JPH03244451A - 口の動きで操作する制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、ある種の体の動き、特に口の動きを対応す
る電気的信号又はパラメータの変化に変える汎用的な制
御装置に関する。

（ロ）発明の背景 さまざまな体の動きを電気信号又はパラメータの変化に
変える装置は、これまでに幾つか知られている。最も一
般的なものとしては、使用者（オペレータ）の手で操作
する回転型及び直線型ポテンショメータがある。この装
置は多くの場合には満足されるが、例えば使用者が音楽
家である場合、その両手が楽器の操作でふさがっている
時には、手がこの装置の操作に使えない。この問題を補
うために、制御装置は足で操作するペダルに設置されて
きた。はとんどの人間にとって足の器用さは手の器用さ
に劣るため、これは実用上ぎこちないものである。さら
に、手と足の両方の操作を必要とする楽器を演奏する音
楽家場合、手足を使用することができない身障者の場合
、そして手と足の使用を要求する複雑な機械を操作する
人の場合などもその例である。

目の動き及び／又は瞬きを感知する装置も幾つかこれま
でに存在する（Ｃ，Ｌ、　Ｎｏｒｋの米国特許第３Ｊ７
９．８８５号およびＡ、　Ｗ、　Ｖｏｇｅｌｅｙの米国
特許第４．０８１．６２３号が２つのそのような装置を
示している）。これらは頭に取付けられ、目によってみ
つめられる装置を必要とするため、その使用において、
一般的にぎこちなく、無理のあるものである。

それらは必然的に２値的になりがちであり、単に目の動
きが有ったか無かったかを表わすパスル状信号を発生す
るにすぎない。さらに、それらは比較的コストか高く、
一般的に使用することが難しく、特定の使用者のために
生産されるものである。

幾つかのタイプの口で操作される装置は、一般的に、特
に電子楽器の制御の分野において使用される。あるタイ
プのものは、使用者に中空チューブを吸ったり吐いたり
させて電子的に感知される空気の流れや圧力変化を起こ
させる。他のタイプのものは、使用者に圧力感知装置を
種々の強さで「噛む」ことを要求する。これらの口で操
作される装置は、前述の手動の、あるいはペダルや目を
使う装置の限界を克服するものであるが、それらはすべ
て比較的高価で「外来の」技術を含むものである。また
、ある場合、特に電子楽器のスペクトル形状における反
響フィルタの制御においては、使用者の口の動きと濾過
された楽器の合成音質との間の対応が欠けるため、特定
の作動モードにおいて「自然さ」が失われる。

音声による制御もよく知られているが、単純で低価格の
音声操作装置は、一般的に２値的、すなわちオン−オフ
型操作に限定される。さらに精巧な音声操作装置は、色
々な話し言葉を識別するコンピュータによる音声認識シ
ステムの形で利用されているが、これらはコストが高く
、高ノイズ環境においては、間層かあり、さらに不連続
な制御機能、すなわち各発声を認識するための分離され
たオン−オフ出力を提供する。音声を利用するもう１つ
のタイプの制御装置はボコーダであり、これは楽器の音
に対して音声によるスペクトル状の重みを付加すること
ができる。ボコーダは、電子楽器の音色変調に好適であ
るが、複雑でコストが高く、汎用的な制御装置には不向
きである。

（ハ）発明の要約 この発明の目的は、口の動きによる制御手段を提供する
ことである。

この発明の他の旧約は、必要であれば、分離したオン−
オフ制御よりもむしろ連続的に変化する制御を行うこと
ができる制御手段を提供することである。

この発明の更に他の目的は、電子楽器の出力に作用する
周波数選択フィルタを制・御するために使用されろ時に
、使用音の口の動きと濾過された音の合成音質との間に
ある程度の対応をらたらすことか可能な、すなわち、使
用者の顔の表情が、楽器の出す音に類似した発音をして
いるように見えるような制御手段を提供することである
。

この発明の更に他の目的は、一般に入手しゃすい部品で
製作されると共に、並値に生産され、市場性に富む制御
手段を提供することである。この発明の目的や長所は、
この発明に関する当業者であれば特許請求の範囲や後述
する添付図面に関連した詳細説明の調査から明白である
と思われる。

上述した目的に従って、この発明は光感知素子を備え、
その電気特性がその表面を照射する光の量に依存し、使
用者の口の中に設置されるか又は使用者の口の内部と光
学的に結合され、使用者は口を開閉することによってそ
のセンサを照射する外光の量をさまざまに変化させる。

まｆこ、この発明は、機械のオペレータの口の動きを用
いて機械の機能を制御するために口の動きで操作する制
御装置において、電子的光感知エレメントと、そのエレ
メントとに装着される光透過性マウスピースとを備え、
がっ、オペレータの口の中に入る外光エネルギーの一部
を受けとるように設置される、口の口の動きで操作する
制御装置である。前記光感知エレメントには、公知の一
般的な素子を使用することができるが、んとえば、カド
ミウム　サルファイド　フォトセル、カドミウムセレナ
イド　フォトセル、光電池又はフォトトランジスタなど
が用いられる。

（ニ）実施例 第１図に示す断面図を参照すると、この発明の好ましい
実施例は、半透明のハウジング３の中に閉じ込められた
光感知素子２を備え、ハウジング３は素子２を湿気から
保護するようになっている。

光感知素子は公知の一般的に利用される素子であれば、
いずれでもよいが、光−導電セル、シリコンあるいはそ
の他の光電池、及びホトトランジスタを含むものである
。電線４はそのセンサを制御される回路に接続する。電
線を使用できない場合には、適当なワイヤレス送信手段
、例えばラジオ制御ノステムによってそれを置き換えて
もよい。

取り替え可能なマウスピースｌは半透明材料によって構
成され、軟質で、ハウジング上に滑り込んで摩擦または
池の手段によって保持されることが好ましい。マウスピ
ースは、ハウジングと一体に形成することができるが、
取り替え可能にすることは、マウスピースを使用者間で
交換することができるので、病気の伝染を防止する。図
に示す実施例の形状は円筒形であるが、どのような形状
であってもよく、口に感じ良くたやすく衛えられるもの
であることが好ましい。

第２図及び第３図に示す説明図を参照すると、センサす
なわち光変換手段は、使用者の口の中に部分的にあるい
は完全に衛えられ、そのセンサ上を照射する外光の量が
使用者の唇及び／又は歯の動きによって変化する。第２
図は使用者の口が開き外光を受入れる状態を示し、第３
図は使用者の口が閉じて外光を遮断する状態を示してい
る。そのセンサの応答の大まかな制御は、そのセンサが
使用者の口の中に挿入される程度を変えることによって
行われる。この調整：よ、外光の強さの変化に対して大
幅に補賞することができ、通常、光学的な作動点を見出
すための歯と唇の操作によって使用者により直感的に行
われことが判った。図に示す最も単純な形聾はそのセン
サが使用者の歯によって保持されている場合であるが、
そのセンサはいかなるタイプの外部のスタンドやフレー
ムによって保持されてもよい。そのセンサをこのように
保持することによって、使用者は歯でそのセンサを挟ん
で保持する必要はなく、そのセンサに照射される光を変
化させるために、あるいはしゃべったり歌ったりするた
めに大きく口を開けることができる。

このように、この発明による口で操作する制御装置は、
簡単で、低コストで、どのような外部システムの制御に
も使用しうる電気パラメータの連続的な制御を行う手段
を提供することが理解される。さらに、従来の口で制御
する装置とは異なり、使用者の口が、装置の操作におい
て自由に開閉でき、この発明が楽器の出力に作用する周
波数選択フィルタを制御するために使用される時には、
使用者の顔の表情が、楽器の出す音に似た発音をしてい
るように見える。

上記説明は、多くの限定を含むものであるが、これらは
、この発明の範囲を限定するものとして解釈されるべき
ではなく、むしろその好ましい一実施態様例として解釈
されるべきである。多くの他の変形が可能である。例え
ば、ハウジングやマウスピースは組み合わせて１つの単
体として形成することができる。また、ラジオ送信機は
、電線に取って代わることができる。光感知素子は使用
者の口から離れて設置され、例えばファイバー光学材料
のような光伝達手段によって口からの外光を感知素子に
伝達することも可能である。この発明は如何なる従来の
タイプのロセンサとも結合することができる。また、こ
の装置は使用者の頭や首等の回りに支持されるホルダー
と一体に作ることも可能である。従って、この発明の範
囲は、図示された実施例によって決定されるものではな
く、付加された特許請求の範囲及びそれらの法的均等物
によって決定される。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例の断面図、第２図はこの発
明の一実施例の使用中にオペレータが口を開いた状態を
示す説明図、第３図はこの発明の一実施例の使用中にオ
ペレータが口を閉じた状態を示す説明図である。 ｌ・・・・・・取り替え可能なマウスピース、２・・・
・・・光感知素子、３・・・・・・ハウジング、４・・
・・・・電線。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．機械のオペレータの口の動きを用いて機械の機能を
   制御するために口の動きで操作する制御装置において、
   電子的光感知エレメントと、そのエレメントに装着され
   る光透過性マウスピースとを備え、かつ、オペレータの
   口の中に入る外光エネルギーの一部を受けとるように設
   置される、口の動きで操作する制御装置。
2. ２．前記光感知エレメントが、オペレータの口の内部に
   部分的にあるいは全体的に設置される請求項１記載の口
   の動きで操作する制御装置。
3. ３．オペレータの口の中からの外光が、光伝達手段によ
   って前記光感知エレメントに結合される請求項１記載の
   口の動きで操作する制御装置。
4. ４．前記光感知エレメントが、カドミウム　サルファイ
   ド　フォトセルである請求項１記載の口の動きで操作す
   る制御装置。
5. ５．前記光感知エレメントが、カドミウム　セレナイド
   　フォトセルである請求項１記載の口の動きで操作する
   制御装置。
6. ６．前記光感知エレメントが、光電池である請求項１記
   載の口の動きで操作する制御装置。
7. ７．前記光感知エレメントが、フオトトランジスタであ
   る請求項１記載の口の動きで操作する制御装置。
8. ８．前記光感知エレメントの出力を、制御される機械に
   伝達する手段をさらに備えてなる請求項１記載の口の動
   きで操作する制御装置。
9. ９．前記マウスピースが、前記エレメントから離脱可能
   である請求項１記載の口の動きで操作する制御装置。
10. １０．機械のオペレータの口の動きを用いて機械の機能
    を制御する方法において、オペレータの口の中に入る外
    光エネルギーの一部を受けるためにオペレータに関連付
    けて電子的光感知エレメントを設置し、そして、機械の
    機能を制御するために前記エレメントの出力を使用する
    方法。
11. １１．前記光感知エレメントを部分的にあるいは全体的
    にオペレータの口の中に設置する請求項１０記載の方法
    。
12. １２．前記光感知エレメントに光透過性マウスピースを
    さらに装着させる請求項１０記載の方法。
13. １３．前記光感知エレメントに離脱可能な光透過性マウ
    スピースを装着する請求項１２記載の方法。