(57)【要約】  コンピュータマウスのような多次元入力装置は、明らかにされる（図１）。ある実施形態において、多次元マウスは、三つのセンサと、胴体とを含む。各センサは、指の動作に適し、そして、２自由度における動作を表す二つの制御信号を生成することが可能である。三つのセンサは、ユーザが一方の手で掴むことに適する胴体に連結される。このように、ユーザは、６自由度における動作を表す六つの制御入力信号を一方の手で生成できる。【選択図】  図１
2008541268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指の操作に適する第１センサであって、第１自由度及び第２自由度の双方における動作を表す第１入力制御信号及び第２入力制御信号を生成することが可能な前記第１センサと、
指の操作に適する第２センサであって、第３自由度及び第４自由度の双方における動作を表す第３入力制御信号及び第４入力制御信号を生成することが可能な前記第２センサと、
指の操作に適する第３センサであって、第５自由度及び第６自由度の双方における動作を表す第５入力制御信号及び第６入力制御信号を生成することが可能な前記第３センサと、
ユーザが一方の手で掴むことに適する胴体と
を含み、
前記第１、第２、及び第３センサは、前記胴体に連結され、そして、前記ユーザが６自由度における動作を表す六つの入力制御信号を一方の手で生成することが可能に配置される、
多次元入力装置。
【請求項２】
前記胴体は、
平面上を摺動するために適する底面と、
前記底面に配置され、第７自由度及び第８自由度の双方における動作を表す第７入力制御信号及び第８入力制御信号を生成することが可能であるセンサと
をさらに含む、請求項１に記載の多次元入力装置。
【請求項３】
前記胴体は、
上面と、
前記上面に枢動可能に結合され、指の操作に適するホイールであって、第９自由度における動作を表す第９入力制御信号を生成することが可能である前記ホイールと
をさらに含む、請求項２に記載の多次元入力装置。
【請求項４】
前記第１自由度は、Ｘ軸に沿う動作によって表され、
前記第２自由度は、前記Ｘ軸回りの角度動作によって表され、
前記第３自由度は、Ｙ軸に沿う動作によって表され、
前記第４自由度は、Ｚ軸に沿う動作によって表され、
前記第５自由度は、前記Ｙ軸回りの角度動作によって表され、
そして、前記第６自由度は、前記Ｚ軸回りの角度動作によって表される、
請求項１に記載の多次元入力装置。
【請求項５】
前記第７自由度及び前記第８自由度は、２次元のＸ−Ｙ平面における動作によって表される、請求項２に記載の多次元入力装置。
【請求項６】
前記第９自由度は、Ｚ軸に沿う動作によって表される、請求項３に記載の多次元入力装置。
【請求項７】
前記センサは、３次元アプリケーションのための速度コマンド信号を生成するタッチパッドセンサである、請求項１に記載の多次元入力装置。
【請求項８】
前記センサは、３次元アプリケーションのための速度コマンド信号を生成するチルトホイールコンポーネントセンサである、請求項１に記載の多次元入力装置。
【請求項９】
前記胴体は、マウス本体である、請求項１に記載の多次元入力装置。
【請求項１０】
前記胴体は、ジョイスティックの中に一体化される、請求項１に記載の多次元入力装置。
【請求項１１】
前記ジョイスティックは、
第７自由度及び第８自由度の双方における動作を表す第７入力制御信号及び第８入力制御信号を生成することが可能であるトラックボールと、
頂部及び底部を有するジョイスティック軸であって、第９自由度及び第１０自由度の双方における動作を表す第９入力制御信号及び第１０入力制御信号を生成することが可能であるジョイスティック軸と、
頂部及び底部を有する基部と
を含み、
前記トラックボール、及び前記ジョイスティック軸の底部は、前記基部の前記頂部に連結され、
前記胴体は、前記ジョイスティック軸の前記頂部に連結される、
請求項１０に記載の多次元入力装置。
【請求項１２】
前記胴体に連結されるハンドヘルドコントローラをさらに含み、前記ハンドヘルドコントローラは、
トラックボールと、
右マウスボタンと、
左マウスボタンと、
ホイールと、
プログラム可能な複数のデジタルボタンと、
装置状況を表示するための小型液晶画面と
を含む、請求項１に記載の多次元入力装置。
【請求項１３】
第１入力制御信号群を生成することが可能である第１センサ群及び第２入力制御信号群を生成することが可能である第２センサ群を含む複数のセンサを有する多次元装置と、
前記多次元装置の中に組み込まれたファームウェアプログラムであって、前記第１入力制御信号群を表す第１論理装置及び前記第２入力制御信号群を表す第２論理装置に擬似出力を生成することが可能である前記ファームウェアプログラムと、
二つの独立する論理装置が存在するように操作する前記多次元装置からの前記出力を受けるコンピュータと
を含む、インターフェースシステム。
【請求項１４】
前記第１論理装置は、２次元のアプリケーションを操作する、請求項１３に記載のインターフェースシステム。
【請求項１５】
前記第２論理装置は、３次元のアプリケーションを操作する、請求項１４に記載のインターフェースシステム。
【請求項１６】
指の操作に適する第１センサであって、第１自由度及び第２自由度の双方における動作を表す第１入力制御信号及び第２入力制御信号を生成することが可能である前記第１センサを提供することと、
指の操作に適する第２センサであって、第３自由度及び第４自由度の双方における動作を表す第３入力制御信号及び第４入力制御信号を生成することが可能である前記第２センサを提供することと、
指の操作に適する第３センサであって、第５自由度及び第６自由度の双方における動作を表す第５入力制御信号及び第６入力制御信号を生成することが可能である前記第３センサを提供することと、
ユーザが一方の手で掴むことに適する胴体を提供することと、
第１、第２、及び第３センサを、前記ユーザが６自由度における動作を表す六つの入力制御信号を一方の手で生成することが可能である位置で前記胴体に結合することと
を含む、多次元制御のための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的に、ヒューマン／マシン・インターフェース装置、より詳細には、ジョイスティックやコンピュータマウス等のような、装置を制御するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元（「３Ｄ」）入力装置は、ハイエンドな３Ｄコンピュータ設計や３Ｄレンダリングソフトウェア市場において使用される。例えばキーボードといった、そのような３Ｄ入力装置は、「マウスグレード」、即ち、高精度な二次元（「２Ｄ」）のカーソル動作を提供せず、それゆえ、一般的に、補足的な入力周辺装置を必要とする。ユーザは、２Ｄマウスを操作するために右手を使い、左手で使用しているキーボードの左側で３Ｄ入力装置を利用するだろう。結果として、ユーザは３Ｄグラフィック作業をするために両手を使用することを必要とされる。
【０００３】
過去において、いくつかの試みは、３Ｄアプリケーションの操作を容易にさせている。米国特許第４，８１１，６０８号は、６自由度のジョイスティックを明らかにしている。しかしながら、ジョイスティックは、従来の２Ｄカーソル制御のために標準的なマウスを必要とする。米国特許第６，１１５，０２８号は、２Ｄマウス機能と４自由度入力制御とを有する入力装置を明らかにしている。しかしながら、その入力装置は、人間工学的問題のためにエンドユーザに殆ど受け入れられない。米国特許第６，８４４，８７１号は、６自由度入力制御を提供する電荷結合素子（「ＣＣＤ」）を明らかにしている。しかしながら、その装置は、操作上の人間工学的困難性を有する。
【０００４】
標準的なマウスに機能を加えるためのもう一つのアプローチは、マウス本体内にトラックボールを組み込むことである（米国特許第５，２９８，９１９号、第６，１８４，８６９号、及び第５，９５９，６１４号を参照）。しかしながら、この種のマウスは、一般的に、仮想３Ｄ環境におけるフライスルー動作のために必要とされる粗い又は速い速度の３Ｄコマンド制御を提供できない。
【０００５】
他の一般的に使用される入力装置は、ゲームパッド及びジョイスティックを含む。しかしながら、ゲームパッド及びジョイスティックは、一般的に、ゲーム特有の設計を利用し、マウスカーソル機能を提供しない。その結果として、ゲームパッド及びジョイスティックは、従来のビジネスソフトウェアのために適さない。
【０００６】
３Ｄ入力装置に対する要求事項は、大いに変化し、３Ｄアプリケーションの内容に依存する。例えば、３ＤのＣＡＤユーザは、一般的に、３Ｄ操作に対する制御速度がより遅いこと（３Ｄオブジェクト上の「クイックビュー」作用を除く）を意味する高精度の３Ｄコマンド制御を必要とする。他方では、仮想モデルハウスや仮想３Ｄ地質図のような、３Ｄビジネスソフトウェアは、一般的に、３Ｄコマンドを基盤としたフライスルー又はウォークスルーを必要とする。これらの種のアプリケーションのために、６自由度における速い速度のコマンドは、仮想３Ｄ環境において速い動作を必要とされる。３Ｄパソコンゲームの場合において、６自由度における速いコマンドは、ターゲット射撃のための、ヨーやピッチのような高精度な／遅い３Ｄ制御と同様に、ウォークスルー状況のために必要とされ得る。
【０００７】
必要なことは、便利で効果的な方法により３Ｄアプリケーションの操作を容易にする多次元装置ということである。さらに、必要なことは、６自由度におけるコマンドと同様に、従来の２Ｄ入力コマンドを提供する装置ということである。さらに、必要なことは、多次元装置を用いて、便利で効果的にインターフェースで接続するシステムということである。
【０００８】
関連する技術の上記の例やそれと共に関連する制限は、説明するためであって、排他的で無いことを目的とする。関連する技術の他の制限は、明細書を読み、図面を研究すれば、当業者にとって明らかになるだろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以下の実施形態やそれに関する態様は、具体例や実施例であって制限されない範囲であることを意味するシステム、ツール、及び方法を用いて、記述され、図示される。さまざまな実施例において、一つ又はそれ以上の上記問題は、他の実施例が他の改善を導く間、減らされたり、削除されたりしている。
【００１０】
この発明の目的は、コンピュータやコンピュータ化されたシステム内に多次元入力を可能にするコンピュータ入力装置を提供することである。
【００１１】
この発明のもう一つの目的は、コンピュータシステムに少なくとも３Ｄ入力能力を提供するコンピュータマウスを提供することである。
【００１２】
この発明のなお更なる目的は、直観的であり、使いやすいヒューマン／マシン・インターフェースを提供することである。
【００１３】
この発明のさらにもう一つの目的は、例えば２Ｄマウス装置といった、レガシーコンピュータ入力装置と互換性のあるコンピュータ入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施形態において、多次元入力装置は、第１センサと、第２センサと、第３センサとを含む。第１、第２、及び第３センサは、指の操作に適し得る。第１センサは、第１入力制御信号及び第２入力制御信号を生成することが可能である。第１入力制御信号は、第１自由度における動作を表し得る。さらに、第２入力制御信号は、第２自由度における動作を表し得る。第２センサは、第３入力制御信号及び第４入力制御信号を生成することが可能である。第３入力制御信号は、第３自由度における動作を表し得る。さらに、第４入力制御信号は、第４自由度における動作を表し得る。第３センサは、第５入力制御信号及び第６入力制御信号を生成することが可能である。第５入力制御信号は、第５自由度における動作を表し得る。さらに、第６入力制御信号は、第６自由度における動作を表し得る。三つのセンサは、ユーザが一方の手で掴むことに適する胴体に結合され得る。このように、ユーザは、６自由度における動作を表す六つの制御入力信号を一方の手で生成できる。
【００１５】
ある代替実施形態において、胴体は、平面上を摺動するために適する底面を有し得る。センサは、胴体の底面に配置できる。胴体の底に配置されるセンサは、第７入力制御信号及び第８入力制御信号を生成できる。第７入力制御信号は、第７自由度を表し得、さらに、第８入力制御信号は、第８自由度を表し得る。さらなる実施形態において、胴体は、胴体の上面に枢動可能に結合されるホイールを有し得る。ホイールは、指の操作に適し得、そして、第９入力制御信号を生成することが可能である。第９入力信号は、第９自由度を表し得る。
【００１６】
ある実施形態において、第１、第２、第３、第４、第５、及び第６自由度は、速い／粗い３次元操作を表し、第７、第８、及び第９自由度は従来の２次元操作を表し得る。代替の実施形態において、胴体は、マウス本体となり得、そして、それによって一つの装置で３Ｄアプリケーション及び従来の２Ｄアプリケーションの両方の操作を容易にする二つのマウスボタンを含み得る。
【００１７】
しかしながら、もう一つの実施形態において、第１、第２、及び第３センサは、直観的な３Ｄコマンドマッピングルールに従い得る。例えば、ユーザは、対象物を軸に沿って左から右へと回転させるために、胴体の左側のセンサの後方部を接触し、反対側のセンサの前方部を接触し得る。
【００１８】
さらなる実施形態は、自由度は、Ｘ−Ｙ−Ｚ平面における動作によって表し得る。軸に沿う動作は、変位となし得る。そして、軸回りの動作は、回転となし得る。ある実施形態において、第１自由度は、Ｘ軸に沿う動作によって表し得る。第２自由度は、Ｘ軸回りの角度動作によって表し得る。第３自由度は、Ｙ軸に沿う動作によって表し得る。第４自由度は、Ｚ軸に沿う動作によって表し得る。第５自由度は、Ｙ軸回りの角度動作によって表し得る。さらに、第６自由度は、Ｚ軸回りの角度動作によって表し得る。
【００１９】
ある代替の実施形態において、第７自由度及び第８自由度は、２次元のＸ−Ｙ平面における動作によって表し得る。さらに、第９自由度は、Ｚ軸に沿う動作によって表し得る。しかしながら、さらなる実施形態において、ユーザは、自由度の表現を特定する構成をつくり得る。他の実施形態において、自由度は、さまざまなハードウェア及び／又はソフトウェアの要因に応じて変更できる。
【００２０】
さらなる代替の実施形態は、胴体上におけるセンサの位置を変更する。例えば、ある実施形態において、第１センサ及び第２センサは、胴体の反対側に配置され得る。さらに、第３センサは、胴体の頂上に配置され得る。もう一つの実施形態において、全てのセンサは、胴体の頂上に配置され得る。代替の実施形態において、二つのセンサは、胴体の同じ側に配置され得る、さらに、第３センサは、胴体の頂上に配置され得る。センサは、さらに互いを囲み得る、又は、胴体における孔に配置され得る。
【００２１】
さらなる実施形態において、センサは、変更できる。例えば、センサは、アナログ、デジタル、タッチパネル、又はチルトホイールとなり得る。しかしながら、二つ又はそれ以上のセンサは、複合センサを形成するために組み合わされ得る。他の実施形態において、胴体は、キーボード、ノート型コンピュータ、又はジョイスティックの中に一体化され得る。他の実施形態において、胴体は、マウス本体になり得る。
【００２２】
もう一つの実施形態は、ジョイスティックを含む。ジョイスティックは、トラックボールと、ジョイスティック軸と、基部とを含み得る。トラックボールは、第７自由度及び第８自由度における動作を表し得る第７入力制御信号及び第８入力制御を生成できる。ジョイスティック軸は、頂部及び底部を有し得る。そして、第９入力制御信号及び第１０入力制御信号を生成することが可能である。第９入力制御信号は、第９自由度おける動作を表し得る。そして、第１０入力制御信号は、第１０自由度における動作を表し得る。トラックボール及びジョイスティック軸の底部は、基部の頂部に連結され得る。胴体は、ジョイスティック軸の頂部に連結され得る。さらなる実施形態において、ジョイスティックは、ロボットの３Ｄ操作を容易にできる。さらに、ジョイスティックは、ジョイスティック軸に連結されるカメラ、又は把持部を含み得る。
【００２３】
もう一つの実施形態において、多次元装置は、ハンドヘルドコントローラをさらに含み得る。ハンドヘルドコントローラは、トラックボールと、右マウスボタンと、左マウスボタンと、ホイールと、プログラム可能な複数のボタンと、装置状態を表示するための液晶画面とを含み得る。胴体は、ハンドヘルドコントローラに連結し得る。
【００２４】
さらなる実施形態において、多次元装置は、入力制御信号をコンピュータに供給するために、ＵＳＢコネクタをさらに含み得る。さらなる実施形態において、装置は、ユーザがプログラム可能なボタンと、液晶画面とを含み得る。
【００２５】
代替の実施形態は、インターフェースシステムである。インターフェースシステムは、多次元装置と、ファームウェアプログラムとを含み得る。多次元装置は、第１群及び第２群を含んでいる複数のセンサを有し得る。第１センサ群は、第１入力制御信号群を生成することが可能であり、そして、第２センサ群は、第２入力制御信号群を生成することが可能である。ファームウェアプログラムは、多次元装置の中に組み込まれ、出力を生成することが可能である。出力は、第１論理装置及び第２論理装置を擬似できる。第１論理装置は、第１入力制御信号群を表し得る。そして、第２論理装置は、第２入力制御信号群を表し得る。多次元装置から出力を受けるコンピュータは、二つの独立した論理装置が存在するように操作できる。
【００２６】
さらなる実施形態において、インターフェースシステムの第１論理装置は、２Ｄアプリケーションを操作するために使用され得る。そして、第２論理装置は、３Ｄアプリケーションを操作するために使用され得る。しかしながら、代替の実施形態において、ファームウェアプログラムは、２Ｄ入力制御信号従属モジュールと、３Ｄ入力制御信号従属モジュールとをさらに含み得る。代替の実施形態において、ホストパソコンのユーザレベル・インターフェースソフトウェア・モジュールは、任意に、ユーザに、ウィンドウズＸＰ及びウィンドウズＶｉｓｔａの双方における３Ｄアプリケーションプログラムの操作のために第２論理装置を使用できる。他の実施形態において、多次元装置は、コンピュータのＵＳＢポートに分離可能に連結されるためにＵＳＢコネクタを含み得る。
【００２７】
さらなる実施形態において、多次元装置は、第３センサ群をさらに含み得る。第３センサ群は、第３入力制御信号群を生成できる。第３論理装置は、第３入力制御信号群を表し得る。第３論理装置は、コンピュータに三つの独立した論理装置を検出させる出力によって表され得る。
【００２８】
もう一つの実施例は、多次元制御のための方法である。その方法は、第１センサと、第２センサと、第３センサとを提供することを含む。第１センサは、指の操作に適し得る。そして、第１センサは、第１及び第２入力制御信号を生成することが可能である。第１入力制御信号は、第１自由度における動作を表し得る。さらに、第２入力制御信号は、第２自由度における動作を表し得る。第２センサは、指の操作に適し得る。そして、第２センサは、第３及び第４入力制御信号を生成することが可能である。第３入力制御信号は、第３自由度における動作を表し得る。さらに、第４制御信号は、第４自由度における動作を表し得る。第４センサは、指の操作に適し得る。そして、第４センサは、第５及び第６入力制御信号を生成することが可能である。第５入力制御信号は、第５自由度を表し得る。さらに、第６入力制御信号は、第６自由度を表し得る。胴体は、ユーザが一方の手で掴むことに適し得る。そして、胴体は、第１、第２、及び第３センサに連結され得る。第１、第２、及び第３センサは、それから、ユーザが６自由度における動作を表す六つの入力制御信号を一方の手で生成させる位置における胴体に連結される。
【００２９】
さらなる実施例において、態様及び実施形態は、図面への言及によって、そして、以下の記述の研究によって明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
実施例の図面の簡単な説明は、図面の形状を参照して説明されている。ここで明らかにされた実施例及び形状は、制限するというよりも説明するためと考えられることを意図されている。
【００３１】
本発明は、ここに記述された、又はこの教えから考慮して当業者にとって明らかなさまざまな装置、方法、及び他のものを教える。本発明は、さまざまな実施例、態様等をさらに教え、そして、それら自体全て特徴である。本発明に適した当業者は、コンピュータ科学、コンピュータ工学、電気工学、機械工学等のバックグラウンドを有し得る。明らかにされた最良の形態は、ここで明らかにされる発明の実施例であって、この発明の範囲として制限することを目的としていない。
【００３２】
上記のように、多次元入力装置は、明らかにされる。一実施形態において、装置は、三つのセンサを含み、各センサは、２自由度の動作を意味する入力制御信号を提供する。更なる実施例において、センサに結合させる胴体は、もう一つのセンサともう一つの３自由度の入力制御信号を提供するホイールとをさらに含む。胴体は、マウスとして形成され、速い及び／又は粗い３Ｄ機能と同様に、従来の２Ｄ又は正確な３Ｄ機能の何れかを提供し得る。さらに、多次元装置でインターフェースのためのシステムは、出力からの二つの論理装置がコンピュータによって検出されることで明らかにされる。
【００３３】
図１〜３は、多次元装置１００を図示する。図１は、多次元装置の左上斜視図を示し、図２は、多次元装置の上面図を示し、さらに、図３は、多次元装置の右側面図を示す。図示されるように、多次元マウス１００は、左センサ１１０と、右センサ１２０と、頂上センサ１３０と、左マウスボタン１６０と、右マウスボタン１４０と、ホイール１５０と、マウス本体の形状である胴体１７０とを含む。図１〜３に示される実施例の多次元マウス１００は、従来の３自由度とさらに６自由度との双方を提供し得る。従来の３自由度は、センサ（図示しない）からマウス本体１７０のボタンや従来のホイール回転１５０まで、Ｘ−Ｙ平面（図示しない）におけるマウス動作である。加えて、多次元マウス１００は、マウス動作のためにＸ−Ｙ平面（図示しない）から独立する６自由度を提供する。図示されるように、頂上センサは、図１〜３に示される参照座標１８０におけるＸ−Ｚ平面上に整列される。右１２０及び左１１０センサは、参照座標１８０におけるＹ−Ｚ座標上に整列される。
【００３４】
操作において、ボタンセンサ（図示しない）は、２自由度の動作、即ち、従来のマウス動作を意味する二つの入力制御信号を生成することが可能である。加えて、ホイールは、もう一つの自由度の動作、即ち、従来のホイール動作を意味する入力制御信号を生成することが可能である。左センサ１１０、右センサ１２０、及び頂上センサ１３０は、２自由度の動作、即ち、Ｘ−Ｙ−Ｚ平面１８０における動作を意味する二つの入力制御信号を生成することがそれぞれ可能である。さらに、各センサは、局所座標上のＸ及びＹ位置データを提供し得る。ホストパソコンのためにインターフェースソフトウェアを開発することによって、センサの局所Ｘ／Ｙ位置データは、ホストパソコン上で３Ｄグラフィック・アプリケーションプログラムと共に使用されるための３Ｄコマンドデータに変換され得る。
【００３５】
独立した６自由度機能は、「位置変化」制御コマンド（ゼロ次制御コマンド）を必ずしも提供するわけではない。しかしながら、一般的に最初の指令コマンドである速度コマンドは、動作及び／又は回転のための最初の３Ｄコマンドに適する。それゆえ、ユーザは、ＣＡＤ設計作業で使用されるようなマウスボタンで、マウス動作及び／又はホイール回転を利用することによって、３Ｄ操作のための正確な（良好な）コマンドを生成するために、図１〜３に示される多次元マウスを使用できる。また、ユーザは、３Ｄグラフィック環境におけるフライスルーのような速い（粗い）３Ｄコマンドを生成するために、独立した６自由度コマンドのための三つのセンサを使用できる。
【００３６】
コンピュータグラフィック分野における当業者は、位置制御の変化が一般的に「ゼロ次制御」として呼ばれ、レート制御や速度制御が一般的に「一次制御」として呼ばれることを認識し、理解するだろう。それは、位置制御によって、装置の変位がカーソル位置を介してマップされることを意味する。マウスの場合において、マウス本体の変位（デルタＭ）の相対変化は、カーソルの相対的な移動（デルタＬ）を動作することになり得る。そういうわけで、このタイプの制御は、ゼロ次制御と呼ばれる。力又は変位がカーソルの動作速度の中にマップされるとき、このタイプの制御は、レート制御又は一次制御と呼ばれる。
【００３７】
図４〜７は、６自由度を表す実施例の多次元装置２００を図示する。図示される実施形態において、多次元装置２００は、左センサ２１０と、右センサ２２０と、頂上センサ２３０と、胴体２４０とを含む。センサ２１０，２２０，２３０は、ユーザが一方の手で掴むために適する胴体２４０に連結される。インターフェースソフトウェアを開発することによって、センサのＸ／Ｙ局所位置データは、ホストパソコン上で使用されるため、３Ｄグラフィックアプリケーションソフトのために３Ｄコマンドの中にマップされ得る。６自由度を表す実施例は、直観的なマッピングとなり得る。直観的なマッピングは、ユーザの指の動作／回転の方向が視覚的に制御される対象物の動作／回転の方向と同じとなるように、３Ｄコマンドの中に６自由度のセンサ信号をマップすることを含む。しかしながら、代替の実施形態においては、ユーザは、ホストパソコン上でインターフェースソフトウェアによって測定されるように、好まれるマッピング中に３Ｄコマンドマッピングを再編成できる。
【００３８】
図５〜７は、一実施形態における、センサデータがどのように直観的な３Ｄコマンドをマッピングされるかを図示する。図４及び図５において、ユーザが頂上センサ２３０の右端部（Ｘ＋方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境のＸ＋変位コマンドのために使用され得る。ユーザが頂上センサ２３０の左端部（Ｘ−方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境のＸ−変位コマンドのために使用され得る。ユーザが頂上センサ２３０の前端部（Ｚ＋方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境の正ピッチ（Ｘ軸についての回転）・コマンドのために使用され得る。ユーザが頂上センサ２３０の後端部（Ｚ−方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境の負ピッチ（Ｘ軸についての回転）・コマンドのために使用され得る。
【００３９】
図４及び図６において、ユーザが左センサ２１０の上端部（Ｙ＋方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境の正ロール（Ｚ軸についての回転）・コマンドのために使用され得る。ユーザが左センサ２１０の下端部（Ｙ−方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境の負ロール・コマンドのために使用され得る。ユーザが左センサ２１０の前端部（Ｚ＋方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境の正ヨー（Ｙ軸についての回転）・コマンドのために使用され得る。ユーザが左センサ２１０の後端部（Ｚ−方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境の負ヨー（Ｙ軸についての回転）・コマンドのために使用され得る。
【００４０】
図４及び図７において、ユーザが右センサ２２０の上端部（Ｙ＋方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境の正Ｙ変位コマンドのために使用され得る。ユーザが右センサ２２０の下端部（Ｙ−方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境の負Ｙ変位コマンドのために使用され得る。ユーザが右センサ２２０の前端部（Ｚ＋方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境の正Ｚ変位コマンドのために使用され得る。ユーザが右センサ２２０の後端部（Ｚ−方向）を触るとき、この端部によって生成された入力制御信号は、３Ｄグラフィック環境の負Ｚ変位コマンドのために使用され得る。
【００４１】
図８〜１１は、６自由度のもう一つの代表例である多次元装置３００を図示する。図示された実施形態において、多次元装置３００は、左センサ３１０と、右センサ３２０と、頂上センサ３３０と、胴体３４０とを含む。センサ３１０，３２０，３３０は、ユーザが一方の手で掴むために適する胴体３４０に連結される。図８〜１１で図示された実施形態において、押したり、ねじったりするような二つの指の動きを使用するＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのための３Ｄコマンドマッピングが示される。
【００４２】
図８において、ユーザが右センサ３２０の下端部と左センサ３１０の上端部とを触ると、Ｚ軸について時計回りに対象物をねじることに似ている。これらの接触する端部の対は、正ロール・コマンドの生成のために使用し得る。このコマンドマッピングは、ねじる動きの方向が３Ｄ環境における対象物の回転と同じ方向であるように、非常に直観的である。
【００４３】
図９において、ユーザが右センサ３２０の後端部と左センサ３１０の前端部とを触ると、Ｙ軸について時計回りに対象物をねじることに似ている。これらの接触する端部の対は、正ヨー・コマンドの生成のために使用し得る。
【００４４】
図１０Ｂにおいて、ユーザが右センサ３２０と左センサ３１０との両方の後端部を、又は、図１０Ａに示すように、右センサ３２０と左センサ３１０との両方の前方部を触ると、Ｚ軸について対象物を引いたり、押したりすることに似ている。これらの接触する端部の対は、Ｚ変位コマンドの生成のために使用し得る。図１０Ｃに示す実施形態において、ユーザが右センサ３２０と左センサ３１０との両方の上方部を、又は、図１０Ｄに示すように、右センサ３２０と左センサ３１０との両方の下方部を触ると、Ｙ軸について対象物を引いたり、押したりすることに似ている。これらの接触する端部の対は、Ｙ変位コマンドの生成のために使用し得る。
【００４５】
Ｙ軸周りの正又は負回転を生成するために、図１１Ａにおいて、ユーザは、右センサ３２０の後方部と左センサの前方部とを、又は、図１１Ｂに示すように、右センサ３２０の前方部と左センサ３１０の後方部とを触る。Ｚ軸周りの正又は負回転を生成するために、図１１Ｄに示す実施形態おいて、ユーザは、右センサ３２０の上方部と左センサの下方部とを、又は、図１１Ｃに示すように、右センサ３２０の下方部と左センサ３１０の上方部とを触る。
【００４６】
マウス形状及びセンサ配置は、他の限定されない実施例として、図１２に図示された多次元装置１０００のデザインコンセプトを基盤として変更され得る。図１２〜１９は、一実施形態における、さまざまな代替のセンサ配置や構成を示す。図１２〜１４に図示する実施形態において、マウス本体として形成される胴体１０７０は、左センサ１０１０と、右センサ１０３０と、頂上センサ１０２０と、左マウスボタン１０６０と、右マウスボタン１０４０と、ホイール１０５０とを含む。頂上センサ１０２０は、マウス上面の凹みに設けられる。図１２は、マウスの左上斜視図を図示し、さらに、図１３は、上面図を図示し、そして、図１４は、側面図を図示する。インターフェースソフトウェアを使用して、ユーザは、図５〜１１に示される３Ｄコマンドマッピングと同じ作用になり得る。
【００４７】
図１５は、左側に設けられる二つのセンサを有する装置２０００を図示する。図示される実施形態において、マウス本体として形成される胴体２０７０は、第１左センサ２０１０と、第２左センサ２０２０と、頂上センサ２０３０と、左マウスボタン２０４０と、右マウスボタン２０５０と、ホイール２０６０とを含む。第２左センサ２０２０は、Ｙ／Ｚ変位コマンドの生成のために使用され、第１左センサ２０１０は、ヨー／ロール・コマンドの生成のために使用され得る。頂上センサ２０３０は、Ｘ変位及びピッチ・コマンドを生成するために使用され得る。
【００４８】
図１６は、複合センサを有する装置２１００を図示する。図示された実施形態において、マウス本体として形成される胴体２１７０は、第１左センサ２１１０と、第２左センサ２１２０と、頂上センサ２１６０と、左マウスボタン２１３０と、右マウスボタン２１５０と、ホイール２１４０とを含む。第１左センサ２１１０及び第２左センサ２１２０は、複合センサを形成するために一体化されている。複合センサの外側の領域に設けられた第１左センサ２１１０は、Ｙ／Ｚ変位コマンドの生成のために使用され、さらに、複合センサの内側の領域に設けられた第２左センサ２１２０は、ヨー／ロール・コマンドの生成のために使用され得る。
【００４９】
図１７〜１９は、胴体の頂上に三つのセンサを有する代替の実施形態を図示する。図１７において、装置２２００は、三つの高くされたセンサを有して図示される。示されるように、マウス本体として形成される胴体２２１０は、高くされた左センサ２２２０と、高くされた右センサ２２３０と、高くされた頂上センサ２２４０と、左マウスボタン２２５０と、右マウスボタン２２６０と、ホイール２２７０とを含む。
【００５０】
図１８Ａにおいて、装置２３００は、二つの高くされたセンサを有して図示される。示されるように、マウス本体として形成される胴体２３１０は、高くされた左センサ２３２０と、高くされた右センサ２３３０と、頂上センサ２３４０と、左マウスボタン２３５０と、右マウスボタン２３６０と、ホイール２３７０とを含む。図１８Ｂは、図１８Ａに示された装置２３００の上面図を図示する。
【００５１】
図１９Ａにおいて、装置２４００は、Ｔ構造における三つの高くされたセンサを有して図示される。図示されるように、マウス本体として形成される胴体２４１０は、高くされた左センサ２４２０と、高くされた右センサ２４３０と、頂上センサ２４４０と、左マウスボタン２４５０と、右マウスボタン２４６０と、ホイール２４７０とを含む。図１９Ｂは、図１９Ａに示された装置２４００の上面図を図示する。
【００５２】
以上に示される実施形態は、実施形態が当業者に明らかとなるように、実施例としての目的であって、制限するものとして解釈されるべきではない。例えば、特に、ただ一つのボタンが高くされたり、マウスボタンが改良されたり、ホイールが改良されたり、高くされたボタンが複合センサを構成されたり、高くされたセンサが胴体の側面から突出され得る。
【００５３】
さまざまなセンサは、さまざまな実施形態と共に使用され得る。図２０Ａ〜２０Ｅは、一実施形態における、２自由度を表す入力制御信号を提供可能なさまざまなセンサを図示する。センサ３０００は、穏やかにセンサの円形表面を押されることによってプリント回路板上の局所座標におけるＸ／Ｙ位置を提供するためのアナログセンサ及びそのプリント回路板（「ＰＣＢ」）を示す。指で触ると、センサの軸が傾き、そして、どれだけセンサ軸が傾くことにより、２自由度における動作を表す入力制御信号を生成するかに応じるＸ／Ｙ信号を生成するだろう。このセンサのプリント回路板は、生のアナログ信号を処理し、コンピュータのマイクロプロセッサに使用され得るデジタル信号に変換する。
【００５４】
例えば、アナログセンサの８ビット決定型は、軸の傾きに応じたＸ及びＹ値の０から２５５のデータポイントの範囲で生成させるだろう。ユーザがアナログセンサを触っている間、センサは、指の力と力の方向とに対応する特定のＸ，Ｙデータを連続的に生成する。局地座標におけるＸ，Ｙデータの値は、３Ｄグラフィックアプリケーションにおける速度コマンドとして使用され得る。アナログセンサは、日本の富士通コンポーネント社のドームポイント（商標名）のように、いくつかの提供元から市販されている。
【００５５】
センサ３１００は、４方向デジタルボタンと、それに関連したプリント回路板とを示す。そのデジタルセンサは、２自由度における動作を表す入力制御信号として使用され得る四つの独立したデジタルのオン−オフ信号（北、東、南、西）を提供する。センサ３２００は、８方向デジタルボタンと、それに関連したプリント回路板とを示す。そのデジタルセンサ３２００は、２自由度における動作を表す入力制御信号として使用され得る八つの独立したデジタルのオンーオフ信号を提供する。
【００５６】
これらのデジタルボタンのデジタル信号は、速度コマンドとしてさらに使用され得る。例えば、もしユーザがデジタルボタンの北端部を押した場合、（１，０，０，０）信号が生成される。もしユーザがデジタルボタンの東端部を押した場合、（０，１，０，０）信号が生成される。局所座標におけるデジタルデータの値は、３Ｄグラフィックアプリケーションにおける、Ｙ＋変位及びＸ＋変位の各一定速度コマンドのように、速度コマンドとして使用され得る。
【００５７】
タッチパッドとして知られるセンサ３３００は、センサ表面の局所座標におけるＸ／Ｙの指位置を提供する。タッチパッドセンサは、米国サンノゼカリフォルニアのシナプティクス社からシナプティクス・タッチパッドとして市販されている。タッチパッドは、当初、入力装置同等の代替マウスとして使用され、そして、２Ｄカーソル制御のための信号として「指の位置の変化」の信号を提供していた。タッチパッドセンサ３３００は、２自由度を表す入力制御信号を生成するために使用され得る。しかしながら、３Ｄアプリケーションへのタッチパッド信号の単純なアプリケーションは、速度コマンドを生成しないだろう、なぜならば、ユーザがタッチパッドの表面上での指の動作を停止したとき、タッチパッド信号がゼロとなるからである。
【００５８】
３Ｄグラフィックアプリケーションのための速度コマンドとしてタッチパッド信号を利用するために、インターフェースソフトウェアは、「指の位置の変化」を以下に示すような速度コメントに任意に変換できる。以下の擬似コンピュータプログラムの例は、３Ｄグラフィックアプリケーションのために、タッチパッドの信号から速度コマンドへの変換のための基盤として使用され得る。
//////擬似コード/////////////
End-less loop
[ START
Get current touchpad data( data of finger position change DelX(i), scan cycle = i th );
If the data of position change is not zero value,
// This means user is moving his finger. //
Then, make velocity command Vx(i) = A*DelX(i);
// Where A is a constant value or gain. //
If position change is zero value and the status of finger touch is YES,
// This means user stopped moving but still touching. //
Then, use velocity command Vx(i-1) as current velocity;
Vx(i) = Vx(i-1);
// Use velocity data of last scan cycle. //
If position change is zero value and the status of finger touch is NO,
// This means user released his finger on touchpad. //
Then use velocity command = 0 as current velocity;
Vx(i) = 0;
Return to START and process for next scan cycle;
]
End of loop
////////////////////////////////擬似コードの終了////////////////
【００５９】
上記リストされた擬似コードを使用すると、センサを基盤とされた接触は、例えば、３Ｄ操作のために、速度コマンドの生成に使用され得る。ユーザが指をただちょっとわずかに動作するとき、ユーザの指の動作が停止した後でさえ、速度コマンドが連続的に生成し得る。
【００６０】
図２０Ｅは、一実施形態における、２自由度入力センサとして実装され得るチルトホイールコンポーネント３３５０を図示する。チルトホイール３３５０は、ホイールの局所座標におけるチルトホイールの回転位置変化、ホイールの下降／上昇状況のデジタル信号、及び、ホイールを上下に押したり、左右に向けてチルトホイールを向けたりする結果としてのデジタルのオン／オフ信号を任意に提供でき、それらの全ては、少なくとも２自由度における動作を表す入力制御信号を生成するために使用し得る。この形式のチルトホイールは、ワシントン州レドモンドのマイクロソフト社から市販されている。チルトホイールは、ホイールコンポーネントの最初の信号である「回転位置の変化」信号に加えて、１自由度のデジタル信号を提供するように変更され得る。３Ｄグラフィックアプリケーションにチルトホイールの信号を適用することは、２自由度速度コマンドを生成しないだろう。これは、ユーザがホイール表面上の指の動作を停止したときゼロである回転位置信号のためである。（ホイールの傾斜によるデジタル信号は、１自由度の速度コマンドとして使用され得る。）
【００６１】
３Ｄグラフィックアプリケーションのために、２自由度の速度コマンドとしてチルトホイール信号を利用するために、インターフェースソフトウェア３３６０は、望ましくは、「回転位置の変化」を速度コマンドに変換することが必要である。以下の擬似コードの例は、３Ｄグラフィックアプリケーションのために、チルトホイール信号を速度コマンドに変換するための基盤として使用し得る。
//////チルトホイールのための擬似コード/////////////
End-less loop
[ START
Get current wheel rotation data and status of wheel center button(wheel DOWN/UP)
( data of rotational position change DelRotation(i), scan cycle = i th );
If status of wheel is DOWN,
Then
{
If the data of rotational position change DelRotation(i) is not zero value at previous scan cycle,
// This means user was moving his finger just
// before pushing down on the wheel.
Then, make velocity command Vw(i) = A*DelRotation(i);
Where A is a constant value or gain.
If rotational position change is zero value at previous scan cycle,
// This means user does not rotate wheel.
Then, use velocity command Vw(i) = 0;
}
Return to START and process for next scan cycle;
]
End of loop
////////////////////////////////擬似コードの終了/////////////////////////
【００６２】
上記リストされたアルゴリズムを使用して、チルトホイールは、限定されない例として、３Ｄ操作のために２自由度の速度コマンドの生成に使用され得る。
【００６３】
図２１Ａ〜２１Ｅは、一実施形態における、二つの独立した２自由度センサコンポーネントを含まれたさまざまな４自由度のセンサコンポーネントを図示する。複合センサ３４００は、図２０Ａにおいて図示されたようなアナログセンサ３０００と、図２０Ｄにおいて図示されたようなタッチパッドセンサ３３００とを含む。複合センサ３４００は、ユーザの指の接触位置に対応する４自由度における動作を表す二つの独立した局所Ｘ／Ｙ信号を提供する。複合センサ３５００は、図２０Ｂに図示されたような４方向デジタルボタン３１００と、図２０Ｄに図示されたようなタッチパッドセンサ３３００とを含む。複合センサ３６００は、図２０Ａに図示されたようなアナログセンサ３０００と、図２０Ｂに図示されたような４方向デジタルボタン３１００とを含む。複合センサ３７００，３８００は、図２０Ｄに図示されたような二つの独立したタッチパッドを含む。
【００６４】
図２２Ａ〜２２Ｂは、一実施形態における、二つの独立した２自由度センサの組み合わせから形成される４自由度のセンサコンポーネントのさらにもう一つのセットを図示する。複合センサ３９００は、二つのタッチパッドを含み、そして、ユーザの指の接触位置に対応する４自由度における動作を表す二つの独立したＸ／Ｙ位置信号を提供する。複合センサ４０００は、二つの４方向デジタルボタンを含む。これらの複合センサコンポーネントは、二つのセンサを反対方向に接触することによって達成するねじれの動きのように、３Ｄコマンド（例えば、ヨー及びロール）の基盤となる二つの指の動きに役立つ。
【００６５】
図２３Ａ〜２３Ｆは、一実施形態における、二つの独立した２自由度のセンサから形成される４自由度のセンサコンポーネントをさらに図示する。複合センサ４１００，４４００は、タッチパッドと、アナログセンサとを含み、そして、ユーザの指の接触位置に対応する４自由度における動作を表す二つの独立したＸ／Ｙ位置信号を提供する。
【００６６】
複合センサ４２００，４５００は、ユーザの指の接触位置に対応する４自由度における動作を表す二つの独立したＸ／Ｙ位置信号を提供する二つのタッチパッドを含む。複合センサ４３００，４６００は、４方向デジタルボタンと、アナログセンサとを含み、そして、ユーザの指の接触位置に対応する４自由度における動作を表す二つの独立したＸ／Ｙ位置信号を提供する。
【００６７】
図２４は、一実施形態における、センサコンポーネントのさまざまな組み合わせを有するマウスを図示する。この特定の実施形態において、左側のアナログセンサ４７１０は、ロール及びヨー・コマンドのために使用でき、アナログセンサ４７１０の外側の領域に設けられたタッチパッドセンサ４７２０は、Ｙ／Ｚ変位コマンドのために使用でき、そして、マウス本体の上面のタッチパッドセンサ４７３０は、ピッチ及びＸ変位コマンドのために使用できる。
【００６８】
図２５Ａは、一実施形態における、一体化された多次元装置を有する従来のキーボード及びノート型パソコンを図示する。図２５Ａ−１に示すようなキーボード５０００は、胴体５０１０に連結された三つの独立したアナログセンサを有する。その胴体５０１０は、キーボード５０００の中に一体化される。図２５Ａ−２に示すような代替キーボード５１００は、胴体５１１０に連結された三つの独立したタッチパッドセンサを有する。その胴体５１１０は、キーボード５１００の中に一体化される。ノート型パソコン５２００は、アナログセンサを有する一体化された胴体５２１０を備えて、図２５Ａ−３に示される。もう一つのノート型パソコン５３００は、タッチパッドを有する一体化された胴体５３１０を備えて、図２５Ａ−４に示される。センサは、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面、及びＸ−Ｚ平面に沿う動作をそれぞれ表す入力制御信号を生成できる。図２５Ａに示す実施形態は、図２０〜２３に示したような、異なったセンサコンポーネント又は複合センサコンポーネントによって簡単に変更できる。図２５Ｂは、一実施形態における、三つのセンサ（右手側の角に設けられた三つの小さいタッチパッド）の３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【００６９】
図２６は、一実施形態における、ノート型パソコンのための代替の多次元入力装置６０００を図示する。図２６において、胴体６０１０は、ノート型コンピュータの中に設けられる。胴体６０１０は、Ｙ軸及びＺ軸の変位コマンドを生成するために、ノート型パソコンの右側に設けられ、長方形に形成されたタッチパッド６０２０を含む。胴体６０１０は、コンピュータ本体の右角上面に設けられ、独立しているが一つの位置で一体化された二つのタッチパッドセンサ６０４０，６０５０（内側の領域及び外側の領域）をさらに含む。内側の領域上のタッチパッドセンサ６０５０は、Ｘ軸変位及びピッチ・コマンドを生成するために使用され得る。タッチパッド６０４０の外側の領域は、機能的にさらに二つのサブ領域（前方サブ領域及び後方サブ領域）に分かれている。前方サブ領域からの信号は、ロール・コマンドの生成のために使用でき、そして、後方サブ領域からの信号は、ヨー・コマンドの生成のために使用できる。機能的に分配されるタッチパッド表面の領域によって一つのタッチパッドを使用し、そして、指の接触位置データに対応する異なった３Ｄコマンドを指定するために、上面の上の二つの独立したタッチパッドが実装され得る。しかしながら、ユーザは、頂上に配置されたこのタッチパッド上のロール及びＸ変位の同時に存在するコマンドのような、二つの種類の３Ｄコマンドを同時に生成できない。これは、現在利用できるタッチパッドが一つのタッチパッドコンポーネントの上の二つの異なった接触位置間を区別できないためである。
【００７０】
図２７は、一実施形態における、一つのタッチパッドを利用している多次元入力装置６０１０のさらにもう一つの他の代替実施例を図示する。この場合、外側の領域は、四つの領域６１１０，６１２０，６１３０，６１４０に分けられ、そして、結果として、これらは、３Ｄコマンドを生成するために使用される総数五つの異なった領域（一つの内側の領域６１５０及び四つの外側の領域６１１０,６１２０，６１３０，６１４０）である。図２７に示すように、３Ｄコマンドマッピングは、右側のタッチパッドを除去するために、Ｙ軸変位に関して、前述した「直観的ルール」に違反する。言い換えると、Ｙ軸コマンドの方向は、Ｚ軸コマンドの方向と同じである。それゆえ、訓練がこの代替配置に慣れるために必要である。
【００７１】
図２８Ａ〜２８Ｋは、一実施形態における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。図２８Ａ〜２８Ｂは、前述の図において多数記述されたデザインコンセプトのアプリケーションの基盤となる１０自由度のジョイスティックのデザインコンセプトを示す。図２８Ａ、２８Ｂ、及び２８Ｃにおけるジョイスティック６２００は、トラックボール６２１０と、左マウスボタン６２６０と、右マウスボタン６２２０と、ジョイスティック軸６２３０と、基部６２５０と、三つの独立したセンサを有する胴体６２４０とを含む。ジョイスティック軸６２３０の底部は、基部６２５０に連結され、さらに、胴体６２４０は、ジョイスティック軸６２３０の頂部に連結される。図示したように、図２８Ａ及び２８Ｂにおけるセンサは、アナログセンサであり、さらに、図２８Ｃにおけるセンサは、タッチパッドセンサである。そのセンサは、「直観的マッピングルール」に従い得る。図２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃにおいて示すようなジョイスティックは、潜在的にロボットの３Ｄ操作に適用できる。
【００７２】
図２８Ｄ〜２８Ｋは、無人搬送車（「ＡＧＢ］）の３Ｄ操作を図示する。図２８Ｅは、図２８Ｄに示された無人搬送車６３００の遠隔制御６３１０を示す。無人搬送車６３００は、可動軸の上に設けられたＣＣＤカメラ６３２０と、把持部６３３０とを有する。遠隔６３１０は、コマンド信号を利用することによって、工業的な床の上で無人搬送車６３００を運転できる。１０自由度のジョイスティック６３１０のユーザは、前方及び後方にジョイスティックを押すことによって、無人搬送車６３００の前方／後方運転のコマンドを生成できる。ユーザは、右又は左方向にジョイスティックを押すことによって、右／左の前方回転又は右／左の後方回転のコマンドをさらに生成できる。
【００７３】
図２８Ｆ〜２８Ｋは、検査カメラの視野を遠隔で制御し、そして、ロボット把持部６４００の回転制御をするための実施例を示す。遠隔制御は、三つのタッチパッドセンサを有する胴体６４００を含む。タッチパッドセンサは、無人搬送車の構成部材６４３０の動作に対応する。タッチパッド６４１０上の指を引くことによって、ユーザは、軸の上に載置されたＣＣＤカメラ６４４０の操作のために、Ｘ，Ｙ，Ｚ変位、ピッチ、及びヨーを生成できる。頂上タッチパッド６４２０上の指を引くことによって、ユーザは、無人搬送車６４５０の把持部のためのロール・コマンドを生成できる。
【００７４】
図２９は、一実施形態における、９自由度のハンドヘルドコントローラを図示する。コントローラ５０００は、トラックボール５０１０と、左マウスボタン５０２０と、右マウスボタン５０３０と、ホイール５０４０と、三つのセンサ５０５０を有する胴体と、プログラム可能な十個のデジタルボタン（左側の二つのボタン及び右側の八つのボタン）５０６０と、装置状況を表示するための小型液晶画面５０７０とを含む。
【００７５】
図３０Ａ〜３０Ｂは、一実施形態における、図２９の９自由度のコントローラ５０００がどのように操作され得るかを図示する。図３０Ａは、コントローラの３Ｄマッピングを示す。３Ｄコマンド・マッピングコンセプトは、一つの指の操作と操作の基盤になる二つの指の動作との一体化された組み合わせである。ユーザは、前方センサ及び後方センサでヨー及びピッチを生成するために、ひねる動作（二つの指）を採用するだろう。ユーザは、前方センサ及び後方センサでＸ及びＹ変位コマンドを生成するために、引く動作（二つの指）をさらに採用するだろう。Ｚ変位のために、ユーザは、頂上センサの上で前方／後方に指を引き、そして、ロール・コマンドを生成するために、頂上センサの上で右／左に指を引く。図３０Ｂは、マウスボタンをクリックする従来のカーソル動作のような２Ｄコマンド制御のために、コントローラを使用する方法を示す。
【００７６】
図３１Ａ及び図３１Ｂは、一実施形態における、９自由度のハンドヘルドコントローラ７０００のもう一つの実施形態を図示する。ハンドヘルドコントローラ７０００は、トラックボール７０１０と、左マウスボタン７０２０と、右マウスボタン７０７０と、ホイール７０４０と、プログラム可能な複数のボタン７０５０と、小型液晶画面７０６０と、三つのセンサ７０７０を有する総合的な胴体とを含む。このコントローラのための３Ｄコマンドマッピングは、図３０Ｂにおいて示されたコントローラと同じである。
【００７７】
ソフトウェアは、入力装置の生の信号と、ＵＳＢ接続を介してホストパソコン上での３Ｄグラフィックアプリケーションプログラムにおける最終的な３Ｄ操作コマンドとの間で、直観的な３Ｄコマンドマッピングを実装するために、多次元入力装置からホストパソコンへの信号を接続することを任意に採用できる。
【００７８】
ウィンドウズＸＰ・オペレーションシステムは、入力装置の基盤となるＵＳＢ−ＨＩＤ（ヒューマン・インターフェース・デバイス）のために、ビルトインＵＳＢ・カーネル・デバイスドライバを提供する。結果として、特有のデバイスドライバの開発が必要でない。その代わり、ビルトイン・ＵＳＢ・カーネル・デバイスドライバは、データ取得のために、第１ステップとして採用できる。マイクロソフト・ビルトイン・ＵＳＢ・カーネル・ドライバが生の入力データを得た後、ユーザレベル・インターフェースソフトウェアは、Ｃ／Ｃ＋＋言語のような有名なコンピュータ言語で記述され得るウィンドウズ・アプリケーションプログラム・インターフェース（「ＡＰＩ］）機能パッケージを使用する生の入力データを得ることを採用できる。
【００７９】
ファームウェア及びホストパソコン・サポートソフトウェアのための複数の論理装置の基盤となるインターフェース構造を使用して、新たな入力機能は、既存の２Ｄ入力機能を変更できない従来のＵＳＢの２Ｄマウスのような従来の２Ｄ入力装置を開発され得る。論理装置は、入力装置の「仮想装置」の一種であり、そして、かなり多数の論理装置は、一つの装置で定められ得る。つまり、複数の仮想装置は、一つの入力装置に実装され得る。
【００８０】
図３２は、一実施形態において、多次元装置とホストパソコンとをインターフェースするためのシステム８０００を図示する。図３２において、マウスのＸ／Ｙ動作、右／左／ホイールボタンの状況、ホイール回転のような従来の２Ｄ入力機能は、第１論理装置８０６０として定められ得る。ファームウェアのメインプログラム８０３０は、２Ｄデータ・ハンドリング・モジュール８０４０及び３Ｄデータ・ハンドリング・モジュール８０５０といった、分離された二つの従属モジュールを有するため、書かれ得る。ファームウェアのメインプログラム８０３０は、第１論理装置８０６０のデータパケットとして、全ての２Ｄ機能入力データを定めて、そして、取り扱う。全ての３Ｄ入力機能、又は独立した６自由度の入力機能は、第２論理装置８０１０として定められ得る。メインプログラム８０３０は、第２論理装置８０１０のデータパケットとして、全ての３Ｄ機能入力データを定めて、取り扱うだろう。
【００８１】
図３３は、コンピュータ９０００に接続された多次元装置９０１０を図示する。多次元装置９０１０は、ＵＳＢ接続９０２０を介して、ウィンドウズ・ビルトイン・ＵＳＢ・カーネル・ドライバ９０３０にデータを送信する。ウィンドウズ・ビルトイン・ＵＳＢ・カーネル・ドライバ９０３０は、ウィンドウズ・カーネル・レイヤ９０４０の中に有し、ウィンドウズ・ビルトイン・ＵＳＢ・マウス・インターフェースモジュール９０５０と、第２論理装置のためのユーザレベル・インターフェースモジュール９０６０とにデータを送信する。両モジュールは、ウィンドウズ・アプリケーションプログラム９０７０に各データを送信する。このように、入力装置がＵＳＢポートを介してホストパソコンに接続されたとき、マイクロソフト・ビルトイン・ＵＳＢ・ドライバは、二つのＵＳＢ入力装置が物理的にホストパソコンに接続されるように、二つの独立したＵＳＢ装置（ＵＳＢマウス及びもう一つのＵＳＢ入力装置）を検出するだろう。
【００８２】
複数の論理装置の基盤となるこのインターフェース・ソフトウェアコンセプトの使用方法は、マイクロソフトによって定義されるように、マウスデータパケットの現在の定義及び／又はマウスデータパケットの将来の改訂で起こり得る不適合性から制限されない。
【００８３】
マイクロソフトのマウス又はマイクロソフト同等の２Ｄマウスのデータパケットのための仕様は、以下で定められる。
【表１】
2008541268.tif 000003
【００８４】
上記にリストされた仕様は、以下に示す３Ｄ操作データの追加によって変更できる。
【表２】
2008541268.tif 000004
【００８５】
複数の論理装置構成を使用するインターフェース方法は、全ファームウェアを書き直すことなく、能力を拡大するのに応じて、ファームウェアにおける新たな論理装置を定義することによって、いくつかの新たな入力制御機能を容易に追加できる。以下は、このインターフェース方法の実施例である。
第１論理装置のデータパケット
（例えば、マイクロソフトのマウスデータ仕様と同じ）
【表３】
2008541268.tif 000005
第２論理装置のデータパケット
【表４】
2008541268.tif 000006
【００８６】
図３４は、マイクロソフト・ワードのような従来の２Ｄアプリケーションプログラムと、３Ｄアプリケーションプログラムを支持するウィンドウズＶｉｓｔａ・オペレーションシステムのような将来のオペレーションシステムで動作する２Ｄ／３Ｄアプリケーションプログラムとの両方に、複数の自由度の入力コマンドの利用を提供するインターフェースソフトウェア方法９１００を図示する。新たな３Ｄグラフィック・アプリケーションプログラムのための、３Ｄアプリケーション特有のコマンドの生成は、現在のウィンドウズＸＰの生入力ＡＰＩ（RAW INPUT API ）又はウィンドウズＶｉｓｔａ・オペレーションシステムにおける将来の生入力ＡＰＩ同等のパッケージを利用できる。
【００８７】
そのインターフェースソフトウェア方式は、コンピュータ９２４０に接続された多次元入力装置９１１０を含む。その多次元装置９１１０は、ＵＳＢ接続９１３０を介して、ウィンドウズ・ビルトイン・ＵＳＢ・ドライバ９１２０にデータを送信する。ウィンドウズ・ビルトイン・ＵＳＢ・ドライバ９１２０は、ウィンドウズ・カーネル・レイヤ９１４０の中に配置される。ウィンドウズ・ビルトイン・ＵＳＢ・ドライバ９１２０は、第２論理装置９１５０のために、ユーザレベル・インターフェースモジュールにデータを配信する。ユーザレベル・インターフェースモジュールは、ユーザレベルＵＳＢ／ＨＩＤ第２論理装置データ取得モジュール９１６０と、ウィンドウズメッセージ生成モジュール９１７０と、入力報告生成モジュール９１８０とを含む。ユーザレベルＵＳＢ／ＨＩＤ第２論理装置データ取得モジュールは、ウィンドウズメッセージ生成モジュール９１７０及び入力報告生成モジュールと同様に、新たな３Ｄアプリケーションプログラムにデータを配信する。ウィンドウズメッセージ生成モジュール９１７０は、Ｗｉｎ３２・２Ｄアプリケーションプログラムにデータを配信するＷｉｎ３２・メッセージキュー９２００にデータを配信する。入力報告生成モジュール９１８０は、ウィンドウズＶｉｓｔａ・２Ｄ／３Ｄアプリケーションプログラム９２３０にデータを配信するウィンドウズＶｉｓｔａ・グラフィックス・プレゼンテーション・ファンデーション・ＤＬＬ（ダイナミック・ライブ・ライブラリ）９２２０にデータを配信する。
【００８８】
操作において、アプリケーションウインドウをスクロールするような、いくつかの従来の２Ｄウィンドウズ機能の操作は、ウィンドウズ・メッセージマネジメントモジュール（ウィンドウズＸＰにおけるユーザ３２ＤＬＬや、ウィンドウズＶｉｓｔａにおけるプレゼンテーション・コア・ＤＬＬ及び／又はプレゼンテーション・フレームワーク・ＤＬＬ）に対応するメッセージを送信することによって達成される。ウィンドウＶｉｓｔａ・オペレーションシステム（ＯＳ）の３Ｄ・ＧＵＩ（グラフィック・ユーザ・インターフェース）における２Ｄアプリケーションウインドウの回転のようなウィンドウ機能の基盤となる３Ｄ・ＧＵＩの操作は、プレゼンテーション・コア・ＤＬＬ及び／又はプレゼンテーション・フレームワーク・ＤＬＬに対応するメッセージを送信することによって達成される。
【００８９】
データ取得モジュール９１６０は、ウィンドウズＸＰ上の第２論理装置の生入力データを検索するために、マイクロソフトによって提供された生入力ＡＰＩ機能を使用するだろう。ウィンドウズＸＰのための生入力ＡＰＩ同等の機能パッケージは、マイクロソフトによって、また提供される。生入力ＡＰＩの詳細なプログラム情報は、マイクロソフト・プラットホームソフトウェア開発キット（「ＳＤＫ」）によって提供される。要約すると、データ取得モジュールは、生入力データを受けるために、第２論理装置を登録する。第２論理装置がデータパケットを送信するとき、データ取得モジュールは、ウィンドウズ・メッセージキューからＷＭ入力メッセージを受けるだろう。それから、データ取得モジュールは、生入力データを受けるために、生入力データ入手機能を使用するだろう。３Ｄアプリケーションプログラム９１９０は、データ取得モジュール９１６０から生データの変位を要求するために、機能を定められたプログラマを呼ぶことによって生入力データを入手するだろう。
【００９０】
図３４におけるウィンドウズメッセージ生成モジュール９１７０は、第２論理装置の生データを使用する２Ｄコマンドを生成するために、Ｗｉｎ３２メッセージキュー９２００（ユーザ３２ＤＬＬの一部）に２Ｄソフトウェア関連メッセージを送信するだろう。例えば、ユーザが、表計算のような２Ｄアプリケーションプログラムのホリゾンタル・スクロールのために、図１における頂上センサ１３０を使用したいならば、ソフトウェアは、センサ１３０の生入力データを、Ｗｉｎ３２機能のセンドメッセージ（ｈｗｎｄ、ＷＭ＿ＨＳＣＲＯＬＬ、ｗＰａｒａｍ、ｌＰａｒａｍ）を使用するホリゾンタル・スクロールの起動信号に転換するために使用でき、そこで、ｈｗｎｄは、アプリケーションの焦点を合わせた入力のハンドル、つまり、この環境における表計算のプログラムとなる。そのセンドメッセージ機能（ｈｗｎｄ、ＷＭ＿ＨＳＣＲＯＬＬ、ｗＰａｒａｍ、ｌＰａｒａｍ）は、実際に、ＷＭ＿ＨＳＣＲＯＬＬメッセージをＷｉｎ３２メッセージキュー９２００の中に配置し、それから、そのメッセージは、アプリケーションの焦点を合わせた入力、又は、表計算プログラムを送信する。２Ｄ表計算プログラムは、ＷＭ＿ＨＳＣＲＯＬＬメッセージを検索し、そして、アプリケーションのホリゾンタル・スクロールカーソルは、水平方向に動かされるだろう。
【００９１】
図３４における入力報告モジュール９１８０は、ウィンドウズＶｉｓｔａの定められた入力報告メッセージ（Ｗｉｎ３２メッセージ同等）を、３Ｄ・ＧＵＩ環境における特定のアプリケーションウインドウのズームイン、ズームアウト、ヨー、又はロールのような３Ｄコマンドを生成するために、ウィンドウズＶｉｓｔａにおけるプレゼンテーション・コア・ＤＬＬ及び／又はプレゼンテーション・フレームワーク・ＤＬＬに送信されるだろう。
【００９２】
図３５は、一実施形態における、プログラム可能なボタンと、小型液晶画面とを有する９自由度の装置９４００を図示する。図示された実施形態において、左センサ９４１０と、右センサ９４２０と、頂上センサ９４３０と、左マウスボタン９４４０と、右マウスボタン９４５０と、ホイール９４６０と、ユーザがプログラム可能な複数のボタン９４７０と、液晶画面９４８０とが、胴体９４９０に結合される。その胴体９４９０は、マウス本体の形状である。この実施形態において、ユーザがプログラム可能なボタン９４７０及び小型液晶画面９４８０は、図１に描写された実施形態と比較して入力装置としてさらに追加される。
【００９３】
図３６〜３７は、一実施形態における、いくつかの異なったモジュールを表す入力装置へのインターフェース方法９５００を図示する。図３６に図示された実施形態において、多次元入力装置９５１０は、底センサ（図示しない）と、左センサ９５２０と、右センサ９５３０と、頂上センサ９５４０と、左マウスボタン９５５０と、右マウスボタン９５６０と、ホイール９５７０と、プログラム可能な複数のボタン９５８０と、胴体９６００に結合された液晶画面９５９０とを含む。その胴体９５６０は、マウス本体の形状である。その三つのセンサ９５２０，９５３０，９５４０は、６自由度における動作を表す入力制御信号を生成できる。その三つのセンサ９５２０，９５３０，９５４０によって生成された入力制御信号は、３Ｄ入力機能のために、第２論理装置９６１０によって表し得る。その底センサ（図示しない）及びそのホイール９５７０は、３自由度を表している入力制御信号を生成できる。その左及び右マウスボタン９５５０，９５６０と共に、その底センサ（図示しない）及びそのホイール９５７０によって生成された入力制御信号は、２Ｄマウス機能のために、第１論理装置９６２０によって表し得る。その複数のボタン及び液晶画面は、他の入力機能のために、第３論理装置９６３０によって表し得る。図示されたように、ソフトウェアは、ユーザがプログラム可能なボタン９５８０及び小型液晶画面の機能の実施例がなし得るように、第３論理装置を定めるために開発され得る。機能的な追加は、第１論理装置９６２０の変更又は第２論理装置の変更を必要としないが、ユーザがプログラム可能なボタン９５８０及び小型液晶画面９５９０のデータの取扱いのために、ただ、ソフトウェアプログラムの追加を必要とする。
【００９４】
図３７は、三つの論理装置を有するコンピュータ９８００に結合された多次元装置を図示する。図３７に図示された実施形態において、多次元入力装置９８１０は、コンピュータ９８９０に結合される。多次元入力装置は、ＵＳＢ接続９８３０を介して、ウィンドウズ・ビルトイン・ＵＳＢ・カーネル・ドライバ９８２０にデータを送信する。ウィンドウズ・ビルトイン・ＵＳＢ・カーネル・ドライバは、ウィンドウズ・カーネル・レイヤ９８４０の中に有し、ウィンドウズ・ビルトイン・ＵＳＢ・マウス・インターフェースモジュール９８５０、第２論理装置ためのユーザ・インターフェースモジュール９８６０、及び第３論理装置のためのユーザ・インターフェースモジュール９８７０にデータを送信する。ウィンドウズ・ビルトイン・ＵＳＢ・マウス・インターフェースモジュール９８５０、第２論理装置のためのユーザ・インターフェースモジュール９８６０、及び第３論理装置のためのユーザ・インターフェースモジュール９８７０は、ウィンドウズ・アプリケーションプログラム９８８０にデータを送信する。図示されるように、コンピュータ９８９０は、多次元入力装置９８１０から独立した三つの論理装置を検出する。
【００９５】
上記のように、多次元装置、方法、及び６自由度における操作を容易にするインターフェースが明らかにされた。いくつかの態様例及び実施形態が上述される間、当業者は、特定の改良、置換、追加、及びその下位概念を認識できるだろう。例えば、ここで明らかにされたヒューマン／マシン・インターフェースのための主な用途が多次元コンピュータマウス等としている間に、例えば産業ロボットの制御のような、他の制御目的のために、さらに使用され得るだろう。それゆえ、後にある特許請求の範囲が全てのそのような改良、置換、追加、下位概念を本質や範囲内で含むと解釈されることを意図されている。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、ヒューマン／マシン・インターフェースの改善であり、多次元空間における対象物の操作を許すために、機械構造、制御回路、ファームウェア、及びソフトウェアを含む。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は、一実施例における、従来の３自由度（Ｘ、Ｙマウス動作とホイール回転）に、独立する６自由度コマンド機構を提供する多次元マウスを図示する。
【図２】図２は、一実施例における、従来の３自由度（Ｘ、Ｙマウス動作とホイール回転）に、独立する６自由度コマンド機構を提供する多次元マウスを図示する。
【図３】図３は、一実施例における、従来の３自由度（Ｘ、Ｙマウス動作とホイール回転）に、独立する６自由度コマンド機構を提供する多次元マウスを図示する。
【図４】図４は、一実施例における、３Ｄコマンドがどのようにマップされ得るかを図示する。
【図５】図５は、一実施例における、センサデータがどのように直観的な３Ｄコマンドをマップされるかを図示する。
【図６】図６は、一実施例における、センサデータがどのように直観的な３Ｄコマンドをマップされるかを図示する。
【図７】図７は、一実施例における、センサデータがどのように直観的な３Ｄコマンドをマップされるかを図示する。
【図８】図８は、一実施例における、押しやねじれのような二つの指の動作を使うＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのために、図１におけるマウスついて、マウスの代替３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図９】図９は、一実施例における、押しやねじれのような二つの指の動作を使うＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのために、図１におけるマウスついて、マウスの代替３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図１０Ａ】図１０Ａは、一実施例における、押しやねじれのような二つの指の動作を使うＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのために、図１におけるマウスついて、マウスの代替３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、一実施例における、押しやねじれのような二つの指の動作を使うＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのために、図１におけるマウスついて、マウスの代替３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、一実施例における、押しやねじれのような二つの指の動作を使うＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのために、図１におけるマウスついて、マウスの代替３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、一実施例における、押しやねじれのような二つの指の動作を使うＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのために、図１におけるマウスついて、マウスの代替３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図１１Ａ】図１１Ａは、一実施例における、押しやねじれのような二つの指の動作を使うＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのために、図１におけるマウスついて、マウスの代替３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、一実施例における、押しやねじれのような二つの指の動作を使うＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのために、図１におけるマウスついて、マウスの代替３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、一実施例における、押しやねじれのような二つの指の動作を使うＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのために、図１におけるマウスついて、マウスの代替３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、一実施例における、押しやねじれのような二つの指の動作を使うＹ／Ｚ変位及びヨー／ロール・コマンドのために、図１におけるマウスついて、マウスの代替３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図１２】図１２は、一実施例における、マウス本体上のさまざまな他のセンサの配置や構成を示す。
【図１３】図１３は、一実施例における、マウス本体上のさまざまな他のセンサの配置や構成を示す。
【図１４】図１４は、一実施例における、マウス本体上のさまざまな他のセンサの配置や構成を示す。
【図１５】図１５は、一実施例における、マウス本体上のさまざまな他のセンサの配置や構成を示す。
【図１６】図１６は、一実施例における、マウス本体上のさまざまな他のセンサの配置や構成を示す。
【図１７】図１７は、一実施例における、マウス本体上のさまざまな他のセンサの配置や構成を示す。
【図１８Ａ】図１８Ａは、一実施例における、マウス本体上のさまざまな他のセンサの配置や構成を示す。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、一実施例における、マウス本体上のさまざまな他のセンサの配置や構成を示す。
【図１９Ａ】図１９Ａは、一実施例における、マウス本体上のさまざまな他のセンサの配置や構成を示す。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、一実施例における、マウス本体上のさまざまな他のセンサの配置や構成を示す。
【図２０Ａ】図２０Ａは、一実施例における、２自由度コマンドを提供し得るさまざまなセンサを図示する。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、一実施例における、２自由度コマンドを提供し得るさまざまなセンサを図示する。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、一実施例における、２自由度コマンドを提供し得るさまざまなセンサを図示する。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、一実施例における、２自由度コマンドを提供し得るさまざまなセンサを図示する。
【図２０Ｅ】図２０Ｅは、一実施例における、２自由度コマンドを提供し得るさまざまなセンサを図示する。
【図２１Ａ】図２１Ａは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサコンポーネントを含むさまざまな４自由度センサコンポーネントを図示する。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサコンポーネントを含むさまざまな４自由度センサコンポーネントを図示する。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサコンポーネントを含むさまざまな４自由度センサコンポーネントを図示する。
【図２１Ｄ】図２１Ｄは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサコンポーネントを含むさまざまな４自由度センサコンポーネントを図示する。
【図２１Ｅ】図２１Ｅは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサコンポーネントを含むさまざまな４自由度センサコンポーネントを図示する。
【図２２Ａ】図２２Ａは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサの組み合わせから構成される４自由度センサコンポーネントのさらに他の組み合わせを図示する。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサの組み合わせから構成される４自由度センサコンポーネントのさらに他の組み合わせを図示する。
【図２３Ａ】図２３Ａは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサから構成される４自由度センサコンポーネントをさらに図示する。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサから構成される４自由度センサコンポーネントをさらに図示する。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサから構成される４自由度センサコンポーネントをさらに図示する。
【図２３Ｄ】図２３Ｄは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサから構成される４自由度センサコンポーネントをさらに図示する。
【図２３Ｅ】図２３Ｅは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサから構成される４自由度センサコンポーネントをさらに図示する。
【図２３Ｆ】図２３Ｆは、一実施例における、二つの独立する２自由度センサから構成される４自由度センサコンポーネントをさらに図示する。
【図２４】図２４は、一実施例における、センサコンポーネントのさまざまな組合せを有するマウスを図示する。
【図２５Ａ−１】図２５Ａ−１は、一実施例における、多次元入力装置をさらに装備された従来のキーボードを図示する。
【図２５Ａ−２】図２５Ａ−２は、一実施例における、多次元入力装置をさらに装備された従来のキーボードを図示する。
【図２５Ａ−３】図２５Ａ−３は、一実施例における、多次元入力装置をさらに装備された従来のノート型パソコンを図示する。
【図２５Ａ−４】図２５Ａ−４は、一実施例における、多次元入力装置をさらに装備された従来のノート型パソコンを図示する。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、一実施例における、三つのセンサ（右手側角に設置された三つの小さいタッチパッド）の３Ｄコマンドマッピングを図示する。
【図２６】図２６は、一実施例における、ノート型パソコンのための代替の多次元入力装置を図示する。
【図２７】図２７は、一実施例における、一つのタッチパッドを利用する多次元入力装置のさらに他の代替実施例を図示する。
【図２８Ａ】図２８Ａは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２８Ｄ】図２８Ｄは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２８Ｅ】図２８Ｅは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２８Ｆ】図２８Ｆは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２８Ｇ】図２８Ｇは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２８Ｈ】図２８Ｈは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２８Ｉ】図２８Ｉは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２８Ｊ】図２８Ｊは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２８Ｋ】図２８Ｋは、一実施例における、さまざまな１０自由度のジョイスティックを図示する。
【図２９】図２９は、一実施例における、９自由度のハンドヘルドコントローラを図示する。
【図３０Ａ】図３０Ａは、一実施例における、図２９の９自由度のコントローラがどのように操作され得るかを図示する。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは、一実施例における、図２９の９自由度のコントローラがどのように操作され得るかを図示する。
【図３１Ａ】図３１Ａは、一実施例における、９自由度のハンドヘルドコントローラの他実施例を図示する。
【図３１Ｂ】図３１Ｂは、一実施例における、９自由度のハンドヘルドコントローラの他実施例を図示する。
【図３２】図３２は、一実施例における、多次元装置とホストパソコンとを接続するためのシステムを図示する。
【図３３】図３３は、一実施例における、多次元装置とホストパソコンとを接続するためのシステムを図示する。
【図３４】図３４は、一実施形態における、コマンドを入力する複数の自由度の利用を提供するインターフェースソフトウェア方法を図示する。
【図３５】図３５は、一実施例における、プログラム可能なボタン及び小型液晶画面を有する９自由度マウスを図示する。
【図３６】図３６は、一実施例における、いくつかの異なったモジュールを具体化する入力装置のためのインターフェース方法を図示する。
【図３７】図３７は、一実施例における、いくつかの異なったモジュールを具体化する入力装置のためのインターフェース方法を図示する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008541268.tif 000009
【図４】
2008541268.tif 000010
【図５】
2008541268.tif 000011
【図６】
2008541268.tif 000012
【図７】
2008541268.tif 000013
【図８】
2008541268.tif 000014
【図９】
2008541268.tif 000015
【図１０Ａ】
2008541268.tif 000016
【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
2008541268.tif 000018
【図１０Ｄ】
2008541268.tif 000019
【図１１Ａ】
2008541268.tif 000020
【図１１Ｂ】
2008541268.tif 000021
【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
2008541268.tif 000023
【図１２】
2008541268.tif 000024
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2008541268.tif 000028
【図１７】
2008541268.tif 000029
【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２３Ｄ】
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【図２３Ｅ】
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【図２３Ｆ】
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【図２４】
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【図２５Ａ−１】
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【図２５Ａ−２】
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【図２５Ａ−３】
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【図２５Ａ−４】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２８Ｄ】
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【図２８Ｅ】
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【図２８Ｆ】
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【図２８Ｇ】
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【図２８Ｈ】
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【図２８Ｉ】
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【図２８Ｊ】
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【図２８Ｋ】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
2008541268.tif 000073
【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
2008541268.tif 000075
【図３２】
2008541268.tif 000076
【図３３】
2008541268.tif 000077
【図３４】
2008541268.tif 000078
【図３５】
2008541268.tif 000079
【図３６】
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【図３７】
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2008541268.tif 000082
2008541268.tif 000083
【国際調査報告】
2008541268.tif 000084