JP3262677B2 - 情報入力装置 - Google Patents

情報入力装置

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JP3262677B2 JP11602694A JP11602694A JP3262677B2 JP 3262677 B2 JP3262677 B2 JP 3262677B2 JP 11602694 A JP11602694 A JP 11602694A JP 11602694 A JP11602694 A JP 11602694A JP 3262677 B2 JP3262677 B2 JP 3262677B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はパーソナルコンピュー
タ、ワードプロセッサ、グラフィックシステム、ゲーム
機器等のコンピュータシステムに用いる情報入力装置に
関する。より詳しくは、ハンディタイプで手動操作によ
りカーソル制御の為のポインティング情報やテキストデ
ータ等のキー情報を入力する為に用いる操作具形式の情
報入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のコンピュータ用情報入力器具とし
てはキーボードとマウスが代表的なものである。キーボ
ードは複数のキーを選択的に押す事によってテキストデ
ータやメニュー選択データ等のキー情報入力を行なう。
一方、マウスは例えばコンピュータに組み込まれたグラ
フィックユーザインターフェースとの会話動作の為カー
ソル位置等ポインティング情報を入力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、オペレータはキ
ーボードとマウスを別々に操作してキー情報とポインテ
ィング情報を入力していた。オペレータはキーボードと
マウスを適宜選択しながら情報入力操作を行なう為、両
者の間で頻繁に手を移動させなければならず作業効率が
悪いという課題がある。又、キーボードやマウス等の情
報入力器具は机上にセットして使用する構造となってお
り、コンピュータでの作業に場所的な制限があり実用的
な面で不自由がある。例えば、ソファに座って安楽な状
態でコンピュータの操作を行なう事ができない。又、通
勤途上の車中で直立姿勢を保持したまま簡便に情報処理
等の作業を行なう事はできなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明は作業者の手を煩わせる事なくキー情
報とポインティング情報を同時に入力可能な情報入力装
置を提供する事を目的とする。又、作業場所や作業姿勢
に拘束される事なく自由な状態でコンピュータ操作が可
能な情報入力装置を提供する事を目的とする。かかる目
的を達成する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に
かかる情報入力装置はコンピュータに対してキー情報及
びポインティング情報の両者を手動操作で入力する事を
基本とする。本情報入力装置は姿勢制御可能に把持され
るボディを備えた操作具と、所定の基準位置に配置され
該操作具に対して投光を入射する少なくとも一個の光源
との組み合わせからなる。前記操作具はボディに配列し
た複数のキーを備えており、指で選択操作する事により
所望のキー情報をコンピュータに入力する。さらにボデ
ィに組み込まれた投光検出器を備えており、ボディの姿
勢に応じて変化する操作具側から見た該投光の入射方位
を検出しポインティング情報としてコンピュータに入力
する。
【0005】好ましくは基準位置には互いに離間した一
対の光源が配置されている。一方、前記投光検出器は撮
像素子を備えており一対の光源を撮像して得られたスポ
ット像を解析して二本の投光の入射方位を検出する事に
より、三次元位置に加えて回転量を表わす四次元のポイ
ンティング情報をコンピュータに入力する。又好ましく
は、前記ボディに配列した複数のキーは左右の二ブロッ
クに区分されている。一方のブロックには五十音文字の
母音要素を割り当て他方のブロックには五十音文字の子
音要素を割り当てている。両者を適宜組み合わせて選択
操作する事により五十音文字情報をコンピュータに入力
する。
【0006】本発明の一態様によれば、前記光源は該ボ
ディを把持する操作者の所望部位に設定された基準位置
に固定され、該ボディに組み込まれた投光検出器に相対
配置されている。この場合、前記ボディは、情報入力の
対象となるコンピュータ自体を内蔵している。これに加
え、入力されたキー情報及びポインティング情報を可視
表示するディスプレイも内蔵している。
【0007】
【作用】本発明にかかる情報入力装置は姿勢制御可能に
把持されるボディを備えた操作具と所定の基準位置に配
置され操作具に対して投光を入射する光源との組み合わ
せからなる。光源は、例えば操作具と別体に設けられた
コンピュータの基準位置にセッティングされる。操作具
はオペレータが把持した状態で手動操作される。キー情
報を入力する時には親指等を使ってボディに配置したキ
ーを選択押下する。操作具は両手で保持されているので
作業机等を必要としない。従って立姿勢やソファに座っ
た安楽な姿勢で情報入力操作が行なえる。又、ポインテ
ィング情報の入力時には、操作具に内蔵した投光検出器
の受光面を基準位置に設けられた光源に指向させる。操
作具を手元で変位させる事により、検出器と光源を結ぶ
仮想的な光軸に対して受光面の角度が変化する。従って
投光のスポット像が受光面に沿って移動する事になる。
このスポット像の受光位置を検出する事により操作具の
姿勢に応じたポインティング情報がコンピュータに入力
できる。例えば、コンピュータに連結したディスプレイ
にカーソルが表示されている場合には、操作具の姿勢変
化に連動してカーソルを移動させる事により所望のポイ
ンティング情報を入力する事が可能になる。光源の配置
される基準位置は必ずしも離間したコンピュータにセッ
ティングする必要はない。コンピュータやディスプレイ
を操作具自体に収納した場合にはポータブル型の情報処
理装置が得られ、この場合には光源をセットする基準位
置として操作者の所望部位を選択する事ができる。例え
ば、装着具を用いて光源をオペレータの着衣に取り付
け、ボディの内側に組み込まれた投光検出器を手前に向
けながら、ディスプレイを見てポインティング情報を入
力できる。この場合には操作具とコンピュータが一体に
なっている為、例えば通勤途上の車中で簡便にコンピュ
ータ作業を行なう事も可能になる。
【0008】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図1は本発明にかかる情報入力装置の
第一実施例を示す模式的なブロック図である。本情報入
力装置は本体側のコンピュータ1に対してキー情報及び
ポインティング情報の両者を手動操作で入力するもので
ある。本体側のコンピュータ1にはCRT等のディスプ
レイ2が連結しており、その画面3にはカーソル4等が
所望により表示される。
【0009】本情報入力装置は操作具5と光源との組み
合わせからなる。操作具5はオペレータによって姿勢制
御可能に把持されるボディ6を備えている。一方光源は
所定の基準位置に配置され操作具5に対して投光を入射
する。本実施例では基準位置がディスプレイ2の下部に
設定されており、一対の光源7a,7bが互いに離間配
置されており、各々投光8a,8bをボディ6に向けて
放射する。
【0010】操作具5はボディ6に配列した複数のキー
9を備えており、主として両手の親指で選択操作する事
により所望のキー情報をコンピュータ1に入力する。な
おコンピュータ1に対する情報伝送は有線もしくは無線
で行なう。無線方式を採用した場合には操作具5がワイ
ヤレスとなるので操作性が一段と向上する。操作具5は
さらにボディ6に組み込まれた投光検出器10を備えて
おり、ボディ6の姿勢に応じて変化する操作具5側から
見た投光8a,8bの入射方位を検出しポインティング
情報としてコンピュータ1に入力する。このポインティ
ング情報に連動してディスプレイ2の画面3に表示され
たカーソル4が移動する様になっている。従って、オペ
レータはカーソル4を視認しながらボディ6を手元で姿
勢変化させる事により自在にポインティング情報を入力
できる。なおボディ6にはキー情報入力とポインティン
グ情報入力の切り換えの為、人差指でオン/オフ操作さ
れるボタン11aを備えている。又、ポインティング情
報の実行等に用いる他のボタン11bを備えている。こ
のボタン11bは通常のマウスに設けられたスイッチと
等価な機能を有する。
【0011】図2は、図1に示した操作具5の具体的な
構成例を示す模式的な平面図である。図示する様に、ボ
ディ6の表面側に配列した複数のキー9は二ブロックに
区分されている。左側のブロック9Lでは五十音文字の
母音要素を各キーに割り当てている。又、濁点、半濁
点、句読点等日本文テキストデータの入力に必要な記号
も割り当てられている。これに対し、右側のブロック9
Rでは五十音文字の子音要素を各キーに割り当ててい
る。両ブロック9L,9Rに属するキーを適宜選択組み
合わせ操作する事により、ケーブル12を介して五十音
文字情報をコンピュータ1に入力する事ができる。な
お、ボディ6の中央部にはスペースキー9a及び実行キ
ー9bも設けられている。これらのキーは主として両手
の親指で押下操作できるので、ボディ6自体の保持を解
除する必要はない。一方ポインティング情報の入力を行
なう場合にはボタン11aを操作して投光検出器10を
動作状態におくとともに、ケーブル12を介してコンピ
ュータ1に光源7a,7bの点灯コマンドを発する。な
お光源7a,7bは例えばLED等を用いる事ができ
る。この後ボディ6の保持姿勢を変化させると対応する
ポインティング情報がケーブル12を介してコンピュー
タ1側に送出される。ボディ6の姿勢変化に伴なってデ
ィスプレイ2に表示されたカーソル4が移動する。例え
ばカーソル4が所望のメニュー表示にヒットした時ボタ
ン11bをオンする事によりポインティング情報を実行
に移す。
【0012】次に図3を参照して本発明にかかる情報入
力装置の光学的な動作を詳細に説明する。前述した様に
本実施例ではLED等からなる一対の光源7a,7bが
互いに離間した関係で基準位置に配置されている。一方
操作具5には超小型TVカメラ等からなる投光検出器1
0が内蔵されており、CCD等の撮像素子を備えてい
る。この撮像素子は各光源7a,7bを撮像してスポッ
ト像を生成し、対応する画像データを出力する。TVカ
メラには画像処理器13が接続しており画像データを受
け入れスポット像を解析して二本の投光8a,8bの入
射方位を検出する。これにより基準位置に対する操作具
5の水平位置x、垂直位置y、距離zからなる三次元位
置を割り出す。これに加えて一対の光源7a,7bを結
ぶ直線に対する操作具5の傾斜角度(回転量)θを割り
出す。この様にして得られた四次元のデータx,y,
z,θをポインティング情報としてコンピュータに入力
する。この様な四次元ポインティング情報の入力は、例
えばマルチメディアやバーチャルリアリティの分野で三
次元画像とのコミニュケーションに活用できる。なお本
発明は三次元もしくは四次元のポインティング情報入力
に限られるものではなく、単一の光源を基準位置に配置
したものでも良い。これと対応させて投光検出器に二次
元受光素子を組み込む事により、少なくともボディ6の
水平方位と垂直方位を検出でき二次元ポインティング情
報が得られる。単純なカーソル制御やメニュー選択では
これで十分である。
【0013】図4は操作具5の四次元位置(x,y,
z,θ)の算出原理を表わす模式図である。図示する様
に、TVカメラの撮像素子14には一対の光源に対応し
て一対のスポット像Pa,Pbが写し出されている。撮
像素子14から出力された画像データを演算処理してP
a,PbのX,Y座標を各々求める。次にこれらの座標
値を用いて一対のスポット像Pa,Pbの中点Pを求め
る。この中点Pの座標値xが水平位置を表わし、同じく
座標値yが垂直位置を表わす。次に、一対のスポット像
Pa,Pbの距離zを演算する。光源7a,7bから操
作具5が離れる程この値zは小さくなる。従って、zが
操作具5の距離を表わしている。最後に、スポット像P
a,Pbを通る直線と、X軸との交差角θを演算する。
この交差角θは操作具5の回転量を表わしている。
【0014】図5は本発明にかかる情報入力装置の第二
実施例を示す模式的なブロック図である。基本的な構成
は図1に示した第一実施例と同様であり、対応する部分
には対応する参照番号を付して理解を容易にしている。
異なる点は、操作具5のボディ6に情報入力の対象とな
るコンピュータ1自体を内蔵している事である。又、コ
ンピュータ1に加えて入力されたキー情報及びポインテ
ィング情報を可視表示するディスプレイ2も組み込まれ
ている。この様にして、本実施例ではコンピュータ1、
ディスプレイ2及び操作具5を一体化したポータブル型
のコンピュータシステムが得られる。一方光源7は単一
のLED素子等からなり、装着具15に取り付けられて
いる。光源7はボディ6を両手で把持する操作者の着衣
等所望部位に設定された基準位置に固定され、ボディ6
に組み込まれた投光検出器10に相対配置される。
【0015】図6は、図5に示した操作具5の使用方法
を表わしている。この例では装着具15がオペレータ1
6の着衣に取り付けられている。ボディ6を両手で保持
して内側に備えられた投光検出器10を手前に向け、装
着具15に支持された光源7に対面させる。この状態で
操作者16はディスプレイ2を見ながらボディ6を手元
で姿勢変化させ所望のポインティング情報を入力する。
この様なポータブル型あるいはハンディタイプのコンピ
ュータシステムは例えば通勤途上の車中においても極め
て簡便に取り扱う事が可能である。指でキー情報を入力
するとともに両手でボディ6の姿勢を変えてポインティ
ング情報を入力できる。
【0016】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、操
作具はボディに配列した複数のキーを備えており指で選
択操作する事により所望のキー情報をコンピュータに入
力する一方、ボディに組み込まれた投光検出器を備えて
おりボディの姿勢に応じて変化する操作具側から見た投
光の入射方位を検出しポインティング情報としてコンピ
ュータに入力する。これにより作業者の手を移動させる
事なくキー情報とポインティング情報を入力できるので
操作効率を改善できるという効果がある。又一対の光源
と二次元撮像素子を組み合わせる事により四次元ポイン
ティング情報を入力する事が可能になりマルチメディア
応用やバーチャルリアリティ応用に適しているという効
果がある。さらに、ボディに配列した複数のキーを二ブ
ロックに分け各々母音要素と子音要素を割り当てる事に
よりハンディタイプの操作具でカナ文字文章等の入力が
できる様になるという効果がある。加えて、ボディにコ
ンピュータやディスプレイを一体化させる事により自由
な作業姿勢で使用できる携帯情報機器が実現できるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる情報入力装置の第一実施例を示
す模式的なブロック図である。
【図2】第一実施例に用いられる操作具の具体的な構成
例を示す平面図である。
【図3】図2に示した操作具のポインティング操作を示
す模式図である。
【図4】同じくポインティング情報の演算過程を示す説
明図である。
【図5】本発明にかかる情報入力装置の第二実施例を示
す模式的なブロック図である。
【図6】第二実施例の使用方法を示す説明図である。
【符号の説明】
1 コンピュータ 2 ディスプレイ 3 画面 4 カーソル 5 操作具 6 ボディ 7 光源 7a 光源 7b 光源 8 投光 8a 投光 8b 投光 9 キー 10 投光検出器 13 画像処理器 14 撮像素子 15 装着具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/02 G06F 3/033

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンピュータに対してキー情報及びポイ
    ンティング情報の両者を手動操作で入力する装置であっ
    て、 姿勢制御可能に把持されるボディを備えた操作具と、所
    定の基準位置に配置され該操作具に対して投光を入射す
    る少なくとも一個の光源との組み合わせからなり、 前記操作具はボディに配列した複数のキーを備えており
    指で選択操作する事により所望のキー情報をコンピュー
    タに入力し、 さらにボディに組み込まれた投光検出器を備えており、
    ボディの姿勢に応じて変化する操作具側から見た該投光
    の入射方位を検出しポインティング情報としてコンピュ
    ータに入力する事を特徴とする情報入力装置。
  2. 【請求項2】 基準位置には互いに離間した一対の光源
    が配置されており、前記投光検出器は撮像素子を備えて
    おり一対の光源を撮像して得られたスポット像を解析し
    て二本の投光の入射方位を検出する事により三次元位置
    に加えて回転量を表わす四次元のポインティング情報を
    コンピュータに入力する事を特徴とする請求項1記載の
    情報入力装置。
  3. 【請求項3】 前記ボディに配列した複数のキーは左右
    の二ブロックに区分され、一方のブロックには五十音文
    字の母音要素を割り当て他方のブロックには五十音文字
    の子音要素を割り当て、両者を適宜選択操作する事によ
    り五十音文字情報をコンピュータに入力する事を特徴と
    する請求項1記載の情報入力装置。
  4. 【請求項4】 前記光源は該ボディを把持する操作者の
    所望部位に設定された基準位置に固定され、該ボディに
    組み込まれた投光検出器に相対配置される事を特徴とす
    る請求項1記載の情報入力装置。
  5. 【請求項5】 前記ボディは、情報入力の対象となるコ
    ンピュータ自体を内蔵している事を特徴とする請求項1
    記載の情報入力装置。
  6. 【請求項6】 前記ボディは、該コンピュータに加えて
    入力されたキー情報及びポインティング情報を可視表示
    するディスプレイを内蔵している事を特徴とする請求項
    5記載の情報入力装置。
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