動作判別装置、動作判別プログラムおよびコンピュータ読取り可能な記録媒体
【課題】 ユーザの動作を精度高く判別する動作判別装置を提供する。
【解決手段】 ユーザによって動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出部と、検出データの一部を抽出する検出データ抽出部３２と、検出データ抽出部３２により抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を、動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成部３３と、形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、ユーザによって描かれた図形を検索する検索部とを備え、検出データ抽出部３２は、図形が描かれた平面に対して略垂直な方向に動作検出部２が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止する。
【解決手段】 ユーザによって動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出部と、検出データの一部を抽出する検出データ抽出部３２と、検出データ抽出部３２により抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を、動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成部３３と、形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、ユーザによって描かれた図形を検索する検索部とを備え、検出データ抽出部３２は、図形が描かれた平面に対して略垂直な方向に動作検出部２が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの動作を判別する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加速度センサが内蔵された装置を振ったり、傾けたりすることにより、当該装置に情報を入力できる装置が実現されている。
【０００３】
例えば、振ることにより、数字や簡単な記号、例えば○や×、を入力できる携帯電話機や、傾ける角度を変化させることによりゲームを行えるゲーム機が公表されている。
【０００４】
また、特許文献１には、振ることにより受話音量の調整ができる携帯電話機が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２および３には、傾けることにより、情報の検索および閲覧のための操作ができる携帯端末が記載されている。
【０００６】
また、特許文献４には、振ることにより、着信報知手段の動作の切替えおよびバックライトの操作を行うことができる携帯端末が記載されている。
【０００７】
一方、加速度センサが内蔵された装置の移動パターンから当該装置を移動させたユーザの認識を行う装置が実現されている。
【０００８】
例えば、特許文献５には、筆記具の運筆パターンからユーザの書き癖パターンを検出することによりユーザを判別する筆跡判別装置が記載されている。上記筆記具は、筆記具に加えられた筆圧を検出する筆圧センサ、筆記具の傾きを検出する傾きセンサ、筆記具の運筆に伴う加速度を検出する加速度センサを備えており、これらのセンサからの情報を基に、予め決められた特定の文字、例えばユーザの名前、を書く場合の書き癖が判別される。
【０００９】
また、特許文献６には、筆跡形状、運筆速度、運筆加速度、筆圧を検出することにより、高い精度で認証が可能な署名認証装置が記載されている。
【００１０】
また、特許文献７には、姿勢検出手段の移動パターンから、予め定められた基準動作と実際に行われた動作とのズレを検出する人体動作判別装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２５２２４０号公報（１９９９年９月１７日公開）
【特許文献２】特開平２００２−１４９６１６号公報（２００２年５月２４日公開）
【特許文献３】特開２００３−１６２３７１号公報（２００３年６月６日公開）
【特許文献４】特開２００２−３５４０９７号公報（２００２年１２月６日公開）
【特許文献５】特開２０００−２３１６３３号公報（２０００年８月２２日公開）
【特許文献６】特開２００３−２７１９６７号公報（２００３年９月２６日公開）
【特許文献７】特開２０００−２１３９６７号公報（２０００年８月４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記従来の構成では、ユーザの動作を判別する場合に、以下のような問題が生じる。
【００１２】
例えば、上記携帯電話機および携帯端末においては、単純な動作によって発せられた信号を判別することはできても、複雑な動作によって発せられた信号を判別することは困難であるという問題が生じる。
【００１３】
また、特許文献５および６に記載の筆跡判別装置においては、ユーザが複数の文字のうちいずれかの文字を選択して書いた場合に、ユーザがどの文字を書いたのかを判別することは困難であるという問題が生じる。
【００１４】
また、特許文献７に記載の人体動作判別装置においては、ユーザが複数の動作のうちいずれかの動作を選択して動作を行った場合に、ユーザがどの動作を行ったのかを判別することは困難であるという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ユーザが行った動作のパターンを精度高く判別することができる動作判別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る動作判別装置は、上記の課題を解決するために、自装置の位置および傾きを基に空間に設定される平面である基準平面に対して図形を描く動作のパターンを判別する動作判別装置であって、ユーザによって動かされる動作検出部であって、当該動作検出部が動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出部と、上記検出データの一部を抽出する検出データ抽出手段と、上記検出データ抽出手段により抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を、上記動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて上記基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、上記２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成手段と、上記図形形成手段によって形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、上記図形形成手段によって形成された図形を判別する判別手段とを備え、上記検出データ抽出手段は、上記基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止することを特徴としている。
【００１７】
本発明に係る動作判別方法は、上記の課題を解決するために、動作判別装置の位置および傾きを基に空間に設定される平面である基準平面に対して図形を描く動作のパターンを判別する動作判別方法であって、ユーザによって動かされる動作検出部であって、当該動作検出部が動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出工程と、上記検出データの一部を抽出する検出データ抽出工程と、上記検出データ抽出工程において抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を、上記動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて上記基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、上記２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成工程と、上記図形形成工程において形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、上記図形形成工程において形成された図形を判別する判別工程とを含み、上記検出データ抽出工程において、上記基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止することを特徴としている。
【００１８】
動作判別装置が人の動作のパターンを判別する場合には、予め定められた動作パターンと実際に行われた動作のパターンとを比較し、実際に行われた動作パターンが予め定められた動作パターンのどれに該当するのか判別する。
【００１９】
しかし、人の一連の動作には、判別の対象となる動作（以下では、有効動作と称する）と判別の対象とはならない動作（以下では、無効動作と称する）とが混在している場合があり、無効動作のために判別の精度が下がる可能性がある。
【００２０】
上記の構成によれば、動作検出部は、当該動作検出部がユーザに動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出する。３次元的に検出するとは、３つの直交する座標軸によって軌跡の形状と位置とが示されることを意味する。検出データ抽出手段は、検出データの一部を抽出し、上記基準平面に対して略垂直な方向に動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止する。図形形成手段は、検出データ抽出手段によって抽出された３次元の軌跡を、動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて基準平面に投影することにより、２次元の軌跡を形成するとともに、当該２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する。図形判別手段は、図形形成手段によって形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、図形形成手段によって形成された図形を判別する。
【００２１】
検出データ抽出手段が、上記基準平面に対して略垂直な方向に動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止するという構成により、ユーザが基準平面に対して略垂直な方向に腕等を動かす動作を指標として、有効動作と無効動作とを区別することができる。
【００２２】
それゆえ、動作検出部によって検出されたユーザの一連の動作から有効動作を抽出し、当該有効動作からユーザの動作のパターンを判別することができる。
【００２３】
例えば、図形を描くための一連の動作のうち、図形の一部を描画するための動作と次の描画位置に腕を移動させるための動作とを、基準平面から腕を離すという動作を認識することによって区切ることができる。したがって、ユーザの動作パターンを判別する精度を高めることができる。
【００２４】
なお、上記「３次元の軌跡を基準平面に投影する」とは、３次元の軌跡の形状を示す３つの座標成分を、基準平面に含まれる直交する２つの座標軸によって示される２つの座標成分に変換することを意味する。
【００２５】
ユーザは、自身の目の前にあると想定される基準平面に対して図形（軌跡）を描くが、その図形は３次元的な（立体的な）ものである。この３次元の図形の３つの座標成分から、動作検出部と基準平面とを結ぶ直線の方向に関する座標成分を取り除くことにより、ユーザが描いた図形を２次元的（平面的）に捉えることができる。
【００２６】
また、上記動作検出部は、互いに直交する３つの座標軸を有する加速度センサを含んでいることが好ましい。
【００２７】
加速度センサは、加速度が生じた方向と加速度の大きさを検出するものである。身体の一部、例えば腕、を動かす場合には、動作の開始時に加速度が生じ、動作を止める時にも逆方向の加速度が生じる。このような動作に伴う加速度のベクトルを検出することにより、動作を検出することができる。
【００２８】
それゆえ、上記の構成によれば、３軸加速度センサによって、動作検出部が動かされた軌跡を３次元的に検出できる。
【００２９】
また、上記動作検出部は、互いに直交する３つの座標軸を有する角速度センサをさらに含んでいることが好ましい。
【００３０】
角速度センサは、軸周りの角速度を検出するセンサである。加速度センサに加え、角速度センサを用いることにより、より精密な動作判定を行うことができる。
【００３１】
それゆえ、上記の構成によれば、動作検出部が動かされた軌跡を３次元的に検出する精度を高めることができる。
【００３２】
また、上記動作判別装置は、ユーザの動作が動作判別の対象になるかどうかを示す判別命令を受け付ける命令受信手段をさらに備え、上記検出データ抽出手段は、上記判別命令に基づいて上記検出データの抽出を行うことが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、命令受信手段は、ユーザの動作が動作判別の対象になるかどうかを示す判別命令を受信し、この判別命令に基づいて検出データ抽出手段は検出データの抽出を行う。
【００３４】
それゆえ、基準平面に対して略垂直な方向に動作検出部が所定の距離以上動かされる動作を動作判別の指標にできることに加え、ユーザの動作が動作判別の対象になるかどうかを区別する基準を、命令受信手段に接続される外部の入力装置を介して得ることができ、ユーザの動作パターンを判別する精度を高めることができる。
【００３５】
また、上記動作判別装置は、時間を計測するタイマーをさらに備え、上記検出データ抽出手段は、上記タイマーを参照することにより上記動作検出部の所定の時間内における動作の変化量を算出し、当該変化量に基づいて上記検出データの抽出を行うことが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、検出データ抽出手段は上記タイマーを参照することにより上記動作検出部の所定の時間内における動作の変化量を算出し、当該変化量に基づいて検出データの抽出を行う。
【００３７】
それゆえ、検出データ抽出手段は、動作検出部が一定時間所定の移動様式で動かされた場合、例えば、動作検出部が一定時間ほとんど動かされなかった場合や動作検出部が回転させられるスナップ動作が行われた場合に、検出データの抽出を停止したり、再開したりすることができる。
【００３８】
したがって、基準平面に対して略垂直な方向に動作検出部が所定の距離以上動かされる動作を動作判別の指標にできることに加え、動作検出部が特定の移動様式で動かされる動作を指標にすることができ、ユーザの動作パターンを判別する精度を高めることができる。
【００３９】
また、上記図形形成手段は、複数の図形形成プログラムに基づき上記図形を形成するものであることが好ましい。
【００４０】
上記の構成によれば、図形形成手段は、複数の図形形成プログラムに基づき上記図形を形成する。
【００４１】
それゆえ、図形形成の様式を、例えばユーザが描く図形の種類に応じて、適宜変更することができる。したがって、動作が類似しているために判別が難しい動作が行われた場合でも、適切な判断ができる可能性を高めることができる。
【００４２】
また、上記動作判別装置は、上記検出データ抽出手段の抽出動作が、開始されたことおよび停止されたことを報知する報知部をさらに備えることが好ましい。
【００４３】
上記の構成により、検出データ抽出手段の動作が切り替わったことを報知部により報知することができる。それゆえ、現在行われている動作が有効な動作として認識されているか、無効な動作として認識されているかを報知できる。
【００４４】
なお、上記報知部としては、文字を表示する表示部、音声を出力するスピーカ、光を発する発光部、振動を伝える振動部、等を挙げることができる。
【００４５】
また、上記動作判別装置は、上記動作検出部の、鉛直方向に対する傾きまたは水平方向に対する傾き、もしくはその両方を検出する傾き検出部と、上記傾きに基づき、上記図形を補正する補正手段とをさらに備えることが好ましい。
【００４６】
ユーザが同じ図形を描く動作を行った場合でも、動作検出部の、鉛直方向に対する傾きまたは水平方向に対する傾きが異なれば、動作判別装置によって認識される図形の形状は異なる可能性がある。例えば、鉛直方法の傾きが異なれば、図形の縦横の比率が変化し、横長または縦長の図形として認識される。また、水平方向の傾きが異なれば、回転した状態の図形が認識される。
【００４７】
上記の構成によれば、傾き検出部によって検出された、動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて、補正手段は上記図形を補正する。
【００４８】
それゆえ、動作検出部の傾きが変化することによって生じる上記図形の形状の変化を補正することができる。その結果、ユーザが動作検出部を通常よりも傾けた状態で移動させた場合でも、ユーザの動作パターンを判別する精度を維持することができる。
【００４９】
なお、上記動作判別装置が備える各手段を、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより動作判別装置を実現する動作判別装置の動作判別装置プログラムおよびそれを記憶したコンピュータ読取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００５０】
本発明に係る動作判別装置は、以上のように、自装置の位置および傾きを基に空間に設定される平面である基準平面に対して図形を描く動作のパターンを判別する動作判別装置であって、ユーザによって動かされる動作検出部であって、当該動作検出部が動かされることによって描かれる軌跡の形状と位置とを３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出部と、上記検出データの一部を抽出する検出データ抽出手段と、上記検出データ抽出手段により抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を上記基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、上記２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成手段と、上記図形形成手段によって形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、上記図形形成手段によって形成された図形を判別する判別手段とを備え、上記検出データ抽出手段は、上記基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止する構成である。
【００５１】
それゆえ、基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされるという動作を指標として、ユーザの一連の動作から判別の対象となる動作を抽出することができ、ユーザの動作を判別する精度を高めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。以下では、本発明の動作判別装置の一例として、携帯端末を例に挙げて説明する。
【００５３】
図２は、本実施形態の携帯端末１の構成を示す概略図である。同図に示すように、携帯端末１（動作判別装置）は、動作検出部２（動作検出部）、動作判別部３、傾きセンサ４（傾き検出部）、操作部５、表示部６、スピーカ７を備えている。
【００５４】
動作検出部２は、携帯端末１がユーザによって振られた場合に、どの方向にどれくらいの強さで振られたのかを検出するためのものである。動作検出部２は、加速度センサ２１、加速度データ処理部２２、角速度センサ２３、角速度データ処理部２４を備えている。
【００５５】
図３（ａ）は加速度センサ２１の、図３（ｂ）は角速度センサ２３の、出力の形式を示す概略図であり、図３（ｃ）および（ｄ）は加速度センサ２１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向を示す概略図である。
【００５６】
加速度センサ２１は、互いに直交する３つの座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度を検出するものである。図３（ａ）に示すように、加速度センサ２１は、検出した加速度のＸ軸成分、Ｙ軸成分、Ｚ軸成分をそれぞれ加速度データ処理部２２へ出力する。
【００５７】
また、図３（ｃ）に示すように、Ｘ軸とＹ軸とによって形成される平面（ＸＹ平面）は、携帯端末１の真正面に形成されており、Ｚ軸はこのＸＹ平面に対して垂直に延びている。
【００５８】
さらに、図３（ｄ）に示すように、ＸＹ平面は、鉛直方向に略垂直な平面として想定されており、携帯端末１に対して平行にはならず、Ｙ軸は携帯端末１の長手方向の軸に対して角度θだけ変位している。この角度θは、ユーザが携帯端末１を手に持った場合に、携帯端末１の鉛直方向に対する傾きに相当するものである。携帯端末１の持ち方はユーザによって異なると考えられるため、ＸＹ平面の鉛直方向に対する角度θはユーザによって設定可能、または傾きセンサ４によって自動で検出されることが好ましい。
【００５９】
角度θは、所定のボタンが押された時の携帯端末１の鉛直方向に対する傾きに基づいて設定されてもよいし、携帯端末１の電源が投入された時の携帯端末１の鉛直方向に対する傾きに基づいて設定されてもよい。鉛直方向に対する傾きは、後述する傾きセンサ４によって検出される。
【００６０】
加速度データ処理部２２は、加速度センサ２１から出力された信号を処理するものであり、例えば、不要成分の除去やＡＤ変換などの処理が行われる。加速度データ処理部２２は、処理を施した加速度データを検出データ抽出部３２へ出力する。
【００６１】
角速度センサ２３は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心とした回転速度を検出するものである。図３（ｂ）に角速度センサ２３の出力の形式を示す。図３（ｂ）に示すように、角速度センサ２３は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心とした回転速度を示す信号（ωx、ωy、ωｚ）を角速度データ処理部２４へ出力する。
【００６２】
角速度データ処理部２４は、角速度センサ２３から出力された信号を処理するものであり、例えば、不要成分の除去やＡＤ変換などの処理が行われる。角速度データ処理部２４は、処理を施したデータを検出データ抽出部３２へ出力する。
【００６３】
傾きセンサ４は、鉛直方向および水平方向に対する携帯端末１の傾きを検出するものである。この傾きセンサ４により、鉛直方向に対する加速度センサ２１のＹ軸の傾きおよび水平方向に対するＸ軸の傾きを検出できる。傾きセンサ４は、検出した傾きに関する情報（傾き情報）を補正部３４へ出力する。
【００６４】
動作判別部３は、インターフェイス（ＩＦ）３１（命令受信手段）、検出データ抽出部３２（検出データ抽出手段）、図形形成部３３（図形形成手段）、補正部３４（補正手段）、検索部３５（判別手段）、メモリ３６、出力制御部３８を備えている。
【００６５】
ＩＦ３１は、操作部５を介して入力されたユーザの命令を受け付け、有効信号（判別命令）を検出データ抽出部３２へ出力するものである。また、ＩＦ３１は、ユーザの命令に基づき、動作検出部２の動作のＯＮ/ＯＦＦの制御を行うものである。
【００６６】
検出データ抽出部３２は、加速度データ処理部２２および角速度データ処理部２４から出力された加速度データおよび角速度データを受け取り、加速度データおよび角速度データの抽出を行うものである。
【００６７】
図１は、検出データ抽出部３２の構成を示す概略図である。同図に示すように、検出データ抽出部３２は、Ｚ軸出力算出部４１、変化量算出部５２、タイマー５３、出力部４２を備えている。
【００６８】
Ｚ軸出力算出部４１は、加速度データ処理部２２および角速度データ処理部２４から出力された加速度データおよび角速度データのうち、Ｚ軸成分の変化量を算出するものである。Ｚ軸出力算出部４１は、Ｚ軸成分の変化量が所定量以上であった場合に、図形形成命令を図形形成部３３へ出力する。また、Ｚ軸出力算出部４１は、加速度データおよび角速度データを出力部４２へ出力する。
【００６９】
出力部４２は、Ｚ軸出力算出部４１から受け取った加速度データおよび角速度データのうち、一部のデータを図形形成部３３へ出力するものである。出力部４２は、データ出力状態と停止状態との２つの状態に切替わることができ、この切替えはＩＦ３１から出力される有効信号によって行われる。出力部４２は、有効信号を受信している間はデータ出力状態となる。
【００７０】
図形形成部３３は、検出データ抽出部３２によって抽出された加速度データおよび角速度データを基にユーザが描いた文字を形成するものである。具体的には、検出データ抽出部３２から出力される加速度データおよび角速度データを基に文字の一画である部分文字（部分図形）を形成し、当該部分文字を図示しないキャッシュメモリに順次記憶し、ＩＦ３１から図形形成命令を受け取った時点でキャッシュメモリに記憶されているデータに基づいてひとつの文字を形成する。
【００７１】
加速度データおよび角速度データに基づいて上記部分文字を形成する方法については後述する。
【００７２】
補正部３４は、傾きセンサ４から出力された傾き情報に基づいて、図形形成部３３によって形成された文字を補正するものである。補正部３４は、補正した文字のデータを検索部３５へ出力する。この補正方法の詳細については後述する。
【００７３】
検索部３５は、補正部３４から出力された文字データが示す文字と最も類似度が高い文字を、メモリ３６に記憶されている文字テーブル３７に登録されている文字から検索するものである。検索部３５は、検索結果を出力制御部３８へ出力する。この検索方法の詳細については後述する。
【００７４】
文字テーブル３７は、動作判別部３によって判別可能な文字が登録されているテーブルである。
【００７５】
出力制御部３８は、検索部３５から出力された検索結果に基づいて、表示部６またはスピーカ７、もしくはその両方を制御することにより所定の出力を行うものである。所定の出力とは、ユーザが描いた文字を表示部６、例えば液晶ディスプレィ、に表示することであってもよいし、スピーカ７からユーザが描いた文字に対応する音声を出力することであってもよい。
【００７６】
（文字形成方法）
次に、図形形成部３３における文字形成方法について説明する。上述したように、図形形成部３３は、加速度データおよび角速度データに基づいて部分文字（文字の１画）を形成し、これら部分文字を重ね合わせて、ユーザが描いたひとつの文字を形成する。まず、加速度データおよび角速度データに基づいて部分文字を形成する方法（動作パターンを判別する方法）について説明する。
【００７７】
ユーザが描いた文字を判別するためには、加速度データおよび角速度データの両方が不可欠というわけではなく、少なくとも加速度データが取得できればよい。加速度データのみを用いる場合には、ＸＹ、ＹＺ、ＺＸ平面とそれぞれ平行な射影を文字として認識させ、腕の縦横の動きを判別させればよい。特に、固定された平面（例えば、黒板）に描かれた文字を認識させる場合には、角速度データは利用しなくてもよい。
【００７８】
一方、角速度データを利用する場合には、ωの成分（図３参照）を利用できるため、加速度データから検出された動作パターンをω成分で補正し、XY、YZ、ZX平面と平行な射影として認識することにより、固定された平面に描かれた文字のみならず、自由空間に書かれた文字を判別することができる。換言すれば、縦横の腕の動きに加えて、手首の動きを判別することができるため、文字を判別する精度を高めることができる。
【００７９】
動作パターンを判別する方法として、例えば、多変量解析の主成分分析法を用いることができる。この手法において主成分を求めるには、データの重心を通る直線を１本定め、各点からこの直線への距離の２乗総和が最小になる直線を決定すればよい。具体的には、加速度と角速度との分散共分散行列を求め、固有値が最大となる固有ベクトルを計算する。この固有ベクトルの第１成分（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が主要な動作成分となる。そして、加速度と角速度との主要な方向の組み合わせにより動作パターン（部分文字）を判別する。
【００８０】
さらに、上記のようにして判別された部分文字を重ね合わせて、ひとつの文字を形成する。この場合には、各部分文字の書き始めの座標から、各部分文字の相対的な位置関係を算出し、当該位置関係を維持した状態で各部分文字を重ね合わせればよい。
【００８１】
なお、図形形成部３３は複数の文字形成プログラムを備え、ユーザの指示に基づき複数の文字形成プログラムを切替えることができる構成であることが好ましい。文字形成プログラムとして、例えば、ひらがなのみを認識するための文字形成プログラム、特定の文字、例えばギリシャ文字、は認識しない文字形成プログラムを挙げることができる。例えば、ギリシャ文字を認識しない文字形成プログラムを用いた場合には、「α」を描いても、「人」と認識される。
【００８２】
このように判別する対象を予め絞ることにより、ユーザが描いた文字を判別する精度を高めることができる。
【００８３】
（補正方法）
次に、補正部３４における文字の補正方法について図４を用いて説明する。図４は、補正前の文字と補正後の文字との例を示す概略図である。
【００８４】
携帯端末１の鉛直方向に対する傾き（上記角度θ、図３（ｄ）参照）は、常に一定に維持されるわけではなく、使用状況によって変化する可能性が高い。例えば、所定の傾き（角度θ）よりも傾けられた場合（携帯端末１が水平に近い状態で振られた場合）には、図４左図に示すように、上下に圧縮されたような文字として認識される。
【００８５】
このように文字が変形した形で認識されると、検索部３５において当該文字が正確に判別されない虞がある。そこで、携帯端末１の傾きに基づいて、認識された文字を補正することが好ましい。具体的には、所定の基準平面に対する、ユーザが実際に文字を描いた平面の傾きを算出し、文字の上下方向の幅を補正する。この補正を行うと、図４
右図に示すように、正常な形の文字として認識される。
【００８６】
上記補正を行う場合に、補正部３４は、傾きセンサ４から、携帯端末１の傾き情報を取得し、この傾き情報に基づいて補正を行う。
【００８７】
なお、この補正は、ユーザが文字を描くごとに毎回行われてもよいし、検索部３５において文字が特定できなかった場合に行われてもよい。
【００８８】
また、携帯端末１の傾きは、傾きセンサ４を用いて検出してもよいし、加速度センサのＺ軸方向への、動作検出部２の動作から検出してもよい。
【００８９】
また、携帯端末１の傾きは、文字を描く動作の開始時点において算出してもよいし、文字を描く動作の間の傾きを平均することによって算出しもよい。
【００９０】
（検索方法）
次に、検索部３５における文字の検索方法（判別方法）について説明する。検索部３５において、ユーザが描いた文字を判別する方法は、特に限定されず、補正部３４から出力された文字について、文字テーブル３７を参照することによって、一文字ずつ判別できるものであればよい。
【００９１】
文字判別方法としては、例えば、パターンマッチングを用いる方法や、パターンとテンプレートの内積を求めて判断する単純類似度法等、何でもよく、判別対象となる文字の複雑さに応じて適宜変更すればよい。
【００９２】
また、文字テーブル３７の構造も特に限定されず、階層構造を有しているものであってもよいし、階層構造を有していないものであってもよい。また、文字テーブル３７が階層構造を有している場合には、上位階層から順次検索を実行してもよいし、特定の階層を直接検索できるようにしてもよい。
【００９３】
また、階層の形成方法も限定されず、画数の少ない文字から画数の多い文字へと、画数に応じて階層を形成してもよいし、ひらがな、カタカナ、漢字、数字など、文字の種類ごとに階層を形成してもよい。
【００９４】
なお、ユーザが描いた文字をひとつに絞りきれない場合には、複数の文字の候補を表示部６に表示し、ユーザに所望の文字を選択させてもよい。
【００９５】
（処理の流れ）
次に携帯端末１における処理の流れについて図５を用いて説明する。図５は、携帯端末１における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【００９６】
同図に示すように、ユーザにより文字入力操作の開始信号が、例えば特定のボタンを押すことにより携帯端末１に入力されると、加速度センサ２１および角速度センサ２３は、携帯端末１が振られることによって生じる加速度および角速度の検出を開始し、加速度データおよび角速度データを対応するデータ処理部へ出力する（Ｓ１）。
【００９７】
加速度データ処理部２２、角速度データ処理部２４は、受け取ったデータを処理し、検出データ抽出部３２へ出力する。上記データは、検出データ抽出部３２において、Ｚ軸出力算出部４１を介して出力部４２へ送られる。
【００９８】
ユーザは、文字の一画を描く動作を行っている間は、操作部５に備えられた文字入力ボタンを押し、文字の一画を描く動作を終えると文字入力ボタンを押す操作をやめる。
【００９９】
文字入力ボタンが押されると、その信号（有効信号）はＩＦ３１を介して出力部４２へ送られる。出力部４２は、有効信号を受信している間は、加速度データおよび角速度データを図形形成部３３へ出力する（Ｓ２）。
【０１００】
出力部４２からの出力が途切れると、図形形成部３３は、それまで出力部４２から出力された加速度データおよび角速度データに基づいて、ユーザが一連の動作によって描いた文字の一画（部分文字）を形成する（Ｓ３）。図形形成部３３は、形成した部分文字のデータを図示しないキャッシュメモリに記憶する。
【０１０１】
ユーザは、次の一画を描く場合には、再び文字入力ボタンを押しながら携帯端末１を振る。ひとつの文字を描き終えると、ユーザは文字入力ボタンを押す操作をやめるとともに、文字を描いた仮想空間平面である基準平面に対して携帯端末１を遠ざける動作を行う。
【０１０２】
この動作により、加速度センサ２１のＺ軸成分の出力が増加する。Ｚ軸出力算出部４１は、Ｚ軸成分の出力が所定の閾値以上になったことを検出すると（Ｓ４にて、ＹＥＳ）、図形形成命令を図形形成部３３へ出力する。
【０１０３】
図形形成命令を受け取ると、図形形成部３３は、その時点までにキャッシュメモリに記憶しておいた部分文字を重ね合わせ、ひとつの文字を形成する（Ｓ５）。図形形成部３３は、形成した文字の文字データを補正部３４へ出力する。
【０１０４】
図形形成部３３から文字データを受け取ると、補正部３４は、傾きセンサ４から出力された傾き情報を基に上記文字の補正を行う（Ｓ６）。補正部３４は、補正を施した文字データを検索部３５へ出力する。
【０１０５】
文字データを受け取ると、検索部３５は、文字データの示す文字と最も類似度の高い文字を文字テーブル３７から検索する（Ｓ７）。検索部３５は、検索結果を出力制御部３８へ出力する。
【０１０６】
検索結果を受け取ると、出力制御部３８は、検索結果が示す文字を表示部６に表示するとともに、スピーカ７を介して、当該文字に対応する音声を出力する（Ｓ８）。例えば、「あ」という文字が入力された場合には、「あ」を表示部６に表示するとともに、「あ」という音声をスピーカ７から出力してもよい。
【０１０７】
ユーザが文字をひとつだけ入力する場合には、ユーザは所定の操作、例えば、特定のボタンを押すという操作を行い、この操作により一連の処理は終了される（Ｓ９にて、ＹＥＳ）。
【０１０８】
一方、ユーザが続けて次の文字を入力する場合には（Ｓ９にて、ＮＯ）、ユーザは、再び文字入力ボタンを押しながら携帯端末１を振る。検出データ抽出部３２は、文字入力ボタンが押されたことを検出すると、検出データの出力を再開する（Ｓ２に戻る）。そして、すべての文字が入力されると一連の処理は終了される。
【０１０９】
複数の文字が入力される場合には、入力された文字を順に表示部６に表示してもよい。図６は、表示部６における入力文字の表示方法の一例を示す概略図である。同図に示すように、「や」が入力された後に「や」を表示し、その後「ま」が入力された時点で「や」の隣に「ま」を表示してもよい。
【０１１０】
なお、携帯端末１は、入力された文字を変換する機能を備えていてもよい。例えば、「やま」と入力されたひらがなを「山」という漢字や、「ヤマ」というカタカナに変換する機能を備えていてもよい。
【０１１１】
（効果）
以上のように、携帯端末１は、Ｚ軸方向へ移動させられるという動作を指標にして、文字を描く一連の動作から、文字に反映される動作と反映されない動作とを区別することができる。さらに、上記指標に加え、文字入力ボタンを押すという操作によって入力される指標を用いることにより、文字の一画を描く区切りと、文字と文字との区切りを明確に区別することができる。そのため、ユーザの描いた文字を判別する精度を高めることができる。
【０１１２】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図７〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１１３】
図７は、本実施形態の携帯端末５０の構成を示す概略図である。同図に示すように、携帯端末５０は、検出データ抽出部５１を備えている。
【０１１４】
図８は、検出データ抽出部５１の構成を示す概略図である。同図に示すように、検出データ抽出部５１は、Ｚ軸出力算出部４１、出力部４２に加え、変化量算出部５２、タイマー５３を備えている。
【０１１５】
変化量算出部５２は、Ｚ軸出力算出部４１から加速度データおよび角速度データを受け取り、タイマー５３を参照しつつ、一定時間内の加速度および角速度の変化量を算出するものである。具体的には、一定時間内の加速度および角速度の変化量が所定量以下であるか否かを算出する。上記変化量が所定量以下であった場合、例えば、携帯端末５０が一定時間ほとんど動かされなかった場合、変化量算出部５２は、出力部４２へ出力制御信号を出力する。また、変化量算出部５２は、加速度データおよび角速度データを出力部４２へ出力する。
【０１１６】
上記一定時間は、特に限定されないが、長過ぎるとユーザにストレスを与えてしまうため、１〜２秒程度が好ましい。また、上記所定量は、小さ過ぎると、少し腕がぶれても動作を止めたと認識されなくなるため、腕のぶれを考慮して設定されることが好ましい。
【０１１７】
（処理の流れ）
次に、携帯端末５０における処理の流れについて図９を用いて説明する。図９は、携帯端末５０における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【０１１８】
同図に示すように、ユーザにより文字入力操作の開始信号が携帯端末５０に入力されると、加速度センサ２１および角速度センサ２３は、加速度および角速度の検出を開始し、加速度データおよび角速度データを対応するデータ処理部へ出力する（Ｓ１１）。
【０１１９】
加速度データ処理部２２、角速度データ処理部２４は、受け取ったデータを処理し、検出データ抽出部３２へ出力する。上記データは、検出データ抽出部３２において、Ｚ軸出力算出部４１、変化量算出部５２を介して出力部４２へ送られる。
【０１２０】
ユーザは文字を書き始める時に、動作を一時停止させる。この動作により加速度センサ２１において一定時間加速度がほとんど検出されなくなる。変化量算出部５２は、タイマー５３を参照しつつ、所定時間内の加速度の変化を算出する。所定時間内に所定値以上の加速度が生じなかったことを検出すると（Ｓ１２にて、ＹＥＳ）、変化量算出部５２は、出力制御信号を出力部４２へ出力する。
【０１２１】
出力制御信号を受け取ると、出力部４２は加速度データおよび角速度データを図形形成部３３へ出力する（Ｓ１３）。
【０１２２】
ユーザは、文字の一画を描く動作を終えると、動作を一時停止する。この動作を検出すると（Ｓ１４にて、ＹＥＳ）、変化量算出部５２は、出力制御信号を出力部４２へ出力する。
【０１２３】
出力制御信号を受け取ると、出力部４２は検出データの出力を停止する。出力部４２からの出力が途切れると、図形形成部３３は、それまで受信した加速度データおよび角速度データに基づいて部分図形を形成する（Ｓ１５）。図形形成部３３は、形成した部分図形を図示しないキャッシュメモリに記憶する。
【０１２４】
ここで入力を終える場合には、ユーザは基準平面に対して携帯端末５０を遠ざける動作を行う。この動作により、加速度センサ２１のＺ軸成分の出力が増加する。Ｚ軸出力算出部４１は、Ｚ軸成分の出力が所定の閾値以上になったことを検出すると（Ｓ１６にて、ＹＥＳ）、図形形成命令を図形形成部３３へ出力する。
【０１２５】
一方、続けて入力を行う場合には（Ｓ１６にて、ＮＯ）、次の一画を描くために当該一画の始点まで腕を移動させ、描き始める前に腕を一時停止させる（Ｓ１２に戻る）。変化量算出部５２は、この動作を検出すると（Ｓ１２にて、ＹＥＳ）、出力制御信号を出力部４２へ出力する。
【０１２６】
出力制御信号を受け取ると、出力部４２は、検出データの出力を再開する。そして、ひとつの文字を描き終えるまで上記の処理を繰返し、ひとつの文字を書き終えた時点で基準平面に対して携帯端末５０を遠ざける動作を行う。
【０１２７】
これ以降の処理は、携帯端末１における処理と同様のため、その説明を省略する。
【０１２８】
なお、ユーザが動作を一時停止したことを変化量算出部５２が認識した場合に、スピーカ７から信号音を発する構成にしてもよい。この構成によれば、ユーザは動作の一時停止を携帯端末５０が認識したか否かを信号音により確認することができ、不必要に長く動作を止める可能性が少なくなるとともに、動作を止める時間が短すぎて動作の一時停止が携帯端末５０に認識されないまま文字を書き進める可能性を低減できる。
【０１２９】
なお、上述の説明では、携帯端末５０が一定時間ほとんど動かされない動作に基づいて出力部４２の切替えを行っているが、上記動作以外の動作を出力部４２の切替えの指標にしてもよい。例えば、携帯端末５０を手首を回すことにより回転させるスナップ動作を上記指標にしてもよい。この場合には、変化量算出部５２は、角速度が所定値以上検出された場合にスナップ動作が行われたと認識すればよい。
【０１３０】
（効果）
以上のように、携帯端末５０は、Ｚ軸方向へ移動させられるという動作を指標にして、文字を描く一連の動作から、文字に反映される動作と反映されない動作とを区別することができる。さらに、上記指標に加え、携帯端末５０を一定時間動かさないという動作によって入力される指標を用いることにより、文字の一画を描く区切りと、文字と文字との区切りを明確に区別することができる。そのため、ユーザの描いた文字を判別する精度を高めることができる。
【０１３１】
（変更例）
なお、上述の説明では、携帯端末１および携帯端末５０が認識する対象は文字であるとしたが、○や×等の記号であってもよいし、数字や絵文字であってもよい。文字テーブル３７に登録されていれば、ユーザ以外の他人には意味不明な図形であってもよい。この場合、文字テーブル３７に所望の図形を登録できる構成になっていることが好ましい。
【０１３２】
また、上記の構成では、携帯端末１および携帯端末５０には、ひとつの文字テーブル３７が備えられているが、構造および登録されている文字の種類の異なる複数の文字テーブルを備える構成にしてもよい。
【０１３３】
また、上記の構成では、携帯端末１および携帯端末５０を基準平面から遠ざける動作を文字の区切りの指標として認識しているが、文字の一画の区切りの指標として認識してもよい。
【０１３４】
また、基準平面から携帯端末１および携帯端末５０を遠ざけた後に再度近づけるという往復動作を複数回行う動作を特定の情報を入力するための動作として認識してもよい。例えば、上記往復動作を２回繰り返すことにより濁点を入力できる構成にしてもよい。この構成によれば、例えば「か」を入力した後に上記往復動作を２回繰り返すと、「か」が「が」に変換される。それゆえ、濁点および半濁点の入力も簡単に行うことができる。
【０１３５】
また、上述の説明では、本発明の動作判別装置の一例として携帯端末を挙げているが、本発明の動作判別装置をパソコン等情報機器の入力装置として実現してもよい。
【０１３６】
また、上記の構成では、動作検出部２は、加速度センサ２１と角速度センサ２３とを備えているが、角速度センサ２３を備えない構成にしてもよい。
【０１３７】
また、加速度センサおよび角速度センサに代わるセンサとして、発光部と受光部とを備えた光学センサを用いることができる。この場合には、動作検出部２に光学センサを設け、動作検出部２の動きを当該光学センサにより検出すればよい。
【０１３８】
また、携帯端末１および携帯端末５０の各手段は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって構成してもよい。
【０１３９】
すなわち、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種情報を格納するメモリ等の記録媒体などを備えている。
【０１４０】
そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである携帯端末１および携帯端末５０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読取り可能に記録した記録媒体を、上記携帯端末１および携帯端末５０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１４１】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュメモリ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１４２】
また、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。
【０１４３】
また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Bluetooth（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。
【０１４４】
なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１４５】
このように本明細書において、手段とは必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能がソフトウェアによって実現される場合も包含する。さらに、一つの手段の機能が二つ以上の物理的手段により実現されても、もしくは、二つ以上の手段の機能が一つの物理的手段により実現されてもよい。
【０１４６】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段を備えた電子機器であって、該電子機器を移動させたときに前記加速度検知手段と前記角速度検知手段とにより得られる移動量と前記電子機器の機能とを対応付ける移動量判定手段とを備え、該電子機器を２次元的に移動させた後に、前記電子機器を第３の方向に移動させることによって一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１４７】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段と、角速度を検知する角速度検知手段とを備えた電子機器であって、該電子機器を移動させたときに前記加速度検知手段と前記角速度検知手段とにより得られる移動量と前記電子機器の機能とを対応付ける移動量判定手段とを備え、該電子機器を２次元的に移動させた後に、前記電子機器を第３の方向に移動させることによって一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１４８】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段を備えた電子機器であって、キー入力手段を備え、該電子機器を移動させた後に、前記キー入力手段を押すことによって一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１４９】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段と、角速度を検知する角速度検知手段とを備えた電子機器であって、キー入力手段、
を備え、該電子機器を移動させた後に、前記キー入力手段を押すことによって一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１５０】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段を備えた電子機器であって、時間をカウントする時間カウンターと、時間を記憶しておく時間メモリとを備え、該電子機器を移動させた後に、前記加速度検知手段と前記角速度検知手段が該電子機器が移動していないと判断したときに、前記時間カウンターが時間のカウントを開始し、前記時間メモリに記憶している時間に達したときに、一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１５１】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段と、角速度を検知する角速度検知手段とを備えた電子機器であって、時間をカウントする時間カウンターと、時間を記憶しておく時間メモリとを備え、該電子機器を移動させた後に、前記加速度検知手段と前記角速度検知手段が該電子機器が移動していないと判断したときに、前記時間カウンターが時間のカウントを開始し、前記時間メモリに記憶している時間に達したときに、一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１５２】
また、本発明の動作判別装置は、一連の動作が終了したことを知らせる報知手段、
を備え、報知手段は一連の動作を終了したことを報知するものであってもよい。
【０１５３】
また、本発明の動作判別装置は、空中入力モード設定手段を備え、前記空中入力モード設定手段により設定された空中入力モード設定情報と、該電子機器を振ることによって前記加速度検知手段と前記角速度検知手段が該電子機器から得られる移動情報に基づいて、空中入力情報を識別するものであってもよい。
【０１５４】
また、本発明の動作判別装置は、前記空中入力モード設定情報が有効であることを知らせる報知手段を備えるものであってもよい。
【０１５５】
また、本発明の動作判別装置は、前記電子機器の傾きを検知する傾き検知手段を備え、傾いた状態であったとしても移動量の判定が可能であるものであってもよい。
【０１５６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
ユーザの動作パターンを判別し、当該動作パターンに基づく情報入力ができるため、パソコンや携帯端末等における情報入力装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】一実施形態の携帯端末が備える検出データ抽出部の構成を示す概略図である。
【図２】一実施形態の携帯端末の構成を示す概略図である。
【図３】（ａ）は一実施形態の携帯端末が備える加速度センサの出力形式を示す概略図であり、（ｂ）は一実施形態の携帯端末が備える角速度センサの出力形式を示す概略図であり、（ｃ）は上記加速度センサの軸の方向を示す概略図であり、（ｄ）はＹ軸に対する上記携帯端末の傾きを示す概略図である。
【図４】補正前の文字と補正後の文字との例を示す概略図である。
【図５】一実施形態の携帯端末における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図６】一実施形態の携帯端末が備える表示部における入力文字の表示方法の一例を示す概略図である。
【図７】別の実施形態の携帯端末の構成を示す概略図である。
【図８】別の実施形態の携帯端末が備える検出データ抽出部の構成を示す概略図である。
【図９】別の実施形態の携帯端末における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５９】
１ 携帯端末（動作判別装置）
４ 傾きセンサ（傾き検出部）
６ 表示部（報知部）
７ スピーカ（報知部）
２１ 加速度センサ（動作検出部）
２３ 角速度センサ（動作検出部）
３１ ＩＦ（命令受信手段）
３２ 検出データ抽出部（検出データ抽出手段）
３３ 図形形成部（図形形成手段）
３４ 補正部（補正手段）
３５ 検索部（検索手段）
５０ 携帯端末（動作判別装置）
５３ タイマー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの動作を判別する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加速度センサが内蔵された装置を振ったり、傾けたりすることにより、当該装置に情報を入力できる装置が実現されている。
【０００３】
例えば、振ることにより、数字や簡単な記号、例えば○や×、を入力できる携帯電話機や、傾ける角度を変化させることによりゲームを行えるゲーム機が公表されている。
【０００４】
また、特許文献１には、振ることにより受話音量の調整ができる携帯電話機が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２および３には、傾けることにより、情報の検索および閲覧のための操作ができる携帯端末が記載されている。
【０００６】
また、特許文献４には、振ることにより、着信報知手段の動作の切替えおよびバックライトの操作を行うことができる携帯端末が記載されている。
【０００７】
一方、加速度センサが内蔵された装置の移動パターンから当該装置を移動させたユーザの認識を行う装置が実現されている。
【０００８】
例えば、特許文献５には、筆記具の運筆パターンからユーザの書き癖パターンを検出することによりユーザを判別する筆跡判別装置が記載されている。上記筆記具は、筆記具に加えられた筆圧を検出する筆圧センサ、筆記具の傾きを検出する傾きセンサ、筆記具の運筆に伴う加速度を検出する加速度センサを備えており、これらのセンサからの情報を基に、予め決められた特定の文字、例えばユーザの名前、を書く場合の書き癖が判別される。
【０００９】
また、特許文献６には、筆跡形状、運筆速度、運筆加速度、筆圧を検出することにより、高い精度で認証が可能な署名認証装置が記載されている。
【００１０】
また、特許文献７には、姿勢検出手段の移動パターンから、予め定められた基準動作と実際に行われた動作とのズレを検出する人体動作判別装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２５２２４０号公報（１９９９年９月１７日公開）
【特許文献２】特開平２００２−１４９６１６号公報（２００２年５月２４日公開）
【特許文献３】特開２００３−１６２３７１号公報（２００３年６月６日公開）
【特許文献４】特開２００２−３５４０９７号公報（２００２年１２月６日公開）
【特許文献５】特開２０００−２３１６３３号公報（２０００年８月２２日公開）
【特許文献６】特開２００３−２７１９６７号公報（２００３年９月２６日公開）
【特許文献７】特開２０００−２１３９６７号公報（２０００年８月４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上記従来の構成では、ユーザの動作を判別する場合に、以下のような問題が生じる。
【００１２】
例えば、上記携帯電話機および携帯端末においては、単純な動作によって発せられた信号を判別することはできても、複雑な動作によって発せられた信号を判別することは困難であるという問題が生じる。
【００１３】
また、特許文献５および６に記載の筆跡判別装置においては、ユーザが複数の文字のうちいずれかの文字を選択して書いた場合に、ユーザがどの文字を書いたのかを判別することは困難であるという問題が生じる。
【００１４】
また、特許文献７に記載の人体動作判別装置においては、ユーザが複数の動作のうちいずれかの動作を選択して動作を行った場合に、ユーザがどの動作を行ったのかを判別することは困難であるという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ユーザが行った動作のパターンを精度高く判別することができる動作判別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る動作判別装置は、上記の課題を解決するために、自装置の位置および傾きを基に空間に設定される平面である基準平面に対して図形を描く動作のパターンを判別する動作判別装置であって、ユーザによって動かされる動作検出部であって、当該動作検出部が動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出部と、上記検出データの一部を抽出する検出データ抽出手段と、上記検出データ抽出手段により抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を、上記動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて上記基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、上記２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成手段と、上記図形形成手段によって形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、上記図形形成手段によって形成された図形を判別する判別手段とを備え、上記検出データ抽出手段は、上記基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止することを特徴としている。
【００１７】
本発明に係る動作判別方法は、上記の課題を解決するために、動作判別装置の位置および傾きを基に空間に設定される平面である基準平面に対して図形を描く動作のパターンを判別する動作判別方法であって、ユーザによって動かされる動作検出部であって、当該動作検出部が動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出工程と、上記検出データの一部を抽出する検出データ抽出工程と、上記検出データ抽出工程において抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を、上記動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて上記基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、上記２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成工程と、上記図形形成工程において形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、上記図形形成工程において形成された図形を判別する判別工程とを含み、上記検出データ抽出工程において、上記基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止することを特徴としている。
【００１８】
動作判別装置が人の動作のパターンを判別する場合には、予め定められた動作パターンと実際に行われた動作のパターンとを比較し、実際に行われた動作パターンが予め定められた動作パターンのどれに該当するのか判別する。
【００１９】
しかし、人の一連の動作には、判別の対象となる動作（以下では、有効動作と称する）と判別の対象とはならない動作（以下では、無効動作と称する）とが混在している場合があり、無効動作のために判別の精度が下がる可能性がある。
【００２０】
上記の構成によれば、動作検出部は、当該動作検出部がユーザに動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出する。３次元的に検出するとは、３つの直交する座標軸によって軌跡の形状と位置とが示されることを意味する。検出データ抽出手段は、検出データの一部を抽出し、上記基準平面に対して略垂直な方向に動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止する。図形形成手段は、検出データ抽出手段によって抽出された３次元の軌跡を、動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて基準平面に投影することにより、２次元の軌跡を形成するとともに、当該２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する。図形判別手段は、図形形成手段によって形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、図形形成手段によって形成された図形を判別する。
【００２１】
検出データ抽出手段が、上記基準平面に対して略垂直な方向に動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止するという構成により、ユーザが基準平面に対して略垂直な方向に腕等を動かす動作を指標として、有効動作と無効動作とを区別することができる。
【００２２】
それゆえ、動作検出部によって検出されたユーザの一連の動作から有効動作を抽出し、当該有効動作からユーザの動作のパターンを判別することができる。
【００２３】
例えば、図形を描くための一連の動作のうち、図形の一部を描画するための動作と次の描画位置に腕を移動させるための動作とを、基準平面から腕を離すという動作を認識することによって区切ることができる。したがって、ユーザの動作パターンを判別する精度を高めることができる。
【００２４】
なお、上記「３次元の軌跡を基準平面に投影する」とは、３次元の軌跡の形状を示す３つの座標成分を、基準平面に含まれる直交する２つの座標軸によって示される２つの座標成分に変換することを意味する。
【００２５】
ユーザは、自身の目の前にあると想定される基準平面に対して図形（軌跡）を描くが、その図形は３次元的な（立体的な）ものである。この３次元の図形の３つの座標成分から、動作検出部と基準平面とを結ぶ直線の方向に関する座標成分を取り除くことにより、ユーザが描いた図形を２次元的（平面的）に捉えることができる。
【００２６】
また、上記動作検出部は、互いに直交する３つの座標軸を有する加速度センサを含んでいることが好ましい。
【００２７】
加速度センサは、加速度が生じた方向と加速度の大きさを検出するものである。身体の一部、例えば腕、を動かす場合には、動作の開始時に加速度が生じ、動作を止める時にも逆方向の加速度が生じる。このような動作に伴う加速度のベクトルを検出することにより、動作を検出することができる。
【００２８】
それゆえ、上記の構成によれば、３軸加速度センサによって、動作検出部が動かされた軌跡を３次元的に検出できる。
【００２９】
また、上記動作検出部は、互いに直交する３つの座標軸を有する角速度センサをさらに含んでいることが好ましい。
【００３０】
角速度センサは、軸周りの角速度を検出するセンサである。加速度センサに加え、角速度センサを用いることにより、より精密な動作判定を行うことができる。
【００３１】
それゆえ、上記の構成によれば、動作検出部が動かされた軌跡を３次元的に検出する精度を高めることができる。
【００３２】
また、上記動作判別装置は、ユーザの動作が動作判別の対象になるかどうかを示す判別命令を受け付ける命令受信手段をさらに備え、上記検出データ抽出手段は、上記判別命令に基づいて上記検出データの抽出を行うことが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、命令受信手段は、ユーザの動作が動作判別の対象になるかどうかを示す判別命令を受信し、この判別命令に基づいて検出データ抽出手段は検出データの抽出を行う。
【００３４】
それゆえ、基準平面に対して略垂直な方向に動作検出部が所定の距離以上動かされる動作を動作判別の指標にできることに加え、ユーザの動作が動作判別の対象になるかどうかを区別する基準を、命令受信手段に接続される外部の入力装置を介して得ることができ、ユーザの動作パターンを判別する精度を高めることができる。
【００３５】
また、上記動作判別装置は、時間を計測するタイマーをさらに備え、上記検出データ抽出手段は、上記タイマーを参照することにより上記動作検出部の所定の時間内における動作の変化量を算出し、当該変化量に基づいて上記検出データの抽出を行うことが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、検出データ抽出手段は上記タイマーを参照することにより上記動作検出部の所定の時間内における動作の変化量を算出し、当該変化量に基づいて検出データの抽出を行う。
【００３７】
それゆえ、検出データ抽出手段は、動作検出部が一定時間所定の移動様式で動かされた場合、例えば、動作検出部が一定時間ほとんど動かされなかった場合や動作検出部が回転させられるスナップ動作が行われた場合に、検出データの抽出を停止したり、再開したりすることができる。
【００３８】
したがって、基準平面に対して略垂直な方向に動作検出部が所定の距離以上動かされる動作を動作判別の指標にできることに加え、動作検出部が特定の移動様式で動かされる動作を指標にすることができ、ユーザの動作パターンを判別する精度を高めることができる。
【００３９】
また、上記図形形成手段は、複数の図形形成プログラムに基づき上記図形を形成するものであることが好ましい。
【００４０】
上記の構成によれば、図形形成手段は、複数の図形形成プログラムに基づき上記図形を形成する。
【００４１】
それゆえ、図形形成の様式を、例えばユーザが描く図形の種類に応じて、適宜変更することができる。したがって、動作が類似しているために判別が難しい動作が行われた場合でも、適切な判断ができる可能性を高めることができる。
【００４２】
また、上記動作判別装置は、上記検出データ抽出手段の抽出動作が、開始されたことおよび停止されたことを報知する報知部をさらに備えることが好ましい。
【００４３】
上記の構成により、検出データ抽出手段の動作が切り替わったことを報知部により報知することができる。それゆえ、現在行われている動作が有効な動作として認識されているか、無効な動作として認識されているかを報知できる。
【００４４】
なお、上記報知部としては、文字を表示する表示部、音声を出力するスピーカ、光を発する発光部、振動を伝える振動部、等を挙げることができる。
【００４５】
また、上記動作判別装置は、上記動作検出部の、鉛直方向に対する傾きまたは水平方向に対する傾き、もしくはその両方を検出する傾き検出部と、上記傾きに基づき、上記図形を補正する補正手段とをさらに備えることが好ましい。
【００４６】
ユーザが同じ図形を描く動作を行った場合でも、動作検出部の、鉛直方向に対する傾きまたは水平方向に対する傾きが異なれば、動作判別装置によって認識される図形の形状は異なる可能性がある。例えば、鉛直方法の傾きが異なれば、図形の縦横の比率が変化し、横長または縦長の図形として認識される。また、水平方向の傾きが異なれば、回転した状態の図形が認識される。
【００４７】
上記の構成によれば、傾き検出部によって検出された、動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて、補正手段は上記図形を補正する。
【００４８】
それゆえ、動作検出部の傾きが変化することによって生じる上記図形の形状の変化を補正することができる。その結果、ユーザが動作検出部を通常よりも傾けた状態で移動させた場合でも、ユーザの動作パターンを判別する精度を維持することができる。
【００４９】
なお、上記動作判別装置が備える各手段を、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより動作判別装置を実現する動作判別装置の動作判別装置プログラムおよびそれを記憶したコンピュータ読取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００５０】
本発明に係る動作判別装置は、以上のように、自装置の位置および傾きを基に空間に設定される平面である基準平面に対して図形を描く動作のパターンを判別する動作判別装置であって、ユーザによって動かされる動作検出部であって、当該動作検出部が動かされることによって描かれる軌跡の形状と位置とを３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出部と、上記検出データの一部を抽出する検出データ抽出手段と、上記検出データ抽出手段により抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を上記基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、上記２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成手段と、上記図形形成手段によって形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、上記図形形成手段によって形成された図形を判別する判別手段とを備え、上記検出データ抽出手段は、上記基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止する構成である。
【００５１】
それゆえ、基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされるという動作を指標として、ユーザの一連の動作から判別の対象となる動作を抽出することができ、ユーザの動作を判別する精度を高めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。以下では、本発明の動作判別装置の一例として、携帯端末を例に挙げて説明する。
【００５３】
図２は、本実施形態の携帯端末１の構成を示す概略図である。同図に示すように、携帯端末１（動作判別装置）は、動作検出部２（動作検出部）、動作判別部３、傾きセンサ４（傾き検出部）、操作部５、表示部６、スピーカ７を備えている。
【００５４】
動作検出部２は、携帯端末１がユーザによって振られた場合に、どの方向にどれくらいの強さで振られたのかを検出するためのものである。動作検出部２は、加速度センサ２１、加速度データ処理部２２、角速度センサ２３、角速度データ処理部２４を備えている。
【００５５】
図３（ａ）は加速度センサ２１の、図３（ｂ）は角速度センサ２３の、出力の形式を示す概略図であり、図３（ｃ）および（ｄ）は加速度センサ２１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向を示す概略図である。
【００５６】
加速度センサ２１は、互いに直交する３つの座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度を検出するものである。図３（ａ）に示すように、加速度センサ２１は、検出した加速度のＸ軸成分、Ｙ軸成分、Ｚ軸成分をそれぞれ加速度データ処理部２２へ出力する。
【００５７】
また、図３（ｃ）に示すように、Ｘ軸とＹ軸とによって形成される平面（ＸＹ平面）は、携帯端末１の真正面に形成されており、Ｚ軸はこのＸＹ平面に対して垂直に延びている。
【００５８】
さらに、図３（ｄ）に示すように、ＸＹ平面は、鉛直方向に略垂直な平面として想定されており、携帯端末１に対して平行にはならず、Ｙ軸は携帯端末１の長手方向の軸に対して角度θだけ変位している。この角度θは、ユーザが携帯端末１を手に持った場合に、携帯端末１の鉛直方向に対する傾きに相当するものである。携帯端末１の持ち方はユーザによって異なると考えられるため、ＸＹ平面の鉛直方向に対する角度θはユーザによって設定可能、または傾きセンサ４によって自動で検出されることが好ましい。
【００５９】
角度θは、所定のボタンが押された時の携帯端末１の鉛直方向に対する傾きに基づいて設定されてもよいし、携帯端末１の電源が投入された時の携帯端末１の鉛直方向に対する傾きに基づいて設定されてもよい。鉛直方向に対する傾きは、後述する傾きセンサ４によって検出される。
【００６０】
加速度データ処理部２２は、加速度センサ２１から出力された信号を処理するものであり、例えば、不要成分の除去やＡＤ変換などの処理が行われる。加速度データ処理部２２は、処理を施した加速度データを検出データ抽出部３２へ出力する。
【００６１】
角速度センサ２３は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心とした回転速度を検出するものである。図３（ｂ）に角速度センサ２３の出力の形式を示す。図３（ｂ）に示すように、角速度センサ２３は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を中心とした回転速度を示す信号（ωx、ωy、ωｚ）を角速度データ処理部２４へ出力する。
【００６２】
角速度データ処理部２４は、角速度センサ２３から出力された信号を処理するものであり、例えば、不要成分の除去やＡＤ変換などの処理が行われる。角速度データ処理部２４は、処理を施したデータを検出データ抽出部３２へ出力する。
【００６３】
傾きセンサ４は、鉛直方向および水平方向に対する携帯端末１の傾きを検出するものである。この傾きセンサ４により、鉛直方向に対する加速度センサ２１のＹ軸の傾きおよび水平方向に対するＸ軸の傾きを検出できる。傾きセンサ４は、検出した傾きに関する情報（傾き情報）を補正部３４へ出力する。
【００６４】
動作判別部３は、インターフェイス（ＩＦ）３１（命令受信手段）、検出データ抽出部３２（検出データ抽出手段）、図形形成部３３（図形形成手段）、補正部３４（補正手段）、検索部３５（判別手段）、メモリ３６、出力制御部３８を備えている。
【００６５】
ＩＦ３１は、操作部５を介して入力されたユーザの命令を受け付け、有効信号（判別命令）を検出データ抽出部３２へ出力するものである。また、ＩＦ３１は、ユーザの命令に基づき、動作検出部２の動作のＯＮ/ＯＦＦの制御を行うものである。
【００６６】
検出データ抽出部３２は、加速度データ処理部２２および角速度データ処理部２４から出力された加速度データおよび角速度データを受け取り、加速度データおよび角速度データの抽出を行うものである。
【００６７】
図１は、検出データ抽出部３２の構成を示す概略図である。同図に示すように、検出データ抽出部３２は、Ｚ軸出力算出部４１、変化量算出部５２、タイマー５３、出力部４２を備えている。
【００６８】
Ｚ軸出力算出部４１は、加速度データ処理部２２および角速度データ処理部２４から出力された加速度データおよび角速度データのうち、Ｚ軸成分の変化量を算出するものである。Ｚ軸出力算出部４１は、Ｚ軸成分の変化量が所定量以上であった場合に、図形形成命令を図形形成部３３へ出力する。また、Ｚ軸出力算出部４１は、加速度データおよび角速度データを出力部４２へ出力する。
【００６９】
出力部４２は、Ｚ軸出力算出部４１から受け取った加速度データおよび角速度データのうち、一部のデータを図形形成部３３へ出力するものである。出力部４２は、データ出力状態と停止状態との２つの状態に切替わることができ、この切替えはＩＦ３１から出力される有効信号によって行われる。出力部４２は、有効信号を受信している間はデータ出力状態となる。
【００７０】
図形形成部３３は、検出データ抽出部３２によって抽出された加速度データおよび角速度データを基にユーザが描いた文字を形成するものである。具体的には、検出データ抽出部３２から出力される加速度データおよび角速度データを基に文字の一画である部分文字（部分図形）を形成し、当該部分文字を図示しないキャッシュメモリに順次記憶し、ＩＦ３１から図形形成命令を受け取った時点でキャッシュメモリに記憶されているデータに基づいてひとつの文字を形成する。
【００７１】
加速度データおよび角速度データに基づいて上記部分文字を形成する方法については後述する。
【００７２】
補正部３４は、傾きセンサ４から出力された傾き情報に基づいて、図形形成部３３によって形成された文字を補正するものである。補正部３４は、補正した文字のデータを検索部３５へ出力する。この補正方法の詳細については後述する。
【００７３】
検索部３５は、補正部３４から出力された文字データが示す文字と最も類似度が高い文字を、メモリ３６に記憶されている文字テーブル３７に登録されている文字から検索するものである。検索部３５は、検索結果を出力制御部３８へ出力する。この検索方法の詳細については後述する。
【００７４】
文字テーブル３７は、動作判別部３によって判別可能な文字が登録されているテーブルである。
【００７５】
出力制御部３８は、検索部３５から出力された検索結果に基づいて、表示部６またはスピーカ７、もしくはその両方を制御することにより所定の出力を行うものである。所定の出力とは、ユーザが描いた文字を表示部６、例えば液晶ディスプレィ、に表示することであってもよいし、スピーカ７からユーザが描いた文字に対応する音声を出力することであってもよい。
【００７６】
（文字形成方法）
次に、図形形成部３３における文字形成方法について説明する。上述したように、図形形成部３３は、加速度データおよび角速度データに基づいて部分文字（文字の１画）を形成し、これら部分文字を重ね合わせて、ユーザが描いたひとつの文字を形成する。まず、加速度データおよび角速度データに基づいて部分文字を形成する方法（動作パターンを判別する方法）について説明する。
【００７７】
ユーザが描いた文字を判別するためには、加速度データおよび角速度データの両方が不可欠というわけではなく、少なくとも加速度データが取得できればよい。加速度データのみを用いる場合には、ＸＹ、ＹＺ、ＺＸ平面とそれぞれ平行な射影を文字として認識させ、腕の縦横の動きを判別させればよい。特に、固定された平面（例えば、黒板）に描かれた文字を認識させる場合には、角速度データは利用しなくてもよい。
【００７８】
一方、角速度データを利用する場合には、ωの成分（図３参照）を利用できるため、加速度データから検出された動作パターンをω成分で補正し、XY、YZ、ZX平面と平行な射影として認識することにより、固定された平面に描かれた文字のみならず、自由空間に書かれた文字を判別することができる。換言すれば、縦横の腕の動きに加えて、手首の動きを判別することができるため、文字を判別する精度を高めることができる。
【００７９】
動作パターンを判別する方法として、例えば、多変量解析の主成分分析法を用いることができる。この手法において主成分を求めるには、データの重心を通る直線を１本定め、各点からこの直線への距離の２乗総和が最小になる直線を決定すればよい。具体的には、加速度と角速度との分散共分散行列を求め、固有値が最大となる固有ベクトルを計算する。この固有ベクトルの第１成分（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が主要な動作成分となる。そして、加速度と角速度との主要な方向の組み合わせにより動作パターン（部分文字）を判別する。
【００８０】
さらに、上記のようにして判別された部分文字を重ね合わせて、ひとつの文字を形成する。この場合には、各部分文字の書き始めの座標から、各部分文字の相対的な位置関係を算出し、当該位置関係を維持した状態で各部分文字を重ね合わせればよい。
【００８１】
なお、図形形成部３３は複数の文字形成プログラムを備え、ユーザの指示に基づき複数の文字形成プログラムを切替えることができる構成であることが好ましい。文字形成プログラムとして、例えば、ひらがなのみを認識するための文字形成プログラム、特定の文字、例えばギリシャ文字、は認識しない文字形成プログラムを挙げることができる。例えば、ギリシャ文字を認識しない文字形成プログラムを用いた場合には、「α」を描いても、「人」と認識される。
【００８２】
このように判別する対象を予め絞ることにより、ユーザが描いた文字を判別する精度を高めることができる。
【００８３】
（補正方法）
次に、補正部３４における文字の補正方法について図４を用いて説明する。図４は、補正前の文字と補正後の文字との例を示す概略図である。
【００８４】
携帯端末１の鉛直方向に対する傾き（上記角度θ、図３（ｄ）参照）は、常に一定に維持されるわけではなく、使用状況によって変化する可能性が高い。例えば、所定の傾き（角度θ）よりも傾けられた場合（携帯端末１が水平に近い状態で振られた場合）には、図４左図に示すように、上下に圧縮されたような文字として認識される。
【００８５】
このように文字が変形した形で認識されると、検索部３５において当該文字が正確に判別されない虞がある。そこで、携帯端末１の傾きに基づいて、認識された文字を補正することが好ましい。具体的には、所定の基準平面に対する、ユーザが実際に文字を描いた平面の傾きを算出し、文字の上下方向の幅を補正する。この補正を行うと、図４
右図に示すように、正常な形の文字として認識される。
【００８６】
上記補正を行う場合に、補正部３４は、傾きセンサ４から、携帯端末１の傾き情報を取得し、この傾き情報に基づいて補正を行う。
【００８７】
なお、この補正は、ユーザが文字を描くごとに毎回行われてもよいし、検索部３５において文字が特定できなかった場合に行われてもよい。
【００８８】
また、携帯端末１の傾きは、傾きセンサ４を用いて検出してもよいし、加速度センサのＺ軸方向への、動作検出部２の動作から検出してもよい。
【００８９】
また、携帯端末１の傾きは、文字を描く動作の開始時点において算出してもよいし、文字を描く動作の間の傾きを平均することによって算出しもよい。
【００９０】
（検索方法）
次に、検索部３５における文字の検索方法（判別方法）について説明する。検索部３５において、ユーザが描いた文字を判別する方法は、特に限定されず、補正部３４から出力された文字について、文字テーブル３７を参照することによって、一文字ずつ判別できるものであればよい。
【００９１】
文字判別方法としては、例えば、パターンマッチングを用いる方法や、パターンとテンプレートの内積を求めて判断する単純類似度法等、何でもよく、判別対象となる文字の複雑さに応じて適宜変更すればよい。
【００９２】
また、文字テーブル３７の構造も特に限定されず、階層構造を有しているものであってもよいし、階層構造を有していないものであってもよい。また、文字テーブル３７が階層構造を有している場合には、上位階層から順次検索を実行してもよいし、特定の階層を直接検索できるようにしてもよい。
【００９３】
また、階層の形成方法も限定されず、画数の少ない文字から画数の多い文字へと、画数に応じて階層を形成してもよいし、ひらがな、カタカナ、漢字、数字など、文字の種類ごとに階層を形成してもよい。
【００９４】
なお、ユーザが描いた文字をひとつに絞りきれない場合には、複数の文字の候補を表示部６に表示し、ユーザに所望の文字を選択させてもよい。
【００９５】
（処理の流れ）
次に携帯端末１における処理の流れについて図５を用いて説明する。図５は、携帯端末１における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【００９６】
同図に示すように、ユーザにより文字入力操作の開始信号が、例えば特定のボタンを押すことにより携帯端末１に入力されると、加速度センサ２１および角速度センサ２３は、携帯端末１が振られることによって生じる加速度および角速度の検出を開始し、加速度データおよび角速度データを対応するデータ処理部へ出力する（Ｓ１）。
【００９７】
加速度データ処理部２２、角速度データ処理部２４は、受け取ったデータを処理し、検出データ抽出部３２へ出力する。上記データは、検出データ抽出部３２において、Ｚ軸出力算出部４１を介して出力部４２へ送られる。
【００９８】
ユーザは、文字の一画を描く動作を行っている間は、操作部５に備えられた文字入力ボタンを押し、文字の一画を描く動作を終えると文字入力ボタンを押す操作をやめる。
【００９９】
文字入力ボタンが押されると、その信号（有効信号）はＩＦ３１を介して出力部４２へ送られる。出力部４２は、有効信号を受信している間は、加速度データおよび角速度データを図形形成部３３へ出力する（Ｓ２）。
【０１００】
出力部４２からの出力が途切れると、図形形成部３３は、それまで出力部４２から出力された加速度データおよび角速度データに基づいて、ユーザが一連の動作によって描いた文字の一画（部分文字）を形成する（Ｓ３）。図形形成部３３は、形成した部分文字のデータを図示しないキャッシュメモリに記憶する。
【０１０１】
ユーザは、次の一画を描く場合には、再び文字入力ボタンを押しながら携帯端末１を振る。ひとつの文字を描き終えると、ユーザは文字入力ボタンを押す操作をやめるとともに、文字を描いた仮想空間平面である基準平面に対して携帯端末１を遠ざける動作を行う。
【０１０２】
この動作により、加速度センサ２１のＺ軸成分の出力が増加する。Ｚ軸出力算出部４１は、Ｚ軸成分の出力が所定の閾値以上になったことを検出すると（Ｓ４にて、ＹＥＳ）、図形形成命令を図形形成部３３へ出力する。
【０１０３】
図形形成命令を受け取ると、図形形成部３３は、その時点までにキャッシュメモリに記憶しておいた部分文字を重ね合わせ、ひとつの文字を形成する（Ｓ５）。図形形成部３３は、形成した文字の文字データを補正部３４へ出力する。
【０１０４】
図形形成部３３から文字データを受け取ると、補正部３４は、傾きセンサ４から出力された傾き情報を基に上記文字の補正を行う（Ｓ６）。補正部３４は、補正を施した文字データを検索部３５へ出力する。
【０１０５】
文字データを受け取ると、検索部３５は、文字データの示す文字と最も類似度の高い文字を文字テーブル３７から検索する（Ｓ７）。検索部３５は、検索結果を出力制御部３８へ出力する。
【０１０６】
検索結果を受け取ると、出力制御部３８は、検索結果が示す文字を表示部６に表示するとともに、スピーカ７を介して、当該文字に対応する音声を出力する（Ｓ８）。例えば、「あ」という文字が入力された場合には、「あ」を表示部６に表示するとともに、「あ」という音声をスピーカ７から出力してもよい。
【０１０７】
ユーザが文字をひとつだけ入力する場合には、ユーザは所定の操作、例えば、特定のボタンを押すという操作を行い、この操作により一連の処理は終了される（Ｓ９にて、ＹＥＳ）。
【０１０８】
一方、ユーザが続けて次の文字を入力する場合には（Ｓ９にて、ＮＯ）、ユーザは、再び文字入力ボタンを押しながら携帯端末１を振る。検出データ抽出部３２は、文字入力ボタンが押されたことを検出すると、検出データの出力を再開する（Ｓ２に戻る）。そして、すべての文字が入力されると一連の処理は終了される。
【０１０９】
複数の文字が入力される場合には、入力された文字を順に表示部６に表示してもよい。図６は、表示部６における入力文字の表示方法の一例を示す概略図である。同図に示すように、「や」が入力された後に「や」を表示し、その後「ま」が入力された時点で「や」の隣に「ま」を表示してもよい。
【０１１０】
なお、携帯端末１は、入力された文字を変換する機能を備えていてもよい。例えば、「やま」と入力されたひらがなを「山」という漢字や、「ヤマ」というカタカナに変換する機能を備えていてもよい。
【０１１１】
（効果）
以上のように、携帯端末１は、Ｚ軸方向へ移動させられるという動作を指標にして、文字を描く一連の動作から、文字に反映される動作と反映されない動作とを区別することができる。さらに、上記指標に加え、文字入力ボタンを押すという操作によって入力される指標を用いることにより、文字の一画を描く区切りと、文字と文字との区切りを明確に区別することができる。そのため、ユーザの描いた文字を判別する精度を高めることができる。
【０１１２】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図７〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１１３】
図７は、本実施形態の携帯端末５０の構成を示す概略図である。同図に示すように、携帯端末５０は、検出データ抽出部５１を備えている。
【０１１４】
図８は、検出データ抽出部５１の構成を示す概略図である。同図に示すように、検出データ抽出部５１は、Ｚ軸出力算出部４１、出力部４２に加え、変化量算出部５２、タイマー５３を備えている。
【０１１５】
変化量算出部５２は、Ｚ軸出力算出部４１から加速度データおよび角速度データを受け取り、タイマー５３を参照しつつ、一定時間内の加速度および角速度の変化量を算出するものである。具体的には、一定時間内の加速度および角速度の変化量が所定量以下であるか否かを算出する。上記変化量が所定量以下であった場合、例えば、携帯端末５０が一定時間ほとんど動かされなかった場合、変化量算出部５２は、出力部４２へ出力制御信号を出力する。また、変化量算出部５２は、加速度データおよび角速度データを出力部４２へ出力する。
【０１１６】
上記一定時間は、特に限定されないが、長過ぎるとユーザにストレスを与えてしまうため、１〜２秒程度が好ましい。また、上記所定量は、小さ過ぎると、少し腕がぶれても動作を止めたと認識されなくなるため、腕のぶれを考慮して設定されることが好ましい。
【０１１７】
（処理の流れ）
次に、携帯端末５０における処理の流れについて図９を用いて説明する。図９は、携帯端末５０における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【０１１８】
同図に示すように、ユーザにより文字入力操作の開始信号が携帯端末５０に入力されると、加速度センサ２１および角速度センサ２３は、加速度および角速度の検出を開始し、加速度データおよび角速度データを対応するデータ処理部へ出力する（Ｓ１１）。
【０１１９】
加速度データ処理部２２、角速度データ処理部２４は、受け取ったデータを処理し、検出データ抽出部３２へ出力する。上記データは、検出データ抽出部３２において、Ｚ軸出力算出部４１、変化量算出部５２を介して出力部４２へ送られる。
【０１２０】
ユーザは文字を書き始める時に、動作を一時停止させる。この動作により加速度センサ２１において一定時間加速度がほとんど検出されなくなる。変化量算出部５２は、タイマー５３を参照しつつ、所定時間内の加速度の変化を算出する。所定時間内に所定値以上の加速度が生じなかったことを検出すると（Ｓ１２にて、ＹＥＳ）、変化量算出部５２は、出力制御信号を出力部４２へ出力する。
【０１２１】
出力制御信号を受け取ると、出力部４２は加速度データおよび角速度データを図形形成部３３へ出力する（Ｓ１３）。
【０１２２】
ユーザは、文字の一画を描く動作を終えると、動作を一時停止する。この動作を検出すると（Ｓ１４にて、ＹＥＳ）、変化量算出部５２は、出力制御信号を出力部４２へ出力する。
【０１２３】
出力制御信号を受け取ると、出力部４２は検出データの出力を停止する。出力部４２からの出力が途切れると、図形形成部３３は、それまで受信した加速度データおよび角速度データに基づいて部分図形を形成する（Ｓ１５）。図形形成部３３は、形成した部分図形を図示しないキャッシュメモリに記憶する。
【０１２４】
ここで入力を終える場合には、ユーザは基準平面に対して携帯端末５０を遠ざける動作を行う。この動作により、加速度センサ２１のＺ軸成分の出力が増加する。Ｚ軸出力算出部４１は、Ｚ軸成分の出力が所定の閾値以上になったことを検出すると（Ｓ１６にて、ＹＥＳ）、図形形成命令を図形形成部３３へ出力する。
【０１２５】
一方、続けて入力を行う場合には（Ｓ１６にて、ＮＯ）、次の一画を描くために当該一画の始点まで腕を移動させ、描き始める前に腕を一時停止させる（Ｓ１２に戻る）。変化量算出部５２は、この動作を検出すると（Ｓ１２にて、ＹＥＳ）、出力制御信号を出力部４２へ出力する。
【０１２６】
出力制御信号を受け取ると、出力部４２は、検出データの出力を再開する。そして、ひとつの文字を描き終えるまで上記の処理を繰返し、ひとつの文字を書き終えた時点で基準平面に対して携帯端末５０を遠ざける動作を行う。
【０１２７】
これ以降の処理は、携帯端末１における処理と同様のため、その説明を省略する。
【０１２８】
なお、ユーザが動作を一時停止したことを変化量算出部５２が認識した場合に、スピーカ７から信号音を発する構成にしてもよい。この構成によれば、ユーザは動作の一時停止を携帯端末５０が認識したか否かを信号音により確認することができ、不必要に長く動作を止める可能性が少なくなるとともに、動作を止める時間が短すぎて動作の一時停止が携帯端末５０に認識されないまま文字を書き進める可能性を低減できる。
【０１２９】
なお、上述の説明では、携帯端末５０が一定時間ほとんど動かされない動作に基づいて出力部４２の切替えを行っているが、上記動作以外の動作を出力部４２の切替えの指標にしてもよい。例えば、携帯端末５０を手首を回すことにより回転させるスナップ動作を上記指標にしてもよい。この場合には、変化量算出部５２は、角速度が所定値以上検出された場合にスナップ動作が行われたと認識すればよい。
【０１３０】
（効果）
以上のように、携帯端末５０は、Ｚ軸方向へ移動させられるという動作を指標にして、文字を描く一連の動作から、文字に反映される動作と反映されない動作とを区別することができる。さらに、上記指標に加え、携帯端末５０を一定時間動かさないという動作によって入力される指標を用いることにより、文字の一画を描く区切りと、文字と文字との区切りを明確に区別することができる。そのため、ユーザの描いた文字を判別する精度を高めることができる。
【０１３１】
（変更例）
なお、上述の説明では、携帯端末１および携帯端末５０が認識する対象は文字であるとしたが、○や×等の記号であってもよいし、数字や絵文字であってもよい。文字テーブル３７に登録されていれば、ユーザ以外の他人には意味不明な図形であってもよい。この場合、文字テーブル３７に所望の図形を登録できる構成になっていることが好ましい。
【０１３２】
また、上記の構成では、携帯端末１および携帯端末５０には、ひとつの文字テーブル３７が備えられているが、構造および登録されている文字の種類の異なる複数の文字テーブルを備える構成にしてもよい。
【０１３３】
また、上記の構成では、携帯端末１および携帯端末５０を基準平面から遠ざける動作を文字の区切りの指標として認識しているが、文字の一画の区切りの指標として認識してもよい。
【０１３４】
また、基準平面から携帯端末１および携帯端末５０を遠ざけた後に再度近づけるという往復動作を複数回行う動作を特定の情報を入力するための動作として認識してもよい。例えば、上記往復動作を２回繰り返すことにより濁点を入力できる構成にしてもよい。この構成によれば、例えば「か」を入力した後に上記往復動作を２回繰り返すと、「か」が「が」に変換される。それゆえ、濁点および半濁点の入力も簡単に行うことができる。
【０１３５】
また、上述の説明では、本発明の動作判別装置の一例として携帯端末を挙げているが、本発明の動作判別装置をパソコン等情報機器の入力装置として実現してもよい。
【０１３６】
また、上記の構成では、動作検出部２は、加速度センサ２１と角速度センサ２３とを備えているが、角速度センサ２３を備えない構成にしてもよい。
【０１３７】
また、加速度センサおよび角速度センサに代わるセンサとして、発光部と受光部とを備えた光学センサを用いることができる。この場合には、動作検出部２に光学センサを設け、動作検出部２の動きを当該光学センサにより検出すればよい。
【０１３８】
また、携帯端末１および携帯端末５０の各手段は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって構成してもよい。
【０１３９】
すなわち、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種情報を格納するメモリ等の記録媒体などを備えている。
【０１４０】
そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである携帯端末１および携帯端末５０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読取り可能に記録した記録媒体を、上記携帯端末１および携帯端末５０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１４１】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュメモリ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１４２】
また、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。
【０１４３】
また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Bluetooth（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。
【０１４４】
なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１４５】
このように本明細書において、手段とは必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能がソフトウェアによって実現される場合も包含する。さらに、一つの手段の機能が二つ以上の物理的手段により実現されても、もしくは、二つ以上の手段の機能が一つの物理的手段により実現されてもよい。
【０１４６】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段を備えた電子機器であって、該電子機器を移動させたときに前記加速度検知手段と前記角速度検知手段とにより得られる移動量と前記電子機器の機能とを対応付ける移動量判定手段とを備え、該電子機器を２次元的に移動させた後に、前記電子機器を第３の方向に移動させることによって一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１４７】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段と、角速度を検知する角速度検知手段とを備えた電子機器であって、該電子機器を移動させたときに前記加速度検知手段と前記角速度検知手段とにより得られる移動量と前記電子機器の機能とを対応付ける移動量判定手段とを備え、該電子機器を２次元的に移動させた後に、前記電子機器を第３の方向に移動させることによって一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１４８】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段を備えた電子機器であって、キー入力手段を備え、該電子機器を移動させた後に、前記キー入力手段を押すことによって一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１４９】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段と、角速度を検知する角速度検知手段とを備えた電子機器であって、キー入力手段、
を備え、該電子機器を移動させた後に、前記キー入力手段を押すことによって一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１５０】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段を備えた電子機器であって、時間をカウントする時間カウンターと、時間を記憶しておく時間メモリとを備え、該電子機器を移動させた後に、前記加速度検知手段と前記角速度検知手段が該電子機器が移動していないと判断したときに、前記時間カウンターが時間のカウントを開始し、前記時間メモリに記憶している時間に達したときに、一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１５１】
また、本発明の動作判別装置は、移動に伴う３方向の加速度を検知する加速度検知手段と、角速度を検知する角速度検知手段とを備えた電子機器であって、時間をカウントする時間カウンターと、時間を記憶しておく時間メモリとを備え、該電子機器を移動させた後に、前記加速度検知手段と前記角速度検知手段が該電子機器が移動していないと判断したときに、前記時間カウンターが時間のカウントを開始し、前記時間メモリに記憶している時間に達したときに、一連の動作の終了を判断させるものであってもよい。
【０１５２】
また、本発明の動作判別装置は、一連の動作が終了したことを知らせる報知手段、
を備え、報知手段は一連の動作を終了したことを報知するものであってもよい。
【０１５３】
また、本発明の動作判別装置は、空中入力モード設定手段を備え、前記空中入力モード設定手段により設定された空中入力モード設定情報と、該電子機器を振ることによって前記加速度検知手段と前記角速度検知手段が該電子機器から得られる移動情報に基づいて、空中入力情報を識別するものであってもよい。
【０１５４】
また、本発明の動作判別装置は、前記空中入力モード設定情報が有効であることを知らせる報知手段を備えるものであってもよい。
【０１５５】
また、本発明の動作判別装置は、前記電子機器の傾きを検知する傾き検知手段を備え、傾いた状態であったとしても移動量の判定が可能であるものであってもよい。
【０１５６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
ユーザの動作パターンを判別し、当該動作パターンに基づく情報入力ができるため、パソコンや携帯端末等における情報入力装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】一実施形態の携帯端末が備える検出データ抽出部の構成を示す概略図である。
【図２】一実施形態の携帯端末の構成を示す概略図である。
【図３】（ａ）は一実施形態の携帯端末が備える加速度センサの出力形式を示す概略図であり、（ｂ）は一実施形態の携帯端末が備える角速度センサの出力形式を示す概略図であり、（ｃ）は上記加速度センサの軸の方向を示す概略図であり、（ｄ）はＹ軸に対する上記携帯端末の傾きを示す概略図である。
【図４】補正前の文字と補正後の文字との例を示す概略図である。
【図５】一実施形態の携帯端末における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図６】一実施形態の携帯端末が備える表示部における入力文字の表示方法の一例を示す概略図である。
【図７】別の実施形態の携帯端末の構成を示す概略図である。
【図８】別の実施形態の携帯端末が備える検出データ抽出部の構成を示す概略図である。
【図９】別の実施形態の携帯端末における処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５９】
１ 携帯端末（動作判別装置）
４ 傾きセンサ（傾き検出部）
６ 表示部（報知部）
７ スピーカ（報知部）
２１ 加速度センサ（動作検出部）
２３ 角速度センサ（動作検出部）
３１ ＩＦ（命令受信手段）
３２ 検出データ抽出部（検出データ抽出手段）
３３ 図形形成部（図形形成手段）
３４ 補正部（補正手段）
３５ 検索部（検索手段）
５０ 携帯端末（動作判別装置）
５３ タイマー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自装置の位置および傾きを基に空間に設定される平面である基準平面に対して図形を描く動作のパターンを判別する動作判別装置であって、
ユーザによって動かされる動作検出部であって、当該動作検出部が動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出部と、
上記検出データの一部を抽出する検出データ抽出手段と、
上記検出データ抽出手段により抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を、上記動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて上記基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、上記２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成手段と、
上記図形形成手段によって形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、上記図形形成手段によって形成された図形を判別する判別手段とを備え、
上記検出データ抽出手段は、上記基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止することを特徴とする動作判別装置。
【請求項２】
上記動作検出部は、互いに直交する３つの座標軸を有する加速度センサを含むことを特徴とする請求項１に記載の動作判別装置。
【請求項３】
上記動作検出部は、互いに直交する３つの座標軸を有する角速度センサをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の動作判別装置。
【請求項４】
ユーザの動作が動作判別の対象になるかどうかを示す判別命令を受け付ける命令受信手段をさらに備え、
上記検出データ抽出手段は、上記判別命令に基づいて上記検出データの抽出を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作判別装置。
【請求項５】
時間を計測するタイマーをさらに備え、
上記検出データ抽出手段は、上記タイマーを参照することにより上記動作検出部の所定の時間内における動作の変化量を算出し、当該変化量に基づいて上記検出データの抽出を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作判別装置。
【請求項６】
上記図形形成手段は、複数の図形形成プログラムに基づき上記図形を形成するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作判別装置。
【請求項７】
上記検出データ抽出手段の抽出動作が、開始されたことおよび停止されたことを報知する報知部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作判別装置。
【請求項８】
上記動作検出部の、鉛直方向に対する傾きまたは水平方向に対する傾き、もしくはその両方を検出する傾き検出部と、
上記傾きに基づき、上記図形を補正する補正手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作判別装置。
【請求項９】
動作判別装置の位置および傾きを基に空間に設定される平面である基準平面に対して図形を描く動作のパターンを判別する動作判別方法であって、
ユーザによって動かされる動作検出部であって、当該動作検出部が動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出工程と、
上記検出データの一部を抽出する検出データ抽出工程と、
上記検出データ抽出工程において抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を、上記動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて上記基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、上記２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成工程と、
上記図形形成工程において形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、上記図形形成工程において形成された図形を判別する判別工程とを含み、
上記検出データ抽出工程において、上記基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止することを特徴とする動作判別方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の動作判別装置を動作させる動作判別プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための動作判別プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の放送受信プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項１】
自装置の位置および傾きを基に空間に設定される平面である基準平面に対して図形を描く動作のパターンを判別する動作判別装置であって、
ユーザによって動かされる動作検出部であって、当該動作検出部が動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出部と、
上記検出データの一部を抽出する検出データ抽出手段と、
上記検出データ抽出手段により抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を、上記動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて上記基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、上記２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成手段と、
上記図形形成手段によって形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、上記図形形成手段によって形成された図形を判別する判別手段とを備え、
上記検出データ抽出手段は、上記基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止することを特徴とする動作判別装置。
【請求項２】
上記動作検出部は、互いに直交する３つの座標軸を有する加速度センサを含むことを特徴とする請求項１に記載の動作判別装置。
【請求項３】
上記動作検出部は、互いに直交する３つの座標軸を有する角速度センサをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の動作判別装置。
【請求項４】
ユーザの動作が動作判別の対象になるかどうかを示す判別命令を受け付ける命令受信手段をさらに備え、
上記検出データ抽出手段は、上記判別命令に基づいて上記検出データの抽出を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作判別装置。
【請求項５】
時間を計測するタイマーをさらに備え、
上記検出データ抽出手段は、上記タイマーを参照することにより上記動作検出部の所定の時間内における動作の変化量を算出し、当該変化量に基づいて上記検出データの抽出を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作判別装置。
【請求項６】
上記図形形成手段は、複数の図形形成プログラムに基づき上記図形を形成するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作判別装置。
【請求項７】
上記検出データ抽出手段の抽出動作が、開始されたことおよび停止されたことを報知する報知部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作判別装置。
【請求項８】
上記動作検出部の、鉛直方向に対する傾きまたは水平方向に対する傾き、もしくはその両方を検出する傾き検出部と、
上記傾きに基づき、上記図形を補正する補正手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動作判別装置。
【請求項９】
動作判別装置の位置および傾きを基に空間に設定される平面である基準平面に対して図形を描く動作のパターンを判別する動作判別方法であって、
ユーザによって動かされる動作検出部であって、当該動作検出部が動かされることによって描かれる軌跡の形状を３次元的に検出し、その検出結果を示す検出データを出力する動作検出工程と、
上記検出データの一部を抽出する検出データ抽出工程と、
上記検出データ抽出工程において抽出された検出データに基づいて形成される３次元の軌跡を、上記動作検出部の鉛直方向に対する傾きに基づいて上記基準平面に投影することにより２次元の軌跡を形成するとともに、上記２次元の軌跡を組み合わせることによって、ユーザによって描かれた図形を形成する図形形成工程と、
上記図形形成工程において形成された図形と予め登録された図形とを比較することにより、上記図形形成工程において形成された図形を判別する判別工程とを含み、
上記検出データ抽出工程において、上記基準平面に対して略垂直な方向に上記動作検出部が所定の距離以上動かされた場合に、検出データの抽出を停止することを特徴とする動作判別方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の動作判別装置を動作させる動作判別プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための動作判別プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の放送受信プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−５８８１５（Ｐ２００７−５８８１５Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４６８３０（Ｐ２００５−２４６８３０）
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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