JP2010102614A - 携帯型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザにより直感的な入力操作を行わせることができるよう構成された携帯型装置を提供する。
【解決手段】ユーザが把持可能な筐体２２と、筐体２２を把持しているユーザに入力操作を促すための力覚を付与するよう動作する力覚発生手段４と、力覚発生手段４の動作を制御する制御手段３１と、力覚発生手段４の動作中にユーザより筐体に与えられた運動を検知する運動検知手段３４とを備え、制御手段３１は運動検知手段３４により検知された運動に基づいてユーザからの入力操作を知覚するよう構成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば携帯インクジェットプリンタ、携帯電話、固定電話の子機、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機、携帯音楽プレイヤー、据置型ゲーム機やテレビの操作器等のように、ユーザが携帯可能な携帯型装置に関する。

このような携帯型装置は液晶パネル等の表示装置やスピーカを備え、これらデバイスにより視覚や聴覚に訴えてユーザに各種の情報を提示することができる。また、筐体に並進力が発生しているとの擬似力覚をユーザに付与するよう動作する装置を利用し、力覚に訴えてユーザに情報を提示することも提案されている（例えば特許文献１，２参照）。

ユーザは情報の提示を受けると、その情報に応じて各種の入力操作を行うことができる。例えば従来の携帯電話は、ユーザが入力操作を行うためのインターフェースとして多数のプッシュボタンを備えている（例えば特許文献３参照）。

入力操作を行う場面についてより具体的にいうと、携帯電話の着信時には、表示装置やスピーカによってその旨を表す情報がユーザに提示される。上記プッシュボタンには着信の許可入力及び拒否入力の夫々に割り当てられた機能ボタンが含まれているため、ユーザはこれらボタンのいずれかを押下することで着信の許否を選択的に入力操作することができる。また、携帯電話の発信時には、ユーザはプッシュボタンに含まれている０〜９の数字ボタンを押下することで相手先の電話番号を入力操作することができるが、例えば内蔵のメモリに電話帳情報を登録する際には、これら数字ボタンが文字入力用の機能ボタンとして兼用され、ユーザは数字ボタンを適宜押下することで登録したい情報に見合った文字情報を入力操作することができる。
特開２００８−２８７７４号公報 特開２００６−６５６６５号公報 特開２００１−１８６２４８号公報

従来の携帯型装置では、力覚に訴えて情報を提示可能ではあるものの、上記のとおり入力操作を行わせる手法がプッシュボタンの押下操作に限られているため、電子機器の取扱いに慣れたユーザでなければ装置を使いこなすことが難しい。このような事情から、情報を提示するための手法だけではなく、入力操作もより直感的に行わせることができるように構成された携帯型装置が求められている。

そこで本発明は、直感的な入力操作を行わせることができる構成の携帯型装置を提供することを目的としている。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る携帯型装置は、ユーザが把持可能な筐体を備える携帯型装置であって、前記筐体を把持しているユーザに入力操作を促すための力覚を付与するよう動作する力覚発生手段と、前記力覚発生手段の動作を制御する制御手段と、少なくとも前記力覚発生手段の動作中に、ユーザより前記筐体に与えられた運動を検知する運動検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記運動検知手段により検知された運動に基づいてユーザからの入力操作を知覚する構成であることを特徴としている。

このような構成とすることにより、力覚発生手段が動作して入力操作を促されたユーザは、これに応じて筐体を把持している手を振るなどして筐体にある種の運動を与れば、機器側がこの運動を入力操作として受け付けることとなる。このように、ユーザが自身に与えられた力覚に基づいた行動をとることにより入力操作が行われ得るようになり、例えば視聴覚に訴えて情報を提示されたのちにこれに応じてプッシュボタンを押下して入力操作が行われるといった従来の装置と比べ、ユーザは直感的な入力操作を行うことができるようになる。

前記力覚発生手段は所定方向に往復移動可能な錘を備え、前記錘に発生する正の加速度の絶対値と負の加速度の絶対値とを異ならせて前記錘を往復運動させることにより前記ユーザに対して前記所定方向一側又は他側への並進力の擬似力覚を選択的に付与する構成であってもよい。

このような構成とすることにより、ユーザに並進力を付与するよう構成される装置が容易に実現される。

前記制御手段は、ユーザからの入力操作を待機する条件下になるとユーザに所定方向への力覚を付与するよう前記力覚発生手段を駆動し、前記運動検知手段により検知された運動の方向が前記所定方向と実質的に同じであるか否かに従って、当該運動を種別の異なる複数の入力操作のいずれかとして知覚する構成であってもよい。

このような構成とすることにより、ユーザは筐体に与える運動の方向を異ならせるだけで、多様な入力操作を行うことができる。

前記制御手段は、前記力覚発生手段の動作開始後所定時間内に前記運動検知手段により運動が検知されたとき、及び、前記力覚発生手段の動作開始後前記運動検知手段により運動が検知されることなく前記所定時間が経過したときに、前記力覚発生手段の動作を停止する構成であってもよい。

このような構成とすることにより、入力操作が受け付けられると力覚発生手段の動作が終了し、ユーザが入力操作を促されている状況が継続していると誤認するのを防止することができる。

ユーザが前記筐体を把持していることを検知する把持検知手段をさらに備え、前記制御手段は、前記力覚発生手段の動作中に前記把持検知手段によりユーザが前記筐体を把持していることが検知された後に、前記運動検知手段により検知された運動に基づいてユーザからの入力操作を知覚する構成であってもよい。

このような構成とすることにより、ユーザが筐体を把持する前に筐体に運動が与えられるようなことがあっても、このような運動を入力操作であるとして誤認されるのを防止することができる。

前記制御手段は、イエス及びノーのいずれか一方を選択する入力操作をユーザに促すため、前記所定方向の一側への並進力の力覚がユーザに付与されるよう前記力覚発生手段を駆動し、前記力覚発生手段の動作中に前記運動検知手段により前記所定方向の前記一側と実質的に同じ側への並進運動が検知されると該運動をイエスの入力操作として知覚し、前記運動検知手段により前記所定方向の前記一側と実質的に反対側への並進運動が検知されると該運動をノーの入力操作として知覚する構成であってもよい。

このような構成とすることにより、ユーザは自身に付与される並進力の力覚に従って同方向に筐体を移動させればイエスの選択回答を行ったこととなり、並進力に逆らって筐体を移動させればノーの選択回答を行ったこととなる。このように、力覚発生手段の動作とあいまって、ユーザにイエス／ノーの選択回答の入力操作を直感的に行わせることができる。

前記制御手段は、文字の入力操作をユーザに促すため、入力されると予測される予測文字の筆順に従い、該筆順の所定ストローク毎に予め定められた方向への力覚がユーザに付与されるよう前記力覚発生手段を駆動し、各ストロークにおいて前記力覚発生手段よりユーザに付与する力覚の作用方向と、前記運動検知手段により検知される運動の方向とを比較し、各ストロークにおいて前記力覚の作用方向と前記運動の方向とが実質的に同一である場合に、当該ストロークに至るまでの運動軌跡に基づいて規定され得る字形の文字候補が前記予測文字のみに絞られたか否かを判断し、前記予測文字のみに絞られたときに前記予測文字が入力されたものとする構成であってもよい。

このような構成とすることにより、ユーザは、自身に付与される並進力に従って筐体を移動させると、全筆順に沿って筐体を移動させるまでもなく文字情報を入力することができる。このように、ユーザは直感的に文字情報の入力操作を行うことができるようになるとともに、その文字情報の入力を速やかに行うことができるようになる。

前記制御手段は、文字の入力操作をユーザに促すため、文字の並び方向を示す基準線の延在方向への並進力の力覚がユーザに付与されるよう前記力覚発生手段を駆動する構成であってもよい。

このような構成とすることにより、ユーザは力覚発生手段から付与される並進力の作用方向に沿って文字入力のために筐体を移動させればよい。

前記運動検知手段は、前記力覚発生手段の動作中及び動作停止からある時間が経過するまでの間に、ユーザより前記筐体に与えられた運動を検知する構成であってもよい。

このような構成とすることにより、機器の扱いに不慣れなユーザが、筐体を把持してからとまどって運動の付与が遅れたとしても、その運動を検知することができる。

以上のように、本発明によれば、直感的な入力操作を行わせることができるように構成された携帯型装置を提供することができる。

以下、本発明に係る実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る携帯型装置１の内部構造の要部を説明する模式的断面図、図２は図１のII−II線に沿って切断して示す携帯型装置１の模式的断面図である。図１及び図２に示す携帯型装置１は、例えば携帯インクジェットプリンタ、携帯電話、固定電話の子機、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機、携帯音楽プレイヤー、据置型ゲーム機やテレビの操作器等のような、ユーザが携帯可能な電子機器である。この携帯型装置１は、図示しないユーザが把持して持ち運び容易なサイズに形成された筐体２を備えており、筐体２の内部空間３には、筐体２を把持しているユーザに力覚を付与するよう動作する力覚発生装置４（力覚発生手段）が設けられている。

まず、力覚発生装置４の構成について説明する。図１及び図２に示すように、力覚発生装置４は、筐体２の内部空間３に配設された並進運動機構５と、並進運動機構５を駆動するアクチュエータ６と、アクチュエータ６の動作を制御する力覚コントローラ７とを備えている。力覚コントローラ７に関しては機能的にブロックとして示すこととする。

並進運動機構５には、筐体２の内側面に取り付けられて一方向に延びるガイドレール８が設けられている。ガイドレール８には錘９が回転不能且つスライド可能に支持されており、錘９は筐体２内をガイドレール８の延在方向に沿って往復移動可能になっている。錘９には雌ネジ孔１０が貫通形成されており、錘９がガイドレール８に支持されている状態において雌ネジ孔１０の軸はガイドレール８の延在方向に向けられる。雌ネジ孔１０には外面に雄ネジが切られたボールネジ１１が螺入されており、このボールネジ１１は筐体２内に取り付けられた軸受１２によって回転可能に支持され、回転軸方向には直動不能となっている。

アクチュエータ６は例えばサーボモータやリニアモータなどの電動モータによって構成されている。アクチュエータ６には正逆回転可能な出力軸１３が設けられており、出力軸１３は継手１４を介してボールネジ１１の端部に連結されている。このアクチュエータ６が駆動されると、出力軸１３が回転して出力軸１３からの回転駆動力がボールネジ１１に入力され、ボールネジ１１が所定方向に回転駆動される。直動不能であるボールネジ１１が回転すると、このボールネジ１１の回転方向と弦巻方向に従って回転不能である錘９がガイドレール８の延在方向のうちいずれかの側に向けて直動する。

力覚コントローラ７はドライバ１５を介してアクチュエータ６に接続されており、ドライバ１５に制御指令を出力してアクチュエータ６の出力軸１３の回転方向、回転速度及び回転加速度を制御する。これにより並進運動機構５のボールネジ１１の回転方向、回転速度及び回転加速度が制御され、さらには錘９の位置、移動方向、速度、加速度が制御されることとなる。

次に、力覚発生装置４の基本動作について説明する。この説明の便宜上、錘９が往復移動する方向を図面に従って「上下方向」とし、錘９が上側へ移動するときの速度を正、その逆側を負としており、錘９に発生する加速度やこの加速度に基づいて作用する力に関しても、上下と正負の関係をこれに準ずるものとしている。

図３は図１に示す力覚発生装置４の基本動作を説明するタイミングチャートである。初期状態では、錘９が可動範囲の下端に位置して錘９の速度Ｖが０であると仮定する。図３に示すように、この初期状態から錘９が上向きに直動するときには、正の加速度ａ₁が錘９に発生して錘９の速度Ｖが正側に加速する。この錘９の移動開始から所定時間ｔ₁が経過すると錘９が所定位置ｘ₁（図３の例示では可動範囲の中央位置）に達し、その後負の加速度ａ₂が錘９に発生して錘９の速度Ｖが減速していく。加速度ａが負に転じてから所定時間ｔ₂が経過すると、錘９の速度Ｖが０となって錘９は可動範囲の上端に位置する。引き続き錘９には負の加速度ａ₂が発生し、錘９はその速度Ｖを負側に加速させながら下向きに移動する。錘９の移動方向が下向きに転じてから所定時間ｔ₃が経過すると錘９が上記の所定位置ｘ₁に達し、その後正の加速度ａ₁が錘９に発生して錘９の速度Ｖが減速していく。加速度ａが正に転じてから所定時間ｔ₄が経過すると、錘９の速度Ｖが０となって錘９は可動範囲の下端に戻る。力覚発生装置４はこの一連の錘９の往復移動が継続して行われるよう構成されている。

図４は図１に示す力覚発生装置４の基本動作の説明図であり、（ａ）が錘９に正の加速度ａ₁が発生している状態（図３に示す時間ｔ₁，ｔ₄参照）、（ｂ）が錘９に負の加速度ａ₂が発生している状態（図３に示す時間ｔ₂，ｔ₃参照）を夫々示している。図４（ａ）に示すように、錘９に正の加速度ａ₁が発生している状態では、筐体２にはその反作用で負（下向き）の力Ｆ₁が発生し、筐体２を把持しているユーザの掌にはこの力Ｆ₁に応じた下向きの並進力が筐体２より作用する。図４（ｂ）に示すように、錘９に負の加速度ａ₂が発生している状態では筐体２には正（上向き）の力Ｆ₂が発生し、筐体２を把持しているユーザの掌にはこの力Ｆ₂に応じた上向きの並進力が筐体２より作用する。図４（ａ）及び（ｂ）に示す各力Ｆ₁，Ｆ₂は、錘９の質量をＭとすると、次の運動方程式：Ｆ₁＝Ｍ・(−ａ₁)，Ｆ₂＝Ｍ・(−ａ₂) より夫々求めることができる。

図３に戻ると、正の加速度ａ₁の絶対値は負の加速度ａ₂の絶対値よりも大きくなっており、負の力Ｆ₁の絶対値が正の力Ｆ₂の絶対値よりも大きくなる（｜ａ₁｜＞｜ａ₂｜，｜Ｆ₁｜＞｜Ｆ₂｜）。この錘９の動作が実現されるように、力覚コントローラ７は出力軸１３の回転速度及び回転加速度を制御する構成となっている。これにより、ユーザには、大きさが異なる非対称の２つの力が交互に作用し続けることとなる。

ここで、人間は緩やかな力に対して鈍感となる知覚特性を有している。このように人間の知覚特性が非線形性を有している点は公知の事象であることから（例えば特許文献１，２参照）、本書においてはこの点についての詳細な説明を省略する。

結果、このような状況下にあるユーザは、自身の知覚特性に由来し、図３の最下段のチャートに示すように強い力である下向きの並進力のみが作用していると錯覚する。言い換えると、力覚発生装置４は、錘９を連続的に往復移動させるに際して錘９に発生する正の加速度の絶対値と負の加速度の絶対値とを異ならせるようアクチュエータ６を駆動することにより、筐体２を把持しているユーザに対し、錘９が移動する方向のうち何れか一側への並進力が筐体２より作用しているとの擬似力覚を付与することができる。

なお、図３に示す錘９の動作パターンは一例に過ぎず、ユーザにこの擬似力覚を付与し得る範囲内で適宜変更可能である。例えば負の加速度の絶対値を正の加速度の絶対値よりも大きくすると、ユーザが擬似的に知覚する並進力の向きは逆側となる。また、説明を単純化するために速度Ｖが線形に変化するパターンを例示したが、速度Ｖが非線形に変化して正の加速度の絶対値及び／又は負の加速度の絶対値が時間の経過とともに変化するようにしてもよい。このときには、錘９に発生する正の加速度の絶対値の最大値と負の加速度の絶対値の最大値とを異ならせるようにして錘９を往復移動させればよい。加速度ａの正負が転換する錘９の位置ｘ₁も可動範囲の中央位置に限らず適宜変更可能であり、錘９が往復動作するのに必要な時間（ｔ₁＋ｔ₂＋ｔ₃＋ｔ₄）も適宜値に設定可能である。

また、図１及び図２に示す力覚発生装置４の構成も適宜変更可能である。ボールネジ１１が出力軸１３と同期回転する構成を例示したが、出力軸１３とボールネジ１１との間に回転速度を変更したり回転方向を変換したり回転軸方向を変換する動力伝達機構が介在していてもよい。また、並進運動機構５はネジ機構を利用することでアクチュエータ６が発生する回転駆動力を錘９の並進運動に変換する構成となっているが、正負の加速度を異ならせて錘９を往復移動させることができるのであればどのような機構を利用してもよい。

次に、力覚発生装置４の動作によってユーザに入力操作を促し、これを受けたユーザに直感的な入力操作を行わせるための具体的構成について説明する。ここでは、本発明に係る携帯型装置に携帯電話を適用した場合を例にして説明する。

まず、第１の例として、ユーザが筐体に運動を与えるだけで「イエス」又は「ノー」の回答が選択的に入力されるよう構成した場合について説明する。

図５は本発明に係る携帯型装置の実施形態として例示する携帯電話２１の正面図である。図５に示す携帯電話２１の筐体２２は略直方体状に形成され、その内部空間２３には、前述した力覚発生装置４が設けられている。携帯電話２１は、筐体２２の正面上部に設けられた表示装置２５、正面下部に設けられた入力操作用の多数のプッシュボタン２６、正面上端部に設けられたスピーカ２７、及び正面下端部に設けられたマイクロフォン２８を備えている。

図６は図５に示す携帯電話２１の構成を示すブロック図である。携帯電話２１は、各種機能を統括的に制御する主制御部３１（制御手段）を備えている。主制御部３１は表示装置２５及びプッシュボタン２６に接続されている。主制御部３１は表示装置２５に適宜の画像情報を表示させる制御を実行することができ、また、プッシュボタン２６が押下されると主制御部３１には操作信号が入力されるようになっている。

また、主制御部３１はスピーカ２７及びマイクロフォン２８に接続されているとともに、送受信部３２を介してアンテナ２９に接続されている。アンテナ２９が図示しない基地局より受信高周波信号を受信すると送受信部３２は主制御部３１に信号を出力する。これにより制御モードが「着信モード」に移行し、主制御部３１は発信者の電話番号を表す画像情報を表示装置２５に表示させる等してユーザに着信がある旨の情報を提示し、着信の許否に関する入力操作を待機する。着信を許可する入力操作がなされると、制御モードが「通話モード」に移行し、送受信部３２はアンテナ２９を介して受信した基地局からの受信高周波信号を復調して主制御部３１に出力し、主制御部３１は送受信部３２からの信号を処理してスピーカ２７に出力する。他方、主制御部３１はマイクロフォン２８からの音声信号を処理して送受信部３２に出力し、送受信部３２は主制御部３１からの信号を変調したのちに送信高周波信号に変換してアンテナ２９に送信する。

さらに、主制御部３１は力覚発生装置４の力覚コントローラ７に接続されている。力覚コントローラ７は、主制御部３１からの指令に基づく方向への並進力の力覚がユーザに付与されるよう、アクチュエータ６を駆動制御して錘９（図１参照）を往復移動させる。

主制御部３１には、筐体２２に与えられた運動を検知する運動検知センサ３４（運動検知手段）と、ユーザが筐体２２を把持しているか否かを検知する把持センサ３５（把持検知手段）とが接続されている。具体的には、運動検知センサ３４は例えば、筐体２２に発生した加速度とその方向を検知する加速度センサ等によって構成される。把持センサ３５は例えば、筐体２２の外面に作用する圧力を検知する圧力センサや、筐体２２の傾斜角を検知する傾斜角センサや、筐体２２の外面に取り付けられた極板を有し、ユーザが極板に接触しているときとそうでないときとの間の静電容量の違いに基づきユーザの接触を検知するタッチセンサ等によって構成される。なお、把持センサ３５として傾斜角センサが採用されるときには、ユーザが携帯電話２１を使用すべく表示装置２５と対峙するのに適した筐体２２の姿勢に応じた傾斜角を予め記憶しておく。そして、傾斜角センサが検知する傾斜角が、所定時間継続してこの記憶してある傾斜角周辺の角度範囲内に収まっていた場合に、主制御部３１によってユーザが筐体２２を把持しているものと判断されるよう構成すればよい。また、運動検知センサ３４が、所定時間以上静止した状態から上方向の加速度を検出した場合に、テーブルなどに載置されていた筐体２２をユーザが取り上げて手で把持したと判断してもよい。これにより、運動検知センサ３４に把持センサ３５を兼用させることができる。

次に、図７及び図８に基づいて主制御部３１が実行する制御内容について説明する。図７は図６に示す主制御部３１が実行する制御内容のうち、前述した「着信モード」に係る制御内容を説明するフローチャート、図８は図７に示す制御内容の実行中にユーザが行い得る入力操作の説明図である。

図７に示すように、主制御部３１が送受信部３２より受信高周波信号を受信した旨を表す信号を入力すると（ステップＳ１）、制御モードが待受モードから着信モードに移行する。着信モードに移行すると、主制御部３１はユーザからの着信を許可する入力操作（イエスの入力操作）、又は拒否する入力操作（ノーの入力操作）を待機する。このとき主制御部３１は、まず、発信者の電話番号その他を表す画像情報を表示装置２５に表示させるとともに、予め定められた着信音信号をスピーカ２７に出力する（ステップＳ２）。これにより、表示装置２５により視覚に訴え、且つスピーカ２７により聴覚に訴えて電話を着信している旨の情報がユーザに提示される。

同時に主制御部３１は、力覚コントローラ７に指令を与え、力覚発生装置４の動作を開始する（ステップＳ２）。このとき、錘９に発生する正負の加速度各々の絶対値は図３に示したように互いに異ならせるようにし、筐体２２には互いに大きさの異なる正の力Ｆ₁（図４参照）と負の力Ｆ₂（図４参照）を交互に発生させる。なお、図８の左側には、この着信モードにおいてユーザがその手Ｈに携帯電話２１の筐体２２を把持している状況が模式的に示されている。この状況では、ユーザには錘９（図４参照）の往復移動方向のうちいずれか一側（図８では上側）への並進力Ｆが作用しているとの擬似力覚が付与されることとなる。

次いで、力覚発生装置４の駆動開始から所定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ３）。この所定時間が経過していなければ（Ｓ３：ＮＯ）、把持センサ３５からの入力に基づいてユーザが筐体２２を把持しているか否かが判断される（ステップＳ４）。ユーザが筐体２２を把持していない場合には（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３，Ｓ４が繰り返される。ユーザが筐体２２を把持することなく所定時間が経過すると（Ｓ３：ＹＥＳ）、主制御部３１は力覚発生装置４を停止し（ステップＳ２３）、制御モードを着信モードから待受モードに移行する（ステップＳ２４）。

所定時間内にユーザが筐体２２を把持した場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、運動検知センサ３４からの入力に基づいてユーザが筐体２２に運動を与えたか否かが判断される（ステップＳ１１）。運動が与えられていない場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、力覚発生装置４の駆動開始から所定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ１２）。所定時間が経過していなければ（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻って、ステップＳ１１，Ｓ１２が繰り返される。筐体２２に運動が与えられることなく所定時間が経過すると（Ｓ１２：ＹＥＳ）、前述同様にして主制御部３１は力覚発生装置４を停止し（ステップＳ２３）、制御モードを着信モードから待受モードに移行する（ステップＳ２４）。

所定時間内に筐体２２に運動が与えられた場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、その運動の方向が予め定めた許容範囲内に収まるものか否かが判断される（ステップＳ１３）。この許容範囲は、ユーザに擬似的に付与されている並進力の作用方向に基づいて定められる。図８の例示では、付与される並進力の作用方向が筐体２２の縦方向上側に向けられている。この場合、許容範囲は、例えばこの縦方向を基準とし、筐体２２の中央位置を中心Ｃとした所定の角度範囲θに設定される。なお、図８には正面視における角度範囲が示されているが、平面視及び側面視においても同様の角度範囲が設定される。筐体２２に与えられた運動の方向が例えば筐体２２の横方向等でありこの許容範囲内に収まっていない場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、入力操作を行うとの意図の下で与えられた運動ではないとして、ステップＳ１２、ステップＳ１１に戻り、筐体２２に運動が与えられるのを再度待機する。

筐体２２に与えられた運動の方向が許容範囲内である場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、その運動の方向がユーザに擬似的に付与された並進力の作用方向と実質的に同じ側であるか実質的に反対側であるかが判断される（ステップＳ１４）。つまり、図８の例示では、筐体２２の中心位置から見て運動の方向が許容範囲内であって上側に向けられているのであれば、その運動の方向がこの「実質的に同じ側」であると判断され、その逆であれば「実質的に反対側」であると判断される。このようにステップＳ１３の判断処理を介することによって、筐体２２に与えられる運動の方向は、擬似的に付与した並進力の作用方向と完全に一致していたり丁度１８０度異なっていたりしている必要がない。

図８の右下側に示すように、ユーザが自身の手Ｈに作用している並進力に逆らって、並進力の作用方向とは実質的に反対側への並進運動を筐体２２に与えた場合には（Ｓ１４：ＮＯ）、主制御部３１はこの運動を、着信を拒否する入力操作と知覚する。すなわち、主制御部３１は力覚発生装置４を停止し（ステップＳ２３）、制御モードが着信モードから待受モードに移行する（ステップＳ２４）。

図８の右上側に模式的に示すように、ユーザが自身の手Ｈに作用している並進力に従って、並進力の作用方向と実質的に同じ側への並進運動を筐体２２に与えた場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、主制御部３１はこの運動を、着信を許可する入力操作と知覚する。すなわち、主制御部３１は力覚発生装置４を停止し（ステップＳ２１）、制御モードが着信モードから前述した通話モードに移行する（ステップＳ２２）。

このように本例によれば、携帯電話２１がユーザからの入力操作を待機する条件下になると、ユーザを把持しているユーザに対して力覚を付与して入力操作が促される。ユーザが自身に付与された並進力の作用方向に基づいて筐体２２を運動すると、機器側はこの運動に基づいて入力操作を知覚する構成となっている。このため、ユーザはプッシュボタン２６の押下操作に頼らず、直感的な入力操作を行うことができるようになる。

また、ユーザには並進力が作用しているとの力覚が付与されるようにし、ユーザは、この並進力の作用方向と同じ側に筐体２２を移動させるだけでイエスの回答を入力操作したことになり、反対側に筐体２２を移動させるだけでノーの回答を入力操作したこととなる。力覚発生装置４の動作と、イエス及びノーの回答の入力に対応する運動の方向とをこのようにして関連付けておくことにより、ユーザはイエス又はノーの入力操作を直感的に行うことができるようになる。

さらに、把持センサ３５を利用しているため、ユーザが筐体２２を把持していないときには、筐体２２に運動が不意に与えられてもこの運動が入力操作として知覚されない。また、ユーザが筐体２２を把持した後であっても運動の方向がユーザに付与される並進力の作用方向に基づいて定められた許容範囲内に収まっていないときには、この運動が入力操作として知覚されない。このような構成とすることにより、ユーザが意図せずに筐体２２に与えられた運動に基づいて入力操作なされたものと主制御部３１が誤認するのを防ぐことができる。

なお、所定時間内にユーザが筐体２２を把持した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）において、運動が与えらないまま（Ｓ１１：ＮＯ）、所定時間が経過して（Ｓ１２：ＹＥＳ）、力覚発生装置４を停止する（ステップＳ２３）場合には、力覚発生装置４を停止した後であっても直ぐに待受モード（ステップＳ２４）に移行せず、力覚発生装置４の停止からある一定時間が経過するまでの間だけ、ユーザからの入力を許容できるように筐体２２に与えられた運動を検知できる状態で待機してもよい。こうすれば、機器の扱いに不慣れなユーザが、筐体２２を把持してからとまどいしばらく後に運動を与えたとしても、その運動を検知することができる。

また、ここでは、イエス／ノーの回答の入力操作を行わせる場面として、電話に着信があったときにこれを許可して通話モードに移行させるのか拒否して待受モードに移行させるのかを選択する場面を例示したが、その他の場面にも好適に適用することができる。

次に、第２の例として、筆順に従って筐体２１を振るだけで文字情報が入力されるよう構成した場合について説明する。ここでも、本発明に係る携帯型装置として図５及び図６に示すような携帯電話２１が適用されるものとする。携帯電話２１の使用に際してユーザが文字情報を入力する場面としては、メモリ３３に電話帳情報を登録するとき、メール機能の利用時であって送信したい文章を入力するとき、ウェブ閲覧機能の利用時であってフォームに文字情報を入力するとき等がある。

但し、後述する制御内容を参照すればわかるとおり、本例においては、筐体２２に作用する並進力の方向が縦方向のみならず、平面内で任意の方向に並進力を作用可能であることが好ましい。これを実現するには、筐体２２内には図５に示す筐体の縦方向への並進力の力覚を付与するよう動作する力覚発生装置とは別に、筐体の横方向への並進力の力覚を付与するよう動作する力覚発生装置を追加するとよい。この２つの力覚発生装置を互いに独立して動作可能に構成するとともに、各力覚発生装置がユーザに付与する並進力の大きさを適宜異ならせることにより、図５に示す正面と平行な面内で任意の方向に並進力を付与することができる。

図６に示す携帯電話２１の主制御部３１は、ユーザが複数の文字情報を入力すると、頭文字から順に関連付けて入力された複数の文字情報をひと纏まりの単語情報或いは句情報としてメモリ３３に記憶させるよう構成されている。このため、その後ユーザが以前に入力した複数の文字情報のうちの頭文字を入力したときに、主制御装置３１はメモリ３３を参照してこの複数の文字情報を読み出すことができるようになっている。

図９は図６に示す主制御装置３１が実行する制御内容を説明するフローチャート、図１０は図９に示す制御内容を説明する概念図である。図９には、ユーザが複数の文字情報を入力する場面であって、２文字目以降の文字情報を入力する場合に実行される制御内容が示されている。ここでは、ユーザが単語「ABILITY」を入力すべく、その頭文字「A」の文字情報の入力操作を終え、続いて「B」の文字情報を入力しようとする状況であると仮定して説明する。

図９に示すように、主制御装置３１は、既に入力された文字情報「A」に関連付けられた単語情報（又は句情報）を参照して次に入力されると予測される文字（以下、単に「予測文字」と呼ぶ）を選出する（ステップＳ５１）。この選出される文字の優先順位はどのように決められていてもよく、例えば直近に入力された単語情報が最優先して参照され、該最優先して参照される単語情報に基づいて予測文字を選出してもよい。ここでは、「ABROAD」が最優先して参照され、予測文字として「B」が選出されたものと仮定して説明する。

ここで、各文字の字形を所定のストローク毎に分割し、分割したストローク間を直線で結ぶと、その字形に曲線が含まれていたとしてもその字形を概ね近似することができる。メモリ３３には、各文字に対し、その字形を分割して生成されるストローク情報が予め記憶されている。このストローク情報には、筆順に従って何番目のストロークであるのかを示す順位情報が関連付けられているとともに、当該ストローク間を字形に従って直線で結んだ場合における当該直線の延在方向の情報（以下、「直線方向情報」と呼ぶこととする）が関連付けられている。図１０（ａ）を参照すると、文字情報「B」には３４個のストローク情報が設定されている。そのうち一画目の縦線部分に相当する９個のストローク情報には、上から順に「１」〜「９」の順位情報がそれぞれ関連付けられているとともに、「鉛直下向き」を表す直線方向情報が関連付けられている。

そして、主制御部３１は、選出した予測文字に関し、若い順位が割り当てられている順位情報と関連付けられたストローク情報（つまり、制御当初の処理は「１」の順位情報と関連付けられているストローク情報、その次の処理では「２」の順位情報と関連付けられているストローク情報）を選出し、該ストローク情報と関連付けられている直線方向情報に基づいて力覚発生装置４を駆動する（ステップＳ５２）。つまり、力覚発生装置４は、筐体２２を把持しているユーザに付与される並進力の作用方向が、この直線方向情報に表される方向と一致するよう駆動される。そして、主制御部３１は、運動検知センサ３４からの入力に基づいて筐体２２に運動が与えられているか否かを検知し（ステップＳ５３）、筐体２２に運動が与えられていない場合には（Ｓ５３：ＮＯ）、主制御部３１は力覚発生装置４を継続して駆動する。

筐体２２に運動が与えられると（Ｓ５３：ＹＥＳ）、主制御部３１は、運動検知センサ３４が検知した運動の方向と、ユーザに付与された力の作用方向（すなわち、直線方向情報が表す方向）とを比較する（ステップＳ５４）。この比較の結果、運動の方向がユーザに付与された力の作用方向と実質的に同じ側である場合には（Ｓ５４：ＹＥＳ）、「１」の順位情報と関連するストロークから当該ストロークに至るまでの間で定まる字形の文字を候補文字として選出する（ステップＳ５５）。そして、この候補文字が予測文字のみに絞られたか否かを判断する（ステップＳ５６）。

なお、例えばステップＳ５２において「９」の順位情報と関連するストローク情報に基づきユーザに力覚を付与し、その後ステップＳ５５まで処理が進んだ場合、図１０（ａ）に示すように、候補文字が予測文字「B」を含めて２４個存在する。このように、候補文字が予測文字のみに絞られていない場合には（Ｓ５６：ＮＯ）、次に若い順位が割り当てられている順位情報と関連するストローク情報を基づく処理に移行し（ステップＳ５７）、当該ストローク情報についてステップＳ５２から再び処理が実行される。

図１０（ｂ）には、この流れに沿って処理が繰り返され、「２２」の順位情報と関連するストローク情報についてステップＳ５５まで処理が進んだ状況が概念的に示されている。この状況においては、ステップＳ５５において候補文字が予測文字「B」を含めて３個まで絞られるが、ステップＳ５６の判断処理からステップＳ５７へと進み、「２３」の順位情報と関連するストローク情報についてステップＳ５２から再び処理が実行されることとなる。

図１０（ｃ）には、「２３」の順位情報と関連するストローク情報についてステップＳ５５まで処理が進んだ状況が概念的に示されている。この状況においては、ステップＳ５５において候補文字が予測文字「B」のみに絞られる。このように候補文字が予測文字のみに絞られた場合には（Ｓ５６：ＹＥＳ）、主制御部３１は、この予測文字が入力操作されたものと知覚し（ステップＳ５８）、処理を終了する。

このように、ユーザは入力したい文字の全筆順に沿って筐体２２を移動させるまでもなく、文字情報を入力操作することができるようになる。

なお、主制御部３１が予測文字として「B」を選出している一方で、ユーザが入力しようとしている文字が「R」であった場合、図１０（ｂ）に示すように「２３」の順位情報と関連するストロークに至るまでは、ステップＳ５２からステップＳ５５，ステップＳ５７を介してステップＳ５２に戻る処理を繰り返して実行することとなる。その後、ユーザは筐体２２を斜め右下に向けて移動させることとなり、ステップＳ５４の判断処理において、筐体２２に与えられる運動の方向が、ユーザに付与される力の作用方向と実質的に異なるようになる。このような場合には（Ｓ５４：ＮＯ）、運動検知センサ３４が検知する筐体２２に与えられた運動の方向を記憶し（ステップＳ６１）、運動が終了したか否かを判断する（ステップＳ６２）。運動が終了していない場合（Ｓ６２：ＮＯ）には、ステップＳ６１に戻る。すなわち、主制御部２２は、運動が終了するまでの間、筐体２２に与えられた運動の方向を記憶し続けることとなる。

筐体２２に与えられる運動が終了した場合には（Ｓ６２：ＮＯ）、メモリ３３に格納されている各ステップの運動の方向に基づいて、筐体２２に与えられる運動が開始したときからこの運動が終了するまでにおける筐体２２の運動軌跡に基づいて、この運動軌跡によって規定され得る字形の文字を選出する（ステップＳ６３）。そして、主制御部３１は、このように選出した文字を文字情報として入力操作されたものと知覚し（ステップＳ６４）、処理を終了する。

このようにして、ユーザは自身に付与される力に逆らって自身が入力したい文字の筆順に沿って筐体２２を移動させ続けると、その筐体２２の移動軌跡に従って入力したい文字情報を入力操作することができるようになる。

なお、ユーザに文字情報の入力操作を行わせるにあたっては、最初にユーザに文字の並び方向を教示してもよい。つまり、ユーザが文字情報の入力操作を行うにあたり、まずユーザに並進力が作用しているとの擬似力覚を付与する。ユーザはこれにより文字の並び方向が教示される。ユーザは擬似的に付与された並進力の作用方向に従って、文字が並ぶよう複数の文字情報を入力操作するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態においては、力覚発生装置を動作させることによってユーザに入力操作を促し、ユーザは自身に付与された力覚に応じて筐体２２に運動を与えることにより入力操作を行うことができるようになる。これにより、機器の操作性が向上し、電子機器の取扱いに不慣れなユーザであっても簡便に操作することができるようになる。

本発明は、ユーザに直感的に入力操作を行わせることができるという優れた作用効果を奏するものであり、上述した携帯電話に限られず、携帯インクジェットプリンタ、固定電話の子機、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯ゲーム機、携帯音楽プレイヤー、据置型ゲーム機やテレビの操作器等のような、ユーザが携帯可能な電子機器に対して好適に適用することができる。

本発明に係る携帯型装置の内部構造の要部を示す携帯型装置の模式的断面図である。 図１のII−II線に沿って切断して示す携帯型装置の模式的断面図である。 図１に示す力覚発生装置の基本動作を説明するタイミングチャートである。 図１に示す力覚発生装置の基本動作の説明図であり、（ａ）が力覚発生装置の錘に正の加速度が発生している状態、（ｂ）が該錘に負の加速度が発生している状態をそれぞれ示している。 本発明に係る携帯型装置の実施形態の一例として示す携帯電話の正面図である。 図５に示す携帯電話の構成を示すブロック図である。 図６に示す主制御部が実行する制御内容を説明するフローチャートである。 図７に示す制御内容の実行中においてユーザが行い得る入力操作を説明する説明図である。 図６に示す主制御部が実行する制御内容を説明するフローチャートである。 図９に示す制御内容を説明する概念図である。

符号の説明

１ 携帯型装置
２ 筐体
３ 内部空間
４ 力覚発生装置（力覚発生手段）
５ 並進運動機構
６ アクチュエータ
７ 力覚コントローラ
９ 錘
１１ ボールネジ
２１ 携帯電話（携帯型装置）
２２ 筐体
３１ 主制御部（制御手段）
３４ 運動検知センサ（運動検知手段）
３５ 把持センサ（把持検知手段）

Claims (9)

1. ユーザが把持可能な筐体を備える携帯型装置であって、
   前記筐体を把持しているユーザに入力操作を促すための力覚を付与するよう動作する力覚発生手段と、
   前記力覚発生手段の動作を制御する制御手段と、
   少なくとも前記力覚発生手段の動作中に、ユーザより前記筐体に与えられた運動を検知する運動検知手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記運動検知手段により検知された運動に基づいてユーザからの入力操作を知覚する構成であることを特徴とする携帯型装置。
2. 前記力覚発生手段は所定方向に往復移動可能な錘を備え、前記錘に発生する正の加速度の絶対値と負の加速度の絶対値とを異ならせて前記錘を往復運動させることにより前記ユーザに対して前記所定方向一側又は他側への並進力の擬似力覚を選択的に付与する構成であることを特徴とする請求項１に記載の携帯型装置。
3. 前記制御手段は、ユーザからの入力操作を待機する条件下になるとユーザに所定方向への力覚を付与するよう前記力覚発生手段を駆動し、前記運動検知手段により検知された運動の方向が前記所定方向と実質的に同じであるか否かに従って、当該運動を種別の異なる複数の入力操作のいずれかとして知覚する構成であることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯型装置。
4. 前記制御手段は、前記力覚発生手段の動作開始後所定時間内に前記運動検知手段により運動が検知されたとき、及び、前記力覚発生手段の動作開始後前記運動検知手段により運動が検知されることなく前記所定時間が経過したときに、前記力覚発生手段の動作を停止する構成であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の携帯型装置。
5. ユーザが前記筐体を把持していることを検知する把持検知手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記力覚発生手段の動作中に前記把持検知手段によりユーザが前記筐体を把持していることが検知された後に、前記運動検知手段により検知された運動に基づいてユーザからの入力操作を知覚する構成であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の携帯型装置。
6. 前記制御手段は、
   イエス及びノーのいずれか一方を選択する入力操作をユーザに促すため、前記所定方向の一側への並進力の力覚がユーザに付与されるよう前記力覚発生手段を駆動し、
   前記力覚発生手段の動作中に前記運動検知手段により前記所定方向の前記一側と実質的に同じ側への並進運動が検知されると該運動をイエスの入力操作として知覚し、前記運動検知手段により前記所定方向の前記一側と実質的に反対側への並進運動が検知されると該運動をノーの入力操作として知覚する構成であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の携帯型装置。
7. 前記制御手段は、
   文字の入力操作をユーザに促すため、入力されると予測される予測文字の筆順に従い、該筆順の所定ストローク毎に予め定められた方向への力覚がユーザに付与されるよう前記力覚発生手段を駆動し、
   各ストロークにおいて前記力覚発生手段よりユーザに付与する力覚の作用方向と、前記運動検知手段により検知される運動の方向とを比較し、
   各ストロークにおいて前記力覚の作用方向と前記運動の方向とが実質的に同一である場合に、当該ストロークに至るまでの運動軌跡に基づいて規定され得る字形の文字候補が前記予測文字のみに絞られたか否かを判断し、前記予測文字のみに絞られたときに前記予測文字が入力されたものとする構成であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の携帯型装置。
8. 前記制御手段は、文字の入力操作をユーザに促すため、文字の並び方向を示す基準線の延在方向への並進力の力覚がユーザに付与されるよう前記力覚発生手段を駆動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の携帯型装置。
9. 前記運動検知手段は、前記力覚発生手段の動作中及び動作停止からある時間が経過するまでの間に、ユーザより前記筐体に与えられた運動を検知することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の携帯型装置。

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