JPH0854981A - 電子装置用感圧式入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンピュータなどの電子装置への情報の入力を
簡単に行なうことのできる入力装置を提供する。 【構成】本発明の一実施例によれば、親指などの指の周
りに装着可能な感圧式入力装置が提供される。入力装置
は、キャップ、および、感圧抵抗のような圧力センサを
備えたシースで構成される。入力装置は電子装置と電子
装置インタフェースを介して通信する。圧力センサがキ
ャプ上の圧力を検出すると、ディスプレイに表示された
情報が変更される。キャップの２つの次元（Ｘおよび
Ｙ）での圧力が圧力センサによって検知される。通常、
ディスプレイ上で変更される情報とは、ディスプレイ上
のカーソルの位置変更であるが、装置への書込みも可能
である。カーソルはキャップで検知された圧力の方向と
大きさに対応して位置変更される。ディスプレイ上のカ
ーソル位置に対応する動作を実行するため、シース上に
備えたスイッチを使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子回路の分野に関す
る。本発明は特に、人の指に嵌め込むことができる感圧
式入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】初期のパーソナル・コンピュータは決し
て装飾的なものではなかった。これらのコンピュータは
文字や数字のようなテキスト・データを規則的な行と列
で表示するものであった。ユーザーはキーボードと呼ば
れるユーザー・インタフェース装置を用いてこれらのテ
キスト・データを極めて容易に処理することができた。
それよりも後のパーソナル・コンピュータはいわゆる
“グラフィック・ユーザー・インタフェース”すなわち
“ＧＵＩ”と呼ばれる支援方式を開始した。これらのコ
ンピュータによって、テキスト・データおよび画像の双
方または一方を含む重複した表示域のような複雑なグラ
フィック情報をユーザーに表示することが可能になっ
た。この“グラフィック・ユーザー・インタフェース”
をキーボードを用いて処理することは理論上は可能であ
ったものの、ほとんどのユーザーがこの操作を極めて煩
わしいと感じ、今日、一般にマウスとして知られている
新規の入力装置を購入した。

【０００３】キーボードとは異なり、マウスによってカ
ーソルをディスプレイ上のある位置からディスプレイ上
の別の位置へと移動することが比較的容易になった。ユ
ーザーは手のひらをマウスの上に載せ、親指と“小指”
の大部分でマスウの側面を掴み、多くの場合は処理工程
中に腕全体を動かすことによってマウスをマウス・パッ
ドを横切って移動させた。マウスを使用すればキーボー
ドよりもかなり容易にグラフィック・ユーザー・インタ
フェースを処理することができたが、ユーザーの多くは
マウスも面倒で煩わしいと感じた。グラフィック・ユー
ザー・インタフェースは、ますます複雑な操作が必要と
される、粒度の増大する画像を含んでいるので、マウス
はキーボードと同様にますます使い難くなっていった。

【０００４】米国特許明細書第４，９５４，８１７号
は、人体の筋肉機能は通常、頭脳を反映しているが、あ
る筋肉は他の筋肉よりも“頭脳”を反映している度合い
が高いことを指摘している。親指の筋肉は、人の手の別
の部位を含む人体の別のほとんどの部位よりも頭脳を反
映している度合いが極めて高い。事実、親指を他の指と
向き合わせることができることが、人類を動物界で他の
動物と区別する存在にしていることはよく知られている
とおりである。親指は、特に人指し指と合わせて使え
ば、極めて繊細なモータの制御も可能である。

【０００５】米国特許第４，９５４，８１７号は人指し
指の回りに嵌め込んだＸとＹ方向を有する指パレットを
開示することによって、上記の決定的な人間の属性の利
点を活用した。親指に嵌め込んだ触針が特定のＸ−Ｙ座
標で指パレットと接触する。この座標はコンピュータ・
ディスプレイに伝送され、ディスプレイ上のカーソル位
置がこの座標に対応して変化する。この装置は従来のマ
ウスよりも進歩しているようにみえるが、問題点がない
訳ではない。パレットは嵩張り、製造コストが高い。親
指には触針の尖端を有する別個のリングを嵌めなければ
ならない。パレットが嵩張るので、人指し指の指先と第
２指関節との間に嵌め込む必要があり、そのため、親指
は人指し指の比較的面倒な部位と接触しなければならな
いので、理想的な条件でのモータ制御が可能であるとは
言えない。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、コンピュータなどの電子装置
への情報の入力を簡単に行なうことのできる入力装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【発明の概要】感圧式入力装置は親指のような人の指に
嵌め込むことができる。この入力装置は、好ましくは一
端が指サック状に閉じたシースを有している。入力装置
は電子装置インタフェースを介して、ディスプレイを有
するコンピュータのような電子装置と通信する。圧力セ
ンサがキャップに加わった圧力を検知すると、ディスプ
レイに表示される情報が変更される。キャップの２つの
次元（ＸおよびＹ）での圧力が圧力センサによって検知
される。最も一般的には、ディスプレイ上で変更される
情報とは、ディスプレイ上のカーソルの位置変更である
が、装置への書込みも可能である。カーソルはキャップ
で検知された圧力の方向と大きさに対応して位置変更さ
れる。ディスプレイ上のカーソル位置に対応する動作を
実行するため、シース上に備えたスイッチを使用でき
る。

【０００８】

【実施例】図１は人に取付けた本発明の入力装置１０の
実施例を示している。入力装置１０はシース１１と、キ
ャップ１５と、ケーブル１６と、電子装置インタフェー
ス７０とを含んでいる。シース１１は指の周りに嵌め込
むことができる。シース１１は、図１に示すように、好
ましくはユーザーの親指１００の指先に取付けた指サッ
ク状に一端が閉じていることが好ましいが、かならずし
もそうでなくてもよい。ケーブル１６はキャップ１５を
電子装置インタフェース７０と接続する。電子装置イン
タフェース７０は腕時計と同様にユーザーの手首１１０
に取付けることが好ましい。実際には、回路装置インタ
フェース７０は腕時計の一部であってもよい。

【０００９】図２Ａは本発明の実施例の入力装置１０の
シース１１の側面図である。キャップ１５はキャップ上
部１５ａとキャップ下部１５ｂとを含んでいる。ケーブ
ル１６はキャップ下部１５ｂと、スイッチ１２および１
３とに接続されている。

【００１０】図２Ｂは本発明の別の実施例の、入力装置
１０のシース１１の側面図である。図２Ａと同様に、キ
ャップ１５はキャップ上部１５ａとキャップ下部１５ｂ
とを含み、シース１１はスイッチ１２と１３とを含んで
いる。しかし、図２Ａとは異なり、シース１１は赤外線
ポート１４をも含んでいる。赤外線ポート１４はキャッ
プ下部１５ｂとスイッチ１２および１３との間に接続さ
れ、後により詳細に説明するように、別の赤外線ポート
を備えた電子装置に無線情報を伝送する。

【００１１】図３は、本発明の好ましい別の実施例の入
力装置のシース１１の平面図を示している。圧力センサ
はキャップ下部１５ｂ内に収容され、キャップで隠れて
いるので、圧力センサ５１−５４の相対位置は図３では
点線で示してある。圧力センサ５１−５４は圧力センサ
５０の一部分であって、その動作は後で詳しく説明す
る。各々が隣接するセンサに対して垂直向きの４個のセ
ンサを図示しているが、センサの個数を増減できること
は当業者には明白であろう。実施例では、圧力センサ５
１−５４は例えばインターリンク・エレクトロニクス製
の感圧抵抗であるが、歪みゲージのように圧力を電子信
号に変換し得るその他の部品を使用することもできよ
う。本明細書の以下の部分をとおして“力”と“圧力”
という用語は互換的に用いられる。

【００１２】図４Ａは本発明の実施例の入力装置１０が
ワイヤレス・データリンク７５を介して電子装置８０を
制御する態様を示している。ユーザーは人指し指１０１
でキャップ１５に圧力を印加する。この圧力は圧力セン
サ５０によって検知され、電子装置インタフェース７０
内の赤外線ポート１４を経てワイヤレス・リンク７５を
介して赤外線ポート８１に伝達される。図３に示した力
９０のような圧力がキャップ上部１５ａに印加される
と、電子装置８０のディスプレイ８３に表示される情報
は変更される。キャップ上部１５ａに加わるＸおよびＹ
方向の圧力は圧力センサ５１−５４によって検知され
る。図４Ａに示すように、ディスプレイ上で変更される
情報とは、ディスプレイ８３上のカーソル８９の位置が
８９’の位置に変化することである。カーソル８９は、
キャップ上部１５ａのＸおよびＹ方向で検知された圧力
に対応して位置変更される。図４に示した例では、ユー
ザーはキャップ上部１５ａに力を加えてカーソル８９を
８９’の位置に動かしたので、ユーザーは視点を表示域
８４から８５に移動できる。次にスイッチ１２（シース
１１の下側にあり、この図面では親指によって隠れてい
る。）を、好ましくは中指１０２で操作することによっ
て、マウス・ボタンを“クリック”または“ダブル・ク
リック”するのと同様な動作を実行できる。図４Ａに示
した例では、スイッチ１２を急速に２度操作すると、表
示域８５が使用中の表示域として選択される。反対側の
手の、一つまたは複数の指で操作するためにスイッチ１
２，１３を電子装置インタフェース７０内に配設しても
よく、これも本発明の趣旨と範囲に含まれることが当業
者には明らかであろう。

【００１３】図４Ｂは、有線データリンクを介して電子
装置を制御するための本発明の入力装置の別の実施例の
操作方式を示している。図４Ｂでは、電子装置インタフ
ェース７０はユーザーの手首に取り付けた時計状の装置
内には収容されていない。好ましい実施例のワイヤレス
・データリンク７５の代わりにケーブル１９が使用され
ている。ケーブル１９はキャップ１５を直接電子装置８
０に接続する。この実施例は、入力装置１０のコストを
最小限に抑える必要があるようなある種の用途に好適で
あろう。図４Ａの指サック状のシースとは異なり、図４
Ｂのシース１１はリング状、またはバンド状であること
に留意されたい。シース１１の構造は多様な異なる構造
でよく、それらも本発明の趣旨と範囲に含まれることが
当業者には明らかであろう。

【００１４】図４Ｃはシース１１内に収容されたワイヤ
レス・データリンクを介して電子装置を制御するための
本発明の入力装置の別の実施例の操作方式を示してい
る。図４Ｃでは、赤外線ポート１４と電子装置インタフ
ェース７０は入力装置１０の一部ではなく、シース１１
内に収容されている。この実施例は、電子装置インタフ
ェース７０と赤外線ポート１４とをシース１１内に配置
する付加的なコストを許容し得るある種の用例には好適
であろう。

【００１５】図５Ａは図４Ａに示した本発明の好ましい
実施例と、図４Ｃに示した別の実施例の入力装置１０と
電子装置８０との構成図である。バッテリ７２（双方の
実施例とも電子装置インタフェースの一部である。）が
圧力センサ５０に接続されている。前述したように、圧
力センサ５０は感圧抵抗５１−５４を含んでいる。圧力
センサ５０は更に、固定プルアップ抵抗５５−５８を含
んでいる。プルアップ抵抗５５−５８は感圧抵抗５１−
５４を有する分圧回路を形成している。入力線６１−６
４から電子装置インタフェース７０に送られる信号は感
圧抵抗５１−５４に印加された力に比例する。感圧抵抗
５１−５４が図３の向きに配向されている場合、入力線
６４上の信号は＋Ｙ方向０°でキャップ１５に加えられ
た力に比例する。同様にして、入力線６１上の信号は＋
Ｘ方向９０°で加えられた力に比例し、入力線６２上の
信号は−Ｙ方向１８０°で加えられた力に比例し、入力
線６３上の信号は−Ｘ方向２７０°で加えられた力に比
例する。例えば、図４Ａに示した力によって、入力線６
３上に力９０の−Ｘ方向の分力を示す信号が発生し、入
力線６４上に力９０のＹ方向分力を示す信号が発生す
る。好ましい実施例では２対の感圧抵抗（一対の“Ｘ”
方向抵抗５１および５３と、一対の“Ｙ”方向抵抗５２
および５４）を使用しているが、抵抗５１および５２に
所定量の力が予荷重され、従って抵抗への“負圧”（例
えば図３の力９０により抵抗５１および５２にかかる
力）を測定できれば、抵抗５３および５４は必要ないこ
とが当業者には理解されよう。好ましい実施例では、キ
ャップ１５に加わる力の方向を、正圧を測定する感圧抵
抗から発生される信号によって独自に判定し得るので、
正圧を測定する“一対の”任意の感圧抵抗から発生され
る信号は（仮に存在しても）単に無視されるに過ぎな
い。

【００１６】入力線６１−６４上の信号の組合わせによ
って、電子装置インタフェース７０は、キャップ１５に
加わるＸ−Ｙ方向の力の方向並びに、印加された力の量
とを独自に判定することができる。電子装置インタフェ
ース７０は、Ｘ−Ｙローラ、またはこれに類似する装置
から位置データを受ける、マウスやトラックボールのよ
うな従来の入力装置にみられるドライバ回路と多くの側
面で同類であることが、当業者には明らかであろう。上
記の位置データは電子装置インタフェース７０によっ
て、ヒューレット・パッカード社のパームトップ、超小
型ＰＣで使用されている、直列赤外線（ＳＩＲ）プロト
コルのようなプロセッサ８５が理解し得る特定のプロト
コルを利用して、ワイヤレス・データリンク７５を経て
（ＩＲポート７１および８１を介して）電子装置８０へ
と伝送される。ワイヤレス・データリンク７５を経て送
られた信号に応答して、プロセッサ８５は、カーソル８
９の位置が位置８９’に変わることに関連して図４Ａの
説明で述べたように、ディスプレイ８３に表示される情
報を変更させる。

【００１７】スイッチ１２および１３は従来のマウス上
のボタンと同様に動作する。図４Ａに関連して前述した
例では、スイッチ１２を中指１０２で２度迅速に下に押
すと、表示域８５が能動表示域として選択される。

【００１８】図５Ｂは図４Ｂに関連して前述した本発明
の別の実施例の入力装置と電子装置との構成図を示して
いる。電子装置インタフェース７０と、図５Ａの入力装
置１０の一部が図５Ｂでは電子装置８０内に収容されて
いることが図示されている。好ましい実施例のワイヤレ
ス・データリンク７５の代わりにケーブル１９が使用さ
れている。ケーブル１９は線６８を経て電源８２からの
電力を入力装置１０に供給する。Ｘ，Ｙ方向での位置情
報と、スイッチ１２および１３からのスイッチ情報がケ
ーブル１９を介して線６１−６６を経て電子装置インタ
フェース７０に送られる。

【００１９】図６はワイヤレス・データリンク７５を介
して別の“ペンを使用した”電子装置１８０を制御する
ための本発明の入力装置１０の動作を示している。電子
装置１８０はある側面では電子装置８０と同様である
が、入力装置としてのキーボードがなく、通常はサイズ
がより小さい。実際に、電子装置１８０は人の手に収ま
り、または腕時計程度に小型であることも可能である。
電子装置１８０はアップル・ニュートン社のペンを使用
したＰＤＡのように装置への“書込み”を行う一般的な
パーソナル・ディジタル支援機能を実行し得るが、ペン
又は触針は使用しない。その代わりに、ユーザーは入力
装置１０のキャップ１５に圧力を加えて、手紙等を書く
場合に用紙に沿って鉛筆を動かす場合とほとんど同様に
カーソルを動かすことによって、書込みを行う。カーソ
ル１８９はユーザーに位置のフィードバックを与えるの
に有用であるが、ユーザーに表示される必要はない。上
下のスクロールを行い、メニューから項目を選択する等
によって、スイッチ１２および１３を装置１８０を制御
するために利用できる。図６に示した装置１０は、装置
によって支援される極めて精密なモータ制御が可能であ
ることにより、書込みを含む用途に最適であることが当
業者には明らかであろう。

【００２０】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施例毎に列挙する。 [例１]情報がディスプレイ（８３）上に表示される電子
装置（８０）用の入力装置であって、人の指に嵌め込む
ことができ、更に、キャップ（１５）と、前記キャップ
への圧力を検知する圧力センサ（５１−５４）とを備え
たシース（１１）と、前記圧力センサと作動的に結合さ
れ、前記圧力センサが前記キャップへの圧力を検知する
とそれに応動して表示された情報を変更させる信号を送
る電子装置インタフェース（７０）とを備えたことを特
徴とする入力装置。 [例２]前記シースを人の指先に嵌め込み可能であるとと
もに、前記キャップで検知された圧力を、人指し指の指
先が親指の先と接触することによって伝達するように構
成したことを特徴とする入力装置。 [例３]前記シース内に収容した複数個のスイッチ（１
２，１３）を更に備えたことを特徴とする例１に記載の
入力装置。 [例４]前記キャップのＸ方向とＹ方向の双方で圧力を検
出するように前記キャップ上に配向した複数個の感圧抵
抗を更に備えたことを特徴とする例１に記載の圧力セン
サ。 [例５]前記電子装置インタフェースを前記シースに接続
し、かつ人の手首に取付け可能であることを特徴とする
例１に記載の入力装置。 [例６]前記電子装置インタフェースを前記シース内に収
容したことを特徴とする例１に記載の入力装置。 [例８]前記複数個のスイッチの一つの起動に応動して、
前記ディスプレイ上に表示された情報に関して動作が実
行され、この動作は前記ディスプレイ上のカーソルの位
置に対応することを特徴とする例６に記載の入力装置。 [例９]前記キャップのＸ方向とＹ方向の双方で圧力を検
出するように前記キャップ上に配向した複数個の感圧抵
抗を更に備えたことを特徴とする例４に記載の圧力セン
サ。 [例１０]前記電子装置インタフェースを前記シースに接
続し、かつ人の手首に取付け可能であることを特徴とす
る例１に記載の入力装置。 [例１１]前記電子装置インタフェースを前記シース内に
収容したことを特徴とする例１に記載の入力装置。 [例１２]前記電子装置インタフェースを前記シースに接
続し、かつ前記電子装置内に収容したことを特徴とする
例１に記載の電子装置。 [例１３]前記電子装置が更に、赤外線ポート（７１）を
備え、前記信号が前記赤外線ポートを経て前記電子装置
に送られることを特徴とする例１０に記載の入力装置。 [例１４]前記電子装置が更に、赤外線ポート（７１）を
備え、前記信号が前記赤外線ポートを経て前記電子装置
に送られることを特徴とする例１１に記載の入力装置。 [例１５]人の指に嵌め込むことができ、キャップ（１
５）と圧力センサ（５１−５４）とを有するシース（１
１）を有し、前記電子装置に作動的に接続された入力装
置（１０）を介して電子装置（８０）のディスプレイ
（８３）上に表示される情報を変更する方法であって、
前記圧力センサが前記キャップへの圧力を検知する段階
と、前記キャップで検出された前記圧力に応答して、前
記電子装置が前記ディスプレイ上に表示される情報を変
更する段階、とからなることを特徴とする方法。 [例１６]前記検出段階が、前記キャップのＸ方向とＹ方
向の圧力を検出することを特徴とする例１５に記載の方
法。 [例１７]前記変更段階が、前記キャップのＸ方向とＹ方
向の双方で検知された前記圧力に対応して前記ディスプ
レイ上のカーソルの位置が変更される段階であることを
特徴とする例１６に記載の方法。 [例１８]前記変更段階が、前記キャップのＸ方向とＹ方
向の双方で検知された前記圧力に対応して前記ディスプ
レイに書込む段階であることを特徴とする例１７に記載
の方法。 [例１９]前記シースが更に複数個のスイッチを備え、前
記複数個のスイッチの一つの起動を検知する段階と、前
記ディスプレイ上に表示された情報に関して動作を実行
する段階であって、該動作が前記ディスプレイ上の前記
カーソルの位置に対応する動作である段階と、を備えて
なることを特徴とする例１７に記載の方法。 [例２０]前記キャップで検知された圧力に対応する信号
を前記入力装置から前記電子装置へと、すなわち前記入
力装置の赤外線ポート（７１）から前記電子装置の赤外
線ポート（８１）へと伝送する段階を更に含んだことを
特徴とする例１５に記載の方法。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより、コンピュータなどの電子装置への情報入力を
簡単に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】身体に取付けた本発明の入力装置の好ましい実
施例を示した図である。

【図２Ａ】本発明の入力装置の好ましい実施例のシース
の側面図である。

【図２Ｂ】本発明の入力装置の別の実施例のシースの側
面図である。

【図３】本発明の入力装置の好ましい実施例と、別の実
施例のシースの平面図である。

【図４Ａ】ワイヤレス・データリンクを介して電子装置
を制御するための、本発明の入力装置の好ましい実施例
の動作を示す図である。

【図４Ｂ】ワイヤレス・データリンクを介して電子装置
を制御するための、本発明の入力装置の別の実施例の動
作を示す図である。

【図４Ｃ】シースに含まれるワイヤレス・データリンク
を介して電子装置を制御するための、本発明の入力装置
の別の実施例の動作を示す図である。

【図５Ａ】本発明の入力装置と、電子装置の好ましい実
施例の構成図である。

【図５Ｂ】本発明の入力装置と、電子装置の別の実施例
の構成図である。

【図６】ワイヤレス・データリンクを介して別の“ペン
を使用した”電子装置を制御するための本発明の入力装
置の実施例の動作を示す図である。

【符号の説明】

１１：シース １５：キャップ １６：ケーブル ７０：電子装置インタフェース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャップと、該キャップ上の圧力を検知す
   る圧力センサとを有し、指に嵌め込み可能なシース手段
   と、 前記圧力センサに結合され、該圧力センサからの信号に
   応答して電子装置のディスプレイに表示されている情報
   を変更する電子装置インタフェースと、 を備えて成る電子装置用入力装置。