专利名称：信息输入设备和信息输入方法
技术领域：
本发明涉及一种信息输入设备和一种信息输入方法。
背景技术：
通常，在诸如工作站和个人计算机的通用计算机系统中、在诸如车辆导航设备的专用计算机系统中、在适合用于音频系统和空调的微计算机中，使用诸如键盘、鼠标和按钮等的信息输入元件来输入针对所有信息处理设备的操作信息。近来，操作信息是通过姿态(即，用户身体的动作)来输入的。例如，在对应于 US2004/0243342 的 JP-A-2008-276664 和 JP-A-2002-358149 中描述了 一种用于使用手指动作来输入操作信息的方法，其提供了多种动作。JP-A-2008-276664教示了一种技术，其中，电缆形状的具有弹性的压电传感器附着在用户的手指，使得传感器检测到手指的弯曲动作和伸展动作。然后，检测结果用于操作信息。JP-A-2002-358149教不了一种形成为腕表型设备的信息输入设备,使得该信息输入设备被戴在用户的手腕上。通过使用在圆周方向上交替地布置在手腕周围的发送电极和接收电极，检测到用户的手臂和手(即，上肢)的运动。具体地，发送电极和相邻的接收电极之间产生的静电耦合随着这些电极和手腕之间的间隙而改变。当用户移动手臂和/或手时，手臂和/或手的形状根据手臂和/或手的动作轻微地改变。因此，电极和手腕之间的间隙改变，使得静电耦合值改变。当检测到静电耦合值改变时，检测到手和手臂的动作。因此，检测到上肢的动作(即，姿态)。诸如手的抓取动作和手的张开动作的特定姿态与作为输入命令的操作信息相联系，其中操作信息要被输入到信息处理设备。姿态和输入命令之间的关系被存储，使得根据姿态将操作信息输入到信息处理设备中。但是，使用具有弹性并且沿着手指附着的压电传感器的检测方法需要将传感器戴在手指上。因此，类似于数据球(data globe)，将传感器戴在手指上的步骤是麻烦的。当附着传感器是麻烦的时，用户在例如其将压电传感器戴在在手指上时感觉到身体压力，并且例如用户必须在手指上戴上和摘下传感器时感觉到精神压力。JP-A-2002-358149中描述的信息输入设备基于上肢形状的改变检测上肢的运动。 因此，该设备可以检测到提供上肢形状大改变的姿态。但是，该设备无法检测到提供上肢形状小改变的姿态。
发明内容
就以上问题来说，本公开内容的目标是提供一种信息输入设备和信息输入方法， 其用于减少在用户戴上该设备时用户的压力，并且被配置为向信息处理设备输入各种类型的操作信息。根据本公开内容的第一方面，一种信息输入设备，包括应用元件，具有使得用户的手指插入到所述应用元件的环形；接收元件，具有使得用户的手指插入到所述接收元件的环形，并且被设置为在所述应用元件的中心线的延长方向上与所述应用元件相邻；信号产生元件，产生并且向所述应用元件发送波形信号，使得所述应用元件输出测量信号；以及信号提取元件，从接收信号中提取有关所述手指的姿势的信号，所述接收信号是基于由所述接收元件接收的所述测量信号从所述接收元件输出的。在上述信息输入设备中，由于应用元件和接收元件附着到手指，用户容易佩戴该设备。此外，由于手指的截面区域和截面形状变化很大，所以相比于手腕，作为手指的姿势的手指的较小的弯曲动作和较小的拉伸动作是可辨识的。因此，手指的姿势的较小改变是可检测的。根据本公开内容的第二方面，提供了一种由根据第一方面的所述信息输入设备执行的用于输入信息的方法，所述方法包括当手指采取标准姿势时，从接收信号提取有关所述手指的所述标准姿势的第一信号，并且将所述第一信号存储为标准信号；当手指采取特定姿势时从所述接收信号提取有关所述手指的所述特定姿势的第二信号；以及从所述第一信号中减去所述第二信号，并且输出减去后的结果。在上述方法中，如果仅基于有关手指的姿势的信号(其是在用户采取特定姿势时提取的)将信息操作输出到信息处理设备，那么由于接收信号随着时间的变化的影响，该信号可能随时间变化。因此，即使当用户采取相同姿势时，信号也可能随时间变化。在上述方法中，使用与当用户采取手指的标准姿势时提取的姿势有关的信号和当用户采取对应于所需要的操作信息的手指的特定姿势时提取的信号之间的差，来获得操作信息。因此，限制了由时间变化弓I起的对操作信息的影响。
根据以下结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目标、特征和优点将变得更加明显。在附图中图I是示出根据第一实施例的信息输入设备的框图；图2是示出附着到用户的手指的信息输入设备的图；图3是示出应用元件和接收元件的布置的图；图4是示出信息输入设备的信号提取元件的框图；图5是示出信息输入设备中开关的布置的图；图6是示出根据第二实施例的用于在信息输入设备中注册与手指的姿势有关的信号的最大值和最小值的方法的流程图；图7是示出使用信号的已注册最大值和已注册最小值的操作信息输入方法的流程图；图8是示出根据第三实施例的用于获取信息输入设备的输入值的方法的流程图；图9是示出根据第四实施例的用于在信息输入设备中获取作为与手指的姿势有关的信号的输入值的方法的流程图；图10是示出根据第五实施例的用于在信息输入设备中获取作为与与手指的姿势有关的信号的输入值的方法的流程图；图11是示出根据第六实施例的用于在信息输入设备中获取作为与手指的姿势有关的信号的输入值的方法的流程图；以及
图12是示出根据第七实施例的用于当信息输入设备的输出值输出到信息处理设备时用于按压开关的方法的流程图。
具体实施例方式(第一实施例)将参考图I-图5解释根据第一实施例的信息输入设备I。图I示出了信息输入设备I的框图。图2示出了设备I附着到操作者(B卩，用户)的手指F的状态。信息输入设备I附着到用户的手指F。设备I检测诸如手指F的弯曲和拉伸动作等的手指F的姿势，使得设备I向信息处理设备60输出与操作信息等有关的信号。信息处理设备60控制例如计算机、车辆导航设备、音频设备的音量调整、空调的吹风量调整等。在当前实施例中，信息输入设备I附着到第一手指(即，食指)。如图I所示，设备I包括信号应用单元10，用于提供测量单元；；信号提取单元 20 ;开关30，作为用于输入检测到用户的手指F的姿势的时刻的控制单元；通信单元40，用于向信息处理设备60输出信号；以及控制器50，用于控制信号应用单元10、信号提取单元 20和通信单元40，并且用于产生要输出到信息处理设备60的信号。信息处理设备60被布置在设备I的外部。信号应用单元10输出用于检测手指F的姿势的测量信号。信号应用单元10包括应用元件11和信号产生元件12，应用元件11作为用于输出测量信号的电极，信号产生元件 12用于产生波形信号，其提供了输出来自应用元件11的测量信号。图3示出了应用元件11和接收元件21的布置。应用兀件11是一电极，所述电极用于当信号产生兀件12向应用兀件11输入波形信号时，将电场作为测量信号应用到用户的手指F。应用元件11是具有环形的电极，使得手指F插入到应用元件11,如图3所示。当信号产生元件12接收来自控制器50的信号时，信号产生元件12产生要输出到应用元件11的波形信号。具体地，信号产生元件12产生具有诸如200kHz的预定频率的交流电流。只要信号产生元件12产生具有预定频率的交流电流，信号产生元件12可以是任何类型的元件。信号提取单元20接收测量信号，测量信号是从信号应用单元10输出的并且根据手指F的姿势改变。信号提取单元20包括接收元件21和信号提取元件22。接收元件21 接收从应用元件11发送的测量信号，并且产生接收信号。信号提取元件22从接收元件21 中产生的接收信号中提取与手指F的姿势有关的信号。接收元件21接收属性根据手指F的姿势而改变的测量信号，，并且产生由交流电流提供的接收信号。这里，要由接收元件21接收的测量信号是由电场提供的。如图3所示， 接收元件21是具有环形的电极，使得手指F插入到接收元件21。此外，接收元件21的环形和应用元件11的环形具有共同的中心轴。接收元件21被设置为与应用元件11相邻。图4示出了信号提取元件22的框图。信号提取元件22针对接收元件21中产生的接收信号执行放大处理和滤波处理。 因此，信号提取元件22提取与手指F的姿势有关的信号。如图4所示，信号提取元件22包括带通滤波器(即，BPF)22A、放大器22B、交直电流转换器(S卩，A/D转换器)22C、数据库(即，DB) 22D和比较器22E。BPF 22A仅使得接收元件21中的接收信号之中与手指F的姿势有关的具有特定频率的信号通过。BPF 22A阻止诸如噪声的具有其它频率的信号。放大器22B将已经通过 BPF 22A的与手指F的姿势有关的信号放大到预定电平。A/D转换器22C将从放大器22B输出的已放大的信号从交流电流转换到直流电流。 具体地，接收元件21中产生的接收信号是交流电流，并且通过BPF 22A的与手指F的姿势有关的信号也是交流电流。A/D转换器22C将与手指F的姿势有关的信号的交流电流转换为直流电流。已转换为直流电流的与手指F的姿势有关的信号被存储在数据库22D中。当比较器22E向数据库22D请求信息时，从数据库22D中读取出与手指F的姿势有关的已存储的信号。数据库22D是诸如硬盘驱动器、非易失性存储器等的存储器。比较器22E将当前由A/D转换器22C转换到直流电流的与手指F的姿势有关的信号与数据库22D中的与手指F的姿势有关的已存储信号相比较。在当前实施例中，比较器 22E确定当前已转换的信号是大于还是小于已存储的信号。图5示出了开关30的布置位置。用户使用开关30输入定时信号。定时信号表示时间，在该时间检测到手指F的姿势。开关30是布置在测量单元的外表面的按钮，测量单元是由应用元件11和接收元件21 提供的。测量单元形成环形。当开关30布置在图5中的位置时，用户使用大拇指按压开关 30。具体地，用户可以通过一只手将操作信息输入到信息输入设备I。通信单元40对从信息输入设备I输出到信息处理设备60的信号以及从信息处理设备60输入到信息输入设备I的信号进行转换，使得已转换的信号适于通信系统。此外， 通信单元40将已转换的信号作为信息进行发送和接收。控制器50指示用于检测手指F的姿势的定时，该定时是由用户经由开关30输入的。此外，控制器50基于从信息处理设备60发送的信息等控制信号应用单元10和信号提取单元20。稍后将解释控制器50的控制处理。以下将解释使用信息输入设备I的操作信息输入方法。如图2所示，信息输入设备I向环一样附着到手指F。用户将手指F弯曲到与信息处理设备60的操作信息相对应的姿势，并且此外，使用大拇指按压开关30。控制器50接收由开关30产生的信号。如图2所示，控制器50向信号产生元件12 输出对应于波形信号的控制信号。当将控制信号输入到信号产生元件12时，信号产生元件 12产生对应于控制信号的波形信号。因此，信号产生元件12向应用元件11输出波形信号。 当将波形信号输入到应用元件11时，应用元件11向手指F应用测量信号。接收元件21接收测量信号，测量信号根据手指F的姿势改变，并且随后，产生接收信号。这里，包括手指F的人体被认为是地线(S卩，接地)。因此，应用于手指F的测量信号流过身体进入地面。在这种情况中，在应用元件11和接收元件21之间形成人体阻抗、 应用元件11和人体之间的接触部分的阻抗、接收元件21和人体之间的接触部分的阻抗等。 具体地，应用元件11和人体之间的接触部分的阻抗、以及接收元件21和人体之间的接触部分的阻抗根据接触部分的面积和接触压力的影响而改变。具体地，当用户弯曲和伸展手指F (信息输入设备I附着在手指F上)时，S卩，当用户执行手指F的弯曲运动和伸展运动时，手指F的关节的形状和截面区域发生改变。该改变使得接触部分的面积和接触压力发生改变。接收元件21中产生的接收信号受到上述阻抗改变的影响。信号提取元件22的BPF 22A从输出自接收元件21的接收信号中移除噪声等。因此，信号提取元件22提取与手指F的姿势有关的信号。然后，与手指F的姿势有关的信号被放大器22B放大，使得信号强度达到预定电平。与手指F的姿势有关的信号是交流电流信号，被A/D转换器22C转换成直流电流信号。使用比较器22E将与手指F的姿势有关的已转换的信号与数据库22D中所存储的与手指F的姿势有关的信号进行比较。这里，数据库22D中所存储的与手指F的姿势有关的信号提供阈值信号。所存储的信号是预先存储在数据库22D中的。比较器22E确定与手指F的姿势有关的已转换的信号大于还是小于数据库22D中所存储的与手指F的姿势有关的信号。比较器22E的比较结果输出到控制器50。当与手指F的姿势有关的已转换的信号大于数据库22D中所存储的与手指F的姿势有关的信号时，控制器50产生开启信号，并且当已转换的信号小于所存储的信号时，控制器50产生关断信号。此外，控制器50经由通信单兀40向信息处理设备60输出开启信号和关断信号。信息处理设备60基于来自控制器 50的信号执行特定处理。在上述信息输入设备I中，用户将手指F插入到应用元件11和接收元件21，使得用户在手指F上佩戴信息输入设备I。因此，与根据JP-A-2008-276664的使用具有电缆形状的电压传感器的传统信息输入设备以及根据JP-A-2002-358149的附着到手腕的传统信息输入设备相比，用户容易将设备I附着到手指F。因此，可以减少由附着信息输入设备I 引起的身体压力和精神压力。与手腕相比，当用户弯曲和伸展手指F时，手指F的截面区域和截面形状极大地改变。因此，弯曲运动和伸展运动的状态能够被容易地和准确地检测到，使得弯曲运动可与伸展运动区分开。具体地，由于应用元件11和手指F之间的关系以及接收元件21和手指F 之间的关系极大地改变，所以可区分地并精确地检测到手指F的姿势的改变。因此，由用户输入的操作信息被准确地输入到信息处理设备60。此外，增加了手指F的姿势的类型的数量，手指F的姿势的类型用于操作信息的输入。在上述实施例中，应用元件11和接收元件21是电极，基于应用元件11和手指F 之间的阻抗改变和接收元件21和手指F之间的阻抗改变的测量信号的改变被检测到，作为与手指F的姿势有关的信号。可替换地，应用元件11和接收元件21可以是线圈，并且根据线圈的物理量来检测手指F的姿势的改变。以下将解释手指F的姿势的改变的检测方法。例如，当应用元件11是诸如环形线圈的线圈，并且将波形信号供应到应用元件11时，感应电流在手指F上进行流动。此外，当接收元件21是诸如环形线圈的线圈时，根据在手指F上流动的感应电流的改变，在接收元件21中产生电动势。因此，与电动势有关的信号输出到信号提取元件22。当手指F的姿势改变时，手指F和应用元件11之间的相对位置关系以及手指F和接收元件21之间的相对位置关系改变。由应用元件11在手指F上引起的感应电流的强度取决于应用元件11和手指F之间的距离和相对位置。由感应电流在接收元件21中引起的电动势取决于接收元件21和手指F之间的距离和相对位置。因此，当手指F的姿势改变时，接收元件21中与电动势有关的信号也改变。相应地，当提取与电动势有关的信号的改变时，检测到手指F的姿势的改变。在上述实施例中，开关30是按钮。可替换地，开关30可以是使用触摸板的触摸开关、语音识别输入元件、手势识别输入元件等。此外，由信息处理设备60根据从信息输入设备I输入的信号执行的处理的内容可以显示在诸如LED显示器的显示设备上，使得用户识别该内容。可替换地，该内容也可以在语音消息通信中被发送给用户。(第二实施例)将参考图6和图7解释根据第二实施例的信息输入设备I。根据第二实施例的操作信息输入方法不同于第一实施例。根据第二实施例的信息输入设备I中的操作信息输入方法与第一实施例具有不同特征，使得将与手指F的姿势有关的信号的最大值和最小值存储和注册在数据库22D中， 并且使用与手指F的姿势有关的信号的最大值和最小值来校正要输出到信息处理设备60 的信号。将参考图6解释用于注册与手指F的姿势有关的信号的最大值和最小值的方法。 图6示出了用于注册与手指F的姿势有关的信号的最大值和最小值的方法的流程图。首先，用户将信息输入设备I附着到手指F。在步骤Sll中，用户伸展手指F，使得用户采用第一标准姿势。然后，在步骤S12中，用户用大拇指按压开关30。然后，信息输入设备I中的控制器50输出控制信号，控制信号用于经由信号应用单元10应用测量信号。信号提取单元20接收该测量信号，该测量信号根据手指F的第一标准姿势而改变。然后，信号提取单元20提取与手指F的第一标准姿势有关的被定义为输入值dl的信号。输入值dl表示由A/D转换器22C转换的信号，并且在步骤S13中被存储在数据库22D中。步骤S13给第一标准值提供存储步骤。接下来，在步骤S14中，用户弯曲手指F，使得用户采取第二标准姿势。然后，在步骤S15中，用户使用大拇指按压开关30。然后，信息输入设备I中的控制器50提取与手指 F的第二标准姿势有关的被定义为输入值d2的信号。输入值d2表示由A/D转换器22C转换的信号，并且在步骤S16中被存储在数据库22D中。步骤S16给第二标准值提供存储步骤。输入值dl是与手指F的姿势有关的信号的最大值。输入值d2是与手指F的姿势有关的信号的最小值。相应地，对信息输入设备I的操作范围进行注册。当注册了与手指F的姿势有关的信号的最大值和最小值时，将要输出到信息处理设备60的操作信息输入到信息输入设备I。图7示出了使用与手指F的姿势有关的信号的已注册最大值和已注册最小值进行的操作信息输入方法的流程图。在步骤S21中，用户将手指F弯曲为与所需要的操作信息相对应。在用户弯曲手指F的情况下，在步骤S22中用户使用大拇指按压开关30。然后，控制器50输出控制信号， 控制信号用于经由信号应用单元10应用测量信号。信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据手指F的姿势而改变。此外，在步骤S23中，信号提取单元20提取被定义为输入值d3并与手指F的姿势有关的信号，手指F的姿势对应于所需要的操作信息。输入值d3表不由A/D转换器22C转换的信号。接下来，确定输入值d3是否处于信息输入设备I的操作范围中。具体地，在步骤S24中，比较器22E将输入值d3与存储在数据库22D中的输入值 dl相比较。当输入值d3小于输入值dl时，在步骤S25中，比较器22E将输入值d3与存储在数据库22D中的输入值d2相比较。当输入值d3大于输入值d2时，进行到步骤S28。在步骤S28中，计算要输出到信息处理设备60的信号。当在步骤S24中，输入值d3等于或大于输入值dl时，进行到步骤S26。在步骤S26 中，将输入值dl更新为输入值d3，并且随后，再次注册已更新的输入值dl。随后，进行到步骤S28，并且计算要输出到信息处理设备60的信号。当在步骤S25中输入值d3等于或小于输入值d2时，进行到步骤S27。在步骤S27中，将输入值d2更新为输入值d3，并且随后，再次注册已更新的输入值d2。随后，进行到步骤S28，并且计算要输出到信息处理设备60的信号。因此，在步骤S26和步骤S27中，对信息输入设备I的操作范围进行更新，即，进行改变。随后，在步骤S28中，使用已存储在数据库22D中的输入值dl、d2和当前输入值 d3，根据下列等式Fl计算要输出到信息处理设备60的输出值d4。步骤S28提供了输出计
算步骤。d4 = (d3_dl) / (d2_dl) Fl可以由控制器50中的计算元件执行上述计算。可替换地，可以由其它计算元件执行该计算。因此，在步骤S29中，将已计算的输出值d4经由通信单元40输出到信息处理设备60。在上述方法中，由输入值dl和d2校正输出自信息输入设备I的输出值d4。因此， 与不校正输出值的情况相比，输出值d4的变化很小。相应地，信息处理设备60准确地识别对应于输出值d4的操作信息。限制了信息处理设备60的错误操作。此外，由于明晰了手指F的姿势的改变与输出值d4之间的关系，所以用于操作信息的手指F的姿势的类型的数量增加了，并且能够输入到信息处理设备60的操作信息条目的数量增加了。此外，对提取与手指F的姿势有关的信号的定时进行控制，使得信号提取单元20 仅提取当用户想要针对信息处理设备60输入操作信息时与手指F的姿势有关的信号。具体地，并不检测提取时间之外的其它时间的手指F的姿势。也就是说，不提取用户不想要针对信息处理设备60输入操作信息时与手指F的姿势有关的信号。相应地，限制了信息处理设备60的非有意的操作。(第三实施例)以下将解释根据第三实施例的信息输入设备I。根据第三实施例的操作信息输入方法不同于第一实施例。将参考图8解释根据第三实施例的输入方法。根据第三实施例的信息输入设备I中的操作信息输入方法与第一实施例具有不同特征，使得用户在输入操作的开始时刻和在输入操作的结束时刻按压开关30，并且基于输入值d31和输入值d32来计算输出值d4，其中，输入值d31表示与在开始时刻提取的手指 F的姿势有关的信号，输入值d32表示与在结束时刻提取的手指F的姿势有关的信号。
这里，将参考图8解释用于提取和获得与操作开始时和结束时手指F的姿势有关的信号的方法。图8示出了用于提取和获得表示与操作开始时和结束时与手指F的姿势有关的信号的输入值的流程图。首先，在步骤S31中，当用户将信息输入设备I附着到手指F时，用户使用大拇指按压信息输入设备I的开关30。信息输入设备I的控制器50输出用于经由信号应用单兀 10应用测量信号的控制信号。信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据当用户按压开关30时手指F的标准姿势而改变。此外，信号提取单元20提取被定义为输入值dl的与手指F的标准姿势有关的信号。输入值dl是由A/D转换器22C转换的信号。然后，在步骤 S32中，将输入值dl存储在数据库22D中。步骤S32提供了标准姿势存储步骤。接下来，在步骤S33中，用户将手指F弯曲成与所希望的操作信息相对应。然后， 在步骤S34中，用户再次使用大拇指按压开关30。在步骤S34中，控制器50确定用户是否按压了开关30。当控制器50确定用户按压了开关30时，进行到步骤S35。当控制器50确定用户没按压开关30时，返回到步骤S33。在这种情况下，重复地执行控制器50中的确定步骤，直到用户将手指F弯曲到一定的姿势，并且用户按压开关30为止。当控制器50确定用户按压了开关30时，控制器50输出用于经由信号应用单元10 应用测量信号的控制信号。信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据用户按压开关 30时手指F的特定姿势(其对应于所希望的操作信息)而改变。在步骤S35中，信号提取单元20提取并且获得被定义为d3的与手指F的特定姿势有关的信号。步骤S35提供提取步骤。然后，基于输入值d3、存储在数据库22D中的输入值dl以及以下的等式F2，计算要输出到信息处理设备60的输出值d4。步骤S36提供输出值计算步骤。d4 = A(d3-dl)F2这里，A表示预定的常数值。在步骤S37中，将所计算的输出值d4经由通信单元40发送到信息处理设备60。在上述结构中，使用输入值dl和输入值d3之间的差，获得输出值F4，其中，输入值 dl是当用户采用手指F的标准姿势时提取的，输入值d3是当用户采用与所希望的操作信息相对应的手指F的特定姿势时提取的。因此，限制了由关于接收元件21的接收敏感度随时间变化而引起的对输出值d4的影响。此外，与第二实施例相比，不必获得输入值d2。相应地，简化了操作信息的输入处理。用户容易执行输入处理。(第四实施例)以下将参考图9解释根据第四实施例的信息输入设备I。根据第四实施例的操作信息输入方法不同于第三实施例。将参考图9解释根据第四实施例的输入方法。根据第四实施例的信息输入设备I中的操作信息输入方法与第三实施例具有不同特征，使得用户从操作的开始时刻到操作的结束时刻持续按压开关30。这里，用户从操作的开始时刻到操作的结束时刻持续按压开关30，并且提取与当用户开始按压开关30时手指F的姿势有关的信号和与当用户停止按压开关30时手指F的姿势有关的信号。图9示出了用于提取与当用户开始按压开关30时手指F的姿势有关的信号和与当用户停止按压开关30时手指F的姿势有关的信号。
首先，在步骤S41中，当用户将信息输入设备I附着到手指F时，用户使用大拇指按压信息输入设备I的开关30。此外，用户保持按压开关30。信息输入设备I的控制器50 输出用于经由信号应用单元10应用测量信号的控制信号。信号提取单元20接收测量信号， 该测量信号根据当用户按压开关30时手指F的标准姿势而改变。此外，信号提取单元20提取被定义为输入值dl的与手指F的标准姿势有关的信号。输入值dl是由A/D转换器22C 转换的信号。然后，在步骤S32中，将输入值dl存储在数据库22D中。步骤S32提供标准姿势存储步骤。接下来，在步骤S33中，用户将手指F弯曲成与所希望的操作信息相对应。然后， 用户停止按压开关30，使得用户从开关30处释放大拇指。因此，用户结束按压开关30。在步骤S44中，控制器50确定用户是否从开关30处释放了大拇指，即，用户是否停止了按压开关30。当控制器50确定用户按压开关30时，进行到步骤S35。当控制器50确定用户结束按压开关30时，进行到步骤S35。当控制器50确定用户持续按压开关30时，返回到步骤 S33。在这种情况下，重复执行控制器50中的确定，直到用户将手指F弯曲成特定姿势，并且用户结束按压开关30为止。当控制器50确定用户结束按压开关30时，控制器50输出用于经由信号应用单元 10应用测量信号的控制信号。信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据用户结束按压开关30时手指F的特定姿势(其对应于所希望的操作信息)而改变。在步骤S35中，信号提取单元20提取并且获得有关手指F的特定姿势的限定为d3的信号。步骤S35提供提取步骤。然后，基于输入值d3、存储在数据库22D中的输入值dl以及以上的等式F2，计算要输出到信息处理设备60的输出值d4。步骤S36提供输出值计算步骤。在步骤S37中，将所计算的输出值d4经由通信单元40发送到信息处理设备60。在上述结构中，当用户在预定时间间隔内持续按压开关30，在用户开始按压开关 30时获得输入值dl，在用户结束按压开关30时获得输入值d3。因此，与每次在用户按压开关30时获得输入值dl和d3的情况相比，当获得输入值dl和d3时，限制了信号的输入误差。(第五实施例)以下将参考图10解释根据第五实施例的信息输入设备I。根据第五实施例的操作信息输入方法不同于第三实施例。将参考图10解释根据第五实施例的输入方法。根据第五实施例的信息输入设备I中的操作信息输入方法与第三实施例具有不同特征，使得用户可以仅在从用户按压开关30时开始的预定时间段内操作设备I。当用户按压开关30时获得输入值dl。然后，在预定时间段内获得输入值d3。将参考图10解释这种输入方法。图10是用于在从用户按压开关30时开始的预定时间段内提取和获得输入值d3的流程图。首先，在步骤S51中，当用户将信息输入设备I附着到手指F时，用户使用大拇指按压信息输入设备I的开关30。此外，当用户按压开关30时控制器50将定时器的时间设置为零(即，t = O)，并且操作开始信号被输入到控制器50。信息输入设备I的控制器50 输出用于经由信号应用单元10应用测量信号的控制信号。信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据当用户按压开关30时手指F的标准姿势而改变。此外，信号提取单元20提取被定义为输入值dl的与手指F的标准姿势有关的信号。输入值dl是由A/D转换器22C 转换的信号。然后，在步骤S32中，将输入值dl存储在数据库22D中。步骤S32提供标准姿势存储步骤。然后，在步骤S33中，用户将手指F弯曲成与所希望的操作信息相对应。然后，控制器50输出用于经由信号应用单元10应用测量信号的控制信号。信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据手指F的特定姿势(其对应于所希望的操作信息)而改变。在步骤S35中，信号提取单元20提取并且获得被定义为d3的与手指F的特定姿势有关的信号。步骤S35提供提取步骤。然后，基于输入值d3、存储在数据库22D中的输入值dl以及以上的等式F2，计算要输出到信息处理设备60的输出值d4。步骤S36提供输出值计算步骤。在步骤S47中，将所计算的输出值d4经由通信单元40发送到信息处理设备60。此外，在步骤S47中，控制器 50向定时器的时间增加增量At(^P,t = t+At)。然后，在步骤S48中，将定时器的时间t与预定时间tl相比较。当定时器的时间t 等于预定时间tl时，结束使用信息输入设备I的操作信息输入操作。然后，例如根据最终输入到设备60的输出值d4来控制信息处理设备60。当定时器的时间t不等于预定时间 tl时，返回至步骤S33。然后，重复步骤S33到S47。在上述结构中，当用户按压开关30—次时，获得输入值dl、d3。因此，与用于通过按压开关30获得每个输入值dl和d3的方法以及用于通过持续按压开关30获得输入值dl 和d3的方法相比，容易执行操作信息输入操作。(第六实施例)以下将参考图11解释根据第六实施例的信息输入设备I。根据第六实施例的操作信息输入方法不同于第一实施例。将参考图11解释根据第六实施例的输入方法。根据第六实施例的信息输入设备I中的操作信息输入方法与第五实施例具有不同特征，使得当在从用户按压开关30开始的预定时间段期间用户继续采用手指F的相同姿势时，与该姿势有关的信号用作计算输出值d4的输入值。这里，当用户按压开关30时获得输入值dl，并且当在从用户按压开关30开始的预定时间段期间用户继续采用相同姿势时获得输入值d31。将参考图11解释这种输入方法。 图11是用于当在从用户按压开关30开始的预定时间段期间用户继续采用手指F的相同姿势时提取和获得输入值d31的流程图。首先，在步骤S51中，当用户将信息输入设备I附着到手指F时用户使用大拇指按压信息输入设备I的开关30。此外，当用户按压开关30时控制器50将定时器的时间设置为零(即，t = O)，并且操作开始信号被输入到控制器50。信息输入设备I的控制器50输出用于经由信号应用单元10应用测量信号的控制信号。信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据当用户按压开关30时手指F的标准姿势而改变。此外，信号提取单元20提取被定义为输入值dl的与手指F的标准姿势有关的信号。输入值dl是由A/D转换器22C 转换的信号。然后，在步骤S32中，将输入值dl存储在数据库22D中。步骤S32提供标准姿势存储步骤。
然后，在步骤S33中，用户将手指F弯曲成与所希望的操作信息相对应。然后，控制器50输出用于经由信号应用单元10应用测量信号的控制信号。信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据手指F的特定姿势(其对应于所希望的操作信息)而改变。在步骤S65中，信号提取单元20提取并且获得被定义为d31的与手指F的特定姿势有关的信号。步骤S65提供提取步骤。此外，在步骤S65中，控制器50向定时器的时间增加增量 Δ t (即，t = t+ Δ t)。此外，在经过预定时间之后，控制器50输出用于经由信号应用单元10应用测量信号的控制信号。在经过预定时间之后，信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据手指F的特定姿势(其对应于所希望的操作信息)而改变。在步骤S66中，信号提取单元20 提取并且获得被定义为d32的与手指F的特定姿势有关的信号。步骤S66提供提取步骤。 此外，在步骤S66中，控制器50向定时器的时间增加增量八〖(即，〖=〖+八0。然后，在步骤S67中，确定输入值d31是否等于输入值d32，输入值d32是在已经经过预定时间之后获得的。当输入值d31不等于输入值d32时，返回到步骤S33。在这种情况下，重复步骤S33到S67。当输入值d31等于输入值d32时，进行到步骤S36。在步骤S36中，基于输入值d31 或d32、输入值dl以及以上的等式F2，计算要输出到信息处理设备60的输出值d4。步骤 S36提供输出值计算步骤。在步骤S37中，将所计算的输出值d4经由通信单元40发送到信息处理设备60。在上述结构中，当用户在诸如几秒的预定时间段期间维持手指F的相同姿势时， 确定输入值d31和输入值d32。相应地，与第五实施例相比，用户容易输入所希望的操作信息，并且因此，容易执行信息处理设备60的控制。(第七实施例)以下将参考图12解释根据第七实施例的信息输入设备I。根据第七实施例的操作信息输入方法不同于第三实施例。将参考图12解释根据第七实施例的输入方法。根据第七实施例的信息输入设备I中的操作信息输入方法与第三实施例具有不同特征，使得以预定的采样时间间隔获得输入值dl和d2，并且当用户按压开关30时，在用户按压开关30之前刚刚计算的输出值d4被输出到信息处理设备60。这里，以预定的采样时间间隔获得输入值dl、d2，并且当用户按压开关30时，在按压开关30之前刚刚计算的输出值d4被输出到信息处理设备60。将参考图12解释这种输入方法。图12是用于在输出值d4被输出到信息处理设备60之前按压开关30的方法的流程图。首先，在步骤S32中，信息输入设备I的控制器50输出用于经由信号应用单元10 应用测量信号的控制信号。信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据当用户按压开关30时手指F的标准姿势而改变。此外，信号提取单元20提取被定义为输入值dl的与手指F的标准姿势有关的信号。输入值dl是由A/D转换器22C转换的信号。然后，在步骤 S32中，将输入值dl存储在数据库22D中。步骤S32提供标准姿势存储步骤。接下来，在步骤S33中，用户将手指F弯曲成与所希望的操作信息相对应。在提取了输入值dl之后，经过预定的采样时间间隔，信息输入设备I的控制器50输出用于经由信
14号应用单元10应用测量信号的控制信号。信号提取单元20接收测量信号，该测量信号根据手指F的特定姿势(其对应于所希望的操作信息)而改变。此外，信号提取单元20提取被定义为输入值d3的与手指F的特定姿势有关的信号。步骤S35提供提取步骤。当提取并且获得了输入值d3时，基于输入值d3、存储在数据库22D中的输入值dl 以及以上的等式F2，计算要输出到信息处理设备60的输出值d4。步骤S36提供输出值计算步骤。在步骤S77中，确定用户是否按压了开关30。当用户未按压了开关30时，返回到步骤S32。然后，重复步骤S32到S77。在这种情况中，在每次重复处理中重新更新步骤S36 中获得的输出值d4。当用户按压了开关30时，即，当通过按压开关30产生的信号输入到控制器50时， 在步骤S37中，将所计算的输出值d4经由通信单元40发送到信息处理设备60。以预定采样时间间隔获得输入值dl和d3，并且在用户按压开关30之后立即输出输出值d4。减少了用户的操作负荷。此外，简化了信息输入设备I的结构。上述公开内容具有以下方案。根据本公开内容的第一方案，一种信息输入设备，包括应用元件，具有环形，使得用户的手指插入到所述应用元件；接收元件，具有环形，使得用户的手指插入到所述接收元件，并且被布置成在所述应用元件的中心线的延长方向上与所述接收元件相邻；信号产生元件，产生并且向所述应用元件发送波形信号，使得所述应用元件输出测量信号；以及信号提取元件，从接收信号中提取与所述手指的姿势有关的信号，所述接收信号是基于由所述接收元件接收的所述测量信号从所述接收元件输出的。在上述信息输入设备中，由于应用元件和接收元件附着到手指，用户容易佩戴该设备。此外，与手腕相比，由于手指的截面区域和截面形状极大地改变，作为手指的姿势的手指的较小的弯曲运动和较小的伸展运动是可辨识的。因此，手指的姿势的较小改变是可检测的。可替换地，由信号提取元件提取的信号可以包括关于以下至少一个的信息所述应用元件和插入到所述应用元件的所述手指之间的阻抗，以及所述接收元件和插入到所述应用元件的所述手指之间的阻抗。上述阻抗随着应用元件和手指之间的接触压力以及接收元件和手指之间的接触压力而改变。因此，当手指的姿势改变时，应用元件和手指之间的接触压力以及接收元件和手指之间的接触压力也改变。当检测到阻抗时，检测到手指的姿势。 这里，阻抗随着应用元件和手指之间的静电电容以及接收元件和手指之间的静电电容而改变。当手指的姿势改变时，应用元件和手指之间的静电电容以及接收元件和手指之间的静电电容发生改变。相应地，当检测到阻抗时，检测到手指的姿势。可替换地，所述应用元件和所述接收元件分别是线圈。所述信号产生元件向所述应用元件发送所述波形信号，使得所述应用元件在插入到所述应用元件的所述手指上引起感应电流。所述接收元件的所述接收信号是电动势信号，所述电动势信号是根据所述感应电流在所述接收元件中产生的，并且，所述信号提取元件从所述电动势信号中提取与所述手指的所述姿势有关的所述信号。当手指的姿势改变时，应用元件和手指之间的相对位置关系以及接收元件和手指之间的相对位置关系发生改变。使用应用元件在手指上引起的感应电流的强度随着应用元件和手指之间的距离和相对位置关系而改变。手指上的感应电
15流在接收元件中产生的电动势随着接收元件和手指之间的距离和相对位置关系而改变。因此，当手指的姿势改变时，与接收元件中的电动势有关的信号也改变。相应地，当提取与电动势有关的信号时，检测到手指的姿势。可替换地，信息输入设备可以进一步包括控制器，用于控制以下中的至少一个 所述信号产生元件产生所述波形信号，以及所述信号提取元件从所述接收信号中提取与所述手指的所述姿势的有关所述信号。在这种该情况中，即使当手指的姿势持续改变时，使用控制器可以在预定时间检测到手指的姿势。例如，如果不控制用于检测手指的姿势的定时， 并且手指的姿势持续改变，则难以将要输入到信息处理设备的操作信息设置为预定值。因此，对检测手指的姿势的定时进行控制，使得即使手指的姿势持续改变也能检测到手指的姿势。此外，基于姿势的改变，确定操作信息。可替换地，信息输入设备可以进一步包括开关，所述开关用于定义产生所述波形信号的定时以及提取与所述手指的所述姿势有关的信号的定时中的至少一个。可替换地，信息输入设备可以进一步包括通信单元，用于向信息处理设备输出信息，所述信息对应于与所述手指的所述姿势有关的信号。根据本公开内容的第二方案,一种由根据第一方案的信息输入设备执行的用于输入信息的方法，所述方法包括当手指采取标准姿势时从接收信号提取与手指的标准姿势有关的第一信号，并且将所述第一信号存储为标准信号；当手指采取特定姿势时从接收信号提取与所述手指的所述特定姿势有关的第二信号；以及从所述第一信号中减去所述第二信号，并且输出减去后的结果。在上述方法中，如果仅基于与手指的姿势有关的信号将信息操作输出到信息处理设备，那么由于接收信号随时间的变化的影响，与手指的姿势有关的信号可能随时间变化， 其中与手指的姿势有关的信号是当用户采取特定姿势时提取的。因此，即使当用户采取相同姿势时，该信号也可能随时间变化。在上述方法中，使用当用户采取手指的标准姿势时提取的与姿势有关的信号与当用户采取对应于所希望的操作信息的手指的特定姿势时提取的信号之间的差，来获得操作信息。因此，限制了由随时间变化而引起的对操作信息的影响。可替换地，所述方法可以进一步包括对所述信号产生元件产生所述波形信号以及提取所述第一信号和所述第二信号中的一个中的至少一个进行控制，使得控制所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的提取定时。具体地，并不识别(即，检测)手指在提取定时之外的时间处的姿势。这里，手指在提取定时时的姿势表示当用户有意向信息处理设备输入操作信息时的姿势。手指在提取定时之外的时间处的姿势表示当用户无意向信息处理设备输入操作信息时的姿势。因此，在这种情况下，在提取定时之外的时间提取的接收信号与操作信息不相关。可替换地，可以通过用户的指示执行对所述第一信号和所述第二信号中的至少一个的提取。在这种情况下，准确地检测到与要输入到信息处理设备的所希望的操作信息相对应的手指姿势。可替换地，可以以预定时间间隔重复执行对所述第一信号的提取，以及通过用户的指示执行对所述第二信号的提取。在这种情况下，在没有用户的指示的情况下提取与手指的姿势有关的第一信号。因此，减少了用户的操作负荷。
可替换地，提取所述第一信号可以包括当手指采取第一标准姿势时提取与所述手指的所述第一标准姿势有关的第一标准信号，并且存储所述第一标准信号；以及当所述手指采取第二标准姿势时提取与所述手指的所述第二标准姿势有关的第二标准信号，并且存储所述第二标准信号。从所述第一信号中减去所述第二信号包括从所述第二信号减去所述第一标准信号；从所述第二标准信号减去所述第一标准信号；以及减去后的第二信号除以减去后的第二标准信号。减去后的结果是除以减去后的第二信号的相除结果。在这种情况中，总是校正将从信息输入设备输出的信号，使得限制了输入到信息处理设备中的信号的错误识别。尽管已参考本发明的优选实施例描述了本发明，但是应当理解的是，本发明不限于这些优选实施例和结构。本发明旨在覆盖各种修改和等效布置。此外，尽管各种组合和配置是优选的，但是包括更多或更少或仅单个元件的其它组合和配置也在本发明的精神和范围中。
权利要求
1.一种信息输入设备,包括应用元件(11)，具有使得用户的手指插入到所述应用元件(11)中的环形；接收元件(21)，具有使得用户的手指插入到所述接收元件(21)中的环形，并且被布置成在所述应用元件(11)的中心线的延长方向上与所述应用元件(11)相邻；信号产生元件(12)，产生波形信号并且向所述应用元件发送所述波形信号，使得所述应用元件(11)输出测量信号；以及信号提取元件(22)，从接收信号中提取与所述手指的姿势有关的信号，其中，所述接收信号是基于所述接收元件(21)所接收的所述测量信号从所述接收元件(21)输出的。
2.根据权利要求I所述的信息输入设备，其中，所述信号提取元件(22)所提取的信号包括关于以下中的至少一个的信息所述应用元件(11)和插入到所述应用元件(11)中的所述手指之间的阻抗以及所述接收元件(21)和插入到所述接收元件(21)中的所述手指之间的阻抗。
3.根据权利要求I所述的信息输入设备，其中，所述应用元件(11)和所述接收元件(21)分别是线圈，其中，所述信号产生元件(12)向所述应用元件(11)发送所述波形信号，使得所述应用元件(11)在插入到所述应用元件(11)中的所述手指上引起感应电流，其中，所述接收元件(21)的所述接收信号是电动势信号，所述电动势信号是根据所述感应电流在所述接收元件(21)中产生的，以及其中，所述信号提取元件(22)从所述电动势信号中提取与所述手指的姿势有关的信号。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的信息输入设备，还包括控制器(50)，对所述信号产生元件(12)产生所述波形信号以及所述信号提取元件(22)从所述接收信号中提取与所述手指的姿势有关的信号中的至少一个进行控制。
5.根据权利要求4所述的信息输入设备，还包括开关(30)，对产生所述波形信号的定时以及提取与所述手指的姿势有关的信号的定时中的至少一个进行定义。
6.根据权利要求5所述的信息输入设备，还包括通信单元(40)，向信息处理设备(60)输出信息，该信息对应于与所述手指的姿势有关的信号。
7.一种由根据权利要求1-3中的任一项所述的信息输入设备执行的用于输入信息的方法，所述方法包括当手指采取标准姿势时从接收信号中提取与所述手指的所述标准姿势有关的第一信号，并且将所述第一信号存储为标准信号；当所述手指采取特定姿势时从所述接收信号中提取与所述手指的所述特定姿势有关的第二信号；以及从所述第一信号中减去所述第二信号，并且输出相减后的结果。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括对所述信号产生元件(12)产生所述波形信号以及提取所述第一信号和所述第二信号中的一个信号中的至少一个进行控制，使得所述第一信号和所述第二信号中的至少一个信号的提取定时受到控制。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，提取所述第一信号和所述第二信号中的至少一个信号是通过用户的指示执行的。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，提取所述第一信号是以预定的时间间隔重复执行的，并且其中，提取所述第二信号是通过用户的指示执行的。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，提取所述第一信号包括当所述手指采取第一标准姿势时提取与所述手指的所述第一标准姿势有关的第一标准信号，并且存储所述第一标准信号；以及当所述手指采取第二标准姿势时提取与所述手指的所述第二标准姿势有关的第二标准信号，并且存储所述第二标准信号，其中，从所述第一信号中减去所述第二信号包括从所述第二信号中减去所述第一标准信号；从所述第二标准信号中减去所述第一标准信号；以及相减后的第二信号除以相减后的第二标准信号，并且其中，所述相减后的结果是所述相减后的第二信号的除法中的相除结果。
全文摘要
一种信息输入设备，包括应用元件(11)，具有使得用户的手指插入到所述应用元件中的环形；接收元件(21)，具有使得用户的手指插入到所述接收元件中的环形，并且所述接收元件被布置成在所述应用元件的中心线的延长方向上与所述应用元件相邻；信号产生元件(12)，产生并且向所述应用元件发送波形信号，使得所述应用元件输出测量信号；以及信号提取元件(22)，从接收信号中提取与所述手指的姿势有关的信号，所述接收信号是基于所述接收元件所接收的所述测量信号从所述接收元件输出的。
文档编号G06F3/033GK102609112SQ201110404958
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者浜田康司, 爱知功 申请人:株式会社电装