JPH07244557A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷の重い画像認識や識別などの処理を簡素
化し、その処理時間を軽減し、検出性能を高めることに
よって、ユーザインタフェースの良い、インタラクティ
ブで、実用的な身体の動きそのものを入力とする、身体
の動作による入力を行なう入力装置を実現することがで
きる。 【構成】 ＬＥＤなどの発光素子からなる発光部１０１
と、発光部１０１を身体に固定する固定手段１０２と、
発光部１０１を制御する制御信号を有し発光部１０１を
制御する発光制御部１０３と、発光部１０１からの光を
受光する撮像装置などの受光部１０４と、受光部１０４
からの情報を通信するための通信手段を有し受光部１０
４からの情報を基に発光部１０１の位置を検出しホスト
となどの入力の対象となる機器との通信手段を有した位
置検出部１０５を設けることにより、動作そのものを入
力とする入力装置を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、身体の動きそのもの
を、計算機への入力や、機器の操作などに用いるための
入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、計算機への入力や、機器などの操
作には、よりよいユーザインタフェースが望まれてい
る。

【０００３】従来の入力装置として、キーボードやスイ
ッチなどが、その主なものであったが、これに対しユー
ザインタフェース向上の一手法として、身体の動きその
ものを入力とする試みがなされている。

【０００４】以下、従来の入力者の動作による入力装置
について、図を参照しながら説明する。図３は、従来例
の入力装置を示すブロック図である。図３において、身
体の動きを撮像する撮像装置３０１と、動きを検出する
検出部３０２を有し、検出部３０２には撮像装置３０１
からの情報を得るための通信手段が、また検出部３０２
から検出結果を入力の対象となる機器（図示せず）へ通
信するための通信手段が設けられている。

【０００５】以上のように構成された従来例の入力装置
について、以下その動作について説明する。ここでは、
入力者の手の動作によって、入力を行なうものとする。

【０００６】入力者が入力操作を行なう際、撮像装置に
より入力者の映像が取り込まれる、その取り込まれた映
像に対して、エッジ検出や動体検出などの画像処理を行
なうことによって、取り込んだ画像から入力者の識別を
行なう。

【０００７】これに続いて入力者の手の位置の検出や、
その動作の識別などを行ない、その結果を対象となる機
器に対して通信している。

【０００８】手の位置の検出において、検出部３０２内
部に蓄積されているデータベースの”手”のパターン情
報を基に、これとマッチするパターンを画像全体から抽
出し、入力者の手の位置を検出する。

【０００９】また、入力者の手の動作に関しては、検出
した位置に関する情報を蓄積し、これを時系列的に解析
することにより実現させている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成で身体の動きを検出することに関して、検出部
での処理が複雑であること、その処理に時間がかかって
しまうということ、検出性能が良くないという問題があ
る。

【００１１】上記の構成で手の位置を検出する場合、上
述したように大量のデータをデータベースから検索する
必要がある。これは、取り込まれた画像に対して網羅的
にマッチングをかける処理であり、そのマッチングパタ
ーンは対象とする物体の大きさ、向きなど、さまざまな
パラメータがあるため、このマッチングパターンの数も
多くなってしまう。

【００１２】この多くのマッチングパターンを、ただ一
つの対象物とマッチさせる処理が、高負荷であることは
いうまでもなく、処理時間が増大しインタラクティブな
入力装置としては機能しない。またこの位置検索処理を
高速に行なおうとする場合、その処理や、それに要する
装置は複雑化する一方である。

【００１３】しかしながら、このような複雑で、高負荷
処理を行なったとしても、その検出性能は飛躍的に向上
することは期待することはできない。

【００１４】また、入力者の背景などの影響ににより、
対象物の検出が困難なものとなっている。

【００１５】これを、解決するための方法の一つに、ク
ロマキーなどによる、物体を抽出する手法がある。

【００１６】この方法は、入力者の背景を限定すること
によって、背景からの影響を排除するものであるが、入
力者の背景を限定することは、その使用場所が限定され
てしまい、実用的な入力装置として使うことは難しい。

【００１７】これら上述したように、従来の構成で、身
体の動きを入力とする場合、その動作を検出する処理が
複雑で、処理時間がかかってしまい、検出性能が良くな
いという問題がある。

【００１８】また、これらを克服する手法もいくつかあ
るが、その手法も使用場所が限定されてしまうなど、実
用的ではない。すなわち、従来の構成では、ユーザイン
タフェースやインタラクティブ性が欠けるといった、問
題を有していた。

【００１９】本発明の入力装置は、上記従来の問題点を
解決するもので、検出性能が高く、またユーザインタフ
ェースの良い、インタラクティブで、位置検出性能の高
い、身体の動きそのものを入力とする入力装置を提供す
ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の入力装置は、発光する１個または、複数個の
発光部と、前記発光部を身体に固定するための固定手段
と、前記発光部を制御するための制御信号を備えた前記
発光部を制御する発光制御部と、前記発光部からの光を
受光する受光部と、前記受光部からの情報を通信する通
信信号を備え、これにより前記受光部からの情報を基に
前記発光部の位置を検出する位置検出部を備えた構成を
有している。

【００２１】

【作用】この構成によって、身体に固定された発光部か
らの発光を、受光部により受光し、位置検出部で検出す
る入力装置において、その受光した情報を基に、身体に
取り付けられた発光部の位置、すなわち身体の動作を検
出することができる。

【００２２】これにより、検出性能が高く、またユーザ
インタフェースの良い、インタラクティブで、位置検出
性能の高い、すなわち実用的な身体の動きそのものを入
力とする入力装置を提供することができる。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２４】図１において、１０１はＬＥＤなどの発光
素子からなる発光部、１０２は発光部１０１を身体に固
定する固定手段、１０３は発光部１０１を制御する制御
信号を有し発光部１０１を制御する発光制御部、１０４
は発光部１０１からの光を受光する撮像装置などの受光
部、１０５は受光部１０４からの情報を通信するための
通信手段を有し受光部１０４からの情報を基に発光部１
０１の位置を検出しホストとなどの入力の対象となる機
器との通信手段を有した位置検出部である。

【００２５】以上のように構成された入力装置につい
て、その動作を説明する。入力者は固定手段１０２によ
り固定された発光部１０１を手など身体の一部に取り付
け、入力操作を行なう。入力者が身体を動作させた場
合、その動作にともない動く発光部１０１が、受光部１
０４によって画像として取り込まれる。

【００２６】次に、受光部１０４によって画像として取
り込まれた情報は、位置検出部１０５に設けられた通信
手段を介して伝えられ、位置検出部１０５により発光部
の位置すなわち入力者の動作を検出する。

【００２７】ここで、位置検出部１０５で行なわれる処
理を次に示す。位置検出部１０５は、まず受光部１０４
で取り込んだ画像から発光部１０１の位置を検出する。
この位置検出部１０５では、従来の手法である画像認識
を行なうことなく、発光部１０１の検出を行なう。

【００２８】すなわち、取り込まれた画像に対して周囲
の画像（画素）と輝度や、色（画素値）が著しく異なる
ところを検出したりすることによって、発光部１０１を
検出することができる。

【００２９】位置検出部１０５は検出した発光部１０１
の位置により、その位置に対応する情報をホストとなる
機器に対して通信を行なう。

【００３０】また、手を右に振るなどの動作の入力に対
しては、過去に遡って発光部１０１の位置を蓄積するこ
とによって、実現することができる。

【００３１】本実施例による入力装置では、入力者に発
光部を取り付けることにより、従来の構成で行なわれて
いた物体の認識や識別などの高負荷処理を回避すること
ができる。

【００３２】本実施例の入力装置は、高負荷処理を避け
ることによって、対象物の位置検出を簡単に、しかも高
速に行なうことができる。これにより、インタラクティ
ブな、装置全体としてコストの低い入力者の動作そのも
のを入力とする入力装置を実現することができる。

【００３３】また、位置検出部によって発光部からの発
光を一意に検出することができ、これにより検出性能が
高くなるというのはいうまでもなく、入力そのものの識
別性能をも高めることができる。これらの点で、本実施
例の入力装置は、優れた効果を得ることができる。

【００３４】以上のように本実施例によれば、身体の位
置や動きそのものを入力とするときに、身体に固定され
た発光部からの光を発光し、その発光の位置を検出する
ことによって、身体の動きそのものを入力とする、実用
的な入力装置を実現することができる。

【００３５】なお、本実施例では身体に取り付ける発光
部を一つとしたが、複数の発光部を身体に取り付けるこ
とによって、細かな動作までを入力とすることができる
というのはいうまでもなく、さらに効果的な入力装置と
して機能できる。

【００３６】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００３７】図２は本発明の第２の実施例を示す入力装
置を示す。図２において、２０１、２０２及び２０３は
複数個の発光部２０７、２０８及び２０９を固定する固
定手段、２０４は複数個の発光部をそれぞれ制御するた
めの制御信号を有し複数個の発光部を制御する発光制御
部、２０５は複数個の発光部からの光を受光する撮像装
置などの受光部、２０６は受光部２０５からの情報を通
信するための通信手段を有し、受光部２０５からの情報
を基に複数個の発光部の位置を検出し、その結果を対象
となる機器へ伝えるための通信手段を有する位置検出部
で、以上は図１の構成と同様なものである。

【００３８】図１の構成と異なるのは発光色が変化する
複数の発光部２０７、発光部２０８、発光部２０９と、
発光制御部２０４および位置検出部２０６からの情報を
通信するための通信手段を持つ発光部とその取り付け位
置および発光色のとの対応表を（表１）のように格納す
ることのできる対応テーブル２１０を有した構成にした
点である。（表１）の内容は、対応テーブルに格納され
る。

【００３９】

【表１】

【００４０】以上のように構成された入力装置につい
て、その動作を説明する。入力者は固定手段２０１、２
０２及び２０３により固定された複数個のそれぞれ発光
色の異なる発光部２０７、２０８及び２０９を身体に取
り付ける。このとき身体に取り付た取り付け位置と発光
部の発光色との対応表を対応テーブル２１０に格納す
る。対応テーブルには、対応表を（表１）のような形式
で、発光部と取り付け位置の情報が格納される。

【００４１】ここで、入力操作が行なわれ位置検出部が
発光部２０７、２０８および２０９の位置を検出する過
程は、第一の実施例と同様であるが、それぞれの発光部
の位置を限定したり、またそれぞれの発光部の位置関係
の検出には、対応テーブル２１０を用いてこれを行な
う。

【００４２】すなわち、位置検出部２０６は、受光部２
０５の取り込んだ情報から、入力者に取り付けられた発
光部２０７、２０８および２０９の位置を検出し、位置
検出部２０６は発光部２０７、２０８及び２０９からの
発光を実施例１と同様な方法で検知し、発光部２０７、
２０８及び２０９の位置を検出する。

【００４３】このとき、対応テーブル２１０を表引きす
ることによって検出した複数の発光部の位置と、それぞ
れの発光部２０８から２０９を一意に対応付けることが
できる。これにより、それぞれの発光部の位置、すなわ
ち発光部が取り付けられた位置を特定することができ、
また位置関係も検出することができる。

【００４４】この対応テーブル２１０は、現在の発光部
２０７、２０８及び２０９における発光色との対応をと
るものである。また、発光部２０７、２０８及び２０９
が発光制御部２０４の制御により変化させた場合、すな
わち発光色を変化させた場合、対応テーブル２１０の発
光部の取り付け位置に対する発光色との対応表の内容
は、（表２）から（表３）のように更新される。ここで
は、発光部２の発光色が緑から黄に変化させたときの例
をしめす。

【００４５】

【表２】

【００４６】

【表３】

【００４７】第一の実施例でも述べたように、複数個の
発光部を設けることにより、入力者の細かな動作を入力
することができるとともに、本実施例の構成を設けるこ
とによって、取り込んだ画像からの複数個の発光部の検
出を行なうにあたり、それぞれの受光部を限定すること
によって、入力者の詳細な動作の識別をより簡単に行な
うことができる。

【００４８】また、複数個の発光部の発光色をそれぞれ
変化させることにより、発光部の、すなわち入力者の背
景からの影響を軽減することができ、さまざまな背景に
おいて検出性能を維持することができる。

【００４９】たとえば、発光色と発光部の取り付け位置
との対応テーブルを有しない構成で、それぞれの発光部
を限定する処理は、過去のデータを蓄積しこれを参照す
ることによって、それぞれの発光部が現在までに、どの
ように移動したかを解析することによって、限定しなけ
ればならない。この過去のデータの蓄積のためのメモリ
容量は、発光部の個数が多くなればそれだけ増えてしま
う。

【００５０】しかし、それぞれの発光部の発光色を異な
るものとし、それぞれの発光色と取り付けられた位置と
の対応表を設けることによって、それぞれの発光部を限
定することができ、その処理も表を引くという簡単な手
法で実現できる。

【００５１】したがって、本実施例であげた、複数個の
発光部を設ける場合に、その発光色を異なるものとし、
それぞれの発光部の発光色と、発光部の取り付け位置と
の対応をとる対応テーブルを設けることによって、入力
者の詳細な動作を検出し、これを入力とすることが、簡
単に行なうことができる。

【００５２】さらに、従来の入力者の動作を入力とする
装置の場合、その入力者の背景を限定することによって
実現している、いわゆるクロマキー処理がある。しか
し、入力者の背景を限定することは、その入力装置の使
用を汎用的でないものにしている。すなわち、入力者は
ある定まった背景の前でなければ、入力することができ
ないため、実用的な入力装置とはいえない。

【００５３】しかし、本実施例のように、発光色を制御
する発光色制御部を設けることによって、発光色制御部
が背景に存在する色スペクトルなどを解析し、背景に存
在しない色、もしくは背景にあったとしても、その存在
が非常に稀な色を選択し、これを発光部に伝え、その色
を発光部から発光させることにより、背景からの影響を
排除することができる。

【００５４】すなわち、発光部を一意に検出することが
できる。発光部を一意に検出し、限定することにより、
発光部の位置検出性能が向上することはいうまでもな
い。

【００５５】位置検出性能が向上することにより、その
入力操作のユーザイタフェースの向上にもつながる。す
なわち、本実施例の構成により、実用的で、ユーザイン
タフェースの良い入力装置を実現することができる。

【００５６】なお、それぞれの発光部を、それぞれの発
光部に固有の点滅方法、すなわち点滅周期を異なるもの
とし、点滅させた場合でも、上述と同様な効果を得るこ
とができる。

【００５７】この場合、発光制御部２０４では発光部か
ら発光する周波数を制御する発光制御を行なう。また、
対応テーブルには、発光部からの周波数と、発光部の取
り付け位置との対応が、格納されることになる。

【００５８】また、発光部を点滅させることによて、発
光部が非発光時には、発光部の消費電力を押える効果も
得ることができる。

【００５９】なお、それぞれの発光部の点滅の開始時刻
を固有のものとし、点滅させた場合でも、上述と同様な
効果を得ることができる。

【００６０】この場合、発光制御部では発光部から発光
する時刻を制御する発光制御を行なう。また、対応テー
ブルには、発光部の点滅開始した時刻と、発光部の取り
付け位置との対応が、格納されることになる。

【００６１】なお、固定装置を手袋とした場合には、発
光部を身体に取り付ける煩わしさを解消することができ
る。また、指を折り曲げることになどによって数字を入
力させることや、手話によるデータ入力も可能となる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように本発明の入力装置は、発光
する１個または複数個の発光部と、これを身体に固定す
るための固定手段と、発光部を制御するための制御信号
により発光部を制御する発光制御部と、発光部からの光
を受光する受光部と、受光部からの情報を通信する通信
信号により受光部からの情報を基に発光部の位置を検出
する位置検出部を備えた構成とすることによって、処理
的に負荷の重い画像認識や識別を用いることなく、身体
の動作による入力を実現することができる。

【００６３】すなわち、検出部での処理を簡単化し、そ
の処理時間を軽減し、検出性能を高めることによって、
ユーザインタフェースの良い、インタラクティブで、実
用的な身体の動きそのものを入力とする優れた入力装置
を実現することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における入力装置の構成
図

【図２】本発明の第２の実施例における入力装置の構成
図

【図３】従来例の入力装置の構成図

【符号の説明】

１０１ 発光部 １０２ 固定手段 １０３ 発光制御部 １０４ 受光部 １０５ 位置検出部 ２０１、２０２、２０３ 固定手段 ２０２ 固定手段 ２０３ 固定手段 ２０４ 発光制御部 ２０５ 受光部 ２０６ 位置検出部 ２０７ 発光部１ ２０８ 発光部２ ２０９ 発光部３ ２１０ 対応テーブル

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光する１個または複数の発光部と、前記
   発光部を身体などに固定するための固定手段と、前記発
   光部を制御するための制御信号を有しこれにより前記発
   光部を制御する発光制御部と、前記発光部からの発光を
   受光する受光部と、前記受光部との通信手段を有し前記
   受光部からの情報を基に前記発光部の位置を検出し検出
   結果を対象となる装置に伝える通信手段を有する位置検
   出部を備えたことを特徴とする入力装置。
2. 【請求項２】発光部と発光部の取り付け位置の対応関係
   表を格納する対応テーブルを有し、前記対応テーブルは
   請求項１記載の発光制御部から請求項１記載の発光部へ
   の制御内容情報を受け取る通信手段を有しまた請求項１
   記載の位置検出部から参照する通信手段を有することを
   特徴とする入力装置。
3. 【請求項３】それぞれの発光部の発光色が異なることを
   特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載の入
   力装置。
4. 【請求項４】それぞれの発光部が点滅することを特徴と
   する請求項１から３の何れかに記載の入力装置。
5. 【請求項５】複数の発光部の点滅し始める時刻が異なる
   ことを特徴とする請求項１から４の何れかにに記載の入
   力装置。
6. 【請求項６】複数の発光部の点滅の周期が異なることを
   特徴とする請求項１から４の何れかにに記載の入力装
   置。
7. 【請求項７】固定手段を手袋とすることを特徴とした、
   請求項１から６の何れかにに記載の入力装置。
8. 【請求項８】受光部を撮像装置とすることを特徴とし
   た、請求項１から７の何れかにに記載の入力装置。