(57)【要約】【課題】小型の情報機器に対して操作者が容易に情報入力を行うこと。【解決手段】操作者の人差し指２００に対して振動を印加する振動素子１と、人差し指２００、および親指を介して伝達される振動を計測する振動センサ２と、人差し指２００、及び親指を含み形成される振動伝達系に、親指に接触する操作者の別の指３００が接触することにより生ずる前記伝達系の伝達特性の変化に基づき、親指上における別の指３００が接触した位置を特定する第１の入力情報特定手段７とを有し、特定された別の指３００が接触した位置を位置情報として出力する。【選択図】図１
2010024031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号伝達用の物体に対して特定の物理量を印加する物理量印加手段と、
前記物体を介して伝達される前記物理量を計測する伝達物理量計測手段と、
前記物体を含み形成される前記物理量の伝達系に他の物体が接触することにより生ずる伝達特性の変化を検出する接触位置特定手段とを有し、
前記接触位置特定手段は、前記伝達特性の変化に対応して変換する前記物理量の計測信号に基き前記物体の接触位置を特定すると共にこの特定された接触位置にかかる位置情報を出力することを特徴とした情報入力システム。
【請求項２】
前記請求項１に記載の情報入力システムにおいて、
前記物理量は振動であり、前記接触位置特定手段は、前記物体の振動伝達関数が変化することに伴い伝達された振動波形に生じる変化に基づき前記他の物体の接触位置を特定することを特徴とした情報入力システム。
【請求項３】
前記請求項１に記載の情報入力システムであって、
前記物理量は振動であり、前記接触位置特定手段は、前記物体における振動伝達関数が変化することに伴い前記物体と振動源とを含む前記伝達系の共振周波数に生じる変化に基づき前記他の物体の接触位置を特定することを特徴とする情報入力システム。
【請求項４】
前記請求項３に記載の情報入力システムであって、
前記接触位置特定手段に前記物体上における異なる位置に対応して予め設定された基準周波数を記憶する基準周波数記憶手段を備え、
前記接触位置特定手段は、前記伝達系の共振周波数に生じる変化と前記基準周波数とを比較することにより前記他の物体の接触位置を特定することを特徴とする情報入力システム。
【請求項５】
信号伝達用の物体に対して特定の物理量を印加し、前記物体を介して伝達された前記物理量を計測し、前記物体を含み形成される前記物理量の伝達系に他の物体が接触することにより生ずる前記伝達系の伝達特性の変化に基づき前記他の物体の接触位置を特定し、特定された前記他の物体の接触位置を位置情報として出力することを特徴とする情報入力方法。
【請求項６】
信号伝達用の物体に対して特定の物理量を印加し、前記物体を介して伝達される前記物理量を計測して、当該計測結果の変化に基づき特定される情報を出力するための情報入力プログラムにおいて、
前記物体を含み形成される前記物理量の伝達系に他の物体が接触することにより生ずる伝達特性の変化を検知すると共に、この変化に対応して変化する前記物理量の計測信号に基き前記他の物体の接触位置を特定する接触位置特定機能を予め設定されたコンピュータに実行させることを特徴とする情報入力プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、ＰＤＡ、ノートＰＣといった携帯機器における情報入力システム、情報入力方法、および情報入力プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ＰＤＡ、ノートＰＣといった携帯機器については、可搬性が重視され、且つディスプレイなどの表示部がより大きく、見やすい携帯機器が求められている。このため、携帯機器上における入力部がより小さく設定された携帯機器が求められる。【０００３】
これに対して、携帯機器上の入力部のキー配置スペースを小さくするための関連技術として、一つの入力に複数の機能を割り当てる機能が考えられる。この例としては、機器上に上下左右の傾斜角度を検出するジョイスティックを配置し、その傾斜方向により文字の切り替えを行なう方法が開示されている（特許文献１参照）。【０００４】
また、別の関連技術として、入力の検出部を機器上とは切り離し、独立して配置する手法がある。この関連技術としては、操作者の身体に検出部を装着させることにより入力を行なう装置がある（特許文献２参照）。【０００５】
また、携帯機器に対する操作者の動作を検出する入力部のスペースを小さくするための手法として、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の指圧を検知することで、手書き文字入力を行なうものがある。この例としては、トラックポイントを用いて、その指圧変化パターンから手書き文字入力を行なう技術が開示されている（特許文献３参照）。【０００６】
更に、別の関連技術として、デジタルカメラにより手書き文字用の紙に書かれた文字を撮像し、発光軌跡を時系列的に撮像して電気信号に変換する赤外線カメラにより、手書き文字入力ペンの接触位置を特定する手法が開示されている（特許文献４参照）。【０００７】
また、別の関連技術として、センサマトリクスの全Ｘライン上の電圧によりオブジェクトに電気の印加を行い、基板上に配置されたタッチ感応性表面より成る位置センシングトランスジューサにより物体を伝達した電気量を計測し、オブジェクトの接近により生じた導電体のキャパシタンス変化に基づいてオブジェクト（別物体）の位置を特定する手法が開示されている（特許文献５参照）。【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２５８７３４公報
【特許文献２】特表２００４−５３７８０２公報
【特許文献３】特開２００５−３０１８７４公報
【特許文献４】特開平１０−１２４１７８公報
【特許文献５】特表平１０−５０５１８３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示された関連技術では、各々の入力をするためのジョイスティックの傾斜方向が、携帯機器の入力方法と異なることにより、入力のために慣れが必要となり、更には、入力操作が複雑になることから、入力ミスが増大してしまうという不都合が生じ得る。【００１０】
また、上記特許文献２の関連技術は、入力部を携帯機器とは別に用意する必要があり、可搬性には優れていない。また、操作者が検出部を身につけなければならないというわずらわしさがある。【００１１】
更に、上記特許文献３に開示された関連情報は、入力動作を行なう指先の移動がないため動作確認が困難であり、入力ミスが増大してしまうという不都合が生じ得る。
また、上記特許文献４に記載の関連情報は、紙に書かれた文字を入力用に利用する構成であるため、入力操作を行うための領域、スペースの限られた小型情報機器に適用することができないという不都合がある。【００１２】
更に、上記特許文献５に記載の関連情報は、入力操作用のセンサ・マトリックス・アレイを有する構成であるため、入力操作を行うための領域、スペースの限られた小型情報機器に適用することができないという不都合がある。【００１３】
［発明の目的］
本発明は、上記関連技術の有する不都合を改善し、小型の情報機器に対して操作者が容易に情報入力を行い得る情報入力システム、情報入力方法、および情報入力プログラムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る情報入力システムは、信号伝達用の物体に対して特定の物理量を印加する物理量印加手段と、前記物体を介して伝達される前記物理量を計測する伝達物理量計測手段と、前記物体を含み形成される前記物理量の伝達系に他の物体が接触することにより生ずる伝達特性の変化を検出する接触位置特定手段とを有し、前記接触位置特定手段は、前記伝達特性の変化に対応して変換する前記物理量の計測信号に基き前記物体の接触位置を特定すると共にこの特定された接触位置にかかる位置情報を出力することを特徴としている。【００１５】
又、本発明にかかる情報入力方法は、信号伝達用の物体に対して特定の物理量を印加し、前記物体を介して伝達された前記物理量を計測し、前記物体を含み形成される前記物理量の伝達系に他の物体が接触することにより生ずる前記伝達系の伝達特性の変化に基づき前記他の物体の接触位置を特定し、特定された前記他の物体の接触位置を位置情報として出力することを特徴とする。【００１６】
更に、本発明にかかる情報入力プログラムは、物体に対して当該物体を介して伝達される特定の物理量を印加し、前記物体を介して伝達される前記物理量を計測して、当該計測結果の変化に基づき特定される情報を出力するための情報入力プログラムであって、前記物体を含み形成される前記物理量の伝達系に他の物体が接触することにより生ずる前記伝達系の伝達特性の変化に基づき前記他の物体の接触位置を特定する接触位置特定機能を予め設定されたコンピュータに実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、物体に対して特定の物理量を印加する物理量印加手段と、前記物体を介して伝達される前記物理量を計測する伝達物理量計測手段と、前記物体を含み形成される前記物理量の伝達系に他の物体が接触することにより生ずる前記伝達系の伝達特性の変化に基づき前記他の物体の接触位置を特定する接触位置特定手段とを有し、前記特定された前記他の物体の接触位置を位置情報として出力する構成としたことにより、入力操作のためのスペースの限られた小型の情報機器に対して操作者が容易に情報入力を行うことを可能とする情報入力システム、情報入力方法、および情報入力プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による情報入力システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に開示した情報入力システムにおける処理動作ステップを示すフローチャートである。
【図３】図１に開示した情報入力システムにおける文字入力方式の一例を示す概略説明図である。
【図４】本発明による情報入力システムの一実施形態を示す概略構成図である。
【図５】図４に開示した情報入力システムにおける処理動作ステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［実施形態１］
次に、本発明の実施形態について、その基本的構成内容を説明する。【００２０】
本実施形態の情報入力システムは、図１に示すように、携帯電話、ＰＤＡ、ノートＰＣなどの携帯機本体部としての筐体１０における入力部(情報入力システム)として設置され、振動発生源としての振動素子(物理量印加手段に相当)１と、振動素子１に接続され駆動信号ａを出力して振動素子１に複数周波数が混合した振動を発生させるホワイトノイズ発生手段３と、この振動を検出する振動センサ(伝達物理量計測手段に相当)２を備えている。【００２１】
また、本実施形態は、上記振動センサ２に接続され振動センサ２から出力される振動検出信号ｂを高速フーリエ変換処理し、周波数軸信号ｃとして出力するＦＦＴ(高速フーリエ変換：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ)手段４と、複数の入力位置に対応した複数の周波数軸信号波形である基準波形データｄを蓄積しておく第１のデータベース５を有する。【００２２】
更に、本実施形態は、周波数軸信号ｃと複数の基準波形データｄを受けて、周波数軸信号ｃと複数の基準波形データｄとの相関値を算出し、複数の相関値データｅとして出力する相関値算出手段６と、複数の相関値データｅを受けて、最も高い相関値を示した基準波形データｄに対応する入力位置を実際の入力位置として特定し、この入力位置を入力情報特定データｆとして出力する第１の入力情報特定手段(接触位置特定手段に相当)７と、入力情報特定データｆを受けて、その位置に割り当てられた所定の記号やデータ、機能情報を、筐体１０に予め設けられたディスプレイ等の表示部に出力表示する情報提示手段８とを含んで構成される。【００２３】
尚、上記ホワイトノイズ発生手段３、ＦＦＴ手段４、第１のデータベース５、相関値算出手段６、第１の入力情報特定手段７、および情報提示手段８は、図面における便宜上筐体１０の外部に描かれているが、全て筐体１０の内部に設置されているものとする。
また、筐体１０は、筐体１０内にＣＰＵ(中央演算処理装置：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ)、メモリ、および他の記憶部などを備え、上記各手段における動作機能について、メモリ内に読み込まれた予め設定されたプログラムをＣＰＵが実行することにより制御して実現するものとする。【００２４】
また、本実施形態では、操作者の親指１００を入力エリアとして使用する。具体的には、操作者の親指１００上に設定された複数の位置を、操作者の別の指３００で接触することで、それぞれの接触位置に対応する情報入力が行われる。【００２５】
このため、上記構成において、振動素子１は操作者の人差し指２００に接触するように、また、振動センサ２は操作者の親指１００に接触するように、携帯機器である筐体１０表面上に配置されている。
これにより、本実施形態では、操作者が携帯機器に対して入力を行う入力エリアを操作者自身の指に設定することができる。このため、入力エリアが大きく設定することができることにより、操作者は携帯機器に対する選択や決定といった入力操作を容易に行うことができる。【００２６】
尚、振動素子１と振動センサ２の間は、筐体１０内で振動が伝達しないように、それぞれ分離(アイソレート)されていることが望ましい。【００２７】
また、このアイソレートの手法としては、上記振動素子１と振動センサ２の間に防振材を配置したり、振動素子１と振動センサ２の間に空間を設けるなどの、一般的な振動遮断方法が適用できる。【００２８】
更に、アイソレートができない場合には、人差し指２００と親指１００を接触させない状態で振動センサ２が検出する振動、すなわち、操作者の指を伝達せずに筐体１０のみを伝達する振動を予め記録しておき、操作時に振動センサ２が出力する振動検出信号ｂから引き算することで、振動検出信号ｂを、操作者の指のみを伝達した信号とすることができる。【００２９】
また、振動検出信号ｂから引き算する信号としては、上記のように予め記録しておく場合以外にも、振動センサ２の近傍で操作者の指が接触しない位置に別の振動センサを配置し、その検出信号を使用してもよい。この振動センサには操作者の指は接触していないため、検出信号は、操作者の指を伝達せずに筐体１０のみを伝達する振動となる。【００３０】
更に、基準波形データｄは、入力操作として、操作者の親指１００上の複数位置に操作者の別の指３００を接触させる際にそれぞれ得られる周波数軸信号ｃの波形を、予め記録しておいたものである。
尚、上記振動素子１や振動センサ２としては、圧電素子等が使用できる。【００３１】
［実施形態１の動作説明］
次に、上記実施形態１における情報入力システムの動作について、概説する。【００３２】
まず、操作者の指(人差し指２００、および親指１００:物体に相当)に対して振動(物理量に相当)を印加し、操作者の指を介して伝達された振動を計測する。次いで、この操作者の指を含み形成される振動の伝達系に、操作者の他の指(親指に接触する操作者の別の指３００)が接触することにより生ずる伝達系の伝達特性の変化に基づき、操作者の別の指３００の、親指１００における接触位置を特定し、特定された接触位置を位置情報として出力する。【００３３】
尚、上記操作者の指を含み形成される振動の伝達系に、操作者の他の指(親指に接触する操作者の別の指３００)が接触することにより生ずる伝達系の伝達特性の変化に基づき、操作者の別の指３００の、親指１００における接触位置を特定する接触位置特定機能については、その動作内容をプログラム化して、携帯端末(筐体１０)内に予め設けられたコンピュータで自動的に実行される設定としてもよい。【００３４】
次に、上記実施形態１における情報入力システムの動作を、図２のフローチャートに基づいて詳説する。【００３５】
まず、ホワイトノイズ発生手段３で、振動素子１に駆動信号ａを出力し、振動素子１に複数周波数が混合した振動を発生させる（ステップＳ１）。
次に、振動素子１で発生した振動は、振動素子１に接触している操作者の人差し指２００を伝達し、さらに親指１００を伝達して振動センサ２で検出され、振動検出信号ｂとして出力される（ステップＳ２）。【００３６】
この振動検出信号ｂは、操作者の人差し指２００および親指１００の振動伝達特性の影響で、振動素子１が発生された振動波形とは異なる振動波形となる。【００３７】
ここで、振動素子１が発生させた振動波形の周波数軸での信号波形をＵ（ｓ）、振動センサ２で検出される振動検出信号ｂの周波数軸での信号波形をＹ（ｓ）、操作者の人差し指２００および親指１００の振動伝達特性を周波数軸で示したいわゆる伝達関数をＧ（ｓ）とすると、それぞれの関係は、以下の［式１］で示される。【００３８】
［式１］Ｙ（ｓ）＝Ｇ（ｓ）×Ｕ（ｓ）
このとき、操作者の親指１００上の所定位置に別の指３００を接触させると、振動伝達特性が変わって伝達関数Ｇ（ｓ）が変化し、結果としてＹ（ｓ）が変化する。
例えば、振動している弦を押さえる位置が異なれば弦の振動モードが異なり、その振動伝達特性が変化する。これと同様に、操作者の人差し指および親指を介して振動センサに伝達される振動（振動伝達特性）に対して、操作者の親指上の所定の位置に別の指を接触させることにより、振動の伝達関数が変化して振動センサにより検出される振動波形が変化する。
また、弦を押さえる位置の違いにより弦の振動モードが異なるように、別の指３００を接触させる親指１００上の位置が異なれば、それぞれ異なる振動波形の伝達関数Ｇ（ｓ）が振動センサで検出され、これにより、Ｙ（ｓ）も異なることになる。【００３９】
このため、検出される信号波形Ｙ（ｓ）の違いを認識(検知)することで、親指１００上のどの位置に別の指３００が接触したかを特定することができる。
尚、振動素子１は、上述のように、人差し指２００に対して複数周波数が混合した振動（ホワイトノイズ）を発生させている。このため、親指１００上に別の指３００が接触したときに、振動センサ２ではホワイトノイズとは顕著に異なる、周期性の高い信号が検出される。これにより、振動センサ２は、別の指３００の親指１００上に対する接触を、振動検出信号ｂおける波形変化（伝達関数Ｇ（ｓ）の変化）として明確に検知することができる。【００４０】
次に、ＦＦＴ手段４が、振動センサ２から出力される振動検出信号ｂを、高速フーリエ変換処理して周波数軸信号ｃ、すなわちＹ（ｓ）に変換する（ステップＳ３）。次いで、相関値算出手段６が、予め第１のデータベース５に記録してある複数の入力位置に対応したＹ（ｓ）である基準波形データｄとの相関値をそれぞれ算出する（ステップＳ４）。【００４１】
尚、上記基準波形データｄは、親指１００上の接触位置を、例えば３箇所設定し、それぞれの位置に別の指３００を実際に接触させた際のＹ（ｓ）を、Ｙ１（ｓ），Ｙ２（ｓ），Ｙ３（ｓ）として予め記録しておいたものである。この記録作業は、操作者が初期設定として行っても良いし、複数の操作者データの平均値などを用いて製造時に記録しておいてもよい。【００４２】
ＦＦＴ手段４から出力される周波数軸信号ｃの波形形状は、親指１００上の接触位置に応じて、複数の基準波形データｄ、すなわちＹ１（ｓ），Ｙ２（ｓ），Ｙ３（ｓ）のいずれかに形状が近い波形となるため、周波数信号ｃと複数の基準波形データｄとの相関値のうち、最も大きい相関値を示す基準波形データｄに対応する位置が、実際の接触位置となる。【００４３】
そこで、第１の入力情報特定手段７では、複数の相関値データｅのうち、最も高い相関値を示した基準波形データｄに対応する入力位置を実際の入力位置として特定して、その位置を入力情報特定データｆとして出力し（ステップＳ５）、最後に情報提示手段８で、特定された位置に割り当てられた所定の記号やデータ、機能を表示する（ステップＳ６）ことで入力操作が完了する。【００４４】
尚、本実施形態で、振動素子１が発生させる振動を複数周波数の混合した振動としたのは、Ｙ１（ｓ），Ｙ２（ｓ），Ｙ３（ｓ）をそれぞれ異なる形状の周波数軸信号波形とするためである。このため、混合する振動周波数の数や周期は、Ｙ１（ｓ），Ｙ２（ｓ），Ｙ３（ｓ）は、それぞれ識別可能なように選択されればよく、特定の値に限定されない。【００４５】
また、上記(動作説明)では、周波数軸波形で接触位置の検出を行っているが、本実施形態では、伝達関数Ｇ（ｓ）の違いによる振動検出信号ｂの違いが認識できればよいので、接触位置による特徴的な変化が生じるような振動周波数であれば、時間軸信号のまま位置特定動作を行ってもかまわない。【００４６】
更に、上記実施形態１の動作説明では、周波数信号ｃと複数の蓄積データｄとの相関値の算出を行っているが、例えば、２つの振動周波数ｆ１とｆ２とで、３箇所の接触位置に応じて、ｆ１とｆ２の大小関係や変化の仕方が変化するような振動周波数があれば、相関値の算出ではなく、ｆ１とｆ２の大小関係や変化したか否かに基づいて接触位置を特定してもよい。【００４７】
また、上記の動作を繰り返し行い、接触位置の時間変化を検出することで、なぞり動作などの検出も可能である。【００４８】
更に、上記振動センサ２を４つ配置することによって、例えば、携帯電話に搭載されているような、いわゆるテンキー入力装置を構成することができる。【００４９】
ここで、カード型の端末に本発明の情報入力システムを適用した場合を、図３(Ａ)、および(Ｂ)に例示する。
ここで例示するカード型の携帯端末では、その外表面上に４つの振動センサ２からなる入力部(テンキー入力装置)が設置されている。【００５０】
以下、これを詳説する。
振動センサ２は、図３(Ａ)に示すように、筐体１０上に４つ配置されており、親指１００上における第１エリア１０１、第２エリア１０２、第３エリア１０３の３箇所に対して、それぞれを別々の入力キーが割り当てられている。
この構成で、親指１００を４つの振動センサ２それぞれに移動させて接触させると共に、親指１００上の３箇所を入力キーとすることで、一般的なテンキー入力装置である３×４＝１２個(種類)のキー入力が実現できる。【００５１】
ここで、携帯電話に搭載されている一般的なテンキー入力装置のキー配置に対応させて説明する。
例えば、上記４つの振動センサ２は、図３(Ｂ)における一番上側の振動センサ２に親指１００を接触させると共に、別の指３００で第１エリア１０１に接触した場合には、入力文字の子音［さ］に相当するキーになる。また、このとき、親指１００における第２エリア１０２に接触した際には［か］を、更に、第３エリア１０３に接触した際には［あ］を入力するキーとなる。【００５２】
また、図３(Ｂ)における上側から２番目の振動センサ２に親指１００を接触させた状態で、別の指３００を第１エリア１０１に接触させた場合には子音［は］を、第２エリア１０２に接触した場合には子音［な］を、第３エリア１０３に接触した場合には子音［た］を入力するキーとなる。
更に、図３(Ｂ)における上側から３番目の振動センサ２に親指１００を接触させた状態では、上記と同様にして、［ら］、［や］、［ま］を入力するキーとなり、また、図３における上側から４番目の振動センサ２に親指１００を接触させた状態では、第２エリア１０２に接触した場合には子音［わ］を入力するキーとなる。
尚、上記設定された入力キーを連続して入力することにより、携帯電話におけるテンキーによる文字入力と同様の入力を行うことができる。ここでは、例えば、上から２番目の振動センサ２に接触された親指１００における第１エリア１０１を別の指３００で連続して触れることにより、は行である［は］、［ひ］、［ふ］、［へ］、［ほ］を入力することができるものとする。また、他の入力エリア(第１〜３エリア)と振動センサ(１〜４番目)との組み合わせについても同様に入力を行うことができるものとする。【００５３】
これにより、親指１００上の同じ入力エリアであっても、親指１００が接触する振動センサ２の位置(ここでは、１〜４番)を変えることにより、携帯電話と同様のテンキー入力を可能とする入力キーが構成される。【００５４】
尚、上記構成の場合、親指１００が４つの振動センサ２のうちのどの振動センサ２に接触しているかの検出が必要となるが、これは、親指１００が接触していない振動センサ２では振動が検出されないことから、４つの振動センサ２の出力信号のうち、振幅が最も大きい振動センサ２を親指１００が接触している振動センサ２として検知する設定としてもよい。【００５５】
また、振動センサ２、および親指１００上における入力エリア、それぞれの数は、上記実施形態における数に限定されない。
更に、例えば、静電容量を用いた接触センサなどを振動センサ２に重ねて配置することで、親指１００の接触位置を検出してもよい。【００５６】
尚、振動素子１は筐体１０の振動センサ２配置側の裏面に１つ配置してあるものとする。上記入力操作において人差し指２００側は動かす必要がないので、振動素子１は１つでかまわない。【００５７】
以上のように、本発明の情報入力システムの実施形態１では、操作者の指(親指１００)を入力エリアとして使用し、この指を伝達する振動の伝達関数変化に基づいて、親指１００における入力位置(１０１、１０２、１０３)を特定することができる。
これにより、この情報入力システムを入力用ユーザインタフェースとして備えた携帯機器においては、操作者は指(親指)上を他の指で触れることで携帯機器に対する入力操作を実現できる。本実施形態では、携帯機器上に設定される入力部(入力エリア)として、振動素子１と振動センサ２が設けられていればよく、このため、携帯機器本体上に設けられる入力部を小さく設定することが可能となる。【００５８】
また、本実施形態は、操作者による入力を検出する検出部を機器側のみに配置しているため、本発明の情報入力システムにより、操作者の身体に、入力の検出を行う検出部を装着する(身につける)必要のない、可搬性に優れた携帯機器を実現できる。【００５９】
また、携帯機器が携帯機器本体上に入力エリアを設け、更にそのサイズを小さくする場合に比べて、本実施形態では、十分に大きな入力エリアを得ることが可能であるため、入力エリアにおける入力操作に対応した各機能を、操作する手順や組み合わせに対応させるのではなく、入力エリアそれぞれに割り当てが可能であるため、操作者による入力ミスを軽減することができ、更に、操作者は入力時間を短縮することができる。【００６０】
更に、携帯機器本体上に設定された棒状のものを傾斜させ、傾斜角度によりポインティングする等の携帯機器における入力手法に比べ、本発明の情報入力システムでは、ポインタの移動速度や移動量を、操作する速度や操作移動量に反映させることができ、このため、携帯端末に対する細かい操作を迅速に行うことが可能になる。【００６１】
又、本発明では、携帯機器本体上で、操作者からの入力を検出する検出部を小さく設定すると共に、入力が行なわれる入力エリアについては大きく設定することが可能であるため、手書き文字入力のような、スクロールを伴い、大きい操作領域が必要な操作や、入力の開始位置を絶対位置で指定する操作を容易に行うことを可能とする入力インタフェースを、操作者に対して提供することができる。【００６２】
尚、入力エリアに使用するのは、例えば生体指に限らず、義手などでもよく、接触する側の指も、例えば、棒やペンなどの物体であってもよい。【００６３】
また、本発明では、伝達系とそれを伝達する物理量があり、伝達系上の所定位置に別物体が接触することによる伝達系における伝達関数の変化に基づき入力位置が検出できればよいので、指を伝達させる物理量としては、振動に限らず、光や電気信号などでもよい。【００６４】
［実施形態２］
次に、本発明に係る実施形態２の情報入力システムについて、図４に基づき説明する。ここで、前述した実施形態１と同一の部分については、同一の符号を付するものとする。【００６５】
本実施形態２は、図４に示すように、前述した実施形態１の場合と同様に、携帯電話、ＰＤＡ、ノートＰＣなどの携帯機本体部としての筐体１０における情報入力システムであって、振動を発生する圧電素子１１と、圧電素子１１に接続され、圧電素子１１の共振周波数を計測して共振周波数信号ｇとして出力する共振周波数計測手段１２と、複数の入力位置それぞれに対応した複数の基準周波数データｈを蓄積する第２のデータベース１３と、共振周波数信号ｇと複数の基準周波数データｈを受けて、共振周波数信号ｇに最も近い値の基準周波数データｈに対応する入力位置を実際の入力位置として特定し、その位置を入力情報特定データｆとして出力する第２の入力情報特定手段１４と、入力情報特定データｆを受けて、その位置に割り当てられた所定の記号、データ、機能情報などを表示する情報提示手段８を含み構成される。【００６６】
また、本実施形態２では、上述した実施形態１が、操作者の親指１００、および人差し指２００の振動伝達特性の変化に伴う検出振動の変化に基づいて入力位置を特定しているのに対して、振動体である圧電素子１１とそれに接触している親指１００を含めた振動系の振動伝達特性が、別の指３００の親指１００における接触位置により変化し、それにより振動系の共振周波数が変化することに基づき入力位置(情報)を特定することを特徴としている。【００６７】
ここで、上記実施形態２の動作について、概説する。
まず、圧電素子１１の共振周波数を計測して共振周波数信号ｇとして出力する(ステップＳ７)。次に、共振周波数信号ｇと予め設定された複数の基準周波数データｈを比較し、共振周波数信号ｇに最も近い値の基準周波数データｈに対応する入力位置を実際の入力位置として特定して、その位置を入力情報特定データｆとして出力する(ステップＳ８)。入力情報特定データｆに対応する所定の記号、データ、機能情報などを表示する(ステップＳ９)。【００６８】
次に、本発明の実施形態２の動作について、図５のフローチャートに基づいて詳説する。
まず、共振周波数計測手段１２で、圧電素子１１に振動を発生させつつ、圧電素子１１の共振周波数を計測して共振周波数信号ｇとして出力する（ステップＳ７）。ここで、共振周波数の計測には、インピーダンス測定法や動アドミタンス測定法などの、一般的な電気的測定方法が使用できる。【００６９】
このとき、圧電素子１１の共振周波数は、圧電素子１１に接触する物体の質量や形状などにより変化する。すなわち、圧電素子１１に親指１００が接触し、さらに別の指３００が親指１００に接触する位置によって、計測される共振周波数が変化する。【００７０】
このため、この共振周波数の違いを認識(検知)することで、親指１００上におけるどの位置に別の指３００が接触したかを特定することができる。
そのため、本実施形態２では、第２の入力情報特定手段１４で、共振周波数信号ｇと、予め第２のデータベース１３に記録された複数の入力位置に対応した基準周波数データｈとを比較し、共振周波数信号ｇに最も近い値の基準周波数データｈに対応する入力位置を実際の入力位置として特定して、その位置を入力情報特定データｆとして出力する（ステップＳ８）。【００７１】
基準周波数データｈは、親指１００上の接触位置を、例えば予め３箇所設定し、それぞれの位置に別の指３００を実際に接触させた際の圧電素子１１の共振周波数を予め記録しておいたものであり、計測された共振周波数信号ｇが、複数の基準周波数データｈのどれに最も近いかを比較検出することで、実際の接触位置が特定できる。【００７２】
最後に情報提示手段８で、特定された位置に割り当てられた所定の記号やデータ、機能を表示する（ステップＳ９）ことで入力操作が完了する。【００７３】
以上のように、本実施形態では、上記実施形態１に比して、操作者による入力を検出する携帯機器本体部の検出部(圧電素子１１)を更に小さく設定することができる。これにより、携帯機器本体部におけるディスプレイ等の表示部をより大きく設定することが可能となる。【００７４】
また、上記実施形態１、および２では、携帯機器に対する入力が行なわれたことを、身体への接触により操作者自身が感じ取ることができるため、操作者はどの位置への入力を行なっているのかを操作部分を見ることなく確認することができ、これにより、入力ミスを軽減することができる。【００７５】
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【００７６】
この出願は２００８年８月２９日に出願された日本出願特願２００８−２２２９３１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、携帯電話、ＰＤＡ、ノートＰＣといった小型の携帯機器に適用することができ、特に、可搬性が重視される小型の携帯機器内で、機器上の入力部が小さく設定される携帯機器に対して有効に適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  振動素子(物理量印加手段)
２  振動センサ(伝達物理量計測手段)
３  ホワイトノイズ発生手段(物理量印加手段)
４  ＦＦＴ手段
５  第１のデータベース
６  相関値算出手段
７  第１の入力情報特定手段(接触位置特定手段)
８  情報提示手段
１０  筐体
１１  圧電素子
１２  共振周波数計測手段
１３  第２のデータベース(基準周波数記憶手段)
１４  第２の入力情報特定手段(接触位置特定手段)
１００  操作者の親指
１０１  第１エリア
１０２  第２エリア
１０３  第３エリア
２００  操作者の人差し指(物体)
３００  親指に接触する操作者の別の指(他の物体)
ａ  駆動信号
ｂ  振動検出信号
ｃ  周波数軸信号
ｄ  基準波形データ
ｅ  相関値データ
ｆ  入力情報特定データ
ｇ  共振周波数信号
ｈ  基準周波数データ
【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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【国際調査報告】
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