって、この切り欠きの周縁には電
池端子２４が設けられる。なお、図示しないが、この電
池端子２４から取り込んだ電源は、必要な回路部分に供
給され、したがって、ワイヤレス式口蓋プレート１０が
全体として、後述の電池３０からの電源で作動する。さ
らにまた、半円形のきり欠きの周縁には、電池ユニット
２８を装着する際の保持部となる電池ホルダ２６が形成
される。この電池ホルダ２６には、電池ユニット２８の
厚みを受け入れる溝が形成され、その溝（図示せず）に
電池ユニット２８を嵌め込むことによって、電池ユニッ
ト２８を保持する。
欠きが形成され。その切り欠きは電池装着スペースとし
て利用される。したがって、この切り欠きの周縁には電
池端子２４が設けられる。なお、図示しないが、この電
池端子２４から取り込んだ電源は、必要な回路部分に供
給され、したがって、ワイヤレス式口蓋プレート１０が
全体として、後述の電池３０からの電源で作動する。さ
らにまた、半円形のきり欠きの周縁には、電池ユニット
２８を装着する際の保持部となる電池ホルダ２６が形成
される。この電池ホルダ２６には、電池ユニット２８の
厚みを受け入れる溝が形成され、その溝（図示せず）に
電池ユニット２８を嵌め込むことによって、電池ユニッ
ト２８を保持する。
【００２８】電池ユニット２８は、たとえばリチウムイ
オン電池のような電池３０を樹脂３２で覆ったものであ
り、電池３０にたとえばスポット溶接で取り付けられた
電池端子３４が樹脂外被３２から突出または露出する。
上述の電池端子２４が雌端子でかつ電池端子３４が雄端
子であるときには、電池端子３４を電池端子２４に挿入
することによって、電池ユニット２８を口蓋プレート１
２に取り付ける。ただし、このような電池装着の具体的
構造は、この実施例に限らず、他の任意の構造が利用可
能である。
オン電池のような電池３０を樹脂３２で覆ったものであ
り、電池３０にたとえばスポット溶接で取り付けられた
電池端子３４が樹脂外被３２から突出または露出する。
上述の電池端子２４が雌端子でかつ電池端子３４が雄端
子であるときには、電池端子３４を電池端子２４に挿入
することによって、電池ユニット２８を口蓋プレート１
２に取り付ける。ただし、このような電池装着の具体的
構造は、この実施例に限らず、他の任意の構造が利用可
能である。
【００２９】なお、このようにこの実施例では、ワイヤ
レス式口蓋プレート１０を電池駆動のものとして説明す
るが、先の特願平１１−２９５１５０号において提案し
たように、外部から電源を、たとえば無線方式で供給す
るようにすることも考えられる。
レス式口蓋プレート１０を電池駆動のものとして説明す
るが、先の特願平１１−２９５１５０号において提案し
たように、外部から電源を、たとえば無線方式で供給す
るようにすることも考えられる。
【００３０】図２は図１のワイヤレス式口蓋プレート１
０の電気回路構成を示すブロック図である。この図２を
参照して、４つの圧力センサ１４Ｂ，１４Ｆ，１４Ｒお
よび１４Ｌはそれぞれ２つの電極を有し、各一方電極
は、それぞれ、抵抗Ｒを通して電池３０からの電圧を受
け、各他方電極は、ダイオードＤを通して圧力信号検出
回路３６に接続される。圧力信号検出回路３６は、それ
ぞれのダイオードＤに時分割的に順バイアスをかけるこ
とによって各ダイオードＤを順番に導通させ、各圧力セ
ンサ１４Ｂ，１４Ｆ，１４Ｒおよび１４Ｌからの圧力相
関信号（圧力信号）を順番に読み込む。たとえば圧力セ
ンサ１４Ｂの圧力信号を読み込むとき、それに対応する
ダイオードＤに順バイアスを印加する。そうすると、当
該ダイオードＤが導通する。一方、圧力センサ１４Ｂに
は電池３０から電圧が印加されている。したがって、圧
力センサ１４Ｂからは、舌で押された圧力の大きさに応
じた導通度で導通し、その導通度に応じた大きさの電流
が圧力信号検出回路３６に設けられた検出抵抗（図示せ
ず）によって電圧信号に変換される。
０の電気回路構成を示すブロック図である。この図２を
参照して、４つの圧力センサ１４Ｂ，１４Ｆ，１４Ｒお
よび１４Ｌはそれぞれ２つの電極を有し、各一方電極
は、それぞれ、抵抗Ｒを通して電池３０からの電圧を受
け、各他方電極は、ダイオードＤを通して圧力信号検出
回路３６に接続される。圧力信号検出回路３６は、それ
ぞれのダイオードＤに時分割的に順バイアスをかけるこ
とによって各ダイオードＤを順番に導通させ、各圧力セ
ンサ１４Ｂ，１４Ｆ，１４Ｒおよび１４Ｌからの圧力相
関信号（圧力信号）を順番に読み込む。たとえば圧力セ
ンサ１４Ｂの圧力信号を読み込むとき、それに対応する
ダイオードＤに順バイアスを印加する。そうすると、当
該ダイオードＤが導通する。一方、圧力センサ１４Ｂに
は電池３０から電圧が印加されている。したがって、圧
力センサ１４Ｂからは、舌で押された圧力の大きさに応
じた導通度で導通し、その導通度に応じた大きさの電流
が圧力信号検出回路３６に設けられた検出抵抗（図示せ
ず）によって電圧信号に変換される。
【００３１】なお、上述のダイオードＤは単なる信号取
り込みスイッチとして作用しているため、これは他の形
式のスイッチ、たとえばトランジスタやその他接点式ス
イッチ等に置き換えられてもよい。
り込みスイッチとして作用しているため、これは他の形
式のスイッチ、たとえばトランジスタやその他接点式ス
イッチ等に置き換えられてもよい。
【００３２】このようにして、図３に示すように、圧力
信号検出回路３６に各圧力センサ１４Ｂ，１４Ｆ，１４
Ｒおよび１４Ｌからの圧力相関電気信号がアナログ信号
として取り込まれる。なお、図３において「Ｓｙ」は、
同期信号を意味し、この同期信号は、圧力信号検出回路
３６がＦＭ回路３８に圧力相関電気信号（アナログ信
号）を与えるときに付加されるもので、一連の圧力相関
電気信号の始まりを示す。
信号検出回路３６に各圧力センサ１４Ｂ，１４Ｆ，１４
Ｒおよび１４Ｌからの圧力相関電気信号がアナログ信号
として取り込まれる。なお、図３において「Ｓｙ」は、
同期信号を意味し、この同期信号は、圧力信号検出回路
３６がＦＭ回路３８に圧力相関電気信号（アナログ信
号）を与えるときに付加されるもので、一連の圧力相関
電気信号の始まりを示す。
【００３３】図３に示す圧力信号（圧力相関電気信号）
がＦＭ回路３８に与えられ、このＦＭ回路３８は、この
圧力信号によって周波数変調されたＦＭ信号を出力す
る。ＦＭ回路３８からのＦＭ信号は、たとえばアンプ等
含む送信回路４０からループアンテナ２２を通して、外
部に送信される。なお、この実施例では、ＦＭ信号の周
波数帯をたとえば１０．７ＭＨｚに設定し、周波数変移
（Δｆ）を±１００ｋＨｚに設定している。この１０．
７ＭＨｚ帯を利用することによって、一般的なＦＭラジ
オ受信機に用いる中間周波数アンプや復調回路が利用で
き、したがって、部品を入手し易くかつコストも低くで
きるというメリットがある。
がＦＭ回路３８に与えられ、このＦＭ回路３８は、この
圧力信号によって周波数変調されたＦＭ信号を出力す
る。ＦＭ回路３８からのＦＭ信号は、たとえばアンプ等
含む送信回路４０からループアンテナ２２を通して、外
部に送信される。なお、この実施例では、ＦＭ信号の周
波数帯をたとえば１０．７ＭＨｚに設定し、周波数変移
（Δｆ）を±１００ｋＨｚに設定している。この１０．
７ＭＨｚ帯を利用することによって、一般的なＦＭラジ
オ受信機に用いる中間周波数アンプや復調回路が利用で
き、したがって、部品を入手し易くかつコストも低くで
きるというメリットがある。
【００３４】図４に示す車椅子４２は、ループアンテナ
４４を含み、このループアンテナ４４で受信したＦＭ信
号が受信回路４６に入力される。この受信用ループアン
テナ４４は、たとえば車椅子に乗った人の衣服のたとえ
ば襟などの、送信用ループアンテナ２２すなわち口蓋プ
レート１２の近傍に配置する。発明者等の実験によれ
ば、ワイヤレス式口蓋プレート１０における使用電力を
可及的小さくすると、送信用ループアンテナ２２からの
送信電力がかなり小さく、したがって、受信用ループア
ンテナ４４を口蓋プレート１２の近傍に配置する必要が
あることがわかった。なお、受信回路４６は、たとえば
アンプおよび検波回路を含む。この実施例では、ＦＭ検
波方式として、１０．７ＭＨｚ帯直接クォドラチャ検波
方式を用いる。そして、受信回路４６では、ＦＭ信号を
復調して、たとえば先の図３に示すような復調した圧力
相関電気信号をマイクロコンピュータ４８に与える。
４４を含み、このループアンテナ４４で受信したＦＭ信
号が受信回路４６に入力される。この受信用ループアン
テナ４４は、たとえば車椅子に乗った人の衣服のたとえ
ば襟などの、送信用ループアンテナ２２すなわち口蓋プ
レート１２の近傍に配置する。発明者等の実験によれ
ば、ワイヤレス式口蓋プレート１０における使用電力を
可及的小さくすると、送信用ループアンテナ２２からの
送信電力がかなり小さく、したがって、受信用ループア
ンテナ４４を口蓋プレート１２の近傍に配置する必要が
あることがわかった。なお、受信回路４６は、たとえば
アンプおよび検波回路を含む。この実施例では、ＦＭ検
波方式として、１０．７ＭＨｚ帯直接クォドラチャ検波
方式を用いる。そして、受信回路４６では、ＦＭ信号を
復調して、たとえば先の図３に示すような復調した圧力
相関電気信号をマイクロコンピュータ４８に与える。
【００３５】マイクロコンピュータ４８は、簡単にいう
と、復調された圧力信号（圧力相関電気信号）によって
そのとき舌で操作または押圧された１つの圧力センサを
同定し、その同定した１つの圧力センサに対応する制御
要素に従って、右駆動輪駆動回路５０および左駆動輪駆
動回路５２に駆動信号（駆動電圧）を与える。
と、復調された圧力信号（圧力相関電気信号）によって
そのとき舌で操作または押圧された１つの圧力センサを
同定し、その同定した１つの圧力センサに対応する制御
要素に従って、右駆動輪駆動回路５０および左駆動輪駆
動回路５２に駆動信号（駆動電圧）を与える。
【００３６】なお、マイクロコンピュータ４８には、赤
色ＬＥＤ４９ｒおよび緑色ＬＥＤ４９ｇが接続されてい
て、赤色ＬＥＤ４９ｒは警告処理の際に点灯され、緑色
ＬＥＤ４９ｇはマイクロコンピュータ４８がいずれか１
つの圧力センサが操作または押圧されたことを検知した
とき点灯される。
色ＬＥＤ４９ｒおよび緑色ＬＥＤ４９ｇが接続されてい
て、赤色ＬＥＤ４９ｒは警告処理の際に点灯され、緑色
ＬＥＤ４９ｇはマイクロコンピュータ４８がいずれか１
つの圧力センサが操作または押圧されたことを検知した
とき点灯される。
【００３７】ここで、図５を参照して、マイクロコンピ
ュータ４８が圧力信号を取り込む方法を説明する。
ュータ４８が圧力信号を取り込む方法を説明する。
【００３８】最初のステップＳ１で、マイクロコンピュ
ータ４８は、受信回路４６から入力される復調信号の同
期信号Ｓｙを検出したかどうか判断する。このステップ
Ｓ１で“ＮＯ”なら、ステップＳ３で、タイムアウト
（一定時間に同期信号が受信できないこと）かどうか判
断する。“ＮＯ”なら、そのままステップＳ１に戻って
同期信号の検出を待つが、“ＹＥＳ”なら、すなわち、
タイムアウトなら、ステップＳ５（図５）で、警告処理
を実行した後、ステップＳ１に戻る。警告処理では、一
例として、上述の赤色ＬＥＤ４９ｒ（図４）を点灯して
ＦＭ信号が受信できないことを示す。
ータ４８は、受信回路４６から入力される復調信号の同
期信号Ｓｙを検出したかどうか判断する。このステップ
Ｓ１で“ＮＯ”なら、ステップＳ３で、タイムアウト
（一定時間に同期信号が受信できないこと）かどうか判
断する。“ＮＯ”なら、そのままステップＳ１に戻って
同期信号の検出を待つが、“ＹＥＳ”なら、すなわち、
タイムアウトなら、ステップＳ５（図５）で、警告処理
を実行した後、ステップＳ１に戻る。警告処理では、一
例として、上述の赤色ＬＥＤ４９ｒ（図４）を点灯して
ＦＭ信号が受信できないことを示す。
【００３９】ステップＳ１で“ＹＥＳ”を判断したと
き、すなわち、同期信号Ｓｙを検出したとき、続くステ
ップＳ７において、マイクロコンピュータ４８は、図示
しないカウンタまたはレジスタを用いて、同期信号の周
期ＳＴ（図６（Ａ））を測定する。同期信号の周期ＳＴ
は、この実施例では、たとえば５ｍｓに設定している。
したがって、次のステップＳ９では、マイクロコンピュ
ータ４８は、周期ＳＴが５ｍｓ±１０％以内の所定時間
であるかどうか判断する。このステップＳ９で“ＮＯ”
が判断されるということは、ステップＳ１での同期信号
検出が誤動作である可能性があり、したがって、この場
合には、先のステップＳ５を経て、ステップＳ１に戻
る。
き、すなわち、同期信号Ｓｙを検出したとき、続くステ
ップＳ７において、マイクロコンピュータ４８は、図示
しないカウンタまたはレジスタを用いて、同期信号の周
期ＳＴ（図６（Ａ））を測定する。同期信号の周期ＳＴ
は、この実施例では、たとえば５ｍｓに設定している。
したがって、次のステップＳ９では、マイクロコンピュ
ータ４８は、周期ＳＴが５ｍｓ±１０％以内の所定時間
であるかどうか判断する。このステップＳ９で“ＮＯ”
が判断されるということは、ステップＳ１での同期信号
検出が誤動作である可能性があり、したがって、この場
合には、先のステップＳ５を経て、ステップＳ１に戻
る。
【００４０】ステップＳ９で“ＹＥＳ”が判断される
と、受信回路４６（図４）から正しく復調信号が入力さ
れていることを示し、この場合には、次のステップＳ１
１で、図６（Ｂ）に示すように、周期ＳＴを５等分して
５つのサンプリングタイミングｔ０−ｔ４を決定する。
続くステップＳ１３で、各タイミングｔ０−ｔ４で、受
信回路４６から与えられる復調圧力信号をＡ／Ｄ変換す
る。つまり、これらステップＳ１１およびＳ１３で、マ
イクロコンピュータ４８は、入力圧力信号をサンプリン
グして、図６（Ｃ）に示すディジタルデータＤ０，Ｄ
Ｒ，ＤＢ，ＤＦおよびＤＬを取得する。これらディジタ
ルデータＤ０，ＤＲ，ＤＢ，ＤＦおよびＤＬは、それぞ
れ、同期信号データ，圧力センサ１４Ｒ（図１）からの
圧力信号データ，圧力センサ１４Ｂ（図１）からの圧力
信号データ，圧力センサ１４Ｆ（図１）からの圧力信号
データおよび圧力センサ１４Ｌ（図１）からの圧力信号
データである。すなわち、圧力信号データＤＲ，ＤＢ，
ＤＦおよびＤＬは、各圧力センサ１４Ｒ，１４Ｂ，１４
Ｆおよび１４Ｌが感知した舌による圧力に相当するデー
タである。
と、受信回路４６（図４）から正しく復調信号が入力さ
れていることを示し、この場合には、次のステップＳ１
１で、図６（Ｂ）に示すように、周期ＳＴを５等分して
５つのサンプリングタイミングｔ０−ｔ４を決定する。
続くステップＳ１３で、各タイミングｔ０−ｔ４で、受
信回路４６から与えられる復調圧力信号をＡ／Ｄ変換す
る。つまり、これらステップＳ１１およびＳ１３で、マ
イクロコンピュータ４８は、入力圧力信号をサンプリン
グして、図６（Ｃ）に示すディジタルデータＤ０，Ｄ
Ｒ，ＤＢ，ＤＦおよびＤＬを取得する。これらディジタ
ルデータＤ０，ＤＲ，ＤＢ，ＤＦおよびＤＬは、それぞ
れ、同期信号データ，圧力センサ１４Ｒ（図１）からの
圧力信号データ，圧力センサ１４Ｂ（図１）からの圧力
信号データ，圧力センサ１４Ｆ（図１）からの圧力信号
データおよび圧力センサ１４Ｌ（図１）からの圧力信号
データである。すなわち、圧力信号データＤＲ，ＤＢ，
ＤＦおよびＤＬは、各圧力センサ１４Ｒ，１４Ｂ，１４
Ｆおよび１４Ｌが感知した舌による圧力に相当するデー
タである。
【００４１】なお、この実施例では、ノイズ等の影響を
除去するために、ステップＳ１５で移動平均（１０回）
を求めるようにしている。
除去するために、ステップＳ１５で移動平均（１０回）
を求めるようにしている。
【００４２】マイクロコンピュータ４８では、続いて、
図５で求めた各圧力センサ１４Ｒ，１４Ｂ，１４Ｆおよ
び１４Ｌから得られた圧力信号データＤＲ，ＤＢ，ＤＦ
およびＤＬに基づいて、舌で操作または押圧した１つの
圧力センサを同定し、その１つの圧力センサに対応する
制御要素を制御するように、図４に示す右駆動輪駆動回
路５０および左駆動輪駆動回路にそれぞれ駆動信号を与
える。
図５で求めた各圧力センサ１４Ｒ，１４Ｂ，１４Ｆおよ
び１４Ｌから得られた圧力信号データＤＲ，ＤＢ，ＤＦ
およびＤＬに基づいて、舌で操作または押圧した１つの
圧力センサを同定し、その１つの圧力センサに対応する
制御要素を制御するように、図４に示す右駆動輪駆動回
路５０および左駆動輪駆動回路にそれぞれ駆動信号を与
える。
【００４３】これらの動作を図７を参照して説明する。
この図７のルーチンは、いわゆるタイマインタラプトル
ーチンであり、この実施例では、４ｍｓ毎にマイクロコ
ンピュータ４８によって実行される。そのため、図７の
最初のステップＳ２１では、マイクロコンピュータ４８
は、４ｍｓが経過したかどうか判断し、“ＹＥＳ”なら
次のステップＳ２３に進むが、“ＮＯ”なら、４ｍｓの
経過を待つ。
この図７のルーチンは、いわゆるタイマインタラプトル
ーチンであり、この実施例では、４ｍｓ毎にマイクロコ
ンピュータ４８によって実行される。そのため、図７の
最初のステップＳ２１では、マイクロコンピュータ４８
は、４ｍｓが経過したかどうか判断し、“ＹＥＳ”なら
次のステップＳ２３に進むが、“ＮＯ”なら、４ｍｓの
経過を待つ。
【００４４】ステップＳ２１で“ＹＥＳ”のとき、ステ
ップＳ２３で、マイクロコンピュータ４８は、先の図５
に示すルーチンで取得した圧力信号データＤＲ，ＤＬ，
ＤＢおよびＤＦのうち最大のものをＤｍａｘとし、次の
ステップＳ２５において、それぞれの圧力値データＰＤ
ｘを計算する。ただし、このステップＳ２５の式におい
て、「ｘ」は、Ｒ，Ｌ，Ｂ，Ｆのいずれかである。つま
り、このステップＳ２５では、４つの圧力信号データに
それぞれ応じた４つの圧力値データＰＤＲ，ＰＤＬ，Ｐ
ＤＢおよびＰＤＦを計算する。この圧力値データは、ス
テップＳ２５から容易に理解されるように、０−２５５
までの値をとる。
ップＳ２３で、マイクロコンピュータ４８は、先の図５
に示すルーチンで取得した圧力信号データＤＲ，ＤＬ，
ＤＢおよびＤＦのうち最大のものをＤｍａｘとし、次の
ステップＳ２５において、それぞれの圧力値データＰＤ
ｘを計算する。ただし、このステップＳ２５の式におい
て、「ｘ」は、Ｒ，Ｌ，Ｂ，Ｆのいずれかである。つま
り、このステップＳ２５では、４つの圧力信号データに
それぞれ応じた４つの圧力値データＰＤＲ，ＰＤＬ，Ｐ
ＤＢおよびＰＤＦを計算する。この圧力値データは、ス
テップＳ２５から容易に理解されるように、０−２５５
までの値をとる。
【００４５】図８に示す例では、圧力センサ１４Ｂから
のセンサデータＤＢが最大であり、このセンサデータＤ
Ｂが最大センサデータＤｍａｘとして設定される。最小
データは同期信号データＤ０であり、「Ｄｍａｘ−Ｄ
０」がフルスパンであり、圧力値データＰＤｘはこのフ
ルスパンを最大値とする値で示される。
のセンサデータＤＢが最大であり、このセンサデータＤ
Ｂが最大センサデータＤｍａｘとして設定される。最小
データは同期信号データＤ０であり、「Ｄｍａｘ−Ｄ
０」がフルスパンであり、圧力値データＰＤｘはこのフ
ルスパンを最大値とする値で示される。
【００４６】次のステップＳ２７において、マイクロコ
ンピュータ４８は、ステップＳ２５で計算した圧力値デ
ータＰＤｘのうち、最大のものをＰＤｍａｘとし、その
時のｘを、選択したまたは操作した圧力センサとして同
定する。図８の例では、ＰＤｍａｘとしては、ＰＤＢが
設定されるはずであり、この場合「ｘ＝Ｂ」であり、舌
で操作しまたは押圧した圧力センサは１４Ｂであると同
定する。
ンピュータ４８は、ステップＳ２５で計算した圧力値デ
ータＰＤｘのうち、最大のものをＰＤｍａｘとし、その
時のｘを、選択したまたは操作した圧力センサとして同
定する。図８の例では、ＰＤｍａｘとしては、ＰＤＢが
設定されるはずであり、この場合「ｘ＝Ｂ」であり、舌
で操作しまたは押圧した圧力センサは１４Ｂであると同
定する。
【００４７】そして、次のステップＳ２９では、ＰＤｍ
ａｘが１０％（２５５×０．１）以上かどうか判断す
る。そして、１０％未満の時には、ステップＳ２１に戻
る。つまり、最大圧力値データＰＤｍａｘがフルスパン
「２５５」の１０％未満の数値しか示さないときには、
その最大圧力値は採用しないものとする。これは、圧力
センサの圧力応答特性のばらつきを考慮したためであ
る。つまり、このステップＳ２９が無効化手段を構成す
る。
ａｘが１０％（２５５×０．１）以上かどうか判断す
る。そして、１０％未満の時には、ステップＳ２１に戻
る。つまり、最大圧力値データＰＤｍａｘがフルスパン
「２５５」の１０％未満の数値しか示さないときには、
その最大圧力値は採用しないものとする。これは、圧力
センサの圧力応答特性のばらつきを考慮したためであ
る。つまり、このステップＳ２９が無効化手段を構成す
る。
【００４８】ステップＳ２９で“ＹＥＳ”が判断された
ときには、、マイクロコンピュータ４８は、次のステッ
プＳ３１において、緑色ＬＥＤ４９ｇ（図４）を点灯
し、いずれかの圧力センサが有効に押圧されたことを知
らせる。
ときには、、マイクロコンピュータ４８は、次のステッ
プＳ３１において、緑色ＬＥＤ４９ｇ（図４）を点灯
し、いずれかの圧力センサが有効に押圧されたことを知
らせる。
【００４９】次のステップＳ３３では、最大圧力値ＰＤ
ｍａｘが６０％（２５５×０．６）以上であるかどうか
判断する。そして、“ＹＥＳ”の場合には、ステップＳ
３５において、該当の圧力センサの圧力値を２５５×
０．６に強制的に設定する。これらのステップＳ３３お
よびＳ３５は、安全を考慮したものである。すなわち、
どれだけ強く圧力センサを押したとしても、最大値の６
０％の圧力値しかでないようにし、車椅子の速度が一定
以上大きくならないようにする。なぜなら、この実施例
では、後述のように、圧力値ＰＤｘに応じて車椅子の駆
動電圧を決定するようにしているためである。したがっ
て、これらステップＳ３３およびＳ３５が制限手段に該
当する。ただし、これらの制限が不要である場合には、
この制限手段すなわちステップＳ３３およびＳ３５を省
略してもよい。
ｍａｘが６０％（２５５×０．６）以上であるかどうか
判断する。そして、“ＹＥＳ”の場合には、ステップＳ
３５において、該当の圧力センサの圧力値を２５５×
０．６に強制的に設定する。これらのステップＳ３３お
よびＳ３５は、安全を考慮したものである。すなわち、
どれだけ強く圧力センサを押したとしても、最大値の６
０％の圧力値しかでないようにし、車椅子の速度が一定
以上大きくならないようにする。なぜなら、この実施例
では、後述のように、圧力値ＰＤｘに応じて車椅子の駆
動電圧を決定するようにしているためである。したがっ
て、これらステップＳ３３およびＳ３５が制限手段に該
当する。ただし、これらの制限が不要である場合には、
この制限手段すなわちステップＳ３３およびＳ３５を省
略してもよい。
【００５０】次のステップＳ３７において、マイクロコ
ンピュータ４８は、最大圧力値ＰＤｍａｘを示す圧力セ
ンサが１４Ｂかまたは１４Ｆであるかどうか判断する。
つまり、このステップＳ３７では、前進または後退させ
ようとしているのかを判断する。
ンピュータ４８は、最大圧力値ＰＤｍａｘを示す圧力セ
ンサが１４Ｂかまたは１４Ｆであるかどうか判断する。
つまり、このステップＳ３７では、前進または後退させ
ようとしているのかを判断する。
【００５１】ステップＳ３７で“ＹＥＳ”の場合には、
Ｙ軸方向への駆動（前進または後退）を意図している。
“ＮＯ”の場合には、Ｘ軸方向への駆動（右折または左
折）をいとしている。
Ｙ軸方向への駆動（前進または後退）を意図している。
“ＮＯ”の場合には、Ｘ軸方向への駆動（右折または左
折）をいとしている。
【００５２】したがって、ステップＳ３７で“ＹＥＳ”
が判断されたときには、マイクロコンピュータ４８は、
次のステップＳ３９でＹ軸ＰＷＭ値をそのときの圧力値
ＰＤｘに応じて設定するとともに、ステップＳ４１でＸ
軸ＰＷＭ値として５０％を設定する。たとえば、実施例
では、ＰＷＭ値は１２ビット（最大値は４０９６）のデ
ータとして出力するようにしていて、Ｙ軸ＰＷＭレジス
タ（図示せず）には、圧力値ＰＤｘに応じた数値を設定
するとともに、Ｘ軸ＰＷＭレジスタ（図示せず）には、
５０％すなわち「２０４８」を設定する。
が判断されたときには、マイクロコンピュータ４８は、
次のステップＳ３９でＹ軸ＰＷＭ値をそのときの圧力値
ＰＤｘに応じて設定するとともに、ステップＳ４１でＸ
軸ＰＷＭ値として５０％を設定する。たとえば、実施例
では、ＰＷＭ値は１２ビット（最大値は４０９６）のデ
ータとして出力するようにしていて、Ｙ軸ＰＷＭレジス
タ（図示せず）には、圧力値ＰＤｘに応じた数値を設定
するとともに、Ｘ軸ＰＷＭレジスタ（図示せず）には、
５０％すなわち「２０４８」を設定する。
【００５３】詳しく説明すると、図９に示すように、Ｙ
軸ＰＷＭ値において５０％すなわち２．５Ｖが中点（停
止）を示し、ＰＷＭ値がそれより大きいとき、「前進」
が設定され、それより小さいとき「後退」が設定され
る。Ｘ軸ＰＷＭ値についても同様で、５０％すなわち
２．５Ｖのとき中点（直進）であり、ＰＷＭ値がそれよ
り大きいとき、「右折」が設定され、それより小さいと
き「左折」が設定される。
軸ＰＷＭ値において５０％すなわち２．５Ｖが中点（停
止）を示し、ＰＷＭ値がそれより大きいとき、「前進」
が設定され、それより小さいとき「後退」が設定され
る。Ｘ軸ＰＷＭ値についても同様で、５０％すなわち
２．５Ｖのとき中点（直進）であり、ＰＷＭ値がそれよ
り大きいとき、「右折」が設定され、それより小さいと
き「左折」が設定される。
【００５４】したがって、Ｙ軸駆動がステップＳ３７で
判断されると、ステップＳ３９ではＹ軸ＰＷＭレジスタ
には、「０−４０９６」までの数値のうち「２０４８」
を除く、かつ圧力値に応じた数値が設定される。また、
Ｙ軸駆動であるために、Ｘ軸ＰＷＭレジスタには、ステ
ップＳ４１で「直進」を意味する５０％の数値「２０４
８」が設定される。
判断されると、ステップＳ３９ではＹ軸ＰＷＭレジスタ
には、「０−４０９６」までの数値のうち「２０４８」
を除く、かつ圧力値に応じた数値が設定される。また、
Ｙ軸駆動であるために、Ｘ軸ＰＷＭレジスタには、ステ
ップＳ４１で「直進」を意味する５０％の数値「２０４
８」が設定される。
【００５５】ステップＳ３７で“ＮＯ”が判断される
と、右折または左折であるため、ステップＳ４３におい
て、Ｘ軸ＰＷＭレジスタには、「０−４０９６」までの
数値のうち「２０４８」を除く、かつ圧力値に応じた数
値が設定される。また、Ｙ軸駆動であるために、Ｘ軸Ｐ
ＷＭレジスタには、ステップＳ４５で「停止」を意味す
る５０％の数値「２０４８」が設定される。この数値
「２０４８」が各軸の「中点」である。
と、右折または左折であるため、ステップＳ４３におい
て、Ｘ軸ＰＷＭレジスタには、「０−４０９６」までの
数値のうち「２０４８」を除く、かつ圧力値に応じた数
値が設定される。また、Ｙ軸駆動であるために、Ｘ軸Ｐ
ＷＭレジスタには、ステップＳ４５で「停止」を意味す
る５０％の数値「２０４８」が設定される。この数値
「２０４８」が各軸の「中点」である。
【００５６】そして、最後のステップＳ４７において、
各ＰＷＭレジスタに設定した数値をＰＷＭ出力として出
力する。
各ＰＷＭレジスタに設定した数値をＰＷＭ出力として出
力する。
【００５７】上述のＹ軸およびＸ軸の考え方は利用する
車椅子におけるインタフェースの問題である。この実施
例で利用する車椅子は、株式会社ワコー技研製の電動車
椅子（商品名：エミュー）である。この一例の電動車椅
子では、１本のジョイスティックを操作するたげで上述
の制御要素を制御できるようにしている。この実施例で
は、このような電動車椅子側の固有のインタフェースに
対応するために、Ｙ軸およびＸ軸を用いる。
車椅子におけるインタフェースの問題である。この実施
例で利用する車椅子は、株式会社ワコー技研製の電動車
椅子（商品名：エミュー）である。この一例の電動車椅
子では、１本のジョイスティックを操作するたげで上述
の制御要素を制御できるようにしている。この実施例で
は、このような電動車椅子側の固有のインタフェースに
対応するために、Ｙ軸およびＸ軸を用いる。
【００５８】図１０が電動車椅子のインタフェースを示
すものであり、このインタフェースでは、Ｙ軸およびＸ
軸はともに、＋５Ｖから−５Ｖの駆動電圧範囲で制御さ
れる。そして、各軸の中点が０Ｖとして設定される。ま
た、Ｙ軸についてみると、駆動電圧が中点よりプラス
（正）側にあるとき、前進（Ｆ）方向に駆動し、中点よ
りマイナス（負）側にあるとき、後退（Ｂ）方向に駆動
する。同様に、Ｘ軸についてみると、駆動電圧が中点よ
りプラス（正）側にあるとき、右折または右旋回（Ｒ）
方向に駆動し、中点よりマイナス（負）側にあるとき、
左折または左旋回（Ｌ）方向に駆動する。そして、各軸
とも、駆動電圧が中点のとき、停止させる。
すものであり、このインタフェースでは、Ｙ軸およびＸ
軸はともに、＋５Ｖから−５Ｖの駆動電圧範囲で制御さ
れる。そして、各軸の中点が０Ｖとして設定される。ま
た、Ｙ軸についてみると、駆動電圧が中点よりプラス
（正）側にあるとき、前進（Ｆ）方向に駆動し、中点よ
りマイナス（負）側にあるとき、後退（Ｂ）方向に駆動
する。同様に、Ｘ軸についてみると、駆動電圧が中点よ
りプラス（正）側にあるとき、右折または右旋回（Ｒ）
方向に駆動し、中点よりマイナス（負）側にあるとき、
左折または左旋回（Ｌ）方向に駆動する。そして、各軸
とも、駆動電圧が中点のとき、停止させる。
【００５９】図７のステップＳ３９，Ｓ４１，Ｓ４３，
Ｓ４５では、このような車椅子固有のインタフェースに
合致するＰＷＭ値を設定するようにしている。つまり、
圧力センサ１４Ｆが操作された場合、それが感知した圧
力値に応じて２０４９−４０９６の範囲のＹ軸ＰＷＭ値
を設定し、圧力センサ１４Ｂが操作された場合には、そ
の圧力値に応じて２０４７−１の範囲でＹ軸ＰＷＭ値を
設定する。圧力センサ１４Ｒが操作された場合、その圧
力値に応じて２０４９−４０９６の範囲のＸ軸ＰＷＭ値
を設定し、圧力センサ１４Ｌが操作された場合には、そ
の圧力値に応じて２０４７−１の範囲でＸ軸ＰＷＭ値を
設定する。
Ｓ４５では、このような車椅子固有のインタフェースに
合致するＰＷＭ値を設定するようにしている。つまり、
圧力センサ１４Ｆが操作された場合、それが感知した圧
力値に応じて２０４９−４０９６の範囲のＹ軸ＰＷＭ値
を設定し、圧力センサ１４Ｂが操作された場合には、そ
の圧力値に応じて２０４７−１の範囲でＹ軸ＰＷＭ値を
設定する。圧力センサ１４Ｒが操作された場合、その圧
力値に応じて２０４９−４０９６の範囲のＸ軸ＰＷＭ値
を設定し、圧力センサ１４Ｌが操作された場合には、そ
の圧力値に応じて２０４７−１の範囲でＸ軸ＰＷＭ値を
設定する。
【００６０】このようなＹ軸ＰＷＭ値およびＸ軸ＰＷＭ
値がそれぞれＹ軸およびＸ軸駆動信号または駆動電圧の
大きさを決定するものであるが、図４に示すように、電
動車椅子４２は、２つの駆動輪すなわち右駆動輪および
左駆動輪を持つだけであるため、Ｙ軸駆動電圧またはＸ
軸駆動電圧をそれぞれ右駆動輪駆動回路５０および左駆
動輪駆動回路５２に按分しなければならない。
値がそれぞれＹ軸およびＸ軸駆動信号または駆動電圧の
大きさを決定するものであるが、図４に示すように、電
動車椅子４２は、２つの駆動輪すなわち右駆動輪および
左駆動輪を持つだけであるため、Ｙ軸駆動電圧またはＸ
軸駆動電圧をそれぞれ右駆動輪駆動回路５０および左駆
動輪駆動回路５２に按分しなければならない。
【００６１】たとえば、圧力センサ１４Ｂが操作された
場合、Ｘ軸ＰＷＭ値としては中点である「２０４８」を
設定し、左右方向への旋回を止め、右駆動輪駆動回路５
０および左駆動輪駆動回路５２にそのとき出力されてい
るＹ軸ＰＷＭ値に応じた０Ｖから−５Ｖまでの駆動電圧
を与える。同様に、圧力センサ１４Ｆが操作された場
合、Ｘ軸ＰＷＭ値としては中点である「２０４８」を設
定し、直進を設定するとともに、右駆動輪駆動回路５０
および左駆動輪駆動回路５２にそのとき出力されている
Ｙ軸ＰＷＭ値に応じた０Ｖから＋５Ｖまでの駆動電圧を
与える。
場合、Ｘ軸ＰＷＭ値としては中点である「２０４８」を
設定し、左右方向への旋回を止め、右駆動輪駆動回路５
０および左駆動輪駆動回路５２にそのとき出力されてい
るＹ軸ＰＷＭ値に応じた０Ｖから−５Ｖまでの駆動電圧
を与える。同様に、圧力センサ１４Ｆが操作された場
合、Ｘ軸ＰＷＭ値としては中点である「２０４８」を設
定し、直進を設定するとともに、右駆動輪駆動回路５０
および左駆動輪駆動回路５２にそのとき出力されている
Ｙ軸ＰＷＭ値に応じた０Ｖから＋５Ｖまでの駆動電圧を
与える。
【００６２】たとえば、圧力センサ１４Ｒが操作された
場合、Ｙ軸ＰＷＭ値としては中点である「２０４８」を
設定してＹ軸方向への進行を止め、右駆動輪駆動回路５
０に０Ｖの駆動電圧を与え、左駆動輪駆動回路５２にそ
のとき出力されているＸ軸ＰＷＭ値に応じた０Ｖから＋
５Ｖまでの駆動電圧を与える。同様に、圧力センサ１４
Ｌが操作された場合、Ｙ軸ＰＷＭ値としては中点である
「２０４８」を設定し、右駆動輪駆動回路５０にそのと
き出力されているＸ軸ＰＷＭ値に応じた０Ｖから−５Ｖ
までの駆動電圧を与えるとともに、左駆動輪駆動回路５
２に０Ｖの駆動電圧を与える。
場合、Ｙ軸ＰＷＭ値としては中点である「２０４８」を
設定してＹ軸方向への進行を止め、右駆動輪駆動回路５
０に０Ｖの駆動電圧を与え、左駆動輪駆動回路５２にそ
のとき出力されているＸ軸ＰＷＭ値に応じた０Ｖから＋
５Ｖまでの駆動電圧を与える。同様に、圧力センサ１４
Ｌが操作された場合、Ｙ軸ＰＷＭ値としては中点である
「２０４８」を設定し、右駆動輪駆動回路５０にそのと
き出力されているＸ軸ＰＷＭ値に応じた０Ｖから−５Ｖ
までの駆動電圧を与えるとともに、左駆動輪駆動回路５
２に０Ｖの駆動電圧を与える。
【００６３】このようにして、この実施例の車椅子制御
システムでは、口蓋プレートに埋め込んだ４つの圧力セ
ンサからの圧力相関電気信号に基づいて１つの圧力セン
サを同定し、その１つの圧力センサに対応する制御要素
をそのときの感知圧力に応じた駆動信号で制御するもの
であり、発明者等の実験によれば、或る程度の熟練を要
するものの、車椅子が誤動作なく操作または制御でき
た。
システムでは、口蓋プレートに埋め込んだ４つの圧力セ
ンサからの圧力相関電気信号に基づいて１つの圧力セン
サを同定し、その１つの圧力センサに対応する制御要素
をそのときの感知圧力に応じた駆動信号で制御するもの
であり、発明者等の実験によれば、或る程度の熟練を要
するものの、車椅子が誤動作なく操作または制御でき
た。
【００６４】なお、上述の実施例では、複数の圧力セン
サを用いたが、これらの圧力センサは舌で操作されたと
きオンとなりそれ以外のときオフとなるスイッチで構成
されてもよい。
サを用いたが、これらの圧力センサは舌で操作されたと
きオンとなりそれ以外のときオフとなるスイッチで構成
されてもよい。
【００６５】さらに、上述の実施例では、口蓋プレート
の奥側に前進用センサまたはスイッチを設け、先端側に
後退用センサまたはスイッチを設けるようにしたが、こ
れらセンサまたはスイッチの配置は、右折用および左折
用も含めて、車椅子側でプログラマブルに設定できるよ
うにしてもよい。
の奥側に前進用センサまたはスイッチを設け、先端側に
後退用センサまたはスイッチを設けるようにしたが、こ
れらセンサまたはスイッチの配置は、右折用および左折
用も含めて、車椅子側でプログラマブルに設定できるよ
うにしてもよい。
【図１】この発明の一実施例に用いられるワイヤレス式
口蓋プレートを示す図解図である。
口蓋プレートを示す図解図である。
【図２】図１実施例に示す口蓋プレートを示すブロック
図である。
図である。
【図３】図２の圧力信号検出回路から出力される圧力信
号の一例を示す図解図である。
号の一例を示す図解図である。
【図４】この発明の一実施例の車椅子を示す図である。
【図５】図４のマイクロコンピュータが圧力信号データ
を取得する動作を示すフロー図である。
を取得する動作を示すフロー図である。
【図６】（Ａ）は同期信号の周期を示す図解図であり、
（Ｂ）は同期信号周期を５等分した各タイミングを示す
図解図であり、（Ｃ）は各タイミングでサンプリングし
た圧力値データを示す図解図である。
（Ｂ）は同期信号周期を５等分した各タイミングを示す
図解図であり、（Ｃ）は各タイミングでサンプリングし
た圧力値データを示す図解図である。
【図７】図４のマイクロコンピュータが圧力センサを同
定しかつその圧力センサで得られた圧力値データに応じ
てＰＷＭ信号を出力する動作を示すフロー図である。
定しかつその圧力センサで得られた圧力値データに応じ
てＰＷＭ信号を出力する動作を示すフロー図である。
【図８】図７の動作説明における圧力値データを示す図
解図である。
解図である。
【図９】ＰＷＭ値と各制御要素との関係を示す図解図で
ある。
ある。
【図１０】車椅子のインタフェースを示す図解図であ
る。
る。
１０ …ワイヤレス式口蓋プレート １２ …口蓋プレート １４Ｂ，１４Ｆ，１４Ｒ，１４Ｌ …圧力センサ ２２，４４ …ループアンテナ ３０ …電池 ３６ …圧力信号検出回路 ３８ …ＦＭ回路 ４０ …送信回路 ４２ …車椅子 ４６ …受信回路 ４８ …マイクロコンピュータ ５０ …右駆動輪駆動回路 ５２ …左駆動輪駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 漆谷 正義 大阪市天王寺区東高津町３−20 株式会社 テイクファイブ内 (72)発明者 本多 清志 京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社エイ・ティ・アール人間情報通信 研究所内 (72)発明者 和久本 雅彦 京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社エイ・ティ・アール人間情報通信 研究所内
Claims (14)
- 【請求項１】口蓋プレート、 前記口蓋プレートに設けられてそれぞれが感知した圧力
に応じた圧力相関電気信号を出力する複数の圧力セン
サ、 前記口蓋プレートに設けられて前記圧力相関電気信号を
送信する送信手段、 前記送信手段から圧力相関電気信号を受信する受信手
段、 前記受信手段によって受信した前記圧力相関電気信号に
応じてそのとき操作された１つの圧力センサを同定する
同定手段、および車椅子に設けられて前記同定手段によ
って同定された圧力センサに対応する制御要素を制御す
る制御手段を備える、口蓋プレートを用いた車椅子の制
御システム。 - 【請求項２】前記同定手段は、前記複数の圧力センサの
うち最大圧力を感知した圧力センサを前記１つの圧力セ
ンサとして同定する、請求項１記載の口蓋プレートを用
いた車椅子の制御システム。 - 【請求項３】前記制御手段は、前記同定された圧力セン
サが感知した圧力の大きさに応じた大きさの駆動信号で
前記制御要素を制御する、請求項１または２記載の口蓋
プレートを用いた車椅子の制御システム。 - 【請求項４】前記制御手段は前記駆動信号の大きさの上
限を制限する制限手段を含む、請求項３記載の口蓋プレ
ートを用いた車椅子の制御システム。 - 【請求項５】前記制御要素は、前進，後退，右折および
左折を含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の口蓋
プレートを用いた車椅子の制御システム。 - 【請求項６】前記複数の圧力センサは、前記前進，後
退，右折および左折に対応する４つの圧力センサを含
む、請求項５記載の口蓋プレートを用いた車椅子の制御
システム。 - 【請求項７】前記前進に対応する圧力センサを前記口蓋
プレートの奥側に配置し、前記後退に対応する圧力セン
サを前記口蓋プレートの先端側に配置した、請求項６記
載の口蓋プレートを用いた車椅子の制御システム。 - 【請求項８】前記複数の圧力センサのそれぞれが感知し
た最大圧力値が所定値以下のとき、前記受信手段によっ
て受信した圧力相関電気信号を無効化する無効化手段を
さらに備える、請求項１ないし７のいずれかに記載の口
蓋プレートを用いた車椅子の制御システム。 - 【請求項９】前記複数の圧力センサからそれぞれの圧力
相関電気信号を時分割で検出する検出手段をさらに備
え、 前記送信手段はそれぞれの圧力相関電気信号を連続する
アナログ信号として無線送信し、 前記受信手段は前記アナログ信号を受信し、 前記受信手段によって受信したアナログ信号をサンプリ
ングすることによって各圧力センサの感知した圧力に相
関するデータに変換するサンプリング手段をさらに備
え、 前記同定手段は前記圧力相関データを用いて前記１つの
圧力センサを同定する、請求項１ないし８のいずれかに
記載の口蓋プレートを用いた車椅子の制御システム。 - 【請求項１０】口蓋プレート、 前記口蓋プレートに設けられてそれぞれが感知した圧力
に応じた圧力相関電気信号を出力する複数の圧力セン
サ、 前記口蓋プレートに設けられて前記圧力相関電気信号を
送信する送信手段、 前記送信手段から圧力相関電気信号を受信する受信手
段、および車椅子に設けられるマイクロコンピュータを
備え、 前記マイクロコンピュータは、前記受信手段によって受
信した前記圧力相関電気信号に応じてそのとき操作され
た１つの圧力センサを同定し、その同定された圧力セン
サに対応する制御要素を制御する、口蓋プレートを用い
た車椅子の制御システム。 - 【請求項１１】前記送信手段は前記口蓋プレートの外周
に沿って周回されたループアンテナを含み、 前記受信手段は前記ループアンテナの近傍に配置された
受信アンテナを含む、請求項１ないし１０のいずれかに
記載の口蓋プレートを用いた車椅子の制御システム。 - 【請求項１２】口蓋プレート、 前記口蓋プレートに設けられ舌によって操作される複数
のスイッチ、 前記口蓋プレートに設けられて前記複数のスイッチの操
作状況を送信アンテナを介して前記口蓋プレートの外に
無線信号として送信する送信機、 前記口蓋プレートの近傍に配置されて前記送信機からの
無線信号を受信する受信アンテナを含む受信機、 前記受信機を搭載した電動車椅子、および前記電動車椅
子の動きを前記受信機で受信した信号に基づいて制御す
る制御手段を備え、 前記複数のスイッチは少なくとも電動車椅子の前進，後
退，右折および左折に対応して設けている、口蓋プレー
トを用いた車椅子の制御システム。 - 【請求項１３】口蓋プレート、 前記口蓋プレートの外縁側に設けられ舌によって操作さ
れる複数のスイッチ、 前記口蓋プレートに設けられて前記複数のスイッチの操
作状況を前記口蓋プレートの外周に沿って周回されたル
ープアンテナからなる送信アンテナを介して前記口蓋プ
レートの外に無線信号として送信する送信機、 前記口蓋プレートの近傍に配置されて前記送信機からの
無線信号を受信する受信アンテナを含む受信機、 前記受信機を搭載した電動車椅子、および前記電動車椅
子の動きを前記受信機で受信した信号に基づいて制御す
る制御手段を備え、 前記複数のスイッチは少なくとも電動車椅子の前進，後
退，右折および左折に対応して設けている、口蓋プレー
トを用いた車椅子の制御システム。 - 【請求項１４】前記前進に対応するスイッチを前記口蓋
プレートの奥側に配置し、前記後退に対応するスイッチ
を前記口蓋プレートの先端側に配置した、請求項１２ま
たは１３記載の口蓋プレートを用いた車椅子の制御シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028684A JP3537774B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 口蓋プレートを用いた車椅子の制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028684A JP3537774B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 口蓋プレートを用いた車椅子の制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002224170A true JP2002224170A (ja) | 2002-08-13 |
| JP3537774B2 JP3537774B2 (ja) | 2004-06-14 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001028684A Expired - Fee Related JP3537774B2 (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 口蓋プレートを用いた車椅子の制御システム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3537774B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004212689A (ja) * | 2003-01-06 | 2004-07-29 | Takuya Shinkawa | 楽器および口内操作部 |
| JP2005296082A (ja) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | Hiroshima Pref Gov | 電動車椅子 |
| JP2007195592A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 筋電インタフェースにおける安全システム |
| JP2008534185A (ja) * | 2005-04-07 | 2008-08-28 | ティケイエス・エイ／エス | 舌によるコントロール方法とその方法を実行するシステム |
| CN105125355A (zh) * | 2015-08-13 | 2015-12-09 | 重庆科技学院 | 助残轮椅的舌头控制系统及其方法 |
| CN106648114A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-10 | 长春大学 | 舌机交互模型及装置 |
| CN112652156A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-04-13 | 广东积微科技有限公司 | 舌控遥控器、家电设备控制方法、装置及存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55122545A (en) * | 1979-03-16 | 1980-09-20 | Rion Co | Artificial palate |
| JPH01321472A (ja) * | 1988-06-23 | 1989-12-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 情報処理装置 |
| JPH1147196A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-02-23 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電動車椅子の走行制御装置 |
| WO2000010450A1 (en) * | 1998-08-19 | 2000-03-02 | Atr Human Information Processing Research Laboratories | System for measuring tongue pressure |
| JP2001117699A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-04-27 | Atr Ningen Joho Tsushin Kenkyusho:Kk | 口蓋プレートを用いたデータ入力装置 |
-
2001
- 2001-02-05 JP JP2001028684A patent/JP3537774B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4758472B2 (ja) * | 2005-04-07 | 2011-08-31 | ティケイエス・エイ／エス | 舌によるコントロール方法とその方法を実行するシステム |
| JP2007195592A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 筋電インタフェースにおける安全システム |
| CN105125355A (zh) * | 2015-08-13 | 2015-12-09 | 重庆科技学院 | 助残轮椅的舌头控制系统及其方法 |
| CN106648114A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-10 | 长春大学 | 舌机交互模型及装置 |
| CN106648114B (zh) * | 2017-01-12 | 2023-11-14 | 长春大学 | 舌机交互模型及装置 |
| CN112652156A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-04-13 | 广东积微科技有限公司 | 舌控遥控器、家电设备控制方法、装置及存储介质 |
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