JP4683148B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、ユーザの身体に装着されて使用される電気機器に関する。

従来、ユーザの身体に装着されて使用される電気機器としては、指に装着されて使用される入力インタフェースが知られている。
例えば、ユーザの人差し指に装着される環状の基台上に、周方向に長尺な縦スクロール用のタッチパッドを備えると共に、タッチパッドに隣接して、横スクロール用のタクトスイッチを備えた入力インタフェースが知られている（特許文献１参照）。この入力インタフェースでは、基台が装着される人差し指と隣り合う親指にて、タッチパッド及びタクトスイッチが操作される。

その他、ユーザの身体に装着されて使用される入力インタフェースとしては、机などの任意の支持物体上での打鍵動作を検知可能な入力インタフェースであって、衝撃センサ、音センサ、加速度センサ、又は筋電センサ等の検出装置の検出信号に基づいて、ユーザが支持物体を指先で叩いたタイミングを解析し、入力情報を決定するものが知られている（特許文献２参照）。

特開２００６−３０２２０４号公報 特開平７−１２１２９４号公報

しかしながら、従来の入力インタフェースでは、次のような問題があった。
例えば、特許文献１記載の入力インタフェースでは、人差し指に取り付けられた小型のタッチパッドやタクトスイッチを親指で操作しなければならないため、操作性が悪く、更には、親指を細かく正確に動かす必要があるため、親指に負担がかかるといった問題があった。

また、特許文献２記載の入力インタフェースは、ユーザが支持物体を叩く動作を検知して、入力情報を決定するものであるため、叩く動作がメインとなるキーボード入力などにおいては活用可能であるが、叩く以外の動作例えば長押し等を検出できず、入力パターンが限られるため、その他の用途には不向きであるといった問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、新規な手法で、ユーザの身体運動を検知する技術、及び、当該技術を利用した利便性の高い電気機器（特に、入力インタフェース）を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた本発明の電気機器は、ユーザの身体に装着されて使用される電気機器であって、ユーザの身体運動によって、二つの身体部位が接触／離間したことを検知するものである。

この電気機器は、接触及び離間可能なニつの身体部位の身体表面を通じた接触（親指と人差し指との接触や、右手と左手との接触等）により、閉環状の閉じた導体路が形成される身体部位の表面に、導体路に沿って装着される一対の印加用電極を有し、一対の印加用電極に挟まれた身体部位に電気信号を印加する印加手段を備える。

また、上記導体路が形成される身体部位は、上記二つの身体部位が接触した際に、当該二つの身体部位の接触点が介在した状態で上記一対の印加用電極に挟まれる身体部位としての第一閉環形成部位、及び、接触点を介さずに上記一対の印加用電極に挟まれる身体部位としての第二閉環形成部位に分けられるが、当該電気機器は、上記第一閉環形成部位に生じる電気信号の物理量を計測する計測手段を備える。

そして、この電気機器では、検知手段が、計測手段によって計測された電気信号の物理量に基づき、ユーザの身体運動による上記二つの身体部位の接触及び離間を検知する。
上記二つの身体部位が離間した状態においては、第一閉環形成部位に該当する身体部位は二つに離間され絶縁された状態にあるので、印加手段によって一対の印加用電極間に印加された電気信号は、一部の漏れ信号を除いて基本的に、第一閉環形成部位を伝播することはない。

これに対し、上記二つの身体部位が接触した状態においては、第一閉環形成部位に該当する二つの身体部位が互いに導通された状態にあるので、印加手段によって第一閉環形成部位にも信号が印加されることになる。

従って、計測手段により第一閉環形成部位に生じる電気信号の物理量を計測すれば、結果として、上記二つの身体部位の接触及び離間を検知することができるのである。
このような構成の電気機器によれば、検知手段の検知結果に基づき、実行する処理を切り替えることで、例えば、指の接触／離間、両手の接触／離間に応じた処理を実行することができる。よって、ユーザは、簡単な身体運動で機器を操作することができる。

また、本発明の電気機器によれば、二つの身体部位が接触している時間や離間している時間を計測することで、アナログの入力インタフェースとして機能することができる。この他、接触／離間の時間的なパターンを検知するように電気機器を構成すれば、モールス信号のように、多くの情報入力を、電気機器を通じて実現することができる。

また、この発明によれば、タッチパッドやタクトスイッチを備える従来装置と比較して、特定の場所に指を運ぶ等の細やかな指の動作が不要で、操作性が良好であると共に、使用にかかるユーザの負担も少なくて済む。更には、ユーザが物を摘んだり放したりするような操作を検知することができるので、新しい操作感覚の入力インタフェースを提供することが可能である。

また、グローブ等を装着しなくても、ユーザの指の細やかな動作を検知することができて、使用感が良好である。この他、装置構成が簡単であるので、製品を小型に構成することができる。

ところで、計測手段は、上記物理量として、第一閉環形成部位に生じる電流を計測する構成にすることができる。この場合、検知手段は、計測手段による電流の計測値（交流信号の場合には例えば実効値）が基準値を上回ると、接触を検知し、計測手段による電流の計測値が基準値を下回ると、離間を検知する構成にすることができる（請求項２）。尚、理想的な状態においては、上記二つの身体部位が離間した状態にある場合、計測手段によって計測される電流はゼロになる。

また、計測手段は、第一閉環形成部位に生じる電流によって発生する磁束に作用されて第一閉環形成部位に生じる電流を計測する構成にすることができる。例えば、計測手段は、ホール素子によって磁束を検出し、第一閉環形成部位に生じる電流を計測する構成にすることができる。その他、印加手段によって交流信号を印加する場合、計測手段は、第一閉環形成部位に生じる交流電流によって発生する磁束の変化を利用して、コイルを通じ第一閉環形成部位に生じる電流を計測する構成にすることができる。

具体的に、磁束を利用して第一閉環形成部位に生じる電流を計測する場合には、計測手段に、磁束を捕捉するための環状体を設け、当該環状体を次のように配置すればよい。即ち、環状体を、第二閉環形成部位及び「印加手段を構成する電気回路」を結んでなる上記ニつの身体部位の非接触時に電気信号が流れる第一の閉回路には鎖交しない位置であって、第一閉環形成部位及び「印加手段を構成する電気回路」を結んでなる上記ニつの身体部位の接触時に電気信号が流れる第二の閉回路には鎖交する位置、に設ければよい（請求項３）。

このように、環状体を配置して計測手段を構成すれば、環状体により捕捉された磁束を利用して第一閉環形成部位に生じる電流を計測することができ、ニつの身体部位の接触及び離間を検知することができる。

また、計測手段は、上記物理量として、第一閉環形成部位における特定地点の電圧を計測する構成にされてもよい。この場合、検知手段は、計測手段による電圧の計測値と基準値との大小関係に基づいて、上記接触及び離間を検知する構成にすることができる（請求項４）。

具体的に、計測手段は、電圧計測地点に計測用電極を有し、印加手段が有する印加用電極を基準として、当該基準とする印加用電極と計測地点との間に生じる電圧を計測することにより、上記特定地点の電圧を計測する構成にすることができる。

更に具体的に言えば、計測手段は、印加手段が有する一対の印加用電極の内、上記二つの身体部位の接触点を介さずに上記導体路に沿う経路において計測用電極と隣り合う印加用電極と、当該計測用電極との間の電圧計測を行う構成にすることができる。この場合、検知手段は、計測手段による電圧の計測値（交流信号の場合には例えば実効値）が基準値を上回ると、接触を検知し、計測手段による電圧の計測値が基準値を下回ると、離間を検知する構成にすることができる。

この他、印加手段により上記電気信号として交流信号を印加する場合、計測手段は、上記第一閉環形成部位の特定地点に生じる電気信号の上記印加手段が印加した交流信号に対する位相遅れを計測する構成にされてもよい。この場合、検知手段は、計測手段により計測された位相遅れが基準値を上回ると、接触を検知し、計測手段により計測された位相遅れが基準値を下回ると、離間を検知する構成にすることができる（請求項５）。

また、上記電気機器は、手足装着用の電気機器として構成することができ、この場合、印加手段は、上記一対の印加用電極として、ユーザの手足表面に装着される一対の環状電極を有し、この一対の環状電極に挟まれた身体部位に電気信号を印加する構成にすることができる。この他、上記物理量として電流を計測する場合、計測手段は、環状の電流センサによって構成することが可能である。

また、上記物理量として電圧又は位相遅れを計測する場合、計測手段は、上記一対の印加用電極が装着されるユーザの手足表面であって、上記一対の印加用電極に隣接する第一閉環形成部位の表面に装着される環状電極を、計測用電極として有し、計測用電極に入力される電気信号に基づき、この領域に生じる電気信号の物理量（電圧又は位相遅れ）を計測する構成にすることができる。

また、上述した一対の印加用電極（環状電極）及び電流センサの組、又は、一対の印加用電極及び計測用電極の組については、指輪や腕輪などの環状体として一体に形成することができる。このように電気機器を構成すれば、ユーザは、簡単に本発明の電気機器を手足に装着して、当該電気機器を利用することが可能である。

この他、電気機器は、接触及び離間可能なニつの身体部位の身体表面を通じた接触により、閉環状の閉じた導体路が形成される身体部位の表面に、この導体路に沿って装着される一対の計測用電極を有し、一対の計測用電極に挟まれた身体部位間のインピーダンスを計測するインピーダンス計測手段と、インピーダンス計測手段によるインピーダンスの計測値に基づき、ユーザの身体運動による二つの身体部位の接触及び離間を検知する検知手段と、を備えた構成にされてもよい（請求項６）。

上記二つの身体部位の接触／離間により、上記電極間のインピーダンス（印加する電気信号が直流信号である場合には抵抗）は変化するので、このような電気機器の構成によっても、検知手段は、上記二つの身体部位の接触及び離間を検知することができる。

尚、この場合、検知手段は、計測手段により計測されたインピーダンスが基準値を下回ると、接触を検知し、計測手段により計測されたインピーダンスが基準値を上回ると、離間を検知する構成にすることができる（請求項７）。

但し、単純に上記計測用電極間のインピーダンスを計測するだけであると、接触／離間時のインピーダンスの変化量が小さく、検知精度が悪くなる場合がある。従って、電気機器は、次のように構成されるのが好ましい。

即ち、電気機器は、上記印加手段と、上記第一閉環形成部位の表面に装着される計測用電極を有し、更には、『印加手段が有する一対の印加用電極の内、上記導体路に沿う経路において二つの身体部位の接触点を介さずに計測用電極と隣り合う印加用電極を計測用電極に接続するための線路であって、これら電極間を等電位に保持するための線路』を有し、当該線路を流れる電流を計測する電流計測手段と、この電流計測手段による電流の計測値に基づき、ユーザの身体運動による上記二つの身体部位の接触及び離間を検知する検知手段と、を備えた構成にされるとよい（請求項８）。

このように構成された電気機器では、上記線路で接続された電極間が正に等電位であるとすると、上記二つの身体部位が接触された状態において計測手段により計測される電流Ｉと上記一対の印加用電極間の電圧Ｖとの比Ｖ／Ｉは、計測用電極と末端の印加用電極（上記線路に接続されていないほうの印加用電極）との間のインピーダンスに等しくなる。一方、上記二つの身体部位が離間された状態においては、計測手段による電流の計測値がゼロとなるため、見かけ上のインピーダンスは、無限大となり、インピーダンスに大きな変化が生じる。

従って、このような手法で電極間のインピーダンスを計測して、上記二つの身体部位の接触及び離間を検知すれば、その検知精度が向上する。
尚、この電気機器において、検知手段は、計測手段により計測された電流と、上記一対の印加用電極間の電圧との比により導出されるインピーダンスが基準値を下回ると、接触を検知し、インピーダンスが基準値を上回ると、離間を検知する構成にすることができる（請求項９）。

この他、上述した本発明の電気機器は、検知手段の検知結果に基づいて、検知結果に対応した処理を実行する処理実行手段を備えた構成にされてもよいし、検知手段の検知結果に基づき、ユーザの身体運動に対応した操作信号を、外部装置に対して出力する操作信号出力手段を備えた構成にされてもよい（請求項１０）。

本発明の電気機器に上記操作信号出力手段を設ければ、この電気機器を、外部装置を操作可能な利便性の高い入力インタフェースとして構成することができる。尚、外部装置と電気機器とは有線接続されてもよいが、無線接続されるのが、利便性の点から好ましい。

身体装着型入力装置１の透過斜視図（ａ）及び電極等の配置態様を表す説明図（ｂ）である。 身体装着型入力装置１の概略断面図である。 身体装着型入力装置１の使用例及び動作原理に関する説明図である。 身体装着型入力装置１における計測系の等価回路図である。 身体装着型入力装置１及び遠隔操作システム１００の詳細構成を表すブロック図である。 電流センサ１３の詳細構成を表すブロック図である。 制御部１７が実行する処理を表すフローチャートである。 身体装着型入力装置１を腕輪として使用する例を示した図である。 身体装着型入力装置２の構成を表すブロック図（ａ）及び各電極の配置態様を表す説明図（ｂ）である。 身体装着型入力装置２における計測系の等価回路図である。 身体装着型入力装置３の構成を表すブロック図である。 身体装着型入力装置３における指の接触／離間の判定原理を表す説明図である。 身体装着型入力装置４の構成を表すブロック図（ａ）及び身体装着型入力装置４における指の接触／離間の判定原理を表す説明図（ｂ）である。 身体装着型入力装置５の構成を表すブロック図である。 身体装着型入力装置５における計測系の等価回路図である。 身体装着型入力装置６の構成を表す図である。 指離間時の印加信号の伝播態様（ａ）及び指接触時の印加信号の伝播態様（ｂ）を示した図である。 指接触時の圧力と計測値との対応関係及びスライド方向と計測値との対応関係を表す説明図である。

以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
［第一実施例］
図１（ａ）は、本実施例の身体装着型入力装置１の概略構成を表す透過斜視図であり、図１（ｂ）は、身体装着型入力装置１における電極等の配置態様を説明した図である。また、図２（ａ）（ｂ）は、身体装着型入力装置１の概略断面図である。

図１に示すように、本実施例の身体装着型入力装置１は、ユーザの指に装着されるものであり、環状電極で構成される一対の印加用電極１１ａ，１１ｂと電流センサ１３とが、装着される指の軸線に沿って互いに所定間隔空けられた状態で、並列配置されたものである。具体的に、電流センサ１３（詳細には電流センサ１３を構成する電流トランス１３ａ（図５参照））は、一対の印加用電極１１ａ，１１ｂに囲まれる領域Ｘの外部領域に配置される位置関係で、身体装置型入力装置１内に設けられている。

尚、図１（ｂ）において、電流センサ１３は、一対の印加用電極１１ａ，１１ｂよりも指の先端側に配置されているが、一対の印加用電極１１ａ，１１ｂよりも指の根元側に配置されてもよい。即ち、身体装着型入力装置１を指に装着して使用するに当たって、身体装着型入力装置１の向きは不問である。

これら一対の印加用電極１１ａ，１１ｂ及び電流センサ１３は、身体装着型入力装置１の外形を構成する環状体としての指輪本体１０内に、指輪本体１０とは絶縁された状態で設けられて、一体化されている。また、印加用電極１１ａ，１１ｂは、身体装着型入力装置１が指に装着された際にユーザの身体表面（指表面）に接触するように、環の内側を向く内面が指輪本体１０に対し露出された状態で、指輪本体１０内に納められている。

また、電流センサ１３は、印加用電極１１ａ，１１ｂを通じた信号印加（電圧印加）により、当該身体装着型入力装置１が装着される身体部位（指）の軸方向を流れる電流が発生させる磁場（磁束）を利用して、当該身体部位を軸方向に流れる電流を計測する構成にされている。

具体的に、電流センサ１３は、コア１３０にコイル１３１が巻回された電流トランス１３ａ（図５参照）を備え、電磁誘導により電流トランス１３ａのコイル１３１両端に生じる電圧に基づき、当該電流トランス１３ａに包囲された身体部位（指）を軸方向に流れる電流を計測する。

尚、電流センサ１３が、このように構成されているのは、本実施例の身体装着型入力装置１では、印加用電極１１ａ，１１ｂを通じて交流信号が印加されるためである。但し、印加用電極１１ａ，１１ｂ間には、直流信号を印加してもよく、この場合、電流センサ１３は、ホール素子を用いて構成することができる。具体的に、電流センサ１３は、切れ目を有する環状のコアの当該切れ目に、ホール素子が配置されてなるセンサとすることができ、切れ目を構成するコアの両端間に生じる磁場がホール素子に作用することを利用して、上記身体部位（指）を軸方向に流れる電流を計測する構成にすることができる。

続いて、身体装着型入力装置１の詳細構成を説明する前に、図３を用いて、身体装着型入力装置１の動作原理を説明する。図３は、身体装着型入力装置１の使用例及び動作原理を説明した図である。

本実施例の身体装着型入力装置１は、当該身体装着型入力装置１が装着された指の先端部が、同一ユーザのその他の身体部位に接触／離間したことを検知して、この検知結果を外部装置１１０への入力情報に変換するものである。

ここで、図３に示すように、身体装着型入力装置１が、人差し指に装着された状態で、ユーザの身体運動により、人差し指と親指とが接触／離間される場合を考える。
この場合、人差し指と親指とが離間された状態では、印加用電極１１ａ，１１ｂ間に信号を印加しても、印加信号は、基本的に、印加用電極１１ａ，１１ｂに挟まれた身体部位（図１に示される領域Ｘ）を流れるのみで、電流センサ１３での電流計測値はゼロになる。

一方、人差し指と親指とが接触した状態では、親指、人差し指、並びに、親指及び人差し指の根元で親指と人差し指とを結ぶ身体部位によって、閉環状の閉じた導体路が形成され、電流センサ１３は、親指と人差し指との接触点が介在した状態で電気的に印加用電極１１ａ，１１ｂと挟まれた状態となる。よって、電流センサ１３の計測地点には印加信号が流れて、電流センサ１３の電流計測値（実効値）は、ゼロより大きい値となる。

本実施例では、このような現象を利用して、電流センサ１３の電流計測値に基づき、ユーザの身体運動によって指が接触／離間したことを検知する。
尚、図４は、身体装着型入力装置１における計測系の等価回路図である。但し、図４では、印加用電極１１ａ，１１ｂにて印加される交流信号が伝播する身体部位の抵抗を、説明を簡単するため集中定数系で表現する。

具体的に、図４に示す抵抗Ｒ１１は、印加用電極１１ａと指との間の接触抵抗を表し、抵抗Ｒ１２は、印加用電極１１ｂと指との間の接触抵抗を表す。また、抵抗Ｒ１３は、印加用電極１１ａ，１１ｂに囲まれる領域Ｘ（図１参照）に対応する身体部位表面の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ１４は、電流センサ１３による計測地点から印加用電極１１ａまでの身体部位表面の電気抵抗を表す。

この他、抵抗Ｒ１５は、身体内部を通じて印加用電極１１ａよりも電流センサ１３側に回りこみながら印加用電極１１ａ，１１ｂ間を伝播する電気信号の当該伝播経路（身体内部）の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ１６は、印加用電極１１ｂから親指の先端までの身体部位の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ１７は、人差し指の先端から電流センサ１３の計測地点までの身体部位の電気抵抗を表す。また、スイッチＳＷ１は、人差し指と親指との接触／離間を表現したものであり、電流計は、電流センサ１３に対応する。

また、図４に示す一点鎖線は、人差し指と親指との接触／離間に拘らず、常に印加用電極１１ａ，１１ｂ間を伝播する電気信号Ａの流れを示したものであり、破線は、人差し指と親指とが接触した際に、印加用電極１１ａ，１１ｂ間を伝播する電気信号Ｂの流れを示したものである。

本実施例の身体装着型入力装置１を人差し指に装着して、親指との接触／離間を行うと、このように電気信号の伝播態様は変化し、電流センサ１３にて計測される電流の計測値も変化する。本実施例の身体装着型入力装置１は、このように変化する計測値に基づき、ユーザの身体運動によって指が接触／離間したことを検知する。

尚、以上には、身体装着型入力装置１が装着された人差し指の先端部を、親指に接触／離間する例を説明したが、身体装着型入力装置１が装着された人差し指の先端部は、親指に限らず、中指に接触させたり、他方の手のひらに接触させたり、胴体に接触させたりしてもよい。このような身体運動が行われても、電流センサ１３近辺においては、同様の電流変化が起こり、二つの身体部位間の接触／離間が検知されることになる。

即ち、ユーザは、身体装着型入力装置１を装着した身体部位よりも、末端側（指先側）の身体部位を、その他の身体部位に接触／離間することにより、当該身体装着型入力装置１を利用して外部装置を操作することができる。

続いて、身体装着型入力装置１の詳細構成及び身体装着型入力装置１を用いた遠隔操作システム１００の構成について、図５を用いて説明する。図５は、身体装着型入力装置１及び遠隔操作システム１００の詳細構成を示したブロック図である。

図５に示すように、本実施例の身体装着型入力装置１は、一対の印加用電極１１ａ，１１ｂと、電流センサ１３と、印加部１５と、制御部１７と、無線送信部１９とを備える。
印加部１５は、印加用電極１１ａ，１１ｂに挟まれた身体部位に交流信号（交流電圧）を印加するものであり、定電圧駆動又は定電流駆動される。尚、印加信号は、三角波にされてもよいし、正弦波、矩形波、ノコギリ波などにされてもよい。

また、電流センサ１３は、上述したように、環状の電流トランス１３ａに包囲された身体部位（指）を軸方向に流れる電流を計測し、この電流計測値を、制御部１７に入力する。尚、図６（ａ）は、本実施例の電流センサ１３の詳細構成を表すブロック図である。図６（ａ）に示すように、本実施例の電流センサ１３は、電流トランス１３ａの他、電流トランス１３ａのコイル１３１両端に接続されて、コイル１３１両端から入力される信号の差分を増幅し、この増幅信号を出力する差動増幅回路１３ｂと、差動増幅回路１３ｂの出力信号（交流信号）を整流して直流信号に変換する整流器１３ｃと、を備え、整流器１３ｃからの出力信号を、電流計測値として出力する。

このようにして、電流センサ１３からは、電流トランス１３ａのコイル１３１両端に生じる電圧の実効値が、電流トランス１３ａが装着される身体部位の軸方向に流れる電流計測値（実効値）に変換されて出力される。

尚、本実施例の電流センサ１３では、コイル１３１両端から入力される信号の差分を増幅しているため、コイル１３１両端から入力される同相のノイズをカットすることができるが、差動増幅回路１３ｂと整流器１３ｃとの間には、図６（ｂ）に示すように、印加用電極１１ａ，１１ｂ間に印加される信号と同周波数の信号のみを通過させるフィルタ１３ｄを設けて、電流センサ１３を、差動増幅回路１３ｂでも取り除けないノイズ信号を取り除くことが可能な構成にすると一層好ましい。尚、図６（ｂ）は、第一変形例の電流センサ１３の構成を表すブロック図である。

また、電流センサ１３は、図６（ｃ）に示すように構成されてもよい。図６（ｃ）は、第二変形例の電流センサ１３の構成を表すブロック図である。
即ち、電流センサ１３は、差動増幅回路１３ｂと整流器１３ｃとの間に同期検波器１３ｅを備え、同期検波器１３ｅにより、印加用電極１１ａ，１１ｂ間に印加される信号を参照信号として同期検波を行い、同期検波器１３ｅの出力信号を、整流器１３ｃに入力して、電流計測値を出力する構成にされてもよい。このように電流センサ１３を構成すれば、印加信号の出力周波数が変化してしまう場合にも動的に対応してノイズ信号を除去することができる。また、参照信号は、必要に応じて位相調整器１３ｆにより位相調整されるとよい。

この他、制御部１７は、電流センサ１３から入力される電流計測値に基づき、指の接触／離間を判定し、外部装置１１０に対する操作信号として、この判定結果に基づいたコマンドを、無線送信部１９を通じて、外部装置１１０に入力する構成にされている。

尚、制御部１７は、例えば、図７（ａ）に示す処理を定期的に繰返し実行する構成にすることができる。即ち、制御部１７は、電流センサ１３から入力される電流計測値が、予め定められた閾値を超えているか否かを判断し（Ｓ１１０）、閾値を超えていると判断すると（Ｓ１１０でＹｅｓ）、指が接触していると判定して、指の接触時に外部装置１１０に対して送信すべき予め定められた第一のコマンドを、無線送信部１９を通じて外部装置１１０に送信し（Ｓ１２０）、電流センサ１３から入力される電流計測値が、上記閾値以下であると判断すると（Ｓ１１０でＮｏ）、指が離間していると判定して、指の離間時に外部装置１１０に対して送信すべき予め定められた第二のコマンドを、無線送信部１９を通じて外部装置１１０に送信する（Ｓ１３０）構成にすることができる。尚、制御部１７は、Ｓ１３０の処理を実行しない構成にされてもよい。

また、外部装置１１０は、無線受信部１１１及び制御部１１３を備え、身体装着型入力装置１から無線の形態で送信されてくる上記コマンドを、無線受信部１１１を通じて受信し、制御部１１３において、上記コマンドに対応した処理を実行する。例えば、外部装置１１０は、身体装着型入力装置１から入力されるコマンドに基づいて、バーチャル空間にて物を掴んだり離したりする映像信号を、表示画面（図示せず）を通じて出力する構成にすることができる。

また、制御部１７は、図７（ｂ）に示す処理を定期的に繰返し実行する構成にされてもよい（変形例）。
即ち、制御部１７は、電流センサ１３から入力される電流計測値が、予め定められた閾値を超えているか否かを判断し（Ｓ２１０）、電流計測値が閾値以下である場合には（Ｓ２１０でＮｏ）、指の接触／離間を表す状態フラグを、指が離間していることを表すオフに設定し（Ｓ２２０）、電流計測値が閾値を超えていると判断すると（Ｓ２１０でＹｅｓ）、状態フラグがオフであるか否かを判断することにより、指が接触した直後であるか否かを判断し（Ｓ２３０）、状態フラグがオフであれば（Ｓ２３０でＹｅｓ）、外部装置１１０の電源をオン／オフするような所定のコマンドを、無線送信部１９を通じて出力して外部装置１１０を遠隔操作すると共に（Ｓ２４０）、状態フラグを、指が接触していることを表すオンに切り替え（Ｓ２５０）、状態フラグがオンであれば（Ｓ２３０でＮｏ）、コマンドを送信せずに状態フラグをオンに維持する処理を実行する構成にされてもよい。

このように制御部１７を構成すれば、例えば、人差し指と親指を接触させる動作を行う程度で、外部装置１１０の電源をオン／オフすることが可能となる。
この他、制御部１７は、電流計測値が閾値を超えている時間を計測することで、指の接触時間を計測し、指の接触時間に応じて、外部装置１１０に入力するコマンドを切り替える構成にされてもよい。また、指の接触／離間のパターンを記録して、入力されたパターンに対応するコマンドを外部装置１１０に出力する構成にされてもよい。電流センサ１３から入力される電流計測値に基づいて、外部装置１１０に入力するコマンドを決定するアルゴリズムについては適宜変更可能である。

また、本実施例においては、身体装着型入力装置１を指に装着するための指輪形状としたが、身体装着型入力装置１は、大型化して腕に装着可能な腕輪形状とされてもよい。この場合には、図８に示すように、例えば、両手を繋ぐ動作及び離す動作により、外部装置１１０を遠隔操作することが可能である。

以上、第一実施例について説明したが、「特許請求の範囲」に記載の電気機器は、本実施例において身体装着型入力装置１に対応し、印加手段は、一対の印加用電極１１ａ，１１ｂ及び印加部１５及び印加用電極１１ａ，１１ｂと印加部１５とを結ぶ線路に対応する。また、第一の閉環形成部位は、図３に示す例の場合、印加用電極１１ｂから人差し指の根元に延びる身体部位、人差し指の根元から親指の先端に延びる身体部位、親指の先端に接触される人差し指の先端から印加用電極１１ａまでの身体部位に対応し、第二の閉環形成部位は、印加用電極１１ａ，１１ｂに囲まれる領域Ｘの身体部位に対応する。また、計測手段は、電流センサ１３に対応する。この他、検知手段は、制御部１７（特に、制御部１７が実行するＳ１１０又はＳ２１０の処理）に対応し、操作信号出力手段は、制御部１７が実行するＳ１２０，Ｓ１３０，Ｓ２４０等の処理に対応する。

［第二実施例］
続いて、第二実施例の身体装着型入力装置２について説明する。但し、第二実施例の身体装着型入力装置２は、第一実施例の身体装着型入力装置１において電流センサ１３が電流計測を行う地点で、電流計測に代えて電圧計測を行う程度のものである。従って、以下では、第二実施例の身体装着型入力装置２について、第一実施例と同一の構成部位には、第一実施例と同一の符号を付し、これら同一構成部位の説明を適宜省略する。

図９（ａ）は、第二実施例の身体装着型入力装置２の構成を示したブロック図であり、図９（ｂ）は、この身体装着型入力装置２を構成する各電極の配置態様を示した説明図である。

本実施例の身体装着型入力装置２は、環状電極で構成される一対の印加用電極１１ａ，１１ｂと、同じく環状電極で構成される計測用電極２３とが、装着される指の軸線に沿って互いに所定間隔空けられた状態で、並列配置された構成にされている。換言すれば、身体装着型入力装置２は、電流センサ１３に代えて計測用電極２３を備えた構成にされている。

この計測用電極２３は、電流センサ１３と同様、一対の印加用電極１１ａ，１１ｂに囲まれる領域Ｘの外部領域に配置される位置関係で、身体装置型入力装置２内に設けられており、印加用電極１１ａ，１１ｂと同様、身体装着型入力装置２が指に装着された際にユーザの身体表面（指表面）に接触するように、環の内側を向く内面が指輪本体１０に対し露出された状態で、指輪本体１０内に納められている。

また、この身体装着型入力装置２は、印加部１５、電圧計測部２５、制御部２７、及び、無線送信部１９を備え、印加部１５にて第一実施例と同様に印加用電極１１ａ，１１ｂ間に交流信号を印加する一方、電圧計測部２５にて、印加用電極１１ａと計測用電極２３との間に生じる電圧（実効値）を計測し、その電圧計測値を制御部２７に入力する。

そして、制御部２７は、電圧計測部２５から入力される電圧計測値に基づいて、電圧計測値が、予め定められた閾値を超えていると、指が接触していると判定し、電圧計測値が、閾値以下であると、指が離間していると判定する。

具体的に、制御部２７は、図７に示す処理において、Ｓ１１０（又はＳ２１０）の判断ステップを、『電圧計測部２５から入力される電圧計測値が、予め定められた閾値を超えているか否かを判断する』ステップに置き換えた内容の処理を実行する構成にすることができる。そして、本実施例の身体装着型入力装置２は、このような制御部２７の動作により、無線送信部１９を通じて、外部装置１１０にコマンドを送信する。

図１０は、第二実施例の身体装着型入力装置２における計測系の等価回路図である。図１０に示す抵抗Ｒ２１は、印加用電極１１ａと指との間の接触抵抗を表し、抵抗Ｒ２２は、印加用電極１１ｂと指との間の接触抵抗を表し、抵抗Ｒ２８は、計測用電極２３と指との間の接触抵抗を表す。

また、抵抗Ｒ２３は、印加用電極１１ａ，１１ｂに囲まれる領域Ｘに対応する身体部位表面の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ２４は、印加用電極１１ａ及び計測用電極２３に囲まれる領域Ｙ（図９参照）に対応する身体部位表面の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ２５は、印加用電極１１ａ，１１ｂ間に印加された信号が身体内部を通じて計測用電極２３側に漏れ出る経路の電気抵抗を表す。

この他、抵抗Ｒ２６は、第一実施例と同様に身体装着型入力装置２が人差し指に装着され人差し指と親指とが接触／離間される状況を想定した場合（図３参照）、印加用電極１１ｂから人差し指の根元を通って親指の先端までの身体部位の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ２７は、人差し指の先端から計測用電極２３が装着された身体部位までの電気抵抗を表す。また、電圧計は、電圧計測部２５に対応する。

この等価回路図を用いて、第二実施例における指の接触／離間の判定原理について説明すると、抵抗Ｒ２５は、印加用電極１１ａ，１１ｂ間に印加された信号が身体内部を通じて計測用電極２３側に漏れ出る経路の電気抵抗を表すものであるため、印加用電極１１ａ−計測用電極２３間の設置間隔にもよるが、他の身体部位に対して非常に大きな抵抗値を示す。従って、指が離間されている状態（スイッチＳＷ２がオフの状態）では、電圧計測部２５にて計測され出力される電圧計測値Ｖｏｆｆは、限りなくゼロに近い値となる。一方、指が接触している状態（スイッチＳＷ２がオンの状態）では、抵抗Ｒ２５よりも十分小さい抵抗Ｒ２６，Ｒ２７を通じて信号が流れるため、電圧計測部２５にて計測され出力される電圧計測値Ｖｏｎは、Ｖｏｆｆより十分大きな値となる。

従って、本実施例では、電圧計測部２５から入力される電圧計測値が、予め定められた閾値を超えているか否かを判断することにより、指が接触しているか否かを判定することができるのである。

尚、本実施例では、印加部１５から交流信号を印加用電極１１ａ，１１ｂに印加する例を示したが、第一実施例と同様、印加部１５からは直流信号を印加してもよい。
また、本実施例の身体装着型入力装置２と「特許請求の範囲」記載の発明との対応関係は、次の通りである。即ち、印加手段は、印加用電極１１ａ，１１ｂ及び印加部１５に対応し、計測手段は、電圧計測部２５に対応し、検知手段は、制御部２７に対応する。

［第三実施例］
続いて、第三実施例の身体装着型入力装置３について説明する。但し、第三実施例の身体装着型入力装置３は、第二実施例の身体装着型入力装置２において電圧計測部２５に代えて、位相計測部３５を設けた程度のものである。従って、以下では、第三実施例の身体装着型入力装置３について、上記実施例と同一の構成部位には、上記実施例と同一の符号を付し、これら同一構成部位の説明を適宜省略する。

図１１は、第三実施例の身体装着型入力装置３の構成を示したブロック図である。本実施例の身体装着型入力装置３は、一対の印加用電極１１ａ，１１ｂ、計測用電極２３、印加部１５、位相計測部３５、制御部３７、及び、無線送信部１９を備え、一対の印加用電極１１ａ，１１ｂ及び計測用電極２３は、第二実施例の身体装着型入力装置２と同様の配置で、当該身体装着型入力装置３の指輪本体１０に設けられている。

この身体装着型入力装置３は、第一及び第二実施例と同様、印加部１５により印加用電極１１ａ，１１ｂ間に交流信号を印加する一方、位相計測部３５にて、印加用電極１１ａと計測用電極２３との間に生じる電圧（交流信号）に基づき、計測用電極２３から入力される交流信号の、印加用電極１１ａ，１１ｂ間に印加された交流信号に対する位相遅れ（即ち、遅れ方向を正値とした位相差）を計測する。

具体的に、この位相計測部３５は、印加用電極１１ａ，１１ｂ間に印加された交流信号を、印加部１５から参照信号として取得し、この参照信号に対する位相遅れを計測する。そして、この位相遅れ計測値を制御部３７に入力する。

また、制御部３７は、位相計測部３５から入力される位相遅れ計測値に基づいて、位相遅れ計測値が、予め定められた閾値を超えていると、指が接触していると判定し、位相遅れ計測値が、閾値以下であると、指が離間していると判定する。

具体的に、制御部３７は、図７に示す処理において、Ｓ１１０（又はＳ２１０）の判断ステップを、『位相計測部３５から入力される位相遅れ計測値が、予め定められた閾値を超えているか否かを判断する』ステップに置き換えた内容の処理を実行する構成にすることができる。そして、このような制御部３７の動作により、本実施例の身体装着型入力装置３では、無線送信部１９を通じて、外部装置１１０にコマンドを送信する。

ここで、図１２を用いて、身体装着型入力装置３における指の接触／離間の判定原理を説明する。第二実施例等でも説明したが、指（例えば人差し指と親指）が離間されている状態においても、印加用電極１１ａ，１１ｂ間に印加された信号の一部は、身体内部を通じて計測用電極２３に入力される。従って、指が離間されている状態においては、位相計測部３５で、この信号Ａ（図１２参照）についての位相遅れδθｏｆｆが計測される。

一方、指が接触された状態においては、計測用電極２３に上記信号Ａが入力されると共に、指の接触点を経由して印加用電極１１ａ，１１ｂ間で伝播する信号Ｂが入力されることになる。このときの信号Ｂの位相遅れは、伝播経路が長いことから、信号Ａよりも位相の遅れが広がる。

従って、指が接触された状態において、位相計測部３５が計測する信号Ａと信号Ｂとの合成信号の位相遅れδθｏｎは、指が離間されている状態で計測される位相遅れδθｏｆｆよりも大きくなる。即ち、不等式δθｏｎ＞δθｏｆｆが成立する。

このような現象が生じるため、制御部３７では、上述したように、位相計測部３５から入力される位相遅れ計測値が、予め定められた閾値を超えていると、指が接触していると判定し、位相遅れ計測値が、閾値以下であると、指が離間していると判定する。

以上、第三実施例について説明したが、「特許請求の範囲」記載の印加手段は、本実施例において、印加用電極１１ａ，１１ｂ及び印加部１５に対応し、計測手段は、位相計測部３５に対応し、検知手段は、制御部３７に対応する。

［第四実施例］
続いて、第四実施例の身体装着型入力装置４について説明する。但し、以下では、第四実施例の身体装着型入力装置４について、先に説明した実施例と同一の構成部位には、上記先に説明した実施例と同一の符号を付し、これら同一構成部位の説明を適宜省略する。

図１３（ａ）は、第四実施例の身体装着型入力装置４の構成を表すブロック図である。本実施例の身体装着型入力装置４は、第一実施例の印加用電極１１ａ，１１ｂと同様の環状電極４１ａ，４１ｂと、これら一対の環状電極４１ａ，４１ｂ間のインピーダンスを計測して、このインピーダンス計測値を制御部４７に入力するインピーダンス計測部４５と、インピーダンス計測部４５から入力されるインピーダンス計測値（絶対値）に基づいて、指の接触／離間を判定し、判定結果に従うコマンドを無線送信部１９を通じて外部装置１１０に送信する制御部４７と、外部装置１１０へのコマンドを無線出力する無線送信部１９と、を備える。

この身体装着型入力装置４において、インピーダンス計測部４５は、周知の計測器と同様、環状電極４１ａ，４１ｂ間に交流信号を印加すると共に、これによって生じる電流を計測して、環状電極４１ａ，４１ｂ間のインピーダンスを計測する。

尚、指が接触されている状態でインピーダンス計測部４５により計測されるインピーダンスＺｏｎは、図１３（ｂ）に示すように、指の接触点を介さずに印加信号が伝播する環状電極４１ａ，４１ｂ間の経路のインピーダンスＺ１と、指の接触点を介して印加信号が伝播する環状電極４１ａ，４１ｂ間の経路のインピーダンスＺ２とを、並列接続したときのインピーダンスＺ１・Ｚ２／（Ｚ１＋Ｚ２）に等しくなる（Ｚｏｎ＝Ｚ１・Ｚ２／（Ｚ１＋Ｚ２））。図１３（ｂ）は、第四実施例の身体装着型入力装置４における指の接触／離間の判定原理を説明した図である。

これに対し、指が離間している状態でインピーダンス計測部４５により計測されるインピーダンスＺｏｆｆは、上記インピーダンスＺ１に等しくなる（Ｚｏｆｆ＝Ｚ１）。
従って、指が離間されている状態でインピーダンス計測部４５により計測されるインピーダンスＺｏｆｆと、指が接触されている状態でインピーダンス計測部４５により計測されるインピーダンスＺｏｎとの間には、不等式Ｚｏｆｆ＞Ｚｏｎが成立する。

以上の理由から、制御部４７では、インピーダンス計測部４５から入力されるインピーダンス計測値が、予め定められた閾値を超えていると、指が離間していると判定し、電圧計測値が、閾値以下であると、指が接触していると判定する。

具体的に、制御部４７は、図７に示す処理において、Ｓ１１０（又はＳ２１０）の判断ステップを、『インピーダンス計測部４５から入力されるインピーダンス計測値が、予め定められた閾値以下であるか否かを判断する』ステップに置き換えた内容の処理を実行する構成にすることができる。そして、本実施例の身体装着型入力装置４では、このような制御部４７の動作により、無線送信部１９を通じて、外部装置１１０にコマンドを送信する。

以上、第四実施例の身体装着型入力装置４について説明したが、第四実施例の身体装着型入力装置４と「特許請求の範囲」記載の発明との対応関係は次の通りである。即ち、請求項５記載のインピーダンス計測手段は、本実施例の環状電極４１ａ，４１ｂ及びインピーダンス計測部４５に対応し、検知手段は、制御部４７に対応する。

また、以上には環状電極間４１ａ，４１ｂに交流電圧を印加してインピーダンスを計測する例を示したが、環状電極間４１ａ，４１ｂには直流電圧を印加して上記インピーダンスとしての抵抗を計測するようにしてもよい。

この他、本実施例のように、単純に環状電極４１ａ，４１ｂ間のインピーダンスを計測するだけであると、接触／離間時のインピーダンスの変化量が小さく、判定精度が悪くなる可能性があるので、身体装着型入力装置は、第五実施例のように構成されると一層好ましい。

［第五実施例］
続いて、第五実施例の身体装着型入力装置５について説明する。但し、第五実施例の身体装着型入力装置５について、先に説明した実施例と同一の構成部位には、上記先に説明した実施例と同一の符号を付し、以下では、これら同一構成部位の説明を適宜省略する。

図１４は、第五実施例の身体装着型入力装置５の構成を示したブロック図である。本実施例の身体装着型入力装置５は、第四実施例の身体装着型入力装置４に対し、インピーダンスの計測手法を変更したものである。

この身体装着型入力装置５は、環状電極４１ａ，４１ｂ，５１、インピーダンス計測部５５、制御部４７、及び、無線送信部１９を備え、環状電極４１ａ，４１ｂの間に、同様の環状電極５１が配置された構成にされている。即ち、この身体装着型入力装置５は、環状電極４１ａ、環状電極５１、及び、環状電極４１ｂが、装着される指の軸線に沿って互いに所定間隔空けられた状態で、順に並列配置されて、環の内側を向く内面がユーザの身体に接触するように露出された状態で、指輪本体１０内に納められている。

一方、インピーダンス計測部５５は、第四実施例とは異なり、印加部５５ａにて、環状電極４１ｂ，５１間に交流信号を印加し、電流計測部５５ｂにて、環状電極４１ａから入力される電流を計測することにより、環状電極４１ａ，４１ｂ間のインピーダンスを計測する構成にされている。

尚、環状電極４１ａと環状電極５１との間には、電流計測部５５ｂが備える電流計測用の微小抵抗を介在した線路が設けられており、環状電極４１ａ及び環状電極５１は、上記線路を通じて、略等電位となるように接続されている。即ち、インピーダンス計測部５５は、環状電極４１ｂと環状電極５１との間に生じる電圧Ｖを、電流計測部５５ｂにて計測される電流Ｉにて除算することにより近似的に、環状電極４１ａ，４１ｂ間のインピーダンスを求め、このインピーダンス計測値を制御部４７に出力する構成にされている。

図１５は、第五実施例の身体装着型入力装置５における計測系の等価回路図である。図１５に示す抵抗Ｒ３１は、環状電極４１ａと指との間の接触抵抗を表し、抵抗Ｒ３２は、環状電極４１ｂと指との間の接触抵抗を表し、抵抗Ｒ３８は、環状電極５１と指との間の接触抵抗を表す。

また、抵抗Ｒ３３は、環状電極５１，４１ｂに囲まれる領域に対応する身体部位表面の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ３４は、環状電極４１ａ，５１に囲まれる領域に対応する身体部位表面の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ３５は、環状電極５１，４１ｂ間に印加された信号が身体内部を通じて環状電極４１ａ側に漏れ出る経路の電気抵抗を表す。

この他、抵抗Ｒ３６は、身体装着型入力装置５が人差し指に装着され人差し指と親指とが接触／離間される状況を想定した場合（図３参照）、環状電極４１ｂから人差し指の根元を通って親指の先端までの身体部位の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ３７は、人差し指の先端から環状電極４１ａが装着された身体部位までの電気抵抗を表す。

このように構成された身体装着型入力装置５では、抵抗Ｒ３５が大きいため、指が離間されている状態（スイッチＳＷ３がオフの状態）において、環状電極５１，４１ｂ間に印加された信号が身体内部を通じて環状電極４１ａ側に漏れ出る電流量は小さく、インピーダンス計測部５５により計測されるインピーダンスＺｏｆｆ（絶対値）は、非常に大きな値を示す。

従って、指が離間されている状態でインピーダンス計測部５５により計測されるインピーダンスＺｏｆｆと、指が接触されている状態でインピーダンス計測部５５により計測されるインピーダンスＺｏｎとの差は、非常に大きなものとなり、結果として、第四実施例の身体装着型入力装置４と比較して、高精度に、指の接触／離間を判定できることになる。

第五実施例の身体装着型入力装置５が備える制御部４７は、このようにインピーダンスを計測するインピーダンス計測部５５から入力されるインピーダンス計測値に基づいて、第四実施例と同様の処理を実行する。そして、無線送信部１９は、制御部４７から入力されるコマンドを、外部装置１１０に無線出力する。

以上、第五実施例の身体装着型入力装置５について説明したが、この身体装着型入力装置５と「特許請求の範囲」に記載の発明との対応関係は、次の通りである。即ち、請求項７記載の印加手段は、印加部５５ａ及び環状電極４１ｂ，５１に対応し、電流計測手段は、電流計測部５５ｂ及び環状電極４１ａ及び環状電極４１ａ，５１間を接続する線路に対応し、検知手段は、制御部４７に対応する。

また、本実施例では、印加部５５ａを通じて交流信号を環状電極４１ｂ，５１間に印加する例を示したが、印加部５５ａは、交流信号に代えて、直流信号を印加する構成にされてもよい。

［第六実施例］
続いて、第六実施例の身体装着型入力装置６について説明する。但し、第六実施例の身体装着型入力装置６は、第一実施例の身体装着型入力装置１において、印加用電極１１ａ，１１ｂ及び電流センサ１３の配列順を変更した程度のものである。従って、以下では、第一実施例の身体装着型入力装置１からの変更点を選択的に説明する。

図１６（ａ）は、身体装着型入力装置６における印加用電極１１ａ，１１ｂ及び電流センサ１３の配置態様を示した図であり、図１６（ｂ）は、身体装着型入力装置６の電気的構成を示したブロック図である。また、図１７（ａ）は、指離間時の印加信号の伝播態様を示した図であり、図１７（ｂ）は、指接触時の印加信号の伝播態様を示した図である。

図１６（ａ）に示すように、本実施例の身体装着型入力装置６は、第一実施例と同様、指輪本体１０内において、印加用電極１１ａ，１１ｂと電流センサ１３とが指輪本体１０の軸線に沿って並列配置された構成にされている。但し、本実施例の身体装着型入力装置６は、第一実施例とは異なり、電流センサ１３（詳細には電流センサ１３を構成する電流トランス１３ａ）が、指輪本体１０内で印加用電極１１ａ，１１ｂの間に設けられた構成にされている。

即ち、身体装着型入力装置６は、図１７（ｂ）に示すように、二つの指の接触時に印加信号が伝播する経路である人差し指の印加用電極１１ｂが接触する領域から人差し指の根元及び親指の根元を通って親指の先端に到達するまでの身体部位及び親指の先端に接触する人差し指の先端から印加用電極１１ａに接触する領域に到達するまでの身体部位（以下、第一伝播経路という。）、及び、指の接触・離間に拘らず印加信号が伝播する経路である上記二つの指の接触点を介さずに印加用電極１１ａ，１１ｂに囲まれる身体部位（以下、第二伝播経路という。）の内、第二伝播経路に、電流トランス１３ａが設けられた構成にされている。

但し、電流トランス１３ａの設置位置を、第一実施例で採用された第一伝播経路から、第二伝播経路に置き換えただけでは、指の接触及び離間を検知することができない。
このため、本実施例の身体装着型入力装置６では、印加部１５と印加用電極１１ａとを結ぶ線路Ｌ１及び印加部１５と印加用電極１１ｂとを結ぶ線路Ｌ２のいずれか一方を、電流トランス１３ａ（図５参照）の環内側を通るように、設けている。具体的に、図１６（ｂ）及び図１７では、線路Ｌ１を電流トランス１３ａの環内側を通るように、設けている。

本実施例では、このように、線路Ｌ１，Ｌ２を配置することにより、第一実施例と同様、電流トランス１３ａを、指の非接触時においても印加信号が流れる第一閉回路には鎖交しない位置であって、指の接触時のみに印加信号が流れる第二閉回路には鎖交する位置に設け、指の接触及び離間を検知できるようにしている。

ここでいう第一閉回路は、印加部１５、線路Ｌ２、印加用電極１１ｂ、第二伝播経路、印加用電極１１ａ、及び、線路Ｌ１を結ぶ閉回路Ｃ１（図１７（ａ）（ｂ）破線参照）のことであり、第二閉回路は、印加部１５、線路Ｌ２、印加用電極１１ｂ、第一伝播経路、印加用電極１１ａ、及び、線路Ｌ１を結ぶ閉回路Ｃ２（図１７（ｂ）一点鎖線参照）のことである。

このように構成された身体装着型入力装置６では、上記二つの指が離間している状態でも、印加部１５からの印加信号が電流トランス１３ａの内側を第二伝播経路及び線路Ｌ１を通じて流れることになるが（図１７（ａ））、印加用電極１１ｂから電流トランス１３ａの方向に流れる電流Ｉ１、及び、印加用電極１１ａから線路Ｌ１を通じて印加部１５に流れる電流Ｉ２は、基本的にその量が等しい（Ｉ１＝Ｉ２）。しかも、これらの電流は伝播方向が逆である。

従って、電流トランス１３ａでは、第二伝播経路の電流Ｉ１によって発生する磁場及び線路Ｌ１の電流Ｉ２によって発生する磁場が相殺され、電流トランス１３ａのコア１３０（図５参照）には、殆ど磁束が捕捉されないことになる。

結果、身体装着型入力装置６では、電流トランス１３ａの内側を印加信号が流れるものの、二つの指が離間されている状態では、電流センサ１３から得られる電流計測値は、第一実施例と同様、略ゼロとなる。

一方、身体装着型入力装置６では、上記二つの指が接触している状態で、印加用電極１１ｂから第一伝播経路を通じて印加用電極１１ａに流れる印加信号と、印加用電極１１ｂから第二伝播経路を通じて印加用電極１１ａに流れる印加信号とが発生する。即ち、印加用電極１１ｂから第一伝播経路側に流れる電流をＩ３とし、印加用電極１１ｂから第二伝播経路側に流れる印加信号の電流Ｉ４としたとき、電流トランス１３ａの内側を通って印加用電極１１ａに伝播する印加信号の電流はＩ４となるが、印加用電極１１ａから電流トランス１３ａの内側を通る線路Ｌ１を通じて印加部１５に伝播する印加信号の電流Ｉ５は、Ｉ５＝Ｉ３＋Ｉ４となる。

従って、電流トランス１３ａのコア１３０には、第一伝播経路に流れる印加信号の電流Ｉ３に対応した磁束が捕捉され、電流センサ１３では、電流Ｉ３が計測されることになる。

結果、本実施例の身体装着型入力装置６によれば、第一実施例と同様に、制御部１７で電流センサ１３から入力される電流計測値と閾値とに基づき、指の接触／離間を判定することにより、正確に、指の接触／離間を判定することができ、第一実施例の身体装着型入力装置１と、等価な機能を果たすことができるのである。

尚、「特許請求の範囲」記載の「磁束を捕捉するための環状体」は、本実施例において、電流トランス１３ａのコア１３０に対応する。この対応関係については、第一実施例についても同様である。

［効果］
以上に、本発明の実施例について説明したが、上記実施例の身体装着型入力装置１〜６によれば、指の接触／離間といった簡単な身体運動で、外部装置１１０を操作することができて、ユーザにとっては、外部装置１１０の操作が簡単である。また、小さなタクトスイッチ等を操作しなくて済むので、ユーザが身体装着型入力装置１〜６を長時間使用しても、疲労が溜まりにくいといった利点がある。

また、指の接触／離間という状態を検知できるため、上記実施例によれば、ユーザが物を摘んだり放したりするような操作を検知することができて、新しい操作感覚の入力インタフェースをユーザに提供することができる。

［その他］
また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例では、指の接触／離間によって、外部装置１１０に送信するコマンドを切り替える例を説明したが、各実施例の計測値（電圧、電流、位相遅れ、及びインピーダンス）は、指が接触しているときの、指の押圧力によっても変化するので、制御部１７，２７，３７，４７は、外部装置１１０に送信するコマンドを、指の押圧力に応じて切り替える構成にされてもよい。

尚、図１８（ａ）は、指接触時の圧力と、計測値との対応関係を示した図である。例えば、第一実施例のようにして電流計測を行う場合には、接触時の圧力が高くなる程、電流センサ１３にて計測される電流が大きくなる。同様に、第二実施例のように電圧計測を行う場合には、接触時の圧力が高くなる程、電圧計測部２５で計測される電圧が高くなる。

また、第三実施例のように位相遅れの計測を行う場合には、接触時の圧力が高くなる程、位相計測部３５で計測される位相遅れが大きくなり、第四及び第五実施例のようにインピーダンス計測を行う場合には、接触時の圧力が高くなる程、インピーダンス計測部４５，５５で計測されるインピーダンスが小さくなる。

また、各実施例の計測値は、指の接触位置と、身体装着型入力装置１〜６との位置関係によっても変化する。従って、制御部１７，２７，３７，４７は、ユーザが身体装着型入力装置１〜６から指を遠ざける方向にスライドさせているか近づける方向にスライドさせているのかを、計測値に基づき判別して、外部装置１１０に送信するコマンドを切り替える構成にされてもよい。

尚、図１８（ｂ）は、スライド方向と、計測値との対応関係を示した図である。例えば、第一実施例のようにして電流計測を行う場合には、接触位置が装置から離れる程、電流センサ１３にて計測される電流が小さくなることが予想される。同様に、第二実施例のように電圧計測を行う場合には、接触位置が装置から離れる程、電圧計測部２５で計測される電圧が下がることが予想される。また、第三実施例のように位相遅れの計測を行う場合には、接触位置が装置から離れる程、位相遅れが広がり、第四及び第五実施例のようにインピーダンス計測を行う場合には、接触位置が装置から離れる程、インピーダンス計測部４５，５５で計測されるインピーダンスが大きくなることが予想される。

この他、以上には説明しなかったが、外部装置１１０を操作するための入力インタフェースは、複数の身体装着型入力装置１〜６で構成されてもよい。
即ち、入力インタフェースを構成する複数の身体装着型入力装置１〜６を夫々、異なるコマンドを外部装置１１０に送信する構成にして、ユーザの複数本の指に、これら入力インタフェースを構成する複数の身体装着型入力装置１〜６を装着させれば、多数のコマンドを、簡単な指の接触／離間動作で、外部装置１１０に送信できるように、入力インタフェースを構成することができる。

この他、第一実施例の身体装着型入力装置１は、単一の装置として構成される必要はなく、機能毎に分離した装置として構成されてもよい。即ち、第一実施例の身体装着型入力装置１において、印加用電極１１ａ，１１ｂ及び印加部１５は、それ以外の構成部位から電気的に独立した構成にされているので、身体装着型入力装置１は、印加用電極１１ａ，１１ｂ及び印加部１５からなる第一装置と、それ以外の構成部位からなる第二装置と、に分離されてもよい。

この場合、第二装置に対して、複数の第一装置を用意し、各第一装置からは、互いに周波数の異なる交流信号を印加用電極１１ａ，１１ｂ間に印加するようにし、第二装置には、電流トランス１３ａを通じて得られた交流信号を周波数毎に分離する手段を設ければ、第二装置にて、複数の指の接触／離間を検知することができ、結果として、より多くのコマンドを外部装置１１０に送信することができる。

例えば、第二装置を親指に装着し、第一装置を人差し指と中指に装着すれば、人差し指と親指との接触／離間動作、及び、中指と親指との接触／離間動作によって、多数のコマンドを外部装置１１０に送信することができる。

また、上記実施例の身体装着型入力装置１〜６において、電極は、環状電極とする必要はなく、円環の一部が欠けた開環形状の電極にされてもよいし、その他の形状の電極にされてもよい。この他、身体装着型入力装置１〜６を安定動作させるためには、電極と身体部位とが十分な面積で接触しているのが好ましく、このために、電極は表面積の大きい電極を採用されると好ましい。また、電極外部から圧力をかけるような構造を採用して、電極と身体表面とを密着させるようにしてもよい。

また、上記実施例では、身体装着型入力装置１〜６から外部装置１１０へコマンドを無線出力するようにしたが、身体装着型入力装置１〜６は、有線にて外部装置１１０へコマンドを出力する構成にされてもよい。

１〜６…身体装着型入力装置、１０…指輪本体、１１ａ，１１ｂ…印加用電極、１３…電流センサ、１３ａ…電流トランス、１３０…コア、１３１…コイル、１３ｂ…差動増幅回路、１３ｃ…整流器、１３ｄ…フィルタ、１３ｅ…同期検波器、１３ｆ…位相調整器、１５，５５ａ…印加部、１７，２７，３７，４７，１１３…制御部、１９…無線送信部、２３…計測用電極、２５…電圧計測部、３５…位相計測部、４１ａ，４１ｂ，５１…環状電極、４５，５５…インピーダンス計測部、５５ｂ…電流計測部、１００…遠隔操作システム、１１０…外部装置、１１１…無線受信部、Ｌ１，Ｌ２…線路、Ｃ１，Ｃ２…閉回路

Claims (10)

1. ユーザの身体に装着されて使用される電気機器であって、
   接触及び離間可能なニつの身体部位の身体表面を通じた接触により、閉環状の閉じた導体路が形成される身体部位の表面に、前記導体路に沿って装着される一対の印加用電極を有し、前記一対の印加用電極に挟まれた身体部位に電気信号を印加する印加手段と、
   前記二つの身体部位が接触した際に、前記導体路に沿う経路において、前記二つの身体部位の接触点が介在した状態で前記一対の印加用電極に挟まれる身体部位としての第一閉環形成部位、及び、前記接触点を介さずに前記一対の印加用電極に挟まれる身体部位としての第二閉環形成部位の内、前記第一閉環形成部位に生じる電気信号の物理量を計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された前記電気信号の物理量に基づき、ユーザの身体運動による前記二つの身体部位の接触及び離間を検知する検知手段と、
   を備えることを特徴とする電気機器。
2. 前記計測手段は、前記電気信号の物理量として、前記第一閉環形成部位に生じる電流を計測し、
   前記検知手段は、前記計測手段による電流の計測値が基準値を上回ると、前記接触を検知し、前記計測手段による電流の計測値が基準値を下回ると、前記離間を検知する構成にされていること
   を特徴とする請求項１記載の電気機器。
3. 前記計測手段は、
   前記第二閉環形成部位及び前記印加手段を構成する前記一対の印加用電極を含む電気回路を結んでなる前記ニつの身体部位の非接触時に前記電気信号が流れる第一の閉回路には鎖交しない位置であって、前記第一閉環形成部位及び前記印加手段を構成する前記一対の印加用電極を含む電気回路を結んでなる前記ニつの身体部位の接触時に前記電気信号が流れる第二の閉回路には鎖交する位置、に設けられた磁束を捕捉するための環状体
   を備え、前記環状体が捕捉する前記第一閉環形成部位に生じる電流によって発生する磁束に作用されて、前記第一閉環形成部位に生じる電流を計測する構成にされていること
   を特徴とする請求項２記載の電気機器。
4. 前記計測手段は、前記電気信号の物理量として、前記第一閉環形成部位における特定地点の電圧を計測し、
   前記検知手段は、前記計測手段による電圧の計測値と基準値との大小関係に基づいて、前記接触及び離間を検知する構成にされていること
   を特徴とする請求項１記載の電気機器。
5. 前記印加手段は、前記一対の印加用電極に挟まれた身体部位に前記電気信号として交流信号を印加し、
   前記計測手段は、前記電気信号の物理量として、前記第一閉環形成部位の特定地点に生じる電気信号の前記印加手段が印加した交流信号に対する位相遅れを計測する構成にされ、
   前記検知手段は、前記計測手段により計測された位相遅れが基準値を上回ると、前記接触を検知し、前記計測手段により計測された位相遅れが基準値を下回ると、前記離間を検知する構成にされていること
   を特徴とする請求項１記載の電気機器。
6. ユーザの身体に装着されて使用される電気機器であって、
   接触及び離間可能なニつの身体部位の身体表面を通じた接触により、閉環状の閉じた導体路が形成される身体部位の表面に、前記導体路に沿って装着される一対の計測用電極を有し、前記一対の計測用電極に挟まれた身体部位間のインピーダンスを計測するインピーダンス計測手段と、
   前記インピーダンス計測手段によるインピーダンスの計測値に基づき、ユーザの身体運動による前記二つの身体部位の接触及び離間を検知する検知手段と、
   を備えることを特徴とする電気機器。
7. 前記検知手段は、前記計測手段により計測されたインピーダンスが基準値を下回ると、前記接触を検知し、前記計測手段により計測されたインピーダンスが基準値を上回ると、前記離間を検知する構成にされていること
   を特徴とする請求項６記載の電気機器。
8. ユーザの身体に装着されて使用される電気機器であって、
   接触及び離間可能なニつの身体部位の身体表面を通じた接触により、閉環状の閉じた導体路が形成される身体部位の表面に、前記導体路に沿って装着される一対の印加用電極を有し、前記一対の印加用電極に挟まれた身体部位に電気信号を印加する印加手段と、
   前記二つの身体部位が接触した際に、前記導体路に沿う経路において、前記二つの身体部位の接触点が介在した状態で前記一対の印加用電極に挟まれる身体部位としての第一閉環形成部位、及び、前記接触点を介さずに前記一対の印加用電極に挟まれる身体部位としての第二閉環形成部位の内、前記第一閉環形成部位の表面に装着される計測用電極を有し、更には、前記印加手段が有する一対の印加用電極の内、前記二つの身体部位の接触点を介さずに前記導体路に沿う経路において前記計測用電極と隣り合う印加用電極、を前記計測用電極に接続するための線路であって、これら電極間を等電位に保持するための線路を有し、当該線路を流れる電流を計測する電流計測手段と、
   前記電流計測手段による電流の計測値に基づき、ユーザの身体運動による前記二つの身体部位の接触及び離間を検知する検知手段と、
   を備えることを特徴とする電気機器。
9. 前記検知手段は、前記計測手段により計測された電流と、前記一対の印加用電極間の電圧との比により導出されるインピーダンスが基準値を下回ると、前記接触を検知し、前記インピーダンスが基準値を上回ると、前記離間を検知する構成にされていること
   を特徴とする請求項８記載の電気機器。
10. 前記検知手段の検知結果に基づき、ユーザの身体運動に対応した操作信号を、外部装置に対して出力する操作信号出力手段
    を備えることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の電気機器。