JP2014106765A - リストバンド型入力デバイスおよびリストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法 - Google Patents

Abstract

【課題】手の甲を入力面として文字入力可能であり、入力している状態が正常に行われていることを容易に確認可能なリストバンド型入力デバイスおよびリストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法を提供する。
【解決手段】手首に装着する本体部２と該本体部を手首に固定するバンド部３とを備え、本体部２に、手の甲に向けて光を照射する発光部４ａと手の甲をなぞる光反射物からの反射光を検知する受光部４ｂとを１次元アレイ状に複数設けた情報検知部４と、発光部と受光部を備え、入力操作を確認する状態検知部４Ｚとを設け、状態検知部４Ｚを介して入力操作している状態が正常に行われていることを確認しながら文字入力して外部機器（携帯端末２０）に無線通信可能なリストバンド型入力デバイス１とし、このリストバンド型入力デバイス１を用いて手の甲を指先でなぞって文字を入力する文字入力方法とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、スマートフォンなどの電子機器に文字入力可能な入力デバイスに関し、特に、リストバンド型入力デバイスおよびリストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法に関する。

最近では、携帯電話機やスマートフォンなどの携帯電子機器（携帯端末）が広く用いられている。これらの携帯端末に文字などを入力する際には、端末本体を片手で保持しながら指を使ってキー操作したり、または、片手で持って、残りの手で端末本体の操作部のキー操作をしたりしている。

しかし、ポケットやカバンなどに収納した携帯端末を取り出して直接入力する方式は不便であるので、端末本体に直接入力せずに、無線通信方式により文字などを入力する入力インターフェイスの開発が進められている。例えば、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの分野では、入力デバイスであるキーボードに替えて、ユーザーの指の動きをカメラを用いて検知することにより、タイピング操作を認識して文字入力可能にするタイピング入力装置が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ユーザーの手の甲や手のひらを入力面として用いるポインティング入力方法が模索されており、腕時計タイプの小型携帯情報機器に発光素子と受光素子を装着して、手の甲や手のひら上の指先の位置を確認することにより、メモ情報を入力可能にする腕時計型電子メモ装置が既に提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−３０１５８３号公報 特許第４８９９１０８号公報

ユーザーの手の甲などを入力面として用いるポインティング入力方法や文字入力方法であれば、入力動作の際に手の甲に生じる感覚をフィードバックとして用いることが可能になる。また、手の甲に描いた文字を無線通信によりスマートフォンなどの携帯端末に送信することが可能になれば、携帯端末をポケットやバッグなどから取り出さずに、直接入力可能になって好ましい。

そのため、手の甲をなぞる指の位置を検出するだけでなく、手の甲をなぞりながら描く文字などを認識できることが望まれており、正しい文字を容易に選択できて漢字変換なども容易に行える入力方法であることが望まれる。

そこで、最近では、携帯電話機やスマートフォンなどの携帯端末と通信可能であり、手の甲を入力面として文字入力可能なリストバンド型入力デバイスを実現することが模索されている。

また、手の甲をなぞりながら描く文字などを認識する場合には、手が水平な状態を保ちながら文字入力することが肝要であって、手が折れ曲がったりした状態では、手の甲をなぞる指先の位置を正確に認識することは困難となる。そのために、このような場合には、ユーザーが入力した文字情報が正しく認識されない場合が生じたり、ユーザーが意図しない操作が実行されたりして問題となる。

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、手の甲を入力面として文字入力可能であり、入力している状態が正常に行われていることを容易に確認可能なリストバンド型入力デバイスおよびリストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、手首に装着する本体部と該本体部を手首に固定するバンド部とを備え、前記本体部は、電源部と、手の甲に向けて光を照射する発光部と手の甲をなぞる光反射物からの反射光を検知する受光部とを１次元アレイ状に複数設けた情報検知部と、前記光反射物を操作する手自体に向けて光を照射し反射光を検知する状態検知部と、状態検知部により検知された状態を報知する状態報知部と、情報検知部を介して検知された情報を表示する表示部と、表示部に表示された情報を無線通信する通信部と、各部を制御する制御部と、情報検知の操作および通信の操作の開始を操作する操作部と、を備えたリストバンド型入力デバイスとしたことを特徴としている。

この構成によると、手の甲に描く描写情報を情報検知部を介して認識し、認識した描写情報を表示部に表示して、表示された描写情報を外部機器に無線通信可能なリストバンド型入力デバイスとなる。また、状態検知部と状態報知部により、正しく入力操作が行われているか否かを知ることができる。従って、手の甲を入力面として文字入力可能であり、入力している状態が正常に行われていることを容易に確認可能なリストバンド型入力デバイスを得ることができる。

また本発明は、上記構成のリストバンド型入力デバイスを用い、手の甲を光反射物でなぞりながら文字を描くことにより、当該入力デバイスに所望の文字を表示して、無線通信して、外部機器に文字を入力すると共に、情報検知部により検出される第１距離情報と、状態検知部により検出される第２距離情報とを比較して距離比を算出し、この距離比に応じて文字入力操作の適・不適を判定する文字入力方法としたことを特徴としている。

この構成によると、手の甲を入力面として文字入力可能であり、入力している状態が正常に行われていることを容易に確認可能なリストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法となる。

本発明によれば、手首に装着する本体部に、手の甲に向けて光を照射する発光部と手の甲をなぞる光反射物からの反射光を検知する受光部とを１次元アレイ状に複数設けた情報検知部と、前記光反射物を操作する手自体を検知する状態検知部と、該状態検知部により検知された状態を報知する状態報知部とを備え、入力操作が正しく行われていることを確認しながら、手の甲に描く描写情報を情報検知部を介して認識し、認識した描写情報を表示部に表示して、表示された描写情報を外部機器に無線通信可能なリストバンド型入力デバイスとしたので、手の甲を入力面として文字入力可能であり、入力している状態が正常に行われていることを容易に確認可能なリストバンド型入力デバイスおよびリストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法を得ることができる。

本発明に係るリストバンド型入力デバイスの一例を示す概略斜視図である。 本発明に係るリストバンド型入力デバイスが備える情報検知部の一例を示す概略説明図である。 情報検知部が検知可能な格子状ポイントを示し、受信ドットマトリクス情報を形成する入力面の概略説明図である。 情報検知部が発光する光の照射状態を示す概略説明図である。 リストバンド型入力デバイスの実際の使用例を示す概略説明図である。 リストバンド型入力デバイスの構成を示すブロック図である。 手の甲に「は」の字を入力した状態を示す概略説明図である。 表示部の一例を示す平面図である。 漢字変換操作の一例を示す概略説明図である。 改行操作の一例を示す概略説明図である。 文字入力方法の流れを示すフローチャートである。 正常に入力操作が行われている状態を示す概略側面図である。 正常に入力操作が行われている状態を示す概略平面図である。 情報検知部が発光する光の照射状態と状態検知部が発光する光の照射状態を示す概略側面図である。 正常に入力操作が行われていない状態を示す概略側面図である。 文字入力が正常に行われているか否かを検知している文字入力方法の流れを示すフローチャートである。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。また、同一構成部材については同一の符号を用い、重複する説明は適宜省略する。まず本実施形態に係るリストバンド型入力デバイスの一例について、図１〜図５を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るリストバンド型入力デバイス１は、腕時計式に手首に装着して使用可能とされる文字入力装置であって、無線通信可能な通信部を備えて、ポケットやバッグ等に収納した携帯電話やスマートフォンなどの外部機器との間で近距離通信可能とされる。

すなわち、図に示すリストバンド型入力デバイス１は、手首に装着する本体部２と該本体部２を手首に固定するバンド部３とを備えて構成される。また、本体部２は、電源部と、手の甲に向けて光を照射する発光部と手の甲をなぞる光反射物からの反射光を検知する受光部とを１次元アレイ状に複数設けた情報検知部４（４Ａ〜４Ｅ）と、情報検知部４を介して検知された情報を表示する表示部５と、表示部５に表示された情報を無線通信する通信部と、これらの情報検知部４や表示部５や通信部などの各部を制御する制御部６を備える。

また、光反射物を操作する手自体に向けて光を照射し反射光を検知する状態検知部４Ｚと、該状態検知部４Ｚにより検知された状態を報知する状態報知部（不図示）を備えて、文字入力操作が行われているか否かを検知してその旨を報知している。この構成であれば、文字入力操作が行われていることを確認できるので、入力操作以外の誤った変換操作などは、実行しないように制御することも可能になる

さらに、本実施形態では、情報検知部４により検出される第１距離情報と、状態検知部４Ｚにより検出される第２距離情報とから文字入力操作の適・不適を判定する構成としている。すなわち、制御部６は、情報検知部４により検出される第１距離情報と、状態検知部４Ｚにより検出される第２距離情報とから文字入力操作の適・不適を判定する機能を有しており、入力操作が正しく行われているか否かを状態報知部（不図示）に表示する。

電源部は、情報検知部４、状態検知部４Ｚ、表示部５、通信部、制御部６などに電力を供給するものであって、ボタン型電池などの小型の電池を用いる。上記構成のリストバンド型入力デバイス１であれば、入力操作が正常に行われていることを確認しながら、手の甲に描く描写情報を情報検知部４を介して認識し、認識した描写情報を表示部５に表示して、表示された描写情報を外部機器に通信可能となる。

情報検知部４は、発光部と受光部とを１次元アレイ状に複数設けた構成であればよく、例えば、図２に示す一例のように、光を発光する発光部４ａと、ペンや指先などの光反射物からの反射光を検知する受光部４ｂとを備えた検知部４Ａ〜４Ｅを、本体部２の一方の側面部に所定間隔をおいて複数設置することで構成される。ここで用いる光は、周囲の環境光から影響を受けない光、例えば赤外光を用いることが好ましい。そのために、発光部４ａとして、所定波長の赤外光を発光する赤外ＬＥＤを用い、受光部４ｂとして、この赤外光を検知するフォトダイオードを用いる構成としている。

そのために、例えば、図３に示す概略説明図のように、検知部４Ａ〜４Ｅの５個の検知部を１次元アレイ状に設置して構成される情報検知部４は、それぞれの光が照射される照射ラインＡ〜Ｅを形成する。また、それぞれの受光部４ｂが検知する光強度に応じて、検知部４Ａ〜４Ｅに近い区分けラインＬ１から遠い区分けラインＬ５まで、複数段階の離反距離に応じた測定ポイントを形成することができる。

これらの測定ポイントは、情報検知部４が検知可能な格子状ポイントＰ（Ａ、Ｌ１）〜Ｐ（Ｅ、Ｌ５）となって、それぞれの測定ポイントに応じて検知情報、すなわち、受信ドットマトリクス情報を構築する入力面を形成する。

そのため、このリストバンド型入力デバイス１を手首に装着すると、図４に示すように、手の甲の表面に沿って照射ラインＡ〜Ｅを形成して、この手の甲の表面を入力面とする入力手段を構成できる。すなわち、本実施形態に係るリストバンド型入力デバイス１は、手の甲に描く描写情報を情報検知部４を介して認識し、認識した描写情報を表示部５に表示して、表示された描写情報を外部機器に無線通信可能な入力デバイスとなる。

また、表示部５は本体部２の上面側に位置しているので、この表示部５に情報検知部４を介して認識した描画情報を表示して、視認容易となる。また、例えば、情報検知部４が設けられた側面の反対側の側面部に、情報検知操作の開始や、表示部５に表示した情報を通信部を介して外部機器に送信する操作を行うための操作部９を設ける。

情報検知操作を行わない時は、表示部５には時間情報を表示しておくとよい。この構成であれば、リストバンド型入力デバイス１を入力デバイスとして使用しないときには、時計として使用することができ、必要に応じて、操作部９を操作して手の甲を入力面とする入力デバイスとなる。すなわち、リストバンド型入力デバイス１は文字入力機能と時計機能とを共に有する。

文字入力の際に用いる光反射物は、発光部４ａにより発光される光（赤外光）を反射する棒状の物が好ましく、例えば、赤外光を良好に反射する棒体やペンなどを用いることができる。また、指を用いることもでき、手の甲を指先でなぞることにより文字を入力することが可能である。そのために、手の甲を入力面とし指先を光反射物として用いた入力操作について図５を用いて説明する。

図５に示すように、本実施形態に係るリストバンド型入力デバイス１は、手の甲の幅方向に分断された照射ラインＡ〜Ｅと、この照射ラインＡ〜Ｅに略直交して、手の長さ方向に区分けされた区分けラインＬ１〜Ｌ５とにより形成されるドットマトリクス面を形成する。

そして、制御部６は、手の甲をなぞる光反射物の位置を、それぞれの光が照射される複数の照射ラインＡ〜Ｅと、該照射ラインＡ〜Ｅに略直交し反射光の強度分布に応じて受光部からの所定離反距離毎に区分される区分けラインＬ１〜Ｌ５と、の交差により形成される複数の格子状ポイントに対応させて記憶して受信ドットマトリクス情報を作成し、予め記憶している文字情報のドットマトリクス情報（基本ドットマトリクス情報）と比較して、近似した文字情報を抽出して表示部５に表示する。

本実施形態では、それぞれが発光部４ａと受光部４ｂを備える検知部４Ａ〜４Ｅを５個１次元アレイ状に設置して、５本の照射ラインＡ〜Ｅを採用しているが、検知部が４個で４本の照射ラインでも、検知部が６個で６本の照射ラインでも、これ以上でもよい。また、５本の照射ラインＡ〜Ｅに対して５本の区分けラインＬ１〜Ｌ５を採用しているが、この本数も特に限定されるものではない。

ただし、処理操作を簡便にするためにはできるだけ少ない本数であることが好ましいので、検知する描画情報を検知できる可能な限り少ないドット数としている。例えば、入力する描画情報がひらがなやカタカナである場合には、５×５程度のドットマトリクス面でよいので、本実施形態では、５本の照射ラインＡ〜Ｅと５本の区分けラインＬ１〜Ｌ５からなる５×５のドットマトリクス面を採用している。

そこで、前述した操作部９を介して情報検知操作を開始すると、文字入力機能が起動し、制御部６を介して、発光部４ａと受光部４ｂが作動開始して、手の甲に描く描画情報を検知可能になる。

すなわち、手の甲を入力面としたマトリクス座標における指先の位置が、格子状ポイントＰ（Ｂ、Ｌ２）にあれば、情報検知部４は、格子状ポイントＰ（Ｂ、Ｌ２）を測定ポイントとして検知し、制御部６が記憶する。もしくは、手の甲の上を指先でなぞって、指先が格子状ポイントＰ（Ｂ、Ｌ２）に位置すると、情報検知部４は、格子状ポイントＰ（Ｂ、Ｌ２）を測定ポイントとして検知し、制御部６が記憶する。

同じく、指先の位置が格子状ポイントＰ（Ｅ、Ｌ２）にあれば、情報検知部４は、格子状ポイントＰ（Ｅ、Ｌ２）を測定ポイントとして検知し、制御部６が記憶し、指先の位置が格子状ポイントＰ（Ｂ、Ｌ４）にあれば、格子状ポイントＰ（Ｂ、Ｌ４）を測定ポイントとして検知し、制御部６が記憶する。

これらの、指先の位置が示す格子状ポイントＰは、制御部６が有する一時記憶部に順に保管されるようになっている。すなわち、指先がなぞる軌跡を、経由する格子状ポイントＰに置き換えて記憶する。

そのために、例えば、手の甲の上に所定のひらがなやカタカナを描くようにして指先でなぞると、この軌跡が受信ドットマトリクス情報として記憶されることになる。これらの受信ドットマトリクス情報を文字として認識するために、制御部６は、予め、ひらがなやカタカナを含む文字情報をメモリーしておくことが好ましい。

また、メモリーした文字情報と、検知した受信ドットマトリクス情報とを比較して、この受信ドットマトリクス情報に近似した文字情報を選択できることが好ましい。そのためには、それぞれの文字情報に対応する基本ドットマトリクス情報を保持していることが好ましい。

すなわち、制御部６は情報検知の操作および通信操作の開始を操作すると共に、検知された情報（受信ドットマトリクス情報およびこの軌跡情報）を記憶する。また、予め、ひらがなやカタカナ、それに、漢字などの文字データを記憶している。さらに、ひらがなやカタカナの文字情報に対応した基本ドットマトリクス情報を記憶している。

従って、手の甲にひらがななどの文字を描くと、制御部６を介して、この描写情報のドットマトリクスに近似した基本ドットマトリクス情報を検索して、対応する文字情報を抽出して表示する。そして、抽出された文字情報の中から所定の文字を選択することができる。さらに、選択された文字情報を順に記憶して、連続した文字情報を漢字に変換して表示することができる。

また、本実施形態においては、入力操作が正しく行われているか否かを検知するための状態検知部４Ｚと、該状態検知部４Ｚにより検知された状態を報知する状態報知部（不図示）を設けている。この状態検知部４Ｚは、前述した情報検知部４と同様に、赤外光を発光する発光部４ａと、手に当たって反射する赤外光を検知するフォトダイオードから成る受光部４ｂを備える。

状態検知部４Ｚから発光される赤外光は、手の甲に入力操作を行っている書き手の手の位置に向けて照射され、手自体から反射される赤外光を検知することにより、入力操作が行われているか否かを検知する。また、後で詳述するように、情報検知部４により検出される第１距離情報と、状態検知部４Ｚにより検出される第２距離情報とから、正しく入力操作が行われているか否かを判定する構成にしている。

そのため、状態検知部４Ｚにより検知された状態を報知する状態報知部は、入力操作が正しく行われていることを示す第１の表示と、入力操作が正しく行われていないことを示す第２の表示とのいずれかを表示することが好ましい。

また、この表示方法としては、表示部５に正常に入力中であることを文字表示する画面表示でもよいが、表示部５もしくは表示部５の近傍に緑色と赤色とを表示可能な発光報知部（例えば、発光ＬＥＤ）を設けて、正常に入力操作中であれば緑色発光し、正常でなく異常であれば赤色発光させる点灯表示でもよく、特にその報知方法は限定されない。

また、画面表示の点灯表示以外に、表示部５の色を変えることによっても、ブザーなどの音声表示によっても行うことが可能であり、これらの中から、適当な表示方法を採用することにより所望の状態報知部を構成できる。

次に、図６に示すブロック図を用いてリストバンド型入力デバイスの構成について説明する。

リストバンド型入力デバイス１は、情報検知部４と状態検知部４Ｚと表示部５と制御部６と電源部７と通信部８と操作部９とを備える。通信部８は外部機器である携帯端末２０と無線通信可能とされる。この無線通信の方法は特に限定されない。例えば、Bluetooth（登録商標）やＷｉＦｉなどの無線通信方式を採用することができ、このリストバンド型入力デバイス１を装着した人自身がポケットなどに保持するスマートフォンなどの携帯端末２０と通信可能であればよい。

制御部６は、ひらがな、カタカナなどの文字情報を記憶した文字データベース、当該文字情報に対応した基本ドットマトリクス情報を記憶した座標データベース、および、漢字データベースを備えたメモリー部１１を有する。また、検知情報、受信ドットマトリクス情報、および、表示部に表示された文字情報を一時的に記憶する一時記憶部１２を有し、主制御部となるＣＰＵ１０を有する。また、ＣＰＵ１０は、受信ドットマトリクス情報に近似した基本ドットマトリクス情報を抽出する抽出機能を発揮し、選択された文字情報を漢字に変換する変換機能も発揮する。

次に、文字入力の一例として、手の甲に「は」の字を入力する時の状況について図７を用いて説明する。

手の甲に「は」の字を描くと、その受信ドットマトリクス情報すなわち格子状ポイントＰは、Ｐ（Ａ、Ｌ２）−Ｐ（Ｂ、Ｌ２）−Ｐ（Ｃ、Ｌ２）−Ｐ（Ｄ、Ｌ２）−Ｐ（Ｅ、Ｌ２）−Ｐ（Ｂ、Ｌ３）−Ｐ（Ｂ、Ｌ４）−Ｐ（Ｂ、Ｌ５）−Ｐ（Ａ、Ｌ４）−Ｐ（Ｂ、Ｌ４）−Ｐ（Ｃ、Ｌ４）−Ｐ（Ｄ、Ｌ４）−Ｐ（Ｅ、Ｌ３）−Ｐ（Ｄ、Ｌ３）−Ｐ（Ｄ、Ｌ４）−Ｐ（Ｄ、Ｌ５）と移動する。

すなわち、上記の１５ポイントを順に移動する軌跡情報、および、この１５ポイントからなる受信ドットマトリクス情報を得ることができる。そして、この受信ドットマトリクス情報に近似した基本ドットマトリクス情報を検索し、近似した複数の基本ドットマトリクス情報から、表示する文字情報を抽出する。

表示部５は、タッチパネル表示部であって、例えば、図８に示すように、選択された文字情報を表示する主表示部５１と、複数の候補文字情報を表示する副表示部５２（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）を有する。そして、副表示部５２（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ）に、受信ドットマトリクス情報に近似した複数の基本ドットマトリクス情報を候補文字情報として一括表示する。

例えば、「は」の字を描くと、その受信ドットマトリクス情報に近似した基本ドットマトリクス情報から文字情報として、「は」「け」「ほ」などが抽出され、これらを一括に副表示部５２に表示する。そして、この中に所望の文字「は」があれば、この「は」をタップして選択し主表示部５１に表示する。

上記の構成であれば、手の甲にひらがななどの文字を描くことにより、情報検知部４と制御部６を介して描写情報に応じた受信ドットマトリクス情報を作成し、この受信ドットマトリクス情報に近似した基本ドットマトリクス情報を検索し、対応する文字情報を抽出して副表示部５２に表示し、選択された所定の文字情報を主表示部５１に表示することができる。

一つの文字の入力が終わると一時記憶し続いて次の文字を入力し、一連の文字を順に入力して一時記憶する。そして、連続した得られた一連の文字情報を漢字に変換することができる。

また、複数のかなを入力して漢字に変換するのではなく、部首毎に入力して一つの漢字を合成する構成であってもよい。この場合には、メモリー部１１に部首のデータベースを予めメモリーしておき、手書き入力した部首に近似した複数の部首を候補文字情報（文字片）として副表示部５２に表示し、表示された中から所望の部首（文字片）を選択して、所望の漢字を主表示部５１上に作成することができる。

上記の入力手順により、所望の文字や漢字を選択して、スマートフォンなどの外部機器に通信する。すなわち、本実施形態に係るリストバンド型入力デバイス１は、スマートフォンなどの携帯端末に無線にて文字入力可能な入力デバイスとなる。

漢字変換や改行の操作は、所定の画面をタップして操作する方法でもよいが、より簡便な方法があるので、次に、これらの操作方法について図９Ａ、図９Ｂを用いて説明する。図９Ａは、漢字変換操作の一例を示す概略説明図である。図９Ｂは、改行操作の一例を示す概略説明図である。

例えば、図９Ａに示す操作は、照射ラインＡ〜Ｅの全てを、指をたたんだ拳の位置、すなわち距離ＬＡの位置で遮断した状態を示す。すなわち、照射ラインＡ〜Ｅの全てを距離ＬＡで反射させると、漢字変換操作を行うように設定することができる。

また、図９Ｂに示すように、指を伸ばした位置、すなわち距離ＬＢで照射ラインＡ〜Ｅの全てを反射させると改行操作を行うように設定してもよい。

また、上記のような光を利用した方法以外に、機械的な変動を用いて種々の操作を行うことも可能である。例えば、本体部２にジャイロセンサまたは加速度センサなどの変位検知センサを配設しておくと、リストバンド型入力デバイス１を装着した腕を振る、上下させる、手首を捩じるなどの変位を、電源オンオフや漢字変換操作や改行操作などの制御に利用することができる。

次に、リストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法の一例として、かなから漢字に変換して入力する手順について図１０に示すフローチャートを用いてさらに説明する。

文字入力をスタートすると、まず、文字入力機能が起動し（ステップＳ１）、文字入力操作が可能になる。それから、指先を用いて手の甲に文字を描いて入力（ステップＳ２）して、所定の文字を入力したことを画面タッチして確認する（ステップＳ３）。それから、入力された文字の受信ドットマトリクス情報と予め記憶されている文字情報の基本ドットマトリクス情報とを比較して、近似した文字情報を抽出して表示（ステップＳ４）する。

表示された中に所望の文字があれば、その文字をタップする（画面タッチして文字選択：ステップＳ５）。表示された中に所望の文字がなければ、ステップＳ５のＮ方向に進み再び文字入力するステップＳ２に戻り、所望の文字が表示されるまで繰り返す。そして、選択した文字を一時記憶し（ステップＳ６）、その後に続く文字があればステップＳ７のＮ方向に進み、再び文字入力するステップＳ２に戻る。

連続して入力する文字がないときはステップＳ７のＹ方向に進み、一連の文字列の漢字変換操作（ステップＳ８）を行う。この変換操作は、例えば、前述したように、５本の照射ラインを同時に遮断することにより行う。漢字変換操作を行うと、ステップＳ８のＹ方向に進み、入力文字と漢字データベースとのマッチング（ステップＳ９）処理が行われ、複数の候補から所定の漢字をタップし、選択された漢字を主表示部に表示する（ステップＳ１０）。

また、漢字変換操作を行わない場合には、ステップＳ８のＮ方向に進み、所望する新たな漢字の文字の入力を開始する。選択した所望の文字や漢字は、通信操作を行い随時スマートフォンなどの携帯端末２０に送信する。このようにして、スマートフォンなどの携帯端末２０を直接操作しなくても、所定の文字情報を入力可能になる。

上記したように、本実施形態に係るリストバンド型入力デバイス１を用いた文字入力方法は、手の甲を光反射物でなぞりながら文字を描くことにより、当該入力デバイスの表示部５に所望の文字を表示して、表示された文字情報を無線通信して、外部の電子機器に入力する文字入力方法である。

また、指を光反射物として使用できるので、リストバンド型入力デバイス１を装着した腕の手の甲を指先でなぞりながら文字を描くことで、所望の文字を入力することができる。従って、手の甲を入力面として用いる文字入力方法となるので、入力動作の際に手の甲に生じる感覚をフィードバックとして用いることが可能になり、スマートフォンなどを取り出すことなく、容易に文字入力することが可能になる。

上記したように、本発明に係るリストバンド型入力デバイス１は、手首に装着する本体部２に、手の甲に向けて光を照射する発光部４ａと手の甲をなぞる光反射物からの反射光を検知する受光部４ｂとを１次元アレイ状に複数設けた情報検知部４を備え、手の甲に描く描写情報を情報検知部４を介して認識し、認識した描写情報を表示部５に表示して、表示された描写情報を外部機器に無線通信可能にしているので、手の甲を入力面として文字入力可能な入力デバイスとなる。

しかし、入力操作を行っている手の甲の角度によっては、検知した反射光が、手の甲をなぞる指先やペンなどの光反射物からの反射光ではなく、傾いた手の甲自体からの反射光となる場合が想定される。このような状態で、描写情報を検知しても、その情報は正確な情報とはならず、誤った情報となるので好ましくない。

また、入力操作中に手首を上に曲げてしまい、前述した照射ラインＡ〜Ｅの全てを遮断してしまうと、漢字変換操作や改行操作などを誤って実行してしまうので好ましくない。そのために、文字入力操作中に漢字変換操作や改行操作などの誤操作を実行しないように制御することが望まれる。

そこで、本実施形態においては、入力操作を行う手の甲の姿勢が正常であり、入力操作が正しく行われていることを検知してその旨を報知するようにしたものである。そのため、図１１〜図１４を用いて、入力操作が正常に行われている状態と、正常ではなく異常な状態で入力操作が行われている状態について説明する。

図１１は、正常に入力操作が行われている状態を示す概略側面図であり、手の甲の上をなぞる指先方向に照射され入力情報を検知するために用いる情報検知光Ｘと、書き手の手自体に向けて照射され書き手の手自体を検知するために用いる状態検知光Ｚを示している。すなわち、情報検知光Ｘは手の甲に沿うように照射される光であり、状態検知光Ｚは、側面視で斜め上方に向けて照射される光である。

また、図１２には概略平面図を示す。この図に示すように、例えば左手の甲に右手で入力操作を行う場合には、入力操作を行う右手の指先に向けて照射される情報検知光Ｘに対して、状態検知光Ｚは、ユーザーに近づく側に傾斜した方向に照射される。

図１１および図１２から判るように、正常に入力操作が行われている場合には、入力情報を検知するために用いる情報検知光Ｘに対して、正常に入力操作が行われている書き手の手自体を検知するために用いる状態検知光Ｙは、斜め上方で且つ斜め手前に傾斜した方向に照射させればよいことになる。そこで、本実施形態では、このような方向に状態検知光を照射して手からの反射光を検知する状態検知部４Ｚを設置している。

例えば、図１３に示すように、本体部２の側部から略水平方向に照射される情報検知光Ｘ（照射ラインＡ〜Ｅに相当）に対して、状態検知光Ｚは斜め上方に向けて照射される。すなわち、図１に示すように、リストバンド型入力デバイス１の本体部２の、斜め上方に光を照射可能な部位に状態検知部４Ｚが設けられている。

また、図１１および図１２から判るように、入力情報を検知する情報検知光Ｘの光路長は状態検知光Ｚの光路長の約半分程であり、この比率は、同じ書き手による一連の入力操作中において大きくは変動しない。すなわち、情報検知光Ｘの光路長と状態検知光Ｚの光路長との比率の変化を確認することで、入力操作が正常に行われているか否かを判定することが可能になる。

次に、図１４を用いて、正常に入力操作が行われていない状態について説明する。

この図１４には、手首を伸ばした正常な手３１を破線で示し、手首を上に傾けた異常な手３２を実線で示している。手首が真っ直ぐでなく上に曲がっている場合には、入力情報を検知するために用いる本体部２の側部から真っ直ぐに照射される情報検知光Ｘ１は、上に曲がった手の甲を検知してしまう。

すなわち、入力操作を行っている指先ではなく、その手前の手の甲を検知する（実線に示す光Ｘ１参照）ことになって、ユーザーが求める入力情報を正しく入力することは困難となる。この情報検知光Ｘ１の光路長は、正常な場合の情報検知光Ｘ（図中の破線に示す）の光路長よりもずっと短くなっている。

すなわち、入力操作が正常に行われている状態の情報検知光Ｘの光路長と状態検知光Ｚの光路長との比率に対して、入力操作が正常に行われていない状態の情報検知光Ｘ１の光路長と状態検知光Ｚの光路長との比率は大きく異なっていることが判る。

従って、入力操作が正常に行われている状態に相当する情報検知光Ｘの光路長と状態検知光Ｚの光路長との距離比（比率ｎ）を予め定めておき、この所定の比率ｎに対して、大きく異なる比率となった場合には、入力操作が正常に行われていないと判定できる。

例えば、入力操作が正常に行われている場合は、前述したように、情報検知光Ｘの光路長は状態検知光Ｚの光路長の約半分程であるので、次の式（１）を満たす状態は、入力操作が正常に行われているとみなすことができる。
Ｘ≧ｎＺ・・・式（１）
ここで、係数ｎは例えば、ｎ＝０．５である。

この条件で、入力操作が正常に行われていない状態の情報検知光Ｘ１の光路長と状態検知光Ｚの光路長との比率は、
Ｘ１＜ｎＺ・・・式（２）
となる。

このように、書き手に応じた情報検知光Ｘの光路長と状態検知光Ｚの光路長（第２距離情報）との比率を示す係数ｎ（距離比）を予め定めておくことにより、新たに検出された情報検知部の光の光路長（第１距離情報）が上記の式（１）を満たす場合は入力操作が正常に行われており、式（２）の場合には入力操作が正常に行われておらず異常であると判定することができる。

すなわち、状態検知部４Ｚが書き手の手自体を検知することに加えて、さらに、制御部６を介して、予め定める所定の距離比（係数ｎ）を満たしている場合に、正しく入力操作されていると判定する。

この係数ｎの値は、通常は０．５程度でよいが、書き手により変更可能であることが好ましい。例えば、基本設定値としてｎ＝０．５を予め設定しておき、表示部５にこのｎ値を示すマークと設定値を表示して、当該マークをタップして設定値変更可能にして、設定値画面をタップすることにより、０．１ずつ変更できるようにしておくとよい。

すなわち、基本設定値ｎ＝０．５を用いて入力操作を行い、この入力操作中に、正常に入力されている表示、例えば、緑色発光表示される場合は、この基本設定値ｎ＝０．５を採用すればよい。また、通常の入力操作において、書き手の姿勢によって、赤色発光表示される場合には、例えば、書き手の位置が状態検知部４Ｚから離れている場合には、ｎ値を０．１ずつ小さくして緑色発光になるｎ値を見つけて変更し直すとよい。

さらに、状態検知部４Ｚが入力操作が正しく行われていることを検知している間に、前述した照射ラインＡ〜Ｅの全てが同時に遮断される改行操作や漢字変換操作と誤認される状態が発生しても、この誤った操作を実行しないようにできる。

すなわち、状態検知部４Ｚを備えた本実施形態によれば、文字入力操作を正しく行うことができ、さらに、誤った変換操作なども未然に防ぐことが可能になる。

次に、入力操作が正しく行われているか否かを検知しながら入力操作を行っている操作手順について図１５に示すフローチャートを用いて説明する。

文字入力をスタートすると、まず、文字入力機能が起動し（ステップＳ１１）、文字入力操作が可能になる。すると、情報検知部４および状態検知部４Ｚの受発光が開始され（ステップＳ１２）、文字入力操作が可能になる。それから、手の甲に文字入力（ステップＳ１３）する。この際に、情報検知光Ｘの光路長と状態検知光Ｚの光路長との比率ｎを算出して、このｎ値が前述した式（１）を満たすか否かを検出する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４でｎ値が前述した式（１）を満たすことが確認されるとＹ方向に進み、検知された入力座標が正しい入力座標として取り込む（ステップＳ１５）。検出されたｎ値が前述した式（１）を満たさないことが確認されると入力操作が正しく行われていないと判定してＮ方向に進み、正しく座標入力出来ていない事を表示（ステップＳ１６）し、ステップ１３の文字入力操作に戻る。

すなわち、情報検知部４により検出される第１距離情報（情報検知光Ｘの光路長）と、状態検知部４Ｚにより検出される第２距離情報（状態検知光Ｚの光路長）とを比較して距離比（ｎ値）を算出し、この距離比に応じて文字入力操作の適・不適を判定する。また、距離比が予め定める所定の規定値（例えば、ｎ＝０．５）よりも小さい場合には、文字入力操作を不適と判定する。

このように、手の甲を入力面として文字入力可能なリストバンド型入力デバイスに状態検知部４Ｚを設けることにより、手首を動かしてしまって正しく入力操作されていない場合には、この状態を検知して直ちに報知でき、誤入力を防止できる。また、文字入力操作中に、改行や漢字変換などの誤った操作指令が検知されても、この誤操作を防止することが可能になる。

上記したように、本発明の請求項１に対応した課題を解決する手段は、手首に装着する本体部２と該本体部を手首に固定するバンド部３とを備え、本体部２は、電源部７と、手の甲に向けて光を照射する発光部と手の甲をなぞる光反射物からの反射光を検知する受光部とを１次元アレイ状に複数設けた情報検知部４と、前記光反射物を操作する手自体に向けて光を照射し反射光を検知する状態検知部４Ｚと、状態検知部４Ｚにより検知された状態を報知する状態報知部と、情報検知部４を介して検知された情報を表示する表示部５と、表示部５に表示された情報を無線通信する通信部８と、各部を制御する制御部６と、情報検知の操作および通信の操作の開始を操作する操作部９と、を備えたリストバンド型入力デバイス１としたことである。

この請求項１に対応した効果は、手の甲に描く描写情報を情報検知部４を介して認識し、認識した描写情報を表示部５に表示して、表示された描写情報を外部機器に無線通信可能なリストバンド型入力デバイス１となる。また、状態検知部４Ｚと状態報知部を介して、入力操作が行われていることを知ることができ、入力操作以外の誤操作を効果的に抑制することができる。従って、手の甲を入力面として文字入力可能であり、入力している状態が正常に行われていることを容易に確認可能なリストバンド型入力デバイス１を得ることができる。

請求項２に対応した課題を解決する手段は、前記状態検知部４Ｚは、手の甲に対して斜め上方に向けて状態検知光Ｚを照射して、書き手の手自体を検知すると共に、前記制御部６は、情報検知部４により検出される第１距離情報と、状態検知部４Ｚにより検出される第２距離情報とから文字入力操作の適・不適を判定する機能を有することである。この請求項２に対応した効果は、書き手の手自体を検知することに加えて、情報検知部４により検出される第１距離情報と、状態検知部４Ｚにより検出される第２距離情報とを比較することにより、正しく入力操作されているか否かを判定することができる。

請求項３に対応した課題を解決する手段は、前記制御部６は、手の甲をなぞる光反射物の位置を、複数の発光部４ａから照射される複数の照射ラインＡ〜Ｅと、該照射ラインに略直交し反射光の強度分布に応じて受光部４ｂからの所定離反距離毎に区分される区分けラインＬ１〜Ｌ５と、の交差により形成される複数の格子状ポイントＰに対応させて記憶して受信ドットマトリクス情報を作成し、予め記憶している文字情報のドットマトリクス情報と比較して、近似した文字情報を抽出して表示部５に表示すると共に、さらに、制御部６は、ひらがな、カタカナを含む文字情報を記憶した文字データベース、当該文字情報に対応した基本ドットマトリクス情報を記憶した座標データベース、および、漢字データベースを備えたメモリー部を有し、受信ドットマトリクス情報に近似した基本ドットマトリクス情報を抽出する抽出機能と、得られた文字情報を漢字に変換する変換機能を有することである。この請求項３に対応した効果は、ドットマトリクス状に表示可能な数字やひらがなやカタカナなどの描写情報を文字として認識できることになり、手の甲に描く数字情報や文字情報を認識して、スマートフォンなどの外部機器に入力することができる。また、手の甲にひらがななどの文字を描くと、この描写情報に近似した文字情報を抽出して表示し、得られた文字情報を漢字に変換でき、所望の文字や漢字を容易に選択できて、スマートフォンなどの外部機器に確実に入力することができる。

請求項４に対応した課題を解決する手段は、前記表示部５は、タッチパネル表示部であって、抽出された複数の候補文字情報を表示する副表示部５２と、この複数の候補文字情報から選択された文字情報を表示する主表示部５１と、を有し、制御部６は、受信ドットマトリクス情報に近似した複数の基本ドットマトリクス情報を候補文字情報として副表示部５２に一括表示させる機能を有することである。この請求項４に対応した効果は、手の甲に描いた文字に似た文字が候補文字として一括に表示されるので、所望の文字を容易に選択することができる。

請求項５に対応した課題を解決する手段は、請求項１から４のいずれかに記載のリストバンド型入力デバイスを用い、手の甲を光反射物でなぞりながら文字を描くことにより、当該入力デバイスに所望の文字を表示して、無線通信して、外部機器に文字を入力すると共に、情報検知部４により検出される第１距離情報と、状態検知部４Ｚにより検出される第２距離情報とを比較して距離比を算出し、この距離比に応じて文字入力操作の適・不適を判定する文字入力方法としたことである。すなわち、状態検知部４Ｚが書き手の手自体を検知することに加えて、さらに、予め定める所定の距離比を満たしている場合に、正しく入力操作されていると判定する。この請求項５に対応した効果は、手の甲を入力面として正確に文字入力可能であり、入力している状態が正常に行われていることを容易に確認可能なリストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法を得ることができる。

上記したように本発明によれば、ポケットやカバンなどに収納したスマートフォンなどの携帯端末を取り出すことなく、手の甲を入力面として作成した文字を無線通信して入力可能で、且つ、入力している状態が正常に行われていることを容易に確認可能なリストバンド型入力デバイスおよびリストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法を得ることができる。

そのために、本発明に係るリストバンド型入力デバイスおよびリストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法は、ポケットやカバンなどに収納したスマートフォンなどの携帯端末を取り出すことなく、文字入力可能にして利便性を向上させることが求められる入力デバイスに好適に利用可能となる。

１ リストバンド型入力デバイス
２ 本体部
３ バンド部
４ 情報検知部
４Ａ〜４Ｅ 検知部
４ａ 発光部
４ｂ 受光部
４Ｚ 状態検知部
５ 表示部
６ 制御部
７ 電源部
８ 通信部
９ 操作部
２０ 携帯端末
５１ 主表示部
５２ 副表示部
Ａ〜Ｅ 照射ライン
Ｌ１〜Ｌ５ 区分けライン
Ｐ 格子状ポイント
Ｘ 情報検知光（この光の光路長が正常操作時の第１距離情報となる）
Ｘ１ 情報検知光（この光の光路長が異常操作時の第１距離情報となる）
Ｚ 状態検知光（この光の光路長が第２距離情報となる）

Claims (5)

1. 手首に装着する本体部と該本体部を手首に固定するバンド部とを備え、
   前記本体部は、電源部と、
   手の甲に向けて光を照射する発光部と手の甲をなぞる光反射物からの反射光を検知する受光部とを１次元アレイ状に複数設けた情報検知部と、
   前記光反射物を操作する手自体に向けて光を照射し反射光を検知する状態検知部と、
   前記状態検知部により検知された状態を報知する状態報知部と、
   前記情報検知部を介して検知された情報を表示する表示部と、
   前記表示部に表示された情報を無線通信する通信部と、
   各部を制御する制御部と、
   情報検知の操作および通信操作の開始を操作する操作部と、
   を備えたことを特徴とするリストバンド型入力デバイス。
2. 前記状態検知部は、手の甲に対して斜め上方に向けて状態検知光を照射して、書き手の手自体を検知すると共に、前記制御部は、前記情報検知部により検出される第１距離情報と、前記状態検知部により検出される第２距離情報とから文字入力操作の適・不適を判定する機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリストバンド型入力デバイス。
3. 前記制御部は、手の甲をなぞる光反射物の位置を、複数の前記発光部から照射される複数の照射ラインと、該照射ラインに略直交し反射光の強度分布に応じて前記受光部からの所定離反距離毎に区分される区分けラインと、の交差により形成される複数の格子状ポイントに対応させて記憶して受信ドットマトリクス情報を作成し、予め記憶している文字情報のドットマトリクス情報と比較して、近似した文字情報を抽出して前記表示部に表示すると共に、
   前記制御部は、ひらがな、カタカナを含む文字情報を記憶した文字データベース、当該文字情報に対応した基本ドットマトリクス情報を記憶した座標データベース、および、漢字データベースを備えたメモリー部を有し、前記受信ドットマトリクス情報に近似した基本ドットマトリクス情報を抽出する抽出機能と、得られた文字情報を漢字に変換する変換機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載のリストバンド型入力デバイス。
4. 前記表示部は、タッチパネル表示部であって、抽出された複数の候補文字情報を表示する副表示部と、この複数の候補文字情報から選択された文字情報を表示する主表示部と、を有し、前記制御部は、前記受信ドットマトリクス情報に近似した複数の基本ドットマトリクス情報を前記候補文字情報として前記副表示部に一括表示させる機能を有することを特徴とする請求項３に記載のリストバンド型入力デバイス。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のリストバンド型入力デバイスを用い、手の甲を光反射物でなぞりながら文字を描くことにより、当該入力デバイスに所望の文字を表示して、無線通信して、外部機器に文字を入力すると共に、
   前記情報検知部により検出される第１距離情報と、前記状態検知部により検出される第２距離情報とを比較して距離比を算出し、この距離比に応じて文字入力操作の適・不適を判定することを特徴とするリストバンド型入力デバイスを用いた文字入力方法。

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