(57)【要約】【課題】  センサの出力に３次元回転処理による補正を行い、ユーザが基準とする座標系と、センサが基準とする座標系と、を一致させることができるジェスチャ入力システムのデータ加工方法を提供すること。【解決手段】  ウェアラブルデバイスによるジェスチャ入力システムにおいて、前記ウェアラブルデバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ウェアラブルデバイスに設けられた第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする。【選択図】図５
2016076104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェアラブルデバイスによるジェスチャ入力システムにおいて、前記ウェアラブルデバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ウェアラブルデバイスに設けられた第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする、ジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項２】
前記第１のセンサが値を検出する際に基準とするセンサ基準座標系と、前記ウェアラブルデバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、を一致させるために、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項３】
前記第１のセンサによって、前記ジェスチャ基準座標系の１つの座標軸を回転軸とするねじれ角度を算出するステップと、
前記ねじれ角度に基づいて、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項４】
前記ジェスチャ基準座標系を、前記ウェアラブルデバイスに設けられた第２のセンサによって検出された値によって決定することを特徴とする、請求項１から請求項３の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項５】
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸と、前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸と、が重なっており、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定するステップと、
前記基準ベクトル群の内、前記第２のセンサよって検出された重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択するステップと、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うステップと、を備えることを特徴とする、請求項４に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項６】
前記基準ベクトル群が、少なくとも、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の正方向に伸びる第１の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の負方向に伸びる第２の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の正方向に伸びる第３の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の負方向に伸びる第４の基準ベクトルと、を有することを特徴とする、請求項５に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項７】
前記回転基準ベクトルと前記重力ベクトルとの間になす角度が、予め設定した補正対象範囲内に収まる場合にのみ、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うことを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項８】
前記第２のセンサが加速度センサであることを特徴とする、請求項４から請求項７の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項９】
前記第１のセンサがジャイロセンサであることを特徴とする、請求項１から請求項８の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項１０】
前記回転処理に、クォータニオンによる演算を用いることを特徴とする、請求項１から請求項９の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項１１】
センサ部を備えるウェアラブルデバイスであって、
前記センサ部が角速度を検出するジャイロセンサと、加速度を検出する加速度センサと、を有し、
前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記加速度センサによって検出した重力加速度に基づいた、３次元回転処理による補正を行うことを特徴とするウェアラブルデバイス。
【請求項１２】
前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記センサ部の実装位置及び実装角度に基づいた、３次元回転処理による補正を行うことを特徴とする、請求項１１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１３】
角速度を検出する角速度検出手段と、
検出した前記角速度からジェスチャ軌跡を導出するジェスチャ軌跡導出手段と、
検出した前記加速度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第１のジェスチャ軌跡補正手段と、を有することを特徴とするウェアラブルデバイス。
【請求項１４】
加速度を検出する加速度検出手段と、
前記角速度検出手段の実装位置及び実装角度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第２のジェスチャ軌跡補正手段と、を有することを特徴とする、請求項１３に記載のウェアラブルデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェスチャ入力システムによる入力値を補正し、ユーザの意図するジェスチャ入力を補助するためのジェスチャ入力システムのデータ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウェアラブルコンピュータやウェアラブルデバイスといった、身に着けて利用する電子機器の開発が進んでいる。例えば腕時計型のコンピュータや、眼鏡型のコンピュータなどが有る。ユーザが常に身に着けている特性から、体調管理やライフログの記録など、これまでにない新たな機能を提供するものとして注目を集めている。
【０００３】
また、既存の入力デバイスに代わる新たな入力方法として、ユーザの動きや姿勢を検出することで入力を行う、ジェスチャ検出による入力方法が注目されている。
【０００４】
特許文献１には、ジャイロセンサを用いて手書き文字の検出を行う為の、手の指又は手に装着する装着体に関する技術が記載されている。この装着体を身に着けた状態で、空中や面上に文字を書き込むことで、手の角度変化を検出し、手書きの文字をコンピュータ上に出力することが可能である。この技術によって、キーボード等の入力装置によらない、新たな文字入力を行うことが可能となった。
【０００５】
また、特許文献１に記載されるように、ジャイロセンサを用いて入力を行う場合には、ユーザがデバイスを保持する際の傾きなどの影響によって、ジャイロセンサの検出する入力値と、ユーザが意図した入力値と、の間に差異が生じることが多々ある。
【０００６】
特許文献２には、空中に描くジェスチャの軌跡を入力することによって、テレビやパソコン等のディスプレイ機器の画面上におけるカーソルの動きを制御する入力デバイスに関する技術が記載されている。この技術によって、入力デバイスに搭載された加速度センサによって検出する重力加速度の向きを、入力デバイスとディスプレイ機器の双方で共通の向きとしてジャイロセンサによる検出値の２次元回転処理を行うことにより、入力デバイスの保持のされ方に関係なく、ディスプレイ機器の画面上のカーソルの動きを効率的に制御可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２３６１７４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９０４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に記載される技術では、設置されたディスプレイに対する入力デバイスの傾きの補正を行っている。すなわち、重力加速度が生じている鉛直方向を基準としてユーザが入力する際に基準とする座標系とディスプレイが基準とする座標系の関係を捉え、入力デバイスによる入力値の補正を行っている。ユーザの入力姿勢やデバイスの保持の仕方はユーザが基準とする座標系に影響し、ディスプレイが基準とする座標系には影響しない。特許文献２に記載される技術は、ディスプレイが基準とする座標系において重力加速度の向きが不変であることを前提として、ディスプレイ上でのカーソルの動きを効率的に補正する。
【０００９】
しかし、全てのジェスチャ入力システムにおいて、鉛直方向を不変の基準とする座標系を定義することができるわけではない。例えば、ユーザが空中の任意の方向にキャンバスをイメージして、そのキャンバス上に描いたジェスチャ軌跡を取得する入力デバイスにおいては、ユーザがイメージするキャンバス上の座標系は鉛直方向と必ずしも一定の関係にはない。
【００１０】
このように、ジェスチャを描く空間の座標系として鉛直方向を基準に用いない座標系をユーザが基準とし得る入力デバイスにおいては、ユーザが該入力デバイスを保持又は装着する向きに係る補正を、特許文献２に記載される技術によって行うことができない。
【００１１】
そこで、本発明では、センサの出力に３次元回転処理による補正を行い、ユーザが基準とする座標系と、センサが基準とする座標系と、を一致させることができるジェスチャ入力システムのデータ加工方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法は、
ウェアラブルデバイスによるジェスチャ入力システムにおいて、前記ウェアラブルデバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ウェアラブルデバイスに設けられた第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
これにより、前記ウェアラブルデバイスをユーザが装着する向きや、ユーザの姿勢が傾いている場合などにおいても、前記デバイス基準座標系と前記ジェスチャ基準座標系とを一致させ、ユーザはより正確に前記ウェアラブルデバイスを用いた入力を行うことができる。
【００１４】
本発明の好ましい形態では、前記第１のセンサが値を検出する際に基準とするセンサ基準座標系と、前記ウェアラブルデバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、を一致させるために、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする。
これにより、ウェアラブルデバイス内の空間的な事情などにより、前記センサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致しない場合においても、３次元回転処理によって、ユーザが前記ウェアラブルデバイスを用いて入力した３次元的な入力をより正確に取得することができる。
【００１５】
本発明の好ましい形態では、
前記第１のセンサによって、前記ジェスチャ基準座標系の１つの座標軸を回転軸とするねじれ角度を算出するステップと、
前記ねじれ角度に基づいて、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする。
これにより、ユーザによるジェスチャ入力中に、前記ウェアラブルデバイスに前記ユーザが意図しないねじれ運動が加わる場合においても、ユーザが意図する３次元的な入力をより正確に取得することができる。
【００１６】
本発明の好ましい形態では、前記ジェスチャ基準座標系を、前記ウェアラブルデバイスに設けられた第２のセンサによって検出された値によって決定することを特徴とする。
このように、第２のセンサを用いて前記ジェスチャ基準座標系を決定することにより、前記ジェスチャ基準座標系の変化などに柔軟に対応することができる。
【００１７】
本発明の好ましい形態では、
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸と、前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸と、が重なっており、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定するステップと、
前記基準ベクトル群の内、前記第２のセンサよって検出された重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択するステップと、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うステップと、を備えることを特徴とする。
これにより、ジェスチャ基準座標系が、重力加速度が生じている鉛直方向を直接の基準にできないような場合においても、前記ジェスチャ基準座標系と前記デバイス基準座標系とのずれに係る補正処理を行うことができる。
【００１８】
本発明の好ましい形態では、
前記基準ベクトル群が、少なくとも、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の正方向に伸びる第１の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の負方向に伸びる第２の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の正方向に伸びる第３の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の負方向に伸びる第４の基準ベクトルと、を有することを特徴とする。
これにより、ジェスチャ入力時に、ユーザが直立している状態や、体の左右側面の内のどちらかを下にして横たわっている状態など、主要なジェスチャ入力姿勢において、前記ジェスチャ基準座標系と前記デバイス基準座標系とのずれに係る補正処理を行うことができる。
【００１９】
本発明の好ましい形態では、
前記回転基準ベクトルと前記重力ベクトルとの間になす角度が、予め設定した補正対象範囲内に収まる場合にのみ、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うことを特徴とする。
これにより、ユーザが想定外のジェスチャ入力姿勢をとっている場合に、補正処理によって前記ジェスチャ基準座標系と前記デバイス基準座標系とのずれがかえって大きくなることを抑止できる。
【００２０】
本発明の好ましい形態では、前記第２のセンサが加速度センサであることを特徴とする。
これにより、重力加速度が生じる方向、すなわち鉛直下向き方向を容易に特定することができる。
【００２１】
本発明の好ましい形態では、前記第１のセンサがジャイロセンサであることを特徴とする。
これにより、ジャイロセンサによって検出した角速度の変化でユーザのジェスチャ入力を取得するジェスチャ入力システムにおいて、本発明に係るデータ加工方法を適用することができる。
【００２２】
本発明の好ましい形態では、前記回転処理に、クォータニオンによる演算を用いることを特徴とする。
これにより、回転行列による演算などと比較し、システムに係る負荷をより小さくすることができる。
【００２３】
本発明に係るデータ加工方法を用いるウェアラブルデバイスは、
センサ部を備えるウェアラブルデバイスであって、
前記センサ部が角速度を検出するジャイロセンサを有し、
前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記センサ部の実装位置及び実装角度に基づいた、３次元回転処理による補正を行うことを特徴とする。
このように、センサ部の実装位置及び角度に基づいた補正を行うことにより、ウェアラブルデバイス内でのセンサ部の配置の自由度が増加し、ウェアラブルデバイスの筐体の小型化などを行うことができる。
【００２４】
本発明に係るデータ加工方法を用いるウェアラブルデバイスの好ましい形態では、
前記センサ部が加速度を検出する加速度センサを有し、
前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記加速度センサによって検出した重力加速度に基づいた、３次元回転処理による補正を行うことを特徴とする。
このように、重力加速度に基づいた補正を行うことにより、ユーザがウェアラブルデバイスを使用する際の装着形態や姿勢の自由度を増すことができる。
【００２５】
本発明に係るデータ加工方法を用いるウェアラブルデバイスは、
角速度を検出する角速度検出手段と、
検出した前記角速度からジェスチャ軌跡を導出するジェスチャ軌跡導出手段と、
前記角速度検出手段の実装位置及び実装角度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第１のジェスチャ軌跡補正手段と、を有することを特徴とする。
これにより、ウェアラブルデバイス内にて角速度検出手段の実装位置及び実装角度に基づいたジェスチャ軌跡の補正を行うことができる。
【００２６】
本発明に係るデータ加工方法を用いるウェアラブルデバイスの好ましい形態では、
加速度を検出する加速度検出手段と、
検出した前記加速度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に次元回転処理による補正を行う第２のジェスチャ軌跡補正手段と、を有することを特徴とする。
これにより、ウェアラブルデバイス内にて加速度検出手段によって検出した加速度に基づいたジェスチャ軌跡の補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ウェアラブルデバイスを用いたジェスチャ入力システムにおいて、ユーザの意図する入力をより正確に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態１に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスの装着状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスによるジェスチャ入力取得処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態１に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスによるジェスチャ入力の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスのジェスチャ基準座標系とセンサ基準座標系とを示す概念図である。
【図６】本発明の実施形態２に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスのデバイス基準座標系とセンサ基準座標系、およびジェスチャ基準座標系を示す概念図である。
【図７】本発明の実施形態２に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法を用いた、ジェスチャ入力取得処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態２に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスのデバイス基準座標系とセンサ基準座標系、およびジェスチャ基準座標系を示す図である。
【図９】本発明の実施形態２に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスのデバイス基準座標系とセンサ基準座標系、およびジェスチャ基準座標系を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスによるジェスチャ入力動作の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態３に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスによるジェスチャ入力の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態３に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイスによるジェスチャ入力の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態３に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法を用いた、ジェスチャ入力取得処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（実施形態１）
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態１について詳細に説明する。
図１は、本発明に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象の例示とする、指輪型デバイス１の装着状態を示す図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態において例示に用いる指輪型デバイス１をユーザが装着した際に、指の付け根から指先に向かう方向をzg軸、指の腹から背に向かう方向をyg軸、それらに直交し、かつyg軸をzg軸の向きに回転させたときに右ネジの進む方向をxg軸とする。そして、このようにxg軸、yg軸、zg軸で表される座標系を、ユーザが指輪型デバイス１を用いてジェスチャ入力を行う際に基準とする、ジェスチャ基準座標系とする。
【００３１】
なお、本実施形態においては、ユーザは、指輪型デバイス１を正しい向き、すなわち、指輪型デバイス１の向きを基準としたデバイス基準座標系と、前記ジェスチャ基準座標系とが一致する状態で、装着しているものとする。
【００３２】
指輪型デバイス１は、図２に示すように、
指輪型デバイス１の動きを検出するセンサ部１１と、
ジェスチャ入力受付の開始の指示などを、物理ボタンやタッチセンサなどの任意の手段によって受け付ける補助入力部１２と、
ジェスチャ入力受付の開始、終了などを、光や振動、音などの任意の手段によってユーザへ伝達するフィードバック部１３と、
ジェスチャ入力処理に係る種々の演算を行う演算部１４と、
演算部１４による演算の際に利用される揮発性メモリによる主記憶部１５と、
ジェスチャ入力処理に係る各種の設定情報などを記憶する、不揮発性メモリなどの補助記憶部１６と、
ジェスチャ入力によって取得した情報を、一般的なスマートフォン端末やタブレット端末、パーソナルコンピュータなどに送信する通信部１７と、
ここまでに挙げた指輪型デバイス１を構成する各要素へと電源を供給する電源部１８と、を備える。
【００３３】
そして、センサ部１１は、第１のセンサとして、指輪型デバイス１に生じる３軸の角速度を検出するジャイロセンサ１１ａと、指輪型デバイス１に生じる３軸の加速度を検出する加速度センサ１１ｂと、を有する。
【００３４】
センサ部１１が角速度及び加速度を検出する際に基準とする座標系をセンサ基準座標系とし、xs軸、ys軸、zs軸によって表されるものとする。
【００３５】
なお、補助入力部１２やフィードバック部１３などを省略した構成としてもよい。その場合には、例えば、センサ部１１によって、ユーザが指輪型デバイス１を振るなど、任意の動作を行った際にジェスチャ入力の受付を開始する構成などとしてもよい。
【００３６】
以下、指輪型入力デバイス１による基本的なジェスチャ入力方法を説明する。ここに記載されたジェスチャ入力の検出方法は本実施形態における一例であり、本発明におけるジェスチャの検出方法は、これに限定されるものではない。
【００３７】
指輪型入力デバイス１によるジェスチャ入力は、式（１）に示すベクトルv(i)の３次元的な回転を考えて行う。
【００３８】
【数１】
2016076104.tif 000003
【００３９】
ここで、iはステップ数を示し、ジェスチャ入力が終了する最後のステップをステップnとする。すなわち、iは0以上であり、n以下の整数である。また、ステップiが0である時点の時刻をt(0)、ステップiがnである時点の時刻をt(n)というように、ステップiにおける時刻をt(i)とする。
なお、ジェスチャ入力の終了判定は、センサ部１１によって検出される指輪型デバイス１の動きの大きさが予め設定された閾値を下回った場合や、補助入力部１２の操作があった場合など、任意の条件にて行ってよい。
【００４０】
また、q(i)は、時刻t(i)におけるクォータニオン、又は四元数と呼ばれ、３次元的な回転を表す量として用いられる。クォータニオンqは１つのスカラー要素qwと、xs方向の単位ベクトルi、ys方向の単位ベクトルj、zs方向の単位ベクトルkの、３つのベクトル要素と、からなる量であり、式（２）に示すように表される。ただし、i、j、kは、式（３）に示す関係を満たすものとする。
【００４１】
【数２】
2016076104.tif 000004
【数３】
2016076104.tif 000005
【００４２】
また、クォータニオンqのベクトル部の符号を反転したものを共役クォータニオンq*と呼び、式（４）のように表される。ここで、式（５）が成り立つものとする。
【００４３】
【数４】
2016076104.tif 000006
【００４４】
【数５】
2016076104.tif 000007
【００４５】
図３は、指輪型デバイス１を用いて、ユーザによるジェスチャ入力を取得する際の処理を示すフローチャートである。
まず、補助入力部１２への入力などの任意の条件により、ジェスチャ入力の開始を受け付ける。そして、時刻t(i)におけるクォータニオンq(i)を求めるために、ステップＳ１１において、ジャイロセンサ１１ａより、式（６）に示すような、時刻t(i)における角速度ω(i)を取得する。
【００４６】
【数６】
2016076104.tif 000008
【００４７】
そして、ステップＳ１２において、式（７）により、クォータニオンq(i)を求める。
【００４８】
【数７】
2016076104.tif 000009
【００４９】
ステップＳ１２で求めたクォータニオンq(i)と、時刻t(i-1)におけるクォータニオンq(i-1)、および時刻t(0)におけるベクトルv(0)より、式（８）を用いて、ステップＳ１３で、ベクトルv(i)を位置ベクトルとする座標の変位ベクトルε(i)を求める。
【００５０】
【数８】
2016076104.tif 000010
【００５１】
ステップＳ１４では、求まった変位ベクトルε(i)用いて、時刻t(i)において、ベクトルv(i)の変位をxs軸とys軸とによって表される平面へと投影した点p(i)を、式（９）によって求める。
【００５２】
【数９】
2016076104.tif 000011
【００５３】
ステップＳ１５にて、ジェスチャ入力終了と判断するまで、ステップＳ１６でステップiを進めながら、ステップＳ１１からステップＳ１４までの処理を繰り返し行う。
【００５４】
これによって、図４（ａ）に一例を示すように、時刻t(0)からt(n)までの各時刻におけるベクトルv(i)を求めることができる。このベクトルv(i)を位置ベクトルとする点が描く軌跡は、原点を中心、ベクトルv(i)のノルムを半径とする、球面上に分布する。
そして、図４（ｂ）に示すように、zs軸の負方向より、xs軸とys軸とによって表される平面を見た際の、時刻t(1)から時刻t(i)までの変位ベクトルε(i)によって求めた点p(i)の軌跡によって、ユーザのジェスチャ入力の軌跡を求めることができる。
【００５５】
上記の処理によって求められるジェスチャ軌跡は、ステップＳ１１において、センサ部１１によって、xs軸、ys軸、zs軸を基準として検出された角速度ω(i)を利用していることより、センサ基準座標系において求められるものである。
【００５６】
ここで、xs軸とxg軸、ys軸とyg軸、zs軸とzg軸の方向がそれぞれ一致している場合、すなわち、センサ基準座標系とジェスチャ基準座標系とが同一である場合には、ユーザが意図したジェスチャ入力が正しく認識される。しかし、実際には、センサ基準座標系とジェスチャ基準座標系とが一致するとは限らない。特に、指輪型デバイス１のように、筐体サイズなどの問題によって、センサ部１１の実装位置に制約が課される場合などにおいては、図５に示すように、センサ基準座標系とジェスチャ基準座標系との間にずれが生じる場合も多い。
【００５７】
このように、センサ基準座標系とジェスチャ基準座標系とが一致しない場合には、ユーザがジェスチャ基準座標系に基づいて入力したジェスチャ軌跡を、センサ基準座標系に基づいて検出することによって、ジェスチャ軌跡に回転や歪みが生じてしまう。
【００５８】
そこで、式（１０）を用いてベクトルv(0)を、式（１１）を用いて座標の変位ベクトルε(i)と点p(i)を求めることにより、ユーザがジェスチャ基準座標系に基づいて入力したジェスチャ軌跡を、正しく検出することができる。
【００５９】
【数１０】
2016076104.tif 000012
【数１１】
2016076104.tif 000013
【００６０】
ここで、クォータニオンq(-1)と、ベクトルv(-1)は、センサ部１１の実装位置、姿勢に起因する、センサ基準座標系から見たジェスチャ基準座標系のずれを表す。
ベクトルnはzs軸とzg軸で表される平面の法線ベクトルであり、zs軸の正方向の単位ベクトルとzg軸の正方向の単位ベクトルとの外積によって求まる向きの大きさが1のベクトル、θはベクトルnを回転軸とした場合のzs軸からzg軸までの回転角度、ベクトルmはzg軸の正方向の単位ベクトル、φはベクトルmを回転軸とした場合のθ回転後のxs軸からxg軸までの回転角度である。
また、ベクトルv(-1)は、図５に示すように、センサ基準座標系の原点からジェスチャ基準座標系の原点への平行移動量である。
【００６１】
このように、指輪型デバイス１におけるセンサ部１１の実装位置に基づいて、クォータニオンq(-1)による３次元回転処理と、ベクトルv(-1)による平行移動処理と、を行うことにより、センサ基準座標系とジェスチャ基準座標系とのずれに起因する、ジェスチャ入力データのずれを補正することができる。
【００６２】
なお、指輪型デバイス１は指輪型であるがゆえに小型であり、センサの実装位置とデバイス基準座標系の原点は空間上ほぼ同一の位置にあるとみなすこともできる。すなわち、v(-1)=0としてベクトルv(-1)による平行移動処理は省略可能である。
【００６３】
また、本実施形態においては、クォータニオンを用いて回転処理を行っているが、回転行列や、指数マップなど、その他の数学的に等価な回転の表現を用いて回転処理を行ってもよい。以降の実施形態においても同様に、クォータニオン以外の回転の表現を用いて回転処理を行ってもよい。
【００６４】
(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２について、図面を参照して説明する。なお、上述した実施形態１と基本的に同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。
本実施形態に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象も、実施形態１において説明したものと同様の、指輪型デバイス１である。
【００６５】
ただし、実施形態１においては、指輪型デバイス１の向きを基準としたデバイス基準座標系と、ユーザが指輪型デバイス１を用いてジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、が一致している状態でユーザが指輪型デバイス１を装着している状態を想定していたため、センサ基準座標系とデバイス基準座標系とのずれを補正することが、すなわち、センサ基準座標系とジェスチャ基準座標系とのずれを補正することであった。
本実施形態においては、センサ基準座標系とデバイス基準座標系との間のずれに加え、デバイス基準座標系とジェスチャ基準座標系との間のずれも生じている場合に、補正を行うためのデータ加工方法を示す。
【００６６】
デバイス基準座標系とジェスチャ基準座標系との間に生じうる各軸のずれを考えると、指輪型デバイス１の場合には、指の付け根から指先に向かう方向をzg軸としているため、zr軸を指輪の円環の面に垂直な方向に設定すれば、ユーザが指輪型デバイス１を逆向きに装着しない限り、zg軸とzr軸とは一致する。
【００６７】
しかし、指輪型である特性上、装着する指を中心とした指輪型デバイス１の回転、すなわち、zg軸を中心とした回転により、xg軸とxr軸、yg軸とyr軸については、図６に示すようにずれが生じる可能性がある。
【００６８】
図７は、本実施形態に係る補正処理を行い、ユーザによるジェスチャ入力を取得する際の処理を示すフローチャートである。
【００６９】
まず、ステップＳ２１において、加速度センサ１１ｂにより、時刻t(0)における重力加速度を検出し、式（１２）に示す、重力加速度のxs軸成分とys軸成分とからなる２次元ベクトルg(0)を求める。
【００７０】
【数１２】
2016076104.tif 000014
【００７１】
ユーザが鉛直方向にyg軸をとって指輪型デバイス１を使用する場合には、ベクトルg(0)は図８に示すようになる。ここで、xr軸上の正方向の単位ベクトルのxs成分とys成分とからなる２次元ベクトルe1と、xr軸上の負方向の単位ベクトルのxs成分とys成分とからなる２次元ベクトルe2と、yr軸上の正方向の単位ベクトルのxs成分とys成分とからなる２次元ベクトルe3と、yr軸上の負方向の単位ベクトルのxs成分とys成分とからなる２次元ベクトルe4と、を考える。
【００７２】
ベクトルg(0)とベクトルe1との間の角度をδ１、ベクトルg(0)とベクトルe2との間の角度をδ２、ベクトルg(0)とベクトルe3との間の角度をδ3、ベクトルg(0)とベクトルe4との間の角度をδ4とし、δ１からδ4の内で、最も小さな角度を、ψとする。また、e1からe4のうちg(0)とψの角度をなすベクトルをeとする。
【００７３】
このようにψを求めれば、ステップＳ２２において、式（１３）を用いて、ジェスチャ基準座標系とデバイス基準座標系とのずれを補正するためのクォータニオンq(-2)と、デバイス基準座標系とセンサ基準座標系とのずれに加えてジェスチャ基準座標系とデバイス基準座標系とのずれを考慮したベクトルv(0)と、を算出することができる。
なお、ここで、ベクトルlは、zr軸方向の単位ベクトルであり、その向きはベクトルeをベクトルg(0)に合わせる方向に右ねじを回転させた場合に右ねじが進む方向である。
【００７４】
【数１３】
2016076104.tif 000015
【００７５】
そして、ステップＳ２３において、角速度センサ１１ａより角速度ω(i)を取得し、ステップＳ２４で、式（７）によって、クォータニオンq(i)を算出する。
【００７６】
ステップＳ２５では、ステップＳ２４で求めたクォータニオンq(i)と、時刻t(i-1)におけるクォータニオンq(i-1)、ステップＳ２２で求めたベクトルv(0)より、式（１４）を用いて、ベクトルv(i)の変位ベクトルε(i)を求める。
【００７７】
【数１４】
2016076104.tif 000016
【００７８】
ステップＳ２６では、求まった変位ベクトルε(i)用いて、時刻t(i)において、ベクトルv(i)の変位を、xg軸とyg軸とによって表される平面へと投影した点p(i)を、式（１５）によって求める。
【００７９】
【数１５】
2016076104.tif 000017
【００８０】
ステップＳ２７にて、ジェスチャ入力終了と判断するまで、ステップＳ２８でステップiを進めながら、ステップＳ２３からステップＳ２６までの処理を繰り返し行う。
【００８１】
このように、センサ基準座標系とデバイス基準座標系とのずれに係る補正と、デバイス基準座標系とジェスチャ基準座標系とのずれに係る補正とを合わせて行うことにより、ユーザは指輪型デバイス１を装着する向きに神経質にならずとも、自身の意図したジェスチャ入力を行うことができる。
【００８２】
また、ユーザの入力姿勢に関する補正が必要な場合、例えば、ユーザが鉛直方向をyg軸として捉えているにも関わらず、指輪型デバイス１を装着している指が、zg軸を軸として回転しているために、ユーザの意図するyg軸と実際のyg軸とが一致しない場合などにおいても、本実施形態に係るデータ加工方法による補正処理を実施することにより、ユーザの意図するジェスチャ入力を正しく取得することができる。
【００８３】
また、本実施形態に係るデータ加工方法による補正処理は、ユーザがジェスチャ基準座標系のyg軸を鉛直上向き以外とする場合においても適用することができる。
例えば、ユーザが体の右側面が接地する形態にて横たわり、指輪型デバイス１を装着した指の右側面が下向きとなった状態でジェスチャ入力を行う場合を考えると、ジェスチャ基準系は、図９に示すように、yg軸が地面と水平な形態となる。そして、この状態においては、g(0)の向きはxg軸の負方向となり、δ２がψに、ベクトルe２がeになる。
【００８４】
これらの値を用いて式（１３）による補正を実施することにより、ジェスチャ基準系のyg軸が鉛直方向と一致しない場合においても、デバイス基準座標系とジェスチャ基準座標系とのずれに係る補正を行うことができる。
【００８５】
なお、さらに多くのベクトルと、ベクトルg(0)とのなす角度を比較対象とし、ベクトルe及び角度ψを決定する構成としてもよい。これにより、デバイス基準座標系とジェスチャ基準座標系とのずれを、より詳細に補正することが可能になる。
【００８６】
また、補正の基準方向ψが予め設定した範囲内に収まる場合のみ、補正処理を適用するように構成してもよい。例えば、補正処理の基準方向を示すベクトルeを４方向から動的に選択する場合は-45°≦ψ<+45°として考えてよいが、-10°≦ψ<+10°のように補正可能な角度の範囲を狭め、ψがその範囲に含まれる場合のみ補正処理を行うように構成してもよい。ユーザが想定されるパターン以外の入力姿勢で入力した場合は、本補正処理を適用しない方がかえって望ましいこともあり、補正可能な角度の範囲を狭めることでそのような問題を回避することができる。
【００８７】
（実施形態３）
以下、本発明の実施形態３について、図面を参照して説明する。なお、上述した実施形態２と基本的に同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。
本実施形態に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法の適用対象も、実施形態１において説明したものと同様の、指輪型デバイス１である。
【００８８】
ここで、xg軸の負方向に直線を引くジェスチャ入力をユーザが行う場合を考える。
まず、図１０（ａ）に示すように、指輪型デバイス１を装着する人差し指の腹の向きを一定としたまま、手首を軸とした左回転を行った場合である。
【００８９】
ユーザがこのような形態でジェスチャ入力を行った場合には、ベクトルv(i)は、図１１（ａ）に示すように、zg軸とxg軸とで表される平面内を移動する。
【００９０】
この場合の点p(i)のxg軸とyg軸で表される平面内での軌道は、図１１（ｂ）に示すように、xg軸の負方向に移動していくものとなり、ユーザが意図した直線が、正しく入力される。
【００９１】
次に、図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）にて示した手首を軸とした左回転に加え、ジェスチャ終了時に指の腹がxg軸の負方向を向くように、指を捻ってジェスチャ入力が行われた場合を考える。
【００９２】
この場合には、ベクトルv(i)は、図１２（ａ）に示すように、yg軸方向の成分が含まれる。そのため、ジェスチャ軌跡は、図１２（ｂ）に示すような湾曲したものとなり、ユーザの意図した直線のジェスチャ入力と異なるものとなってしまう。
【００９３】
図１３は、このような指のねじれによる影響を補正して、ユーザによるジェスチャ入力を取得する際の処理を示すフローチャートである。
【００９４】
ここではまず、実施形態２と共通のステップＳ２１とＳ２２の処理を行った後に、ステップＳ３１において、時刻t(i)における角速度ω(i)を取得し、ステップＳ３２において、時刻t(i)におけるクォータニオンq(i)を算出している。
【００９５】
そして、ステップＳ３３において、時刻t(i)のクォータニオンq(i)を用いて、時刻t(0)から時刻t(i)までのzg軸まわりの回転角度φt(i)を、式（１６）より求める。ただし、式（１６）は、クォータニオンq(i)が、zg軸まわりの回転、zg軸まわりの回転を受けた後のyg軸まわりの回転、zg軸とyg軸まわりの回転を受けた後のxg軸まわりの回転、の順に回転の合成を行った場合の３次元的な回転と等価として求めた式である。また、arctan2(y,x)は、tanφt(i)=y/xの逆関数であり、-πから+πの範囲の値をとる。
【００９６】
【数１６】
2016076104.tif 000018
【００９７】
このように求めたφt(i)から、ステップＳ３４において、式（１７）により、指のねじれの影響の補正に用いるクォータニオンqt(i)を求める。なお、式（１７）におけるベクトルmは、zg軸上の正方向の単位ベクトルである。
【００９８】
【数１７】
2016076104.tif 000019
【００９９】
そして、ステップＳ３５において、式（１８）によって、クォータニオンqt(i)を用いて、指のねじれによる影響を補正した変位ベクトルε(i)を求めた後、ステップＳ３６において、式（１９）によって、ジェスチャ軌跡を示す点p(i)を算出する。
【０１００】
【数１８】
2016076104.tif 000020
【数１９】
2016076104.tif 000021
【０１０１】
ステップＳ３７にて、ジェスチャ入力終了と判断するまで、ステップＳ３８でステップiを進めながら、ステップＳ３１からステップＳ３６までの処理を繰り返し行う。
【０１０２】
このように、クォータニオンqt(i)によって計算を行いユーザによるジェスチャ軌跡を取得することにより、指のねじれによる影響の補正を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  指輪型デバイス
１１  センサ部
１１ａ  ジャイロセンサ
１１ｂ  加速度センサ
１２  補助入力部
１３  フィードバック部
１４  演算部
１５  主記憶部
１６  補助記憶部
１７  通信部
１８  電源部
【図１】
2016076104.tif 000022
【図２】
2016076104.tif 000023
【図３】
2016076104.tif 000024
【図４】
2016076104.tif 000025
【図５】
2016076104.tif 000026
【図６】
2016076104.tif 000027
【図７】
2016076104.tif 000028
【図８】
2016076104.tif 000029
【図９】
2016076104.tif 000030
【図１０】
2016076104.tif 000031
【図１１】
2016076104.tif 000032
【図１２】
2016076104.tif 000033
【図１３】
2016076104.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月20日(2015.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
【数１８】
2016076104.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月8日(2015.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェアラブルデバイスによるジェスチャ入力システムにおいて、前記ウェアラブルデバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ウェアラブルデバイスに設けられた第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする、ジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項２】
前記第１のセンサが値を検出する際に基準とするセンサ基準座標系と、前記ウェアラブルデバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、を一致させるために、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項３】
前記第１のセンサによって、前記ジェスチャ基準座標系の１つの座標軸を回転軸とするねじれ角度を算出するステップと、
前記ねじれ角度に基づいて、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項４】
前記ジェスチャ基準座標系を、前記ウェアラブルデバイスに設けられた第２のセンサによって検出された値によって決定することを特徴とする、請求項１から請求項３の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項５】
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸と、前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸と、が重なっており、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定するステップと、
前記基準ベクトル群の内、前記第２のセンサよって検出された重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択するステップと、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うステップと、を備えることを特徴とする、請求項４に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項６】
前記基準ベクトル群が、少なくとも、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の正方向に伸びる第１の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の負方向に伸びる第２の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の正方向に伸びる第３の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の負方向に伸びる第４の基準ベクトルと、を有することを特徴とする、請求項５に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項７】
前記回転基準ベクトルと前記重力ベクトルとの間になす角度が、予め設定した補正対象範囲内に収まる場合にのみ、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うことを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項８】
前記第２のセンサが加速度センサであることを特徴とする、請求項４から請求項７の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項９】
前記第１のセンサがジャイロセンサであることを特徴とする、請求項１から請求項８の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項１０】
前記回転処理に、クォータニオンによる演算を用いることを特徴とする、請求項１から請求項９の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項１１】
センサ部を備えるウェアラブルデバイスであって、
前記センサ部が角速度を検出するジャイロセンサと、加速度を検出する加速度センサと、を有し、
前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記加速度センサによって検出した重力加速度に基づいた、３次元回転処理による補正を行うことを特徴とするウェアラブルデバイス。
【請求項１２】
前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記センサ部の実装位置及び実装角度に基づいた、３次元回転処理による補正を行うことを特徴とする、請求項１１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項１３】
角速度を検出する角速度検出手段と、
加速度を検出する加速度検出手段と、
検出した前記角速度からジェスチャ軌跡を導出するジェスチャ軌跡導出手段と、
検出した前記加速度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第１のジェスチャ軌跡補正手段と、を有することを特徴とするウェアラブルデバイス。
【請求項１４】
前記角速度検出手段の実装位置及び実装角度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第２のジェスチャ軌跡補正手段を有することを特徴とする、請求項１３に記載のウェアラブルデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明に係るデータ加工方法を用いるウェアラブルデバイスは、
角速度を検出する角速度検出手段と、
加速度を検出する加速度検出手段と、
検出した前記角速度からジェスチャ軌跡を導出するジェスチャ軌跡導出手段と、
検出した前記加速度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第１のジェスチャ軌跡補正手段と、を有することを特徴とする。
これにより、ウェアラブルデバイス内にて加速度検出手段によって検出した加速度に基づいたジェスチャ軌跡の補正を行うことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明に係るデータ加工方法を用いるウェアラブルデバイスの好ましい形態では、
前記角速度検出手段の実装位置及び実装角度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第２のジェスチャ軌跡補正手段を有することを特徴とする。
これにより、ウェアラブルデバイス内にて角速度検出手段の実装位置及び実装角度に基づいたジェスチャ軌跡の補正を行うことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月5日(2015.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの指に装着され、前記指の動きを検出してジェスチャ軌跡を取得する第１のセンサと、重力ベクトルを検出する第２のセンサと、を備える指輪型デバイスによるジェスチャ入力システムにおいて、前記指輪型デバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、前記ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ジェスチャ軌跡に対して、前記重力ベクトルに基づいた３次元回転処理を行うジェスチャ入力システムのデータ加工方法であって、
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸及び前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸が、共に前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であって、
前記３次元回転処理が、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記デバイス基準座標系の前記第１の座標軸と直行する平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定するステップと、
前記基準ベクトル群の内、前記重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択するステップと、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うステップと、を備えることを特徴とする、ジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項２】
前記第１のセンサが、互いに直行する３軸のそれぞれについての検出値から前記指の動きを検出するセンサであって、
前記互いに直行する３軸によって定義される、前記第１のセンサが値を検出する際に基準とするセンサ基準座標系と、前記デバイス基準座標系と、を一致させるために、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項３】
前記第１のセンサによって、前記ジェスチャ基準座標系の前記第１の座標軸を回転軸とするねじれ角度を算出するステップと、
前記ねじれ角度に基づいて、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項４】
前記基準ベクトル群が、少なくとも、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の正方向に伸びる第１の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の負方向に伸びる第２の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の正方向に伸びる第３の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の負方向に伸びる第４の基準ベクトルと、を有することを特徴とする、請求項１から請求項３の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項５】
前記ジェスチャ基準座標系の前記第２の座標軸又は前記第３の座標軸の方向と、重力ベクトルの前記第１の座標軸と直行する成分の方向とが、同方向又は逆方向であることを特徴とする、請求項１から請求項４の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項６】
前記回転基準ベクトルと前記重力ベクトルとの間になす角度が、予め設定した補正対象範囲内に収まる場合にのみ、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うことを特徴とする、請求項１から請求項５の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項７】
前記第２のセンサが加速度センサであることを特徴とする、請求項１から請求項６の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項８】
前記第１のセンサがジャイロセンサであることを特徴とする、請求項１から請求項７の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項９】
前記回転処理に、クォータニオンによる演算を用いることを特徴とする、請求項１から請求項８の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項１０】
角速度を検出するジャイロセンサと、加速度を検出する加速度センサと、を有するセンサ部を備え、
デバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記加速度センサによって検出した重力加速度に基づいた、３次元回転処理による補正処理を行う、前記ユーザの指に装着されて使用される指輪型デバイスであって、
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸及び前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸が、共に前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であり、
前記補正処理が、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記第１の座標軸と直行する平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定し、
前記基準ベクトル群の内、前記重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択し、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うものであることを特徴とする、指輪型デバイス。
【請求項１１】
前記ジャイロセンサが、互いに直行する３軸のそれぞれの軸周りの角速度を検出するものであって、
前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記３軸によって定義されるセンサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致するよう、３次元回転処理による補正を行うことを特徴とする、請求項１０に記載の指輪型デバイス。
【請求項１２】
角速度を検出する角速度検出手段と、
加速度を検出する加速度検出手段と、
検出した前記角速度からジェスチャ軌跡を導出するジェスチャ軌跡導出手段と、
検出した前記加速度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第１のジェスチャ軌跡補正手段と、を有し、ユーザの指に装着されて使用される指輪型デバイスであって、
前記第１のジェスチャ軌跡補正手段が、前記指輪型デバイスの向きに基づいた、第１の座標軸が前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であるデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とする、第１の座標軸が前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であるジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記第１の座標軸と直行する平面上における、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群の設定と、
前記基準ベクトル群の内、前記重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルの選択と、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるようにする３次元回転処理と、を行うことを特徴とする、指輪型デバイス。
【請求項１３】
前記角速度検出手段が、互いに直行する３軸のそれぞれの軸周りの角速度を検出するものであって、
前記３軸によって定義されるセンサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致するよう、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第２のジェスチャ軌跡補正手段を有することを特徴とする、請求項１２に記載の指輪型デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係るジェスチャ入力システムのデータ加工方法は、
ユーザの指に装着され、前記指の動きを検出してジェスチャ軌跡を取得する第１のセンサを備える指輪型デバイスによるジェスチャ入力システムにおいて、前記指輪型デバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、前記ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ジェスチャ軌跡に対して３次元回転処理を行うことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
これにより、前記指輪型デバイスをユーザが装着する向きや、ユーザの姿勢が傾いている場合などにおいても、前記デバイス基準座標系と前記ジェスチャ基準座標系とを一致させ、ユーザはより正確に前記指輪型デバイスを用いた入力を行うことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の好ましい形態では、前記第１のセンサが、互いに直行する３軸のそれぞれについての検出値から前記指の動きを検出するセンサであって、
前記互いに直行する３軸によって定義される、前記第１のセンサが値を検出する際に基準とするセンサ基準座標系と、前記デバイス基準座標系と、を一致させるために、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする。
これにより、指輪型デバイス内の空間的な事情などにより、前記センサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致しない場合においても、３次元回転処理によって、ユーザが前記指輪型デバイスを用いて入力した３次元的な入力をより正確に取得することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の好ましい形態では、
前記第１のセンサによって、前記ジェスチャ基準座標系の前記第１の座標軸を回転軸とするねじれ角度を算出するステップと、
前記ねじれ角度に基づいて、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする。
これにより、ユーザによるジェスチャ入力中に、前記指輪型デバイスに前記ユーザが意図しないねじれ運動が加わる場合においても、ユーザが意図する３次元的な入力をより正確に取得することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の好ましい形態では、前記ジェスチャ基準座標系を、前記指輪型デバイスに設けられた重力ベクトルを検出する第２のセンサによって検出された値によって決定することを特徴とする。
このように、第２のセンサを用いて前記ジェスチャ基準座標系を決定することにより、前記ジェスチャ基準座標系の変化などに柔軟に対応することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の好ましい形態では、
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸及び前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸が、共に前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であって、
前記３次元回転処理が、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記デバイス基準座標系の前記第１の座標軸と直行する平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定するステップと、
前記基準ベクトル群の内、前記重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択するステップと、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うステップと、を備えることを特徴とする。
これにより、ジェスチャ基準座標系が、重力加速度が生じている鉛直方向を直接の基準にできないような場合においても、前記ジェスチャ基準座標系と前記デバイス基準座標系とのずれに係る補正処理を行うことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明に係るデータ加工方法を用いる指輪型デバイスは、
角速度を検出するジャイロセンサと、加速度を検出する加速度センサと、を有するセンサ部を備え、
デバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記加速度センサによって検出した重力加速度に基づいた、３次元回転処理による補正処理を行う、前記ユーザの指に装着されて使用される指輪型デバイスであって、
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸及び前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸が、共に前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であり、
前記補正処理が、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記第１の座標軸と直行する平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定し、
前記基準ベクトル群の内、前記重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択し、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うものであることを特徴とする。
このように、重力加速度に基づいた補正を行うことにより、ユーザが指輪型デバイスを使用する際の装着形態や姿勢の自由度を増すことができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明に係るデータ加工方法を用いる指輪型デバイスの好ましい形態では、
前記ジャイロセンサが、互いに直行する３軸のそれぞれの軸周りの角速度を検出するものであって、
前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記３軸によって定義されるセンサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致するよう、３次元回転処理による補正を行うことを特徴とする。
このように、センサ部の実装位置及び角度に基づいた補正を行うことにより、指輪型デバイス内でのセンサ部の配置の自由度が増加し、指輪型デバイスの筐体の小型化などを行うことができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明に係るデータ加工方法を用いる指輪型デバイスは、
角速度を検出する角速度検出手段と、
加速度を検出する加速度検出手段と、
検出した前記角速度からジェスチャ軌跡を導出するジェスチャ軌跡導出手段と、
検出した前記加速度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第１のジェスチャ軌跡補正手段と、を有し、ユーザの指に装着されて使用される指輪型デバイスであって、
前記第１のジェスチャ軌跡補正手段が、前記指輪型デバイスの向きに基づいた、第１の座標軸が前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であるデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とする、第１の座標軸が前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であるジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記第１の座標軸と直行する平面上における、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群の設定と、
前記基準ベクトル群の内、前記重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルの選択と、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるようにする３次元回転処理と、を行うことを特徴とする。
これにより、指輪型デバイス内にて加速度検出手段によって検出した加速度に基
づいたジェスチャ軌跡の補正を行うことができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明に係るデータ加工方法を用いる指輪型デバイスの好ましい形態では、
前記角速度検出手段が、互いに直行する３軸のそれぞれの軸周りの角速度を検出するものであって、前記３軸によって定義されるセンサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致するよう、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第２のジェスチャ軌跡補正手段と、を有することを特徴とする。
これにより、指輪型デバイス内にて角速度検出手段の実装位置及び実装角度に基
づいたジェスチャ軌跡の補正を行うことができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明によれば、指輪型デバイスを用いたジェスチャ入力システムにおいて、ユーザの意図する入力をより正確に取得することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月26日(2016.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの指に装着され、前記指の動きを検出してジェスチャ軌跡を取得する第１のセンサと、重力ベクトルを検出する第２のセンサと、を備える指輪型デバイスによるジェスチャ入力システムにおいて、前記指輪型デバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、前記ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ジェスチャ軌跡に対して、前記重力ベクトルに基づいた３次元回転処理を行うジェスチャ入力システムのデータ加工方法であって、
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸及び前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸が、共に前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であって、
前記３次元回転処理が、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記デバイス基準座標系の前記第１の座標軸と直交する平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定するステップと、
前記基準ベクトル群の内、前記重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択するステップと、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うステップと、を備え、
前記基準ベクトル群が、少なくとも、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の正方向に伸びる第１の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の負方向に伸びる第２の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の正方向に伸びる第３の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の負方向に伸びる第４の基準ベクトルと、を有することを特徴とする、ジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項２】
前記第１のセンサが、互いに直交する３軸のそれぞれについての検出値から前記指の動きを検出するセンサであって、
前記互いに直交する３軸によって定義される、前記第１のセンサが値を検出する際に基準とするセンサ基準座標系と、前記デバイス基準座標系と、を一致させるために、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項３】
前記第１のセンサによって、前記ジェスチャ基準座標系の前記第１の座標軸を回転軸とするねじれ角度を算出するステップと、
前記ねじれ角度に基づいて、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項４】
前記ジェスチャ基準座標系の前記第２の座標軸又は前記第３の座標軸の方向と、重力ベクトルの前記第１の座標軸と直交する成分の方向とが、同方向又は逆方向であることを特徴とする、請求項１から請求項３の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項５】
前記回転基準ベクトルと前記重力ベクトルとの間になす角度が、予め設定した補正対象範囲内に収まる場合にのみ、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うことを特徴とする、請求項１から請求項４の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項６】
前記第２のセンサが加速度センサであることを特徴とする、請求項１から請求項５の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項７】
前記第１のセンサがジャイロセンサであることを特徴とする、請求項１から請求項６の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項８】
前記回転処理に、クォータニオンによる演算を用いることを特徴とする、請求項１から請求項７の何れかに記載のジェスチャ入力システムのデータ加工方法。
【請求項９】
角速度を検出するジャイロセンサと、加速度を検出する加速度センサと、を有するセンサ部を備え、
デバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記加速度センサによって検出した重力加速度に基づいた、３次元回転処理による補正処理を行う、前記ユーザの指に装着されて使用される指輪型デバイスであって、
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸及び前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸が、共に前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であり、
前記補正処理が、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記第１の座標軸と直交する平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定し、
前記基準ベクトル群の内、前記重力加速度によって定まる重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択し、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うものであり、
前記基準ベクトル群が、少なくとも、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の正方向に伸びる第１の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の負方向に伸びる第２の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の正方向に伸びる第３の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の負方向に伸びる第４の基準ベクトルと、を有することを特徴とする、指輪型デバイス。
【請求項１０】
前記ジャイロセンサが、互いに直交する３軸のそれぞれの軸周りの角速度を検出するものであって、
前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記３軸によって定義されるセンサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致するよう、３次元回転処理による補正を行うことを特徴とする、請求項９に記載の指輪型デバイス。
【請求項１１】
角速度を検出する角速度検出手段と、
加速度を検出する加速度検出手段と、
検出した前記角速度からジェスチャ軌跡を導出するジェスチャ軌跡導出手段と、
検出した前記加速度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第１のジェスチャ軌跡補正手段と、を有し、ユーザの指に装着されて使用される指輪型デバイスであって、
前記第１のジェスチャ軌跡補正手段が、前記指輪型デバイスの向きに基づいた、第１の座標軸が前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であるデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とする、第１の座標軸が前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であるジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記第１の座標軸と直交する平面上における、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群の設定と、
前記基準ベクトル群の内、前記加速度検出手段によって検出した重力加速度によって定まる重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルの選択と、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるようにする３次元回転処理と、を行い、
前記基準ベクトル群が、少なくとも、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の正方向に伸びる第１の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の負方向に伸びる第２の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の正方向に伸びる第３の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の負方向に伸びる第４の基準ベクトルと、を有することを特徴とする、指輪型デバイス。
【請求項１２】
前記角速度検出手段が、互いに直交する３軸のそれぞれの軸周りの角速度を検出するものであって、
前記３軸によって定義されるセンサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致するよう、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第２のジェスチャ軌跡補正手段を有することを特徴とする、請求項１１に記載の指輪型デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の好ましい形態では、前記第１のセンサが、互いに直交する３軸のそれぞれについての検出値から前記指の動きを検出するセンサであって、
前記互いに直交する３軸によって定義される、前記第１のセンサが値を検出する際に基準とするセンサ基準座標系と、前記デバイス基準座標系と、を一致させるために、前記第１のセンサによって取得したジェスチャ軌跡に３次元回転処理を行うことを特徴とする。
これにより、指輪型デバイス内の空間的な事情などにより、前記センサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致しない場合においても、３次元回転処理によって、ユーザが前記指輪型デバイスを用いて入力した３次元的な入力をより正確に取得することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の好ましい形態では、
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸及び前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸が、共に前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であって、
前記３次元回転処理が、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記デバイス基準座標系の前記第１の座標軸と直交する平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定するステップと、
前記基準ベクトル群の内、前記重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択するステップと、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うステップと、を備えることを特徴とする。
これにより、ジェスチャ基準座標系が、重力加速度が生じている鉛直方向を直接の基準にできないような場合においても、前記ジェスチャ基準座標系と前記デバイス基準座標系とのずれに係る補正処理を行うことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明に係るデータ加工方法を用いる指輪型デバイスは、
角速度を検出するジャイロセンサと、加速度を検出する加速度センサと、を有するセンサ部を備え、
デバイスの向きに基づいたデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とするジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記加速度センサによって検出した重力加速度に基づいた、３次元回転処理による補正処理を行う、前記ユーザの指に装着されて使用される指輪型デバイスであって、
前記デバイス基準座標系の第１の座標軸及び前記ジェスチャ基準座標系の第１の座標軸が、共に前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であり、
前記補正処理が、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記第１の座標軸と直交する平面上において、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群を設定し、
前記基準ベクトル群の内、前記重力加速度によって定まる重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルを選択し、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるように、回転処理を行うものであり、
前記基準ベクトル群が、少なくとも、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の正方向に伸びる第１の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の負方向に伸びる第２の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の正方向に伸びる第３の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の負方向に伸びる第４の基準ベクトルと、を有することを特徴とする。
このように、重力加速度に基づいた補正を行うことにより、ユーザが指輪型デバイスを使用する際の装着形態や姿勢の自由度を増すことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明に係るデータ加工方法を用いる指輪型デバイスの好ましい形態では、
前記ジャイロセンサが、互いに直交する３軸のそれぞれの軸周りの角速度を検出するものであって、
前記ジャイロセンサによって取得したジェスチャ軌跡に対して、前記３軸によって定義されるセンサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致するよう、３次元回転処理による補正を行うことを特徴とする。
このように、センサ部の実装位置及び角度に基づいた補正を行うことにより、指輪型デバイス内でのセンサ部の配置の自由度が増加し、指輪型デバイスの筐体の小型化などを行うことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明に係るデータ加工方法を用いる指輪型デバイスは、
角速度を検出する角速度検出手段と、
加速度を検出する加速度検出手段と、
検出した前記角速度からジェスチャ軌跡を導出するジェスチャ軌跡導出手段と、
検出した前記加速度に基づいて、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第１のジェスチャ軌跡補正手段と、を有し、ユーザの指に装着されて使用される指輪型デバイスであって、
前記第１のジェスチャ軌跡補正手段が、前記指輪型デバイスの向きに基づいた、第１の座標軸が前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であるデバイス基準座標系と、ユーザがジェスチャ入力を行う際に基準とする、第１の座標軸が前記指の付け根から指先に向かう方向と略同一方向であるジェスチャ基準座標系と、を一致させるために、
前記デバイス基準座標系の第２の座標軸と第３の座標軸とで表される、前記第１の座標軸と直交する平面上における、前記デバイス基準座標系の原点より伸びる２本以上のベクトルを有する基準ベクトル群の設定と、
前記基準ベクトル群の内、前記加速度検出手段によって検出した重力加速度によって定まる重力ベクトルとの間になす角度が最小となる回転基準ベクトルの選択と、
前記回転基準ベクトルの方向が、前記重力ベクトルの前記デバイス基準座標系の前記第２の座標軸の成分と、前記デバイス基準座標系の前記第３の座標軸の成分と、からなる２次元ベクトルの方向に重なるようにする３次元回転処理と、を行い、
前記基準ベクトル群が、少なくとも、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の正方向に伸びる第１の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第２の座標軸の負方向に伸びる第２の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の正方向に伸びる第３の基準ベクトルと、前記デバイス基準座標系の原点より第３の座標軸の負方向に伸びる第４の基準ベクトルと、を有することを特徴とする。
これにより、指輪型デバイス内にて加速度検出手段によって検出した加速度に基
づいたジェスチャ軌跡の補正を行うことができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明に係るデータ加工方法を用いる指輪型デバイスの好ましい形態では、
前記角速度検出手段が、互いに直交する３軸のそれぞれの軸周りの角速度を検出するものであって、前記３軸によって定義されるセンサ基準座標系と前記デバイス基準座標系とが一致するよう、前記ジェスチャ軌跡に３次元回転処理による補正を行う第２のジェスチャ軌跡補正手段と、を有することを特徴とする。
これにより、指輪型デバイス内にて角速度検出手段の実装位置及び実装角度に基づいたジェスチャ軌跡の補正を行うことができる。