KR100936850B1 - 사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터 및 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

사용자 입력 장치는 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하기 위한 사용자 입력 수단과, 사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 수단에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단을 포함하고 있다. 사용자 입력 장치를 접속하는 컴퓨터 본체 측에서는 사용 형태 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션 동작을 변경한다. 따라서, 다른 용건에 의해 사용자의 한쪽 손을 사용할 수 없는 상황 하에서도 부자유스럽지 않게 입력 조작을 행할 수 있다.
Figure R1020037015119
사용 형태 검출 수단, 어플리케이션 실행 수단, 사용자 입력 장치, 표시 장치, 컴퓨터

Description

사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터 및 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법{USER INPUT APPARATUS, COMPUTER CONNECTED TO USER INPUT APPARATUS, AND METHOD OF CONTROLLING COMPUTER CONNECTED TO USER INPUT APPARATUS}
본 발명은 사용자가 컴퓨터에 대하여 커맨드 등을 입력하기 위한 사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법, 및 기억 매체에 관한 것으로, 특히, 키보드나 마우스 등과 같이 사용자가 인체의 일부를 이용하여 입력 조작을 행하는 사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터, 및 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법, 및 기억 매체에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은 사용자가 양손으로 조작하는 것을 전제로 하여 디자인된 사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법, 및 기억 매체에 관한 것으로, 특히, 사용자가 양손으로 조작하는 것을 전제로 하면서, 다른 용건에 의해 한쪽 손을 사용할 수 없는 상황 하에서도 부자유스럽지 않게 입력 조작을 행할 수 있는 사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법, 및 기억 매체에 관한 것이다.
현재의 기술 혁신에 수반하여, 워크스테이션(WS)이나 퍼스널 컴퓨터(PC)라 불리는, 비교적 소형이며 또한 저가이고, 고부가 가치화·고기능화된 범용 타입의 컴퓨터 시스템이 개발·시판되어, 대학 이외의 연구 기관이나 기업 이외의 사무실, 더 나아가 일반 가정 내의 일상 생활에도 깊숙히 침투되어 있다. 이제는, 일상 업무의 대부분이 컴퓨터와의 관계를 갖고 있기 때문에, 많은 사람들은 키보드나 마우스와 접촉하면서 하루를 보낸다.
여기서, 키보드의 조작은 통상적으로는 양손으로 사용하지만, 상황에 따라 양손을 사용할 수 없는 경우가 있다.
예를 들면, 마우스를 조작하고 있는 경우에는, 오른손(또는, 잘 쓰는 손)은 마우스 상에 있다. 또한, 컴퓨터 조작하면서 전화를 받는 경우에는 당연히, 수화기를 가지고 있는 손으로는 키보드를 조작할 수 없다.
종래의 키보드에서는 사용자가 양손으로 조작을 할 수 없다는 불리한 상황을 고려하여 디자인되어 있지 않다. 이 때문에, 한쪽 손에 의한 부자연스러운 조작을 요구하는 경우가 있어서, 컴퓨터의 조작성은 극단적으로 저하된다.
예를 들면, 본래에는 왼손으로 조작해야 할 키를 오른손으로 누르거나, 좌측에 있는 컨트롤 키나 시프트 키를 억지로 우측에 있는 키를 동시에 누르도록 한 조작이 요구되는 경우, 한쪽 손이 다른 용건에 의해 사용할 수 없으면, 입력 작업이 부자연스럽게 되거나, 또는 입력 조작 자체가 불가능하게 된다.
한편, 컴퓨터 시스템은 일반적으로, 사용자 입력 커맨드에 응답하여 구동하 고, 처리 결과를 디스플레이 스크린 상에 표시함으로써, 「인터랙티브」, 즉, 대화적인 처리 환경을 제공하고 있다. 최근의 경향으로서, DOS(Disk Operating System) 셸 화면을 대표로 하는 종래의 키보드를 통한 캐릭터 베이스의 사용자 입력 환경 즉,「CUI(Character User Interface)」로부터, 그래픽 베이스의 사용자 입력을 실현한 「GUI(Graphical User Interface)」로의 이행을 들 수 있다. GUI 환경 하에서는, 컴퓨터 시스템이 시뮬레이트된 데스크탑과 무수한 아이콘이 디스플레이 스크린에 준비된다.
GUI가 제공된 데스크탑 상에서는 파일 등의 컴퓨터 시스템 상에서 취급되는 모든 자원 오브젝트가 아이콘으로서 표현된다. 사용자는, 디스플레이 스크린 상의 프로그램, 데이터, 폴더, 디바이스 등을 상징하는 아이콘에 대하여 마우스 등을 이용하여 화면 상의 표시 오브젝트에 대하여 직접 조작을 인가(예를 들면, 클릭이나 드래그 앤드 드롭)함으로써, 직감적으로 컴퓨터 조작을 행할 수 있다. 또한, 데스크탑 상에는 메뉴 바나 툴 박스 등, 각종 기능 즉, 컴퓨터 처리를 순간적으로 호출하기 위한 버튼이 준비되어 있으며, 커맨드 입력 양식은 점점 더 직감적으로 이해하기 쉬운 것으로 되어 오고 있다.
GUI 환경의 도입에 의해, 어느새 사용자는 특정한 커맨드의 명칭이나 커맨드 조작 방법을 특별히 습득하거나, 번잡한 키 입력을 행하지 않더라도, 컴퓨터를 충분히 조작할 수 있다.
이러한 GUI 환경 하에서 이용 가능한 사용자 입력 장치로서, 예를 들면, 마우스나, 트랙 포인트, 조이 스틱, 타블렛 또는 터치 패드 등의 좌표 지시 장치가 대표적이다. 이 중, 마우스는 컴퓨터 업계에 깊숙히 정착되어 있어서, 대부분의 사용자는 드래그 앤드 드롭을 기조로 하는 마우스 조작에 익숙해져 있다. 사무실이나 가정 등의 일상 생활의 각 장소에서 컴퓨터를 신규 도입할 때, 마우스 조작을 특별히 트레이닝할 필요는 전혀 없다고 하여도 과언이 아니다. 마우스 조작을 기조로 하는 GUI는, 이미 많은 사용자 사이에서 정착되어 있어서, 복수의 범용적인 기능을 제공하고 있다.
GUI 환경 하에서는 사용자는 컴퓨터 스크린 상의 표시 내용에 안내되면서, 컴퓨터에 대하여 대화적으로 알기 쉽게 입력 작업을 행할 수 있다. 이러한 대화 입력이 보다 진행된 예로서, 터치 패널을 이용한 사용자 입력 장치를 예를 들 수 있다. 이 경우, 펜이나 사용자의 손끝으로부터 지시되는 좌표값을 판독하는 터치 패널이 스크린에 중첩되어 있기 때문에, 사용자는 마우스 조작하는 경우와는 상이하게, 스크린으로부터 시선을 뗄 필요가 없어져서, 원하는 표시 오브젝트를 자신의 손끝으로 직접 지시할 수 있기 때문에, 조작성은 보다 향상된다.
그러나, 종래의 터치 패널에 의한 사용자 입력은 손끝이 터치 패널의 표면 상에 실제로 접촉시킬 필요가 있다.
또한, 패널 상에 2점 이상의 접촉점이 있으면, 각각의 위치를 독립하여 계측할 수 없다. 예를 들면, 복수의 사람들이 터치 패널을 둘러싸도록 배치받아서 회의를 행하는 것과 같은 이용 형태를 고찰한 경우, 복수의 참가자의 손끝이 터치 패널 상에 동시에 닿는 경우는 있지만, 시스템 측에서는 이러한 현상을 인식할 수 없다. 최초의 터치를 우선화시키거나, 혹은 복수의 터치를 혼신·혼동할 지도 모른 다.
또한, 종래의 터치 패널식의 사용자 입력은 점 정보의 입력을 기본으로 하고 있으며, 접근하고 있는 물체의 형상이나, 접근한 손끝까지의 거리 정보 등을 인식할 수는 없다.
<발명의 개시>
본 발명의 목적은, 키보드나 마우스 등과 같이 사용자가 인체의 일부를 이용하여 입력 조작을 행할 수 있는 우수한 사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법, 및 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 사용자가 양손으로 조작하는 것을 전제로 하면서, 다른 용건에 의해 한쪽 손을 사용할 수 없는 상황 하에서도 부자유스럽지 않게 입력 조작을 행할 수 있는 우수한 사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법, 및 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 컴퓨터에 대하여 오브젝트의 조작이나 커맨드 등을 사용자의 손끝을 이용하여 직접 입력할 수 있는, 우수한 사용자 입력 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 컴퓨터에 대하여 오브젝트의 조작이나 커맨드 등의 입력을 비접촉 형식으로 행할 수 있는, 우수한 사용자 입력 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 2점 이상의 정보나 접근하는 물체의 형상이나 물체까지의 거리 정보 등을 인식할 수 있는, 우수한 비접촉형 사용자 입력 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상기 과제를 참작하여 이루어진 것이며, 그 제1 측면은 컴퓨터에 대한 사용자로부터의 데이터 또는 커맨드의 입력을 수용하는 사용자 입력 장치로서,
사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하기 위한 사용자 입력 수단과,
사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 수단에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치이다.
상기 사용 형태 검출 수단은, 예를 들면, 사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 수단에 대한 사용 형태가 통상 모드 또는 비통상 모드 중 어느 것인지를 검출할 수 있다.
사용자 입력 장치를 접속하는 컴퓨터 본체 측에서는, 사용 형태 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션의 동작을 변경할 수 있다.
상기 사용자 입력 수단이 예를 들면, 키보드인 경우에는, 상기 사용 형태 검출 수단은 사용자가 양손을 이용하여 키 입력할 수 있는 통상 모드, 또는 사용자가 한쪽 손만을 이용하여 키 입력할 수 있는 비통상 모드 중 어느 하나의 모드로 키보 드를 사용하고 있는지를 검출할 수 있다.
또한, 상기 사용자 입력 수단이 예를 들면, 마우스인 경우에는, 상기 사용 형태 검출 수단은 사용자가 적어도 한쪽 손을 이용하여 마우스를 조작할 수 있는 마우스 조작 모드, 또는 사용자가 마우스로부터 손을 떼어서 마우스를 조작할 수 없는 마우스 비조작 모드 중 어느 것인지를 검출할 수 있다.
또한, 상기 사용자 입력 수단이 예를 들면, 키보드 및 마우스가 조합되어 구성되어 있는 바와 같은 경우에는, 상기 사용 형태 검출 수단은 사용자가 양손을 이용하여 키 입력할 수 있는 제1 사용 모드, 또는 사용자가 한쪽 손으로 마우스를 사용하고 다른 쪽 손만을 이용하여 키 입력할 수 있는 제2 사용 모드 중 어느 것인지를 검출할 수 있다.
또한, 상기 사용 형태 검출 수단은, 사용자가 적어도 한쪽 손을 이용하여 휴대 전화 또는 그 밖의 정보 단말기를 사용하고 있는 타단말 사용 모드인지의 여부를 검출할 수 있다.
키보드와 같은 사용자 입력 장치를 통한 사용자의 시스템 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단은 예를 들면, 상기 키보드의 대략 중앙에 배치된 송신 전극과, 상기 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와, 상기 키보드의 대략 좌단에 배치된 제1 수신 전극과, 상기 키보드의 대략 우단에 배치된 제2 수신 전극과, 상기 제1 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 제1 수신기와, 상기 제2 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 제2 수신기로 구성할 수 있다.
이러한 경우에는, 상기 송신 전극과 상기 제1 수신 전극 사이에서는 컨덴서 와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되며, 또한, 상기 송신 전극과 상기 제2 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께, 인체가 상기 키보드의 좌측에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제1-2 컨덴서 등가 회로가 형성되거나, 또는 인체가 상기 키보드의 우측에 접근함에 따라, 제2 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2-2 컨덴서 등가 회로가 형성된다. 따라서, 인체와의 접근 정도에 따라 상기 제1-2 또는 상기 제2-2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하며, 그 결과, 상기 제1 또는 제2 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자가 상기 키보드의 좌측 및/또는 우측을 사용하고 있는 것을 검출할 수 있다.
또한, 마우스와 같은 사용자 입력 장치를 통한 사용자의 시스템 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단은, 예를 들면, 상기 마우스의 대략 일단에 배치된 송신 전극과, 상기 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와, 상기 마우스의 대략 타단에 배치된 수신 전극과, 상기 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기로 구성할 수 있다.
이러한 경우에는, 상기 송신 전극과 상기 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께, 인체가 상기 마우스의 상면에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있다. 따라서, 인체와의 접근 정도에 따라 상기 제2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자가 상기 마우스를 사용하고 있는 것을 검출할 수 있다.
또한, 상기 사용 형태 검출 수단은, 원 신호를 변조하여 출력 신호를 생성하는 변조 수단과, 외부에 노출되어 출력 신호를 송신할 수 있게 되도록 상기 사용자 입력 수단 상에 배치된 제1 도전성 부재로 이루어지는 송신 수단과, 외부에 노출되어 해당 출력 신호를 수신할 수 있게 되도록 외부 기기 상에 배치된 제2 도전성 부재로 이루어지는 수신 수단과, 해당 수신한 신호를 복조하는 복조 수단으로 구성할 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 제1 및 제2 도전성 부재에 인체가 접촉함으로써, 상기 송신 수단 및 상기 수신 수단 간의 신호 전송이 가능하게 되는 것을 이용하여, 사용자가 외부 기기를 병용하고 있는 것을 검출할 수 있다.
상기 사용자 입력 수단은 예를 들면, 키보드이며, 또한, 상기 외부 기기는 예를 들면, 휴대 전화 등의 정보 단말기이다. 이러한 경우에는 상기 사용 형태 검출 수단은, 상기 송신 수단 및 상기 수신 수단 간에서의 신호 전송을 통하여, 사용자의 한쪽 손이 키보드 상에 있음과 함께 반대측 손으로 정보 단말기를 파지하고 있는 상태를 검출할 수 있다.
혹은, 상기 사용 형태 검출 수단은, 복수의 선 형상의 송신 전극과, 상기 각 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와, 상기 각 송신 전극과는 접촉하지 않도록 배치된 복수의 선 형상의 수신 전극과, 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 복수의 송신 전극과 상기 복수의 수신 전극이 교차되어 이루어지는 사용 형태 검출 영역은 상기 사용자 입력 장치가 갖는 사용자 입력 영역에 중첩하여 배치되어 있으며, 상기 송신 전극과 수 신 전극의 각 교차점에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께, 인체가 송신 전극과 수신 전극의 교차점에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있다.
이러한 경우에는 인체와의 접근 정도에 따라 상기 제2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 수단에 대한 사용 형태를 검출할 수 있다.
이러한 사용 형태 검출 수단은 상기 사용자 입력 수단에 대하여 사용자의 인체가 행한 조작에 대하여, 각 교차점에서의 출력으로 이루어지는 다차원값을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 측면은, 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터로서,
소정의 어플리케이션을 실행하는 어플리케이션 실행 수단과,
사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단과,
상기 사용 형태 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션 동작을 변경하는 동작 제어 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터이다.
상기 사용 형태 검출 수단은, 사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태가 통상 모드 또는 비통상 모드 중 어느 것인지를 검출할 수 있 다. 또한, 상기 동작 제어 수단은, 상기 사용 형태 검출 수단에 의해 비통상 모드가 검출된 것에 응답하여, 상기 사용자 입력 장치로부터의 입력 내용에 대한 할당을 전환할 수 있다.
상기 사용자 입력 장치는 키보드이어도 된다. 이러한 경우에는, 상기 동작 제어 수단은 상기 사용 형태 검출 수단에 의해 사용자가 한쪽 손만을 이용하여 키 입력할 수 있는 사용 형태가 검출된 것에 응답하여, 상기 키보드 상의 각 키에 대한 할당을 변경하도록 하여도 된다.
혹은, 상기 사용자 입력 장치는 키보드 및 마우스가 조합되어 구성되어 있어도 된다. 이러한 경우, 상기 사용 형태 검출 수단은 사용자가 양손을 이용하여 키 입력할 수 있는 제1 사용 모드, 또는 사용자가 왼손으로 마우스를 사용하여 다른 쪽 손만을 이용하여 키 입력할 수 있는 제2 사용 모드 중 어느 것인지를 검출하도록 하여도 된다. 또한, 상기 동작 제어 수단은, 상기 제1 사용 모드 하에서는 상기 키보드의 각 키에 대하여 통상의 텍스트 문자를 할당하지만, 상기 제2 사용 모드 하에서는 상기 키보드 중 왼손 조작 키에 대하여 커맨드 기능을 할당하도록 하여도 된다.
혹은, 상기 사용 형태 검출 수단은 사용자가 적어도 한쪽 손을 이용하여 휴대 전화 또는 그 밖의 정보 단말기를 사용하고 있는 타단말 사용 모드인지의 여부를 검출하도록 하여도 된다. 이러한 경우, 상기 동작 제어 수단은 상기 사용 형태 검출 수단에 의해 타단말 사용 모드가 검출된 것에 응답하여, 해당 타단말 구동용 어플리케이션을 기동할 수 있다.
또한, 상기 사용자 입력 장치가 키보드인 경우에는, 상기 사용 형태 검출 수단은 상기 키보드의 대략 중앙에 배치된 송신 전극과, 상기 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와, 상기 키보드의 대략 좌단에 배치된 제1 수신 전극과, 상기 키보드의 대략 우단에 배치된 제2 수신 전극과, 상기 제1 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 제1 수신기와, 상기 제2 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 제2 수신기로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 송신 전극과 상기 제1 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되며, 또한, 상기 송신 전극과 상기 제2 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께, 인체가 상기 키보드의 좌측에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제1-2 컨덴서 등가 회로가 형성되거나, 또는 인체가 상기 키보드의 우측에 접근함에 따라, 제2 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2-2 컨덴서 등가 회로가 형성된다.
따라서, 인체와의 접근 정도에 따라 상기 제1-2 또는 상기 제2-2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 또는 제2 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자가 양손을 이용하여 키 입력할 수 있는 제1 사용 모드 또는 사용자가 왼손만을 이용하여 키 입력할 수 있는 제2 사용 모드 중 어느 것인지를 검출할 수 있다. 또한, 상기 동작 제어 수단은 상기 제1 사용 모드 하에서는 상기 키보드의 각 키에 대하여 통상의 텍스트 문자를 할당하지만, 상기 제2 사용 모드 하에서는 상기 키보드 중 왼손 조작 키에 대하여 커맨드 기능을 할당할 수 있다.
또한, 상기 사용자 입력 장치가 키보드 및 마우스의 조합으로 이루어지는 경우에는, 상기 사용 형태 검출 수단은 상기 마우스의 대략 일단에 배치된 송신 전극과, 상기 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와, 상기 마우스의 대략 타단에 배치된 수신 전극과, 상기 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 송신 전극과 상기 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께, 인체가 상기 마우스의 상면에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2 컨덴서 등가 회로가 형성된다.
따라서, 인체와의 접근 정도에 따라 상기 제2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자가 상기 마우스를 사용하고 있는 것을 검출할 수 있다. 또한, 상기 동작 제어 수단은 사용자가 상기 마우스를 사용하고 있는 것이 검출된 것에 응답하여, 상기 키보드 중 왼손 조작 키에 대하여 커맨드 기능을 할당할 수 있다.
혹은, 상기 사용 형태 검출 수단은 원 신호를 변조하여 출력 신호를 생성하는 변조 수단과, 외부에 노출되어 출력 신호를 송신할 수 있게 되도록 상기 사용자 입력 수단 상에 배치된 제1 도전성 부재로 이루어지는 송신 수단과, 외부에 노출되어 해당 출력 신호를 수신할 수 있게 되도록 외부 기기 상에 배치된 제2 도전성 부재로 이루어지는 수신 수단과, 해당 수신한 신호를 복조하는 복조 수단으로 구성할 수 있다.
이러한 경우, 상기 사용 형태 검출 수단은 상기 제1 및 제2 도전성 부재에 인체가 접촉함으로써, 상기 송신 수단 및 상기 수신 수단 간의 신호 전송이 가능해짐에 따라, 사용자가 외부 기기를 사용하고 있는 것을 검출할 수 있다. 따라서, 상기 동작 제어 수단은 상기 사용 형태 검출 수단에 의해 외부 기기의 사용이 검출된 것에 응답하여, 해당 외부 기기용 어플리케이션을 기동할 수 있다.
혹은, 상기 사용 형태 검출 수단은 복수의 선 형상의 송신 전극과, 상기 각 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와, 상기 각 송신 전극과는 접촉하지 않도록 배치된 복수의 선 형상의 수신 전극과, 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 복수의 송신 전극과 상기 복수의 수신 전극이 교차되어 이루어지는 사용 형태 영역은 상기 사용자 입력 장치가 갖는 사용자 입력 영역에 중첩하여 배치되어 있으며, 송신 전극과 수신 전극의 각 교차점에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께, 인체가 송신 전극과 수신 전극의 교차점에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있다. 따라서, 상기 사용 형태 검출 수단은 인체와의 접근 정도에 따라 상기 제2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 각 교차점의 출력으로 이루어지는 다차원값으로서 검출할 수 있다. 따라서, 상기 동작 제어 수단은 해당 다차원값을 이용한 처리로서, 예를 들면, 사용자가 행한 특정 입력 조작과 해당 특정 입력 조작으로부터 검출된 다차원값과의 비교 대조에 의해 사용자의 인증 처리를 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 측면은, 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법으로서,
사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 단계와,
상기 사용 형태 검출 단계에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션 동작을 변경하는 동작 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법이다.
본 발명의 제3 측면에 따른 컴퓨터의 제어 방법에 따르면, 상기 사용 형태 검출 단계에서는 사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태가 통상 모드 또는 비통상 모드 중 어느 것인지를 검출하여, 상기 동작 제어 단계에서는 상기 사용 형태 검출 단계에 의해 비통상 모드가 검출된 것에 응답하여, 상기 사용자 입력 장치로부터의 입력 내용에 대한 할당을 전환할 수 있다.
예를 들면, 상기 사용자 입력 장치가 키보드인 경우에는, 상기 동작 제어 단계에서는 상기 사용 형태 검출 단계에 의해 사용자가 한쪽 손만을 이용하여 키 입력할 수 있는 사용 형태가 검출된 것에 응답하여, 상기 키보드 상의 각 키에 대한 할당을 변경할 수 있다.
혹은, 상기 사용자 입력 장치가 키보드 및 마우스의 조합으로 이루어지는 경우에는, 상기 사용 형태 검출 단계에서는 사용자가 양손을 이용하여 키 입력할 수 있는 제1 사용 모드, 또는 사용자가 왼손으로 마우스를 사용하고 다른 쪽 손만을 이용하여 키 입력할 수 있는 제2 사용 모드 중 어느 것인지를 검출하고, 상기 동작 제어 단계는 상기 제1 사용 모드 하에서는 상기 키보드의 각 키에 대하여 통상의 텍스트 문자를 할당하지만, 상기 제2 사용 모드 하에서는 상기 키보드 중 왼손 조작 키에 대하여 커맨드 기능을 할당하도록 하여도 된다.
또한, 상기 사용 형태 검출 단계에서는 사용자가 적어도 한쪽 손을 이용하여 휴대 전화 또는 그 밖의 정보 단말기를 사용하고 있는 타단말 사용 모드인지의 여부를 검출하도록 하여도 된다. 이러한 경우, 상기 동작 제어 단계에서는 상기 사용 형태 검출 단계에 의해 타단말 사용 모드가 검출된 것에 응답하여, 해당 타단말 구동용 어플리케이션을 기동할 수 있다.
또한, 상기 사용 형태 검출 단계에서는, 사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 다차원값으로서 검출하도록 하여도 된다. 이러한 경우에는 상기 동작 제어 단계에서는 해당 다차원값을 이용한 처리로서, 사용자가 행한 특정 입력 조작과 해당 특정 입력 조작으로부터 검출된 다차원값과의 비교 대조에 의해 사용자의 인증 처리를 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 측면은 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치에 대한 사용자의 사용 형태에 따른 정보 처리를 컴퓨터 시스템 상에서 실행하도록 기술된 컴퓨터 소프트웨어를 컴퓨터 판독가능 형식으로 물리적으로 저장한 기억 매체로서, 상기 컴퓨터 소프트웨어는
사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하다 사용 형태 검출 단계와,
상기 사용 형태 검출 단계에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션 동작을 변경하는 동작 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기억 매체이다.
본 발명의 제4 측면에 따른 기억 매체는 예를 들면, 여러가지 프로그램 코드를 실행할 수 있는 범용 컴퓨터 시스템에 대하여, 컴퓨터 소프트웨어를 컴퓨터 판독가능인 형식으로 제공하는 매체이다. 이러한 매체는 예를 들면, CD(Compact Disc)나 FD(Flexible Disk), MO(Magneto-Optical disc) 등의 탈부착이 자유로운 가반성 기억 매체이다. 혹은, 네트워크(네트워크는 무선 및 유선의 구별을 묻지 않는다) 등의 전송 매체 등을 경유하여 컴퓨터 소프트웨어를 특정 컴퓨터 시스템에 제공하는 것도 기술적으로 가능하다.
이러한 기억 매체는, 컴퓨터 시스템 상에서 소정의 컴퓨터 소프트웨어의 기능을 실현하기 위한, 컴퓨터 소프트웨어와 기억 매체와의 구조 상 또는 기능 상의 협동적 관계를 정의한 것이다. 바꾸어 말하면, 본 발명의 제4 측면에 따른 기억 매체를 통해 소정의 컴퓨터 소프트웨어를 컴퓨터 시스템에 인스톨함으로써, 컴퓨터 시스템 상에서는 협동적 작용이 발휘되어, 본 발명의 제2 또는 제3 측면에 따른 컴퓨터 또는 컴퓨터의 제어 방법과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 측면은, 사용자의 손끝 등을 이용하여 비접촉 형식으로 입력하는 비접촉형 사용자 입력 장치로서,
복수의 선 형상의 송신 전극과,
상기 각 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와,
상기 각 송신 전극과는 접촉하지 않도록 배치된 복수의 선 형상의 수신 전극과,
수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기를 포함하며,
송신 전극과 수신 전극의 각 교차점에서 컨덴서와 등가인 회로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉형 사용자 입력 장치이다.
이러한 구성의 비접촉형 사용자 입력 장치에 따르면, 송신 전극과 수신 전극의 각 교차점에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 가상적으로 형성되어 있다.
또한, 사용자의 손끝 등의 도전성 물체가 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2 컨덴서 등가 회로가 가상적으로 형성된다.
상기 제2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량은 손끝 등의 해당 도전성 물체와의 접근 정도에 따라 변화해 간다. 따라서, 제2 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 접속된 상기 제1 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류는, 손끝 등의 해당 도전성 물체와의 접근 정도에 따라 마찬가지로 변화한다. 이러한 현상을 이용하여, 비접촉형의 사용자 입력 장치는 손끝이 접촉한 것 뿐만 아니라, 접근했을 때의 손끝까지의 거리를 계측할 수 있다.
또한, 상기 송신기는 각 송신 전극에 대하여 교류 전류를 스캔하여, 교류 전류를 송신한 송신 전극과 교류 전류를 수신한 수신 전극과의 위치 관계에 의해 입력 위치를 검출하는 신호 처리부를 더 포함하고 있어도 된다.
이러한 경우, 비접촉 사용자 입력 장치는 입력 위치를 검출한 송신 전극과 수신 전극의 교차점을 추적해 감에 따라, 접근하고 있는 물체의 윤곽을 계측할 수 있다. 즉, 비접촉 사용자 입력 장치는 단순히 사용자의 손끝 등의 물체가 근접했다는 것을 검지할 뿐만 아니라, 물체의 형상을 인식할 수 있다. 또한, 2명 이상의 사용자가 동시에 비접촉 사용자 입력 장치에 액세스하려고 하여도, 각자의 손끝을 분리하여 인식하는 것도 가능하다.
상기 송신기는 각 송신 전극에 대하여 교류 전류를 스캔시키면서 인가하도록 하여도 된다. 그리고, 비접촉형 사용자 입력 장치는 교류 전류를 송신한 송신 전극과 교류 전류를 수신한 수신 전극과의 위치 관계에 의해 입력 위치를 검출하는 신호 처리부를 더 포함하고 있어도 된다.
상기 신호 처리부는, 송신 전극과 수신 전극의 교차점에서 형성되는 제1 가상 컨덴서의 정전 용량과, 사용자의 손끝 등의 도전성 물체가 송신 전극과 수신 전극의 교차점에 접근함에 따라 형성되는 제2 가상 컨덴서의 정전 용량과의 차이를 이용하여, 해당 도전성 물체가 접근한 것을 검출할 수 있다.
또한, 상기 신호 처리부는, 사용자의 손끝 등의 도전성 물체와 각 전극과의 사이에서 가상적으로 형성되는 컨덴서의 정전 용량을 통합함으로써, 해당 도전성 물체의 위치를 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 비접촉형 사용자 입력 장치 중 적어도 상기 복수의 송신 전극과 상기 복수의 수신 전극이 교차되어 이루어지는 사용자 입력 영역을 표시 장치의 표시 화면 상에 중첩시킴으로써, 표시 일체형의 사용자 입력 장치를 구성할 수 있다. 예를 들면, 액정 표시 디스플레이나 유기 LED 등과 일체적으로, 본 발명 에 따른 비접촉형 사용자 입력 장치를 구성할 수 있다.
예를 들면, 애노드 전극층과 캐소드 전극층이 절연층을 개재하여 적층되어 구성되는 표시 장치와 일체적으로, 본 발명에 따른 비접촉형 사용자 입력 장치를 구성하도록 하여도 된다.
이러한 경우, 한쪽 전극층과 다른 쪽 전극층과의 조합에 의해, 상기 복수의 송신 전극과 상기 복수의 수신 전극이 교차되어 이루어지는 사용자 입력 영역을 구성할 수 있다. 즉, 직류 전압이 인가되는 한쪽 전극층에 검출용 교류 전압을 인가시킴과 함께, 다른 쪽 전극층으로부터 수신되는 교류 전류를 검출하도록 하면 된다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징이나 이점은 후술하는 본 발명의 실시예나 첨부하는 도면에 기초하는 보다 상세한 설명에 의해 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 사용자 입력 장치(1)의 기본 구성을 모식적으로 나타낸 도면.
도 2는 송신 전극(21) 및 왼손 검출용 수신 전극(23) 간의 정전적인 작용에 의해 인체(예를 들면, 사용자의 손)를 검출하기 위한 원리를 설명하기 위한 도면.
도 3은 송신 전극(21) 및 왼손 검출용 수신 전극(23) 간의 정전적인 작용에 의해 인체(예를 들면, 사용자의 손)를 검출하기 위한 원리를 설명하기 위한 도면.
도 4는 송신 전극(21) 및 왼손 검출용 수신 전극(23) 간의 정전적인 작용에 의해 인체(예를 들면, 사용자의 손)를 검출하기 위한 원리를 설명하기 위한 도면.
도 5는 송신 전극(21) 및 왼손 검출용 수신 전극(23) 간의 정전적인 작용에 의해 인체(예를 들면, 사용자의 손)를 검출하기 위한 원리를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 사용자 입력 장치(1)의 기본 구성을 모식적으로 나타낸 도면.
도 7은 사용자가 키보드(10) 및 마우스(30)를 미조작 중인 사용 형태에서의 검출 신호 L, R, 및 M의 출력 레벨을 모식적으로 나타낸 도면.
도 8은 사용자가 양손으로 키보드(10)를 조작하고 있는 사용 형태에서의 검출 신호 L, R, 및 M의 출력 레벨을 모식적으로 나타낸 도면.
도 9는 사용자가 왼손으로 키보드(10)를 조작함과 함께, 오른손으로 마우스(30)를 조작하고 있는 사용 형태에서의 검출 신호 L, R, 및 M의 출력 레벨을 모식적으로 나타낸 도면.
도 10은 사용자가 오른손만으로 키보드(10)를 조작하고 있는 사용 형태에서의 검출 신호 L, R, 및 M의 출력 레벨을 모식적으로 나타낸 도면.
도 11은 사용자가 오른손으로 키보드(10)를 조작함과 함께, 왼손으로 휴대 전화 등을 취급하고 있는 상태를 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 사용자 입력 장치(1)의 기본 구성을 모식적으로 나타낸 도면.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 사용자 입력 장치(1)의 기본 구성을 모식적으로 나타낸 도면.
도 14는 사용자가 양손을 키보드(10) 상에 두었을 때의, 인체 검출 장치(70) 의 각 교차점에서의 출력을 모식적으로 나타낸 도면.
도 15는 사용자가 양손을 마우스(30) 상에 두었을 때의 인체 검출 장치(70)의 각 교차점에서의 출력을 모식적으로 나타낸 도면.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 비접촉형 사용자 입력 장치(101)의 기본 구성을 모식적으로 나타낸 도면.
도 17은 송신 전극(111)과 수신 전극(115) 간의 임의의 1개의 교차점을 확대하여 나타낸 도면.
도 18은 송신 전극(111)과 수신 전극(115) 간의 임의의 1개의 교차점의 등가 회로를 나타낸 도면.
도 19는 송신 전극(111)과 수신 전극(115) 간의 임의의 1개의 교차점에 사용자의 손끝이 접근하고 있는 모양을 나타낸 도면.
도 20은 송신 전극(111)과 수신 전극(115) 간의 임의의 1개의 교차점에 사용자의 손끝이 접근했을 때의 송신 전극(111)과 수신 전극(115)과의 교차점의 등가 회로를 나타낸 도면.
도 21은 비접촉 사용자 입력 장치(101)의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 비접촉 사용자 입력 장치(101)의 변형예를 설명하기 위한 도면.
도 23은 비접촉 사용자 입력 장치(101)의 변형예를 설명하기 위한 도면.
도 24는 도전성 폴리머에 의한 발광 소자 즉, 유기 LED로 이루어지는 표시 장치와 일체적으로 구성된 비접촉 사용자 입력 장치(101)의 단면 구성을 나타낸 도면.
도 25는 본 발명에 적용할 수 있는 컴퓨터(200)의 하드웨어 구성을 모식적으로 나타낸 도면.
도 26은 제1 상태 또는 제2 상태를 식별함에 따라 컴퓨터(200) 측이 거동을 변화시키기 위한 처리 수순을 나타낸 흐름도.
도 27은 웹 브라우저를 기동 중에, 제3 상태 또는 제4 상태를 식별함에 따라 컴퓨터(200) 측이 거동을 변화시키기 위한 처리 수순을 나타낸 흐름도.
도 28은 사용자 입력 장치(1)에 대한 사용자 입력 조작 시에 얻어진 인체 검출 장치(70)로부터의 다차원값에 기초를 둔 사용자 인증 처리의 수순을 나타낸 흐름도.
도 29는 사용자 입력 장치(1)에 대한 사용자 입력 조작 시에 얻어진 인체 검출 장치(70)로부터의 다차원값에 기초를 둔 사용자 인증 처리의 수순을 나타낸 흐름도.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하에서, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다.
A. 사용자 입력 장치
도 1에는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 사용자 입력 장치(1)의 기본 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 사용자 입력 장치(1)는 예를 들면, 일반적인 하드웨어 구성을 갖는 컴퓨터(도시 생략)에 대하여, 주변 장치 중 하나로서 접속할 수 있다. 사용자는 사용자 입력 장치(1)를 통해, 컴퓨터(도 1에는 도시하지 않음)에 대하여 원하는 데이터나 커맨드를 입력할 수 있다.
도 1에 도시한 예에서는, 사용자 입력 장치(1)는 예를 들면, "QWERTY" 배열의 키군을 포함하며 텍스트 베이스로 사용자 입력을 수용하는 일반적인 키보드(10)의 내부(키보드 입력면의 아래측)에, 키보드(10) 상에 사용자의 오른손 및 왼손의 존재를 인식하는 인체 검출 장치(20)가 조립된 구성으로 되어 있다. 이러한 사용자 입력 장치(1)를 접속하는 컴퓨터 상에서는 후술하는 바와 같이, 키보드(10) 상에 오른손 및 왼손의 유무를 인식한 결과에 따라, 시스템의 상태나 어플리케이션의 처리 동작을 변화시킬 수 있다.
이 실시 형태에 따른 인체 검출 장치(20)는, 키보드(10)의 대략 중앙에 배치된 송신 전극(21)과, 이 송신 전극(21)에 대하여 송신용 교류 전류 신호 Tx(예를 들면, 100KHz)를 공급하는 발신기(22)와, 키보드(10)의 대략 좌단에 배치된 왼손 검출용 수신 전극(23)과, 키보드(10)의 대략 우단에 배치된 오른손 검출용 수신 전극(24)과, 수신 전극(23)을 흐르는 교류 전류를 수신하는 왼손 검출용 수신기(25)와, 수신 전극(24)을 흐르는 교류 전류를 수신하는 오른손 검출용 수신기(26)로 구성된다.
왼손 검출용 수신기(25)는 수신 전극(23)에 의한 수신 신호 RXL로부터 소정 주파수 대역의 교류 전류만을 통과시키는 대역 통과 필터(BPF)(25A)와, 증폭기(25B)와, 검파기(25C)로 이루어지는 AM 변조기와, 검파 출력을 디지털 형식의 신호로 변환하는 A/D 변환기(25D)로 구성된다.
또한, 오른손 검출용 수신기(26)는 수신 전극(24)에 의한 수신 신호 RXL로부터 소정 주파수 대역의 교류 전류만을 통과시키는 대역 통과 필터(BPF)(26A)와, 증폭기(26B)와, 검파기(26C)로 이루어지는 AM 변조기와, 검파 출력을 디지털 형식의 신호로 변환하는 A/D 변환기(26D)로 구성된다.
이러한 구성을 포함한 인체 검출 장치(20)에서는, 송신 전극(21)과 왼손 검출용 수신 전극(23) 사이에서는 컨덴서와 등가인 회로가 형성되며, 마찬가지로, 송신 전극(21)과 오른손 검출용 수신 전극(24) 사이에서는 컨덴서와 등가인 회로가 형성되어 있다.
예를 들면, 사용자의 왼손이 키보드 상면의 소정 위치(즉, 좌측 절반)에 접근함에 따라, 상술한 왼손측의 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 가상적인 컨덴서 등가 회로가 형성된다. 따라서, 사용자의 왼손의 접근에 수반하는 가상 컨덴서의 정전 용량의 변화를 이용하여, 키보드(10) 상에 사용자의 왼손이 존재하는지 여부를 검출할 수 있다. 또한, 마찬가지로, 사용자의 왼손이 키보드 상면의 소정 위치(즉, 좌측 절반)에 접근함에 따라, 상술한 오른손측의 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 가상적인 컨덴서 등가 회로가 형성되기 때문에, 사용자의 오른손의 접근에 수반하는 가상 컨덴서의 정전 용량의 변화를 이용하여, 키보드(10) 상에 사용자의 오른손이 존재하는지 여부를 검출할 수 있다.
도 2에는 본 실시 형태에 따른 인체 검출 장치(20) 중, 송신 전극(21) 및 왼손 검출용 수신 전극(23)만을 추출하여 나타내고 있다. 또한, 도 3에는 송신 전극(21) 및 왼손 검출용 수신 전극(23) 사이의 등가 회로를 나타내고 있다.
송신 전극(21) 및 왼손 검출용 수신 전극(23) 사이에는 도 3에 도시한 바와 같이, 컨덴서와 등가인 회로가 형성되어 있다.
여기서, 송신 전극(21) 측에 예를 들면, 100KHz 정도의 교류 전압을 인가하면, 송신 전극(21)과 수신 전극(23) 사이의 정전 용량 Ca에 의해 용량 결합이 일어나서, 수신 전극(23)에 교류 전류가 발생한다. 이 컨덴서 Ca를 통과하는 전류의 강도는 발신기(22)에서의 교류 전압의 발신 주파수에 동조한 대역 통과 필터(25A), 증폭기(25B), 검파기(25C), 및 A/D 변환기(25D)의 각 부에 의해 신호 처리를 실시함으로써, 디지털 데이터로서 추출한다. 이 경우의 수신 전극(23)에서 수신되는 교류 전류의 강도는, 컨덴서의 정전 용량 Ca에만 의존한다.
정전 용량 Ca는, 송신 전극(21)이나 수신 전극(23)의 변형 등이 없는 한, 정적이며 고정값을 유지한다. 따라서, 송신 전극(21) 측에 동일한 교류 전압이 인가되는 한, 수신 전극(23) 측에서 수신되는 교류 전류의 강도는 일정해진다.
계속해서, 이러한 송신 전극(21) 및 수신 전극(23)의 조합에 따라, 사용자의 왼손 등의 인체를 검출하는 구조에 대하여 설명한다.
도 4에는 키보드(10) 입력면 상의 좌측 즉, 송신 전극(21)과 수신 전극(23) 사이에 사용자의 왼손이 접근하고 있는 모양을 모식적으로 나타내고 있다. 또한, 도 5에는 송신 전극(21)과 수신 전극(23) 간에 사용자의 왼손이 접근했을 때의 송신 전극(21)과 수신 전극(23) 간의 등가 회로를 나타내고 있다.
송신 전극(21)과 수신 전극(23) 사이에서는, 상술한 바와 같이 컨덴서 Ca와 등가인 회로가 형성된다.
또한, 사용자의 왼손 등의 인체는 가상적인 접지점(접지)으로 간주할 수 있다. 따라서, 그 등가 회로는 송신 전극(21)과 수신 전극(23) 사이에서 형성되는 컨덴서 Ca와, 인체와 송신 전극(21) 및 인체와 수신 전극(23) 각각의 사이에서 직렬적으로 형성되는 가상적인 컨덴서 Cb1 및 Cb2가, 병렬적으로 접속된 구성으로 된다.
따라서, 송신 전극(21) 측에 예를 들면, 100KHz 정도의 교류 전압을 인가한 경우, 컨덴서 Cb1을 통해 접지에 유입되는 전류분만큼, 송신 전극(21)과 수신 전극(23) 사이의 정전 용량 Ca에 의한 용량 결합에 의해 발생하는 교류 전류, 즉, 수신 전극(23) 측에서 검출되는 전류의 강도는 약해진다.
정전 용량 Ca는 송신 전극(21)이나 수신 전극(23)의 변형 등이 없는 한, 정적이며, 고정값을 유지한다. 이것에 대하여, 인체와 송신 전극(21) 및 인체와 수신 전극(23) 각각의 사이에서 직렬적으로 형성되는 가상적인 컨덴서 각각의 정전 용량 Cb1 및 Cb2는 인체가 키보드(10) 입력면의 좌측 즉, 송신 전극(21) 및 수신 전극(23)에 접근함에 따라 커진다. 이 때문에, 동일한 교류 전압을 송신 전극(21)에 인가한 경우, 수신 전극(23)에서 검출되는 교류 전류의 강도는, 인체가 키보드(10) 입력면의 좌측에 접근함에 따라 작아져 간다.
이러한 현상을 이용하여, 대역 통과 필터(25A), 증폭기(25B), 검파기(25C)에 의해 AM 변조되며, 또한 A/D 변환기(25D)에 의해 디지털 형식으로 변환된 수신 신호를 이용하여, 송신 전극(21) 및 수신 전극(23)에 인체가 접근하고 있는지의 여부, 즉, 사용자의 왼손이 키보드(10)를 사용하고 있는지의 여부를 판정할 수 있다.
또한, 상술한 바와 마찬가지의 원리에 의해, 송신 전극(21) 및 오른손 검출용 수신 전극(24) 사이에서의 정전 작용을 기초로 하여, 송신 전극(21) 및 오른손 검출용 수신 전극(24)에 인체가 접근하고 있는지의 여부, 즉, 사용자의 오른손이 키보드(10)를 사용하고 있는지의 여부를 판정할 수 있다.
또한, 도 6에는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 사용자 입력 장치(1)의 기본 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 이 실시 형태에 따른 사용자 입력 장치(1)는, 키보드(10)와 마우스(30)가 조합되어 구성된다. 키보드(10) 및 마우스(30)는 예를 들면, 일반적인 하드웨어 구성을 갖는 컴퓨터(도시 생략)에 대하여 주변 장치로서 접속할 수 있다. 사용자는 키보드(10) 상에서의 키 입력을 통해 텍스트 베이스로 원하는 데이터나 커맨드를 입력할 수 있는 이외에, 마우스(30)에 의한 좌표 지시 입력을 통해, 그래픽 베이스로 원하는 데이터나 커맨드를 입력할 수 있다.
키보드(10)는 예를 들면, "QWERTY" 형식의 일반적인 키 배열을 가짐과 함께, 키보드(10)의 내부(키보드 입력면의 하방(下方))에, 키보드(10) 상에 사용자의 오른손 및 왼손의 존재를 인식하는 인체 검출 장치(20)가 조립되어 있다. 단, 인체 검출 장치(20)의 구성 및 동작 특성은 상술한 바와 마찬가지이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
한편, 마우스(30)는 회전 가능하게 지지된 볼 및 이 볼의 회전으로부터 그 xy 각 축 방향의 이동량을 검출하는 이동 센서를 내장함(도시 생략)과 함께, 좌우 클릭 버튼을 배면에 갖는 일반적인 구성을 포함하고 있으며, 마우스(30)의 배면 상에 사용자의 손(통상적으로는, 오른손 또는 잘 쓰는 팔)을 위치시켜 사용에 제공된다.
본 실시 형태에서는, 이러한 마우스(30)의 내부에는 인체 검출 장치(40)가 조립된 구성으로 되어 있다. 이러한 마우스(30) 및 키보드(10)로 이루어지는 사용자 입력 장치(1)를 접속하는 컴퓨터(도시 생략) 상에서는 후술하는 바와 같이, 사용자가 마우스(30) 및 키보드(10)를 조작하는 형태를 자동적으로 검출하여, 이러한 사용자 입력 장치(1)의 사용 형태에 따라 시스템의 상태나 어플리케이션의 처리 동작을 변화시킬 수 있다.
이 실시 형태에 따른 인체 검출 장치(40)는, 마우스(30)의 대략 일단에 배치된 송신 전극(41)과, 이 송신 전극(41)에 송신용 교류 전류 신호 Tx(예를 들면, 100KHz)를 공급하는 발신기(42)와, 마우스(30)의 대략 타단에 배치된 수신 전극(43)과, 이 수신 전극(43)을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기(44)로 구성된다.
수신기(44)는 수신 전극(43)에 의한 수신 신호 RXM으로부터 소정 주파수 대역의 교류 전류만을 통과시키는 대역 통과 필터(BPF)(44A)와, 증폭기(44B)와, 검파기(44C)로 이루어지는 AM 변조기와, 검파 출력을 디지털 형식의 신호로 변환하는 A/D 변환기(44D)로 구성된다.
이러한 구성을 포함한 인체 검출 장치(40)에서는, 송신 전극(41)과 수신 전극(43) 사이에서는 컨덴서와 등가인 회로가 형성되어 있다.
예를 들면, 사용자의 오른손(또는, 잘 쓰는 손)이 마우스(30)의 배면에 접근함에 따라, 상술한 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 가상적인 컨덴서 등가 회로가 형성된다. 따라서, 사용자의 오른손의 접근에 수반하는 가상 컨덴서의 정전 용량의 변화를 이용하여, 마우스(30)의 배면에 사용자의 오른손이 존재하는지 여부 즉, 사용자가 마우스(30)를 조작 중인지 여부를 검출할 수 있다.
송신 전극(41) 및 수신 전극(43) 사이의 정전적인 작용에 의해 사용자가 마우스(30)를 조작 중인지 여부를 검출하기 위한 원리는 도 2∼도 5를 이용하여 설명한 키보드(10) 입력면 상에서 사용자의 손을 검출하는 구조와 대략 동일하기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
도 6에 도시한 실시 형태에서는, 키보드(10)에 조립된 인체 검출 장치(20)로부터는, 사용자가 키보드(10)를 왼손으로 조작 중인지를 나타내는 검출 신호 L과, 사용자가 키보드(10)를 오른손으로 조작 중인지를 나타내는 검출 신호 R을 얻을 수 있다. 마찬가지로, 마우스(30)에 조립된 인체 검출 장치(40)로부터는, 사용자가 마우스를 조작 중인지의 여부를 나타내는 검출 신호 M을 얻을 수 있다.
도 7에는 사용자가 키보드(10) 및 마우스(30)를 미조작(해방) 중인 사용 형태에서의 검출 신호 L, R, 및 M의 출력 레벨을 모식적으로 나타내고 있다. 이러한 상태에서는 송신 전극으로부터 발신되는 교류 전압 신호를, 각 수신 전극은 양호하게 수신할 수 있으므로, 각 검출 신호 L, R, 및 M의 출력 레벨은 비교적 높다.
또한, 도 8에는 사용자가 양손으로 키보드(10)를 조작하고 있는 사용 형태에서의 검출 신호 L, R, 및 M의 출력 레벨을 모식적으로 나타내고 있다. 이러한 상태에서는, 송신 전극(21)과 사용자 각각의 손과의 사이에서는 가상적인 컨덴서 등가 회로가 형성된다. 이 결과, 왼손 검출용 수신 전극(23) 및 오른손 검출용 수신 전극(25)에 의해 수신되는 교류 전압 신호 레벨은 저하된다. 따라서, 검출 신호 M의 출력 레벨은 비교적 높지만, 검출 신호 L 및 검출 신호 R의 출력 레벨은 저하된다.
또한, 도 9에는 사용자가 왼손으로 키보드(10)를 조작함과 함께, 오른손으로 마우스(30)를 조작하고 있는 사용 형태에서의 검출 신호 L, R, 및 M의 출력 레벨을 모식적으로 나타내고 있다. 이러한 상태에서는 송신 전극(21)과 사용자의 왼손 사이 및 송신 전극(31)과 사용자의 오른손 사이에서는, 가상적인 컨덴서 등가 회로가 형성된다. 그 결과, 왼손 검출용 수신 전극(23) 및 마우스 조작 검출용 수신 전극(33)에 의해 수신되는 교류 전압 신호 레벨은 저하된다. 따라서, 검출 신호 R의 출력 레벨은 비교적 높지만, 검출 신호 L 및 검출 신호 M의 출력 레벨은 저하된다.
또한, 도 10에는 사용자가 오른손만으로 키보드(10)를 조작하고 있는 사용 형태에서의 검출 신호 L, R, 및 M의 출력 레벨을 모식적으로 나타내고 있다. 예를 들면, 사용자가 왼손을 쉬게 하고 있는 경우 이외에, 왼손으로 휴대 전화나 그 밖의 외부 기기를 취급하고 있는 경우(도 11을 참조한 것)가 이것에 상당한다. 이러한 상태에서는 송신 전극(21)과 사용자의 오른손 사이에서는 가상적인 컨덴서 등가 회로가 형성되기 때문에, 오른손 검출용 수신 전극(25)에 의해 수신되는 교류 전압 신호 레벨은 저하된다. 따라서, 검출 신호 L 및 검출 신호 M의 출력 레벨은 비교적 높지만, 검출 신호 R의 출력 레벨은 저하된다.
또한, 도 12에는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 사용자 입력 장치(1)의 기본 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 이 실시 형태는, 사용자 입력 장치(1)가 키보드(10)와 마우스(30)가 조합되어 구성된다는 점에서 도 6에 도시한 실시 형태와 공통되지만, 사용자가 이들 사용자 입력 장치(1) 이외에 휴대 전화(50)를 조작할 가능성을 상정하고 있다는 점에서, 도 6에 도시한 예와는 상이하다.
예를 들면, "QWERTY" 배열을 갖는 일반적인 키보드(10)의 내부(키보드 입력면의 하방)에, 키보드(10) 상에 사용자의 오른손 및 왼손의 존재를 인식하는 인체 검출 장치(20)가 조립되어 있다. 단, 인체 검출 장치(20)의 구성 및 동작 특성은 상술한 바와 마찬가지이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
한편, 마우스(30)는 회전 가능하게 지지된 볼 및 이 볼의 회전으로부터 그 xy 각 축 방향의 이동량을 검출하는 이동 센서를 내장함(도시 생략)과 함께, 좌우의 클릭 버튼을 배면에 갖는 일반적인 구성을 포함하고 있으며, 마우스(30)의 배면 상에 사용자의 손(통상적으로는, 오른손 또는 잘 쓰는 팔)을 위치하여 사용에 제공된다. 마우스(30)의 내부에는 인체 검출 장치(40)가 조립된 구성으로 되어 있지만, 인체 검출 장치(40)의 구성 및 동작 특성은 상술한 바와 마찬가지이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다.
이 실시 형태에서는, 휴대 단말기(50) 상에는 사용자가 휴대 단말기(50)를 손으로 조작하고 있는지의 여부를 검출하기 위한 인체 검출 장치(60)가 탑재되어 있다. 이 인체 검출 장치(60)는, 송신 전극(21)으로부터의 출력 신호를 수신할 수 있게 되도록 휴대 단말기(50)의 케이싱 벽면 상에서 외부에 노출되도록 배치된 도전성 부재로 이루어지는 수신부(61)와, 수신한 신호를 복조하는 복조부(62)를 포함하고 있다.
도전성 부재로 이루어지는 수신부(61)에 인체가 접촉함으로써, 송신 수단 및 상기 수신 수단 간의 신호 전송이 가능해지도록 구성되어 있다. 따라서, 키보드(10) 또는 마우스(30) 상의 송신 전극(21, 41)과, 휴대 전화(50) 상의 수신기(61) 간에서의 신호 전송을 통하여, 사용자의 한쪽 손이 키보드(10) 또는 마우스(30) 상에 있음과 함께 반대측 손으로 휴대 전화(50)를 파지하고 있는 상태를 검출할 수 있다.
따라서, 도 12에 도시한 바와 같은 같은 실시 형태에서는 사용자 입력 장치(1)를 접속한 컴퓨터 본체 측에서는 이하에 도시한 바와 같은 사용자 입력 장치(1)의 사용 형태를 검출할 수 있다.
제1 상태 : 양손이 키보드(10) 상에 있음
제2 상태 : 왼손이 키보드(10) 상에 있으며, 오른손이 마우스(30) 상에 있음
제3 상태 : 한쪽 손(예를 들면, 왼손)만이 키보드(10) 상에 있음
제4 상태 : 왼손으로 휴대 전화(50)를 파지하고, 오른손이 키보드(10) 상에 있음
또, 이러한 마우스(30) 및 키보드(10)로 이루어지는 사용자 입력 장치(1)를 접속하는 컴퓨터 상에서는 후술하는 바와 같이, 사용자가 키보드(10), 마우스(30), 및 휴대 단말기(50) 중 어느 하나를 조작하고 있는지를 자동적으로 검출하여, 이러한 사용자 입력 장치(1) 또는 휴대 단말기(50)의 사용 형태에 따라 시스템의 상태나 어플리케이션의 처리 동작을 변화시킬 수 있다(후술).
도 13에는, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 사용자 입력 장치(1)의 기본 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 이 실시 형태는, 사용자 입력 장치(1)가 키보드(10)로 구성된다는 점에서 도 1에 도시한 실시 형태와 공통되지만, 사용자에 의한 키보드 입력 조작을 다차원값(이 실시 형태에서는 2차원의 평면적인 넓이를 갖는 2차원값)으로서 검출할 수 있다는 점에서, 도 1에 도시한 예와는 상이하다.
예를 들면, "QWERTY" 배열을 갖는 일반적인 키보드(10)의 내부(키보드 입력면의 하방)에, 키보드(10) 상에 사용자의 오른손 및 왼손의 존재를 인식하는 인체 검출 장치(70)가 조립되어 있다.
도 13에 도시한 예에서는, 이 인체 검출 장치(70)는 복수의 선 형상의 송신 전극(71-1, 71-2,..., 71-m)과, 각 송신 전극(71-1...)에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기(72)와, 정전 작용에 의해 각 송신 전극(71-1...)으로부터의 교류 전류를 수신하는 복수의 선 형상의 수신 전극(75-1, 75-2,..., 75-n)과, 각 수신 전극(75-1)을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기(76)로 구성된다. 수신기(76)는, 소정 주파수 대역의 교류 전류만을 통과시키는 대역 통과 필터(BPF)(76A)와, 증폭기(76B)와, 검파기(76C)로 이루어지는 AM 변조기와, 검파 출력을 디지털 형식의 신호로 변환하는 A/D 변환기(76D)로 구성된다.
각 수신 전극(75-1, 75-2,..., 75-n)은 도 13에서는 각 송신 전극(71-1, 71-2,..., 71-m)과 교차점을 갖는 것을 알 수 있지만, 교차점에서는 이들 전극끼리 접촉하지는 않다. 바꿔 말하면, 전극끼리의 각 교차점에서는 전하를 축적하는 컨덴서와 등가인 회로가 실질적으로 형성되어 있다. 따라서, 송신 전극에 교류 전류가 통과하면, 이것에 대향하는 수신 전극에는 용량 결합에 의해, 그 교차점을 통해 교류 전류가 흐른다. 이들 각 송신 전극(71-1, 71-2,‥·, 71-m)과 각 수신 전극(75-1, 75-2,..., 75-n)이 교착하는 영역은, 인체 검출 장치(70)에서의 인체 검출 영역을 구성한다. 이 인체 검출 영역은 도시한 바와 같이, 2차원적인 넓이를 갖는다.
발신기(72)는 각 송신 전극(71-1...)에 대하여 교류 전류를 스캔하면서 인가한다. 따라서, 어느 순간에서는 각 수신 전극(75-1...)에는 해당하는 송신 전극과의 교차점에서의 컨덴서 등가 회로로부터의 교류 전류가 흐르게 되어, 교류 전류를 송신한 송신 전극과 교류 전류를 수신한 수신 전극과의 위치 관계에 의해 입력 위치를 검출할 수 있다. 예를 들면, A/D 변환된 각 수신 전극(75-1...)에서의 출력 신호를 프로세서(80) 상에서 소정의 연산 처리를 행함으로써, 사용자 입력 영역을 통해 2차원적인 사용자 입력을 검출할 수 있다.
도시한 예에서는, 각 송신 전극(71-1, 71-2,..., 71-m)은 대략 평행하게 배열되어 있음과 함께, 각 수신 전극(75-1, 75-2,..., 75-n)은 각 송신 전극(11-1...)과는 직교하는 방향으로 배열되어 있으며, 사용자 입력 영역은 전극끼리 균일한 격자 모양 상에 조합된 대략 평면형의 영역이다. 단, 본 발명의 요지는 이러한 형태에 특별히 한정되는 것은 아니며, 각 송신 전극(71-1...)과 수신 전극(75-1...)이 접하지 않고 교착되어 있으면, 평면 이외의 형상, 예를 들면, 구형이나 그 밖의 곡면형이어도 된다. 예를 들면, 마찬가지의 구성을 한 인체 검출 장치(70)를 마우스(30) 내에 조립하는 것도 가능하다.
도 13에 도시하는 실시 형태는, 도 1에 도시한 경우보다도, 전극의 개수를 보다 많이 함으로써, 보다 미세한 손의 형상을 인식하는 것을 가능하게 하는 것이다. 예를 들면, 사용자가 양손을 키보드(10) 상에 위치한 경우에는, 인체 검출 장치(70)의 2차원 출력은 도 14에 도시하는 바와 같게 된다. 또한, 사용자가 마우스(30) 상에 오른손을 위치한 경우에서의 인체 검출 장치(70)의 2차원 출력은 도 15에 도시하는 바와 같게 된다.
이 실시 형태에 따른 인체 검출 장치(70)는 송신 전극(71)과 수신 전극(75)의 각 교차점마다 독립하여 손과의 근접도를 계측할 수 있다. 키보드(10) 입력면이나 마우스(30) 배면 상에서의 사용자의 손의 위치쪽에 대응하여, 얻어지는 2차원 출력 패턴은 상이한다. 도 14나 도 15에서는 각 교차점에서의 출력 레벨을 농담으로 나타내고 있다.
사용자마다 키 조작 상의 특징이나 버릇이 있기 때문에, 키보드(10) 입력면 상에서 동일한 키 입력을 행하는 경우에서도, 인체 검출 장치(70)를 통해 얻어지는 2차원 출력 패턴도 사용자마다 상이하다고 사료된다. 즉, 동일 인물이 동일한 입력 조작(예를 들면, 특정 키를 누른 순간)에는, 인체 검출 장치(70)가 출력하는 다차원값은 거의 동일한 것이 기대되지만, 그 다차원값은 사용자마다 다르다.
따라서, 사용자가 키보드(10)나 마우스(30) 등의 사용자 입력 장치(1)에 대하여 특정 입력 조작을 행했을 때에, 인체 검출 장치(70)로부터 검출된 다차원값을 비교 대조함으로써, 사용자의 인증 처리를 실행할 수 있다. 단, 인체 검출 장치(70)로부터 얻어진 다차원값을 이용한 사용자 인증 처리의 상세에 대해서는 후술하기로 한다.
도 16에는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 사용자 입력 장치(101)의 기본 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 이 사용자 입력 장치(101)는 비접촉식으로 사용자 입력을 수용한다는 점에서 상술한 각 실시 형태와는 상이하다.
도 16에 도시한 바와 같이, 이 비접촉형 사용자 입력 장치(101)는 복수의 선 형상의 송신 전극(111-1, 111-2,..., 111-m)과, 각 송신 전극(111-1...)에 송신용의 소정 주파수(예를 들면, 100KHz)의 교류 전류를 공급하는 발신기(112)와, 정전 작용에 의해 각 송신 전극(111-1...)으로부터의 교류 전류를 수신하는 복수의 선 형상의 수신 전극(115-1, 115-2,..., 115-n)과, 각 수신 전극(115-1)을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기(116)로 구성된다. 수신기(116)는 소정 주파수 대역의 교류 전류만을 통과시키는 대역 통과 필터(BPF)(116A)와, 증폭기(116B)와, 검파기(116C)로 이루어지는 AM 변조기와, 검파 출력을 디지털 형식의 신호로 변환하는 A/D 변환기(116D)로 구성된다.
각 수신 전극(115-1, 115-2,..., 115-n)은, 도 16에서는 각 송신 전극(111-1, 111-2,..., 111-m)과 교차점을 갖는 것을 알 수 있지만, 교차점에서는 이들 전극끼리 접촉되어 있지 않다. 바꿔 말하면, 전극끼리의 각 교차점에서는,전하를 축 적하는 컨덴서와 등가인 회로가 실질적으로 형성되어 있다. 따라서, 송신 전극에 교류 전류가 통과하면, 이것에 대향하는 수신 전극에는 정전 유도에 의해, 그 교차점을 통해 교류 전류가 흐른다. 이들 각 송신 전극(111-1, 111-2,..., 111-m)과 각 수신 전극(115-1, 115-2,..., 115-n)이 교착하는 영역은, 비접촉형 사용자 입력 장치(101)에서의 사용자 입력 영역을 구성한다. 이 사용자 입력 영역은 도시한 바와 같이, 2차원적인 넓이를 갖는다.
발신기(112)는 각 송신 전극(111-1...)에 대하여 교류 전류를 스캔하면서 인가한다. 따라서, 임의의 순간에서는 각 수신 전극(115-1...)에는 해당하는 송신 전극과의 교차점에서의 컨덴서 등가 회로로부터의 교류 전류가 흐르게 되어, 교류 전류를 송신한 송신 전극과 교류 전류를 수신한 수신 전극과의 위치 관계에 의해 입력 위치를 검출할 수 있다. 예를 들면, A/D 변환된 각 수신 전극(115-1...)에서의 출력 신호를 프로세서(120) 상에서 소정의 연산 처리를 행함으로써, 사용자 입력 영역을 통해 2차원적인 사용자 입력을 검출할 수 있다.
도시한 예에서는 각 송신 전극(111-1, 111-2,..., 111-m)은 대략 평행하게 배열되고 있음과 함께, 각 수신 전극(115-1, 115-2,..., 115-n)은 각 송신 전극(111-1...)과는 직교하는 방향으로 배열되어 있으며, 사용자 입력 영역은 전극끼리 균일하게 격자 모양 상에 조합된 대략 평면형의 영역이다. 단, 본 발명의 요지는 이러한 형태에 특별히 한정되는 것은 아니며, 각 송신 전극과 수신 전극이 접촉하지 않고 교착되어 있으면, 평면 이외의 형상, 예를 들면, 구형이나 그 밖의 곡면형이어도 된다.
도 17에는 송신 전극(111)과 수신 전극(115) 사이의 임의의 1개의 교차점을 확대하여 나타내고 있다. 또한, 도 18에는 이 송신 전극(111)과 수신 전극(115)과의 교차점의 등가 회로를 나타내고 있다.
송신 전극(111)과 수신 전극(115)이 교차하는 교차점에서는, 도 18에 도시한 바와 같이, 컨덴서와 등가인 회로가 형성된다.
여기서, 송신 전극(111) 측에 교류 전압을 인가하면, 송신 전극(111)과 수신 전극(115) 사이의 정전 용량 Ca에 의해 용량 결합이 일어나서, 수신 전극(115)에 교류 전류가 발생한다. 이 컨덴서 Ca를 통과하는 전류의 강도는 발신기(112)에서의 교류 전압의 발신 주파수에 동조한 대역 통과 필터(116A), 증폭기(116B), 검파기(116C), 및 A/D 변환기(116D)의 각 부에 의해 신호 처리를 실시함으로써, 디지털 데이터로서 추출된다. 수신 전극(111)에서 수신되는 교류 전류의 강도는 컨덴서의 정전 용량 Ca에만 의존한다.
정전 용량 Ca는, 송신 전극(111)이나 수신 전극(115)의 변형 등이 없는 한, 정적이며, 고정값을 유지한다. 따라서, 송신 전극(111) 측에 동일한 교류 전압이 인가되는 한, 수신 전극(115) 측에서 수신되는 교류 전류의 강도는 일정해진다.
계속해서, 이러한 송신 전극(111) 및 수신 전극(115)의 조합에 의해, 사용자의 손끝 등의 물체를 비접촉으로 검출하는 구조에 대하여 설명한다.
도 19에는, 송신 전극(111)과 수신 전극(115) 사이의 임의의 1개의 교차점에 사용자의 손끝이 접근하고 있는 모양을 나타내고 있다. 또한, 도 20에는 송신 전 극(111)과 수신 전극(15) 간의 임의의 1개의 교차점에 사용자의 손끝이 접근했을 때의 송신 전극(111)과 수신 전극(115)과의 교차점의 등가 회로를 나타내고 있다.
송신 전극(111)과 수신 전극(115)이 교차하는 교차점에서는, 상술한 바와 같이 컨덴서 Ca와 등가인 회로가 형성된다.
또한, 손끝 등의 인체는 가상적인 접지점(접지)으로 간주할 수 있다. 따라서, 그 등가 회로는 송신 전극(111)과 수신 전극(115) 사이에서 형성되는 컨덴서 Ca와, 인체와 송신 전극(111) 및 인체와 수신 전극(115) 각각의 사이에서 직렬적으로 형성되는 가상적인 컨덴서 Cb1 및 Cb2가 병렬적으로 접속된 구성으로 된다.
따라서, 송신 전극(111) 측에 교류 전압을 인가한 경우, 컨덴서 Cb1을 통해 접지에 유입되는 전류분만큼, 송신 전극(111)과 수신 전극(115) 사이의 정전 용량 Ca에 의한 용량 결합에 의해 발생하는 교류 전류, 즉, 수신 전극(115) 측에서 검출되는 전류의 강도는 약해진다.
정전 용량 Ca는, 송신 전극(111)이나 수신 전극(115)의 변형 등이 없는 한, 정적이며, 고정값을 유지한다. 이것에 대하여, 인체와 송신 전극(111) 및 인체와 수신 전극(115) 각각의 사이에서 직렬적으로 형성되는 가상적인 컨덴서 각각의 정전 용량 Cb1 및 Cb2는, 인체가 송신 전극(111) 및 수신 전극(115)에 접근함에 따라 커진다.
이 때문에, 동일한 교류 전압을 송신 전극(111)에 인가한 경우, 수신 전극(115)에 의해 검출되는 교류 전류의 강도는, 인체가 송신 전극(111) 및 수신 전극(115)에 접근함에 따라 작아져 간다.
이러한 현상을 이용하여, 프로세서(120)에서는 AM 변조기(116)에 의해 AM 변조되며, 또한 A/D 변환기(116D)에 의해 디지털 형식으로 변환된 수신 신호를 이용하여, 전극 간의 교차점에 인체가 접근하고 있는지의 여부를 판정하거나, 혹은 인체가 어느 정도 접근하고 있는지(거리)를 계측할 수 있다.
도 16에 도시한 비접촉 사용자 입력 장치(101)는, 이러한 송신 전극(111-1...)과 수신 전극(115-1...)과의 교차점이 m×n의 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 예를 들면, 소정의 평면(또는, 곡면)으로 이루어지는 입력 패널 상에, 이들 각 전극의 교점을 배치할 수 있다.
교류 전압을 각 송신 전극(111-1, 111-2,..., 111-m)에 시분할로 인가한다. 그리고, 각각에 대응하여, 각 수신 전극(115-1, 115-2,..., 115-n)에 발생하는 교류 전류를 순차적으로 계측함으로써, 사용자 입력 영역 상의 어느 교차점에 인체가 접근하고 있는지를 판정할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 비접촉 사용자 입력 장치(101)에서는, 정전 작용을 이용하고 있기 때문에, 사용자의 손끝 등의 인체를 검출하기 위해, 인체가 전극에 직접 접촉하고 있을 필요는 없다. 또한, 근방의 교차점에서 얻어진 각 검출값을 통합하여, 일반적인 기하학적 연산 등을 실시함으로써, 입력면으로부터 손끝까지의 거리를 계측할 수 있다.
또한, 도 16에 도시한 바와 같은 구성에 따르면, 전극 간의 각 교차점을 독 립하여 구동시킬 수 있다. 즉, 각각의 교차점으로부터 독립하여 검출값을 추출할 수 있기 때문에, 복수의 물체(예를 들면, 동일한 사용자의 오른손과 왼손, 혹은 복수의 사용자의 손)가 동시에 사용자 입력 영역에 접근해 온 경우에는, 그 거리가 교차점 사이의 피치 간격보다도 길면, 이들을 독립된 물체로서 인식할 수 있다. 즉, 복수의 물체의 위치를 동시에 계측할 수 있다.
또한, 물체의 접근이 동시에 검출된 교차점을 추적해 감에 따라, 접근하고 있는 물체의 형상 또는 윤곽을 파악할 수 있다.
도 21에는, 도 16에 도시한 비접촉 사용자 입력 장치(101)의 변형예를 나타내고 있다.
사용자의 손끝이 임의의 격자점 A, B, C, D에 의해 둘러싸인 영역에 접근해 온 경우, 각 송신 전극(11-i, 11-j), 및 각 수신 전극(115-p, 115-q)과 사용자의 손끝과의 사이에서는, 가상적인 컨덴서 CI, CJ, CP, CQ가 각각 형성되어 있다.
이들 각 가상 컨덴서의 정전 용량 CI, CJ, CP, CQ는 각각의 전극과 사용자의 손끝과의 거리에 따라 변화한다.
따라서, 인체와 전극과의 복수의 교차점으로부터의 값을 통합함으로써, 각 교차점의 중간에 있는 손의 위치를 계측할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 따른 비접촉 사용자 입력 장치(101)의 위치 계측의 정밀도는, 각 전극 간의 교차점의 간격보다도 미세하게 할 수 있다.
또한, 도 22에는 도 16에 도시한 비접촉 사용자 입력 장치(101)에 대한 다른 변형예를 도해(圖解)하고 있다.
도 16을 참조하면서 이미 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 비접촉 사용자 입력 장치(101)는 그 사용자 입력 영역에서, 송신 전극(111-1...)과 수신 전극(115-1...)과의 교차점이 m×n의 매트릭스 형상으로 배열되고 있다. 또한, 도 16에 도시한 바와 같은 구성에 따르면, 전극 간의 각 교차점을 독립하여 구동시켜서, 각각의 교차점으로부터 독립하여 검출값을 추출할 수 있다.
따라서, 도 22에 도시한 바와 같이, 사용자 입력 영역에 복수의 사용자의 손끝이 존재하는 경우, 각 사용자의 손끝의 근방에서의 교차점에서, 이들을 독립하여 인식할 수 있다. 그 결과, 단일한 사용자 입력 장치를 이용하여, 복수의 사용자로부터의 동시 입력을 수용할 수 있다.
또한, 도 23에는 도 16에 도시한 비접촉 사용자 입력 장치(101)에 대한 다른 변형예를 도해하고 있다.
도 16을 참조하면서 이미 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 비접촉 사용자 입력 장치(101)는, 그 사용자 입력 영역에서, 송신 전극(111-1...)과 수신 전극(115-1...)과의 교차점이 m×n의 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 단, 도 23에 도시하는 예에서는, 각 송신 전극(111-1, 111-2,..., 111-m), 및 각 수신 전극(115-1, 115-2,..., 115-n)의 간격은 충분히 짧게 배치되며, 또한, 송신기(112)가 각 송신 전극(111-1)에 교류 전압을 인가하는 스캔 속도는 충분히 빠른 것으로 한다.
이러한 경우, 도 23에 도시한 바와 같이 사용자가 손바닥을 사용자 입력 영 역에 접근시킨 경우, 접근한 것을 검출한 교차점을 추적해 감에 따라, 물체 즉, 손바닥의 형상을 인식할 수 있다.
즉, 각 전극 사이의 피치 간격을 충분 작게, 또한, 송신 전극에서의 스캔 속도를 충분히 빨리함으로써, 본 실시 형태에 따른 비접촉 사용자 입력 장치(101)는 물체의 형상을 인식할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 비접촉 사용자 입력 장치(101)를 다른 디바이스와 조합하여 적용하는 것도 생각할 수 있다. 예를 들면, 액정 표시 디스플레이(LCD : Liquid Crystal Display)나 유기 EL 등의 평면 디스플레이 상에, 비접촉 사용자 입력 장치(1)를 중첩함으로써, 표시 일체형의 사용자 입력 장치를 구성할 수 있다. 이러한 사용자 입력 장치에 따르면, 사용자는 표시 출력되는 GUI 화면의 내용에 안내되면서, 직감적이며 또한 용이하게 컴퓨터로의 커맨드 입력을 행할 수 있다. 사용자는 표시 화면으로부터 시선을 떼지 않고 입력 작업을 행할 수 있어서, 조작하는 위험도 적어진다.
도 24에는, 도전성 폴리머에 의한 발광 소자 즉, 유기 LED로 이루어지는 표시 장치와 일체적으로 구성된 비접촉 사용자 입력 장치(1)의 단면 구성을 모식적으로 도해하고 있다.
도 24에 도시한 예에서는, 도전성 폴리머로 이루어지는 애노드 전극층과 캐소드 전극층이 유기 소재로 이루어지는 절연층을 개재하여 적층되어 있다. 또한, 애노드 전극과 캐소드 전극은 상호 직교하여 배치되어 있다. 이것은 도 16에서의, 각 송신 전극(111-1...)과 각 수신 전극(115-1...)이 상호 접촉하지 않도록 교차하 여 배치되어 있는 구성과 유사하다.
유기 디스플레이에서는, 각 화소를 발광시키기 위해, 한쪽 전극층에서는 화면 스캔 방향을 향하여 각 전극에는 직류 전압이 순차적으로 인가된다.
본 실시 형태에서는, 한쪽 전극층에 흐르는 직류 전압에, 인체 검출용 교류 전압을 중첩시켜서 인가한다. 그 결과, 다른 쪽 전극층에서는 교류 전류를 수신한다. 사용자의 손끝 등의 인체가 접근하고 있는 교차점에서는, 수신되는 교류 전류의 강도가 감소하기 때문에, 사용자의 손끝이 있는 위치를 특정하거나, 또한, 접근하고 있는 물체의 형상을 인식하거나 할 수 있다.
도 24에 도시한 바와 같은 같은 구성에 따르면, 유기 디스플레이에서의 화면 구성을 변경하지 않고, 표시 장치를 그대로 비접촉형 사용자 입력 장치로서 이용할 수 있다.
또한, 유기 디스플레이는 일반적으로, 플렉시블하며 자유롭게 절곡되는 것이 가능하다. 따라서, 도 24에 도시한 바와 같은 적용예에 따르면, 구면이나 통 형상의 사용자 입력 일체형의 디스플레이 장치를 구성할 수 있다.
B. 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터 상에서의 어플리케이션
이미 진술한 바와 같이, 본 발명에 따른 사용자 입력 장치(1)를 접속한 컴퓨터 상에서는 키보드(10) 상에 오른손 및 왼손의 유무 등의 인체를 인식한 결과에 따라, 시스템의 상태나 어플리케이션의 처리 동작을 변화시킬 수 있다. 이하에서는, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터 상에서의 어플리케이션에 대하여 설명한다.
도 25에는, 본 발명에 적용할 수 있는 컴퓨터(200)의 하드웨어 구성을 모식 적으로 도해하고 있다. 이하, 도 25를 참조하면서, 컴퓨터(200) 내의 각 구성 요소에 대하여 설명한다.
시스템(200)의 메인 컨트롤러인 CPU(Central Processing Unit)(201)는 오퍼레이팅 시스템(OS)의 제어 하에서, 각종 어플리케이션을 실행한다. CPU(201)는 예를 들면, 인체를 인식한 결과에 따라, 시스템의 상태나 어플리케이션의 처리 동작을 변화시키는 처리 수순(후술)을 실행할 수 있다. 도시한 바와 같이, CPU(201)는 버스(208)에 의해 다른 기기류(후술)와 상호 접속되어 있다.
메모리(202)는, CPU(201)에서 실행되는 프로그램 코드를 저장하거나, 실행 중인 작업 데이터를 일시 보관하기 위해 사용되는 기억 장치이다. 도 25에 도시하는 메모리(202)는 불휘발성 및 휘발성 메모리 둘 다를 포함하는 것으로 이해하면 된다.
디스플레이 컨트롤러(203)는 CPU(201)가 발행하는 묘화 명령을 실제로 처리하기 위한 전용 컨트롤러이다. 디스플레이 컨트롤러(203)에서 처리된 묘화 데이터는 예를 들면, 프레임 버퍼(도시 생략)에 일단 기입된 후, 디스플레이(211)에 의해 화면 출력된다.
입력 기기 인터페이스(204)는 상술한 키보드(10)나 마우스(30) 등의 사용자 입력 기기(1)를 컴퓨터(200)에 접속하기 위한 장치이다. 본 실시 형태에 따른 입력 기기 인터페이스(204)는 키보드(10)로부터의 스캔 코드 입력이나 마우스(30)로부터의 좌표 지시 입력 이외에, 인체 검출 장치를 통한 각 검출 신호 RXL, RXR, RXM 을 수신할 수 있다.
네트워크 인터페이스(205)는 이더넷 등의 소정의 통신 프로토콜에 따라, 시스템(200)을 LAN(Local Area Network) 등의 국소적 네트워크, 더 나아가서는 인터넷과 같은 광역 네트워크에 접속할 수 있다.
네트워크 상에서는 복수의 호스트 단말기(도시 생략)가 트랜스 페어런츠한 상태로 접속되며, 분산 컴퓨팅 환경이 구축되어 있다. 네트워크 상에서는 소프트웨어 프로그램이나 데이터 콘텐츠 등의 배신을 행할 수 있다. 예를 들면, 인체를 인식한 결과에 따라 시스템의 상태나 어플리케이션의 처리 동작을 변화시키는 처리 수순을 컴퓨터 판독가능 형식으로 기술한 소프트웨어를 네트워크 경유하여 다운로드할 수 있다. 또한, 인체 검출 장치(70)로부터 얻어진 사용자 인증 처리용 다차원값을 네트워크 경유하여 시스템 사이를 이동시켜도 된다.
외부 기기 인터페이스(207)는 하드 디스크 드라이브(HDD)(214)나 미디어 드라이브(215) 등의 외부 장치를 시스템(200)에 접속하기 위한 장치이다.
HDD(214)는 기억 담체로서의 자기 디스크를 고정적으로 탑재한 외부 기억 장치이며(주지), 기억 용량이나 데이터 전송 속도 등의 점에서 다른 외부 기억 장치보다도 우수하다. 소프트웨어 프로그램을 실행할 수 있는 상태로 HDD(214) 상에 설치하는 것을 프로그램의 시스템로의「인스톨」이라 한다. 통상, HDD(214)에는 CPU(201)가 실행해야 할 오퍼레이팅 시스템의 프로그램 코드나, 어플리케이션 프로그램, 디바이스 드라이버 등이 불휘발적으로 저장되어 있다.
예를 들면, 인체를 인식한 결과에 따라 시스템의 상태나 어플리케이션의 처 리 동작을 변화시키는 처리 수순을 컴퓨터 판독가능 형식으로 기술한 소프트웨어를 HDD(214) 상에 인스톨할 수 있다. 또한, 인체 검출 장치(70)로부터 얻어진 사용자 인증 처리용 다차원값을 HDD(214) 상에 불휘발적으로 기록해 두어도 된다.
미디어 드라이브(215)는 CD(Compact Disc)나 MO(Magneto-Optical disc), DVD(Digital Versatile Disc) 등의 가반형 미디어를 장전하고, 그 데이터 기록면에 액세스하기 위한 장치이다.
가반형 미디어는 주로, 소프트웨어 프로그램이나 데이터 파일 등을 컴퓨터 판독가능 형식의 데이터로서 백업하는 것이나, 이들을 시스템 간에서 이동(즉, 판매·유통·배포를 포함함)할 목적으로 사용된다. 예를 들면, 인체를 인식한 결과에 따라 시스템의 상태나 어플리케이션의 처리 동작을 변화시키는 처리 수순을 컴퓨터 판독가능 형식으로 기술한 소프트웨어를, 이들 가반형 미디어를 이용하여 복수의 기기 사이에서 물리적으로 유통·배포할 수 있다. 또한, 인체 검출 장치(70)로부터 얻어진 사용자 인증 처리용 다차원값을, 가반형 미디어를 통해 시스템 사이를 이동시켜도 된다.
또, 도 25에 도시한 바와 같은 컴퓨터(200)의 일례는 미국 IBM 사의 퍼스널 컴퓨터 "PC/AT(Personal Computer/Advanced Technology)"의 호환기 또는 후계기이다. 물론, 다른 아키텍처를 포함한 컴퓨터를 본 실시 형태에 따른 컴퓨터(200)로서 적용하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같은 컴퓨터(100) 상에서는. 사용자 입력 장치(1)로부터 얻어지 는 인체 검출 신호 RXL, RXR, 및 RXM에 따라, 이하에 나타내는 사용자의 사용 형태를 판별할 수 있다.
제1 상태 : 양손이 키보드(10) 상에 있음
제2 상태 : 왼손이 키보드(10) 상에 있으며, 오른손이 마우스(30) 상에 있음
제3 상태 : 한쪽 손(예를 들면, 왼손)만이 키보드(10) 상에 있음
제4 상태 : 왼손으로 휴대 전화(50)를 파지하며, 오른손이 키보드(10) 상에 있음
예를 들면, 본 발명에 따른 사용자 입력 장치(1)를 접속한 컴퓨터(200) 상에서는,묘화 에디터 등의 편집 툴을 기동하고 있는 중일 때에는, 제1 상태 또는 제2 상태를 식별함에 따라 거동을 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 상태가 검출되어 있는 동안에는 키보드(10)를 텍스트 입력 모드로서 동작한다. 또한, 제2 상태가 검출된 것에 응답하여, 키보드(10)의 왼손 부분에 대하여 마우스 조작을 보좌하는 커맨드 키(도형 작성, 선의 종류별 식별 등)를 할당하는 커맨드 키 모드로 자동적으로 천이한다. 사용자는 모드 변경을 위한 특별한 커맨드를 입력할 필요가 없다.
도 26에는, 묘화 에디터 등의 편집 툴을 기동하고 있는 중일 때에는 제1 상태 또는 제2 상태를 식별함에 따라 컴퓨터(200) 측이 거동을 변화시키기 위한 처리 수순을 흐름도의 형식으로 나타내고 있다. 이 처리 수순은 예를 들면, CPU(201)가 소정의 프로그램 코드를 실행한다는 형식으로 실현된다. 이하, 이 흐름도를 참조하면서, 컴퓨터(200) 측이 거동을 변화시키기 위한 처리 수순에 대하여 설명한다.
컴퓨터(200) 상에서 묘화 에디터 등의 편집 툴이 기동되어 있는 중일 때에, 먼저 단계 S1에서, 사용자의 양손이 키보드(10) 상에 놓여 있는지의 여부를 체크한다.
사용자의 양손이 키보드(10) 상에 놓여 있는 제1 상태가 식별되어 경우에는, 판단 블록 S2의 분기 Yes로부터 단계 S3으로 진행하여, 키보드(10) 전체를 통상의 키 어사인먼트에 따른 텍스트 입력 모드로서 동작시킨다.
한편, 제1 상태가 식별되지 않았을 경우에는, 판단 블록 S2의 분기 No로부터 단계 S4로 진행하여, 사용자의 오른손이 마우스(30) 상에 놓여 있는지의 여부를 더 체크한다.
사용자의 오른손이 마우스(30) 상에 있고, 왼손만이 키보드(10) 상에 있는 제2 상태가 식별된 경우에는, 판단 블록 S5의 분기 Yes로부터 단계 S6으로 진행하여, 키보드(10)의 왼손 부분에 대하여 마우스 조작을 보좌하는 커맨드 키를 할당하는 커맨드 키 모드로 천이시킨다.
또한, 컴퓨터(200) 상에서는 웹 브라우저를 이용하여 인터넷 상에 구축된 WWW(World Wide Web) 공간을 탐색할 수 있다(주지). 본 발명에 따른 사용자 입력 장치(1)를 접속한 컴퓨터(100) 상에서는 웹 브라우저를 기동 중에, 예를 들면, 제3 상태가 검출된 것에 응답하여, 키보드의 오른손 부분에 웹 내비게이션용 커맨드 키를 자동적으로 할당할 수 있다. 또한, 왼손으로 휴대 전화(50) 등의 정보 통신 단말기를 조작하고 있는 제4 상태가 검출된 것에 응답하여, 휴대 전화용 메모 툴을 자동적으로 기동함과 함께, 해당 툴의 텍스트 입력 모드를 한쪽 손 키보드로 자동 적으로 설정할 수 있다. 이러한 모드 전환을 위해, 사용자는 명시적인 커맨드를 컴퓨터(100)에 제공할 필요가 없으며, 시스템 측에서 사용자의 사용 형태를 검출하여 적절하게 처리를 전환할 수 있다.
도 27에는, 웹 브라우저를 기동 중에, 제3 상태 또는 제4 상태를 식별함에 따라 컴퓨터(200) 측이 거동을 변화시키기 위한 처리 수순을 흐름도의 형식으로 나타내고 있다. 이 처리 수순은 예를 들면, CPU(201)가 소정의 프로그램 코드를 실행한다는 형식으로 실현된다. 이하, 이 흐름도를 참조하면서, 컴퓨터(200) 측의 거동을 변화시키기 위한 처리 수순에 대하여 설명한다.
컴퓨터(200) 상에서 웹 브라우저 등의 내비게이션 툴이 기동되어 있는 중일 때에, 먼저 단계 S11에서, 사용자의 한쪽 손만이 키보드(10) 상에 놓여 있는지의 여부를 체크한다.
사용자의 한쪽 손만이 키보드(10) 상에 놓여 있는 제3 상태가 식별되어 경우에는, 판단 블록 S12의 분기 Yes로부터 단계 S13으로 진행하여, 웹 내비게이션용 키 커맨드를 키보드(10) 상에서 사용자의 손이 놓여 있는 영역의 키에 할당한다.
한편, 제3 상태가 식별되지 않았을 경우에는, 판단 블록 S12의 분기 No로부터 단계 S14로 진행하여, 사용자의 오른손만이 키보드(10) 상에 놓이며, 또한, 왼손으로 휴대 전화(50)를 조작하고 있는지의 여부를 더 체크한다.
사용자가 오른손만으로 키보드(10)를 조작함과 함께, 왼손으로 휴대 전화(50)를 조작하고 있는 제4 상태가 식별된 경우에는, 판단 블록 S15의 분기 Yes로부터 단계 S16으로 진행하여, 전화 메모 어플리케이션을 기동함과 함께, 키보드(10)의 오른손 조작 영역을 한쪽 손으로 조작할 수 있는 오른손 키보드 모드로 자동으로 설정한다.
또한, 본 발명에 따른 사용자 입력 장치(1)를 접속한 컴퓨터(200) 상에서는 사용자가 키보드(10)나 마우스(30) 등의 사용자 입력 장치(1)에 대하여 특정 입력 조작을 행한 때에, 인체 검출 장치(70)(상술)로부터 검출된 다차원값(도 14 및 도 15를 참조한 것)을 비교 대조함으로써, 사용자의 인증 처리를 실행할 수 있다.
사용자 입력에 기초하는 인증 처리는, 인증을 위한 전처리인 사용자 등록 처리와, 이 등록된 데이터에 기초하는 인증 처리가 크게 구별된다.
도 28에는, 인체 검출 장치(70)로부터의 다차원값을 등록하는 사용자 등록 처리의 수순을 흐름도의 형식으로 나타내고 있다. 이 처리 수순은 예를 들면, CPU(201)가 소정의 프로그램 코드를 실행한다는 형식으로 실현된다. 이하, 이 흐름도를 참조하면서, 사용자 등록을 행하기 위한 처리 수순에 대하여 설명한다.
먼저, 등록해야 할 사용자에 대하여, 키보드(10) 상에서 특정 키의 누름을 조작시킨다(단계 S21).
이 특정 키의 누름 조작 시에, 인체 검출 장치(70)에 의해 취득된 다차원값을 해당 등록 사용자의 식별 정보(ID)로서 기억한다(단계 S22).
또한, 도 20에는 사용자의 식별 정보로서 등록된 다차원값을 이용한 사용자의 인증 처리를 행하기 위한 수순을 흐름도의 형식으로 나타내고 있다. 이 처리 수순은 예를 들면, CPU(201)가 소정의 프로그램 코드를 실행한다는 형식으로 실현된다. 이하, 이 흐름도를 참조하면서, 사용자 인증을 행하기 위한 처리 수순에 대 하여 설명한다.
먼저, 인증 대상으로 되는 사용자에 대하여, 키보드(10) 상에서 특정 키의 누름을 조작시킨다(단계 S31).
이 특정 키의 누름 조작 시에, 인체 검출 장치(70)에 의해 취득된 다차원값과, 기(旣) 등록 사용자의 식별 정보(ID)로서 기억되어 있는 다차원값 각각과의 거리를 계산한다(단계 S32). 그리고, 이 거리 계산에 의해 얻어진 최단 거리를 L로 둔다.
계속해서, 산출된 최단 거리 L이 소정의 임계값 미만인지 여부를 체크한다(단계 S33).
그리고, 최단 거리 L이 임계값 미만이면, 인증 사용자를 등록 사용자로서 인식한다(단계 S34). 한편, 최단 거리 L이 임계값 이상한 경우에는 인증 사용자의 인식을 거절한다(단계 S35).
상술한 바와 같은 인체 검출 장치(70)로부터 취득된 다차원값을 이용한 사용자 인증 방식에 따르면, 사용자에게 특별한 부담을 주는 경우나, IC 카드 등의 특정 장치의 장착을 사용자에게 강요하지 않고, 극히 자연스러운 형식으로 인증 처리를 마칠 수 있다.
또한, 상술한 「특정 키의 누름」 조작을 패스워드의 입력으로 치환함으로써, 패스워드를 본인이 입력한 것인지, 혹은 타인이 본인인 척하여 입력한 것인지도 식별할 수 있다.
《주석》
*한쪽 손 키보드에 관해서는 예를 들면, Edgar Matias, I. Scott MacKenzie, William Buxton 공저의 논문 "Half-QWERTY : a one-handed keyboard facilitating skill transfer from QWERTY" (Conference proceedings on Human factors in computing systems, 1993, Pages 88-94)에 기재되어 있다.
추보
이상, 특정 실시예를 참조하면서, 본 발명에 대하여 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명의 요지를 일탈하지 않은 범위에서 당업자가 해당 실시예의 수정이나 대용을 할 수 있음은 자명하다. 즉, 예시라는 형태로 본 발명을 개시해 온 것이므로, 한정적으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 요지를 판단하기 위해서는 첫머리에 기재한 특허 청구의 범위 란을 참작해야 한다.
본 발명에 따르면, 키보드나 마우스 등과 같이 사용자가 인체의 일부를 이용하여 입력 조작을 행할 수 있는, 우수한 사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법, 및 기억 매체를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 양손으로 조작하는 것을 전제로 하여 디자인된, 우수한 사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법, 및 기억 매체를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 사용자가 양손으로 조작하는 것을 전제로 하면서, 다른 용건에 의해 한쪽 손을 사용할 수 없는 상황 하에 있어도 부자유스럽지 않게 입력 조작을 행할 수 있는, 우수한 사용자 입력 장치, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터, 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법, 및 기억 매체를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 컴퓨터의 사용자는 입력 모드 전환용의 명시적인 커맨드를 제공하지 않고, 시스템 측이 사용자의 손의 상태에 따라 적절하게 처리를 전환할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 컴퓨터에 대하여 오브젝트의 조작이나 커맨드 등을 사용자의 손끝을 이용하여 직접 입력할 수 있는, 우수한 사용자 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 컴퓨터에 대하여 오브젝트의 조작이나 커맨드 등의 입력을 비접촉 형식으로 행할 수 있는, 우수한 사용자 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 2점 이상의 정보나 접근하는 물체의 형상이나 물체까지의 거리 정보 등을 인식할 수 있는, 우수한 비접촉형 사용자 입력 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 비접촉형 사용자 입력 장치에서는, 송신 전극과 수신 전극의 각 교차점에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 가상적으로 형성되어 있다. 또한, 사용자의 손끝 등의 도전성 물체가 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2 컨덴서 등가 회로가 가상적으로 형성된다. 손끝 등의 해당 도전성 물체와의 접근 정도에 따라 상기 제2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화한다. 따라서, 이러한 현상을 이용함으로써, 손끝이 접촉한 것 뿐만 아니라, 접근했을 때의 손끝까지의 거리를 계측할 수 있다.
또한, 각 송신 전극에 대하여 교류 전류를 스캔 입력함으로써, 교류 전류를 송신한 송신 전극과 교류 전류를 수신한 수신 전극과의 위치 관계에 의해 입력 위치를 검출할 수 있다. 입력 위치를 검출한 송신 전극과 수신 전극의 교차점을 추적해 감에 따라, 접근하고 있는 물체의 윤곽을 계측할 수 있다. 즉, 비접촉 사용자 입력 장치는, 단순히 사용자의 손끝 등의 물체가 근접했다는 것을 검지할뿐만 아니라, 물체의 형상을 인식할 수 있다. 또한, 2명 이상의 사용자가 동시에 비접촉 사용자 입력 장치에 액세스하고자 하여도, 각자의 손끝을 분리하여 인식하는 것도 가능하다.

Claims (57)

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  7. 컴퓨터에 대한 사용자로부터의 데이터 또는 커맨드의 입력을 수용하는 사용자 입력 장치에 있어서,
    사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하기 위한 사용자 입력 수단과,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 수단에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단
    을 포함하며,
    상기 사용자 입력 수단은 키보드이며,
    상기 사용 형태 검출 수단은,
    상기 키보드의 중앙에 배치된 송신 전극과,
    상기 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와,
    상기 키보드의 좌단에 배치된 제1 수신 전극과,
    상기 키보드의 우단에 배치된 제2 수신 전극과,
    상기 제1 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 제1 수신기와,
    상기 제2 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 제2 수신기
    를 포함하며,
    상기 송신 전극과 상기 제1 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되며, 또한, 상기 송신 전극과 상기 제2 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께,
    인체가 상기 키보드의 좌측에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제1-2 컨덴서 등가 회로가 형성되거나, 또는 인체가 상기 키보드의 우측에 접근함에 따라, 제2 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2-2 컨덴서 등가 회로가 형성되고,
    인체와의 접근 정도에 따라 상기 제1-2 또는 상기 제2-2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 컨덴서 등가 회로 및 제2 컨덴서 등가 회로 중 적어도 어느 하나를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자가 상기 키보드의 좌측 및 우측 중 적어도 어느 하나를 사용하고 있는 것을 검출하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  8. 컴퓨터에 대한 사용자로부터의 데이터 또는 커맨드의 입력을 수용하는 사용자 입력 장치에 있어서,
    사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하기 위한 사용자 입력 수단과,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 수단에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단
    을 포함하며,
    상기 사용자 입력 수단은 마우스이며,
    상기 사용 형태 검출 수단은,
    상기 마우스의 일단에 배치된 송신 전극과,
    상기 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와,
    상기 마우스의 타단에 배치된 수신 전극과,
    상기 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기
    를 포함하며,
    상기 송신 전극과 상기 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께,
    인체가 상기 마우스의 상면에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되고,
    인체와의 접근 정도에 따라 상기 제2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자가 상기 마우스를 사용하고 있는 것을 검출하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  9. 컴퓨터에 대한 사용자로부터의 데이터 또는 커맨드의 입력을 수용하는 사용자 입력 장치에 있어서,
    사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하기 위한 사용자 입력 수단과,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 수단에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단
    을 포함하며,
    상기 사용 형태 검출 수단은,
    원 신호를 변조하여 출력 신호를 생성하는 변조 수단과,
    외부에 노출되어 출력 신호를 송신가능하게 되도록 상기 사용자 입력 수단 상에 배치된 제1 도전성 부재로 이루어지는 송신 수단과,
    외부에 노출되어 상기 출력 신호를 수신가능하게 되도록 외부 기기 상에 배치된 제2 도전성 부재로 이루어지는 수신 수단과,
    상기 수신된 신호를 복조하는 복조 수단
    을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 도전성 부재에 인체가 접촉함으로써, 상기 송신 수단 및 상기 수신 수단 간의 신호 전송이 가능해지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 사용자 입력 수단은 키보드임과 함께, 상기 외부 기기는 휴대 전화 또는 그 밖의 정보 단말기이며,
    상기 사용 형태 검출 수단은, 상기 송신 수단 및 상기 수신 수단 간에서의 신호 전송을 통하여, 사용자의 한쪽 손이 키보드 상에 있음과 함께 반대측 손으로 정보 단말기를 파지하고 있는 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  11. 컴퓨터에 대한 사용자로부터의 데이터 또는 커맨드의 입력을 수용하는 사용자 입력 장치에 있어서,
    사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하기 위한 사용자 입력 수단과,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 수단에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단
    을 포함하며,
    상기 사용 형태 검출 수단은,
    복수의 선 형상의 송신 전극과,
    상기 각 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와,
    상기 각 송신 전극과는 비접촉하도록 배치된 복수의 선 형상의 수신 전극과,
    수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기
    를 포함하며,
    상기 복수의 송신 전극과 상기 복수의 수신 전극이 교차되어 이루어지는 사용 형태 검출 영역은 상기 사용자 입력 장치가 갖는 사용자 입력 영역에 중첩하여 배치되어 있으며,
    상기 송신 전극과 수신 전극의 각 교차점에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께,
    인체가 송신 전극과 수신 전극의 교차점에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되고,
    인체와의 접근 정도에 따라 상기 제2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 수단에 대한 사용 형태를 검출하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터에 있어서,
    소정의 어플리케이션을 실행하는 어플리케이션 실행 수단과,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단과,
    상기 사용 형태 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션의 동작을 변경하는 동작 제어 수단
    을 포함하며,
    상기 사용자 입력 장치는 키보드 및 마우스의 조합으로 이루어지며,
    상기 사용 형태 검출 수단은, 사용자가 양손을 이용하여 키 입력가능한 제1 사용 모드, 및 사용자가 왼손으로 마우스를 사용하여 다른 쪽 손만을 이용하여 키 입력가능한 제2 사용 모드 중 어느 것인지를 검출하고,
    상기 동작 제어 수단은, 상기 제1 사용 모드 하에서는 상기 키보드의 각 키에 대하여 통상의 텍스트 문자를 할당하지만, 상기 제2 사용 모드 하에서는 상기 키보드 중 왼손 조작 키에 대하여 커맨드 기능을 할당하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터.
  17. 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터에 있어서,
    소정의 어플리케이션을 실행하는 어플리케이션 실행 수단과,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단과,
    상기 사용 형태 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션의 동작을 변경하는 동작 제어 수단
    을 포함하며,
    상기 사용 형태 검출 수단은, 사용자가 적어도 한쪽 손을 이용하여 휴대 전화 또는 그 밖의 정보 단말기를 사용하고 있는 타단말 사용 모드인지의 여부를 검출하고,
    상기 동작 제어 수단은, 상기 사용 형태 검출 수단에 의해 타단말 사용 모드가 검출된 것에 응답하여, 상기 타단말 구동용 어플리케이션을 기동하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터.
  18. 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터에 있어서,
    소정의 어플리케이션을 실행하는 어플리케이션 실행 수단과,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단과,
    상기 사용 형태 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션의 동작을 변경하는 동작 제어 수단
    을 포함하며,
    상기 사용자 입력 장치는 키보드이고,
    상기 사용 형태 검출 수단은,
    상기 키보드의 중앙에 배치된 송신 전극과,
    상기 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와,
    상기 키보드의 좌단에 배치된 제1 수신 전극과,
    상기 키보드의 우단에 배치된 제2 수신 전극과,
    상기 제1 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 제1 수신기와,
    상기 제2 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 제2 수신기
    를 포함하며,
    상기 송신 전극과 상기 제1 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되며, 또한, 상기 송신 전극과 상기 제2 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께,
    인체가 상기 키보드의 좌측에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제1-2 컨덴서 등가 회로가 형성되거나, 또는 인체가 상기 키보드의 우측에 접근함에 따라, 제2 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2-2 컨덴서 등가 회로가 형성되고,
    인체와의 접근 정도에 따라 상기 제1-2 또는 상기 제2-2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 또는 제2 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자가 양손을 이용하여 키 입력가능한 제1 사용 모드 및 사용자가 왼손만을 이용하여 키 입력가능한 제2 사용 모드 중 어느 것인지를 검출하고,
    상기 동작 제어 수단은, 상기 제1 사용 모드 하에서는 상기 키보드의 각 키에 대하여 통상의 텍스트 문자를 할당하지만, 상기 제2 사용 모드 하에서는 상기 키보드 중 왼손 조작 키에 대하여 커맨드 기능을 할당하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터.
  19. 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터에 있어서,
    소정의 어플리케이션을 실행하는 어플리케이션 실행 수단과,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단과,
    상기 사용 형태 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션의 동작을 변경하는 동작 제어 수단
    을 포함하며,
    상기 사용자 입력 수단은 키보드 및 마우스의 조합으로 이루어지며,
    상기 사용 형태 검출 수단은,
    상기 마우스의 일단에 배치된 송신 전극과,
    상기 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와,
    상기 마우스의 타단에 배치된 수신 전극과,
    상기 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기
    를 포함하며,
    상기 송신 전극과 상기 수신 전극 사이에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께, 인체가 상기 마우스의 상면에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되어, 인체와의 접근 정도에 따라 상기 제2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자가 상기 마우스를 사용하고 있는 것을 검출하고,
    상기 동작 제어 수단은, 사용자가 상기 마우스를 사용하고 있는 것이 검출된 것에 응답하여, 상기 키보드 중 왼손 조작 키에 대하여 커맨드 기능을 할당하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터.
  20. 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터에 있어서,
    소정의 어플리케이션을 실행하는 어플리케이션 실행 수단과,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단과,
    상기 사용 형태 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션의 동작을 변경하는 동작 제어 수단
    을 포함하며,
    상기 사용 형태 검출 수단은,
    원 신호를 변조하여 출력 신호를 생성하는 변조 수단과,
    외부에 노출되어 출력 신호를 송신가능하게 되도록 상기 사용자 입력 수단 상에 배치된 제1 도전성 부재로 이루어지는 송신 수단과,
    외부에 노출되어 상기 출력 신호를 수신가능하게 되도록 외부 기기 상에 배치된 제2 도전성 부재로 이루어지는 수신 수단과,
    상기 수신된 신호를 복조하는 복조 수단
    을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 도전성 부재에 인체가 접촉함으로써, 상기 송신 수단 및 상기 수신 수단 간의 신호 전송이 가능해짐에 따라, 사용자가 외부 기기를 사용하고 있는 것을 검출하며,
    상기 동작 제어 수단은, 상기 사용 형태 검출 수단에 의해 외부 기기의 사용이 검출된 것에 응답하여, 상기 외부 기기용 어플리케이션을 기동하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터.
  21. 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터에 있어서,
    소정의 어플리케이션을 실행하는 어플리케이션 실행 수단과,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단과,
    상기 사용 형태 검출 수단에 의한 검출 결과에 따라, 상기 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션의 동작을 변경하는 동작 제어 수단
    을 포함하며,
    상기 사용 형태 검출 수단은,
    복수의 선 형상의 송신 전극과,
    상기 각 송신 전극에 송신용 교류 전류를 공급하는 발신기와,
    상기 각 송신 전극과는 비접촉하도록 배치된 복수의 선 형상의 수신 전극과,
    수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기
    를 포함하며,
    상기 복수의 송신 전극과 상기 복수의 수신 전극이 교차되어 이루어지는 사용 형태 영역은 상기 사용자 입력 장치가 갖는 사용자 입력 영역에 중첩하여 배치되어 있으며,
    송신 전극과 수신 전극의 각 교차점에서는 컨덴서와 등가인 제1 컨덴서 등가 회로가 형성되어 있음과 함께,
    인체가 송신 전극과 수신 전극의 교차점에 접근함에 따라, 제1 컨덴서 등가 회로와는 병렬적으로 되는 제2 컨덴서 등가 회로가 형성되고,
    인체와의 접근 정도에 따라 상기 제2 컨덴서 등가 회로의 정전 용량이 변화하고, 그 결과, 상기 제1 컨덴서 등가 회로를 통과하는 교류 전류가 변화하는 것을 기초로 하여, 사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 다차원값으로서 검출하고,
    상기 동작 제어 수단은, 상기 다차원값을 이용한 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 동작 제어 수단은, 사용자가 행한 특정 입력 조작과 상기 특정 입력 조작으로부터 검출된 다차원값과의 비교 대조에 의해 사용자의 인증 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법에 있어서,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 단계와,
    상기 사용 형태 검출 단계에 의한 검출 결과에 따라, 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션의 동작을 변경하는 동작 제어 단계
    를 포함하며,
    상기 사용자 입력 장치는 키보드 및 마우스의 조합으로 이루어지며,
    상기 사용 형태 검출 단계에서는, 사용자가 양손을 이용하여 키 입력가능한 제1 사용 모드, 및 사용자가 왼손으로 마우스를 사용하여 다른 쪽 손만을 이용하여 키 입력가능한 제2 사용 모드 중 어느 것인지를 검출하고,
    상기 동작 제어 단계는, 상기 제1 사용 모드 하에서는 상기 키보드의 각 키에 대하여 통상의 텍스트 문자를 할당하지만, 상기 제2 사용 모드 하에서는 상기 키보드 중 왼손 조작 키에 대하여 커맨드 기능을 할당하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법.
  27. 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법에 있어서,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 단계와,
    상기 사용 형태 검출 단계에 의한 검출 결과에 따라, 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션의 동작을 변경하는 동작 제어 단계
    를 포함하며,
    상기 사용 형태 검출 단계에서는, 사용자가 적어도 한쪽 손을 이용하여 휴대 전화 또는 그 밖의 정보 단말기를 사용하고 있는 타단말 사용 모드인지의 여부를 검출하고, 상기 동작 제어 단계에서는 상기 사용 형태 검출 단계에 의해 타단말 사용 모드가 검출된 것에 응답하여, 상기 타단말 구동용 어플리케이션을 기동하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법.
  28. 사용자가 인체를 사용하여 데이터 또는 커맨드를 입력하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법에 있어서,
    사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 단계와,
    상기 사용 형태 검출 단계에 의한 검출 결과에 따라, 어플리케이션 실행 수단에 의한 실행 중인 어플리케이션의 동작을 변경하는 동작 제어 단계
    를 포함하며,
    상기 사용 형태 검출 단계에서는, 사용자의 인체에 의한 상기 사용자 입력 장치에 대한 사용 형태를 다차원값으로서 검출하고,
    상기 동작 제어 단계에서는, 상기 다차원값을 이용한 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 동작 제어 단계에서는 사용자가 행한 특정 입력 조작과 상기 특정 입력 조작으로부터 검출된 다차원값과의 비교 대조에 의해 사용자의 인증 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치를 접속한 컴퓨터의 제어 방법.
  30. 삭제
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  42. 삭제
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  44. 정보 처리 장치에 대한 사용자로부터의 데이터 또는 커맨드의 입력을 수용하는 사용자 입력 장치에 있어서,
    사용자가 인체 등의 유전성 물체를 사용하여 입력 조작을 행하는 사용자 입력 수단과,
    상기 사용자 입력 수단에 대한 상기 입력 조작에 대하여, 유전성 물체의 접촉 또는 근접 위치와, 상기 유전성 물체의 접촉 또는 근접 상태에서의 다른 상태를 입력으로서 검출하는 검출 수단
    을 포함하며,
    상기 다른 상태는 상기 사용자 입력 수단에의 유전성 물체에 의한 입력 조작에 관한 다차원값을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 사용자 입력 수단은, 유전성 물체의 근접 또는 접촉에 의해 변화하는 정전 용량을 가지며,
    상기 검출 수단은, 상기 정전 용량의 변화에 기초하여 상기 입력 조작을 검출하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 사용자 입력 수단은,
    복수의 송신 전극과,
    상기 각 송신 전극에 교류 전류를 공급하는 발신기와,
    상기 각 송신 전극과 비접촉하도록 배치된 복수의 수신 전극과,
    상기 각 수신 전극을 흐르는 교류 전류를 수신하는 수신기
    를 포함하며,
    상기 정전 용량은, 상기 송신 전극과 상기 수신 전극과의 교차점에 형성되는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 사용자 입력 수단에서는, 복수의 상기 교차점의 정전 용량 변화에 기초하여 얻어지는 검출값이 통합되는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  48. 제46항에 있어서,
    상기 복수의 송신 전극에는, 상기 발신기로부터 상기 교류 전류가 시분할로 공급되는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  49. 제46항에 있어서,
    상기 사용자 입력 수단에서는, 상기 수신기에 의해 수신되는 상기 교류 전류의 강도 변화에 기초하여, 상기 정전 용량의 변화가 검출되는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  50. 제44항에 있어서,
    상기 사용자 입력 수단에 대한 사용 형태를 검출하는 사용 형태 검출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 사용자 입력 수단은 키보드이며,
    상기 사용 형태 검출 수단은, 사용자가 양손을 이용하여 키 입력가능한 통상 모드 및 사용자가 한쪽 손만을 이용하여 키 입력가능한 비통상 모드 중 어느 하나로 키보드를 사용하고 있는지를 검출하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  52. 제44항에 있어서,
    상기 다차원값에 기초하여 사용자의 인증 처리를 행하는 인증 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  53. 제44항에 있어서,
    상기 사용자 입력 수단은, 키보드 및 마우스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  54. 제44항에 있어서,
    상기 사용자 입력 수단에 대한 입력 조작은, 상기 정보 처리 장치에서 동작하는 어플리케이션 프로그램에 대한 데이터 입력 또는 커맨드 입력에 관한 것인 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
  55. 삭제
  56. 삭제
  57. 정보 처리 장치에 대한 사용자로부터의 데이터 또는 커맨드의 입력을 수용하는 사용자 입력 장치에 있어서,
    사용자가 인체 등의 유전성 물체를 사용하여 입력 조작을 행하는 사용자 입력 수단과,
    상기 사용자 입력 수단에 대한 상기 입력 조작에 대하여, 유전성 물체의 접촉 또는 근접 위치와, 상기 유전성 물체의 접촉 또는 근접 상태에서의 다른 상태를 입력으로서 검출하는 검출 수단
    을 포함하며,
    상기 검출 수단은, 복수의 유전성 물체 각각에 대하여, 접촉 또는 근접 위치와 다른 상태를 독립적으로 검출하고,
    상기 검출 수단은 접촉 또는 근접 위치의 통합 처리를 통해, 복수의 유전성 물체를 구별하는 것을 특징으로 하는 사용자 입력 장치.
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