(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトな入力部を備えた３次元座標入力装置を提案する。【解決手段】指の動きを計測する第１タッチパッドと第２タッチパッドと、前記第１タッチパッド上に於ける指の動きをそれぞれ２次元座標上の移動量１ａ、移動量２ａに変換して記憶する処理手段と、前記第１及び第２タッチパッドのそれぞれを表裏両面に備える開閉部とを備えた略直方体の入力手段と、前記入力手段からの出力された移動量に基づいて、前記移動量１ａをＸ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元直交座標空間における前記Ｘ３軸とＹ３軸の２軸で構成される平面上の移動量１ｂに変換して記憶し、前記移動量２ａを前記３次元座標に於けるＺ３軸方向への移動量２ｂに変換して記憶し、前記移動量１ｂ及び２ｂに基づいて３次元座標における移動量３ｂに変換して記憶し、画面上に表示させる制御手段とを備える３次元座標入力装置。【選択図】図２
2006018727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指の動きを計測する第１タッチパッドと第２タッチパッドと、前記第１タッチパッド上に於ける指の動きをＸ１軸とＹ１軸で構成される２次元座標上の移動量１ａに変換して記憶し、前記第２タッチパッド上での指の動きをＸ２軸とＹ２軸で構成される２次元座標の一方の軸方向への移動量２ａに変換して記憶する処理手段と、前記第１及び第２タッチパッドのそれぞれを表裏両面に備える開閉部とを備えた略直方体の入力手段と、
前記入力手段からの出力された移動量に基づいて、前記移動量１ａをＸ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元直交座標空間における前記Ｘ３軸とＹ３軸の２軸で構成される平面上の移動量１ｂに変換して記憶し、前記移動量２ａを前記３次元座標に於けるＺ３軸方向への移動量２ｂに変換して記憶し、前記移動量１ｂ及び２ｂに基づいて３次元座標における移動量３ｂに変換して記憶し、画面上に表示させる制御手段と、を備えることを特徴とする３次元座標入力装置。
【請求項２】
指の動きを計測する第１タッチパッドと第２タッチパッドと、前記第１タッチパッド上に於ける指の動きを移動量１ａとして記憶し、前記第２タッチパッド上に於ける指の動きを移動量２ａとして記憶する処理手段とを備えた略直方体の入力手段と、
前記入力手段から出力された前記移動量１ａ及び移動量２ａを、Ｘ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元座標のＸ３軸、Ｙ３軸、又はＺ３軸の少なくとも１軸の移動量３ｂに変換し、画面上に表示させる制御手段と、
を備えることを特徴とする３次元座標入力装置。
【請求項３】
前記入力手段の前記処理手段は、前記第１タッチパッド上に於ける指の動きをＸ１軸とＹ１軸で構成される２次元座標上の移動量１ａに変換して記憶し、前記第２タッチパッド上に於ける指の動きをＸ２軸とＹ２軸で構成される２次元座標上の移動量２ａに変換して記憶し、
前記制御手段は、前記入力手段から出力された前記移動量１ａ及び移動量２ａに基づいて、前記移動量１ａを前記３次元座標に於ける前記Ｘ３軸とＹ３軸の２軸で構成される平面上の移動量１ｂに変換して記憶し、前記移動量２ａを前記３次元座標に於けるＺ３軸方向への移動量２ｂに変換して記憶し、前記移動量１ｂ及び２ｂに基づいて３次元座標における移動量３ｂに変換し、画面上に表示させることを特徴とする、請求項２に記載の３次元座標入力装置。
【請求項４】
前記Ｘ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元座標は、縦、横、高さで構成される３次元直交座標空間であることを特徴とする、請求項３に記載の３次元座標入力装置。
【請求項５】
前記第２タッチパッド上での指の動きは、前記Ｘ２軸及びＹ２軸で構成される２次元平面の一方の軸方向への移動量２ａに変換されることを特徴とする、請求項３又は４の何れか一つに記載の３次元座標入力装置。
【請求項６】
前記第１タッチパッド及び第２タッチパッドは、前記入力手段の互いに対向する２つの面に設置されることを特徴とする、請求項３乃至５の何れか一つに記載の３次元座標入力装置。
【請求項７】
前記第１タッチパッド及び第２タッチパッドは、前記入力手段の互いに直交する２つの面に設置されることを特徴とする、請求項３乃至５の何れか一つに記載の３次元座標入力装置。
【請求項８】
前記入力手段は開閉部を備えており、前記開閉部の表裏両面の内、少なくとも一方の面に前記第１タッチパッド及び第２タッチパッドの何れか一つが設置されていることを特徴
とする、請求項３乃至７の何れか一つに記載の３次元座標入力装置。
【請求項９】
前記３次元座標入力装置は、ビデオゲームで使用されることを特徴とする、請求項３乃至８の何れか一つに記載の３次元座標入力装置。
【請求項１０】
前記３次元座標入力装置は、ＡＶ機器のメニュー切替え画面で使用されることを特徴とする、請求項３乃至８の何れか一つに記載の３次元座標入力装置。
【請求項１１】
前記３次元座標入力装置は、音場位置設定に使用されることを特徴とする、請求項３乃至８の何れか一つに記載の３次元座標入力装置。
【請求項１２】
前記３次元座標入力装置は、ビデオゲームにおいて、前記３次元座標中の操作対象物の前記Ｚ３軸方向の姿勢及び移動を制御するために使用され、
前記入力手段の処理手段は、前記第１タッチパッド上に於ける指の動きを前記Ｙ１軸方向の移動量１ａに変換して記憶し、前記第２タッチパッド上に於ける指の動きを前記Ｙ２軸で構成される移動量２ａに変換して記憶し、
前記制御手段は、前記入力手段から出力された前記移動量１ａ及び移動量２ａに基づいて、前記３次元座標における前記Ｚ３軸方向の移動量３ｂを算出することを特徴とする、請求項２に記載の３次元入力装置
【請求項１３】
指の動きを計測する第１タッチパッドと第２タッチパッドとによって、前記第１タッチパッド上に於ける指の動きを移動量１ａとして記憶し、前記第２タッチパッド上に於ける指の動きを移動量２ａとして記憶し、
前記移動量１ａ及び前記移動量２ａを、Ｘ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元座標のＸ３軸、Ｙ３軸、又はＺ３軸の少なくとも１軸の移動量３ｂに変換し、画面上に表示させることを特徴とする３次元座標入力方法。
【請求項１４】
指の動きを計測する第１タッチパッドと第２タッチパッドと、
前記第１タッチパッド上に於ける指の動きを移動量１ａとして記憶し、前記第２タッチパッド上に於ける指の動きを移動量２ａとして記憶し、前記移動量１ａ及び移動量２ａを制御手段に出力する処理手段とを備え、
前記制御手段は、前記入力手段から出力された前記移動量１ａ及び移動量２ａを、Ｘ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元座標のＸ３軸、Ｙ３軸、又はＺ３軸の少なくとも１軸の移動量３ｂに変換し、画面上に表示させることを特徴とする入力手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元座標入力装置、特に指の位置を計測するタッチパッドを２つ備える３次元座標入力装置と３次元座標入力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＣＡＤやビデオゲーム等、コンピュータ上に構築した仮想現実空間の物体操作や、ロボットの遠隔操作等で必要とされる３次元座標入力装置に対する需要が増加している。従来、こうした３次元座標入力装置は、特別な装置が必要であり、装置の価格が高額であることや、ユーザの意図を反映する操作が困難で、操作に慣れるまでに時間がかかること等の問題を抱えており、こうした問題を解決すべく、例えば下記の発明が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、複数のマウスを使用することによって３次元座標を入力する装置について記載されている。この３次元座標入力装置では、夫々のマウスからの入力信号を移動量に変換して、その値を記憶装置に格納する。そして、格納された移動量に関する情報を３次元座標演算器に送信して３次元に於ける座標を計算する。例えば、マウス１とマウス２の２つのマウスを使用する場合、マウス１の２次元平面に於ける移動量に基づいて、Ｘ、Ｙ、Ｚ座標で構成される３次元空間に於けるＸ座標とＹ座標が計算され、マウス２の２次元平面に於ける移動量に基づいて、Ｚ座標が計算される。
【０００４】
特許文献２には、人間の指に帯電する静電気から指の位置を検出するデバイスを球体の表面に設置した回転動作計測装置について記載されている。この回転動作計測装置では、３次元仮想物体を回転させることを想定し、親指、人差指、中指の３本の指で球体を掴んで指を球体上で滑らせると、夫々の指の位置が一定の周期で計測されて、現在の計測データと前回の計測データに基づいて仮想物体の回転方向が計算され、その値が出力される。
【特許文献１】特開２０００−１３２３３７号公報（段落０００１乃至００１１、及び図１）
【特許文献２】特開平８−２６３１９７号公報（段落０００４乃至００１０、及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の通り、特許文献１に記載の発明では、３次元座標入力に複数のマウスを使用することが出来るので、ユーザにとって操作が比較的容易であり、高額な装置を必要としないという利点がある。しかし、３次元座標の入力に少なくとも２つのマウスが必要であり、操作時にユーザの両手は塞がった状態となる。したがって、３次元座標の入力とその他の操作を同時に行うことは出来ない。また、特許文献２に記載の発明では、装置を片手の指３本で操作することができるので、操作が比較的容易であるが、少なくとも３本の指を移動可能な程度に装置の大きさを確保する必要があるので、入力装置の大きさは比較的大きくならざるを得ない。したがって、コンパクトな形状の入力装置には適用することが困難であり、実用範囲が限定されてしまう虞がある。
【０００６】
以上から、本発明の目的は、片手で操作可能であり、ユーザが意図した操作を容易に行うことが出来る、コンパクトな入力部を備えた３次元座標入力装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係る３次元座標入力装置は、入力手段と制御手段とを備える。入力手段は、指の動きを計測する第１タッチパッドと第２タッチパッドと、前記第１タッチパッド上に於ける指の動きをＸ１軸とＹ１軸で構成される２次元座標上の移動量１ａに変換して記憶し、前記第２タッチパッド上での指の動きをＸ２軸とＹ２軸で構成される２次元座標の一方の軸方向への移動量２ａに変換して記憶する処理手段と、前記第１及び第２タッチパッドのそれぞれを表裏両面に備える開閉部とを備えており、略直方体形状である。制御手段は、前記入力手段からの出力された移動量に基づいて、前記移動量１ａをＸ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元直交座標空間における前記Ｘ３軸とＹ３軸の２軸で構成される平面上の移動量１ｂに変換して記憶し、前記移動量２ａを前記３次元座標に於けるＺ３軸方向への移動量２ｂに変換して記憶し、前記移動量１ｂ及び２ｂに基づいて３次元座標における移動量３ｂに変換して記憶し、画面上に表示させる。
【０００８】
この３次元座標入力装置では、入力手段に備えた第１及び第２タッチパッドから入力したユーザの操作を３次元座標空間での移動に簡単に変換することができる。第１及び第２タッチパッドの何れも入力手段に配置するため、例えば２つのマウスを使って３次元座標を入力する場合に比較して、ユーザの操作性を格段に向上させることができる。
【０００９】
また、この３次元座標入力装置では、３次元座標のＸ３及びＹ３を第１タッチパッド上での平面的な移動の入力に対応させ、Ｚ３を第２タッチパッドの直線的な移動に対応させるので、ユーザが第１及び第２タッチパッドによる入力と３次元座標空間における移動との関係を認識しやすく、３次元座標空間中での物体の移動を容易に操作することができる。
【００１０】
また、入力手段における開閉部の表面と開閉部以外の部分、開閉部の裏面と開閉部以外の部分、開閉部の表裏両面等の組み合わせで、第１及び第２タッチパッドの何れかを配置することができるので、入力手段の形状、用途に応じて柔軟にタッチパッドを設置することができる。
【００１１】
第２発明に係る３次元座標入力装置は、指の動きを計測する第１タッチパッドと第２タッチパッドと、前記第１タッチパッド上に於ける指の動きを移動量１ａとして記憶し、前記第２タッチパッド上に於ける指の動きを移動量２ａとして記憶する処理手段とを備えた略直方体の入力手段と、前記入力手段から出力された前記移動量１ａ及び移動量２ａを、Ｘ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元座標のＸ３軸、Ｙ３軸、又はＺ３軸の少なくとも１軸の移動量３ｂに変換し、画面上に表示させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この３次元座標入力装置では、入力手段に備えた第１及び第２タッチパッドから入力したユーザの操作を３次元座標空間での移動に簡単に変換することができる。第１及び第２タッチパッドの何れも入力手段に配置するため、例えば２つのマウスを使って３次元座標を入力する場合に比較して、ユーザの操作性を格段に向上させることができる。
【００１３】
第３発明に係る３次元座標入力装置は、第２発明において、入力手段の処理手段は、第１タッチパッド上に於ける指の動きをＸ１軸とＹ１軸で構成される２次元座標上の移動量１ａに変換して記憶し、第２タッチパッド上に於ける指の動きをＸ２軸とＹ２軸で構成される２次元座標上の移動量２ａに変換して記憶する。また、制御手段は、入力手段から出力された移動量１ａ及び移動量２ａに基づいて、移動量１ａを３次元座標に於ける前記Ｘ３軸とＹ３軸の２軸で構成される平面上の移動量１ｂに変換して記憶し、移動量２ａを３次元座標に於けるＺ３軸方向への移動量２ｂに変換して記憶し、移動量１ｂ及び２ｂに基づいて３次元座標における移動量３ｂに変換し、画面上に表示させることを特徴とする。
【００１４】
この３次元座標入力装置では、３次元座標のＸ３軸方向及びＹ３軸方向を第１タッチパッド上での平面的な移動の入力に対応させ、Ｚ３軸方向を第２タッチパッドの直線的な移動に対応させるので、ユーザが第１及び第２タッチパッドによる入力と３次元座標空間における移動との関係を認識しやすく、３次元座標空間中での物体の移動を容易に操作する
ことができる。
【００１５】
第４発明に係る３次元座標入力装置は、第３発明において、前記Ｘ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元座標は、縦、横、高さで構成される３次元直交座標空間であることを特徴とする。
【００１６】
この３次元座標入力装置によれば、Ｘ３軸、Ｙ３軸及びＺ３軸を縦、横及び高さにそれぞれ割り当てることにより、３次元座標空間を現実の空間に対応させることができる。
【００１７】
第５発明に係る３次元座標入力装置は、第３又は第４発明において、前記第２タッチパッド上での指の動きは、前記Ｘ２軸及びＹ２軸で構成される２次元平面の一方の軸方向への移動量２ａに変換されることを特徴とする。
【００１８】
前記第２タッチパッド上での指の動きをＸ２軸またはＹ２軸の何れかの方向での移動として変換することにより、第２タッチパッド上での指の動きを３次元座標空間中における何れか１軸の移動に変換することができる。
【００１９】
第６発明に係る３次元座標入力装置は、第３乃至第５発明の何れかにおいて、前記第１タッチパッド及び第２タッチパッドは、前記入力手段の互いに対向する２つの面に設置されることを特徴とする。
【００２０】
このような３次元座標入力装置によれば、ユーザは片手で入力手段を挟んで第１及び第２タッチパッドを操作することができる。従って、他方の手で第１及び第２タッチパッドへの入力以外の操作をすることが可能である。
【００２１】
第７発明に係る３次元座標入力装置は、第３乃至第５発明の何れかにおいて、前記第１タッチパッド及び第２タッチパッドは、前記入力手段の互いに直交する２つの面に設置されることを特徴とする。
【００２２】
この場合、例えば、第１タッチパッドを入力手段の上面に配置し、３次元空間の水平方向（例えば、Ｘ３軸方向とＹ３軸方向）の移動に割り当て、第２タッチパッドを入力手段の側面に配置し、３次元空間の高さ方向（例えばＺ３軸方向）の移動に割り当てておき、入力手段の操作時に、第１タッチパッドが略水平方向、第２タッチパッドが略鉛直方向にユーザに保持されるようにすれば、略水平方向に配置された第１タッチパッドで３次元座標空間の水平方向の移動を入力し、略鉛直方向に配置された第２タッチパッドで３次元座標空間の高さ方向の移動を入力するので、ユーザが第１及び第２タッチパッドによる入力と３次元座標空間における移動との関係を認識しやすい。
【００２３】
第８発明に係る３次元座標入力装置は、第３乃至第７発明において、前記入力手段は開閉部を備えており、前記開閉部の表裏両面の内、少なくとも一方の面に前記第１タッチパッド及び第２タッチパッドの何れか一つが設置されていることを特徴とする。
【００２４】
この場合、入力手段における開閉部の表面と開閉部以外の部分、開閉部の裏面と開閉部以外の部分、開閉部の表裏両面等の組み合わせで、第１及び第２タッチパッドの何れかを配置することができるので、入力手段の形状、用途に応じて柔軟にタッチパッドを設置することができる。
【００２５】
第９発明に係る３次元座標入力装置は、第３乃至第８発明の何れかにおいて、前記３次元座標入力装置は、ビデオゲームで使用されることを特徴とする。
【００２６】
現在、３次元仮想空間を題材にしたビデオゲームは数多く存在しているが、こうしたビデオゲームにおいて、この３次元入力装置を使用することにより、ユーザによる直感的な操作が可能となる。また、略直方体の入力手段に２つのタッチパッドを設置することにより、入力手段をコンパクトな形状にすることができるので、ユーザにとって操作し易く、ビデオゲームのコントローラとして非常に適している。
【００２７】
第１０発明に係る３次元座標入力装置は、第３乃至第８発明の何れかにおいて、前記３次元座標入力装置は、ＡＶ機器のメニュー切替え画面で使用されることを特徴とする。
【００２８】
この３次元座標入力装置がテレビジョン受信機やＶＴＲのメニュー切り替え画面に適用された場合、例えば、画面上に表示される縦方向と横方向に項目を設定した一覧表の操作を第１タッチパッド上での指の動きに対応させ、画面の切り替えを第２タッチパッド上での指の動きに対応させることができるので、ユーザにとって直感的に操作し易い。
【００２９】
第１１発明に係る３次元座標入力装置は、第３乃至第８発明において、前記３次元座標入力装置は、音場位置設定に使用されることを特徴とする。
【００３０】
現実の３次元空間では、ユーザの位置に応じて最適な音を出力できるようにスピーカを設定することは容易ではない。従って、音と位置の微妙な設定を行う音場位置設定に際して、この３次元座標入力装置を適用することによって、ユーザの位置を３次元座標空間において容易に変更することができ、ユーザの位置に応じたスピーカ等の設定変更を容易に行うことができる。
【００３１】
第１２発明に係る３次元座標入力装置は、第２発明において、３次元座標入力装置は、ビデオゲームにおいて、３次元座標中の操作対象物のＺ３軸方向の姿勢及び移動を制御するために使用され、入力手段の処理手段は、第１タッチパッド上に於ける指の動きをＹ１軸方向の移動量１ａに変換して記憶し、第２タッチパッド上に於ける指の動きをＹ２軸で構成される２次元座標上の移動量２ａに変換して記憶し、制御手段は、入力手段から出力された移動量１ａ及び移動量２ａに基づいて、３次元座標におけるＺ３軸方向の移動量３ｂを算出することを特徴とする。
【００３２】
この３次元座標入力装置は、例えば、フライトシミュレーションにおける航空機の機首及び機尾の姿勢制御や、航空機の上下移動の制御に用いることができる。
【００３３】
第１３発明に係る３次元座標入力方法は、指の動きを計測する第１タッチパッドと第２タッチパッドとによって、第１タッチパッド上に於ける指の動きを移動量１ａとして記憶し、第２タッチパッド上に於ける指の動きを移動量２ａとして記憶し、移動量１ａ及び移動量２ａを、Ｘ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元座標のＸ３軸、Ｙ３軸、又はＺ３軸の少なくとも１軸の移動量３ｂに変換し、画面上に表示させることを特徴とする。
【００３４】
この３次元座標入力方法によれば、複雑な入力手段を用いることなく、第１及び第２タッチパッドから入力したユーザの操作を３次元座標空間での移動に簡単に変換することができる。第１及び第２タッチパッドにより３次元座標空間の移動を入力できるため、例えば２つのマウスを使って３次元座標を入力する場合に比較して、ユーザの操作性を格段に向上させることができる。
【００３５】
第１４発明に係る入力手段は、指の動きを計測する第１タッチパッドと第２タッチパッドと、第１タッチパッド上に於ける指の動きを移動量１ａとして記憶し、第２タッチパッド上に於ける指の動きを移動量２ａとして記憶し、移動量１ａ及び移動量２ａを制御手段に出力する処理手段とを備え、制御手段は、入力手段から出力された移動量１ａ及び移動量２ａを、Ｘ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元座標のＸ３軸、Ｙ３軸、又はＺ３軸の少なくとも１軸の移動量３ｂに変換し、画面上に表示させることを特徴とする。
【００３６】
この入力手段では、第１及び第２タッチパッドから入力したユーザの操作を３次元座標空間での移動に簡単に変換することができる。第１及び第２タッチパッドの何れも入力手段に配置されるため、例えば２つのマウスを使って３次元座標を入力する場合に比較して、ユーザの操作性を格段に向上させることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、指の位置を測定する２つのタッチパッドを備えることにより、片手で
操作可能で、直感的に操作しやすく、コンパクトな入力手段を備えた３次元座標入力装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（１）第１実施形態
[全体の構成]
図１は、本実施形態に係る３次元座標入力装置の概略構成図である。この３次元座標入力装置１は、入力部２と、制御部８とを備え、表示装置１２と、アンプ１４と、スピーカ１５とに接続される。
【００３９】
入力部２は、複数の入力キー３と、タッチパッド４と、タッチパッド５と、ＣＰＵ６と、赤外線発光部７で構成される。複数の入力キー３は、ユーザからの入力を受けて入力された信号をＣＰＵ６に出力する。タッチパッド４とタッチパッド５は、静電容量の変化を検出することによってパッド上に置かれた指の位置を計測し、この情報をＣＰＵ６に出力する。ＣＰＵ６は、入力キー３からの入力信号を赤外線発光部７に出力するとともに、図２（ｃ）に示されている通り、タッチパッド４上での指の動きを、横方向と縦方向に割り当てられたＸ１軸とＹ１軸で構成される２次元座標に於ける移動量１ａに変換し、タッチパッド５上での指の動きを、横方向と縦方向に割り当てられたＸ２軸とＹ２軸で構成される２次元座標に於ける一方の軸であるＹ２軸方向の移動量２ａに変換して、これら移動量１ａ及び移動量２ａをＣＰＵ６の内部または外部に設けられたメモリ（図示せず）に記憶して、赤外線発光部７に出力する。赤外線発光部７はＣＰＵ６からの信号を受けて、制御部８の赤外線受光部に出力する。尚、前述の移動量は、移動量の値（絶対値）と方向（正の値または負の値）を含むものとする。具体的には、タッチパッド４上で指の位置をＰ１からＰ２に動かす場合、Ｐ１の座標を（Ｐｘ１，Ｐｙ１）としてＰ２の座標を（Ｐｘ２，Ｐｙ２）とすると、Ｐ１からＰ２への移動量１ａは（Ｐｘ２−Ｐｘ１，Ｐｙ２−Ｐｙ１）となる。また、タッチパッド５上で指の位置をＱ１からＱ２に動かす場合、Ｑ１の座標を（Ｑｘ１，Ｑｙ１）とし、Ｑ２の座標を（Ｑｘ２，Ｑｙ２）とすると、Ｑ１からＱ２への移動量２ａは（Ｑｙ２−Ｑｙ１）となる。また、前述のタッチパッド５上でのＱ１からＱ２への指の動きが、同タッチパッド５上で縦方向の下から上へ向かう場合には、移動量２ａは正の値となるが、反対にタッチパッド５上での指の動きが縦方向の上から下へ向かう場合には、移動量２ａは負の値となる。
【００４０】
制御部８は、赤外線受光部９と、メインＣＰＵ１０と、画像処理部１１と、音声処理部１３で構成される。赤外線受光部９は、赤外線発光部７から送信された信号を受けて、メインＣＰＵ１０にこの信号を出力する。メインＣＰＵ１０は、赤外線受光部からの信号に基づいて、画像処理部１１及び音声処理部１３を制御する。より詳細に説明すると、メインＣＰＵ１０は、タッチパッド４上での指の動きがＣＰＵ６によって変換された移動量１ａを、コンピュータ上に構築された、Ｘ３軸、Ｙ３軸、Ｚ３軸で構成される３次元座標に於けるＸ３軸及びＹ３軸の２軸で構成される平面上の移動量１ｂに変換してメインＣＰＵ１０の内部または外部に設けられたメモリ（図示せず）に記憶し、タッチパッド５上での指の動きがＣＰＵ６によって変換された移動量２ａを、該３次元座標に於けるＺ３軸方向への移動量２ｂに変換して前述のメインＣＰＵ１０の内部または外部に設けられたメモリに記憶し、移動量１ｂ及び２ｂを合成し、移動量３ｂとして記憶する。前述のタッチパッド４上で指の位置をＰ１からＰ２に動かし、タッチパッド５上で指の位置をＱ１からＱ２に動かす場合を例に挙げると、Ｐ１からＰ２への移動量１ａとＱ１からＱ２への移動量２ａは、移動量１ｂと移動量２ｂに夫々変換され、その座標は（Ｐｘ２−Ｐｘ１，Ｐｙ２−Ｐｙ１，Ｑｙ２−Ｑｙ１）となる。そして、メインＣＰＵ１０は、画像処理部１１を制御して、移動量３ｂに対応するように、コンピュータ上の３次元座標に於ける操作対象物を移動させる。また、メインＣＰＵ１０は、操作対象物の移動後の座標に対応して、音声を出力するように音声処理部１３を制御する。画像処理部１１は、メインＣＰＵ１０からの
出力を受け、表示装置１２に画像を表示させる。また、音声処理部１３は、メインＣＰＵ１０からの出力を受け、音声信号をアンプ１４に出力する。アンプ１４は、音声処理部からの信号を増幅し、スピーカ１５に出力する。
【００４１】
[ビデオゲーム用３次元座標入力装置]
図２（ａ）は、本実施形態に係る入力部２をビデオゲーム用コントローラに適用した場合の概略図であり、図２（ｂ）は該入力部２に設けられた開閉部１６を開いた状態にした場合の斜視図である。
【００４２】
入力部２は、略直方体の筐体１７と、赤外線発光部（図示せず）と、複数の入力キー３と、タッチパッド４と、タッチパッド５と、開閉部１６を備えている。図２（ａ）に示されている通り、筐体１７の表面には複数の入力キー３と、タッチパッド５と開閉部１６が備えられており、図２（ｂ）に示すとおり、該開閉部１６を開けると、開閉部の裏側にタッチパッド４が備えられている。尚、該開閉部１６は、筐体１７と垂直になるような状態で保持される。
【００４３】
図２（ｃ）は、タッチパッド４及びタッチパッド５上での指の動きを示した図である。図２（ｃ）に示されているタッチパッド４上でのＸ１方向の動きは、Ｘ３軸、Ｙ３軸、及びＺ軸で構成される３次元仮想現実空間を表示した表示装置の画像におけるＸ３軸方向（横方向）の動きに対応しており、タッチパッド４上でのＹ１方向の移動量は、該画像に於けるＹ３軸方向（奥行き方向）の移動量に対応している。また、図２（ｃ）に示されているタッチパッド５上でのＹ２方向の移動量は、該画像に於けるＺ軸方向（高さ方向）の移動量に対応している。
【００４４】
ユーザは、タッチパッド４及びタッチパッド５上で指を動かすことにより、表示装置に表示されたＸ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元仮想空間に於いて、操作対象物を移動させることが出来る。また、該操作対象物の位置に対応して、音声が出力される。
【００４５】
また、３次元空間ではなく、２次元空間を想定したビデオゲームの場面では、開閉部を閉じた状態でタッチパッド５のみを使用することによって、タッチパッド５上での指の動きを２次元空間の縦方向と横方向の移動量に変換することが出来る。
【００４６】
本実施形態では、静電容量方式のタッチパッドを使用しているが、指で押下した地点の電圧値の変化によって指の位置を計測する抵抗膜方式のタッチパッドを使用しても良い。
【００４７】
また上述の通り、本実施形態では、タッチパッド４に於けるＸ１軸とＹ１軸で構成される２次元平面の動きと、コンピュータ上に構築されたＸ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元仮想現実空間に於ける操作対象物の動きとを対応させて、該操作対象物を操作する構成としているが、画面上での操作対象物の位置を固定し、あたかも操作対象物がタッチパッド上での指の動きに対応して移動しているように、該操作対象物の移動に対応するように背景を動かす処理を施しても良い。
【００４８】
また、本実施形態に於ける入力部２のタッチパッド４とタッチパッド５は、筐体１７に設置された開閉部１６の表裏両面に設置される構成としたが、図３（ｂ）で示されているように、タッチパッド５を筐体１７に設置された開閉部１６の表面に設置し、タッチパッド４を該開閉部１６が開かれた状態で筐体１７の内部から露出する位置に設置しても良い。図３（ｂ）に示された入力部２を操作する場合、開閉部１６は筐体１７と垂直になるような状態で保持されるので、タッチパッド４とタッチパッド５は互いに垂直になる位置にある。
【００４９】
また、図３（ａ）に示されているように、筐体１７の互いに垂直になる面にタッチパッド４とタッチパッド５を夫々設置しても良い。
【００５０】
[作用効果]
本実施形態に係る３次元座標入力装置によれば、指の動きを計測する２つのタッチパッド４及び５を用いることにより、複雑な入力手段を用いることなく、単純な入力操作をすることが出来るので、ユーザにとって操作が容易な入力手段を提供することが出来る。また、タッチパッド４上での指の動きが、コンピュータ上に構築されたＸ３軸、Ｙ３軸、及びＺ３軸で構成される３次元仮想空間における、例えば横方向と奥行き方向の２方向で構成される平面に於ける移動量に対応しており、タッチパッド５上での指の動きが、例えば該３次元仮想空間における高さ方向の移動量に対応しているので、ユーザにとって直感的に操作し易い。
【００５１】
また、本実施形態に係る３次元座標入力装置によれば、２つのタッチパッド４及び５が入力部２に於ける筐体１７に設けられた開閉部１６の両面に設置されているので、入力部の大きさをコンパクトにすることが出来る。また、２つのタッチパッド４及び５を片手の２本の指で開閉部１６の表裏両面から挟むようにして操作することが出来るので、タッチパッドを操作しながら、もう片方の手で入力キー３を使用した他の入力操作を行うことが出来る。さらに、本実施形態に係る３次元入力装置によれば、２次元空間の場面を想定した場合に於いても、操作対象物の操作に際して開閉部１６を閉じてタッチパッド５を使用して操作することが出来るので、状況に応じてタッチパッドを使い分けることができ、非常に利便性が高い。  
（２）第２実施形態
[全体の構成]    
本実施形態に係る３次元座標入力装置の概略構成図は、図１に示された第１実施形態に係る３次元座標入力装置の概略構成図と基本的に同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５２】
[フライトシュミレータ用３次元座標入力装置]
図４（ａ）は本実施形態に係る３次元座標入力装置における入力部２の表面の概略図であり、図４（ｂ）は該入力部２の裏面の概略図である。また、図４（ｃ）は該入力部２を左手で操作している状況を該入力部２の表面から図示したものであり、図４（ｄ）は該入力部を左手で操作している状況を該入力部２の裏側から図示したものである。そして、図５は本実施形態に係る３次元座標入力装置に於ける表示装置に表示された、フライトシミュレータ用の飛行機の状態と、これに対応するタッチパッド４とタッチパッド５の操作方法を示した図である。
【００５３】
図４（ａ）乃至（ｂ）に示されている通り、入力部２は、略直方体の筐体１７と、複数の入力キー３、タッチパッド４を表面に備え、タッチパッド５を裏面に備え、赤外線発光部７を上部に備えた薄型コントローラである。ユーザは、図４（ｃ）乃至（ｄ）に図示されているように、入力部２を親指と人差し指で挟むようにして保持し、親指をタッチパッド４上で移動させ、人差し指をタッチパッド５上で移動させることにより、表示装置に表示された図５（ａ）及び図５（ｃ）に図示された飛行機の機体を操作する。
【００５４】
入力部２の表面に複数設置された入力キー３は、電源ボタン、画面切替えボタン等に使用される。また前述の通り、本実施形態に於いては、入力部２に備えられた２つのタッチパッド４上での指の動きが、Ｘ３軸、Ｙ３軸、Ｚ３軸で構成される３次元座標上での２つの地点（操作対象物１８ａ及び１８ｂ）の移動量１ｂ及び移動量２ｂに対応している。つまり、筐体１７の表面に設置されたタッチパッド４上での指の動きが図４（ａ）及び図４
（ｃ）に図示された飛行機の機尾（操作対象物１８ａ）の操作に割り当てられており、筐体１７の裏面に設置されたタッチパッド５上での指の動きが同飛行機の機首（操作対象物１８ｂ）の操作に割り当てられている。したがって、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されている通り、タッチパッド４上で親指を下方向に移動させ、タッチパッド５上で人差し指を上方向に移動させると、飛行機は機首を上げる。これとは逆に、タッチパッド４上で親指を上方向に移動させ、タッチパッド５上で人差し指を下方向に移動させると、飛行機は機首を下げる。また、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示されている通り、タッチパッド４上で親指を上方向に移動させ、タッチパッド５上で人差し指を上方向に移動させると、飛行機の機体が垂直方向に上昇する。また、反対に、タッチパッド４上で親指を下方向に移動させ、タッチパッド５上で人差し指を下方向に移動させると、飛行機は機体を垂直方向に下降させる。
【００５５】
具体的には、タッチパッド４とタッチパッド５上で指が動かされる方向が反対の場合には、画面上の飛行機の機尾（操作対象物１８ａ）を始点として、該飛行機の機首が上げ下げされることになる。また、タッチパッド４とタッチパッド５上で指が動かされる方向が同一の場合には、該飛行機の機体を画面上で垂直に上昇、または下降させる。
【００５６】
なお、図３に於いては左手で薄型コントローラを操作する状況が示されているが、該薄型コントローラを右手で操作しても何ら問題はない。また、図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、及び図３（ｂ）に於いて図示されている入力部を本実施形態で使用しても良い。
【００５７】
[作用効果]
本実施形態の３次元座標入力装置によれば、指の動きを計測する２つのタッチパッド４及び５を用いることにより、複雑な入力手段を用いることなく、単純な入力操作をすることが出来るので、ユーザにとって操作が容易な入力手段を提供することが出来る。
【００５８】
また、本実施形態の３次元座標入力装置によれば、タッチパッド４とタッチパッド５が、入力部２に於ける筐体１７の互いに対向する面に取り付けられているので、片手の親指と人差し指で筐体１７を挟むようにして操作することができるので、操作性が非常に高い。また、片方の手で２つのタッチパッド４及び５を操作しながら、必要に応じてもう片方の手で別のコントローラを用いた操作をすることも可能となる。さらに、筐体１７の対向する面に２つのタッチパッドを夫々設置することにより、本実施形態のような薄型のコントローラにもタッチパッドを設置可能であるので、非常にコンパクトな設計のカード型コントローラを提供することが出来る。
（３）第３実施形態
[全体の構成]
本実施形態に係る３次元座標入力装置の概略構成図は、図１に示された第１実施形態乃至第２実施形態に係る３次元座標入力装置の概略構成図と基本的に同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５９】
[ＡＶ機器メニュー切替え用３次元座標入力装置]
本実施形態で使用される入力部２は、第１実施形態と第２実施形態で記載されている入力部を使用することが出来る。したがって、入力部２の概略説明は省略する。但し、タッチパッドの入力方法は第１実施形態及び第２実施形態とは若干異なるので、この点について、図６（ａ）及び図６（ｂ）を参照しながら詳細に説明する。
【００６０】
図６（ａ）は、本実施形態に於いて表示装置に表示されるＡＶ機器メニュー切替え用画面を図示したものである。例えばこの画面は、ＶＴＲでテレビ番組の予約録画を行う場合に参照されるもので、インターネットやテレビ放送局から獲得したテレビ番組情報に基づいて番組表が作成され、曜日毎のテレビ番組表が表示される。図６（ａ）では、月曜日に
放送されるテレビ番組欄が表示されており、縦軸に放送時間帯を割り当てており、横軸に放送局を割り当てており、画面を切替えることにより、他の曜日の番組欄を表示できるようにしている。また、図６（ａ）に図示された月曜日の番組欄では、縦軸に割り当てられた時間帯は、9時から１２時までの時間帯が表示されており、横軸に割り当てられた放送
局は、放送局Ａ乃至Ｄまでが表示されているが、一度に画面に表示することが出来ない部分についてはスクロール表示可能である。
【００６１】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、タッチパッド４上でのＸ１方向の指の動きを、ＡＶ機器メニュー切替え画面に於ける番組欄の横軸に割り当てられた放送局の選択に対応させ、タッチパッド４上でのＹ１方向の指の動きを、該番組欄の縦軸に割り当てられた時間帯の選択に対応させる。また、タッチパッド５上でのＹ２方向の指の動きは、曜日毎の切替えに対応している。例えば、図６（ａ）に示されている通り、放送局Ａの９時〜１０時の時間帯で放送されるニュース番組に斜線部のカーソル（操作対象物１８ｃ）が置かれているが、この位置から放送局Ｃの１１時３０分から１２時の時間帯に放送されるアニメ番組にカーソルを合わせる場合には、タッチパッド４上でＸ１方向の右側に向かって指を動かすことによって、放送局Ｃの位置に併せて、さらにＹ２方向の下側に向かって指を動かすことによって、１１時３０分から１２時の時間帯にカーソルを移動させることが出来る。さらに、木曜日に同一放送局で同一時間帯に放送される番組を選択する場合には、タッチパッド５上のＹ２方向に指を動かすと、頁を繰る感覚で曜日毎に番組表を切替えることが出来る。
【００６２】
本実施形態では、タッチパッド５上での縦方向の指の動きを曜日毎の切替えに割り当てているが、タッチパッド５上での横方向の指の動きを曜日毎の切替に割り当てても良い。
【００６３】
[作用効果]
本実施形態の３次元座標入力装置によれば、指の動きを計測する２つのタッチパッド４及び５を用いることにより、複雑な入力手段を用いることなく、単純な入力操作をすることが出来るので、ユーザにとって操作が容易な入力手段を提供することが出来る。
【００６４】
また、タッチパッド４上での指の動きがメニュー切替え用画面の縦方向及び横方向、即ち、時間帯と放送局の選択に夫々対応しており、タッチパッド５上での指の動きが曜日切替えに対応しているので、ユーザが直感的に操作し易い。
【００６５】
また、本実施形態では、曜日ごとの放送時間帯と放送局で構成される番組欄を表示する構成としているが、放送時間帯ごとに、曜日と放送局で構成される番組欄を表示する構成としても良い。この場合、タッチパッド４上での指の動きが曜日と放送局の選択に割り当てられ、タッチパッド５上での指の動きが放送時間帯の切替えに割り当てられる。また、本実施形態に於ける番組欄の構成を、放送局ごとに放送時間帯と曜日で構成される番組欄を表示する構成とした場合には、タッチパッド４上での指の動きは放送時間帯と曜日の選択に割り当てられ、タッチパッド５上での指の動きは放送局の切替えに割り当てられる。
（４）第４実施形態
[全体の構成]
本実施形態に係る３次元座標入力装置の概略構成図は、図１に図示された第１実施形態乃至第３実施形態に係る３次元座標入力装置概略構成図と基本的に同一であるので、同一部分に関しては説明を省略し、詳細な説明を加えるべき内容について説明する。
【００６６】
本実施形態に係る３次元座標入力装置に於いて設けられたアンプ１４は、５．１チャンネル対応アンプであり、スピーカ１５は５．１チャンネルサラウンドシステムを構成する６本のスピーカ、即ち、５本のスピーカ１５ａ乃至１５ｅと１本の低音出力用サブウーファースピーカ１５ｆで構成される。メインＣＰＵ１０は、操作対象物の座標に対応して、
その位置に於いてスピーカ１５ａ乃至１５ｆからの最適な音が到達するように、音声処理部１３を制御する。音声処理部１３は、メインＣＰＵ１０からの出力を受け、音声信号をアンプ１４に出力し、アンプ１４は音声処理部からの信号を増幅して、スピーカ１５ａ乃至１５ｆに出力する。
【００６７】
[音場位置設定用３次元座標入力装置]
図７は、本実施形態に係る３次元座標入力装置の表示装置に表示された音場位置設定画面である。この音場位置設定画面上の操作対象物１８ｄを操作する際に使用される入力部２は、図２（ａ）及び図２（ｂ）、図３、図４（ａ）及び図４（ｂ）に図示された何れの形式であっても良い。ただし、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されている通り、タッチパッド４上でのＸ１方向の指の動きは、音場位置設定画面に於ける横方向に対応し、タッチパッド４上でのＹ１方向の指の動きは、音場位置設定画面に於ける高さ方向に対応しており、タッチパッド５上でのＹ２方向の指の動きは、音場設定位置画面に於ける奥行き方向の動きに対応している。これにより、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示された入力部２を使用する場合には、開閉部１６を入力部２の筐体１７に対して垂直に立てた状態で操作を行い、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示された入力部２を使用する場合には、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に図示されている状態で入力部２を操作すると、ユーザの手前にあるタッチパッド４上での指の動きによって、音場位置設定画面上の操作対象物を横方向と高さ方向で操作することができ、タッチパッド４よりも奥にあるタッチパッド５上での指の動きによって、音場位置設定画面上の操作対象物を奥行き方向で操作することが出来るので、ユーザにとって直感的に操作し易い。尚、入力部２に設けられた複数の入力キーには、音を聴く場所の大きさや種類別のモードが割り当てられる。
【００６８】
ここで音場位置設定画面の操作方法及び音場位置設定のプロセスについて説明する。ユーザは、入力部２に設けられたタッチパッド４及び５を操作することにより、音場位置設定画面上の操作対象物を移動させて、音を聴く位置を決定する。そして、入力キー３の押下によって、どのような会場で音を聴く状況を再現するのかを決定する。例えば、大規模なコンサートホールで音を聴く状況や、小規模なライブハウスで音を聴く状況を再現する場合には、該当する入力キーを夫々押下すればよい。メインＣＰＵ１０はユーザからの入力に対応して、各スピーカから出力される音の出力タイミングをずらす制御を行って、反響音や残響音を擬似的に再現する。これにより、ユーザはスピーカを設置した空間に於いて、あたかも大規模コンサートホールや小規模ライブハウスで音を聴いている状況を擬似的に再現することが出来る。
【００６９】
[作用効果]
この３次元座標入力装置によれば、指の動きを計測する２つのタッチパッド４及び５を用いることにより、複雑な入力手段を用いることなく、単純な入力操作をすることが出来るので、ユーザにとって操作が容易な入力手段を提供することが出来る。
【００７０】
また、本実施形態に係る３次元座標入力装置によれば、タッチパッド４及び５上での２次元の指の動きを、横方向、奥行き方向、高さ方向で構成される３次元直交座標空間である仮想現実空間に於ける動きに変換することが出来るので、  現実の３次元空間に於いて調整が困難な聴く位置に応じた音の微妙な設定を仮想現実空間で設定することにより、実際のスピーカを制御することが出来るので、ユーザの嗜好及びスピーカの設置された空間に応じて最適な音を出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態に係る３次元座標入力装置を示すブロック図
【図２】本発明の実施形態に係る３次元座標入力装置の入力部及びタッチパッドを示す図
【図３】本発明の実施形態の変形例に係る３次元座標入力装置の入力部を示す斜視図
【図４】本発明の実施形態に係る３次元座標入力装置の入力部を示す斜視図
【図５】本発明の実施形態に係る３次元座標入力装置のフライトシュミレーション画面とタッチパッドを示す図
【図６】本発明の実施形態に係る３次元座標入力装置のＡＶメニュー切替え画面とタッチパッドを示す図
【図７】本発明の実施形態に係る３次元座標入力装置の音場位置設定用画面とタッチパッドを示す図
【符号の説明】
【００７２】
１      ３次元画像入力装置
２      入力部
３      入力キー
４      タッチパッド
５      タッチパッド
６      ＣＰＵ
７      赤外線発光部
８      制御部
９      赤外線受光部
１０    メインＣＰＵ
１１    画像処理部
１２    表示装置
１３    音声処理部
１４    アンプ
１５ａ  スピーカ
１５ｂ  スピーカ
１５ｃ  スピーカ
１５ｄ  スピーカ
１５ｅ  スピーカ
１５ｆ  サブウーファースピーカ
１６    開閉部
１７    筐体
１８ａ  操作対象物
１８ｂ  操作対象物
１８ｃ  操作対象物
１８ｄ  操作対象物
【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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