(57)【要約】【課題】１つの操作端末によって、複数の機器の中から選択的に１つの機器の操作をすること。【解決手段】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に片方の手を近づけ、もう一方の手を操作端末１０の人体通信装置１００に近づける。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。操作端末１０は、ＩＤ情報に基づき操作内容をディスプレイ１０２に表示する。ユーザー１２はジェスチャをすることで操作を選択する。人体通信装置１００は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。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。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機器１１が制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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。
【請求項２】
前記制御手段は、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前記制御情報を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の操作システム。
【請求項３】
前記制御手段は、離間した２つの電極を有し、その電極により受信した２つの受信信号の位相差によって、ジェスチャを検出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の操作システム。
【請求項４】
前記制御手段は、離間した２つの電極を有し、その電極により受信した２つの受信信号の電力比較によって、ジェスチャを検出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の操作システム。
【請求項５】
前記操作端末は、タッチパネルを有し、
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。
【請求項６】
前記制御手段は、前記操作端末に設けられ、
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。
【請求項７】
各前記機器は、無線通信装置を有し、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０７６８８２号
【特許文献２】特表２００５−５３７９７４
【特許文献３】特開２００６−３０４２６４
【特許文献４】特開２００６−１４１９９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の操作システムの構成を示した図。
【図２】人体通信装置１００の構成を示した図。
【図３】人体通信装置１１０の構成を示した図。
【図４】ジェスチャ検出装置２０の構成を示した図。
【図５】操作システムの動作のフローチャート。
【図６】実施例２の操作システムの構成を示した図。
【図７】実施例３の操作システムの構成を示した図。
【図８】実施例４の操作システムの構成を示した図。
【図９】他のジェスチャ検出装置の構成を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【実施例１】
【００１８】
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。
【００１９】
［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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
［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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
［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。
【００３０】
まず、人体通信装置１００の構成から説明する。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
次に、ジェスチャ検出装置２０の動作について説明する。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
［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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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）。
【００５８】
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）。
【００５９】
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。
【実施例２】
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【実施例３】
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
次に、実施例３の操作システムの動作について説明する。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【実施例４】
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
実施例４の操作システムの動作について説明する。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
［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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
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。
【符号の説明】
【００８７】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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