JP7076285B2 - 入出力装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ウエアラブルな入出力装置に関する。
スマートフォン、腕時計型コンピュータに代表される携帯可能な小型ＩＴ機器が普及している。これらの携帯機器の操作には、各機器に設置された出力用ディスプレイに一体化されたタッチパネルやキーボードが用いられている。一方、タッチパネルやキーボードの操作時には、視覚鈍感状態に陥ることが指摘されている。例えば、歩きながらスマートフォンを操作している際に駅のプラットフォームから転落する、周囲の歩行者と衝突するなどの事故が多発し、これが社会問題となっている（非特許文献１）。
歩行中や自転車に乗っている際にスマートフォンを安全に操作する手段として、タッチ操作などのジェスチャーを検出する装置を入力インタフェースとして用いるデバイスが提案されている（非特許文献２参照）。
米国特許第５５９６６５６号公報
ＪＡＦユーザーテスト、"歩行中の「ながらスマホ」"、日本自動車連盟、［平成３０年５月１１日検索］（http://www.jaf.or.jp/eco-safety/safety/usertest/smt/detail1.htm）。 "Jacquard"、Google Advanced Technology Projects,［平成３０年５月１１日検索］,（https://atap.google.com/jacquard/levi/）。 「速記単語帳」、日本速記協会、［平成３０年５月１１日検索］，（http://www.sokki.or.jp/sokki/tango/）。 「ＣＴＳＵ静電容量タッチ検出の基礎」、ＲＥＮＡＳＡＳアプリケーションノート、R30AN0218JJ0100、Rev 1.00、２０１４年、［平成３０年５月１１日検索］、（https://www.renesas.com/ja-jp/doc/products/mpumcu/apn/rx/002/r30an0218jj0100_rx113.pdf）。 「音楽や映像に触覚を加えたコンテンツをデザイン・体験できるコンセプト"Comptics"をSXSW2018にて初披露」、ＮＴＴ株式会社ニュースリリース、２０１８年３月９日、［平成３０年５月１１日検索］、（http://www.ntt.co.jp/news2018/1803/180309a.html）。
上述した従来の技術では、携帯機器などの入力に相当するジェスチャーの検出を、衣服の袖口に織り込まれた導電性を有する糸により実施している。この技術では「袖口をタップ」、「スワイプ（こする）」といった単純な動作しか検出することができない。さらに、上述した技術では、入力に対するフィードバックを得るためには、音声やスマホのディスプレイといった別の出力インタフェースが必要となっている。このため、従来の技術では、複雑（詳細）な情報入力が容易ではなく、また、操作時には、視覚鈍感状態に陥る場合が発生するという問題がある。
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、視覚鈍感状態に陥ることが抑制された状態で、より複雑な情報を入出力できるようにすることを目的とする。
本発明に係る入出力装置は、身体に装着された入力部でなぞられた軌跡を検出する軌跡検出部と、軌跡検出部が検出した軌跡による入力パターンを判定するパターン判定部と、パターン判定部が判定した入力パターンを入力情報として送信する送信部と、出力情報を受信する受信部と、受信部が受信した出力情報を、皮膚がなぞられる疑似触覚として身体に対して与える触覚出力部とを備える。
上記入出力装置において、触覚出力部は、電気刺激により皮膚がなぞられる疑似触覚を身体に対して与える。
上記入出力装置において、軌跡検出部は、複数の電極部から構成されている。
上記入出力装置において、触覚出力部は、複数の電極部により皮膚がなぞられる疑似触覚を身体に対して与える。
上記入出力装置において、複数の電極部は、可撓性を有する導電性材料から構成されている。例えば、複数の電極部は、導電性を有する布から構成されている。
以上説明したことにより、本発明によれば、視覚鈍感状態に陥ることが抑制された状態で、より複雑な情報が入力できることに加え、出力を確認できるという優れた効果が得られる。
図１は、本発明の実施の形態における入出力装置の構成を示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態における入出力装置の入力部１０１の構成例を示す構成図である。 図３は、入力される軌跡としての簡略化した記号の一例を示す説明図である。 図４は、入力される軌跡としての速記単語を示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態おける入出力装置について図１を参照して説明する。この入出力装置は、入力部１０１、軌跡検出部１０２、パターン判定部１０３、送信部１０４、受信部１０５、触覚出力部１０６を備える。
軌跡検出部１０２は、身体に装着された入力部１０１でなぞられた軌跡を検出する。パターン判定部１０３は、軌跡検出部１０２が検出した軌跡による入力パターンを判定する。送信部１０４は、パターン判定部１０３が判定した入力パターンを入力情報として、図示しない外部機器へ送信する。受信部１０５は、図示しない外部機器から送信された出力情報を受信する。
触覚出力部１０６は、受信部１０５が受信した出力情報を、皮膚がなぞられる疑似触覚として身体に対して与える。触覚出力部１０６は、入力部１０１が装着されている身体の皮膚に対して疑似触覚を出力する。
例えば、入力部１０１は、図２に示すように、可撓性を有する複数の電極部１１１から構成されている。電極部１１１は、例えば、導電性を有する布から構成され、導電性を有する糸からなる配線１１２により接続されている。また、入力部１０１は、例えば、着衣（衣服）の袖部２０１の裏面に設けられ、前腕２０２に装着される。このように構成された入力部１０１の電極部１１１は、前腕２０２の皮膚に接触した状態となる。
電極部１１１が接続する配線１１２は、マイクロコンピュータ２０３に接続されている。マイクロコンピュータ２０３は、よく知られているように、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）と主記憶装置と外部記憶装置とネットワーク接続装置となどを備え、主記憶装置に展開されたプログラムによりＣＰＵが動作することで、上述した各機能が実現される。
例えば、軌跡検出部１０２は、分割された各々の電極部１１１の容量変化を計測することで、入力部１０１でなぞられた軌跡を検出する（非特許文献４参照）。
パターン判定部１０３は、例えば、文字の画像データを、対応する文字のデータ（テキストデータ）に関連付けて記憶されている。パターン判定部１０３は、軌跡検出部１０２が検出した軌跡による入力パターンと、記憶している画像データとのマッチングを行い、設定されている上限でマッチングが判定されると、マッチした画像データに対応する文字のデータを出力する。
軌跡は、例えば、図３に示すような、簡略化した記号であってもよい（特許文献１参照）。また、軌跡は、図４に示すような、速記単語などの記号であってもよい（非特許文献３参照）。これらの場合、パターン判定部１０３は、記号の画像データを、対応する文字，文字列のデータに関連付けて記憶していればよい。これにより、簡略な記号の軌跡により、より複雑な情報が入力できるようになる。このように、パターン判定部１０３が判定した文字、文字列の情報が、送信部１０４より図示しない外部機器に送信されて処理される。
また、例えば、触覚出力部１０６は、分割された電極部１１１により、前腕２０２の皮膚に対して電気刺激を与えることで、受信部１０５が受信した出力情報を、指でなぞられ感触が得られるような疑似触覚（刺激）として身体に対して与える（非特許文献５参照）。
触覚出力部１０６は、受信した出力情報を構成する文字，文字列のパターンに対応した位置の電極部１１１により電気刺激を与えることで、文字，文字列パターンがなぞられたような疑似触覚を皮膚に対して与える。例えば、送信部１０４により送信された入力情報が、外部機器により処理され、この処理結果が出力情報として送信され、受信部１０５で受信され、触覚出力部１０６により身体に疑似触覚として与えられる。また、外部機器より送信された警報の情報が、受信部１０５で受信され、触覚出力部１０６により身体に疑似触覚として与えられる。
以上に説明したように、本発明によれば、軌跡検出部が、身体に装着された入力部でなぞられた軌跡を検出し、パターン判定部１０３が、検出した軌跡による入力パターンを判定し、触覚出力部が、受信された出力情報を皮膚がなぞられる疑似触覚として身体に対して出力するようにしたので、視覚鈍感状態に陥ることが抑制された状態で、より複雑な情報が入出力できるようになる。
本発明によれば、ユーザは、タッチパネルやキーボード等の従来型入力インタフェース
およびディスプレイやスピーカー等の出力インタフェースを用いることなく，ＩＴ機器の操作や出力状態を確認することができる。また，キーボードやタッチパネルを操作することが困難な場合であっても、入出力が可能となる。また、本発明による入出力装置は、衣服と一体化させることが可能であるため，周囲の人に気づかれることなく、入力操作など実行することを可能とする。
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
１０１…入力部、１０２…軌跡検出部、１０３…パターン判定部、１０４…送信部、１０５…受信部、１０６…触覚出力部。

Claims (6)

  1. 身体に装着された入力部でなぞられた軌跡を検出する軌跡検出部と、
    前記軌跡検出部が検出した軌跡による入力パターンを対応する文字のデータに関連付けて記憶されている文字の画像データとのマッチングにより判定するパターン判定部と、
    前記パターン判定部が判定した入力パターンを入力情報として送信する送信部と、
    出力情報を受信する受信部と、
    前記受信部が受信した出力情報を、皮膚がなぞられる疑似触覚として前記身体に対して与える触覚出力部と
    を備えることを特徴とする入出力装置。
  2. 請求項１記載の入出力装置において、
    前記触覚出力部は、電気刺激により皮膚がなぞられる疑似触覚を前記身体に対して与え
    ることを特徴とする入出力装置。
  3. 請求項１または２に記載の入出力装置において、
    前記軌跡検出部は、複数の電極部から構成されていることを特徴とする入出力装置。
  4. 請求項３記載の入出力装置において、
    前記触覚出力部は、前記複数の電極部により皮膚がなぞられる疑似触覚を前記身体に対して与えることを特徴とする入出力装置。
  5. 請求項３または４記載の入出力装置において、
    前記複数の電極部は、可撓性を有する導電性材料から構成されていることを特徴とする入出力装置。
  6. 請求項５記載の入出力装置において、
    前記複数の電極部は、導電性を有する布から構成されていることを特徴とする入出力装置
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