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咀嚼認識装置、咀嚼認識方法及び咀嚼認識のためのプログラム 新技術説明会

国内特許コード P150012288
整理番号 S2014-0123-N0
掲載日 2015年9月9日
出願番号 特願2013-234116
公開番号 特開2015-093050
出願日 平成25年11月12日(2013.11.12)
公開日 平成27年5月18日(2015.5.18)
発明者
  • 谷口 和弘
  • 宮崎 雷蔵
  • 千秋 輝
  • 岡島 正純
  • 岩城 敏
出願人
  • 公立大学法人広島市立大学
発明の名称 咀嚼認識装置、咀嚼認識方法及び咀嚼認識のためのプログラム 新技術説明会
発明の概要 【課題】ヒトの外耳に装着して、外耳道の咀嚼に伴う変形を検知して咀嚼動作を認識する咀嚼認識装置、咀嚼認識方法及び咀嚼認識のためのプログラムを提供する。
【解決手段】外耳に装着され、その形状変化を検知するセンサ部と、検知信号に基づいて咀嚼を認識する認識部とを備える咀嚼認識装置であって、認識部は、検知信号入力手段と、基準値設定手段と、基準値設定後これに連続して第1基準回数計測された複数個の比較値を得る比較値設定手段と、基準値と比較値を比較し電位差信号を得る比較手段と、電位差信号のうち所定電位差以上の電位差信号の数が第2基準回数以上存在するかどうかを判定する第1判定手段と、電位信号のうち所定電位差以上の電位差信号の数が、第2基準回数以上存在すると判定された回数が、第3基準回数内において第4基準回数以上存在するかどうかを判定する第2判定手段と、咀嚼認識手段と有する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



近年、身体に装着してハンズフリー操作を可能とするウェアラブルコンピュータの開発が様々な方面で行われている。本発明者らは、先に、ヒト(使用者)の外耳、具体的には外耳道に装着して使用者の様々な生体信号を得るウェアラブルコンピュータに関する発明をし、特許出願した(特許文献1)。この公報には、ウェアラブルコンピュータ用に好適な入力デバイスが開示されている。すなわち、外部の出力デバイスに制御命令を出力するための入力デバイスであって、使用者の外耳に装着され、外耳道の形状変化を検知するセンサ部と、このセンサ部からの検知信号に基づいて、外部の出力デバイスを制御する制御部とを備えたものである。





この入力デバイスによれば、センサ部が外耳道に装着されるので、外部光等の外乱要因を極力排除した環境下で、外耳道の形状変化を検知することができ、その結果、センサ部から信頼性の高い検知信号が安定して得られ、得られた検知信号に基づいて、外部の出力デバイスを高精度に制御することが可能となる。





外耳道に装着される前記ウェアラブルコンピュータによれば、使用者の食事における咀嚼状態を認識することができる。外耳道に装着して咀嚼を計数、認識等する技術に関しては、例えば、咀嚼の際、あごの動きに伴って外耳道の筋肉が動くことに着目し、外耳道内の圧力変化を圧力センサにて検知する技術が知られている(特許文献2)。咀嚼に伴う外耳道の動きを検知する圧力センサとして、微圧センサ、圧電センサ、押圧センサを用いることも知られている(特許文献3)。また咀嚼を検知するセンサとして、張力検出センサ、筋電圧検出センサを使用することも知られている(特許文献4)。





しかしながら、特許文献1には、表情の変化、例えば目を開く又は閉じる、舌を左右へ動かす等について検知信号が波形で示されているが、咀嚼動作については、これを判定、認識する技術について記載されていない。





また、特許文献2~4の装置は、ウェアラブルコンピュータの入力デバイスとして使用することを意図していない。仮に、ウェアラブルコンピュータの入力デバイスとして使用したとしても、これらの装置は、何れも外耳道内の圧力変化を検知するセンサを使用しているため、使用環境(外耳道のサイズ、外耳道の形状、装着状態等)の違いによって検知結果にバラツキが発生し易い。そのため、確実な操作が求められるウェアラブルコンピュータの入力デバイスには適さない。





また、外耳道内の圧力変化を確実に検知するためには、圧力センサを装着者の外耳道にしっかりと圧入する必要があるが、これは使用者に不快感を与えることになり、長時間の装着は困難である。

産業上の利用分野



本発明は、使用者の咀嚼状態を自動的に認識する咀嚼認識装置、咀嚼認識方法及び咀嚼認識のためのプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
外耳に装着され、その形状変化を距離の変化として検知し、検知信号を出力するセンサ部と、該センサ部からの前記検知信号に基づいて咀嚼を認識する認識部とを備える咀嚼認識装置であって、
前記認識部は、
前記センサ部からの検知信号が入力する検知信号入力手段と、
該検知信号入力手段からの前記検知信号の任意の一点の電位を基準値として設定する基準値設定手段と、
前記検知信号入力手段からの前記検知信号が入力されるとともに、前記基準値設定後、所定時間間隔を経て前記検知信号より比較値を得る比較値設定手段と、
前記基準値と前記比較値を比較し、両者の電位差信号を得る比較手段と、
前記比較値設定に続き、前記所定時間間隔を経て前記検知信号より2番目の比較値を得て前記基準値と比較し、両者の電位差信号を得、係る比較値設定及び前記基準値との比較処理を複数回実施し、その実施回数が所定の第1基準回数に達し、かつその実施回数の電位差信号のうち、所定電位差以上の電位差信号を有する回数が、所定の第2基準回数以上存在するかどうかを判定する第1判定手段と、
該第1判定手段により、前記第1基準回数の電位差信号のうち、所定電位差以上の電位差信号の数が、前記第2基準回数以上存在すると判定された回数が、所定の第3基準回数内において所定の第4基準回数以上存在するかどうかを判定する第2判定手段と、
該第2判定手段により前記第4基準回数以上存在すると判定されたとき、これを咀嚼と認識する咀嚼認識手段と、
を備える咀嚼認識装置

【請求項2】
前記センサ部が、光学式センサ又は音響センサを含むことを特徴とする請求項1記載の咀嚼認識装置

【請求項3】
前記光学式センサは、反射型フォトセンサ又はFBG型光ファイバセンサであり、前記音響式センサは超音波式距離センサであることを特徴とする請求項2記載の咀嚼認識装置

【請求項4】
外耳に装着されるセンサ部にて、外耳の形状変化に対応する検知信号を得、該検知信号に基づいて咀嚼を認識する咀嚼認識方法であって、
前記センサ部からの検知信号が入力する検知信号入力ステップと、
該検知信号入力手段からの前記検知信号の任意の一点の電位を基準値として設定する基準値設定ステップと、
前記検知信号入力ステップからの前記検知信号が入力されるとともに、前記基準値設定後、所定時間間隔を経て前記検知信号より比較値を得る比較値設定ステップと、
前記基準値と前記比較値を比較し、両者の電位差信号を得る比較ステップと、
前記比較値設定に続き、前記所定時間間隔を経て前記検知信号より2番目の比較値を得て前記基準値と比較し、両者の電位差信号を得、係る比較値設定及び前記基準値との比較処理を複数回実施し、その実施回数が所定の第1基準回数に達し、かつその実施回数の電位差信号のうち、所定電位差以上の電位差信号を有する回数が、所定の第2基準回数以上存在するかどうかを判定する第1判定ステップと、
該第1判定ステップにより、前記第1基準回数の電位差信号のうち、所定電位差以上の電位差信号の数が、前記第2基準回数以上存在すると判定された回数が、所定の第3基準回数内において所定の第4基準回数以上存在するかどうかを判定する第2判定ステップと、
該第2判定ステップにより前記第4基準回数以上存在すると判定されたとき、これを咀嚼と認識する咀嚼認識ステップと、
を含む咀嚼認識方法

【請求項5】
外耳に装着されるセンサ部にて、外耳の形状変化に対応する検知信号を得、該検知信号に基づいて、コンピュータに以下のステップを実行させ、咀嚼認識を行うためのプログラム
前記センサ部からの検知信号が入力する検知信号入力ステップ、
該検知信号入力手段からの前記検知信号の任意の一点の電位を基準値として設定する基準値設定ステップ、
前記検知信号入力ステップからの前記検知信号が入力されるとともに、前記基準値設定後、所定時間間隔を経て前記検知信号より比較値を得る比較値設定ステップ、
前記基準値と前記比較値を比較し、両者の電位差信号を得る比較ステップ、
前記比較値設定に続き、前記所定時間間隔を経て前記検知信号より2番目の比較値を得て前記基準値と比較し、両者の電位差信号を得、係る比較値設定及び前記基準値との比較処理を複数回実施し、その実施回数が所定の第1基準回数に達し、かつその実施回数の電位差信号のうち、所定電位差以上の電位差信号を有する回数が、所定の第2基準回数以上存在するかどうかを判定する第1判定ステップ、
該第1判定ステップにより、前記第1基準回数の電位差信号のうち、所定電位差以上の電位差信号の数が、前記第2基準回数以上存在すると判定された回数が、所定の第3基準回数内において所定の第4基準回数以上存在するかどうかを判定する第2判定ステップ、
該第2判定ステップにより前記第4基準回数以上存在すると判定されたとき、これを咀嚼と認識する咀嚼認識ステップ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013234116thum.jpg
出願権利状態 公開
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