JP2016519819A - 電子機器および／またはコンピュータ機器と非接触式に相互作用する装置と、当該装置を備えた機器 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの第１の部品と１つの第２の部品（１０２、１０４）を含み、使用時に、これらの間に非ゼロ角度（１０８）、つまり使用時角度を形成する、電子機器および／またはコンピュータ機器（１００）、つまりユーザー機器とともに、少なくとも１つの操作指示物（１１６）を介して、接触することなく相互作用するための装置（１１０）に関し、当該装置は、ユーザー機器（１００）の第１の部品（１０２）に関して定められた第１の制御面（１１８）に対して、少なくとも１つの操作指示物（１１６）を、接触することなく、容量技術によって検出するための少なくとも１つの第１の手段（１１２）であって、複数の容量電極、つまり測定用電極を含み；当該測定用電極の少なくとも１つ、好適にはそれぞれは、少なくとも１つの操作指示物（１１６）の電位、つまり接地電位と異なり、かつ測定用電極の電位と実質的に等しい、交番電位、つまりガード電位で、第１の手段（１３０）、つまりガード手段によってガードされている、少なくとも１つの第１の検出手段（１１２）と、ガード電位で少なくとも部分的にユーザー機器（１００）の第２の部品（１０４）をガードするための、少なくとも１つの第２の手段（１３２）、つまりガード手段とを含む。本発明はまた、上記装置（１１０）を含む機器（１００）にも関する。

Description

本発明は、少なくとも２つの部品を含み、これらの間に非ゼロ角度を形成する、電子機器および／またはコンピュータ機器とともに接触せずに相互作用するための装置に関する。本発明はまた、そのような装置を備えた電子機器および／またはコンピュータ機器に関する。

本発明の属する分野は、より詳細には、容量（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）検出技術を用いた、非接触式の人間−機械インタフェースに関するが、これに限定されない。

ポータブルコンピュータなどの携帯型機器には増々タッチスクリーンが備えられて、スマートフォンやタッチスクリーンタブレットなどの携帯型機器の機能と類似の人間−機械インタフェース（ＨＭＩ）の機能を提供している。これら機器はインタフェースとしてタッチパッドを用いているが、これは画面上で透明で、キーパッドに関して不透明である。

これらパッドのほとんどには、容量技術が用いられている。この技術は、今日大変に普及しており、タッチ面上に接触する１つまたは複数の物体（指、ペン型入力具など）の検出を可能にしている。

本出願人によって出願された仏国特許（ＦＲ２８９３７１１）は公知だが、この文献に開示された容量解決策は、制御面の上方における指の二次元状の位置を数ｃｍの距離で検出することを可能にし、手の場合には１０ｃｍを超える距離で検出することを可能にしている。

本出願人によって出願され、公開番号（ＦＲ２９７１０６６Ａ１）で公開された仏国特許出願も公知であり、この文献に開示されたインタフェースは、制御面によって形成された平面内での物体の二次元状の位置に加えて、制御面と物体の間の垂直距離を決定することを可能にし、さらに深さの案内などの垂直距離の値に基づいた特別な機能の開始を可能にしている。

これら全ての検出インタフェースの検出範囲および操作は、依然として、パッドの静電環境に依存している。近接検出範囲は、たとえば、機器が平坦でなく、検出インタフェースを備えた第１の部品に加えて、この第１の部品に対して非ゼロ角度を形成する第２の部品を含む場合には、劣化していた。この第２の部品は、検出インタフェースの電極によって生成される静電場内に干渉を生じさせて、特に第２の部品が第１の部品と交差する所で、検出インタフェースの性能と操作を劣化させている。

このため、少なくとも２つの部品をこれらの間に非ゼロ角度を形成するように含む機器にとって、先行技術の解決策は適切ではない。

本発明の目的は、少なくとも２つの部品を含み、これらの間に非ゼロ角度を形成する機器とともに接触することなく相互作用する装置を提供することである。

本発明の別の目的は、少なくとも２つの部品を含み、これらの間に非ゼロ角度を形成する機器とともに接触することなく相互作用して、既存の解決策と比較してより大きな距離で、３次元状の非接触式の相互作用を行う装置を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、少なくとも２つの部品を含み、これらの間に非ゼロ角度を形成する機器とともに接触することなく相互作用して、既存の解決策よりも正確に、３次元状の非接触式の相互作用を可能にする装置を提供することである。

上記目的のうち少なくとも１つは、少なくとも１つの第１の部品と１つの第２の部品を含み、使用時に、これらの間に非ゼロ角度を形成する、電子機器および／またはコンピュータ機器、つまりユーザー機器（ｕｓｅｒ ａｐｐｌｉａｎｃｅ）とともに、少なくとも１つの操作指示物を介して、接触することなく相互作用するための装置によって達成されるが、当該装置は、以下の構成要素を含む；
−上記ユーザー機器の上記第１の部品に関して定められた第１の制御面に対して、上記少なくとも１つの操作指示物を、接触することなく、容量技術によって検出するための少なくとも１つの第１の手段であって、複数の容量電極、つまり測定用電極を含み；当該測定用電極の少なくとも１つ、好適にはそれぞれは、上記少なくとも１つの操作指示物の電位、つまり接地電位と異なり、かつ上記測定用電極の電位と実質的に等しい、交番電位、つまりガード電位で、第１の手段、つまりガード手段によってガードされている、少なくとも１つの上記第１の検出手段と、
−上記ガード電位で少なくとも部分的に上記ユーザー機器の上記第２の部品をガードするための、少なくとも１つの第２の手段、つまりガード手段と
を含む。

本発明における装置は、第１の検出手段の測定用電極のガード電位でガードを行い、一方では、操作指示物の検出に用いられる容量測定を妨害する寄生性の結合電気容量を削減し、他方では、容量電極の周りの全ての方向で検出を行うことを避けるように、操作指示物の検出を行う方向を制御することを可能にする。たとえば、電極の後方の面および／または側方の面上に配置されるガード電極によって容量電極をガードすることによって、制御面の後方および／または側方で操作指示物の検出を避けたり、限定することを可能にする。

さらに、測定用電極のガード電位と等しいまたは実質的に等しいガード電位で、ユーザー機器の第２の部品を設定するために、本発明における装置内に備えをする。したがって、本発明における装置は、ユーザー機器の第２の部品が、第１の検出手段の測定用電極によって生成される静電界内で干渉を起こすことを避けることができ、かつ第１の検出手段の測定用電極の検出および検出範囲を劣化させることを避けることができる。よって、第１の検出手段によって生成される検出は、劣化されない。

この結果、本発明における装置は、少なくとも２つの部品をこれらの間に非ゼロ角度を形成するように含む機器とともに、より正確にかつより大きな範囲で、非接触式の相互作用を行うことを可能にし、より一般的には、既存の解決策と比較して、このような機器用に非接触式の相互作用がより適するようにする。

本明細書では、「検出または検出データの項目」は、少なくとも１つの操作指示物に関する次のパラメーター、即ち、二次元状または三次元状の１つまたは複数の位置、速度、加速度、形状、大きさなどのうち、１つまたは任意の組み合わせの検出を意味する。

好適には、本発明における装置は、次の構成要素を含むことができる。
−上記第１の制御面に関して非ゼロ角度を形成する、上記ユーザー機器の第２の部品に関して定められた第２の制御面に対して、上記少なくとも１つの操作指示物を検出するための少なくとも１つの第２の手段と、
−第１と第２の検出手段によって行われる検出の機能として、たとえば、位置／速度／加速度／形状／大きさに関する、上記少なくとも１つの操作指示物の検出データの項目、かつ選択的に第１と第２の制御面によって形成される角度、を決定するための少なくとも１つの算出手段。

したがって、本発明における装置は、機器の第１および第２の部品の間、特に第１および第２の制御面の間に、非接触式の制御用の空間量を形成することを可能にする。この相互作用の空間量内に挿入される操作指示物は、各制御面を参照して検出され、かつこの制御用の空間量内の操作指示物の位置／速度／加速度／形状／大きさに関するデータの項目は、算出手段によって、制御面のそれぞれに関して操作指示物の検出データの交差により、選択的には２つの制御面の間の角度の関数として求められる。

さらに、互いに対して平行ではない２つの制御面に関して行われた検出によって、制御面のうちの１つに関して、第１の操作指示物によって隠されることが有り得る第２の操作指示物を検出することを可能にする。実際、第２の操作指示物は、第１の操作指示物の後ろにあるために、制御面の１つから認識されない場合には、この第２の物体は、他の制御面から認識される必要がある。たとえば、操作者の一方の手が他方の手の後ろに隠されることが起こり得るが、本発明における装置は、操作者の手の双方を検出することを可能にする。

本発明における装置の好適な実施形態では、第２の検出手段は複数の容量電極、つまり測定用電極を含むことができ、上記測定用電極の少なくとも１つ、好適にはそれぞれは、第２のガード手段によってガード電位で保たれる。

第１の容量検出手段を参照して上述した利点は、第２の検出手段に対しても、必要な変更を加えて、適用可能である。

第２の検出手段に用いられるガード電位は、第１の検出手段に用いられるガード電位と等しくすることができ、または実質的に等しくすることができる。

ガード電位をガードするために本明細書で用いられる原理である、測定用電極またはより一般的には機器の一部は、好適には、本出願人によって出願された仏国特許の文献（ＦＲ２８９３７１１）に記載のものでもよく、これについては、当業者であれば、さらなる詳細を参照できるであろう。

これに替えて、またはこれに加えて、第２の検出手段は、以下の手段のうちの少なくとも１つまたは任意の組み合わせを含むことができる。
−光学式画素の配列、
−赤外線ダイオードの配列、
−光学式光センサの配列、
−少なくとも１つの光学式レシーバと関連した少なくとも１つの光学式エミッタ、
−三角測量または三辺測量によって操作される少なくとも１つの超音波レシーバと関連した少なくとも１つの超音波エミッタ、
−少なくとも１つのＴＯＦ（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）カメラ。

第１の検出手段はまた、容量技術と同様に、上述した手段のうちの１つまたは任意の組み合わせを含むことができる。

好適には、第１および第２の検出手段のそれぞれはさらに、各検出手段と関連した制御面と少なくとも１つの操作指示物を接触させることで、少なくとも１つ、好適には複数の、操作指示物の検出を行うように、配設することができる。

ユーザー機器の少なくとも１つの部品が他の部品に対して回転によって位置変更できるため、制御面の少なくとも１つが他の制御面に関して位置変更できる場合には、本発明における装置は、上記制御面によって形成された角度、つまり、ユーザー機器の２つの部品の間の角度を測定するための手段を含むことができる。

たとえば、制御面によって形成される角度、つまり、ユーザー機器の部品によって形成される角度は、特にユーザー機器の使用の用途または状況に基づいて、操作者によって調整されたり、変更されてもよい。

非限定的な実施形態では、第１の検出手段は、機器の第２の部品に対して配向され、またはこれに面する１つまたは複数の測定用電極を含むことができ、機器の第１および第２の部品の間の角度を測定するために用いることができる。これら測定用電極は、機器の第１の部品および第２の部品によって形成される平面の交差の所で、またはこの近くに配設することができる。

有利には、第１または第２の検出手段は、それぞれ、次のものを検出／測定するために配設することができる。
−第１の制御面（１１８；１２２）または第２の制御面（１２２；１１８）のそれぞれ内の操作指示物（１１６）の二次元状の位置、および／または
−操作指示物（１１６）と、第１の制御面（１１８；１２２）または第２の制御面（１２２；１１８）のそれぞれとの間の距離、つまり垂直距離。

制御面の少なくとも１つに対する、好適には制御面のそれぞれに関する、このような垂直距離の検出は、検出データを余剰に備えることを可能にして、これによって少なくとも１つの検出手段によって行われた操作指示物の検出の修正や確証を可能にする。このような垂直距離のデータの項目は、好適には、操作指示物が制御面の１つまたは制御面の双方から離間するときに有用である。

各第１または第２の検出手段は、第１または第２の制御面のそれぞれに対して、物体を接触させたり、または好ましくは物体を接触させないで、二次元状の位置の検出を行うように配設することができる。

第１の検出手段または第２の検出手段はそれぞれ、有利には、第１の制御面の中またはこの上、または、第２の制御面の中またはこの上に、それぞれ含めることができる。第１の面または第２の面はそれぞれ、ユーザー機器の第１の部品またはユーザー機器の第２の部品の表面または面でもよい。この構成では、本発明における装置は、より小型の構成を有し、ユーザー機器の中に少なくとも部分的に含められる。

本発明における装置の非限定的、特に好適な態様において、
−第１の検出手段は、上記ユーザー機器の第２の部品の側部上に配設されたユーザー機器の第１の部品のパネル、表面、または面によって、少なくとも部分的に好ましくは形成された、第１の制御面の中、この上、またはこの後ろに配設された容量電極の第１の配列を含み、
−第２の検出手段は、上記ユーザー機器の第１の部品の側部上に配設されたユーザー機器の第２の部品のパネル、表面、または面によって、少なくとも部分的に好ましくは形成された、第２の制御面の中、この上、またはこの後ろに配設された容量電極の第２の配列を含み、
各電極の配列のうち少なくとも１つ、好ましくはそれぞれの電極は、操作指示物の電位、つまり接地電位と異なり、かつ上記電極の電位と実質的に同一である、交番電位、つまりガード電位でガードされる。

有利な態様では、第１の制御面および／または第２の制御面は、タッチ面にすることができる。

本発明の別の態様によると、電子機器および／またはコンピュータ機器は、少なくとも１つの第１の部品と１つの第２の部品を含み、使用時に、これらの間に非ゼロ角度を形成して、本発明における装置を備えることが提案される。

ユーザー機器の第１の部品と第２の部品の間の角度は、１°と１７９°の間の角度でもよく、より特徴的には、７０°と１３０°の間の角度でもよい。

このような機器は、タッチパッドか否かにかかわらず、ポータブルコンピュータ、スマートフォン、ゲーム操作盤、キーボードを備えたタブレットでもよく、より一般的には、相互に移動自在か否かにかかわらず、２つの部品を含み、使用時にこれらの間に非ゼロ角度を形成する、任意の電子機器／コンピュータ機器でもよい。

各部品は、タッチ式入力手段か否かにかかわらず、入力手段を備えていてもよく、また備えていなくてもよく、および／または、各部品は、タッチスクリーン（タッチ画面）か否かにかかわらず、表示画面を備えていてもよく、また備えていなくてもよい。

より特徴的には、ユーザー機器の第１および第２の部品の少なくとも１つは表示画面を含むことができるが、これはタッチスクリーンであってもなくてもよく、第１または第２の検出手段はそれぞれ、上記表示画面の周囲またはこの後ろで、この中、この上、この周り、またはこの場所に含むことができるため、第１の制御面または第２の制御面はそれぞれ、上記表示画面の少なくとも一部および／または上記表示画面と平行な平面によって形成される。

このような表示画面は、たとえば、ポータブルパソコン、電話機、スマートフォン、ＰＤＡまたはニンテンドー（登録商標）ＤＳ（商標）のような電子ゲーム操作盤の折畳みおよび展開自在の表示画面でもよく、ユーザー機器はこれら機器のうちのいずれかでもよい。

さらに、ユーザー機器の第１および第２の部品の少なくとも１つは、キーボードなどの少なくとも１つのデータ入力手段を含む面、つまり入力面を含むことができる。第１または第２の検出手段は、それぞれ、上記入力面の周囲またはこの後ろで、この中、この上、この周り、またはこの場所に含むことができるため、第１の制御面または第２の制御面はそれぞれ、上記入力面の少なくとも一部および／または上記入力面と平行な平面によって形成される。

このような入力面は、たとえば、ポータブルパソコン、電話機、スマートフォン、ＰＤＡ、または電子ゲーム操作盤の折畳みおよび展開自在のキーボードでもよい。

このような入力面は、これに加えて、またはこの替わりに、入力用のタッチスクリーンを含むことができる。

このような入力面は、ユーザー機器の部品の一つを形成するキーボードのみによって形成されてもよく、またこの機器の他の部品から手動式に取り外されてもよい。

入力面の周囲またはこの後ろで、この中、この上、この周り、またはこの場所に少なくとも部分的に制御面が形成されて、制御面が入力面の一部のみによって形成できる場合には、上記入力面には、データ入力中に操作者の手の少なくとも一方、またはデータ入力中に用いられる物体を上記入力面の上に載せるために備えられた少なくとも１つの領域を含めることができ、この領域は接地電位と接続される。

したがって、本発明における機器は、入力手段上への入力を行うことを意図する操作者によって握られた入力用の物体または操作者の手が、入力面の周囲またはこの後ろで、この中、この上、この周り、またはこの場所に含められた検出手段によって検出されることを避けることができ、よって、操作指示物の検出をゆがめることを避けることができる。この機器は、操作者が単に入力手段上に入力することを意図するとき、入力用物体や操作者の手が操作指示物として検出されることを避けることができる。

好適には、この領域は機器の他の部品から最も離れた入力面の一部上に配置することができ、これは、たとえば、上述した表示画面でもよい。

より特徴的には、接地電位で保たれる領域は、ユーザー機器の２つの部品によって形成される平面の交差軸から最も離れた入力面の一部に配置することができる。このような軸は、指示に関する機器の部品の少なくとも１つの回転軸でもよい。

接地電位で保たれる領域は、操作者が機器を使用するときに、操作者に近接する入力面の一部上に配置することができる。

非限定的な実施形態では、本発明における機器は、タッチスクリーンであるか否かにかかわらず、表示画面を含むことができ、かつ表面、つまり、キーボードなどの入力手段を含む入力面を含むことができる。この場合：
第１の検出手段は、表示画面の上またはこの中に配設することができ、第１の制御面は、表示画面の少なくとも一部によって構成され、かつ
第２の検出手段は、入力面の上またはこの中に配設される容量電極の配列を含むことができ、第２の制御面は、上記入力面の一部のみによって構成される。

好適には、表示画面は、特に入力面に対して平行な軸に関して回転して移動することができる。

この画面は、入力面に対して固定することができるが、固定されなくてもよい。換言すると、この画面は、入力面に対して、特に入力手段に対して、たとえばキーボードに対して、物理的に取り付けられていてもよく、取り付けられなくてもよい。

入力手段、たとえば、キーボードは、画面に対して取り外し自在に固定することができる。

この画面は、たとえば、移動型キーボードによるキーボードとタッチタブレットにより構成することができる。

入力面は、入力手段のみによって構成することができ、つまり、キーボードは、キーボードだけを含む入力面を構成することができる。

より一般的には、本発明における機器の第１および第２の部品の構成にかかわらず、第１の部品および第２の部品は互いに対して取り外し可能でもよく、たとえば、操作者によって、いかなる道具を利用することなく、意図的に、手動式で取り付けられたり、取り外されることを可能にしてもよい。

さらに、第１の部品および第２の部品は、信号の交換のために、特に、交番ガード電位に関して同期化させたり、または第１および第２の測定手段によって測定された信号の通信のために、有線または無線の手段を含むことができる。

さらなる利点と特性は、いかなる点でも非制限的な以下の例についての詳細な説明と、添付した図面を参照することで明らかになるであろう。
本発明における装置を実行する、本発明における機器の第１の例の概略側面図である。 図１の機器の概略等角図である。 本発明における装置を実行する、本発明における機器の第２の例の概略側面図である。 本発明における装置を実行する、本発明における機器の第３の例の概略側面図である。 本発明における装置を実行する、本発明における機器の第４の例の概略側面図である。 本発明における装置を実行する、本発明における機器の第５の例の概略側面図である。

後述する実施形態は、いかなる点でも限定的ではないことを十分に理解されたい。特に、本発明の変更として、後述する特性から選ばれたものだけを含み、他の記載した特性からは離れたものを想定できるが、係る特性の選択は、本発明の技術的利点を確保し、または本発明を先行技術の状態と相違させるのに十分なものとする。この選択には、少なくとも１つの、好適には機能的な特性が含まれ、構造的な詳細が除かれるが、構造的な詳細の一部のみを含む場合もあり、この場合、その一部のみは、本発明の技術的利点を確保し、または本発明を先行技術の状態と相違させるのに十分なものとする。

特に、後述の全ての変更と全ての実施形態は、技術的な観点から組み合わせに問題がなければ、これらを組み合わせることは可能である。

図面中で、複数の図面で共通の構成要素には、同一の参照番号を用いている。

本発明における装置の様々な実施形態を実行する、本発明における電子機器／コンピュータ機器の様々な例について、以下に詳述する。後述の本発明における機器は、２つの部品を含み、使用時にこれらの間に非ゼロ角度を形成する、コンピュータ、電話機またはスマートフォン、ゲーム操作盤、ＰＤＡ、タッチタブレットなどでもよい。

図１は、本発明における装置を実行する、本発明における機器の一例の概略側面図である。

図１に示した機器１００は、第１の部品１０２および第２の部品１０４を含み、これらは相互に回転軸１０６に関して移動可能である。機器の２つの部品１０２および１０４は、これらの間に、双方向矢印１０８によって示されている非ゼロ角度を形成するように、軸１０６に関して折り畳められたり、展開されることができる。

図１に示した例では、機器１００は装置１１０を含み、これによって、操作者が、接触式と非接触式で、機器１００と相互作用することを可能にしている。この装置は、機器１００の新規なまたは既存の人間−機械インタフェースを構成し、容量センサのみを用いている。

装置１１０は、機器１００の第１の部品１０２内に配設されたｎ個の容量センサからなる第１の配列１１２と、機器１００の第２の部品１０４内に配設されたｍ個の容量センサからなる第２の配列１１４を含む。

容量センサの第１の配列１１２によって、制御面１１８に関して、少なくとも一つの操作指示物１１６の位置／速度／加速度／形状／大きさを決定することを可能にしているが、制御面１１８は、機器１００の第１の部品１０２の内面の、つまり、機器１００の第２の部品１０４の側部の上に存在する面の、少なくとも一部によって形成される。容量センサの配列１１２は計算モジュール１２０と連結されており、計算モジュール１２０はこれらセンサから受信した測定信号に基づいて、制御面１１８に関する操作指示物１１６の位置／速度／加速度／形状／大きさを決定するが、この操作指示物は制御面１１８と当接していてもよく、当接していなくてもよい。

容量センサの第２の配列１１４によって、制御面１２２に関して、少なくとも一つの操作指示物１１６の位置／速度／加速度／形状／大きさを決定することを可能にしているが、制御面１２２は、機器１００の第２の部品１０４の内面の、つまり、機器１００の第１の部品１０２の側部上に存在する面の、一部のみによって形成される。容量センサの配列１１４は計算モジュール１２４と連結されており、計算モジュール１２４はこれらセンサから受信した測定信号に基づいて、制御面１２２に関する操作指示物１１６の位置／速度／加速度／形状／大きさを決定するが、この操作指示物は制御面１２２と当接していてもよく、当接していなくてもよい。

容量センサの各配列１１２および１１４によって決定される操作指示物１１６の位置／速度／加速度／形状／大きさは、操作指示物が制御面１１８および１２２のそれぞれと接触するか否かにかかわらず、各配列に関連して、各制御面１１８および１２２に関する位置／速度／加速度／形状／大きさに相当する。各配列１１２および１１４によって行われる操作指示物１１６の検出には、少なくとも一つ、好適にはそれぞれの制御アセンブリ用に、センサの配列に関連した、各制御面１１８および１２２に対する垂直方向での操作指示物１１６の高さを含むことができる。

装置１１０はまた、センサの各配列１１２および１１４の計算モジュール１２０および１２４のそれぞれと連結された検出モジュール１２６を含む。この検出モジュール１２６は、検出面１１８および１２２のそれぞれに関して、計算モジュール１２０および１２４のそれぞれによって決定された検出データに応じて、操作指示物１１６の三次元状の検出データの項目を決定する。図示した例では、検出モジュール１２６は、機器１００の第２の部品１０４内に配設されている。この替わりに、モジュール１２６は、機器１００の第１の部品１０２内に配設することは可能である。

したがって、相互作用装置１１０は、機器１００との非接触式制御（または相互作用）用の空間量１２８を生成することができ、この非接触式制御用の空間量は、制御面１１８および１２２により形成されて、決定されるが、より特徴的には、検出手段１１２および１１４により形成されて、決定される。

容量センサの各配列１１２および１１４は、複数の電極、つまり測定用電極と、一つまたは複数の関連する測定用電子回路（図示せず）を含む。各配列１１２および１１４の各測定用電極と、これらに関連する測定用電子回路は、測定用電極の供給電位と実質的に等しい電位Ｖ_Ｇ、つまりガード電位で保たれた、ガード手段１３０および１３２によって、それぞれ、ガードされており、以下のものを含むことができる。
仏国特許出願公開の文献（ＦＲ２９７１０６６Ａ１）に記載された原理に従って、
少なくとも一つの他の電極であって、これは、
上記文献に記載のこのガード機能に専用の一つまたは複数のガード電極、または、
測定用電極と隣接する一つまたは複数の測定用電極でもよく、または、
任意の他の導電性表面であって、特に一つまたは複数の測定用電極の側部の後方またはこの側部上に配設されたものと、関連する測定用電子回路の少なくとも一部。

図１に示した例では、機器１００の第１の部品１０２は、この部品１０２の内面の側に配設された表示画面１３４を含む。この表示画面１３４の表面は、少なくとも部分的に、特に全体的に第１の制御面１１８を形成し、これは実質的に表示画面１３４の全面にわたって延在する。

図１に示した例を続けて参照すると、機器１００の第２の部品１０４は、この部品１０４の内面の側に配設されたキーボード１３６を含む。第２の制御面１２２は、このキーボード１３４の下方に配設されるか、このキーボードによって部分的に形成される。より特徴的には、第２の制御面は、部品１０２および１０４の間の結合部から、操作者が機器１００を用いるときに操作者と近接するキーボード１３４の端部まで、部品１０４の内面の全奥行にわたって実質的に延在する。さらに、第２の制御面１２２は、機器の第２の部品１０４の全幅にわたって実質的に延在する。さらに、第２の部品１０４は、操作指示物１１６の電位と実的に等しい、接地電位で保たれる領域１３８を含むため、操作者が自身の手や操作指示物１１６をこの領域の上方に置くとき、たとえば、キーボード１３４上で入力を実行するとき、機器１００との相互作用を妨害しないように、操作者の手や操作指示物１１６は検出されない。

この替わりに、第１の部品１０２は表示画面を含まず、入力手段を含んでいてもよい。またこの替わりに、第１の部品１０２は表示画面と入力手段のいずれも含まなくてもよい。

この替わりに、第２の部品１０４は、入力手段を含まずに、表示手段を含んでいてもよく、この場合、機器１００は、たとえば、ニンテンドー（登録商標）ＤＳ_ＴＭのような、二つの画面を備えたゲーム操作盤の場合のように、二つの表示画面を含むことができる。
この替わりに、第２の部品１０４は、表示手段と入力手段のいずれも含まなくてもよい。

当業者ならば、第１の部品について述べた任意の変更と第２の部品について述べた任意の変更とを組み合わせることができるであろう。

さらに、第１の部品と第２の部品は互いに対して分離自在または移動自在でもよく、このため操作者はこれらを意図的に取り付けたり、取り外すことができ、さらに、第１の部品と第２の部品を互いに対して離間して配置するように機器１００を利用してもよい。この場合、測定モジュール１２０および１２４の少なくとも一つと検出モジュール１２６との間の通信を無線で行うことができる。さらに、容量センサの供給電圧の同期化、および／またはガード手段１３０および１３２に用いられる供給電圧の同期化のために、２つの部品１０２および１０４の間の結合を無線で行うことができる。

図２を参照すると、図１に示した機器１００の概略等角図を示している。

機器１００の第１の部品１０２と関連するセンサの第１の配列１１２は、機器の部品１０２の内面側の画面１３４の全面の下方、この上、またはこの中に配設することができる。

この替わりに、センサの第１の配列１１２は、第１の部品の内面側に、機器１００の第１の部品１０２の縁２０２−２０８の少なくとも一つに配設された一連のセンサを含むことができる。したがって、第１の配列１１２は、第１の部品１０２の１つ、２つ、３つ、あるいはさらに４つの縁２０２−２０８のそれぞれに配設された、１つ、２つ、３つ、あるいはさらに４つの一連のセンサを含むことができる。第１の配列１１２が２つの一連のセンサを含むとき、これら２つの一連のセンサは、第１の部品の２つの隣接する縁または対向する縁に配設することができる。各一連のセンサは、特に、表示画面１３４の周辺上に配設することができる。

機器１００の第２の部品１０４に関連するセンサの第２の配列１１４は、接地領域１３８と、第１の部品１０２および第２の部品１０４の交差部との間で、全入力面の下、この上、またはこの中に配設することができる。

この替わりに、センサの第２の配列１１２は、第２の部品１０４の内面側で、入力手段１３６の縁２１０−２１６の少なくとも一つの上に配設された一連のセンサを含むことができる。したがって、第２の配列１１２は、入力手段１３６の１つ、２つ、３つ、あるいはさらに４つの縁２１０−２１６にそれぞれ配設された１つ、２つ、３つ、あるいはさらに４つの一連のセンサを含むことができる。第２の配列１１２が２つの一連のセンサを含むとき、これら２つの一連のセンサは、入力手段の２つの隣接する縁または対向する縁に配設することができる。各一連のセンサは、入力手段１３６の周辺上に配設することができる。

各センサの配列１１２または１１４は、「自己検出」モードで、独立した検出を実行する電極を含むことができ、または「相互検出」モードで、別の電極と恊働した検出を実行する電極を含むことができる。

図３は、本発明における機器の第２の例の概略図を示している。

図３に示した機器３００は、図１に示した機器１００に相当するが、第２の部品に関連した検出手段を除く。したがって、この機器３００は検出装置３０２を含むが、これは、機器１００の第１の部品１０２に関連した、図１に示した機器１００の装置１１０の全ての構成要素を含んでいる。

換言すると、機器３００の検出装置３０２は、機器３００の第１の部品１０２と関連したセンサの第１の配列１１２を含み、これは、第１の検出モジュール１２０と連結して、交番ガード電位Ｖ_Ｇで設定された第１のガード手段１３０によってガードされている。

第２の部品１０４は第２のガード手段のみを含み、同様にガード電位で設定されて、機器３００の第２の部品１０４の全面にわたって延在する。

センサの第１の配列１１２は、機器１００および装置１１０について、図２を参照して上述したのと同様に、機器３００の第１の部品のレベルで設けられて、配設することができる。

図３に示した機器３００の装置３０２は、計算モジュール１２６も含んでいない。

この例では、機器３００の第２の部品１０４に関して定められた第２の制御面に対して、操作指示物の検出は生成されない。操作指示物は、機器３００の第１の部品１０２に関して定められた第１の検出面１１８に対して、第１の検出手段１１２によって検出されるだけである。

第２の部品１０４、特に、第１の部品１０２の側部上に位置する第２の部品１０４の面は、第２のガード手段１３２によって接地電位でガードされることにより、第１の検出手段１１２によって生成される検出中に、第２の部品１０４によって生成される干渉を避けることができる。

図４は、本発明における機器の第３の例の概略図を示している。

図４に示す機器４００は、図１に示した機器１００に相当するが、第１の部品と関連した検出手段を除く。したがって、この機器４００は検出装置４０２を含むが、これは、機器１００の第２の部品１０２に関連した、図１に示した機器１００の装置１１０の全ての構成要素を含んでいる。

換言すると、機器４００の検出装置４０２は、機器４００の第２の部品１０４と関連したセンサの第２の配列１１４を含むが、これは、第２の検出モジュール１２４と連結して、交番ガード電位Ｖ_Ｇで設定された第２のガード手段１３２によってガードされている。この機器４００はまた、接地領域１３８を含んでいる。

第１の部品１０２は第１のガード手段１３０のみを含み、同様にガード電位で設定されて、機器４００の第１の部品１０２の全面にわたって延在する。

図３に示した機器４００の装置４０２は、計算手段１２６も含んでいない。

センサの第２の配列１１４は、機器１００および装置１１０について、図２を参照して上述したのと同様の仕方で、機器４００の第１の部品のレベルで設けられて、配設することができる。

この実施形態では、機器３００の第１の部品１０２に関して定められた第１の制御面に対して、操作指示物の検出は生成されない。操作指示物は、機器４００の第２の部品１０４に関して定められた第２の検出面１２２に対して、第２の検出手段１１４によって検出されるだけである。

第１の部品１０２、特に第２の部品１０４の側部上に位置する第１の部品１０２の面は、第１のガード手段１３０によって接地電位で設定されることによって、第２の検出手段１２４によって生成される検出中に、第１の部品１０２によって生成される干渉を避けることができる。

図５は、本発明における機器の第４の例の概略図を示している。

図４に示している機器５００は、図１に示した機器１００に相当するが、相違点として、第２の検出手段は、１つまたは複数の非容量検出センサ５０４および５０６を含み、容量センサの配列１１４を含まない。

したがって、機器５００は検出装置５０２を含むが、これは、図１に示した、機器１００の第１の部品１０２と関連した、機器１００の装置１１０の全ての構成要素を含む。換言すると、機器５００の検出装置５０２は、機器３００の第１の部品１０２と関連したセンサの第１の配列１１２を含むが、これは、第１の検出モジュール１２０と連結して、かつ交番ガード電位Ｖ_Ｇで設定された第１のガード手段１３０によってガードされている。

第２の部品１０４は第２のガード手段１３２を含み、同様にガード電位で設定されて、機器３００の第２の部品１０４の全面にわたって延在する。

機器５００の第２の部品１０４はまた、第２の検出モジュール５０８と恊働する非容量センサ５０４および５０６を含む。第２の検出モジュール５０８と第１の検出モジュール１２０は、図１を参照して説明した装置１１０の計算モジュール１２６と同様に、計算手段５１０と連結されている。

非容量センサ５０４および５０６は、以下の手段のうちの少なくとも１つでもよい。
−光学式画素の配列、
−赤外線ダイオードの配列、
−光学式光センサの配列、
−少なくとも１つの光学式レシーバと関連した少なくとも１つの光学式エミッタ（放出器）、
−三角測量または三辺測量によって操作される少なくとも１つの超音波レシーバ（受信器）と関連した少なくとも１つの超音波エミッタ、
−実体視法による測定を行うために配設された少なくとも２つのカメラ、および
少なくとも１つのＴＯＦカメラ。

図６は、本発明における機器の第５の例の概略図を示している。

図６に示した機器６００は、図１に示した機器１００に相当するが、相違点として、第１の検出手段は、１つまたは複数の非容量検出センサ６０４および６０６を含み、容量センサの配列１１２を含まない。

換言すると、機器６００の検出装置６０２は、機器６００の第２の部品１０４と関連したセンサの第２の配列１１４を含み、これは、第２の検出モジュール１２４と連結して、交番ガード電位Ｖ_Ｇで設定された第２のガード手段１３２によってガードされている。機器６００は、同様に接地領域１３８を含む。

第１の部品１０２は第１のガード手段１３０を含み、同様にガード電位で配設されて、機器６００の第１の部品１０２の全面にわたって延在する。

機器６００の第１の部品１０２はまた、第１の検出モジュール６０８と恊働する非容量センサ６０４および６０６を含む。第１の検出モジュール６０８と第２の検出モジュール１２４は、図１を参照して説明した装置１１０の計算モジュール１２６と同様に、計算手段６１０と連結している。

非容量センサ６０４および６０６は、以下の手段のうちの少なくとも１つでもよい。
−光学式画素の配列、
−赤外線ダイオードの配列、
−光学式光センサの配列、
−少なくとも１つの光学式レシーバと関連した少なくとも１つの光学式エミッタ、
−三角測量または三辺測量によって操作される少なくとも１つの超音波レシーバと関連した少なくとも１つの超音波エミッタ、
−実体視法による測定を行うために配設された少なくとも２つのカメラ、および
−少なくとも１つのＴＯＦカメラ。

上述した全ての例では、第１および第２の検出手段のそれぞれは、各検出手段と関連した制御面と少なくとも１つの操作指示物との接触によって、少なくとも１つ、特に複数の操作指示物の検出を行うように配設されている。

上述した例の全てでは、第１の部品１０２と第２の部品は、図示したように、互いに対して接続されている。勿論、第１の部品１０２と第２の部品１０４の接続を外すことは可能である。この場合、これら２つの部品１０２および１０４の間で交換される信号、つまり、特に交番ガード電位Ｖ_Ｇ用の同期信号と検出データとは、２つの部品１０２と１０４の間で無線で交換されるが、これら部品はまた、たとえば、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈまたはＷＩＦＩによって、データ／信号を無線で交換する手段を含んでもよい。

さらに、以上の図に示した第１の部品１０２と第２の部品１０４は、逆にしてもよい。

さらに、上述した例では、機器の各部品１０２および１０４は、長方形状である。勿論、各部品１０２、１０４は別の形状を有することができ、たとえば、円形、楕円形、その他の形状でもよい。

さらに、検出および計算モジュールと替えて、単一の検出および計算モジュールを用いて、制御面のアセンブリを管理することは可能である。

さらに、上述した例の全てで、入力手段１３６をタッチスクリーンに替えることは可能であり、特に、タッチスクリーンは「タッチレス」のキーボードを含み、つまり、接触式または非接触式タッチスクリーンでもよい。

勿論、本発明は、上述した例に限定されず、これら例に対して、本発明の範囲を超えることなく、様々な調整を行うことは可能である。

Claims (16)

1. 少なくとも１つの第１の部品と１つの第２の部品（１０２、１０４）を含み、使用時に、これらの間に非ゼロ角度（１０８）を形成する、電子機器および／またはコンピュータ機器（１００；３００；４００；５００；６００）、つまりユーザー機器とともに、少なくとも１つの操作指示物（１１６）を介して、接触することなく相互作用するための装置（１１０；３０２；４０２；５０２；６０２）であって、
   前記ユーザー機器（１００；３００；４００；５００；６００）の前記第１の部品（１０２；１０４）に関して定められた第１の制御面（１１８；１２２）に対して、前記少なくとも１つの操作指示物（１１６）を、接触することなく、容量技術によって検出するための少なくとも１つの第１の手段（１１２；１１４）であって、複数の容量電極、つまり測定用電極を含み；当該測定用電極の少なくとも１つ、好適にはそれぞれは、前記少なくとも１つの操作指示物（１１６）の電位、つまり接地電位と異なり、かつ前記測定用電極の電位と実質的に等しい、交番電位、つまりガード電位で、第１の手段（１３０；１３２）、つまりガード手段によってガードされている、少なくとも１つの前記第１の検出手段と、
   前記ガード電位で少なくとも部分的に前記ユーザー機器（１００；３００；４００；５００；６００）の前記第２の部品（１０４；１０２）をガードするための、少なくとも１つの第２の手段（１３２；１３０）、つまりガード手段と、
   を含む、前記装置（１１０；３０２；４０２；５０２；６０２）。
2. 前記第１の制御面（１１８；１２２）に関して非ゼロ角度（１０８）を形成する、前記ユーザー機器（１００；５００；６００）の前記第２の部品（１０４；１０２）に関して定められた第２の制御面（１２２；１１８）に対して、前記少なくとも１つの操作指示物（１１６）を検出するための少なくとも１つの第２の手段（１１４；５０４、５０６；６０４、６０６）と、
   前記第１と第２の検出手段（１１２、１１４）によって行われる検出の機能として、前記少なくとも１つの操作指示物（１１６）の検出データの項目、かつ選択的に前記第１と第２の制御面（１１８、１２２）によって形成される角度（１０８）、を決定するための少なくとも１つの算出手段（１２６）と、
   をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置（１１０；５０２；６０２）。
3. 前記第２の検出手段（１１４；１１２）は複数の容量電極、つまり測定用電極を含み、当該測定用電極の少なくとも１つ、好適にはそれぞれは、前記第２のガード手段（１３２；１３０）によって前記ガード電位でガードされることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置（１１０）。
4. 前記第１の検出手段および／または前記第２の検出手段（５０４、５０６；６０４、６０６）は、次の手段：
   光学式画素の配列、
   赤外線ダイオードの配列、
   光学式光センサの配列、
   少なくとも１つの光学式レシーバと関連した少なくとも１つの光学式エミッタ、
   三角測量または三辺測量によって操作される少なくとも１つの超音波レシーバと関連した少なくとも１つの超音波エミッタ、
   実体視法による測定を行うために配設された少なくとも２つのカメラ、および
   少なくとも１つのＴＯＦカメラ、
   のうち、少なくとも１つ、または任意の組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（５０２；６０２）。
5. 前記ユーザー機器（１００；５００；６００）の少なくとも１つの部品（１０２）が他の部品（１０２、１０４）に対して回転によって位置変更できるため、前記制御面（１１８、１２２）の少なくとも１つが他の制御面（１１８、１２２）に関して位置変更できる場合には、前記装置（１１０；５０２；６０２）は、前記制御面（１１８、１２２）によって形成された角度を測定するための手段を含むことを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の装置（１１０；５０２；６０２）。
6. 前記第１の検出手段（１１２；１１４）または前記第２の検出手段（１１４；５０４；５０６；６０４；６０６）はそれぞれ、
   前記第１の制御面（１１８；１２２）または前記第２の制御面（１２２；１１８）のそれぞれ内の前記操作指示物（１１６）の二次元状の位置、および／または
   前記操作指示物（１１６）と、前記第１の制御面（１１８；１２２）または前記第２の制御面（１２２；１１８）のそれぞれとの間の距離、つまり垂直距離
   を、検出または測定するために配設されたことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１１０；３０２；４０２；５０２；６０２）。
7. 前記第１の検出手段（１１２；１１４）または前記第２の検出手段（１１４；５０４、５０６；６０４、６０６）はそれぞれ、前記第１の制御面（１１８；１２２）の中またはこの上、または、前記第２の制御面（１２２；１１８）の中またはこの上、のそれぞれに含められ、前記第１の面（１１８；１２２）または前記第２の面（１２２；１１８）はそれぞれ、前記ユーザー機器（１００；３００−６００）の前記第１の部品（１０２；１０４）または前記第２の部品（１０４；１０２）の表面であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置（１１０；３０２；４０２；５０２；６０２）。
8. 前記第１の検出手段（１１２）は、前記ユーザー機器（１００）の前記第２の部品（１０４）の側部上に配設された前記ユーザー機器（１００）の前記第１の部品（１０２）のパネル、表面、または面によって、少なくとも部分的に好ましくは形成された、前記第１の制御面（１１８）の中、この上、またはこの後ろに配設された容量電極の第１の配列を含み、
   前記第２の検出手段（１１４）は、前記ユーザー機器（１００）の前記第１の部品（１０２）の側部上に配設された前記ユーザー機器（１００）の前記第２の部品（１０４）のパネル、表面、または面によって、少なくとも部分的に好ましくは形成された、前記第２の制御面（１２２）の中、この上、またはこの後ろに配設された容量電極の第２の配列を含み、
   各電極の配列のうち少なくとも１つ、好ましくはそれぞれの電極は、前記操作指示物（１１６）の電位、つまり接地電位と異なり、かつ前記電極の電位と実質的に同一である、交番電位、つまりガード電位でガードされることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（１１０）。
9. 前記第１の制御面および／または前記第２の制御面は、タッチ面であることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 少なくとも１つの第１の部品および１つの第２の部品（１０２、１０４）を含み、使用時に、これらの間に非ゼロ角度（１０８）を形成する電子機器および／またはコンピュータ機器（１００；３００−６００）であって、当該機器（１００；３００−６００）とともに相互作用するように、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置（１１０；３０２；４０２；５０２；６０２）を備えた機器（１００；３００−６００）。
11. 前記第１および第２の部品（１０２、１０４）の少なくとも１つは表示画面（１３４）を含み、前記第１の検出手段（１１２）または前記第２の検出手段（１１２；６０４；６０６）はそれぞれ、前記表示画面（１３４）の周囲またはこの後ろで、この中、この上、この周囲、またはこの場所に含まれるため、前記第１の制御面（１１８）または前記第２の制御面（１１８）はそれぞれ、前記表示画面（１３４）の少なくとも一部および／または前記表示画面（１３４）と平行な平面によって形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の機器（１００；３００；５００；６００）
12. 前記第１および第２の部品（１０２、１０４）の少なくとも１つは、キーボードなどの少なくとも１つのデータ入力手段（１３６）を含む面、つまり入力面を含み、前記第１の検出手段（１１４）または前記第２の検出手段（１１４；５０４；５０６）はそれぞれ、前記入力面の周囲またはこの後ろで、この中、この上、この周り、またはこの場所に含まれるため、前記第１の制御面（１１４）または前記第２の制御面（１１４）はそれぞれ、前記入力面の少なくとも一部および／または前記入力面と平行な平面によって形成されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の機器（１００；４００；５００；６００）。
13. 前記制御面（１２２）は前記入力面の一部のみによって形成され、前記入力面には、データ入力中に操作者の手の少なくとも一方を前記入力面の上に載せるために備えられた少なくとも１つの領域（１３８）を含めることができ、前記領域（１３８）は接地電位で保たれることを特徴とする、請求項１２に記載の機器（１００；３００；４００；５００；６００）。
14. 表示画面（１３４）と面、つまり入力画面と面を含み、キーボードなどの入力手段（１３６）を含み、
    前記第１の検出手段（１１２）は前記表示画面の上またはこの中に配設され、前記第１の制御面（１１８）は前記表示画面（１３４）の少なくとも一部によって構成され、
    前記第２の検出手段（１１４）は前記入力面の上またはこの中に配設された容量電極の配列を含み、前記第２の制御面（１２２）は前記入力面の一部のみによって構成されることを特徴とする、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の機器（１００）。
15. 前記第１の部品（１０２；１０４）および前記第２の部品（１０４；１０２）は、意図的に手動で取り付けられたり、取り外されることが可能なように、互いに対して取り外し自在であることを特徴とする、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の機器（１００；３００−６００）。
16. 前記第１の部品（１０２；１０４）および前記第２の部品（１０４；１０２）は、信号の交換用に有線または無線の手段を含むことを特徴とする、請求項１０から１５のいずれか一項に記載の機器（１００；３００−６００）。

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