(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の身体のインピーダンスを計測する機能を有する入力装置を備え、
使用者の身体の動作によって生じる前記インピーダンスの変化量に対応する制御情報を発生させることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記電子機器は電子遊戯機器であり、前記制御情報は、画面上に表示される移動体を移動させる移動コマンドであり、前記インピーダンスの変化量の大きさ及び極性に、それぞれ移動体の移動量及び移動方向を対応させることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記電子機器は電子遊戯機器であり、前記入力装置は、使用者の両掌間のインピーダンスを検出する機能を有するとともに、左右それぞれの操作スイッチを備え、
前記制御情報は、画面上に表示される移動体を移動させる移動コマンドであり、両掌間のインピーダンスの変化からＹ軸方向の移動量を算出し、前記左右の操作スイッチの検出量に応じてＸ軸方向の移動量を算出し、算出したＸ，Ｙ軸方向の移動量に基づいて前記移動体を移動させることを特徴とした請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記電子機器は、電子遊戯機器であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の電子機器に対する操作情報等の情報を入力するための入力装置及び該入力装置を備えた電子遊戯機器等の電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パーソナルコンピュータ，ゲーム機器等の電子機器に情報を入力する場合には、テンキー，ボタン，スイッチ等を指で押したり、マウス，ジョイスティック等を手で動かすことにより操作情報等の情報を入力していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子機器の構成あるいは動作の複雑化に対応して増加する操作情報を、上述の入力手段によって入力するためには、ボタン等の入力手段の数を増やさなければならず、入力操作が複雑化し、操作性が低下していた。
【０００４】
また、ゲーム機器や音楽演奏装置等では、加速度センサにより、入力装置自体を動かす際の加速度を検出して、この加速度検出信号に基づいて操作情報等を出力するものがあったが、加速度検出信号を用いるため、微小でゆっくりした動きに追従できず、検出信号がインパルス信号であるため、再現性，制御性にも劣っていた。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、操作性，再現性，制御性に優れた入力装置及び該入力装置を備えた電子遊戯機器等の電子機器を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、使用者の身体のインピーダンスを計測する機能を有する入力装置を備え、使用者の身体の動作によって生じる前記インピーダンスの変化量に対応する制御情報を発生させることを特徴とする電子機器である。
【０００７】
ここで、電子機器とはマイクロコンピュータ等の制御部を有する機器であり、単体の装置に限らず、制御部によって統合され制御されるシステムをも含む。このような制御部に対して制御コマンドを入力することにより制御を行う。
【０００８】
印加電流と抵抗電位の計測値からインピーダンスを算出し、算出されたインピーダンス計測値に演算処理等を施して制御情報に変換することにより、インピーダンスに基づく制御情報を発生させることができる。例えば、インピーダンス計測値をレベル分けして指標化し、この指標に対応する制御コマンドを読み出して制御対象である電子機器の制御手段に対して出力するようにすればよく、インピーダンス計測値や対応する制御コマンドを記憶するＲＡＭやＦＤ等のデータ記憶手段と変換プログラムを記憶したＲＯＭやＨＤ等のプログラム記憶手段と変換プログラムを実行して制御コマンドを出力するＣＰＵ等の制御手段からなるマイクロコンピュータによって実現することができる。
【０００９】
インピーダンスは、例えば、電流印加用電極と電圧計測用電極とを独立に設けて４電極法によって計測してもよいし、２つの電極によって印加される定電流による該電極間の抵抗電位を計測するか、定電圧源から２つの電極によって印加される電流値を計測する２電極法によって計測してもよい。
【００１０】
このようにインピーダンス計測によって電子機器の制御情報を発生させるようにすれば、インピーダンス計測用の電極を使用者の身体の所定の部位にインピーダンス計測可能な状態に配置等することによって、制御情報の入力が可能となり、従来のボタン等の入力手段の数を増やしたり、入力操作を複雑化させたりすることなく入力できるので、操作性が向上する。また、単なるＯＮ／ＯＦＦのスイッチ動作と異なり、スムーズで連続的な制御が可能となる。また、使用者が身体の一部を動かすと印加電流の通電経路上にある組織のインピーダンスが変化したり、通電経路を構成する組織の組み合わせの変化によってインピーダンスが変化し、このインピーダンス変化が印加電流や抵抗電位の変化として検出される。従って、印加電流と抵抗電位の計測値から算出されるインピーダンスも身体の動作によって変化する。このようなインピーダンス計測値の変化と制御コマンドとを対応させることにより、使用者の身体の動作によって制御情報を発生させることができる。このようにすれば、使用者は身体を動かすことにより、制御情報を発生させることができる。すなわち、身体の動作によって入力手段を操作して入力するのではなく、身体の動作そのものによって制御情報を入力することができる。従って、動作部位を適当に選択すれば、従来の入力動作を妨げることなく、より多様な制御情報の入力が可能となり、電子機器の複雑化にも対応できる。また、従来の入力手段を本装置で置き換えることにより、入力操作をより簡便に行うことができ、操作性の向上を図ることができる。
【００１１】
電子機器と入力装置とは、ケーブルや光ファイバー等の伝送手段によって接続されている場合に限らず、制御コマンドを赤外線や電波によって無線で伝送する場合でもよい。
【００１２】
また、電子機器と入力装置とが一体に形成されているものでもよい。
【００１３】
前記制御情報は、画面上に表示される移動体を移動させる移動コマンドであり、前記インピーダンスの変化量の大きさ及び極性に、それぞれ移動体の移動量及び移動方向を対応させることが好適である。また、前記入力装置は、使用者の両掌間のインピーダンスを検出する機能を有するとともに、左右それぞれの操作スイッチを備え、前記制御情報は、画面上に表示される移動体を移動させる移動コマンドであり、両掌間のインピーダンスの変化からＹ軸方向の移動量を算出し、前記左右の操作スイッチの検出量に応じてＸ軸方向の移動量を算出し、算出したＸ，Ｙ軸方向の移動量に基づいて前記移動体を移動させるようにしてもよい。
【００１４】
２つの電流印加用電極によって印加された電流の通電経路上に、電流印加用電極とは電気的に絶縁された２つの電圧計測用電極を配置し、この電圧計測用電極間に生じる抵抗電位を検出することによってインピーダンス計測を行う４電極法によれば、皮膚と電極との接触抵抗の影響を除いた体内インピーダンスを高精度で計測することができるため、再現性・制御性の高い入力装置を提供することができる。
【００１５】
４電極法によるインピーダンス計測が可能な電極を複数組設け、それらを切り替えて計測できるようにしてもよい。このようにすれば、多様な部位のインピーダンス計測が可能となり、多様な制御情報入力が可能となる。
【００１７】
２電極法によるインピーダンス計測では、制御情報の基礎となるインピーダンス計測情報に、皮膚と電極との接触抵抗による影響が含まれる。従って、インピーダンス計測情報のＳ／Ｎ比が悪くなるので、このようなインピーダンス計測情報に基づいて制御情報を発生させると、入力装置の再現性や制御性が劣る。しかし、皮膚と電極との接触抵抗は皮膚の乾燥状態や皮膚と電極との接触状態によって変動するので、それに応じてインピーダンス計測情報のＳ／Ｎ比も変化し、入力装置の再現性や制御性も変化する。このようなインピーダンス計測情報の冗長性に基づく制御の不確実性を入力装置の特性として利用することができる。使用者の緊張度に応じて変化する皮膚の発汗状態の変化や集中度に応じて変化する握りの強さ等の皮膚と電極との接触状態の変化に応じて制御の不確実性が変化するので、例えば、ゲーム等の電子機器の入力装置として用いれば、ゲームがより楽しくなり、娯楽性を高めることができる。
【００１９】
このように保持部を保持した状態でインピーダンス計測用電極の少なくともいずれか一つが手に接触するようにすれば、電極を貼り付ける等の煩わしい作業をすることなく手で保持するだけで入力が可能となるとともに、手と電極との接触状態を安定させることができるので、簡単に操作でき、再現性・制御性の高い入力装置を提供することができる。
【００２３】
印加電流の通電経路上の組織の運動による断面積の変化によって、インピーダンスは変化する。印加電流の通電経路上の関節を運動させると、筋肉が収縮又は伸長して、断面積が変化するので、インピーダンスが変化する。関節の運動には、関節で接合される骨が、互いに屈曲したり、回転したり、接近したり、離間したりする場合がある。このような関節の運動によって実現される身体動作は多種多様なので、印加電流の通電経路の選択によって、多様な動作を制御情報の入力に利用することができる。すなわち、多様な制御情報の入力を簡便に行うことができ、操作性の高い入力装置を提供することができる。
【００２５】
印加電流の通電経路上の筋肉を収縮又は伸長させると、断面積が変化するので、インピーダンスが変化する。筋肉の収縮によって実現される身体動作は多種多様なので、印加電流の通電経路の選択によって、多様な動作を制御情報の入力に利用することができる。すなわち、多様な制御情報の入力を簡便に行うことができ、操作性の高い入力装置を提供することができる。
【００２７】
関節の運動あるいは筋肉の収縮・伸長を伴う動作として肘や膝の曲げ伸ばしがある。
【００２８】
例えば、両掌間でインピーダンスを計測することにより、肘の曲げ伸ばしによるインピーダンス変化を検出することができる。従って、入力装置を両手で保持した状態で、他の操作を行いながらでも、制御情報の入力が可能となるので、多様な制御情報入力を簡便に行うことができる。また、肘の曲げ伸ばし状態は、意図的に制御でき、容易に再現できるので、再現性・制御性の高い入力装置を提供することができる。
【００２９】
また、両足裏間でインピーダンスを計測することにより、肘の曲げ伸ばしによるインピーダンス変化を検出することができる。従って、両手で他の操作を行いながらでも、制御情報の入力が可能となるので、多様な制御情報入力を簡便に行うことができる。また、膝の曲げ伸ばし状態も、意図的に制御でき、容易に再現できるので、同様に再現性・制御性の高い入力装置を提供することができる。
【００３０】
このように肘又は膝の一方だけの曲げ伸ばしだけでなく、片掌片足裏間でインピーダンスを計測する場合であれば、肘と膝との両方の曲げ伸ばしによるインピーダンス変化を検出することができる。従って、片手で他の操作を行いながらでも、制御情報の入力が可能となるので、多様な制御情報入力を簡便に行うことができる。
【００３２】
印加電流の通電経路上の身体部位を他の身体部位と接触させると、接触部分から該他の身体部位に至る印加電流の通電経路が形成される。このように印加電流の通電経路が変化すれば、通電経路を構成する組織の組み合わせが変化するので、インピーダンスも変化する。隣接する指先間でインピーダンスを計測する場合に当該指どうしをくっつけたり、一方の掌と片足間でインピーダンスを計測する場合に他方の手で前記一方の手の手首を握る等、印加電流の通電経路上の身体部位を他の身体部位と接触させる動作は多種多様なので、印加電流の通電経路の選択によって、多様な動作を制御情報の入力に利用することができる。すなわち、多様な制御情報の入力を簡便に行うことができ、操作性の高い入力装置を提供することができる。
【００３３】
前記電子機器は電子遊戯機器であることを特徴とする。
【００３４】
このように操作性，再現性、制御性に優れた入力装置を電子遊戯機器の制御情報入力に用いれば、より簡便に遊戯を楽しむことができる。
【００３５】
ここで、電子遊戯機器とは、マイクロコンピュータにより制御された遊戯機器を指す。
【００３６】
例えば、電子遊戯機器としてのテレビゲーム機のキャラクター等の移動体の移動制御情報の入力に、身体動作によるインピーダンス変化を利用すれば、身体の動作を移動体の移動とを連動させることも可能となるので、よりリアル感が高まる。
【００３７】
また、電子遊戯機器としての身体動作に対応して音階を発生させる音楽演奏装置の音階発生指示情報の入力に、身体動作によるインピーダンス変化を利用すれば、微小でゆるやかな動作に対応する音楽演奏や連続的で滑らかな動作に対応する音楽演奏が可能となる。すなわち、インパルス信号による入力情報の組み合わせに音楽演奏に比べて、より表現力に富んだ音楽演奏が可能となる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００４１】
（第１の実施形態）
図１に本発明の第１実施形態に係る入力装置を備えた電子遊戯機器としてのゲーム機１を示す。
【００４２】
ゲーム機１は、本体２をケーブル３でテレビ受像機４の入力端子に接続し、本体２のスロット５に挿入されたカートリッジ６に格納されたプログラムを実行し、遊戯者の入力に従ってブラウン管７上に表示されたゲームを進行させるものである。
【００４３】
ゲーム機１本体２には、ケーブル８，９とコネクタ１０，１１を介して保持部としてのコントローラ１２，１３が接続されている。ゲーム機本体２は、プラグ１４を介して商用交流電源から電源供給を受けることができ、電源スイッチ１５を操作することにより、ゲーム機１全体の電源のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００４４】
コントローラ１２の外観構成の概略及び遊戯者が右手で操作する状態を図２に示す。
【００４５】
コントローラ１２は、一端からケーブル８が引き出され他端に操作スイッチ１６が配された略棒状をなす基部１７と、基部１７の表面を覆う電流印加用電極１８と電圧計測用電極１９とからなる。電流印加用電極１８は略円筒形状でケーブル側の縁部に周方向の突起２０が形成され、電圧計測用電極１９は操作スイッチ１６側で小径となる略円筒形状をなす。電流印加用電極１８と電圧計測用電極１９との間には、基部１７の凹部２１が露出しており、電極１８，１９の表面から窪んだ溝状に形成されている。
【００４６】
基部１７は、ポリカーボネイト・ＡＢＳ，ＡＢＳ等の樹脂成形により、電流印加用電極１８及び電圧計測用電極１９はＣｒメッキ樹脂，Ｃｒメッキ板金，ＳＵＳ板金，ＳＵＳシート等により形成することができる。
【００４７】
コントローラ１２は、図２のように握って操作する。このとき、人差し指の指先から親指との股付近の掌部までを電流印加用電極１８に接触させ、薬指及び小指の指先から手首付近の掌部までを電圧計測用電極１９に接触させる。このとき中指を凹部２１に沿って曲げ、人差し指と中指との間に突起２０を挟むようにして握ることにより位置決めが簡単にできるようになっている。また、親指はコントローラ１２の軸方向に沿って伸ばし、親指先で操作スイッチ１６を操作する。
【００４８】
右手用のコントローラ１２についてのみ説明したが、左手用のコントローラ１３は右手用のコントローラ１２と左右対称の外観構成を有し、同様の図示しない基部２２，操作スイッチ２３，電流印加用電極２４，電圧計測用電極２５，を有しているので、説明を省略する。
【００４９】
本実施形態に係る入力装置３０の内部構成の概略を図３に示す。
【００５０】
入力装置３０は、主として、電流印加用電極１８，電圧計測用電極１９及び操作スイッチ１６からなるコントローラ１２と、電流印加用電極２４，電圧計測用電極２５及び操作スイッチ２３からなるコントローラ１３と、電流印加用電極１８，２４に電流を供給し、電圧計測用電極１９，２５から抵抗電位信号、操作スイッチ１６，２３からＯＮ／ＯＦＦ信号を取得してゲーム機本体２側へ操作情報を出力する計測・演算部３１からなる。
【００５１】
図４は、計測・演算部３１の回路構成の詳細を示すブロック図である。
【００５２】
３２は所定周波数ｆ０  の高周波電流を発生する高周波信号発生部、３３は電圧計測用電極からの抵抗電位信号を受ける差動増幅器、３４は周波数ｆ０  以外の信号をカットするためのバンドパスフィルタ、３５は高周波信号成分を復調する復調回路、３６はアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、３７は計測制御プログラム，演算プログラム，出力情報変換テーブル等を格納したリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、３８はインピーダンス計測値や操作スイッチ１６，２３のＯＮ／ＯＦＦ情報等を格納したランダムアクセスメモリ（ＲＯＭ），３９は所定のプログラムを実行して計測・演算を行いゲーム装置本体２側に制御情報を出力するＣＰＵである。
【００５３】
本実施形態では、計測・演算部３１をゲーム機本体２に設け、図示しないゲーム機本体２の電源部から電源供給を受けるようになっているが、コントローラ１２，１３内に電池等の電源を設けてもよい。
【００５４】
図５は、本実施形態に係る入力装置の制御情報出力手順の概略を示すフローチャートである。
【００５５】
図５のフローチャートは、制御情報としてテレビ受像機のブラウン管上に表示されるキャラクター等の移動体の移動コマンドを出力する場合の手順を示す。
【００５６】
まず、移動体の位置等の初期設定を行う（ステップ１）。
【００５７】
次に、サンプリングタイミングか否かを判定し（ステップ２）、Ｎｏであれば左右の操作スイッチ２３，１６のＯＮ／ＯＦＦ情報の検出処理を行い（ステップ３）、Ｙｅｓであれば両掌間のインピーダンス計測を行う（ステップ４）。
【００５８】
左右の操作スイッチ２３，１６のＯＮ／ＯＦＦ情報の検出処理では、まずＸ軸方向の制御情報が検出されているか否かを判定する（ステップ３１）。ここで、移動体のＸ軸方向、即ちブラウン管上での水平方向の移動は左右の操作スイッチ２３，１６のＯＮ／ＯＦＦ動作によって行う。Ｎｏであればステップ２に戻り、Ｙｅｓであれば左右の操作スイッチ２３，１６のＯＮ／ＯＦＦ回数の検出量に応じたＸ軸方向の移動情報を算出して（ステップ３２）、ステップ２に戻る。左の操作スイッチ２３を押し下げた後で元に戻す動作を１回行うごとに移動体を初期位置から１単位長さ分だけブラウン管上で左方向に移動させるようにしておき、右の操作スイッチ１６を押し下げた後で元に戻す動作を１回行うごとに移動体を初期位置から１単位長さ分だけブラウン管上で右方向に移動させるようにしておき、左又は右の操作スイッチ２３，１６のＯＮ／ＯＦＦ動作の回数を検出して移動体のＸ軸方向の移動情報を算出する。
【００５９】
ここでは、操作スイッチ２３，１６のＯＮ／ＯＦＦ動作の回数のみで移動体の移動量を決定しているが、ＯＮの時間の長さに応じてＸ軸方向の１回の移動量を変化させてもよい。
【００６０】
ステップ４で両掌間インピーダンス計測を行った後に、計測値からインピーダンス変化量、即ちΔＺ／Δｔの大きさ及び極性を検出し（ステップ５）、このインピーダンス変化量から移動体のＹ軸方向の移動情報を算出する（ステップ６）。ΔＺ／Δｔの極性が＋（正）であれば移動体をブラウン管上で初期位置から上方向に移動させ、−（負）であれば初期位置から下方向に移動させる。このとき移動体の移動量はΔＺ／Δｔの大きさに応じて決定する。
【００６１】
この場合に例えば両方の操作スイッチ２３，１６を押し下げている時間内のみインピーダンスを計測するようにすれば、遊戯者の意図しない肘の屈伸によって誤った移動情報が入力されることもない。
【００６２】
ステップ６で算出されたＸ軸，Ｙ軸方向の移動情報に対応する移動コマンドをＲＯＭ３７から読み出してＣＰＵ３９からゲーム機本体２のＣＰＵ等の制御部へ出力する（ステップ７）とともに、Ｘ軸，Ｙ軸方向の移動情報で決定された移動体の位置を初期位置と置き換えて（ステップ８）、Ｘ軸，Ｙ軸方向の移動情報をリセットし（ステップ９）、ステップ２に戻ってＸ軸，Ｙ軸方向の移動情報算出のシーケンスを繰り返す。
【００６３】
両掌間インピーダンス計測時にコントローラ１２，１３を握った両腕のいずれかあるいは両方の肘を屈曲又は伸長させれば（図１参照）、印加された電流の通電経路上の筋肉が収縮又は伸長してインピーダンス値が減少又は増加する。従って、両方あるいは片方の肘の屈曲又は伸長という単純な動作によって移動体のＹ軸方向の移動情報を入力することができるので、操作性が向上する。
【００６４】
また、従来のスイッチのように指先の細かな動きではなく、肘の屈伸というより大きな身体の動作で入力するので、ゲームのリアル感が増す。
【００６５】
また、インピーダンス変化量の大きさ及び極性に応じて移動体の移動量及び移動方向を決定するので、微小でゆっくりとした動きにも追従できる。
【００６６】
また、本実施形態に係るコントローラ１２，１３のように４電極によってインピーダンスを計測すれば、電極と皮膚との接触抵抗の影響を除いた体内インピーダンスを計測することができるので、再現性・制御性を向上させることができる。
【００６７】
また、接点を有する機械的なスイッチの数を削減できるので、耐久性に優れた寿命の長い入力装置を提供することができる。
【００６８】
本実施形態では、入力装置のうち電流印加用電極１８，２４，電圧計測用電極１９，２５及び操作スイッチ１６，２３以外の部分はゲーム機本体２内に設けられているが、入力装置全体をゲーム機本体２と独立に設け、移動体の移動コマンドのみをゲーム機本体２側のＣＰＵ等の制御部に伝送するようにしてもよい。
【００６９】
また、本実施形態のように入力装置のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭをゲーム機本体２内に設ける場合には、ゲーム機本体２のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを共用するようにしてもよい。
【００７０】
また、本実施形態では、左右一対のコントローラ１２，１３をゲーム機１に接続して４電極によるインピーダンス計測を行っているが、いずれか一方のコントローラのみを接続し、２電極法でインピーダンス計測を行い、そのインピーダンス変化量から移動体のＹ軸方向移動情報を算出するようにしてもよい。
【００７１】
２電極法によってインピーダンスを計測すると、皮膚と電極との接触抵抗の変動成分の影響が加わる。例えば、対戦ゲームやアクションゲームの入力装置として使用すると、冷静で落ち着いたリラックス状態においては、皮膚の発汗状態が悪く乾燥しているため接触抵抗が高く、筋肉の伸縮や関節の屈伸によるインピーダンス変化量が全体のインピーダンス値に対して小さくなり、Ｓ／Ｎ比が悪い。また、リラックス状態では、コントローラを握る力も弱くなるので、同様に接触抵抗が高くなる。すなわち、リラックス状態では、使用者の動作が確実にゲーム機側に入力されにくく、ゲームへの指示の確実度が低い。
【００７２】
しかし、ゲームが進行するにつれて使用者が興奮状態になってくると、発汗が促進されるとともにコントローラを握る力も強くなり、接触抵抗が小さくなる。つまり、ゲームに熱中し夢中になって動作すればするほど接触抵抗が小さくなって無視できるようになり、使用者の動作が確実にゲーム機側に伝わるようになってくる。
【００７３】
このように２電極法によってインピーダンス計測を行うコントローラを、ゲーム機の入力装置として用いると、冗長性があるために、不確実さが逆にランダムな入力要因となっておもしろさが増し、熱中すればするほど、より確実性が増し、ゲームに一層夢中にさせることができるという効果が得られる。
【００７４】
また、本実施形態では、４電極でインピーダンスを計測しているが、同様に４つの電極を用いて骨格筋の収縮に伴う活動電位を検出することができるので、この電位信号を操作情報に変換して入力を行うこともできる。このような電位信号はインパルス信号なので、身体インピーダンスに比べて再現性・制御性の点では劣るが、制御に冗長性があるため、ゲームのエンターテイメント性を高めることができる。
【００７５】
（第２の実施形態）
図６に本発明の第２実施形態に係る入力装置としてのコントローラ４０を示す。
【００７６】
第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
コントローラ４０は左右両端部が略半円柱状の湾曲面をなす略直方体形状であり、右左の電流印加用電極１８，２４，電圧計測用電極１９，２５及び操作スイッチ１６，２３が一つのコントローラ４０に一体に設けられている。電流印加用電極１８，２４，電圧計測用電極１９，２５及び操作スイッチ１６，２３は、右左両端部に筐体表面から段差部４１，４２を経て一段窪んだ保持部としての位置決め部４３，４４上に設けられている。電流印加用電極１８，２４，電圧計測用電極１９，２５はいずれも略長方形で半円柱状の表面の周方向に上下に間隔を置いて並列されている。操作スイッチ１６，２３は、電流印加用電極１８，２４の前面４５側端部の中央寄り斜め上方に設けれられている。
【００７８】
コントローラ４０を前面４５側から位置決め部４３，４４に沿って掴むと、人差し指の指先から親指との股付近の掌部までが電流印加用電極１８，２４に接触し、薬指及び小指の指先から手首付近の掌部までが電圧計測用電極１９，２５に接触し、親指先が操作スイッチ１６，２３に接触する。中指は電流印加用電極１８，２４と電圧計測用電極１９，２５と間の絶縁帯４６，４７に接触させる。
【００７９】
コントローラ４０の内部構成も図３，４と同様である。ただし、本実施形態では、電流印加用電極１８，２４，電圧計測用電極１９，２５，操作スイッチ１６，２３及び計測・演算部３１はすべてコントローラ４０内に設けられている。
【００８０】
入力手順も図５と同様であるが、右左の電極１８，１９，２４，２５及び操作スイッチ１６，２３がコントローラ４０に一体に設けられているので、図７のように両方の腕の肘を同時に屈伸させて入力する。
【００８１】
コントローラ４０でも、両方の肘の屈曲又は伸長という単純な動作によって移動体のＹ軸方向の移動情報を入力することができるので、操作性が向上する。
【００８２】
また、インピーダンス変化量の大きさ及び極性に応じて移動体の移動量及び移動方向を決定するので、微小でゆっくりとした動きにも追従できる。
【００８３】
また、コントローラ４０のように４電極によってインピーダンスを計測すれば、電極と皮膚との接触抵抗の影響を除いた体内インピーダンスを計測することができるので、再現性・制御性を向上させることができる。
【００８４】
また、接点を有する機械的なスイッチの数を削減できるので、耐久性に優れた寿命の長い入力装置を提供することができる。
【００８５】
本実施形態では、ＣＰＵ３９がコントローラ４０内に設けられているので、ケーブル４８とコネクタ４９を通じて移動コマンドをゲーム機１本体側へ伝送しているが、コントローラ４０とゲーム機とを一体化させ、コントローラ４０をテレビ受像機の入力端子に直接接続するようにしてもよい。このようにすれば、コントローラ４０とゲーム機本体とを接続する必要がなくなり、ゲーム開始までの準備作業が簡単になる。さらに、コントローラ４０にＬＥＤやＬＣＤ等からなる表示部を設け、表示部上でゲームを展開させれば、単体でゲームを楽しめるようにすることもできる。このようにすればよりコンパクトで操作性に優れたゲーム機を提供することができる。
【００８６】
（第３の実施形態）
図８に本発明の第３の実施形態に係る入力装置としてのコントローラ５１，５２を左手に装着した状態を示す。
【００８７】
第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。ゲーム機本体の構成は第１の実施形態と同様である。
【００８８】
コントローラ５１は、指サック形状即ち人差し指の指先から付け根部分までを覆う袋状をなす。袋状部５３は絶縁体からなり、指の関節の運動に従って変形できるように構成されており、例えば、ゴム等の弾性体で形成することができる。袋状部５３の内側の指先腹部と対向する位置に、指先側から順に電流印加用電極５４及び電圧計測用電極５５が配置されており、コントローラ５３を人差し指に装着すると電流印加用電極５４及び電圧計測用電極５５が指先腹部に接触するようになっている。電流印加用電極５４及び電圧計測用電極５５はＳＵＳ板金等で形成する。電流印加用電極５４の接続線５４ａは、ケーブル８中を通りコネクタ１０を介して高周波信号発生部３２の一端に接続される。電圧計測用電極５５の接続線５５ａは、ケーブル８中を通りコネクタ１０を介して差動増幅器３３の入力側に接続される。
【００８９】
コントローラ５２も、コントローラ５１と同様に袋状部５６の内側の指先腹部と対向する位置に指先側から順に電流印加用電極５７及び電圧計測用電極５８が配置されており、中指に装着すると電流印加用電極５７及び電圧計測用電極５８が指先腹部に接触するようになっている。電流印加用電極５７の接続線５７ａは、ケーブル９中を通りコネクタ１１を介して高周波信号発生部３２の他端に接続される。電圧計測用電極５８の接続線５８ａは、ケーブル９中を通りコネクタ１１を介して差動増幅器３３の入力側に接続される。
【００９０】
コントローラ５１，５２の操作スイッチは図示していないが、例えば、操作スイッチのみのユニットをコントローラ５１，５２と別体に設けて右手で操作できるようにすることもできる。
【００９１】
コントローラ５１，５２を装着して電流を印加すると、人差し指の指先から付け根まで至り、人差し指と中指との間の股部を通り、中指の付け根から指先に至る通電経路が形成される。コントローラ５１，５２の袋状部５３，５６は絶縁体であり、付け根まで覆っているので、人差し指と中指とが接触しても指の途中から電流が流れることはない。ここで、人差し指又は中指の各関節を曲げ伸ばしすれば、印加電流の通電経路上の筋肉が収縮又は伸長してインピーダンス値が減少又は増加する。従って、人差し指又は中指の各関節の屈曲又は伸長という単純な動作によって移動体のＹ軸方向の移動情報を入力することができるので、操作性が向上する。
【００９２】
また、インピーダンス変化量の大きさ及び極性に応じて移動体の移動量及び移動方向を決定するので、微小でゆっくりとした動きにも追従できる。
【００９３】
また、本実施形態に係るコントローラ５１，５２のように４電極によってインピーダンスを計測すれば、電極と皮膚との接触抵抗の影響を除いた体内インピーダンスを計測することができるので、再現性・制御性を向上させることができる。
【００９４】
また、接点を有する機械的なスイッチの数を削減できるので、耐久性に優れた寿命の長い入力装置を提供することができる。
【００９５】
本実施形態では、コントローラ５１，５２を左手の人差し指及び中指に装着しているが、どの指に装着してもよいし、右手の指に装着してもよい。また、右手と左手のそれぞれの一本の指に装着するようにしてもよい。さらに、足の指に装着するようにしてもよい。
【００９６】
（第４の実施形態）
図９の本発明の第４の実施形態に係る入力装置としてのコントローラ６０を示す。
【００９７】
第３の実施形態と同様の構成については同様の符号を用いて説明を省略する。コントローラ６０は、筒状であり、左手の人差し指の第１関節から付け根までを覆っている。筒状部６２は絶縁体からなり、指の関節の運動に従って変形できるように構成されており、例えば、ゴム等の弾性体で形成することができる。筒状部６２の内側の第１関節・第２関節間の腹部と対向する位置に、指先側から順に電流印加用電極５４及び電圧計測用電極５５が配置されており、コントローラ６０を人差し指に装着すると電流印加用電極５４及び電圧計測用電極５５が第１関節・第２関節間の腹部に接触するようになっている。また、筒状部６２の内側の第２関節・付け根間の腹部と対向する位置に、付け根側から順に電流印加用電極５７及び電圧計測用電極５８が配置されており、コントローラ６０を人差し指に装着すると電流印加用電極５７及び電圧計測用電極５８が第２関節・付け根間の腹部に接触するようになっている。
【００９８】
電流印加用電極５４の接続線５４ａは、ケーブル６３中を通りコネクタ１０を介して高周波信号発生部３２の一端に接続される。電圧計測用電極５５の接続線５５ａは、ケーブル６３中を通りコネクタ１０を介して差動増幅器３３の入力側に接続される。電流印加用電極５７の接続線５７ａも、ケーブル６３中を通りコネクタ１１を介して高周波信号発生部３２の他端に接続される。電圧計測用電極５８の接続線５８ａは、ケーブル６３中を通りコネクタ１１を介して差動増幅器３３の入力側に接続される。
【００９９】
コントローラ６０を装着して電流を印加すると、人差し指の第１関節・第２関節間から第２関節・第３関節間に至る通電経路が形成される。ここで、人差し指の第２関節を曲げ伸ばしすれば、印加電流の通電経路上の筋肉が収縮又は伸長してインピーダンス値が減少又は増加する。従って、人差し指の第２関節の屈曲又は伸長という単純な動作によって移動体のＹ軸方向の移動情報を入力することができるので、操作性が向上する。一本の指に装着すればよいので、コントローラの小型化が可能となる。
【０１００】
また、インピーダンス変化量の大きさ及び極性に応じて移動体の移動量及び移動方向を決定するので、微小でゆっくりとした動きにも追従できる。
【０１０１】
また、本実施形態に係るコントローラ６０のように４電極によってインピーダンスを計測すれば、電極と皮膚との接触抵抗の影響を除いた体内インピーダンスを計測することができるので、再現性・制御性を向上させることができる。
【０１０２】
また、接点を有する機械的なスイッチの数を削減できるので、耐久性に優れた寿命の長い入力装置を提供することができる。
【０１０３】
本実施形態では、コントローラ６０を左手の人差し指に装着しているが、どの指に装着してもよいし、右手の指に装着してもよい。また、足の指に装着するようにしてもよい。
【０１０４】
（第５の実施形態）
図１０（ａ）に本発明の第５の実施形態に係る入力装置としてのコントローラ７１，７２を左手に装着した状態を示す。
【０１０５】
第３の実施形態に係るコントローラ５１，５２と袋状部７３，７４の形状を除いて同様の構成を有するので、同様の構成については同様の符号を用いて説明を省略する。
【０１０６】
コントローラ７１，７２の袋状部７３，７４は、それぞれ人差し指と中指の指先から第１関節部分までを覆っている。
【０１０７】
この場合もコントローラ５１，５２と同様に、コントローラ７１，７２を装着して電流を印加すると、人差し指の指先から付け根まで至り、人差し指と中指との間の股部を通り、中指の付け根から指先に至る通電経路７５が形成されるので、人差し指又は中指の各関節を曲げ伸ばしすれば、印加電流の通電経路７５上の筋肉が収縮又は伸長してインピーダンス値が減少又は増加する。
【０１０８】
しかし、コントローラ７２，７２では、人差し指及び中指の第１関節から付け根までの部分が露出しているので、図１０（ｂ）のように人差し指と中指とを接触させると、第１関節から付け根までの部分の皮膚どうしが直接接触する。このとき接触部分を通って電流が流れるため、通電経路７５の途中でバイパスされ、図１０（ｂ）に示す通電経路７６が形成される。図１０（ａ）と（ｂ）とでは、通電経路を構成する組織の組み合わせが異なり、身体と等価な回路を想定した場合に、回路構成が異なる。従って、このように通電経路上の部位と他の部位とを接触させるという動作によっても、インピーダンス値が変化する。
【０１０９】
すなわち、人差し指又は中指の各関節の屈曲又は伸長という動作に加えて、人差し指と中指の露出部分どうしを接触させるという動作によっても、移動体のＹ軸方向の移動情報を入力することができるので、操作性が向上する。
【０１１０】
また、インピーダンス変化量の大きさ及び極性に応じて移動体の移動量及び移動方向を決定するので、微小でゆっくりとした動きにも追従できる。
【０１１１】
また、本実施形態に係るコントローラ７１，７２のように４電極によってインピーダンスを計測すれば、電極と皮膚との接触抵抗の影響を除いた体内インピーダンスを計測することができるので、再現性・制御性を向上させることができる。
【０１１２】
また、接点を有する機械的なスイッチの数を削減できるので、耐久性に優れた寿命の長い入力装置を提供することができる。
【０１１３】
本実施形態では、コントローラ７１，７２を左手の人差し指及び中指に装着しているが、どの指に装着してもよいし、右手の指に装着してもよい。また、右手と左手のそれぞれの一本の指に装着するようにしてもよい。さらに、足の指に装着するようにしてもよい。
【０１１４】
また、本実施形態では、人差し指又は中指の各関節の屈曲又は伸長という動作に加えて、人差し指と中指の露出部分どうしを接触させるという動作によって、移動体のＹ軸方向の移動情報を入力するようにしているが、人差し指と中指の露出部分どうしを接触させるという動作のみで入力するようにしてもよい。
【０１１５】
（第６の実施形態）
図１１（ａ）に、本発明の第６の実施形態に係る入力装置としてのコントローラを操作する状態を示す。
【０１１６】
使用者が左手で操作するコントローラ１３は第１の実施形態と同様であり、ゲーム機本体についても第１の実施形態と同様であるので、同様の構成には同様の符号を用いて説明を省略する。
【０１１７】
本実施形態では、第１の実施形態に係る右手用のコントローラ１２の代わりにコントローラ８１を用いている。
【０１１８】
コントローラ８１は、主として、表面がＰＶＣ，ＰＥＴ，ポリエチレン等からなるシート状のシート材部８２と、シート材部８２の上面８２ａに配置されたＳＵＳシート等からなる電流印加用電極８３及び電圧計測用電極８４から構成されている。
【０１１９】
電流印加用電極８３は略楕円形状、電圧計測用電極８４は略円形状で、シート材部８２の上面８２ａの前方から後方（図１１（ｂ）では上下方向）へかけて並んで配置されている。電流印加用電極８３及び電圧計測用電極８４に重なるように、左足裏の外形線を描いた左足裏用位置決め部８５が設けられており、左足裏用位置決め部８５と対称に右足裏用位置決め部８６が設けられている。左足裏用位置決め部８５に沿って左足をシート材部８２上に置くと、左足裏の指先側部分が電流印加用電極８３に接触し、踵側部分が電圧計測用電極８４に接触する。
【０１２０】
電流印加用電極８３の接続線８３ａはシート材部８２の前方（図１１（ｂ）では上方向）から引き出されるケーブル８を通りコネクタ１０を介して高周波信号発生部３２の一端に接続され、電圧計測用電極８４の接続線８４ａもケーブル８を通りコネクタ１０を介して差動増幅器３３の入力側に接続されている。
【０１２１】
コントローラ８１の操作スイッチは図示していないが、例えば、シート材部８２の上面８２ａに配置して右足裏で操作できるようにしてもよい。
【０１２２】
位置決め部８５，８６に沿ってシート材部８２の上面８２ａに載り、左手でコントローラ１３の所定位置を握って電流を印加すると、図１１（ｂ）に示すように、左掌から左肩を介して胴部を通り、腰部から左足を通って左足裏に至る通電経路８７が形成される。この状態で、左腕の肘，左足の膝や腰部等を曲げ伸ばしすれば、印加電流の通電経路上の筋肉が収縮又は伸長してインピーダンス値が減少又は増加する。
【０１２３】
また、上述の状態で右手で左手の手首を握ると、図１２のように、左手首から右掌を介して右腕を通り、右肩から胴部に入って胴部又は腰部で合流する通電経路８８が新たに形成される。通電経路８７と８８とでは、通電経路を構成する組織の組み合わせが異なり、身体と等価な回路を想定した場合に、回路構成が異なる。従って、このように通電経路上の部位と他の部位とを接触させるという動作によっても、インピーダンス値が変化する。左手首を握った状態で右腕の肘を屈曲又は伸長させてもよい。
【０１２４】
すなわち、左腕の肘，左足の膝や腰部等の屈曲又は伸長という動作に加えて、右掌で左手首を握るという動作によっても、移動体のＹ軸方向の移動情報を入力することができるので、操作性が向上する。
【０１２５】
また、インピーダンス変化量の大きさ及び極性に応じて移動体の移動量及び移動方向を決定するので、微小でゆっくりとした動きにも追従できる。
【０１２６】
また、本実施形態に係るコントローラ１３，８１のように４電極によってインピーダンスを計測すれば、電極と皮膚との接触抵抗の影響を除いた体内インピーダンスを計測することができるので、再現性・制御性を向上させることができる。
【０１２７】
また、接点を有する機械的なスイッチの数を削減できるので、耐久性に優れた寿命の長い入力装置を提供することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、使用者の身体の動作によって生じるインピーダンスの変化量に対応して制御情報を発生させるので、使用者は身体を動かすことにより、制御情報を発生させることができる。すなわち、身体の動作によって入力手段を操作して入力するのではなく、身体の動作そのものによって制御情報を入力することができる。従って、動作部位を適当に選択すれば、従来の入力動作を妨げることなく、より多様な制御情報の入力が可能となり、電子機器の複雑化にも対応できる。また、従来の入力手段を本装置で置き換えることにより、入力操作をより簡便に行うことができ、操作性の向上を図ることができる。
【０１３７】
また、本発明によれば、操作性，再現性、制御性に優れた入力装置を電子遊戯機器に備えることができるので、より簡便に遊戯を楽しめる電子遊戯機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１実施形態に係るコントローラとゲーム機の全体構成及び使用状態を示す図である。
【図２】図２は本発明の第１実施形態に係るコントローラの全体構成及び使用状態の詳細を示す図である。
【図３】図３は本発明の第１実施形態に係る入力装置の内部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は本発明の第１実施形態に係る入力装置の計測・演算部内部の回路構成を示すブロック図である。
【図５】図５は本発明の第１実施形態に係る入力装置の制御情報出力手順の概略を示すフローチャートである。
【図６】図６は本発明の第２実施形態に係るコントローラの全体構成を示す図である。
【図７】図７は本発明の第２実施形態に係るコントローラの使用状態を示す図である。
【図８】
図８は本発明の第３実施形態に係るコントローラの使用状態を示す図である。
【図９】図９は本発明の第４実施形態に係るコントローラの使用状態を示す図である。
【図１０】図１０は本発明の第５実施形態に係るコントローラの使用状態を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は本発明の第６実施形態に係るコントローラの使用状態を示す図である。図１１（ｂ）は第６実施形態に係るコントローラの上面図である。
【図１２】図１２は本発明の第６実施形態に係るコントローラの使用時に右掌で左手首を握った状態を示す図である。
【符号の説明】
１  ゲーム機
２  ゲーム機本体
１２，１３  コントローラ
１８，２５  電流印加用電極
１９，２５  電圧計測用電極
１６，２３  操作スイッチ
３０  入力装置
４０  コントローラ
５１，５２  コントローラ
５４，５７  電流印加用電極
５５，５６  電圧計測用電極
６０  コントローラ
７１，７２  コントローラ
７５，７６  通電経路
８１  コントローラ
８３  電流印加用電極
８４  電圧計測用電極
８７  通電経路
８８  通電経路
【図１】
0003587034.tif 000002
【図２】
0003587034.tif 000003
【図３】
0003587034.tif 000004
【図４】
0003587034.tif 000005
【図５】
0003587034.tif 000006
【図６】
0003587034.tif 000007
【図７】
0003587034.tif 000008
【図８】
0003587034.tif 000009
【図９】
0003587034.tif 000010
【図１０】
0003587034.tif 000011
【図１１】
0003587034.tif 000012
【図１２】
0003587034.tif 000013