JP2946309B2 - 入力デバイス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手が使えない身体
障害者、寝たきりの人や何らかの状況で入力に手を使い
難い状況にある人（以下、これらの人々を身障者等と称
す）が、手を使わないで、唇、舌、歯のうち一つ或いは
複数（以下、唇等と称す）の動作機能を用いてコンピュ
ーターや制御装置（以下、コンピューター等と称す）へ
操作信号を出力する新概念の入力デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の手が使えぬ身体障害者向けのコン
ピューター等の入力デバイスとしては、専用の小型タブ
レット上に配置された機能を頭や足、口に固定した電子
ペンで操作する方式がある。これは操作が円滑でなく時
問がかかり、肉体的にも非常に疲れる、装置が大きくベ
ッドで使う等の自由な場所や姿勢では使えない、身体障
害者専用のソフトしか使えない、タブレットに配置され
る機能の種類は限定されている、という問題があった。

【０００３】従来の入力デバイスは液体に濡れない場所
で使用されるので非水密構造であり、タブレット等の保
持方式が机上、床等にに載せられたりして保持される方
式である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の入力デバイス
の、操作が円滑でなく時間がかかり、肉体的にも非常に
疲れる、装置が大きくベッドで使う等の自由な場所や姿
勢では使えない、身体障害者専用のソフトしか使えない
という問題を解消するために、２次元以上の連続変動信
号を手を使わないで、手と遜色なく複雑で迅速な操作を
円滑にできる入力デバイスを提供することを第一義的課
題とする。

【０００５】該デバイスを唇等で作動させ口内で使用す
る場合、自在の操作性を損なわずに唾液による漏電、短
絡、腐食を回避し唾液や食べかす等による汚れおよび細
菌繁殖を回避する防水手段、デバイスを手を使わないで
保持する手段、等を第二義的課題とする。

【０００６】本発明は、総合的には、身障者等が手を使
わないで高度な操作を円滑にできる入力デバイスを提供
することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】人間の運動機能の内、運
動機能がその種類の多様さ器用さにおいて手の次ぎに器
用な性能を持つ唇等の動作機能を課題解決の手段とす
る。舌で操作スティックを操作させ少なくとも二次元以
上の変位を検出し、唇、舌或いは歯のいずれかでスイッ
チを作動させ機能を選択することで課題解決を計る。

【０００８】具体的には、舌で操作する少なくとも二次
元以上の変位を検出し出力する手段と、唇等で操作する
スイッチよりなる機能選択手段と、口内形状に嵌合する
形状の筐体で入力デバイスを口内所定位置に保持する手
段と、唾液に対する水密と衛生確保機能を実現するため
の防水手段等、の諸手段を含んでなり、唇等の動作機能
に適合させた形状と機能を持つ入力デバイスにより解決
される。

【０００９】身障者等の少数需要者に、通常者と同じソ
フトが使えマルチメディアティ社会に参加できるノーマ
ライゼーションを提供するためには、安価であることが
不可欠であり可能な限り汎用の市場提供要素技術を活用
して唇等作動の入力デバイスを構成し、少量生産による
コストの課題を解決する。

【００１０】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を防水手段とし
てカバーピースを設けた一実施例にもとづき機能・作用
につき説明する。操作スティックを左、右、上、下、前
の方向へ舌でカバーピースの外から押す５動作の内少な
くとも４動作により起こる該スティックの変位量を検
出、その電気信号をコンピューター等側のインターフェ
ースに合わせた形態で出力し、コンピューター等側でそ
れぞれの電気信号に対応する機能を設定しておけば、設
定した少なくとも４機能のいずれかを特定指示すること
ができる。

【００１１】カバーピースの外から前歯、左右奥歯（犬
歯含む）の噛む３動作あるいは舌で前方に押す１動作あ
るいは唇の尖らす・両唇で手前に引く・左右にすぼめる
・上下にすぼめるの４動作の合計８動作の内少なくとも
２動作に対応した位置に配置されたところの、動作時に
電気回路を導通あるいは遮断する機能を有する口作動ス
イッチを、作動させることにより発生する電気信号をコ
ンピューター等側のインターフェースに合わせた形態で
出力し、コンピューター等側でそれぞれの電気信号に対
応する機能を設定しておけば、設定した少なくとも２機
能のいずれかを選定することができ、機能選択スイッチ
として機能させることができる。

【００１２】前記２つの項の機能手段を内包する筐体を
口内所定位置に保持するために、筐体の形状を歯並び形
状に嵌合する形に設定してやれば歯並び及び唇で該筐体
を保持することができ、また必要あれば補助手段とし
て、副次的に頭部や体幹より筐体等を保持する保持手段
を付加することにより、会話をする等の口本来の機能を
使用するときに該デバイスから口を解放することができ
る。

【００１３】柔軟で無毒・水密性の材料からなる、脱着
取り替え自在の袋状のカバーピース（或いは該デバイス
全体を密封コーティング）で、前記筐体、スティック、
スイッチ等の口内に挿入される部分全体を外被すること
で、舌・歯等の口内機能を使って前記スティックとスイ
ッチを外側から操作でき、唾液による汚れや多人数で共
用する場合の衛生確保機能を併せ持つ防水手段６或いは
１１を実現できる。

【００１４】また、発明の別の実施形態として、二次元
以上の変位を検出する変位センサーとして感圧センサ
ー、静電センサー等のパッド状センサー（以下パッド状
センサーと称す）を用い、舌で操作する実施例にもとづ
き機能・作用につき説明する。パッド状センサーを左、
右、上、下、前の方向へ舌でなでる５動作の内少なくと
も４動作により起こる少なくとも二次元の舌先とパッド
状センサー面の接触点位置変位をパッド状センサーによ
り移動方向及び移動形態を検出し、その電気信号をコン
ピューター等側のインターフェースに合わせた形態で出
力し、コンピューター等側でそれぞれの電気信号に対応
する機能を設定しておけば、設定した少なくとも４機能
のいずれかを特定指示することができる。

【００１５】前歯、左右奥歯（犬歯含む）の噛む３動作
あるいは唇の尖らす・両唇で手前に引く・左右にすぼめ
る・上下にすぼめるの４動作の合計７動作の内少なくと
も２動作に対応した位置に配置されたところの、動作時
に電気回路を導通あるいは遮断する機能を有する口作動
スイッチを、作動させることにより発生する電気信号を
コンピューター等側のインターフェースに合わせた形態
で出力し、コンピューター等側でそれぞれの電気信号に
対応する機能を設定しておけば、設定した少なくとも２
機能のいずれかを選定することができ、機能選択スイッ
チとして機能させることができる。

【００１６】前項の口作動スイッチの替わりに、舌でパ
ッド状センサーを叩く動作で電気回路を導通あるいは遮
断する機能を有する作動スイッチ機能を、作動させるこ
とにより発生する電気信号をコンピューター等側のイン
ターフェースに合わせた形態で出力し、コンピューター
等側でそれぞれの電気信号に対応する機能を設定してお
けば、設定した少なくとも２機能のいずれかを選定する
ことができ、機能選択スイッチとして機能させることが
できる。

【００１７】前記２種類の機能手段を内包する筐体を口
内所定位置に保持するために、筐体の形状を歯並び形状
に嵌合する形に設定してやれば歯並び及び唇で該筐体を
保持することができ、また必要あれば補助手段として、
副次的に頭部や体幹より筐体等を保持する保持手段を付
加することにより、会話をする等の口本来の機能を使用
するときに該デバイスから口を解放することができる。

【００１８】柔軟で無毒・水密性の材料からなる脱着取
り替え自在の袋状のカバーピースを装着して前記筐体、
スティック、スイッチ等の口内に挿入される部分全体を
外被するか、或いは該デバイス全体を同材料で密封コー
ティングすることにより、唇等の口内機能を使って操作
でき、唾液による内部汚れや防水機能を実現できる。

【００１９】従って上記２実施例による実施形態を説明
したが、総合して、前記した変位センサー、スイッチ機
能、筐体、防水手段、必要あれば前記頭部等による保持
手段等で本発明の入力デバイスを構成することにより、
手を使わないでコンピューター等を自在に操作すること
ができる。

【００２０】

【実施例１】以下本発明の、唇で口作動スイッチを作動
させる、防水手段としてカバーピースを設けた一実施例
の入力デバイスについて、図１、図２を参照して説明す
る。

【００２１】舌で操作する操作スティックは、スティッ
ク棒５と、舌と接触して作動の力点となる棒先端に設け
られ舌の疲労を軽減する滑らかな曲面形状のスティック
ヘッド１０と、他端に位置変位検出センサーユニット４
と筐体への固定部２を設けられて構成される。位置変位
検出センサーユニット４は、少なくとも二次元以上の変
位検出可能な機械的変位検出方式、光学的変位検出方
式、電磁気的変位検出方式等の市場に提供されるいずれ
の位置変位検出センサーユニットを使用しても構わな
い。位置変位検出センサーユニット４は固定部２を介し
て筐体１に固定される。舌先でカバーピース６の外から
スティックヘッド１０を左・右・上・下・前の方向へ押
す５動作の内少なくとも４動作により起こるスティック
棒５の変位量を位置変位検出センサーユニット４で検出
し、その電気信号をコンピューター等側のインターフェ
ースに合わせた形態で出力する。実施例として左・右・
上・下の４動作により起こる変位を検出し電気信号をコ
ンピューター等側のインターフェースに合わせた形態で
出力する場合、コンピューター等側にそれぞれ対応して
４機能を設定しておけば、設定した４機能の内の２機能
以下を舌で同時に作動できる。本発明をマウス代替とし
て使用する場合、この４機能は、カーソルの上下左右へ
の移動に対応する。ただし、機能対応は、コンピュータ
ー等側の問題であり、また位置変位検出センサーユニッ
トは市場提供品であるから、本発明の対象範囲外である
ことはいうまでもない。

【００２２】唇等作動み動作としては、カバーピース６
の外から前歯、左右奥歯（犬歯含む）の噛む３動作、舌
で前方に押す１動作、唇の尖らす・左右にすぼめる・上
下にすぼめる・両唇で手前に引くの４動作、合計８動作
を口作動スイッチの作動に使うことができる。本実施例
では、唇を尖らす・上下にすぼめるの２動作で２つの口
作動スイッチ３ａ、３ｂを作動させる場合を図示してい
る。前記の２つの口作動スイッチ３ａ、３ｂは２動作に
それぞれ対応した位置に配置され筐体１に設けられてお
り、カバーピース６の外から唇で作動される。前記の２
つの口作動スイッチ３ａ、３ｂは、動作時に電気回路を
導通あるいは遮断する機能を有し、作動させることによ
り発生するオンオフ電気信号をコンピューター等側のイ
ンターフェースに合わせた形態で出力し、コンピュータ
ー等側でそれぞれの電気信号に対応する機能を設定して
おけば、設定した少なくとも２機能のいずれかを選定す
ることができ、機能選択スイッチとして機能させること
ができる。

【００２３】筐体構造は、口動作機能の内のどれを選択
するかにより、いろいろの構造にすることができるが、
本実施例を図１、図２、図３に示す。前記の舌作動操作
スティック（２、４、５、１０）は筐体１頭部前面に設
けられ、口作動スイッチ３ａ，３ｂは筐体１尾部上面、
下面に設けられる。筐体１を口内所定位置に保持するた
めに、筐体１の一方の面には、歯並び形状に嵌合する溝
７が設けられ溝７には歯並び形状の個人差を吸収する弾
性体ピース８をはめ込んである。筐体１の溝７の対面は
歯並びで軽く筐体を噛んで保持できるように噛みやすい
面形状の歯噛み面１２になっている。

【００２４】必要あれば補助手段として、頭部や体幹よ
り筐体等を副次的に保持する市販保持手段（例えばヘッ
ドフォンのヘッドギア、図示せず）を使用することによ
り、会話をする等の口本来の機能を使用するときに該デ
バイスから口を解放することができる。

【００２５】柔軟で無毒・水密性・弾力性・対裂強度が
あり水洗可能な材料からなる脱着取り替え自在の袋状の
カバーピース６で、前記筐体１、舌作動操作スティック
（２、４、５、１０）、口作動スイッチ３ａ，３ｂ等の
口内に挿入される部分全体を外被する。開口部から接続
コード９を通す。唇等の口動作機能を使って前記スティ
ックヘッド１０と口作動スイッチ３ａ，３ｂをカバーピ
ース６の弾力のある柔らかい膜の外側から操作すること
が可能であり、入力デバイス本体は膜で外部と隔てられ
ているので唾液や口内異物から保護され、防水性と衛生
確保機能を併せ持つ。カバーピース６は、弾力性があり
容易に脱着交換できるので、複数の人が該入力デバイス
を共用することができ、水洗消毒して繰り返し使用する
ことができる。

【００２６】図３に示すように、前記の脱着取り替え自
在のカバーピース６の替わりに、前記筐体１、舌作動操
作スティック（２、４、５、１０）、口作動スイッチ３
ａ，３ｂ等の口内に挿入される部分全体を、柔軟で無
毒、水密性、弾力性、対裂強度があり水洗可能な材料、
例えば軟質ポリウレタン、生ゴム等で被覆１１すること
もできる。

【００２７】

【実施例２】本発明の別の実施例として、二次元以上の
変位を検出する変位センサーとしてパッド状センサーを
用い、唇で口作動スイッチを作動させる場合の入力デバ
イスの例についてについて、図４、図５を参照して説明
する。

【００２８】変位センサーヘッド１７は、舌でパッド表
面をなでることにより作動するパッド状センサー１３
と、舌が疲労しない位置に設けられる筐体のヘッド部突
起と、水密性を確保してパッド状センサーを筐体への取
り付ける固定部１４で構成される。舌先でパッド状セン
サー表面を左・右・上・下の方向へなでる４動作により
起こる舌接触部の変位方向と変位形態をパッド状センサ
ーで検出し、その電気信号をコンピューター等側のイン
ターフェース（インターフェース回路１５）に合わせた
形態で出力し、コンピューター等側でそれぞれの信号に
対応して４機能を設定しておけば、設定した４機能の内
の２機能以下を舌で同時に作動できる。本発明をマウス
代替として使用する場合、この４機能は、カーソルの上
下左右への移動に対応する。

【００２９】機能選択をする口作動スイッチ３ａ、３ｂ
に使う唇等の動作としては、前歯、左右奥歯（犬歯含
む）の噛む３動作、舌で前方に押す（叩く）１動作、唇
の尖らす・左右にすぼめる・上下にすぼめる・両唇で手
前に引くの４動作、合計８動作を使うことができる。本
実施例では、唇を尖らす・上下にすぼめるの２動作で２
つの口作動スイッチ３ａ、３ｂを作動させる場合を図示
している。前記の２つの口作動スイッチ３ａ、３ｂは２
動作にそれぞれ対応した位置に配置され筐体１に設けら
れており、唾液から電気部分を保護するために柔軟で無
毒・水密性の材料で密封コーティング１６されている。
前記の２つの口作動スイッチ３ａ、３ｂは、動作時に電
気回路を導通あるいは遮断する機能を有し、作動させる
ことにより発生するオンオフ電気信号をコンピューター
等側のインターフェース（インターフェース回路１５）
に合わせた形態で出力し、コンピューター等側でそれぞ
れの電気信号に対応する機能を設定しておけば、設定し
た少なくとも２機能のいずれかを選定することができ、
機能選択スイッチとして機能させることができる。

【００３０】筐体構造は、口動作機能の内のどれを選択
するかにより、いろいろの構造にすることができるが、
パッド状センサー１３を変位センサーとして用いた実施
例を図４、図５に示す。前記の変位センサーヘッド１７
は筐体１頭部前面の舌先が疲れない位置に来るようにに
設けられ、口作動スイッチ３ａ，３ｂは筐体１尾部上
面、下面に設けられる。筐体１を口内所定位置に保持す
るために、筐体１の一方の面には、歯並び形状に嵌合す
る溝７が設けられ溝７には歯並び形状の個人差を吸収す
る弾性体ピース８をはめ込んである。筐体１の溝７の対
面は歯並びで筐体を保持できるように保持しやすい面形
状保持面１２になっている。

【００３１】必要あれば補助手段として、頭部や体幹よ
り筐体等を副次的に保持する市販保持手段（例えばヘッ
ドフォンのヘッドギア、図示せず）を使用することによ
り、会話をする等の口本来の機能を使用するときに該デ
バイスから口を解放することができる。

【００３２】柔軟で無毒・水密性・弾力性・対裂強度が
あり水洗可能な材料で、前記パッド状センサー固定部１
４、口作動スイッチ３ａ，３ｂの入口等の部分１６を水
密コーティングする。筐体後部から接続コード９を通
す。唇等の口動作機能を使って口作動スイッチ３ａ，３
ｂをコーティングの弾力のある柔らかいコーティングの
外側から操作することが可能であり、入力デバイス内部
の通電部分は外部と隔てられているので唾液や口内異物
から保護され、防水性を持つ。

【００３３】

【発明の効果】手が使えない身障者等が、専用の特殊な
従って高価なコンピュウーター等だけでなく、コストが
安く通常者が使用するコンピューター等及び汎用ソフト
ウェアをも自在に使える手段を提供できる。

【００３４】本発明により身障者等が口動作機能と目を
使うことにより、手を使うことなくコンピューター等を
自在に操作できるようになり、ハンディキャップを克服
してコンピューターネットワーク通信社会の恩恵を享受
することができ、通常者と対等に交流できるいわゆる
「ノーマライゼーション」を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入力デバイス実施例１の脱着カバーピ
ースを設けた場合の平面図である。

【図２】本発明の入力デバイス実施例１の脱着カバーピ
ースを設けた場合の断面図である。

【図３】本発明実施例１のデバイス全体をコーティング
した場合の入力デバイスの断面図である。図１Ａ−Ａ切
断面相当を示す。

【図４】本発明実施例２の開口隙間部をコーティングし
た場合の入力デバイスの平面図である。

【図５】本発明実施例２の開口隙間部をコーティングし
た場合の入力デバイスの断面図である。図４Ａ−Ａ切断
面相当を示す。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 固定部 ３ａ，３ｂ 口作動スイッチ ４ 位置変位検出センサーユニット ５ スティック棒 ６ カバーピース ７ 溝 ８ 弾性体ピース ９ 接続コード １０ スティックヘッド １１ 被覆 １２ 歯噛み面 １３ パッド状センサー １４ 固定部 １５ インターフェース回路 １６ 密封コーティング １７ 変位センサーヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 3/033 A61F 4/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２次元以上の連続変動信号を入力する入
   力デバイスにおいて、少なくとも二次元の位置変位検出
   を行い対応する電気信号を出力する舌作動の操作スティ
   ックと、歯或いは舌或いは唇のいずれかによる作動時に
   電気回路を導通あるいは遮断する機能を有しその電気信
   号を出力する口作動スイッチと、上記の２種類の部位を
   含んで、口内所定位置に保持する機能を備えた口内形状
   に嵌合する形状の筐体と、上記の各部分をを外被し前記
   操作スティックと前記スイッチを自身の外側から操作可
   能な柔軟で無毒・水密性の材料からなる防水手段と、出
   力のための接続コードを有し、口の形状と運動方向に適
   合させた形状と機能を持つことを特徴とする入力デバイ
   ス。
2. 【請求項２】 ２次元以上の連続変動信号を入力する入
   力デバイスにおいて、少なくとも二次元の舌先との接触
   点位置変位をパッド状センサーにより検出し、それに対
   応する電気信号を出力する舌作動の機能特定指示手段
   と、歯或いは舌或いは唇のいずれかによる作動時に電気
   回路を導通あるいは遮断する機能を有しその電気信号を
   出力する口作動スイッチと、上記の２種類の部位を含ん
   で、口内所定位置に保持する機能を備えた口内形状に嵌
   合する形状の筐体と、上記の各部分を唾液や口内異物等
   から遮断する水密の防水手段と、出力のための接続コー
   ドを有し、口の形状と運動方向に適合させた形状と機能
   を持つことを特徴とする入力デバイス。