JP2006324899A - 空間操作入力装置及び家電機器システム - Google Patents

Abstract

【課題】空間で３次元的に操作された入力装置の動作パターンを判別して被操作機器に動作指示を与える。
【解決手段】被操作機器を特定する情報の入力を受ける入力手段と、操作者により動かされる動作検出手段部の動作を検出する動作検出手段と、被操作機器の機器コード及び動作検出手段部の動きについての複数の標準動作パターンとそのパターン・コードを記憶する記憶手段と、被操作機器を特定する情報の入力を受けた後に動かされた動作検出手段部の動作パターンが複数の標準動作パターンの何れのパターンに一致するかを判定し、一致した標準動作パターンのパターン・コードを入力を受けた被操作機器の機器コードと共に被操作機器に向けて出力する制御手段と、を備えて構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空間で３次元的に動かされた入力装置の動作パターンを検出し、その動作パターンに対応して予め決められている動作を行なうよう被操作機器に指示を発する空間操作入力装置、及びそれを利用した家電機器システムに関する。

家電機器の操作は、従来は家電機器の操作パネルに取り付けられた操作ボタンやダイアルをユーザが直接操作するか、リモコンスイッチの操作により離れた場所から遠隔操作する方法で行なわれてきた。しかし、近年における家電機器の高機能、複雑化に伴いその操作パネルやリモコンスイッチには多数の操作ボタンやスイッチが配置されるようになった。そのため、それら入力部品は小型化されると同時に動作／操作説明用の文字も次第に小さくされた。

こうした多数の小型部品や小さな文字が多数配置された操作パネルやリモコンスイッチの操作は簡単ではなく操作ミスを引き起こし易い。特に高齢者には抵抗感が強く、若者でも周囲が少し暗い状態では操作に困難を感ずる。また、寒い時などに離れた場所に設置してある家電機器を操作しにいくことはおっくうで面倒なものである。

一方、パソコンやマルチメディア機器などの情報機器の分野では、三次元座標入力装置、空間操作マウス等と呼ばれる入力装置の開発が進められている。情報機器分野におけるそれら入力装置は、表示画面上のカーソルの動きを入力装置に連動させて入力装置を空間で動かし、所望の対象物上に移動させる。そしてクリックボタンを押して確認あるいは選択を行なうというもので、ポインティング操作の改善を主目的としている（特許文献１、２参照）。

一方、情報機器への入力ではなくて空間操作マウスを空間で動かすことにより被制御機器に特定の制御指示を出そうとする試みもある。特許文献３は本出願の共同出願人に含まれる出願人により開示された技術であり、操作者により空中で操作された空間操作マウスの動作パターンを検出し、そのパターンを被制御機器に知らせて対応する動作を実行させようとするものである。この技術は被制御機器を離れた場所から遠隔操作するのに適した技術であるが、実際の制御機器、特に家電機器の操作に応用するには更なる操作性の改善が求められる。
特開平３−１９２４２３号公報 特開平２−１８９６１９号公報 特開平７−２８５９１号公報 特開平４−１８０１１９号公報

本発明はこのような背景からなされたもので、その課題は、空間で３次元的に動かされた入力装置の動作パターンを検出し、その動作パターンを被操作機器に知らせてその動作パターンに対応して予め決めてある動作を行なうように指示を与える操作性の良い空間操作入力装置、及びそれを利用した家電機器システムを提供することにある。

前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、被操作機器を特定する情報の入力を受ける入力手段と、操作者により動かされる動作検出手段部の動作を検出する動作検出手段と、被操作機器の機器コード、及び前記動作検出手段部の動きについての複数の標準動作パターンとそのパターン・コードを記憶する記憶手段と、前記入力手段が前記被操作機器を特定する情報の入力を受けた後に前記動作検出手段が検出した該動作検出手段部の動作の動作パターンを把握してそのパターンが前記複数の標準動作パターンの何れのパターンに一致するかを判定し、一致した標準動作パターンのパターン・コードと、前記入力手段より入力を受けた被操作機器を特定する情報に基づいて読み取った被操作機器の機器コードとを外部出力する制御手段とを備えることを特徴とする空間操作入力装置である。

ここで、本明細書で使用している２つのパターンの「一致」とは、２つのパターンの形状についての特徴の類似度が高い場合を指しているものとする。
このような構成の空間操作入力装置によれば、動作させたい被操作機器を指定して意図する操作内容に対応したパターン・コードを送信されることができ、１式の空間操作入力装置でもって複数の被操作機器を遠隔操作することができる。従って、寒い時などでも一々、個別の被操作機器の操作パネルの所まで行く必要がなくなる。また、操作内容を指示することとなるパターン・コードは空間操作入力装置を空間で３次元的に動かすことで指定できる。従って、操作パネルの小さな文字を読んだり小さなスイッチを操作したりする必要がなくなり、特に、周囲が暗い状態でも殆ど不自由を感じることなく操作を行なうことができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空間操作入力装置であって、前記記憶手段は操作者別に前記複数の標準動作パターンとそのパターン・コードを記憶しておくようにし、前記入力手段は操作者を特定する情報の入力をも受け付け、前記制御手段は前記入力手段が操作者を特定する情報の入力を受けた場合には、前記把握したパターンが前記複数の標準動作パターンの何れのパターンに一致するかを判定するに際し、前記入力を受けた操作者を特定する情報に対応する操作者について記憶された前記複数の標準動作パターンの何れのパターンに一致するかを判定し、一致した標準動作パターンのパターン・コードを前記入力を受けた被操作機器の機器コードと共に被操作機器に向けて出力するように構成したことを特徴とする。

このように標準動作パターンとそのパターン・コードの対応表を操作者別に設ければ、各操作者は自分の覚え易い空間動作を各パターン・コードに対応付けることが可能となり便利である。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の空間操作入力装置であって、前記入力手段は前記記憶手段が記憶する前記標準動作パターンを入力する操作である旨と該入力される標準動作パターンのパターン・コードの入力をも受け付けるようにし、前記制御手段は前記入力手段が標準動作パターンを入力する操作である旨とそのパターン・コードの入力を受けた後に前記動作検出手段が検出した該動作検出手段部の動作の動作パターンを把握し、そのパターンを前記標準動作パターンとして前記入力を受けたパターン・コードに対応つけて前記記憶手段に記憶させることを特徴とする。

このように標準動作パターンの入力を空間操作入力装置の操作により行なえるようにすれば、標準動作パターンとそのパターン・コードの対応表への新たな標準動作パターンの追加や登録済み標準動作パターンの変更が容易となる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の空間操作入力装置であって、前記入力手段は前記標準動作パターンを入力する操作である旨に加えて複数回数の操作による動作パターンの平均動作パターンを標準動作パターンとする旨と、その複数回数の回数を指定する情報の入力をも受け付けるようにし、前記制御手段は前記入力手段が標準動作パターンを入力する操作である旨と、複数回数の操作による動作パターンの平均動作パターンを標準動作パターンとする旨と、その複数回数の回数を指定する情報と、そのパターン・コードの入力を受けた後に前記動作検出手段が検出した該動作検出手段部の動作の動作パターンを前記複数回数の数だけ把握し、該複数回数の数の動作パターンの平均動作パターンを算出してその平均動作パターンを前記標準動作パターンとして前記入力を受けたパターン・コードに対応つけて前記記憶手段に記憶させることを特徴とする。

同じパターンを描こうとしても描いた動作パターンには毎回バラツキがでる。従って、Ｎ回の操作による平均をとればバラツキの少ないパターンを標準とすることができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の空間操作入力装置であって、前記標準動作パターンを入力する操作である旨の入力を受ける際に前記入力手段が操作者を特定する情報の入力をも受けた場合には、前記平均動作パターンを前記標準動作パターンとして前記入力を受けたパターン・コードに対応つけて前記記憶手段に記憶させるに際しては、前記入力を受けた操作者を特定する情報に対応つけて記憶させることを特徴とする。

このようにすれば、空間操作入力装置を操作して行なう標準動作パターンの登録も、操作者別に行なうことができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の空間操作入力装置であって、前記制御手段は前記被操作機器に出力する機器コードとパターン・コードとを無線通信にて出力することを特徴とする。
このように無線通信にて出力すれば、被操作機器から遠く離れた場所からの操作が容易となる。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の空間操作入力装置であって、前記入力手段に代えて、又は前記入力手段に加えて操作者の発声音声を認識する音声認識手段を備え、前記記憶手段には前記被操作機器を特定する情報の発声音声、前記操作者を特定する情報の発声音声、前記標準動作パターンを入力する操作である旨の発声音声、前記入力される標準動作パターンのパターン・コードの発声音声、の何れか一つ以上の発声音声をも予め記憶させておき、前記制御手段は前記音声認識手段が認識した操作者の発声音声が前記記憶手段に記憶した前記発声音声の何れかと一致するか判定し、一致する発声音声が存在した場合には、一致した発声音声に対応した前記情報、又は旨、又はパターン・コードの入力が前記入力手段よりなされたものとみなしてその後の処理を進めることを特徴とする。

このように音声認識で入力できるようにすれば、入力操作が一層容易となる。また、暗い場所での入力も容易となる。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の空間操作入力装置であって、前記制御手段を操作側装置と記憶側装置とに分散して構成し、前記操作側装置には前記動作検出手段、音声認識手段、入力手段と、これら各手段で得られた情報を前記記憶側装置に送信する通信手段とを構成する部分を収納し、前記記憶側装置には前記記憶手段、制御手段と、前記操作側装置の通信手段の送信した情報を受信して前記制御手段に渡す通信手段とを構成する部分を収納するように構成したことを特徴とする。

このように分離して構成すれば、操作者が操作する操作側装置を小型で操作し易く、且つ消費電力の小さい装置として構成することができる。

また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の空間操作入力装置であって、前記操作側装置の通信手段と前記記憶側装置の通信手段との間の通信は無線又は有線にて行なうことを特徴とする。

このような構成の装置は、請求項８に記載の発明と同様の効果を奏する。
また、請求項１０に記載の発明は、１乃至複数の家電機器と、請求項１乃至９の何れかに記載の空間操作入力装置からなる家電機器システムであって、前記各家電機器は前記空間操作入力装置が出力する前記機器コードとパターン・コードを無線又は有線にて受信する受信手段と、前記パターン・コードを受信した場合に実行する動作内容をパターン・コード別に記載した対応表を備え、前記受信手段が自己を指定する機器コードを添付したパターン・コードを受信した場合には、該パターン・コードに対して記載された動作内容を前記対応表から読み取って実行に移すことを特徴とする家電機器システムである。

このような構成の家電機器システムによれば、操作者は意図する家電機器に意図する動作を遠隔から行なわせることができる。従って、寒い時などでも一々、家電装置の操作パネルの所まで行く必要がなくなる。また、操作内容を指示することとなるパターン・コードは空間操作入力装置を空間で３次元動作させることで指定できる。従って、操作パネルの小さい文字を読んだり小さなスイッチを操作したりする必要がなくなる。このため周囲が暗い状態でも殆ど不自由を感じることなく操作を行なうことができる。

以下、本発明に係る空間操作入力装置及び家電機器システムの一実施形態を図面を参照して詳しく説明する。図１はその家電機器システムの構成をブロック図で示したものである。

本実施形態の家電機器システム１は、１式の空間操作入力装置２と家電機器３、家電機器４を備えて構成される。家電機器３は例えば洗濯機であり、家電機器４は例えば冷蔵庫である。家電機器は更に多数存在してもよい。本家電機器システム１では各家電機器３、４は１式の空間操作入力装置２からの無線信号により遠隔操作される。

空間操作入力装置２が送信する無線信号を受信するために、家電機器３は通信装置３ａを、家電機器４は通信装置４ａを備える。図示はしないが家電機器３、４は公知のマイクロコンピュータを使用した制御装置を備え、その制御装置により動作が制御される。通信装置３ａ、４ａの受信した無線信号は対応する制御装置に伝えられる。

空間操作入力装置２は、家電機器３、４に対して「電源ＯＮ」、「電源ＯＦＦ」等の操作指示（動作内容の指示）を発する。指示内容は後述するパターン・コードで区別される。本家電機器システム１では１式の空間操作入力装置２により複数の家電機器に対して操作指示を発するため、その操作指示がどの家電機器に対する指示かを識別する必要がある。そのため、空間操作入力装置２が送信する操作指示には，それにより操作される家電機器（被操作機器）を特定するための機器コードが添付される。即ち、特定の家電機器に対する操作指示は、その家電機器の機器コードとパターン・コードとの組み合わせ信号として与えられる。

各家電機器には機器コードが割り振られている。通信装置３ａ、４ａによりその機器コードとパターン・コードの組み合わせ信号が受信されると、家電機器３、４の各制御装置はその機器コードが予め自己に割り振られた機器コードと一致するか否かを判定する。一致しない場合には自己に対する操作指示ではないと判断して受信したパターン・コードを無視する。

受信した機器コードが予め自己に割り振られた機器コードと一致した場合には、自己に対する操作指示と判断してそのパターン・コードを取り込む。パターン・コードは後に説明するように、空間操作入力装置２が空間で操作者により動かされた時のその動作パターンに付けられコード番号である。パターン・コードは、例えば「Ｐ０１」、「Ｐ０２」、「Ｐ０３」、−−−−のように付けられている。

パターン・コードは空中で動かされた空間操作入力装置２の動作パターンに対応したコード番号にすぎず、「Ｐ０１」、「Ｐ０２」、「Ｐ０３」等のパターン・コードが「電源ＯＮ」、「電源ＯＦＦ」、「脱水運転開始」等の動作指示内容を直接に意味するものではない。各パターン・コードをどのような動作指示として解釈するかは予め家電機器側で決定しておくことである。家電機器３の機器コードを「Ｋ３」とした場合、例えば家電機器３が機器コード「Ｋ３」の添付されたパターン・コード「Ｐ１」を受信した場合には「電源ＯＮ」の動作を行ない、パターン・コード「Ｐ２」を受信した場合には「電源ＯＦＦ」の動作を行なう等と家電機器３側で予め決めておく。この場合、一つのパターン・コードに対して複合した動作を行なうように決めておいてもよい。洗濯機の例でいえば、パターン・コード「Ｐ５」を受信したときは「１回のすすぎ動作を実行した後に停止」、「Ｐ６」は「２回のすすぎ動作を実行した後に停止」のように決めておいてもよい。

同様に家電機器４も自己の機器コードが添付されたパターン・コード「Ｐ０１」、「Ｐ０２」、「Ｐ０３」等を受信した場合に行なう動作を予め決めておく。この場合、同じパターン・コードに対して家電機器３と電機器４が同じ動作を行なうように決めておく必要はない。例えば、パターン・コード「Ｐ０１」に対する動作を家電機器３は「電源ＯＮ」、電機器４は「脱水運転開始」、パターン・コード「Ｐ０２」に対する動作を家電機器３は「電源ＯＦＦ」、電機器４は「電源ＯＮ」と決めても差し支えない。

但し、そのように同じパターン・コード「Ｐ０１」に対応する動作が家電機器３と家電機器４とで異なって決めてあると、操作者は家電機器別に指示する動作（家電機器が実行する動作）とそのパターン・コードとの対応関係を覚えておく必要が生ずる。そして、操作する家電機器についての希望する動作に対して決められたパターン・コードが出力されるように空間操作入力装置２を空間で操作しなければならないため操作が面倒になる。従って、少なくとも各家電機器に共通する動作、例えば「電源ＯＮ」、「電源ＯＦＦ」、「一時停止」等の動作とパターン・コードとの対応関係は、全ての家電機器で同じように決めておくことが望ましい。各家電機器はそのような対応関係を対応表にまとめて制御装置内の記憶装置に予め記憶させておく。

次に、家電機器３、４に向けて前述した機器コードとパターン・コードとの組み合わせ信号を送信する空間操作入力装置２の構成と動作、その操作方法について説明する。図１中に示すように本実施形態の空間操作入力装置２は、制御回路６、３軸加速度検出センサ７、音声認識装置８、記憶装置１０、通信装置１１、操作スイッチ１２、タッチパネル付き表示装置１３を備えて構成される。

制御回路６は空間操作入力装置２の動作全般を制御するものでマイクロコンピュータを主体に構成されており、内部には公知のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、それらを結ぶバスライン、電源用バッテリー等を備える。

３軸加速度検出センサ７は、空間操作入力装置２に加わる直交３軸方向の加速度を検出するためのセンサである。その取り付け、検出回路については後述する。
音声認識装置８は付属するマイク８ａにて捉えた操作者の発声音声パターンを音声認識ソフトにて解析し、認識した発声音声を制御回路６に伝えるものである。操作スイッチ１２は、操作者の指示を制御回路６へ入力するための押しボタンスイッチである。タッチパネル付き表示装置１３は、液晶を用いた表示装置１３ａの表示画面上にタッチパネル・スイッチ１３ｂを配したもので、制御回路６への情報入力、制御回路６からの情報出力の双方に使用される。

記憶装置１０は、電気的に記憶内容を書き換えることができ、且つ電源ＯＦＦ状態でも記憶内容を保持できる不揮発性半導体メモリで構成された記憶装置である。通信装置１１は、制御回路６の出力する情報を無線にて家電機器３、４に送信するためのものである。送信する情報は、前述した機器コードとパターン・コードとの組み合わせ信号である。

図２は、空間操作入力装置２の概観図である。空間操作入力装置２は、操作者が片手で持って空間で３次元的に動かし易いように小型に製作されている。収納ケース９は、断面が偏平な略直方体形状に形成されている。操作者が把手９ａ部分を片手でつかみ、空中で左右、上下、前後（長手方向）、それらの合成方向等に動作させる。

収納ケース９の表面の中央から少し先端寄り部分にはタッチパネル付き表示装置１３が取り付けられ、その下側部には操作スイッチ１２が取り付けてある。最先端に近い部分には音声認識用のマイク８ａが取り付けてある。

収納ケース９の先端に近い部分の内部には、３個の加速度検出素子７ａ、７ｂ、７ｃが取り付けてある。各加速度検出素子７ａ、７ｂ、７ｃは１軸方向の加速度を検出する素子である。加速度検出素子としては、例えば半導体を用いた検出素子を用いる。３個の加速度検出素子７ａ、７ｂ、７ｃは、３個でもって直交する３軸方向の加速度を検出するように取り付けてある。加速度検出素子７ａは収納ケース９の幅方向（ｘ軸方向）、加速度検出素子７ａは収納ケース９の厚み方向（ｙ軸方向）、加速度検出素子７ａは収納ケース９の長手方向（ｚ軸方向）の加速度を検出する。

図３は、３軸加速度検出センサ７の回路構成をブロック図で示したものである。各加速度検出素子７ａ、７ｂ、７ｃの出力は、対応する増幅器７１ａ、７１ｂ、７１ｃにて増幅されてマルチプレクサ７２に入力される。マルチプレクサ７２の切り換えは制御回路６により制御される。マルチプレクサ７２により選択された増幅器７１ａ、７１ｂ、７１ｃの出力信号は、次段のＡ／Ｄ変換器７３にてディジタル信号に変換されて制御回路６に読み込まれる。Ａ／Ｄ変換器７３による変換タイミングも制御回路６により制御される。このような回路構成により、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の加速度を周期的に読み込めるようになっている。

次に、このような構成の下で前述した機器コードとパターン・コードとの組み合わせ信号を家電機器３、４に向けて送信する場合の一連の動作について、図４に示した制御フローを参照して説明する。図４は制御回路６が実行するフローを表わしたものである。

最初のステップＳ１では、パターン・コードを送信する相手である家電機器の指定を操作者から受ける。なお、ステップＳ１の枠外の指差しマークは人の操作を伴うことを表わしている（以下、同じ）。操作者は、タッチパネル付き表示装置１３又は音声認識装置８を使用して指定を行なう。制御回路６は、予め記憶装置１０に記憶しておいた家電機器名と機器コードの対応表に存在する家電機器名をタッチパネル付き表示装置１０の表示装置１３ａ上に表示する。操作者は、その中から送信する家電機器を選択してその部分のタッチパネル・スイッチ１３ｂを操作する。制御回路６は、選択された家電機器に対応する機器コードを上記対応表より読み取って一時記憶する。

音声認識装置８を使用して指定する場合には、操作者はマイク８ａに向かって送信する家電機器の名称を発声する。音声認識装置８はマイク８ａが捉えた音声パターンを音声認識ソフトにて解析し、認識した発声音声を制御回路６に伝える。制御回路６は認識された発声音声と一致する家電機器名が記憶装置１０に予め記憶しておいた家電機器名と機器コードの対応表に存在するかチェックする。存在した場合には対応する機器コードを読み取って一時記憶すると同時にタッチパネル付き表示装置１０に認識した家電機器名を表示する。存在しない場合には何も表示しない。操作者は、タッチパネル付き表示装置１０に表示された家電機器名をチェックして指示が正しく認識されたことを確認する。

指定され家電機器の機器コードが求まったならば、次にその家電機器に送信するパターン・コードを決める操作を受ける。そのパターン・コードを決める操作は、空間操作入力装置２を空間で所定のパターンを描くように動かすことによって行なわれる。空間で描く所定のパターンは、パターン・コード毎に予め決められている。

空間での操作に先立ち、その操作の開始を知らせる入力を受ける（ステップＳ２）。操作の開始は、操作スイッチ１２の操作により行なわれる。例えば、操作スイッチ１２の一つとして操作開始押しボタンスイッチを設けておき、操作者がそのスイッチを押すことにより制御回路６に知らせる。スイッチ操作の代わりに音声認識装置８を使用して音声にて入力することも可能である。

操作の開始が知らされたならば、制御回路６は３軸加速度検出センサ７よりｘ、ｙ、ｚ方向の加速度の読み取りを開始する。読み取りは一定周期で繰り返し行ない制御回路６内のＲＡＭに一時記憶する（ステップＳ３）。操作者が空間操作入力装置２を空間で動かしている間、その読み取りを継続する（ステップＳ４）。

空間での操作が終了すると、操作スイッチ１２より操作終了の入力を受ける（ステップＳ５）。なお、ステップＳ２にて操作開始の押しボタンスイッチを押し、ステップＳ５で操作終了の押しボタンスイッチを押す代わりに、操作中、即ち、ステップＳ２からステップＳ５に至る間は操作スイッチ１２を押し続け、操作終了で開放するようにしてもよい。操作終了の入力を受けて、制御回路６は加速度の読み取りを停止する（ステップＳ６）。

空間で空間操作入力装置２を動かして所定のパターンを描く操作が終了し、その操作終了の入力を受けたならば、次に、描かれた動作パターンを特定してそのパターン・コードを求める動作パターンの認識処理に移る。

操作者が空間操作入力装置２を所定のパターンを描くように動かすのは、その描いたパターンに対応して予め家電機器側で決められている制御動作を、指定した家電機器にさせるためである。空間操作入力装置２が空間でどのように動作させられたか、即ち、どうような動作パターンを描いて動かされたかは、３軸加速度検出センサ７で検出された加速度パターンに基づいて制御回路６が判断する。そして、判断した加速度パターンに対応して予め決められているパターン・コードを家電機器に機器コードと共に送信する。

どのような動作パターンを描いて動かされたかの判定は、３軸加速度検出センサ７で検出した加速度変化に基づいて認識された動作パターンが、予め記憶装置１０に記憶させておいた複数の標準動作パターンのどのパターンと一致するかを判定することで行なう。操作者が描いた動作パターンと標準動作パターンとが完全に一致することはありえないので、パターンの一致の判定はどの標準動作パターンに一番類似しているかを判定することで行なう。

このように標準動作パターンとの類似判定により描かれた動作パターンを特定するので、記憶装置１０には予め複数の標準動作パターンのデータを記憶させておく。同時にその標準動作パターンを識別するパターン・コードも記憶させておく。

標準動作パターンは、例えば図５に示したようなものである。図５の（１）は空間操作入力装置２でもってｘ軸方向に往復直線を描くパターン、（２）はｙ軸方向に往復直線を描くパターン、（３）はｘｙ平面上で斜め往復直線を描くパターン、（４）はｘｙ平面上で三角形を描くパターン、（５）は正方形を、（６）は長方形を、（７）は円を描くパターンである。（８）、（９）は数字や文字を書くパターンである。これらはｘｙ平面上でのパターンの例であるが、これにｚ軸方向の動きを加えた３次元動作のパターンを標準動作パターンとしてもよい。

３軸加速度検出センサ７で検出される加速度は、空間操作入力装置２に固定した前述のｘ、ｙ、ｚ方向の加速度である。従って、記憶装置１０に予め記憶させておく図５のような標準動作パターンのデータも同じｘ、ｙ、ｚ方向を軸とする直交３次元座標系で表わしておく。同じ座標系で表わしてある方が２つのパターンの一致、類似の判定が容易となるからである。標準動作パターンは、加速度パターンで表現されたものでもよいし、速度パターンで表現されたものでもよいし、また軌跡パターンで表現されたものでもよい。一致、類似の判定をその表現形式に合わせて行なえばよいからである。

こうした３軸加速度検出センサ７で検出された加速度から認識される動作パターンと記憶装置１０内の標準動作パターンの一致、類似の判定は公知の技術（例えば、特許文献３、４に開示されている技術）を採用して行なうことができる。例えば、パターン・マッチング法と呼ばれる方法では、３軸加速度検出センサ７で得られた動作パターンのデータを標準動作パターンのデータと同じフォーマットに変換した後にそれらデータ間の類似度を計算する。そして、類似度が一番高い標準動作パターンを判断してそのパターンの動作が行なわれたものと判定を下す。このようなパターン・マッチング法の他に、本出願人等が先に出願した特許文献３に詳しく開示されている動作ベクトルを用いる判定方法も有効である。

ステップＳ７ではこのような一致、類似判定方法を使用して操作者により操作された空間操作入力装置２の空間における動作パターンが標準動作パターンの何れに一致するか判定を行なう。何れの標準動作パターンとも類似度が低かった場合には、一致する標準動作パターンは存在しない旨をタッチパネル付き表示装置１３に表示して操作者に知らせる。そしてステップＳ１に戻る（ステップＳ８）。

一致する標準動作パターンが存在した場合には、その標準動作パターンに付けられたパターン・コードを記憶装置１０から読み出す。そして、ステップＳ１にて指示を受けた機器コードとそのパターン・コードとを組み合わせた信号を通信装置１１より家電機器３、４に向けて送信する（ステップＳ９）。

このような一連の操作と動作によりて操作者の意図した家電機器に対して、操作者の意図した動作を行なわせることになるパターン・コードが送信される。家電機器側では送信された信号を受信し、その機器コードが自己の機器コードと一致しているか判定する。一致していた場合には自己に対する指示と判断してそのパターン・コードに対して予め決めてあった動作を実行に移す。こうして操作者は離れた場所から家電機器３、４を自分が意図した通りに遠隔操作することができる。

本実施形態の家電機器システム１では、動作させたい家電機器を指定して意図する操作内容に対応したパターン・コードを送信させる。このため１式の空間操作入力装置２により複数の家電機器の中から意図する家電機器を遠隔操作することができる。従って、寒い時などでも一々、家電装置の操作パネルの所まで行く必要がなくなる。また、操作内容を指示することとなるパターン・コードは空間操作入力装置２を空間で３次元動作させることで指定できる。従って、操作パネルの小さい文字を読んだり小さいスイッチを操作したりする必要がなくなる。更に、こうした操作によれば周囲が暗い状態でも殆ど不自由を感じることなく操作を行なうことができる。

（変形実施形態）
次に、上述した実施形態についての幾つかの変形実施形態について説明する。

その１は、図４のステップＳ１における家電機器の指定の仕方についてである。図４の制御フローでは、ステップＳ９にて機器コードとパターン・コードを送信した後は再びステップＳ１に戻る。そして、次のパターン・コードを生成させる操作をする前には、ステップＳ１にて再び家電機器の指定を行なう。しかし、同じ家電機器に対して複数のパターン・コードを連続して送信したい場合に、その都度、家電機器の指定を行なうのは煩わしいものである。

この煩わしさを軽減するためにステップＳ１にて指定を受けた家電機器を制御回路６内に記憶しておき、ステップＳ９ではその記憶している家電機器の機器コードを添付してパターン・コードを送信するようにするとよい。そうすればステップＳ１にて異なる家電機器の指定を受けない限り、ステップＳ９では同じ機器コードを添付したパターン・コードが送信される。これにより同じ家電機器に対して複数のパターン・コードを連続送信する場合には、ステップＳ１での再指定操作を省略することができるようになる。

その２は、図４のステップＳ７で使用する標準動作パターンとパターン・コードとの対応表についてである。上述の説明では、標準動作パターンとパターン・コードとの対応表は、一つの表のみが記憶装置１０に記憶されているものとして説明した。これに代えて対応表は操作者別に設けておくようにしてもよい。即ち、Ａさんが操作する場合には対応表Ａを、Ｂさんが操作する場合には対応表Ｂを使用するというように、操作する人により使用する対応表を変えるのである。

対応表が一つであると同じパターン・コードを送信させるには、ＡさんもＢさんも空間操作入力装置２を同じように操作する必要がある。対応表が操作者別の場合には、同じパターン・コードを生成させる標準動作パターンをＡさん、Ｂさんとで別々に決めておくことができる。例えば、パターン・コード「Ｐ１」を生成させるために、Ａさんは図５の（４）のように三角を描き、Ｂさんは図５の（７）のように円を描くという具合に決めておくことができる。このようにすれば、Ａさん、Ｂさんは自分が覚え易い空間動作を各パターン・コードに対応付けることが可能となり便利である。

このように操作者別に対応表を設ける場合には、操作に先立って操作者の名前の入力を受ける必要がある。その操作は図４のステップＳ１の前に受ける。操作者の名前の入力は、家電機器の指定の場合と同様にタッチパネル付き表示装置１３から入力してもよいし、音声認識装置８を使用して入力してもよい。制御回路６は入力された操作者の名前を一時記憶しておき、ステップＳ７〜Ｓ９ではその操作者についての対応表を参照してパターン・コードを決定する。なお、同じ操作者が続けて操作する場合にその都度、操作者の名前を入力するのは面倒である。従って、家電機器の指定の場合と同様に一度入力を受けた操作者の名前は変更入力を受けるまで有効として扱い、毎回の入力を省略できるようにすると便利である。

その３は、標準動作パターンとパターン・コードとの対応表の記憶装置１０への記憶のさせ方についてである。対応表は、例えばパソコンを使用して作成したものを記憶装置１０に記憶させることもできる。しかし、そのような記憶のさせ方に限定されていると、標準動作パターンの追加や修正が面倒になる。その解決策として、空間で空間操作入力装置２を操作したときのその動作パターンを標準動作パターンとして追加したり、以前の標準動作パターンに置き替えたりできるようにする。

図６は、そのように空間操作入力装置２の動作パターンを標準動作パターンとして登録する場合の制御フローを示したものである。最初のステップＴ１では、これから行なう操作が標準動作パターンの入力操作である旨の入力を受ける。操作者は、タッチパネル付き表示装置１３又は音声認識装置８によりその旨の入力を行なう。続くステップＴ２では、これから入力される標準動作パターンのパターン・コードの入力を受ける。これもタッチパネル付き表示装置１３又は音声認識装置８から受ける。

次のステップＴ３では、操作回数Ｎの入力を受ける。標準動作パターンの入力を行なう場合、１回の操作による動作パターンをそのまま標準動作パターンとして登録することは賢明とは言えない。同じパターンを描こうとしても描いたパターンにはバラツキがでるからである。従って、標準動作パターンとしては、Ｎ回の操作による動作パターンの平均動作パターンを標準として登録するのがよい。操作回数Ｎは、その平均をとるための回数である。

続くステップＴ４〜Ｔ８の処理は、図４のステップＳ２〜Ｓ６の処理と同様である。即ち、操作者は空間操作入力装置２を手にとって空間で標準としたい動作パターンを描く。制御回路６はその動作パターンを３軸加速度検出センサ７により検出して一時記憶しておく（ステップＴ９）。

次のステップＴ１０では、ステップＴ３で指定された操作回数Ｎだけの操作を受けたか否かを判定する。Ｎ回に達していない場合にはステップＴ４に戻り次の操作を受ける。Ｎ回の操作が終了していた場合にはステップＴ１１に移る。

ステップＴ１１では、Ｎ個の一時記憶した動作パターンの平均動作パターンを算出する。そして、ステップＴ１２にて算出した平均動作パターンを標準動作パターンとしてステップＴ２にて入力されたパターン・コードに対応つける。そして記憶装置１０内に記憶している標準動作パターンとパターン・コードとの対応表に追加する。同じパターン・コードが既に存在していた場合には、その標準動作パターンを新たに算出した標準動作パターンで置き替える。

なお、変形実施形態の「その２」で説明したように対応表が操作者別に設けられている場合には、操作者に対応した対応表に登録を行なう。操作者別に対応表が設けられている場合には、標準動作パターンの入力操作の開始前に操作者の名前の入力を受ける必要がある。その入力は、ステップＴ２の直前にタッチパネル付き表示装置１３又は音声認識装置８から受けるようにする。

このようにして標準動作パターンの入力を空間操作入力装置２の操作により行なえるようにすれば、標準動作パターンとパターン・コードとの対応表への新たな標準動作パターンの追加や、既に登録されている標準動作パターンの変更が容易となる。

その４は、空間操作入力装置２の構成についてである。前記実施形態では図１、図２に示した如く、制御手段を構成する制御回路６を一つの装置として構成した場合について説明した。別の構成として制御手段を操作側回路と記憶側回路とに分けて構成する考えもある。図７は、制御回路６をそのように分けて構成する場合のブロック図を示したものである。

操作側装置２ａには、操作側制御回路６ａ、３軸加速度検出センサ７、音声認識装置８、操作スイッチ１２、通信装置１５ａを収納する。記憶側装置２ｂには、記憶側制御回路６ｂ、記憶装置１０、通信装置１１、通信装置１５ｂ、タッチパネル付き表示装置１３を収納する。

通信装置１５ａと通信装置１５ｂは、操作側装置２ａと記憶側装置２ｂとの間の情報交換を行なうためのものである。通信は無線でもよいし有線でもよい。操作側制御回路６ａは３軸加速度検出センサ７、音声認識装置８、操作スイッチ１２を制御し、それらで得られた情報は通信装置１５ａを介して記憶側装置２ｂに送信される。記憶側制御回路６ｂは操作側制御回路６ａから送られた情報を通信装置１５ｂから受け取る。そして検出した動作パターンと標準動作パターンとの一致判定、標準動作パターンとパターン・コードとの組み合わせ信号の出力、標準動作パターンの追加、変更、タッチパネル付き表示装置１３の制御等を行なう。

この図７に示すような分離型の構成とすれば、操作側装置２ａを図１の一体型よりも小型で操作し易いものとすることができる。また、操作側装置２ａの消費電力を少なくすることもできる。

その他の変形実施形態として、空間操作入力装置からは機器コードを省略してパターン・コードのみを送信するようにしてもよい。被制御機器である家電機器が１台である場合には機器コードを必要としないからである。この場合には、被操作機器を特定する情報を入力するための入力装置や入力操作は不要となる。

なお、特許請求の範囲に記載した次の手段は、前記実施形態では次の構成要素により構成されている。動作検出手段は３軸加速度検出センサ７、制御回路６により構成される。記憶手段は記憶装置１０により構成される。制御手段は制御回路６により構成される。入力手段は操作スイッチ１２、タッチパネル付き表示装置１３により構成される。音声認識手段は音声認識装置８と付属するマイク８ａにより構成される。通信手段は通信装置１５ａ、１５ｂにより構成される。

本発明に係る家電機器システムの一構成をブロック図で示したものである。 本発明に係る空間操作入力装置の概観図である。 ３軸加速度検出センサの回路構成のブロック図である。 空間操作入力装置の制御フローである。 動作パターンの例である。 標準動作パターンを空間操作入力装置の操作により入力する場合の制御フローである。 空間操作入力装置を操作側装置と記憶側装置に分けて構成する場合のブロック図である。

符号の説明

図面中、１、１ａは家電機器システム、２は空間操作入力装置、２ａは操作側装置、２ｂは記憶側装置、３、４は家電機器、６は制御回路、７は３軸加速度検出センサ、８は音声認識装置、１０は記憶装置、１１は通信装置、１２は操作スイッチ、１３はタッチパネル付き表示装置を示す。

Claims (10)

1. 被操作機器を特定する情報の入力を受ける入力手段と、
   操作者により動かされる動作検出手段部の動作を検出する動作検出手段と、
   被操作機器の機器コード、及び前記動作検出手段部の動きについての複数の標準動作パターンとそのパターン・コードを記憶する記憶手段と、
   前記入力手段が前記被操作機器を特定する情報の入力を受けた後に前記動作検出手段が検出した該動作検出手段部の動作の動作パターンを把握してそのパターンが前記複数の標準動作パターンの何れのパターンに一致するかを判定し、一致した標準動作パターンのパターン・コードと、前記入力手段より入力を受けた被操作機器を特定する情報に基づいて読み取った被操作機器の機器コードとを外部出力する制御手段と、を備えることを特徴とする空間操作入力装置。
2. 請求項１に記載の空間操作入力装置であって、前記記憶手段は操作者別に前記複数の標準動作パターンとそのパターン・コードを記憶しておくようにし、
   前記入力手段は操作者を特定する情報の入力をも受け付け、
   前記制御手段は、前記入力手段が操作者を特定する情報の入力を受けた場合には、前記把握したパターンが前記複数の標準動作パターンの何れのパターンに一致するかを判定するに際し、前記入力を受けた操作者を特定する情報に対応する操作者について記憶された前記複数の標準動作パターンの何れのパターンに一致するかを判定し、一致した標準動作パターンのパターン・コードを前記入力を受けた被操作機器の機器コードと共に被操作機器に向けて出力するように構成したことを特徴とする空間操作入力装置。
3. 請求項１又は２に記載の空間操作入力装置であって、前記入力手段は、前記記憶手段が記憶する前記標準動作パターンを入力する操作である旨と該入力される標準動作パターンのパターン・コードの入力をも受け付けるようにし、
   前記制御手段は、前記入力手段が標準動作パターンを入力する操作である旨とそのパターン・コードの入力を受けた後に前記動作検出手段が検出した該動作検出手段部の動作の動作パターンを把握し、そのパターンを前記標準動作パターンとして前記入力を受けたパターン・コードに対応つけて前記記憶手段に記憶させることを特徴とする空間操作入力装置。
4. 請求項３に記載の空間操作入力装置であって、前記入力手段は、前記標準動作パターンを入力する操作である旨に加えて複数回数の操作による動作パターンの平均動作パターンを標準動作パターンとする旨と、その複数回数の回数を指定する情報の入力をも受け付けるようにし、
   前記制御手段は、前記入力手段が標準動作パターンを入力する操作である旨と、複数回数の操作による動作パターンの平均動作パターンを標準動作パターンとする旨と、その複数回数の回数を指定する情報と、そのパターン・コードの入力を受けた後に前記動作検出手段が検出した該動作検出手段部の動作の動作パターンを前記複数回数の数だけ把握し、該複数回数の数の動作パターンの平均動作パターンを算出してその平均動作パターンを前記標準動作パターンとして前記入力を受けたパターン・コードに対応つけて前記記憶手段に記憶させることを特徴とする空間操作入力装置。
5. 請求項３又は４に記載の空間操作入力装置であって、前記標準動作パターンを入力する操作である旨の入力を受ける際に前記入力手段が操作者を特定する情報の入力をも受けた場合には、前記平均動作パターンを前記標準動作パターンとして前記入力を受けたパターン・コードに対応つけて前記記憶手段に記憶させるに際しては、前記入力を受けた操作者を特定する情報に対応つけて記憶させることを特徴とする空間操作入力装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の空間操作入力装置であって、前記制御手段は、前記被操作機器に出力する機器コードとパターン・コードとを無線通信にて出力することを特徴とする空間操作入力装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の空間操作入力装置であって、前記入力手段に代えて、又は前記入力手段に加えて操作者の発声音声を認識する音声認識手段を備え、
   前記記憶手段には、前記被操作機器を特定する情報の発声音声、前記操作者を特定する情報の発声音声、前記標準動作パターンを入力する操作である旨の発声音声、前記入力される標準動作パターンのパターン・コードの発声音声、の何れか一つ以上の発声音声をも予め記憶させておき、
   前記制御手段は、前記音声認識手段が認識した操作者の発声音声が前記記憶手段に記憶した前記発声音声の何れかと一致するか判定し、一致する発声音声が存在した場合には、一致した発声音声に対応した前記情報、又は旨、又はパターン・コードの入力が前記入力手段よりなされたものとみなしてその後の処理を進めることを特徴とする空間操作入力装置。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の空間操作入力装置であって、前記制御手段を操作側装置と記憶側装置とに分散して構成し、
   前記操作側装置には、前記動作検出手段、音声認識手段、入力手段と、これら各手段で得られた情報を前記記憶側装置に送信する通信手段とを構成する部分を収納し、
   前記記憶側装置には、前記記憶手段、制御手段と、前記操作側装置の通信手段の送信した情報を受信して前記制御手段に渡す通信手段とを構成する部分を収納するように構成したことを特徴とする空間操作入力装置。
9. 請求項８に記載の空間操作入力装置であって、前記操作側装置の通信手段と前記記憶側装置の通信手段との間の通信は無線又は有線にて行なうことを特徴とする空間操作入力装置。
10. １乃至複数の家電機器と、請求項１乃至９の何れかに記載の空間操作入力装置からなる家電機器システムであって、前記各家電機器は前記空間操作入力装置が出力する前記機器コードとパターン・コードを無線又は有線にて受信する受信手段と、前記パターン・コードを受信した場合に実行する動作内容をパターン・コード別に記載した対応表を備え、
    前記受信手段が自己を指定する機器コードを添付したパターン・コードを受信した場合には、該パターン・コードに対して記載された動作内容を前記対応表から読み取って実行に移すことを特徴とする家電機器システム。
    

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