説明

非接触型入力装置

本発明は、平坦な面を必要とすることなく3次元空間内でユーザが入力装置を動かすことを可能とすることにより、より多くの柔軟性及び利便性を与える入力装置を提供する。本発明の1つの実施例によれば、入力装置が提供される。入力装置は、入力装置の3次元の動きに関連付けられる3次元動きデータを発生する動き検出センサを有する。装置は、動きデータに基づいて2次元平面上で入力装置の距離及び方向をコンピュータに求めさせるよう、コンピュータへ動きデータをワイヤレスに送信する。コンピュータは、求められた距離及び方向に基づいて対応する位置へカーソルを移動させる。入力装置は、コンピュータに対応するカーソル・アクション、即ちダブルクリック動作を実行させるよう、ユーザのコマンドに応じて制御信号を発生する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して入力装置に関連し、より特定的には非接触型入力装置に関連する。
【背景技術】
【0002】
入力装置は、データをコンピュータ又はハンドヘルド型装置等へ供給するのに用いられる。コンピュータマウス及びトラックボールは、全て入力装置の例である。コンピュータマウスは、ディスプレイ上でカーソルの動きを制御する広く使用されている入力装置である。トラックボールは、マウスが仰向けとなったものであり、携帯型コンピュータによく用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
現在、殆どの従来の入力装置には不利点がある。例えば、従来のマウスでは、有線であってもワイヤレス式であっても、ユーザはマウスをマウスパッド等の平坦な面上で動作させる必要がある。これは、ユーザにとって利用可能な選択肢を制限する。例えば、ユーザが、プレゼンテーション又は講義中にマウスを使用しようとするとき、ユーザはマウスを使用するにはマウスがある場所まで行くか、平坦な面上でワイヤレス式のマウスを制御させる必要がある。これは、ユーザが、プレゼンテーション又は講義を行っている部屋の真ん中に立っているときにかなりの不便さを生じさせる。
【0004】
従って、従来の入力装置によって提供されるものよりも柔軟性が高く便利な改善された入力装置をユーザに与える必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の1つの実施例によれば、入力装置が提供される。入力装置は、入力装置の3次元の動きに関連する3次元動きデータを発生する動き検出センサを有する。装置は、コンピュータに、動きデータに基づいて2次元平面上で入力装置の距離及び方向を求めさせるよう、動きデータをコンピュータへワイヤレスに送信する。コンピュータは、求められた距離及び方向に基づいて、カーソルを対応する位置へ移動させる。入力装置はまた、コンピュータに、左クリック動作、右クリック動作、ダブルクリック動作、及びクリック・アンド・ドラッグ動作のうちの1つを含むカーソル・アクションを実行させるよう、ユーザのコマンドに応じて制御信号を発生する。
【0006】
本発明の他の実施例によれば、第1及び第2の軸上の入力装置の動きデータはカーソルの対応する位置を求めるのに使用され、一方で第3の軸上の動きデータは対応するカーソル・アクションを実行する基礎として用いられる。
【発明の効果】
【0007】
このように、本発明は、従来の入力装置によって提供されるものよりも柔軟性が高く便利な改善された入力装置をユーザに提供する。
【0008】
本発明の他の目的及び達成は、本発明の完全な理解と共に、添付の図面を参照して以下の説明及び特許請求の範囲を参照することにより明らかとなり認められるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明について、添付の図面を参照して、例として更に詳述する。図中、同じ参照番号は同様の又は対応する特徴又は機能を示す。図1は、本発明の第1の実施例によるコンピュータ30に接続された入力装置20を示す図である。図示のように、入力装置20は、3次元動き検出センサ22、左及び右制御ボタン24及び25、制御回路26、並びに通信インタフェース28を含む。コンピュータ30は、プロセッサ32、メモリ34、記憶装置36、及び通信インタフェース38を含む。簡単化のため、他の従来の要素は図1には示されていない。
【0010】
動作中、ユーザは、3次元空間中(例えば空気中)で、コンピュータ30上のアイコンを指し、クリックするよう、入力装置20を動かす。動き検出センサ22は、3次元の動きを検出し、Bluetooth、Zigbee、IEEE802.11、赤外線といった通信インタフェース28を介してコンピュータ上でカーソルを移動させるよう、3次元動きデータ及びサンプリングレートを通信する。サンプリングレートは、製造者によって設定される所定の値でありうる。入力装置20から受信した動きデータ及びサンプリングレートから、プロセッサ32は、x、y、及びz軸上で対応する3次元座標を計算し、計算した座標に基づいてコンピュータのディスプレイ上でカーソルを対応する位置へ移動させ、又は対応するカーソル・アクションを実行する。
【0011】
入力装置20の制御回路26は、ユーザにより与えられた外部入力を制御ボタン24及び25を介して受信すると、インタフェース28を介してコンピュータへ制御信号のうちの一方を与える。2つの制御信号は、左及び右クリック動作を夫々表わす。例えば、ユーザは、コンピュータ30が従来のマウス上で左クリックに対応する動作を行なうための第1の制御信号を制御回路26に発生させるよう左制御ボタン24を押しうる。
【0012】
本発明の特定的な実施例では、動き検出センサ32は、x、y及びz軸に沿って動きの加速を測定することによって3次元の動きを検出する。例として、日本国、東京、日立金属社から市販されている圧電抵抗形3軸加速センサが、動き検出センサ22として使用されうる。ICチップの形のこの加速センサは、3軸方向(x,y及びz)で加速度を同時に検出する可能性を有する。センサは、非常に感度が高く耐衝撃性であり、非常に小さく薄型の半導体タイプの3軸加速センサである。この加速センサに関するより多くの情報は、ここに参照として組み入れられる以下のウェブサイト
http://www.hitachi-metals.co.jp/e/prod/prod06/p06_10.html
上で利用可能である。
【0013】
図2は、本発明の第1の実施例による入力装置20の典型的な外部設計を示す図である。図2に示すように、入力装置20は、装置の電子部分(例えば3次元動き検出センサICチップ)を含む筐体40と、左及び右制御ボタン24及び25と、ユーザの指に入力装置20を取り付けるためのバンド42とを含む。これを指に取り付けることによって、ユーザは、コンピュータディスプレイ上のアイコンを指すために3次元空間内で指を動かし、対応するクリック動作を実行させるよう制御ボタンのうちの1つを押すことができる。
【0014】
図3は、本発明の第1の実施例による、コンピュータ30によって実行されるプロセス50を示すフローチャートである。図3中、コンピュータ30は、入力装置20から、3次元動きデータ(x、y、及びz方向の動きの加速データ等)及びサンプリングレートを受信する。受信した情報に基づいて、プロセッサ32は、入力装置の動きの距離及び方向を求めるための原点として動きの開始点を用いて各サンプリング点に対するx軸及びy軸上の対応する座標を計算する(ステップ56)。この段階において、各サンプリング点は、以下のサンプリング点の座標を計算するための参照点として用いられる。プロセッサ32は、カーソルをx軸及びy軸に沿ってディスプレイ上の対応する位置へ動かす(ステップ58)。入力装置の動きの距離の計算は、プロセッサ32が制御信号の受信を検出するまで入来する3次元の動きに基づいて連続的に実行される(ステップ62)。制御信号が受信されると、制御ボタンが押されたことを示す。従って、対応する機能が実行される(ステップ68)。その後、同じプロセスが繰り返される。
【0015】
図4は、本発明の第2の実施例によるコンピュータ30に接続された入力装置80を示す図である。入力装置80は、図1に示す入力装置20と同様であるが、2つの制御ボタンを含まない点で相違する。本実施例では、コンピュータ30によって受信される3次元動きデータは異なった方法で用いられる。特に、x軸及びy軸上の動きは、カーソルの距離及び方向を求めるのに使用され、z軸上の動きは、図6に関して詳述するように、例えばクリック・アンド・ドラッグ動作といったカーソル・アクションを検出する決定要因である。
【0016】
図5は、本発明の第2の実施例による入力装置80の典型的な外部設計を示す図である。図5に示すように、入力装置80は、凹部86を有するステム84と、ステム84に取り付けられた3次元動き検出センサICチップ88とを含む。ユーザは、ユーザの手に対する入力装置80の相対的な位置を固定するよう、人差し指で凹部86でステム84を単に保持しうる。或いは、ユーザの手に対する入力装置80の相対位置を固定するのに用いられる参照点として、凹部86の代わりに、ポインティング・オブジェクトがステム84に取り付けられ得る。すると、ユーザは、コンピュータディスプレイ上のアイコンを指すために3次元内で入力装置80を自由に動かしうる。クリック動作を実行するために、ユーザは、図6を参照して詳述するように、ステムの縦方向に対して垂直な平面へ向かってステム84を動かす必要がある。
【0017】
図6は、本発明の第2の実施例によるコンピュータ30によって実行されるプロセス100を示すフローチャートである。図6中、コンピュータ30は、図3に夫々示すステップ52及び56と同様に、入力装置20から3次元動きデータ及びサンプリングレートを受信し(ステップ102)、受信した情報に基づいて入力装置の動きの距離及び方向を求める(ステップ106)。
【0018】
z軸に沿った動きが所定の絶対値zmin(例えば3cm)よりも大きいかどうかに関して判定が行われる(ステップ112)。判定が否定的であれば、カーソル・アクションが意図されないものであることを示す。従って、コンピュータ30は、x軸及びy軸上の入力装置の動きに基づいて、通常の方法で、x軸及びy軸に沿ってカーソルを対応する位置へ移動させる。
【0019】
他方で、ステップ112において判定が肯定的であれば、これはカーソル・アクションが意図されることを示す。どのカーソル・アクション、即ち左クリック、右クリック、及びドラッグ動作が意図されるかを区別するため、x軸又はy軸のいずれかに沿った入力装置の動きが、夫々絶対値xmin(例えば、3cm)又はymin(例えば、3cm)よりも大きいかどうかに関する他の判定がなされる(ステップ122)。いずれでもない場合、入力装置がz軸のみに沿って動くことを示す。従って、アクションは単純なクリックとして解釈され、コンピュータ30は左クリック動作を実行する(ステップ126)。
【0020】
他方で、ステップ122において、x軸方向の距離がxminよりも大きい、又は、y軸方向の距離がyminよりも大きい、又はその両方であれば、他のカーソル・アクションが意図される可能性が高いことを示す。すると、z軸方向の距離>zminとx軸方向の距離>xmin、又は、z軸方向の距離>zminとy軸方向の距離>yminの間の時間間隔がtmin(例えば200ミリ秒)よりも小さいかどうかの判定がなされる(ステップ132)。決定が否定的であれば、入力装置がx軸及びy軸に沿って十分に遠くへ移動しなかったことを示す。従って、アクションは右クリックと解釈され、コンピュータ30は右クリック動作(ステップ136)を実行する。ステップ132において判定が肯定的であれば、2つの順次のアクションが意図されること、即ちクリック・アクションの後にドラッグ・アクションが続くことを示す。従って、コンピュータ30は、ドラッグ動作を実行する(ステップ142)。このような場合、x軸及びy軸に沿った入力装置の距離は、ディスプレイ上のドラッグ距離を決定するのに用いられる。
【0021】
上述において、本発明は、コンピュータに関して説明された。ハンドヘルド型装置といった他の計算装置もまた、コンピュータの代わりに使用されうる。
【0022】
本発明について、特定の実施例と共に説明したが、上述の説明に関して当業者により多くの代替案、変更、及び変形が明らかとなることがわかる。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内の全てのかかる代替案、変更、及び変形を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の第1の実施例によるコンピュータに接続された入力装置を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施例による入力装置の典型的な外部設計を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施例によるコンピュータにより実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【図4】本発明の第2の実施例によるコンピュータに接続された入力装置を示す図である。
【図5】本発明の第2の実施例による入力装置の典型的な外部設計を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施例によるコンピュータにより実行されるプロセスを示すフローチャートである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力装置の3次元の動きに関連付けられる3次元動きデータを発生するよう構成された動き検出センサと、
前記動きデータをコンピュータへ送信する手段と、
前記コンピュータに、前記動きデータに基づいて2次元平面上での前記入力装置の距離及び方向を求めるようにさせる手段と、
前記コンピュータに、前記求められた距離及び方向に基づいてカーソルを対応する位置へ移動させる手段とを有する、入力装置。
【請求項2】
前記送信手段は、前記動きデータをワイヤレスに送信する、請求項1記載の装置。
【請求項3】
前記コンピュータに、対応するカーソル・アクションを実行させるよう、ユーザのコマンドに応じて、制御信号を発生させる手段を更に有する、請求項1記載の装置。
【請求項4】
前記カーソル・アクションは、左クリック動作、右クリック動作、ダブルクリック動作、及びクリック・アンド・ドラッグ動作のうちの1つを含む、請求項3記載の装置。
【請求項5】
入力装置の動作に応じてカーソルを制御する方法を実行するためにコンピュータによって実行可能な命令のプログラムを有形に具現化したコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記方法は、
入力装置の3次元の動きに関連付けられる3次元動きデータを受信する段階と、
前記動きデータに基づいて2次元平面上での前記入力装置の距離及び方向を求める段階と、
前記求められた距離及び方向に基づいて前記コンピュータのカーソルを対応する位置へ移動させる段階とを有する、媒体。
【請求項6】
ユーザのコマンドがあったときに、前記入力装置から受信される制御信号に応じて対応するカーソル・アクションを実行させる段階を更に有する、請求項5記載の媒体。
【請求項7】
前記カーソル・アクションは、左クリック動作、右クリック動作、ダブルクリック動作、及びクリック・アンド・ドラッグ動作のうちの1つを含む、請求項6記載の媒体。
【請求項8】
入力装置の3次元の動きに関連付けられる3次元動きデータを発生するよう構成された動き検出センサと、前記3次元動きデータを送信する手段とを含む入力装置と、
前記入力装置から前記動きデータを受信させる手段と、前記動きデータに基づき2次元平面で前記入力装置の動きの距離及び方向を求める手段と、前記コンピュータ装置のカーソルを前記求められた距離及び方向に基づいて対応する位置へ移動させる手段とを有する計算装置とを有する、
コンピュータシステム。
【請求項9】
前記送信手段は、前記3次元動きデータをワイヤレスに送信する、請求項8記載のシステム。
【請求項10】
前記入力装置は、前記コンピュータに、対応するカーソル・アクションを実行させるよう、ユーザのコマンドに応じて、制御信号を発生させる手段を更に有する、請求項9記載のシステム。
【請求項11】
前記カーソル・アクションは、左クリック動作、右クリック動作、ダブルクリック動作、及びクリック・アンド・ドラッグ動作のうちの1つを含む、請求項10記載のシステム。
【請求項12】
入力装置の動作に応じてコンピュータのカーソルを制御する方法であって、
入力装置からの前記入力装置の3次元の動きに関連付けられる3次元動きデータを受信する段階と、
前記動きデータに基づいて2次元平面上での前記入力装置の距離及び方向を求める段階と、
前記求められた距離及び方向に基づいて前記コンピュータのカーソルを対応する位置へ移動させる段階とを有する、方法。
【請求項13】
ユーザのコマンドがあったときに、前記入力装置によって送信される制御信号を受信するよう制御信号に応じて対応するカーソル・アクションを実行する段階を更に有する、請求項12記載の方法。
【請求項14】
前記カーソル・アクションは、左クリック動作、右クリック動作、ダブルクリック動作、及びクリック・アンド・ドラッグ動作のうちの1つを含む、請求項13記載の方法。
【請求項15】
第1、第2、及び第3の軸上に入力装置の3次元の動きに関連付けられる3次元動きデータを生成するよう構成される動き検出センサと、
前記動きデータをコンピュータへ送信する手段と、
前記コンピュータに、前記第1及び第2の軸上の動きデータに基づいて2次元平面上で前記入力装置の動きの距離及び方向を求めさせる手段と、
前記コンピュータに、前記第3の軸上の動きデータが第1の所定の値よりも大きいかどうかを判定させる手段と、
前記第3の軸上の動きデータが前記第1の所定の値よりも大きいと前記コンピュータが判定すると、前記コンピュータに、前記2次元平面上で求められた距離及び方向に基づいてカーソルを対応する位置へ移動させる手段とを有する、入力装置。
【請求項16】
前記送信手段は、前記動きデータをワイヤレスに送信する、請求項15記載の装置。
【請求項17】
前記コンピュータに、前記第1及び第2の軸上の動きデータが第2及び第3の所定の値よりも夫々大きいかどうかを判定させる手段と、
前記第1の軸上の動きデータが前記第2の所定の値よりも大きい、又は、前記第2の軸上の動きデータが前記第3の所定の値よりも大きいと判定すると、前記コンピュータに左クリック動作を実行させる手段とを更に有する、請求項15記載の装置。
【請求項18】
前記コンピュータに、時間間隔が所定の持続時間よりも大きいかどうかを判定させ、前記時間間隔は、第1の所定の最小値よりも大きい前記第3の軸上の動きデータと第2の所定の値よりも大きい前記第1の軸上の動きデータの間、又は、第1の所定の最小値よりも大きい前記第3の軸上の動きデータと第3の所定の値よりも大きい前記第2の軸上の動きデータの間である、手段と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きいと前記コンピュータが判定するとドラッグ動作を実行する手段と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きくないと前記コンピュータが判定すると右クリック動作を実行する手段とを更に有する、
請求項17記載の装置。
【請求項19】
入力装置の動作に応じてカーソルを制御する方法を実行するためにコンピュータによって実行可能な命令のプログラムを有形に具現化したコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記方法は、
第1、第2、及び第3の軸上に前記入力装置の3次元の動きに関連付けられる3次元動きデータを受信する段階と、
前記第1及び第2の軸上の動きデータに基づいて2次元平面上で前記入力装置の動きの距離及び方向を求める段階と、
前記第3の軸上の動きデータが第1の所定の値よりも大きいかどうかを判定する段階と、
前記第3の軸上の動きデータが前記第1の所定の値よりも大きいと判定すると、前記2次元平面上で求められた距離及び方向に基づいて前記コンピュータのカーソルを対応する位置へ移動させる段階とを有する、方法。
【請求項20】
前記第1及び第2の軸上の動きデータが第2及び第3の所定の値よりも夫々大きいかどうかを判定する段階と、
前記第1の軸上の動きデータが前記第2の所定の値よりも大きい、又は、前記第2の軸上の動きデータが前記第3の所定の値よりも大きいと判定すると、左クリック動作を実行する段階を更に有する、請求項19記載の媒体。
【請求項21】
時間間隔が所定の持続時間よりも大きいかどうかを判定し、前記時間間隔は、第1の所定の最小値よりも大きい前記第3の軸上の動きデータと第2の所定の値よりも大きい前記第1の軸上の動きデータの間、又は、第1の所定の最小値よりも大きい前記第3の軸上の動きデータと第3の所定の値よりも大きい前記第2の軸上の動きデータの間である、段階と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きいと判定するとドラッグ動作を実行する段階と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きくないと判定すると右クリック動作を実行する段階とを更に有する、請求項20記載の媒体。
【請求項22】
第1、第2、及び第3の軸上に入力装置の3次元の動きに関連付けられる3次元動きデータを生成するよう構成される動き検出センサと、前記動きデータをコンピュータへ送信する手段とを有する入力装置と、
前記第1及び第2の軸上の動きデータに基づいて2次元平面上で前記入力装置の動きの距離及び方向を求める手段と、前記第3の軸上の動きデータが第1の所定の値よりも大きいかどうかを判定する手段と、前記第3の軸上の動きデータが前記第1の所定の値よりも大きいときは、前記2次元平面上で求められた距離及び方向に基づいてカーソルを対応する位置へ移動させる手段とを含む計算装置とを有する、コンピュータシステム。
【請求項23】
前記送信手段は、前記動きデータをワイヤレスに送信する、請求項22記載のシステム。
【請求項24】
前記計算装置は、前記第1及び第2の軸上の動きデータが第2及び第3の所定の値よりも夫々大きいかどうかを判定させる手段と、
前記第1の軸上の動きデータが前記第2の所定の値よりも大きい、又は、前記第2の軸上の動きデータが前記第3の所定の値よりも大きいと判定すると、左クリック動作を実行する手段とを更に有する、請求項22記載のシステム。
【請求項25】
前記計算装置は、
時間間隔が所定の持続時間よりも大きいかどうかを判定し、前記時間間隔は、第1の所定の最小値よりも大きい前記第3の軸上の動きデータと第2の所定の値よりも大きい前記第1の軸上の動きデータの間、又は、第1の所定の最小値よりも大きい前記第3の軸上の動きデータと第3の所定の値よりも大きい前記第2の軸上の動きデータの間である、手段と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きいときはドラッグ動作を実行する手段と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きくないときは右クリック動作を実行する手段とを更に有する、請求項24記載のシステム。
【請求項26】
第1、第2、及び第3の軸上に前記入力装置の3次元の動きに関連付けられる3次元動きデータを受信する段階と、
前記第1及び第2の軸上の動きデータに基づいて2次元平面上で前記入力装置の動きの距離及び方向を求める段階と、
前記第3の軸上の動きデータが第1の所定の値よりも大きいかどうかを判定する段階と、
前記第3の軸上の動きデータが前記第1の所定の値よりも大きいと判定すると、前記2次元平面上で求められた距離及び方向に基づいて前記コンピュータのカーソルを対応する位置へ移動させる段階とを有する、入力装置の動作に応じてコンピュータのカーソルを制御する方法。
【請求項27】
前記第1及び第2の軸上の動きデータが第2及び第3の所定の値よりも夫々大きいかどうかを判定する段階と、
前記第1の軸上の動きデータが前記第2の所定の値よりも大きい、又は、前記第2の軸上の動きデータが前記第3の所定の値よりも大きいと判定すると、左クリック動作を実行する段階とを更に有する、請求項26記載の方法。
【請求項28】
時間間隔が所定の持続時間よりも大きいかどうかを判定し、前記時間間隔は、第1の所定の最小値よりも大きい前記第3の軸上の動きデータと第2の所定の値よりも大きい前記第1の軸上の動きデータの間、又は、第1の所定の最小値よりも大きい前記第3の軸上の動きデータと第3の所定の値よりも大きい前記第2の軸上の動きデータの間である、段階と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きいときはドラッグ動作を実行する段階と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きくないときは右クリック動作を実行する段階とを更に有する、請求項20記載の媒体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公表番号】特表2006−511862(P2006−511862A)
【公表日】平成18年4月6日(2006.4.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−561773(P2004−561773)
【出願日】平成15年11月28日(2003.11.28)
【国際出願番号】PCT/IB2003/005583
【国際公開番号】WO2004/057454
【国際公開日】平成16年7月8日(2004.7.8)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
Bluetooth
ZIGBEE
【出願人】(590000248)コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【氏名又は名称原語表記】Koninklijke Philips Electronics N.V.
【住所又は居所原語表記】Groenewoudseweg 1,5621 BA Eindhoven, The Netherlands
【Fターム(参考)】