(57)【要約】【課題】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するための優れたシステムを得る。【解決手段】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムは、交流（ＡＣ）信号を生成するための信号ジェネレータであってＡＣ信号が物体に適用される当該信号ジェネレータと、ＡＣ信号に結合されたリアクタンス変更要素と、返されたＡＣ信号を時間によって変動する直流（ＤＣ）信号に変換するためのエンベロープジェネレータと、時間によって変動するＤＣ信号の規定されたインピーダンスパラメータを判定するためのアナログ・デジタルコンバータであって、規定されたインピーダンスパラメータが物体の電磁共鳴の属性を規定する当該アナログ・デジタルコンバータと、を備える。【選択図】図１
2013525882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムであって、
交流（ＡＣ）信号を生成するための信号ジェネレータであって、前記ＡＣ信号が物体に適用される、当該信号ジェネレータと、
前記ＡＣ信号に結合されたリアクタンス変更要素と、
返されたＡＣ信号を時間によって変動する直流（ＤＣ）信号に変換するためのエンベロープジェネレータと、
前記時間によって変動するＤＣ信号の規定されたインピーダンスパラメータを判定するためのアナログ・デジタルコンバータであって、前記規定されたインピーダンスパラメータが、前記物体の電磁共鳴の属性を規定する、当該アナログ・デジタルコンバータと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記リアクタンス変更要素が、
前記返されたＡＣ信号に対するキャパシタンスの作用を実質的に削減し、それによって、前記電磁共鳴の属性に対する誘導性の影響の変化の判定を可能にするように構成されたバイアスキャパシタンスを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記リアクタンス変更要素が、
前記返されたＡＣ信号に対するインダクタンスの作用を実質的に削減し、それによって、前記電磁共鳴の属性に対する容量性の影響の変化の判定を可能にするように構成されたバイアスインダクタンスを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記電磁共鳴の属性が、共鳴周波数である請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記規定されたインピーダンスパラメータが、前記時間によって変動するＤＣ信号のトレースの極小値である請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記極小値が、前記物体の前記共鳴周波数に対応する請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記規定されたインピーダンスパラメータが、前記時間によって変動するＤＣ信号の振幅である請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記物体の前記規定されたインピーダンスパラメータを記憶するためのメモリ、をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムは、前記規定されたインピーダンスパラメータを前記物体と関連付ける、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムであって、
交流（ＡＣ）信号を生成するための信号ジェネレータであって、前記ＡＣ信号が物体に適用される、当該信号ジェネレータと、
前記ＡＣ信号に結合されたリアクタンス変更要素と、
返されたＡＣ信号を時間によって変動する直流（ＤＣ）信号に変換するためのエンベロープジェネレータと、
前記時間によって変動するＤＣ信号の極小値を判定するためのアナログ・デジタルコンバータであって、前記極小値が、前記物体の共鳴周波数を規定する、当該アナログ・デジタルコンバータと、
を備える、システム。
【請求項１１】
前記リアクタンス変更要素が、
前記返されたＡＣ信号に対するキャパシタンスの作用を実質的に削減し、それによって、前記共鳴周波数に対する誘導性の影響の変化の判定を可能にするように構成されたバイアスキャパシタンスを含む請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記リアクタンス変更要素が、
前記返されたＡＣ信号に対するインダクタンスの作用を実質的に削減し、それによって、前記共鳴周波数に対する容量性の影響の変化の判定を可能にするように構成されたバイアスインダクタンスを含む請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記物体の前記共鳴周波数を記憶するためのメモリ、をさらに備える請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムが、前記共鳴周波数を前記物体と関連付ける、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するための方法であって、
交流（ＡＣ）信号を生成するステップと、
リアクタンス変更要素を通じて、前記ＡＣ信号を物体に適用するステップと、
返されたＡＣ信号を受信するステップと、
前記返されたＡＣ信号を時間によって変動する直流（ＤＣ）信号に変換するステップと、
前記時間によって変動するＤＣ信号の規定されたインピーダンスパラメータを判定するステップであって、前記規定されたインピーダンスパラメータが、前記物体の電磁共鳴の属性を規定する、当該ステップと、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記返されたＡＣ信号に対するキャパシタンスの作用を実質的に削減し、それによって、前記電磁共鳴の属性に対する誘導性の影響の変化の判定を可能にするステップ、
をさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記返されたＡＣ信号に対するインダクタンスの作用を実質的に削減し、それによって、前記電磁共鳴の属性に対する容量性の影響の変化の判定を可能にするステップ、
をさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記電磁共鳴の属性が、共鳴周波数である請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記規定されたインピーダンスパラメータが、前記時間によって変動するＤＣ信号のトレースの極小値である請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記極小値が、前記物体の共鳴周波数に対応する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記規定されたインピーダンスパラメータが、前記時間によって変動するＤＣ信号の振幅である請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記物体の前記規定されたインピーダンスパラメータを記憶するステップ、
をさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記規定されたインピーダンスパラメータを前記物体と関連付けるステップ、
をさらに含む請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
[0001]本出願は、「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｗｉｔｈ  Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｔｕｎｉｎｇ」と題された、２０１０年４月８日に出願された同時係属中の米国特許仮出願第６１／３２２，０８４号の出願日の優先権及び利益を主張するものであり、この米国特許仮出願の開示全体は、参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
[0002]人の活動を感知するための技術の研究開発は、ヒューマンコンピュータインタラクション（ＨＣＩ）として知られる領域の最先端である。用語ＨＣＩは、広くは、コンピューティングシステムと人間の間のあらゆるインタラクションを指し、より具体的には、人間がコンピューティングシステムにそれらの人間の意図を伝えるインタラクションを指す。人間がコンピュータシステムにそれらの人間の意図を伝える１つの手段は、センサーを使用してコンピュータシステムに人間の存在を感知させることによる。そのようなセンサーの例は、近接センサー及びタッチセンサーを含む。人の活動を感知し、コンピュータシステムに人の意図を伝えたいという願望は、新しいタイプのヒューマンコンピュータインタラクションを可能にするための新しい技術の開発につながっていく。新しいインタラクティブな体験を設計することは、人の活動を感知するための新しいシステム及び方法を開発するニーズを例示する新しいタイプのヒューマンコンピュータインタラクションの一例である。
【０００３】
[0003]人の活動及びインタラクションの存在及び種類を検出するためのいくつかの異なる感知方法が、存在する。センサーは、光又は運動などの物理的な刺激を測定され得る信号に変換するトランスデューサである。センサーの応用は、測定されることが求められる物理現象に依存し、例えば、抵抗膜方式タッチパネル（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｔｏｕｃｈ  ｐａｎｅｌ）においてはレジスタンスが測定され、カメラ及び光センサーにおいては光の強度が測定され、近接センサーにおいては磁界の方向及び強度が測定され、運動を測定するためには加速度が使用され、マルチタッチ静電容量式入力デバイスの応答を測定するためには電荷の量が使用され得る。
【０００４】
[0004]ユーザインターフェースの一部として実装されるとき、１つ又は複数のセンサーが、ユーザインターフェースに関連する入力デバイスに配置され得る。（１つ若しくは複数の）センサーが、ユーザによって着用されることができるか、又はユーザが接触するか若しくは接近する物体及び環境に埋め込まれることができる。多くの種類のセンサーは、決まった応用を持たず、さまざまな応用で使用され得る。ＨＣＩの研究の１つの分野は、従来のセンサー技術を新しいクリエイティブな方法で使用することを探求する。例えば、磁力計は、概してコンパスのためのセンサーとして使用されるが、人のジェスチャーを感知するために使用されることもできる。
【０００５】
[0005]したがって、接近又は接触、物体の変形及び操作、並びに人間の存在及び意図を感知するために使用されることができ、コンピュータシステムのためのユーザインターフェースの一部として使用され得るその他のアクションなどのさまざまな人のアクション及び活動を測定するために使用され得るセンサーを有することが望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]本発明の実施形態は、インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムであって、交流（ＡＣ）信号を生成するための信号ジェネレータであり、ＡＣ信号が物体に適用される、信号ジェネレータと、ＡＣ信号に結合されたリアクタンス変更要素と、返されたＡＣ信号を時間によって変動する直流（ＤＣ）信号に変換するためのエンベロープジェネレータ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）と、時間によって変動するＤＣ信号の規定されたインピーダンスパラメータを判定するためのアナログ・デジタルコンバータであり、規定されたインピーダンスパラメータが、物体の電磁共鳴の属性（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｔ  ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）を規定する、アナログ・デジタルコンバータと、を備えるシステムを含む。
【０００７】
[0007]その他の実施形態も、提供される。本発明のその他のシステム、方法、特徴、及び利点は、以下の図面及び詳細な説明を精査すれば当業者に明らかであるか、又は明らかになるであろう。すべてのそのようなさらなるシステム、方法、特徴、及び利点は、本明細書に含まれ、本発明の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
【０００８】
[0008]本発明は、以下の図面を参照してより深く理解され得る。図面中のコンポーネントは必ずしも正確な縮尺ではなく、その代わりに、本発明の原理を明瞭に示すことに重点が置かれている。さらに、図面において、同様の参照番号は、異なる図にわたって対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムの実施形態を示すブロック図である。
【図２Ａ】人のインタラクションが原因である物体の共鳴周波数（ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の測定可能な変化の例を示すグラフである。
【図２Ｂ】図１の物体の代替的な測定可能なパラメータを示すグラフである。
【図３】物体のキャパシタンス及び共鳴周波数に対するバイアスインダクタの影響を示すグラフである。
【図４Ａ】物体の静的な共鳴周波数の例示的なプロットを示すグラフである。
【図４Ｂ】人のインタラクションの後の図４Ａの物体の共鳴周波数の例示的なプロットを示すグラフである。
【図５】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムが使用され得る方法の第１の例を示す概略図である。
【図６】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムが使用され得る方法の第２の例を示す概略図である。
【図７Ａ】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムが使用され得る方法の別の例を集合的に示す概略図である。
【図７Ｂ】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムが使用され得る方法の別の例を集合的に示す概略図である。
【図８Ａ】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムが使用され得る方法の別の例を集合的に示す概略図である。
【図８Ｂ】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムが使用され得る方法の別の例を集合的に示す概略図である。
【図９Ａ】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するための方法の実施形態のオペレーションを説明する流れ図を集合的に示す図である。
【図９Ｂ】インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するための方法の実施形態のオペレーションを説明する流れ図を集合的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0020]インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステム及び方法は、インピーダンスとして知られる物理現象に基づく。インピーダンスは、概して、デバイス又は回路が所与の周波数の交流（ＡＣ）の流れに及ぼす全抵抗として定義される。多くの物体に関して、交流の流れに対する抵抗がその最小値に低下する周波数は、物体の共鳴周波数と呼ばれる。共鳴周波数は、物体の電磁共鳴（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）の影響に関連する。一部の物体に関して、インピーダンスの値は、その物体の共鳴周波数で極小であり、その他の物体に関して、インピーダンスの値は、その物体の共鳴周波数で極大である。電磁共鳴は、無線通信回路のチューニング及びフィルタリングのために、並びに物体の識別及びタグ付けのために広く使用されてきた。これらの使用は、物体の共鳴の特性が事前に知られていることを前提とし、それにより、ユーザが特定のタグ又は識別カードを操作する。しかし、人を含む導電性の物体の任意のシステムは、共鳴周波数などの規定されたインピーダンスパラメータ、又はその他のパラメータによって説明され得る共鳴特性を有する。これらの理由で、電磁共鳴及び特に共鳴周波数が、人の活動を感知するための指標として使用され得る。物体又はシステムの電気的特性が一定であると仮定すると、物体又はシステムの共鳴特性のあらゆる変化は、ユーザの活動又はユーザのインタラクションの結果生じる。したがって、物体又はシステムとの人のインタラクションは、ａ）さまざまな周波数におけるシステムのインピーダンスを測定し、周波数のある範囲にわたるシステムのインピーダンスを表す「インピーダンス曲線」と呼ばれるものを生成することと、ｂ）インピーダンス曲線からさまざまな共鳴特性及びその他の特徴を計算することと、ｃ）さまざまな周波数における物体又はシステムの計算された共鳴特性の変化を監視することとによって検出され得る。共鳴特性は、物体又はシステムの共鳴周波数、及び共鳴周波数における測定された信号の振幅などのその他の共鳴特性、測定された信号のピークのプロファイル、並びにインピーダンス曲線のその他のピークの存在を含む。
【００１１】
[0021]物体又はシステムの共鳴特性の変化は、ユーザと物体又はシステムの間の直接的又は間接的インタラクションが原因で生じる。例えば、ユーザが物体とインタラクションするときに物体の共鳴周波数の変化を測定することによって、インタラクションの種類及び程度が、識別され得る。本明細書の残りの部分は、概して、物体又はシステムの共鳴周波数及びその他の関連するインピーダンスパラメータの変化を監視して、物体又はシステムとの人のインタラクションの種類及び程度を判定することに焦点を当てる。本明細書において使用されるとき、用語、物体及びシステムは、物体又はシステムとの人のインタラクションを判定するためにインピーダンスと、一実施形態においては共鳴周波数とが測定及び監視されることが求められる物体又はシステムを指すように交換可能に使用される。
【００１２】
[0022]容量性の要素、誘導性の要素、及びレジスタンス性の要素を有する任意の電気的システムは、そのシステムを流れる交流が最大値又は最小値に達する一意的な周波数、すなわち、そのシステムの共鳴周波数を有する。最大値及び最小値は、極小値及び極大値の形態をとる可能性もある。多くのシステムがそれらのシステムの共鳴周波数において最小の交流の値に対応するが、システムの共鳴周波数において最大の交流の値に対応するいくつかのシステムが存在する。システムに応じて、両方の場合が本明細書において考慮される。システムは、さまざまな周波数のある範囲にわたって周期的な電気信号を適用することによって、例えば、システムの周波数掃引を実行することによって刺激され得る。交流の振幅は、システムの共鳴周波数においてその最小値又は最大値に達し、したがって、システムの共鳴周波数の指標として使用され得る。
【００１３】
[0023]システムのリアクタンス性の特性（すなわち、キャパシタンス又はインダクタンス）に影響を与えるあらゆるインタラクションは、システムのインピーダンスの特性及び一実施形態においては共鳴周波数を変える。システムの電気的特性が一定のままであると仮定すると、共鳴周波数のあらゆる変化は、人の活動又はシステムとのインタラクションが原因で発生する。したがって、システムの共鳴周波数の変化を追跡することによってシステムとの人のインタラクションを推測することが可能である。
【００１４】
[0024]容量性の特性、誘導性の特性、及びレジスタンス性の特性を含む回路の共鳴周波数は、概して式１によって記述され得る。
【００１５】
[0025]
【数１】
2013525882.tif 000003
【００１６】
[0026]ここで、Ｌはシステムのインダクタンスであり、Ｃはシステムのキャパシタンスである。システムの共鳴周波数は、システムのインダクタンス及びキャパシタンスが影響を与えられるときにのみ変化する。
【００１７】
[0027]容量性のインタラクションは、システムの容量性の特性を変える。例えば、ユーザの手首に着用された金属製のブレスレットなどの導電性の物体に触れているユーザは、地面との容量性のリンクを形成し、ブレスレットのキャパシタンスを増加させ、共鳴周波数を下げる。容量性のインタラクションの別の例は、金属製の整理棚の引き出しを開けること又は閉めることなどの物体の物理的な再構成である。そのような再構成は、システムのキャパシタンスの変化及び共鳴周波数の変化をもたらす。
【００１８】
[0028]誘導性のインタラクションは、システムの誘導性の特性を変える。例えば、金属製のバネを伸ばすことは、インダクタンスがバネの巻きの間の距離に依存するので、バネのインダクタンスを変える。インダクタンスを変えることは、システムの共鳴周波数を変える。したがって、物体又はシステムの共鳴周波数を判定するように構成されたセンサーは、物体又はシステムのキャパシタンス及びインダクタンスの変化に敏感であるべきである。
【００１９】
[0029]図１は、共鳴周波数を監視することによって人の活動を感知するためのシステムの実施形態を示すブロック図である。感知システム１００が、接続１０２を介して物体１１０に結合される。一実施形態において、接続１０２は、単線（ｓｉｎｇｌｅ  ｗｉｒｅ）である可能性がある。電極１０５が、応用に応じて、物体１１０に取り付けられる可能性があるか、又は人１１８に取り付けられる可能性がある。
【００２０】
[0030]物体１１０は、インダクタンス（Ｌｏ）１１２及びキャパシタンス（Ｃｏ）１１４によって特徴づけられる電磁共鳴の特性（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ）及び一実施形態においては共鳴周波数を有する任意の導電性の物体又はシステムである可能性がある。インダクタンス（Ｌｏ）１１２及びキャパシタンス（Ｃｏ）１１４は、既知又は未知である可能性がある。インダクタンス（Ｌｏ）及びキャパシタンス（Ｃｏ）は、式１のインダクタンスＬ及びキャパシタンスＣに対応する。人のインタラクションを示すために、人１１８が物体１１０に触れ、この接触は、人１１８と物体１１０の間の容量性の接触を示す。キャパシタンスＣｔ１１６は、接触が物体１１０の容量性リアクタンス全体の変化を引き起こすことを示す。物体１１０の誘導性の要素及び容量性の要素の特定の構成が、例として与えられる。概して、正確な構成は、分からない可能性があり、不定及び複雑である可能性がある。しかし、本明細書に記載のシステム及び方法のオペレーションは、物体１１０の誘導性の要素及び容量性の要素の正確な構成の知識に依存しない。
【００２１】
[0031]感知システム１００は、システムバス１５４を介して結合された信号ジェネレータ１２０と、エンベロープディテクタ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１２２と、マイクロプロセッサ１２４と、アナログ・デジタルコンバータ１２６と、メモリ１２８とを備える。システムバス１５４は、接続された要素間の相互利用及び通信を可能にする任意の通信バスである可能性がある。マイクロプロセッサ１２４は、本明細書に記載の機能を実行することができる任意の汎用又は専用プロセッサである可能性がある。メモリ１２８は、任意の種類のスタティック又はダイナミックメモリ、揮発性又は不揮発性メモリである可能性があり、一実施形態においては、本明細書に記載のシステム及び方法のオペレーションに関連するソフトウェアを記憶するために使用され得る。メモリ１２８は、ローカルのメモリ、及び／又はその他のコンピューティングデバイスに配置され、有線若しくは無線接続リンクなどのさまざまなデータ送信技術を用いてアクセス可能であるメモリのうちのどちらか又は両方である可能性がある。メモリは、感知システム１００によってもたらされた結果を記憶するためにも使用される。
【００２２】
[0032]信号ジェネレータ１２０は、接続１３２を介して提供される、時間によって変動する信号ｆ（ｔ）を生成する。一実施形態において、接続１３２を介して提供される信号は、レジスタ１３４に与えられる１ＫＨｚ〜３．５ＭＨｚ、１０Ｖのピークツーピーク（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ）の正弦波周波数掃引（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｗｅｅｐ）である。レジスタＲｓ１３４は、比較的小さな値を有し、接続１３２の交流電流を接続１３６の交流電圧に変換する。接続１３６の交流電圧は、ノード１３８を通じて第１のスイッチ１４２及び第２のスイッチ１４６に与えられる。スイッチ１４２及び１４６は、手動で、マイクロプロセッサ１２４によって、又は説明される実施形態に固有である可能性がある任意の回路によって制御され得る。第１のスイッチ１４２は、バイアスインダクタＬｓ１４４に接続され、第２のスイッチ１４６は、バイアスキャパシタＣｓ１４８に接続される。スイッチ１４２及び１４６は、マイクロプロセッサ１２４によって、又はその他の論理若しくは回路によって選択的に開閉され得る。ほとんどの物体に関して、キャパシタンスＣｏ１１４及びインダクタンスＬｏ１１２は非常に小さく、非常に高い共鳴周波数をもたらす。
【００２３】
[0033]物体１１０との容量性のインタラクションと誘導性のインタラクションの両方が、物体１１０の共鳴周波数の結果として生じる変化又はその他のパラメータの変化によって、インピーダンス曲線の形状と、共鳴周波数に対応するインピーダンス曲線中の局所的又は大域的ピークの幅、すなわち、Ｑ値とに影響を与える。測定可能なパラメータの変化から物体１１０との人のインタラクションを推測するためには、人のインタラクションと、影響を受けるパラメータとの間の対応が確立されるべきである。したがって、一部の応用においては、容量性のインタラクション又は誘導性のインタラクションのどちらかの影響を遮断することが好ましい可能性がある。そのようにすることは、共鳴周波数又はＱ値の変化が、１つの種類のインタラクションの変化の結果であって、両方の種類のインタラクションの変化の結果ではないことを保証する。例えば、より線の引き伸ばし、すなわち、誘導性のインタラクションを測定することが望ましい場合、容量性のインタラクションであり、共鳴周波数の測定にやはり影響を与えるユーザが線に触れることの作用を取り除くことが望ましい。
【００２４】
[0034]誘導性のインタラクションの作用を遮断することは、バイアスインダクタＬｓ１４４を追加することによって行われることができ、容量性のインタラクションの作用を遮断することは、バイアスキャパシタＣｓ１４８を追加することによって行われることができる。誘導性のインタラクション及び容量性のインタラクションの作用を遮断することに加えて、接続１３６と接続１０２の間にバイアスインダクタＬｓ１４４及びバイアスキャパシタＣｓ１４８を選択的に導入することも、感知システム１００及び物体１１０を含むシステム全体の共鳴周波数を、非常に高い共鳴周波数よりも容易に測定されるより低い範囲に移動させる。例えば、システム１１０のキャパシタンスの変化を追跡することが望ましい場合、バイアスインダクタＬｓ１４４の大きな値は、物体１１０の誘導性の変化の作用を遮断するだけでなく、共鳴周波数をより低く、より容易に測定され得る範囲に移動させる。同様に、物体１１０の誘導性の変化を追跡することが望ましい場合、大きなバイアスキャパシタＣｓ１４８がシステムに切り替えられ、それによって、物体１１０の容量性の変化の作用を遮断し、共鳴周波数をより低く、より容易に測定され得る範囲に移動する。概して、バイアスインダクタＬｓ１４４又はバイアスキャパシタＣｓ１４８のどちらかが、所与の時間にノード１４８に接続される。バイアスインダクタＬｓ１４４及びバイアスキャパシタＣｓ１４８は、それらがノード１３８のＡＣ電圧に作用するので、リアクタンス変更要素と呼ばれる可能性がある。
【００２５】
[0035]大きなバイアスインダクタＬｓ１４４は、物体１１０に与えられる誘導性の影響を遮断し、それによって、キャパシタンスの小さな変化の測定を可能にする。大きなバイアスキャパシタＣｓ１４８は、容量性の影響を遮断し、それによって、物体１１０のインダクタンスの小さな変化の測定を可能にする。
【００２６】
[0036]一実施形態において、ノード１３８の交流電圧は、バイアスインダクタＬｓ１４４又はバイアスキャパシタＣｓ１４８によって与えられる影響を含め、物体１１０の共鳴周波数を特徴づける。ノード１３８の交流電圧は、エンベロープディテクタ１２２に与えられる。エンベロープディテクタ１２２は、ノード１３８の交流電圧の振幅を規定する時間によって変動するＤＣ信号を生成する。接続１５２上の信号は、物体１１０から返された信号を表す。時間によって変動するＤＣ信号は、アナログ・デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１２６に与えられる。アナログ・デジタルコンバータ１２６は、エンベロープディテクタ１２２によって与えられた時間によって変動するＤＣ信号を処理して、測定された信号の極小値、極大値、又はその他の属性を判定する。一実施形態において、時間によって変動するＤＣ信号の極小値は、物体１１０の共鳴周波数ｆ０に対応する。共鳴周波数ｆ０を表す信号が、接続１６２を介して感知システム１００の外部のシステムに与えられる。一実施形態において、信号ｆ０は、インターフェース１７０に与えられる。インターフェース１７０は、物体１１０の共鳴周波数についての情報を使用し得る任意のインターフェースである可能性がある。例えば、インターフェース１７０は、コンピューティングデバイス、可搬型の通信デバイス、インタラクティブなおもちゃ、アミューズメントパークのアトラクションに関連する感知システム、又は任意のその他のコンピュータに基づくインターフェースに入力／出力機能を提供するユーザインターフェースである可能性がある。接続１７２上のインターフェースの出力は、感知システム１００の出力がいくつかの異なる構成のいくつかの異なるシステムによって使用され得ることを示すために、別のシステムに与えられるものとして示されている。
【００２７】
[0037]非常に小さなキャパシタンス及びインダクタンスを有する物体１１０の共鳴周波数を正確に測定する能力は、物体の共鳴周波数が識別及びタグ付けされることを可能にし、それによって、物体１１０の共鳴周波数に基づいて物体１１０を認識する能力をもたらす。例えば、物体１１０の共鳴周波数は、後でその共鳴周波数が物体１１０を識別するために使用され得るように、測定され、メモリ１２８に記憶されることができる。
【００２８】
[0038]図２Ａは、人のインタラクションが原因である物体の共鳴周波数の測定可能な変化の例を示すグラフである。縦軸２０２は、測定された信号の振幅を示し、横軸２０４は、周波数を示す。第１の共鳴周波数のトレース２０６は、第１の共鳴周波数ｆ０を有する測定された信号を示す。第２の共鳴周波数のトレース２０８は、ｆ１と称される第２の共鳴周波数を有する測定された信号を示す。一実施形態において、共鳴周波数ｆ０は、物体１１０の静的な共鳴周波数である可能性がある。第２の共鳴周波数ｆ１は、人間１１８によって触れられている間の物体１１０の共鳴周波数を表す。図２Ａに示されるように、Δｆと称される共鳴周波数の変化２１０は、物体１１０に触れることによって人間が物体１１０とインタラクションしていることの影響を示す。例えば、物体１１０が、接続１０２を介し、電極１０５によって感知システム１００に接続される腕時計ブレスレットである場合、人間１１８が物体１１０に触れることの影響は、図２ＡにおいてΔｆとして示される量の、物体の共鳴周波数の変化をもたらす。共鳴周波数の変化を測定する感知システム１００の能力は、感知システム１００が、物体１１０との人のインタラクションをその他のコンピューティングデバイス及びコンピューティングシステムに伝えることができるユーザインターフェース又はユーザインターフェースの一部として使用されることを可能にする。
【００２９】
[0039]図２Ｂは、感知システム１００によって測定され得る図１の物体の代替的な測定可能なパラメータを示すグラフである。縦軸２２２は、振幅を示し、横軸２２４は、周波数を示す。第１の共鳴周波数のトレース２２６は、第１の共鳴周波数ｆ０を有する測定された信号を示す。第２の共鳴周波数のトレース２２８は、ｆ１と称される第２の共鳴周波数を有する測定された信号を示す。この例において、第１の共鳴周波数ｆ０は、第２の共鳴周波数ｆ１と実質的に同様である。一実施形態において、共鳴周波数ｆ０は、物体１１０の静的な共鳴周波数である可能性がある。第２の共鳴周波数ｆ１は、人間１１８によって触れられている間の物体１１０の共鳴周波数を表す。
【００３０】
[0040]図２Ｂにおいて、Δ振幅２３０と称される、第１の共鳴周波数のトレース２２６から第２の共鳴周波数のトレース２２８までの振幅の変化が、物体１１０との人のインタラクションの結果生じる。この実施形態においては、振幅が、規定されたインピーダンスパラメータであり、振幅の差Δ振幅２３０が、ＡＤＣ１２６によって測定され、物体１１０との人のインタラクションを示すために使用され得る。さらに、周波数と振幅の組み合わせが、測定され、物体１１０との人のインタラクションを示すために使用され得る。
【００３１】
[0041]図３は、物体のキャパシタンス及び共鳴周波数に対するバイアスインダクタの影響を示すグラフ３００である。縦軸３０２は、共鳴周波数をｋＨｚで示し、横軸３０４は、キャパシタンスをｐＦで示す。トレース３１２、３１４、３１６、及び３１８は、それぞれ、１０μＨ、２２μＨ、１００μＨ、及び２２０μＨのバイアスインダクタンスＬｓ１４４（図１）の値の影響を示す。インダクタンスが増加するにつれて、共鳴周波数は、共鳴周波数が落ち込むときに、より低い値の範囲においてキャパシタンスの小さな変動により敏感になる。したがって、キャパシタンスの小さな変動が、より低い共鳴周波数の範囲にあり続けながら、非常に小さな値で測定され得る。同時に、インダクタンスの値が増加するにつれて、システムは総インダクタンスの小さな変化に対して感度がより低くなることが観察され得る。したがって、大きなバイアスインダクタを含めることによって、インダクタンスの影響及び作用が、効果的に遮断され得る。インダクタンスを遮断することは、共鳴周波数の変化が、小さな容量性のインタラクションのみによって測定され得ることを保証する。代替的に、大きなバイアスキャパシタが、キャパシタンスの変化の作用を遮断し、インダクタンスの小さな変化の結果としての共鳴周波数の測定を可能にするために使用され得る。
【００３２】
[0042]図４Ａは、物体の静的なインピーダンスの例示的なプロットを示すグラフである。縦軸４０２は、振幅を示し、横軸４０４は、周波数を示す。トレース４０６は、物体１１０の静的なインピーダンス曲線のプロットを示す。用語「静的な」インピーダンスは、人のインタラクションがない物体１１０のインピーダンスを指す。トレース４０６は、さまざまな周波数のある範囲にわたる物体１１０の静的なインピーダンス曲線を示す。共鳴周波数ｆ０が、４０８に示されている。共鳴周波数４０８は、メモリ１２８に記憶されることができ、物体１１０に関連付けられることができる。共鳴周波数４０８を物体１１０と関連付けることは、物体１１０の識別情報が保存され、後で物体１１０を識別するために使用されることを可能にする。
【００３３】
[0043]図４Ｂは、人のインタラクション中の図４Ａの物体のインピーダンスの例示的なプロットを示すグラフ４２０である。縦軸４２２は、振幅を示し、横軸４２４は、周波数を示す。トレース４２６は、人のインタラクション中の物体１１０のインピーダンス曲線のプロットを示す。トレース４２６は、さまざまな周波数のスペクトルにわたる物体１１０のインピーダンス曲線を示し、トレース４０６によって示された図４Ａの静的なインピーダンス曲線の変化を反映する。トレース４２６に示されるインピーダンス曲線の変化は、人のインタラクションの結果として生じる物体１１０の１つ又は複数のインピーダンスパラメータの変化を反映する。これらの変化は、例えば、図４Ａの値ｆ０から図４Ｂのｆ１の値まで変化する共鳴周波数の変化をもたらす。振幅、共鳴周波数と振幅の組み合わせ、又はその他のインピーダンスパラメータなどのその他のインピーダンスパラメータの変化が、物体１１０との人のインタラクションを示し得る変化に関してやはり監視される可能性がある。ピーク４１２（図４Ａ）及び対応するピーク４３２（図４Ｂ）の振幅、形状、及び幅の違いなどのインピーダンス曲線のその他の特徴が、人のインタラクションをやはり示し得る変化に関して監視される可能性がある。
【００３４】
[0044]物体１１０との人のインタラクションの例として、ユーザがそのユーザの指で物体１１０に触れるとき、ユーザの指が、物体とともに、変化するキャパシタンスをもたらす。キャパシタンスは、物体に対してユーザの指によって及ぼされる圧力の量とともに変換する可能性がある。ユーザがより強く押すとき、皮膚が伸び、触れる面積を広げ、それによってキャパシタンスを増加させ、それによってトレース４２６を変化させる。共鳴周波数ｆ１は、人のインタラクションに応じた物体１１０の共鳴周波数であり、４２８に示される。共鳴周波数の差Δｆ４３０は、ｆ０とｆ１の間の共鳴周波数の差を反映し、物体１１０との人のインタラクションを示す。ｆ０、ｆ１、及びΔｆの値は、メモリ１２８に記憶され、物体１１０、及び物体１１０とのインタラクションの種類を識別するために使用されることができる。周波数に加えて、例えば、特定の周波数におけるトレースの振幅などのその他のパラメータが、人のインタラクションを示し得る変化に関してやはり監視される可能性がある。例えば、図４Ａのトレース４０６上の点Ｐ１は、振幅Ａ０で発生し得る。点Ｐ１は、図４ＢのＡ１として示される振幅の変化を呈して、人のインタラクションを示し、さらに、人のインタラクションの程度を示す可能性がある。
【００３５】
[0045]図５は、インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムが使用され得る方法の第１の例を示す概略図である。電極１０５が、指又は手首などのユーザの体１１８に取り付けられる。感知システム１００は、ユーザが環境内のさまざまな物体に触れるか、又はそのユーザの環境との関係を変更するときのインピーダンス曲線を説明するパラメータの変化（図４Ａ及び図４Ｂ）を記録する。図５において、ユーザ１１８は、別の腕、指、若しくは頬、又はこの例においてはそのユーザの手５０２などのそのユーザ自身の体に触れている。（１つ又は複数の）測定されたインピーダンスパラメータの変化は、例えば、ユーザ１１８がそのユーザ自身の体に触れる程度、例えば、接触の面積及び接触の力に応じて決まる。測定されたインピーダンスパラメータは、例えば、ユーザがそのユーザ自身に１本指で触れるか、２本指で触れるか、又は３本指で触れるかを判定することができる。測定されたインピーダンスパラメータは、ユーザがどれだけの圧力を加えるかを判定するためにやはり使用され得る。次いで、測定されたインピーダンスパラメータは、さまざまなインタラクションのアクションに対応するようにマッピングされ得る。例えば、１本指で人の手をタップすることが、デジタル音楽プレイヤーの再生を開始する可能性があり、一方、２本指で人の手をタップすることが、デジタル音楽プレイヤーの再生を停止する可能性がある。その他のメディアデバイス、ゲームデバイス、通信デバイス、電化製品など、及びそれらの関連する機能が、同様の方法で制御され得る。
【００３６】
[0046]別の例において、音楽合成デバイスのパラメータのうちの１つ又は複数が、ユーザがそのユーザ自身の腕を締め付けることによって制御される可能性があり、例えば、腕をより強く締め付けることが、音の高さを上げる可能性がある。別の例において、外部システムが、拍手によって制御される可能性があり、感知システム１００は、拍手する手がもう一方の手に触れている程度、例えば、拍手する手が指先だけで触れているのか、又は手のひら全体で触れているのかを認識することができる。次いで、この測定されたインピーダンスの特性が、デバイスを制御するために適用されることができる。
【００３７】
[0047]別の例において、ユーザ１１８は、体に追加的な電極を付けることによってか、又は異なる体の部分が異なる電気的特性を有することを認識することによってかのいずれかで、そのユーザ自身の体のどの部分にそのユーザが触れているかを区別する可能性がある。
【００３８】
[0048]その他の例において、ユーザは、地面から片足又は両足を上げる可能性がある。測定されたインピーダンスパラメータの変化は、ユーザ１１８がそのユーザの足を地面からどのぐらい上げるか、及びユーザが片足を上げるのか、又は両足を上げるのかを示す可能性がある。測定されたインピーダンスパラメータは、ユーザの状態を測定するために使用されることができ、メモリ１２８（図１）に保存され、インタラクションのパラメータのうちの少なくとも一部を制御するようにマッピングされることができる。例えば、測定されたインピーダンスパラメータを比較することは、ユーザがそのユーザの足で地面に触れているかどうかを判定することができ、そのことは、ユーザが歩いた歩数及びその他の移動の特性の測定を可能にする。例えば、測定されたインピーダンスパラメータを比較することは、走ることと歩くことを区別することができる。
【００３９】
[0049]インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステム及び方法は、ユーザが触れている可能性があるか、又はユーザが近くにいる可能性がある異なる物体を区別するためにやはり使用され得る。異なる物体は、ユーザがそれらの物体に触れるとき、インピーダンス曲線のパラメータに異なるように影響を与える可能性がある。測定されたインピーダンスパラメータに基づいて、ユーザが物体にどのように及びどの程度触れているか、例えば、ユーザが物体にどのぐらい強く触れているか、何本の指が物体に触れているかなどを区別することが可能である。これは、物体との接触の面積が大きければ大きいほど、測定されたインピーダンスパラメータの変化が顕著になるので可能である。感知システム１００は、以下のように、ユーザが触れている物体を区別することができる。１つ又は複数の物体に関して、ユーザが物体に触れるとき、感知システム１００は、インピーダンス曲線の測定されたインピーダンスパラメータを記録し、測定されたインピーダンスパラメータをローカルのメモリ１２８（図１）に記憶する。その後、ユーザ１１８が同じ物体に触れる場合、感知システム１００は、後で測定されたインピーダンスパラメータをメモリ１２８に記憶されたインピーダンスパラメータと比較し、一致が見られる場合、物体１１０を識別する。これが行われ得るいくつかの方法が存在する。物体は、インピーダンス曲線（４２６、図４Ｂ）のインピーダンスパラメータを測定することによって、いかなる器具もなしに区別され得る。代替的に、物体１１０は、感知システム１００がユーザがどの物体に触れているかを区別することを可能にする一意的な「シグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）」を生成するための追加的な受動コンポーネント（例えば、キャパシタ及びインダクタ）を取り付けられる可能性がある。物体が個々の引き出し、扉、脚などのさまざまな部分からなる場合、感知システム１００は、ユーザがどの部分に触れているかを区別することができる。別の例において、別の物体は、人である可能性がある。例えば、握手をすることが、一意的なインピーダンス曲線をもたらし、一意的な測定されたインピーダンスパラメータを有する可能性がある。さらに、測定されたインピーダンスパラメータは、何人が互いに触れているかに応じた違いを反映する可能性がある。したがって、感知システム１００は、何人かの人が手をつなぎ、より大きな人の配置を形成するときを区別することができる。
【００４０】
[0050]ユーザの体内の物体を追跡することも可能である。インピーダンス曲線の測定されたインピーダンスパラメータは、ユーザが体の特性を変えているときに変わる。例えば、電極１０５がユーザの頬に取り付けられる場合、感知システム１００は、ユーザ１１８がそのユーザの口の中の水を動かすときを追跡することができる。
【００４１】
[0051]図６は、インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムが使用され得る方法の第２の例を示す概略図である。図６に示される例において、ユーザ１１８は、そのユーザの体に電極１０５を着用せず、その代わりに、そのユーザの手６０２にモバイルデバイス６１０を持つ。この例において、モバイルデバイスは、携帯電話である。モバイルデバイス６１０は、そのモバイルデバイスのケースに埋め込まれた電極１０５を有する。この構成の利点は、ユーザが何も着用する必要がないことである。インタラクションは、ユーザ１１８がモバイルデバイス６１０を手に取るときに自然に始まる。別の利点は、インタラクションの影響がモバイルデバイス６１０によって規定され、閉じ込められる、すなわち、異なるデバイスは異なる影響を有することである。例えば、ユーザ１１８がモバイルデバイス６１０を持ち、そのユーザの持っている手６０２に別の手６１５で触れる場合、電話が保留にされることができる。しかし、デバイスがゲームデバイスである場合、同じアクションを実行することが、撃つ又は飛ぶなどのゲームに関連するアクションをもたらす可能性がある。その他の応用も、設計され得る。
【００４２】
[0052]図７Ａ及び図７Ｂは、インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムが使用され得る方法の別の例を集合的に示す概略図である。感知システム１００は、ユーザ１１８が電極１０５に触れているときに接触の特性を認識することができる。例えば、物体がインタラクティブなおもちゃ７０５である場合、感知システム１００は、ユーザ１１８が物体に触れていることと、図７Ａの１本指を用いること及び図７Ｂの２本指を用いることなど、ユーザが物体にどのぐらい強く触れているかとを認識し、次いで、感知システム１００に関連するインターフェース（１７０、図１）にその接触に対して適切な方法で反応させることができる。
【００４３】
[0053]電極１０５は、一実施形態においては電極１０５のための取っ手として使用され得る非導電性の物体に取り付けられる可能性がある。例えば、電極１０５は、魔法の杖のように使用される木の棒の端部に取り付けられる可能性がある。したがって、非導電性の物体の取っ手は、ユーザの内部の状態が感知システム１００に影響を与えない方法でユーザによって操作されることができる。この構成の利点は、電極がユーザの手に取り付けられる場合とは対照的に、電極１０５と、ユーザがインタラクションしている環境内の物体との間にはるかに明確で直接的な接続が存在することを含む。さらに、ユーザ１１８と感知システム１００が分離されるので、ユーザ１１８の内部の状態が、測定される信号に影響を与えない。
【００４４】
[0054]センサー１０５は、環境内に配置された導電性の物体に取り付けられることもできる。感知システム１００は、特定の個人に関連付けられ得る測定されたインピーダンスパラメータを分析することによって、物体に触れている個人を認識する。感知システム１００は、異なる大きさの人、例えば、大きな体と小さな体を区別することができる。感知システム１００は、子供と大人を区別することができる。例えば、アミューズメントパークのアトラクションが、子供がアトラクションとインタラクションするか、又は大人がアトラクションとインタラクションするかに応じて異なる挙動をすることができる。
【００４５】
[0055]感知システム１００は、人と人以外、又は人と複数の人を区別することもできる。例えば、感知システム１００は、アミューズメントパークの乗り物内の人の存在を正確に追跡するために使用され得る。
【００４６】
[0056]入力デバイスとして使用されるスタイラスとして実装されるとき、スタイラスは、１つ又は複数の電極及び／又は感知システムを取り付けられ、ユーザがスタイラスとどのようにインタラクションしているかに応じてインターフェースの特性を変える可能性がある。例えば、スタイラスに軽く触れることは、細い線をもたらす可能性があり、スタイラスに強く触れることは、太い線をもたらす可能性がある。
【００４７】
[0057]別の例において、コンピュータ入力デバイスが、触れる指の接近を追跡し、次いで、物体へのユーザの接触と接近をはっきりと区別することができる。
【００４８】
[0058]物体は、アドホックな方法でインタラクティブになる可能性があり、すなわち、物体１１０は、以前はインタラクティブではなかったが、感知システム１００がその物体に取り付けられた後はユーザのインタラクションに反応するようになる。例えば、冷蔵庫が、感知システム１００及び電極１０５がその冷蔵庫に取り付けられるとき、インタラクティブになる可能性がある。
【００４９】
[0059]別の例において、電極１０５が、水又はその他の導電性の液体の中に配置される可能性があり、その場合、液体の１つ又は複数のパラメータが、測定されたインピーダンスパラメータの変化を監視することによって測定され得る。感知システム１００は、物体１１０のうちのどれだけが水中に置かれるかに応じて反応する可能性もあり、例えば、部分的に沈められた物体は、完全に沈められた物体とは異なる反応をする。パイプなどの物体を流れる液体の量が、測定される可能性もある。流れる液体とのインタラクションが、測定される可能性もある。
【００５０】
[0060]物体１１０の内部の状態の変化が、測定される可能性もある。これらの変化は、ユーザ１１８が物体１１０とインタラクションするときにそのユーザ１１８によって、環境によって、又は物体１１０の内部の変化によって引き起こされ得る。
【００５１】
[0061]別の例において、電極１０５が、物体１１０に取り付けられることができ、物体１１０が、その物体の構成の変化を「感知する」ことができる。例えば、冷蔵庫が、ドアが開いているとき、若しくは閉じているときを認識することができ、又は整理棚が、特定の引き出しが開いているときを認識するように器具を取り付けられることができる。
【００５２】
[0062]別の例において、感知システム１００は、ユーザ１１８が物体１１０とインタラクションするときの物体１１０の摩耗を測定する可能性がある。例えば、感知システム１００が、鉛筆の黒鉛の芯に取り付けられることができ、導電性の平面が、紙の下に敷かれることができる。感知システム１００は、紙の上の鉛筆の先の接触の正確な領域を測定することができ、ユーザがスケッチをし、鉛筆の先が摩耗するとき、紙に触れるペンの領域が、途切れることなく追跡され得る。この情報は、紙に描かれている線の太さ及びその他の特性にマッピングされ得る。
【００５３】
[0063]感知システム１００は、植物などの物体１１０の発育を測定することができる。
感知システム１００は、植物の構成が時間とともにどのように変わるか、又は植物の内部の状態が時間とともにどのように変わるかを測定することもできる。
【００５４】
[0064]図８Ａ及び図８Ｂは、インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するためのシステムが使用され得る方法の別の例を集合的に示す概略図である。電極１０５が、伸びる物体８１０に取り付けられることができ、物体８１０が伸びる量を測定するために使用されることができる。伸びることは、誘導性のインタラクションである。この例においては、物体８１０の誘導性の特性の変化を見積もることが望ましい。一例において、物体８１０は、柔軟なコイルであり、感知システム１００は、ユーザ１１８が柔軟なコイルをどれだけ伸ばしているかを測定することができる。例として、柔軟なコイルは、ユーザ１１８によって着用される衣服の生地８０７に織り込まれる導電性の糸８１１である可能性がある。生地８０７が伸びるとき、導電性の糸８１１も伸びる。導電性の糸８１１が伸びる量は、生地８０７及び導電性の糸８１１を伸ばす程度を示す測定された誘導性のパラメータを分析することによって示され得る。この例において、感知システム１００は、フラシ天のおもちゃ及びインタラクティブな衣類とのインタラクションを測定するために使用され得る。例えば、導電性の糸８１１が、生地８０７に織り込まれることができ、ユーザ１１８が、踊るとき、動くとき、ゲームをするときなどに、音楽及び照明などの周囲の環境が、インターフェース１７０（図１）を介して衣服の動き及び伸びによって制御され得る。
【００５５】
[0065]別の例において、導電性の糸８１１のコイルは、ユーザの指又は脚又はその他の体の部分のまわりに巻きつけられることができる。ユーザ１１８がそのユーザの指（又は脚）を曲げるとき、導電性の糸８１１のコイルの構成が変わり、測定されるインピーダンスパラメータの変化をもたらす。このようにして、動作の量が測定されることができ、それによって、例えば、データグローブ及びモーションキャプチャスーツなどのデバイス、例えば、ユーザの姿勢の変化を時間内に認識及び記録し、そのような情報をその他のシステムに伝えることができる器具を取り付けられた衣服の開発を可能にする。
【００５６】
[0066]図９Ａ及び図９Ｂは、インピーダンスを監視することによって人の活動を感知するための方法の実施形態のオペレーションを説明する流れ図を集合的に示す。図９Ａ及び９Ｂの流れ図のブロックは、示された順番通りに、又は示された順番とは異なる順番で実行され得る。加えて、ブロックの少なくとも一部は、並列に実行され得る。
【００５７】
[0067]ブロック９０２において、信号ジェネレータ（１２０、図１）が、時間によって変動する信号ｆ（ｔ）を生成する。一実施形態において、時間によって変動する信号ｆ（ｔ）は、１ＫＨｚ〜３．５ＭＨｚ、１０Ｖのピークツーピークの正弦波周波数掃引である。しかし、周波数及び信号の振幅のその他の範囲が、使用され得る。
【００５８】
[0068]ブロック９０４において、バイアスインダクタが、物体の共鳴周波数をより低い周波数範囲にシフトさせ、誘導性の影響を遮断し、それによって、キャパシタンスの小さな変化の測定を容易にする。
【００５９】
[0069]ブロック９０４の代替として、ブロック９０６において、バイアスキャパシタが、物体の共鳴周波数をより低い周波数範囲にシフトさせ、容量性の影響を遮断し、それによって、インダクタンスの小さな変化の測定を容易にする。ブロック９０８において、時間によって変動する信号ｆ（ｔ）が、電圧に変換される。
【００６０】
[0070]ブロック９１２において、時間によって変動する電圧信号ｆ（ｔ）が、時間によって変動するＤＣ信号に変換される。時間によって変動するＤＣ信号は、ノード１３８（図１）における交流電圧を規定する。
【００６１】
[0071]ブロック９１４において、時間によって変動するＤＣ信号が、測定された信号の１つ又は複数のインピーダンスパラメータを計算するために処理される。一実施形態においては、信号の極小値又はその他の属性が、突き止められる。一実施形態において、時間によって変動するＤＣ信号の極小値は、物体１１０の共鳴周波数ｆ０に対応する。しかし、その他の電磁共鳴の属性を規定する信号のその他のインピーダンスパラメータも、突き止められ得る。
【００６２】
[0072]ブロック９１６において、物体１１０のインピーダンスパラメータが、メモリ１２８（図１）に保存される。一実施形態においては、物体１１０の共鳴周波数ｆ０又は信号の別のインピーダンスパラメータが、メモリ１２８（図１）に保存される。例えば、信号のトレースの振幅が、メモリ１２８（図１）に保存され、人のインタラクションの指標として使用され得る。メモリ１２８は、ローカルのメモリ、及び／又はその他のコンピューティングデバイスに配置され、有線若しくは無線接続リンクなどのさまざまなデータ送信技術を用いてアクセス可能であるメモリのうちのどちらか又は両方である可能性がある。インピーダンスパラメータは、現在のインピーダンスパラメータを識別するために、前にメモリ１２８（図１）に保存されたその他のインピーダンスパラメータと比較されることもできる。
【００６３】
[0073]ブロック９１８において、プロセスが継続すべきかどうかが判定される。プロセスが継続すべきである場合、ブロック９２２において、メモリ１２８（図１）に２つ以上の共鳴周波数の測定値が存在するかどうかが判定される。プロセスが継続すべきであり、メモリ１２８（図１）に１つの共鳴周波数の測定値のみが存在する場合、プロセスは、ブロック９０２に進む。プロセスが継続すべきであり、メモリ１２８（図１）に２つ以上の共鳴周波数又は信号のその他のパラメータの測定値が存在する場合、プロセスは、ブロック９２４に進む。一部の応用においては、物体の単一の共鳴周波数を測定及び記録することが望ましい可能性がある。そのような応用においては、プロセスは、ブロック９１８の後、終了する。
【００６４】
[0074]ブロック９２４において、第１のインピーダンスパラメータのトレース及び第２のインピーダンスパラメータのトレースが、収集される。ブロック９２６において、第１のインピーダンスパラメータのトレースの属性が、第２のインピーダンスパラメータのトレースの対応する属性と比較される。例として、第１のインピーダンスパラメータのトレースの共鳴周波数ｆ０が、第２のインピーダンスパラメータのトレースの共鳴周波数ｆ１と比較される。代替的に、それぞれのインピーダンスパラメータのトレースのその他の属性が、比較され得る。
【００６５】
[0075]ブロック９２８において、第１の共鳴周波数ｆ０及び第２の共鳴周波数ｆ１が実質的に等しいかどうかが判定される。第１の共鳴周波数ｆ０及び第２の共鳴周波数ｆ１が実質的に等しくない場合、プロセスは、共鳴周波数の変化が認識され、物体との人のインタラクションを示すブロック９３２に進む。代替的な実施形態においては、測定された信号のその他のインピーダンスパラメータが、人のインタラクションが存在したかどうかを判定するために比較されることができる。
【００６６】
[0076]ブロック９２８において第１の共鳴周波数ｆ０及び第２の共鳴周波数ｆ１が実質的に等しいと判定される場合、物体１１０との人のインタラクションは存在しないと考えられ、プロセスは、プロセスが継続すべきかどうかが判定されるブロック９３４に進む。プロセスが継続すべきである場合、プロセスは、ブロック９０２（図９Ａ）に戻る。
【００６７】
[0077]本発明のさまざまな実施形態が説明されたが、本発明の範囲内にある多くのさらなる実施形態及び実装形態があり得ることは、当業者に明らかであろう。
【図１】
2013525882.tif 000004
【図２Ａ】
2013525882.tif 000005
【図２Ｂ】
2013525882.tif 000006
【図３】
2013525882.tif 000007
【図４Ａ】
2013525882.tif 000008
【図４Ｂ】
2013525882.tif 000009
【図５】
2013525882.tif 000010
【図６】
2013525882.tif 000011
【図７Ａ】
2013525882.tif 000012
【図７Ｂ】
2013525882.tif 000013
【図８Ａ】
2013525882.tif 000014
【図８Ｂ】
2013525882.tif 000015
【図９Ａ】
2013525882.tif 000016
【図９Ｂ】
2013525882.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月28日(2012.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インタラクションを感知するためのシステムであって、
物体において周波数掃引信号を生成する信号ジェネレータと、
前記物体に結合され、外部の体が前記物体とインタラクションするときに前記周波数掃引信号のインピーダンスパラメータの変化を識別するように構成されたインピーダンス測定コンポーネントと、
前記インピーダンスパラメータの前記変化に基づいて前記物体と前記外部の体との間のインタラクションの特性を示すインタラクション信号ジェネレータと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記周波数掃引信号が、
１ＫＨｚ〜３．５ＭＨｚの範囲内で変わる周波数成分であって、時間に応じて変動する当該周波数成分、を備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記周波数掃引信号が、周期的な電気信号である請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記信号ジェネレータ及び前記インピーダンス測定コンポーネントに結合され、前記信号が掃引される周波数範囲をシフトさせるように動作可能なリアクタンス性のコンポーネント、
をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記インタラクション信号ジェネレータによって示される前記インタラクションの前記特性が、前記外部の体によって触れられた前記物体の位置と、前記物体と前記外部の体との間の接触の圧力と、前記物体と前記外部の体との間の接触の面積の大きさ、のうち１つから成る請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記インピーダンス測定コンポーネントが、単一の電極によって前記物体に結合される請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記インピーダンス測定コンポーネントが、前記物体と前記外部の体がインタラクションしていないときに測定された前記物体の第１の複数周波数インピーダンス曲線を、前記物体と前記外部の体がインタラクションしているときに測定された複数周波数インピーダンス曲線と比較することによって前記インピーダンスパラメータの前記変化を識別する請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記インピーダンスパラメータが、前記周波数掃引信号の共鳴周波数、特定の周波数における前記周波数掃引信号の振幅、前記周波数掃引信号のそれぞれの周波数における振幅の間の差、および、前記周波数掃引信号によって生成されるインピーダンス曲線の形状、のうち少なくとも１つである請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
物体と体とのインタラクションを感知するための方法であって、
前記物体内で周波数掃引信号を生成するステップと、
前記体が前記物体とインタラクションするときに前記周波数掃引信号のインピーダンスパラメータの変化を識別するステップと、
前記インピーダンスパラメータの前記変化に基づいて前記体と前記物体とのインタラクションの特性を示すインタラクション信号を生成するステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
前記周波数掃引信号を生成するステップが、
ある期間にわたって実質的に１ＫＨｚ〜３．５ＭＨｚの範囲で複数の周波数を生成するサブステップ、を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記周波数掃引信号を生成するステップが、
前記物体に周期的に電気信号を適用するサブステップ、を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記インタラクション信号によって示される前記インタラクションの前記特性が、前記体によって触れられた前記物体の位置と、前記物体と前記体の間の接触の圧力と、前記物体と前記体の間の接触の面積の大きさ、のうち１つから成る請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記インタラクション信号を生成するステップが、
単一の導体を用いて前記周波数掃引信号の前記インピーダンスパラメータを測定するサブステップ、を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記周波数掃引信号のインピーダンスパラメータの変化を識別するステップが、
前記物体と前記体とがインタラクションしていないときに測定された前記物体の第１の複数周波数インピーダンス曲線を、前記物体と前記体とがインタラクションしているときに測定された複数周波数インピーダンス曲線と比較するサブステップ、を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記インピーダンスパラメータが、前記周波数掃引信号の共鳴周波数、特定の周波数における前記周波数掃引信号の振幅、前記周波数掃引信号のそれぞれの周波数における振幅の間の差、および、前記周波数掃引信号によって生成されるインピーダンス曲線の形状、のうち少なくとも１つである請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
特有のリアクタンスを有する本体と、
前記特有のリアクタンスを外部の走査インピーダンス監視デバイスに結合するように構成された第１のインターフェースと、
リアクタンス変更要素に結合するように構成され、それによって、前記走査インピーダンス監視デバイスに結合された前記特有のリアクタンスが、第２のインターフェースがリアクタンス変更要素に結合されるときに区別可能なように変更される第２のインターフェースと、
を備えるインタラクティブな物体。
【請求項１７】
前記第１のインターフェースが、電気信号が前記インタラクティブな物体と前記走査インピーダンス監視デバイスとの間を流れることを可能にするように構成された電極であり、
前記電気信号のインピーダンスパラメータが、前記第２のインターフェースが前記リアクタンス変更要素に結合されるときに影響を与えられる、請求項１６に記載のインタラクティブな物体。
【国際調査報告】
2013525882.tif 000018
2013525882.tif 000019
2013525882.tif 000020