JP2004199145A - Information processing system, transmitter, and receiver - Google Patents

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JP2004199145A JP2002363743A JP2002363743A JP2004199145A JP 2004199145 A JP2004199145 A JP 2004199145A JP 2002363743 A JP2002363743 A JP 2002363743A JP 2002363743 A JP2002363743 A JP 2002363743A JP 2004199145 A JP2004199145 A JP 2004199145A
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Shigeru Tajima
茂 田島
Jiyunichi Rekimoto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accept inputs of more various operations in a small device. <P>SOLUTION: The transmitter 1 includes an oscillation circuit to generate an induced current in a human body via electrodes in contact with a finger. An RF signal from the transmitter 1 is received by a receiver 2 via a transmission path of the human body. When a thumb of a user H touches a coil wound on a ringlike member of the transmitter 1, the frequency of the RF signal generated by the transmitter 1 is reduced. On the basis of the frequency difference, the receiver determines whether the thumb touches the coil wound on the ringlike member of the transmitter 1 or not. A continuous touch of the thumb on the coil can be thus detected. The system can be applied to a wearable computer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報処理システム、送信装置、および受信装置に関し、特に、より多様な操作の入力を可能にした情報処理システム、送信装置、および受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、小型ウェアラブルコンピュータの商品化が実現し始めている。通常、汎用のパーソナルコンピュータなどにおいては、キーボードやマウス（ポインティングデバイス）により、ユーザからの操作の入力を受け付けているが、小型ウェアラブルコンピュータにおいては、より携帯し易くするために、ユーザの操作を入力する入力装置の小型軽量化が求められている。
【０００３】
ユーザからの操作を入力する入力方法として、指の動きを使うことが、以前より提案されており、例えば、加速度センサが取り付けられた指輪をユーザの指にはめ、指の動きを加速度センサにより検知し、描かれた文字や図形を認識するようにした書き込み指輪がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１においては、加速度センサが取り付けられた指輪の他に、指輪から信号を受信して、ユーザの指の動きを認識する信号処理部が設けられている。そして、指輪に取り付けられた加速度センサにより検出された加速度信号が、指輪から信号処理部に送信され、信号処理部において、指の動きが認識される。なお、特許文献１において、加速度信号は、「無線もしくは赤外光等」で、指輪から信号処理部に送信される。
【０００４】
また、ユーザからの操作を入力する入力装置として、指先のタップによる振動を検出するようにしたものもある。例えば、衝撃センサが取り付けられた５個の送信モジュールを各指の付け根に装着し、ユーザが、机など、任意の支持面上で、指先による打鍵動作（タップ）を行った場合に、指の付け根に生ずる衝撃（加速度）から、打鍵した指を特定するようにした装着型のキーボード装置がある（特許文献２）。特許文献２においては、送信モジュールの他に、送信モジュールから送信される衝撃信号（衝撃センサにより検出された信号）を受信する受信モジュールが手首に装着されており、人体を信号伝達経路に利用して、送信モジュールから受信モジュールへの衝撃信号の送信が行われる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２７１５０６号公報（第３ページ、図１）
【特許文献２】
特開平１０−２２９３５７号公報（第７，８，１４−１８ページ、図１乃至３，２５乃至２９）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のウェアラブルコンピュータの入力装置においては、指の動作を加速度センサ（衝撃センサ）により検出していたため、指が動いた瞬間しか検出することができないという課題があった。
【０００７】
従って、例えば、ボタンを押下し続けるような、指が静止した状態での操作の入力を検出することができず、結果的に、入力可能な操作の種類が限定されてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、より多様な操作の入力ができるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の情報処理システムは、送信装置は、第１の周波数、または人体の一部と接触又はカップリングすることにより、第１の周波数とは異なる第２の周波数のＲＦ信号を発生する発生手段と、発生手段により発生されたＲＦ信号を、伝送路を介して送信する送信手段とを備え、受信装置は、人体を介して送信装置から送信されたＲＦ信号を受信する受信手段と、受信手段により受信されたＲＦ信号の周波数に基づいて、ユーザが送信装置に入力した操作を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
ここで、発生手段と接触又はカップリングする人体の一部と、送信手段の出力を受ける人体の部位とは、完全に一致する場合、一部が重なる場合、一方が他方を含む場合、完全に異なる場合がある。これらは、システムの用途に応じて適切なものを選択することができる。
【００１１】
本発明の送信装置は、第１の周波数、または人体の一部と接触又はカップリングすることにより、第１の周波数とは異なる第２の周波数のＲＦ信号を発生する発生手段と、発生手段により発生されたＲＦ信号を、伝送路を介して送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
前記送信装置は、指輪状部材を介して、前記ユーザの第１の指に装着されるようにすることができる。
【００１３】
前記発生手段には、ＬＣ発振回路を含むようにさせ、前記指輪状部材は、前記第１の指に接しないように巻かれたコイルを有し、コイルの少なくとも一部が、前記第１の指とは異なる第２の指により接触可能なように、前記指輪状部材の外側面に配置されるようにすることができる。
【００１４】
前記第１の指とは異なる第２の指により、前記ユーザからの前記操作の入力を受け付ける受付手段をさらに設けるようにし、前記発生手段には、受付手段により入力が受け付けられた前記操作に従って、前記ＲＦ信号を発生するようにさせることができる。
【００１５】
前記受付手段には、前記指輪状部材の外側面に設けられた第１のスイッチを含むようにさせ、前記発生手段には、第１のスイッチが操作されていない場合、前記第１の周波数の前記ＲＦ信号を発生し、前記第１のスイッチが操作されている場合、前記第２の周波数の前記ＲＦ信号を発生するようにさせることができる。
【００１６】
前記受付手段には、前記指輪状部材の外側面に設けられた第１のスイッチ、および前記第１のスイッチとは異なる第２のスイッチを含むようにさせ、前記発生手段には、前記第１のスイッチおよび第２のスイッチのいずれも操作されていない場合、前記第１の周波数の前記ＲＦ信号を発生し、前記第１のスイッチが操作されている場合、前記第２の周波数の前記ＲＦ信号を発生し、第２のスイッチが操作されている場合、前記第１の周波数および前記第２の周波数のいずれとも異なる第３の周波数の前記ＲＦ信号をさらに発生するようにさせることができる。
【００１７】
本発明の受信装置は、送信装置がユーザの指にカップリングして送信したＲＦ信号を受信する受信手段と、受信手段により受信されたＲＦ信号の周波数に基づいて、ユーザが送信装置に入力した操作を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
前記受信手段には、第１の周波数、または第２の周波数の前記ＲＦ信号を受信し、前記ＲＦ信号の周波数が第１の周波数の場合、第１のＤＣ電圧の出力信号を出力し、前記ＲＦ信号の周波数が第２の周波数の場合、第１のＤＣ電圧とは異なる第２のＤＣ電圧の出力信号を出力するようにさせ、前記特定手段には、前記受信手段により出力された出力信号が第１のＤＣ電圧であるか、第２のＤＣ電圧であるかに基づいて、前記ユーザが前記送信装置に入力した前記操作を特定するようにさせることができる。
【００１９】
情報を表示する表示手段をさらに設けるようにすることができる。
【００２０】
前記受信装置の角速度を検出する角速度検出手段をさらに設けるようにし、前記表示手段には、角速度検出手段により検出された前記角速度に対応して、カーソルを表示するようにさせることができる。
【００２１】
前記受信装置の傾きを検出する傾き検出手段をさらに設けるようにし、前記表示手段には、前記傾き検出手段により検出された前記傾きに対応して、カーソルを表示するようにさせることができる。
【００２２】
前記表示手段には、複数のアイコンを表示するようにさせ、前記受信装置に加えられた振動を検出する振動検出手段と、振動検出手段により検出された振動に対応して、複数のアイコンの中から、１つのアイコンを選択する選択手段とをさらに設けるようにすることができる。
【００２３】
本発明の第２の情報処理システムは、送信装置は、送信装置上に設置されたスイッチが、ユーザによりオンされている場合、所定の周波数のＲＦ信号を発生する発生手段と、発生手段により発生されたＲＦ信号を、ユーザの指にカップリングして送信する送信手段とを備え、受信装置は、人体を介して送信装置から送信されたＲＦ信号を受信する受信手段と、受信手段によりＲＦ信号が受信されている場合、スイッチがオンされていると判定し、ＲＦ信号が受信されていない場合、スイッチがオフされていると判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１の情報処理システムにおいては、送信装置では、第１の周波数、または人体の一部と接触又はカップリングすることにより、第１の周波数とは異なる第２の周波数のＲＦ信号が発生され、発生されたＲＦ信号が、伝送路を介して送信され、受信装置では、人体を介して送信装置から送信されたＲＦ信号が受信され、受信されたＲＦ信号の周波数に基づいて、ユーザが送信装置に入力した操作が特定される。
【００２５】
本発明の送信装置においては、第１の周波数、または人体の一部と接触又はカップリングすることにより、第１の周波数とは異なる第２の周波数のＲＦ信号が発生され、発生されたＲＦ信号が、伝送路を介して送信される。
【００２６】
本発明の受信装置においては、送信装置がユーザの指にカップリングして送信したＲＦ信号が受信され、受信されたＲＦ信号の周波数に基づいて、ユーザが送信装置に入力した操作が特定される。
【００２７】
本発明の第２の情報処理システムにおいては、送信装置では、送信装置上に設置されたスイッチが、ユーザによりオンされている場合、所定の周波数のＲＦ信号が発生され、発生されたＲＦ信号が、ユーザの指にカップリングして送信され、受信装置では、人体を介して送信装置から送信されたＲＦ信号が受信され、ＲＦ信号が受信されている場合、スイッチがオンされていると判定され、ＲＦ信号が受信されていない場合、スイッチがオフされていると判定される。
【００２８】
本発明は、ウェアラブルコンピュータに適用することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した情報処理システムの構成例を表している。
【００３０】
図１の情報処理システムにおいて、ユーザＨの示指（人差し指）には、指輪型の送信装置１が装着され、手首には、腕時計型の受信装置２が装着されている。送信装置１の筒型をした指輪状部材には、コイルが巻かれている。ユーザＨは、母指（親指）でコイルに触れることにより、操作を入力することができる。送信装置１は、母指がコイルに触れている場合と触れていない場合とで、異なる信号を発生し、この操作信号を受信装置２に送信する。なお、以下の説明において、ユーザＨがコイルに触れている状態（操作）を「オン」とし、ユーザＨがコイルに触れていない状態（操作）を「オフ」とする。受信装置２は、送信装置１から操作信号を受信し、操作信号に対応するユーザＨの操作（オンまたはオフ）を特定する。
【００３１】
なお、送信装置１から受信装置２への操作信号の送信経路としては、人体（ユーザＨ）が利用される。本出願人は、特開平７−１７０２１５号公報において、人体を伝送路として、送信装置から受信装置に信号を送信する信号伝送方式について開示しており、本発明においても、これと同様の信号伝送方式により、送信装置１から受信装置２に操作信号が送信される（詳細な説明は後述する）。
【００３２】
受信装置２は、所謂、ウェアラブルコンピュータである。図２に、受信装置２の画面の表示例を示す。図２において、受信装置２の本体２１は、その上下端が、それぞれベルト２２−１および２２−２に連結されており、ベルト２２−１および２２−２を介して、ユーザＨの腕に装着される。本体２１の側面には、ユーザＨから、押下や回転などの操作を受け付ける操作部２３−１および２３−２が備えられている。また、本体２１にはLCD（Liquid Crystal Display）により構成された表示部２４が備えられている。表示部２４は、ユーザＨからの操作に従って、種々の情報を表示し、図２においては、例えば、アイコン２５−１乃至２５−３、およびカーソル２６を表示している。
【００３３】
なお、以下の説明において、操作部２３−１および２３−２のそれぞれを、個々に区別する必要がない場合、まとめて操作部２３と称する。また、アイコン２５−１乃至２５−４のそれぞれを、個々に区別する必要がない場合、まとめてアイコン２５と称する。
【００３４】
ユーザＨは、受信装置２が装着された前腕を回転させたり、傾斜させたりすることにより、カーソル２６の表示位置をコントロールすることができる。ユーザＨは、例えばアイコン２５−１を選択したい場合、カーソル２６をアイコン２５−１上に移動させ、送信装置１の指輪状部材に巻かれたコイルに母指で触れることにより、アイコン２５−１を選択することができる。このとき、送信装置１から受信装置２に対して、操作情報「オン」が送信され、受信装置２は、この操作情報「オン」に基づいて、そのときカーソル２６が重ねて表示されていたアイコン２５−１を選択し、アイコン２５−１に関連付けられている処理を実行する。
【００３５】
次に、図３は、送信装置１の内部の構成例を表す図である。図３において、送信装置１は、筒型をした指輪状部材５１、指輪状部材５１上に巻かれたコイル５２、コイル５２以外の回路の構成要素からなるＩＣ部５３、および、電力を供給するボタン電池５４により構成される。なお、図３に示されているように、指輪状部材５１の筒の内側の面を内側面とし、筒の外側の面を外側面とする。指輪状部材５１は、絶縁性の部材により構成される。コイル５２は、指輪状部材５１の外側面上に巻かれている。図３においては図示していないが、指輪状部材５１の内側面側には、ユーザＨの示指の皮膚に接するように電極７３および７４（いずれも図４参照）が配置されている。
【００３６】
図３に示した指輪状部材５１、コイル５２、ＩＣ部５３、およびボタン電池５４は、例えば、プラスチックなどによりモールドされた（覆われた）状態で、図１のように、ユーザＨの指に装着される。このようにすることにより、回路の破損を防ぐことができる。また、金属アレルギーのユーザＨでも、使用することが可能となる。さらに、中指など、母指以外の指がコイル５２に触れることによる誤操作を防止することも可能となる。ただし、コイル５２の母指側の一部分は、モールドされずに、露出される。これにより、母指によりコイル５２に触れ、操作を入力することが可能となる。なお、コイル５２そのものは、フォルマル線等の絶縁線であり、コイル５２が露出するとは、金属がそのまま露出するということを意味するものではない。また、電極７３および７４は、コンデンサカップリングが実現できれば、金属地肌自体が、ユーザＨの皮膚に接触しなくてもよく、薄い絶縁物をはさんでも良い。
【００３７】
次に、図４は、送信装置１の回路の例を表す図である。図４において、ボタン電池５４のマイナス側は、グラウンドに接続されている。また、ボタン電池５４のプラス側は、インバータ７１およびインバータ７２に接続されている。インバータ７１およびインバータ７２の、ボタン電池５４が接続されている側の他端は、グラウンドに接続されている。インバータ７１の出力側は、インバータ７２、および抵抗Ｒ１に接続されている。抵抗Ｒ１は、コイルＬ１およびコンデンサＣ２に接続されている。また、コンデンサＣ２の一方は、グラウンドに接続されている。コンデンサＣ１の一方は、グラウンドに接続され、もう一方は、コイルＬ１およびインバータ７１の入力側に接続されている。コイルＬ１は、一方が、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ２に接続され、もう一方が、コンデンサＣ１およびインバータ７１の入力側に接続されている。コイルＬ１は、図３のコイル５２と同一のコイルである（以下、回路の説明においては、コイルＬ１と称する）。インバータ７２の出力側には、電極７３が接続されている。また、グラウンドには、電極７４が接続されている。電極７３および電極７４は、図示せぬ人体を介して接続される。
【００３８】
図４の回路において、インバータ７１およびインバータ７２は、ボタン電池５４から電力を供給されて駆動し、増幅器として動作する。すなわち、インバータ７１の入力側から入力された信号は、インバータ７１により反転増幅されて出力され、インバータ７２によりさらに反転増幅されて出力される。電極７３と電極７４の間で、信号が人体に容量的にカップリングされる。なお、カップリングとは、高周波数の交流電界を生成し、人体に誘導電流を発生させることを意味する。発生された誘導電流が、受信装置２により検出される。すなわち、受信装置２は、この誘導電流を、操作信号として検出する。特開平７−１７０２１５号公報にも開示したように、送信装置１から受信装置２への信号の送信は、人体と静電磁界とを伝送路として行われる。
【００３９】
また、図４の回路においては、コイルＬ１、コンデンサＣ１、およびコンデンサＣ２によりＬＣ発振回路が形成される。このＬＣ発振回路において、発振周波数を決めるのは、コイルＬ１のインダクタンスとコンデンサＣ１のキャパシタンスであり、コンデンサＣ１のキャパシタンスを変化させれば、発振周波数は変化する。人体は、キャパシタンスを有したコンデンサと考えることができるので、送信装置１を示指に装着し、コイルＬ１（すなわちコイル５２）の部分を母指で触れると、コンデンサＣ１のキャパシタンスに対して並列に、人体のもつキャパシタンスが加わる。その結果、ＬＣ発振回路の周波数が低下する。以下の説明において、コイルＬ１に母指が触れない場合の周波数をｆ１とし、コイルＬ１に母指が触れた場合の周波数をｆ２とする。
【００４０】
内径１９ｍｍ、インダクタンス４００μＨのコイルＬ１、キャパシタンス５１ｐＦのコンデンサＣ１およびコンデンサＣ２を用い、インバータ７１およびインバータ７２として、テキサスインスツールメンツ社製の７４ＨＣ０４を用い、ボタン電池５４の電源電圧Ｖｃｃを２Ｖ（ボルト）として実験を行ったところ、図４の回路は、略６６０ｋＨｚの周波数で発振した。また、コイルＬ１（すなわちコイル５２）の部分を母指で触れている場合、コンデンサＣ１に、人体のもつキャパシタンスが加わり、周波数が略６４０ｋＨｚまで低下することが確かめられた。コイルＬ１（すなわちコイル５２）の部分を母指で触れない場合と触れた場合とで、周波数は６６０−６４０＝２０ｋＨｚほど差があり、この差は、受信装置２において、充分検出可能な大きさである。
【００４１】
なお、図４の回路におけるグラウンドは、空間の静電磁界により、受信装置２のグラウンドと結合される。
【００４２】
次に、図５は、図４の回路の機能ブロック図を表している。図５において、発振部８１は、図４のコイルＬ１、コンデンサＣ１、およびコンデンサＣ２により構成され、ユーザＨからの「オン」および「オフ」の操作、すなわち、母指により触れられたか否かに応じて、対応する周波数（ｆ１またはｆ２）のＲＦ（Radio Frequency）信号を発生する。発振部８１により発振されたＲＦ信号は、増幅部８２に入力される。
【００４３】
増幅部８２は、図４のインバータ７１およびインバータ７２により構成される。増幅部８２は、ボタン電池５４から供給される電力により駆動され、発振部８１で発振されたＲＦ信号を増幅して、カップリング部８３に出力する。
【００４４】
カップリング部８３は、図４の電極７３および電極７４により構成され、増幅部８２により増幅されたＲＦ信号を、ユーザＨの人体にカップリングさせる。
【００４５】
以上、図５で説明した機能ブロック図の各要素は、図４に示した回路により構成することも可能であるが、図４に示した回路は、一例であり、本発明が、図４に示された回路に限定されることを意味するものではない。すなわち、図５のような機能を実現可能であれば、図４に示された回路以外の回路でも良い。
【００４６】
次に、図６は、受信装置２の内部の構成例を表すブロック図である。図６において、受信部１０１は、送信装置１のカップリング部８３により人体に発生された誘導電流（操作信号）を受信し、誘導電流（操作信号）に対応するユーザＨの操作（オンまたはオフ）を特定し、オン・オフの操作情報を制御部１０４に送信する。なお、受信部１０１の詳細な説明は、図８乃至図１０を参照して後述する。
【００４７】
図６において、ジャイロ１０２−１および１０２−２は、セラミック型振動ジャイロであり、それぞれ異なる軸を中心とした回転動作の角速度を検出する。ジャイロ１０２−１およびジャイロ１０２−２により検出される回転動作の角速度について、図７を参照して説明する。
【００４８】
図７は、ユーザＨの右腕に装着された受信装置２を表している。図７において、ユーザＨは、前腕を矢印１の方向に回転させることにより、カーソル２６を対応する方向に移動させることができる。すなわち、ユーザＨが、前腕を矢印Ａ方向に回外させた場合、カーソル２６は、表示部２４内を矢印ａ方向に移動し、ユーザＨが、前腕を矢印Ｂ方向に回内させた場合、カーソル２６は、表示部２４内を矢印ｂ方向に移動する。また、図７において、ユーザＨは、前腕を矢印２の方向に回転させることにより、カーソル２６を対応する方向に移動させることができる。すなわち、ユーザＨが、前腕を矢印Ｃ方向に回転させた場合、カーソル２６は、表示部２４内を矢印ｃ方向に移動し、ユーザＨが、前腕を矢印Ｄ方向に回転させた場合、カーソル２６は、表示部２４内を矢印ｄ方向に移動する。
【００４９】
そこで、ジャイロ１０２−１は、矢印１方向の回転の角速度を検出し、ジャイロ１０２−２は、矢印２方向の回転の角速度を検出する。すなわち、ジャイロ１０２−１とジャイロ１０２−２は、互いに直交する軸を中心とした回転の角速度を検出する。ジャイロ１０２−１および１０２−２は、回転の角速度を検出し、対応する信号を座標演算部１０３に送信する。座標演算部１０３は、ジャイロ１０２−１および１０２−２から受信した、回転の角速度に対応する信号に基づいて、表示部２４内において、カーソル２６を表示させる座標（ｘ，ｙ）を演算し、この座標を、制御部１０４に通知する。なお、ジャイロをもう１つ備えるようにし、３軸の回転の角速度を検出するようにしても良い。
【００５０】
制御部１０４は、記憶部１０５から読み出したプログラム、受信部１０１から受信されたＤＣ（Direct Current）電圧としての操作情報、および操作部２３からの操作情報に従って、受信装置２の各部の動作を制御する。制御部１０４は、例えば、座標演算部１０３からの座標の通知に従って、表示制御部１０６を制御し、表示部２４の対応する座標にカーソル２６を表示させる。また、制御部１０４は、例えば、受信部１０１からの操作情報（ＤＣ電圧）に基づいて、ユーザが、送信装置１に入力した操作を特定し、対応する処理を実行する。
【００５１】
記憶部１０５は、受信装置２を制御するための種々のプログラムを記憶する。記憶部１０５はまた、実行中の動作に応じて、必要な情報を適宜記憶する。表示制御部１０６は、制御部１０４からの指令に従って、表示部２４への画像の表示を制御する。電池１０７は、受信装置２の各部に電力を供給する。
【００５２】
次に、図８は、受信装置１０１の内部の構成例を表している。図８において、受信電極１４１は、ユーザＨの皮膚に接するように配置される。受信増幅部１４２は、受信電極１４１を介して受信した操作信号を増幅して、コンパレータ１４３に送信する。なお、受信増幅部１４２は、例えば、チューニングアンプのように、送信装置１により発生される周波数ｆ１およびｆ２を選択的に増幅する構成とすることが望ましい。
【００５３】
コンパレータ１４３は、受信増幅部１４２から受信した、増幅された操作信号を飽和増幅し、ＰＬＬ部１４４に送信する。ＰＬＬ部１４４は、コンパレータ１４３から受信した信号をＦＭ復調して、受信周波数に対応したＤＣ電圧に変換し、これを制御部１０４に送信する。図９は、送信装置１から送信される操作信号と、ＰＬＬ部１４４から出力されるＤＣ電圧の関係を示す図である。
【００５４】
図９において、一番上側に、「非接触」、および「接触」と記載されているが、これは「非接触」の区間は、母指が送信装置１のコイルＬ１に触れていない区間を表し、「接触」の区間は、母指が送信装置１のコイルＬ１に触れている区間を表している。図９においては、時刻ｔ０から時刻ｔ１の間の区間で、母指がコイルＬ１に触れている。図９において、「ＲＦ信号」の記載の右方には、受信電極１４１を介して受信したｆ１およびｆ２の２つの周波数のＲＦ信号が示されている。また図９において、「出力信号」の記載の右方には、ＰＬＬ部１４４から出力される信号のＤＣ電圧が示されている。
【００５５】
図９に示されるように、ＰＬＬ部１４４は、例えば、受信信号の周波数がｆ１の場合（母指がコイルＬ１に触れていない場合）、電源電圧Ｖｃｃレベルの電圧を出力し、受信信号の周波数がｆ２の場合（母指がコイルＬ１に触れている場合）、グラウンドレベルの電圧を出力する。なお、受信信号の周波数と、ＰＬＬ部１４４から出力されるＤＣ電圧の関係は、上記したのと逆の対応関係でも勿論良い。
【００５６】
図９からわかるように、この例においては、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）により、送信装置１から受信装置２に信号が送信される。
【００５７】
次に、図１０は、受信増幅部１４２の回路の例を表している。図１０において、抵抗Ｒ１の一方の端部は、電源電圧Ｖｃｃに接続され、他端は、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３に接続されている。抵抗Ｒ２は、一方の端部がグラウンドに接続され、他端が、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ３に接続されている。抵抗Ｒ３は、一方の端部が抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２に接続され、他端がインバータ１６１の入力側に接続されている。また、インバータ１６１の入力側には、受信電極１４１も接続されている。インバータ１６１の出力側は、インバータ１６２の入力側に接続されている。インバータ１６２の出力側は、コンパレータ１４３に接続されている。
【００５８】
インバータ１６１および１６２は、例えばテキサスインスツールメンツ社製の７４ＨＣ０４が使用可能である。抵抗Ｒ１およびＲ２は、インバータ１６１の入力に対して、所定のバイアスを与える。抵抗Ｒ３は、インバータ１６１の入力インピーダンスを低下させないようにする。インバータ１６２はバッファであり、省略可能である。図１０の例では、受信電極１４１から入力される操作信号に対応するフィルタを省略しているが、必要に応じて、適当なフィルタを使用することができる。このフィルタとして、コイルおよびコンデンサにより構成されるチューニング回路も勿論使用可能である。
【００５９】
次に、図１１のフローチャートを参照して、受信装置２の判定処理、すなわち、受信部１０１からのＤＣ電圧の判定処理について説明する。
【００６０】
受信装置２の制御部１０４は、受信部１０１からの出力信号の電圧を常に監視しており、ステップＳ１において、受信部１０１からの出力信号の電圧は、予め設定された所定の電圧以上であるか否かを判定する。例えば、ＤＣ電圧が、電源電圧Ｖｃｃレベルかグラウンドレベルの２値である場合、予めＶｃｃ／２を基準電圧として設定しておき、制御部１０４は、受信部１０１からの出力信号の電圧がＶｃｃ／２以上であるか否かを判定する。その結果、受信部１０１からの出力信号の電圧が基準値Ｖｃｃ／２以上である場合、処理はステップＳ２に進む。
【００６１】
ステップＳ２において、制御部１０４は、オフ状態である（母指はコイルＬ１に触れていない）と判定する。その後、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理が繰り返し実行される。
【００６２】
ステップＳ１において、制御部１０４が、受信部１０１からの出力信号の電圧は基準値Ｖｃｃ／２以上ではない（基準値未満である）と判定した場合、処理はステップＳ３に進む。ステップＳ３において、制御部１０４は、オン状態である（母指はコイルＬ１に触れている）と判定する。その後、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理が繰り返し実行される。
【００６３】
以上のような処理を繰り返すことにより、受信装置２は、ユーザＨにより入力された操作を、リアルタイムに判定することができる。制御部１０４は、ステップＳ２でオフ状態であると判定した場合、またはステップＳ３でオン状態であると判定した場合、オフまたはオンの操作に対応する処理を実行する。
【００６４】
以上においては、コンデンサＣ１に対して、人体が有するキャパシタンスを並列に加える場合の例を説明したが、人体のキャパシタンスの代わりとなるコンデンサをさらに設けるようにしても良い。この場合の送信装置１の外観の構成例を図１２に示し、回路の例を図１３に示す。
【００６５】
図１２の送信装置１においては、メンブレンスイッチ等の電気的スイッチにより構成されるスイッチ２０１が、母指により押圧可能な位置に設けられている。なお、図１２においては、受信装置２の図示は省略しているが、実際には勿論、受信装置２が手首に装着されている。
【００６６】
図１３は、図１２の送信装置１の回路の例を表す図である。図１３に示される回路は、図４に示された回路に、コンデンサＣ３およびスイッチＳ１が付加された構成になっている。スイッチＳ１は、図１３におけるスイッチ２０１と同一のものである。図１３において、スイッチＳ１の一方の端部は、グラウンドに接続され、他端はコンデンサＣ３に接続されている。コンデンサＣ３は、一方の端部がスイッチＳ１に接続され、他端がコンデンサＣ１、コイルＬ１、およびインバータ７１の入力側に接続されている。ユーザＨが、スイッチ２０１（すなわちスイッチＳ１）を押圧して、スイッチをオンした場合、コンデンサＣ３が、コンデンサＣ１に並列に接続される。その結果、コンデンサＣ３のキャパシタンスがコンデンサＣ１のキャパシタンスに加わり、人体のキャパシタンスを加えた場合と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、ユーザＨが、スイッチ２０１を押圧した場合、ＬＣ発振回路の周波数が低下する。
【００６７】
図１２および図１３のようにした場合、人体のキャパシタンスと異なり、コンデンサＣ３のキャパシタンスを任意に設定することができる。従って、ＬＣ発振回路の発振周波数の周波数偏移を、設計者の任意に設定できる。また、送信装置１全体をプラスチックでモールドし、ユーザＨには、金属部分が一切触れないようにすることも可能である。
【００６８】
ところで、ＬＣ発振回路により発生されるＲＦ信号の周波数の選択幅は非常に広く、概略数十ｋＨｚ程度乃至数ＭＨｚ程度まで、自由に設定することができる。従って、１個の送信装置１に複数のスイッチを設置して、送信装置１に、複数の異なる周波数の信号を発生させることが可能である。また、複数の送信装置１を複数の指に装着し、ユーザＨからの操作を同時に受け付けることも可能である。
【００６９】
そこで、次に、スイッチを複数個設けるようにした場合の例について、図１４および図１５を参照して説明する。
【００７０】
図１４は、スイッチを２個備えた送信装置１の外観の構成を示す図である。図１４においては、図１２に示された送信装置１にさらにスイッチ２１１が備えられている。スイッチ２１１は、母指により押圧可能な位置であり、かつ、スイッチ２０１と押し間違えないだけの間隔を空けて、配置される。なお、図１４においては、受信装置２の図示は省略しているが、実際には勿論、受信装置２が手首に装着されている。
【００７１】
図１５は、図１４の送信装置１の回路の例を表す図である。図１５に示される回路は、図１３に示された回路に、コンデンサＣ４およびスイッチＳ２が付加された構成になっている。スイッチＳ２は、図１４におけるスイッチ２１１と同一のものである。図１５において、スイッチＳ２の一方の端部は、グラウンドに接続され、他端はコンデンサＣ４に接続されている。コンデンサＣ４は、一方の端部がスイッチＳ２に接続され、他端がコンデンサＣ３、コンデンサＣ１、コイルＬ１、およびインバータ７１の入力側に接続されている。ユーザＨが、スイッチ２１１（すなわちスイッチＳ２）を押圧して、スイッチをオンした場合、コンデンサＣ４が、コンデンサＣ１に並列に接続される。その結果、コンデンサＣ４のキャパシタンスがコンデンサＣ１のキャパシタンスに加わり、人体のキャパシタンスを加えた場合と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、ユーザＨが、スイッチ２１１を押圧した場合、ＬＣ発振回路の周波数が低下する。また、図１３の場合と同様、ユーザＨが、スイッチ２０１（すなわちスイッチＳ１）を押圧して、スイッチをオンした場合、コンデンサＣ３が、コンデンサＣ１に並列に接続される。その結果、コンデンサＣ３のキャパシタンスがコンデンサＣ１のキャパシタンスに加わり、人体のキャパシタンスを加えた場合と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、ユーザＨが、スイッチ２０１を押圧した場合、ＬＣ発振回路の周波数が低下する。
【００７２】
なお、コンデンサＣ３とコンデンサＣ４は、異なるキャパシタンスとする。このようにすることにより、スイッチ２０１を押圧した場合とスイッチ２１１を押圧した場合とで、ＬＣ発振回路の周波数の低下量を異ならせることができる。その結果、受信装置２側で、受信した信号の周波数により、スイッチ２０１が押圧されたのか、スイッチ２１１が押圧されたのかを判定することが可能となる。従って、この場合、受信装置２の受信部１０１内には、ユーザＨが、スイッチ２０１およびスイッチ２１１のいずれも押圧していない場合のＬＣ発振回路の周波数ｆ１、スイッチ２０１を押圧した場合のＬＣ発振回路の周波数ｆ２、およびスイッチ２１１を押圧した場合のＬＣ発振回路の周波数ｆ３のそれぞれを識別する弁別回路が、弁別すべき周波数の個数だけ設けられる。なお、弁別回路を、弁別すべき周波数の個数だけ設ける代わりに、弁別回路を、弁別すべき所定の周波数のそれぞれに対応して、高速で切り替えるようにしても良い。
【００７３】
以上のように、送信装置１に２個のスイッチを設け、受信装置２側で、いずれのスイッチが押圧されたのかを判別可能にすることにより、ユーザＨは、現在普及している一般的な２ボタン式マウス（ポインティングデバイス）と同様の操作をすることが可能となる。すなわち、例えば、スイッチ２０１の押圧を、通常のマウスにおける右クリックに対応させ、スイッチ２１１の押圧を、通常のマウスにおける左クリックに対応させることにより、ユーザＨは、表示部２４に表示されたカーソル２６を、腕を動かして、所望の位置に移動させ、スイッチ２０１またはスイッチ２１１を押圧して、アイコンの選択などを行うことが可能となる。
【００７４】
なお、マウスにおけるシングルクリックは、スイッチ２０１（２１１）を１回押圧することに対応し、マウスにおけるダブルクリックは、スイッチ２０１（２１１）を２回連続で押圧することに対応する。従って、例えば、あるアイコン２５を選択する場合、カーソルをそのアイコン２５上に移動させ、スイッチ２１１を２回連続で押圧することにより、アイコン２５に関連付けられたアプリケーションを起動することが可能となる。また、あるアイコン２５の表示位置を移動させる場合も、通常のマウスの操作にならい、所望するアイコン２５上にカーソル２６を移動させ、スイッチ２１１を押圧しながら、カーソル２６を移動させることにより、所謂、ドラッグアンドドロップを実現することができる。
【００７５】
以上のように、送信装置１に２個のスイッチを設けることにより、送信装置１および受信装置２に、マウスと同様の機能を有させることが可能となる。従って、２ボタン式マウスの操作に慣れたユーザにとって、より直感的な操作を可能とする。また、送信装置１を右手に装着した場合、受信装置２を右腕手首に装着するようにし、送信装置１を左手に装着した場合、受信装置２を左腕手首に装着するようにしてある。すなわち、送信装置１および受信装置２を同側の上肢に装着するようにしてある。このようにすることにより、片腕のみで、受信装置２（ウェアラブルコンピュータ）を操作することが可能となる。
【００７６】
なお、１個の送信装置１に２個のスイッチを設ける代わりに、図１の送信装置１、または図１２の送信装置１を、２個、指に装着するようにしても良い。また、以上においては、送信装置１に２個のスイッチを設ける場合について説明したが、送信装置１に設置可能な任意の個数のスイッチを、送信装置１上に設けるようにしても良い。
【００７７】
ところで、以上の説明においては、周波数を変換する変調方式、すなわちＦＳＫにより、ユーザＨのオン・オフの操作を信号に変調しているが、ＦＳＫではなく、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）により、ユーザＨの操作を信号に変調するようにしても良い。次に、ＡＳＫにより変調する場合の回路の例について図１６を参照して説明する。
【００７８】
図１６は、ＡＳＫにより変調する場合の回路の例を表している。なお、図１６の回路構成の場合の送信装置１の外観の構成は、例えば図１２に示されたものと同一である。
【００７９】
図１６においては、図４に示された回路のボタン電池５４とインバータ７１および７２の間に、スイッチＳ１が付加された構成になっている。従って、スイッチＳ１が、オンされていない場合、インバータ７１および７２には電力が供給されない。結果的に、ＬＣ発振回路は発振せず、人体に誘導電流を発生させない。また、スイッチＳ１がオンされている場合、図４と同様の回路構成となり、ＬＣ発振回路は所定の周波数のＲＦ信号を発生し、人体に誘導電流を発生させる。
【００８０】
この場合、受信装置２の受信部１０１は、ＲＦ信号を受信したか否かに基づいて、ユーザＨがスイッチＳ１を押圧（オン）しているか否かを判定する。
【００８１】
図１６の回路を有する送信装置１のスイッチＳ１のオン・オフ、送信装置１から受信装置２に受信されるＲＦ信号、および受信装置２の受信部１０１から制御部１０４に出力される信号の関係について図１７を参照して説明する。なお、ＡＳＫの場合における、受信部１０１の内部の構成例は、図８に示したものと同一ではない。
【００８２】
図１７において、一番上方の「スイッチ」の記載の右側には、送信装置１のスイッチＳ１が押圧されている（オンされている）区間と、押圧されていない（オフされている）区間が示されている。図１７においては、時刻ｔ０まで、スイッチＳ１はオフされ、時刻ｔ０乃至ｔ１の区間では、スイッチＳ１がオンされ、時刻ｔ１乃至ｔ２の区間では、スイッチＳ１がオフされ、時刻ｔ２乃至ｔ３の区間では、スイッチＳ１がオンされ、時刻ｔ３以降は、スイッチＳ１はオフされている。
【００８３】
図１７において、「ＲＦ信号」の記載の右側には、受信装置２によるＲＦ信号の受信の有無が示されている。すなわち、波形の無い直線の区間は、ＲＦ信号が受信されず、波形のある区間は、ＲＦ信号が受信されている。図１７の位置番下の「出力信号」の右側には、受信部１０１から制御部１０４に出力される出力信号が示されている。
【００８４】
図１７に示されるように、スイッチＳ１が押圧されていない（オフされている）区間、すなわち時刻ｔ０までの区間、時刻ｔ１乃至ｔ２の区間、および時刻ｔ３以降の区間では、ＲＦ信号が受信されず、出力信号のＤＣ電圧は、グラウンドレベルである。それに対して、スイッチＳ１が押圧されている（オンされている）区間、すなわち時刻ｔ０乃至ｔ１の区間、および時刻ｔ２乃至ｔ３の区間では、ＲＦ信号が受信され、出力信号のＤＣ電圧はＶｃｃレベルとなっている。制御部１０４は、受信部１０１から出力される出力信号のＤＣ電圧が、グラウンドレベルの場合、ユーザＨによりスイッチＳ１が押圧されていない（オフされている）と判定し、受信部１０１から出力される出力信号のＤＣ電圧が、Ｖｃｃレベルの場合、ユーザＨによりスイッチＳ１が押圧されている（オンされている）と判定する。
【００８５】
以上のように、ユーザＨがスイッチＳ１を押圧した場合のみ、ＲＦ信号を発生させるようにすることにより、ボタン電池５４の電力の消費量を減少させることが可能となる。
【００８６】
次に、図１８は、受信装置２の、図６とは異なる例を表すブロック図である。図６においては、ジャイロ１０２−１および１０２−２の２個のジャイロを用いて、２軸中心とする回転を検出していた。それに対して、図１８に示された受信装置２においては、２個のジャイロを設ける代わりに、１個のジャイロ２３１および傾きセンサ２３２を設けている。その他の構成は、図６の受信装置２と同様である。
【００８７】
図７において、人体の骨格構造上、矢印１方向に回転（回内および回外）させることは容易であるが、矢印２方向に敏捷に回転させることは、比較的困難である。そこで、図１８の受信装置２においては、ジャイロ２３１により、図７の矢印１方向の回転の角速度を検出し、傾きセンサ２３２により、肘から掌へ向かう線分の傾きを検出する。すなわち、図７に示されたユーザＨの右腕側の前腕を、矢印１のＡ方向に回外させた場合、表示部２４に表示されたカーソル２６を矢印ａ方向に移動させ、ユーザＨの右腕側の前腕を、矢印１のＢ方向に回内させた場合、表示部２４に表示されたカーソル２６を矢印ｂ方向に移動させる。また、ユーザＨの掌と肘を結ぶ線分が、掌側を、より下方向に傾けるように傾斜された場合、表示部２４に表示されたカーソル２６を矢印ｃ方向に移動させ、ユーザＨの掌と肘を結ぶ線分が、肘側を、より下方向に傾けるように傾斜された場合、表示部２４に表示されたカーソル２６を矢印ｄ方向に移動させる。
【００８８】
以上のようにしても良い。
【００８９】
なお、図６に示された受信装置２においても、図１８に示された受信装置２においても、腕に取り付けられた受信装置２の傾きや、回転角によりカーソル２６をコントロールするためには、現在の受信装置２の空間内での位置に対して、キャリブレーションを行う必要がある。すなわち、例えば、図１８の受信装置２の場合、前腕を水平にした場合のみ、カーソルは矢印ｃ方向にも矢印ｄ方向にも移動せず、その場に留まる。しかしながら、ユーザＨが、腕を水平に保つのが困難な場合もありえる。そのような場合に、カーソル２６が、矢印ｃ方向または矢印ｄ方向に勝手に移動しないようにする必要がある。そこで、ユーザＨが任意の角度に前腕を構えて、所定の操作を入力した場合、受信装置２は、その傾斜角度のときにカーソル２６が矢印ｃ方向にも矢印ｄ方向にも移動しないように、キャリブレーションを実行する（例えば、キャリブレーションを実行したとき、表示部２４の中央にカーソル２６を表示させる）。このようにキャリブレーションすることにより、ユーザＨは、楽な体勢で、カーソル２６の表示位置をコントロールすることが可能となる。
【００９０】
なお、キャリブレーションを指示する操作は、例えば、図１４の送信装置１の場合、スイッチ２０１を２回連続で押圧することにより行うようにしても良い。この操作に対応する、２ボタン式マウスの操作は、右ボタンのダブルクリックであるが、現在の標準的な２ボタン式マウスのインタフェースにおいては、右ボタンのクリックでメニュが開く等はあるが、右ボタンのダブルクリックに対しての定義はない。従って、送信装置１のスイッチ２０１を２回連続で押圧することに対して、新しい定義を追加しても、現在の２ボタン式マウスの操作と競合することはない。
【００９１】
ところで、機械式自動巻き腕時計は既知である。これは、図１９に示すように、質量の偏倚をもった回転体２５１と、端方向クラッチ２５２から構成されるもので、腕を振ることで発生した振動が、回転体２５１の回転または往復運動に変換され、その単一方向のみの回転が端方向クラッチ２５２によりゼンマイ２５３に伝えられるものである。このメカニズムにより明らかなように、腕の振動を一方向の回転に容易に変換できる。
【００９２】
そこで、腕の振動を一方向の回転に変換するメカニズムを、受信装置２に適用することも可能である。この場合の受信装置２の外観の構成例を図２０に示す。
【００９３】
図２０において、受信装置２の本体２１には、円形の表示部２４が設けられ、表示部２４内には、アイコン２６１−１乃至２６１−６が表示されている。アイコン２６１−１のみが斜線で示されているが、これは、アイコン２６１−１が反転表示されていることを意味している。ユーザＨが受信装置２を装着している腕を振った場合、図１９に示したのと同様のメカニズムにより、腕の振動が一方向の回転に変換される。そして、その回転に対応して、受信装置２は、反転表示させるアイコンを、アイコン２６１−２、アイコン２６１−３、アイコン２６１−４、アイコン２６１−５、およびアイコン２６１−６の順番で切り替えてゆく。
【００９４】
このようにして、ユーザＨは、所望のアイコンを反転表示させ、その状態で、例えば図１４の送信装置１のスイッチ２１１を２回連続で押圧した場合、受信装置２は、反転表示されているアイコンを選択し、選択されたアイコンに対応する処理を実行する。以上のようにして、アイコンを選択するようにしても良い。
【００９５】
なお、図２０においては、表示部２４を円形とし、アイコン２６１−１乃至２６１−６を円周上に表示させたが、表示部２４は、円形でなくても良く、アイコン２６１−１乃至２６１−６の表示も円周上でなくても良い。すなわち、腕の振動により、予め設定された所定の順序で、アイコンを選択することができれば、表示部２４の形状、およびアイコンの配置はどのような構成でも可能である。
【００９６】
なお、上記の説明においては、腕の振動を一方向の回転に変換するメカニズムを利用しているが、このメカニズムを利用する代わりに、例えば、腕の振動を検出するセンサを利用しても良い。
【００９７】
図２１は、腕の振動を検出する振動検出センサを備えた受信装置２の内部の構成例を表すブロック図である。図２１の受信装置２においては、図４の受信装置２におけるジャイロ１０２−１および１０２−２の代わりに、振動検出センサ２７１が備えられている。また、図４の受信装置２における座標演算部１０３の代わりに、アイコン選択部２７２が備えられる。振動検出センサ２７１は、ユーザＨの腕の振動を検出する。また、アイコン選択部２７２は、振動検出センサ２７１により検出された腕の振動に従って、表示部２４に表示されたアイコン２６１−１乃至２６１−６の中から、予め設定された順番で、反転表示させるアイコンんを選択する。図２１の受信装置２のその他の構成は、図４の受信装置２と同様である。
【００９８】
振動検出センサ２７１の構成を、図２２に示す。図２２において、電圧素子２８１には、上下にそれぞれ電極２８２および電極２８３が取り付けられている。電圧素子２８１は、固定部材２８４を介して、受信装置２内部の基板２８５に取り付けられている。また、電極２８２および電極２８３は、信号検出増幅器２８６に配線されている。電極２８２および電極２８３は、重りとしての機能も有し、ユーザＨが腕を振ると、電極２８２および電極２８３付近に電位が発生し、圧電素子２８１が発電する。電極２８２および電極２８３付近に発生した電位は、信号検出増幅器２８６により増幅され、アイコン選択部２７２に出力される。この出力は、例えば、図２３に示されるような正負のパルスＡとなる。
【００９９】
アイコン選択部２７２は、図２３に示される、パルスＡに基づいて、反転表示させるアイコンを、予め設定された順番で切り替えてゆく。すなわち、アイコン選択部２７２は、振動検出センサ２７１から、１回、パルスが入力されると、予め設定された、次のアイコンを反転表示させるアイコンとして指定する。
【０１００】
アイコン選択部２７２は、反転表示させるアイコンを制御部１０４に通知する。制御部１０４は、アイコン選択部２７２からの通知に基づいて、表示制御部１０６を制御し、表示部２４に反転表示させるアイコンを変更する。
【０１０１】
以上のようにすることにより、ユーザＨは、腕を振ることにより、所望のアイコンを反転表示させ、スイッチ２１１を２回連続で押圧して、反転表示されたアイコンを選択することが可能となる。
【０１０２】
ところで、以上の説明においては、送信装置１の電力は、ボタン電池５４により供給されているが、ボタン電池５４から電力を供給する代わりに、受信装置２から、送信装置１の駆動用の電力を供給するようにしても良い。図２４は、送信装置１に駆動用の電力を供給するようにした受信装置２の内部の構成例を表すブロック図である。
【０１０３】
図２４に示された受信装置２においては、図４に示された受信装置２に、電力供給部３０１が付け加えられている。電力供給部３０１は、抵抗Ｒ、コンデンサＣ、およびコイルＬ（いずれも図示せず）からなり、所定の周波数のＲＦ信号を送信装置１に送信する。送信装置１は、受信装置２から送信されたＲＦ信号をもとに、電力を生成する。
【０１０４】
図２５は、受信装置２から送信されたＲＦ信号を元に電力を生成する送信装置１の回路の例を表す図である。図２５に示された回路は、図４に示された回路のボタン電池５４を消去し、代わりに、コイルＬ２、コンデンサＣ３、コンデンサＣ４、およびダイオードＤ１が付け加えられている。コイルＬ２およびコンデンサＣ３により共振回路が構成され、受信装置２の電力供給部３０１から送信されたＲＦ信号に対応して共振する。なお、コイルＬ２およびコンデンサＣ３による共振回路の共振周波数は、コイルＬ２のインダクタンスおよびコンデンサＣ３のキャパシタンスにより、予め所定の値に設定されている。
【０１０５】
図２６は、図２５の回路の機能ブロック図である。図２６においては、図５の機能ブロック図に、電源生成部３２１が付け加えられている。電源生成部３２１は、図２５のコイルＬ２、コンデンサＣ３、コンデンサＣ４、およびダイオードＤ１により構成され、受信装置２の電力供給部３０１から送信されたＲＦ信号をもとに、送信装置１の駆動用の電力を生成し、生成した電力を、増幅部８２に供給する。増幅部８２は、電力生成部３２１から供給された電力により駆動される。
【０１０６】
以上のようにして、受信装置２から送信装置１に電力を供給するようにしても良い。このようにすることにより、送信装置１のボタン電池５４が不要となり、送信装置１をさらに小型軽量化することが可能となる。
【０１０７】
ところで、以上の説明においては、送信装置１の回路は、ＬＣ発振回路を利用していたが、ＬＣ発振回路の代わりに、ＲＣ発振回路を利用することも勿論可能である。ＲＣ発振回路を利用した場合の送信装置の回路の例を図２７に示す。
【０１０８】
図２７に示された回路は、トランジスタを用いた、一般的な無安定マルチバイブレータに、スイッチＳ１、コンデンサＣ３、電極３５２、および電極３５３が付け加えられた構成である。この送信装置の外観の構成は、図１２の送信装置１と同様である。また、電極３５２および電極３５３は、指の皮膚に接するように配置されている。
【０１０９】
この回路は、所定の周波数のＲＦ信号を発生するが、ユーザＨによりスイッチＳ１がオンされた場合、コンデンサＣ３のキャパシタンスが、コンデンサＣ１のキャパシタンスに並列に加わり、発生するＲＦ信号の周波数が変化する。結果的に、ＬＣ発振回路の場合と同様、スイッチＳ１のオン・オフにそれぞれ対応する信号を、受信装置２に送信することが可能となる。
【０１１０】
なお、図２７は、ＲＣ発振回路の一例であり、その他のＲＣ発振回路でも勿論良い。
【０１１１】
以上、説明したように、本発明によれば、ユーザＨがスイッチをオンにした状態やオフにした状態など、指を静止したままの状態における操作を検出することが可能となる。すなわち、従来のように、加速度を検出するようにした場合、指が動かない状態を検出することはできなかったが、本発明においては、指が静止状態の操作（例えば、スイッチを押し続ける操作）を検出することが可能となる。結果的に、従来と比べて、より多様な操作の入力が可能となる。
【０１１２】
また、送信装置１にスイッチを複数設けるか、または、送信装置１を複数装着することにより、通常のマウスと同様の操作が可能なポインティングデバイスを提供することが可能となる。
【０１１３】
なお、以上の説明においては、受信装置２は、電池１０７により駆動する場合を説明したが、電池１０７の代わり、または電池１０７の補助として、太陽光発電を利用するようにしても良い。
【０１１４】
また、以上の説明においては、送信装置１が装着された手と同側の手首に受信装置２を装着する場合を例にして説明したが、人体を信号伝送路に使用することは公知であり、受信装置２の装着位置は必ずしも手首に限定されるものではない。同一ユーザ上であるならば、受信装置２を体のどこに装着しても、信号検出はほぼ可能である。また、握手などにより、他のユーザと皮膚が接触していれば、他のユーザに装着した受信装置２に対して、送信装置１からＲＦ信号を送信することも可能である。
【０１１５】
なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０１１６】
【発明の効果】
以上の如く、第１の本発明によれば、操作の入力を受け付ける装置をより小型化することができる。
【０１１７】
また、第１の本発明によれば、より多様な操作の入力を受け付けることが可能となる。さらに、第１の本発明によれば、片方の腕だけで、ウェアラブルコンピュータの操作を行わせることができる。
【０１１８】
第２の本発明によれば、小型の装置で、操作の入力を受け付けることが可能となる。
【０１１９】
また、第２の本発明によれば、より多様な操作の入力を受け付けることができる。さらに、第２の本発明によれば、通常の２ボタン式マウスの操作に慣れたユーザに、より直感的に操作させることが可能となる。
【０１２０】
第３の本発明によれば、小型の装置で、操作の入力を受け付けることが可能となる。
【０１２１】
また、第３の本発明によれば、より多様な操作の入力を受け付けることができる。さらに、第２の本発明によれば、通常の２ボタン式マウスの操作に慣れたユーザに、より直感的に操作させることが可能となる。
【０１２２】
第４の本発明によれば、操作の入力を受け付ける装置をより小型化することができる。
【０１２３】
また、第４の本発明によれば、より多様な操作の入力を受け付けることが可能となる。さらに、第１の本発明によれば、片方の腕だけで、ウェアラブルコンピュータの操作を行わせることができる。また、第４の本発明によれば、電力の消費量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の情報処理システムの構成例を示す図である。
【図２】図１の受信装置の外観の構成を説明する図である。
【図３】図１の送信装置の内部の構造を示す図である。
【図４】図１の送信装置の回路の構成例を示す図である。
【図５】図４の回路の機能ブロック図である。
【図６】図１の受信装置の内部の構成例を示すブロック図である。
【図７】カーソルの操作を説明する図である。
【図８】図６の受信部の内部の構成例を示すブロック図である。
【図９】ユーザの操作、受信装置により受信されるＲＦ信号、および受信部から出力される信号の関係を説明する図である。
【図１０】図８の受信増幅部を構成する回路の例を示す図である。
【図１１】受信装置の判定処理を説明するフローチャートである。
【図１２】図１とは異なる送信装置の外観の構成例を示す図である。
【図１３】図１２の送信装置の回路の例を示す図である。
【図１４】図１および図１２とは異なる送信装置の外観の構成例を示す図である。
【図１５】図１４の送信装置の回路の例を示す図である。
【図１６】送信装置の回路の例を示す他の図である。
【図１７】図１６の回路を有する送信装置の場合における、ユーザの操作、受信装置により受信されるＲＦ信号、および受信部から出力される信号の関係を説明する図である。
【図１８】図１の受信装置の内部の構成例を示す他のブロック図である。
【図１９】腕の振動に基づいたアイコンの選択を説明する図である。
【図２０】受信装置の外観の構成例を示す他の図である。
【図２１】図２０の受信装置の内部の構成例を示すブロック図である。
【図２２】図２１の振動検出センサの構造を示す図である。
【図２３】振動検出センサから出力されるパルスの例を示す図である。
【図２４】図１の受信装置の内部の構成例を示す、さらに他のブロック図である。
【図２５】図１の送信装置の回路の他の例を示す図である。
【図２６】図２５の回路の機能ブロック図である。
【図２７】図１の送信装置の回路の、さらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 送信装置， ２ 受信装置， ２１ 本体， ２２ ベルト， ２３ 操作部， ２４ 表示部， ２５−１乃至２５−４ アイコン， ２６ カーソル， ５１ 指輪状部材， ５２ コイル， ５３ ＩＣ部， ５４ ボタン電池， ７１，７２ インバータ， ７３，７４ 電極， ８１ 発振部， ８２ 増幅部， ８３ カップリング部， １０１ 受信部， １０２−１，１０２−２ ジャイロ， １０３ 座標演算部， １０４ 制御部， １０５ 記憶部，１０６ 表示制御部， １０７ 電池， １４１ 受信電極， １４２ 受信増幅部， １４３ コンパレータ， １４４ ＰＬＬ部， ２０１，２１１ スイッチ， ２３２ 傾きセンサ， ２６１−１乃至２６１−６ アイコン， ２７１ 振動検出センサ， ３０１ 電力供給部， ３２１ 電力生成部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an information processing system, a transmitting device, and a receiving device, and more particularly, to an information processing system, a transmitting device, and a receiving device that enable input of more various operations.
[0002]
[Prior art]
At present, commercialization of small wearable computers has begun to be realized. Normally, a general-purpose personal computer receives input of an operation from a user using a keyboard or a mouse (pointing device), but a small wearable computer receives an input of an operation of the user in order to make it more portable. There is a demand for smaller and lighter input devices.
[0003]
As an input method for inputting an operation from a user, it has been proposed to use the movement of a finger. For example, a ring on which an acceleration sensor is attached is fitted to the user's finger, and the movement of the finger is detected by the acceleration sensor. In addition, there is a writing ring for recognizing drawn characters and figures (for example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, in addition to a ring to which an acceleration sensor is attached, a signal processing unit that receives a signal from the ring and recognizes a movement of a user's finger is provided. Then, the acceleration signal detected by the acceleration sensor attached to the ring is transmitted from the ring to the signal processing unit, and the movement of the finger is recognized in the signal processing unit. In Patent Document 1, the acceleration signal is transmitted from the ring to the signal processing unit by “wireless or infrared light”.
[0004]
Further, as an input device for inputting an operation from a user, there is an input device that detects vibration caused by a tap of a fingertip. For example, when five transmission modules to which impact sensors are attached are attached to the bases of each finger, and the user performs a key-pressing operation (tap) with a fingertip on an arbitrary supporting surface such as a desk, the finger touches. There is a wearable keyboard device that identifies a finger that has been hit from a shock (acceleration) generated at the base (Patent Document 2). In Patent Document 2, in addition to the transmission module, a reception module that receives an impact signal (a signal detected by an impact sensor) transmitted from the transmission module is mounted on a wrist, and a human body is used for a signal transmission path. Thus, the transmission of the shock signal from the transmission module to the reception module is performed.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-271506 (page 3, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-10-229357 (pages 7, 8, 14 to 18, FIGS. 1 to 3, 25 to 29)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional input device of a wearable computer, since the movement of a finger is detected by an acceleration sensor (shock sensor), there is a problem that it can be detected only at the moment when the finger moves.
[0007]
Therefore, for example, it is not possible to detect an input of an operation in a state where the finger is still, such as keeping the button pressed, and as a result, there is a problem that the types of operations that can be input are limited. .
[0008]
The present invention has been made in view of such a situation, and has as its object to enable input of more various operations.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the first information processing system of the present invention, the transmitting device generates an RF signal of a second frequency different from the first frequency by contacting or coupling with the first frequency or a part of a human body. Generating means, and transmitting means for transmitting the RF signal generated by the generating means via a transmission path, wherein the receiving device receives the RF signal transmitted from the transmitting device via the human body; and And specifying means for specifying an operation input to the transmitting device by the user based on the frequency of the RF signal received by the receiving means.
[0010]
Here, a part of the human body that contacts or couples with the generating means, and a part of the human body that receives the output of the transmitting means, when they completely match, when they partially overlap, when one includes the other, completely May be different. These can be selected appropriately according to the use of the system.
[0011]
The transmitting device according to the present invention includes: a generating unit that generates an RF signal of a second frequency different from the first frequency by contacting or coupling with a first frequency or a part of a human body; And transmitting means for transmitting the generated RF signal via a transmission path.
[0012]
The transmitting device may be mounted on a first finger of the user via a ring-shaped member.
[0013]
The generating means includes an LC oscillation circuit, and the ring-shaped member has a coil wound so as not to be in contact with the first finger, and at least a part of the coil is the first ring. It can be arranged on the outer surface of the ring-shaped member so that it can be contacted by a second finger different from the finger.
[0014]
With a second finger different from the first finger, accepting means for accepting an input of the operation from the user is further provided, and the generating means, according to the operation whose input is accepted by the accepting means, The RF signal may be generated.
[0015]
The receiving means includes a first switch provided on an outer surface of the ring-shaped member, and the generating means includes a first switch for the first frequency when the first switch is not operated. The method may include generating the RF signal and generating the RF signal at the second frequency when the first switch is operated.
[0016]
The receiving means includes a first switch provided on an outer surface of the ring-shaped member, and a second switch different from the first switch, and the generating means includes the first switch. Generating the RF signal at the first frequency when neither the switch nor the second switch is operated, and generating the RF signal at the second frequency when the first switch is operated. Is generated, and when the second switch is operated, the RF signal having a third frequency different from any of the first frequency and the second frequency can be further generated.
[0017]
The receiving device of the present invention includes a receiving unit that receives an RF signal transmitted by coupling the transmitting device to a user's finger, and a user input to the transmitting device based on a frequency of the RF signal received by the receiving unit. Specifying means for specifying an operation.
[0018]
The receiving means receives the RF signal of a first frequency or a second frequency, and outputs an output signal of a first DC voltage when the frequency of the RF signal is the first frequency; When the frequency of the RF signal is the second frequency, an output signal of a second DC voltage different from the first DC voltage is output, and the specifying unit outputs the output signal output by the receiving unit. Is the first DC voltage or the second DC voltage, the user can specify the operation input to the transmitting device.
[0019]
Display means for displaying information may be further provided.
[0020]
An angular velocity detecting means for detecting the angular velocity of the receiving device may be further provided, and the display means may display a cursor corresponding to the angular velocity detected by the angular velocity detecting means.
[0021]
An inclination detecting means for detecting an inclination of the receiving device may be further provided, and the display means may display a cursor corresponding to the inclination detected by the inclination detecting means.
[0022]
The display means displays a plurality of icons, and detects vibration applied to the receiving device; and a plurality of icons corresponding to the vibration detected by the vibration detection means. Therefore, it is possible to further provide a selecting means for selecting one icon.
[0023]
According to a second information processing system of the present invention, the transmission device includes: a generation unit configured to generate an RF signal of a predetermined frequency when a switch installed on the transmission device is turned on by a user; Transmitting means for coupling the transmitted RF signal to a user's finger and transmitting the received RF signal, the receiving apparatus receiving the RF signal transmitted from the transmitting apparatus via a human body, and receiving the RF signal by the receiving means. And a determination unit for determining that the switch is turned on when the signal is received, and determining that the switch is turned off when the RF signal is not received.
[0024]
In the first information processing system according to the first aspect of the invention, in the transmitting device, an RF signal of a second frequency different from the first frequency is generated by contacting or coupling with the first frequency or a part of a human body. The generated and generated RF signal is transmitted through a transmission line, and the receiving device receives the RF signal transmitted from the transmitting device through the human body, and based on the frequency of the received RF signal, Is input to the transmitting device.
[0025]
In the transmission device of the present invention, an RF signal of a second frequency different from the first frequency is generated by contacting or coupling with a first frequency or a part of a human body, and the generated RF signal Is transmitted via the transmission path.
[0026]
In the receiving device of the present invention, the RF signal transmitted by coupling the transmitting device to the user's finger is received, and the operation input to the transmitting device by the user is specified based on the frequency of the received RF signal. .
[0027]
In the second information processing system of the present invention, in the transmitting device, when a switch installed on the transmitting device is turned on by a user, an RF signal of a predetermined frequency is generated, and the generated RF signal is In the receiving device, the RF signal transmitted from the transmitting device through the human body is received, and when the RF signal is received, it is determined that the switch is turned on. If no RF signal is received, it is determined that the switch is off.
[0028]
The present invention can be applied to a wearable computer.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration example of an information processing system to which the present invention is applied.
[0030]
In the information processing system of FIG. 1, a ring-type transmitting device 1 is mounted on the index finger (forefinger) of the user H, and a wristwatch-type receiving device 2 is mounted on the wrist. A coil is wound around the cylindrical ring-shaped member of the transmission device 1. The user H can input an operation by touching the coil with the thumb (thumb). The transmitting device 1 generates different signals depending on whether the thumb is touching the coil or not, and transmits the operation signal to the receiving device 2. In the following description, a state in which the user H is touching the coil (operation) is “on”, and a state in which the user H is not touching the coil (operation) is “off”. The receiving device 2 receives the operation signal from the transmitting device 1 and specifies an operation (on or off) of the user H corresponding to the operation signal.
[0031]
Note that a human body (user H) is used as a transmission path of the operation signal from the transmission device 1 to the reception device 2. The present applicant discloses in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-170215 a signal transmission method for transmitting a signal from a transmitting device to a receiving device using a human body as a transmission path. In the present invention, the same signal transmission method is used. According to the method, an operation signal is transmitted from the transmitting device 1 to the receiving device 2 (a detailed description will be given later).
[0032]
The receiving device 2 is a so-called wearable computer. FIG. 2 shows a display example of a screen of the receiving device 2. 2, the main body 21 of the receiving device 2 has upper and lower ends connected to belts 22-1 and 22-2, respectively, and is attached to the arm of the user H via the belts 22-1 and 22-2. Is done. On the side surface of the main body 21, operation units 23-1 and 23-2 for receiving operations such as pressing and rotating from the user H are provided. Further, the main body 21 is provided with a display unit 24 constituted by an LCD (Liquid Crystal Display). The display unit 24 displays various information in accordance with an operation from the user H. In FIG. 2, for example, icons 25-1 to 25-3 and a cursor 26 are displayed.
[0033]
In the following description, each of the operation units 23-1 and 23-2 is collectively referred to as an operation unit 23 when it is not necessary to distinguish them individually. When it is not necessary to distinguish each of the icons 25-1 to 25-4, the icons 25-1 to 25-4 are collectively referred to as an icon 25.
[0034]
The user H can control the display position of the cursor 26 by rotating or tilting the forearm on which the receiving device 2 is mounted. For example, when the user H wants to select the icon 25-1, the user moves the cursor 26 over the icon 25-1, touches the coil wound around the ring-shaped member of the transmission device 1 with the thumb, and thereby displays the icon 25-1. Can be selected. At this time, the operation information “ON” is transmitted from the transmission device 1 to the reception device 2, and the reception device 2 displays the icon on which the cursor 26 is superimposed and displayed at that time based on the operation information “ON”. 25-1 is selected, and the process associated with the icon 25-1 is executed.
[0035]
Next, FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the transmission device 1. In FIG. 3, the transmission device 1 supplies a cylindrical ring-shaped member 51, a coil 52 wound on the ring-shaped member 51, an IC unit 53 including circuit components other than the coil 52, and power. It is composed of a button battery 54. Note that, as shown in FIG. 3, the inner surface of the tube of the ring-shaped member 51 is defined as an inner surface, and the outer surface of the tube is defined as an outer surface. The ring-shaped member 51 is formed of an insulating member. The coil 52 is wound on the outer surface of the ring-shaped member 51. Although not shown in FIG. 3, electrodes 73 and 74 (both shown in FIG. 4) are arranged on the inner surface side of the ring-shaped member 51 so as to be in contact with the skin of the index finger of the user H.
[0036]
The ring-shaped member 51, the coil 52, the IC unit 53, and the button battery 54 shown in FIG. 3 are molded (covered) with, for example, plastic or the like, as shown in FIG. Be attached. By doing so, the circuit can be prevented from being damaged. Further, even the user H who is allergic to metal can use it. Further, it is possible to prevent an erroneous operation due to a finger other than the thumb, such as the middle finger, touching the coil 52. However, a part of the coil 52 on the thumb side is exposed without being molded. Thus, the operation can be input by touching the coil 52 with the thumb. The coil 52 itself is an insulated wire such as a formal wire, and the fact that the coil 52 is exposed does not mean that the metal is directly exposed. The electrodes 73 and 74 need not be in contact with the skin of the user H, and may be sandwiched by a thin insulator as long as the capacitor coupling can be realized.
[0037]
Next, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit of the transmission device 1. In FIG. 4, the negative side of the button battery 54 is connected to the ground. The positive side of the button battery 54 is connected to the inverter 71 and the inverter 72. The other ends of the inverter 71 and the inverter 72 on the side to which the button battery 54 is connected are connected to the ground. The output side of the inverter 71 is connected to the inverter 72 and the resistor R1. The resistor R1 is connected to the coil L1 and the capacitor C2. One of the capacitors C2 is connected to the ground. One of the capacitors C1 is connected to the ground, and the other is connected to the coil L1 and the input side of the inverter 71. One of the coils L1 is connected to the resistor R1 and the capacitor C2, and the other is connected to the capacitor C1 and the input side of the inverter 71. The coil L1 is the same coil as the coil 52 of FIG. 3 (hereinafter, referred to as a coil L1 in the description of the circuit). The electrode 73 is connected to the output side of the inverter 72. The electrode 74 is connected to the ground. Electrode 73 and electrode 74 are connected via a human body (not shown).
[0038]
In the circuit of FIG. 4, the inverter 71 and the inverter 72 are driven by being supplied with power from the button battery 54, and operate as amplifiers. That is, the signal input from the input side of the inverter 71 is inverted and amplified by the inverter 71 and output, and further inverted and amplified by the inverter 72 and output. Between the electrodes 73 and 74, signals are capacitively coupled to the human body. Note that coupling means generating a high-frequency AC electric field to generate an induced current in a human body. The generated induced current is detected by the receiving device 2. That is, the receiving device 2 detects the induced current as an operation signal. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-170215, transmission of a signal from the transmission device 1 to the reception device 2 is performed using a human body and an electrostatic magnetic field as a transmission path.
[0039]
In the circuit of FIG. 4, the coil L1, the capacitor C1, and the capacitor C2 form an LC oscillation circuit. In this LC oscillation circuit, the oscillation frequency is determined by the inductance of the coil L1 and the capacitance of the capacitor C1, and if the capacitance of the capacitor C1 is changed, the oscillation frequency changes. Since the human body can be considered as a capacitor having capacitance, when the transmitting device 1 is mounted on the index finger and the part of the coil L1 (that is, the coil 52) is touched with the thumb, the capacitance of the capacitor C1 is parallelized. The capacitance of the human body is added. As a result, the frequency of the LC oscillation circuit decreases. In the following description, the frequency when the thumb does not touch the coil L1 is f1 and the frequency when the thumb touches the coil L1 is f2.
[0040]
A coil L1 having an inner diameter of 19 mm and an inductance of 400 μH, capacitors C1 and C2 having a capacitance of 51 pF are used, and 74HC04 manufactured by Texas Instruments is used as the inverters 71 and 72. The power supply voltage Vcc of the button battery 54 is 2 V (volt). As a result, the circuit of FIG. 4 oscillated at a frequency of about 660 kHz. In addition, it was confirmed that when the part of the coil L1 (that is, the coil 52) is touched with the thumb, the capacitance of the human body is added to the capacitor C1, and the frequency is reduced to approximately 640 kHz. There is a difference of about 660-640 = 20 kHz between the case where the thumb L does not touch the part of the coil L1 (that is, the coil 52), and the difference is large enough to be detected in the receiver 2. It is.
[0041]
The ground in the circuit of FIG. 4 is coupled to the ground of the receiving device 2 by an electrostatic magnetic field in space.
[0042]
Next, FIG. 5 shows a functional block diagram of the circuit of FIG. In FIG. 5, the oscillating unit 81 is configured by the coil L1, the capacitor C1, and the capacitor C2 shown in FIG. Accordingly, an RF (Radio Frequency) signal of a corresponding frequency (f1 or f2) is generated. The RF signal oscillated by the oscillator 81 is input to the amplifier 82.
[0043]
The amplifying unit 82 includes the inverter 71 and the inverter 72 shown in FIG. The amplifier 82 is driven by the power supplied from the button battery 54, amplifies the RF signal oscillated by the oscillator 81, and outputs the RF signal to the coupling unit 83.
[0044]
The coupling unit 83 includes the electrode 73 and the electrode 74 of FIG. 4, and couples the RF signal amplified by the amplification unit 82 to the user H's human body.
[0045]
As described above, each element of the functional block diagram described in FIG. 5 can be configured by the circuit shown in FIG. 4, but the circuit shown in FIG. 4 is an example, and the present invention is applied to FIG. It is not meant to be limited to the circuits shown. That is, a circuit other than the circuit shown in FIG. 4 may be used as long as the function as shown in FIG. 5 can be realized.
[0046]
Next, FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of the reception device 2. 6, the receiving unit 101 receives an induced current (operation signal) generated in the human body by the coupling unit 83 of the transmission device 1, and performs an operation (on or off) of the user H corresponding to the induced current (operation signal). ) Is specified, and on / off operation information is transmitted to the control unit 104. The detailed description of the receiving unit 101 will be described later with reference to FIGS.
[0047]
In FIG. 6, gyros 102-1 and 102-2 are ceramic-type vibrating gyros, and detect angular velocities of rotational operations around different axes. The angular velocity of the rotational operation detected by the gyro 102-1 and the gyro 102-2 will be described with reference to FIG.
[0048]
FIG. 7 illustrates the receiving device 2 mounted on the right arm of the user H. In FIG. 7, the user H can move the cursor 26 in the corresponding direction by rotating the forearm in the direction of arrow 1. That is, when the user H has caused the forearm to protrude in the direction of arrow A, the cursor 26 moves in the display unit 24 in the direction of arrow a, and when the user H has caused the forearm to prone in the direction of arrow B, The cursor 26 moves within the display unit 24 in the direction of arrow b. In FIG. 7, the user H can move the cursor 26 in the corresponding direction by rotating the forearm in the direction of arrow 2. That is, when the user H rotates the forearm in the direction of the arrow C, the cursor 26 moves within the display unit 24 in the direction of the arrow c, and when the user H rotates the forearm in the direction of the arrow D, the cursor 26 moves. Moves in the display section 24 in the direction of arrow d.
[0049]
Therefore, the gyro 102-1 detects the angular velocity of rotation in the direction of arrow 1, and the gyro 102-2 detects the angular velocity of rotation in the direction of arrow 2. That is, the gyro 102-1 and the gyro 102-2 detect the angular velocity of rotation about axes orthogonal to each other. The gyros 102-1 and 102-2 detect the angular velocity of rotation, and transmit a corresponding signal to the coordinate calculation unit 103. The coordinate calculation unit 103 calculates coordinates (x, y) for displaying the cursor 26 in the display unit 24 based on the signal corresponding to the angular velocity of rotation received from the gyros 102-1 and 102-2, The coordinates are notified to the control unit 104. Note that another gyro may be provided to detect the angular velocity of the three-axis rotation.
[0050]
The control unit 104 controls the operation of each unit of the reception device 2 according to the program read from the storage unit 105, the operation information as a DC (Direct Current) voltage received from the reception unit 101, and the operation information from the operation unit 23. I do. The control unit 104 controls the display control unit 106 in accordance with, for example, the notification of the coordinates from the coordinate calculation unit 103, and displays the cursor 26 at the corresponding coordinates on the display unit 24. In addition, the control unit 104 specifies an operation input to the transmission device 1 by the user based on operation information (DC voltage) from the reception unit 101, and executes a corresponding process.
[0051]
The storage unit 105 stores various programs for controlling the receiving device 2. The storage unit 105 also stores necessary information as appropriate according to the operation being performed. The display control unit 106 controls display of an image on the display unit 24 according to a command from the control unit 104. The battery 107 supplies power to each unit of the receiving device 2.
[0052]
Next, FIG. 8 illustrates an example of an internal configuration of the receiving apparatus 101. In FIG. 8, the receiving electrode 141 is disposed so as to be in contact with the skin of the user H. The reception amplification unit 142 amplifies the operation signal received via the reception electrode 141 and transmits the operation signal to the comparator 143. Note that it is desirable that the reception amplifying unit 142 be configured to selectively amplify the frequencies f1 and f2 generated by the transmission device 1, such as a tuning amplifier, for example.
[0053]
The comparator 143 saturates and amplifies the amplified operation signal received from the reception amplification section 142 and transmits the operation signal to the PLL section 144. The PLL unit 144 performs FM demodulation on the signal received from the comparator 143, converts the signal into a DC voltage corresponding to the reception frequency, and transmits the DC voltage to the control unit 104. FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between an operation signal transmitted from the transmission device 1 and a DC voltage output from the PLL unit 144.
[0054]
In FIG. 9, “non-contact” and “contact” are described at the uppermost portion, and this is a section where “non-contact” is a section where the thumb is not touching the coil L1 of the transmission device 1. The “contact” section indicates a section in which the thumb touches the coil L1 of the transmission device 1. In FIG. 9, the thumb touches the coil L1 in a section between time t0 and time t1. In FIG. 9, the RF signal of two frequencies f1 and f2 received via the reception electrode 141 is shown on the right side of the description of “RF signal”. In FIG. 9, the DC voltage of the signal output from the PLL unit 144 is shown on the right side of the description of “output signal”.
[0055]
As shown in FIG. 9, for example, when the frequency of the received signal is f1 (when the thumb is not touching the coil L1), the PLL unit 144 outputs a voltage of the power supply voltage Vcc level, and outputs the frequency of the received signal. Is f2 (when the thumb is touching the coil L1), a ground-level voltage is output. Note that the relationship between the frequency of the received signal and the DC voltage output from the PLL unit 144 may be, of course, the opposite relationship as described above.
[0056]
As can be seen from FIG. 9, in this example, a signal is transmitted from the transmitting device 1 to the receiving device 2 by FSK (Frequency Shift Keying).
[0057]
Next, FIG. 10 illustrates an example of a circuit of the reception amplification unit 142. In FIG. 10, one end of a resistor R1 is connected to a power supply voltage Vcc, and the other end is connected to a resistor R2 and a resistor R3. The resistor R2 has one end connected to the ground and the other end connected to the resistors R1 and R3. The resistor R3 has one end connected to the resistors R1 and R2, and the other end connected to the input side of the inverter 161. A receiving electrode 141 is also connected to the input side of the inverter 161. The output side of the inverter 161 is connected to the input side of the inverter 162. The output side of the inverter 162 is connected to the comparator 143.
[0058]
As the inverters 161 and 162, for example, 74HC04 manufactured by Texas Instruments can be used. The resistors R1 and R2 apply a predetermined bias to the input of the inverter 161. The resistance R3 prevents the input impedance of the inverter 161 from being reduced. The inverter 162 is a buffer and can be omitted. In the example of FIG. 10, a filter corresponding to the operation signal input from the reception electrode 141 is omitted, but an appropriate filter can be used as necessary. As this filter, a tuning circuit composed of a coil and a capacitor can of course be used.
[0059]
Next, with reference to the flowchart of FIG. 11, the determination process of the reception device 2, that is, the determination process of the DC voltage from the reception unit 101 will be described.
[0060]
The control unit 104 of the reception device 2 constantly monitors the voltage of the output signal from the reception unit 101. In step S1, the voltage of the output signal from the reception unit 101 is equal to or higher than a predetermined voltage. It is determined whether or not. For example, when the DC voltage is a binary value of the power supply voltage Vcc level or the ground level, Vcc / 2 is set in advance as a reference voltage, and the control unit 104 sets the voltage of the output signal from the receiving unit 101 to Vcc / It is determined whether or not it is two or more. As a result, when the voltage of the output signal from the receiving unit 101 is equal to or higher than the reference value Vcc / 2, the process proceeds to step S2.
[0061]
In step S2, the control unit 104 determines that it is in the off state (the thumb is not touching the coil L1). Thereafter, the process returns to step S1, and the processes after step S1 are repeatedly executed.
[0062]
If the control unit 104 determines in step S1 that the voltage of the output signal from the receiving unit 101 is not higher than the reference value Vcc / 2 (less than the reference value), the process proceeds to step S3. In step S3, the control unit 104 determines that it is in the ON state (the thumb is touching the coil L1). Thereafter, the process returns to step S1, and the processes after step S1 are repeatedly executed.
[0063]
By repeating the above processing, the receiving device 2 can determine the operation input by the user H in real time. If it is determined in step S2 that the switch is off, or if it is determined that the switch 104 is on in step S3, the control unit 104 executes a process corresponding to an off or on operation.
[0064]
In the above, an example in which the capacitance of the human body is added in parallel to the capacitor C1 has been described, but a capacitor instead of the capacitance of the human body may be further provided. FIG. 12 shows a configuration example of the appearance of the transmission device 1 in this case, and FIG. 13 shows a circuit example.
[0065]
In the transmitting device 1 of FIG. 12, a switch 201 including an electrical switch such as a membrane switch is provided at a position where the switch can be pressed by a thumb. Although the illustration of the receiving device 2 is omitted in FIG. 12, the receiving device 2 is, of course, actually mounted on the wrist.
[0066]
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a circuit of the transmission device 1 in FIG. The circuit shown in FIG. 13 has a configuration in which a capacitor C3 and a switch S1 are added to the circuit shown in FIG. The switch S1 is the same as the switch 201 in FIG. In FIG. 13, one end of the switch S1 is connected to the ground, and the other end is connected to the capacitor C3. One end of the capacitor C3 is connected to the switch S1, and the other end is connected to the capacitor C1, the coil L1, and the input side of the inverter 71. When the user H presses the switch 201 (that is, the switch S1) to turn on the switch, the capacitor C3 is connected in parallel with the capacitor C1. As a result, the capacitance of the capacitor C3 is added to the capacitance of the capacitor C1, and the same effect as when the capacitance of the human body is added can be obtained. That is, when the user H presses the switch 201, the frequency of the LC oscillation circuit decreases.
[0067]
12 and 13, unlike the capacitance of the human body, the capacitance of the capacitor C3 can be set arbitrarily. Therefore, the frequency shift of the oscillation frequency of the LC oscillation circuit can be set arbitrarily by the designer. Further, it is possible to mold the entire transmission device 1 with plastic so that the user H does not touch the metal portion at all.
[0068]
By the way, the selection range of the frequency of the RF signal generated by the LC oscillation circuit is very wide, and can be freely set from about several tens kHz to about several MHz. Therefore, it is possible to install a plurality of switches in one transmission device 1 and cause the transmission device 1 to generate signals of a plurality of different frequencies. In addition, it is possible to attach a plurality of transmitting devices 1 to a plurality of fingers and simultaneously receive operations from the user H.
[0069]
Therefore, an example in which a plurality of switches are provided will be described next with reference to FIGS.
[0070]
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of an external appearance of the transmission device 1 including two switches. In FIG. 14, the transmission device 1 shown in FIG. The switch 211 is located at a position where it can be pressed by the thumb, and is spaced apart from the switch 201 so as not to be mistakenly pressed. Although the illustration of the receiving device 2 is omitted in FIG. 14, the receiving device 2 is, of course, actually mounted on the wrist.
[0071]
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a circuit of the transmission device 1 in FIG. The circuit shown in FIG. 15 has a configuration in which a capacitor C4 and a switch S2 are added to the circuit shown in FIG. The switch S2 is the same as the switch 211 in FIG. In FIG. 15, one end of the switch S2 is connected to the ground, and the other end is connected to the capacitor C4. The capacitor C4 has one end connected to the switch S2 and the other end connected to the capacitor C3, the capacitor C1, the coil L1, and the input side of the inverter 71. When the user H presses the switch 211 (that is, the switch S2) to turn on the switch, the capacitor C4 is connected in parallel with the capacitor C1. As a result, the capacitance of the capacitor C4 is added to the capacitance of the capacitor C1, and the same effect as when the capacitance of the human body is added can be obtained. That is, when the user H presses the switch 211, the frequency of the LC oscillation circuit decreases. 13, when the user H presses the switch 201 (that is, the switch S1) to turn on the switch, the capacitor C3 is connected in parallel with the capacitor C1. As a result, the capacitance of the capacitor C3 is added to the capacitance of the capacitor C1, and the same effect as when the capacitance of the human body is added can be obtained. That is, when the user H presses the switch 201, the frequency of the LC oscillation circuit decreases.
[0072]
Note that the capacitors C3 and C4 have different capacitances. By doing so, the amount of decrease in the frequency of the LC oscillation circuit can be made different between when the switch 201 is pressed and when the switch 211 is pressed. As a result, the receiving device 2 can determine whether the switch 201 is pressed or the switch 211 is pressed based on the frequency of the received signal. Accordingly, in this case, in the receiving unit 101 of the receiving device 2, the frequency f1 of the LC oscillation circuit when the user H does not press any of the switch 201 and the switch 211, and the LC oscillation when the switch 201 is pressed. Discrimination circuits for discriminating between the frequency f2 of the circuit and the frequency f3 of the LC oscillation circuit when the switch 211 is pressed are provided by the number of frequencies to be discriminated. Instead of providing as many discriminating circuits as the number of frequencies to be discriminated, the discriminating circuits may be switched at a high speed corresponding to each of the predetermined frequencies to be discriminated.
[0073]
As described above, the transmitting device 1 is provided with two switches, and the receiving device 2 can determine which switch has been pressed. An operation similar to that of a two-button mouse (pointing device) can be performed. That is, for example, by associating the pressing of the switch 201 with a right click of a normal mouse and the pressing of the switch 211 with a left click of a normal mouse, the user H can display the cursor displayed on the display unit 24. 26 can be moved to a desired position by moving the arm, and the switch 201 or the switch 211 can be pressed to select an icon or the like.
[0074]
Note that a single click on the mouse corresponds to pressing the switch 201 (211) once, and a double click on the mouse corresponds to pressing the switch 201 (211) twice in succession. Therefore, for example, when selecting a certain icon 25, it is possible to activate the application associated with the icon 25 by moving the cursor over the icon 25 and pressing the switch 211 twice in succession. Also, when the display position of a certain icon 25 is moved, the cursor 26 is moved to a desired icon 25, and the cursor 26 is moved while pressing the switch 211, in a manner similar to a normal mouse operation. , Drag and drop can be realized.
[0075]
As described above, by providing the transmission device 1 with two switches, the transmission device 1 and the reception device 2 can have the same function as the mouse. Therefore, for a user who is accustomed to operating the two-button mouse, more intuitive operation is possible. When the transmitting device 1 is mounted on the right hand, the receiving device 2 is mounted on the right arm wrist, and when the transmitting device 1 is mounted on the left hand, the receiving device 2 is mounted on the left arm wrist. That is, the transmitting device 1 and the receiving device 2 are mounted on the upper limb on the same side. By doing so, it is possible to operate the receiving device 2 (wearable computer) with only one arm.
[0076]
Instead of providing two switches in one transmission device 1, two transmission devices 1 in FIG. 1 or two transmission devices 1 in FIG. 12 may be attached to a finger. In the above, the case where two switches are provided in the transmission device 1 has been described. However, an arbitrary number of switches that can be installed in the transmission device 1 may be provided on the transmission device 1.
[0077]
By the way, in the above description, the ON / OFF operation of the user H is modulated into a signal by the modulation method for converting the frequency, that is, FSK. However, the user H is not ASK (Amplitude Shift Keying) but ASK. May be modulated into a signal. Next, an example of a circuit in the case of performing modulation by ASK will be described with reference to FIG.
[0078]
FIG. 16 shows an example of a circuit in the case of performing modulation by ASK. The external configuration of the transmitting device 1 in the case of the circuit configuration of FIG. 16 is the same as that shown in FIG. 12, for example.
[0079]
In FIG. 16, a switch S1 is added between the button battery 54 and the inverters 71 and 72 of the circuit shown in FIG. Therefore, when switch S1 is not turned on, power is not supplied to inverters 71 and 72. As a result, the LC oscillation circuit does not oscillate and does not generate an induced current in the human body. When the switch S1 is turned on, the circuit configuration is the same as that of FIG. 4, and the LC oscillation circuit generates an RF signal of a predetermined frequency to generate an induced current in the human body.
[0080]
In this case, the receiving unit 101 of the receiving device 2 determines whether or not the user H has pressed (turned on) the switch S1 based on whether or not the RF signal has been received.
[0081]
Relation between ON / OFF of switch S1 of transmitting apparatus 1 having the circuit of FIG. 16, RF signal received from transmitting apparatus 1 to receiving apparatus 2, and signal output from receiving section 101 of receiving apparatus 2 to control section 104 Will be described with reference to FIG. Note that, in the case of ASK, an example of the internal configuration of the receiving unit 101 is not the same as that shown in FIG.
[0082]
In FIG. 17, a section where the switch S1 of the transmitting device 1 is pressed (turned on) and a section where the switch S1 of the transmitter 1 is not pressed (turned off) are shown on the right side of the uppermost “switch”. It is shown. In FIG. 17, the switch S1 is turned off until time t0, the switch S1 is turned on in the section from time t0 to t1, the switch S1 is turned off in the section from time t1 to t2, and the switch S1 is turned on in the section from time t2 to t3. , Switch S1 is turned on, and after time t3, switch S1 is turned off.
[0083]
In FIG. 17, the presence or absence of the reception of the RF signal by the receiving device 2 is shown on the right side of the description of the “RF signal”. That is, an RF signal is not received in a straight section without a waveform, and an RF signal is received in a section with a waveform. The output signal output from the receiving unit 101 to the control unit 104 is shown on the right side of the “output signal” at the bottom of the position in FIG.
[0084]
As shown in FIG. 17, in a section where the switch S1 is not pressed (turned off), that is, in a section until time t0, in a section from time t1 to t2, and in a section after time t3, the RF signal is received. Instead, the DC voltage of the output signal is at the ground level. On the other hand, in the section in which the switch S1 is pressed (turned on), that is, in the section from time t0 to t1, and in the section from time t2 to t3, the RF signal is received, and the DC voltage of the output signal becomes Vcc level. It has become. When the DC voltage of the output signal output from the receiving unit 101 is at the ground level, the control unit 104 determines that the switch S1 is not pressed (turned off) by the user H, and is output from the receiving unit 101. When the DC voltage of the output signal is at the Vcc level, it is determined that the switch S1 is pressed (turned on) by the user H.
[0085]
As described above, it is possible to reduce the power consumption of the button battery 54 by generating the RF signal only when the user H presses the switch S1.
[0086]
Next, FIG. 18 is a block diagram illustrating an example of the receiving device 2 that is different from FIG. In FIG. 6, rotation about two axes is detected by using two gyros 102-1 and 102-2. On the other hand, in the receiving device 2 shown in FIG. 18, instead of providing two gyros, one gyro 231 and an inclination sensor 232 are provided. Other configurations are the same as those of the receiving device 2 in FIG.
[0087]
In FIG. 7, it is easy to rotate (pronation and supination) in the direction of arrow 1 due to the skeleton structure of the human body, but it is relatively difficult to rotate quickly in the direction of arrow 2. In the receiving apparatus 2 of FIG. 18, the gyro 231 detects the angular velocity of rotation in the direction of arrow 1 in FIG. 7, and the inclination sensor 232 detects the inclination of a line segment from the elbow to the palm. That is, when the forearm on the right arm side of the user H shown in FIG. When the side forearm is pronation in the direction B of arrow 1, the cursor 26 displayed on the display unit 24 is moved in the direction of arrow b. Further, when the line segment connecting the palm and elbow of the user H is tilted so that the palm side is tilted further downward, the cursor 26 displayed on the display unit 24 is moved in the direction of the arrow c, and the user H's When the line connecting the palm and the elbow is inclined so that the elbow side is inclined further downward, the cursor 26 displayed on the display unit 24 is moved in the direction of arrow d.
[0088]
The above may be performed.
[0089]
In both the receiving device 2 shown in FIG. 6 and the receiving device 2 shown in FIG. 18, in order to control the cursor 26 based on the tilt and rotation angle of the receiving device 2 attached to the arm, It is necessary to calibrate the current position of the receiving device 2 in the space. That is, for example, in the case of the receiving device 2 in FIG. 18, only when the forearm is horizontal, the cursor does not move in the arrow c direction nor the arrow d direction and stays there. However, it may be difficult for the user H to keep his arms horizontal. In such a case, it is necessary to prevent the cursor 26 from freely moving in the arrow c direction or the arrow d direction. Therefore, when the user H holds the forearm at an arbitrary angle and inputs a predetermined operation, the receiving device 2 prevents the cursor 26 from moving in both the arrow c direction and the arrow d direction at the inclination angle. Then, the calibration is executed (for example, when the calibration is executed, the cursor 26 is displayed at the center of the display unit 24). By performing the calibration in this manner, the user H can control the display position of the cursor 26 in a comfortable posture.
[0090]
The operation of instructing the calibration may be performed by, for example, pressing the switch 201 twice in succession in the case of the transmission device 1 in FIG. The operation of the two-button mouse corresponding to this operation is double-clicking the right button. In the current standard two-button mouse interface, there are menus that are opened by clicking the right button, etc. There is no definition for double-clicking the right button. Therefore, even if a new definition is added to pressing the switch 201 of the transmission device 2 twice in succession, there is no conflict with the current operation of the two-button mouse.
[0091]
By the way, a mechanical self-winding wristwatch is known. As shown in FIG. 19, this is composed of a rotating body 251 having a bias of mass and an end direction clutch 252, and the vibration generated by shaking the arm causes the rotating or reciprocating movement of the rotating body 251. The rotation in only one direction is transmitted to the mainspring 253 by the end direction clutch 252. As is apparent from this mechanism, the vibration of the arm can be easily converted into a rotation in one direction.
[0092]
Therefore, a mechanism that converts the vibration of the arm into rotation in one direction can be applied to the receiving device 2. FIG. 20 shows a configuration example of the appearance of the receiving device 2 in this case.
[0093]
20, a circular display unit 24 is provided on the main body 21 of the receiving device 2, and icons 261-1 to 261-6 are displayed in the display unit 24. Although only the icon 261-1 is indicated by oblique lines, this means that the icon 261-1 is highlighted. When the user H shakes the arm wearing the receiving device 2, the vibration of the arm is converted into one-way rotation by the same mechanism as that shown in FIG. Then, in response to the rotation, the receiving device 2 switches the icons to be reversed in the order of the icon 261-2, the icon 261-3, the icon 261-4, the icon 261-5, and the icon 261-6. go.
[0094]
In this way, when the user H highlights the desired icon and presses the switch 211 of the transmitting device 1 in FIG. 14 twice in succession, the receiving device 2 is highlighted. An icon is selected, and a process corresponding to the selected icon is executed. As described above, an icon may be selected.
[0095]
In FIG. 20, the display unit 24 is circular and the icons 261-1 to 261-6 are displayed on the circumference. However, the display unit 24 does not have to be circular, and the icons 261-1 to 261 are not necessarily circular. The display of -6 does not have to be on the circumference. That is, as long as the icons can be selected in a predetermined order set in advance by the vibration of the arm, the configuration of the display unit 24 and the arrangement of the icons can be any configuration.
[0096]
In the above description, a mechanism that converts the vibration of the arm into rotation in one direction is used, but instead of using this mechanism, for example, a sensor that detects the vibration of the arm may be used. .
[0097]
FIG. 21 is a block diagram illustrating an example of the internal configuration of the reception device 2 including the vibration detection sensor that detects the vibration of the arm. In the receiving device 2 of FIG. 21, a vibration detection sensor 271 is provided instead of the gyros 102-1 and 102-2 in the receiving device 2 of FIG. In addition, an icon selection unit 272 is provided instead of the coordinate calculation unit 103 in the reception device 2 in FIG. The vibration detection sensor 271 detects the vibration of the arm of the user H. In addition, the icon selection unit 272 reversely displays the icons 261-1 to 261-6 displayed on the display unit 24 in a preset order according to the arm vibration detected by the vibration detection sensor 271. Select the icon. Other configurations of the receiving device 2 in FIG. 21 are the same as those of the receiving device 2 in FIG.
[0098]
FIG. 22 shows the configuration of the vibration detection sensor 271. In FIG. 22, an electrode 282 and an electrode 283 are attached to the upper and lower sides of a voltage element 281 respectively. The voltage element 281 is attached to a substrate 285 inside the receiving device 2 via a fixing member 284. The electrodes 282 and 283 are wired to the signal detection amplifier 286. The electrode 282 and the electrode 283 also have a function as a weight. When the user H shakes his arm, a potential is generated near the electrode 282 and the electrode 283, and the piezoelectric element 281 generates power. The potential generated near the electrodes 282 and 283 is amplified by the signal detection amplifier 286 and output to the icon selection unit 272. This output is, for example, a positive / negative pulse A as shown in FIG.
[0099]
The icon selection unit 272 switches the icons to be inverted and displayed in a preset order based on the pulse A shown in FIG. That is, when a pulse is input once from the vibration detection sensor 271, the icon selection unit 272 designates a preset icon as an icon to reversely display the next icon.
[0100]
The icon selection unit 272 notifies the control unit 104 of the icon to be inverted. The control unit 104 controls the display control unit 106 based on the notification from the icon selection unit 272, and changes the icon to be reversely displayed on the display unit 24.
[0101]
By doing as described above, the user H can display the desired icon in reverse video by shaking his arm, press the switch 211 twice in succession, and select the reversely displayed icon. .
[0102]
By the way, in the above description, the power of the transmitting device 1 is supplied by the button battery 54, but instead of supplying the power from the button battery 54, the power for driving the transmitting device 1 is supplied from the receiving device 2. You may make it supply. FIG. 24 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of the receiving device 2 configured to supply driving power to the transmitting device 1.
[0103]
In the receiving device 2 shown in FIG. 24, a power supply unit 301 is added to the receiving device 2 shown in FIG. The power supply unit 301 includes a resistor R, a capacitor C, and a coil L (all not shown), and transmits an RF signal of a predetermined frequency to the transmitting device 1. The transmitting device 1 generates power based on the RF signal transmitted from the receiving device 2.
[0104]
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a circuit of the transmission device 1 that generates power based on the RF signal transmitted from the reception device 2. The circuit shown in FIG. 25 eliminates the button cell 54 of the circuit shown in FIG. 4, with the addition of coil L2, capacitor C3, capacitor C4, and diode D1. A resonance circuit is formed by the coil L2 and the capacitor C3, and resonates in response to the RF signal transmitted from the power supply unit 301 of the reception device 2. The resonance frequency of the resonance circuit including the coil L2 and the capacitor C3 is set to a predetermined value in advance by the inductance of the coil L2 and the capacitance of the capacitor C3.
[0105]
FIG. 26 is a functional block diagram of the circuit of FIG. 26, a power generation unit 321 is added to the functional block diagram of FIG. The power generation unit 321 includes the coil L2, the capacitor C3, the capacitor C4, and the diode D1 shown in FIG. 25, and drives the transmission device 1 based on the RF signal transmitted from the power supply unit 301 of the reception device 2. , And supplies the generated power to the amplification unit 82. The amplification unit 82 is driven by the power supplied from the power generation unit 321.
[0106]
As described above, power may be supplied from the receiving device 2 to the transmitting device 1. By doing so, the button battery 54 of the transmitting device 1 becomes unnecessary, and the transmitting device 1 can be further reduced in size and weight.
[0107]
By the way, in the above description, the circuit of the transmission device 1 uses the LC oscillation circuit. However, it is of course possible to use the RC oscillation circuit instead of the LC oscillation circuit. FIG. 27 shows an example of a circuit of a transmission device when an RC oscillation circuit is used.
[0108]
The circuit shown in FIG. 27 has a configuration in which a switch S1, a capacitor C3, an electrode 352, and an electrode 353 are added to a general astable multivibrator using a transistor. The configuration of the appearance of the transmitting device is the same as that of the transmitting device 1 in FIG. Further, the electrode 352 and the electrode 353 are arranged so as to be in contact with the skin of the finger.
[0109]
This circuit generates an RF signal of a predetermined frequency, but when the switch S1 is turned on by the user H, the capacitance of the capacitor C3 is added in parallel to the capacitance of the capacitor C1, and the frequency of the generated RF signal changes. . As a result, as in the case of the LC oscillation circuit, signals corresponding to ON / OFF of the switch S1 can be transmitted to the receiving device 2.
[0110]
FIG. 27 is an example of the RC oscillation circuit, and other RC oscillation circuits may be used.
[0111]
As described above, according to the present invention, it is possible to detect an operation in a state where the finger is still, such as a state where the user H turns on or off the switch. That is, when acceleration is detected as in the related art, a state in which the finger does not move cannot be detected. However, in the present invention, an operation in which the finger is in a stationary state (for example, an operation in which the switch is continuously pressed) is performed. ) Can be detected. As a result, it is possible to input more various operations than in the conventional case.
[0112]
Further, by providing a plurality of switches on the transmitting device 1 or mounting a plurality of the transmitting devices 1, it is possible to provide a pointing device that can perform the same operation as a normal mouse.
[0113]
In the above description, the case where the receiving device 2 is driven by the battery 107 has been described. However, solar power generation may be used instead of the battery 107 or as a supplement to the battery 107.
[0114]
Further, in the above description, the case where the receiving device 2 is mounted on the wrist on the same side as the hand on which the transmitting device 1 is mounted has been described as an example. However, it is known that a human body is used for a signal transmission path. However, the mounting position of the receiving device 2 is not necessarily limited to the wrist. If the user is on the same user, signal detection is almost possible no matter where the receiver 2 is worn. Further, if the skin is in contact with another user by shaking hands or the like, it is also possible to transmit an RF signal from the transmitting device 1 to the receiving device 2 worn by the other user.
[0115]
In the present specification, the system represents the entire device including a plurality of devices.
[0116]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to further reduce the size of a device that receives an operation input.
[0117]
Further, according to the first aspect of the present invention, it is possible to receive input of more various operations. Further, according to the first aspect of the present invention, the wearable computer can be operated with only one arm.
[0118]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to receive an operation input with a small device.
[0119]
Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to receive input of more various operations. Further, according to the second aspect of the present invention, it becomes possible for a user accustomed to operating a normal two-button mouse to operate the mouse more intuitively.
[0120]
According to the third aspect of the present invention, it is possible to receive an operation input with a small device.
[0121]
Further, according to the third aspect of the present invention, it is possible to receive input of more various operations. Further, according to the second aspect of the present invention, it becomes possible for a user accustomed to operating a normal two-button mouse to operate the mouse more intuitively.
[0122]
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to further reduce the size of a device that receives an operation input.
[0123]
Further, according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to receive more various operation inputs. Further, according to the first aspect of the present invention, the wearable computer can be operated with only one arm. Further, according to the fourth aspect of the present invention, power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an information processing system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an external appearance of the receiving device in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating an internal structure of the transmission device of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a circuit of the transmission device of FIG. 1;
FIG. 5 is a functional block diagram of the circuit of FIG. 4;
FIG. 6 is a block diagram showing an example of an internal configuration of the receiving device of FIG. 1;
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation of a cursor.
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of the internal configuration of a receiving unit in FIG. 6;
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a user operation, an RF signal received by a receiving device, and a signal output from a receiving unit.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a circuit configuring the reception amplification unit in FIG. 8;
FIG. 11 is a flowchart illustrating a determination process of the receiving device.
12 is a diagram illustrating a configuration example of an appearance of a transmission device different from that of FIG. 1;
13 is a diagram illustrating an example of a circuit of the transmission device of FIG. 12;
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of an appearance of a transmission device different from FIGS. 1 and 12;
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a circuit of the transmission device of FIG. 14;
FIG. 16 is another diagram illustrating an example of a circuit of a transmission device.
FIG. 17 is a diagram illustrating a relationship between a user operation, an RF signal received by the receiving device, and a signal output from the receiving unit in the case of a transmitting device having the circuit in FIG. 16;
18 is another block diagram illustrating an example of the internal configuration of the reception device in FIG.
FIG. 19 is a diagram illustrating selection of an icon based on arm vibration.
FIG. 20 is another diagram showing a configuration example of the external appearance of the receiving device.
21 is a block diagram illustrating an example of an internal configuration of the receiving device in FIG. 20.
FIG. 22 is a diagram showing a structure of the vibration detection sensor of FIG. 21.
FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a pulse output from the vibration detection sensor.
FIG. 24 is a further block diagram showing an example of the internal configuration of the receiving device of FIG. 1;
FIG. 25 is a diagram illustrating another example of the circuit of the transmission device of FIG. 1;
FIG. 26 is a functional block diagram of the circuit of FIG. 25;
FIG. 27 is a diagram illustrating still another example of the circuit of the transmission device in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 transmitting device, 2 receiving device, 21 main body, 22 belt, 23 operation unit, 24 display unit, 25-1 to 25-4 icon, 26 cursor, 51 ring member, 52 coil, 53 IC unit, 54 button battery, 71, 72 inverter, 73, 74 electrode, 81 oscillating unit, 82 amplifying unit, 83 coupling unit, 101 receiving unit, 102-1, 102-2 gyro, 103 coordinate calculating unit, 104 control unit, 105 storage unit, 106 Display control unit, 107 battery, 141 reception electrode, 142 reception amplification unit, 143 comparator, 144 PLL unit, 201, 211 switch, 232 tilt sensor, 261-1 to 261-6 icons, 271 vibration detection sensor, 301 power supply unit , 321 Power generation unit

Claims (14)

人体に装着され、前記人体を含む伝送路を介して信号を授受する送信装置および受信装置により構成される情報処理システムにおいて、
前記送信装置は、
第１の周波数、または前記人体の一部と接触又はカップリングすることにより、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数のＲＦ信号を発生する発生手段と、
前記発生手段により発生された前記ＲＦ信号を、前記伝送路を介して送信する送信手段と
を備え、
前記受信装置は、
前記人体を介して前記送信装置から送信された前記ＲＦ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記ＲＦ信号の周波数に基づいて、前記ユーザが前記送信装置に入力した操作を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする情報処理システム。In an information processing system which is mounted on a human body and includes a transmitting device and a receiving device which transmit and receive signals via a transmission path including the human body,
The transmitting device,
Generating means for generating an RF signal of a second frequency different from the first frequency by contacting or coupling with a first frequency or a part of the human body;
Transmitting means for transmitting the RF signal generated by the generating means via the transmission path,
The receiving device,
Receiving means for receiving the RF signal transmitted from the transmitting device through the human body,
An information processing system comprising: an identification unit configured to identify an operation input to the transmission device by the user based on a frequency of the RF signal received by the reception unit. 人体に装着され、前記人体を含む伝送路を介して受信装置に信号を伝送する送信装置において、
第１の周波数、または前記人体の一部と接触又はカップリングすることにより、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数のＲＦ信号を発生する発生手段と、
前記発生手段により発生された前記ＲＦ信号を、前記伝送路を介して送信する送信手段と
を備えることを特徴とする送信装置。A transmitting device mounted on a human body and transmitting a signal to a receiving device via a transmission path including the human body,
Generating means for generating an RF signal of a second frequency different from the first frequency by contacting or coupling with a first frequency or a part of the human body;
A transmitting unit for transmitting the RF signal generated by the generating unit via the transmission path. 前記送信装置は、指輪状部材を介して、前記ユーザの第１の指に装着される
ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置。The transmission device according to claim 2, wherein the transmission device is mounted on a first finger of the user via a ring-shaped member. 前記発生手段は、ＬＣ発振回路を含み、
前記指輪状部材は、前記第１の指に接しないように巻かれたコイルを有し、前記コイルの少なくとも一部が、前記第１の指とは異なる第２の指により接触可能なように、前記指輪状部材の外側面に配置される
ことを特徴とする請求項２に記載の送信装置。The generating means includes an LC oscillation circuit,
The ring-shaped member has a coil wound so as not to contact the first finger, so that at least a part of the coil can be contacted by a second finger different from the first finger. The transmitting device according to claim 2, wherein the transmitting device is disposed on an outer surface of the ring-shaped member. 前記第１の指とは異なる第２の指により、前記ユーザからの操作の入力を受け付ける受付手段をさらに備え、
前記発生手段は、前記受付手段により入力が受け付けられた前記操作に従って、前記ＲＦ信号を発生する
ことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。A receiving unit configured to receive an operation input from the user with a second finger different from the first finger;
4. The transmitting apparatus according to claim 3, wherein the generating unit generates the RF signal in accordance with the operation whose input has been received by the receiving unit. 前記受付手段は、前記指輪状部材の外側面に設けられた第１のスイッチを含み、
前記発生手段は、前記第１のスイッチが操作されていない場合、前記第１の周波数の前記ＲＦ信号を発生し、前記第１のスイッチが操作されている場合、前記第２の周波数の前記ＲＦ信号を発生する
ことを特徴とする請求項５に記載の送信装置。The receiving means includes a first switch provided on an outer surface of the ring-shaped member,
The generating means generates the RF signal of the first frequency when the first switch is not operated, and generates the RF signal of the second frequency when the first switch is operated. The transmitting device according to claim 5, wherein the transmitting device generates a signal. 前記受付手段は、前記指輪状部材の外側面に設けられた第１のスイッチ、および前記第１のスイッチとは異なる第２のスイッチを含み、
前記発生手段は、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチのいずれも操作されていない場合、前記第１の周波数の前記ＲＦ信号を発生し、前記第１のスイッチが操作されている場合、前記第２の周波数の前記ＲＦ信号を発生し、前記第２のスイッチが操作されている場合、前記第１の周波数および前記第２の周波数のいずれとも異なる第３の周波数の前記ＲＦ信号をさらに発生する
ことを特徴とする請求項５に記載の送信装置。The receiving means includes a first switch provided on an outer surface of the ring-shaped member, and a second switch different from the first switch,
The generating means generates the RF signal of the first frequency when none of the first switch and the second switch is operated, and when the first switch is operated, Generating the RF signal of the second frequency and, when the second switch is operated, further generating the RF signal of a third frequency different from any of the first frequency and the second frequency; The transmission device according to claim 5, wherein the transmission occurs. 人体に装着され、前記人体を伝送路として送信装置から信号を受信する受信装置において、
前記送信装置がユーザの指にカップリングして送信した前記ＲＦ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記ＲＦ信号の周波数に基づいて、ユーザが前記送信装置に入力した操作を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする受信装置。In a receiving device attached to a human body and receiving a signal from a transmitting device using the human body as a transmission path,
Receiving means for receiving the RF signal transmitted by coupling the transmitting device to a user's finger,
A receiver configured to specify an operation input to the transmitter by a user based on a frequency of the RF signal received by the receiver. 前記受信手段は、第１の周波数、または第２の周波数の前記ＲＦ信号を受信し、前記ＲＦ信号の周波数が前記第１の周波数の場合、第１のＤＣ電圧の出力信号を出力し、前記ＲＦ信号の周波数が前記第２の周波数の場合、前記第１のＤＣ電圧とは異なる第２のＤＣ電圧の前記出力信号を出力し、
前記特定手段は、前記受信手段により出力された前記出力信号が前記第１のＤＣ電圧であるか、前記第２のＤＣ電圧であるかに基づいて、前記ユーザが前記送信装置に入力した前記操作を特定する
ことを特徴とする請求項８に記載の受信装置。The receiving means receives the RF signal of a first frequency or a second frequency, and outputs an output signal of a first DC voltage when the frequency of the RF signal is the first frequency; When the frequency of the RF signal is the second frequency, outputting the output signal of a second DC voltage different from the first DC voltage;
The specifying means may be configured to perform the operation input by the user to the transmitting device based on whether the output signal output by the receiving means is the first DC voltage or the second DC voltage. 9. The receiving device according to claim 8, wherein 情報を表示する表示手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項８に記載の受信装置。The receiving device according to claim 8, further comprising a display unit that displays information. 前記受信装置の角速度を検出する角速度検出手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記角速度検出手段により検出された前記角速度に対応して、カーソルを表示する
ことを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。Further comprising an angular velocity detection means for detecting the angular velocity of the receiving device,
The receiving device according to claim 10, wherein the display unit displays a cursor corresponding to the angular velocity detected by the angular velocity detection unit. 前記受信装置の傾きを検出する傾き検出手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記傾き検出手段により検出された前記傾きに対応して、カーソルを表示する
ことを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。The apparatus further includes a tilt detection unit that detects a tilt of the receiving device,
The receiving device according to claim 10, wherein the display unit displays a cursor corresponding to the tilt detected by the tilt detection unit. 前記表示手段は、複数のアイコンを表示し、
前記受信装置に加えられた振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段により検出された前記振動に対応して、複数の前記アイコンの中から、１つの前記アイコンを選択する選択手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。The display means displays a plurality of icons,
Vibration detection means for detecting vibration applied to the receiving device,
11. The receiving apparatus according to claim 10, further comprising: selecting means for selecting one of the icons from the plurality of icons in response to the vibration detected by the vibration detecting means. 人体に装着され、前記人体を含む伝送路を介して信号を授受する送信装置および受信装置により構成される情報処理システムにおいて、
前記送信装置は、
前記送信装置上に設置されたスイッチが、ユーザによりオンされている場合、所定の周波数のＲＦ信号を発生する発生手段と、
前記発生手段により発生された前記ＲＦ信号を、前記ユーザの指にカップリングして送信する送信手段と
を備え、
前記受信装置は、
前記人体を介して前記送信装置から送信された前記ＲＦ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により前記ＲＦ信号が受信されている場合、前記スイッチがオンされていると判定し、前記ＲＦ信号が受信されていない場合、前記スイッチがオフされていると判定する判定手段と
を備えることを特徴とする情報処理システム。In an information processing system which is mounted on a human body and includes a transmitting device and a receiving device which transmit and receive signals via a transmission path including the human body,
The transmitting device,
Generating means for generating an RF signal of a predetermined frequency when a switch installed on the transmitting device is turned on by a user;
Transmitting means for coupling and transmitting the RF signal generated by the generating means to the user's finger,
The receiving device,
Receiving means for receiving the RF signal transmitted from the transmitting device through the human body,
A determination unit that determines that the switch is on when the RF signal is received by the reception unit, and determines that the switch is off when the RF signal is not received; An information processing system, comprising:
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