(57)【要約】三次元カーソル制御システムは、超音波を発するリモートコントロールユニット（２０）を有する。超音波センサ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、ディスプレイにおけるカーソルの位置を制御するためのリモートコントロールユニット（２０）の位置の変化を測定する。超音波センサ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）はまた、リモートコントロールユニット（２０）がそれらのセンサ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）から離れている距離を測定する。この距離測定値は、次いで、超音波センサ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）からリモートコントロールユニット（２０）までの距離に拘わらず、同じリモートコントロールユニット（２０）によりディスプレイにおいてカーソルが動くように、三次元カーソル制御システムの感度を調節するように用いられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーソル制御システムであって：
制御される装置に対して制御信号を送信するための手段を有する手持ち式のリモートコントロールユニットであって、超音波位置信号を送信するための手段を更に有する、手持ち式のリモートコントロールユニット；
前記制御される装置の複数の機能を制御するために前記制御信号を受信するため及び前記制御される装置に前記受信された制御信号を適用するための受信手段；
前記超音波位置信号を受信するための超音波センサアレイ；並びに
前記超音波センサアレイに結合された、前記手持ち式のリモートコントロールユニットの動きを検出するための、及び、前記前記手持ち式のリモートコントロールユニットの前記動きに対して同時に前記制御される装置のディスプレイにおいてカーソルを動かすために前記制御される装置にカーソル位置信号を適用するための手段であって、前記手持ち式のリモートコントロールユニットの前記検出された動きに対してカーソルの動きは所定の比にある、手段；
を有するカーソル制御システムであり、
前記手持ち式のリモートコントロールユニットの動きを検出するための前記手段は、前記所定比が一定に維持されるように、前記超音波センサアレイの感度を修正するための手段を有し、それにより、前記制御される装置からの距離が比較的遠いときの前記手持ち式のリモートコントロールユニットの動きは、前記制御される装置からの距離が比較的近いときに前記手持ち式のリモートコントロールユニットが同様に動くように前記カーソルの同じ動きが得られる；
ことを特徴とするカーソル制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載のカーソル制御システムであって、前記修正手段は、前記検出手段のために前記制御される装置に感度設定信号を送信するために前記制御信号送信手段に結合されている前記手持ち式のリモートコントロールユニットにおいて手動操作可能可変コントロールを有する、ことを特徴とするカーソル制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載のカーソル制御システムであって、前記修正手段は、前記超音波センサアレイから前記手持ち式のリモートコントロールユニットまでの距離を決定するために前記超音波センサアレイに結合された手段と、前記決定された距離に基づいて前記感度を修正するための手段とを有する、ことを特徴とするカーソル制御システム。
【請求項４】
三次元リモートコントロールユニットの動きに基づいて、ディスプレイにおけるカーソルの動きを制御する方法であって：
受信器から所定距離にある前記三次元リモートコントロールユニットを検出する段階；
前記受信器の感度設定及び前記所定距離に基づいて、前記三次元リモートコントロールユニットの動きに対する前記カーソルの動きの比を決定する段階；並びに
前記受信器からの前記三次元リモートコントロールユニットの現距離を測定し、前記比が一定に保たれるように測定された前記現距離に基づいて、前記受信器の前記感度設定を修正する段階；
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置においてカーソルを制御するためのリモートコントロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
リモートコントロールは、長年、利用されてきていて、種々の汎用電気製品、例えば、テレビジョン受信器を制御するために用いられる。テレビジョン受信器と共に用いられるとき、リモートコントロールは、テレビジョン受信器の複数の操作機能、例えば、チャネル選択、音量等を制御することができる。ごく近年のリモートコントロールシステムにおいては、リモートコントロールは、テレビジョン受信器の複数の機能を選択／設定するためにディスプレイスクリーンにおける複数の所定領域に対して“ハイライト”領域を動かすための“矢印”キーを有する。
【０００３】
コンピュータ分野においては、リモートコントロールはまた、複数の機能を選択／設定するために、コンピュータのディスプレイスクリーンにおいてカーソルを動かすための、例えば、コンピュータマウスの形式のものが知られている。
【０００４】
テレビジョン受信器でプレイ可能なコンピュータ映像ゲームの出現で、例えば、テレビジョン受信器のディスプレイにおいてカーソルを動かすためのマウスタイプのリモートコントロールに対する要請が生じている。
【０００５】
米国特許第５，９９９，１６７号明細書においては、手持ち式のリモートコントロールにおける超音波受信器のアレイ及びテレビジョン受信器における超音波送信器により手持ち式のリモートコントロールの動きが検出されるカーソル制御装置であって、その制御器において、制御信号は、テレビジョン受信器における赤外線受信器及び手持ち式リモートコントロールにおける赤外線受信器を介してテレビジョン受信器に送信される、カーソル制御装置について、開示されている。
【０００６】
このようなシステムは適切に機能するが、そのシステムの応答は、ユーザがテレビジョン受信器から離れている距離に依存する。ユーザがテレビジョン受信器に対して比較的近くにいるとき、手持ち式のリモートコントロールの特定の動き量は、テレビジョン受信器におけるカーソルの対応する動きに変換される。しかしながら、ユーザがテレビジョンセットから比較的遠くにいるとき、カーソルの同じ対応する動きを得るためには、ユーザは、手持ち式のリモートコントロールの非常に大きい動きがなされる必要がある。
【特許文献１】米国特許第５，９９９，１６７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ユーザが制御される装置から離れている距離に対して感応しない三次元（３Ｄ）カーソル制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、制御される装置に制御信号を送信するための手段を有する手持ち式のリモートコントロールユニットを有するカーソル制御システムであって、前記手持ち式のリモートコントロールユニットは、超音波位置信号を送信するための手段と、前記制御信号を受信するため及び前記制御される装置の複数の機能を制御するために前記制御される装置に前記受信制御信号を適用するための受信手段と、前記手持ち式のリモートコントロールユニットの動きを検出するため及び前記手持ち式のリモートコントロールユニットの前記動きに対応する前記制御装置のディスプレイにおいてカーソルを動かすように前記制御される装置にカーソル位置信号を適用するために前記超音波センサアレイに結合されている手段であって、手持ち式のリモートコントロールユニットの検出される動きに対するカーソルの動きは所定比にある、手段と、を有する手持ち式のリモートコントロールユニットであり、前記手持ち式のリモートコントロールユニットの動きを決定するための前記手段は前記所定比が一定であるような前記超音波センサアレイの感度を修正するための手段を有し、それにより、制御される装置から比較的遠くにある手持ち式のリモートコントロールユニットの動きは、制御される装置に対して比較的近いときと手持ち式のリモートコントロールユニットが同様に移動されるようなカーソルの同じ動きを結果的に得る、手持ち式のリモートコントロールユニットを有するカーソル制御システムにおいて達成される。
【０００９】
そのようなカーソル制御システムにおいては、超音波センサアレイからリモートコントロールユニットまでの距離は連続してモニタリングされ、カーソル制御システムの感度は、カーソルの動きに対するリモートコントロールユニットの動きの比が一定に保たれるような検出距離に基づいて、連続して修正される。したがって、同様のリモートコントロールユニットの快適な動きが、超音波センサアレイからリモートコントロールユニットまでの距離に拘わらず、相対的にカーソルを動かすことができるように用いられる。
【００１０】
上記の目的及び付加的なの目的について、以下の説明で明らかになることを意図して、以下、図面に関連付けて、本発明について詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、パーソナルコンピュータと共に用いる既知の三次元制御システムを示している。そのシステムは、画像を表示するためのモニタ１２を有するパーソナルコンピュータ１０を有する。超音波センサ１４ａ、１４ｂ及び１４ｃは、モニタ１２の周囲に備えられ、入力ポート１８と協働するバス１６を介してパーソナルコンピュータと通信する。３Ｄマウス２０がユーザの手の中に示されていて、そのマウスは、超音波センサ１４ａ、１４ｂ及び１４ｃにより検出される超音波２４を出射するための超音波送信器２２を有する。３Ｄマウスは、バス２６から動作パワーを受信し、バス２６を介してパーソナルコンピュータ１０に制御信号を通信する。
【００１２】
３Ｄ制御システムは、モニタ１２のディスプレイにおけるカーソルの動きを制御するように、超音波及びドップラ効果を用いる。特に、モニタ１２の周りに三角形を成すように配された３つの超音波センサ１４ａ、１４ｂ及び１４ｃは、受信される音声信号と基準値との間の差分を測定する。例えば、送信器、即ち、３Ｄマウス２０があるセンサの方に動くとき、受信信号はドップラ効果のためにオリジナルの信号より大きくなる。それ故、一のセンサは、そのセンサに対する３Ｄマウスの距離における差分を測定するには十分である。三角形を成すように位置付けられた３つのセンサを用いることにより、送信器と各々のセンサとの間の絶対距離が測定される。このことは、空中で３Ｄマウスを動かすことにより３Ｄマウスに伴ってカーソルを制御することを可能にする。
【００１３】
この既知のシステムはある程度適切に機能するが、本発明者は、そのシステムは短所を有することに注目している。特に、受信器は点（０，０，０）にあり、送信器の最初の点はｘ軸上のどこかにあるベクトル（ｘ，ｙ，ｚ）として超音波送信器から受信器までの距離を考慮する。超音波送信器が送信器に対してより近くにある（ベクトルのｘ成分がより小さい）と、動きがｙ−ｚ領域においてなされるときはいつでも、その位相シフトはより大きくなる。換言すれば、制御装置がテレビジョン受信器である場合、３Ｄリモートコントロールを有するテレビジョン受信器の近くにあなたがいるとき、あなたは、同じカーソルの挙動を有するように、遠く離れた距離からあなたが行う必要があることに比べて、比較的小さく、ゆっくりしたｙ−ｚ領域の移動をあなたは行う。実際には、位相シフトは、特定の時間の期間中の、最初の距離と最終の距離との間の差分に過ぎない。最初の距離と最終の距離との間の関連差分を得るように、ｙ−ｚ領域における大きい移動を意味する受信器手段からの大きい距離がもたらされる必要がある。
【００１４】
このような効果を図２Ａ及び２Ｂに示し、図２Ａに示すように、３Ｄリモートコントロール３０の小さい（及び、快適な）動きがテレビジョン受信器３４においてカーソルを制御するために用いられる一方、図２Ｂに示すように、３Ｄリモートコントロール３０の大きい（及び、比較的不快な）動きが同じカーソルの動きを有効にするために必要とされる。
【００１５】
図３Ａに示すように、受信器３４（テレビジョン受信器３２の）は、受信器３４から距離Ｘ（１）にあるＹ方向の３Ｄリモートコントロール３０の動きＹ（１）及び受信器３４から距離Ｘ（２）にあるＹ方向の３Ｄリモートコントロール３０の動きＹ（２）を解釈する。図３Ｂは他の方式における状況を示している。“ａ”は、送信器３０（点Ｔ１における）から受信器３４（点Ｒにおける）までの絶対距離である。“ｂ”は、送信器３０が移動する（点Ｔ１から点Ｔ２まで）動きである。“ｃ”は、動き“ｂ”によりもたらされる絶対距離の変化である。この変化“ｃ”のために、位相シフトが送信音声（又は、何れの他の種類の波）で生じる。“ａ”が大きくなるとき、“ｂ”は、同じ“ｃ”を有するように大きくなる。これは次式で示される。
【００１６】
ｂ＝√（（２ａ＋ｃ）＊ｃ）
図４は本発明の３Ｄカーソル制御システムのブロック回路図を示している。リモートコントロールユニット１００は、超音波１０４を発するために超音波送信器１０２を有する。それらの超音波１０４は超音波センサ１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃにより検出される。それらのセンサ１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃからの出力は、超音波センサ１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃからの出力信号を用いるリモートコントロールユニット１００の動きを検出するための動き検出器１１０と、動き検出器１１０により検出された動きに基づいてカーソルを位置決めするためのカーソルポジショナ１１２と、感度調節器１１４とを有する。感度調節器１１４は、リモートコントロールユニット１００の検出された動きに対するカーソルの動きの比を一定に維持するように、それにより、センサ１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃからリモートコントロールユニット１００までの距離を補償するように、カーソルポジショナ１１２の感度を修正する。カーソル制御器１１８からの出力はディスプレイ１１６に適用される。
【００１７】
感度調節器１１４の一実施形態を図５に示し、その図において、リモートコントロールユニット１００は、リモートコントロールユニット１００のユーザにより可変の制御信号を生成する可変コントロール１１８を有する。この制御信号は、次いで、標準的な赤外線信号（図示せず）により感度調節器１１４に送信されることが可能である。ユーザは、次いで、リモートコントロールユニット１００の快適な動きがセンサ１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃからの距離に拘わらずに得られるようであって、カーソルの動きに対するリモートコントロールユニット１００の動きが一定に保たれるように、カーソル制御システムの感度を調節することができる。
【００１８】
感度調節器１１４′の第２実施形態が、図６のブロック回路図に示されている。センサ１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃからの出力はカーソル制御器１０８′に適用され、そのカーソル制御器は、センサ１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃからの出力信号を用いるリモートコントロールユニット１００の動きを検出するための動き検出器１１０を有する。動き検出器１１０からの出力は、ディスプレイ１１６においてカーソルを動かすためのカーソルポジショナ１１２に適用される。更に、動き検出器１１０からの出力は、次いで、センサ１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃからのリモートコントロールユニット１００の距離を検出する感度調節器１１４′に適用される。このように決定された距離に基づいて、感度調節器１１４′は、カーソルの動きに対するリモートコントロールユニット１００の動きの比が一定に保たれるように、その感度調節器の感度を修正するためにカーソルポジショナ１１２に制御信号を適用する。したがって、センサ制御システムのユーザは何れの変化を意識することなく、カーソルは、センサ１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃからの距離に拘わらず、リモートコントロールユニットの同じ動きでディスプレイスクリーンにおいて動く。
【００１９】
図７は、図６の実施形態の操作を説明するためのフローチャートである。開始位置２００から開始し、段階２０２において、カーソル制御システムは、カーソルキーがリモートコントロールユニット１００において押されたかどうかを検出する。カーソルキーが押されていない場合、段階２０４において、ルーチンが行われる。段階２０２において、カーソルキーが押されたと判定された場合、段階２０６において、較正キーがまた、押されたかどうかが判定される。これは、センサ１０６ａ、１０６ｂ及び１０６ｃから所定距離にいるユーザによりなされる。段階２０８においては、カーソル制御システムは、リモートコントロールユニットの所望の動きに対するカーソルの動きの比Ｒを決定し、その比Ｒとその所定距離とに基づいてカーソル制御システムの感度設定ＳＤＥＦＡＵＬＴを決定し、デフォルト値ＤＤＥＦＡＵＬＴにおける距離、即ち、その所定距離を設定する。これは、較正フェーズの終了を意味する。
【００２０】
カーソル制御システムは、ここで、処理フェーズに入り、段階２１０に進む。段階２０６において、較正キーが押されていないと判定された場合、そのシステムは段階２１０に進む。
【００２１】
段階２１０において、カーソル制御システムは、リモートコントロールユニット１００までの現距離ＤＭＥＡＳＵＲＥを測定する。段階２１２において、カーソル制御システムは、測定された距離ＤＭＥＡＳＵＲＥが記憶されている距離Ｄに等しいかどうかを判定する。それに対して肯定的な場合、カーソル制御システムは、所定量の時間の間、停止し（早過ぎる動作からシステムを保護するために）、次いで、段階２０２に戻る。段階２１２において、測定された距離ＤＭＥＡＳＵＲＥが記憶されている距離Ｄに等しくない場合、段階２１６において、カーソル制御システムは、比Ｒが一定のまま維持されるように、測定された距離ＤＭＥＡＳＵＲＥに基づいて、新しい感度設定ＳＣＡＬＣを計算し、そして段階２１８において、感度設定ＳがＳＣＡＬＣに等しくなるように及び距離ＤがＤＭＥＡＳＵＲＥになるように設定される。段階２２０において、カーソル制御システムは、所定時間の間、停止し、次いで、段階２０２に戻る。
【００２２】
上記の構成についての多くの変形及び修正が、当業者により考案さえるであろう。しかしながら、上記の実施形態は単に例示のためのものであり、本発明を限定するとみなされるべきものではないことが理解される必要がある。本発明の主旨から逸脱しないそのような修正全てが、同時提出の特許請求の範囲における範囲に網羅さえるように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術の三次元コンピュータマウスシステムを示す図である。
【図２Ａ】近い距離から従来技術の三次元カーソル制御システムを用いている人間を    示す図である。
【図２Ｂ】遠い距離から同じ従来技術の三次元カーソル制御システムを用いている同    じ人間を示す図である。
【図２Ｃ】遠い距離から本発明の三次元カーソル制御システムを用いている同じ人間    を示す図である。
【図３Ａ】受信器に近いときと受信器から遠いときの手持ち式ユニットの動きの間の    違いを示す図である。
【図３Ｂ】受信器に近いときと受信器から遠いときの手持ち式ユニットの動きの間の    違いを示す他の図である。
【図４】本発明の三次元カーソル制御システムのブロック回路図である。
【図５】図４に示す三次元カーソル制御システムのための感度調節器の第１実施形態    のブロック回路図である。
【図６】図４に示す三次元カーソル制御システムのための感度調節器の第２実施形態    のブロック回路図である。
【図７】本発明の第２実施形態を効果的にするためのマイクロプロセッサにおける処    理のフローチャートを示す図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成18年8月30日(2006.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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