(57)【要約】  狭い指運動の範囲で、正確に多様の指示を入力可能にする。  指先の運動範囲に配置され指先により回転する複数個の回転体を有する回転体配列手段と、回転体配列手段上で指先の下降運動に伴う圧力が印加される位置を検出する圧力印加位置検出手段と、回転体配列手段上で指先から加えられていた圧力が解除される位置を検出する圧力解除位置検出手段と、回転体配列手段の回転体を操作する指先により圧力が印加されて移動する指先の移動方向を検出する指先移動方向検出手段とを備え、圧力印加位置検出手段により検出された指先着地位置または加圧位置の出力信号と、指先移動方向検出手段により検出された指先運動方向の出力信号とを組み合わせて、入力しようとする情報が指定されるようにし、指先の位置または回転体の回転角度に応じて回転体の回転運動を制動する制動手段を設ける。【特許請求の範囲】
【請求項１】
指先の運動範囲に配置され指先により回転する複数個の回転体を有する回転体配列手段と、
前記回転体配列手段を支持する上方台と当該上方台の下方に位置する下方台との間に設けられ、前記回転体配列手段に指先の下降運動に伴う圧力が印加されて圧力印加位置を検出する圧力印加位置検出手段と、
前記回転体配列手段上で指先から加えられていた圧力が解除される圧力解除位置を検出する圧力解除位置検出手段と、
前記回転体配列手段の前記回転体を操作する指先により前記圧力が印加されて移動する指先の移動方向を検出する指先移動方向検出手段とを備え、
前記圧力印加位置検出手段と前記圧力解除位置検出手段のうち少なくともいずれか一方、および、前記指先移動方向検出手段とからの出力信号を組み合わせることにより、入力する情報が指定可能であることを特徴とするデータ入力装置。
【請求項２】
前記回転体に加わる微弱な指先による圧力が作用する位置に応じて接触状態が変わることにより位置を検出する位置検出用スイッチを備えるとともに、前記圧力印加位置検出手段を、前記位置検出用スイッチの接触状態を変える圧力よりも相対的に強い圧力を指先から加えられるときに接触状態を変える圧力検出用スイッチを設け、前記圧力検出用スイッチによる接触状態と、指先から加わる微弱な圧力の位置に応じて定まる前記位置検出用スイッチによる接触状態とが区別して検出されることを特徴とする請求項１記載のデータ入力装置。
【請求項３】
前記位置検出用スイッチは、前記上方台上でシーソ運動可能なシーソ機構で形成されるとともに、前記回転体を回転可能に支持する導電性のアーム部材を備え、前記指先から加わる微弱な圧力により指先位置にある前記回転体が他の回転体に対して相対的に降下して前記位置検出用スイッチの接触状態を変える際に、降下する側にある回転体を支持する前記アームが前記上方台上に着地してシーソ運動することにより、前記他方の側にあるアームを介して前記他の回転体を持ち上げることを特徴とする請求項２記載のデータ入力装置。
【請求項４】
前記下方台に設けられ、前記圧力印加位置を指定する指先の運動のうち、圧力の印加位置を変える指先の水平または前後方向への運動には移動運動が許容され、圧力を下方向に印加する指先の降下方向には降下移動を不動にするように支持する指支持手段を備えたことを特徴とする請求項３記載のデータ入力装置。
【請求項５】
前記指支持手段は、前記移動運動の方向には回転するが、前記降下運動の方向に対しては不動となる指支持用回転体により形成され、前記指支持用回転体によって指先の一部を支持することを特徴とする請求項４記載のデータ入力装置。
【請求項６】
指先の着地位置または加圧位置と着地時または着地時前後の指先の運動方向を組み合わせて入力する情報を指定する手段を備えた情報機器であって、ディスプレイ画面上に表示されている項目の背景色、アンダーライン、アイコン等のマークを前記指先着地位置または加圧位置と前記指先運動方向を示唆するような図柄またはアニメーションで静的または動的に表示することにより、前記図柄または前記アニメーションに示唆される指運動を実行するときに該当する前記項目を選択する手段を備えたことを特徴とする情報機器。
【請求項７】
請求項６記載の情報機器において、映像、音楽、文章等のコンテンツをインターネットの通信網や記憶装置を通じて閲覧するコンテンツ閲覧手段を備えるとともに、
前記コンテンツ閲覧手段が前記コンテンツ中の注目位置近辺に存する複数個の選択候補項目を検出する選択候補検出手段を有し、
前記選択候補検出手段により検出された選択候補項目としての前記マークを、指運動を示唆するように静的または動的に前記ディスプレイに表示することを特徴とする情報機器。
【請求項８】
指先の運動範囲に配置され指先により回転する複数個の回転体を有する回転体配列手段と、
前記回転体配列手段上で指先の下降運動に伴う圧力が印加される位置を検出する圧力印加位置検出手段と、
前記回転体配列手段上で指先から加えられていた圧力が解除される位置を検出する圧力解除位置検出手段と、
前記回転体配列手段の前記回転体を操作する指先により前記圧力が印加されて移動する指先の移動方向を検出する指先移動方向検出手段とを具備し、
前記圧力印加位置検出により前記指先着地位置または前記加圧位置を、また、前記指先移動方向検出手段により前記指先運動方向を検出することを特徴とする、請求項６または７に記載の情報機器。
【請求項９】
指先の運動範囲に配置され指先により回転する複数個の回転体を有する回転体配列手段と、
前記回転体配列手段上で指先の下降運動に伴う圧力が印加される位置を検出する圧力印加位置検出手段と、
前記回転体配列手段上で指先から加えられていた圧力が解除される位置を検出する圧力解除位置検出手段と、
前記回転体配列手段の前記回転体を操作する指先により前記圧力が印加されて移動する指先の移動方向を検出する指先移動方向検出手段とを具備し、
前記圧力印加位置検出手段により検出された前記指先着地位置または前記加圧位置の出力信号と、前記指先移動方向検出手段により検出された前記指先運動方向の出力信号とを組み合わせて、入力しようとする情報が指定されるようにし、
指先の位置または前記回転体の回転角度に応じて回転体の回転運動を制動する制動手段を設けたことを特徴とする情報機器。
【請求項１０】
スイッチ状態とモード識別情報とを関連付けて保存するモードテーブルと、
一または二以上の選択候補項目とモード識別情報とを関連付けた対応情報を作成して一時的に保存すると共に前記選択候補項目を選択するためのスイッチ操作情報を出力した後、スイッチ状態データを入力して、前記モードテーブルを参照して当該スイッチ状態に対応するモード識別情報を抽出し、前記対応情報に基づいて当該モード識別情報に対応する選択候補項目を抽出すると共に、当該選択候補項目が選択されていることを知らせるための出力を行う個別機能選択手段と、
前記個別機能選択手段によって選択された選択候補項目に関連する処理を実行する個別機能実行手段と、を備えたことを特徴とする情報機器。
【請求項１１】
指先の着地位置または加圧位置の位置と着地時または着地時前後の指先の運動方向を組み合わせて入力する情報を指定するユーザインターフェイス方法であって、ディスプレイ画面上に表示されている項目の背景色、アンダーライン、アイコン等のマークを前記指先着地位置または加圧位置と前記指先運動方向を示唆するような図柄またはアニメーションで静的または動的に表示し、前記図柄または前記アニメーションに示唆される指運動を実行するときに該当する前記項目を選択するようにしたことを特徴とするユーザインターフェイス方法。
【請求項１２】
請求項１１記載のユーザインターフェイス方法において、指先位置に応じて音の出方を変えて指先位置を聴覚的に通知することを特徴とするユーザインターフェイス方法。
【請求項１３】
指先の着地位置と着地時または着地時前後の指先の運動方向を組み合わせて入力する情報を指定する手段を用いたユーザインターフェイス方法であって、前記指先運動方向と、映像、音楽、文章等のコンテンツの表示・再生範囲の移動方向とを前記ディスプレイ上で対応付けて表示することを特徴とするユーザインターフェイス方法。
【請求項１４】
請求項１１記載のユーザインターフェイス方法において、映像、音楽、文章等のコンテンツをインターネットの通信網や記憶装置を通じて閲覧するコンテンツ閲覧手段と、前記コンテンツ閲覧手段が前記コンテンツ中の注目位置近辺に存する複数個の選択候補項目を検出する選択候補検出手段を用い、
前記選択候補検出手段により検出された選択候補項目としての前記マークを、指運動を示唆するように静的または動的に前記ディスプレイに表示するようにしたことを特徴とするユーザインターフェイス方法。
【請求項１５】
請求項１１記載のユーザインターフェイス方法は、
高頻度に出現する文章単位を登録する文章登録手段を用い、
前記文章登録手段に登録された文章単位の前記マークが指運動を示唆するように静的または動的に前記ディスプレイに表示されるようにしたことを特徴とするユーザインターフェイス方法。
【請求項１６】
非加圧状態と加圧状態の少なくとも２つの状態を判別可能な実行スイッチと、当該実行スイッチの上方に位置し該実行スイッチの状態を変化させるための圧力印加可能な台上に設けられた、解放状態と使用状態が判別可能であって使用状態のときは左右および中央の少なくとも３種類の位置状態が入力可能であり、左右はシーソ機構によって切り替わるモード選択スイッチを有するデータ入力装置の前記各スイッチ状態を情報機器へ入力して、前記スイッチ状態によって情報機器を動作させるための項目を選択するユーザインターフェイス方法であって、
前記実行スイッチの非加圧状態、加圧状態ごとに、前記モード選択スイッチの各位置状態と、前記情報機器の項目を選択するためのモード識別情報とを関連付けて保存しておき、
複数の選択候補項目のそれぞれに、非加圧状態のモード識別情報と加圧状態のモード識別情報とからなるモード識別情報をユニークに割り付け、
まず、非加圧状態のモード識別情報に関連する指操作情報を出力して、前記データ入力装置から前記モード選択スイッチの状態を入力し、
その後、実行スイッチが加圧状態に変化したとき、当該入力したモード選択スイッチの状態から非加圧状態のモード識別情報を確定すると共に、当該モード識別情報に該当する一または二以上の選択候補項目を抽出して、当該抽出した選択候補項目について加圧時のモード識別情報の指操作情報を出力して、前記データ入力装置から前記モード選択スイッチの状態を入力し、
次に、実行スイッチが非加圧状態に変化したとき、当該入力したモード選択スイッチの状態から加圧状態のモード識別情報を確定すると共に、当該モード識別情報に該当する選択候補項目が最終的に選択されていることを示す情報を出力し、
その後、所定時間以内に解放入力が無い場合は、この最終的に選択された選択候補項目に関連する処理を実行する、
ことを特徴とするユーザインターフェイス方法。
【請求項１７】
前記モード選択スイッチの左または右のいずれか一方の位置状態から、中央の位置状態になったときにタイマを起動し、他方の位置状態になったときにタイマを停止して、当該タイマ値を情報機器の動作パラメータとして使用することを特徴とする請求項１６記載のユーザインターフェイス方法。
【請求項１８】
非加圧状態と加圧状態の少なくとも２つの状態を判別可能な実行スイッチと、当該実行スイッチの上方に位置し該実行スイッチの状態を変化させるための圧力印加可能な台上に設けられた、解放状態と使用状態が判別可能であって使用状態のときは左右および中央の少なくとも３種類の位置状態が入力可能であり、左右はシーソ機構によって切り替わるモード選択スイッチを有するデータ入力装置の前記各スイッチ状態を情報機器へ入力して、前記スイッチ状態によって情報機器の動作を制御するためのプログラムであって、
前記実行スイッチの非加圧状態、加圧状態ごとに、前記モード選択スイッチの各位置状態と、前記情報機器の項目を選択するためのモード識別情報とを関連付けて保存する処理と、
複数の選択候補項目のそれぞれに、非加圧状態のモード識別情報と加圧状態のモード識別情報とからなるモード識別情報をユニークに割り付ける処理と、
非加圧状態のモード識別情報に関連する指操作情報を出力して、前記データ入力装置から前記モード選択スイッチの状態を入力する処理と、
実行スイッチが加圧状態に変化したとき、当該入力したモード選択スイッチの状態から非加圧状態のモード識別情報を確定すると共に、当該モード識別情報に該当する一または二以上の選択候補項目を抽出して、当該抽出した選択候補項目について加圧時のモード識別情報の指操作情報を出力して、前記データ入力装置から前記モード選択スイッチの状態を入力する処理と、
実行スイッチが非加圧状態に変化したとき、当該入力したモード選択スイッチの状態から加圧状態のモード識別情報を確定すると共に、当該モード識別情報に該当する選択候補項目が最終的に選択されていることを示す情報を出力し、その後、所定時間以内に解放入力が無い場合は、この最終的に選択された選択候補項目に関連する処理を実行する処理と、を含むコンピュータ実行可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報機器に文字や指令を入力する際のマルチモーダル・ユーザインターフェイス技術に係り、特に視覚・聴覚・触覚を総合的に利用してユーザ操作を補助するデータ入力装置、情報機器、および、ユーザインターフェイス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用者の触覚を刺激する機構を備えたデータ入力装置として、たとえば、ピンディスプレイがピンを突き出せるもの、マウスに組み込んだバイブレータや駆動部を動作させるものがある。（特許文献１〜３参照）。【０００３】
また、ポインティング用のスティックを振動させて、画面上でカーソルが目標領域に到達したことを操作者に通知する方式もある。この他、指先を動かすと指先の位置に応じてピンを出して指を刺激して仮想物体の触感を与える装置などが提案されている。（特許文献５〜７参照）。【０００４】
一般に、一本指で多様な情報を入力するには、指先の下降位置と上昇位置を組み合わせて入力する情報を指定する方式が有効である。（特許文献９，１０参照）。【０００５】
しかしながら、装置を小型化するために指の運動範囲が狭くなると、狭い運動範囲内で接近した下降位置と上昇位置を正確に把握することは困難である。【０００６】
この問題を解決するため、指先の下降位置と上昇位置とを組み合わせて入力する情報指定する際に、指先の位置に応じて異なる触覚刺激を加えることで、下降位置と上昇位置を触感の差異により明瞭に把握できるようにした方式が考案され、狭い運動範囲で触感を頼りに素早く指を動かしながら明瞭に指位置を把握して正しく入力を行えるようになったが、機構が複雑であった。（特許文献１１参照）。【０００７】
さらに、カーソルキーの形状や大きさを方向ごとに変えて触覚により区別できるようにする方式や指先接触部にボール状突起を複数個配列して、指先がボール状突起配列の上を円滑に移動しながらボール状突起配列の凹凸の触覚情報を手がかりに情報を入力する方式も提案されている。（特許文献１２〜１４参照）。【０００８】
しなしながら、これらの方式では、凹凸が静的で固定されているため、指先を動かしても明瞭な凹凸形状の差異が得られなかった。また指先の下降位置だけで入力する情報を指定するためボール状突起の数を増やさない限り多様な情報を入力することはできない。
【特許文献１】特開平１１−１６１１５２号公報
【特許文献２】特開平１０−５５２５２号公報
【特許文献３】特開平６−１０２９９７号公報
【特許文献４】特開２００１−３５６８６２号公報
【特許文献５】特開２０００−２９６２３号公報
【特許文献６】特開２０００−２５９３３３号公報
【特許文献７】特開２０００−４７７９２号公報
【特許文献８】特開平１０−１４３３０１号公報
【特許文献９】特開平１１−２２４１６１号公報
【特許文献１０】実開平５−５５２２２号公報
【特許文献１１】特開２００２−２７８６９４号公報
【特許文献１２】特開平３−９０９２２号公報
【特許文献１３】特開平１１−３５３０９１号公報
【特許文献１４】特開２００１−１６６８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、狭い指運動の範囲で、正確に多様の指示を入力可能なデータ入力装置、情報機器、および、ユーザインターフェイス方法等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】
【００１０】
本発明によるデータ入力装置は、回転体の回転角度を用いずに指先位置を検出する方式を考案して上記の問題点を解決した。回転体配列上で指先が微弱な圧力を加えるときに、圧力の重心位置がいずれの回転体上にあるか、あるいはいずれの回転体間にあるのか、圧力印加位置に対応するスイッチ（位置検出用スイッチ）が接触状態を変えることで検出するようにした。回転体が近接して配置されていると目標の回転体に圧力を加えるときに近傍の回転体に誤って指が触れて圧力を加えてしまい誤入力を生じやすい。特に回転体配列上に軽く指先を置くだけで指先の位置を検出できるように微弱な指の圧力によって接触状態を変えるスイッチを用いるため、他の回転体に僅かに指が触れただけでも誤入力を起こす。【００１１】
本発明では、回転体間にシーソ状機構を導入し、目標の回転体に圧力を加えてそれを降下させるときに、その降下によってシーソ状機構の支点の目標の回転体側のアームが下がり、シーソの原理により支点を挟んで反対側のアームが持ち上がり、それが他の回転体を持ち上げるようにすることによって誤入力を防止した。さらに位置検出の解像度を上げるため、２つの支点を持つシーソ状機構を導入して、圧力が回転体間に加わる場合の圧力印加位置を、圧力が回転体上に加わる場合の圧力印加位置と区別して検出するようにした。【００１２】
指先を宙ぶらりんの状態にしておくと震えが生じやすく、震えによって誤入力が生じる。指先が震えやすい人も指先または指の一部をどこかに押し付けるようにしていると震えを抑制できる。また他の指で他のボタンを操作するときに生じる反動で当該の指先が不本意に動くことがあり、その場合に誤入力を生じることもある。この場合もどのような方向に反動の力が生じるか、運動学的、力学的に分析し、反動の力が働く方向に指が動かないように指の一部を支持することで誤入力を防止できる。【００１３】
そこで本発明ではこれらの誤入力を防止するために指支持台または指支持用回転体と呼ぶ指の一部を支持する機構を導入した。指支持台は指先の位置を変える時の指の運動に追随して前後左右に移動して指先が自在に位置を変えることを可能とするが、不本意な位置（意図していない位置）で指先が回転体配列に圧力を加えることを防ぐために、圧力を加える指の運動（下降運動）の方向には動かず、指の一部がこの方向に関して動かないように支持する台（高さを変えない台）であり、加圧時に用いる指の部位（通常は指の先端部だが中腹部を用いる場合もある）から多少離れた部位で指を支持する。加圧時には指はこの台によって支持されている部分を固定したまま、関節を曲げるか傾きを変えて加圧する指部位を動かして回転体配列上の目標位置に圧力を加える。指支持用回転体も同様に機能するがこちらは前後左右に移動する代わりに回転してその上に乗った指先が自在に位置を変えられるようにする。こちらも高さを変えず、指の一部が回転体配列に圧力を加える方向に動かないように支持する。このように構成された指支持台または指支持用回転体で指の一部を支持することによって、指の震えや他指による操作の反動によって生じる指先の不本意な上下運動を抑制し、指先を前後または左右に移動する自由度を残しながら意図外の上下運動を排除して誤入力が起こることを防止する。【００１４】
以上の改良により、本発明のデータ入力装置では指先位置の検出に回転体の回転角度を用いる必要がなくなるため、回転体は回転角度量に制限を受けずに無制限に回転できるようになる。そのためこの回転体をトラックボールのように用いて座標指定を行うことができる。ただし本発明の回転体は左右または前後の１方向にしか回転できないため、１次元の座標指定しかできない。もう１次元の座標を指定するために回転体配列全体を回転体の回転方向と直交する方向にスライド移動するようにデータ入力装置を構成する。または指支持台または指支持用回転体の移動量または回転量を検出して座標指定に利用する。【００１５】
なお指先の位置に応じて回転体が揺動するようにして回転体の間隔を変化させ、あるいは回転体間に高低差を生じて、指先が接触して感じる凹凸の感触を強調することで、指先を移動したときの凹凸の感触の違いから指先位置をより明瞭に把握できるようになる。【００１６】
本発明で、指先降下位置（圧力印加位置）と指先上昇位置（圧力解除位置）の組み合わせによって入力する情報を指定する場合には、これら両位置間の距離が短いほど、高速・容易に情報を指定できる。そこでこの距離が短い指先の運動に高頻度に入力する文字や指令を優先的に関連付けることによって入力能率を向上することができる。【００１７】
特に指先上昇位置（圧力解除位置）の代わりに単に指先降下直後の指先移動方向だけを用いるようにすると、指定できる情報の種類は指先降下位置（圧力印加位置）と指先移動方向（例えば、左方向、静止、右方向の３通り）の組み合わせに限られるが、指先の素早い運動で情報を指定できるため入力能率は一段と向上する。【００１８】
また、現在インターネットのブラウザー（コンテンツ閲覧用のソフトウェア）では、マウスなどのポインティングデバイスでカーソルを移動し、カーソル位置によりアンダーライン等の付いた項目を指定して、マウスボタンをクリックすることによりその項目を選択する方式が主流であるが、本発明では、このアンダーラインに代わり、指運動を示唆するような図柄のアイコンや、指運動を示唆するように動画表示されるアンダーラインや背景色を用いて、コンテンツ中の選択項目にマークを付け、選択したい項目に付加したマークが示唆する指運動を実行することで目的項目を選択する情報機器とユーザインターフェイス方法を提供する。【００１９】
本発明では、カーソル位置を精密に位置決めしなくとも、大雑把に位置決めするだけで、その近辺にある複数個の選択候補項目にマークが表示され、マークの示唆する指運動を実行するだけで即座に目的項目が選択される。カーソルの位置決めには時間がかかりまた心理的負荷を伴うことから、従来方式でもカーソルの移動を伴うことなく高速に項目選択を行うために特定のキーを押すことで瞬時に項目を選択するショートカット機能が提供されているが、本発明で提供する手段も一種のショートカット機能を提供し、カーソル位置を大雑把に定めた後は高速に項目を選択できる。この際にカーソルの精密な位置決めのために継続的に注視する必要がなくなるので心理的負荷も軽減する。通常のショートカットはキーボード上のキーを用いるため、対応するキーを見つけてキーを押すのに時間がかかるが、本方式によれば、マークによって示唆される指運動を実行するだけで目的の項目をショートカットで選択できるので、直感的に分かりやすく、キーと指運動の関係を記憶する必要もない。この方式はブラウザーに限らず、項目選択を基本とする任意のユーザインターフェイスに有効である。【００２０】
例えば電子メイルの文章を作成するときには、頻繁に現れる単語や表現を登録しておき、登録してある用語から使用する用語を選択して文中に挿入すると文章作成能率が向上する。従来はカーソルキーを用いて用語を選択している場合が多かったが、カーソルキーで一つ一つ項目を移動して目的の項目に辿り着くのには時間がかかり能率が低くさらに項目移動中に継続的に注視する必要があるため心理的負荷が大きい。本発明によれば、各用語にマークをつけてマークの示唆する指運動を実行することで瞬時に目的の用語を選択できるので文章作成の能率を向上できる。【００２１】
ただし回転体の凹凸感などの触覚手掛かりでは指位置を誤認し、入力を誤り易い。そこで本発明ではまず、聴覚的手掛かりを追加する。指先位置に応じて異なるビープ音を発生するか、または指先位置が変化する瞬間にビープ音を発生して指先位置を聴覚的に把握できるようにすることで誤入力を軽減する。例えば指先の運動範囲の中央と左右に計３つの区画を設けて指位置がそのいずれに含まれるか区別する場合、指が中央位置にいるときにはビープ音を発生せずに左右に移動したときにビープ音を発生すればビープ音を手掛かりに左右、中央の位置を区別できる。また中央区画から左右の区画に移る瞬間にビープ音を発生する方法によっても、ビープ音を通じて指位置が変わったことを把握できる。【００２２】
用途によっては指先の運動と入力する指令が直感的に関連づく場合がある。例えば指先の運動方向に合わせてコンテンツ表示（再生）内容を動かしたり、チャンネルを切り替えたり、テープを早送り、逆送りするようにすれば、運動と指令の関係を記憶する困難を避けることができる。こうした用途に対しては、特に回転体の回転量をロータリ・エンコーダ等で精密に計測して、回転量とコンテンツの移動量を対応させると良い。【００２３】
回転体が円滑に回転する時には指先は回転体配列上を回転体に接しながら円滑に移動できるが、指先が所定位置に来たとき、あるいは回転体が所定の角度回転したときにブレーキを回転体に圧着させ、あるいは回転体の一部が回転止め材と衝突するようにして回転体の回転を制動、制限すると、ユーザはこの制動による反力を力覚を通じて感じることができる。例えば、指先が左区域から中央区域に移動するときに両区域の境で一瞬回転を制動してユーザの指先に反力を加えると、ユーザは一瞬加わる反力を力覚を通じて感じて、区域が変わったことを知ることができる。あるいは必要量移動したらそれ以上移動できなくなるように回転を静止すれば、ユーザは回転が止まることを通じて必要量移動したことを把握することができる。本発明ではこうした制動機構を導入し、ユーザがより明確に指先の位置を把握できるようにする。【００２４】
具体的には、本発明に係わるデータ入力装置は、指先の運動範囲に配置され指先により回転する複数個の回転体を有する回転体配列手段と、回転体配列手段を支持する上方台と当該上方台の下方に位置する下方台との間に設けられ、回転体配列手段に指先の下降運動に伴う圧力が印加されて圧力印加位置を検出する圧力印加位置検出手段と、回転体配列手段上で指先から加えられていた圧力が解除される圧力解除位置を検出する圧力解除位置検出手段と、回転体配列手段の回転体を操作する指先により圧力が印加されて移動する指先の移動方向を検出する指先移動方向検出手段とを備え、圧力印加位置検出手段と圧力解除位置検出手段のうち少なくともいずれか一方、および、指先移動方向検出手段とからの出力信号を組み合わせることにより、入力する情報が指定可能であることを特徴とする。
好ましくは、回転体配列手段を回転体の回転方向と直交する方向に移動可能に形成するとよい。【００２５】
本発明では、ユーザがその触感によって自己の操作を確かめながらデータ入力を行う回転体配列手段からのデータに、指先の移動方向および圧力の印加信号を組み合わせて多様な情報の正確な入力を可能にする。【００２６】
好ましくは、指先移動方向検出手段に回転体の回転方向を検出する回転方向検出手段を設けて、この回転方向検出手段により検出された回転体の回転方向に基づいて指先の移動する方向を検出するようにするのが望ましい。また、この回転体もしくは指支持用回転体の回転量、または、指支持台の移動量を検出し、この回転量または移動量に基づいてコンピュータ装置等の情報機器において、座標指定するようにすれば操作性が向上する。【００２７】
また、本発明に係わるデータ入力装置は、回転体に加わる微弱な指先による圧力が作用する位置に応じて接触状態が変わることにより位置を検出する位置検出用スイッチを備えるとともに、圧力印加位置検出手段を、位置検出用スイッチの接触状態を変える圧力よりも相対的に強い圧力を指先から加えられるときに接触状態を変える圧力検出用スイッチを設け、圧力検出用スイッチによる接触状態と、指先から加わる微弱な圧力の位置に応じて定まる位置検出用スイッチによる接触状態とが区別して検出されることを特徴とする。【００２８】
本発明では、位置検出用と圧力検出用の２種類のスイッチを設け、位置検出用スイッチは、圧力検出用スイッチよりも相対的に小さい力で動作するようにする。
ここで、「微弱」とは、位置検出用スイッチは動作するが、圧力検出用スイッチの接触状態は変化しない程度を意味する。【００２９】
本発明に係わるデータ入力装置は、位置検出用スイッチは、上方台上でシーソ運動可能なシーソ機構で形成されるとともに、回転体を回転可能に支持する導電性のアーム部材を備え、指先から加わる微弱な圧力により指先位置にある回転体が他の回転体に対して相対的に降下して位置検出用スイッチの接触状態を変える際に、降下する側にある回転体を支持するアームが上方台上に着地してシーソ運動することにより、他方の側にあるアームを介して他の回転体を持ち上げることを特徴とする。【００３０】
本発明では、左右方向、あるいは、前後方向の夫々を上記のシーソ機構によって、微弱な圧力により排他的に接点状態が変わるようにし、さらに降下側の回転体によって回転量を操作可能にする。【００３１】
好ましくは、このアーム部材は、上方台との間に取り付けられた導電性の弾性体によって持ち上げられ、圧力を解除したときは、位置検出用スイッチのいずれもが接触状態になることによって、解放状態が識別可能に構成されているのが望ましい。このデータ入力装置を用いた制御の多様化およびデータの信頼性を向上させることができる。【００３２】
本発明に係わる情報機器は、指先の着地位置または加圧位置と着地時または着地時前後の指先の運動方向を組み合わせて入力する情報を指定する手段を備えた情報機器であって、ディスプレイ画面上に表示されている項目の背景色、アンダーライン、アイコン等のマークを指先着地位置または加圧位置と指先運動方向を示唆するような図柄またはアニメーションで静的または動的に表示することにより、図柄またはアニメーションに示唆される指運動を実行するときに該当する項目を選択する手段を備えたことを特徴とする。【００３３】
本発明では、選択可能な項目に指運動を示唆する識別表示（マーク）を行うことにより、複数のモードを簡便な操作で選択できるようにする。
ここで、「情報機器」とは、コンピュータ装置またはコンピュータを内蔵した装置を意味し、いわゆる制御装置や携帯電話なども含む趣旨である。
なお、指先位置に応じて音の出方を変えて指先位置を聴覚的に通知する手段を備えるようにしてもよい。【００３４】
また、本発明に係わる情報機器は、指先の着地位置と着地時または着地時前後の指先の運動方向を組み合わせて入力する情報を指定する手段を備えた情報機器であって、指先運動方向と、映像、音楽、文章等のコンテンツの表示・再生範囲の移動方向とをディスプレイ上で対応付けて表示することを特徴とする。【００３５】
本発明では、指先運動とコンテンツの表示・再生などの機能とを対応付けることによって、複数のモードを簡便に制御可能にする。【００３６】
本発明に係わる情報機器は、さらに、映像、音楽、文章等のコンテンツをインターネットの通信網や記憶装置を通じて閲覧するコンテンツ閲覧手段を備えるとともに、コンテンツ閲覧手段がコンテンツ中の注目位置近辺に存する複数個の選択候補項目を検出する選択候補検出手段を有し、選択候補検出手段により検出された選択候補項目としてのマークを、指運動を示唆するように静的または動的にディスプレイに表示することを特徴とする。【００３７】
好ましくは、高頻度に出現する文章単位を登録する文章登録手段を備え、文章登録手段に登録された文章単位のマークが指運動を示唆するように静的または動的にディスプレイに表示されるようにするとよい。【００３８】
また、本発明に係わる情報機器は、指先の運動範囲に配置され指先により回転する複数個の回転体を有する回転体配列手段と、回転体配列手段上で指先の下降運動に伴う圧力が印加される位置を検出する圧力印加位置検出手段と、回転体配列手段上で指先から加えられていた圧力が解除される位置を検出する圧力解除位置検出手段と、回転体配列手段の回転体を操作する指先により圧力が印加されて移動する指先の移動方向を検出する指先移動方向検出手段とを具備し、圧力印加位置検出により指先着地位置または加圧位置を、また、指先移動方向検出手段により指先運動方向を検出することを特徴とする。【００３９】
本発明では、これら各手段によって指先の運動を詳細に検出することにより、指先のみによる複雑な情報機器の操作を可能にする。【００４０】
さらに、本発明に係わる情報機器は、指先の運動範囲に配置され指先により回転する複数個の回転体を有する回転体配列手段と、回転体配列手段上で指先の下降運動に伴う圧力が印加される位置を検出する圧力印加位置検出手段と、回転体配列手段上で指先から加えられていた圧力が解除される位置を検出する圧力解除位置検出手段と、回転体配列手段の回転体を操作する指先により圧力が印加されて移動する指先の移動方向を検出する指先移動方向検出手段とを具備し、圧力印加位置検出手段により検出された指先着地位置または加圧位置の出力信号と、指先移動方向検出手段により検出された指先運動方向の出力信号とを組み合わせて、入力しようとする情報が指定されるようにし、指先の位置または回転体の回転角度に応じて回転体の回転運動を制動する制動手段を設けたことを特徴とする。【００４１】
本発明では、特に指先の位置または回転角度に応じて回転体の回転運動を制動するので、その制動力が指先に伝わり、操作者は、どれくらいの回転角度であるかを回転体を見なくても認識することができる。【００４２】
本発明に係わる情報機器は、スイッチ状態とモード識別情報（モードＩＤ）とを関連付けて保存するモードテーブルと、一または二以上の選択候補項目とモード識別情報とを関連付けた対応情報を作成して一時的に保存すると共に選択候補項目を選択するためのスイッチ操作情報を出力した後、スイッチ状態データを入力して、モードテーブルを参照して当該スイッチ状態に対応するモード識別情報を抽出し、対応情報に基づいて当該モード識別情報に対応する選択候補項目を抽出すると共に、当該選択候補項目が選択されていることを知らせるための出力を行う個別機能選択手段と、個別機能選択手段によって選択された選択候補項目に関連する処理を実行する個別機能実行手段と、を備えたことを特徴とする。【００４３】
本発明では、情報機器の動作状態において、予めスイッチ状態とモードＩＤとを関連付けたテーブルを保存しておき、抽出した選択候補項目にモードＩＤを割り付けて、そのモードＩＤに対応するスイッチ操作情報を操作者に知らせ、その後スイッチ状態を読み込んで、モードテーブルを参照して対応する項目を抽出して、それに関連する処理を実行させるようにする。【００４４】
本発明に係わるユーザインターフェイス方法は、指先の着地位置または加圧位置の位置と着地時または着地時前後の指先の運動方向を組み合わせて入力する情報を指定するユーザインターフェイス方法であって、ディスプレイ画面上に表示されている項目の背景色、アンダーライン、アイコン等のマークを指先着地位置または加圧位置と指先運動方向を示唆するような図柄またはアニメーションで静的または動的に表示し、図柄またはアニメーションに示唆される指運動を実行するときに該当する項目を選択するようにしたことを特徴とする。【００４５】
本発明では、項目選択のための指先の運動を画面上のマークで表して、指先の運動を検知して該当する項目を選択する。【００４６】
また、本発明に係わるユーザインターフェイス方法は、映像、音楽、文章等のコンテンツをインターネットの通信網や記憶装置を通じて閲覧するコンテンツ閲覧手段と、コンテンツ閲覧手段がコンテンツ中の注目位置近辺に存する複数個の選択候補項目を検出する選択候補検出手段を用い、選択候補検出手段により検出された選択候補項目としてのマークを、指運動を示唆するように静的または動的にディスプレイに表示するようにしたことを特徴とする。【００４７】
本発明では、コンテンツ中の注目位置近辺、たとえば、カーソル付近に存する複数個の選択候補項目を検出して、その項目を選択するためのマークとして指運動を示唆するような情報を表示して、操作者に希望する項目選択を可能にする。【００４８】
本発明に係わるユーザインターフェイス方法は、指先の運動範囲に配置され指先により回転する複数個の回転体を有する回転体配列手段と、回転体配列手段上で指先の下降運動に伴う圧力が印加される位置を検出する圧力印加位置検出手段と、回転体配列手段上で指先から加えられていた圧力が解除される位置を検出する圧力解除位置検出手段と、回転体配列手段の回転体を操作する指先により圧力が印加されて移動する指先の移動方向を検出する指先移動方向検出手段とを用い、圧力印加位置検出手段により指先着地位置または加圧位置を検出し、また、指先移動方向検出手段により指先運動方向を検出するようにしたことを特徴とする。【００４９】
本発明では、指先移動方向と指先の着地位置または加圧位置によって指先運動を検知する。【００５０】
本発明に係わるユーザインターフェイス方法は、さらに、圧力印加位置検出により検出された指先着地位置または加圧位置の出力信号と、指先移動方向検出手段により検出された指先運動方向の出力信号とを組み合わせて、入力しようとする情報が指定されるようにし、指先の位置または回転体の回転角度に応じて回転体の回転運動を制動するようにしたことを特徴とする。【００５１】
また、本発明のモード選択に係わるユーザインターフェイス方法は、非加圧状態と加圧状態の少なくとも２つの状態を判別可能な実行スイッチと、当該実行スイッチの上方に位置し該実行スイッチの状態を変化させるための圧力印加可能な台上に設けられた、解放状態と使用状態が判別可能であって使用状態のときは左右および中央の少なくとも３種類の位置状態が入力可能であり、左右はシーソ機構によって切り替わるモード選択スイッチを有するデータ入力装置の各スイッチ状態を情報機器へ入力して、スイッチ状態によって情報機器を動作させるための項目を選択するユーザインターフェイス方法であって、実行スイッチの非加圧状態、加圧状態ごとに、モード選択スイッチの各位置状態と、情報機器の項目を選択するためのモード識別情報とを関連付けて保存しておき、複数の選択候補項目のそれぞれに、非加圧状態のモード識別情報と加圧状態のモード識別情報とからなるモード識別情報をユニークに割り付け、まず、非加圧状態のモード識別情報に関連する指操作情報を出力して、データ入力装置からモード選択スイッチの状態を入力し、その後、実行スイッチが加圧状態に変化したとき、当該入力したモード選択スイッチの状態から非加圧状態のモード識別情報を確定すると共に、当該モード識別情報に該当する一または二以上の選択候補項目を抽出して、当該抽出した選択候補項目について加圧時のモード識別情報の指操作情報を出力して、データ入力装置からモード選択スイッチの状態を入力し、次に、実行スイッチが非加圧状態に変化したとき、当該入力したモード選択スイッチの状態から加圧状態のモード識別情報を確定すると共に、当該モード識別情報に該当する選択候補項目が最終的に選択されていることを示す情報を出力し、その後、所定時間以内に解放入力が無い場合は、この最終的に選択された選択候補項目に関連する処理を実行する、ことを特徴とする。【００５２】
本発明では、実行スイッチ（中央ボタン）のＯＮ状態とＯＦＦ状態ごとにモードＩＤを設け、情報機器の動作状態において、それを選択候補項目に割り付けることによって、複数の選択候補項目のうち、希望する項目の選択を容易に行えるようにする。また、これにより、階層的なモード選択が可能となる。【００５３】
好ましくは、モード選択スイッチの左または右のいずれか一方の位置状態から、中央の位置状態になったときにタイマを起動し、他方の位置状態になったときにタイマを停止して、当該タイマ値を情報機器の動作パラメータとして使用するのが望ましい。２値入力のスイッチによって、簡便な操作でアナログ的なデータの入力が可能となる。【００５４】
本発明に係わるプログラムは、非加圧状態と加圧状態の少なくとも２つの状態を判別可能な実行スイッチと、当該実行スイッチの上方に位置し該実行スイッチの状態を変化させるための圧力印加可能な台上に設けられた、解放状態と使用状態が判別可能であって使用状態のときは左右および中央の少なくとも３種類の位置状態が入力可能であり、左右はシーソ機構によって切り替わるモード選択スイッチを有するデータ入力装置の各スイッチ状態を情報機器へ入力して、スイッチ状態によって情報機器の動作を制御するためのプログラムであって、実行スイッチの非加圧状態、加圧状態ごとに、モード選択スイッチの各位置状態と、情報機器の項目を選択するためのモード識別情報とを関連付けて保存する処理と、複数の選択候補項目のそれぞれに、非加圧状態のモード識別情報と加圧状態のモード識別情報とからなるモード識別情報をユニークに割り付ける処理と、非加圧状態のモード識別情報に関連する指操作情報を出力して、データ入力装置からモード選択スイッチの状態を入力する処理と、実行スイッチが加圧状態に変化したとき、当該入力したモード選択スイッチの状態から非加圧状態のモード識別情報を確定すると共に、当該モード識別情報に該当する一または二以上の選択候補項目を抽出して、当該抽出した選択候補項目について加圧時のモード識別情報の指操作情報を出力して、データ入力装置からモード選択スイッチの状態を入力する処理と、実行スイッチが非加圧状態に変化したとき、当該入力したモード選択スイッチの状態から加圧状態のモード識別情報を確定すると共に、当該モード識別情報に該当する選択候補項目が最終的に選択されていることを示す情報を出力し、その後、所定時間以内に解放入力が無い場合は、この最終的に選択された選択候補項目に関連する処理を実行する処理と、コンピュータに実行させることを特徴とする。【００５５】
ここで、「モード」とは、主として情報機器の動作モードや処理内容を意味するが、これに限らず、何らかの選択が可能であれば足り、選択可能な項目が複数ある場合の当該項目も含む趣旨である。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、回転体の回転角度によって接触状態を変えるスイッチによらずに指先から圧力が加わる位置（圧力印加位置）を検出する手段を用いることで、指先は常時回転体に接する拘束から解放されて、狭い指運動の範囲で、正確に多様なデータを迅速に入力できるようになる。【００５７】
また、コンテンツのブラウザー（閲覧方式）等ではカーソル位置を精密に決めなくとも、指運動に対応した項目を瞬時に選択する手段を導入することによって、項目選択の能率が向上し、心理的負荷の軽減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明の第１の実施形態を説明する。
なお、本発明において、指先の運動方向を図１のように定義する。図１は、データ入力装置上に置かれた右手親指とその運動方向の関係を表した図である。指腹で垂直に加圧する方向を「下」、逆方向を「上」、指付け根から爪方向を「前」、その逆を「後」、これら各方向と垂直方向に、操作者側から見て「右」または「左」としている。右手親指ではなく他の指を用いて操作する場合も同様である。【００５９】
操作者は、指先を図１中の矢印で示される前後左右および上下方向に動かしてデータ入力装置上に配置されたスイッチを操作する。なお、この方向の定義は、本発明の特定もしくは本実施形態の説明の便宜のためであり、普遍的なものではなく他の定義によって方向を定めることも可能である。【００６０】
<データ入力装置>
図２に本発明の第１の実施形態によるデータ入力装置の一部を斜め前方上から見た斜視図を示す。１、２は回転体であり、それぞれ針金３，４を軸として回転し、その上に乗った指先は回転体が回転することで回転体の上に乗ったまま左右に円滑に移動する。この時に指先は回転体を凸部、回転体間の隙間を凹部として凹凸の触感を得て、この触覚情報に基づき指先位置を把握することができる。回転体１、２を近接して配置しても触覚的な手掛かりにより指先位置を明瞭に区別できるので、誤りなくデータを入力することができる。【００６１】
図２において、針金３、４は回転体１、２の回転軸であると共に途中で折れ曲がって回転体を台９から持ち上げる回転体の支柱であり、かつ導電性の材質でできているため後に述べるスイッチ機構の通電路としても機能する。この針金３、４は一体になって１つのループを成しており、このループは導電性の針金でできた６、７のアーチの中をくぐっている。なお二つの回転体（右回転体１、左回転体２）がループ状の針金３、４を通じて一体となったユニットを以後回転体配列と呼ぶことにする。
アーチ状の針金６、７のアーチの内径は針金３、４の直径に比べて十分大きく、針金３、４の成すループはアーチ状の針金６、７に囲まれて台９に連結してはいるが、アーチの内径の余裕の範囲で遊びを持って連結しているため、台９に対して揺動することができる。【００６２】
さらに台９はヒンジ１０、１１、１２を通じて下部の別の台８に連結しており、回転体１、２が上に乗った指先から下方に力を受ける時には台９はヒンジの回転軸１２で折れ曲がって回転体１、２と共に下方に降下する。なお１１はヒンジの一部１０と台８の接合部分である。また導体５は針金のループ３、４が台９に接する部分に配置されて、ループ３、４に接して通電する導電体である。なおアーチ状針金６、７は導電性を持つが、台９から垂直に立ち上がる部分の表面は絶縁被覆で覆われており、針金３、４、５、と接触しても通電することはない。ただしアーチ状針金６、７の上部の水平になっている部分ではこの絶縁被覆が削り取られて内部の導電体が露出し、針金３または４が持ち上げられてそこに接触するときに通電する。【００６３】
図２に示したデータ入力装置の一部について図３（ａ）に側面図、図３（ｂ）に正面図を示す。アーチ状針金６の垂直に立っている部分は絶縁皮膜１３に覆われており、台９がヒンジの回転軸１２で折れ曲がって降下するときにその下部は上下運動検出用のスイッチ１４上部のボタン部分に接触し、これを押してスイッチ１４をＯＮとする。なお二つの回転体１、２がループ状の針金３、４を通じて一体となったユニットを以後回転体配列と呼ぶことにする。回転体配列に対して指先の下降運動によって加えられる圧力（指先位置の検出に用いられる微弱な圧力と区別するため以降「指先の下降運動に伴う圧力」と呼ぶ）の印加と解除をスイッチ１４で検出する。このスイッチ１４のＯＮ−ＯＦＦを通じて指の加圧（着地）の開始時点と終了時点を検出するようにする。【００６４】
図４の各図には図２の装置を前面から見た様子を示す。回転体配列上に微小な圧力で接する指先が左右に移動すると、指先位置に応じて指先から回転体配列に対して加わる微小な圧力の重心位置が変化する。例えば図４（ａ）では図面に向かって左側の回転体側に重心位置が来て、回転体配列は１５に示す部位を支点としてシーソと同様に振る舞い左側に傾く。このとき導体であるループ状針金（３、４）の左側が導体５に接し、右側が導体７に接して導体５と導体７が通電するので、この通電を導線１７と導線１８によって検出して、指先が図面上で左側に来たことを検出する。図４（ｂ）では重心位置が支点１５と支点１６の中間地点に来るため、回転体配列は水平に保たれ、導体５、６、７の間に通電関係は生じないことから指先位置が中央にあることを検出する。図４（ｃ）では右側の回転体側に重心位置が来て、回転体配列は１６に示す部位を支点として右側に傾く。このとき導体であるループ状針金（３、４）の左側が導体６に接し、右側が導体５に接して導体５と導体６が通電するので、この通電を導線１７と導線１９によって検出して、指先が図面上で右側に来たことを検出する。【００６５】
このように図４に示す方式では、導体５と導体６および導体５と導体７の間にスイッチが構成されていて、これらの２つのスイッチが指先の位置に応じてＯＮ、ＯＦＦして指先位置を検出することになる。これらの２つのスイッチの接点は一方をＯＮにすると他方は必然的にＯＦＦとなる。すなわち両者の接触状態は互いに排他的に定まる。このような排他的機構は狭い範囲で確実に目標のスイッチだけをＯＮする目的に効果的である。近接して配列している回転体の中から目標の回転体を押そうとすると指先はどうしても近接した回転体に触れてしまいそこにも微弱な圧力を及ぼすが、そのような状況でも図４の方式によれば目標の回転体を排他的・選択的に押し下げて、指位置を検出することが可能になる。【００６６】
図４の方式では、回転体配列は２つの支点によって支持されており、指先から加わる力の重心位置が支点のどちら側にあるかによって３つの区域を区別して３通りに倒れ方を変えるシーソ状機構を構成している。ループ状針金（３、４）はシーソのアームの役割を果たしており、３つの区域のうちの右側または左側の区域に指先が来たときに、指先位置側の回転体が降下してシーソ状機構の支点の指先位置側にあるアームを押し下げて、その結果、支点の反対側のアームを押し上げて他方の回転体を持ち上げる。指先が中央の区域にある場合にはアームは動かず回転体の間に高低差は生じない。こうして指先位置に応じて回転体間の高低差が異なるので、それを触覚で感じて指先位置を明瞭に区別できる。【００６７】
図４の方法では、指先が回転体配列に軽く触れるだけで発生する微弱な圧力を検出するために、できる限り弱い力でスイッチの接触状態が変わるように工夫している。通常のスイッチは接触状態を復元するためにバネを使用しているが、バネを使うと微弱な圧力を検出できなくなるため、図４の方法はバネを使わずに重心の移動だけでスイッチの接触状態を変化させて、導通関係を切り替える。バネを使わずにスイッチの接触状態を変え、またそれを復元するために指先の力そのものを効果的に利用するように工夫している。接触抵抗を軽減するためにはループ状針金３、４に直接配線を半田付けした方が良いのに、わざわざ導電体５を通じてループ状針金３、４に通電しているのも、ループ状針金３、４が円滑に動くようにするための工夫である。また図４の方式は指先の移動方向に力を加えてスイッチを押さなくとも重心の移動でスイッチが切り替わるため、指先の移動に力を要さず極めて円滑に指先を移動できることも利点となる。なおコストをかけて良いのであれば、光学式方法や静電容量方式によって同様に力を使わずにスイッチングすることが可能である。【００６８】
こうして指位置を検出するためのスイッチは指先の下降運動に伴う圧力を検出するスイッチ１４よりも相対的に弱い力（極めて微弱な力）で接触状態を変える。同じ方向に加える力で両者の接触状態が変わるときには、弱い力で接触状態を変えるスイッチが先に切り替わるから、指先の降下運動によってスイッチ１４がＯＮするときには、必ずそれより先に指先の位置を検出するスイッチの接触状態が定まることになる。したがって図４の方式では降下運動（加圧）の検出よりも位置を検出するタイミングが必ず先になることが保障され、タイミングの遅れによって生じる誤入力を防止できる。【００６９】
また位置検出するためのスイッチと指先の降下運動するためのスイッチが共に同じ方向の力（降下方向に働く力）によって接点の接触関係（ＯＮまたはＯＦＦ）が強化されるように構成されていることも重要である。両者の方向が一致していないと一方の接触を確実にしようとして力を加えるときに、他方の接触が弱まり、誤入力の原因となる。図４の方式では指先を降下する圧力の重心を変えない限りスイッチの接触は強化され、指先の位置も安定に保持されることになる。さらに図４に示す位置検出方式は指位置の摂動に対して安定である。すなわち、設定された領域内で指が多少移動してもそれがシーソ状機構の支点を越えて移動しない限り位置検出用スイッチのＯＮーＯＦＦの状況（導体３、４、５、６、７の接触関係）を変えることがない。【００７０】
なお以上に述べてきた機械的なスイッチで指先の圧力を検出する方法の代わりに光学的方法で指先位置を検出するようにしても「回転体の回転によって接触状態を変えるスイッチを使わずに」指先位置を検出できる。【００７１】
従来方式で回転体の絶対角度を利用して指位置を求める場合には、指先が回転体に接し続けたまま移動することが必要になるが、回転体の回転角度と指先の移動量の間には一定の関係があるので、回転体の回転角度から指先位置を決定することができた。例えば回転体が所定の角度量を回転したときに適当なスイッチが押されてＯＮするようにすれば、そのスイッチのＯＮ−ＯＦＦを通じて指先が所定の位置に到達したことを検出できた。しかしながら操作中に常に指先が装置に接するように拘束することは心理的にストレスになり、入力装置の操作性も低下した。一方、図３の方式では回転体配列の上に乗った指先から加わる微小な圧力の重心位置に基づき指先位置を検出するため、指先を回転体に接し続ける必要がなく、指先を回転体から離して宙を移動して離れた地点に着地しても、そこで加わる圧力の重心位置に基づき、正しく指先位置を検出できる。操作中に指先を自由に離すことができれば、跳躍して高速に目標の位置に移動することができるので入力能率も向上する。【００７２】
また指先位置を検出するために回転体が所定の角度量だけ回転したときに押されて接触状態を変えるスイッチを用いる場合には、回転体の回転量が制限されてしまうが、図３の方式で指先位置を検出する場合には、回転体は無制限に回転できるので、回転体の回転量を計測すれば、座標指定（ポインティング）をトラックボールと同様の操作感覚で行うことができる。この仕組みを図５に示す。【００７３】
図５には、回転体１、２の下部に回転体の表面または内部に設けられた縞状反射帯から反射してくる光を検出して、回転体の回転量を計測するロータリ・エンコーダ２０を示す。
ロータリ・エンコーダ２０は回転体配列と一体になっており、回転体配列が姿勢を変えても回転体との相対的位置関係は一定に保たれる。回転体配列の姿勢の変化が微小である場合はロータリ・エンコーダ２０を回転体配列と一体にせず、台上に設置しても回転量を計測できる。なおここでは光学的に回転量と回転方向を検出する方法を示しているが、電気的に接点を通じて検出してもよい。
こうして検出される回転体の回転方向と回転量から指先の移動量を算出できる。【００７４】
指先の動作とスイッチとの関係については、図１に示す上下方向の運動はスイッチ１４によって検出する。また左右方向の運動については、上述のごとくアーチ状の針金６、７のアーチの内径は針金３、４の直径に比べて十分大きいため、回転体配列が図４に示すように指先の着地位置（下方への加圧位置）に応じて姿勢を変え、その結果、針金３、４とアーチ状針金６、７の接触状態が変わり、この接触状態を電気的に検出することにより、指先の着地位置を区別できる。図４の例では指先が回転体１上にある場合と２上にある場合、そして両者の中間点にある場合を区別できるのである。【００７５】
図３は、さらにスイッチ１４を導入し、台８上にスイッチ１４を取り付けたときの構成図である。回転体配列上で指先から圧力が下方に加わる時点に台９がヒンジの回転軸１２で折れ曲がって降下し、台９の下部が上下運動検出用のスイッチ１４に接触し、スイッチ１４をＯＮとする。スイッチ１４のＯＮ−ＯＦＦを通じて指の加圧（着地）の開始時点と終了時点を検出する。【００７６】
以上、図２〜図５に示す機構を用いると針金３、４とアーチ状針金６、７の接触状態を通じて指位置を検出し、スイッチ１４のＯＮ−ＯＦＦ時の指先位置から指先着地位置（加圧位置）と着地後の指先の運動方向を検出できる。あるいはロータリ・エンコーダ２０により検出される回転体の回転方向と回転量から指先の運動方向を決定することもできる。指を静止しているつもりでも回転体を誤って微小に動かす場合があるので、ロータリ・エンコーダ２０の検出する回転量が所定の角度を超えた場合にのみ指先が運動したと判断することが望ましい。運動方向に関する情報はロータリ・エンコーダと針金の接触状態から冗長に得られるので一方を省いても良いし、冗長性を回転方向や指先着地位置検出の信頼性向上に利用することもできる。【００７７】
以上には回転体配列を利用する方式を述べたが、回転体配列の代わりにトラックボールのように単一の回転体を使用しても、あるいは指先が着地後指先とともにスライド移動する台を利用しても、または指先が小さな摩擦力ですべりながら移動するパッドを利用しても構わない。ただし従来のトラックボールやパッドのみでは指先着地地点の絶対位置を検出できないため、本発明には使用できない。従来のトラックボールやパッドでも指先の相対的な移動方向や移動量を検出することができるが、本発明に使用するには、トラックボールやパッドに針金３、４とアーチ状針金６、７の接触状態を検出する仕組み等を追加して指先着地の絶対位置を検出し、この絶対位置と着地時または着地直後の指先の運動方向を組み合わせて入力する情報を決定する仕組みが不可欠になる。【００７８】
さらに指先着地位置を触覚的に把握するためにパッドに凹凸を設けたり、加圧位置を力覚的に把握するためにトラックボールが所定量回転したときにその回転を制動して反発力を発生して必要量回転したことを通知する仕組みを併せて導入すると良い。【００７９】
また、必要により、回転体を前後に配置したり、回転体と指運動の方向を検知する接点との組み合わせを、前後、左右、さらにこれらの中間方向に配置するようにしてもよい。【００８０】
なお、図３に示す回転体と接点を前後方向に設けることによって、左右のみならず前後方向の指の動きを検知することができるが、図３の装置を前後方向に移動させることによって指の動きを検知するようにしてもよい。【００８１】
この構成例を図６に示す。図６では、車輪２１によって台８が指先の前後方向の運動に追随して円滑に前後方向に移動して、その移動量と移動方向を光学的検出器２２で検出している。図６の方式では、回転体の回転と装置のスライド移動を使い分けて前者で左右方向の座標指定、後者で前後方向の座標指定を行うことになるが、このように使い分けると回転運動の感触とスライド移動の感触の相違によって、カーソルの左右方向の移動と前後方向の移動を触覚的に区別して行えるので都合が良い。【００８２】
指先を前後方向に移動する場合にも左右に移動する場合と同様に２つの支点を持つシーソ状機構によって指先の前後方向の位置を検出することができる。例えば図７に示す構成例では、回転体配列の位置が前後方向に移動すると、回転体配列に置かれた指先から加わる圧力の重心位置も前後方向に移動するので、重心位置がシーソ状機構の支点３０、３１のいずれ側に来るかによりシーソ状機構の倒れ方が図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように変わってスイッチの接点２６、２７、２８、２９が切り替わり、前後方向の３通りの位置を区別して検出できる。【００８３】
以上に説明してきた仕組みにより、ユーザは、指先に受ける触覚的手掛かりを参照しながら指先着地位置を定め、着地後に指先の位置を変えずにそのまま上げるか、左右に動かしてから上げるのかを区別し、さらに前後方向の指の動きを組み合わせて異なる情報を入力することができる。この操作中に入力装置側では、指先着地位置と着地時または着地前後の指先の運動方向を検出し、両者の組み合わせに基づいて入力する情報を決定する。このときに触覚的な手掛かりだけでは着地位置または加圧位置を誤ることがあり、指運動と入力する情報の関係を記憶することも大変なので、聴覚的手掛かり、視覚的手掛かり、力覚的手掛かりを併せて用いてマルチモーダル・ユーザインターフェイスを構成し、ユーザの作業を多面的に補助することが望ましい。【００８４】
以下にその具体的なユーザインターフェイス方法を説明する。
<情報機器>
図８は、コンピュータ装置６０の機能ブロック図である。データ入力装置５１を含む入力部５０とインターフェイスケーブル９０を介してコンピュータ装置本体６６が繋がっている。【００８５】
ここで、データ入力装置５１は、図９に示すように前接点２９、後接点２８、および、前方移動量、後方移動量を入力するための光学的検出器２２を有し、さらにその上部は図３に示すように、中央ボタン（実行ボタン）１４、右回転体１、左回転体２、右接点７、左接点６を備えている。なお、上記の説明では、アーチ状針金６または導体６と呼んでいたが、操作者（ユーザ）にとって、左側の回転体２またはアーム４を押下したときに導通する接点を構成するものであるため、以降の説明では左接点といい、同様にアーチ状針金７または導体７を右接点という。【００８６】
インターフェイス手段５２は、データ入力装置５１の各スイッチ、接点の状態信号をＵＳＢ等のコンピュータ入力用の所定の電気信号に変換する。【００８７】
コンピュータ装置６０は、入力部５０とデータの受け渡しを行うためのインターフェイス手段６１、入力したデータを用いて演算を行う処理部６２、データを記憶するメモリ等で構成される記憶部６３、ディスプレイ装置等の表示部６５、および、表示部６５へデータを送るための表示用メモリ６４から構成されている。【００８８】
また、処理部６２は、データ入力装置５１のスイッチや接点の状態を入力するスイッチ状態入力手段（機能）７１、スイッチの状態によって実行させるべき手段（機能）を選択する個別機能選択手段（機能）７２、個別機能選択手段７２からの指令によって起動し所定の処理を実行する一または二以上の個別機能実行手段（機能）７４を有している。なお、個別機能実行手段７４には、画面のスクロール処理を実行するスクロール実行手段（機能）７５や画面表示データに付加されているリンク先へジャンプするリンク手段（機能）７６などから構成されている。各手段７１〜７６は、コンピュータの処理によって実現されるものである。また、記憶部６３は、スイッチの状態を保存する状態ファイル８１、表示部６５に表示されているウインドウおよびそのウインドウ内のカーソル位置範囲と実行すべき機能の識別情報（個別機能ＩＤ）とを関連付けて保存する個別機能選択ファイル８２、データ入力装置５１のスイッチや接点とモード識別情報（モードＩＤ）とを関連付けて保存するモードテーブル８３などを有している。【００８９】
次に、上記の構成を有するコンピュータ装置６０の動作を説明する。
<データ入力処理>
まず、スイッチ状態入力手段７１のデータ入力処理について説明する。スイッチ状態入力手段７１は、周期的に起動し、入力部５０のデータを読込み、状態ファイル８１に保存する。図１０は、状態ファイル８１のデータ構成例である。中央ボタン１４、左右前後の接点６，７，２９，２８の状態、回転体１，２の回転量、および、前後の移動量が逐次更新されている。また、各スイッチの状態変化に伴い、中央ボタンフラグ、左入力フラブ、右入力フラグ、前入力フラグ、後入力フラグがセット、リセットされる。なお、各状態は、その後のコンピュータ処理の便宜のため、所定のコードに変換して保存するようにしても良い。たとえば、左接点ONの場合はUSBキーパッドの"8"の押下信号に変換し、左接点OFFの場合はUSBキーパッドの"8"の解放信号に変換して、コンピュータ装置に入力する。あるいは、
中央ボタンONの場合はキーボードの「バックスペース」押下信号に変換し、中央ボタンOFFの場合はキーボードの「バックスペース」解放信号に変換して、コンピュータ装置に入力するなどである。 
また、状態変化検出をデータ入力装置側で行わせ、コンピュータ装置には、ＯＮまたはＯＦＦになったタイミングで入力するようにしても良い。【００９０】
<個別機能選択処理>
次に、図１１を用いて個別機能選択手段７２の動作を説明する。個別機能選択手段７２は、周期的、または、スイッチ状態入力手段７１からの状態変化通知によって起動し、まずカーソル位置情報を取得する（Ｓ１０１）。次に、状態ファイル８１を参照して、中央ボタン１４がＯＮしているか否かを判定し（Ｓ１０２）、中央ボタン１４がＯＮしている場合は、図１２の個別機能選択ファイル８２をもとに、カーソルが指示するウインドウもしくは起動中の機能に関連付けられた個別機能ＩＤを抽出する（Ｓ１０３）。なお、個別機能ＩＤは、ウインドウごとのみならず、ウインドウ内の位置範囲ごとに設けるようにしても良い。たとえば、図１３に示すウインドウ内のＡの領域をポイントしたときは縦スクロール機能、Ｂの領域をポイントしたときは横スクロール機能、それ以外の時はリンク機能が起動するなどである。
そして、個別機能実行手段７４によって、抽出した個別機能ＩＤに対応する処理を実行する（Ｓ１０４）。【００９１】
一方、ステップＳ１０２で「Ｎｏ」、すなわち中央ボタン１４がＯＦＦのときは、次に左接点、右接点、前接点、後接点のいずれかがＯＮしているか否かを判定し（Ｓ１０５）、いずれかがＯＮしている場合は、カーソル移動処理を実行する（Ｓ１０６）。カーソル移動処理としては、たとえば、いずれか一方の接点がＯＮしている場合は、その接点の方向に移動させたり、回転体の回転角度や光学的検出器の移動量の大きさによって移動速度を変えるなどのやり方がある。【００９２】
なお、左接点と前接点が両方ＯＮしているときは、左上方向に斜めに移動させるなどの処理を行うようにしても良い。【００９３】
<個別機能実行処理>
次に、ステップＳ１０４において起動される個別機能実行手段７４として、スクロール機能７５およびリンク機能７６を例に挙げて説明する。【００９４】
（スクロール機能）
まず、図１４ないし図１６を用いて、横スクロール実行手段７３の動作を説明する。
図１４において、スクロール実行手段７３は個別機能選択手段７２からの起動要求によって起動されると、まず、状態ファイル８１を参照して中央ボタンフラグがＯＮしているか否かを判定し（Ｓ２０１）、中央ボタンフラグがＯＮしている場合は、スクロールフラグを「ニュートラル」に設定する（Ｓ２０２）。そしてスクロール速度検出を中止して（Ｓ２０３）、次に、起動後または前回判定から、左入力フラグに変化があったか否かを判定し（Ｓ２０４）、変化があった場合は左押下処理を実行する（Ｓ２０５）。【００９５】
ステップＳ２０４で左入力フラグに変化がなかった場合は、次に右入力フラグに変化があったか否かを判定して（Ｓ２０６）、変化があった場合は右押下処理を実行する（Ｓ２０７）。左入力フラグ、右入力フラグのいずれも変化のない場合は（Ｓ２０６で「Ｎｏ」）、中央押下処理を実行する（Ｓ２０８）。そして、各処理（Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０８）の後に、スクロール処理が終了か否かを判定して（Ｓ２１１）、終了していない場合は、ステップＳ２０４に戻って、処理を繰り返す。なお、ステップＳ２１１の判定条件としては、中央ボタンフラグがＯＮからＯＦＦへ変化すること、あるいは、カーソルがスクロール機能の範囲外になったときにスクロール処理を終了する。【００９６】
一方、ステップＳ２０１で「Ｎｏ」、すなわち、中央ボタンフラグがＯＦＦの場合は、スクロールフラグを「ニュートラル」にして（Ｓ２０９）、スクロール速度検出を中止する（Ｓ２１０）【００９７】
次に図１５を用いて左押下入力処理（Ｓ２０５）の動作を説明する。
まず、左入力フラグがＯＮしているか否かを判定して（Ｓ４０１）、ＯＮしている場合は、次に、スクロールフラグが「右→左スクロール中」であるか否かを判定する（Ｓ４０２）。ステップＳ４０２で「Ｙｅｓ」の場合は、スクロール速度検出を終了して（Ｓ４０３）、右から左へのスクロール処理を実行する（Ｓ４０４）。【００９８】
ここで、スクロール速度は、スクロール速度検出開始で起動され、スクロール速度検出終了で停止するソフトウェアタイマによって求められ、タイマ値が大きい場合は遅い速度で、タイマ値が小さい場合は速い速度で画面のスクロールを行うようにする。
その後、スクロールフラグを「右→左スクロール終了」にする（Ｓ４０５）。なお、スクロール処理によって、個別機能選択ファイル８２の座標範囲情報も逐次更新する。【００９９】
ステップＳ４０１で「Ｎｏ」、すなわち、左入力フラグがＯＦＦの場合は、次に、スクロールフラグが「右→左スクロール終了」か否かを判定して（Ｓ４０６）、「Ｙｅｓ」の場合は、スクロールフラグを「ニュートラル」に設定して終了する（Ｓ４０７）。
ステップＳ４０６で「Ｎｏ」の場合は、スクロールフラグを「左→右スクロール中」に設定して（Ｓ４０８）、スクロール速度の検出を開始する（Ｓ４０９）。【０１００】
次に図１６を用いて右押下入力処理の動作を説明する。
まず、右入力フラグがＯＮしているか否かを判定して（Ｓ６０１）、ＯＮしている場合は、次に、スクロールフラグが「左→右スクロール中」であるか否かを判定する（Ｓ６０２）。ステップＳ６０２で「Ｙｅｓ」の場合は、スクロール速度検出を終了して（Ｓ６０３）、タイマ値をもとに定まる速度で左から右へのスクロール処理を実行する（Ｓ６０４）。その後、スクロールフラグを「左→右スクロール終了」にする（Ｓ６０５）。【０１０１】
ステップＳ６０１で「Ｎｏ」、すなわち、右入力フラグがＯＦＦの場合は、次に、スクロールフラグが「左→右スクロール終了」か否かを判定して（Ｓ６０６）、「Ｙｅｓ」の場合は、スクロールフラグを「ニュートラル」に設定して終了する（Ｓ６０７）。
ステップＳ６０６で「Ｎｏ」の場合は、スクロールフラグを「右→左スクロール中」に設定して（Ｓ６０８）、スクロール速度の検出を開始する（Ｓ６０９）。【０１０２】
以上の処理によって、左接点、右接点、および、中央ボタンの状態を用いて、左または右方向へのスクロールを実行する。なお、上記の処理は、右にスクロールする場合は、操作者は、データ入力装置５１の左接点を押下し、その後、指の押下位置を中央から右に滑らしながら移動したときに、右へスクロールするようになっている。そして、指の移動速度によってスクロールの速さが決まるのである。左へスクロールさせる場合も同様である。【０１０３】
なお、上記したスクロール処理の手順は、中央ボタン１４のＯＦＦ時に動作するという条件にすることで、カーソル移動処理としても用いることができる。このときの処理手順は、図１５、図１６において、「スクロール」を「カーソル移動」に置き換えることによって示される。【０１０４】
また、上記の速度処理に代表されるアナログ量のコントロールの仕方は、カーソルの移動速度やそれ以外の処理にも適用可能である。排他的に動作する左接点、右接点を用いるため、データ入力装置上を指を滑らすことによって得られるＯＮ、ＯＦＦ情報のみを取り込むことによって、ハードウェアによるアナログデータを用いることなく、簡単な構成で、速度などのアナログ的な制御信号のコントロールが可能となる。【０１０５】
もちろん、左（右）接点がＯＮからＯＦＦに変化してから右（左）接点がＯＮするまでの時間によって右（左）スクロールの速度を定めるという上記の処理に替えて、回転体の回転角度の大きさによって速度を決めるようにしても良い。なお、スクロール処理は上述の手順に限定されるものではなく、たとえば、右スクロールに対して、直ちに、右接点を押下したときに、一定時間待って接点の状態変化がない場合には、予め決められた所定の速度で右スクロールするなど必要により機能を追加すれば操作者の利便性が向上する。
縦スクロール機能については、前接点、後接点、前方移動量、後方移動量の各データを用いて上記と同様の処理によって実現することができる。【０１０６】
（リンク機能）
図１３にインターネットでアクセスしたコンテンツの例として天気予報の画面を示す。画面中の着目位置を矢印（カーソル）のマークで示し、この矢印周辺の９個のリンク項目（リンクの張られた情報）に指運動を示唆するマーク４１をつけて表示している。この矢印状のカーソルを移動すると自動的にコンテンツ中からカーソル位置周辺の９個のリンク項目を検出し、それらに指運動を示唆するマーク４１を付加している。このマーク４１は、黒色のエリア内に白色のエリアが設けられており、白色のエリアを黒色のエリアに対して相対的に動かして指先の運動を示唆する。【０１０７】
以下、この画面例をもとに図１７のフローチャートに基づいてリンク機能の処理手順の説明を行う。
まず、中央ボタン１４がＯＮか否かを判定し（Ｓ８０１）、ＯＮの場合は、次にカーソルの位置から一定の範囲にある所定個数のリンク項目（リンクが張られている情報）を抽出する（Ｓ８０２）。この抽出範囲は、カーソルからの距離によって予め定めておいても良いし、そのカーソルが指示するウインドウ内のリンク項目を抽出対象としてもよい。また、所定個数は、モードＩＤの割り当て個数に対応している。【０１０８】
次に、抽出したリンク項目の夫々に回転体によるモードＩＤを割り付け、これを一時ファイルとして保存し（Ｓ８０３）、各モードＩＤに対応する表示出力を行う（Ｓ８０４）。図１３の画面例で、カーソル（ポインタ）の周囲のリンク項目（地名）にモードＩＤを割り付けた一時ファイルの例を図１８に示す。また、モードＩＤに対応する指運動の表示がリンク項目の下に表示出力されている。
ここで使われている指先の運動を示唆するマークは項目（この場合は地名）の下部に付加したアンダーラインで、アンダーラインの一部を白色として、この白色部を、指先着地位置を示唆する位置を始点として、指先運動方向を示唆する方向（左または右）に動かす。操作者は、項目の一つを選択するときにはその項目下部のアンダーラインの白色部の動きを見て、その動きに該当する指運動を実行し、回転体および接点の操作を行う。【０１０９】
そして、回転体、接点の状態を読み込み（Ｓ８０５）、図１９のモードテーブルを参照して読み込んだ状態情報によってモードの判定が可能か否かの判定を行い（Ｓ８０６）、判定が可能な場合は、モードＩＤの保存を行うと共に（Ｓ８０７）、モードの表示として、たとえば、図１３で、選択されているリンク項目の色を反転させる等の処理を行う（Ｓ８０８）。なお、ステップＳ８０７で、モードＩＤの保存を行う代わりに、図１８の一時ファイルに選択されているモードに関連付けて選択フラグをセットするようにしても良い。【０１１０】
その後、再度回転体、接点の状態を読み込み（Ｓ８０９）、モードの変更がある場合は（Ｓ８１０）、ステップＳ８０６以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ８１０でモードの変更がない場合は、次に中央ボタン１４がＯＮからＯＦＦに変更になったか否かを判定し（Ｓ８１１）、変更になった場合は、モードＩＤに対応するリンク項目のリンク先へジャンプする（Ｓ８１２）。【０１１１】
ステップＳ８１１で、中央ボタン１４の状態が変化せず所定時間経過した場合は（Ｓ８１３）、エラーメッセージを出力して終了する（Ｓ８１４）。ステップＳ８１３で所定時間経過していない場合は、ステップＳ８０９へ戻り、モードの変更の有無の判定を行う。
以上の手順によって、リンク機能を実現する。【０１１２】
（ユーザインターフェイス方法）
現在インターネットを通じて各種サイトに記録されている文章、映像、音声を閲覧できるようになっているが、現在の閲覧用ツール（ブラウザーと呼ばれるソフトウェア）では、入力装置としてマウスなどのポインティングデバイスを使用することを前提としており、ポインティング（座標指定）の作業を通じて、メニュー項目やリンク項目を選択している。しかしながら、画面上のメニュー項目やリンク項目の表示面積は小さく、カーソル位置を正確に制御してこの小さな面積の範囲に移動しなければ、メニュー項目やリンク項目を選択することができない。またカーソルを移動する最中には画面を注視していなければならず、車の運転中やその他作業中に継続的に注視点が画面上に移動することは安全上好ましくない。さらに位置決めする間の心理的負荷も大きく作業能率も低下する。
視点が画面に釘付けになることを防ぎ、心理的負荷を軽減するために、現状のブラウザーではメニュー項目やリンク項目を一瞬に選択するショートカット機能が用意されている。しかしながら、現状のショートカット機能は特定のキーを押すと特定のメニュー項目が実行される方式であるため、キーとメニュー項目の関係を記憶しなければならないことが問題である。またキーと関連付けできないコンテンツ中に埋め込まれているリンク項目を選択する目的には使用できない。【０１１３】
本実施形態では、上記の問題を解決して指運動と直感的に対応の取れるマーク（アイコンや項目の背景色、アンダーライン等）をメニュー項目やコンテンツ中に埋め込まれているリンク項目に付加して表示して、このマークの示唆する指運動を実行することでメニュー項目やリンク項目を選択するショートカット手段を導入することで、直感的に分かりやすくまた瞬時にメニュー項目やリンク項目を選択できるようにした。【０１１４】
一般に、メニュー項目やリンク項目は不特定多数存在し、限られた種類の指運動では対応しきれない。そこでメニュー中やコンテンツ中の着目箇所を大雑把に指定する手段と上記ショートカット手段を組み合わせて使用し、まず着目位置を大雑把に指定すると、着目位置近辺から指運動の種類と同数または同数以下の項目やリンク項目が図１７の手順によって自動的に検出され、これらの項目やリンク項目にマークが自動的に付加されて表示されるようになる。着目箇所の指定は精密である必要がなく、目的の項目やリンク項目がマークの付加範囲に含まれるように大雑把に指定すればよい。続いてマークが付加された項目やリンク項目の中の一つをマークによって示唆される指運動を実行して選択すればよい。【０１１５】
着目位置はカーソルキーやスクロールボタンまたはポインティングデバイスによって指定するが、大雑把に指定すればよいので高速に指定でき、画面を注視し続ける時間は短くなる。着目位置はポインティングデバイスによって設定するか、あるいはカーソルキーを押すたびにコンテンツ中に埋め込まれたリンク項目を指運動の種類と同数分だけ送って次々と新しいリンク項目郡にマークをつけるようにしてもよい。こうしてマークを付加した一群のメニュー項目またはリンク項目の中から目標の項目を選ぶときには、マークに対応した指運動を実行して瞬時に選択できるので選択は高速に行われ、操作中の心理的負担が軽減し、視点を画面に拘束されないので車の運転などの作業中に操作しても安全性が保たれる。【０１１６】
図１７の手順を用いて、ユーザインターフェイスとしていろいろな変形が可能である。たとえば、図２０に図１３のアンダーラインの代わりに項目背後の背景色を周辺の色と変えて指運動を示唆するマーク４１として用いる例を示す。この例では、項目背後の長方形エリアが周辺と異なる色で表示されている。２つの異なる色（薄い青色と黄色）を持つ長方形エリアを用い、指先の運動範囲を示唆する薄い青色の長方形エリアの中で、指先を示唆する薄い黄色の長方形エリアを動画（アニメーション）で繰り返し動かして表示する。黄色のエリアは指先の着地地点に対応する位置を始点として指先の運動方向に対応する方向に移動する動作を周期的に繰り返す。この背景色の動きを真似して指先を動かすことで対応する項目を選択できるので、従来のキーを押して項目を選択するショートカット方式に比べるとキーと項目の対応を記憶する必要がなく直感的で分かりやすい。【０１１７】
また、図２１に指運動を示唆するマーク４１の各種デザイン例を示す。図中の（ａ）段に回転体配列上の指先の運動例を示す。図２に示す入力装置を上から見た図の中に指先の着地点を黒丸で示す。着地点は左右に配列した楕円で示される回転体上か、または両回転体の中間地点で計３箇所ある。各着地点において着地後の指先の運動方向を矢印で示す。指先は着地後左方向または右方向に移動してから上昇するか、または着地位置から移動せずにそのまま上昇する。矢印がなく黒丸のみからなる図は指先を黒丸で示される地点に着地後左右に動かさずにそのまま上げる運動を示唆する。黒丸に矢印が付いている図は指先を黒丸の地点に着地後、矢印の方向に移動してから上げる運動を意味する。（ａ）段に示す9通りの指運動に対応するマークを（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の各段に示す。（ｂ）段には図２０で用いたものと同様のマークを示す。項目背後の背景色を周辺の背景色と変えて表示してマークとして用いる。色を変えるエリアは長方形状をしており、外側の静止した長方形エリアが指先の運動範囲全体を示唆する。その内側で左または右に移動する動作を繰り返す小さな長方形エリアは指先を示唆し、小さな長方形エリアの移動動作の始点が指先着地点、移動動作の方向が着地後の指先移動方向を示唆する。指先が着地後移動せずに上昇する運動は、着地地点に相当する位置で静止したまま点滅する小さな長方形エリアを用いて示唆する。【０１１８】
（ｃ）段には図１３で用いたものと同様のマークを示す。項目下部にアンダーラインを付加して、アンダーラインの一部位の色を変えてその部位を動かす際の始点によって指先着地地点を、また動かす方向によって着地後の指先移動方向を示唆する。また着地点から移動せずに上昇する指先の運動はアンダーライン中で色を変えた部位を着地点に相当する位置で静止したまま点滅させることで示唆する。（ｄ）段には静止画で指先の運動方向を示唆する静的マークの例を示す。各マークの２つの白抜きの長方形は２つの回転体を示唆し、指先が左側または右側の回転体上に着地することを、着地する側の回転体に対応する白抜き長方形に黒い楕円を付記して示す。指先が二つの回転体の中間地点に着地する場合には、２つの白抜きの長方形の中間に黒い楕円を描いて示す。着地後の指先の移動方向を黒い楕円を始点とする矢印で示唆する。着地後移動せずにそのまま上昇する指先の運動は該当地点に単に黒い楕円のみを描いて示す。【０１１９】
図９に回転体を制動し、適量回転したときに回転体を静止したり、指先に反発力を加えたりして、ユーザに適量回転したことを通知する仕組みの例を示す。（ａ）ではブレーキ３０をソレノイドなどのアクチュエータで動かして回転体に接触させて回転体を静止させる。電子的に制動するので、プログラムを通じて制動を自在にコントロールし、指先が適量移動したことを電子的に検出して各種条件を加味した上で制動のタイミングを定めることができる。【０１２０】
（ｂ）では、回転体から突き出た突起３２が回転体の回転軸に固着した回転静止用棒３１にぶつかることで所定角度まで回転すると静止し、それ以上回転しなくなることによってユーザに必要量回転したことを通知する。このような単純な方式で制動する場合には、指を離したときに回転体が基準位置に復帰する機構を併せて用いる必要がある。【０１２１】
（ｃ）では、回転体と一体になって回転する角柱３３、３４の側面の角が所定角度回転したときに板バネ３５、３６と接して板バネを押し上げる。図では角柱３３が板バネ３５を押し上げる角度にまで回転しているため回転体１が制動され、角柱３４の回転角度ではその側面が板バネ３６に接触せずに隙間があるため回転体２は制動を受けずに自由に回転できる状況にある。角柱の角が板バネに接触しこれを押し上げようとする際に受ける反発力を指先の力覚が感じて、ユーザは必要量回転したことを把握できる。この方式では角柱の側面の角が板バネ接触後にさらに回転を継続して側面の角が板バネを通り越せば、角柱と板バネの相対的関係がリセットされるので、回転体を元に位置に復帰する必要がない。また接触のタイミングが回転方向によって異なるようにもう一枚の板バネを追加して板バネと角柱の接触を電子的に検出すると２枚の板バネが角柱と接触するタイミングの相違により、電子的に回転体の回転方向を検出できる。【０１２２】
図２２には文章入力の作業に本発明のユーザインターフェイスを用いる場合に指先の運動と入力する文字の対応関係を示す。この例ではひらがなをローマ字入力するために、（ａ）に示す各指先運動に（ｂ）に示す子音を表すアルファベットと（ｃ）に示す母音を表すアルファベットを割り当てる。子音と母音を交互に入力することによってひらがなを入力する。ここで本発明で提案する方式と装置を用いれば９通りの指先の運動に対して対応する子音と母音を記憶するだけで手元もメニューも見ずにタッチタイプでひらがなを入力して文章を作成できる。９通りの運動は親指を左右に動かすだけの簡単な運動である。「か」というひらがな文字列を入力したい場合には、通常は子音先、母音を後にして「ＫＡ」の順に入力する。しかしながら図２２の割り当て方によれば、母音の入力に５種の指運動しか使用せずに残りの４種の運動が空いているので、この４種の空き運動に他の機能を割り当てて有効利用するために、通常とは逆に母音を先に子音を後に入力するようにすると良い。【０１２３】
例えば「か」を入力したいときは「ＡＫ」のように入力することになる。こうすると例えば４種の空き運動の一つに割り当てられた「後続子音なし」の機能を実行してから「Ａ」を入力することで子音入力の機能に自動的に切り替わることを防ぎ「あ」を入力することができる。また「濁音にする」という機能を割り当てておけば、この機能を実行した直前または直後に入力した文字が濁音に切り替わる。さらに入力したひらがなを漢字に変換したりコピーしたりする際に回転体の回転量を計測するロータリ・エンコーダを用いて、その回転量に応じて文節区切りの範囲や登録範囲、コピー範囲を定めると良い。また複数の漢字候補や登録用語、文章単位から目的の一つを選択する際にも９種の指運動に候補を対応付け、指運動に対応する候補を瞬時に選択できるようにすると文章を能率良く作成できる。このとき候補に指先運動を示唆するマークをつけて表示すれば、マークによって示唆される運動を実行することで瞬時に目的の候補を選択できる。【０１２４】
本実施形態によれば、データ入力装置を上下２階層以上の多段構成とし、直接指に触れるスイッチでモードを選択可能にし、下段のスイッチの状態情報と共に選択されたモードをコンピュータ装置や制御装置に取り込むようにしたので、狭い指運動の範囲で、正確に多様なデータを迅速に入力することができる。
特に単一の指で複数のモードを選択する場合は、操作しづらくまた操作ミスが発生しやすいが、ユーザへの指感触によるフィードバックと共にコンピュータや制御装置上での選択情報の出力を行うようにしているので、操作性の向上および操作ミスの抑制が可能となる。【０１２５】
また、本実施の形態によれば、回転体の回転角度によって接触状態を変えるスイッチによらずに指先から圧力が加わる位置（圧力印加位置）を検出する手段を用いることで、指先は常時回転体に接する拘束から開放されて、必要に応じて空中を跳躍して高速にデータを入力できるようになる。指先上昇位置（圧力解除位置）の代わりに単に指先降下直後の指先移動方向だけを用いると入力能率はさらに向上する。また回転体が無制限に回転できるようになり、トラックボールと同様の操作性で回転体を座標指定の目的に利用できるようになった。こうした効果の見返りに、近隣の回転体に指が触れることによって生じる誤入力、指先の震えや他の指の操作の反動による誤入力の問題が生じるが、こうした問題を克服する方法を与えることができた。【０１２６】
さらに、従来の触覚手掛かりに加えて、画面に指運動を示唆するように表示する視覚手掛かり、指先位置に応じて変わるビープ音または指先の含まれる区域が変わるときに発生するビープ音による聴覚手掛かり、指先位置に応じて回転体を制動することによる力覚手掛かりを複合的に用いて、誤入力を大きく軽減し、入力する情報と指先運動の対応を記憶しなくとも画面に表示される指運動に関する手掛かりに基づいて容易に操作できるようになった。また具体的にコンテンツのブラウザー（閲覧方式）ではカーソル位置を精密に決めなくとも、指運動に対応した項目を瞬時に選択する手段を導入し、項目選択の能率を向上し、心理的負荷を軽減した。文章入力方式においては、登録用語の中から目的の用語をその用語に付加したマークに対応する指運動を実行して瞬時に選択できるようになった。またカーナビ等への応用では車の運転中に画面を注視し続けなくとも瞬時にメニューの目的項目を選択できるようになった。【０１２７】
（カーソル移動処理とスクロール処理の変形例）
なお、上記の処理では、中央ボタン１４がＯＦＦのときにカーソル移動処理、ＯＮのときにそのカーソル位置によって、スクロール処理を行うこととしたが、この条件を以下のように変更して実施するようにしてもよい。
カーソル移動処理は、左右接点ＯＮで、かつ中央ボタン押下により左右カーソル移動処理を実行する。一方、スクロール処理は、中央ボタンを押下せずに、すなわち、中央スイッチＯＦＦ状態で、一方の接点が「離れてから」他方の接点が「接触する」までの時間差によって決る速度でスクロール処理を実行する、というものである。
本実施形態によるモード選択方法を用いれば、カーソル移動よりも画面スクロールの方が頻繁に行われる可能性があり、その場合はこの条件の方が有効度が高くなる。【０１２８】
次に本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態は、第１の実施形態のデータ入力装置に対して、左接点６と右接点７の両方の接点が同時にＯＮになるような手段を設け、そのＯＮ信号を取り込んで、モードの選択（項目選択）の操作性・信頼性を向上させるようにしたものである。【０１２９】
<データ入力装置>
第１の実施の形態で説明したデータ入力装置５１に対して、図２３（ａ）のように台９からアーム３，４に対してバネ４５等の導電性の弾性体を設け、解放時（指を着地しないとき）は、アーム３，４が接点６，７の両方に触れるようにする。指で下方に圧力を掛けることによって、このバネ４５は縮小変形する。【０１３０】
図２３（ａ）の状態では、導線１７から供給された電流は、導体５、バネ４５を通して、アーム３，４に供給される。そして、左接点６および右接点７とそれぞれ繋がる導線１９および１８に出力されるため、この電気信号を監視するコンピュータ装置６０側では、両接点６，７は、ＯＮ状態であると検出される。【０１３１】
操作者が図２３（ｂ）のように右側に圧力を加えたときは、圧力を加えたときは、アーム３は左接点６から離れ、アーム４が右接点７と接触するため右接点７のみがＯＮする。また、図２３（ｃ）のように中央付近に圧力を加えたときは、アーム３，４が両方の接点から離れるため、接点６，７は、両方ともＯＦＦであると検出される。さらに、図２３（ｄ）のように左側に圧力を加えたときは、アーム４は右接点７から離れ、アーム３が左接点６と接触するため左接点６のみがＯＮする。【０１３２】
操作者が下方に圧力を印加した状態で、右から左へその印加位置をずらしていくと、接点状態は、右接点のみＯＮ、両接点ＯＦＦ、左接点のみＯＮというように状態が変化する。逆方向も同様である。また、操作者が加圧を中止して解放状態にすると、両接点がＯＮとなる。
なお、図２３では、バネ４５をアーム３，４の中央部分に設けるようにしたが、操作性を考慮して、たとえば、左右の回転体１，２付近にアームと接続して２箇所あるいはそれ以上に分けて設けるようにしても良い。【０１３３】
<情報機器>
次に、このような構成を有するデータ入力装置５１の接点情報を取り込んで、モードを選択するときの操作を以下に説明する。なお、本実施の形態によるコンピュータ装置６０の機能構成は、基本的に第１の実施形態と同様であるので図８を用い、図１３に関するリンク機能を例に第１の実施形態との処理の違いを中心に説明する。【０１３４】
<データ入力処理>
スイッチ状態入力手段７１は、入力部５０のデータを周期的または状変の都度読込み、状態ファイル８１に保存する。図２４は、本実施の形態の状態ファイルのデータ構成例である。各ボタンや接点等のスイッチの生データの他、スイッチの状態を示すフラグが保存される。たとえば、左接点６がＯＮ、右接点７がＯＦＦの状態のとき、左入力フラグがＯＮとなり（もしくはセットされ）、接点状態がそれ以外になったときにＯＦＦとなる（もしくはリセットされる）。同様に、右接点７がＯＮ、左接点７がＯＦＦの状態のとき、右入力フラグがＯＮとなる。中央入力フラグは、両接点６，７がＯＦＦのときＯＮとなり、解放フラグは、両接点６，７がＯＮのときＯＮとなる。このフラグ処理の際に、スイッチのチャタリング処理を行うのが望ましい。【０１３５】
このように、入力フラグのセット、リセットをスイッチ状態入力手段７１、すなわち、いわゆるドライバプログラムと呼ばれる下位のレベルのプログラムで処理することによって、個別機能（アプリケーションプログラム）の処理が単純化でき、かつプログラムの作成ミスを削減することができる。【０１３６】
なお、本実施形態では、回転量や移動量の情報を用いずにモードの選択を行うため、図２４には回転量や移動量のデータが含まれていないが、必要によりこれらの情報を入力するようにしてもよい。【０１３７】
<個別機能選択処理>
次に、図２５を用いて本実施形態による個別機能選択手段７２の動作を説明する。個別機能選択手段７２は、周期的に起動されると、まず状態ファイル８１を参照して、中央ボタン１４がＯＦＦならば（Ｓ９０１で「Ｙｅｓ」）、カーソル位置情報を取得する（Ｓ９０２）。そして、図１２に示す個別機能選択ファイルをもとに、カーソルが指示するウインドウもしくは起動中の機能に関連付けられた個別機能ＩＤを抽出する（Ｓ９０３）。なお、本実施形態では、個別機能ＩＤ  Ａ００１のリンク機能が抽出されたとして、当該機能を例に説明する。【０１３８】
次にカーソル位置の近傍でモードが割付けられた情報（モード付加情報）を所定個数抽出する（Ｓ９０４）。この所定個数は、モードテ-ブル８３のスイッチ設定の組み合わせで決まるモード判別可能な最大値である。【０１３９】
図２６は、本実施の形態によるモードテーブル８３のデータ構成例である。中央ボタン１４の動作条件によって、２段階の手順によってモード選択するようになっている。具体的には、中央ボタン１４がＯＦＦからＯＮに変化するときの左、中央、右の入力フラグ状態に対応して、３種類のモードＩＤ（Ｍ０１〜Ｍ０３）が割り付けられている。その後、中央ボタン１４がＯＮからＯＦＦに変化するときの左、中央、右の入力フラグ状態に対応して、さらに３種類のモードＩＤ（Ｎ０１〜Ｎ０３）が割り付けられている。【０１４０】
本実施形態は、このように中央ボタンがＯＦＦからＯＮに変化するときに、まず１回目のモード選択を行い、さらに、中央ボタンがＯＮからＯＦＦに変化するときに、２回目のモード選択を行うことによって、１回目で選択されたモードのうち、さらに階層化された詳細なモードの選択を可能にするものである。【０１４１】
ステップＳ９０４で抽出されたモード付加情報に対してモードＩＤを順に割り付け、その情報を一時ファイルに保存する（Ｓ９０５）。図２７は、この一時ファイルの例である。この例では、モード付加情報は、リンク情報が付加されたリンク項目に該当するため、モードＩＤの１回目と２回目の組み合わせたに対して、リンク項目が関連付けられて保存されている。
なお、具体例として挙げている東京、神奈川、千葉等は、天気予報の地域区分を示す日本の地名であり、単にリンク項目であることを示しているのみである。【０１４２】
そして、状態ファイル８１の入力フラグの状態を読み込むと共に（Ｓ９０６）、各モードＩＤに対応する表示出力として、まず１回目の操作で選択可能なモード付加情報（リンク項目）を明示する（Ｓ９０６）。図２８は、図２７の一時ファイルのデータをもとにして表示した画面の例である。選択可能なリンク項目の下に指運動を指示するマーク４１が表示されている。このマークは、黒字に白抜きの表示で、白抜きの位置が指運動を示唆している。９種類の項目を選択する場合、第１の実施形態では、図１３のように、９通りを区別して表示しなければならないが、本実施形態では、第１回目の選択として、左、中央、右の３通りを識別して表示する。操作者は、このマークに従って、希望する位置の接点を加圧する。このときステップＳ９０６で読み込んだ入力フラグに基づいて、図２７の一時ファイルを参照して、その入力フラグに対応するリンク項目のマークを点滅させたり、色替えするなどの識別表示をする。これによって操作者は正しく選択されているかどうかの確認をし、必要ならば押下位置を変更することができる。なお、識別表示の替りに、ビープ音を出力したり、データ入力装置５１をモードに対応する所定のリズムで振動させるなどのフィードバック情報によって操作者に選択内容を伝えるようにしても良い。【０１４３】
操作者は、そのフィードバック情報によって選択されている項目を確認して、その押下位置でさらに強く押すことによって、その下に位置する中央ボタン１４をＯＮさせる。
個別機能選択手段７２の処理としては、中央ボタン１４がＯＮになったか否かを判定して（Ｓ９０８）、「Ｎｏ」ならば、第１の実施形態で述べたカーソル移動処理を実行して（Ｓ９０９）、ステップＳ９０２へ戻る。【０１４４】
一方、ステップＳ９０８で「Ｙｅｓ」、すなわち、中央ボタン１４がＯＮになった場合は、ステップＳ９０６で読み込んだ入力フラグの状態をラッチすると共に、モード判定が可能か否かを判定する（Ｓ９１０）。モード判定が可能か否かの判定の仕方としては、たとえば、モードテーブル８３を参照して、ラッチした入力フラグに対応するモードＩＤが存在すること、および、そのモードＩＤが一時ファイル８４に存在することを条件にモード判定可能とするなどのやり方がある。【０１４５】
モード判定が不可能な場合は（Ｓ９１０で「Ｎｏ」）、その旨のエラーメッセージを出力する（Ｓ９１６）。
一方、モード判定が可能な場合は（Ｓ９１０で「Ｙｅｓ」）、そのモードＩＤを保存する（Ｓ９１１）。モードＩＤの保存の仕方としては、たとえば、図２９に示すように、１回目の選択フラグを該当するモードＩＤの位置にセットする。【０１４６】
次に、状態ファイル８１から入力フラグを読み込み（Ｓ９１２）、モードテーブル８３を参照して、２回目選択のモードに対応する表示出力を行う（Ｓ９１３）。１回目でモードＭ０２が選択されたときの２回目の選択を指示する表示例を図３０に示す。選択可能な項目の下に指運動を示唆するマークが表示されている。このとき、カーソルあるいはマーク４１を１回目とは異なる表示にして、２回目の選択であることを示すようにするとよい。【０１４７】
そして、中央ボタン１４がＯＦＦになったか否かを判定して（Ｓ９１４）、「Ｎｏ」の場合は、タイムアウトになっていない場合は（Ｓ９１５で「Ｎｏ」）、ステップＳ９１２に戻り、タイムアウトになった場合は、エラーメッセージを出力して（Ｓ９１６）、一時ファイル８４の選択フラグ情報など１回目のモード情報をリセットする（Ｓ９１２）。【０１４８】
一方、ステップＳ９１４で「Ｙｅｓ」、すなわち、中央ボタン１４がＯＦＦになった場合は、ステップＳ９１２で読み込んだ入力フラグの状態をラッチすると共に、モード判定が可能か否かを判定する（Ｓ９１７）。【０１４９】
モード判定が不可能な場合は（Ｓ９１７で「Ｎｏ」）、その旨のエラーメッセージを出力して（Ｓ９１６）、一時ファイル８４に保存した選択フラグ等のモード情報をリセットする（Ｓ９２１）。【０１５０】
一方、モード判定が可能な場合は（Ｓ９１７で「Ｙｅｓ」）、そのモードＩＤを保存すると共に（Ｓ９１８）、選択されたモードＩＤに対応するリンク項目を識別表示する。（Ｓ９１８）。図３１は、２回目にモードＩＤ  Ｎ０１の位置に２回目の選択フラグが背とされ、１回目、２回目を通して、リンク項目「静岡」が選択されたときの一時ファイル８４のデータ例である。画面には、静岡が選択されたことを示す識別情報を出力するようにする。【０１５１】
その後、所定時間（たとえば０．５秒程度）以内に、解放フラグがＯＮしたか否かを判定し（Ｓ９１９、Ｓ９２０）、解放フラグがＯＮした場合は、一時ファイル８４のモードをリセットして終了する（Ｓ９１２）。一方、ステップＳ９２０で「Ｎｏ」、すなわち、解放フラグが所定時間以内にＯＮしなければ、個別機能実行手段７４を実行する（Ｓ９２２）。これにより、選択されたリンク項目のリンク先へジャンプする。【０１５２】
上記の処理で、ステップＳ９１９、ステップＳ９２０で、中央ボタン１４がＯＦＦになってから所定時間後の解放フラグの状態、または、所定時間以内の解放フラグの変化状態を監視するようにしているので、操作者は、たとえば、１回目の選択を間違えてしまい、既に中央ボタン１４を押してしまっているような場合でも、指を離して、スイッチを直ちに解放状態にすれば、それまでのモード設定をリセットすることができ、不本意なモードが実行されることを防ぐことができる。【０１５３】
最終的に選択されているモードを表示等することによって、通常、人間は自分の選択した内容を確認しようとするため、意図的にスイッチを解放した場合の動作と区別することが可能となる。なお、この所定時間は、予め操作者によって設定できるようにしておくと良い。【０１５４】
なお、個別機能実行手段７４は、解放フラグがＯＮになり、かつ、中央ボタンがＯＮからＯＦＦに変化した後に解放フラグがＯＮするまでの時間が所定時間よりも短いことを条件に起動するようにしてもよい。【０１５５】
また、２回目選択のモードＩＤの割付を減らし、たとえば、中央入力フラグＯＮの条件を用いないようにしても良い。このようにすれば、２回目の中央入力フラグＯＮの条件をモードリセットとしてのコマンドとして用いることができる。【０１５６】
本実施形態によれば、中立点を鋏んで、両接点の状態が排他的に定まるのみならず、操作中か否かの判定をすることができるので、簡便な操作で多くのモードの選択が可能となり、さらに正確な操作判定が可能となる。【０１５７】
また、モードを２段階で設定するため、複雑なモードを少ない手順で設定することができる。たとえば、第１の実施形態では、すべてのモードＩＤをモード付加情報に割り付けて、一度に表示するので、モードに対する指運動の表示が煩雑になるが、本実施形態によれば、モードＩＤを階層的に割り付けて、最初の表示で上位のモードを選択させ、次の操作で下位のモードを選択させるので、指運動の表示が簡単になり操作性が向上する。【０１５８】
特に、モード選択を確定する前にスイッチ状態を取り込み何が選択されているかを操作者に表示するようにしたので、操作者は、その表示を確認して、モード選択を確定することができ、さらに、誤ったモード選択を行った場合は、データ入力装置から指を離すことによって、簡単にリセットすることが出来るため不本意な操作による誤制御を防止することができる。【０１５９】
また、本実施の形態において、モードを階層的に割り付けるとユーザビリティが向上する。たとえば、１回目の選択では、今日の天気予報か、明日の天気か、地域の情報かというメニューを選択させ、２回目の選択で、地域を選択させるというやり方である。【０１６０】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。また、上記の各実施形態で説明した手段や処理は、適宜組み合わせて実行させることができる。たとえば、第２の実施形態で説明した処理に、第１の実施形態の回転量や移動量データを組み合わせて、詳細なモード設定やスピード調整などの動作制御を行わせるようにしてもよい。
また、個別機能は、例示したスクロール機能やリンク機能に限られるものではなく、情報機器が有する機能全般が本発明の対象となる。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明によるデータ入力装置やユーザインターフェイス方法は、コンピュータ装置のみならず、制御装置や携帯電話などユーザがデータを入力する必要のある機器全般に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明によるデータ入力装置を操作する指先の運動方向を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態によるデータ入力装置の一部分の斜視図である。
【図３】データ入力装置の実施例による（ａ）側面図と（ｂ）正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による指先の着地位置（加圧位置）に応じて回転体配列手段の姿勢が変わり、スイッチの接触状況が変わる様子の説明図である。
【図５】回転体の回転量を検出するためのロータリ・エンコーダの説明図である。
【図６】指先の前後方向の移動を実現する手段と前後方向の移動量を検出する手段の説明図である。
【図７】指先の前後方向の移動によってスイッチの接点を切り替える方法の説明図である。
【図８】本発明の実施形態によるコンピュータ装置（情報機器）のブロック図である。
【図９】回転体の制動方法を示す図である。
【図１０】図８の状態ファイルのデータ構成図である。
【図１１】図８の個別機能選択手段の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図８の個別機能選択ファイルのデータ構成図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態によるコンテンツ中に埋め込まれたリンク項目の中から特定の項目を抽出するときの方法の説明図である。
【図１４】図８の個別機能実行手段におけるスクロール機能の処理手順を示すフローチャートである（中央ボタン処理）。
【図１５】図８の個別機能実行手段におけるスクロール機能の処理手順を示すフローチャートである（左接点処理）。
【図１６】図８の個別機能実行手段におけるスクロール機能の処理手順を示すフローチャートである（右接点処理）。
【図１７】図８の個別機能実行手段におけるリンク機能の処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第１の実施形態による一次ファイルのデータ構成図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態によるモードテーブルのデータ構成図である。
【図２０】本発明の第１の実施形態の他の実施例によるコンテンツ中に埋め込まれたリンク項目の中から特定の項目を抽出するときの方法の説明図である。
【図２１】本発明の第１の実施形態の他の実施例による指先運動を示唆するマークの説明図である。図２１（ａ）は回転体配列上の指先の９種の運動を示し、図２１（ｂ）〜（ｄ）は、図２１（ａ）に示した指先の運動を示唆するマークのデザイン例を示す図である。
【図２２】本発明の第１の実施形態の他の実施例による子音と母音を組み合わせてローマ字方式でひらがなを入力する場合の指先運動を示唆するマークの説明図である。
【図２３】本発明の第２の実施形態によるデータ入力装置の部分構成図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態による状態ファイルのデータ構成図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態による個別機能選択手段の処理手順を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の第２の実施形態によるモードテーブルのデータ構成図である。
【図２７】本発明の第２の実施形態による一次ファイルのデータ構成図である。
【図２８】本発明の第２の実施形態によるモード表示の説明図である。（１回目モード選択前の画面図）
【図２９】本発明の第２の実施形態による一次ファイルのデータ構成図である。（１回目のモード選択の説明図）
【図３０】本発明の第２の実施形態によるモード表示の説明図である。（２回目モード選択前の画面図）
【図３１】本発明の第２の実施形態による一次ファイルのデータ構成図である。（２回目のモード選択時の説明図）
【符号の説明】
【０１６３】
１    右回転体
２    左回転体
３，４    ループ状針金（アーム）
５      導体
６      左接点
７      右接点
８，９    台
１０，１１    ヒンジ
１２      回転軸
１３    絶縁皮膜
１４      中央ボタン
１５，１６，３０    支点
１７，１８，１９    導線
２０      ロータリ・エンコーダ
２１    車輪
２２    光学的検出器
２６    接点
２８    後接点
２９      前接点
３０      ブレーキ
３１    回転静止用棒
３２    突起
３３，３４    角柱
３５，３６    板バネ
４１    マーク
４５    バネ
５０    入力部
５１    データ入力装置
５２，６１    インターフェイス手段
６０    コンピュータ装置
６２    処理部
６３    記憶部
６４    表示用メモリ
６５    表示部
６６    コンピュータ装置本体
７１    スイッチ状態入力手段
７２    個別機能選択手段
７３    スクロール実行手段
７４      個別機能実行手段
７５    スクロール機能
７６      リンク機能
８１    状態ファイル
８２    個別機能選択ファイル
８３      モードテーブル
８４    一時ファイル
９０    インターフェイスケーブル
【図１】
2005057395.tif 000002
【図２】
2005057395.tif 000003
【図３】
2005057395.tif 000004
【図４】
2005057395.tif 000005
【図５】
2005057395.tif 000006
【図６】
2005057395.tif 000007
【図７】
2005057395.tif 000008
【図８】
2005057395.tif 000009
【図９】
2005057395.tif 000010
【図１０】
2005057395.tif 000011
【図１１】
2005057395.tif 000012
【図１２】
2005057395.tif 000013
【図１３】
2005057395.tif 000014
【図１４】
2005057395.tif 000015
【図１５】
2005057395.tif 000016
【図１６】
2005057395.tif 000017
【図１７】
2005057395.tif 000018
【図１８】
2005057395.tif 000019
【図１９】
2005057395.tif 000020
【図２０】
2005057395.tif 000021
【図２１】
2005057395.tif 000022
【図２２】
2005057395.tif 000023
【図２３】
2005057395.tif 000024
【図２４】
2005057395.tif 000025
【図２５】
2005057395.tif 000026
【図２６】
2005057395.tif 000027
【図２７】
2005057395.tif 000028
【図２８】
2005057395.tif 000029
【図２９】
2005057395.tif 000030
【図３０】
2005057395.tif 000031
【図３１】
2005057395.tif 000032
【国際調査報告】
2005057395.tif 000033
2005057395.tif 000034
2005057395.tif 000035
2005057395.tif 000036
2005057395.tif 000037
2005057395.tif 000038
2005057395.tif 000039