(57)【要約】【課題】直感的な操作により入力可能な装着型情報入力装置、情報入力システム、及び情報入力方法を提供する。【解決手段】本実施形態に係る装着型情報入力装置は、ユーザの上肢に装着して使用される。装着型情報入力装置は、接触検出部と、位置検出部と、軌跡生成部とを備える。接触検出部は、ユーザが情報を入力するために使用した入力手段が前記上肢に接触したことを検出する。位置検出部は、上肢に入力手段が接触している間の入力手段の位置を検出する。軌跡生成部は、位置検出部により検出された位置情報に基づいて入力手段が移動した軌跡を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの上肢に装着して使用される装着型情報入力装置であって、
前記ユーザが情報を入力するために使用した入力手段が前記上肢に接触したことを検出する接触検出部と、
前記上肢に前記入力手段が接触している間の前記入力手段の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部により検出された位置情報に基づいて前記入力手段が移動した軌跡を生成する軌跡生成部と、
を備える装着型情報入力装置。
【請求項２】
前記軌跡生成部により生成された軌跡情報に基づいて入力内容を認識する入力認識部を備える請求項１に記載の装着型入力装置。
【請求項３】
前記入力内容には、ジェスチャ、文字、クリック、及びカーソルの移動の少なくとも１つが含まれる請求項１又は請求項２に記載の装着型入力装置。
【請求項４】
前記接触検出部は、前記上肢と前記入力手段とが接触した際の静電容量の変化に基づいて接触を検出する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の装着型入力装置。
【請求項５】
前記位置検出部は、所定間隔で配置された少なくとも２つの発光素子と、前記発光素子から放出された光の前記入力手段での反射光を受光する受光素子とを備え、前記受光素子の受光光に基づいて、前記入力手段の位置を検出する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の装着型入力装置。
【請求項６】
前記上肢に前記入力手段が接触している間の前記上肢の姿勢である入力姿勢を検出する入力姿勢検出部をさらに備え、
前記入力認識部は、前記入力姿勢検出部により検出された前記入力姿勢に基づいて入力内容を認識する請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の装着型入力装置。
【請求項７】
ユーザが入力を行う際の前記上肢の姿勢である準備姿勢を検出する準備姿勢検出部をさらに備え、
前記接触検出部は、前記準備姿勢検出部により前記準備姿勢が検出されている間、前記入力手段の接触を検出する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の装着型入力装置。
【請求項８】
前記入力姿勢検出部は、加速度センサを含み、前記加速度センサの計測値に基づいて、前記入力姿勢を検出する請求項６に記載の装着型入力装置。
【請求項９】
前記準備姿勢検出部は、加速度センサを含み、前記加速度センサの計測値に基づいて、前記準備姿勢を検出する請求項７に記載の装着型入力装置。
【請求項１０】
前記入力認識部により認識された入力内容を記憶する記憶部をさらに備える請求項２〜請求項９のいずれか１項に記載の装着型入力装置。
【請求項１１】
前記入力認識部により認識された入力内容に応じて出力部に対する制御信号を生成する制御部をさらに備える請求項２〜請求項１０のいずれか１項に記載の装着型入力装置。
【請求項１２】
前記制御部により生成された制御信号に応じて出力を制御する前記出力部をさらに備える請求項１１に記載の装着型入力装置。
【請求項１３】
前記入力認識部により認識された入力内容に応じて外部機器に対する制御信号を生成する制御部と、
前記制御部により生成された制御信号を前記外部機器に送信する通信部をさらに備える請求項２〜請求項１０のいずれか１項に記載の装着型入力装置。
【請求項１４】
前記入力手段は、前記上肢と反対側の上肢の一部である請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の装着型入力装置。
【請求項１５】
ユーザの上肢に装着して使用され、前記ユーザが情報を入力するために使用した入力手段が前記上肢に接触したことを検出する接触検出部と、前記上肢に前記入力手段が接触している間の前記入力手段の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部により検出された位置情報を外部機器に送信する通信部とを備える装着型情報入力装置と、
前記通信部から送信された前記位置情報に基づいて入力内容を認識する入力認識部を備える前記外部機器と、
を備える情報入力システム。
【請求項１６】
前記装着型情報入力装置は、前記位置検出部により検出された位置情報に基づいて前記入力手段が移動した軌跡を生成する軌跡生成部をさらに備え、
前記通信部は、前記軌跡生成部により生成された軌跡情報を前記外部機器に送信し、
前記外部機器は、前記通信部から送信された前記軌跡情報に基づいて入力内容を認識する請求項１５に記載の情報入力システム。
【請求項１７】
前記外部機器は、インターネット上のサーバである請求項１４又は請求項１５に記載の情報入力システム。
【請求項１８】
ユーザの上肢に装着して使用される装着型情報入力装置を用いた情報入力方法であって、
前記ユーザが情報を入力するために使用した入力手段が前記上肢に接触したことを検出し、
前記上肢に前記入力手段が接触している間の前記入力手段の位置を検出し、
検出された位置情報に基づいて前記入力手段が移動した軌跡を生成し、
検出された前記軌跡に基づいて入力内容を認識する情報入力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、装着型情報入力装置、情報入力システム、及び情報入力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、身体に装着して情報を入力する装置として、例えば、手の指先で所望の支持物体を叩く打指動作に伴う衝撃もしくは加速度を検出し、検出結果から得られた各指の打指タイミングの相互関係を受けてコマンドや文字を組み立てる手首装着型入力装置が提案されている。このような入力装置では、ユーザは、コマンドや文字を入力するために、各指の打指タイミングや相互関係を予め記憶しなければならなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３８５９７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０４７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
直感的な操作により入力可能な装着型情報入力装置、情報入力システム、及び情報入力方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態に係る装着型情報入力装置は、ユーザの上肢に装着して使用される。装着型情報入力装置は、接触検出部と、位置検出部と、軌跡生成部とを備える。接触検出部は、ユーザが情報を入力するために使用した入力手段が前記上肢に接触したことを検出する。位置検出部は、上肢に入力手段が接触している間の入力手段の位置を検出する。軌跡生成部は、位置検出部により検出された位置情報に基づいて入力手段が移動した軌跡を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係る装着型情報入力装置の機能構成を示すブロック図。
【図２】図１の装着型情報入力装置の使用態様の一例を示す図。
【図３】図１の装着型情報入力装置の具体的構成の一例を示す図。
【図４】指位置検出方法の一例を説明する図。
【図５】図１の装着型情報入力装置の使用態様の一例を示す図。
【図６】図１の装着型情報入力装置の使用態様の一例を示す図。
【図７】図１の装着型情報入力装置の動作の一例を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態に係る装着型情報入力装置の機能構成を示すブロック図。
【図９】図８の装着型情報入力装置の具体的構成の一例を示す図。
【図１０】図８の装着型情報入力装置の使用態様の一例を示す図。
【図１１】第３実施形態に係る装着型情報入力装置の機能構成を示すブロック図。
【図１２】図１１の装着型情報入力装置の使用態様の一例を示す図。
【図１３】図１１の装着型情報入力装置の使用態様の一例を示す図。
【図１４】図１１の装着型情報入力装置の使用態様の一例を示す図。
【図１５】図１１の装着型情報入力装置の使用態様の一例を示す図。
【図１６】第４実施形態に係る装着型情報入力装置を備える情報入力システムの機能構成を示すブロック図。
【図１７】第４実施形態に係る装着型情報入力装置を備える情報入力システムの機能構成を示すブロック図。
【図１８】第５実施形態に係る装着型情報入力装置を備える情報入力システムの機能構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、装着型情報入力装置の実施形態について図面を参照して説明する。以下では、装着型情報入力装置がユーザの手首に装着され、入力手段として、装着された手首と反対側の手の指が使用される場合について説明する。しかしながら、以下の実施形態に係る装着型情報入力装置は、ユーザの上肢の任意の部分に装着することができる。また、入力手段として、装着型情報入力装置が装着された手首と反対側の上肢の任意の一部を使用することができる。さらに、入力手段は、例えば、タッチペンであってもよい。
【０００８】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係る装着型情報入力装置について、図１〜図７を参照して説明する。本実施形態に係る装着型情報入力装置は、ユーザにより入力された情報を記憶する記憶装置である。ユーザは、装着型情報入力装置が装着された手首の付近の皮膚に、他方の手の指を接触させ、指で所定の動作を行うことにより情報を入力する。ユーザは、本実施形態に係る装着型情報入力装置を、例えば、手帳やメモ帳の代わりに使用することができる。
【０００９】
ここで、図１は、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０の機能構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０は、準備姿勢を検出する準備姿勢検出部１１と、指の接触を検出する指接触検出部１２と、指の位置を検出する指位置検出部１３と、入力姿勢を検出する入力姿勢検出部１４と、指の軌跡を生成する軌跡生成部１５と、入力内容を認識する入力認識部１６と、入力内容を記憶する記憶部１７とを備える。
【００１０】
準備姿勢検出部１１は、準備姿勢を検出する。準備姿勢とは、ユーザが情報入力を行う際の、装着型情報入力装置１０が装着された上肢の姿勢である。装着型情報入力装置１０はユーザの手首に装着されているため、装着型情報入力装置１０が装着された上肢の姿勢と装着型情報入力装置１０の姿勢とは略一致する。したがって、準備姿勢検出部１１は、装着型情報入力装置１０の姿勢（傾き）を検出することにより準備姿勢を検出することができる。
【００１１】
ここで、図２は、装着型情報入力装置１０の使用態様の一例を示す図である。ユーザは情報を入力する際、例えば、図２に示すような、所定の準備姿勢をとることが想定される。準備姿勢検出部１１は、装着型情報入力装置１０の姿勢（傾き）を常時、あるいは所定の時間間隔で検出し、予め記憶された準備姿勢（傾き）と比較することにより、装着型情報入力装置１０が準備姿勢を取ったか否か判定する。装着型情報入力装置１０の姿勢が予め記憶された準備姿勢と一致した場合、準備姿勢検出部１１は、ユーザが準備姿勢を取ったと判定する。これにより、準備姿勢検出部１１は、準備姿勢を検出することができる。
【００１２】
準備姿勢検出部１１は、装着型情報入力装置１０の姿勢（傾き）を検出するために、加速度センサ、地磁気センサ、及び角速度センサなどを備える。準備姿勢検出部１１が加速度センサにより準備姿勢を検出する場合、加速度センサは３軸加速度センサであることが望ましい。準備姿勢検出部１１は、例えば、重力加速度方向の加速度をモニタリングすることにより準備姿勢を検出してもよい。
【００１３】
また、準備姿勢検出部１１は、ＤＰ（Dynamic Programming）マッチングや機械学習などの手法により、準備姿勢に至るまでの姿勢の変化を解析し、準備姿勢に至るまでのユーザの準備動作を検出してもよい。なお、装着型情報入力装置１０が準備姿勢検出部１１を備えない構成も可能である。
【００１４】
指接触検出部１２は、装着型情報入力装置１０が装着された手首の付近の皮膚に指が接触したことを検出する。指接触検出部１２は、既存の任意の方法により指が接触したことを検出すればよい。
【００１５】
例えば、指接触検出部１２は、指が手首付近の皮膚に接触した際の静電容量の変化を検出することにより、指の接触を検出することができる。この場合、指接触検出部１２は、静電容量を検出するために、装着型情報入力装置１０の手首側に設けられた電極部を含んで構成されるのが好ましい。
【００１６】
また、例えば、指接触検出部１２は、指が手首付近の皮膚に接触した際の光の強度の変化を検出することにより、指の接触を検出することができる。この場合、指接触検出部１２は、ＬＥＤなどの発光素子と、発光素子から放出された光の反射光を受光するフォトダイオードなどの受光素子とを含んで構成されるのが好ましい。
【００１７】
また、例えば、指接触検出部１２は、撮像手段を備え、撮像手段により撮像された手首付近の画像を解析することにより、指の接触を検出してもよい。
【００１８】
指接触検出部１２は、準備姿勢検出部１１により準備姿勢が検出されると、指の接触を検出する。このような構成により、準備姿勢以外の姿勢で指などの入力手段が手首付近の皮膚に接触した場合には、情報が入力されない。したがって、入力手段が手首付近の皮膚に誤って接触することによる誤入力を防ぐことができる。また、準備姿勢が検出されるまで指接触検出部１２が動作しないため、装着型情報入力装置１０の消費電力を低減することができる。
【００１９】
なお、装着型情報入力装置１０が準備姿勢検出部１１を備えない場合には、指接触検出部１２は、常時、あるいは所定の時間間隔で指の接触を検出すればよい。この場合、ユーザは準備姿勢以外の姿勢でも情報を入力することができる。
【００２０】
指位置検出部１３は、指接触検出部１２により指の接触が検出されている間の指の位置を検出する。指位置検出部１３が検出する指の位置とは、指が接触することにより情報が入力される皮膚部分と略平行な平面上における指の位置である。指位置検出部１３は、既存の任意の方法により指の位置を検出することができる。
【００２１】
例えば、指位置検出部１３は、所定間隔で配置された少なくとも２つの発光素子と、発光素子から放出された光を受光する受光素子とを含んで構成されてもよい。ここで、図３は、装着型情報入力装置１０の具体的構成の一例を示す図である。図３の装着型情報入力装置１０において、指接触検出部１２は、所定間隔で配置された２つのＬＥＤ１３１，１３３と、ＬＥＤ１３１，１３３から放出された光の反射光を受光して強度を検出するフォトダイオード１３２とを含んで構成される。図３に示すように、ＬＥＤ１３１，１３２及びフォトダイオード１３２は、装着型情報入力装置１０の側面に設けられている。
【００２２】
このように構成された指位置検出部１３は、ＬＥＤ１３１，１３３を所定の時間間隔で交互に発光（時分割発光）させ、フォトダイオード１３２により所定のサンプリング間隔でＬＥＤ１３１，１３３から放出された光の反射光の強度を検出する。サンプリング間隔は、時分割発光と同期しているのが好ましい。これにより、フォトダイオード１３２は、サンプリング間隔で、ＬＥＤ１３１の反射光の強度とＬＥＤ１３３の反射光の強度とを検出することができる。
【００２３】
各ＬＥＤからの反射光の強度は、各ＬＥＤから指までの距離に応じて変化するため、反射光の強度に応じた各ＬＥＤから指までの距離をモデル化することができる。したがって、フォトダイオード１３２により検出された各ＬＥＤの反射光の強度と、モデル化された各ＬＥＤからの距離と、を比較することにより、指位置検出部１３は指の位置を検出することができる。
【００２４】
図４は、このような指位置検出方法を説明する図である。図４に示すように、各ＬＥＤからの距離を検出することにより、指位置検出部１３は、平面上での指の位置を検出することができる。なお、上述のように、ＬＥＤ１３１，１３３を時分割発光させる場合には、各ＬＥＤから放射される光の波長は同じであっても異なってもよい。また、ＬＥＤ１３１，１３３から放射される光の波長が異なる場合には、指位置検出部１３は、ＬＥＤ１３１，１３３を同時に発光させてもよい。この場合、フォトダイオード１３２をＬＥＤ１３１の波長とＬＥＤ１３３の波長とのそれぞれに感度を持つ２素子で構成し、受光した反射光の強度をそれぞれ検出することにより、各ＬＥＤからの反射光の強度を検出することができる。したがって、指位置検出部１３は、指の位置を検出することができる。
【００２５】
指位置検出部１３による指位置検出方法は、上述の方法に限られない。指位置検出部１３は、例えば、カメラなどの撮像手段により撮像された指の画像を解析することにより、指の位置を検出することもできる。
【００２６】
入力姿勢検出部１４は、入力姿勢を検出する。入力姿勢とは、ユーザが情報を入力している間の、すなわち、指接触検出部１２により指の接触が検出されている間の、装着型情報入力装置１０が装着された上肢の姿勢（傾き）である。装着型情報入力装置１０はユーザの手首に装着されているため、装着型情報入力装置１０が装着された上肢の姿勢と装着型情報入力装置１０の姿勢とは略一致する。したがって、入力姿勢検出部１４は、装着型情報入力装置１０の姿勢（傾き）を検出することにより、入力姿勢を検出することができる。入力姿勢検出部１４は、指接触検出部１２により指の接触が検出されている間、装着型情報入力装置１０の姿勢を常時、あるいは所定のサンプリング間隔で検出する。
【００２７】
入力姿勢検出部１４は、装着型情報入力装置１０の姿勢（傾き）を検出するために、加速度センサ、地磁気センサ、及び角速度センサなどを備える。入力姿勢検出部１４が加速度センサにより姿勢を検出する場合、加速度センサは３軸加速度センサであることが望ましい。入力姿勢検出部１４は、装着型情報入力装置１０の姿勢を検出する手段を、準備姿勢検出部１１と共用してもよい。装着型情報入力装置１０が入力姿勢検出部１４を備えない構成も可能である。
【００２８】
軌跡生成部１５は、指位置検出部１２により検出された指の位置情報に基づいて、指が移動した軌跡を生成する。軌跡生成部１５は、指位置検出部１３が指の位置の検出を開始してから終了するまでの連続的な指の位置情報を取得し、取得した位置情報を時系列に配置することにより指の軌跡を生成する。
【００２９】
入力認識部１６は、軌跡生成部１５により生成された指の軌跡情報に基づいて、ユーザが入力した入力内容を認識する。入力内容には、手書きの文字、カーソル操作（カーソルの移動やクリック）、及びフリック操作などのジェスチャなどが含まれる。
【００３０】
例えば、入力認識部１６は、入力内容が文字の場合には文字認識を行い、入力された文字を認識する。入力される文字が１画の場合には、入力認識部１６は、軌跡生成部１５から軌跡情報を取得すると同時に入力された文字を認識することができる。また、画数が２以上の文字が入力される場合には、入力認識部１６は、１つの軌跡情報からでは入力内容を正しく認識することができないため、軌跡生成部１５から取得した軌跡情報を一時的に記憶し、記憶された複数の軌跡情報に基づいて入力内容を認識する。例えば、入力認識部１６は、文字の入力が開始されてから取得した軌跡情報を一時的に記憶し、指接触検出部１２により検出された指の非接触の時間が所定値以上となった時点で、１文字の入力が終了したものと判定し、それまでに取得した軌跡情報に基づいて入力内容を認識すればよい。このような、手書き入力から入力内容を正しく認識するための方法は、既存の任意の方法の中から選択して使用することができる。
【００３１】
また、入力認識部１６は、入力内容がカーソル操作の場合にはポインティング認識を行い、入力されたカーソル操作を認識する。入力認識部１６は、例えば、指接触検出部１２が指の非接触を検出してから、指の非接触が検出される直前の指位置の近傍に所定時間内に指の接触が検出された場合に、クリック操作を認識してもよい。ダブルクリックの場合も同様に認識することができる。
【００３２】
また、入力認識部１６は、入力内容がジェスチャの場合には、ジェスチャ認識を行い、入力されたジェスチャを認識する。ジェスチャには、例えば、フリック操作が含まれる。
【００３３】
入力認識部１６が行う文字認識、ジェスチャ認識、ポインティング認識などの認識方式は、従来のタッチパッドやマウスなどのポインティングデバイスを用いた方式と同一の方式であってもよいし、独自に構成された方式であってもよい。入力内容の種類（文字、ジェスチャ、カーソル操作など）は、入力認識部１６が軌跡情報などに基づいて判断してもよいし、ユーザの操作により指定されてもよい。
【００３４】
また、入力認識部１６は、入力姿勢検出部１４により検出された入力姿勢に基づいて入力内容を認識する。入力認識部１６は、例えば、入力姿勢検出部１４から取得した入力姿勢情報に基づいて、指の軌跡における下方向（又は上方向）を設定する。ここで、図５及び図６は、装着型情報入力装置１０の使用態様の一例を示す図である。図５に示すように、手のひらが横向きの状態（装着型情報入力装置１０が縦向きの状態）で、ユーザが情報を入力した場合、入力認識部１６は、入力姿勢情報に基づいて、指の軌跡の下方向を、手のひらの小指側（図５の矢印方向）に設定する。また、図６に示すように、手のひらが縦向きの状態（装着型情報入力装置１０が横向きの状態）で、ユーザが情報を入力した場合、入力認識部１６は、入力姿勢情報に基づいて、指の軌跡の下方向を、手首側（図５の矢印方向）に設定する。
【００３５】
このように、軌跡の下方向（又は上方向）を設定して入力内容を認識することにより、入力認識部１６は、ユーザが意図した入力内容を認識することができる。また、入力認識部１６は、指の軌跡の下方向を、予め設定された方向、あるいはユーザにより指定された方向に固定して入力内容を認識するモードを備えてもよい。当該モードを利用することにより、例えば、ユーザが横になった状態で情報を入力した場合であっても、入力認識部１６は、ユーザが意図した入力内容を認識することができる。
【００３６】
なお、装着型情報入力装置１０が入力姿勢検出部１４を備えない場合には、入力認識部１６は、予め設定された方向を下方向（又は上方向）として、軌跡情報から入力内容を認識すればよい。
【００３７】
記憶部１７は、入力認識部１６により認識された入力内容を記憶する。記憶部１７により記憶された入力内容は、既存の任意の方法により出力させることができる。例えば、装着型情報入力装置１０を外部機器と有線又は無線で接続し、入力内容を外部機器に出力してもよい。
【００３８】
次に、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０の動作について、図７を参照して説明する。ここで、図７は、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０の動作の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、準備姿勢検出部１１は加速度センサを備え、指接触検出部１２は静電容量センサを備え、指位置検出部１３は図３のＬＥＤ１３１，１３２及びフォトダイオード１３２を備え、入力姿勢検出部１４は加速度センサを備え、装着型情報入力装置１０は手首に腕時計状に装着され、装着型情報入力装置１０が装着された側の手のひらにユーザが他方の手の指で情報を入力する場合について説明する。しかし、上述の通り、各部の構成、装着型情報入力装置１０の装着部位、及び入力手段はこれに限られない。
【００３９】
まず、準備姿勢検出部１１は、装着型情報入力装置１０を装着したユーザが手のひらに情報を入力する際の準備姿勢を検出する準備姿勢検出処理を開始する（ステップＳ１００）。準備姿勢検出処理は、例えば、装着型情報入力装置１０の電源がオンになったタイミングで開始される。あるいは、装着型情報入力装置１０が準備姿勢検出処理のオン・オフを制御するスイッチを備える場合には、当該スイッチがオンになったタイミングで、準備姿勢検出部１１は、準備姿勢検出処理を開始すればよい。準備姿勢検出部１１は、例えば、装着型情報入力装置１０の電源がオフになったタイミングや、前記スイッチがオフになったタイミングで準備姿勢検出処理を終了する。
【００４０】
準備姿勢検出部１１は、準備姿勢検出処理を開始すると、準備姿勢検出処理が終了するまでの間、常時あるいは所定の時間間隔で、装着型情報入力装置１０の姿勢を検出し、検出された装着型情報入力装置１０の姿勢と予め設定された準備姿勢とを比較し、準備姿勢検出判定を行う（ステップＳ１０１）。準備姿勢検出部１１は、例えば、重力加速度方向の加速度をモニタリングすることにより装着型情報入力装置１０の姿勢を検出する。準備姿勢検出部１１は、装着型情報入力装置１０の姿勢が予め設定された準備姿勢と一致した場合、ユーザが準備姿勢をとったと判定する。
【００４１】
準備姿勢検出部１１が、ユーザが準備姿勢をとったと判定した場合、すなわち、準備姿勢検出部１１が準備姿勢を検出した場合（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、指接触検出部１２は、ユーザの指が手のひらに接触したことを検出する指接触検出処理を開始する（ステップＳ１０２）。このように、準備性検出部１１により準備姿勢が検出された場合に指接触検出処理を行うことにより、誤入力を防ぎ、消費電力を抑制することができる。
【００４２】
指接触検出部１２は、指接触検出処理を開始すると、指接触検出処理が終了するまでの間、常時あるいは所定のサンプリング間隔で、静電容量センサにより静電容量を検出し、検出された静電容量に基づいて指接触検出判定を行う（ステップＳ１０３）。指接触検出判定は、検出された静電容量と予め設定された静電容量とを比較したり、検出された静電容量の変化量を検出したりすることにより行うことができる。
【００４３】
なお、装着型情報入力装置１０が準備姿勢検出部１１を備えない場合には、指接触検出部１２は、例えば、装着型情報入力装置１０の電源がオンになったタイミングで指接触検出処理を開始すればよい。あるいは、装着型情報入力装置１０が指接触検出処理のオン・オフを制御するスイッチを備える場合には、指接触検出部１２は、当該スイッチがオンになったタイミングで指接触検出処理を開始すればよい。
【００４４】
指接触検出部１２が指の接触を検出した場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、指位置検出部１３はユーザの指の位置を検出する指位置検出処理を開始し、入力姿勢検出部１４は入力姿勢を検出する入力姿勢検出処理を開始する（ステップＳ１０４）。指位置検出部１３は、指位置検出処理を開始すると、指位置検出処理が終了するまでの間、常時あるいは所定のサンプリング間隔で、ユーザの指の位置を検出し、検出された指の位置情報を軌跡生成部１５に送信する。同様に、入力姿勢検出部１４は、入力姿勢検出処理を開始すると、入力姿勢検出処理が終了するまでの間、常時あるいは所定のサンプリング間隔で、入力姿勢を検出し、検出された入力姿勢情報を軌跡生成部１５に送信する。なお、入力姿勢検出部１４は、入力姿勢情報を入力認識部１６に送信してもよい。
【００４５】
指接触検出部１２が、指の接触を検出した後、指の非接触、すなわち、接触していた指が手のひらから離れたことを検出すると（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、指位置検出部１２は指位置検出処理を終了し、入力姿勢検出部１３は入力姿勢検出処理を終了する（ステップＳ１０６）。そして、軌跡生成部１５は、指接触検出部１２が指の接触を検出している間に指位置検出部１２から受信した一連の指位置情報に基づいて、指が手のひらに接触している間に移動した軌跡を生成する（ステップＳ１０７）。軌跡生成部１５は、生成した軌跡情報と、入力姿勢検出部１３から受信した入力姿勢情報と、を入力認識部１６に送信する。
【００４６】
入力認識部１６は、軌跡生成部１５から受信した軌跡情報と入力姿勢情報とに基づいて、ユーザが入力した内容を認識する（ステップＳ１０８）。入力認識部１６は、例えば、ジェスチャ認識により、フリック操作などのジェスチャを認識することができる。また、文字認識により、入力された文字を認識することができる。また、ポインティング認識により、カーソル操作を認識することができる。入力認識部１６は、認識した入力内容を記憶部１７に送信する。
【００４７】
記憶部１７は、入力認識部１６から入力された入力内容を記憶する（ステップＳ１０９）。記憶部１０９に記憶された入力内容は、有線通信や無線通信、あるいはＵＳＢ（Universal Serial Bus）を利用して、外部機器に出力することができる。
【００４８】
ユーザが指を手のひらから離した後もユーザが準備姿勢を維持している、すなわち、準備姿勢検出部１１により準備姿勢が検出されている場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、ユーザの入力はまだ終了していないと考えられる。したがって、指接触検出部１２は、指接触検出処理（ステップＳ１０３）を継続する。
【００４９】
一方、ユーザが指を手のひらから離した後、ユーザが準備姿勢でなくなった、すなわち、準備姿勢検出部１１により準備姿勢が検出されていない場合（ステップＳ１１０のＮｏ）、ユーザの入力は終了したものと考えられる。したがって、指接触検出部１２は、指接触検出処理を終了する（ステップＳ１１１）。指接触検出部１２が指接触検出処理を終了した後も、例えば、装着型情報入力装置１０の電源がＯＦＦになるまで、準備姿勢検出部１１は、準備姿勢検出処理（ステップＳ１０１）を継続する。
【００５０】
以上説明した通り、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０によれば、ユーザは、手のひらに文字を書くことにより文字を入力し、手のひらの上で指を動かすことによりジェスチャやカーソル操作を入力することができる。したがって、ユーザは、これらの直感的な操作により情報を入力することができる。また、ユーザは、情報を入力するために各指の打指タイミングや相互関係などを予め記憶する必要がないため、容易に情報入力を行うことができる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る装着型情報入力装置について、図８〜図１０を参照して説明する。本実施形態に係る装着型情報入力装置は、ユーザにより入力された情報を記憶するとともに、出力することができる。ユーザは、装着型情報入力装置に入力した情報及び記憶された情報を、外部機器を用いることなく確認することができる。
【００５２】
ここで、図８は、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０の機能構成を示すブロック図である。図８に示すように、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０は、準備姿勢検出部１１と、指接触検出部１２と、指位置検出部１３と、入力姿勢検出部１４と、軌跡生成部１５と、入力認識部１６と、記憶部１７とを備える。以上の構成は第１実施形態と同様である。本実施形態に係る情報入力装置１０は、さらに、制御部１８と、出力部１９とを備える。
【００５３】
制御部１８は、入力認識部１６により認識された入力内容に応じた装着型情報入力装置１０の制御信号を生成する。制御部１８は、文字を入力された場合、入力された文字を出力部１９から出力させる制御信号を生成する。また、制御部１８は、カーソル操作を入力された場合、入力されたカーソル操作に応じて出力部１９に表示されたカーソルを操作する制御信号を生成する。また、制御部１８は、ジェスチャを入力された場合、入力されたジェスチャに応じて出力部１９からの出力を変化させる制御信号を生成する。
【００５４】
出力部１９は、制御部１８により生成された制御信号による制御結果を出力する。例えば、制御部１８が入力内容を表示させる制御信号を生成した場合には、出力部１９には入力内容が表示される。出力部１９として、既存の任意の出力装置を利用することができる。例えば、出力部１９は、情報を画像として出力するディスプレイであってもよいし、情報を音声として出力するスピーカであってもよい。また、出力部は、情報を振動として出力する振動モータであってもよい。
【００５５】
図９は、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０の具体的構成の一例を示す図である。図９において、出力部１９は、情報を画像出力するディスプレイである。このような装着型情報入力装置の場合、制御部１９は、文字情報を入力された場合、入力された文字を出力部１９に表示させ、カーソル操作を入力された場合、入力されたカーソル操作に応じて表示部１９に表示されたカーソルを操作し、ジェスチャを入力された場合、入力されたジェスチャに応じてディスプレイの表示を変化させる。
【００５６】
例えば、制御部１９は、上下左右方向のフリック操作を入力された場合、出力部１９の表示画面をスライドさせて切り替える制御信号を生成する。出力部１９としてディスプレイを備える装着型情報入力装置１０は、出力部１９に時刻が表示されてもよい。この場合、ユーザは装着型情報入力装置１０を腕時計としても使用することができる。あるいは、腕時計に装着型情報入力装置１０の機能構成が組み込まれてもよい。
【００５７】
図９に示すように、出力部１９がディスプレイである装着型情報入力装置１０の場合、入力認識部１６は、出力部１９の状態に応じて認識方式を選択することができる。例えば、表示部１９において、文字を入力又は表示させるためのテキストボックスがアクティブな場合、入力認識部１６は文字認識を選択する。また、表示部１９において、カーソルがアクティブな場合、入力認識部１６はポインティング認識を選択する。それ以外の場合には、入力認識部１６は、ジェスチャ認識を選択すればよい。このような入力認識部１６の認識方式の切り替えは、入力認識部１６が出力部１９の状態を取得することにより実現できる。また、制御部１８が出力部１９の状態に応じて入力認識部１６の認識方式を切り替える制御信号を送信してもよい。
【００５８】
図１０は、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０の使用態様の一例を示す図である。図１０に示すように、ユーザは、出力部１９が手の甲側に配置されるように装着型情報入力装置１０を装着することができる。この場合、ユーザは、手の甲に他方の手の指で情報を入力することができる。もちろん、ユーザは、出力部１９が手のひら側に配置されるように装着型情報入力装置１０を装着してもよい。
【００５９】
以上説明した通り、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０によれば、ユーザは、装着型情報入力装置１０に入力又は記憶された情報を出力部１９に出力し、外部機器を介さずに確認することができる。
【００６０】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る情報入力装置について、図１１〜図１５を参照して説明する。本実施形態において、装着型情報入力装置は、ユーザからの入力内容に応じて外部機器を操作する。ユーザは、通信機能を備える外部機器に対する入力手段として、装着型情報入力装置を使用することができる。
【００６１】
ここで、図１１は、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０の機能構成を示す図である。図１１に示すように、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０は、準備姿勢検出部１１と、指接触検出部１２と、指位置検出部１３と、入力姿勢検出部１４と、軌跡生成部１５と、入力認識部１６とを備える。以上の構成は上述の実施形態と同様である。本実施形態に係る装着型情報入力装置は、さらに、制御部１８と、通信部２０とを備える。
【００６２】
制御部１８は、入力認識部１６により認識された入力内容に応じて外部機器を操作する制御信号を生成する。入力認識部１６は、文字を入力された場合、入力された文字を外部機器から出力させる制御信号を生成する。また、入力認識部１６は、カーソル操作を入力された場合、入力されたカーソル操作に応じて外部機器に表示されたカーソルを操作する制御信号を生成する。また、入力認識部１６は、ジェスチャを入力された場合、入力されたジェスチャに応じて外部機器からの出力を変化させる制御信号を生成する。なお、制御部１８は、第２実施形態と同様、入力認識部１６により認識された入力内容に応じた装着型情報入力装置１０の制御信号を生成してもよい。
【００６３】
通信部２０は、通信機能を備えた外部機器と通信して、制御部１８により生成された制御信号を外部機器に送信する。通信部２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、及び赤外線などの無線通信手段であってもよいし、有線通信手段であってもよい。装着型情報入力装置１０は、通信部２０を介して、例えば、ＰＣ、ＴＶ、スマートフォン、タブレットＰＣ、眼鏡型ウェアラブル機器、デジタルサイネージ、及びスクリーンに接続されたプロジェクター、オーディオ機器などの、通信機能と出力機能とを備えた任意の外部機器と通信することができる。装着型情報入力装置１０は、予め１つ又は複数の外部機器と対応付け（ペアリング）され、制御信号は対応付けされた外部機器に対して送信される。
【００６４】
図１２〜図１５は、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０の使用態様の一例を示す図である。図１２に示すように、ユーザは、装着型情報入力装置１０を利用して、装着型情報入力装置１０と対応付けられた外部機器１００のテキストボックスに文字を入力することができる。ユーザが装着型情報入力装置１０を利用して文字情報を入力すると、制御部１８は入力された文字を外部機器１００に表示させる制御信号を生成し、生成された制御信号は通信部２０を介して外部機器１００に送信される。外部機器１００は、受信した制御信号に基づいて、入力された文字をテキストボックスに表示する。ユーザは、装着型情報入力装置１０を利用して外部機器１００に文字を入力し、検索などの操作を行うこともできる。
【００６５】
また、図１３に示すように、ユーザは、装着型情報入力装置１０を利用して、装着型情報入力装置１０と対応付けられた外部機器１００に表示されたカーソルを操作することができる。例えば、ユーザが装着型情報入力装置１０を利用してカーソル操作（カーソルの移動）を入力すると、制御部１８は外部機器１００に表示されたカーソルを移動させる制御信号を生成し、生成された制御信号は通信部２０を介して外部機器１００に送信される。外部機器１００は、受信した制御信号に基づいてカーソルを移動させる。ユーザは、上述したように、カーソルによるクリック操作を行うこともできる。
【００６６】
また、図１４に示すように、ユーザは、装着型情報入力装置１０を利用して、装着型情報入力装置１０と対応付けられた外部機器１００の表示画面をスライド（変更）させることができる。例えば、ユーザが装着型情報入力装置１０を利用してフリック操作を入力すると、制御部１８は入力されたフリック操作を外部機器１００に実行させる制御信号を生成し、生成された制御信号は通信部２０を介して外部機器１００に送信される。外部機器１００は、受信した制御信号に基づいてフリック操作を実行し、表示画面をスライドさせる。外部機器１００がＴＶの場合、ユーザは、フリック操作により表示チャンネルの切り替えなどの操作を行うことができる。
【００６７】
また、図１５に示すように、ユーザは、装着型情報入力装置１０を利用して、装着型情報入力装置１０と対応付けられた眼鏡型ウェアラブル機器（外部機器）１００の表示画面に文字情報を入力することができる。ユーザは、文字入力に限らず、ジェスチャ操作やカーソル操作を行うこともできる。
【００６８】
以上説明した通り、ユーザは、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０を利用することにより、外部機器１００を操作することができる。したがって、ユーザは、外部機器１００ごとの独自の入力手段（例えば、ＴＶのリモートコントローラやＰＣのマウス）を用いずに外部機器１００を操作することができる。
【００６９】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る装着型情報入力装置について、図１６及び図１７を参照して説明する。本実施形態において、装着型情報入力装置は、外部機器とともに情報入力システムを構成する。
【００７０】
ここで、図１６は、情報入力システム２００の機能構成を示すブロック図である。図１６に示すように、情報入力システム２００は、本実施形態に係る装着型情報入力装置１０と、装着型情報入力装置１０と対応付けられた外部機器１００とにより構成される。
【００７１】
装着型情報入力装置１０は、準備姿勢検出部１１と、指接触検出部１２と、指位置検出部１３と、入力姿勢検出部１４と、通信部２０とを備える。以上の構成は、上述の実施形態と同様である。
【００７２】
外部機器１００は、通信機能を備え、装着型情報入力装置１０と通信部２０を介して対応付けられている。外部機器１００は、例えば、ＰＣ、ＴＶ、スマートフォン、タブレットＰＣ、眼鏡型ウェアラブル機器、デジタルサイネージ、及びスクリーンに接続されたプロジェクター、オーディオ機器などの任意の外部機器である。本実施形態において、外部機器１００は、軌跡生成部１５と、入力認識部１６とを備える。軌跡生成部１５及び入力認識部１６の構成は、上述の実施形態と同様である。
【００７３】
本実施形態において、ユーザが装着型情報入力装置１０を利用して情報を入力すると、指位置検出部１３により指の位置が検出され、入力姿勢検出部１４により入力姿勢が検出される。通信部２０は、指の位置情報及び入力姿勢情報を、サンプリング間隔や、指接触検出部１２により指の非接触が検出されたタイミングで外部機器１００の軌跡生成部１５に送信する。外部機器１００が指の位置情報及び入力姿勢情報を受信すると、軌跡生成部１５が指の位置情報に基づいて軌跡情報を生成し、入力認識部１６が軌跡情報及び入力姿勢情報に基づいて入力内容を認識する。
【００７４】
外部機器１００は、認識した入力内容を記憶することができる。また、外部機器１００は、出力手段を備える場合には、入力内容を出力手段から出力してもよい。さらに、外部機器１００は、入力内容や入力内容に応じて生成した制御信号を装着型情報入力装置１０や他の外部機器に送信してもよい。
【００７５】
なお、図１７に示すように、装着型情報入力装置１０が軌跡生成部１５を備え、外部機器１００が軌跡生成部１５を備えない構成も可能である。この場合、ユーザが装着型情報入力装置１０を利用して情報を入力すると、指位置検出部１３により指の位置が検出され、入力姿勢検出部１４により入力姿勢が検出される。軌跡生成部１５は、指の位置情報に基づいて軌跡情報を生成する。通信部２０は、軌跡情報及び入力姿勢情報を、外部機器１００の入力認識部１６に送信する。通信部２０は、例えば、指接触検出部１２がユーザの指の非接触を検出したタイミングで軌跡情報を送信する。また、通信部２０は、例えば、サンプリング間隔で入力姿勢情報を送信してもよいし、入力姿勢検出部１４が記憶した所定期間分の入力姿勢情報を、軌跡情報を送信するタイミングでまとめて送信してもよい。外部機器１００が軌跡情報及び入力姿勢情報を受信すると、入力認識部１６は入力内容を認識する。
【００７６】
以上説明した通り、本実施形態に係る装着型入力装置１０は、入力認識部１６を備えず、外部機器１００が入力認識部を備える。したがって、外部機器１００が備える入力認識部１６を更新することにより、装着型情報入力装置１０に変更を加えることなく、ユーザの入力内容の認識方式を更新することができる。例えば、入力認識部１６による認識方式が更新され、新たなジェスチャ認識が可能になった場合、ユーザは装着型情報入力装置１０に変更を加えることなく、新たなジェスチャ操作を利用することができる。
【００７７】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係る装着型情報入力装置について、図１８を参照して説明する。本実施形態において、装着型情報入力装置は、インターネット上のサーバとともに情報入力システムを構成している。
【００７８】
ここで、図１８は情報入力システム２００の機能構成を示すブロック図である。図１８に示すように、情報入力システム２００は、装着型情報入力装置１０と、装着型情報入力装置１０と対応付けられたサーバ１００とにより構成される。
【００７９】
装着型情報入力装置１０は、準備姿勢検出部１１と、指接触検出部１２と、指位置検出部１３と、入力姿勢検出部１４と、軌跡生成部１５と、制御部１８と、出力部１９と、通信部２０とを備える。以上の構成は、上述の実施形態と同様である。
【００８０】
サーバ１００は、インターネット上に設けられ、装着型情報入力装置１０と通信部２０を介して対応付けられた外部機器である。サーバ１００は、入力認識部１６を備える。入力認識部１６の構成は、上述の実施形態と同様である。
【００８１】
本実施形態において、ユーザが装着型情報入力装置１０を利用して情報を入力すると、指位置検出部１３により指の位置が検出され、入力姿勢検出部１４により入力姿勢が検出される。軌跡生成部１５は、指の位置情報に基づいて軌跡情報を生成する。通信部２０は、例えば、携帯電話回線を利用して、あるいはＷｉ−Ｆｉルータを介してインターネットに接続し、サーバ１００に軌跡情報及び入力姿勢情報を送信する。通信部２０は、例えば、指接触検出部１２がユーザの指の非接触を検出したタイミングで軌跡情報を送信する。また、通信部２０は、例えば、サンプリング間隔で入力姿勢情報を送信してもよいし、入力姿勢検出部１４が記憶した所定期間分の入力姿勢情報を、軌跡情報を送信するタイミングでまとめて送信してもよい。サーバ１００は、軌跡情報及び入力姿勢情報を受信すると、入力認識部１６により入力内容を認識する。
【００８２】
なお、情報入力システム２００は、第４実施形態の図１６と同様、装着型情報入力装置１０が軌跡生成部１５を備えず、サーバ１００が軌跡生成部１５を備える構成も可能である。
【００８３】
以上説明した通り、本実施形態に係る装着型入力装置１０は入力認識部１６を備えず、入力認識部１６はインターネット上のサーバ１００に設けられている。したがって、複数のユーザが同時に入力認識部１６を利用可能となり、サーバ１００が備える入力認識部１６を更新することにより、装着型情報入力装置１０に変更を加えることなく、複数のユーザの入力内容の認識方式をまとめて更新することができる。
【００８４】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０：装着型情報入力装置，１１：準備姿勢検出部，１２：指接触検出部，１３：指位置検出部，１４：入力姿勢検出部，１５：軌跡生成部，１６：入力認識部，１７：記憶部，１８：制御部，１９：出力部，２０：通信部，１００：外部機器，１３１：ＬＥＤ，１３２：フォトダイオード，１３３：ＬＥＤ，２００：情報入力システム
【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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