JP2007019787A - 入力装置、入力機能付きヘルメットシステムおよびそれを備えた車両システム - Google Patents

Abstract

【課題】グローブ等の装着によって手指の自由が制限されていても、容易に指令入力を行うことができる入力機能付きのヘルメットシステムを提供する。
【解決手段】ヘルメット帽体１には使用者Ｐの耳元に対応する位置にスピーカ２，３が設けられている。ヘルメット帽体１の右側壁部には、スピーカ２の上下にそれぞれ第１および第２圧電センサ４，５が配置されている。これらの出力は、衝撃値変換回路６，７によって衝撃値に変換される。使用者Ｐが帽体１に打撃を加えると、衝撃値変換回路６，７が出力する衝撃値に基づき、位置特定回路８によって打撃位置が特定される。その打撃位置に応じて、音響制御回路９は、音響装置１０の出力音量を制御する。この音響装置１０が出力する音声信号は、スピーカ２，３に入力される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、グローブ装着時のように手先の動作が制限された状態での使用に適した入力装置、入力機能付きヘルメットシステム、およびこのような入力機能付きヘルメットシステムを備えた車両システムに関する。

音響機器には、音源（ラジオ、ＭＤプレーヤ等のソース）の選択や、音量の調整のための操作入力部が備えられている。しかし、二輪車両に乗車する場合のようにグローブを装着した状況では、グローブによって操作者の手指の動作が制限されるため、小さな操作摘みやスイッチの操作は困難である。したがって、二輪車両に音声ナビゲーション装置や音響機器のような音情報機器を装備して二輪車両の付加価値の向上を図ろうとすると、そのような音情報機器に対するインタフェースの開発が必要となる。

むろん、二輪車両に限らず、使用者がグローブの装着等のために手指の動きが制限されている状況では、より簡易な操作で各種の指令を入力することができるインタフェースが提供されることが好ましい。
特開平６−１３２８４６号公報

そこで、この発明の目的は、手指の自由が制限された操作者であっても容易に指令入力を行うことができる入力装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、手指の自由が制限された操作者であっても容易に指令入力を行うことができる構成を備えたヘルメットシステム、およびこれを備えた車両システムを提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、使用者による打撃を受ける被打撃部と、この被打撃部に与えられる衝撃を検出する衝撃検出手段と、この衝撃検出手段の出力信号を処理して、当該出力信号に応じた指令信号を生成する指令信号生成手段とを含むことを特徴とする入力装置である。
この構成によれば、使用者が被打撃部に打撃を加えることによって、この打撃により生じる衝撃に対応した指令信号を生成させることができる。したがって、手指の自由が制限された使用者であっても、指令入力を行うことができる。

前記衝撃検出手段の例としては、被打撃部の変形を検出する圧力センサ、被打撃部の振動を検出する振動センサ、被打撃部に加えられた打撃の強度を検出する打撃センサ、および被打撃部に加えられた打撃音を検出するマイクロフォンを挙げることができる。
前記被打撃部の例としては、ヘルメット帽体や車両（たとえば二輪車両）の車体の一部を挙げることができる。この場合、ヘルメット帽体や車体の所定部に打撃を加えることによって、指令入力を行える。

請求項２記載の発明は、前記衝撃検出手段は、前記被打撃部に与えられる衝撃の位置（つまり、被打撃部の衝撃が与えられた箇所）に応じて異なる出力信号を出力するものであり、前記指令信号生成手段は、前記衝撃検出手段の出力信号を処理することによって、前記被打撃部において衝撃を受けた位置を特定し、その位置に対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項１記載の入力装置である。

この構成によれば、打撃を加える位置によって異なる指令を与えることができるので、手指の自由が制限されていても、使用者は、複数種類の指令入力を行うことができる。
請求項３記載の発明は、前記被打撃部の異なる位置で衝撃を検出する複数の前記衝撃検出手段が設けられており、前記指令信号生成手段は、前記複数の衝撃検出手段の出力信号を処理して、当該複数の衝撃検出手段の出力信号に応じた指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項１または２記載の入力装置である。

この構成によれば、異なる位置に配置された複数の衝撃検出手段が備えられているので、使用者によって加えられた打撃の位置を正確に特定できる。これにより、多種類の指令入力を正確に行うことができる。
請求項４記載の発明は、前記衝撃検出手段は、前記被打撃部に与えられる衝撃の強さに応じて異なる出力信号を出力するものであり、前記指令信号生成手段は、前記衝撃検出手段によって検出される衝撃の強さに対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の入力装置である。

この構成によれば、打撃の強さによって異なる指令を与えることができるので、手指の自由が制限されていても、使用者は、複数種類の指令入力を行うことができる。
請求項５記載の発明は、前記指令信号生成手段は、前記衝撃検出手段によって時系列に検出される衝撃のパターン（１回以上の衝撃の時系列パターン）に対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の入力装置である。

この構成によれば、衝撃の時系列パターンによって指令入力を行うことができるから、手指の自由が制限されていても、使用者は、複数種類の指令入力を行うことができる。
請求項６記載の発明は、前記衝撃検出手段の出力信号から、前記被打撃部の共振周波数帯域の周波数成分を抽出するフィルタ手段をさらに含み、前記指令信号生成手段は、前記フィルタ手段によって抽出された周波数成分を処理して、指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の入力装置である。

この構成によれば、被打撃部の共振周波数帯域の周波数成分を抽出することにより、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を高めることができる。これにより、ノイズの影響を抑制できるから、正確な指令入力が可能となる。この構成は、とくに、衝撃検出手段が被打撃部の振動を検出するものである場合に有用である。
請求項７記載の発明は、前記被打撃部がヘルメット帽体の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の入力装置である。

この構成によれば、ヘルメット帽体の一部または全部が被打撃部とされているので、たとえば、グローブを装着している状況であっても、使用者は、ヘルメット帽体に打撃を加えることによって、容易に指令入力を行うことができる。
請求項８記載の発明は、ヘルメット帽体と、このヘルメット帽体に加えられる外力を検出する外力検出手段と、この外力検出手段の出力信号を処理して、当該出力信号に応じた指令信号を生成する指令信号生成手段とを含むことを特徴とするヘルメットシステムである。

この構成によれば、使用者がヘルメット帽体に外力を加えることによって、この外力に対応した指令信号を生成させることができる。したがって、たとえば、グローブの装着によって手指の自由が制限された使用者であっても、容易に指令入力を行うことができる。
前記外力検出手段の例としては、ヘルメット帽体の変形（部分変形）を検出する圧力センサ、ヘルメット帽体の振動を検出する振動センサ、帽体の内側で帽体外部の打撃の強度を検出する打撃センサ、およびヘルメット帽体に加えられた衝撃に伴う衝撃音を検出するマイクロフォンを挙げることができる。

請求項９記載の発明は、前記外力検出手段は、前記ヘルメット帽体に加えられる衝撃を検出する衝撃検出手段を含むことを特徴とする請求項８記載のヘルメットシステムである。
この構成によれば、ヘルメット帽体に衝撃（たとえば打撃）を与えることで、手指の自由が制限された使用者であっても、容易に指令入力操作を行うことができる。

請求項１０記載の発明は、前記外力検出手段は、前記ヘルメット帽体に与えられる外力の位置に応じて異なる出力信号を出力するものであり、前記指令信号生成手段は、前記外力検出手段の出力信号を処理することによって、前記ヘルメット帽体において外力を受けた位置を特定し、その位置に対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項８または９記載のヘルメットシステムである。

この構成によれば、ヘルメット帽体の異なる位置に外力を加えることによって、異なる指令を与えることができるので、手指の自由が制限されていても、使用者は、複数種類の指令入力を行うことができる。
請求項１１記載の発明は、前記ヘルメット帽体の異なる位置で外力を検出する複数の前記外力検出手段が設けられており、前記指令信号生成手段は、前記複数の外力検出手段の出力信号を処理して、当該複数の外力検出手段の出力信号に応じた指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載のヘルメットシステムである。

この構成によれば、異なる位置に配置された複数の外力検出手段が備えられているので、使用者によって加えられた外力の位置を正確に特定できる。これにより、多種類の指令入力を正確に行うことができる。
請求項１２記載の発明は、前記外力検出手段は、前記ヘルメット帽体に与えられる外力の強さに応じて異なる出力信号を出力するものであり、前記指令信号生成手段は、前記外力検出手段によって検出される外力の強さに対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載のヘルメットシステムである。

この構成によれば、ヘルメット帽体に与える外力の強さによって異なる指令を与えることができるので、手指の自由が制限されていても、使用者は、複数種類の指令入力を行うことができる。
請求項１３記載の発明は、前記指令信号生成手段は、前記外力検出手段によって時系列に検出される外力のパターン（外力の時系列パターン）に対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれかに記載のヘルメットシステムである。

この構成によれば、外力の時系列パターンによって複数種類の指令入力を行うことができる。したがって、手指の自由が制限されていても、使用者は、複数種類の指令入力を行うことができる。
請求項１４記載の発明は、前記外力検出手段の出力信号から、前記ヘルメット帽体の共振周波数帯域の周波数成分を抽出するフィルタ手段をさらに含み、前記指令信号生成手段は、前記フィルタ手段によって抽出された周波数成分を処理して、指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項８ないし１３のいずれかに記載のヘルメットシステムである。

この構成によれば、ヘルメット帽体の共振周波数帯域の周波数成分を抽出することにより、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を高めることができる。これにより、ノイズの影響を抑制できるから、正確な指令入力が可能となる。この構成は、とくに、外力検出手段がヘルメット帽体の振動を検出するものである場合に有用である。
請求項１５記載の発明は、前記ヘルメット帽体に設けられ、当該ヘルメット帽体の装着者に音情報を提供するスピーカと、前記指令信号生成手段による指令信号によって制御され、前記スピーカに音声信号を供給する音情報機器とをさらに含むことを特徴とする請求項８ないし１４のいずれかに記載のヘルメットシステムである。

この構成によれば、帽体に外力を加えることによって、音情報機器の動作を制御できるので、手指の自由が制限されている状態でも、使用者は、スピーカからの音情報を制御することができる。
音情報機器の例としては、ナビゲーション装置、ラジオ、携帯電話機、無線通信機、および音声データ再生装置（ＭＤプレーヤ、ディジタルオーディオ再生装置など）を挙げることができる。

請求項１６記載の発明は、前記指令信号生成手段による指令信号は、音量増加指令および音量減少指令を含むことを特徴とする請求項１５記載のヘルメットシステムである。
この構成により、ヘルメット帽体に外力を加えることによって、出力音量を変化させることができる。
指令信号生成手段が生成する指令信号は、音源（ソース）の切り換え指令を含んでいてもよい。これにより、複数の音源が音情報機器に備えられている場合に、ヘルメット帽体に外力を加えるという簡単な操作で、それらを切り換えることができる。

請求項１７記載の発明は、車体と、車体に乗車する乗員が装着する前記ヘルメット帽体を備えた請求項８ないし１６のいずれかに記載のヘルメットシステムと、前記指令信号生成手段が生成する指令信号によって制御される被制御機器を有し、前記車体に備えられた車載装置とを備え、少なくとも前記外力検出手段が前記ヘルメット帽体に備えられてヘルメット帽体側装置を形成しており、前記ヘルメット帽体側装置と前記車載装置との間の信号の授受のための通信手段をさらに含むことを特徴とする車両システムである。

この構成により、車載装置とヘルメット帽体側装置とが通信手段を介して互いに信号を授受することができるから、より複雑で高度なシステムを構築することができ、付加価値の高い車両システムを提供できる。
なお、前記被制御機器は、音情報機器であってもよい。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態に係るヘルメットシステムの構成を説明するためのブロック図である。このヘルメットシステムは、使用者Ｐが装着するヘルメット帽体１（被打撃部）と、このヘルメット帽体１の内側に取り付けられ、使用者Ｐの左右の耳元で音を出力するスピーカ２，３と、ヘルメット帽体１に埋設されて、このヘルメット帽体１に加えられる衝撃を検出する複数（この実施形態では２つ）の圧電センサ４，５（衝撃検出手段、外力検出手段）とを備えている。この実施形態では、第１圧電センサ４は、ヘルメット帽体１の右側側壁部においてスピーカ２よりも上方に配置されている。また、第２圧電センサ５は、ヘルメット帽体１の右側側壁部においてスピーカ２よりも下方に配置されている。

このヘルメットシステムは、さらに、第１および第２圧電センサ４，５の出力信号から、ヘルメット帽体１に加えられた衝撃の大きさを表わす衝撃値を生成する第１および第２衝撃値変換回路６，７と、これらの第１および第２衝撃値変換回路６，７が生成する衝撃値に基づいて、ヘルメット帽体１において衝撃を受けた位置を特定する位置特定回路８と、スピーカ２，３に音声信号を供給する音響装置１０（音情報機器、被制御機器）と、位置特定回路８の出力に基づいて音響装置１０を制御する音響制御回路９とを備えている。

前記第１および第２衝撃値変換回路６，７、位置特定回路８および音響制御回路９は、音響装置１０に対して指令信号を与える指令信号生成回路１５（指令信号生成手段）を形成している。
音響装置１０は、音情報を表す音響信号を発生する音源部１１と、この音源部１１が発生する音響信号を増幅する増幅回路１２とを備えている。そして、たとえば、音響制御回路９からの制御信号（指令信号）に応じて、増幅回路１２のゲインが変更され、これによってボリューム調整が行われるようになっている。

このヘルメットシステムの使用者Ｐは、ヘルメット帽体１に打撃を加えることにより、ボリューム調整を行う。すなわち、使用者Ｐがヘルメット帽体１に打撃を加えると、その打撃を受けた位置が位置特定回路８によって特定され、その特定された位置に応じて音響制御回路９により増幅回路１２のゲインが制御される。こうして、使用者Ｐがヘルメット帽体１に加えた打撃の位置によって、ボリューム調整を行うことができる。

図２は、位置特定回路８の働きを説明するための図である。この例では、位置特定回路８は、第１および第２衝撃値変換回路６，７が出力する一対の衝撃値を入力としたマップで構成されている。より具体的には、第１衝撃値変換回路６が出力する第１衝撃値を横軸にとり、第２衝撃値変換回路７が出力する第２衝撃値を縦軸にとった２次元平面内の領域が、領域Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に区分される。

領域Ａ４は、第１衝撃値が、所定の閾値Ｔ１以下であって、かつ第２衝撃値が所定の閾値Ｔ２以下である矩形領域である。位置特定回路８は、この領域Ａ４に分類される入力をノイズと判定する。すなわち、領域Ａ４に属する第１および第２衝撃値の入力は、使用者Ｐが音響装置１０に対する指令を与えるために積極的にヘルメット帽体１を打撃したものではなく、単に圧電センサ４，５におけるノイズが発生している場合や、ヘルメット帽体１に不用意に衝撃が加わっただけであると判定される。

領域Ａ１は、第１衝撃値に対応した座標軸である横軸と、原点を通り「１」よりも小さな所定の勾配Ｇ１を有する第１の直線Ｌ１とによって挟まれ、かつ、第１衝撃値が前記閾値Ｔ１を超えている場合に相当する領域である。第１および第２衝撃値の組み合わせが領域Ａ１に分類されるとき、位置特定回路８は、ヘルメット帽体１の右側上部に打撃が加えられたものと判定する。すなわち、領域Ａ１は、第１圧電センサ４の出力が第２圧電センサ５の出力よりも大きい場合に相当するから、ヘルメット右側上部に打撃が加えられたと判定するのが妥当である。この場合、たとえば、音響制御回路９は、増幅回路１２のゲインを一定値だけ増加させ、ボリュームを増加させるための制御を行う。

領域Ａ２は、第２衝撃値に対応した座標軸である縦軸と、原点を通り「１」よりも大きな勾配Ｇ２を有する第２の直線Ｌ２とによって囲まれ、かつ、第２衝撃値が前記閾値Ｔ２よりも大きな場合に相当する。第１および第２衝撃値の組み合わせが領域Ａ２に分類されるとき、位置特定回路８は、ヘルメット帽体１の右側下部に打撃が加えられたものと判定する。すなわち、領域Ａ２は、第２圧電センサ５の出力が第１圧電センサ４の出力よりも大きい場合に相当するから、ヘルメット右側下部に打撃が加えられたと判定するのが妥当である。この判定に応じて、たとえば、音響制御回路９は、増幅回路１２のゲインを一定値だけ減少させて、ボリュームを減少させるための制御を行う。

前記矩形領域Ａ４外の領域であって、前記直線Ｌ１，Ｌ２によって挟まれた領域Ａ３は、第１および第２圧電センサ４，５のほぼ中間に打撃が加えられた場合に相当する。この場合、使用者Ｐの明確な意思を判定することができないので、位置特定回路８は、判断不能との判定を下し、音響装置１０に対する制御は行われない。
次の表１には、領域Ａ１〜Ａ４にそれぞれ対応して位置特定回路８が行う判定結果がまとめて示されている。

図３は、前記ヘルメットシステムの全体の動作を簡略化して示すフローチャートである。
第１および第２圧電センサ４，５の出力信号は、第１および第２衝撃値変換回路６，７によって所定のサンプリング周期ごとに常時サンプリングされている。そして、第１および第２衝撃値変換回路６，７は、サンプリングの度に、第１および第２衝撃値をそれぞれ求めて、位置特定回路８に入力する（ステップＳ１）。

位置特定回路８は、第１および第２衝撃値の組み合わせが、前記領域Ａ１に分類されるかどうかを判断する（ステップＳ２）。この判断が肯定されると、ヘルメット帽体１の上部に打撃が加えられたものとして、音響制御回路９は、音響装置１０の増幅回路１２のゲインを増加させて、ボリュームを増加させるための制御を行う（ステップＳ３）。
一方、ステップＳ２において、第１および第２衝撃値の組み合わせが領域Ａ１には属さないと判断されると、位置特定回路８は、さらに、当該組み合わせが領域Ａ２に属するかどうかを判断する（ステップＳ４）。この判断が肯定されれば、ヘルメット帽体１の下部に打撃が加えられたものとして、音響制御回路９は、音響装置１０の増幅回路１２のゲインを減少させ、ボリュームを減少させるための制御を行う（ステップＳ５）。

ステップＳ４において、第１および第２衝撃値の組み合わせが領域Ａ２に属さないと判断されれば、増幅回路１２のゲインの制御は行わずに、ステップＳ１からの処理に戻る。
以上のように、この実施形態の構成によれば、ヘルメット帽体１の右側壁部の上部および下部にそれぞれ配置した第１圧電センサ４および第２圧電センサ５の出力信号に基づいて、ヘルメット帽体１に加えられた打撃の位置が特定される。そして、この特定された打撃位置に応じて、音響装置１０のボリュームの増加／減少の制御が行われるようになっている。したがって、使用者Ｐは、たとえばグローブを装着していて手指の自由が制限されている状態であっても、ヘルメット帽体１の右側上部または右側下部に打撃を加えることによって、音響装置１０のボリュームを調節することができる。

図４は、この発明の第２の実施形態に係るヘルメットシステムの構成を説明するためのブロック図である。この図４において、前述の図１に示された各部に対応する部分には、図１の場合と同一の参照符号を付して示す。
この実施形態では、ヘルメット帽体１の右側壁部において、スピーカ２よりも上方の位置に第１振動センサ２１（衝撃検出手段、外力検出手段）が埋設されており、スピーカ２よりも下方の位置に第２振動センサ２２（衝撃検出手段、外力検出手段）が埋設されている。第１振動センサ２１の出力信号は、ヘルメット帽体１の共振周波数帯域の信号成分を抽出する第１共振周波数帯域通過フィルタ２３（フィルタ手段）に入力され、同様に、第２振動センサ２２の出力信号は、ヘルメット帽体１の共振周波数帯域の信号成分を抽出して通過させる第２共振周波数帯域通過フィルタ２４（フィルタ手段）に入力されている。第１および第２共振周波数帯域通過フィルタ２３，２４の出力信号は、それぞれ、第１および第２振動パワー変換回路２５，２６に入力され、パワーに変換される。より具体的には、第１および第２振動パワー変換回路２５，２６は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）や二乗平均演算（ＲＭＳ：Route Mean Square)により、ヘルメット帽体１の振動を表わす信号をパワー値に変換するものであってもよい。これらの第１および第２振動パワー変換回路２５，２６の出力が、第１および第２衝撃値として位置特定回路８に入力されるようになっている。

その他の構成は、前述の第１の実施形態の場合と同様である。
この実施形態では、ヘルメット帽体１に加えられた打撃を、ヘルメット帽体１の振動の大きさとして検出し、これにより、打撃が加えられた位置を特定して、その特定された位置に応じて音響装置１０が制御されるようになっている。そして、第１および第２共振周波数帯域通過フィルタ２３，２４を用いることにより、ヘルメット帽体１の共振周波数帯域の信号成分が抽出されるので、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が向上される。したがって、より正確に、打撃が加えられた位置を特定することができる。

振動センサの代わりに小型のマイクロフォンを用い、ヘルメット帽体１に加えられた打撃音を検出する構成としてもよい。この場合、小型マイクロフォンは、ヘルメット帽体１に埋設される必要はなく、ヘルメット帽体１の内壁の近傍（たとえば衝撃吸収ライナー（図示せず）内など）に配置するようにしてもよい。
図５は、この発明の第３の実施形態に係る構成を説明するためのブロック図である。この図５において、前述の図１に示された各部に対応する部分には、図１の場合と同一の参照符号を付して示す。

この実施形態では、音響装置１０は、複数の音源部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃと、これらの音源部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが出力する音響信号を選択して増幅回路１２に入力する切り換え回路１３とを備えている。
一方、ヘルメット帽体１には、前述の第１および第２圧電センサ４，５の他に、第３圧電センサ３０がヘルメット帽体１に埋設されている。この第３圧電センサ３０は、ヘルメット帽体１において、第１および第２圧電センサ４，５とは反対側の側壁部（左側壁部）に埋設されている。この第３圧電センサ３０の出力信号は、第３衝撃値変換回路３１に入力される。第３衝撃値変換回路３１は、第３圧電センサ３０出力信号を衝撃値（第３衝撃値）に変換して、位置特定回路８に入力する。

位置特定回路８は、この実施形態では、ヘルメット帽体１の右側側壁部の上部の打撃、同じく右側壁部の下部の打撃、およびヘルメット帽体１の左側壁部の打撃を区別して打撃位置を特定し、その特定された打撃位置を音響制御回路９に入力する。より具体的には、位置特定回路８は、第１〜第３衝撃値変換回路６，７，３１が出力する３つの衝撃値を入力とした３次元マップで構成することができる。

音響制御回路９は、ヘルメット帽体１の右側壁上部の打撃が検出されたときには、増幅回路１２のゲインを増加させ、ボリュームを上げるための制御を行う。また、音響制御回路９は、ヘルメット帽体１の右側壁部下部の打撃が検出されたときには、増幅回路１２のゲインを減少させてボリュームを下げるための制御を行う。一方、音響制御回路９は、ヘルメット帽体１の左側壁部の打撃が検出されると、切り換え回路１３の切り換え制御を行う。より具体的には、音響制御回路９は、ヘルメット帽体１の左側壁部の打撃が検出される度に、音源部１１Ａ，１１Ｂおよび１１Ｃを循環的に切り換えるように、切り換え回路１３を制御する。

このようにして、この実施形態によれば、使用者Ｐは、ヘルメット帽体１の適切な位置に打撃を加えることにより、音響装置１０のボリュームの調整だけでなく、音源の切り換えをも行うことができる。
同様な改良は、前述の図４に示された第２の実施形態に対しても適用可能である。
図６は、この発明の第４の実施形態に係るヘルメットシステムの構成を説明するためのブロック図である。この図６において、前述の第１に示された各部と同等の部分には、図１の場合と同一の参照符号を付して示す。

この実施形態では、ヘルメット帽体１にはただ１つの圧電センサ４が備えられている。この圧電センサ４の出力信号は、衝撃値変換回路６に入力されて、この衝撃値変換回路６によって、ヘルメット帽体１に加えられた打撃の大きさに対応した衝撃値が生成される。この衝撃値は、衝撃値の大小を判定する衝撃判定回路４０に入力されるようになっている。この衝撃判定回路４０は、衝撃値変換回路６が出力する衝撃値が所定の閾値を超えているかどうかを判定するものである。ただし、ノイズとみなされるほど小さな衝撃値は無視されるようになっている。

衝撃判定回路４０が、所定の閾値を超える衝撃が加えられたと判定すると、この判定結果を受けて、音響制御回路９は、増幅回路１２のゲインを増加させて、ボリューム（出力音量）を上げるための制御を行う。また、衝撃判定回路４０が、ノイズとみなせるほど小さくはないが、前記閾値以下の衝撃値の打撃が加えられたと判定したときには、音響制御回路９は、増幅回路１２のゲインを減少させて、ボリュームを下げるための制御を行う。

さらに、衝撃値に対する閾値を２つ設けて、衝撃値が第１の閾値未満ならノイズとし、衝撃値が第１の閾値以上第２の閾値未満なら音量を小さくし、衝撃値が第２の閾値以上なら音量を大きくするようにしてもよい。
こうして、この実施形態では、１つの圧電センサ４を用いて、衝撃の大小を判定し、それに応じて、音響装置１０の出力音量を調節することができる。

図７は、この発明の第５の実施形態に係るヘルメットシステムの構成を説明するためのブロック図である。この図７において、前述の図１に示された各部と対応する部分には、図１の場合と同一の参照符号を付して示す。
この実施形態においても、ヘルメット帽体１には１つの圧電センサ４が設けられており、この圧電センサ４が出力する信号が、衝撃値変換回路６によって衝撃値に変換されるようになっている。そして、この衝撃値変換回路６が出力する衝撃値は、衝撃パターン認識回路５０に与えられる。衝撃パターン認識回路５０は、予め定めた衝撃パターンを記憶した衝撃パターンメモリ５１を参照して、ヘルメット帽体１に加えられた衝撃パターンを認識する。

衝撃パターンメモリは、ヘルメット帽体１に対して時系列に従って加えられる打撃パターンと、それに応じた制御指令とが対応付けて格納されている。より具体的には、時間的に孤立した１回の打撃に対しては、音量増加指令が対応付けられ、時間的に連続した２回の打撃に対しては、音量減少指令が対応付けられていて、さらに、時間的に連続した３回の打撃に対しては消音指令が対応付けられている。

衝撃パターン認識回路５０は、これらの３つの打撃パターンと、衝撃値変換回路６からの入力パターン（検出される衝撃の時系列パターン）とのマッチングを行う。そして、衝撃パターン認識回路５０は、ヘルメット帽体１に加えられた打撃パターンが衝撃パターンメモリ５１に記憶されている衝撃パターンのいずれかに合致する場合に、当該衝撃パターンに対応した制御指令を音響制御回路９に与える。これに応じて、音響制御回路９は、増幅回路１２のゲインの増加、減少または消音（ゲインを０に制御）の各制御を行うことになる。

このようにして、この実施形態では、使用者Ｐがヘルメット帽体１に加える打撃パターンにより、音響装置１０の音量制御を行うことができる。
むろん、図６および図７に示された第４および第５の実施形態に関しても、前述の図５に示された第３実施形態と同様な変形が可能である。特に、第５の実施形態においては、衝撃パターンメモリに、音源変更の打撃パターンを追加して記憶させておくことにより、１つの圧電センサ４を用いつつ、音源の切り換え制御をも行うことができる。

図８は、前述のようなヘルメットシステムを備えた車両システムの全体構成を示す図である。たとえば、図１に示された第１の実施形態のヘルメットシステムを用いる場合を想定する。この場合、ヘルメットシステムの構成要素のうち、スピーカ２，３ならびに第１および第２圧電センサ４，５がヘルメット帽体１に取り付けられてヘルメット帽体側装置を形成している。

指令信号生成回路１５は、車両の一例としての二輪車両の車体６０に取り付けられた車載装置の一部をなすコントローラアンプ６１に備えられている。コントローラアンプ６１とスピーカ２，３ならびに第１および第２圧電センサ４，５との間は、複数本のケーブルを束ねたワイヤハーネス６２を介して有線接続されている。このワイヤハーネス６２は、ヘルメット帽体側装置と車載装置との間の信号の授受のための通信手段を形成している。

車体６０には、さらに、被制御機器としての音響装置１０が備えられており、コントローラアンプ６１とともに車載装置を形成している。
このような構成により、二輪車両の車体６０に搭載された音情報機器としての音響装置１０を、ヘルメット帽体１に打撃を加える操作によって、制御することができる。
なお、コントローラアンプ６１とヘルメット帽体側装置との間は、必ずしも有線接続する必要はなく、赤外線通信等の無線通信によって、それらの間の信号の授受を行うようにしてもよい。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、ヘルメット帽体１に加えられる打撃を検出する構成としたが、ヘルメット帽体１に衝撃以外の形態で加えられる外力（たとえば、押圧力など）を圧力センサ、打撃センサ等で検出し、その検出結果に応じた指令信号を生成する構成としてもよい。

また、前述の実施形態では、出力音量および音源の切り換えを、ヘルメット帽体１に加える打撃によって指令入力する構成について説明したが、さらに、音響装置１０の電源のオン／オフ等の他の種類の指令入力をも行えるようにしてもよい。
さらに、また、ヘルメット帽体１に加える打撃による指令入力の対象は、音響装置に限らず、ヘルメットとともに使用される他の種類の装置であってもよい。

さらに、前述の実施形態では、ヘルメット帽体１に加えられる打撃を検出するようにしているが、たとえば、車体６０の一部に被打撃部を設けておき、この被打撃部に加えられる打撃を検出することによって指令信号を生成する構成としてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

この発明の第１の実施形態に係るヘルメットシステムの構成を説明するためのブロック図である。 ヘルメット帽体に加わった衝撃の位置を特定する位置特定回路の働きを説明するための図である。 前記ヘルメットシステムの全体の動作を簡略化して示すフローチャートである。 この発明の第２の実施形態に係るヘルメットシステムの構成を説明するためのブロック図である。 この発明の第３の実施形態に係る構成を説明するためのブロック図である。 この発明の第４の実施形態に係るヘルメットシステムの構成を説明するためのブロック図である。 この発明の第５の実施形態に係るヘルメットシステムの構成を説明するためのブロック図である。 ヘルメットシステムを備えた車両システムの全体構成を示す図である。

符号の説明

１ ヘルメット帽体
２,３ スピーカ
４ 第１圧電センサ
５ 第２圧電センサ
６ 第１衝撃値変換回路
７ 第２衝撃値変換回路
８ 位置特定回路
９ 音響制御回路
１０ 音響装置
１１ 音源部
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 音源部
１２ 増幅回路
１３ 切り換え回路
１５ 指令信号生成回路
２１ 第１振動センサ
２２ 第２振動センサ
２３ 第１共振周波数帯域通過フィルタ
２４ 第２共振周波数帯域通過フィルタ
２５ 第１振動パワー変換回路
２６ 第２振動パワー変換回路
３０ 第３圧電センサ
３１ 第３衝撃値変換回路
４０ 衝撃判定回路
５０ 衝撃パターン認識回路
５１ 衝撃パターンメモリ
６０ 車体
６１ コントローラアンプ
６２ ワイヤハーネス

Claims (17)

1. 使用者による打撃を受ける被打撃部と、
   この被打撃部に与えられる衝撃を検出する衝撃検出手段と、
   この衝撃検出手段の出力信号を処理して、当該出力信号に応じた指令信号を生成する指令信号生成手段とを含むことを特徴とする入力装置。
2. 前記衝撃検出手段は、前記被打撃部に与えられる衝撃の位置に応じて異なる出力信号を出力するものであり、
   前記指令信号生成手段は、前記衝撃検出手段の出力信号を処理することによって、前記被打撃部において衝撃を受けた位置を特定し、その位置に対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
3. 前記被打撃部の異なる位置で衝撃を検出する複数の前記衝撃検出手段が設けられており、
   前記指令信号生成手段は、前記複数の衝撃検出手段の出力信号を処理して、当該複数の衝撃検出手段の出力信号に応じた指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項１または２記載の入力装置。
4. 前記衝撃検出手段は、前記被打撃部に与えられる衝撃の強さに応じて異なる出力信号を出力するものであり、
   前記指令信号生成手段は、前記衝撃検出手段によって検出される衝撃の強さに対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の入力装置。
5. 前記指令信号生成手段は、前記衝撃検出手段によって時系列に検出される衝撃のパターンに対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の入力装置。
6. 前記衝撃検出手段の出力信号から、前記被打撃部の共振周波数帯域の周波数成分を抽出するフィルタ手段をさらに含み、
   前記指令信号生成手段は、前記フィルタ手段によって抽出された周波数成分を処理して、指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の入力装置。
7. 前記被打撃部がヘルメット帽体の少なくとも一部であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の入力装置。
8. ヘルメット帽体と、
   このヘルメット帽体に加えられる外力を検出する外力検出手段と、
   この外力検出手段の出力信号を処理して、当該出力信号に応じた指令信号を生成する指令信号生成手段とを含むことを特徴とするヘルメットシステム。
9. 前記外力検出手段は、前記ヘルメット帽体に加えられる衝撃を検出する衝撃検出手段を含むことを特徴とする請求項８記載のヘルメットシステム。
10. 前記外力検出手段は、前記ヘルメット帽体に与えられる外力の位置に応じて異なる出力信号を出力するものであり、
    前記指令信号生成手段は、前記外力検出手段の出力信号を処理することによって、前記ヘルメット帽体において外力を受けた位置を特定し、その位置に対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項８または９記載のヘルメットシステム。
11. 前記ヘルメット帽体の異なる位置で外力を検出する複数の前記外力検出手段が設けられており、
    前記指令信号生成手段は、前記複数の外力検出手段の出力信号を処理して、当該複数の外力検出手段の出力信号に応じた指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載のヘルメットシステム。
12. 前記外力検出手段は、前記ヘルメット帽体に与えられる外力の強さに応じて異なる出力信号を出力するものであり、
    前記指令信号生成手段は、前記外力検出手段によって検出される外力の強さに対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載のヘルメットシステム。
13. 前記指令信号生成手段は、前記外力検出手段によって時系列に検出される外力のパターンに対応した指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれかに記載のヘルメットシステム。
14. 前記外力検出手段の出力信号から、前記ヘルメット帽体の共振周波数帯域の周波数成分を抽出するフィルタ手段をさらに含み、
    前記指令信号生成手段は、前記フィルタ手段によって抽出された周波数成分を処理して、指令信号を生成するものであることを特徴とする請求項８ないし１３のいずれかに記載のヘルメットシステム。
15. 前記ヘルメット帽体に設けられ、当該ヘルメット帽体の装着者に音情報を提供するスピーカと、
    前記指令信号生成手段による指令信号によって制御され、前記スピーカに音声信号を供給する音情報機器とをさらに含むことを特徴とする請求項８ないし１４のいずれかに記載のヘルメットシステム。
16. 前記指令信号生成手段による指令信号は、音量増加指令および音量減少指令を含むことを特徴とする請求項１５記載のヘルメットシステム。
17. 車体と、
    車体に乗車する乗員が装着する前記ヘルメット帽体を備えた請求項８ないし１６のいずれかに記載のヘルメットシステムと、
    前記指令信号生成手段が生成する指令信号によって制御される被制御機器を有し、前記車体に備えられた車載装置とを備え、
    少なくとも前記外力検出手段が前記ヘルメット帽体に備えられてヘルメット帽体側装置を形成しており、
    前記ヘルメット帽体側装置と前記車載装置との間の信号の授受のための通信手段をさらに含むことを特徴とする車両システム。