JP2005063101A

JP2005063101A - 障害者用パソコン入力装置

Info

Publication number: JP2005063101A
Application number: JP2003291453A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yushimo; 和雄湯下; Kazuyuki Ito; 和幸伊藤
Original assignee: Hitachi KE Systems Ltd
Current assignee: Hitachi KE Systems Ltd
Priority date: 2003-08-11
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2005-03-10
Anticipated expiration: 2023-08-11
Also published as: JP3810012B2

Abstract

【課題】安価にして操作性が良好な障害者用パソコン入力装置を提供する。
【解決手段】障害者用パソコン入力装置を、パソコン本体１と、パソコン本体１に接続されたディスプレイ２と、レーザビームＬを出射するレーザポインタ３と、レーザポインタ３をユーザの頭部に固定する固定具４と、ディスプレイ２の画像及びディスプレイ２に照射されたレーザスポットＳとを撮影するカメラ５と、一端がユーザの口元にセットされたチューブ７と、当該チューブ７の他端に接続され、ユーザの呼気及び／又は吸気によって作動される空気作動式スイッチ装置８とから構成する。ディスプレイ２上に照射されたレーザスポットＳの座標をカメラ５からの映像信号に基づいてパソコン本体１が算出し、算出された座標位置にマウスカーソルＣを移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、身体に障害を持つ人々が残存する機能を使って入力操作を行えるようにした障害者用パソコン入力装置に係り、特に、ポインティングデバイスの構成に関する。

従来より、身体障害者によるパソコンの使用を可能にするため、障害の部位や程度に応じてポインティングデバイスの構成に工夫を加えた様々な障害者用パソコン入力装置が提案されている。

中でも障害の程度が特に高く、頭部のみが僅かに動かせる程度の重度の障害を持ったユーザのための障害者用パソコン入力装置としては、図１１及び図１２に示すように、パソコン本体１００と、パソコン本体１００に接続されたディスプレイ１０１と、ユーザの頭部に固定具１０３を介して取り付けられたポインタ１０４と、ディスプレイ１０１上に設置されたコントローラ１０５と、一端がユーザの口元にセットされたスイッチ操作用のチューブ１０６とを備えたものが従来より提案されている。ポインタ１０４には、チューブ１０６に加えられた呼気圧及び／又は吸気圧によって作動される空気圧作動式スイッチ１０４ａと、ＣＰＵ１０４ｂと、コントローラ１０５より発光された赤外光線の受光部１０４ｃと、信号処理部１０４ｄと、発振部１０４ｅと、変調部１０４ｆと、コントローラ１０５に向けて赤外光線を発光する発光部１０４ｇと、装置各部に電源を供給する電源部１０４ｈとが備えられ、コントローラ１０５には、ＣＰＵ１０５ａと、ポインタ１０４より発光された赤外光線の受光部１０５ｂと、信号処理部１０５ｃと、発振部１０５ｄと、変調部１０５ｅと、ポインタ１０４に向けて赤外光線を発光する発光部１０５ｆとが備えられている。

この障害者用パソコン入力装置は、以下の手順で、ディスプレイ１０１上に表示されたマウスカーソル１０１ａの制御を行う。即ち、コントローラ１０５の発光部１０５ｆから赤外光線を発光し、この赤外光線をポインタ１０４の受光部１０４ｃにて受光する。ポインタ１０４のＣＰＵ１０４ｂは、受光部１０４ｃの受光量よりコントローラ１０５に対するポインタ１０４の水平方向及び垂直方向の傾き角度を演算し、その演算データを空気圧作動式スイッチ１０４ａのオンオフ状態のデータと共に発光部１０４ｇから発光される赤外光線によりコントローラ１０５の受光部１０５ｂに送信する。コントローラ１０５のＣＰＵ１０５ａは、ポインタ１０４からの送信データに基づいてディスプレイ１０１上のポインタ１０４の座標値を求め、この座標値データをシリアルインタフェースを介してパソコン本体１００に送信する。パソコン本体１００は、コントローラ１０５から送信された座標値に基づいてディスプレイ１０１上に表示されたマウスカーソルの表示位置を制御する。

一方、ポインタ１０４に備えられた空気圧作動式スイッチ１０４ａは、ユーザがチューブ１０６に息を吹き込むことでマウスカーソルを動作状態にし、呼気又は吸気を加えることでクリック、ダブルクリック、キャンセル、ドラッグ及びロックの各動作を行う。

したがって、ポインタ１０４の移動とチューブ１０６に加える呼気又は吸気とを組み合わせることによって、マウスやトラックボールなどを用いた場合と同様のポインティング動作を行うことができる（例えば、非特許文献１参照。）。

この公知例に係る障害者用パソコン入力装置は、ポインタ１０４を限定された角度範囲内で動作させつつチューブ１０６に呼気又は吸気を加えるだけでパソコンの使用が可能になるので、固定具１０３にて頭部にポインタ１０４を取り付け、口元にチューブ１０６の一端をセットすることにより、頭部のみが僅かに動かせる程度の重度の障害を持ったユーザによるパソコンの使用を可能とすることができる。また、ポインタ１０４とコントローラ１０５との間でデータを無線送受信するので、有線方式に比べてユーザの行動を制約しにくく、ユーザの日常生活に支障を生じにくい。
畠山卓朗・小泉義樹・梅田裕一・内尾正俊・春日正男「重度身体障害者用赤外光線方式ヘッド・ポインティング・デバイスの開発」。

然るに、前記公知例に係る障害者用パソコン入力装置は、ポインタ１０４とコントローラ１０５の双方に赤外光線の発光部１０４ｇ，１０５ｆと、赤外光線の受光部１０４ｃ，１０５ｂと、これらの各部を制御するＣＰＵ１０４ｂ，１０５ａとを備えるので、装置が高価格となりユーザ側の経済的負担が大きいという不都合があり、コスト面で改善の余地がある。また、ポインタ１０４が大型かつ大重量になるため、装着時におけるユーザの肉体的負担が大きいという不都合があり、操作性の観点からも改善の余地がある。

本発明は、かかる従来技術の不備を解消するためになされたものであり、その目的は、安価にして操作性が良好な身体障害者用のパソコン入力装置を提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、第１に、パソコン本体と、当該パソコン本体に接続されたディスプレイと、ユーザの身体に取り付けられ前記ディスプレイ上にレーザスポットを照射するレーザポインタと、前記ディスプレイの像及び前記ディスプレイに照射されたレーザスポットの像を撮影するカメラと、前記ディスプレイ上における前記レーザスポットの照射位置を確定するクリック手段とを備えた障害者用パソコン入力装置において、前記パソコン本体は、前記カメラから出力される映像信号に基づいて前記ディスプレイ上に照射された前記レーザスポットの座標を演算し、この演算された座標に前記ディスプレイの表示画面に表示されるマウスカーソルを位置付けると共に、前記クリック手段から出力されるクリック信号により前記ディスプレイ上における前記マウスカーソルの表示位置を確定し、当該確定されたマウスカーソルの表示位置と前記クリック信号の種別に応じたアプリケーションを起動するという構成にした。

このように、障害者用パソコン入力装置を市販品であるパソコン本体とディスプレイとレーザポインタとカメラとクリック手段とから構成すると、専用のポインタやコントローラを備える場合に比べて障害者用パソコン入力装置を低価格に製造でき、ユーザの経済的負担を軽減することができる。また、ユーザの身体に装着するのはレーザポインタだけであり、レーザポインタは内蔵電池を含めても重量が３０ｇ〜５０ｇ程度のものであるので、その操作性を良好なものにでき、ユーザの肉体的負担を小さくすることができる。さらに、ディスプレイ上にレーザポインタより出射されたレーザスポットを直接照射すると、ディスプレイ上に表示されたマウスカーソルをレーザポインタにて直接操作でき、レーザスポットの照射位置とマウスカーソルの表示位置とに視覚的なズレが生じないので、マウスカーソルの操作性を良好なものにすることができる。

また、本発明は、前記の課題を解決するため、第２に、パソコン本体と、当該パソコン本体に接続されたディスプレイと、当該ディスプレイの隣接位置に配置された光反射性の板材からなるサブパネルと、ユーザの身体に取り付けられ前記サブパネル上にレーザスポットを照射するレーザポインタと、前記サブパネルの像及び前記サブパネルに照射されたレーザスポットの像を撮影するカメラと、前記サブパネル上における前記レーザスポットの照射位置を確定するクリック手段とを備えた障害者用パソコン入力装置において、前記パソコン本体は、前記カメラから出力される映像信号に基づいて前記サブパネル上に照射された前記レーザスポットの座標を演算し、この演算された座標に対応する前記ディスプレイ上の座標に前記ディスプレイの表示画面に表示されるマウスカーソルを位置付けると共に、前記クリック手段から出力されるクリック信号により前記ディスプレイ上における前記マウスカーソルの表示位置を確定し、当該確定されたマウスカーソルの表示位置と前記クリック信号の種別に応じたアプリケーションを起動するという構成にした。

このように、ディスプレイの隣接位置に光反射性の板材からなるサブパネルを配置し、このサブパネルにレーザポインタより出射されたレーザビームを照射する構成にすると、ディスプレイの表示画面にレーザスポットを照射する場合のように表示画面からの出射光と表示画面にて反射されたレーザビームとが干渉するということがないので、サブパネルに対するレーザスポットの照射位置を確実にカメラでとらえることができ、マウスカーソルの操作を容易かつ確実に行うことができる。その他、障害者用パソコン入力装置を低価格に製造できる点及びユーザの肉体的負担を小さくできる点については、前記第１の構成の障害者用パソコン入力装置と同じである。

また、本発明は、前記第１の構成の障害者用パソコン入力装置において、前記ディスプレイとして前面に偏光板を備えたディスプレイを用いると共に、前記カメラの対物レンズの前方に偏光フィルタを備え、前記ディスプレイの前面に備えられた偏光板の偏光方向と前記カメラの前方に備えられた偏光フィルタの偏光方向とを互いに９０度ずらすという構成にした。

このように、ディスプレイとして前面に偏光板を備えたディスプレイを用いると共にカメラの対物レンズの前方に偏光フィルタを備え、偏光板及び偏光フィルタの偏光方向を互いに９０度ずらすと、ディスプレイの表示画面に表示された画像がカメラによって撮影されず、表示画面上に照射されたレーザスポットのみがカメラによって撮影されるので、ディスプレイの表示画面上に直接レーザポインタから出射されたレーザビームを照射した場合にも、常に表示画面上のレーザスポットの照射位置をカメラで明瞭に撮影することができ、マウスカーソルの操作を容易かつ確実に行うことができる。

また、本発明は、前記第１及び第２の構成の障害者用パソコン入力装置において、前記クリック手段として、ユーザの呼気及び／又は吸気によって作動し、クリック信号を出力する空気作動式スイッチ装置を備えるという構成にした。

このように、クリック手段として空気作動式スイッチ装置を備えると、ユーザは自らの意志によって所要のタイミングでクリック用のスイッチ信号を出力することができるので、入力操作を迅速化することができ、障害者用パソコン入力装置の操作性をより良好なものにすることができる。

また、本発明は、前記第１及び第２の構成の障害者用パソコン入力装置において、前記クリック手段として、前記パソコン本体内に備えられ、前記ディスプレイ上又は前記サブパネル上における前記レーザスポットの停止時間を計測し、前記停止時間が予め定められた設定時間に達したときにクリック信号を出力するタイマーを備えるという構成にした。

このように、クリック手段としてパソコン本体内に備えられたタイマーを用いると、ユーザはクリック信号を出力するための操作を何ら行う必要がないので、入力操作をより容易なものにすることができ、障害者用パソコン入力装置の操作性をより良好なものにすることができる。また、チューブに呼気圧又は吸気圧を付与する必要がないので、衛生面でも有利である。

また、本発明は、前記第１の構成の障害者用パソコン入力装置において、前記ディスプレイの表示画面上に前記レーザスポットを照射し、前記表示画面に表示されたアイコン、ボタン又はオンスクリーンキーボードのキーの設定位置に前記レーザスポットを位置付けることにより、所望のアイコン、ボタン又はオンスクリーンキーボードのキーを選択するという構成にした。

このように、ディスプレイ上に表示されたアイコン、ボタン又はオンスクリーンキーボードのキーをレーザポインタより照射されるレーザスポットにて選択すると、マウスやトラックボード等の機械式のポインティングデバイスを用いた場合と共通の操作感を得ることができるので、後天的に身体に障害を負った人々も違和感を感じることなくパソコンの操作を行うことができる。

また、本発明は、前記第１の構成の障害者用パソコン入力装置において、前記ディスプレイの表示画面に表示されたアイコン、ボタン又はオンスクリーンキーボードのキーに、前記マウスカーソルの吸着機能を付与するという構成にした。

このように、ディスプレイの表示画面上に表示されたアイコン等にマウスカーソルの吸着機能を付与すると、マウスカーソルをアイコン等の中心部に正確に位置付けなくても、マウスカーソルを所望のアイコン等の近傍まで接近させるだけで自動的にマウスカーソルを当該所望のアイコン等の設定部に引き込むことができるので、所望のアイコン等の選択を容易化することができ、パソコンの使用をより容易なものにすることができる。

また、本発明は、前記第１の構成の障害者用パソコン入力装置において、前記ディスプレイのフレーム上に前記レーザスポットを照射し、前記フレーム上に割り振られた小エリアに前記レーザスポットを位置付けることにより、各小エリアごとに設定された機能を選択するという構成にした。

このように、ディスプレイのフレームに割り振られた小エリアにレーザポインタより照射されるレーザスポットを位置付けて所要の機能を選択すると、ディスプレイ上に表示するアイコンやボタンそれにキーの数を減少できるので、ディスプレイの表示画面を見やすいものにすることができ、パソコンの使用をより容易なものにすることができる。

本発明の障害者用パソコン入力装置は、市販品であるパソコン本体とディスプレイとレーザポインタとカメラと空気作動式スイッチ装置などのクリック手段とから構成したので、専用のポインタやコントローラを備える場合に比べて低価格に製造でき、ユーザの経済的負担を軽減することができる。また、ユーザの身体に装着するのはレーザポインタだけであり、レーザポインタ３は内蔵電池を含めても重量が３０ｇ〜５０ｇ程度のものであるので、その操作性を良好なものにでき、ユーザの肉体的負担を小さくすることができる。

以下、本発明に係る障害者用パソコン入力装置の第１実施形態例を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置の構成図、図２は第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置に備えられた偏光フィルタの効果を示す説明図、図３は第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置におけるマウスカーソルのポインティング方法を示す説明図、図４は第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置のディスプレイに表示されるオンスクリーンキーボードを例示する説明図である。

本例の障害者用パソコン入力装置は、図１に示すように、パソコン本体１と、当該パソコン本体１に接続されたディスプレイ２と、レーザビームＬを出射するレーザポインタ３と、当該レーザポインタ３をユーザの身体の一部（図１の例では頭部）に固定する固定具４と、前記ディスプレイ２の表示画面２ａに表示された画像及び前記ディスプレイ２に照射されたレーザスポットＳを撮影するカメラ５と、カメラ５の対物レンズの前方に取り付けられた偏光フィルタ６と、一端がユーザの口元にセットされたチューブ７と、当該チューブ７の他端に接続され、ユーザの呼気及び／又は吸気によって作動される空気作動式スイッチ装置８とから構成されている。これらの各装置１〜８は、いずれも市販品が用いられる。

パソコン本体１には、カメラ５より出力される映像信号に基づいて表示画面２ａに表示されたマウスカーソルＣの表示位置をレーザスポットＳの照射位置に応じた位置に制御するプログラムと、空気作動式スイッチ装置８より出力されるスイッチ信号に基づいて表示画面２ａに表示されたアイコンやボタンそれにオンスクリーンキーボードのキーをクリックし、クリックされたアイコン等に対応するアプリケーションを立ち上げるプログラムと、マウスカーソルＣを直近のアイコン、ボタン又はキーの設定位置に引き込んで吸着するプログラムとが格納されている。なお、パソコン本体１及びディスプレイ２としては、図１に示すノート型パソコンのほか、デスクトップ型パソコンやモバイル型パソコンなどの公知に属する任意のものを用いることができる。また、ディスプレイ２に関しては、偏光フィルタ６と組み合わせることにより、表示画面２ａ上におけるレーザスポットＳの照射位置をカメラ５で鮮明に撮影できるようにするため、前面に偏光板を付設したディスプレイ或いは内部に偏光板が備えられたディスプレイ（例えば、ＴＦＴ型の液晶ディスプレイ）が用いられる。これらのパソコン本体１及びディスプレイ２は、例えばベッドのサイドテーブルや車椅子のフロントテーブルなどに設置される。

レーザポインタ３は、レーザ発振器と電池とを内蔵してなり、一端より赤色のレーザビームＬを出射するものであって、万年筆の軸サイズ又はキャップサイズに形成されている。

固定具４は、レーザポインタ３をユーザの動作可能な身体の一部に固定するものであって、取り付ける部位に応じて、例えば頭部用或いは指先用など各種のものが用いられる。また、この固定具４は、レーザポインタ３をユーザの身体の一部に確実に固定可能なものであれば、その形状や材質に特に制約はなく、頭部用としては帽子、サンバイザー又はヘッドバンド等を利用することもでき、指先用としては輪ゴム等を利用することもできる。

カメラ５は、その映像信号出力端子がパソコン本体１の映像信号入力端子とケーブル９を介して電気的に接続されており、少なくともディスプレイ２の表示画面２ａを含む映像信号をパソコン本体１に送信する。このカメラ５は、例えばベッドのフレームや車椅子の背もたれなどに設置され、ディスプレイ２の表示画面２ａと対向に配置される。

偏光フィルタ６は、ディスプレイ２の前面に設けられた図示しない偏光板との組み合わせにより、ディスプレイ２の表示画面２ａ上に照射されたレーザスポットＳの照射位置をカメラ５で鮮明に撮影するためのものであって、その偏光方向がディスプレイ２の前面に備えられた偏光板の偏光方向と互いに９０度ずらして配置されている。

この偏光フィルタ６を有しない場合、図２（ａ）に示すように、ディスプレイ２の表示画面２ａに映し出されたアイコンＩ、ボタンＢ、オンスクリーンキーボードＫＢ及び背景ＢＧを含む画像と、表示画面２ａに照射されたレーザスポットＳとがカメラ５によって撮影される。前記したようにレーザポインタ３からは赤色のレーザビームＬが出射され、表示画面２ａ上に照射されたレーザスポットＳは、赤色の光点として視認されるので、レーザスポットＳが表示画面２ａに映し出された画像の赤色部分に重なると、カメラ５で撮影されたレーザスポットＳの像が不明瞭になったり、最悪の場合には映像信号からレーザスポットＳが消失してしまい、パソコン本体１によるレーザスポットの座標算出に支障を来し、マウスカーソルＣの位置制御が正確に行われなくなるといった不都合が生じる。

これに対して、偏光フィルタ６の偏光方向をディスプレイ２の前面に備えられた偏光板の偏光方向と互いに９０度ずらして配置すると、図２（ｂ）に示すように、ディスプレイ２の表示画面２ａに映し出された画像がカメラ５によって撮影されず、表示画面２ａ上に照射されたレーザスポットＳのみがカメラ５によって撮影されるので、表示画面２ａに映し出された画像の色彩に関係なく常にレーザスポットＳを明瞭に撮影することができ、パソコン本体１によるレーザスポットＳの座標算出を正確に行うことができて、マウスカーソルＣの位置制御を迅速かつ正確に行うことができる。なお、ユーザは、ディスプレイ２の表示画面２ａに映し出された画像とレーザスポットＳとを目視することができるので、表示画面２ａを目視しながらマウスカーソルの操作を行うことができ、何らの不都合も生じない。

チューブ７は、ゴムチューブやビニルチューブなどをもって形成され、その一端には必要に応じてマウスピースを取り付けることもできる。

空気作動式スイッチ装置８は、パソコン本体１に付設されており、空気圧の導入部にチューブ７の一端が接続されている。この空気作動式スイッチ装置８は、チューブ７に加えられた呼気圧又は吸気圧若しくはこれらの組合せによって作動され、左クリック、右クリック、ダブルクリック、ドラッグ等の各スイッチ信号（クリック信号）をパソコン本体１に出力する。

以下、第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置の使用方法及び動作を、ユーザの頭部にレーザポインタ３を取り付けた場合を例にとって説明する。

まず、ユーザ又はその介護者がパソコン本体１、ディスプレイ２、レーザポインタ３及びカメラ５を起動した後、ユーザがレーザポインタ３より出射されたレーザビームＬを表示画面２ａ上に照射する。このとき、ユーザは表示画面２ａに映し出された画像と表示画面２ａに照射されたレーザスポットＳとを目視することができるが、カメラ５には偏光フィルタ６とディスプレイ２の前面に備えられた偏光板の作用によって表示画面２ａに映し出された画像が撮影されず、レーザスポットＳのみが撮影される。パソコン本体１は、カメラ５より出力される映像信号に基づいてレーザスポットＳの座標を繰り返し算出し、算出された座標に表示画面２ａ上のマウスカーソルＣを移動する。これによりレーザスポットＳの照射位置とマウスカーソルＣの表示位置とが表示画面２ａ上で一致する。

この状態からユーザが表示画面２ａに映し出された画像及び表示画面２ａに照射されたレーザスポットＳを目視しつつ、頭部を動かして表示画面２ａ上におけるレーザスポットＳの照射位置を所望の方向に移動すると、マウスカーソルＣがパソコン本体１にて算出された新たな座標に順次移動される。したがって、図３に示すように、レーザスポットＳを表示画面２ａ上で１→２→３→４→５の経路に沿って移動した場合、マウスカーソルＣもこれに追従して１→２→３→４→５の経路で移動する。

また、マウスカーソルＣ（レーザスポットＳ）が表示画面２ａに表示されたアイコンＩ、ボタンＢ又はオンスクリーンキーボードのキーＫの設定位置に接近すると、予め定められた距離まで接近した段階でパソコン本体１に格納された吸着プログラムが起動され、図３に示すように、マウスカーソルＣが直近のアイコンＩ又はボタンＢに吸着される。

この状態で、ユーザがチューブ７に呼気圧及び／又は吸気圧を付与すると、それに応じて空気作動式スイッチ装置８が操作され、空気作動式スイッチ装置８より左クリック、右クリック、ダブルクリック、ドラッグ等のスイッチ信号が出力される。パソコン本体１は、このスイッチ信号を取り込み、アイコンＩ、ボタンＢ又はオンスクリーンキーボードのキーＫの種類とクリック操作の種類に応じた所要のアプリケーションを立ち上げる。これによって、ユーザは、所望のアプリケーションの選択や文字入力等を行うことができる。

本例の障害者用パソコン入力装置は、市販品であるパソコン本体１とディスプレイ２とレーザポインタ３とカメラ６と空気作動式スイッチ装置８とから構成したので、専用のポインタやコントローラを備える場合に比べて低価格に製造でき、ユーザの経済的負担を軽減することができる。また、ユーザの身体に装着するのはレーザポインタ３だけであり、レーザポインタ３は内蔵電池を含めても重量が３０ｇ〜５０ｇ程度のものであるので、その操作性を良好なものにでき、ユーザの肉体的負担を小さくすることができる。さらに、ディスプレイ２上にレーザポインタ３より出射されたレーザスポットＳを直接照射するので、ディスプレイ２上に表示されたマウスカーソルＣをレーザポインタ３にて直接操作でき、レーザスポットＳの照射位置とマウスカーソルＣの表示位置とに視覚的なズレが生じないので、マウスカーソルＣの操作性を良好なものにすることができる。

また、本例の障害者用パソコン入力装置は、ディスプレイ２として前面に偏光板を備えたものを用いると共に、カメラ５の対物レンズの前方に偏光フィルタ６を備え、偏光板及び偏光フィルタ６の偏光方向を互いに９０度ずらしたので、ディスプレイ２の表示画面２ａに表示された画像がカメラ５によって撮影されず、表示画面上に照射されたレーザスポットＳのみがカメラ５によって撮影されるので、ディスプレイ２の表示画面２ａ上に直接レーザポインタ３から出射されたレーザビームＬを照射した場合にも、常に表示画面２ａ上のレーザスポットＳの照射位置をカメラ５で明瞭に撮影することができ、マウスカーソルＣの操作を容易かつ確実に行うことができる。

また、本例の障害者用パソコン入力装置は、クリック手段として空気作動式スイッチ装置８を備えたので、ユーザは自らの意志によって所要のタイミングでクリック用のスイッチ信号を出力することができ、入力操作を迅速化することができて、その操作性をより良好なものにすることができる。

また、本例の障害者用パソコン入力装置は、ディスプレイ２上に表示されたアイコンＩ、ボタンＢ又はオンスクリーンキーボードＫＢのキーＫをレーザポインタ３より照射されるレーザスポットＳにて選択するので、マウスやトラックボード等の機械式のポインティングデバイスを用いた場合と共通の操作感を得ることができ、後天的に身体に障害を負った人々も違和感を感じることなくパソコンの入力操作を行うことができる。

また、本例の障害者用パソコン入力装置は、ディスプレイ２の表示画面２ａ上に表示されたアイコンＩ等にマウスカーソルＣの吸着機能を付与したので、マウスカーソルＣをアイコンＩ等の設定部に正確に位置付けなくても、マウスカーソルＣを所望のアイコンＩ等の近傍まで接近させるだけで自動的にマウスカーソルＣを当該所望のアイコンＩ等の設定部に引き込むことができ、パソコンの入力操作をより容易なものにすることができる。

次に、本発明に係る障害者用パソコン入力装置の第２例を図５に基づいて説明する。図５は第２実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置の構成図である。本例の障害者用パソコン入力装置は、クリック手段としてパソコン本体内に備えられたタイマーを利用することを特徴とする。

本例の障害者用パソコン入力装置は、図５に示すように、パソコン本体１と、当該パソコン本体１に接続されたディスプレイ２と、レーザビームＬを出射するレーザポインタ３と、当該レーザポインタ３をユーザの身体の一部に固定する固定具４と、前記ディスプレイ２の表示画面２ａに表示された画像及び前記ディスプレイ２に照射されたレーザスポットＳを撮影するカメラ５と、カメラ５の対物レンズの前方に取り付けられた偏光フィルタ６と、前記パソコン本体１内に備えられたタイマー１０とから構成されている。

タイマー１０は、ディスプレイ２上に照射されたレーザスポットＳの停止時間を計測し、レーザスポットＳの停止時間が予め定められた時間に達したときにタイマー信号を出力し、ディスプレイ２の表示画面２ａに表示されたマウスカーソルＣをレーザスポットＳの停止位置にクリックする。その他については、第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置と同じであるので、説明を省略する。

本例の障害者用パソコン入力装置は、マウスカーソルＣのクリック手段としてパソコン本体１内に備えられたタイマー１０を用いるので、ユーザはクリック信号を出力するための操作を何ら行う必要がなく、入力操作をより容易なものにすることができる。また、クリック手段である空気作動式スイッチ装置８を要しないので、システム構成を簡略化でき、ユーザの経済的負担を軽減することができる。さらに、チューブ７に呼気圧又は吸気圧を付与する必要がないので、衛生面でも有利である。

次に、本発明に係る障害者用パソコン入力装置の第３例を図６及び図７に基づいて説明する。図６は第３実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置の構成図であり、図７は第３実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置のディスプレイに表示されるオンスクリーンキーボードの構成図である。本例の障害者用パソコン入力装置は、ディスプレイ２の表示画面２ａにオンスクリーンキーボードＫＢを表示し、当該オンスクリーンキーボードＫＢに備えられたキーＫを選択的に操作することによって、表示画面２ａ上に表示されたマウスカーソルＣの移動操作とクリック操作とを行うことを特徴とする。

即ち、本例の障害者用パソコン入力装置は、図６に示すように、パソコン本体１と、当該パソコン本体１に接続されたディスプレイ２と、レーザビームＬを出射するレーザポインタ３と、当該レーザポインタ３をユーザの身体の一部に固定する固定具４と、前記ディスプレイ２の表示画面２ａに表示された画像及び前記ディスプレイ２に照射されたレーザスポットＳを撮影するカメラ５と、カメラ５の対物レンズの前方に取り付けられた偏光フィルタ６とから構成されており、ディスプレイ２の表示画面２ａには、図７に示すように、マウスカーソルＣの移動方向を指示するための８個のカーソル移動キーＫ１〜Ｋ８と、アイコン等のドラッグを指示するドラッグキーＫ９と、左クリックを指示する左クリックキーＫ１０と、右クリックを指示する右クリックキーＫ１１と、ダブルクリックを指示するダブルクリックキーＫ１２とからなるオンスクリーンキーボードＫＢが表示される。その他については、第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置と同じであるので、説明を省略する。

本例の障害者用パソコン入力装置は、ユーザがレーザスポットＳを８個のカーソル移動キーＫ１〜Ｋ８のいずれかに位置付けると、パソコン本体１が表示画面２ａ上におけるレーザスポットＳの座標を算出し、算出されたレーザスポットＳの座標に対応するカーソル移動方向を認識して、ディスプレイ２の表示画面２ａに表示されたマウスカーソルＣを認識された所定の方向に移動する。また、マウスカーソルＣを表示画面２ａに表示された所望のアイコンＩ等に位置付けた後に、ユーザがドラッグキーＫ９、左クリックキーＫ１０、右クリックキーＫ１１又はダブルクリックキーＫ１２のいずれかにレーザスポットＳを位置付けると、パソコン本体１が表示画面２ａ上におけるレーザスポットＳの座標を算出し、算出されたレーザスポットＳの座標に対応するクリック操作を認識して、認識された所定のクリック動作を実行する。

このように、本例の障害者用パソコン入力装置は、カーソル移動キーＫ１〜Ｋ８のいずれかにレーザスポットＳを位置付けるだけでマウスカーソルＣの移動制御を行うことができるので、マウスカーソルＣをレーザスポットＳに追従させる場合に比べてレーザポインタ３の操作が容易になり、ユーザの負担を軽減することができる。また、クリック手段である空気作動式スイッチ装置８を要しないので、システム構成を簡略化でき、ユーザの経済的負担を軽減することができる。さらに、チューブ７に呼気圧又は吸気圧を付与する必要がないので、衛生面でも有利である。

次に、本発明に係る障害者用パソコン入力装置の第４例を図８に基づいて説明する。図８は第４実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置のフレームに割り振られる小エリアの配列を示す説明図である。本例の障害者用パソコン入力装置は、ディスプレイ２のフレーム２ｂにマウスカーソルＣの移動制御を行うための小エリアとクリック操作を行うための小エリアとを割り振り、所望の小エリアにレーザスポットＳを位置付けることによって、表示画面２ａ上に表示されたマウスカーソルＣの移動操作とクリック操作とを行うことを特徴とする。

即ち、本例の障害者用パソコン入力装置は、図８に示すように、ディスプレイ２のフレーム２ｂに、マウスカーソルＣの移動方向を指示するための８個のカーソル移動エリアＡ１〜Ａ８と、アイコン等のドラッグを指示するドラッグエリアＡ９と、左クリックを指示する左クリックエリアＡ１０と、右クリックを指示する右クリックエリアＡ１１と、ダブルクリックを指示するダブルクリックエリアＡ１２とが割り振られている。これらの各エリアＡ１〜Ａ１２は、フレーム２ｂに表示することもできるし、無表示とすることもできる。その他については、第３実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置と同じであるので、説明を省略する。

本例の障害者用パソコン入力装置は、ユーザがレーザスポットＳを８個のカーソル移動エリアＡ１〜Ａ８のいずれかに位置付けると、パソコン本体１がフレーム２ｂ上におけるレーザスポットＳの座標を算出し、算出されたレーザスポットＳの座標に対応するカーソル移動方向を認識して、ディスプレイ２の表示画面２ａに表示されたマウスカーソルＣを所定の方向に移動する。また、マウスカーソルＣを表示画面２ａに表示された所望のアイコンＩ等に位置付けた後に、ユーザがドラッグエリアＡ９、左クリックエリアＡ１０、右クリックエリアＡ１１又はダブルクリックエリアＡ１２のいずれかにレーザスポットＳを位置付けると、パソコン本体１がフレーム２ｂ上におけるレーザスポットＳの座標を算出し、算出されたレーザスポットＳの座標に対応するクリック操作を認識して、認識された所定のクリック動作を実行する。

本例の障害者用パソコン入力装置は、第３実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置と同様の効果を有するほか、ディスプレイ２のフレーム２ｂにマウスカーソルＣの移動操作とクリック操作を行うための小エリアＡ１〜Ａ１２を設定したので、ディスプレイ２の表示画面２ａにオンスクリーンキーボードＫＢを表示する場合に比べてディスプレイ２の表示画面２ａを見やすいものにでき、パソコンの使用をより容易なものにすることができる。

次に、本発明に係る障害者用パソコン入力装置の第５例を図９及び図１０に基づいて説明する。図９は第５実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置の構成図であり、図１０は第５実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置のサブパネルに割り振られる小エリアの配列を示す説明図である。本例の障害者用パソコン入力装置は、ディスプレイ２の表示画面２ａにレーザスポットＳを照射するのではなく、ディスプレイ２に付設されたサブパネルにレーザスポットＳを照射することを特徴とする。

本例の障害者用パソコン入力装置は、図９に示すように、パソコン本体１と、当該パソコン本体１に接続されたディスプレイ２と、レーザビームＬを出射するレーザポインタ３と、当該レーザポインタ３をユーザの身体の一部に固定する固定具４と、前記ディスプレイ２の表示画面２ａに表示された画像及び前記ディスプレイ２に照射されたレーザスポットＳを撮影するカメラ５と、一端がユーザの口元にセットされたチューブ７と、当該チューブ７の他端に接続され、ユーザの呼気及び／又は吸気によって作動される空気作動式スイッチ装置８と、ディスプレイ２の隣接位置に配置されたサブパネル１１とから構成されている。サブパネル１１は、例えば白色の樹脂板などの光反射性の板材をもって構成されており、カメラ５は、サブパネル１１の像を撮影するように位置調整される。

サブパネル１１には、ディスプレイ２の表示画面２ａとの関係において、図１０に示すように、表示画面２ａに表示されたマウスカーソルＣの移動方向を指示するための８個のカーソル移動エリアＡ１〜Ａ８と、アイコン等のドラッグを指示するドラッグエリアＡ９と、左クリックを指示する左クリックエリアＡ１０と、右クリックを指示する右クリックエリアＡ１１と、ダブルクリックを指示するダブルクリックエリアＡ１２とが割り振られている。これらの各エリアＡ１〜Ａ１２は、サブパネル１１に表示することもできるし、無表示とすることもできる。その他については、第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置と同じであるので、説明を省略する。

本例の障害者用パソコン入力装置は、ユーザがレーザスポットＳをサブパネル１１上に割り振られた８個のカーソル移動エリアＡ１〜Ａ８のいずれかに位置付けると、パソコン本体１がサブパネル１１上のレーザスポットＳの座標を算出し、算出されたレーザスポットＳの座標に対応するカーソル移動方向を認識して、ディスプレイ２の表示画面２ａに表示されたマウスカーソルＣを認識された所定の方向に移動する。また、マウスカーソルＣを表示画面２ａに表示された所望のアイコンＩ等に位置付けた後に、ユーザがドラッグエリアＡ９、左クリックエリアＡ１０、右クリックエリアＡ１１又はダブルクリックエリアＡ１２のいずれかにレーザスポットＳを位置付けると、パソコン本体１がサブパネル１１上のレーザスポットＳの座標を算出し、算出されたレーザスポットＳの座標に対応するクリック操作を認識して、認識された所定のクリック動作を実行する。

本例の障害者用パソコン入力装置は、第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置と同様の効果を有するほか、ディスプレイ２の隣接位置に光反射性の板材からなるサブパネル１１を配置し、このサブパネル１１にレーザポインタ３より出射されたレーザビームＬを照射するようにしたので、ディスプレイ２の表示画面２ａにレーザスポットＳを照射する場合のように表示画面２ａからの出射光と表示画面２ａにて反射されたレーザビームＬとが干渉するということがないので、サブパネル１１に対するレーザスポットＳの照射位置を確実にカメラでとらえることができ、マウスカーソルＣの操作を容易かつ確実に行うことができる。また、偏光フィルタ６を省略できるので、障害者用パソコン入力装置の低コスト化を図ることができる。

なお、前記第５実施形態例においては、クリック手段として空気作動式スイッチ装置８を用いたが、これに代えて、前記第２実施形態例の障害者用パソコン入力装置に備えたタイマー１０をクリック手段として用いることもできる。

第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置の構成図である。第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置に備えられた偏光フィルタの効果を示す説明図である。第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置におけるマウスカーソルのポインティング方法を示す説明図である。第１実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置のディスプレイに表示されるオンスクリーンキーボードを例示する説明図である。第２実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置の構成図である。第３実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置の構成図である。第３実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置のディスプレイに表示されるオンスクリーンキーボードの構成図である。第４実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置のフレームに割り振られる小エリアの配列を示す説明図である。第５実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置の構成図である。第５実施形態例に係る障害者用パソコン入力装置のサブパネルに割り振られる小エリアの配列を示す説明図である。従来例に係る障害者用パソコン入力装置の構成図である。従来例に係る障害者用パソコン入力装置に備えられるポインタ及びコントローラの構成図である。

符号の説明

１パソコン本体
２ディスプレイ
３レーザポインタ
４固定具
５カメラ
６チューブ
７スイッチ装置
８空気作動式スイッチ装置
９ケーブル
１０タイマー
１１サブパネル

Claims

パソコン本体と、当該パソコン本体に接続されたディスプレイと、ユーザの身体に取り付けられ前記ディスプレイ上にレーザスポットを照射するレーザポインタと、前記ディスプレイの像及び前記ディスプレイに照射されたレーザスポットの像を撮影するカメラと、前記ディスプレイ上における前記レーザスポットの照射位置を確定するクリック手段とを備え、
前記パソコン本体は、前記カメラから出力される映像信号に基づいて前記ディスプレイ上に照射された前記レーザスポットの座標を演算し、この演算された座標に前記ディスプレイの表示画面に表示されるマウスカーソルを位置付けると共に、前記クリック手段から出力されるクリック信号により前記ディスプレイ上における前記マウスカーソルの表示位置を確定し、当該確定されたマウスカーソルの表示位置と前記クリック信号の種別に応じたアプリケーションを起動することを特徴とする障害者用パソコン入力装置。
パソコン本体と、当該パソコン本体に接続されたディスプレイと、当該ディスプレイの隣接位置に配置された光反射性の板材からなるサブパネルと、ユーザの身体に取り付けられ前記サブパネル上にレーザスポットを照射するレーザポインタと、前記サブパネルの像及び前記サブパネルに照射されたレーザスポットの像を撮影するカメラと、前記サブパネル上における前記レーザスポットの照射位置を確定するクリック手段とを備え、
前記パソコン本体は、前記カメラから出力される映像信号に基づいて前記サブパネル上に照射された前記レーザスポットの座標を演算し、この演算された座標に対応する前記ディスプレイ上の座標に前記ディスプレイの表示画面に表示されるマウスカーソルを位置付けると共に、前記クリック手段から出力されるクリック信号により前記ディスプレイ上における前記マウスカーソルの表示位置を確定し、当該確定されたマウスカーソルの表示位置と前記クリック信号の種別に応じたアプリケーションを起動することを特徴とする障害者用パソコン入力装置。
前記ディスプレイとして前面に偏光板を備えたディスプレイを用いると共に、前記カメラの対物レンズの前方に偏光フィルタを備え、前記ディスプレイの前面に備えられた偏光板の偏光方向と前記カメラの前方に備えられた偏光フィルタの偏光方向とを互いに９０度ずらしたことを特徴とする請求項１に記載の障害者用パソコン入力装置。
前記クリック手段として、ユーザの呼気及び／又は吸気によって作動し、クリック信号を出力する空気作動式スイッチ装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の障害者用パソコン入力装置。
前記クリック手段として、前記パソコン本体内に備えられ、前記ディスプレイ上又は前記サブパネル上における前記レーザスポットの停止時間を計測し、前記停止時間が予め定められた設定時間に達したときにクリック信号を出力するタイマーを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の障害者用パソコン入力装置。
前記ディスプレイの表示画面上に前記レーザスポットを照射し、前記表示画面に表示されたアイコン、ボタン又はオンスクリーンキーボードのキーの設定位置に前記レーザスポットを位置付けることにより、所望のアイコン、ボタン又はオンスクリーンキーボードのキーを選択することを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４又は請求項５のいずれか１項に記載の障害者用パソコン入力装置。
前記ディスプレイの表示画面に表示されたアイコン、ボタン又はオンスクリーンキーボードのキーに、前記マウスカーソルの吸着機能を付与したことを特徴とする請求項６に記載の障害者用パソコン入力装置。
前記ディスプレイのフレーム上に前記レーザスポットを照射し、前記フレーム上に割り振られた小エリアに前記レーザスポットを位置付けることにより、各小エリアごとに設定された機能を選択することを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４又は請求項５のいずれか１項に記載の障害者用パソコン入力装置。