(57)【要約】【課題】手を使用せずに操作することができ、かつ、耐久性とユーザの装着感を向上させつつ、任意の使用環境において使用することができる操作装置、情報処理装置、操作方法及び情報処理システムを提供すること。【解決手段】本発明は、外部の情報処理装置２に所定の処理を実行させるために操作信号を出力する操作装置３を提供する。この操作装置３は、ユーザの頭部４に当接して配置され、前記頭部４の筋肉の動きの変化を検出する変化検出部３３と、前記ユーザの頭部４の周囲に配置され、前記頭部４の傾動を検出する傾動検出部３４と、前記変化検出部３３及び前記傾動検出部３４の検出結果に応じて、前記操作信号を前記情報処理装置２に出力する出力部３９と、を有する。【選択図】図１
2009116609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の情報処理装置に所定の処理を実行させるために操作信号を出力する操作装置であって、
ユーザの頭部に当接して配置され、前記頭部の筋肉の動きの変化を検出する変化検出部と、
前記ユーザの頭部の周囲に配置され、前記頭部の傾動を検出する傾動検出部と、
前記変化検出部及び前記傾動検出部の検出結果に応じて、前記操作信号を前記情報処理装置に出力する出力部と、
を有することを特徴とする、操作装置。
【請求項２】
前記変化検出部は、前記ユーザの頭部の顔面の筋肉の伸縮により押圧されるように配置され、前記顔面の筋肉の伸縮の変化を検出する圧力センサからなることを特徴とする、請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記圧力センサは、前記ユーザの頭部のこめかみに当接して配置され、前記ユーザが歯を噛み締めることにより押圧されることを特徴とする、請求項２に記載の操作装置。
【請求項４】
前記操作装置は、前記圧力センサを２つ有し、
各前記圧力センサは、前記ユーザの頭部の左右のこめかみにそれぞれ当接して配置されることを特徴とする、請求項３に記載の操作装置。
【請求項５】
前記圧力センサは、前記ユーザの下顎に当接して配置され、前記下顎の動きにより押圧されることを特徴とする、請求項２に記載の操作装置。
【請求項６】
前記変化検出部の検出結果を表す変化検出信号と、前記傾動検出部の検出結果を表す傾動検出信号とに基づいて、前記情報処理装置が前記所定の処理を行う際に使用する処理信号を生成する生成部を更に有し、
前記出力部は、前記生成部により生成された前記処理信号を前記情報処理装置に出力することを特徴とする、請求項１に記載の操作装置。
【請求項７】
前記圧力センサは、
磁石原料と粘弾性材料とを混練し成型され、磁束を発する粘弾性磁石と、
前記顔面の筋肉の動きの変化に基づいた前記粘弾性磁石の変形による磁束密度ベクトルの変化を検出する磁束検出部と、
を有することを特徴とする、請求項２に記載の操作装置。
【請求項８】
前記粘弾性磁石は、弾力性を有するカバーに覆われており、当該カバーを介して前記ユーザの頭部に当接することを特徴とする、請求項７に記載の操作装置。
【請求項９】
前記磁束検出部は、互いに直交する３軸の前記磁束密度ベクトルの変化を検出する磁気検出素子で構成されることを特徴とする、請求項７に記載の操作装置。
【請求項１０】
前記傾動検出部は、重力の方向を検出し、当該重力の方向の変化度合を検出することにより、前記ユーザの頭部の傾動を検出する加速度センサからなることを特徴とする、請求項１に記載の操作装置。
【請求項１１】
所定の処理を実行する情報処理装置であって、
ユーザの頭部に当接して配置され、前記頭部の筋肉の動きの変化を検出する変化検出部と、前記ユーザの頭部の周囲に配置され、前記頭部の傾動を検出する傾動検出部と、前記変化検出部の検出結果を表す変化検出信号と前記傾動検出部の検出結果を表す傾動検出信号とを出力する出力部と、を有する操作装置から出力された前記変化検出信号及び前記傾動検出信号を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記変化検出信号及び前記傾動検出信号に基づいて、前記所定の処理を行う際に使用する処理信号を生成する生成部と、
を有することを特徴とする、情報処理装置。
【請求項１２】
外部の情報処理装置に所定の処理を実行させるために操作信号を出力する操作方法であって、
ユーザの頭部に当接して配置され変化検出部により、前記頭部の筋肉の動きの変化を検出し、
前記ユーザの頭部の周囲に配置された傾動検出部により、前記頭部の傾動を検出し、
前記変化検出部及び前記傾動検出部の検出結果に応じて、前記操作信号を前記情報処理装置に出力することを特徴とする、操作方法。
【請求項１３】
情報処理装置と、前記情報処理装置の外部に配置された操作装置とを有する情報処理システムであって、
前記操作装置は、
ユーザの頭部に当接して配置され、前記頭部の筋肉の動きの変化を検出する変化検出部と、
前記ユーザの頭部の周囲に配置され、前記頭部の傾動を検出する傾動検出部と、
前記変化検出部の検出結果を表す変化検出信号と前記傾動検出部の検出結果を表す傾動検出信号とを出力する出力部と、
を有し、
前記情報処理装置は、
前記操作装置から出力された前記変化検出信号及び前記傾動検出信号を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記変化検出信号及び前記傾動検出信号に基づいて、前記所定の処理を行う際に使用する処理信号を生成する生成部と、
を有することを特徴とする、情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作装置、情報処理装置、操作方法及び情報処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばコンピュータなどの情報処理装置に対して、所定の操作信号を入力する操作装置として、従来からマウス・キーボード等の手を使う直接操作方式の操作装置が多く使用されている。この操作装置により入力しようとする際、ユーザは、両手又は片手を使用する必要があるため、手で同時に他のことをしようと思っても難しかった。
【０００３】
一方、直接操作方式でない間接操作方式の操作装置としては、カメラ等による画像を認識してユーザの動きを検出したり、可視光や赤外線等の電磁波によりユーザの動きをトレースして、その動きに対応した入力を行う装置がある。しかし、これらのような間接操作方式の操作装置は、装置や操作方法などの仕組みが複雑で、装置を使用することができる環境も限定されてしまう。
【０００４】
また、従来から、簡易な間接操作方式の操作装置として特許文献１及び特許文献２に記載されている操作装置が知られている。
【０００５】
この特許文献１に記載のコンピュータ用操作装置は、ユーザが顎を使って操作することが可能なボール等の物理的なスイッチを有することにより、手を使用せずに顔で操作することが可能である。一方、特許文献２に記載のユーザインタフェイスは、音声ベースのデバイスを用いた口頭による伝達を開始する方法及び装置であり、ハンズフリー操作の開始を判断する身体的動作に節電位センサを使用している。この装置では、口頭で操作することができるため、ユーザは手を使用せずに済む。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３９３２７号公報
【特許文献２】特開２００５−２０２９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の操作装置によれば、装置全体が大きく、支持台上に配置する必要があるため、配置位置を確保する必要がある。また、装置内部の構造が複雑で、機械部分の故障が考えられる。装置の内部構造が複雑であることなどに起因した故障は、頻繁に操作される操作装置にとって改善すべき課題である。
【０００８】
一方、上記特許文献２に記載のユーザインターフェイスによれば、節電位センサは、ユーザの肌に直接電極を接触させる必要があり、装着感が悪くなる。よって、ユーザによっては、長時間の使用により不快感を感ずる場合もある。このような装着感の悪化や不快感も、ユーザが長時間操作するユーザインターフェイスにとって改善すべき課題であり、装着感を向上させたユーザインターフェイスが希求されている。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、手を使用せずに操作することができ、かつ、耐久性とユーザの装着感を向上させつつ、任意の使用環境において使用可能な、新規かつ改良された操作装置、情報処理装置、操作方法及び情報処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、外部の情報処理装置に所定の処理を実行させるために操作信号を出力する操作装置であって、ユーザの頭部に当接して配置され、前記頭部の筋肉の動きの変化を検出する変化検出部と、前記ユーザの頭部の周囲に配置され、前記頭部の傾動を検出する傾動検出部と、前記変化検出部及び前記傾動検出部の検出結果に応じて、前記操作信号を前記情報処理装置に出力する出力部と、を有することを特徴とする、操作装置が提供される。
【００１１】
かかる構成によれば、変化検出部によりユーザの頭部の筋肉の動きの変化を検出し、傾動検出部により頭部の傾動を検出することができる。そして、この検出結果に応じて、出力部により情報処理装置に操作信号を出力することができる。よって、ユーザは、頭部を動かすことにより、情報処理装置に操作信号を入力して、所定の処理を実行させることができる。
【００１２】
また、前記変化検出部は、前記ユーザの頭部の顔面の筋肉の伸縮により押圧されるように配置され、前記顔面の筋肉の伸縮の変化を検出する圧力センサからなってもよい。かかる構成によれば、圧力センサにより、顔面の筋肉の収縮の変化を検出することができる。
【００１３】
また、前記圧力センサは、前記ユーザの頭部のこめかみに当接して配置され、前記ユーザが歯を噛み締めることにより押圧されてもよい。かかる構成によれば、圧力センサは、ユーザが歯を噛み締めたことを、こめかみの筋肉の動きの変化として検出することができる。
【００１４】
また、前記操作装置は、前記圧力センサを２つ有し、各前記圧力センサは、前記ユーザの頭部の左右のこめかみにそれぞれ当接して配置されてもよい。かかる構成によれば、操作装置は、２つの圧力センサによりユーザが左右どちらの奥歯を噛み締めたのかを判別して、操作信号を出力することができる。
【００１５】
また、前記圧力センサは、前記ユーザの下顎に当接して配置され、前記下顎の動きにより押圧されてもよい。かかる構成によれば、操作装置は、圧力センサにより下顎の動きを検出して、操作信号を出力することができる。
【００１６】
また、前記変化検出部の検出結果を表す変化検出信号と、前記傾動検出部の検出結果を表す傾動検出信号とに基づいて、前記情報処理装置が前記所定の処理を行う際に使用する処理信号を生成する生成部を更に有し、前記出力部は、前記生成部により生成された前記処理信号を前記情報処理装置に出力してもよい。かかる構成によれば、生成部により、処理信号を生成して、出力部によりこの生成信号を、情報処理装置に出力することができる。
【００１７】
また、前記圧力センサは、磁石原料と粘弾性材料とを混練し成型され、磁束を発する粘弾性磁石と、前記顔面の筋肉の動きの変化に基づいた前記粘弾性磁石の変形による磁束密度ベクトルの変化を検出する磁束検出部と、を有してもよい。
【００１８】
また、前記粘弾性磁石は、弾力性を有するカバーに覆われており、当該カバーを介して前記ユーザの頭部に当接してもよい。かかる構成によれば、ユーザに当接するカバーと粘弾性磁石とが弾力性を有するので、ユーザの頭部への圧力センサの当接を緩衝することができ、装着感を更に向上させることができる。
【００１９】
また、前記磁束検出部は、互いに直交する３軸の前記磁束密度ベクトルの変化を検出する磁気検出素子で構成されてもよい。
【００２０】
また、前記傾動検出部は、重力の方向を検出し、当該重力の方向の変化度合を検出することにより、前記ユーザの頭部の傾動を検出する加速度センサからなってもよい。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、所定の処理を実行する情報処理装置であって、ユーザの頭部に当接して配置され、前記頭部の筋肉の動きの変化を検出する変化検出部と、前記ユーザの頭部の周囲に配置され、前記頭部の傾動を検出する傾動検出部と、前記変化検出部の検出結果を表す変化検出信号と前記傾動検出部の検出結果を表す傾動検出信号とを出力する出力部と、を有する操作装置から出力された前記変化検出信号及び前記傾動検出信号を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記変化検出信号及び前記傾動検出信号に基づいて、前記所定の処理を行う際に使用する処理信号を生成する生成部と、を有することを特徴とする、情報処理装置が提供される。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、外部の情報処理装置に所定の処理を実行させるために操作信号を出力する操作方法であって、ユーザの頭部に当接して配置され変化検出部により、前記頭部の筋肉の動きの変化を検出し、前記ユーザの頭部の周囲に配置された傾動検出部により、前記頭部の傾動を検出し、前記変化検出部及び前記傾動検出部の検出結果に応じて、前記操作信号を前記情報処理装置に出力することを特徴とする、操作方法が提供される。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、情報処理装置と、前記情報処理装置の外部に配置された操作装置とを有する情報処理システムであって、前記操作装置は、ユーザの頭部に当接して配置され、前記頭部の筋肉の動きの変化を検出する変化検出部と、前記ユーザの頭部の周囲に配置され、前記頭部の傾動を検出する傾動検出部と、前記変化検出部の検出結果を表す変化検出信号と前記傾動検出部の検出結果を表す傾動検出信号とを出力する出力部と、を有し、前記情報処理装置は、前記操作装置から出力された前記変化検出信号及び前記傾動検出信号を取得する取得部と、前記取得部が取得した前記変化検出信号及び前記傾動検出信号に基づいて、前記所定の処理を行う際に使用する処理信号を生成する生成部と、を有することを特徴とする、情報処理システムが提供される。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、手を使用せずに操作することができ、かつ、耐久性とユーザの装着感を向上させつつ、任意の使用環境において使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
まず、図１を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る情報処理システムの概要について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る情報処理システムの概要を説明するための説明図である。本実施形態に係る情報処理システム１は、図１に示すように、コンピュータ２と操作装置３とを有する。
【００２７】
コンピュータ２は、情報処理装置の一例であって、様々な情報処理を行う。なお、本実施形態において、このコンピュータ２は、操作装置３が出力する操作信号に基づいて所定の処理を行う。
【００２８】
操作装置３は、コンピュータの入力装置（ユーザインターフェイス）の１つであり、コンピュータ２の外部からそのコンピュータ２に対して所定の操作信号を出力する。また、本実施形態に係る操作装置３は、ユーザの頭部４に到着され、当該頭部４の動きに応じて上記の所定の操作信号をコンピュータ２に出力することができる。なお、ここでユーザの頭部４とは、ユーザの頚部よりも上方の部位をいい、頭部４には、ユーザの頚部の頭部４側の付け根も含まれるものとする。
【００２９】
この操作装置３の構成について、図２及び図３を参照しつつ説明する。図２は、本実施形態に係る情報処理システムの構成を説明するための説明図であり、図３は、本実施形態に係る操作装置の各構成の配置位置について説明するための説明図である。
【００３０】
（操作装置の構成）
操作装置３は、図２に示すように、電源スイッチ３１と、キャリブレーションボタン３２と、圧力センサ３３と、加速度センサ３４と、制御部３５と、バッテリ３６と、タイマ３７と、記憶部３８と、通信部３９とを有する。また、操作装置３のこれらの構成は、図３に示すように、ユーザが頭部４に装着するヘッドバンド３０の内部に配置される。
【００３１】
電源スイッチ３１は、操作装置３の電源をＯＮ／ＯＦＦするための切替部であり、ユーザの操作に応じてＯＮ信号又はＯＦＦ信号を操作装置３を制御する制御部３５に出力する。また、この電源スイッチ３１は、図３に示すように、ユーザが操作できるように、ユーザの頭部４と当接していないヘッドバンド３０の側面（例えば外周面）に配置される。
【００３２】
キャリブレーションボタン３２は、操作装置３に初期化処理や較正処理（ここでは「キャリブレーション処理」ともいう）を行わせるためのキャリブレーション信号を、ユーザの操作に応じて制御部３５に入力する入力部である。このキャリブレーションボタン３２も、図３に示すように、ユーザが操作できるようにユーザの頭部４と当接していないヘッドバンド３０の側面（例えば外周面）に配置される。
【００３３】
圧力センサ３３は、変化検出部の一例であって、図３に示すように、ユーザの頭部４に当接して配置されて、ユーザの頭部４の筋肉の動きの変化を検出する。つまり、圧力センサ３３は、ユーザの頭部４の顔面の筋肉の伸縮により押圧されて、その押圧されたことを検出することにより、ユーザの頭部４の筋肉の動きの変化を検出する。この圧力センサ３３は、頭部４の顔面の筋肉のうち、どの筋肉の動きを検出してもよいが、本実施形態では、説明の便宜上、圧力センサ３３が顔面の筋肉の１つである咀嚼筋、特に側頭筋の動きに反応するように配置される場合について説明する。より具体的には、圧力センサ３３は、ユーザの頭部４のこめかみに当接するように配置される。よって、ユーザが歯を噛み締めることにより側頭筋は収縮するが、圧力センサ３３は、この側頭筋の収縮による皮膚の隆起によって押圧される。そして、圧力センサ３３は、この側頭筋の収縮による圧力に応じた信号を制御部３５に出力する。以下、この圧力センサ３３が出力する信号を「変化検出信号」ともいう。つまり、変化検出信号は、圧力センサ３３による筋肉の動きの検出結果を表している。また、本実施形態に係る圧力センサ３３は、例えば、筋肉の収縮による圧力を電圧信号に変換するものとする。つまり、変化検出信号は、電圧信号となる。この本実施形態に係る圧力センサ３３の具体的な構成については、詳しく後述するが、圧力センサ３３は、電圧信号に変換するセンサに限られず、例えば、電流信号や光信号などに変換するセンサであってもよい。
【００３４】
加速度センサ３４は、傾動検出部の一例であって、ユーザの頭部４の周囲に配置される。より具体的には、加速度センサ３４は、ヘッドバンド３０の内部に配置されて、ユーザの頭部４の傾動にあわせて傾動する。そして、加速度センサ３４は、ユーザの頭部４の傾動度合を検出する。この加速度センサ３４は、キャリブレーションが行われた際の頭部４の傾動度合に応じた信号を、制御部３５に出力する。より具体的には、加速度センサ３４は、重力の方向を検出することにより、ユーザの頭部４の傾動を検出する。つまり、加速度センサ３４は、ユーザの頭部４と連動して傾動するため、ユーザが頭部を傾動させると、加速度センサ３４も、それにあわせて傾動する。よって、加速度センサ３４に対する相対的な重力の方向も変化する。そこで、加速度センサは、この重力の方向の変化量を検出することにより、頭部４の傾動度合を検出し、その検出結果に応じた信号を制御部３５に出力する。以下、この加速度センサ３４が出力する信号を「傾動検出信号」ともいう。つまり、傾動検出信号は、加速度センサ３４による頭部４の傾動の検出結果を表している。また、本実施形態に係る加速度センサ３４は、例えば、頭部４の傾動を電圧信号に変換するものとする。つまり、傾動検出信号は、電圧信号となる。この加速度センサ３４の具体的な構成についても、詳しく後述するが、加速度センサ３４は、電圧信号に変換するセンサに限られず、例えば、電流信号や光信号などに変換するセンサであってもよい。
【００３５】
制御部３５は、ヘッドバンド３０の内部に配置され、操作装置３全体の制御を行う。例えば、制御部３５は、電源スイッチ３１から出力されたＯＮ信号又はＯＦＦ信号に応じて、バッテリ３６からの電力の各構成への供給を開始又は終了させる。更に、制御部３５は、例えばキャリブレーション等の各処理を行うために、図２に示すように、キャリブレーション部３５１と、アナログ／デジタル変換部（以下「Ａ／Ｄ変換部」ともいう。）３５２と、信号生成部３５３と、を有する。
【００３６】
キャリブレーション部３５１は、電源スイッチ３１から出力されたＯＮ信号、又はキャリブレーションボタン３２から出力されたキャリブレーション信号が入力すると、圧力センサ３３及び加速度センサ３４のキャリブレーション処理を行う。
【００３７】
上述のように、操作装置３は、ヘッドバンド３０を介してユーザの頭部４に当接して配置され、圧力センサ３３はヘッドバンド３０により頭部４に押しつけられる。よって、圧力センサ３３は、例えばヘッドバンド３０の弾力性・ユーザの頭部４の形状・配置位置などにより、筋肉が弛緩している状態での圧力量が異なる。よって、圧力センサ３３は頭部４の筋肉の収縮を検出するために、装着時の基準となる圧力を設定する必要がある。一方、例えば加速度センサ３４も、ユーザの頭部４の傾動を検出するための基準となる傾きを設定する必要がある。そこで、キャリブレーション部３５１は、キャリブレーション処理を通じて、このような基準となる圧力及び傾きを設定する。
【００３８】
より具体的にキャリブレーション処理について説明する。なお、ここでは、上述のように圧力センサ３３及び加速度センサ３４から出力される変化検出信号及び傾動検出信号は、電圧信号として出力される場合について説明する。キャリブレーション部３５１は、電源のＯＮ信号又はキャリブレーション信号が入力すると、入力した時点（以下「キャリブレーション時点」ともいう。）における圧力センサ３３及び加速度センサ３４からの電圧信号の値をそれぞれ基準電圧値に設定して、各センサに出力する。つまり、キャリブレーション部３５１は、キャリブレーション時点における圧力センサ３３への押圧度合を表した電圧信号の値を、基準となる電圧値（以下「圧力基準値」ともいう）に設定して、圧力センサ３３に出力する。そして、キャリブレーション部３５１は、キャリブレーション時点において、加速度センサ３４が検出した重力加速度の方向を表した電圧信号の値を、基準となる電圧値（以下「加速度基準値」ともいう。）に設定して、加速度センサ３４に出力する。
【００３９】
そして、このキャリブレーション処理後には、圧力センサ３３は、検出した頭部４の筋肉の収縮による圧力値に応じた電圧値と、上記圧力基準値との差分の値（上記の変化検出信号に相当する。）を出力する。更に、加速度センサ３４は、上記のキャリブレーション処理後には、検出した頭部４の傾動度合に応じた電圧値（上記の傾動検出信号に相当する。）を出力する。つまり、加速度センサ３４は、キャリブレーション部３５１により設定された加速度基準値に基づいて、検出した重力加速度の方向に応じた電圧値と、上記の加速度基準電圧値との差分の値（傾動検出信号）を算出して出力する。従って、この傾動検出信号は、キャリブレーション時点からの重力加速度の向きの変位を表すが、この重力加速度の向きの変位は、キャリブレーション時点からのユーザの頭部４の傾動度合の変化量に対応する。
【００４０】
そして、上記の制御部３５は、更に上記の変化検出信号及び傾動検出信号を所定のタイミングでＡ／Ｄ変換部３５２に出力する。この際、制御部３５は、タイマ３７を適宜スタート／ストップさせるか、タイマ３７の経過時間を参照することにより、所定の時間間隔で上記の変化検出信号及び傾動検出信号を出力する。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換部３５２は、制御部３５から出力されたアナログ信号である変化検出信号及び傾動検出信号をデジタル信号に変換する。
【００４２】
信号生成部３５３は、生成部の一例であって、Ａ／Ｄ変換部３５２によりデジタル信号に変換された変化検出信号及び傾動検出信号を受取り、コンピュータ２が所定の処理を行う際に使用する「処理信号」を生成する。より具体的には、信号生成部３５３は、記憶部３８に予め記録されている変化検出信号及び傾動検出信号のそれぞれに対する閾値を取得する。その後、信号生成部３５３は、変化検出信号及び傾動検出信号を、それぞれに対する閾値と比較する。そして、信号生成部３５３は、変化検出信号が閾値以上である場合には、変化検出信号に対応する処理信号を通信部に出力し、傾動検出信号が閾値以上である場合には、傾動検出信号に対応する処理信号を通信部に出力する。
【００４３】
なお、この信号生成部３５３における閾値と各信号との比較は、負の値での比較であってもよい。つまり、例えば、変化検出信号に対して閾値を小さく設定し、変化検出信号がその閾値よりも下回った場合であってもよい。
【００４４】
通信部３９は、出力部の一例であって、上記の各処理信号を、コンピュータ２に所定の処理をさせるために「操作信号」として出力する。なお、本実施形態では通信部３９は、短距離又は長距離の無線通信をコンピュータ２との間で行うが、通信部３９は、コンピュータ２と有線接続され、有線通信を行ってもよい。
【００４５】
なお、記憶部３８には、上述のように変化検出信号及び傾動検出信号のそれぞれに対する閾値が予め記録されるが、他にも上記各処理に必要な情報が記録されてもよい。例えば、記憶部３８には、キャリブレーション処理に必要が所定の情報やアナログ−デジタル変換処理に必要な所定の情報が記録されてもよく、キャリブレーション部３５１やＡ／Ｄ変換部３５２は、記憶部３８からこれらの所定の情報を取得して、上記の各処理を行ってもよい。また、記憶部３８は、例えばキャリブレーション処理・アナログ−デジタル変換処理・通信処理時のバッファとして使用され、変化検出信号・傾動検出信号や処理信号等を記録されてもよい。
【００４６】
一方、コンピュータ２は、図２に示すように、通信部２１と、コンピュータ制御部２２とを有する。通信部２１は、取得部の一例であって、通信部３９から出力された処理信号を取得する。そして、コンピュータ制御部２２は、通信部２１から処理信号を受取り、当該処理信号に基づいて所定の処理を実行したり、他の構成（図示せず）に所定の処理を実行させる。
【００４７】
次に、この情報処理システム１の圧力センサ３３と加速度センサ３４との具体的な構成例について説明する。
【００４８】
（圧力センサの構成例）
まず、図４Ａ〜図４Ｄを参照しつつ、圧力センサ３３の具体的な構成例について説明する。図４Ａは、本実施形態に係る圧力センサの構成例を説明するための説明図であり、図４Ｂは、図４ＡのＡ−Ａ線における断面図であり、図４Ｃは、図４Ｂにおける磁界検出部を説明するための説明図であり、図４Ｄは、図４ＣのＢ−Ｂ線における断面図である。
【００４９】
圧力センサ３３は、図４Ａに示すように、入力部３３１と、固定部３３２と、出力部３３３と、を有する。
【００５０】
入力部３３１は、ユーザの頭部４に当接して配置され、ユーザの筋肉の動きの変化を検出する。より具体的には、入力部３３１の上面（図４Ａの紙面、上方の面）がユーザの頭部に当接して配置される。そして、入力部３３１の上面は、ユーザが歯を噛み締めた際の筋肉の収縮による皮膚の隆起により、荷重Ｊが印可されて押圧される。入力部３３１は、この矢印Ｊの方向の圧力を検出する。この入力部３３１の構成にについて説明すると、以下のようになる。
【００５１】
入力部３３１は、図４Ｂに示すように、カバー５１と、粘弾性磁石５２と、磁束検出部５３と、を有する。
【００５２】
カバー５１は、例えば、所定の弾力性・耐久性・耐摩耗性を有するカバーであり、例えばシリコンゴム等により構成される。このカバー５１は、粘弾性磁石５２を保持しつつ、圧力センサ３３を保護すると共に、圧力センサ３３の機械的構成が直接ユーザの頭部４に接触することを防ぐことができる。なお、図４Ｂ等では、カバー５１が粘弾性磁石５２等の厚みと同程度の厚みを有するように図示しているが、このカバー５１は、薄膜状に形成されてもよい。
【００５３】
粘弾性磁石５２は、磁石原料と粘弾性材料を混練して成形され、カバー５１の内部に配置される。磁石原料としては、例えば、ネオジウム系やサマリウム系などの希土類、またはフェライトの磁性体粉末材料などが用いられる。一方、粘弾性材料は、粘弾性特性を有するエラストマであり、磁石原料のバインダ（結合剤）として用いられる。よって、粘弾性磁石５２は、外部からの荷重により、様々な形状に容易に変形しうる。この粘弾性材料としては、耐熱、耐寒、しゅう動、耐磨耗性の高いシリコンゲルが適しているが、例えばポリウレタンなどの他の材料を用いることも可能である。
【００５４】
また、この粘弾性材料は、一般的に柔らかくなるほど表面の粘着性が高いことから、ユーザの頭部４と接触させる場合、それをコーティングやパウダー処理などで改質し、摩擦を低減する必要がある。しかしながら、これらの改質方法では、耐久性が低く、仕様環境で表面状態が変化する可能性が高いため、改質方法によっては、表面にムラができて、圧力センサ３３の表面の位置的な特性差が発生する恐れがある。そこで、図４Ｂに示すように、粘弾性磁石５２の表面にシリコンゴム等のカバー５１を一体化させることで、表面のカバー５１により、粘弾性磁石５２の粘弾性材料の柔らかさを損なうことなく、耐久性向上や摩擦のコントロールをすることが可能となる。
【００５５】
また、粘弾性磁石５２は、磁界を発生させる磁石原料が混練されるが、この磁石原料は、予め磁化（着磁）されることにより、所定の方向Ｄに向けてバイアス磁界Ｂがかけられている。そして、本実施形態に係る圧力センサ３３は、外部からの加重によって押圧されることによるバイアス磁界Ｂの変化を検出する。なお、バイアス磁界Ｂは、図４Ｂに例示した方向Ｄに限定されるものではなく、様々な磁石の形状や、磁石外部に発生する磁束密度を検出するセンサ配置などに応じて、異なる方向（例えば、ｚ軸方向に対して、４５度や９０度傾いた方向など）にかけることもできる。
【００５６】
より具体的に説明する。
例えば、ユーザが歯を噛み締めることにより、頭部４の皮膚が筋肉の収縮により隆起する。その隆起により圧力センサ３３の位置Ｐ１に荷重Ｊが印可されると、カバー５１及び粘弾性磁石５２は変形する。粘弾性磁石５２中の方向Ｄに揃っていたバイアス磁界Ｂの強さには、粘弾性磁石５２の変形により差が生じ、バイアス磁界Ｂの強さは、粘弾性磁石５２の厚みに応じた磁界になる。すなわち、粘弾性磁石５２の変形により、厚みが膨らんでしまった部分のバイアス磁界Ｂは、荷重Ｊが印可される前より強くなり、厚みが薄くなってしまった部分（例えば位置Ｐ２）のバイアス磁界Ｂは、荷重Ｊが印可される前より弱くなってしまう。これは、粘弾性磁石５２（すなわち、例えば希土類やフェライト磁石）の厚み変化に伴って、磁石内部の反磁界が変化することに起因するものである。厚みが薄い部分ほど磁石内部の反磁界は大きくなり、磁石外部に発生する磁束密度が小さくなってしまう。すなわち、粘弾性磁石５２の変形は、磁石外部に発生する磁束密度と相関がある。また、荷重Ｊにより磁石内部に発生する応力は、粘弾性磁石５２の変形と相関がある。したがって、磁石外部に発生する磁束密度ベクトルは、粘弾性磁石５２に印可される荷重Ｊにより磁石内部に発生する応力と、密接な相関がある。つまり、圧力センサ３３では、粘弾性磁石５２の変形によって磁石外部に発生する磁束密度ベクトルの変化を磁束検出部５３が検出することにより、ユーザの頭部４の筋肉の動きの変化を検出する。
【００５７】
磁束検出部５３は、上述のように粘弾性磁石５２の変形による磁束密度ベクトルの変化を検出する。この磁束検出部５３の構成について、図４Ｃ及び図４Ｄを参照しつつ、説明する。
【００５８】
磁束検出部５３は、回路基板５４と、ホール素子５５と、支持部材５６とを有する。
【００５９】
回路基板５４は、ユーザの筋肉の動きの変化による電圧信号を変化検出信号に変換する。つまり、回路基板５４は、ホール素子５５からの電圧信号を取得して、その電圧信号と上記キャリブレーション部３５１の圧力基準値との差電圧を表した変化検出信号を出力部３３３に出力する。また、出力部３３３は、制御部３５に接続されており、この変化検出信号を制御部３５に出力する。
【００６０】
ホール素子５５は、磁気検出素子の一例であって、上記のバイアス磁界Ｂによる磁束密度ベクトルを電圧信号に変換する磁気検出素子で構成される。このホール素子５５は、粘弾性磁石５２のバイアス磁界Ｂによる磁束を検出するように配置され、粘弾性磁石５２の変形に伴ったバイアス磁界Ｂの変化を検出することができる。また、ホール素子５５は、図４Ｄに示すように、例えば５つ以上配置され、粘弾性磁石５２と略平行に並べられる。ここでは、この各ホール素子５５を、ホール素子５５Ｃ，５５Ｘ１，５５Ｘ２，５５Ｙ１，５５Ｙ２と呼び、それらを総称してホール素子５５と呼ぶ。
【００６１】
各ホール素子５５の配置位置について説明する。
ホール素子５５Ｃ〜５５Ｙ２は、それぞれ粘弾性磁石５２と面するように並べられる。そして、圧力センサ３３がユーザの頭部４と当接する面をＸＹ平面とした場合、ホール素子５５Ｃは、このＸＹ平面内の中心に配置される。また、ホール素子５５Ｘ１，５５Ｘ２は、そのＸＹ平面内において、ホール素子５５Ｃを挟んだＸ軸方向の両側（正負両側）に配置される。一方、ホール素子５５Ｙ１，５５Ｙ２は、そのＸＹ平面内において、ホール素子５５Ｃを挟んだＹ軸方向の両側（正負両側）に配置される。
【００６２】
そして、ホール素子５５Ｃ〜５５Ｙ２は、それぞれ磁束密度ベクトルを検出して、検出した磁束を電圧に変換する。この際、ホール素子５５Ｃは、磁束密度ベクトルの検出面がバイアス磁界Ｂと略平行な方向（Ｚ軸方向）を向くように配置され、ホール素子５５Ｘ１，５５Ｘ２は、磁束密度ベクトルの検出面がバイアス磁界Ｂと略垂直な図４ＤのＸ軸方向に向くように配置され、そして、ホール素子５５Ｙ１，５５Ｙ２は、磁束密度ベクトルの検出面がバイアス磁界Ｂ及びＸ軸に対して垂直な図４ＤのＹ軸方向に向くように配置される。つまり、ホール素子５５Ｃは、Ｚ軸方向の磁束密度ベクトルを検出して電圧に変換する。ホール素子５５Ｘ１，５５Ｘ２は、Ｘ軸方向の磁束密度ベクトルを検出して電圧に変換する。そして、ホール素子５５Ｙ１，５５Ｙ２は、Ｙ軸方向の磁束密度ベクトルを検出して電圧に変換する。ここでは、各ホール素子５５Ｃ〜５５Ｙ２で検出される電圧を、それぞれＶＣ，Ｖｘ１，Ｖｘ２，ＶＹ１，ＶＹ２とする。
【００６３】
かかる配置の５つのホール素子５５は、図４Ａ〜図４Ｄに示すＸＹＺ座標系のような直交座標系における３軸（つまり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の磁束密度ベクトルの変化を検出することができる。つまり、ホール素子５５Ｃの出力電圧であるＶＣには、Ｚ軸方向の磁束密度ベクトルの変化が反映され、ホール素子５５Ｘ１，Ｘ２の出力電圧であるＶｘ１，Ｖｘ２には、Ｘ軸方向の磁束密度ベクトルの変化が反映され、ホール素子５５Ｙ１，Ｙ２の出力電圧であるＶＹ１，ＶＹ２には、Ｙ軸方向の磁束密度ベクトルの変化が反映される。
【００６４】
換言すれば、粘弾性磁石５２が変形していない場合、バイアス磁界Ｂの向きは方向Ｄに揃っている（図４Ｂ参照。）。一方、入力部３３１に荷重Ｊなどの力が印可されると、粘弾性磁石５２は変形する。すると、バイアス磁界Ｂの向きは変化して、バイアス磁界Ｂによる磁束密度ベクトルも変化する。上記ホール素子５５は、この磁束密度ベクトルの変化をＸＹＺ軸の３軸方向に対して検出して、その変化に対応した電圧ＶＣ，Ｖｘ１，Ｖｘ２，ＶＹ１，ＶＹ２を出力することができる。そして、上記回路基板５４は、上記キャリブレーション部３５１で設定された基準変化信号に基づいて、ＶＣ，Ｖｘ１，Ｖｘ２，ＶＹ１，ＶＹ２のそれぞれを５つの変化検出信号に変換する。
【００６５】
支持部材５６は、例えば樹脂などにより形成され、ホール素子５５を固定して支持する。この支持部材５６は、例えば、透磁率が高く、粘弾性磁石５２及びカバー５１の変形に追従して変形し難い硬度を有することが好ましい。支持部材５６の透磁率が低い場合、ホール素子５５による磁束密度ベクトルの検出感度が低下する。また、支持部材５６が粘弾性磁石５２及びカバー５１の変形に追従して変形する場合、ホール素子５５の位置も動いてしまい、磁束密度ベクトルの検出精度が低下する。
【００６６】
上記の構成を有する圧力センサ３３によれば、ホール素子５５Ｃにより、ユーザの頭部４の筋肉による圧力（Ｚ軸方向への加圧）を検出することができる。更に、ホール素子５５Ｘ１，５５Ｘ２により、ユーザの頭部４の筋肉の動きの方向（例えば皮膚のスライド方向）のうちＸ軸方向への変化を検出することができる。そして、ホール素子５５Ｙ１，５５Ｙ２により、ユーザの頭部４の筋肉の動きの方向のうちＹ軸方向への変化を検出することができる。
【００６７】
なお、本実施形態においては、ユーザが歯を噛み締めたことを検出するので、上記圧力センサ３３は、例えば、ホール素子５５Ｃだけを有していてもよいが、ここでは、５つのホール素子５５Ｃ〜５５Ｙ２を有するとして説明する。
【００６８】
また、この圧力センサ３３によれば、ユーザの筋肉の動きを検出することができる。また、カバー５１を有するので電極等が直接ユーザの頭部に接することもない。更に、カバー５１及び粘弾性磁石５２が粘弾性を有するので、ユーザの装着感が向上され、かつ、機械的な部品点数が少なく故障の発生を防ぐこともできる。
【００６９】
以上、圧力センサ３３の構成例について説明した。
次に、図５Ａ〜図５Ｂを参照しつつ、加速度センサ３４の構成例について説明する。
【００７０】
（加速度センサの構成例）
図５Ａ〜図５Ｃは、本実施形態が有する加速度センサの構成例について説明するための説明図である。本実施形態に係る加速度センサ３４は例えばバネの変形・バネの振動・光ファイバの歪みなどを利用した一般に使用される加速度センサであってもよい。ここでは、バネの変形を利用した加速度センサについて説明する。
【００７１】
加速度センサ３４は、図５Ａに示すように、バネ３４１と被検出体３４２とバネ変形検出部（図示せず）により構成される。被検出体３４２は、重りとして例えば磁石などにより構成され、バネ３４１により支持される。そして、被検出体３４２は、重力加速度によりバネ３４１を歪ませる。一方、バネ変形検出部は、例えばホール素子などの磁界検出素子により構成され、被検出体３４２の周りにおいてバネ３４１の被検出体３４２とは反対の他端が連結された収容部（図示せず）に配置される。よって、バネ変形検出部は、バネ３４１が歪むことによる、被検出体３４２のバネ変形検出部に対する相対的な位置変化を磁界の大きさにより検出する。
【００７２】
また、加速度センサ３４は、図５Ｂに示すように、加速度センサ３４のＸＹＺ軸（圧力センサ３３のＸＹＺ軸とは必ずしも一致しない）のそれぞれに磁界検出素子を有する。よって、加速度センサ３４は、被検出体３４２のＸＹＺ軸の３軸方向の変位量を検出することができる。この変位量は、バネ変形検出部から電圧値として出力される。一方、加速度センサ３４は、更に回路基板（図示せず）を有しており、磁界検出素子からのＸＹＺ軸の変位量を表した電圧値（ＥＸ、ＥＹ、ＥＺ）と、キャリブレーション部３５１から出力された加速度基準値とから、傾動検出信号を生成する。
【００７３】
より具体的に例を挙げて説明する。
例えば、図５Ｂに示すように、重力加速度Ｇの方向がＺ軸負の方向と一致しているとすると、加速度センサ３４では、Ｚ軸負の１Ｇに相当する電圧ＥＺが検出され、Ｘ軸及びＹ軸に相当する電圧ＥＹ、ＥＺは、０Ｇに対応した値となる。この状態から、ユーザが頭部４を傾けると重力加速度Ｇの方向は、加速度センサ３４のＺ軸に対して所定の角度θ傾く。よって、加速度センサ３４は、上記の構成によりこの角度に比例した電圧値を出力する。つまり、例えば、ユーザが頭部４を傾けると、図５Ｃに示すように、加速度センサ３４の座標系に対する重力加速度Ｇの方向は、変化してＺ軸から所定の角度θ傾いた状態となる。よって、加速度センサ３４では、Ｚ軸の電圧としてＥＺ＝Ｅ１Ｇ×ｓｉｎ（９０−θ）の電圧値が検出される。なお、Ｅ１Ｇは、１Ｇに相当する電圧値である。また、図５Ｃに示す方向とは逆の方向にユーザが頭部４を傾けた場合も、Ｅ１Ｇ×ｓｉｎ（９０−θ）の電圧値が検出されるが、この場合、例えばＹ軸の電圧値の符合が反転するなど、他の軸の電圧値が変化するので、ユーザの頭部４の傾きを検出することができる。
【００７４】
よって、加速度センサ３４は、ユーザの頭部４の傾動を検出することができる。しかし、ここで説明した加速度センサ３４は、あくまで例示であり、本実施形態に係る加速度センサ３４としては、他の如何なる加速度センサをも使用することが可能である。
【００７５】
以上、本実施形態に係る情報処理システム１の構成について説明した。
次に、図６を参照しつつ、本実施形態に係る情報処理システム１による操作方法について説明する。図６は、本実施形態に係る操作方法を説明するための説明図である。
【００７６】
（操作装置による入力方法）
まず、ユーザが操作装置３を頭部４に装着して電源スイッチ３１を押下すると、電源スイッチ３１からのＯＮ信号が、制御部３５に出力される。そして、制御部３５は、バッテリ３６からのパワーを各構成に供給する。この際、制御部３５は、タイマ３７をスタートさせる。その後、ステップＳ０１の処理が行われる。
【００７７】
ステップＳ０１では、初期化処理として、キャリブレーション部３５１が、圧力センサ３３のキャリブレーション処理を行う。つまり、キャリブレーション部３５１は、初期化処理が始まった時点（キャリブレーション時点）における圧力センサ３３の変化検出信号を取得して、その変化検出信号を基準圧力信号に設定する。そして、この基準圧力信号は、圧力センサ３３に供給されて、以後の変化検出信号を算出する際に使用される。このステップＳ０１の処理後は、ステップＳ０３に進む。
【００７８】
ステップＳ０３でも、初期化処理として、キャリブレーション部３５１が、加速度センサ３４のキャリブレーション処理を行う。つまり、キャリブレーション部３５１は、キャリブレーション時点における加速度センサ３４の傾動検出信号を取得して、その傾動検出信号を基準加速度信号に設定する。そして、この基準加速度信号は、加速度センサ３４に供給されて、以後の傾動検出信号を算出する際に使用される。このステップＳ０３の処理後は、ステップＳ０５に進む。なお、このステップＳ０３の処理は、ステップＳ０１の先か、または同時に行われてもよい。
【００７９】
ステップＳ０５では、制御部３５は、圧力センサ３３から出力される変化検出信号を取得する。そして、制御部３５は、タイマ３７を参照し、所定の時間間隔中の変化検出信号をＡ／Ｄ変換部３５２にＡ／Ｄ変換させて、デジタル信号に変換した変化検出信号を信号生成部３５３に出力する。ステップＳ０５の処理後は、ステップＳ０７に進む。
【００８０】
ステップＳ０７では、信号生成部３５３により、変化検出信号が所定の閾値以上であるか否かが判断される。つまり、信号生成部３５３は、記憶部３８に記録された変化検出信号用の閾値を取得して、ステップＳ０５で取得した変化検出信号が閾値以上であるか否かを判断する。そして、変化検出信号が閾値以上である場合には、ステップＳ０９に進み、変化検出信号が閾値未満である場合には、ステップＳ１１に進む。
【００８１】
ステップＳ０９では、信号生成部３５３により、変化検出信号に応じた処理信号が生成される。つまり、記憶部３８には、変化検出信号が所定の閾値を超えた際に出力される処理信号（第１の処理信号）が予め記録されており、信号生成部３５３は、この第１の処理信号を記憶部３８から取得する。そして、ステップＳ０９の処理後は、ステップＳ１１に進む。
【００８２】
ステップＳ１１では、制御部３５は、加速度センサ３４から出力される傾動検出信号を取得する。そして、制御部３５は、例えばステップＳ０５と同様の時間間隔中の傾動検出信号をＡ／Ｄ変換部３５２にＡ／Ｄ変換させて、デジタル信号に変換した傾動検出信号を信号生成部３５３に出力する。ステップＳ１１の処理後は、そして、ステップＳ１３に進む。
【００８３】
ステップＳ１３では、信号生成部３５３により、傾動検出信号が所定の閾値以上であるか否かが判断される。つまり、信号生成部３５３は、記憶部３８に記録された傾動検出信号用の閾値を取得して、ステップＳ１１で取得した傾動検出信号が閾値以上であるか否かを判断する。そして、変化検出信号が閾値以上である場合には、ステップＳ１５に進み、変化検出信号が閾値未満である場合には、ステップＳ１７に進む。
【００８４】
ステップＳ１５では、信号生成部３５３により、傾動検出信号に応じた処理信号が生成される。つまり、記憶部３８には、傾動検出信号が所定の閾値を超えた際に出力される処理信号（第２の処理信号）が予め記録されており、信号生成部３５３は、この第２の処理信号を記憶部３８から取得する。そして、ステップＳ１５の処理後は、ステップＳ１７に進む。
【００８５】
なお、ステップＳ０９〜ステップＳ１１の処理は、ステップＳ０５〜ステップＳ０７よりも先か、又は同時に行われてもよい。
【００８６】
ここで、ステップＳ１７以降の処理を説明する前に、ステップＳ０７，Ｓ１３で行われる判断と、ステップＳ０９，Ｓ１５で行われる信号の生成の例について、図７を参照しつつ、説明する。図７は、本実施形態に係る信号生成部が行う処理を説明するための説明図である。なお、図７は、信号生成部３５３が行う処理を例を挙げて説明するために、処理する信号が変化検出信号である場合を図示している。特に、変化検出信号に反映されるホール素子５５Ｃの出力電圧Ｖｃの時間変化を図７に示している。
【００８７】
図７に示すように、ホール素子５５Ｃから出力される出力電圧Ｖｃは、ユーザの筋肉の動きにより増減する。そして、圧力センサ３３は、このＶｃをキャリブレーション処理して、基準圧力信号からの増減（変化検出信号）に変換する。そして、信号生成部３５３は、変化検出信号（Ｖｃ）が閾値以上となった場合に、第１の処理信号を生成する。この図７では、この第１の処理信号が生成されたことを「ＯＮ」により示している。このように信号生成部３５３は、変化検出信号又は傾動検出信号が所定の閾値以上となったか否かを判断し、所定の閾値以上となった場合に第１の処理信号又は第２の処理信号を生成する。
【００８８】
ステップＳ１７以降の処理の説明に戻る。
このステップＳ１７では、通信部３９が、コンピュータ２に操作信号を出力する。つまり、通信部３９は、信号生成部３５３が第１の処理信号及び／又は第２の処理信号を生成した場合、その生成された第１の処理信号及び／又は第２の処理信号を、操作信号としてコンピュータ２に出力する。そして、ステップＳ１７の処理後は、ステップＳ１９に進む。なお、コンピュータ２は、ステップＳ１７で出力された第１の処理信号及び／又は第２の処理信号を通信部２１により受取る。そして、この処理信号に基づいて、コンピュータ制御部２２又は他の構成（図示せず）が所定の処理を行う。
【００８９】
ステップＳ１９では、制御部３５が、キャリブレーションボタン３２が押下されたか否か、つまりキャリブレーション信号を受取ったか否かを判断する。そして、キャリブレーションボタン３２が押下された場合には、ステップＳ０１に進み、押下されていない場合には、ステップＳ２１に進む。なお、このキャリブレーションボタン３２が押下されると、再度圧力センサ３３及び加速度センサ３４のキャリブレーションが行われるため、例えば、ユーザが操作装置３を装着し直したり、装着位置を変更したり、頭部４を傾動した状態を基準として定めたりした際などの様々な状況の変化に対応することができる。
【００９０】
ステップＳ２１では、制御部３５が、電源スイッチ３１が押下されてＯＦＦ信号が入力しているか否かを判断する。そして、電源のＯＦＦ信号を受信した場合には、装置全体の電源供給を遮断して処理を終了する。一方、電源のＯＦＦ信号を受信した場合には、再度ステップＳ０５以降の処理が行われる。よって、電源が落とされない限り、操作装置３は、所定の時間間隔でユーザの頭部４の動きを検出して、この検出結果に応じた処理信号をコンピュータ２に出力することができる。
【００９１】
この操作装置３を利用したコンピュータ２の操作の例について、図８，図９Ａ及び図９Ｂを参照しつつ説明する。図８は、本実施形態に係る圧力センサ及び加速度センサが検出する電圧値を示したグラフであり、図９Ａ及び図９Ｂは、本実施形態に係るコンピュータにおける処理の例を説明するための説明図である。なお、図８には、説明の便宜上、変化検出信号又は傾動検出信号に変換する前の各電圧信号を示している。
【００９２】
例えば、区間Ｔ１では、圧力センサ３３が検出したＶＣ（ＶＹ１，ＶＹ２）であってもよい。）が減少している。その結果、例えばＥＣ等を変換して得られる変化検出信号が閾値を上回った場合、区間Ｔ１では、例えばマウスを左クリックしたり、キーボードのリターンキーを押下した場合などに出力される処理信号と同様の処理信号が、操作装置３から出力される。
【００９３】
なお、圧力センサ３３のＥＣは、区間Ｔ１において減少しているが、これは、圧力センサ３３が押下されることにより、粘弾性磁石５２の中心部の厚みが減少してホール素子５５Ｃが検出する磁束密度ベクトルが減少したことを意味する。そして、それに応じて、粘弾性磁石５２の中心部周りの厚みは増加してホール素子５５Ｙ１，５５Ｙ２が検出する磁束密度ベクトルが増加する。よって、ＶＹ１及び／又はＶＹ２は、逆に増加する。よって、信号生成部３５３は、上記のようにＶＣの減少に基づいて、処理信号を生成してもよく、ＶＹ１，ＶＹ２の増加に基づいて、処理信号を生成してもよい。
【００９４】
例えば、区間Ｔ２では、加速度センサ３４が検出したＥｚ及びＥｘが同一の方向に増減している。センサの配置や構成等にもよるが、ここでは、この区間Ｔ２の電圧の増減は、ユーザが頭部４を左方に傾動させたことを表しているものとする。この場合、区間Ｔ２では、例えばマウスを左方に動作させたり、キーボードの左方矢印キーを押下した場合に出力される処理信号と同様の処理信号が、操作装置３から出力される。
【００９５】
一方、区間Ｔ３では、加速度センサ３４が検出したＥｚ及びＥｘが異なる方向に増減している。この場合、例えば、区間Ｔ３の電圧の増減は、区間Ｔ２と対比して、ユーザが頭部４を右方に傾動させたことを表しているものとすると、この区間Ｔ２では、例えばマウスを右方に動作させたり、キーボードの右方矢印キーを押下した場合に出力される処理信号と同様の処理信号が、操作装置３から出力される。
【００９６】
このような処理信号を受信した結果、コンピュータ２は、処理信号を使用して所定の処理を実行する。この処理の例を説明すると以下のようになる。つまり、コンピュータ２は、例えば図９Ａに示すように、モニタの画面２３上に表示しているポインタ２４（カーソル）の位置を、加速度センサ３４に対応した処理信号に応じて矢印２４１の方向に移動させてもよい。そして、コンピュータ２は、圧力センサ３３に対応した処理信号に応じて、例えばマウスの左クリックなどの選択処理２４２を行ってもよい。また、コンピュータ２は、例えば図９Ｂに示すように、モニタの画面２３上に表示しているキャラクタ２５の位置を、加速度センサ３４に対応した処理信号に応じて矢印２５１の方向に移動させてもよい。そして、コンピュータ２は、圧力センサ３３に対応した処理信号に応じて、キャラクタ２５の腕を矢印２５２のように上方に上げさせてもよい。なお、ここで挙げたコンピュータ２における処理の例は、あくまでも一例であり、様々な処理に操作装置３から出力された操作信号を使用してもよいことはいうまでもない。
【００９７】
（本実施形態による効果の例）
以上、本実施形態に係る情報処理システム１について説明した。
この情報処理システム１によれば、例えば以下のような効果を奏することもできる。
【００９８】
操作装置３はユーザの頭部４に装着され、ユーザは頭部４を動かすだけで、操作装置３を操作して、コンピュータ２に操作信号を入力することができる。よって、ユーザは両手を使用する必要が無く、両手で他の動作などをすることができる。また、このような効果は、特に手の不自由なユーザにとって自由にコンピュータ２を操作することを可能にするので、より効果的である。更に、この操作装置３はユーザの頭部４に装着可能であるため、装置の配置位置を限定せずに使用することができる。よって、ユーザは、例えば、寝た状態でも操作装置３を使用することができる。
【００９９】
操作装置３は、マウスなどの通常の操作装置におけるスイッチに替えて、機械的な構成が少なく稼働部材が少ない圧力センサ３３及び加速度センサ３４を使用している。よって、故障が起こる可能性を低減することができる。
【０１００】
更に、操作装置３の圧力センサ３３は、粘弾性磁石５２等によって構成され、カバー５１を介してユーザの頭部４に当接する。よって、電極や硬度の硬い部品が当接することを防ぐことができる。更に、カバー５１及び粘弾性磁石５２が、頭部４の形状に合わせて変形するので、頭部４に無理なく装着できる。よって、肌に直接当接させたとしても、装着感を向上させることができる。操作装置３は、長時間の操作が予想されるため、このような装着感を向上させることは、非常に重要である。
【０１０１】
以上、本発明の第１実施形態に係る情報処理システムについて説明した。
なお、第１実施形態では、操作装置３が１つの圧力センサ３３を有する場合について説明した。しかし、本発明はかかる例に限定されるものではない。つまり、操作装置３は、圧力センサを複数備えることにより、様々な筋肉の動きの変化に応じた複数種類の操作信号を出力してよい。その例として、図１０を参照して、圧力センサを２つ有する本発明の第２実施形態に係る操作装置について説明する。図１０は、本発明の第２実施形態に係る操作装置の構成を説明するための説明図である。
【０１０２】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る操作装置６は、図１０に示すように、上記操作装置３が有する構成に加えて、更に第２の圧力センサ６３を有する。
【０１０３】
第２の圧力センサ６３は、図１０に示すように、第１実施形態に係る圧力センサ３３が配置されたユーザの左のこめかみとは反対に、右のこめかみに配置される。この圧力センサ６３は、圧力センサ３３と同様に構成される。また、操作装置６のこの圧力センサ３３以外の構成は上記第１実施形態と同様であるか、または、部材の個数を増やすことにより操作装置６を構成することができるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【０１０４】
このように、更にもう１つの圧力センサ６３を有することにより、操作装置６は、２種類の変化検出信号に対応した２種類の処理信号を出力することができる。つまり、ユーザが右奥歯を噛み込めば、圧力センサ３３が筋肉の動きの変化を検出し、ユーザが左奥歯を噛み込めば、圧力センサ６３が筋肉の動きの変化を検出する。そして、それぞれの検出結果に応じて、操作装置６は、操作信号（ここでは、処理信号）をコンピュータ２に出力することができる。例えば、圧力センサ３３からの操作信号をマウスの右クリックと同様の信号とし、圧力センサ６３からの操作信号をマウスの左クリックと同様の信号とすることにより、コンピュータ２に様々な処理を行わせることができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、圧力センサの個数を増やしたが、例えば、圧力センサの皮膚との接触面積を大きくすることにより、複数の筋肉の動きの変化を検出することも可能である。もちろん、複数の圧力センサにより、１つの筋肉の動きの変化を検出することも可能である。
【０１０６】
なお、上述のように、圧力センサ６３以外の操作装置６の構成は、上記第１実施形態で説明した構成と同様である。よって、本実施形態に係る操作装置６及びこの操作装置６を使用した情報処理システムは、上記第１実施形態が奏することができる効果を奏することができることはいうまでもない。
【０１０７】
以上、本発明の第２実施形態に係る操作装置６について説明した。
なお、上記第１実施形態及び第２実施形態では、操作装置３，６は、変化検出信号及び傾動検出信号から、コンピュータ２で使用される処理信号を生成して、この処理信号を操作信号として、出力する場合について説明した。しかし、本発明はかかる例に限定されるものではない。例えば、この処理信号の生成は、コンピュータ２において行われてもよい。この場合の例として、図１１を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係る情報処理システムについて説明する。図１１は、本発明の第３実施形態に係る情報処理システムを説明するための説明図である。
【０１０８】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る情報処理システム７０は、操作装置７３と、コンピュータ７２とを有する。なお、以下では、第１実施形態に係る操作装置３及びコンピュータ２に対する操作装置７３及びコンピュータ７２の異なる点について説明する。特に説明しない個所については、上記第１実施形態と同様に構成される。
【０１０９】
本実施形態に係る操作装置７３及びコンピュータ７２は、第１実施形態に係る操作装置３及びコンピュータ７２と異なり、Ａ／Ｄ変換部３５２及び信号生成部３５３をコンピュータ７２が有する。それに伴い、コンピュータ７２は、Ａ／Ｄ変換に使用される所定の情報と、信号の生成に使用される閾値及び他の所定の情報等が記録された記憶部７３８を有する。
【０１１０】
つまり、操作装置７３は、圧力センサ３３からの変化検出信号と、加速度センサ３４からの傾動検出信号とを、操作信号として通信部３９を介してコンピュータ７２に出力する。そして、コンピュータ７２は、この変化検出信号及び傾動検出信号をＡ／Ｄ変換部３５２によりデジタル信号に変換し、変化検出信号及び傾動検出信号に基づいて信号生成部３５３に処理信号を生成させる。その後、コンピュータ７２は、その処理信号を使用して所定の処理を実行してもよい。
【０１１１】
なお、このコンピュータ７２において、通信部２１，Ａ／Ｄ変換部３５２，信号生成部３５３及び記憶部７３８だけをコンピュータ７２とは別対の情報処理装置として、形成してもよい。つまり、この情報処理装置は、コンピュータ７２に接続されることにより、操作装置７３による操作を可能とする。よって、この場合、コンピュータ７２は、情報処理装置が接続されることにより、図１１に示すような構成を有することになる。なお、本実施形態に係る情報処理システム７０も、上記第１実施形態及び第２実施形態が奏する効果を奏することができることは言うまでもない。
【０１１２】
以上、本発明の第３実施形態に係る情報処理システム７０について説明した。
なお、上記第１実施形態〜第３実施形態では、操作装置の圧力センサがこめかみに当接するように配置される場合について説明した。しかし、本発明はかかる例に限定されるものではない。この圧力センサ３３，６３は、ユーザの頭部４の様々な筋肉の動きの変化を検出することが可能である。つまり、圧力センサ３３，６３が動きの変化を検出する筋肉は、こめかみの位置の咀嚼筋（特に側頭筋）に限られるものではなく、咀嚼筋の他の筋肉（例えば内側翼突筋・外側翼突筋・咬筋等）であってもよい。更に、圧力センサ３３，６３は、咀嚼筋以外の頭部４の顔面の筋肉（例えば浅頭筋・頭筋膜等）。また、この顔面の筋肉には、頚部の筋肉の一部（例えば浅頚筋や深頚筋の一部）も含まれ、圧力センサ３３，６３は、これらの頚部の筋肉の一部の動きの変化を検出することも可能である。その例として、図１２を参照して、圧力センサ３３が顎に配置される本発明の第４実施形態に係る操作装置について説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係る操作装置の構成を説明するための説明図である。
【０１１３】
＜第４実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る操作装置８３は、ユーザの頭部４の顎部に装着される。そして、圧力センサ３３は、ユーザのえらの部位に当接して配置される。本実施形態に係る他の構成は、第１実施形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。この構成によれば、圧力センサ３３は、奥歯を噛み締めた際の筋肉の動きの変化を検出することができる。更に、上述のように圧力センサ３３は、押圧されたことだけでなく、当接した皮膚がフライドした方向も検出することができる。よって、圧力センサ３３は、ユーザが顎を前に突き出したことや、後方に引っ込めたこと、上下動させたこと等を区別して検出することができる。よって、操作装置８３は、圧力センサ３３の検出結果に応じた複数種類の操作信号を出力するができ、操作性を向上させることができる。なお、本実施形態に係る操作装置８３も、上記第１実施形態〜第３実施形態が奏する効果を奏することができることは言うまでもない。
【０１１４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１５】
例えば、上記実施形態では、情報処理装置としてコンピュータ２の場合と、コンピュータ２に接続される装置の場合とを説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、情報処理装置としては、自動車等の乗り物や他の機器等の制御部に使用される情報処理装置であってもよい。このような構成によれば、操作装置により、物理的なモーターやハンドルを動かすことも可能である。つまり、本発明は、所定の信号が入力することにより処理を行う様々な情報処理装置に適用可能である。
【０１１６】
また、上記実施形態では、圧力センサがこめかみや顎に当接して配置される場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。圧力センサは、上述のように頭部４の様々な位置に当接するように配置されてもよい。例えば、圧力センサは、眉間等の額の位置に配置されることにより、ユーザが睨んだり、眉毛を動かした際の筋肉の動きの変化を検出してもよい。
【０１１７】
また、上記実施形態では、信号生成部３５３が、圧力センサ及び加速度センサが検出した電圧値と閾値とに基づいて、処理信号に変換することによい、処理信号が、筋肉の動きの変化の有無や頭部４の傾動の有無を反映する場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、信号生成部３５３は、圧力センサ及び加速度センサが検出した電圧値の大小に応じて、生成する処理信号の大きさを増減させてもよい。つまり、この場合、操作装置３は、処理信号として、１，０の２値の信号だけでなく、大きさを持った信号を出力することも可能である。
【０１１８】
また、操作装置３は、例えば、上記の閾値の他に微弱な電圧を検出するための閾値を設けて、圧力センサ３３の検出信号を識別することなどにより、圧力センサ３３に加圧される微弱な圧力を検出してもよい。このような構成によれば、例えばユーザの脈拍を測定することも可能である。
【０１１９】
また、上記実施形態では、操作装置３の各構成は、ヘッドバンド３０に収容されるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、操作装置３の各構成は、例えば、ヘルメット・ヘッドホン・イヤマフラー・帽子・補聴器・めがね等、ユーザが頭部４に装着しうるあらゆる物に収容されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る情報処理システムの概要を説明するための説明図である。
【図２】同実施形態に係る情報処理システムの構成を説明するための説明図である。
【図３】同実施形態に係る操作装置の各構成の配置位置について説明するための説明図である。
【図４Ａ】同実施形態に係る圧力センサの構成例を説明するための説明図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＡ−Ａ線における断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂにおける磁界検出部を説明するための説明図である。
【図４Ｄ】図４ＣのＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５Ａ】同実施形態が有する加速度センサの構成例について説明するための説明図である。
【図５Ｂ】同実施形態が有する加速度センサの構成例について説明するための説明図である。
【図５Ｃ】同実施形態が有する加速度センサの構成例について説明するための説明図である。
【図６】同実施形態に係る操作方法を説明するための説明図である。
【図７】同実施形態に係る信号生成部が行う処理を説明するための説明図である。
【図８】同実施形態に係る圧力センサ及び加速度センサが検出する電圧値を示したグラフである。
【図９Ａ】同実施形態に係るコンピュータにおける処理の一例を説明するための説明図である。
【図９Ｂ】同実施形態に係るコンピュータにおける処理の他の例を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る操作装置の構成を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る情報処理システムを説明するための説明図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る操作装置の構成を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１，７０    情報処理システム
２，７２    コンピュータ
３，６，７３，８３    操作装置
４    頭部
２１    通信部
２２    コンピュータ制御部
２３    画面
２４    ポインタ
２４１  矢印
２４２  選択処理
２５    キャラクタ
２５１、２５２  矢印
３０    ヘッドバンド
３１    電源スイッチ
３２    キャリブレーションボタン
３３，６３    圧力センサ
３４    加速度センサ
３５    制御部
３６    バッテリ
３７    タイマ
３８，７３８    記憶部
３９    通信部
５１    カバー
５２    粘弾性磁石
５３    磁束検出部
５４    回路基板
５５    ホール素子
５６    支持部材
３５１    キャリブレーション部
３５２    Ａ／Ｄ変換部
３５３    信号生成部
３３１    入力部
３３２    固定部
３３３    出力部
３４１    バネ
３４２    被検出体
【図１】
2009116609.tif 000003
【図２】
2009116609.tif 000004
【図３】
2009116609.tif 000005
【図４Ａ】
2009116609.tif 000006
【図４Ｂ】
2009116609.tif 000007
【図４Ｃ】
2009116609.tif 000008
【図４Ｄ】
2009116609.tif 000009
【図５Ａ】
2009116609.tif 000010
【図５Ｂ】
2009116609.tif 000011
【図５Ｃ】
2009116609.tif 000012
【図６】
2009116609.tif 000013
【図７】
2009116609.tif 000014
【図８】
2009116609.tif 000015
【図９Ａ】
2009116609.tif 000016
【図９Ｂ】
2009116609.tif 000017
【図１０】
2009116609.tif 000018
【図１１】
2009116609.tif 000019
【図１２】
2009116609.tif 000020