(57)【要約】【課題】  発光手段と受光手段の使用個数を減らし安価で、且つ使用者の指などで容易に位置情報を入力できる入力装置を提供する事を課題とする。【解決手段】  直線上に配列された複数の発光手段を順次発光させる発光手段と、前記発光手段に対向した位置に配設され前記発光手段からの光を受光する受光手段と、前記受光手段で光を検出された結果に基づいて検出パターン表を参照し、前記発光手段から発光された光を遮光された位置を判断する位置判断手段とを備えて構成した。【選択図】          図１
2005182540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線上に配列された複数の発光手段を順次発光させる発光手段と、前記発光手段に対向した位置に配設され前記発光手段からの光を受光する受光手段と、前記受光手段で光を検出された結果に基づいて検出パターン表を参照し、前記発光手段から発光された光を遮光された位置を判断する位置判断手段とを構成したことを特徴とした入力装置。
【請求項２】
請求項１において、前記入力装置には、前記位置判断手段から得られた位置情報を処理可能な制御手段を有する装置と接続し入力情報など情報の送受信を行う接続手段とを構成したことを特徴とした入力装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記入力装置には、音声出力を行う音声出力手段を設けて構成し、前記接続手段を介して、位置情報を処理する制御手段及び前記位置情報に応じた音情報を含む記憶手段を有したカセットを接続した際に、前記入力装置で入力した位置情報に応じた音声を音声出力装置より出力することを特徴とした入力装置を用いた玩具。
【請求項４】
直線上に配列された複数の発光手段を順次発光させる発光手段と、前記発光手段に対向した位置に配設され前記発光手段からの光を受光する受光手段と、音声出力を行う音声出力手段と、入力情報など情報の送受信を行う接続手段とを構成した入力装置と、位置情報を処理する制御手段と、前記受光手段で光を検出された結果に基づいて検出パターン表を参照し、前記発光手段から発光された光を遮光された位置を判断する位置判断手段と、前記位置情報に応じた音情報を含む記憶手段とを構成したカセットで、前記入力装置と前記カセットを前記接続手段を介して接続したことを特徴とした入力装置を用いた玩具。
【請求項５】
直線上に配列された複数の発光装置を順次発光させる発光ステップと、前記発光装置に対向した位置に配設された前記発光装置からの光を受光する受光装置の受光ステップと、前記受光ステップで光を検出された結果に基づいて検出パターン表を参照し、前記発光装置から発光された光を遮光された位置を判断する位置判断ステップとを有したことを特徴とした入力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は入力装置及び入力装置を用いた玩具並びに入力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、専用のペンなどを用いて、ペン先端部から電波の発信し、入力領域に格子状に受信装置を配設し、該ペン先から発せられる電波を受信しその受信した受信装置の位置によって、ペン先の位置を判断するものであった。また、ペン先に受信手段が設けられており、格子状に配設された発信機からの情報を読み取り、ペン先の受信手段からの受信情報によって、ペン先の位置を判断するものであった。
【０００３】
また、ペンを利用しない入力手段では、格子状に感圧式のセンサによるペンの押圧の読取を行うことによって感圧センサが感圧された位置の特定を行うようになっている。
【０００４】
また、従来のセンサを用いた入力位置を検出する装置は、発光手段と、受光手段をそれぞれ直交するように設ける方法はあるが、コストが高く玩具では使用しにくい問題がある。そこで従来の手法とは異なる手段を用いて安価に位置情報を判断する方法が求められていた。
【特許文献１】特開２０００−１２２８００公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に斯かる実情に鑑みなされたもので、発光手段と受光手段の使用個数を減らし安価で、且つ使用者の指などで容易に位置情報を入力できる入力装置を提供する事を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、直線上に配列された複数の発光手段を順次発光させる発光手段と、前記発光手段に対向した位置に配設され前記発光手段からの光を受光する受光手段と、前記受光手段で光を検出された結果に基づいて検出パターン表を参照し、前記発光手段から発光された光を遮光された位置を判断する位置判断手段とを構成したことを特徴とする。
【０００７】
本発明は、請求項１において、前記入力装置には、前記位置判断手段から得られた位置情報を処理可能な制御手段を有する装置と接続し入力情報など情報の送受信を行う接続手段とを構成したことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、請求項１又は２において、前記入力装置には、音声出力を行う音声出力手段を設けて構成し、前記接続手段を介して、位置情報を処理する制御手段及び前記位置情報に応じた音情報を含む記憶手段を有したカセットを接続した際に、前記入力装置で入力した位置情報に応じた音声を音声出力装置より出力することを特徴とする。
【０００９】
本発明は、直線上に配列された複数の発光手段を順次発光させる発光手段と、前記発光手段に対向した位置に配設され前記発光手段からの光を受光する受光手段と、音声出力を行う音声出力手段と、入力情報など情報の送受信を行う接続手段とを構成した入力装置と、位置情報を処理する制御手段と、前記受光手段で光を検出された結果に基づいて検出パターン表を参照し、前記発光手段から発光された光を遮光された位置を判断する位置判断手段と、前記位置情報に応じた音情報を含む記憶手段とを構成したカセットで、前記入力装置と前記カセットを前記接続手段を介して接続したことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、直線上に配列された複数の発光装置を順次発光させる発光ステップと、前記発光装置に対向した位置に配設された前記発光装置からの光を受光する受光装置の受光ステップと、前記受光ステップで光を検出された結果に基づいて検出パターン表を参照し、前記発光装置から発光された光を遮光された位置を判断する位置判断ステップとを有したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び４の発明によれば、直線上に配列された複数の発光手段と対向して前記発光手段からの光を受光する受光手段とすることにより、従来の位置検出手段よりその使用する数を半分に減らし、コストを減らし安価に製造でき、また位置情報読取は、同程度の行うことができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、入力装置に設けられた接続手段を用いて様々な装置・コンピュータ・カセットなど接続を行うことができ、該入力装置で入力された情報を含む様々な情報の送受信を行うことができる。
【００１３】
請求項３及び５の発明によれば、入力装置に設けられた接続手段を介してカセットを接続し、該カセット内で、該入力装置で入力された位置情報に応じた音情報などを該入力装置の音声出力手段へ送ることによって、入力した位置に応じた音声を出力することができる玩具となる。玩具の例としては、発光手段と受光手段の間にあたる入力領域に５０音で配列された領域が印刷されたシートなどを置き、例えば、「あ」と印刷された領域に指など印刷面に触れると、発光手段からの光が遮断され、受光手段に結果として記録され、位置判断手段で、遮光された位置の判断が行われる。その後、その位置情報をカセット内で、該位置情報の応じた「あ」の音声が記憶手段から引き出され、入力装置、音声出力手段から「あ」と音声出力させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
入力装置は、直線上に配列された複数の発光手段を順次発光させる発光手段と、前記発光手段に対向した位置に配設され前記発光手段からの光を受光する受光手段と、前記受光手段で光を検出された結果に基づいて検出パターン表を参照し、前記発光手段から発光された光を遮光された位置を判断する位置判断手段と、前記入力装置には、前記位置判断手段から得られた位置情報を処理可能な制御手段を有する装置と接続し入力情報など情報の送受信を行う接続手段と、前記入力装置には、音声出力を行う音声出力手段を設けて構成し、前記接続手段を介して、位置情報を処理する制御手段及び前記位置情報に応じた音情報を含む記憶手段を有したカセットを接続した際に、前記入力装置で入力した位置情報に応じた音声を音声出力装置より出力するように構成した。
【００１５】
入力方法は、直線上に配列された複数の発光装置を順次発光させる発光ステップと、前記発光装置に対向した位置に配設された前記発光装置からの光を受光する受光装置の受光ステップと、前記受光ステップで光を検出された結果に基づいて検出パターン表を参照し、前記発光装置から発光された光を遮光された位置を判断する位置判断ステップとを有した。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の例である入力装置１０のブロック図であり、実施の例のカセット２０を接続した例である。また、図２は、本発明の実施の例である入力装置１０のブロック図であり、実施の例のカセット２０及び、コンピュータ３０を接続した例である。
【００１８】
入力装置１０は、発光手段１１と、受光手段１２、音声出力装置１４と、接続手段１５で構成されている。図２の場合では、これに加えて、位置判断手段１３が入力装置１０側に設けられた例である。
【００１９】
発光手段１１は、複数の発光ダイオードで構成されている。実施の例では、８個の発光ダイオードからなり、該発光ダイオードが、順次に点灯するようになっている。点灯する発光ダイオードは常に１個となっている。実施の例では、発光手段として発光ダイオードを用いているが、発光するものであれば、何を用いてもかまわない。
【００２０】
また、発光ダイオードの光のあたらない指向角の範囲外になる位置に受光手段が配設される場合においては、同時の２つ以上の発光手段１１を発光するようことが可能である。
【００２１】
また、発光手段１１の発光ダイオードの数は、いくつでも構わないが、その数を増やすことによって、位置検出の読取精度を高めることができるようになっている。
【００２２】
受光手段１２は、実施の例では、発光手段１１が光を照射可能な指向角内の範囲に配設されるようになっている。実施の例では、受光手段は、発光手段と同数の８個の受光手段で構成されている。受光手段１２は、光センサであり、発光手段１１からの発光を読取るように設けられている。光には、様々な光があるが発光手段１１の発光させる光に対応した受光手段１２の光センサを使用する事が望ましい。光には、可視光線、赤外線・紫外線と分かられるが、どのような光を用いても構わない。実施の例では、赤外線を用いている。
【００２３】
図３は、発光手段１１と、受光手段１２と入力領域１０ａを示す図であり、発光手段１１と受光手段１２との間にあたる領域が使用者の入力可能な範囲であり使用時に、該領域に、使用者の指や鉛筆など利用して、光を遮光することによって入力を行うようになっている。色鉛筆などを利用した場合では、入力領域１０ａに紙を用意し、色鉛筆で絵を描くことによって、絵を描きつつ、音楽や、音声を発生することができ、知育玩具となる。
【００２４】
音声出力手段１４は、スピーカで、音が発生するようになっている。実施の例では、入力装置自体に、音声を出力する制御手段が設けられてはいないが、別途カセット２０や、コンピュータ３０を接続手段１５を介して接続した場合、該接続した側から、音情報２２ａを接続手段１５を介して制御し、音声を出力できるようになっている。
【００２５】
実施の例の場合では、位置判断手段１３からの位置情報を、該接続した側へ接続手段１５を介して送信され、該接続した側で、該位置情報に対応した音情報２２ａを、入力装置側へと送信し、音声出力手段１４より位置に応じた音声を出力が可能となっている。
【００２６】
接続手段１５は、外部の機器と接続を行うと同時に、情報の送受信するための中継をする役割を担っている手段であり、実施の例では、カセット２０や、コンピュータ３０と接続を可能としている。該外部の機器との接続においては、カセット２０の場合においては、入力装置１０の接続手段に直接嵌め込みなどで接続したり、また、接続ケーブルなどを用いて有線にて接続したり、電波などによる無線によって接続することができる。コンピュータ機器の場合においては、無線ＬＡＮなどでネットワークに接続することも可能である。
【００２７】
また、受光手段１２の光センサの数は、いくつでも構わないが、その数を増やすことによって、位置検出の読取制度を高めることができるようになっている。望ましくは、発光手段１１の指向角度内にセンサを配設可能な数だけ設けることがもっとも精度を高めることができる。また、発光ダイオードの光量から、光センサが検出可能な範囲内に配設されることが望ましい。
【００２８】
カセット２０は、位置検出手段１３と、制御手段２１と、記憶手段２２で構成されている。また、カセット２０には、入力装置１０と接続する為の接続手段（図示無し）を有し、該接続手段と、入力装置に設けられた接続手段１５を接続させることによって、入力情報や音声情報などの様々な情報を送受信可能となっている。
【００２９】
制御手段２１は、ＣＰＵで、入力装置１０からの情報に基づき処理を行いその処理結果を入力装置側へと送るようになっている。実施の例では、入力装置からの位置情報に基づいて、記憶手段２２に記憶されている音情報２２ａから、位置情報に対応した音情報を入力装置１０へと返すようになっている。
【００３０】
位置判断手段１３は、発光手段１１が発光し、受光手段１２が該光を検出した結果に応じて、光を遮光された場所から位置判断する手段である。発光手段が、１個づつ順次点滅して、全ての受光手段１２の検出結果、記憶する。発光手段のすべての発光手段が点灯すると、発光手段の数の検出結果が生成される。該検出結果を検出パターン表と照合し、検出結果と、より近い検出パターンが選択され該光を遮断した位置が特定されるようになっている。
【００３１】
発光手段１１が順次発光を行い全ての発光手段１１の発光終了を１サイクルとし、その１サイクルに係る時間は、数ミリ秒以内であることが望ましい。また、高精度を必要しない場合においては、１サイクル時間を任意の時間にしても良いが、１サイクル辺りの時間が短い程、高精度が望め、長くなるに従って精度が低下するもので、実施の例では、数１００マイクロ秒で１サイクルを行うようになっている。また、このサイクルを繰り返すことによって、１サイクル時間毎の位置を読取り、逐次入力位置を判断できる。
【００３２】
検出パターン表１３ａは、光が遮断された場合での位置を特定する理論値としての数値情報が記憶されている。図４が検出パターンの一例となっている。実施の例の検出パターン表は、８個の発光手段１１と８個の受光手段１２が用いられた場合の表であり、Ｓ０〜Ｓ７は、受光手段１２の８個を示す。発光手段１１が１個発光する毎に、受光手段１２の結果が１ビットづつ増加される。発光手段１１が順次発光し、８個全てが、点灯し終わると、総ビットが８ビットとなり、図４の表には、８ビットを１６進数で表しているものである。
【００３３】
また、受光手段１２のＳ０〜Ｓ７は、それぞれ光が遮断されない場合での基本値を有していて、以下に示す。Ｓ０の基本値は、１６進数で「０Ｆ」で２進数では、「００００１１１１」となっている。Ｓ１の基本値は、１６進数で「１Ｆ」で２進数では、「０００１１１１１」となっている。Ｓ２の基本値は、１６進数で「７Ｆ」で２進数では、「０１１１１１１１」となっている。Ｓ３の基本値は、１６進数で「ＦＦ」で２進数では、「１１１１１１１１」となっている。Ｓ４の基本値は、Ｓ３と同様に、１６進数で「ＦＦ」で２進数では、「１１１１１１１１」となっている。Ｓ５の基本値は、１６進数で「ＦＥ」で２進数では、「１１１１１１１０」となっている。Ｓ６の基本値は、１６進数で「Ｆ０」で２進数では、「１１１１００００」となっている。Ｓ７の基本値は、Ｓ６と同様に、１６進数で「Ｆ０」で２進数では、「１１１１００００」となっている。
【００３４】
上記、基本値が、全て「００」を示さない理由として、遮光する物の大きさや、壁や障害物による光の拡散、光の反射、発光手段から受光手段までの距離や指向角の角度のよって、光の強さが変化する為である。この光の強さによって、受光手段１２に受けた光の強さは電流に変換され、その電流値の閾値を超えるか否かでビットフラグを「１」か「０」へと変化させるようになっている。また、該閾値は、各受光手段１２のＳ０〜Ｓ７の各々が個別に調整されていて、発光する発光手段の位置によって随時変化するようになっている。
【００３５】
また、検出パターン表１３ａは、理想値としての数値であり、使用される場所や、外部からの光の照射される反射光などによって、微妙に変化する為に、かならず一致するものでは無い。このため、受光手段１２から得られた情報から、検出パターン表１３ａのなかで、もっとも近い数値列選択することによって、位置の判断をすることができるようになっている。
【００３６】
例えば、受光手段１２のＳ０〜Ｓ７の値が、「ＯＦ，１Ｆ，７Ｆ，ＦＦ，ＦＦ，ＦＥ，Ｆ０，７１」の場合、ポイント「２４」にあたる「ＯＦ，１Ｆ，７Ｆ，ＦＦ，ＦＦ，ＦＥ，Ｆ０，７０」の値にもっとも近いと判断されるようになっている。判断された値を元に、制御手段１５や、コンピュータ３０へと送信されるようになっている。
【００３７】
また、実施の例である図１及び図２のブロック図のように、位置判断手段１３は、どちら側に設けられていても構わない。また、位置判断手段１３は、コンピュータ３０に設けて構成し、コンピュータの内の処理によって位置を判断するようにしても構わない。
【００３８】
記憶手段２２ａは、音情報２２ａとプログラム２２ｂと一時記憶２２ｃで構成されており、読み書きできるメモリ及び読み出し専用のメモリなどで構成されている。
【００３９】
音情報２２ａは、実施の例では、図３の「１」の場所が「あ」である場合、「１」の位置情報に対応した「あ」の音情報と、「あ」から始まる言葉や、付随する音楽情報などが格納されている。このほかにも、様々な音情報が記憶され位置情報に応じて出力されるようになっている。
【００４０】
また、プログラム２２ｂは、制御手段２１の制御情報が格納されており、この制御情報に応じてゲームや、言葉遊びなどイロイロな使用方法をプログラムによって制御されている。また、一時記憶２２ｃには、ゲームなどで遊んだ情報や、言葉遊びなどで、学習した情報、一度間違えた場所などを記憶し、電源を遮断し、次回電源を投入した際に、利用したりするようになっている。
【００４１】
コンピュータ３０は、一般的に使用されているコンピュータで、接続ケーブル３１を用いて接続される。接続ケーブル３１は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルなどを用いて、コンピュータ３１との接続を行うことによって、入力装置１０からの位置情報に応じて、コンピュータ３１の入力手段として、マウスや、キーボードの代わりとして使用することができるようになる。代表的な機器では、ペンを用いたタブレットとなるが、本発明の入力装置１０を利用した際には、安価にペンなどを使用せずに、使用者の指などで、入力できる素晴らしい装置である。
【００４２】
図５は、入力装置１０の外観を示すものである。入力面底面部１０ａに紙状のシートや、ノート状の冊子を置くことも可能であり、カセット２０に合わせた、紙状のシートや、冊子を利用することによって、該紙状のシートや冊子内に描かれた図画に応じた音声を出力できるようになる。また、紙状のシートや冊子に、スイッチとなるような図画を描いておき使用者が該スイッチとなる位置に指などで触れることによって、なんらかのスイッチとして使用する事ができるようになる。一例では、紙状のシートにコンピュータなどでしようされるキーボードのキー配列に合わせた図柄が描かれていた場合、そのキーのエリアに指を置くことによって、コンピュータ側へ、位置情報から、該触れたキーが入力されたことになり、コンピュータのキーボードとして利用できる。
【００４３】
また、紙状のシートに光を遮る程の凹凸でなければ、多少の凹凸があっても使用できる為に、紙状のシートや冊子に点字を配することによって、指で点字を触ると、対応した音声が出力され、点字などの学習に大変便利なものとなる入力装置である。
【００４４】
また、従来の位置情報を入力できる装置（電波式）に比べ、使用する部品等も少なく、安価に実施可能である。
【００４５】
更に、従来の電波式には、１点しか位置情報を入力できなかったが、検出パターン表１３ａに、指を複数置いた場合での検出パターンを予め用意しておけば、複数の位置を検出できる素晴らしい入力装置である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の入力装置は、安価に様々な入力装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る実施の例の入力装置とカセットを接続したブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の例の入力装置にカセット又はコンピュータを接続した場合のブロック図である。
【図３】本発明に係る実施の例の入力装置に発光手段と受光手段を配設しその間の入力領域を細分化した図である。
【図４】本発明に係る実施の例の図２に対応した検出パターン表である。
【図５】本発明に係る実施の例の外観を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０    入力装置
１０ａ  入力面底面部
１１    発光手段
１２    受光手段
１３    位置検出手段
１３ａ  検出パターン表
１４    音声出力手段
１５    接続手段
２０    カセット
２１    制御手段
２２    記憶手段
２２ａ  音情報
２２ｂ  プログラム
２２ｃ  一時記憶
３０    コンピュータ
３１    接続ケーブル
【図１】
2005182540.tif 000003
【図２】
2005182540.tif 000004
【図３】
2005182540.tif 000005
【図４】
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【図５】
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