JP2003029899A - User input device - Google Patents

User input device

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JP2003029899A
JP2003029899A JP2001217279A JP2001217279A JP2003029899A JP 2003029899 A JP2003029899 A JP 2003029899A JP 2001217279 A JP2001217279 A JP 2001217279A JP 2001217279 A JP2001217279 A JP 2001217279A JP 2003029899 A JP2003029899 A JP 2003029899A
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JP2001217279A
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Japanese (ja)
Inventor
Jiyunichi Rekimoto
純一 暦本
Original Assignee
Sony Corp
ソニー株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a user input device suitable for a portable terminal such as a portable telephone set or a portable audio player. SOLUTION: An AC signal which is about several 100 kHz is applied to a transmission electrode side, and the AC signal is transmitted through the body of a user wearing a user input device, and emitting from a tip of the finger pointed by the user to each reception electrode. Then, the reception signal is detected so that which reception electrode is close to the tip of the finger can be recognized. The space between the transmission electrode and the reception electrode is sealed by an insulating layer, and when a third person other than the user himself or herself operates this user input device, any signal is not detected, and any user input is not achieved. Thus, it is possible to prevent the occurrence of any misoperation or illegal operation by a third person other than the user.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、ユーザが機器に対してコマンドやデータなどの入力を行なうためのユーザ入力装置に係り、特に、携帯電話機や携帯型オーディオ再生機、PDA(Personal Digital Assistant)などの携帯端末に対してユーザ入力を行なうためのユーザ入力装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to a user input device for a user performs an input such as a command or data to the device, in particular, cellular phones and portable audio player, about the user input device for user input to the portable terminal such as a PDA (Personal Digital Assistant). 【0002】更に詳しくは、本発明は、歩行途中のユーザが負担なく携行し且つ入力作業を行なうことができるユーザ入力装置に関する。 [0002] More particularly, the present invention relates to user input devices the walking way users can perform carry to and input operation without burden. 【0003】 【従来の技術】昨今の技術革新に伴い、ワークステーション(WS)やパーソナル・コンピュータ(PC)と呼ばれる、比較的小型且つ低価格で、高付加価値化・高機能化された汎用タイプのコンピュータ・システムが開発・市販され、大学その他の研究機関や企業その他のオフィス、さらには一般家庭内の日常生活にも深く浸透している。 [0003] With the Related Art recent innovation called workstation (WS) or a personal computer (PC), a relatively small and low cost, high value-added and high performance general purpose type It is of a computer system developed and marketed, universities and other research institutions and companies other offices, and more are deeply rooted in everyday life in the household. 【0004】コンピュータ・システムは、一般に、ユーザ入力コマンドに応答して駆動し、処理結果をディスプレイ・スクリーン上に表示することによって、「インタラクティブ」、すなわち対話的な処理環境を提供している。 [0004] Computer systems typically driven in response to a user input command, by displaying the processing result on a display screen, provides a "interactive", i.e. interactive processing environment. 最近の傾向として、DOS(Disk Operating Syste As a recent trend, DOS (Disk Operating Syste
m)シェル画面を代表とする旧来のキーボードを介したキャラクタ・ベースのユーザ入力環境すなわち「CUI m) a character-based user input environment or "CUI through a traditional keyboard typified by Shell screen
(Character User Interface)」から、グラフィック・ From (Character User Interface) ", graphic
ベースのユーザ入力を実現した「GUI(Graphical Us It was realized the base of user input "GUI (Graphical Us
er Interface)」への移行が挙げられる。 The transition to er Interface) ", and the like. GUI環境下では、コンピュータ・システムがシミュレートされたデスクトップと無数のアイコンがディスプレイ・スクリーンに用意される。 Under the GUI environment, desktop and countless icons computer system has been simulated is provided to the display screen. 【0005】GUIが提供されたデスクトップ上では、 [0005] on the GUI desktop that has been provided,
ファイル等のコンピュータ・システム上で取り扱われる全ての資源オブジェクトはアイコンとして表現される。 All resource objects to be handled on the computer system, such as files are represented as icons.
ユーザは、ディスプレイ・スクリーン上のプログラム、 The user program on the display screen,
データ、フォルダ、デバイスなどを象徴するアイコンに対してマウスなどを用いて画面上の表示オブジェクトに対して直接操作を印加する(例えば、クリックやドラッグ・アンド・ドロップ)ことで、直感的にコンピュータ操作を行うことができる。 Data folder, applying a direct manipulation to the display objects on the screen using the mouse against icons symbolizing such devices (e.g., click or drag and drop) that is intuitively computer operation It can be performed. また、デスクトップ上には、メニュー・バーやツール・ボックスなど、各種の機能すなわちコンピュータ処理を瞬時に呼び出すためのボタンが用意されており、コマンド入力の様式はますます直感的で分かり易いものとなってきている。 In addition, on the desktop, such as the menu bar and tool box, various and function that is is button is provided to call the computer processing in an instant, the mode of command input is becoming more and more intuitive thing easy to understand it has been. 【0006】GUI環境の導入により、もはやユーザは、特定のコマンドの名称やコマンド操作方法等を特に習得したり、煩雑なキー入力を行わなくとも、コンピュータを充分に操作することができる。 [0006] With the introduction of the GUI environment, no longer the user, or in particular learn the name and the command operation method and the like of a specific command, without performing complicated key input, it is possible to operate fully the computer. 【0007】しかしながら、キーボードやマウスを基調とする従来のユーザ・インターフェースは、基本的には、ユーザが机に向かうような比較的静的な作業姿勢で機器操作を行うことを前提としてデザインされたものである。 However, conventional user interface that tones and keyboard and mouse are basically user is designed on the premise that performs device operation in a relatively static working posture toward the desk it is intended. 例えば、歩行中や電車の中などで、行なう入力作業時に、キーボードやマウスは必ずしも使い易いデバイスではない。 For example, in such as in a walking or train, at the time of input work to do, a keyboard and a mouse is not necessarily the easy-to-use device. 【0008】最近では、微細化技術の進歩とも相俟って、機器の小型・軽量化が著しく進んできている。 [0008] Recently, I progress with phase 俟 of miniaturization technology, size and weight of the equipment has been remarkably willing. 携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)、携帯型オーディオ再生機、ウェアラブル・コンピュータなど、各種の携帯端末が開発・製造され、日常生活にも広汎に普及してきている。 Mobile phone, PDA (Personal Digital Assistant), a portable audio player, such as a wearable computer, a variety is of mobile devices and development production, has been spread widely in everyday life. 【0009】この種の携帯端末をユーザが操作するために、端末本体はユーザ入力装置を装備しなければならないが、キーボードやマウスは、そのサイズや重量、並びに本体とケーブル接続されるなどの観点から、携帯端末上での使用に相応しいとは言い難い。 [0009] in view of to manipulate this type of mobile terminal users, such as a terminal body must be equipped with a user input device, a keyboard and a mouse, the size and weight, as well as connected body and cable from, it is hard to say that suitable for use on mobile devices. 【0010】例えば、ヘッドフォン・ステレオや携帯型オーディオ機器などにおいては、リモコンを装備した製品もあるが、リモコンを鞄やポットから取り出してこれを操作する必要がある。 [0010] For example, in such as headphone stereos and portable audio equipment, but there is also a product equipped with a remote control, it is necessary to manipulate it and remove the remote control from the bag or pot. また、このような作業は、歩行中や電車の中などで、煩わしく、時として姿勢安定性を失う原因になり危険でさえある。 In addition, such work is, in such as in a walking or train, cumbersome, or even sometimes dangerous cause to lose the attitude stability. 【0011】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、携帯電話機や携帯型オーディオ再生機、PDA(Personal D An object of the present invention is to solve the above-mobile phones and portable audio player, PDA (Personal D
igital Assistant)などの携帯端末に対してユーザ入力を行なうことができる、優れたユーザ入力装置を提供することにある。 It can be performed user input to igital Assistant) portable terminal such as to provide an excellent user input device. 【0012】本発明の更なる目的は、歩行途中のユーザが負担なく携行し且つ入力作業を行なうことができる、 It is a further object of the present invention may be walking the way users perform carried by and input operation without load,
優れたユーザ入力装置を提供することにある。 It is to provide an excellent user input device. 【0013】 【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第1の側面は、ユーザが衣服の下から装着可能なユーザ入力装置であって、ユーザの身体から近いほうから順に、送信電極層、絶縁層、複数の受信電極からなる受信電極層が配置され、前記送信電極層に送信用の交流電流を供給する発信器と、前記の各受信電極が受信する交流電流を受信する受信器とを備え、ユーザがまとった衣服の上から前記受信電極層に接近可能である、ことを特徴とするユーザ入力装置である。 [0013] According and action to an aspect of the present invention has been made in consideration of the above problems, a first aspect of the user at the user input device can be mounted from underneath the garment there are, in order from closer from the body of the user, transmitting electrode layer, an insulating layer, a plurality of consists receiving electrode receiving electrode layer is disposed, and a transmitter for supplying an alternating current for transmission to the transmitting electrode layer, wherein and a receiver which each receiving electrode receives the alternating current received by the, is accessible from the top of the garment by the user wearing the receiver electrode layer, it is a user input device according to claim. 【0014】ここで、前記送信電極層に印加された送信用の交流電流は、前記送信電極層とユーザの身体の間で仮想的に形成されるコンデンサを介してユーザの身体を伝播する。 [0014] Here, the AC current for transmitting said applied to the transmitting electrode layer, propagates through the user's body through the capacitor is virtually formed between the transmission electrode layer and the user's body. そして、指先などのユーザの身体が前記衣服の上から接近したときに、各受信電極との間にはその距離に応じた静電容量を持つコンデンサが仮想的に形成されて、各受信電極は該仮想コンデンサを介して指先などのユーザの身体から交流電流を受信することができる。 Then, when the body of the user, such as a fingertip approaches the top of the garment, between each receiving electrode capacitor having a capacitance corresponding to the distance is virtually formed, each receiving electrode it can receive alternating current from the user's body, such as a fingertip via the virtual capacitor. 【0015】前記受信器は、各受信電極が該仮想コンデンサを介して指先などのユーザの身体から交流電流を受信する交流電流を、AM変調、デジタル変換などの受信処理を行なう。 [0015] The receiver, an alternating current each receiving electrode receives alternating current from the user's body, such as a fingertip via the virtual capacitor, AM modulation, performs reception processing such as a digital conversion. デジタル変換された受信信号は、プロセッサにより演算処理を行なうことができる。 Digitally converted received signals, can perform arithmetic processing by the processor. 【0016】プロセッサは、例えば、各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化を測定することができる。 [0016] The processor may, for example, can measure the signal intensity distribution or a change in the reception current at each receiving electrode. また、プロセッサは、各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化に割り当てられたコマンド又はデータを認識して、携帯端末上のオペレーションに利用することができる。 The processor recognizes the command or data assigned to the signal intensity distribution or a change in the reception current at each receiving electrodes can be used for operation on the mobile terminal. 【0017】例えば、ユーザの身体の各部位に携帯端末の操作コマンド(例えば、携帯型オーディオ再生機における再生、一時停止、早送りなど)やデータを割り当てておくことにより、ユーザは特定の部位を触れるなどの操作によって、所望の機器操作を命令することができる。 [0017] For example, the operation command of the mobile terminal to each part of the user's body (e.g., reproduction in portable audio player, pause, fast forward, etc.) by keeping assigned to or data, the user touches a specific site by operations such as, you can instruct a desired device operation. さらに、ユーザが受信電極層の上を指で走査する移動速度に対しても、携帯端末の操作コマンドやデータを割り当てることができる。 Furthermore, even for the moving speed for the user to scan over a receive layer with a finger, it is possible to assign an operation command or data of the mobile terminal. また、ジェスチャなどの身体の動作によって機器操作を行うことができるし、同じ身体動作であっても、手を動かす速度に応じて別の意味(すなわちコマンドやデータ)を割り当てることができる。 Also, It is possible to perform device operations by the body of the operation of such a gesture, even in the same body motion, it can be allocated different meanings depending on the speed of moving the hand (i.e. command or data). 【0018】また、プロセッサは、各受信電極における受信電流の信号強度分布を測定して、さらにそのピーク値を計測することにより、受信電極間の間隔以下の精度でユーザの指先の位置を測定することができる。 Further, the processor, the signal intensity distribution of the received current in each receiver electrode is measured, further by measuring the peak value, to measure the position of the user's fingertip intervals following accuracy between receiving electrodes be able to. 【0019】本発明の第1の側面に係るユーザ入力装置によれば、送信電極と受信電極の間は絶縁層によってシールドされている。 According to the user input device according to the first aspect of the present invention, between the transmission electrode and the receiving electrode is shielded by the insulating layer. そして、送信電極から発信される交流電流はユーザの身体を経由して受信電極で受信される。 The alternating current is transmitted from the transmitting electrode is received by the receiving electrode through the body of the user. このような構成によれば、ユーザ入力装置を装着したユーザ本人以外が操作しても、信号が検知されないので入力とはならない。 According to this structure, even if the operation other than their own who wears the user input device, not the input because the signal is not detected. したがって、ユーザ以外による誤操作や不正操作の可能性を排除することができる。 Therefore, it is possible to eliminate the possibility of erroneous operation and illegal operation by other than the user. 【0020】また、本発明の第2の側面は、ユーザが衣服の下から装着可能なユーザ入力装置であって、ユーザの身体を覆うように配設された絶縁層と、前記絶縁層上に配設された複数の線状の送信電極、並びに、前記の各送信電極とは接触しないように配置された複数の線状の受信電極とからなる送受信電極層と、前記の各送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、前記の各受信電極を流れる交流電流を受信する受信器とを備え、ユーザがまとった衣服の上から前記送受信電極層に接近可能である、ことを特徴とするユーザ入力装置である。 Further, a second aspect of the present invention is a user a user input device can be mounted from beneath the clothing, and an insulating layer disposed to cover the body of the user, on the insulating layer It disposed a plurality of linear transmission electrodes, and the reception electrode layer comprising a plurality of linear reception electrodes wherein the respective transmission electrode arranged so as not to contact, sent to each transmission electrode of the features and transmitter for supplying an alternating current credit, and a receiver for receiving the alternating current through each receiving electrode described above, are accessible from the top of the garment by the user wearing the transceiver electrode layer, that a user input device to. 【0021】ここで、送信電極と受信電極の各交差点ではコンデンサと等価な第1のコンデンサ等価回路が形成されている。 [0021] In the intersections of the transmission electrode and the reception electrode and the first capacitor equivalent circuit equivalent to a capacitor is formed. また、ユーザの指先などの導電性の物体が送信電極と受信電極の交差点に接近したことに応じて、 Further, in response to the conductive object such as a finger of the user approaches the intersection of the reception electrode and the transmission electrode,
第1のコンデンサ等価回路とは並列的となる第2のコンデンサ等価回路が形成されて、指先などのユーザの身体との接近の程度に応じて前記第2のコンデンサ等価回路の静電容量が変化して、この結果、前記第1のコンデンサ等価回路を通過する交流電流が変化する。 The first capacitor equivalent circuit is formed a second capacitor equivalent circuit to be parallel, the capacitance changes of said second capacitor equivalent circuit according to the degree of approach of the user's body, such as a fingertip and, as a result, the alternating current passing through said first capacitor equivalent circuit is changed. 【0022】したがって、前記送信器は、各送信電極に対して交流電流をスキャンして、AM変調、デジタル変換などの受信処理を行なう。 [0022] Thus, the transmitter scans the alternating current to each transmitting electrode, AM modulation, performs reception processing such as a digital conversion. 受信処理されたデジタル信号は、プロセッサ上で演算処理を行なうことができる。 Receiving the processed digital signals can be carried out arithmetic processing on a processor.
プロセッサは、交流電流を送信した送信電極と交流電流を受信した受信電極との位置関係によりユーザの指先などの入力位置を検出することができる。 The processor can detect an input position such as the user's fingertip by the positional relationship between the receiving electrode which has received the transmission electrode and the alternating current that has transmitted the alternating current. 【0023】また、プロセッサは、送信電極と受信電極の交差点で形成される第1の仮想コンデンサの静電容量と、ユーザの指先などの導電性の物体が送信電極と受信電極の交差点に接近したことに応じて形成される第2の仮想コンデンサの静電容量との相違を利用して、指先などのユーザの身体が接近したことを検出することができる。 Further, the processor, and the capacitance of the first virtual capacitor, the conductivity of the object such as a finger of the user approaches the intersection of the reception electrode and the transmission electrode formed at the intersection of the transmission electrode and the reception electrode by using a difference between the capacitance of the second virtual capacitor formed in particular according, the user's body, such as a fingertip can be detected that has approached. 【0024】また、プロセッサは、ユーザの指先などの導電性の物体と各電極との間で仮想的に形成されるそれぞれのコンデンサの静電容量を統合することで、該指先の位置を検出することができる。 Further, the processor, by integrating the capacitance of each of capacitors virtually formed between the conductive object and the electrode, such as a fingertip of the user and detects the position of the finger destination be able to. 【0025】また、プロセッサは、例えば、各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化を測定することができる。 Further, the processor may, for example, can measure the signal intensity distribution or a change in the reception current at each receiving electrode. また、プロセッサは、各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化に割り当てられたコマンド又はデータを認識して、携帯端末上のオペレーションに利用することができる。 The processor recognizes the command or data assigned to the signal intensity distribution or a change in the reception current at each receiving electrodes can be used for operation on the mobile terminal. 【0026】例えば、ユーザの身体の各部位に携帯端末の操作コマンド(例えば、携帯型オーディオ再生機における再生、一時停止、早送りなど)やデータを割り当てておくことにより、ユーザは特定の部位を触れるなどの操作によって、所望の機器操作を命令することができる。 [0026] For example, the operation command of the mobile terminal to each part of the user's body (e.g., reproduction in portable audio player, pause, fast forward, etc.) by keeping assigned to or data, the user touches a specific site by operations such as, you can instruct a desired device operation. さらに、ユーザが受信電極層の上を指で走査する移動速度に対しても、携帯端末の操作コマンドやデータを割り当てることができる。 Furthermore, even for the moving speed for the user to scan over a receive layer with a finger, it is possible to assign an operation command or data of the mobile terminal. また、ジェスチャなどの身体の動作によって機器操作を行うことができるし、同じ身体動作であっても、手を動かす速度に応じて別の意味(すなわちコマンドやデータ)を割り当てることができる。 Also, It is possible to perform device operations by the body of the operation of such a gesture, even in the same body motion, it can be allocated different meanings depending on the speed of moving the hand (i.e. command or data). 【0027】また、プロセッサは、各受信電極における受信電流の信号強度分布を測定して、さらにそのピーク値を計測することにより、受信電極間の間隔以下の精度でユーザの指先の位置を測定することができる。 Further, the processor, the signal intensity distribution of the received current in each receiver electrode is measured, further by measuring the peak value, to measure the position of the user's fingertip intervals following accuracy between receiving electrodes be able to. 【0028】本発明の第2の側面に係るユーザ入力装置は、ユーザの指先から交流電流を受信するのではない。 The user input device according to the second aspect of the present invention is not to receive an alternating current from the user's fingertip.
すなわち、ユーザの指先を導電体ではなく誘電体として使用するので、ユーザ入力装置を装着していない他のユーザの指先からも操作可能である。 That is, since using the fingertip of the user as the dielectric instead of the conductor, it is also operable from the fingertips of the other users who have not worn user input devices. したがって、ある1 Therefore, there is 1
人のユーザが衣服の下に装着したユーザ入力装置を用いて、複数のユーザからの同時入力を受容することができる。 Using the user input device by a user is wearing under clothing human, capable of receiving simultaneous inputs from a plurality of users. 【0029】本発明の第3の側面は、ユーザが衣服の下から装着可能なユーザ入力装置であって、ユーザの身体を覆うように配設された絶縁層と、前記絶縁層上に配設された複数の受信電極からなる受信電極層と、腕などのユーザの身体に装着可能な送信用の交流電流を発信する送信器と、前記の各受信電極が受信する交流電流を受信する受信器とを備え、ユーザがまとった衣服の上から前記受信電極層に接近可能である、ことを特徴とするユーザ入力装置である。 A third aspect of the present invention is a user a user input device can be mounted from beneath the clothing, and an insulating layer disposed to cover the body of the user, disposed on said insulating layer a reception electrode layer comprising a plurality of receiving electrodes, a transmitter for transmitting the body alternating current for transmission wearable user such as arms, receiver for receiving an alternating current each receiving electrode of the receives with the door, which is accessible from the top of the garment by the user wearing the receiver electrode layer, it is a user input device according to claim. 【0030】ここで、前記送信器は、ユーザ入力装置本体とは分離して構成される。 [0030] Here, the transmitter is configured separate from the user input unit body. 例えば、腕時計などのようなユーザが日常生活で装着するデバイス中に送信器を内蔵することによって、ユーザが送信器を持ち運ぶことへの心理的・身体的な負担を軽減することができる。 For example, by the user, such as a wristwatch is a built-in transmitter in the device to be mounted in everyday life, it is possible to reduce the psychological and physical burden to the user carry a transmitter. 【0031】このような送信器が発信する送信用の交流電流はユーザの身体を伝搬する。 [0031] AC current for transmission such transmitter sends signals to propagate through the body of the user. そして、指先などのユーザの身体が前記衣服の上から接近したときに、各受信電極との間にはその距離に応じた静電容量を持つコンデンサが仮想的に形成されるので、各受信電極は該仮想コンデンサを介して指先などのユーザの身体から交流電流を受信することができる。 Then, when the user's body, such as a fingertip approaches the top of the garment, since the capacitor with a capacitance corresponding to the distance is virtually formed between each of the receiving electrodes, each of the receiving electrodes it can receive alternating current from the user's body, such as a fingertip via the virtual capacitor. 【0032】前記受信器は、各受信電極が該仮想コンデンサを介して指先などのユーザの身体から交流電流を受信する交流電流を、AM変調やデジタル変換などの受信処理する。 [0032] The receiver, an alternating current each receiving electrode receives alternating current from the user's body, such as a fingertip via the virtual capacitor, receives processing such as AM modulation or digital conversion. 受信処理後のデジタル信号は、プロセッサ上で演算処理を行なうことができる。 Digital signal after the reception processing can be performed arithmetic processing on a processor. 【0033】プロセッサは、例えば、各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化を測定することができる。 [0033] The processor may, for example, can measure the signal intensity distribution or a change in the reception current at each receiving electrode. また、プロセッサは、各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化に割り当てられたコマンド又はデータを認識して、携帯端末上のオペレーションに利用することができる。 The processor recognizes the command or data assigned to the signal intensity distribution or a change in the reception current at each receiving electrodes can be used for operation on the mobile terminal. 【0034】例えば、ユーザの身体の各部位に携帯端末の操作コマンド(例えば、携帯型オーディオ再生機における再生、一時停止、早送りなど)やデータを割り当てておくことにより、ユーザは特定の部位を触れるなどの操作によって、所望の機器操作を命令することができる。 [0034] For example, the operation command of the mobile terminal to each part of the user's body (e.g., reproduction in portable audio player, pause, fast forward, etc.) by keeping assigned to or data, the user touches a specific site by operations such as, you can instruct a desired device operation. さらに、ユーザが受信電極層の上を走査する移動速度に対しても、携帯端末の操作コマンドやデータを割り当てることができる。 Furthermore, even for the moving speed for the user to scan over a receive layer, it is possible to allocate an operation command or data of the mobile terminal. また、ジェスチャなどの身体の動作によって機器操作を行うことができるし、同じ身体動作であっても、手を動かす速度に応じて別の意味(すなわちコマンドやデータ)を割り当てることができる。 Also, It is possible to perform device operations by the body of the operation of such a gesture, even in the same body motion, it can be allocated different meanings depending on the speed of moving the hand (i.e. command or data). 【0035】また、プロセッサは、各受信電極における受信電流の信号強度分布を測定して、さらにそのピーク値を計測することにより、受信電極間の間隔以下の精度でユーザの指先の位置を測定することができる。 Further, the processor, the signal intensity distribution of the received current in each receiver electrode is measured, further by measuring the peak value, to measure the position of the user's fingertip intervals following accuracy between receiving electrodes be able to. 【0036】本発明の第3の側面に係るユーザ入力装置によれば、腕時計などに内蔵された送信器を装着したユーザ本人以外が操作しても、信号が検知されないので入力とはならない。 According to the user input device according to the third aspect of the present invention, it is engineered than the user himself wearing the transmitter incorporated in and watches, not the input because the signal is not detected. したがって、ユーザ以外による誤操作や不正操作の可能性を排除することができる。 Therefore, it is possible to eliminate the possibility of erroneous operation and illegal operation by other than the user. 【0037】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、 [0037] Other objects, features, and advantages of the present invention,
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。 It will become apparent from the following detailed description based on embodiments of the invention and the accompanying drawings described below. 【0038】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳解する。 [0038] PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, detailed explanation of embodiments of the present invention with reference to the drawings. 【0039】本発明に係るユーザ入力装置は、衣服の下に装着して、衣服の上からユーザの指先などを用いて入力操作を行うことを可能にするものである。 The user input device according to the present invention is mounted under clothing, it is to allow to perform an input operation by using a user's fingertip from the top of the garment. ユーザ入力装置を衣服の下に装着できることから、衣服の外観を損ねることはない。 Because it can mount a user input device under clothing, it does not detract from the appearance of the garment. また、衣服をまとう感覚でユーザ入力装置を装備することができるので、持ち運ぶことに対して、ユーザは物理的・心理的な負担が少なくて済む。 Further, it is possible to equip the user input device in the sense that wears a garment for the carry, the user requires less physical and psychological burden. 【0040】図1には、本発明の第1の実施形態に係るユーザ入力装置10の構成を模式的に示している。 [0040] Figure 1 is a first configuration of the user input device 10 according to the embodiment of the present invention is schematically shown. このユーザ入力装置10は、ユーザが着ている衣服の下に装着することができ、体表面に近い方から順に、送信電極層(transmitter)11と、絶縁層(shield layer)1 The user input device 10 allows a user may be mounted under clothing wears, in order from the side closer to the body surface, a transmitting electrode layer (Transmitter) 11, an insulating layer (shield layer) 1
2と、受信電極層(receiver)13からなり、受信電極層13のさらに外側に衣服(fabric)が存在する。 2, consists receive layer (receiver) 13, clothing (fabric) is present further outside of the receive layer 13. 絶縁層(shield layer)12は、接地した電極層によって構成される。 Insulating layer (shield layer) 12 is constituted by an electrode layer which is grounded. 【0041】送信電極層11には、送信用の所定周波数(例えば100KHz)の交流電流を供給する発信器1 [0041] transmitting electrode layer 11, transmitter 1 supplies an alternating current of a predetermined frequency for transmission (e.g., 100 KHz)
4が接続されている。 4 is connected. 送信電極層11と受信電極層13 Sending and receiving electrode layer 11 electrode layer 13
の間には絶縁層12が挿入されているので、この送信用の交流電流が受信電極13に直接伝わることはない。 Since during being inserted insulating layer 12, it not transmitted directly to the alternating current receiving electrodes 13 in this transmission. その代わりに、送信電極層11とユーザの体表面の間には、図2に示すようなコンデンサC 1と等価な回路が仮想的に構成されて、静電誘導により、送信用の交流電流はユーザの身体に一旦伝播される。 Instead, during the transmission electrode layer 11 and the user's body surface, and a capacitor C 1 and the equivalent circuit shown in FIG. 2 is constituted virtually, by electrostatic induction, the alternating current for transmission once it propagated to the user's body. 【0042】一方、受信電極層13は、体表面に沿って、ストライプ状又はマトリックス状に緻密に配設された線状の受信電極13A,13B,13C,…の組み合わせで構成される。 On the other hand, receive layer 13, along the body surface, stripe or matrix form densely disposed a linear reception electrodes 13A, 13B, @ 13 C, composed ... a combination of. 受信器15は、各受信電極13A, Receiver 15, the receiving electrodes 13A,
13B,13C,…上を流れる交流電流を時分割で交互に受信処理する。 13B, @ 13 C, receives processed alternately by time division an alternating current flowing on .... 受信器15は、所定周波数帯域の交流電流のみを通過させるバンド・パス・フィルタ(BPF) Receiver 15, a band pass filter for passing only an alternating current of a predetermined frequency band (BPF)
15Aと、増幅器15Bと、検波器15CとからなるA And 15A, an amplifier 15B, A comprising a detector 15C
M変調器と、検波出力をデジタル形式の信号に変換するA/D変換器15Dとで構成される。 And M modulators, and a A / D converter 15D for converting the detected output to the signal in digital form. 【0043】いま、ユーザが自分の指先を、衣服すなわち受信電極層13に近づけると、指先と各各受信電極1 [0043] Now, the user his fingertips and close to the garment that is, the reception electrode layer 13, the fingertip and each of the receiving electrodes 1
3A,13B,13C,…との間には、コンデンサC 2 3A, 13B, @ 13 C, ... between the capacitor C 2
と等価な仮想的な回路が形成される(図3を参照のこと)。 Equivalent virtual circuit is formed and (see Figure 3). また、前述したように、ユーザの身体には、送信電極層11から仮想的なコンデンサ等価回路C 1 (図2 Further, as described above, the body of the user, a virtual capacitor equivalent circuit from the transmission electrode layer 11 C 1 (FIG. 2
を参照のこと)を介して、送信用の交流電流が伝搬される。 See) through the alternating current for transmission is transmitted. 【0044】この送信用交流電流は、静電誘導により、 [0044] The transmission for alternating current, by electrostatic induction,
指先との間で形成された仮想コンデンサC 2を介して、 Through the virtual capacitor C 2 which is formed between the finger tip,
交流電流が受信電極13によって受信される。 Alternating current is received by the receiving electrode 13. 仮想的なコンデンサC 2の静電容量は、ユーザの指先と対応する受信電極13との距離に反比例する。 Capacitance of the virtual capacitor C 2 is inversely proportional to the distance between the receiving electrode 13 and the corresponding finger of the user. したがって、各受信電極13A…では指先の接近度に応じた強度の交流電流を受信することができる。 Therefore, it is possible to receive an alternating current of intensity corresponding to the proximity of the receiving electrodes 13A ... the fingertip. 【0045】受信器15は、各受信電極13A,13 The receiver 15, the receiving electrodes 13A, 13
B,13C,…による受信電流を時分割で交互に受信して、AM変調器でAM変調し、さらにA/D変換器15 B, @ 13 C, receives ... alternately in a time division receiving current due to AM modulation with AM modulator further A / D converter 15
Dでデジタル形式に変換する。 It converted to digital form by D. 【0046】また、プロセッサ16では、A/D変換された各受信電極13A,13B,13C,…における出力信号を演算処理することによって、どの受信電極13 [0046] Also, the processor 16, the receiving electrodes 13A are converted A / D, 13B, 13C, by processing the output signal in ..., which receives the electrode 13
A…に人体が接近しているかを判定したり、あるいは、 Or to determine whether the human body to the A ... are close to each other, or,
ユーザの身体がどの程度接近しているか(距離)を計測する。 Or the user's body is the extent to which approach to measure the (distance). すなわち、本実施形態に係るユーザ入力装置10 In other words, the user input device 10 according to this embodiment
によれば、2次元的なユーザ入力を行うことができる。 According to, it is possible to perform two-dimensional user input. 【0047】2次元的に配置された各受信電極13A, [0047] 2-dimensionally arranged each receiving electrode 13A was,
13B,13C,…は、ユーザの指先までの距離に相応する静電容量を持つコンデンサが仮想的に形成される。 13B, @ 13 C, ... is a capacitor having a capacitance corresponding to the distance to the fingertip of the user is formed virtually.
図15には、2次元的に配置された各受信電極13A, The Figure 15, two-dimensionally arranged each receiving electrode 13A was,
13B,13C,…とユーザの指先との間で、距離に相応する静電容量を持つコンデンサが仮想的に形成される様子を示している。 13B, @ 13 C, between ... and the user's fingertip, the capacitor having a capacitance corresponding to the distance shows a state that is formed virtually. 【0048】したがって、指先までの距離が短い受信電極ほど、仮想コンデンサを介して高い強度の交流電流を受信することができる。 [0048] Thus, as the receiving electrode distance is short to the fingertips, it is possible to receive an alternating current having a high strength via the virtual capacitor. 図16には、各受信電極13 16, each receiving electrodes 13
A,13B,13C,…から得られる信号強度を模式的に示している。 A, 13B, 13C, and the signal intensity obtained from ... show schematically. プロセッサ16は、同図に示すような信号強度分布を測定して、さらにそのピーク値を計測することにより、受信電極の間隔以下の精度すなわち分解能で指の位置を測定することが可能である。 The processor 16 measures the signal intensity distribution as shown in the figure, further by measuring the peak value, it is possible to measure the position of the finger in the following accuracy i.e. resolution interval of the reception electrode. 【0049】また、ユーザ入力装置10によれば、物体の接近が同時に検出された交差点を追跡していくことにより、接近している物体の形状又は輪郭を捉えることもできる。 In addition, according to the user input device 10, by going to track intersection approach of the object is detected at the same time, it is also possible to capture the shape or contour of an object approaching. 【0050】また、例えば、ユーザの身体の各部位に携帯端末の操作コマンド(例えば、携帯型オーディオ再生機における再生、一時停止、早送りなど)やデータを割り当てておくことにより、ユーザは特定の部位を触れるなどの操作によって、所望の機器操作を命令することができる。 [0050] Also, for example, the operation command of the mobile terminal to each part of the user's body (e.g., reproduction in portable audio player, pause, fast forward, etc.) by keeping assigned to and data, user specific site by operations such as touching, it can instruct a desired device operation. さらに、ユーザが受信電極層13の上を走査する移動速度に対しても、携帯端末の操作コマンドやデータを割り当てることができる。 Furthermore, even for the moving speed for the user to scan over a receive layer 13, it is possible to assign an operation command or data of the mobile terminal. また、ジェスチャなどの身体の動作によって機器操作を行うことができるし、同じ身体動作であっても、手を動かす速度に応じて別の意味(すなわちコマンドやデータ)を割り当てることができる。 Also, It is possible to perform device operations by the body of the operation of such a gesture, even in the same body motion, it can be allocated different meanings depending on the speed of moving the hand (i.e. command or data). 【0051】本発明の第1の実施形態に係るユーザ入力装置10は、衣服の下に装着することができるので、既存の衣服の外観を損ねることなく、衣服の各部分をユーザ・インターフェースとして用いることが可能である。 The user input device 10 according to the first embodiment of the present invention, it is possible to mount under clothing, without impairing the appearance of the existing garments, using each part of the garment as a user interface It is possible.
図17〜図20には、ユーザ入力装置10を装着可能の部位を例示している。 In FIGS. 17 to 20 illustrate a portion of the user input device 10 can be mounted. 【0052】例えば、図17に示すように、ジャケットの右肘周辺にユーザ入力装置10を配置した場合には、 [0052] For example, as shown in FIG. 17, when placing the user input device 10 to the right elbow neighborhood jacket,
ユーザは、右肘に対して触れたり、擦ったりすることに対して、携帯オーディオ再生機に対する再生、一時停止、選曲、音量調節などの操作機能を割り当てることができる。 The user can touch for the right elbow, with respect to rub, playing of the portable audio player, pause, music selection, it is possible to assign the operating function of such volume control. 【0053】また、図18に示すように、ジャケットの左襟周辺にユーザ入力装置10を配置した場合には、ユーザは、左襟に対して触れたり、擦ったり、摘んだりすることに対して、携帯オーディオ再生機に対する再生、 [0053] Further, as shown in FIG. 18, when placing the user input device 10 is surrounded left collar jacket, the user is touching the left collar, rub against to Dari pick , reproduction on a portable audio player,
一時停止、選曲、音量調節などの操作機能を割り当てることができる。 Pause, music selection, it is possible to assign the operating function of such volume control. 【0054】また、図19に示すように、ジャケットの左襟周辺にユーザ入力装置10を配置した場合には、ユーザは、左ポケットに対して指を入れたり、左ポケットの上を触れたり、擦ったりすることに対して、携帯オーディオ再生機に対する再生、一時停止、選曲、音量調節などの操作機能を割り当てることができる。 [0054] Further, as shown in FIG. 19, when placing the user input device 10 is surrounded left collar jacket, the user can insert a finger against the left pocket, touching the top of the left pocket, relative to rub, playing of the portable audio player, pause, music selection, it is possible to assign the operating function of such volume control. 【0055】また、図20に示すように、ジャケットの左肘周辺にユーザ入力装置10を配置した場合には、ユーザは、左肘に対して触れたり、擦ったり、摘んだりすることに対して、携帯オーディオ再生機に対する再生、 Further, as shown in FIG. 20, when placing the user input device 10 to the left elbow near the jacket, the user is touching the left elbow, rub against to Dari pick , reproduction on a portable audio player,
一時停止、選曲、音量調節などの操作機能を割り当てることができる。 Pause, music selection, it is possible to assign the operating function of such volume control. 【0056】本発明の第1の実施形態に係るユーザ入力装置10では、送信電極11側には数100kHz程度の交流信号が印加され、この交流信号は、ユーザ入力装置10を装着したユーザの身体を経由して、ユーザが指示した指先から受信電極13−1…に流れ出す。 [0056] In the user input device 10 according to the first embodiment of the present invention, an AC signal of about several 100kHz is applied to the transmission electrode 11 side, the AC signal, the user's body wearing the user input device 10 via flow out from the fingertip indicated by the user to the receiving electrode 13-1 .... この受信信号を検知することで、どの受信電極の近くに指先があるのかを認識することができる。 By detecting the reception signal, it is possible to recognize whether there is a fingertip of near any receiving electrodes. 【0057】図1を参照しながら説明したように、送信電極11と受信電極13の間は絶縁層12によってシールドされている。 [0057] As described with reference to FIG. 1, between the transmission electrode 11 and the receiving electrode 13 is shielded by the insulating layer 12. そして、送信電極11から発信される交流電流はユーザの身体を経由して受信電極13で受信される。 The alternating current is transmitted from the transmitting electrode 11 is received by the receiving electrode 13 through the body of the user. このような構成によれば、ユーザ入力装置10 According to such a configuration, the user input device 10
を装着したユーザ本人以外が操作しても、信号が検知されないので入力とはならない。 Even if the operation other than their own wearing the, not the input because the signal is not detected. したがって、ユーザ以外による誤操作や不正操作の可能性を排除することができる。 Therefore, it is possible to eliminate the possibility of erroneous operation and illegal operation by other than the user. 【0058】図4には、本発明の第2の実施形態に係るユーザ入力装置20の構成を模式的に示している。 [0058] Figure 4 is a configuration of a second user input device 20 according to the embodiment of the present invention is schematically shown. また、図5には、ユーザ入力装置20の電気的構成を模式的に示している。 Further, in FIG. 5 shows the electrical configuration of the user input device 20 schematically. このユーザ入力装置20は、ユーザが着る衣服の下に装着することができ、体表面に近い方から順に、絶縁層(shield layer)21と、送受信電極層(transmitter/receiver)22とからなり、送受信電極層22のさらに外側に衣服(fabric)が存在する。 The user input device 20 may be mounted under clothing that the user wear, in order from the side closer to the body surface, composed of a dielectric layer (shield layer) 21, transceiver electrode layer (transmitter / receiver) 22 Prefecture, clothes (fabric) is present further outside of the transmitting and receiving electrode layer 22. 絶縁層(shield layer)21は、接地した電極層によって構成される。 Insulating layer (shield layer) 21 is constituted by an electrode layer which is grounded. 【0059】図5に示すように、ユーザ入力装置20 As shown in FIG. 5, the user input device 20
は、複数の線状の送信電極23−1,23−2,…,2 A plurality of linear transmission electrodes 23-1, 23-2, ..., 2
3−mと、各送信電極23−1…に送信用の所定周波数(例えば100KHz)の交流電流を供給する発信器2 3-m and, oscillator 2 for supplying an alternating current of a predetermined frequency for transmission to the transmitting electrodes 23-1 ... (e.g. 100 KHz)
4と、静電作用によって各送信電極11−1…からの交流電流を受信する複数の線状の受信電極25−1,25 4, a plurality of linear reception electrodes for receiving alternating current from each transmitting electrodes 11-1 ... by electrostatic action 25-1,25
−2,…,25−nと、各受信電極25−1…を流れる交流電流を受信する受信器16とで構成される。 -2, ..., and a 25-n and a receiver 16 for receiving the alternating current through each receiving electrodes 25-1 .... 受信器26は、所定周波数帯域の交流電流のみを通過させるバンド・パス・フィルタ(BPF)26Aと、増幅器26B The receiver 26 includes a band pass filter (BPF) 26A passing only an alternating current of a predetermined frequency band, the amplifier 26B
と、検波器26CとからなるAM変調器と、検波出力をデジタル形式の信号に変換するA/D変換器26Dとで構成される。 When composed of a AM modulator comprising a detector 26C, an A / D converter 26D for converting the detected output to the signal in digital form. 【0060】各受信電極25−1,25−2,…,25 [0060] each of the receiving electrodes 25-1, 25-2, ..., 25
−nは、図5では各送信電極23−1,23−2,…, -n, each transmitting electrodes 23-1 and 23-2 in FIG. 5, ...,
23−mと交錯する交差点を持つことが分かるが、交差点ではこれら電極どうしが接触していない。 It is seen to have a crossing to crossing the 23-m, but these electrodes to each other is not in contact at the intersection. 言い換えれば、電極どうしの各交差点では、電荷を蓄積するコンデンサと等価な回路が実質上形成されている。 In other words, in each intersection of the electrodes to each other, the capacitor equivalent circuit for accumulating charge is substantially formed. したがって、送信電極に交流電流が通過すると、これに対向する受信電極には、静電誘導によって、その交差点を介して交流電流が流れる。 Therefore, when an AC current to the transmission electrode passes, the receiving electrode opposed thereto, by electrostatic induction, alternating current flows through the intersection. 【0061】他方、送受信電極層22と体表面の間には絶縁層(shield layer)21が挿入されているので、図1に示した第1の実施形態とは相違して、この送信用の交流電流はユーザの身体には伝搬されない。 [0061] On the other hand, since the insulating layer is formed between the transmitting and receiving electrode layer 22 and the body surface (shield layer) 21 is inserted, differs from the first embodiment shown in FIG. 1, the transmission AC current is not propagated to the body of the user. 【0062】これら各送信電極23−1,23−2, [0062] Each of these transmission electrodes 23-1 and 23-2,
…,23−mと各受信電極25−1,25−2,…,2 ..., 23-m and each of the receiving electrodes 25-1, 25-2, ..., 2
5−nが交錯する領域は、ユーザ入力装置20におけるユーザ入力領域を構成する。 Region 5-n are intermingled constitute the user input region in the user input device 20. このユーザ入力領域は、図5に示すように、2次元的な広がりを持つ。 The user input region, as shown in FIG. 5, with a two-dimensional spread. 【0063】発信器24が発信する交流電流は、スイッチ24Aを介して各送信電極23−1…に接続される。 [0063] AC current transmitter 24 originates is connected via a switch 24A to the transmitting electrodes 23-1 ....
したがって、スイッチ24Aによって接続する電極位置をスキャンさせながら交流電流を各送信電極23−1… Therefore, the transmission alternating current while scanning the electrode position connecting the switch 24A each electrode 23-1 ...
に印加することによって、ある瞬間では、各受信電極2 By applying, in the instant that each receiving electrode 2
5−1…には該当する送信電極との交差点において形成されたコンデンサ等価回路からの交流電流が流れることになる。 5-1 ... so that the alternating current flows from the capacitor equivalent circuit formed at the intersection of the corresponding transmitter electrode to. また、受信器26側では、スイッチ26Aを介して各受信電極25−1…と接続されており、スイッチ26Aによって接続する電極位置をスキャンさせながら各受信電極25−1…からの受信電流を時分割で検出する。 Time Further, in the receiver 26 side, is connected to each receiving electrode 25-1 ... through the switch 26A, the received current from each receiving electrodes 25-1 ... while scanning the electrode position connecting the switch 26A It is detected by the division. すなわち、交流電流を送信した送信電極と交流電流を受信した受信電極との位置関係により、ユーザ入力装置20の入力領域における入力位置を検出することができる。 That is, the positional relationship between the receiving electrode which has received the transmission electrode and the alternating current that has transmitted the alternating current, it is possible to detect the input position in the input area of ​​the user input device 20. 例えば、A/D変換された各受信電極25−1… For example, the receiving electrode is converted A / D 25-1 ...
における出力信号をプロセッサ27上で所定の演算処理を行うことによって、ユーザ入力領域を介して2次元的なユーザ入力を検出することができる。 By performing predetermined arithmetic processing on the output signal of the on processor 27 can detect the two-dimensional user input through the user input region. 【0064】図5に示す例では、各送信電極23−1, [0064] In the example shown in FIG. 5, each of the transmission electrodes 23-1,
23−2,…,23−mは略平行に配列されているとともに、各受信電極25−1,25−2,…,25−nは各送信電極23−1…とは直交する方向に配列されており、ユーザ入力領域は、電極どうしが均一に網の目上に組み合わされた略平面状の領域である。 23-2, ..., 23-m with are arranged substantially parallel to each receiving electrodes 25-1 and 25-2, ..., 25-n are arranged in a direction perpendicular to the respective transmitting electrodes 23-1 ... it is, the user input region is a generally planar region combined electrodes each other are uniformly superior network. 但し、本発明の要旨はこのような形態に特に限定されるものではなく、 However, the gist of the present invention is not particularly limited to such an embodiment,
各送信電極と受信電極が接触せずに交錯していれば、平面以外の形状、例えば球状やその他の曲面状であってもよい。 If interlaced without contacting each transmitting electrode and the receiving electrode, the shape of the non-planar, may be, for example, spherical or other curved surface. 【0065】図6には、送信電極23と受信電極25間のある1つの交差点を拡大して示している。 [0065] Figure 6 shows an enlarged view of one intersection of between receiving electrode 25 and the transmission electrode 23. また、図7 In addition, FIG. 7
には、この送信電極23と受信電極25との交差点の等価回路を示している。 The shows an equivalent circuit of the intersection between the transmission electrode 23 and the receiving electrode 25. 【0066】送信電極23と受信電極25とが交叉する交差点では、図7に示すように、コンデンサC 11と等価な回路が形成される。 [0066] In intersection with transmitting electrode 23 and the receiving electrode 25 intersect, as shown in FIG. 7, an equivalent circuit is formed with the capacitor C 11. 【0067】ここで、送信電極23側に交流電圧を印加すると、送信電極23と受信電極25の間の静電容量C [0067] Here, when an AC voltage is applied to the transmission electrode 23 side, the electrostatic capacitance C between the receiving electrode 25 and the transmission electrode 23
11によって容量結合が起こり、受信電極25に交流電流が発生する。 11 occurs capacitive coupling by an alternating current is generated in the receiving electrode 25. このコンデンサC 11を通過する電流の強度は、発信器24における交流電圧の発信周波数に同調したバンド・パス・フィルタ26A、増幅器26B、検波器26C、並びにA/D変換器26Dの各部により信号処理を施すことによって、デジタル・データとして取り出される。 Intensity of the current passing through the capacitor C 11 is a band-pass filter 26A tuned to the oscillation frequency of the AC voltage in the oscillator 24, an amplifier 26B, detector 26C, and the signal processing by each unit of the A / D converter 26D by the applied, is taken out as digital data. 受信電極25において受信される交流電流の強度は、コンデンサの静電容量C 11にのみ依存する。 Intensity of the alternating current received by the receiving electrode 25, depends only on the capacitance C 11 of the capacitor. 【0068】静電容量C 11は、送信電極23や受信電極25の変形などがない限り、静的で、固定値を保つ。 [0068] The electrostatic capacitance C 11, unless there is no deformation of the transmission electrode 23 and the receiving electrode 25, static, keeping a fixed value. したがって、送信電極23側に同じ交流電圧が印加される限り、受信電極25側において受信される交流電流の強度は一定となる。 Therefore, as long as the same AC voltage is applied to the transmitting electrode 23 side, the intensity of the alternating current received by the reception electrode 25 side is constant. 【0069】次いで、このような送信電極23及び受信電極25の組み合わせによって、ユーザの指先などの物体を検出する仕組みについて説明する。 [0069] Then, a combination of such transmission electrode 23 and the reception electrode 25, a description about how to detect an object, such as the user's fingertip. 【0070】図8には、送信電極23と受信電極25間のある1つの交差点にユーザの指先が接近している様子を示している。 [0070] Figure 8 shows how the user's fingertip is close to one of intersections with between the receiving electrode 25 and the transmission electrode 23. また、図9には、送信電極23と受信電極25間のある1つの交差点にユーザの指先が接近したときの送信電極23と受信電極25との交差点の等価回路を示している。 Further, in FIG. 9 shows an equivalent circuit of the intersections of the receiving electrode 25 and the transmission electrode 23 when the fingertip of the user to a single intersection somewhere between the receiving electrode 25 and the transmission electrode 23 is approaching. 【0071】送信電極23と受信電極25とが交叉する交差点では、上述したように、コンデンサC 11と等価な仮想的な回路が形成されている。 [0071] In the intersection between the transmission electrode 23 and the receiving electrode 25 intersect, as mentioned above, equivalent virtual circuit with the capacitor C 11 is formed. 【0072】また、指先などの人体は仮想的な接地点(アース)とみなすことができる。 [0072] In addition, the human body, such as a fingertip can be regarded as a virtual ground point (ground). したがって、その等価回路は、送信電極23と受信電極25の間で形成されるコンデンサC 11と、人体と送信電極23並びに人体と受信電極25それぞれの間で直列的に形成される仮想的なコンデンサC 12及びC 13とが、並列的に接続された構成となる。 Accordingly, the equivalent circuit comprises a capacitor C 11 which is formed between the receiving electrode 25 and the transmission electrode 23, virtual capacitors between each body and the transmission electrode 23 and the human body and the receiving electrode 25 are serially formed and C 12 and C 13 is a parallel connected. 【0073】したがって、送信電極23側に交流電圧を印加した場合、コンデンサC 12を介してグランドに流れ込む電流の分だけ、送信電極23と受信電極25の間の静電容量C 11による容量結合によって発生する交流電流、すなわち受信電極25側で検出される電流の強度は弱まる。 [0073] Therefore, when an AC voltage is applied to the transmission electrode 23 side, by the amount of current flowing to the ground through a capacitor C 12, the capacitive coupling by the capacitance C 11 between the receiving electrode 25 and the transmission electrode 23 alternating current generated, i.e. the intensity of the current detected by the receiving electrode 25 side is weakened. 【0074】静電容量C 11は、送信電極23や受信電極25の変形などがない限り、静的で、固定値を保つ。 [0074] The electrostatic capacitance C 11, unless there is no deformation of the transmission electrode 23 and the receiving electrode 25, static, keeping a fixed value. これに対し、人体と送信電極23並びに人体と受信電極2 In contrast, the receiving body and the transmitting electrode 23 and the human body electrode 2
5それぞれの間で直列的に形成される仮想的なコンデンサのそれぞれの静電容量C 12及びC 13は、人体が送信電極23並びに受信電極25に接近するに従って大きくなる。 Each of the electrostatic capacitance C 12 and C 13 of 5 virtual capacitors in series formed between each increases as the body approaches the transmitter electrodes 23 and receiving electrode 25. 【0075】このため、同じ交流電圧を送信電極23に印加した場合、受信電極25で検出される交流電流の強度は、人体が送信電極23並びに受信電極25に接近するに従って、小さくなっていく。 [0075] Therefore, when applying the same AC voltage to the transmitter electrode 23, the intensity of the alternating current detected by the receiving electrodes 25 in accordance with the human body approaches the transmitter electrodes 23 and receiving electrode 25, becomes smaller. 【0076】このような現象を利用して、プロセッサ2 [0076] By utilizing this phenomenon, the processor 2
7では、AM変調器26でAM変調され、さらにA/D In 7, it is AM-modulated by the AM modulator 26, further A / D
変換器26Dでデジタル形式に変換された受信信号を用いて、電極間の交差点に人体が接近しているかどうかを判定したり、あるいは、ユーザの身体がどの程度接近しているか(距離)を計測することができる。 Using the received signal converted into digital form in converter 26D, measuring or determining whether a human body is approaching an intersection between the electrodes, or whether the body of the user is how close (distance) can do. 【0077】交流電圧を各送信電極23−1,23− [0077] AC voltage each transmission electrode 23-1,23-
2,…,23−mに時分割で印加する。 2, ..., be applied in a time-divided into 23-m. そして、それぞれに対応して、各受信電極25−1,25−2,…,2 Corresponding to each respective receiving electrodes 25-1, 25-2, ..., 2
5−nに発生する交流電流を順次計測することで、ユーザ入力領域上のどの交差点に人体が接近しているかを判定することができる。 5-n by sequentially measuring the alternating current generated, it is possible to determine whether the human body which intersection on user input area is close. 【0078】また、図4及び図5に示すような構成によれば、電極間の各交差点を独立して駆動させることができる。 [0078] Further, according to the configuration shown in FIGS. 4 and 5, it is possible to independently drive each intersection between the electrodes. すなわち、それぞれの交差点から独立して検出値を取り出すことができるので、ユーザ入力装置20は、 That is, it is possible to obtain a sensor value independent of each intersection, the user input device 20,
複数の物体(例えば、同じユーザの右手と左手、あるいは複数のユーザの手)が同時にユーザ入力領域に接近してきた場合には、その距離が交差点間のピッチ間隔よりも長ければ、これらを独立した物体として認識することができる。 A plurality of objects (e.g., the right hand and left hand of the same user, or multiple users of hand) when is approaching to a user input area at the same time, the longer than the pitch spacing between the distance intersection, independent of these it can be recognized as an object. すなわち、複数の物体の位置を同時に計測することができる。 That is, it is possible to measure positions of a plurality of objects simultaneously. 【0079】また、ユーザ入力装置20によれば、物体の接近が同時に検出された交差点を追跡していくことにより、接近している物体の形状又は輪郭を捉えることができる。 [0079] Further, according to the user input device 20, by going to track intersection approach of the object is detected at the same time, it is possible to catch a shape or contour of an object approaching. 【0080】また、例えば、ユーザの身体の各部位に携帯端末の操作コマンド(例えば、携帯型オーディオ再生機における再生、一時停止、早送りなど)やデータを割り当てておくことにより、ユーザは特定の部位を触れるなどの操作によって、所望の機器操作を命令することができる。 [0080] Also, for example, the operation command of the mobile terminal to each part of the user's body (e.g., reproduction in portable audio player, pause, fast forward, etc.) by keeping assigned to and data, user specific site by operations such as touching, it can instruct a desired device operation. さらに、ユーザが受信電極層25の上を走査する移動速度に対しても、携帯端末の操作コマンドやデータを割り当てることができる。 Furthermore, even for the moving speed for the user to scan over a receive layer 25, it is possible to assign an operation command or data of the mobile terminal. また、ジェスチャなどの身体の動作によって機器操作を行うことができるし、同じ身体動作であっても、手を動かす速度に応じて別の意味(すなわちコマンドやデータ)を割り当てることができる。 Also, It is possible to perform device operations by the body of the operation of such a gesture, even in the same body motion, it can be allocated different meanings depending on the speed of moving the hand (i.e. command or data). 【0081】本発明の第2の実施形態に係るユーザ入力装置20は、衣服の下に装着することができるので、既存の衣服の外観を損ねることなく、衣服の各部分を入力装置として用いることが可能である。 [0081] User input device 20 according to a second embodiment of the present invention, it is possible to mount under clothing, without impairing the appearance of the existing garments, the use of each part of the garment as an input device it is possible. ユーザは、衣服の上からユーザ入力装置20に対して所定の操作を印加することによって、例えば、携帯オーディオ再生機に対する再生、一時停止、選曲、音量調節などの操作を実現することができる(図17〜図20を参照のこと)。 The user, by applying a predetermined operation to the user input device 20 from the top of the garment, for example, playing of the portable audio player, pause, music selection, it is possible to realize the operations such as volume control (FIG. see 17-20). 【0082】図10には、ユーザ入力装置20の変形例を図解している。 [0082] Figure 10 illustrates a modification of the user input device 20. 【0083】ユーザの指先がある格子点A,B,C,D [0083] grid point there is a user's fingertip A, B, C, D
で囲まれた領域に接近してきた場合、各送信電極23− If approaching the region surrounded by the respective transmitting electrodes 23-
i,23−j、並びに各受信電極25−p,25−qとユーザの指先との間では、仮想的なコンデンサC I i, 23-j, and the between the fingertips of each receiving electrode 25-p, 25-q and the user, the virtual capacitor C I,
J ,C P ,C Qがそれぞれ形成されている。 C J, C P, C Q are formed. 【0084】これら各仮想コンデンサの静電容量C I [0084] capacitance C I of the virtual capacitors,
J ,C P ,C Qは、それぞれの電極とユーザの指先との距離に応じて変化する。 C J, C P, C Q varies depending on the distance between the fingertips of each of the electrodes and the user. 【0085】したがって、ユーザの身体と各送受信電極との複数の交差点からの値を統合することで、各交差点の中間にある手の位置を計測することができる。 [0085] Thus, by integrating the values ​​from a plurality of intersections between the user's body and the receiving electrode, it is possible to measure the position of the hand in the middle of each intersection. これによって、本実施形態に係るユーザ入力装置20の位置計測の精度すなわち分解能を、各電極間の交差点の間隔よりも細かくすることができる。 This can the accuracy i.e. resolution of the position measurement of the user input device 20 according to this embodiment, finer than the spacing of the intersection between the electrodes. 【0086】また、図11には、ユーザ入力装置20の他の変形例を図解している。 [0086] FIG. 11 illustrates another modification of the user input device 20. 【0087】図4及び図5を参照しながら既に説明したように、このユーザ入力装置20は、そのユーザ入力領域において、送信電極23−1…と受信電極25−1… [0087] Figure 4 and as previously described with reference to FIG. 5, the user input device 20, in the user input area, transmission electrodes 23-1 ... and the receiving electrode 25-1 ...
との交差点がm×nのマトリックス状に配列されている。 Intersection of the are arranged in a matrix of m × n. また、図4及び図5に示したような構成によれば、 Further, according to the configuration shown in FIGS. 4 and 5,
電極間の各交差点を独立して駆動させて、それぞれの交差点から独立して検出値を取り出すことができる。 And independently by driving each intersection between the electrodes, it is possible to obtain a sensor value independent of each intersection. 【0088】したがって、図11に示すように、ユーザ入力領域に複数のユーザの指先が存在するような場合、 [0088] Therefore, as shown in FIG. 11, if such exist fingertip of a plurality of users in the user input region,
それぞれのユーザの指先近傍における交差点において、 At the intersection of the fingertip vicinity of each user,
これらを独立して認識することができる。 It is possible to recognize them separately. また、このユーザ入力装置20においては、ユーザの指先を導電体ではなく誘電体として使用するので、ユーザ入力装置20 Further, in the user input device 20, because it uses the user's fingertip as a dielectric instead of a conductor, the user input device 20
を装着していない他のユーザの指先からも操作可能である。 Which is a possible operation from the fingertip of other users who have not installed. したがって、ある1人のユーザが衣服の下に装着したユーザ入力装置20を用いて、複数のユーザからの同時入力を受容することができる。 Therefore, it is possible that there one user using the user input device 20 mounted under clothing, for receiving simultaneous inputs from a plurality of users. 【0089】また、図12には、非接触ユーザ入力装置20の他の変形例を図解している。 [0089] FIG. 12 illustrates another modification of the non-contact user input device 20. 【0090】図4及び図5を参照しながら既に説明したように、このユーザ入力装置20は、そのユーザ入力領域において、送信電極23−1…と受信電極25−1… [0090] Figure 4 and as previously described with reference to FIG. 5, the user input device 20, in the user input area, transmission electrodes 23-1 ... and the receiving electrode 25-1 ...
との交差点がm×nのマトリックス状に配列されている。 Intersection of the are arranged in a matrix of m × n. 但し、図12に示す例では、各送信電極23−1, However, in the example shown in FIG. 12, the transmission electrodes 23-1,
23−2,…,23−m、並びに、各受信電極25− 23-2, ..., 23-m, and each receiving electrode 25
1,25−2,…,25−nの間隔は充分に短く配設され、また、送信器24が各送信電極23−1に交流電圧を印加するスキャン速度は充分に速いものとする。 1,25-2, ..., interval 25-n are short enough arranged, also, scan speed to transmitter 24 applies an AC voltage to the transmitting electrodes 23-1 shall fast enough. 【0091】このような場合、図12に示すように、ユーザが掌をユーザ入力領域に接近させた場合、接近したことを検出した交差点を追跡していくことにより、物体すなわち掌の形状を認識することができる。 [0091] In this case, as shown in FIG. 12, when the user is brought close to the palm in the user input area, by going to track intersection it is detected that the approaching object i.e. recognizing palm shape can do. 【0092】すなわち、各電極間のピッチ間隔を充分小さく、且つ、送信電極におけるスキャン速度を充分速くすることによって、本実施形態に係るユーザ入力装置2 [0092] That is, sufficiently small pitch spacing between the electrodes, and by sufficiently fast scan speed in the transmission electrode, a user input device according to the second embodiment
0は、物体の形状を認識することができる。 0 can recognize the shape of the object. 【0093】また、図13には、本発明の第3の実施形態に係るユーザ入力装置30の構成を模式的に示している。 [0093] Further, in FIG. 13 is a third user input device 30 according to the embodiment configuration of the present invention is schematically shown. 【0094】上述した本発明の第1並びに第2の実施形態に係る各ユーザ入力装置10/20においては、送信電極と受信電極が同じユーザ入力装置内に組み込まれて構成されている。 [0094] In each user input device 10/20 of the first and second embodiment of the present invention described above, the reception electrode is made are incorporated within the same user input device and the transmission electrode. これに対し、第3の実施形態においては、送信器31がユーザ入力装置30から分離して構成される。 In contrast, in the third embodiment, composed of a transmitter 31 is separated from the user input device 30. 図13に示す例では、送信器31は、例えば腕時計のようなユーザが身に付けるタイプのデバイス中に内蔵されており、ユーザは腕時計を装着した腕の指先で衣服の上をなぞったり擦ったりすることによって、携帯機器に対する所望のコマンドやデータを入力することができる。 In the example shown in FIG. 13, the transmitter 31, for example, the user is built in the type of device worn like a wrist watch, the user or rub tracing over the garment with the fingertips of the arm fitted with watches by can enter desired commands and data to the portable device. 【0095】このユーザ入力装置30は、ユーザが着ている衣服の下に装着することができ、体表面に近い方から順に、絶縁層(shield layer)32と、受信電極層(receiver)33からなる。 [0095] The user input device 30, a user can be mounted under clothing you wear, in order from the side closer to the body surface, and an insulating layer (shield layer) 32, a reception electrode layer (receiver) 33 Become. また、送信器31は、ユーザ入力装置30本体とは分離して、ユーザが装着した腕時計に内蔵されている。 Further, the transmitter 31 is separate from the user input device 30 main body, is incorporated in a wristwatch that the user is wearing. 【0096】受信電極層33は、体表面に沿って、ストライプ状又はマトリックス状に緻密に配設された線状の受信電極33A,33B,33C,…の組み合わせで構成される。 [0096] receive layer 33 along the body surface, stripe or matrix form densely disposed a linear reception electrodes 33A, 33B, 33C, composed ... a combination of. 受信器35は、各受信電極33A,33B, Receiver 35, the receiving electrodes 33A, 33B,
33C,…上を流れる交流電流を時分割で交互に受信処理する。 33C, receives processed alternately by time division an alternating current flowing on .... 受信器15は、所定周波数帯域の交流電流のみを通過させるバンド・パス・フィルタ(BPF)35A Receiver 15, a band pass filter for passing only an alternating current of a predetermined frequency band (BPF) 35A
と、増幅器35Bと、検波器35CとからなるAM変調器と、検波出力をデジタル形式の信号に変換するA/D When an amplifier 35B, and an AM modulator comprising a detector 35C, A / D converting the detection output to the signal in digital format
変換器35Dとで構成される。 Constituted by the transducer 35D. 【0097】送信器31は、送信用の所定周波数(例えば100KHz)の交流電流を発信する。 [0097] The transmitter 31 transmits an alternating current of a predetermined frequency for transmission (e.g., 100 KHz). この送信用の交流電流は、ユーザの身体を使って伝播することができる。 AC current of the transmission can be propagated using the user's body. また、ユーザの指先と受信電極33Aとの間には、 Between the finger tip of the user and the receiving electrode 33A is
図14に示すようなコンデンサC 21と等価な回路が仮想的に構成されて、静電誘導により、送信用の交流電流はユーザの身体に伝播される。 Capacitor C 21 and equivalent circuit as shown in FIG. 14 is configured virtually, by electrostatic induction, the AC current for transmission is propagated to the user's body. 言い換えれば、ユーザ入力装置30に接近したユーザの指先自体が送信電極として機能する。 In other words, the fingertip itself users close to the user input device 30 functions as a transmission electrode. 【0098】いま、ユーザが自分の指先を、衣服すなわち受信電極層33に近づけると、指先と各各受信電極3 [0098] Now, the user his fingertips and close to the garment that is, the reception electrode layer 33, the fingertip and the respective receiving electrodes 3
3A,33B,33C,…との間には、コンデンサC 21 3A, 33B, 33C, ... between the capacitor C 21
と等価な仮想的な回路が形成される(図14を参照のこと)。 Equivalent virtual circuit is formed with (see Figure 14). そして、ユーザの身体には、送信器31から送出される送信用の交流電流が伝搬される。 Then, the body of the user, the AC current for transmission sent from the transmitter 31 is propagated. 【0099】絶縁層(shield layer)32は、接地した電極層によって構成されいるので、各受信電極33A… [0099] insulating layer (shield layer) 32, since is constituted by an electrode layer which is grounded, each of the receiving electrodes 33A ...
にて受信された交流電流がユーザの身体に再び伝わることはない。 It never again transmitted to the body of the received alternating current user at. 【0100】この送信用交流電流は、静電誘導により、 [0100] The transmission for alternating current, by electrostatic induction,
指先との間で形成された仮想コンデンサC 21を介して、 Through the virtual capacitor C 21 formed between the finger tip,
交流電流が受信電極33によって受信される。 Alternating current is received by the receiving electrode 33. 仮想的なコンデンサC 21の静電容量は、ユーザの指先と対応する受信電極33との距離に反比例する。 Capacitance of the virtual capacitor C 21 is inversely proportional to the distance between the receiving electrode 33 and the corresponding finger of the user. したがって、各受信電極33A…では指先の接近度に応じた強度の交流電流を受信することができる。 Therefore, it is possible to receive an alternating current of intensity corresponding to the proximity of the receiving electrodes 33A ... the fingertip. 【0101】受信器35は、各受信電極33A,33 [0102] The receiver 35, the receiving electrodes 33A, 33
B,33C,…による受信電流を時分割で交互に受信して、AM変調器でAM変調し、さらにA/D変換器35 B, 33C, ... and received alternately in a time division receiving current due to AM modulation with AM modulator further A / D converter 35
Dでデジタル形式に変換する。 It converted to digital form by D. 【0102】また、プロセッサ36では、A/D変換された各受信電極33A,33B,33C,…における出力信号を演算処理することによって、どの受信電極33 [0102] Also, the processor 36, the receiving electrodes 33A are converted A / D, 33B, 33C, by processing the output signal in ..., which receives the electrode 33
A…に人体が接近しているかを判定したり、あるいは、 Or to determine whether the human body to the A ... are close to each other, or,
ユーザの身体がどの程度接近しているか(距離)を計測する。 Or the user's body is the extent to which approach to measure the (distance). すなわち、本実施形態に係るユーザ入力装置30 That is, the user input device 30 according to this embodiment
によれば、2次元的なユーザ入力を行うことができる。 According to, it is possible to perform two-dimensional user input. 【0103】2次元的に配置された各受信電極33A, [0103] 2-dimensionally arranged each receiving electrode 33A was,
33B,33C,…は、ユーザの指先までの距離に相応する静電容量を持つコンデンサが仮想的に形成される。 33B, 33C, ... is a capacitor having a capacitance corresponding to the distance to the fingertip of the user is formed virtually.
図21には、2次元的に配置された各受信電極33A, Figure 21 is two-dimensionally arranged each receiving electrode 33A was,
33B,33C,…とユーザの指先との間で、距離に相応する静電容量を持つコンデンサが仮想的に形成される様子を示している。 33B, 33C, between ... and the user's fingertip, the capacitor having a capacitance corresponding to the distance shows a state that is formed virtually. 【0104】したがって、指先までの距離が短い受信電極ほど、仮想コンデンサを介して高い強度の交流電流を受信することができる。 [0104] Thus, as the receiving electrode distance is short to the fingertips, it is possible to receive an alternating current having a high strength via the virtual capacitor. 各受信電極33A,33B,3 Each receiving electrodes 33A, 33B, 3
3C,…から得られる信号強度の分布は、例えば図16 3C, the distribution of the signal intensity obtained from ..., for example 16
に示したようになる。 So as to shown in. プロセッサ36は、同図に示すような信号強度分布を測定して、さらにそのピーク値を計測することにより、受信電極の間隔以下の精度すなわち分解能で指の位置を測定することが可能である。 The processor 36 measures the signal intensity distribution as shown in the figure, further by measuring the peak value, it is possible to measure the position of the finger in the following accuracy i.e. resolution interval of the reception electrode. 【0105】また、ユーザ入力装置30によれば、物体の接近が同時に検出された交差点を追跡していくことにより、接近している物体の形状又は輪郭を捉えることもできる。 [0105] Further, according to the user input device 30, by going to track intersection approach of the object is detected at the same time, it is also possible to capture the shape or contour of an object approaching. 【0106】また、例えば、ユーザの身体の各部位に携帯端末の操作コマンド(例えば、携帯型オーディオ再生機における再生、一時停止、早送りなど)やデータを割り当てておくことにより、ユーザは特定の部位を触れるなどの操作によって、所望の機器操作を命令することができる。 [0106] Also, for example, the operation command of the mobile terminal to each part of the user's body (e.g., reproduction in portable audio player, pause, fast forward, etc.) by keeping assigned to and data, user specific site by operations such as touching, it can instruct a desired device operation. さらに、ユーザが受信電極層33の上を走査する移動速度に対しても、携帯端末の操作コマンドやデータを割り当てることができる。 Furthermore, even for the moving speed for the user to scan over a receive layer 33, it is possible to assign an operation command or data of the mobile terminal. また、ジェスチャなどの身体の動作によって機器操作を行うことができるし、同じ身体動作であっても、手を動かす速度に応じて別の意味(すなわちコマンドやデータ)を割り当てることができる。 Also, It is possible to perform device operations by the body of the operation of such a gesture, even in the same body motion, it can be allocated different meanings depending on the speed of moving the hand (i.e. command or data). 【0107】本発明の第3の実施形態に係るユーザ入力装置30は、衣服の下に装着することができるので、既存の衣服の外観を損ねることなく、衣服の各部分を入力装置として用いることが可能である。 [0107] The third user input device 30 according to the embodiment of the present invention, it is possible to mount under clothing, without impairing the appearance of the existing garments, the use of each part of the garment as an input device it is possible. ユーザは、衣服の上からユーザ入力装置20に対して所定の操作を印加することによって、例えば、携帯オーディオ再生機に対する再生、一時停止、選曲、音量調節などの操作を実現することができる(図17〜図20を参照のこと)。 The user, by applying a predetermined operation to the user input device 20 from the top of the garment, for example, playing of the portable audio player, pause, music selection, it is possible to realize the operations such as volume control (FIG. see 17-20). 【0108】このようなユーザ入力装置30によれば、 [0108] According to such a user input device 30,
腕時計などに内蔵された送信器31を装着したユーザ本人以外が操作しても、信号が検知されないので入力とはならない。 It is operated other than the user himself who wears the transmitter 31 built in such a wristwatch, not the input because the signal is not detected. したがって、ユーザ以外による誤操作や不正操作の可能性を排除することができる。 Therefore, it is possible to eliminate the possibility of erroneous operation and illegal operation by other than the user. 【0109】[追補]以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。 [0109] [Supplement] above with reference to specific embodiments, the present invention has been described in detail. しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。 However, it is obvious that those skilled in the art without departing from the scope of the present invention can make modifications and substitutions of the embodiment. すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。 In other words, the foregoing discloses the present invention in the form of illustration and should not be construed as limiting the contents of this specification. 本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。 In order to determine the scope of the invention it should be referred to the appended claims set forth at the outset. 【0110】 【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、 [0110] As Shoki [Effect INVENTION] According to the present invention,
携帯電話機や携帯型オーディオ再生機、PDA(Person A mobile phone or a portable audio player, PDA (Person
al Digital Assistant)などの携帯端末に対してユーザ入力を行なうことができる、優れたユーザ入力装置を提供することができる。 Can be performed for user input with respect al Digital Assistant) portable terminal such as can provide excellent user input device. 【0111】また、本発明によれば、歩行途中のユーザが負担なく携行し且つ入力作業を行なうことができる、 [0111] Further, according to the present invention, it is possible to walk way users perform carried by and input operation without load,
優れたユーザ入力装置を提供することができる。 It is possible to provide an excellent user input device. 【0112】また、本発明によれば、衣服の下に装着して、衣服の上からユーザの指先などを用いて入力操作を行うことができる、優れたユーザ入力装置を提供することができる。 [0112] Further, according to the present invention, by mounting under clothing, such as the user's finger from the top of the garment can perform an input operation, can be used to provide an excellent user input device. ユーザ入力装置を衣服の下に装着できることから、衣服の外観を損ねることはない。 Because it can mount a user input device under clothing, it does not detract from the appearance of the garment. また、衣服をまとうような感覚でユーザ入力装置を装備することができるので、持ち運ぶことに対して、ユーザは物理的・心理的な負担が少なくて済む。 Further, it is possible to equip the user input device in the sense that wears the clothing for the carry, the user requires less physical and psychological burden.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施形態に係るユーザ入力装置の構成を模式的に示した図である。 It is a diagram schematically showing the configuration of a user input device according to a first embodiment of the BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] present invention. 【図2】送信電極層11とユーザの体表面の間に仮想的に形成されるコンデンサ等価回路C1を示した図である。 2 is a diagram showing a capacitor equivalent circuit C1 which is virtually formed between the transmission electrode layer 11 and the user's body surface. 【図3】ユーザの指先と受信電極層13の間に仮想的に形成されるコンデンサ等価回路C2を示した図である。 3 is a diagram showing a capacitor equivalent circuit C2 which is virtually formed between the fingertip of the user receiving the electrode layer 13. 【図4】本発明の第2の実施形態に係るユーザ入力装置20の構成を模式的に示した図である。 4 is a diagram of the configuration of the user input device 20 shown schematically according to a second embodiment of the present invention. 【図5】本発明の第2の実施形態に係るユーザ入力装置20の電気的構成を模式的に示した図である。 5 is a diagram schematically showing an electrical configuration of the user input device 20 according to a second embodiment of the present invention. 【図6】送信電極23と受信電極25間のある1つの交差点を拡大して示した図である。 6 is a diagram showing an enlarged single intersection somewhere between the receiving electrode 25 and the transmission electrode 23. 【図7】送信電極23と受信電極25間のある1つの交差点の等価回路を示した図である。 7 is a diagram showing an equivalent circuit of one intersection somewhere between the receiving electrode 25 and the transmission electrode 23. 【図8】送信電極23と受信電極25間のある1つの交差点にユーザの指先が接近している様子を示した図である。 8 is a diagram fingertip of the user to a single intersection somewhere between the receiving electrode 25 and the transmission electrode 23 is showing how approaching. 【図9】送信電極23と受信電極25間のある1つの交差点にユーザの指先が接近したときの送信電極23と受信電極25との交差点の等価回路を示した図である。 9 is a diagram showing an equivalent circuit of the intersection of the transmission electrode 23 when the user's fingertip approaches the one intersection with between the receiving electrode 25 and the transmission electrode 23 and the receiving electrode 25. 【図10】ユーザ入力装置20の変形例を示した図である。 10 is a diagram showing a modified example of the user input device 20. 【図11】ユーザ入力装置20の他の変形例を示した図である。 11 is a diagram showing another modified example of the user input device 20. 【図12】ユーザ入力装置20のさらに他の変形例を示した図である。 12 is a diagram showing still another modification of the user input device 20. 【図13】本発明の第3の実施形態に係るユーザ入力装置30の電気的構成を模式的に示した図である。 13 is a diagram schematically showing an electrical configuration of the user input device 30 according to the third embodiment of the present invention. 【図14】ユーザの指先と受信電極層33の間に仮想的に形成されるコンデンサ等価回路C12を示した図である。 14 is a diagram showing a capacitor equivalent circuit C12, which is virtually formed between the fingertip of the user receive layer 33. 【図15】2次元的に配置された各受信電極13A,1 [15] 2-dimensionally arranged each receiving electrode 13A were, 1
3B,13C,…とユーザの指先との間で、距離に相応する静電容量を持つコンデンサが仮想的に形成される様子を示した図である。 3B, @ 13 C, between ... and the user's fingertip, the capacitor having a capacitance corresponding to the distance is a diagram showing a state that is formed virtually. 【図16】各受信電極13A,13B,13C,…から得られる信号強度の分布を模式的に示したチャートである。 [16] Each receiver electrodes 13A, 13B, 13C, is a chart schematically showing the distribution of the resulting signal intensity from .... 【図17】本発明の第1の実施形態に係るユーザ入力装置10を装着可能の部位を例示した図であり、より具体的には、ジャケットの右肘周辺にユーザ入力装置10を配置した様子を示した図である。 Figure 17 is a view of the user input device 10 illustrated sites mountable according to the first embodiment of the present invention, more specifically, how to arrange the user input device 10 to the right elbow around the jacket it is a diagram showing a. 【図18】本発明の第1の実施形態に係るユーザ入力装置10を装着可能の部位を例示した図であり、より具体的には、ジャケットの左襟周辺にユーザ入力装置10を配置した様子を示した図である。 [Figure 18] is a first diagram user input device 10 illustrated sites mountable according to an embodiment of the present invention, more specifically, how to arrange the user input device 10 around the left collar jacket it is a diagram showing a. 【図19】本発明の第1の実施形態に係るユーザ入力装置10を装着可能の部位を例示した図であり、より具体的には、ジャケットの左ポケット周辺にユーザ入力装置10を配置した様子を示した図である。 [Figure 19] is a first diagram user input device 10 illustrated sites mountable according to an embodiment of the present invention, more specifically, how to arrange the user input device 10 around the left pocket of the jacket it is a diagram showing a. 【図20】本発明の第1の実施形態に係るユーザ入力装置10を装着可能の部位を例示した図であり、より具体的には、ジャケットの左肘周辺にユーザ入力装置10を配置した様子を示した図である。 [Figure 20] is a first diagram user input device 10 illustrated sites mountable according to an embodiment of the present invention, more specifically, how to arrange the user input device 10 to the left elbow around the jacket it is a diagram showing a. 【図21】2次元的に配置された各受信電極33A,3 [21] 2-dimensionally arranged each receiving electrode 33A was 3
3B,33C,…とユーザの指先との間で、距離に相応する静電容量を持つコンデンサが仮想的に形成される様子を示した図である。 3B, 33C, between ... and the user's fingertip, the capacitor having a capacitance corresponding to the distance is a diagram showing a state that is formed virtually. 【符号の説明】 10…ユーザ入力装置11…送信電極層12…絶縁層13…受信電極層14…発信器15…受信器16…プロセッサ20…ユーザ入力装置21…絶縁層23…送信電極層24…発信器25…受信電極層26…受信器27…プロセッサ30…ユーザ入力装置31…送信器32…絶縁層33…受信電極層35…受信器36…プロセッサ [Reference Numerals] 10 ... user input device 11 ... transmitting electrode layer 12: insulating layer 13 ... receive layer 14 ... transmitter 15 ... receiver 16 ... Processor 20 ... user input device 21 ... insulating layer 23 ... transmitting electrode layer 24 ... transmitter 25 ... receive layer 26 ... receiver 27 ... processor 30 ... user input device 31 ... transmitter 32 ... insulating layer 33 ... receive layer 35 ... receiver 36 ... processor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 7識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04M 1/23 H04M 1/23 Z // G06F 3/03 335 G06F 3/03 335E Fターム(参考) 5B068 AA05 AA32 BB09 BC07 BD07 BD20 CC06 5B087 AA09 AB02 AE09 BC04 BC12 BC13 BC19 BC26 BC34 5G046 AC24 AE22 5J050 AA25 AA47 BB23 CC00 FF25 FF29 5K023 AA07 BB11 GG04 GG11 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) H04M 1/23 H04M 1/23 Z // G06F 3/03 335 G06F 3/03 335E F -term (reference) 5B068 AA05 AA32 BB09 BC07 BD07 BD20 CC06 5B087 AA09 AB02 AE09 BC04 BC12 BC13 BC19 BC26 BC34 5G046 AC24 AE22 5J050 AA25 AA47 BB23 CC00 FF25 FF29 5K023 AA07 BB11 GG04 GG11

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】ユーザが衣服の下から装着可能なユーザ入力装置であって、 ユーザの身体から近いほうから順に、送信電極層、絶縁層、複数の受信電極からなる受信電極層が配置され、 前記送信電極層に送信用の交流電流を供給する発信器と、 前記の各受信電極が受信する交流電流を受信する受信器とを備え、 ユーザがまとった衣服の上から前記受信電極層に接近可能である、ことを特徴とするユーザ入力装置。 A user input device can be mounted from below [Claims 1. A user of the garment, in order from the closer from the body of the user, transmitting electrode layer, an insulating layer, the receiving comprising a plurality of receiving electrodes electrode layer is disposed, and a transmitter for supplying an alternating current for transmission to the transmitting electrode layer, and a receiver for receiving an alternating current each receiving electrode of the receives, from the top of the garment by the user wore it is accessible to the receiving electrode layer, a user input and wherein the. 【請求項2】前記送信電極層に印加された送信用の交流電流は、前記送信電極層とユーザの身体の間で仮想的に形成されるコンデンサを介してユーザの身体を伝播し、 指先などのユーザの身体が前記衣服の上から接近したときに、前記の各受信電極との間に該指先との距離に応じた静電容量を持つコンデンサが仮想的に形成されて、 前記の各受信電極は該仮想コンデンサを介して指先などのユーザの身体から交流電流を受信する、ことを特徴とする請求項1に記載のユーザ入力装置。 Wherein the AC current for transmission which is applied to the transmission electrode layer via a capacitor that is virtually formed between the transmission electrode layer and the user's body to propagate the user's body, the fingertip etc. of when the user's body has approached the top of the garment, a capacitor having a capacitance corresponding to the distance between the finger destination between each receiving electrode of the is formed virtually, each receiving the electrode receives alternating current from the user's body, such as a fingertip via the virtual capacitor, the user input device according to claim 1, characterized in that. 【請求項3】前記受信器は、前記の各受信電極が該仮想コンデンサを介して指先などのユーザの身体から交流電流を受信する交流電流を受信処理し、 前記の各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化を測定する演算部をさらに備える、ことを特徴とする請求項2に記載のユーザ入力装置。 Wherein the receiver, the receiving electrodes of the receives treatment an alternating current that receives alternating current from the body of the user, such as a fingertip via the virtual capacitor, the receiving current at each receiving electrode of the signal intensity distribution or further comprising a calculation unit for measuring the change, the user input device according to claim 2, characterized in that. 【請求項4】前記演算部は、前記の各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化に割り当てられたコマンド又はデータを認識する、ことを特徴とする請求項3に記載のユーザ入力装置。 Wherein said arithmetic unit recognizes the command or data assigned to the signal intensity distribution or a change in the reception current at each receiving electrode described above, that the user input device according to claim 3, wherein . 【請求項5】前記演算部は、前記の各受信電極における受信電流の信号強度分布を測定して、さらにそのピーク値を計測することにより、受信電極間の間隔以下の精度でユーザの指先の位置を測定する、ことを特徴とする請求項3に記載のユーザ入力装置。 Wherein said arithmetic unit measures the signal intensity distribution of the received current at each receiving electrode of the further by measuring the peak value, the user's fingertip in the following precision spacing between the receiving electrodes position measuring the user input device according to claim 3, characterized in that. 【請求項6】ユーザが衣服の下から装着可能なユーザ入力装置であって、 ユーザの身体を覆うように配設された絶縁層と、 前記絶縁層上に配設された複数の線状の送信電極、並びに、前記の各送信電極とは接触しないように配置された複数の線状の受信電極とからなる送受信電極層と、 前記の各送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、 前記の各受信電極を流れる交流電流を受信する受信器とを備え、 ユーザがまとった衣服の上から前記送受信電極層に接近可能である、ことを特徴とするユーザ入力装置。 6. A user user input devices can be mounted from beneath the clothing, and is disposed so as to cover the body of the user insulating layer, said plurality arranged on an insulating layer linear transmitting electrode, and a transceiver electrode layer comprising a plurality of linear reception electrodes wherein the respective transmission electrode arranged so as not to contact, transmitter supplies an alternating current for transmission to the transmitting electrodes of the When, and a receiver for receiving the alternating current through each receiving electrodes of the a from the top of the garment by the user wearing accessible to the transceiver electrode layer, that the user input device according to claim. 【請求項7】送信電極と受信電極の各交差点ではコンデンサと等価な第1のコンデンサ等価回路が形成されているとともに、 指先などのユーザの身体が送信電極と受信電極の交差点に接近したことに応じて、第1のコンデンサ等価回路とは並列的となる第2のコンデンサ等価回路が形成されて、 指先などのユーザの身体との接近の程度に応じて前記第2のコンデンサ等価回路の静電容量が変化して、この結果、前記第1のコンデンサ等価回路を通過する交流電流が変化する、ことを特徴とする請求項6に記載のユーザ入力装置。 7. A together with the first capacitor equivalent circuit equivalent to a capacitor at each intersection of the transmission electrode and the receiving electrode are formed, on the body of the user, such as a fingertip approaches the intersection of the reception electrode and the transmission electrode in response, the first capacitor equivalent circuit is formed a second capacitor equivalent circuit comprising a parallel, electrostatic the second capacitor equivalent circuit according to the degree of proximity with the body of the user, such as a fingertip capacity is changed, as a result, a user input device of claim 6, alternating current passing through said first capacitor equivalent circuit is changed, it is characterized. 【請求項8】前記送信器は、前記の各送信電極に対して交流電流をスキャンして、 交流電流を送信した送信電極と交流電流を受信した受信電極との位置関係によりユーザの指先などの入力位置を検出する演算部をさらに備える、ことを特徴とする請求項6に記載のユーザ入力装置。 Wherein said transmitter scans the alternating current for each transmission electrode of the, such as a user's fingertip by the positional relationship between the receiving electrode which receives the AC current and the transmitted transmission electrode alternating current further comprising a calculation unit for detecting an input position, a user input device according to claim 6, characterized in that. 【請求項9】前記演算部は、送信電極と受信電極の交差点で形成される第1の仮想コンデンサの静電容量と、指先などのユーザの身体が送信電極と受信電極の交差点に接近したことに応じて形成される第2の仮想コンデンサの静電容量との相違を利用して、指先などのユーザの身体が接近したことを検出する、ことを特徴とする請求項8に記載のユーザ入力装置。 Wherein said arithmetic unit, that the capacitance of the first virtual capacitor formed at the intersection of the transmission electrode and the reception electrode, the user's body, such as a fingertip approaches the intersection of the reception electrode and the transmission electrode by using a difference between the capacitance of the second virtual capacitor formed in accordance with, detects that the body of the user, such as a fingertip approaches, the user input of claim 8, characterized in that apparatus. 【請求項10】前記演算部は、指先などのユーザの身体と送信電極と受信電極の各交差点との間で仮想的に形成されるそれぞれのコンデンサの静電容量を統合することで、該指先の位置を検出する、ことを特徴とする請求項8に記載のユーザ入力装置。 Wherein said calculation unit, by integrating the capacitance of each of capacitors virtually formed between each intersection of the user's body and transmitting electrode and the receiving electrode such as a fingertip, finger destination detecting the position, the user input device according to claim 8, characterized in that. 【請求項11】前記演算部は、前記の各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化に割り当てられたコマンド又はデータを認識する、ことを特徴とする請求項8に記載のユーザ入力装置。 Wherein said arithmetic unit recognizes the command or data assigned to the signal intensity distribution or a change in the reception current at each receiving electrode described above, that the user input device according to claim 8, wherein . 【請求項12】前記演算部は、前記の各受信電極における受信電流の信号強度分布を測定して、さらにそのピーク値を計測することにより、受信電極間の間隔以下の精度でユーザの指先の位置を測定する、ことを特徴とする請求項8に記載のユーザ入力装置。 12. The arithmetic unit measures the signal intensity distribution of the received current at each receiving electrode of the further by measuring the peak value, the user's fingertip in the following precision spacing between the receiving electrodes position measuring the user input device according to claim 8, characterized in that. 【請求項13】ユーザが衣服の下から装着可能なユーザ入力装置であって、 ユーザの身体を覆うように配設された絶縁層と、 前記絶縁層上に配設された複数の受信電極からなる受信電極層と、 腕などのユーザの身体に装着可能な送信用の交流電流を発信する送信器と、 前記の各受信電極が受信する交流電流を受信する受信器とを備え、 ユーザがまとった衣服の上から前記受信電極層に接近可能である、ことを特徴とするユーザ入力装置。 13. A user user input devices can be mounted from beneath the clothing, and disposed an insulating layer to cover the body of the user, from the plurality of receiving electrodes arranged on the insulating layer a reception electrode layer made, comprising a transmitter for transmitting an alternating current having a body wearable for transmission of user such as arms, and a receiver for receiving an alternating current each receiving electrode of the receives a user wears and it is accessible to the receiving electrode layer from the top of the garment, the user input and wherein the. 【請求項14】前記送信器が発信する送信用の交流電流はユーザの身体を伝搬し、 指先などのユーザの身体が前記衣服の上から接近したときに、前記の各受信電極との間にはその距離に応じた静電容量を持つコンデンサが仮想的に形成されて、 前記の各受信電極は該仮想コンデンサを介して指先などのユーザの身体から交流電流を受信する、ことを特徴とする請求項13に記載のユーザ入力装置。 14. AC current for transmission the transmitter sends signals propagated through the body of the user, when the user's body, such as a fingertip approaches the top of the garment, between each receiving electrode of the the capacitor with a capacitance corresponding to the distance is virtually formed, each receiving electrode of the receives AC current from the body of the user, such as a fingertip via the virtual capacitor, characterized in that user input device of claim 13. 【請求項15】前記受信器は、前記の各受信電極が該仮想コンデンサを介して指先などのユーザの身体から交流電流を受信する交流電流を受信処理し、 前記の各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化を測定する演算部をさらに備える、ことを特徴とする請求項14に記載のユーザ入力装置。 15. The receiver, each receiving electrode of the receives treatment an alternating current that receives alternating current from the body of the user, such as a fingertip via the virtual capacitor, the receiving current at each receiving electrode of the signal intensity distribution or further comprising a calculation unit for measuring the change, the user input device according to claim 14, characterized in that. 【請求項16】前記演算部は、前記の各受信電極における受信電流の信号強度分布又はその変化に割り当てられたコマンド又はデータを認識する、ことを特徴とする請求項15に記載のユーザ入力装置。 16. The arithmetic unit recognizes the command or data assigned to the signal intensity distribution or a change in the reception current at each receiving electrode described above, that the user input device of claim 15, wherein . 【請求項17】前記演算部は、前記の各受信電極における受信電流の信号強度分布を測定して、さらにそのピーク値を計測することにより、受信電極間の間隔以下の精度でユーザの指先の位置を測定する、ことを特徴とする請求項15に記載のユーザ入力装置。 17. The arithmetic unit measures the signal intensity distribution of the received current at each receiving electrode of the further by measuring the peak value, the user's fingertip in the following precision spacing between the receiving electrodes position measuring the user input device of claim 15, wherein the.
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