JP2009289015A - 力覚付与型入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空中での操作においてポインタの位置を正確に制御することができ、選択領域の選択が容易な力覚付与型入力装置を提供する。
【解決手段】表示部（２１）と、位置検出センサ（１３）と、力覚付与手段（１５）とを備え、ユーザが保持して移動させることができるように構成され、前記位置検出センサ（１３）が検出した移動に応じて、前記表示部（２１）に表示される選択画面中のポインタの位置を制御し、前記ポインタの位置に応じて前記力覚付与手段（１５）が力覚に対するフィードバックを発生する。
【選択図】図１

Description

本発明は、力覚付与型入力装置に関する。

表示装置にリモコンを向けることでＧＵＩ（Graphical User Interface）のポインタ動作を行う入力装置がある。このような入力装置では、ユーザは手だけでリモコンをホールドして、空中で操作する必要があるため、ポインタの位置を正確に制御することは困難であった。

このような課題を解決するために、ボタンの選択やメニューの選択を行う際は、ボタンやメニューの選択領域にポインタが入った際に、リモコン自身を振動させることによって、ユーザに直感的な選択の状態を伝え、ユーザの選択操作を容易にすることが考えられる。

一方で、特許文献１および２には、力覚付与型の、例えばスティック型入力装置においてポインタ操作を行う際、選択領域にポインタの引き込み領域を設定し、選択領域の選択を容易にする方法が開示されている。

特開２００５−３３２３２５号公報 特開２００６−２６８１５４号公報

ユーザが空中で手で持って操作するリモコンのような入力装置については、接地がないため、特許文献１および２に記載の力覚付与型入力装置のように多軸の力覚を付与することが困難であった。

本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、空中での操作においてポインタの位置を正確に制御することができ、選択領域の選択が容易な力覚付与型入力装置を提供する。

本発明の力覚付与型入力装置は、位置検出センサと、力覚付与手段とを備え、ユーザが保持して移動させることができるように構成され、前記位置検出センサが検出した移動に応じて、前記力覚付与手段が力覚に対するフィードバックを発生することを特徴とする。このようにすれば、移動に応じたフィードバックが得られるため、空中での操作においてポインタの位置を正確に制御することができる。

本発明の力覚付与型入力装置は、表示部と、位置検出センサと、力覚付与手段とを備え、ユーザが保持して移動させることができるように構成され、前記位置検出センサが検出した移動に応じて、前記表示部に表示される選択画面中のポインタの位置を制御し、前記ポインタの位置に応じて前記力覚付与手段が力覚に対するフィードバックを発生することを特徴としてもよい。

前記表示部は別体として設けられ、該力覚付与型入力装置と無線又は有線によって通信するように構成されていてもよい。

前記力覚付与手段は、前記選択画面中に表示される所定の設定領域間に前記ポインタが位置する場合、力覚に対するフィードバックの強度を高くするようにしてもよい。

前記力覚付与手段は、前記選択画面の端部に前記ポインタが位置する場合、力覚に対するフィードバックの強度を高くするようにしてもよい。

前記力覚付与手段はユーザが保持する部分において設けられていてもよい。

前記力覚付与手段は、重力の軸から該力覚付与型入力装置が指し示す方向に軸を傾けて配置され、該力覚付与型入力装置が指し示す方向に対して重力と逆の方向の力覚のフィードバックを発生するフィードバック発生手段を備えていてもよい。

前記フィードバック発生手段はジャイロであってもよい。

本発明の力覚付与型入力装置によれば、空中での操作においてポインタの位置を正確に制御することができ、選択領域の選択を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態の力覚付与型入力装置の構成を示すブロック図である。力覚付与型入力装置１は、保持部１１と、決定ボタン１２と、位置検出センサ１３と、通信部１４と、力覚付与部１５と、処理部１６とを備える。表示装置２は、表示部２１と、通信部２２と、処理部２３とを備える。

力覚付与型入力装置１は、保持部１１をユーザが手で保持するように想定されており、例えば、リモコンのような形状を想定している。表示装置２は、力覚付与型入力装置１と離れた場所に設置され、表示部２１に選択画面を表示する。ユーザは、力覚付与型入力装置１の先端を、表示部２１に表示される選択画面の所望の部分に向け、決定ボタン１２を押すことによって選択動作を行う。

位置検出センサ１３は、力覚付与型入力装置１の先端付近の内部に配置され、力覚付与型入力装置１の傾きや加速度から、力覚付与型入力装置１が指し示す、表示部２１に表示される選択画面上の位置を検出する。表示部２１は、選択画面におけるポインタを、このようにして検出された位置に移動する。

力覚付与型入力装置１の通信部１４は、表示装置２の通信部２２と通信する。力覚付与型入力装置１の通信部１４は、位置検出センサ１３による位置情報と、決定ボタン１２の押下情報とを表示装置２の通信部２２に送信する。表示装置２の通信部２２は、位置情報に基づいて算出したフィードバック力情報を力覚付与型入力装置１の通信部１４に送信する。通信部１４と通信部２２との間の通信は、赤外線やＢｌｕｅ Ｔｏｏｔｈなどの無線通信が好適であるが、力覚付与型入力装置１が表示装置２に対して自由度があるのであれば、有線通信であってもかまわない。

力覚付与部１５は、表示装置２から送信されるフィードバック力の値に応じて、重力と逆方向の力覚に対するフィードバックを与える。力覚付与部１５は、例えば、力覚付与型入力装置１の保持部１１の内部に、ジャイロと、ジャイロの回転軸と直行する軸に対しジャイロを傾けることのできる回転装置を備える。ジャイロの回転するＸ軸に対し、それぞれ直行する軸をＹ軸、Ｚ軸としたとき、高速に回転するジャイロにＹ軸まわりの回転を加えると、Ｚ軸まわりのジャイロ効果が得られる。ジャイロ効果により、保持部１１を軸として、力覚付与型入力装置１の先端部を重力とは逆方向に持ち上げる力覚のフィードバックを得ることができる。またこの力は、ジャイロの回転数によって強弱を調整できる。

力覚付与型入力装置１の上記のような各部の制御は、処理部１６が行う。表示装置２の上記のような各部の制御は、処理部２３が行う。処理部１６および処理部２３は、例えば、ＣＰＵやメモリなどを備える。

図２は、図１に示す力覚付与型入力装置による表示装置に表示された選択項目における選択動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１０１〜ステップＳ１０７は力覚付与型入力装置１の動作であり、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０９は表示装置２の動作である。

まず、表示装置２の動作（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０９）について説明する。

ステップＳ２０１において、表示部２１に図３上部のような選択画面を表示する。本例において、選択画面には、「はい」および「いいえ」の２つの選択肢が表示される。選択画面においては、さらに、力覚付与型入力装置１によって位置を移動することができるポインタが表示される。選択肢の設定領域内にポインタが入っている場合、その選択肢は反転表示され、選択状態になる。

ステップＳ２０２において、通信部２２が力覚付与型入力装置１から新たな位置情報を受信したかどうかを判定する。位置情報を受信していない場合、ステップＳ２０３において、通信部２２が力覚付与型入力装置１から決定ボタン１２の押下の通知を受信したかどうかを判定する。押下の通知を受信していない場合、ステップＳ２０１に戻る。押下の通知を受信した場合（ステップＳ１０７に対応）、ステップＳ２０４において、表示画面における選択肢が選択状態かどうかを判定する。選択状態の場合、選択が確定され、選択動作は終了する。選択状態でない場合、ステップＳ２０１に戻る。

ステップＳ２０２において位置情報を受信した場合（ステップＳ１０６に対応）、ステップＳ２０５において、表示部２１において表示している選択画面におけるポインタの位置を、新たに受信した位置情報が示す座標（ｘ，ｙ）に移動する。ステップＳ２０６において、ポインタが選択画面における選択肢の設定領域内に入っているかどうかを判定する。入っていない場合、ステップＳ２０７に進む。入っている場合、ステップＳ２０９において、ポインタが入っている選択肢を反転表示し、選択状態にしてからステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７において、前記位置情報からポインタの位置（ｘ，ｙ）に応じたフィードバック力Ｆを算出する。

図３は、フィードバック力Ｆとポインタの位置との関係の一例を示している。図３の上図は選択画面を、下図はその選択画面におけるポインタの位置とフィードバック力Ｆとの関係を示すグラフである。図３の例では、選択画面において横方向に２つの選択肢が並ぶ。本例では、ポインタのｘ軸の値に応じてフィードバック力Ｆを設定する。選択肢の境界においてフィードバック力Ｆが最大となる。このような関係により、ポインタの位置（ｘ，ｙ）に応じたフィードバック力Ｆを算出することができる。

図４は、フィードバック力Ｆとポインタの位置との関係の他の例を示している。図４の上図は選択画面を、下図はその選択画面におけるポインタの位置とフィードバック力Ｆとの関係を示すグラフである。図４の例では、選択画面において横方向に３つの選択肢が並ぶ。本例でも、ポインタのｘ軸の値に応じてフィードバック力Ｆを設定する。選択肢の境界においてフィードバック力Ｆが最大となる。

図５は、フィードバック力Ｆとポインタの位置との関係のさらに他の例を示している。図５の上図は選択画面を、下図はその選択画面におけるポインタの位置とフィードバック力Ｆとの関係を示すグラフである。図５の例では、図３の例と同様に選択画面において横方向に２つの選択肢が並び、ポインタのｘ軸の値に応じてフィードバック力Ｆを設定するが、本例では、選択肢の境界においてフィードバック力Ｆが最大となるのに加えて、選択画面の左右両端においてもフィードバック力Ｆがかかるようになっている。

図６は、フィードバック力Ｆとポインタの位置との関係のさらに他の例を示している。図６の上図は選択画面を、下図はその選択画面におけるポインタの位置とフィードバック力Ｆとの関係を示すグラフである。図６の例では、選択画面において縦方向に２つの選択肢が並ぶ。本例では、ポインタのｙ軸の値に応じてフィードバック力Ｆを設定する。選択肢の境界と選択画面の下端においてフィードバック力Ｆが最大となる。

図２のフローチャートに戻り、選択動作の続きを説明する。

ステップＳ２０８において、通信部２２によって、算出したフィードバック力Ｆの値を力覚付与型入力装置１に送信し（ステップＳ１０４に対応）、ステップＳ２０１に戻る。

次に力覚付与型入力装置１の動作（ステップＳ１０１〜Ｓ１０７）について説明する。

ステップＳ１０１において、位置検出センサ１３から力覚付与型入力装置１が指し示す位置情報（ｘ，ｙ）を読み出す。ステップＳ１０２において、以前読み出した位置情報の値から変化があったかどうかを判定する。変化がなかった場合、ステップＳ１０３に進む。変化があった場合、ステップＳ１０６において、通信部１４によって、位置情報（ｘ，ｙ）を表示装置２に送信し（ステップＳ２０２に対応）、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、決定ボタン１２が押されたかどうかを判定する。押されない場合、ステップＳ１０４に進む。押された場合、ステップＳ１０７において、通信部１４によって、決定ボタン１２の押下の通知を表示装置２に送信し（ステップＳ２０３に対応）、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４において、通信部１４が表示装置２からフィードバック力Ｆの値を受信したかどうかを判定する。受信しない場合、ステップＳ１０１に戻る。受信した場合、ステップＳ１０５において、フィードバック力Ｆの値を力覚付与部１５に設定し、力覚付与部１５は、フィードバック力Ｆの大きさに応じたフィードバックをユーザに与え、ステップＳ１０１に戻る。

これらの動作により、ユーザは、フィードバックを目安とすることによって、モーションによるメニューなどの選択動作を容易に行うことが可能となる。

＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態の力覚付与型入力装置の構成を示すブロック図である。本例の力覚付与型入力装置３は、図１に示す例で別体となっていた力覚付与型入力装置１と表示装置２を一体として構成している。

力覚付与型入力装置３は、保持部３１と、選択ボタン３２と、位置検出センサ３３と、表示部３４と、力覚付与部３５と、処理部３６とを備える。

力覚付与型入力装置３は、保持部３１をユーザが手で保持するように想定されている。表示装置３４は、選択画面を表示する。ユーザは、力覚付与型入力装置３を動かすことによって、表示装置３４に表示される選択画面におけるポインタを所望の位置に移動し、決定ボタ３２を押すことによって選択動作を行う。

位置検出センサ３３は、力覚付与型入力装置３の先端付近の内部に配置され、力覚付与型入力装置３の傾きや加速度から、表示装置３４に表示される選択画面上のポインタの位置を決定する。

本実施形態の力覚付与型入力装置は、力覚付与型入力装置と表示装置が一体に構成されれていることを除けば、第１の実施形態の力覚付与型入力装置と同様であり、動作もまったく同じである。

以上説明したように、本発明によれば、表示部におけるポインタの位置に応じた力覚付与部からのフィードバックを受けることによってポインタの位置をより正確に制御することができ、選択領域を容易に選択することができる。

本発明は、力覚付与型入力装置に利用可能である。

本発明の力覚付与型入力装置と表示装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す力覚付与型入力装置による表示装置に表示された選択項目における選択動作を説明するフローチャートである。 選択画面と、選択画面におけるポインタの位置とフィードバック力Ｆとの関係を示すグラフである。 選択画面と、選択画面におけるポインタの位置とフィードバック力Ｆとの関係を示すグラフである。 選択画面と、選択画面におけるポインタの位置とフィードバック力Ｆとの関係を示すグラフである。 選択画面と、選択画面におけるポインタの位置とフィードバック力Ｆとの関係を示すグラフである。 本発明の力覚付与型入力装置の構成の他の例を示すブロック図である。

符号の説明

１、３ 力覚付与型入力装置
２、３４ 表示装置
１１、３１ 保持部
１２、３２ 決定ボタン
１３、３３ 位置検出センサ
１４、２２ 通信部
１５ 力覚付与部
１６、２３、３６ 処理部
２１ 表示部

Claims (8)

1. 位置検出センサと、
   力覚付与手段とを備え、
   ユーザが保持して移動させることができるように構成され、
   前記位置検出センサが検出した移動に応じて、前記力覚付与手段が力覚に対するフィードバックを発生することを特徴とする力覚付与型入力装置。
2. 表示部と、
   位置検出センサと、
   力覚付与手段とを備え、
   ユーザが保持して移動させることができるように構成され、
   前記位置検出センサが検出した移動に応じて、前記表示部に表示される選択画面中のポインタの位置を制御し、
   前記ポインタの位置に応じて前記力覚付与手段が力覚に対するフィードバックを発生することを特徴とする力覚付与型入力装置。
3. 前記表示部は別体として設けられ、該力覚付与型入力装置と無線又は有線によって通信することを特徴とする請求項２記載の力覚付与型入力装置。
4. 前記力覚付与手段は、前記選択画面中に表示される所定の設定領域間に前記ポインタが位置する場合、力覚に対するフィードバックの強度を高くすることを特徴とする請求項２又は３に記載の力覚付与型入力装置。
5. 前記力覚付与手段は、前記選択画面の端部に前記ポインタが位置する場合、力覚に対するフィードバックの強度を高くすることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の力覚付与型入力装置。
6. 前記力覚付与手段はユーザが保持する部分に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の力覚付与型入力装置。
7. 前記力覚付与手段は、重力の軸から該力覚付与型入力装置が指し示す方向に軸を傾けて配置され、該力覚付与型入力装置が指し示す方向に対して重力と逆の方向の力覚のフィードバックを発生するフィードバック発生手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の力覚付与型入力装置。
8. 前記フィードバック発生手段はジャイロであることを特徴とする請求項７記載の力覚付与型入力装置。

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