(57)【要約】本発明は、平坦な面を必要とすることなく３次元空間内でユーザが入力装置を動かすことを可能とすることにより、より多くの柔軟性及び利便性を与える入力装置を提供する。本発明の１つの実施例によれば、入力装置が提供される。入力装置は、入力装置の３次元の動きに関連付けられる３次元動きデータを発生する動き検出センサを有する。装置は、動きデータに基づいて２次元平面上で入力装置の距離及び方向をコンピュータに求めさせるよう、コンピュータへ動きデータをワイヤレスに送信する。コンピュータは、求められた距離及び方向に基づいて対応する位置へカーソルを移動させる。入力装置は、コンピュータに対応するカーソル・アクション、即ちダブルクリック動作を実行させるよう、ユーザのコマンドに応じて制御信号を発生する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置の３次元の動きに関連付けられる３次元動きデータを発生するよう構成された動き検出センサと、
前記動きデータをコンピュータへ送信する手段と、
前記コンピュータに、前記動きデータに基づいて２次元平面上での前記入力装置の距離及び方向を求めるようにさせる手段と、
前記コンピュータに、前記求められた距離及び方向に基づいてカーソルを対応する位置へ移動させる手段とを有する、入力装置。
【請求項２】
前記送信手段は、前記動きデータをワイヤレスに送信する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記コンピュータに、対応するカーソル・アクションを実行させるよう、ユーザのコマンドに応じて、制御信号を発生させる手段を更に有する、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記カーソル・アクションは、左クリック動作、右クリック動作、ダブルクリック動作、及びクリック・アンド・ドラッグ動作のうちの１つを含む、請求項３記載の装置。
【請求項５】
入力装置の動作に応じてカーソルを制御する方法を実行するためにコンピュータによって実行可能な命令のプログラムを有形に具現化したコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記方法は、
入力装置の３次元の動きに関連付けられる３次元動きデータを受信する段階と、
前記動きデータに基づいて２次元平面上での前記入力装置の距離及び方向を求める段階と、
前記求められた距離及び方向に基づいて前記コンピュータのカーソルを対応する位置へ移動させる段階とを有する、媒体。
【請求項６】
ユーザのコマンドがあったときに、前記入力装置から受信される制御信号に応じて対応するカーソル・アクションを実行させる段階を更に有する、請求項５記載の媒体。
【請求項７】
前記カーソル・アクションは、左クリック動作、右クリック動作、ダブルクリック動作、及びクリック・アンド・ドラッグ動作のうちの１つを含む、請求項６記載の媒体。
【請求項８】
入力装置の３次元の動きに関連付けられる３次元動きデータを発生するよう構成された動き検出センサと、前記３次元動きデータを送信する手段とを含む入力装置と、
前記入力装置から前記動きデータを受信させる手段と、前記動きデータに基づき２次元平面で前記入力装置の動きの距離及び方向を求める手段と、前記コンピュータ装置のカーソルを前記求められた距離及び方向に基づいて対応する位置へ移動させる手段とを有する計算装置とを有する、
コンピュータシステム。
【請求項９】
前記送信手段は、前記３次元動きデータをワイヤレスに送信する、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記入力装置は、前記コンピュータに、対応するカーソル・アクションを実行させるよう、ユーザのコマンドに応じて、制御信号を発生させる手段を更に有する、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
前記カーソル・アクションは、左クリック動作、右クリック動作、ダブルクリック動作、及びクリック・アンド・ドラッグ動作のうちの１つを含む、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
入力装置の動作に応じてコンピュータのカーソルを制御する方法であって、
入力装置からの前記入力装置の３次元の動きに関連付けられる３次元動きデータを受信する段階と、
前記動きデータに基づいて２次元平面上での前記入力装置の距離及び方向を求める段階と、
前記求められた距離及び方向に基づいて前記コンピュータのカーソルを対応する位置へ移動させる段階とを有する、方法。
【請求項１３】
ユーザのコマンドがあったときに、前記入力装置によって送信される制御信号を受信するよう制御信号に応じて対応するカーソル・アクションを実行する段階を更に有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記カーソル・アクションは、左クリック動作、右クリック動作、ダブルクリック動作、及びクリック・アンド・ドラッグ動作のうちの１つを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
第１、第２、及び第３の軸上に入力装置の３次元の動きに関連付けられる３次元動きデータを生成するよう構成される動き検出センサと、
前記動きデータをコンピュータへ送信する手段と、
前記コンピュータに、前記第１及び第２の軸上の動きデータに基づいて２次元平面上で前記入力装置の動きの距離及び方向を求めさせる手段と、
前記コンピュータに、前記第３の軸上の動きデータが第１の所定の値よりも大きいかどうかを判定させる手段と、
前記第３の軸上の動きデータが前記第１の所定の値よりも大きいと前記コンピュータが判定すると、前記コンピュータに、前記２次元平面上で求められた距離及び方向に基づいてカーソルを対応する位置へ移動させる手段とを有する、入力装置。
【請求項１６】
前記送信手段は、前記動きデータをワイヤレスに送信する、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記コンピュータに、前記第１及び第２の軸上の動きデータが第２及び第３の所定の値よりも夫々大きいかどうかを判定させる手段と、
前記第１の軸上の動きデータが前記第２の所定の値よりも大きい、又は、前記第２の軸上の動きデータが前記第３の所定の値よりも大きいと判定すると、前記コンピュータに左クリック動作を実行させる手段とを更に有する、請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
前記コンピュータに、時間間隔が所定の持続時間よりも大きいかどうかを判定させ、前記時間間隔は、第１の所定の最小値よりも大きい前記第３の軸上の動きデータと第２の所定の値よりも大きい前記第１の軸上の動きデータの間、又は、第１の所定の最小値よりも大きい前記第３の軸上の動きデータと第３の所定の値よりも大きい前記第２の軸上の動きデータの間である、手段と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きいと前記コンピュータが判定するとドラッグ動作を実行する手段と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きくないと前記コンピュータが判定すると右クリック動作を実行する手段とを更に有する、
請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
入力装置の動作に応じてカーソルを制御する方法を実行するためにコンピュータによって実行可能な命令のプログラムを有形に具現化したコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記方法は、
第１、第２、及び第３の軸上に前記入力装置の３次元の動きに関連付けられる３次元動きデータを受信する段階と、
前記第１及び第２の軸上の動きデータに基づいて２次元平面上で前記入力装置の動きの距離及び方向を求める段階と、
前記第３の軸上の動きデータが第１の所定の値よりも大きいかどうかを判定する段階と、
前記第３の軸上の動きデータが前記第１の所定の値よりも大きいと判定すると、前記２次元平面上で求められた距離及び方向に基づいて前記コンピュータのカーソルを対応する位置へ移動させる段階とを有する、方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の軸上の動きデータが第２及び第３の所定の値よりも夫々大きいかどうかを判定する段階と、
前記第１の軸上の動きデータが前記第２の所定の値よりも大きい、又は、前記第２の軸上の動きデータが前記第３の所定の値よりも大きいと判定すると、左クリック動作を実行する段階を更に有する、請求項１９記載の媒体。
【請求項２１】
時間間隔が所定の持続時間よりも大きいかどうかを判定し、前記時間間隔は、第１の所定の最小値よりも大きい前記第３の軸上の動きデータと第２の所定の値よりも大きい前記第１の軸上の動きデータの間、又は、第１の所定の最小値よりも大きい前記第３の軸上の動きデータと第３の所定の値よりも大きい前記第２の軸上の動きデータの間である、段階と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きいと判定するとドラッグ動作を実行する段階と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きくないと判定すると右クリック動作を実行する段階とを更に有する、請求項２０記載の媒体。
【請求項２２】
第１、第２、及び第３の軸上に入力装置の３次元の動きに関連付けられる３次元動きデータを生成するよう構成される動き検出センサと、前記動きデータをコンピュータへ送信する手段とを有する入力装置と、
前記第１及び第２の軸上の動きデータに基づいて２次元平面上で前記入力装置の動きの距離及び方向を求める手段と、前記第３の軸上の動きデータが第１の所定の値よりも大きいかどうかを判定する手段と、前記第３の軸上の動きデータが前記第１の所定の値よりも大きいときは、前記２次元平面上で求められた距離及び方向に基づいてカーソルを対応する位置へ移動させる手段とを含む計算装置とを有する、コンピュータシステム。
【請求項２３】
前記送信手段は、前記動きデータをワイヤレスに送信する、請求項２２記載のシステム。
【請求項２４】
前記計算装置は、前記第１及び第２の軸上の動きデータが第２及び第３の所定の値よりも夫々大きいかどうかを判定させる手段と、
前記第１の軸上の動きデータが前記第２の所定の値よりも大きい、又は、前記第２の軸上の動きデータが前記第３の所定の値よりも大きいと判定すると、左クリック動作を実行する手段とを更に有する、請求項２２記載のシステム。
【請求項２５】
前記計算装置は、
時間間隔が所定の持続時間よりも大きいかどうかを判定し、前記時間間隔は、第１の所定の最小値よりも大きい前記第３の軸上の動きデータと第２の所定の値よりも大きい前記第１の軸上の動きデータの間、又は、第１の所定の最小値よりも大きい前記第３の軸上の動きデータと第３の所定の値よりも大きい前記第２の軸上の動きデータの間である、手段と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きいときはドラッグ動作を実行する手段と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きくないときは右クリック動作を実行する手段とを更に有する、請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
第１、第２、及び第３の軸上に前記入力装置の３次元の動きに関連付けられる３次元動きデータを受信する段階と、
前記第１及び第２の軸上の動きデータに基づいて２次元平面上で前記入力装置の動きの距離及び方向を求める段階と、
前記第３の軸上の動きデータが第１の所定の値よりも大きいかどうかを判定する段階と、
前記第３の軸上の動きデータが前記第１の所定の値よりも大きいと判定すると、前記２次元平面上で求められた距離及び方向に基づいて前記コンピュータのカーソルを対応する位置へ移動させる段階とを有する、入力装置の動作に応じてコンピュータのカーソルを制御する方法。
【請求項２７】
前記第１及び第２の軸上の動きデータが第２及び第３の所定の値よりも夫々大きいかどうかを判定する段階と、
前記第１の軸上の動きデータが前記第２の所定の値よりも大きい、又は、前記第２の軸上の動きデータが前記第３の所定の値よりも大きいと判定すると、左クリック動作を実行する段階とを更に有する、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
時間間隔が所定の持続時間よりも大きいかどうかを判定し、前記時間間隔は、第１の所定の最小値よりも大きい前記第３の軸上の動きデータと第２の所定の値よりも大きい前記第１の軸上の動きデータの間、又は、第１の所定の最小値よりも大きい前記第３の軸上の動きデータと第３の所定の値よりも大きい前記第２の軸上の動きデータの間である、段階と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きいときはドラッグ動作を実行する段階と、
前記時間間隔は前記所定の持続時間よりも大きくないときは右クリック動作を実行する段階とを更に有する、請求項２０記載の媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して入力装置に関連し、より特定的には非接触型入力装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
入力装置は、データをコンピュータ又はハンドヘルド型装置等へ供給するのに用いられる。コンピュータマウス及びトラックボールは、全て入力装置の例である。コンピュータマウスは、ディスプレイ上でカーソルの動きを制御する広く使用されている入力装置である。トラックボールは、マウスが仰向けとなったものであり、携帯型コンピュータによく用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在、殆どの従来の入力装置には不利点がある。例えば、従来のマウスでは、有線であってもワイヤレス式であっても、ユーザはマウスをマウスパッド等の平坦な面上で動作させる必要がある。これは、ユーザにとって利用可能な選択肢を制限する。例えば、ユーザが、プレゼンテーション又は講義中にマウスを使用しようとするとき、ユーザはマウスを使用するにはマウスがある場所まで行くか、平坦な面上でワイヤレス式のマウスを制御させる必要がある。これは、ユーザが、プレゼンテーション又は講義を行っている部屋の真ん中に立っているときにかなりの不便さを生じさせる。
【０００４】
従って、従来の入力装置によって提供されるものよりも柔軟性が高く便利な改善された入力装置をユーザに与える必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの実施例によれば、入力装置が提供される。入力装置は、入力装置の３次元の動きに関連する３次元動きデータを発生する動き検出センサを有する。装置は、コンピュータに、動きデータに基づいて２次元平面上で入力装置の距離及び方向を求めさせるよう、動きデータをコンピュータへワイヤレスに送信する。コンピュータは、求められた距離及び方向に基づいて、カーソルを対応する位置へ移動させる。入力装置はまた、コンピュータに、左クリック動作、右クリック動作、ダブルクリック動作、及びクリック・アンド・ドラッグ動作のうちの１つを含むカーソル・アクションを実行させるよう、ユーザのコマンドに応じて制御信号を発生する。
【０００６】
本発明の他の実施例によれば、第１及び第２の軸上の入力装置の動きデータはカーソルの対応する位置を求めるのに使用され、一方で第３の軸上の動きデータは対応するカーソル・アクションを実行する基礎として用いられる。
【発明の効果】
【０００７】
このように、本発明は、従来の入力装置によって提供されるものよりも柔軟性が高く便利な改善された入力装置をユーザに提供する。
【０００８】
本発明の他の目的及び達成は、本発明の完全な理解と共に、添付の図面を参照して以下の説明及び特許請求の範囲を参照することにより明らかとなり認められるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明について、添付の図面を参照して、例として更に詳述する。図中、同じ参照番号は同様の又は対応する特徴又は機能を示す。図１は、本発明の第１の実施例によるコンピュータ３０に接続された入力装置２０を示す図である。図示のように、入力装置２０は、３次元動き検出センサ２２、左及び右制御ボタン２４及び２５、制御回路２６、並びに通信インタフェース２８を含む。コンピュータ３０は、プロセッサ３２、メモリ３４、記憶装置３６、及び通信インタフェース３８を含む。簡単化のため、他の従来の要素は図１には示されていない。
【００１０】
動作中、ユーザは、３次元空間中（例えば空気中）で、コンピュータ３０上のアイコンを指し、クリックするよう、入力装置２０を動かす。動き検出センサ２２は、３次元の動きを検出し、Bluetooth、Zigbee、IEEE802.11、赤外線といった通信インタフェース２８を介してコンピュータ上でカーソルを移動させるよう、３次元動きデータ及びサンプリングレートを通信する。サンプリングレートは、製造者によって設定される所定の値でありうる。入力装置２０から受信した動きデータ及びサンプリングレートから、プロセッサ３２は、ｘ、ｙ、及びｚ軸上で対応する３次元座標を計算し、計算した座標に基づいてコンピュータのディスプレイ上でカーソルを対応する位置へ移動させ、又は対応するカーソル・アクションを実行する。
【００１１】
入力装置２０の制御回路２６は、ユーザにより与えられた外部入力を制御ボタン２４及び２５を介して受信すると、インタフェース２８を介してコンピュータへ制御信号のうちの一方を与える。２つの制御信号は、左及び右クリック動作を夫々表わす。例えば、ユーザは、コンピュータ３０が従来のマウス上で左クリックに対応する動作を行なうための第１の制御信号を制御回路２６に発生させるよう左制御ボタン２４を押しうる。
【００１２】
本発明の特定的な実施例では、動き検出センサ３２は、ｘ、ｙ及びｚ軸に沿って動きの加速を測定することによって３次元の動きを検出する。例として、日本国、東京、日立金属社から市販されている圧電抵抗形３軸加速センサが、動き検出センサ２２として使用されうる。ＩＣチップの形のこの加速センサは、３軸方向（ｘ，ｙ及びｚ）で加速度を同時に検出する可能性を有する。センサは、非常に感度が高く耐衝撃性であり、非常に小さく薄型の半導体タイプの３軸加速センサである。この加速センサに関するより多くの情報は、ここに参照として組み入れられる以下のウェブサイト
http://www.hitachi-metals.co.jp/e/prod/prod06/p06_10.html
上で利用可能である。
【００１３】
図２は、本発明の第１の実施例による入力装置２０の典型的な外部設計を示す図である。図２に示すように、入力装置２０は、装置の電子部分（例えば３次元動き検出センサＩＣチップ）を含む筐体４０と、左及び右制御ボタン２４及び２５と、ユーザの指に入力装置２０を取り付けるためのバンド４２とを含む。これを指に取り付けることによって、ユーザは、コンピュータディスプレイ上のアイコンを指すために３次元空間内で指を動かし、対応するクリック動作を実行させるよう制御ボタンのうちの１つを押すことができる。
【００１４】
図３は、本発明の第１の実施例による、コンピュータ３０によって実行されるプロセス５０を示すフローチャートである。図３中、コンピュータ３０は、入力装置２０から、３次元動きデータ（ｘ、ｙ、及びｚ方向の動きの加速データ等）及びサンプリングレートを受信する。受信した情報に基づいて、プロセッサ３２は、入力装置の動きの距離及び方向を求めるための原点として動きの開始点を用いて各サンプリング点に対するｘ軸及びｙ軸上の対応する座標を計算する（ステップ５６）。この段階において、各サンプリング点は、以下のサンプリング点の座標を計算するための参照点として用いられる。プロセッサ３２は、カーソルをｘ軸及びｙ軸に沿ってディスプレイ上の対応する位置へ動かす（ステップ５８）。入力装置の動きの距離の計算は、プロセッサ３２が制御信号の受信を検出するまで入来する３次元の動きに基づいて連続的に実行される（ステップ６２）。制御信号が受信されると、制御ボタンが押されたことを示す。従って、対応する機能が実行される（ステップ６８）。その後、同じプロセスが繰り返される。
【００１５】
図４は、本発明の第２の実施例によるコンピュータ３０に接続された入力装置８０を示す図である。入力装置８０は、図１に示す入力装置２０と同様であるが、２つの制御ボタンを含まない点で相違する。本実施例では、コンピュータ３０によって受信される３次元動きデータは異なった方法で用いられる。特に、ｘ軸及びｙ軸上の動きは、カーソルの距離及び方向を求めるのに使用され、ｚ軸上の動きは、図６に関して詳述するように、例えばクリック・アンド・ドラッグ動作といったカーソル・アクションを検出する決定要因である。
【００１６】
図５は、本発明の第２の実施例による入力装置８０の典型的な外部設計を示す図である。図５に示すように、入力装置８０は、凹部８６を有するステム８４と、ステム８４に取り付けられた３次元動き検出センサＩＣチップ８８とを含む。ユーザは、ユーザの手に対する入力装置８０の相対的な位置を固定するよう、人差し指で凹部８６でステム８４を単に保持しうる。或いは、ユーザの手に対する入力装置８０の相対位置を固定するのに用いられる参照点として、凹部８６の代わりに、ポインティング・オブジェクトがステム８４に取り付けられ得る。すると、ユーザは、コンピュータディスプレイ上のアイコンを指すために３次元内で入力装置８０を自由に動かしうる。クリック動作を実行するために、ユーザは、図６を参照して詳述するように、ステムの縦方向に対して垂直な平面へ向かってステム８４を動かす必要がある。
【００１７】
図６は、本発明の第２の実施例によるコンピュータ３０によって実行されるプロセス１００を示すフローチャートである。図６中、コンピュータ３０は、図３に夫々示すステップ５２及び５６と同様に、入力装置２０から３次元動きデータ及びサンプリングレートを受信し（ステップ１０２）、受信した情報に基づいて入力装置の動きの距離及び方向を求める（ステップ１０６）。
【００１８】
ｚ軸に沿った動きが所定の絶対値ｚmin（例えば３cm）よりも大きいかどうかに関して判定が行われる（ステップ１１２）。判定が否定的であれば、カーソル・アクションが意図されないものであることを示す。従って、コンピュータ３０は、ｘ軸及びｙ軸上の入力装置の動きに基づいて、通常の方法で、ｘ軸及びｙ軸に沿ってカーソルを対応する位置へ移動させる。
【００１９】
他方で、ステップ１１２において判定が肯定的であれば、これはカーソル・アクションが意図されることを示す。どのカーソル・アクション、即ち左クリック、右クリック、及びドラッグ動作が意図されるかを区別するため、ｘ軸又はｙ軸のいずれかに沿った入力装置の動きが、夫々絶対値ｘmin（例えば、３cm）又はｙmin（例えば、３cm）よりも大きいかどうかに関する他の判定がなされる（ステップ１２２）。いずれでもない場合、入力装置がｚ軸のみに沿って動くことを示す。従って、アクションは単純なクリックとして解釈され、コンピュータ３０は左クリック動作を実行する（ステップ１２６）。
【００２０】
他方で、ステップ１２２において、ｘ軸方向の距離がｘminよりも大きい、又は、ｙ軸方向の距離がｙminよりも大きい、又はその両方であれば、他のカーソル・アクションが意図される可能性が高いことを示す。すると、ｚ軸方向の距離＞ｚminとｘ軸方向の距離＞ｘmin、又は、ｚ軸方向の距離＞ｚminとｙ軸方向の距離＞ｙminの間の時間間隔がｔmin（例えば２００ミリ秒）よりも小さいかどうかの判定がなされる（ステップ１３２）。決定が否定的であれば、入力装置がｘ軸及びｙ軸に沿って十分に遠くへ移動しなかったことを示す。従って、アクションは右クリックと解釈され、コンピュータ３０は右クリック動作（ステップ１３６）を実行する。ステップ１３２において判定が肯定的であれば、２つの順次のアクションが意図されること、即ちクリック・アクションの後にドラッグ・アクションが続くことを示す。従って、コンピュータ３０は、ドラッグ動作を実行する（ステップ１４２）。このような場合、ｘ軸及びｙ軸に沿った入力装置の距離は、ディスプレイ上のドラッグ距離を決定するのに用いられる。
【００２１】
上述において、本発明は、コンピュータに関して説明された。ハンドヘルド型装置といった他の計算装置もまた、コンピュータの代わりに使用されうる。
【００２２】
本発明について、特定の実施例と共に説明したが、上述の説明に関して当業者により多くの代替案、変更、及び変形が明らかとなることがわかる。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内の全てのかかる代替案、変更、及び変形を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施例によるコンピュータに接続された入力装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例による入力装置の典型的な外部設計を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例によるコンピュータにより実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例によるコンピュータに接続された入力装置を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例による入力装置の典型的な外部設計を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例によるコンピュータにより実行されるプロセスを示すフローチャートである。
【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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【国際調査報告】
2006511862.tif 000009
2006511862.tif 000010