(57)【要約】  ユーザが傾けて操作する場合に、場所を取らずに安定して操作できる操作デバイスを提供する。  ユーザが操作デバイスを保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成された支点部（１２）と、支点部（１２）が支持対象に押し当てられた状態を検知する押し当て検知部（１３）と、操作デバイスの傾きを検知する傾き検知部と、を含み、ユーザが支点部（１２）を支持対象に押し当てた状態で操作デバイスの傾きを変化させることにより、接続機器に対する操作を実現する操作デバイスである。
2008102432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが保持して使用する操作デバイスであって、
ユーザが前記操作デバイスを保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成された支点部と、
前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態を検知する押し当て検知部と、
前記操作デバイスの傾きを検知する傾き検知部と、
を含み、
ユーザが前記支点部を前記支持対象に押し当てた状態で前記操作デバイスの傾きを変化させることにより、接続機器に対する操作を実現することを特徴とする操作デバイス。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の操作デバイスにおいて、
前記支点部は、半球状に形成されている
ことを特徴とする操作デバイス。
【請求項３】
請求の範囲第２項に記載の操作デバイスにおいて、
前記支点部は、所定の基準軸に対して軸対称であって、その表面の曲率が前記基準軸に対する角度に応じて変化するように形成されている
ことを特徴とする操作デバイス。
【請求項４】
請求の範囲第１項から第３項に記載の操作デバイスにおいて、
前記傾き検知部による傾きの検知の基準となる基準方向を識別可能に形成されている
ことを特徴とする操作デバイス。
【請求項５】
請求の範囲第１項に記載の操作デバイスにおいて、
前記支点部は、その支持対象に接触する面が、滑り止め部材によって形成される
ことを特徴とする操作デバイス。
【請求項６】
ユーザが保持して使用する操作デバイスと、当該操作デバイスが接続される接続機器と、を含む情報処理システムであって、
前記操作デバイスに設けられ、ユーザが前記操作デバイスを保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成された支点部と、
前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態を検知する押し当て検知部と、
前記操作デバイスの傾きを検知する傾き検知部と、
前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知したことを示す情報及び前記傾き検知部が検知した傾きを示す情報に応じた操作情報を取得する操作情報取得手段と、
前記取得した操作情報に基づいて、前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態における前記操作デバイスの傾きの変化に応じた処理を実行する処理実行手段と、
を含むことを特徴とする情報処理システム。
【請求項７】
請求の範囲第６項に記載の情報処理システムにおいて、
前記操作情報取得手段は、前記操作デバイスの傾きを表す情報を操作情報として取得する手段であって、前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知しているか否かに応じて、前記傾き検知部が検知する前記操作デバイスの傾きとは異なる傾きを表す操作情報を取得する
ことを特徴とする情報処理システム。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の情報処理システムにおいて、
前記操作情報取得手段は、前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知していない間、前記操作情報として、前記押し当てられた状態における最後の前記操作デバイスの傾きを表す情報を取得する
ことを特徴とする情報処理システム。
【請求項９】
請求の範囲第７項に記載の情報処理システムにおいて、
前記操作情報取得手段は、前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知していない間、前記操作情報として、前記操作デバイスの所定の基準姿勢を表す情報を取得する
ことを特徴とする情報処理システム。
【請求項１０】
ユーザが保持して使用する操作デバイスに設けられ、ユーザが保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成された支点部が、前記支持対象に押し当てられた状態を検知する押し当て状態検知ステップと、
前記操作デバイスの傾きを検知する傾き検知ステップと、
前記押し当て状態検知ステップにより前記押し当てられた状態が検知されたことを示す情報及び前記傾き検知ステップにより検知された傾きを示す情報に応じた操作情報を取得する操作情報取得ステップと、
前記取得した操作情報に基づいて、前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態における前記操作デバイスの傾きの変化に応じた処理を実行する処理実行ステップと、
を含むことを特徴とする情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが保持して使用する操作デバイス、当該操作デバイスを備える情報処理システム、及び情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理装置に対してユーザが操作指示を行うための操作デバイスとして、例えば家庭用ゲーム機に対するコントローラ等、様々な種類のものが知られている。このような操作デバイスの中には、ユーザが保持して、他の物体に支持されていない状態（すなわち、宙に浮いた状態）で使用するものがある。さらにこのような操作デバイスは、加速度センサ等により当該操作デバイスの傾きを検知する機能を備える場合がある（例えば特許文献１参照）。【０００３】
一方、例えばテーブルなどの水平面を備えた物体の上に置いた状態で使用される操作デバイスもある。このような操作デバイスの一例として、棒状の把持部と台座部とを備えるものがある（図１２参照）。
【特許文献１】特開２００３‐１４０８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばフライトシミュレータなどのゲームを行う場合など、ユーザが操作デバイスを傾ける動作によって操作指示を行いたい場合がある。このような用途に対して、前述したような宙に浮いた状態で使用する操作デバイスを適用した場合、操作デバイスの位置が安定しないため、操作しにくくなったり、疲れやすくなったりする場合があり得る。一方で、水平面を備えた物体の上に置いて使用する操作デバイスによれば、操作デバイスがテーブルなどの物体によって支持されるため、操作デバイスの姿勢は安定する。しかしながら、このような操作デバイスを使用する場合には、操作デバイスを置くために一定の広さの水平面が必要となる。【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、ユーザが傾けて操作する場合に、場所を取らずに安定して操作できる操作デバイス、当該操作デバイスを備える情報処理システム及び情報処理方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る操作デバイスは、ユーザが保持して使用する操作デバイスであって、ユーザが前記操作デバイスを保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成された支点部と、前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態を検知する押し当て検知部と、前記操作デバイスの傾きを検知する傾き検知部と、を含み、ユーザが前記支点部を前記支持対象に押し当てた状態で前記操作デバイスの傾きを変化させることにより、接続機器に対する操作を実現することを特徴とする。【０００７】
上記操作デバイスにおいて、前記支点部は、半球状に形成されてもよい。さらに、前記支点部は、所定の基準軸に対して軸対称であって、その表面の曲率が前記基準軸に対する角度に応じて変化するように形成されてもよい。【０００８】
また、上記操作デバイスは、前記傾き検知部による傾きの検知の基準となる基準方向を識別可能に形成されていることとしてもよい。【０００９】
また、上記操作デバイスにおいて、前記支点部は、その支持対象に接触する面が、滑り止め部材によって形成されてもよい。【００１０】
また、本発明に係る情報処理システムは、ユーザが保持して使用する操作デバイスと、当該操作デバイスが接続される接続機器と、を含む情報処理システムであって、前記操作デバイスに設けられ、ユーザが前記操作デバイスを保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成された支点部と、前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態を検知する押し当て検知部と、前記操作デバイスの傾きを検知する傾き検知部と、前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知したことを示す情報及び前記傾き検知部が検知した傾きを示す情報に応じた操作情報を取得する操作情報取得手段と、前記取得した操作情報に基づいて、前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態における前記操作デバイスの傾きの変化に応じた処理を実行する処理実行手段と、を含むことを特徴とする。【００１１】
上記情報処理システムにおいて、前記操作情報取得手段は、前記操作デバイスの傾きを表す情報を操作情報として取得する手段であって、前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知しているか否かに応じて、前記傾き検知部が検知する前記操作デバイスの傾きとは異なる傾きを表す操作情報を取得することとしてもよい。【００１２】
さらに、前記操作情報取得手段は、前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知していない間、前記操作情報として、前記押し当てられた状態における最後の前記操作デバイスの傾きを表す情報を取得することとしてもよい。【００１３】
また、前記操作情報取得手段は、前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知していない間、前記操作情報として、前記操作デバイスの所定の基準姿勢を表す情報を取得することとしてもよい。【００１４】
また、本発明に係る情報処理方法は、ユーザが保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成された支点部を備える操作デバイスが、前記支持対象に押し当てられた状態を検知する押し当て状態検知ステップと、前記操作デバイスの傾きを検知する傾き検知ステップと、前記押し当て状態検知ステップにより前記押し当てられた状態が検知されたことを示す情報及び前記傾き検知ステップにより検知された傾きを示す情報に応じた操作情報を取得する操作情報取得ステップと、前記取得した操作情報に基づいて、前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態における前記操作デバイスの傾きの変化に応じた処理を実行する処理実行ステップと、を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る操作デバイスを含む情報処理システムの例を表す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る操作デバイスの例を表す概観図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る操作デバイスの使用状態の例を表す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る操作デバイスの支点部の形状の例を表す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る操作デバイスの押し当て検知部の内部構造の例を表す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る操作デバイスの回路部の構成例を表す構成ブロック図である。
【図７】情報処理装置の構成例を表す構成ブロック図である。
【図８】信号処理部が実行する処理の一例を示すフロー図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る操作デバイスの形状の他の例を表す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る操作デバイスの形状の他の例を表す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る操作デバイスの形状の他の例を表す説明図である。
【図１２】テーブル等の上に置いて使用される操作デバイスの一例を表す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。【００１７】
本実施形態に係る情報処理システムは、図１に示すように、相互に通信可能に接続された、操作デバイス１と、情報処理装置２（接続機器）と、を含んで構成される。本実施形態においては、操作デバイス１は情報処理装置２と無線にて通信を行うこととしているが、これに限らず有線にて接続されてもよい。【００１８】
本実施形態に係る操作デバイス１は、ユーザが保持して使用するデバイスであって、図２に示すように、略棒状に形成されている。また、操作デバイス１は、図２に示すように、把持部１１と、支点部１２と、押し当て検知部１３と、複数のボタン１４と、回路部１５と、を含んで構成される。【００１９】
把持部１１は、ユーザが操作デバイス１を使用する際に片手で把持する部位である。把持部１１は、その表面の少なくとも一部に圧力センサを備えてもよい。こうすれば、この圧力センサの出力する情報を取得することにより、情報処理装置２は、ユーザが操作デバイス１を把持しているか否かを判定できる。【００２０】
支点部１２は、操作デバイス１の一方の端部に設けられた部位であって、ユーザが操作デバイス１を保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成されている。ここで支持対象は、任意の物体であってよい。すなわち、支持対象は例えばテーブルや床などの物体であってもよいし、また、ユーザの体の一部であってもよい。図３は、支持対象としてユーザの膝の部分を利用する場合の、操作デバイス１の使用状態の一例を示す説明図である。ユーザは、支点部１２をこのように支持対象に押し当てた状態で、操作デバイス１を使用する。【００２１】
なお、支持対象の表面は、水平でなくともよい。すなわち、水平面に対して傾いた面（例えば壁面など）を支持対象としてもよい。また、支持対象の表面は、支点部１２を押し当て可能であれば、平面でなく凹凸のある面であってもよいし、人の身体のようにある程度柔らかな面であってもよい。【００２２】
支点部１２は、図２に示されるように、半球状に形成されている。これにより、ユーザは、操作デバイス１を支持対象に押し当てた状態を保ちつつ、容易に操作デバイス１の傾きを変化させることができる。なお、支点部１２の形状は、完全な半球でなくともよい。ここで、支点部１２の形状のいくつかの具体例について、説明する。以下の例においては、支点部１２の支持対象に接触する面は、いずれも所定の基準軸（ここでは操作デバイス１の長手方向に沿った軸であり、以下Ｚ軸と表記する）に対して軸対称に形成されている。【００２３】
図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、支点部１２のＺ軸に平行な断面の形状の具体例を、模式的に示す図である。Ｚ軸に垂直な断面の直径をＤとすると、図４（ａ）の例においては、支点部１２の表面は、Ｚ軸上の点Ｃを中心として、半径Ｒがおよそ１／２Ｄである半球状に形成されている。この場合、ユーザは押し当て状態において比較的自由に操作デバイス１を傾ける操作を実行できる。【００２４】
図４（ｂ）の例においては、支点部１２の表面は、図中ａ及びｂで示される２つの部分からなる。図中ｂの部分は、点Ｃを中心にＺ軸に対して所定の角度θ（例えば３０度）以下の範囲内の領域であって、図中ａの部分は、その外側を取り囲む領域である。そして、図中ａの部分は、図４（ａ）の場合と同様に点Ｃを中心として半径Ｒ１がおよそ１／２Ｄである半球状に形成されている。一方、図中ｂの部分は、その中心がＺ軸上にあり、半径Ｒ２がＲ１より大きな値であるような球面によって形成されている。こうすれば、操作デバイス１の傾きが支持対象の表面に対して垂直に近い間は図中ｂの部分が支持対象に接触し、所定の角度θを超えて操作デバイス１を傾けた場合には図中ａの部分が支持対象に接触する。ここで、図中ｂの部分の曲率は図中ａの部分より大きい（すなわち、比較的平面に近い）ため、図中ｂの部分が支持対象に接触している間は、操作デバイス１の姿勢が支持対象に対して垂直な状態で安定しやすくする。【００２５】
図４（ｃ）の例においては、支点部１２の表面は、図４（ｂ）の場合と同様に２つの部分からなり、図中ａの部分は図４（ｂ）の場合と同様の形状である。一方、図中ｂの部分は、平面となっている。なお、図中ｂの部分は、図４（ｂ）の場合より狭い範囲（例えばＺ軸に対して所定の角度θ＝１５度以下の範囲）内の領域であってよい。こうすれば、ユーザは、操作デバイス１を支持対象の表面に対して垂直な姿勢で容易に安定させることができる。【００２６】
このように、支点部１２の表面の曲率が、Ｚ軸に対する角度に応じて変化するように形成されることによって、操作デバイス１を傾けた際のユーザの操作感を調整することができる。なお、これらの形状は、情報処理装置２が実行するアプリケーションプログラムの内容などによって、使い分けられることとしてもよい。例えば、支点部１２は着脱可能に構成され、用途によって複数のオプション部品の中から選択し、交換できることとしてもよい。また、用途によっては、所定の角度以上に操作デバイス１を傾けることができないように、支点部１２の表面にストッパーが設けられることとしてもよい。【００２７】
また、支点部１２の支持対象に接触する面は、Ｚ軸に対して軸対称になっておらずともよい。例えば、支点部１２の支持対象に接触する面のうち、図２で示すＸ軸の方向に沿った領域と、Ｙ軸の方向に沿った領域と、で表面の曲率を変化させることによって、ユーザが操作デバイス１を傾ける操作を行う際に、Ｘ軸方向には比較的傾けやすく、Ｙ軸方向には比較的傾けにくくすることができる。【００２８】
なお、支点部１２の支持対象に接触する面は、滑り止め部材によって形成されることとしてもよい。具体的には、支点部１２の表面は、テーブルの上などの滑らかな面に対する静止摩擦係数が少なくとも０．４から０．５程度となるような材質及び形状であってもよい。一例として、支点部１２は、ゴムや熱可塑性エラストマーなどの弾性材料によって被覆される。こうすれば、支点部１２を支持対象に押し当てた際に操作デバイス１を滑りにくくすることができ、ユーザは安定して操作デバイス１を操作できる。【００２９】
押し当て検知部１３は、支点部１２が支持対象に押し当てられた状態（以下では、押し当て状態という）を検知する。具体的に、本実施形態に係る操作デバイス１においては、押し当て状態において、支点部１２全体が操作デバイス１の長手方向に押し込まれる構造となっている。押し当て検知部１３は、この支点部１２が押し込まれた状態を検知するスイッチ１３ａを含んで構成される。【００３０】
図５は、操作デバイス１の支点部１２を含む部分の内部構造の一例を示す断面図である。図５に示されるように、支点部１２の支持対象に接触する面と反対側には略円形の底部１２ａが形成されており、この底部１２ａの中心からＺ軸に沿って上方に向かう突起部１２ｂが設けられている。また、底部１２ａの外周部からＺ軸に沿って上方に向かって突出する嵌め込み部１２ｃが、複数個設けられており、嵌め込み部１２ｃの先端には、爪１２ｄが形成されている。図５においては、複数個の嵌め込み部１２ｃのうち、２個の断面が図示されている。一方、操作デバイス１本体の内部には、その長手方向に垂直に嵌め込み板１３ｂが設けられている。この嵌め込み板１３ｂに爪１２ｄが引っ掛けられることにより、支点部１２は操作デバイス１本体に嵌め込まれている。【００３１】
スイッチ１３ａは、操作デバイス１内部の突起部１２ｂと向き合う位置に設置されている。支点部１２の表面が支持対象に押し当てられると、図中の矢印によって示される方向に支点部１２が変位する。この変位によって、突起部１２ｂがスイッチ１３ａに接触し、スイッチ１３ａがオンになる。なお、支持対象の表面に対して操作デバイス１が傾けられた状態であっても、ある程度の力で操作デバイス１が支持対象に押し当てられていれば、支点部１２は嵌め込み部１２ｃの向きに沿って操作デバイス１の長手方向に押し込まれる。【００３２】
また、操作デバイス１の内部には、突起部１２ａと略同軸にスプリングコイル１３ｃが配置されている。押し当て状態にあった操作デバイス１が、支点部１２が支持対象に押し当てられていない状態（以下では、解放状態という）に遷移すると、スプリングコイル１３ｃは、復元力の作用によって底部１２ａを押し下げる。これにより、図中矢印の方向に押し込まれていた支点部１２は、元の位置に押し戻され、スイッチ１３ａはオフになる。以上の構成によれば、押し当て検知部１３は、操作デバイス１が押し当て状態にあるか解放状態にあるかをスイッチ１３ａのオン／オフにより検知できる。【００３３】
なお、以上説明した押し当て検知部１３の構成は例示であって、操作デバイス１はこれ以外の構成により押し当て状態を検知してもよい。例えば押し当て検知部１３は、支点部１２に設けられた圧力センサによって構成されてもよい。この場合、圧力センサが所定値以上の圧力を検知することによって、押し当て状態を検知できる。【００３４】
ボタン１４は、操作デバイス１の表面に設けられ、ユーザが把持部１１を把持した状態において指で操作可能な位置にそれぞれ配置されている。具体的に、例えばボタン１４は、操作デバイス１の支点部１２と反対側の端部や、把持部１１近傍の操作デバイス１の側面に配置される。ユーザは、押し当て状態において操作デバイス１全体の傾きを変化させる操作を行うとともに、これらのボタン１４を押す操作を行うこともできる。【００３５】
なお、操作デバイス１は、ボタン１４に代えて、又はこれに加えて、例えばタッチパネル等、その他の操作手段を備えてもよい。具体例として、操作デバイス１の支点部１２と反対側の端部にタッチパネルを配置することで、ユーザは把持部１１を把持した状態において、親指でタッチパネルの任意の位置に触れる操作を行うことができる。この場合、操作デバイス１は、タッチパネル上のユーザが接触した位置を示す信号を情報処理装置２に対して出力する。これにより、ユーザは押し当て状態において操作デバイス１全体の傾きを変化させる操作を行いながら、タッチパネルに指で触れる操作入力を行うこともできる。【００３６】
回路部１５は、操作デバイス１の内部に設けられており、図６に示すように、信号処理部２１と、通信部２２と、傾き検知部２３と、バッテリ２４と、を含んでいる。【００３７】
信号処理部２１は、マイクロコンピュータ等であって、内蔵する記憶部に格納されたプログラムに従って動作する。この信号処理部２１は、押し当て検知部１３や傾き検知部２３による検知の結果に応じた情報を、通信部２２を介して情報処理装置２に送信する。また、ボタン１４に対するユーザの操作内容を示す情報を、通信部２２を介して情報処理装置２に送信する。通信部２２は、例えばBluetooth（登録商標）規格に基づく無線通信手段であり、信号処理部２１が出力する情報を情報処理装置２に対して送信する。【００３８】
傾き検知部２３は、例えば加速度センサであって、操作デバイス１の傾きを検知し、検知した結果を示す信号を信号処理部２１に対して出力する。この場合の加速度センサは、３つの基準軸のそれぞれの方向に生じる加速度を検知する３軸加速度センサであってよい。ここで基準軸は、操作デバイス１に対して設定された互いに直交する軸であり、例えば図２に示すように、操作デバイス１の長手方向に対応するＺ軸、及びこれに直交するＸ軸及びＹ軸である。この場合、加速度センサは、各軸について生じる加速度に略比例する３つの電圧信号を出力する。【００３９】
なお、本実施形態に係る操作デバイス１は、その長手方向に垂直な断面が略円形であり、長手方向に直交する基準軸であるＸ軸及びＹ軸がいずれの方向に設定されているか、操作デバイス１の形状自体からは判別し難い。すなわち、傾き検知部２３による傾きの検知の基準となる基準方向が必ずしも明らかでない。そのため、例えば本実施形態における操作デバイス１を支持対象の表面に対して傾けることによって方向を指示する操作を行う場合、前後左右の向きが操作デバイス１のどの方向に対応するか、ユーザにとって判別し難くなるおそれがある。そこで、操作デバイス１は、このような基準方向を識別可能に形成されてもよい。具体例として、操作デバイス１は、その外面に、基準方向を識別するための標識を備える。この標識は、例えば特定の色で塗られたマークであってもよいし、また所定の位置に配置された１又は複数のボタン１４であってもよい。また、所定の形状の突起などであってもよい。あるいは、操作デバイス１が有線で情報処理装置２と接続される場合、この標識は接続ケーブルが接続される箇所であってもよい。【００４０】
また、傾き検知部２３は、加速度センサに代えて、又はこれに加えて、所定の基準軸に対する回転の角速度を検知するジャイロセンサや、所定の基準軸に対する回転量を検知するロータリーエンコーダなどを備えてもよい。例えばロータリーエンコーダを用いることによって、傾き検知部２３は、操作デバイス１が鉛直方向に沿って直立した状態にあっても、Ｚ軸を中心とした操作デバイス１の回転量を検知することができる。【００４１】
バッテリ２４は、例えば充放電可能な二次電池であり、操作デバイス１の各部に電源を供給する。【００４２】
情報処理装置２は、例えば家庭用ゲーム機やパーソナルコンピュータ等であって、図７に示すように、制御部３１と、記憶部３２と、表示制御部３３と、インタフェース部３４と、を含んで構成される。【００４３】
制御部３１は、ＣＰＵ等であって、記憶部３２に格納されたプログラムに従って動作する。本実施形態において、制御部３１は、インタフェース部３４を介して操作デバイス１から送信されるユーザの操作内容を示す操作情報に基づいて、例えばゲームやアプリケーションなどの処理を実行する。【００４４】
記憶部３２は、例えばＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子、ハードディスクやＤＶＤ−ＲＯＭ等のディスクデバイスなど、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体を含んで構成される。記憶部３２には、制御部３１によって実行されるプログラムが格納される。また、制御部３１のワークメモリとしても動作する。【００４５】
表示制御部３３は、家庭用テレビ受像機等の表示装置に接続されている。表示制御部３３は、制御部３１の指示に従って画像を描画し、描画した画像を表示装置に出力し、表示させる。【００４６】
インタフェース部３４は、通信部２２と同様の通信手段を備え、少なくとも一つの操作デバイス１と接続される。このインタフェース部３４は、操作デバイス１から受信したユーザの操作内容を示す信号を、制御部３１に出力する。また、インタフェース部３４は、制御部３１の指示に従って、操作デバイス１を制御する各種の信号等を出力することとしてもよい。【００４７】
本実施形態においては、ユーザが操作デバイス１を片手で把持して、支点部１２を支持対象に押し当てた状態で操作デバイス１の傾きを変化させる傾き操作を行う。この傾き操作の内容を示す情報を情報処理装置２に対して送信することによって、操作デバイス１は、ユーザの情報処理装置２に対する操作を実現する。情報処理装置２は、押し当て検知部１３が押し当て状態を検知したことを示す情報及び傾き検知部２３が検知した傾きを示す情報に応じた操作情報を、操作デバイス１から受信することにより取得する。そして、取得した操作情報に基づいて、押し当て状態における操作デバイス１の傾きの変化に応じた処理を実行する。【００４８】
ここで、図２に示すように、Ｘ軸の水平面に対する傾きをロール角α、Ｙ軸の水平面に対する傾きをチルト角βと表記すると、押し当て状態におけるユーザの傾き操作の内容は、このロール角α及びチルト角βによって表される。なお、ロール角αの符号は、Ｘ軸の正方向が水平面より上向きとなる場合に正の値、Ｘ軸の正方向が水平面より下向きとなる場合に負の値となるように決定する。同様にチルト角βの符号は、Ｙ軸の正方向が水平面より上向きとなる場合に正の値となるように決定する。本実施形態において、信号処理部２１は、所定のプログラムを実行することによって、傾き検知部２３が検知した操作デバイス１の傾きを示す情報（ここでは、各基準軸に対して生じる加速度を示す値）に基づいて、このロール角α及びチルト角βを算出する。情報処理装置２は、このロール角α及びチルト角βの値を操作デバイス１の傾きを表す操作情報として取得し、取得した２つの角度値に応じて、例えば仮想３次元空間内に配置されたオブジェクトの姿勢を変化させるなどの処理を実行する。【００４９】
以下、操作デバイス１が、押し当て検知部１３及び傾き検知部２３によって検知された情報に基づいて、情報処理装置２に対して送信する傾き操作の内容を示す操作情報を算出する処理の例について、図８のフロー図に基づいて説明する。なお、この処理は、例えば所定時間おきに繰り返して実行される。【００５０】
まず、信号処理部２１は、押し当て検知部１３が検知した情報に応じて、操作デバイス１が押し当て状態にあるか否かを示すフラグ値を更新する（Ｓ１）。例えば、押し当て検知部１３が押し当て状態であることを示す信号を出力していれば、信号処理部２１はフラグ値を１に更新する。逆に、押し当て検知部１３が解放状態であることを示す信号を出力していれば、信号処理部２１はフラグ値を０に更新する。【００５１】
以降の処理は、フラグ値が１であるか０であるかにより、分岐する（Ｓ２）。フラグ値が１の場合、信号処理部２１は、傾き検知部２３によって検知された各基準軸に対する加速度の値を取得する（Ｓ３）。ここでは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸のそれぞれに対する加速度を、Ａｘ、Ａｙ及びＡｚと表記する。【００５２】
続いて信号処理部２１は、Ｓ３で取得した加速度の値に基づいて、操作デバイス１の現在の姿勢を表すロール角α及びチルト角βを算出する（Ｓ４）。【００５３】
ここで、α及びβの算出方法について、説明する。Ｘ軸及びＹ軸の加速度がそれぞれ重力加速度の各軸方向の成分によって生じたものであれば、以下の計算式によって、α及びβそれぞれの角度値を算出できる。
【数１】
2008102432.tif 000003
この計算式においては、α及びβはそれぞれ度数法で換算された値として算出される。ここでｇは重力加速度の値であり、所定の定数を用いてもよいし、以下の計算式によって算出してもよい。
【数２】
2008102432.tif 000004
【００５４】
また、低消費電力型のマイクロコンピュータ等においては、実行する演算量を少なくしたい場合がある。そこで、信号処理部２１は、Ａｘ及びＡｙの値をそのまま近似的にα及びβの値として用いることとしてもよい。【００５５】
さらに信号処理部２１は、Ｓ４で算出したα及びβの値を、通信部２２を介して情報処理装置２に対して送信する（Ｓ５）。その後、予め用意された変数αｐ及びβｐの値を、それぞれＳ４で算出したα及びβの値で更新する（Ｓ６）。ここで、αｐ及びβｐは、押し当て状態において検出された最後のα及びβの値を示す変数であり、これまで説明したように、Ｓ２の分岐処理で操作デバイス１が押し当て状態にあると判定された場合には、最新のα及びβの値に更新される。【００５６】
一方、Ｓ２の分岐処理においてフラグ値が０であった場合（すなわち、操作デバイス１が解放状態にある場合）、信号処理部２１は、傾き検知部２３が検知する加速度の値によらずに、Ｓ６で更新されている変数αｐ及びβｐの値を、それぞれロール角α及びチルト角βの値として、通信部２２を介して情報処理装置２に対して送信する（Ｓ７）。【００５７】
以上説明した処理によれば、操作デバイス１は、解放状態にある間は、操作デバイス１の傾きを表す値として、押し当て状態における最後の操作デバイス１の傾きを表す値を出力する。すなわち、解放状態にある間、押し当て状態から解放状態に遷移する直前の操作デバイス１の傾きを表す値を出力し続ける。こうすれば、ユーザが解放状態において操作デバイス１の向きを変化させても、情報処理装置２は、操作デバイス１が一定の傾きで保持されている場合と同様の処理を実行できる。これにより、例えばユーザが操作の途中で一旦支持対象に対する操作デバイス１の押し当てを中断し、操作デバイス１を持ち直したりしても、情報処理装置２は、操作デバイス１が同じ姿勢で維持されているものとして処理を続行できる。【００５８】
なお、以上説明した処理において、Ｓ２の分岐処理においてフラグ値が０である場合、信号処理部２１は、変数αｐ及びβｐの値ではなく、操作デバイス１の所定の傾き（基準姿勢）を表す所定の値を出力することとしてもよい。例えば信号処理部２１は、前述したＳ７の処理において、α及びβの値として、それぞれ０を情報処理装置２に対して送信することとしてもよい。この場合、α＝０及びβ＝０は、操作デバイス１が鉛直方向に沿って水平面に対して直立した状態に対応している。こうすれば、情報処理装置２は、操作デバイス１が解放状態にある間は、操作デバイス１が基準姿勢にあるものとみなして処理を実行できる。【００５９】
このように、信号処理部２１は、操作デバイス１の傾きを表す操作情報を出力する場合に、押し当て検知部１３が押し当て状態を検知しているか否かに応じて、傾き検知部２３が検知する操作デバイス１の傾きとは異なる傾きを表す情報を出力してもよい。こうすれば、押し当て状態か解放状態かに応じて情報処理装置２が実行する処理の内容を変化させることができる。【００６０】
また、以上の説明においては信号処理部２１が押し当て検知部１３及び傾き検知部２３によって検知された情報に基づいて、ロール角α及びチルト角βを決定することとしたが、これらの処理の一部又は全部は、情報処理装置２の制御部３１が実行することとしてもよい。例えば情報処理装置２は、操作デバイス１に対応するデバイスドライバプログラムを実行することにより、傾き検知部２３が検知した操作デバイス１の傾きを示す情報に基づいて、ロール角α及びチルト角βを算出してもよい。【００６１】
以上説明した本実施の形態に係る操作デバイス１によれば、ユーザは操作デバイス１の支点部１２を支持対象に押し当てながら操作デバイス１を傾ける操作をすることにより、場所を取らずに安定して操作入力を行うことができる。また、押し当て検知部１３が押し当て状態を検知することにより、本実施形態に係る情報処理装置２は、ユーザが意図的に傾き操作を行っている場合には操作デバイス１の実際の傾きに応じた処理を実行し、操作を行っていないと判断される期間中は補正された操作デバイス１の傾き情報に応じた処理を実行することができる。【００６２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、以上の説明においては、水平面に対するＸ軸及びＹ軸の傾きを示す角度値が、操作デバイス１の傾き操作の内容を示す操作情報として情報処理装置２の処理において用いられることとしたが、これに限らず種々の値を操作情報として用いてもよい。例えば、支持対象の表面が水平面に対して傾いている場合、水平面に対する傾きではなく、支持対象の表面に対する操作デバイス１の傾きを示す角度値を操作情報として用いてもよい。具体例として、操作デバイス１は、解放状態から押し当て状態に遷移した直後の操作デバイス１の傾きを示す情報を、操作デバイス１の基準姿勢に対応する角度値として取得する。この場合、信号処理部２１又は制御部３１は、押し当て状態にある間、操作デバイス１の水平面に対する傾きを示す角度値と、取得済みの操作デバイス１の基準姿勢に対応する角度値と、の差分値を、ユーザの傾き操作の内容を示す操作情報として算出する。こうすれば、最初に支持対象に操作デバイス１を押し当てた際の姿勢を基準として、操作デバイス１の傾きを評価することができる。【００６３】
また、傾き操作の内容を示す操作情報を算出する際の基準となる基準軸は、予め操作デバイス１に設定された固定のものに限られず、操作デバイス１の保持状態に応じて決定されるものであってもよい。例えば、前述したような把持部１１の表面に備えられた圧力センサ等によってユーザが操作デバイス１を把持した際の指の位置の検出が可能な場合、この検出された指の位置に応じて、傾きを評価する際の基準軸が決定されることとしてもよい。こうすれば、前述したような傾き検知部２３による傾き検知の基準となる基準方向を示す標識はなくともよく、ユーザは操作デバイス１の基準軸を意識せずに操作デバイス１を保持して使用することができる。【００６４】
また、本発明の実施の形態に係る操作デバイス１は、図２に示すような形状に限られず、種々の形状であってよい。例えば操作デバイス１は、図９に示すように、銃器を模した形状であってもよい。この図の例においては、図中斜線にて示される部位が支点部１２となる。ユーザは、この支点部１２を例えば自分の肩の部分に押し当てて、操作デバイス１の向きを変化させる操作を行う。これにより、ユーザが操作デバイス１を銃器のように構えている間だけ、情報処理装置２は操作デバイス１の向きに応じた処理を実行できる。【００６５】
また、操作デバイス１は、図１０に示すようなハンドルを模した形状であってもよい。この図の例においては、例えばユーザは椅子に座り、図中斜線で示される支点部１２を床などに押し当てた状態で操作デバイス１を回転させたりする操作を行う。【００６６】
あるいは、操作デバイス１は、図１１（ａ）に示すような杖を模した形状であってもよい。この図の例において、例えば情報処理装置２は、図中斜線で示される支点部１２を床などに押し当てた状態においては、図中破線にて示される方向の傾きに応じた処理を実行し、操作デバイス１が解放状態にある間は、図中一点鎖線にて示される方向の傾きに応じた処理を実行することとしてもよい。【００６７】
また、図１１（ａ）に示す操作デバイス１は、ユーザが手だけで操作デバイス１を保持して使用する場合と、支点部１２を床に押し当てて使用する場合とで、その姿勢が大きく変化すると考えられる。すなわち、操作デバイス１は、解放状態で使用される場合には図１１（ｂ）に示すように比較的水平に近い姿勢で保持され、押し当て状態で使用される場合には図１１（ｃ）に示すように比較的垂直に近い姿勢で保持されるのが自然である。そこで、傾き操作の内容を示す操作情報を算出する際の基準となる基準軸は、押し当て検知部１３の検知結果に応じて変更されることとしてもよい。例えば、操作デバイス１が解放状態にある場合には、図１１（ｂ）に示されるように操作デバイス１の長手方向がＹ軸となるように基準軸が設定される。一方、操作デバイス１が押し当て状態にある場合には、図１１（ｃ）に示すように操作デバイス１の長手方向がＺ軸となるように基準軸が設定される。そして、情報処理装置２は、操作デバイス１が押し当て状態にあるか解放状態にあるかを判定し、それぞれの状態に応じて決まる各基準軸の傾きの変化を操作情報として取得する。こうすれば、操作デバイス１を押し当て状態で使用する場合も解放状態で使用する場合も、ユーザは自然な姿勢で十分な範囲の傾き操作を行うことが可能となる。このように、同じ操作デバイス１の傾きを示す情報に対して、押し当て状態と解放状態とで情報処理装置２が実行する処理を異ならせることで、操作デバイス１による操作のバリエーションを増大させることができる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年7月1日(2009.7.1)
【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】
ユーザが保持して使用する操作デバイスであって、
ユーザが前記操作デバイスを保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成された支点部と、
前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態を検知する押し当て検知部と、
前記操作デバイスの傾きを検知する傾き検知部と、
前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知したことを示す情報及び前記傾き検知部が検知した傾きを示す情報に応じた操作情報を接続機器に送信する送信手段と、
を含み、
ユーザが前記支点部を前記支持対象に押し当てた状態で前記操作デバイスの傾きを変化させる動作に応じて前記送信手段が送信する操作情報により、前記接続機器に対する操作を実現することを特徴とする操作デバイス。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の操作デバイスにおいて、
前記支点部は、半球状に形成されている
ことを特徴とする操作デバイス。
【請求項３】
請求の範囲第２項に記載の操作デバイスにおいて、
前記支点部は、所定の基準軸に対して軸対称であって、その表面の曲率が前記基準軸に対する角度に応じて変化するように形成されている
ことを特徴とする操作デバイス。
【請求項４】
請求の範囲第１項から第３項に記載の操作デバイスにおいて、
前記傾き検知部による傾きの検知の基準となる基準方向を識別可能に形成されている
ことを特徴とする操作デバイス。
【請求項５】
請求の範囲第１項に記載の操作デバイスにおいて、
前記支点部は、その支持対象に接触する面が、滑り止め部材によって形成される
ことを特徴とする操作デバイス。
【請求項６】
ユーザが保持して使用する操作デバイスと、当該操作デバイスが接続される接続機器と、を含む情報処理システムであって、
前記操作デバイスに設けられ、ユーザが前記操作デバイスを保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成された支点部と、
前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態を検知する押し当て検知部と、
前記操作デバイスの傾きを検知する傾き検知部と、
前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知したことを示す情報及び前記傾き検知部が検知した傾きを示す情報に応じた操作情報を取得する操作情報取得手段と、
前記取得した操作情報に基づいて、前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態における前記操作デバイスの傾きの変化に応じた処理を実行する処理実行手段と、
を含むことを特徴とする情報処理システム。
【請求項７】
請求の範囲第６項に記載の情報処理システムにおいて、
前記操作情報取得手段は、前記操作デバイスの傾きを表す情報を操作情報として取得する手段であって、前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知しているか否かに応じて、前記傾き検知部が検知する前記操作デバイスの傾きとは異なる傾きを表す操作情報を取得する
ことを特徴とする情報処理システム。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の情報処理システムにおいて、
前記操作情報取得手段は、前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知していない間、前記操作情報として、前記押し当てられた状態における最後の前記操作デバイスの傾きを表す情報を取得する
ことを特徴とする情報処理システム。
【請求項９】
請求の範囲第７項に記載の情報処理システムにおいて、
前記操作情報取得手段は、前記押し当て検知部が前記押し当てられた状態を検知していない間、前記操作情報として、前記操作デバイスの所定の基準姿勢を表す情報を取得する
ことを特徴とする情報処理システム。
【請求項１０】
ユーザが保持して使用する操作デバイスに設けられ、ユーザが保持した状態で支持対象に押し当て可能に形成された支点部が、前記支持対象に押し当てられた状態を検知する押し当て状態検知ステップと、
前記操作デバイスの傾きを検知する傾き検知ステップと、
前記押し当て状態検知ステップにより前記押し当てられた状態が検知されたことを示す情報及び前記傾き検知ステップにより検知された傾きを示す情報に応じた操作情報を取得する操作情報取得ステップと、
前記取得した操作情報に基づいて、前記支点部が前記支持対象に押し当てられた状態における前記操作デバイスの傾きの変化に応じた処理を実行する処理実行ステップと、
を含むことを特徴とする情報処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、操作デバイス１の内部には、突起部１２ｂと略同軸にスプリングコイル１３ｃが配置されている。押し当て状態にあった操作デバイス１が、支点部１２が支持対象に押し当てられていない状態（以下では、解放状態という）に遷移すると、スプリングコイル１３ｃは、復元力の作用によって底部１２ａを押し下げる。これにより、図中矢印の方向に押し込まれていた支点部１２は、元の位置に押し戻され、スイッチ１３ａはオフになる。以上の構成によれば、押し当て検知部１３は、操作デバイス１が押し当て状態にあるか解放状態にあるかをスイッチ１３ａのオン／オフにより検知できる。
【国際調査報告】
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