JP2006323589A - Virtual keyboard - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はキーボードのデザインに関し、詳細には、実体キーを持たない仮想キーボードに関するものである。 The present invention relates to a keyboard design, and more particularly to a virtual keyboard having no real key.
図6に、従来の仮想キーボード60を示す(特許文献1参照)。この仮想キーボード60は、レーザーソース70、センサ80及び処理装置90から成り、このレーザーソース70はレーザービームを発射し、仮想キーボードイメージ180を形成する。この仮想キーボードイメージ180は複数のキーイメージを含み、仮想キーボードイメージ180に指や物体が置かれると、レーザービームが反射し、センサ80が感知する。反射に必要な角度と時間に基づき、処理装置90はどのキーが押されたかを判断し、文字、数字または押されたキーに対応するコマンドなどをコンピュータホスト95に出力する。
しかしながら、従来の仮想キーボード60には以下のような欠点がある。
However, the conventional
まず、仮想キーボード60で使用されるレーザーソース70から照射される光は、人間の目に有害である。また、仮想キーボード60において使用されるレーザーソース70は、仮想キーボードイメージ180を形成するために連続的にレーザービームを発射するため、電力消費量が大きい。このため、アダプタか外部電源が手近にない場合、仮想キーボード60は携帯型電子デバイスとしての使用には適さない。
First, light emitted from the
このため、上述のような従来の実体または仮想キーボードには改良が必要である。 For this reason, the conventional entity or virtual keyboard as described above needs to be improved.
本発明の目的は、レーザービームを使用せず、レーザービームの使用に伴うあらゆる問題を回避することが可能で、電力消費量を抑えることができ、使用者の視力に害を与えることもない、仮想キーボードを提供することにある。 The object of the present invention is not to use a laser beam, it is possible to avoid all problems associated with the use of a laser beam, it is possible to reduce power consumption, and does not harm the user's eyesight, To provide a virtual keyboard.
本発明は、仮想区域、2つ以上の振動センサ、ストレージユニット及び処理ユニットを含む仮想キーボードを提供する。この仮想区域は表面上に形成され、複数の仮想キーを備え、振動センサは表面上に設置され、ストレージユニットは各仮想キーの実際の位置と意味を記録した複数のデータの保存に用いられ、処理ユニットは振動センサ及びストレージユニットに電子的に接続される。これにより、仮想区域に触れることで振動信号を発生すると、各振動センサがその振動信号を受け取り、その振動信号に対応する出力信号を処理ユニットにそれぞれ送信する。処理ユニットは、その出力信号に基づき対応する振動信号の振動出所位置を判断し、データに記録された振動出所位置と実際の位置の比較によって押された仮想キーを見つけ、その押された仮想キーの意味に基づきキー信号を生成する。 The present invention provides a virtual keyboard that includes a virtual zone, two or more vibration sensors, a storage unit, and a processing unit. This virtual area is formed on the surface, with a plurality of virtual keys, the vibration sensor is installed on the surface, the storage unit is used to store a plurality of data recording the actual position and meaning of each virtual key, The processing unit is electronically connected to the vibration sensor and the storage unit. Thus, when a vibration signal is generated by touching the virtual area, each vibration sensor receives the vibration signal and transmits an output signal corresponding to the vibration signal to the processing unit. The processing unit determines the vibration source position of the corresponding vibration signal based on the output signal, finds the pressed virtual key by comparing the vibration source position recorded in the data with the actual position, and presses the pressed virtual key. A key signal is generated based on the meaning of.
この仮想キーボードはさらに、コンピュータホストなどのデバイスにキー信号を送信するために用いるワイヤレス通信ユニットまたはケーブル通信ユニットを含む。 The virtual keyboard further includes a wireless communication unit or a cable communication unit used to transmit key signals to a device such as a computer host.
さらに、仮想区域の表面は任意の物体上に設けることができるが、硬質プラスチック板や木板、ガラス板、金属板などの硬質板、または軟質プラスチックシートやゴム板、紙等の軟質板等のプラットフォーム上に設けることが望ましい。 In addition, the surface of the virtual area can be provided on any object, but it is a platform such as a hard plate such as a hard plastic plate, wood plate, glass plate, metal plate, or a soft plate such as a soft plastic sheet, rubber plate or paper. It is desirable to provide it above.
デバイス上で実行されるソフトウェアインターフェースを利用し、使用者は本発明によりデバイスにデータを入力することができる。上述のように、各データは仮想キー実際の位置と意味を記録し、即ち、本発明によればこれら複数の仮想キーのそれぞれの位置と意味を使用者が定義することができる。 Using a software interface running on the device, a user can enter data into the device according to the present invention. As described above, each data records the actual position and meaning of the virtual key, that is, according to the present invention, the user can define the position and meaning of each of the plurality of virtual keys.
さらに、手書きソフトウェアを利用すれば、本発明は手書き入力用の仮想手書きボードを含むことができ、また、タッチパッドソフトウェアを利用すれば、本発明はタッチ入力用の仮想タッチパッドを含むこともできる。 Furthermore, if handwriting software is used, the present invention can include a virtual handwriting board for handwriting input, and if touchpad software is used, the present invention can also include a virtual touchpad for touch input. .
本発明によれば、レーザービームを使用せず、レーザービームの使用に伴う問題を回避することが可能で、電力消費量を抑えることができ、使用者の視力に害を与えるのを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to avoid problems associated with the use of a laser beam without using a laser beam, to reduce power consumption, and to prevent harming the user's eyesight. Can do.
以下、本発明について図面と最良の実施例に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the drawings and the best embodiments.
本発明は仮想キーボードを提供するものであり、本発明の実施例1である仮想キーボードの回路図を図1に示す。仮想キーボード100は、第一振動センサ210、第二振動センサ220、処理ユニット300及びストレージユニット500を含み、振動センサ210、220及びストレージユニット500は、処理ユニット300にそれぞれ電気的に接続される。本実施例では、2つの振動センサ210、220を用いているが、3つ以上の振動センサを用いることもできる。
The present invention provides a virtual keyboard, and FIG. 1 shows a circuit diagram of a virtual keyboard that is Embodiment 1 of the present invention. The
図2に本実施例の仮想キーボード100の立体外観図を示す。ここではさらに平面150上に形成した仮想区域170を含み、この仮想区域170は、使用者が実体的平面上に形成した想像上の区域または実際に区画した区域とすることができる。この平面150は、硬質プラスチック板や木板、ガラス板または金属板などを含む硬質板、または軟質プラスチックシート、ゴム板または紙などを含む軟質板のような任意のプラットフォーム上の面とすることができる。さらに、平面150を、コンピュータ机や食卓、モニタ表面、硬質/軟質の板、または複数のキーの図柄を印刷した紙で構成してもよい。
FIG. 2 shows a three-dimensional external view of the
図2に仮想区域170の詳細な構成を示す立体外観図を示す。この仮想区域170はさらに複数の小区域に分割され、それぞれの小区域が仮想キー175を表わし、複数のキーから成る実体キーボードに似せている。一方、この仮想区域170は、複数の仮想キー175を表す複数のキーの図柄を印刷した紙または平面板上に形成することもできる。これにより、使用者は複数のキーの図柄を使い、仮想キーボード100を操作することができる。また、実体キーボード上のキーの相対的な配置に精通している使用者に対しては、キーの図柄は省略することもできる。
FIG. 2 shows a three-dimensional external view showing a detailed configuration of the
図2に示すように、第一振動センサ210及び第二振動センサ220は、仮想区域170外の位置A及び位置Bにそれぞれ設置される。仮想キー175のうちのいずれかが打たれるか押されると、振動信号(振動波)が発生するため、押された仮想キー175は、震動源とみなすことができ、この震動源の位置をZとする。
As shown in FIG. 2, the
震動源Zからの振動信号は、第一振動センサ210及び第二振動センサ220によってそれぞれ受け取られる。ここで、距離A−Z(位置A及び位置Z間の距離)と距離B−Z(位置B及び位置Z間の距離)が異なるため、第一振動センサ210及び第二振動センサ220によって感知された経過時間と振幅は異なる。経過時間の差は、距離A−Zと距離B−Z間の距離の違いによって生じ、振幅比は距離A−Z及び距離B−Zの比率の二乗の逆数を表わす。従って、この関係を利用して、経過時間の差と振動信号の振幅比に基づく計算により、震動源の位置Zを簡単に判断することができる。
The vibration signals from the vibration source Z are received by the
図1及び図2に示すように、仮想区域170上の複数の仮想キー175のうちのいずれかの仮想キー175が操作されることによって振動信号が発生すると、第一振動センサ210及び第二振動センサ220がその振動信号を受け取り、次にその振動信号にそれぞれ対応する出力信号を処理ユニット300に送る。その結果、処理ユニット300は、出力信号及び上述した計算式に基づいて、振動信号が発生した震動源の位置Zを判断することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, when a vibration signal is generated by operating any one of the plurality of
ストレージユニット500は、仮想キー175それぞれの実際の位置及び意味を記録した複数のデータを格納している。処理ユニット300は、ストレージユニット500内のデータに記録された実際の位置と震動源の位置Zを比較することにより、震動源Zとして押された仮想キー175aを見つけることができる。そして、処理ユニット300は、押された仮想キー175aに対応する信号を、コンピュータホストまたはPDAなどのコンピューティングデバイス600に出力する。
The
本実施例において、ストレージユニット500及び処理ユニット300は、2つの分離されたパッケージ内にそれぞれ設置するか、或いは単一のパッケージに一緒に設置することができる。さらに、仮想区域170を平面板上に形成する場合、処理ユニット300を平面板に配置できるようにしたり、処理ユニット300及び平面板を一体的に構成したりすることができる。
In this embodiment, the
また、コンピューティングデバイス600内にストレージユニット500を設けることもできる。ここで、複数の仮想キー175のうちの押された仮想キー175aの意味に対応した信号を生成する場合には、処理ユニット300がコンピューティングデバイス600に震動源の位置情報を送信したり、第一振動センサ210及び第二振動センサ220がそれぞれ感知した振動信号に関する時間情報及び振幅情報を処理信号として送信したりすることができる。
A
震動源の位置情報を送信する場合には、コンピューティングデバイス600に内蔵されたCPUが、受信した震動源の位置情報と、ストレージユニット内の位置情報とを比較することにより、押された仮想キー175aを特定し、この仮想キー175aの意味に対応した信号を生成する。
When transmitting the position information of the vibration source, the CPU built in the
また、時間情報及び振幅情報を送信する場合には、コンピューティングデバイス600内のCPUが、受信した時間情報及び振幅情報に基づいて震動源の位置情報を求め、この位置情報とストレージユニット内の位置情報とを比較することにより、押された仮想キー175aを特定する。そして、この仮想キー175aの意味に対応した信号を生成する。
Further, when transmitting time information and amplitude information, the CPU in the
上述の実施例の説明から分かるように、仮想キーボード100は、仮想区域170内で発生した振動信号の位置(震動源の位置)を感知することで、どの仮想キー175が押されたかを判断する。即ち、レーザービームを使用する従来技術とは対照的に、本実施例ではいかなる光源も必要としないため、レーザービームの使用に伴うあらゆる問題を回避することが可能であり、さらに電力消費量を抑えることができ、使用者の視力に害を与えることもない。
As can be seen from the above description of the embodiment, the
さらに本発明は、コンピューティングデバイス600内で実行されるソフトウェア・インターフェース(図示しない)を含み、使用者がストレージユニット500にデータを設定するために用いることができる。この設定方法は以下で詳細に説明する。
Further, the present invention includes a software interface (not shown) executed in the
まず、仮想区域170内のある位置(例えば、仮想キー175の1つ)が使用者により押されると、処理ユニット300は、第一振動センサ210及び第二振動センサ220によって感知された振動信号における経過時間の差及び(または)振幅に基づいて、使用者によって押された位置の座標を判断する。一方、ストレージユニット500は、複数の座標と、各座標に対応させて使用者が定義する意味とを示すデータを格納する。
First, when a certain position in the virtual area 170 (eg, one of the virtual keys 175) is pressed by the user, the
各データは、複数の仮想キー175それぞれの実際の位置(座標)及び意味を記録する。ここで、使用者は仮想キー175の位置及び意味をそれぞれ定義することができる。例えば、単に数字の入力のみが必要な場合には、使用者はソフトウェアインターフェースを介して各仮想キー175が数字を表わすように定義することができる。さらに、仮想キー175のエリアと位置は使用者の好みで変えることができる。
Each data records the actual position (coordinates) and meaning of each of the plurality of
図3に本発明の実施例2である仮想キーボードの回路図を示す。実施例1と比較すると、実施例2ではブルートゥースまたはWi−Fiモジュールのようなワイヤレス通信ユニット700が設けられている。処理ユニット300は、ワイヤレス通信ユニット700を介してワイヤレス方式で図2に示すようなコンピューティングデバイス600等のデバイスに、押された仮想キー175に対応するあらゆる信号を伝送することができる。当然、押された仮想キー175に対応する信号の伝送には、ワイヤレス通信ユニット700をケーブル等の有線通信ユニットで代替することも可能である。
FIG. 3 shows a circuit diagram of a virtual keyboard that is Embodiment 2 of the present invention. Compared with Example 1, Example 2 is provided with a
図4には、3つの振動センサを使用する構成を示す。位置A、B、Cには、実施例1(図2)と同様の振動センサが配置される。この構成において、3つの振動センサは、この一部またはすべてが仮想区域170の内側または外側に位置する点に注意が必要である。図4に示す構成では、仮想区域170の内側に3つの振動センサがすべて配置されている。3つの位置A、B、Cで平面上の震動源の絶対的位置を判断することができるため、震動源の位置はこれら3つの位置A、B、C間における経過時間の差または振幅比で判断することができる。
FIG. 4 shows a configuration using three vibration sensors. At positions A, B, and C, vibration sensors similar to those in the first embodiment (FIG. 2) are arranged. In this configuration, it should be noted that some or all of the three vibration sensors are located inside or outside the
図5に、本実施例における平面キーボード400を示す。この平面キーボード400は、硬質板401、複数のスタンド402及び処理ユニットや2つの振動センサ等の構成要素を含んでいる。処理ユニット及び振動センサの動作については、実施例1で説明したため、ここでは省略する。
FIG. 5 shows a
硬質板401の表面上には、数字や文字、コントロールキー等の複数のキー図柄を印刷されている。ここで、使用者が好みのキー図柄を書き込んだり、描いたり、貼り付けたりしてもよい。これらキー図柄は各仮想キー410に対応して設けられる。各スタンド402の底面には、振動吸収パッド403が設けられている。振動吸収パッド403は、平面キーボード400を押す際に発生する振動を吸収し、振動センサが平面キーボード400外部からの振動により干渉を受けるのを防ぐ。
On the surface of the
また、複数のキー図柄のうち2つの上には、ポジショニング突起411が形成されている。このポジショニング突起411は、従来の実体的または機械的キーボードのFキー及びJキー上にそれぞれ形成された突起に相当するものである。
In addition, positioning
一方、「Ctrl−A」といった操作のように、複数の仮想キーのうちの1つの仮想キー及び他の1つの仮想キーが同時に押される場合には、使用者が仮想キーを押し続けることにより平面キーボード400の表面張力が変化し、これにより、振動の伝送速度の低下や振動波の振幅の減衰等といった、物理的特徴の変化が発生する。この振動波に関する物理的特徴の変化の程度は、振動センサ及び処理ユニット300により感知され、その変化はオブジェクト特性情報としてストレージユニット500により集められ、格納される。即ち、本実施例の仮想キーボードによれば、使用者が2つの仮想キーを同時に押すことによって、特定の情報を入力することができる。
On the other hand, when one virtual key of the plurality of virtual keys and the other virtual key are pressed at the same time as in the operation such as “Ctrl-A”, the user continues to press the virtual key. The surface tension of the
さらに、タッチパッド機能を持つソフトウェアの下では、仮想区域を仮想タッチパッドとして用いることができる。仮想タッチパッドの表面が使用者の指等の動く物体によりそっと触れられると、複数の振動センサは、震動源の位置が時間と共に線状に移動していることを感知する。処理ユニット300は、タッチパッドまたはマウスの操作によるカーソルを動かす機能と同じように、使用者がカーソルを移動させていると判断し、物体の移動に基づいて、カーソルを移動させたり、ページをスクロールしたりする。同様に、手書き機能を持つソフトウェアの下では、仮想区域を手書きボードとして用いることができ、手書き機能を持たせることができる。
Further, under software having a touchpad function, a virtual area can be used as a virtual touchpad. When the surface of the virtual touchpad is gently touched by a moving object such as a user's finger, the plurality of vibration sensors sense that the position of the vibration source is moving linearly with time. The
以上、本発明の開示を目的として本発明の最良の実施例について説明してきたが、当該技術に熟練した者であればこれら実施例だけでなく本発明の開示された実施例に修正を加えたものや、その他の実施例も可能である。すなわち、請求項に記載された発明の要旨及び範囲から逸脱しない範囲内の実施例をすべて含むものである。 The best embodiments of the present invention have been described above for the purpose of disclosing the present invention. However, those skilled in the art have modified not only these embodiments but also the disclosed embodiments of the present invention. Other embodiments are possible. That is, all the examples within the range which does not deviate from the summary and the scope of the invention described in the claims are included.
60 仮想キーボード
70 レーザーソース
80 センサ
90 処理装置
100 仮想キーボード
150 平面
170 仮想区域
175、175a 仮想キー
180 仮想キーボードイメージ
210 第一振動センサ
220 第二振動センサ
300 処理ユニット
400 平面キーボード
401 硬質板
402 スタンド
403 振動吸収パッド
410 仮想キー
411 ポジショニング突起
500 ストレージユニット
600 コンピューティングデバイス
700 ワイヤレス通信ユニット
A、B、C 位置
Z 震動源の位置
60
Claims (15)
前記表面上に設けた2つ以上の振動センサと、
前記複数の仮想キーの実際の位置と意味を記録した複数のデータを格納するストレージユニットと、
前記振動センサ及び前記ストレージユニットが電子的に接続された処理ユニットと、を含み、
前記仮想区域に触れることで振動信号を発生すると、各振動センサが該振動信号を受け取り、該振動信号に対応する出力信号を前記処理ユニットにそれぞれ送り、前記処理ユニットは該出力信号に基づき該振動信号の震動源の位置を判断し、該震動源の位置と該データに記録された実際の位置の比較によって該仮想キーの押されたキーを見つけ、該仮想キーの押されたキーの意味に基づくキー信号を生成することを特徴とする仮想キーボード。 A virtual area with a plurality of virtual keys formed on the surface;
Two or more vibration sensors provided on the surface;
A storage unit for storing a plurality of data recording actual positions and meanings of the plurality of virtual keys;
A processing unit in which the vibration sensor and the storage unit are electronically connected,
When a vibration signal is generated by touching the virtual area, each vibration sensor receives the vibration signal and sends an output signal corresponding to the vibration signal to the processing unit. The processing unit is configured to generate the vibration signal based on the output signal. The position of the vibration source of the signal is determined, and the key pressed by the virtual key is found by comparing the position of the vibration source and the actual position recorded in the data. A virtual keyboard characterized by generating a key signal based thereon.
前記複数の仮想キーを備え、表面上に形成された仮想区域と、
該表面上に設けられた複数の振動センサと、
前記振動センサ及び前記ストレージユニットが電子的に接続された処理ユニットと、を含み、
前記仮想区域に触れることで振動信号を発生すると、各振動センサが該振動信号を受け取り、前記処理ユニットが該振動信号に対応する処理信号を生成し、前記コンピューティングデバイスに送ることを特徴とする仮想キーボード。 A virtual keyboard used in a computing device having a storage unit used to store a plurality of data recording actual positions and meanings of a plurality of virtual keys,
A virtual area comprising the plurality of virtual keys and formed on a surface;
A plurality of vibration sensors provided on the surface;
A processing unit in which the vibration sensor and the storage unit are electronically connected,
When a vibration signal is generated by touching the virtual area, each vibration sensor receives the vibration signal, and the processing unit generates a processing signal corresponding to the vibration signal and sends the processing signal to the computing device. Virtual keyboard.
前記複数の振動センサの出力信号に基づいて前記仮想入力領域内の接触位置を判別し、該判別結果に応じた信号を生成する処理ユニットと、を含むことを特徴とする仮想入力装置。 A plurality of vibration sensors arranged on a surface on which a virtual input region is formed, and detecting vibrations of the surface generated by touching the virtual input region;
And a processing unit that determines a contact position in the virtual input region based on output signals of the plurality of vibration sensors and generates a signal corresponding to the determination result.
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