(57)【要約】【課題】暗闇等の環境においても、検出精度の劣化を抑制して、入力に伴う機器の制御信号の生成精度の劣化を抑制できる入力システムを提供する。【解決手段】入力システム５は、ユーザＵＲの頭部の一部に接触し、ユーザＵＲの頭部の一部の皮膚の振動を入力として検出し、入力信号に変換する振動センサ１１，１２と、入力信号の時系列変化を示す信号パターンに基づいて、機器を制御するための制御信号を生成するプロセッサ２５と、を備える。【選択図】図１
2020035204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの頭部の一部に接触し、前記ユーザの頭部の一部の皮膚の振動を入力として検出し、入力信号に変換する振動センサと、
前記入力信号の時系列変化を示す信号パターンに基づいて、機器を制御するための制御信号を生成するプロセッサと、
を備える入力システム。
【請求項２】
前記プロセッサは、
前記信号パターンに基づいて、前記入力の種別を判定し、
前記入力の種別に基づいて、前記制御信号を生成する、
請求項１に記載の入力システム。
【請求項３】
前記振動センサは、
前記ユーザの左眼の近傍の皮膚に接触して振動を検出する第１の振動センサと、
前記ユーザの右眼の近傍の皮膚に接触して振動を検出する第２の振動センサと、を含み、
前記プロセッサは、
前記第１の振動センサにより得られた前記入力信号の信号パターン及び前記第２の振動センサにより得られた前記入力信号の信号パターンに基づいて、前記ユーザの左右の眼の開閉状態を判定し、
前記ユーザの左右の眼の開閉状態に基づいて、前記制御信号を生成する、
請求項１または２に記載の入力システム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記ユーザの左右の眼の開閉状態が、前記ユーザの左右の眼のうち、どちらか一方を開いた状態であり、もう一方を閉じた状態であるときに、前記制御信号を生成する、
請求項３に記載の入力システム。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記第１の振動センサにより得られた前記入力信号の振幅値と、前記第２の振動センサにより得られた前記入力信号の振幅値と、の差の大きさに基づいて、前記ユーザの左右の眼の開閉状態を判定する、
請求項３または４に記載の入力システム。
【請求項６】
前記振動センサは、前記ユーザの鼻梁近傍の皮膚に接触して振動を検出し、
前記プロセッサは、
前記信号パターンに基づいて、前記ユーザの鼻腔を利用した鼻鳴らしを検出し、
前記鼻鳴らしの検出回数が閾値以上である場合、前記制御信号を生成する、
請求項１または２に記載の入力システム。
【請求項７】
前記振動センサは、
前記ユーザの鼻梁の左側に配置された第３の振動センサと、
前記ユーザの鼻梁の右側に配置された第４の振動センサと、を含み、
前記プロセッサは、
前記第３の振動センサにより得られた前記入力信号の信号パターン及び前記第４の振動センサにより得られた前記入力信号の信号パターンに基づいて、前記ユーザの鼻腔の左側を利用した鼻鳴らしである第１の鼻鳴らしであるか、前記ユーザの鼻腔の右側を利用した鼻鳴らしである第２の鼻鳴らしであるか、を判定し、
前記第１の鼻鳴らしであるか前記第２の鼻鳴らしであるかに基づいて、前記制御信号を生成する、
請求項６に記載の入力システム。
【請求項８】
前記振動センサは、鼻腔共鳴を用いた骨伝導マイクとして動作する、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の入力システム。
【請求項９】
前記振動センサにより得られた前記入力信号を情報処理端末に送信する送信部と、
前記入力信号を受信する受信部と、を更に備え、
前記プロセッサは、前記受信部により受信された前記入力信号の信号パターンに基づいて、前記制御信号を生成する、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の入力システム。
【請求項１０】
信号の時系列変化を示す信号パターンの情報を保持するメモリ、を更に備え、
前記プロセッサは、前記入力信号の信号パターンと前記メモリに保持された信号パターンとを比較し、比較結果に基づいて、前記制御信号を生成する、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の入力システム。
【請求項１１】
前記振動センサは、前記入力信号として、第１の入力信号と第２の入力信号とを異なるタイミングで取得し、
前記プロセッサは、
前記第１の入力信号の信号パターンが検出される前に、前記振動センサにより検出された前記第２の入力信号の信号パターンを、前記メモリに保持させ、
前記第１の入力信号の信号パターンと前記第２の入力信号の信号パターンとを比較し、比較結果に基づいて、前記制御信号を生成する、
請求項１０に記載の入力システム。
【請求項１２】
前記ユーザの頭部の一部に接触して配置された振動スピーカ、を更に備え、
前記振動スピーカは、
音響信号を取得し、
前記音響信号を機械的振動に変換して出力する、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の入力システム。
【請求項１３】
ユーザの頭部の一部に接触する振動センサとプロセッサとを備える入力システムにおける入力制御方法であって、
前記ユーザの頭部の一部の皮膚の振動を入力として検出し、入力信号に変換し、
前記入力信号の時系列変化を示す信号パターンに基づいて、機器を制御するための制御信号を生成する、
入力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、入力システム及び入力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人体のこめかみ付近に取り付けられた光学センサにより、人体のまぶたの開閉による皮膚の動きを検出することで、外部機器の制御信号を生成する入力装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０７９５７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の入力装置では、光を用いて皮膚の動きを検出するので、暗闇等の環境では、まぶたの開閉による皮膚の動きの検出精度が劣化する。したがって、制御信号の生成精度が劣化する。
【０００５】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、暗闇等の環境においても、検出精度の劣化を抑制して、入力に伴う機器の制御信号の生成精度の劣化を抑制できる入力システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、ユーザの頭部の一部に接触し、前記ユーザの頭部の一部の皮膚の振動を入力として検出し、入力信号に変換する振動センサと、前記入力信号の時系列変化を示す信号パターンに基づいて、機器を制御するための制御信号を生成するプロセッサと、を備える入力システムである。
【０００７】
本開示の一態様は、ユーザの頭部の一部に接触する振動センサとプロセッサとを備える入力システムにおける入力制御方法であって、ユーザの頭部の一部の皮膚の振動を入力として検出し、入力信号に変換し、前記入力信号の時系列変化を示す信号パターンに基づいて、機器を制御するための制御信号を生成する、入力制御方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、暗闇等の環境においても、検出精度の劣化を抑制して、入力に伴う機器の制御信号の生成精度の劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態における入力システムの概要の一例を示す図
【図２Ａ】右の振動センサ及び左の振動センサによって検出される、振動による電気信号の振動パターンの一例を示すグラフ
【図２Ｂ】右の振動センサ及び左の振動センサによって検出される、振動による電気信号の振動パターンの一例を示すグラフ
【図２Ｃ】右の振動センサ及び左の振動センサによって検出される、振動による電気信号の振動パターンの一例を示すグラフ
【図２Ｄ】右の振動センサ及び左の振動センサによって検出される、振動による電気信号の振動パターンの一例を示すグラフ
【図２Ｅ】右の振動センサ及び左の振動センサによって検出される、振動による電気信号の振動パターンの一例を示すグラフ
【図２Ｆ】右の振動センサ及び左の振動センサによって検出される、振動による電気信号の振動パターンの一例を示すグラフ
【図３】振動の入力に対応する制御信号が登録されたテーブルの登録内容を示す図
【図４】まばたきによる振動を検出する際の入力システムの機能的構成を示すブロック図
【図５】鼻鳴らしによる振動を検出する際の入力システムの機能的構成を示すブロック図
【図６】入力動作手順を示すフローチャート
【図７】第１の実施形態の変形例１における入力システムの概要を示す図
【図８】第１の実施形態の変形例２における入力システムの外観を示す斜視図
【図９】入力システムの使用状態を示す図
【図１０】第１の実施形態の変形例３における入力システムの形状を示す図である。
【図１１】入力システムの使用状態を示す図
【図１２】第２の実施形態における骨伝導ヘッドセットの概要を示す図
【図１３】第２の実施形態の変形例１におけるメガネタイプの骨伝導ヘッドセットの外観を示す図
【図１４】骨伝導ヘッドセットの使用状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における入力システム５の概要の一例を示す図である。この入力システム５は、センサユニット１０及び情報処理端末２０を有する。
【００１２】
センサユニット１０は、例えば熱可塑性樹脂を材料とし、シート状に成形されたホルダ１０ｚを有する。ホルダ１０ｚは、人の顔面（例えば鼻周辺）に装着される。ホルダ１０ｚを成形する際、シート状の熱可塑性樹脂は、高温で柔らかい状態にある。この状態で人の顔を模した模型にシート状の熱可塑性樹脂を押し当てることで、人の顔面に沿った形状にホルダ１０ｚは成形される。例えば、ホルダ１０ｚは、鼻梁を跨いで顔面の左右方向に延び、耳元近くで幅が広くなるように、略短冊状に成形されてよい。ホルダ１０ｚを正面から顔に押し当てると、ホルダ１０ｚの裏面は顔面に密着し且つ顔面の左右から押圧される。これにより、ホルダ１０ｚは、顔面から外れ難くなる。
【００１３】
センサユニット１０は、ホルダ１０ｚに保持された、右の振動センサ１１、左の振動センサ１２、送信部１５及び駆動部１６を有する。
【００１４】
振動センサ１１，１２は、ユーザＵＲの顔におけるいずれかの位置に接触する。例えば、振動センサ１１，１２は、ユーザＵＲの顔の鼻梁近傍に接触して配置されてよい。右の振動センサ１１は、ユーザＵＲの顔の鼻梁の右側に配置され、右側の鼻腔を通る空気の流れによる皮膚の振動を電気信号に変換する圧電素子を有してよい。左の振動センサ１２は、ユーザＵＲの顔の鼻梁の左側に配置され、左側の鼻腔を通る空気の流れによる皮膚の振動を電気信号に変換する圧電素子を有してよい。振動センサ１，１２は、この配置の場合、後述する鼻鳴らしによる振動を検出し易くなる。
【００１５】
また、例えば、振動センサ１１，１２は、ユーザＵＲの眼の近傍の皮膚に接触して振動を検出してよい。右の振動センサ１１は、ユーザＵＲの右眼の近傍の皮膚に接触して配置されてよい。左の振動センサ１２は、ユーザＵＲの左眼の近傍の皮膚に接触して配置されてよい。振動センサ１，１２は、この配置の場合、後述するウインクによる振動を検出し易くなる。
【００１６】
送信部１５は、振動センサ１１，１２によって検出される振動による電気信号を無線で送信する。無線による通信方式として、ＢＬＥ（Bluetooth（登録商標）Low Energy）方式が用いられてよいし、他の通信方式、例えばＮＦＣ（Near Field Communication）や無線ＬＡＮ（Local Area Network）が用いられてもよい。
【００１７】
駆動部１６は、バッテリ（電池）を内蔵し、振動センサ１１，１２及び送信部１５に電源を供給する。バッテリは、１次電池、２次電池のどちらでもよい。
【００１８】
情報処理端末２０は、通信部２１、メモリ２４、プロセッサ２５、操作部２６、及び表示部２７を備える。
【００１９】
通信部２１は、各種データ、情報、を通信する。例えば、通信部２１は、センサユニット１０の送信部１５と無線通信を行い、送信部１５から送信される振動による電気信号を受信する。通信部２１は、例えば、ＢＬＥ（Bluetooth（登録商標）Low Energy）方式に従ったＢｌｕｅｔｔｏｔｈ（登録商標）通信、ＮＦＣ（Near Field Communication）や無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信、を行ってよい。なお、通信部２１は、有線通信を行ってもよい。通信部２１は、他の端末（例えば他の情報処理装置）との間でも通信（送信、受信）してよい。
【００２０】
メモリ２４は、各種ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）の一次記憶装置を含む。メモリ２４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）の二次記憶装置を含んでもよい。メモリ２４は、ＵＳＢメモリやＳＤカードの三次記憶装置を含んでもよい。メモリ２４は、各種データ、各種情報、プログラムを記憶する。各種情報は、振動センサ１１，１２により検出された信号（入力信号としての音声信号）、入力システム５の機能を実現するためのプログラム、各種設定（例えば初期設定）に必要な情報や各種設定で得られた設定情報、等を含んでもよい。
【００２１】
メモリ２４は、後述するように、振動による入力信号の入力種別毎の信号パターンを保持してよい。メモリ２４は、後述するように、入力種別に対応する制御信号が登録されたテーブルＴｂ１を保持してよい。メモリ２４は、録音された音響データ（例えば音楽等のデータ、音声データ、その他の音響データ）を保持してよい。
【００２２】
プロセッサ２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、等を含んでよい。プロセッサ２５は、情報処理端末２０の各部を制御する。プロセッサ２５は、メモリ２４に保持されたプログラム（入力プログラム）を実行することで、情報処理端末２０の機能（例えば後述する波形比較評価部２２、信号生成部２３の機能）を実現する。
【００２３】
操作部２６は、例えば、タッチパネル、各種キー、各種ボタン、マイクロホン、等を含んでよい。操作部２６は、入力システム５のユーザＵＲから、任意の入力操作を受け付けてよい。操作部２６は、例えば、入力システム５の初期設定時に利用されてよい。
【００２４】
表示部２７は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイを含んでよい。表示部２７は、各種データや各種情報を表示する。表示部２７は、例えば入力システム５の設定や使用を支援する情報を表示してよい。
【００２５】
図２Ａ〜図２Ｆは、右の振動センサ１１及び左の振動センサ１２によって検出される振動による電気信号（入力信号）の振動パターン（信号パターン）を示すグラフである。送信部１５により送信され及び通信部２１により受信される信号パターンも、図２Ａ〜図２Ｆと同様でよい。信号パターンは、信号振幅の時系列変化を示す信号波形により示されてよい。また、図２Ａ〜図２Ｆでは、時間のスケールは同じであり、例えば時間方向に同じ長さの区間では、同じ時間の長さを示す。
【００２６】
入力システム５は、ユーザＵＲの頭部（例えば顔）の一部の皮膚の振動（位置変動）による入力を受け付ける。この入力は、振動センサ１１，１２により検出され、入力信号に変換される。なお、ユーザＵＲの頭部は、ユーザＵＲの首より上部でよい。
【００２７】
ユーザＵＲは、ウインク、鼻鳴らし、等を行う。この場合、顔の一部の皮膚の位置変動が発生する。ウインクは、左右（左眼又は右眼）のまばたきであり、右眼又は左眼のまぶたを閉じる行為でよい。鼻鳴らしは、鼻をならすこと、鼻をすすること、鼻腔の空気の流れの調整によりが鼻付近の皮膚の位置変動が発生することを広く含んでよい。また、ユーザＵＲは、発声することもあり、この場合にも顔の一部の皮膚の位置変動が発生する。振動センサ１１，１２は、ユーザＵＲの行為による顔の一部の皮膚の位置変動を振動として検出し、入力信号に変換する。
【００２８】
ユーザＵＲが右眼をまばたき（ウインク）すると、左の振動センサ１２は、図２Ａに示すように、鼻の皮膚に伝わる振動を検出する。右の振動センサ１１は、図２Ｂに示すように、鼻の皮膚に伝わる振動を検出する。
【００２９】
ユーザＵＲが発話（発声）すると、左の振動センサ１２は、図２Ｃに示すように、鼻の皮膚に伝わる振動を検出する。右の振動センサ１１は、図２Ｄに示すように、鼻の皮膚に伝わる振動を検出する。
【００３０】
ユーザＵＲが鼻を鳴らすと、左の振動センサ１２は、図２Ｅに示すように、鼻の皮膚に伝わる振動（鼻腔を流れる空気の振動）を検出する。右の振動センサ１１は、図２Ｆに示すように、鼻の皮膚に伝わる振動（鼻腔を流れる空気の振動）を検出する。鼻を鳴らす場合、ユーザＵＲは片方の鼻を手の指で押さえてもよい。なお、手を使わなくても、鼻を鳴らせるユーザは、ハンズフリー操作に適した利用が可能となる。
【００３１】
また、ユーザＵＲが発声すると、発声により鼻腔共鳴が発声し、鼻腔共鳴により鼻周辺（例えば鼻骨）の皮膚に振動が発生する。振動センサ１１，１２は、この振動を入力として検出してよい。つまり、振動センサ１１，１２は、ウインクや鼻鳴らし等の振動を入力として検出する入力センサとして動作するとともに、骨伝導マイクとして動作してよい。つまり、振動センサ１１，１２は、鼻腔共鳴を用いた骨伝導マイクとしても利用可能である。
【００３２】
図２Ａ〜図２Ｆに示すように、ウインク、鼻鳴らし、発声は、振動センサ１１，１２によって異なる信号パターンとして入力される。このように、ウインク、鼻鳴らし、発声等の各入力によって信号パターンが異なり、各入力が固有の信号パターンを有する。そのため、信号パターンを確認することで、どのような入力の種別（入力種別）であるかを判別可能である。入力種別は、例えば、ウインク、鼻鳴らし、発声、を含む。
【００３３】
ウインクの信号パターンは、他の入力種別（例えば鼻鳴らし、発声）と比較すると、入力信号に振動があまり発生しないので、入力信号の周波数が低い。また、ここでは右眼を用いたウインクであるので、右の振動センサ１１と左の振動センサ１２とで、入力信号の振幅値が大きく異なる。また、ウインクの信号パターンは、時間応答の波形が単純である。ウインクの信号パターンがＦＦＴ（fast Fourier transform）処理されて周波数分析されると、固有の周波数成分が主体であり、高周波成分が含まれないことが理解できる。
【００３４】
発声の信号パターンは、ウインクの信号パターンと比較すると、入力信号の周波数が高く、周波数が一定である。また、発声の信号パターンは、鼻鳴らしの信号パターンと比較すると、入力信号の波形が粗であるので入力信号の周波数が低く、周波数が一定である。また、右の振動センサ１１と左の振動センサ１２とで、入力信号の信号パターンに大きな差異がない。また、発声の信号パターンは、時間応答の波形が複雑である。発声の信号パターンがＦＦＴ処理されて周波数分析されると、高調波など複数の周波数成分が多く、高周波成分を含むことが理解できる。
【００３５】
鼻鳴らしの信号パターンは、ウインクの信号パターンと比較すると、入力信号の周波数が高く、周波数が一定である。また、鼻鳴らしの信号パターンは、発声の信号パターンと比較すると、入力信号の波形が密であるので入力信号の周波数が高く、周波数が不定である。また、鼻鳴らしの開始時と終了時には入力信号に微小振動が発生している。また、鼻鳴らしの信号パターンは、時間応答の波形が、発声の信号パターンよりも更に複雑である。鼻鳴らしの信号パターンがＦＦＴ処理されて周波数分析されると、多くの複数の周波数成分が入り交じり、高周波成分を最も含むことが理解できる。また、鼻鳴らしの信号パターンは、発声の信号パターンと比較して時間応答の波形が短くピークを有することが理解できる。
【００３６】
このように、入力信号の周波数の高低や周波数の安定性（一定／不定）は、入力種別の判定材料となり得る。少なくとも周波数の高低に基づいて、入力種別が判定されてよい。周波数の高低とともに周波数の安定性に基づいて、入力種別が判定されてよく、この場合、入力種別の判定精度が向上し得る。
【００３７】
なお、ウインクや鼻鳴らしは、複数回連続して行われてもよいし、１回行われて検出されてよい。２回以上行われる場合、入力システム５は、誤検出を防止し易くなる。
【００３８】
次に、プロセッサ２５の機能部としての波形比較評価部２２及び信号生成部２３について説明する。
【００３９】
情報処理端末２０の動作モードは、例えば、入力システム５の使用モードと、入力システム５の初期設定モードと、を含んでよい。プロセッサ２５は、使用モードでは、予め保持された信号パターン（登録信号パターン）と振動センサ１１，１２により検出され入力された信号パターン（入力信号パターン）とを比較し、比較結果に応じて、各種の制御信号を生成する。プロセッサ２５は、初期設定モードでは、登録信号パターンのメモリ２４への登録を行う。
【００４０】
波形比較評価部２２は、各種の振動パターン（信号パターン）が登録されたメモリ２４を参照してよい。波形比較評価部２２は、メモリ２４に登録された登録信号パターンと、送信部１５から送信され通信部２１により受信された入力信号パターンとを比較してよい。
【００４１】
メモリ２４には、初期設定により登録された登録信号パターンが保持されていてよい。登録信号パターンは、ウインクや鼻鳴らし等、ユーザＵＲの顔の皮膚の一部の位置変動による振動の信号パターンを含んでよい。また、メモリ２４には、外部サーバから取得された信号パターンが登録信号パターンとして登録されてもよい。ユーザＵＲの皮膚の振動の仕方は、ユーザＵＲに依らずに同様の信号パターンとして表れることが多い。したがって、波形比較評価部２２は、他人がウインクや鼻鳴らし等の行為を行った際の皮膚の振動態様を示す信号パターンを、例えば通信部２１を介して取得し、メモリ２４に登録しておいてよい。
【００４２】
波形比較評価部２２は、初期設定において、振動センサ１１，１２で検出された、左右のまばたきによる振動の信号パターンを、メモリ２４に登録しておいてよい。なお、両眼のまばたき（両眼を同時に閉じるまばたき）を入力として検出すると、無意識のまばたきも含めて検出し、振動センサ１１、１２による誤入力の検出となり易いため、考慮しなくてもよい。このように、波形比較評価部２２は、ウインク時の入力信号パターンを登録信号パターンとして登録しておいてよい。この登録信号パターンは、後のタイミングで振動センサ１１、１２により検出される左右のまばたき（ウインク）による信号パターンと比較されてよい。なお、ウインク時の信号パターンが外部サーバから取得され登録されてもよい。
【００４３】
波形比較評価部２２は、初期設定において、振動センサ１１，１２で検出された、左右の鼻鳴らしによる振動の信号パターンを、メモリ２４に登録しておいてよい。また、鼻ならしは、左右両方の鼻鳴らしを同時に行ってもよいし、左右いずれか片方の鼻鳴らしでもよい。このように、波形比較評価部２２は、鼻鳴らし時の入力信号パターンを登録信号パターンとして登録しておいてよい。この登録信号パターンは、後のタイミングで振動センサ１１、１２により検出される鼻鳴らしによる信号パターンと比較されてよい。なお、鼻鳴らし時の信号パターンが外部サーバから取得され登録されてもよい。
【００４４】
初期設定では、情報処理端末２０の表示部２７が「右眼をウインクしてください」等の行為を促す表示を行い、ユーザＵＲが表示を確認して指示に従い、ユーザＵＲが右眼のまばたきをするとする。この場合、波形比較評価部２２は、振動センサ１１によって検出される振動の入力種別（ここでは右眼のまばたき）と、振動センサ１１によって検出される振動の信号パターンとを、メモリ２４に登録させてよい。他の入力種別（例えば鼻鳴らし）に対応する信号パターンも、同様に初期設定で登録されてよい。
【００４５】
入力種別は、ユーザＵＲが行った顔の一部の皮膚の変動に応じた入力の種類を示す。入力種別は、例えば、片眼ずつ行われるウインク、少なくとも一方の鼻で行われる鼻鳴らし、発声、を含んでよい。また、同じ入力種別の入力が複数回反復された入力（例えば右まばたき２回）もあり得る。また、少なくとも１回実施される異なる入力種別（例えば左まばたき、右鼻鳴らし）の入力が組み合わされて、一連の入力とされてもよい。
【００４６】
波形比較評価部２２は、メモリ２４を参照し、振動センサ１１，１２により検出された信号パターン（入力信号パターン）に基づいて、入力種別（例えばウインク、鼻鳴らし、発声）を判定する。入力種別の情報は、信号生成部２３に送られる。例えば、波形比較評価部２２は、図２Ａ〜図２Ｆに示した入力信号パターンの周波数（周波数の高低）に基づいて、入力種別を判定してよい。また、波形比較評価部２２は、入力信号パターンの周波数の高低及び周波数の安定性（一定又は不定）に基づいて、入力種別を判定してよい。周波数の高低とともに周波数の安定性を入力種別の判定に加味することで、入力種別の判定精度が向上し得る。また、波形比較評価部２２は、入力信号パターンの周波数の他に、入力信号パターンの振幅やその他の情報を基に、入力種別を判定してもよい。
【００４７】
また、波形比較評価部２２は、入力信号パターンと登録信号パターンとを比較し、入力信号パターンに対応する入力種別の入力が行われた入力回数を判定してよい。波形比較評価部２２は、入力信号パターンと登録信号パターンとを比較し、複数の入力種別を検出してもよい。波形比較評価部２２は、入力信号パターンと登録信号パターンとを比較し、複数の入力種別を複数回検出してもよい。
【００４８】
例えば、波形比較評価部２２は、入力信号パターン（例えばウインクの入力信号パターン）と、いずれかの登録信号パターン（例えばウインクの登録信号パターン、鼻鳴らしの登録信号パターン）と、の類似度を判定してよい。波形比較評価部２２は、類似度が閾値ｔｈ１以上である場合に、入力信号パターンの入力信号（例えばウインクの入力信号パターン）の入力種別（例えばウインク）は、この類似度が閾値ｔｈ１以上である登録信号パターン（例えばウインクの登録信号パターン）の信号の種別（例えばウインク）であると判定してよい。時系列変化を示す信号パターンの類似度の判定は、公知の方法によりお紺われてよい。例えば、波形比較評価部２２は、入力信号パターンの振幅値、周波数、及びそれらの時間変化を加味して、類似度の判定を行ってよい。
【００４９】
信号生成部２３は、入力種別に対応する制御信号が登録されたテーブルＴｂ１を参照してよい。信号生成部２３は、波形比較評価部２２から入力信号の入力種別の情報を取得する。信号生成部２３は、テーブルＴｂ１を参照し、取得された入力種別に基づいて、各種の制御信号を生成してよい。信号生成部２３は、取得された入力種別の入力回数に基づいて、各種の制御信号を生成してよい。
【００５０】
生成された制御信号は、各種機器（例えば情報処理端末２０、他の端末）を制御するための信号として用いられてよい。制御信号は、情報処理端末２０の操作部２６が入力を受け付けた操作信号と同等に扱われてよい。つまり、制御信号は操作信号に相当してよい。また、制御信号は、通信部２１を介して他の端末に送信され、他の端末を制御するための制御信号や操作信号として用いられてよい。他の端末は、例えば通話相手のスマートフォン、車の制御装置であってよい。
【００５１】
情報処理端末２０は、例えばスマートフォンでよい。なお、情報処理端末２０は、スマートフォンに限らず、タブレット端末、ノートＰＣ（Personal Computer）等であってもよい。情報処理端末２０は、無線あるいは有線で他の情報処理端末とデータ通信可能に接続されてよい。この場合、複数の情報処理端末間で通信や通話が行われてよい。
【００５２】
なお、情報処理端末２０は、振動センサ１１，１２による振動の入力情報に基づいて、制御信号の生成を行うことができればよく、例えば操作部２６や表示部２７を備えない更に簡潔な構成を有していてもよい。
【００５３】
図３は、振動の入力に対応する制御信号が登録されたテーブルＴｂ１の登録内容を示す図である。
【００５４】
図３に示すように、例えば、右のまばたき２回の入力は、通話開始の制御信号を表してよい。左のまばたき３回の入力は、音楽再生の制御信号を表してよい。右の鼻鳴らし２回の入力は、カメラ撮影の制御信号を表してよい。左の鼻鳴らし３回の入力は、ブラウザ検索の制御信号を表してよい。なお、これらの制御信号は、一例であり、他の動作を行うための制御信号であってもよい。
【００５５】
また、テーブルＴｂ１には、左右のまばたきと左右の鼻鳴らしとの組み合わせの入力に対応する制御信号が登録されてもよい。例えば、左のまばたき１回の入力後、右の鼻鳴らし２回の入力は、ラジオ視聴の制御信号を表してよい。左鼻鳴らし２回の後、右のまばたき１回の入力は、メール送信の制御信号を表してよい。両方の鼻鳴らし２回の入力は、アプリ実行を表してよい。両眼のまばたき２回の入力は、計算実行の制御信号を表してよい。
【００５６】
図４は、左右のまばたきによる振動を検出する際の入力システム５の機能的構成を示すブロック図である。
【００５７】
ユーザＵＲは右眼のまばたきを行う（Ｕ１）。右眼のまばたきがあると、主に右の振動センサ１１が、右のまばたきによる振動を入力として検出する。同様に、ユーザＵＲが左眼のまばたきを行う（Ｕ２）。左眼のまばたきがあると、主に左の振動センサ１２が、左眼のまばたきによる振動を入力として検出する。
【００５８】
波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１又は左の振動センサ１２によって検出された振動の信号パターン（入力信号パターン）と、予めメモリ２４に登録されている信号パターン（登録信号パターン）と、を比較する。波形比較評価部２２は、この比較の結果、右の振動センサ１１及び左の振動センサ1２の少なくとも一方によって検出された振動パターンで示される入力種別を判定する。
【００５９】
また、波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１及び左の振動センサ１２で検出された信号パターンを比較し、右眼のまばたきか左眼のまばたきかを判定してよい。この場合、波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１及び左の振動センサ１２による検出された信号の信号レベルを比較し、信号レベルが大きい方の振動センサに近い眼によるまばたきであると判定してよい。このようにして、波形比較評価部２２は、左右の眼のまばたきのいずれによるものかを判定してよい。
【００６０】
信号生成部２３は、波形比較評価部２２による判定の結果、テーブルＴｂ１を参照し、左右の振動センサ１１，１２による振動パターンに対応する制御信号を生成する。例えば、主に右の振動センサ１１によって右眼のまばたきが２回検出された場合、信号生成部２３は、通話開始の制御信号を生成してよい。この制御信号の生成は、一例である。なお、まばたきを複数回行う場合、信号生成部２３は、単にまばたきの回数でなく、まばたきの時間間隔の長短に応じて、生成される制御信号を変えてもよい。入力システム５は、複数回左右のまばたきの場合に制御信号を生成することで、ユーザＵＲが無意識に左右のまばたきを行った場合でも、制御信号を生成することを抑制できる。
【００６１】
なお、信号生成部２３は、左右（左眼又は右眼）のまばたきが閾値ｔｈ１１の回数以上行われた場合に、制御信号を生成し、左右のまばたきが閾値ｔｈ１１の回数未満の場合、制御信号を生成しないようにしてもよい。閾値ｔｈ１１は、可変値でも固定値でもよい。閾値ｔｈ１１を設けることで、入力システム５は、ユーザＵＲが無意識にまばたきを行った場合に、制御信号を生成し、機器が制御されることを抑制できる。
【００６２】
図５は、鼻鳴らしによる振動を検出する際の入力システム５の機能的構成を示すブロック図である。
【００６３】
ユーザＵＲは鼻鳴らしを行う（Ｕ１０）。この鼻鳴らしは、右側の鼻のみ、左側の鼻のみ、あるいは両方の鼻で行われる。この鼻鳴らしによって、右の鼻腔を空気が流れ（Ｕ１１）、または、左の鼻腔を空気が流れる（Ｕ１２）。鼻腔を流れる空気によって、鼻部の皮膚に振動が起こる。右の鼻鳴らしがあると、主に右の振動センサ１１が、右の鼻鳴らしによる振動を入力として検出する。同様に、左の鼻鳴らしがあると、主に左の振動センサ１２が、左の鼻鳴らしによる振動を入力として検出する。
【００６４】
波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１又は左の振動センサ１２によって検出された信号パターン（入力信号パターン）と、予めメモリ２４に登録されている信号パターン（登録信号パターン）と、を比較する。波形比較評価部２２は、この比較の結果、右の振動センサ１１又は左の振動センサ１２によって検出された振動パターンで示される入力種別を判定する。
【００６５】
また、波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１及び左の振動センサ１２で検出された信号パターンを比較し、右の鼻鳴らしか左の鼻鳴らしかを判定してよい。この場合、波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１及び左の振動センサ１２による検出された信号の信号レベルを比較し、信号レベルが大きい方の振動センサに近い鼻による鼻鳴らしであると判定してよい。また、左右の振動センサ１１，１２による入力信号の信号レベルが同等である場合、左右両方の鼻鳴らしであると判定してよい。このようにして、波形比較評価部２２は、左右又は両方の鼻鳴らしのいずれによるものかを判定してよい。
【００６６】
信号生成部２３は、波形比較評価部２２による判定の結果、テーブルＴｂ１を参照し、左右の振動センサ１1，１２による振動に対応する制御信号を生成する。例えば、主に右の振動センサ１１によって右の鼻鳴らしが２回検出された場合、信号生成部２３は、カメラ撮影の制御信号を生成してよい。この制御信号の生成は、一例である。なお、鼻鳴しを複数回行う場合、信号生成部２３は、単に鼻鳴らしの回数でなく、鼻鳴らしの時間間隔の長短に応じて、生成される制御信号を変えてもよい。
【００６７】
なお、信号生成部２３は、鼻鳴らしが閾値ｔｈ１２の回数以上行われた場合に、制御信号を生成し、鼻鳴らしが閾値ｔｈ１２の回数未満の場合、制御信号を生成しないようにしてもよい。閾値ｔｈ１２は、可変値でも固定値でもよい。閾値ｔｈ１２を設けることで、入力システム５は、ユーザＵＲが無意識に鼻鳴らしを行った場合に、制御信号を生成し、機器が制御されることを抑制できる。
【００６８】
次に、入力システム５の動作を示す。入力システム５では、例えば入力システム５を起動するための起動スイッチをユーザＵＲが指で押下（オン）操作することで、駆動部１６が起動して各部に電源を供給する。起動スイッチは、センサユニット１０におけるいずれかの位置に設けられてよい。なお、駆動部１６は、振動センサ１１、１２の信号を常時監視し、所定の振動パターンが検出された場合に、起動するようにしてもよい。
【００６９】
図６は、入力システム５による入力動作手順を示すフローチャートである。
【００７０】
右の振動センサ１１及び左の振動センサ１２は、振動による入力を検出する（Ｓ１）。例えば、右の振動センサ１１は、主に、右眼のまばたきによる振動又は右の鼻鳴らしによる振動（入力）を検出してよい。例えば、左の振動センサ１２は、主に、左眼のまばたきによる振動又は左の鼻鳴らしによる振動を検出してよい。
【００７１】
送信部１５は、右の振動センサ１１及び左の振動センサ1２によって検出された振動（入力）の振動パターン（信号パターン）のデータを、情報処理端末２０に送信する（Ｓ２）。ここでの振動パターンのデータは、時系列で振幅値が変化し得る入力信号でよい。振動パターンのデータは、右の振動センサ１１及び左の振動センサ1２のそれぞれで検出されてよい。情報処理端末２０の通信部２１は、送信部１５から送信された振動パターンのデータを受信する。
【００７２】
波形比較評価部２２は、予めメモリ２４に登録された振動パターン（登録信号パターン）と、送信部１５から取得された振動パターン（入力信号パターン）とを比較し、入力種別を判定する。例えば、波形比較評価部２２は、取得された振動パターンの振動がまばたきによるものか否かを判別する（Ｓ３）。また、波形比較評価部２２は、取得された振動パターンの振動がまばたきによるものでない場合、波形比較評価部２２は、この振動が鼻鳴らしによるものか否かを判別する（Ｓ４）。鼻鳴らしによるものでない場合、入力システム５は、Ｓ１の処理に戻る。
【００７３】
一方、取得された振動パターンの振動が鼻鳴らしによるものである場合、波形比較評価部２２は、両方の鼻鳴らし、右の鼻鳴らし、左の鼻鳴らしのいずれであるかを判別する（Ｓ５）。この場合、波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１及び左の振動センサ１２によって検出された振動パターンの信号レベルによって、両方の鼻鳴らし、右の鼻鳴らし、左の鼻鳴らしのいずれであるかを判別してよい。
【００７４】
例えば、波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１によって検出された振動パターンの信号レベルと左の振動センサ１２によって検出された振動パターンの信号レベルとが、同等（例えば両方の信号レベルの差分が閾値ｔｈ２未満）である場合に、両方の鼻鳴らしであると判別してよい。波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１によって検出された振動パターンの信号レベルが左の振動センサ１２によって検出された振動パターンの信号レベルよりも閾値ｔｈ２以上大きい場合、右の鼻鳴らしであると判別してよい。波形比較評価部２２は、左の振動センサ１２によって検出された振動パターンの信号レベルが右の振動センサ１１によって検出された振動パターンの信号レベルよりも閾値ｔｈ２以上大きい場合、左の鼻鳴らしであると判別してよい。
【００７５】
例えば、信号生成部２３は、両方の鼻鳴らしであると判別された場合、両方の鼻鳴らしに対応する制御信号ｓｇ１を生成してよい（Ｓ６）。例えば、両方の鼻鳴らしが２回行われた場合、信号生成部２３は、テーブルＴｂ１を参照し、両方の鼻鳴らし２回に対応するアプリ実行の制御信号を生成してよい。
【００７６】
また、Ｓ５で右の鼻鳴らしであると判別された場合、信号生成部２３は、右の鼻鳴らしに対応する制御信号ｓｇ２を生成してよい。（Ｓ７）。例えば、右の鼻鳴らしが２回行われた場合、信号生成部２３は、テーブルＴｂ１を参照し、右の鼻鳴らし２回に対応する制御信号ｓｇ２、例えばカメラ撮影の制御信号を生成してよい。
【００７７】
また、Ｓ５で左の鼻鳴らしであると判別された場合、信号生成部２３は、左の鼻鳴らしに対応する制御信号ｓｇ３を生成してよい（Ｓ８）。例えば、左の鼻鳴らしが３回行われた場合、信号生成部２３は、テーブルＴｂ１を参照し、左の鼻鳴らし３回に対応する制御信号ｓｇ３、例えばブラウザ検索の制御信号を生成してよい。
【００７８】
Ｓ３でまばたきであると判別された場合、波形比較評価部２２は、右眼によるまばたき、及び、左眼によるまばたき、のいずれかであるかを判別する（Ｓ９）。この場合、波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１及び左の振動センサ１２によって検出された振動パターンの信号レベルによって、右眼のまばたきであるか、左眼のまばたきであるかを判別してよい。
【００７９】
例えば、波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１によって検出された振動パターンの信号レベルと左の振動センサ１２によって検出された振動パターンの信号レベルとが、同等（例えば両方の信号レベルの差分が閾値ｔｈ３未満）である場合に、両眼のまばたきであると判別してよい。波形比較評価部２２は、右の振動センサ１１によって検出された振動パターンの信号レベルが左の振動センサ１２によって検出された振動パターンの信号レベルよりも閾値ｔｈ３以上大きい場合、右眼のまばたきであると判別してよい。波形比較評価部２２は、左の振動センサ１２によって検出された振動パターンの信号レベルが右の振動センサ１１によって検出された振動パターンの信号レベルよりも閾値ｔｈ３以上大きい場合、左眼の鼻鳴らしであると判別してよい。
【００８０】
Ｓ９で右眼のまばたきであると判別された場合、信号生成部２３は、右眼のまばたきに対応する制御信号ｓｇ４を生成してよい（Ｓ１０）。例えば、右眼のまばたきが２回行われた場合、信号生成部２３は、テーブルＴｂ１を参照し、右眼のまばたき２回に対応する制御信号ｓｇ４、例えば通話開始を生成してよい。
【００８１】
Ｓ９で左眼のまばたきであると判別された場合、信号生成部２３は、左眼のまばたきに対応する制御信号ｓｇ５を生成してよい（Ｓ１１）。例えば、左眼のまばたきが３回行われた場合、信号生成部２３は、テーブルＴｂ１を参照し、左眼のまばたき３回に対応する制御信号ｓｇ５、例えば音楽再生の制御信号を生成してよい。
【００８２】
Ｓ６〜Ｓ１１の処理後、信号生成部２３は本処理を終了する。
【００８３】
このように、第１の実施形態における入力システム５では、センサユニット１０は、まばたき（ウインク）や鼻ならしに起因する人体（ユーザＵＲ）の頭部の一部の皮膚の動き（振動）を、入力として検出する。そして、情報処理端末２０のプロセッサ２５は、検出された振動の入力に応じた制御信号を生成する。よって、入力システム５は、工場や倉庫、建設現場等で作業する場合、両手が塞がっていて機器を手で操作できない状況であっても、ユーザＵＲはハンズフリーで制御信号を生成できる。制御信号は、例えば、各種機器（例えば情報処理端末２０）を操作するための操作信号として機能できる。ユーザＵＲが手で操作できない（手を使えない）状況として、例えば、店舗、鉄道、道路を整備する場合が挙げられる。また、このようなハンズフリーで操作可能な入力システム５は、一般の消費者でも、車の運転やスポーツ等を行って手が使えない場合、カーオーディオやヘッドホンの音量を変える操作を行う場合や、情報処理端末２０に表示されたゲームに現れるキャラクタを操作する場合等にも、有効である。つまり、情報処理端末２０又は他の端末は、車に搭載される制御装置であってもよい。
【００８４】
また、振動を用いて入力を検出することは共通しているが、入力システム５は、ユーザＵＲの都合に合わせて顔の一部の皮膚を振動させることで、ユーザＵＲの都合に合ったユーザインタフェースとして動作可能である。例えば、入力システム５は、眼が不自由でまだたきができないユーザＵＲに対しては、鼻鳴らしや発声を用いた入力を検出できる。入力システム５は、副鼻腔炎等で鼻腔に空気が流れにくいユーザＵＲに対しては、まだたきや発声を用いた入力を検出できる。このように、入力システム５は、使い勝手の良好なユーザインタフェースとして動作できる。
【００８５】
以上のように、本実施形態の入力システム５は、ユーザＵＲの顔の一部に接触し、ユーザＵＲの顔の一部の皮膚の振動を入力として検出し、入力信号に変換する振動センサ１１，１２と、入力信号の時系列変化を示す信号パターンに基づいて、情報処理端末２０（機器の一例）を制御するための制御信号を生成するプロセッサ２５と、を備える。
【００８６】
これにより、入力システム５は、光を用いずに、振動を用いて入力を検出するので、暗闇でも検出精度の低下を抑制できる。また、振動センサ１１，１２は、光検出するためのセンサと比較すると、例えば圧電センサのような簡素な構成で入力を検出できる。よって、入力システム５は、暗闇等の環境によることなく、振動による入力を容易に検出でき、機器の制御信号を生成できる。また、入力システム５は、振動センサ１１，１２を用いるので、騒音が大きい場所でも、騒音に埋もれることなく、また、騒音が小さい場所でも、周囲に音声が聴かれることもなく、入力を検出できる。よって、音声認識により入力を基に制御信号を生成するような入力装置と比較すると、騒音環境下であっても、入力の検出精度の劣化を抑制できる。また、入力システム５は、カメラによるジェスチャー認識を利用する入力装置と比較すると、暗闇環境下においても、入力の検出精度の劣化を抑制できる。したがって、入力システム５は、入力検出が困難となり得る様々な環境下においても、入力の検出精度の低下を抑制し、制御信号の生成精度の低下を抑制できる。したがって、入力システム５は、高精度なＵＩとして動作できる。ユーザＵＲは、例えば情報処理端末２０をハンズフリーで操作可能である。
【００８７】
また、プロセッサ２５は、振動センサ１１，１２によって取得された入力信号の信号パターンに基づいて、入力種別を判定してよい。プロセッサ２５は、入力種別に基づいて、制御信号を生成してよい。
【００８８】
顔の一部の皮膚の振動は、例えば顔のどの位置を動かすかによって振動のパターンが異なる。よって、入力種別毎に固有の信号パターンがある。入力システム５は、この固有の信号パターンを利用して入力の種別を判定できる。よって、入力システム５は、入力種別毎に特定の操作を行うＵＩ（User Interface）として動作できる。
【００８９】
また、振動センサ１１，１２は、ユーザＵＲの左眼の近傍の皮膚に接触して振動を検出する振動センサ１２（第１の振動センサの一例）と、ユーザＵＲの右眼の近傍の皮膚に接触して振動を検出する振動センサ１１（第２の振動センサの一例）と、を含んでよい。プロセッサ２５は、振動センサ１２により得られた入力信号の信号パターン及び振動センサ１１により得られた入力信号の信号パターンに基づいて、ユーザＵＲの左右のまばたき（眼の開閉状態の一例）を判定してよい。プロセッサ２５は、ユーザＵＲの左右のまばたきに基づいて、制御信号を生成してよい。
【００９０】
例えば、咽頭部付近は発声する度に皮膚の位置変動が発生するが、左右の眼の近傍は意識的にウインク等を行わないと、左右片方の皮膚の位置変動が発生し難い。よって、入力システム５は、左右の眼の近傍（好ましくは、鼻と眼と頬の間の皮膚の位置変動が意識的に行い易い領域）の皮膚の振動を検出することで、無意識による皮膚の振動の検出を抑制して、ＵＩとして動作できる。つまり、入力システム５は、左右の信号パターンを比較することで、無意識に発したまばたき等と区別し、誤入力の検出を抑制できる。このように、入力システム５は、ユーザＵＲが左右の眼をまばたきするという単純な行為で、制御信号を生成できる。
【００９１】
また、振動センサ１１，１２は、ユーザＵＲの鼻梁近傍の皮膚に接触して振動を検出してよい。プロセッサ２５は、振動センサ１１，１２によって検出される振動の信号パターンに基づいて、ユーザＵＲの鼻腔を利用した鼻鳴らしを検出してよい。プロセッサ２５は、鼻鳴らしの検出回数が閾値ｔｈ１２以上である場合、制御信号を生成してよい。
【００９２】
例えば、咽頭部付近は発声する度に皮膚の位置変動が発生するが、鼻部近傍は意識的に鼻ならしを行わないと、皮膚の位置変動が発生し難い。よって、入力システム５は、鼻骨近傍（好ましくは、鼻と目と頬の間の皮膚の位置変動が意識的に行い易い領域）の皮膚の振動を検出することで、無意識による皮膚の振動の検出を抑制して、ＵＩとして動作できる。また、入力システム５は、鼻孔内部の空気の流れや顔面の筋肉の動きで生じる鼻骨の振動をセンシングして、入力として検出できる。入力システム５は、鼻鳴らしの検出回数と比較される閾値ｔｈ１２を設けることで、無意識に発した鼻鳴らしが入力として検出されることを抑制できる。このように、入力システム５は、鼻を鳴らすという単純な行為で、制御信号を生成するための入力を簡単に行うことができる。また、入力システム５は、鼻鳴らしの検出回数が閾値ｔｈ１２以上に限定することで、単に鼻を鳴らしただけで入力と判断されるような誤検出を防止できる。
【００９３】
振動センサ１２（第３の振動センサの一例）は、ユーザＵＲの鼻梁を挟んで左側に配置されてよい。振動センサ１１（第４の振動センサの一例）は、ユーザＵＲの鼻梁を挟んで右側に配置されてよい。プロセッサ２５は、振動センサ１２によって検出された振動による振動パターン（入力信号の信号パターンの一例）に基づいて、ユーザＵＲの鼻腔の左側を利用した鼻鳴らし（第１の鼻鳴らしの一例）であるか、ユーザＵＲの鼻腔の右側を利用した鼻鳴らし（第２の鼻鳴らしの一例）であるか、を判定してよい。プロセッサ２５は、第１の鼻鳴らしであるか第２の鼻鳴らしであるかに基づいて、制御信号を生成してよい。
【００９４】
これにより、入力システム５は、例えばユーザＵＲが片方（左又は右）の鼻孔を用いて鼻を鳴らした行為や回数を検出することで、左右の鼻鳴らし（第１の鼻鳴らし、第２の鼻鳴らし）で異なる入力を検出できる。また、入力システム５は、左右の鼻鳴らしの検出態様（例えば検出回数や検出間隔）を組み合わせることで、多くの制御信号を生成できる。さらに、入力システム５は、左右の鼻鳴らしと眼のまばたきとを組み合わせることで、より多くの制御信号を生成してもよい。
【００９５】
また、振動センサ１１，１２は、鼻腔共鳴を用いた骨伝導マイクとして動作してよい。
【００９６】
これにより、入力システム５は、振動センサ１１，１２を、骨伝導マイクとして音声に基づく振動の検出にも用いることができ、各種情報を入力として検出する入力センサと骨伝導マイクロホンとを兼用できる。また、入力システム５は、振動により検出された音声を音声認識して得られた音声認識情報を、制御信号の生成の基となる入力として扱ってもよい。したがって、入力システム５は、更に多様な入力を検出でき、多様な制御信号を生成できる。また、入力システム５は、振動による入力検出を行う振動センサ１１，１２が骨伝導マイクを兼ねるので、入力検出用と振動による音声検出用とで別々にセンサを用意する必要が無く、部品点数を低減できる。また、入力システム５は、骨伝導技術を用いた振動により音声検出することで、騒音環境下においても高精度にユーザＵＲの発声による入力を検出できる。検出されたユーザＵＲの発声による音声は、情報処理端末２０を介して他の情報処理端末へ送信されることで、複数のユーザ間での通話が可能となる。
【００９７】
また、入力システム５は、振動センサ１１，１２により得られた入力信号を情報処理端末２０に送信する送信部１５と、入力信号を受信する通信部２１（受信部の一例）と、を備えてよい。プロセッサ２５は、通信部２１により受信された入力信号の信号パターンに基づいて、制御信号を生成してよい。
【００９８】
これにより、入力システム５は、振動センサ１１，１２とプロセッサ２５とを離間して配置でき、例えばセンサユニット１０と一体にして振動センサ１１，１２とともにプロセッサ２５を設けることを不要にできる。この場合でも、振動センサ１１，１２により検出された振動の入力を用いて、制御信号を生成でき、ＵＩとして動作できる。また、振動センサ１１，１２や送信部１５等の最小限の構成要素をユーザＵＲが身につけるセンサユニット１０内に配置すればよく、センサユニット１０の小型化を実現できる。
【００９９】
また、入力システム５は、信号パターン（登録信号パターンの一例）の情報を記憶（保持）するメモリ２４を備えてよい。プロセッサ２５は、入力信号の信号パターン（入力信号パターン）とメモリ２４に保持された信号パターン（登録信号パターン）とを比較し、比較結果に基づいて、制御信号を生成してよい。
【０１００】
これにより、入力システム５は、入力信号パターンがどのような入力を示すかを、登録信号パターンを用いて確認できる。入力システム５は、例えば通信部２１を介して外部サーバと接続し、外部サーバから、ウインク、鼻ならし、発声等の入力種別の信号パターンを取得できる。入力システム５は、この外部サーバから取得された信号パターンを、振動センサ１１，１２により得られた信号パターンと比較される比較対象とすることができる。この場合、入力システム５は、比較対象を保存するための初期設定のために、振動センサ１１，１２で信号パターンを検出することが不要となる。
【０１０１】
また、振動センサ１１，１２は、入力信号として、第１の入力信号と第２の入力信号とを異なるタイミングで取得してよい。つまり、振動センサ１１，１２により時間差で振動による入力を検出してよい。プロセッサ２５は、第１の入力信号の信号パターンが検出される前に、振動センサ１１，１２により検出された第２の入力信号の信号パターンを、メモリ２４に記憶（保持）させてよい。第２の入力信号の信号パターンが、登録信号パターンとなってよい。信号生成部２３は、第１の入力信号の信号パターンと第２の入力信号の信号パターンとを比較し、比較結果に基づいて、制御信号を生成してよい。
【０１０２】
これにより、入力システム５は、初期設定として、ユーザＵＲによる第２の入力信号の信号パターン（ウインク、鼻鳴らし、発声、等の信号パターン）を保持しておくことで、この信号パターンとの類似度を加味して、その後の振動による入力がどのような入力であるかを判定可能である。よって、ユーザＩ１による皮膚の位置変動の傾向が反映された第２の入力信号の信号パターンと、第１の入力信号とが比較されるので、入力システム５は、ユーザＵＲによる振動入力の検出傾向を加味して、入力検出の検出精度を向上できる。
【０１０３】
（第１の実施形態の変形例１）
第１の実施形態では、左右の振動センサ１１，１２からの振動による電気信号（入力信号）は、無線で情報処理端末２０に送信されたが、変形例１では、有線で情報処理端末に送信される場合を示す。
【０１０４】
図７は、第１の実施形態の変形例１における入力システム５Ａの概要を示す図である。第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付すことでその説明を省略する。入力システム５Ａは、入力システム５と同様、情報処理端末２０等の操作信号としての制御信号を生成する入力装置として使用される。
【０１０５】
センサユニット１０Ａは、ホルダ１０ｚに保持された、右の振動センサ１１、左の振動センサ１２、駆動検出部１１５、１１６、及びケーブル１１８、１１９を有する。
【０１０６】
駆動検出部１１５は、バッテリ（電池）を内蔵してよい。バッテリは、１次電池、２次電池のどちらでもよい。駆動検出部１１５は、左の振動センサ１２によって検出された振動の電気信号（入力信号）を、ケーブル１１８を介して、情報処理端末２０Ａに送信する。また、駆動検出部１１５は、情報処理端末２０Ａからケーブル１１９を介して給電された電源を用いて、左の振動センサ１２を駆動してもよい。この場合、駆動検出部１１６はバッテリを内蔵しなくてもよい。
【０１０７】
同様に、駆動検出部１１６は、バッテリ（電池）を内蔵してよい。バッテリは、１次電池、２次電池のどちらでもよい。駆動検出部１１６は、右の振動センサ１１によって検出された振動の電気信号（入力信号）を、ケーブル１１９を介して、情報処理端末２０Ａに送信する。また、駆動検出部１１６は、情報処理端末２０Ａからケーブル１１９を介して給電された電源を用いて、右の振動センサ１１を駆動してもよい。この場合、駆動検出部１１６はバッテリを内蔵しなくてもよい。
【０１０８】
情報処理端末２０Ａは、情報処理端末２０と同様、通信部２１、メモリ２４、プロセッサ２５、操作部２６、及び表示部２７を有してよい。プロセッサ２５は、波形比較評価部２２及び信号生成部２３としての機能を有してよい。
【０１０９】
このように、センサユニット１０Ａは、情報処理端末２０Ａからケーブル１１８，１１９を介して電力の供給を受ける場合、バッテリを内蔵しないで済む。これにより、センサユニット１０Ａ側でのバッテリ交換を不要にできる。また、センサユニット１０Ａと情報処理端末２０Ａとがケーブル１１８，１１９を介して繋がるので、周囲の電波状況によらず、電気信号（入力信号）等のデータ通信が良好になる。
【０１１０】
（第１の実施形態の変形例２）
図８は、第１の実施形態の変形例２における入力システム５Ｂの外観を示す斜視図である。
【０１１１】
入力システム５Ｂは、センサユニット１０Ｂ及び情報処理端末２０を有する。センサユニット１０Ｂは、センサユニット１０と同様に、振動センサ１１，１２、送信部１５、及び駆動部１６を有してよい。
【０１１２】
センサユニット１０Ｂは、逆Ｕ字形状を有するワイヤフレーム１０Ｂ１（ホルダの一例）を有する。ワイヤフレーム１０Ｂ１は、内側を押圧するようなバネ性（弾性）を有する材料で成形される。ワイヤフレームの材料として、例えばチタン等の金属を樹脂で被覆したものが挙げられる。ワイヤフレーム１０Ｂ１の両端部には、振動センサ１１Ｂ，１２Ｂが取り付けられる。
【０１１３】
振動センサ１１Ｂ，１２Ｂは、鼻梁の側面に密着し易いように、扁平した形状を有する。振動センサ１１Ｂ，１２Ｂの外側は、圧電素子を内包するゲル素材で覆われてよい。ゲル素材として、例えばシリコーンハイドロゲルが挙げられる。これにより、振動センサ１１Ｂ，１２Ｂは、長時間使用しても肌表面に負担をかけにくくなる。また、ゲル素材が軟性材料であるために、振動センサ１１Ｂ，１２Ｂは、皮膚の振動を検出し易くなる。なお、この振動センサの形状や素材は、各実施形態や各変形例で採用されてもよい。
【０１１４】
センサユニット１０Ｂは、箱形の筐体１０ｘを有する。筐体１０ｘの上面には、入力システム５Ｂを起動させるための起動スイッチ１０ｙが設けられる。筐体１０ｘには、送信部１５及び駆動部１６が内蔵されてよい。
【０１１５】
振動センサ１１Ｂ，１２Ｂの仕様、及び情報処理端末２０のハードウェア構成は、第１の実施形態と同様である。したがって、入力システム５Ｂは、入力システム５と同様に動作する。
【０１１６】
図９は、入力システム５Ｂの使用状態を示す図である。ユーザＵＲが、ワイヤフレーム１０Ｂ１を広げて鼻梁にセットすると、振動センサ１１Ｂ，１２Ｂは、鼻梁の両脇に当接し、筐体１０ｘは、鼻梁の上部に位置する。振動センサ１１Ｂ，１２Ｂは、ユーザＵＲによる顔の一部の皮膚の振動（例えばウインク、鼻鳴らし）や発声に基づく振動を検出してよい。発声に基づく振動は、骨導音として検出されてよい。
【０１１７】
このように、センサユニット１０Ｂは、鼻近傍にセンサユニット１０Ｂ全体を配置可能なセンサ独立タイプの構成を有してもよい。
【０１１８】
（第１の実施形態の変形例３）
図１０は、第１の実施形態の変形例３における入力システム５Ｄの形状を示す図である。図１１は、入力システム５Ｄの使用状態を示す図である。
【０１１９】
入力システム５Ｄは、ユーザＵＲの顔面に装置されるセンサユニット１０Ｄと、情報処理端末２０と、を有する。センサユニット１０Ｄは、ワイヤフレーム３０１（ホルダの一例）で成形される。ワイヤフレーム３０１は、鼻梁を跨いで左右に延び、耳にかかるように端部が湾曲した形状を有する。鼻梁を跨ぐワイヤフレーム３０１の左右には、振動センサ１１，１２が取り付けられる。駆動部１６及び送信部１５（不図示）は、ワイヤフレーム３０１に取り付けられ、又は収容される。また、情報処理端末２０は、第１の実施形態と同様である。
【０１２０】
変形例３の入力システム５Ｄでは、ワイヤフレーム３０１が鼻と両耳によって支持されるので、外れにくく長時間使用に好適である。
【０１２１】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、振動センサを含む入力システム５を骨伝導マイクとして兼用可能であることを示した。第２の実施形態では、振動センサ及び振動スピーカを含む入力システムを骨伝導ヘッドセットとして兼用することを示す。
【０１２２】
図１２は、第２の実施形態における入力システム５Ｅの概要を示す図である。図１、図７に示した入力システム５，５Ａ，５Ｂと同一の構成要素については、同一の符号を付すことでその説明を省略する。なお、ここでは、センサユニット１０Ｅと情報処理端末２０Ｅとが有線で接続されることを例示するが、無線で接続されてもよい。
【０１２３】
入力システム５Ｅは、骨伝導ヘッドセットとして利用可能である他、入力システム５と同様、情報処理端末２０等の操作信号としての制御信号を生成する入力装置としても使用される。
【０１２４】
センサユニット１０Ｅは、ホルダ１０ｚに保持された、右の振動センサ１１、左の振動センサ１２、左の振動スピーカ２１２、右の振動スピーカ２１１、駆動検出部１１５、１１６、及びケーブル１１８、１１９を有する。
【０１２５】
駆動検出部１１５は、左の振動センサ１２によって検出された振動の電気信号（入力信号）を、ケーブル１１８を介して、情報処理端末２０Ｅに送信する。また、駆動検出部１１５は、情報処理端末２０Ｅからケーブル１１８を介して給電された電源を用いて、左の振動センサ１２を駆動してよい。また、駆動検出部１１５は、ケーブル１１８を介して、情報処理端末２０の通信部２１からの信号を取得し、振動スピーカ２１２に出力する。振動スピーカ２１２は、例えば外耳近傍（例えば耳珠やこめかみ）の肌表面に密着するように配置され、取得された信号に応じた振動を、外耳近傍（例えば耳珠やこめかみ）に与える。ユーザＵＲは、この振動を骨導音（振動出力された音）として聴く。
【０１２６】
同様に、駆動検出部１１６は、右の振動センサ１１によって検出された振動の電気信号（入力信号）を、ケーブル１１９を介して、情報処理端末２０Ｅに送信する。また、駆動検出部１１６は、情報処理端末２０Ｅからケーブル１１９を介して給電された電源を用いて、右の振動センサ１１を駆動してよい。また、駆動検出部１１６は、ケーブル１１８を介して、情報処理端末２０の通信部２１からの信号を取得し、振動スピーカ２１１に出力する。振動スピーカ２１１は、外耳近傍（例えば耳珠やこめかみ）の肌表面に密着するように配置され、取得された信号に応じた振動を、外耳近傍に与える。ユーザＵＲは、この振動を骨導音として聴く。
【０１２７】
情報処理端末２０Ｅは、情報処理端末２０，２０Ａと同様、通信部２１、メモリ２４、プロセッサ２５、操作部２６、表示部２７、等を有する。なお、情報処理端末２０Ｅのプロセッサ２５は、波形比較評価部２２、信号生成部２３、の他、増幅部２２５としての機能を有する。増幅部２２５は、通信部２１やメモリ２４や操作部２６から入力された信号（例えば通話相手の音声、音楽等の音響信号、操作音、その他の音響信号）を増幅し、ケーブル１１８，１１９を介して振動スピーカ２１２，２１１にそれぞれ出力してよい。振動スピーカ２１２，２１１は、この取得された信号を振動で出力してよい。
【０１２８】
また、増幅部２２５は、振動センサ１２，１１から入力された信号を増幅し、メモリ２４に保持したり、波形を比較するための波形比較評価部２２に出力したりしてよい。これにより、情報処理端末２０Ｅは、波形比較評価部２２に十分な信号レベルの振動に基づく入力信号を入力でき、入力種別の判別の判別精度を向上できる。
【０１２９】
振動スピーカ２１２，２１１は、例えば、振動センサ１２，１１による振動の入力を基に生成された制御信号に関する情報を出力してよい。例えば、波形比較評価部２２により右の鼻鳴らし２回の入力があったと判別された場合、振動スピーカ２１２，２１１から、右の鼻鳴らし２回に対応する「カメラ撮影」である旨を示す音声の振動が出力されてよい。これにより、ユーザＵＲは、ユーザＵＲが顔の一部を位置変動させて入力した内容を確認でき、ユーザＵＲの意思と入力内容が一致しているか否かを確認できる。
【０１３０】
メモリ２４は、センサユニット１０Ｅから受信した、振動センサ１１，１２により振動で検出された入力のデータを記憶してよい。また、メモリ２４は、センサユニット１０Ｅに送信する、振動スピーカ２１１，２１２で振動により出力されるデータ（例えば各種音声データや音響データ）を記憶してよい。
【０１３１】
このように、入力システム５Ｅは、ユーザＵＲの顔に接触して配置された振動スピーカ２１１，２１２、を備えてよい。振動スピーカ２１１，２１２は、音響信号をケーブル１１８，１１９等を介して取得し、音響信号を機械的振動に変換して出力してよい。
【０１３２】
これにより、入力システム５Ｅは、ユーザＵＲの顔の一部の皮膚の振動による入力を検出するＵＩとして動作でき、更に、振動センサ１１，１２と音響信号を振動により出力する振動スピーカ２１１，２１２とを有する骨伝導ヘッドセットとして動作できる。よって、入力システム５Ｅは、入力検出用と振動による音声入出力用とで別々にセンサや機器を用意する必要が無く、部品点数を低減できる。
【０１３３】
（第２の実施形態の変形例１）
図１３は、第２の実施形態の変形例１におけるメガネタイプのセンサユニットが取り付けられたホルダ（メガネフレーム）を有する入力システム５Ｆの外観を示す図である。メガネフレーム２１０Ａの左右のテンプル２１１Ｌ，２１１Ｒの下側には、それぞれ左右の振動スピーカ２１２，２２１が取り付けられる。メガネフレーム２１０Ａのブリッジ２１３には、振動センサ１１，１２が取り付けられる。振動センサ１１，１２は、骨伝導マイクとして動作する。
【０１３４】
この場合、振動センサ１１，１２が取り付けられたクリップ２３５は、メガネフレーム２１０Ａのクリングスを兼ねてもよい。振動センサ１１，１２は、鼻を挟むようにしてメガネフレーム２１０Ａを支持するパッドを兼ねてもよい。メガネフレーム２１０Ａのリムには、度付きレンズや偏光レンズが嵌め込まれてよいし、レンズ無しで開口が形成されてもよい。
【０１３５】
第２の実施形態の変形例１におけるメガネタイプの入力システム５Ｆでは、入力システム５Ｆのホルダとメガネとが一体化される。したがって、メガネをかける必要のある人にとっては、メガネフレームと入力システム５Ｆのホルダを別々に顔面に掛ける必要がなく、また、メガネが邪魔になることなく、使い勝手が良くなる。また、メガネフレームとしてのホルダは、他のホルダ（例えば図８、図１０参照）と比較して太くかつ長い傾向にあるので、メガネフレームの内部に収容される送信部１５や駆動部１６（又は駆動検出部１１５，１１６）の配置の自由度が高い。
【０１３６】
図１４は、入力システム５Ｆの使用状態を示す図である。ユーザＵＲがメガネタイプの入力システム５Ｆのホルダを顔面に装着すると、振動センサ１１，１２は、鼻梁を跨いで鼻の両側に当接し、鼻腔を流れる空気による等の皮膚の振動を検出可能となる。また、振動スピーカ２１２，２１１は、外耳近傍（例えば耳珠やこめかみ）の肌表面に密着し、骨導音が生じるような振動を外耳近傍に与える。
【０１３７】
なお、入力システム５Ｆは、メガネタイプのホルダにおいて振動スピーカ２１２，２１２を有しなくてもよい。つまり、第１の実施形態において、メガネタイプのホルダが用いられてよい。
【０１３８】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３９】
上記実施形態では、振動センサ１１，１２は、鼻、眼、頬、付近の皮膚に接触するよう配置されることを例示したが、ユーザＵＲの顔における他の位置に接触するように配置されてよい。この場合でもユーザＵＲによる意識的な顔の一部の皮膚の位置変動を検出できれば、振動パターンに基づく制御信号の生成が可能である。
【０１４０】
上記実施形態では、制御信号の生成に係る処理を行うプロセッサ２５が情報処理端末２０内に配置されることを例示したが、これに限られない。例えば、プロセッサ２５は、振動センサ１１，１２が存在するセンサユニット内に配置されてもよい。これにより、入力システムの全ての構成要素が１つの装置、器具内に収容されるようにしてよい。これにより、入力システムの小型化が実現でき、取扱いが容易になる。
【０１４１】
上記実施形態では、プロセッサは、物理的にどのように構成してもよい。また、プログラム可能なプロセッサを用いれば、プログラムの変更により処理内容を変更できるので、プロセッサの設計の自由度を高めることができる。プロセッサは、１つの半導体チップで構成してもよいし、物理的に複数の半導体チップで構成してもよい。複数の半導体チップで構成する場合、上記実施形態の各制御をそれぞれ別の半導体チップで実現してもよい。この場合、それらの複数の半導体チップで１つのプロセッサを構成すると考えることができる。また、プロセッサは、半導体チップと別の機能を有する部材（コンデンサ等）で構成してもよい。また、プロセッサが有する機能とそれ以外の機能とを実現するように、１つの半導体チップを構成してもよい。また、複数のプロセッサが１つのプロセッサで構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本開示は、暗闇等の環境においても、検出精度の劣化を抑制して、入力に伴う機器の制御信号の生成精度の劣化を抑制できる入力システム及び入力制御方法等に有用である。
【符号の説明】
【０１４３】
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ  入力システム
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅ  センサユニット
１０Ｂ１  ワイヤフレーム
１０ｘ  筐体
１０ｙ  起動スイッチ
１０ｚ  ホルダ
１１，１１Ｂ，１２，１２Ｂ  振動センサ
１５  送信部
１６  駆動部
２０，２０Ａ，２０Ｅ  情報処理端末
２１  通信部
２２  波形比較評価部
２３  信号生成部
２４  メモリ
２５  プロセッサ
２６  操作部
２７  表示部
３０  情報処理端末
１１５，１１６  駆動検出部
１１８，１１９  ケーブル
２１０Ａ  メガネフレーム
２１１，２１２  振動スピーカ
２１３  ブリッジ
２１１Ｌ，２１１Ｒ  テンプル
２２５  増幅部
２３５  クリップ
Ｔｂ１  テーブル
【図１】
2020035204.tif 000003
【図２Ａ】
2020035204.tif 000004
【図２Ｂ】
2020035204.tif 000005
【図２Ｃ】
2020035204.tif 000006
【図２Ｄ】
2020035204.tif 000007
【図２Ｅ】
2020035204.tif 000008
【図２Ｆ】
2020035204.tif 000009
【図３】
2020035204.tif 000010
【図４】
2020035204.tif 000011
【図５】
2020035204.tif 000012
【図６】
2020035204.tif 000013
【図７】
2020035204.tif 000014
【図８】
2020035204.tif 000015
【図９】
2020035204.tif 000016
【図１０】
2020035204.tif 000017
【図１１】
2020035204.tif 000018
【図１２】
2020035204.tif 000019
【図１３】
2020035204.tif 000020
【図１４】
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