(57)【要約】【課題】指の初期位置が異なる場合であっても、所望の入力コードを正確に出力することができる入力装置を提供することにある。【解決手段】指の空間的な動作に対応する入力コードを出力する入力装置は、利用者の指又は手の装着部に装着され、前記指の空間的な動作に伴って変化する動作信号を検出する検出手段と、前記指が初期位置にあることを入力するために用いられる初期位置入力手段と、前記検出された動作信号と、前記入力された初期位置とに基づき、前記入力された初期位置からの前記動作信号に対応する前記入力コードを出力するコード出力手段と、を備える。【選択図】図９
2010238208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指の空間的な動作に対応する入力コードを出力する入力装置において、
利用者の指又は手の装着部に装着され、前記指の空間的な動作に伴って変化する動作信号を検出する検出手段と、
前記指が初期位置にあることを入力するために用いられる初期位置入力手段と、
前記検出された動作信号と、前記入力された初期位置とに基づき、前記入力された初期位置からの前記動作信号に対応する前記入力コードを出力するコード出力手段と、を備えることを特徴とする入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力装置において、
前記初期位置入力手段は、右手用の初期位置入力スイッチと、及び左手用の初期位置入力スイッチとから構成され、
前記右手用の初期位置入力スイッチは、左手で押下できる位置に配置され、前記左手用の初期位置入力スイッチは、右手で押下できる位置に配置されていることを特徴とする入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の入力装置において、
一方の手の指を初期位置に置いた状態で、他方の手について予め設定された初期位置を表す手の動作を実行することにより、前記初期位置入力手段は、前記一方の手についての前記指が初期位置にあることを入力することを特徴とする入力装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の入力装置において、
前記指の基準初期位置からの前記動作信号を、当該指の動作信号のパターンを示すパターン情報として記憶する記憶手段と、
前記コード出力手段は、前記初期位置入力手段により入力された前記初期位置と、前記検出手段により検出された前記動作信号と、前記記憶手段に記憶されているパターン情報とに基づいて前記検出された動作信号に対応する前記入力コードを出力することを特徴とする入力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の入力装置において、
前記コード出力手段は、前記基準初期位置と前記初期位置との差に基づいて前記検出手段により検出された前記動作信号を補正し、当該補正後の動作信号と前記記憶されているパターン情報に対応する前記動作信号とを比較して前記入力コードを出力することを特徴とする入力装置。
【請求項６】
請求項４に記載の入力装置において、
前記コード出力手段は、前記基準初期位置と前記初期位置との差に基づいて前記記憶されているパターン情報を補正し、当該補正後のパターン情報に対応する動作信号と前記検出手段により検出された前記動作信号とを比較して前記入力コードを出力することを特徴とする入力装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の入力装置において、
前記検出手段は、当該検出手段が装着されている前記装着部について予め設定されているＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸各々について前記指の前記動作により前記装着部に発生する加速度を検出して前記動作信号を検出することを特徴とする入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置の技術分野に属し、より詳細には、指の空間的な動作に伴って変化する動作信号を検出し、当該検出された動作信号に対応する入力コードを出力する入力装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ装置等において、アルファベット等の文字を入力する際の入力装置として、各文字に対応し指により操作されるキーが配列されたキーボードが使用されている。このキーボードは、その配置のためのスペースが必要であり、省スペースの観点からキーボードの小型化が望まれている。しかし、キーボードのキーが指により操作される点を考慮すると、操作性の観点から、キーボードの小型化には限界がある。
【０００３】
そこで、現在、入力装置として、キーボードの配置のためのスペースが不要である仮想キーボード装置が提案されている。この種のキーボード装置では、指にセンサを装着し、当該センサにより指の空間的な動作を検出し、当該検出した動作を示す動作信号に対応する入力コードが出力される。このような仮想キーボード装置に関する従来技術は、例えば、下記特許文献１乃至３に記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載された仮想キーボード装置においては、指に指輪型センサを装着し、机等の支持物体を指先で叩いたときの衝撃等を当該センサで検出する。このセンサからの検出信号に基づき、指により入力されるべき文字あるいは動作を認識する。
【０００５】
特許文献２に記載された、手の機能が制限された人用のデータ入力デバイスにおいては、指の動きを検出する曲げセンサを有する手袋を手に装着し、指の動きに応じた曲げセンサからの検出信号に基づいて、キーボードのキー入力として指の動きを認識する。
【０００６】
特許文献３に記載された仮想キーボード装置においては、手に装着されるグローブ装置は、操作者の各指の関節の曲がり具合を埋め込まれた光ファイバの光量を用いて間接的に検出し、更に、机の上に配置される検出装置は、磁界の変化を検知して左右いずれの手が動いたかを検知する。そして、グローブ装置及び検出装置からの検出信号に基づき、仮想キーのいずれが指で操作されたかを判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１２１２９４号公報
【特許文献２】特願２００４−５２８６６０号（特表２００６−５０３３５０号公報）
【特許文献３】特開平５−２８９７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１乃至特許文献３に記載された仮想キーボード装置において、操作者により指の初期位置が異なることがあり、また、同じ操作者であっても、操作毎に指の初期位置が異なることがある。このように指の初期位置が異なった状態で、仮想キーボード装置のキー入力操作を行うと、正確なキー入力操作を行うことができないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点等に鑑みて為されたものであり、その目的の一例は、指の初期位置が変わる場合であっても、所望の入力コードを正確に出力することができる入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、指の空間的な動作に対応する入力コードを出力する入力装置において、利用者の指又は手の装着部に装着され、前記指の空間的な動作に伴って変化する動作信号を検出する検出手段と、前記指が初期位置にあることを入力するために用いられる初期位置入力手段と、前記検出された動作信号と、前記入力された初期位置とに基づき、前記入力された初期位置からの前記動作信号に対応する前記入力コードを出力するコード出力手段と、を備えることを特徴とする入力装置である。
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の入力装置において、前記初期位置入力手段は、右手用の初期位置入力スイッチと、及び左手用の初期位置入力スイッチとから構成され、前記右手用の初期位置入力スイッチは、左手で押下できる位置に配置され、前記左手用の初期位置入力スイッチは、右手で押下できる位置に配置されていることを特徴とする入力装置である。
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の入力装置において、一方の手の指を初期位置に置いた状態で、他方の手について予め設定された初期位置を表す手の動作を実行することにより、前記初期位置入力手段は、前記一方の手についての前記指が初期位置にあることを入力することを特徴とする入力装置である。
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の入力装置において、前記指の基準初期位置からの前記動作信号を、当該指の動作信号のパターンを示すパターン情報として記憶する記憶手段と、前記コード出力手段は、前記初期位置入力手段により入力された前記初期位置と、前記検出手段により検出された前記動作信号と、前記記憶手段に記憶されているパターン情報とに基づいて、前記検出された動作信号に対応する前記入力コードを出力することを特徴とする入力装置である。
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の入力装置において、前記コード出力手段は、前記基準初期位置と前記初期位置との差に基づいて前記検出手段により検出された前記動作信号を補正し、当該補正後の動作信号と前記記憶されているパターン情報に対応する前記動作信号とを比較して前記入力コードを出力することを特徴とする入力装置である。
【００１５】
上記の課題を解決するために、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の入力装置において、前記コード出力手段は、前記基準初期位置と前記初期位置との差に基づいて前記記憶されているパターン情報を補正し、当該補正後のパターン情報に対応する動作信号と前記検出手段により検出された前記動作信号とを比較して前記入力コードを出力することを特徴とする入力装置である。
【００１６】
上記の課題を解決するために、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の入力装置において、前記検出手段は、当該検出手段が装着されている前記装着部について予め設定されているＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸各々について前記指の前記動作により前記装着部に発生する加速度を検出して前記動作信号を検出することを特徴とする入力装置である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、指が初期位置にあることが入力されたとき、当該入力された初期位置と検出された動作信号とに基づいて、入力された初期位置からの動作信号に対応する入力コードを出力するので、指の初期位置が異なる場合であっても、所望の入力コードを正確に出力することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加えて、前記右手用の初期位置入力スイッチは、左手で押下できる位置に配置され、前記左手用の初期位置入力スイッチは、右手で押下できる位置に配置されているので、右手用の初期位置入力スイッチ及び左手用の初期位置入力スイッチにより、初期位置の入力を容易に行うことができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加えて、一方の手の指を初期位置に置いた状態で、他方の手について予め設定された初期位置を表す手の動作を実行することにより、前記初期位置入力手段は、初期位置の入力を容易に行うことができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の効果に加えて、指が初期位置にあることが入力されたとき、当該入力された初期位置と検出された動作信号と記憶されているパターン情報とに基づいて、入力された初期位置からの動作信号に対応する入力コードを出力するので、初期位置が異なる場合であっても、所望の入力コードを正確に出力することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の効果に加えて、基準初期位置と初期位置との差に基づいて検出手段により検出された動作信号を補正し、当該補正後の動作信号とパターン情報に対応する動作信号とを比較して入力コードを出力するので、初期位置からの動作信号に対応する入力コードを正確に出力することができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４に記載の効果に加えて、基準初期位置と初期位置との差に基づいてパターン情報を補正し、当該補正後のパターン情報に対応する動作信号と検出手段により検出された動作信号とを比較して入力コードを出力するので、初期位置からの動作信号に対応する入力コードを正確に出力することができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の効果に加えて、指の動作に伴う三軸の加速度を検出してその指の動作信号を検出するので、当該動作信号を各指毎に正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】仮想キーボード装置の構成を示す図である。
【図２】仮想キーボード装置の他の構成を示す図である。
【図３】指センサを示す図である。
【図４】静止状態での指センサの出力電圧の例を示すグラフ図である。
【図５】キー押下げ時における指センサの出力電圧を示すグラフ図である。
【図６】パターン判断部を含む入力コード出力部の構成を示す図である。
【図７】仮想キーボード装置の学習動作を示すフローチャート図である。
【図８】仮想キーボード装置を含むシステムを示す図である。
【図９】本願の実施の形態による仮想キーボード装置を示す図である。
【図１０】本願の実施の形態による仮想キーボード装置の全体的な構成を示す図である。
【図１１】手及び仮想キーボードを側面から見た図である。
【図１２】手及び２つの仮想キーボードを側面から見た図である。
【図１３】２つの手及び２つの仮想キーボードを側面から見た図である。
【図１４】垂直状態にある手及び仮想キーボードを側面から見た図である。
【図１５】手及び仮想キーボードが垂直状態である場合に静止状態での指センサの出力電圧を示すグラフ図である。
【図１６】仮想キーボードが実際の初期位置であるときの出力電圧及び仮想キーボードが基準初期位置であるときの出力電圧を並べて示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、仮想キーボード装置に対して本発明を適用した場合の実施の形態である。
【００２６】
本願の実施の形態による仮想キーボード装置の概略
まず、仮想キーボード装置の概略について説明する。
【００２７】
図１には、仮想キーボード装置の構成が示されている。図１において、利用者の装着部としての左手１０Ｌ及び右手１０Ｒの指１４−１乃至１４−５及び１４−６乃至１４−１０には、それぞれ、指センサ１６−１乃至１６−５及び１６−６乃至１６−１０が装着されている。この指センサ１６は、指の空間的な動作に伴って変化する動作信号を検出するセンサであり、例えば、加速度センサ又はジャイロセンサから構成されている。なお、指センサ１６の詳細については、後述する。左手１０Ｌ及び右手１０Ｒの例えば手の甲には、それぞれ、データ収集部１８、２０が装着されており、当該データ収集部１８、２０には、指センサ１６−１乃至１６−５及び１６−６乃至１６−１０からの動作信号がハーネス２２−１乃至２２−５及び２２−６乃至２２−１０を介して供給される。データ収集部１８、２０は、それぞれ、無線部２４、２６を有しており、当該無線部２４、２６からの動作信号は、入力コード出力部２８の無線部３０に受信される。データ収集部１８、２０に収集された動作信号は有線（ハーネス）を介して、入力コード出力部２８に受信されてもよい。
【００２８】
入力コード出力部２８は、無線部３０に加え、動作パターン辞書部３２、及び動作パターン判断部３４を備えている。動作パターン辞書部３２は、指の動作信号のパターンを示すパターン情報を記憶する記憶部である。前記動作パターン判断部３４は、前記動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報に対応する動作信号と、前記無線部３０から供給された動作信号とを比較し、検出された動作信号に対応する入力コードを出力する。前記出力された入力コードは、入力コード出力部２８に設けられた無線部３６から、文字表示器３８の無線部４０に送信される。文字表示器３８は、表示部４２を有しており、当該表示部４２には、指の動作により入力された入力コードとして例えば文字コード４４が表示される。この場合も、入力コード出力部２８と文字表示器３８は有線（ハーネス）で接続され、通信されてもよい。
【００２９】
図２には、仮想キーボード装置の他の構成が示されている。前記図１の構成では、左手１０Ｌ及び右手１０Ｒにそれぞれデータ収集部１８、２０が装着されていたが、図２の構成では、データ収集部が設けられていない。そして、指センサ１６−１乃至１６−５及び１６−６乃至１６−１０からの動作信号は、ハーネス２２−１乃至２２−５及び２２−６乃至２２−１０を介して、入力コード出力部２８の動作パターン判断部３４に供給されることとなる。
【００３０】
図３には、前記指センサ１６の例として加速度センサが示されている。図３において、指センサ１６は、３軸加速度センサであり、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のそれぞれについて指の動作による加速度を検出する。なお、Ｚ軸は、重力加速度の方向４４を示す。
【００３１】
図４には、指の静止状態での指センサ１６の出力電圧の例が示されている。図４において、Ｚ軸方向の出力電圧は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の出力電圧と比較して、重力加速度分（符号４６を参照）だけ異なることが分かる。
【００３２】
図５には、空間内でキー押下げ動作をした時の指センサ１６の出力電圧が示されている。図５は、仮想キーボードにおいて文字Ｑのキーを押下げるように左手１０Ｌの指を動作させた場合の指センサの出力電圧を示している。なお、本発明の仮想キーボードのキー配列はＪＩＳ配列を採用している。図５の上段、中段、及び下段のグラフは、それぞれ、小指１４−５、薬指１４−４、及び親指１４−１に装着された加速度センサのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の出力電圧を示す。なお、他の指に装着された加速度センサのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の出力電圧につぃては、図示を省略する。そして、図５において、文字Ｑのキーを押下げる際（符合４８で示す時間を参照）には、小指１４−５の動作が大きく、すなわち、図５の上段に示されるように、小指１４−５に装着された加速度センサのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の出力電圧の変化は、他の指に装着された加速度センサのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の出力電圧の変化と比較して、大きいことが分かる。
【００３３】
図６には、動作パターン判断部３４を含む入力コード出力部の構成が示されている。図６において、例えば左手について考えると、指１４のそれぞれについて指センサ１６が装着され、１つの指センサ１６は、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸）の動作信号を出力する。従って、動作パターン判断部３４には、５×３＝１５個の動作信号５０が供給される。なお、１５個の動作信号５０、すなわち、１５個のデータを、ニューラルネットワークを用いて各文字５２にマッピングすることにより学習を行い、動作パターン辞書部３２における辞書パターンを作成又は更新する。この学習動作について、図７を用いて説明する。
【００３４】
図７には、仮想キーボード装置の学習動作を示すフローチャートが示されている。図７において、ステップＳ１０で電源をオンにし、ステップＳ１１−１で、初期位置に手を置き、初期位置設定信号を入力する。ステップＳ１１−２で、キャリブレーションを行い、ステップＳ１２に進む。なお、これらのステップＳ１１−１及ステップＳ１１−２は、本願の実施の形態による仮想キーボード装置の動作を示すものであり、本願の実施の形態による仮想キーボード装置の詳細については、後述する。そして、ステップＳ１２で入力操作者の判断により、学習モードであると、ステップＳ１４に進み、キーボードを入力コード出力部２８（図１、２を参照）に接続する。ステップＳ１６でキーボードを打鍵し、ステップＳ１８で、この打鍵時の指センサ１６の加速度データの読み込みを行い、ステップＳ２０で、加速度データの必要個所のデータ加工（例えば加速度データの変化時点から±５００ｍｓにおけるデータ加工）を行う。ステップＳ２２で、ニューラルネットワークで学習し、ステップＳ２４で、新しい辞書パターンを構築し、ステップＳ２６で入力操作者の判断により学習終了でないと、ステップＳ１６に戻り、一方、ステップＳ２６で入力操作者の判断により学習終了であると、ステップＳ２８に進む。なお、前記ステップＳ１２で入力操作者の判断により学習モードでないと、ステップＳ２８に進む。
【００３５】
ステップＳ２８で、指センサの加速度データの読込みが行われ、ステップＳ３０で、加速度データをデータテーブル値と比較し、手、指が動いたか否かが判断される。ステップＳ３０でＮｏの場合には、ステップＳ２８に戻り、ステップＳ３０でＹｅｓの場合には、ステップＳ３２に進み、加速度データの必要個所のデータ加工（例えば指センサの変化時点から±５００ｍｓにおけるデータ加工）を行う。ステップＳ３４で、加速度データに基づく指の動作がデータベースとして保有されている辞書パターンと比較され、ステップＳ３６で、最も近い入力コードに対応した入力コードが出力され、ステップＳ３８で、当該入力コードは、パーソナルコンピュータ等の文字出力機器に送信され、ステップＳ４０に進む。
【００３６】
ステップＳ４０で入力操作者の判断により入力を継続しない場合には、ステップＳ４２で電源がオフにされ、一方、ステップＳ４０で入力操作者の判断により入力を継続する場合には、ステップＳ４４に進む。ステップＳ４４で、入力操作者が表示画面６０（後述する図８を参照）を見ることにより入力操作者の判断により正確な文字入力がされている場合には、ステップＳ２８に進み、一方、ステップＳ４４で、入力操作者が表示画面６０（後述する図８を参照）を見ることにより入力操作者の判断により正確な文字入力がされていない場合には、ステップＳ１１−１に進む。
【００３７】
なお、上記図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１２、Ｓ２６、Ｓ４０、及びＳ４４における入力操作者の判断について説明すると、データ収集部１８、若しくは２０に操作ボタンを設け、入力操作者（すなわち利用者）は、判断に応じた操作を当該操作ボタンに対して行い、仮想キーボード装置は、当該操作ボタンに対して行われた操作に応じて判断を行う。
【００３８】
図８には、仮想キーボード装置を含むシステムが示されている。図８において、各指に装着される指センサ１６からの動作信号は、動作パターン判断部３４に供給され、当該動作パターン判断部３４は、指センサ１６からの動作信号と、動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報に対応する動作信号とを比較し、検出された動作信号に対応する入力コードをパーソナルコンピュータ５６に供給する。パーソナルコンピュータ５６は、入力コードを表示装置５８に出力し、入力コードにより示される文字、例えばＡ、Ｂ、Ｃ、・・・の列５９が表示装置５８の表示画面６０に表示されるようにする。
【００３９】
本願の実施の形態による仮想キーボード装置の詳細
上述した仮想キーボード装置において、動作パターン辞書部３２（図１、２を参照）には、指の基準初期位置からの動作信号が、当該指の動作信号のパターンを示すパターン情報として記憶されている。動作パターン判断部３４（図１、２、６を参照）は、動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報に対応する動作信号と、前記指に装着された指センサ１６からの動作信号とを比較し、動作信号に対応する入力コードを出力する。ここで、指の初期位置は、操作者により基準初期位置と異なることがあり、また、同じ操作者であっても、指の初期位置は、操作毎により基準初期位置と異なることがある。このように指の初期位置が基準初期位置と異なった状態で、仮想キーボード装置のキー入力操作を行うと、正確なキー入力操作を行うことができない。
【００４０】
そこで、本願の実施の形態による仮想キーボード装置においては、図９に示されるように、指が初期位置にあることを入力するために用いられる初期位置入力スイッチ６２が指に装着されている。なお、初期位置入力スイッチ６２は、例えば押下げスイッチであり、右手１０Ｒの指を初期位置に置いた状態で、当該右手１０Ｒに装着された初期位置入力スイッチ６２を、他方の手である左手の指で押下操作することにより、初期位置入力スイッチ６２が動作するようになっている。また、初期位置入力手段として、初期位置入力スイッチ６２ではなく他の構成であっても実施可能であり、例えば、右手１０Ｒの指を初期位置に置いた状態で、他方の手である左手について、予め設定された初期位置を表す手の動作を実行することにより、初期位置入力を行わせることもできる。そして、前記初期位置入力スイッチ６２、及び指センサ１６−６乃至１６−１０を、入力コード出力部２８に接続する構成としては、ハーネス２２及びデータ収集部２０等を使用する構成（前記図１を参照）、あるいは、ハーネス２２のみを使用してデータ収集部を使用しない構成（前記図２を参照）のうちいずれであっても実施可能である。なお、この間のデータの供給は、ハーネス（有線）でなく無線であっても可能である。そして、前記入力コード出力部２８は、指センサ１６により検出された指の動作信号と、初期位置入力スイッチ６２からの初期位置信号と、動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報に基づき、前記入力された初期位置からの指の動作信号に対応する入力コードを出力することができる。
【００４１】
このように、本願の実施の形態による仮想キーボード装置においては、検出された指の動作信号と、初期位置入力スイッチ６２からの初期位置信号と、記憶されているパターン情報に基づき、実際の初期位置からの指の動作信号に対応する入力コードを出力するので、実際の初期位置が基準初期位置と異なる場合であっても、所望の入力コードを正確に出力することができる。
【００４２】
次に、本願の実施の形態による仮想キーボード装置の動作を説明する。なお、以下の説明は、初期位置入力スイッチ及び指センサを入力コード出力部に接続する構成として、ハーネス２２及びデータ収集部１８、２０を使用する構成（前記図１を参照）が採用されている仮想キーボード装置の動作の説明である。
【００４３】
（１）まず、左右の手の指に指センサを装着た状態で、初期位置に手を置く。
【００４４】
（２）初期位置入力スイッチ６２を操作する。あるいは、予め設定された初期位置を表す手の動作を実行する。
【００４５】
（３）初期位置入力スイッチ６２からの信号、あるいは初期位置を表す手の動作のデータをハーネス２２を介してデータ収集部２０に供給する。
【００４６】
（４）データ収集部２０から入力コード出力部２８に無線・有線でデータが送信される。入力コード出力部２８内の動作パターン判断部３４においては、受信されたデータに基づき、手の状態（形状、設置状態）等が判断される。
【００４７】
（５）動作パターン判断部３４において、上記判断された手に基づく指の平面上に仮想キーボードが配置されるように、仮想キーボード平面が仮想的に形成され、この仮想キーボード平面が、データベースとして保有している動作パターン辞書３２と関連付けられる。このようにして、初期位置の設定が完了する。
【００４８】
（６）その後の入力操作においては、動作パターン判断部３４は、指センサ１６により検出された指の動作信号と、動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報に対応する動作信号とを比較し、両者の相違が所定の閾値内にある場合には、検出された指の動作信号に対応する入力コードを出力して送信する。
【００４９】
（７）上記送信された入力コードは、表示装置５８で受信され、入力データに対応する文字が表示される。
【００５０】
（８）上記（６）及び（７）の入力操作を繰り返している間に、指の初期位置がずれ、誤入力が増えてきた場合には、報知手段（例えば、警告音発生手段、警告表示手段等）により、初期位置の設定を再度行うように入力操作者に促す。このように、報知手段により入力操作者が初期位置の設定を再度行うように促されると、上記（２）の処理に戻る。
【００５１】
なお、上記の説明は、初期位置入力スイッチ６２及び指センサ１６を入力コード出力部２８に接続する構成として、ハーネス２２及びデータ収集部２０を使用する構成（前記図１を参照）が採用されている仮想キーボード装置の動作の説明であるが、この説明は、初期位置入力スイッチ６２及び指センサ１６を入力コード出力部２８に接続する構成として、ハーネス２２のみを使用しデータ収集部を使用しない構成（前記図２を参照）が採用されている仮想キーボード装置についても適用される。ただし、この場合には、データ収集部を使用しないので、上記（３）及び（４）の動作は、「初期位置入力スイッチ６２からの信号、あるいは初期位置を表す手の動作のデータをハーネス２２を介して入力コード出力部２８に送信する。入力コード出力部２８内の動作パターン判断部３４においては、受信されたデータに基づき、手の状態（形状、設置状態）等が判断されることになる。
【００５２】
次に、図１０乃至図１６を参照しながら、本願の実施の形態による仮想キーボード装置について更に詳細に説明する。図１０は、本願の実施の形態による仮想キーボード装置の全体的な構成を示しており、図１０において、前記図１と同一部材には、同一符号が付されている。図１０において、左手１０Ｌには、図９に関連して説明された初期位置入力スイッチ６４が装着され、右手１０Ｒには、同様の初期位置入力スイッチ６２が装着されている。初期位置入力スイッチ６２、６４は、それぞれ、ハーネス２２−１１及び２２−１２を介してデータ収集部２０、１８に接続されている。仮想キーボード装置では、実際のキーボードは存在しないが、説明の便宜のため、図１０においては、仮想キーボード６６が図示されている。仮想キーボード装置では、このような仮想キーボード６６を想定し、指１４の動作信号を指センサ１６により検出し、当該検出された指の動作信号に対応する入力キーに対応する入力コードが出力される。なお、図１０において、左手１０Ｌ及び右手１０Ｒの指は、それぞれ、初期位置にあり、白い丸が付されている入力キー（例えば符号６８が付されている入力キー）は、左手１０Ｌの指により入力操作される入力キーであり、一方、斜線が付された丸が付されている入力キー（例えば符号７０が付されている入力キー）は、右手１０Ｒの指により入力操作される入力キーである。
【００５３】
図１１は、手及び仮想キーボードを側面から見た図であり、図１１においては、手１０、指センサ１６、及び実在しない仮想キーボード６６が示されている。なお、符号７２は、重力方向を示す。
【００５４】
図１２は、手及び２つの仮想キーボードを側面から見た図であり、図１２においては、符号６６Ｌは、左手用の仮想キーボードであり、符号６６Ｒは、右手用の仮想キーボードである。入力操作を行う場合、左手１０Ｌにより入力操作される入力キーと、右手１０Ｒにより入力操作される入力キーとは、前記図１０に示されるように分けられているので、左右のそれぞれの手の初期位置に応じて、左手用の仮想キーボード６６Ｌ及び右手用の仮想キーボード６６Ｒを設定することができる。
【００５５】
図１３は、２つの手及び２つの仮想キーボードを側面から見た図であり、図１３においては、符号６６Ｌは、左手１０Ｌ用の仮想キーボードであり、符号６６Ｒは、右手１０Ｒ用の仮想キーボードである。実線で示される仮想キーボード６６Ｌは、左手１０Ｌについて基準となる初期位置にあり、実線で示される仮想キーボード６６Ｒは、右手１０Ｒについて基準となる初期位置にある。ここで、操作者が入力操作を行う際に、左手１０Ｌ及び右手１０Ｒ用の仮想キーボードが基準となる初期位置からずれることがあり、符号７４Ｌ及び７４Ｒは、それぞれ、左手１０Ｌ及び右手１０Ｒについて実際の初期位置での仮想キーボードを示す。
【００５６】
このように実際の初期位置が基準となる初期位置からずれることがあるので、本願の実施の形態による仮想キーボード装置では、前記図１０に示されるように、左右の手の指が初期位置にあることを入力するために用いられる初期位置入力スイッチ６２、６４が指に装着されており、当該初期位置入力スイッチ６２、６４からの信号、指センサ１６により検出された指の動作信号と、動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報とに基づき、実際の初期位置での仮想キーボード７４Ｌ、７４Ｒに対して、指の動作信号に対応する入力コードが出力される。従って、実際の初期位置が異なる場合であっても、所望の入力コードを正確に出力することができる。
【００５７】
ここで、手１０及び仮想キーボード６６が図１１に示される状態であると、指センサ１６からの静止状態でのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向の出力電圧は、前記図４に示される波形を有する。一方、手１０及び仮想キーボード６６が図１４に示される状態であると、すなわち、手１０及び仮想キーボード７６が垂直状態であると、指センサ１６からの静止状態でのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向の出力電圧は、図１５に示される波形を有する。図１５において、Ｘ軸方向の出力電圧は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の出力電圧と比較して、重力加速度分（符号７８を参照）だけ異なっている。
【００５８】
前述したように、本願の実施の形態による仮想キーボード装置では、図１０に示されるように、初期位置入力スイッチ６２、６４からの信号、指センサ１６により検出された指の動作信号と、動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報とに基づき、実際の初期位置での仮想キーボード７６に対して、指の動作信号に対応する入力コードが出力される。この処理は、入力コード出力部２８内の動作パターン判断部３４により行われる。以下、動作パターン判断部３４の当該処理を説明する。
【００５９】
前記動作パターン判断部３４の補正処理としては、２種類の補正処理がある。第１の補正処理としては、基準となる初期位置と実際の初期位置との相違に基づいて、検出された指の動作信号を補正し、当該補正後の指の動作信号を動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報に対応する動作信号と比較する処理である。第２の補正処理としては、基準となる初期位置と実際の初期位置との相違に基づいて、動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報を補正し、当該補正後のパターン情報に対応する動作信号を検出された指の動作信号と比較する処理である。以下、第１の処理及び第２の処理を説明するが、以下の説明では、仮想キーボードの基準となる初期位置は、図１１の状態であり、仮想キーボードの実際の初期位置は、図１４の状態であるとする。
【００６０】
まず、仮想キーボードの実際の初期位置が図１４の状態であるとき、指センサ１６からの動作信号のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のデータについて、出力電圧が測定される。これらのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の電圧は、仮想キーボードが基準となる初期位置（図１１）であるときのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のデータの電圧と比較され、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の差分が求められる。図１６を参照すると、図１６の左側のグラフは、仮想キーボードが実際の初期位置であるとき（すなわち図１４の状態であるとき）の指センサ１６からのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の出力電圧を示しており、これは、前記図１５のグラフと同様である。一方、図１６の右側のグラフは、仮想キーボードが基準となる初期位置であるとき（すなわち図１１であるとき）の指センサ１６からのＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の出力電圧を示しており、これは、前記図４のグラフと同様である。図１６の左側のグラフと図１６の右側のグラフとの比較から分かるように、Ｙ軸の出力電圧は同一であるが、Ｘ軸、及びＺ軸の出力電圧はそれぞれ差分ＤＸ、及びＤＺだけ相違することが分かる。以上のようにして、基準となる初期位置と実際の初期位置との相違が求められる。
【００６１】
前記第１の補正処理においては、その後の入力操作において、基準となる初期位置と実際の初期位置との相違に基づいて検出された指の動作信号を補正し、すなわち、検出された指の動作信号について、Ｙ軸の出力電圧は変更せず、Ｘ軸、及びＺ軸の出力電圧にはそれぞれ差分ＤＸ、及びＤＺを補正（加算）する。そして、補正後の指の動作信号、すなわち、変更されていないＹ軸の出力電圧、差分ＤＸ、及びＤＺがそれぞれ補正されたＸ軸、及びＺ軸の出力電圧を、動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報に対応する動作信号のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の出力電圧と比較する。
【００６２】
一方、前記第２の補正処理においては、その後の入力操作において、基準となる初期位置と実際の初期位置との相違に基づいて動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報を補正し、すなわち、動作パターン辞書部３２に記憶されているパターン情報に対応する動作信号について、Ｙ軸の出力電圧は変更せず、Ｘ軸、及びＺ軸の出力電圧にはそれぞれ差分ＤＸ、及びＤＺを補正（減算）する。そして、補正後のパターン情報に対応する動作信号、すなわち、変更されていないＹ軸の出力電圧、差分ＤＸ、及びＤＺがそれぞれ補正されたＸ軸、及びＺ軸の出力電圧を、検出された指の動作信号のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の出力電圧と比較する。
【００６３】
なお、上記本願の実施の形態による仮想キーボード装置では、動作パターン辞書部３２には、指の基準となる初期位置からの動作信号が、当該指の動作信号のパターンを示すパターン情報として記憶されており、すなわち、動作パターン辞書部３２には、指の基準となる初期位置に対応する１種類のパターン情報が記憶されている。しかし、本願において、動作パターン辞書部３２の構成は、これに限られず、動作パターン辞書部３２には、複数の異なる初期位置ごとにパターン情報が記憶されるように構成することも可能である。すなわち、動作パターン辞書部３２には、複数の異なる初期位置に対応した複数種類のパターン情報が記憶されるようにしておき、動作パターン判断部３４は、初期位置入力スイッチ６２、６４から入力される初期位置に基づき、動作パターン辞書部３２に記憶された複数種類のパターン情報から、前記入力された初期位置に対応するパターン情報を選択し、この選択されたパターン情報に対応する動作信号を、検出された動作信号と比較するように構成することも可能である。
【００６４】
以上説明したように、本願の実施の形態による仮想キーボード装置によれば、指が初期位置にあることが入力されたとき、当該入力された初期位置と検出された動作信号とに基づいて、入力された初期位置からの動作信号に対応する入力コードを出力するので、指の初期位置が異なる場合であっても、所望の入力コードを正確に出力することができる。
【００６５】
また、本願の実施の形態による仮想キーボード装置において、前記右手用の初期位置入力スイッチ６２は、左手で押下できる位置に配置され、前記左手用の初期位置入力スイッチ６４は、右手で押下できる位置に配置されているので、右手用の初期位置入力スイッチ６２及び左手用の初期位置入力スイッチ６４により、初期位置の入力を容易に行うことができる。
【００６６】
また、本願の実施の形態による仮想キーボード装置において、一方の手の指を初期位置に置いた状態で、他方の手について予め設定された初期位置を表す手の動作を実行することにより、前記初期位置入力手段は、初期位置の入力を容易に行うことができる。
【００６７】
また、本願の実施の形態による仮想キーボード装置において、指が初期位置にあることが入力されたとき、当該入力された初期位置と検出された動作信号と記憶されているパターン情報とに基づいて、入力された初期位置からの動作信号に対応する入力コードを出力するので、初期位置が異なる場合であっても、所望の入力コードを正確に出力することができる。
【００６８】
また、本願の実施の形態による仮想キーボード装置において、基準初期位置と初期位置との差に基づいて検出手段により検出された動作信号を補正し、当該補正後の動作信号とパターン情報に対応する動作信号とを比較して入力コードを出力するので、初期位置からの動作信号に対応する入力コードを正確に出力することができる。
【００６９】
また、本願の実施の形態による仮想キーボード装置において、基準初期位置と初期位置との差に基づいてパターン情報を補正し、当該補正後のパターン情報に対応する動作信号と検出手段により検出された動作信号とを比較して入力コードを出力するので、初期位置からの動作信号に対応する入力コードを正確に出力することができる。
【００７０】
また、本願の実施の形態による仮想キーボード装置において、指の動作に伴う三軸の加速度を検出してその指の動作信号を検出するので、当該動作信号を各指毎に正確に検出することができる。
【００７１】
なお、本願の実施の形態による入力装置においては、指センサ１６の装着部として手の指が設定されているが、指センサ１６を手の甲に装着してもよい。あるいは、指センサ１６を全ての指に装着せず、全ての指の空間的な動きを検出できるような特定の指にだけ指センサ１６を装着してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、本発明は入力装置の分野に利用することが可能であり、特に仮想キーボードを用いた入力装置の分野に適用すれば特に顕著な効果が得られる。
【符号の説明】
【００７３】
１０、１０Ｌ、１０Ｒ：手
１４、１４−１〜１４−１０：指
１６、１６−１〜１６−１０：指センサ
２８：入力コード出力部
３２：動作パターン辞書部
３４：動作パターン判断部
３６：無線部
６２、６４：初期入力スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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