JP2007299700A - Oral switch and its manufacturing method - Google Patents

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JP2007299700A
JP2007299700A JP2006128603A JP2006128603A JP2007299700A JP 2007299700 A JP2007299700 A JP 2007299700A JP 2006128603 A JP2006128603 A JP 2006128603A JP 2006128603 A JP2006128603 A JP 2006128603A JP 2007299700 A JP2007299700 A JP 2007299700A
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Hiroyuki Shimada
裕之 嶋田
宏文 ▲高▼橋
Hirofumi Takahashi
Isao Shimada
功 嶋田
Yoshio Kozono
凱夫 小園
Hiroshi Kakikawa
宏 柿川
Yoshiteru Terashi
良輝 寺師
Morihito Akiyama
守人 秋山
Naohiro Ueno
直広 上野
Tatsuji Sonegawa
達司 曽根川
Utako Nakamura
詩子 中村
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KYUSHU DENTAL COLLEGE
SHIMADA FUKUSHI YOGUKEN KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Japan Labour Health and Welfare Organization
Original Assignee
KYUSHU DENTAL COLLEGE
SHIMADA FUKUSHI YOGUKEN KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Japan Labour Health and Welfare Organization
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oral switch which can be fixed easily in a predetermined position in a mouth and cause hardly any malfunction. <P>SOLUTION: The oral switch 10 is composed of a mouthpiece 11 to be fixed in a mouth, one or a plurality of piezoelectric sensors 12, 13 which can be pushed by a tongue and a controlling unit 19 which receives an output signal from the piezoelectric sensors 12, 13 and send a signal to an external unit 17. The manufacturing method of the same is to paste the piezoelectric sensors on the mouthpiece 11 and then to press and bond a thermoplastic material further on the piezoelectric sensors. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、装着者、例えば、頸髄損傷、筋ジストロフィー、脳性麻痺、上肢欠損等による肢体不自由者が、口腔内に取付けて使用するスイッチ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a switch that is used by a wearer, for example, a physically handicapped person due to cervical cord injury, muscular dystrophy, cerebral palsy, upper limb defect, and the like, and a method of manufacturing the same.

従来、肢体不自由者(例えば、頸髄損傷、筋ジストロフィー、脳性麻痺、上肢欠損等の患者)がパソコン等のIT機器を操作する場合、例えば、口腔内に固定するためのリングと、リングの下部層に設けられる圧力スイッチと、圧力スイッチの上部に立設される操作レバーとを備え、舌で操作レバーを押圧することによりスイッチをオン、オフする口腔用ポインティングデバイスを使用している(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when a physically handicapped person (for example, a patient with cervical spinal cord injury, muscular dystrophy, cerebral palsy, upper limb defect, etc.) operates an IT device such as a personal computer, for example, a ring for fixing in the oral cavity and a lower layer of the ring A mouth-pointing device that is turned on and off by pressing the operation lever with a tongue (for example, a patent) Reference 1).

特開2001−290591号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-259091

しかしながら、特許文献1の発明では、口腔内ポインティングデバイスを口腔内の所定位置に固定することが難しいという問題があった。また、レバー部が突出しているので、不用意に舌が当たってしまい、誤動作を起こし易いという問題もあった。 However, the invention of Patent Document 1 has a problem that it is difficult to fix the intraoral pointing device at a predetermined position in the oral cavity. Further, since the lever portion protrudes, there is a problem that the tongue is inadvertently hit and malfunction is likely to occur.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、口腔内の所定位置に固定し易く、しかも、誤動作し難い口腔内スイッチ及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an intraoral switch that is easy to be fixed at a predetermined position in the oral cavity and is less likely to malfunction, and a method for manufacturing the same.

前記目的に沿う本発明に係る口腔内スイッチは、口腔内に装着されるマウスピースと、前記マウスピースに設けられ、舌で押圧可能な1又は2以上の圧電センサーと、前記圧電センサーからの出力信号を受信し、外部装置に送信可能な制御装置とを有する。
ここで、圧電センサーの感圧素子(圧電体)としては、抵抗入力式や静電容量式があるが、これらは別に電源を必要とするので、押圧によって電圧が発生し、電力が不要である薄膜圧電素子を使用するのが好ましい。なお、薄膜圧電素子は、無機材によって構成する場合と、有機材によって構成する場合とがあり、いずれも適用可能である。また、制御装置からの出力信号を受信する外部装置としては、例えば、パソコン、テレビ、家庭用ゲーム機、環境制御装置(ECS)等がある。環境制御装置は、例えば、ベッドの上下動や上体を起こしたり戻したりする操作、電話の受信や送信、インターホン、玄関の電子錠の開け閉め、照明のオンオフ、テレビの音量の調整やチャンネルの変更、エアコンの調整、照明のオンオフ等を1又は少数のスイッチで行うようにする装置であり、環境制御装置に口腔内スイッチを取付けて、前記した操作を行うことができる。
An intraoral switch according to the present invention that meets the above-mentioned object is a mouthpiece to be installed in the oral cavity, one or more piezoelectric sensors that are provided on the mouthpiece and can be pressed with a tongue, and an output from the piezoelectric sensor. And a control device capable of receiving a signal and transmitting the signal to an external device.
Here, as a pressure-sensitive element (piezoelectric body) of a piezoelectric sensor, there are a resistance input type and a capacitance type. However, since these require a power source separately, a voltage is generated by pressing, and no power is required. It is preferable to use a thin film piezoelectric element. Note that the thin film piezoelectric element may be formed of an inorganic material and may be formed of an organic material, both of which are applicable. Examples of the external device that receives an output signal from the control device include a personal computer, a television, a home game machine, and an environmental control device (ECS). For example, the environmental control device can be used to move the bed up and down, raise and lower the body, receive and transmit calls, open and close the electronic lock on the intercom and front doors, turn on and off the lights, adjust the volume of the TV and adjust the channel. It is a device that performs change, adjustment of an air conditioner, lighting on / off, etc. with one or a small number of switches. The above-described operation can be performed by attaching an intraoral switch to the environmental control device.

本発明に係る口腔内スイッチにおいて、前記制御装置は口腔外に配置され、前記圧電センサーとは有線で接続されているのが好ましい。
本発明に係る口腔内スイッチにおいて、前記制御装置は、前記圧電センサーからの出力信号を受信する受信部と、前記外部装置に送信可能な送信部とを有し、該受信部からの出力信号が該送信部に無線によって送信されてもよい。
ここで、無線信号は、電波による信号、超音波、光信号等がある。
In the intraoral switch according to the present invention, it is preferable that the control device is disposed outside the oral cavity and connected to the piezoelectric sensor by a wire.
In the intraoral switch according to the present invention, the control device includes a receiving unit that receives an output signal from the piezoelectric sensor, and a transmitting unit that can transmit to the external device, and the output signal from the receiving unit is You may transmit to this transmission part by radio.
Here, the radio signal includes a radio wave signal, an ultrasonic wave, an optical signal, and the like.

本発明に係る口腔内スイッチにおいて、前記圧電センサーは、フィルム状の基板と、該基板の少なくとも片面に形成される圧電体層と、更に外側両面に形成される電極層とを積層した薄膜圧電フィルムを有しているのが好ましい。
基板の材質としては、金属を主成分とする材料、セラミックを主成分とする材料、及び高分子化合物を主成分とする材料等が使用できる。
In the intraoral switch according to the present invention, the piezoelectric sensor is a thin film piezoelectric film in which a film-like substrate, a piezoelectric layer formed on at least one surface of the substrate, and an electrode layer formed on both outer surfaces are laminated. It is preferable to have.
As the material of the substrate, a material mainly composed of metal, a material mainly composed of ceramic, a material mainly composed of a polymer compound, or the like can be used.

ここで、金属を主成分とする材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、銅、チタン、タングステン、シリコン、マグネシウム、亜鉛、スズ、モリブデン、ニオブ、ジルコニア、白金、金、銀、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、イットリウム、又はこれらの合金、ステンレス、黄銅、及び青銅等のいずれか1又は2以上を使用することができる。
また、セラミック材料を主成分とする材料としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、ケイ化モリブデン、ホウ化モリブデン、窒化ホウ素、炭化ホウ素、ホウ化チタン、及びサイアロン等のいずれか1又は2以上を使用することができる。
Here, as a material having a metal as a main component, for example, aluminum, iron, nickel, chromium, copper, titanium, tungsten, silicon, magnesium, zinc, tin, molybdenum, niobium, zirconia, platinum, gold, silver, palladium Any one or more of rhodium, ruthenium, iridium, yttrium, or alloys thereof, stainless steel, brass, bronze, and the like can be used.
In addition, the materials mainly composed of ceramic materials include aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride, molybdenum silicide, molybdenum boride, boron nitride, boron carbide, boride. Any one or more of titanium, sialon and the like can be used.

更に、高分子化合物を主成分とする材料(以下、単に「高分子材料」ともいう)としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルファイド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッカビニリデン、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルイミド、及びポリエーテルエーテルケトン等のいずれか1又は2以上を使用することができる。
基材の材質としては、可撓性があり、軽量であり、取り扱い易いといった特徴を有する高分子を主成分とするフィルムが好ましく、特に、耐熱性、絶縁破壊強度、機械的強度に優れるポリイミド系であるのが好ましい。
Furthermore, as a material having a polymer compound as a main component (hereinafter, also simply referred to as “polymer material”), for example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinylidene chloride, polyethylene terephthalate, polycarbonate, Any one or two or more of polyethersulfone, polyphenylsulfide, polyimide, polytetrafluoroethylene, polyfucavinylidene, polyethylene naphthalate, polyetherimide, and polyetheretherketone can be used.
The material of the base material is preferably a film mainly composed of a polymer having characteristics such as flexibility, light weight, and easy handling, and in particular, a polyimide system excellent in heat resistance, dielectric breakdown strength, and mechanical strength. Is preferred.

また、圧電体層を形成する材料としては、圧電性を有する物質であれば特に限定されるものではないが、一例としてペロブスカイト構造(ABO)の複合酸化物を主成分とする材料や、ウルツ鉱型構造の化合物を主成分とする材料が使用できる。
ペロブスカイト構造の複合酸化物としては、例えば、Pb(Zr,Ti)O、PbTiO、BaTiO、SrTiO、(Pb,La)(Zr,Ti)O、LiNbO、TaNbO等がある。また、ウルツ鉱型構造の化合物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、硫化カドミウム、硫化亜鉛、又はヨウ化銀等があり、これらの中から1種選択すれば良い。
The material for forming the piezoelectric layer is not particularly limited as long as it is a substance having piezoelectricity. As an example, a material containing a composite oxide having a perovskite structure (ABO 3 ) as a main component, or wurtzite. A material mainly composed of a compound having an ore structure can be used.
Examples of the composite oxide having a perovskite structure include Pb (Zr, Ti) O 3 , PbTiO 3 , BaTiO 3 , SrTiO 3 , (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 , LiNbO 3 , TaNbO 3, and the like. . Examples of the wurtzite type compound include aluminum nitride, gallium nitride, indium nitride, beryllium oxide, zinc oxide, cadmium sulfide, zinc sulfide, and silver iodide. One of these is selected. It ’s fine.

圧電体層の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、レーザーアブレーション法、イオンプレーティング法、CVD法、及びMOCVD法等が知られており、その中から好ましいものを適宜選択する。圧電体層の膜厚は通常、0.1〜100μmが好ましく、更に0.5〜30μmが特に好ましい。すなわち、厚みが0.1μm未満では、十分な出力が得られ難く、逆に100μmを超えると柔軟性が乏しくなりクラックや剥離を引き起こす恐れがある。 As a method for forming the piezoelectric layer, a sputtering method, a vacuum deposition method, a laser ablation method, an ion plating method, a CVD method, an MOCVD method, and the like are known, and a preferable one is appropriately selected from them. The thickness of the piezoelectric layer is usually preferably from 0.1 to 100 μm, more preferably from 0.5 to 30 μm. That is, if the thickness is less than 0.1 μm, it is difficult to obtain a sufficient output. Conversely, if the thickness exceeds 100 μm, the flexibility becomes poor and there is a risk of causing cracks and peeling.

更に、電極層を形成する材料としては、アルミニウム、ニッケル、白金、金、銀、銅等の金属や合金の導電材料、又は金属酸化物や金属窒化物の導電材料を用いることができる。
電極層の形成方法は特に限定されるものではなく、例えば塗布処理、メッキ法、スパッタリング法、又は真空蒸着法等の物理蒸着法を用いることができる。
Furthermore, as a material for forming the electrode layer, a conductive material of metal or alloy such as aluminum, nickel, platinum, gold, silver, or copper, or a conductive material of metal oxide or metal nitride can be used.
The formation method of an electrode layer is not specifically limited, For example, physical vapor deposition methods, such as a coating process, a plating method, sputtering method, or a vacuum evaporation method, can be used.

本発明に係る口腔内スイッチにおいて、前記マウスピースは、上歯列前方4〜10歯(上顎歯列前歯から小臼歯)までを覆い、しかも、前記圧電センサーは該マウスピースを装着した際に口腔の内側に配置されるように取付けられているのが好ましい。
本発明に係る口腔内スイッチにおいて、前記マウスピースは生体安全性が確認された熱可塑性材料で形成されているのが好ましい。
In the intraoral switch according to the present invention, the mouthpiece covers 4 to 10 teeth in front of the upper dentition (upper front teeth to premolars), and the piezoelectric sensor is inserted into the mouthpiece when the mouthpiece is mounted. It is preferable that it is attached so that it may be arrange | positioned inside.
In the intraoral switch according to the present invention, the mouthpiece is preferably formed of a thermoplastic material whose biosafety has been confirmed.

生体安全性が確認されたとは、医科材料や歯科材料として認可されている材料であって、使用される熱可塑性材料としては、例えば、熱可塑性樹脂がある。ここで、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、エチレン塩化ビニル共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルベンテン、ポリスチレン、スチレン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン、ポリウレタン、天然ゴム、合成ゴム、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリメタクリレート、ポリビロキシエチルメタクリレート、ポリエチレンメタクリレート、エチレンメタクリル酸共重合体、ポリサルフォン、トランスポリイソプレン、ポリカプロラクトン、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、グッタペルカ、コーパル、セラック、及びクマロンインデン樹脂等のいずれか1又は2以上がある。また、使用する熱可塑性材料は、例えば、60℃以上で軟化し、50℃以下で硬化するものを使用するのが好ましい。 The fact that biosafety has been confirmed is a material approved as a medical material or a dental material, and examples of the thermoplastic material used include a thermoplastic resin. Here, as the thermoplastic resin, for example, polyethylene, ethylene vinyl chloride copolymer, ethylene vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polypropylene, polybutene, polybutadiene, polymethylbenten, polystyrene, styrene resin, polyester, polyamide , Polycarbonate, polyvinylidene fluoride, silicone, polyurethane, natural rubber, synthetic rubber, polyvinyl chloride, polyacetal, polyacrylonitrile, polytetrafluoroethylene, ethylene vinyl alcohol copolymer, polymethacrylate, polyvinyloxyethyl methacrylate, polyethylene methacrylate, Ethylene methacrylic acid copolymer, polysulfone, trans polyisoprene, polycaprolactone, vinyl chloride vinyl acetate copolymer, gutta percha, co Le, shellac, and there is either 1 or 2 or more such as coumarone-indene resin. Moreover, it is preferable to use what the thermoplastic material to use softens at 60 degreeC or more and hardens | cures at 50 degrees C or less, for example.

前記目的に沿う本発明に係る口腔内スイッチの製造方法は、生体安全性が確認された熱可塑性樹脂で形成されたマウスピースと、該マウスピースに設けられ、舌で押圧可能な1又は2以上の圧電センサーと、該圧電センサーからの出力信号を受信し、外部装置に送信可能な制御装置とを有する口腔内スイッチの製造方法であって、
前記マウスピースに前記圧電センサーを貼り付けた後、該圧電センサーの上部に更に熱可塑性材料を加圧圧着する。
The manufacturing method of an intraoral switch according to the present invention that meets the above-described object includes a mouthpiece formed of a thermoplastic resin whose biological safety has been confirmed, and one or more that are provided on the mouthpiece and can be pressed with a tongue. A method of manufacturing an intraoral switch comprising: a piezoelectric sensor; and a control device capable of receiving an output signal from the piezoelectric sensor and transmitting the output signal to an external device,
After the piezoelectric sensor is attached to the mouthpiece, a thermoplastic material is further pressure-bonded to the upper portion of the piezoelectric sensor.

請求項1〜6に記載の口腔内スイッチにおいては、圧電センサーがマウスピースに設けられているので、マウスピースを口腔内の所定の位置に装着し易く、圧電センサーを所定の位置に配置することができる。なお、口腔内に装着する部分がマウスピースであるので、外れ難い。
特に、請求項2記載の口腔内スイッチにおいては、制御装置が口腔外に配置され、圧電センサーと有線で接続されているので、マウスピース及び圧電センサーの誤嚥(誤飲)を防止することができる。
In the intraoral switch according to any one of claims 1 to 6, since the piezoelectric sensor is provided on the mouthpiece, the mouthpiece can be easily mounted at a predetermined position in the oral cavity, and the piezoelectric sensor is disposed at the predetermined position. Can do. In addition, since the part with which it installs in an oral cavity is a mouthpiece, it is hard to come off.
In particular, in the intraoral switch according to claim 2, since the control device is disposed outside the oral cavity and connected to the piezoelectric sensor by wire, it is possible to prevent aspiration (ingestion) of the mouthpiece and the piezoelectric sensor. it can.

請求項3記載の口腔内スイッチにおいては、制御装置が、圧電センサーからの出力信号を受信する受信部と外部装置に送信可能な送信部とを有し、受信部からの出力信号が送信部に無線によって送信されるので、装着、操作の邪魔になるコードが必要でなくなる。また、コードの長さによる制約がなくなるので、装着者が自由に移動することもできる。
請求項4記載の口腔内スイッチにおいては、圧電センサーが、フィルム状の基板と、基板の少なくとも片面に形成される圧電体層と、更に外側両面に形成される電極層とを積層した薄膜圧電フィルムを有しているので、圧電センサーを薄く形成でき、マウスピースからの突出長さを小さくすることができる。また、薄膜圧電フィルムは、押圧によって電圧が発生するので、電力が不要であり、例えば、制御装置に電池を搭載した場合、その分だけ電池の寿命を延長することができる。更に、圧電センサーが薄いため、マウスピースからの突出部分の高さが小さくなり、舌が圧電センサーに不用意に接触することが少なく、誤動作を起こし難い。
In the intraoral switch according to claim 3, the control device includes a receiving unit that receives the output signal from the piezoelectric sensor and a transmitting unit that can transmit to the external device, and the output signal from the receiving unit is sent to the transmitting unit. Since it is transmitted by radio, a code that obstructs wearing and operation is not necessary. Further, since there is no restriction due to the length of the cord, the wearer can move freely.
5. The intraoral switch according to claim 4, wherein the piezoelectric sensor is a thin film piezoelectric film in which a film-like substrate, a piezoelectric layer formed on at least one surface of the substrate, and an electrode layer formed on both outer surfaces are laminated. Therefore, the piezoelectric sensor can be formed thin, and the protruding length from the mouthpiece can be reduced. Moreover, since a voltage is generated by pressing the thin film piezoelectric film, no electric power is required. For example, when a battery is mounted on the control device, the life of the battery can be extended accordingly. Further, since the piezoelectric sensor is thin, the height of the protruding portion from the mouthpiece is reduced, the tongue is unlikely to contact the piezoelectric sensor inadvertently, and malfunction is unlikely to occur.

請求項5記載の口腔内スイッチにおいては、マウスピースが、上歯列前方4〜10歯までを覆い、しかも、圧電センサーがマウスピースを装着した際に口腔の内側に配置されるように取付けられているので、マウスピースが外れ難く、しかも、舌を動かす範囲が適度であり、装着者に負担をかけることが少ない。
請求項6記載の口腔内スイッチにおいては、マウスピースが生体安全性の確認された熱可塑性材料で形成されているので、使用時に有害物質が溶出することがなく、安心して使用することができると共に、装着者に合わせて簡単にマウスピースを作ることができる。
In the intraoral switch according to claim 5, the mouthpiece covers 4 to 10 teeth in front of the upper dentition, and is attached so that the piezoelectric sensor is disposed inside the mouth when the mouthpiece is attached. Therefore, the mouthpiece is hard to come off, and the range in which the tongue is moved is moderate, so that the wearer is less burdened.
In the intraoral switch according to claim 6, since the mouthpiece is formed of a thermoplastic material whose biological safety has been confirmed, harmful substances do not elute at the time of use, and can be used with confidence. The mouthpiece can be easily made according to the wearer.

請求項7に記載の口腔内スイッチの製造方法においては、生体安全性が確認された熱可塑性材料で形成されたマウスピースに、1又は2以上の圧電センサーを貼り付けた後、圧電センサーの上部に更に熱可塑性材料を加圧圧着するので、簡単にマウスピースに圧電センサーを取付けることができる。また、圧電センサーは、生体安全性が確認された熱可塑性材料で覆われるので、口腔内に挿入するマウスピースが完全に熱可塑性樹脂で覆われ、使用時の安全性が確保されると共に、口腔内の水分(例えば、唾液)等による短絡を防止することができる。 8. The method of manufacturing an intraoral switch according to claim 7, wherein one or two or more piezoelectric sensors are attached to a mouthpiece formed of a thermoplastic material whose biosafety has been confirmed, and then the upper portion of the piezoelectric sensor. In addition, since the thermoplastic material is further pressure-bonded, the piezoelectric sensor can be easily attached to the mouthpiece. In addition, since the piezoelectric sensor is covered with a thermoplastic material whose biological safety has been confirmed, the mouthpiece to be inserted into the oral cavity is completely covered with the thermoplastic resin, ensuring safety during use and It is possible to prevent a short circuit due to moisture (for example, saliva) inside.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図1は本発明の一実施の形態に係る口腔内スイッチの説明図、図2(A)、(B)はそれぞれ同口腔内スイッチのマウスピースの装着状態を示す側断面図、背面図、図3は同口腔内スイッチの圧電センサーの説明図、図4は同口腔内スイッチの制御装置のブロック図、図5(A)〜(F)は同口腔内スイッチの製造方法を示す説明図、図6は同口腔内スイッチの圧電センサーの出力波形を示すグラフ、図7は同口腔内スイッチの圧電センサーの信号処理方法のフローチャートである。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is an explanatory view of an intraoral switch according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are a side sectional view and a rear view showing a mounting state of the mouthpiece of the intraoral switch, respectively. FIG. 3, FIG. 3 is an explanatory view of a piezoelectric sensor of the intraoral switch, FIG. 4 is a block diagram of a control device for the intraoral switch, and FIGS. 5 (A) to 5 (F) are explanatory diagrams showing a manufacturing method of the intraoral switch. FIG. 6 is a graph showing an output waveform of the piezoelectric sensor of the intraoral switch, and FIG. 7 is a flowchart of a signal processing method of the piezoelectric sensor of the intraoral switch.

図1〜図4を参照して、本発明の一実施の形態に係る口腔内スイッチ10について説明する。
図1に示すように、口腔内スイッチ10は、生体安全性が確認され、60℃以上で軟化し50℃以下で硬化する熱可塑性材料の一例である歯科用のエチレン酢酸ビニル共重合樹脂(熱可塑性樹脂)によって装着者(例えば、肢体不自由者)Aの歯形に合わせて形成されたマウスピース11と、マウスピース11に設けられ、装着者Aがマウスピース11を装着した際に、舌で押圧可能な位置に取付けられ、押圧による歪みによって電気(圧電気)を発生する1又は2以上、例えば2つの圧電センサー12、13と、口腔外に配置され、圧電センサー12、13からの出力信号をそれぞれシールドケーブル14、15により有線で受信する受信部16及び受信部16と無線を介して接続され、外部装置の一例であるパソコン17にUSBケーブル17aを介して出力信号を送信可能な送信部18を備えた制御装置19とを有している。以下、それぞれについて詳しく説明する。
With reference to FIGS. 1-4, the intraoral switch 10 which concerns on one embodiment of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 1, the intraoral switch 10 is a dental ethylene vinyl acetate copolymer resin (heat) that is an example of a thermoplastic material that has been confirmed to be biosafety, softened at 60 ° C. or higher and hardened at 50 ° C. or lower. A mouthpiece 11 formed in accordance with the tooth shape of a wearer (for example, a physically handicapped person) A by a plastic resin, and provided on the mouthpiece 11, with the tongue when the wearer A wears the mouthpiece 11 One or more, for example, two piezoelectric sensors 12 and 13 that are attached to a position where they can be pressed and generate electricity (piezoelectricity) due to distortion caused by pressing, and output signals from the piezoelectric sensors 12 and 13 disposed outside the oral cavity Wirelessly connected to the receiving unit 16 and the receiving unit 16 via the shielded cables 14 and 15, respectively, and connected to the personal computer 17 as an example of an external device with a USB cable. Via 17a and a control unit 19 provided with a transmission capable of transmitting 18 output signal. Each will be described in detail below.

図2(A)、(B)に示すように、マウスピース11は、装着者Aの上歯列前方4〜10歯、例えば、8歯(すなわち、正中よりそれぞれ左右へ中切歯B、側切歯C、犬歯D、第一小臼歯E)までを覆うように形成されている。また、圧電センサー12、13は、装着者Aがマウスピース11を装着した際に口腔の内側、例えば、左右の側切歯C及び犬歯Dの裏側(舌側。以下同様)にそれぞれ跨る位置に取付けられ、装着者Aが舌Fで押圧可能になっている。 As shown in FIGS. 2A and 2B, the mouthpiece 11 has 4 to 10 teeth in front of the upper dentition of the wearer A, for example, 8 teeth (that is, the central incisor B side to the left and right from the middle, respectively) It is formed so as to cover up to incisors C, canines D, and first premolars E). The piezoelectric sensors 12 and 13 are positioned so as to straddle the inside of the oral cavity when the wearer A wears the mouthpiece 11, for example, the back side of the left and right side incisors C and the canines D (the lingual side, the same applies hereinafter). It is attached and the wearer A can press with the tongue F.

図3に示すように、圧電センサー12(13)は、高分子材料の一例であるポリイミドで形成され、厚みが5〜100μm(本実施の形態では、12.5μm)のフィルム状の基板20と、基板20の片面に、例えば、窒化アルミニウムを蒸着して形成され、厚みが0.5〜10μm(本実施の形態では、1μm)の圧電体層21と、更に外側両面、すなわち、基板20及び圧電体層21の表面にそれぞれアルミニウムを蒸着して形成され、厚みが0.01〜0.5μm(本実施の形態では、0.1μm)の電極層22、23とを積層した薄膜圧電フィルム24を有している。 As shown in FIG. 3, the piezoelectric sensor 12 (13) is formed of polyimide, which is an example of a polymer material, and has a film-like substrate 20 having a thickness of 5 to 100 μm (12.5 μm in the present embodiment). For example, aluminum nitride is vapor-deposited on one surface of the substrate 20 and has a thickness of 0.5 to 10 μm (in this embodiment, 1 μm), and further on both outer surfaces, that is, the substrate 20 and Thin film piezoelectric film 24 formed by laminating electrode layers 22 and 23 each having a thickness of 0.01 to 0.5 μm (in this embodiment, 0.1 μm) formed by depositing aluminum on the surface of piezoelectric layer 21. have.

更に、電極層22、23には、シールドケーブル14(15)を構成するリード線25、26がそれぞれ取付けられている。電極層22、23へのリード線25、26の取付けは、既知の方法、例えば、銀ペーストによる接合法、又は超音波による接合法等を使用することができる。
また、圧電センサー12、13は、薄膜圧電フィルム24の中央部を圧電体層21に設けられた電極層23を内側にして折り曲げてマウスピース11に貼り付ける。このように、薄膜圧電フィルム24を2つ折りにして重ねることにより感度が向上するが、折り曲げなくてもよいし、2回以上折り曲げて重ねてもよい。また、薄膜圧電フィルムを、基板の外側両面に圧電体層を設け、更にその両面に電極層を形成し、感度を向上させてもよい。更に、マウスピース11を形成する樹脂と同じ樹脂(エチレン酢酸ビニル共重合樹脂40a)で、マウスピース11に取付けた圧電センサー12、13の表面を覆って、口腔内の水分(例えば、唾液)等による短絡を防止している。
Furthermore, lead wires 25 and 26 constituting the shield cable 14 (15) are attached to the electrode layers 22 and 23, respectively. For attaching the lead wires 25 and 26 to the electrode layers 22 and 23, a known method such as a bonding method using silver paste or a bonding method using ultrasonic waves can be used.
The piezoelectric sensors 12 and 13 are attached to the mouthpiece 11 by bending the central portion of the thin film piezoelectric film 24 with the electrode layer 23 provided on the piezoelectric layer 21 inside. As described above, the sensitivity is improved by folding the thin film piezoelectric film 24 in two. However, the thin film piezoelectric film 24 may not be folded or may be folded two or more times. In addition, a thin film piezoelectric film may be provided with piezoelectric layers on both outer sides of the substrate, and electrode layers may be formed on both sides to improve sensitivity. Furthermore, the same resin (ethylene vinyl acetate copolymer resin 40a) as that forming the mouthpiece 11 is used to cover the surfaces of the piezoelectric sensors 12 and 13 attached to the mouthpiece 11, so that moisture in the oral cavity (eg, saliva), etc. Prevents short circuit.

図4に示すように、制御装置19の受信部16は、シールドケーブル14、15を介して圧電センサー12、13にそれぞれ接続され、圧電センサー12、13からの第1の出力信号を増幅する図示しないコンデンサーを備えたチャージアンプ27、28と、チャージアンプ27、28と接続される第1のマイコン29と、マイコン29に接続され、マイコン29から出力される第2の出力信号を送信部18に送信する送信用の無線チップ30と、無線チップ30に接続されるアンテナ31と、マイコン29及び無線チップ30を駆動させる電源、例えば、電池44を有している。マイコン29は、チャージアンプ27、28及び無線チップ30と接続されるインターフェース(図示せず)、チャージアンプ27、28からの第1の出力信号を構成するアナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器(図示せず)、CPU(図示せず)、ROM(図示せず)、及びRAM(図示せず)を備え、ROMには、圧電センサー12、13からの第1の出力信号を処理するプログラムが記憶されている。また、マイコン29には、図示しないしきい値設定手段が接続され、圧電センサー12、13への押圧力(すなわち、出力される電圧)、押圧時間等を予め設定することができるようになっている。 As shown in FIG. 4, the receiving unit 16 of the control device 19 is connected to the piezoelectric sensors 12 and 13 via shielded cables 14 and 15, respectively, and amplifies the first output signal from the piezoelectric sensors 12 and 13. Charge amplifiers 27 and 28 having capacitors not to be connected, a first microcomputer 29 connected to the charge amplifiers 27 and 28, and a second output signal connected to the microcomputer 29 and output from the microcomputer 29 to the transmitter 18. It has a wireless chip 30 for transmission, an antenna 31 connected to the wireless chip 30, a power source for driving the microcomputer 29 and the wireless chip 30, for example, a battery 44. The microcomputer 29 is an interface (not shown) connected to the charge amplifiers 27 and 28 and the wireless chip 30, and an AD converter that converts an analog signal constituting the first output signal from the charge amplifiers 27 and 28 into a digital signal. (Not shown), a CPU (not shown), a ROM (not shown), and a RAM (not shown), and a program for processing a first output signal from the piezoelectric sensors 12 and 13 in the ROM. Is remembered. The microcomputer 29 is connected to a threshold setting means (not shown) so that the pressing force (that is, the output voltage) to the piezoelectric sensors 12 and 13 and the pressing time can be set in advance. Yes.

また、制御装置19の送信部18は、受信部16からの第2の出力信号を受信するアンテナ32と、アンテナ32に接続される受信用の無線チップ33と、無線チップ33に接続される第2のマイコン34と、パソコン17のUSBポート(図示せず)に接続されたUSBケーブル17aを接続するためのインターフェース(図示せず)と接続されたUSB−シリアル変換チップ35が接続されている。また、送信部18は、マイコン34に接続され、圧電センサー12のみの押圧によって発光する発光ダイオード36、圧電センサー13のみの押圧によって発光する発光ダイオード37、及び圧電センサー12及び圧電センサー13が実質的に同時に押圧された際に発するブザー38が取付けられている。なお、マイコン34は、図示しないインターフェース、CPU、ROM、及びRAMを備え、ROMには、受信部16からの第2の出力信号を処理して、パソコン17に第3の出力信号を送信すると共に、第2の出力信号により発光ダイオード36、37、又はブザー38を作動させる処理プログラムが記憶されている。 The transmission unit 18 of the control device 19 includes an antenna 32 that receives the second output signal from the reception unit 16, a reception wireless chip 33 connected to the antenna 32, and a first connection connected to the wireless chip 33. 2 and a USB-serial conversion chip 35 connected to an interface (not shown) for connecting a USB cable 17a connected to a USB port (not shown) of the personal computer 17 is connected. The transmitter 18 is connected to the microcomputer 34, and the light emitting diode 36 that emits light when only the piezoelectric sensor 12 is pressed, the light emitting diode 37 that emits light when only the piezoelectric sensor 13 is pressed, and the piezoelectric sensor 12 and the piezoelectric sensor 13 are substantially included. A buzzer 38 is attached that emits when pressed simultaneously. The microcomputer 34 includes an interface (not shown), a CPU, a ROM, and a RAM. The ROM processes the second output signal from the receiving unit 16 and transmits the third output signal to the personal computer 17. A processing program for operating the light emitting diodes 36 and 37 or the buzzer 38 in accordance with the second output signal is stored.

次に、図5(A)〜(F)を参照して、口腔内スイッチ10のマウスピース11の作製方法及びマウスピース11への圧電センサー12、13の取付け方法について説明する。
まず、例えば、厚みが5mmで、直径が10cmの円盤状の歯科用のエチレン酢酸ビニル共重合樹脂40を、例えば、60〜90℃の熱湯に入れて軟化させ、予め作製された上歯用の汎用歯列模型41の上歯の左右へ中切歯Bから第一小臼歯Eまでの8歯を覆うように型取りを行い(A)、ベースマウスピース42を作製する(B)。更に、ベースマウスピース42の左右の側切歯C及び犬歯Dの裏側にそれぞれ跨る位置にそれぞれシールドケーブル14、15が接続された圧電センサー12、13を貼り付けた後(C)、更に新たに軟化させたエチレン酢酸ビニル共重合樹脂40aで圧電センサー12、13の周囲表面を覆い加圧して圧着する(D)。圧電センサー12、13が取付けられたベースマウスピース42を汎用歯列模型41から取り外して形を整え、圧電センサー12、13を取付けた原マウスピース43を作製する(E)。更に、この原マウスピース43を加温して軟化させた後、装着者Aの口腔内での口唇圧、舌圧、咬合圧を加えることによって、装着者Aの歯形に合った形に整え、圧電センサー12、13が取付けられた装着者A専用のマウスピース11を作る(F)。
Next, with reference to FIG. 5 (A)-(F), the preparation method of the mouthpiece 11 of the intraoral switch 10 and the attachment method of the piezoelectric sensors 12 and 13 to the mouthpiece 11 are demonstrated.
First, for example, a disc-shaped dental ethylene vinyl acetate copolymer resin 40 having a thickness of 5 mm and a diameter of 10 cm is softened by putting it in hot water at 60 to 90 ° C., for example, for an upper tooth prepared in advance. Molding is performed so as to cover eight teeth from the central incisor B to the first premolar E to the left and right of the upper teeth of the general-purpose dentition model 41 (A), and the base mouthpiece 42 is produced (B). Further, after pasting the piezoelectric sensors 12 and 13 to which the shield cables 14 and 15 are respectively connected to the left and right side incisors C and canine teeth D on the back side of the base mouthpiece 42 (C), a new one is added. The peripheral surfaces of the piezoelectric sensors 12 and 13 are covered with the softened ethylene vinyl acetate copolymer resin 40a and pressed (D). The base mouthpiece 42 to which the piezoelectric sensors 12 and 13 are attached is removed from the general-purpose dentition model 41 to adjust the shape, and the original mouthpiece 43 to which the piezoelectric sensors 12 and 13 are attached is produced (E). Furthermore, after warming and softening the original mouthpiece 43, by applying lip pressure, tongue pressure, and occlusal pressure in the oral cavity of the wearer A, the original mouthpiece 43 is adjusted to a shape that matches the tooth profile of the wearer A, A mouthpiece 11 dedicated to the wearer A to which the piezoelectric sensors 12 and 13 are attached is made (F).

このように、口腔内スイッチ10は、圧電センサー12、13がマウスピース11に取付けられているので、装着し易く、しかも、外れ難くなっている。また、口腔内にマウスピース11が固定されるので、圧電センサー12、13が所定の位置(ここでは、左右の側切歯C及び犬歯Dの裏側)に固定配置されるので、押し間違え難い。マウスピース11が熱可塑性材料で作製されているので、装着者の歯形に合わせて調整できると共に、簡単に作ることができる。また、マウスピース11には、シールドケーブル14、15が接続されるので、マウスピース11及び圧電センサー12、13の誤嚥(誤飲)を防止することができる。 Thus, since the piezoelectric sensors 12 and 13 are attached to the mouthpiece 11, the intraoral switch 10 is easy to wear and is difficult to come off. Moreover, since the mouthpiece 11 is fixed in the oral cavity, the piezoelectric sensors 12 and 13 are fixedly disposed at predetermined positions (here, the back side of the left and right side incisors C and the canines D), so that it is difficult to make a mistake. Since the mouthpiece 11 is made of a thermoplastic material, it can be adjusted according to the tooth profile of the wearer and can be easily made. Moreover, since the shield cables 14 and 15 are connected to the mouthpiece 11, it is possible to prevent the mouthpiece 11 and the piezoelectric sensors 12 and 13 from being swallowed.

次に、図6及び図7を参照して、口腔内スイッチ10の動作について説明する。なお、圧電センサー12、13は、同様の動作をするので、圧電センサー12について詳しく説明する。
図6(A)、(B)に示すように、圧電センサー12が押圧される(すなわち、舌で押す)と、正の電流(オン信号)が発生した後、すぐに電流が基準値に戻り、更に押圧を止める(すなわち、舌を離す)と、負の電流(オフ信号)が発生し、すぐに電流が基準値に戻る。従って、オン信号とオフ信号の時間をタイマーで計測することにより、圧電センサー12が押されてから離されるまでの時間(押圧時間)を計測することができる。なお、図6に示されている電流値は、チャージアンプ27によって増幅されている。
Next, with reference to FIG.6 and FIG.7, operation | movement of the intraoral switch 10 is demonstrated. Since the piezoelectric sensors 12 and 13 operate in the same manner, the piezoelectric sensor 12 will be described in detail.
As shown in FIGS. 6A and 6B, when the piezoelectric sensor 12 is pressed (that is, pressed by the tongue), the current immediately returns to the reference value after a positive current (ON signal) is generated. When the pressing is further stopped (that is, the tongue is released), a negative current (off signal) is generated, and the current immediately returns to the reference value. Therefore, the time (pressing time) from when the piezoelectric sensor 12 is pressed until it is released can be measured by measuring the time of the on signal and the off signal with a timer. The current value shown in FIG. 6 is amplified by the charge amplifier 27.

口腔内スイッチ10は、制御装置19の受信部16のマイコン29で、受信した圧電センサー12、13の出力信号(オン信号及びオフ信号)をマイコン29に記憶されたプログラムによって解析する。図7に示すように、圧電センサー12からのオン信号を受けた場合(a)、マイコン29に内蔵された図示しないタイマーによって圧電センサー12、13が押されてからの時間の計測が開始される。
ここで、図6(B)に示すように、圧電センサー12が所定時間(長押し判定時間ともいう。例えば、1秒間)を超えて押され続けた場合、すなわち、計測開始から1秒間以内にオフ信号を受けない場合(b)、「長押し」と判定され、出力信号1が発信される。その後、装着者Aが圧電センサー12を離し、オフ信号を受けると待機状態に戻る。
The intraoral switch 10 analyzes the received output signals (ON signal and OFF signal) of the piezoelectric sensors 12 and 13 by a program stored in the microcomputer 29 by the microcomputer 29 of the receiving unit 16 of the control device 19. As shown in FIG. 7, when an ON signal is received from the piezoelectric sensor 12 (a), measurement of time after the piezoelectric sensors 12 and 13 are pressed by a timer (not shown) built in the microcomputer 29 is started. .
Here, as shown in FIG. 6B, when the piezoelectric sensor 12 continues to be pressed for a predetermined time (also referred to as a long press determination time, for example, 1 second), that is, within 1 second from the start of measurement. When the OFF signal is not received (b), it is determined as “long press”, and the output signal 1 is transmitted. Thereafter, when the wearer A releases the piezoelectric sensor 12 and receives an off signal, the wearer A returns to the standby state.

また、図6(A)に示すように、圧電センサー12への押圧時間が1秒間以内の場合、すなわち、計測開始から1秒間以内にオフ信号を受けた場合(c)、「短押し」と判定され、出力信号2が発信される。
更に、圧電センサー12への押圧時間が1秒間以内に圧電センサー13が押された(すなわち、実質的に同時に押された)場合(d)、「同時押し」と判定され、出力信号3が発信される。その後、装着者Aが圧電センサー12及び圧電センサー13を離すと、それぞれのオフ信号が送信され待機状態に戻る。
Further, as shown in FIG. 6A, when the pressing time to the piezoelectric sensor 12 is within one second, that is, when an off signal is received within one second from the start of measurement (c), “short press” Determination is made and an output signal 2 is transmitted.
Furthermore, when the piezoelectric sensor 13 is pressed within one second (ie, substantially simultaneously) (d), it is determined as “simultaneous pressing” and the output signal 3 is transmitted. Is done. Thereafter, when the wearer A releases the piezoelectric sensor 12 and the piezoelectric sensor 13, the respective off signals are transmitted to return to the standby state.

また、圧電センサー12からのオン信号なしに圧電センサー13のオン信号を受けた場合(e)、圧電センサー13からのオン信号の計測から1秒間経過する前に圧電センサー13からオフ信号を受ける(f)と「短押し」と判定されて出力信号5が発信され、また、1秒間経過する(g)と「長押し」と判定されて出力信号4が発信され、更に、1秒間経過する前に圧電センサー12からのオン信号を受ける(h)と「同時押し」と判定されて出力信号3が発信される。 In addition, when an ON signal of the piezoelectric sensor 13 is received without an ON signal from the piezoelectric sensor 12 (e), an OFF signal is received from the piezoelectric sensor 13 before one second has elapsed from the measurement of the ON signal from the piezoelectric sensor 13 ( f) and “short press” are determined and the output signal 5 is transmitted, and when 1 second elapses (g), “long press” is determined and the output signal 4 is transmitted and before 1 second elapses. When an ON signal is received from the piezoelectric sensor 12 (h), it is determined as “simultaneous pressing” and an output signal 3 is transmitted.

マイコン29からの出力信号1〜5(第2の出力信号)は、受信部16の無線チップ30及びアンテナ31、送信部18のアンテナ32及び無線チップ33を介して、マイコン34に送られる。マイコン34は、出力信号1〜5を受信すると、送信部18に接続されたパソコン17にそれぞれ出力信号A〜Eを送信すると共に、圧電センサー12が押圧されたことを示す出力信号1及び2を受信すると発光ダイオード36を点灯させ、圧電センサー13が押圧されたことを示す出力信号4及び5を受信すると発光ダイオード37を点灯させ、圧電センサー12及び圧電センサー13が同時に押圧されたことを示す出力信号3を受信するとブザー38を発声させる。 Output signals 1 to 5 (second output signals) from the microcomputer 29 are sent to the microcomputer 34 via the wireless chip 30 and the antenna 31 of the receiver 16 and the antenna 32 and the wireless chip 33 of the transmitter 18. When the microcomputer 34 receives the output signals 1 to 5, the microcomputer 34 transmits the output signals A to E to the personal computer 17 connected to the transmission unit 18, and outputs the output signals 1 and 2 indicating that the piezoelectric sensor 12 is pressed. When receiving, the light emitting diode 36 is turned on, and when the output signals 4 and 5 indicating that the piezoelectric sensor 13 is pressed are received, the light emitting diode 37 is turned on and the output indicating that the piezoelectric sensor 12 and the piezoelectric sensor 13 are pressed simultaneously. When the signal 3 is received, the buzzer 38 is uttered.

次に、口腔内スイッチ10によるパソコン17の操作方法について説明する。
図1に示すように、制御装置19の送信部18に接続したUSBケーブル17aをパソコン17に接続すると共に、図2に示すように、装着者Aの口腔内に口腔内スイッチ10のマウスピース11を装着する。ここで、装着者Aが、舌で圧電センサー12及び圧電センサー13のいずれか一方又は双方を押圧又は離すことにより、圧電センサー12及び/又は圧電センサー13からの第1の出力信号(オン信号及びオフ信号)が発せられる。受信部16のマイコン29により、受信した第1の出力信号が解析されて出力信号1〜5として、送信部18のマイコン34に送信され、マイコン34がパソコン17、発光ダイオード36、37、及びブザー38に信号が送信される。
Next, the operation method of the personal computer 17 by the intraoral switch 10 is demonstrated.
As shown in FIG. 1, the USB cable 17a connected to the transmission unit 18 of the control device 19 is connected to the personal computer 17, and the mouthpiece 11 of the intraoral switch 10 is placed in the mouth of the wearer A as shown in FIG. Wear. Here, when the wearer A presses or separates one or both of the piezoelectric sensor 12 and the piezoelectric sensor 13 with the tongue, the first output signal (the ON signal and the piezoelectric sensor 12 and / or the piezoelectric sensor 13 is output). Off signal). The received first output signal is analyzed by the microcomputer 29 of the receiving unit 16 and transmitted as output signals 1 to 5 to the microcomputer 34 of the transmitting unit 18. The microcomputer 34 is connected to the personal computer 17, the light emitting diodes 36 and 37, and the buzzer. A signal is transmitted to 38.

口腔内スイッチ10は、例えば、少数のスイッチで作動する肢体不自由者用のアプリケーション(例えば、環境制御装置、テレビリモコン、家庭用ゲーム機等)の入力装置として使用することができ、また、健常者が使用するキーボードやマウス等の入力装置の代わりに少数のスイッチでワープロ等の文字入力を可能とする入力支援ソフトウエア(例えば、オペレートナビ、キネックス等)の入力装置としても使用することができる。
なお、それぞれのアプリケーションによる口腔内スイッチ10からの出力信号1〜5の割り付けは、口腔内スイッチ10に記憶させてもよいし、各アプリケーションで設定してもよい。例えば、口腔内スイッチ10をテレビリモコンの入力装置として使用した場合には、圧電センサー12による「短押し」をチャンネル変更とし、「長押し」を電源のオンオフとし、圧電センサー13による「短押し」をボリューム小とし、「長押し」をボリューム大とし、「同時押し」を呼出用として処理することができる。
The intraoral switch 10 can be used, for example, as an input device for an application for a physically handicapped person operating with a small number of switches (for example, an environmental control device, a TV remote controller, a home game machine, etc.) It can also be used as an input device for input support software (for example, Operate Navi, Kinex, etc.) that can input characters such as a word processor with a small number of switches instead of an input device such as a keyboard or mouse used by a user. .
The assignment of the output signals 1 to 5 from the intraoral switch 10 by each application may be stored in the intraoral switch 10 or set by each application. For example, when the intraoral switch 10 is used as an input device of a TV remote controller, “short press” by the piezoelectric sensor 12 changes the channel, “long press” turns the power on and off, and “short press” by the piezoelectric sensor 13 Can be processed as a small volume, “long press” can be increased in volume, and “simultaneous press” can be processed for calling.

本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記した実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の口腔内スイッチ及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、前記実施の形態の口腔内スイッチにおいて、マウスピースの材料として、歯科用のエチレン酢酸ビニル共重合樹脂を使用したが、生体安全性が確認されている熱可塑性材料であればよい。また、マウスピースには、2つの圧電センサーを取付けたが、1つ又は3つ以上取付けてもよく、マウスピースを上歯用としたが、下歯用としてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed without changing the gist of the present invention. For example, a part or all of the above-described embodiment and modification examples are combined. The present invention also includes the case where the intraoral switch of the present invention and the manufacturing method thereof are configured.
For example, in the intraoral switch of the above-described embodiment, dental ethylene-vinyl acetate copolymer resin is used as the mouthpiece material. However, any thermoplastic material that has been confirmed to be biosafety may be used. In addition, although two piezoelectric sensors are attached to the mouthpiece, one or three or more may be attached, and the mouthpiece is used for upper teeth, but may be used for lower teeth.

前記実施の形態では、頸髄損傷、筋ジストロフィー、脳性麻痺、上肢欠損等による肢体不自由者が、パソコン等の機器の操作を行うようにしているが、これに限らず、例えば、両手が塞がっている健常者が使用することもできる。また、口腔内スイッチ10を家庭用ゲーム機の入力装置や、テレビのリモコン等に使用することができ、更には、環境制御装置の操作、ベッドの操作、電動車椅子の操作、エレベータの操作等を行うようにしてもよい。 In the above-described embodiment, a physically handicapped person due to cervical cord injury, muscular dystrophy, cerebral palsy, upper limb deficiency, etc. operates a device such as a personal computer. It can also be used by healthy people. In addition, the intraoral switch 10 can be used for an input device of a home game machine, a remote control of a television, etc. Further, the operation of the environment control device, the operation of the bed, the operation of the electric wheelchair, the operation of the elevator, etc. You may make it perform.

本発明の一実施の形態に係る口腔内スイッチの説明図である。It is explanatory drawing of the intraoral switch which concerns on one embodiment of this invention. (A)、(B)はそれぞれ同口腔内スイッチのマウスピースの装着状態を示す側断面図、背面図である。(A) and (B) are a side sectional view and a rear view, respectively, showing a mounting state of the mouthpiece of the intraoral switch. 同口腔内スイッチの圧電センサーの説明図である。It is explanatory drawing of the piezoelectric sensor of the same intraoral switch. 同口腔内スイッチの制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the control apparatus of the intraoral switch. (A)〜(F)は同口腔内スイッチの製造方法を示す説明図である。(A)-(F) is explanatory drawing which shows the manufacturing method of the intraoral switch. 同口腔内スイッチの圧電センサーの出力波形を示すグラフである。It is a graph which shows the output waveform of the piezoelectric sensor of the same intraoral switch. 同口腔内スイッチの圧電センサーの信号処理方法のフローチャートである。It is a flowchart of the signal processing method of the piezoelectric sensor of the same intraoral switch.

符号の説明Explanation of symbols

10:口腔内スイッチ、11:マウスピース、12、13:圧電センサー、14、15:シールドケーブル、16:受信部、17:パソコン、17a:USBケーブル、18:送信部、19:制御装置、20:基板、21:圧電体層、22、23:電極層、24:薄膜圧電フィルム、25、26:リード線、27、28:チャージアンプ、29:第1のマイコン、30:無線チップ、31、32:アンテナ、33:無線チップ、34:第2のマイコン、35:USB−シリアル変換チップ、36、37:発光ダイオード、38:ブザー、40、40a:エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、41:汎用歯列模型、42:ベースマウスピース、43:原マウスピース、44:電池 10: intraoral switch, 11: mouthpiece, 12, 13: piezoelectric sensor, 14, 15: shielded cable, 16: receiving unit, 17: personal computer, 17a: USB cable, 18: transmitting unit, 19: control device, 20 : Substrate, 21: piezoelectric layer, 22, 23: electrode layer, 24: thin film piezoelectric film, 25, 26: lead wire, 27, 28: charge amplifier, 29: first microcomputer, 30: wireless chip, 31, 32: Antenna, 33: Wireless chip, 34: Second microcomputer, 35: USB-serial conversion chip, 36, 37: Light emitting diode, 38: Buzzer, 40, 40a: Ethylene vinyl acetate copolymer resin, 41: General-purpose tooth Row model, 42: Base mouthpiece, 43: Original mouthpiece, 44: Battery

Claims (7)

口腔内に装着されるマウスピースと、
前記マウスピースに設けられ、舌で押圧可能な1又は2以上の圧電センサーと、
前記圧電センサーからの出力信号を受信し、外部装置に送信可能な制御装置とを有することを特徴とする口腔内スイッチ。
A mouthpiece to be worn in the oral cavity;
One or more piezoelectric sensors provided on the mouthpiece and pressable with a tongue;
An intraoral switch comprising: a control device capable of receiving an output signal from the piezoelectric sensor and transmitting the output signal to an external device.
請求項1記載の口腔内スイッチにおいて、前記制御装置は口腔外に配置され、前記圧電センサーとは有線で接続されていることを特徴とする口腔内スイッチ。 2. The intraoral switch according to claim 1, wherein the control device is disposed outside the oral cavity and is connected to the piezoelectric sensor by a wire. 請求項1及び2のいずれか1項に記載の口腔内スイッチにおいて、前記制御装置は、前記圧電センサーからの出力信号を受信する受信部と、前記外部装置に送信可能な送信部とを有し、該受信部からの出力信号が該送信部に無線によって送信されることを特徴とする口腔内スイッチ。 3. The intraoral switch according to claim 1, wherein the control device includes a receiving unit that receives an output signal from the piezoelectric sensor, and a transmitting unit that can transmit to the external device. An intraoral switch, wherein an output signal from the receiving unit is transmitted to the transmitting unit by radio. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の口腔内スイッチにおいて、前記圧電センサーは、フィルム状の基板と、該基板の少なくとも片面に形成される圧電体層と、更に外側両面に形成される電極層とを積層した薄膜圧電フィルムを有していることを特徴とする口腔内スイッチ。 The intraoral switch according to any one of claims 1 to 3, wherein the piezoelectric sensor is formed on a film-like substrate, a piezoelectric layer formed on at least one surface of the substrate, and further on both outer surfaces. An intraoral switch comprising a thin film piezoelectric film laminated with an electrode layer. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の口腔内スイッチにおいて、前記マウスピースは、上歯列前方4〜10歯までを覆い、しかも、前記圧電センサーは該マウスピースを装着した際に口腔の内側に配置されるように取付けられていることを特徴とする口腔内スイッチ。 5. The intraoral switch according to claim 1, wherein the mouthpiece covers up to 4 to 10 teeth in front of the upper dentition, and the piezoelectric sensor is inserted into the oral cavity when the mouthpiece is mounted. It is attached so that it may be arrange | positioned inside the intraoral switch. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の口腔内スイッチにおいて、前記マウスピースは生体安全性が確認された熱可塑性材料で形成されていることを特徴とする口腔内スイッチ。 The intraoral switch according to any one of claims 1 to 5, wherein the mouthpiece is formed of a thermoplastic material whose biosafety has been confirmed. 生体安全性が確認された熱可塑性材料で形成されたマウスピースと、該マウスピースに設けられ、舌で押圧可能な1又は2以上の圧電センサーと、該圧電センサーからの出力信号を受信し、外部装置に送信可能な制御装置とを有する口腔内スイッチの製造方法であって、
前記マウスピースに前記圧電センサーを貼り付けた後、該圧電センサーの上部に更に熱可塑性材料を加圧圧着することを特徴とする口腔内スイッチの製造方法。
A mouthpiece formed of a thermoplastic material whose biosafety has been confirmed; one or more piezoelectric sensors provided on the mouthpiece that can be pressed with a tongue; and an output signal from the piezoelectric sensor; A method of manufacturing an intraoral switch having a control device capable of transmitting to an external device,
After the piezoelectric sensor is attached to the mouthpiece, a thermoplastic material is further pressure-bonded to the upper portion of the piezoelectric sensor.
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