JP2009500923A

JP2009500923A - ３次元指示装置

Info

Publication number: JP2009500923A
Application number: JP2008519720A
Authority: JP
Inventors: アーヴィンド・クマー・グプタ; スティーヴン・フランツ; ダニエル・エス・シンプキンズ; フランク・ジェイ・ロブレウスキー; フレドリック・ゲック; ネガー・モシリ; チャールズ・ダブリュー・ケー・グリトン
Original assignee: ヒルクレスト・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2009-01-08
Also published as: US20070035518A1; KR20080038322A; EP1899912A4; WO2007005932A2; EP1899912A2; CN101213774B; KR101288186B1; US20120287351A1; CN101213774A; WO2007005932A3

Abstract

例えば３次元指示装置のようなリモートコントロール装置はリング形状またはアーチ形状のハウジングを備え、前記リモートコントロール装置の動作を検出するために、そのハウジング内に少なくとも１つのセンサが組み込まれている。ハウジングは、ユーザーがリモートコントロール装置を握っているときに、ユーザーの腕、手、および手首がほぼ中立位置となることを促進するように適合されている。

Description

本願は、２００５年７月１日に出願された米国仮出願シリアルナンバー６０／６９６，０３４に関連し、且つ当該仮出願の利益を主張しており、当該仮出願の教示内容は、引用することにより本明細書に組み込まれている。

本発明は３次元指示装置に関するものであり、同時に３次元指示装置を含んだシステムおよび方法に関するものである。

情報の伝達に関連した技術は最近約１０年間で急速に発展した。（いくつかの例を挙げると）テレビ、携帯電話、インターネットおよび光通信技術は、寄ってたかって消費者が情報と娯楽のオプションを入手可能な状態にした。例としてテレビを挙げると、最近３０年は、ケーブルテレビサービス、衛星放送サービス、有料視聴制映画およびビデオ・オン・デマンド方式の導入が見受けられるようになった。１９６０年代のテレビ視聴者は、そのテレビセットのおそらく４つまたは５つの無線のテレビチャンネルを主に受信できたのに対し、今日のテレビ視聴者は、数百、数千および潜在的に数百万のショーおよび情報のチャンネルから選択する機会がある。ビデオ・オン・デマンド技術は初期にはホテルのような場所で主に使用されており、数千もの映画のタイトルの間から在宅での娯楽を選択する可能性を提供している。
米国特許第５，４４０，３２６号明細書米国特許出願公開第１１／１１９，９８７号明細書米国特許出願公開第１１／１１９，７１９号明細書米国特許出願公開第１１／１１９，６８８号明細書米国特許出願公開第１１／１１９，６６３号明細書米国特許出願公開第１０／７６８，４３２号明細書

それほど多くの情報およびコンテンツをエンドユーザーに提供する技術の能力は、システムデザイナーとサービスプロバイダとに機会と課題とを提供している。１つの課題は、エンドユーザーが少数よりも多数の選択肢を一般的に好む場合、この好みは、素早く且つ単純な選択工程の欲求によって釣り合いがとられる。不幸にも、ユーザーがメディアアイテムにアクセスするためのシステムおよびインターフェイスの発展は、結果として素早くも単純でもない選択工程となった。テレビ番組の例を再度考えてみる。テレビが未発達だった頃、どの番組を見るかということを決定することは比較的単純な工程で、主として小数の選択肢によるものであった。人は、例えば（１）テレビチャンネルの近傍、（２）これらのチャンネルで発信された番組、および（３）データおよび時間の間に相当するコラムのシリーズ、および列を示しているものとして、所定の印刷されたガイドを閲覧した。テレビはチューナーノブを調節することによって所望のチャンネルに合わされ、視聴者は選択された番組を視聴した。後に、リモートコントロール装置が導入され、視聴者は離れた位置からテレビを調節することが可能になった。ユーザーとテレビのインターフェイスに加わったこれは、“チャンネルサーフィン”として知られる事象を発生させ、視聴者は短い部分を素早く診ることが可能になり、その短い部分は多数のチャンネルの放送に、ある時間番組が入手可能なものを素早く学習させた。

チャンネルの数および視聴可能なコンテンツの量は飛躍的に増大しているにもかかわらず、一般的に入手可能なユーザーインターフェイス、コントロール装置のオプション、およびテレビのための枠組みは、この３０年以上変化していない。印刷されたガイドは、いまだに番組の情報を伝達するための最も広くいきわたった機構である。上下の矢印を備えた複数のボタンを有するリモートコントロールは、いまだに最も広くいきわたったチャンネル／コンテンツの選択機構である。テレビのユーザーインターフェイスを設計しおよび導入して入手可能なメディアコンテンツを増加させた人々の反応は、選択手段およびインターフェイスの対象の存在の拡張を素直に信じていただろう。従って、印刷されたガイド中の列の数は増加され、より多くのチャンネルに適合された。図１に示しているように、リモートコントロールのボタンの数は増加され、追加的な機能およびコンテンツの扱いをサポートした。しかしながら、このアプローチは視聴者が入手可能な情報を検討するために必要な時間と、選択を実行するために必要とされる動作の複雑さとの両方を極めて増加させた。間違いなく、拡張したインターフェイスの扱いにくい性質は、例えばビデオ・オン・デマンドのようないくつかのサービスの商業的な実施の障害となった。利用者が、すでにあまりにも遅く複雑になったインターフェイスに、さらに複雑さを追加するであろう新しいサービスに抵抗したためである。

帯域幅とコンテンツの増加に加えて、ユーザーインターフェイスのボトルネックとなった問題は、技術の凝集により深刻化された。利用者は、多くの分離された構成よりも統合されたシステムを購入するオプションを有することに積極的に反応する。この傾向の一例は、以前は独立した３つの構成要素であったテレビ／ＶＣＲ／ＤＶＤの結合は、統合されたユニットとして今日では高い頻度で売れる。この傾向は続くと見られ、主に家庭内で使用される全ての伝達装置が、例えばテレビ／ＶＣＲ／ＤＶＤ／インターネット／ラジオ／ステレオユニットのような統合されたユニットとして一体化されたパッケージとなるという潜在的な結果となるかもしれない。分離された構成要素を購入し続ける人々でさえも、その分離された構成要素間の途切れていない制御、および相互作用を望むと思われる。この増加に伴って、凝集はユーザーインターフェイスにより複雑となる可能性をもたらす。例えば、いわゆる“ユニバーサル”リモートユニットが、例えばテレビのリモートユニット機能とＶＣＲのリモートユニット機能とを結合するために導入されたとき、これらのユニバーサルリモートユニットのボタンの数は、それぞれのテレビのリモートユニットとＶＣＲのリモートユニットとのどちらよりも一般的に多くなった。ボタンと機能とのこの追加は、離れた位置で正確に正しいボタンを探すことなくテレビまたはＶＣＲの最も単純な態様を制御するほかは、非常に困難なものとされた。長時間、これらのユニバーサルリモートは一部のテレビに特有の多くのレベルの制御または特徴にアクセスするための十分なボタンを提供していない。これらの場合、独自の装置であるリモートユニットがいまだに必要とされ、複数のリモコンを取り扱う独自の面倒なことが、凝集の複雑さに起因するユーザーインターフェイスの課題によって残っている。あるリモートユニットは、この問題を専門家の入力によりプログラムされることが可能な“ソフト”ボタンを追加することによって処置を施した。これらのソフトボタンは、時々ＬＣＤプレイヤに付随してその動作を指示している。これらは欠陥も有しており、テレビからリモートコントロールまでよそ見をすることなく使用することが困難である。今のところのこれらのリモートユニットの別の欠点は、ボタン数を減らす計画におけるモードの使用である。これらの“調子が悪くなった（moded）”ユニバーサルリモートにおいて、特別なボタンが存在し、リモートがテレビ、ＤＶＤプレイヤ、ケーブルセットトップボックス（cable set-top box）、ＶＣＲ等と通信するかどうかを選択する。このことは、間違った装置へ命令を送ること、リモコンが正しいモードにあることをユーザーが確認することを強制することを含む、多くの使いやすさの課題の原因となっており、複数の装置の統合にまったく単純化を提供していない。これらのユニバーサルリモートユニットの最も進歩した点は、ユーザーが複数の装置への命令をプログラムすることが可能であることによって、リモコン内にいくつかを統合することを提供していることである。このことは困難な課題であり、多くのユーザーがプロの作業者に依頼してユニバーサルリモートユニットをプログラムしている。

比較的新しいタイプのリモートコントロール装置は、時々“３次元指示装置”呼ばれるものである。“３次元指示装置”との呼び名は、この明細書中では入力装置の能力を参照するものとして使用され、その装置は、例えばディスプレイスクリーンの正面で、３次元（またはそれよりも多く）において動かされる。また、“３次元指示装置”との呼び名は、ユーザーインターフェイスがそれらの動作を、例えばディスプレイスクリーンのカーソルの動きに直接的に変換する能力に相当する能力を参照するものとして使用されている。３次元指示装置と他の装置との間のデータの変換は、３次元指示装置を他の装置に無線で、またはワイヤを介して接続して行われてもよい。従って、“３次元指示”は例えば従来技術のコンピュータマウス指示技術とは異なっており、従来技術は、例えば机の面またはマウスパッドのような表面を使用して、マウスの相対的な動作がコンピュータのディスプレイスクリーン上のカーソルの動作に変換されるための代替的な面としている。３次元指示装置の例は特許文献１に見ることができる。

特許文献１は、他の装置との間で、コンピュータのディスプレイ上のカーソルの位置を制御するための指示装置として、擬似的なジャイロスコープを使用することを記載している。ジャイロスコープの中心部にあるモータは、二組の直交ジンバルによって携帯型のコントローラ装置から懸架されており、懸架装置によって名目上回転軸が垂直方向を向いている。ユーザーによってコントローラ装置が使用され、電気的出力がコンピュータによって使用可能な形式に変換されてコンピュータディスプレイのスクリーン上のカーソルの動作を制御するとき、電気光学的軸角エンコーダは携帯型のコントローラ装置の向きを検知する。しかしながら、特許文献１は、３次元指示装置は従来のリモートコントロール装置とは異なって使用されることを考慮していない。

従って、使用の局面、人間工学、人体測定学、などに配慮して設計された３次元ポインタを提供することが望まれている。

本発明の模範的な実施形態によれば、リモートコントロール装置はリング形状のハウジングと、前記リモートコントロール装置の動作を検知するために、前記リング形状のハウジング内に組み込まれた少なくとも１つのセンサと、を具備している。

本発明の別の模範的な実施形態によれば、リモートコントロール装置はアーチ形状のハウジングと、前記リモートコントロール装置の動作を検知するために、前記アーチ形状のハウジング内に組み込まれた少なくとも１つのセンサと、を具備している。

添付図は、模範的な本発明の実施形態の図を描写している。

以下の本発明の詳細な記載は、添付図を参照している。異なった図中の同一の参照符号は同一または類似の要素を特定している。また、以下の詳細な記載は本発明を限定するものではない。それよりもむしろ、本発明の範囲は添付された特許請求の範囲によって定義されている。

この議論に関していくつかの背景を提供するために、本発明の模範的な実施形態による３次元指示装置が使用されるであろう典型的な環境を考慮する。例えば図２に示されているように、人がテレビ２２０の正面に座って（または立って）おり、彼女または彼の手には３次元指示装置２００が握られている。その３次元指示装置２００は、例えばテレビ２２０に表示されたユーザーインターフェイスへの命令の入力を提供するため、表示に関する様々なメディアアイテムを選択するために使用されることが可能である。その３次元指示装置２００は、サポートされていない規則に使用されてもよい。すなわち、テレビに表示された様々なユーザーインターフェイスの対象において指示するために、ユーザーによってテレビ２２０に対して空中を移動するのに、少なくともある時間を使用してもよい。

本発明のある模範的な実施形態によると、３次元指示装置２００は、図２に示され、以下により詳細に記載されているようなリング形状のハウジングまたはボディを備えることが可能である。３次元指示装置２００は、ユーザーの入力を提供するための１つ以上のボタン、スクロールホイール、または他のユーザーが操作可能な制御要素を備えていてもよく、または備えていなくてもよい。３次元指示装置２００に設けられるユーザーが操作可能な制御要素の数および形式に関係なく、（例えば３つ以上の方向における）３次元指示装置２００の動作は、ユーザーの入力として感知され、且つ提供される。例えば、３次元指示装置２００が異なった位置の間で移動したとき、その動作は３次元指示装置２００内の１つ以上のセンサ（図示略）によって検出され、テレビ２２０（または関連するシステム構成、例えばセットトップボックス（図示略））に送信される。３次元指示装置２００の動作は、例えばテレビ２２０に表示されたカーソル２４０の動作に変換されることが可能であり、ユーザーインターフェイスと相互作用して使用される。３次元指示装置２００に使用可能な、多様な検出技術に関するさまざまな詳細事項は以下に記載され、いくつかは本願に参照することで含められている。

本発明の模範的な実施形態による３次元指示装置の前述の一般的な利用法を与えるために、多くの異なった要因が３次元携帯装置の発達において個別にまたは統合して考慮されるべきである。例えば、装置のハウジングは片手で３次元指示装置を握り、且つ保持することを促進させるべきである。グリップは対象とされるユーザー人口に関する身体データに対して最適化されるべきである。装置は左手と右手の両方で使用可能にするべきである。（もし可能ならば）ユーザーが操作可能な制御要素は、空中で装置を動かしている最中に、ハウジングの操作可能な位置に配置するべきである。そして、装置の重量は、装置を保持しているときに、バランスが取れていると感じるべきである。さらに、本発明の模範的な実施形態による３次元指示装置のハウジングおよび／またはグリップは、例えば上述のサポートしていない支持アプリケーション内に装置を保持している間の、装置の取り扱いによる手首、手および腕の疲労が少なくなるようにすることを配慮した設計とするべきである。本発明の模範的な実施形態による３次元指示装置のデザインのこれらの要因およびその影響は、以下に詳細に記載されている。

グリップ
本発明の模範的な実施形態によれば、３次元指示装置は、ユーザーの力を最大にすることで装置の保持に関するあらゆるストレスを最小化するように、ユーザーが３次元指示装置を握ることを働きかけるように設計されている。リモートコントロール装置を握ることが可能なユーザーの力のパーセンテージは、ユーザーの手、腕および手首の回転角に関係していることを考慮している。例えば図３Ａに示されているように、ユーザーの手首が、ｚ軸に沿って右（尺骨偏位）または左（橈骨偏位）に回転したとき、彼または彼女の手の強度は、中立位置（０°）において得られる強度と比較して減少する。同様に、ユーザーの手首がｘ軸に関して中立位置（０°）に対して“上”または“下”に回転したときも、彼または彼女の手の強度は（図３に見られるように）減少する。従って、３次元指示装置を保持することに関するあらゆる疲労を減少するために、ユーザーができる限り中立位置に近い位置で装置を保持するような装置を設計することが望まれている。

これに関して、第一にユーザーが、どのようにして３次元アプリケーションとしてサポートされていない従来設計のコンピュータマウスを自然に保持しているかを考える。この使用の図は、図４Ａに示されている。その点で、コンピュータマウス４００の通常の（右利き用）握り方は、ユーザーの親指がコンピュータマウス４００の上面の領域に置かれており、残りの指はコンピュータマウス４００の装置の底面を受けている。この握り方で、彼または彼女の親指を利用して、彼または彼女がコンピュータマウス４００を握りかえることなく、ユーザーはボタンとスクロールホイールとの両方を操作することが可能である。しかしながら、この規則でコンピュータマウス４００を握ることは尺骨偏位を誘導することになる。なぜならば、ユーザーの手首は図４に示しているように、角度４１０によって回転されているからである。例示された尺骨偏位は約１５°と測定された。尺骨偏位のこの量は、従来のマウスのデザインによって助長されたものであり、従来のマウス型指示アプリケーション、例えば典型的に机またはテーブル上に置かれるコンピュータマウス４００に関して重要であってもよく、または重要でなくてもよい。しかしながら、これらの考え（および他の考え）は他の事項との間に関連があり、３次元指示装置を提供している。その装置はユーザーによって楽に握られることが可能であり、ユーザーはディスプレイスクリーンの正面で、場合によっては長時間、三次元（またはそれより多く）の方向で装置を動かすことが可能である。

従って、本発明の模範的な実施形態によれば、“パワーグリップ（power grip）”デザインは３次元指示装置のために提供され、そのデザインは手、腕および手首の位置を配慮しており、同様に他の疲労の誘発および使用の容易さを考慮している。この明細書中において、“パワーグリップ”との語は、手首をほぼ中立位置に維持することによって、ユーザーの全疲労を最小化させるグリップを参照している。手、腕および手首の所望の位置に帰結する模範的なパワーグリップは図４Ｂに示されている。リング形状の３次元指示装置２００を自然な方法で握っているユーザーは、ほぼ図示された態様で典型的に装置を握っており、結果として疲労が減少する。リング形状の３次元指示装置２００のデザイン的な特徴は、例えば相対的なサイズ、形状および／または（もしあれば）ハウジング、グリップおよびボタンの位置の特徴は、ユーザーがパワーグリップで３次元指示装置２００を握ることに協力している。これらのデザイン的特徴の相乗効果は以下により詳細に記載されている。従って、例えばリング形状の３次元指示装置２００を握っているユーザーは、彼または彼女の手首の位置が図４に示されているように例えば約１°またはそれよりも小さい角度だけ尺骨偏位４３０を示すように、典型的に装置を握るであろう。装置は、ほぼ手首が中立位置すなわち、中立位置に対してわずかに＋８°〜−４°の尺骨偏位となる “通常使用”位置を促進するべきである。この範囲は最も少ない疲労となるであろう位置に関係している。

本発明のある模範的な実施形態のリング形状のハウジングに関係するさまざまな特徴は、ユーザーにパワーグリップを備えたグリップを握ることを促進し、その装置は例えば人間工学、人体測定学、美学、構造的デザインおよび内部部品の配置を備えている。携帯型リモートコントロール装置に関する得に興味深い人間測定学的要素は、グリップのサイズである。図４Ｃに示しているように、例えば中指から親指まで接触してつかむことが可能な最大の円筒形状として、最大のグリップのサイズが形成されることが可能である。携帯型リモートコントロール装置２００に関して好適な形状のサイズを測定するために、最大および最小の両方のグリップのサイズが考慮されるべきである。模範的なグリップのサイズデータは、異なった年代、性別、およびパーセント値に関して図４Ｄに示されている。３次元指示装置２００のボタン、スクロールホイールといった制御領域の配置およびサイズを測定するとき、指の長さおよび指の幅といったさらなるデータが役に立つとも考えられる。

本発明の多様な模範的実施形態によれば、３次元指示装置２００のグリップ領域は、小さい手または大きい手を有するユーザーに対応した多用なグリップサイズを備えることが可能である。本明細書中において、グリップ領域の厚みは、直径によって、またはそれらの外周によって交互に記載されている。この背景において留意することは、グリップ領域の横断面が円形、楕円形（長円形）または楕円形に類似した形状であるために、グリップ領域の“直径”はグリップの横断面形状に等価な外周を備えた直径を参照しているということである。例えば、模範的な一実施形態によれば、グリップ領域の横断面形状は、２８ｍｍ（外周８８ｍｍ）と５９ｍｍ（外周１８５ｍｍ）との間の様々な範囲の直径（または交互に等価な外周）を備えることが可能である。５歳の男性に関して５％以内に適合するために、２９ｍｍの直径が９１ｍｍの外周に等価である。さらなる記載が、純粋に例示されて、図６Ｂおよび６Ｃに示されており、その図は最小サイズの９０ｍｍ（外周）および最大サイズの１１６ｍｍ（外周）を備えたグリップ領域に関するものである。この例示は、図４Ｅの表に示された成人と未成人に関して示された、大部分の範囲を扱うことが可能であることを示している。しかしながら、当業者は、他のグリップ領域、横断面形状のサイズが本発明の別の模範的な実施形態について使用されてもよいということをありがたく思うであろう。さらに、本発明は様々サイズを備えたグリップ領域に限定されるわけではない。

グリップサイズのこの議論に関してある付加的な背景を提供するために、本発明に関してデザインされた模範的なリング形状の３次元指示装置５００が図５に示されている。そこでは、３次元指示装置のユーザーの動作が定義されることが可能であり、例えば、ｘ軸とアティチュード（ローリング）、ｙ軸とエレベーション（ピッチング）および／またはｚ軸とヘディング（ヨウイング）の結合に関して、３次元指示装置５００の動作を定義することが可能である。さらに、本発明のある模範的な実施形態は、ｘ、ｙおよびｚ軸に沿った３次元指示装置５００の直線移動を計測して、カーソルの動作または他のユーザーインターフェイスの命令をもたらすことが可能である。図５の模範的な実施形態において、３次元指示装置５００は、リング形状のハウジング５０１、２つのボタン５０２および５０４、同じくホイール５０６、およびグリップ５０７を含んでいるが、他の模範的な実施形態は他の物理的な機器構成を含んでいる。２つのボタン５０２および５０４とホイール５０６とを含んでいる領域５０８は、ここでは“制御領域”５０８として参照され、リング形状のハウジング５０１の外側部に配置されている。

図２に関する上述、および本発明の模範的な実施形態によれば、３次元指示装置５００はユーザーによってディスプレイ５１０の正面で握られ、３次元指示装置５００の動作は３次元指示装置によって出力に変換される。その出力はディスプレイ５１０に表示された情報と相互作用して使用可能であり、例えばディスプレイ５１０上のカーソル５１２を移動したりする。例えば３次元指示装置５００のｙ軸に関する回転は３次元指示装置５００によって、例えばリング形状のハウジング５０１の内部に配置された１つ以上の内部センサ（図示略）を使用して感知され、システムで使用可能な出力に変換されて、ディスプレイ５１０のｙ２軸に沿ってカーソル５１２を移動する。同様に、３次元指示装置５００のｚ軸に関する回転は３次元指示装置５００によって感知され、システムで使用可能な出力に変換されて、ディスプレイ５１０のｘ２軸に沿ってカーソル５１２を移動する。３次元指示装置５００の出力はディスプレイ５１０（例えばテレビ、またはコンピュータモニタ）と相互作用して使用されることが可能であり、カーソルの動作以外（またはそれに加えて）の他に多くの利用方法があり、例えば、制御カーソルの減衰、ボリュームまたはメディア移送（再生、一時停止、早送りおよび巻き戻し）、ディスプレイの特定領域のズームインまたはズームアウトといったことに使用可能であるということは好ましいことである。カーソルは現れていても現れていなくてもよい。類似して、３次元指示装置６００のｘ軸に関して感知された３次元指示装置６００の回転は、ｙ軸および／またはｚ軸のユーザーインターフェイスへの入力の提供に付加的に、またはその代わりとして使用されることが可能である。

グリップサイズを考慮したパワーグリップデザインに戻って、図６Ａ〜６Ｃの模範的な実施形態を考える。そこでは、例えばユーザーの手によって握られるための３次元指示装置６００の部分であるグリップ領域は、グリップサイズの一因となる２つの要素を含んでいる。グリップ６０２と、グリップ６０２が取り付けられたリング形状のハウジング６０４の部分６０６とである。本発明のこの模範的な実施形態によれば、グリップ領域は幅広いユーザーに関して幅広い身体計測サイズをサポートしており、それは（例えば図６Ｂに見られるような）より小さいグリップの外周から、（例えば図６Ｃに見られるような）より大きいグリップの外周への移行を提供することによって行われている。より小さいグリップの外周は制御領域６０８の近傍に配置されて、小さい手のユーザーがパワーグリップ内の３次元指示装置６００を快適に握ることを可能にしており、制御機器に容易に指が届くようになっている。それに類似して、大きい手のユーザーは、より大きい外周のグリップ領域において、制御領域６０８からさらに離れた位置で３次元指示装置６００を握るであろう。しかし、彼らのより長い指は、制御領域６０８の近傍に自然に配置され、装置を容易に使用するであろう。具体的に、ユーザーは彼または彼女の手をハンドグリップ部に置いて、彼または彼女の親指が装置の上部に配置されたボタンを操作するように使用されることが可能である。純粋にこの模範的な実施形態によると、携帯型リモートコントロール装置６００のリング形状の横断面が最小（図６Ｂ）のグリップ領域において、９０ｍｍの外周は約２９ｍｍの直径と等価であり、横断面が最大（図６Ｃ）のハンドルにおいて、外周は約３７ｍｍの直径と等価であるが、当業者は、上記の記載に含まれている他の価値が使用されてもよいということをありがたく思うであろう。

図６Ａにも示されているのは追加的な光パイプ６１０であり、３次元指示装置６００がスイッチを入れられた場合、光を発する。追加的な光パイプ６１０はグリップ６０２の向かいのリング形状のボディ６０４に配置され、ユーザーに“ガイド”部分を提供している。（以下に記載されている実施例の）３次元指示装置６００内に採用された内部の電子部品／センサのパッケージに依存して、光パイプ６１０は完全に審美的なものであってもよく、装置６００によって発揮される指示機能は装置の幾何学的配置からは完全に独立したものだからである。

重量およびバランス
サイズと形状とに加えて、本発明の模範的な実施形態による３次元指示装置の重量およびバランスも考慮されている。本発明の模範的な実施形態によれば、３次元指示装置６００は、人差し指周りにトルクを発生するような形態に重量配分（重量要素の分配）されており、それは図７に示しているように、装置の重心７００にｙ軸を配置し、グリップ６０２の中心の外側面を装置の幾何学的中心に近づけることによって行っている。このことは装置の使用が右手と左手とのどちらでもできるということを促進している。彼女または彼がパワーグリップの装置を握るとき、重心がユーザーの手のひらまたは手首に近づけば近づくほど、装置はユーザーにとって軽く感じされるであろう。例えば、この実施例においてユニットの重量の約３０％を占めるバッテリ８０２は、グリップ領域内に配置されることが可能であり、そこはユーザーの手のひらの中央部が置かれ、中指の中心となる位置である。この配置は、ユーザーの手が重量を手の近傍に維持し、重量が手のひらの領域から離れていった場合に、トルクをかける可能性と力を加えることとを減少させることを可能にしている。それに類似して、ｘ軸に沿って、３次元指示装置６００の重量は上部と底部との重量感を排除するために可能な限り等しく分配するべきであり、それはユーザーがより力強いグリップを使用して中立位置を維持することを必要とするかもしれない。模範的な実施形態によれば、ユニットの全重量は６オンス（約１７０ｇｆ）かそれよりも軽くすることが可能である。

ここに理論的に記載された重量配分とバランス配分とに伴って、リング形状のハウジング６０１は、ユーザーがパワーグリップの装置を握る代わりに、容易にユーザーの人差し指に（引っ掛けて）とどまることが可能である。装置のこの使用法はハウジング６０１の内側部に凹部またはくぼみを設けることによって促進されることが可能であり、例えば、参照符号６０２の区域によって明示されたグリップの湾曲部によって可能である。

上述したように、制御領域５０８および６０８は、例えばボタン、スクロールホイール（ボタンとすることも可能である）といった、ユーザーが操作可能な１つ以上の制御要素を含んでおり、その要素は、３次元指示装置６００の内部のセンサによって集められた情報を指示するのに加えて、ユーザーがデータを入力することを可能にしている。これらの制御情報は、３次元指示装置６００の特別なアプリケーションを基にした様々な機能に盛り込まれることが可能であり、例えば後退、前進、選択、上昇、下降、ズームイン、ズームアウト、スクロールといったものである。制御領域５０８および６０８内のユーザーが操作可能な制御要素は、リング形状のハウジング５０１および６０４の外側部に配置され、ユーザー人口を対象とした手のサイズの範囲に適合するサイズとするべきである。このことは、装置が手、手首および腕の中立位置に維持されているときに、制御機器が、ユーザーの親指が装置上で自然に置かれる位置に配置されることを可能にしている。

制御機器は好適には制御領域内で対称に配置され、右利きおよび左利きのユーザーのどちらもが楽に操作できるようになっている。従って、制御領域内の制御機器の機能は設定可能であってもよい。例えば、制御領域が２つのボタンと２つのスクロールホイールとを含んでいた場合、１つのボタンは“後退”機能に関連させ、もう１つのボタンは“選択”機能に関連させてもよい。３次元指示装置５００と通信している、ユーザーインターフェイス内の“後退”機能を発揮する左利き用ボタン５０２と右利き用ボタン５０４との指定は、ユーザーの好みに適応して設定可能である。例えば、初期設定は左利き用ボタン、すなわち右利きユーザーの親指が自然に置かれる（図４参照）制御領域５０８内の位置は、右利きユーザーに関して最も頻繁に使用されるインターフェイスの命令、例えば“選択”機能と関連付けられて提供されてもよい。逆に左利きのユーザーに関して、初期設定は右利き用ボタン５０４を最も頻繁に使用されるインターフェイスの命令に関連付けていてもよい。好適には、全ての３次元指示装置の通常の操作中に使用されるユーザーが操作可能な制御要素は、ユーザーが装置を握りなおし、または装置を配置しなおすことなく、ユーザーがアクセス可能であり、例えば図４Ｃおよび図５に見られるようなものである。

代替的なハウジング形状
上述の本発明の模範的な実施形態は３次元指示装置を描写しており、その装置は閉じたシング形状のハウジングまたはボディを備えている。しかしながら、本発明はそれに限定されるわけではない。本発明の他の模範的な実施形態によれば、ハウジングの形状は閉じている必要はなく、例えば、図８Ａ〜８Ｇおよび図９Ａ〜９Ｇに示しているような略Ｃ字形状または略半円形状とすることも可能であり、若しくは個々に略長方形状または略三角形状などとすることも可能である。本明細書中で使用されているように、“リング形状のハウジング”は完全に閉じられたハウジングを参照しており、その一方で“アーチ形状のハウジング”は２つの端部を備えたハウジングを参照している。リング形状のハウジングは略円形、略楕円形または他の任意の形状である。アーチ形状のハウジングは略Ｃ字形状、略半円形状、略楕円形状の一部分または他の任意の形状である。

ハウジング形状に関して、本発明の模範的な実施形態による３次元指示装置は、リング形状のハウジングを含んだそれらの模範的な実施形態に関する、上述の他のいくつかまたは全ての人間工学的、身体計測的、審美的、構造設計学的および内部部品の配置の特徴を含んでいる。例えば、図８Ａ〜８Ｇおよび図９Ａ〜９Ｇに見られるように、これら３次元指示装置のグリップ領域は上述のように多様な厚みを変化させて、小さい手または大きい手を有するユーザーに適合している。純粋に図示されている実施例に関して、これらのアーチ形状のハウジングは、約３０ｍｍの直径に等価な外周の横断面形状の最小のグリップ領域と、約４５ｍｍの直径に等価な外周の横断面形状の最大のグリップ領域とを提供している。

図１０は高レベルな模範的なハードウェア回路の構造を示しており、リング形状のハウジング６０１または図８Ａ〜９Ｇのアーチ形状のハウジングの内部に備わっているものである。そこでは、プロセッサ１０００が、スクロールホイール１００２、テスト／プログラミングコネクタ１００４、ＬＥＤ１００６、スイッチ基盤１００８、赤外線ＬＥＤおよび光検知器１０１０、センサ１０１２、およびトランシーバ１０１６を含んだ３次元指示装置６００の他の部品と通信している。スクロールホイール１００２は追加的な入力要素であり、ユーザーがスクロールホイール１００２を時計回りまたは反時計回りに回転することによって、インターフェイスへの入力を提供することを可能にしている。テスト／プログラミングコネクタ１００４は、プログラミングとデバッギングとをプロセッサに提供している。ＬＥＤ１００６はユーザーへの可視的なフィードバックを提供している。例えば、ボタンが押されたときなどである。スイッチ基盤１００８は入力を受け取る。例えば、３次元指示装置８００のボタンが押圧されたまたは離されたという指示を、次にプロセッサ１０００に渡す。追加的な赤外線ＬＥＤおよび光検知器１０１０は、模範的な３次元指示装置が赤外線コードを送信しまたは他のリモートコントローラからの赤外線コードを確認することを可能にすることを提供している。センサ１０１２は、例えば上述の３次元指示装置のｙ軸およびｚ軸に関して、プロセッサ１０００に検知情報を提供している。トランシーバ１０１６は、３次元指示装置６００へのおよび３次元指示装置６００からの情報の通信に使用されている。例えばシステムコントローラへまたはコンピュータに関係したプロセッサへの情報である。トランシーバ１０１６は、例えば短距離の無線通信または赤外線トランシーバのためのブルートゥース規格または他の無線周波数技術関する操作のような無線トランシーバとすることが可能である。代替的に、３次元指示装置６００は配線接続を介してシステムと通信することも可能である。この構成は純粋に模範的なものであり、ここに記載されおよびクレームされた３次元指示装置は、異なった構成および例えば磁力式のような赤外線センサとは異なったタイプのセンサとともに使用されることが可能であることを付け加えておく。

興味のある読者のために、３次元指示装置６００の模範的な内部機能に関連した模範的なハードウェアおよびソフトウェアに関するさらなる詳細事項は、“３次元指示装置内の意図しない動作を除去する方法および装置”と題された特許文献２、“傾き補正と改良された使いやすさとを備えた３次元指示装置”と題された特許文献３、“振動に基づいたユーザー認識に関する方法および装置”と題された特許文献４、および“３次元指示装置および方法”と題された特許文献５に見られることができ、それら全ては２００５年５月２日に出願され、全てが参照する形でここに組み入れられている。

さらに、本発明の模範的な実施形態による３次元指示装置は、拡大縮小自在なグラフィックユーザーインターフェイスと連動して使用されることが可能である。拡大縮小自在なグラフィックユーザーインターフェイスに関するさらなる情報について興味のある読者は、“メディアアイテムを組織化、選択および推進するための拡大縮小自在なグラフィックユーザーインターフェイスを備えた制御体制”と題された２００４年１月３０日出願の特許文献６を案内する。この文献の開示内容は参照する形でここに組み入れられている。

上述の模範的な実施形態は、本発明の限定的な観点というよりもむしろすべての観点において描写されている。従って、本発明は詳細な実施において多くのバリエーションが可能であり、ここに含まれた記載から当業者によって想到されることが可能である。そのような全てのバリエーションおよび改良は、特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲および思想に含まれると考えられる。本願の記載中に使用された部品、動作、または指導は、明白に記載されていない限り本発明に決定的なまたは本質的なものとして解釈される。また、ここで使用された“１つの”との冠詞は１つ以上のアイテムを含むものとする。

娯楽システムのための従来形式のリモートコントロールユニットを表現した図である。本発明の模範的な実施形態によるリング形状の３次元指示装置を握って座っている人を示した図である。手および手首に関する主な４つの動作を示した図である。手および手首に関する主な４つの動作を示した図である。手および手首に関する主な４つの動作を示した図である。スクロールホイールを備えた従来型の２つボタンのマウスをユーザーが握っている状態の側面を示した図である。本発明の模範的な実施形態によるリング形状の３次元指示装置をユーザーが握っている状態の側面を示した図である。本発明の模範的な実施形態によるリング形状の３次元指示装置をユーザーが握っている状態の上面を示した図である。最大グリップサイズの測定方法を示した図である。異なった年代、性別およびパーセント値に関する最大グリップサイズを示した図である。本発明の模範的な実施形態による３次元指示装置とディスプレイとを示した図である。本発明の模範的な実施形態による、変化する横断面サイズを備えたグリップ領域を有する３次元指示装置を示した図である。本発明の模範的な実施形態による図６Ａの３次元指示装置の最小の横断面を示した図である。本発明の模範的な実施形態による図６Ａの３次元指示装置の最大の横断面を示した図である。本発明の模範的な実施形態による３次元指示装置の、バランスと重量の態様を示した図である。本発明の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の別の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の別の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の別の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の別の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の別の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の別の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の別の模範的な実施形態によるアーチ形状の３次元指示装置を示した図である。本発明の模範的な実施形態による３次元指示装置のハードウェア構成を示した図である。

符号の説明

２００，５００，６００３次元指示装置
２２０テレビ
２４０，５１２カーソル
４００コンピュータマウス
４３０尺骨偏位
５０１，６０４リング形状のハウジング
５０２，５０４ボタン
５０６スクロールホイール
５０７，６０２グリップ
５０８，６０８制御領域
５１０ディスプレイ
６１０光パイプ
１０００プロセッサ
１００２スクロールホイール
１００４テスト／プログラミングコネクタ
１００６ＬＥＤ
１００８スイッチ基盤
１０１０赤外線ＬＥＤまたは光検知器
１０１２センサ
１０１６トランシーバ

Claims

リング形状のハウジングと、
リモートコントロール装置の動作を検知するために、前記リング形状のハウジング内に組み込まれた少なくとも１つのセンサと、を具備していることを特徴とするリモートコントロール装置。
前記リング形状のハウジングは、ユーザーが前記リモートコントロール装置を握ったときに、ユーザーの腕、手および手首がほぼ中立位置になることを助長するように適合されていることを特徴とする、請求項１に記載のリモートコントロール装置。
前記リング形状のハウジングの部分の内側部に取り付けられたグリップをさらに具備していることを特徴とする、請求項１に記載のリモートコントロール装置。
前記リング形状のハウジングの前記部分と一体に連結された前記グリップはグリップ領域を具備し、該グリップ領域は少なくとも１つの所定の外周と少なくとも１つの所定の直径とを備えていることを特徴とする、請求項３に記載のリモートコントロール装置。
前記少なくとも１つの所定の外周は、２８ｍｍ〜５９ｍｍの間の範囲の最大値を有する直径に等価であることを特徴とする、請求項４に記載のリモートコントロール装置。
前記少なくとも１つの所定の直径または代替的な形状は、最小値１２ｍｍの半径または融合面を備えていることを特徴とする、請求項４に記載のリモートコントロール装置。
前記少なくとも１つの所定の外周は、前記グリップ領域の少なくとも一部に沿って変化していることを特徴とする、請求項４に記載のリモートコントロール装置。
前記少なくとも１つの所定の外周は、８７ｍｍ〜１００ｍｍの範囲の最小の外周から１１５ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲の最大の外周まで変化していることを特徴とする、請求項７に記載のリモートコントロール装置。
前記最小の外周は９０ｍｍであり、前記最大の外周は１３０ｍｍであることを特徴とする、請求項８に記載のリモートコントロール装置。
前記グリップ領域は略円形、略楕円形、または略長円形の横断面形状のうちの１つを有していることを特徴とする、請求項４に記載のリモートコントロール装置。
前記リング形状のハウジングの外側部に配置された制御領域をさらに具備し、該制御領域は少なくとも１つのユーザーが操作可能な制御要素を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のリモートコントロール装置。
前記少なくとも１つのユーザーが操作可能な制御要素は、２つのボタンと２つのスクロールホイールとを含んでいることを特徴とする、請求項１１に記載のリモートコントロール装置。
前記リング形状のハウジングの外側部は前記リモートコントロール装置のグリップ部分近傍に配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載のリモートコントロール装置。
前記リモートコントロール装置のグリップ部分に対する前記リング形状のハウジングの外側部の配置は、ユーザーの指が、該ユーザーが前記グリップ部分を介して前記リモートコントロール装置を握るときに、前記少なくとも１つの、ユーザーが操作可能な制御要素近傍に自然に置かれることを可能にしていることを特徴とする、請求項１３に記載のリモートコントロール装置。
前記リモートコントロール装置の部品は前記リング形状のハウジングの周りに分配されており、前記リモートコントロール装置の重心は前記リモートコントロール装置のグリップ領域近傍であることを可能にしていることを特徴とする、請求項１に記載のリモートコントロール装置。
前記リモートコントロール装置は３次元指示装置であることを特徴とする、請求項１に記載のリモートコントロール装置。
アーチ形状のハウジングと、
リモートコントロール装置の動作を検知するために、前記アーチ形状のハウジング内に組み込まれた少なくとも１つのセンサと、を具備していることを特徴とするリモートコントロール装置。
前記アーチ形状のハウジングは、ユーザーが前記リモートコントロール装置を握ったときに、ユーザーの腕、手および手首がほぼ中立位置になることを助長するように適合されていることを特徴とする、請求項１７に記載のリモートコントロール装置。
前記アーチ形状のハウジングの部分の内側部に取り付けられたグリップをさらに具備していることを特徴とする、請求項１７に記載のリモートコントロール装置。
前記アーチ形状のハウジングの前記部分と一体に連結された前記グリップはグリップ領域を具備し、該グリップ領域は少なくとも１つの所定の外周と少なくとも１つの所定の直径とを備えていることを特徴とする、請求項１９に記載のリモートコントロール装置。
前記少なくとも１つの所定の外周は、２８ｍｍ〜５９ｍｍの間の範囲の最大値を有する直径に等価であることを特徴とする、請求項４に記載のリモートコントロール装置。
前記少なくとも１つの所定の直径または代替的な形状は、最小値１２ｍｍの半径または融合面を備えていることを特徴とする、請求項４に記載のリモートコントロール装置。
前記少なくとも１つの所定の外周は、前記グリップ領域の少なくとも一部に沿って変化していることを特徴とする、請求項２０に記載のリモートコントロール装置。
前記少なくとも１つの所定の外周は、８７ｍｍ〜１００ｍｍの範囲の最小の外周から１１５ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲の最大の外周まで変化していることを特徴とする、請求項２３に記載のリモートコントロール装置。
前記最小の外周は９０ｍｍであり、前記最大の外周は１３０ｍｍであることを特徴とする、請求項２４に記載のリモートコントロール装置。
前記グリップ領域は略円形、略楕円形、または略長円形の横断面形状のうちの１つを有していることを特徴とする、請求項２０に記載のリモートコントロール装置。
前記アーチ形状のハウジングの外側部に配置された制御領域をさらに具備し、該制御領域は少なくとも１つのユーザーが操作可能な制御要素を含んでいることを特徴とする、請求項１７に記載のリモートコントロール装置。
前記少なくとも１つのユーザーが操作可能な制御要素は、２つのボタンと２つのスクロールホイールとを含んでいることを特徴とする、請求項２７に記載のリモートコントロール装置。
前記アーチ形状のハウジングの前記外側部は、前記リモートコントロール装置のグリップ部分に対して近傍に配置されていることを特徴とする、請求項２７に記載のリモートコントロール装置。
前記リモートコントロール装置のグリップ部分に対する前記アーチ形状のハウジングの外側部の配置は、ユーザーの指が、該ユーザーが前記グリップ部分を介して前記リモートコントロール装置を握るときに、前記少なくとも１つの、ユーザーが操作可能な制御要素近傍に自然に置かれることを可能にしていることを特徴とする、請求項２９に記載のリモートコントロール装置。
前記リモートコントロール装置の部品は前記アーチ形状のハウジングの周りに分配されており、前記リモートコントロール装置の重心は前記リモートコントロール装置のグリップ領域近傍であることを可能にしていることを特徴とする、請求項１７に記載のリモートコントロール装置。
前記リモートコントロール装置は３次元指示装置であることを特徴とする、請求項１７に記載のリモートコントロール装置。