JPH11143608A

JPH11143608A - 文字入力方法及び文字入力装置

Info

Publication number: JPH11143608A
Application number: JP9305304A
Authority: JP
Inventors: Minoru Ishikawa; 実石川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯する上で面積、体積をあまり取らず、高
速で文字をデータ処理装置へ入力できる文字入力方法を
提供する。【解決手段】指６〜１０の動きで静電容量が変化する
静電容量素子を構成する電極２、５を手の各指の側面及
び腹に装着し、各指の動きにより変化した静電容量を文
字に対応させてデータ処理装置に文字を入力する。各指
を仮想のキーボードのホームポジションに置き、入力す
べき文字のキーを仮想的に押すことにより指の動きを静
電容量の変化の関係と対応させることができ、指の動き
のみでデータ処理装置へ文字の入力が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータなどのデ
ータ処理装置へ文字を入力するためのマン・マシンイン
ターフェースを構成する文字入力方法及び文字入力装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュータなどのデータ処理装
置への文字入力方法として、（１）キーボードの所定の
部分を指で押すことで希望する文字を入力するキーボー
ドによる文字入力方法、（２）文字を入力するには、画
面上に仮想のキーボードを作り、マウスによりカーソル
を移動させて希望する文字の上でマウスに着けられたス
イッチをクリックすることにより文字を入力するマウス
による文字入力方法、

【０００３】（３）静電容量または圧力を感知する手段
を格子状に配列し、その上を指またはペンで押して座標
を読み取る方法や、文字を入力する場合に画面上に仮想
のキーボードを作りタッチパッドによりカーソルを移動
させて希望する文字を入力するタッチパッドによる文字
入力方法、（４）ボールの回転量に応じて画面上のカー
ソルを移動させて所定文字を指定するトラックボールに
よる文字入力方法等が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記キーボー
ドによる文字入力方法では各キーの大きさを小さくする
ことには限界があり、携帯用にキーボードを装備する場
合、キーボードが大きくなってしまうか、実用上著しく
不便なほどキーボードを小さくする必要があるなどの問
題があった。

【０００５】また、マウス、タッチパッド、トラックボ
ールによる文字入力方法では、文字の時間的入力効率は
キーボードに比べて非常に悪く、長い文章を打つには不
向きである。本発明は、前記問題点に鑑み、携帯する上
で面積、体積をあまり取らず、さらには高速で文字を入
力できる文字入力方法及び文字入力装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の文字入力方法及
び文字入力装置は、指の動きで静電容量が変化する静電
容量素子を構成する電極を手の各指に装着し、各指の動
きにより変化した静電容量を文字に対応させてデータ処
理装置に文字を入力する。他の入力方法及び入力装置と
して、隣接する一方の指の側面に磁石を、他方の指の側
面に磁界センサを装着し、さらに各指の腹に磁石と磁界
センサとを一組ずつ装着し、指の動きにより変化した磁
界を文字に対応させてデータ処理装置に文字を入力す
る。仮想のキーボードのホームポジションから入力する
文字へ指を動かすと、入力される文字に対応して容量や
磁界が変化する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１を参照しながら本発明の第１
の文字入力方法及び文字入力装置を説明する。図１
（Ａ）に示すように、文字入力装置は、人間の左手の形
状に合わせた綿製の手袋１の小指６、薬指７、中指８、
人差し指９及び親指１０の各指の側面の所定位置に静電
容量素子を構成するアルミニューム等から成る電極２、
２・・が装着されている。また図１（Ｂ）に示すように
前記手袋１の前記各指の腹側にも一対の電極５が装着さ
れており、左手の指が曲げられた際に静電容量が変化す
るようになっている。

【０００８】そして、前記各電極２、５は同軸ケーブル
等の導線４、４、・・で前記手袋１の手首の部分に装着
された容量測定装置３に接続されている。該容量測定装
置３は指の動きで変化した静電容量の値を測定する。ま
た、該容量測定装置３には入力された文字を判別して該
文字を例えばアスキーコードのシリアルデータに変換し
てデータ処理装置に送信するコンピュータを内蔵させ
る。

【０００９】以下、前記指を動かした時の静電容量の変
化により文字を入力できる文字入力装置による文字入力
方法を図２及び図３を参照しながら説明する。図２にお
いて、図２（Ａ）は左手の各指の側面に装着された電極
間の静電結合を示し、図２（Ｂ）は各指の腹に装着され
た一対の電極間の静電結合をそれぞれ示している。ここ
で、（静電容量）＝（誘電率）×（電極の面積）／（電
極間隔）であるから、電極の付いている指が動くと電極
間隔が変化して、各電極間の静電容量が変化する。

【００１０】指を動かして文字を入力する場合、例え
ば、図３にその一部を示すように、ＪＩＳ標準配列に準
拠した仮想のキーボードを想定し、該仮想のキーボード
上の文字ａ、ｑ、ｚを入力する場合を考えてみる。ここ
で図２（Ａ）に示すように、小指６と薬指７の電極間の
静電容量をＣ₁₂、薬指７と中指８の電極間の静電容量を
Ｃ₃₄、中指８と人差し指９の電極間の静電容量をＣ₅₆、
人差し指９と親指１０の電極間の静電容量をＣ₇₈とす
る。また、図２（Ｂ）に示すように、小指６の腹に装着
された一対の電極間の静電容量をＣ₆₁₀ とする。

【００１１】この際、実際のキーボードのキーの配列と
一致するように左手のホームポジションａ、ｓ、ｄ、ｆ
に各々小指６、薬指７、中指８、人差し指９を仮想的に
待機状態にしておく。つまり従来のように実際のキーボ
ードのホームポジションの位置に左手の指を置く代わり
に、仮想的にイメージしてホームポジションとして待機
させる。

【００１２】図４には文字ａ、ｑ、ｚのホームポジショ
ンから指を動かして仮想キーを押した場合の静電容量の
時間的変化を示している。文字ａを仮想的に押そうとす
ると、小指６が薬指７から僅かに下方へ動くので静電容
量Ｃ₁₂は僅かに小さくなる。一方、小指６の腹側に装着
された一対の電極間の静電容量Ｃ₆₁₀ は小指６が曲がる
ことにより僅かに大きくなる。

【００１３】次に、文字ｑを仮想的に押そうとすると、
小指６が薬指７から大きく離れるため、静電容量Ｃ₁₂は
大きく変化して小さくなる。また同時に小指６はホーム
ポジションにいる時に比べて指を伸ばすことになるの
で、静電容量Ｃ₆₁₀ も小さくなる。

【００１４】次に、文字ｚを仮想的に押そうとすると、
小指６は薬指７から離れ、同時に小指６は大きく曲げら
れるため、静電容量Ｃ₁₂は小さくなり静電容量Ｃ₆₁₀ は
大きくなる。

【００１５】このように、静電容量素子を構成する電極
が装着された左右の全ての指に対して全ての仮想キーを
押す動作をすることにより、指の動きを静電容量の変化
の関係と対応させることができ、指の動きのみでデータ
処理装置への文字の入力が可能となる。

【００１６】前記実施の形態では静電容量を測定してそ
の変化の関係を対応させることにより文字の入力を行っ
たが、磁界の変化によっても文字の入力を行うことがで
き、以下第２の文字入力方法及び文字入力装置を図５を
参照しながら説明する。

【００１７】図５（Ａ）に示すように、文字入力装置
は、左手の形状に合わせた綿製の手袋１の指の側面の一
方に磁石１１、１１、・・を装着し、他方の側面に磁界
を検出するコイル等で構成された磁界センサ１２、１
２、・・を装着する。また手袋１の手首の部分には前記
磁界センサで検出された磁界の強さを測定する磁界測定
装置１３が装着されている。

【００１８】さらに図５（Ｂ）に示すように、前記手袋
１の指の腹には磁石１４、１４、・・及びコイル等で構
成された磁界センサ１５がそれぞれ装着されており、左
手の指が曲げられた際に変化する磁界を検出できるよう
になっている。そして、前記各磁石１１、１４及び磁界
センサ１２、１５は同軸ケーブル等の導線４、４、・・
でそれぞれ前記磁界測定装置１３に接続されている。

【００１９】以下、前記構成の文字入力装置による文字
入力方法について説明する。この際、前記仮想のキーボ
ードの配置と一致するように左手のホームポジション
ａ、ｓ、ｄ、ｆに各々小指６、薬指７、中指８、人差し
指９を仮想的に待機状態にしておく。つまり従来のよう
にキーボードのホームポジションの位置に左手の指を置
く代わりに、仮想的にイメージしてホームポジションと
して待機状態にしておく。この点は前記静電容量の変化
を用いた文字入力装置と変わるところはない。

【００２０】ここで、（磁界の強さ）∝（磁石からの距
離）なので各指が相対的に動くと磁界センサでの磁界が
変化する。図６には文字ａ、ｑ、ｚの各キーを仮想的に
押した場合の磁界の変化を時間的に示しており、図６
（Ａ）は左手薬指７に装着された磁界センサの読みと時
間との関係を、図６（Ｂ）は左手小指６に装着された磁
界センサの読みと時間との関係をそれぞれ示している。

【００２１】文字ａを仮想的に押そうとすると、小指６
は薬指７から僅かに下方へ動くので、薬指７の小指６側
の側面に装着された磁界センサ１２での磁界は僅かに小
さくなる。また、小指６の腹に装着された磁界センサ１
５での磁界は小指６が曲がることにより僅かに大きくな
る。

【００２２】次に、文字ｑを仮想的に押そうとした場合
は、小指６は薬指７から大きく離れるため、薬指７の小
指６側の側面に装着された磁界センサ１２での磁界は大
きく変化して小さくなる。また、同時に小指６はホーム
ポジションにいる時に比べ伸ばすことになるので、小指
６の腹に装着された磁界センサ１５での磁界も小さくな
る。

【００２３】次に、文字ｚを仮想的に押そうとした場合
は、小指６は薬指７から離れると同時に小指６は大きく
曲げられるため、薬指７の小指６側の側面に装着された
磁界センサ１２での磁界は小さくなり、小指６の腹に装
着された磁界センサ１５での磁界は大きくなる。このよ
うに、磁界の変化を用いても左右全ての指に対して全て
のキーを仮想的に押すことによる指の動きが磁界の変化
の関係と対応できるため、指の動きのみから文字の入力
が可能となる。

【００２４】図７に示す仮想キー判別テーブル１７（以
下、テーブル１７という）は、左手の指の動きにより変
化した静電容量を前記容量測定装置３で測定し、測定さ
れた容量値を０〜５で数値化してテーブルにしたもので
ある。ここで指の動きを静電容量の変化についてみる
と、ホームポジションにおいて指を仮想キーを真下に押
すと静電容量はほんの僅かに変化するだけでなので容量
変化がないと見做し、テーブル１７には「３」と表して
いる。

【００２５】指を内側に曲げて仮想キーを押すと静電容
量が大きくなり、容量変化が大きくなるに従いテーブル
１７には「４」、「５」と表している。指を伸ばして仮
想キーを押すと静電容量が小さくなり、容量変化が小さ
くなるに従いテーブル１７には「２」、「１」、「０」
と表している。

【００２６】前記テーブル１７において、第１行の欄は
各指を示し、第１列は文字や数字の欄である。前記テー
ブル１７において左手小指電極と薬指電極間の静電容量
（Ｃ左小−薬）は、文字ａを押す時には殆ど変化がない
から「３」となる。同時に左小指に装着された腹側の２
つの電極間の静電容量（Ｃ左小指）は僅かに小さくなる
ので「２」となる。

【００２７】例えば、文字ｃを仮想的に押すときは、本
来中指だけが動くので、左中指電極と人差し指電極間の
静電容量（Ｃ左中−人）、左薬指電極と中指電極間の静
電容量（Ｃ左−中）、中指の２電極間の静電容量（Ｃ左
中指）が変化することになる。

【００２８】しかし、実際には薬指も動いてしまうこと
が多いので、左手中指電極と人差し指電極間の静電容量
（Ｃ左中−人）、中指の２つの電極間（Ｃ左中指）の静
電容量、薬指の２電極間の静電容量（Ｃ左薬指）が変化
し、左手薬指電極と中指電極間（Ｃ左薬−中）の容量が
変化しない。

【００２９】そこで、この場合は、前記両者の指の動き
に対応できるように文字ｃの仮想キー操作については、
テーブル１７に示すように、その容量の変化の大小に対
応して、（Ｃ左薬−中）を「３」、（Ｃ左中−人）を
「２」、（Ｃ左薬指）を「５」、（Ｃ左中指）を「５」
となっている。

【００３０】また、空白は変化がないか、変化があって
も仮想キーの判別に使用しない。このテーブル１７にお
いて、アルファベットＨ〜Ｐ、Ｙ及び数字７〜０は右手
のホームポジションであり、左手ホームポジションと同
様に説明できるのでこれらの欄の記載は省略してある。
なお、磁界の変化に対応したテーブルも同様に作成する
ことができることは言うまでもない。

【００３１】前記のように作成されたテーブル１７を前
記手首に装着された容量測定装置３又は磁界測定装置１
３に設けたフラッシュメモリ等に格納しておく。そし
て、後述するように（図９）、容量測定装置３又は磁界
測定装置１３に内蔵されたコンピュータにおいてフラッ
シュメモリに格納されたテーブル１７と測定された容量
値又は磁界の強さとを比較し、どの指でどのキーが仮想
的に押されたかを判別し、前記指の移動で仮想的に押さ
れた文字をアスキーコード等シリアルデータに変換して
データ処理装置に送信する。前記テーブル１７のデータ
をフラッシュメモリに格納することにより、使用する人
間の指の動きの癖を考慮してテーブルのデータを変更す
ることができる。

【００３２】前記実施の形態では本発明の文字入力方法
及び文字入力装置に使用する静電容量素子、磁石、磁界
センサを綿製の手袋に取り付けた例で説明したが、図８
に示すようにしても実施することができる。図８（Ａ）
に示すように、リング状のゴム製又はリング状の樹脂製
のバンド１６ａの表面の指の側面及び指の腹に対応する
位置にアルミニューム電極２、５を貼り付けたバンド及
び指の腹に対応する位置にアルミニューム電極５を貼り
付けたバンド１６ｂの２種類のバンドを用意する。そし
て、図８（Ｂ）に示すように前記各バンドを指に嵌めて
使用する。また、磁界の変化を利用する場合は、前記電
極の代わりに磁石及び磁界センサをそれぞれの位置に取
り付ければ良い。

【００３３】次に、前記前記容量変化による文字入力装
置を利用してデータ処理装置へ文字を入力する文字入力
処理装置１８を図９に示すブロック図を参照しながら説
明する。図９に示すように、文字入力処理装置１８は、
右手容量電極部１９、左手容量電極部２０、容量測定装
置３、仮想入力キー判別手段２１、仮想入力キー判別テ
ーブル１７、アスキーコードシリアルデータ変換回路２
２より構成される。ここで、仮想のキーボード２４を想
定する。

【００３４】また、前記容量測定装置３に仮想入力キー
判別手段２１、仮想入力キー判別テーブル１７、アスキ
ーコードシリアルデータ変換回路２２を内蔵させて一纏
めに構成してコンパクトにすることにより手首の部分に
容易に装着することが可能となる。

【００３５】前記文字入力処理装置１８において、右手
容量電極部１９及び左手容量電極部２０の指の動きで変
化した容量が容量測定装置３で測定され、測定された容
量値と仮想キー判別テーブル１７とを仮想入力キー判別
手段２１にて比較し、どの指でどのキーが仮想的に押さ
れたかを判別する。そして、指の移動で仮想的に押され
た文字をアスキーコードシリアルデータ変換手段２２へ
送り、変換されたアスキーコードシリアルデータをデー
タ処理装置２３に送信する。このようにして仮想キーに
よる文字をデータ処理装置へ入力することができる。

【００３６】また磁界の変化を利用する場合は、前記右
手容量電極部、左手容量電極部及び容量測定装置を、右
手での磁界を検出する右手磁界検出部（右手に装着した
磁石及び磁界センサ）、左手での磁界を検出する左手磁
界検出部（左手に装着した磁石及び磁界センサ）及び検
出された磁界の強さを測定する磁界測定装置にそれぞれ
置き換えれば良い。

【００３７】

【発明の効果】本発明の文字入力方法及び文字入力装置
は、文字を入力する際に文字入力手段を置くスペースを
必要とせず、小型且つ軽量に構成できるので携帯にも便
利である。また、文字入力には殆ど力を必要としないで
済み、実際のキーボードを押すことなく指の動きのみで
文字をデータ処理装置へ高速に入力することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】静電容量の変化を利用した本発明の第１の文字
入力方法及び文字入力装置の説明図である。

【図２】容量変化を利用した本発明の第１の文字入力方
法の動作説明図である。

【図３】キーボードの文字配列の一部を示す図である。

【図４】仮想キーを押した時の静電容量の変化と時間の
関係を示す図である。

【図５】磁界の変化を利用した本発明の第２の文字入力
方法及び文字入力装置の説明図である。

【図６】仮想キーを押した時の磁界の変化と時間の関係
を示す図である。

【図７】左手ホームポジションによる指の動きにより変
化した静電容量の容量値と文字との対応関係を示す仮想
キー判別テーブルである。

【図８】本発明の文字入力方法及び文字入力装置に使用
する入力手段の一例を示す図である。

【図９】本発明の文字入力装置を利用してデータ処理装
置へ文字を入力するための文字入力処理装置のブロック
図である。

【符号の説明】

１・・手袋２、５・・静電容量素子の電極３・・容
量測定装置１１、１４・・磁石１３・・磁界測定装
置１２、１５・・磁界センサ１７・・仮想キー判別
テーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指の動きで静電容量が変化する静電容量
素子を構成する電極を手の各指に装着し、各指の動きに
より変化した静電容量を文字に対応させてデータ処理装
置に文字を入力することを特徴とする文字入力方法。
【請求項２】前記静電容量素子を構成する電極を、指
の側面及び指の腹に装着したことを特徴とする請求項１
の文字入力方法。
【請求項３】前記静電容量素子を構成する電極を綿製
の手袋の指部に装着したことを特徴とする請求項１の文
字入力方法。
【請求項４】前記静電容量素子を構成する電極を、指
に嵌め込むリング状のバンドに装着したことを特徴とす
る請求項１の文字入力方法。
【請求項５】隣接する一方の指の側面に磁石を、他方
の指の側面に磁界センサを装着し、さらに各指の腹に磁
石と磁界センサとを一組ずつ装着し、指の動きにより変
化した磁界を文字に対応させてデータ処理装置に文字を
入力することを特徴とする文字入力方法。
【請求項６】前記磁石及び磁界センサを綿製の手袋の
指部に装着したことを特徴とする請求項５の文字入力方
法。
【請求項７】前記磁石及び磁界センサを指に嵌め込む
リング状のバンドに装着したことを特徴とする請求項５
の文字入力方法。
【請求項８】手の各指に装着して指の動きで静電容量
が変化する静電容量素子を構成する電極を備え、各指の
動きにより変化した静電容量を文字に対応させてデータ
処理装置に文字を入力することを特徴とする文字入力装
置。
【請求項９】前記静電容量素子を構成する電極は、指
の側面及び指の腹に装着する電極であることを特徴とす
る請求項８の文字入力装置。
【請求項１０】前記静電容量素子を構成する電極を綿
製の手袋の指部に装着したことを特徴とする請求項８の
文字入力装置。
【請求項１１】前記静電容量素子を構成する電極を、
指に嵌め込むリング状のバンドに装着したことを特徴と
する請求項８の文字入力装置。
【請求項１２】隣接する一方の指の側面に装着する磁
石と、他方の指の側面に装着する磁界センサと、さらに
各指の腹に装着する一組の磁石と磁界センサとを備え、
指の動きにより変化した磁界を文字に対応させてデータ
処理装置に文字を入力することを特徴とする文字入力装
置。
【請求項１３】前記磁石及び磁界センサを綿製の手袋
の指部に装着したことを特徴とする請求項１２の文字入
力装置。
【請求項１４】前記磁石及び磁界センサを指に嵌め込
むリング状のバンドに装着したことを特徴とする請求項
１２の文字入力装置。
【請求項１５】右手の指の動きで静電容量が変化する
静電容量素子を構成する電極を備えた右手容量電極部
と、左手の指の動きで静電容量が変化する静電容量素子
を構成する電極を備えた左手容量電極部と、前記右手容
量電極部及び左手容量電極部での指の動きにより変化し
た静電容量を測定する容量測定装置と、指の動きにより
変化した静電容量に基づき作成された仮想キー判別テー
ブルと、前記容量測定装置で測定された静電容量値と前
記仮想キー判別テーブルとを比較し判別する仮想入力キ
ー判別手段とを備え、各指の動きにより変化した静電容
量を文字に対応させてデータ処理装置に文字を入力する
ことを特徴とする文字入力処理装置。
【請求項１６】右手の指の動きで変化する磁界を検出
する右手磁界検出部と、左手の指の動きで変化する磁界
を検出する左手磁界検出部と、前記右手磁界検出部及び
左手磁界検出部での指の動きにより変化した磁界の強さ
を測定する磁界測定装置と、指の動きにより変化した磁
界の強さに基づき作成された仮想キー判別テーブルと、
前記磁界測定装置で測定された磁界の強さと前記仮想キ
ー判別テーブルとを比較し判別する仮想入力キー判別手
段とを備え、各指の動きにより変化した磁界を文字に対
応させてデータ処理装置に文字を入力することを特徴と
する文字入力処理装置。