追加）スイッチ（筋無力症などの障害者の方のための）作り方を教えていただきたいのですが・・・。

以前質問させて頂きまことに失礼なのですが、追加・訂正しなければならないことができましたので
再度質問させていただきます。
額につけるスイッチ（筋無力症などの障害者の方のための・額の筋肉(眉毛の上あたり)でスイッチをON/OFFさせるスイッチ）作り方を教えていただきたいのですが、
条件として
・薄い・軽いこと
・なるべく高感度であること
・額につける（額を使う）スイッチ
追加・額の筋肉（上下の動き）でスイッチをON/OFFさせるもの
追加・”スイッチがONした”と識別できる数が４つ（以上）

が条件です。
私は圧電センサを用いて、筋肉を動かすことにより電圧を生じさせ、それをアンプで増幅させスイッチとして使用するのを考えているのですが・・・・。
ご意見いただいた中では光電センサなどを用いることなどを教えていただきましたが、
スイッチの識別できる数が４つというのが非常に難しく自分の知恵では閃きませんでした。
どなたかヒント・アイディアを頂戴頂けないでしょうか？？
お力添えよろしくお願いいたします。

No.12 ベストアンサー 回答者： Pesuko 回答日時： 2005/08/31 13:45

とりあえず、私の手持ちにあるアンプと数本の反射式ファイバーでテストしてみました。

結果
１）「しわ」の判断が出来るほど回帰してくる光の量は変わらない。
２）皮膚検出する位置変動から来る変化のほうが「しわ」検出のレベルのより大きい（ノイズの中に変化レベルが埋もれてしまうので検出できない）。
３）距離が２ｍｍ変わると検出レベルが極端に変わる。
これらのことから単純にファイバー使えば検出できるものではないです。

スレッショルド・光量等調整済み。
（もちろん手作りのＬＥＤ検出器よりも数倍安定度は良いと思います。）

以前にも書きましたが
かなりな量のファイバーをそろえてカットアンドトライを繰り返さないと
前に進まないと思いますよ。
たぶん単純に光センサーでは検出が難しいと。
限定距離反射型で顔にかなり精度良く固定できればいいですが、そうすると
装着された方の違和感が大きいと思います。

私、画像処理もやっていますが言われる内容は厳しいです。
やってやれないことは無いですけど。

No.11 回答者： Pesuko 回答日時： 2005/08/30 22:42

>この方法でいこう！と思いました

センサーを作るのは大変です。
高周波変調かけてするなら市販品買ったほうが安いです。

ＬＥＤとフォトを組み合わせても筐体作るのがまた大変。
感度調整機構ヒステリシス等あり、わりと厄介です。

単純にファイバー＋アンプのほうが簡単だと思うけど。

アンプ
http://www.sunx.co.jp/japanese/product/sensor/01 …

ファイバー（反射型）
http://www.sunx.co.jp/japanese/product/sensor/01 …


顔の近くにＬＥＤユニット持ってこられるより、ファイバーの先端のほうが
違和感無いと思います。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。私の認識では
「反射型のファイバーで、ファイバから光を額に向かって出す→額のしわが動いて少なくなった光（の量）を反射型ファイバで受信→それをアンプで増幅するといったもの」
ということだと思うのですが・・・・。間違えておりましたら訂正していただけますと幸いです。
おっしゃる通りこちらの方が簡単だと思いました。よろしければもう少し教えていただけましたら幸いです。
よろしくお願いします。

補足日時：2005/08/31 06:25

No.10 回答者： mtnlnd 回答日時： 2005/08/30 22:07

具体的には図面を書くのが良いのですが　無理ですので電子回路に詳しい友達にでも聞いて下さい

LEDを十分高い周波数で変調するのは蛍光灯の光は100（又は120）Hzですのでこれを避ける為です、１KHｚ以上で、同時にLED消費電流が半分になります

フォトトランジスタがより良いですが光量の変化を感じ易くする為に検出範囲を額のしわ部分に集中する必要があります、其の為に筒のような物を使うかレンズで集光する事になるでしょう　又は両方
バンドパスフィルター＆アンプはOPアンプ1個とC２個＆R3個で出来ます（アクティブフィルター）、でも二段必要でしょう、総利得は百倍前後必要かも、Qは1段で5位で足りるしょう
整流の後　平滑しコンパレーターで判断します
反射光の出力信号が大きい/小さい　で額の状態を判断するのです
作る前に額のしわが作る反射光の変化がどの位あるかを掴んでおく必要があります、これを元に基本仕様を決めます。

No.9 回答者： mtnlnd 回答日時： 2005/08/17 22:50

負担にならず廉価な方法にもう一つあります

LEDを光源（赤外線）として額の反射光を検出するのです、額にしわを作る事で反射光が小さくなり検出可能です
LEDは電源周波数より十分高い周波数で変調する必要がありますがIC（C-MOSタイマー555）1個で可能です
反射光を検出する受信機が複雑になりますがフオトダイオード、バンドパスフィルター、アンプ、整流、コンパレーターで構成されます
LED＆フオトダイオードは例えばベッドに固定し額から少し離れた位置にくるように取り付けます
上記に似た物は既に実績があります

No.8で述べたセンサーは他にもあるかも知れません
又画像処理は一部だけ検出するソフトはないでしょうからプログラムを依頼する事となり大変高価になって事実上無理ですね

この回答への補足

大変ご丁寧な回答ありがとうございます。

LEDは電源周波数より十分高い周波数で変調する必要がありますがIC（C-MOSタイマー555）1個で可能です

反射光を検出する受信機が複雑になりますがフオトダイオード、バンドパスフィルター、アンプ、整流、コンパレーターで構成されます

LED＆フオトダイオードは例えばベッドに固定し額から少し離れた位置にくるように取り付けます

とご回答頂きました、この方法でいこう！と思いました。もしよろしければ、もう少しでいいので具体的な
こと（構成・回路・参考ＵＲＬなどあれば・わかれば・・・・。）を教えていただけますと幸いです。
大変お手数ですがよろしくお願いいたします。

補足日時：2005/08/29 18:49

No.8 回答者： mtnlnd 回答日時： 2005/08/15 19:24

No.5です　補足で良く解りました

センサーさえ決まれば後は電気的処理で簡単です
額の伸び縮みを検出すれば良いのですが形状は薄板状になるでしょうね？　
圧電素子かストレインゲージになるでしょう

先に述べましたTVでのお話が実績もあり　間違いないのでそちらを調べて見るのが確実と思いますが

でも高価になりますが次の方法もあります
TVカメラ（ウェブカメラ、携帯電話etc）を使って画像処理を行うのです　障害者本人に負担は無く　画像処理次第で瞼、額、頭の動き等検出法が選べます

問題は画像処理のフリーソフトがあるかです、探して見る価値はありそうですがカメラによっては無いかも
格安にとお考えでしたら　やはり先のセンサーですね

No.7 回答者： noname#26171 回答日時： 2005/08/15 14:21

＞額で４つのスイッチを操作する,という意味です。

＞センサーの数はやはり私も考えていたのですが2個で限界かもしれません。

いったいあなたは、どこまで具体的にこのシステムを考えているのですか。
言っている事が矛盾だらけじゃないですか。

悪い事は言いませんから、前述したように、タウンページでもあたって、技術系の会社に相談しなさい。
ここでいくら説明しても、あなたに理解できるとは思えません。

No.6 回答者： Pesuko 回答日時： 2005/08/15 11:38

何度もすみません

まずご質問は
＞作り方を教えていただきたいのですが・・・。

という事ですか？
この場合システム全体の作り方？
貴方にどの程度のスキルがあるか解らないので、どの程度の事を伝えればいいのか？


それともセンサーの候補を挙げて欲しいという事？
もしくは　４入力の信号をコード化する方法？

＞２個で限界かもしれません
じゃあ２個でシステムは解決できるのか、まとまっていますか？

聞きたいことがたくさんあるようですが、もうすこし少しまとめませんか？

No.5 回答者： mtnlnd 回答日時： 2005/08/15 00:01

まず　

(1)額の何をどのように検出するかが解らないのです
(2)センサーを取り付けるみたいですが形状も限定されるのではありませんか？　額のどの部分に取り付けるか？
(3)センサーの数は？　４つ取り付けましたら本人は額だけでどのようにして選ぶのでしょうか？

詳しく覚えておりませんが　以前TVで見た事はあります　額を動かす事でスイッチ操作しパソコンに指示しているとか？　しかし右と左の2個のセンサーが精一杯かと思うのです

恐らく額のしわを検出する事になるのでは？と思いますが
センサーを貼り付ける事は　本人にとって気分が良くないのではありませんか？

この回答への補足

ご指摘ありがとうございます。
(１)額の筋肉の動き（しわの動きといってもいいかもしれません）
（２）額の筋肉の動く部分（おそらく眉毛の上辺りです）
（３）センサーの数はやはり私も考えていたのですが2個で限界かもしれません。

以上補足です。 mtnlnd　さんのおっしゃるとおり額を動かす事でスイッチ操作しパソコンに指示すると言うことが目標です。センサーを障害者の方につけるのは気分が確かに悪いと思われますが何卒良い案がありましたらお力添えお願いいたします。

補足日時：2005/08/15 08:08

No.4 回答者： noname#26171 回答日時： 2005/08/14 11:06

＃２です。

この手のカテゴリーに答えようとする人は、私も含めてそれなりの回答ができる方だと思います。
しかしながら、いつも苦労する事なのですが、

回答を質問者が理解できない
回路図などを示す事ができない

などの理由から、問題解決がむずかしい事が多いのです。

そこで、地元の企業などの中から、「＊＊電子」「？？工業」という感じで弱電開発系の会社に相談してみるのが、問題解決の早道だと思います。
（この場合、小企業の方が小回りがきいて有利）
当然、多少の費用はかかります。
しかし、あなたが我々にわかるように基本的な機能を説明できない、我々の回答をあなたが理解できない以上、やむを得ないと思います。

No.3 回答者： Pesuko 回答日時： 2005/08/13 22:31

補足もわかりにくいのですけど　(~_~;)

＞スイッチがONした”と識別できる数が４つ（以上）
この質問にかかっているようなので

スイッチが４個あるということと、識別が４つ出来るということは
スイッチにとって関係ないです。
スイッチは（多分この場合センサー）１箇所の筋肉の動きをセンシングする物であって
４つのＯＮ・ＯＦＦ情報を（多分コード化する？）まとめるのは
通常ＰＬＣやＰＩＣ等で行います。

センサーの選定が必要で、単純に文字でお伝えできるレベルではないですね。
光電センサーでも多種あるので、かなりサンプル品でカットアンドトライを繰り返さないと解らないと思います。
直接お話できればそれなりの回答とインフラは持っているつもりですが
この場はその行為を禁じています。

この回答への補足

額で４つのスイッチを操作する,という意味です。すみません。

補足日時：2005/08/14 07:15