(57)【要約】【課題】蓄電池で駆動する場合であっても、長時間に亘って利用できる操作モジュールを提供する。【解決手段】操作モジュール１は、実空間座標系における加速度を検出する加速度センサ１１と、実空間座標系における当該実空間座標系の座標軸に対する傾きを検出するジャイロセンサ１２と、離間して設けられる表示画面を有するモバイル端末２との間で、低消費電力版近距離無線通信規格に基づいて加速度センサ１１及びジャイロセンサ１２の検出データを含む情報を送受する通信部１３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実空間座標系における加速度を検出する加速度センサと、
前記実空間座標系における前記実空間座標系の座標軸に対する傾きを検出するジャイロセンサと、
離間して設けられる表示画面を有するモバイル端末との間で、低消費電力版近距離無線通信規格に基づいて前記加速度センサ及び前記ジャイロセンサの検出データを含む情報を送受する通信部と、
を備えた操作モジュール。
【請求項２】
前記表示画面に表示され、前記検出データに応じて動く表示物に合わせて、前記表示画面内で発生したイベントを明示する明示情報を出力する明示情報出力部を備える請求項１に記載の操作モジュール。
【請求項３】
前記表示画面に表示される単一のアプリケーションに対して、請求項１又は２に記載の操作モジュール、及び前記モバイル端末が有する入力デバイスの双方で指示を入力する指示入力ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイル端末の表示画面に表示される表示物を操作する操作モジュール、及びこのような操作モジュールを備えた指示入力ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザが手にするコントローラの動きに合わせて、モニタの表示画面に表示されるキャラクター等の表示物を動かす技術が利用されてきた。このような技術を利用したものとして、非特許文献１に記載の装置がある。
【０００３】
非特許文献１に記載の装置は、ユーザが手にするコントローラにセンサが設けられる。このセンサで実空間におけるコントローラの動きを検出して、テレビ等の据え置き型モニタの表示画面に表示されるキャラクターや指標等を動作させる。このコントローラは、非特許文献２に記載されるように、モニタに接続される装置本体との間で近距離無線通信規格に基づいて通信を行っている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】任天堂ホームページ、［平成２６年７月１６日検索］、インターネット＜URL：http://www.nintendo.co.jp/wii/index.html＞
【非特許文献２】任天堂ホームページ、［平成２６年７月１６日検索］、インターネット＜URL：http://www.nintendo.co.jp/wii/controllers/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１に記載の装置は、据え置き型モニタの表示画面に表示されるキャラクター等をコントローラに連動して動かすものであるので、当該モニタが設置されている場所でしか利用できない。また、コントローラと装置本体との間の通信は近距離無線通信規格に基づいて行われているので省電力化が行われているが、例えばモバイル端末のように蓄電池で駆動する表示装置との間で利用する場合には、更なる省電力化が望まれる。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、蓄電池で駆動する表示装置との間で利用する場合であっても、長時間に亘って利用できる操作モジュール、及びこのような操作モジュールを備えた指示入力ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る操作モジュールの特徴構成は、実空間座標系における加速度を検出する加速度センサと、前記実空間座標系における前記実空間座標系の座標軸に対する傾きを検出するジャイロセンサと、離間して設けられる表示画面を有するモバイル端末との間で、低消費電力版近距離無線通信規格に基づいて前記加速度センサ及び前記ジャイロセンサの検出データを含む情報を送受する通信部と、を備えている点にある。
【０００８】
このような特徴構成とすれば、操作モジュールの動きをモバイル端末の表示画面に表示させることができるので、モバイル端末にユーザが直接触れることなく、表示画面に表示されるキャラクター等を操作することが可能となる。また、モバイル端末や操作モジュールは、夫々内蔵される蓄電池に蓄電された電気エネルギーを動力源とするが、モバイル端末と操作モジュールとの間で行われる情報の送受は、低消費電力版近距離無線通信規格にしたがって行われるので、バッテリ切れ等の問題発生を抑制でき、長時間に亘って利用することが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る操作モジュールは、前記表示画面に表示され、前記検出データに応じて動く表示物に合わせて、前記表示画面内で発生したイベントを明示する明示情報を出力する明示情報出力部を備えると好適である。
【００１０】
このような構成とすれば、操作モジュールはユーザの手に持たれているので、当該操作モジュールから発せられる明示情報に基づき、ユーザは表示画面内でイベントが発生したことを容易に把握することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る指示入力ユニットは、前記表示画面に表示される単一のアプリケーションに対して、前記操作モジュール、及び前記モバイル端末が有する入力デバイスの双方で指示を入力する構成とすると好適である。
【００１２】
このような構成とすれば、操作モジュールだけでなく、モバイル端末の入力デバイスも入力装置として利用できるので、例えば体の動きで操作モジュールを介して指示を入力しつつ、更に、モバイル端末のタッチパネル等を介して指で指示を入力することもできる。したがって、体と指との双方を使って指示を出すゲームやフィットネス等のアプリケーションに利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】操作モジュールの構成を模式的に示す図である。
【図２】表示画面の表示の例を示す図である。
【図３】明示情報の出力の例を示す図である。
【図４】指示入力ユニットの実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．操作モジュール
本発明に係る操作モジュールは、当該操作モジュールと別体で設けられるモバイル端末との間で、操作モジュールの実空間における動きを示すデータを含む情報を高速で送受可能に構成されている。以下、本実施形態の操作モジュール１について説明する。図１は、操作モジュール１の機能部を模式的に示すブロック図である。
【００１５】
図１に示されるように、操作モジュール１は加速度センサ１１、ジャイロセンサ１２、通信部１３、明示情報出力部１４の各機能部を備えて構成される。特に通信部１３及び明示情報出力部１４の機能部は、操作モジュール１とモバイル端末２との間における種々の処理を行うためにＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。
【００１６】
操作モジュール１は、モバイル端末２に組み込まれているアプリケーション上で動く表示物の動きを制御するコントローラとして利用される。モバイル端末２は、操作モジュール１とは離間して設けられ、例えばスマートフォンやモバイル型のパーソナルコンピュータのようなユーザが手に持って移動可能な端末が相当する。モバイル端末２に組み込まれているアプリケーションとは、モバイル端末２にセットアップされているオペレーティングシステムやアプリケーション、更にはユーザが後でインストールしたアプリケーションが相当する。
【００１７】
アプリケーション上で動く表示物とは、モバイル端末２が有する表示画面において表示される例えばマウス等のポインティングデバイスのカーソルや、ゲーム等のキャラクターやマーカが相当する。したがって、操作モジュール１は、スマートフォンやモバイル型のパーソナルコンピュータ等にセットアップやインストールされているアプリケーション上で動くカーソルやキャラクター等の動きを制御する。この動きの制御は、以下に記載する操作モジュール１の機能部により実現される。
【００１８】
加速度センサ１１は、実空間座標系における操作モジュール１の加速度を検出する。実空間座標系とは、ユーザが存在する現実の空間における所謂Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標で規定される座標系にあたる。したがって、加速度センサ１１は、このような座標系における操作モジュール１の加速度を検出する。加速度センサ１１による検出データは、後述する通信部１３に伝達される。伝達される検出データは、モバイル端末２で使用されるアプリケーションに応じて、加速度のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分の夫々の任意のデータであっても良いし、夫々の成分の加速度を合成したデータであっても良い。
【００１９】
ジャイロセンサ１２は、実空間座標系における操作モジュール１の当該実空間座標系の座標軸に対する傾きを検出する。実空間座標系の座標軸とは、上述したユーザが存在する現実の空間におけるＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標で規定される座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（以下「座標軸」とする）あたる。したがって、ジャイロセンサ１２は、このような座標軸に対する傾きを検出する。ジャイロセンサ１２による検出データは、後述する通信部１３に伝達される。なお、特に操作モジュール１を操作するにあたり、モバイル端末２のアプリケーション上で表示される座標軸の夫々を操作モジュール１に認識させるために、所定の操作で操作モジュール１とモバイル端末２との間で座標軸のキャリブレーションを行っておくと好適である。
【００２０】
通信部１３は、モバイル端末２との間で、低消費電力版近距離無線通信規格に基づいて加速度センサ１１及びジャイロセンサ１２の検出データを含む情報を送受する。上述したように操作モジュール１とモバイル端末２とは離間している。このため、操作モジュール１とモバイル端末２とは、互いに通信により各種の情報を伝達し合う。この情報の一つに、加速度センサ１１及びジャイロセンサ１２の検出データが含まれる。加速度センサ１１の検出データとは、加速度センサ１１により検出された操作モジュール１の実空間での加速度や、そのＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分を示すデータである。ジャイロセンサ１２の検出データとは、ジャイロセンサ１２により検出された操作モジュール１の実空間での座標軸に対する傾きを示すデータである。
【００２１】
低消費電力版近距離無線通信規格とは、従来の近距離無線通信規格よりも消費電力が低減されている規格であり、具体的にはBluetooth（登録商標）の規格のバージョン4.0以降が相当する。通信部１３は、このような低消費電力版近距離無線通信規格に沿って加速度センサ１１及びジャイロセンサ１２の検出データを含む情報をモバイル端末２と送受する。なお、モバイル端末２にも、低消費電力版近距離無線通信規格に沿って通信部１３と各種のデータを通信可能な通信部（図示しない）が備えられる。これにより、操作モジュール１とモバイル端末２との間での低消費電力版近距離無線通信規格に基づく通信が可能となる。
【００２２】
このような操作モジュール１を用いてモバイル端末２の表示画面でゲームを楽しむ形態の一例が図２に示される。図２の例では、ユーザが操作モジュール１を用いて、モバイル端末２にインストールされている障害物回避ゲームを行っている。特に図２のモバイル端末２には、マーカ３１が、壁３２に当たらないように隙間３３を移動させる様子が示される。この場合、ユーザが実空間上で動かす操作モジュール１が、モバイル端末２の表示画面に表示されるマーカ３１に対応する。したがって、マーカ３１は、ユーザにより実空間上で動かされる操作モジュール１に連動して壁３２の隙間３３を移動することになる。なお、この場合、操作モジュール１の動きに合わせて、マーカ３１を表示画面内で移動させても良いし、壁３２及び隙間３３を移動（スクロール）させても良い。もちろん、マーカ３１と、壁３２及び隙間３３との双方を動かしても良い。
【００２３】
このように、操作モジュール１の動きと、モバイル端末２の表示画面に表示される表示物との動きを連動させるために、モバイル端末２において、通信部１３から受信した加速度センサ１１及びジャイロセンサ１２の検出データに基づいて表示画面のスクリーン座標系に対応する位置を演算し、この演算結果に基づき表示物を移動しても良いし、操作モジュール１において、加速度センサ１１及びジャイロセンサ１２の検出データに基づいて表示画面のスクリーン座標系に対応する位置を演算し、当該演算結果を検出データとして通信部１３を介して操作モジュール１からモバイル端末２に伝達しても良い。
【００２４】
なお、操作モジュール１は、ユーザが操作中に落下させたりしないように、図２に示されるように、ユーザが片手で握るような例えば卵型を薄くしたような形状にすると良い。また、直方体状の形状や他の形状とすることも可能である。更には、腕時計のようにベルトで手首に巻きつけるような構成とすることも可能である。
【００２５】
図１に戻り、明示情報出力部１４は、表示画面に表示され、検出データに応じて動く表示物に合わせて、表示画面内で発生したイベントを明示する明示情報を出力する。表示画面に表示され、検出データに応じて動く表示物とは、図２の例ではマーカ３１や壁３２や隙間３３である。表示画面内で発生したイベントとは、操作モジュール１の操作に応じて生じた結果にあたる。具体的には、例えば、図３に示されるようにマーカ３１が壁３２に衝突してしまった場合等が相当する。この場合、モバイル端末２から操作モジュール１に対してイベントが発生したことを知らせる情報が通信部１３を介して伝達される。これにより、明示情報出力部１４は、イベントが発生したこと、図３の例にあってはマーカ３１が壁３２に衝突したことをユーザに知らせるような明示情報を出力する。この明示情報は、図３に示されるように操作モジュール１を振動させたり、図示はしないが光を点滅させたり、音を鳴らせたりする種々の形態を採用することが可能である。明示情報出力部１４により操作モジュール１が振動や光や音等でユーザに臨場感を与えることが可能である。
【００２６】
このような明示情報を操作モジュール１から出力するために、例えば操作モジュール１を振動させる場合には例えば圧電素子や振動モーターを内蔵しておくと好適である。また、光を点滅させる場合にはＬＥＤ等を内蔵しておくと良く、音を鳴らす場合にはスピーカを内蔵しておくと良い。
【００２７】
以上、示したようにユーザは操作モジュール１を手にして実空間内を移動させることによりユーザ自らの指示をモバイル端末２に入力することができる。このため、操作モジュール１には電源ボタンやゲームをスタートさせるボタン等はあっても良いが、移動の指示を入力するためのボタン等は特段不要である。また、加速度センサ１１、ジャイロセンサ１２、通信部１３、明示情報出力部１４は、小型のものを利用できるので、操作モジュール１自体もコンパクトに構成できる。
【００２８】
２．指示入力ユニット
上記実施形態では、操作モジュール１を用いてユーザが障害物ゲームを行っている例を示した。これは、換言すれば、モバイル端末２の表示画面に表示される単一のアプリケーションに対して、操作モジュール１でユーザの指示を入力する指示入力ユニットと言える。例えば、モバイル端末２の表示画面に表示される単一のアプリケーションに対して、操作モジュール１及びモバイル端末２が有する入力デバイスの双方をユーザの指示を入力する指示入力ユニット３として用いることも可能である。
【００２９】
本実施形態では、操作モジュール１はユーザの体に付設されていると好適である。この付設する形態は、ポケット内で操作モジュール１の傾きや位置が変わらないようにポケットに固定しておいても良いし、体の一部に固定しておいても良い。これにより、ユーザの体の動きに合わせて、加速度センサ１１がユーザの体に係る加速度を検出し、ジャイロセンサ１２がユーザの体の傾きを検出することが可能となる。また、ユーザは一方の手でモバイル端末２を持ち、他方の手でモバイル端末２が有する入力デバイスとしてのタッチパネルをタッチして操作している。これにより、ユーザはモバイル端末２を介して指示を入力することが可能となる。したがって、本実施形態では、モバイル端末２の表示画面に表示されている単一のアプリケーションに対して、操作モジュール１及びモバイル端末２のタッチパネルの双方を用いて指示を入力することが可能となる。
【００３０】
このような操作モジュール１及びモバイル端末２のタッチパネルの双方を用いて指示を入力する例として、ゲームやフィットネス等のアプリケーションに利用することができる。図４にはゲームに利用する場合の例として、玉運びゲームの例が示される。この例では、表示画面上におけるマーカ３１の上下方向の動きが、ユーザの体の上下方向の動きに連動するように設定されている。図４に示されるように、ユーザは、玉に相当するマーカ３１が、壁３２の突出部３４から画面上方の他の突出部３５に向けて移動するように体を上下方向に動かす。更に、ユーザは、指でモバイル端末２のタッチパネルを操作して表示画面を下方向にスクロールさせる。このようにしてマーカ３１に相当する玉を隙間３３の上へ上へと運んでいくことができる。例えば、マーカ３１が上方の突出部３５に乗らずに隙間３３に落下した場合には、モバイル端末２から操作モジュール１に対してその旨の情報を送信し、明示情報出力部１４が振動したり、光らせたり、音を鳴らしたりすることで、ユーザに臨場感を与えることが可能である。
【００３１】
このように操作モジュール１とモバイル端末２との双方を用いて単一のアプリケーションに指示を入力する場合には、上述したように操作モジュール１とモバイル端末２との間での情報の通信に遅延があるとユーザは違和感を持つので、本実施形態においても低消費電力版近距離無線通信規格に基づいて各種の情報を送受すると好適である。また、このような操作モジュール１とモバイル端末２とで、同時にユーザの指示を入力することも可能となる。
【００３２】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、操作モジュール１を用いてユーザが障害物回避ゲームを行っている例を示したが、他のゲームとしてスポーツゲーム、パズルゲーム、魚釣りゲーム、お絵描きゲーム等にも適用することができ、また、その他のアプリケーションにも利用することが可能である。
【００３３】
このような適用例として、モバイル端末２で操作モジュール１の移動軌跡を視認可能なように構成することが考えられる。具体的には、乳幼児の衣服等に操作モジュール１を付設することにより、乳幼児の動きの把握に利用できる。また、ラジコンや蓄電池の電気エネルギーを動力源とする車両型おもちゃ等に操作モジュール１を付設し、走行距離や移動速度等をモバイル端末２に表示するよう構成することも可能である。
【００３４】
また、縄跳びに操作モジュール１を付設し、ユーザが飛んだ回数をモバイル端末２で管理することも可能であるし、ランニングやウォーキング中のユーザに付設して、移動距離や速度を算出し、ダイエット等のアプリケーションに利用することも可能である。更には、操作モジュール１を実空間上で動かして、アプリケーション上に絵や文字を描くよう構成することも可能である。
【００３５】
上記実施形態では、操作モジュール１に明示情報出力部１４が備えられているとして説明したが、明示情報出力部１４を備えずに操作モジュール１を構成することも可能である。
【００３６】
上記実施形態では、操作モジュール１が独立して設けられている例を示したが、例えば、忘れ物防止用タグ等に操作モジュール１を組み込むことが可能である。これにより、操作モジュール１はモバイル端末２と常時、近くに設けられることになるので、手軽に利用することができる。これにより、操作モジュール１をモバイル端末２とセットで持ち歩くことができるので手軽に利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、モバイル端末の表示画面に表示される表示物を操作する操作モジュール、及びこのような操作モジュールを備えた指示入力ユニットに利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１：操作モジュール
２：モバイル端末
３：指示入力ユニット
１１：加速度センサ
１２：ジャイロセンサ
１３：通信部
１４：明示情報出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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