JP2001034407A - ハンドリスト型操作デバイスとその利用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 どのような場所においても且つ直感的な操作
によりコンピュータに指示を入力できるようにする。 【解決手段】 手首の左右動の方向と角度を検出する左
右動センサ１７、上下動の方向と角度を検出する上下動
センサ１８、握力を検出する握力センサ１９を設け、且
つ上腕に装着するための装着部１１を設け、コンピュー
タシステムに適用することにより三次元空間をポインテ
ィングし、前記入力デバイスを操作し、三次元仮想空間
のウォークスルーを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手首の左右上下動
や握力を検出するハンドリスト型操作デバイスおよびこ
れを利用してWindowシステムやグラフィックユーザイン
ターフェースを有するコンピュータに指示を入力する利
用方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】グラフィックユーザインターフェースを
もつコンピュータシステムでは、入力装置としてマウス
やジョイスティックと呼ばれるポインティングデバイス
が使用され、また、手に持って操作する操作デバイスと
してジョイパッドやトラックボールと呼ばれるものも使
用されている。これらを使用することによって、コンピ
ュータシステムの画面上でのポインタの位置等の指示を
行ったり、画面上に表示された仮想空間の操作を行うこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、マウスやジ
ョイスティックのようなポインティングデバイスは、机
上で使用することを前提として作られており、使用でき
る場所が限られている。一方、立ったまま或いは歩きな
がら作業するには、ジョイパッドやトラックボールが有
効であるが、その操作は直感的でなく、また使用中はそ
れらを手に持っていなければならず、手を使用する他の
作業ができないという不便さがあった。

【０００４】本発明は上記した点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、どのような場所においても且つ直感的
な操作によりコンピュータに指示を入力できるようにし
たハンドリスト型操作デバイスとその利用方法を提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の発明のハンドリスト型操作デバイスは、手首の
左右上下方向への動きを検出する第１のセンサ手段と、
手の握力を検出する第２のセンサ手段と、操作者の上腕
に装着するための装着手段とを具備するよう構成した。

【０００６】第２の発明は、第１の発明において、前記
第１のセンサ手段と前記第２のセンサ手段で検出された
検出データを入力し前記手首の動きや握力の内容を演算
して出力する演算手段を具備するよう構成した。

【０００７】第３の発明の利用方法は、第１又は第２の
発明の操作デバイスを、グラフィックユーザインターフ
ェースをもつポインティング型ＯＳ搭載のコンピュータ
システムに適用し、前記第１のセンサ手段と前記第２の
センサ手段の検出内容に基づきポインティングするよう
構成した。

【０００８】第４の発明の利用方法は、第１又は第２の
発明の操作デバイスを、三次元仮想空間を制御するコン
ピュータシステムに適用し、前記第１のセンサ手段と前
記第２のセンサ手段の検出内容に基づき前記三次元仮想
空間のウォークスルーを制御するよう構成した。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明のひとつの実施形態
のハンドリスト型操作デバイスを示す図で、(a)は平面
図、(b)は側面図である。この操作デバイス１０は、操
作するユーザの上腕に装着するベルト等から成る装着部
１１、この装着部１１に固着された連結板１２、この連
結板１２の先端部に対し軸１３で左右方向に回転自在に
連結されたハンドガイド１４、このハンドガイド１４の
両側に軸１５で上下方向に回転自在に連結されたグリッ
プ１６を具備する。

【００１０】軸１３には連結板１２に対してハンドガイ
ド１４が回転するときの回転方向と回転角度を検出する
ポテンショセンサ等からなる左右動センサ１７が装着さ
れ、軸１５にはハンドガイド１４に対してグリップ１６
が回転するときの回転方向と回転角度を検出するポテン
ショセンサ等からなる上下動センサ１８が装着され、さ
らにグリップ１６にはその握りの強弱によりオン／オフ
する通常スイッチ、握力を加える毎に接点が切り替わる
トグルスイッチ等からなる握力センサ１９が装着されて
いる。さらに、連結板１２の上面にはデータ統合用コン
ピュータ（演算手段）２０が装着されている。

【００１１】よって、この操作デバイス１０を、その連
結板１２が上腕の上面側になるように装着部１１により
右手又は左手の上腕に装着して、その手首を左右方向に
曲げれば軸１３の左右動センサ１７によってその右又は
左への回転方向と回転角度が検出され、手首を上下方向
に曲げれば軸１５の上下動センサ１８によってその上又
は下への回転方向と回転角度が検出され、さらにグリッ
プ１６を握り締めれば握力センサ１９がそれを検出す
る。

【００１２】図２はこの操作デバイス１０での操作内容
の情報を伝送処理する説明図である。操作デバイス１０
のセンサ１７〜１９の各情報は、操作デバイス１０に一
体的に装着されたデータ統合コンピュータ２０に取り込
まれて、手首の動きの方向、角度、速度等や握力の強弱
等が統合処理され、ケーブルや無線等の伝送路２１を介
して操作用コンピュータ３０に伝送される。

【００１３】図３は操作用コンピュータ３０にグラフィ
ックユーザインターフェースをもつポインティング型Ｏ
Ｓを搭載して、上記した操作デバイス１０で操作する場
合の説明図である。操作デバイス１０は操作者４０の右
手に装着され、その操作内容がコンピュータ３０に伝え
られる。操作者４０が手首を左右に動かせば左右動セン
サ１７の出力に基づきコンピュータ３０の画面上のポイ
ンタ３１が左右に移動し、上下に動かせば上下動センサ
１８の出力に基づき上下に移動するようにコンピュータ
３２が対応する。そして、操作者４０が操作デバイス１
０のグリップ１６を強く握り握力センサ１９を動作させ
るとマウスにおける「クリック」に相当するアクション
としてコンピュータ３０に指示され、そのグリップ１６
を握ったまま、つまり握力センサ１９を動作させたまま
で手首を下方向に曲げると、上下動センサ１８によりそ
れが検知されて、マウスにおける「ダブルクリック」に
相当するアクションとしてコンピュータ３０に指示され
る。

【００１４】このように、操作者４０の右手の手首の動
きがそのままポインタ３１の移動に反映され、しかもグ
リップの握り具合により操作内容の確定その他を行うこ
とができるので、直感的な操作が可能となり、扱い易く
なる。

【００１５】図４は、三次元の仮想空間において、操作
デバイス１０によりウォークスルーを操作する場合の説
明図である。操作者４０の左手に操作デバイス１０を装
着させ、その操作者４０にコンピュータ３０を担持させ
て、そのコンピュータ３０により図５に示すような仮想
空間を生成させ、そのコンピュータ３０で生成された仮
想空間を表示する仮想空間表示用ディスプレー５０を操
作者４０の目の部分に装着したものである。

【００１６】ここでは、操作デバイス１０のグリップ１
６を握り握力センサ１９を動作させることにより、仮想
空間表示用ディスプレー５０の表示内容が図５に示す仮
想空間中を前進しているような表示に切り替わってい
く。このとき、グリップ１６を握りながら手首を上方向
に曲げると、握力センサ１９と上下動センサ１８により
それが検知されて、より大きな加速度が割り当てられ前
進の速度が上がっていく。逆に、グリップ１６を握りな
がら手首を下方向に曲げると、より小さな加速度が割り
当てられ、その手首を最も下方向に曲げたとき、加速度
がゼロの状態となる。このときグリップ１６から指を離
すと、逆向きの加速度（減速）がかかり、前進表示が徐
々に停止する。また、手首を左右方向に曲げると、左右
動センサ１７によりそれが検知されて、仮想空間の視点
が左右方向に移動する。

【００１７】

【発明の効果】以上から本発明のハンドリスト操作デバ
イスによれば、操作者の右又は左の上腕に装着するので
操作場所の制約がなく、また手首を左右や上下に曲げた
りグリップを握ることにより操作を行うので操作を直感
的に行うことができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 (a)は本発明の実施形態のハンドリスト操作
デバイスの平面図、(b)は側面図である。

【図２】 図１のハンドリスト操作デバイスで得られる
センサ情報の伝達の説明図である。

【図３】 グラフィックユーザインターフェースをもっ
たポインティング型ＯＳ搭載のコンピュータシステムを
図１のハンドリスト操作デバイスにより操作する説明図
である。

【図４】 三次元仮想空間のウォークスルーを操作する
説明図である。

【図５】 図４で扱う三次元仮想空間の一例の説明図で
ある。

【符号の説明】

１０：ハンドリスト操作デバイス、１１：装着部、１
２：連結板、１３：軸、１４：ハンドガイド、１５：
軸、１６：グリップ、１７：左右動センサ、１８：上下
動センサ、１９：握力センサ、２０：データ統合コンピ
ュータ、２１：伝送路 ３０：コンピュータ、３１：ポインタ ４０：操作者 ５０：仮想空間表示用ディスプレー

フロントページの続き (72)発明者 石橋 聡 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5B087 AA07 AB02 AE00 BC06 BC12 BC13 BC19 BC26 DD03 DD10 DE07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】手首の左右上下方向への動きを検出する第
   １のセンサ手段と、手の握力を検出する第２のセンサ手
   段と、操作者の上腕に装着するための装着手段とを具備
   することを特徴とするハンドリスト型操作デバイス。
2. 【請求項２】前記第１のセンサ手段と前記第２のセンサ
   手段で検出された検出データを入力し前記手首の動きや
   握力の内容を演算して出力する演算手段を具備すること
   を特徴とする請求項１に記載のハンドリスト型操作デバ
   イス。
3. 【請求項３】請求項１又は２の操作デバイスを、グラフ
   ィックユーザインターフェースをもつポインティング型
   ＯＳ搭載のコンピュータシステムに適用し、前記第１の
   センサ手段と前記第２のセンサ手段の検出内容に基づき
   ポインティングすることを特徴とするハンドリスト型操
   作デバイスの利用方法。
4. 【請求項４】請求項１又は２の操作デバイスを、三次元
   仮想空間を制御するコンピュータシステムに適用し、前
   記第１のセンサ手段と前記第２のセンサ手段の検出内容
   に基づき前記三次元仮想空間のウォークスルーを制御す
   ることを特徴とするハンドリスト型操作デバイスの利用
   方法。