(57)【要約】【課題】空間型情報入力装置及び方法、このためのソフトキーマッピング方法及びそれによる仮想キーボードの提供。【解決手段】指部分に装着されて仮想キーボードのボタンのうち１つをクリックした指の動きを感知する複数のセンサを備えるセンシング装置３０；センシング装置３０から出力される信号を処理して各センサの位置を認識し、指の動き情報を演算する信号処理部３２、各センサの位置及び指の動き情報に基づいてクリックされたボタン及びどの指でクリックしたかを判別する手位置及び指判別部３４；各ボタンにマッピングされた複数のキー情報と該当ボタンをクリックした指使いによってマッピングされるキー値を保存するキー情報保存部３６；手位置及び指判別部で判別される信号に対応するキー値を前記キー情報保存部から探して入力するキー判別部３８とを含む。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想ボタンを有する仮想キーボードを利用してユーザが情報を入力する空間型情報入力装置において、
前記ユーザの指に装着され前記仮想キーボードの仮想ボタンのうち１つをクリックした指の動きを感知する複数のセンサを備えるセンシング装置と、
前記センシング装置から出力される信号を処理して各センサの位置を認識し、指の動き情報を演算する信号処理部と、
前記各センサの位置及び指の動き情報に基づいて、クリックされた仮想ボタン及びどの指でクリックしたかを判別する手位置及び指判別部と、
各仮想ボタンの識別子と、各仮想ボタンにマッピングされた複数のキー値と、各仮想ボタンをクリックする指使いであって１または複数の指の識別子の組み合わせで定義される指使いと、を対応付けて記憶するキー情報保存部と、
前記手位置及び指判別部で判別される情報に対応するキー値を前記キー情報保存部から探して出力するキー判別部と、
を含む空間型情報入力装置。
【請求項２】
前記センシング装置はＮ個（Ｎは自然数）のセンサを備え、
前記キー情報保存部は、最大（２Ｎ-1）通りの指使いと、最大（２Ｎ-1）個の異なるキー値と、を各仮想ボタンの識別子に対応付けて記憶する、
ことを特徴とする請求項１に記載の空間型情報入力装置。
【請求項３】
前記仮想キーボードにおいて、
前記仮想ボタンは使用頻度を含んだ可能な条件を考慮して配列されていることを特徴とする請求項２に記載の空間型情報入力装置。
【請求項４】
仮想ボタンを有する仮想キーボードを利用して情報の入力を受け付ける方法であって、
（ａ）複数のセンサを指に装着したユーザによる前記仮想キーボードの仮想ボタンのクリックを検出する段階と、
（ｂ）前記センサを利用してクリックした指の位置を感知する段階と、
（ｃ）各仮想ボタンの識別子と、各仮想ボタンにマッピングされた複数のキー値と、各仮想ボタンをクリックする指使いであって１または複数の指の識別子の組み合わせで定義される指使いと、を対応付けてキー情報保存部に記憶する段階と、
（ｄ）感知された指の位置に基づいて、クリックされた仮想ボタン及びその仮想ボタンをクリックした指使いを特定し、前記仮想ボタンと指使いとに対応するキー値をキー情報保存部から読み出して出力する段階と、
を含むことを特徴とする空間型の情報入力方法。
【請求項５】
前記センシング装置はＮ個（Ｎは自然数）のセンサを備え、
前記（ｃ）段階では、最大（２Ｎ-1）通りの指使いと、最大（２Ｎ-1）個の異なるキー値と、を各仮想ボタンの識別子に対応付けて記憶する、
ことを特徴とする請求項４に記載の空間型の情報入力方法。
【請求項６】
前記仮想キーボードの構成において、
前記仮想ボタンは使用頻度を含んだ条件を考慮して配列されていることを特徴とする請求項４に記載の空間型の情報入力方法。
【請求項７】
複数のセンサを各指に装着し、備わった仮想ボタンをクリックして情報を入力する仮想キーボードで、前記仮想ボタンにキーをマッピングする方法であって、
（ａ）前記センサの数Ｎ（Ｎは自然数）を検出する段階と、
（ｂ）最大（２Ｎ-1）通りの指使いのそれぞれに対し、異なるキー値を割り当てる段階と、
（ｃ）各指使いに割り当てられた最大（２Ｎ-1）個のキー値を、１つの仮想ボタンにマッピングする段階と、
（ｄ）前記（ａ）〜（ｃ）段階を繰り返し、全ての仮想ボタンに対して異なる複数のキー値を割り当てる段階と、
を含むことを特徴とするソフトキーマッピング方法。
【請求項８】
複数の仮想ボタンを有する仮想キーボードであって、
前記仮想ボタンはユーザの指に装着された複数のセンサにより選択され、前記請求項７に記載のソフトキーマッピング方法によりキー値が各仮想ボタンにマッピングされており、
所定条件に基づいて前記仮想ボタンが配列されていることを特徴とする仮想キーボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空間型情報入力装置及び方法、このためのソフトキーマッピング方法及びそれによる仮想キーボードに係り、ウェアラブルまたはモバイルコンピュータ環境で機器にデータを効率的に入力するための空間型情報入力装置及び方法、このためのソフトキーマッピング方法及びそれによる仮想キーボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近になり、ウェアラブルまたはモバイルコンピュータ環境で空間上で情報入力のための手装着型情報入力装置が開発されている。このような情報入力装置の例として、圧力センサ手袋、光ファイバで指の動きを感知する指輪と空気手袋などがある。
このようなデータ入力装置は図１に図示されたようなクワーティキーボード方式の仮想キーボードを基盤とする。クワーティキーボードは現在の産業標準に使われるキーボードであり、１つのボタンに１ビットが対応し、１ビットにさらに１つの文字が対応する方式である。
【０００３】
このようなクワーティ方式の仮想キーボードは、手の動きと指の動きとを区別して入力された情報を判別するのに次のような問題点がある。第一に、精密な手または指の移動操作が必要である。すなわち、ユーザは正確な指位置を覚えなければならない必要がある。これは、クワーティ方式の場合に表示せねばならないキーボードの数が多く、慣性センサを使用する入力装置が手の動きに敏感なためである。従って、仮想キーボード使用においてクリック動作に対するエラー発生率は少ないが、情報選択のための動きのエラー発生率は高く示される。
【０００４】
第二に、図２Ａないし図２Ｃに図示されたように、キーが重複マッピングされうる。図示されたところによれば、３本の指を利用してキーを入力する時、手の位置によってｈの場合、図２Ａでは右側の指、図２Ｂでは真ん中の指、図２Ｃでは左側の指で入力するようになる。これは、１つのキーに対して３つのキー選択の場合があるようになり、情報入力速度及びキーボード学習率が低下する問題が発生しうる。また、１つのキーを入力するにおいて指が固定されずに変わりうるために機能的に指使用が非効率的であり、キー組み合わせの必要性を感じえない問題点がある。
従って、１つのキーに１つの文字をマッピングし、該当キーをクリックして所望の情報を入力するようになる従来の情報入力方式を改善する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、１つのキーに複数の文字をマッピングし、キーをクリックする指の順序を利用して入力された情報を区分する空間型情報入力装置及び方法、このためのソフトキーマッピング方法及びそれによる仮想キーボードを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記技術的課題を解決するための本発明は、仮想キーボードを利用して情報を入力する空間型情報入力装置を提供する。この装置は、下記の要素を含んでいる。
・前記ユーザの指に装着され前記仮想キーボードの仮想ボタンのうち１つをクリックした指の動きを感知する複数のセンサを備えるセンシング装置、
・前記センシング装置から出力される信号を処理して各センサの位置を認識し、指の動き情報を演算する信号処理部、
・前記各センサの位置及び指の動き情報に基づいて、クリックされた仮想ボタン及びどの指でクリックしたかを判別する手位置及び指判別部、
・各仮想ボタンの識別子と、各仮想ボタンにマッピングされた複数のキー値と、各仮想ボタンをクリックする指使いであって１または複数の指の識別子の組み合わせで定義される指使いと、を対応付けて記憶するキー情報保存部、
・前記手位置及び指判別部で判別される情報に対応するキー値を前記キー情報保存部から探して出力するキー判別部。
【０００７】
この構成によれば、仮想キーボードのボタン数を減らすことができるので、効率的に空間を使用することができる。
【０００８】
また、本発明は、仮想ボタンを有する仮想キーボードを利用して情報の入力を受け付ける方法を提供する。この方法は以下の段階を含む。
（ａ）複数のセンサを指に装着したユーザによる前記仮想キーボードの仮想ボタンのクリックを検出する段階、
（ｂ）前記センサを利用してクリックした指の位置を感知する段階、
（ｃ）各仮想ボタンの識別子と、各仮想ボタンにマッピングされた複数のキー値と、各仮想ボタンをクリックする指使いであって１または複数の指の識別子の組み合わせで定義される指使いと、を対応付けてキー情報保存部に記憶する段階、
（ｄ）感知された指の位置に基づいて、クリックされた仮想ボタン及びその仮想ボタンをクリックした指使いを特定し、前記仮想ボタンと指使いとに対応するキー値をキー情報保存部から読み出して出力する段階。
【０００９】
この発明は、前記空間型情報入力装置と同様の作用効果を奏する。
【００１０】
更に、本発明は、複数のセンサを各指に装着し、備わった仮想ボタンをクリックして情報を入力する仮想キーボードで、前記仮想ボタンにキーをマッピングする方法を提供する。この方法は下記の段階を含む。
（ａ）前記センサの数Ｎ（Ｎは自然数）を検出する段階、
（ｂ）最大（２Ｎ-1）通りの指使いのそれぞれに対し、異なるキー値を割り当てる段階、
（ｃ）各指使いに割り当てられた最大（２Ｎ-1）個のキー値を、１つの仮想ボタンにマッピングする段階、
（ｄ）前記（ａ）〜（ｃ）段階を繰り返し、全ての仮想ボタンに対して異なる複数のキー値を割り当てる段階。
この発明は、前記空間型情報入力装置と同様の作用効果を奏する。
さらに、本発明は、複数の仮想ボタンを有する仮想キーボードを提供する。前記仮想ボタンはユーザの指に装着された複数のセンサにより選択される。この仮想キーボードにおいては、前述のソフトキーマッピング方法によりキー値が各仮想ボタンにマッピングされている。また、所定条件に基づいて前記仮想ボタンが配列されている。
【００１１】
この仮想キーボードは、前記空間型情報入力装置と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、クリックする指の順序を利用して１ボタンにさまざまな文字をマッピングすることによってボタン数を減らすことができるので、空間使用の効率性が高い。また、キー組合わせ活用度を高め、センサの動きに対する依存度を最小化することによってタイピング速度を向上させられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下にて、添付された図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【００１４】
図３は本発明による空間型情報入力装置に関わるブロック図である。図示された情報入力装置は、センシング装置３０、信号処理部３２、手の位置及び指判別部３４、キー情報保存部３６及びキー判別部３８を含む。前記空間型情報入力装置の情報入力対象は仮想キーボードを基盤にし、下記ボタン（仮想ボタンに相当）というのはソフトキーボタンを示す。
【００１５】
センシング装置３０は図示されたように、各指に装着またははめられる複数のセンサ３０−１，３０−２，３０−３を備える。また、センシング装置３０は各指の適切な部分にセンサが備わったグローブ状であることもある。各センサ３０−１，３０−２，３０−３（以下、単に各センサ３０と言うことがある）は指の動きを感知して情報入力や情報選択のための信号を出力できるものであればいかなる種類のセンサでも使用可能である。例えば、慣性センサのようにデジタル信号を出力するセンサと、ポテンショメータ、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅ）センサ、光センサ、オン／オフスイッチ、圧力センサなどアナログ信号を出力するセンサとを利用することもできる。
【００１６】
信号処理部３２は各センサ３０から出力される信号を有線あるいは無線方式で受信して処理することによって各センサ３０の位置を認識し、指の動き情報を演算する。また、信号処理部３２は、各センサからの信号を受信することにより、センサの個数Ｎ（Ｎは自然数）を検出しても良い。
【００１７】
手位置及び指判別部３４は信号処理部３２から出力されるセンサ位置及び演算された動き情報を基にして、現在の指の位置と、ボタンをどの指使いでクリックしたかとを判断する。指使いは、１又は複数の指の組み合わせで定義される。Ｎ個のセンサがある場合、最大（２Ｎ-1）通りの指使いが存在する。例えば、人差し指と中指とにそれぞれセンサが装着されている場合、ボタンをクリックする指使いは次の３通りがある。１）人差し指、２）中指、３）人差し指と中指。
【００１８】
キー情報保存部３６は、各ボタンの識別子と、各ボタンにマッピングされた複数のキー値と、１または複数の指の識別子の組み合わせで定義される指使いとを記憶している。キー判別部３８は、キー情報保存部３６を参照し、クリックされたボタンのキー値を判別し、情報入力対象装置（図示せず）に入力する。
【００１９】
次に、前記キー情報保存部３６に保存されるキー値を説明する。キー値は、ボタンをクリックする１または複数指の組み合わせ、すなわちどの指でクリックしたか、及びどのボタンをクリックしたかによって決定される。つまり、キー値は、指使いとクリックしたボタンとの組み合わせで決まる。Ｎ個のセンサを用いる場合、クリックする指の組み合わせにより、最大（２Ｎ−１）個の指使いが１つのボタンに対して存在する。１つのボタンには、各指使いに対してそれぞれ異なるキー値が割り当てられる。従って、１つのボタンには、最大で（２Ｎ−１）個のキーの値が割り当てられる。
【００２０】
例えば、図４に図示された通りである。図４は、３つのセンサを３本の指に１つずつ取り付けて用いる場合である。この図は、とりうる指使いと、各指使いに割り当てられるキー値と、１つのボタンに割り当てられるキー値とを示している。図４ａは、識別子「Ｂ１」で識別されるボタンにおいて、３本の指の指使いと、各指使いに割り当てられたキー値と、を図示したものである。指使いは、各指の識別子、言い換えれば各指に取り付けられたセンサの識別子の組み合わせで表される。図中、「００１」が第１番目のセンサの識別子、「０１０」が第２番目のセンサの識別子、「１００」が第３番目のセンサの識別子である。例えば「１０１」であれば、１番目及び３番目のセンサが取り付けられた２本の指によるクリックを示す。この図では、この指使いに対し、キー値「Ｆ」を割り当てている。また例えば、「１１１」であれば、１番目、２番目及び３番目のセンサが取り付けられた３本の指によるクリックを示す。この図では、この指使いに対し、キー値「Ｇ」を割り当てている。
【００２１】
図４ｂは、３つのキー値を１つのボタン４０にマッピングした場合を図示したものである。例えば、３番目のセンサが取り付けられた指だけを利用してクリックした時の指使い「００１」に対するキー値をＣとする。また、２番目のセンサが取り付けられた指だけを利用してクリックした時の指使い「０１０」に対するキー値をＢとする。さらに、１番目のセンサが取り付けられた指だけを利用してクリックした時の指使い「１００」に対するキー値をＡとする。そして、して前記３つのキー値「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」を１つのボタン４０にマッピングすると、図４ｂの状態となる。
【００２２】
図４ｃは、５つのキー値を１つのボタン４１にマッピングする場合を図示したものである。この場合には、図４ｂの場合と同様にしてキー値「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」とその指使いとを定義し、さらに２番目と３番目の指を利用して実質的に同時にボタンをクリックした時の指使い「０１１」に対するキー値を「Ｄ」とする。またさらに、１番目と２番目の指を利用して実質的に同時にクリックした時の指使い「１１０」に対するキー値を「Ｅ」とする。そして、５つのキー値「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」を、１つのボタンにマッピングする。同様にして、１番目と３番目の指を利用した指使い「１０１」に対するキー値「Ｆ」を定義し、全部で６つのキー値を１つのボタンにマッピングしても良い。さらに、３本の指を利用して実質的に同時に該当ボタン（図示せず）をクリックした時の指使い「１１１」に対するキー値を「Ｇ」とし、計７つのキー値を１つのボタンにマッピングすることもできる。
【００２３】
図５は２つのセンサを２つの指に１つずつ取り付けて用いる場合を示す。図５ａは、可能な指使いと各指使いに対応付けられたキー値とを示す。図４ａと同様に、指使いは、各指の識別子、言い換えれば各指に取り付けられたセンサの識別子の組み合わせで表される。図中「０１」が第１番目のセンサの識別子、「１０」が第２番目のセンサの識別子である。例えば「０１」であれば、１番目及び２番目のセンサが取り付けられた２本の指によるクリックを示す。この図では、この指使いに対し、キー値「Ｂ」を割り当てている。また例えば、「１１」であれば、１番目及び２番目のセンサが取り付けられた２本の指によるクリックを示す。この図では、この指使いに対し、キー値「Ｃ」を割り当てている。
【００２４】
図５ｂは２つのキー値を１つのボタン５０にマッピングした場合を図示したものである。例えば、２番目の指だけを利用してクリックした時の指使い「０１」に対するキー値を「Ｂ」とする。また、１番目の指だけを利用してクリックした時の指使い「１０」に対するキー値を「Ａ」とする。そして、前記２つのキー値「Ａ」、「Ｂ」を、１つのボタン５０にマッピングする。
【００２５】
図５ｃは、３つのキー値を１つのボタン５１にマッピングする場合を図示したものである。この場合には、図５ｂの場合に加え、両方の指によるクリックを示す指使い「１１」にキー値「Ｃ」を割り当て、３つのキー値「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」を１つのボタンにマッピングする。
【００２６】
前述のようにして、複数のボタンのそれぞれに対し、複数のキー値を割り当て、仮想キーボードのボタン全てにキー値を重複しないように割り当てる。指使いに対応するキー値は、ボタン毎に記憶される。図６ａないし図６ｄは、複数のボタンを有する仮想キーボードにおいて、各ボタンに複数のキーの値が重複しないように割り当てられている例を示している。
【００２７】
図６ａは、クワーティキーボード上のキー配列と同じ順序で、３文字を１つのボタンにマッピングしたものを図示している。図６ｂは、２６文字の英文アルファベットをその順に１ボタンに３つずつ総９つのボタンにマッピングしたものを図示している。図６ｃはハングル子母音をボタンにマッピングした場合を図示したものである。図示されたことによれば、ハングル子母音の場合に６つのボタンで韓国文字母音の全体を具現でき、それ以外に機能キーを定義して使用できる。
【００２８】
図６ｄは両手使用を考慮した場合に具現可能な例を図示したものである。図示されたところによれば、両手を使用する場合に特殊文字または頻繁に使用する文字を重複配置することによってさらに便利に入力することもできる。それらキーのマッピングは該当文字、数字または特殊文字の使用頻度などを考慮して配置されうる。
【００２９】
前述したキー値の割り当て、すなわち指使いに対応するキー値を１つのボタンに複数ずつ割り当て、全てのボタンに重複しないように割り当てることは、コンピュータにより行うことができる。また、このようにして自動的に各ボタンにキー値を割り当て、必要に応じて各キー値の使用頻度に基づいてボタンを配列し、仮想キーボードを生成することを、コンピュータにより自動的に行っても良い。
【００３０】
本明細書では３本の指または２本の指を利用してボタンをクリックする時、クリックした指の順序によってキー値を区別する方法を実施例で説明したが、指の数、キーのクリック頻度などによって各ボタンにマッピングされる文字の数や配置順序は可変となりうる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は空間上で情報を入力するための手装着型の情報入力装置とそれに対応する仮想キーボードに関わり、例えばウェアラブルまたはモバイルコンピュータに効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来のクワーティキーボードを図示した図面である。
【図２ａ】従来の仮想キーボードでキーが重複マッピングされる場合を図示した図面である。
【図２ｂ】従来の仮想キーボードでキーが重複マッピングされる場合を図示した図面である。
【図２ｃ】従来の仮想キーボードでキーが重複マッピングされる場合を図示した図面である。
【図３】本発明による空間型情報入力装置に関わるブロック図である。
【図４ａ】３本の指を使用した時の指使いのそれぞれに対し、キー値を割り当てた例。
【図４ｂ】３つの異なるキー値が１つのボタンにマッピングされた例。
【図４ｃ】５つの異なるキー値が１つのボタンにマッピングされた例。
【図４ｄ】６つの異なるキー値が１つのボタンにマッピングされた例。
【図５ａ】２本の指を使用した時の指使いのそれぞれに対し、キー値を割り当てた例。
【図５ｂ】２つの異なるキー値が１つのボタンにマッピングされた例。
【図５ｃ】３つの異なるキー値が１つのボタンにマッピングされた例。
【図６ａ】複数のキー値がマッピングされたボタンからなる仮想キーボードの概念図。
【図６ｂ】アルファベットを９つのボタンにマッピングした仮想キーボードの例。
【図６ｃ】ハングルを９つのボタンにマッピングした仮想キーボードの例。
【図６ｄ】両手を使用する場合の仮想キーボードの例。
【符号の説明】
【００３３】
３０    センシング装置
３０−１，３０−２，３０−３    センサ
３２    信号処理部
３４    手の位置及び指判別部
３６    キー情報保存部
３８    キー判別部
【図１】
2004326797.tif 000003
【図２ａ】
2004326797.tif 000004
【図２ｂ】
2004326797.tif 000005
【図２ｃ】
2004326797.tif 000006
【図３】
2004326797.tif 000007
【図４ａ】
2004326797.tif 000008
【図４ｂ】
2004326797.tif 000009
【図４ｃ】
2004326797.tif 000010
【図４ｄ】
2004326797.tif 000011
【図５ａ】
2004326797.tif 000012
【図５ｂ】
2004326797.tif 000013
【図５ｃ】
2004326797.tif 000014
【図６ａ】
2004326797.tif 000015
【図６ｂ】
2004326797.tif 000016
【図６ｃ】
2004326797.tif 000017
【図６ｄ】
2004326797.tif 000018