JP2016162209A - 入力システム、入力装置およびプログラム - Google Patents
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例えば、特許文献1には、ユーザの手指の撮像画像に基づいてユーザの手指の位置を求め、予め設定されるジェスチャ認識領域内にユーザの手指が存在するときのみ、ジェスチャに対応する動作制御指示を出力するジェスチャ入力装置が開示されている。
本発明は、閾値を変化させない場合と比較して、操作者の意図に応じた動作の認識を行うことを目的とする。
請求項2に係る発明は、前記制御手段は、前記閾値変更手段により変更された後の前記閾値から前記動作部の位置が離れた場合に、前記動作に基づく画像の操作を終了することを特徴とする請求項1に記載の入力システムである。
請求項3に係る発明は、前記閾値変更手段は、前記閾値から前記動作部の位置が離れた場合に、当該閾値を予め定めた初期値に戻すことを特徴とする請求項1または2に記載の入力システムである。
請求項4に係る発明は、前記閾値変更手段は、前記動作部が予め定めた速度以上で前記表示手段から離れた場合に、当該動作部の位置が前記閾値から離れたと判断することを特徴とする請求項3に記載の入力システムである。
請求項5に係る発明は、前記閾値変更手段は、前記動作部が前記閾値から予め定めた距離だけ離れた場合に、当該動作部の位置が当該閾値から離れたと判断することを特徴とする請求項3に記載の入力システムである。
請求項6に係る発明は、前記距離は、前記動作部の位置から離れるほど大きく設定されることを特徴とする請求項5に記載の入力システムである。
請求項7に係る発明は、表示手段に表示される画像を操作するための動作を行う操作者の動作部の位置を検知する検知手段と、前記表示手段から予め定められた距離に閾値を設定し、前記動作部が当該表示手段に近づいて当該動作部の位置が当該閾値以上となった場合に、前記動作に基づいて当該表示手段の画像を操作する制御手段と、前記動作部の位置が前記閾値以上となった場合に、当該動作部の位置が当該閾値から離れるまで当該閾値を当該動作部の位置に変更する閾値変更手段とを備える入力装置である。
請求項8に係る発明は、コンピュータに、表示手段に表示される画像を操作するための動作を行う操作者の動作部の位置を認識する機能と、前記表示手段から予め定められた距離に閾値を設定する機能と、前記動作部が前記表示手段に近づいて前記動作部の位置が当該閾値以上となった場合に、前記動作に基づいて当該表示手段の画像を操作する機能と、前記動作部の位置が前記閾値以上となった場合に、当該動作部の位置が当該閾値から離れるまで当該閾値に当該動作部の位置を代入する機能とを実現させるプログラムである。
請求項2に係る発明によれば、操作者の意図に応じて画像の操作を終了させることが可能になる。
請求項3に係る発明によれば、閾値を初期値に戻させない場合と比較して、操作者の意図に応じて動作を開始させることが可能になる。
請求項4に係る発明によれば、操作者の意図に応じて画像の操作を終了させることが可能になる。
請求項5に係る発明によれば、操作者の意図に応じて画像の操作を終了させることが可能になる。
請求項6に係る発明によれば、操作者の動作部の動きに対応させて画像の操作を終了させることが可能になる。
請求項7に係る発明によれば、閾値を変化させない場合と比較して、操作者の意図に応じた動作の認識を行うことが可能になる。
請求項8に係る発明によれば、閾値を変化させない場合と比較して、操作者の意図に応じた動作の認識を行うことが可能になる。
図1は、本実施の形態が適用される情報入力システム1の全体構成を示した図である。図1に示すように、情報入力システム1は、画像を表示する表示手段の一例としての表示パネル2と、ユーザ(操作者)のジェスチャ(動作)による情報入力を受け付ける入力装置3とを備えている。本実施の形態の情報入力システム1では、入力装置3の後述する検知センサ4(後述する図2参照)によりユーザのジェスチャが検知され、検知されたジェスチャに基づいて、表示パネル2に表示される画像が操作される。この例では、ユーザの手指Hによるジェスチャが検知され、手指Hのジェスチャに基づいて、表示パネル2に表示される画像が操作される。
このように、本実施の形態の情報入力システム1は、非接触による外部装置の操作が可能であるため、医療現場や飲食店、食品製造工場等のような衛生的な環境が求められる場所において特に好適に用いられる。
図2に示すように、本実施の形態の入力装置3は、ユーザによるジェスチャを検知する検知手段の一例としての検知センサ4と、検知センサ4による検知結果に基づいて表示パネル2に表示される画像の制御を行う制御手段の一例としての制御部5とを備えている。
詳細については後述するが、本実施の形態の情報入力システム1では、検知センサ4は、表示パネル2から予め定めた距離以内の範囲を検知範囲A1(後述する図3(a)〜(b)参照)とし、この検知範囲A1内にユーザの指先が進入した場合に、ユーザの指先の三次元位置を検知する。そして、検知センサ4は、検知結果に基づきユーザの指先の三次元座標を制御部5に出力する。
本実施の形態の情報入力システム1では、図3(a)〜(b)に示すように、表示パネル2の正面(画像が表示される側)であって、表示パネル2からの距離が予め定めた範囲の領域を検知センサ4(図2参照)によるジェスチャの検知範囲A1としている。そして、検知範囲A1にユーザの指先が進入した場合に、検知センサ4により指先の位置が検知され、制御部5は、検知センサ4による検知結果に基づいて表示パネル2に表示される画像を制御する。
そして、本実施の形態の制御部5は、検知範囲A1内にXY平面に沿いz座標が閾値Ztである閾値面Tを設定し、ユーザの指先の位置と閾値面Tとの関係に応じて、表示パネル2に表示される画像を制御している。具体的には、本実施の形態の制御部5は、検知範囲A1内を、閾値面Tを境界として、z座標が閾値Zt以上でありユーザによる指先のジェスチャを有効なものとして認識するジェスチャ有効領域B1と、z座標が閾値Zt未満でありユーザによる指先のジェスチャの認識を解除するジェスチャ解除領域B2と、に分けている。なお、閾値Ztは、制御部5により設定される値であり、閾値Zt(閾値面T)は、ユーザによっては視認できないものである。言い換えると、ユーザは、指先がジェスチャ有効領域B1に存在するか、またはジェスチャ解除領域B2に存在するかについては、視認できないようになっている。
続いて、図2および図3(a)〜(b)を用いて、制御部5の各構成について詳細に説明する。
モード設定部532は、ユーザの指先が閾値面Tを超えジェスチャ有効領域B1内に進入した場合、すなわち、閾値判定部531により指先のz座標が閾値Zt以上であると判定された場合に、閾値変更モードを設定する。また、モード設定部532は、ユーザの指先がジェスチャ有効領域B1からジェスチャ解除領域B2へ移動した場合、すなわち、ユーザの指先が閾値面Tから離れ閾値判定部531により指先のz座標が閾値Zt未満であると判定された場合に、閾値変更モードを解除する。
また、閾値変更部54は、モード設定部532により閾値変更モードが解除された場合には、閾値Ztを初期値Zaに戻す処理を行う。具体的には、閾値変更部54は、モード設定部532により閾値変更モードが解除された場合、閾値Ztを予め定めた割合で徐々に小さくすることで、初期値Zaに近づけていく。なお、本実施の形態において、閾値Ztは、初期値Za未満にはならないようになっている。
なお、タップ動作は、例えば表示パネル2に表示される画像を選択する場合等に行われる。
なお、フリック動作は、例えば表示パネル2に表示される画像を異なる画像に切り替える際に行われ、通常、ドラッグ動作と比較して素早く指先を動かす動作である。また、ドラッグ動作は、例えば表示パネル2に表示される画像を、表示パネル2上の他の領域に移動させる際に行われ、通常、フリック動作と比較して指先の移動速度が遅く、また指先の移動距離が長いことが多い。
なお、ピンチ動作は、例えば表示パネル2に表示される画像を縮小・拡大する際に行われる。
そして、情報入力システム1においてユーザの意図通りに画像の操作を行うためには、ジェスチャを行うユーザの指先の位置と閾値Zt(閾値面T)との関係をユーザの意図通りにする必要がある。より具体的には、ユーザが画像の操作を終了しようとして指先を−z方向に移動させた場合に、ユーザの意図通りにユーザの指先が閾値Ztから離れてジェスチャ解除領域B2へ移動し、ユーザの意図通りにジェスチャが終了することが望まれる。特に、ユーザが複数のジェスチャを連続して行い画像の操作を連続して行うような場合には、ジェスチャをユーザの意図通りに終了し、次のジェスチャをユーザの意図通りに開始することが望まれる。
図7は、従来の情報入力システム1にて生じる課題について説明するための図である。
このため、例えば、ユーザが表示パネル2に表示される画像を操作するジェスチャ(この例では、フリック動作)を終了させるために、図7において破線矢印Pで示すように指先を−Z方向に移動させて指先をジェスチャ解除領域B2に移動させようとした場合であっても、指先のz座標が閾値Ztを超えたまま維持される場合がある。この場合、ユーザの指先がジェスチャ有効領域B1に存在するため、ユーザの意図通りにジェスチャを終了することができない。
また、この場合、ユーザが次の異なる操作を連続して行うために指先を再びZ方向に移動させても、前のジェスチャが終了していないため、次の操作を意図通りに開始することができない。
続いて、本実施の形態の情報入力システム1において、制御部5により行われる閾値Ztを変更する制御について、詳細に説明する。図4は、本実施の形態の制御部5により行われる閾値Ztを変更する処理の手順を示したフローチャートである。
続いて、ステップ105にてジェスチャ受付部51により取得された移動後の指先の三次元座標に基づいて、領域判定部53の閾値判定部531により、移動後の指先が、ステップ104にて変更された閾値Zt(=zn、閾値面T)から離れたか否かの判定が行われる(ステップ106)。なお、指先が閾値Zt(閾値面T)から離れたか否かを判定する方法については後述する。
その後、モード設定部532により引き続き閾値変更モードが設定されたまま、ステップ105に戻り、処理を継続する。これにより、閾値判定部531により指先が閾値Ztから離れたと判定されるまでの間、ユーザのジェスチャによる移動する指先の位置に、閾値Ztが追従して変更されることになる。
続いて、閾値変更部54により、閾値Ztを初期値Zaに戻す処理が実行され(ステップ109)、一連の処理が終了する。具体的には、閾値Ztを、予め定めた割合で徐々に小さくすることで、初期値Zaに戻す。なお、本実施の形態において、閾値Ztは、初期値Za未満の値にはならないようになっている。
図5(a)にてH1で示す位置にユーザの指先がZ方向に移動され、移動後の指先のz座標(Z1)が閾値Zt(初期値Za)を超えた場合、モード設定部532により閾値変更モードが設定され、図5に示すように、閾値Ztが指先のz座標(Z1)に変更される。さらにユーザの指先がH1からH2へZ方向に移動された場合、閾値Ztが移動後の指先のz座標(Z2)に変更される。このように、本実施の形態では、ユーザの指先が初期値Za以上の範囲でZ方向に移動した場合、ユーザの指先の移動に追従して閾値Ztが変更される。
なお、さらにユーザの指先がH3からH4へ−Z方向へ移動され、指先のz座標が初期値Zaよりも小さくなった場合、閾値Ztは、初期値Zaへ戻された後、初期値Zaよりも小さくはならないようになっている。
上述したように、閾値変更モードが設定されている場合、ユーザの指先の位置に閾値Zt(閾値面T)が追従するようになっている。閾値判定部531は、ユーザにより指先が−Z方向に移動された場合に、指先が変更後の閾値Zt(閾値面T)から離れたと判定することができる。この場合、ユーザがジェスチャを終了しようとして指先を−Z方向に移動した場合に、すみやかに指先が閾値Ztから離れたと判定されるため、ユーザの意図に沿って表示パネル2に表示される画像の操作を終了することが可能になる。
図6は、指先が閾値Ztから離れたと判定する制御の一例を示した図である。図6に示すように、例えばユーザにより指先が−Z方向に移動された場合に、指先が閾値Ztから離れたと判定する距離ΔZを、検知範囲A1内で異ならせてもよい。具体的には、図6に示すように、移動前の指先の位置(Ha)を基準として、X方向の両端に向かうほど、距離ΔZを大きくすることが好ましい。通常、ユーザがジェスチャを行う場合、手首を中心として指先を動かす。このため、例えば指先をX方向に動かすジェスチャを行う場合、X方向に向かうに従い指先が表示パネル2から離れやすい。したがって、指先が閾値Ztから離れたと判定する距離ΔZをX方向の両端に向かうほど大きく設定することで、ユーザの意図によらず指先が閾値Ztから離れたと判定されることが抑制され、ユーザの意図によらない操作がなされることが抑制される。
また、図示は省略するが、指先が閾値Ztから離れたと判定する距離ΔZを、移動前の指先の位置(Ha)を基準として、Y方向の両端に向かうほど大きく設定してもよい。
これにより、ユーザがジェスチャを終了しようとして指先等を動かした場合に、ユーザの意図に沿って閾値Ztから離れた位置に移動されやすくなる。すなわち、ユーザがジェスチャを終了しようとして指先等を動かした場合に、ユーザの指先等が閾値Zt以上の範囲(ジェスチャ有効領域B1)に残った状態が維持され難くなる。
これにより、ユーザの意図に沿ってジェスチャが終了されやすくなり、ユーザの意図に沿って表示パネル2の画像が操作される。
Claims (8)
- 画像を表示する表示手段と、
前記表示手段の画像を操作するための動作を行う操作者の動作部の位置を検知する検知手段と、
前記表示手段から予め定められた距離に閾値を設定し、前記動作部が当該表示手段に近づいて当該動作部の位置が当該閾値以上となった場合に、前記動作に基づいて当該表示手段の画像を操作する制御手段と、
前記動作部の位置が前記閾値以上となった場合に、当該動作部の位置が当該閾値から離れるまで当該閾値を当該動作部の位置に変更する閾値変更手段とを備える入力システム。 - 前記制御手段は、前記閾値変更手段により変更された後の前記閾値から前記動作部の位置が離れた場合に、前記動作に基づく画像の操作を終了することを特徴とする請求項1に記載の入力システム。
- 前記閾値変更手段は、前記閾値から前記動作部の位置が離れた場合に、当該閾値を予め定めた初期値に戻すことを特徴とする請求項1または2に記載の入力システム。
- 前記閾値変更手段は、前記動作部が予め定めた速度以上で前記表示手段から離れた場合に、当該動作部の位置が前記閾値から離れたと判断することを特徴とする請求項3に記載の入力システム。
- 前記閾値変更手段は、前記動作部が前記閾値から予め定めた距離だけ離れた場合に、当該動作部の位置が当該閾値から離れたと判断することを特徴とする請求項3に記載の入力システム。
- 前記距離は、前記動作部の位置から離れるほど大きく設定されることを特徴とする請求項5に記載の入力システム。
- 表示手段に表示される画像を操作するための動作を行う操作者の動作部の位置を検知する検知手段と、
前記表示手段から予め定められた距離に閾値を設定し、前記動作部が当該表示手段に近づいて当該動作部の位置が当該閾値以上となった場合に、前記動作に基づいて当該表示手段の画像を操作する制御手段と、
前記動作部の位置が前記閾値以上となった場合に、当該動作部の位置が当該閾値から離れるまで当該閾値を当該動作部の位置に変更する閾値変更手段とを備える入力装置。 - コンピュータに、
表示手段に表示される画像を操作するための動作を行う操作者の動作部の位置を認識する機能と、
前記表示手段から予め定められた距離に閾値を設定する機能と、
前記動作部が前記表示手段に近づいて前記動作部の位置が当該閾値以上となった場合に、前記動作に基づいて当該表示手段の画像を操作する機能と、
前記動作部の位置が前記閾値以上となった場合に、当該動作部の位置が当該閾値から離れるまで当該閾値に当該動作部の位置を代入する機能とを実現させるプログラム。
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