| 【発明の名称】 |
磁界型キー入力装置及び監視システム |
| 【発明者】 |
【氏名】高 太好
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| 【要約】 |
【課題】小型・軽量で高性能な磁界型キー入力装置を提供する。
【解決手段】薄膜技術等を用いて作製されるＴＭＲ素子等によるキーセンサ３ａ〜３ｅが複数個並列に配列されており、指先４で操作される磁界発生用部材、例えば、つけ爪５の動きをキーセンサ３ａ〜３ｅにより磁気的に検知するように構成したので、高性能に検知できる上に、小型・軽量化を図ることができ、簡易な磁気型キー入力装置１を提供することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 指先で操作される磁界発生用部材の動きに反応する磁気抵抗効果素子、巨大磁気抵抗効果素子、トンネル磁気抵抗効果素子、磁気インピーダンス素子又は電磁誘導コイルによるキーセンサが複数個並列に配列されていることを特徴とする磁界型キー入力装置。
【請求項２】 前記磁界発生用部材が、磁性部材を内在し、又は、磁性塗料が塗布されたつけ爪であることを特徴とする請求項１記載の磁界型キー入力装置。
【請求項３】 前記磁界発生用部材が、爪に磁性塗料を塗布したコート材であることを特徴とする請求項１記載の磁界型キー入力装置。
【請求項４】 隣接する２個の前記キーセンサの検出信号間の差動をとる差動演算手段と、この差動演算手段の差動出力に基づき前記キーセンサに対する前記磁界発生用部材の動きを検出する信号検出手段と、所定時間経過後に前記差動演算手段による差動の取り方を異なる方向で隣接する２個の前記キーセンサの検出信号間の差動をとるように切り替えるスイッチング手段と、を備えることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一に記載の磁界型キー入力装置。
【請求項５】 複数の前記キーセンサの検出信号の平均値を算出する平均値算出手段と、この平均値算出手段により算出された前記平均値に対する個々のキーセンサの検出信号の差動をとる差動演算手段と、この差動演算手段の差動出力に基づき前記キーセンサに対する前記磁界発生用部材の動きを検出する信号検出手段と、を備えることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一に記載の磁界型キー入力装置。
【請求項６】 前記磁界発生用部材に対して各キーセンサによる検知部近傍で一時的に磁化する磁界印加手段を備えることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一に記載の磁界型キー入力装置。
【請求項７】 前記キーセンサ面上に設定された検知領域内での前記磁界発生用部材の平面的な動きを予め設定された閾値との比較に基づきポインタ入力と判断するポインタ入力判定手段を備えることを特徴とする請求項１ないし６の何れか一に記載の磁界型キー入力装置。
【請求項８】 前記キーセンサ面上空に設定された検知領域内での前記磁界発生用部材の３次元的な動きを前記各キーセンサの検出出力の強度分布に基づき３軸ベクトルによるポインタ入力と判断するポインタ入力判定手段を備えることを特徴とする請求項１ないし６の何れか一に記載の磁界型キー入力装置。
【請求項９】 指先で操作されて前記キーセンサにより検出される前記磁界発生用部材の特定の動きを特定の入力信号とすることを特徴とする請求項１ないし８の何れか一に記載の磁界型キー入力装置。
【請求項１０】 特定の入力信号が施錠システムの施錠を意図する信号であることを特徴とする請求項９記載の磁界型キー入力装置。
【請求項１１】 加速度センサ又は重力センサを一体に有することを特徴とする請求項１ないし１０の何れか一に記載の磁界型キー入力装置。
【請求項１２】 請求項１ないし１１の何れか一に記載の磁界型キー入力装置と、この磁界型キー入力装置により操作される制御対象機器を所有する加入者との契約に基づき前記制御対象機器を監視する監視機器と、この監視機器と前記加入者の所有する通信機器との間で情報の授受を行なう通信装置と、を備える監視システム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁界型キー入力装置及び監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、情報の入力装置としては、キーボードを代表例とし、さらに、必要に応じてマウス、トラックボール等のポインタ装置が用いられている。ここに、キーボード等にあっては、設置のための占有スペースを必要とし、電子機器の小型化等に支障をきたす等の欠点がある。
【０００３】そこで、特開平１１−５３１５３号公報によれば、設置のためのスペースを全く必要としない情報入力装置として、爪の表面につけた物体を指標として、その位置変化を検出手段により検出することにより、情報を伝達させるようにしたものが提案されている。より具体的には、例えば指標は爪の表面にコーティングしたコーティング材を利用するものとし、検出手段としてはカメラが撮影する被写体映像を基にするようにしている。
【０００４】また、特開平１０−１４９２５６号公報によれば、空間位置を直感的に分かりやすく入力できる三次元座標入力装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平１１−５３１５３号公報例の場合、入力操作部分にはキーボード等を必要とせず設置のためのスペースを全く必要としないものの、入力装置全体で考えると、検出手段としてのカメラ等を必要とし、結果的に、複雑かつ大型化してしまうものである。
【０００６】また、特開平１０−１４９２５６号公報例の三次元座標入力装置の場合、構造が複雑である。
【０００７】このようなことから、情報入力装置としては、高性能にして小型・軽量で簡便化を図る点ではまだ十分とはいえず、改良の余地が多分にある。
【０００８】そこで、本発明は、小型・軽量で高性能な磁界型キー入力装置を提供することを目的とする。
【０００９】また、本発明は、ポインタ入力として簡便な三次元入力も可能な磁界型キー入力装置を提供することを目的とする。
【００１０】併せて、上記磁界型キー入力装置を利用することでビジネス展開を図れる監視システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の磁界型キー入力装置は、指先で操作される磁界発生用部材の動きに反応する磁気抵抗効果素子、巨大磁気抵抗効果素子、トンネル磁気抵抗効果素子、磁気インピーダンス素子又は電磁誘導コイルによるキーセンサが複数個並列に配列されている。
【００１２】従って、薄膜技術等を用いて作製される磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）、トンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）又は磁気インピーダンス素子(ＭＩ素子)又は電磁誘導コイルによるキーセンサが複数個並列に配列されており、指先で操作される磁界発生用部材の動きをキーセンサにより磁気的に検知するように構成したので、高性能に検知できる上に、小型・軽量化を図ることができ、簡易な情報入力装置を提供できる。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の磁界型キー入力装置において、前記磁界発生用部材が、磁性部材を内在し、又は、磁性塗料が塗布されたつけ爪である。
【００１４】従って、入力操作側をつけ爪により簡単に構成できる。
【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の磁界型キー入力装置において、前記磁界発生用部材が、爪に磁性塗料を塗布したコート材である。
【００１６】従って、爪に磁性塗料を塗布したコート材を磁界発生用部材として利用することで、入力操作側を簡単に実現できる。
【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、隣接する２個の前記キーセンサの検出信号間の差動をとる差動演算手段と、この差動演算手段の差動出力に基づき前記キーセンサに対する前記磁界発生用部材の動きを検出する信号検出手段と、所定時間経過後に前記差動演算手段による差動の取り方を異なる方向で隣接する２個の前記キーセンサの検出信号間の差動をとるように切り替えるスイッチング手段と、を備える。
【００１８】従って、キーセンサによる検知動作につき、隣接する２個のキーセンサの検出信号間の差動をとることにより、微弱な磁界変化をより高精度に検知できる。また、所定時間経過後には差動の取り方を異なる方向で隣接する２個のキーセンサの検出信号間の差動をとるように切り替えることにより、指先で操作される磁界発生用部材が移動する場合であっても、その検知分解能を高めることができる。
【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、複数の前記キーセンサの検出信号の平均値を算出する平均値算出手段と、この平均値算出手段により算出された前記平均値に対する個々のキーセンサの検出信号の差動をとる差動演算手段と、この差動演算手段の差動出力に基づき前記キーセンサに対する前記磁界発生用部材の動きを検出する信号検出手段と、を備える。
【００２０】従って、基本的には請求項４記載の発明の場合と同様であるが、磁界強度の変化が極端に変動するような場合であっても、平均値処理を経ることにより、ノイズ分に関して時間的、空間的に平均化可能となり、ノイズ分を除去した高性能な検知動作が可能となる。
【００２１】請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、前記磁界発生用部材に対して各キーセンサによる検知部近傍で一時的に磁化する磁界印加手段を備える。
【００２２】従って、磁界強度の変化が極端に変動する場合であっても、磁界印加手段によって各キーセンサによる検知部近傍で磁界発生用部材を一時的に磁化することにより、安定した磁界強度の入力となり、検知動作が安定する。
【００２３】請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、前記キーセンサ面上に設定された検知領域内での前記磁界発生用部材の平面的な動きを予め設定された閾値との比較に基づきポインタ入力と判断するポインタ入力判定手段を備える。
【００２４】従って、基本的に各キーセンサに対する指先の操作時には通常のキー入力操作となるが、キーセンサ面上に設定された検知領域内での指先、即ち、磁界発生用部材の平面的な動きはポインタ入力とすることができ、ポインタ入力装置の機能も併せ持つこととなる。
【００２５】請求項８記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、前記キーセンサ面上空に設定された検知領域内での前記磁界発生用部材の３次元的な動きを前記各キーセンサの検出出力の強度分布に基づき３軸ベクトルによるポインタ入力と判断するポインタ入力判定手段を備える。
【００２６】従って、基本的には請求項７記載の発明の場合と同様であるが、特に、磁界発生用部材の３次元的な動きを各キーセンサの検出出力の強度分布に基づき３軸ベクトルによるポインタ入力と判断することで、ポインタ入力装置において簡便な３次元入力が可能となる。
【００２７】請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、指先で操作されて前記キーセンサにより検出される前記磁界発生用部材の特定の動きを特定の入力信号とする。
【００２８】従って、指先で操作されてキーセンサにより検出される磁界発生用部材の特定の動きを特定の入力信号とすることで、当該磁気型キー入力装置による入力情報を特定の命令信号等に活用することができる。
【００２９】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の磁界型キー入力装置において、特定の入力信号が施錠システムの施錠を意図する信号である。
【００３０】従って、請求項９記載の発明の適用例の一例として、指先で操作されてキーセンサにより検出される磁界発生用部材の特定の動きを、施錠システムにおける施錠信号として活用することができる。
【００３１】請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、加速度センサ又は重力センサを一体に有する。
【００３２】従って、加速度情報又は重力情報を併せ持つことにより、より精密な情報の入力が可能となる。
【００３３】請求項１２記載の発明の監視システムは、請求項１ないし１１の何れか一に記載の磁界型キー入力装置と、この磁界型キー入力装置により操作される制御対象機器を所有する加入者との契約に基づき前記制御対象機器を監視する監視機器と、この監視機器と前記加入者の所有する通信機器との間で情報の授受を行なう通信装置と、を備える。
【００３４】従って、請求項１ないし１１の何れか一に記載の磁界型キー入力装置を活用することにより、加入者と結んだ契約に沿った監視動作を監視機器により行い、その監視結果を逐次加入者側に対して通知することで、監視上の異常や問題点の指摘の情報を各加入者に提供するコンサルタント的なビジネス展開が可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１に基づいて説明する。本実施の形態の磁界型キー入力装置１は、長方形状で掌サイズ程度の小型のケース２の表面（操作面）に複数個（例えば、５個）のボタン形状のキーセンサ３ａ〜３ｅを直線上に並列に配列させることにより構成されている。ここに、各々個別のキー情報が割り当てられた各キーセンサ３ａ〜３ｅはＴＭＲ素子（トンネル磁気抵抗効果素子）により構成されている。
【００３６】このようなＴＭＲ素子は、近年において見出された現象、即ち、強磁性体と絶縁膜と強磁性体との接合構造により形成されて、両強磁性体の磁化の相対角度に依存してトンネル効果が現れる強磁性体トンネル効果という現象を利用したもので、例えば、特開平１０−９１９２５号公報、特開平１０−２５５２３１号公報中にも記載されているように、Ｓ．Ｍaekawa and Ｖ．Ｇafvert等は、ＩＥＥＥＴrans.Ｍagn.,ＭＡＧ−18,707(1982)において、磁性体／絶縁体／磁性体結合で両磁性層の磁化の相対角度に依存してトンネル効果が現れることが規定されることを理論的、実験的に示している。このようなＴＭＲ素子における強磁性体トンネル効果は非常に高い磁場感度を有することが知られている。
【００３７】このようなキーセンサ３ａ〜３ｅは指先４で操作されるものであり、この指先４における爪にはつけ爪５が取付けられている。このつけ爪５は近づけたときにその微弱な磁界変化に対して各キーセンサ３ａ〜３ｅが磁気的に反応する磁界発生用部材として機能するものであり、つけ爪５自身が磁性部材を内在し、或いは、表面に磁性塗料が塗布されている。もっとも、つけ爪５に限らず、指先４の爪に磁性塗料を塗布したコート材を磁界発生用部材として機能させるようしてもよい。何れにしても入力操作側は簡便に構成ないしは実現できる。
【００３８】この他、図１では特に図示しないが、ケース２内には各キーセンサ３ａ〜３ｅにより検出される検出信号を増幅する増幅回路、増幅された信号を適宜演算処理する演算回路等が内蔵されている。内蔵回路の出力側はＰＣ、その他のＩＴ機器等に対して適宜接続されており、この磁界型キー入力装置１が情報入力装置として機能する。
【００３９】このような構成において、当該磁界型キー入力装置１を用いてキー情報を入力する場合には、指先４の爪につけ爪５をつけて所望のキーセンサ３ａ〜３ｅ部分に近づける（或いは、押圧操作する）。この操作において、つけ爪５が一番近づいたキーセンサ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ又は３ｅがその磁界変化を検知して最も大きな検出出力を生ずる。これにより、指先４でキーセンサ３ａ〜３ｅ中のどのキーを操作したかを特定することができ、キー入力情報として出力させることができる。もっとも、キーセンサ３ａ〜３ｅの個々の検出信号自身に依らず、隣接する２個のキーセンサの検出信号間の差動をとるようにすれば、指先４がキーセンサ群上のどの位置に位置しているかも認識でき、微弱な磁界変化を確実に検知することができる。この結果、各キーセンサ３ａ〜３ｅの個別操作のみならず、キーセンサ３ａ〜３ｅ面上で指先４（つけ爪５）をほぼ平行に移動させた場合にも磁界変化の移動により移動状態をも検出することが可能となり、後述するようなポインタ入力も可能となる。
【００４０】従って、本実施の形態の磁界型キー入力装置１によれば、薄膜技術等を用いて作製されるＴＭＲ素子によるキーセンサ３ａ〜３ｅが複数個並列に配列されており、指先４で操作されるつけ爪５の動きをキーセンサ３ａ〜３ｅにより磁気的に検知するように構成したので、高性能に検知できる上に、小型・軽量化を図ることができ、簡易な情報入力装置を提供できる。
【００４１】なお、本実施の形態では、キーセンサ３ａ〜３ｅをＴＭＲ素子により構成した例で説明したが、ＴＭＲ素子に限らず、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）又は磁気インピーダンス素子(ＭＩ素子)又は電磁誘導コイルによりキーセンサ３ａ〜３ｅを構成してもよい。
【００４２】本発明の第二の実施の形態を図２に基づいて説明する。第一の実施の形態で説明した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する(以降の各実施の形態でも順次同様とする)。
【００４３】本実施の形態の磁気型キー入力装置６は、外観的には図１の場合と同様であるが、ケース２内に内蔵の回路構成を工夫したものである。即ち、本実施の形態にあっては、キーセンサ３ａ〜３ｆから得られる検出信号に関して適宜スイッチングするスイッチング手段としてのデータ切り替えスイッチ７と、キーセンサ３ａ〜３ｆから得れる検出信号のうち、隣接する２個のキーセンサの検出信号間の差動をとる差動演算手段としての差動増幅部８と、差動増幅部８から得られる差動出力を所定の基準値と比較することによりつけ爪５の動きを検出する信号検出手段としての比較部９とを備えた回路構成とされている。なお、図２では模式的に示すためこれらのデータ切り替えスイッチ７、差動増幅部８及び比較部９がケース２外に描かれているが、実際には、ケース２内に内蔵されている（後述する実施の形態でも同様である）。ここに、データ切り替えスイッチ７は、キーセンサの検出出力を検知した後、所定時間が経過すると、２個のキーセンサに関する差動のとり方を異なる隣接方向となるように切り替える切り替え機能を有している。
【００４４】このような構成において、指先４の操作に基づくつけ爪５から発生する磁界を一連のキーセンサ３ａ〜３ｅにより検知する場合に、その検出信号をデータ切り替えスイッチ７によるスイッチングの下に隣接する２個のキーセンサの検出信号間の差動を差動増幅部８によりとり、比較部９で比較する一方、所定時間経過後には異なる方向に隣接するキーセンサとの差動を差動増幅部８によりとり、比較部９で比較し、入力状態を把握する。
【００４５】例えば、キーセンサ３ｂに関してキーセンサ３ｃの検出信号との差動を差動増幅部８によりとった後、所定時間が経過したら、今度は、キーセンサ３ｂ，３ｃの検出信号間の差動を差動増幅部８によりとる、といった具合である。これによれば、検知側についてもその対象を時間と共に移動させているので、つけ爪５の移動時の検知分解能を高めることができる。
【００４６】本発明の第三の実施の形態を図３に基づいて説明する。本実施の形態の磁気型キー入力装置１０は、外観的には図１の場合と同様であるが、ケース２内に内蔵の回路構成を工夫したものである。即ち、本実施の形態にあっては、キーセンサ３ａ〜３ｆから得られる検出信号に関して適宜スイッチングするスイッチング手段としてのデータ切り替えスイッチ１１と、キーセンサ３ａ〜３ｆから得られる全ての検出信号の平均値を算出する平均値算出手段としての平均値回路１２と、この平均値回路１２により算出された平均値と各キーセンサ３ａ〜３ｅの検出信号との間の差動をとる差動演算手段としての差動増幅回路１３と、差動増幅回路１３から得られる差動出力を所定の基準値と比較することによりつけ爪５の動きを検出する信号検出手段としての比較部１４とを備えた回路構成とされている。ここに、データ切り替えスイッチ１１は、差動増幅回路１３に対して各キーセンサ３ａ〜３ｅの検出出力を順次個別に出力するようにスイッチングする切り替え機能を有している。
【００４７】このような構成において、指先４の操作に基づくつけ爪５から発生する磁界を一連のキーセンサ３ａ〜３ｅにより検知する場合に、全てのキーセンサ３ａ〜３ｅの検出出力に関して平均値回路１２によりその平均値を算出し、算出されたこの平均値を用いて各キーセンサ３ａ〜３ｅの検出出力につき差動増幅回路１３で差動をとり、さらに、比較部１４で所定値と比較することによりつけ爪５の動きの様子を検出する。
【００４８】従って、本実施の形態によれば、つけ爪５の磁界強度の変化が極端に変動するような場合であっても、各キーセンサ３ａ〜３ｅの検出出力に関して平均値回路１２により平均値を算出する平均値処理を経ることにより、ノイズ分に関して時間的、空間的に平均化が可能となり、ノイズ分を除去した高性能な入力操作の検知動作が可能となる。
【００４９】本発明の第四の実施の形態を図４に基づいて説明する。本実施の形態の磁気型キー入力装置１５では、磁界印加手段としての外部アシスト磁界が付加されている。即ち、ケース２内において、各キーセンサ３ａ〜３ｅ毎に近接させてヨーク１６ａ〜１６ｅが設けられ、これらのヨーク１６ａ〜１６ｅに共通な永久磁石１７が設けられている。これらのヨーク１６ａ〜１６ｅ及び永久磁石１７により磁界印加手段１８が構成されている。ここに、各キーセンサ３ａ〜３ｅは永久磁石１７では磁気飽和しないように構成されている。具体的には、キーセンサ３ａ〜３ｅを構成する磁性薄膜の異方性磁界よりも弱い磁界強度の永久磁石１７とされ、かつ、つけ爪５の有する磁性部材の抗磁力よりも大きな磁界を発生させるように構成されている。
【００５０】このような構成において、指先４の操作により或るキーセンサ３ａ〜３ｅ、例えばキーセンサ３ａにつけ爪５を近づけると、このつけ爪５の磁性部材又は磁性塗料が永久磁石１７及びヨーク１６ａを通じて一時的に磁化され、この磁化状態でキーセンサ３ａによる検知を受けることとなる。他のキーセンサ３ｂ〜３ｅに対してつけ爪５を近づけた場合も同様である。
【００５１】よって、本実施の形態によれば、磁界強度の変化が極端に変動する場合であっても、磁界印加手段１８によって各キーセンサ３ａ〜３ｅによる検知部近傍でつけ爪５の磁性部材又は磁性塗料を一時的に磁化することにより、安定した磁界強度の入力となり、検知動作が安定する。
【００５２】本発明の第五の実施の形態を図５及び図６に基づいて説明する。本実施の形態の磁気型キー入力装置１９では、キーセンサ３ａ〜３ｅ面上につけ爪５の検知領域２０がほぼ平行に設定されており、この検知領域２０内でのつけ爪５（指先４）のキーセンサ３ａ〜３ｅ面にほぼ平行な動きをポインタ入力として判断するように構成されている。このポインタ入力として判断するため、ケース２内蔵の回路構成において、比較部１４に対して比較対象として設定された信号閾値２１と、比較部１４の出力に基づき信号値変動の様子を検知する信号値変動検知部２２とが付加されてポインタ入力判定手段２３が構成されている。
【００５３】信号値変動検知部２２の出力（即ち、磁気型キー入力装置１９の出力）は、例えば、パソコン２４に入力されている。
【００５４】このような構成において、つけ爪５（指先４）がキーセンサ３ａ〜３ｅ面上なる検知領域２０でほぼ平行な動きをしている場合には、検知すべき各キーセンサ３ａ〜３ｅの個別の検出信号は予め設定された所定の信号閾値２１を超えないため、比較部１４による比較結果に対して、信号値変動検知部２２ではキー入力ではなくポインタ入力と判断する。そして、そのときのつけ爪５の移動を個別のキーセンサ３ａ〜３ｅの信号での変動により把握される。このように判断されたポインタ入力の情報は、例えば、パソコン２４において画面２５上でポイント２６として表示されることによりポインタ入力として具現される。
【００５５】なお、本実施の形態において、つけ爪５（指先４）で各キーセンサ３ａ〜３ｅに対して近づける操作をした場合には、平行移動の場合とは異なり、対応するキーセンサの出力が信号閾値２１を越えるため、通常のキー入力として把握される。
【００５６】本発明の第六の実施の形態を図７及び図８に基づいて説明する。本実施の形態の磁気型キー入力装置２７では、キーセンサ３ａ〜３ｅ面上空につけ爪５の検知領域２８が設定されており、この検知領域２８内でのつけ爪５（指先４）の３次元的な動きを３軸ベクトルによるポインタ入力として判断するように構成されている。このポインタ入力として判断するため、ケース２内蔵の回路構成において、比較部１４に対して比較対象として設定された信号閾値２９と、比較部１４の出力に基づき３軸方向のベクトル成分を検知する３軸成分検知部３０とが付加されてポインタ入力判定手段３１が構成されている。
【００５７】従って、基本的には、第五の実施の形態の場合と同様であるが、特に、つけ爪５の検知領域２８内での３次元的な動きを各キーセンサ３ａ〜３ｅの検出出力の強度分布及び予め設定された信号閾値２９に基づき３軸ベクトルによるポインタ入力と判断することで、パソコン等に対するポインタ入力装置として簡便な３次元入力が可能となる。
【００５８】本発明の第七の実施の形態を図９に基づいて説明する。本実施の形態は、例えば、図７及び図８に示した磁気型キー入力装置２７を利用して、指先４（つけ爪５）の特定の動きをパソコン２４に対する命令信号として把握するように構成した適用例を示す。
【００５９】図９はこの場合の処理例を模式的に示す説明図である。まず、磁気型キー入力装置２７を利用して手を握る→開く等の一連の動き（特定の動き）を３軸ベクトルによる入力軌跡として把握し、パソコン２４のメモリ３２に記憶させる。さらに、パソコン２４においてはメモリ３２に記憶させたこの動作軌跡をパソコン２４に対する所定の命令に当てはめ、メモリ３２に記憶させる。このような設定下に、任意の或る時点で磁気型キー入力装置２７を通じて指先４（つけ爪５）のある動作が検知された場合、パソコン２４においてはその動作軌跡とメモリ３２に記憶されている動作軌跡とを照合し、こられの軌跡が一致していれば正当な入力操作であると判断し、その動作に割り当てられている命令を実行する。
【００６０】従って、本実施の形態によれば、磁気型キー入力装置２７をパソコン２４に対する命令入力用機器として利用することができる。
【００６１】本発明の第八の実施の形態を図１０に基づいて説明する。本実施の形態は、基本的には第七の実施の形態と同様であるが、例えば、図７及び図８に示した磁気型キー入力装置２７を利用して、指先４（つけ爪５）の特定の動きを施錠システムを構成するマイコン構成の施錠制御機器３３に対する施錠信号として把握するように構成した適用例を示す。
【００６２】図１０はこの場合の処理例を模式的に示す説明図である。まず、磁気型キー入力装置２７を利用して手を握る→開く等の一連の動き（特定の動き）を３軸ベクトルによる入力軌跡として把握し、施錠制御機器３３のメモリ３４に記憶させる。さらに、施錠制御機器３３においてはメモリ３４に記憶させたこの動作軌跡を当該施錠制御機器３３に対する施錠信号に当てはめ、メモリ３４に記憶させる。このような設定下に、任意の或る時点で磁気型キー入力装置２７を通じて指先４（つけ爪５）のある動作が検知された場合、施錠制御機器３３においてはその動作軌跡とメモリ３４に記憶されている動作軌跡とを照合し、こられの軌跡が一致していれば正当な入力操作であると判断し、その動作に割り当てられている施錠信号に従って施錠動作を実行する。
【００６３】従って、本実施の形態によれば、磁気型キー入力装置２７を施錠制御機器３３に対する施錠命令入力用機器として利用することができる。
【００６４】本発明の第九の実施の形態を図１１に基づいて説明する。本実施の形態は、前述の第八の実施の形態において、磁気型キー入力装置２７として加速度センサを一体に有するものを用いたものである。
【００６５】前述したように３軸入力の軌跡を施錠制御機器３３のメモリ３４に記憶させるわけであるが、この動作軌跡には自転を伴った情報が含まれていないので、本実施の形態では、この自転情報を検知し、動作軌跡の位置情報の精度を向上させるために磁気型キー入力装置２７に加速度センサを一体に付加したものである。これにより、より精密な情報の入力が可能となる。
【００６６】なお、図１１では施錠制御機器３３と磁気型キー入力装置２７とが導線（有線）で接続されているが、無線接続であってもよい。また、加速度センサに代えて、重力センサを一体に備えてもよい。
【００６７】本発明の第十の実施の形態を図１２に基づいて説明する。本実施の形態は、前述の第八の実施の形態に示した磁気型キー入力装置２７を利用して構築したセキュリティシステムなる監視システム３５への適用例を示す。
【００６８】本実施の形態の監視システム３５は、事業者と磁気型キー入力装置２７及び対応する制御対象機器として施錠制御装置３３を所有している加入者との間の契約関係により構築されるシステムであって、事業者側では監視センタ３６に監視機器としてのホストコンピュータ３７を所有し、加入者の施錠制御装置３３とは通信装置３８を利用して接続されている。この通信装置３８は有線／無線を問わず、また、携帯電話等であってもよい。また、ホストコンピュータ３７には分析センタ３９内の分析用コンピュータ４０に接続されている。
【００６９】このようなシステム構成において、施錠命令に対応する指先４の特定の動作軌跡の入力情報を施錠制御装置３３のメモリ３４内に予め記憶させておくとともに、通信装置３８を利用して監視センタ３６内のホストコンピュータ３７に情報を逐一伝達させる。この情報を受けてホストコンピュータ３７側では当該加入者との契約に沿って当該施錠制御装置３３の監視を行い、その監視結果を逐次加入者側に対して通知することで、監視上の異常や問題点の指摘の情報を各加入者に提供するコンサルタント的なビジネス展開が可能となる。
【００７０】このとき、契約によっては、セキュリティ監視の報告に加えて、分析用コンピュータ４０による分析結果を加えて監視結果を通知することで、当該加入者により管理の負担を大幅に軽減させることもできる。
【００７１】なお、本実施の形態では、施錠関連のセキュリティシステムへの適用例として説明したが、施錠に限らず、加入者との契約によって当該加入者の便宜を提供する各種コンサルタント的なビジネス展開が可能となる。
【００７２】
【発明の効果】請求項１記載の発明の磁界型キー入力装置によれば、薄膜技術等を用いて作製される磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）、トンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）又は磁気インピーダンス素子(ＭＩ素子)又は電磁誘導コイルによるキーセンサが複数個並列に配列されており、指先で操作される磁界発生用部材の動きをキーセンサにより磁気的に検知するように構成したので、高性能に検知できる上に、小型・軽量化を図ることができ、簡易な情報入力装置を提供することができる。
【００７３】請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の磁界型キー入力装置において、磁界発生用部材を、磁性部材を内在し、又は、磁性塗料が塗布されたつけ爪としたので、入力操作側をつけ爪により簡単に構成することができる。
【００７４】請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の磁界型キー入力装置において、磁界発生用部材を、爪に磁性塗料を塗布したコート材としたので、入力操作側を簡単に実現することができる。
【００７５】請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、キーセンサによる検知動作につき、隣接する２個のキーセンサの検出信号間の差動をとるようにしたので、微弱な磁界変化をより高精度に検知でき、また、所定時間経過後には差動の取り方を異なる方向で隣接する２個のキーセンサの検出信号間の差動をとるように切り替えるようにしたので、指先で操作される磁界発生用部材が移動する場合であっても、その検知分解能を高めることができる。
【００７６】請求項５記載の発明によれば、基本的には請求項４記載の発明の場合と同様であるが、磁界強度の変化が極端に変動するような場合であっても、平均値処理を経るようにしたので、ノイズ分に関して時間的、空間的に平均化可能となり、ノイズ分を除去した高性能な検知動作が可能となる。
【００７７】請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし５の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、磁界強度の変化が極端に変動する場合であっても、磁界印加手段によって各キーセンサによる検知部近傍で磁界発生用部材を一時的に磁化することにより、安定した磁界強度の入力となり、検知動作を安定させることができる。
【００７８】請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、キーセンサ面上に設定された検知領域内での磁界発生用部材の平面的な動きを予め設定された閾値との比較に基づきポインタ入力と判断するポインタ入力判定手段を備えるので、基本的に各キーセンサに対する指先の操作時には通常のキー入力操作となるが、キーセンサ面上に設定された検知領域内での指先、即ち、磁界発生用部材の平面的な動きはポインタ入力とすることができ、ポインタ入力装置の機能も併せ持つこととなる。
【００７９】請求項８記載の発明によれば、請求項１ないし６の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、基本的には請求項７記載の発明の場合と同様であるが、特に、磁界発生用部材の３次元的な動きを各キーセンサの検出出力の強度分布に基づき３軸ベクトルによるポインタ入力と判断することで、ポインタ入力装置において簡便な３次元入力が可能となる。
【００８０】請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし８の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、指先で操作されてキーセンサにより検出される磁界発生用部材の特定の動きを特定の入力信号とするようにしたので、当該磁気型キー入力装置による入力情報を特定の命令信号等に活用することができる。
【００８１】請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の発明の適用例の一例として、指先で操作されてキーセンサにより検出される磁界発生用部材の特定の動きを、施錠システムにおける施錠信号として活用することができる。
【００８２】請求項１１記載の発明によれば、請求項１ないし１０の何れか一に記載の磁界型キー入力装置において、加速度センサ又は重力センサを一体に有し、加速度情報又は重力情報を併せ持つことにより、より精密な情報の入力が可能となる。
【００８３】請求項１２記載の発明の監視システムによれば、請求項１ないし１１の何れか一に記載の磁界型キー入力装置を活用することにより、加入者と結んだ契約に沿った監視動作を監視機器により行い、その監視結果を逐次加入者側に対して通知することで、監視上の異常や問題点の指摘の情報を各加入者に提供するコンサルタント的なビジネス展開が可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２１９３７
【氏名又は名称】東北リコー株式会社
【識別番号】０００００６７４７
【氏名又は名称】株式会社リコー
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| 【出願日】 |
平成１２年１１月９日（２０００．１１．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０１１７７
【弁理士】
【氏名又は名称】柏木 慎史 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１４９３０３（Ｐ２００２−１４９３０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年５月２４日（２００２．５．２４） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３４１９０７（Ｐ２０００−３４１９０７） |
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