專利名稱：信息輸入裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于向諸如計算機、游戲機等等之類的信息設備輸入信息的技術。
背景技術：
目前使用的信息輸入裝置(下面也稱為輸入裝置)，諸如鍵盤、鼠標、輸入筆等都是連接到一個規(guī)定的計算機上，無論采用有線還是無線的方式。信息從這些輸入裝置僅僅可以輸入到規(guī)定的計算機上。例如，圖1表示一個目前廣泛使用的鍵盤，該鍵盤由包含鍵矩陣電路1、處理器2等等而組成。鍵矩陣電路1提供了多個矩陣連接的鍵開關，并且這些鍵開關是由選通脈沖驅動的。由處理器2執(zhí)行鍵掃描，根據(jù)鍵掃描的結果執(zhí)行鍵開關的按下檢測，然后相應的鍵控代碼從PS2終端3中輸出。PS2終端3的輸出被提供給諸如個人計算機等等之類的相應信息設備，換句話說是通過有線或無線連接到鍵盤的信息設備。
另一方面，如果用戶從任何輸入裝置可以很容易地向預定信息設備例如用戶攜帶的信息設備中輸入信息，那將是非常方便的。這里“容易”的意思是不用連接到特定的有線信道上或特定的無線信道上。例如，假定鍵盤位于用戶要去的地方。如果用戶操作這個鍵盤，信息將直接輸入到用戶攜帶的信息設備，也就是不用將鍵盤連接到用戶的設備上，那將是非常方便的。因此，用戶可以共享鍵盤而無需隨身攜帶鍵盤。

發(fā)明內容
發(fā)明本發(fā)明是考慮上述的使用環(huán)境，本發(fā)明的一個目的是要從任何信息輸入裝置向希望的信息設備很容易地輸入信息。
依據(jù)本發(fā)明，為了實現(xiàn)上述目的，采用了如權利要求書所說明的結構。這里，在詳細說明本發(fā)明之前，給出權利要求書的補充說明。
本發(fā)明的基本概念是當用戶通過觸摸來操作一個輸入裝置時，正在觸摸的用戶的信息設備自動地連接到所提到的輸入裝置上。依據(jù)本發(fā)明，信息輸入裝置和信息設備通過“觸摸該信息設備的操作”的行為“連接”起來。
也就是，依據(jù)本發(fā)明，為了實現(xiàn)上述的目的，信息輸入裝置提供了一個輸入操作部分、一個依據(jù)輸入操作部分的操作產生輸入信號的裝置，一個從該輸入信號產生調制信號的調制裝置，以及利用人體接收和發(fā)送調制信號的導電材料。
在本發(fā)明的結構中，輸入到信息輸入裝置的信號可以經(jīng)過導電材料和人體進入信息設備中。也就是，信息可以輸入到和人體有關的信息設備中，而且可以避免連接輸入裝置和信息設備的麻煩。
信息輸入裝置可以是鍵盤、鼠標、輸入筆等，并且可能應用到各種其它的信息設備。
可以使用各種調制，如頻率調制(頻移鍵控調制)、幅度調制(幅移鍵控調制)，相移鍵控調制、幅度相移鍵控調制等等。
通過準備多個信道，可以執(zhí)行從多個信息輸入裝置向信息設備的輸入，可以實現(xiàn)半雙工或全雙工的兩路傳輸。
作為一種信息設備，可穿戴(wearable)設備是優(yōu)選的，但是，如果一個設備利用人體進行傳輸，在它離開人體被安裝時也可能沒有問題。
通過這種方式，本發(fā)明不僅能夠實現(xiàn)為一個裝置或系統(tǒng)，而且能夠實現(xiàn)為一種方法。而且，本發(fā)明的一部分當然可以設計為軟件。很自然地，由計算機執(zhí)行該軟件的軟件產品(記錄介質)也包含在本發(fā)明的技術范圍內。


圖1是解釋傳統(tǒng)鍵盤結構的方框圖；圖2是解釋本發(fā)明第一個實施例的方框圖；圖3是解釋本發(fā)明第一個實施例操作的時序圖；圖4是解釋本發(fā)明第一個實施例數(shù)字數(shù)據(jù)格式的示意圖；圖5是本發(fā)明第二個實施例結構的方框圖；圖6是解釋本發(fā)明第三個實施例結構的方框圖。
具體實施例方式
下面將說明本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明的第一個實施例是本發(fā)明應用到一個鍵盤上。在這個實施例中，如下面詳細說明的那樣，通過操作鍵盤12輸入的輸入信號被提供到用戶攜帶的可穿戴設備9中。
圖2整體地表示了本發(fā)明的第一個實施例。在這個方框圖中，相應的數(shù)字被放到圖1中相應部分。在圖2中，本實施例的鍵盤12象圖1中的鍵盤那樣，包括鍵矩陣電路1和處理從鍵矩陣電路1來的信號的處理器2，而且還配備了由導電材料制成的鍵面4；調制器5，對從處理器2來的鍵控代碼使用FSK調制(頻移鍵控調制)進行調制；帶通濾波器(BPF)6和輸出緩沖放大器7。從輸出緩沖放大器7來的信號被提供給導電鍵面4。電池8用作電源。
可穿戴設備9由前置放大器10、可穿戴計算機11、帶通濾波器13、FSK解調器14以及載波檢測器16等等組成，并通過電極15直接接到人體或通過電容耦合連接到人體。
當人體觸摸鍵盤12的鍵面4時，鍵盤12和可穿戴設備9利用如虛線所示的電磁近場連接。利用電磁近場的電信號的傳輸與公開號為H7-170215的日本專利申請中說明的技術是相似的。
在本實施例的鍵盤12中，由鍵輸入產生的鍵控代碼(處理器2的一個輸出)是由調制器5調制的(FSK)頻率，只有需要的載波分量通過濾波器6，然后通過緩沖放大器7提供給導電的鍵面4。在安裝在用戶可穿戴設備9的前置放大器10中，利用人體的表面和電磁近場接收所提供的信號，然后在解調之后，提供給可穿戴設備9的可穿戴計算機11。
圖3中表示了實際要傳輸?shù)男盘枴Ｔ趫D3中，信號3A是載波，可穿戴設備9接收該載波，并且是根據(jù)對鍵盤12的觸摸時間的長度而間歇地產生的。信號3B是載波檢測信號，載波檢測信號是通過平滑信號3A獲得的，因此消除了在尖峰(不能存在鍵盤數(shù)據(jù)或噪聲載波的時間部分)中產生的載波21。信號3C是包括鍵控代碼、引導頭和結束符的解調數(shù)字數(shù)據(jù)。
圖4表示了數(shù)字數(shù)據(jù)內容。數(shù)字數(shù)據(jù)包括將是具體代碼的引導頭、指示鍵控代碼和鍵盤ID的n字節(jié)數(shù)據(jù)部分，以及結束符(校驗和)部分。雖然鍵控代碼是數(shù)據(jù)部分的必要信息，但是可能包括其它鍵盤的ID。例如，如果引導頭部分是1個字節(jié)，數(shù)據(jù)部分是8個字節(jié)，結束符部分是1個字節(jié)，那么一個數(shù)據(jù)塊變成了10個字節(jié)。同時，作為在圖2中的傳輸系統(tǒng)的位速率，當具有100kps的速率時，使位速率變?yōu)?0×8(bit)/100＝0.8秒是相對容易的，在這種情況下，人感覺觸摸鍵盤的時間不是問題。為了提高可靠性，如果發(fā)送多個相同的數(shù)據(jù)，在時間方面不成問題。依據(jù)本發(fā)明，鍵盤可以是無線的，因而可以消除鍵盤是專用于規(guī)定計算機這種限制，并且這就會在鍵盤使用類型上帶來明顯的變化。不必說，本發(fā)明不僅可以應用于鍵盤，而且可以以完全相同的方式應用于其它輸入裝置，如鼠標、輸入筆等等。
除此之外，本發(fā)明的鍵盤原則上不需要PS2終端，并且由于包括了電源，所以成了無線的。當然，在鍵盤上可以準備PS2終端，以便使用平常的計算機輸入裝置。還可能并行地向平常的計算機和可穿戴設備9中輸入數(shù)據(jù)。目前，在市場上已經(jīng)有了使用紅外LED的無線鍵盤和無線鼠標，但是，同本發(fā)明實施例的關鍵區(qū)別在于“信息是傳送到觸摸設備的人的設備中”。
可以將信號電極做成鍵盤12的外殼，而不是鍵面4。給放置手掌中的輸入部件以導電性是可以接受的。進一步，由于電極和人體(手和手指)可以利用電容耦合操作，就可能將電極埋在鍵盤或外殼下。[第二個實施例]本實施例是本發(fā)明應用于內置陀螺儀的輸入筆。
圖5整體地表示本實施例的結構。在這個方框圖中，相應的數(shù)字被放到圖1和圖2中相應的部件中。在圖5中，本實施例的輸入筆由偏航方向陀螺儀31，滾動方向陀螺儀32，傾斜方向陀螺儀33，處理器2，F(xiàn)SK調制器5，帶通濾波器6和緩沖放大器7組成。處理器2，F(xiàn)SK調制器5，帶通濾波器6和緩沖放大器7是與圖2相同的元件。陀螺儀30～32用于檢測旋轉的總量，并且能使用應用陶瓷的振蕩器。為了提高準確性和穩(wěn)定性，另外可以使用加速度傳感器。加速度傳感器可以采用半導體。通過兩次積分陀螺儀的輸出(角加速度)而獲得的角度被輸入給處理器，并且在象第一個實施例的FM(FSK)調制之后輸出到電極37中。數(shù)據(jù)格式與圖4所示的相同。為了選擇輸入裝置如鍵盤，陀螺儀輸入筆等等，給這些輸入裝置定義一個ID或分類碼是很方便的。
如相關技術那樣，英國電信公司的稱為智能Quil(商標)的筆形計算機是所熟知的。這種計算機在筆的內置存儲器中記錄軌跡，并且當壓下底座時，信息被吸收到一臺個人計算機中。這種技術的缺點是①因為安裝了筆的所有功能，所以想做得最小是很困難的，②如果把筆丟失，那么所有的信息就全丟失了，③筆的軌跡不能用于操作其它裝置(來代替鼠標)。相反，本實施例卻具有廣泛的應用，其中，可能創(chuàng)造性地使用多支筆，并且指明使用的那支筆的信息變成了附加信息(例如，帶有家中筆的備忘錄/使用會議室的筆)。
通過應用多種載波頻率，可以同時操作多個信息輸入裝置。本發(fā)明的第三個實施例是要準備上述多種載波頻率。
圖6整體地表示本實施例。但是，只表示了第n個信息輸入裝置。按相似的方法可以包括其它信息輸入裝置。而且在圖6中，相應的數(shù)字被放在圖1和圖2相應的部件中。
在圖6中，第n個信息輸入裝置40由包含輸入信息產生單元41、FM調制器42、帶通濾波器43和緩沖放大器44組成。FM調制器42的調制載波頻率是fn1和fn2。其它的裝置除了具有其它的載波頻率外，具有公共的結構。輸入信息產生單元41是用于產生與每個裝置固有的功能相應的輸入信息(對計算機)的單元，如果它是一個鍵盤，則它是一個鍵控代碼產生部件。緩沖放大器44的輸出被提供給電極(導電材料)45。電極45形成在操作部件或外殼表面或信息輸入裝置40內部。
相反，在接收端的可穿戴設備60包括電極46、前置放大器47、每個信息輸入裝置40的帶通濾波器48、每個同樣的信息輸入裝置40的FM解調器49以及可穿戴PC 50。在前置放大器47放大相應頻帶之后，由帶通濾波器48確定信息輸入裝置通過的每個規(guī)定頻率，然后，分別由FM解調器49解調。被解調的信號輸入到PC 50中，然后由相應的端口確定一種類型的設備。或者，通過向每個裝置分配ID，利用ID來確定該裝置。
從本實施例的特征很明顯地看出，在這種方法中，可能同時使多個無線的信息輸入裝置，例如，便攜式裝置，象一對沙球(maracas)或一對鼓錘，作為輸入裝置使用。如果它們是有線的，使用起來就非常困難，所以這個應用是本發(fā)明的有用的應用之一。而且，作為一個輸入裝置，可能應用于代替PC的游戲機或玩具。
同時，本發(fā)明不僅僅局限于上述的實施例，而且，可能應用于屬于這種效果范圍內的各種裝置。
例如，可以采用一種可穿戴的顯示裝置(監(jiān)視器)作為信息設備的顯示裝置來接收從本發(fā)明的信息輸入裝置輸入的信息。例如，頭帶式顯示裝置可以連接到可穿戴PC上。利用觸摸來傳輸信號這個事實，作為本發(fā)明的一個特征，徹底改變了在其中鍵盤、鼠標或輸入筆連接到規(guī)定計算機上的信息輸入裝置的范例。按照相同的方法，如果采用一個便攜式輸出監(jiān)視器(頭帶式)作為不同于傳統(tǒng)類型的輸出監(jiān)視器，那將是非常方便的。在這種情況下，頭帶式顯示裝置的SVGA可以連接到可穿戴PC的監(jiān)視器輸出終端上(例如，傳統(tǒng)類型的VGA連接器)。
更進一步，非可穿戴設備，如桌面類型或筆記本類型的信息設備，可以連接到在電磁近場中的人體等上，并且利用本發(fā)明的信息輸入裝置可以將信息輸入到代替可穿戴設備的非可穿戴設備中，或并行輸入到兩者中。
在這種情況下，可以有效地使用具有各種ID的信息輸入裝置。這是一個對目前桌面類型個人計算機的應用，并且接替現(xiàn)有使用條件。鍵盤、鼠標、輸入筆等等，具有依據(jù)本發(fā)明的信號調制裝置(當然，還具有產生信息輸入裝置中固有數(shù)據(jù)的產生裝置)，并且通過例如手腕上的腕帶將該信號傳輸?shù)絺€人計算機的主體。本發(fā)明接收端的設備(前置放大器等等)和解碼器(調制器等等)由PCI(外圍設備元件內部互聯(lián))卡等等來產生，并且FSK調制的信號被順序地傳輸?shù)叫畔⑤斎胙b置、用戶(人體)以及個人計算機上。此時，雙工通信是當然可能的，并且如半工或全工的雙工通信也是可能的。在所提到的裝備中，當在使用鍵盤或鼠標的同時，使用多種輸入筆，這就與真實世界中的使用方法非常接近。例如，象畫畫時創(chuàng)造性地使用多個畫筆那樣。
在該系統(tǒng)中，可能嘗試多樣化的信息輸入裝置。
而且，可能結合使用輸入筆產生筆畫信息。例如，通過設置加速度傳感器來檢測X軸和Y軸，并檢測輸入筆的相對筆畫，通過人體來傳輸該數(shù)據(jù)。在此情況下，使原珠筆的填充物或鉛筆的鉛芯放進筆中。將被書寫的物質可以是紙(使用過紙的空白面或一小片紙都是可以接受的)。在該技術中，向個人計算機的輸入就變成了一種用具有數(shù)千年歷史的鉛筆在紙上寫字。
或者，利用人體來傳輸最近市場上出售的光學鼠標的信息(鼠標在紙上、桌上或類似的物體上的移動方式被轉換成X和Y的變化。因此，不必提及鼠標在哪里作基本的移動。)，可以檢測和記錄鼠標在紙上的實際移動軌跡。當然，由于這是個鼠標，可以簡單地將信號理解為文本或圖片的筆畫輸入。也是因為此，可以結合利用真實的筆，并且最好總是寫在紙的新的一面上。(當紙變得很黑時，鼠標就很難閱讀，并難于跟蹤書寫的內容。)如同孩子的玩具，有一種包含塑料膠片和一層粘性材料的筆記本。使用上述光學觸摸板筆的輸入裝置可以通過制作通常半透明紙的塑料膠片部分而制造。
工業(yè)應用性如上所述，依據(jù)本發(fā)明，通過觸摸信息輸入裝置可以很方便地將信息輸入到信息設備中，該信息設備與操作者身體相關。該信息輸入裝置可以向相應于操作者的信息輸入裝置中輸入信息，并且不必成為規(guī)定信息設備的特有設備。因此，信息輸入裝置能被有效地和方便地使用。
權利要求
1.一種信息輸入裝置，特征在于包括一個輸入操作部分；一個產生裝置，產生與所述輸入操作部分的操作相對應的輸入信號；一個調制裝置，用于根據(jù)輸入信號產生調制信號；以及一個導電材料，通過人體來接收所述調制信號和發(fā)送所述調制信號。
2.依據(jù)權利要求1的信息輸入裝置，其中所述的輸入操作部分包括鍵面，并且所述導電材料被提供在所述鍵面上或所述信息輸入裝置主體外殼表面上。
3.依據(jù)權利要求1的信息輸入裝置，其中所述的輸入操作部分包括鍵面，以及所述導電材料作為電極被提供在所述鍵面上或所述信息輸入裝置主體外殼內部。
4.依據(jù)權利要求1的信息輸入裝置，其中所述輸入操作部分包括鼠標裝置的主體，以及所述導電材料至少被提供在鼠標裝置所述主體的部分表面上。
5.依據(jù)權利要求1的信息輸入裝置，其中所述的輸入操作部分包括鼠標裝置的主體，以及所述導電材料作為一個電極被提供在鼠標裝置的所述主體內部。
6.一種計算機系統(tǒng)，特征在于包括一個信息輸入裝置和一個將電極直接連接到人體或通過電容耦合連接到人體的可穿戴計算機；其中，所述信息輸入裝置包括一個輸入操作部分；一個產生裝置，產生與所述輸入操作部分的操作相對應的輸入信號；一個調制裝置，用于根據(jù)輸入信號產生調制信號；以及一個導電材料，通過人體來接收所述調制信號和發(fā)送所述調制信號，其中，輸入到所述電極的調制信號通過解調被設置成所述可穿戴計算機的處理對象數(shù)據(jù)。
7.依據(jù)權利要求6的計算機系統(tǒng)，其中不同的調制載波被分配給多個所述的信息輸入裝置，并且，對所述不同調制載波進行調制所獲得的所述不同調制信號，被提供給所述可穿戴計算機。
全文摘要
一種信息輸入裝置，利用電磁近場為用戶攜帶的信息設備輸入信息。在鍵盤(12)中，鍵控代碼(處理器(2)的輸出)是被調制器(5)進行頻率調制(FSK)的，只有必要的載波分量通過濾波器(6)，然后通過緩沖放大器(7)提供給導電的鍵面(4)。在用戶可穿戴設備(9)上安裝的前置放大器(10)，利用人體表面和電磁近場接收所提供的信號，然后在解調之后提供給可穿戴設備(9)的可穿戴計算機(11)。
文檔編號G06F3/038GK1457456SQ02800336
公開日2003年11月19日 申請日期2002年2月15日 優(yōu)先權日2001年2月19日
發(fā)明者暦本純一, 田島茂, 綾塚佑二, 松下伸行, 長谷川踏太, 唐澤英了, 埃杜阿多·A·西亞馬雷拉 申請人:索尼公司