(57)【要約】【課題】ポインティングデバイス自体の向きを検出することができるポインティングデバイスを提供する。【解決手段】筐体１１の一部１１ｃを略平面状の面（操作面）を有する部材に接触させ、移動して操作情報を出力するポインティングデバイス１０は、筐体１１の一部１１ｃに所定の間隔を空けて配置され、各々の操作面上での移動量及び移動方向を検出する２以上の検出部６，７と、検出部６，７の各々により検出された移動量及び移動方向に基づいて、筐体１１上の所定の位置の回転軸５の移動量、移動方向、回転軸５回りの回転量及び回転方向を算出して操作情報として出力する処理部８と、有する。【選択図】図１
2010160535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体を有し、前記筐体の一部を略平面状の面を有する部材に接触させて移動させることにより、操作情報を出力するポインティングデバイスであって、
前記筐体の前記一部に所定の間隔を空けて配置され、各々の前記面上での移動量及び移動方向を検出する２以上の検出部と、
前記検出部の各々により検出された前記移動量及び前記移動方向に基づいて、前記筐体上の所定の位置に前記面に直交するように定義された軸である回転軸の移動量、前記回転軸に直交して移動の基準となる基準方向に基づく移動方向、当該回転軸回りの回転量及び回転方向、前記面に平行な方向への移動方向と移動量、及び、前記面に垂直な回転軸回りの回転量と回転方向を算出して前記操作情報として出力する処理部と、
を有するポインティングデバイス。
【請求項２】
前記筐体の前記一部を前記面に接触させた状態で、前記筐体を前記面と直交する方向から見たときに、前記回転軸は、前記筐体の略中心に定義されている請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
２つの前記検出部を有する請求項１または請求項２に記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記検出部の各々は、前記回転軸に対して直交する直線方向に点対称に配置されている請求項３に記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記処理部は、前記回転軸の前記移動方向、前記移動量、前記回転軸回りの前記回転量及び前記回転方向を、前記検出部の各々で検出された前記移動量及び前記移動方向で決定される移動変量ベクトルの和及び差により算出する請求項１〜４いずれか一項に記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
累積回転量を記憶する記憶部を有し、
前記処理部は、前記回転軸回りの前記回転量及び前記回転方向を算出する毎に、前記回転方向に応じて前記記憶部の前記累積回転量に対して前記回転量を加算若しくは減算して更新するように構成された請求項１〜５いずれか一項に記載のポインティングデバイス。
【請求項７】
前記移動方向及び前記回転方向の基準となる基準方向を記憶し、
前記処理部は、前記累積回転量により、前記基準方向からの回転角度を算出し、前記回転軸回りの前記回転量及び前記回転方向とともに、若しくは、前記回転量及び前記回転方向に代えて前記回転角度を前記操作情報として出力する請求項６に記載のポインティングデバイス。
【請求項８】
前記筐体上には、前記基準方向を示す識別標識が設けられている請求項７に記載のポインティングデバイス。
【請求項９】
前記筐体に設けられた操作ボタンを有し、
前記処理部は、前記操作ボタンが操作されることにより、前記記憶部に記憶されている前記累積回転量を初期値に設定するように構成された請求項６〜８いずれか一項に記載のポインティングデバイス。
【請求項１０】
前記処理部は、外部からの初期化信号を受信したときに、前記記憶部に記憶されている前記累積回転量を初期値に設定するように構成された請求項６〜９いずれか一項に記載のポインティングデバイス。
【請求項１１】
表示部を有する情報処理装置で実行されて前記表示部の表示画面にポインタを表示するとともに、当該情報処理装置に接続された請求項１〜１０いずれか一項に記載のポインティングデバイスから出力される前記操作情報に基づいて、前記表示画面内で前記ポインタを移動させるポインタ制御用プログラム。
【請求項１２】
表示部を有する情報処理装置で実行されて前記表示部の表示画面にポインタを表示するとともに、当該情報処理装置に接続された請求項７〜１０いずれか一項に記載のポインティングデバイスから出力される前記操作情報に基づいて、前記表示画面内で前記ポインタを移動させるポインタ制御用プログラムであって、
前記操作情報に含まれる前記回転角度に基づいて、前記ポインティングデバイスの前記基準方向の向きを取得するポインタ制御用プログラム。
【請求項１３】
前記操作情報に含まれる前記回転軸の前記移動量、前記移動方向から前記ポインティングデバイスの平行移動ベクトルを算出し、前記基準方向に基づいて当該平行移動ベクトルを前記面内での平行移動ベクトルに変換し、変換された平行移動ベクトルに基づいて前記画面内で前記ポインタを移動させる請求項１２に記載のポインタ制御用プログラム。
【請求項１４】
前記ポインティングデバイスを、前記面内で予め決められた方向に移動させて得られる前記操作情報に基づいて、前記ポインティングデバイスに定義された前記基準方向に対する前記面内に定義された基準方向とのズレ量を算出し、前記ポインティングデバイスの平行移動ベクトルを前記面内での平行移動ベクトルに変換する際に、前記ズレ量で補正するように構成された請求項１３に記載のポインタ制御用プログラム。
【請求項１５】
前記ポインティングデバイスを、前記面内で予め決められた回転量だけ回転させることにより、前記操作情報に含まれる前記回転軸回りの前記回転量及び前記回転方向から算出される回転ベクトルに対応させて前記画面内で前記ポインタを回転させる回転ベクトルを補正して、補正後の回転ベクトルに応じて前記画面内で前記ポインタを回転させる請求項１１〜１６いずれか一項に記載のポインタ制御用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポインティングデバイス及びポインタ制御用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のポインティングデバイスは、単純な座標入力と、その座標とは異なる座標の入力を行うことができるようになっているものや、操作主体である使用者の操作癖などにより使用者が操作したい方向とポインティングデバイスの実際の動きの方向との間にずれが生じるので、使用者に違和感を与えないように、例えば使用者が、そのポインティングデバイスを使用して、テストパターンを描画させて、その描画されたテストパターンを解析することで、入力補正を行うポインティングデバイス等が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８４３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなポインティングデバイスは、ポインティングデバイス自体の座標を直接、あるいは初期位置からの相対移動距離で取得するものである。そのため、ポインティングデバイス自体の向きは取得できないという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ポインティングデバイスの移動量の変位と同時に、向きの変位を取得することができるポインティングデバイス及びこのポインティングデバイスのポインタ制御用プログラム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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係るポインティングデバイスは、筐体を有し、筐体の一部を略平面状の面を有する部材に接触させて移動させることにより、操作情報を出力するポインティングデバイスであって、筐体の一部に所定の間隔を空けて配置され、各々の前記面上での移動量及び移動方向を検出する２以上の検出部と、検出部の各々により検出された移動量及び移動方向に基づいて、筐体上の所定の位置に前記面に直交するように定義された軸である回転軸の移動量、回転軸に直交して移動の基準となる基準方向に基づく移動方向、当該回転軸回りの回転量及び回転方向、前記面に平行な方向への移動方向と移動量、及び、前記面に垂直な回転軸回りの回転量と回転方向を算出して操作情報として出力する処理部と、を有する。
【０００７】
また、このようなポインティングデバイスは、筐体の一部を前記面に接触させた状態で、筐体を前記面と直交する方向から見たときに、回転軸は、筐体の略中心に定義されていることが好ましい。
【０００８】
また、このようなポインティングデバイスは、２つの検出部を有することが好ましい。
【０００９】
また、このようなポインティングデバイスにおいて、検出部の各々は、回転軸に対して直交する直線方向に点対称に配置されていることが好ましい。
【００１０】
さらに、このようなポインティングデバイスにおいて、処理部は、回転軸の移動方向、移動量、回転軸回りの回転量及び回転方向を、検出部の各々で検出された移動量及び移動方向で決定される移動変量ベクトルの和及び差により算出する構成であることが好ましい。
【００１１】
また、このようなポインティングデバイスは、累積回転量を記憶する記憶部を有し、処理部は、回転軸回りの回転量及び回転方向を算出する毎に、回転方向に応じて記憶部の累積回転量に対して回転量を加算若しくは減算して更新する構成であることが好ましい。
【００１２】
さらに、このようなポインティングデバイスは、移動方向及び回転方向の基準となる基準方向を記憶し、処理部は、累積回転量により、基準方向からの回転角度を算出し、回転軸回りの回転量及び回転方向とともに、若しくは、回転量及び回転方向に代えて回転角度を操作情報として出力する構成であることが好ましい。
【００１３】
また、このようなポインティングデバイスの筐体上には、基準方向を示す識別標識が設けられていることが好ましい。
【００１４】
また、このようなポインティングデバイスは、筐体に設けられた操作ボタンを有し、処理部は、操作ボタンが操作されることにより、記憶部に記憶されている累積回転量を初期値に設定するように構成されていることが好ましい。
【００１５】
さらに、このようなポインティングデバイスの処理部は、外部からの初期化信号を受信したときに、記憶部に記憶されている累積回転量を初期値に設定するように構成されていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るポインタ制御用プログラムは、表示部を有する情報処理装置で実行されて表示部の表示画面にポインタを表示するとともに、当該情報処理装置に接続された上記のいずれかに記載のポインティングデバイスから出力される操作情報に基づいて、表示画面内でポインタを移動させるようになっている。
【００１７】
あるいは、本発明に係るポインタ制御用プログラムは、表示部を有する情報処理装置で実行されて表示部の表示画面にポインタを表示するとともに、当該情報処理装置に接続された上記のいずれかに記載のポインティングデバイスから出力される操作情報に基づいて、表示画面内でポインタを移動させるポインタ制御用プログラムであって、操作情報に含まれる回転角度に基づいて、ポインティングデバイスの基準方向の向きを取得するようになっている。
【００１８】
このような、ポインタ制御用プログラムは、操作情報に含まれる回転軸の移動量、移動方向からポインティングデバイスの平行移動ベクトルを算出し、基準方向に基づいて当該平行移動ベクトルを前記面内での平行移動ベクトルに変換し、変換された平行移動ベクトルに基づいて画面内でポインタを移動させるようになっている。
【００１９】
また、ポインタ制御用プログラムは、ポインティングデバイスを、前記面内で予め決められた方向に移動させて得られる操作情報に基づいて、ポインティングデバイスに定義された基準方向に対する前記面内に定義された基準方向とのズレ量を算出し、ポインティングデバイスの平行移動ベクトルを前記面内での平行移動ベクトルに変換する際に、ズレ量で補正するように構成されている。
【００２０】
また、ポインタ制御用プログラムは、ポインティングデバイスを、前記面内で予め決められた回転量だけ回転させることにより、操作情報に含まれる回転軸回りの回転量及び回転方向から算出される回転ベクトルに対応させて画面内でポインタを回転させる回転ベクトルを補正して、補正後の回転ベクトルに応じて画面内でポインタを回転させる構成となっている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るポインティングデバイス及びこのポインティングデバイスのポインタ制御用プログラムを以上のように構成すると、ポインティングデバイスの操作回転軸の移動量、移動方向に加えて、ポインティングデバイスの操作回転軸回りの回転量及び回転方向を取得して、ポインティングデバイスの移動ベクトル及び回転ベクトルを定義することができる。そして、ポインタの平行移動成分と同時に回転成分を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ポインティングデバイスの各構成の関係を説明するためのブロック図である。
【図２】ポインティングデバイスの概略図であり、（ａ）外観を説明するための概略図であり、（ｂ）ポインティングデバイスの底面（裏面側）を説明するための概略図である。
【図３】ポインティングデバイスの移動を説明するための説明図である。
【図４】ポインティングデバイスに備わる検出部の座標系と操作者Ｎの操作面の座標系との関係を説明するための説明図である。
【図５】ポインティングデバイスの初期化等の工程を示す概略フロー図である。
【図６】画像編集システムの構成例を示す説明図である。
【図７】画像編集システムを利用した編集画面の構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１及び図２（ａ），（ｂ）で示すように、ポインティングデバイス１０は、第１操作ボタン２及び第２操作ボタン３と、設定用操作ボタン４と、第１センサー６及び第２センサー７を有している。さらに、ポインティングデバイス１０は、この第１及び第２センサー６，７が検出したポインティングデバイス１０の基準方向からの移動距離及び移動方向に基づいて、回転軸５の移動量、基準方向に対する移動方向、回転軸５回りの回転量及び回転方向を算出して操作情報として出力する処理部８と、処理部８の処理結果等を記憶しておく記憶部９とを有している。そして、ポインティングデバイス１０の操作により、処理部８から操作情報が出力され、情報処理装置１０２に送られる。すると、その操作情報に基づき、情報処理装置１０２に備わるポインタ制御プログラムであるポインタ制御部１０８が、情報処理装置１０２に備わる表示部１０１の表示画面に表示されるポインタの移動の制御を行うようになっている。
【００２４】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、このポインティングデバイス１０は、筐体１１を有し、この筐体１１の上部側１１ａに第１操作ボタン２及び第２操作ボタン３が備わり、筐体１１の裏面側（設置側面）１１ｃに検出部である第１センサー６及び第２センサー７が配置されている。また、筐体１１の上部側１１ａには、筐体１１の基準方向を示す識別標識であり、例えば、略三角形状のマーカー１が表示されている。上面側１１ａの第１及び第２操作ボタン２，３は、例えば、略中心に同心円状に配置されている。そのため、操作者がこのポインティングデバイス１０の筐体１１を回転させて使用する際に、どのような方向であっても第１及び第２操作ボタン２，３が操作し易く、また、回転した際に第１及び第２操作ボタン２，３の相対位置関係が変化しないようになっている。なお、この第１及び第２操作ボタン２，３は、マウスやトラックボール等の一般的なポインティングデバイスに搭載されているボタン等と同等のものでもよい。筐体１１の側面１１ｂの下部には、例えば、略矩形状の設定用の操作ボタン（設定用操作ボタン４）が設けられている。ポインティングデバイス１０の状態のリセットや、ポインティングデバイス１０から出力される操作情報に基づくポインタの移動の基準方向の設定や、回転量調整の開始の際に、操作者がこの設定用操作ボタン４を押下することにより行うことができる。このポインティングデバイス１０の筐体１１は、例えば、円柱形や多角柱形が好ましくい。例えば、図２の場合は、第１及び第２操作ボタン２，３の備わる上部側１１ａは、略円柱状の外形を有しているので、操作者が、掴みやすい形状となっており、ポインティングデバイス１０の操作をする際に操作し易くなっている。ポインティングデバイス１０の形状はこの形状に限らず、操作者が操作し易い形状であればよい。
【００２５】
また、第１及び第２センサー６，７が配置されている筐体１１の裏面側（設置面側）１１ｃは、筐体１１を、略平面上の面を有する部材（以下、この面を「操作面」と呼ぶ）、例えば、机上に置いて操作する際に操作し易いように略平面状となっている。また、第１及び第２センサー６，７は、回転軸５に対して直行する方向に点対称に配置されており、具体的には、第１及び第２センサー６，７は、裏面側（設置面側）１１ｃの、回転軸５（図２（ｂ）参照）を挟んでこの回転軸５から略同一の距離ｒ離れるように配置されている。このとき、第１及び第２センサー６，７をこのように配置し易いように、裏面側（設置面側）１１ｃは、例えば、略円形形状として構成されている。図２（ｂ）では、底面から見た場合のマーカー１が分かるように破線で記しているが、実際には、このようになっているのではなく、説明の便宜上記している。第１及び第２センサー６，７は、同一の方向の移動に対し、同様な検出を行うことができるように配置されている。これらの第１及び第２センサー６，７は、ポインティングデバイス１０の移動量を計測するためのセンサーであり、具体的には、光学式センサーが挙げられるが、ポインティングデバイス１０の操作面の２次元の移動量を取得できるものであればこれに限らない。また、第１及び第２センサー６，７が検出するベクトルの向きは、マーカー１の示す方向と同一の方向となるように裏面側（設置面側）１１ｃに配置されている。
【００２６】
ここで、本実施形態における、ポインティングデバイス１０と、ポインティングデバイス１０を操作する操作面の基準方向について定義する。ポインティングデバイス１０の基準方向は、ｘ軸方向及びｙ軸方向として図２（ｂ）に示している。ポインティングデバイス１０の基準方向であるｙ軸方向は、ポインティングデバイス１０の回転軸５に直行する面である裏面側（設置面）１１ｃであって、回転軸５を通る軸であり、第１及び第２センサー６，７の向き及び識別標識であるマーカー１の指し示す方向と同一方向が正方向となるように定義されている。そして、ｘ軸方向は、回転軸５を挟んで第１及び第２センサー６，７の配置されている位置であって、ｙ軸及び回転軸５に直行する軸であり、第２センサー７から第１センサー６に向かう方向を正方向となるように定義されている。この図２（ｂ）で示すｘ軸方向及びｙ軸方向は、ポインティングデバイス１０自体の基準方向を示すものであるが、実際にこのように記されているのではない。
【００２７】
また、ポインティングデバイス１０を操作する操作面は、ポインティングデバイス１０の裏面側（設置面）１１ｃを接触させて実際に操作する平面であるが、操作面は、後述するように、操作者Ｎから見て正面方向を正とするＹ軸方向と、そのＹ軸と直行し、操作者の左側から右側に向かう方向、右向き水平方向を正とするＸ軸方向の２次元の平面として定義される。すなわち、ここでは、操作面の基準方向のＹ軸方向とは、操作者Ｎの正面側の方向であり、操作面の基準方向のＸ軸方向とは、操作者Ｎの左側から右側に向かう方向として定義される。
【００２８】
このポインティングデバイス１０は、上述のように、第１及び第２センサー６，７の２つの検出部により、操作面上での移動量、移動方向を検出して、この移動方向及び移動量に基づいて、処理部８により、回転軸５の移動量、移動方向、回転軸５回りの回転量、回転方向を算出することができる。つまり、第１及び第２センサー６，７の移動量は、操作面内におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向の２次元の変量として取得でき、単位時間あたりの移動量が電気信号に変換されると、ポインティングデバイス１０は、その電気信号を操作情報として出力することができる。そして、操作者が、ポインティングデバイス１０の筐体そのものを回転させて使用する際には、裏面側（設置面側）１１ｃに備わる第１及び第２センサー６，７の検出した移動量及び移動方向に基づいて、回転軸５（図２（ｂ）参照）回りの回転量の計測が行えるようになっている。
【００２９】
ここで、回転軸５は、説明の便宜の為に図面に表しているが、実際にこのような印がついている訳ではない。また、回転軸５は、筐体１１の裏面側（設置面側）１１ｃを操作面に接触させた状態で、筐体１１を操作面に直行する方向から見たときに筐体１１の略中心に定義されているので、筐体１１の操作をした時に、操作者の感覚とポインティングデバイス１０から出力される操作情報とを一致させやすいようになっている。もっとも、この回転軸５は、筐体１１の略中心に定義されていなくてもよく、その場合は、ポインティングデバイス１０から出力される操作情報に補正を加えればよい。また、ここで、回転軸５は、２つの検出部である第１及び第２センサー６，７の略中心であり同距離に位置する場合を例に挙げて説明しているが、略中心の同距離に位置せずに、ずれた位置として定義されていてもよく、その場合は、第１及び第２センサー６，７の検出した移動量及び移動方向に補正を加えて、ポインティングデバイス１０から出力される操作情報とすればよい。ここでは、ポインティングデバイス１０が備える検出部は、第１及び第２センサー６，７の２つの場合を例に挙げて説明しているが、これに限らず、検出部は、３つ以上でもよい。
【００３０】
また、このポインティングデバイス１０の第１及び第２センサー６，７等を作動させるための電源は、ポインティングデバイス１０の筐体１１に内蔵されていることが好ましい。そして、第１及び第２センサー６，７の検出した移動量及び移動方向から得られた操作面内におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向の２次元の変量、あるいはそれから演算されるポインティングデバイス１０の平行移動量、回転量及び、ポインティングデバイス１０の各設定値等の操作情報は、好ましくは無線により、情報処理装置であるパーソナルコンピュータ等の機器に出力され、伝達される。このポインティングデバイス１０の電源供給や計測後のデータ等の通信は、有線で行うことも可能ではあるが、無線により行われるほうが好ましい。また、ポインティングデバイス１０の電源スイッチは、図示していないが、ポインティングデバイス１０に取り付けられているものとする。ポインティングデバイス１０の各データ（平行移動量、回転量データ、及び各設定値）は、内蔵された記憶部９に記憶される。または、ポインティングデバイス１０が通信して、データを送信できる機器の記憶装置に記憶される。
【００３１】
（ポインティングデバイス１０の平行移動ベクトル及び回転量の取得）
まず始めに、本実施形態のポインティングデバイス１０の平行移動ベクトル及び回転量の取得の方法について説明する。図３は、微少時間Δｔ当たりのポインティングデバイス１０の回転軸５の移動量ΔＭ、及び回転軸５回りの回転量ΔＲを計算する方法を説明するための図である。図３に示すように、操作者Ｎがポインティングデバイス１０を実際に設置して操作する操作面内は、上述したように、操作者Ｎからみて正面方向で上方向を正方向とするＹ軸と、操作者Ｎからみて右向きを正方向とする水平方向にＸ軸を取り、回転角は、Ｘ軸からＹ軸へ向かう方向を正とする。このとき、第１センサー６と回転軸５を結んだ直線とＸ軸とのなす角度は回転角θとして定義される。また、ｖ（θ）は長さ１（単位長）で第１センサー６の位置（第１及び第２センサー６，7の設置位置において、ポインティングデバイス１０の筐体１１の裏面側（設置面側）１１ｃの外周との交点）において、回転方向正向き（回転軸５回りにおける反時計回りの方向）の接線ベクトルである。ここで、任意の微少時間Δｔにおいて、第１センサー６から得られる変位量は第１変位量Δｍ１、第２センサー７から得られる変位量は第２変位量Δｍ２とすると、第１及び第２変位量Δｍ１,Δｍ２は、ポインティングデバイス１０の回転軸５の移動量ΔＭ、及び回転軸５回りの回転量ΔＲを用いて以下の式（１）,（２）で近似することが出来る。
【００３２】
Δｍ１＝ΔＭ＋ｖ（θ）ｒΔＲ      （１）
Δｍ２＝ΔＭ−ｖ（θ）ｒΔＲ      （２）
【００３３】
上式（１）,（２）の微少時間Δｔにおけるポインティングデバイス１０の回転軸５の移動量ΔＭ、及び回転軸５回りの回転量ΔＲは、第１及び第２変位量Δｍ１,Δｍ２により、次式（３），（４）のようになる。
【００３４】
ΔＭ＝（Δｍ１＋Δｍ２）/２                    （３）
ΔＲ＝（Δｍ１−Δｍ２）/（２ｖ（θ）ｒ）      （４）
【００３５】
また、上式（４）において、｜ｖ（θ）｜＝１とすると、回転量ΔＲは次式（５）のように表せる。
【００３６】
ΔＲ＝（Δｍ１−Δｍ２）ｖ（θ）/２ｒ      （５）
【００３７】
距離ｒは、第１及び第２センサー６，７の回転軸５からの位置であり、定数である。これは、ポインティングデバイス１０の製造時に決定される値である。そして、第１及び第２センサー６，７は、ポインティングデバイス１０の筐体１１の回転軸５に対して直行する直線方向に点対称に、方向も同一となるように配置されている。これらは、性能も同等であり、操作面上での移動量及び移動方向を検出できるように構成されている。そのため、この第１及び第２変位量Δｍ１,Δｍ２は、移動量及び移動方向を含む値として得られる。したがって、上式（３），（５）により、第１及び第２センサー６，７から得られる微少時間Δｔのサンプリング時間当たりの第１及び第２変位量Δｍ１，Δｍ２の和及び差が求まると、ポインティングデバイス１０の平行移動成分に比例したベクトル値及び、回転量に比例したスカラ値が容易に得られる。このようにポインティングデバイス１０の回転軸５の移動量ΔＭ、及び回転軸５回りの回転量ΔＲは、第１及び第２変位量Δｍ１，Δｍ２の和及び差により算出することができるので、算出処理が容易であり、処理部８の構成を簡単なものとすることができる。
【００３８】
また、上式（５）により求められた微少時間Δｔにおける角度の変化量である回転軸５回りの回転量ΔＲが、累積され、回転軸５回りの累積回転量ΔＲ′として求められる。この累積回転量ΔＲ′は、記憶部９（図１参照）に記憶されており、サンプリング時間毎の回転量ΔＲが、記憶部９に記憶されている累積回転量ΔＲ′に加算もしくは減算されて、累積され、計測開始からの回転軸５回りの累積回転量ΔＲ′として求められる。したがって、現在のポインティングデバイス１０の向きは、初期のポインティングデバイス１０の角度（初期設定の際に設定されたポインティングデバイス１０の向き、すなわち、操作面の基準方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）に対するポインティングデバイス１０の基準方向（ｘ軸方向，ｙ軸方向）の傾きであり、基準方向に対しての回転量として記憶部９に記憶されている）に、この累積回転量ΔＲ′により求まる角度を加算する。これにより、操作者Ｎがポインティングデバイス１０を操作して画面上のポインタを移動させる際の操作情報は、現在のポインティングデバイス１０の向きが考慮された操作情報とすることができる。
【００３９】
また、第１及び第２センサー６，７が操作者Ｎから見た正面側、すなわち、図４で示すように、操作者Ｎの操作面上の基準方向であるＹ軸方向に対してポインティングデバイス１０の基準方向（ｘ軸方向，ｙ軸方向）が回転角θだけ傾いている場合に、上述の式（３）により得られるポインティングデバイス１０の平行移動成分ベクトルは、操作者Ｎが、実際に操作面上でポインティングデバイス１０を移動させた向きに対して、回転角θ分ずれて取得されることになる（図４参照）。この場合、上述の式（５）により、微少時間Δｔ当たりの角度の変化量である回転量ΔＲの累積による累積回転量ΔＲ′を求める。そして、この累積回転量ΔＲ′から、回転角θは機知の値となるから、上述の式（３）により得られるポインティングデバイス１０の平行移動成分ベクトルである移動量ΔＭは、ポインタ制御部１０８（図１参照）により、このずれ量である回転角θ分回転させたベクトルとして変換され、表示画面上のポインタの平行移動ベクトルとされる。そして、この変換後の平行移動ベクトルにより、表示画面上のポインタが移動する。これにより、ポインティングデバイス１０が操作面内でどのような向きに設置されているかに関わらず、操作者Ｎが操作面内でポインティングデバイス１０を動かした方向と、表示画面上のポインタの移動方向とが一致するようになる。つまり、操作面内のＸ軸，Ｙ軸の方向に対し、ポインティングデバイス１０の基準方向がずれている場合は、通常は、そのポインティングデバイス１０から出力される操作情報は、このポインティングデバイス１０の基準方向に対しての移動方向及び移動量に応じた操作情報であり、表示画面上のポインタは、その操作情報に応じて移動する。このため、表示画面上のポインタの動きは、操作者Ｎが操作面内で操作したポインティングデバイス１０自体の移動方向及び移動量とは異なる方向及量で動くので、表示画面上のポインタを操作者Ｎの動かしたい方向に移動させることができない。これに対し、本実施の形態のポインティングデバイス１０によれば、操作面内でのポインティングデバイス１０の基準方向のずれ量を補正した変換後の平行移動ベクトルにより表示画面上のポインタが移動するので、操作面の軸と、表示画面の軸とが一致し、操作者Ｎから見て動かしたい方向に対応した向きに、表示画面上のポインタを動かすことができる。
【００４０】
本実施の形態のポインティングデバイス１０は以上のように構成されているので、操作者Ｎの操作面上での実際のポインティングデバイス１０の操作と、表示部の表示画面上のポインタが連動し、操作者Ｎは、違和感無く操作を行うことができる。例えば、画面上に表示されているオブジェクトを回転させる操作を行う場合、このオブジェクト上にポインタを移動させ、ボタン２を押下してドラックした状態で筐体１１を回転させてこのオブジェクトを画面上で回転させ、ボタン２を離して回転させた状態で配置するという操作を行うが、筐体１１の回転量を用いて、この筐体１１の方向に関わらず、操作面上での操作と画面上でのポインタの動きを一致させることができる。また、この式（３）及び式（５）の計算や、累積回転量ΔＲ′は、ポインティングデバイス１０に内蔵されている処理部８（図１参照）により行われるようになっており、この処理部８の算出結果は、記憶部９に記憶されるようになっている。
【００４１】
（ポインティングデバイス１０の初期化方法）
以上のように構成されたポインティングデバイス１０を用いて、回転成分の入力を自由に行いつつ、操作者Ｎからみたポインティングデバイス１０の移動方向（操作面の基準方向に対する移動方向）と、このポインティングデバイス１０を接続した情報処理装置１０２であるパーソナルコンピュータの表示部１０１の表示画面上に表示されるポインタの移動方向（表示画面の基準方向に対する移動方向）とを揃えるためには、ポインティングデバイス１０の最初の角度の初期化が必要となる。そして、より快適な使用環境を得るために、ポインティングデバイス１０の回転角度量と、ポインティングデバイス１０に備わる第１及び第２センサー６，７の移動量との対応付けが必要となる。そこで、本実施の形態におけるポインティングデバイス１０の初期化方法、及び第１及び第２センサー６，７から得られる移動量とポインティングデバイス１０の回転角度量の対応付けを行うための初期化方法について、図４のフロー図を使用して説明する。
【００４２】
まず、操作者は、ポインティングデバイス１０の基準方向を示すマーカー１の向きを操作者の正面方向と合致するように回転させる。上述したように、このマーカー１の方向は、第１及び第２センサー６，７の正方向と揃っている。そして、この時、ポインティングデバイス１０に備わる処理部８（図１参照）は、ポインティングデバイス１０の設定用操作ボタン４が、２回連続で押下されたか否かを判断する（ステップＳＴ１０）。２回連続で押下されたと判断すると、処理部８は、記憶部９に記憶されている前回の基準位置情報である累積回転量ΔＲ′を記憶部から削除する（ステップＳＴ１１）。そして、処理部８は、記憶部９の基準位置情報として、今回のポインティングデバイス１０の位置（ポインティングデバイス１０の基準方向（基準軸）と操作面内の基準方向とが一致する位置）を記憶して（ステップＳＴ１２）初期化設定を終了する。この工程は、ポインティングデバイス１０のマーカー１の向きを基準としてポインティングデバイス１０の初期化を行う方法であり、この初期化方法が、一番簡易に行うことができ、操作者Ｎにとっても、マーカー１を目安に行うことができるので容易に操作することができる。
【００４３】
一方、ステップＳＴ１０で、設定用操作ボタン４が、２回連続で押下されていない場合には、ステップＳＴ１３に進むと、処理部８は、この時、設定用操作ボタン４が、１回押下されたか否かを判断する。処理部８は、設定用操作ボタン４が押下されていないと判断すると、この初期化設定工程を終了し、通常のポインティングデバイス１０の操作モードを続行する。処理部８は、設定用操作ボタン４が、１回押下された判断すると、次に、第２操作ボタン３が１回押下されたか否かを判断する（ステップＳＴ１４）。この工程によると、操作者は、操作面上の基準方向と、表示部の表示画面上の基準方向とを一致させることができる。つまり、ポインティングデバイス１０の基準方向が、ポインティングデバイス１０の回転軸５回りの任意の軸に置き換わり、そのポインティングデバイス１０の任意の向きを操作面上の基準方向であるＹ軸方向として、ポインティングデバイス１０の初期化することが可能となる。
【００４４】
このステップＳＴ１０、ステップＳＴ１３、ステップＳＴ１４の工程は、例えば、図４のように、ポインティングデバイス１０の基準方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向）が操作者Ｎの操作面上の基準方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に対して、回転軸５回りに回転角θだけ傾いている場合に、設定用操作ボタン４が、１回押下され、続いて、この回転角θを固定したまま、ポインティングデバイス１０が操作面上の基準方向であるＹ軸方向に一定距離動かされた後に、第２操作ボタン３が押され、ポインティングデバイス１０の初期化が行われた場合の工程である。このときのポインティングデバイス１０の操作面（Ｘ―Ｙ平面）内の基準方向であるＹ軸方向への移動は、第１及び第２センサー６，７によりポインティングデバイス１０自体の基準方向であるｙ軸方向が操作面内の基準方向であるＹ軸方向に対し−θ傾いた状態での直線移動として記録される。そこで、処理部８は、ポインティングデバイス１０の微少時間当たりの移動量ΔＭを上述の式（３）により求め、これを設定用操作ボタン４が押下された時から、第２操作ボタン３が押下されるまでの時間分だけ、累積して取得し、ポインティングデバイス１０自体の基準方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向）に基づいた移動ベクトルを求める（ステップＳＴ１５）。これにより処理部８は、操作面上の基準方向であるＹ軸方向に対する、ポインティングデバイス１０の基準方向であるｙ軸方向の傾きを取得することができる（ステップＳＴ１６）。これを、記憶部９に記憶することで、ポインティングデバイス１０の任意の向きがポインティングデバイス１０の正面方向として記憶される。これにより、ポインティングデバイス１０の傾きを維持したまま、その方向をポインティングデバイス１０の正方向として、以後使用できるようになる。つまり、操作面上のＸ軸、Ｙ軸に対して、ポインティングデバイス１０を動かした方向が、表示部の表示画面上でのポインタの動きとなる。
【００４５】
また、ステップＳＴ１４で、第２操作ボタン３が押下されない場合には、次に、ステップＳＴ１７に進む。ここでは、もう一つの操作ボタンである第１操作ボタン２が１回押下されたか否かが判断される（ステップＳＴ１７）。押下されない場合や、２回以上押下された場合は、処理部８は、初期化設定等の指示ではないと判断して、これらの工程を終了する。一方、第１操作ボタン２が１回押下された場合には、処理部８は、回転量ΔＲを上述の式（５）より求め、設定用操作ボタン４が１回押下された後、第１操作ボタン２が１回押下されるまでの間の時間分だけ、累積して累積回転量ΔＲ′を取得する（ステップＳＴ１８）。次に、処理部８は、第１及び第２センサー６，７の回転回りの移動量及びポインティングデバイス１０の回転角度量との関係を記憶部９に記憶して（ステップＳＴ１９）、終了する。
【００４６】
このポインティングデバイス１０に備えられた第１及び第２センサー６，７は、ポインティングデバイス１０の基準方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向）に対する移動変量、つまり、第１及び第２移動量Δｍ１，Δｍ２を計測するものである。そして、この計測した第１及び第２移動量Δｍ１，Δｍ２の値のままでは、ポインティングデバイス１０の回転角度を得ることができない。そこで、第１及び第２センサー６，７が、回転軸５回りに移動した距離とポインティングデバイス１０の回転角度の量を対応づける必要がある。そのため、上述のような工程（ステップＳＴ１３〜ＳＴ１９）を行うことにより、第１及び第２センサー６，７から得られる第１及び第２移動量Δｍ１，Δｍ２とポインティングデバイス１０の回転角度の量の対応づけができるようになっている。
【００４７】
そこで、この対応付けの初期化行うために、設定用操作ボタン４が１回押下された後、第１操作ボタン２が１回押下されるまでの間に、操作者Ｎは、ポインティングデバイス１０を正方向（反時計回り、操作面のＸ軸からＹ軸に向かう方向）に１回転させる。この場合、処理部８は、上述したように、式（５）により回転中の微少時間Δｔにおける回転軸５回りの回転量ΔＲを計算する。この回転軸５回りの回転量ΔＲは、向きを含んで取得される。そこで、設定用操作ボタン４が押下され、第１操作ボタン２が１回押下される間の時間分だけ回転量ΔＲを累積して、累積回転量ΔＲ′を取得することにより、ポインティングデバイス１０を正方向（反時計回り）に１回転させたときの第１及び第２センサー６，７から得られる第１及び第２移動量Δｍ１，Δｍ２は、回転方向を含めて取得することができる。これにより、第１及び第２センサー６，７から得られた第１及び第２移動量Δｍ１，Δｍ２は、実際のポインティングデバイス１０の回転角度との対応が行えるようなっている。なお、回転量ΔＲを計測する際には、上述の式（５）より明らかなように、第１及び第２センサー６，７より得られる第１及び第２移動量Δｍ１，Δｍ２は、ポインティングデバイス１０自体の基準方向（ｘ軸方向、ｙ軸方向）の面上での移動量であり、この第１及び第２移動量Δｍ１，Δｍ２の差分を求めることにより、ポインティングデバイス１０の平行移動ベクトルの成分が除外される。このため、操作者がポインティングデバイス１０を回転操作している際に、このポインティングデバイス１０の回転の中心がずれてしまった場合でも、回転量ΔＲの計測は問題無く行うことができる。ここで、処理部８、及び記憶部９は、ポインティングデバイス１０の本体に内蔵している場合を説明しているが、これに限らず、ポインティングデバイス１０がアクセス可能なパーソナルコンピュータ等の機器の記憶装置に保存するようにしてもよい。
【００４８】
本実施の形態のポインティングデバイス１０は、以上のように構成されており、このポインティングデバイス１０が備える第１及び第２センサー６，７から得られる第１及び第２移動量Δｍ１，Δｍ２に基づいて、操作者の操作面上でのポインティングデバイス１０の回転軸５の平行移動量、及び回転軸５回りの回転角度量が取得でき、これによりポインティングデバイス１０自体の向きの変位を取得できる。そして、この向きを基に、測定点から得られるポインティングデバイス１０の平行移動量のベクトル（移動方向、及び移動量）を補正することで、操作者は、このポインティングデバイス１０を用いて操作する際に、ポインティングデバイス１０の向きに関わらず、操作者の操作したい方向に表示部の表示画面上におけるポインタの移動を行うことができる。また、このポインティングデバイス１０は、基準位置からの回転量ΔＲを累積した累積回転量ΔＲ′を取得できるので、これにより、表示部の表示画面上のポインタの平行移動成分と同時に回転成分が取得できる。このような特徴を用いて、例えば、操作者が、表示部の表示画面上で画像データ等の閲覧や画像データ等のレイアウト編集を行う際に、画像データ等は、回転させつつ移動するなど、操作者Ｎの意図する位置及び向きに調整して配置させることができる。
【００４９】
そこで、次に、本実施の形態のポインティングデバイス１０を用いた具体的な応用例として、画像編集システムの一例を挙げ説明する。上述で説明したように、本実施の形態のポインティングデバイス１０は、第１及び第２センサー６，７を備えており、これにより、操作者が操作中に、任意の方向に回転させても使用することができる。また、表示部の表示画面上のポインタは、ポインティングデバイス１０自体の平行移動成分及び回転成分を取得して、それに基づいて移動させることが可能であるので、操作者の操作感によりマッチした操作を行うことができる。
【００５０】
（画像編集システム）
図６及び図７を使用して、本実施の形態のポインティングデバイス１０を備えた画像編集システム１００について説明する。この画像編集システム１００は、液晶モニター等の表示部１０１と、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置１０２と、キーボード等のその他入力デバイス１０５と、ポインティングデバイス１０及び受信機１０４により構成されている。このポインティングデバイス１０は、検出された移動量ΔＭ及び回転量ΔＲを無線通信により、受信機１０４に送信するようになっている。情報処理装置１０２は、受信機１０４が受信したポインティングデバイス１０３の操作情報を定期的に取得することが可能となっている。また、情報処理装置１０２には、記憶装置１０６、画像編集部１０７、ポインタ制御部１０８が備わっており、この記憶装置１０６には、予め画像データ等が記憶されている。そして、記憶装置１０６に記憶されている画像データを表示部１０１の表示画面２０１上に表示して閲覧等することができる。画像編集部１０７は、操作者が、記憶装置１０６に記憶されている画像データに基づいて、アルバムデータ等を編集する際の表示画面を表示部に表示し、その表示部上で編集されたアルバムデータを記憶装置１０６に記憶し、アルバムを閲覧する際には記憶装置１０６のアルバムデータを参照して、表示部１０１に表示する。また、ポインタ制御部１０８は、ポインティングデバイス１０からの操作情報に基づき、表示部１０１に表示されるポインタ２０３を移動させる。
【００５１】
また、図７は、表示部１０１に表示される表示画面２０１の例であり、画像編集部１０７が、記憶装置１０６に記憶された画像データと、アルバムデータ等の編集を行うための操作画面を表示部に表示した状態の構成例である。ここで、表示画面２０１は、レイアウトゾーン２０２とソースゾーン２０４の大きく２つにわかれている。ソースゾーン２０４は、画像レイアウトの編集に使用する画像データリストがサムネイルデータ等の区別可能な状態で表示されている。また、ソースゾーン２０４の画像データリストは、ソースゾーン２０４の例えば右手にあるスクロールバー２０５等により、スクロールすることができる。そして、ポインタ２０３が、ソースゾーン２０４に表示されている場合に、ポインティングデバイス１０を回転させて得られる累積回転量ΔＲ′により、ソースゾーン２０４の画像データリストをスクロールすることができるようにしてもよい。
【００５２】
操作者は、このソースゾーン２０４に表示されている画像データから、１つの画像データを選択して、レイアウトゾーン２０２の任意の位置に、任意の角度、任意のサイズで貼り付ける操作を行う。この操作を繰り返し行い、アルバムの１ページを作成する。そして、画像編集部１０７は、このように作成したアルバムのページデータを記憶装置１０６に記憶する。記憶装置１０６に記憶されるアルバムのページデータは、表示そのものの表示データとして、あるいは、配置した画像データと各画像データの位置、角度、サイズの属性等が関連付けられてアルバムファイルとして記憶されている。そして、画像編集部１０７は、この記憶装置１０６から、作成したアルバムデータを読み出して、表示部１０１に表示することで、閲覧することができ、また、再編集等が可能となっている。
【００５３】
この画像編集システム１００は、ポインティングデバイス１０の操作情報に基づいて、表示部１０１の表示画面２０１上のポインタの制御を行うことができるので、操作者Ｎは、このポインティングデバイス１０を操作して、ソースゾーン２０４から画像データを選択して、レイアウトゾーン２０２に配置する際に、画像データ自体を回転させたまま配置することもできる。操作者Ｎは、このポインティングデバイス１０を操作して、表示画面２０１上のソースゾーン２０４の任意の画像データにポインタを合わせ、ポインティングデバイス１０に備わる、例えば、第２操作ボタン３等を押下して、配置する画像を選択する。この時、画像編集部１０７は、ソースゾーン２０４内で選択した画像データが、他の画像データと区別できるようにするために、例えば、選択した画像データに太枠線等を付して、区別できるようにしている。このソースゾーン２０４で選択した画像データを解除するためには、例えば、操作者は、ポインティングデバイス１０を操作して、表示画面２０１上のソースゾーン２０４の画像データ以外の領域にポインタ２０３を移動して、この状態で、ポインティングデバイス１０に備わる第１又は第２操作ボタン２，３等を押下する。すると、画像編集部１０７は、太枠線等の表示を削除して、選択された画像データを解除する。ここで、表示部１０１の表示画面２０１上においては、ポインタ２０３は、向きが分かるような形状とされていることが好ましく、ポインティングデバイス１０の動作に合わせて矢印の向きが回転できるようになっていてもよい。
【００５４】
画像編集部１０７は、ソースゾーン２０４で選択された画像データを選択した状態で、ポインタ２０３の先頭がレイアウトゾーン２０２の方に移動したと判断すると、レイアウトゾーン２０２に選択した画像データを表示する。この時、画像編集部１０７は、選択された画像データの中央部とポインタ２０３の先頭位置とを一致するようにしており、また、選択された画像データには、編集中であることが分かるように太枠線等を付すようにしている。ここで、画像編集部１０７は、レイアウトゾーン２０２上の選択された画像データの最初の角度を画像データ自体の本来の向きとしても良いし、ソースゾーン２０４に表示されている向き、あるいは、ポインタ２０３の向きに合わせるように処理してもよい。このポインティングデバイス１０は、回転成分の入力を行いつつ、操作面の基準方向と表示部１０１の表示画面上の基準方向とを一致させることができるものである。このため、操作者は、ポインティングデバイス１０を操作して、選択した画像データをレイアウトゾーン２０２内において、自由な位置及び角度に配置することが可能である。レイアウトゾーン２０２での選択された画像データの動きは、ポインティングデバイス１０の動きに追従し、その画像データの角度もポインティングデバイス１０の回転に応じて画像データのポインタ２０３の先頭位置と一致する中央部を中心として、自由に時計回り、又は、反時計回りに回転できようになっている。これにより、操作者は、あたかも、画像データ自体を手で掴んで操作しているような感覚で、画像データのレイアウトゾーン２０２内におけるレイアウトの位置、及び、角度を決定することが可能となる。レイアウトゾーン２０２内において、選択された画像データの位置や大きさ、角度等が決まった場合には、レイアウトゾーン２０２内で、第１又は第２操作ボタン２，３を押下することで、確定させることができる。
【００５５】
上述では、ポインティングデバイス１０の回転方向の入力は、選択された画像データを回転させる操作に利用しているが、これに限らず、例えば、ポインティングデバイス１０の第１又は第２操作ボタン２，３を押下するたびに、角度変更モード及びサイズ変更モードなどの切替えが行えるようになっていてもよい。このようなサイズ変更モードでは、画像データの角度は、サイズ変更モードに切替わった際には、そのまま維持されており、ポインティングデバイス１０の平行移動による画像データの平行移動、及びポインティングデバイス１０の回転によるサイズ変更を同時に行えるようにすることもできる。例えば、ポインティングデバイス１０を時計回りに回転させた場合には、アスペクト比は固定したまま、回転量ΔＲに比例してサイズを拡大させ、反時計回りの回転では、逆に、サイズを小さくすることができるようにすることも可能である。
【符号の説明】
【００５６】
５  回転軸    ６  第１センサー    ７  第２センサー    ８  処理部
１０  ポインティングデバイス    １１  筐体    １１ｃ  裏面側（設置面）
【図１】
2010160535.tif 000003
【図２】
2010160535.tif 000004
【図３】
2010160535.tif 000005
【図４】
2010160535.tif 000006
【図５】
2010160535.tif 000007
【図６】
2010160535.tif 000008
【図７】
2010160535.tif 000009