JP2009252160A - 文字入力装置、文字入力方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドを兼ねるセンサを用いて、よりユーザのニーズに合った文字入力を行う文字入力装置、文字入力方法、プログラム及び記録媒体を提供する。
【解決手段】本発明に係る文字入力装置は、入力面に第一の錘状のセンサと、前記第一の錘状のセンサの底部の一辺に対向する位置に底部の一辺が略平行に配置された第二の錘状のセンサとを設けた入力手段と、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとが同時に入力を検知したとき、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとの間に線分が入力されたと認識する信号解析手段と、を備えることを特徴とする文字入力装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、文字入力装置、文字入力方法、プログラム及び記録媒体に関し、特にガイドを兼ねるセンサを用いて、よりユーザのニーズに合った文字入力を行う文字入力装置、文字入力方法、プログラム及び記録媒体に関する。

一般に文字（英数・仮名・記号等を広く含む）入力装置は、ボタンが押下されたことで入力を認識するキーボード型文字入力装置や、液晶画面に配置したタッチパネル等の入力軌跡から文字を認識する認識型文字入力装置が知られている（特許文献１参照）。

上記キーボード型文字入力装置は昨今普及しているが、操作者がキーボードに慣れるまではデータ入力に時間がかかり、操作効率が悪い点が問題である。また、上記文字認識型文字入力装置は、手書きの自由度が多く文字パターンを読み取れないことが多く、問題であった。そこで、入力する文字を定形化したパターンにあてはめて複数の線分（溝）をなぞることにより文字入力を認識する発明が提案されている（特許文献２参照）。
特開２００１−２４２９９８号公報 特開平２−２８２８８３号公報

上記のキーボード型文字入力装置は、さらに以下の問題を含んでいる。文字入力装置の小型化を望む場合に、キーボード型文字入力装置は薄くは出来ても、各文字毎にキーボタンが割り振られているため、極端に面積を小さくすることは出来ない。また、キーボタンを押す指の大きさの制約を考慮すると、面積を小さくすることは難しい。また、キーボード型文字入力装置の配置という点からは、機器のタテヨコや、入力しやすい角度での設置等、機器の設置条件にある程度の制約がある。また、キーボタンを押下して入力するため、入力時に音がする。必要以上に強く押下しなくとも入力は可能であるが、力強く押下する人も多く、キーボードを叩く音が迷惑となっている現状もある。

上記の認識型文字入力装置は、さらに以下の問題を含んでいる。あいまいな入力は一意に認識できないことが多いため、認識の実現方法や操作方法が複雑にならざるを得なかった。また、操作者の意図を認識するためにセンスするポイントを多くとらなければならないという問題もあった。

上記のキーボード型文字入力装置も認識型文字入力装置も暗闇では入力が困難であった。そこで特許文献２記載の発明のように、入力する文字を定形化したパターンを用いた文字入力装置が提案されているが、定型パターンをなぞる際に指がずれて、なぞりにくいという問題があった。特に文字入力装置の小型化が望まれる場合は指がずれる場合が多い。そこで指がずれないよう、各線分にガイドを設けることが考えられる。また、線分を認識するために線分毎にセンサを設けるとコストがかかるという問題があり、センサの数を減らしてコストを抑えることも望まれる。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ガイドを兼ねるセンサを用いて、よりユーザのニーズに合った文字入力を行うことを目的とする。

本発明に係る文字入力装置は、入力面に第一の錘状のセンサと、前記第一の錘状のセンサの底部の一辺に対向する位置に底部の一辺が略平行に配置された第二の錘状のセンサとを設けた入力手段と、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとが同時に入力を検知したとき、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとの間に線分が入力されたと認識する信号解析手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る文字入力方法は、第一の錘状のセンサと、前記第一の錘状のセンサの底部の一辺に対向する位置に底部の一辺が略平行に配置された第二の錘状のセンサとを設けた入力面から入力を検知するステップと、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとが同時に入力を検知したとき、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとの間に線分が入力されたと認識するステップと、を備えることを特徴とする。

本発明に係る文字入力プログラムは、第一の錘状のセンサと、前記第一の錘状のセンサの底部の一辺に対向する位置に底部の一辺が略平行に配置された第二の錘状のセンサとを設けた入力面から入力を検知する処理と、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとが同時に入力を検知したとき、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとの間に線分が入力されたと認識する処理と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る記録媒体は、上記本発明に係る文字入力プログラムの処理を記録するコンピュータ読取り可能な記録媒体である。

本発明によれば、ガイドを兼ねるセンサを用いて、よりユーザのニーズに合った文字入力を行うことが出来る。

以下に、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るセンサを複数組み合わせて構成される文字入力装置の正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。

本発明の各種センサは、押しボタン、触覚センサ、静電センサ、圧電センサ等のセンサである。特に錘状の触覚センサが好ましく、図１では三角錘状の触覚センサを用いて説明する。各センサの間や周りを指でなぞることにより、センサが接触を検知し、なぞった部分が線分として検出される。検出された線分を文字の定型パターンにあてはめ、文字入力出来る。例えば、文字入力装置の左上から右端まで指等でなぞった場合、図３（ａ）に示すような順でセンサが接触を検知する（塗り潰し部分が接触を検知したセンサを示す）。このようなセンサの検知により、図３（ｂ）に示すような方向を含む線分を抽出することが出来る。

なお、センサは三角錘状の触覚センサに限らず、多角錘状のセンサでも良い。また、各センサの配置は、センサの底部の一辺が他方のセンサの底部の一辺と略平行になるよう配置されていれば良い（例えば図４参照）が、平行に限られるものではなく、指等でセンサとセンサの間をなぞった際に、指等が両方のセンサに触れる程度の距離に配置されていれば良い（図１１参照）。なお、センサの表面は滑らかで硬いほうが望ましいが、これに限られることはない。

本実施形態に係るセンサ（符号２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄ、５ａ〜５ｄ）は、頂点と、なだらかな面とを持つ三角錘の形状をしたセンサが図１に示すように配置されている。これらのセンサは、指先等でセンサに触れて文字入力する際のガイドも兼ねる。また、外枠（符号６）も１個のセンサとして配置する。この場合の文字入力のためのセンサ個数は１７個である。

ガイドとは、各センサが突起状になっていることで、指先等でセンサに触れる際に指先がずれて他のセンサに触れてしまうことを防止出来るという意である。また、文字入力装置が小型されていると、指先でセンサが隠れ、どのセンサに触れるか視認するのは困難だが、突起状になっていることで指先の触覚を頼りにセンサに触れて入力することが出来る。

このように、指先等の文字入力のためにガイドを設け、それにそった軌跡をセンサで検知・解析して入力文字を認識する。ガイドは、センサが兼ねるため、より装置面積を非常に小型化することが可能で、構造も簡単になる。ガイドを設けて文字入力に指先等の触覚を使うため、装置を視認しないで入力することが容易になる。

また、文字入力の際は、少なくとも２個のセンサが同時にセンスされた場合に線分として検出されるため、線分毎にセンサを配置するより少ない数で済む。センサの形状は単純で、配置を柔軟に対応出来る。文字入力にセンサを用いることで、文字入力装置を「叩く」のではなく「なでる」ことで入力できるため、静かに操作することが出来る。

また、本実施形態に係る文字入力装置は、シンプルな文字入力機器デザインが可能であり、図１に示すような正方形の形状をした文字入力装置であれば、上下左右対称な形状で安定感を与える。機器配置のタテヨコ、垂直性および水平性、面積等使用条件が緩和されているため、ウェアラブルタイプ、壁掛けコンピュータ、テーブルコンピュータ他の文字入力装置にも適する。

なお、さらに図５に示すような位置にセンサ（７ａ〜７ｍ）を追加して配置する構成も考え得る。この場合、センサ個数は３０個となる。

図６は本実施形態に係る文字入力装置の機能ブロックを示す図である。本実施形態に係る文字入力装置は、各種センサ１０、センサから入力された信号を解析する信号解析部１１、文字入力定型パターンデータベース１２から構成される。なお、信号解析部１１や文字入力定型パターンデータベースを外部装置に設け、無線通信等でセンサから入力された信号を前記外部装置に送信し、前記外部装置で入力文字の検出をすることも考え得る。

文字入力定型パターンデータベース１２は、文字入力のための点、線分の入力パターンデータベースである。入力パターンの一例を図７〜図９に示す。図中の矢印は、センサで検知する指等の軌跡（線分）である。

図７〜図９に示すように、入力文字の定型パターンは、人間が持つ自然な情報入力手段である「書く」操作を着実に考慮し、入力文字に極力近い形とすることで、ユーザに親しみやすい文字入力装置が提供出来る。また、入力文字の定型パターンは様々考え得るため、アルファベットとして英語以外の伊語、仏語、独語、西語、露語等および簡単な一部の漢字にも応用することが可能である。

次に、本実施形態に係る文字入力装置（図１参照）から文字等（仮名文字、アルファベット、数字、記号等）を入力する際の動作処理について説明する。ユーザは文字入力装置に設けられた複数の錘状の突起センサ間をなぞることで、所望する文字等を入力する。図１０は、本実施形態に係る文字入力装置を指でなぞっている様子を説明するための図である。図１１は、図１０のＢ−Ｂ断面図である。

例えば図７〜図９に示すように、文字等の筆跡で文字パターンが登録されている場合は、所望する文字に近い筆跡でセンサをなぞって入力する。指先等をセンサの表面に沿うようになぞる（図１０参照）。図１に示す文字入力装置に備えられたセンサは側面がなだらかな傾斜になっているため、図１１に示すように指先に触れやすい。図１０、図１１に示すように指が触れた場合は、「４ｃ・４ｄ」が同時に検知される。

信号解析部１１（図６）は、同時に検知した各種センサの組み合わせや検知順によって、入力された点や、方向を含む線分を抽出することが出来る（図３参照）。点を入力する際は、ガイド（錘状の突起センサ）の凸部が低くなっている箇所に触れることになるため、指先等が複数のセンサに接しやすくなる。図１に示す文字入力装置の場合は、少なくとも同時に２個のセンサが検知されれば線分、３個以上のセンサが検知された場合は点が検出される。

例えば「ア」という文字を入力したい場合は、図１に示す構成の文字入力装置に設けられている各種センサを、「ア」の筆跡になるよう、指先でなぞる。検知した信号は、「２ａ・２ｂ・６→２ｂ・６→２ｂ・２ｃ・３ａ・３ｂ・６→３ｂ・３ｃ・６→３ｂ・３ｃ→３ａ・３ｂ・３ｃ・３ｄ→３ａ・３ｄ→２ｄ・２ｃ・３ａ・３ｄ・４ｂ・４ａ・５ｃ・５ｂ→５ｃ・４ａ→５ｄ・５ｃ・４ａ・４ｄ・６」となる。中点（・）で結ぶセンサは同時に検知されたセンサを示す。矢印（→）は時系列順を示す。

上記検知結果に基づき、信号解析部１１は検出した軌跡（線分や点）に該当する文字をデータベース１２から抽出する。この場合は仮名文字の「ア」が抽出される。

信号解析部１１は、センサが接触を検知してから１文字分の入力が完結したことを以って、接触したセンサの組み合わせから線分等を検出し、データベース１２を検索して文字を抽出（文字認識）する。

「１文字分の入力が完結」とは、図７等に示す定型パターンの矢印方向に指等の接触に伴う軌跡（線分、点の検出）の制約（書き順の制約をも称す）を設け、１文字分を形成する線分等の「最終」の線分、または点が入力された場合に完結と判断することが考え得る。書き順の制約を考慮すると、接触が悪く途中の線分や点が抜けている場合でも、ある程度は入力文字を推察できる。推察した点、線分が単独で文字を形成する場合は文字の推察は行わないことにしても良い。書き順（図７〜図９に示す定型パターンの矢印方向へ進む軌跡）から外れた線分、点が入力されたことを以ってその前まで入力していた文字の入力が完了し、次の文字入力が始まったものと判断しても良い。この場合、信号解析部１１は、その前まで入力していた文字の認識を行う。

また、文字を形成する「最終」の線分、点の入力が完成していないのに定型パターンの書き順（図７〜図９ 矢印方向に進む軌跡）から外れた場合は、それまでに入力された線分、文字はクリアし、文字認識しないことも考え得る。また、線分と点と線分が連続している場合は、接触が十分でない可能性もあるため、その点の入力はあったものと推論することも可能である。

上記のように、文字入力が一旦完結（推察できる場合も含む）した場合に、その入力された文字を認識するが、その後の線分、点の入力により、別の文字になる場合は、その結果をかぶせて文字認識をしても良い。例えば、図８に示す「Ｆ」の文字が入力されたと認識した後、さらに入力が続き、「Ｅ」の文字が認識できる場合がある。

文字認識の方法は様々考えられ、例えば、英小文字、数字、記号（＠等の一部を除く）は文字入力装置の片側半分（図１ ３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄ）を用いること、英大文字、カナは入力面全体（図１ ２ａ〜２ｄ、５ａ〜５ｄ）を用いること、等の入力規則を設けることで、文字入力者にとってよりわかりやすく文字認識を行うことも出来る。

また、「１文字分の入力が完結」をより明確にする場合、例えば文字入力エリアを２面（２文字分）設けた文字入力装置が考え得る。図１２に文字入力エリアを２面（Ｘ，Ｙ）設けた文字入力装置の一例を示す。エリアＸ若しくはＹのどちらか１面において指先等の接触をセンサが検知し、点や線の軌跡パターンの検出（文字が明確に推察できる場合も含む）を始める。その後、他の１面に点または線分が入力（接触）されたことを検知した場合は、最初の入力面での入力は完了（１文字分の入力が完結）したものと判断し、文字認識を行う。本実施形態では、１文字分の入力が完結しことが明確に分かるため、文字の書き順による制約をなくしても良い。

次に、文字入力装置を上下左右どちらの方向からも利用可能である実施形態について説明する。所定の方法で入力面の「底」を設定することによって、文字入力装置の縦横を定めることが出来る。これにより、上下左右どちらの方向からも利用可能となる。

例えば、入力面の「底」を設定する文字パターンとして、図１３に示すように、入力面の左下に「レ」を入力（指等で図１３の矢印方向になぞることで、センサが接触を検知）することによって、入力面の「底」を設定することが考え得る。

以上のように、上記実施形態によれば、文字入力装置の入力面において、文字に近い形の軌跡をなぞることで文字入力出来るため、「書く」ことで文字入力が可能であり、操作が自然でわかりやすい。

また、接触型センサ等を用いて、指先等の軌跡を入力に用いるため、文字入力装置を極力小さくすることが可能である。キーボードや電卓等、ボタンを押下する文字入力装置の場合は、ボタンをあまりに小さくすると押下し難いため、人間の指の大きさによって許容されるよりも小さくすることは出来なかった。なお、図１０に示す例は、指がセンサに接触している様子を明確に説明するための図であり、文字入力装置の大きさを図に示す手の大きさと相対的に示すものではない。

また、センサは突起状となっていることから、指等でなぞる際にガイドの役割も兼ねることができ、単純な構造の文字入力装置を提供できる。また、ガイドがあることで、自由度の高い手書き文字認識型文字入力装置よりも、より正確に文字入力を行うことが可能である。さらに、視認せずとも指先の触覚でセンサの配置が分かるため、暗闇やポケットの中でも文字入力が容易に行える。

また、文字入力装置をなぞることで入力するため、叩く場合に比べて静かに入力することが可能である。

また、キーボード型文字入力装置は、機器のタテヨコや入力しやすい角度での設置等、設置条件に制約があったが、本実施形態に係る文字入力装置は、いずれの方向からも利用できるため、設置角度や方向に制約をなくすこともできる。

なお、上述した文字入力装置が行う文字入力処理をＣＰＵが実行するためのプログラムは、本発明によるプログラムを構成する。このプログラムを記録する記録媒体としては、半導体記憶部や光学的及び／又は磁気的な記憶部等を用いることができる。このようなプログラム及び記録媒体を、前述した各実施形態とは異なる構成のシステム等で用い、そこのＣＰＵで上記プログラムを実行させることにより、本発明と実質的に同じ効果を得ることができる。

以上、本発明を好適な実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る文字入力装置の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係る文字入力装置をなぞった際に抽出される点、線分について説明するための図である。 本発明の実施形態に係る文字入力装置の正面図である。 本発明の実施形態に係る文字入力装置の正面図である。 本発明の実施形態に係る文字入力装置の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る文字入力定型パターンの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る文字入力定型パターンの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る文字入力定型パターンの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る文字入力装置を指でなぞっている様子を説明するための図である。 図１０のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態に係る文字入力エリアを２面設ける文字入力装置の正面図である。 本発明の実施形態に係る文字入力装置の入力面の底を設定する文字パターンを説明するための図である。

符号の説明

１、１４ 文字入力装置
２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄ、４ａ〜４ｄ、５ａ〜５ｄ、７ａ〜７ｍ、１５ａ、１５ｂ、１７ａ、１７ｂ センサ
６、１６、１８ 外枠センサ
１０ 各種センサ
１１ 信号解析部
１２ 文字入力定型パターンデータベース
２０ 指

Claims (13)

1. 入力面に第一の錘状のセンサと、前記第一の錘状のセンサの底部の一辺に対向する位置に底部の一辺が略平行に配置された第二の錘状のセンサとを設けた入力手段と、
   前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとが同時に入力を検知したとき、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとの間に線分が入力されたと認識する信号解析手段と、を備えることを特徴とする文字入力装置。
2. 前記入力手段は、前記第一の錘状のセンサ若しくは第二の錘状のセンサのうち少なくともいずれかの底部の一辺に、底部の一辺を略平行に配置された第三の錘状のセンサを設け、
   前記信号解析手段は、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサと前記第三の錘状のセンサとが同時に入力を検知したとき、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサと前記第三の錘状のセンサとの間に点が入力されたと認識することを特徴とする請求項１記載の文字入力装置。
3. 入力文字の定型パターンを記憶するデータベースをさらに備え、
   前記信号解析手段は、入力された線分、又は点、若しくは線分と点の組み合わせに該当する定型パターンを、前記データベースから抽出し、入力文字を認識することを特徴とする請求項１又は２記載の文字入力装置。
4. 前記信号解析手段は、一文字分の入力が完結した場合に入力文字を認識することを特徴とする請求項３記載の文字入力装置。
5. 前記信号解析手段は、線分又は点の入力と共に前記データベースを検索し、前記線分又は点の入力順から定型パターンを絞り、入力文字を形成する最終の線分又は点が入力された場合に、一文字分の入力が完結したとして、入力文字を認識する請求項４記載の文字入力装置。
6. 前記信号解析手段は、前記入力文字を形成する最終の線分又は点が入力された後に入力された線分又は点と合わせて、前記認識した入力文字とは異なる文字が認識できた場合は、新たに認識できた入力文字を優先して認識結果とすることを特徴とする請求項５記載の文字入力装置。
7. 前記入力手段は、第一の入力面と第二の入力面とを備え、
   前記信号解析手段は、前記第一の入力面又は第二の入力面のいずれかに線分又は点が入力された後、他方の入力面で入力を検知した場合は、最初に入力されていた入力面での文字入力は完結したとして、入力文字を認識することを特徴とする請求項４記載の文字入力装置。
8. 前記入力手段に設けられたセンサは、接触型センサであり、接触された場合に入力を検知することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の文字入力装置。
9. 前記信号解析手段は、予め定めた特定パターンが入力された場合に、前記特定パターンに従って前記入力手段の縦横を定めることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の文字入力装置。
10. 前記入力手段は、さらに複数の錘状のセンサを備え、各錘状のセンサの底部の少なくとも一辺が、他の錘状のセンサの底部の一辺に対向する位置に略平行に配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の文字入力装置。
11. 第一の錘状のセンサと、前記第一の錘状のセンサの底部の一辺に対向する位置に底部の一辺が略平行に配置された第二の錘状のセンサとを設けた入力面から入力を検知するステップと、
    前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとが同時に入力を検知したとき、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとの間に線分が入力されたと認識するステップと、を備えることを特徴とする文字入力方法。
12. 第一の錘状のセンサと、前記第一の錘状のセンサの底部の一辺に対向する位置に底部の一辺が略平行に配置された第二の錘状のセンサとを設けた入力面から入力を検知する処理と、
    前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとが同時に入力を検知したとき、前記第一の錘状のセンサと第二の錘状のセンサとの間に線分が入力されたと認識する処理と、を備えることを特徴とする文字入力プログラム。
13. 請求項１２記載の文字入力プログラムの処理を記録するコンピュータ読取り可能な記録媒体。

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