JP2015035657A - 報知装置及び入力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】環境に雑音を発生させることなく触覚により情報を伝達する報知装置を提供する。【解決手段】超音波トランスデューサ11を面上に複数配列したパラメトリックスピーカ10から出力される音波による振動により操作者に情報を伝達する報知装置1に於いて、超音波トランスデューサを、超音波帯域に属し、変調信号発生器22、搬送波発生器26、変調器25、増幅器24、27、周波数入力器21、レベル入力器23を有している駆動装置20により、周波数差が所定音声帯域に存在する少なくとも2つの異なる周波数成分で駆動し、所定音声帯域と、駆動信号のレベルを、音波が、操作者には聞こえず、触覚により感知される値に設定した。所定音声帯域は、下限可感触閾値レベルが、下限可聴閾値レベルよりも低くなる周波数帯域とし、駆動信号のレベルを、下限可感触閾値レベルより大きく、下限可聴閾値レベルよりも小さくした。【選択図】図2
Description
本発明は、操作者の特定部(指、手、足、腕、顔などの人体の皮膚の一部)による非接触の操作指令に対して、その操作指令の認知を、指令を与えた特定部に振動で応答するようにした報知装置に関する。
また、非接触による操作指令が確実に実行できるようにした入力装置に関する。
また、非接触による操作指令が確実に実行できるようにした入力装置に関する。
電子装置に対して、入力指令を非接触で与える装置として、本出願人は、下記特許文献1、2に開示の技術を開発してきた。特許文献1の装置は、操作者を人体から輻射されない電磁波で励振して、操作者の指先の周囲に形成される近接場を複数の電極で検出して、その電極の検出信号の位相差信号に応じて指先の動作を検出するようにした装置である。
また、下記特許文献2は、特許文献1と同様な装置において、電極による検出信号と基準発振器の出力信号とをPLLにより同期させる回路を設けて、2つの電極で検出される検出信号のPLL同期信号の位相差により指先の電極間における位置を検出する装置を開示している。この装置では、操作者の操作指令を与える指先が電極に接近していない場合には検出信号はPLL同期状態ではなく、位置の検出が可能なまで、指先が電極に接近した場合にPLL同期が確立する。このことを利用して、2つのPLL回路の出力信号のビート信号をスピーカに出力することで、指先の検出電極への接近の程度を操作者に報知するようにしている。この場合、指先が検出電極から遠方にあれば検出信号の振幅が小さいため、スピーカから音が出力されず、指先が検出電極に接近するに連れて、検出信号の振幅が大きくなり、同期確立前であるのでビート信号が生成されて、スピーカから次第に大きな音が出力される。最後に、指先の位置の検出が可能な状態まで接近すると、検出信号は同期確立状態となるので、2つの検出信号のビート信号は発生しない。したがって、スピーカから音は出力されない。この状態で、操作者は指先の位置により操作を指令することができる。
ところが、操作者に対して音で指先の接近状態を報知すると、その音が雑音となり、快適な操作環境を乱すことになる。そこで、本発明者らは、操作入力に対する応答を、操作指令している指先、手のひらなどに、非接触による振動で与えることを考えた。
指先に振動を与える装置として、特許文献3に記載の装置が知られている。その装置は、7.5MHzで超音波発生素子を駆動して、アレーの放射パターンを制御することで、任意の圧力パターンで指先などの触覚を刺激する装置である。また、下記特許文献4には、超音波素子を2次元格子状に配置して、任意の音圧パターンを生成して生体に所定の触覚を刺激する装置が開示されている。また、その装置は、パルス変調された超音波を発振する他の超音波素子と、生体からのその超音波の反射波を検出する検出素子を設けて、その反射波の伝搬遅延時間から音圧パターンの受ける生体の位置を検出するようにしている。
しかしながら、上記特許文献3、4の装置では、音圧パターンを発生するために、格子状に配列された各超音波素子を励振するためのそれぞれの信号の位相を精密に制御する必要がある。また、1〜10MHzの超音波を発生させており、人間の耳には聞こえないけれども、この帯域での人の触覚は鈍く、感知できる触覚を人に励起させるためには、100W/cm2 程度の大きい出力が必要である。これらのため、上記特許文献3、4の装置は、複雑となり、製造コストが高くなるという問題がある。
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、本発明の目的は、非接触による操作に対する応答を、環境に騒音を与えない非接触による音波による振動として操作者に与えるようにした報知装置を実現することである。また、本発明の他の目的は、非接触入力に対する応答に、その報知装置を用いることで、操作入力を確実に行えるようにすることである。
本発明は、超音波トランスデューサを面上に複数配列したパラメトリックスピーカから出力される音波による振動により操作者に情報を伝達する報知装置において、超音波トランスデューサを、超音波帯域に属し、周波数差が所定音声帯域に存在する少なくとも2つの異なる周波数成分を有する駆動信号で駆動する駆動装置を有し、所定音声帯域と、駆動信号のレベルを、音波が、操作者には聞こえず、触覚により感知される値に設定したことを特徴とする報知装置である。
パラメトリックスピーカは、超音波トランスデューサを面上に複数配置したスピーカである。配列は一次元配列でも二次元配列であっても良い。配列面は平面でも曲面であっても良い。音声帯域は、一般的には、20Hz以上、20kHz以下の可聴周波数帯域をいう。所定音声帯域は、この音声帯域内に存在する所定の周波数帯域をいう。超音波が空気中を伝搬する時に、音波の縦波によって生じる空気の粗状態と密状態との振動周期が異なる結果、非線形効果が発生する。非線形の2次の項から音波の有する周波数成分の差と和の成分(音波のスペクトルの畳み込み積分)が得られる。この現象は超音波の自己復調と言われている。本発明はこの自己復調の性質を利用して、自己復調された結果の信号(周波数差の成分、周波数和の成分のうち周波数差の成分の音波)が、操作者の耳には聞こえず、手のひらや指先などの皮膚の触覚により感知できるように駆動信号の有する周波数成分の周波数差と、駆動信号のレベルを設定するようにしたことが特徴である。本発明では、復調時の超音波帯域の信号の周波数和の成分は、超音波帯域以上の帯域となるので、音声帯域には存在せず可聴成分ではないので問題にはならず、復調時の周波数差の成分のみに注目している。したがって、以下においては、周波数差の成分のみについて記載する。
したがって、駆動信号には、各種の態様が考えられる。駆動信号は、周波数空間(フーリエ変換)において、次の関係を有していれば良い。駆動信号は、超音波帯域内において所定音声帯域の幅を有した連続スペクトルを有した信号、超音波帯域内において、任意の2つの周波数の差が、所定音声帯域内に存在する離散的スペクトルを有した信号、両者を混合したスペクトルを有した信号などである。駆動信号が複数であれば、合成後(加算後)の駆動信号のスペクトルについて上記の関係があれば良い。
駆動信号の典型例は、超音波帯域の搬送波を、少なくとも所定音声帯域にある変調信号により変調して得られる信号である。この場合には、変調信号の周波数帯域が駆動信号の周波数成分における周波数差を与えることになる。変調信号が連続スペクトルであれば、空間の自己復調によりこの連続スペクトルを有した変調信号が復調され、この変調信号が音波として操作者の聴覚、触覚に到達する。また、変調信号を所定音声帯域の単一周波数の正弦波とすると、空間の自己復調によりこの単一正弦波の変調信号が音波として操作者に到達する。同様に、変調信号を周波数差が所定音声帯域にある異なる2つの周波数の正弦波とすると、空間の自己復調によりこの2つの異なる周波数の正弦波、この2つの周波数の差の周波数の正弦波が、音波として操作者に到達することになる。また、駆動信号を変調しない、超音波帯域に属した周波数成分の任意の周波数差が所定音声帯域に存在する異なる周波数の正弦波とした場合には、それらの任意に選択された2つの正弦波の周波数差の正弦波が音波として、操作者に到達する。
駆動信号は、変調した信号であっても、変調しない単一周波数の正弦波であっても良い。また、駆動信号は、単一である必要はなく、複数であっても良い。複数の駆動信号(変調した信号、又は、変調しない信号)を、一つのパラメトリックスピーカに入力させても良い。また、独立した複数のパラメトリックスピーカに、それぞれの駆動信号を入力して、超音波をそれぞれから出力させて、作業者が感知する空間においてその超音波を混合するようにしても良い。独立した複数のパラメトリックスピーカには、一つのパラメトリックスピーカの領域を区分して、それら領域に存在する超音波トランスデューサにそれぞれの駆動信号を入力するようにしても良い。作業者が感知する空間においてそれらの超音波を効率良く混合するには、放物面又は双曲線面の凹面に超音波トランスデューサを配列したり異なるパラメトリックスピーカを配置すれば良い。
駆動信号に変調した信号を用いる場合の変調方式は、振幅変調、周波数変調、位相変調など任意である。振幅変調方式は、搬送波付きのDSB、搬送波付きのSSB、搬送波抑圧DSBが用いられる。搬送波抑圧DSBで変調信号が単一周波数ωs の正弦波の場合には、搬送波の周波数ωc に対して、ωc ±ωs の2本のスペクトルが存在するので、周波数差は2ωs となり、空間での自己復調により2ωs の音波が得られる。この場合には、2ωs が所定音声帯域に存在すれば良い。搬送波付きのDSBであれば、ωc 、ωc ±ωs の3本のスペクトルが存在するので、ωs 、2ωs の周波数差が得られる。この場合には、少なくともωs 、2ωs の一方が所定音声帯域に存在すれば良い。搬送波抑圧SSBの場合には、少なくとも異なる2つの周波数成分を有した変調信号を用いる。要するに、超音波に関する空間の非線形特性(複数の駆動信号の積を生じる特性)によって生成される複数の駆動信号の周波数差が所定音声帯域にあるにある周波数の変調信号を用いて、超音波の単一又は異なる周波数の複数の搬送波を変調すれば良い。周波数変調、位相変調の場合には、変調信号が単一周波数の正弦波であっても、駆動信号は周波数空間において、周波数帯域を有している。したがって、この周波数帯域が所定音声帯域内にあれば良い。
周波数差と駆動信号のレベルは、一例として、次のように決定される。周波数差と駆動信号のレベルを変化させて、超音波トランスデューサから音波を出力した場合に得られる2種の特性であって、該音波を最低限聞き取ることのできる駆動信号の下限可聴閾値レベルと周波数差との関係を示す可聴周波数特性特性と、その同一音波を触覚により最低限感知できる駆動信号の下限可感触閾値レベルと周波数差との関係を示す可感触周波数特性とにおいて、所定音声帯域を、下限可感触閾値レベルが、下限可聴閾値レベルよりも低くなる周波数帯域とし、報知装置を本動作させる時の駆動信号のレベルを、下限可感触閾値レベルより大きく、下限可聴閾値レベルよりも小さくする。
空間における非線形効果の自己復調により、音波の2乗が得られる。したがって、自己復調された周波数差を周波数とする音波のレベルは、駆動信号のレベルにより変化させることができる。駆動信号に変調された信号を用いる場合には、搬送波のレベルでも、変調信号のレベルでも、駆動信号のレベルは変化できる。複数の異なる単一周波数の正弦波を駆動信号とする場合には、少なくとも一つの正弦波のレベルを変化させれば、自己復調された音波のレベルは変化できる。
所定音声帯域は、後述するように、50Hz以上、350Hz以下とすることが望ましい。さらに望ましくは、所定音声帯域は、80Hz以上、250Hz以下である。
また、本放置装置は、駆動信号のレベルを操作者による入力により変化させるレベル可変手段を有することが望ましい。また、本放置装置は、周波数差を操作者による入力により変化させる周波数可変手段を有することが望ましい。これにより、操作者は、装置の調整により環境に雑音を発生させることなく、触覚だけの情報を得ることができる。
また、本放置装置は、駆動信号のレベルを操作者による入力により変化させるレベル可変手段を有することが望ましい。また、本放置装置は、周波数差を操作者による入力により変化させる周波数可変手段を有することが望ましい。これにより、操作者は、装置の調整により環境に雑音を発生させることなく、触覚だけの情報を得ることができる。
上記の報知装置の発明を用いて、次のように非接触の入力装置の発明を得ることができる。
すなわち、第1の入力装置の発明は、操作者の特定部から、電子装置に対する操作指令を非接触で入力する入力装置であって、操作者の人体表面に電磁場を伝搬させる励振器と、互いに離間して配置され、操作者の特定部により形成される電磁場を検出する電磁場検出素子と、電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、操作者の特定部の複数の電磁場検出素子に対する動作を検出する動作検出装置と、電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、報知装置を駆動すると共に、動作検出装置により動作が検出された場合に、その検出値に応じて、電子装置に指令信号を出力する制御装置とを有することを特徴とする入力装置である。
すなわち、第1の入力装置の発明は、操作者の特定部から、電子装置に対する操作指令を非接触で入力する入力装置であって、操作者の人体表面に電磁場を伝搬させる励振器と、互いに離間して配置され、操作者の特定部により形成される電磁場を検出する電磁場検出素子と、電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、操作者の特定部の複数の電磁場検出素子に対する動作を検出する動作検出装置と、電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、報知装置を駆動すると共に、動作検出装置により動作が検出された場合に、その検出値に応じて、電子装置に指令信号を出力する制御装置とを有することを特徴とする入力装置である。
また、他の第2の入力装置の発明は、操作者の特定部から、電子装置に対する操作指令を非接触で入力する入力装置であって、周囲に電磁場を形成する電磁場形成器と、電磁場形成装置の周囲に互いに離間して配設され、電磁場形成装置により形成された電磁場を検出する複数の電磁場検出素子と、複数の電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、操作者の特定部の複数の電磁場検出素子に対する動作を検出する動作検出装置と、電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、報知装置を駆動すると共に、動作検出装置により動作が検出された場合に、その検出値に応じて、電子装置に指令信号を出力する制御装置とを有することを特徴とする入力装置である。
これらの入力装置において、報知装置を駆動するタイミングは、操作者の指、手、足などの特定部が、磁場検出素子に接近して、電磁場検出素子によりそのことが検出された時や、動作検出装置が操作者の特定部の動作を検出した時である。したがって、電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、報知装置を駆動するとは、動作検出装置により、電磁場検出素子により検出された信号に基づいて操作者の特定部の動作を検出した信号に基づいて報知装置を駆動する場合を含む。
動作検出装置は、複数の電磁場検出素子の出力する複数の信号のうち、任意の2つの信号の振幅の和と差の比に基づいて、動作を検出することができる。
また、動作検出装置は、複数の電磁場検出素子の出力する複数の信号のうち、任意の2つの信号の振幅の位相差に基づいて、動作を検出するようにしても良い。
動作検出装置は、複数の電磁場検出素子の出力する複数の信号のうち、任意の2つの信号の振幅の和と差の比に基づいて、動作を検出することができる。
また、動作検出装置は、複数の電磁場検出素子の出力する複数の信号のうち、任意の2つの信号の振幅の位相差に基づいて、動作を検出するようにしても良い。
上記の入力装置の発明において、電磁場は単一周波数の正弦波、余弦波であっても、これらの波の振幅、位相、周波数などを変調をした信号であっても良い。また、方形波であっても良い。電磁場検出素子は、アンテナや電極である。電磁波を検出するにはアンテナが、近接場を検出するには電極を用いることが望ましい。電磁場検出素子は、第1の入力装置においては、単一であっても、複数であっても良い。電磁場検出素子が一つの場合には、2値指令、すなわち、例えば、装置の電源のオンオフの指令に用いることができる。
第1の入力装置の発明においては、励振器は、人体表面に電磁波を伝搬することができる位置に取り付けられていればよく、人体に直接取り付けられていてもよいし、イスなどの人体と接触する物体に取り付けられていてもよい。この場合には、本装置は、電磁場で励振されている操作者のみの操作に応答することになり、他人の操作を禁止することができる。励振器の発振周波数は、人体表面を電磁場が伝搬することができる周波数帯であればよく、たとえば1〜100MHzである。また、本発明における「操作者の特定部」とは、人体のあらゆる箇所を示すものであるが、特に手先などの先端が細くなっている部分がよい。位置測定精度が向上するためである。
電磁場検出素子を直線上に2台配置することで、直線上における操作者の指先などの指示位置や、手のひらの動作を精度良く検出することができる。また、電磁場検出素子を直交する2直線(x軸、y軸)上に、2台づつ配置することで、操作者のx軸方向の操作位置と、y軸方向の装置位置とを検出することができる。
第2の入力装置の発明においては、電磁場として、周囲に電磁波として伝搬しないエバネセット波のような伝搬モードを有さない近接場や、アンテナにより放出された電磁波を用いることができる。電磁場として近接場を用いる場合には、電磁場形成器は、電磁場の波長の1/100程度以下に小さくすれば、電磁場形成器の有する出力電極からの放射モードはなく、エバネセット波による近接場が出力電極の周囲に形成される。励振周波数としては、1〜100MHzを用いることができる。したがって、100MHzでの励振であれば、出力電極は3cm以下とすれば良い。出力電極と検出電極との距離は、30cm以下、3cm以上が望ましい。望ましくは、10cm以下、3cm以上を用いることができる。1MHzでの励振であれば、出力電極は3m以下とすれば良い。また、出力電極と検出電極との関係も、波長程度以下に拡大することができる。
複数の電磁場検出素子の個数は任意である。また、複数の電磁場検出素子は、1組の検出電極については、出力電極を中心として、点対称に設けられるのが望ましい。また、全電磁場検出素子に対しては、電磁場形成器の出力電極を中心として、回転対称に設けられるのが望ましい。また、電磁場検出素子は、偶数であって、2個の電磁場検出素子を1組として、複数組、設けられるのが望ましい。しかし、一つの電磁場検出素子を共通とすると、電磁場検出素子の数は、3以上の奇数であっても良い。
また、電磁場形成器は、電磁波を放射する送信アンテナを有し、電磁場検出素子はその電磁波を受信する複数の受信アンテナで構成しても良い。送信アンテナと複数の受信アンテナとの間に電磁波環境が形成される。その環境に人が手などで動作させると、2つの受信アンテナの出力信号に基づいて、動作の有無を検出することができる。
本発明は、操作者が電子装置に対して非接触で指令する入力装置において、入力装置が操作者の指令を検知できた場合に、上記の報知装置を駆動して、その操作者の操作する指先や手のひらなどに振動を与えることができる。これにより、操作者は、操作状況を確実に把握することができる。
本報知装置の発明によると、超音波の空間の自己復調によりえられた所定音声帯域の信号が操作者の皮膚の触覚を刺激すふることで情報を伝達することができる。この時、操作者の聴覚には音声が聞こえないので周囲に雑音を発生させることがない。また、本報知装置は、非接触による入力装置において、入力に対する応答を操作者に与える装置に用いることができる。
以下、本発明の具体的な実施例について図面を用いて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
まず、可聴周波数特性と可感触周波数特性とを測定した。
超音波を放射する超音波トランスデューサを平面上に2次元配列したパラメトリックスピーカとして、日本セラミック株式会社製AS050BPF1を使用した。そのパラメトリックスピーカは、駆動回路を内臓しており、音声信号を入力する端子がある。パラメトリックスピーカは、40kHzの矩形波を搬送波としている。音声信号(変調信号)は、単一周波数の正弦波として、周波数を20Hzから500Hzまで変化させた。変調は音声信号を40kHzでスイッチングするAM変調であり、搬送波付きDSB信号が駆動信号となる。超音波トランスデューサからは、DSBの縦波が前方に放射される。このとき、変調された超音波における空気分子の密状態(圧縮)と粗状態(膨張)とで周期が異なる(粗状態の方が周期が長い)ことによる非線形効果により、超音波が空気中を伝搬する間に包絡線である変調信号(音声信号)が自己復調される。この結果、音声信号は耳に聞こえ、音声信号の振動は皮膚(指先、手のひらなど)で感じられる。
超音波を放射する超音波トランスデューサを平面上に2次元配列したパラメトリックスピーカとして、日本セラミック株式会社製AS050BPF1を使用した。そのパラメトリックスピーカは、駆動回路を内臓しており、音声信号を入力する端子がある。パラメトリックスピーカは、40kHzの矩形波を搬送波としている。音声信号(変調信号)は、単一周波数の正弦波として、周波数を20Hzから500Hzまで変化させた。変調は音声信号を40kHzでスイッチングするAM変調であり、搬送波付きDSB信号が駆動信号となる。超音波トランスデューサからは、DSBの縦波が前方に放射される。このとき、変調された超音波における空気分子の密状態(圧縮)と粗状態(膨張)とで周期が異なる(粗状態の方が周期が長い)ことによる非線形効果により、超音波が空気中を伝搬する間に包絡線である変調信号(音声信号)が自己復調される。この結果、音声信号は耳に聞こえ、音声信号の振動は皮膚(指先、手のひらなど)で感じられる。
超音波トランスデューサの配列面である放射面の前方2cmの位置に手のひらを置いて、ある周波数の変調信号のレベルを変化させて、振動を感じる下限の閾値レベルを下限可感触閾値レベルとして測定した。下限可感触閾値レベルは変調信号のピークツーピーク電圧である。この変調信号の周波数を20Hzから500Hzまで走査して、順次、下限可感触閾値レベルを測定して、可感触周波数特性Aを得た。
超音波トランスデューサの放射面の前方2cmの位置に手のひらを位置させるとき、操作者の耳は、放射面の前方40cm程度に位置する。よって、超音波トランスデューサの放射面に垂直な前方40cmの位置に耳を置いて、同様に、ある周波数の変調信号のレベルを変化させて、音が聞こえる下限の閾値レベルを下限可聴閾値レベルとして測定した。下限可聴閾値レベルは変調信号のピークツーピーク電圧である。この変調信号の周波数を20Hzから500Hzまで走査して、順次、下限可聴閾値レベルを測定して、可聴周波数特性Bを得た。
測定した可感触周波数特性Aと可聴周波数特性Bを、図1に示す。この特性から明らかなように、操作者には聞こえないが、指先や手のひらなどの皮膚で振動を感じることのできる変調信号の周波数帯域が存在する。すなわち、変調信号の周波数が30Hz以上400Hz以下の範囲の時に、下限可感触閾値レベルが、下限可聴閾値レベルよりも低くなることが分かった。このことは、本願発明者が初めて発見した事実である。
本発明は、この発見した特性に基づいて成されたものであり、下限可感触閾値レベルが、下限可聴閾値レベルよりも低くなる帯域の周波数と、下限可感触閾値レベル以上、下限可聴閾値レベル以下の範囲のレベルに、変調信号の周波数とレベルを選択している。このようにすれば、環境に雑音を発生させることなく、皮膚の感触により入力に対する応答などの情報を操作者に伝達させることができる。下限可感触閾値レベルと下限可聴閾値レベルの分離余裕を考慮すると、図1の特性から、変調信号の望ましい周波数範囲(所定音声帯域)は、50Hz以上、350Hz以下である。さらに、望ましい周波数範囲(所定音声帯域)は、80Hz以上、250Hz以下である。この周波数範囲は、変調信号のレベルにして0.02V以上の余裕がある範囲である。
変調信号の周波数を伝達する情報とすれば、操作者に指先や手のひらなどの皮膚に感じる振動の周波数により伝達情報を認識することができる。
図2は、実施例1に係る報知装置の構成を示した図である。
報知装置1は、多数の超音波トランスデューサ11を面上に格子状の稠密構造に配置したパラメトリックスピーカ10と、超音波トランスデューサ11を駆動する駆動装置20とを有している。本実施例では、パラメトリックスピーカ10は超音波トランスデューサ11を配列したもので、駆動信号SD を駆動装置20から入力して、各超音波トランスデューサ11に駆動信号SD を分配する回路のみが内臓されている。
報知装置1は、多数の超音波トランスデューサ11を面上に格子状の稠密構造に配置したパラメトリックスピーカ10と、超音波トランスデューサ11を駆動する駆動装置20とを有している。本実施例では、パラメトリックスピーカ10は超音波トランスデューサ11を配列したもので、駆動信号SD を駆動装置20から入力して、各超音波トランスデューサ11に駆動信号SD を分配する回路のみが内臓されている。
駆動装置20は、変調信号発生器22、搬送波発生器26、変調器25、増幅器24、27、周波数入力器21、レベル入力器23を有している。変調信号発生器22は、周波数入力器21から入力された周波数ωに応じた周波数の正弦波sin(ωt)を増幅器24に出力する。増幅器24はレベル入力器23から入力されたレベルaに応じて、正弦波sin(ωt)を増幅して、asin(ωt)を変調信号S1 として、変調器25に出力する。ただし、0 <a≦1 である。また、搬送波発生器26は、超音波帯域にある40kHzの正弦波Esin( ωc t)の搬送波S2 を変調器25に出力している。変調器25は、マルチプレクサであり、変調信号S1 のオフセット信号asin(ωt)+1と搬送波S2 との積であるE [ asin(ωt)+1]sin( ωc t)を、増幅器27に出力する。したがって、この変調器25は、変調度a の搬送波付きDSB−AM変調器である。増幅器27は、この信号を増幅して駆動信号SD をパラメトリックスピーカ10に出力している。したがって、駆動信号SD は、搬送波付き両側帯波(DSB)であり、周波数成分は、ωc 、ωc ±ωの3本の線スペクトルである。操作者は、周波数入力器21の設定周波数ωとレベル入力器23の設定レベルaとを可変設定することで、耳には聞こえず、手、指、顔、足などの特定部において振動を感知できるように調整することができる。なお、レベルは、搬送波のレベルE を変化させるようにしても良い。もちろん、搬送波のレベルE と変調信号のレベルa とを共に変化させるようにしても良い。
駆動信号SD により、全ての超音波トランスデューサ11は、同一位相で駆動される。すると、超音波トランスデューサ11の前方に向けて、縦波の超音波平面波E [ asin(ωt)+1]sin( ωc t)が放出される。この超音波平面波は空間の非線形効果により、自己復調されて、bsin(ωt)、csin(2ωt)の所定音声帯域の縦波となり、操作者の特定部に至る。b、c は、伝搬による減衰を考慮した音波の振幅である。なお、変調度a を小さくすれば、c の値は、小さくできる。このbsin(ωt)は、復調された変調信号S1 である。この時の自己復調された音波をスピーカで受信して、電気に変換した信号波形を図3(a)に示す。変調信号S1 の周波数ω/2πは120Hz、搬送波の周波数ωC /2πは40kHzである。復調された120Hzの音波は、図1の特性から分かるように、下限可感触閾値レベルが、下限可聴閾値レベルよりも低くなる周波数である。また、変調信号S1 の振幅aは、下限可感触閾値レベル以上、下限可聴閾値レベル以下の範囲の値に設定されている。この結果、復調された音波は、操作者の耳には聞こえず、パラメトリックスピーカ10の前方に位置する操作者の指先、手のひらになどの皮膚には、120Hzの振動として検知される。
このようにして、本実施例の報知装置1は、雑音を発生させることなく、操作者の感触により情報を伝達させることができる。変調信号S1 の周波数を伝達すべき情報に応じて変化させれば、操作者は、皮膚の感じる周波数により、伝達された情報を知ることができる。また、変調信号S1 を単一の正弦波ではなく、所定音声帯域に含まれる一定幅の連続スペクトルとしても良い。この連続スペクトルの形状により、操作者は受ける振動を識別でき、ことなる情報を伝達することができる。
また、変調信号S1 をa1sin( ω1t) +a2sin( ω2t) の異なる周波数ω1 とω2 の正弦波の和としても良い。例えば、周波数ω1 /2πを120Hz、周波数ω2 /2πを122Hzとする。変調方式は搬送波付きのDSB変調とする。いずれの周波数も所定音声帯域(50Hz以上、350Hz以下、又は、80Hz以上、250Hz以下)に属する。この場合には、自己復調後の音波のスペクトルは、ベースバンドにおいて、ω2 −ω1 、ω1 、ω2 、2ω1 、2ω2 の5本のスペクトルとなる。ただし、ω2 −ω1 、2ω1 、2ω2 の3成分は、それぞれの変調信号の変調度a1 、a2 を小さく設定すれば、ω1 、ω2 の成分に対して、小さくすることができる。上記搬送波付きDSB変調された信号を駆動信号として、超音波トランスデューサ11を駆動して、スピーカで受信した時の信号波形を図3(b)に示す。この場合には、自己復調では、主として(振幅の大きい信号)、120Hzと122Hzの正弦波が得られる。したがって、図3(b)に示すように、周波数121Hz(120Hzと122Hzの平均周波数)を1Hzの信号で、変調度1で振幅変調した信号が得られていることが分かる。操作者の皮膚は、121Hzの振動の強さに、振幅の絶対値(強度)として、2Hzの脈動を感じる。このとき、駆動信号SD のレベルは、120Hz、122Hzの音波が耳では聞こえないレベルに設定されている。周波数2Hzは、図1の特性から分かるように、所定音声帯域には存在せず、聴覚も触覚も感知し難い周波数であが、操作者は、触覚して感知できる121Hzを、2Hzの脈動として検知することができる。なお、搬送波を抑圧しないDSB変調を用いた場合には、自己復調後の音波のスペクトルは、2ω1 、2ω2 の2成分となる。上記の例でいえば、242Hzの正弦波を、変調度1で2Hzの正弦波でDSB変調した信号と等価となる。また、搬送波を抑圧しないDSB変調の場合には、正確には、さらに、2ω1 、2ω2 の成分(変調度に応じた強度)も自己復調後の音波に含まれることになる。
また、変調器25を用いずに、40kHzの正弦波sin(ωC1t)と、40.12kHzの正弦波sin(ωC2t)との2本の搬送波を駆動信号SD として、パラメトリックスピーカ10に出力するようにしても良い。この場合には、空間による自己復調により、ωC2−ωC1の周波数120Hzの正弦波sin(ωC2−ωC1)tの音波が得られる。このようして、耳には聞こえず、触覚で検知できる音波として情報を操作者に伝達することができる。
実施例2の装置は、上記実施例1の報知装置1を用いた非接触により各種の指令を電子装置に与える入力装置4である。図4において、操作者の身体は、励振器31により励振される。直線上には、離間して配置された電磁場検出素子である電極50A、50Bが配設されている。励振器31の発振周波数は、電磁場が人体表面を伝搬することができる周波数であり、1〜100MHzである。励振器31は、操作者が着座した椅子を励振することで、操作者を励振し、人体表面に電磁場を伝搬させ、操作者の手40から近接場が周囲に形成される。又は、励振器31は、直接、操作者の身体、腕、手を直接励振するものであっても良い。
電極50A、50Bは、励振器31によって人体表面を伝搬する電磁場を電気信号として受信するものである。電極50Aには、動作検出装置60の増幅器51A、バンドパスフィルタ52A、ログ増幅器53Aが接続されている。電極50Bには、動作検出装置60の増幅器51B、バンドパスフィルタ52B、ログ増幅器53Bが接続されている。バンドパスフィルタ52A、52Bは、励振器31の発振周波数帯のみを透過するものであり、ログ増幅器53A、53Bは、それぞれバンドパスフィルタ52A、52Bからの電気信号を対数増幅するものである。
また、動作検出装置60は、加算器54、減算器55、除算器56を有している。加算器54、減算器55にはそれぞれ、ログ増幅器53Aとログ増幅器53Bの出力が接続されている。加算器54は、ログ増幅器53Aからの電気信号Vaとログ増幅器53Bからの電気信号Vbとを加算して出力するものであり、減算器55は、ログ増幅器53Aからの電気信号Vaからログ増幅器53Bからの電気信号Vbを減算して出力するものである。また、加算器54の出力と減算器55の出力は除算器56に接続されている。除算器56は、減算器55からの電気信号を加算器54からの電気信号で除算して出力するものである。除算器56の出力は、増幅器57、ローパスフィルタ58を介して出力される。
このローパスフィルタ58から出力される電気信号の電圧値Vpは、ログ増幅器53Aからの電気信号Vaの電圧値をVa、ログ増幅器53Bからの電気信号Vbの電圧値をVbとすれば、Vp=(Va−Vb)/(Va+Vb)である。電圧値Vpは、電極50Aと電極50Bとを結ぶ線分上の操作者の手(指先)40の位置に応じて変化する値である。例えば、電極50Aと電極50Bとを結ぶ線分の中点に手(指先)40が位置するとVa=Vbとなり、Vp=0となる。また、操作者の手(指先)40の位置が電極50Aの直上に位置するとて、Vaは最大値、Vbは小さい値となる。したがって、電圧値Vpは正の最大値となる。逆に、操作者の手(指先)40の位置が電極50Bの直上に位置するとて、Vbは最大値、Vaは小さい値となる。したがって、電圧値Vpは負で絶対値が最大値となる。このようにして、電圧値Vpを測定することで操作者の手(指先)40の位置を測定することができる。また、手40を電極50Aと電極50Bとの間で、大きく動かせば、電圧値Vpは大きく変動することになり、操作者の動作を検出することができる。
なお、電圧差を電圧和で除算せずに電圧差のみでも位置検出は可能であるが、手40の高さ(電極50A、50Bの配置面に垂直な方向の手の位置)によって位置検出の感度にばらつきが生じるため、電圧和で除算することで感度のばらつきを抑え、より高感度に位置検出ができるようにしている。
ローパスフィルタ58の出力する電圧値Vpは制御装置65のA/D変換器61に入力している。A/D変換器61は、電圧値Vpをディジタル信号に変換して、制御すべき電子装置63に出力する。電子装置63は、このディジタル信号、すなわち、電圧値Vpを制御入力とする。例えば、電圧値Vpが2回急速に変動すれば、電源オン、3回急速に変動すれば、電源オフ、電圧値Vpが徐々に正に向けて増加する場合には、音量の増大、温度の上昇、ウインドウの開動作などの制御量を増加させ、電圧値Vpが徐々に負に向けて減少する場合には、音量の増大、温度の低下、ウインドウの閉動作などの制御量を減少させる。
制御装置65は報知装置1を駆動するための装置でもある。制御装置65は、A/D変換器61、閾値判定回路62A、閾値判定回路62B、AND回路64とを有している。ログ増幅器53Aからの電気信号Vaは、閾値判定回路62Aに入力し、ログ増幅器53Bからの電気信号Vbは、閾値判定回路62Bに入力している。閾値判定回路62Aは、電気信号Vaの絶対値が所定の閾値を越えると、制御信号Ca をAND回路64に出力し、閾値判定回路62Bは、電気信号Vbの絶対値が所定の閾値を越えると、制御信号Cb をAND回路64に出力している。そして、AND回路64の出力する起動信号Ss は報知装置1に入力している。したがって、電圧値Vaと電圧値Vbとが共に閾値を越えた場合に、報知装置1に起動信号Ss が出力される。すなわち、操作者の手40が電極50A、電極50Bに接近すると、制御信号Ca 、Cb が出力されて、操作者による指令が正確に入力され得る状態( 電極50A、50Bに接近した状態)となる。
報知装置1は、制御装置65から起動信号Ss が入力されると、操作者の手40は、操作入力の可能な状態に位置していると判断され、パラメトリックスピーカ10から、実施例1により変調された超音波が出力される。これにより、操作者は手(指先)40の皮膚の触覚により、120Hzの振動を感じることができる。このとき、耳にはこの音波は実施例1で説明したように聞こえない。したがって、周囲に雑音を放出することなく、操作者は、振動を感じつつ、手を電極50Aと電極50Bとの間で、左右に動かすなどの動作を行えば、操作者は確実に動作による指令が入力装置4に入力されていることを認識することができる。これにより、操作者は多数回の入力動作の繰返しをしなくと済む。また、誤入力が防止される。
この装置において、駆動装置60からは、電子装置63を制御するための指令入力Vpを、(Va−Vb)/(Va+Vb)で与えている。しかし、電極50Aと電極50Bの検出する信号Va、Vbの位相差を指令入力Vpとしても良い。位相差は、電極50Aと電極50Bと手40との距離差を表している。また、電極50Aと電極50Bは、直線(x軸)上に2つ設けているが、この直線(x軸)に直交する直線(y軸)上に、他の2つの電極を設けても良い。この場合には、x軸方向の動作とy軸方向の動作とを検出することができる。さらには、操作者の特定部を指先とすると、4つの電極の配置されている面上の(x,y)座標を指令することができる。
本実施例3の入力装置5は、実施例2の入力装置4と異なり、人体を励振するのではなく、出力電極と検出電極が配置されており、操作者の指先が電磁場を乱すことで、操作者による動作により指令を電子装置に与える装置である。
図5は、実施例3に係る入力装置5の構成図である。直径4cmの円板状の出力電極72は、円の中心に設けられている。出力電極72の直径は0.5cm以上、5cm以下とすることができる。出力電極72は励振器71により励振される。円周上に、1組の検出電極である第1検出電極70A、第2検出電極70Bと、他の1組の検出電極である第1検出電極70C、第2検出電極70Dとが設けられている。第1検出電極70Aと第2検出電極70Bとを結ぶ線分(x軸)の中点に出力電極72が位置し、第1検出電極70Cと第2検出電極70Dとを結ぶ線分(y軸)の中点に出力電極72が位置している。また、第1検出電極70Aと第2検出電極70Bとを結ぶ線分と、第1検出電極70Cと第2検出電極70Dとを結ぶ線分とは直交している。すなわち、各検出電極70A、70B、70C、70Dは、出力電極72を中心として、90°の回転対称の位置に設けられている。また、各検出電極70A、70B、70C、70Dの外縁は、直径10cmの円周に接している。この円周の直径は出力電極72を中心として近接場が形成される範囲であれば任意である。10cm〜60cm程度を用いることができる。
図5は、実施例3に係る入力装置5の構成図である。直径4cmの円板状の出力電極72は、円の中心に設けられている。出力電極72の直径は0.5cm以上、5cm以下とすることができる。出力電極72は励振器71により励振される。円周上に、1組の検出電極である第1検出電極70A、第2検出電極70Bと、他の1組の検出電極である第1検出電極70C、第2検出電極70Dとが設けられている。第1検出電極70Aと第2検出電極70Bとを結ぶ線分(x軸)の中点に出力電極72が位置し、第1検出電極70Cと第2検出電極70Dとを結ぶ線分(y軸)の中点に出力電極72が位置している。また、第1検出電極70Aと第2検出電極70Bとを結ぶ線分と、第1検出電極70Cと第2検出電極70Dとを結ぶ線分とは直交している。すなわち、各検出電極70A、70B、70C、70Dは、出力電極72を中心として、90°の回転対称の位置に設けられている。また、各検出電極70A、70B、70C、70Dの外縁は、直径10cmの円周に接している。この円周の直径は出力電極72を中心として近接場が形成される範囲であれば任意である。10cm〜60cm程度を用いることができる。
出力電極72及び電磁場検出素子である各検出電極70A、70B、70C、70Dは、図6に示すように構成されている。図6は図5におけるx軸での断面図である。樹脂基板44の上面には、出力電極72、第1検出電極70A、第2検出電極70Bに対応して、相互に絶縁分離された銅薄膜45、46A、46Bが形成されている。銅薄膜45、46A、46Bは、それぞれ、中心ピン47、48A、48Bに接続されており、樹脂基板44の裏面の全面には同軸ケーブルの外被導体に接続さたアース銅薄膜43が設けられている。また、外導体がアース銅薄膜43に接合し、中心ピン47、48A、48Bを内在したコネクタ41、42A、42Bが設けられている。コネクタ41に接続された図示しない同軸ケーブルを介して励振器71から入力された信号により出力電極72の銅薄膜45が励振される。出力電極72とこの電極を励振する励振器71により電磁場形成器が構成されている。また、第1検出電極70A、第2検出電極70Bの銅薄膜46A、46Bで検出される電磁場による信号は、コネクタ42A、42Bに接続された図示しない同軸ケーブルを介して、図4に示す動作検出装置60と同一構成のx軸用の動作検出装置60xに伝送される。また、出力電極72、第1検出電極70A、第2検出電極70Bが存在しない樹脂基板44の領域には、実施例1のパラメトリックスピーカ10が埋め込まれている。
第1検出電極70Cと第2検出電極70Dも、第1検出電極70Aと第2検出電極70Bと同様に形成されており、それらの検出電極70C、70Dは、図4に示す動作検出装置60と同一構成のy軸用の動作検出装置60yに接続されている。すなわち、本実施例3は、実施例2の図4に示す動作検出装置60がx軸用とy軸用と2つ設けられている。それらの動作検出装置の回路構成は実施例2と同一である。
出力電極72には励振器71が接続されている。励振器71の発振周波数は、1〜100MHzである。本実施例では、周波数は10.7MHzとした。出力電極72の直径は、励振する電磁場の波長の1/100以下が望ましい。周波数10.7MHzの波長は28mであるが、この波長に対して、1/100、すなわち、直径28cm以下となると、電磁波の放射が起こらない。この結果、出力電極12の周囲には、伝搬しないエバネセット波による近接場が形成される。
第1検出電極70A、第2検出電極70Bは、出力電極72の周囲に形成された周波数10.7MHz、波長28mの近接場を電気信号として受信する電極である。
このようにして、x軸方向の指先30の動作により、x軸用の動作検出装置60xのローパスフィタルタ58からは、Vpx=(Vax−Vbx)/(Vax+Vbx)の信号が出力され、制御装置65によりディジタル化される。ただし、Vax、Vbxは、それぞれ、x軸用動作検出装置60xのログ増幅器53A、ログ増幅器53Bの出力信号ある。Vpxは、x軸上の指先30の位置を表している。また、y軸方向の指先30の動作により、y軸用の動作検出装置60yのローパスフィタルタ58からは、Vpy=(Vay−Vby)/(Vay+Vby)の信号が出力され、制御装置65によりディジタル化される。ただし、Vay、Vbyは、それぞれ、y軸用動作検出装置60yのログ増幅器53A、ログ増幅器53Bの出力信号である。Vpyはy軸上の指先30の位置を表している。
操作者の指先30が、4つの検出電極70A〜70Dが形成する内部空間上を、移動すると、出力電極72の周囲に形成された近接場が、指先30による吸収や反射により、指先30の位置に応じて、変調を受ける。第1検出電極70A、第2検出電極70Bで検出される電気信号は、操作者の指先30の位置と第1検出電極70A、第2検出電極70Bとの相対的な距離に応じて振幅が異なる。また、他の組である第1検出電極70Cと、第2検出電極70Dとの組により検出される信号についても同様なことが言える。結局、図5において、4つの検出電極70A、70B、70C、70Dで構成される平面上の指先30の位置(x,y)座標を検出することができる。
例えば、図7に示すように、入力装置5により指先30の平面上の位置により入力された(x,y)座標は、x軸用動作検出装置60xによりx座標が検出され、y軸用動作検出装置60yによりy座標が検出される。そして、制御装置65からディジタル値の(x,y)座標が、液晶画面110に出力されて、その画面上に、入力された位置を表示することができる。これにより、操作者は、指先30による位置指令(x,y)を確認することができる。
なお、指先30が各検出電極70A〜70Dから遠く離れた位置にある場合には、出力電極72により形成される近接場は影響を受けない。したがって、Vax=Vbx=Vay=Vbyが成立するので、Vpx=Vpy=0である。これに対して、操作者の指先30が、各検出電極70A〜70Dに接近すると、各検出電極70A〜70Dの検出電圧に比例した信号Va、Vb、Vc、Vdの振幅が、指先30により近接場が遮蔽されるので、指先30の位置に応じて低下する。それぞれ、閾値より低下した場合にLレベルの制御信号Ca,Cb,Cc,Cdが出力される。そして、AND回路64による制御信号Ca,Cb,Cc,CdのANDにより起動信号Ss が制御装置65から報知装置1に出力される。すなわち、信号Va、Vb、Vc、Vdの何れか1つの信号が閾値より低下している期間、起動信号Ss が制御装置65から報知装置1に出力され続ける。報知装置1は、起動信号Ss が入力されている期間、音波をパラメトリックスピーカ10から出力する。これにより操作者は、動作入力が可能な状態を指先に感じる振動により検知することができる。この結果、誤入力が防止される。
なお、制御装置65から出力される報知装置1の起動信号Ss は、上記のローパスフィルタ58の出力信号Vpx、Vpyの何れか一方が、所定の閾値を越えている間、出力するようにしても良い。出力信号Vpx、Vpyが閾値を越えるている場合には、指先30による動作指令があったことを意味するので、このタイミングで、起動信号Ss を出力するようにしても良い。
本実施例においても、x座標は、第1検出電極70Aの検出電圧に比例した信号Vaと第2検出電極70Bの検出電圧に比例した信号Vbとの位相差で決定し、y座標は、第1検出電極70Cの検出電圧に比例した信号Vcと第2検出電極70Dの検出電圧に比例した信号Vdとの位相差で決定しても良い。
実施例3の出力電極72の代わりに放射アンテナ、第1検出電極70A、第2検出電極70Bの代わりに、受信アンテナとしても良い。この場合には、放射アンテナと複数の受信アンテナとを1〜2m程度に離間させる。放射アンテナから電磁波を放射させると、放射アンテナと複数の受信アンテナとの間の空間は電磁波の伝送路となる。この空間において、手のひらを、握る、開くなどの大きな動作を行うと、複数の受信アンテナで受信される信号間の振幅の差や位相の差が、その動作に応じて変動する。この変動を、実施例2、3と同様に、操作者による電子装置への指令入力とすることができる。また、報知装置1へ起動信号Ss を出力する期間は、実施例3と同様に、複数の受信アンテナの少なくとも一つのアンテナの検出信号のレベルが所定の閾値より低下している期間とする。又は、出力信号Vpx、Vpyが閾値を越えるている場合には、操作者の特定部による動作指令があったことを意味するので、このタイミングで、起動信号Ss を出力するようにしても良い。
本発明は、聴覚には聞こえず、皮膚への振動により情報を操作者に伝達する報知装置や、非接触での入力装置において入力状態を操作者に応答する装置に応用することができる。
1…報知装置
10…パラメトリックスピーカ
11…超音波トランスデューサ
20…駆動装置
60…動作検出装置
65…制御装置
10…パラメトリックスピーカ
11…超音波トランスデューサ
20…駆動装置
60…動作検出装置
65…制御装置
Claims (12)
- 超音波トランスデューサを面上に複数配列したパラメトリックスピーカから出力される音波による振動により操作者に情報を伝達する報知装置において、
前記超音波トランスデューサを、超音波帯域に属し、周波数差が所定音声帯域に存在する少なくとも2つの異なる周波数成分を有する駆動信号で駆動する駆動装置を有し、
前記所定音声帯域と、前記駆動信号のレベルを、前記音波が、前記操作者には聞こえず、触覚により感知される値に設定した
ことを特徴とする報知装置。 - 前記駆動信号は、超音波帯域の搬送波を、前記所定音声帯域の変調信号により変調して得られる信号であることを特徴とする請求項1に記載の報知装置。
- 前記駆動信号は、超音波帯域における異なる少なくとも2つの単一周波数の信号であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の報知装置。
- 前記周波数差と前記駆動信号のレベルを変化させて、前記超音波トランスデューサから音波を出力した場合に得られる2種の特性であって、該音波を最低限聞き取ることのできる前記駆動信号の下限可聴閾値レベルと前記周波数差との関係を示す可聴周波数特性と、その同一音波を触覚により最低限感知できる前記駆動信号の下限可感触閾値レベルと前記周波数差との関係を示す可感触周波数特性とにおいて、
前記所定音声帯域を、前記下限可感触閾値レベルが、前記下限可聴閾値レベルよりも低くなる周波数帯域とし、
前記報知装置を本動作させる時の前記駆動信号のレベルを、前記下限可感触閾値レベルより大きく、前記下限可聴閾値レベルよりも小さくした
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の報知装置。 - 前記所定音声帯域は、50Hz以上、350Hz以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の報知装置。
- 前記所定音声帯域は、80Hz以上、250Hz以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の報知装置。
- 前記駆動信号のレベルを前記操作者による入力により変化させるレベル可変手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の報知装置。
- 前記周波数差を前記操作者による入力により変化させる周波数可変手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の報知装置。
- 前記操作者の特定部から、電子装置に対する操作指令を非接触で入力する入力装置であって、
前記操作者の人体表面に電磁場を伝搬させる励振器と、
互いに離間して配置され、前記操作者の前記特定部により形成される電磁場を検出する電磁場検出素子と、
前記電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、前記操作者の前記特定部の複数の前記電磁場検出素子に対する動作を検出する動作検出装置と、
前記電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の報知装置を駆動すると共に、前記動作検出装置により前記動作が検出された場合に、その検出値に応じて、前記電子装置に指令信号を出力する制御装置と
を有することを特徴とする入力装置。 - 前記操作者の特定部から、電子装置に対する操作指令を非接触で入力する入力装置であって、
周囲に電磁場を形成する電磁場形成器と、
前記電磁場形成装置の周囲に互いに離間して配設され、前記電磁場形成装置により形成された電磁場を検出する複数の電磁場検出素子と、
複数の前記電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、前記操作者の前記特定部の複数の前記電磁場検出素子に対する動作を検出する動作検出装置と、
前記電磁場検出素子により検出された信号に基づいて、請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の報知装置を駆動すると共に、前記動作検出装置により前記動作が検出された場合に、その検出値に応じて、前記電子装置に指令信号を出力する制御装置と
を有することを特徴とする入力装置。 - 前記動作検出装置は、複数の前記電磁場検出素子の出力する複数の信号のうち、任意の2つの信号の振幅の和と差の比に基づいて、前記動作を検出することを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の入力装置。
- 前記動作検出装置は、複数の前記電磁場検出素子の出力する複数の信号のうち、任意の2つの信号の振幅の位相差に基づいて、前記動作を検出することを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の入力装置。
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