JPH0944297A

JPH0944297A - データ入力方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0944297A
Application number: JP18923395A
Authority: JP
Inventors: Riyouichirou Satou; 了一朗佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-25
Filing date: 1995-07-25
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】人間の自然な動きを用いてコンピュータシス
テムに情報を入力することが可能なデータ入力方法及び
その装置を提供する。【解決手段】眼鏡に内蔵された頭部動作検出部（ＨＭ
Ｄ）７により装置利用者の頭部の動きを検出する。例え
ば、情報処理装置（装置）によって表示された「はい」
或いは「いいえ」の応答を促すメッセージに対して、装
置利用者が“うなずく”動作をすれば、装置はこれをロ
ー軸回りの回転と捉えて「はい」の応答とみなす。これ
に対して、装置利用者が“かぶりを振る”動作をすれ
ば、装置はこれをピッチ軸回りの回転と捉えて「いい
え」の応答とみなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデータ入力方法及び
その装置に関し、特に、例えば、コンピュータシステム
における多肢選択方式によるデータ入力方法及びその装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンピュータシステムにおける多
肢選択によるデータ入力方法としては、例えば、表示装
置の画面上に“１”から昇順に番号がふられた（或い
は、“Ａ”からアルファベット順に記号がふられた）候
補を表示し、装置利用者が選択したい候補にふられた番
号或いは記号をキーボードから入力したり、或いは、表
示画面上に表示された複数のオブジェクトやアイコン
（選択候補の内容が示されたボタンなど）から所望のも
のをポインティングデバイスなどで選択指示するという
方法が知られていた。

【０００３】また、最近では人間の頭の動きを以下のよ
うな方法で検出することが試みられている。これは振動
ジャイロ等の角度センサを用いて人間の頭の３次元的な
動きを、ヨー（横）、ロー（傾き）、ピッチ（縦）の３
つの軸の回りの角度変化として捉えるという方法であ
る。

【０００４】次に、頭の動きを検出する原理について、
図４〜図５を参照して説明する。図４は振動ジャイロを
角度センサとして用いた角度変化検出部の構成を示すブ
ロック図である。ここでは説明を簡単にするために１軸
の回りの角度変化を捉えるための構成を示しているが、
実際の装置ではジャイロは３軸夫々の回りの角度変化を
捉えるために、図４のような構成が３系統必要となる。

【０００５】図４において、２００はジャイロに加わる
角度変化を模式的に描いたものである。その角度変化を
ジャイロセンサ（ＧＹＲＯ）２０１は検知し、その角速
度に比例した電圧がジャイロセンサ２０１から出力さ
れ、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０２に入力される。
ＨＰＦ２０２によって、ジャイロの出力電圧にある程度
重畳されているオフセット電圧成分を不要成分として除
去する。ＨＰＦ２０２の出力は、増幅回路（アンプ）２
０３に入力され、ジャイロセンサ２０１からの微小な出
力振幅を、あとに続く処理のために十分な振幅電圧とな
るよう適当な倍率で増幅する。このようにして得られた
角速度信号を角度情報に変換するために、アンプ２０３
からの出力信号は積分回路２０４に入力される。

【０００６】積分回路２０４の出力は初期化信号２０６
が入力された時にゼロとなり、その後、角速度変位に応
じて角度（或いは初期化信号入力時点からの角度変化）
を表す信号２０５を出力する。図５は、図４に示した構
成を実際のアナログ回路として示した回路図である。図
５において、２０８はアンプＡ２０１、抵抗Ｒ２０１、
Ｒ２０２で構成される反転増幅回路、２０９はアンプＡ
２０２、抵抗Ｒ２０３、コンデンサＣ２０１で構成され
る積分回路である。アンプＡ２０２の出力がアンプＡ２
０１の正（＋）入力に加えられ、アンプＡ２０１の出力
が抵抗Ｒ２０３に加えられる構成で、図４に示したＨＰ
Ｆ２０２とアンプ２０３の機能を果たす。

【０００７】また、２０４はアンプＡ２０３、抵抗Ｒ２
０４、抵抗Ｒ２０５、コンデンサＣ２０２、アナログス
イッチＳＷ２０１で構成される積分回路である。抵抗Ｒ
２０５は所定の時定数で出力電圧をゼロに戻す働きがあ
り、大きな変化が無いときにゆっくりと基準状態に戻る
ようにしたい時に大きな値の抵抗を用いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】さて、多肢選択による
データ入力方法の一例であるＹｅｓ（はい）／Ｎｏ（い
いえ）の選択を人間の動作として考察すると、例えば、
日本人の場合は「はい」なら“うなずき”、「いいえ」
なら“かぶりを振る”という動作が自然にする。従っ
て、コンピュータシステムと人間との間のマンマシンイ
ンタフェース、特に、データ入力方法にこのような人間
の動作を適用し、人間の自然の動作をそのままコンピュ
ータシステムへの入力データとして扱うことが究極のデ
ータ入力方法として望まれている。

【０００９】本発明は上記のような要請に鑑みてなされ
たもので、より人間の動作に近いインタフェースによっ
てデータをコンピュータシステムに入力することができ
るデータ入力方法とその装置を提供することを目的とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のデータ入力方法は、以下のような工程からな
る。即ち、人間の動きを検知する検知工程と、前記検知
工程において検知された人間の動きに基づいて、前記人
間の意図を判別する判別工程と、前記判別工程において
判別された前記人間の意図を入力データとみなして前記
入力データを入力する入力工程とを有することを特徴と
するデータ入力方法を備える。

【００１１】また他の発明によれば、人間の動きを検知
する検知手段と、前記検知手段によって検知された人間
の動きに基づいて、前記人間の意図を判別する判別手段
と、前記判別手段によって判別された前記人間の意図を
入力データとみなして前記入力データを入力する入力手
段とを有することを特徴とするデータ入力装置を備え
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以上の構成により本発明は、人間
の動きを検知して、その検知された人間の動きに基づい
て、人間の意図を判別し、その判別された人間の意図を
入力データとみなして、これを入力データとして入力す
るよう動作する。ここで、人間の動きを検知するため
に、例えば、ジャイロを用いて任意に設定された３次元
直交座標のそれぞれの軸の回りの回転角度から人間の頭
部の３次元的な動きを捕捉する。また、人間の動きを検
知するために、例えばカメラを用いることもできる。

【００１３】さらに、例えば、複数の指示候補を画面に
表示することによって、多肢選択方式により装置利用者
に指示入力を促す。この場合、その複数の指示候補に
は、人間に対して肯定の応答を促す第１の候補と、否定
の応答を促す第２の候補とが含まれている。以下添付図
面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に
説明する。

【００１４】図１は本発明の代表的な実施の形態である
情報処理装置の構成を示すブロック図である。図１にお
いて、１は装置全体を制御したり各種命令の解析、実
行、及び、演算などを行うＣＰＵ、２は後述するデータ
入力処理プログラムや常時必要なデータや命令を格納し
たり或いは一時的にデータ保存するメモリ（ＭＥＭ）、
３はデータや各種指示を入力するキーボード（ＫＢ）、
４は様々な文字やグラフィック・画像などを表示するデ
ィスプレイ（ＤＰ）、５は各種プログラムやデータを格
納する磁気ディスク、光磁気ディスク、フロッピィディ
スクなどの外部記憶装置（ＤＩＳＫ）、６は、様々な外
部周辺機器とデータや制御信号の送受信を行う外部イン
タフェース（ＥＸＴＩＦ）、７はＣＰＵ１からの指令に
基づき、人間の頭部の３次元的な動きを検知しその動き
に対応した情報を外部インタフェース７を経てＣＰＵ１
に通知する頭部動作検知部（ＨＭＤ）である。

【００１５】頭部動作検知部（ＨＭＤ）７は、情報処理
装置本体からすると、１つの外部周辺機器として動作
し、本体とは接続ケーブル、或いは、無線によって情報
の送受信を行なう。また、頭部動作検知部（ＨＭＤ）７
には図４〜図５で説明したような３系統分の回路が内蔵
されており、装置利用者の頭部の３次元的な動き、即
ち、ヨー、ロー、ピッチ軸回りの回転角度をＣＰＵ１に
対して出力する。一方、ＣＰＵ１は回転角度検出のため
の初期化信号を頭部動作検知部（ＨＭＤ）７に出力す
る。

【００１６】図２は、装置利用者が眼鏡に内蔵された頭
部動作検知部（ＨＭＤ）７を用いてノート型パソコンの
構成をとった情報処理装置の表示画面に表示されたメッ
セージに対して応答している様子を示す図である。図２
には、ＣＰＵ１によって実行されるアプリケーションプ
ログラムから発行された表示メッセージに対して「は
い」或いは「いいえ」の応答を行なおうとしている様子
が描かれている。従来技術によれば、このような場面で
はポインティングデバイスなどを用いて「はい」あるい
は「いいえ」のボタンを選択指示するか、或いは、キー
ボード（ＫＢ）３から「はい」なら“Ｙ”をキー入力
し、「いいえ」なら“Ｎ”をキー入力する。

【００１７】一方、この実施の形態では、頭部動作検知
部（ＨＭＤ）７を装着した装置利用者が“うなづく”或
いは“かぶりを振る”ことにより夫々、「はい」或いは
「いいえ」を装置に対して応答できる。これは、ＣＰＵ
１が頭部動作検知部（ＨＭＤ）７から出力される３軸夫
々の回転角度に基づいて、頭部がどのように動いたのか
を判別することによって、「はい」或いは「いいえ」の
区別を行なう。

【００１８】図２に示すように、頭部の動きを表すた
め、ここでは便宜上、利用者の視線方向をヨー軸に、ヨ
ー軸とこの紙面に垂直方向をロー軸に、また、ヨー軸に
垂直なこの紙面内の方向をピッチ軸とする。従って、装
置利用者が“うなづく”とロー軸まわりの角度変化が大
きくなり、“かぶりを振る”とピッチ軸回りの角度変化
が大きくなる。

【００１９】次に、上記構成の情報処理装置が実行する
データ入力処理について、図３に示すフローチャートを
参照して説明する。なお、この処理は、図１に示したメ
モリ（ＭＥＭ）２に格納されているデータ入力処理プロ
グラムを実行することにより行なわれる。まず、ステッ
プＳ１０１では、データ入力を促すメッセージをディス
プレイ（ＤＰ）４に表示する。次に、ステップＳ１０２
では、頭部動作検知部（ＨＭＤ）７に対して初期化信号
を出力し、頭部の動きを検出するための準備を行なう。
これにより、以降、頭部の動きがあればＣＰＵ１に対し
て頭部の動作情報（３軸各々の回りの角度変化）が通知
されるようになる。

【００２０】さらに、ステップＳ１０３では、データ入
力を意味する頭部の動きがあったかどうか、或いは、有
意な動き（単なる頭部の微妙な揺れは除く）があったか
どうかを調べる。この実施の形態では、図２で定義した
方向によりロー軸まわりの角度変化が所定の閾値より大
きいと装置利用者が“うなづく”動作をした、即ち、ス
テップＳ１０１で表示したメッセージに対して「はい」
の応答をしたと認める。これに対して、ピッチ軸回りの
角度変化が所定の閾値より大きいと装置利用者が“かぶ
りを振る”動作をした、即ち、ステップＳ１０１で表示
したメッセージに対して「いいえ」の応答をしたと認め
る。ここで、頭部に有意な動きが認められなければ処理
はステップＳ１０４に進み、キーボード（ＫＢ）３から
有効なキー入力（キー“Ｙ「はい」”或いは“Ｎ「いい
え」”の入力）があったかどうかを調べる。ここで、有
効なキー入力があれば、処理はステップＳ１０６に進
み、有効なキー入力が認められなければ処理はステップ
Ｓ１０３へ戻る。

【００２１】一方、ステップＳ１０３において、頭部に
有意な動きがあったと判断されれば処理はステップＳ１
０５に進み、その頭の動きが意味する指示をキーコード
に変換する。その後、処理はステップＳ１０６に移る。
ステップＳ１０６では、ＣＰＵ１は頭部動作検知部（Ｈ
ＭＤ）７の動作をディスエイブルさせるための制御信号
を送る。この指示により、以降、頭部の動きがあっても
ＣＰＵ１はその動きを関知しないようになる。そして、
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０４において得ら
れたキーコード或いはステップＳ１０５における変換処
理によって得られたキーコードに対する処理を行って、
一連のデータ入力処理を終了する。

【００２２】以上の処理によりこの実施形態では、頭部
の動きから“うなづく”動作と“かぶりを振る”動作と
を判別し、これを「はい」或いは「いいえ」のデータ入
力とみなして処理を行なうことができる。なお、この実
施形態では、“うなづく”動作と“かぶりを振る”動作
の２つで、Ｙｅｓ「はい」／Ｎｏ「いいえ」の選択を行
なうようにしたが、本発明はこれによって限定されるも
のではない。例えば、民族の習慣によりＹｅｓ「はい」
／Ｎｏ「いいえ」を示す頭の動きに違いがあるので、複
数のパターンを装置に登録するようにして世界の様々な
民族による使用に対応にするようにしても良い。

【００２３】また、うなずく（頭の上下動）回数をＣＰ
Ｕ１でカウントすることにより数値入力が可能なように
装置を構成しても良いし、或いは、首を傾げると表示画
面上にヘルプ画面を表示する等というように人間の動き
を読み取ってそれに対応したサービスを行なうようにし
ても良い。このようしてより良いユーザインタフェース
を提供できる。

【００２４】さらに、以上の実施形態では人間の頭の動
きをジャイロを用いて検出したが、本発明はこれによっ
て限定されるものではない。例えば、カメラなどの画像
入力装置で人間（装置利用者）を写し、その撮影された
画像の解析により人間の動きを判別するようにしても良
い。その場合、人間の頭部のみならず、人間全体を撮影
し、人間の手先の部分を細かく解析し、指の形からそれ
が表現する数字を判別し、数値の入力に使用するように
装置を構成することもできる。

【００２５】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても良いし、１つの機器から成る装置
に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装置に
プログラムを供給することによって達成される場合にも
適用できることはいうまでもない。この場合、本発明に
係わるプログラムを格納した記憶媒体が、本発明を構成
することになる。そして、該記憶媒体から、そのプログ
ラムをシステム或は装置に読み出すことによって、その
システム或は装置が、予め定められた仕方で動作する。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、人
間の動きを検知して、その検知された人間の動きに基づ
いて、人間の意図を判別し、その判別された人間の意図
を入力データとみなして、これを入力データとして入力
するので、人間の自然な動きを用いたデータ入力を行な
うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施の形態である情報処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】装置利用者が眼鏡に内蔵された頭部動作検知部
（ＨＭＤ）７を用いて情報処理装置の表示画面に表示さ
れたメッセージに対して応答している様子を示す図であ
る。

【図３】データ入力処理を示すフローチャートである。

【図４】振動ジャイロを角度センサとして用いた角度変
化検出部の構成を示すブロック図である。

【図５】図４に示した構成を実際のアナログ回路として
示した回路図である。

【符号の説明】

１ＣＰＵ２メモリ（ＭＥＭ）３キーボード（ＫＢ）４ディスプレイ（ＤＰ）５外部記憶装置（ＤＩＳＫ）６外部インタフェース（ＥＸＴＩＦ）７頭部動作検知部（ＨＭＤ）２００角度変化２０１ジャイロセンサ２０２ＨＰＦ２０３増幅回路２０４積分回路２０５出力信号２０６初期化信号２０８反転増幅回路２０９積分回路Ａ２０１〜Ａ２０３アンプＲ２０１〜Ｒ２０５抵抗Ｃ２０１〜Ｃ２０２コンデンサＳＷ２０１アナログスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人間の動きを検知する検知手段と、前記検知手段によって検知された人間の動きに基づい
て、前記人間の意図を判別する判別手段と、前記判別手段によって判別された前記人間の意図を入力
データとみなして前記入力データを入力する入力手段と
を有することを特徴とするデータ入力装置。
【請求項２】前記検知手段は、前記人間の頭部の３次
元的な動きを捕捉する捕捉手段を含み、前記頭部の３次元的な動きは、任意に設定された３次元
直交座標のそれぞれの軸の回りの回転角度から求められ
ることを特徴とする請求項１に記載のデータ入力装置。
【請求項３】前記捕捉手段は、前記３次元直交座標の
それぞれの軸の回りの回転を捉えるジャイロを含むこと
を特徴とする請求項２に記載のデータ入力装置。
【請求項４】前記検知手段は、前記人間の３次元的な
動きを捕捉するカメラを含むことを特徴とする請求項１
に記載のデータ入力装置。
【請求項５】多肢選択により指示入力を促す促進手段
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のデー
タ入力装置。
【請求項６】前記促進手段は、複数の指示候補を画面
に表示する表示手段を含むことを特徴とする請求項５に
記載のデータ入力装置。
【請求項７】前記複数の指示候補には、前記人間に対
して肯定の応答を促す第１の候補と、否定の応答を促す
第２の候補とを含むことを特徴とする請求項５に記載の
データ入力装置。
【請求項８】人間の動きを検知する検知工程と、前記検知工程において検知された人間の動きに基づい
て、前記人間の意図を判別する判別工程と、前記判別工程において判別された前記人間の意図を入力
データとみなして前記入力データを入力する入力工程と
を有することを特徴とするデータ入力方法。