JP2014204293A - Operation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の機器を１つの操作端末で選択的に操作する操作システムに関するものであり、特に人体通信を利用するものである。 The present invention relates to an operation system that selectively operates a plurality of devices using a single operation terminal, and particularly uses human body communication.
複数の機器を操作することができる操作端末として、学習リモコンがある。学習リモコンは、複数の機器からの操作信号（赤外線信号）を受信して記憶することで、複数の機器の操作を可能としている。学習リモコンによる操作は多数のボタンによって行うものが多いが、近年はタッチパネルディスプレイにより操作を行うものも登場している。その場合、操作する機器に応じてアイコンのデザインや配置を変更して表示できるようになっている。この操作に使用するタッチパネルディスプレイは、学習リモコンと一体化されているものや、スマートフォンやタブレット端末など汎用的な機器を利用するものがある。スマートフォン等を利用する場合、スマートフォンと学習リモコンを無線通信で接続して使用する。 As an operation terminal that can operate a plurality of devices, there is a learning remote controller. The learning remote controller receives and stores operation signals (infrared signals) from a plurality of devices, thereby enabling operation of the plurality of devices. Many of the operations using the learning remote control are performed by a large number of buttons, but in recent years, operations using a touch panel display have also appeared. In this case, the icon design and arrangement can be changed according to the device to be operated. Some touch panel displays used for this operation are integrated with a learning remote controller, and others use general-purpose devices such as smartphones and tablet terminals. When using a smartphone or the like, the smartphone and the learning remote controller are connected by wireless communication.
一方、人体表面に電場をまとわせることで通信を行う人体通信が知られている。この人体通信を利用した技術として、特許文献１〜４がある。特許文献１には、人体通信を利用したユーザ識別システムが記載されている。特許文献２には、第１ユーザーの入力と第２ユーザーの入力とを識別するために人体通信を利用した制御システムが記載されている。特許文献３には、ユーザーが複数である場合に、ユーザーを識別し、ユーザーに応じて操作を制限したり、機能の変更をしたりできるユーザーコントロールシステムが開示されている。このユーザーコントロールシステムは、送信機に接続された複数のコントロール近傍に設置された導電性表面と、座席に設置された受信用電極とが設けられている。ユーザーが座席に座った状態でコントロールに接触したときに、ユーザーを伝送路とする人体通信を、導電性表面と受信用電極との間で行うことで、ユーザーが座席に座っていることを識別するとともに、ユーザーが触れたコントロールを識別することができ、その識別結果に応じてコントロールの機能変更や機能制限を行うことができる。特許文献４には、複数のヘッドフォンとリモコンが配置されている場合に、ヘッドフォンを装着した状態でリモコンに触れたときにヘッドフォンとリモコンの間で人体通信することで、ヘッドフォンとリモコンの組み合わせを識別するエンタテイメントシステムが記載されている。
On the other hand, human body communication is known in which communication is performed by putting an electric field on the human body surface. As techniques using this human body communication, there are
しかし、学習リモコンは、複数人での使用を妨げるものではない。たとえば、学習リモコンを用いてユーザーが操作を行っている場合に、他のユーザーがその学習リモコンのボタンを押す等すれば、ユーザーの意図しない操作ができてしまう。これは、特定のユーザーにしか操作させたくないような場合には問題となる。また、学習リモコンによる操作はボタンを押したり、タッチパネルディスプレイのアイコンに触れるなどによる操作である。そのため、直感的でなく操作の実感を伴わないことがある。 However, the learning remote controller does not prevent the use by multiple people. For example, when a user is performing an operation using a learning remote controller, if another user presses a button on the learning remote controller, an operation unintended by the user can be performed. This is a problem when only a specific user wants to operate. The operation by the learning remote controller is an operation by pressing a button or touching an icon on the touch panel display. Therefore, it may not be intuitive and may not be accompanied by a feeling of operation.
また、人体通信は特許文献１〜４に示したように、種々のシステムへの利用が検討されているが、複数の機器を１つの操作端末によって操作するシステムに利用することは知られていない。
In addition, as shown in
本発明は、人体通信を利用した新規で直感的な操作システムを実現することを目的とし、特定の人のみが複数の機器を１つの操作端末によって選択的に操作することができる操作システムを実現することを目的とする。 The present invention aims to realize a new and intuitive operation system using human body communication, and realizes an operation system in which only a specific person can selectively operate a plurality of devices with one operation terminal. The purpose is to do.
本発明は、複数の機器を１つの操作端末で選択的に操作する操作システムにおいて、操作システムは、各機器のうち、ユーザーの身体を接触させることで選択されたいずれか１つの機器と、同じくユーザーの身体を接触させた操作端末との間で人体通信を行う人体通信装置と、機器を操作するための制御情報を生成する制御手段と、機器の操作内容を表示する表示手段と、を有し、選択された機器は、人体通信により操作端末に自己のＩＤ情報を送信し、表示手段は、人体通信装置により受信したＩＤ情報に基づき、選択された機器の操作内容を表示し、制御手段は、表示された操作内容に基づいてユーザーにより行われた操作に応じて、制御情報を生成し、選択された前記機器は、制御情報に基づき操作される、ことを特徴とする操作システムである。 The present invention provides an operation system that selectively operates a plurality of devices with one operation terminal, and the operation system is the same as any one device selected by bringing the user's body into contact with each other. A human body communication device that performs human body communication with an operation terminal in contact with the user's body; a control unit that generates control information for operating the device; and a display unit that displays operation details of the device. The selected device transmits its own ID information to the operation terminal by human body communication, and the display means displays the operation content of the selected device based on the ID information received by the human body communication device, and the control means. The control system generates control information according to an operation performed by the user based on the displayed operation content, and the selected device is operated based on the control information. It is a non.
人体通信装置は、各機器と操作端末とにそれぞれ設けてもよいし、機器や操作端末とは別に設けてもよい。また、無線通信などを行う通信装置と人体通信装置とを有する中継機器を設け、各機器と中継機器とを無線通信で接続し、中継機器と操作端末とを人体通信で接続する構成としてもよい。 The human body communication device may be provided in each device and the operation terminal, or may be provided separately from the device and the operation terminal. In addition, a relay device having a communication device that performs wireless communication or the like and a human body communication device may be provided, each device and the relay device may be connected by wireless communication, and the relay device and the operation terminal may be connected by human body communication. .
人体通信では、周波数として１〜１００ＭＨｚを用いる。これにより、電磁波を放射させずに人体表面に電磁波を伝搬させることができる。また、変調方式としては任意の方式を用いることができ、送受信する信号はデジタル信号であってもアナログ信号であってもよい。たとえばＡＳＫ、ＰＳＫ、ＱＰＳＫなどを用いることができる。 In human body communication, a frequency of 1 to 100 MHz is used. Thereby, electromagnetic waves can be propagated to the human body surface without radiating electromagnetic waves. Further, any modulation method can be used, and a signal to be transmitted / received may be a digital signal or an analog signal. For example, ASK, PSK, QPSK, etc. can be used.
ＩＤ情報は、機器の種別を示す情報や、具体的な操作内容を表わす情報などである。たとえば、機器が照明機器である場合には、光量制御などを表わす情報、機器がオーディオプレーヤーである場合には、音量制御や選曲リストを表わす情報である。また、文字データ、画像データ、動画データや音声データなどの情報であってもよい。 The ID information is information indicating the type of device, information indicating specific operation contents, and the like. For example, when the device is a lighting device, the information indicates light amount control or the like, and when the device is an audio player, the information indicates volume control or a music selection list. Moreover, information, such as character data, image data, moving image data, audio | voice data, may be sufficient.
表示手段は、ディスプレイ等の視覚による表示だけでなく、音声や光などによる表示も含む。また、タッチパネルディスプレイを用いてもよい。表示手段は、操作端末と接続されているのであれば、操作端末に含まれる構成であってもよいし、操作端末とは別に設けて構成としてもよい。 The display means includes not only visual display such as a display but also display by sound or light. A touch panel display may be used. As long as the display means is connected to the operation terminal, the display means may be included in the operation terminal, or may be provided separately from the operation terminal.
制御手段は、スイッチ、タッチパネルなどによってユーザーが機器を選択して、それに基づき制御情報を生成するようにしてもよいし、ユーザーのジェスチャを検出し、そのジェスチャに応じて制御情報を生成するようにしてもよい。ジェスチャを検出するジェスチャ検出装置は、人体通信を利用して構成することができる。ジェスチャは、人体通信によって人体を伝搬する電磁波を受信する電極を２つ設け、受信した２つの受信信号の位相比較、あるいは電力比較によって検出することができる。 The control means may be configured such that the user selects a device by using a switch, a touch panel, etc., and generates control information based on the selected device, or detects the user's gesture and generates control information in accordance with the gesture. May be. A gesture detection device that detects a gesture can be configured using human body communication. A gesture can be detected by providing two electrodes that receive electromagnetic waves propagating through a human body through human body communication, and comparing the received two received signals with a phase or power.
また、各機器に無線通信装置を設け、操作システムに各機器のうちいずれか１つの機器と無線通信し、操作端末と人体通信する中継装置を設け、中継装置に、ユーザーが選択する機器の情報を入力する入力手段を設け、その入力手段により選択された前記機器のＩＤ情報を、人体通信により前記操作端末に送信するようにしてもよい。このように操作システムを構成すれば、各機器に人体通信装置を設けなくともよいため、無線通信装置を備えた従来の機器をそのまま用いることができ、操作システム全体の低コスト化を図ることができ、システム導入の敷居も低くなる。 In addition, each device is provided with a wireless communication device, the operation system is provided with a relay device that wirelessly communicates with any one of the devices and communicates with the operation terminal, and information on the device selected by the user is provided in the relay device. May be provided, and ID information of the device selected by the input unit may be transmitted to the operation terminal by human body communication. If the operation system is configured in this way, it is not necessary to provide a human body communication device for each device. Therefore, a conventional device including a wireless communication device can be used as it is, and the cost of the entire operation system can be reduced. Yes, and the threshold for system introduction is low.
本発明の操作システムによれば、複数の機器を１つの操作端末によって選択的かつ直感的に操作することができる。また、人体通信を利用するため、その人体通信の伝送路となるユーザーのみが機器の操作をすることができ、他者は操作することのできない操作システムを実現することができる。 According to the operation system of the present invention, a plurality of devices can be selectively and intuitively operated with one operation terminal. In addition, since human body communication is used, only a user who becomes a transmission path of the human body communication can operate the device, and an operation system that cannot be operated by others can be realized.
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the examples.
図１は、実施例１の操作システムの構成を示した図である。図１のように、実施例１の操作システムは、操作端末１０と、複数の機器１１と、によって構成されている。機器１１は、従来操作可能なあらゆるものであってよい。実施例１の操作システムを、自宅内の家電製品の操作に適用する場合には、機器１１は、たとえば、照明機器、エアコン、テレビ、オーディオプレーヤー、などである。この実施例１の操作システムは、複数の機器１１のうち１つを選択し、人体通信を利用して操作端末１０によりその選択された機器１１を操作するシステムである。以下、操作端末１０、機器１１の構成について説明する。また、機器１１は照明機器を例として説明する。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an operation system according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 1, the operation system according to the first embodiment includes an operation terminal 10 and a plurality of devices 11. The device 11 may be anything that can be conventionally operated. When the operation system of the first embodiment is applied to the operation of home appliances in the home, the device 11 is, for example, a lighting device, an air conditioner, a television, an audio player, or the like. The operation system according to the first embodiment is a system in which one of a plurality of devices 11 is selected and the selected device 11 is operated by the operation terminal 10 using human body communication. Hereinafter, configurations of the operation terminal 10 and the device 11 will be described. Further, the device 11 will be described by taking a lighting device as an example.
［操作端末１０の構成］
まず、操作端末１０の構成について説明する。
操作端末１０は、図１のように、人体通信装置１００と、人体通信装置１００に接続するＭＣＵ（マイクロコントローラ）１０１と、ＭＣＵ１０１に接続するディスプレイ１０２と、を有している。
[Configuration of Operation Terminal 10]
First, the configuration of the operation terminal 10 will be described.
As illustrated in FIG. 1, the operation terminal 10 includes a human
ＭＣＵ１０１は、人体通信装置１００からのＩＤ情報に基づき、そのＩＤ情報に対応する機器１１の操作内容を表示するようディスプレイ１０２を制御する。また、人体通信装置１００により検出されたジェスチャに基づき、制御情報を生成して人体通信装置１００に出力する。
Based on the ID information from the human
なお、機器１１が操作端末１０に送信するＩＤ情報は、機器の種別を表わす情報に限らず、ディスプレイ１０２に選択された機器１１固有の操作内容を表示させるのに十分な情報であればよい。たとえば、照明のオンオフ、明るさの増減などの操作内容の情報を直接送信してもよい。この場合、送信するデータは文字データ、画像や動画のデータ、音声データなどであってもよい。
The ID information transmitted from the device 11 to the operation terminal 10 is not limited to information indicating the type of device, but may be information sufficient to display the operation content specific to the selected device 11 on the
ディスプレイ１０２は、ＩＤ情報に対応した機器１１の操作内容を表示する。ディスプレイ１０２は操作端末１０と一体化されたものであってもよいし、有線、無線などの通信によって間接的に接続する構成としてもよい。間接的に接続する場合、ディスプレイ１０２には、テレビジョン受像機などを用いてもよい。ディスプレイ１０２に替えてスピーカーなどを用い、音声によって操作内容を示してもよいし、光の明滅によって操作内容を示してもよい。
The
人体通信装置１００は、人体を伝送路として人体通信を行うための装置であり、電磁波を放射させずに人体表面に伝搬させることで、通信を行うものである。この人体通信は、周波数として１〜１００ＭＨｚを用いる。これにより、電磁波を放射させずに人体表面に電磁波を伝搬させることができる。また、変調方式としては任意の方式を用いることができ、送受信する信号はデジタル信号であってもアナログ信号であってもよい。たとえばＡＳＫ、ＰＳＫ、ＱＰＳＫなどを用いることができる。人体通信装置１００のより詳細な構成については後述する。
The human
［機器１１の構成］
次に、機器１１の構成について説明する。
機器１１は、図１のように、人体通信装置１１０と、人体通信装置１１０に接続するＭＣＵ１１１と、ＭＣＵ１１１に接続する調光回路１１２と、調光回路１１２によって調光される照明装置１１３と、を有している。
[Configuration of Device 11]
Next, the configuration of the device 11 will be described.
As shown in FIG. 1, the device 11 includes a human
人体通信装置１１０は、操作端末１０の人体通信装置１００からジェスチャ検出を省いた構成であり、他の構成は人体通信装置１００と同様である。人体通信装置１１０のより詳細な構成については後述する。
The human
ＭＣＵ１１１は、人体通信装置１１０からの制御情報に基づき、調光回路１１２を制御するものである。
The
調光回路１１２は、照明装置１１３のオンオフを行ったり、照明装置１１３の明るさを段階的あるいは連続的に調整することができる装置である。
The
機器１１の人体通信装置１１０は、機器１１と一体化されて設けられたものであってもよいし、別体となっているものを無線、有線通信によって間接的に接続する構成や、機器１１の拡張コネクタなどに直接接続する構成であってもよい。別体の人体通信装置１１０を直接・間接に機器１１に接続する構成であれば、機器１１には従来のものをそのまま使用することも可能である。
The human
［人体通信装置の構成］
次に、操作端末１０の人体通信装置１００、および機器１１の人体通信装置１１０の構成について、図２、３を参照に説明する。
[Configuration of human body communication device]
Next, the configuration of the human
まず、人体通信装置１００の構成から説明する。
First, the configuration of the human
人体通信装置１００は、図２に示すように、４つの電極１０３ａ〜ｄと、送受切り替えスイッチ１０４と、送信機１０５と、受信機１０６と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１０７ａ、ｂと、を有している。
As shown in FIG. 2, the human
電極１０３ａ〜ｄは、電磁波を放出あるいは検出するものである。電極１０３ａ〜ｄは、平面的に配置されている。これにより、人体通信によるデータの送受信のみならず、ジェスチャの検出を行うことができるようにしている。電極を４つ設けているのは、２次元的なジェスチャの検出を行うためである。１次元的なジェスチャの検出でよい場合には、電極１０３ａ〜ｄを直線状に配置してもよいし、電極を４つではなく２つとしてもよい。電極１０３ａ〜ｄは、送受切り替えスイッチ１０４を介して送信機１０４と受信機１０５に接続されている。
The
なお、電極１０３ａ〜ｄは、電磁波を放射しない寸法とすることが望ましく、円形とする場合には、その直径を励振する電磁波の波長の１／１００以下とすることが望ましい。人体通信装置１１０の電極１１５についても同様である。
The
送受切り替えスイッチ１０４は、人体通信において受信と送信を切り替える装置である。送受切り替えスイッチ１０４を設けずに、送信機１０５に接続する送信用電極と、受信機１０６に接続する受信用電極とを設けた構成としてもよい。
The transmission /
送信機１０５は、ＭＣＵ１０１からの制御情報である信号を変調して４つの電極１０３ａ〜ｄのうち少なくとも１つに出力する装置である。
The
受信機１０６は、４つの電極１０３ａ〜ｄによって受信した受信信号を復調してＩＤ情報である信号を出力する装置と、ジェスチャ検出するジェスチャ検出装置２０とにより構成されている。受信信号は、スイッチによる切換によって復調側とジェスチャ検出装置２０側のどちらかに入力される。分配して両方に入力されるようにしてもよい。ジェスチャ検出装置２０は、電極１０３ａ〜ｄからの４つの受信信号の位相差に対応する信号を生成して出力する装置である。ジェスチャ検出装置２０は、電極１０３ａ、ｂに接続するものと、電極１０３ｃ、ｄに接続するものの２台で構成されている。受信機１０６からは、ジェスチャ検出装置２０からの出力と、復調した信号の出力とがあり、それぞれローパスフィルタ１０７ａ、ｂを介してＭＣＵ１０１に入力される。ローパスフィルタ１０７ａは通過帯域が１００Ｈｚ以下であり、ローパスフィルタ１０７ｂは通過帯域が１０ｋＨｚ以下である。
The
図４は、電極１０３ａ、ｂに接続するジェスチャ検出装置２０の構成を示した図である。図４のように、ジェスチャ検出装置２０は、電極１０３ａの検出する電気信号を入力するバンドパスフィルタ２１Ａ、増幅器２２Ａ、電極１０３ｂの検出する電気信号を入力するバンドパスフィルタ２１Ｂ、増幅器２２Ｂを有している。バンドパスフィルタ２１Ａ、２１Ｂは、人体通信装置１１０から送信される電磁場の発振周波数帯のみを透過するものであり、増幅器２２Ａ、２２Ｂは、それぞれバンドパスフィルタ２１Ａ、２１Ｂからの電気信号を増幅するものである。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the
また、ジェスチャ検出装置２０は、乗算器２３Ａ、２３Ｂをそれぞれ有している。乗算器２３Ａには、増幅器２４１を介して増幅器２２Ａの出力が接続され、移相器２５Ａ、増幅器２４２を介して増幅器２２Ｂの出力が接続されている。一方、乗算器２３Ｂには、移相器２５Ｂ、増幅器２４３を介して増幅器２２Ａの出力が接続され、増幅器２４４を介して増幅器２２Ｂの出力が接続されている。移相器２５Ａは電極１０３ｂからの電気信号を、移相器２５Ｂは電極１０３ａからの電気信号を、それぞれ、移相して出力するものであり、その移相量は等しく設定されている。乗算器２３Ａは、電極１０３ａからの電気信号と、移相器２５Ａによって移相された電極１０３ｂからの電気信号とを乗算して出力するものである。また、乗算器２３Ｂは、電極１０３ｂからの電気信号と、移相器２５Ｂによって移相された電極１０３ａからの電気信号とを乗算して出力するものである。
In addition, the
乗算器２３Ａ、２３Ｂの出力は減算器２６に接続しており、減算器２６は、それぞれの入力された電気信号の差分をとって出力する。減算器２６の出力は、増幅器２７、ローパスフィルタ１０７ａ、Ａ／Ｄ変換器（図示しない）を介してＭＣＵ１０１に入力される。
The outputs of the
次に、ジェスチャ検出装置２０の動作について説明する。
Next, the operation of the
ユーザー１２の指先が、４つの検出電極１０３ａ〜ｄが形成する内部空間上を、移動すると、手の位置に応じて、ユーザー１２を伝搬する電磁場が変調を受ける。電極１０３ａ、電極１０３ｂで検出される電気信号は、ユーザー１２の手の位置と電極１０３ａ、電極１０３ｂとの相対的な距離に応じて位相が異なる。以下、説明の簡略化のため、電極１０３ａで受信する電気信号をｃｏｓ（ωｔ＋θＡ）、電極１０３ｂで受信する電気信号をｃｏｓ（ωｔ＋θＢ）として考察する。ただし、θＡ、θＢは進み位相を正、遅れ位相を負としている。ωは２πｆであり、ｆは人体通信装置１１０から送信される電磁場の発振周波数である。なお、位置測定精度を高めるために、なるべく電極１０３ａ、電極１０３ｂ間を結ぶ直線に近い位置に指先を近づけることが望ましく、およそｃ／（２πｆ（εｒ）1/2 ）（ここでｆは人体通信装置１１０から送信される電磁場の発振周波数、εｒは人体の比誘電率）以下まで指先を電極１０３ａ、電極１０３ｂを結ぶ直線に近づけるのがよい。たとえば１０．７ＭＨｚでは１５ｃｍ以下まで近づける。
When the fingertip of the
電極１０３ａで受信した電気信号ｃｏｓ（ωｔ＋θＡ）は、バンドパスフィルタ２１Ａによって人体通信装置１１０から送信される電磁場の周波数帯域のみが透過され、増幅器２２Ａによって信号が増幅される。
The electric signal cos (ωt + θA) received by the
また、電極１０３ｂで受信した電気信号ｃｏｓ（ωｔ＋θＢ）は、バンドパスフィルタ２１Ｂによって人体通信装置１１０から送信される電磁場の周波数帯域のみが透過され、増幅器２２Ｂによって信号が増幅される。
The electric signal cos (ωt + θB) received by the
増幅器２２Ａからの出力は、２つに分岐されて一方は増幅器２４１によってさらに信号が増幅されたのち乗算器２３Ａへ、他方は移相器２５Ｂによって位相がφ遅延されてｃｏｓ（ωｔ＋θＡ−φ）の電気信号となり、その電気信号が増幅器２４３によって増幅されたのち乗算器２３Ｂへ入力される。
The output from the
また、増幅器２２Ｂからの出力は、２つに分岐されて一方は増幅器２４４によってさらに信号が増幅されたのち、乗算器２３Ｂへ、他方は移相器２５Ａによって位相がφ遅延されてｃｏｓ（ωｔ＋θＢ−φ）の電気信号となり、その電気信号が増幅器２４２によって増幅されたのち乗算器２３Ａへ入力される。
Further, the output from the
つまり、乗算器２３Ａには、ｃｏｓ（ωｔ＋θＡ）の電気信号と、ｃｏｓ（ωｔ＋θＢ−φ）の電気信号が入力され、乗算器２３Ｂには、ｃｏｓ（ωｔ＋θＡ−φ）の電気信号と、ｃｏｓ（ωｔ＋θＢ）の電気信号が入力される。したがって、乗算器２３Ａの出力は、ｃｏｓ（ωｔ＋θＡ）・ｃｏｓ（ωｔ＋θＢ−φ）であり、後段のローパスフィルタ１０７ａでカットされる高周波成分を除けば、（１／２）・ｃｏｓ（ψ＋φ）である。ここで、θＡ−θＢ、すなわち位相差をψと置いた。同様に乗算器２３Ｂの出力は、（１／２）・ｃｏｓ（ψ−φ）となる。
That is, the electrical signal of cos (ωt + θA) and the electrical signal of cos (ωt + θB−φ) are input to the
乗算器２３Ａ、２３Ｂから出力される電気信号（１／２）・ｃｏｓ（ψ＋φ）および（１／２）・ｃｏｓ（ψ−φ）は、減算器２６に入力される。減算器２６からの出力は、（１／２）・ｃｏｓ（ψ−φ）−（１／２）・ｃｏｓ（ψ＋φ）＝ｓｉｎψ・ｓｉｎφとなる。その後、増幅器２７で信号が増幅されたのち、ローパスフィルタ１０７ａによってすでに計算上省略した高周波数成分がカットされて、レベルｓｉｎψ・ｓｉｎφがＡ／Ｄ変換器に入力されて、ディジタル値に変換されて、位相差ψに比例した値が出力される。
The electrical signals (1/2) · cos (ψ + φ) and (1/2) · cos (ψ−φ) output from the
Ａ／Ｄ変換器からは、電気信号ｓｉｎψ・ｓｉｎφの電圧値（ディデタル値）が出力される。この電圧値は、電極１０３ａ、電極１０３ｂで受信する電気信号の位相差ψ（＝θＡ−θＢ）に対応した値であり、さらにその位相差ψは、電極１０３ａと第２検出電極Ｂと、操作者の手の位置とに関係した値である。したがって、電気信号ｓｉｎψ・ｓｉｎφの電圧値から、電極１０３ａ、電極１０３ｂの近傍にある手の位置、すなわち手のジェスチャを測定することができる。
From the A / D converter, the voltage value (digital value) of the electrical signal sinψ · sinφ is output. This voltage value is a value corresponding to the phase difference ψ (= θA−θB) of the electrical signals received by the
なお、この結果が示すように、φが９０°のときにｓｉｎφ＝１より、出力が最大となるため、移相器２５Ａ、Ｂの移相量φは９０°に設定することが望ましい。位置測定の感度を向上させることができるためである。
As shown by this result, when φ is 90 °, the output is maximum because sin φ = 1, and therefore, the phase shift amount φ of the
電極１０３ｃ、ｄが接続されたジェスチャ検出装置２０においても同様に測定し、２つの測定結果を考慮することで、手のジェスチャを２次元的に検出することができる。
The
このように、ジェスチャ検出装置２０は、受信した受信信号の位相差を検出し、位相差の変動からジェスチャ検出するものである。
As described above, the
次に、人体通信装置１１０の構成について説明する。人体通信装置１１０は、図３のように、電極１１５と、送受切り替えスイッチ１０４と、送信機１０５と、受信機１１６とによって構成されている。電極１１５は、その数を１つとした以外は人体通信装置１００の電極１０３ａ〜ｄと同様のものである。送受切り替えスイッチ１０４、送信機１０５については、人体通信装置１００と同様である。受信機１１６は、受信機１０６からジェスチャ検出装置２０を省いた構成である。すなわち、人体通信装置１１０は、人体通信装置１００からジェスチャ検出機能を省いた構成である。もちろん、人体通信装置１１０として人体通信装置１００と同一の構成のものを用いるようにしてもよい。
Next, the configuration of the human
［操作システムの動作］
次に、実施例１の操作システムによる機器の操作について、図５のフローチャートを参照に説明する。
[Operation system operation]
Next, the operation of the device by the operation system of the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、ユーザー１２は、複数の機器１１のうち、ユーザー１２が操作したい機器１１の人体通信装置１１０の電極近傍に片方の手を近づける。手を電極に接触させてもよい。また、もう一方の手を操作端末１０の人体通信装置１００の電極１０３ａ〜ｄ近傍に近づける。同様に手を電極１０３ａ〜ｄのいずれかに接触させてもよい。これにより、人体通信装置１１０と人体通信装置１００との間に、ユーザー１２を介した人体通信の伝送路が形成され、人体通信装置１００と人体通信装置１１０との間で人体通信が可能となる（ステップＳ１）。なお、電極に近づけるのは手に限るものではなく、足その他の身体部位であってよい。
First, the
この状態で、人体通信装置１１０は、自己のＩＤ情報を人体通信装置１００に送信する（ステップＳ２）。人体通信装置１００は、人体通信装置１１０から機器１１のＩＤ情報を受信する。受信したＩＤ情報はＭＣＵ１０１に入力される。
In this state, the human
ＭＣＵ１０１は、ＩＤ情報に基づき、そのＩＤの機器１１に対応した操作内容をディスプレイ１０２に表示するよう、ディスプレイ１０２を制御する。これにより、ディスプレイ１０２には、機器１１を操作するための操作内容が表示される（ステップＳ３）。たとえば、機器１１の照明装置１１３の明るさを制御するための表示として、電球を図案化したマークを表示させる。
Based on the ID information, the
ユーザー１２は、ディスプレイ１０２の表示内容に従い、ユーザー１２が機器１１に対して行いたい操作に対応するジェスチャを操作端末４０の近傍ですることで、操作を選択する（ステップＳ４）。たとえば、左右に手を振るジェスチャによって光量を下げ、上下に手を振るジェスチャによって光量を上げるものとする。人体通信装置１００のジェスチャ検出装置２０は、ユーザー１２の行ったジェスチャを検出し、ＭＣＵ１０１は、ジェスチャの内容にしたがって制御情報を生成する（ステップＳ５）。その制御情報は、人体通信装置１００によって人体通信装置１１０に送信される（ステップＳ６）。
The
機器１１の人体通信装置１１０は、人体通信装置１００からの制御情報を受信する。受信した制御情報は、ＭＣＵ１１１に入力され、ＭＣＵ１１１は制御情報に基づいて調光回路１１２を制御し、その調光回路１１２によって照明装置１１３は明るさが制御される（ステップＳ７）。
The human
以上のように、実施例１の操作システムによれば、操作端末１０を用いて複数の機器１１の中から１つの機器１１を選択して操作することができる。特に、機器１１を操作する意志と身体の動きとが一致しており、直感的な操作が可能である。また、操作することができるのは、人体通信の伝送路となっているユーザー１２のみであり、他のユーザー１２は操作することはできない。そのため、他のユーザー１２によって誤作動してしまうことのない安全性の高い操作システムである。
As described above, according to the operation system of the first embodiment, it is possible to select and operate one device 11 from among a plurality of devices 11 using the operation terminal 10. In particular, the intention to operate the device 11 and the movement of the body coincide with each other, and an intuitive operation is possible. Further, only the
図６は、実施例２の操作システムの構成を示した図である。実施例２の操作システムは、実施例１の人体通信装置１００のジェスチャ検出装置２０を省いて人体通信装置１１０と同等の構成とし、さらにタッチパネル２０２を加えたものである。その他の構成については実施例１の操作システムと同様である。なお、実施例１の操作システムと同じ構成部分については同一の符号を用いている。以下実施例２〜４において同様である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the operation system according to the second embodiment. In the operation system of the second embodiment, the
実施例１の操作システムでは、ユーザー１２の操作を検出する手段として、ジェスチャ検出装置２０を用いてユーザー１２のジェスチャを検出する手段を採用しているが、実施例２の操作システムでは、これに替えて、タッチパネルを用いてユーザー１２のタッチパネルへの接触を検出する手段を採用している。
In the operation system of the first embodiment, a means for detecting the gesture of the
このタッチパネル２０２は、操作端末１０と一体に構成されていてもよいし、有線、無線などの通信によって間接的に接続する構成としてもよい。間接的に接続する場合、タッチパネル２０２には、スマートフォン、タブレット端末、携帯ゲーム機、ノートＰＣなどを用いてもよい。また、ディスプレイ１０２を省略し、タッチパネル２０２としてタッチパネルディスプレイを用い、ジェスチャの入力装置と表示装置とを兼ねるようにしてもよい。
The
実施例２の操作システムでは、実施例１の操作システムと同様に、人体通信によって機器１１のＩＤ情報が操作端末１０に入力され、そのＩＤ情報に基づいて機器１１の操作内容がタッチパネルディスプレイ２０２に表示される。タッチパネルディスプレイ２０２に表示された機器１１の操作内容に対し、ユーザー１２はタッチパネルディスプレイ２０２に指を接触させて、機器１１に対して行いたい操作を選択する。操作端末１０のＭＣＵ１０１は、タッチパネルディスプレイ２０２に対する接触に基づいて、対応する制御情報を生成する。そして、実施例１の操作システムと同様に、人体通信によって制御情報は機器１１に入力され、制御情報に基づいて機器１１は制御される。
In the operation system according to the second embodiment, as in the operation system according to the first embodiment, the ID information of the device 11 is input to the operation terminal 10 by human body communication, and the operation content of the device 11 is input to the
実施例２の操作システムは、実施例１の操作システムと同様、複数の機器１１のうち１つを選択して操作端末１０によって直感的に操作することができる。 Similar to the operation system of the first embodiment, the operation system of the second embodiment can be operated intuitively by selecting one of the plurality of devices 11 and using the operation terminal 10.
図７は、実施例３の操作システムの構成を示した図である。図７のように、実施例１の操作システムの操作端末１０は同様の構成であり、機器１１側の構成が異なっている。機器１１側の構成は、複数の機器３１と、それら機器３１と無線接続し、操作端末１０と人体通信するパネル装置３３と、によって構成されている。なお、他の実施例の構成部分と同じ構成部分については同一の符号を用いている。以下も同様である。また、パネル装置３３は本発明の中継装置に相当する。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the operation system according to the third embodiment. As shown in FIG. 7, the operation terminal 10 of the operation system according to the first embodiment has the same configuration, and the configuration on the device 11 side is different. The configuration on the device 11 side includes a plurality of devices 31 and a panel device 33 that is wirelessly connected to the devices 31 and communicates with the operation terminal 10 by human body. In addition, the same code | symbol is used about the same component as the component of another Example. The same applies to the following. The panel device 33 corresponds to the relay device of the present invention.
機器３１は、無線通信装置３１２と、無線通信装置３１２に接続する調光回路１１２と、調光回路１１２によって明るさが制御される照明装置１１３とによって構成されている。
The device 31 includes a wireless communication device 312, a
パネル装置３３は、人体通信装置１１０と、人体通信装置１１０に接続するＭＣＵ１１１と、ＭＣＵ１１１に接続する複数のタッチセンサ３３５と、機器３１と無線通信する無線通信装置３３２と、によって構成されている。
The panel device 33 includes a human
無線通信装置３１２、３３２は、選択された機器３１とパネル装置３３との間で無線通信を行うためのものである。無線通信の方式は任意の方式でよく、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを用いることができる。
The
タッチセンサ３３５は、各機器３１に対応する入力手段であり、ユーザー１２がタッチセンサ３３５に触れることで、どの機器３１が選択されたかの情報がＭＣＵ１１１に入力される。
The touch sensor 335 is an input unit corresponding to each device 31. When the
次に、実施例３の操作システムの動作について説明する。 Next, the operation of the operation system according to the third embodiment will be described.
ユーザー１２がパネル装置３３のタッチセンサ３３５によって操作したい機器３１を選択すると、その選択された機器３１のＩＤ情報が、人体通信によって、パネル装置３３から操作端末１０の人体通信装置１００に送信される。次に、実施例１の操作システムと同様に、ＩＤ情報に基づいて選択された機器３１の操作内容がディスプレイ１０２に表示される。ディスプレイ１０２に表示された機器３１の操作内容に対し、ユーザー１２は人体通信装置１００近傍で選択したい操作内容に対応したジェスチャをする。操作端末１０のＭＣＵ１０１は、検出したジェスチャに基づいて、対応する制御情報を生成する。そして、人体通信によって制御情報はパネル装置３３に入力される。パネル装置３３は、無線通信によって制御情報を選択された機器３１に送信し、選択された機器３１は制御情報に基づいて制御される。
When the
この実施例３の操作システムは、実施例１の操作システムと同様に、複数の機器３１のうち１つを選択して操作端末１０によって直感的に操作することができる。また、機器３１ごとに人体通信装置１１０を設けなくてもよいため、操作システム全体の低コスト化を図ることができ、また操作システム導入の敷居も低くなる。
Similar to the operation system according to the first embodiment, the operation system according to the third embodiment can select one of the plurality of devices 31 and operate the operation terminal 10 intuitively. Further, since it is not necessary to provide the human
図８は、実施例４の操作システムの構成を示した図である。図８のように、実施例４の操作システムは、イスに座ったユーザー１２が片手で操作することが可能な操作システムである。実施例４の操作システムは、操作端末４０と、操作端末４０に接続するディスプレイ４０２と、複数の機器４１によって構成されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of an operation system according to the fourth embodiment. As illustrated in FIG. 8, the operation system according to the fourth embodiment is an operation system in which the
機器４１は、機器１１の人体通信装置１１０を、人体通信装置１００に置き替えたものである。また、操作端末４０は、操作端末１０の人体通信装置１００を、人体通信装置１１０に置き替え、ディスプレイ１０２に替えて、操作端末４０とは別体であって操作端末４０と有線または無線で接続するディスプレイ４０２を設けたものである。ディスプレイ４０２は、操作端末４０とは別体として、有線または無線で接続する通信装置を設けたこと以外はディスプレイ１０２と同様である。
The device 41 is obtained by replacing the human
操作端末４０は、イスに埋め込まれて設置されており、ユーザー１２がイスに座っている間は常時ユーザー１２と操作端末４０の人体通信装置１１０がイスを介して接触している状態である。
The operation terminal 40 is installed in a chair and is in a state where the
実施例４の操作システムの動作について説明する。 The operation of the operation system according to the fourth embodiment will be described.
まず、イスに座ったユーザー１２は、複数の機器４１のうち、ユーザー１２が操作したい機器４１の人体通信装置１１０の電極近傍に片方の手を近づける。これにより、操作端末４０の人体通信装置１１０と機器４１の人体通信装置１００との間に、ユーザー１２を介した人体通信の伝送路が形成され、人体通信が可能となる。
First, the
この状態で、機器４１から操作端末４０に、自己のＩＤ情報を送信する。そして、そのＩＤ情報に基づいて、選択された機器４１の操作内容のデータを生成してディスプレイ４０２に送信する。ディスプレイ４０２には、機器４１を操作するための操作内容が表示される。
In this state, the device 41 transmits its own ID information to the operation terminal 40. Then, based on the ID information, data on the operation content of the selected device 41 is generated and transmitted to the
次に、ユーザー１２は、ディスプレイ４０２の表示内容に従い、ユーザー１２が機器４１に対して行いたい操作に対応するジェスチャを選択した機器４１の近傍ですることで、操作を選択する。実施例１の操作システムとは異なり、操作端末４０側ではなく機器４１側でジェスチャを行う点に留意する。人体通信装置１００はジェスチャを検出し、ＭＰＵ１１１はそのジェスチャの内容に基づいて制御情報を生成する。そして、その制御情報に基づいて機器４１が制御される。
Next, the
以上、実施例４の操作システムは、実施例１の操作システムと同様に、複数の機器１１のうち１つを選択して操作端末１０によって直感的に操作することができる。また、実施例１の操作システムは、両手を用いて操作するシステムであるが、実施例４の操作システムでは、片手で操作を行うことができる。 As described above, similarly to the operation system of the first embodiment, the operation system of the fourth embodiment can select one of the plurality of devices 11 and intuitively operate the operation terminal 10. Moreover, although the operation system of Example 1 is a system operated using both hands, in the operation system of Example 4, it can operate with one hand.
［変形例］
なお、実施例１〜４におけるジェスチャ検出装置２０は、電極１０３ａ〜ｄで受信した受信信号の位相差によってジェスチャの検出を行うものであったが、電力差によってジェスチャの検出を行うものであってもよい。図９は、電力差によってジェスチャを検出するジェスチャ検出装置の構成を示した図である。
[Modification]
In addition, although the
図９のジェスチャ検出装置は、電極６０Ａの検出する電気信号を入力する増幅器６１Ａ、バンドパスフィルタ６２Ａ、ログアンプ６３Ａと、電極６０Ｂの検出する電気信号を入力する増幅器６１Ｂ、バンドパスフィルタ６２Ｂ、ログアンプ６３Ｂを有している。ログアンプ６３Ａ、Ｂは、電力−電圧変換するものである。
The gesture detection apparatus of FIG. 9 includes an
また、図９のジェスチャ検出装置は、加算器６４、減算器６５、除算器６６を有している。加算器６４、減算器６５にはそれぞれ、ログアンプ６３Ａとログアンプ６３Ｂの出力が接続されている。加算器６４は、ログアンプ６３Ａからの電気信号とログアンプ６３Ｂからの電気信号とを加算して出力するものであり、減算器６５は、ログアンプ６３Ａからの電気信号からログアンプ６３Ｂからの電気信号を減算して出力するものである。また、加算器６４の出力と減算器６５の出力は除算器６６に接続されている。除算器６６は、減算器６５からの電気信号を加算器６４からの電気信号で除算して出力するものである。除算器６６の出力は、増幅器６７、ローパスフィルタ６８を介して出力される。
9 includes an
このローパスフィルタ６８から出力される電気信号の電圧値Ｖｐは、ログアンプ６３Ａからの電気信号の電圧値をＶＡ、ログアンプ６３Ｂからの電気信号の電圧値をＶＢとすれば、Ｖｐ＝（ＶＡ−ＶＢ）／（ＶＡ＋ＶＢ）である。電圧値Ｖｐは、電極６０Ａ、Ｂ近傍でのユーザー１２の手の位置に応じて変化する値である。したがって、電圧値Ｖｐを測定することでユーザー１２の手の位置、すなわちジェスチャを測定することができる。
The voltage value Vp of the electrical signal output from the low-
なお、電圧差を電圧和で除算せずに電圧差のみでも位置検出は可能であるが、手の高さ（電極６０Ａ、Ｂを結ぶ直線に垂直な方向の手の位置）によって位置検出の感度にばらつきが生じるため、電圧和で除算することで感度のばらつきを抑え、より高感度に位置検出ができるようにしている。
Although position detection is possible only by the voltage difference without dividing the voltage difference by the voltage sum, the position detection sensitivity depends on the height of the hand (the position of the hand perpendicular to the straight line connecting the
本発明の操作システムは、複数の機器を１つの操作端末で操作するシステムに利用することができる。 The operation system of the present invention can be used for a system in which a plurality of devices are operated with one operation terminal.
１０、４０：操作端末
１１、３１、４１：機器
１００、１１０：人体通信装置
１０１、１１１：ＭＣＵ
１０２、４０２：ディスプレイ
１０３ａ〜ｄ、１１３：電極
１０４：送受切り替えスイッチ
１０５：送信機
１０６、１１６：受信機
１０７ａ、ｂ：ローパスフィルタ
３３：パネル装置
10, 40: Operation terminal 11, 31, 41:
102, 402:
Claims (7)
前記操作システムは、
各前記機器のうち、ユーザーの身体を接触させることで選択されたいずれか１つの前記機器と、同じくユーザーの身体を接触させた前記操作端末との間で人体通信を行う人体通信装置と、
前記機器を操作するための制御情報を生成する制御手段と、
前記機器の操作内容を表示する表示手段と、
を有し、
選択された前記機器は、人体通信により前記操作端末に自己のＩＤ情報を送信し、
前記表示手段は、前記人体通信装置により受信した前記ＩＤ情報に基づき、選択された前記機器の操作内容を表示し、
前記制御手段は、表示された前記操作内容に基づいてユーザーにより行われた操作に応じて、前記制御情報を生成し、
選択された前記機器は、前記制御情報に基づき操作される、
ことを特徴とする操作システム。 In an operation system for selectively operating a plurality of devices with a single operation terminal,
The operation system includes:
A human body communication device that performs human body communication between any one of the devices selected by bringing the user's body into contact with the operation terminal that is also in contact with the user's body;
Control means for generating control information for operating the device;
Display means for displaying the operation content of the device;
Have
The selected device transmits its ID information to the operation terminal by human body communication,
The display means displays the operation content of the selected device based on the ID information received by the human body communication device,
The control means generates the control information according to an operation performed by a user based on the displayed operation content,
The selected device is operated based on the control information.
An operation system characterized by that.
ことを特徴とする請求項２に記載の操作システム。 The control means has two electrodes spaced apart from each other, and detects a gesture based on a phase difference between two received signals received by the electrodes.
The operating system according to claim 2.
ことを特徴とする請求項２に記載の操作システム。 The control means has two electrodes separated from each other, and detects a gesture by comparing the power of two received signals received by the electrodes.
The operating system according to claim 2.
前記制御手段は、前記タッチパネルへの接触操作に応じて前記制御情報を生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の操作システム。 The operation terminal has a touch panel,
The control means generates the control information according to a touch operation on the touch panel.
The operating system according to claim 2.
前記操作端末は、前記制御情報を、人体通信により前記操作端末から選択された前記機器へ送信する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の操作システム。 The control means is provided in the operation terminal,
The operation system according to claim 1, wherein the operation terminal transmits the control information to the device selected from the operation terminal by human body communication.
前記操作システムは、各前記機器のうちいずれか１つの前記機器と無線通信し、前記操作端末と人体通信する中継装置を有し、
前記中継装置は、ユーザーが選択する前記機器の情報を入力する入力手段を有し、その入力手段により選択された前記機器のＩＤ情報を、人体通信により前記操作端末に送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の操作システム。 Each of the devices has a wireless communication device,
The operation system includes a relay device that wirelessly communicates with any one of the devices and performs human body communication with the operation terminal,
The relay device has input means for inputting information on the device selected by a user, and transmits the ID information of the device selected by the input means to the operation terminal by human body communication.
The operation system according to claim 1.
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