JP2005043985A - 足用ポインティングデバイス - Google Patents

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JP2005043985A
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Isao Shimoyama
勲 下山
Kiyoshi Matsumoto
潔 松本
Kazunori Hoshino
一憲 星野
Yusuke Takei
裕介 竹井
Tetsuya Hishinuma
徹哉 菱沼
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Abstract

【課題】使用場所が制限されることなく迅速なコンピュータの画面上のポインタの移動及びコンピュータの画面上での決定を行うことができる足用ポインティングデバイスを提供する。
【解決手段】加速度センサ4a及び信号処理部5aはそれぞれ、靴底3aに形成された凹部に収容され、感圧センサ4bは、中敷2bの靴底3b側の面に接着され、信号処理部5bは、靴底3bに形成された凹部に収容される。加速度センサ4aが右足の爪先又は踵の上下動を検出すると、信号処理部5aによって生成され及び送信された無線信号によって、コンピュータの画面上の決定を行う。感圧センサ4bが、荷重移動による足の裏の圧力分布の変化を検出すると、信号処理部5bによって生成され及び送信された無線信号によって、コンピュータの画面上のポインタを移動させる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータの画面上のカーソル(ポインタ)を任意の場所に移動する動作(カーソル移動)やコンピュータの画面上で決定を行う動作(クリック動作)のようなコンピュータのポインティング操作を、足の動きによって行う足用ポインティングデバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、コンピュータのポインティング操作は、マウスのような手動によるポインティングデバイスをキーボードとともに使用することによって行われている。したがって、キーボード操作、カーソル移動、クリック動作、キーボードとマウスとの間の手の移動等によって、コンピュータのオペレータの手や腕に作業の負担が集中する傾向にある。
【0003】
近年、手が不自由な人のために、ポインティングデバイスのみで操作を行うことができるコンピュータが開発されているが、かかるポインティング操作は、ポインティングデバイスとキーボードの両方を用いる場合に比べて困難となる。
【0004】
コンピュータのオペレータの手や腕への作業の負担を軽減し、かつ、手が不自由な人が簡単にポインティング操作を行うことができるようにするために、種々の足用ポインティングデバイスが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
【0005】
そのような足用ポインティングデバイスは、床面に置かれるベースと、床面とほぼ平行に2次元的に移動可能な状態で、ベースに取り付けられた移動部と、移動部に対して、床面にほぼ平行に設けられた回転軸を中心として回転可能に取り付けられ、足が置かれる足置き部と、移動部の、ベースに対する2次元的な移動量を検出する検出手段と、移動部に対して足置き部が回転したときに接点が切り替わるスイッチと、検出手段によって検出された移動部の移動量に応じて、画面上において表示物を移動させる信号を発生する移動信号発生手段とを具える。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−22512号公報(第2頁、図1)
【特許文献2】
特開平10−97274号公報(第2頁、図1)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような足用ポインティングデバイスでは、足置き部における足の移動や踏み換えが必要となり、迅速な入力、すなわち、迅速なコンピュータの画面上のポインタの移動及びコンピュータの画面上での決定が行いにくいという不都合がある。また、そのような足用ポインティングデバイスを地面に設置する必要があるため、使用場所が制限される。
【0008】
本発明の目的は、使用場所が制限されることなく迅速なコンピュータの画面上のポインタの移動及びコンピュータの画面上での決定を行うことができる足用ポインティングデバイスを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明による足用ポインティングデバイスは、
荷重移動による足の裏の圧力分布の変化を検出する、履物に装着自在の検出手段と、
前記圧力分布の変化に応じて、コンピュータの画面上のポインタを移動させる、履物に装着自在の移動手段とを具えることを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、荷重移動による足の裏の圧力分布の変化の検出による継続的な入力に応じて、コンピュータの画面上のポインタを移動させるので、迅速なコンピュータの画面上のポインタの移動が可能となる。また、検出手段及び移動手段が履物に装着自在であるので、足用ポインティングデバイスがウェアラブルとなり、使用場所が制限されなくなる。
【0011】
好適には、前記検出手段が、少なくとも3個の感圧センサを有し、更に好適には、前記検出手段が、これらの感圧センサの出力をそれぞれ、対応した方向ベクトルに乗算し、これら乗算によって求められたものの全ての和をとることによって、前記ポインタの移動方向を決定する。
【0012】
例えば、前記検出手段が、前記足の裏の所定の位置に対する上下左右に対応する箇所にそれぞれ配置された4個の感圧センサを有する。この場合、前記検出手段が、前記足の裏の所定の位置に対する左上、右上、左下及び右下に対応する箇所にそれぞれ配置された4個の感圧センサを更に有してもよい。
【0013】
本発明による他の足用ポインティングデバイスは、
足の傾きを検出する、履物に装着自在の検出手段と、
足の傾きの検出に応じて、コンピュータの画面上のポインタを移動させる、履物に装着自在の決定手段とを具えることを特徴とする。
【0014】
本発明によれば、足の傾きの検出による継続的な入力に応じて、コンピュータの画面上のポインタを移動させるので、迅速なコンピュータの画面上のポインタの移動が可能となる。また、検出手段及び移動手段が履物に装着自在であるので、足用ポインティングデバイスがウェアラブルとなり、使用場所が制限されなくなる。この場合、好適には、前記検出手段が、加速度センサを有する。
【0015】
本発明による他の足用ポインティングデバイスは、
爪先又は踵の上下動を検出する、履物に装着自在の検出手段と、
前記爪先又は踵の上下動の検出に応じて、コンピュータの画面上の決定を行う、履物に装着自在の決定手段とを具えることを特徴とする。
【0016】
本発明によれば、爪先又は踵の上下動の検出による瞬時的な入力に応じて、コンピュータの画面上の決定を行うので、迅速なコンピュータの画面上の決定が可能となる。また、検出手段及び決定手段が履物に装着自在であるので、足用ポインティングデバイスがウェアラブルとなり、使用場所が制限されなくなる。この場合、好適には、前記検出手段が、前記爪先又は踵に対応する箇所に配置された加速度センサを有する。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明による足用ポインティングデバイスの実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明による足用ポインティングデバイスの実施の形態を示す図であり、図2は、図1の一部を詳細に示す図である。コンピュータの画面上の決定を行うための足用ポインティングデバイスは、右足の靴1aの中敷2aと、例えばゴムによって構成された靴底3aとの間に配置された加速度センサ4a及び信号処理部5aを具える。更に詳しくは、加速度センサ4a及び信号処理部5aはそれぞれ、靴底3aに形成された凹部に収容される。
【0018】
コンピュータの画面上のポインタを移動させるための足用ポインティングデバイスは、左足の靴1bの中敷2bと、靴底3bとの間に配置された3個以上(図1の場合には8個)の感圧センサ4b及び信号処理部5bを具える。更に詳しくは、感圧センサ4bは、中敷2bの靴底3b側の面に接着され、信号処理部5bは、靴底3bに形成された凹部に収容される。
【0019】
信号処理部5aは、加速度センサ4aによって爪先又は踵の上下動を検出する動作検出部11aと、動作検出部11aによって検出されたデータを解析してクリックの種類を判別する入力解析部12aと、解析されたデータを信号に変換する信号変換部13aと、変換された信号を無線信号として送信する信号送信部14aと、動作検出部11a、入力解析部12a、信号変換部13a及び信号送信部14aに給電を行う電源15aとを具える。
【0020】
信号処理部5bは、感圧センサ4bによって荷重移動による左足の裏の圧力分布の変化を検出する動作検出部11bと、動作検出部11bによって検出されたデータを解析してクリックの種類を判別する入力解析部12bと、解析されたデータを信号に変換する信号変換部13bと、変換された信号を無線信号として送信する信号送信部14bと、動作検出部11b、入力解析部12b、信号変換部13b及び信号送信部14bに給電を行う電源15bとを具える。
【0021】
信号送信部14a,14bから送信された無線信号は、図示しない無線送受信機内の信号受信部16によって受信され、対応する情報信号がパーソナルコンピュータ(PC)17に送信される。
【0022】
次に、足用ポインティングデバイスによるコンピュータの画面上の決定を説明する。図3Aに示すような加速度センサ4a、したがって、動作検出部11aによって取得された信号を、図3Bに示すように入力解析部12aで微分し、大きな変化を検出すると、クリックが行われたことが入力解析部12aによって認識され、クリックに関するデータが、信号変換部13aによって、対応する信号に変換される。このようにしてクリックが認識される理由は、クリックの認識の際に加速度のおおきな変化分を検出する必要があるからである。
【0023】
次に、足用ポインティングデバイスによるコンピュータの画面上のポインタの移動を説明すると、左足の重心を上下左右に移動したときの左足の裏の圧力分布を、予め調査する。調査した圧力分布の結果から、比較的強い圧力を示した場所に対して、上下左右に1対1に対応した4個の感圧センサを配置する。このような感圧センサの配置を、図4において
【外1】
Figure 2005043985
で示す。この場合、例えば上及び左に対応する感圧センサに大きな出力があると、ポインタを左上に移動させる。図4に示すような感圧センサの配置の場合、回路構成を簡単にすることができる。
【0024】
なお、図5に示すように、上下左右に1対1に対応して配置した4個の感圧センサに加えて、左上、右上、左下及び右下に1対1に対応した4個の感圧センサを設けてもよい。図5においても、感圧センサの配置を
【外2】
Figure 2005043985
で示す。この場合、8個全ての感圧センサの出力を読み取り、これら感圧センサのうちで最大出力のものに対応した方向にポインタを移動する。その結果、コンピュータのオペレータの意図に更に近いポインタの移動を行うことができる。
【0025】
本実施の形態によれば、足用ポインティングデバイスを用いて足の動きによる入力を行うので、オペレータの手がフリーになる。したがって、足用ポインティングデバイスの操作を、キーボード入力などの手を使う作業と併用することによって、オペレータの作業効率が向上する。
【0026】
また、足用ポインティングデバイスがウェアラブルな形状を有するので、場所を問わずに入力を行うことができる。さらに、装着者すなわちオペレータの違和感がほとんどないため、オペレータの動作に対する影響もほとんどない。なお、このような足用ポインティングデバイスは、手が不自由な人がポインティング操作を行う場合も有効である。
【0027】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、コンピュータの画面上の決定を右足で行うとともに、コンピュータの画面上のポインタの移動を左足で行った場合について説明したが、コンピュータの画面上の決定を左足で行うとともに、コンピュータの画面上のポインタの移動を右足で行う場合にも本発明を適用することができる。また、履物としては、任意のタイプのものを使用することができ、信号送信部と信号受信部との間の通信を、無線通信の代わりに有線通信とすることもできる。
【0028】
また、コンピュータの画面上の決定を、例えば加速度センサを用いて足の傾きを検出し、足の傾きの検出に応じて、コンピュータの画面上のポインタを移動させることもできる。この場合、足用ポインティングデバイスは、図1に示すような加速度センサ4a及び信号処理部5aを具え、図2に示すような動作検出部11aは、足の傾きを検出する。
【0029】
さらに、感圧センサの出力をそれぞれ、対応した方向ベクトルに乗算し、これら乗算によって求められたものの全ての和をとることによって、コンピュータの画面上のポインタの移動方向を決定することもできる。この場合、足用ポインティングデバイスは、図1に示すような感圧センサ4b及び信号処理部5bを具え、対応した方向ベクトルの乗算及びこれら乗算によって求められたものの全ての和をとる動作を、図2に示すような入力解析部12bで行う。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による足用ポインティングデバイスの実施の形態を示す図である。
【図2】図1の一部を詳細に示す図である。
【図3】加速度センサによる出力の時間変化及び加速度センサによる出力の微分の時間変化を示す。
【図4】4個の感圧センサの配置の一例を示す図である。
【図5】8個の感圧センサの配置の一例を示す図である。
【符号の説明】
1a,1b 靴
2a,2b 中敷
3a,3b 靴底
4a 加速度センサ
4b 感圧センサ
5a,5b 信号処理部
11a,11b 動作検出部
12a,12b 入力解析部
13a,13b 信号変換部
14a,14b 信号送信部
15a,15b 電源
16 信号受信部
17 パーソナルコンピュータ(PC)

Claims (9)

  1. 荷重移動による足の裏の圧力分布の変化を検出する、履物に装着自在の検出手段と、
    前記圧力分布の変化に応じて、コンピュータの画面上のポインタを移動させる、履物に装着自在の移動手段とを具えることを特徴とする足用ポインティングデバイス。
  2. 前記検出手段が、少なくとも3個の感圧センサを有することを特徴とする請求項1記載の足用ポインティングデバイス。
  3. 前記検出手段が、前記感圧センサの出力をそれぞれ、対応した方向ベクトルに乗算し、これら乗算によって求められたものの全ての和をとることによって、前記ポインタの移動方向を決定することを特徴とする請求項2記載の足用ポインティングデバイス。
  4. 前記検出手段が、前記足の裏の所定の位置に対する上下左右に対応する箇所にそれぞれ配置された4個の感圧センサを有することを特徴とする請求項2又は3記載の足用ポインティングデバイス。
  5. 前記検出手段が、前記足の裏の所定の位置に対する左上、右上、左下及び右下に対応する箇所にそれぞれ配置された4個の感圧センサを更に有することを特徴とする請求項5記載の足用ポインティングデバイス。
  6. 足の傾きを検出する、履物に装着自在の検出手段と、
    足の傾きの検出に応じて、コンピュータの画面上のポインタを移動させる、履物に装着自在の決定手段とを具えることを特徴とする足用ポインティングデバイス。
  7. 前記検出手段が、加速度センサを有することを特徴とする請求項6記載の足用ポインティングデバイス。
  8. 爪先又は踵の上下動を検出する、履物に装着自在の検出手段と、
    前記爪先又は踵の上下動の検出に応じて、コンピュータの画面上の決定を行う、履物に装着自在の決定手段とを具えることを特徴とする足用ポインティングデバイス。
  9. 前記検出手段が、前記爪先又は踵に対応する箇所に配置された加速度センサを有することを特徴とする請求項8記載の足用ポインティングデバイス。
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