(57)【要約】【課題】入力操作を容易に行うことができる入力装置を提供する。【解決手段】指の空間的な動作を検出し、当該検出した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て前記指の前記動作を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された動作に対応する入力コードを出力する出力手段と、前記検出手段が装着されている前記装着部に係る指又は手に装着されて前記出力手段から出力される入力コードを表示する表示手段と、を含む。前記出力手段は、前記検出手段により検出された動作に基づき、選択される入力コードの候補を特定し、前記表示手段は、前記特定された入力コードの候補を表示することを特徴とする。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指の空間的な動作を検出し、当該検出した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て前記指の前記動作を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された動作に対応する入力コードを出力する出力手段と、
前記検出手段が装着されている前記装着部に係る指又は手に装着されて前記出力手段から出力される入力コードを表示する表示手段と、を含み、
前記出力手段は、前記検出手段により検出された動作に基づき、選択される入力コードの候補を特定し、
前記表示手段は、前記特定された入力コードの候補を表示す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、
前記出力手段は、指の動作の対象となるキーボードのパターンのキーのうち、指ごとに予め設定されているキーに対応する入力コードを、選択される入力コードの候補として特定し、
前記表示手段は、前記特定された、指ごとに予め設定されているキーに対応する入力コードの候補を表示することを特徴とする入力装置。
【請求項３】
請求項１又は２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指について予め設定されているＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各々について当該指の前記動作により発生する加速度を検出して前記動作を検出する加速度センサであり、
前記出力手段は、前記加速度センサにより検出された動作の方向に基づき、選択される入力コードの候補を特定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、
前記表示手段は、前記特定された入力コードの候補を予め設定された時間だけ表示することを特徴とする入力装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の入力装置において、
前記出力手段は、前記検出手段により検出された動作に基づき、前記特定された入力コードの候補から、入力コードを決定することを特徴とする入力装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の入力装置において、
前記表示手段は、指又は手に装着されてい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、指の空間的な動作を検出し、当該検出した動作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乃至特許文献２に記載されている。
【０００４】
特許文献１では、仮想キーボード装置において、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。また、特許文献２では、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、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１乃至特許文献２に開示された仮想キーボード装置においては、実際のキーボードが存在しないので、入力操作者は、入力された入力コードが机上等に設置された表示器に表示されるまで、どの入力コードが入力されたかを認識することができない。このため、特に、タッチタイピングに慣れていない入力操作者にとって、仮想キーボード装置への入力操作が困難であった。
【０００７】
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、入力操作を容易に行う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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、指の空間的な動作を検出し、当該検出した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て前記指の前記動作を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された動作に対応する入力コードを出力する出力手段と、前記検出手段が装着されている前記装着部に係る指又は手に装着されて前記出力手段から出力される入力コードを表示する表示手段と、を含み、前記出力手段は、前記検出手段により検出された動作に基づき、選択される入力コードの候補を特定し、前記表示手段は、前記特定された入力コードの候補を表示することを特徴とする入力装置である。
【０００９】
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、前記出力手段は、指の動作の対象となるキーボードのパターンのキーのうち、指ごとに予め設定されているキーに対応する入力コードを、選択される入力コードの候補として特定し、前記表示手段は、前記特定された、指ごとに予め設定されているキーに対応する入力コードの候補を表示することを特徴とする入力装置である。
【００１０】
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又は２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指について予め設定されているＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各々について当該指の前記動作により発生する加速度を検出して前記動作を検出する加速度センサであり、前記出力手段は、前記加速度センサにより検出された動作の方向に基づき、選択される入力コードの候補を特定す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、前記表示手段は、前記特定された入力コードの候補を予め設定された時間だけ表示す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５に記載の発明は、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の入力装置において、前記出力手段は、前記検出手段により検出された動作に基づき、前記特定された入力コードの候補から、入力コードを決定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６に記載の発明は、請求項１乃至５のうちうちずれか１項に記載の入力装置において、前記表示手段は、指又は手に装着されていることを特徴とする入力装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、入力操作者は、指又は手に装着された表示手段を見ることにより、選択される入力コードの候補を認識することができるので、入力操作を容易に行うことができる。特に、タッチタイピングに慣れていない入力操作者とって、入力操作を容易に行うことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、入力操作者は、どの指でタイピング動作をすればどのキーが入力されるかを操作前に知ることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、出力手段は、検出されたＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の動作の方向に基づいて、選択される入力コードの候補を正確に特定することができる。
【００１７】
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項に記載の発明の効果に加えて、表示手段は、特定された入力コードの候補を予め設定された時間だけ表示するので、選択されない入力コードの候補が不必要に長時間にわたって表示され続けるという事態を防止することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、特定された入力コードの候補から入力コードを決定するので、入力操作者は、入力コードの決定を容易に行うことができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、入力操作者は、指又は手に装着された表示手段を見ることにより、選択される入力コードの候補を容易に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】指に指センサが装着された状態を示す図である。
【図１０】本願の実施の形態による入力装置における、手の甲に装着されたディスプレイを示す図である。
【図１１】キーボードのキーパターンを示す図である。
【図１２】左人指し指が担当するキーを示す図である。
【図１３】左人指し指が移動する状態を示す図である。
【図１４】ディスプレイに２つの入力コードの候補が表示される状態を示す図である。
【図１５】左人指し指が更に移動する状態を示す図である。
【図１６】ディスプレイに１つの入力コードの候補が表示される状態を示す図である。
【図１７】本願の実施の形態による入力装置の作用を示すフローチャート図である。
【図１８】動作パターン辞書部に記憶されている、指が左方向に移動する際の動作パターンを示す図であり、（Ａ）は、Ｘ’軸方向の動作パターンを示し、（Ｂ）は、Ｙ’軸方向の動作パターンを示す。
【図１９】動作パターン辞書部に記憶されている、指が右方向に移動する際の動作パターンを示す図であり、（Ａ）は、Ｘ’軸方向の動作パターンを示し、（Ｂ）は、Ｙ’軸方向の動作パターンを示す。
【図２０】動作パターン辞書部に記憶されている、指がまっすぐ先の方向に移動する際の動作パターンを示す図であり、（Ａ）は、Ｘ’軸方向の動作パターンを示し、（Ｂ）は、Ｙ’軸方向の動作パターンを示す。
【図２１】動作パターン辞書部に記憶されている、指がまっすぐ手前の方向に移動する際の動作パターンを示す図であり、（Ａ）は、Ｘ’軸方向の動作パターンを示し、（Ｂ）は、Ｙ’軸方向の動作パターンを示す。
【図２２】動作パターン辞書部に記憶されている、指が左先の方向に移動する際の動作パターンを示す図であり、（Ａ）は、Ｘ’軸方向の動作パターンを示し、（Ｂ）は、Ｙ’軸方向の動作パターンを示す。
【図２３】動作パターン辞書部に記憶されている、指が右先の方向に移動する際の動作パターンを示す図であり、（Ａ）は、Ｘ’軸方向の動作パターンを示し、（Ｂ）は、Ｙ’軸方向の動作パターンを示す。
【図２４】動作パターン辞書部に記憶されている、指が左手前の方向に移動する際の動作パターンを示す図であり、（Ａ）は、Ｘ’軸方向の動作パターンを示し、（Ｂ）は、Ｙ’軸方向の動作パターンを示す。
【図２５】動作パターン辞書部に記憶されている、指が右手前の方向に移動する際の動作パターンを示す図であり、（Ａ）は、Ｘ’軸方向の動作パターンを示し、（Ｂ）は、Ｙ’軸方向の動作パターンを示す。
【図２６】動作パターン辞書部に記憶されている、指がクリック動作を行う際のＺ’軸方向の動作パターンを示す図である。
【図２７】図１７のステップＳ６０乃至Ｓ６２の動作の詳細を示すフローチャート図である。
【図２８】図２７のフローチャート図のステップＳ１０４において動作パターン判断部が行う指の移動方向を決定する動作を示すフローチャート図である。
【図２９】図２７のフローチャート図のステップＳ１０４の候補表示処理の詳細を示すフローチャート図である。
【図３０】図２９のフローチャート図のステップＳ３２８の処理（４）の詳細を示すフローチャート図である。
【図３１】図２９のフローチャート図のステップＳ３２８の処理（４）の詳細を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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１４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。なお、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。
【００２４】
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１４の動作信号のパターンを示すパターン情報とこれに対応する入力コードとの関係を記憶する記憶部である。
【００２５】
なお、前記動作パターン辞書部３２の詳細については、仮想キーボード装置の概略の項目の最後に記載する。
【００２６】
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１４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。なお、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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４５を示す。
【００２９】
図４には、指１４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。
【００３０】
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１４を動作させた場合の指センサ１６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に装着された指センサ１６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１４に装着された指センサ１６のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の出力電圧については、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に装着された指センサ１６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指センサ１６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。
【００３１】
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２８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。
【００３２】
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Ｓ１２に進む。そして、ステップＳ１２で仮想キーボード装置の処理により、学習モードであると判断した場合、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。
【００３３】
なお、図７のフローチャートにおいて、前記ステップＳ１２、及び後述するステップＳ２６、Ｓ４０、及びＳ４４における仮想キーボード装置の処理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１８Ａ若しくは２０Ａを設け（図１を参照）、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１８Ａ若しくは２０Ａに対して行い、仮想キーボード装置は、当該操作ボタン１８Ａ若しくは２０Ａに対して行われた操作に応じた判断を行う。
【００３４】
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。
【００３５】
なお、データ加工について説明すると、各指における指センサ１６の加速度のデータを１００ｍｓごとに平均値を算出し，これを一列につなげたものをデータ加工されたデータとすることである。
【００３６】
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で仮想キーボード装置の処理により学習終了でないと判断した場合、ステップＳ１６に戻り、一方、ステップＳ２６で仮想キーボード装置の処理により学習終了であると判断した場合、ステップＳ２８に進む。なお、前記ステップＳ１２で仮想キーボード装置の処理により学習モードでないと判断した場合、ステップＳ２８に進む。
【００３７】
ステップＳ２８で、指センサ１６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、一方、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。
【００３８】
なお、データ加工について説明すると、各指における指センサ１６の加速度のデータを１００ｍｓごとに平均値を算出し，これを一列につなげたものをデータ加工されたデータとすることである。
【００３９】
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。
【００４０】
ステップＳ４０で仮想キーボード装置の処理により入力を継続しないと判断した場合には、ステップＳ４２で電源がオフにされ、一方、ステップＳ４０で仮想キーボード装置の処理により入力を継続すると判断した場合には、ステップＳ４４に進む。ステップＳ４４で、仮想キーボード装置の処理により正確な文字入力がされていると判断した場合には、ステップＳ２８に進み、一方、ステップＳ４４で、仮想キーボード装置の処理により正確な文字入力がされていないと判断した場合には、ステップＳ１２に進む。
【００４１】
次に、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。
【００４２】
なお、図９には、指１４に指センサ１６が装着された状態が示されている。図９において、指１４に装着された指センサ１６は、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸）の加速度センサであり、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、それぞれ、指センサ１６のＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を示す。図９では、指センサ１６は重力方向に対して角度αだけ傾斜しているため、指センサ１６のＹ’軸方向の加速度Ｙ’及びＺ’軸方向の加速度Ｚ’は、Ｙ軸方向の加速度Ｙ及びＺ軸の加速度Ｚに基づき、それぞれ、以下の（１）、（２）のように示される。
Ｙ’＝Ｚ＊Ｃｏｓβ―Ｙ＊Ｓｉｎβ・・・式（１）
Ｚ’＝Ｚ＊Ｃｏｓα＋Ｙ＊Ｃｏｓβ・・・式（２）
【００４３】
ここで、前記動作パターン辞書部３２に記憶されている動作パターンの詳細について説明すると、動作パターン辞書部３２には、指の動作パターンとこれに対応する入力コードとの関係が記憶されており、すなわち、指の動作パターンにより決定される指の移動方向とこれに対応する入力コードとの関係が記憶されている。
【００４４】
図１８は、動作パターン辞書部３２に記憶されている、指が左方向に移動する際の動作パターンを示しており、図１８（Ａ）は、Ｘ’軸方向の動作パターンを示し、図１８（Ｂ）は、Ｙ’軸方向の動作パターンを示す。なお、Ｙ’軸方向の意味は、前記式（１）及び式（２）の説明で述べたところである。また、Ｘ’軸方向は、元のＸ軸方向と同一である。
【００４５】
同様にして、図１９は、指が右方向に移動する際の動作パターンを示し、図２０は、指がまっすぐ先の方向に移動する際の動作パターンを示し、図２１は、指がまっすぐ手前の方向に移動する際の動作パターンを示し、図２２は、指が左先の方向に移動する際の動作パターンを示し、図２３は、指が右先の方向に移動する際の動作パターンを示し、図２４は、指が左手前の方向に移動する際の動作パターンを示し、図２５は、指が右手前の方向に移動する際の動作パターンを示す。
【００４６】
前記動作パターン判断部３４は、前記図１８乃至図２５に示されるように、指センサ１６の出力電圧に基づくＸ’軸方向の出力電圧が閾値１を上方に（＋方向に）突破する状況又は閾値２を下方に（−方向に）突破する状況、及びＹ’軸方向の出力電圧が閾値１を上方に（＋方向に）突破する状況又は閾値２を下方に（−方向に）突破する状況に基づいて、指の動作パターンを検出し、当該検出された指の動作パターンにより決定される指の移動方向に基づいて、対応する入力コードを出力する。
【００４７】
本願の実施の形態による入力装置
本願の実施の形態による入力装置について説明すると、本願の実施の形態による入力装置において、動作パターン判断部３４（図１、２、６、及び８を参照）は、指センサ１６（図１、２、３、８、及び９を参照）からの検出信号（すなわち指の動作の加速度）に基づき、選択される入力コードの候補を特定する。一方、図１０に示されるように、手１０の甲６２には、ディスプレイ６４が装着されており、当該ディスプレイ６４は、前記動作パターン判断部３４により特定された入力コードの候補を表示するようになっている。なお、動作パターン判断部３４とディスプレイ６４とは、有線（ハーネス）で接続されてもよく、あるいは無線で接続されてもよい。
【００４８】
以下、指センサ１６からの検出信号に基づき、選択される入力コードの候補を特定して表示する方法について説明する。
【００４９】
まず、図１１には、キーボードのキーパターンが示されており、符号６６、６８、７０、７２、及び７４は、それぞれ、左小指、左薬指、左中指、左人指し指、及び左親指が担当するキーを示し、符号７６、７８、８０、８２、及び８４は、それぞれ、右小指、右薬指、右中指、右人指し指、及び右親指が担当するキーを示す。このように、各手の各指が担当するキーは、予め設定されており、本願の実施の形態による入力装置では、指センサ１６からの検出信号に基づき、指ごとに予め設定されているキーに対応する入力コードの中から、選択される入力コードの候補を特定し、ディスプレイ６４に表示する。
【００５０】
図１２には、左人指し指が担当するキー（６、７、Ｔ、Ｙ、Ｆ、Ｇ、Ｖ、及びＢの各キー）が示されており、図１２では、指センサ１６からの検出信号に基づき、指ごとに予め設定されているキー（６、７、Ｔ、Ｙ、Ｆ、Ｇ、Ｖ、及びＢの各キー）に対応する入力コードの中から、選択される入力コードの候補を特定し、手の甲に装着されたディスプレイ６４（図１０を参照）に表示する。すなわち、図１２において、初期位置８６に隣接する各キー（Ｔ、Ｙ、Ｆ、及びＧの各キー）は、指センサ１６からの検出信号に基づき、１回の加速度が検出された移動方向（矢印８８、９０、９２、及び９４を参照）により候補として特定され、ディスプレイ６４に表示される。
【００５１】
ここで、前記１回とは、指センサ１６のセンサ値が閾値（前記図１８乃至図２５の閾値１及び閾値２を参照）を突破する時刻から±２５０ｍｓの区間をいう。
【００５２】
なお、入力装置が前記初期位置８６をどのように判断するかについて説明すると、一定時間以上、指センサ１６からのセンサデータに変化が見られないこと、または後述する図１７のステップＳ５４で取得した初期位置のデータと指センサ１６からのセンサデータが一定時間以上一致したことに基づき、前記初期位置８６が判断される。
【００５３】
一方、それ以外の各キー（６、７、Ｖ、及びＢの各キー）は、指センサ１６からの検出信号に基づき、２回の加速度が検出された移動方向により候補として特定され、ディスプレイ６４に表示される。
【００５４】
なお、前記２回とは、候補を表示してから，次に指センサ１６のセンサ値が閾値（前記図１８乃至図２５の閾値１及び閾値２を参照）を突破する時刻から±２５０ｍｓの区間をいう。
【００５５】
ここで、６、及び７の各キーについては、１回目の加速度が検出された移動方向９６、及び２回目の加速度が検出された移動方向（左方向又は右方向）により候補として特定され、一方、Ｖ、及びＢの各キーについては、１回目の加速度が検出された移動方向９８、及び２回目の加速度が検出された移動方向（左方向又は右方向）により候補として特定される。以下、図１３乃至図１６を参照しながら、７のキーが、選択される入力コードの候補として特定され、ディスプレイ６４に表示される方法を説明する。
【００５６】
図１３において、左人指し指が位置８６から矢印９６の方向に位置１０４まで移動すると、１回の加速度が検出された移動方向から、選択される入力コードの候補として６、及び７のキーが特定される。
【００５７】
これにより、図１４に示されるように、ディスプレイ６４には、選択される入力コードの候補として６、及び７が表示される。図１４において、６の左側に表示される左方向の矢印は、左人指し指を現在の位置から左方向に移動すると、６のキーに到達することを示し、７の左側に表示される右方向の矢印は、左人指し指を現在の位置から右方向に移動すると、７のキーに到達することを示し、キャンセルの左側に表示される手前方向の矢印は、左人指し指を現在の位置から手前方向に移動すると、候補としての６、及び７がキャンセルされることを示す。
【００５８】
その後、図１５に示されるように、左人指し指を位置１０４から矢印１０６の方向に移動すると、選択される入力コードの候補として７のキーが特定される。これにより、図１６に示されるように、ディスプレイ６４には、選択される入力コードの候補として７が表示される。なお、キャンセルの左側に表示される左方向の矢印は、左人指し指を現在の位置から左方向に移動すると、候補としての７がキャンセルされることを示す。
【００５９】
次に、図１７には、本願の実施の形態による入力装置の作用がフローチャートにて示されている。図１７において、ステップＳ５０でスタートする。
【００６０】
ここで、スタートについて説明すると、電源のＯＮ時，またはキーボードモード時にスタートするように設定されている。
【００６１】
ステップＳ５２でディスプレイが指の初期位置の要求を表示し、ステップＳ５４で所定時間経過したら、初期位置を決定し、指の軸の傾き（図９を参照）を算出し、ステップＳ５６に進む。ステップＳ５６で初期位置を決定したことをディスプレイが表示し、ステップＳ５８で指センサ１６の値が変化するかが判断される。ステップＳ５８でＮｏの場合には、ステップＳ５６に戻り、一方、ステップＳ５８でＹｅｓの場合には、ステップＳ６０に進み、加速度の向きから利用者が押したいキーを入力装置が推理してキーの候補を表示し（図１６を参照）、ステップＳ６２に進む。ステップＳ６２では、入力装置は、加速度の値がクリックしたときの値であるかを判断する（すなわち利用者が仮想キーを押したかが判断される）。
【００６２】
ここで、前記クリック動作の判断方法について説明する。図２６には、動作パターン辞書部３２に記憶されている、指がクリック動作を行う際のＺ’軸方向の動作パターンが示されており、ここで、Ｚ’軸方向の意味は、前記式（１）及び式（２）の説明で述べたところである。前記動作パターン判断部３４は、図２６に示されるように、指センサ１６の出力電圧に基づくＺ’軸方向の出力電圧が、閾値１を上方に（＋方向に）突破しその後に閾値２を下方に（−方向に）突破する状況を検出することにより、指がクリック動作を行ったことを判断する。
【００６３】
前記ステップＳ６２でＹｅｓの場合には、ステップＳ６４に進み、打鍵した仮想キーを決定し、決定したキーをディスプレイに表示し、ステップＳ５２に戻る。なお、前記ステップＳ６２でＮｏの場合には、ステップＳ６６に進み、キーの候補を表示してから所定時間経過したかが判断され、ステップＳ６６でＮｏの場合には、ステップＳ６０に戻り、キーの候補がディスプレイに表示され続ける。一方、ステップＳ６６でＹｅｓの場合には、ステップＳ６８でキーの候補をディスプレイから消去し、ステップＳ５２に戻る。なお、ステップＳ６６における所定時間は、ディスプレイに表示されたキーの候補が利用者が望むキーであるかを判断するための時間であり、例えば、約１秒に設定されることが可能である。
【００６４】
なお、上記図１７のフローチャートは、片手の指の動作について示したものであり、本願を実施する際には、左右の両手の指の動作についてそれぞれフローチャートを準備することが好ましい。
【００６５】
次に、入力コードの候補を特定して表示する方法の詳細を説明する。
【００６６】
図２７には、前記図１７のフローチャート図におけるステップＳ６０乃至Ｓ６２の動作の詳細が示されている。
【００６７】
図２７において、ズテップＳ６０は、図１７のフローチャート図におけるステップＳ６０を示し、次のステップＳ１００では、クリック判断が出ているか判断される。ステップＳ１００でＮｏの場合には、ステップＳ１０２に進み、センサ値が変化したかが判断される。ステップＳ１０２でＮｏの場合には、ステップＳ１００に戻るが、ステップＳ１０２でＹｅｓの場合には、ステップＳ１０４に進み、候補表示処理が行われる。このステップＳ１０４の候補表示処理では、動作パターン判断部３４は、動作パターン辞書部３２に記憶されている動作パターン及び指センサ１６のセンサ値に基づいて、候補表示処理を行うが、その詳細については後述する。
【００６８】
前記ステップＳ１０４での候補表示処理が終了すると、ステップＳ１０４からステップＳ１０６に進む。なお、前記ステップＳ１００でＹｅｓの場合には、ステップＳ１０６にそのまま進む。当該ステップＳ１０６では、クリック判断へ進むかが判定され、ステップＳ１０６でＮｏの場合には、ステップＳ１０２に戻る。一方、ステップＳ１０６でＹｅｓの場合には、ステップＳ１０８に進み、ステップＳ６２（図１７を参照）に進む。
【００６９】
なお、図２８には、図２７のフローチャート図のステップＳ１０４において、  動作パターン判断部３４が行う指の移動方向を決定する動作が示されている。
【００７０】
図２８において、ステップＳ２００でスタートし、ステップＳ２０２において、指センサ１６のセンサ値すなわちデータをＸ’軸方向、Ｙ’軸方向、Ｚ’軸方向に変換し、ステップＳ２０４において、各指ごとに変換されたデータを動作パターン辞書部３２のデータと比較し、ステップＳ２０６において、変換されたデータから各指の方向が決定され、ステップＳ２０８で終了する。
【００７１】
次に、図２９には、図２７のフローチャート図のステップＳ１０４の候補表示処理の詳細が示されている。
【００７２】
図２９において、ステップＳ３００でスタートし、ステップＳ３０２で左小指のセンサ値が閾値を突破したかが判断される。なお、閾値の突破については、前記図１８乃至図２５を参照されたい。ステップＳ３０２でＹｅｓの場合にはステップＳ３０４の処理（１）に進み、一方、ステップＳ３０２でＮｏの場合にはステップＳ３０６に進む。以下、ステップＳ３０６乃至Ｓ３２２で左薬指のセンサ値乃至右親指のセンサ値について、同様の判断がされ、ステップＳ３０６乃至Ｓ３２２でＹｅｓの場合には、それぞれ、ステップＳ３２４の処理（２）乃至ステップＳ３４０の処理（１０）に進み、一方、ステップＳ３０６乃至Ｓ３２２でＮｏの場合には、そのまま次のステップに進む。
【００７３】
例えば、ステップＳ３１０について説明すると、ステップＳ３１０で左人さし指のセンサ値が閾値を突破したかが判断され、ステップＳ３１０でＹｅｓの場合にはステップＳ３２８の処理（４）すなわち左人さし指のセンサ値が閾値を突破した場合の処理が行われ、一方、ステップＳ３１０でＮｏの場合にはそのまま次のステップＳ３１２に進む。
【００７４】
以下、ステップＳ３２８の処理（４）すなわち左人さし指のセンサ値が閾値を突破した場合の処理を例として取り上げ、詳細に説明する。
【００７５】
図３０及び図３１には、図２９のフローチャート図のステップＳ３２８の処理（４）の詳細が示されており、図３０及び図３１により、１つのフローチャートが構成される。
【００７６】
なお、以下の説明では、指センサ１６からの検出信号に基づき、選択される入力コードの候補を特定して表示する方法を説明する図１１乃至図１６を例として参照する。
【００７７】
図３０及び図３１において、ステップＳ４００でスタートし、ステップＳ４０２に進み、左人さし指に関するキーの候補を表示したかが判断される。最初の段階では、左人さし指に関するキーの候補が表示されていないので、ステップＳ４０２に進み、センサ値が指が先に向かったことを示すかが判断される。図１１乃至図１６の例では、図１３の矢印９６を参照すると、指が先に向かっており、しかも、指がまっすぐ先に進んでいるので、ステップＳ４０２からステップＳ４０６を経由して、ステップＳ４０８に進む。このステップＳ４０８では、「６」、「７」、「キャンセル」が表示される。これにより、ディスプレイ６４には、図１４に示されるように、選択される候補として、「６」、「７」が表示され、更に、「キャンセル」も表示されることとなる。ステップＳ４０８からは、ステップＳ４６２に進み、終了する。これにより、図２７のステップＳ１０４での１回目の候補表示処理は終了し、その後、ステップＳ１０６からステップＳ１０２に進む。
【００７８】
この状態では、ディスプレイ６４に候補「６」、「７」、「キャンセル」が表示されており、いずれかの候補を選択するために、指を動作させることになる。これにより、指センサ１６のセンサ値が変化するので、図２７のステップＳ１０２からステップＳ１０４に進み、以下のように、２回目の候補表示処理を行う。
【００７９】
再び図３０及び図３１のフローチャート図を参照すると、この状態では、ディスプレイ６４に候補「６」、「７」、「キャンセル」が表示されているので、ステップＳ４００、Ｓ４０２、Ｓ４２６、Ｓ４３０、Ｓ４３２，Ｓ４３４、Ｓ４３６、Ｓ４３８、Ｓ４４０、Ｓ４４２、Ｓ４４４を経由し、ステップＳ４４８からステップＳ４５０に進み、センサ値が指が左に向かったことを示すかが判断される。
【００８０】
図１１乃至図１６の例では、図１５の矢印１０６を参照すると、指が右の方向に向かっているので、前記ステップＳ４５０でＮｏであり、従って、ステップＳ４５４に進み、「７」、「キャンセル」が表示される。これにより、ディスプレイ６４には、図１６に示されるように、選択される候補として、「７」が表示され、更に、「キャンセル」も表示されることとなる。ステップＳ４５４からは、ステップＳ４６２に進み、終了する。これにより、図２７のステップＳ１０４での２回目の候補表示処理は終了し、その後、ステップ１０６からステップＳ１０２に進む。
【００８１】
この状態では、ディスプレイ６４に候補「７」、「キャンセル」が表示されており、候補「７」あるいは「キャンセル」を選択するために、指を移動させることになる。これにより、指センサ１６のセンサ値が変化するので、図２７のステップＳ１０２からステップＳ１０４に進む。
【００８２】
再び図３０及び図３１のフローチャート図を参照すると、この状態では、ディスプレイ６４に候補「７」、「キャンセル」が表示されているので、ステップＳ４００、Ｓ４０２、Ｓ４２６、Ｓ４３０、Ｓ４３２、Ｓ４３４、Ｓ４３６、Ｓ４３８を経由し、ステップＳ４４０からステップＳ４４６に進み、クリック判定に移動する。すなわち、図２７のフローチャート図では、ステップＳ１０４からステップＳ１０６に進むと、ステップＳ１０６でＹｅｓとなり、ステップＳ１０８に進むこととなり、すなわち、図１７のフローチャート図のステップＳ６２に進むこととなる。
【００８３】
以上説明したように、本願の実施の形態による入力装置によれば、入力操作者は、手１０に装着されたディスプレイ６４を見ることにより、選択される入力コードの候補を認識することができる。従って、入力操作を容易に行うことができる。
【００８４】
また、ディスプレイ６４には、指１４ごとに予め設定されているキーに対応する入力コードの候補が表示されるので、入力操作者は、どの指でタイピング動作をすればどのキーが入力されるかを操作前に知ることができる。
【００８５】
また、指センサ１６として３軸加速度センサが使用されているので、動作パターン判断部３４は、検出されたＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の動作の方向に基づいて、選択される入力コードの候補を正確に特定することができる。
【００８６】
また、ディスプレイ６４は、特定された入力コードの候補を予め設定された時間だけ表示するので、選択されない入力コードの候補が不必要に長時間にわたって表示され続けるという事態を防止することができる。
【００８７】
更に、特定された入力コードの候補から入力コードを決定する構成であるので、入力操作者は、入力コードの決定を容易に行うことができる。
【００８８】
更に、ディスプレイ６４は、手１０の甲６２に装着されているので、入力操作者は、ディスプレイ６４を見ることにより、選択される入力コードの候補を容易に認識することができる。
【００８９】
なお、本願の実施の形態による入力装置においては、手１０の甲６２にディスプレイ６４を装着しているが、本願では、ディスプレイ６４が装着される個所は、手１０の甲６２に限られず、ディスプレイ６４を各指１４にそれぞれ装着することも可能である。そして、手１０の甲６２にディスプレイ６４を装着する場合には、ディスプレイ６４は、５本の指１４に対応して１行５桁の表示を行い、一方、手１０の指１４にそれぞれディスプレイ６４を装着する場合には、１つのディスプレイ６４は、１本の指１４に対応して１行１桁の表示を行うことが可能である。
【００９０】
また、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１０の指１４が設定されているが、指センサ１６を手１０の甲６２に装着してもよい。あるいは、指センサ１６を全ての指１４に装着せず、全ての指１４の空間的な動きを検出できるような特定の指１４にだけ指センサ１６を装着してもよい。
【００９１】
また、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を指１４あるいは手１０の装着部に直接的に装着している。しかし、本願では、手袋において、指１４あるいは手１０の装着部に対応する位置に指センサ１６を装着し、当該手袋を入力操作者が装着することにより、指センサ１６が手袋を介して指１４あるいは手１０の装着部に間接的に装着されるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
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】
【００９３】
１０、１０Ｌ、１０Ｒ：手
１４、１４−１〜１４−１０：指
１６、１６−１〜１６−１０：指センサ
２２：ハーネス
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
６２：手の甲
６４：ディスプレイ
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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