JP2016057653A - 入力システム及び入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のキーボードでは、入力は速いものの、嵩が高く、持ち運びに不便である。また、ＰＣが小型化されたとしてもキーボードの実用的な範囲での小型化には限界があり、極端に小さくすると入力が困難になる。その為、携帯電話やスマートフォン等で採用されている入力方式はテンキー型配列になっているが、これは日本語入力には適しているが、英字入力は難しい。また、タッチパネル式のものはボタンの感触が無く、手元に集中し続けなければ入力が困難であった。【解決手段】 １つの入力センサに複数の記号が割り当てられたフリック入力方式の入力システムであって、該入力センサは１列に並んでおり、且つ該センサの数は１４個以内であり、該入力センサの配列は、その一部がＡＳＤＦＧＨＪＫＬの順であるもの。【選択図】 図１

Description

本発明は、入力システム及び入力装置に関するものである。

従来、コンピューター、携帯電話、その他の装置にデータを入力する装置としては、キーボードが一般的であった。これは、多数（６０個〜１００個程度）のキーが配列されている大きなものである。また、これとは別にスマートフォンやタブレット型ＰＣ（パーソナルコンピューター）では、タッチパネルを利用した入力方法も使用されている。

しかし、従来のキーボードでは、入力は速いものの、嵩が高く、持ち運びに不便である。ＰＣが小型化されてもこのキーボードの小型化には限界があり、極端に小さくすると誤入力が増えて操作性が大きく損なわれる。また、従来のキーボードは移動時、例えば混雑した電車やバス等で座れなかった場合には、とても使用できるものではなかった。

現在、携帯電話やスマートフォン等で採用されているテンキー型の文字入力システムは、日本語入力には好適であり、手元を見ずに入力することも容易であるが、並びに規則性の無いアルファベットを入力するには熟練した者でなければ入力に時間を費やし、また、手元を見ずに入力するには相当な経験を要するもので、タッチディスプレイを採用したデバイスに関してはボタンの感触が無いために手元から目を離して文字入力をするのは不可能に近く、このことから周囲の状況確認が疎かになり交通事故等に巻き込まれるリスクも高まっていた。

以上のような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明入力システム及び入力装置を完成したものであり、その特徴とするところは、入力システムにあっては、１つの入力センサに複数の記号が割り当てられたフリック入力方式の入力システムであって、該入力センサは１列に並んでおり、且つ該センサの数は１４個以内であり、該入力センサの配列は、その一部又は全部がＡＳＤＦＧＨＪＫＬの順である点にあり、入力装置にあっては、１つの入力センサに複数の記号が割り当てられたフリック入力方式の入力装置であって、該入力センサは１列に並んでおり、且つ該センサの数は７個以内であり、該入力センサの配列は、その一部又は全部がＡＳＤＦＧＨＪＫＬの順でその一部を使用しており、該入力センサ上には記号表示がなく、別途該入力センサの記号を表示する表示部を有する点にある。

ここでいう入力センサとは、入力するときの１つのスイッチであり、触れることによってスイッチが入るものや、押圧するスイッチ（キー）により３種類以上の異なる情報を入力できるもの、またはポインティングデバイスやモーションセンサ等の指の動きを検出できもの等のセンサ全般のことであり、タッチパネル等のように１つのセンサに対して複数のスイッチを登録できるセンサに関しては、その複数のスイッチの中の１つのスイッチまたは特定の１範囲のことをいう。

フリック入力方式の入力システムとは、中央とそこを基点とした放射状の方向へそれぞれ記号を配置し、入力センサを押してから、そのまま指を離すと中央の記号、押した場所から放射線状の特定の方向に指をはじく動作の後に指を離せば、その方向情報に一致した記号を入力できるタイプの入力法をいう。ここでいう記号の入力とは、文字、数字、その他、一般的なキーボードで入力できる記号を入力するだけでなく、機能の切り替えやその他の機能を含めていう。
本発明では、入力センサは少なくとも３つのキーが入力できる。即ち、上中下のフリック入力である。ただし、文字入力に使用するもの以外の入力センサは、１つの記号（機能）のみでもよい。

本発明入力システムの特徴は、入力センサが１列に並んでいる点にある。１列は１直線状でも、曲線状でもよい。要するに、通常のキーボードのように上下に何段も並んでいるものではない。これによって、入力時の手の動きが少なくなり入力が速く、容易になる。
また、この入力センサは、限定はしないが同一平面上にあるほうがよい。

さらに入力センサの数が問題である。本発明では、１４個以下にしている。これは、片手の５本の指で５つのキーを受け持ち、さらにその内２つの指は２つにキーを担当する数である。これ以上では、上記した迅速入力が難しくなるためであり、現在のタッチタイピング法を本システムの基本とすることが困難になるためである。勿論、これより少なくてもよい。また、各入力センサは通常のタッチパネルのように単独のセンサ上に構成してもよいが、物理的に別々のものにしてもよい。

また、入力センサには、触ってそこがわかるような印を付けてもよい。例えば、入力センサの中心を凹める、突起を設ける等である。これは、キーボードのホームポジションを示す突起のように一部のセンサにのみ設けてもよい。
入力センサは、その押す面積や押し方によって、入力記号を変えることもできる。例えば、指の腹で接触面積を大きくして押す等である。

さらに本発明では、入力センサ（キー）の並び方が、よくあるａｂｃ順や、五十音順ではなく、万国共通と思われるＱＷＥＲＴＹ配列によるタッチタイピング法を基本とするのがポイントである。即ち、一般的なキーボードの英文字キーの真中の段は、ＡＳＤＦＧＨＪＫＬ＋＊｝となっている。これを一部（連続して４つ以上）又は全部使用し、親指以外の各指に担当させるのである。
ここでいう配列は、あくまでもその入力センサを通常通り押したときに入力できる記号（主として英文字）でいう。

例えば、本発明入力センサが１０個とすると、その配列が、ＡＳＤＦＧＨＪＫＬ＋である、１２個とすると、スペースキー、ＡＳＤＦＧＨＪＫＬＰ、シフトキー等である。後者の例ではタッチタイピング法による右手小指が担当するキーの範囲で＋キーをＰキーに替えている。少なくとも、４つ以上はこの配列を使用するのである。

また、入力センサをより少なくして、片手用にしてもよい。例えば、入力センサが、６個の場合、右手用と左手用を切り替えれば、上記したＡＳＤＦＧＨＪＫＬ＋＊｝はすべて網羅できる。

この切り替えは、通常のキーボードのシフトキー等と同じであり、例えば、３つの入力スイッチを同時に押せば切り替わる等である。要するに、切り替え操作を行えば、入力センサ（キー）が別のキーになる。この切り替えを何回か行えば、従来のキーボードのキーはすべて網羅できる。
さらに、大文字、小文字の切り替えは、切り替えキーを押して、その後に英文字を入力してもよいが、通常のキーボードのように、大文字を打つときに同時に他のキーを押して入力したり、大文字に固定するキーを押すことによって入力することもできる。例えば、右手入力文字の場合、左手の端のキーを腹押しと言われるような通常の押し方とは異なる入力センサの上端と下端を覆うような大きな面積で押しながら右手で入力するとその文字が大文字になる等であり、また、通常のキーボード入力で親指はスペースキー以外を押すことは稀だが、親指の各方向へのフリック入力にて上記の切替えスイッチの多くを担当させることも可能である。

以上の本発明入力システムは、単独の入力装置にも、従来のコンピューターやスマートフォン、携帯電話、その他データの入力を伴う機器に組み込んで使用することができる。

更に、入力方式として、例えば、３本の指で上下や左右にスワイプして文字の種類や記号のキーマッピングを切り替えたりしてもよい。また、修飾キーは上記した指の腹でタッチしてもよく、エンターキーとデリートキー各指の左右へのフリック入力に割り振ることもできる。さらに、タブキーは薬指と小指の同時押し、方向キーは中指と薬指の同時押しの後に任意の方向へフリック、左に大きくスワイプして文字をなぞるように連続的に削除する等、応用次第で従来のキーボードを超える情報入力をすることが可能となるとともに、従来のようにホームポジションから手を動かしてキーを探す作業が不要になる。

本発明の入力システムでは、基本的に入力センサの上に指を構えているので、そのセンサが何のキーかが見えないことが多い。よって、この入力するセンサとは別の部分にキーの表示を行ってもよい。

特に、数学記号等の規則性の無い文字入力は視覚によるガイド情報を必要とするが、従来のスマートフォンやタブレットＰＣのようにスクリーンの大半を占有するような入力ガイドのための描画よりは、タッチ面積の確保が不要なことから大幅に縮小して表示することが可能である。

上下以外にフリックする動作については、入力キャンセル以外にも、上記入力センサの中心から見て全方向で任意の入力を割り当てることが可能であり、入力の選択肢が拡張できる。

以上の本発明入力システムは、どのような入力装置に利用してもよい。例えば、携帯電話、スマートフォン、ＰＣ、タブレットＰＣその他である。独立の入力装置に採用しても、装置の内部システムとして採用してもよい。

次に、本発明システムを具現した入力装置の発明について説明する。
本発明入力装置のポイントは、
１ 入力センサが１列に並んでいる点、
２ 入力センサの数が７つ以内であること
３ 入力センサの文字配列がＱＷＥＲＴＹ配列を基本としておりタッチタイピングが容易なこと、
４ 入力センサ上には記号表示が必ず必要ではない点、
５ 指で隠れない場所に別途入力センサの記号を表示する表示を有する点、
この５つの点が新規なものである。

この入力装置は、単独のキーボードのように、机等において使用するものでも、後述するように手に装着するものでもよい。どちらにしても、センサが１列であり数が少ないため入力時に手の動きが少なくて良い。センサを７つ以内にしているのは、片手用であるためである。装着するものでも、机置きでも片手で操作するものであるため上記システムの半分である。

次に片手に装着するものについて説明する。これは、片手用であるため、片手のみで切り替えて他方の手の分も入力できるようにしてもよい。勿論、右手用、左手用の両方を装着して入力してもよい。
この入力装置であっても、上記システムの１つの入力センサに複数の記号が割り当てられたフリック入力方式であることは同様である。

また、この入力装置には、その入力センサ上には、入力する記号が表示されていない。換言すると、そのキーが何かはわからない。勿論、覚えていれば入力は可能であるが、切り替えて種々のキーとして使用するものであり、すべて覚えることは難しい。そこで、本入力装置では、この入力センサとは別の場所に表示部を設けている。この表示部は、キーが受け持つ記号を表示したものである。勿論、スマートフォンのようにセンサとディスプレイを一体にして入力部位の下にその時点での入力補助を表示しても良いが、手に装着する場合はセンサ部を指の下に固定しているため、指が邪魔になり確認が困難である。

表示部は、その入力センサが受け持つ記号をすべて印刷した印刷表示でもよいが、液晶パネルのような可変の表示が好適である。入力を切り替えれば、そのように表示も切り替わり、今入力できるものがわかる。

より具体的には、入力センサを保持するためのセンサ保持部、全体を手に固着するための固着部及び、該センサ保持部と該固着部を連結する連結部から構成されている。
ここで、センサ保持部は、入力センサを直接保持する部分であって、通常入力センサの下にあり、入力センサを支えている。要するに、このセンサ保持部の上に入力センサを固定するということである。入力センサとセンサ保持部は一体となっていてもよい。

全体を手に固着するための固着部は、手に直接固定する部分であり、固定方法は、ベルト式、はめ込み式、ネジ式、押し込み式等自由である。手首又はその少し指先側で固定する方法が好適である。センサ保持部と固着部を連結する連結部は、単なる針金のようなものでも、手を覆うタイプでも、入れ子式で長さが調整できるものでもよい。要するに、センサ保持部と固着部を連結するものであればどのようなものでもよい。

また、この固着部の表面に、上記した表示部を設けるのがよい。ここに液晶等の表示機能を持たせれば、手首で入力センサの入力しようとする記号がわかる。

この入力装置にポインティングデバイスの機能を持たせてもよい。即ち、切り替えによって、センサ部をタッチパッドにしてポインティングができるようにすればよい。
さらに、センサ保持部の裏面にボールを設けるか光学式の場合には光源と受光部を設けてもよい。この機構については、通常のマウスと同様である。

この切り替えの方法はどのようなキー（センサ）操作でもよいが、例えば、親指以外の４つの指を同時に押す等でもよい。
また、種々の修飾キーは、人差し指から小指までの４つの指の第一関節付近を使い、センサの上端と下端を同時に押す（腹押し）により入力してもよい。例えば、人差し指の腹押しならばコントロールキー、中指の腹押しではアルトキー等である。

修飾キーには片手操作を支援するためロック機能を設け、腹押しの後に左右どちらかへフリックするとロック機能が働き、何らかの文字が入力されるまで押したままの状態になり、文字が１文字入力されると解除されるものでもよい。

さらに、三次元の位置情報を取得可能なセンサを用いれば、高低差によっても入力の選択肢が拡張できる。また、回転を検出可能なセンサを用いれば、例えば、自分の周囲にあるヴァーチャルなポイントを選択することも可能である。これらのセンサは１つ、又は両手に１つずつ設けてもよい。

装置の裏面にもセンサを配置することにより、装置を実際に掴むことでヴァーチャルな物体を掴むといった動作に拡張も可能である。また、このセンサも１つでも両方に設けてもよい。

本発明には次のような効果がある。
（１） 本発明を用いれば、目元に装着できるディスプレイや携帯情報端末と併用すれば、完全なウェアラブルコンピューティングが可能となる。
（２） スマートフォンやタブレットＰＣの画面上で仮想化したこの文字入力システムを使用することにより、従来よりも小さな専有面積で、且つ押し間違いの少ない文字入力が可能となる。
（３） 従来のキーボード配列を継承したことにより、これまでのキーボードユーザーの移行が容易に行える。
（４） 従来のキーボードよりも容易にタッチタイピングが可能となり、これまでボタン感触の無いタッチ入力デバイスでは困難であったタッチタイピングが容易に行えるようになる。
（５）キーボードとポインティングデバイスという大きなスペースを占有する入力機器から解放され、パソコン環境がより一層スマートに構築でき、ノート型パソコン等の更なる小型化も期待できる。
（６）タッチパッド等のセンサは構造が簡単であり、構成パーツも少ないので、このセンサで全ての入力が可能となることによって、これまでのパソコンよりも生産コストを安く抑えられ、故障のリスクも少なく、耐水性能も大幅に向上させることができる。

本発明入力システムの１例を示す平面図である。 図１の入力センサの左手部の入力記号表示である。 本発明入力システムの入力キーの１例を示す理論図である。 本発明入力装置の１例を手に装着したところの斜視図である。 図４の例の固着部の詳細な斜視図である。 可動式の左脚部の移動の様子を示す側面図である。 記蓋２１を開けたところの側面図である。 センサ保持部を出して、入力可能な状態の側面図を示す。 センサ保持部を立ち上げた状態の側面図を示す。 連結部を引き下げた状態の側面図を示す。 連結部を背面側に立てた状態の側面図を示す。 回転部２２の分解斜視図である。 センサ支持部の１例を示す平面図である。 センサ支持部の可動の様子を示す平面図である。 センサの入力部を示す平面図である。 連結部の１例を示す平面図である。 本発明装置の他の例を装着した例を示す側面図である。

以下図面に示す実施例に従って本発明をより詳細に説明する。
図１は、本発明入力システムの１例を示す平面図である。この図では、１０個の入力センサ１が、１つの液晶画面に構成されており、タッチセンサになっている。左半分２が左手用で、右半分３が右手用である。これは、タブレット型パソコンの液晶部に用いた例である。また、図２は、この入力センサ１の左手部２の入力記号表示４である。これは、入力センサ１の表面ではなく、別途表示部が設けられた例である。このキー配列は、通常のキーボードの英文字の左側と同じ配列である。そして、この上下にフリックすることによって上下に記された記号を入力することができる。図２の表示は、例えば、ＡＳ同時押し等で切り替えられ、数字やその他の記号に替えることができる。
このようなパソコン等の液晶部に入力センサ１が設けられる場合には、別途表示を設けず、そのセンサの上に記号の表示を行ってもよい。

図３は、本発明入力システムの入力キーの１例を示すものである。図３（ａ）の真中の段のａｓｄｆｇｈｊｋｌｐが、キー配列であり、そのキーを単に押すだけでそれらが入力でき、上下にフリックすれば、例えばａのキーではｑやｚが入力できる。右端の３つは、通常とは少し変えている。これは入力の容易性からである。図３（ｂ）は、上記（ａ）の表示から切り替えたもので、大文字等になっている。図３（ｃ）はさらに切り替えたもので他の記号が入力できる。この例ではこれだけであるが、さらにリターンキー、デリートキー、バックスペースキーその他のキーを割り当てても、それらは別途、複数の入力センサを同時打ちする等にしてもよい。

図４は、本発明入力装置１０の１例を手に装着したところの斜視図である。この例では、手首に固定している。図からわかるようにほとんど手を動かさずに入力が可能である。ウェアラブルにでき、どこでも入力できる。この例は、右手用のものである。この右手用のもので左手用の分も入力できるものとしても、別途左手用を用いて入力してもよい。構造は、センサ保持部１１と、全体を手に固着するための固着部１２と、その２つを連結する連結部１３とから構成されている。この固着部１２の上面には、表示部１４が設けられている。連結部１３は見えない部分であり破線で表示している。

図５は、図４の例の固着部１２の詳細な斜視図である。但し、この例は左手用のものである。この例の大きな特徴は、センサ保持部１１の支持部１５が２つ設けられている点である。これは、センサ保持部１１に設けられている係合部（穴やＣ字型で支持部と係合して保持できるもの）と対応するものである。さらに、固着部１２の最上面は表示部１４であり、その時のキーが表示されている。この例では液晶である。

この固着部１２の左脚部１６は、可動式であり、装着する人の手首の太さによって調整可能になっている。即ち、左側に外した図があるが、スライド式にはめ込めるようになっており、侵入はするがバックはできないワンウェーギアのようになっている。抜くときには、ボタンをおして全体を下げるか、ラッチを外すようにする。これによって、手の太さによらずきっちりと嵌めることができる。

次に、最上面は、蓋式になっており、その蓋をあけると、基盤や電池が収納されている。また、この固着部の１２の垂直面にスピーカーを内蔵してもよい。その他拡張用端子１７（センサ、サーボモーター、予備電源等）も設けられている。また、小指側には、連結部１３を支持する連結支持部１８が設けられている。これは、連結部１３がはまり込む構造になっている。

図６は、上記した可動式の左脚部１６の移動の様子を示す。より侵入させることによって、手首の細い人でもぴったりすることがわかる。図７は、図５の最上面の表示部１４を含む蝶番２０を介して固着された前記蓋２１を開けたところである。このようにして電池の交換等ができる。

図８は、センサ保持部１１を出して、入力可能な状態の側面図を示す。即ち、図４の状態であるが、図４は右手、図８は左手用である。図５の状態に連結部１３とセンサ保持部１１を取り付けたものである。図８の状態から、入力装置を使用しない状態に収納できる例について、その方法を説明する。まず、図８の状態から、センサ支持部１１を右手に押し込み、次いでそれを時計方向に回転させて立ち上げる。

立ち上げた状態が図９である。このセンサ支持部１１を立ち上げた状態から、下方に下げる。その時に、図５で説明した、支持部１５にセンサ保持部１１がはまり込む。

支持部１５にセンサ保持部１１がはまり込み、連結部１３が、センサ保持部１１と離れた状態を示す側面図である。この状態から、連結部１３を反時計回りに回転させ、連結部１３が邪魔にならないように背面に固定する。この状態が図１１である。このようにすれば、この入力装置１０を嵌めたまま、ある程度の日常生活が可能である。

次に、図８から図１１で連結部１３を保持して回転させた回転部２２について説明する。図１２は、この回転部２２の分解斜視図である。中にバネ２３が設けられ、このバネ２３の力によって、図８で言うと、反時計回りに布勢されており、手を放せば、規制するストッパーがない限り、図１１のような状態になる。通常使用する場合には、連結支持部１８がストッパーとなるため、回転が阻止されるので問題はない。貫通孔２４に連結部１３が挿入固定される。

図１３は、センサが固着（一体でもよい）されたセンサ支持部１１の１例を示す平面図である。この例では液晶のタッチパネル式のものである。この例では、センサ部は、前部２５と側部２６から構成され、側部２６は前部２５に収納できる構造になっている。また、前部２５の右側端２７は、連結部が挿入され、信号が入送出でき、センサ部も支える構造になっている。ネジその他の固定具で固定してもよい。

図１４は、側部２６が前部２５に収納されている状態から突出し、かつ、親指の位置に合うようにわずかに折れ曲がる様子を示している。このようにすれば親指での入力が容易である。

図１５は、図１４のセンサ部がどの位置でセンサとなっているかの１例を示すものである。この例では、人差し指だけが２つの部分を担当するようになっている。

図１６は、連結部１３の１例を示す平面図である。入れ子構造になっており、長さ調整棒２８が収納されることによって長さが調整できる。最前部２９は、センサ部の端部２７に差し込まれ電気的に接続できる構造となっている。図１０で連結部が下方に下げられたとき、この部分が抜けて分離される。また、中間部３０には配線の差し込み口が設けられている。

図１７は、上記の例とは別の例であり、連結部が板状で、手の下に位置して固定されている例である。

１ 入力センサ
２ 左半分
３ 右半分
４ 入力記号表示
１０ 本発明入力装置
１１ センサ保持部
１２ 固着部
１３ 連結部
１４ 表示部
１５ 支持部
１６ 左脚部
１７ 拡張用端子
１８ 連結支持部
１９ ボタン
２０ 蝶番
２１ 蓋
２２ 回転部
２３ バネ
２４ 貫通孔
２５ 前部
２６ 側部
２７ 右側端
２８ 調整棒
２９ 最前部
３０ 中間部

Claims (12)

1. １つの入力センサに複数の記号が割り当てられたフリック入力方式の入力システムであって、該入力センサは１列に並んでおり、且つ該センサの数は１４個以内であり、該入力センサの配列は、その一部がＡＳＤＦＧＨＪＫＬの順であることを特徴とする入力システム。
2. 携帯電話又はスマートフォンに利用した請求項１記載の入力システム。
3. タッチ入力に対応したパソコンに利用した請求項１記載の入力システム。
4. １つの入力センサに複数の記号が割り当てられたフリック入力方式の入力装置であって、該入力センサは１列に並んでおり、且つ該センサの数は７個以内であり、該入力センサの配列は、その一部がＡＳＤＦＧＨＪＫＬの順でその一部を使用していることを特徴とする入力装置。
5. 該入力センサが指の動きを三次元で検知するセンサである請求項４記載の入力装置。
6. 該入力センサがセンサにタッチするタイプのセンサである請求項４記載の入力装置。
7. 該入力センサ上には記号表示がなく、別途該入力センサの記号を表示する表示部を有するものである請求項６記載の入力装置。
8. 該入力センサ上には記号表示がなく、表示部をコンピューターディスプレイに表示するものである請求項６記載の入力装置。
9. 片手に装着できるものである請求項４乃至８のいずれか１項に記載の入力装置。
10. 該入力センサを保持するためのセンサ保持部、全体を手に固着するための固着部及び、該センサ保持部と該固着部を連結する連結部から構成されるものである請求項９記載の入力装置。
11. 該固着部に該表示部が設けられているものである請求項１０記載の入力装置。
12. ポインティングデバイスの機能を合わせ持つものである請求項４乃至１１のいずれか１項に記載の入力装置。
    
    

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