JP2020144567A - 足部用入力システム、足部用位置指示具、足部用位置検出装置及び足部用入力システムを用いた指示位置入力方法 - Google Patents
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Abstract
Description
使用者の足部に装着される足部用位置指示具と、前記足部用位置指示具による指示位置を検出する足部用位置検出装置とからなる足部用入力システムであって、
前記足部用位置指示具は、
足裏のつま先側部に位置するようにされるソール前部と、
足裏の踵側部に位置するようにされるソール後部と、
柔軟性のある材料により形成され、前記ソール前部と前記ソール後部とを接続し、足裏の土踏まず部に位置するようにされるソール中部と、
前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられ、位置指示信号を送信する位置指示信号送信部と
を備え、
前記足部用位置検出装置は、
第1の方向と、前記第1の方向に交差する第2の方向とのそれぞれに、複数の電極が所定の間隔で配設されて構成され、前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられた前記位置指示信号送信部からの前記位置指示信号を受信して、前記複数の電極ごとに出力するようにする位置検出センサと、
前記位置検出センサ部からの出力信号に基づいて、前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方のそれぞれに設けられた前位置指示信号送信部からの前記位置指示信号による指示位置を検出する位置検出回路と
を備えた足部用入力システムを提供する。
このように、足部用位置指示具からの位置指示信号によって、使用者が目的とする位置を適切に指示し、足部用位置検出装置は、指示された位置を適切に検出し、足部用位置指示具の動作を適切に把握することができるようにされる。
図1は、実施の形態の足部用入力システムの使用例を説明するための図である。コンピュータ描画システムは、図1に示すように、例えば、ペンタブレット装置TBと、電子ペンPNと、いわゆるジョイスティックJSと、ディスプレイDPと、コンピュータ本体とから構成される。図1においては、コンピュータ本体は図示していないが、ペンタブレット装置TBとジョイスティックJSとディスプレイDPとは、当該コンピュータ本体に接続されている。
図2、図3は、実施の形態の足部用位置指示具100の構成例を説明するための図である。図2(B)に示すように、使用者(人)の足裏は、つま先側部、土踏まず部、踵部の3つの部分に分けられる。足部用位置指示具100は、図2(A)に示すように、つま先側部の下側に位置するソール前部101と、踵部の下側に位置するソール後部103と、土踏まず部の下側に位置し、ソール前部101とソール後部103とを接続するソール中部102とを備える。
図4は、電磁誘導方式が適用されて構成された、この実施の形態の足部用位置検出装置200の構成例を説明するためのブロック図である。足部用位置検出装置200は、大きく分けると、位置検出センサ201と、位置検出回路202とからなる。位置検出センサ201は、X軸方向ループコイル群201Xと、Y軸方向ループコイル群201Yとが積層されて構成されたものである。そして、位置検出センサ201は、図1にも示したように、使用者の足元に配置され、足部用位置指示具100の下側に位置するようにさせて用いられるものである。
上述した実施の形態の足部用入力システムによれば、使用者の足部を用いて、位置、圧力、高さ、角度といった種々の詳細情報の入力を行うことができる。これにより、従来、使用者の手を用いた指示入力により行っていた、例えば、描画像の拡大、縮小、回転、画質の調整といった種々の指示を、足部用入力ユニットを用いて行うことができる。つまり、足部用入力ユニットは、多目的な用途に対して新たな入力操作を可能にするものである。
<足部用位置指示具の両足着用>
上述した実施の形態では、図1に示したように、使用者の右足に足部用位置指示具100を装着する場合を例にして説明したが、これに限るものではない。例えば、図7は、使用者の両足に足部用位置指示具を設ける場合の例について説明するための図である。すなわち、使用者の左足部には、左足部用位置指示具100Lを装着し、使用者の右足部には、右足部用位置指示具100Rを装着する。
また、上述した実施の形態では、図1、図3、図5に示したように、足部用位置指示具100は、スリッパ形状のものとして説明した。このため、踵部側のソール後部103の上げ下げが適切に行い場合もある。そこで、足部用位置指示具100に使用者の足部に固定するようにする固定部を用いるようにしてもよい。図8は、足部用位置指示具を使用者の足部に固定するための固定具の一例について示す図である。例えば、スリッパ形状の足部用位置指示具100の場合には、図8に示すような、これに装着可能な固定部を装着し、この固定具によって使用者の足部に固定する。
また、上述した実施の形態では、ソール前部101とソール後部103のそれぞれに1つずつの位置指示ユニット101U、103Uを設けるようにしたが、これに限るものではない。位置指示ユニットは必要な箇所に設けることができる。図9は、足部用位置指示具に設ける位置指示ユニットの位置と数のバリエーションの例について説明するための図である。
また、位置指示ユニット101U、103Uなどに搭載される圧力センサは、可変容量コンデンサとして、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて構成された圧力センサを用いるようにすることもできる。この他にも、圧力センサとしては種々の構成のものを用いることができる。この場合でも、圧力センサによって検出された圧力を示す情報を、種々の方法で送信する信号に含めて送信することができる。また、圧力情報だけは、別途、近距離無線通信を用いて、足部用位置検出装置に送信するようにしてもよい。この場合には、足部用位置検出装置側に近距離無線通信用の受信部を設ける必要がある。
上述した実施の形態では、位置指示ユニットごとに、共振周波数を異ならせることによって、位置指示ユニットごとの指示位置を位置指示信号の周波数の違いによって、足部用位置検出装置200側で区別できるものとして説明した。しかし、これに限るものではない。各位置指示ユニットで同じ共振周波数を用いるようにする。そして、位置指示ユニットごとに位置指示信号の送信タイミングを変え、同じタイミングでは1つの位置指示ユニットからしか位置指示信号を送信しないようにする。このようにすれば、足部用位置検出装置200において、異なる位置指示ユニットからの位置指示信号に応じた異なる位置の検出が可能になる。
上述した実施の形態では、足部用位置指示具100と足部用位置検出装置200との間では、電磁誘導方式を利用して情報の入力を行うようにしたが、これに限るものではない。足部用位置指示具100と足部用位置検出装置200との間では、静電容量方式を利用して情報の入力を行うようにしてもよい。この場合には、足部用位置指示具100には、発振回路と送信回路とこれらを駆動するためのバッテリを搭載するように構成する。足部用位置検出装置200では、横方向(X軸方向)と縦方向(Y軸方向)とに線状導体を配列した位置検出センサを用いて、指示位置等の検出を行うようにすることができる。
図10は、スリッパ形状以外の足部用位置指示具300について説明するための図である。足部用位置指示具300もまた、足部用位置検出装置200の位置検出センサ201上で用いられるものである。図10に示すように、足部用位置指示具300は、踵装着部301と、位置指示ユニット搭載部302とからなる。踵装着部301は、使用者の足の後側に位置する踵部に対して、足部用位置指示具300を装着するためのものである。位置指示ユニット搭載部302は、位置指示ユニットを設けるための部分であり、踵部の後側に位置し、使用者の足の横幅と同等かそれよりもやや長い横幅を有している。
上述した実施の形態の説明からも分かるように、請求項の足部用位置指示具、足部用位置検出装置は、実施の形態の足部用位置指示具100、足部用位置検出装置200が対応している。また、足部用位置指示具のソール前部、ソール中部、ソール後部は、足部用位置指示具100のソール前部101、ソール中部102、ソール後部103が対応している。また、足部用位置指示具の位置指示信号送信部の機能は、例えば、コイル101Lとコンデンサ101Cとからなる共振回路、コイル103Lとコンデンサ103Cとからなる共振回路が実現している。足部用位置指示具の圧力検出部の機能は、圧力センサ101P、103Pが実現している。足部用位置指示具の圧力情報送信部の機能は、足部用位置指示具100の位置指示ユニット101U、1013Uの共振回路が実現している。
Claims (14)
- 使用者の足部に装着される足部用位置指示具と、前記足部用位置指示具による指示位置を検出する足部用位置検出装置とからなる足部用入力システムであって、
前記足部用位置指示具は、
足裏のつま先側部に位置するようにされるソール前部と、
足裏の踵側部に位置するようにされるソール後部と、
柔軟性のある材料により形成され、前記ソール前部と前記ソール後部とを接続し、足裏の土踏まず部に位置するようにされるソール中部と、
前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられ、位置指示信号を送信する位置指示信号送信部と
を備え、
前記足部用位置検出装置は、
第1の方向と、前記第1の方向に交差する第2の方向とのそれぞれに、複数の電極が所定の間隔で配設されて構成され、前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられた前記位置指示信号送信部からの前記位置指示信号を受信して、前記複数の電極ごとに出力するようにする位置検出センサと、
前記位置検出センサ部からの出力信号に基づいて、前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方のそれぞれに設けられた前位置指示信号送信部からの前記位置指示信号による指示位置を検出する位置検出回路と
を備えることを特徴とする足部用入力システム。 - 請求項1に記載の足部用入力システムであって、
前記足部用位置検出装置は、
前記位置検出センサ部からの出力信号に基づいて、前記足部用位置指示具の前位置指示信号送信部が設けられている部分ごとの前記位置検出センサからの距離を検出する距離検出回路を備えることを特徴とする足部用入力システム。 - 請求項2に記載の足部用入力システムであって、
前記足部用位置検出装置は、
前記ソール前部の前記位置指示信号送信部からの位置指示信号と前記ソール後部の前記位置指示信号送信部とからの位置指示信号を受信している場合であって、
前記距離検出回路での検出結果が、前記ソール前部と前記ソール後部とうち、一方が前記位置検出センサからの距離が近く、他方が前記位置検出センサからの距離が遠い場合に、
前記ソール前部に設けられている前記位置指示信号送信部と前記ソール後部に設けられている位置指示信号送信部との間の距離と、前記位置検出センサから遠い方の前記距離とに基づいて、前記位置検出センサに対する前記足部用位置指示具の足裏部分の角度を算出する角度算出回路を備えることを特徴とする足部用入力システム。 - 請求項1に記載の足部用入力システムであって、
前記足部用位置検出装置は、
前記ソール前部の前記位置指示信号送信部からの位置指示信号と前記ソール後部の前記位置指示信号送信部とからの位置指示信号を受信している場合であって、
前記位置検出回路での検出結果が、前記ソール前部と前記ソール後部とうち、一方の指示位置が変化することなく、他方の指示位置が変化した場合に、回転の方向と回転角度とを算出する回転角度算出回路を備えることを特徴とする足部用入力システム。 - 請求項1または請求項2に記載の足部用入力システムであって、
前記足部用位置指示具は、
前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられ、これが設けられた部分に加えられた圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部で検出された前記圧力を示す情報を含む圧力通知信号を送信する圧力情報送信部と
を備え、
前記足部用位置検出装置は、
前記圧力情報送信部からの前記圧力通知信号を受信する圧力通知信号受信部と、
前記圧力通知信号受信部で受信した前記圧力通知信号に基づいて、前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられた前記圧力検出部ごとに検出された圧力を取得する圧力取得回路と
を備えることを特徴とする足部用入力システム。 - 請求項1、請求項2、請求項3または請求項4のいずれかに記載の足部用入力システムであって、
前記足部用位置指示具の前記位置指示信号送信部は、コイルとコンデンサとからなる共振回路の構成とされたものであり、
前記足部用位置検出装置の前記位置検出センサは、前記複数の電極がループコイルの構成とされたものであり、前記複数のループコイルに順次に電流を供給して磁界を発生させる信号送信期間と、電流の供給を停止して信号を受信する信号受信期間とを設ける構成を有る
ことを特徴とする足部用入力システム。 - 請求項5に記載の足部用入力システムであって、
前記足部用位置指示具の前記位置指示信号送信部は、コイルとコンデンサとからなる共振回路の構成とされたものであり、
前記足部用位置指示具の圧力検出部は、加えられる圧力に応じて静電容量が変化する可変容量コンデンサの構成とされたものであり、
前記可変容量コンデンサは、前記共振回路に接続されることにより、当該共振回路が、前記圧力情報送信部として機能し、
前記足部用位置検出装置の前記位置検出センサは、前記複数の電極がループコイルの構成とされたものであり、前記複数のループコイルに順次に電流を供給して磁界を発生させる信号送信期間と、電流の供給を停止して信号を受信する信号受信期間とを設け、
前記足部用位置検出装置の前記位置検出回路は、位置指示信号を受信するループコイルの位置に応じて指示位置を検出し、
前記足部用位置検出装置の圧力取得回路は、位置指示信号の変化に基づいて圧力を取得する
ことを特徴とする足部用入力システム。 - 請求項6または請求項7に記載の足部用入力システムであって、
前記足部用位置指示具において、前記ソール前部に設けられる前記共振回路と前記ソール後部に設けられる前記共振回路とでは、共振周波数が異なるようにされており、
前記足部用位置検出装置の位置検出回路は、位置指示信号の周波数に応じて、足部用位置指示具の位置指示信号送信部の位置を検出する
ことを特徴とする足部用入力システム。 - 請求項6または請求項7に記載の足部用入力システムであって、
前記足部用位置指示具において、前記ソール前部に設けられる前記共振回路と前記ソール後部に設けられる前記共振回路とは、同じ共振周波数を用いると共に、位置指示信号の送信タイミングが異なるようにされており、
前記足部用位置検出装置の位置検出回路は、異なるタイミングで送信される位置指示信号のそれぞれに応じた指示位置を検出する
ことを特徴とする足部用入力システム。 - 請求項1に記載の足部用入力システムであって、
前記足部用位置指示具は、同様の構成とされた左足部用と右足部用とが用いられることを特徴とする足部用入力システム。 - 請求項1に記載の足部用入力システムであって、
前記足部用位置指示具は、足部への装着部材を備えることを特徴とする足部用入力システム。 - 使用者の足部に装着される足部用位置指示具と、前記足部用位置指示具による指示位置を検出する足部用位置検出装置とからなる足部用入力システムの前記足部用位置指示具であって、
足裏のつま先側部に位置するようにされるソール前部と、
足裏の踵側部に位置するようにされるソール後部と、
柔軟性のある材料により形成され、前記ソール前部と前記ソール後部とを接続し、足裏の土踏まず部に位置するようにされるソール中部と、
前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられ、位置指示信号を送信する位置指示信号送信部と
を備えることを特徴とする足部用位置指示具。 - 使用者の足部に装着される足部用位置指示具と、前記足部用位置指示具による指示位置を検出する足部用位置検出装置とからなる足部用入力システムの前記足部用位置検出装置であって、
前記足部用位置指示具は、足裏のつま先側部に位置するようにされるソール前部と、
足裏の踵側部に位置するようにされるソール後部と、柔軟性のある材料により形成され、前記ソール前部と前記ソール後部とを接続し、足裏の土踏まず部に位置するようにされるソール中部と、前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられ、位置指示信号を送信する位置指示信号送信部とを備えるものえあり、
第1の方向と、前記第1の方向に交差する第2の方向とのそれぞれに、複数の電極が所定の間隔で配設されて構成され、前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられた前記位置指示信号送信部からの前記位置指示信号を受信して、前記複数の電極ごとに出力するようにする位置検出センサと、
前記位置検出センサ部からの出力信号に基づいて、前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方のそれぞれに設けられた前位置指示信号送信部からの前記位置指示信号による指示位置を検出する位置検出回路と
を備えることを特徴とする足部用位置検出装置。 - 足裏のつま先側部に位置するようにされるソール前部と、足裏の踵側部に位置するようにされるソール後部と、柔軟性のある材料により形成され、前記ソール前部と前記ソール後部とを接続し、足裏の土踏まず部に位置するようにされるソール中部とを備え、使用者の足部に装着される足部用位置指示具と、前記足部用位置指示具による指示位置を検出する足部用位置検出装置とからなる足部用入力システムを用いた指示位置入力方法であって
前記足部用位置指示具においては、
前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられた位置指示信号送信部から、位置指示信号を送信する位置指示信号送信工程
を有し
前記足部用位置検出装置においては、
第1の方向と、前記第1の方向に交差する第2の方向とのそれぞれに、複数の電極が所定の間隔で配設されて構成される位置検出センサを通じて、前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方に設けられた前記位置指示信号送信部からの前記位置指示信号を受信して、前記複数の電極ごとに出力するようにする位置指示信号受信工程と、
位置検出回路が、前記位置指示信号受信工程において、前記位置検出センサ部から出力された出力信号に基づいて、前記ソール前部と前記ソール後部との内の一方あるいは両方のそれぞれに設けられた前位置指示信号送信部からの前記位置指示信号による指示位置を検出する位置検出工程と
を有することを特徴とする指示位置入力方法。
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