(57)【要約】    【課題】  動作不良の原因ともなる可動部分がないポインティングデバイスおよびポインティングデバイス用インターフェイスを提供すること。    【解決手段】  ポインティングデバイス１は、複数の赤外線センサ３Ａ、３Ｂ等が面上に配置されてなり、その上方を赤外線源９が移動する際に各赤外線センサ３Ａ等においてそれぞれ赤外線を検知して電気信号を発生する赤外線入力部２と、ここで発生した各電気信号の経時変化に基づいて赤外線源９の移動方向および移動量を検出する演算回路等の演算手段５とを備えてなることを、主たる構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の赤外線センサが面上に配置されてなり、その上方を赤外線源が移動する際に各赤外線センサにおいてそれぞれ赤外線を検知して電気信号を発生する赤外線入力部と、該赤外線入力部において発生した各電気信号の経時変化に基づいて該赤外線源の移動方向および移動量を検出する演算手段とを備えてなることを特徴とする、ポインティングデバイス。
【請求項２】
前記演算手段は、前記電気信号の経時変化に基づいて該赤外線源の移動方向を検出するための回路と、該電気信号の経時変化に基づいて該赤外線源の移動量を検出するための回路とからなることを特徴とする、請求項１に記載のポインティングデバイス。
【請求項３】
前記赤外線センサは熱型赤外線センサであることを特徴とする、請求項１または２に記載のポインティングデバイス。
【請求項４】
前記赤外線センサは焦電型赤外線センサであることを特徴とする、請求項３に記載のポインティングデバイス。
【請求項５】
前記赤外線センサは、前記赤外線源の移動を２軸方向にて検知するために、４個以上が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のポインティングデバイス。
【請求項６】
複数の赤外線センサが面上に配置されてなり、その上方を赤外線源が移動する際に各赤外線センサにおいてそれぞれ赤外線を検知して電気信号を発生するポインティングデバイス用インターフェイスであって、該赤外線センサは、該赤外線源の移動を２軸方向にて検知するために４個以上が設けられていることを特徴とする、ポインティングデバイス用インターフェイス。
【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およびポインティングデバイス用インターフェイスに係り、特に、動作不良の原因ともなる可動部分がない、新規なるポインティングデバイスおよびポインティングデバイス用インターフェイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等各種デジタル機器の座標入力装置すなわちポインティングデバイスには、従来、トラックボールを始め、マウス、ジョイスティック、ライトペンなど様々なものが用いられている。これらポインティングデバイスはいずれも、マウス自体やボールなどの物体を直接動かすことで座標の入力を行っていた。したがって、必ず可動部分が備えられたものであった。
【０００３】
さて一方、センサの分野では、焦電型赤外線センサを用いての生体検知技術が従来から活用されている。たとえば、人の存在を感知することによって電気・電子機器を作動させる技術は、省エネルギー対策、情報サービスの高度化、安全・防犯対策、快適な空間の創出などに利用されている（非特許文献１）。
【非特許文献１】http://www.sugilab.net/jk/joho-kiki/index.html「情報機器と情報社会のしくみ素材集」。サイト制作：「情報機器と情報社会のしくみ」開発委員会、普及活動：「教育用コンテンツ開発・改善・普及に関わる研究事業」（いずれも主査：永野和男  聖心女子大学教授）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようにポインティングデバイスは、必ず可動部分が備えられたものであるため、それが原因となって動作不良が発生することがあり、かかる危険性をなくすことはできず、また可動部分を構成する分コストもかかり、さらにサイズとしても一定の大きさを要するものであった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を除き、動作不良の原因ともなる可動部分がないポインティングデバイスおよびポインティングデバイス用インターフェイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者は上記課題について検討した結果、たとえば焦電効果型の赤外線センサ等を用いて複数方向の動きを検出することで、手などの動きを検出しポインターなどの移動を行わしめる構成によって上記課題の解決が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下のとおりである。
【０００７】
（１）  複数の赤外線センサが面上に配置されてなり、その上方を赤外線源が移動する際に各赤外線センサにおいてそれぞれ赤外線を検知して電気信号を発生する赤外線入力部と、該赤外線入力部において発生した各電気信号の経時変化に基づいて該赤外線源の移動方向および移動量を検出する演算手段とを備えてなることを特徴とする、ポインティングデバイス。
（２）  前記演算手段は、前記電気信号の経時変化に基づいて該赤外線源の移動方向を検出するための回路と、該電気信号の経時変化に基づいて該赤外線源の移動量を検出するための回路とからなることを特徴とする、（１）に記載のポインティングデバイス。
（３）  前記赤外線センサは熱型赤外線センサであることを特徴とする、（１）または（２）に記載のポインティングデバイス。
（４）  前記赤外線センサは焦電型赤外線センサであることを特徴とする、（３）に記載のポインティングデバイス。
（５）  前記赤外線センサは、前記赤外線源の移動を２軸方向にて検知するために、４個以上が設けられていることを特徴とする、（１）ないし（４）のいずれかに記載のポインティングデバイス。
（６）  複数の赤外線センサが面上に配置されてなり、その上方を赤外線源が移動する際に各赤外線センサにおいてそれぞれ赤外線を検知して電気信号を発生するポインティングデバイス用インターフェイスであって、該赤外線センサは、該赤外線源の移動を２軸方向にて検知するために４個以上が設けられていることを特徴とする、ポインティングデバイス用インターフェイス。
【０００８】
つまり本発明は、ポインティングデバイスの作動方式として赤外線センサにより人を感知する技術を用いたものであり、従来のように直接操作者により動かされる可動部分を設けることを不要としたものである。これにより、ポインティングデバイスの中でも、トラックボール等よりも言うなればジョイスティック的な動きをさせるようなものを実現することができる。
【０００９】
従来の、焦電効果型赤外線センサ利用においては、所定位置・領域における赤外線源たる人もしくはその一部の存否を感知して、それにより機器を作動させるにとどまるものであった。本発明における赤外線センサの利用は、面上に配置された複数のセンサの組み合わせによって、単に赤外線源の存否を検知するのではなく、検知される現象の経時変化を捉えることによって、赤外線源の動き、すなわち移動方向や移動量情報を得るものである。つまり本発明は、焦電効果型などの赤外線センサを複数用い、複数方向の動きを検出することによって、人の手などの動きを検出し、ポインターなどの移動を行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のポインティングデバイスおよびポインティングデバイス用インターフェイスは上述のように動作不良の原因ともなる可動部分がない構成であるため、これによれば、動作不良発生を防止することができる。また、可動部分がないため、従来のポインティングデバイスと比較して、小型化、省力化、低コスト化を図ることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図面も用いつつより詳細に説明する。
図１は、本発明のポインティングデバイスの構成を示す概念図である。図示するように本ポインティングデバイス１は、複数の赤外線センサ３Ａ、３Ｂ等が面上に配置されてなり、その上方を赤外線源９が移動する際に各赤外線センサ３Ａ等においてそれぞれ赤外線を検知して電気信号を発生する赤外線入力部２と、該赤外線入力部２において発生した各電気信号の経時変化に基づいて該赤外線源９の移動方向および移動量を検出する、演算回路等の演算手段５とを備えてなることを、主たる構成とする。図において該赤外線センサは３個以上が示されているが、これは例示であり、２個以上の赤外線センサを備える構成は、すべて本発明の範囲内である。
【００１２】
かかる構成により本ポインティングデバイス１では、面上に配置された複数の該赤外線センサ３Ａ等の上方を、手などの赤外線源９が移動すると、各赤外線センサ３Ａ等のそれぞれにおいて赤外線が検知され、それにより該赤外線入力部２においてそれぞれの赤外線検知に基づく電気信号が発生し、該電気信号は該演算手段５に送られて、該演算手段５においては各電気信号の経時変化に基づいて該赤外線源９の移動方向および移動量が検出される。
【００１３】
したがって、本ポインティングデバイス１の赤外線入力部２の上に、たとえば手をかざし、これを所望の方向に移動させることが座標入力手段となって、その移動方向および移動量が検出され、結局、検出されたデータに基づいてコンピュータ等デジタル機器の表示画面上における座標（位置）表示がなされる。つまり、本ポインティングデバイス１には特に可動部分を備える必要がなく、また操作者によって触れられることもなく座標入力がなされるため、動作不良発生防止、装置の小型化、省力化、低コスト化を図ることができる。
【００１４】
図において前記演算手段５は、前記電気信号の経時変化に基づいて該赤外線源９の移動方向を検出するための回路（以下、「移動方向検出回路」ともいう）５１と、該電気信号の経時変化に基づいて該赤外線源９の移動量を検出するための回路（以下、「移動量検出回路」ともいう）５２とを備えた構成とすることができる。つまり、二次元的に配置された各赤外線センサ３Ａ等が、その上方を移動すなわち時間変位する赤外線源９を検知することにより、各赤外線センサ３Ａ等において発生する電気信号は経時的に変化するため、経時的な各信号の比較によって、該移動方向検出回路５１では赤外線源９の移動方向が検出でき、該移動量検出回路５２では移動量が検出できる。
【００１５】
前記赤外線センサ３Ａ等としては、熱型赤外線センサを好適に用いることができ、特に、焦電型赤外線センサを好適に用いることができる。
【００１６】
図２は、本発明のポインティングデバイスの平面構成例を示す概念図である。図示するように本ポインティングデバイスは、上述の構成に加えて、前記赤外線センサ２３Ａ等が、前記赤外線源の移動を２軸方向にて検知するために、４個以上設けられた構成とすることができる。
【００１７】
図に例示するように、直交ないしは略直交するように４方向に該赤外線センサ２３Ａ等を設ける構成により、上述の各赤外線センサ２３Ａ等における赤外線検知に基づいて、赤外線源の平面上の移動方向を検知することができ、また移動量も演算し得る。さらに該赤外線センサ２３Ａ等の数を増やして、移動方向・量の検出をより精度よく行えるようにすることも可能である。
【実施例】
【００１８】
図３は、本発明の実施例についてその概略構成を示す概念図である。また、
図４は、図３の実施例についてその移動検出原理を示す説明図である。これらの図において本例ポインティングデバイス３１は、４個の焦電型赤外センサ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄを上方に向けて配置してなる赤外線入力部３２を備えており、ここでの赤外線検知により発生する電気信号出力は、アンプ３６にて増幅後、Ａ／Ｄ変換手段３７にて交直変換され、さらに演算回路３５における演算により座標移動データが生成される。
【００１９】
つまり図４に示される通り、手などの赤外線源４９が赤外線入力部４２の上方を移動Ｍすると、そこから発せられる赤外線ＩＲはフィルタ４４を通して各センサ４３に検知され、最終的に電気信号Ｓが発生する。
【００２０】
生成した座標移動データは、本ポインティングデバイス３１が備えられているデジタル機器本体３８に送られ、ここで画面表示上のポインターによる座標表示がなされる。したがって操作者は、本ポインティングデバイス３１の赤外線入力部３２上に手をかざして移動させるだけで、所望の方向に所望の移動量分だけ、画面上でポインターを動かすことができる。
【００２１】
つまり本例によれば、複数方向の動きを検出できるように配置した複数の焦電型赤外線センサを用いて人間の動きを検知することにより、画面上でなされるべきポインターの移動方向、速度等の入力データをコンピュータ等に送信し、結局座標入力操作を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明のポインティングデバイスおよびポインティングデバイス用インターフェイスによれば、動作不良発生防止、装置の小型化、省力化、低コスト化を図ることができ、また、従来のようにマウスやトラックボールによる座標入力操作を行うことが負担であるような操作者においては、手をかざして所望の方向に動かせばよいだけであるため、その操作負担が大きく軽減される。したがって、たとえばＯＡ 、展示機器、介護用品などの分野において、産業上利用価値が高い発明である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のポインティングデバイスの構成を示す概念図である。
【図２】本発明のポインティングデバイスの平面構成例を示す概念図である。
【図３】本発明の実施例についてその概略構成を示す概念図である。
【図４】図３の実施例についてその移動検出原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１、３１、４１…ポインティングデバイス
２、２２、３２、４２…赤外線入力部
３Ａ、３Ｂ、３Ｘ、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ、４３…赤外線センサ
３５…演算回路、  ３６…アンプ、  ３７…Ａ／Ｄ変換手段、  ３８…デジタル機器本体
４４…フィルタ
５…演算手段、  ５１…移動方向検出回路、  ５２…移動量検出回路
９、３９、４９…赤外線源
ＩＲ…赤外線、  Ｍ…移動、  Ｓ…電気信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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