JP3801206B2 - ユーザ動作の捕捉におけるダイナミックな目標利得 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、視野空間を見るための表示部を有し、当該表示部と結合され可動部分を持ち、且つユーザが当該可動部分を動かすのに応答して前記視野空間を通じてユーザがカーソルをガイドできるマニュアル入力装置を有する情報処理システムに関する。本発明はさらに、ユーザが前記視野空間の前記カーソルをガイドできる方法にも関する。
背景技術
ＰＣのような、情報処理システムとインターフェースを行う普及したやり方は、適切なマニュアル入力装置を使用して表示スクリーンをカーソル又は他の表示用印をガイドすることを含む。マニュアル入力装置のよく知られた例は、マウス、トラックボール、ジョイスティックである、通常、カーソルのガイダンスは、表示部で見える全視野空間でメニュの項目から特定の項目の選択、作図、又はナビゲートを可能にする。ユーザは、前記入力装置を操作してカーソルを目標領域内に置かなければならないか、又は目標領域を通るカーソルをガイドしなければならない。それから前記表示部は、ユーザに見えるフィードバックを与える。
前記ユーザインタフェースの目標取得動作は、捕捉工程、すなわちカーソルが目標領域をとらえることのユーザへのフィードバックに依存する。カーソル捕捉は、制御用マニュアル入力装置上の動きのユニット量（Ｃと呼ぶ）に応答して、表示された目標領域に向かってのカーソル動きの量（Ｄと呼ぶ）により表されると考えられる。この比率は、Ｄ／Ｃ利得と呼ばれる。他の言葉で置き換えれば、Ｄ／Ｃ利得は、システムの表示出力と制御入力との比である。この背景技術についてのより多くの情報は、L. Arnaut及びJ. Greenstein著、１９９０年１２月、Human Factors, 32(6),ページ651-663,"Is Display/Control Gain a Useful Metric for Optimizing an Interface ?" を参照されたい。
与えられた始めのポイントから目標領域の中心部への動作を考慮すると、Ｄ／Ｃ利得は、４個の要素、表示幅、表示目標幅、制御幅及び制御目標幅により特徴づけできる。この表示幅は、カーソルにアクセスできる前記表示部の全体の領域を表すか、又は前記始めの位置からのカーソルにより動かされるべき距離を表す。前記表示目標幅は、前記目標領域内にあるカーソル位置の範囲を表す。前記制御幅は、前記制御入力の動き、又はその始めのポイントから前記目標領域内に表示カーソルを置く位置まで前記制御装置が動かされるべき距離の範囲を表す。前記制御目標幅は、前記目標内にあるカーソル位置に対応する制御入力の位置の範囲を表す。
上記定義を使用して、２個の利得レベルが特定できる。第１の利得レベルは、前記表示幅と前記制御幅との比に対応する。この比は、"目標間利得レベル(between-target gain level)"と呼ばれ、目標領域間の動きの量を定める。第２の利得レベルは、前記表示目標幅と前記制御目標幅との比に対応する。これは、"目標利得レベル(target gain level)"と呼ばれ、前記目標領域内の動きの量を定める。
上述のArnautとGreensteinとは、目標取得動作と利得との間の関係を調べる種々の試みについて議論している。結論としては、利得は動作を充分に説明しないということを示している。従って、制御と表示との関係の最適化が利得単独に集中されるべきかは、疑問である。
動き時間により測定されるような、目標を取得する困難さの他の測定は、フィット(Fitt)の法則により与えられる。この法則によると、動き時間は、目標の距離が一定であると仮定して、前記制御目標幅が増加するに従って減少する。公式によると、フィットの法則は、
動き時間＝a+b log(2c/t)
であり、ここでａとｂとは経験的に決められたパラメータであり、ｃは前記制御幅、ｔは前記制御目標幅である。Log(2c/t)という表現は、動きの困難性の指標と通常呼ばれる。
しかしながら、フィットの法則は、制御及び表示がウマス又はトラックボールの制御システムで別々になされるというよりもむしろ全体的に積分されて、動きタスクに対する動き時間の合計を予測する。もっと特定すると、フィットの法則は、前記制御幅及び前記表示幅とが等しい、すなわち前記目標間利得が１である、片手で対象物を把握できるような工程に適用される。制御目標幅及び表示目標幅が物理的に分離できる特徴がある条件の下では、前記表示目標幅より大きな制御目標幅は、より長い動き時間に至ることが想像できるだろう。なぜならば、前記目標領域に出入りするのに必要な時間が増大するからである。
発明の開示
上述の従来のアプローチでは、適切な目標取得動作を説明しないし、マニュアル入力装置に対する動き時間に関して当該動作を最適化するための原理を提供するわけでもない。本発明の目的は、特に、これらの動き時間を減少させ、従来のカーソル操作システムよりユーザフレンドリなシステムを提供することである。
発明の要約
この目的のために、本発明は、請求の範囲のプリアンブル部で特定されたシステムにおいて、カーソルが視野空間の既定の領域に入るときカーソルをユニット距離動かすために要求される可動部分の動きの量を既定のレベルより下に減少させ、カーソルが領域を出るとき前記量を前記レベルを越えるように増大させるよう動作することを特徴とするシステムを提供する。
本発明者は、このやり方で動き作用をダイナミックに可変することが、ユーザ動きが前記目標領域に入るよりも出るときにより要求される、カーソルでの捕捉効果を持つことを知った。他の言葉に置き換えると、より長い制御動作が、前記目標の中心部を出るよりも近づくのに必要とされる。このタイプの目標利得は、ここに"ダイナミック目標利得(dynamic target gain)"と呼ばれる。上記引用文献においては、対照的にこの利得は、各個別のテストで固定された量であることに注意されたい。
好ましくは、このシステムは、領域に入りそれから当該領域を出るための特定の距離をカーソルが行くようにするための、前記可動部分の動きの合計量を、目標間利得レベルでカーソルが特定距離を行くための前記可動部分の動きの合計量とほぼ等しくするように動作する。結果として、前記ダイナミック目標利得は、余分の動き作用を必要としないで、ユーザ動きを捕捉する。例えば、目標の中心部に向かう動きに対する利得は、前記目標間利得レベルのほぼ２倍である。前記中心部から離れる動きに対する利得は、前記目標間利得のほぼ半分である。
好ましくは、いかなる不意のカーソル動きを避けるために、前記可動部分の動きの総量の減少及び増大はゆるやかであり、前記目標領域内の特定の位置、例えば前記目標領域の中心部からの距離に依存する。
可変の動き作用を制御する特徴は、好ましくはソフトウェア（アプリケーションソフトウェア）で実施され、例えばシステムの表示部を制御するソフトウェア部分で簡易に実行できる。例えば、このソフトウェアが、前記マニュアル入力装置の前記可動部分の動きを表示部でのカーソルの動きと機能的に関係する伝送機能を特定するとする。このカーソルがユーザ動きの制御の下、前記視野空間内の前記目標領域に入るか又は出るようにするとき、この伝送機能を変更するのに影響する指示が作られる。この変更は、例えば前記伝送機能の適当な比率要素によって生ずる。
本発明は、特定するわけではないが、特にユーザ対話形式を最適化するためのマルチメディアアプリケーションに適する。
本発明は情報処理システムにあってかなり簡易に実施できるので、本発明はまた、表示部と結合されたマニュアル入力装置の可動部分の制御の下で、ユーザが目標領域をこの表示部で見える視野空間内のカーソルで捕捉できる方法にも関する。本発明によると、この方法は、カーソルが視野空間内の目標領域に入るときカーソルをユニット距離動かすのに必要な可動部分の動きの量を既定のレベルより低く減少させ、カーソルが領域を出るとき前記量を前記レベルを越えて増大させることによって特徴づけられる。好ましくは、この増大及び減少は、不意のカーソル動きを避けるために緩やかになされる。
【図面の簡単な説明】
本発明は、図を参照した実施例により以下により詳細に説明される。第１図は本発明に従うシステムの機能図である。
発明を実施するための最良の形態
第１図は、本発明に従う情報処理システム１００の機能図である。システム１００は、視野空間を見るための表示部１０２とマニュアル入力装置１０４とを有する。装置１０４は、アプリケーションソフトウェア１０６を介して表示部１０２と機能的に結合され、ユーザ１１０の可動部分１０８の動作に応答して、前記視野空間を通じてユーザ１１０がカーソル１１２をガイドできるようにするための可動部分１０８を有する。示されている例では、マニュアル入力装置１０４は、可動部分１０８の役割を果たす回転可能なボールを持つトラックボール装置を含んでいる。本発明によると、システム１００は、カーソル１１２が視野空間内の目標領域１１４、１１６又は１１８のどれか一つに入るときカーソル１１２を表示部１０２でユニット距離動かすために要求される可動部分１０８の動きの量を既定のレベルより下に減少させ、カーソル１１２が目標領域１１４−１１８のその一つを出るとき前記量を前記レベルを越えて増大させるように動作する。
前記ダイナミック目標利得は、例えば以下のように作られる。アプリケーションソフトウェア１０６は、カーソル１１２の位置が目標領域１１４−１１８の何れかの中にあるか又は外にあるかを継続して決めるための位置比較器１２０を機能的に有する。ソフトウェア１０６は他に、カーソル１１２が目標領域１１４−１１８の一つの中にある場合、カーソル１１２の動きがこの目標領域の中心部に向かっているのか離れていくのかを決めるための動き比較器１２２を機能的に有する。ソフトウェア１０６は、可動部分１０８の動きを表示部１０２上のカーソル１１２の動きへ変換するために動作する伝送機能部１２４も有する。伝送機能部１２４は、この入力が増大するとき増大する出力を供給するとする。カーソル１１２の位置が目標領域１１４−１１８の何れかの範囲内に入ると、伝送機能部１２４は、カーソル１１２を表示部１０２上でユニット距離を動かすために要求される可動部分１０８の動きの量を減少するために、比較器１２０及び１２２を介して変更される。これは、伝送機能部１２４の入力又は出力を増大することにより可能であり、小さなユーザ動きは大きなカーソルの動きとなる。カーソル１１２の位置が目標領域１１４−１１８内の何れかにあり当該領域の中心部から離れるように動くと、比較器１２０及び１２２は伝送機能部１２４を、カーソル１１２を表示部１０２上でユニット距離動かすように要求される、可動部分１０８の動きの量を増大するように変更する。これは、伝送機能部１２４の入力又は出力を減少させることにより達成でき、ユーザ動きはより小さなカーソル動きとなる。
カーソルをユニット距離動かすために要求されるユーザ動きの量の増大又は減少は、不意のカーソル動きを避けるために好ましくはゆるやかである。これは、カーソル１１２が目標領域１１４−１１８の範囲内にあるとき、目標領域１１４−１１８の何れかの中心部からのカーソル１１２の距離に依存して、前記伝送機能部の増減比率を変化させることにより達成できる。「ゆるやか」という言葉は、ユーザ１１０が知覚するカーソル１１２の動きに適用されると理解されるべきである。バリエーションとしては、伝送機能部１２４とその増大及び減少が当該システムのメモリ（図示されない）内のルックアップテーブルとして記憶されるとき、システムのＣＰＵ（図示しない）又はメモリ容量の処理力をセーブするために、２個以上の異なる倍率を使用して段階的にもできる。
目標領域１１４−１１８は、静止している必要はない。例えばユーザの機敏さを要求するコンピュータゲームにおいては、領域１１４−１１８は、カーソル１１２を目標に向けて位置づけることにより捕捉されるべき動く目標を表してもよい。更に、示している例においては、マニュアル入力装置１０４は、可動部分１０８の役割を果たす回転可能なボールを持つトラックボール装置を含んでいる。他のタイプの入力装置、例えばマウス、ジョイスティックは、本発明により実施されるカーソル捕捉補助は方式には大きく依存しないので、本発明において同様に使用できる。本発明に従うカーソル捕捉は、特定のマニュアル入力装置、例えばヨーロッパ特許公報第0489469号に開示されているようなものを介してユーザへの触感フィードバックと組み合わされてもよい。
第１図のシステム１００は、地理的に分配されたステーションを持つ大きなマルチユーザシステムの一部であってもよく、各々のステーションは各マニュアル入力装置１０４と表示部１０２とを有する。ソフトウェア１０６は、部分的に又は全体的に（図示しない）中央のサーバ上で動作されてもよい。電話ネットワークのようなコミュニケーションネットワークは、種々のマニュアル入力装置と表示部とを前記サーバに結合する。他のユーザが１個以上のカーソルを制御している一方で、あるユーザは、目標領域１１４−１１８をガイドしてもよい。ユーザの各々は、視野空間又はその各カスタマイズされた部分に視覚的アクセスを持つ。

Claims (7)

1. 視野空間を見せるための表示部と、前記表示部と結合され、ユーザが可動部分を動かすのに応答して、前記視野空間を通じて当該ユーザがカーソルをガイドできる前記可動部分を持つマニュアル入力装置とを有する情報処理システムにおいて、このシステムが、前記カーソルが前記視野空間内の目標領域に入り、目標の中心部に近づくとき、前記カーソルをユニット距離動かすために要求される前記可動部分の動きの量を既定のレベルより下に減少させ、前記カーソルが前記視野空間内の目標領域に入り、目標の中心部から離れるとき、前記量を前記レベルより上に増大させるために動作することを特徴とするシステム。
2. 請求項１に記載のシステムにおいて、前記カーソルが前記領域に入りその後出るための特定距離を行くための、前記可動部分の動きの総量を、前記カーソルが目標間利得レベルでの前記特定の距離を行くための前記可動部分の動きの総量とほぼ等しくするように動作することを特徴とするシステム。
3. 請求項１又は２に記載のシステムにおいて、感知できる不意のカーソル動きを避けるために、前記領域内の特定の位置に関しての前記カーソルの位置に依存して少なくとも前記減少又は前記増大をゆるやかにして動作することを特徴とするシステム。
4. 請求項１に記載のシステムにおいて、前記可動部分の動きを前記カーソルの動きに変換するための伝送機能部を有するソフトウェアアプリケーションを動かすように動作でき、前記カーソルの位置及び前記カーソルの動きの方向に依存して、前記伝送機能部を変更するように動作することを特徴とするシステム。
5. 表示部と結合されるマニュアル入力装置の可動部分の制御の下、前記表示部で見える視野空間内のカーソルでユーザが目標領域を捕捉できる方法において、当該方法が、前記カーソルが前記視野空間内の目標領域に入り、目標の中心部に近づくとき前記カーソルをユニット距離動かすために要求される前記可動部分の動きの量を既定のレベルより下に減少し、前記カーソルが前記視野空間内の目標領域に入り、目標の中心部から離れるとき、前記量を前記レベルより上に増大することを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法において、前記カーソルが前記領域に入りその後出るための特定距離を行くための、前記可動部分の動きの総量を、目標間利得レベルでの前記特定距離を前記カーソルが行くための前記可動部分の動きの総量とほぼ等しくなるようにしたことを特徴とする方法。
7. 請求項５に記載の方法において、感知できる不意のカーソル動きを避けるために、少なくとも前記増大又は前記減少がゆるやかになされることを特徴とする方法。

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