JP2008211523A - ポインティングデバイス、携帯端末、ポイント情報生成方法、および携帯端末用ストラップ - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末の大型化を招くことなく、わずかな部品の追加によって携帯端末に追加可能なポインティングデバイス、これを備えた携帯端末、およびこれらに用いる携帯端末用ストラップを提供する。
【解決手段】本発明にかかるポインティングデバイス１３０の代表的な構成は、分散して配置した複数の磁力センサ１３４と、複数の磁力センサ１３４の出力に応じて磁力源の位置情報または移動情報を生成するポイント情報生成部１３８とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁力を用いてポインタの位置入力を行うポインティングデバイス、およびこれを用いた携帯端末に関する。

ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）や携帯電話などの移動通信端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やＧＰＳ(Global Positioning System)などの情報端末など、様々な携帯端末が提案され、また提供されている。これらの携帯端末は表示インターフェースとして液晶などの表示部を備え、入力インターフェースとして複数ないし多数のスイッチ（キー）やタッチパネルを備え、使用者が外出先で簡便に情報を参照、入力しうるように構成されている。

特に近年、技術の進歩により携帯端末は高機能化の一途をたどり、例えば電話帳などのリストを参照するに留まらず、ウェブブラウザやゲームなどの様々なアプリケーションが実行可能となり、これに伴ってＧＵＩ（Graphical User Interface）が当然のように採用されるようになってきている。

ＧＵＩではアプリケーションの動作画面が平面的に展開される。コンピュータにおいてＧＵＩを採用する場合にはマウスに代表されるポインティングデバイスが用いられ、マウスカーソルによって文字入力位置の特定やボタンクリックなどのポイント入力を行う構成が取られている。一方、携帯端末においてＧＵＩを採用する場合、ポインティングデバイスを搭載するスペースがないこと、コンピュータに比べれば表示部が小さいことなどの理由から、ポイント入力が採用されている例は少ない。ポイント入力を採用しない代わりとしては、例えば十字キーなどによって画面をスクロールさせた際に特定の位置にあるテキストボックスにフォーカスを移す制御を行ったりしている。

しかしながら上記のような動作はコンピュータに慣れ親しんだ使用者からすれば違和感があり、またポイント入力の方が直感的で操作性がよいため、携帯端末にも何らかのポインティングデバイスを用いることが望まれている。かといってコンピュータ用のポインティングデバイスと同様のものを携帯端末に搭載または接続するためには、本来搭載すべきキーを小さくしたり、筐体を大型化したりする必要がある。これらのことは、手に把持して使用することが前提の携帯端末の可搬性を著しく損ない、現実的でないという問題がある。

従来からも携帯端末に用いるポインティングデバイスについて、さまざまな提案がなされている。特許文献１（特開２００６−２０３８３４）には、携帯端末にトラックボールを設けた構成が記載されている。また特許文献２（特開２００６−４２１２３）には、表示部にタッチパネルを設け、動作画面上を直接触れることによってポイント入力を行う構成が記載されている。特許文献３（特開２００３−６９６７７）には、コンピュータ用のワイヤレスマウスを携帯端末（携帯電話）に接続する構成が記載されている。
特開２００６−２０３８３４号広報 特開２００６−４２１２３号広報 特開２００３−６９６７７号広報

しかし、十字キーによる入力は斜めの移動ができないうえ、あくまでもスイッチであるために動きが量子的（段階的）になるという問題がある。また特許文献１のように十字キーに代えてトラックボールを採用した場合、従来確定キーとしての役割を持つ箇所に違う機能を持たせることになり他機種とのインターフェースの共通化が難しいこと、ボールの小さなトラックボールは回転方向が定まらないため使用感が悪いこと、およびボールは球であるために薄型化が難しいことなどの問題がある。

さらに特許文献２のようにタッチパネルを設けることは、部品コストが高いこと、部品点数が増大すること、表示部が厚くなること、衝撃に弱くなることなどの問題がある。特許文献３のようにコンピュータ用のワイヤレスマウスを接続する場合、マウスを使用する台が必要になり、可搬性が損なわれるという問題がある。

そこで本発明は、携帯端末の大型化を招くことなく、わずかな部品の追加によって携帯端末に追加可能なポインティングデバイス、これを備えた携帯端末、およびこれらに用いる携帯端末用ストラップを提供することを目的としている。

本発明の発明者が携帯端末に適用可能なポインティングデバイスについて鋭意検討したところ、現行の携帯端末においても、折畳式の端末である場合には、端末を閉じたことを検出するための磁力センサ（例えばホール素子）が内蔵されている場合がある。この磁力センサは安価で小型のため、複数個使用してもコストおよび筐体の寸法に及ぼす影響は非常に小さい。ただし磁力センサは単体では磁石の磁力（磁束密度）またはその変化量を見るに過ぎず、すなわち離接を判断できるに過ぎない。しかし、この磁力センサを複数個配置して、各センサの検出強度の比率や検出したセンサの推移を処理することにより、その検出領域を移動した磁石の移動方向や移動量を検出可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明にかかるポインティングデバイスの代表的な構成は、分散して配置した複数の磁力センサと、複数の磁力センサの出力に応じて磁力源の位置情報または移動情報を生成するポイント情報生成部とを備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、端末に可動部品が不要であり、少数の小さな磁力センサを追加すれば足りる。したがって磁力センサの配置は自由度が高く、携帯端末の大型化を招くことなく、わずかな部品の追加によって携帯端末に追加可能なポインティングデバイスとすることができる。

複数の磁力センサの磁力源を検出する範囲は部分的に重複しており、ポイント情報生成部は、磁力源を検出した２以上の磁力センサの出力の検出強度の比率を用いて、複数の磁力センサの配置に対する磁力源の絶対的な位置情報を生成することが好ましい。すなわち、各磁力センサの検出範囲が重複した部分が、ポインティングデバイスの検出領域である。

これにより磁力センサが配置された検出領域内において、磁力源の座標を位置情報として取得することができる。ポイント情報生成部はアプリケーションに対し、磁力源の位置を直接渡してもよいし、座標の推移を移動情報として渡してもよい。

ポイント情報生成部は、磁力源を検出した２以上の磁力センサの順序を用いて移動情報を生成することでもよい。

これにより磁力センサが配置された検出領域内において、磁力源の移動方向を移動情報として取得することができる。ポイント情報生成部はアプリケーションに対し、移動方向と所定の移動量とをあわせて渡すことができる。

また本発明にかかる携帯端末の代表的な構成は、筐体の前面または背面に沿って分散して配置した複数の磁力センサと、複数の磁力センサの出力に応じて磁力源の位置情報または移動情報を生成するポイント情報生成部と、アプリケーションの動作画面を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、端末に可動部品が不要であり、少数の小さな磁力センサを追加するのみで、携帯端末にポインティングデバイスを追加することができる。したがって端末の外観に変化なく、大型化を招くこともなく、アプリケーションに対してポイント入力をすることができる。

前記複数の複数の磁力センサは、複数のキーが配列された主操作部の内側に配置することが好ましい。磁力は非接触にて入力することができるため、キー越しでポイント入力を行うことができる。このように構成することにより、主操作部から手を離すことなくポイント入力を行うことができる。

また本発明にかかるポイント情報生成方法の代表的な構成は、分散して配置された複数の磁力センサの出力に応じて、磁力源の位置情報または移動情報を生成することを特徴とする。これにより、磁力センサに対して磁力源を移動させることにより、ポイント入力を行うことができる。

本発明にかかる携帯端末用ストラップの代表的な構成は、携帯端末を吊り下げるためのストラップ部と、ストラップ部を携帯端末に連結するための環状の連結部と、ストラップ部に設けられた磁力源としての磁石とを備えたことを特徴とする。これにより、入力手段である磁力源としての磁石を常に携帯端末と共に携行することができ、紛失を防止し、また迅速に入力を開始することができる。

本発明によれば、携帯端末の大型化を招くことなく、わずかな部品の追加によって携帯端末に追加可能なポインティングデバイス、これを備えた携帯端末、およびこれらに用いる携帯端末用ストラップを提供することができる。

［第１実施形態］
本発明にかかるポインティングデバイス、携帯端末、およびこれらに用いられる携帯端末用ストラップの第１実施形態について説明する。図１は携帯端末の外観斜視図、図２はポインティングデバイスの構成を説明するブロック図、図３はストラップを説明する図、図４は使用態様を説明する図である。なお、以下の実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。

本実施形態は磁力センサの検出範囲を部分的に重複させた例である。

図１に示す携帯端末１００はＰＨＳであって、主操作部１１０を有する下部筐体１０２と、表示部１１４を有する上部筐体１０４と、下部筐体１０２と上部筐体１０４とを回動自在に連結するヒンジ部１０６とを備えた、いわゆる折畳式の携帯通信端末である。主操作部１１０はダイヤルキーなどの複数のキー１１２が配列されている。表示部１１４は端末の動作状態（待受状態やダイヤル番号表示）や、アプリケーションの動作画面を表示する。上部筐体１０４の上端にはスピーカー１１６が配置されており、下部筐体１０２の下端にはマイク１１８が配置されている。

使用者は主操作部１１０を操作し、スピーカー１１６とマイク１１８とを使用して通話することができるようになっている。同様に、主操作部１１０を操作し、液晶表示部１１４を使用してメール操作やウェブブラウザ、ゲームなどのアプリケーションを実行することができる。

また下部筐体１０２の下端には開閉センサ１３２が備えられており、上部筐体１０４の上端には磁石１２０が設けられている。開閉センサ１３２は磁力センサであって、開閉センサ１３２と磁石１２０とは、下部筐体１０２および上部筐体１０４を閉じた際に対抗する位置に配置されている。携帯端末１００は、開閉センサ１３２が磁石１２０の磁力を検出することによって筐体が閉じられたことを認識し、表示部１１４の表示を消して待ち受け状態に移行するなどの処理を行う。

さらに下部筐体１０２の前面に沿って、複数の磁力センサ１３４が設けられている。磁力センサ１３４は本実施形態では２つを追加しており、上述の開閉センサ１３２とあわせて三角形に分散して配置している。分散して配置したとは、縦横方向に間隔をもって配列されている状態をいい、三角形や四角形などの多角形、升目状や千鳥状の規則的な配置を含む。複数の磁力センサ１３４は下部筐体１０２の下方（マイク１１８の近傍）に設けられており、その検出領域１３６（後述）の一部は主操作部１１０の内側にかかっている。

図２に示すように、個々の磁力センサ１３４の検出範囲１３４ａは、隣接する磁力センサ間で部分的に重複するように設定されている。このように検出範囲１３４ａを重複させるためには、磁力センサ１３４の感度と間隔を調整することによって実現することができる。また本実施形態においてポインティングデバイスとしての検出領域１３６は、少なくとも３つの磁力センサの検出範囲１３４ａが重複した領域である。

磁力センサ１３４には、その出力に応じて磁力源の位置情報または移動情報を生成するポイント情報生成部１３８（デバイスドライバ）が接続されている。磁力センサ１３４はポイント情報生成部１３８に対し、検出した磁力を電気信号に変換して出力する。ポイント情報生成部１３８は３以上の磁力センサ１３４の出力の検出強度の比率と、各磁力センサ１３４の位置（配置）をあわせて、検出領域１３６内における磁力源の絶対位置を特定する。なお、磁力センサ１３４が地磁気を拾ってしまう場合には、すべての磁力センサ１３４の出力値から、最も値の低い出力値を引くことにより、地磁気の影響を排除することができる。

さらにポイント情報生成部１３８は、特定した磁力源の絶対位置を元に磁力源の位置情報を生成し、携帯端末１００において実行されるアプリケーションに対して出力する。位置情報としては、特定した磁力源の絶対位置を位置情報としてそのまま渡してもよいし、また相対的な座標の推移を移動情報として渡してもよい。これら開閉センサ１３２および磁力センサ１３４、ポイント情報生成部１３８によってポインティングデバイス１３０が構成される。

上記構成によれば、使用者が磁力源（例えば磁石）を手に持って、開閉センサ１３２および磁力センサ１３４が配置された検出領域１３６に近接させて上下左右方向（下部筐体１０２の前面に沿った縦横方向）に移動させることにより、その磁力源の位置情報もしくは移動情報を検出することができる。そしてこの位置情報または移動情報をアプリケーション１４０で利用することにより、マウスと同様の機能を実現することができる。

このとき携帯端末１００に追加されるのは少数の小さな磁力センサのみである。磁力センサは小さく、また非接触であるために筐体の内側に配置することができ（表面に面積を占有しない）、配置の自由度は極めて高く、また端末の大型化を招くことはない。また可動部品ではないため、耐久性にも優れている。さらにこのような磁力センサは安価なものを利用することができ、さらに少数ですむため、生産コストの増加もわずかに抑えることができる。特にトラックボールやタッチパネルを採用した場合と比較すれば、飛躍的に安価に構成することができる。

特に主操作部１１０の内側にかかって配置可能であることは、筐体の表面に占有面積を要しないということであるから、表面積が限られた携帯端末では極めて有利である。また主操作面に変化がないため、使用者に違和感を与えることはない。また磁石は手に持って操作するから、主操作部１１０の上を磁石でなぞっている状態からキー１１２による文字入力に移行するとき、またその逆の場合も同様に円滑に移行することができ、操作性においても優れている。

ポイント情報生成部１３８から出力された情報をどのように用いるかは、アプリケーション１４０の構成次第である。例えばウェブブラウザやエディタなどのアプリケーションにおいては、コンピュータと同様にマウスカーソルの制御に利用し、画面上の任意の位置を指定するために用いてもよい。またスクロールを伴う画面においては、ポイント情報生成部１３８から出力された情報に従って画面をスクロールさせることでもよい。すなわち、使用者からみれば、慣れ親しんだマウスと同様の感覚でポイント入力を行うことができ、使いやすいポインティングデバイスとすることができる。

図３に示すように、磁石をストラップに取り付けることもできる。磁石は１００と別対であることから、完全に分離してしまうと個別に携行しなくてはならなくなり、取り出すのが億劫であったり、紛失してしまったりするおそれがある。しかし携帯端末によく取り付けられるストラップに磁石を取り付けておけば、格別に意識することなく常に一緒に携行することができる。

そこで図３に示すストラップ２００は、携帯端末１００を吊り下げるためのストラップ部２０２と、ストラップ部２０２を携帯端末１００に連結するための環状の連結部２０４とを備えている。本実施形態においてストラップ部２０２も環状であり、その先端（連結部２０４と反対側）には磁力源としての磁石２０６を内包している。磁石２０６はストラップ部２０２に縫いつけたり、接着したりすることによって取り付けることができる。

そして図４に示すように、ストラップ２００を携帯端末１００に連結したままで、ストラップ２００に取り付けた磁石を用いて下部筐体１０２の表面をなぞることにより、ポイント入力を行うことができる。なお磁石２０６付近を指でつまんで操作することでもよいが、本実施形態のようにストラップ部２０２が環状である場合には、図に示すようにその環に指をかけることにより、１本の指で好適にポイント入力を行うことができる。

すなわち、ストラップ２００に磁力源としての磁石２０６を設けることにより、磁石２０６を常に携帯端末１００と共に携行することができ、磁石２０６の紛失を防止し、また迅速に入力を開始することができる。またストラップ部２０２が筒状である場合、その内部に磁石を縫い込むことにより、外観上ほとんど変化がなく、使用者に違和感を与えることがない。

なお、上記構成では開閉センサ１３２も位置検出に用いている。したがって常に上部筐体１０４を閉じたことを検出するように制御したのでは、開閉センサ１３２の位置に磁石２０６を持って行ったときにも閉じられたものと誤認識するおそれがある。そこで、アプリケーション１４０においてポインティングデバイス１３０を使用している間は、開閉センサ１３２で検出した磁力はその位置検出にのみ利用するよう制御する。いずれのアプリケーション１４０においてポインティングデバイス１３０を使用するかは、あらかじめ設定しておいてもよいし、使用者が選択可能なように構成してもよい。

［第２実施形態］
本発明にかかるポインティングデバイス、携帯端末の第２実施形態について説明する。図５は本実施形態にかかる携帯端末の外観斜視図、図６はポインティングデバイスの構成を説明するブロック図であって、上記第１実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

上記第１実施形態において開閉センサ１３２および磁力センサ１３４は、各センサの検出範囲１３４ａを部分的に重複させるよう説明した（図２参照）。しかし感度の高い磁気センサは比較的高価であったり、地磁気や外乱などを拾ってしまって処理が煩雑になったりするおそれがある。そこで本実施形態は、磁力センサの検出範囲を重複させないか、または部分的に（わずかに）重複しているとしても、重複しないものとして処理する構成の例について説明する。

図５に示す携帯端末１５０はいわゆるストレート型の携帯通信端末であって、筐体１５２の上端にスピーカー１１６を配置し、下端にマイク１１８を配置している。また筐体１５２の前面の下方に主操作部１１０を配置し、上方に表示部１１４を配置している。

さらに筐体１５２の前面に沿って、複数の磁力センサ１５６が設けられている。本実施形態では磁力センサ１５６は４つ追加しており、逆Ｔ字型に分散して配置している。また本実施形態においても磁力センサ１５６は筐体１５２の下方（マイク１１８の近傍）に設けており、その検出領域１５８（後述）の一部は主操作部１１０の内側にかかっている。

図６に示すように、本実施形態にかかるポインティングデバイス１５４において、個々の磁力センサ１５６の検出範囲１５６ａは、隣接する磁力センサ間で重複していないものとする。このように検出範囲１５６ａが重複しない理由としては、磁力センサ１５６に感度の低いものを用いているか、磁力センサ１５６間の距離が離れている場合がある。しかし本実施形態においてポインティングデバイスとしての検出領域１５８は、第１実施形態のように検出範囲の重複部分ではなく、すべての磁力センサ１５６の検出範囲１５６ａの最外縁である。

磁力センサ１５６は検出した磁力を電気信号に変換してポイント情報生成部１３８に出力するが、検出範囲１５６ａが重複していないことから、同時には１つの磁力センサ１５６からしか出力されないこととなる。または、仮に２以上のセンサから信号が出力されていた場合には、最も強いレベルの信号を採用する。そしてポイント情報生成部１３８はタイマなどの計時手段（不図示）を用いて時間を測定し、ある１つの磁力センサ１５６から出力を受け取ってから一定時間内に他の磁力センサ１５６から出力を受け取ったとき、その方向に磁力源が移動したと判定する。すなわち、ここに移動量の情報はなく、移動方向を取得しうるのみである。

ポイント情報生成部１３８は、特定した磁力源の移動方向を元に磁力源の移動情報を生成し、アプリケーション１４０に対して出力する。移動情報としては、取得した移動方向をそのまま移動情報として渡すことでもよいが、あらかじめ設定された所定の移動量をあわせたものを移動情報として渡すことでもよい。

アプリケーション１４０では、上記構成のポインティングデバイス１５４から受け取った移動情報を用いて、様々な制御を行うことができる。例えばウェブブラウザのスクロール制御、音楽再生ソフトのボリューム制御、ゲームのコマンド入力などに利用することができる。

そして使用者からみれば、慣れ親しんだマウスと同様の感覚でポイント入力を行うことができ、使いやすいポインティングデバイスとすることができる。さらに上記第１実施形態と比較すれば、さらに安価な磁力センサを用いてコスト低減を図ることができ、また検出領域の面積を拡大して操作性を向上させることができる。

［他の実施形態］
上記第１および第２実施形態においては、携帯端末１００、１５０の前面に磁力センサ１３４、１５６を設けるように説明した。しかし本発明はこれに限定するものではなく、背面に配置することでもよい。

図７は携帯端末の背面に磁力センサを配置した構成の例を示す図である。下部筐体１０２の背面にそって磁力センサ１３４を分散して配置しており、その検出領域において磁石を動かすことにより、上記実施形態と同様にポイント入力を行うことができる。これにより、ポイント入力動作から文字入力動作に移行するときにも指に磁石をかけたままでよくなり、動作の移行をさらに円滑にすることができる。

また上記実施形態においては縦横方向に磁力センサを配置した構成について説明したが、磁力センサを２つのみ設けて、スクロール制御に利用することでもよい。この場合、筐体の側面に磁力センサを配列することも可能である。さらに磁力センサは４つまたは５つに限らず、さらに多数を分散して配置することにより（例えばキーの角部ごとに設けるなど）、位置検出の精度を向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態において携帯端末はＰＨＳであるとして説明したが、携帯電話のような移動通信端末、ＰＤＡやＧＰＳ、ノートブック型コンピュータなどのさまざまな情報端末に本発明を適用し、その利益を享受することができる。

本発明は、磁力を用いてポインタの位置入力を行うポインティングデバイス、およびこれを用いた携帯端末として利用することができる。

第1実施形態にかかる携帯端末の外観斜視図である。 第1実施形態にかかるポインティングデバイスの構成を説明するブロック図である。 第1実施形態にかかるストラップを説明する図である。 第1実施形態にかかる使用態様を説明する図である。 第２実施形態にかかる携帯端末の外観斜視図である。 第２実施形態にかかるポインティングデバイスの構成を説明するブロック図である。 他の実施形態にかかる携帯端末の背面に磁力センサを配置した構成の例を示す図である。

符号の説明

１００、１５０…携帯端末、１０２…下部筐体、１０４…上部筐体、１０６…ヒンジ部、１１０…主操作部、１１２…キー、１１４…表示部、１１６…スピーカー、１１８…マイク、１２０…磁石、１３０、１５４…ポインティングデバイス、１３２…開閉センサ、１３４、１５６…磁力センサ、１３４ａ、１５６ａ…検出範囲、１３６、１５８…検出領域、１３８…ポイント情報生成部、１４０…アプリケーション、１５２…筐体、２００…ストラップ、２０２…ストラップ部、２０４…連結部、２０６…磁石

Claims (7)

1. 分散して配置した複数の磁力センサと、
   前記複数の磁力センサの出力に応じて磁力源の位置情報または移動情報を生成するポイント情報生成部とを備えたことを特徴とするポインティングデバイス。
2. 前記複数の磁力センサの磁力源を検出する範囲は部分的に重複しており、
   前記ポイント情報生成部は、前記磁力源を検出した２以上の磁力センサの出力の検出強度の比率を用いて、前記複数の磁力センサの配置に対する前記磁力源の絶対的な位置情報を生成することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
3. 前記ポイント情報生成部は、前記磁力源を検出した２以上の磁力センサの順序を用いて移動情報を生成することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
4. 筐体の前面または背面に沿って分散して配置した複数の磁力センサと、
   前記複数の磁力センサの出力に応じて磁力源の位置情報または移動情報を生成するポイント情報生成部と、
   アプリケーションの動作画面を表示する表示部とを備えたことを特徴とする携帯端末。
5. 前記複数の磁力センサは、複数のキーが配列された主操作部の内側に配置したことを特徴とする請求項４記載の携帯端末。
6. 分散して配置された複数の磁力センサの出力に応じて、磁力源の位置情報または移動情報を生成することを特徴とするポイント情報生成方法。
7. 携帯端末を吊り下げるためのストラップ部と、
   前記ストラップ部を携帯端末に連結するための環状の連結部と、
   前記ストラップ部に設けられた磁力源としての磁石とを備えたことを特徴とする携帯端末用ストラップ。

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