JP2004078488A - Virtual desktop system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は仮想デスクトップ装置に関し、特にたとえば、コンピュータインターフェイスとして用いられるディジタルデスクに適用される、仮想デスクトップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のディジタルデスクでは、プロジェクタによってデスクにたとえばWindows(登録商標)上で動作するExcel(登録商標)の実行画面が展開(表示)されていて、デスク上を手指やペンで直接ポインティングすることにより、これをカメラからの撮影画像で認識し、その画面上の入力位置を特定していた。そして、デスク上に置かれた用紙に記述されている文字や数字などを指先で指し示すことにより、当該文字や数字などを同じくカメラからの撮影画像で認識して、特定した入力位置に入力していた。つまり、キーボードやコンピュータマウスを使用することなく、簡単に入力できるコンピュータインターフェイスとして使用していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術では、コンピュータマウスやキーボードなどの入力装置を用いずに操作することができるため、簡単に操作することができるが、コンピュータから実世界に作用することができなかった。
【0004】
たとえば、MITの石井毅教授の研究になるものとして、デスクの下にステッピングモータを敷きつめて、デスク上の磁性体の位置を制御し、実世界に作用するものがある。これによれば、ステッピングモータによる磁性体の位置制御は可能であるが、手指に荷重(トルク)をかけることができない。
【0005】
それゆえに、この発明の主たる目的は、反力提示できる、新規な仮想デスクトップ装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、デスクプレート、およびデスクプレート下に設けたリニアインダクタンスモータを備え、デスクプレート上の導電体をリニアインダクタンスモータで動かす、仮想デスクトップ装置である。
【0007】
【作用】
ディジタルデスクのデスクプレートの上には、銅、アルミ或いは真ちゅうのような導電体が載置される。また、デスクプレートの下には、2次元方向に進行磁界を発生するリニアインダクタンスモータが配置される。したがって、リニアインダクタンスモータを駆動すると、導電体は2次元方向に移動される。
【0008】
たとえば、リニアインダクタンスモータは複数のコアを有しており、これら複数のコアには共通の巻線が巻かれる。つまり、2次元方向に配列されたコアに、X軸方向およびY軸方向のそれぞれに巻線を巻くので、巻線に駆動電圧を印加すると、X軸方向およびY軸方向のそれぞれ、或いはその両方向に進行磁界が発生される。したがって、導電体が2次元方向に移動される。
【0009】
また、X軸方向およびY軸方向に進行磁界を形成するためのコイルが、複数のコアのそれぞれに巻かれており、すべてのコイルの一方端にスイッチを設け、スイッチを切り換えるようにすれば、すべてのコアを励磁する場合に比べて、消費電力量を大幅に削減することができる。また、スイッチを切り換えることにより、励磁するコアを選択できるので、異なる位置に載置される複数の導電体を移動させることができる。
【0010】
さらに、複数のコアのそれぞれに互いに独立する巻線を巻くようにすれば、各コアの励磁および各巻線の駆動電圧を個別に制御することができる。つまり、異なる位置に載置される複数の導電体の移動方向および移動速度(加速度)を変えることができる。
【0011】
【発明の効果】
この発明によれば、リニアインダクションモータによってデスクプレート上の導電体を移動させるので、導電体をユーザの手指に装着することにより、操作に応じた反力を提示することができる。
【0012】
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0013】
【実施例】
<第1実施例>
図1を参照して、第1の実施例の仮想デスクトップ装置10は、パーソナルコンピュータ或いはワークステーションのようなコンピュータ12を含む。このコンピュータ12には、ビデオカメラ14、プロジェクタ16およびD/A変換器(図示せず)を介してインバータ18aおよびインバータ18bが接続される。
【0014】
また、インバータ18aおよびインバータ18bには、リニアインダクションモータ(以下、単に「リニアモータ」という。)20が接続され、このリニアモータ20は後述するディジタルデスク(以下、単に「デスク」という。)30と一体的に構成される。
【0015】
図2に示すように、デスク30はデスクプレート32を含み、このデスクプレート32の上に板状に形成された銅、アルミ或いは真ちゅうのような導電体34が載置され、デスクプレート32の下に上述したリニアモータ20が配置される。リニアモータ20は、略正方形状の板状に形成されたヨーク22を含み、このヨーク22の上面に規則的に配列される複数のコア24が設けられる。図2から分かるように、この実施例では、コア24は100(10×10)個設けられる。複数のコア24には、X軸方向とY軸方向との2方向に複数の巻線26a〜26fおよび巻線28a〜28fが巻かれている(図3参照)。
【0016】
この巻線26a〜26fおよび巻線28a〜28fは、図3に示すように、隣接するコア24の間を通るように、それぞれ、複数のコア24に共通に巻かれる。X軸方向では、巻線26aおよび巻線26dが直列接続され、その一方端がインバータ18aのU相に接続される。また、巻線26bおよび巻線26eが直列接続され、その一方端がインバータ18aのV相に接続される。そして、巻線26cおよび巻線26fが直列接続され、その一方端がインバータ18aのW相に接続される。さらに、それぞれの他方端は、図示は省略するが、互いに連結される。つまり、Y結線される。
【0017】
一方、Y軸方向では、巻線28aおよび巻線28dが直列接続され、その一方端がインバータ18bのU相に接続される。また、巻線28bおよび巻線28eが直列接続され、その一方端がインバータ18bのV相に接続される。そして、巻線28cおよび巻線28fが直列接続され、その一方端がインバータ18bのW相に接続される。さらに、それぞれの他方端は、図示は省略するが、互いに連結される。つまり、Y結線される。
【0018】
なお、リニアモータ20としては、平成11年9月3日付で公開された特許第2975659号公報に開示される二方向性リニアモータを用いることができる。
【0019】
このような仮想デスクトップ装置10は、図4に示すように、デスク30が配置され、その上方にビデオカメラ14およびプロジェクタ16が設置される。また、上述したように、導電体34がデスク30の上面に載置される。ただし、簡単のため、コンピュータ12等は省略してある。たとえば、デスク30には、コンピュータ12で実行されるオペレーティングシステムやアプリケーションソフトなどのソフトの実行画面が、コンピュータ12の指令の下、プロジェクタ16によって展開(表示)される。ユーザは、ペンを用いたり、手指(指先)を使ったりして、実行画面の操作が可能である。
【0020】
具体的には、コンピュータ12は、ビデオカメラ14で撮影されるデスク30上の画像(撮影画像)に基づいて、ペンや指先が示す位置や動きを認識し、それが実行画面における入力操作を意味するのか或いは実行画面における処理(機能)の実行を意味するのかなどを判断する。そして、コンピュータ12は、ユーザの操作に応じた画面表示や機能を実行する。このように、ユーザがコンピュータマウスやキーボードなどの入力装置を用いて入力していた操作等を、ペンや指先で簡単に実行することができるのである。
【0021】
したがって、たとえば、ユーザは、ペンや指先により、実行画面に表示されるアイコンやボタンを指定することができる。また、デスク30上に置かれた用紙に記述されている文字や数字などを指先で指し示すことにより、当該文字や数字などを実行画面に入力することができる。
【0022】
このように、ペンや指先によるユーザの操作がコンピュータ12によるソフトウェアの実行には反映される。しかし、コンピュータ12側から実世界に作用することができないため、この実施例では、上述したようなリニアモータ20をデスク30の下に配置し、実世界に作用するようにしてある。
【0023】
たとえば、デスク30(デスクプレート32)上に置かれた導電体34は、リニアモータ20の駆動により、2次元方向に自由に移動可能である。したがって、ユーザの指先を導電体34の上に載せたり、指先に導電体34を装着したりして、実行画面等を操作することにより、ユーザの操作に応じたコンピュータ12からの作用として、導電体34を移動させることにより、ユーザの指先に力(この実施例では、「反力」という。)を加えることができる。つまり、ユーザの操作に応答して、導電体34の移動方向や移動時にかかる荷重(トルク)を制御するのである。
【0024】
具体的には、コンピュータ12は、インバータ18aおよびインバータ18bの前段に設けられるD/A変換器に出力する駆動パルスを制御することにより、リニアモータ20の巻線26a〜26fおよび巻線28a〜28fのうち少なくとも一方に駆動電圧を印加する。すると、X軸方向およびY軸方向の少なくとも一方向に進行磁界を発生する。また、印加する駆動電圧を変更することにより、発生する磁力の大きさを変えることができる。
【0025】
これにより、たとえば、図5(A)に示すように、実行画面上のファイル(データ)を移動またはコピーする場合には、ユーザが指差したファイルのアイコンをビデオカメラ14からの撮影画像に基づいて特定し、ユーザが実行画面上でファイルを移動する際に、当該ファイルのサイズ(データ量)に応じて、ファイルを移動する方向(移動方向)と逆向きの力(反力)を与えることができる。
【0026】
また、図5(B)に示すように、メニューバーからメニューを選択する場合には、ユーザが指先を移動させるときに、メニュー画面から外れるような方向に指先を移動させようとするときに、反力を与えることもできる。この場合には、メニュー画面から離れるにつれて、反力が大きくなるように制御することができる。なお、図5(B)においては、矢印の大きさが反力の大きさを示している。
【0027】
ただし、図面の都合上、図5(A)および図5(B)では、導電体34はマウスポインタから離れた位置に示してあるが、実際には略同じ位置となる。また、ペンの全体或いはペン先を導電体で形成した場合であっても、同様に反力を与えることができる。
【0028】
具体的には、コンピュータ12は、図6および図7に示すような処理を実行する。図6に示すように、ユーザの指先がファイルを指定したのを検知すると、ファイルの移動またはコピー処理を開始し、ステップS1で当該ファイルのサイズを取得する。つまり、ビデオカメラ14の撮影画像からユーザが指定したファイルを特定し、特定したファイルのプロパティを参照して、サイズを取得する。
【0029】
ステップS3では、指先の移動に伴って、当該ファイルを示す画面上のアイコンおよびマウスポインタを移動させる。つまり、ビデオカメラ14からの撮影画像に基づいてペンや指先の動きを検出し、その動きに応じてアイコンおよびマウスポインタを移動させるように、プロジェクタ16を制御する。続くステップS5では、指先の加速度aを検出する。加速度aは、撮影画像から移動距離と移動にかかった時間とを計測することにより、簡単に求めることができる。
【0030】
続いて、ステップS7では、数1に従って慣性力F1を算出する。ただし、mはファイルのサイズを質量に換算した値である。換算式等は、設計者や開発者によって決定される。
【0031】
【数1】
F1=ma
そして、ステップS9では、反力を提示する。つまり、数1で求めた慣性力F1が導電体34の加速方向と逆向きにかかるように、インバータ18aおよびインバータ18bの前段に設けられるD/A変換器によって出力する駆動パルスを制御する。したがって、たとえば、ファイルのサイズが大きい場合には、大きな反力を提示し、逆にファイルのサイズが小さい場合には、比較的小さな反力を提示することができる。このように、ファイルのサイズを文字等で視認できるだけでなく、ファイルのサイズの大きさを指先で感じ取ることができる。つまり、視覚情報とは異なる情報提示が可能であり、コンピュータインターフェイスとしての操作性を向上することができる。
【0032】
なお、慣性力F1は加速度aにも比例するため、指先(導電体14)の動きによっても反力の大きさは変化する。
【0033】
続くステップS11では、ファイルの移動またはコピーが終了したかどうかを判断する。つまり、撮影画像からユーザの指先の動きが止まったかどうかを判断する。このステップS11で“YES”であれば、つまりファイルの移動またはコピーが終了すれば、そのまま処理を終了する。一方、ステップS11で“NO”であれば、つまりファイルの移動またはコピーが終了していなければ、ステップS3に戻る。
【0034】
なお、ファイルの移動またはコピーが終了すると、画面表示が変わるだけでなく、その移動またはコピーの動作がソフトウェアにも反映される。
【0035】
また、図7に示すように、ユーザの指先がメニューバーに表示されるメニューボタンを指定したのを検知すると、コンピュータ12はメニューの選択処理を開始し、ステップS21でユーザが指定するメニューの画面を表示する。続くステップS23では、当該メニューを選択する場合にマウスポインタすなわち指先やペンが移動すべき経路(選択経路)を決定する(図5(B)参照)。たとえば、この実施例では、メニュー画面の中央を通るように、選択経路が決定される。
【0036】
続いて、ステップS25では、指先の移動に伴って画面上のカーソルおよびマウンスポインタを移動させる。ステップS27では、指先と選択経路との誤差xを計測する。つまり、撮影画像に基づいて指先の位置を特定し、メニュー画面の中央から指先までの垂直距離(誤差x)を求める。
【0037】
次にステップS29では、数2に従って吸引力F2を求める。ただし、kはばね係数と同様の定数であり、設計者や開発者によって決定される。
【0038】
【数2】
F2=kx
そして、ステップS31では、反力を提示する。つまり、導電体34に対して吸引力F2が逆向きにかかるように、インバータ18aおよびインバータ18bの前段に設けられるD/A変換器に出力する駆動パルスを制御する。つまり、メニューを選択するときに、指差し位置がメニュー画面の中央から遠ざかるにつれて、負荷(反力)が大きくなるようにして、意図的に選択画面の中央に戻すように、誘導しているのである。したがって、操作性を向上させることができる。
【0039】
続くステップS33では、メニューの選択が終了したかどうかを判断する。具体的には、撮影画像から指先或いはペンが停止しているかどうかを判断する。ステップS33で“NO”であれば、つまり、メニューの選択が終了していなければ、そのままステップS25に戻る。一方、ステップS33で“YES”であれば、つまりメニューの選択が終了すれば、ステップS35でサブメニューがあるかどうかを判断する。
【0040】
このステップS35で“NO”であれば、つまりサブメニューがなければ、メニューの選択処理を終了し、選択されたメニューに応じた処理を実行する。一方、ステップS35で“YES”であれば、つまりサブメニューがあれば、ステップS21に戻って、メニュー画面に加えてサブメニュー画面を表示する。
【0041】
なお、サブメニュー画面が表示された場合には、サブメニュー画面内では上述のメニュー画面と同様に画面中央を通るように選択経路が決定され、メニュー画面とサブメニュー画面との間では、メニュー画面で選択されたメニューから水平方向(X軸方向)に移動するように選択経路が決定される。サブーメニュー画面でさらにサブメニュー画面が表示された場合も同様である。つまり、階段状に選択経路が決定される。
【0042】
また、メニューが選択されると、その内容がソフトウェアに反映され、メニューの実行画面が表示されたり、所定の機能が実行されたりする。
【0043】
この実施例によれば、ユーザの操作に対して反力を提示するので、コンピュータから実世界への作用が可能である。したがって、ユーザはコンピュータによって提示される画像や音声以外の情報を感じ取れるので、より操作性の高いコンピュータインターフェイスを提供することができる。
【0044】
<第2実施例>
第2の実施例は、リニアモータ20のコア24を部分的に励磁するようにした以外は第1の実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。
【0045】
図8に示すように、リニアモータ20の各コア24には、それぞれ、Y軸方向の進行磁界を形成するためのコイルL1,L2,L3,…,Lnが巻かれている。分かり易く示すため、図8においては、X軸方向の進行磁界を形成するためのコイルは省略するが、X軸方向についてはこの図8を90度回転させればよい。つまり、X軸方向およびY軸方向に進行磁界を形成するための2つのコイルがコア24のそれぞれに巻かれているのである。以下、第2の実施例では、X軸方向とY軸方向とは同様であるため、Y軸方向についてのみ説明し、X軸方向についての説明は省略することにする。
【0046】
なお、図8からも分かるように、この第2の実施例では、X軸方向およびY軸方向のそれぞれについて9×9(81)個のコイルを巻くようにしてあるため、図示は省略するが、第2の実施例のリニアモータ20には81個のコア24が設けられる。
【0047】
この第2の実施例では、インバータ18bの各相からコイルL1〜Lnのそれぞれに電力(電圧)が供給され、具体的には、U相から1列目、4列目および7列目のコイル群に電圧が供給され、V相から2列目、5列目および8列目目のコイル群に電圧が供給され、そして、W相から3列目、6列目および9列目のコイル群に電圧が供給される。
【0048】
また、図9に示すように、コイルL1〜Lnのそれぞれの一方端は、各相の一方の電線に接続され、他方端は電磁スイッチSWを介して他方の電線に接続される。つまり、コイルL1〜Lnは、それぞれ、電気的に独立している。
【0049】
なお、図9においては、簡単のため、一部のコイルL1〜L5についてのみ示してあるが、図8に示した各列毎に同様の構成が採用される。
【0050】
複数の電磁スイッチSWは、コンピュータ12によって、個別にオン/オフを制御され、コイルL1〜Lnが選択的に励起される。つまり、選択的に複数のコア24が励磁される。
【0051】
したがって、X軸方向またはY軸方向或いはその両方向について、全てのコア24を励磁する上述の実施例に比べて、消費電力量を大幅に削減することができる。また、複数の導電体34をデスク30の異なる位置に載置した場合には、各コア24を個別に励磁することができるので、それらの導電体34を同時に同じ方向に移動させることもできる。つまり、インバータ18bの各相から供給される電圧は同じであるため、異なる位置(領域)で同様に電磁スイッチSWのオン/オフを制御することにより、異なる位置で同じ大きさおよび同じ方向の反力を提示することができるのである。
【0052】
<第3実施例>
第3の実施例は、リニアモータ20のコア24を部分的に励磁するとともに、提示する反力の大きさを異なる位置で異なる大きさにできるようにした以外は第1の実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。
【0053】
図10(A)に示すように、コア24には、それぞれ、独立の巻線(コイル)L1〜Lmが巻かれている。図示は省略するが、これらのコイルL1〜Lmのそれぞれには、アンプ(図示せず)が接続され、複数のアンプはそれぞれD/A変換器(図示せず)を介してコンピュータ12に接続される。つまり、図1に示したインバータ18aおよびインバータ18bに変えて、コア24と同数のアンプが設けられる。この複数のアンプは、それぞれ、コンピュータ12によって制御される。
【0054】
このような構成とすることにより、同時に複数箇所のコイルL1〜Lmを励起することができ、しかも励起するコイルL1〜Lmの順番(2次元方向)を別々の方向にすることができる。また、コイルL1〜Lmに印加する電圧もそれぞれで異なる値にすることができる。このため、図10(B)に示すように、複数の箇所に存在する複数の導電体34に対して、同時に異なる方向で異なる移動速度(加速度)すなわち反力を提示することができるのである。
【0055】
なお、図10(B)においては、矢印の大きさが反力の大きさを表しているものとする。
【0056】
つまり、図11に示すように、複数のコア24が配列されている場合に、その中央に位置する導電体34をX軸方向の正方向に移動する場合には、当該方向に進行磁界が形成される。ただし、簡単のため、図11においては、5列×5列のコア24が配列された状態を示してある。具体的には、14番のコア24が励磁され、次に15番のコア24が励磁され、したがって、当該方向に反力を提示することができる。逆に、X軸方向の負方向に反力を提示する場合には、12番のコア24が励磁され、次に11番のコア24が励磁される。
【0057】
また、Y軸方向の正方向に反力を提示する場合には、8番のコア24が励磁され、次に3番のコア24が励磁される。一方、Y軸方向の負方向に反力を提示する場合には、18番のコア24が励磁され、次に23番のコア24が励磁される。
【0058】
さらに、図面において右上方向に反力を提示する場合には、9番のコア24が励磁され、次に5番のコア24が励磁される。逆に、左下方向に反力を提示する場合には、17番のコア24が励磁され、次に21番のコア24が励磁される。
【0059】
また、図面において左上方向に反力を提示する場合には、7番のコア24が励磁され、次に1番のコア24が励磁される。逆に、右下方向に反力を提示する場合には、19番のコア24が励磁され、次に25番のコア24が励磁される。
【0060】
このように、導電体34の現在位置を中心して、X軸方向、Y軸方向および斜め方向すなわち2次元方向への反力提示が行われ、しかもコイルL1〜Lmのそれぞれに印加する電圧を変えることにより、異なる大きさの反力を提示することができるのである。
【0061】
なお、これらの実施例では、画面上のファイルを移動・コピーしたり、メニューの選択をしたりする場合についてのみ説明したが、他の操作についても反力提示することにより、操作性の向上を図ることができる。
【0062】
また、これらの実施例では、100個のコアを設けたリニアモータについてのみ説明したが、デスクの大きさやデスクに表示される実行画面の大きさ等に応じて、リニアモータの大きさは自由に設計変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の仮想デスクトップ装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図2】図1実施例に示すリニアモータおよびディジタルデスクの構成を示す図解図である。
【図3】図1実施例に示すリニアモータの巻線を示す図解図である。
【図4】図1実施例に示す仮想デスクトップ装置が利用される形態を示す図解図である。
【図5】図1実施例に示す仮想デスクトップ装置を利用した場合のユーザの操作に対して提示される反力を説明するための図解図である。
【図6】図1実施例に示すコンピュータのファイルの移動・コピー処理を示すフロー図である。
【図7】図1実施例に示すコンピュータのメニューの選択処理を示すフロー図である。
【図8】この発明の第2の実施例に適用されるリニアモータのコイルを模式的に示した図解図である。
【図9】第2の実施例におけるリニアモータのコイルのオン/オフ切り換えを説明するための図解図である。
【図10】この発明の第3の実施例に適用されるリニアモータおよび当該リニアモータを用いた場合に提示できる反力を説明するための図解図である。
【図11】第3の実施例において導電体を2次元方向に移動させる場合のコイルを励起する順番を説明するための図解図である。
【符号の説明】
10 …仮想デスクトップ装置
12 …コンピュータ
14 …カメラ
16 …プロジェクタ
18a,18b …インバータ
20 …リニアインダクションモータ
22 …ヨーク
24 …コア
26a,26b,26c,26d,26e,26f,28a,28b,28c,28d,28e,28f …巻線
30 …ディジタルデスク[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a virtual desktop device, and more particularly to a virtual desktop device applied to, for example, a digital desk used as a computer interface.
[0002]
[Prior art]
In a conventional digital desk, an execution screen of, for example, Excel (registered trademark) operating on Windows (registered trademark) is developed (displayed) on a desk by a projector, and by directly pointing the desk with a finger or a pen, This is recognized by a captured image from a camera, and an input position on the screen is specified. Then, by pointing a finger at a character or a number described on a sheet placed on a desk, the character or a number or the like is similarly recognized in a captured image from the camera, and input to the specified input position. Was. In other words, it has been used as a computer interface that allows easy input without using a keyboard or a computer mouse.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In this conventional technique, since the operation can be performed without using an input device such as a computer mouse and a keyboard, the operation can be easily performed, but the computer cannot operate on the real world.
[0004]
For example, MIT professor Takeshi Ishii's research involves a method in which a stepping motor is laid under a desk to control the position of a magnetic material on the desk and act on the real world. According to this, the position of the magnetic body can be controlled by the stepping motor, but a load (torque) cannot be applied to the finger.
[0005]
Therefore, a main object of the present invention is to provide a novel virtual desktop device capable of presenting a reaction force.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a virtual desktop device including a desk plate and a linear inductance motor provided below the desk plate, wherein a conductor on the desk plate is moved by the linear inductance motor.
[0007]
[Action]
A conductor such as copper, aluminum or brass is placed on the desk plate of the digital desk. In addition, a linear inductance motor that generates a traveling magnetic field in a two-dimensional direction is arranged below the desk plate. Therefore, when the linear inductance motor is driven, the conductor is moved in a two-dimensional direction.
[0008]
For example, a linear inductance motor has a plurality of cores, and a common winding is wound around the plurality of cores. In other words, since windings are wound around the cores arranged in the two-dimensional direction in the X-axis direction and the Y-axis direction, when a driving voltage is applied to the windings, the windings are wound in the X-axis direction and the Y-axis direction, or in both directions. , A traveling magnetic field is generated. Therefore, the conductor is moved in the two-dimensional direction.
[0009]
Further, if coils for forming a traveling magnetic field in the X-axis direction and the Y-axis direction are wound around each of the plurality of cores, switches are provided at one ends of all the coils, and the switches are switched, Power consumption can be significantly reduced as compared to the case where all the cores are excited. Further, since the core to be excited can be selected by switching the switch, a plurality of conductors placed at different positions can be moved.
[0010]
Furthermore, if windings independent of each other are wound around each of the plurality of cores, the excitation of each core and the drive voltage of each winding can be individually controlled. That is, the moving direction and the moving speed (acceleration) of the plurality of conductors placed at different positions can be changed.
[0011]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the conductor on the desk plate is moved by the linear induction motor, the reaction force according to the operation can be presented by attaching the conductor to the user's finger.
[0012]
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.
[0013]
【Example】
<First embodiment>
Referring to FIG. 1, a
[0014]
Further, a linear induction motor (hereinafter, simply referred to as “linear motor”) 20 is connected to the
[0015]
As shown in FIG. 2, the
[0016]
The
[0017]
On the other hand, in the Y-axis direction, winding 28a and winding 28d are connected in series, and one end is connected to the U-phase of
[0018]
In addition, as the
[0019]
In such a
[0020]
Specifically, the
[0021]
Therefore, for example, the user can specify an icon or a button displayed on the execution screen with a pen or a fingertip. In addition, by pointing a character or a number or the like described on a sheet placed on the
[0022]
As described above, the operation of the user by the pen or the fingertip is reflected in the execution of the software by the
[0023]
For example, the
[0024]
Specifically, the
[0025]
Thereby, for example, as shown in FIG. 5A, when moving or copying a file (data) on the execution screen, the icon of the file pointed to by the user is determined based on the image captured from the
[0026]
Also, as shown in FIG. 5B, when selecting a menu from the menu bar, when the user moves the fingertip, when the user attempts to move the fingertip in a direction away from the menu screen, A reaction force can also be given. In this case, control can be performed such that the reaction force increases as the user moves away from the menu screen. In FIG. 5B, the size of the arrow indicates the magnitude of the reaction force.
[0027]
However, for convenience of the drawings, in FIGS. 5A and 5B, the
[0028]
Specifically, the
[0029]
In step S3, the icon on the screen indicating the file and the mouse pointer are moved with the movement of the fingertip. That is, the movement of the pen or the fingertip is detected based on the image captured from the
[0030]
Subsequently, in step S7, the inertia force F1 is calculated according to the equation (1). Here, m is a value obtained by converting the file size into mass. The conversion formula and the like are determined by a designer or a developer.
[0031]
(Equation 1)
F1 = ma
Then, in step S9, a reaction force is presented. That is, the drive pulse output by the D / A converter provided in the preceding stage of the
[0032]
Since the inertial force F1 is also proportional to the acceleration a, the magnitude of the reaction force varies depending on the movement of the fingertip (conductor 14).
[0033]
In a succeeding step S11, it is determined whether or not the moving or copying of the file is completed. That is, it is determined whether or not the movement of the user's fingertip has stopped from the captured image. If “YES” in the step S11, that is, if the movement or the copy of the file is finished, the process is finished as it is. On the other hand, if “NO” in the step S11, that is, if the movement or the copying of the file is not completed, the process returns to the step S3.
[0034]
When the moving or copying of the file is completed, not only the screen display changes, but also the moving or copying operation is reflected in the software.
[0035]
Also, as shown in FIG. 7, when detecting that the user's fingertip designates a menu button displayed on the menu bar, the
[0036]
Subsequently, in step S25, the cursor and the mounce pointer on the screen are moved with the movement of the fingertip. In step S27, an error x between the fingertip and the selected path is measured. That is, the position of the fingertip is specified based on the captured image, and the vertical distance (error x) from the center of the menu screen to the fingertip is obtained.
[0037]
Next, in step S29, the suction force F2 is obtained according to the equation (2). Here, k is a constant similar to the spring coefficient, and is determined by a designer or a developer.
[0038]
(Equation 2)
F2 = kx
Then, in step S31, a reaction force is presented. That is, the driving pulse output to the D / A converter provided in the preceding stage of the
[0039]
In a succeeding step S33, it is determined whether or not the menu selection is completed. Specifically, it is determined from the captured image whether the fingertip or the pen is stopped. If “NO” in the step S33, that is, if the menu selection is not completed, the process returns to the step S25. On the other hand, if “YES” in the step S33, that is, if the menu selection is finished, it is determined whether or not there is a submenu in a step S35.
[0040]
If “NO” in the step S35, that is, if there is no sub-menu, the menu selection process is terminated and a process according to the selected menu is executed. On the other hand, if “YES” in the step S35, that is, if there is a submenu, the process returns to the step S21 to display a submenu screen in addition to the menu screen.
[0041]
When the sub-menu screen is displayed, the selection path is determined so as to pass through the center of the screen in the sub-menu screen in the same manner as the above-described menu screen, and between the menu screen and the sub-menu screen, the menu screen is set. The selection path is determined so as to move in the horizontal direction (X-axis direction) from the menu selected in step (1). The same applies when a sub-menu screen is further displayed on the sub-menu screen. That is, the selection route is determined stepwise.
[0042]
When a menu is selected, its contents are reflected on the software, and a menu execution screen is displayed or a predetermined function is executed.
[0043]
According to this embodiment, since a reaction force is presented to the operation of the user, it is possible to operate from the computer to the real world. Therefore, the user can feel information other than the image and sound presented by the computer, so that a more operable computer interface can be provided.
[0044]
<Second embodiment>
The second embodiment is the same as the first embodiment except that the
[0045]
As shown in FIG. 8, coils L1, L2, L3,..., Ln for forming a traveling magnetic field in the Y-axis direction are wound around each
[0046]
As can be seen from FIG. 8, in the second embodiment, 9 × 9 (81) coils are wound in each of the X-axis direction and the Y-axis direction. In the
[0047]
In the second embodiment, power (voltage) is supplied from each phase of the
[0048]
As shown in FIG. 9, one end of each of the coils L1 to Ln is connected to one electric wire of each phase, and the other end is connected to the other electric wire via the electromagnetic switch SW. That is, the coils L1 to Ln are electrically independent of each other.
[0049]
In FIG. 9, for simplicity, only some of the coils L1 to L5 are shown, but the same configuration is employed for each row shown in FIG.
[0050]
On / off of the plurality of electromagnetic switches SW is individually controlled by the
[0051]
Therefore, in the X-axis direction and / or the Y-axis direction or both directions, the power consumption can be significantly reduced as compared with the above-described embodiment in which all the
[0052]
<Third embodiment>
The third embodiment is the same as the first embodiment except that the
[0053]
As shown in FIG. 10A, independent windings (coils) L1 to Lm are wound around the
[0054]
With this configuration, the coils L1 to Lm at a plurality of locations can be excited at the same time, and the order (two-dimensional direction) of the coils L1 to Lm to be excited can be different. Also, the voltages applied to the coils L1 to Lm can be different values. For this reason, as shown in FIG. 10B, different moving speeds (accelerations), that is, different reaction forces can be simultaneously presented in different directions to a plurality of
[0055]
In FIG. 10B, the size of the arrow indicates the magnitude of the reaction force.
[0056]
That is, as shown in FIG. 11, when a plurality of
[0057]
When presenting a reaction force in the positive Y-axis direction, the
[0058]
Further, when a reaction force is presented in the upper right direction in the drawing, the
[0059]
When a reaction force is presented in the upper left direction in the drawing, the
[0060]
As described above, the reaction force is presented in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the diagonal direction, that is, in the two-dimensional direction, centering on the current position of the
[0061]
In these embodiments, only the case where the file on the screen is moved / copied or the menu is selected has been described. However, the operability can be improved by presenting a reaction force for other operations. Can be planned.
[0062]
Further, in these embodiments, only the linear motor provided with 100 cores has been described, but the size of the linear motor can be freely adjusted according to the size of the desk, the size of the execution screen displayed on the desk, and the like. The design can be changed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a virtual desktop device according to the present invention.
FIG. 2 is an illustrative view showing a configuration of a linear motor and a digital desk shown in FIG. 1 embodiment;
FIG. 3 is an illustrative view showing windings of the linear motor shown in FIG. 1 embodiment;
FIG. 4 is an illustrative view showing a mode in which the virtual desktop apparatus shown in FIG. 1 is used;
FIG. 5 is an illustrative view for explaining a reaction force presented to a user's operation when the virtual desktop device shown in FIG. 1 embodiment is used;
FIG. 6 is a flowchart showing a file transfer / copy process of the computer shown in FIG. 1 embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a menu selection process of the computer shown in FIG. 1 embodiment.
FIG. 8 is an illustrative view schematically showing a coil of a linear motor applied to a second embodiment of the present invention;
FIG. 9 is an illustrative view for explaining on / off switching of a coil of a linear motor in a second embodiment.
FIG. 10 is an illustrative view for explaining a linear motor applied to a third embodiment of the present invention and a reaction force that can be presented when the linear motor is used.
FIG. 11 is an illustrative view for explaining an order of exciting coils when a conductor is moved in a two-dimensional direction in the third embodiment;
[Explanation of symbols]
10
Claims (4)
前記デスクプレート下に設けたリニアインダクタンスモータを備え、
前記デスクプレート上の導電体を前記リニアインダクタンスモータで動かす、仮想デスクトップ装置。A desk plate, and a linear inductance motor provided under the desk plate,
A virtual desktop device, wherein a conductor on the desk plate is moved by the linear inductance motor.
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