CN101819463A - 输入系统及用于该系统的可佩戴电气设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输入系统及用于该系统的可佩戴电气设备。一种可佩戴输入装置(1)佩戴于用户的手指上以探测手指与用户的另一身体部分的分别接触和分离，并且还测量手指的运动。在可佩戴输入装置(1)中，信号供给单元(15)向佩戴于用户手指上的信号电极对(11a，11b)供给电信号，且电流传感器(13)探测在信号电极之间流动的电流。基于所探测的电流来探测接触和分离。此外，三轴加速度传感器(18)探测手指的运动。通过仅提取手指与另一身体部分接触时探测的手指的运动轨迹来确定用户输入。

Description

输入系统及用于该系统的可佩戴电气设备

技术领域

本发明涉及输入系统及用于该输入系统中的可佩戴电气设备。

背景技术

在一个传统的输入系统中，将字符、图形等输入到附属(subject)操作装置中，该附属操作装置诸如是信息处理单元，其是待操作的附属装置。通过在触控面板或写字板上指定坐标来将字符、图形等输入到附属操作装置中，用户使用记录笔在该触控面板或写字板上表达字符、图形等。

在另一传统的输入系统中(专利文献1)，将电信号施加至触控面板和用户之间的接触面，使得当用户触摸接触面时，电信号也在用户体内流动。用户触摸触控面板是基于电信号而指定的，当用户触摸接触面时，该电信号在用户体内流动。

在另一使用人体的传统的输入系统中(专利文献2)，生成由用户操作(轻敲操作)生成的电磁信息，并基于电磁信息指定用户的操作，使得生成对应于用户操作的输入信息。

在另一传统的输入系统中(专利文献3)，测量用户的手指的移动轨迹或路径，使得可以基于移动轨迹来识别用户表达的字符。在另一传统的输入系统中(专利文献4)，在佩戴于食指上的环上设置触垫(touch pad)或轻触开关(tact switch)，使得用户可以通过他/她的拇指来操作它。

专利文献1：JP 2000-148396A

专利文献2：JP 2008-197801A

专利文献3：JP(PCT)2006-500680A(US 2006/0149737A)

专利文献4：JP 2006-302204A

然而，根据使用触控面板或写字板的传统的输入系统，触控面板或写字板需要具有足够大的面积以在其上表达字符和图形。然而，如果使用能够表达细的字符和图形的细尖端的(fine-pointed)记录笔，能够减小触控面板或写字板的大小。记录笔在一些情况下会丢失，并且因此是不利的。

在探测用户的轻敲操作以将输入信息生成到附属操作装置中的传统的输入系统中，字符或图形不能用于输入信息。

另外，在触垫或轻触开关设置在要由用户利用他/她的拇指操作的环上的传统的输入系统中，需要用户精巧并精确地移动拇指以操作触垫或轻触开关。此外，此输入系统不适于输入字符和图形。

在探测用户手指的移动轨迹以识别字符或图形的传统的输入系统中，难于精确地识别字符，其在一个连续的笔运动中难于完成。即，在此传统的输入系统中，不能确定用户移动他/她的手指时，笔是与纸表面接触还是不与纸表面接触。结果，随着字符或图形变得更复杂，变得越来越难于精确地识别字符或图形。

发明内容

因此，本发明的目的是提供输入系统和用于输入系统的电气设备，其能够精确地识别字符或图形，而无需用于接收字符或图形的输入的触控面板和写字板。

根据本发明的一方面，一种输入系统，包括轨迹测量部分、探测部分、接触轨迹获得部分、以及输入信息生成部分。轨迹测量部分配置为测量用户的指定身体部分的移动轨迹。探测部分配置为探测由所述用户的身体运动引起的所述指定身体部分与所述用户的另一身体部分的分别接触和分离，所述另一身体部分不同于所述指定部分。接触轨迹获得部分配置为在所述探测部分探测到所述指定身体部分与所述用户的所述另一身体部分接触时，获得由所述轨迹测量部分测得的表示所述指定身体部分的所述移动轨迹的轨迹信息。输入信息生成部分配置为基于由所述接触轨迹获得部分获得的所述轨迹信息来生成用于附属操作装置的输入信息。

根据本发明的另一方面，一种可佩戴于用户身体上的电气设备，包括运动测量部分、探测部分、以及输出部分。运动测量部分配置为测量对应于所述用户的指定身体部分的移动轨迹的物理参数值。探测部分配置为探测由所述用户的身体运动引起的所述指定身体部分与所述用户的另一身体部分的分别接触和分离。输出部分配置为与每次所述探测部分的探测结果相关联地输出所述每次由所述运动测量部分测得的所述物理参数值。

附图说明

根据参照附图所作的以下详细描述，本发明的以上和其它目的、特点和优点将变得更明显。附图中：

图1A是示出根据本发明第一实施例的第一可佩戴输入装置的透视图；

图1B是示出第一可佩戴输入装置的电极和电流传感器的布置的示意图；

图2A是第一可佩戴输入装置的示意性横截面视图；

图2B是第一可佩戴输入装置的另一示意性横截面视图；

图3A是示出第一可佩戴输入装置的一个范例性使用的透视图；

图3B是示出第一可佩戴输入装置的另一个范例性使用的另一透视图；

图4A是示出第一可佩戴输入装置用作臂环的情况的示意图；

图4B是示出第一可佩戴输入装置用作臂环的情况的另一示意图；

图5A是示出第一可佩戴输入装置的操作原理的示意图；

图5B是示出手指如图5A中所示地接触时电流流动的等效电路图；

图6A是远程控制系统的框图，该远程控制系统使用具有外部装置的第一可佩戴输入装置；

图6B是示出第一可佩戴输入装置中使用的电流传感器的电路图；

图7A是示出第一可佩戴输入装置中执行的处理的流程图；

图7B是示出第一可佩戴输入装置的处理中执行的数据提取的范例的波形图；

图8是示出图7A中所示的处理的第一修改的流程图；

图9A是示出图7A中所示的处理的第二修改的流程图；

图9B是示出图9A中所示的处理中所使用的图形模式和命令之间的关系的表格；

图10A是示出根据本发明的第二实施例的第二可佩戴输入装置的框图；

图10B是示出第二可佩戴输入装置的电极的布置的示意图；

图11是第二可佩戴输入装置的测量系统的等效电路图；

图12A是示出根据本发明的第三实施例的第三可佩戴输入装置的电路图；

图12B是示出第三可佩戴输入装置中确定手指彼此之间是否接触的原理的示意图。

具体实施方式

将参照附图中所示的多个实施例详细描述本发明。

(第一实施例)

参照图1A和1B，第一可佩戴输入装置1包括一对信号电极11a、11b和电流传感器13。每个信号电极11a、11b是环形的。信号电极11a、11b和电流传感器13沿用户手指12的轴线以预定间隔平行布置。电流传感器13设置在区域X外，区域X夹置在信号电极11a、11b之间。

电流传感器13安置于信号电极11a、11b和手指尖(指甲部分)之间，即在信号电极11a、11b的左侧。替代地，电流传感器13可以安置于信号电极11a、11b和手指根部之间，即在信号电极11a、11b的右侧(手掌侧)。即，当使用第一可佩戴输入装置1时，可以以任一方向佩戴第一可佩戴输入装置1，使得电流传感器13可以位于信号电极对11a、11b外部。

如图2A和2B中所示，信号电极对11a、11b和电流传感器13设置于由作为环形主体的树脂制成的手指环主体10中，环形主体形成第一可佩戴输入装置1的外部形状。它们集成在手指环主体10中，但是彼此电绝缘。信号电极11a、11b容纳于手指环主体10中，它们的面向环的里面的内表面从手指环主体10暴露出来。从而，当第一可佩戴输入装置1佩戴于手指12上时，信号电极11a、11b与用户身体表面(手指皮肤表面)接触。

电流传感器13配置成使得，当电压施加于信号电极11a、11b作为电信号时，通过利用电流产生的磁场(磁通量)来测量佩戴第一可佩戴输入装置1的身体部位(手指)的轴线方向上的电流流动，该电流在身体部位(部分)的轴线方向上流动。

如图6A中详细所示的，电流传感器13包括电流变压器13a，其中，线圈131缠绕在磁心130上。电流传感器13基于由电磁感应在电流变压器13a的线圈131的端部之间产生的电压来测量围绕有电流变压器13a的身体部位(手指)的轴线方向上的电流流动。

电流传感器13如上述配置，因为交流(AC)电压施加于第一可佩戴输入装置1中的信号电极11a、11b。然而，可以施加直流(DC)电压信号作为信号电极11a、11b之间的电信号。在此情况下，电流传感器13可以由Hall元件形成。例如，电流传感器13能够作为传感器配置，其中Hall元件放置在形成于环形磁心中的切口中。能够由Hall元件基于包括切口的磁心的端部之间产生的磁场来测量在身体部位(手指)的轴线方向上流动的电流。

参照图3A和3B描述第一可佩戴输入装置1的操作原理。

如图3A中所示，第一可佩戴输入装置1佩戴于特定手指(例如，右手食指)12上并用于在身体部分(例如，左手掌)而不是该手指12上写字符或画图形(包括图片、记号等)，使得可以由第一可佩戴输入装置1来感测该字符或图形的轨迹。如图3B中所示，由左手握住传导板5并在传导板5上写字符或画图形，而不是直接在另一手掌上书写或绘画也是可能的。佩戴第一可佩戴输入装置1的手指称作输入手指。

从而，第一可佩戴装置1具有测量输入手指的移动轨迹的功能和探测输入手指的顶端与用户的其它身体部分的分别接触或分开(未接触或不接触)的功能，所述其它身体部分不同于输入手指。利用这些功能，指定了用户在诸如手掌的身体部分上表达的字符或图形的轨迹。

更具体地，对此操作，将交流信号施加至第一可佩戴输入装置1的信号电极11a、11b，以探测用户的输入手指的顶端与用户的其它身体部分接触还是不接触。

当输入手指和其它身体部分分开并相互不接触时(图4A)，甚至当信号施加于信号电极11a、11b之间时，供给的信号基本仅流过夹置于信号电极11a、11b之间的身体部位(区域X)，例如，从信号电极11b至信号电极11a。电流传感器13不探测任何流过的电流并且测得的电流值为零。

当输入手指和其它身体部分(例如，另一只手)相互接触时(图4B)，形成通过用户的两只手、两只手臂和主体部分的闭合的环形导电路径。在此情况下，电流传感器13电夹置于信号电极11a、11b之间，以图4B中的顺时针方向穿过形成于两只手之间的接触点Y。结果，供给的信号还流过电流传感器13且电流传感器13的测得的电流值(有效值)变得大于零。

例如，如图5A中所示，当用户使佩戴有第一可佩戴输入装置1的输入手指(右手食指12)与另一只手的手掌在点Y接触时，形成了通过用户的右臂、主体、左臂和左手掌，从信号电极11b至信号电极11a的第一闭合的导电路径(未示出)。应注意，不管输入手指是否与另一只手的手掌接触，都形成通过区域X、从信号电极11b至信号电极11a的第二闭合的导电路径。

从而，当右手的食指与左手的手掌接触时，供给至信号电极11b的信号不仅以逆时针方向流至信号电极11a，而且以顺时针方向流至信号电极11a。电流传感器13探测以顺时针方向流动的此电流。结果，基于电流传感器13测得的电流来探测输入手指是移动为与用户的其它身体部分接触还是分开。

图5B是第一可佩戴输入装置1的测量系统的等效电路图。为解释简单起见，以集总参数系统表达身体部位的电阻，施加至信号电极11a、11b的交流信号流过该身体部位。

图5B中表示的电阻R11代表信号电极11a和输入手指之间的接触电阻。电阻R12代表信号电极11b和输入手指之间的接触电阻。电阻R13代表对应于夹置于信号电极11a、11b之间的区域X(图1)的身体部位的表面的电阻。电阻R14代表从电流传感器13的测量点至信号电极11a延伸的身体部位的表面的电阻。

电阻R15代表电信号的流动路径(身体内部)的电阻，该电信号流过信号电极11a和电流传感器13之间的身体内部并且在信号电极11a、11b之间传播。

电阻R16代表如图5A中所示的在右手的输入手指12与用户的左手手掌接触的情况下，从输入手指12上的信号电极11b至左手手掌延伸的身体部位的电阻。电阻R17代表从输入手指的顶端至电流传感器13的测量点延伸的身体部位的电阻。开关SW1代表输入手指和左手手掌之间点Y处的状况，即输入手指和左手掌彼此接触(开)或不接触(关)。电流传感器13表示为电表。

图5B中的交替的长的和短的虚线表示电信号A的流动，其仅在信号电极11a、11b之间的区域X中流动，而不管一只手的输入手指和另一只手的手掌彼此之间接触还是不接触。断线表示电信号B的流动，当一只手的输入手指和另一只手的手掌彼此接触时(开关SW1处于开状态)，该信号在信号电极11a、11b之间流动。第一导电路径中的信号B的流动方向与第二导电路径中的信号A的流动方向相反。

当第一可佩戴输入装置1佩戴于食指上且食指与另一只手的手掌接触或不接触时，电信号的流动模式如上述改变。在电流传感器13处探测的电流的测得值也变化。此实施例中的第一可佩戴输入装置1基于如上述变化的测量值来探测由用户的身体移动造成的手指彼此之间的接触或是不接触。

可以使具有佩戴于食指上的第一可佩戴输入装置1的食指的顶端与用户的除另一只手的手掌之外的不同的身体部分接触或不接触。可以使具有佩戴于食指上的第一可佩戴输入装置1的食指的顶端与用户的另一只手的手臂接触。甚至在进行该身体移动时，在电流传感器13附近发生类似的电流改变。从而探测两个身体部位彼此之间是接触还是不接触。

即，通过使佩戴第一可佩戴输入装置1的身体部位外的身体部位(手指尖侧)进入或离开任何其它身体部位，用户能够利用第一可佩戴输入装置1来提供表示他的/她的运动的信号给外部侧。

例如，如图6A中所示，第一可佩戴输入装置1可以设置为远程操作系统100的部分。

除信号电极对11a、11b和电流传感器13外，第一可佩戴输入装置1包括信号供给单元15、检查单元17、三轴加速传感器18、同步输出单元19、分析器单元21和无线发送器单元23。

信号供给单元15向夹置于信号电极11a、11b之间的身体部位施加交流信号(交流电压)并由恒定电压或恒定电流驱动。供给的信号可以是三角波信号、正弦波信号、矩形波信号、锯齿波信号等。

电流传感器13测量环形电流变压器13a围绕的身体部位(手指)的轴线方向上流动的电流并输入得到的测得的电流值至检查单元17。

如图6B中所示，除电流变压器13a外，电流传感器13包括差分放大器电路13b和整流器13c。差分放大器电路13b连接至电流变压器13a的线圈131的两端，放大从线圈131的两端输入的信号之间的差，并输出得到的放大的信号。整流器13c对差分放大器电路13b的输出信号(交流信号)进行整流并将其转换成直流信号。电流传感器13从而将来自整流器13c的输出信号输出作为测得的电流值。

将跨电流变压器13a的线圈131产生的电压的有效值转换成测得的值并从电流传感器13输出。此测得的值(有效值)表示在佩戴电流变压器13a的身体部位的轴线方向上流动的电流。

在电流传感器13中，由差分放大器电路13b放大从线圈131的两端输入的信号之间的差。因此，能够去掉从线圈131两端输入的通常模式的噪声。然而，在差分放大器电路13b和整流器电路13c之间提供滤波器，以仅通过与施加于信号电极11a、11b之间的信号的频率相同的信号也是可能的。这样，电流传感器13能够去除甚至差分放大器电路13b都不能去除的噪声。配置电流传感器13，以使得可以通过使用从信号供给单元15供给的信号作为参考信号来执行同步波探测也是可能的。

检查单元17基于从电流传感器13输入的测得的电流值来检查输入手指与其它身体部分接触还是不接触。

具体地，检查单元17将从电流传感器13输入的测得的电流值与预定的阈值比较。如果测得的电流值大于预定的阈值，检查单元17确定输入手指与用户的其它身体部分接触，并输出表示输入手指接触的状况确定值至同步输出单元19。如果测得的电流值等于或小于预定的阈值，则检查单元17确定输入手指不与用户的其它身体部分接触并输出表示输入手指不接触或分离的状况确定值至同步输出单元19。

三轴加速传感器18配置为通过探测在彼此正交的x、y、z轴上生成的加速度来探测输入手指的运动，并输出探测的加速度的三轴分量(x、y、z轴分量)作为加速度测量值。此加速度测量值被输出至同步输出单元19。响应于输入手指的移动，三轴加速度传感器18将输入手指的加速度的三轴分量输入至同步输出单元19。

同步输出单元19配置为将测量数据输入至分析器单元21。测量数据包括每次的状况确定值和加速度测量值。每次从三轴加速度传感器18输入的加速度测量值与检查单元17的确定结果(状况确定值)相关联，其对应于同时测得的电流测量值。

分析器单元21配置为时序地在其内置存储器21a中存储从同步输出单元19产生的测量数据(数据包括加速度测量值和状况确定值)并基于存储在存储器21a中的表示输入手指的轨迹的测量数据组来指定用户表达的字符或图形。

分析器单元21配置为执行图7A中所示的轨迹传输处理。

在此处理中，分析器单元21首先在S110基于从同步输出单元19输入的测量数据来检查输入手指是否开始接触其它身体部分。

重复S110直至最新测量数据表示的状况确定值从表示输入手指与另一身体部分分离且不接触的状况确定值改变到表示输入手指与另一身体部分接触的状况确定值。

如果接触开始(步骤S110：是)，则在S120，分析器单元21将从同步输出单元19输入的测量数据存储于内建存储器单元21a中。重复此数据存储处理，直至在S130确定输入手指与另一身体部分分离达预定时间段。

如果表示输入手指分离的状况确定值持续超过预定的时间段(步骤S130：是)，则分析器单元21确定输入手指不再与其它身体部分接触。

在S140，分析器单元21将由存储于存储器21a中的一系列测量数据表示的加速度测量值转换成具有参考位置(原点)的位置坐标，该参考位置为接触开始时放置输入手指的位置。在输入手指开始接触后获取测量数据，直至其分离达预定的时间段。

更具体地，通过在时间方向上对由存储在存储器21a中的每次的测量数据表示的加速度测量值(加速度的三轴分量)积分两次，将每次的加速度测量值转换成每次输入手指的位置坐标。

此处理后，分析器单元21从自输入手指的接触开始和后续分离的时间段中获得的测量数据组提取包括表示输入手指的接触的状况确定值的测量数据组。通过将存储在存储器21a中的加速度测量值转换成位置坐标来获的测量数据组的数据。

从而，在S150，测量数据组表示输入手指与其它身体部分接触的位置坐标。图7B中示出了此提取操作，其中，在顶上部示出了三轴加速度传感器18探测的输入手指的移动的范例，在右上部示出了检查部分27确定的输入手指的接触(实线)和不接触(点线)，在左底部示出了提取的移动与身体其它部分接触的输入手指的轨迹。

在接续S150的S160，仅从在S150提取的每个测量数据提取位置坐标，并且生成每个测量数据表示的位置坐标的时序数据。位置坐标的此时序数据通过发送器单元23传输至外部装置110。此实施例中，外部装置110是附属操作装置。

分析器单元21从而通过无线电发送器单元23向外部装置110提供用户通过输入手指在其它身体部分上表达的字符或图形的轨迹数据(位置坐标的时序数据)。外部装置110包括无线电接收器单元111和控制单元113。无线电接收器单元111从第一可佩戴单元1接收以无线电波形式传输的数据。控制单元113使用接收的数据执行处理。例如，外部装置110基于从第一可佩戴输入装置1输入的位置坐标的时序数据来执行显示用户在显示屏幕上表达的字符或图形的处理。

根据第一实施例，用户能够将他/她的手指放入第一可佩戴输入装置1并输入字符或图形至外部装置110，该输入是通过仅仅是移动手指以与他/她的其它身体部分接触来表达字符或图形而实现的，其它身体部分是诸如他/她的手掌。

因此，不需要写字板或记录笔。能够通过小尺寸装置将字符或图形输入到外部装置110中。

此外，通过不仅测量输入手指的移动轨迹，并且探测输入手指与其它身体部分的接触或未接触，能够通过探测用户的运动来获得用户表达的字符或图形的轨迹，该运动对应于笔与纸的接触和分离。

用户从而能够容易地将字符或图形输入到外部装置110中，即使该字符或图形是多个不连续笔画(stroke)的组合。即，能够将字符或图形的轨迹数据输入到外部装置110，使得用户表达的该字符或图形能够由外部装置110或其它用户精确地识别。

从而，此输入装置适于输入字符或图形并且非常通用。第一可佩戴输入装置1不必作为单个单元配置，而是可以配置为多个元件部分的组合。例如，如图6A中表示的，其可以分成两个功能部件，即测量数据输出部分1a和输入数据生成部分1b，它们处理测量数据组并生成要传输至外部装置110的输入数据。即，第一可佩戴输入装置1可以分成包括功能部分1a的第一装置和包括功能部分1b的第二装置。在此情况下，第一可佩戴输入装置1可以配置成使得第一装置通过无线电通信将测量数据传输至第二装置。

第一可佩戴输入装置1不必是手指环形的，而可以在尺寸上放大为图4A和4B中所示的臂环形或臂环。在此情况下，佩戴第一可佩戴输入装置1的手的任何手指能够用作表达字符或图形的输入手指。

应当注意，在如图3B中所示的使用由不同于输入手指的手的另一只手握住的传导板的情况下，测量系统具有如图5中所示的相同等效电路。

分析器单元21可以配置为执行如图8中所示的字符识别和传输处理，代替图7A中所示的轨迹传输处理。此处理是第一实施例的第一变形。

分析器单元21执行S110至S150，这些与参照图7A描述的相同。

接续S150，分析器单元21在S210根据提取的测量数据组表示的位置坐标的轨迹来识别用户用输入手指表达的字符。可以通过评估测量数据组表示的位置坐标的轨迹模式和附属字符的预存储的轨迹模式之间的一致程度来识别字符。

在S210后，分析器单元21通过无线电发送器单元23传输表示字符识别结果的数据至外部装置110。

从而，输入手指表达的字符的信息输入到第一变形中的外部装置110中。

作为代表字符的识别结果的数据，能够将代表识别的字符的数据输入到外部装置110。如果不能成功地识别字符，可以将表示字符识别中失败的数据传输至外部装置110作为代表字符识别结果的数据。替代地，如果字符识别是成功的，没有数据可以传输至外部装置110。

从而，通过配置分析器单元21以执行上述字符识别和传输处理来代替图7A中所示的轨迹传输处理，第一可佩戴输入装置1可以用作用于输入字符到外部装置110中的输入装置。

此外，能够探测对应于笔与纸接触或分离的用户动作，并通过探测输入手指与其它身体部分的接触和未接触来探测用户表达的字符或图形的轨迹。结果，能够比基于单个笔画写入来识别字符的传统装置更精确地识别用户的输入手指输入的字符或图形。

分析器单元21可以配置为执行图9A中所示的命令识别和传输处理，代替图7A中所示的轨迹传输处理和图8中所示的字符识别和传输处理。此处理是第一实施例的第二变形。

分析器单元21执行S110至S150，它们与参照图7A描述的那些相同。

接续S150，分析器单元21在S310根据提取的测量数据组表示的位置坐标的轨迹来识别用户的输入手指输入的图形。

可以通过评估测量数据组表示的位置坐标的轨迹模式和附属图形的预存储的轨迹模式之间的一致程度来识别图形。

接续S310，分析器单元21为外部装置110指定对应于识别的图形的命令并生成表示指定的命令的输入数据。然后，在S320，分析器单元21通过无线电发送器单元23将表示指定的命令的输入数据传输至外部装置110。

如图9B中所示，分析器单元21优选地预存储代表图形和命令之间的预定关系的索引表，使得可以通过参照在S310预存储的索引表来与识别的图形对应地指定命令。

如果在S310不能成功地识别图形，可以通过无线电发送器单元23将预定命令传输至外部装置110。为识别失败的情况准备预定命令并且该预定命令可以是请求外部装置110显示消息的命令，其可以请求另一图形的输入。替代地，如果图形识别不成功，没有命令可以通过无线电发送器单元23传输至外部装置110。

从而，将输入手指表达的字符的信息输入到第一变形中的外部装置110中。作为代表字符的识别结果的数据，能够将代表识别的字符的数据输入到外部装置110中。根据第二变形，第一可佩戴输入装置1可以用作用于外部装置110的远程控制器。

此外，因为能够精确地识别输入图形，可以有效地防止由于输入手指输入的图形的错误识别导致的外部装置110的非有意的操作。

(第二实施例)

图10A和10B中示出了第二可佩戴输入装置2作为第二实施例。

第二可佩戴输入装置2与第一可佩戴输入装置1的不同之处仅在于执行电压测量而不是电流测量。因此，对于第二可佩戴输入装置2，将以相同的参考数字表示与第一实施例中相同的构成元件并且将简化其描述。

如图10A和10B中所示，除信号电极对11a、11b之外，第二可佩戴输入装置包括类似于环形形成的测量电极23。这些电极11a、11b、23沿手指的轴线以预定间隔平行布置。从而，第二可佩戴输入装置2包括测量电极23，代替电流传感器13。

类似于电流传感器13，提供测量电极23，使得其安置于夹置于信号电极11a、11b之间的区域X外的区域中。类似于信号电极11a、11b，测量电极23容纳于手指环主体10中，使得当第二可佩戴输入装置2佩戴于手指上时，环的向内的内表面从手指环主体暴露出，使得测量电极23也与用户身体表面(手指表面)接触。

除信号供给单元15、三轴加速度传感器18、同步输出单元19等外，第二可佩戴输入装置2还包括电压测量单元25和检查单元27。如第一实施例，通过信号供给单元15将交流信号施加于信号电极11a、11b之间。同时，通过电压测量单元25测量信号电极11a和测量电极23之间产生的电压(有效值)，并将得到的测得电压值输入至检查单元27。

检查单元27基于从电压测量单元25输入的测得电压值来检查手指状况。如果测得电压值高于预定阈值，则检查单元27确定佩戴第二可佩戴输入装置2的输入手指与用户的身体部分接触。如果测得电压值等于或小于预定阈值，则检查单元27确定输入手指未接触。检查单元27将其检查结果输出至同步输出单元19。

同步输出单元19通过时间同步从检查单元37输入的状况确定值和从三轴加速度传感器18输入的加速度测量值来输出该两输入数据作为测量数据。此测量数据由分析器单元21使用，如图7A、8和9A中所述。

图11是第二可佩戴输入装置2中的测量系统的等效电路图。图10B中，电阻R21代表信号电极11a和手指之间的接触电阻。电阻R22代表信号电极11b和手指之间的接触电阻。电阻R28代表测量电极23和手指之间的接触电阻。

电阻R23代表对应于夹置于信号电极11a、11b之间的区域X的身体部位表面的电阻。电阻R24代表对应于夹置于信号电极11a和测量电极23之间的区域X’(图10B)的身体部位表面的电阻。电阻R25代表路径的电阻，该路径是施加于信号电极11a、11b之间的信号流过身体内部并泄漏至测量电极23外部的路径。

假定如第一实施例中图3A和3B所示例，第二可佩戴输入装置2佩戴于作为输入手指的食指上，且食指和另一只手的手掌彼此接触或不接触。在此情况下，电阻R26代表从信号电极11b至用户的另一只手延伸通过用户的主要躯体和两个手臂的身体部位的电阻。电阻R27代表从食指的顶端至佩戴测量电极23的身体部位延伸的身体部位的电阻。电压测量单元25可以是电压表。

如上述，对于任何其它身体部位，代表电流路径的电阻的电阻R25非常大，然而这取决于安装的信号电极11a和测量电极23之间的间隔，该电流路径是施加于信号电极11a、11b之间的信号流过身体内部并泄漏至测量电极23外部的电流路径。因此，如果输入手指不与用户的另一只手的手掌接触(开关SW2关)，则在电压测量单元25测得并输出的测得电压值Voff接近零。另一方面，如果一只手的输入手指和另一只手的手掌彼此接触(开关SW2开)，则信号流过电阻R26、R27，它们足够小于电阻R25。因此，电压测量单元25测得并输出的测得电压值Von足够大于测得电压值Voff。

因此，通过检查从电压测量单元25输入的测得电压是否大于预定阈值，能够确定输入手指是否与用户的其它身体部分接触。

在此实施例中，作为示例，将交流信号从信号供给单元15施加至信号电极11a、11b。然而，类似于第一实施例，替代地，可以从信号供给单元15施加直流信号。

当从信号供给单元15供给交流信号时，提供相位测量单元代替电压测量单元35是可能的。相位测量单元配置为基于在信号电极11a和测量电极33之间发展的电压(交流信号)来测量从测量电极33输入的交流信号相对于供给至信号电极11a、11b的交流信号的相位延迟。

在此实例中，确定如果测得的相位延迟值大于和小于预定阈值，则输入手指与用户其它身体部分的手掌分别接触和不接触。

(第三实施例)

图12A和12B中示出了第三可佩戴输入装置3作为第三实施例。

第三可佩戴输入装置3包括类似于信号电极11a、11b的环形信号电极31a、31b和测量环形信号电极对31a、31b之间的阻抗的阻抗测量单元35。检查单元37基于从阻抗测量单元35输入的测得阻抗值(绝对值)来检查输入手指是否接触，并输出其检查结果至同步输出单元19，使得可以以与第一和第二实施例中相同的方式使用表示输入手指与用户的其它身体部分接触或未接触的检查结果。

在此第三可佩戴输入装置3中，阻抗测量单元35在环形信号电极31a、31b之间施加交流信号，并测量由其引起的电流以测量环形信号电极31a、31b之间的阻抗Z。

使用两个阻抗Z1和Z2，将输入手指如图12B中所示地接触点Y时阻抗测量单元35测得的阻抗Zon计算为Zon＝Z1×Z2/(Z1+Z2)。阻抗Z1形成于环形信号电极31a、31b之间的路径中，通过该路径，供给的信号仅流过输入手指的部分(例如，图12B中的逆时针方向)且不经过接触点Y。阻抗Z2形成于环形信号电极31a、31b之间的路径中，通过此路径，供给的信号流过信号电极31a、31b之间的接触点Y(例如，以图12B中的顺时针方向)。

输入手指不与用户的其它身体部分接触时阻抗测量单元35测得的阻抗Zoff计算为Zoff＝Z1。

因此，阻抗Zoff和Zon之间存在不等式Zoff＞Zon。阻抗测量单元35测得的阻抗Zoff大，因为没有提供经由用户的身体部分的闭合的电流传导路径。阻抗测量单元35测得的阻抗Zon小，因为经由包括接触点Y的身体部分提供了闭合的电流传导路径。

由于以上原因，检查单元37进行如下确定。如果从阻抗测量单元35输入的测得阻抗值Z大于预定阈值，则确定输入手指不与用户的其它身体部分接触。如果测得阻抗值Z等于或小于预定阈值，则确定输入手指与用户的其它身体部分接触。

根据第三可佩戴输入装置3，也能够探测输入手指与用户的其它身体部分的接触和未接触。此外，能够探测用户的输入手指在手掌等上表达的字符或图形的轨迹，即使每个字符或图形不是单一的笔划，而是组合的多个笔划。

可以通过供给直流电压至信号电极31a、31b代替提供交流来测量阻抗。

本发明不限于公开的实施例，而是可以以不同方式实施。

例如，第一可佩戴输入装置1中的信号电极11a、11b和信号供给单元15与其它结构部分是电分离的。因此，第一可佩戴输入装置1可以分成包括信号电极11a、11b和信号供给单元15的信号供给侧装置和包括其它电气构件的测量侧装置。

在此范例中，信号供给侧装置可以佩戴于右手食指上，且测量侧装置可以作为臂环佩戴，使得可以形成如图5A中所示的类似的闭合传导路径。用户能够通过他/她的右手的输入食指在他/她的左手的手掌上写字符或画图形。

在每个可佩戴输入装置1、2、3中，电极不必形成闭合环形。电极可以形成为弧形或其它形式。

优选地，将电极的尺寸制作得大，以在足够的接触区域与用户的身体接触，使得可佩戴输入装置1、2、3可以稳定和精确地操作。可以通过施加偏压至电极来将电极牢固地压至身体表面。

可佩戴输入装置1、2、3可以配置为经由有线通信来输出数据至外部装置110，代替无线通信。

在上述实施例和变形中，信号电极11a、11b、31a、31b和信号供给单元15作为信号供给部分操作。电流传感器13形成信号测量部分。检查单元17、27、37作为探测部分操作。三轴加速度传感器18作为运动探测部分和轨迹测量部分操作。同步输出单元19作为输出部分操作。分析器单元21作为轨迹测量部分和接触轨迹获得部分操作。信号电极11a、11b之间流动的电流、信号电极11a和测量电极23之间的电压以及信号电极31a、31b之间的阻抗分别由电流传感器13、电压测量单元25以及阻抗测量单元35测量作为电信号的物理参数。

Claims (12)

1.一种输入系统，包括：

轨迹测量部分(18，21)，配置为测量用户的指定身体部分的移动轨迹；

探测部分(17，27，37)，配置为探测由所述用户的身体运动引起的所述指定身体部分与所述用户的另一身体部分的分别接触和分离，所述另一身体部分不同于所述指定身体部分；

接触轨迹获得部分(21)，配置为在所述探测部分探测到所述指定身体部分与所述用户的所述另一身体部分接触时，获得由所述轨迹测量部分测得的表示所述指定身体部分的所述移动轨迹的轨迹信息；以及

输入信息生成部分(21)，配置为基于由所述接触轨迹获得部分获得的所述轨迹信息来生成用于附属操作装置的输入信息。

2.根据权利要求1所述的输入系统，还包括：

信号供给部分(11a，11b，15，31a，31b)，配置为向所述用户的所述指定身体部分供给电信号；以及

信号测量部分(13，23，25，35)，配置为测量所述电信号的物理参数值，该电信号在所述用户身体内流动，

其中，所述探测部分(17，27，37)配置为基于由所述信号测量部分测得的所述物理参数值来探测所述指定身体部分的所述接触和所述分离。

3.根据权利要求2所述的输入系统，其中：

所述信号供给部分(11a，11b，15，31a，31b)包括信号电极对(11a，11b)，所述信号电极对(11a，11b)适于佩戴于所述指定身体部分的表面上，使得仅当所述指定身体部分和所述用户的所述另一身体部分彼此接触时，形成闭合导电路径，所述信号电极对配置为在夹置于其中的身体部分中供给电信号；以及

所述信号测量部分(13，23，25，35)包括探测器元件(13，23)，所述探测器元件配置为佩戴于所述指定身体部分上并探测在所述闭合导电路径中流动的所述电信号的所述物理参数值，所述探测器元件平行于所述信号电极对并在所述信号电极对外侧。

4.根据权利要求1所述的输入系统，其中：

所述信号供给部分(11a，11b，15，31a，31b)包括信号电极对(31a，31b)，所述信号电极对(31a，31b)适于佩戴于所述指定身体部分的表面上，使得仅当所述指定身体部分和所述用户的所述另一身体部分彼此接触时，形成闭合导电路径；

所述信号测量部分(13，23，25，35)包括阻抗测量部分(35)，所述阻抗测量部分(35)配置为测量夹置于所述信号电极对之间的身体部分的阻抗；以及

所述探测部分(17，27，37)配置为基于由所述阻抗测量部分测得的所述阻抗来探测所述指定身体部分的所述接触和所述分离。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的输入系统，其中：

所述接触轨迹获得部分(21)配置为通过从所述轨迹测量部分测得的多个移动轨迹中，提取当探测到所述指定身体部分与所述另一身体部分接触时测得的所述移动轨迹来获得所述轨迹信息。

6.根据权利要求1至4的任一项所述的输入系统，其中：

所述输入信息生成部分(21)配置为基于所述轨迹信息生成所述输入信息，从探测到所述指定身体部分与所述另一身体部分开始所述接触起提供所述轨迹信息，直至探测到所述指定身体部分与所述另一身体部分的所述分离持续预定时间段。

7.根据权利要求1至4的任一项所述的输入系统，其中：

所述输入信息生成部分(21)配置为基于由所述接触轨迹获得部分获得的所述轨迹信息来识别由所述指定身体部分的所述运动表达的字符，并生成识别的字符信息作为所述输入信息。

8.根据权利要求1至4的任一项所述的输入系统，其中：

所述输入信息生成部分(21)配置为基于由所述接触轨迹获得部分获得的所述轨迹信息来识别由所述指定身体部分的所述运动表达的图形模式，并生成指令作为所述输入信息，所述指令选自预定图形模式和指令之间的预定关系。

9.一种可佩戴于用户身体上的电气设备，包括：

运动测量部分(18)，配置为测量与所述用户的指定身体部分的移动轨迹相对应的物理参数值；

探测部分(17，27，37)，配置为探测由所述用户的身体运动引起的所述指定身体部分与所述用户的另一身体部分的分别接触和分离；以及

输出部分(21)，配置为与每次所述探测部分的探测结果相关联地输出所述每次由所述运动测量部分测得的所述物理参数值。

10.根据权利要求9所述的电气设备，还包括：

信号供给部分(11a，11b，15，31a，31b)，配置为向所述用户的身体供给电信号；以及

信号测量部分(13，23，25，35)，配置为测量所述电信号的物理参数值，该电信号在所述用户身体内流动，

其中，所述探测部分(17，27，37)配置为基于由所述信号测量部分测得的所述物理参数值来探测所述指定身体部分的所述接触和所述分离。

11.根据权利要求10所述的电气设备，其中：

所述信号供给部分(11a，11b，15，31a，31b)包括信号电极对(11a，11b)，所述信号电极对(11a，11b)适于佩戴于所述指定身体部分的表面上，使得仅当所述指定身体部分和所述用户的另一身体部分彼此接触时，形成闭合导电路径，所述信号电极对配置为在夹置于其中的身体部分中供给电信号；以及

所述信号测量部分(13，23，25，35)包括探测器元件(13，23)，所述探测器元件配置为佩戴于所述指定身体部分上并探测在所述闭合导电路径中流动的所述电信号的所述物理参数值，所述探测器元件平行于所述信号电极对并在所述信号电极对外侧。

12.根据权利要求9所述的电气设备，其中：

所述信号供给部分(11a，11b，15，31a，31b)包括信号电极对(31a，31b)，所述信号电极对(31a，31b)适于佩戴于所述指定身体部分的表面上，使得仅当所述指定身体部分和所述用户的所述另一身体部分彼此接触时，形成闭合导电路径；

所述信号测量部分(13，23，25，35)包括阻抗测量部分(35)，所述阻抗测量部分(35)配置为测量夹置于所述信号电极对之间的身体部分的阻抗；以及

所述探测部分(17，27，37)配置为基于由所述阻抗测量部分测得的所述阻抗来探测所述指定身体部分的所述接触和所述分离。

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