(57)【要約】      （修正有）【課題】さまざまなコンピュータシステムに適用できる入力装置を提供する。【解決手段】コンピュータシステムのための入力装置は、画像オブジェクト、プライムモーション検出器、および、レシーバを有する。プライムモーション検出器は、画像検出ユニット、Ｇセンサ、マウスモジュール、スイッチユニット、および、ＭＣＵを有する。画像検出ユニットは、画像オブジェクトを検出するために用いられる。スイッチは、Ｇセンサ、画像検出ユニット、および、マウスモジュールに結合される。このような手段により、スイッチユニットは、選択信号に従い、マウスモジュールの出力をＭＣＵに伝送するか、または、Ｇセンサおよび画像検出ユニットの出力をＭＣＵに伝送するかを選択しうる。ＭＣＵは、スイッチユニットの出力を符号化することにより、レシーバに対し検出データを生成し、レシーバは検出データをコンピュータシステムに伝送する。【選択図】図１
2009129444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータシステムのための入力装置であって、
画像オブジェクトと、
第１のＧセンサ、画像検出ユニット、および、光学式マウスモジュールを有するプライムモーション検出器と、
前記コンピュータシステムに伝送インターフェースを介して結合されるレシーバと、
を備え、
前記プライムモーション検出器は、三次元空間または二次元平面における自身の移動状態を検出して第１の検出データを出力し、
前記画像検出ユニットは、前記画像オブジェクトを検出するために用いられ、
前記レシーバは、無線伝送路を介して前記第１の検出データを受信することにより、前記第１の検出データに従い、対応するコンピュータ操作データを生成し、前記コンピュータ操作データを、前記伝送インターフェースを介して前記コンピュータシステムに伝送する、
入力装置。
【請求項２】
前記プライムモーション検出器は、
複数の第１のキーと、
それぞれの第１のキーの状態を検出して対応する入力信号を出力する第１のキー感知ユニットと、
前記画像検出ユニット、前記第１のＧセンサ、および、前記光学式マウスモジュールにそれぞれ結合されたスイッチユニットと、
前記第１のキー感知ユニット、および、前記スイッチユニットに結合されることにより、前記入力信号および前記スイッチユニットの出力を符号化して前記第１の検出データを生成する第１のマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）と、
前記第１のＭＣＵに結合されることにより、前記第１の検出データを受信し、かつ、前記無線伝送路を介して前記レシーバに前記第１の検出データを伝送する第１の無線伝送ユニットと、
をさらに有し、
前記スイッチユニットは、前記光学式マウスモジュールの出力、または、前記画像検出ユニットおよび前記第１のＧセンサの出力を、選択信号に従い前記第１のＭＣＵに伝送するよう決定する、
請求項１に記載のコンピュータシステムのための入力装置。
【請求項３】
前記レシーバは、
前記無線伝送路を介し前記第１の検出データを受信する無線受信ユニットと、
前記無線受信ユニットに結合されることにより、前記第１の検出データを復号化し、前記コンピュータ操作データを生成するＭＣＵと、
前記伝送インターフェースを介し前記コンピュータシステムに結合され、かつ、前記ＭＣＵに結合されることにより、前記伝送インターフェースを介して前記コンピュータ操作データを前記コンピュータシステムに伝送する入出力インターフェースユニットと、
をさらに有する、請求項１に記載のコンピュータシステムのための入力装置。
【請求項４】
前記伝送インターフェースは、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）、ＩＥＥＥ１３９４、シリアルインターフェース、パラレルインターフェース、および、ＰＣＭＣＩＡを有する、請求項１に記載のコンピュータシステムのための入力装置。
【請求項５】
第２のＧセンサを有し、自身の三次元空間における移動状態を検出して第２の検出データを出力するアシスタントモーション検出器をさらに備える、請求項１に記載のコンピュータシステムのための入力装置。
【請求項６】
前記アシスタントモーション検出器は、
複数の第２のキーと、
ジョイスティックと、
それぞれの第２のキーの状態、および、前記ジョイスティックの状態を検出して対応する第２の入力信号を出力する第２のキー感知ユニットと、
前記第２のキー感知ユニットおよび前記第２のＧセンサにそれぞれ結合されることにより、前記第２の入力信号、および、前記第２のＧセンサの出力を符号化して前記第２の検出データを生成する第２のＭＣＵと、
前記第２のＭＣＵに結合されることにより、前記第２の検出データを受信し、前記無線伝送路を介して前記第２の検出データを前記レシーバに伝送する第２の無線伝送ユニットと、
を有する、請求項５に記載のコンピュータシステムのための入力装置。
【請求項７】
レシーバを有するコンピュータシステム用多機能光学式マウスであって、
画像オブジェクトを検出し、相対位置データを出力する画像検出ユニットと、
前記光学式マウスの三次元空間における移動状態を検出することにより、前記三次元空間の各座標軸におけるＧ感知データを出力するＧセンサと、
前記光学式マウスの平面上の移動状態を検出し、平面座標データを出力するマウスモジュールと、
前記画像検出ユニット、前記Ｇセンサ、および、前記マウスモジュールにそれぞれ結合されることにより、選択信号に従い、前記平面座標データまたは前記相対位置データ、および、前記Ｇ感知データを出力するスイッチユニットと、
前記スイッチユニットに結合されることにより、入力信号および前記スイッチユニットの出力を少なくとも符号化して第１の検出データを生成するＭＣＵと、
前記ＭＣＵに結合されることにより、前記第１の検出データを受信し、前記第１の検出データを、無線伝送路を介して前記レシーバに伝送する無線伝送ユニットと、
を備える多機能光学式マウス。
【請求項８】
前記選択信号が第１の状態にあるとき、前記スイッチユニットは、前記画像検出ユニットおよび前記Ｇセンサの出力を前記ＭＣＵに伝送するよう選択する、請求項７に記載の多機能光学式マウス。
【請求項９】
前記ＭＣＵは、予め決められた時間内に、前記Ｇセンサから出力された前記三次元空間の各座標軸における前記Ｇ感知データが予め決められた範囲内に維持されていることを検出したとき、前記選択信号を第２の状態に切り替え、その結果、前記スイッチユニットは、前記平面座標データを前記ＭＣＵに伝送するよう選択する、請求項７に記載の多機能光学式マウス。
【請求項１０】
前記ＭＣＵは、前記Ｇセンサから出力された前記三次元空間の高さ軸における前記Ｇ感知データが予め決められた範囲内に維持されていることを検出した場合、前記選択信号を前記第２の状態に切り替え、その結果、前記スイッチユニットは、前記平面座標データを前記ＭＣＵに伝送するよう選択する、請求項７に記載の多機能光学式マウス。
【請求項１１】
タッチスイッチをさらに備え、前記タッチスイッチの出力端は、前記スイッチユニットに結合され、
前記タッチスイッチがディセーブルにされると、前記選択信号が第１の状態で出力されることにより、前記スイッチユニットは、前記相対位置データおよび前記Ｇ感知データを前記ＭＣＵに伝送するよう選択し、
前記タッチスイッチがイネーブルにされると、前記選択信号が第２の状態で出力されることにより、前記スイッチユニットは、前記平面座標データを前記ＭＣＵに伝送するよう選択する、
請求項７に記載の多機能光学式マウス。
【請求項１２】
前記スイッチユニットに結合されるゲートスイッチをさらに備え、
前記ゲートスイッチは、閉じているとき、前記選択信号を第１の状態で出力することにより、前記スイッチユニットは、前記相対位置データおよび前記Ｇ感知データを前記ＭＣＵに伝送するよう選択し、
前記ゲートスイッチは、開いているとき、前記選択信号を第２の状態で出力することにより、前記スイッチユニットは、前記平面座標データを前記ＭＣＵに伝送するよう選択する、
請求項７に記載の多機能光学式マウス。
【請求項１３】
前記マウスモジュールは、
予め決められた波長を有する光ビームを出力する発光源と、
前記発光源の出力端における、前記光ビームの伝送経路に配置されることにより、前記予め決められた波長を有する前記光ビームを合焦する光学レンズと、
前記スイッチユニットの入力端に結合される出力端を有し、前記予め決められた波長を有する前記光ビームの反射光を感知し、かつ、前記平面座標データを前記スイッチユニットに出力する光感知ユニットと、
をさらに有する、請求項７に記載の多機能光学式マウス。
【請求項１４】
前記光感知ユニットが前記予め決められた波長を有する前記光ビームの前記反射光を感知しない場合、前記選択信号は、第１の状態にあり、その結果、前記スイッチユニットは、前記相対位置データおよび前記Ｇ感知データを前記ＭＣＵに伝送するよう選択し、
前記光感知ユニットが前記予め決められた波長を有する前記光ビームの前記反射光を感知した場合、前記選択信号は、第２の状態にあり、その結果、前記スイッチユニットは、前記平面座標データを前記ＭＣＵに伝送するよう選択する、
請求項１３に記載の多機能光学式マウス。
【請求項１５】
コンピュータシステムを操作する方法であって、
Ｇセンサを介し三次元空間における操作部の移動状態を検出し、前記三次元空間の各座標軸に対応するＧ感知データを生成することと、
複数の位置決め光源と、前記操作部との相対位置を検出することにより、相対位置データを生成することと、
前記操作部は二次元平面上を移動するだけであることが決定された場合、前記二次元平面における前記操作部の移動状態を検出することにより、平面座標データを生成することと、
前記平面座標データを符号化するか、または、前記Ｇ感知データおよび前記相対位置データを符号化することにより、前記コンピュータシステムを操作するための検出データを生成することと、
を含む方法。
【請求項１６】
前記操作部からの前記検出データを、無線伝送路を介してレシーバに伝送することと、
前記レシーバからの前記検出データを、伝送インターフェースを介してコンピュータシステムに伝送することにより、前記検出データに従い前記コンピュータシステムを操作することと、
をさらに含む、請求項１５に記載のコンピュータシステムを操作する方法。
【請求項１７】
前記操作部が前記二次元平面上を移動するだけかどうかを検出することは、
前記三次元空間の各座標軸における前記操作部の前記Ｇ感知データが予め決められた時間内で予め決められた範囲内に維持されているかどうかを決定することと、
前記三次元空間の各座標軸における前記操作部の前記Ｇ感知データが、前記予め決められた時間内で前記予め決められた範囲内に維持されている場合、前記操作部は前記二次元平面上を移動するだけであると決定することと、
前記三次元空間の各座標軸における前記操作部の前記Ｇ感知データが前記予め決められた時間内で前記予め決められた範囲内に維持されていない場合、前記操作部は前記三次元平面内を移動するだけであると決定することと、
を含む、請求項１５に記載のコンピュータシステムを操作する方法。
【請求項１８】
前記操作部が前記二次元平面上を移動するだけかどうかを検出することは、
前記三次元空間の高さ軸における前記操作部の前記Ｇ感知データが予め決められた範囲内に維持されているかどうかを決定することと、
前記三次元空間の前記高さ軸における前記操作部の前記Ｇ感知データが前記予め決められた範囲内に維持されている場合、前記操作部は、前記二次元平面上を移動するだけであると決定することと、
前記三次元空間の前記高さ軸における前記操作部の前記Ｇ感知データが前記予め決められた範囲内に維持されていない場合、前記操作部は、前記三次元平面内を移動するだけであると決定することと、
を含む、請求項１５に記載のコンピュータシステムを操作する方法。
【請求項１９】
前記操作部が前記二次元平面上を移動するだけかどうかを検出することは、
前記操作部内にスイッチを設けることと、
前記操作部が前記二次元平面上を移動するだけかどうかを決定するために前記スイッチの状態を検出することと、
を含む、請求項１５に記載のコンピュータシステムを操作する方法。
【請求項２０】
予め決められた波長を有する光ビームを出力する光源を提供することにより、前記二次元平面上の前記操作部の移動状態を検出することをさらに含む、請求項１５に記載のコンピュータシステムを操作する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータシステムのための入力装置、および、その操作方法に関する。より詳しくは、本発明は、コンピュータシステムのための入力装置、および、マウス操作方法を組み合わせたその操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータシステムのための従来の入力装置は、キーボード、マウス、タッチパネルなどを含む。その場合、キーボードの入力方法とは、データを入力するためにキーボード上のキーを押すことであり、コンピュータシステムを操作するユーザのために、二次元平面上にマウスおよびタッチパネルが提供される。
【０００３】
しかしながら、例えば、コンピュータゲームをするなど、ある特定の状況においては、従来の入力装置では、便利な入力方法を提供できない。したがって、ジョイスティックなどの複数の特殊な入力装置が開発されている。このような特殊な入力装置を用いたコンピュータゲームの操作は、より興味深いが、まだそれほど現実的でない。
【０００４】
最近では、ユーザが三次元空間のアクションモードでコンピュータゲームを操作することにより、コンピュータゲームの面白さと現実味が非常に増すような技術を一部のコンピュータゲームプロバイダが開発している。しかしながら、この従来の技術は、固定のホストおよびゲームソフトウェアにしか適用することができず、すべてのゲームに適しているわけではないので、普遍性と便利さという点で非常に劣る。
【発明の開示】
【０００５】
したがって、本発明は、さまざまなコンピュータシステム、および、ゲームソフトウェアに普遍的に適用できるコンピュータシステムのための入力装置を目的とする。
【０００６】
本発明は、多彩な動作モードを有しうる多機能光学式マウスによってユーザがより現実感を持ってコンピュータシステムを操作できることを目的とする。
【０００７】
本発明は、ユーザがより直感的かつ現実感を持ってコンピュータシステムを操作できるようにするためのコンピュータシステムの操作方法を目的とする。
【０００８】
本発明は、コンピュータシステムのための入力装置を提供する。入力装置は、画像オブジェクト、プライムモーション検出器、および、レシーバを有する。画像オブジェクトは、予め決められた波長を有する光ビームを提供する複数の位置決め光源を有する。プライムモーション検出器は、光学式マウスモジュール、第１のＧセンサ、および、画像検出ユニットを含み、三次元空間または二次元平面における自身の動作状態を検出して、第１の検出データを出力しうる。画像検出ユニットは、位置決め光源から送られた光ビームを受け取るために用いられる。レシーバは、伝送インターフェースを介しコンピュータシステムに結合され、無線伝送路を介してプライムモーション検出器から出力された第１の検出データを受信する。このような手段により、レシーバは、第１の検出データに従うオペレーションコマンドを生成し、コンピュータシステムの操作のために、伝送インターフェースを介しオペレーションコマンドをコンピュータシステムに伝送する。
【０００９】
本発明の一実施形態では、入力装置は、第２のＧセンサを有し、三次元空間における自身の移動状態を検出して第２の検出データを生成しうるアシスタントモーション検出器をさらに備える。アシスタントモーション検出器も、プライムモーション検出器と同様に、コンピュータシステムの操作のために、無線伝送路を介しレシーバに第２の検出データを伝送できる。
【００１０】
本発明は、コンピュータシステムに適した多機能光学式マウスを提供する。光学式マウスは、画像検出ユニット、Ｇセンサ、マウスモジュール、スイッチユニット、および、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）を含む。画像検出ユニットは、外部の光源から送られた第１の波長を有する光ビームを検出し、相対位置データを出力するために用いられる。Ｇセンサは、三次元空間のそれぞれの座標軸におけるＧ感知データを出力すべく、三次元空間における光学式マウスの移動状態を検出する。さらに、マウスモジュールは、平面上での光学式マウスの動作状態を検出し、平面座標データを出力するために用いられる。画像検出ユニット、Ｇセンサ、および、マウスモジュールの出力端は、スイッチユニットにすべて結合され、スイッチユニットは、選択信号に従い、平面座標データ、相対位置データ、および、Ｇ感知データのうちの１つを出力するよう選択する。さらに、ＭＣＵは、スイッチユニットの出力端に結合されることにより、スイッチユニットの出力を符号化し、コンピュータシステムを操作するための検出データを生成する。
【００１１】
本発明の一実施形態では、選択信号が第１の状態にあるとき、スイッチユニットは、画像検出ユニットおよびＧセンサの出力をＭＣＵに伝送するよう選択する。
【００１２】
さらに、ＭＣＵは、予め決められた時間内に、Ｇセンサから出力された三次元空間のそれぞれの座標軸におけるＧ感知データが予め決められた範囲内にあることを検出した場合、選択信号を第２の状態に切り替え、その結果、スイッチユニットは、平面座標データをＭＣＵに伝送するよう選択することができる。
【００１３】
他の実施形態では、ＭＣＵは、Ｇセンサから出力された三次元空間の高さ軸におけるＧ感知データが予め決められた範囲内に維持されていることを検出した場合、選択信号を第２の状態に切り替え、その結果、スイッチユニットは、平面座標データをＭＣＵに伝送するよう選択することができる。
【００１４】
本発明の他の実施形態では、プライムモーション検出器は、スイッチユニットに結合されたタッチスイッチをさらに含む。タッチスイッチがオフにされると、第１の状態の選択信号が出力され、その結果、スイッチユニットは、相対位置データおよびＧ感知データをＭＣＵに伝送するよう選択する。一方、タッチスイッチがオンにされると、第２の状態の選択信号が出力され、その結果、スイッチユニットは、平面座標データをＭＣＵに伝送するよう選択する。
【００１５】
さらに、本発明では、タッチスイッチの代わりにゲートスイッチが適用されてよい。ゲートスイッチは、閉じているときには第１の状態の選択信号を出力し、その結果、スイッチユニットは、相対位置データおよびＧ感知データをＭＣＵに伝送するよう選択する。さらに、ゲートスイッチは、開いているときは、第２の状態の選択信号を出力し、その結果、スイッチユニットは、平面座標データをＭＣＵに伝送するよう選択する。
【００１６】
本発明の一実施形態では、マウスモジュールは、発光源と、光学レンズと、光感知ユニットとを有する。発光源は、予め決められた波長を有する光ビームを提供し、光学レンズは、発光源の出力端に配置されて予め決められた波長を有する光ビームを合焦する。さらに、光感知ユニットの出力端は、スイッチユニットの入力端に結合される。光感知ユニットは、予め決められた波長を有する光ビームの反射光を感知し、平面座標データをスイッチユニットに出力するために用いられる。
【００１７】
第２のセンサが第２の波長を有する光ビームの反射光を感知しない場合、選択信号は第１の状態にあり、その結果、スイッチユニットは、相対位置データおよびＧ感知データをＭＣＵに伝送するよう選択する。第２のセンサが第２の波長を有する光ビームの反射光を感知した場合、選択信号は第２の状態にあり、その結果、スイッチユニットは、平面座標データをＭＣＵに伝送するよう選択する。
【００１８】
本発明は、コンピュータシステムを操作する方法を提供する。以下に、方法について説明する。まず、三次元空間における操作部の移動状態を検出し、三次元空間の各座標軸に対応するＧ感知データを生成するためのＧセンサが適用される。次に、複数の位置決め光源と、操作端末と相対位置が検出されることにより、相対位置データが生成される。操作部が二次元平面上で移動するだけだと判断されると、二次元平面における操作部の移動状態が検出されて、平面座標データが生成される。さらに、平面座標データが符号化されるか、または、Ｇ感知データおよび相対位置データが符号化されることにより、コンピュータシステムを操作するための検出データが生成される。
【００１９】
本発明の一実施形態では、方法は、無線伝送路を介し操作部からレシーバへ検出データを伝送することと、検出データに従い、コンピュータシステムを操作すべく、伝送インターフェースを介し、レシーバからコンピュータシステムへ検出データを伝送することと、をさらに含む。
【００２０】
本発明の入力装置は、画像検出ユニット、および、Ｇセンサを有し、三次元空間における自身の移動状態を検出できるプライムモーション検出器を備える。したがって、ユーザは、より直感的に、現実感を持って、かなり自由にコンピュータシステムを操作できる。さらに、本発明では、レシーバが適用され、一般的な伝送インターフェースを介してコンピュータシステムに結合される。このような手段により、本発明は、さまざまなコンピュータアプリケーションソフトウェア、または、コンピュータゲームに適用されることができる。
【００２１】
さらに、コンピュータシステムを操作するユーザに、さまざまなやり方でマウスモジュールが適用されるので、本発明は、より柔軟かつ実用的に利用されることができる。
【００２２】
本発明の上記および他の目的、特長、および、利点を理解できるようにすべく、添付の図面と共に好適な実施形態が以下に詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
添付の図面は、本発明の理解を深めるのに役立つと共に、本願明細書の一部をなす。図面は、記載と共に本発明の複数の実施形態を示し、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００２４】
【図１】本発明の好適な実施形態における、コンピュータシステムの入力装置を示す概略図である。
【００２５】
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態におけるプライムモーション検出器の上面図である。
【００２６】
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態におけるプライムモーション検出器の側面図である。
【００２７】
【図３】本発明の第１の実施形態におけるプライムモーション検出器の内部回路ブロック図である。
【００２８】
【図４】マウスモジュールの構造図である。
【００２９】
【図５】本発明の第１の実施形態におけるプライムモーション検出器の移動状態を検出する方法を示すフローチャートである。
【００３０】
【図６Ａ】三次元空間の異なる座標軸におけるＧ感知データの波形図である。
【００３１】
【図６Ｂ】三次元空間の異なる座標軸におけるＧ感知データの波形図である。
【００３２】
【図７Ａ】本発明の第３の実施形態におけるプライムモーション検出器の側面図である。
【００３３】
【図７Ｂ】本発明の第３の実施形態におけるプライムモーション検出器の側面図である。
【００３４】
【図８】本発明の第３の実施形態におけるプライムモーション検出器の内部回路ブロック図である。
【００３５】
【図９】本発明の第３の実施形態における、検出データを生成する方法を示すフローチャートである。
【００３６】
【図１０Ａ】本発明の第４の実施形態におけるプライムモーション検出器の側面図である。
【００３７】
【図１０Ｂ】本発明の第４の実施形態におけるプライムモーション検出器の側面図である。
【００３８】
【図１１】本発明の第４の実施形態におけるプライムモーション検出器の内部回路ブロック図である。
【００３９】
【図１２Ａ】本発明の好適な実施形態におけるアシスタントモーション検出器の側面図である。
【００４０】
【図１２Ｂ】本発明の好適な実施形態におけるアシスタントモーション検出器の側面図である。
【００４１】
【図１２Ｃ】本発明の好適な実施形態におけるアシスタントモーション検出器の内部回路ブロック図である。
【００４２】
【図１３】本発明の一実施形態におけるレシーバの内部回路ブロック図である。
【００４３】
【図１４】本発明の一実施形態における検出データを処理する方法を示すフローチャートである。
【００４４】
【図１５】本発明の他の実施形態における検出データを処理する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
図１は、本発明の好適な実施形態における、コンピュータシステムの入力装置を示す概略図である。図１を参照すると、本発明の入力装置は、画像オブジェクト１０２と、プライムモーション検出器１０４と、レシーバ１０６とを備える。画像オブジェクト１０２は、第１の波長を有する光ビーム１１６を提供するために用いられる複数の位置決め光源１１２および１１４を有する。本実施形態では、画像オブジェクト１０２は、コンピュータシステム１２０のスクリーン１２２と共に配置されてよい。プライムモーション検出器１０４は、画像オブジェクト１０２を検出し、かつ、ユーザ１３０の動作を感知して検出データＤＤ１を生成する。プライムモーション検出器１０４は、無線伝送路１４２を介してレシーバ１０６に検出データを伝送してよい。このような手段により、レシーバ１０６は、検出データＤＤ１をコンピュータシステム１２０のホスト１２４に伝送し、その結果、コンピュータシステム１２０は、検出データＤＤ１に従い操作されうる。本実施形態では、画像オブジェクト１０２は、光ビーム１１６を供給するための複数の光源１１２および１１４を有する。
【００４６】
他のいくつかの実施形態では、入力装置は、プライムモーション検出器１０４の他に、アシスタントモーション検出器１０８をさらに有する。プライムモーション検出器と同様に、アシスタントモーション検出器１０８は、位置決め光源１１２および１１４により生成される光ビーム１１６を受け、かつ、ユーザ１３０の動作を感知することにより、検出データＤＤ２を生成してよい。また、アシスタントモーション検出器１０８は、無線伝送路１４２を介して検出データＤＤ２をホスト１２４に伝送してもよい。
【００４７】
図２Ａは、本発明の一実施形態におけるプライムモーション検出器の上面図である。図２Ｂは、本発明の一実施形態におけるプライムモーション検出器の側面図である。図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、プライムモーション検出器１０４は、複数のファンクションキー２０２、２０４、２０６、および、２０８を有しうる。特定のファンクションキーが押されると、プライムモーション検出器１０４の対応する動作が実行される。例えば、ファンクションキー２０８が押されると、プライムモーション検出器１０４がオンになったことを示す。
【００４８】
また、プライムモーション検出器１０４は、画像検出ユニット２１０と、マウスモジュール２１２とをさらに有する。画像検出ユニット２１０は、例えば、図１の画像オブジェクト１０２における光源１１２および１１４から発せられた光ビーム１１６を検出しうる光センサである。このような手段により、プライムモーション検出器１０４は、プライムモーション検出器１０４自体と画像オブジェクト１０２との相対位置を検出することができる。さらに、プライムモーション検出器１０４にマウスモジュール２１２が適用されることにより、光学式マウスの操作モードが実装される。以下では、プライムモーション検出器１０４の内部回路のいくつかの実施形態が説明されるが、当業者であれば、本発明は、それらに限定されないことを理解するはずである。
［第１の実施形態］
【００４９】
図３は、本発明の第１の実施形態におけるプライムモーション検出器の内部回路ブロック図である。図３を参照すると、プライムモーション検出器１０４は、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）３０２、Ｇセンサ３０４、キー感知ユニット３０６、無線伝送ユニット３０８、スイッチユニット３１０、画像検出ユニット２１０、および、マウスモジュール２１２を有する。本実施形態では、Ｇセンサ３０４は、加速度計である。他の実施形態では、Ｇセンサ３０４は、例えば、加速度計および／またはジャイロスコープの組合せである。スイッチユニット３１０の入力端は、画像検出ユニット２１０、Ｇセンサ３０４、および、マウスモジュール２１２の出力端に結合され、スイッチユニット３１０の出力端は、ＭＣＵ３０２に結合される。さらに、ＭＣＵ３０２は、キー感知ユニット３０６、および、無線伝送ユニット３０８に結合される。本実施形態では、無線伝送ユニット３０８は、無線伝送路１４２を介してレシーバ１０６に結合されてよく、無線伝送路１４２は、赤外線伝送路、ブルートゥース伝送路、または、無線ネットワーク伝送路であってよい。
【００５０】
本実施形態では、ＭＣＵ２０２は、選択信号ＳＥＬをスイッチユニット３１０にさらに出力し、その結果、スイッチユニット３１０は、選択信号ＳＥＬの状態に従い、出力データを決定することができる。例えば、選択信号ＳＥＬが第１の状態である場合、スイッチユニット３１０は、Ｇセンサ３０４の出力Ｄ１と画像検出ユニット２１０の出力Ｄ２とをＭＣＵ３０２に伝送してよい。一方、選択信号ＳＥＬが第２の状態である場合、スイッチユニット３１０は、マウスモジュール２１２の出力Ｄ３をＭＣＵ３０２に伝送してよい。
【００５１】
図４は、マウスモジュールの構造図である。図４を参照すると、マウスモジュール２１２は、発光源４１２と、光学レンズ４１４と、光感知ユニット４１６とを有する。発光源４１２は、予め決められた波長を有する光ビーム４２２を出力することができるレーザダイオード、または、発光ダイオードであってよい。光学レンズ４１４は、光ビーム４２２の伝送路に配置されて光ビーム４２２を合焦する。光ビーム４２２が平面に到達すると、マウスモジュール２１２に反射される。この時、光感知ユニット４１６は、光ビーム４２２の反射光を受けて平面座標データＤ３をスイッチユニット３１０に出力する。
【００５２】
図５は、本発明の第１の実施形態におけるプライムモーション検出器の移動状態を検出する方法を示すフローチャートである。図３および図５を参照すると、ステップＳ５０２でＭＳＤ１０４がオンにされると、初期化が実行される。次に、ステップＳ５０４で、ＭＣＵ３０２は、三次元空間におけるプライムモーション検出器１０４の移動状態に従い、検出データＤＤ１を生成する。
【００５３】
詳しくは、ステップＳ５０４では、Ｇセンサ３０４は、三次元空間の異なる座標軸におけるプライムモーション検出器１０４の加速を検出し、ステップ５０６では、各座標軸におけるＧ感知データＤ１がスイッチユニット３１０に対して生成される。キー感知ユニット３０６は、プライムモーション検出器１０４における各キーの状態を検出してよい。キーの１つがオンにされると、キー感知ユニット３０６は、スイッチユニット３１０に対して対応する入力信号Ｓ１を生成する（ステップＳ５０８）。一方、ステップ５１０において、光感知ユニット２１０が光源１１２および１１４（図１に示された）から発せられた光ビーム１１６を受けると、光感知ユニット２１０は、ＭＣＵ３０２に対して相対位置データＤ２を生成する。
【００５４】
選択信号ＳＥＬの初期状態が第１の状態であると仮定すると、スイッチユニット３１０はＧ感知データＤ１および相対位置データＤ２をＭＣＵ３０２に伝送しうる。次にステップＳ５１２では、ＭＣＵ３０２は、Ｇセンサ３０４から出力された三次元空間における異なる座標軸上のＧ感知データＤ１が予め決められた時間内に予め決められた範囲に維持されているかどうかを決定する。Ｇセンサ３０４から出力されたＧ感知データが図６Ａに示されているように、予め決められた時間Ｔ１内にあれば、三次元空間の異なる座標軸上のＧ感知データは、予め決められた範囲内（予め決められた値Ａより小さく、予め決められた値Ｂより大きい）には全くなく、ＭＣＵ３０２は、プライムモーション検出器１０４が三次元空間を移動したことを確認する。この時、ＭＣＵ３０２は、ステップ５１４に記載されているように、Ｇ感知データＤ１、相対位置データＤ２、および、入力信号Ｓ１を符号化することにより、検出データＤＤ１を生成する。
【００５５】
一方、Ｇセンサ３０４から出力されたＧ感知データが図６Ｂに示されているようなものであれば、すなわち、予め決められた時間Ｔ１内にあれば、三次元空間の異なる座標軸上のＧ感知データは、予め決められた範囲（予め決められた値Ａより小さく、予め決められた値Ｂより大きい）内に全て維持されており、ＭＣＵ３０２は、プライムモーション検出器１０４が二次元平面上で移動するだけであることを確認する。したがって、ＭＣＵ３０２は、マウスモジュール２１２を起動し、選択信号ＳＥＬの状態を第２の状態へと切り替える。この時、スイッチユニット３１０は、平面座標データＤ３をＭＣＵ３０２に伝送してよい。次に、ステップＳ５１６では、ＭＣＵ３０２は、平面座標軸データＤ３を受信する。次に、ステップＳ５１８において、ＭＣＵ３０２は、平面座標データＤ３および入力信号Ｓ１を符号化して検出データＤＤ１を生成する。
【００５６】
ステップ５１４またはステップ５１８が完了した後、ＭＣＵ３０２は、検出データＤＤ１を無線伝送ユニット３０８に出力し、ステップＳ５２０に記載されているように、無線伝送ユニット３０８は検出データＤＤ１を伝送する準備が出来ているかどうかを決定する。無線伝送路１４２上に比較的大きな妨害があるなどの理由で、無線伝送ユニット３０８は検出データＤＤ１を伝送できない（すなわち、ステップＳ５２０で「ＮＯ」）とＭＣＵ３０２が判断したと仮定すると、無線伝送ユニット３０８は検出データＤＤ１を伝送する準備ができた（すなわちステップＳ５２０で「ＹＥＳ」）とＭＣＵ３０２が判断するまで、ステップＳ５２０は繰り返される。次にステップ５２２において、無線伝送ユニット３０８は、無線伝送路１４２を介して、レシーバ１０６に検出データＤＤ１を伝送する。さらに、ステップＳ５２４において、ＭＣＵ３０２は、検出データＤＤ１が無事伝送できたかどうかをさらにチェックする。
【００５７】
検出データＤＤ１の伝送がうまくいかなかったとＭＣＵ３０２が判断した（すなわち、ステップＳ５２４で「ＮＯ」）場合、ステップＳ５２２が再び実行される。一方、検出データＤＤ１の伝送がうまくいったとＭＣＵ３０２が判断した（すなわち、ステップＳ５２４で「ＹＥＳ」）場合、ステップＳ５０４が再び実行されるか、または、続けて最新の検出データをレシーバ１０６に伝送する。
［第２の実施形態］
【００５８】
本発明の第２の実施形態では、図５のステップＳ５１２において、ＭＣＵ３０２は、三次元空間の高さ軸（ｚ軸）におけるＧ感知データＤ１が予め決められた範囲内にあるかどうかだけを判断する。ＭＣＵ３０２は、三次元空間におけるＧ感知データＤ１が予め決められた範囲内にあると判断した場合、プライムモーション検出器１０４が二次元平面上を移動しているだけかどうか判断する。このとき、ＭＣＵ３０２は、選択信号ＳＥＬを第２の状態に切り替えることにより、ステップＳ５１６が実行される。
［第３の実施形態］
【００５９】
図７Ａおよび７Ｂは、本発明の第３の実施形態におけるプライムモーション検出器の側面図である。図８は、本発明の第３の実施形態におけるプライムモーション検出器の内部回路ブロック図である。図７Ａおよび８を参照すると、本実施形態において、まず、プライムモーション検出器１０４は、タッチスイッチ７０２をさらに有する。タッチスイッチ７０２は、異なる状態を有する選択信号ＳＥＬを、自身の状態に従ってＭＣＵ３０２に出力することができる。
【００６０】
図９は、本発明の第３の実施形態における、検出データを生成する方法を示すフローチャートである。図８および図９を参照すると、第１の実施形態で説明したように、プライムモーション検出器１０４が起動されると、初期化が実行され（Ｓ９０２）、Ｇセンサ３０４、画像検出ユニット２１０、および、キー感知ユニット３０６は、対応するＧ感知データＤ１、相対位置データＤ２、および、入力信号Ｓ１をステップＳ９０４、Ｓ９０６、および、Ｓ９０８に記載されるようにそれぞれ生成しうる。次に、ステップＳ９１０において、タッチスイッチ７０２は使用可能かどうかが決定される。図７Ａに示されているようなタッチスイッチ７０２が使用できない（すなわち、ステップ９１０で「ＮＯ」とされている）場合、タッチスイッチ７０２は、第１の状態を有する選択信号ＳＥＬをスイッチユニット３１０に出力することにより、スイッチユニット３１０は、Ｇ感知データＤ１および相対位置データＤ２をＭＣＵ３０２に伝送することができる。次に、ステップＳ９１２において、ＭＣＵ３０２は、Ｇ感知データＤ１と、相対位置データＤ２と、入力信号Ｓ１とを符号化することにより、検出データＤＤ１を生成する。
【００６１】
一方、プライムモーション検出器１０４が光学式マウスとして平面上を移動する場合、図７Ｂに示されるようにタッチスイッチ７０２はオンにされ、第２の状態を有する選択信号ＳＥＬをスイッチユニット３１０に出力する。この時、スイッチユニット３１０は、マウスモジュール２１２の出力をＭＣＵ３０２に伝送してよい。さらに、ステップＳ９１４において、ＭＣＵ３０２は、マウスモジュール２１２を起動し、ステップＳ９１６において、ＭＣＵ３０２は、マウスモジュール２１２から出力された平面座標データＤ３を受信する。次に、ステップＳ９１８において、ＭＣＵ３０２は、平面座標データＤ３および入力信号Ｓ１を符号化して検出データＤＤ１を生成する。
［第４の実施形態］
【００６２】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明の第４の実施形態におけるプライムモーション検出器の側面図である。図１１は、本発明の第４の実施形態におけるプライムモーション検出器の内部回路ブロック図である。図１０Ａおよび図１１を参照すると、まず、本実施形態では、プライムモーション検出器１０４は、ゲートスイッチ１００２を有する。ゲートスイッチ１００２の状態は、選択信号ＳＥＬの状態を決定する。
【００６３】
ゲートスイッチ１００２が閉じているとき、第１の状態を有する選択信号ＳＥＬがスイッチユニット３１０に出力されることにより、スイッチユニット３１０は、Ｇ感知データＤ１および相対位置データＤ２をＭＣＵ３０２に伝送することができる。一方、プライムモーション検出器１０４が光学式マウスとして利用される場合、ゲートスイッチ１００２は、図１０Ｂに示されるように開く。この時、ゲートスイッチ１００２は、第２の状態を有する選択信号ＳＥＬをスイッチユニット３１０に出力することにより、スイッチユニット３１０は、平面座標データＤ３をＭＣＵ３０２に伝送することができる。
［第５の実施形態］
【００６４】
図４を再び参照すると、第５の実施形態においては、選択信号ＳＥＬがマウスモジュール２１２により決定される。詳しくは、選択信号ＳＥＬの状態は、光感知ユニット４１６の出力に従い決定される。光感知ユニット４１６が予め決められた時間内に光ビーム４２２の反射光を受け取ることが出来ない場合、光感知ユニット４１６は、選択信号ＳＥＬの状態を第１の状態に変更する。一方、プライムモーション検出器１０４が光学式マウスとして利用されて平面上で動作する場合、光感知ユニット４１６は、光ビーム４２２の反射光を受信する。この場合、光感知ユニット４１６は、選択信号ＳＥＬの状態を第２の状態に変更する。したがって、スイッチユニット３１０は、選択信号ＳＥＬの状態に従い、異なる信号を選択してＭＣＵ３０２に出力してよい。
【００６５】
図１２Ａおよび１２Ｂは、本発明の好適な実施形態におけるアシスタントモーション検出器の側面図である。図１２Ａおよび１２Ｂを参照すると、本実施形態のアシスタントモーション検出器１０８も、プライムモーション検出器１０４と同様に、三次元空間におけるアシスタントモーション検出器１０８の移動状態を検出し、第２の検出データを出力するＧセンサを有する。アシスタントモーション検出器１０８の構造および原理は、プライムモーション検出器１０４の構造および原理と同様である。
【００６６】
アシスタントモーション検出器１０８には、複数のファンクションキー１２０２、１２０４、１２０６、および、１２０８が配置されている。キー１２０２は、４方向ナビゲーションキーであり、キー１２０８は、例えば、電源キーである。特に、アシスタントモーション検出器１０８にはジョイスティック１２１０が配置されてもよい。
【００６７】
図１２Ｃは、本発明の好適な実施形態におけるアシスタントモーション検出器の内部回路ブロック図である。図１２Ｃを参照すると、アシスタントモーション検出器１０８の内部回路は、プライムモーション検出器１０４の内部回路と同様であり、ＭＣＵ１２２２、Ｇセンサ１２２４、キー感知ユニット１２２６、および、無線伝送ユニット１２２８を含む。ＭＣＵ１２２２は、Ｇ感知ユニット１２２４、キー感知ユニット１２２６、および、無線伝送ユニット１２２８に結合され、無線伝送ユニット１２２８は、無線伝送路１４２を介しレシーバ１０６に結合される。アシスタントモーション検出器１０８の特徴および原理は、プライムモーション検出器１０４の特徴および原理と同様であり、異なる点は、アシスタントモーション検出器１０８にはジョイスティック１２１０が配置されているということである。したがって、アシスタントモーション検出器１０８のファンクションキーの状態が検出される以外に、キー感知ユニット１２２６は、ジョイスティック１２１０の状態をさらに検出し、対応する入力信号を生成する。
【００６８】
図１３は、本発明の好適な実施形態におけるレシーバの内部回路ブロック図である。図１３を参照すると、レシーバ１０６は、無線受信ユニット１３０２、ＭＣＵ１３０４、および、入出力インターフェースユニット１３０６を含む。ＭＣＵ１３０４は、無線受信ユニット１３０２および入出力インターフェースユニット１３０６に結合される。さらに、無線受信ユニット１３０２は、無線伝送路１４２を介し検出データＤＤ１およびＤＤ２を受信してよく、入出力インターフェースユニット１３０６は、伝送インターフェース１３２２を介しホスト１２４に結合される。本実施形態では、伝送インターフェース１３２２は、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）、ＩＥＥＥ１３９４、シリアルインターフェース、パラレルインターフェース、および、ＰＣＭＣＩＡを含む。一方、入出力インターフェースユニット１３０６は、伝送インターフェース１３２２のタイプに従う異なるインターフェースにより実装されてよい。
【００６９】
図１４は、本発明の一実施形態における検出データを処理する方法を示すフローチャートである。図１３および１４を参照すると、レシーバ１０６がコンピュータシステム１２０のホスト１２４に結合され、オンにされると、ステップＳ１４０２において、レシーバ１０６が初期化されて、例えば、図１のプライムモーション検出器１０４により無線伝送路３２２を確定するか、または、プライムモーション検出器１０４およびアシスタントモーション検出器１０８を確認する。レシーバ１０６が初期化された後、ステップＳ１４０４において、無線受信ユニット１３０２は、無線伝送路１４２を介して検出データＤＤ１またはＤＤ２を受信する。この時、無線受信ユニット１３０２は、検出データＤＤ１またはＤＤ２をＭＣＵ１３０４に伝送してよい。次に、ステップＳ１４０６において、検出データＤＤ１またはＤＤ２は復号化される。検出データＤＤ１を例に挙げると、三次元空間でプライムモーション検出器１０４が動作する場合、検出データＤＤ１が復号化された後、オリジナルのＧ感知データＤ１、相対位置データＤ２、および、入力信号Ｓ１（図３に示された）が生成される。
【００７０】
次に、ＭＣＵ１３０４は、Ｇ感知データＤ１をさらに復号化することにより、動作情報を得る（ステップＳ１４０８）。動作情報は、三次元空間の異なる座標軸におけるＧセンサ３０４の加速を含む。さらに、ステップＳ１４１０において、ＭＣＵ１３０４は動作コマンドを生成する。
【００７１】
詳しくは、ＭＣＵ１３０４が動作情報を獲得した後、ステップ１４１２において、動作情報が識別できるかどうかが決定される。ＭＣＵ１３０４がこのような動作情報を識別できる（すなわちステップＳ１４１２において「ＹＥＳ」）場合、ステップＳ１４１４において、例えば、直線または弧線移動などの対応する動作タイプが選択される。さらに、ＭＣＵ１３０４が動作情報を識別できない（すなわちステップＳ１４１２において「ＮＯ」）場合、ステップＳ１４１６において予測された動作タイプに従い同様のタイプが選択される。このように、ＭＣＵ１３０４は、選択された動作タイプに従い動作コマンドを生成する。
【００７２】
Ｇ感知データＤ１の復号化以外に、ステップＳ１４２０において、ＭＣＵ１３０４は、相対位置データＤ２をさらに復号化することにより、実質的な座標情報を獲得する。次に、ステップＳ１４２２において、プライムモーション検出器１０４のキーを押すことにより生成された入力信号のタイプが識別されることにより、対応する制御情報が生成される。次に、ステップＳ１４２４において、ＭＣＵ１３０４は、動作コマンド、実質的な座標情報、および、制御情報を符号化することにより、入出力インターフェースユニット１３０６に対してオペレーションコマンドＣＯを生成する。入出力インターフェースユニット１３０６がオペレーションコマンドＣＯを受信した後、オペレーションコマンドＣＯは、伝送インターフェース１２２を介してホスト１２４に伝送されてよく、その結果、コンピュータシステム１２０は、動作コマンドＣＯに従い動作する。
【００７３】
図１５は、本発明の他の実施形態における検出データを処理する方法を示すフローチャートである。図１３および１５を参照すると、本実施形態では、レシーバ１０６がオンにされた場合、ステップＳ１５０２においてレシーバ１０６は、初期化される。次にステップＳ１５０４において、無線受信ユニット１３０２は、無線伝送路１４２を介して検出データＤＤ１またはＤＤ２を受信する。本実施形態では、無線受信ユニット１３０２は、検出データＤＤ１を受信してそれをＭＣＵ１３０４に伝送する。次に、ステップＳ１５０６において、ＭＣＵ１３０４は、検出データＤＤ１を復号化する。プライムモーション検出器１０４が光学式マウスとして動作する場合、すなわち、プライムモーション検出器１０４が二次元平面上を移動するだけである場合、検出データＤＤ１が復号化された後に平面座標データおよび入力信号が得られる。
【００７４】
次に、ステップＳ１５０８において、ＭＣＵ１３０４は、入力信号のタイプに従いマウスコマンドを変換する。例えば、プライムモーション検出器１０４におけるキー２０２（図２Ａに示された）が押された場合、ＭＣＵ１３０４は、マウスの左のボタンが押されたことを決定し、対応するマウスコマンドを生成する。次に、ステップＳ１５１０において、ＭＣＵ１３０４は、平面座標データ、および、選択されたマウスコマンドを符号化することにより、オペレーションコマンドＣＯを生成する。次に、ステップＳ１５１２において、ＭＣＵ１３０４は、オペレーションコマンドＣＯを入出力インターフェースユニット１３０６に伝送し、その後オペレーションコマンドＣＯは、コンピュータシステム１２０を制御するために、伝送インターフェース１３２２を介しホスト１２４に伝送される。
【００７５】
要約すると、本発明は、少なくとも以下の利点を有する。１．本発明のプライムモーション検出器、および、アシスタントモーション検出器は、それぞれ、画像検出ユニットおよびＧセンサを有し、動作検出器の移動状態をできる。したがって、コンピュータシステムを操作するユーザは、より便利に、より現実的かつ直感的に操作することができる。２．さらに、本発明のレシーバは、例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、シリアルインターフェース、パラレルインターフェース、および、ＰＣＭＣＩＡなどの汎用伝送インターフェースを介してコンピュータシステムに接続されているので、本発明は、固定のホストだけでなく、さまざまなコンピュータシステムに適用されうる。その上、初期化の間にコンピュータシステムを操作するための異なる動作タイプが設定される。したがって、本発明は、さまざまなアプリケーションソフトウェアに適している。３．他の側面Ｂによれば、プライムモーション検出器は、マウスモジュールを含むので、無線光学式マウスとして操作されることができ、その結果、本発明の利用はよりフレキシブルになり、より実用的になり、そして、より多様化しうる。
【００７６】
本発明の範囲または趣旨に逸脱せずに、本発明の構造にさまざまな修正および変更がなされうることが当業者には明らかであろう。上記に鑑み、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲に納まる限りにおいて、本発明は、本発明の修正および変更を含むことが意図される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【外国語明細書】
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