JP2013008313A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの身体に装着されて使用される電気機器において、ユーザの身体に装着されているか否かを自動的に検出して、装着されていないときの消費電力を低減すること。
【解決手段】遠隔操作端末１を人差し指に装着して親指との接触／離間を行うと、交流電源１３から印加用電極５，７を介して印加される電気信号の伝播態様は変化し、トロイダルコイル３と接触判定用電流センサ１１とによって計測される電流値も変化する。コントローラ１７は、このように変化する電流値に基づき、前記接触／離間を検出する。また、遠隔操作端末１が人差し指に装着されてさえいれば、一点鎖線で示す電気信号Ａは伝播する。そこで、コントローラ１７に内蔵された着脱判定部１７ａは、前記電気信号印加時に着脱判定用電流センサ１５が検出する電流値を読み取って遠隔操作端末１が人差し指に装着されているか否かを検出し、非装着時には前記接触／離間の検出も禁止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ユーザの身体に装着されて使用される電気機器に関する。

従来、ユーザの身体に装着されて使用される電気機器としては、指に装着されて使用される指輪状の身体装着型入力装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この身体装着型入力装置では、例えば当該身体装着型入力装置が装着された人差し指の先端と、その人差し指と同じ手の親指の先端とが接触して閉環状の閉じた導体路が形成された場合に、そのことを電気的に検出して、機器の操作等に応用することができる。

より具体的に説明すれば、前記身体装着型入力装置は、指の軸方向に沿って並列配置された、環状電極で構成される一対の印加用電極と、電流センサとを備え、電流センサが、前記一対の印加用電極に囲まれた領域の外部に設けられている。前記一対の印加用電極間には、交流信号が印加され、人差し指の先端と親指の先端とが接触すると、電流センサによる電流計測地点には、電流が流れる。一方、人差し指の先端と親指の先端とが接触していない場合には、電流センサによる電流計測地点に電流は流れない。前記身体装着型入力装置では、このような現象の発生を利用して、人差し指と親指とが接触しているか否かを判定する。そして、判定結果に従って、外部装置に対してコマンドを出力するのである。

特許４６８３１４８号公報

ところが、特許文献１に記載のような電気機器は、ユーザの身体に装着してからでなければ使用できず、ユーザの身体に装着されていないにも拘わらず前記一対の印加用電極に対する通電処理がなされると、徒に電力を消費してしまう。そこで、当該電気機器に電源スイッチを設けておき、身体に装着する際にユーザがその電源スイッチをＯＮにし、身体から外すときに前記電源スイッチをＯＦＦにすることも考えられる。しかしながら、その場合、操作が煩わしくなるばかりでなく、電源スイッチを設けた分だけ機器も大型化してしまう。

そこで、本発明は、ユーザの身体に装着されて使用される電気機器において、ユーザの身体に装着されているか否かを自動的に検出することによって、装着されていないときの消費電力を低減することを目的としてなされた。

前記目的を達するためになされた本発明は、ユーザの身体に装着されて使用される電気機器であって、当該電気機器が前記身体に装着されているか否かを検出する装着検出手段と、前記身体のうち、接触及び離間可能な２つの身体部位の身体表面を通じた接触によって閉環状の閉じた導体路が形成される身体部位の表面に、配置され、前記導体路が形成されているか否かを検出することにより前記２つの身体部位が接触しているか否かを検出する接触検出手段と、前記装着検出手段が前記装着されていないことを検出した場合、前記電気機器の動作モードを、前記装着検出手段が前記装着されていることを検出した場合に比べて消費電力の少ない動作モードに切り換えるモード切換手段と、を備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明の電気機器では、接触検出手段は、ユーザの身体のうち、接触及び離間可能な２つの身体部位の身体表面を通じた接触によって閉環状の閉じた導体路が形成される身体部位の表面に配置されている。このため、前記２つの身体部位が接触して前記閉環状の閉じた導体路が形成されているか、前記２つの身体部位が離間して前記導体路が形成されていないかによって、接触検出手段における電気的な環境は変化する。そこで、接触検出手段は、前記導体路が形成されているか否かを検出することにより前記２つの身体部位が接触しているか否かを検出する。

また、装着検出手段は、当該電気機器が前記身体に装着されているか否かを検出し、装着されていないことが検出された場合、モード切換手段は、前記電気機器の動作モードを、前記装着検出手段が前記装着されていることを検出した場合に比べて消費電力の少ない動作モードに切り換える。このため、本発明では、ユーザの身体に装着されているか否かを装着検出手段を介して自動的に検出し、装着されていないときには、モード切換手段によって前記動作モードを切り換えることにより、当該電気機器の消費電力を低減することができる。

なお、前記装着検出手段は、前記身体に電流を印加する電流印加手段と、該電流印加手段によって印加された電流が前記身体の少なくとも一部に流れたことを検出する電流検出手段と、を備えたものであってもよい。その場合、電流印加手段によって印加された電流がユーザの身体の少なくとも一部に流れたか否かを、電流検出手段を介して検出することによって、当該電気機器が前記身体に装着されているか否かを良好に検出することができる。

そして、その場合、前記電流印加手段は、前記身体に前記導体路に沿って前記電流を印加し、前記接触検出手段は、前記電流印加手段によって印加された電流が前記導体路に沿って閉環状に流れたか否かに基づいて前記接触状態を検出してもよい。その場合、前記導体路に沿って電流印加手段が電流を印加すると、前記導体路が形成されていればその導体路に沿って当該電流が流れる。そこで、接触検出手段は、前記電流印加手段によって印加されて前記導体路に沿って閉環状に流れる電流を検出することで、前記導体路が形成されているか否か、すなわち前記２つの身体部位が接触しているか否かを、検出することができる。従って、この場合、装着検出手段と接触検出手段とで一部の構成（電流印加手段）を共用することにより、装置の構成を簡略化することができる。

また、前記装着検出手段は、当該電気機器の前記身体への装着時に当該身体に対向し、受光量に応じた信号を出力する受光手段を、備えたものであってもよい。その場合、受光手段は、当該電気機器の前記身体への装着時に当該身体に対向するので、当該装着時にはその受光手段の受光量が変化し、それに応じて受光手段が出力する信号も変化する。従って、この場合も、装着検出手段は、受光手段が出力する信号に基づいて、当該電気機器が前記身体に装着されているか否かを良好に検出することができる。また、この場合、受光手段が身体に密着していなくても電気機器が当該身体に装着されていることを検出可能で、検出精度が向上する。

そして、その場合、前記装着検出手段は、当該電気機器の前記身体への装着時に当該身体に対向し、当該身体に向けて光を照射する光源を、更に備え、前記受光手段は、前記光源から照射されて前記身体に反射された光を受光してもよい。その場合、前記装着時には、光源が前記身体に対向してその身体に向けて光を照射し、受光手段は前記光源から照射されて前記身体に反射された光を受光する。このため、当該装着時には、受光手段の受光量が増加し、それに応じて受光手段が出力する信号も変化する。従って、この場合、装着検出手段は、受光手段が出力する信号に基づいて、当該電気機器が前記身体に装着されているか否かを一層良好に検出することができる。

また、前記装着検出手段は、当該電気機器に加わる加速度を検出する加速度検出手段を、備えたことを特徴とするものであってもよい。その場合、電気機器の身体への装着時や、装着後にその電気機器が装着された身体部位が動いたときには、加速度検出手段が当該電気機器に加わる加速度を検出する。このため、装着検出手段は、加速度検出手段が検出した加速度に基づいて、当該電気機器が前記身体に装着されているか否かを良好に検出することができる。

また、前記モード切換手段が前記消費電力の少ない動作モードに切り換える形態としては、種々の形態が考えられるが、前記装着検出手段が前記検出を行う周期、または、前記接触検出手段が前記検出を行う周期の、少なくともいずれか一方を切り換えてもよい。

また、前記モード切換手段は、前記接触検出手段に前記検出を行わせるか否かを切り換えてもよい。当該電気機器が前記身体に装着されていない場合は、前記導体路が形成されているか否かを検出する必要もないので、この場合、一層合理的に当該電気機器の消費電力を低減することができる。

また、前記２つの身体部位は同じ手の異なる２本の指であり、本発明の電気機器はいずれか一方の前記指に装着される指輪状に構成されてもよい。その場合、電気機器は、指輪状であるため装着が容易で、手の指の動作によって前記導体路を形成することができるので操作性にも優れている。

更に、本発明の電気機器は、前記接触検出手段の検出結果に対応した信号を操作対象に送信する送信手段を、備えてもよい。この場合、ユーザは、前記２つの身体部位を接触／離間させることで、所望の信号を操作対象に送信手段を介して送信することができるので、当該電気機器は身体装着型の操作端末として使用することができる。

第１実施例の遠隔操作端末の透過斜視図（ａ）及び電極等の配置態様を表す説明図（ｂ）である。 その遠隔操作端末の概略断面図である。 その遠隔操作端末の回路構成を表すブロック図である。 その遠隔操作端末の使用例及び動作原理に関する説明図である。 その遠隔操作端末における計測系の等価回路図である。 その遠隔操作端末における処理を表すフローチャートである。 その遠隔操作端末を腕輪として使用する例を示した図である。 第２実施例の遠隔操作端末の回路構成を表すブロック図である。 その遠隔操作端末における処理を表すフローチャートである。 第３実施例の遠隔操作端末の回路構成を表すブロック図である。 その遠隔操作端末における処理を表すフローチャートである。 第４実施例の遠隔操作端末の接触検出処理に係る構成を表すブロック図（ａ）及び電極等の配置態様を表す説明図（ｂ）である。 第６実施例の遠隔操作端末の接触検出処理に係る構成を表すブロック図（ａ）及び電極等の配置態様を表す説明図（ｂ）である。

以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
［第１実施例］
図１（ａ）は、本実施例の遠隔操作端末１の概略構成を表す透過斜視図であり、図１（ｂ）は、遠隔操作端末１における電極等の配置態様を説明した図である。また、図２は、その遠隔操作端末１の概略断面図である。

図１に示すように、本実施例の遠隔操作端末１は、ユーザの指に装着されるものであり、環状のトロイダルコイル３と、環状電極で構成される一対の印加用電極５，７とが、装着される指の軸線に沿って互いに所定間隔空けられた状態で、並列配置されたものである。具体的に、トロイダルコイル３は、一対の印加用電極５，７に囲まれる領域Ｘの外部領域に配置される位置関係で、身体装置型入力装置１内に設けられている。

なお、図１（ｂ）において、トロイダルコイル３は、一対の印加用電極５，７よりも指の先端側に配置されているが、一対の印加用電極５，７よりも指の根元側に配置されてもよい。すなわち、遠隔操作端末１を指に装着して使用するに当たって、遠隔操作端末１の向きは不問である。

これら一対の印加用電極５，７及びトロイダルコイル３は、遠隔操作端末１の外形を構成する環状体としての指輪本体１０（図２）内に、指輪本体１０とは絶縁された状態で設けられて、一体化されている。また、印加用電極５，７は、遠隔操作端末１が指に装着された際にユーザの身体表面（指表面）に接触するように、環の内側を向く内面が指輪本体１０に対し露出された状態で、指輪本体１０内に納められている。

また、トロイダルコイル３は、印加用電極５，７を通じた信号印加（電圧印加）により、当該遠隔操作端末１が装着される身体部位（指）の軸方向を流れる電流が発生させる磁場（磁束）を利用して、当該身体部位を軸方向に流れる電流を計測するためのものである。具体的に、トロイダルコイル３は、環状のコアにコイル（いずれも図示省略）が巻回された電流トランスを構成しており、電磁誘導により当該コイル両端に生じる電圧を後述の接触判定用電流センサ１１（図３参照）で検出することにより、当該トロイダルコイル３に包囲された身体部位（指）を軸方向に流れる電流を計測する。

ここで、遠隔操作端末１の回路構成について、図３のブロック図を用いて説明する。図３に示すように、遠隔操作端末１は、前述のトロイダルコイル３及び印加用電極５，７の他に、前述の接触判定用電流センサ１１と、交流電源１３と、着脱判定用電流センサ１５と、コントローラ１７と、無線送信部１９とを備えている。前述のように、接触判定用電流センサ１１は、トロイダルコイル３の前記コイル両端に生じる電圧を検出する。また、交流電源１３は、印加用電極５，７の間に交流信号（電流）を印加し、着脱判定用電流センサ１５は、交流電源１３と印加用電極７との間に流れる電流を検出する。

なお、これらの各種回路は、指輪本体１０の内部に設けられていてもよく、指輪本体１０の表面に飾り部分を模して設けられていてもよい。また、以下の説明において、一対の印加用電極５，７と交流電源１３とをまとめて信号印加部９１といい、トロイダルコイル３と接触判定用電流センサ１１とをまとめて電流センサ９２という場合がある。

ここで、電流センサ９２が、前述のようにトロイダルコイル３を用いて構成されているのは、本実施例の遠隔操作端末１では、印加用電極５，７を通じて交流信号が印加されるためである。但し、印加用電極５，７間には、直流信号を印加してもよく、その場合、電流センサ９２は、ホール素子を用いて構成することができる。具体的には、電流センサ９２は、切れ目を有する環状のコアの当該切れ目に、ホール素子が配置されてなるセンサとすることができ、切れ目を構成するコアの両端間に生じる磁場がホール素子に作用することを利用して、前記身体部位（指）を軸方向に流れる電流を計測する構成にすることができる。

続いて、コントローラ１７の動作を説明する前に、図４を用いて、遠隔操作端末１の動作原理を説明する。図４は、遠隔操作端末１の使用例及び動作原理を説明した図である。本実施例の遠隔操作端末１は、当該遠隔操作端末１が装着された指の先端部が、同一ユーザのその他の身体部位に接触／離間したことを検出するものである。

ここで、図４に示すように、遠隔操作端末１が、人差し指に装着された状態で、ユーザの身体運動により、同じ手の人差し指と親指とが接触／離間される場合を考える。この場合、人差し指と親指とが離間された状態では、印加用電極５，７間に交流信号を印加しても、その交流信号は、基本的に、印加用電極５，７に挟まれた身体部位（図１（ｂ）に示される領域Ｘ）を流れるのみで、電流センサ９２が計測する電流値はゼロになる。

一方、人差し指と親指とが接触した状態では、親指、人差し指、並びに、親指及び人差し指の根元で親指と人差し指とを結ぶ身体部位によって、閉環状の閉じた導体路が形成され、トロイダルコイル３は、親指と人差し指との接触点が介在した状態で電気的に印加用電極５，７と挟まれた状態となる。よって、トロイダルコイル３の計測地点には前記交流信号が流れて、電流センサ９２の電流計測値（実効値）は、ゼロより大きい値となる。本実施例では、このような現象を利用して、電流センサ９２が計測した電流値に基づき、ユーザの身体運動によって指が接触／離間したことを検出する。

なお、図５は、遠隔操作端末１における計測系の等価回路図である。但し、図５では、印加用電極５，７にて印加される交流信号が伝播する身体部位の抵抗を、説明を簡単にするため集中定数系で表現する。

具体的に、図５に示す抵抗Ｒ１１は、印加用電極５と指との間の接触抵抗を表し、抵抗Ｒ１２は、印加用電極７と指との間の接触抵抗を表す。また、抵抗Ｒ１３は、印加用電極５，７に囲まれる領域Ｘ（図１（ｂ）参照）に対応する身体部位表面の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ１４は、トロイダルコイル３による計測地点から印加用電極５までの身体部位表面の電気抵抗を表す。

この他、抵抗Ｒ１５は、身体内部を通じて印加用電極５よりもトロイダルコイル３側に回りこみながら印加用電極５，７間を伝播する電気信号の当該伝播経路（身体内部）の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ１６は、印加用電極７から親指の先端までの身体部位の電気抵抗を表し、抵抗Ｒ１７は、人差し指の先端からトロイダルコイル３の計測地点までの身体部位の電気抵抗を表す。また、スイッチＳＷ１は、人差し指と親指との接触／離間を表現したものであり、電流計は、電流センサ９２に対応する。

また、図５に示す一点鎖線は、人差し指と親指との接触／離間に拘らず、前記交流信号印加時には常に印加用電極５，７間を伝播する電気信号Ａの流れを示したものであり、破線は、人差し指と親指とが接触した際に、印加用電極５，７間を伝播する電気信号Ｂの流れを示したものである。

本実施例の遠隔操作端末１を人差し指に装着して、親指との接触／離間を行うと、このように電気信号の伝播態様は変化し、電流センサ９２にて計測される電流値も変化する。本実施例の遠隔操作端末１は、このように変化する電流値に基づき、ユーザの身体運動によって指が接触／離間したことを検出する。

すなわち、コントローラ１７は、交流電源１３に前記交流信号を印加させると共に電流センサ９２が計測した電流値を読み取る接触検出処理を実行することによって、前記人差し指と親指との接触／離間を検出する。また、遠隔操作端末１が人差し指に装着されてさえいれば、交流電源１３に前記交流信号を印加させたとき、前述のように、図３，図５に一点鎖線で示す電気信号Ａは伝播する。そこで、コントローラ１７に内蔵された着脱判定部１７ａは、前記交流信号印加時の着脱判定用電流センサ１５が検出する電流値を読み取ることにより、遠隔操作端末１が人差し指に装着されているか否かを検出する。なお、コントローラ１７はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを中心としたマイクロコンピュータとして構成され、着脱判定部１７ａも、後述のようにそのマイクロコンピュータによる処理として構成されている。但し、着脱判定部１７ａは独立した処理ユニットとしてもよい。

この他、コントローラ１７は、無線送信部１９を介して、前述のように指の接触／離間を検出した結果に基づいたコマンドを、外部装置（図示省略）に対する操作信号として送信する。すると、その外部装置は、例えば、遠隔操作端末１から入力されるコマンドに基づいて、バーチャル空間にて物を掴んだり離したりする映像信号を、表示画面を通じて出力することができる。

なお、交流電源１３は、印加用電極５，７に挟まれた身体部位に交流信号を印加するものであり、定電圧駆動または定電流駆動されるものであれば、種々のものが適用できる。例えば、前記交流信号は、三角波にされてもよいし、正弦波、矩形波、ノコギリ波などにされてもよい。

また、接触判定用電流センサ１１は、トロイダルコイル３に発生する電圧を検出するものであれば種々のものが適用できる。例えば、本願出願人が前述の特許文献１に示したように、トロイダルコイル３の両端に接続されて、その両端電圧を増幅した増幅信号を出力する差動増幅回路と、その差動増幅回路の出力信号（交流信号）を整流して直流信号に変換する整流器と、を備え、整流器からの出力信号を、デジタル値に変換した上で電流計測値として出力するものであってもよい。この場合、トロイダルコイル３の両端に生じる電圧の実効値が、そのトロイダルコイル３が装着される身体部位の軸方向に流れる電流計測値（実効値）に変換されて出力される。

次に、コントローラ１７において周期的に繰り返し実行される周期割込処理について説明する。図６は、本実施例における周期割込処理を表すフローチャートである。なお、前記ＣＰＵは、前記ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいてこの処理を実行し、以下に説明するように、Ｓ１〜Ｓ３の処理が着脱判定部１７ａとしての処理に相当する。

図６に示すように、この処理では、先ず、Ｓ１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、交流電源１３に前記交流信号を印加させる。続くＳ２では、着脱判定用電流センサ１５が計測した電流値（着脱用電流）を検出する。更に続くＳ３では、その電流値が、前記電気信号Ａの有無を判断するために予め設定された閾値以上であるか否かが判断される。そして、閾値以上である場合は（Ｓ３：Ｙ）、処理はＳ５へ移行する。

Ｓ５では、前述のような指の接触／離間を検出するのに十分な比較的短い周期１が割込周期に設定され、続くＳ７にて、電流センサ９２が計測した電流値に基づき前述のように指の接触／離間を検出する接触検出処理が実行され、処理が一旦終了する。すると、次の周期割込処理は前述の周期１が経過した後に実行される。

一方、着脱判定用電流センサ１５が計測した電流値が閾値未満の場合は（Ｓ３：Ｎ）、処理はＳ９へ移行し、周期１よりも長い周期２が割込周期に設定され、処理が一旦終了する。この場合、接触検出処理（Ｓ７）は実行されることなく、周期割込処理が終了し、次の周期割込処理は前述の周期２が経過した後に実行される。

このように、本実施例では、着脱判定用電流センサ１５が計測した電流値に基づいて遠隔操作端末１が装着されているか否かを自動的に検出している（Ｓ３）。そして、装着されていない場合は（Ｓ３：Ｎ）、接触検出処理（Ｓ７）を実行せず、周期割込処理によって前記交流信号が印加され着脱判定用電流センサ１５による検出がなされる間隔（いわゆるスリープ間隔）も長くしている（Ｓ９）。従って、本実施例では、非装着時に無駄な電力消費がなされるのを抑制して、消費電力を良好に低減することができる。

更に、本実施例では、信号印加部９１の構成を利用して前記装着されているか否かを検出しているので、装置の製造コストを一層良好に低減することができる。また更に、本実施例では、交流電源１３が交流信号を印加している間に前記装着されているか否かの検出（Ｓ３）と接触検出処理（Ｓ７）とを同時に実行できるので、消費電力を一層低減することができる。

なお、以上には、遠隔操作端末１が装着された人差し指の先端部を、親指に接触／離間する例を説明したが、遠隔操作端末１が装着された人差し指の先端部は、親指に限らず、中指に接触させたり、他方の手のひらに接触させたり、胴体に接触させたりしてもよい。このような身体運動が行われても、トロイダルコイル３近辺においては、同様の電流変化が起こり、二つの身体部位間の接触／離間が検出されることになる。

すなわち、ユーザは、遠隔操作端末１を装着した身体部位よりも、末端側（指先側）の身体部位を、その他の身体部位に接触／離間することにより、当該遠隔操作端末１を利用して外部装置を操作することができる。

また、本実施例においては、遠隔操作端末１を指に装着するための指輪形状としたが、遠隔操作端末１は、大型化して腕に装着可能な腕輪形状とされてもよい。この場合には、図７に示すように、例えば、両手を繋ぐ動作及び離す動作により、外部装置を遠隔操作することが可能である。

［第２実施形態］
次に、図８は、第２実施例の遠隔操作端末２１の回路構成を表すブロック図である。図８に示すように、この遠隔操作端末２１は、着脱判定用電流センサ１５の代わりに反射型フォトセンサ２５を備え、着脱判定部２７ａの構成が着脱判定部１７ａと異なるコントローラ２７を備えた点において、第１実施例の遠隔操作端末１と異なる。従って、以下では、第２実施例の遠隔操作端末２１について、第１実施例と同一の構成部位には、第１実施例と同一の符号を付し、これら同一構成部位の説明を適宜省略する。

反射型フォトセンサ２５は、当該遠隔操作端末２１が装着された指との対向面（すなわち、トロイダルコイル３及び印加用電極５，７の中心軸側）に光源と受光素子とを備え、前記光源から照射されて指に反射された光を前記受光素子が受光して、その受光量に応じた信号をコントローラ２７に出力する。このため、コントローラ２７における周期割込処理は、図９のフローチャートに示すようになる。なお、以下に説明するように、Ｓ２１〜Ｓ２３の処理が着脱判定部２７ａとしての処理に相当する。

すなわち、図９に示すように、この処理では、先ず、Ｓ２１にて、反射型フォトセンサ２５の前記光源が発光され、続くＳ２２では、その反射型フォトセンサ２５の前記受光素子が出力する信号に基づき、その受光素子の受光量が検出される。前述のように、遠隔操作端末２１が指に装着されている場合は、前記光源から照射されて指に反射された光を前記受光素子が受光するため、その受光量が大きくなる。

そこで、続くＳ２３では、Ｓ２２にて検出された受光量と前記反射光の有無を判断するために予め設定された閾値とが比較される。そして、受光量が閾値以上の場合は（Ｓ２３：Ｙ）、前記装着されていると判断されて処理は前述のＳ５へ移行し、受光量が閾値未満の場合は（Ｓ２３：Ｎ）、前記装着されていないと判断されて処理は前述のＳ９へ移行する。

本実施例でも、非装着時に無駄な電力消費がなされるのを抑制して、消費電力を良好に低減することができる。更に、本実施例では、反射型フォトセンサ２５を利用していることにより、その反射型フォトセンサ２５が身体に密着していなくても前記身体に装着されていることを検出可能で、検出精度が向上する。また、本実施例において、反射型フォトセンサ２５の光源は必ずしも必要ではない。すなわち、その場合、非装着時には前記受光素子にある程度の外光が入射するが、装着時には外光の入射が抑制される。従って、その場合は、前記閾値は外光の有無を判断するのに適した値に設定され、Ｓ２３における判断も「受光量≦閾値」となる。

［第３実施形態］
次に、図１０は、第３実施例の遠隔操作端末３１の回路構成を表すブロック図である。図１０に示すように、この遠隔操作端末３１は、着脱判定用電流センサ１５の代わりに加速度センサ３５を備え、着脱判定部３７ａの構成が着脱判定部１７ａと異なるコントローラ３７を備えた点において、第１実施例の遠隔操作端末１と異なる。従って、以下では、第３実施例の遠隔操作端末３１について、第１実施例と同一の構成部位には、第１実施例と同一の符号を付し、これら同一構成部位の説明を適宜省略する。

加速度センサ３５は、当該遠隔操作端末３１に加わる加速度を計測する。すなわち、本実施形態では、遠隔操作端末３１が身体に装着されているときは、その遠隔操作端末３１が常に移動されて加速度が加わることを利用している。このため、コントローラ３７における周期割込処理は、図１１のフローチャートに示すようになる。なお、以下に説明するように、Ｓ３１〜Ｓ３４の処理が着脱判定部３７ａとしての処理に相当する。

すなわち、図１１に示すように、この処理では、先ず、Ｓ３１にて、電源投入時などのコントローラ３７の初期化時に０に設定されるカウントが０であるか否かが判断される。カウントが０である場合は（Ｓ３１：Ｙ）、Ｓ３２にて、遠隔操作端末３１に加わる加速度が加速度センサ３５を介して計測され、続くＳ３３では、その加速度の変化量が計算される。更に、続くＳ３４では、Ｓ３３にて計算された加速度変化量が前記移動の有無を判断するために予め設定された閾値と比較される。そして、加速度変化量が閾値以上の場合は（Ｓ３４：Ｙ）、前記装着されていると判断されて処理は前述のＳ５へ移行し、加速度変化量が閾値未満の場合は（Ｓ３４：Ｎ）、前記装着されていないと判断されて処理は前述のＳ９へ移行する。なお、Ｓ３４にて加速度と閾値とを比較するのではなく加速度の変化量と閾値とを比較しているのは、重力加速度の影響を排除するためである。

また、本実施例では、前述のＳ５とＳ７との間にＳ３６が挿入されており、このＳ３６にてカウントが定数に設定される。この定数は、ユーザの身体の動きが一時的に停止したときに即座にＳ９の処理が実行されてしまうのを抑制するため、予め適宜の値に設定された自然数である。このため、加速度変化量が閾値以上で前記装着されていると判断された後は（Ｓ３４：Ｙ）、次の処理では、Ｓ３１にてカウント＞０と判断され（Ｓ３１：Ｎ）、処理はＳ３８へ移行する。Ｓ３８では、カウントの値が１つデクリメントされた後、処理は前述のＳ７へ移行し、前述の接触検出処理が実行される。

そして、Ｓ３１，Ｓ３８，Ｓ７の処理が前記定数の回数だけ繰り返し実行された後、カウントが０となって（Ｓ３１：Ｙ）、前述のＳ３２〜Ｓ３４による前記装着されているか否かの検出が実行される。なお、指は比較的よく動かす身体部位であるので、Ｓ３１，Ｓ３８，Ｓ７の処理が前記定数の回数だけ繰り返し実行されるのに要する期間、すなわち周期１×定数は、周期２よりも短くてもよい。

本実施例でも、非装着時に無駄な電力消費がなされるのを抑制して、消費電力を良好に低減することができる。更に、本実施例では、加速度センサ３５を利用したことにより、指の接触を伴わない手の動きを検出する機能（いわゆるジェスチャ認識機能）を遠隔操作端末３１に持たせて、制御に応用することができる。

なお、遠隔操作端末が身体に装着されているか否かを検出するための構成としては、前記各実施例に記載の構成以外にも種々考えられる。例えば、ユーザの身体に触れたときにその体温を検出する温度センサ等を利用してもよい。また、指の接触／離間を検出するための構成としても、次のように種々考えられる。

［第４実施例］
図１２（ａ）は、第４実施例の遠隔操作端末４１のコントローラ４７における接触検出処理に係る構成を表すブロック図であり、図１２（ｂ）は、その遠隔操作端末４１の電極等の配置態様を表す説明図である。図１２に示すように、この遠隔操作端末４１は、トロイダルコイル３の代わりに円環状の計測用電極４３を備えている。

また、本実施例は、印加用電極５，７のうち計測用電極４３側の印加用電極５と、計測用電極４３との間の電圧を電圧計測値Ｖとして検出する信号検出器４８を備えている。そして、コントローラ４７における前記接触検出処理は、次のように変化する。すなわち、信号検出器４８から入力される電圧計測値Ｖが、予め定められた閾値を超えていると、指が接触していると判定し、電圧計測値Ｖが前記閾値以下であると、指が離間していると判定するのである。

［第５実施例］
また、図１２と同様の回路において、信号検出器４８は、印加用電極５と計測用電極４３との間に生じる電圧（交流信号）に基づき、計測用電極４３から入力される交流信号の、印加用電極５，７間に印加された交流信号に対する位相遅れ（即ち、遅れ方向を正値とした位相差）を計測してもよい。この場合、前記計測された位相遅れ計測値が、予め定められた閾値を超えていると、指が接触していると判定し、位相遅れ計測値が、閾値以下であると、指が離間していると判定することができる。

［第６実施例］
図１３（ａ）は、第６実施例のコントローラ６７における接触検出処理に係る構成を表すブロック図であり、図１３（ｂ）は、その第６実施例の電極等の配置態様を表す説明図である。図１３に示すように、本実施例の遠隔操作端末６１は、印加用電極５，７と同様の環状の電極７５，７７を備えている一方、トロイダルコイル３も計測用電極４３も備えていない。

図１３（ａ）に示すように、この遠隔操作端末６１は、電極７５，７７間のインピーダンスを計測して、このインピーダンス計測値をコントローラ６７に入力するインピーダンス計測部７９を備えている。図１３（ｂ）に示すように、指が接触されている状態でインピーダンス計測部７９により計測されるインピーダンスＺｏｎは、指の接触点を介さずに電気信号が伝播する電極７５，７７間の経路のインピーダンスＺ１と、指の接触点を介して電気信号が伝播する電極７５，７７間の経路のインピーダンスＺ２とを、並列接続したときのインピーダンスＺ１・Ｚ２／（Ｚ１＋Ｚ２）に等しくなる（Ｚｏｎ＝Ｚ１・Ｚ２／（Ｚ１＋Ｚ２））。これに対し、指が離間している状態でインピーダンス計測部７９により計測されるインピーダンスＺｏｆｆは、前記インピーダンスＺ１に等しくなる（Ｚｏｆｆ＝Ｚ１）。

従って、指が離間されている状態でインピーダンス計測部７９により計測されるインピーダンスＺｏｆｆと、指が接触されている状態でインピーダンス計測部７９により計測されるインピーダンスＺｏｎとの間には、不等式Ｚｏｆｆ＞Ｚｏｎが成立する。そこで、コントローラ６７における前記親指と人差し指との接触に係る判断は、次のような処理とすることができる。すなわち、インピーダンス計測部７９から入力されるインピーダンス計測値が、予め定められた閾値を超えていると、指が離間していると判定し、インピーダンス計測値が、閾値以下であると、指が接触していると判定するのである。

［その他］
また、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、指の接触／離間を検出する接触検出手段としての構成は、前記各実施例の構成の他、前記特許文献１や特開２０１０−２８２３４５号公報において本願出願人が提案している各種構成を採用することができる。

また、前記各実施例では、非装着時には周期割込処理の周期を長くする（Ｓ９）と共に接触検出処理（Ｓ７）の実行を禁止しているが、いずれか一方のみによって消費電力を低減してもよい。また、装着されているか否かの検出処理（Ｓ１〜Ｓ３等）と接触検出処理（Ｓ７）とを独立した処理として実行した場合、いずれか一方のみの実行周期を長くすることによって消費電力を低減してもよい。

更に、非装着時に消費電力を低減する動作モードとしては、交流電源１３の出力電圧を低下させる、当該遠隔操作端末にパイロットランプ等が設けられているときにそれを消灯するなど、種々の形態が考えられる。また、前記各実施例では操作対象へコマンドを無線出力するようにしたが、有線にてコマンドを出力する構成にされてもよい。但し、コマンドを無線出力する場合の方が、遠隔操作端末１〜６１の操作性が向上する。

［発明との対応］
なお、前記実施形態において、「特許請求の範囲」に記載の電気機器は遠隔操作端末１〜６１に対応する。また、装着検出手段は、着脱判定用電流センサ１５及び着脱判定部１７ａ及びＳ１〜Ｓ３の処理、反射型フォトセンサ２５及び着脱判定部２７ａ及びＳ２１〜Ｓ２３の処理、または、加速度センサ３５及び着脱判定部３７ａ及びＳ３１〜Ｓ３４の処理に対応する。更に、電流印加手段は信号印加部９１に、電流検出手段は接触判定用電流センサ１１に、それぞれ対応し、信号印加部９１及び電流センサ９２が接触検出手段に対応する。また、信号検出器４８，インピーダンス計測部７９も接触検出手段に対応する。更に、モード切換手段はＳ３、Ｓ２３、またはＳ３４の処理に、受光手段は反射型フォトセンサ２５の受光素子に、光源は反射型フォトセンサ２５の光源に、加速度検出手段は加速度センサ３５に、送信手段は無線送信部１９に、それぞれ対応する。

１，２１，３１，４１，６１…遠隔操作端末 ３…トロイダルコイル
５，７…印加用電極 １１…接触判定用電流センサ
１３…交流電源 １５…着脱判定用電流センサ
１７，２７，３７，４７，６７…コントローラ １７ａ，２７ａ，３７ａ…着脱判定部
１９…無線送信部 ２５…反射型フォトセンサ
３５…加速度センサ ４３…計測用電極
４８…信号検出器 ７５，７７…電極
７９…インピーダンス計測部 ９１…信号印加部
９２…電流センサ

Claims (10)

1. ユーザの身体に装着されて使用される電気機器であって、
   当該電気機器が前記身体に装着されているか否かを検出する装着検出手段と、
   前記身体のうち、接触及び離間可能な２つの身体部位の身体表面を通じた接触によって閉環状の閉じた導体路が形成される身体部位の表面に、配置され、前記導体路が形成されているか否かを検出することにより前記２つの身体部位が接触しているか否かを検出する接触検出手段と、
   前記装着検出手段が前記装着されていないことを検出した場合、前記電気機器の動作モードを、前記装着検出手段が前記装着されていることを検出した場合に比べて消費電力の少ない動作モードに切り換えるモード切換手段と、
   を備えたことを特徴とする電気機器。
2. 前記装着検出手段は、
   前記身体に電流を印加する電流印加手段と、
   該電流印加手段によって印加された電流が前記身体の少なくとも一部に流れたことを検出する電流検出手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記電流印加手段は、前記身体に前記導体路に沿って前記電流を印加し、
   前記接触検出手段は、
   前記電流印加手段によって印加された電流が前記導体路に沿って閉環状に流れたか否かに基づいて前記接触状態を検出することを特徴とする請求項２項に記載の電気機器。
4. 前記装着検出手段は、
   当該電気機器の前記身体への装着時に当該身体に対向し、受光量に応じた信号を出力する受光手段を、
   備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
5. 前記装着検出手段は、
   当該電気機器の前記身体への装着時に当該身体に対向し、当該身体に向けて光を照射する光源を、
   更に備え、
   前記受光手段は、前記光源から照射されて前記身体に反射された光を受光することを特徴とする請求項４に記載の電気機器。
6. 前記装着検出手段は、
   当該電気機器に加わる加速度を検出する加速度検出手段を、
   備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
7. 前記モード切換手段は、前記装着検出手段が前記検出を行う周期、または、前記接触検出手段が前記検出を行う周期の、少なくともいずれか一方を切り換えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に電気機器。
8. 前記モード切換手段は、前記接触検出手段に前記検出を行わせるか否かを切り換えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に電気機器。
9. 前記２つの身体部位は同じ手の異なる２本の指であり、
   いずれか一方の前記指に装着される指輪状に構成されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気機器。
10. 前記接触検出手段の検出結果に対応した信号を操作対象に送信する送信手段を、
    更に備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電気機器。