(57)【要約】【課題】  ユーザの運動能力に応じた操作指示装置を提供する。【解決手段】  操作指示装置は、機器本体のほぼ中心に組み込まれ、機器本体の運動値を検出するセンサ２０１を備える。ユーザは、初期設定モードで、動作内容指示部２０２で指示された動作を機器を把持して行う。センサ２０１で検出された運動値が動作解析部２０３で正規化され、動作検出領域設定部２０４でユーザ個人の動作検出領域が設定される。操作内容割当部２０５は、機器の機能別の操作指示内容を取得して、動作検出領域の各領域に各操作指示内容を割り当てた操作指示テーブルを生成する。操作判定部２０６は、動作解析部２０３から通知された運動値が動作検出領域のいずれの領域にあるかを判定し、割り当てられた操作指示内容を機器に出力する。【選択図】  図２
2004171520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定ユーザの固有の動作に起因して検出された運動値に基づいて、動作検出領域を設定する動作検出領域設定手段と、
ユーザから操作を受けると、前記動作検出領域設定手段を起動する操作手段とを備えることを特徴とする操作指示装置。
【請求項２】
前記操作指示装置は、機器本体に組み込まれ、
初期設定モードにおいて、複数の動作内容を指示する動作内容指示手段と、
指示した各動作内容ごとにユーザ動作に起因する機器本体の運動値を検出する運動値検出手段と、
前記機器本体の機能別の複数の操作指示内容に応じて、設定した動作検出領域の各領域に各操作指示内容を割り当てる操作内容割当手段とを更に備えることを特徴とする請求項１記載の操作指示装置。
【請求項３】
前記複数の動作内容は、３次元の各軸の正方向及び負方向への強弱に振る動作であり、前記動作は複数回繰り返され、
前記運動値検出手段は、３次元加速度センサから成り、
前記動作検出領域設定手段は、
各動作ごとに前記３次元加速度センサから出力される加速度値の所定時間内の最大値を動作回数分記憶し、平均値を計算する平均値計算部と、
各軸の正方向又は負方向の強弱ごとの計算された平均値に基づいて、各軸の正方向又は負方向の下限と上限とのしきい値を計算式に従い計算するしきい値計算部と、
下限しきい値と上限しきい値との範囲を各方向の動作検出領域に設定する設定部とを有することを特徴とする請求項２記載の操作指示装置。
【請求項４】
初期設定モード以外で、前記運動値検出手段で検出された運動値が、いずれの領域に存在するかを判定する判定手段と、
運動値が存在する領域に前記操作内容割当手段で割り当てられた操作指示内容を前記機器本体に出力する指示出力手段とを更に備えることを特徴とする請求項３記載の操作指示装置。
【請求項５】
前記判定手段で、運動値がいずれかの領域の下限しきい値又は上限しきい値から所定の値以内外れているときには、下限しきい値又は上限しきい値との差分の値だけ、その領域の下限しきい値及び上限しきい値をシフトさせる更新手段を更に備えることを特徴とする請求項4記載の操作指示装置。
【請求項６】
前記しきい値計算部が用いる計算式は、
【数７】
2004171520.tif 000011
【数８】
2004171520.tif 000012
であることを特徴とする請求項３記載の操作指示装置。
【請求項７】
前記操作内容割当手段は、
操作指示内容の操作数と方向とに応じて、１次元、２次元又は３次元の動作検出領域を選択し、各操作指示内容と直感的に一致する領域に各操作指示内容を割り当てることを特徴とする請求項２記載の操作指示装置。
【請求項８】
前記運動値検出手段は、３次元加速度センサから成り、
前記動作検出領域設定手段は、
検出された加速度値を２度積分して得られる距離に基づいて動作検出領域を設定することを特徴とする請求項２記載の操作指示装置。
【請求項９】
前記運動値検出手段は、ジャイロから成り、
前記操作内容割当手段は、
前記機器本体の表示部に表示された表示画像の視点方向を、前記ジャイロで検出される角加速度に基づいて変更する操作指示内容を動作検出領域の各領域に割り当てることを特徴とする請求項２記載の操作指示装置。
【請求項１０】
機器本体に組み込まれ、ユーザ動作に起因する機器本体の運動値を検出するセンサを有する操作指示方法であって、
初期設定モードにおいて、複数の動作内容を指示する動作内容指示ステップと、
指示した各動作内容ごとにユーザ動作に起因する前記機器本体の運動値を前記センサで検出する運動値検出ステップと、
検出された複数の運動値に基づいて、各動作内容ごとに動作検出領域を設定する動作検出領域設定ステップと、
前記機器本体の機能別の複数の操作指示内容に応じて、設定した動作検出領域の各領域に各操作指示内容を割り当てる操作内容割当ステップと、
初期設定モード以外で、前記運動値検出ステップで検出された運動値が、いずれの領域に存在するかを判定する判定ステップと、
運動値が存在する領域に前記操作内容割当ステップで割り当てられた操作指示内容を前記機器本体に出力する指示出力ステップとを有することを特徴とする操作指示方法。
【請求項１１】
機器本体に組み込まれ、ユーザ動作に起因する機器本体の運動値を検出するセンサを有し、操作指示を機器本体に出力する操作指示方法をコンピュータに実行させる操作指示プログラムであって、
初期設定モードにおいて、複数の動作内容を指示する動作内容指示ステップと、
指示した各動作内容ごとにユーザ動作に起因する前記機器本体の運動値を前記センサで検出する運動値検出ステップと、
検出された複数の運動値に基づいて、各動作内容ごとに動作検出領域を設定する動作検出領域設定ステップと、
前記機器本体の機能別の複数の操作指示内容に応じて、設定した動作検出領域の各領域に各操作指示内容を割り当てる操作内容割当ステップと、
前記運動値検出ステップで検出された運動値が、いずれの領域に存在するかを判定する判定ステップと、
運動値が存在する領域に前記操作内容割当ステップで割り当てられた操作指示内容を前記機器本体に出力する指示出力ステップとを有することを特徴とする操作指示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内蔵される携帯情報機器に操作指示を出力する操作指示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等の携帯情報機器の小型化が進展し、画面表示領域も狭くなり、一つの画面全体で表示できる表示内容も限定せざるを得なくなっている。一方、携帯電話機等は、より多機能化が図られ、メニュー項目数も100以上となっている。したがって、メニュー項目は複雑な階層構造をとることになっている。ユーザは、煩雑なボタン操作を繰り返して、意図するメニュー項目を選択する必要がある。
【０００３】
このため、この煩雑なボタン操作を補完する方法として、たとえば特許文献１記載の技術が提案されている。この技術では、ユーザ動作に基づく情報処理装置本体の動きを検出し、その動き方向や移動量に従い、表示画面の表示内容を切り換え、拡大、縮小をするものである。
さらに、例えば特許文献２には、ユーザ動作の種類「振る」や「叩く」等を区別して、携帯情報機器の表示画面の表示内容を切り換える等の操作指示をする技術も開示されている。
【０００４】
上記従来の2つの技術では、携帯情報機器の運動値を検出して、その運動値に従い表示画面等の内容を切り換えるよう構成されている。その運動値は、予め固定的に定められたものである。
【特許文献１】特開平６−４２０８号公報
【特許文献２】ＵＳＰ６，３６９，７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ユーザ動作には、個人差があり、力の弱い高齢者の動作で検出される運動値では、運動値が小さすぎて、誤差と判定され、所定の表示画面等の内容を切り換えることができない。また、ユーザ動作が強すぎれば、携帯情報機器を落下させたりしたりすることによる誤作動と検出され、同様に所定の表示画面等の内容を切り換えることができない。
【０００６】
また、ユーザ個人でも動作の得手、不得手があり、左右に振るのは、運動値が大きいが、前後に振るのは、運動値が小さくなる場合もある。
左右に振ったときには、表示画面の表示内容が切り換わるが、前後に振ったときには、表示内容が切り換わらない場合も生じる。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、各ユーザ毎に異なる動作の強弱又は能力を考慮して、携帯情報機器本体に正しい操作指示を出力することのできる操作指示装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、特定ユーザの固有の動作に起因して検出された運動値に基づいて、動作検出領域を設定する動作検出領域設定手段と、ユーザから操作を受けると、前記動作検出領域設定手段を起動する操作手段とを備えることを特徴とする操作指示装置。
こととしている。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成によって、個々のユーザによって異なる動作に対応する動作検出領域が設定されるので、ユーザごとに異なる動作の強さに対応する、ユーザ専用の操作指示装置を提供することができる。
また、前記操作指示装置は、機器本体に組み込まれ、初期設定モードにおいて、複数の動作内容を指示する動作内容指示手段と、指示した各動作内容ごとにユーザ動作に起因する機器本体の運動値を検出する運動値検出手段と、前記機器本体の機能別の複数の操作指示内容に応じて、設定した動作検出領域の各領域に各操作指示内容を割り当てる操作内容割当手段とを更に備えることとしている。
【０００９】
このような構成によって、初期設定モードにおいて、ユーザの動作に対応して、操作指示内容を動作検出領域に割り当てることができる。
また、前記複数の動作内容は、３次元の各軸の正方向及び負方向への強弱に振る動作であり、前記動作は複数回繰り返され、前記運動値検出手段は、３次元加速度センサから成り、前記動作検出領域設定手段は、各動作ごとに前記３次元加速度センサから出力される加速度値の所定時間内の最大値を動作回数分記憶し、平均値を計算する平均値計算部と、各軸の正方向又は負方向の強弱ごとの計算された平均値に基づいて、各軸の正方向又は負方向の下限と上限とのしきい値を計算式に従い計算するしきい値計算部と、下限しきい値と上限しきい値との範囲を各方向の動作検出領域に設定する設定部とを有することとしている。
【００１０】
このような構成によって、運動値検出手段で検出される運動値を用いて、ユーザ動作を正しく認識できる動作検出領域を設定することができる。
また、初期設定モード以外で、前記運動値検出手段で検出された運動値が、いずれの領域に存在するかを判定する判定手段と運動値が存在する領域に前記操作内容割当手段で割り当てられた操作指示内容を前記機器本体に出力する指示出力手段とを更に備えることとしている。
【００１１】
このような構成によって、ユーザは機器本体を把持して所定の動作をすることで、容易に操作指示内容を機器に出力させることができる。
また、前記判定手段で、運動値がいずれかの領域の下限しきい値又は上限しきい値から所定の値以内外れているときには、下限しきい値又は上限しきい値との差分の値だけ、その領域の下限しきい値及び上限しきい値をシフトさせる更新手段を更に備えることとしている。
【００１２】
このような構成によって、初期設定モードで設定された動作検出領域から少し外れた場合には、ユーザの動作が変化してきたものと判断して、以後の動作で操作指示内容を出力できるように、動作検出領域をシフトする。
また、前記しきい値計算部が用いる計算式は、
【００１３】
【数７】
2004171520.tif 000003
【００１４】
【数８】
2004171520.tif 000004
であることとしている。
このような構成によって、動作検出領域を設定するしきい値を経験的に得られた計算式で正しく計算することができる。
【００１５】
また、前記操作内容割当手段は、操作指示内容の操作数と方向とに応じて、１次元、２次元又は３次元の動作検出領域を選択し、各操作指示内容と直感的に一致する領域に各操作指示内容を割り当てることとしている。
このような構成によって、操作指示内容の数と方向とによって、動作検出領域を平面にするか、空間にするか等が選択され、更に、操作指示内容とユーザ動作とが、例えば、フォーカスを右に移動するのであれば、機器を右に振る等、直感的に一致しているので、ユーザ動作が効率的に行える。
【００１６】
また、前記運動値検出手段は、３次元加速度センサから成り、前記動作検出領域設定手段は、検出された加速度値を２度積分して得られる距離に基づいて動作検出領域を設定することとしている。
このような構成によって、運動値をセンサで検出された加速度値から距離に変換して、動作検出領域を設定することができる。
【００１７】
また、前記運動値検出手段は、ジャイロから成り、前記操作内容割当手段は、前記機器本体の表示部に表示された表示画像の視点方向を、前記ジャイロで検出される角加速度に基づいて変更する操作指示内容を動作検出領域の各領域に割り当てることとしている。
このような構成によって、運動値として角加速度を検出し、表示画像の視点方向を変更する操作指示内容を動作検出領域の各領域に割り当てるので、直感的な動作で表示画像を異なる方向から見ることができる。
【００１８】
また、本発明は、  機器本体に組み込まれ、ユーザ動作に起因する機器本体の運動値を検出するセンサを有する操作指示方法であって、初期設定モードにおいて、複数の動作内容を指示する動作内容指示ステップと、指示した各動作内容ごとにユーザ動作に起因する前記機器本体の運動値を前記センサで検出する運動値検出ステップと、検出された複数の運動値に基づいて、各動作内容ごとに動作検出領域を設定する動作検出領域設定ステップと、前記機器本体の機能別の複数の操作指示内容に応じて、設定した動作検出領域の各領域に各操作指示内容を割り当てる操作内容割当ステップと、初期設定モード以外で、前記運動値検出ステップで検出された運動値が、いずれの領域に存在するかを判定する判定ステップと、運動値が存在する領域に前記操作内容割当ステップで割り当てられた操作指示内容を前記機器本体に出力する指示出力ステップとを有することとしている。
【００１９】
このような方法によって、初期設定モードで、ユーザ動作に寄因する機器本体の運動値を検出し、動作検出領域を設定するので、ユーザ個人の動作に対応して、操作指示内容を精度よく機器に出力することができる。
また、  機器本体に組み込まれ、ユーザ動作に起因する機器本体の運動値を検出するセンサを有し、操作指示を機器本体に出力する操作指示方法をコンピュータに実行させる操作指示プログラムであって、初期設定モードにおいて、複数の動作内容を指示する動作内容指示ステップと、指示した各動作内容ごとにユーザ動作に起因する前記機器本体の運動値を前記センサで検出する運動値検出ステップと、検出された複数の運動値に基づいて、各動作内容ごとに動作検出領域を設定する動作検出領域設定ステップと、前記機器本体の機能別の複数の操作指示内容に応じて、設定した動作検出領域の各領域に各操作指示内容を割り当てる操作内容割当ステップと、前記運動値検出ステップで検出された運動値が、いずれの領域に存在するかを判定する判定ステップと、運動値が存在する領域に前記操作内容割当ステップで割り当てられた操作指示内容を前記機器本体に出力する指示出力ステップとを有することとしている。
【００２０】
このような操作指示プログラムをコンピュータに実行させることによって、ユーザ個人の動作に対応した操作指示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る操作指示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る操作指示装置を内蔵した携帯情報機器の実施の形態1の外観図である。
携帯情報機器１０１の前面には、情報を表示する表示部１０２が設けられている。携帯情報機器１０１の筐体１０３のほぼ中心には、３次元加速度センサ１０４が組み込まれている。筐体１０３の右方側面には動作認識ボタン１０５が突設されている。
【００２２】
この携帯情報機器１０１の筐体１０３がユーザに把持され、動作認識ボタン１０５が押下されると、３次元加速度センサ１０４が検出した筐体１０３の加速度値を出力する。
なお、３次元加速度センサ１０４を中心に、筐体１０３の矢符１０６，１０７で示す左右方向をＸ軸、矢符１０８，１０９で示す上下方向をY軸、矢符１１０，１１１で示す前後方向をＺ軸とする。また、３次元加速度センサ１０４は、右方向１０７、上方向１０８、前方向１１０を正の値とし、それぞれの逆方向を負の値として出力する。
【００２３】
図２は、本発明に係る操作指示装置の上記実施の形態の構成図である。
この操作指示装置は、動作検出部２０１と、動作内容指示部２０２と、動作解折部２０３と、動作検出領域設定部２０４と、操作内容割当部２０５と、操作判定部２０６と、出力部２０７とを備えている。
動作検出部２０１は、例えば３次元加速度センサ１０４からなり、操作指示装置が内蔵された携帯情報機器１０１の運動を検出し、加速度値を動作解折部２０３に出力する。なお、この動作解折部２０３への出力は、動作認識ボタン１０３が押下されている間又は、押下されてから所定の期間、例えば０．５秒間とされる。
【００２４】
図３は、動作検出部２０１で検出される加速度値の説明図である。（ａ）に示すように、３次元加速度センサ１０４の中心を原点として、図１で説明したようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が設定される。筐体１０３が運動すると、各軸ごとの加速度値が（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように検出される。
今、時刻ｔにおいて、各軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）の波形の値をＬｘ、Ｌｙ、Ｌｚとすると、方向ベクトルＬは、
【００２５】
【数１】
2004171520.tif 000005
で示される。式（１）で示される方向ベクトルによって、原点（３次元加速度センサ１０４の中心）からの方向が示されている。
この時刻ｔにおいて動作認識ボタン１０３が押下されると、所定の期間△ｔの
間、例えば１／１００秒間隔で、動作検出部２０１は、動作解折部２０３に検出した加速度値を出力する。または、動作認識ボタン１０３が押下されている間、所定の間隔で検出した加速度値を出力する。
【００２６】
動作内容指示部２０２は、操作指示装置の初期設定モードのとき、ユーザが筐体１０３を把持してする動作内容を表示させる。
なお、初期設定モードは、携帯情報機器１０１の電源が投入されたとき、メニュー画面に表示され、初期設定モードを選択できる。このメニュー画面には、リセットスイッチも用意されており、携帯情報機器１０１を使用するユーザが替わったときに、リセットスイッチが選択されると、初期設定モードとなる。
【００２７】
図４は、動作内容指示部２０２の指示で携帯情報機器１０１の表示部１０２に表示される動作内容指示画面例を示している。画面４０１は、「筐体を持って右に強く振ってください」とのメッセージであり、その動作が指示内容と異なっていたとき、動作解折部２０３からのエラー指示によって、画面４０２のメッセージが表示される。また、画面４０３は、次の動作内容である「本体を右に強く振ってください」とのメッセージである。この他、図１の矢符１０６，１０８，１０９，１１０，１１１で示した各方向に強く及び弱く振ってくださいとのメッセージが表示される。
【００２８】
これに応じて、ユーザが携帯情報機器１０１の筐体１０３を把持して動作を行うと、動作検出部２０１が検出した加速度値を動作解折部２０３に出力する。
なお、動作内容指示部２０２の指示内容は、動作解折部２０３にも通知される。
動作解折部２０３は、動作内容指示部２０２から指示内容の通知を受けているとき、動作検出部２０１から出力される加速度値の符号が指示内容と一致しないとき、動作内容指示部２０２にエラー指示を通知する。即ち、右方向に振る指示内容の場合、加速度値が「正」を示しているときには指示内容に一致した動作であるけれども、「負」を示しているときには指示内容に反した動作となる。このとき、動作内容指示部２０２にエラー指示を通知する。
【００２９】
動作解折部２０３は、動作検出部２０１から出力される一連の加速度値、たとえば△ｔ時間に通知される加速度値の最大値をその方向と指示内容の強弱ととも
に動作検出領域設定部２０４に通知する。
なお、初期設定モードでないときには、その方向と最大値とを操作判定部２０６に通知する。
【００３０】
ここで、動作解折部２０３は、動作検出部２０１から出力される加速度値を＋２Ｇを１２７、−２Ｇを−１２７に正規化して動作検出領域設定部２０４又は操作判定部２０６に通知する。
動作検出領域設定部２０４は、動作解折部２０３から通知されたその方向と強弱ごとに最大加速度値の平均値を計算する。
【００３１】
図５は、動作検出領域設定部２０４の記憶部に記憶されているユーザ１の最大加速度値とその平均値とを示している。この同一方向の強弱の動作に対応する加速度の平均値からその方向での動作検出領域を設定する。加速度値の符号は省略している。
なお、図５では、各動作内容ごとに「１０」回の試行をしているが、少なくとも「３」回の試行から平均値を計算するようにすれば、動作検出領域を正しく設定できる。
【００３２】
各方向での下限しきい値と上限しきい値とを以下に示す式（２）、式（３）を用いて計算する。
【００３３】
【数２】
2004171520.tif 000006
【００３４】
【数３】
2004171520.tif 000007
具体例を示すと、図５に示した方向５０１を右方向とするユーザ動作の強弱についての平均最大加速度５０２、５０３の値を式（２）、式（３）にそれぞれ代入すると、
【００３５】
【数４】
2004171520.tif 000008
【００３６】
【数５】
2004171520.tif 000009
式（４）、式（５）で、右方向の動作検出領域の下限しきい値と上限しきい値とが得られる。
動作検出領域設定部２０４は、ユーザ１の右方向に振る動作を検出する動作検出領域として、下限しきい値と上限しきい値との間の領域、即ち、動作解折部２０３が通知する加速度値「１９〜６１」の領域を設定する。
【００３７】
動作検出領域設定部２０４は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の各方向の正負ごとに動作検出領域を設定し、操作内容割当部２０５に通知する。
なお、各方向の正負ごとに独立してその領域が設定されるので、１次元（１軸）方向だけの判定であれば、他の方向の領域は関係しないけれども、２次元平面（２軸）又は３次元空間（３軸方向）の判定になれば、他の方向の領域も関係することになる。
【００３８】
図６は、動作検出領域設定部２０４で設定されたユーザ１の動作検出領域と、別の操作指示装置の動作検出領域設定部で設定されたユーザ２等の動作検出領域とを示す比較図である。
ユーザ１の右方向へ振る動作６０１と左方向へ振る動作６０２とを比べると左方向へ振る動作６０２のほうが加速度値が高いことが分かり、個人であっても、方向により得手、不得手があることが理解できる。
【００３９】
また、ユーザ１とユーザ２との右方向に振る動作６０１，６０３を比べても同様に個人差があることが理解できる。
したがって、従来技術のように、各ユーザに拘りなく固定的な動作検出領域を用いると、ユーザ動作を誤動作と検出してしまう等の不都合が生じる場合がある。
なお、動作検出領域設定部２０４は、リセットスイッチ（図示せず）が選択されたときには、操作指示装置を使用するユーザが替わったことを意味するので、設定した動作検出領域を破棄し、新たに設定をする。
【００４０】
操作内容割当部２０５は、携帯情報機器１０１から機能別に操作指示内容の通知を受け取ると、動作検出領域設定部２０４で設定された動作検出領域に操作指示内容を割り当てる。
図７は、操作内容割当部２０５に通知された操作指示内容の一例を示す図である。操作内容指示内容７０１は、機能７０２をメニュー操作とするものであり、フォーカス移動を指示内容とするものであり、操作数７０３は「４」であり、方向７０４は「左」、「右」、「上」、「下」のＸ、Ｙ方向である。この操作指示内容７０１を識別する番号７０５として「１」が付加されている。
【００４１】
操作指示内容割当部２０５は、図８に示すように各操作指示内容を動作検出領域に割り当てる。
動作検出領域８０１は、右方向の下限しきい値と上限しきい値との間の領域８０２と、左方向の下限しきい値と上限しきい値との間の領域８０３と、上方向の下限しきい値と上限しきい値との間の領域８０４と、下方向の下限しきい値と上限しきい値との間の領域８０５とからなり、それぞれ、フォーカスの「右」、「左」、「上」、「下」方向の移動の操作指示内容が割り当てられる。ここで、各下限しきい値の交点と対応する上限しきい値の交点とは直線で結ばれ、各境界を区分している。
【００４２】
割り当て後の動作検出領域８０１は、２次元平面で４分割されている。
操作内容割当部２０５は、各操作指示内容７０１を動作検出領域８０１の各領域８０２〜８０５に割り当てると、識別番号「１」を付して、操作指示テーブルとして記憶する。
このように動作検出領域８０１の各操作指示内容とユーザの動作内容とが対応することによって、直感的な動作によって、携帯情報機器１０１を操作することが可能となる。
【００４３】
即ち、操作指示内容である「フォーカスを左へ移動」に対しては筐体１０３を把持して「左へ振る」ユーザ動作が対応しており、「フォーカスを右へ移動」に対して「右へ振る」、同様に「フォーカス上へ移動」に対して「上へ振る」、「フォーカスを下へ移動」に対して「下へ振る」がそれぞれ対応している。
図９は、別の機能の操作指示内容を示す図である。
操作指示内容９０１に対応して番号９０２に「２」が付加され、操作指示内容９０１の機能９０３「ホームページの閲覧」も記載されている。操作数９０４が「６」であり、方向９０５が「上下、左右、奥手前」の３軸方向である。
【００４４】
操作内容割当部２０５は、動作検出領域設定部２０４で設定された動作検出領域を３次元空間で６つの領域に区分し、それぞれに操作指示内容９０１を割り当てる。
図１０は、動作検出領域の説明図である。動作検出領域１００１の領域１００２には、「上へスライダ（リンク）を移動」を割り当て、領域１００３には、「下へスライダ（リンク）を移動」を割り当て、領域１００４には、「左へスライダ（リンク）を移動」を割り当て、領域１００５には、「右へスライダ（リンク）を移動」を割り当て、領域１００６には、「前回操作したリンク先へ戻る」を割り当て、領域１００７には、前回操作したリンク先へ進む」を割り当てる。
【００４５】
操作内容割当部２０５は、各操作指示内容９０１を動作検出領域１００１の各領域１００２〜１００７にそれぞれ割り当てると、操作指示内容を識別する番号「２」を付して、操作指示テーブルとして記憶する。
また、操作内容割当部２０５は、携帯情報機器１０１から表示部１０２に現在表示されている内容が、操作指示内容を識別するいずれの番号に対応するかについて、その番号の通知を受けている。
【００４６】
初期設定モードが解除され、携帯情報機器１０１の表示部１０２にメニューが表示されているとき、ユーザ１によって、携帯情報機器１０１が把持され、動作認識ボタン１０５が押下され、上方に振られたとき、動作検出部２０１は、加速度値を検出し、動作解折部２０３にその値を所定間隔で出力する。
動作解折部２０３は、入力された加速度値を正規化し、そのＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の最大値を操作判定部２０６に通知する。
【００４７】
操作判定部２０６は、動作解折部２０３から通知されたＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の最大加速度値の通知を受けると、操作内容割当部２０５に記憶されている操作指示テーブルのどの領域にあるかを判定する。ここで、操作指示テーブルは、操作内容割当部２０５が携帯情報機器１０１から通知されている、現在表示部１０２に表示中の内容を識別する識別番号と一致する番号の操作指示テーブルが選ばれる。
【００４８】
上記のように、メニューが表示されているので番号「１」が通知されている。番号「１」と一致する番号「１」を有する操作指示テーブルを選ぶ。
図１１は、番号「１」の操作指示テーブルを模式的に示した図である。操作指示テーブル１１０１の各領域８０２〜８０５には、操作指示内容であるフォーカス移動の各方向である「右」、「左」、「上」、「下」が対応付けられている。
【００４９】
通知されたＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の最大加速度値がそれぞれ「−５」、「４０」、「１」であれば、点１１０２上に方向ベクトルがあるので、領域８０４内にあると判定し、対応する「フォーカスを上へ移動」との操作指示内容を読み出し、出力部２０７に通知する。
なお、方向ベクトルが領域８０２〜８０５に囲まれた中心部の矩形領域１１０３内にあるときには、操作判定部２０６は、誤差であるとして操作指示内容の通知をしない。同様に領域８０２〜８０５の外部にあるときも誤動作と判断して、操作指示内容の通知をしない。
【００５０】
また、境界領域付近に方向ベクトルがあるとき、右方向の下限しきい値をＡ、右方向の上限しきい値をＢ、上方向の下限しきい値をＣ、上方向の上限しきい値をＤとするとき、例えば、Ａ＜Ｘ＜ＢかつＣ＜Ｙ＜Ｄの場合には、式（６）を計算する。
【００５１】
【数６】
2004171520.tif 000010
式（６）のＳの値が正のとき、領域８０２にあると判定し、Ｓの値が負のとき、領域８０４にあると判定する。他の境界領域でも同様の判定がなされる。
なお、番号「２」で識別される操作指示テーブルが選択されている場合も、操作判定部２０６は、動作検出領域のいずれの領域１００２〜１００７に方向ベクトルが存在するのか判定する。図１０に示した領域１００２〜１００７で囲まれる領域１００８は、誤差領域として判定されないのも同様である。
【００５２】
出力部２０７は、操作判定部２０６から通知される操作指示内容を携帯情報機器１０１に出力する。
これによって、携帯情報機器１０１は、表示部１０２の表示内容を更新したり、指示された処理を行う。
次に、上記実施の形態の動作を図１２〜図１４のフローチャートを用いて説明する。
【００５３】
図１２は、初期設定モードでの動作を説明するフローチャートである。
先ず、動作内容指示部２０２は、ユーザに筐体１０３を把持して行う動作内容を指示する指示画面を表示部１０２に表示させる（Ｓ１２０２）。
ユーザが動作認識ボタン１０５を押下して、筐体１０３を動かすと、動作検出部２０１は、携帯情報機器１０１本体の動作値である加速度値を検出して、動作解折部２０３に出力する（Ｓ１２０４）。
【００５４】
動作解折部２０３は、入力された運動値が指示された動作と対応する値か否か判定する（Ｓ１２０６）。
対応する値でなければ、動作内容指示部２０２は、再度、動作内容を指示する指示画面を表示させ（Ｓ１２０８）、Ｓ１２０４に戻る。
動作が正しいときには、動作検出領域設定部２０４は、動作解折部２０３から運動値の通知を受け、その運動値を記録し（Ｓ１２１０）、所定回数の運動値が記録できたか否かを判定する（Ｓ１２１２）。できていなければＳ１２０２に戻り、できていれば、指示動作に対応する強弱の運動値があるか否かを判定する（Ｓ１２１４）。なければ、Ｓ１２０２に戻り、あるときは、すべての動作内容に応じた運動値があるか否かを判定し（Ｓ１２１６）、なければＳ１２０２に戻り、あるときには、各方向について動作検出領域の下限しきい値と上限しきい値とを設定し（Ｓ１２１８）、処理を終了する。
【００５５】
図１３は、操作内容割当部における動作を説明するフローチャートである。
操作内容割当部２０５は、携帯情報機器１０１の機能別の操作指示内容を取得し（Ｓ１３０２）、その操作数と方向とを取得する（Ｓ１３０４）。
次に、その操作数と方向とから１軸方向で判定が可能か否かを判定し（Ｓ１３０６）、例えば、方向が「上下」又は「左右」であれば、可能と判定し、１次元領域で動作検出領域の各領域に操作指示内容を割り当て、操作指示テーブルを生成して記憶し（Ｓ１３０８）、Ｓ１３１６に移る。
【００５６】
１軸方向で判定できなければ、２軸方向で判定が可能か否かを判定する（Ｓ１３１０）。例えば、方向が「上右」、又は「上下左右」であれば、可能と判定し、２次元平面で動作検出領域の各領域に操作指示内容を割り当て、操作指示テーブルを生成して記憶し（Ｓ１３１２）、Ｓ１３１６に移る。
２軸方向で判定ができなければ、例えば「上下奥右」、「上下左右奥手前」であれば、３次元空間で動作検出領域の各領域に操作指示内容を割り当て、操作指示テーブルを生成して記憶する（Ｓ１３１４）。
【００５７】
Ｓ１３１６において、操作内容割当部２０５は、操作指示テーブル未生成の機能がまだあるか判定し（Ｓ１３１６）、あればＳ１３０２に戻り、なければ、処理を終了する。
図１４は、携帯情報機器１０１本体の運動値から操作内容を判定をする動作を説明するフローチャートである。
動作検出部２０１は、運動値である加速度値を検出するのを待って（Ｓ１４０２）、動作解折部２０３に出力する（Ｓ１４０４）。
【００５８】
動作解折部２０３は、入力された運動値を正規化し、その最大値を操作判定部２０６に通知する（Ｓ１４０６）。
操作判定部２０６は、操作内容割当部２０５に記憶されている現在、携帯情報機器１０１で操作対象となっている操作指示テーブルを取得し（Ｓ１４０８）、通知された運動値が動作検出領域のいずれかの領域に在るか否かを判定する（Ｓ１４１０）。
【００５９】
いずれの領域にもなければ、Ｓ１４０２に戻り、いずれかの領域に在れば、その領域に割り当てられた操作指示内容を読み出す（Ｓ１４１２）。
出力部２０７は、操作判定部２０６から読み出された操作指示の通知を受け取ると、携帯情報機器１０１にその操作指示を出力し（Ｓ１４１４）、処理を終了する。
（実施の形態２）
図１５は、本発明に係る操作指示装置の実施の形態２の構成図である。
【００６０】
上記実施の形態１の操作指示装置の構成に加えて、更新部１５０１を備えているところが異なる。上記実施の形態１と異なる本実施の形態固有の構成について説明する。
操作判定部２０６は、動作解折部２０３から通知された運動値が動作検出領域のいずれの領域にも存在しないと判定したとき、その近接する領域の下限又は上限しきい値との差を求める。その差が所定の値、例えば「３」以下であるとき、更新部１５０１にその値と、方向と、下限しきい値であるのか上限しきい値であるのかを通知する。
【００６１】
更新部１５０１は、動作検出領域設定部２０４で設定された動作検出領域を領域から外れた方向にシフトさせる。
即ち、右方向の上限しきい値が「６１」である場合に（図６参照）、操作判定部２０６に通知された右方向の運動値が「６３」である場合、更新部１５０１は、その差「２」と、右方向と、上限しきい値であることの通知を受ける。
【００６２】
更新部１５０１は、動作検出領域設定部２０４で設定されたＸ軸の正（右方向）の下限しきい値を従来の「１９」から「２１」に更新し、上限しきい値を従来の「６１」から「６３」に更新する。これによって、動作検出領域が更新される。更に、更新部１５０１は、操作内容割当部２０５に、操作指示テーブルの更新を指示する。
操作内容割当部２０５は、機能別に生成した操作指示テーブルで更新を要するものについて、新たな動作検出領域の各領域に操作指示内容を割り当て、操作指示テーブルを更新する。
【００６３】
このように、本実施の形態では、最初にユーザの個性に応じた運動値から動作検出領域を設定しても、ユーザの動作が徐々に変化していくことがあり、それに対応できるようにするものである。
なお、操作判定部２０６において、ユーザの動作を判定できない状態が連続して続いた場合、強制的に初期設定モードに戻し、各方向に強弱の振る動作をユーザに課すようにして、各方向のしきい値を再計算するようにしてもよい。
（実施の形態３）
上記各実施の形態では、運動値として３次元加速度センサ１０４で検出された加速度値を正規化した値に基づいて、仮想空間に動作検出領域を設定したけれども、本実施の形態３では、運動値を移動距離として動作検出領域を設定する。
【００６４】
なお、本実施の形態の構成は、図２に示した実施の形態１の構成とほぼ同様であるので、そのまま用いて説明し、本実施の形態固有の部分についてのみ説明する。
動作解析部２０３は、入力された加速度値を時間ｔで２回積分して、筐体１０３の移動距離を算出する。
動作検出領域設定部２０４は、初期設定モードにおいて、各方向ごとに複数回の移動距離を動作解析部２０３から通知される。動作検出領域設定部２０４は、各方向ごとの移動距離の最大値を範囲として、動作検出領域を設定する。
【００６５】
操作内容割当部２０５は、機能別の操作指示内容の通知を受けると、その操作数と方向に応じて動作検出領域の各領域に操作指示内容を割り当てる。
図１６は、動作検出領域を３次元の各方向で２分割して、６４の領域に分割した状態を示している。なお、内部の分割は省略している。この動作検出領域１６０１は、３次元加速度センサ１０４の位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の原点とした３次元空間である。
【００６６】
ユーザは、筐体１０３の移動方向と移動距離とを加減することで、種々の操作指示をすることができる。
操作判定部２０６は、動作解析部２０３から通知された各軸方向の移動距離から動作検出領域１６０１のどの領域であるかを判定し、その領域に割り当てられた操作指示内容を読み出し、出力部２０７に通知する。
【００６７】
なお、図１６に示したように、各方向によって、動作検出領域１６０１の距離は異なっている。これは、ユーザの動作の得手、不得手を反映したものである。
（実施の形態４）
上記各実施の形態では、動作検出部２０１に加速度センサを用いたけれども、本実施の形態４では、加速度センサに替えて、角加速度を検出するジャイロを用いる。
【００６８】
操作指示内容として、検出された角加速度から計算された角度に応じて表示画面の視点方向を回転させることにする。
例えば、図１７（a）に示すように、表示部１０２に正面を見ている人物が表示されている。ユーザがＹ軸を回転軸として、時計回りにθ、筐体１０３を回転すると、操作判定部２０６は、「視点方向をθ回転する」操作指示を読み出す。
出力部２０７は、その操作指示を携帯情報機器１０１に出力する。
【００６９】
これによって、表示部１０２には、図１７（ｂ）に示すように、角度θ回転して横向きとなった人物が表示される。
なお、本実施の形態では、動作解析部２０３で計算された角度と、操作指示内容である視点方向の回転角とを一致させたけれども、上記実施の形態１のように、ユーザに予め各方向での回転動作を数回試行させ、その平均値等から動作検出領域としての角度と、操作指示内容の回転角とを対応させるようにしてもよい。
【００７０】
また、傾きセンサ等によって角度変化量を検出するようにしてもよい。
なお、上記各実施の形態の構成は、図２、図１５の構成図に示したけれども、各構成要素の機能をコンピュータに実行させるプログラムで実現させてよいのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係る操作指示装置は、携帯情報機器例えばＰＤＡや携帯電話機等に操作指示を出力する装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る操作指示装置を内蔵した携帯情報機器の実施の形態１の外観図である。
【図２】本発明に係る操作指示装置の上記実施の形態の構成図である。
【図３】上記実施の形態の動作検出部で検出される運動値の説明図である。
【図４】上記実施の形態の動作内容指示部で指示される表示画面例を示す図である。
【図５】上記実施の形態の動作検出領域設定部に動作解折部から通知される各方向の強弱の最大加速度値と計算されたその平均値とを示す図である。
【図６】上記実施の形態の動作検出領域設定部で設定されたユーザ１の動作検出領域の下限と上限とのしきい値と、参考例としてのユーザ２等のそれらの値を示す図である。
【図７】上記実施の形態の操作内容割当部に携帯情報機器から通知される操作指示内容を示す図である。
【図８】上記実施の形態の操作内容割当部で操作指示内容に割当てられた動作検出領域を示す図である。
【図９】上記実施の形態の操作内容割当部に携帯情報機器から通知される別の操作指示内容を示す図である。
【図１０】上記実施の形態の操作内容割当部で別の操作指示内容に割当てられた動作検出領域を示す図である。
【図１１】上記実施の形態の操作内容割当部で記憶される操作指示テーブルを模式的に示した図である。
【図１２】上記実施の形態の動作検出領域の設定動作を説明するフローチャートである。
【図１３】上記実施の形態の操作指示内容に動作検出領域を割り当てる動作を説明するフローチャートである。
【図１４】上記実施の形態の操作判定部での動作を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明に係る操作指示装置の実施形態２の構成図である。
【図１６】本発明に係る操作指示装置の実施の形態３の動作検出領域の各領域の分割の説明図である。
【図１７】本発明に係る操作指示装置の実施の形態４の操作指示内容の説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１    携帯情報機器
１０２    表示部
１０３    筐体
１０４    3次元加速度センサ
１０５    動作認識ボタン
２０１    動作検出部
２０２    動作内容指示部
２０３    動作解析部
２０４    動作検出領域設定部
２０５    動作内容割当部
２０６    操作判定部
２０７    出力部
１５０１  更新部
【図１】
2004171520.tif 000013
【図２】
2004171520.tif 000014
【図３】
2004171520.tif 000015
【図４】
2004171520.tif 000016
【図５】
2004171520.tif 000017
【図６】
2004171520.tif 000018
【図７】
2004171520.tif 000019
【図８】
2004171520.tif 000020
【図９】
2004171520.tif 000021
【図１０】
2004171520.tif 000022
【図１１】
2004171520.tif 000023
【図１２】
2004171520.tif 000024
【図１３】
2004171520.tif 000025
【図１４】
2004171520.tif 000026
【図１５】
2004171520.tif 000027
【図１６】
2004171520.tif 000028
【図１７】
2004171520.tif 000029