(57)【要約】コンピュータ（１３０）の画面またはディスプレイにおけるカーソル（１４０）のための制御装置であって、ユーザの２本の指、好ましくは親指および人差し指に沿って装着されるよう構成された２つのセンサー（２０、３０）を有する手指ユニット（１０）を備えており、センサー間の交点（８０）がカーソルの位置を制御する。センサーが互いに隣接しているときに糸の間の交点を割り出し、この交点に従ってカーソルの位置を制御するための処理ユニットに、センサーが接続されている。
2005525636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ（１３０）の画面またはディスプレイにおけるカーソル（１４０）のための制御装置であって、
手指ユニット（１０）が、コンピュータ・ユーザの２本の指に沿って装着されるよう構成された２つのセンサー（２０、３０）を有し、該２つのセンサー（２０、３０）が、画面上におけるカーソルの位置を制御する交点において互いに接触するよう構成されており、
前記センサーが、該センサーが互いに隣接しているときに該センサー間の交点を割り出して、この交点にもとづいて相互に直交する２つの方向においてカーソルの位置を制御するための処理ユニット（１２０）に接続されていることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
処理ユニット（１２０）が、前記センサーの交点の座標を割り出すために前記センサーの抵抗を測定するための手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記手指ユニット（１０）が、センサーが装着されている指の１つを素早く２回持ち上げてセンサーが装着されている他方の指へと押し付けることにより、選択機能を実行するよう構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記手指ユニット（１０）が、センサーが装着されている１本の指をセンサーが装着されていない第２の指へと素早く２回押し付けることにより、選択機能を実行するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置。
【請求項５】
前記センサーが、一方が他方に比べて高い抵抗を有する２つの細片（９０、１００）から形成されるとともに、該細片の間に配置された可撓性材料の電気絶縁層（１１０）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項６】
前記センサーが、気体で満たされたパイプの内側に設けられた２つの細片（９０、１００）から形成され、該パイプが、少なくとも部分的に可撓性材料から作られていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項７】
前記２つの細片のうちの少なくとも１つが、座標の割り出しを可能にする抵抗を有していることを特徴とする請求項５または６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記手指ユニット（１０）が、センサーが装着されていないもう１つの指へと押し付けられる指に沿って装着されたセンサーにより、最初の２つの方向と直交する第３の方向において画面上のカーソルの位置を制御するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の制御装置。
【請求項９】
前記センサーが、均一な抵抗率を有する線材から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置。
【請求項１０】
前記センサーが、ユーザの指に沿った装着のための装着手段を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の制御装置。
【請求項１１】
前記センサーが、手袋において親指およびもう１つの指に沿って装着されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の制御装置。
【請求項１２】
前記処理ユニット（１２０）が、ユーザの手首の周囲に装着する目的のブレスレットに配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の制御装置。
【請求項１３】
コンピュータのソフトウェアが、前記センサーの交点（８０）が前記センサーの端点（４０、５０、６０、７０）のいずれかに位置するとき、画面上のカーソル（１４０）を或る方向への連続した移動へと制御するよう構成されていることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の制御装置。
【請求項１４】
該制御装置に関するパラメータが、コンピュータ内で調整可能であることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータのディスプレイのカーソルを制御するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ用ディスプレイ上でカーソルを移動させるためのポインタは、通常は、ボールを備えたマウスによって構成することができ、マウスの移動の際、ボールが平坦な表面に当接して回転する。種々の方向へのマウスの相対移動、ならびに対応するボールの回転運動が、画面上のカーソルの座標に対応する変化を生じさせる。画面上における或る方向への長距離移動は、小さな表面上においては、移動の途中でマウスを時折持ち上げて、前の位置へと置きなおすことによって実現できる。
【０００３】
従来からのマウスに対する一代替案は、或る固定の位置において任意の軸を中心として回転できる制御ボールを備える構成からなる。このボールが、センサを備えた専用のクレードルに配置され、このセンサが、ボールの運動を対応するカーソルの座標の相対的変化へと変換する。この代替案の利点の１つは、同じ方向への長距離移動を、同じ軸を中心としてボールを連続的に回転させることによって、容易に実現できるという点にある。
【０００４】
他の場合には、ポインタをキーパッドから構成することもでき、キーパッドによって、指をキーパッドに対して軽く押し付けつつキーパッド上で種々の方向に動かすことにより、カーソルの座標の変化が達成される。同じ方向への長距離の移動は、移動の途中で指を持ち上げて、前の位置へと置きなおすことによって、マウスと同様のやり方で行なうことができる。
【０００５】
以上の場合においてクリック機能を実現するため、「左クリック」および「ダブル・クリック」のための１つのキーと、「右クリック」のための、もう１つのキーの２つのキーが通常使用される。ポインタがキーパッドからなる後者の場合においては、代案として「左クリック」および「ダブル・クリック」の機能を、指でキーパッドを軽く１回または２回たたくことによって実現することができる。
【０００６】
上述の例においては、ユーザが通常はテーブルまたは机で作業をし、このテーブルまたは机に少なくともポインタおよびキーボード、ならびにおそらくは画面が置かれていることを仮定している。とくにポインタは、実際、マウスの移動のため、或る面積の本質的に平らな平面が利用できることを必要とする。他の場合には、例えばテーブル設備や同種の設備が存在しない場合など、状況が異なることもある。したがって、下方に何らかの面を必要とすることなくユーザが直接操作することができる別の種類のポインタに対するニーズが存在する。この一例が、特開平１０‐３０１７０６号公報の要約に開示されている。このポインタは、画面上でカーソルを動かすための細くて短いスティックを備えており、このスティックが、人差し指の１つへと滑らせて装着できる円筒形のハウジングに取り付けられている。さらにこのポインタは、マウスの左および右クリックに対応するクリック機能のためのスイッチ、および関連する信号をホスト・コンピュータへと送信するための無線送信機を備えている。特開平１１‐１５５９７号公報の要約に記載されている他の例によれば、固定部分と指先操作の可動ボールとを備えるポインタが使用されている。固定部分は、ボールのためのホルダを有しており、さらにクリック機能を備えている。さらに固定部分には、指への装着のためのバンドが設けられている。
【０００７】
以上のポインタの欠点は、最初の例では短いスティックであり第２の例ではボールであるが、画面上のカーソルの座標を変化させるための装置の寸法が小さいため、最初に述べた各種ポインタと比べて操作が難しくなっているという点にある。これは、クリック機能を制御するための装置についても同じである。指先をきわめて正確に動かす必要があり、とくに細かい動作の能力が限られている人にとっては、カーソルの座標の正確な調整およびクリック機能の実行のために、より多くの時間が必要になるであろう。
【０００８】
ポインタを使用してコンピュータの画面またはディスプレイのカーソルを制御することは、筋肉の緊張による損傷を引き起こす要因である。据え置きのコンピュータのための通常のコンピュータ・マウスの使用は、右腕または左腕ならびに対応する肩および手首に、痛みを引き起こす可能性がある。
【０００９】
したがって、大型の据え置きコンピュータの画面、ポータブル・コンピュータ（ラップトップ）、小型の手のひらサイズのディスプレイ、および、いわゆる眼鏡型ディスプレイにおいてカーソルを制御するための改良されたポインタであって、筋肉の緊張による損傷の恐れを低減でき、平らな表面やコンピュータ上の特別なキーパッドを必要とせず、同時に、操作が容易で効果的なクリック機能を備えており、細かい動作の能力が限られている人でも容易に扱うことができるポインタに対するニーズが存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、コンピュータの画面またはディスプレイにおける新規かつ改良されたカーソルの制御装置であって、平らな表面を必要とせず、ユーザが筋肉の緊張による損傷に罹患する恐れを小さくでき、操作が容易であり、効果的なクリック機能を備えており、歩き回っているあるいは任意の方向に移動している場合でも使用することができるポインタを提供することにある。コンピュータという用語は、画面またはディスプレイに接続されたＣＰＵ（中央演算処理ユニット）を有するユニットとして定義される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの目的および他の目的は、請求項１による制御装置によって達成される。コンピュータの画面またはディスプレイ上のカーソルのための制御装置は、ユーザの２本の指に沿って装着されるべく構成された２つのセンサーを有する手指ユニットを備えている。これらセンサーが交点において互いに接触し、ユーザが自身の指をお互いに対して動かしているとき、交点の位置がコンピュータ画面上のカーソルの位置を制御する。センサーは、センサーが互いに隣接しているときにセンサー間の交点を割り出し、この交点にもとづいて相互に直交する２つの方向においてカーソルの位置を制御するための処理ユニットに接続されている。
【００１２】
コンピュータのユーザが、細かい運動能力をそれほど必要としない高度に正確な指先である親指および人差し指で制御装置を操作することができるため、カーソルの効果的な制御が実現できる。手指は通常、このような把持に使用される状況が他にも多くあり、そのような把持のために比較的よい機能を備えているため、緊張による損傷の恐れが少ない。さらに、平らな平面が不要であり、例えば周囲を歩き回るなど、移動しているコンピュータ・ユーザであっても手指ユニットを利用することができる。
【００１３】
処理ユニットは、センサーの抵抗を測定して、これら測定値から交点の座標を割り出すための装置を備えることができる。
【００１４】
従来のマウスにおける左クリック、ダブル・クリック、または右クリックに相当する選択機能を実現するため、センサーが装着されている指の１つを素早く２回持ち上げて、第２のセンサーが装着されている他方の指へと押し付けることができる。親指を人差し指に向かってそれぞれ左方または右方へと押し付けることによって、左クリックを右クリックから区別することができる。
【００１５】
選択機能は、或る指に装着されているセンサーを、センサーが装着されていない他の指へと素早く２回押し付けることによって達成することもできる。
【００１６】
センサーは、一方が低抵抗の良導電体である他方に比べて高い抵抗を有している２つの細片から形成することができる。少なくとも一方の細片が、座標の割り出しを可能にすべく構成された抵抗を有している。可撓性材料からなる電気絶縁層が、細片の間に位置している。両細片を互いに電気的に接触させるべく電気絶縁層を通してぴったりと押し付けるために、きわめて小さいエネルギーしか必要としない。細片を、少なくとも一部が可撓性材料から作られたパイプの内側に設けてもよい。圧力が緩められたとき、パイプの可撓性部分が弾性的に復元し、細片間の電気的接触が絶たれる。パイプを気密に封止して、空気や他の気体で満たしてもよい。このようなセンサーで構成された手指ユニットを、センサーが装着されている指をセンサーが装着されていない指へと押し付けることで、最初の２つの方向と直交する第３の方向においてカーソルの位置を制御するように構成することもできる。
【００１７】
センサーの他に考えられる実施の形態は、いわゆる抵抗線と呼ばれる均一な抵抗率を有する線材からなり、この線材を交点において互いに電気的に接触させる。
【００１８】
センサーは、手袋の親指および好ましくは人差し指であるがもう１本の指に沿って取り付けることができ、あるいは、例えばリング、締め具、指サック、または接着剤などの固定手段によって、使用する指に沿って取り付けてもよい。
【００１９】
処理ユニットは、ユーザの手首の周りに装着するよう構成したブレスレットに配置することができる。
【００２０】
コンピュータのソフトウェアがカーソルを制御し、センサーの交点が座標軸の端点に相当するセンサーの端点のいずれか１つに位置することによって、或る方向への連続した移動を行なってもよい。
【００２１】
センサーの交点の移動に対するスクリーンを横切るカーソルの移動の感度など、制御装置に関するパラメータを、コンピュータ内で調整できるようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明によるカーソル制御装置は、２つのセンサーを有する手指ユニットを備えている。本発明の好ましい実施の形態において、２つのセンサーは、コンピュータのユーザの指のうちの２本に沿って装着されるよう構成された２本の糸として形成されており、２本の指は、好ましくはユーザの一方の手の親指および人差し指からなる。したがって、これらの糸が親指および人差し指の動きに追従するとともに、コンピュータの画面またはディスプレイにおいてカーソル位置を定義する直交する２つの軸に対応する。これらの指の代わりに、これらの糸を親指および同じ手の他の指に沿って装着してもよく、あるいは一方の手の任意の指および他方の手の任意の指に装着してもよい。
【００２３】
糸が互いに隣接したときの糸間の交点がコンピュータ画面上のカーソルの位置を制御し、親指および人差し指の移動を通じて糸間の交点が変化するとき、カーソルも画面を横切って移動する。このようにして、親指と人差し指が近接し、したがって糸もまた互いに近接しているとき、親指および人差し指の動きによって、画面上でのカーソルの位置を制御する。糸が互いに近接していないとき、カーソルは画面上で動かずにとどまっている。
【００２４】
選択、すなわち、従来のコンピュータ・マウスにおける左クリック、ダブル・クリック、または右クリックに相当するであろう機能の起動は、ユーザが一方の指を素早く持ち上げて、もう一方の指に向かって再び置くことによって実行することができる。左クリックおよび右クリックはそれぞれ、ユーザが親指を利用し、親指を人差し指に対してそれぞれ左側および右側へと押すことによって、区別することができる。
【００２５】
選択機能は、親指に沿って装着されているセンサーを、センサーを備えていない第３の指へと２回押し付けることによって実行することもできる。
【００２６】
さまざまな選択機能が、コンピュータ内のソフトウェアによって制御することができる他のいくつかの方法で実行可能である。互いに関連する指の相対移動におけるカーソルの移動の感度は、ソフトウェアによって制御することができる。
【００２７】
例えばカーソルの移動の感度やダブル・クリックの速度など、制御装置に関する或るいくつかのパラメータは、好ましくは、コンピュータ内でユーザによって容易に調整することができる。
【００２８】
好ましい実施の形態によれば、センサーの端点に処理ユニットが接続され、この処理ユニットが、電圧源および電流計などの抵抗値の測定装置を備えている。この処理ユニットは、ユーザの手首の周囲に取り付けるためのブレスレットの形状とすることができる。測定装置は、電圧を加えて電流を測定することにより、センサーの或る端点間の抵抗を継続的に測定する。処理ユニットが、測定した抵抗値における変化を記録し、センサー間の交点の座標の変化に変換し、その結果をカーソルの制御のためコンピュータに転送する。
【００２９】
図１には、コンピュータのユーザの手が示されており、手には手指ユニット１０を備え、親指および人差し指には本発明のセンサー２０、３０を備えている。人差し指に対する親指の位置の変化が、コンピュータの画面におけるカーソルの位置の変化に直接対応する。指の相対位置は、人差し指上のｘ軸および親指上のｙ軸など、相互に直交する２つの軸を使用して判定され、両軸の間の交点８０の変化が、カーソルの座標の変化に対応する。或る方向における大きな位置変化は、親指を持ち上げて他の位置へと下ろすことを繰り返して、実現することができる。このように、親指および人差し指が互いに接しているとき、カーソルの移動が、親指および人差し指のお互いの相対移動に追従する。
【００３０】
したがって、手指ユニット１０は、好ましくは糸２０、３０の形状とされた２つのセンサーを有しており、これらセンサーが、例えば手袋に縫いこまれて、人差し指の一側面および親指の下面に沿って好適に装着される。これらの糸を、二次元座標系の軸として考えることができ、図１においては、親指の糸３０がｙ軸を構成し、一方、人差し指の糸２０がｘ軸を構成している。センサー２０は端点４０、５０を有し、一方、センサー３０は端点６０、７０を有している。これらセンサーが交点８０で互いに接触し、座標はｘ（端点５０と交点８０の間の距離）およびｙ（端点６０と交点８０の間の距離）である。これらの座標は、センサーの電気抵抗のいくつかの値を測定することによって割り出すことができる。抵抗値を継続的に測定することによって、センサー２０、３０間の交点の座標の連続的な値を得ることができる。
【００３１】
これらの測定および計算は、好ましくは、センサーの端点へと接続された処理ユニットであって本発明の好ましい実施形態におけるような、例えばブレスレットの形状とされた処理ユニットによって実行される。
【００３２】
本発明の第２の実施の形態によれば、必要な計算が、コンピュータに組み込まれ無線リンクによって手指ユニットと無線通信する対応する処理ユニットによって実行される。コンピュータからの無線周波信号が手指ユニットの受動回路によって受信され、この受動回路が発する共振信号から、コンピュータが交点の座標を継続的に計算することができ、カーソルの移動が交点の移動に従って制御される。
【００３３】
交点の座標の変化と画面上のカーソルの対応する座標の変化との間の関係を適切にするため、交点の座標の拡大縮小が必要かもしれない。これは、処理ユニットまたはコンピュータにおいて、座標を適当な倍率で乗算することによって行なうことができる。
【００３４】
好ましくは糸の形状とされている検出ユニットは、手袋に縫い付けることができ、あるいは、例えばリング、締め具、指キャップ、または接着剤など、コンピュータのユーザの指へと装着するための固定手段を備えることができる。座標軸間の交点８０がカーソルの位置を示し、互いに隣接しつつ移動する親指および人差し指によって交点が動かされたとき、カーソルが画面またはディスプレイを横切って移動する。親指と人差し指とが隣接していないとき、カーソルは動かずにとどまっている。ユーザが、繰り返し親指を持ち上げて左側へと下ろし、右側へと動かすことにより、カーソルを右側へと随意の距離だけ移動させることができる。同様に、人差し指を繰り返し動かすことによって、カーソルを上方または下方へと随意の距離だけ移動させることができる。軸の交点が軸の端点４０、５０、６０、７０の１つに位置したとき、その方向へのカーソルの連続的移動が行なわれる。カーソルの移動の感度、すなわち或る距離の指の移動に対するカーソルの移動距離は、コンピュータ内のソフトウェアによって制御される。
【００３５】
図２は、センサーの好ましい実施の形態を示しており、一方が導電性材料からなり他方が或る抵抗率を有する材料からなる２つの細片９０、１００から構成されており、これら細片の間に可撓性材料からなる電気絶縁層１１０を備えている。少なくとも一方の細片は、座標の割り出しを可能にする充分高い抵抗を有している。可撓性材料は、例えばゲル材料からなることができる。２つの細片の間に電圧Ｕが印加され、電流計で電流Ａが測定される。センサーは、適切な装着装置によって例えば親指と人差し指などユーザの２本の指に装着され、これにより、親指を人差し指へと軽く押し付けることによって素子間に交点８０が確立され、細片間で電流の導通が生じる。この実施の形態によれば、測定された抵抗が、端点４０と交点８０の間の距離に比例しており、したがって交点８０の座標を容易に計算することができる。細片９０、１００を、剛でない材料で成形された柔軟なパイプの内側に取り付けて、パイプに加わる小さな圧力によって細片が互いに接触するようにすることも可能である。圧力が終止したとき、柔軟なパイプが復元し、細片間の電気的接触が絶たれる。パイプを気密に封止して空気や他の気体で満たしてもよい。細片間の圧力が抵抗に影響する可能性があるため、パイプの断面を、作用状態において細片間に一様な圧力が得られるよう設計することができる。図４ａおよび４ｂは、センサーの考えうる一実施の形態を示しており、センサーが、矩形の断面を有するパイプ１５０として形成され、細片９０、１００が、パイプの対向する２面の内側に取り付けられている。細片９０が取り付けられている面のみが圧力によって変形する。図４ａは、パイプの断面を作用していない状態で示しており、一方、図４ｂは、作用状態におけるパイプの断面を示している。
【００３６】
センサーがそのように形成された場合、手指ユニットを、親指に沿って配置されセンサーを備えていない第３の指へと押し付けられるセンサーによって、他の２つの方向と直交する第３の方向においてカーソルを制御するよう構成することもできる。これは、手指ユニットを、画面の三次元画像において使用できるということを意味する。第３の指へと押し付けられる親指を、随意によりマウスのスクロール・ホイールに対応させてもよく、あるいは、例えば音量、画面の輝度、またはコントラストなど、パラメータの値を変化させるように構成してもよい。
【００３７】
本発明の制御装置の第２の実施の形態によれば、センサーは、例えばいわゆる抵抗線など、特定の合金から形成された金属糸であってよいが、均一な抵抗率を有する線材から形成される。均一な抵抗率を有する線材間の交点の座標を導き出すため、手指ユニットのいくつかの端点間について抵抗を測定しなければならない。図１の端点５０および６０の間の抵抗がＲ１１で表され、端点５０および７０の間の抵抗がＲ１２で表され、端点６０および７０の間のｙ軸の全抵抗がＲｙで表される場合、交点のｘ座標（端点５０と交点８０の間の距離）およびｙ座標（端点６０と交点８０の間の距離）は、以下の方程式によって計算することができる。
Ｘ＝（Ｒ１２＋Ｒ１１−Ｒｙ）／２      （１）
および
Ｙ＝Ｒ１１−Ｘ      （２）
【００３８】
方程式（１）および（２）における抵抗Ｒ１１およびＲ１２のほか、ｘおよびｙの計算のための抵抗値の組の選択について、さらにいくつかの方法がある。この場合、端点４０および６０の間の抵抗、ならびに端点４０および７０の間の抵抗を測定しなければならない。この組は、「直前の」抵抗値で構成されなければならない。前記方程式において、ｘ軸およびｙ軸をそれぞれ構成しているセンサーの全抵抗ＲｘおよびＲｙは、既知であるかまたは測定済みであると仮定されている。他の３つの方法は、ここでは詳細には説明しないが、センサーの欠陥によって引き起こされる結果における不具合を制御できる可能性をもたらす。エラーの警報を、視覚または音声信号としてユーザに伝えることができる。
【００３９】
図３は、２つのセンサー２０、３０を有する制御装置の好ましい実施の形態を示しており、２つのセンサー２０、３０が座標系のｘ軸およびｙ軸を構成し、当該座標系におけるセンサー２０、３０間の交点８０の座標が、コンピュータの画面上のカーソルの位置を制御する。端点４０および７０が、電圧源および電流計などの測定装置を備える処理ユニット１２０に接続され、この処理ユニット１２０が端点のいくつかに電圧を加えて電流を測定することにより、センサーの交点のｘ座標およびｙ座標のそれぞれを、割り出すことができる。処理ユニットは、例えば、コンピュータのユーザの手首の周りに装着するブレスレットに配置することができる。処理ユニットによって計算されたセンサーの交点の座標は、好ましくは例えばブルートゥースなどの無線リンクによってコンピュータに伝送されるが、無線でない接続ももちろん可能である。コンピュータ内のソフトウェアが、処理ユニットから受け取った座標の値を処理し、カーソルの位置を制御する。
【００４０】
本発明は、以上述べた実施の形態に限られるものではなく、添付の特許請求の範囲の技術的範囲において変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】これらの指に沿ってセンサーが装着されるコンピュータのユーザの親指および人差し指を示す。
【図２】センサーの好ましい実施の形態を示す。
【図３】コンピュータへと接続されている処理ユニットへと接続されているセンサーを有する手指ユニットの概略図である。
【図４】矩形のパイプとして構成されたセンサーの一実施の形態の断面であり、図４ａはパイプを作用していない状態で示し、一方、図４ｂは作用状態のパイプを示す。
【図１】
2005525636.tif 000003
【図２】
2005525636.tif 000004
【図３】
2005525636.tif 000005
2005525636.tif 000006
【国際調査報告】
2005525636.tif 000007
2005525636.tif 000008