JP7193392B2

JP7193392B2 - 情報通信装置および情報通信方法

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Publication number: JP7193392B2
Application number: JP2019056801A
Authority: JP
Inventors: 勇作唐津
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020159742A

Description

本開示は情報通信装置および情報通信方法に関する。

従来、使用者の呼気を検出して、呼気に応じた信号を出力する装置が知られている。装置から出力される信号を、外部装置の制御に用いることで、使用者は呼気によって外部装置を操作することが可能である。

例えば、特許文献１は、ＭＥＭＳ検知および処理モジュールが、使用者の呼気の排出によって生成された運動エネルギーを検知し、検知した運動エネルギーに応じた１つまたは複数の制御信号を生成するシステムを開示する。

特表２０１３－５４２４７０号公報

しかし、特許文献１の技術では、使用者の呼気に類似する運動エネルギーを有する現象によって、誤検出をするおそれがある。例えば、ＭＥＭＳ検知および処理モジュールに風が吹き込むことで、誤って制御信号を生成するおそれがあった。

本開示は、使用者の呼気を正確に検出して、外部装置を操作するために、検出した呼気に応じて複数パターンの制御信号を生成できる情報通信装置および情報通信方法の提供を目的とする。

本開示の情報通信装置は、
使用者の呼気に基づいて変化する二酸化炭素濃度を検出する第１の検出部と、
前記二酸化炭素濃度が第１の条件を満たす場合に起動し、前記使用者の前記呼気に含まれる呼気情報を検出する第２の検出部と、
外部装置の動作の制御に用いられる、前記呼気情報に応じた制御信号を生成する信号生成部と、
生成された前記制御信号を出力する通信部と、を備え、
前記第１の条件は、第１の閾値未満であった前記二酸化炭素濃度が前記第１の閾値以上になることを含む。

本開示の情報通信方法は、
使用者の呼気に基づいて変化する二酸化炭素濃度を第１の検出部によって検出するステップと、
前記二酸化炭素濃度が第１の条件を満たす場合に動作する第２の検出部によって、前記使用者の前記呼気に含まれる呼気情報を検出するステップと、
外部装置の動作の制御に用いられる、前記呼気情報に応じた制御信号を生成するステップと、
生成された前記制御信号を出力するステップと、を含み、
前記第１の条件は、第１の閾値未満であった前記二酸化炭素濃度が前記第１の閾値以上になることを含む。

本開示によれば、使用者の呼気を正確に検出して、外部装置を操作するために、検出した呼気に応じて複数パターンの制御信号を生成できる情報通信装置および情報通信方法を提供することができる。

情報通信装置の一例を示す概略構成図である。複数の呼気情報の組み合わせと生成される制御信号との対応関係を示す図である。口を大きく開いている場合の呼気の出し方を例示する図である。口をすぼめている場合の呼気の出し方を例示する図である。情報通信装置の動作の第１例を説明するためのフローチャート図である。情報通信装置の動作の第２例を説明するためのフローチャート図である。

図１は、本開示の一実施形態に係る情報通信装置１０を示す概略構成図である。情報通信装置１０は、使用者が呼気によって外部装置を操作することを可能にする。すなわち、情報通信装置１０は、呼気によって外部装置を操作するユーザインタフェースとして機能する。ここで、外部装置は、情報通信装置１０と異なる機器または装置である。後述するように、使用者は、呼気の出し方を変えることによって、外部装置の複数の動作を制御可能である。

（情報通信装置）
情報通信装置１０は、第２の検出部２０と、第１の検出部３０と、制御部５０と、記憶部７０と、通信部１００と、を備える。第２の検出部２０は、圧力を測定する圧力センサ２１と、温度を測定する温度センサ２２と、湿度を測定する湿度センサ２３と、を備える。制御部５０は、判定部４０と、信号生成部９０と、を備える。

情報通信装置１０は、使用者の呼気に含まれる情報（以下「呼気情報」ともいう。）を検出し、検出された呼気情報に応じた制御信号を外部装置に出力する。制御信号は、外部装置の動作の制御に用いられる信号である。使用者は、情報通信装置１０を用いることによって、呼気で外部装置の動作を制御できる。

外部装置は、一例として医療現場で患者が呼気によって意思を表示するために用いられる支援装置であり得る。情報通信装置１０は、患者が息を吹き込むことによって、呼気の出し方に応じて、支援装置に様々な表示を行わせる制御装置として機能してもよい。別の例として、外部装置は、ゲームコントローラであり得る。情報通信装置１０は、使用者の頭部に装着可能であってもよいし、ゲームコントローラの一部に設けられてもよい。情報通信装置１０は、使用者が息を吹きかけることによって、ボタンを押すこととは異なる動作を実行可能であってよい。別の例として、外部装置は、車両に設けられたオーディオ機器等の車載装置であり得る。情報通信装置１０は、例えば使用者の頭部に装着される。情報通信装置１０は、使用者が息を吹きかけることによって、使用者が接触することなく曲の選択およびボリュームの制御を実行可能であってよい。ここで、外部装置は、これらの例に限定されず、複数の動作を実行する多様な機器であり得る。例えば、外部装置は、デジタルカメラ等の撮像装置、コンピュータもしくはスマートフォン等の情報処理装置、マイクロフォン等の収音装置、スピーカー、パネルディスプレイもしくはヘッドマウントディスプレイ等の表示装置、または医療機器等であってもよい。

（第１の検出部）
第１の検出部３０は、使用者の呼気に基づいて変化する二酸化炭素濃度を検出するＣＯ_２センサを含む。なお、二酸化炭素濃度が「呼気に基づいて変化する」とは、使用者が呼気を吹き込むことによって二酸化炭素濃度が変化することを意味する。ＣＯ_２センサは、情報通信装置１０の外気を取り込む開口部の近くに設けられて、開口部に取り込まれた外気の二酸化炭素濃度を検出する。使用者が開口部に息を吹き込むと、開口部に取り込まれる外気の二酸化炭素濃度が増加する。このことは、ＣＯ_２センサの検出値（二酸化炭素濃度）に基づいて、例えば息が吹き込まれたか否かを判定可能であることを意味する。使用者が開口部に息を吹き込むことによって生じる二酸化炭素濃度の変化を逃さないように、ＣＯ_２センサは常時、または、適切な間隔（例えば１秒間隔）で動作する。ＣＯ_２センサは、例えば非分散型赤外線分析法を用いたガスセンサを用いてもよい。ＣＯ_２センサは、例えば電気化学式ガスセンサを用いてもよい。ただし、ＣＯ_２センサは、これらのセンサに限定されない。第１の検出部３０は、二酸化炭素濃度の検出値を、制御部５０に出力する。

（第２の検出部）
第２の検出部２０は、呼気に含まれる呼気情報を検出する。第２の検出部２０は、第１の検出部３０によって検出された二酸化炭素濃度に基づいて息が吹き込まれたと判定された場合に起動する。すなわち、第２の検出部２０は、息が吹き込まれるまで動作しないため、消費電力を抑えることが可能である。第２の検出部２０は、例えば圧力センサ２１を含んでよい。第２の検出部２０は、例えば温度センサ２２を含んでよい。第２の検出部２０は、例えば湿度センサ２３を含んでよい。本実施形態において、第２の検出部２０は複数のセンサを含んでおり、それぞれが互いに異なる呼気情報を検出する。具体的には、第２の検出部２０は、圧力センサ２１、温度センサ２２および湿度センサ２３を含む。第２の検出部２０は、これらのセンサの検出値を制御部５０に出力する。息が吹き込まれているときにこれらのセンサが検出した検出値は、呼気に含まれる呼気情報に対応する。すなわち、「呼気情報」は、息が吹き込まれているときの各センサの検出値（例えば圧力、温度および湿度）である。ここで、第２の検出部２０は、これらのセンサの一部を備えなくてよい。例えば、第２の検出部２０は、圧力センサ２１だけを備えてもよい。また、第２の検出部２０は、これらのセンサに限定されない。例えば、第２の検出部２０は、圧力センサ２１に代えて、気体用流量センサを含んでもよい。

（圧力センサ）
圧力センサ２１は、呼気の出し方に応じて変化する圧力を検出するセンサである。使用者が呼気を強く出した場合（例えば使用者が息を強く吹き込んだ場合）には、呼気を弱く出した場合（例えば息を弱く吹き込んだ場合）と比べて、圧力が高くなる。このことは、圧力センサ２１の検出値（圧力）に基づいて、呼気の強弱を判定可能であることを意味する。圧力センサ２１は例えばピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を原理とするセンサを用いてもよい。圧力センサ２１は、圧力による金属ゲージの歪みによって生じる電気信号の変化を原理とする薄膜式圧力センサを用いてもよい。ただし、圧力センサ２１は、これらのセンサに限定されない。

（温度センサ）
温度センサ２２は呼気の出し方に応じて変化する温度を検出するセンサである。後述するように、使用者が口を大きく開けて呼気を出した場合には、口をすぼめて呼気を出した場合と比べて、温度が高くなる。このことは、温度センサ２２の検出値（温度）に基づいて、使用者の口の開け方（例えば口を大きく開いているかすぼめているか）を判定可能であることを意味する。温度センサ２２は、例えば温度により抵抗が変化する白金抵抗を用いてもよい。温度センサ２２は、例えば温度に応じた出力電圧を出すＩＣ（Integrated Circuit）温度センサを用いてもよい。ただし、温度センサ２２は、これらのセンサに限定されない。

（湿度センサ）
湿度センサ２３は呼気の出し方に応じて変化する湿度を検出するセンサである。後述するように、使用者が口を大きく開けて呼気を出した場合には、口をすぼめて呼気を出した場合と比べて、湿度が高くなる。このことは、上述した温度センサ２２と同様に、湿度センサ２３の検出値（湿度）に基づいて、使用者の口の開け方（例えば口を大きく開けているかすぼめているか）を判定可能であることを意味する。湿度センサ２３は、湿度変化によって生じる電極間の抵抗の変化を原理とする高分子抵抗式湿度センサを用いてもよい。湿度センサ２３は、湿度変化によって生じる電極間の静電容量の変化を原理とする高分子静電容量式湿度センサを用いてもよい。ただし、湿度センサ２３は、これらのセンサに限定されない。

（制御部）
制御部５０は、情報通信装置１０を全体的に制御する。本実施形態において、制御部５０は、判定部４０および信号生成部９０として機能する。制御部５０は、例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置により実現される。

（判定部）
判定部４０は、第１の検出部３０によって検出された二酸化炭素濃度に基づいて息が吹き込まれたか否かを判定する。この判定は、二酸化炭素濃度が第１の条件を満たすか否かで行われる。具体的には、判定部４０は、二酸化炭素濃度が第１の条件を満たす場合、息が吹き込まれたと判定し、二酸化炭素濃度が第１の条件を満たさない場合、息が吹き込まれていないと判定する。本実施形態において、第１の条件は、第１の閾値ｔｈ１未満であった二酸化炭素濃度が当該第１の閾値ｔｈ１以上になることを含むが、これに限られない。例えば、第１の条件は、第１の閾値ｔｈ１未満であった二酸化炭素濃度が当該第１の閾値ｔｈ１以上になった後、第１の閾値ｔｈ１以上である状態が所定時間継続したことをさらに含んでもよい。

ここで、第１の閾値ｔｈ１は、空気中の二酸化炭素濃度の参照値（以下、「空気中参照値」ともいう。）よりも大きく、且つ、呼気中の二酸化炭素濃度の参照値（以下、「呼気中参照値」ともいう。）よりも小さい範囲において、任意に定められてもよい。本実施形態において「空気中参照値」は、人間の一般的な生活環境における空気中の二酸化炭素濃度とみなすことができる値である。例えば、空気中参照値は、換気された屋内における一般的な二酸化炭素濃度とされる２５０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下の任意の値であるが、これに限られず、実用上空気中の二酸化炭素濃度とみなすことができる任意の値であってもよい。一方、本実施形態において「呼気中参照値」は、呼気中の二酸化炭素濃度とみなすことができる値である。例えば、呼気中参照値は、人間の呼気における一般的な二酸化炭素濃度とされる２００００ｐｐｍ以上６００００ｐｐｍ以下の任意の値であるが、これに限られず、実用上呼気中の二酸化炭素濃度とみなすことができる任意の値であってもよい。第１の閾値ｔｈ１未満であった二酸化炭素濃度が当該第１の閾値以上になることは、使用者によって息が吹き込まれたことを意味する。一例において、第１の閾値ｔｈ１は、二酸化炭素濃度の空気中参照値よりも十分大きくなるように定められてもよい。本実施形態では、第１の閾値ｔｈ１は、例えば２００００ｐｐｍに設定されてよい。第１の閾値ｔｈ１を空気中参照値に比べて十分高い値に設定することによって、判定部４０は息が吹き込まれたことを確実に判定することができる。

判定部４０は、二酸化炭素濃度が第１の条件を満たした場合に、第２の検出部２０を起動させる起動信号を生成する。判定部４０は、生成した起動信号を、第２の検出部２０に出力する。第２の検出部２０が備える圧力センサ２１、温度センサ２２および湿度センサ２３は、起動信号によって起動する。つまり、非動作状態であった圧力センサ２１、温度センサ２２および湿度センサ２３は、起動信号によって動作状態に変化して、使用者の呼気に含まれる呼気情報を検出する。なお、第２の検出部２０が非動作状態（すなわち、停止した状態）であるときの消費電力は、動作状態（すなわち、起動した状態）と比べて小さく、あるいはゼロである。

判定部４０は、第１の検出部３０によって検出された二酸化炭素濃度が第１の条件を満たした後で（すなわち、息が吹き込まれたと判定した後で）、息の吹き込みが終わったか否かを判定する。この判定は、二酸化炭素濃度が第２の条件を満たすか否かで行われる。具体的には、判定部４０は、二酸化炭素濃度が第２の条件を満たす場合、息の吹き込みが終わったと判定し、二酸化炭素濃度が第２の条件を満たさない場合、息の吹き込みが終わっていないと判定する。本実施形態において、第２の条件は、第２の閾値ｔｈ２以上であった二酸化炭素濃度が当該第２の閾値ｔｈ２未満になることを含むが、これに限られない。例えば、第２の条件は、第２の閾値ｔｈ２以上であった二酸化炭素濃度が当該第２の閾値ｔｈ２未満になってから所定時間が経過することをさらに含んでもよい。

ここで、第２の閾値ｔｈ２は、二酸化炭素濃度の空気中参照値よりも大きく、且つ、二酸化炭素濃度の呼気中参照値よりも小さい範囲において、任意に定められてもよい。第２の閾値ｔｈ２以上であった二酸化炭素濃度が当該第２の閾値ｔｈ２未満になることは、使用者による息の吹き込みが終わったことを意味する。一例において、第２の閾値ｔｈ２は、二酸化炭素濃度の空気中参照値よりも大きく、且つ、第１の閾値ｔｈ１以下となるように定められてもよい。かかる構成によれば、二酸化炭素濃度が第１の条件を満たした後、息の吹き込みが終わったことによって第２の条件が満たされる確実性（すなわち、息の吹き込みが終わったと判定する精度）が向上する。逆にいえば、二酸化炭素濃度が第１の条件を満たした後、息の吹き込みが終わっても第２の条件が満たされないという不都合（すなわち、息の吹き込みが終わったことを判定できないという不都合）の発生する蓋然性が低減する。本実施形態では、第２の閾値ｔｈ２は、例えば第１の閾値ｔｈ１の１０分の１である２０００ｐｐｍに設定されてよい。第２の閾値ｔｈ２を第１の閾値ｔｈ１に比べて十分低い値に設定することによって、判定部４０は、息の吹き込みが終わったことを確実に判定することができる。

判定部４０は、二酸化炭素濃度が第２の条件を満たした場合に、第２の検出部２０を停止させる停止信号を生成する。判定部４０は、生成した停止信号を、第２の検出部２０に出力する。第２の検出部２０が備える圧力センサ２１、温度センサ２２および湿度センサ２３は、停止信号によって停止する。つまり、動作状態であった圧力センサ２１、温度センサ２２および湿度センサ２３は、停止信号によって非動作状態に変化して、使用者の呼気に含まれる呼気情報を検出することを停止する。

上記のように、第２の検出部２０（圧力センサ２１、温度センサ２２および湿度センサ２３）は、第１の検出部３０が検出した二酸化炭素濃度に応じた間欠動作を行う。一方、第１の検出部３０は、使用者が開口部に息を吹き込むことによって生じる二酸化炭素濃度の変化を逃さないように、常時、または、比較的短い間隔で動作する。つまり、第１の検出部３０は、第２の検出部２０に比べて動作時間が長い。したがって、第１の検出部３０として消費電力の小さいセンサを用いることで、情報通信装置１０の全体の消費電力を低下させることができる。換言すると、情報通信装置１０は、第２の検出部２０を常時または比較的短い間隔で動作させる必要が無いので、情報通信装置１０の全体の消費電力を低下させることができる。

（信号生成部）
信号生成部９０は、外部装置の動作の制御に用いられる、呼気情報に応じた制御信号を生成する。本実施形態において、第２の検出部２０は互いに異なる複数の呼気情報（圧力、温度および湿度）を検出する。信号生成部９０は、複数の呼気情報の組み合わせに応じた制御信号を生成する。したがって、信号生成部９０は、複数の呼気情報の組み合わせに応じて、複数パターンの制御信号を生成可能である。ここで、複数パターンの制御信号の候補（以下、複数パターンの候補制御信号）は、記憶部７０に記憶されている。また、複数の呼気情報の組み合わせと生成される制御信号との対応関係も、記憶部７０に記憶されている。図２に示す例では、それぞれ呼気情報である「圧力」および「温度または湿度」の組み合わせに応じた４パターンの候補制御信号（制御信号Ａ～Ｄ）が示されている。詳細には、呼気情報の１つである「圧力」が、例えば所定の基準値以上であるか否かに基づいて「低」または「高」の２パターンに分類されている。また、それぞれ呼気情報の１つである「温度」または「湿度」が、例えば所定の基準値以上であるか否かに基づいて「低」または「高」の２パターンに分類されている。「圧力」が「低」且つ「温度または湿度」が「低」である場合に対応する候補制御信号は「制御信号Ａ」である。「圧力」が「低」且つ「温度または湿度」が「高」である場合に対応する候補制御信号は「制御信号Ｂ」である。「圧力」が「高」且つ「温度または湿度」が「低」である場合に対応する候補制御信号は「制御信号Ｃ」である。そして、「圧力」が「高」且つ「温度または湿度」が「高」である場合に対応する候補制御信号は「制御信号Ｄ」である。ただし、候補制御信号の種類数、および複数の呼気情報の組み合わせと生成される制御信号との対応関係は、図２に示す例に限られない。信号生成部９０による制御信号の生成の詳細については後述する。

（記憶部）
記憶部７０は、制御部５０が用いるデータおよびプログラムを記憶する。記憶部７０は、例えば測定前の初期状態の圧力、温度および湿度のデータ（すなわち、息が吹き込まれるより前に第２の検出部２０が検出した圧力、温度および湿度の検出値）を記憶してもよい。また、記憶部７０は、例えば各測定データを記憶してもよい。記憶部７０は、例えば、メモリ等の記憶装置により実現される。記憶部７０は１つのメモリで構成されても、複数のメモリで構成されてもよい。ただし、測定データが記憶されれば特に制限されない。

記憶部７０は、例えばＣＰＵである制御部５０を、判定部４０として機能させるプログラムを記憶してよい。また、記憶部７０は、制御部５０を、信号生成部９０として機能させるプログラムを記憶してよい。つまり、制御部５０が記憶部７０からプログラムを読み込むことによって、ソフトウェアとして判定部４０および信号生成部９０の処理が実行されてもよい。

（通信部）
通信部１００は、外部装置との通信を実行する。本実施形態において、通信部１００は、信号生成部９０において生成された制御信号を外部装置に出力する。通信部１００は、例えば外部メモリインタフェース、汎用非同期送受信器（ＵＡＲＴ：Universal Asynchronous Receiver Transmitter）インタフェース、拡張シリアル・ペリフェラル・インタフェース（ｅＳＰＩ：）、汎用入出力（ＧＰＩＯ：General-purpose input/output）インタフェース、パルス符号変調（ＰＣＭ：Pulse Code Modulation）および／もしくはＩＣ間サウンド（Ｉ２Ｓ：Inter-IC Sound）インタフェース、集積回路間（Ｉ２Ｃ：Inter-Integrated Circuit）バスインタフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ：Universal Serial Bus）インタフェース、ブルートゥース（登録商標）インタフェース、ジグビー（登録商標）インタフェース、ＩｒＤＡ(Infrared Data Association)インタフェース、または、無線ＵＳＢ（Ｗ－ＵＳＢ：Wireless―Universal Serial Bus）インタフェースのうち、１つまたは複数を介して実現される。通信部１００は、制御対象の機器（すなわち、外部装置）と有線無線どちらで接続されてもよい。ただし、通信部１００は、これらの実現手段に限定されるものではなく、信号生成部９０において生成された信号が外部に出力されれば特に制限されない。

（制御信号の生成）
本実施形態において、複数の呼気情報である「圧力」および「温度または湿度」の組み合わせに応じた制御信号が生成される。使用者は、呼気の出し方によって、「圧力」および「温度または湿度」を調整し得る。例えば呼気の出し方は、「呼気の強さ」および「使用者の口の開け方」の２つの要素によって定まる。図３は、使用者が口を大きく開いている場合の呼気の出し方を例示する図である。一方、図４は、使用者が口をすぼめている場合の呼気の出し方を例示する図である。図３のように口を大きく開いている場合には、図４のように口をすぼめている場合と比べて、周囲の空気の巻き込み量が少なくなり、結果として呼気の温度および湿度が高くなる。また、図３のように口を大きく開いている場合、および図４のように口をすぼめている場合のどちらの場合であっても、使用者は呼気に強弱をつけることができる。つまり、使用者は、呼気の強弱を、口の形にかかわらず調整することが可能である。具体的には、呼気が強い場合（すなわち、息を強く吹き込んでいる場合）には、呼気が弱い場合（すなわち、息を弱く吹き込んでいる場合）と比べて、呼気の強さが強くなる。したがって、口の開け方と呼気の強弱の組み合わせによって、合計４パターンの「呼気の出し方」が存在する。情報通信装置１０は、呼気を圧力センサ２１、温度センサ２２および湿度センサ２３で検出し、検出された値の大小を判定することで、図２に示すように合計４パターンの制御信号Ａ～Ｄを生成できる。

例えば、圧力センサ２１および温度センサ２２で呼気情報を検出することによって上記の４パターンの制御信号Ａ～Ｄのいずれかが生成される場合、あらかじめ圧力の閾値と温度の閾値とが記憶部７０に記憶される。信号生成部９０は、圧力センサ２１の検出値と圧力の閾値とを比較する。信号生成部９０は、圧力センサ２１の検出値が圧力の閾値を超える場合に、呼気の圧力が第１状態（例えば「高」）であると判定する。信号生成部９０は、圧力センサ２１の検出値が圧力の閾値以下の場合に、呼気の圧力が第２状態（例えば「低」）であると判定する。信号生成部９０は、温度センサ２２の検出値が温度の閾値を超える場合に、呼気の温度が第１状態（例えば「高」）であると判定する。信号生成部９０は、温度センサ２２の検出値が温度の閾値以下の場合に、呼気の温度が第２状態（例えば「低」）であると判定する。信号生成部９０は、呼気の圧力が第１状態（例えば「高」）であって、且つ、呼気の温度が第１状態（例えば「高」）である場合に、第１の制御信号（制御信号Ｄ）を生成する。信号生成部９０は、呼気の圧力が第１状態（例えば「高」）であって、且つ、呼気の温度が第２状態（例えば「低」）である場合に、第２の制御信号（制御信号Ｃ）を生成する。信号生成部９０は、呼気の圧力が第２状態（例えば「低」）であって、且つ、呼気の温度が第１状態（例えば「高」）である場合に、第３の制御信号（制御信号Ｂ）を生成する。信号生成部９０は、呼気の圧力が第２状態（例えば「低」）であって、且つ、呼気の温度が第２状態（例えば「低」）である場合に、第４の制御信号（制御信号Ａ）を生成する。このように、信号生成部９０は、複数の呼気情報の組み合わせに応じて、複数パターンの制御信号を生成することができる。ここで、別の例として、圧力センサ２１および湿度センサ２３で呼気を検出してもよい。このとき、あらかじめ圧力の閾値と湿度の閾値とが記憶部７０に記憶され、信号生成部９０は上記と同じように複数パターンの制御信号を生成することができる。また、信号生成部９０は、さらに第１の検出部３０が検出した二酸化炭素濃度も「呼気情報」として取得してよい。例えば、信号生成部９０は、二酸化炭素濃度の時間変化の違いに応じて、呼気の出し方を分類してよい。このとき、信号生成部９０は、さらに多くのパターンの制御信号の生成が可能になる。

（フローチャート）
情報通信装置１０の制御部５０は、図５のフローチャートの処理を実行することによって、呼気に応じて複数の制御信号を生成できる情報通信方法を実現する。

情報通信装置１０は、第１の検出部３０によって、二酸化炭素濃度の検出を開始する（ステップＳ１）。ステップＳ１以降、例えば一定間隔で二酸化炭素濃度が検出される。

ステップＳ２は、息が吹き込まれたか否かを判定するステップである。具体的には、情報通信装置１０は、第１の検出部３０のよって検出された二酸化炭素濃度が第１の条件を満たす場合に（ステップＳ２のＹＥＳ）、息が吹き込まれたと判定し、第２の検出部２０を起動させて、呼気情報を検出可能な状態にする（ステップＳ３）。一方、情報通信装置１０は、第１の検出部３０のよって検出された二酸化炭素濃度が第１の条件を満たさない場合に（ステップＳ２のＮＯ）、息が吹き込まれていないと判定し、ステップＳ２の処理を繰り返す。

情報通信装置１０は、起動した第２の検出部２０（圧力センサ２１、温度センサ２２および湿度センサ２３）によって、複数の呼気情報（圧力、温度および湿度）を検出する（ステップＳ４）。情報通信装置１０は、温度および湿度の一方を選択的に検出してもよい。検出されたデータは記憶部７０に保存される。

ステップＳ５は、息の吹き込みが終わったか否かを判定するステップである。具体的には、情報通信装置１０は、第１の検出部３０にて検出された二酸化炭素濃度が第２の条件を満たす場合に（ステップＳ５のＹＥＳ）、息の吹き込みが終わったと判定し、第２の検出部２０を停止させる（ステップＳ６）。一方、情報通信装置１０は、第１の検出部３０にて検出された二酸化炭素濃度が第２の条件を満たさない場合に（ステップＳ５のＮＯ）、息の吹き込みが終わっていないと判定し、ステップＳ５の処理を繰り返す。

情報通信装置１０は、ステップＳ４で検出された呼気情報に応じた制御信号を生成し、外部装置に出力する（ステップＳ７）。詳細には、情報通信装置１０は、ステップＳ４で検出された複数の呼気情報（圧力、温度および湿度）の組み合わせに応じた制御信号（例えば制御信号Ａ、Ｂ、ＣまたはＤ）を生成する。そして、情報通信装置１０は、生成した制御信号を通信部１００から外部機器に出力する。その後、情報処理装置１０は、ステップＳ２の処理に戻る。

以上述べたように、本実施形態に係る情報通信装置１０は、使用者の呼気に基づいて変化する二酸化炭素濃度を検出する第１の検出部３０と、二酸化炭素濃度が第１の条件を満たす場合に起動し、使用者の呼気に含まれる呼気情報を検出する第２の検出部２０と、外部装置の動作の制御に用いられる、呼気情報に応じた制御信号を生成する信号生成部９０と、生成された制御信号を出力する通信部１００と、を備える。ここで、第１の条件は、第１の閾値ｔｈ１未満であった二酸化炭素濃度が当該第１の閾値ｔｈ１以上になることを含む。かかる構成によれば、使用者の呼気を正確に検出して、外部装置を操作するために、検出した呼気に応じて複数パターンの制御信号を生成できる。このため、使用者は、呼気の出し方を変えることによって、外部装置の複数の動作を制御可能である。

本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段または各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段またはステップ等を１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。

例えば、上述した実施形態において、情報通信装置１０が、息の吹き込みが終わったと判定すると、第２の検出部２０を停止させる構成について説明した（ステップＳ５およびＳ６）。ここで、情報通信装置１０は、第２の検出部２０を用いて「大気情報」を検出してから第２の検出部２０を停止させてもよい。「大気情報」は、息の吹き込みが終わった後に、第２の検出部２０に含まれる各センサが検出した検出値に対応する。すなわち、第２の検出部２０は、息の吹き込みが終わった後の各センサの検出値（圧力、温度および湿度）を、大気情報として検出する。かかる構成における情報通信装置１０の動作について、図６のフローチャートを参照して詳細に説明する。図６に示すステップＳ１１－Ｓ１５は、それぞれ図５に示すステップＳ１－Ｓ５と同一であるため、説明は省略する。情報通信装置１０は、第１の検出部３０にて検出された二酸化炭素濃度が第２の条件を満たす場合に（ステップＳ１５のＹＥＳ）、息の吹き込みが終わったと判定し、第２の検出部２０によって、少なくとも１つの大気情報（例えば、圧力、温度および湿度のうち少なくとも１つ）を検出する（ステップＳ１６）。ここで、情報通信装置１０は、息の吹き込みが終わった後に第１の検出部３０によって検出された二酸化炭素濃度も、大気情報として取得してよい。したがって、例えば圧力、温度、湿度、および二酸化炭素濃度のうち、少なくとも１つに対応する少なくとも１つの大気情報が検出される。大気情報を検出すると、情報通信装置１０は、判定部４０により、第２の検出部２０を停止させる停止信号を生成し、第２の検出部２０に出力することによって、第２の検出部２０を停止させる（ステップＳ１７）。情報通信装置１０は、呼気情報と大気情報との差分を算出する（ステップＳ１８）。そして、情報通信装置１０は、当該差分に応じた制御信号を信号生成部９０により生成し、通信部１００を介して外部装置に出力する（ステップＳ１９）。このように、呼気情報そのものに代えて、呼気情報と大気情報との差分に応じた制御信号を生成および出力する構成も可能である。

また、上述した実施形態において、情報通信装置１０が、使用者の口の開け方と呼気の強弱の組み合わせに応じて、合計４パターンの「呼気の出し方」を判別する構成について説明した。しかしながら、情報通信装置１０が判別する「呼気の出し方」は、４パターンより少なくてもよいし、多くてもよい。例えば、情報通信装置１０は、呼気の圧力を「低」、「中」および「高」の３パターンに分類し、呼気の温度または湿度を「低」、「中」および「高」の３パターンに分類してもよい。かかる場合、情報通信装置１０が、使用者の口の開け方と呼気の強弱の組み合わせに応じて、合計９パターンの「呼気の出し方」を判別可能である。

１０情報通信装置
２０第２の検出部
２１圧力センサ
２２温度センサ
２３湿度センサ
３０第１の検出部
４０判定部
５０制御部
７０記憶部
９０信号生成部
１００通信部

Claims

使用者の呼気に基づいて変化する二酸化炭素濃度を検出する第１の検出部と、
前記二酸化炭素濃度が第１の条件を満たす場合に起動し、前記使用者の前記呼気に含まれる呼気情報を検出する第２の検出部と、
外部装置の動作の制御に用いられる、前記呼気情報に応じた制御信号を生成する信号生成部と、
生成された前記制御信号を出力する通信部と、を備え、
前記第１の条件は、第１の閾値未満であった前記二酸化炭素濃度が前記第１の閾値以上になることを含む、情報通信装置。
前記第１の閾値は、空気中の二酸化炭素濃度の参照値よりも大きく、且つ、呼気中の二酸化炭素濃度の参照値よりも小さい、請求項１に記載の情報通信装置。
前記第２の検出部は、互いに異なる複数の前記呼気情報を検出し、
前記信号生成部は、前記複数の呼気情報の組み合わせに応じて、前記制御信号を生成する、請求項１または２に記載の情報通信装置。
前記第２の検出部は、前記呼気の出し方に応じて変化する圧力を前記呼気情報として検出する圧力センサを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の情報通信装置。
前記第２の検出部は、前記呼気の出し方に応じて変化する温度を前記呼気情報として検出する温度センサを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の情報通信装置。
前記第２の検出部は、前記呼気の出し方に応じて変化する湿度を前記呼気情報として検出する湿度センサを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の情報通信装置。
前記第２の検出部は、前記二酸化炭素濃度が前記第１の条件を満たした後で、前記二酸化炭素濃度が第２の条件を満たす場合に、前記第２の検出部を停止する、請求項１から６のいずれか一項に記載の情報通信装置。
前記第２の条件は、第２の閾値以上であった前記二酸化炭素濃度が前記第２の閾値未満になることを含む、請求項７に記載の情報通信装置。
前記第２の閾値は、空気中の二酸化炭素濃度の参照値よりも大きく、且つ、前記第１の閾値以下である、請求項８に記載の情報通信装置。
使用者の呼気に基づいて変化する二酸化炭素濃度を第１の検出部によって検出するステップと、
前記二酸化炭素濃度が第１の条件を満たす場合に動作する第２の検出部によって、前記使用者の前記呼気に含まれる呼気情報を検出するステップと、
外部装置の動作の制御に用いられる、前記呼気情報に応じた制御信号を生成するステップと、
生成された前記制御信号を出力するステップと、を含み、
前記第１の条件は、第１の閾値未満であった前記二酸化炭素濃度が前記第１の閾値以上になることを含む、情報通信方法。