JP2002278673A - バイオフィードバックを用いた情報入力システム及び情報入力方法 - Google Patents

バイオフィードバックを用いた情報入力システム及び情報入力方法

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JP2002278673A JP2001329865A JP2001329865A JP2002278673A JP 2002278673 A JP2002278673 A JP 2002278673A JP 2001329865 A JP2001329865 A JP 2001329865A JP 2001329865 A JP2001329865 A JP 2001329865A JP 2002278673 A JP2002278673 A JP 2002278673A
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相国 李
Jung-Ho Kang
正浩 姜
Tae-Sik Park
太植 朴
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力及びビジュアルフィードバックを用いて
高認識率及び高信頼性が獲得できる情報入力システム及
びその情報入力方法を提供する。 【解決手段】 仮想キーボードを備えたコンピュータシ
ステムの情報入力方法において、人の手と指との動き情
報を検出する過程と、過程で検出された動き情報を解釈
して手と指との位置を決定する過程と、過程で決定され
た手と指との位置に基づき画面の仮想キーボード上に所
定形状の入力装置の形を表示する過程と、過程で表示さ
れた所定形状の入力装置の形により情報が入力されれ
ば、該情報が入力された位置に該当する指で押圧する過
程とを含む。これにより、訓練過程が不要でありながら
高認識率及び高信頼性が獲得できる。ビジュアルフィー
ドバックを通じて情報を迅速及び正確に入力でき、又圧
力フィードバックを通じて使用者に入力確認信号を加え
ることにより、信頼性のある情報入力を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバイオフィードバッ
ク(bio feedback)を用いた情報入力システムに係り、特
に圧力及びビジュアルフィードバックを用いて高認識率
及び高信頼性が獲得できる情報入力システム及び情報入
力方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来はコンピュータのような情報処理機
器はコマンド、文字及び数値の入力をキーボードで行っ
ている。即ち、従来のキーボードによる情報入力機器は
図１のようにキーが存在するキー部１１０と、多数キー
の押圧を検出し、これをディコーディングする制御部１
２０と、制御部１２０によりディコーディングされた命
令を該当文字で表示するコンピュータシステム１３０と
から構成される。
【０００３】こうした従来のキーボードにより情報入力
システムは、通常デスクトップコンピュータに装着さ
れ、サイズと重さによりウェアラブル(wearable)又はポ
ータブル(portable)が難しい短所がある。
【０００４】従って、現在はこうした短所を克服するた
め、スクリーン上に表示される仮想キーボードを表示さ
れるスクリーンを備えたコンピュータシステム２２０
と、該仮想キーボ開発しつつある。従来の仮想情報入力
システムは、図２のように仮想キーボードがードのボタ
ンを選択するためのポインティング機器２１０とから構
成される。しかし、従来の仮想情報入力システムもマウ
ス又はペンタイプのポインティング機器２１０を使用し
てスクリーン上に仮想キーボードを見て文字を入力する
ので、文字入力速度が非常に遅く、長時間使用時、使用
者の疲労度が顕著に増加される問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、空間
上又は平面上で指の動きを検出して使用者の意思内容を
入力することにより、入力速度の迅速性と正確性とが向
上される情報入力方法を提供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、圧力及びビジュアル
フィードバックを用いて認識率及び信頼性を向上させ得
る情報入力方法を提供することである。
【０００７】本発明のさらに他の目的は、空間型情報入
力方法を適用して認識率及び信頼性を向上させ得る情報
入力システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は情報入力方法において、空間上で人の手と
指との動き情報を検出する過程と、前記過程(a)で検出
された動き情報を解釈して手と指との位置を決定する過
程と、前記過程(b)で決定された手と指との位置に該当
する情報を入力する過程とを含む情報入力方法を提供す
ることを特徴とする。
【０００９】又、前記の目的を達成するために、本発明
は仮想キーボードを備えたコンピュータシステムの情報
入力方法において、人の手と指との動き情報を検出する
過程と、前記過程(a)で検出された動き情報を解釈して
手と指との位置を決定する過程と、前記過程(b)で決定
された手と指との位置を参照して画面の仮想キーボード
上に所定形状の入力装置の形を表示する過程と、前記過
程(c)で表示された所定形状の入力装置の形により、入
力情報が入力されれば、該情報が入力された位置に該当
する指で押圧する過程とを含む情報入力方法を提供する
ことを他の特徴とする。
【００１０】又、前記目的を達成するために、本発明は
情報入力システムにおいて、手及び指の所定部分に取り
付けられて手及び指の動きを感知するセンサと、前記手
及び指の動き情報を手及び指の位置情報に変換し、該手
及び指の位置情報に基づき所定形状の入力装置の形を表
示した後、情報を選択した該当指を判別して該当指に情
報入力完了信号を伝送する情報入力処理部と、前記セン
サで感知された手及び指の動き情報をデータ形態で操作
して前記情報入力処理部へ伝送し、前記情報入力処理部
から入力情報に対する該当指の情報入力完了信号を受信
するプロセッサと、指の所定部分に取り付けて前記プロ
セッサから情報入力完了信号を受信すれば、該当指の位
置に圧力を発生させる圧力発生部とを含むことを特徴と
する情報入力システムである。
【００１１】又、前記目的を達成するために、本発明は
コンピュータに情報を入力する情報入力システムにおい
て、手及び指の所定部分に取り付けて手及び指の動きを
感知するセンサと、前記センサで感知された手及び指動
きから該位置を解釈して前記コンピュータへ伝送し、前
記コンピュータから情報入力完了信号を受信するプロセ
ッサと、前記指の所定部分に取り付けられて前記プロセ
ッサから発生する情報入力完了信号を受信すれば、入力
された情報の位置に該当する指に圧力を発生させる圧力
発生部とを含む情報入力システムを提供することをさら
に他の特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。図３及び図
４は本発明に係る空間型情報入力システムに対する全体
的な斜視図である。
【００１３】図３及び図４を参照すれば、空間型情報入
力システムは、情報入力装置と情報入力処理装置とに大
別される。先ず、情報入力処理装置は、画面３１０上に
ビジュアルフィードバックのためのソフトウェア的な仮
想キーボード３２０を表示し、該仮想キーボード３２０
上にセンサ取り付け位置に相応する入力装置の形、望ま
しくは人の手３３０が表示される。そして情報入力装置
は、手袋の形態で手の甲や指部分に指の動きが感知でき
るセンサ３５０と共に、指部分に圧力を発生する圧力発
生器４１０と、手の甲又は手首部分に位置してセンサ３
５０及び圧力発生器４１０と情報をやりとりするプロセ
ッサ３６０が両手に備えられている。センサ３５０は、
望ましくは加速度又はジャイロセンサ又は慣性(inertia
l)センサを用いられる。そして、圧力発生器４１０は圧
力又は振動を発生させる素子を用いることが望ましい。
又、センサ３５０及び圧力発生器４１０は各指の先部分
と指先の下部分に位置するのが望ましいが、指のいずれ
の部分に位置していっても構わない。スイッチ３４０は
シフト(shift)、コントロール(Ctrl)、キャップスロッ
ク(Caps lock)等の機能キーに設定されており、使用者
の定義により任意の機能キーとして使用できる。望まし
くは、スイッチ３４０は２個の機能キーを用いるため、
人差し指(index finger)の第２関節に位置させる。
【００１４】又、情報処理装置は手と指との動きを検出
し、これを解釈して仮想キーボード３２０上に手の動き
を表示して使用者に動きに対するビジュアルフィードバ
ックを提供し、指の動きを検出して該当位置に対する情
報を入力し、使用者が入力を確認するように圧力フィー
ドバックを提供する。この際、画面上に表示される手の
形状３３０は手及び指の位置情報を根拠として仮想キー
ボード上にオーバーレイされる。
【００１５】図５は本発明に係る情報入力システムの第
１実施形態である。センサ５１０は手と指との動きを検
出してディジタル形態の加速度情報又は角速度情報とし
て出力する。又、スイッチ部５２０は使用者が定義可能
なシフト(shift)、コントロール(Ctrl)、キャップスロ
ック(Caps lock)等の機能キー信号を発生する。プロセ
ッサ５３０は、センサ５１０及びスイッチ部５２０から
発生される手と指動き情報や選択されたキー信号を解釈
した後、指の位置を決定して仮想キーボードを有する情
報入力処理装置５５０へ伝送し、情報入力処理装置５５
０から情報入力完了信号を受信して該当手と指とに圧力
を発生する。
【００１６】ここで、プロセッサ５３０をさらに詳細に
説明すれば、中央処理部５３４はセンサ５１０やスイッ
チ部５２０から発生する手と指の動き情報や選択された
キー信号を解釈した後、手と指との位置を決定し、情報
入力処理装置５５０から受信される情報入力完了信号を
圧力発生器５４０へ印加する。通信モジュール部５３６
は中央処理部５３４で処理された手と指との位置情報や
キー情報を変調して有線又は無線を通じて情報入力処理
装置５５０へ伝送し、情報入力処理装置５５０から情報
入力完了信号を受信して復調する。メモリ５３２は、中
央処理部５３４の駆動のためのプログラムが貯えられて
いる。タイマー５３８は、周期的にデータを処理するよ
うに中央処理部５３４に時間を知らせる。
【００１７】そして、情報入力処理装置５５０は、プロ
セッサ５３０から出力される手と指との位置情報に基づ
き、仮想キーボード上にセンサ取り付け位置に相応する
入力機具の様子、望ましくは手の形状を表示し、文字等
が選択される手の動きが検出されれば、指の位置に該当
する情報が入力され、同時に該情報を入力した指のＩＤ
が含まれた情報入力完了信号を発生する。
【００１８】圧力発生器５４０は、中央処理部５３４か
ら発生する情報入力完了信号を受信して該当指の位置に
圧力を発生させる。他の実施形態として、プロセッサ５
３０と情報入力処理部５５０との機能を相異に設定でき
る。
【００１９】即ち、プロセッサ５３０は、感知された手
と指との動き情報やキ−情報をデ−タ形態で操作して前
記情報入力処理部５５０へ伝送し、前記情報入力処理部
５５０から情報を入力した該当指に対する情報入力完了
信号を受信する。そして情報入力処理部５５０はプロセ
ッサ５３０から発生した手と指との動き情報を解釈して
手と指との位置を決定した後、ビジュアル及び圧力フィ
ードバック機能を遂行する。
【００２０】図６は本発明に係る情報入力システムの第
２実施形態である。図６を参照すれば、センサ５１０は
手と指との動きを検出してアナログ形態の加速度情報又
は角速度情報へ出力する。ＡＤＣ(Analog-Digital Conv
erter)５３３はセンサ５１０から発生するアナログ形態
の動き情報をディジタル形態の動き情報に変換する。そ
の外の各ブロックの機能は図５に示されたブロックの機
能と同一である。
【００２１】図７は図５及び図６の情報入力処理装置の
詳細図である。図７を参照すれば、情報解釈部７１０は
情報入力装置で入力される動き情報を解釈して手及び指
の位置情報を検出する。情報生成部７２０は、情報解釈
部７１０から解釈された手及び指の位置情報を参照して
それに該当する情報及び手の形状を生成し、同時に動い
た指の位置情報を生成する。情報入力完了信号発生部７
４０は、情報生成部７２０から生成された指の位置情報
を受信して情報入力装置の該当指に情報入力完了信号を
出力する。表示部７３０は、情報生成部７２０から生成
された情報及び手を表示する。
【００２２】図８は本発明に係る情報入力方法を示す流
れ図であり、図５及び図６を参照して説明する。先ず、
センサ５１０及びプロセッサ５３０を初期化する（８１
２過程）。
【００２３】次いで、使用者終了信号を検出したか否か
を判断する（８１４過程）。この際、使用者終了信号が
検出されれば情報処理を終了し、使用者終了信号が検出
されなければ、入力される信号が検出されたか否かを判
断する（８１６過程）。
【００２４】従って、信号が検出されたか否かを判断し
た後、検出される信号の種類に応じて１）及び２）の中
のいずれか一つの動作を遂行する。
【００２５】１）センサ信号が検出されれば、センサ５
１０から発生する手及び指の動き情報に対する信号をコ
ンピュータが使用できるデ−タ形態で処理した（８１８
過程）後、データ形態で操作された手及び指の動き情報
を解釈し（８２０過程）、解釈された動き情報を通じて
手及び指の位置を決定した（８２２過程）後、手と指位
置情報に基づき仮想キーボード上に人の手を出力する
（８２４過程）。
【００２６】この際、仮想キーボード上で特定指の情報
選択に該当する指の動きが検出されたか否かを判断して
（８２６過程）、動きが検出されれば該指位置に該当す
る情報が入力される（８２８過程）。そして、該情報が
入力されれば、該情報を画面上に表示すると同時に、指
ＩＤ情報により入力した指位置に取り付けられた圧力発
生器５４０へ情報入力完了信号をフィードバックする
（８３０過程）。
【００２７】２）スイッチ信号が検出されれば、スイッ
チ部５２０から発生する機能スイッチ信号をコンピュー
タが使用できるデータ形態で操作する（８４２過程）。
【００２８】この際、データ形態で操作された機能スイ
ッチ信号により機能スイッチを判断して（８４４過
程）、第１機能スイッチ信号として検出されれば、使用
者が指定された第１機能動作、例えばコントロール(Ctr
l)動作を遂行し（８４６過程）、第２機能スイッチ信号
として検出されれば、使用者が指定された第２機能動
作、例えばシフト(shift)動作を遂行する（８４８過
程）。
【００２９】前記過程１）及び過程２）は使用者終了信
号が検出される時まで反復する（８１４過程）。
【００３０】本発明は前述した実施形態に限らず、本発
明の思想内で当業者による変形が可能なのは勿論であ
る。即ち、本発明に係る情報入力システムはＰＣ、ＰＤ
Ａ、携帯電話等のハンドヘルド機器(hand held device)
のような電子装置だけではなく、無線携帯用ポインティ
ング装置と、無線携帯用キーボードと、手動作及びジェ
スチュア認識装置と、仮想音楽演奏装置と、コンピュー
タゲームと、仮想環境の運動及び訓練装置と、仮想現実
データ手袋と、機械的衝撃と振動追跡装置と、モニタ装
置と、サスペンション装置と、ロボット動き情報獲得装
置とに適用できる。
【００３１】
【発明の効果】前述したように、本発明は、バイオフィ
ードバックを用いた空間型情報入力装置であって、訓練
過程が不要でありながら高認識率及び高信頼性が獲得で
きる。特に、ビジュアルフィードバックを通じて情報を
迅速及び正確に入力でき、又圧力フィードバック(force
feedback)を通じて使用者に入力確認信号を加えること
により、信頼性のある情報入力を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のキーボードによる情報入力システムの
ブロック図である。
【図２】 従来の仮想情報入力システムのブロック図で
ある。
【図３】 本発明に係る情報入力装置に対する全体的な
斜視図である。
【図４】 図３でセンサと圧力発生器とが取り付けられ
ている指部分を示したことである。
【図５】 本発明に係る情報入力システムの第１実施形
態である。
【図６】 本発明に係る情報入力システムの第２実施形
態である。
【図７】 図５及び図６による情報入力処理装置の詳細
図である。
【図８】 本発明に係る情報入力方法を示した流れ図で
ある。
【符号の説明】
３１０ 画面 ３２０ キーボード ３３０ 手の形状 ３４０，５２０ スイッチ部 ３５０，５１０ センサ ４１０，５４０ 圧力発生器 ５３０ プロセッサ ５３２ メモリ ５３３ ＡＤＣ ５３４ 中央処理部 ５３５ 通信モジュ−ル部 ５３８ タイマ ５５０ 情報入力処理装置 ７１０ 情報解釈部 ７２０ 情報生成部 ７３０ 表示部 ７４０ 情報入力完了信号発生部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 3/033 ３１０ Ｇ０６Ｆ 3/033 ３１０Ｙ (72)発明者 朴 太植 大韓民国京畿道水原市勧善区勧善洞1240番 地現代アパート313棟101号 Ｆターム(参考） 5B020 CC12 CC20 EE01 FF17 FF53 GG01 GG13 KK03 KK14 5B087 AA09 AB02 AB12 CC26 DD03 DE02 DG07 5E501 AA02 BA02 BA08 CA03 CA10 CB02 CB07 CC14 EA01 FA13 FA14 FA43 FB43

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 情報入力方法において、 (a)空間上で人の手と指との動き情報を検出する過程
    と、 (b)前記過程(a)で検出された動き情報を解釈して手と指
    との位置を決定する過程と、 (c)前記過程(b)で決定された手と指との位置に該当する
    情報を入力する過程とを含むことを特徴とする情報入力
    方法。
  2. 【請求項２】 仮想キーボードを備えたコンピュータシ
    ステムの情報入力方法において、 (a)人の手と指との動き情報を検出する過程と、 (b)前記過程(a)で検出された動き情報を解釈して手と指
    との位置を決定する過程と、 (c)前記過程(b)で決定された手と指との位置を参照して
    画面の仮想キーボード上に所定形状の入力装置の形を表
    示する過程と、 (d)前記過程(c)で表示された所定形状の入力装置の形に
    より情報が入力されれば、該情報が入力された位置に該
    当する指で押圧する過程とを含むことを特徴とする情報
    入力方法。
  3. 【請求項３】 前記過程で動き情報は、加速信号を発す
    る指の所定部分に取り付けられたセンサから検出される
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の情報入
    力方法。
  4. 【請求項４】 前記過程で情報は、無線又は有線で送受
    信されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
    の情報入力方法。
  5. 【請求項５】 前記過程(a)で、所定の機能が指定され
    たスイッチ信号が検出されれば、該機能を遂行する過程
    をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の情報入
    力方法。
  6. 【請求項６】 前記過程(c)で、所定形状の入力装置の
    形は、前記コンピュータの仮想キーボード上にオ−バ−
    レイして表示することを特徴とする請求項２に記載の情
    報入力方法。
  7. 【請求項７】 前記過程(c)でソフトキーボード及び動
    き情報を用いて、画面上に前記入力装置の形の動きが、
    実時間に表示されることであるを特徴とする請求項２に
    記載の情報入力方法。
  8. 【請求項８】 前記過程(d)で圧力は、指の所定部分に
    取り付けられた圧力発生器で加えられることであるを特
    徴とする請求項２に記載の情報入力方法。
  9. 【請求項９】 情報入力システムにおいて、 手及び指の所定部分に取り付けられて、手及び指の動き
    を感知するセンサと、 前記手及び指の動き情報を手及び指の位置情報に変換
    し、該手及び指の位置情報に基づき所定形状の入力装置
    の形を表示した後、情報を選択した該当指を判別して該
    当指に情報入力完了信号を伝送する情報入力処理部と、 前記センサで感知された手及び指の動き情報をデ−タ形
    態で操作して前記情報入力処理部へ伝送し、前記情報入
    力処理部から入力情報に対する該当指の情報入力完了信
    号を受信するプロセッサと、 指の所定部分に取り付けられて前記プロセッサから情報
    入力完了信号を受信すれば、該当指の位置に圧力を発生
    させる圧力発生部とを含むことを特徴とする情報入力シ
    ステム。
  10. 【請求項１０】 前記プロセッサは、前記センサから感
    知された動き情報をディジタル信号に変換するアナログ
    −ディジタル変換部と、 前記アナログ−ディジタル変換部で変換された動き情報
    を所定のデ−タ形態で操作し受信される情報入力完了信
    号を前記圧力発生部へ出力する中央処理部と、 前記中央処理部で操作された動き情報を変調して前記情
    報入力部へ伝送し、前記情報入力部から情報入力完了信
    号を受信する通信モジュ−ル部とを含むことを特徴とす
    る請求項９に記載の情報入力システム。
  11. 【請求項１１】 前記情報入力処理部は、手及び指の動
    き情報を解釈して手及び指の位置情報を検出する情報解
    釈器と、 前記情報解釈器から解釈された手及び指の位置情報を参
    照してそれに該当する情報及び所定形状の入力装置の形
    を生成すると同時に、情報を選択した指の位置情報を生
    成する情報生成器と、 前記情報生成器から生成された指の位置情報に基づき該
    当指に情報入力完了信号を出力する情報入力完了信号発
    生器とを含むことを特徴とする請求項９に記載の情報入
    力システム。
  12. 【請求項１２】 コンピュータに情報を入力する情報入
    力システムにおいて、 手及び指の所定部分に取り付けられて手及び指の動きを
    感知するセンサと、 前記センサで感知された手及び指の動きから該位置を解
    釈して前記コンピュータへ伝送し、前記コンピュータか
    ら情報入力完了信号を受信するプロセッサと、 前記指の所定部分に取り付けられて前記プロセッサから
    発生する情報入力完了信号を受信すれば、入力された情
    報の位置に該当する指に圧力を発生させる圧力発生部と
    を含むことを特徴とする情報入力システム。
  13. 【請求項１３】 前記圧力発生部は、振動を発生する素
    子であることを特徴とする請求項９又は請求項１２に記
    載の情報入力システム。
  14. 【請求項１４】 前記センサは、指の速度と角速度情報
    とを感知するｉＭＥＮＳ慣性センサであることを特徴と
    する請求項９又は請求項１２に記載の情報入力システ
    ム。
  15. 【請求項１５】 前記プロセッサは、手の甲又は手首に
    取り付けられることを特徴とする請求項９又は請求項１
    ２に記載の情報入力システム。
  16. 【請求項１６】 前記手部分に所定機能を遂行する所定
    個数の機能キーをさらに取り付けることを特徴とする請
    求項９又は請求項１２に記載の情報入力システム。
  17. 【請求項１７】 前記機能キーは、人差し指の所定節に
    位置することを特徴とする請求項１６に記載の情報入力
    システム。
  18. 【請求項１８】 前記機能キーは、使用者により任意に
    指定されるものであることを特徴とする請求項１６に記
    載の情報入力システム。
JP2001329865A 2001-03-09 2001-10-26 バイオフィードバックを用いた情報入力システム及び情報入力方法 Pending JP2002278673A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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