JP2004280205A - 入力装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力装置は,先端から超音波を出力することができる入力ペン1と,データ入力面2と,入力ペン1から出力された超音波を受信する超音波受信デバイス2a,2b,2cと,各超音波受信デバイスの受信タイミングを抽出する受信処理部3と,受信タイミングを基に,入力ペン1の3次元座標を算出する入力座標生成部4と,入力ペン1の軌跡をそのまま情報処理装置の出力画面に表示する入力座標出力部5と,入力ペン1の軌跡から軌跡データを作成する軌跡データ作成部6と,あらかじめ登録されている特定の命令の認証因子と軌跡データとを照合する照合部8と,特定の命令を指示する命令指示部9と,認証因子が登録されているメモリ10とを有している。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,手書きのデータをコンピュータ等の情報処理装置に入力する入力装置に関する。さらに詳細には,3次元座標の入力が可能であり,操作性に優れた入力装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から,手書きのデータをコンピュータ等の情報処理装置に入力する入力装置として,タブレットが知られている。タブレットは,データの入力手段にペン型の入力デバイスを利用することで,手書きの文字や図形のデータをコンピュータ等に入力することができるものである。詳細には,ペン型の入力デバイスを板状の入力面上で移動させることで,ペン先の入力面上の座標およびその軌跡を入力できるものである。このようなタブレットは,例えば特許文献1に記載されている入力装置のように,超音波を利用することでペン先の座標を認識することができる。その他,ペン先の座標を認識する方法としては,赤外線方式,感圧方式,静電容量方式等によるものが知られている。
【0003】
また,入力装置としては,入力面上の2次元座標に限らず,入力面から離れた位置の3次元座標を入力することができるものも知られている(例えば,特許文献2,3)。そのような入力装置では,2次元座標を入力するものと比較して,より複雑な情報を入力することが可能である。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−330717号公報
【特許文献2】
特開平9−179684号公報
【特許文献3】
特開2002−215316号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,前記した従来の技術には以下のような問題があった。すなわち,特許文献1に記載された入力装置では,ペンによる手書き入力以外の命令を指示する場合は,ペンやボードに付属しているボタン等を押したり,ボード上の所定の位置までペンを移動させてその所定の位置に対応した命令を選択したりしなければならない。そのため命令の種類は,付設されているボタンの数や,ボードのサイズといった物理的な制限を受けてしまう。また,命令を選択するまでの手順も煩わしい。
【0006】
また,特許文献2,3に記載された3次元座標対応の入力装置では,ペンの軌跡が3次元空間であるため,より複雑な情報を入力することができる。しかしながら,ペンによる手書き入力以外の命令(例えば,[OK]や「キャンセル」といった特定の命令)を指示するには,2次元座標対応の入力装置と同様の操作(ボタンの押下等)を行う必要がある。そのため,2次元座標対応の入力装置と同様の制限を受けてしまう。
【0007】
本発明は,前記した従来の入力装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,簡易な動作で命令を指示することができ,その命令の種類が豊富な入力装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた入力装置は,座標の入力を受け付けるとともに,入力された座標に基づくデータを取得する入力装置であって,入力デバイスと,入力デバイスの所定の領域内での3次元座標を取得する入力座標取得手段と,入力デバイスの軌跡を表示する命令を出力する表示命令出力手段と,入力デバイスの軌跡を基にその軌跡に対応する処理を行う命令を出力する一般命令出力手段と,入力座標取得手段にて取得された3次元座標中の1成分を基に,表示命令出力手段の命令により入力デバイスの軌跡を表示する表示モードと,一般命令出力手段の命令により入力デバイスの軌跡を基にその軌跡に対応する処理を行う軌跡処理モードとのいずれか一方を選択する入力モード選択手段とを有するものである。
【0009】
本発明の入力装置は,入力座標取得手段にて入力デバイスの3次元座標を取得することができる。そして,入力モード選択手段にて3次元座標中の1成分を基に表示モードと軌跡処理モードとのいずれか一方を選択している。すなわち,3次元座標中の1成分によって,表示命令出力手段の命令により入力デバイスの軌跡を表示するか,一般命令出力手段の命令により入力デバイスの軌跡を基にその軌跡に対応する処理を行うかのいずれか一方が選択される。これにより,入力デバイスを移動させるだけで出力命令を切り換えることができる。さらに,一般命令出力手段から出力される命令は,入力デバイスの軌跡に対応して実行される。軌跡は入力デバイスの物理的制限を受けることが少ないため,幾つもの命令を実行することが可能である。従って,本発明の入力装置は,簡易な動作で命令を指示することができる。また,その命令の種類が豊富である。
【0010】
また,本発明の入力装置は,入力座標取得手段にて取得された3次元座標を基に,入力デバイスの軌跡データを作成する軌跡データ作成手段を有し,一般命令出力手段は,入力デバイスの軌跡に対応する認証因子を記憶する記憶手段と,軌跡データ作成手段にて作成された軌跡データと,記憶手段に記憶されている認証因子とを照合し,軌跡データと一致する認証因子を抽出する照合手段と,照合手段にて抽出された認証因子に対応する命令を出力する命令出力手段とを有するものとするとよりよい。すなわち,照合手段にて入力デバイスの軌跡に対応する命令を抽出することができる。そして,命令出力手段にてその命令を出力することができる。従って,軌跡に応じた命令を実行することができる。なお,照合手段は,厳密な判断を要求するものではなく,ある程度曖昧な判断を許容するものである。
【0011】
また,本発明の入力装置の一般命令出力手段は,入力デバイスの入力エリアを少なくとも2つの小エリアに区別し,その小エリアごとに入力デバイスの軌跡に対応する命令が設定されていることとするとよりよい。すなわち,入力デバイスの位置によって命令を切り換えることができる。これにより,より多くの命令を簡易な動作で実行することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下,本発明に係る入力装置を具体化した実施の形態について図面を基に説明する。
【0013】
本形態の入力装置は,図1に示すように入力ペン1と,データ入力面2と,超音波受信デバイス2a,2b,2cと,受信処理部3と,入力座標生成部4と,入力座標出力部5と,軌跡データ作成部6と,座標記憶部7と,照合部8と,命令指示部9と,メモリ10とを有している。この入力装置は,主として入力ペン1の軌跡を,入力装置に接続しているコンピュータの出力画面に表示させるものである。
【0014】
入力ペン1は,先端から超音波を出力することができるペン型の入力デバイスである。超音波受信デバイス2a,2b,2cは,入力ペン1から出力された超音波を受信するものである。受信処理部3は,各超音波受信デバイスの受信タイミングを検出するものである。入力座標生成部4は,受信タイミングを基に,入力ペン1のペン先の座標を算出するものである。入力座標出力部5は,入力ペン1の軌跡をそのまま入力装置に接続されたコンピュータの出力画面に表示させる命令を出力するものである。軌跡データ作成部6は,入力ペン1の座標から軌跡データを作成するものである。座標記憶部7は,入力ペン1の座標を一時的に記憶するものである。照合部8は,あらかじめ登録されている認証因子と軌跡データとを照合するものである。命令指示部9は,特定の命令を入力装置もしくは入力装置に接続しているコンピュータに対して出力するものである。ここでいう特定の命令には,例えば「OK」や「キャンセル」が該当する。また,メモリ10には,特定の命令の認証因子,データ入力面2の領域の範囲,軌跡ベクトル情報,軌跡速度情報,命令情報等が記憶されている。
【0015】
また,本形態の入力装置は2種類の入力モードを有している。そして,その入力モードは,入力ペン1のペン先とデータ入力面2との距離によって切り換えられる。具体的には,図2に示すようにデータ入力面2に対して垂直方向の値が所定の閾値以下の場合(例えば,入力ペン1のペン先がデータ入力面2を圧接している状態)にはモード1が選択される。一方,所定の閾値より大きい場合(例えば,ユーザが意図的に入力ペン1のペン先を持ち上げている状態)にはモード2が選択される。
【0016】
詳細には,モード1では,入力ペン1の軌跡がそのままコンピュータの出力画面に表示される。本形態の入力装置では,入力ペン1のペン先が入力面を圧接している状態での入力ペン1の軌跡のみが表示されるようになっている。なお,入力ペン1にボタンスイッチを付設しておき,そのボタンスイッチが押された状態での入力ペン1の軌跡のみが表示されるように制限してもよい。
【0017】
一方,モード2では,入力ペン1により描かれる軌跡を基に,特定の命令が実行される。具体的には,円を描くときは「OK」,十字を描くときは「キャンセル」,文字「R」を描くときは「出力線を赤色に変更」等の命令が実行される。そして,メモリ10には,このような特定の命令を識別するための認証因子が登録されている。本形態の入力装置では,入力ペン1に付設されているボタンスイッチを押すことにより認証動作を開始するようにしている。また,そのボタンスイッチを離すことにより認証動作を終了するようにしている。なお,入力ペン1が所定の時間停止していたら認証動作を終了することとしてもよい。また,音声等によって認証動作の開始・終了を制御してもよい。
【0018】
次に,本形態の入力装置の動作について説明する。入力ペン1は,ペン先から超音波を発信する。発信された超音波は,超音波受信デバイス2a,2b,2cにて受信される。受信処理部3では,各超音波受信デバイスの受信タイミングが検出される。そして,入力座標生成部4では,検出された受信タイミングを基に,入力ペン1と各超音波受信デバイスとの距離がそれぞれ算出され,算出された距離に従って入力ペン1の先端の3次元座標が求められる。さらに,その3次元座標のうちの高さ成分から入力モードが選択される。
【0019】
モード1が選択された場合には,入力ペン1の3次元座標が入力座標出力部5に送られる。そして,入力ペン1の軌跡がそのままコンピュータの出力画面に表示される。一方,モード2が選択された場合には,軌跡データ作成部6にて入力ペン1の軌跡が求められ,その軌跡から軌跡データが作成される。そして,照合部8にて,あらかじめメモリ10に登録されている特定の命令の認証因子と,軌跡データ作成部6にて作成された軌跡データとが照合される。そして,軌跡データと一致する認証因子が存在した場合には,その認証因子が命令指示部9に送られる。命令指示部9では,送られてきた認証因子に対応する特定の命令がコンピュータ等に出力される。
【0020】
次に,入力装置の制御について,図3のフローチャートを基に説明する。まず,各超音波受信デバイスの受信タイミングを基に,入力ペン1の3次元座標が生成される(S1)。次に,入力ペン1の3次元座標のうちの高さ成分の値が所定の閾値以下であるか否かが判断される(S2)。閾値以下の場合(S2:YES)には,モード1が選択される(S3−1)。次に,入力ペン1のペン先がデータ入力面2の入力面に圧接しているか否かが判断される(S4−1)。圧接している場合(S4−1:YES)には,入力ペン1の軌跡が入力座標出力部5を介してコンピュータ等の出力画面に表示される(S5−1)。圧接していない場合(S4−1:NO)には,入力ペン1の軌跡は表示されない。
【0021】
一方,閾値より大きい場合(S2:NO)には,モード2が選択される(S3−2)。次に,入力ペン1に付設されているボタンが押されているか否かが判断される(S4−2)。ボタンが押されている場合(S4−2:YES)には,その3次元座標が座標記憶部7に記憶される(S5−2)。一方,ボタンが押されていない場合(S4−2:NO)には,直前に入力ペン1のボタンが押されていた否かが判断される(S6−2)。すなわち,データの入力が終了した直後であるか否かが判断される。
【0022】
直前にボタンが押されていた場合(S6−2:YES)には,データの入力が終了していると判断し,座標記憶部7に記憶された3次元座標が読み出される(S7−2)。そして,読み出された3次元座標から軌跡データが作成される(S8−2)。次に,あらかじめ登録された認証因子と,作成された軌跡データとが照合され,軌跡データと一致する認証因子があるか否かが判断される(S9−2)。一致する認証因子がある場合(S9−2:YES)には,その認証因子に対応する命令が命令指示部9を介して実行される(S10−2)。一方,一致する認証因子がない場合(S9−2:NO)には,入力がエラーであることがコンピュータ等の出力画面に表示される(S11−2)。以上の制御を繰り返すことでデータの入力が行われる。
【0023】
なお,入力モードは,モード1およびモード2の2種類に限るものではない。すなわち,複数の閾値を設けて3種類以上のモードを切り換えてもよい。これにより,同一の軌跡であっても,モードごとに命令を切り換えることができる。例えば,データ入力面から10cm離れた位置で円を描く動作と,30cm離れた位置で円を描く動作とで異なる命令を実行させることができる(図4参照)。また,入力面を幾つかのエリアに分割し,各エリア上の動作ごとに命令を切り換えることとしてもよい(図5参照)。これにより,エリアごとに異なる命令を実行させることができる。その他,例えば円を描く速度の違いによってモードを切り換えることとしてもよい。これにより,速度によっても異なる命令を実行させることができる。
【0024】
以上詳細に説明したように本形態の入力装置では,入力座標生成部4にて超音波受信デバイス2a,2b,2cの受信タイミングを基に,入力ペン1の3次元座標を算出することとしている。そして,算出された3次元座標を基に,入力モードをモード1とモード2とのいずれか一方を選択することとしている。そして,モード1では,入力ペン1の軌跡をそのままコンピュータの出力画面に表示することとしている。一方,モード2では,入力ペン1の軌跡から特定の命令を実行することとしている。すなわち,軌跡データ作成部6にて入力ペン1の軌跡データを作成し,照合部8にてその軌跡データと一致する認証因子を抽出することとしている。そして,抽出された認証因子に対応する命令を実行することとしている。これにより,入力ペン1をデータ入力面2から離して特定の動作を行うだけで,入力装置もしくはその入力装置に接続されたコンピュータ等の情報処理装置にその動作に対応した命令指示を送ることができる。また,その命令は,入力ペン1の動作に関連付けられているため,入力ペン1等の物理的制限を受けることが少なく幾つも登録することが可能である。また,モードごとに命令を登録できるため,命令の種類が豊富である。従って,簡易な動作で命令を指示することができ,その命令の種類が豊富な入力装置が実現されている。
【0025】
なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,本形態の入力装置では,入力装置に接続しているコンピュータの出力画面に入力ペン1の軌跡を表示しているが,データ入力面2上に表示してもよい。
【0026】
また,本形態の入力装置では,入力座標生成部4にてあらかじめモードを選択した後に,そのモードによって入力座標出力部5と命令指示部9とのいずれか一方の命令を出力しているが,これに限るものではない。すなわち,入力座標出力部5と命令指示部9との両方で命令を作成し,その後にモードを選択して出力する命令を切り換えるようにしてもよい。
【0027】
また,本形態の入力装置では,超音波を用いて入力ペンの軌跡を求め,その軌跡データを基に命令を特定しているがこれに限るものではない。すなわち,入力ペンの動作をカメラで撮影し,その動画データを基に命令を特定してもよい(動画データを照合する方式としては,例えば特開2002−196874号公報参照)。
【0028】
また,入力手段として,超音波を発信するペン型の入力デバイスを利用しているがこれに限るものではない。例えば,超音波を発信する指輪型の入力デバイスを利用して,指の動きによって入力を可能とすることとしてもよい。
【0029】
また,本形態の入力装置では,超音波を用いて入力ペンの座標を認識しているがこれに限るものではない。例えば,電磁波を用いてもよい。
【0030】
また,本形態の入力装置では,直交座標にて出力する命令を選択しているがこれに限るものではない。例えば,円柱座標を用いていもよい。
【0031】
また,特定の命令としては,例えば日本語入力機能を有する装置での「変換」,描画機能を有する装置での「線種切り換え」,電子メール機能を有する装置での電子メールの「送受信」等が該当する。
【0032】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば,簡易な動作で命令を指示することができ,その命令の種類が豊富な入力装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本形態における入力装置のブロック図である。
【図2】入力ペンの動作イメージを示す概念図である。
【図3】本形態における入力装置の制御を示すフローチャートである。
【図4】複数の閾値を有する入力ペンの動作イメージを示す概念図(その1)である。
【図5】複数の閾値を有する入力ペンの動作イメージを示す概念図(その2)である。
【符号の説明】
1 入力ペン(入力デバイス)
2 データ入力面
3 受信処理部
4 入力座標生成部(入力座標取得手段,入力モード選択手段)
5 入力座標出力部(表示命令出力手段)
6 軌跡データ作成部(軌跡データ作成手段)
8 照合部(照合手段)
9 命令指示部(命令出力手段)
10 メモリ(記憶手段)
Claims (3)
- 座標の入力を受け付けるとともに,入力された座標に基づくデータを取得する入力装置において,
入力デバイスと,
前記入力デバイスの所定の領域内での3次元座標を取得する入力座標取得手段と,
前記入力デバイスの軌跡を表示する命令を出力する表示命令出力手段と,
前記入力デバイスの軌跡を基にその軌跡に対応する処理を行う命令を出力する一般命令出力手段と,
前記入力座標取得手段にて取得された3次元座標中の1成分を基に,前記表示命令出力手段の命令により前記入力デバイスの軌跡を表示する表示モードと,前記一般命令出力手段の命令により前記入力デバイスの軌跡を基にその軌跡に対応する処理を行う軌跡処理モードとのいずれか一方を選択する入力モード選択手段とを有することを特徴とする入力装置。 - 請求項1に記載する入力装置において,
前記入力座標取得手段にて取得された3次元座標を基に,前記入力デバイスの軌跡データを作成する軌跡データ作成手段を有し,
前記一般命令出力手段は,
前記入力デバイスの軌跡に対応する認証因子を記憶する記憶手段と,
前記軌跡データ作成手段にて作成された軌跡データと,前記記憶手段に記憶されている認証因子とを照合し,軌跡データと一致する認証因子を抽出する照合手段と,
前記照合手段にて抽出された認証因子に対応する命令を出力する命令出力手段とを有することを特徴とする入力装置。 - 請求項1または請求項2に記載する入力装置において,
前記一般命令出力手段は,前記入力デバイスの入力エリアを少なくとも2つの小エリアに区別し,その小エリアごとに前記入力デバイスの軌跡に対応する命令が設定されていることを特徴とする入力装置。
Priority Applications (1)
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2003
- 2003-03-13 JP JP2003067392A patent/JP2004280205A/ja active Pending
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080325 |