JP7729005B2 - 情報入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェアラブルキーボードの技術分野に関し、詳しくは情報入力装置に関する。

歴史上で一般的製品のモデルチェンジの法則は、ルーペ→鼻めがね→眼鏡、置き時計→懐中時計→腕時計等のように、携帯用製品が据置型製品に、ウェアラブル製品が携帯用製品に取って代わることである。据置型グパソコン→ポータブルノートパソコン→ポケットにおけるポータブル携帯電話→ウェアラブルコンピュータのモデルチェンジも例外になり得ない。

周知のように、パソコンのキーボードマウス入力・ウィンドウ表示出力と、スマートフォンのタッチパネル入出力表示によるマンマシンインタフェースは、コンピュータの二つの大きなコンピューティングプラットフォームがモデルチェンジされることに肝心な欠点改善技術である。パソコンはモデルチェンジしてモバイル分野に進出しようとすると、モバイルマンマシンインタフェース（モバイルキーボードマウス入力→モバイルホスト→モバイルスクリーン出力表示）は同様に肝心な欠点改善技術でもある。なかでも、モバイルコンピュータスクリーン出力表示によるＡＲ拡張現実感眼鏡は２０年間以上も発明されており、現在、多くの企業はＡＲ技術によりパソコン画像表示を出力するスマート眼鏡製品を生産することができる。２００７年以前からも、ＴｉｎｋＰａｄＸ６１、ＨＴＣ、Ｌｕｍｉａ９５０等のようなパソコン機能付きモバイル携帯電話型コンピュータが続々と販売されている。このため、新世代ウェアラブルコンピュータに欠けているモバイル操作・精密入力可能なキーボード装置は、モバイルマンマシンインタフェースに肝心な欠点改善技術の唯一の邪魔物となっている。この難題により、４２年間登場したパソコンと１６年間登場したスマートフォンは、ずっとパソコンの移動使用機能を有しておらず、業界の多くの大手企業はモバイルパソコンを試作していたが、全て失敗を以て終わりを告げた。ノートパソコンでもキーボードを携帯しやすくするしかなかった。マイクロソフト社が２０１５年に発売したパソコン機能付Ｌｕｍｉａ９５０型スマートフォンも効率の低い携帯電話のタッチパネルキーボードを用いたため、失敗してしまい、最終的に諦めた。アップル社が最近発表したＶｉｓｉｏｎ Ｐｒｏ頭部装着デバイスは、眼鏡における実環境でマルチスクリーンコンピュータ画面の表示を出力することができるが、ヒトのオリジナルの大まかなジェスチャー、言語を撮影したイメージにより、コンピュータで復号し入力し、パソコンに必要な精密なキーボード入力がなく、室内で場所を決めてキーボードを配置しパソコンの計算を完成させることしかできず、室外のより広範な移動空間の計算を実現することができない。

従来技術における特許出願済みのキーボードの数は非常に多いが、移動可能なキーボードの数は少なく、なかでも、殆どは移動して携帯し止まって使用することしかできず、極少数の移動使用可能なキーボードでは、その実用性が一般大衆に受け入れられるものも出現していない。具体的な分析は下記の通りである。

１、日本特許「特開２００５－１４８８５５」では、左キーボードと右キーボードをそれぞれ２本の太ももに縛りつけ、キーを移動させる場合、左手が左足に従い右手が右足に従い同時に同じ方向に移動しなければならず、人々が移動時に同一側の手足が同時に逆方向に移動する習慣に違反し、携帯して移動した後、立って又は座って使用することしかできず、移動使用することはできず、綺麗でもない。

２、米国特許ＵＳ１０６９１２０５ｂＢ１（４５）は五指がタップし入力するキーボードの実体がなく、キーボードの移動使用機能を有する腕輪型装置である。レーダーとウェブカメラで画像認識し、五指による複数の叩き動作の順列組合せを追跡し、製品の生産コストが高く、使用者は百種近くの指の順列組合せやタブをきちんと覚えなければならず、学習コストも高く、一般大衆は使用しにくい。

３、米国特許ＵＳ２０１２／０２９３９３５Ａ１はウェアラブルコンピュータ装置である。キーボードを含む完成品が肩掛けベルトで胸と腹の前に吊るされ、移動使用することはできるが、デバイスが大きくかつ重くて、両手を曲げ宙に浮かせ、キーを押して使用すると、疲れやすくなり、綺麗でもない。

４、中国特許ＣＮ１１２５７８９１４Ａは、着用可能な指による位置決め符号化装置である。数字０～９で１０本の指を表し、順列組合せにより出力し、使用者はキーを押すことに用いられる百種近くの指の順列組合せや文字をきちんと覚えなければならず、学習コストが高い。

５、中国特許ＣＮ２０９４４７１２０Ｕはウェアラブル手袋型キーボードである。１０個の圧力センサを使用し、１０個のロボットの指が屈曲度センサを使用するので、生産コストは極めて高く、手袋の形は一般大衆の習慣に適合せず、夏に不向きであり、常時の着用が不便であり、綺麗でもない。

従って、人間工学に適合し、小型化・軽量化が可能であり、携帯しやすく、便利に移動使用し、効率よくブラインドタッチでき、一般大衆の習慣に適合し、学習コストが低く、生産コストが低く、隠蔽の美、簡略の美、外観の美を備える情報入力装置は解決すべき問題となっている。

本発明が解決しようとする課題は、座っても、寝ても、立っても、歩いても使用できるキーボードマウス装置を提供することである。この装置は小型化・軽量化が可能であり、携帯しやすく、効率よくブラインドタッチでき、精細に入力でき、生産コストが低く、学習コストが低く、構造が簡単であり、隠れて使用でき、一般大衆に適合する性能特徴を有しており、パソコンとスマートフォンがより大きな新規の次世代ウェアラブルなモバイルコンピューティングプラットホームとして革新統合されることに、マンマシンインタフェース入力の肝心な欠点改善技術及び装置を提供する。

上記技術的課題を解決するために、本発明は以下の技術的手段を提供する。左手用キーボードと、右手用キーボードとから構成されるキーボード本体を含み、両者がそれぞれ左手と右手のひらに把持されて操作される情報入力装置であって、
前記左手用キーボード、右手用キーボードは全てキーパネルと、マイクロプロセッサを含むＰＣＢ電気制御盤と、電池と、ハウジングとを含み、前記キーパネルがハウジングの表面に設けられ、前記ＰＣＢ電気制御盤、電池が全てハウジングの内部に設けられ、
前記キーボード本体が接続固定部材によりその裏面を手のひらに押し当て、指の伸縮屈曲により指の指先部分がキーパネルにおけるキーをタップしてコントロール操作を完成させ、
前記左手用キーボード、右手用キーボードにおけるキーは全て行と列で配置され、各キーボードにおける行数は全て５行以上であり、列は全て５列以上であり、前記キーにおける２６個の英文字がクワーティキーボードで３行に配置されて分布し、左手用キーボード、右手用キーボードに順番に連続的に配列構成され、３行のアルファベットにおけるＱＷＥＲＴＹＵＩＯＰ中のアルファベットを含有する行が、ユーザの手首により近い位置に配置される情報入力装置。

さらに、前記キーボード本体に振動モータとブザーとが設けられており、両者が全て通信的にＰＣＢ電気制御盤のマイクロプロセッサに結合され、キーを効果的にタップした後、前記振動モータ及び／又はブザーはすぐにキーを押す人の指先及び／又は耳にフィードバック信号を発信する。

さらに、前記キーボード本体に機能切替キーが設けられており、機能切替キーによりキーパネルのキーボード入力機能をスライダーマウス機能又はタブレット機能に切り替え、キーパネルがスライダーマウス機能又はタブレット機能に切り替えられる場合、前記左手用キーボードと右手用キーボードはそれぞれ、異なる２つの機能のうち１つをオンにして同時に使用に備える。

なお、本発明のキーボードは掌に握られて制御してキーが見えないことや、安全に歩行する要求により、ブラインドタッチにより制御しなければならない。クワーティキーボードによるキーの配置方式を選択して使用するのは、該キーボードは世界で使用量が最も多く、その制御する手の動きを熟知し、及びブラインドタッチできる人も多く、該キーボードによるブラインドタッチを熟知又は学習する時間を大幅に低減させるからである。初めて制御を練習する場合、タイピングしながらスクリーンにおけるバーチャルキーボードを見て協力することが可能である。

さらに、前記ＰＣＢ電気制御盤に、他のスマートデバイスにマンマシンインタフェース制御命令を入力できる無線接続モジュールユニットが設けられている。

本発明が従来技術に比べたメリットは以下の通りである。本発明は１つのキーボードを２つの部分に分けて組合せて使用することで、それぞれの部分の体積を小さくし、容易に着用できる。接続固定部材によりキーボードを手のひらに固定させ、指を曲げて直接操作しやすく、指を曲げて指先がタップして、タッチキーパネルの接触面積を減少してキーボードを大幅に小さくすることができ、ユーザが掌中で指を微小に動かして手軽に操作することに大きな便利さを与える。左手と右手に分けて設けられるクワーティキーボード（ＱＷＥＲＴＹ ｋｅｙｂｏａｒｄ）により、安全的に歩行しながらブラインドタッチするとともに、容易に学習することができる。他のスマートデバイスと無線接続される通信ユニットを設置して、他のスマートデバイスに制御命令を便利に入力することで、ウェアラブルスマートデバイスによって、立つ・座る・寝る場合と移動中のパソコンの精密なマンマシンインタフェース制御が実現される。

本発明の情報入力装置の第１概略構成図である。 本発明の情報入力装置の概略的断面図である。 本発明の情報入力装置の第２概略構成図である。 キーボード／マウス／ペンタブレットの作動原理図である。 はキーボード／マウス／ペンタブレットの回路図である。図面において、点線枠における図形は横方向センサと縦方向センサとの交差部に形成されるタッチキーを示し、それぞれのキーは一連の横方向入力及び一連の縦方向入力を同時にコントロールする。

なお、本発明の説明では、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」、「縦方向」、「周方向」等で示される方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本発明について、説明の便宜上、また、説明を簡略化するために使用されるものに過ぎず、示される装置又は部品が所定の方位を有し、所定の方位で構成、操作しなければならないことを指示し、または暗示するものではない。そのため、本発明を制限するものとは考えられない。

本発明では、別途明確な規定や限定がない限り、「取付」、「連結」、「接続」、「固定」等の用語は、広く理解されるべきである。例えば、固定接続されてもよく、着脱可能に接続されてもよく、又は一体的に接続されてもよい。機械的に接続されてもよく、電気的に接続されてもよい。直接連結されてもよく、仲介部材によって間接的に連結されてもよく、２つの素子内部が連通してもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて、本発明における上記用語の具体的な意味を理解することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の情報入力装置をさらに詳しく説明する。

図１～図４を参照しながら、本発明の情報入力装置の具体的実施過程は下記の通りである。

移動中でマンマシンインタフェース入力を実施でき、座っても、寝ても、立っても、歩いてもブラインドタッチして制御でき、左手用キーボード１と、右手用キーボード２とから構成され、それぞれ左手と右手のひらに把持されて制御される情報入力装置であって、左手用キーボード１と右手用キーボード２は少なくとも、キーパネル３と、マイクロプロセッサを含むＰＣＢ電気制御盤４と、電池５と、ハウジング６との４つの部材から構成され、キーパネル３がハウジング６の表面に設けられ、ほかのＰＣＢ電気制御盤４と電池５がハウジング６の内部に設けられ、
左手用キーボード１と右手用キーボード２が手に把持されて制御される場合、手のひらはキーパネル３の裏面方向の位置と向かい合い、指が伸縮屈曲して指の指先部分がタッチパネルにおけるキー７をタップしてキーを押す操作を完成させ、
左手用キーボード１と右手用キーボード２のキーパネル３におけるキー７は行と列で配置され、行が少なくとも５行又は５行以上設けられ、列が少なくとも５列又は５列以上設けられ、キー７の２６個の英文字は従来のクワーティキーボード（ＱＷＥＲＴＹ ｋｅｙｂｏａｒｄ）に準じて３行に配置され、左手用キーボード１と右手用キーボード２のキーパネル３における３行の英文字キーの領域において、上の行にＱＷＥＲＴＹＵＩＯＰ、中間の行にＡＳＤＦＧＨＪＫＬ、下の行にＺＸＣＶＢＭＮのアルファベットの順番により配置され、３行のアルファベットにおけるＱＷＥＲＴＹＵＩＯＰ中のアルファベットを含有する行が、ユーザの手首により近い位置に配置される（従来のキーボードの方向と逆である）、情報入力装置。本発明では、英文字以外の他のキー７の設置分布が制限されない。

本願の一実施例では、キーパネル３は静電容量方式タッチパネル又は抵抗方式タッチパネルを使用し、タッチパネルが通信的にＰＣＢ電気制御盤４のマイクロプロセッサに結合される。

本願の一実施例では、ハウジング６のベースプレートには、弾性バックル、マジックテープ（登録商標）、ゴムバンド、掌のカバー、手袋又は腕時計のバックル等の中の１つの接続固定部材９が接続されており、ベースプレートが手のひらの位置に固定され、接続固定部材９の色は黄か白か黒かの３色を用いる（ユーザは自主的に選択する）。

本願の一実施例では、キーボード本体にさらに、振動モータ１０とブザー１１とが設けられており、かつ、キー７を効果的にタップした後、すぐにキーを押す人の指先、耳にフィードバック信号を発信する装置（３種類の選択状態を切り替えるための振動／ブジング／サイレントを三択する選択スイッチ１２が設けられている）として、通信的にＰＣＢ電気制御盤４のマイクロプロセッサに結合される。

本願の一実施例では、キーパネル３はスライダーマウス機能又はタブレット機能に切り替え、機能切替キー１３により、３種類の機能間で自由に切り替えることができる。キーボードがマウスかタブレットの２つの機能のうち１つに切り替えられる場合、左手用キーボード１と右手用キーボード２はそれぞれ、異なる２つの機能のうち１つをオンにして同時に使用に備えることができる（例えば、右のキーボードがマウス機能をオンにする場合、左のキーボードはタブレット機能をオンにし、右手の指でマウスを制御した後、すぐに左のペンタブレットに字を書き入力することが可能である）。

好ましくは、キーボード本体に、マイクロプロセッサに接続されるモード表示ランプ１４が設けられている。モード表示ランプ１４は手書きモード表示ランプ１４、キーボードモード表示ランプ１４、マウスモード表示ランプ１４である。

本願の一実施例では、ＰＣＢ電気制御盤４に、他のスマートデバイスにマンマシンインタフェース制御命令を入力できる無線接続モジュールユニット１５が設けられている。

以上、本発明及びその実施態様を説明したが、このような説明は制限性を有せず、図面に示すのも本発明の実施態様の１つに過ぎず、実際の構造はこれに限られるものではない。つまり、当業者がその示唆を受け、本発明の創造の旨を逸脱することなく、創造性なしで設計した該技術的手段と同様な構造態様及び実施例は、すべて本発明の保護範囲に属すべきである。

１ 左手用キーボード
２ 右手用キーボード
３ キーパネル
４ ＰＣＢ電気制御盤
５ 電池
６ ハウジング
７ キー
８ キー文字
９ 接続固定部材
１０ 振動モータ
１１ ブザー
１２ 選択スイッチ
１３ 機能切替キー
１４ モード表示ランプ
１５ 無線接続モジュールユニット

Claims (8)

1. 左手用キーボード１と、右手用キーボード２とから構成されるキーボード本体を含み、
   両者がそれぞれ左手の手のひらと右手の手のひらに把持されて制御される情報入力装置であって、
   前記左手用キーボード１、右手用キーボード２は全てキーパネル３と、マイクロプロセッサを含むＰＣＢ電気制御盤４と、電池５と、ハウジング６とを含み、前記キーパネル３がハウジング６の表面に設けられ、前記ＰＣＢ電気制御盤４、電池５が全てハウジング６の内部に設けられ、
   前記キーボード本体が接続固定部材９によりその裏面を手のひらに押し当て、指の伸縮屈曲により指の指先部分がキーパネル３におけるキー７をタップしてコントロール操作を完成させ、
   前記左手用キーボード１、右手用キーボード２におけるキー７は全て行と列で配置され、各キーボードにおける行数は全て５行以上であり、列は全て５列以上であり、前記キー７における２６個の英文字がクワーティキーボードで３行に配置されて分布し、左手用キーボード１、右手用キーボード２に順番に連続的に配列構成され、３行のアルファベットにおけるＱＷＥＲＴＹＵＩＯＰ中のアルファベットを含有する行が、ユーザの手首により近い位置に配置されることを特徴とする、情報入力装置。
2. 前記キーパネル３は静電容量方式タッチパネル又は抵抗方式タッチパネルを使用し、通信的にＰＣＢ電気制御盤４のマイクロプロセッサに結合されることを特徴とする、請求項１に記載の情報入力装置。
3. 前記接続固定部材９は弾性バックル又はマジックテープ又はゴムバンド又は掌のカバー又は手袋又は腕時計のバックルを用いることを特徴とする、請求項２に記載の情報入力装置。
4. 前記キーボード本体に振動モータ１０とブザー１１とが設けられており、両者が全て通信的にＰＣＢ電気制御盤４のマイクロプロセッサに結合され、キー７を効果的にタップした後、前記振動モータ１０及び／又はブザー１１はすぐにキーを押す人の指先及び／又は耳にフィードバック信号を発信することを特徴とする、請求項３に記載の情報入力装置。
5. 前記キーボード本体に、振動又はブジング又は消音を制御するための三択する選択スイッチ１２が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の情報入力装置。
6. 前記キーボード本体に機能切替キー１３が設けられており、機能切替キー１３によりキーパネル３のキーボード入力機能をスライダーマウス機能又はタブレット機能に切り替え、キーパネル３がスライダーマウス機能又はタブレット機能に切り替えられる場合、前記左手用キーボード１と右手用キーボード２はそれぞれ、異なる２つの機能のうち１つをオンにして同時に使用に備えることを特徴とする、請求項１－５のいずれか一項に記載の情報入力装置。
7. 前記キーボード本体には、マイクロプロセッサに接続され、手書きモード表示ランプ、キーボードモード表示ランプ、マウスモード表示ランプを含むモード表示ランプ１４が設けられていることを特徴とする、請求項６に記載の情報入力装置。
8. 前記ＰＣＢ電気制御盤４に、他のスマートデバイスにマンマシンインタフェース制御命令を入力できる無線接続モジュールユニット１５が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の情報入力装置。