JP3813600B2 - 着用可能な情報入力装置、情報処理装置及び情報入力方法 - Google Patents
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Description
また、「指装着用コンピュータ入力装置」という発明の名称で公開された特許文献2はユーザの指端に付着されうる圧力センサと1対の加速度センサとを使用する。ユーザの指が所定の表面を押さえれば、圧力センサが圧力を感知して加速度センサは指の加速度を測定する。そのようなセンサの信号がユーザの指の相対位置を計算するのに使われるが、測定された加速度を二回積分することにより指の相対位置を求め、圧力信号は前記加速度信号を有効とするのに使われる。しかし、そのような情報入力装置は加速度センサが有する誤差及び重力加速度などの影響により加速度センサから出力される加速度信号にエラーが発生する問題点がある。
・ユーザの手のM本の指に1つずつ着用され、指の曲がり具合により変化する前記指の所定部位と前記指の他の部位間の距離を感知し、前記感知した距離を電圧に変換するM個の距離感知部と、
・N行M列の行列状に配置されたキーの配置において、各行と電圧値の所定範囲とを及び各列と各距離感知部とを対応づけ、変換された電圧が得られる距離感知部に基づき列を決定し、変換された電圧値に基づき行を決定する位置追跡部と、
・前記N行M列のキーそれぞれに対応する情報入力項目を含み、前記位置追跡部により決定された行及び列に位置するキーの情報入力項目を出力するマッピング部と、
を含む情報処理装置である。
また、前記距離感知部はユーザの指に指輪の形、またはユーザの手に手袋の形で着用されうる。前記距離感知部としては、光センサまたは超音波センサを利用できる。前記距離感知部として光センサを利用する場合に、前記信号処理部は前記光センサにより感知された距離を示す信号から自然光を補償する補償部をさらに含むことが望ましい。
また、前記臨界値は前記ユーザの意図により調整できることが望ましい。
また、前記選択された情報入力項目の入力を決定する加速度を感知する加速度感知部をさらに含みうる。
また、本発明のさらに他の発明は、出力装置に接続された情報処理装置における情報入力方法において、
・ユーザの手のM本の指に1つずつ着用されたM個の距離感知部により、指の曲がり具合により変化する前記指の所定部位と前記指の他の部位間の距離を感知し、前記感知した距離を電圧に変換する段階と、
・N行M列の行列状に配置されたキーの配置において、各行と電圧値の所定範囲とを及び各列と各距離感知部とを対応づけ、変換された電圧が得られる距離感恥部に基づき列を決定し、変換された電圧値に基づき行を決定する段階と、
・前記N行M列のキーそれぞれに対応する情報入力項目を含み、前記決定された行及び列に位置するキーの情報入力項目を出力する段階と、
を含む情報入力方法を提供する。
ここで、指の節と節の間の部分を節間部と称するものとする。
図2には、指の曲がり具合により変化する指の付け根側から1番目の節間部210と2番目の節間部220との距離を示す。
図2に示されたように指の曲がり具合により指の付け根側から1番目の節間部210と指の付け根側から2番目の節間部220の距離は変化する。指の曲がり具合が大きい場合、すなわち指の付け根側から1番目の節間部210と指の付け根側から2番目の節間部220の角θ1が小さい場合には、指の付け根側から1番目の節間部210と2番目の節間部220との距離d1が短くなり、指の曲がり具合が小さい場合、すなわち指の付け根側から1番目の節間部210と2番目の節間部220との角θ3が大きい場合には、指の付け根側から1番目の節間部210と2番目の節間部220との距離d3が長くなるということが分かる。
センサ300により感知されたユーザの指の所定部位間の距離を示す電気的信号は信号処理部320に伝送され、前記信号処理部320は前記センサ300から受信した電気的信号をコンピュータのキー入力のための情報信号に処理してコンピュータ330に伝送すれば、コンピュータ330は前記受信した情報信号をキーボードのキー値にマッピングして出力装置に出力する。図3ではコンピュータとだけ示したが、情報を処理して出力装置に出力する手段ならばいかなる装置にも適用でき、例えば、PDA、携帯電話やその他個人用携帯端末機も含む。
図4Aにキー入力装置のキーを選択するのに利用される指の曲がり具合により変化する距離を感知するためのセンシング部310の一例が示されている。
図4Aに示された距離を感知するためのセンシング部310はユーザの指の付け根側から1番目の節間部に着用され、ユーザの指の付け根から1番目の節間部と2番目の節間部との距離を感知するために前記距離感知センシング部310の内側(手の甲の反対側)にセンサ300を設ける。実際に、かような形態に設ける場合、感知されるのは指の付け根側から1番目の節間部に着用されたセンサ300と2番目の節間部との距離dである。
距離感知センサ302としては、距離を感知する機能を有したいかなるセンサでもよく、例えば光センサや超音波センサが利用されうる。
図7に示された距離感知センサ302の一例である光センサは発光素子303と受光素子304とを含む。光センサの原理は対象体との相互作用により発生する光信号の変化が光電子受信器で電気的な信号変化を作り出すものであり、図7にて示された対象体305は本例にてユーザの指を指す。すなわち、発光素子303から光を出力すれば、出力された光は対象体305から反射されて受光素子304に入射するが、この時センサと対象体との距離が長ければ受光素子に入射される光量は少なくなり、センサと対象体との距離が短ければ受光素子に入射される光量は多くなる。
距離感知センサ302により感知された距離を示す信号は所定電圧として示せる。すなわち、ユーザの指の曲がり具合により距離が変化し、距離により電圧が変化する。従って、ユーザの指の所定位置に着用されたセンサ310と他の節間部との距離を示す電圧が臨界値1(810)と臨界値2(820)間に位置すれば、キー1を選択したと決定し、電圧が臨界値2(820)と臨界値3(830)間に位置すれば、キー2を選択したと決定し、電圧が臨界値3(830)と臨界値4(840)間に位置すればキー3を選択したと決定する。決定されたキー1、キー2、キー3は実際のコンピュータのキー入力装置のキー値としてマッピングされる。
従って、図9Aに示されたように、5指全てにセンシング部910,920,930,940,950を装着する場合にはキーボードの5列を選択でき、各指ごとに曲がり具合を3段階置くならば、各列の3行を選択できる。図9Aにて、各指に着用されるセンシング部910,920,930,940,950から感知された距離信号を受信して信号を処理する信号処理部960はユーザの手の甲に位置すべく示したがそれに限定されず、使用の便宜のために信号処理部はユーザの手首に設けることもできる。
さて、図10を参照して本発明による情報入力及び処理装置の一例を説明する。
図10に示された情報入力及び処理装置はセンシング部1000と、信号処理部1010と、コンピュータ1020と、出力装置1030とを含む。
加速度センサ1001による「クリック」のような情報入力のための処理を概略的に説明すれば、センシング部1000の加速度センサ1001により感知されたユーザの指の動きの加速度を示す信号はデジタル信号で信号処理部1010に入力され、信号処理部は前記信号が所定の臨界値を超えているか否かにより情報入力に該当するか否かを判断し、そのいかんについての情報(例えば、1または0)だけをコンピュータに伝送することにより加速度センサによる情報入力を具現できる。ただし、この部分は本発明の核心的な部分でなく、前記のような簡単な信号処理により具現できるのでこれ以上の説明は省略する。
このように計算された指の相対位置を指位置計算部1013から受信したキー位置追跡部1014は図8に示されたように臨界値を利用してキー位置を追跡する。指の相対位置は図8のグラフで電圧として示せるが、センサと指との距離が長いほど、すなわち電圧は高いと示され、センサと指との距離が短いほど電圧は低いと示される。実際には、センサと指との距離が短いほど電圧、すなわち実際の信号は大きくなるが、図8にて反対に示されたのは、位置計算時にプログラムコーディングの便宜上信号を反転させた結果であることは当業者ならば理解できるであろう。
図11にて、信号処理部1110は増幅及びフィルタリング部1111とA/D変換部1112と、指位置計算部1113とを含み、コンピュータ1120がキー位置追跡部1121と、臨界値調整部1124とマッピング部1122とを含む。図10に示された構成との差は、臨界値を調整できる臨界値調整部1124をさらに含むということであり、キー位置追跡部がコンピュータに含まれているということである。しかしこれに限定されず、例えばキー位置追跡部と臨界値調整部とは信号処理部1110に備わっている構成とすることも可能である。
グラフィック・ユーザ・インターフェース1200の左側にキー入力装置のキー配列1210が表示され、右側にユーザが使用するキー入力装置のタイプを選択したり臨界値を設定できるように入力できる窓1220が表示される。
信号処理部が距離感知センサ1002から電気的アナログ信号を受信すれば(S1310)、増幅及びフィルタリング部1011は受信された信号を増幅してフィルタリングしてノイズを除去する(S1320)。次に、ノイズが除去された信号はA/D変換部1012によりアナログ信号からデジタル信号に変換され(S1330)、変換されたデジタル信号で指位置計算部1013は指の相対位置を計算する(S1340)。次に、キー位置追跡部1014は臨界値1015を利用してキーの位置を追跡し(S1350)、コンピュータに出力する(S1360)。
310 センシング部
320 信号処理部
330 コンピュータ
1000 センシング部
1001 加速度センサ
1002 距離感知センサ
1010 信号処理部
1011 増幅及びフィルタリング部
1012 A/D変換部
1013 指位置計算部
1014 キー位置追跡部
1015 臨界値格納部
1020 コンピュータ
1021 マッピング部
1030 出力装置
Claims (9)
- ユーザの手のM本の指に1つずつ着用され、指の曲がり具合により変化する前記指の所定部位と前記指の他の部位間の距離を感知し、前記感知した距離を電圧に変換するM個の距離感知部と、
N行M列の行列状に配置されたキーの配置において、各行と電圧値の所定範囲とを及び各列と各距離感知部とを対応づけ、変換された電圧が得られる距離感知部に基づき列を決定し、変換された電圧値に基づき行を決定する位置追跡部と、
前記N行M列のキーそれぞれに対応する情報入力項目を含み、前記位置追跡部により決定された行及び列に位置するキーの情報入力項目を出力するマッピング部と、
を含むことを特徴とする情報処理装置。 - 前記指の所定部位は指の先端から3番目の節と2番目の内側部分であり、前記指の他の部位は指の先端から2番目の節と1番目の節の間の内側部分または指の先端と1番目の節の間の内側部分のいずれかである請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記距離感知部はユーザの指に指輪の形で着用されるものである請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記距離感知部はユーザの手に手袋の形で着用されるものである請求項1に記載の情報処理装置。
- ユーザインターフェースを介して、前記電圧値の所定範囲を定める臨界値の設定をユーザから受け付ける臨界値調整部をさらに含むものである請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記情報処理装置はコンピュータ、PDA、携帯電話を含むものである請求項1に記載の情報処理装置。
- 情報処理装置が実行する情報入力方法において、
ユーザの手のM本の指に1つずつ着用されたM個の距離感知部により、指の曲がり具合により変化する前記指の所定部位と前記指の他の部位間の距離を感知し、前記感知した距離を電圧に変換する段階と、
N行M列の行列状に配置されたキーの配置において、各行と電圧値の所定範囲とを及び各列と各距離感知部とを対応づけ、変換された電圧が得られる距離感恥部に基づき列を決定し、変換された電圧値に基づき行を決定する段階と、
前記N行M列のキーそれぞれに対応する情報入力項目を含み、前記決定された行及び列に位置するキーの情報入力項目を出力する段階と、
を含むことを特徴とする情報入力方法。 - ユーザインターフェースを介して、前記電圧値の所定範囲を定める臨界値を設定する段階をさらに含む、請求項7に記載の情報入力方法。
- 前記情報処理装置はコンピュータ、PDP、携帯電話のいずれか一つである、請求項7に記載の情報入力方法。
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