(57)【要約】【課題】  本願発明は、ユーザの微少な動きによって操作を受け付け可能な操作性のよいインターフェース装置の提供をする。【解決手段】  ユーザからの操作の有無を検知し、検知結果を外部装置に伝達するインターフェース装置であって、空気を内包する袋状の操作部と、検知部位が操作部に取り付けられ、内部の空気圧を検知して信号として出力する空気圧検知部３１と、空気圧検知部３１の検知出力のレベルが変化した時における信号を抽出して操作信号を生成する信号生成部３２と、生成された操作信号を外部装置に出力する出力部３３とを有する。【選択図】          図２
2005021610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザからの操作の有無を検知し、検知結果を外部装置に伝達するインターフェース装置であって、
空気を内包する袋状の操作部と、
検知部位が前記操作部に取り付けられ、内部の空気圧を検知して信号として出力する空気圧検知部と、
前記空気圧検知部の検知出力のレベルが変化した時における信号を抽出して操作信号を生成する信号生成部と、
生成された前記操作信号を外部装置に出力する出力部とを有するインターフェース装置。
【請求項２】
前記操作部は開口部を有し、前記空気圧検知部は、前記開口部を閉塞する状態で取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のインターフェース装置。
【請求項３】
前記空気圧検知部は、前記空気圧を電圧に変換して出力し、
前記信号生成部は、前記電圧のレベル変化分のみを取り出すべく直流成分をカットする回路を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のインターフェース装置。
【請求項４】
前記信号生成部は、前記取り出された電圧のレベル変化分を増幅する回路を備えることを特徴とする請求項３に記載のインターフェース装置。
【請求項５】
前記信号生成部は、前記空気圧検知部によって、空気圧が上昇したときの信号に基づいて操作信号を生成する第１のモードと、空気圧が低下したときの信号に基づいて操作信号を生成する第２のモードとを切り換える、検知モード切換部を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインターフェース装置。
【請求項６】
前記信号生成部は、タイマ及びカウンタを備え、前記空気圧検知部の検知出力のレベルが変化した時における信号が所定時間内に所定回数以上計数されたとき、操作信号を生成し、出力することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインターフェース装置。
【請求項７】
前記操作部は、内部に多孔性部材と、この多孔性部材を覆うコーティング部材とから成ることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のインターフェース装置。
【請求項８】
前記操作部は、平面視で人の掌と略同一のサイズを有する樹脂フィルム製の袋であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のインターフェース装置。
【請求項９】
前記操作部は、平面視で人の掌（成人の掌、子供の掌を含む）と略同一のサイズを有することを特徴とする請求項８に記載のインターフェース装置。
【請求項１０】
前記空気圧検知部は、半導体歪ゲージを備えることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載のインターフェース装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの操作部への操作の有無を検知し、検知結果を外部装置に伝達するインターフェース装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、操作者の操作部への操作の有無を検知し、検知結果を外部装置に伝達するインターフェース装置は知られている。従来のインターフェース装置は、ユーザからの操作の有無を検知するダイアフラム式空圧スイッチを内部に有し、空気を内包された小形の操作部と、当該ダイアフラム式空圧スイッチがオンしたときに外部装置に操作信号を出力するための信号出力回路部とを備えているものである。ダイアフラム式空圧スイッチは、空気を内包した操作部内の空気圧の変動に応じて変形する膜を有しており、この膜が信号出力回路の接点となっているのである。操作者が、この操作部を押す又は握る等の操作をすることにより操作部内の空気圧を所定値以上変動させることで、信号出力回路に接し、意思伝達信号が外部装置に出力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のダイアフラム式空圧スイッチを用いたインターフェース装置では、意思伝達信号を外部装置に出力するために要する空気圧の変化の閾値が、一旦調節された後に、容易に変更不可能であった。従って、インターフェース装置に操作信号を出力させるためには、操作者が操作部内の空気圧を閾値以上変動させる必要があり、従来のインターフェース装置では、操作者の操作部を操作する体の部位に麻痺やけが（術後等）がある場合には操作信号を外部装置に伝達できない場合があった。一方、操作者が操作部内の空気圧を閾値以上に変化させた場合に必ず操作信号が出力されてしまうため、従来のインターフェース装置では、操作者の操作部を操作する体の部位に麻痺やけが（術後等）があって押圧姿勢を容易に解除できない場合には、操作部を押圧しつづけることで操作部内の空気を閾値以上に変動させてしまい、操作者の意に反して操作信号が出力されてしまう場合があった。
【０００４】
上記課題を解決するために、本願発明は、操作者の定常的でない微小な操作量を検知して、外部装置に操作信号を出力可能なインターフェース装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、ユーザからの操作の有無を検知し、検知結果を外部装置に伝達するインターフェース装置であって、空気を内包する袋状の操作部と、検知部位が前記操作部に取り付けられ、内部の空気圧を検知して信号として出力する空気圧検知部と、前記空気圧検知部の検知出力のレベルが変化した時における信号を抽出して操作信号を生成する信号生成部と、生成された前記操作信号を外部装置に出力する出力部とを有する。
【０００６】
この構成によれば、操作者の操作、すなわち身体の一部、例えば指先による帯状の操作部へのタッチ圧の違いによって、操作部内の空気圧が変化する。空気圧検知部は、操作部内の空気圧の検知を行っており、検知信号として出力している。信号生成部によって、空気圧検知部の検知出力のレベルが変化した時における信号が抽出され、抽出された信号を基に操作信号が生成され、生成された操作信号が外部装置に出力される。従って、袋状の操作部内の空気圧を変化させるだけの操作者の微小な動きで、操作信号の出力が可能となり、操作者が定常的な操作ができなくても操作信号の出力が可能となる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインターフェース装置であって、前記操作部は開口部を有し、前記空気圧検知部は、前記開口部を閉塞する状態で取り付けられることを特徴とする。これによって、操作部内の空気圧の変化が迅速かつ正確に空気圧検知部に伝達され、空気圧検知部が、迅速かつ正確に空気圧を検知することが可能となる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインターフェース装置において、前記空気圧検知部は、前記空気圧を電圧に変換して出力し、前記信号生成部は、前記電圧のレベル変化分のみを取り出すべく直流成分をカットする回路を備えることを特徴とする。すなわち、直流電圧分がカットされて、空気圧の変化に対応する電圧の変化分のみが取り出されるため、操作者が操作部に手等の体の一部を置いて操作する場合に、体の一部を操作部に置いたり、体の一部の置き方を変えた時には、電圧が変化して操作信号が出力されるが、その状態を維持するときには、電圧が変化しないため、操作信号が出力されない。従って、操作者が、術後とか麻痺等の理由によって自由に動かせない体の一部を用いて、操作部を操作する場合でも、操作部を押圧しつづけること等によって、操作者の意思に反して操作信号が出力され続けることが防止される。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインターフェース装置において、前記信号生成部は、前記取り出された電圧のレベル変化分を増幅する回路を備えることを特徴とする。この構成によって、操作者の微小な操作が高感度に検出されることが可能となる。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載のインターフェース装置において、前記信号生成部は、前記空気圧検知部によって、空気圧が上昇したときの信号に基づいて操作信号を生成する第１のモードと、空気圧が低下したときの信号に基づいて操作信号を生成する第２のモードとを切り換える、検知モード切換部を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、操作者の操作部位が、操作部を押す動作が可能な場合とか、逆に引く動作が可能な場合があり、押圧する等の操作をすれば、操作部内の空気圧が上昇することで変化が検出でき、一方、押圧姿勢から解放する（引く）等の動作をすれば、操作部内の空気圧が低下することで変化が検出できることとなる。そこで、いずれの操作によって操作信号を出力するかが、第１のモードと第２のモードとの切り換えによって選択可能となる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載のインターフェース装置において、前記信号生成部は、タイマ及びカウンタを備え、前記空気圧検知部の検知出力のレベルが変化した時における信号が所定時間内に所定回数以上計数されたとき、操作信号を生成し、出力することを特徴とする。すなわち、空気圧検知部の検知出力のレベルが変化した時における信号が所定時間内に所定回数以上計数されたときのみ、当該信号が操作信号として抽出されるため、操作者が意思に反して操作部を誤操作した場合であっても、誤った操作信号が出力されることがなくなる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載のインターフェース装置であって、操作部は、内部に多孔性部材と、この多孔性部材を覆うコーティング部材とから成ることを特徴とする。これによって、内空の袋状の操作部を用いる場合と比較して内包する空気圧を安定的に保つことができるため、操作部を、操作者の操作部の操作に用いる体のサイズに合わせて様々なサイズ（特に樹脂フィルム製の袋を操作部に用いる場合には対応できない大型サイズ）にすることが可能である。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載のインターフェース装置において、前記操作部は、樹脂フィルム製の袋であることを特徴とする。この構成によると、操作者の微小な操作によっても袋内の空気圧を変化させることができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のインターフェース装置において、前記操作部は、平面視で人の掌（成人の掌、子供の掌を含む）と略同一のサイズを有することを特徴とする。この構成によれば、操作部は、操作者の例えば手が上に載せられた状態で、指先等でのタッチ圧を変化させる作業がなされればよいので、操作者にとって操作容易となり、また、この指先のタッチ圧の変化で圧力の差分が伝達されることとなり、操作者の意思が正しく伝達されることとなる。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れかに記載のインターフェース装置において、前記空気圧検知部は、半導体歪ゲージを備えることを特徴とする。この構成によると、インターフェース装置を安価で小型に製造可能である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、袋状の操作部内の空気圧を変化させるだけの操作者の微小な動きで、操作部が操作され、操作信号の出力が可能となるため、操作者が、麻痺等により操作部の操作にもちいる体の部位が自由に動かせず、定常的な動きができない場合であっても、操作部を操作することができ、障害のある操作者にとっても操作性の良いインターフェース装置を提供することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、空気圧検知部が、正確に空気圧を検知することが可能となり、ユーザの操作に基づいて正確に操作信号を出力することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、操作者が、麻痺等の理由によって自由に動かせない体の一部用いて、操作部を操作する場合でも、操作部を押圧しつづける等によって、操作者の意思に反して操作信号が出力され続けることが防止され、操作者の意思に合致した操作信号を出力することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、操作者の微小な動作による微小な空気圧の変化も検知可能なため、一層操作部位の障害の進んだ操作者でも操作することが可能なインターフェース装置を提供することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、操作者が、操作部を押圧する等の操作をすれば、操作部内の空気圧が上昇し、操作者が、押圧姿勢を解放する等の操作をすれば、操作部内の空気圧が低下するが、いずれの操作によって操作信号が出力されるかを選択可能であるため、いずれか一方の操作をすることの困難である操作者でも用いることができるインターフェース装置を提供することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、操作者が意思に反して操作部を誤操作した場合であっても、所定期間内に所定回数以上操作しなければ、操作信号が出力されず、操作者の意思に合致した操作信号を出力することができ誤操作による操作信号の出力を防止できる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、内空の袋を用いる場合と比較して内包する空気圧を安定的に保つことができるため、安定的に操作を行うことができると共に、様々なサイズの操作部を提供することができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、操作者の微小な操作によっても袋内の空気圧を変化させることができるため、一層操作部位の傷害の進んだ操作者でも操作することが可能なインターフェース装置を提供することができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、操作部は、操作者の手を上に載せた状態で、内包する空気圧を適度に変化しやすい状態となり、操作者の手の動きに対する空気圧の変化度合いが適当なものとなり、操作者にとって操作性の良い操作部を提供することができる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、安価で小型にインターフェース装置を製造することができるため、操作者に利用しやすいインターフェース装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、図１〜図４を用いて、本発明のインターフェース装置の一実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るインターフェース装置の外観斜視図である。インターフェース装置は、操作者の操作によって空気圧が変化するように空気を内包した樹脂材等からなる変形容易な薄手の袋１（操作部）と、袋１にチューブ２を介して接続され、袋１の空気圧の変化に基づく操作信号を外部に出力する操作信号出力装置３とから成っている。袋１は、平面視で操作者の掌（標準的なサイズを有する人の掌）より大きい略四角形状を有し、その一角には先端に袋１の室内と連通する開口部２１が形成されており、この開口部２１にチューブ２（例えば、外側直径６ｍｍ、内孔直径４ｍｍ）の一端が挿入されている。操作信号出力装置３は、所要の小形サイズを有し、直方体形状をなしており、その一側面にチューブ２の他端を嵌挿するチューブ連結部３０１が設けられることで、袋１との間でチューブ２を介して袋１内の空気圧を検知可能に接続されている。
【００２８】
また、操作信号出力装置３は、他の一側面に外部装置と接続するための接続コネクタ差し込み口３０２が配設されている。接続コネクタ差し込み口３０２は、パーソナルコンピュータ、扇風機やテレビジョン等の家庭用電化製品等の外部装置（図略）に操作信号を出力可能に接続するための接続コード（図略）のコネクタ（図略）を差し込ませるためのものである。なお、外部装置との接続は無線式でもよい。接続コネクタ差し込み口３０２に隣設して、電源コネクタ差し込み口３０３が配設されており、電源コネクタ差し込み口３０３には、電源（図略）に接続されている電源コード（図略）のコネクタ（図略）が差し込まれて、操作信号出力装置３に電力が供給される。なお、操作信号出力装置３は、二次電池を内蔵し、この二次電池に蓄積された電力を用いるものであってもよい。操作信号出力装置３は、その上面端部に空気圧の検知感度を調整する感度調節つまみ３０４が配設され、その隣に、装置内部の通気のための切欠き３０５が形成されている。
【００２９】
図２は、図１に示す操作検知出力装置のブロック構成図の一例を示す図である。操作信号出力装置３は、空気圧検知部３１、操作信号生成回路３２及び出力回路３３を備える。空気圧検知部３１は、感知する空気圧に比例したレベルの電圧を検出するもので、この電圧を信号（検知信号）として出力可能な構成である。操作信号生成回路３２は、操作信号生成部として機能し、増幅回路３２１、直流制限回路３２２、増幅回路３２３、検知モード切換回路３２４、抽出回路３２５及び回数制限回路３２６を備える。
【００３０】
増幅回路３２１は、空気圧検知部３１から出力される電圧信号を、その変化に対する感知感度を上げるべく、所要のゲインで増幅するものである。直流制限回路３２２は、増幅回路３２１によって増幅された電圧信号の変化分のみを取り出すため、直流成分をカットするものである。増幅回路３２３は、直流制限回路３２２によって取り出された変化分の電圧信号に対して、所定の信号増幅を行うものである。検知モード切換回路３２４は、検知モード切換部として機能し、空気圧が上昇したとき操作信号を生成する第１のモードと、空気圧が低下したとき操作信号を生成する第２のモードとを切り換え、設定したモードに基づいて、増幅回路３２３で整形された電圧信号のうち空気圧が上昇したとき及び低下したときのいずれか一方の電圧信号を取り出すものである。抽出回路３２５は、モード切換回路３２４で設定されたモードに基づいて取り出された電圧信号を、閾値と比較して抽出信号を生成するものである。回数制限回路３２６は、タイマ及びカウンタを備え、抽出回路３２５での抽出信号が所定時間内に所定回数以上計数されたとき操作信号を生成するもので、これにより誤検出を防止するようにしている。出力回路３３は、回数制限回路３２６によって生成された操作信号を、外部装置へ出力するためのものである。
【００３１】
図３及び図４は、図２に示すブロック構成図のより詳細な回路図の一例を示すものである。図５は、図３及び図４で示す回路で出力される電気信号を示すものである。空気圧検知部３１は、その感圧部がチューブ２の他端開口部を閉塞する半導体歪ゲージ式の空気圧センサＳ１を備え、チューブ２を介して袋１内の空気圧を検知する。空気圧センサＳ１は、検知した空気圧を電圧信号に変換し、出力端子から増幅回路３２１に出力する。増幅回路３２１は、演算増幅器ＯＰ１と、抵抗群と、可変抵抗器ＶＲ１とを備える。演算増幅器ＯＰ１は、入力された空気圧センサＳ１からの電圧信号を増幅するもので、その出力端子は直流制限回路３２２に接続されている。可変抵抗器ＶＲ１は、図１に示す感度調節つまみ３０４によって抵抗値が調整され、これによって演算増幅器ＯＰ１の増幅率を調整する。
【００３２】
図５を参照して、（Ａ）は、検知モード切換回路３２４が第１のモードに設定されている場合に出力される電気信号の一例を、（Ｂ）は、第２のモードに設定されている場合に出力される電気信号の一例を示すものである。演算増幅器ＯＰ１は、第１のモードが設定されているときに、例えば信号ａ１を直流制限回路３２２に出力し、第２のモードが設定されているときに、例えば信号ａ１１を直流制限回路３２２に出力する。
【００３３】
直流制限回路３２２は、例えば電解式のコンデンサＣ１、Ｃ２が直列接続されて成り、入力される電圧信号中に含まれる直流成分をカットし、操作時点における電圧レベルの変化分のみを抽出する。電解コンデンサＣ１、Ｃ２は、抽出した電圧信号の変化分のみを増幅回路３２３へ出力する。図５を参照して、電解コンデンサＣ２から出力される電圧信号は、信号ａ１を入力した場合に信号ｂ２を出力し、信号ａ１１を入力した場合に信号ｂ１２を出力する。増幅回路３２３は、演算増幅器ＯＰ２を備える演算増幅回路と、演算増幅器ＯＰ３を備えるインバータ回路とから成る。演算増幅器ＯＰ２は、入力された電圧信号に対する感知感度を上げるために増幅させるものであり、増幅された電圧信号を演算増幅器ＯＰ３及び検知モード切換回路３２４に出力している。演算増幅器ＯＰ３は、入力した電圧信号の極性を反転させ、検知モード切換回路３２４に出力するものである。
【００３４】
検知モード切換回路３２４は、切り換えスイッチＳＷ１を備え、一方の入力端子に演算増幅器ＯＰ２の出力端子が、他方の入力端子に演算増幅器ＯＰ３の出力端子がそれぞれ接続されている。切り換えスイッチＳＷ１は、演算増幅器ＯＰ２及び演算増幅器ＯＰ３のいずれか一方からの電圧信号を抽出回路３２５へ選択的に出力する。ここで、第１のモードが設定されている場合には、演算増幅器ＯＰ３からの電圧信号が出力され、第２のモードが設定されている場合には、演算増幅器ＯＰ２からの電圧信号が出力される。図５を参照して、信号ｃ３は、信号ｂ２が出力されている場合（第１のモードが設定されている場合）に、演算増幅器ＯＰ３から切り換えスイッチＳＷ１に出力されるものである。信号ｃ１３は、信号ｂ１２が出力されている場合（第２のモードが設定されている場合）に、演算増幅器ＯＰ２から切り換えスイッチＳＷ１に出力されるものである。抽出回路３２５は、非反転入力端子が可変抵抗器ＶＲ２に接続される演算増幅器ＯＰ４を備える。演算増幅器ＯＰ４は、入力された電圧信号を整形し、パルス信号として回数制限回路３２６に出力する。なお、可変抵抗器ＶＲ２で非反転入力端子のバイアスを変化することによって検知レベルを調整している。
【００３５】
回数制限回路３２６は、タイマ回路３２６１、カウンタ回路３２６２及びパルス幅伸張回路３２６３を備える。タイマ回路３２６１は、並設されたいずれかの切片を接続させることで選択される抵抗とコンデンサによる時定数によって決定される各所定時間から１の所定時間を設定するスイッチＳＷ２と、このスイッチＳＷ２により設定された所定時間の経過を示すタイムゲート信号を生成するフリップフロップＦＦ１とを備える。フリップフロップＦＦ１は、抽出回路３２５からパルス信号が入力されると、この入力時にタイムゲート信号を生成して、パルス信号とともにカウンタ回路３２６２に出力する。図５（Ｃ）は、操作者の袋１への操作と回数制限回路３２６から出力される電気信号との関係を示すものである。信号ａ２１は、第１のモードに設定されているときに、演算増幅器ＯＰ１から出力される電気信号の一例であり、信号ｂ２２は、信号ａ２１が出力されたときに、コンデンサＣ２から出力されるものである。信号ｃ２３は、信号ｂ２２が出力されたときに、制御回路ＦＦ１に出力されるパルス信号である。この信号ｂ２２を入力したとき、フリップフロップＦＦ１は信号ｄ２４をタイムゲート信号として生成して、信号ｃ２３とともにカウンタ回路３２６２に出力される。
【００３６】
カウンタ回路３２６２は、フリップフロップＦＦ２と、スイッチＳＷ３とを備える。カウンタＣＯＵＮＴは、パルス信号及びタイムゲート信号を入力し、タイムゲート信号の出力期間内にパルス信号の入力個数を計数する。カウンタＣＯＵＮＴは、複数の出力端子を備え、所定個数に応じた複数の出力端子を備え、スイッチＳＷ３により、そのうちいずれか１の選択された出力端子に、所定個数が入力されたときにパルス信号を出力する。図５を参照して、信号ｅ２５で示されるようにパルス信号の入力個数が計数される。ここでは入力個数は４回とすると、計数個数４回に対応する出力端子に例えば信号ｆ２６のような所定幅のパルス信号が出力される。
【００３７】
スイッチＳＷ３は、タイムゲート信号の示す所定時間内に所定個数以上のパルス信号が計数された場合にパルス信号をパルス伸張回路３２６３へ出力し、これにより、操作者の誤操作による操作信号の出力が防止される。更に、この所定個数の設定を切り換えることが可能になっているため、操作者の操作部位の状況等の程度に応じて、所望の所定個数に設定することができるようになっている。
【００３８】
パルス幅伸張回路３２６３は、フリップフロップＦＦ２を備える。フリップフロップＦＦ２は、カウンタＣＯＵＮＴから入力されたパルス信号のパルス幅を所定幅に伸張し、操作信号として出力回路３３に出力する。図５を参照して、信号ｇ２７は、フリップフロップＦＦ２に信号ｆ２６が入力されたときに、出力回路３３に出力されるものである。
【００３９】
出力回路３３は、フォトカプラ３３１と、出力プラグ３３２とを備える。フォトカプラ３３１は、発光ダイオードＰｈ１及び発光ダイオードＰｈ１と絶縁されているフォトトランジスタＱ１、Ｑ２を有する増幅回路から成っている。発光ダイオードＰｈ１はパルス伸張回路３２６３から操作信号を入力したときに発光し、フォトトランジスタＱ１、Ｑ２は、発光ダイオードＰｈ１の発光光を電流に変換する。出力プラグ３３２は、接続コネクタ差し込み口３２に外部装置（図略）との接続コネクタ（図略）が挿入されることで、外部装置に電気的に接続される。出力プラグ３３２は、フォトトランジスタＱ１、Ｑ２によって増幅された電流が外部装置（図略）に出力されることで、外部装置（図略）に操作信号を伝達するものである。
【００４０】
以下に上記インターフェース装置の動作を説明する。操作者が、手等の体の一部を袋１の上に置いた状態で動かすと、袋１内の空気圧が変化する。袋１内の空気圧は、チューブ２を介して空気圧センサＳ１によって検知され、電圧信号に変換されて演算増幅器ＯＰ１へ出力される。出力された電圧信号は、演算増幅器ＯＰ１で増幅され、その後、電解コンデンサＣ１、Ｃ２へ出力されて、電圧信号の変化分のみが取り出される。これによって、電圧信号の変化分のみで、操作信号が生成され、操作者が袋１に置く手の位置を変えるなどして、操作信号が出力され続けるという操作者の意に反した誤操作の発生を防止することができる。
【００４１】
電圧信号の変化分が、コンデンサＣ２から演算増幅器ＯＰ２に出力され、演算増幅器ＯＰ２によって増幅される。増幅された電圧信号の変化分は、演算増幅器ＯＰ３を介して極性を変えてスイッチＳＷ１に出力されるものと、直接スイッチＳＷ１に出力される。スイッチＳＷ１によって、第１のモードと第２のモードとの間で設定を切り換えて、演算増幅器ＯＰ２からの電圧信号と演算増幅器ＯＰ３からの電圧信号とのうちいずれか一方が出力される。これによって、操作者にとって、袋１内の空気圧を上昇させるための操作が容易であるか、下降させるための操作が容易であるかに応じて、第１のモードと第２のモードとを切り換えることができ、操作性を向上させることができる。
【００４２】
スイッチＳＷ１からの電圧信号の変化分は演算増幅器ＯＰ４によってパルス信号に整形され、フリップフロップＦＦ１に出力される。パルス信号がフリップフロップＦＦ１に入力されたとき、フリップフロップＦＦ１が所定時間を示すタイムゲート信号を生成し、入力したパルス信号とともにカウンタＣＯＵＮＴに出力する。カウンタＣＯＵＮＴによって、タイムゲート信号の出力期間内に入力されるパルス信号の個数を計数し、設定パルス数が入力された時点で、複数の出力端子のうち計数個数に応じた出力端子に所定のパルス信号を出力する。例えば、この所定のパルス信号は、カウンタＣＯＵＮＴの出力端子にそれぞれ接続された入力端子を備えるスイッチＳＷ２に出力される。この入力端子のうちオンされているものに出力された場合にのみ、フリップフロップＦＦ２に所定のパルス信号が出力され、パルス信号が所定幅に伸張されて、操作信号として発光ダイオードＰｈ１に出力される。発光ダイオードＰｈ１は、操作信号を入力したときに発光する。このように、空気圧検知部３１による電圧値のレベルの変化が所定時間内に所定回数以上計数されたときのみ、操作信号として抽出されるため、操作者が誤操作したときでも、連続して操作しない場合には操作信号が出力されないため、誤った操作信号が出力されるのを防止でき、操作者の意思を正しく外部装置へ伝達することができる。
【００４３】
発光ダイオードＰｈ１に入力されたパルス信号は、発光ダイオードＰｈ１を光らせ、フォトトランジスタＱ１、Ｑ２は、この光を電流に変換する。この電流は接続コネクタ（図略）を介して外部装置に操作信号として伝達される。操作信号が伝達された外部装置は、操作信号に応じて予め定められた所定の動作を行う。例えば、外部装置が扇風機である場合には、扇風機のスイッチがオンされるという所定の動作を行い、外部装置がパーソナルコンピュータである場合には、操作信号に応じて文章を作成する、インターネット等を通じて作成した文章を送信する等の所定の動作を行う。
【００４４】
上記構成によって、インターフェース装置では、空気圧検知部３１でアナログ的に空気圧の変化を検知して電圧信号として出力され、直流制限回路３２１によって電圧信号の直流成分がカットされ、その後、増幅回路３２３で電圧信号の変化分が増幅されるため、操作者が定常的な操作を行えない場合であっても、操作部位に何らかの変化をつける程度の微小な動きを行うだけで、操作を受け付けて操作信号を出力することが可能であると共に、操作者が操作部位に変化をつけずに操作部位を押圧しつづけることによって操作者の意に反して操作信号を出力することが防止される。これによって、身体の操作部位に麻痺のある操作者によってもインターフェース装置を操作することができる。なお、本発明では、チューブ２の他端側を有底とするものでもよく、この場合、空気圧センサＳ１に有底部が押し当てられるように取り付けることで、チューブ２内の空気圧を間接的に検知する態様としてもよい。また、必ずしも、操作者が手を用いて袋１を操作する必要はなく、腕、肘、足等の身体の他の部位を用いて操作してもよい。また、袋１のサイズは、特に限定されず、袋１の平面視したときのサイズが操作者の掌と略同一である必要がないが、操作者の掌と略同一であることが、袋１に手を載せた状態で操作可能であるため、操作者にとって操作容易であり好ましい。また、袋１のサイズは、腕、肘、足の裏等の操作者が操作に用いる体の部位と略同一であってもよい。また、袋１は、厚さ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍのものであることが、操作者の微小のタッチ圧の変化で袋１内部の空気圧を変動させることができるため好ましいが、必ずしもこれに限定されない。また、袋１の代わりに、図６で示す操作部を用いることができる。
【００４５】
図６は、本実施の形態の変形例で用いられる操作部を示す一部切り欠き斜視図である。操作部２００は、平面視で四角形状であり、一角に先端の開口部２２１が形成されている。操作部２００は、その中心部に位置する、例えばポリウレタンフォームより成る多孔性部材２２２と、多孔性部材２２２を覆う例えばポリ塩化ビニルから形成された第１のコーティング層２２３と、最外層で第１のコーティング部材を覆う例えばポリ塩化ビニルから形成された第２のコーティング層２２４との３層構造となっており、開口部２２１は、多孔性部材２２２まで開口され、図１で示すチューブ２を差し入れ可能な構成である。操作者が、操作部２００に体の一部を置いて動かすことによって、多孔性部材２２２に含有される空気の空気圧を変動させ、操作信号出力装置３がチューブ２を介してこの空気圧の変動を検知する。
【００４６】
このような構成の操作部２００では、操作者は操作部２００内に空気を内包させる動作（例えば、開口部２２１から息を吹き込む動作）をすることなく使用することができる。また、操作部２００では、内空の袋１を用いる場合と比較して内包する空気を安定的に保つことができるため、操作者の操作部位に合わせて安定的に空気圧の変化を検知することが可能であり、操作者の操作部位に合わせて大型のサイズにすることも可能であり、様々なサイズにすることができる。もっとも、袋１を用いる場合の方が、操作者の一層微小なタッチ圧の変化によっても内包する空気圧を変化させることができ、操作部位の麻痺の程度が進んだ操作者によっても、操作可能であるという点では優れている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るインターフェース装置の外観斜視図である。
【図２】図１に示す操作検知出力装置のブロック構成図の一例を示す図である。
【図３】図２に示すブロック構成図のより詳細な回路図の一例を示すものである。
【図４】図２に示すブロック構成図のより詳細な回路図の一例を示すものである。
【図５】図３及び図４で示す回路で出力される電気信号を示すものである。
【図６】本実施の形態の変形例で用いられる操作部を示す一部切り欠き斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１                   インターフェース装置
２                   袋（操作部）
２１，２２１         開口部
２００               操作部
２２２               多孔性部材
２２３               第１のコーティング層（コーティング部材）
２２４               第２のコーティング層（コーティング部材）
３１                 空気圧検知部
Ｓ１                 空気圧センサ（半導体歪ゲージ）
３２                 操作信号生成回路（操作信号生成部）
３２２               直流制限回路（直流成分をカットする回路）
３２４               検知モード切換回路（検知モード切換部）
３２６               回数制限回路
３２６１             タイマ回路（タイマ）
３２６２             カウンタ回路（カウンタ）
３３                 出力回路（出力部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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