WO2002095563A1 - Appareil d'entree utilisateur, ordinateur relie audit appareil d'entree utilisateur, procede de commande dudit ordinateur relie audit appareil d'entree utilisateur et support de stockage - Google Patents

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    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04108—Touchless 2D- digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface without distance measurement in the Z direction
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    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate
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    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04112—Electrode mesh in capacitive digitiser: electrode for touch sensing is formed of a mesh of very fine, normally metallic, interconnected lines that are almost invisible to see. This provides a quite large but transparent electrode surface, without need for ITO or similar transparent conductive material

Definitions

  • the present invention relates to a user input device for allowing a user to input commands and the like to a computer, a computer to which the user input device is connected, a control method for a computer to which the user input device is connected, and a storage medium.
  • a user input device such as a keyboard or a mouse, by which a user performs an input operation using a part of the human body, a computer connected to the user input device, a control method for a combination connected to the user input device, and It relates to a storage medium.
  • the present invention relates to a user input device designed on the assumption that the user operates with both hands, a convenience store connected to the user input device, and a computer control method connected to the user input device.
  • a user input device and a user that can perform an input operation without difficulty even in a situation where one hand cannot be used due to other tasks while presuming that the user operates with both hands.
  • the present invention relates to a computer to which an input device is connected, a method of controlling a computer to which a user input device is connected, and a storage medium.
  • a coordinate pointing device such as a mouse, a track point, a joystick, an evening bullet, or an evening pad is representative.
  • a coordinate pointing device such as a mouse, a track point, a joystick, an evening bullet, or an evening pad.
  • the mouse is deeply established in the computer industry, and most users are familiar with mouse operations based on dragging and dropping. It is not an exaggeration to say that there is no need for any special training on mouse operation when introducing a new computer in everyday situations such as offices and homes.
  • GUI based on mouse operation has already been established among many users and offers several general-purpose functions.
  • a user input device using a touch panel can be cited as an example of such an advanced interactive input.
  • the touch panel which reads the coordinate values indicated by the pen or the fingertip of the user, is superimposed on the screen, so that the user does not need to take his / her eyes off the screen, unlike when using the mouse.
  • the desired display object can be pointed directly with one's fingertip, so that the operability is further improved.
  • the position of each point cannot be measured independently. For example, when considering a usage form in which a plurality of people arrange a meeting surrounding the evening touch panel and hold a meeting, the fingertips of multiple participants may touch the evening touch panel at the same time. The phenomenon cannot be recognized. You may give priority to the first sunset, or you may confuse multiple sunsets.
  • the conventional touch panel type user input is based on the input of point information, and cannot recognize the shape of an approaching object or distance information to an approaching fingertip.
  • An object of the present invention is to connect an excellent user input device and an excellent user input device that allow a user to perform an input operation using a part of a human body, such as a keyboard mouse. It is an object of the present invention to provide a control method of a convenience connected with a computer and a user input device, and a storage medium.
  • a further object of the present invention is to provide an excellent user input device capable of performing an input operation without any inconvenience even in a situation where one hand cannot be used due to other tasks, while presuming that the user operates with both hands.
  • Another object of the present invention is to provide a computer connected to a user input device, a control method for a combination connected to the user input device, and a storage medium.
  • a further object of the present invention is to provide an excellent user input device capable of directly inputting an operation command of an object or the like to a computer using a fingertip of a user.
  • a further object of the present invention is to provide an excellent user input device capable of inputting an object operation command or the like to a computer in a non-contact manner.
  • a further object of the present invention is to provide an excellent non-contact type user input device capable of recognizing information on two or more points, information on the shape of an approaching object, information on the distance to the object, and the like.
  • the present invention has been made in consideration of the above problems, and a first aspect of the present invention is a user input device that receives input of data or a command from a user for a preview,
  • Usage pattern detection means for detecting a usage pattern of the user input means by a human body
  • the usage pattern detection means can detect, for example, whether the usage pattern of the user's body to the user input means is a normal mode or an unusual mode.
  • the operation of the application being executed by the application executing means can be changed according to the result of detection by the use form detecting means.
  • the use mode detecting means may be a normal mode in which the user can perform key input using both hands, or an unusual mode in which the user can perform key input using only one hand. It is possible to detect which of the modes uses the keyboard.
  • the usage pattern detection means includes a mouse operation mode in which the user can operate the mouse using at least one hand, or It can detect which of the mouse non-operation modes, in which the mouse cannot be operated by releasing the mouse, can be detected.
  • the use form detection means may include a first use mode in which the user can perform key input using both hands, or Can use the mouse with one hand and use the other hand to detect which of the second use modes allows key input.
  • the use mode detecting means can detect whether or not the user is in another terminal use mode in which the user uses a mobile phone or another information terminal using at least one hand.
  • the usage pattern detecting means for detecting a user's system usage pattern via a user input device such as a keyboard includes, for example, a transmission electrode disposed substantially at the center of the keyboard, and an AC current for transmission to the transmission electrode.
  • a first receiving electrode disposed substantially at the left end of the keyboard; and a first receiving electrode disposed substantially at the right end of the keyboard. 2 receiving electrodes, a first receiver that receives an alternating current flowing through the first receiving electrode, and a second receiver that receives an alternating current flowing through the second receiving electrode. it can.
  • a first capacitor equivalent circuit equivalent to a capacitor is formed between the transmission electrode and the first reception electrode, and a capacitor is provided between the transmission electrode and the second reception electrode.
  • a second capacitor equivalent circuit is formed in parallel with the first capacitor equivalent circuit when the human body approaches the left side of the keyboard.
  • a circuit is formed, or in response to the human body approaching the right side of the keyboard, a 2-2 capacitor equivalent circuit is formed in parallel with the second capacitor equivalent circuit. Therefore, the capacitance of the first or second capacitor equivalent circuit changes depending on the degree of approach to the human body, and as a result, the first or second capacitor equivalent circuit changes. It can be detected that the user is using the left and / or right side of the keyboard based on the fact that the alternating current passing through the keyboard changes.
  • the usage pattern detecting means for detecting a user's system usage pattern via a user input device such as a mouse may include, for example, a transmission electrode provided at substantially one end of the mouse; It can be composed of a transmitter for supplying an alternating current, a receiving electrode provided at substantially the other end of the mouse, and a receiver for receiving the alternating current flowing through the receiving electrode.
  • a first capacitor equivalent circuit equivalent to a capacitor is formed between the transmitting electrode and the receiving electrode, and a first capacitor equivalent circuit is formed in response to a human body approaching the upper surface of the mouse.
  • a second capacitor equivalent circuit is formed in parallel with the first capacitor equivalent circuit. Therefore, the capacitance of the second capacitor equivalent circuit varies depending on the degree of approach to the human body, and as a result, the alternating current passing through the first capacitor equivalent circuit varies. Thus, it is possible to detect that the user is using the mouse.
  • the use form detecting means includes a modulating means for modulating an original signal to generate an output signal, and a modulating means arranged on the user input means so as to be exposed to the outside and transmit the output signal.
  • transmitting means made of a conductive member, and It can be constituted by a receiving means comprising a second conductive member provided on an external device so as to be capable of receiving, and demodulating means for demodulating the received signal.
  • the user input means is, for example, a keyboard
  • the external device is, for example, an information terminal such as a mobile phone.
  • the use mode detecting means holds the information terminal with one hand on the keyboard and the other hand through signal transmission between the transmitting means and the receiving means. Can be detected.
  • the usage pattern detecting means is arranged so that a plurality of linear transmission electrodes, a transmitter that supplies an alternating current for transmission to each of the transmission electrodes, and the transmission electrodes are not in contact with each other. It can be composed of a plurality of linear receiving electrodes and a receiver for receiving an alternating current flowing through the receiving electrodes.
  • a usage pattern detection area in which the plurality of transmission electrodes and the plurality of reception electrodes intersect is disposed so as to overlap a user input area of the user input device.
  • a first capacitor equivalent circuit equivalent to a capacitor is formed, and when the human body approaches the intersection of the transmitting electrode and the receiving electrode, the first capacitor equivalent circuit becomes parallel to the first capacitor equivalent circuit.
  • a second equivalent capacitor circuit is formed.
  • the capacitance of the second capacitor equivalent circuit changes depending on the degree of approach to the human body, and as a result, the AC current passing through the first capacitor equivalent circuit changes. Can be detected based on the change of the user's body.
  • Such a use form detecting means can detect a multidimensional value consisting of an output at each intersection in response to an operation performed by the user's human body on the user input means.
  • a second aspect of the present invention is a combination in which a user is connected to a user input device for inputting a command or a command using a human body, Application execution means for executing a predetermined application;
  • Usage pattern detecting means for detecting a usage pattern of the user input device by a human body
  • a computer connected to a user input device comprising: an operation control unit configured to change an operation of the application being executed by the application execution unit in accordance with a detection result obtained by the use mode detection unit.
  • the usage pattern detection means can detect whether the usage pattern of the user's body for the user input device is a normal mode or an unusual mode.
  • the operation control unit can switch the assignment to the input content from the user input device in response to detection of the non-normal mode by the use mode detection unit.
  • the user input device may be a keyboard.
  • the operation control means responds to the use form detection means detecting a use form in which the user can perform key input using only one hand, and responds to each key on the keyboard. You may change the assignment to.
  • the user input device may be configured by a combination of a keyboard and a mouse.
  • the use mode detecting means may be a first use mode in which the user can perform key input using both hands, or a second use mode in which the user can perform key input using the mouse with the left hand and only the other hand. Which of the two use modes is to be detected may be detected.
  • the operation control means assigns a normal text character to each key of the keyboard under the first use mode, but assigns a normal text character to the left-hand operation key of the keyboard under the second use mode. Command functions may be assigned to them.
  • the use mode detection means may detect whether the user is in another terminal use mode in which the user uses a mobile phone or another information terminal using at least one hand.
  • the operation control unit can activate the other terminal driving application in response to the use mode detection unit detecting the other terminal use mode.
  • the step includes: a transmission electrode disposed substantially at the center of the keyboard; a transmitter that supplies an alternating current for transmission to the transmission electrode; and a first reception electrode disposed substantially at the left end of the keyboard.
  • a second receiving electrode disposed substantially at the right end of the keyboard, a first receiver that receives an alternating current flowing through the first receiving electrode, and an alternating current flowing through the second receiving electrode. And a second receiver for receiving.
  • a first capacitor equivalent circuit equivalent to a capacitor is formed between the transmission electrode and the first reception electrode, and a capacitor equivalent to a capacitor is formed between the transmission electrode and the second reception electrode.
  • a second capacitor equivalent circuit is formed, and in response to a human body approaching the left side of the keyboard, a first capacitor equivalent circuit in parallel with the first capacitor equivalent circuit is formed. Or, in response to the human body approaching the right side of the keyboard, a 2-2 capacitor equivalent circuit is formed in parallel with the second capacitor equivalent circuit.
  • the capacitance of the first or second capacitor equivalent circuit changes according to the degree of approach to the human body, and as a result, the first or second capacitor equivalent circuit changes.
  • the operation control means assigns normal text characters to each key of the keyboard in the first use mode, but assigns a left-hand operation key of the keyboard in the second use mode. Can be assigned a command function.
  • the usage pattern detection unit supplies a transmission electrode provided at substantially one end of the mouse, and supplies an alternating current for transmission to the transmission electrode.
  • a receiving electrode disposed at substantially the other end of the mouse, and a receiver for receiving an alternating current flowing through the receiving electrode.
  • a first capacitor equivalent circuit equivalent to a capacitor is formed between the transmission electrode and the reception electrode, and a first capacitor equivalent circuit is formed in response to a human body approaching the upper surface of the mouse.
  • a second capacitor equivalent circuit is formed in parallel.
  • the static capacitance of the second capacitor equivalent circuit depends on the degree of approach to the human body. It is possible to detect that the user is using the mouse based on the change in the capacitance, and as a result, the AC current passing through the first capacitor equivalent circuit changes. . Further, the operation control means can assign a command function to a left-hand operation key of the keyboard in response to detecting that the user is using the mouse.
  • the use form detecting means includes a modulating means for modulating an original signal to generate an output signal, and a modulating means arranged on the user input means so as to be exposed to the outside and transmit the output signal. Transmitting means comprising a first conductive member; receiving means comprising a second conductive member disposed on an external device so as to be exposed to the outside so that the output signal can be received; and And a demodulating means for demodulating the converted signal.
  • the usage pattern detecting means is capable of transmitting a signal between the transmitting means and the receiving means when a human body comes into contact with the first and second conductive members. Can use the external device. Therefore, the operation control unit can start the application for the external device in response to the use mode detection unit detecting the use of the external device.
  • the usage pattern detecting means is arranged so that a plurality of linear transmission electrodes, a transmitter that supplies an alternating current for transmission to each of the transmission electrodes, and the transmission electrodes are not in contact with each other. It can be composed of a plurality of linear receiving electrodes and a receiver for receiving an alternating current flowing through the receiving electrodes.
  • the usage pattern area in which the plurality of transmission electrodes and the plurality of reception electrodes intersect is disposed so as to overlap the user input area of the user input device, and at each intersection of the transmission electrode and the reception electrode.
  • a first capacitor equivalent circuit equivalent to the capacitor is formed, and the second capacitor becomes parallel to the first capacitor equivalent circuit in response to the human body approaching the intersection of the transmitting electrode and the receiving electrode.
  • a capacitor equivalent circuit is formed.
  • the usage pattern detecting means changes the capacitance of the second capacitor equivalent circuit according to the degree of approach to the human body, and as a result, the AC current passing through the first capacitor equivalent circuit is reduced. Based on the change, the usage pattern of the user's human body with respect to the user input device can be detected as a multidimensional value composed of the outputs of the respective intersections.
  • the operation control means performs the process using the multidimensional value, for example, by comparing and matching a specific input operation performed by a user with a multidimensional value detected from the specific input operation.
  • the user authentication process can be executed.
  • a third aspect of the present invention is a control method of a computer connected to a user input device for inputting data or commands by a user using a human body,
  • the use mode detecting step whether the use mode of the user's body to the user input device is a normal mode or an unusual mode
  • the assignment to the input content from the user input device can be switched in response to the detection of the non-normal mode by the usage pattern detection step.
  • the operation control step responds to the fact that the use mode in which the user can perform a single key input using only one hand is detected in the use mode detection step.
  • the assignment of each key on the keyboard can be changed.
  • the usage pattern detecting step a first usage mode in which the user can perform key input using both hands, or
  • the operation control step detects which of the second use modes allows key input using only the other hand using the mouse, and the operation control step includes: Normal text characters are assigned to each key of the keyboard, but a command function may be assigned to a left-hand operation key of the keyboard under the second use mode.
  • the previous-word self-use mode detection step it may be detected whether or not the user is in another terminal use mode using a mobile phone or another information terminal using at least one hand.
  • the operation control step in response to the detection of the other terminal use mode in the use mode detection step, the other terminal driving abrcation can be activated.
  • a usage pattern of the user's human body with respect to the user input device may be detected as a multidimensional value.
  • the operation control step as a process using the multidimensional value, a comparison between a specific input operation performed by a user and a multidimensional value detected from the specific input operation is performed.
  • the user authentication process can be executed.
  • a fourth aspect of the present invention is described in such a manner that the information processing according to the user's usage pattern with respect to the user input device for inputting data or commands by using the human body is executed on the convenience store system.
  • Computer which is a storage medium in which software is physically stored in a computer-readable format, wherein the computer software comprises:
  • the storage medium according to the fourth aspect of the present invention is, for example, a medium that provides computer software in a computer-readable format to a general-purpose computer system that can execute various programs.
  • a medium is a removable and portable storage medium such as a CD (Compact Disc), an FD (Flexible Disk), and an MO (Magneto-Optical disc).
  • a transmission medium such as a network (a network may be either wireless or wired).
  • a storage medium defines a structural or functional cooperative relationship between the computer software and the storage medium in order to realize a predetermined computer software function on a computer system. is there.
  • a fifth aspect of the present invention is a non-contact type user input device for inputting in a non-contact form using a user's fingertip or the like,
  • a transmitter that supplies an alternating current for transmission to each of the transmission electrodes
  • a plurality of linear receiving electrodes arranged so as not to contact with each of the transmitting electrodes, and a receiver for receiving an alternating current flowing through the receiving electrodes,
  • a circuit equivalent to a capacitor is formed at each intersection of the transmitting electrode and the receiving electrode.
  • a first capacitor equivalent circuit equivalent to a capacitor is virtually formed at each intersection of the transmission electrode and the reception electrode.
  • a second capacitor equivalent circuit is formed virtually in parallel with the first capacitor equivalent circuit.
  • the capacitance of the second capacitor equivalent circuit changes depending on the degree of approach to the conductive object such as a fingertip. Therefore, the alternating current passing through the first capacitor equivalent circuit connected in parallel with the second capacitor equivalent circuit similarly changes according to the degree of approach to the conductive object such as a fingertip. . Utilizing such a phenomenon, the non-contact type user input device can measure not only the fact that the fingertip has touched but also the distance to the fingertip when approaching.
  • the transmitter further includes a signal processing unit that scans an AC current with respect to each transmission electrode and detects an input position based on a positional relationship between the transmission electrode that has transmitted the AC current and the reception electrode that has received the AC current. You may have.
  • the non-contact user input device can measure the contour of the approaching object by tracking the intersection of the transmitting electrode and the receiving electrode whose input position has been detected. That is, the non-contact user input device can not only detect that an object such as a user's fingertip has approached, but also recognize the shape of the object. Further, even when two or more users try to access the non-contact user input device at the same time, it is possible to separate and recognize each person's fingertip.
  • the transmitter may apply an alternating current to each transmitting electrode while scanning the transmitting electrode.
  • the non-contact user input device may further include a signal processing unit that detects an input position based on a positional relationship between a transmission electrode that has transmitted the AC current and a reception electrode that has received the AC current.
  • the signal processing unit is configured to determine that the capacitance of the first virtual capacitor formed at the intersection of the transmission electrode and the reception electrode and that a conductive object such as a user's fingertip approaches the intersection of the transmission electrode and the reception electrode. By utilizing the difference from the capacitance of the second virtual capacitor formed according to the above, it is possible to detect that the conductive object has approached. Further, the signal processing unit detects the position of the conductive object by integrating the capacitance of a capacitor virtually formed between the conductive object such as a user's fingertip and each electrode. can do.
  • non-contact type user input device at least a user input area in which the plurality of transmission electrodes and the plurality of reception electrodes intersect is superimposed on a display screen of a display device, so that display is performed.
  • An integrated user input device can be configured.
  • a non-contact type user input device can be configured integrally with a liquid crystal display or an organic LED.
  • a non-contact type user input device may be integrally formed with a display device in which an anode electrode layer and a cathode electrode layer are stacked with an insulating layer interposed therebetween.
  • the combination of one electrode layer and the other It is possible to configure a user input area in which a plurality of transmitting electrodes and the plurality of receiving electrodes intersect. That is, an AC voltage for detection may be applied to one electrode layer to which a DC voltage is applied, and an AC current received from the other electrode layer may be detected. Further objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described below and the accompanying drawings.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a basic configuration of a user input device 1 according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a principle for detecting a human body (for example, a user's hand) by an electrostatic action between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 for left hand detection.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a principle for detecting a human body (for example, a user's hand) by an electrostatic action between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 for left hand detection.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a principle for detecting a human body (for example, a user's hand) by an electrostatic action between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 for left hand detection.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a principle for detecting a human body (for example, a user's hand) by an electrostatic action between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 for left hand detection.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a principle for detecting a human body (for example, a user's hand) by an electrostatic action between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 for
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a principle for detecting a human body (for example, a user's hand) by an electrostatic action between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 for left hand detection.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a basic configuration of a user input device 1 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the output levels of the detection signals L, R, and M in a usage mode in which the user does not operate the keyboard 10 and the mouse 30.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the output levels of the detection signals L, R, and M in a usage pattern in which the user operates the keyboard 10 with both hands.
  • FIG. 9 schematically shows output signals of the detection signals L, R, and M in a usage pattern in which the user operates the keyboard 10 with the left hand and the mouse 30 with the right hand.
  • FIG. FIG. 10 is a diagram schematically showing the output levels of the detection signals L, R, and M in a usage mode in which the user operates the keyboard 10 with only the right hand.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which the user operates the keyboard 10 with the right hand and handles a mobile phone call or the like with the left hand.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing a basic configuration of a user input device 1 according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram schematically showing a basic configuration of a user input device 1 according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram schematically illustrating an output at each intersection of the human body detection device 70 when the user places both hands on the keyboard 10.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing an output at each intersection of the human body detection device 70 when the user places both hands on the mouse 30.
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing a basic configuration of a non-contact type user input device 101 according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is an enlarged view of one intersection between the transmission electrode 11 1 and the reception electrode 1 15.
  • FIG. 18 is a diagram showing an equivalent circuit at one intersection between the transmission electrode 11 1 and the reception electrode 1 15.
  • FIG. 19 is a diagram showing a state in which the user's fingertip is approaching a certain intersection between the transmission electrode 11 1 and the reception electrode 1 15.
  • Figure 20 shows the equivalent circuit of the intersection between the transmission electrode 1 1 1 and the reception electrode 1 1 5 when the user's fingertip approaches one intersection between the transmission electrode 1 1 1 and the reception electrode 1 1 5 FIG.
  • FIG. 21 is a diagram for describing a modification of the non-contact user input device 101.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining a modification of the non-contact user input device 101.
  • FIG. 23 is a view for explaining a modification of the non-contact user input device 101.
  • FIG. 24 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a non-contact user input device 101 integrally formed with a display device including a light emitting element made of a conductive polymer, that is, an organic LED.
  • FIG. 25 is a diagram schematically showing a hardware configuration of a convenience store 200 applicable to the present invention.
  • FIG. 26 is a flowchart showing a processing procedure for the computer 200 to change the behavior according to the identification of the state 1 or the state 2.
  • FIG. 27 is a flowchart showing a processing procedure for changing the behavior of the computer 200 in response to the identification of the state 3 or the state 4 while the Web browser is running.
  • FIG. 28 is a flowchart showing a procedure of a user authentication process based on a multidimensional value from the human body detection device 70 obtained at the time of a user input operation on the user input device 1.
  • FIG. 29 is a flowchart showing a procedure of a user authentication process based on a multidimensional value from the human body detection device 70 obtained at the time of a user input operation on the user input device 1.
  • FIG. 1 schematically shows a basic configuration of a user input device 1 according to one embodiment of the present invention.
  • the user input device 1 can be connected as one of peripheral devices to a computer (not shown) having a general hardware configuration, for example.
  • the user can input a desired data command to a computer (not shown in FIG. 1) via the user input device 1.
  • the user input device 1 is provided inside a general keyboard 10 (below the keyboard input surface) which has a group of keys in a "QWE RTY" arrangement and receives user input on a text basis.
  • a human body detection device 20 that recognizes the presence of the right and left hands of the user is built on the keyboard 10.
  • a keyboard 1 is connected to the computer to which the user input device 1 is connected. According to the result of recognizing the presence or absence of the right hand and the left hand on the top, the system state and application processing operation can be changed.
  • Human body detection apparatus 2 0 includes a transmission electrode 2 1 disposed substantially at the center of the keys baud de 1 0, alternating current signals T x for transmission to the transmission electrode 2 1 (
  • a transmitter 22 for supplying 100 kHz (Hz)
  • a receiving electrode 23 for left hand detection disposed substantially at the left end of the keyboard 10, and a substantially right end of the keyboard 10.
  • the receiver 25 for left hand detection includes a band 'pass' filter (BPF) 25 A for passing only an alternating current in a predetermined frequency band from a signal received by the reception electrode 23, an amplifier 25 B, It consists of an AM modulator consisting of a detector 25C and an AZD converter 25D for converting the detection output into a digital signal.
  • BPF band 'pass' filter
  • the receiver 26 for right hand detection includes a band 'pass' filter (BPF) 26 A for passing only an alternating current in a predetermined frequency band from a signal received by the reception electrode 24, an amplifier 26 B, It consists of an AM modulator consisting of a detector 26C and an AZD converter 26D for converting the detection output into a digital signal.
  • BPF band 'pass' filter
  • a circuit equivalent to a capacitor is formed between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 for left hand detection, and similarly, the transmission electrode 21 and the right hand A circuit equivalent to a capacitor is formed between the receiving electrodes 24 for detection.
  • a virtual capacitor equivalent circuit is formed in parallel with the capacitor equivalent circuit on the left hand side described above. Therefore, it is possible to detect whether or not the left hand of the user exists on the keyboard 10 by utilizing the change of the capacitance of the virtual capacitor accompanying the approach of the left hand of the user.
  • a virtual capacitor equivalent circuit is formed in parallel with the above-mentioned capacitor equivalent circuit on the right hand side. Therefore, the change of the capacitance of the virtual capacitor due to the approach of the user's right hand is used.
  • FIG. 2 shows only the transmitting electrode 21 and the receiving electrode 23 for left hand detection of the human body detecting device 20 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 shows an equivalent circuit between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 for left hand detection.
  • a circuit equivalent to a capacitor is formed between the transmitting electrode 21 and the receiving electrode 23 for left hand detection.
  • an alternating voltage of, for example, about 100 kHz is applied to the transmission electrode 21 side
  • capacitive coupling occurs due to the capacitance C a between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23, and the reception electrode 2
  • An alternating current is generated in 3.
  • the intensity of the current passing through the capacitor C a depends on the band-pass filter 25 A, the amplifier 25 B, the detector 25 C, and the A /
  • the signal is processed by each part of the D converter 25D, and the data is extracted as digital data.
  • the intensity of the alternating current received at the receiving electrode 23 depends only on the capacitance C a of the capacitor.
  • the capacitance C a is static and keeps a fixed value unless the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 are deformed. Therefore, as long as the same AC voltage is applied to the transmitting electrode 21 side, the intensity of the AC current received at the receiving electrode 23 side is constant.
  • FIG. 4 schematically shows a state in which the left hand of the user approaches the left side on the input surface of the keyboard 10, that is, between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23.
  • FIG. 5 shows an equivalent circuit between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 when the user's left hand approaches the transmission electrode 21 and the reception electrode 23.
  • the capacitor C In between the transmission electrodes 2 1 and the receiving electrode 2 3, as described above, the capacitor C a equivalent circuit is formed.
  • the human body such as the user's left hand can be regarded as a virtual ground point (earth). Therefore, its equivalent circuit is formed in series with the capacitor C a formed between the transmission electrode 21 and the reception electrode 23, and between the human body and the transmission electrode 21 and between the human body and the reception electrode 23. Virtual capacitors C bl and C b2 are connected in parallel. Configuration.
  • the capacitance C a is static and keeps a fixed value unless the transmission electrode 21 and the reception electrode 23 are deformed.
  • the capacitances C bl and C b2 of the virtual capacitor formed in series between the human body and the transmission electrode 21 and between the human body and the reception electrode 23 are different from those of the keyboard. 10 It becomes larger as it approaches the left side of the input surface, that is, the transmission electrode 21 and the reception electrode 23. Therefore, when the same AC voltage is applied to the transmitting electrode 21, the intensity of the AC current detected at the receiving electrode 23 decreases as the human body approaches the left side of the keyboard 10 input surface. .
  • the band-pass filter 25A, the amplifier 25B, and the detector 25C are used to convert the received signal that has been AM-modulated into a digital format by the AZD converter 25D. It can be used to determine whether the human body is approaching the transmission electrode 21 and the reception electrode 23, that is, whether the left hand of the user is using the keyboard 10.
  • FIG. 6 schematically shows a basic configuration of a user input device 1 according to another embodiment of the present invention.
  • the user input device 1 includes a combination of a keyboard 10 and a mouse 30.
  • the keyboard 10 and the mouse 30 can be connected as peripheral devices to a computer (not shown) having a general hardware configuration, for example.
  • the user is also able to enter on a graphic basis via a coordinate pointing input via the mouse 30. Desired You can enter a data command.
  • the keyboard 10 has, for example, a general key arrangement in the form of “QWE RTY” and, inside the keyboard 10 (below the keyboard input surface), the right and left hands of the user on the keyboard 10.
  • a human body detection device 20 for recognizing the presence of a human body is incorporated. However, since the configuration and operation characteristics of the human body detection device 20 are the same as those described above, the description is omitted here.
  • the mouse 30 incorporates a rotatably supported ball and a movement sensor (not shown) for detecting the amount of movement in each of the xy axes and directions from the rotation of the ball (not shown).
  • a movement sensor (not shown) for detecting the amount of movement in each of the xy axes and directions from the rotation of the ball (not shown).
  • It has a general configuration with buttons on the back, and the user's hand (usually the right hand or dominant arm) is placed on the back of the mouse 30 for use.
  • the mouse 30 has a configuration in which the human body detection device 40 is incorporated.
  • the user input device 1 including the mouse 30 and the keyboard 10 is connected, as will be described later, the user operates the mouse 30 and the keyboard 10. Is automatically detected, and the state of the system and the processing operation of the application can be changed in accordance with the usage mode of the user input device 1.
  • Human body detection device 4 0 includes a transmit electrode 4 1 disposed substantially one end of the mouse 3 0, alternating current signals T x for transmission to the transmitting electrode 4 1 (e.g., 1 0 0 k H z), a receiving electrode 4 3 disposed at the end of the mouse 30, and a receiver 4 for receiving an alternating current flowing through the receiving electrode 43.
  • the receiver 44 includes a band “pass” filter (BPF) 44 A for passing only an AC current in a predetermined frequency band from the reception signal R ffl from the reception electrode 43 , an amplifier 44 B, and a detector 44. It consists of an AM modulator composed of C and an AZD converter that converts the detection output to a digital signal.
  • BPF band “pass” filter
  • a circuit equivalent to a capacitor is formed between the transmission electrode 41 and the reception electrode 43.
  • the principle for detecting whether or not the user is operating the mouse 30 by the electrostatic action between the transmission electrode 41 and the reception electrode 43 is based on the keyboard 10 input described with reference to FIGS. Since it is almost the same as the mechanism for detecting the user's hand on the surface, the description is omitted here.
  • a detection signal L indicating whether the user is operating the keyboard 10 with his left hand
  • a detection signal L indicating that the user is operating the keyboard 1 from the human body detection device 20 incorporated in the keyboard 10.
  • a detection signal R indicating whether the 0 is being operated with the right hand is obtained.
  • a detection signal M indicating whether or not the user is operating the mouse is obtained from the human body detection device 40 incorporated in the mouse 30.
  • FIG. 7 schematically shows output signals of the detection signals L, R, and M in a usage mode in which the user does not operate (release) the keyboard 10 and the mouse 30.
  • the output level of each of the detection signals L, R, and M is relatively low because each receiving electrode can satisfactorily receive the AC voltage signal transmitted from the transmitting electrode.
  • FIG. 8 schematically illustrates the output levels of the detection signals L, R, and M in a usage mode in which the user operates the keyboard 10 with both hands.
  • a virtual capacitor equivalent circuit is formed between the transmission electrode 21 and each hand of the user.
  • the level of the AC voltage signal received by the reception electrode 23 for left hand detection and the reception electrode 25 for right hand detection decreases. Therefore, the output level of the detection signal M is relatively high, but the output levels of the detection signal L and the detection signal R decrease.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating output signals of the detection signals L, R, and M in a usage pattern in which the user operates the keyboard 10 with the left hand and the mouse 30 with the right hand. Is shown in In such a state, a virtual capacitor equivalent circuit is formed between the transmission electrode 21 and the left hand of the user and between the transmission electrode 31 and the right hand of the user. As a result, the receiving electrode 23 for left hand detection and the mouse operation detection The level of the AC voltage signal received by the receiving electrode 33 decreases. Therefore, the output level of the detection signal R is relatively high, but the output levels of the detection signal L and the detection signal M decrease.
  • FIG. 10 schematically shows the output levels of the detection signals L, R, and M in a usage state in which the user operates the keyboard 10 with only the right hand. For example, this is the case where the user is resting his / her left hand and is handling a mobile phone or other external device with his / her left hand (see Figure 11). In such a state, a virtual capacitor equivalent circuit is formed between the transmission electrode 21 and the right hand of the user, so that the level of the AC voltage signal received by the reception electrode 25 for right hand detection decreases. . Therefore, the output levels of the detection signal L and the detection signal M are relatively high, but the output signal of the detection signal R is reduced.
  • FIG. 12 schematically shows a basic configuration of a user input device 1 according to still another embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the embodiment shown in FIG. 6 in that the user input device 1 is composed of a combination of a keyboard 10 and a mouse 30. It differs from the example shown in Fig. 6 in that the possibility of operating 0 is assumed.
  • a human body detection device 20 that recognizes the presence of the user's right hand and left hand on the keyboard 10 is incorporated. ing.
  • the configuration and operation characteristics of the human body detection device 20 are the same as those described above, and thus description thereof will be omitted.
  • the mouse 30 incorporates a rotatably supported ball and a movement sensor (not shown) for detecting the amount of movement in each of the x and y directions from the rotation of the ball (not shown), and a left and right click. It has a general configuration with buttons on the back, and the user's hand (usually the right hand or dominant arm) is placed on the back of the mouse 30 for use.
  • the inside of the mouse 30 has a configuration in which a person # ⁇ food extraction device 40 is incorporated, the configuration and operation characteristics of the human body detection device 40 are the same as those described above. Omitted.
  • the user operates the portable terminal 50 by hand.
  • a human body detection device 60 for detecting whether or not the user is in the vehicle is mounted.
  • the human body detection device 60 includes a reception member made of a conductive member disposed so as to be exposed to the outside on the housing wall surface of the portable terminal 50 so that an output signal from the transmission electrode 21 can be received.
  • a signal can be transmitted between the transmitting section and the receiving section. Therefore, through signal transmission between the transmitting electrodes 21 and 41 on the keyboard 10 or the mouse 30 and the receiver 61 on the mobile phone 50, one hand of the user can move the keyboard 10 or the mouse. It is possible to detect a state where the mobile phone 50 is held on the mobile phone 50 with the other hand on the other hand.
  • the use mode of the user input device 1 as described below can be detected on the side of the combination console to which the user input device 1 is connected.
  • State 1 Both hands are on key board 10
  • FIG. 13 schematically shows a basic configuration of a user input device 1 according to still another embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the embodiment shown in FIG. 1 in that the user input device 1 is composed of a keyboard 10. However, the keyboard input operation by the user is performed in multidimensional values (in this embodiment, two-dimensional values). A two-dimensional value with a planar spread) and This is different from the example shown in FIG.
  • a human body detection device 70 that recognizes the presence of the right and left hands of the user is incorporated on the keyboard 10.
  • the human body detection device 70 includes a plurality of linear transmission electrodes 71-1, 71—2,..., 71—m, and a transmission AC A transmitter 72 that supplies current, and a plurality of linear receiving electrodes 75—1, 75—2,..., 75—n that receive alternating current from each transmitting electrode 71—1... by electrostatic action And each receiving electrode 7
  • the receiver 76 has a band “pass” filter (BPF) 7 that allows only the alternating current in the predetermined frequency band to pass.
  • BPF band “pass” filter
  • an AM modulator comprising an amplifier 76B, and a detector 76C, and an AZD converter 76D for converting the detection output into a digital signal.
  • Each receiving electrode 75-1, 75-2,..., 75-n has an intersection with each transmitting electrode 71-1, 71-2,..., 71-m in Fig. 13. These electrodes are not in contact with each other. In other words, at each intersection of the electrodes, a circuit equivalent to a capacitor for storing a charge is substantially formed. Therefore, when an alternating current passes through the transmitting electrode, the alternating current flows through the intersection of the opposing receiving electrode due to capacitive coupling.
  • the transmitter 72 applies an AC current to each of the transmission electrodes 71-1 while scanning the same. Therefore, at a certain moment, an AC current from the capacitor equivalent circuit at the intersection with the corresponding transmitting electrode flows through each receiving electrode 75-1 ..., and the transmitting electrode that has transmitted the AC current and the AC current have been received.
  • the input position can be detected based on the positional relationship with the receiving electrode. For example, two-dimensional user input can be detected via the user input area by subjecting the output signal of each of the receiving electrodes 75-1,...
  • the transmitting electrodes 71-1, 71-2,..., 71-m are arranged almost in parallel.
  • the receiving electrodes 75-1, 75-2, ..., 75-n are arranged in a direction orthogonal to the transmitting electrodes 11-1-1 ..., and the user input area is This is a substantially planar area in which electrodes are combined on a uniform mesh.
  • the gist of the present invention is not particularly limited to such a form, and if the transmitting electrodes 71-1 and the receiving electrodes 75-1 are interlaced without touching, the plane is flat. Other shapes, for example, spherical shapes or other curved surfaces may be used.
  • a human body detection device 70 having a similar configuration can be incorporated in the mouse 30.
  • the embodiment shown in FIG. 13 makes it possible to recognize a finer hand shape by increasing the number of electrodes as compared with the case shown in FIG.
  • the two-dimensional output of the human body detection device 70 is as shown in FIG.
  • the two-dimensional output of the human body detection device 70 when the user places his right hand on the mouse 30 is as shown in FIG.
  • the human body detection device 70 can independently measure the proximity to the hand at each intersection of the transmission electrode 71 and the reception electrode 75. Depending on how the user's hand is placed on the keyboard 10 input surface or the mouse 30 back, the resulting two-dimensional output pattern will differ. In Figs. 14 and 15, the output carpels at each intersection are shown in shades.
  • the two-dimensional output pattern obtained through the human body detection device 70 is not changed by the user. It is conceivable that this will be different every time. That is, when the same person performs the same input operation (for example, at the moment when a specific key is pressed), the multidimensional value output from the human body detecting device 70 is expected to be substantially the same, but the multidimensional value is Different for each user.
  • FIG. 16 schematically shows a basic configuration of a user input device 101 according to still another embodiment of the present invention.
  • This user input device 101 differs from the above-described embodiments in that it receives a user input in a non-contact manner.
  • the non-contact type user input device 101 includes a plurality of linear transmitting electrodes 111-1, 111-2,..., 111-m, and each transmitting electrode 111-1.
  • the receiver 116 has a band “pass” filter (BPF) 116 that allows only an alternating current in a predetermined frequency band to pass, an AM modulator including an amplifier 116B and a detector 116C, and a detection output. It consists of an A / D converter 16D that converts the signal into a signal in the evening format.
  • BPF band “pass” filter
  • each receiving electrode 115-1, 115-2, ..., 115-n has an intersection with each transmitting electrode 111-1, 111-2, ..., 111-m. At the intersection, these electrodes are not in contact with each other. In other words, at each intersection of the electrodes, a circuit equivalent to a capacitor for storing electric charges is substantially formed. Therefore, when an AC current passes through the transmitting electrode, an AC current flows through the intersection at the opposing receiving electrode due to electrostatic induction.
  • the area where these transmitting electrodes 11 1—1, 111—2,..., 111—m intersects with each receiving electrode 115—1, 115—2,.
  • a user input area in the device 101 is configured. This user input area has a two-dimensional spread as shown.
  • the transmitter 112 applies an alternating current to each of the transmitting electrodes 111-11 while scanning. Therefore, at a certain moment, an alternating current flows from the capacitor equivalent circuit at the intersection with the corresponding transmitting electrode at each receiving electrode 115-1 ..., and the transmitting electrode that has transmitted the AC current and the receiving electrode that has received the AC current have The input position can be detected based on the positional relationship with the electrodes. For example, the output signal of each of the receiving electrodes 115-1,... Thus, two-dimensional user input can be detected via the user input area.
  • the transmitting electrodes 1 1 1-1, 1 1 1-2,..., 1 1 _m are arranged substantially in parallel, and the receiving electrodes 1 1 1 5-1, 1 1 5 — 2, ⁇ ', 1 15 -n are arranged in the direction orthogonal to each transmitting electrode 1 1 1-1..., and the user input area is such that the electrodes are evenly combined on the mesh.
  • This is a substantially planar region formed.
  • the gist of the present invention is not particularly limited to such a form, and if each transmitting electrode and receiving electrode intersect without contacting each other, a shape other than a plane, for example, a spherical shape or other curved surface It may be.
  • FIG. 17 shows an equivalent circuit of an intersection between the transmitting electrode 11 1 and the receiving electrode 1 15.
  • the capacitance C a is static and keeps a fixed value as long as the transmitting electrode 111 and the receiving electrode 115 are not deformed. Therefore, as long as the same AC voltage is applied to the transmitting electrode 111, the intensity of the AC current received at the receiving electrode 115 is constant.
  • FIG. 19 shows a state in which the fingertip of the user is approaching one intersection between the transmission electrode 11 1 and the reception electrode 1 15.
  • FIG. 20 shows the transmission electrode 1 when the user's fingertip approaches one intersection between the transmission electrode 1 1 1 and the reception electrode 15. The equivalent circuit at the intersection of 11 and the receiving electrode 1 15 is shown.
  • a circuit equivalent to a capacitor is formed at an intersection where the transmission electrode 111 and the reception electrode 115 intersect.
  • the equivalent circuit consists of the capacitor C a formed between the transmitting electrode 11 1 and the receiving electrode 1 15 and the capacitor C a between the human body and the transmitting electrode 11 1 and between the human body and the receiving electrode 1 15.
  • the configuration is such that virtual capacitors C bl and C b2 formed in series are connected in parallel.
  • the capacitance C a between the transmission electrode 111 and the reception electrode 115 depends on the current flowing into the ground via the capacitor C bl.
  • the intensity of the AC current generated by the capacitive coupling that is, the intensity of the current detected on the receiving electrode 115 side decreases.
  • the capacitance C a is static and keeps a fixed value as long as the transmitting electrode 111 and the receiving electrode 115 are not deformed.
  • the intensity of the alternating current detected at the receiving electrode 115 increases as the human body approaches the transmitting electrode 111 and the receiving electrode 115. , It gets smaller.
  • the processor 120 uses the received signal, which is AM-modulated by the AM modulator 116 and converted to a digital format by the AZD converter 116D, and generates a signal between the electrodes. It can determine whether a human body is approaching an intersection or measure how close a human body is (distance).
  • the intersections of such transmitting electrodes 1 1 1-1... And receiving electrodes 1 15 5-1 are arranged in a matrix of mxn. It has been. For example, the intersections of these electrodes can be arranged on an input panel consisting of a predetermined plane (or curved surface).
  • each transmitting electrode 111-1, 111-2, ..., 111-m An AC voltage is applied to each transmitting electrode 111-1, 111-2, ..., 111-m in a time-division manner.
  • the AC current generated at each of the receiving electrodes 115-1, 115-2, ⁇ , 115-n is sequentially measured, so that the human body approaches any intersection on the user input area. Can be determined.
  • the human body since the electrostatic action is used, the human body does not need to be in direct contact with the electrodes in order to detect the human body such as the fingertip of the user.
  • the distance from the input surface to the fingertip can be measured by integrating the detection values obtained at nearby intersections and performing general geometrical operations.
  • each intersection between the electrodes can be driven independently.
  • detection values can be extracted independently from each intersection, so if multiple objects (for example, the right and left hands of the same user, or the hands of multiple users) approach the user input area at the same time, If the distance is longer than the bitch interval between intersections, they can be recognized as independent objects. That is, the positions of a plurality of objects can be measured simultaneously.
  • FIG. 21 illustrates a modification of the non-contact user input device 101 shown in FIG.
  • the capacitance C I3 C J3 C P , C Q of each of these virtual capacitors varies according to the distance between each electrode and the user's fingertip.
  • FIG. 22 illustrates another modification of the non-contact user input device 101 shown in FIG.
  • the intersection between the transmission electrode 111-1 ... and the reception electrode 115-1 ... are arranged in a matrix of mxn. Further, according to the configuration as shown in FIG. 16, each intersection between the electrodes can be driven independently, and the detected value can be taken out independently from each intersection.
  • FIG. 22 illustrates another modification of the non-contact user input device 101 illustrated in FIG.
  • the non-contact user input device 101 has a configuration in which the intersection between the transmission electrode 111-11 and the reception electrode 115-1 ... in the user input area. They are arranged in a matrix of mxn. However, in the example shown in FIG. 23, the intervals between the transmission electrodes 111-1, 111-2,..., 11—m, and the reception electrodes 115-1, 1-1, 115-2,. The scanning speed at which the transmitter 112 applies an AC voltage to each transmitting electrode 111-1 is sufficiently fast.
  • the shape of the object that is, the shape of the palm is tracked by tracking the intersection that has detected the approach. Can be recognized.
  • the non-contact user input device by making the pitch interval between the electrodes sufficiently small and making the scan speed at the transmission electrode sufficiently high, the non-contact user input device according to the present embodiment is provided.
  • the non-contact user input device 101 can recognize the shape of the object.
  • the non-contact user input device 101 according to the present embodiment may be applied in combination with another device.
  • a display-integrated user input device can be configured by superimposing the non-contact user input device 1 on a flat display such as a liquid crystal display (LCD) or an organic EL.
  • LCD liquid crystal display
  • organic EL organic EL
  • FIG. 24 schematically illustrates a cross-sectional configuration of a non-contact user input device 1 integrally formed with a display device including a light emitting element made of a conductive polymer, that is, an organic LED.
  • an anode electrode layer made of a conductive polymer and a cathode electrode layer are laminated via an insulating layer made of an organic material. Further, the anode electrode and the force source electrode are arranged orthogonal to each other. This is similar to the configuration in FIG. 16 in which the transmission electrodes 1 1 1 1 1... And the reception electrodes 1 1 5 -1.
  • a DC voltage is sequentially applied to each electrode in one electrode layer in a screen scanning direction.
  • an AC voltage for detecting a human body is superimposed on a DC voltage flowing through one electrode layer and applied.
  • the other electrode layer receives an alternating current.
  • the strength of the received alternating current decreases, so it is possible to identify the position where the user's fingertip is located, and furthermore, the shape of the approaching object Can be recognized.
  • the display device can be used as it is as a non-contact type user input device without changing the screen configuration of the organic display.
  • organic displays are generally flexible and can be bent freely. Therefore, according to the application example shown in FIG. A tubular user input integrated display device can be configured.
  • the state of the system or the application of the application is determined according to the result of recognizing the human body such as the right hand and the left hand on the keyboard 10.
  • the processing operation can be changed.
  • an application on a computer connected to a user input device will be described.
  • FIG. 25 schematically illustrates a hardware configuration of a computer 200 to which the present invention can be applied.
  • each component in the computer 200 will be described with reference to FIG.
  • the CPU (Central Processing Unit) 201 which is the main controller of the system 200, executes various applications under the control of the operating system (OS).
  • the CPU 201 can execute, for example, a processing procedure (described later) for changing a system state or an application processing operation according to a result of recognizing a human body.
  • the CPU 201 is interconnected to other devices (described later) by a bus 208.
  • the memory 202 is a storage device used to store a program code to be executed in the CPU 201 and to temporarily store the work data being executed. It should be understood that the memory 202 shown in the figure includes both nonvolatile and volatile memories.
  • the display controller 203 is a dedicated controller for actually processing a drawing command issued by the CPU 201.
  • the display data processed in the display 'controller 203 is written to, for example, a frame' buffer (not shown), and then output to the screen by the display 211.
  • the input device interface 200 is a device for connecting the user input device 1 such as the keyboard 10 and the mouse 30 to the computer 200.
  • the input device interface 204 according to the present embodiment is not limited to inputting a scan code from the keyboard 10 or inputting a coordinate instruction from the mouse 30 but also via a human eating device.
  • Each detection signal R XL, R FFI, can receive RXM.
  • the network-internal interface 205 connects the system 200 to a local network such as a LAN (Local Area Network) or even a network such as an in-net according to a predetermined communication protocol such as Ethernet. Can be connected to a wide area network.
  • a local network such as a LAN (Local Area Network) or even a network such as an in-net according to a predetermined communication protocol such as Ethernet.
  • a predetermined communication protocol such as Ethernet.
  • a plurality of host terminals are connected in a transparent state, creating a distributed computing environment.
  • software, programs, data, and content can be distributed.
  • software that describes, in a computer-readable format, processing procedures that change the state of the system and the processing operations of an application in accordance with the result of recognizing a human body can be downloaded via a network.
  • the multidimensional value for the user authentication process obtained from the human body detecting device 70 may be moved between systems via a network.
  • the external device interface 210 is a device for connecting an external device such as a hard disk drive (HDD) 214 or a media drive 215 to the system 200.
  • HDD hard disk drive
  • the HDD 214 is an external storage device on which a magnetic disk as a storage carrier is fixedly mounted (well-known), and is superior to other external storage devices in terms of storage capacity and data transfer speed. Placing a software program on the HDD 214 in an executable state is called "installing" the program on the system. Normally, the HDD 214 stores the operating system program code to be executed by the CPU 201, the application program, and the device driver in a non-volatile manner.
  • the multidimensional value for the user authentication process obtained from the human body detecting device 70 may be recorded on the HDD 214 in a nonvolatile manner.
  • Media 'drive 2 15 is a CD (Compact Disc) or MO (Magneto-Optical This is a device for loading a portable medium such as a disc) or a DVD (Digital Versatile Disc) and accessing its data recording surface.
  • CD Compact Disc
  • MO Magnetic-Optical This is a device for loading a portable medium such as a disc) or a DVD (Digital Versatile Disc) and accessing its data recording surface.
  • Portable media is primarily used to back up software 'programs and data' files, etc., in computer-readable format, and to move them between systems (ie, including distribution and distribution).
  • a software program that describes in a computer-readable format a processing procedure that changes the state of the system and the processing operation of an application according to the result of recognizing the human body is used to physically transfer data between multiple devices using these portable media. Can be distributed and distributed to other countries.
  • the multidimensional value for the user authentication process obtained from the human body detecting device 70 may be moved between systems via a portable medium.
  • FIG. 25 An example of the computer 200 as shown in FIG. 25 is a compatible machine or a successor of a personal computer “PC / AT (Personal Computer / Advanced Technology)” of IBM Corporation in the United States.
  • PC / AT Personal Computer / Advanced Technology
  • a computer having another architecture can be applied as the computer 200 according to the present embodiment.
  • State 4 The mobile phone 50 is held with the left hand and the right hand is on the keyboard 10.
  • an editing tool such as a drawing editor is used.
  • the behavior can be changed according to the identification of state 1 or state 2.
  • the keyboard 10 operates in the text input mode.
  • a command key eg, figure creation, line type identification, etc.
  • Command Automatically transition to 'key' mode. The user does not need to enter special commands to change modes.
  • Figure 26 shows a process for changing the behavior of the computer 200 in response to the identification of state 1 or state 2 while an editing tool such as a drawing editor is running.
  • the procedure is shown in the form of a flowchart. This processing procedure is realized, for example, in a form in which the CPU 201 executes a predetermined program code.
  • a processing procedure for changing the behavior of the computer 200 will be described with reference to this flowchart.
  • step S1 While an editing tool such as a drawing editor is running on the combination screen 200, first, in step S1, it is checked whether or not both hands of the user are placed on the keyboard 10.
  • step S3 the procedure proceeds to step S3 from the branch Yes of the decision process S2, and the entire keyboard 10 is normally Operate as text input mode according to the key assignment.
  • step S 4 the process proceeds from the branch N 0 of the decision process S 2 to step S 4 to further check whether or not the right hand of the user is placed on the mouse 30. .
  • step S6 When the state 2 in which the user's right hand is on the mouse 30 and only the left hand is on the keyboard 10 is identified, the procedure proceeds to step S6 from the branch Yes of the decision block S5, and the keyboard 1 0
  • the mode is changed to the command to assign a key to the left-hand part of the mouse.
  • a WWW World Wide Web
  • a Web browser well-known
  • the web browser On the computer 100 to which the user input device 1 according to the present invention is connected, while the web browser is running, for example, in response to the detection of state 3, the web browser is attached to the right hand of the keyboard.
  • the command 'key for the navigation can be automatically assigned.
  • the mobile phone memo file is automatically activated in response to the detection.
  • the text input mode of the tool can be automatically set to the one-handed keyboard ⁇ / .
  • the user does not need to give an explicit command to the computer 100, and the system can detect the usage of the user and switch the processing appropriately. it can.
  • Figure 27 shows the processing procedure for changing the behavior of the computer 200 in response to the identification of state 3 or state 4 while the web browser is running, in the form of a flowchart. ing.
  • This processing procedure is realized, for example, in a form in which the CPU 201 executes a predetermined program code.
  • a processing procedure for the computer 200 to change the behavior will be described with reference to this flowchart.
  • step S11 it is determined whether only one hand of the user is placed on the keyboard 10 or not. Check.
  • step S13 If the state 3 in which only one hand of the user is placed on the keyboard 10 is identified, the procedure proceeds to step S13 from the branch Yes of the decision process S12, and the key for the web navigation is performed. One command is assigned to the key on the keyboard 10 where the user's hand is located.
  • step S14 the process proceeds from the branch No of the decision block S12 to step S14, where only the right hand of the user is placed on the keyboard 10, and the left hand is used. It is further checked whether or not the mobile phone 50 is operated.
  • step S 15 When the state 4 in which the user operates the keyboard 10 with only the right hand and the mobile phone 50 with the left hand 4 is identified, the branch Y es of the decision block S 15 starts with step S 16. Then, start the phone memo application and automatically set the right hand operation area of the keyboard 10 to the right hand keyboard mode that can be operated with one hand.
  • the user input device 1 On the computer 200 to which the user input device 1 according to the present invention is connected, when a user performs a specific input operation on the user input device 1 such as the keyboard 10 and the mouse 30.
  • the multidimensional values detected from the human body detection device 70 (described above) (Fig. 1 4 and Fig. 15), the user authentication process can be executed.
  • Authentication processing based on user input is roughly classified into user registration processing, which is preprocessing for authentication, and authentication processing based on the registered data.
  • FIG. 28 shows, in the form of a flowchart, a procedure of a user registration process for registering a multidimensional value from the human body detection device 70.
  • This processing procedure is, for example, C P U 20
  • the user to be registered is operated by pressing a specific key on the keyboard 10 (step S2l) o
  • FIG. 20 shows, in the form of a flowchart, a procedure for performing a user authentication process using a multidimensional value registered as user identification information.
  • This processing procedure is realized, for example, in a form in which the CPU 201 executes a predetermined program code.
  • a processing procedure for performing user authentication will be described with reference to this flowchart.
  • the user to be authenticated is caused to press a specific key on the keyboard 10 (step S31).
  • Step S32 the distance between the multidimensional value acquired by the human body detecting device 70 and each of the multidimensional values stored as the identification information (ID) of the registered user is calculated ( Step S32). Then, let L be the shortest distance obtained by this distance calculation.
  • step S33 it is checked whether or not the calculated shortest distance L is less than a predetermined threshold.
  • the authentication user is recognized as a registered user (step S34).
  • the recognition of the authenticated user is rejected (step S35).
  • a special burden is imposed on the user, and the user is required to attach a specific device such as an IC card.
  • the authentication process can be done in a very natural way without forcing.
  • an excellent user input device which allows a user to perform an input operation using a part of a human body, such as a keyboard or a mouse, is connected. It is possible to provide a method of controlling a computer to which a combination and a user input device are connected, and a storage medium.
  • an excellent user input device designed on the assumption that a user operates with both hands, a computer connected with the user input device, and a user It is possible to provide a computer control method to which the input device is connected, and a storage medium.
  • An input device, a computer to which a user input device is connected, a control method for a computer to which the user input device is connected, and a storage medium can be provided.
  • the user of the convenience can switch a process appropriately according to the state of a user's hand, without giving an explicit command for input mode switching.
  • an excellent user input device capable of directly inputting an operation of an object, a command or the like to a computer using a fingertip of a user.
  • an excellent non-contact type user input device capable of recognizing information of two or more points, information of a shape of an approaching object, distance information to the object, and the like.
  • a first capacitor equivalent circuit equivalent to a capacitor is virtually formed at each intersection between the transmission electrode and the reception electrode. Further, in response to the approach of a conductive object such as a user's fingertip, a second capacitor equivalent circuit is formed virtually in parallel with the first capacitor equivalent circuit.
  • the capacitance of the second capacitor equivalent circuit changes according to the degree of approach to the conductive object such as a fingertip, and as a result, the AC current passing through the first capacitor equivalent circuit changes. I will do it. Therefore, by using such a phenomenon, it is possible to measure not only the contact of the fingertip but also the distance to the fingertip when approaching.
  • the input position can be detected from the positional relationship between the transmitting electrode that has transmitted the signal and the receiving electrode that has received the alternating current.
  • the contour of the approaching object can be measured.
  • a non-contact user input device can not only detect that an object such as a user's finger has approached, but also recognize the shape of the object. Also, even if two or more users try to access the non-contact user input device at the same time, it is possible to separate and recognize each fingertip.

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Description

明 細 書 ユーザ入力装置、 ユーザ入力装置を接続したコンピュータ及びユーザ入力装置を 接続したコンビュ一夕の制御方法、 並びに記憶媒体
[技術分野] 本発明は、 ユーザがコンピュータに対してコマンドなどを入力するためのユー ザ入力装置、 ユーザ入力装置を接続したコンピュータ及びユーザ入力装置を接続 したコンピュータの制御方法、 並びに記憶媒体に係り、 特に キーボードやマウ スなどのようにユーザが人体の一部を用いて入力操作を行うユーザ入力装置、 ュ 一ザ入力装置を接続したコンピュータ及びユーザ入力装置を接続したコンビユー 夕の制御方法、 並びに記憶媒体に関する。
さらに詳しくは、 本発明は、 ユーザが両手で操作することを前提としてデザィ ンされたユーザ入力装置、 ュ一ザ入力装置を接続したコンビュ一夕及びユーザ入 力装置を接続したコンピュータの制御方法、 並びに記憶媒体に係り、 特に、 ユー ザが両手で操作することを前提としつつ、 他の用事により片手が使えない状況下 であっても不自由なく入力操作を行うことができるユーザ入力装置、 ユーザ入力 装置を接続したコンピュータ及びユーザ入力装置を接続したコンピュータの制御 方法、 並びに記憶媒体に関する。
[背景技術] 昨今の技術革新に伴い、 ワークステーション （W S ) やパーソナル .コンビュ 一夕 （P C) と呼ばれる、 比較的小型且つ低価格で、 高付加価値ィ匕 '高機能化さ れた汎用タイプのコンビユー夕 ·システムが開発 '市販され、 大学その他の研究 機関や企業その他のオフイス、 さらには一般家庭内の日常生活にも深く浸透して いる。 いまや、 日常業務の大部分がコンピュータとの関わりを持っており、 多く の人々は、 キ一ボードやマウスを触れながら 1日を過ごす。 ここで、 キーボードの操作は、 通常は両手で使うが、 状況によっては両手が使 えない場合がある。
例えば、 マウスを操作している場合は、 右手（又は利き手）はマウス上にある。 また、コンピュータ操作しながら電話の応対をするような場合には、当然ながら、 受話器を持っている手ではキ一ボードを操作することができない。
従来のキーボードでは、 ユーザが両手で操作をすることができないという不利 な状況を考慮してデザインされていない。 このため、 片手による不自然な操作を 要求することがあり、 コンピュー夕の操作性は極端に低下してしまう。
例えば、 本来は左手で操作すべきキーを右手で押したり、 左側にあるコント口 ール ·キーゃシフト ■キーを押しながら右側にあるキーを同時に押すような操作 が要求される場合、 片手が別の用事で塞がっていると、 入力作業が不自然になる か、 又は、 入力操作自体が不可能になってしまう。 他方、 コンピュータ'システムは、一般に、ユーザ入力コマンドに応答して駆動 し、 処理結果をディスプレイ'スクリーン上に表示することによって、 「インタラ クティブ」、 すなわち対話的な処理環境を提供している。最近の傾向として、 D O S (Disk Operating System) シェル画面を代表とする旧来のキ一ボードを介した キャラクタ ·ベースのユーザ入力環境すなわち 「C U I ( Character User Interface) j から、 グラフィック 'ベースのユーザ入力を実現した 「G U I (Graphical User Interface)」 への移行が挙げられる。 G U I環境下では、 コン ピュ一夕 ·システムがシミュレートされたデスクトヅプと無数のアイコンがディ スプレイ，スクリーンに用意される。
G U Iが提供されたデスクトツプ上では、ファイルなどのコンピュー夕 ·システ ム上で取り扱われるすべての資源オブジェクトはアイコンとして表現される。 ュ 一ザは、 ディスプレイ ·スクリーン上のプログラム、 データ、 フオルダ、 デバイス などを象徴するアイコンに対してマウスなどを用いて画面上の表示オブジェクト に対して直接操作を印加する （例えば、 クリックやドラッグ 'アンド.ドロップ） ことで、 直感的にコンピュータ操作を行うことができる。 また、 デスクトップ上 には、 メニュー ·バーやヅ一ル ·ボックスなど、 各種の機能すなわちコンビュ一 夕処理を瞬時に呼び出すためのボタンが用意されており、 コマンド入力の様式は ますます直感的で分かり易いものとなってきている。
G U I環境の導入により、 もはやユーザは、 特定のコマンドの名称やコマンド 操作方法を特に習得したり、 煩雑なキー入力を行わなくとも、 コンピュータを充 分に操作することができる。
かかる GU I環境下において利用可能なユーザ入力装置として、 例えば、 マウ スゃ、 トラックポイント、 ジョイスティック、 夕ブレット又は夕ツチパッドなど の座標指示装置が代表的である。 このうち、 マウスは、 コンピュータ業界に深く 定着しており、 ほとんどのユーザは、 ドラッグ，アンド · ドロップを基調とする マウス操作に慣れ親しんでいる。 オフィスや家庭などの日常生活の各場面におい てコンピュータを新規導入するに際して、 マウス操作を特に'トレーニングする必 要は全くないと言っても過言ではない。 マウス操作を基調とする GU Iは、 既に 多くのユーザ間で定着しており、 複数の汎用的な機能を提供している。
GU I環境下では、ユーザは、コンピュータ'スクリーン上の表示内容に案内さ れながら、 コンピュータに対して対話的に分りやすく入力作業を行うことができ る。 このような対話入力がさらに進んだ一例として、 夕ツチパネルを利用したュ —ザ入力装置を挙げることができる。 この場合、 ペンやユーザの指先から指示さ れる座標値を読み取る夕ツチパネルがスクリーンに重畳されているので、 ユーザ は、 マウス操作する場合とは相違して、 スクリーンから視線を外す必要がなくな るし、 所望の表示オブジェクトを自分の指先で直接指示することができるので、 操作性はさらに向上する。
しかしながら、 従来の夕ツチパネルによるユーザ入力は、 指先がタヅチパネル 表面上に実際に接触させる必要がある。
また、 パネル上に' 2点以上の接触点があると、 それそれの位置を独立して計測 することができない。 例えば、 複数人が夕ツチパネルを囲むように配置して会議 を行うような利用形態を考察した場合、 複数の参加者の指先が夕ツチパネル上に 同時に触れることはあるが、 システム側ではこのような現象を認識することはで きない。 最初の夕ツチを優先させるか、 あるいは複数の夕ツチを混信 '混同して しまいかねない。 また、従来の夕ツチパネル式のユーザ入力は、点情報の入力を基本としており、 接近している物体の形状や、 接近した指先までの距離情報などを認識することは できない。
[発明の開示] 本発明の目的は、 キーボ一ドゃマウスなどのようにユーザが人体の一部を用 ヽ て入力操作を行うことができる、 優れたユーザ入力装置、 ユーザ入力装置を接続 したコンピュータ及びユーザ入力装置を接続したコンビユー夕の制御方法、 並び に記憶媒体を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、 ユーザが両手で操作することを前提としつつ、 他の 用事により片手が使えない状況下であっても不自由なく入力操作を行うことがで きる、 優れたユーザ入力装置、 ユーザ入力装置を接続したコンピュータ及びユー ザ入力装置を接続したコンビユー夕の制御方法、 並びに記憶媒体を提供すること にある。
本発明のさらなる目的は、 コンピュータに対してオブジェクトの操作ゃコマン ドなどをユーザの指先を用いて直接入力することができる、 優れたユーザ入力装 置を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、 コンピュータに対してォブジェクトの操作ゃコマン ドなどの入力を非接触形式で行うことができる、 優れたユーザ入力装置を提供す ることにある。
本発明のさらなる目的は、 2点以上の情報や接近する物体の形状や物体までの 距離情報などを認識することができる、 優れた非接触型ユーザ入力装置を提供す ることにある。 本発明は、 上記課題を参酌してなされたものであり、 その第 1の側面は、 コン ビュー夕に対するユーザからのデータ又はコマンドの入力を受容するユーザ入力 装置であって、
ユーザが人体を使ってデ一夕又はコマンドを入力するためのユーザ入力手段と、 ユーザの人体による前記ユーザ入力手段に対する使用形態を検出する使用形態 検出手段と、
を具備することを特徴とするユーザ入力装置である。
前記使用形態検出手段は、 例えば、 ユーザの人体による前記ユーザ入力手段に 対する使用形態が通常モード又は非通常モードのうちいずれであるかを検出する ことができる。
ユーザ入力装置を接続するコンピュータ本体側では、 使用形態検出手段による 検出結果に応じて、 前記ァプリケーション実行手段による実行中のアブリケ一シ ョンの動作を変更することができる。
前記ユーザ入力手段が例えばキーボードである場合には、 前記使用形態検出手 段は、 ユーザが両手を用いてキー入力可能な通常モード、 又は、 ユーザが片手の みを用いてキー入力可能な非通常モードのうちいずれでキーボ一ドを使用してい るかを検出することができる。
また、 前記ユーザ入力手段が例えばマウスである場合には、 前記使用形態検出 手段は、 ユーザが少なくとも一方の手を用いてマウスを操作可能なマウス操作モ ード、 又は、 ユーザがマウスから手を離してマウスを操作できないマウス非操作 モードのうちいずれであるかを検出することができる。
また、 前記ユーザ入力手段が例えばキーボード及びマウスの組み合わせで構成 されるような場合には、 前記使用形態検出手段は、 ユーザが両手を用いてキー入 力可能な第 1の使用モード、 又は、 ユーザが一方の手でマウスを使用し他方の手 のみを用いてキー入力可能な第 2の使用モードのうちいずれであるかを検出する ことができる。
また、 前記使用形態検出手段は、ュ一ザが少なくとも一方の手を用いて携帯電 話又はその他の情報端末を使用している他端末使用モードであるか否かを検出す ることができる。
キーボードのようなユーザ入力装置を介したユーザのシステム使用形態を検出 する使用形態検出手段は、 例えば、 前記キーボードの略中央に配設された送信電 極と、 前記送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、 前記キーボードの 略左端に配設された第 1の受信電極と、 前記キーボードの略右端に配設された第 2の受信電極と、 前記第 1の受信電極を流れる交流電流を受信する第 1の受信器 と、 前記第 2の受信電極を流れる交流電流を受信する第 2の受信器とで構成する ことができる。
このような場合には、 前記送信電極と前記第 1の受信電極の間ではコンデンサ と等価な第 1のコンデンサ等価回路が形成され、 且つ、 前記送信電極と前記第 2 の受信電極の間ではコンデンザと等価な第 2のコンデンサ等価回路が形成されて いるとともに、 人体が前記キーボードの左側に接近したことに応じて、 第 1のコ ンデンサ等価回路とは並列的となる第 1一 2のコンデンサ等価回路が形成され、 又は、 人体が前記キーボードの右側に接近したことに応じて、 第 2のコンデンサ 等価回路とは並列的となる第 2— 2のコンデンサ等価回路が形成される。 したが つて、 人体との接近の程度に応じて前記第 1 - 2又は前記第 2— 2のコンデンサ 等価回路の静電容量が変化して、 この結果、 前記第 1又は第 2のコンデンサ等価 回路を通過する交流電流が変ィ匕することを基にして、 ユーザが前記キーボードの 左側及び/又は右側を使用していることを検出することができる。
また、 マウスのようなユーザ入力装置を介したユーザのシステム使用形態を検 出する使用形態検出手段は、 例えば、 前記マウスの略一端に配設された送信電極 と、 前記送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、 前記マウスの略他端 に配設された受信電極と、 前記受信電極を流れる交流電流を受信する受信器とで 構成することができる。
このような場合には、 前記送信電極と前記受信電極の間ではコンデンサと等価 な第 1のコンデンサ等価回路が形成されているとともに、 人体が前記マウスの上 面に接近したことに応じて、 第 1のコンデンサ等価回路とは並列的となる第 2の コンデンサ等価回路が形成されている。 したがって、 人体との接近の程度に応じ て前記第 2のコンデンサ等価回路の静電容量が変ィ匕して、 この結果、 前記第 1の コンデンサ等価回路を通過する交流電流が変化することを基にして、 ユーザが前 記マウスを使用していることを検出することができる。
また、 前記使用形態検出手段は、 原信号を変調して出力信号を生成する変調手 段と、 外部に露出して出力信号を送信可能となるように前記ユーザ入力手段上に 配設された第 1の導電性部材からなる送信手段と、 外部に露出して該出力信号を 受信可能となるように外部機器上に配設された第 2の導電性部材からなる受信手 段と、 該受信した信号を復調する復調手段とで構成することができる。 このよう な場合には、 前記第 1及び第 2の導電性部材に人体が接触することによって、 前 記送信手段及び前記受信手段間の信号伝送が可能となることを利用して、 ユーザ が外部機器を併用していることを検出することができる。
前記ユーザ入力手段は例えばキーボードであり、 また、 前記外部機器は例えば 携帯電話などの情報端末である。このような場合には、前記使用形態検出手段は、 前記送信手段及び前記受信手段間における信号伝送を通じて、 ユーザの一方の手 がキーボ—ド上にあるとともに反対側の手で情報端末を把持している状態を検出 することができる。
あるいは、 前記使用形態検出手段は、 複数の線状の送信電極と、 前記の各送信 電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、 前記の各送信電極とは接触しない ように配置された複数の線状の受信電極と、 受信電極を流れる交流電流を受信す る受信器とで構成することができる。 そして、 前記複数の送信電極と前記複数の 受信電極とが交差してなる使用形態検出領域は前記ユーザ入力装置が持つュ一ザ 入力領域に重畳して配置されており、 前記の送信電極と受信電極の各交差点では コンデンザと等価な第 1のコンデンサ等価回路が形成されているとともに、 人体 が送信電極と受信電極の交差点に接近したことに応じて、 第 1のコンデンサ等価 回路とは並列的となる第 2のコンデンサ等価回路が形成されている。
このような場合には、 人体との接近の程度に応じて前記第 2のコンデンサ等価 回路の静電容量が変ィ匕して、 この結果、 前記第 1のコンデンサ等価回路を通過す る交流電流が変化することを基にして、 ユーザの人体による前記ユーザ入力手段 に対する使用形態を検出することができる。
このような使用形態検出手段は、 前記ユーザ入力手段に対してユーザの人体が 行なった操作に対して、 各交差点における出力からなる多次元値を検出すること ができる。 また、 本発明の第 2の側面は、 ユーザが人体を使ってデ一夕又はコマンドを入 力するユーザ入力装置を接続したコンビユー夕であって、 所定のアプリケーションを実行するアプリケーション実行手段と、
ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対する使用形態を検出する使用形態 検出手段と、
前記使用形態検出手段による検出結果に応じて、 前記アプリケーション実行手 段による実行中のアプリケーションの動作を変更する動作制御手段と、 を具備することを特徴とするユーザ入力装置を接続したコンピュータである。 前記使用形態検出手段は、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対する使 用形態が通常モード又は非通常モードのうちいずれであるかを検出することがで きる。 また、 前記動作制御手段は、 前記使用形態検出手段によって非通常モード が検出されたことに応答して、 前記ユーザ入力装置からの入力内容に対する割り 当てを切り替えることができる。
前記ユーザ入力装置はキーボードであってもよい。 このような場合には、 前記 動作制御手段は、 前記使用形態検出手段によってユーザが片手のみを用いてキー 入力可能な使用形態が検出されたことに応答して、 前記キ一ボード上の各キーに 対する割り当てを変更するようにしてもよい。
あるいは、 前記ュ一ザ入力装置は、 キーボード及びマウスの組み合わせで構成 されていてもよい。 このような場合、 前記使用形態検出手段は、 ユーザが両手を 用いてキー入力可能な第 1の使用モード、 又は、 ユーザが左手でマウスを使用し 他方の手のみを用いてキー入力可能な第 2の使用モードのうちいずれであるかを 検出するようにしてもよい。 また、 前記動作制御手段は、 前記第 1の使用モード 下では前記キーボードの各キ一に対して通常のテキスト文字を割り当てるが、 前 記第 2の使用モード下では前記キーボードのうち左手操作キーに対してコマンド 機能を割り当てるようにしてもよい。
あるいは、 前記使用形態検出手段は、 ユーザが少なくとも一方の手を用いて携 帯電話又はその他の情報端末を使用している他端末使用モードであるか否かを検 出するようにしてもよい。 このような場合、 前記動作制御手段は、 前記使用形態 検出手段により他端末使用モ一ドが検出されたことに応答して、 該他端末駆動用 のアプリケーションを起動することができる。
また、 前記ユーザ入力装置がキーボードである場合には、 前記使用形態検出手 段は、 前記キーボードの略中央に配設された送信電極と、 前記送信電極に送信用 の交流電流を供給する発信器と、 前記キーボードの略左端に配設された第 1の受 信電極と、 前記キーボードの略右端に配設された第 2の受信電極と、 前記第 1の 受信電極を流れる交流電流を受信する第 1の受信器と、 前記第 2の受信電極を流 れる交流電流を受信する第 2の受信器とで構成することができる。 そして、 前記 送信電極と前記第 1の受信電極の間ではコンデンザと等価な第 1のコンデンサ等 価回路が形成され、 且つ、 前記送信電極と前記第 2の受信電極の間ではコンデン ザと等価な第 2のコンデンサ等価回路が形成されているとともに、 人体が前記キ —ボードの左側に接近したことに応じて、 第 1のコンデンサ等価回路とは並列的 となる第 1— 2のコンデンサ等価回路が形成され、 又は、 人体が前記キーボード の右側に接近したことに応じて、 第 2のコンデンサ等価回路とは並列的となる第 2— 2のコンデンサ等価回路が形成される。
したがって、 人体との接近の程度に応じて前記第 1一 2又は前記第 2— 2のコ ンデンサ等価回路の静電容量が変化して、 この結果、 前記第 1又は第 2のコンデ ンサ等価回路を通過する交流電流が変化することを基にして、 ユーザが両手を用 いてキー入力可能な第 1の使用モード又はユーザが左手のみを用いてキー入力可 能な第 2の使用モードのうちいずれであるかを検出することができる。 また、 前 記動作制御手段は、 前記第 1の使用モード下では前記キーボードの各キーに対し て通常のテキスト文字を割り当てるが、 前記第 2の使用モード下では前記キーボ —ドのうち左手操作キーに対してコマンド機能を割り当てることができる。 また、 前記ユーザ入力装置がキーボード及びマウスの組み合わせからなる場合 には、 前記使用形態検出手段は、 前記マウスの略一端に配設された送信電極と、 前記送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、 前記マウスの略他端に配 設された受信電極と、 前記受信電極を流れる交流電流を受信する受信器とで構成 することができる。 そして、 前記送信電極と前記受信電極の間ではコンデンサと 等価な第 1のコンデンサ等価回路が形成されているとともに、 人体が前記マウス の上面に接近したことに応じて、 第 1のコンデンサ等価回路とは並列的となる第 2のコンデンサ等価回路が形成される。
したがって、 人体との接近の程度に応じて前記第 2のコンデンサ等価回路の静 電容量が変化して、 この結果、 前記第 1のコンデンサ等価回路を通過する交流電 流が変ィ匕することを基にして、 ユーザが前記マウスを使用していることを検出す ることができる。 また、 前記動作制御手段は、 ユーザが前記マウスを使用してい ることが検出されたことに応答して、 前記キ一ボードのうち左手操作キーに対し てコマンド機能を割り当てることができる。
あるいは、 前記使用形態検出手段は、 原信号を変調して出力信号を生成する変 調手段と、 外部に露出して出力信号を送信可能となるように前記ユーザ入力手段 上に配設された第 1の導電性部材からなる送信手段と、 外部に露出して該出力信 号を受信可能となるように外部機器上に配設された第 2の導電性部材からなる受 信手段と、 該受信した信号を復調する復調手段とで構成することができる。 このような場合、 前記使用形態検出手段は、 前記第 1及び第 2の導電性部材に 人体が接触することによって、 前記送信手段及び前記受信手段間の信号伝送が可 能となることによって、 ユーザが外部機器を使用していることを検出することが できる。 したがって、 前記動作制御手段は、 前記使用形態検出手段により外部機 器の使用が検出されたことに応答して、 該外部機器用のアプリケーションを起動 することができる。
あるいは、 前記使用形態検出手段は、 複数の線状の送信電極と、 前記の各送信 電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、 前記の各送信電極とは接触しない ように配置された複数の線状の受信電極と、 受信電極を流れる交流電流を受信す る受信器とで構成することができる。 そして、 前記複数の送信電極と前記複数の 受信電極とが交差してなる使用形態領域は前記ユーザ入力装置が持つユーザ入力 領域に重畳して配置されており、 送信電極と受信電極の各交差点ではコンデンサ と等価な第 1のコンデンサ等価回路が形成されているとともに、 人体が送信電極 と受信電極の交差点に接近したことに応じて、 第 1のコンデンサ等価回路とは並 列的となる第 2のコンデンサ等価回路が形成されている。 したがって、 前記使用 形態検出手段は、 人体との接近の程度に応じて前記第 2のコンデンサ等価回路の 静電容量が変化して、 この結果、 前記第 1のコンデンサ等価回路を通過する交流 電流が変ィ匕することを基にして、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対す る使用形態を各交差点の出力からなる多次元値として検出することができる。 し たがって、 前記動作制御手段は、 該多次元値を利用した処理として、 例えば、 ュ —ザが行った特定の入力操作と該特定の入力操作から検出された多次元値との比 較照合によりユーザの認証処理を実行することができる。 また、 本発明の第 3の側面は、 ユーザが人体を使ってデータ又はコマンドを入 力するユーザ入力装置を接続したコンピュータの制御方法であって、
ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対する使用形態を検出する使用形態 検出ステップと、
前記使用形態検出ステヅプによる検出結果に応じて、 前記アブリケ一ション実 行手段による実行中のアプリケーションの動作を変更する動作制御ステップと、 を具備することを特徴とするユーザ入力装置を接続したコンピュータの制御方法 である。
本発明の第 3の側面に係るコンピュータの制御方法によれば、 前記使用形態検 出ステップでは、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対する使用形態が通 常モード又は非通常モードのうちいずれであるかを検出して、 前記動作制御ステ ップでは、 前記使用形態検出ステヅプによつて非通常モードが検出されたことに 応答して、 前記ユーザ入力装置からの入力内容に対する割り当てを切り替えるこ とができる。
例えば前言 3ユーザ入力装置がキーボードである場合には、 前記動作制御ステヅ プでは、 前記使用形態検出ステップによってユーザが片手のみを用いてキ一入力 可能な使用形態が検出されたことに応答して、 前記キーボ一ド上の各キ一に対す る割り当てを変更することができる。
あるいは、 前記ユーザ入力装置がキ一ボ一ド及びマウスの組み合わせからなる 場合には、 前記使用形態検出ステップでは、 ユーザが両手を用いてキー入力可能 な第 1の使用モード、 又は、 ユーザが左手でマウスを使用し他方の手のみを用い てキー入力可能な第 2の使用モードのうちいずれであるかを検出して、 前記動作 制御ステップは、 前記第 1の使用モード下では前記キ一ボ一ドの各キーに対して 通常のテキスト文字を割り当てるが、 前記第 2の使用モ一ド下では前記キーボー ドのうち左手操作キーに対してコマンド機能を割り当てるようにしてもよい。 また、 前言己使用形態検出ステップでは、 ユーザが少なくとも一方の手を用いて 携帯電話又はその他の情報端末を使用している他端末使用モードであるか否かを 検出するようにしてもよい。 このような場合、 前記動作制御ステップでは、 前記 使用形態検出ステップにより他端末使用モードが検出されたことに応答して、 該 他端末駆動用のアブリケ一ションを起動することができる。
また、 前記使用形態検出ステップでは、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装 置に対する使用形態を多次元値として検出するようにしてもよい。 このような場 合には、 前記動作制御ステップでは、 該多次元値を利用した処理として、 ユーザ が行った特定の入力操作と該特定の入力操作から検出された多次元値との比較照 合によりユーザの認証処理を実行することができる。 また、 本発明の第 4の側面は、 ユーザが人体を使ってデータ又はコマンドを入 力するユーザ入力装置に対するユーザの使用形態に応じた情報処理をコンビュ一 夕 ·システム上で実行するように記述されたコンピュータ 'ソフトウェアをコン ピュ一夕可読形式で物理的に格納した記憶媒体であって、 前記コンピュータ ·ソ フトウエアは、
ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対する使用形態を検出する使用形態 検出ステップと、
前記使用形態検出ステップによる検出結果に応じて、 前記アブリケーシヨン実 行手段による実行中のアプリケーションの動作を変更する動作制御ステヅプと、 を具備することを特徴とする記憶媒体である。
本発明の第 4の側面に係る記憶媒体は、例えば、さまざまなプログラム'コード を実行可能な汎用コンピュータ 'システムに対して、コンピュータ 'ソフトウエア をコンピュータ可読な形式で提供する媒体である。 このような媒体は、 例えば、 C D (Compact Disc) や F D (Flexible Disk)、 M O (Magneto-Optical disc) などの着脱自在で可搬性の記憶媒体である。 あるいは、 ネットワーク （ネットヮ —クは無線、 有線の区別を問わない） などの伝送媒体などを経由してコンビユー 夕■ソフトウェアを特定のコンピュータ -システムに提供することも技術的に可 能である。 このような記憶媒体は、 コンピュータ ·システム上で所定のコンピュータ■ソ フトウェアの機能を実現するための、 コンピュータ ·ソフトウエアと記憶媒体と の構造上又は機能上の協働的関係を定義したものである。 換言すれば、 本発明の 第 4の側面に係る記憶媒体を介して所定のコンピュータ ·ソフトウェアをコンビ ュ一夕 'システムにインストー^/することによって、 コンピュータ 'システム上 では協働的作用が発揮され、 本発明の第 2又は第 3の側面に係るコンピュ一夕又 はコンピュータの制御方法と同様の作用効果を得ることができる。 また、 本発明の第 5の側面は、 ユーザの指先などを用いて非接触形式で入力す る非接触型ユーザ入力装置であつて、
複数の線状の送信電極と、
前記の各送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、
前記の各送信電極とは接触しないように配置された複数の線状の受信電極と、 受信電極を流れる交流電流を受信する受信器とを備え、
送信電極と受信電極の各交差点においてコンデンサと等価な回路が形成されて いる、
ことを特徴とする非接触型ユーザ入力装置である。
このような構成の非接触型ユーザ入力装置によれば、 送信電極と受信電極の各 交差点では、 コンデンザと等価な第 1のコンデンサ等価回路が仮想的に形成され ている。
また、 ユーザの指先などの導電性の物体が接近したことに応じて、 第 1のコン デンサ等価回路とは並列的となる第 2のコンデンサ等価回路が仮想的に形成され る。
前記第 2のコンデンサ等価回路の静電容量は、 指先などの該導電性の物体との 接近の程度に応じて変ィ匕していく。 したがって、 第 2のコンデンサ等価回路とは 並列的に接続された前記第 1のコンデンサ等価回路を通過する交流電流は、 指先 などの該導電性の物体との接近の程度に応じて同様に変化する。 このような現象 を利用して、 非接触型のユーザ入力装置は、 指先が接触したことだけでなく、 接 近したときの指先までの距離を計測することができる。 また、 前記送信器は、 各送信電極に対して交流電流をスキャンして、 交流電流 を送信した送信電極と交流電流を受信した受信電極との位置関係により入力位置 を検出する信号処理部をさらに備えていてもよい。
このような場合、 非接触のユーザ入力装置は、 入力位置を検出した送信電極と 受信電極の交差点を追跡していくことにより、 接近している物体の輪郭を計測す ることができる。 すなわち、 非接触のユーザ入力装置は、 単にユーザの指先など の物体が近づいたということを検知するだけではなく、 物体の形状を認識するこ とができる。 また、 2以上のユーザが同時に非接触ユーザ入力装置にアクセスし ようとしても、 各人の指先を分離して認識することも可能である。
前記送信器は、 各送信電極に対して交流電流をスキャンさせながら印加するよ うにしてもよい。 そして、 非接触型ユーザ入力装置は、 交流電流を送信した送信 電極と交流電流を受信した受信電極との位置関係により入力位置を検出する信号 処理部をさらに備えていてもよい。
前記信号処理部は、 送信電極と受信電極の交差点で形成される第 1の仮想コン デンサの静電容量と、 ユーザの指先などの導電性の物体が送信電極と受信電極の 交差点に接近したことに応じて形成される第 2の仮想コンデンザの静電容量との 相違を利用して、 該導電性の物体が接近したことを検出することができる。 また、 前記信号処理部は、 ユーザの指先などの導電性の物体と各電極との間で 仮想的に形成されるコンデンサの静電容量を統合することで、 該導電性の物体の 位置を検出することができる。
また、 本発明に係る非接触型ユーザ入力装置のうち少なくとも前記複数の送信 電極と前記複数の受信電極とが交差してなるユーザ入力領域を、 表示装置の表示 画面上に重畳させることによって、 表示一体型のユーザ入力装置を構成すること ができる。 例えば、 液晶表示ディスプレイや有機 L E Dなどと一体的に、 本発明 に係る非接触型ユーザ入力装置を構成することができる。
例えば、 アノード電極層とカソード電極層が絶縁層を介して積層して構成され る表示装置と一体的に、 本発明に係る非接触型ユーザ入力装置を構成するように してもよい。
このような場合、 一方の電極層と他方の電極層との組み合わせによって、 前記 複数の送信電極と前記複数の受信電極とが交差してなるユーザ入力領域を構成す ることができる。 すなわち、 直流電圧が印加される一方の電極層に検出用の交流 電圧を印加させとともに、 他方の電極層から受信される交流電流を検出するよう にすればよい。 本発明のさらに他の目的、 特徴や利点は、 後述する本発明の実施例や添付する 図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
[図面の簡単な説明] 図 1は、 本発明の一実施形態に係るユーザ入力装置 1の基本構成を模式的に示 した図である。
図 2は、 送信電極 2 1及び左手検出用の受信電極 2 3間の静電的な作用により 人体 （例えばユーザの手） を検出するための原理を説明するための図である。 図 3は、 送信電極 2 1及び左手検出用の受信電極 2 3間の静電的な作用により 人体 （例えばユーザの手） を検出するための原理を説明するための図である。 図 4は、 送信電極 2 1及び左手検出用の受信電極 2 3間の静電的な作用により 人体 （例えばユーザの手） を検出するための原理を説明するための図である。 図 5は、 送信電極 2 1及び左手検出用の受信電極 2 3間の静電的な作用により 人体 （例えばユーザの手） を検出するための原理を説明するための図である。 図 6は、 本発明の他の実施形態に係るユーザ入力装置 1の基本構成を模式的に 示した図である。
図 7は、 ユーザがキーボ一ド 1 0及びマウス 3 0を未操作中の使用形態におけ る検出信号 L、 R、 及び Mの出力レベルを模式的に示した図である。
図 8は、 ユーザが両手でキ一ボ一ド 1 0を操作している使用形態における検出 信号 L、 R、 及び Mの出力レベルを模式的に示した図である。
図 9は、 ユーザが左手でキーボード 1 0を操作するととにも、 右手でマウス 3 0を操作している使用形態における、 検出信号 L、 R、 及び Mの出カレペルを模 式的に示した図である。 図 1 0は、 ユーザが右手のみでキーボード 1 0を操作している使用形態におけ る、 検出信号 L、 R、 及び Mの出力レベルを模式的に示した図である。
図 1 1は、 ユーザが右手でキーボ一ド 1 0を操作するとともに、 左手で携帯鼋 話などを扱っている状態を示し 図である。
図 1 2は、 本発明のさらに他の実施形態に係るユーザ入力装置 1の基本構成を 模式的に示した図である。
図 1 3は、 本発明のさらに他の実施形態に係るユーザ入力装置 1の基本構成を 模式的に示した図である。
図 1 4は、 ユーザが両手をキーボード 1 0上に置いたときの、 人体検出装置 7 0の各交差点における出力を模式的に示した図である。
図 1 5は、ュ一ザが両手をマウス 3 0上に置いたときの、 人体検出装置 7 0の 各交差点における出力を模式的に示した図である。
図 1 6は、 本発明のさらに他の実施形態に係る非接触型ユーザ入力装置 1 0 1 の基本構成を模式的に示した図である。
図 1 7は、 送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5間のある 1つの交差点を拡大して 示した図である。
図 1 8は、 送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5間のある 1つの交差点の等価回路 を示した図である。
図 1 9は、 送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5間のある 1つの交差点にユーザの 指先が接近している様子を示した図である。
図 2 0は、 送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5間のある 1つの交差点にユーザの 指先が接近したときの送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5との交差点の等価回路を 示した図である。
図 2 1は、 非接触ユーザ入力装置 1 0 1の変形例を説明するための図である。 図 2 2は、 非接触ユーザ入力装置 1 0 1の変形例を説明するための図である。 図 2 3は、 非接触ユーザ入力装置 1 0 1の変形例を説明するための図である。 図 2 4は、 導電性ポリマ一による発光素子すなわち有機 L E Dからなる表示装 置と一体的に構成された非接触ユーザ入力装置 1 0 1の断面構成を示した図であ る。 図 2 5は、 本発明に適用することができるコンビュ一夕 2 0 0のハードウェア 構成を模式的に示した図である。
図 2 6は、 状態 1又は状態 2を識別したことに応じてコンピュータ 2 0 0側が 挙動を変ィ匕させるための処理手順を示したフローチャートである。
図 2 7は、 W e bブラウザを起動中に、 状態 3又は状態 4を識別したことに応 じてコンピュータ 2 0 0側が挙動を変化させるための処理手順を示したフローチ ヤートである。
図 2 8は、 ユーザ入力装置 1に対するユーザ入力操作時に得られた人体検出装 置 7 0からの多次元値に基づいたユーザ認証処理の手順を示したフローチヤ一ト である。
図 2 9は、 ユーザ入力装置 1に対するユーザ入力操作時に得られた人体検出装 置 7 0からの多次元値に基づいたユーザ認証処理の手順を示したフローチヤ一ト である。 [発明を実施するための最良の形態] 以下、 図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。 A. ユーザ入力装置
図 1には、 本発明の一実施形態に係るユーザ入力装置 1の基本構成を模式的に 示している。 ユーザ入力装置 1は、 例えば一般的なハードウェア構成を持つコン ピュ一夕 （図示しない）に対して、周辺装置の 1つとして接続することができる。 ユーザは、 ユーザ入力装置 1を介して、 コンピュータ （図 1には図示しない） に 対して所望のデータゃコマンドを入力することができる。
同図に示す例では、 ユーザ入力装置 1は、 例えば" QWE R T Y"配列のキー群 を備えテキスト 'ベースでユーザ入力を受容する一般的なキーボード 1 0の内部 (キーボード入力面の下方） に、 キーボード 1 0上にユーザの右手及び左手の存 在を認識する人体検出装置 2 0が組み込まれた構成となっている。 このようなュ —ザ入力装置 1を接続するコンビュ一夕上では、 後述するように、 キーボード 1 0上に右手及び左手の有無を認識した結果に応じて、 システムの状態やアプリケ —シヨンの処理動作を変化させることができる。
この実施形態に係る人体検出装置 2 0は、 キ一ボ一ド 1 0の略中央に配設され た送信電極 2 1と、 この送信電極 2 1に対して送信用の交流電流信号 Tx (例えば、 1 0 0 k H z ) を供給する発信器 2 2と、 キーボード 1 0の略左端に配設された 左手検出用の受信電極 2 3と、 キーボード 1 0の略右端に配設された右手検出用 の受信電極 2 4と、 受信電極 2 3を流れる交流電流を受信する左手検出用の受信 器 2 5と、 受信電極 2 4を流れる交流電流を受信する右手検出用の受信器 2 6と で構成される。
左手検出用の受信器 2 5は、 受信電極 2 3による受信信号 から所定周波数 帯域の交流電流のみを通過させるバンド 'パス'フィル夕 （B P F ) 2 5 Aと、 増 Ψΐ器 2 5 Bと、 検波器 2 5 Cとからなる AM変調器と、 検波出力をデジタル形式 の信号に変換する AZD変換器 2 5 Dとで構成される。
また、 右手検出用の受信器 2 6は、 受信電極 2 4による受信信号 から所定 周波数帯域の交流電流のみを通過させるバンド'パス 'フィル夕 （B P F ) 2 6 A と、 増幅器 2 6 Bと、 検波器 2 6 Cとからなる AM変調器と、 検波出力をデジ夕 ル形式の信号に変換する AZD変換器 2 6 Dとで構成される。
このような構成を備えた人体検出装置 2 0においては、 送信電極 2 1と左手検 出用の受信電極 2 3の間ではコンデンサと等価な回路が形成され、 同様に、 送信 電極 2 1と右手検出用の受信電極 2 4の間ではコンデンサと等価な回路が形成さ れている。
例えば、 ユーザの左手がキーボード上面の所定位置 （すなわち左半分） に接近 したことに応じて、 上述した左手側のコンデンサ等価回路とは並列的となる仮想 的なコンデンサ等価回路が形成される。 したがって、 ユーザの左手の接近に伴う 仮想コンデンサの静電容量の変ィ匕を利用して、 キ一ボード 1 0上にユーザの左手 が存在するか否かを検出することができる。 また同様に、 ユーザの左手がキーボ ード上面の所定位置 （すなわち左半分） に接近したことに応じて、 上述した右手 側のコンデンサ等価回路とは並列的となる仮想的なコンデンサ等価回路が形成さ れるので、 ユーザの右手の接近に伴う仮想コンデンサの静電容量の変ィ匕を利用し て、キーボード 1 0上にユーザの右手が存在するか否かを検出することができる。 図 2には、 本実施形態に係る人体検出装置 2 0のうち、 送信電極 2 1及び左手 検出用の受信電極 2 3のみを抜き出して描いている。 また、 図 3には、 送信電極 2 1及び左手検出用の受信電極 2 3間の等価回路を示している。
送信電極 2 1及び左手検出用の受信電極 2 3間には、 図 3に示すように、 コン デンサと等価な回路が形成されている。
ここで、 送信電極 2 1側に例えば 1 0 0 k H z程度の交流電圧を印加すると、 送信電極 2 1と受信電極 2 3の間の静電容量 Caによって容量結合が起こり、受信 電極 2 3に交流電流が発生する。このコンデンサ Caを通過する電流の強度は、発 信器 2 2における交流電圧の発信周波数に同調したバンド ·パス ·フィル夕 2 5 A、 増幅器 2 5 B、 検波器 2 5 C、 並びに A/D変換器 2 5 Dの各部により信号 処理を施すことによって、 デジタル ·デ一夕として取り出される。 この場合の受 信電極 2 3において受信される交流電流の強度は、コンデンサの静電容量 Caにの み依存する。
静電容量 Caは、送信電極 2 1や受信電極 2 3の変形などがない限り、静的で、 固定値を保つ。 したがって、 送信電極 2 1側に同じ交流電圧が印加される限り、 受信電極 2 3側において受信される交流電流の強度は一定となる。
次いで、 このような送信電極 2 1及び受信電極 2 3の組み合わせによって、 ュ —ザの左手などの人体を検出する仕組みについて説明する。
図 4には、 キ一ボード 1 0入力面上の左側すなわち送信電極 2 1と受信電極 2 3間にュ一ザの左手が接近している様子を模式的に示している。また、図 5には、 送信電極 2 1と受信電極 2 3間にユーザの左手が接近したときの送信電極 2 1と 受信電極 2 3間の等価回路を示している。
送信電極 2 1と受信電極 2 3間では、上述したように、コンデンサ Caと等価な 回路が形成される。
また、 ユーザの左手などの人体は仮想的な接地点 （アース） とみなすことがで きる。 したがって、 その等価回路は、 送信電極 2 1と受信電極 2 3の間で形成さ れるコンデンサ Caと、人体と送信電極 2 1並びに人体と受信電極 2 3それそれの 間で直列的に形成される仮想的なコンデンサ Cbl及び Cb2とが、並列的に接続され た構成となる。
したがって、 送信電極 2 1側に例えば 1 0 0 k H z程度の交流電圧を印加した 場合、 コンデンサ Cblを介してグランドに流れ込む電流の分だけ、 送信電極 2 1 と受信電極 2 3の間の静電容量 Caによる容量結合によつて発生する交流電流、す なわち受信電極 2 3側で検出される電流の強度は弱まる。
静電容量 Caは、送信電極 2 1や受信電極 2 3の変形などがない限り、静的で、 固定値を保つ。 これに対し、 人体と送信電極 2 1並びに人体と受信電極 2 3それ それの間で直列的に形成される仮想的なコンデンサのそれそれの静電容量 Cbl及 び Cb2は、 人体がキーボード 1 0入力面の左側すなわち送信電極 2 1並びに受信 電極 2 3に接近するに従って大きくなる。 このため、 同じ交流電圧を送信電極 2 1に印加した場合、 受信電極 2 3で検出される交流電流の強度は、 人体がキーボ —ド 1 0入力面の左側に接近するに従って、 小さくなつていく。
このような現象を利用して、 バンド 'パス ·フィルタ 2 5 A、 増幅器 2 5 B、 検波器 2 5 Cによって AM変調され、 さらに AZD変換器 2 5 Dでデジタル形式 に変換された受信信号を用いて、 送信電極 2 1並びに受信電極 2 3に人体が接近 しているか否か、 すなわち、 ユーザの左手がキ一ボード 1 0を使用しているか否 かを判定することができる。
また、 上述したものと同様の原理により、 送信電極 2 1及び右手検出用の受信 電極 2 4間における静電作用を基にして、 送信電極 2 1並びに右手検出用の受信 電極 2 4に人体が接近しているか否か、 すなわち、 ユーザの右手がキ一ボード 1 0を使用しているか否かを判定することができる。 また、 図 6には、 本発明の他の実施形態に係るユーザ入力装置 1の基本構成を 模式的に示している。 この実施形態に係るユーザ入力装置 1は、 キーボード 1 0 とマウス 3 0の組み合わせで構成される。 キ一ボード 1 0並びにマウス 3 0は、 例えば一般的なハードウェア構成を持つコンピュータ （図示しない） に対して周 辺装置として接続することができる。 ユーザは、 キーボード 1 0上でのキー入力 を介してテキスト ·ベースで所望のデ一夕やコマンドを入力することができる以 外に、 マウス 3 0による座標指示入力を介して、 グラフィック ·ベースで所望の データゃコマンドを入力することができる。
キーボード 1 0は、 例えば" QWE R T Y"形式の一般的なキー配列を持つとと もに、 キーボード 1 0の内部 （キーボード入力面の下方） に、 キーボード 1 0上 にュ一ザの右手及び左手の存在を認識する人体検出装置 2 0が組み込まれている。 但し、 人体検出装置 2 0の構成並びに動作特性は上述したものと同様なので、 こ こでは説明を省略する。
一方、 マウス 3 0は、 回転自在に支持されたボール並びにこのボールの回転か らその x y各軸,方向の移動量を検出する移動センサを内蔵する （図示しない） と ともに、 並びに、 左右のクリック ·ボタンを背面に持つ一般的な構成を備えてお り、 マウス 3 0の背面上にユーザの手 （通常は右手又は利き腕） が置かれて使用 に供される。
本実施形態では、 このようなマウス 3 0の内部には、 人体検出装置 4 0が組み 込まれた構成となっている。 このようなマウス 3 0並びにキーボード 1 0からな るュ一ザ入力装置 1を接続するコンピュータ （図示しない） 上では、 後述するよ うに、 ユーザがマウス 3 0並びにキーボ一ド 1 0を操作する形態を自動的に検出 して、 かかるユーザ入力装置 1の使用形態に応じてシステムの状態やアプリケ一 シヨンの処理動作を変ィ匕させることができる。
この実施形態に係る人体検出装置 4 0は、 マウス 3 0の略一端に配設された送 信電極 4 1と、 この送信電極 4 1に送信用の交流電流信号 Tx (例えば、 1 0 0 k H z ) を供給する発信器 4 2と、 マウス 3 0の 也端に配設された受信電極 4 3 と、 この受信電極 4 3を流れる交流電流を受信する受信器 4 とで構成される。 受信器 4 4は、 受信電極 4 3による受信信号 Rfflから所定周波数帯域の交流電 流のみを通過させるバンド'パス'フィル夕 （B P F ) 4 4 Aと、増幅器 4 4 Bと、 検波器 4 4 Cとからなる AM変調器と、 検波出力をデジタル形式の信号に変換す る AZD変換器 4 4 Dとで構成される。
このような構成を備えた人体検出装置 4 0においては、 送信電極 4 1と受信電 極 4 3の間ではコンデンサと等価な回路が形成されている。
例えば、 ユーザの右手 （又は利き手） がマウス 3 0の背面に接近したことに応 じて、 上述したコンデンサ等価回路とは並列的となる仮想的なコンデンサ等価回 路が形成される。 したがって、 ユーザの右手の接近に伴う仮想コンデンサの静電 容量の変ィ匕を利用して、 マウス 3 0の背面にユーザの右手が存在するか否か、 す なわち、 ユーザがマウス 3 0を操作中か否かを検出することができる。
送信電極 4 1及び受信電極 4 3間の静電的な作用によりユーザがマウス 3 0を 操作中か否かを検出するための原理は、 図 2〜図 5を用いて説明したキーボード 1 0入力面上でユーザの手を検出する仕組みと略同一なので、 ここでは説明を省 略する。
図 6に示した実施形態では、 キ一ボード 1 0に組み込まれた人体検出装置 2 0 からは、 ユーザがキーボード 1 0を左手で操作中であるかを示す検出信号 Lと、 ユーザがキーボード 1 0を右手で操作中であるかを示す検出信号 Rとが得られる。 同様に、 マウス 3 0に組み込まれた人体検出装置 4 0からは、 ユーザがマウスを 操作中であるか否かを示す検出信号 Mが得られる。
図 7には、 ユーザがキーボード 1 0及びマウス 3 0を未操作 （解放） 中の使用 形態における、 検出信号 L、 R、 及び Mの出カレペルを模式的に示している。 こ のような状態では、 送信電極から発信される交流電圧信号を、 各受信電極は良好 に受信することができるので、 各検出信号 L、 R 及び Mの出力レベルは比較的 い o
また、 図 8には、 ユーザが両手でキーボード 1 0を操作している使用形態にお ける、 検出信号 L、 R、 及び Mの出力レベルを模式的に示している。 このような 状態では、 送信電極 2 1とユーザの各々の手との間では仮想的なコンデンサ等価 回路が形成される。 この結果、 左手検出用の受信電極 2 3並びに右手検出用の受 信電極 2 5で受信される交流電圧信号のレベルは低下する。 したがって、 検出信 号 Mの出力レベルは比較的高いが、 検出信号 L及び検出信号 Rの出カレペルは低 下する。
また、 図 9には、 ユーザが左手でキーボード 1 0を操作するととにも、 右手で マウス 3 0を操作している使用形態における、 検出信号 L、 R、 及び Mの出カレ ペルを模式的に示している。 このような状態では、 送信電極 2 1とユーザの左手 の間、 並びに送信電極 3 1とユーザの右手の間では、 仮想的なコンデンサ等価回 路が形成される。 この結果、 左手検出用の受信電極 2 3並びにマウス操作検出用 の受信電極 3 3で受信される交流電圧信号のレベルは低下する。 したがって、 検 出信号 Rの出力レベルは比較的高いが、 検出信号 L及び検出信号 Mの出力レベル は低下する。
また、 図 1 0には、 ユーザが右手のみでキ一ボード 1 0を操作している使用形 態における、 検出信号 L、 R、 及び Mの出力レベルを模式的に示している。例え ば、 ユーザが左手を休めている場合の以外に、 左手で携帯電話やその他の外部機 器を扱っている場合（図 1 1を参照のこと） がこれに相当する。 このような状態 では、 送信電極 2 1とユーザの右手の間では仮想的なコンデンサ等価回路が形成 されるので、 右手検出用の受信電極 2 5で受信される交流電圧信号のレベルは低 下する。 したがって、 検出信号 L及び検出信号 Mの出力レベルは比較的高いが、 検出信号 Rの出カレペルは低下する。 また、 図 1 2には、 本発明のさらに他の実施形態に係るユーザ入力装置 1の基 本構成を模式的に示している。 この実施形態は、 ユーザ入力装置 1がキーボード 1 0とマウス 3 0の組み合わせで構成される点で図 6に示した実施形態と共通す るが、 ユーザがこれらユーザ入力装置 1以外に携帯電話 5 0を操作する可能性を 想定している点で、 図 6に示した例とは相違する。
例えば" QWE R T Y"配列を持つ一般的なキ一ボード 1 0の内部 （キーボード 入力面の下方） に、 キーボード 1 0上にユーザの右手及び左手の存在を認識する 人体検出装置 2 0が組み込まれている。但し、 人体検出装置 2 0の構成並びに動 作特性は上述したものと同様なので、 ここでは説明を省略する。
一方、 マウス 3 0は、 回転自在に支持されたボール並びにこのボールの回転か らその x y各軸方向の移動量を検出する移動センサを内蔵する （図示しない） と ともに、 並びに、 左右のクリック ·ボタンを背面に持つ一般的な構成を備えてお り、 マウス 3 0の背面上にユーザの手 （通常は右手又は利き腕） が置かれて使用 に供される。 マウス 3 0の内部には、 人 # ^食出装置 4 0が組み込まれた構成とな つているが、 人体検出装置 4 0の構成並びに動作特性は上述したものと同様なの で、 ここでは説明を省略する。
この実施形態では、 携帯端末 5 0上には、 ユーザが携帯端末 5 0を手で操作し ているか否かを検出するための人体検出装置 6 0が搭載されている。 この人体検 出装置 6 0は、 送信電極 2 1からの出力信号を受信可能となるように携帯端末 5 0の筐体壁面上で外部に露出するように配設された導電性部材からなる受信部 6 1と、 受信した信号を復調する復調部 6 2とを備えている。
導電性部材からなる受信部 6 1に人体が接触することによって、 送信手段及び 前記受信手段間の信号伝送が可能となるように構成されている。 したがって、 キ 一ボード 1 0又はマウス 3 0上の送信電極 2 1 , 4 1と、 携帯電話 5 0上の受信 器 6 1間における信号伝送を通じて、 ユーザの一方の手がキーボード 1 0又はマ ウス 3 0上にあるとともに反対側の手で携帯電話 5 0を把持している状態を検出 することができる。
したがって、 図 1 2に示したような実施形態においては、 ュ一ザ入力装置 1を 接続したコンビユー夕本体側では、 以下に示すようなユーザ入力装置 1の使用形 態を検出することができる。 状態 1 ：両手がキ一ボード 1 0上にある
状態 2 ：左手がキーボード 1 0上にあり、 右手がマウス 3 0上にある
状態 3 ：片手 （例えば左手） のみがキーボード 1 0上にある
状態 4 ：左手で携帯電話 5 0を把持し、 右手がキーボード 1 0上にある また、 このようなマウス 3 0並びにキーボード 1 0からなるユーザ入力装置 1 を接続するコンピュータ上では、 後述するように、 ユーザがキーボード 1 0、 マ ウス 3 0、 並びに携帯端末 5 0のいずれを操作しているかを自動的に検出して、 かかるユーザ入力装置 1又は携帯端末 5 0の使用形態に応じてシステムの状態や アプリケーションの処理動作を変化させることができる （後述)。 図 1 3には、 本発明のさらに他の実施形態に係るュ一ザ入力装置 1の基本構成 を模式的に示している。 この実施形態は、 ユーザ入力装置 1がキーボード 1 0で 構成される点で図 1に示した実施形態と共通するが、 ユーザによるキ一ボード入 力操作を多次元値 （この実施形態では 2次元平面的な広がりを持つ 2次元値） と して検出することができる点で、 図 1に示した例とは相違する。
例えば" QWERTY"配列を持つ一般的なキーボード 10の内部 （キ一ボード 入力面の下方） に、 キーボード 10上にユーザの右手及び左手の存在を認識する 人体検出装置 70が組み込まれている。
同図に示す例では、この人体検出装置 70は、複数の線状の送信電極 71-1, 71— 2, ···, 71— mと、 各送信電極 71— 1…に送信用の交流電流を供給す る発信器 72と、 静電作用によって各送信電極 71— 1…からの交流電流を受信 する複数の線状の受信電極 75— 1， 75— 2， ···， 75— nと、 各受信電極 7
5 - 1を流れる交流電流を受信する受信器 76とで構成される。 受信器 76は、 所定周波数帯域の交流電流のみを通過させるバンド 'パス'フィル夕 （BPF) 7
6 Aと、 増幅器 76Bと、 検波器 76 Cとからなる AM変調器と、 検波出力をデ ジ夕ル形式の信号に変換する AZD変換器 76Dとで構成される。
各受信電極 75— 1， 75-2, ■··, 75— nは、 図 13では各送信電極 71 —1， 71-2, …， 71—mと交差点を持つことが分かるが、 交差点ではこれ ら電極どうしが接触していない。 言い換えれば、 電極どうしの各交差点では、 電 荷を蓄積するコンデンサと等価な回路が実質上形成されている。 したがって、 送 信電極に交流電流が通過すると、 これに対向する受信電極には、 容量結合によつ て、 その交差点を介して交流電流が流れる。 これら各送信電極 71— 1, 71— 2, ···, 71—mと各受信電極 75— 1， 75— 2， …， 75— nが交錯する領 域は、人体検出装置 70における人体検出領域を構成する。この人体検出領域は、 図示の通り、 2次元的な広がりを持つ。
発信器 72は、 各送信電極 71— 1…に対して交流電流をスキャンしながら印 加する。 したがって、 ある瞬間では、 各受信電極 75— 1…には該当する送信電 極との交差点におけるコンデンサ等価回路からの交流電流が流れることになり、 交流電流を送信した送信電極と交流電流を受信した受信電極との位置関係により 入力位置を検出することができる。例えば、 A D変換された各受信電極 75— 1…における出力信号をプロセッサ 80上で所定の演算処理を行うことによって、 ユーザ入力領域を介して 2次元的なユーザ入力を検出することができる。
図示の例では、 各送信電極 71-1, 71-2, …， 71—mは略平行に配列 されているとともに、 各受信電極 7 5— 1， 7 5 - 2 , …， 7 5— nは各送信電 極 1 1—1…とは直交する方向に配列されており、 ユーザ入力領域は、 電極どう しが均一な網の目上に組み合わされた略平面状の領域である。但し、 本発明の要 旨はこのような形態に特に限定されるものではなく、 各送信電極 7 1— 1…と受 信電極 7 5― 1…が触せずに交錯していれば、 平面以外の形状、 例えば球状やそ の他の曲面状であってもよい。例えば、 同様の構成をした人体検出装置 7 0をマ ウス 3 0内に組み込むことも可能である。
図 1 3に示す実施形態は、 図 1に示した場合よりも、 電極の個数をより多くす ることによって、 より細かな手の形状を認識することを可能とするものである。 例えば、 ユーザが両手をキーボード 1 0上に置いた場合には、 人体検出装置 7 0 の 2次元出力は、 図 1 4に示す通りとなる。 また、 ユーザがマウス 3 0上に右手 を置いた場合における人体検出装置 7 0の 2次元出力は、 図 1 5に示す通りとな る。
この実施形態に係る人体検出装置 7 0は、 送信電極 7 1と受信電極 7 5の各交 差点毎に独立して手との近接度を計測することができる。 キーボード 1 0入力面 やマウス 3 0背面上でのユーザの手の置き方に応じて、 得られる 2次元出力パ夕 —ンは相違する。 図 1 4や図 1 5では、 各交差点における出カレペルを濃淡で示 している。
ユーザ毎にキー操作上の特徴や癖があるので、 キーボ一ド 1 0入力面上で同じ キー入力を行う場合であっても、 人体検出装置 7 0を介して得られる 2次元出力 パターンもユーザ毎に相違することが思料される。 すなわち、 同一人物が同一の 入力操作 （例えば特定のキーを押した瞬間） には、 人体検出装置 7 0が出力する 多次元値はほぼ同じであることが期待されるが、 その多次元値はユーザ毎に異な 。
したがって、 ユーザがキ一ボード 1 0やマウス 3 0などのユーザ入力装置 1に 対して特定の入力操作を行った際に、 人体検出装置 7 0から検出された多次元値 を比較照合することによって、ユーザの認証処理を実行することができる。但し、 人体検出装置 7 0から得られた多次元値を用いたユーザ認証処理の詳細について は後述に譲る。 図 16には、 本発明のさらに他の実施形態に係るユーザ入力装置 101の基本 構成を模式的に示している。 このユーザ入力装置 101は非接触式でユーザ入力 を受容するという点で上述した各実施形態とは相違する。
同図に示すように、 この非接触型ュ一ザ入力装置 101は、 複数の線状の送信 電極 111— 1 , 111— 2， ···， 111—mと、 各送信電極 111-1…に送 信用の所定周波数（例えば 100 KH z )の交流電流を供給する発信器 112と、 静電作用によって各送信電極 111一 1…からの交流電流を受信する複数の線状 の受信電極 115— 1, 115— 2, ···, 115— ηと、 各受信電極 115-1 …を流れる交流電流を受信する受信器 116とで構成される。 受信器 116は、 所定周波数帯域の交流電流のみを通過させるバンド 'パス'フィル夕 （BPF) 1 16 Αと、 増幅器 116Bと、 検波器 116 Cとからなる AM変調器と、 検波出 力をデジ夕ル形式の信号に変換する A/D変換器 16 Dとで構成される。
各受信電極 115— 1， 115— 2, ···， 115— nは、 図 16では各送信電 極 111— 1, 111— 2, ···， 111—mと交差点を持つことが分かるが、 交 差点ではこれら電極どうしが接触していない。 言い換えれば、 電極どうしの各交 差点では、 電荷を蓄積するコンデンサと等価な回路が実質上形成されている。 し たがって、 送信電極に交流電流が通過すると、 これに対向する受信電極には、 静 電誘導によって、 その交差点を介して交流電流が流れる。 これら各送信電極 11 1— 1, 111— 2, ···， 111— mと各受信電極 115— 1, 115— 2, ···， 115— nが交錯する領域は、 非接触型ユーザ入力装置 101におけるユーザ入 力領域を構成する。 このユーザ入力領域は、 図示の通り、 2次元的な広がりを持 つ。
発信器 112は、 各送信電極 111一 1…に対して交流電流をスキャンしなが ら印加する。 したがって、 ある瞬間では、 各受信電極 115—1…には該当する 送信電極との交差点におけるコンデンサ等価回路からの交流電流が流れることに なり、 交流電流を送信した送信電極と交流電流を受信した受信電極との位置関係 により入力位置を検出することができる。例えば、 A/D変換された各受信電極 115— 1…における出力信号をプロセヅサ 120上で所定の演算処理を行うこ とによって、 ユーザ入力領域を介して 2次元的なユーザ入力を検出することがで ぎる。
図示の例では、 各送信電極 1 1 1 - 1 , 1 1 1— 2， ···， 1 1 1 _mは略平行 に配列されているとともに、 各受信電極 1 1 5— 1 , 1 1 5— 2， ··'， 1 1 5 - nは各送信電極 1 1 1 - 1…とは直交する方向に配列されており、 ユーザ入力領 域は、 電極どうしが均一に網の目上に組み合わされた略平面状の領域である。 但 し、 本発明の要旨はこのような形態に特に限定されるものではなく、 各送信電極 と受信電極が接触せずに交錯していれば、 平面以外の形状、 例えば球状やその他 の曲面状であってもよい。
図 1 7には、 送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5間のある 1つの交差点を拡大し て示している。 また、 図 1 8には、 この送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5との交 差点の等価回路を示している。
送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5とが交叉する交差点では、 図 1 8に示すよう に、 コンデンサと等価な回路が形成される。
ここで、 送信電極 1 1 1側に交流電圧を印加すると、 送信電極 1 1 1と受信電 極 1 1 5の間の静電容量 Caによつて容量結合が起こり、受信電極 1 1 5に交流電 流が発生する。このコンデンサ Caを通過する電流の強度は、発信器 1 1 2におけ る交流電圧の発信周波数に同調したバンド■パス ·フィル夕 1 1 6 A、 増幅器 1 1 6 B、 検波器 1 1 6 C、 並びに A/D変換器 1 1 6 Dの各部により信号処理を 施すことによって、 デジタル ·デ一夕として取り出される。 受信電極 1 1 1にお いて受信される交流電流の強度は、 コンデンサの静電容量 caにのみ依存する。 静電容量 Caは、送信電極 1 1 1や受信電極 1 1 5の変形などがない限り、静的 で、 固定値を保つ。 したがって、 送信電極 1 1 1側に同じ交流電圧が印加される 限り、 受信電極 1 1 5側において受信される交流電流の強度は一定となる。
次いで、このような送信電極 1 1 1及び受信電極 1 1 5の組み合わせによって、 ユーザの指先などの物体を非接触で検出する仕組みについて説明する。
図 1 9には、 送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5間のある 1つの交差点にュ一ザ の指先が接近している様子を示している。 また、 図 2 0には、 送信電極 1 1 1と 受信電極 1 5間のある 1つの交差点にユーザの指先が接近したときの送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5との交差点の等価回路を示している。
送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5とが交叉する交差点では、 上述したように、 コンデンサ と等価な回路が形成される。
また、 指先などの人体は仮想的な接地点 （アース） とみなすことができる。 し たがって、 その等価回路は、 送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5の間で形成される コンデンサ Caと、人体と送信電極 1 1 1並びに人体と受信電極 1 1 5それぞれの 間で直列的に形成される仮想的なコンデンサ Cbl及び Cb2とが、並列的に接続され た構成となる。
したがって、 送信電極 1 1 1側に交流電圧を印加した場合、 コンデンサ Cblを 介してグランドに流れ込む電流の分だけ、 送信電極 1 1 1と受信電極 1 1 5の間 の静電容量 C aによる容量結合によって発生する交流電流、すなわち受信電極 1 1 5側で検出される電流の強度は弱まる。
静電容量 Caは、送信電極 1 1 1や受信電極 1 1 5の変形などがない限り、静的 で、 固定値を保つ。 これに対し、 人体と送信電極 1 1 1並びに人体と受信電極 1 1 5それそれの間で直列的に形成される仮想的なコンデンサのそれそれの静電容 量 Cbl及び Cb2は、人体が送信電極 1 1 1並びに受信電極 1 1 5に接近するに従つ て大きくなる。
このため、 同じ交流電圧を送信電極 1 1 1に印加した場合、 受信電極 1 1 5で 検出される交流電流の強度は、 人体が送信電極 1 1 1並びに受信電極 1 1 5に接 近するに従って、 小さくなつていく。
このような現象を利用して、 プロセッサ 1 2 0では、 AM変調器 1 1 6で AM 変調され、 さらに AZD変換器 1 1 6 Dでデジタル形式に変換された受信信号を 用いて、電極間の交差点に人体が接近しているかどうかを判定したり、あるいは、 人体がどの程度接近しているか （距離） を計測することができる。 図 1 6に示した非接触ユーザ入力装置 1 0 1は、 このような送信電極 1 1 1 - 1 ···と受信電極 1 1 5—1…との交差点が、 mx nのマトリックス状に配列され ている。例えば、 所定の平面 （又は曲面） からなる入力パネル上に、 これら各電 極の交点を配設することができる。 交流電圧を各送信電極 111-1, 111-2, …， 111—mに時分割で印 加する。そして、 それそれに対応して、各受信電極 115-1, 115-2, ···, 115— nに発生する交流電流を順次計測することで、 ユーザ入力領域上のどの 交差点に人体が接近しているかを判定することができる。
本実施形態に係る非接触ユーザ入力装置 101では、 静電作用を利用している ので、 ユーザの指先などの人体を検出するために、 人体が電極に直接接触してい る必要はない。 また、 近傍の交差点で得られた各検出値を統合して、 一般的な幾 何学的演算などを施すことによって、 入力面から指先までの距離を計測すること ができる。
また、 図 16に示すような構成によれば、 電極間の各交差点を独立して駆動さ せることができる。 すなわち、 それそれの交差点から独立して検出値を取り出す ことができるので、 複数の物体 （例えば、 同じユーザの右手と左手、 あるいは複 数のユーザの手） が同時にユーザ入力領域に接近してきた場合には、 その距離が 交差点間のビッチ間隔よりも長ければ、 これらを独立した物体として認識するこ とができる。 すなわち、 複数の物体の位置を同時に計測することができる。
また、 物体の接近が同時に検出された交差点を追跡していくことにより、 接近 している物体の形状又は輪郭を捉えることができる。 図 21には、 図 16に示した非接触ユーザ入力装置 101の変形例を図解して いる。
ユーザの指先がある格子点 A， B, C, Dで囲まれた領域に接近してきた場合、 各送信電極 11— i， 11— j、 並びに各受信電極 115— p, 115— qとュ —ザの指先との間では、 仮想的なコンデンサ CI5 CJ3 CP5 Caがそれそれ形成さ れている。
これら各仮想コンデンサの静電容量 CI3 CJ3 CP， CQは、 それそれの電極とュ —ザの指先との距離に応じて変化する。
したがって、 人体と電極との複数の交差点からの値を統合することで、 各交差 点の中間にある手の位置を計測することができる。 すなわち、 本実施形態に係る 非接触ュ一ザ入力装置 101の位置計測の精度は、 各電極間の交差点の間隔より も細かくすることができる。 また、 図 22には、 図 16に示した非接触ユーザ入力装置 101についての他 の変形例を図解している。
図 16を参照しながら既に説明したように、 本実施形態に係る非接触ユーザ入 力装置 101は、 そのユーザ入力領域において、 送信電極 111-1…と受信電 極 115— 1…との交差点が mxnのマトリックス状に配列されている。 また、 図 16に示すような構成によれば、 電極間の各交差点を独立して駆動させて、 そ れそれの交差点から独立して検出値を取り出すことができる。
したがって、 図 22に示すように、 ユーザ入力領域に複数のユーザの指先が存 在するような場合、 各ユーザの指先の近傍における交差点において、 これらを独 立して認識することができる。 この結果、 単一のユーザ入力装置を用いて、 複数 のユーザからの同時入力を受容することができる。 また、 図 23には、 図 16に示した非接触ユーザ入力装置 101についての他 の変形例を図解している。
図 16を参照しながら既に説明したように、 本実施形態に係る非接触ユーザ入 力装置 101は、 そのユーザ入力領域において、 送信電極 111一 1…と受信電 極 115— 1…との交差点が mxnのマトリックス状に配列されている。但し、 図 23に示す例では、 各送信電極 111-1, 111-2, …， 11— m、 並び に、 各受信電極 115— 1— 1， 115-2, …， 115—nの間隔は充分に短 く配設され、 また、 送信器 112が各送信電極 111— 1に交流電圧を印加する スキヤン速度は充分に速 、ものとする。
このような場合、 図 23に示すように、 ユーザが掌をユーザ入力領域に接近さ せた場合、 接近したことを検出した交差点を追跡していくことにより、 物体すな わち掌の形状を認識することができる。
すなわち、 各電極間のピッチ間隔を充分小さく、 且つ、 送信電極におけるスキ ャン速度を充分速くすることによって、 本実施形態に係る非接触ユーザ入力装置
101は、 物体の形状を認識することができる。 本実施形態に係る非接触ユーザ入力装置 1 0 1を他のデバイスと組み合わせて 適用することも考えられる。 例えば、 液晶表示ディスプレイ （L C D ： Liquid Crystal Display)や有機 E Lなどの平面ディスプレイ上に、非接触ユーザ入力装 置 1を重畳することにより、 表示一体型のユーザ入力装置を構成することができ る。 このようなュ一ザ入力装置によれば、 ユーザは、 表示出力される GU I画面 の内容に案内されながら、 直感的且つ容易にコンピュータへのコマンド入力を行 うことができる。 ユーザは、 表示画面から視線をそらすことなく入力作業を行う ことができ、 ご操作する危険も少なくなる。
図 2 4には、 導電性ポリマーによる発光素子すなわち有機 L E Dからなる表示 装置と一体的に構成された非接触ユーザ入力装置 1の断面構成を模式的に図解し ている。
同図に示す例では、 導電性ポリマーからなるァノード電極層とカソ一ド電極層 が、 有機素材からなる絶縁層を介して積層されている。 また、 アノード電極と力 ソード電極は、 互いに直交して配設されている。 これは、 図 1 6における、 各送 信電極 1 1 1一 1…と各受信電極 1 1 5—1…が互いに接触しないように交差し て配設されている構成に類似する。
有機ディスプレイにおいては、各画素を発光させるために、一方の電極層では、 画面スキャン方向に向かって各電極には直流電圧が順次印加される。
本実施形態では、 一方の電極層に流れる直流電圧に、 人体検出用の交流電圧を 重畳させて印加する。 この結果、 他方の電極層では、 交流電流を受信する。 ユー ザの指先などの人体が接近している交差点においては、 受信される交流電流の強 度が減少するので、 ユーザの指先が居る位置を特定したり、 さらには、 接近して いる物体の形状を認識したりすることができる。
図 2 4に示したような構成によれば、 有機ディスプレイにおける画面構成を変 更することなく、 表示装置をそのまま非接触型ユーザ入力装置としても利用する ことができる。
また、 有機ディスプレイは、 一般に、 フレキシブルであり、 自由に折り曲げる ことが可能である。 したがって、 図 2 4に示したような適用例によれば、 球面や 筒状のユーザ入力一体型のディスプレイ装置を構成することができる。
B . ユーザ入力装置を接続したコンビュ一夕上でのアプリケーション
既に述べたように、 本発明に係るユーザ入力装置 1を接続したコンピュータ上 では、 キーボ一ド 1 0上に右手及び左手の有無などの人体を認識した結果に応じ て、 システムの状態やアプリケーションの処理動作を変化させることができる。 以下では、 ユーザ入力装置を接続したコンビュ一夕上でのアプリケーションにつ いて説明する。
図 2 5には、 本発明に適用することができるコンピュータ 2 0 0のハードゥエ ァ構成を模式的に図解している。 以下、 同図を参照しながら、 コンピュータ 2 0 0内の各構成要素について説明する。
システム 2 0 0のメイン 'コントローラである C P U (Central Processing Unit) 2 0 1は、 オペレーティング 'システム （O S )の制御下で、 各種のアプリ ケ一シヨンを実行する。 C P U 2 0 1は、例えば、人体を認識した結果に応じて、 システムの状態やアプリケーションの処理動作を変ィ匕させる処理手順 （後述） を 実行することができる。 図示の通り、 C P U 2 0 1は、 バス 2 0 8によって他の 機器類 （後述） と相互接続されている。
メモリ 2 0 2は、 C P U 2 0 1において実行されるプログラム ·コードを格納し たり、 実行中の作業デ一夕を一時保管するために使用される記憶装置である。 同 図に示すメモリ 2 0 2は、 不揮発及び揮発メモリ双方を含むものであると理解さ れたい。
ディスプレイ 'コントローラ 2 0 3は、 C P U 2 0 1が発行する描画命令を実 際に処理するための専用コントローラである。ディスプレイ 'コントローラ 2 0 3 において処理された描画デ一夕は、 例えばフレーム 'バッファ （図示しない） に —旦書き込まれた後、 ディスプレイ 2 1 1によって画面出力される。
入力機器イン夕一フェース 2 0 4は、 前述したキーボード 1 0やマウス 3 0な どのュ一ザ入力機器 1をコンピュータ 2 0 0に接続するための装置である。 本実 施形態に係る入力機器イン夕一フェース 2 0 4は、 キーボード 1 0からのスキヤ ン ·コード入力やマウス 3 0からの座標指示入力以外に、 人 食出装置を介した 各検出信号 RXL， RFFI， RXMを受信することができる。
ネットワーク -ィン夕一フェース 2 0 5は、 E t h e r n e tなどの所定の通信 プロトコルに従って、 システム 2 0 0を L AN (Local Area Network) などの局 所的ネットワーク、 さらにはイン夕一ネットのような広域ネットワークに接続す ることができる。
ネットワーク上では、 複数のホスト端末 （図示しない） がトランスペアレント な状態で接続され、 分散コンピューティング環境が構築されている。 ネットヮ一 ク上では、 ソフトウェア ·プログラムやデータ ·コンテンツなどの配信が行うこ とができる。 例えば、 人体を認識した結果に応じてシステムの状態やアプリケ一 シヨンの処理動作を変化させる処理手順をコンピュータ可読形式で記述したソフ トウヱァを、 ネットワーク経由でダウンロードすることができる。 また、 人体検 出装置 7 0から得られたユーザ認証処理用の多次元値を、 ネットワーク経由でシ ステム間を移動させてもよい。
外部機器イン夕一フェース 2 0 7は、 ハード'ディスク'ドライブ （HD D ) 2 1 4やメディア ·ドライブ 2 1 5などの外部装置をシステム 2 0 0に接続するた めの装置である。
H D D 2 1 4は、 記憶担体としての磁気デイスクを固定的に搭載した外部記憶 装置であり （周知)、記憶容量やデータ転送速度などの点で他の外部記憶装置より も優れている。 ソフトウェア ·プログラムを実行可能な状態で HD D 2 1 4上に 置くことをプログラムのシステムへの 「インストール」 と呼ぶ。 通常、 HD D 2 1 4には、 C P U 2 0 1が実行すべきオペレーティング 'システムのプログラム' コードや、 アプリケーション 'プログラム、 デバイス'ドライバなどが不揮発的に 格納されている。
例えば、 人体を認識した結果に応じてシステムの状態やアプリケーションの処 理動作を変ィ匕させる処理手順をコンピュータ可読形式で記述したソフトウエアを、 HD.D 2 1 4上にインスト一ルすることができる。 また、 人体検出装置 7 0から 得られたユーザ認証処理用の多次元値を、 H D D 2 1 4上に不揮発的に記録して おいてもよい。
メディア'ドライブ 2 1 5は、 C D (Compact Disc) や MO (Magneto-Optical disc)、 D VD (Digital Versatile Disc) などの可搬型メディアを装填して、 そ のデータ記録面にアクセスするための装置である。
可搬型メディアは、 主として、 ソフトウェア 'プログラムやデータ 'ファイルな どをコンピュータ可読形式のデ一夕としてバックアップすることや、 これらをシ ステム間で移動 （すなわち販売 ·流通'配布を含む） する目的で使用される。例え ば、 人体を認識した結果に応じてシステムの状態やアプリケーションの処理動作 を変化させる処理手順をコンピュータ可読形式で記述したソフトゥヱァを、 これ ら可搬型メディァを利用して複数の機器間で物理的に流通 ·配布することができ る。 また、 人体検出装置 7 0から得られたユーザ認証処理用の多次元値を、 可搬 型メディアを介してシステム間を移動させてもよい。
なお、 図 2 5に示すようなコンピュータ 2 0 0の一例は、 米 I B M社のパーソ ナル'コンピュータ" P C/A T (Personal Computer/Advanced Technology) "の 互換機又は後継機である。 勿論、 他のアーキテクチャを備えたコンピュータを、 本実施形態に係るコンピュータ 2 0 0として適用することも可能である。
上述したようなコンピュータ 1 0 0上では、 ユーザ入力装置 1から得られる人 体検出信号： RXL， RFFL， RXHに応じて、 以下に示すユーザの使用形態を判別するこ とができる。 状態 1 ：両手がキ一ボ一ド 1 0上にある
状態 2 ：左手がキーボード 1 0上にあり、 右手がマウス 3 0上にある
状態 3 ：片手 （例えば左手） のみがキーボード 1 0上にある
状態 4 ：左手で携帯電話 5 0を把持し、 右手がキーボード 1 0上にある 例えば、本発明に係るユーザ入力装置 1を接続したコンピュータ 2 0 0上では、 描画エディタなどの編集ヅ一ルを起動している最中には、 状態 1又は状態 2を識 別したことに応じて挙動を変ィ匕させることができる。 例えば、 状態 1が検出され ている間は、 キーボード 1 0をテキスト入力モードとして動作する。 また、 状態 2が検出されたことに応答して、 キーボード 1 0の左手部分に対してマウス操作 を補佐するようなコマンド ·キ一 （図形作成、 線種別識別など） を割り当てるコ マンド 'キー 'モードに自動的に遷移する。 ユーザは、 モード変更のための特別 なコマンドを入力する必要がない。
図 2 6には、 描画エディ夕などの編集ヅ一ルを起動している最中には、 状態 1 又は状態 2を識別したことに応じてコンピュータ 2 0 0側が挙動を変化させるた めの処理手順をフローチャートの形式で示している。 この処理手順は、 例えば、 C P U 2 0 1が所定のプログラム ·コードを実行するという形式で実現される。 以下、 このフロ一チヤ一トを参照しながら、 コンピュータ 2 0 0側が挙動を変化 させるための処理手順について説明する。
コンビユー夕 2 0 0上で描画エディ夕などの編集ツールが起動している最中に、 まずステップ S 1において、 ユーザの両手がキーボード 1 0上に置かれているか 否かをチェックする。
ユーザの両手がキ一ボ一ド 1 0上に置かれている状態 1が識別され場合には、 判断プロヅク S 2の分岐 Y e sからステップ S 3に進んで、 キーボ一ド 1 0全体 を通常のキー ·アサイメントに従ったテキスト入力モードとして動作させる。 他方、 状態 1が識別されなかった場合には、 判断プロヅク S 2の分岐 N 0から ステップ S 4に進んで、 ユーザの右手がマウス 3 0上に置かれているか否かをさ らにチェックする。
ユーザの右手がマウス 3 0上に、 左手のみがキーボード 1 0上にある状態 2が 識別された場合には、判断プロック S 5の分岐 Y e sからステップ S 6に進んで、 キ一ボード 1 0の左手部分に対してマウス操作を補佐するようなコマンド 'キ一 を割り当てるコマンド ·キー'モードに遷移させる。 また、 コンピュータ 2 0 0上では、 W e bブラウザを用いてイン夕一ネット上 に構築された WWW (World Wide Web) 空間を探索することができる （周知)。 本 発明に係るユーザ入力装置 1を接続したコンピュータ 1 0 0上では、 W e bブラ ゥザを起動中に、 例えば、 状態 3が検出されたことに応答して、 キーボードの右 手部分に W e bナピゲーシヨン用のコマンド 'キーを自動的に割り当てることが できる。 また、 左手で携帯電話 5 0などの情報通信端末を操作している状態 4が 検出されたことに応答して、 携帯電話用のメモ ·ヅ一ルを自動的に起動するとと もに、 該ツールのテキスト入力モードを片手キーボード Λ/に自動設定することが できる。 このようなモード切替のために、 ュ一ザは明示的なコマンドをコンビュ 一夕 1 0 0に与える必要がなく、 システム側でュ一ザの使用形態を検出して適切 に処理を切り替えることができる。
図 2 7には、 W e bブラゥザを起動中に、 状態 3又は状態 4を識別したことに 応じてコンピュータ 2 0 0側が挙動を変化させるための処理手順をフ口一チヤ一 トの形式で示している。 この処理手順は、 例えば、 C P U 2 0 1が所定のプログ ラム 'コードを実行するという形式で実現される。 以下、 このフローチャートを 参照しながら、 コンピュータ 2 0 0側が挙動を変ィ匕させるための処理手順につい て説明する。
コンピュータ 2 0 0上で W e bブラウザなどのナビゲ一シヨン ·ツールが起動 している最中に、 まずステップ S 1 1において、 ュ一ザの片手のみがキーボード 1 0上に置かれているか否かをチェックする。
ユーザの片手のみがキーボード 1 0上に置かれている状態 3が識別され場合に は、 判断プロヅク S 1 2の分岐 Y e sからステップ S 1 3に進んで、 W e bナビ ゲ一シヨン用のキ一 ·コマンドをキーボード 1 0上でユーザの手が置かれている 領域のキ一に割り当てる。
他方、 状態 3が識別されなかった場合には、 判断ブロック S 1 2の分岐 N oか らステップ S 1 4に進んで、 ユーザの右手のみがキーボード 1 0上に置かれ、 且 つ、 左手で携帯電話 5 0を操作しているか否かをさらにチェックする。
ユーザが右手のみでキ一ボード 1 0を操作するとともに、 左手で携帯電話 5 0 を操作している状態 4が識別された場合には、 判断ブロック S 1 5の分岐 Y e s からステップ S 1 6に進んで、電話メモ 'アプリケーションを起動するとともに、 キーボード 1 0の右手操作領域を片手で操作可能な右手キーボード ·モードに自 動設定する。 また、 本発明に係るユーザ入力装置 1を接続したコンピュータ 2 0 0上では、 ュ一ザがキーボード 1 0やマウス 3 0などのユーザ入力装置 1に対して特定の入 力操作を行った際に、 人体検出装置 7 0 (前述） から検出された多次元値 （図 1 4及び図 1 5を参照のこと） を比較照合することによって、 ユーザの認証処理を 実行することができる。
ュ一ザ入力に基づく認証処理は、認証のための前処理であるユーザ登録処理と、 この登録されたデータに基づく認証処理とに大別される。
図 2 8には、 人体検出装置 7 0からの多次元値を登録するユーザ登録処理の手 順をフローチャートの形式で示している。 この処理手順は、 例えば、 C P U 2 0
1が所定のプログラム 'コードを実行するという形式で実現される。 以下、 この フロ—チャートを参照しながら、 ユーザ登録を行うための処理手順について説明 する。
まず、 登録すべきユーザに対して、 キーボード 1 0上で特定のキーを押下操作 させる （ステップ S 2 l )o
この特定キーの押下操作の際に、 人体検出装置 7 0によって取得された多次元 値を、 当該登録ユーザの識別情報 （I D ) として記憶する （ステップ S 2 2 )。 また、 図 2 0には、 ユーザの識別情報として登録された多次元値を利用したュ —ザの認証処理を行うための手順を、 フローチャートの形式で示している。 この 処理手順は、 例えば、 C P U 2 0 1が所定のプログラム ·コードを実行するとい う形式で実現される。 以下、 このフローチャートを参照しながら、 ユーザ認証を 行うための処理手順について説明する。
まず、 認証対象となるユーザに対して、 キ一ボード 1 0上で特定のキーを押下 操作させる （ステップ S 3 1 )。
この特定キーの押下操作の際に、 人体検出装置 7 0によって取得された多次元 値と、 既登録ユーザの識別情報 （I D ) として記憶されている多次元値の各々と の距離を計算する （ステップ S 3 2 )。そして、 この距離計算により得られた最短 距離を Lとおく。
次いで、 算出された最短距離 Lが所定の閾値未満か否かをチェックする （ステ ップ S 3 3 )。
そして、 最短距離 Lが閾値未満であれば、 認証ユーザを登録ユーザとして認識 する （ステップ S 3 4 )。他方、最短距離 Lが閾値異常である場合には、認証ユー ザの認識を拒絶する （ステップ S 3 5 )。 上述したような人 食出装置 7 0から取得された多次元値を利用したユーザ認 証方式によれば、 ユーザに特別な負担をかけることや、 I Cカードなどの特定の 装置の装着をユーザに強要することなく、 ごく自然な形式で認証処理を済ませる ことができる。
また、 上述した 「特定キーの押下」 操作をパスワードの入力に置き換えること によって、 パスワードを本人が入力したのか、 あるいは他人がなりすまして入力 したのかをも識別することができる。
《注釈》
*：片手キーボードに関しては、 例えば、 Edgar Matias, I . Scott MacKenzie, William Buxton共著の論文" Half- QWERTY: a one-handed keyboard facilitating skill transfer from QWERTY" (Conference proceedings on Human factors in computing systems, 1993, Pages 88-94) に記載されている。 謹
以上、 特定の実施例を参照しながら、 本発明について詳解してきた。 しかしな がら、 本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得 ることは自明である。 すなわち、 例示という形態で本発明を開示してきたのであ り、 限定的に解釈されるべきではない。 本発明の要旨を判断するためには、 冒頭 に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すベきである。
[産業上の利用可能性] 本発明によれば、 キーボードやマウスなどのようにユーザが人体の一部を用い て入力操作を行うことができる、 優れたユーザ入力装置、 ユーザ入力装置を接続 したコンビユー夕及びユーザ入力装置を接続したコンピュータの制御方法、 並び に記憶媒体を提供することができる。
また、 本発明によれば、 ユーザが両手で操作することを前提としてデザインさ れた、 優れたユーザ入力装置、 ユーザ入力装置を接続したコンピュータ及びユー ザ入力装置を接続したコンピュー夕の制御方法、 並びに記憶媒体を提供すること ができる。
また、 本発明によれば、 ユーザが両手で操作することを前提としつつ、 他の用 事により片手が使えない状況下であつても不自由なく入力操作を行うことができ る、 優れたユーザ入力装置、 ユーザ入力装置を接続したコンピュータ及びユーザ 入力装置を接続したコンピュー夕の制御方法、 並びに記憶媒体を提供することが できる。
本発明によれば、 コンビユー夕のユーザは、 入力モード切り替え用の明示的な コマンドを与えることなく、 システム側がユーザの手の状態に応じて適切に処理 を切り替えることができる。
また、 本発明によれば、 コンピュータに対してオブジェクトの操作やコマンド などをユーザの指先を用いて直接入力することができる、 優れたユーザ入力装置 を提供することができる。
また、 本発明によれば、 コンピュータに対してオブジェクトの操作やコマンド などの入力を非接触形式で行うことができる、 優れたユーザ入力装置を提供する ことができる。
また、 本発明によれば、 2点以上の情報や接近する物体の形状や物体までの距 離情報などを認識することができる、 優れた非接触型ユーザ入力装置を提供する ことができる。
本発明に係る非接触型ユーザ入力装置においては、 送信電極と受信電極の各交 差点ではコンデンザと等価な第 1のコンデンサ等価回路が仮想的に形成されてい る。 また、 ユーザの指先などの導電性の物体が接近したことに応じて、 第 1のコ ンデンサ等価回路とは並列的となる第 2のコンデンサ等価回路が仮想的に形成さ れる。 指先などの該導電性の物体との接近の程度に応じて前記第 2のコンデンサ 等価回路の静電容量が変化して、 この結果、 前記第 1のコンデンサ等価回路を通 過する交流電流が変ィ匕する。 したがって、 このような現象を利用することによつ て、 指先が接触したことだけでなく、 接近したときの指先までの距離を計測する ことができる。
また、 各送信電極に対して交流電流をスキャン入力することにより、 交流電流 を送信した送信電極と交流電流を受信した受信電極との位置関係により入力位置 を検出することができる。 入力位置を検出した送信電極と受信電極の交差点を追 跡していくことにより、 接近している物体の輪郭を計測することができる。 すな わち、 非接触のユー f入力装置は、 単にユーザの指先などの物体が近づいたとい うことを検知するだけではなく、 物体の形状を認識することができる。 また、 2 以上のユーザが同時に非接触ユーザ入力装置にアクセスしょうとしても、 各人の 指先を分離して認識することも可能である。

Claims

請求の範囲
1 . コンピュータに対するユーザからのデータ又はコマンドの入力を受容するュ —ザ入力装置であって、
ユーザが人体を使ってデ一夕又はコマンドを入力するためのユーザ入力手段と、 ユーザの人体による前記ユーザ入力手段に対する使用形態を検出する使用形態 検出手段と、
を具備することを特徴とするユーザ入力装置。
2 . 前記使用形態検出手段は、 ユーザの人体による前記ユーザ入力手段に対する 使用形態が通常モ一ド又は非通常モードのうちいずれであるかを検出する、 ことを特徴とする請求項 1に記載のユーザ入力装置。
3 . 前記ユーザ入力手段はキーボ一ドであり、
前記使用形態検出手段は、 ユーザが両手を用いてキー入力可能な通常モード、 又は、ュ一ザが片手のみを用いてキー入力可能な非通常モードのうちいずれでキ —ボードを使用しているかを検出する、
ことを特徴とする請求項 1に記載のユーザ入力装置。
4 . 前記ユーザ入力手段はマウスであり、
前記使用形態検出手段は、 ユーザが少なくとも一方の手を用いてマウスを操作 可能なマウス操作モード、 又は、 ユーザがマウスから手を離してマウスを操作で きないマウス非操作モ一ドのうちいずれであるかを検出する、
ことを特徴とする請求項 1に記載のユーザ入力装置。
5 . 前記ユーザ入力手段はキーボード及びマウスの組み合わせからなり、
前記使用形態検出手段は、 ユーザが両手を用いてキ一入力可能な第 1の使用モ —ド、 又は、 ユーザが一方の手でマウスを使用し他方の手のみを用いてキー入力 可能な第 2の使用モ一ドのうちいずれであるかを検出する、 ことを特徴とする請求項 1に記載のュ一ザ入力装置。
6 . 前記使用形態検出手段は、 ユーザが少なくとも一方の手を用いて携帯電話又 はその他の情報端末を使用している他端末使用モードであるか否かを検出する、 ことを特徴とする請求項 1に記載のユーザ入力装置。
7 . 前記ユーザ入力手段はキ一ボードであり、
前記使用形態検出手段は、
前記キーボードの略中央に配設された送信電極と、
前記送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、
前記キーボードの略左端に配設された第 1の受信電極と、
前記キ一ボードの略右端に配設された第 2の受信電極と、
前記第 1の受信電極を流れる交流電流を受信する第 1の受信器と、
前記第 2の受信電極を流れる交流電流を受信する第 2の受信器と、
を備え、
前記送信電極と前記第 1の受信電極の間ではコンデンザと等価な第 1のコンデ ンサ等価回路が形成され、 且つ、 前記送信電極と前記第 2の受信電極の間ではコ ンデンザと等価な第 2のコンデンサ等価回路が形成されているとともに、 人体が前記キ一ボードの左側に接近したことに応じて、 第 1のコンデンサ等価 回路とは並列的となる第 1— 2のコンデンサ等価回路が形成され、 又は、 人体が 前記キーボードの右側に接近したことに応じて、 第 2のコンデンサ等価回路とは 並列的となる第 2— 2のコンデンサ等価回路が形成され、
人体との接近の程度に応じて前記第 1 2又は前記第 2— 2のコンデンサ等価 回路の静電容量が変化して、 この結果、 前記第 1及び Z又は第 2のコンデンサ等 価回路を通過する交流電流が変化することを基にして、 ユーザが前記キーボード の左側及び Z又は右側を使用していることを検出する、
ことを特徴とする請求項 1に記載のユーザ入力装置。
8 . 前記ユーザ入力手段はマウスであり、 前記使用形態検出手段は、
前記マゥスの略一端に配設された送信電極と、
前記送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、
前記マゥスの 也端に配設された受信電極と、
前記受信電極を流れる交流電流を受信する受信器と、
を備え、
前記送信電極と前記受信電極の間ではコンデンザと等価な第 1のコンデンサ等 価回路が形成されているとともに、
人体が前記マウスの上面に接近したことに応じて、 第 1のコンデンサ等価回路 とは並列的となる第 2のコンデンサ等価回路が形成され、
人体との接近の程度に応じて前記第 2のコンデンサ等価回路の静電容量が変化 して、 この結果、 前記第 1のコンデンサ等価回路を通過する交流電流が変化する ことを基にして、 ユーザが前記マウスを使用していることを検出する、 ことを特徴とする請求項 1に記載のユーザ入力装置。
9 . 前記使用形態検出手段は、
原信号を変調して出力信号を生成する変調手段と、
外部に露出して出力信号を送信可能となるように前記ユーザ入力手段上に配設 された第 1の導電性部材からなる送信手段と、
外部に露出して該出力信号を受信可能となるように外部機器上に配設された第 2の導電性部材からなる受信手段と、
該受信した信号を復調する復調手段と、
を備え、
前記第 1及び第 2の導電性部材に人体が接触することによって、 前記送信手段 及び前記受信手段間の信号伝送が可能となるように構成される、
ことを特徴とする請求項 1に記載のユーザ入力装置。
1 0 . 前記ユーザ入力手段はキーボードであるとともに、 前記外部機器は携帯電 話又はその他の情報端末であり、 前記使用形態検出手段は、 前記送信手段及び前記受信手段間における信号伝送 を通じて、 ユーザの一方の手がキーボード上にあるとともに反対側の手で情報端 末を把持している状態を検出する、
ことを特徴とする請求項 9に記載のユーザ入力装置。
1 1 . 前記使用形態検出手段は、
複数の線状の送信電極と、
前記の各送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、
前記の各送信電極とは接触しないように配置された複数の線状の受信電極と、 受信電極を流れる交流電流を受信する受信器とを備え、
前記複数の送信電極と前記複数の受信電極とが交差してなる使用形態検出領域 は前記ユーザ入力装置が持つユーザ入力領域に重畳して配置されており、 前記の送信電極と受信電極の各交差点ではコンデンザと等価な第 1のコンデン サ等価回路が形成されているとともに、
人体が送信電極と受信電極の交差点に接近したことに応じて、 第 1のコンデン サ等価回路とは並列的となる第 2のコンデンサ等価回路が形成されて、
人体との接近の程度に応じて前記第 2のコンデンサ等価回路の静電容量が変化 して、 この結果、 前記第 1のコンデンサ等価回路を通過する交流電流が変ィ匕する ことを基にして、 ユーザの人体による前記ユーザ入力手段に対する使用形態を検 出する、
ことを特徴とする請求項 1に記載のユーザ入力装置。
1 2 . 前記使用形態検出手段は、 前記ユーザ入力手段に対してユーザの人体が行 なつた操作に対して多次元値を検出する、
ことを特徴とする請求項 1に記載のユーザ入力装置。
1 3 . ユーザが人体を使ってデ一夕又はコマンドを入力するユーザ入力装置を接 続したコンピュータであって、
所定のアブリケ一ションを実行するアブリケーション実行手段と、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対する使用形態を検出する使用形態 検出手段と、
前記使用形態検出手段による検出結果に応じて、 前記アプリケーション実行手 段による実行中のアプリケーションの動作を変更する動作制御手段と、 を具備することを特徴とするユーザ入力装置を接続したコンピュータ。
1 4 . 前記使用形態検出手段は、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対す る使用形態が通常モード又は非通常モードのうちいずれであるかを検出し、 前記動作制御手段は、 前記使用形態検出手段によって非通常モードが検出され たことに応答して、 前記ユーザ入力装置からの入力内容に対する割り当てを切り 替える、
ことを特徴とする請求項 1 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータ。
1 5 . 前記ユーザ入力装置はキ一ボードであり、
前記動作制御手段は、 前記使用形態検出手段によってユーザが片手のみを用い てキー入力可能な使用形態が検出されたことに応答して、 前記キーボード上の各 キーに対する割り当てを変更する、
ことを特徴とする請求項 1 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータ。
1 6 . 前記ユーザ入力装置はキーボ一ド及びマウスの組み合わせからなり、 前記使用形態検出手段は、 ユーザが両手を用いてキー入力可能な第 1の使用モ ード、 又は、 ユーザが左手でマウスを使用し他方の手のみを用いてキー入力可能 な第 2の使用モードのうちいずれであるかを検出し、
前記動作制御手段は、 前記第 1の使用モ一ド下では前記キーボードの各キーに 対して通常のテキスト文字を割り当てるが、 前記第 2の使用モード下では前記キ —ボードのうち左手操作キーに対してコマンド機能を割り当てる、
ことを特徴とする請求項 1 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータ。
1 7 . 前記使用形態検出手段は、 ユーザが少なくとも一方の手を用いて携帯電話 又はその他の情報端末を使用している他端末使用モードであるか否かを検出し、 前記動作制御手段は、 前記使用形態検出手段により他端末使用モードが検出さ れたことに応答して、 該他端末駆動用のアブリケーションを起動する、 ことを特徴とする請求項 1 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータ。
1 8 . 前記ユーザ入力装置はキーボードであり、
前記使用形態検出手段は、
前記キ一ボードの略中央に配設された送信電極と、
前記送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、
前記キ一ボードの略左端に配設された第 1の受信電極と、
前記キ一ボ一ドの略右端に配設された第 2の受信電極と、
前記第 1の受信電極を流れる交流電流を受信する第 1の受信器と、
前記第 2の受信電極を流れる交流電流を受信する第 2の受信器と、
を備え、
前記送信電極と前記第 1の受信電極の間ではコンデンザと等価な第 1のコンデ ンサ等価回路が形成され、 且つ、 前記送信電極と前記第 2の受信電極の間ではコ ンデンザと等価な第 2のコンデンサ等価回路が形成されているとともに、 人体が前記キーボ一ドの左側に接近したことに応じて、 第 1のコンデンサ等価 回路とは並列的となる第 1一 2のコンデンサ等価回路が形成され、 又は、 人体が 前記キーボードの右側に接近したことに応じて、 第 2のコンデンサ等価回路とは 並列的となる第 2— 2のコンデンサ等価回路が形成され、
人体との接近の程度に応じて前記第 1 - 2又は前記第 2— 2のコンデンサ等価 回路の静電容量が変化して、 この結果、 前記第 1又は第 2のコンデンサ等価回路 を通過する交流電流が変ィ匕することを基にして、 ユーザが両手を用いてキー入力 可能な第 1の使用モード又はユーザが左手のみを用いてキー入力可能な第 2の使 用モードのうちいずれであるかを検出し、
前記動作制御手段は、 前記第 1の使用モ一ド下では前記キーボ一ドの各キーに 対して通常のテキスト文字を割り当てるが、 前記第 2の使用モード下では前記キ —ボ一ドのうち左手操作キ一に対してコマンド機能を割り当てる、 ことを特徴とする請求項 1 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータ。
1 9 . 前記ユーザ入力手段はキーボード及びマウスの組み合わせからなり、 前記使用形態検出手段は、
前記マウスの略一端に配設された送信電極と、
前記送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、
前記マウスの晰也端に配設された受信電極と、
前記受信電極を流れる交流電流を受信する受信器と、
を備えて、 前記送信電極と前記受信電極の間ではコンデンザと等価な第 1のコン デンサ等価回路が形成されているとともに、 人体が前記マウスの上面に接近した ことに応じて、 第 1のコンデンサ等価回路とは並列的となる第 2のコンデンサ等 価回路が形成され、 人体との接近の程度に応じて前記第 2のコンデンサ等価回路 の静電容量が変化して、 この結果、 前記第 1のコンデンサ等価回路を通過する交 流電流が変化することを基にして、 ユーザが前記マウスを使用していることを検 出し、
前記動作制御手段は、 ユーザが前記マウスを使用していることが検出されたこ とに応答して、 前記キーボードのうち左手操作キーに対してコマンド機能を割り 当てる、
ことを特徴とする請求項 1 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータ。
2 0 . 前記使用形態検出手段は、
原信号を変調して出力信号を生成する変調手段と、
外部に露出して出力信号を送信可能となるように前記ユーザ入力手段上に配設 された第 1の導電性部材からなる送信手段と、
外部に露出して該出力信号を受信可能となるように外部機器上に配設された第 2の導電性部材からなる受信手段と、
該受信した信号を復調する復調手段と、
を備えて、 前記第 1及び第 2の導電性部材に人体が接触することによって、 前記 送信手段及び前記受信手段間の信号伝送が可能となることによって、 ユーザが外 部機器を使用していることを検出し、
前記動作制御手段は、 前記使用形態検出手段により外部機器の使用が検出され たことに応答して、 該外部機器用のアプリケーションを起動する、
ことを特徴とする請求項 1 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンビユー夕。
2 1 . 前記使用形態検出手段は、
複数の線状の送信電極と、
前記の各送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、
前記の各送信電極とは接触しないように配置された複数の線状の受信電極と、 受信電極を流れる交流電流を受信する受信器とを備え、
前記複数の送信電極と前記複数の受信電極とが交差してなる使用形態領域は前 記ユーザ入力装置が持つユーザ入力領域に重畳して配置されており、
送信電極と受信電極の各交差点ではコンデンザと等価な第 1のコンデンサ等価 回路が形成されているとともに、
人体が送信電極と受信電極の交差点に接近したことに応じて、 第 1のコンデン サ等価回路とは並列的となる第 2のコンデンサ等価回路が形成されて、
人体との接近の程度に応じて前記第 2のコンデンサ等価回路の静電容量が変化 して、 この結果、 前記第 1のコンデンサ等価回路を通過する交流電流が変ィ匕する ことを基にして、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対する使用形態を多 次元値として検出し、
前記動作制御手段は、 該多次元値を利用した処理を実行する、
ことを特徴とする請求項 1 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータ。
2 2 . 前記動作制御手段は、 ユーザが行った特定の入力操作と該特定の入力操作 から検出された多次元値との比較照合によりユーザの認証処理を実行する、 ことを特徴とする請求項 2 1に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータ。
2 3 . ユーザが人体を使ってデ一夕又はコマンドを入力するユーザ入力装置を接 続したコンピュータの制御方法であって、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対する使用形態を検出する使用形態 検出ステップと、
前記使用形態検出ステヅプによる検出結果に応じて、 前記アブリケ一ション実 行手段による実行中のアプリケーションの動作を変更する動作制御ステップと、 を具備することを特徴とするユーザ入力装置を接続したコンピュータの制御方法。
2 4 . 前記使用形態検出ステップでは、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装置 に対する使用形態が通常モード又は非通常モードのうちいずれであるかを検出し、 前記動作制御ステップでは、 前記使用形態検出ステップによって非通常モ一ド が検出されたことに応答して、 前記ユーザ入力装置からの入力内容に対する割り 当てを切り替える、
ことを特徴とする請求項 2 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータの 制御方法。
2 5 . 前記ユーザ入力装置はキ一ボードであり、
前記動作制御ステヅプでは、 前記使用形態検出ステップによつてユーザが片手 のみを用いてキー入力可能な使用形態が検出されたことに応答して、 前記キ一ボ 一ド上の各キーに対する割り当てを変更する、
ことを特徴とする請求項 2 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータの 制御方法。
2 6 . 前記ユーザ入力装置はキーボ一ド及びマウスの組み合わせからなり、 前記使用形態検出ステツプでは、 ユーザが両手を用いてキー入力可能な第 1の 使用モード、 又は、 ユーザが左手でマウスを使用し他方の手のみを用いてキー入 力可能な第 2の使用モードのうちいずれであるかを検出し、
前記動作制御ステヅプは、 前記第 1の使用モード下では前記キ一ボードの各キ 一に対して通常のテキスト文字を割り当てるが、 前記第 2の使用モード下では前 記キ一ボードのうち左手操作キーに対してコマンド機能を割り当てる、
ことを特徴とする請求項 2 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータの 制御方法。
2 7 . 前記使用形態検出ステップでは、 ユーザが少なくとも一方の手を用いて携 帯電話又はその他の情報端末を使用している他端末使用モ一ドであるか否かを検 出し、
前記動作制御ステップでは、 前記使用形態検出ステップにより他端末使用モ一 ドが検出されたことに応答して、該他端末駆動用のアプリケーションを起動する、 ことを特徴とする請求項 2 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータの 制御方法。
2 8 . 前記使用形態検出ステップでは、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装置 に対する使用形態を多次元値として検出し、
前記動作制御ステツプでは、 該多次元値を利用した処理を実行する、
ことを特徴とする請求項 2 3に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータの 制御方法。
2 9 . 前記動作制御ステップでは、 ユーザが行った特定の入力操作と該特定の入 力操作から検出された多次元値との比較照合によりユーザの認証処理を実行する、 ことを特徴とする請求項 2 8に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータの 制御方法。
3 0 . ユーザが人体を使ってデータ又はコマンドを入力するユーザ入力装置に対 するユーザの使用形態に応じた情報処理をコンピュータ ·システム上で実行する ように記述されたコンピュータ ·ソフトウェアをコンピュータ可読形式で物理的 に格納した記憶媒体であって、 前記コンピュータ ·ソフトウェアは、
ユーザの人体による前記ユーザ入力装置に対する使用形態を検出する使用形態 検出ステップと、
前記使用形態検出ステップによる検出結果に応じて、 前記アプリケーション実 行手段による実行中のアブリケーションの動作を変更する動作制御ステヅプと、 を具備することを特徴とする記憶媒体。
3 1 . 前記ユーザ入力装置はキーボードであり、
前記動作制御ステヅプでは、 前記使用形態検出ステヅプによってユーザが片手 のみを用いてキー入力可能な使用形態が検出されたことに応答して、 前記キ一ボ 一ド上の各キ一に対する割り当てを変更する、
ことを特徴とする請求項 3 0に記載の記憶媒体。
3 2 . 前記ユーザ入力装置はキーボード及びマウスの組み合わせからなり、 前記使用形態検出ステップでは、 ユーザが両手を用いてキー入力可能な第 1の 使用モード、 又は、 ュ一ザが左手でマウスを使用し他方の手のみを用いてキー入 力可能な第 2の使用モードのうちいずれであるかを検出し、
前記動作制御ステヅプは、 前記第 1の使用モード下では前記キーボードの各キ —に対して通常のテキスト文字を割り当てるが、 前記第 2の使用モード下では前 記キーボードのうち左手操作キ一に対してコマンド機能を割り当てる、 ことを特徴とする請求項 3 0に記載の記憶媒体。
3 3 . 前記使用形態検出ステップでは、 ユーザが少なくとも一方の手を用いて携 帯電話又はその他の情報端末を使用している他端末使用モードであるか否かを検 出し、
前記動作制御ステップでは、 前記使用形態検出ステップにより他端末使用モー ドが検出されたことに応答して、該他端末駆動用のアプリケーションを起動する、 ことを特徴とする請求項 3 0に記載の記憶媒体。
3 4 . 前記使用形態検出ステップでは、 ユーザの人体による前記ユーザ入力装置 に対する使用形態を多次元値として検出し、
前記動作制御ステップでは、 ユーザが行つた特定の入力操作と該特定の入力操 作から検出された多次元値との比較照合によりユーザの認証処理を実行する、 ことを特徴とする請求項 3 0に記載のユーザ入力装置を接続したコンピュータの 制御方法。
3 5 . ユーザの指先などを用いて非接触形式で入力する非接触型ユーザ入力装置 であって、
複数の線状の送信電極と、
前記の各送信電極に送信用の交流電流を供給する発信器と、
前記の各送信電極とは接触しないように配置された複数の線状の受信電極と、 受信電極を流れる交流電流を受信する受信器とを備え、
送信電極と受信電極の各交差点においてコンデンサと等価な回路が形成されて いる、
ことを特徴とする非接触型ユーザ入力装置。
3 6 . 送信電極と受信電極の各交差点ではコンデンサと等価な第 1のコンデンサ 等価回路が形成されているとともに、
ユーザの指先などの導電性の物体が送信電極と受信電極の交差点に接近したこ とに応じて、 第 1のコンデンサ等価回路とは並列的となる第 2のコンデンサ等価 回路が形成されて、
該導電性の物体との接近の程度に応じて前記第 2のコンデンサ等価回路の静電 容量が変化して、 この結果、 前記第 1のコンデンサ等価回路を通過する交流電流 が変化する、
ことを特徴とする請求項 3 5に記載の非接触型ユーザ入力装置。
3 7 . 前記送信器は、 各送信電極に対して交流電流をスキャンして、
交流電流を送信した送信電極と交流電流を受信した受信電極との位置関係によ りユーザの指先などの入力位置を検出する信号処理部をさらに備える、 ことを特徴とする請求項 3 5に記載の非接触型ユーザ入力装置。
3 8 . 前記信号処理部は、 送信電極と受信電極の交差点で形成される第 1の仮想 コンデンザの静電容量と、 ユーザの指先などの導電性の物体が送信電極と受信電 極の交差点に接近したことに応じて形成される第 2の仮想コンデンザの静電容量 との相違を利用して、 該導電性の物体が接近したことを検出する、
ことを特徴とする請求項 3 7に記載の非接触型ユーザ入力装置。
3 9 . 前記信号処理部は、 ユーザの指先などの導電性の物体と各電極との間で仮 想的に形成されるそれそれのコンデンサの静電容量を統合することで、 該導電性 の物体の位置を検出する、
ことを特徴とする請求項 3 7に記載の非接触型ユーザ入力装置。
4 0 . 少なくとも前記複数の送信電極と前記複数の受信電極とが交差して構成さ れるユーザ入力領域が表示装置の表示画面上に重畳されている、
ことを特徴とする請求項 3 5に記載の非接触型ユーザ入力装置。
4 1 . アノード電極層と力ソード電極層が絶縁層を介して積層して構成される表 示装置と一体的に構成されている、
ことを特徴とする請求項 3 5に記載の非接触型ユーザ入力装置。
4 2 . 直流電圧が印加される一方の電極層に検出用の交流電圧を印加させととも に、 他方の電極層から受信される交流電流を検出することによって、 前記複数の 送信電極と前記複数の受信電極とが交差してなるユーザ入力領域を構成する、 ことを特徴とする請求項 4 1に記載の非接触型ユーザ入力装置。
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