(57)【要約】【課題】ユーザのプライバシーを守ることが可能であり、両手および目を占有することなく、高いジェスチャー認識精度を有する情報入力装置、情報入力方法および情報入力システムを提供すること。【解決手段】情報入力装置１は、信号処理部１２０を有する。信号処理部１２０は、受信処理部１２１と、接触検出部１２２と、状態推定部１２３と、操作情報生成部１２４とを有する。受信処理部１２１は、第１検出部１１１と第２検出部１１２の各々から検出信号を受け取る。接触検出部１２２は、第１検出部１１１および第２検出部１１２の検出信号に基づいて、ユーザの一方の手の指先が他方の手の掌に平面接触している平面接触期間を特定する。状態推定部１２３は、平面接触期間における第２検出部１１２の検出信号に基づいて、上記他方の手の掌における上記一方の手の指先の移動状態を推定する。操作情報生成部１２４は、状態推定部１２３の推定結果に基づいて、操作対象の端末を操作させるための操作情報を生成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１検出部と第２検出部の少なくとも一方から検出信号を受け取る受信処理部と、
前記第１検出部と前記第２検出部の少なくとも一方の検出信号に基づいて、接触体が物体に平面接触している平面接触期間を特定する接触検出部と、
前記平面接触期間における前記第２検出部の検出信号に基づいて、前記物体の表面における前記接触体の移動状態を推定する状態推定部と、
前記状態推定部の推定結果に基づいて、操作対象の端末を操作させるための操作情報を生成する操作情報生成部と、を有する信号処理部
を有することを特徴とする情報入力装置。
【請求項２】
前記第１検出部は、前記接触体が前記物体に平面接触したときに発生する振動を検出し、
前記第２検出部は、前記接触体の運動を検出することを特徴とする請求項１に記載の情報入力装置。
【請求項３】
前記状態検出部は、前記平面接触期間から、前記接触体が前記物体に平面接触を開始する接触開始時刻および前記接触体が前記物体への平面接触を終了する接触終了時刻の各々の近傍の期間を除いた移動期間を特定し、当該移動期間における前記第２検出部の検出信号に基づいて、前記移動状態を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の情報入力装置。
【請求項４】
前記物体の表面は、略平面形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの請求項に記載の情報入力装置。
【請求項５】
第１検出部と第２検出部の少なくとも一方から検出信号を受け取る受信処理工程と、
前記第１検出部と前記第２検出部の少なくとも一方の検出信号に基づいて、接触体が物体に平面接触している平面接触期間を特定する接触検出工程と、
前記平面接触期間における前記第２検出部の検出信号に基づいて、前記物体の表面における前記接触体の移動状態を推定する状態推定工程と、
前記状態推定部の推定結果に基づいて、操作対象の端末を操作させるための操作情報を生成する操作情報生成工程と、を有する信号処理工程
を有することを特徴とする情報入力方法。
【請求項６】
第１検出部と第２検出部の少なくとも一方から検出信号を受け取る受信処理部と、
前記第１検出部と前記第２検出部の少なくとも一方の検出信号に基づいて、接触体が物体に平面接触している平面接触期間を特定する接触検出部と、
前記平面接触期間における前記第２検出部の検出信号に基づいて、前記物体の表面における前記接触体の移動状態を推定する状態推定部と、
前記状態推定部の推定結果に基づいて、操作対象の端末を操作させるための操作情報を生成する操作情報生成部と、を有する信号処理部を有する情報入力装置と、
前記情報入力装置から送信された前記操作情報に基づいて動作する端末と、
を有することを特徴とする情報入力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが行う入力操作を受け付けて各種の情報処理を行う情報入力装置、情報入力方法および情報入力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、人が通常の活動をしている際に、その行動や状態に合わせて人をアシストするような情報提供を行うことが考えられている。このような用途において、情報提供がある度に端末を取り出して、両手を使って操作入力を行ったり、端末に視線を向けたりすることは煩わしく感じる。そこで両手や目を占有しないハンズフリー・アイズフリーな情報入力装置が必要と考えられている。
【０００３】
この種の情報入力装置として、音声認識を利用した情報入力装置や、ジェスチャー入力による情報入力装置が用いられている。音声認識は、音声による入力操作が可能であり、両手や目を占有することがない。
【０００４】
しかし、音声認識は、第三者にユーザの発声内容を聞かれる可能性があり、プライバシーを守ることができない場合があるだけでなく、発声音を伴うため周囲の人に迷惑をかけるおそれがある。
【０００５】
一方、ジェスチャー入力を利用した情報入力装置では、三次元空間で描かれる指の軌跡（特許文献１および２）、あるいは前腕部や手首の表面の動き（特許文献３および４）をセンサで検出したり、手の甲を指先でなぞって文字等を描く操作を光学的手段で検出する（特許文献５）。
【０００６】
ジャスチャー入力は、発生音を伴わないため、周囲の人に迷惑をかける可能性は低い。しかし、特許文献１および２に記載の技術では、第三者にジェスチャーを見られる可能性があり、ユーザのプライバシーを守ることができない場合がある。また、指先の精密な三次元の位置、移動方向および動きを正確に検出することは困難であり、ジェスチャーの認識精度は十分とはいえない。
【０００７】
また、特許文献３および４に記載の技術では、認識精度の低さ故、認識可能なジェスチャーの種類が少なく、ユーザフレンドリーな技術とはいえない。また、特許文献５に記載の技術では、障害物の有無によっては、ユーザの操作を正確に検出することができないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００６６６６４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０２６３４７３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１３／０２３２０９５号明細書
【特許文献４】再公表２０１５／０３３１５２号公報
【特許文献５】特開２０１４−１０６７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、ユーザのプライバシーを守ることが可能であり、両手および目を占有することなく、高いジェスチャー認識精度を有する情報入力装置、情報入力方法および情報入力システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る情報入力装置は、
第１検出部と第２検出部の少なくとも一方から検出信号を受け取る受信処理部と、前記第１検出部と前記第２検出部の少なくとも一方の検出信号に基づいて、接触体が物体に平面接触している平面接触期間を特定する接触検出部と、前記平面接触期間における前記第２検出部の検出信号に基づいて、前記物体の表面における前記接触体の移動状態を推定する状態推定部と、前記状態推定部の推定結果に基づいて、操作対象の端末を操作させるための操作情報を生成する操作情報生成部と、を有する信号処理部を有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る情報入力方法は、
第１検出部と第２検出部の少なくとも一方から検出信号を受け取る受信処理工程と、前記第１検出部と前記第２検出部の少なくとも一方の検出信号に基づいて、接触体が物体に平面接触している平面接触期間を特定する接触検出工程と、前記平面接触期間における前記第２検出部の検出信号に基づいて、前記物体の表面における前記接触体の移動状態を推定する状態推定工程と、前記状態推定部の推定結果に基づいて、操作対象の端末を操作させるための操作情報を生成する操作情報生成工程と、を有する信号処理工程を有することを特徴とする。
【００１２】
また、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、
第１検出部と第２検出部の少なくとも一方から検出信号を受け取る受信処理部と、前記第１検出部と前記第２検出部の少なくとも一方の検出信号に基づいて、接触体が物体に平面接触している平面接触期間を特定する接触検出部と、前記平面接触期間における前記第２検出部の検出信号に基づいて、前記物体の表面における前記接触体の移動状態を推定する状態推定部と、前記状態推定部の推定結果に基づいて、操作対象の端末を操作させるための操作情報を生成する操作情報生成部と、を有する信号処理部を有する情報入力装置と、前記情報入力装置から送信された前記操作情報に基づいて動作する端末と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明では、接触体が物体に平面接触している平面接触期間において、物体の表面における接触体の移動状態が推定される。より詳細には、ユーザが、たとえば、接触体（ユーザの指先、ペン等）で、物体の表面（ユーザの掌、机等）をなぞりながら文字等を描く操作を実行すると、接触体が物体に平面接触している平面接触期間において、その文字等の軌跡に沿って物体の表面を移動する接触体の移動状態が推定される。そして、その推定結果に基づいた操作情報が生成され、当該操作情報に基づいて端末を動作させることが可能となる。
【００１４】
このような操作は、直感的に行うことができ、必ずしも物体の表面に視線を向けたり、両手を用いたりする必要がなく、両手および目を占有することがない。
【００１５】
また、ユーザは、接触体を物体の表面で隠しつつ移動させることにより、第三者に見られることなく上記操作を行うことが可能となり、プライバシーを守ることができる。
【００１６】
また、三次元空間を移動する指先の位置、移動方向および動きを検出する場合に比べて、物体の表面（二次元平面）を移動する接触体の位置、移動方向および動きを検出することは容易であり、ジェスチャーの認識精度を高めることができる。さらに、ジェスチャーの認識精度が高まることにより、多種類のジェスチャーを認識することが可能となり、ユーザフレンドリーな技術を提供することができる。
【００１７】
好ましくは、前記第１検出部は、前記接触体が前記物体に平面接触したときに発生する振動を検出し、前記第２検出部は、前記接触体の運動を検出する。すなわち、本発明では、第１検出部が出力する振動波形信号と第２検出部が出力する運動波形信号の少なくとも一方に基づいて、平面接触期間が特定される。接触体が物体に平面接触すると、そのときの振動が、ピークとして振動波形に迅速に表れる。また、接触体が運動すると、そのときの加速度や角速度等が、ピークとして運動波形に迅速に表れる。そのため、本発明によれば、上記各波形のピークに基づいて、平面接触期間を正確に求めることができる。
【００１８】
好ましくは、前記状態検出部は、前記平面接触期間から、前記接触体が前記物体に平面接触を開始する接触開始時刻および前記接触体が前記物体への平面接触を終了する接触終了時刻の各々の近傍の期間を除いた移動期間を特定し、当該移動期間における前記第２検出部の検出信号に基づいて、前記移動状態を推定する。この態様によれば、接触開始時刻および接触終了時刻において発生する衝撃波の影響により、特定した平面接触期間に誤差が含まれ、接触体の移動状態の推定結果の精度が落ちることを防止することができる。
【００１９】
好ましくは、前記物体の表面は、略平面形状である。この場合、接触体は、略二次元平面上を移動することになる。そのため、接触体が、凹凸のある物体の表面を移動する場合に比べて、接触体の移動状態を正確に推定することができる。したがって、ジェスチャーの認識精度をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る情報入力装置を有するジェスチャー入力システムの構成を示す図である。
【図２】図２は図１に示す情報入力装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、同情報入力装置の信号処理部が実行する処理の内容を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、認識フェーズにおいて、同情報入力装置の信号処理部の各部が実行する処理の内容を示すフローチャートである。
【図３Ｃ】図３Ｃは、カリブレーションフェーズにおいて、同情報入力装置の信号処理部の各部が実行する処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】図４は同情報入力装置の検出部の検出信号の波形を示す図である。
【図５】図５は同情報入力装置の検出部の検出信号の波形を示す他の図である。
【図６】図６は同情報入力装置の信号処理部における状態推定部が実行する処理の内容を説明するための図である。
【図７】図７は同情報入力装置の信号処理部における状態推定部が実行する処理の内容を説明するための他の図である。
【図８】図８はカリブレーションを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る情報入力装置１０を有するジェスチャー入力システム１の構成を示す図である。図１に示すように、情報入力システム１は、情報入力装置１０と、端末２０とを有する。情報入力装置１０は、端末２０にジェスチャーＵＩ（ユーザインターフェイス）を提供するものである。このジェスチャーＵＩでは、指先の動作が端末２０への入力操作として認識され、その入力操作の情報が端末２０に入力される。
【００２３】
より詳細には、本実施形態では、端末２０への入力操作として、ユーザは、一方の手の指先で、他方の手の掌を、所定の軌跡を描くようになぞる動作（以下、「ハンドジェスチャー」と言う）を行う。ここで、所定の軌跡としては、たとえば四角形、円または円弧などの図形の軌跡、あるいは「Ｂ」や「Ｄ」などの文字の軌跡が挙げられる。
【００２４】
端末２０としては、操作指示を受け付けるようなあらゆる種類の電子機器、電気製品、車、ロボット、ドローンがこれに含まれる。
【００２５】
図１に示すように、情報入力装置１０は、リング状の形状を有し手首に着脱可能な装着部３０に固定され、所定の装着部位（図示の例では、ユーザの手首）に装着される。情報入力装置１０の装着部位としては、手首の他にも、肘や前腕を例示することができる。なお、ユーザは、一方の手で把持したペン等の筆記具等で、机等を、所定の軌跡を描くようになぞることにより、ハンドジェスチャーを行うこともできる。この場合、情報入力装置１０は、ペン等の筆記具等の所定の部位に装着される。
【００２６】
図２は図１に示す情報入力装置１０の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、情報入力装置１０は、検出部１１０と、信号処理部１２０と、通信部１３０とを有する。なお、図２には、情報入力装置１０の他、端末２０が図示されている。
【００２７】
検出部１１０は、第１検出部１１１と、第２検出部１１２とを有する。第１検出部１１１は、接触体（本実施形態では、ユーザの一方の手の指先）が物体（本実施形態では、ユーザの他方の手の掌）に平面接触したときに発生する振動を検出するための手段であり、振動センサ１１１ａを有する。振動センサ１１１ａは、装着部３０の裏側（ユーザの手首に当接する側）に設けられている。なお、検出部１１０の態様としては、第１検出部１１１および第２検出部１１２の各々を物理的に分離した異なる２つのモジュールに組み込んで構成する態様や、第１検出部１１１および第２検出部１１２を１つのモジュールに組み込んで構成する態様等、種々の態様が考えられる。
【００２８】
振動センサ１１１ａは、ユーザがハンドジェスチャーを行ったときに発生する手首の振動を検出し、その振動に応じた電圧値の検出信号を出力する。より詳細には、ハンドジェスチャーの実行時、ユーザが一方の手の指先を他方の手の掌に接触させると、指先および掌に振動が発生し、１０〜４０Ｈｚ程度の振動が手首に伝搬される。振動センサ１１１ａは、この手首に伝搬された振動を検出する。
【００２９】
第１検出部１１１は、振動センサ１１１ａの検出信号にＡ／Ｄ変換を施し、検出波形サンプルＶ１として信号処理部１２０に出力する。
【００３０】
第２検出部１１２は、接触体の運動を検出するための手段であり、加速度センサ１１２ａと、角速度センサ１１２ｂとを有する。加速度センサ１１２ａは、ハンドジェスチャーの実行時におけるユーザの手首の三軸（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）方向の加速度を検出する。角速度センサ１１２ｂは、ハンドジェスチャーの実行時におけるユーザの手首に固定された座標軸である三軸（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）回りの角速度を検出する。
【００３１】
第２検出部１１２は、加速度センサ１１２ａおよび角速度センサ１１２ｂの各々の検出信号にＡ／Ｄ変換を施し、それぞれ加速度波形サンプルＶ２ａおよび角速度波形サンプルＶ２ｂとして信号処理部１２０に出力する。
【００３２】
信号処理部１２０は、受信処理部１２１と、接触検出部１２２と、状態推定部１２３と、操作情報生成部１２４とを有する。信号処理部１２０が実行する処理は、カリブレーションフェーズと認識フェーズに大別される。認識フェーズでは、主として、ユーザによるハンドジェスチャーの内容を認識するための処理が行われ、カリブレーションフェーズでは、主として、認識フェーズで認識されるハンドジェスチャーの認識精度を高めるための処理が行われる。
【００３３】
図３Ａは、信号処理部１２０が実行する処理の内容を示すフローチャートである。図３Ａに示すように、信号処理部１２０は、まずカリブレーションフェーズにおける処理を実行する（ステップＳ１０）。次いで、信号処理部１２０は、認識フェーズにおける処理を実行する（ステップＳ２０）。次いで、信号処理部１２０は、受信信号（検出部１１０の検出信号）の有無を判定する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の判定結果がＹｅｓの場合、信号処理部１２０は、認識フェーズにおける処理を終了する。一方、ステップＳ３０の判定結果がＮｏの場合、信号処理部１２０は、認識フェーズにおける処理を再び実行する。
【００３４】
図３Ｂは、認識フェーズにおいて、信号処理部１２０の各部が実行する処理の内容を示すフローチャートである。なお、カリブレーションフェーズの詳細については後述する。
【００３５】
受信処理部１２１は、第１検出部１１１から振動波形サンプルＶ１を受け取る都度、受け取った振動波形サンプルＶ１をバッファリングする（ステップＳＡ１００）。同様に、受信処理部１２１は、第２検出部１１２から加速度波形サンプルＶ２ａおよび角速度波形サンプルＶ２ｂを受け取る都度、受け取った各波形サンプルＶ２ａ，Ｖ２ｂをバッファリングする（ステップＳＡ１００）。
【００３６】
接触検出部１２２は、接触検出処理を行う（ステップＳＡ１１０）。より詳細には、接触検出部１２２は、バッファリングされた所定数の振動波形サンプルＶ１を１フレームとして、フレーム毎の統計値を計算する。同様に、接触検出部１２２は、バッファリングされた所定数の加速度波形サンプルＶ２ａを１フレームとして、フレーム毎の統計値を計算する。同様に、接触検出部１２２は、バッファリングされた所定数の角速度波形サンプルＶ２ｂを１フレームとして、フレーム毎の統計値を計算する。
【００３７】
なお、統計値には、各波形サンプルＶ１，Ｖ２ａ，Ｖ２ｂの最大値や変位量（変動幅）、ピーク値、あるいは各フレームの統計値とその１フレーム前のフレームとの統計値との差分等が含まれる。
【００３８】
次いで、接触検出部１２２は、フレーム毎の統計値を参照し、接触体（ユーザの一方の手の指先）が物体（ユーザの他方の手の掌）に平面接触している平面接触期間におけるフレームを特定する。ここで、平面接触期間は、ユーザの手が運動状態にあり、かつ、何らかの物体と接触状態にあった期間として与えられる。
【００３９】
具体的には、接触検出部１２２は、所定数のフレームを１ウィンドウにまとめ、ウィンドウ単位でシフトしながら、そのウィンドウに含まれる各フレームについて、その統計値が所定の閾値を上回っているか否か（あるいは下回っているか否か）を判定する。そして、接触検出部１２２は、その判定結果に基づいて、平面接触期間におけるフレームを特定する。
【００４０】
図４は、検出部１１０の検出信号の波形を示す図である。図４において、波形Ｖ１は、振動センサ１１１ａの検出信号の振動波形である。また、波形Ｖ２ａ＿ｘ，Ｖ２ａ＿ｙ，Ｖ２ａ＿ｚは、加速度センサ１１２ａの検出信号の三軸（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）方向の加速度波形である。また、波形Ｖ２ｂ＿ｘ，Ｖ２ｂ＿ｙ，Ｖ２ｂ＿ｚは、角速度センサ１１２ｂの検出信号の三軸（ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸）回りの角速度波形である。
【００４１】
図４に示すように、期間Ｂでは、加速度波形Ｖ２ａ＿ｘ，Ｖ２ａ＿ｙ，Ｖ２ａ＿ｚおよび角速度波形Ｖ２ｂ＿ｘ，Ｖ２ｂ＿ｙ，Ｖ２ｂ＿ｚに複数のピークが現れており、ユーザの手が運動状態にあることが分かる。また、期間Ｂでは、振動波形Ｖ１に複数のピークが現れており、ユーザの手が何らかの物体と接触状態にあることが分かる。すなわち、期間Ｂは、ユーザの手が運動状態にあり、かつ、何らかの物体と接触状態にあった期間（ユーザの一方の手の指先が他方の手の掌に平面接触している平面接触期間）に対応し、期間Ａ，Ｃは、平面接触期間の前後の期間（静止期間）に対応する。なお、期間ｂにおける振動波形サンプルＶ１のピークは、ユーザの一方の手の指先が他方の手の掌を移動しているときに発生する表面摩擦振動（摩擦振動）によるものである。すなわち、期間Ｃにおける振動波形サンプルＶ１の波形は、ユーザの一方の手の指先と他方の手の掌との摩擦により生じる摩擦振動に応じた波形となる。
【００４２】
図５は、第１検出部１１１および第２検出部１１２の検出信号の波形を示す他の図である。図中に示す各波形は、ユーザが一方の手でコップを持ち上げて空中を移動させ、その後コップを机の上に置いたときに観測された振動波形Ｖ１、加速度波形Ｖ２ａ＿ｘ，Ｖ２ａ＿ｙ，Ｖ２ａ＿ｚおよび角速度波形Ｖ２ｂ＿ｘ，Ｖ２ｂ＿ｙ，Ｖ２ｂ＿ｚである。
【００４３】
図５において、期間Ａは、ユーザが一方の手でコップを持ち上げ、空中を移動させているときの期間である。また、期間Ｂは、ユーザが、コップを机に置いた前後の期間である。期間Ｂでは、加速度波形Ｖ２ａ＿ｘ，Ｖ２ａ＿ｙ，Ｖ２ａ＿ｚおよび角速度波形Ｖ２ｂ＿ｘ，Ｖ２ｂ＿ｙ，Ｖ２ｂ＿ｚに複数のピークが現れており、ユーザの手が運動状態にあることが分かる。また、期間Ｂでは、振動波形Ｖ１に複数のピークが現れており、コップが机と接触状態にあったことが分かる。すなわち、期間Ｂは、平面接触期間に対応する。
【００４４】
次いで、接触検出部１２２は、平面接触期間におけるフレームと、その前後の期間（ユーザの手が静止状態にあった期間）のフレーム（以下、まとめて「一連のフレーム」と呼ぶ）に基づいて、ユーザの一方の手の指先（接触体）が他方の手の掌（物体の表面）に接触を開始する接触開始時刻Ｔｃｓと、ユーザの一方の手の指先（接触体）が他方の手の掌（物体の表面）への接触を終了する接触終了時刻Ｔｃｅとを特定する。
【００４５】
より詳細には、図４において、接触検出部１２２は、平面接触期間Ｂにおけるフレームと、その前後の静止期間Ａ，Ｃにおけるフレームとからなる一連のフレームの統計値を参照し、平面接触期間Ｂにおいて、振動波形サンプルＶ１にピークが観測された時刻を特定する。そして、接触検出部１２２は、その時刻よりも前に、他のピークが観測されていない一定の期間（期間Ａ）がある場合、その時刻を接触開始時刻Ｔｃｓと特定する。また、接触検出部１２２は、その時刻よりも後に、他のピークが観測されていない一定の期間（期間Ｃ）がある場合、その時刻を接触終了時刻Ｔｃｅと特定する。
【００４６】
なお、加速度波形Ｖ２ａ＿ｘ，Ｖ２ａ＿ｙ，Ｖ２ａ＿ｚおよび角速度波形Ｖ２ｂ＿ｘ，Ｖ２ｂ＿ｙ，Ｖ２ｂ＿ｚには、ユーザの意図しない手の動き等に起因するピークが含まれる場合がある。そのため、加速度波形Ｖ２ａ＿ｘ，Ｖ２ａ＿ｙ，Ｖ２ａ＿ｚおよび角速度波形Ｖ２ｂ＿ｘ，Ｖ２ｂ＿ｙ，Ｖ２ｂ＿ｚの各々のピークに基づいて、接触開始時刻Ｔｃｓおよび接触終了時刻Ｔｃｅを特定すると、これらの値に誤差が含まれる場合がある。この点、本実施形態では、振動波形Ｖ１のピークに基づいて各時刻Ｔｃｓ，Ｔｃｅを特定するため、これらの値を正確に求めることができる。
【００４７】
接触検出部１２２は、接触開始時刻Ｔｃｓおよび接触終了時刻Ｔｃｅを特定すると、各時刻Ｔｃｓ，Ｔｃｅを示す情報を、一連のフレームとともに、状態推定部１２３に与える。
【００４８】
状態推定部１２３は、ユーザの一方の手の指先が他方の手の掌に平面接触している平面接触期間、すなわち、接触開始時刻Ｔｃｓから接触終了時刻Ｔｃｅまでの期間を、複数の期間にセグメント化する（ステップＳＡ１２０）。
【００４９】
具体的には、状態推定部１２３は、一連のフレームから加速度波形サンプルＶ２ａおよび角速度波形サンプルＶ２ｂを取り出して、各波形サンプルＶ２ａ，Ｖ２ｂに重畳されている高周波ノイズをローパスフィルタで除去して平滑化する。
【００５０】
次いで、状態推定部１２３は、加速度波形サンプルＶ２ａおよび角速度波形サンプルＶ２ｂに基づいて、ユーザの一方の手の掌の上で、他方の手の指先（接触体）が移動を開始する移動開始時刻Ｔｍｓと、ユーザの一方の手の掌の上で、他方の手の指先（接触体）が移動を終了する移動終了時刻Ｔｍｅとを特定する。そして、状態推定部１２３は、移動開始時刻Ｔｍｓから移動終了時刻Ｔｍｅまでの移動期間において、ユーザの一方の手の掌（物体の表面）における他方の手の指先（接触体）の移動状態を推定する。
【００５１】
より詳細には、図４において、状態推定部１２３は、平面接触期間Ｂにおける加速度波形サンプルＶ２ａおよび角速度波形サンプルＶ２ｂと、その前後の期間Ａ，Ｃにおける加速度波形サンプルＶ２ａおよび角速度波形サンプルＶ２ｂの統計値を参照し、接触開始時刻Ｔｃｓおよび接触終了時刻Ｔｃｅの近傍において、各波形サンプルＶ２ａ，Ｖ２ｂにピークが観測された時刻を特定する。そして、状態推定部１２３は、そのピークが所定の閾値を超えており、かつ、接触開始時刻Ｔｃｓの近傍で観測された場合、その時刻（あるいは、その時刻の直前または直後の時刻）を移動開始時刻Ｔｍｓと特定する。また、接触検出部１２２は、そのピークが所定の閾値を超えており、かつ、接触終了時刻Ｔｃｅの近傍で観測された場合、その時刻（あるいは、その時刻の直前または直後の時刻）を移動終了時刻Ｔｍｅと特定する。
【００５２】
このように、移動開始時刻Ｔｍｓから移動終了時刻Ｔｍｅまでの移動期間を特定することにより、接触開始時刻Ｔｃｓおよび接触終了時刻Ｔｃｅまでの平面接触期間から、上記各時刻Ｔｃｓ，Ｔｃｅの近傍における衝撃波（ユーザの一方の手の指先が他方の手の掌に接触した時に発生する衝撃波）の影響を受けている期間を除いた期間を求めることができる。換言すれば、移動期間は、ユーザの一方の手の指先が、他方の手の掌を擦っているときの期間（摩擦期間）に相当する。
【００５３】
さらに、状態推定部１２３は、接触期間における加速度波形サンプルＶ２ａおよび角速度波形サンプルＶ２ｂの統計値に基づいて、接触期間を、静止期間、表面移動開始期間、表面移動期間、表面移動終了期間、空中移動開始期間、空中移動期間および空中移動終了期間にセグメント化する。なお、上記各期間は、上記各波形サンプルＶ２ａ，Ｖ２ｂを所定の平面に対して平行な方向の成分と垂直な方向の成分とに分解し、これら各方向成分の大きさに基づいて決定される。
【００５４】
そして、状態推定部１２３は、静止期間の加速度波形サンプルＶ２ａおよび角速度波形サンプルＶ２ｂを用いて、センサ姿勢補正を行う（ステップＳＡ１３０）。
【００５５】
図６は状態推定部１２３が実行する処理の内容を説明するための図である。加速度センサ１１２ａは、通常、地球の水平面に対して一定の傾斜角度で傾斜した状態で装着部３０に装着される。そのため、加速度波形サンプルＶ２ａの値は、図６に示すように、上記傾斜角度に依存したセンサ座標系に属することになる。
【００５６】
そこで、状態推定部１２３は、加速度波形サンプルＶ２ａに基づいて重力ベクトルを算出するとともに、角速度波形サンプルＶ２ｂの振幅値を積分して角変位を算出し、算出した重力ベクトルおよび角変位に基づいて、加速度波形サンプルＶ２ａに対してセンサ姿勢補正を行う。これにより、センサ座標系は、地球の水平面に対する法線をＺ軸とする世界座標系に変換される。
【００５７】
次いで、状態推定部１２３は、加速度波形サンプルＶ２ａの振幅値を積分し、一方の手の掌を移動しているときの他方の手の指先の速度を算出する。さらに、状態推定部１２３は、算出した速度を積分し、一方の手の掌を移動する他方の手の指先の三次元位置座標を算出する。その際に、状態推定部１２３は、積分による誤差が累積されるのを防止するために、速度ゼロ補正を行う（ステップＳＡ１４０）。
【００５８】
次いで、状態推定部１２３は、所定の二次元平面に三次元座標データを投影し、平面座標系列変換処理を実行する（ステップＳＡ１５０）。これにより、三次元世界座標系の三次元座標データは、二次元の標準座標系（平面座標系）の二次元座標データに変換される（図６および図７参照）。なお、所定の二次元平面は、後述するカリブレーションフェーズにおいて算出される。
【００５９】
状態推定部１２３は、当該二次元座標データに、所定の変換行列に基づく逆変換を施して、当該二次元座標データの示す軌跡に重畳された歪み（歪み成分）を補正するとともに、上下左右の方向を特定する（ステップＳＡ１６０）。なお、所定の変換行列は、後述するカリブレーションフェーズにおいて算出される。
【００６０】
そして、状態推定部１２３は、補正後の二次元座標データの軌跡（文字軌跡情報）に基づいて、移動開始時刻Ｔｍｓから移動終了時刻Ｔｍｅまでの間のユーザの一方の手の掌（物体の表面）における他方の手の指先（接触体）の移動状態を推定し、その推定結果を操作情報生成部１２４に与える。
【００６１】
操作情報生成部１２４は、上記推定結果に基づいて、操作対象の端末２０を操作させるための操作情報を生成し、通信部１３０に与える（ステップＳＡ１７０）。
【００６２】
通信部１３０は、操作情報を受け取ると、これを無線又は有線により端末２０に与える。端末２０は、操作情報を受け取ると、当該操作情報に基づいて、たとえば表示手段に文字を表示させるなど、操作情報に応じた各種の処理を実行する。
【００６３】
次に、カリブレーションフェーズについて説明する。カリブレーションフェーズでは、ステップＳＡ１５０の平面座標変換処理で用いられる所定の二次元平面と、ステップＳＡ１６０の方向・歪み補正で用いられる所定の変換行列が求められる。
【００６４】
図３Ｃは、カリブレーションフェーズにおいて、信号処理部１２０の各部が実行する処理の内容を示すフローチャートである。図３Ｃに示すように、カリブレーションフェーズでは、信号処理部１２０の各部は、認識フェーズにおける各処理（図３Ｂ）に加えて、平面検出処理（ステップＳＢ１４５）と、方向・歪み検出（ステップＳＢ１５５）とを実行する。
【００６５】
カリブレーションフェーズでは、ユーザは、一方の手の指先で、予め定められた文字（以下、「カリブレーション文字」と呼ぶ）を一筆書きで他方の手の掌に描く動作を実行するよう情報入力装置１０から促される。
【００６６】
カリブレーション文字としては、二以上の方向を有し、平面を一意に特定できることが可能な文字が用いられ、たとえば、「Ｌ」、「Ｘ」、「コ」などの文字の他、各種図形（たとえば、正方形や三角形等）も含まれる。本実施形態では、カリブレーション文字として、正方形が用いられる。
【００６７】
図８は、カリブレーションを説明するための図である。図８（ａ）に示すように、ユーザは、一方の手の指先を、図中（ｉ）〜（ｖｉ）に示す方向に移動させ、他方の手の掌にカリブレーション文字である正方形を描く。
【００６８】
ユーザが、上記動作を実行すると、ステップＳＡ１００〜ステップＳＡ１４０の処理が実行され、状態推定部１２３は、カリブレーション文字に対応した三次元座標データを取得する。なお、ステップＳＡ１２０で状態推定部１２３が特定する移動開始時刻Ｔｍｓおよび移動終了時刻Ｔｍｅは、ユーザの手の指先が図８（ａ）中の（ｉ）〜（ｖｉ）に示す方向を移動する間の期間から特定される。
【００６９】
次いで、状態推定部１２３は、平面検出処理を実行する（ステップＳＢ１４５）。より詳細には、状態推定部１２３は、ステップＳＡ１４０における三次元座標データの一部について、その多数が属する平面を求める。本実施形態では、この平面の向きは、概ねユーザの掌の向きに即したものとなる。すなわち、ユーザが一方の手の掌を傾斜させた状態で、ハンドジェスチャーを実行した場合、上記平面は地球の水平面に対してやや傾斜する。また、ユーザが、掌ではなく、地球の水平面に対して垂直に立った壁を一方の手の指先でなぞる動作を行った場合には、上記平面は地球の水平面に対して垂直な平面となる。このステップＳＢ１４５で求められた平面に、ステップＳＡ１４０における三次元座標データが投影される（ステップＳＡ１５０）。
【００７０】
ここで、ユーザが図８（ａ）に示すような正方形を描いたとしても、ステップＳＡ１５０で得られる二次元座標データの示す軌跡は、正方形ではなく、図８（ｂ）に示すように、台形状となる。これは、次のような理由による。すなわち、図１等に示すように、加速度センサ１１２ａは、ユーザの手の指先ではなく、手首の周辺に配置されているため、ステップＳＡ１５０で得られる二次元座標データは、ユーザの指先の位置ではなく、手首の位置の二次元座標を示すことになる。そのため、図８（ｂ）に示すように、カリブレーション文字に歪みが生じるのである。
【００７１】
そこで、状態推定部１２３は、二次元座標データの示す軌跡（カリブレーション文字に対応する軌跡）に重畳された歪みを検出し（ステップＳＢ１５５）、その歪みを補正するための歪み補正情報を生成する。また、状態推定部１２３は、カリブレーション文字に対応する二次元座標データを基に、上下左右の方向を特定するための情報を取得する。なお、歪み補正情報は、図８（ｂ）に示すように、歪みの生じたカリブレーション文字（台形）を、歪みの生じていないカリブレーション文字（正方形）に補正するための変換行列として求められる。この変換行列は、認識フェーズにおけるステップＳＡ１６０で用いられる。
【００７２】
そして、状態推定部１２３は、ステップＳＡ１５０の平面座標変換処理で得られた二次元座標データに、上記変換行列に基づく逆変換を施して、当該二次元座標データの示す軌跡（カリブレーション文字に対応する軌跡）に重畳された歪みを補正する（ステップＳＡ１６０）。その結果、図８（ｂ）に示すように、カリブレーション実行前における台形状のカリブレーション文字が、正方形に変換された場合、カリブレーションが成功したものみなされ、上記変換行列が認識フェーズにおいても用いられることになる。
【００７３】
以上が、本発明の構成である。次に、本実施形態による情報入力装置１０の使用例について説明する。
【００７４】
（１）ユーザは、歩行中に、購入しなければならない商品を思いついた。ユーザは、その商品をメモしようと考えたが、歩きながらスマートフォンのメモ帳アプリを操作するのは危険であるし、紙とボールペンを取り出してメモするのは手間である。そこで、ユーザは、一方の手の指先で、他方の手の掌を、商品の名称（文字）を描くようになぞった。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、スマートフォンのメモ帳アプリに、商品の名称を示すテキストデータが記憶された。ユーザは、店舗に到着後、スマートフォンのイヤホーンアプリを起動し、上記テキストデータを再生させ、容易に買い物を済ませることができた。
【００７５】
（２）ある店舗において、発声障害のあるユーザが、購入したい商品を店員に伝えようとしたが、紙とペンを持ち合わせておらず、店員に意思を伝えることができない。そこで、ユーザは、スマートフォンの音声読み上げアプリを起動させ、一方の手の指先で、店舗のカウンターの机を、商品の名称（文字）を描くようになぞった。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、音声読み上げアプリに、商品の名称を示す情報が送信された。これにより、商品の名称が読み上げられ、自分の意思を店員に伝えることができた。
【００７６】
（３）混雑した繁華街で、ユーザは、スマートフォンの音声ナビゲーションアプリを実行したいと考えた。しかし、プライバシー保護の観点から、音声入力モードは使いにくい。また、空中でのジェスチャー入力を人前で行うのは奇異であるため、ジェスチャー入力モードも使いにくい。そこで、ユーザは、一方の手の指先で、他方の手の掌をタップした。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、音声ナビゲーションアプリの起動コマンドがスマートフォンに送信され、音声ナビゲーションアプリが起動した。この結果、ユーザは、スマートフォンを取り出すことなく、音声ナビゲーションアプリを起動させ、ハンドジェスチャーとイヤホーンだけで、音声ナビゲーションアプリを聞くことができた。
【００７７】
その後、ユーザは、目的値の候補をスマートフォンに読み上げさせるため、一方の手の指先で、他方の手の掌を、目的地の名称の最初の数文字を描くようになぞった。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、複数の目的地の候補がスマートフォンによって読み上げられた。そこで、ユーザは、目的値を選択するため、一方の手の指先で、他方の手の掌を、所望の候補に対応する番号を描くようになぞった。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、その目的値が選択されてナビゲーションが始まった。この結果、ユーザは、スマートフォンを取り出すことなく、ハンドジェスチャーとイヤホーンだけで、目的値への音声案内を聞くことができた。
【００７８】
（４）ユーザは、音声対話ロボットを介して、テレビのボリュームを調整しようと考えたが、音声対話ロボットに、「もっと大きく」「いや、もうすこし小さく」「もうちょっとだけ大きく」といった指示を与えるのは煩わしいと感じた。そこで、ユーザは、音声対話ロボットに「ボリューム変える」という指示を与えておき、後は、情報入力装置１によって音声対話ロボットの制御を行うこととした。ユーザは、テレビのボリュームを調整するために、一方の手の指先で、他方の手の掌を、ボリュームつまみを所定の回転量だけ右回転または左回転させるようになぞった。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、音声対話ロボットによって、上記回転量に応じたボリュームの調整が行われた。
【００７９】
このように、情報入力装置１を用いることにより、音声対話では困難なアナログ量の指示を容易に行うことができる。なお、アナログ量としては、テレビ等の機器の音量のほか、電灯・画面の明るさ、位置指定、エアコンの風向き・風量・強さ、テレビ等の機器の画面やの向きなどを例示することができる。
【００８０】
（５）ユーザは、グラフィカルユーザーインターフェイスのパソコンを操作している。パソコンには、視線追跡機能が付加されているとする。マウスでポインターを動かす代わりに、ユーザはマウスポインターを見る。すると、ポインターの形状が変わって、パソコンが、ユーザがポインターを操作対象に選んでいるということのフィードバックを、ユーザに伝えた。そこで、ユーザは机の上を指で移動したい方向になぞる。マウスポインターは、その方向へ指示された距離だけ移動する。また、あるアプリケーションのツールバーのファイルアイコンを見る。マウスでクリックする代わりに、指で机をタップすると、ファイルメニューが開く。メニューの中の実行したいコマンドを見る。そして、マウスクリックする代わりに、指で机をタップしてそのコマンドを実行する。このように、見ることでグラフィカルオブジェクトを操作対象として選択し、指で指示を与える。このようなユーザーインターフェイスは、オブジェクトを見て選び指で操作するので、マウス操作するよりも素早く、かつ自然である。
【００８１】
（６）ユーザは、視線追跡装置の対象機器であるエアコンを見た後、所定のハンドジェスチャーを行った。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、「選択」コマンドが家電を制御する装置に送信されて、エアコンのオンオフ制御ができるようになった。また、ユーザは、エアコンをオンにするために、所定のハンドジェスチャーを行った。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、「ＯＮ」コマンドがエアコンに送信され、エアコンが起動した。
【００８２】
（７）ユーザは、カメラ付きの視線追跡装置を用いて、遠方の物体のズーム写真をとるために、所定のハンドジェスチャーを行った。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、ズームコマンドが視線追跡カメラに送信された。視線が不安定な動きをし、撮影対象の三次元位置が定まらなかったため、ユーザは、当該三次元位置を固定すべく、所定のハンドジェスチャーを行った。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、位置固定コマンドが視線追跡カメラに送信され、撮影対象の三次元位置が固定された。
【００８３】
しかし、撮影対象の三次元位置が意図した位置とはずれていたため、ユーザは、所定のハンドジェスチャーを行った。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、移動させたい距離と方向が指定された。そして、ユーザは、撮影対象の三次元位置を調整するために、一方の手の指先で、他方の手の掌を、上下になぞった。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、撮影対象の三次元位置が上下に移動した。その後、ユーザは、ズーム写真をとって撮影を終了しようと考え、所定のハンドジェスチャーを行った。これにより、ステップＳ１０〜ステップＳ３０の処理（図３Ａ参照）が実行され、「ズーム撮影」コマンドが視線追跡カメラに送信され、その後、終了コマンドが送信された。
【００８４】
なお、上記のような三次元位置の指示は、ドローンのコントローラーに使うことも可能である。上記の使用例で示したように、情報入力装置１をユーザーインターフェイスとして用いることで、音声対話デバイス、視線追跡装置に限らず、ロボット、ドローン、ヘッドマウントディスプレイなどの、任意のデバイスのコントロールを行うことができる。
【００８５】
本実施形態では、ユーザの一方の手の指先が他方の手の掌に平面接触している平面接触期間において、他方手の掌における一方の手の指先の移動状態が推定される。より詳細には、ユーザが、一方の手の指先（接触体）で、他方の手の掌（物体の表面）をなぞりながら文字等を描く操作を実行すると、一方の手の指先が他方の手の掌に平面接触している平面接触期間において、その文字等の軌跡に沿って掌を移動する指先の移動状態が推定される。そして、その推定結果に基づいた操作情報が生成され、当該操作情報に基づいて端末を動作させることが可能となる。
【００８６】
接触する平面状のものは、他方の手の掌に限定されるものではなく、ズボンの大腿部の外側や、カバンの平たいところなど、なんでもよい。一方の手で何らかの平面上に書く操作は、直感的に行うことができ、必ずしも物体の表面に視線を向けたり、両手を用いたりする必要がなく、両手および目を占有することがない。
【００８７】
また、ユーザは、指先を掌で隠しつつ移動させることにより、第三者に見られることなく上記操作を行うことが可能となり、プライバシーを守ることができる。
【００８８】
また、三次元空間を移動する指先の位置、移動方向および動きを検出する場合に比べて、掌（二次元平面）を移動する指先の位置、移動方向および動きを検出することは容易であり、ジェスチャーの認識精度を高めることができる。さらに、ジェスチャーの認識精度が高まることにより、多種類のジェスチャーを認識することが可能となり、ユーザフレンドリーな技術を提供することができる。
【００８９】
図７は、状態推定部１２３が実行する処理の内容を説明するための他の図である。図７に示すように、三次元空間を移動する指先の位置を特定するには、複数の正解パターンを探索する必要がある。これに対して、二次元平面を移動する指先の位置を特定する場合、正解パターンが一意に定まるため、高いジェスチャー認識精度を実現することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、接触開始時刻Ｔｃｓと接触終了時刻Ｔｃｅとに基づいて平面接触期間が特定され、この平面接触期間において、移動開始時刻Ｔｍｓと移動終了時刻Ｔｍｅとに基づいて移動期間が特定される。移動期間は、ユーザの一方の手の指先が他方の手の掌（二次元平面）を移動している期間であるため、移動期間におけるユーザの指先の移動状態を推定することにより、高いジャスチャー認識精度を実現することができる。
【００９１】
また本実施形態では、第１検出部１１１が、指先が掌に接触したときに発生した振動を検出し、第２検出部１１２は、指先の運動を検出する。すなわち、本実施形態では、第１検出部１１１が出力する振動波形信号Ｖ１と第２検出部１１２が出力する加速度波形信号Ｖ２ａおよび角速度波形信号Ｖ２ｂに基づいて、平面接触期間が特定される。ユーザの一方の手の指先が他方の手の掌に平面接触すると、そのときの振動が、ピークとして振動波形に迅速に表れる。また、ユーザの一方の手の指先が運動すると、そのときの加速度や角速度等が、ピークとして加速度波形や角速度波形に迅速に表れる。そのため、本実施形態によれば、上記各波形のピークに基づいて、平面接触期間を正確に求めることができる。
【００９２】
また、本実施形態では、状態検出部１２３が、平面接触期間から、ユーザの一方の手の指先が他方の手の掌に平面接触を開始する接触開始時刻Ｔｃｓおよび上記一方の手の指先が上記他方の手の掌への平面接触を終了する接触終了時刻Ｔｃｅの各々の近傍の期間を除いた移動期間を特定し、当該移動期間における第２検出部１１２の検出信号に基づいて、上記移動状態を推定する。そのため、接触開始時刻Ｔｃｓおよび接触終了時刻Ｔｃｅにおいて発生する衝撃波の影響により、特定した平面接触期間に誤差が含まれ、上記一方の手の指先の移動状態の推定結果の精度が落ちることを防止することができる。
【００９３】
また、本実施形態では、接触検出部１２２が、第１検出部１１１の検出信号（振動波形サンプルＶ１）と第２検出部１１２の検出信号（加速度波形サンプルＶ２ａおよび角速度波形サンプルＶ２ｂ）の両方の変動幅が所定の閾値を超えている期間を平面接触期間として特定する。そのため、平面接触期間をより正確に求めることができる。
【００９４】
また、本実施形態では、ユーザの一方の手の指先は、略二次元平面上（ユーザの他方の手の掌）を移動する。そのため、指先が、凹凸のある物体の表面を移動する場合に比べて、指先の移動状態を正確に推定することができる。したがって、ジェスチャーの認識精度をさらに高めることができる。
【００９５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００９６】
上記実施形態において、端末２０の代わりにＷｅｂサーバを用い、操作情報生成部１２４からの操作情報に基づいて、Ｗｅｂサービスを行ってもよい。たとえば、上記操作情報の示す文字をテキストとしてＷｅｂサーバに蓄積し、ユーザ端末からの要求に応じて、メモ帳アプリ、検索アプリ等にテキストを提供してもよい。
【００９７】
上記実施形態において、振動センサ１１１ａを省略し、運動センサ（たとえば加速度センサや各速度センサ等）のみで検出部１１１を構成してもよい。本発明者の実験によると、運動センサの検出信号には、１０〜４０Ｈｚ付近に、摩擦振動の振動成分が含まれていることが明らかになっている。したがって、運動センサの検出信号を周波数分解し、この検出信号に重畳されている摩擦振動の振動成分を検出することにより、平面接触期間におけるフレームを特定することが可能となる。この場合、第１検出部１１１を省略することが可能となり、検出部１１０の構成を簡素化することができる。
【００９８】
上記実施形態では、第１検出部１１１を振動センサ１１１ａで構成したが、圧電センサやコンデンサマイク等で構成してもよい。あるいは、上記複数のセンサ等を組み合わせて第１検出部１１１を構成してもよい。
【００９９】
上記実施形態では、接触体としてユーザの指先を例示したが、接触体の例はこれに限定されるものではない。たとえば、ボールペンや鉛筆等の筆記具を接触体として用い、これらの筆記具に運動センサと振動センサを固定してもよい。この態様では、ユーザが、上記筆記具を用いて、たとえばノートなど（物体の表面）に所定の文字を書くと、ステップＳ１０〜Ｓ３０の処理が実行され（図３Ａ参照）、上記所定の文字が手書き文字認識処理（図３Ｂ：ステップＳＡ１７０）で認識される。そこで、たとえば、この認識された所定の文字を電子化してディスプレイに表示したり、音声にして読み上げたりすることにより、本発明を教育用玩具等に適用することが可能となる。
【０１００】
また、上記のような筆記具の先端部分（たとえば、ペン先）は指先等に比べて固いため、当該筆記具で物体の表面を擦ると、その摩擦振動が容易に検出部１１０に伝達される。そのため、接触検出処理（図３Ｂ：ステップＳＡ１１０）等において、摩擦振動を容易に検出することが可能となり、平面接触期間を精度良く特定することができる。
【０１０１】
また、上記筆記具に運動センサを固定した場合、手首に運動センサを固定する場合に比べて、接触体と運動センサの間の距離が短くなる。そのため、ステップＳＢ１５５（図３Ｃ参照）で検出される歪みが小さくなり、状態推定部１２３による接触体の移動状態の推定結果の精度を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１…  ジェスチャー入力システム
１０・・・  情報入力装置
１００・・・  信号処理装置
１１０・・・  検出部
１１１・・・  第１検出部
１１１ａ・・・  振動センサ
１１２・・・  第２検出部
１１２ａ・・・  加速度センサ
１１２ｂ・・・  角速度センサ
１２０・・・  信号処理部
１２１・・・  受信処理部
１２２・・・  接触検出部
１２３・・・  状態推定部
１２４・・・  操作情報生成部
１３０・・・  通信部
３０・・・  装着部
２０・・・  端末
【図１】
2019003366.tif 000003
【図２】
2019003366.tif 000004
【図３Ａ】
2019003366.tif 000005
【図３Ｂ】
2019003366.tif 000006
【図３Ｃ】
2019003366.tif 000007
【図４】
2019003366.tif 000008
【図５】
2019003366.tif 000009
【図６】
2019003366.tif 000010
【図７】
2019003366.tif 000011
【図８】
2019003366.tif 000012