(57)【要約】【目的】  従来のタッチパッドなどと類似の操作方法でカーソルの３次元位置情報を容易に入力できる３次元ポインティング装置を提供する。【構成】  指先又はペン先をその内部で３次元的に移動できるゲル状の樹脂体、この樹脂体の内部で空間的に移動する指先又はペン先の位置を検出する空間的位置検出部、及び、この空間的位置検出部からのデータに基づいて、カーソルを３次元的に移動させるカーソル制御手段、を含むものである。また、前記の少なくとも１枚の押圧位置検出シートには、押圧位置に加えられた押圧力の大きさを検出する押圧力検出部が備えられており、前記の積層された押圧位置検出シートの中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したとき、前記の押圧力検出部により検出された押圧力の大きさに応じて、カーソルの３次元的な移動の速度を制御するカーソル移動速度制御手段を備えたものである。【選択図】    図１
2010140492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示された３次元画像に対して、カーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、
指先又はペン先をその内部で３次元的に移動できるゲル状の樹脂体、
この樹脂体の内部で空間的に移動する指先又はペン先の位置を検出する空間的位置検出部、及び、
この空間的位置検出部からのデータに基づいて、カーソルを３次元的に移動させるカーソル制御手段、
を含むことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項２】
表示された３次元画像に対して、カーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、
指先又はペン先からの押圧位置を検出するための押圧位置検出シートが、少なくとも２枚以上、積層されて成ることを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項３】
請求項２において、前記押圧位置検出シートは、弾性シートを介して互いに積層されている、３次元ポインティング装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、さらに、
前記の積層された押圧位置検出シートの中の表層側の１枚の押圧位置検出シートのみが押圧位置を検出したときは、カーソルを２次元的にのみ移動させると共に、前記の積層された押圧位置検出シートの中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したときは、カーソルを３次元的に移動させるカーソル移動制御手段を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記カーソル移動制御手段は、前記の積層された押圧位置検出シートの中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したとき、それらの各シートが検出した各押圧位置から、前記指先又はペン先の押圧方向を求め、この求められた押圧方向に応じて、カーソルを３次元的に移動させるものである、３次元ポインティング装置。
【請求項６】
請求項２から５までいずれかにおいて、さらに、
前記の少なくとも１枚の押圧位置検出シートには、押圧位置に加えられた押圧力の大きさを検出する押圧力検出部が備えられており、
前記の積層された押圧位置検出シートの中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したとき、前記の押圧力検出部により検出された押圧力の大きさに応じて、カーソルの３次元的な移動の速度を制御するカーソル移動速度制御手段を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータの表示画面に表示された３次元画像に対して、ユーザーが、カーソルを３次元的に移動させることができる３次元ポインティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コンピュータ画面上を移動するカーソルを３次元的に移動させるための装置が提案されている。例えば、特開昭６０−６０５０２号公報では、先端に発光体を有するペンを受光素子で検出することにより前記発光体の３次元位置をコンピュータに入力する３次元位置指定装置を提案している。また、特開平６−３１３３号公報では、指示部にその傾斜角度を入力する角度センサを設けることにより３次元要素（３次元データ）を一括入力するようにしたポイントデバイスを提案している。さらに、特開平８−２５５０５３号公報では、ＬＥＤから出射された光が反射板により反射されて１次元ＰＳＤ及び２次元ＰＳＤに入射しその出力電流から操作部の傾き状態及び上下方向の位置が検出しコンピュータ本体に３次元位置情報を出力するようにしたコンピュータ用入力装置が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、最近のモバイル用の情報端末、例えばノート型パソコンや携帯情報端末（パーソナル・データ・アシスタンス  ＰＤＡ）においては、図７の１０１で示す「タッチパッド」（人によっては、「タブレット」、「スライスパッド」「グライドポイント」などと呼んでいることもある）が備えられている。このタッチパッドは、指先やペン先で触れることでカーソルをコントロールするものである。指先やペン先の位置検出の方式としては、静電容量式や感圧式などが知られている。前記の「感圧式」のタッチパッドとしては、例えば、特開平４−１５８１６号公報（「感圧形座標入力装置」）などにおいて詳細に説明されている。このような「タッチパッド」は、マウスのように専用の場所が必要ないこと、トラックボールやジョイスティックと異なって可動部がないためメンテナンスフリーであることなどから、携帯情報端末への装備が近年増えているものである。
【０００４】
しかしながら、従来は、この「タッチパッド」に関しては、画面に表示された立体画像に対してカーソルを３次元的に移動させるためのカーソルの３次元位置情報を入力するための装置は、まだ提案されていない。そこで、本発明はこのような従来技術の課題を解決するために、従来のタッチパッドなどと類似の操作方法でカーソルの３次元位置情報を容易に入力できる３次元ポインティング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上のような従来技術の課題を解決するための本発明は次のようなものである。
１．表示された３次元画像に対して、カーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、指先又はペン先をその内部で３次元的に移動できるゲル状の樹脂体、この樹脂体の内部で空間的に移動する指先又はペン先の位置を検出する空間的位置検出部、及び、この空間的位置検出部からのデータに基づいて、カーソルを３次元的に移動させるカーソル制御手段、を含むことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
２．表示された３次元画像に対して、カーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、指先又はペン先からの押圧位置を検出するための押圧位置検出シートが、少なくとも２枚以上、積層されて成ることを特徴とする、３次元ポインティング装置。
３．上記２において、前記押圧位置検出シートは、弾性シートを介して互いに積層されている、３次元ポインティング装置。
４．上記２又は３において、さらに、前記の積層された押圧位置検出シートの中の表層側の１枚の押圧位置検出シートのみが押圧位置を検出したときは、カーソルを２次元的にのみ移動させると共に、前記の積層された押圧位置検出シートの中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したときは、カーソルを３次元的に移動させるカーソル移動制御手段を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
５．上記４において、前記カーソル移動制御手段は、前記の積層された押圧位置検出シートの中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したとき、それらの各シートが検出した各押圧位置から、前記指先又はペン先の押圧方向を求め、この求められた押圧方向に応じて、カーソルを３次元的に移動させるものである、３次元ポインティング装置。
６．上記２〜５において、さらに、前記の少なくとも１枚の押圧位置検出シートには、押圧位置に加えられた押圧力の大きさを検出する押圧力検出部が備えられており、前記の積層された押圧位置検出シートの中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したとき、前記の押圧力検出部により検出された押圧力の大きさに応じて、カーソルの３次元的な移動の速度を制御するカーソル移動速度制御手段を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【発明の効果】
【０００６】
１．本発明では、指先又はペン先をその内部で３次元的に移動できる柔らかい粘土状又はゲル状の樹脂体、この樹脂体の内部で空間的に移動する指先又はペン先の位置を検出する空間的位置検出部、及び、この空間的位置検出部からのデータに基づいて、カーソルを３次元的に移動させるカーソル制御手段を備えることにより、ユーザーが前記樹脂体の中で指先やペン先を任意に動かすとそれに応じて画面の立体画像上でカーソルを移動させられるようになる。特に、本発明では、前記樹脂体は柔らかい粘土状又はゲル状の性質を有しているので、ユーザーが指先やペン先を前記樹脂体の中で動かすときは、前記樹脂体からユーザーに「ある程度の抵抗」が伝えられるので、例えば、人体の内部を立体画像で表示しているときに、バーチャル・リアリティ技術（ＶＲ技術）で前記立体画像による人体の内部をユーザーが指先で探る場合などに、ユーザーは、前記の樹脂体から「ある程度の抵抗」を受ける感覚により、「人体内を本当に指先で探っているような、より現実らしい感覚」を得ることができる。
２．指先又はペン先からの押圧位置を検出するための押圧位置検出シートが少なくとも２枚以上積層されて成るので、指先やペン先の平面的（２次元的）な移動だけでなく、立体的（３次元）的な移動をも検出できるようになる。したがって、この３次元的な移動の検出に基づいて、カーソルを３次元的に移動させることも可能になる。
３．上記２において、前記押圧位置検出シートを弾性シートを介して互いに積層することにより、指先又はペン先の押圧「方向」がより正確に検出できるようになる。
４．上記２又は３において、さらに、カーソル移動制御手段を、前記の積層された押圧位置検出シートの中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したときのみ、カーソルを３次元的に移動させるように構成することにより、ユーザーがカーソルを平面的にのみ移動させたいときは、確実に、平面的にのみ移動させられるようになるし、また、ユーザーがカーソルを３次元的に移動させたいときは、確実に、３次元に移動させられるようになる。
５．上記４において、前記カーソル移動制御手段を、前記の積層された押圧位置検出シートの中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したとき、それらの各シートが検出した各押圧位置から、前記指先又はペン先の押圧方向を求め、この求められた押圧方向に応じて、カーソルを３次元的に移動させるように構成することにより、前記指先やペン先の「押圧方向」をより正確に検出でき、カーソルをより正確に移動させられるようになる。
６．上記２〜５において、さらに、前記の少なくとも１枚の押圧位置検出シートに、押圧位置に加えられた押圧力の大きさを検出する押圧力検出部を備えておき、前記の積層された押圧位置検出シートの中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したとき、前記の押圧力検出部により検出された押圧力の大きさに応じて、カーソルの３次元的な移動の速度を制御するカーソル移動速度制御手段を備えるようにしたので、ユーザーは、指先やペン先の押圧力を制御することにより、カーソルの三次元的な「移動速度」を自由に制御できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１について述べるような形態である。
【実施例１】
【０００８】
次に本発明の実施例１を図１に基づいて説明する。図１は、本実施例１による３次元ポインティング装置を示す斜視図である。図１において、１１は容器、１２はこの容器１１に収納されたゲル状の樹脂体である。この樹脂体１２は、柔らかい粘土状又はゲル状の物質である。つまり、この樹脂体１２は、ユーザーが、指先又はペン先をこの中に容易に突っ込むことができ、さらに、突っ込んだ状態で自由に指先又はペン先の位置を空間的に動かすことができる性質を有している。また、この樹脂体１２は、指先又はペン先で触れても指先に付着しない性質を有するものである。つまり、この樹脂体１２は、ユーザーが指先又はペン先を突っ込んだ後に指先又はペン先を引き上げたとき、その指先又はペン先には樹脂体１２が全く（又はほとんど）付着しない性質を有している。また、この樹脂体１２は、ユーザーが、指先又はペン先をその中に突っ込んで動かそうとすると、従来の柔らかい粘土やゲルと同様に、「ある程度の抵抗」（摩擦抵抗などによるもの）をユーザーに与える性質を有するものである。
【０００９】
次に、本実施例１においては、前記容器１１には、前記樹脂体１２内の指先又はペン先の空間的位置を三次元的に検出するための三次元位置検出部（図示せず）が備えられている。この３次元位置検出部の一つの構成としては、例えば、図６のＸ−Ｙ平面とＸ−Ｚ平面とＹ−Ｚ平面との３方向からそれぞれ前記指先やペン先に向けてＸ線を放射することにより、前記指先やペン先の空間的位置を３次元的に検出できるＸ線検出器により、構成されている。また、前記３次元位置検出部の他の構成としては、例えば、図６のＸ−Ｙ平面とＸ−Ｚ平面とＹ−Ｚ平面との３方向からそれぞれ前記指先やペン先に向けて超音波を放射し、その超音波が指先やペン先から反射する状態を検出することにより、前記指先やペン先の空間的位置を３次元的に検出できる超音波検出器により、構成するようにしてもよい。
【００１０】
前記の３次元位置検出部が検出した指先やペン先の３次元位置データは、カーソル位置制御装置６に送られる。すなわち、例えば、図６のＸ−Ｙ平面からのＸ線の放射により検出された指先やペン先の位置データはデータ線１５によりカーソル位置制御装置６に送られ、図６のＸ−Ｚ平面からのＸ線の放射により検出された指先やペン先の位置データはデータ線１６によりカーソル位置制御装置６に送られ、図６のＹ−Ｚ平面からのＸ線の放射により検出された指先やペン先の位置データはデータ線１７によりカーソル位置制御装置６に送られる。
【００１１】
カーソル位置制御装置６では、前記３次元位置データに基づいてカーソル位置制御データ（カーソルの移動方向、移動拒理、及び移動速度を制御するためのデータ）を生成し、この制御データをコンピュータ本体７に送る。コンピュータ本体７においては、この送られた制御データに基づいて、コンピュータ画面の３次元画像上で、カーソルを３次元的に移動制御する。
【００１２】
なお、この実施例１においては、前記樹脂体１２は前述のように「ある程度の抵抗（固さ）」を有するものであるので、ユーザーが、指先やペン先を、前記樹脂体１２の表面を軽くなぞるように移動させれば、従来のタッチパッドと同様に、この実施例１を、指先やペン先の平面的な（２次元的な）移動のみを検出する装置としても使用すること、もできる。
【００１３】
また、この実施例１においては、指先やペン先の空間的位置をＸ線や超音波により３次元的に検出するようにしているが、本発明はこれに限られるものではなく、様々な方式が可能である。例えば、前記樹脂体１２を透明樹脂で形成し、ユーザーの指先やペン先に発光体を装着し、この発光体から発する光を、前記容器１１の前記のＸ−Ｙ平面、Ｘ−Ｚ平面、及びＹ−Ｚ平面に縦横の格子状に配置された多数の受光素子により検出することにより、前記指先やペン先の空間的位置を３次元的に検出することなども可能である。
【実施例２】
【００１４】
図２は、本発明の実施例２によるタッチパッドの構成を示す分解斜視図である。図２において、１，２，及び３はタッチパッドの表面側に最も近い位置に置かれた押圧位置検出シートである。これらの各押圧位置検出シート１，２，３は、指先やペン先で押圧することによりその押圧された位置を検出するものである。これらの各押圧位置検出シート１，２，３の構成は、例えば、一枚のシートに多数の圧電素子１ａ，２ａ，３ａが平面的に（縦横の格子状に）配置され、各圧電素子１ａ，２ａ，３ａにはそれぞれ電極（図示せず）が備えられて成るものである。
【００１５】
そして、これらの各押圧位置検出シート１，２，３のある部分（点）に指先やペン先で押圧力が加えられたとき、その押圧力が加えられた部分（点）の圧電素子１ａ，２ａ，３ａに圧電気が生じる。これにより、前記の各押圧位置検出シート１，２，３からは、前記の縦横の格子状に配置された各圧電素子１ａ，２ａ，３ａのどの圧電素子に押圧力が加えられたのかを示す信号（すなわち、シート上のどの位置（点）が押圧されたかという押圧位置を示すデータ）が、出力されるようになっている。
【００１６】
また、図２において、４及び５はゴムなどの弾性シートである。本実施例２によるタッチパッドは、前記押圧位置検出シート１と押圧位置検出シート２との間に弾性シート４が介設され、前記押圧位置検出シート２と押圧位置検出シート３との間に弾性シート５が介設され、これらが図１のような順序で積層されることにより、形成されている。
【００１７】
また、本実施例２では、前記各押圧位置検出シート１，２，３からの押圧位置データは、カーソル位置制御装置６に送られる。カーソル位置制御装置６は、ユーザーの指先やペン先を押圧する力が弱い結果、前記の積層された各押圧位置検出シート１，２，３の中の表面側の押圧位置検出シート１のみが押圧位置を検出したときは、カーソルを２次元的にのみ移動させるように制御する。また、前記カーソル位置制御装置６は、ユーザーの指先やペン先を押圧する力がある程度大きい結果、前記の積層された各押圧位置検出シート１，２，３の中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出したときは、カーソルを３次元的に移動させるように制御する。
【００１８】
前記のカーソルを３次元的に移動させる場合の、前記カーソル位置制御装置６の動作は、次の通りである。カーソル位置制御装置６は、前記の積層された各押圧位置検出シート１，２，３の中の２枚以上の押圧位置検出シートが同時に押圧位置を検出して所定の位置情報を出力したときは、まず、それらの各シートからそれぞれ出力された各押圧位置情報に基づいて、前記指先又はペン先の「押圧方向」を求める。そして、前記カーソル位置制御装置６は、この求めた押圧方向に応じて、カーソルを３次元的に移動させるときのカーソルの「移動方向」を求め、その移動方向を示す制御データを、コンピュータ本体７に出力する。なお、前記の「押圧方向」の求め方については、図３〜図６により後述する。
【００１９】
また、このようにして求められた「移動方向」へのカーソルの「移動距離」は、次のようにして求められる。前記の各押圧位置検出シート１，２，３からの押圧位置データは、ユーザーが指先やペン先でタッチパッドを押圧している間は、継続的に、カーソル位置制御装置６に出力され続ける。カーソル位置制御装置６は、前記の押圧位置データが継続的に入力される時間を測定する。そして、カーソル位置制御装置６は、この測定した入力時間の長さに応じた距離（例えば、比例した距離）だけ、カーソルを移動させるように、カーソルの「移動距離」のデータを求め、コンピュータ本体７に出力する。具体的には、前記カーソル位置制御装置６は、前記各押圧位置検出シート１，２，３からの押圧位置データが出力されている間（ユーザーが指先又はペン先を押圧している間）は、継続して、後述の「移動速度」に基づいてカーソルを移動させ続けることになる。
【００２０】
また、本実施例２においては、前記の押圧位置検出シート１，２，３には、それぞれ、押圧位置に加えられた押圧力の大きさを検出する押圧力検出部も備えられている。具体的には、前記各圧電素子１ａ，２ａ，３ａに生じる圧電気の大きさは押圧力の大きさに応じて異なるので、この圧電気の大きさを検出することにより、前記指先又はペン先の押圧力の大きさも検出できる。そして、この検出された押圧力の大きさを示すデータは、各押圧位置検出シート１，２，３から前記カーソル位置制御装置６に出力される。カーソル位置制御装置６では、これらの各押圧位置検出シート１，２，３からの前記「押圧力の大きさを示すデータ」に基づいて、例えば、各各押圧位置検出シート１，２，３からの各「押圧力の大きさを示すデータ」の総和を求め、その総和の値に基づいて、タッチパッド全体への押圧力の大きさを求める（なお、本発明では、前述のように各押圧位置検出シートからの各データの総和に基づいてではなく、どれか一つの押圧位置検出シートからの押圧力を示すデータのみに基づいて、タッチパッド全体への押圧力の大きさを求めるようにしてもよい）。そして、前記カーソル位置制御装置６は、この求めた押圧力の大きさに応じたカーソルの３次元的な「移動速度」を制御するためのデータを、コンピュータ本体７に出力する。
【００２１】
次に、本実施例２の動作を説明する。図３は本実施例２によるタッチパッドを示す断面図、図４はこの図３のタッチパッドを構成する押圧位置検出シート１，２，３を示す平面図である。今、このタッチパッドに対して、ユーザーが、指先又はペン先で、図の矢印Ａの方向から押圧したとする。すると、その押圧力がかなり大きいときは、その押圧力は、最も表層に位置する押圧位置検出シート１のみでなく、その下の弾性シート４、さらにその下の押圧位置検出シート２、さらにその下の弾性シート５、さらにその下の押圧位置検出シート３にも達せられるようになる。
【００２２】
すなわち、図３に示すように、タッチパッドに対して、指先又はペン先で図３のＡ方向から押圧すると、このＡ方向に沿って、押圧位置検出シート１の圧電素子１ａａ、同シート２の圧電素子２ａａ、及び、同シート３の圧電素子３ａａから、それぞれ所定の電圧（圧電気）が生じる。このことを、平面的に示すと、図４に示すように、押圧位置検出シート１の圧電素子１ａａ、同シート２の圧電素子２ａａ、及び、同シート３の圧電素子３ａａに押圧力が加えられて、それらの各圧電素子１ａａ，２ａａ，３ａａから、それぞれ所定の電圧が生じる。そして、各圧電素子１ａａ，２ａａ，３ａａの「各シート内の位置（押圧位置）」を示すデータが、前記各シート１，２，３から、それぞれ、前記カーソル位置制御装置６に出力される。また、前述のように、各圧電素子１ａａ，２ａａ，３ａａからの電圧は、そこに加えられた「押圧力の大きさ」により異なるので、その押圧力の大きさを示すデータも、それぞれ、前記カーソル位置制御装置６に出力される。
【００２３】
カーソル位置制御装置６は、前記の各押圧位置検出シート１，２，３からそれぞれ送られて来た「押圧位置」を示すデータに基づいて、前記の「押圧方向」（この場合はＡ方向）を求める。すなわち、図３及び図４の各圧電素子１ａａ，２ａａ，３ａａの位置データ（押圧位置データ）から、前記指先又はペン先の「押圧方向」（図３のＡ方向）を求めることができる。そして、カーソル位置制御装置６は、この求められた「押圧方向」に基づいて、カーソルの「移動方向」を求める。
【００２４】
次に、前記カーソル位置制御装置６は、前記の各押圧位置検出シート１，２，３からそれぞれ送られて来た「押圧力の大きさ」を示すデータに基づいて、カーソルの「移動速度」を求める。
【００２５】
さらに、前記カーソル位置制御装置６は、前記の各押圧位置検出シート１，２，３からそれぞれ「押圧位置情報」が継続して送られて来る時間に基づいて、カーソルの「移動時間」を求め、さらに、「移動距離（移動量）」を求める（前記の移動速度と移動時間により移動距離が求められる）。実際には、前記の各押圧位置検出シート１，２，３からそれぞれ「押圧位置情報」が継続して送られて来る間は、継続してカーソルが移動するように制御する。
【００２６】
以上のようにして、前記カーソル位置制御装置６は、カーソルの３次元的な移動方向、移動速度、及び移動距離（移動量）を決定する。
【００２７】
次に、本実施例２の他の動作を、図５及び図６に基づいて説明する。図５及び図６は、本実施例２のタッチパッドに対して、ユーザーが、指先又はペン先で、図５の矢印Ｂの方向に押圧したときの動作を説明するためのものである。ユーザーが指先又はペン先でタッチパッドを矢印Ｂの方向に押圧したときは、図５に示すように、各押圧位置検出シート１，２，３には、それぞれ、図５の各圧電素子１ａｂ，２ａｂ，３ａｂに最も大きい押圧力が加えられることになる。すなわち、最も表層に位置する押圧位置検出シート１の圧電素子１ａｂの位置に加えられた押圧力（ユーザーが押圧する力）は、弾性シート４を介して、押圧位置検出シート２の圧電素子２ａｂの位置に伝えられ（押圧位置検出シート２の中では圧電素子２ａｂの位置に最も大きい押圧力が伝えられる）、さらに、弾性シート５を介して、押圧位置検出シートの圧電素子３ａｂの位置に伝えられる（押圧位置検出シート３の中では圧電素子３ａｂの位置に最も大きい押圧力が伝えられる）。また、図６は図５について上述した状態を各押圧位置検出シート１，２，３毎に平面的に示したものである。
【００２８】
以上のように、図５の矢印Ｂ方向に押圧力が加えられると、前記各圧電素子１ａｂ，２ａｂ，３ａｂからそれぞれ電圧が発生し、各押圧位置検出シート１，２，３毎にそれぞれの押圧位置を示すデータが得られる。そして、これらの各押圧位置を示すデータは、それぞれ、前記カーソル位置制御装置６に送られる。
【００２９】
なお、以上の本実施例２では、押圧位置を検出するための素子として押圧により圧電気が生じる圧電素子１ａ，２ａ，３ａを使用しているが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、押圧力により抵抗値が変化する感圧体を使用して押圧位置を検出するようにしてもよい。また、本発明においては、指先やペン先のタッチパッド上の平面的な（２次元的な）位置を検出するための部材として、本実施例２で説明した圧電素子１ａを使用した押圧位置検出シートを使用しているが、これ以外に、指先やペン先のタッチパッド上の平面的な（２次元的な）位置を検出するための部材として従来の静電容量式の押圧位置（接触位置）検出シートを使用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１の構成を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の実施例２によるタッチパッドの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本実施例２の動作を説明するための図である。
【図４】本実施例２の動作を説明するための図である。
【図５】本実施例２の動作を説明するための図である。
【図６】本実施例２の動作を説明するための図である。
【図７】従来のノート型パソコンとそれに備えられたタッチパッドを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１，２，３  押圧位置検出シート
１ａ，１ａａ，１ａｂ．２ａ，２ａａ，２ａｂ，３ａ，３ａａ，３ａｂ  圧電素子
４，５  弾性シート
６  カーソル位置制御装置
７  コンピュータ本体
【図１】
2010140492.tif 000003
【図２】
2010140492.tif 000004
【図３】
2010140492.tif 000005
【図４】
2010140492.tif 000006
【図５】
2010140492.tif 000007
【図６】
2010140492.tif 000008
【図７】
2010140492.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月28日(2009.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面中でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する、又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させる、ための３次元ポインティング装置であって、
ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分がその押圧された若しくは押圧されている方向にへこむような素材であってユーザーにより押圧された方向を自らと対向するように配置された他の面状もしくは層状体に伝えることができる素材により構成された、第１の面状もしくは層状体を備えており、「前記第１の面状もしくは層状体における、ユーザーにより押圧された直接押圧位置」を検出するための第１押圧位置検出手段と、
前記第１の面状もしくは層状体と略平行に、これと直接に若しくは所定の物体を介して対向するように、且つ、これよりもユーザーから離れる側又は装置の内部側に、配置されている、第２の面状もしくは層状体を備えており、「前記第２の面状もしくは層状体において、前記ユーザーによる押圧の力が前記第１の面状もしくは層状体を介して加えられた若しくは加えられている位置であって、前記直接押圧位置と前記第１の面状もしくは層状体の面と略直交する方向において互いに重なり合っていない、斜め間接押圧位置」を、少なくとも検出可能な、第２押圧位置検出手段と、
前記第１押圧位置検出手段及び第２押圧位置検出手段からの出力に基づいて、前記ユーザーによる押圧の方向であって前記第１の面状もしくは層状体の面と略直交する方向に対して傾斜している斜め押圧方向を、取得するための斜め押圧方向取得手段と、
前記斜め押圧方向取得手段により取得された斜め押圧方向に基づいて、画面中で、ポインタもしくはカーソルの位置を、画面と略直交する方向に対して傾斜している方向に３次元的に制御する、又は、画面中で、ポインタもしくはカーソルを、画面と略直交する方向に対して傾斜している方向に３次元的に移動させる、ためのポインタ制御手段と、
を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項２】
画面中でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する、又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させる、ための３次元ポインティング装置であって、
ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分がその押圧された若しくは押圧されている方向にへこむような素材であってユーザーにより押圧された方向を自らと対向するように配置された他の面状もしくは層状体に伝えることができる素材により構成された、第１の面状もしくは層状体を備えており、「前記第１の面状もしくは層状体における、ユーザーにより押圧された直接押圧位置」を検出するための第１押圧位置検出手段と、
前記第１の面状もしくは層状体と略平行に、これと直接に若しくは所定の物体を介して対向するように、且つ、これよりもユーザーから離れる側又は装置の内部側に、配置されている、第２の面状もしくは層状体を備えており、「前記第２の面状もしくは層状体において、前記ユーザーによる押圧の力が前記第１の面状もしくは層状体を介して加えられた若しくは加えられている位置であって、前記直接押圧位置と前記第１の面状もしくは層状体の面と略直交する方向において互いに重なり合っていない、斜め間接押圧位置」を、少なくとも検出可能な、第２押圧位置検出手段と、
前記第１押圧位置検出手段及び第２押圧位置検出手段からの出力に基づいて、前記ユーザーによる押圧の方向であって前記第１の面状もしくは層状体の面と略直交する方向に対して傾斜している斜め押圧方向を、取得するための斜め押圧方向取得手段と、
前記斜め押圧方向取得手段により取得された斜め押圧方向に基づいて、画面中でのポインタもしくはカーソルの３次元的な移動方向であって、画面と略直交する方向に対して傾斜している斜め移動方向、を求めるための斜め移動方向取得手段と、
を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項３】
画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、
その上面側がユーザー側となるように配置され、ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分がその押圧された若しくは押圧されている方向にへこむように構成されている第１の面状もしく層状体を備えており、「前記第１の面状もしくは層状体における、ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分」の２次元位置座標を、検出するための第１押圧位置検出手段と、
前記第１の面状もしくは層状体と略平行で且つ前記前記第１の面状もしくは層状体よりも所定距離だけユーザーから離れる側又は装置の内部側に配置された第２の面状もしくは層状体を備えており、「前記第２の面状もしくは層状体における、前記ユーザーによる押圧の力が前記第１の面状もしくは層状体を介して加えられた若しくは加えられている部分」の２次元位置座標を、検出するための第２押圧位置検出手段と、
前記第１押圧位置検出手段により検出された第１押圧位置座標と前記第２押圧位置検出手段により検出された第２押圧位置座標とに基づいて、画面上に表示されている３次元空間の中で又は３次元画像に対して前記ポインタもしくはカーソルを画面上で移動させるべき３次元方向（画面の奥行き方向もしくは斜め奥行き方向などを含む）を求め、これに基づいて、画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるためのポインタ制御手段と、
を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項４】
画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、
その上面側がユーザー側となるように配置され、ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分がその押圧された若しくは押圧されている方向にへこむように構成されている第１の面状もしく層状体を備えており、「前記第１の面状もしくは層状体における、ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分」の平面上の位置を、検出するための第１押圧位置検出手段と、
前記第１の面状もしくは層状体と略平行で且つ前記前記第１の面状もしくは層状体よりも所定距離だけユーザーから離れる側又は装置の内部側に配置された第２の面状もしくは層状体を備えており、「前記第２の面状もしくは層状体における、前記ユーザーによる押圧の力が前記第１の面状もしくは層状体を介して加えられた若しくは加えられている部分」の平面上の位置を、検出するための第２押圧位置検出手段と、
前記第１押圧位置検出手段により検出された第１押圧位置と前記第２押圧位置検出手段により検出された第２押圧位置とに基づいて、画面上に表示されている３次元空間の中で又は３次元画像に対して前記ポインタもしくはカーソルを画面上で移動させるべき３次元方向（画面の奥行き方向もしくは斜め奥行き方向などを含む）を求め、これに基づいて、画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるためのポインタ制御手段と、
を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項５】
画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、
その上面側がユーザー側となるように配置され、ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分がその押圧された若しくは押圧されている方向にへこむように構成されている第１の面状もしく層状体を備えており、「前記第１の面状もしくは層状体における、ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分」の位置を、検出するための第１押圧位置検出手段と、
前記第１の面状もしくは層状体と略平行で且つ前記前記第１の面状もしくは層状体よりも所定距離だけユーザーから離れる側又は装置の内部側に配置された第２の面状もしくは層状体を備えており、「前記第２の面状もしくは層状体における、前記ユーザーによる押圧の力が前記第１の面状もしくは層状体を介して加えられた若しくは加えられている部分」の位置を、検出するための第２押圧位置検出手段と、
前記第１押圧位置検出手段により検出された第１押圧位置と前記第２押圧位置検出手段により検出された第２押圧位置とに基づいて、画面上に表示されている３次元空間の中で又は３次元画像に対して前記ポインタもしくはカーソルを画面上で移動させるべき３次元方向（画面の奥行き方向もしくは斜め奥行き方向などを含む）を求め、これに基づいて、画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるためのポインタ制御手段と、
を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項６】
画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、
その上面側がユーザー側となるように配置され、ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分がその押圧された若しくは押圧されている方向にへこむように構成されている第１の面状もしく層状体を備えており、「前記第１の面状もしくは層状体における、ユーザーにより押圧された直接押圧位置」を検出するための第１押圧位置検出手段と、
前記第１の面状もしくは層状体と略平行で且つ前記前記第１の面状もしくは層状体よりも所定距離だけユーザーから離れる側又は装置の内部側に配置された第２の面状もしくは層状体を備えており、「前記第２の面状もしくは層状体における、前記ユーザーによる押圧の力が前記第１の面状もしくは層状体を介して加えられた若しくは加えられている間接押圧位置」を検出するための第２押圧位置検出手段と、
少なくとも前記第１押圧位置検出手段からの出力に基づいて、画面上でポインタもしくはカーソルを２次元的に制御する又は２次元的に移動させるための第１制御手段と、
前記第１押圧位置検出手段からの押圧位置と前記第２押圧位置検出手段からの押圧位置との「２つの押圧位置」の情報に基づいて、画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるための第２制御手段と、
を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項７】
画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、
その上面側がユーザー側となるように配置され、ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分がその押圧された若しくは押圧されている方向にへこむように構成されている第１の面状もしく層状体を備えており、「前記第１の面状もしくは層状体における、ユーザーにより押圧された直接押圧位置」を検出するための第１押圧位置検出手段と、
前記第１の面状もしくは層状体と略平行で且つ前記前記第１の面状もしくは層状体よりも所定距離だけユーザーから離れる側又は装置の内部側に配置された第２の面状もしくは層状体を備えており、「前記第２の面状もしくは層状体における、前記ユーザーによる押圧の力が前記第１の面状もしくは層状体を介して加えられた若しくは加えられている間接押圧位置」を検出するための第２押圧位置検出手段と、
前記第１押圧位置検出手段が前記直接押圧位置を検出したが前記第２押圧位置検出手段は前記間接押圧位置を検出していないとき、少なくとも前記第１押圧位置検出手段からの出力に基づいて、画面上でポインタもしくはカーソルを２次元的に制御する又は２次元的に移動させるための第１制御手段と、
前記第１押圧位置検出手段及び前記第２押圧位置検出手段がそれぞれ前記直接押圧位置及び前記間接押圧位置を検出したとき、前記第１押圧位置検出手段からの押圧位置と前記第２押圧位置検出手段からの押圧位置との「２つの押圧位置」の情報に基づいて、画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるための第２制御手段と、
を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項８】
画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、
その上面側がユーザー側となるように配置され、ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分がその押圧された若しくは押圧されている方向にへこむように構成されている第１の面状もしく層状体を備えており、「前記第１の面状もしくは層状体における、ユーザーにより押圧された直接押圧位置」を検出するための第１押圧位置検出手段と、
前記第１の面状もしくは層状体と略平行で且つ前記前記第１の面状もしくは層状体よりも所定距離だけユーザーから離れる側又は装置の内部側に配置される第２の面状もしくは層状体を備えており、「前記第２の面状もしくは層状体における、前記ユーザーによる押圧の力が前記第１の面状もしくは層状体を介して加えられた若しくは加えられている間接押圧位置」を検出するための第２押圧位置検出手段であって、前記第１押圧位置検出手段により検出された直接押圧位置とは前記第１の面状もしくは層状体と略直交する方向に沿う位置にある間接押圧位置を検出可能なだけでなく、前記第１押圧位置検出手段により検出された直接押圧位置とは前記第１の面状もしくは層状体と略直交する方向に沿っていない位置にある間接押圧位置をも検出可能な、第２押圧位置検出手段と、
前記第１押圧位置検出手段により検出された直接押圧位置と前記第２押圧位置検出手段により検出された間接押圧位置とに基づいて、画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるためのポインタ制御手段と、
を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。
【請求項９】
画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるための３次元ポインティング装置であって、
その上面側がユーザー側となるように配置され、ユーザーにより押圧された若しくは押圧されている部分がその押圧された若しくは押圧されている方向にへこむように構成されている第１の面状もしく層状体を備えており、「前記第１の面状もしくは層状体における、ユーザーにより押圧された直接押圧位置」を検出するための第１押圧位置検出手段と、
前記第１の面状もしくは層状体と略平行で且つ前記前記第１の面状もしくは層状体よりも所定距離だけユーザーから離れる側又は装置の内部側に配置される第２の面状もしくは層状体を備えており、「前記第２の面状もしくは層状体における、前記ユーザーによる押圧の力が前記第１の面状もしくは層状体を介して加えられた若しくは加えられている間接押圧位置」を検出するための第２押圧位置検出手段であって、前記第１押圧位置検出手段により検出された直接押圧位置とは前記第１の面状もしくは層状体と略直交する方向に沿う位置にある間接押圧位置を検出可能なだけでなく、前記第１押圧位置検出手段により検出された直接押圧位置とは前記第１の面状もしくは層状体と略直交する方向に沿っていない位置にある間接押圧位置をも検出可能な、第２押圧位置検出手段と、
少なくとも前記第１押圧位置検出手段からの出力に基づいて、画面上でポインタもしくはカーソルを２次元的に制御する又は２次元的に移動させるための第１制御手段と、
前記第１押圧位置検出手段及び前記第２押圧位置検出手段からの出力に基づいて、画面上でポインタもしくはカーソルの位置を３次元的に制御する又はポインタもしくはカーソルを３次元的に移動させるための第２制御手段と、
を備えたことを特徴とする、３次元ポインティング装置。