JP4013454B2 - ポインティングデバイスおよび情報処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の空間内の位置を指定するポインティングデバイス、ならびに、このポインティングデバイスおよび表示部を含む情報処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ等の情報処理装置は、入力手段として、文字を入力するのに好適なキーボードの他に、多くの場合には、画面上の位置を指定するのに好適なポインティングデバイスをも有している。ポインティングデバイスとして、マウス、ジョイスティック、トラックボール等が挙げられる。基準面に対するポインティングデバイス本体の変位が検出されて、この検出された変位に応じて、画面上の位置を示すカーソルが移動する。
【０００３】
特に、画面上に表示される視覚情報に依存するグラフィカルユーザインターフェースを有する情報処理装置では、ポインティングデバイスは重要な役割を果たす。例えば、画面に表示された複数のオブジェクトのうちの何れかのオブジェクトを選択するには、ポインティングデバイスを操作して、その選択しようとするオブジェクトにカーソルを重ねさせ、ポインティングデバイスに付随しているボタンを押下することで、所望のオブジェクトを容易に選択することができる。
【０００４】
また、単に画面上の位置を指定する機能だけでなく他の機能をも有するポインティングデバイスが提案されている。例えば、特開平１−１０２６１９号公報に開示されたものは、マウスの上面にデジタイザ機能を付加したものであって、マウス本来の機能により２次元方向の変位量を検出して画面上の位置を指定するとともに、デジタイザ機能により文字等を入力するものである。また、特開平６−２５９１８９号公報に開示されたものは、マウス本来の機能により２次元方向の変位量を検出して画面上の位置を指定するとともに、このマウスに付加されたスクローリング機能により、画面上の表示内容をスクロールするものである。このように、ポインティングデバイスは、操作性の改善を図るべく種々の提案がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなポインティングデバイスの操作による画面上の位置の指定は、その画面上の視覚情報に依存していることから、弱視者にとっては容易でない。特に、画面上のオブジェクトが小さい場合には、弱視者だけでなく晴眼者にとっても、ポインティングデバイスの操作による画面上の位置の指定は容易でない。また、常に画面を注視することを強いられることから、操作者の健康に悪い影響（例えば眼精疲労やドライアイ等）を与えている。上記の各公報に開示されたポインティングデバイスは、他の機能（デジタイザ機能やスクローリング機能）が付加されてはいるが、本来の機能である位置指定機能については改善がなされていない。また、ポインティングデバイスの操作による画面上の位置の指定だけでなく、ポインティングデバイスの操作により指定した位置にある画面上のオブジェクトの属性の判読についても同様である。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、所定の空間内の位置を容易に指定することができるポインティングデバイスおよび情報処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るポインティングデバイスは、所定の空間内の位置を指定するポインティングデバイスであって、(1) 本体の変位を検出する第１の変位検出手段と、(2) 変位検出部材を有し、この変位検出部材の変位を検出する第２の変位検出手段と、(3) 第１の変位検出手段により検出された本体の変位に応じて所定の空間内の局所座標系の原点を変位させ、第２の変位検出手段により検出された変位検出部材の変位に応じて局所座標系の原点から変位した位置を指定する位置指定手段と、(4) 位置指定手段により指定された所定の空間内の位置に応じた刺激を呈示する刺激呈示手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このポインティングデバイスの本体の変位は第１の変位検出手段により検出され、変位検出部材の変位は第２の変位検出手段により検出される。位置指定手段により、第１の変位検出手段により検出された本体の変位に応じて、所定の空間内の局所座標系の原点が変位し、第２の変位検出手段により検出された変位検出部材の変位に応じて、その局所座標系の原点から変位した位置が指定される。すなわち、第１の変位検出手段により検出された本体の変位および第２の変位検出手段により検出された変位検出部材の変位の双方に応じた位置が所定の空間に指定される。そして、刺激呈示手段により、位置指定手段により指定された所定の空間内の位置に応じた刺激（好適には触刺激）が呈示される。
【０００９】
本発明に係るポインティングデバイスは、従来のマウスやジョイスティックなどと略同様の形態とすることができる。また、本発明に係るポインティングデバイスは、従来のマウスなどが有する本体の変位を検出する第１の変位検出手段に加えて、変位検出部材の変位を検出する第２の変位検出手段、第１および第２の変位検出手段それぞれにより検出された変位に基づいて所定の空間内に位置を指定する位置指定手段、および、この指定された位置に応じた刺激を呈示する刺激呈示手段を有している。刺激呈示手段による刺激の呈示の態様は種々のものが有り得る。このようにすることで、所定の空間内の位置を容易に指定することができる。
【００１０】
なお、表示部を有する情報処理装置とともにポインティングデバイスが用いられる場合には、所定の空間とは表示部の画面上の表示空間であり、位置指定手段により指定された画面上の位置にはカーソルが表示される。また、所定の空間は、必ずしも視認できるものでなくてもよく、仮想的に設定されたものであってもよい。
【００１１】
また、本発明に係るポインティングデバイスでは、変位検出部材の変位量に対する局所座標系の原点から指定位置への変位量の割合は、本体の変位量に対する局所座標系の原点の変位量の割合より小さいのが好適である。この場合には、ポインティングデバイス本体を移動させることにより、所定の空間（表示部の画面）上の位置はマクロに変位し、変位検出部材を移動させることにより、所定の空間（表示部の画面）上の位置はミクロに変位する。したがって、ポインティングデバイス本体の移動により所定の空間（表示部の画面）上の位置を粗く指定し、変位検出部材の移動により所定の空間（表示部の画面）上の位置を細かく指定することができる。このようにすることで、所定の空間内の位置を更に容易に指定することができる。
【００１２】
また、本発明に係るポインティングデバイスは、変位検出部材が操作者の指により移動可能であるよう構成されているのが好適である。この場合には、ポインティングデバイス本体の移動が腕または手首によるものであるのに対して、変位検出部材の移動は指先によるものとなるので、精度よく変位検出部材を移動させることができる。このようにすることでも、所定の空間内の位置を更に容易に指定することができる。
【００１３】
また、本発明に係るポインティングデバイスは、刺激呈示手段が変位検出部材を介して刺激を呈示するのが好適である。この場合には、操作者は、変位検出部材を移動させることで所定の空間内の位置を指定することができるとともに、この変位検出部材を介して刺激呈示手段により刺激が呈示される。変位検出部材が操作者の指により移動可能であることにより、操作者は、変位検出部材を介して、指先で物体をなぞる行為と同等の行為を行うことができ、これと同時に、その物体の肌触りを指先で体感することができる。
【００１４】
本発明に係る情報処理装置は、(1) 所定の空間内の位置を指定するとともに刺激を呈示する上記の本発明に係るポインティングデバイスと、(2) 所定の空間を表示するとともに、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置をも表示する表示部と、(3) ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じた刺激信号を生成して、この刺激信号に基づいてポインティングデバイスに刺激を呈示させる刺激生成手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
この情報処理装置によれば、表示部には、所定の空間が表示されるとともに、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置も表示される。また、刺激生成手段により、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じた刺激信号が生成されて、この刺激信号に基づいてポインティングデバイスが刺激を呈示する。
【００１６】
また、本発明に係る情報処理装置は、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じて表示部における所定の空間の表示の態様を変更する表示態様変更手段を更に備えるのが好適である。この場合には、表示態様変更手段により、表示部における所定の空間の表示の態様は、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じて変更される。例えば、ポインティングデバイスにより指定された位置とオブジェクトとの相対的位置関係に応じて、表示部における所定の空間の表示が拡大または縮小される。そして、この表示部における所定の空間の表示の態様の変更に応じて、操作者は、ポインティングデバイス本体の移動による位置の指定と、変位検出部材の移動による位置の指定とを切り替えることで、表示部の画面上の位置を容易に指定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
先ず、本実施形態に係る情報処理装置およびポインティングデバイスの構成について図１〜図８を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る情報処理装置１の外観図である。この情報処理装置１は、ポインティングデバイス１０、キーボード２０、表示部３０および本体４０を備える。ポインティングデバイス１０は、表示部３０の画面上の位置を指定するとともに、操作者に対して触刺激を呈示する。キーボード２０は文字入力等に用いられる。表示部３０は、画像３１を表示するとともに、ポインティングデバイス１０により指定した位置にカーソル３２を表示し、また、キーボード２０により入力された文字を表示する。本体４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含み、ポインティングデバイス１０、キーボード２０および表示部３０による各種の情報の入出力を制御・演算する。
【００１９】
図２は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０の断面図である。このポインティングデバイス１０は、従来のマウスと略同様の形態を有しており、ボール１０１および第１の変位検出手段１０２を有している。このボール１０１は、本体１００の底部にあって回転が可能であり、基準面（例えば机上面やマウスパッド）上を本体１００が移動することによりボール１０１は回転する。第１の変位検出手段１０２は、このボール１０１の回転方向および回転量をエンコーダにより検出することで、基準面に対する本体１００の２次元的な変位（移動方向および移動量）を検出する。
【００２０】
また、ポインティングデバイス１０は、固定部材１１１、可動部材（変位検出部材）１１２および支持部材１２１を有している。固定部材１１１は、弾性撓みが可能な支持部材１２１を介して、本体１００の上部に固定されている。可動部材１１２は、固定部材１１１に対して移動可能である。
【００２１】
さらに、ポインティングデバイス１０は、スイッチ１３１および信号処理回路１３２を有している。ポインティングデバイス１０を操作する者の指などが可動部材１１２を押下すると、固定部材１１１はスイッチ１３１を押圧する。すなわち、スイッチ１３１は、可動部材１１２が押下されたか否かを検出し、信号処理回路１３２は、その押下されたか否かを示す信号を出力する。
【００２２】
図３は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０のブロック図である。なお、この図で、固定部材１１１および可動部材１１２については断面図が示されている。固定部材１１１および可動部材１１２それぞれは略平板状であって、固定部材１１１に対して可動部材１１２は移動が可能である。可動部材１１２の移動の方向は、固定部材１１１の面に平行な方向であり、その面上で回転も可能である。第２の変位検出手段１１３は、位置検出センサ１１４とともに、固定部材１１１に対する可動部材１１２の変位（移動方向および移動量）を検出する。
【００２３】
位置指定手段１４１は、表示部３０の画面上に原点を有する局所座標系を設定し、第１の変位検出手段１０２により検出された本体１００の変位に応じて局所座標系の原点を変位させ、第２の変位検出手段１１３により検出された可動部材１１２の変位に応じて局所座標系の原点から変位した位置を指定する。触刺激呈示手段１５１は、固定部材１１１に対して可動部材１１２を移動させることにより、この可動部材１１２上に触れている操作者の指などに触刺激を呈示する。また、触刺激呈示手段１５１は、位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置に応じた触刺激を呈示する。
【００２４】
なお、ポインティングデバイス１０から本体４０へ、最終的に指定する位置の情報を送信してもよいし、また、第１の変位検出手段１０２が検出した本体１００の変位および第２の変位検出手段１１３が検出した可動部材１１２の変位を送信してもよい。後者の場合には、本実施形態に係るポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１は、本体４０内に存在することになる。
【００２５】
図４は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０の固定部材１１１および可動部材１１１のより詳細な構成図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）中におけるＡ−Ａ線での断面図である。ポインティングデバイス１０は、側縁部が上方に突出した略板状の固定部材１１１と、この固定部材１１１に対して所定平面に平行な方向に移動可能な可動部材１１２と、固定部材１１１の側縁部と可動部材１１２との間に両者を連結する弾性部材１１５Ａ〜１１５Ｄとを有する。弾性部材１１５Ａ〜１１５Ｄそれぞれは、弾性を有する樹脂やバネなどであり、可動部材１１２の周囲の４個所に設けられており、一端が可動部材１１２に接合され、他端が固定部材１１１の側縁部に接合されている。
【００２６】
また、可動部材１１２には４つのコイル１１６Ａ〜１１６Ｄが固定されている。同図（ａ）の平面図において、中心を原点とし、右方向をＸ軸方向とし、上方向をＹ軸方向とすると、コイル１１６ＡはＸ座標値が正の領域にＸ軸をまたいで設けられており、コイル１１６ＢはＸ座標値が負の領域にＸ軸をまたいで設けられており、コイル１１６ＣはＹ座標値が正の領域にＹ軸をまたいで設けられており、また、コイル１１６ＤはＹ座標値が負の領域にＹ軸をまたいで設けられている。
【００２７】
図５は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０における触刺激呈示機構を説明する平面図である。固定部材１１１には４つの磁石１１７Ａ〜１１７Ｄが固定されている。磁石１１７Ａは、Ｘ座標値が正であってＹ座標値も正である領域に、その磁束がコイル１１６Ａおよび１１６Ｄの双方を貫くように設けられている。磁石１１７Ｂは、Ｘ座標値が負であってＹ座標値が正である領域に、その磁束がコイル１１６Ｂおよび１１６Ｄの双方を貫くように設けられている。磁石１１７Ｃは、Ｘ座標値が負であってＹ座標値も負である領域に、その磁束がコイル１１６Ｂおよび１１６Ｃの双方を貫くように設けられている。また、磁石１１７Ｄは、Ｘ座標値が正であってＹ座標値が負である領域に、その磁束がコイル１１６Ａおよび１１６Ｃの双方を貫くように設けられている。これらのうち磁石１１７Ａおよび１１７Ｃそれぞれは、可動部材１１２に対向する側がＳ極となるように配置され、磁石１１７Ｂおよび１１７Ｄそれぞれは、可動部材１１２に対向する側がＮ極となるように配置されている。
【００２８】
コイル１１６Ａ〜１１６Ｄと磁石１１７Ａ〜１１７Ｄとの間の相対的な位置関係について換言すれば以下のとおりである。コイル１１６Ａは、磁石１１７Ａおよび１１７Ｄそれぞれが作る磁界に対して、Ｘ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。コイル１１６Ｂは、磁石１１７Ｂおよび１１７Ｃそれぞれが作る磁界に対して、Ｘ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。コイル１１６Ｃは、磁石１１７Ｃおよび１１７Ｄそれぞれが作る磁界に対して、Ｙ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。また、コイル１１６Ｄは、磁石１１７Ａおよび１１７Ｂそれぞれが作る磁界に対して、Ｙ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。
【００２９】
コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれは、銅線を用いてもよいし、また、軽量化のためにアルミニウム線を用いてもよく、さらに、銅メッキされたアルミニウム線を用いるのも好適である。磁石１１７Ａ〜１１７Ｄそれぞれは、保磁力および残留磁束密度が大きいものが好ましく、例えばネオジ磁石が好適である。
【００３０】
触刺激呈示手段１５１はコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに対して独立に電流を流すことができる。そして、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに流れる電流の大きさ及び方向と、磁石１１７Ａ〜１１７Ｄそれぞれが作る磁界との間で、フレミングの左手の法則に応じた相互作用が生じる。これに因り、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに推力が生じて、これらの推力と弾性部材１１５Ａ〜１１５Ｄそれぞれの応力とに応じて、固定部材１１１に対して可動部材１１２が移動する。そして、この可動部材１１２により、可動部材１１２上に触れている操作者の指などに触刺激が呈示される。
【００３１】
図６は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０における固定部材１１１と可動部材１１２との摺動機構を説明する断面図である。磁石１１７Ａ〜１１７Ｄが固定された固定部材１１１の下面、および、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄが固定された可動部材１１２の上面それぞれに、両者が互いに摺動可能なように、摺動部材１１８Ａおよび１１８Ｂが設けられている。摺動部材１１８Ａおよび１１８Ｂそれぞれは、摩擦係数が小さいフッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）、潤滑油が含浸された樹脂および金属などが好適に用いられる。摺動部材１１８Ａおよび１１８Ｂの間に、潤滑油を塗布するのも好適であり、また、非磁性体の球体を介在させて、この球体の転がりによって摺動させるようにしてもよい。
【００３２】
なお、図６には、摺動機構だけでなく、可動部材１１２の上面にある表面層１１９、および、この表面層１１９の中央付近に設けられた感圧部１２０も示されている。図７は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０における感圧部１２０を説明する断面図である。表面層１１９は、人の指や掌などの受容器官が接離可能なように平坦に仕上げられている。感圧部１２０は、表面層１１９に人の指などが触れたことを検出するものである。感圧部１２０は、シリコーンゴムおよび導電性粉末を混合した材料を用いた感圧導電性ゴム１２０Ａを導電性プラスティック層１２０Ｂおよび１２０Ｃで挟んだ構成となっている。そして、導電性プラスティック層１２０Ｂと導電性プラスティック層１２０Ｃとの間に電圧を印加し、感圧部１２０に人の指などが触れたときの接触圧に因る電気抵抗値の変化を検出して、これにより接触の有無を検出する。この感圧部１２０から出力される接触検出信号は触刺激呈示手段１５１に送られ、接触が確認されたときに可動部材１１２は触刺激呈示手段１５１により駆動される。
【００３３】
この他、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検出する方法として以下のものがある。すなわち、可動部材１１２に所定の電荷を蓄積して保持する電荷蓄積部を設け、人の指などが接触したときに電荷蓄積部に保持されていた電荷を人の指などに流出させ、電荷蓄積部に蓄積されている電荷の量の変化を検出することで、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検出するのも好適である。また、可撓性を有する２つの電極を相互間距離が一定となるように支持し、人の指などが接触したときに、これら２つの電極の相互間距離が変化して両電極間に存在する静電容量が変化するのを検出することで、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検出するのも好適である。さらに、可動部材１１２の上面に受光素子を設けるとともに、固定部材１１１の側縁部の上面にも受光素子を設け、各々の受光素子からの出力信号の値の変化に基づいて、可動部材１１２の上面の受光素子からの出力信号の値が低下したことを検出することで、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検出するのも好適である。
【００３４】
図８は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０における位置検出センサ１１４を説明する断面図である。位置検出センサ１１４は、固定部材１１１に固定された発光素子（例えば発光ダイオード）１１４Ａおよび受光素子（例えばフォトダイオード）１１４Ｂ、ならびに、可動部材１１２の下面に描かれた光学模様（例えば、等間隔の濃淡模様、市松模様、など）１１４Ｃを含む。発光素子１１４Ａから出射された光は光学模様１１４Ｃ上に照射され、光学模様１１４Ｃで反射された光は受光素子１１４Ｂにより受光される。受光素子１１４Ｂによる受光量は、発光素子１１４Ａから出射された光が光学模様１１４Ｃ上に入射する位置における反射率に応じたものである。
【００３５】
したがって、受光量に応じて受光素子１１４Ｂから出力される電気信号の変化に基づいて、固定部材１１１に対する可動部材１１２の変位量を検出することができる。また、このような位置検出センサ１１４をＸ軸方向およびＹ軸方向それぞれについて設けることにより、固定部材１１１に対する可動部材１１２の２次元的な変位量を検出することができる。この位置検出センサ１１４からの出力信号は第２の変位検出手段１１３に送られ、第２の変位検出手段１１３において、可動部材１１２の変位が検出される。
【００３６】
この他、可動部材１１２の変位を検出する方法として以下のものがある。すなわち、可動部材１１２の下面に形成された細かい凹凸に対してレーザ光を照射してスペックル模様を生じさせ、このスペックル模様を２次元イメージセンサにより観察することで、固定部材１１１に対する可動部材１１２の２次元的な変位量を検出するのも好適である。また、可動部材１１２に接触する回転体を設け、この回転体の回転量をエンコーダにより検出することで、固定部材１１１に対する可動部材１１２の変位量を検出するのも好適である。さらに、固定部材１１１および可動部材１１２のうちの一方に発光素子を設け他方に２次元光学的位置検出素子（ＰＳＤ: position sensitive detector）を設けることで、固定部材１１１に対する可動部材１１２の２次元的な変位量を検出するのも好適である。
【００３７】
次に、ポインティングデバイス１０の触刺激呈示動作について説明する。触刺激呈示手段１５１により駆動されてコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに推力が働き、これにより可動部材１１２が移動する。
【００３８】
先ず、コイル１１６Ａおよび１１６Ｂそれぞれについて考えると、固定部材１１１に垂直な方向であるＺ軸方向に磁界が生じており、この磁界中にＸ軸方向に電流が流れると、Ｙ軸方向への推力が生じる。コイル１１６Ａに時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ａには＋Ｙ軸方向の推力が働く。また、コイル１１６Ｂに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ｂには＋Ｙ軸方向の推力が働く。電流が流れる方向を変えることで推力が働く方向を変えることができ、また、電流値を変えることで推力の大きさを変えることができる。
【００３９】
同様に、コイル１１６Ｃおよび１１６Ｄそれぞれについて考えると、固定部材１１１に垂直な方向であるＺ軸方向に磁界が生じており、この磁界中にＹ軸方向に電流が流れると、Ｘ軸方向への推力が生じる。コイル１１６Ｃに時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ｃには＋Ｘ軸方向の推力が働く。また、コイル１１６Ｄに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ｄには＋Ｘ軸方向の推力が働く。電流が流れる方向を変えることで推力が働く方向を変えることができ、また、電流値を変えることで推力の大きさを変えることができる。
【００４０】
固定部材１１１に対して可動部材１１２を平行移動させるだけでよい場合には、コイル１１６Ａおよび１１６Ｂそれぞれを互いに結線して、コイル１１６Ａおよび１１６Ｂそれぞれに同一方向の推力を与え、また、コイル１１６Ｃおよび１１６Ｄそれぞれを互いに結線して、コイル１１６Ｃおよび１１６Ｄそれぞれに同一方向の推力を与えればよい。
【００４１】
また、Ｚ軸をほぼ中心として固定部材１１１に対して可動部材１１２を回転させる方向に推力を生じさせることもできる。すなわち、コイル１１６Ａおよびコイル１１６Ｂそれぞれに時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ａには＋Ｙ軸方向の推力が働き、コイル１１６Ｂには−Ｙ軸方向の推力が働くので、固定部材１１１に対して可動部材１１２を反時計回りの方向へ回転させる回転モーメントが生じる。コイル１１６Ａおよびコイル１１６Ｂそれぞれに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ａには−Ｙ軸方向の推力が働き、コイル１１６Ｂには＋Ｙ軸方向の推力が働くので、固定部材１１１に対して可動部材１１２を時計回りの方向へ回転させる回転モーメントが生じる。また、コイル１１６Ａおよびコイル１１６Ｂそれぞれに流れる電流の値の比を変えることで、回転中心を変えることができる。コイル１１６Ｃおよびコイル１１６Ｄそれぞれについても同様である。
【００４２】
以上のような可動部材１１２の移動は、触刺激呈示手段１５１によりコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに供給される電流により駆動される。また、この際の制御に際しては、例えば、位置偏差と位置偏差の微分量とに応じてなされるＰＤ制御（比例・微分制御）が用いられる。図９は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０の可動部材１１２の動作例を説明する図である。同図（ａ）に示すように、可動部材１１２は、全体的には−Ｙ軸方向に向かいつつ、左右に細かく振動している。同図（ｂ）に示すように、可動部材１１２は、時計回り方向に平行移動で回転している。同図（ｃ）に示すように、可動部材１１２は、時計回り方向に平行移動で回転しつ、その進行方向に対して左右に細かく振動している。また、同図（ｄ）に示すように、可動部材１１２は、平行移動で揺動している。さらに、可動部材１１２は、「８」や「Ｗ」などの文字を描くような動きも可能である。また、可動部材１１２は、一定の速さの動きだけでなく、加速または減速を伴う動きも可能である。可動部材１１２の動きは、触刺激呈示手段１５１によりコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに供給される電流に応じたものであって、可動部材１１２に人の指が軽く接触しているときには、その指は、この可動部材１１２の動きを感じ取ることができる。
【００４３】
次に、ポインティングデバイス１０の位置指定動作と表示部３０におけるカーソル表示について図１０を用いて説明する。表示部３０の画面上に表示されるカーソル３２の形状は、矢印形状のもの（同図（ａ））、指差形状のもの（同図（ｂ），（ｃ））、十字形状のもの（同図（ｄ））、および、指先で掴む形状のもの（同図（ｅ））、など、任意でよい。矢印形状のカーソル（同図（ａ））は、その矢印の先端で位置を示す。指差形状のカーソル（同図（ｂ），（ｃ））は、その指差の先端で位置を示す。十字形状のカーソル（同図（ｄ））は、その十字の交点で位置を示す。また、指先で掴む形状のカーソル（同図（ｅ））は、その掴む２本の指の中央で位置を示す。
【００４４】
このとき、操作者がポインティングデバイス１０の本体１００を移動させると、その移動が第１の変位検出手段１０１により検出され、この検出された移動に応じて、表示部３０の画面に設定される局所座標系の原点は変位し、カーソルは、その局所座標系の原点へ変位する。そして、操作者が本体１００を固定したまま可動部材１１２を移動させると、固定部材１１１に対して可動部材１１２が変位し、この変位が第２の変位検出手段１１３により検出され、カーソルは、この検出された変位に応じた局所座標系上の位置へ更に変位する。
【００４５】
また、表示部３０の画面上に表示されるカーソル３２の形状は、上記のものを組み合わせたものであるのが好適である。例えば、図１０（ｆ）に示すように、カーソル３２の形状は、十字形状と指先で掴む形状とを組み合わせた形状であてもよい。この場合、十字形状の部分の十字の交点は、ポインティングデバイス１０の第１の変位検出手段１０１により検出された本体１００の変位に応じて表示部３０の画面に設定される局所座標系の原点を示す。また、指先で掴む形状の部分の２本の指の中央は、ポインティングデバイス１０の第２の変位検出手段１１３により検出された可動部材１１２の変位に応じて表示部３０の画面に設定される局所座標系上の位置を示す。
【００４６】
すなわち、操作者がポインティングデバイス１０の本体１００を移動させると、その移動が第１の変位検出手段１０１により検出され、この検出された移動に応じて、表示部３０の画面上でカーソルの十字形状の部分は変位する。操作者が可動部材１１２を移動させておらず、固定部材１１１に対して可動部材１１２が所定の平衡位置にあれば、図１０（ｆ）に示すように、カーソルの指先で掴む形状の部分の２本の指の中央は、十字形状の部分の十字の交点と一致する。一方、操作者が可動部材１１２を移動させると、固定部材１１１に対して可動部材１１２が変位し、この変位が第２の変位検出手段１１３により検出され、この検出された変位に応じて、図１０（ｇ）に示すように、カーソルの指先で掴む形状の部分の２本の指の中央は、十字形状の部分の十字の交点に対して変位する。カーソルの指先で掴む形状の部分の２本の指の中央の位置は、位置指定手段１４１により指定される。
【００４７】
なお、図１０（ａ）〜（ｅ）に示した単一形状のカーソルの表示と、図１０（ｆ）および（ｇ）に示した２形状を組み合わせたカーソルの表示とは、操作者の選択により切り替えが可能であるのが好適である。
【００４８】
また、可動部材１１２の変位量に対する局所座標系の原点から指定位置への変位量の割合は、本体１００の変位量に対する局所座標系の原点の変位量の割合より小さいのが好適である。この場合、本体１００を移動させることにより、表示部３０の画面上の位置はマクロに変位し、可動部材１１２を移動させることにより、表示部３０の画面上の位置はミクロに変位する。したがって、本体１００の移動により表示部３０の画面上の位置を粗く指定し、可動部材１１２の移動により表示部３０の画面上の位置を細かく指定することができる。
【００４９】
次に、ポインティングデバイス１０の位置指定動作と触刺激呈示動作との関係について説明する。触刺激呈示手段１５１による可動部材１１２を介しての触刺激の呈示は、位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置に応じてなされる。すなわち、情報処理装置１の本体４０は触刺激生成手段を有しており、この触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置に応じた触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１に触刺激を呈示させる。
【００５０】
例えば、表示部３０の画面上にオブジェクトが表示されているときに、位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置とオブジェクトとの間の距離が所定値以下である場合に、触刺激呈示手段１５１は、触刺激生成手段により生成された触刺激信号に従って可動部材１１２を振動させることにより、その旨を操作者に通知するようにしてもよい。また、この場合に、触刺激呈示手段１５１は、触刺激生成手段により生成された触刺激信号に従って可動部材１１２を強制的に移動させて、位置指定手段１４１による指定位置がオブジェクト上に来るようにしてもよい。さらに、位置指定手段１４１による指定位置がオブジェクト上に存在するときや移動するときに、触刺激呈示手段１５１は、触刺激生成手段により生成された触刺激信号に従って、可動部材１１２を介して、そのオブジェクトの属性に応じた触刺激を呈示してもよい。その他、ポインティングデバイス１０の位置指定動作と触刺激呈示動作との関係には種々の態様があり得る。以下では具体的な実施例について説明する。
【００５１】
第１実施例は、図１１に示すように、表示部３０の画面上に表示された複数のオブジェクトのうちの何れかのオブジェクトをポインティングデバイス１０により選択するものである。この図に示す所謂ラジオボタンの如く、表示部３０の画面上に表示されたオブジェクトが小さいと、従来のポインティングデバイスを用いたのでは、オブジェクトを選択するのは困難である。しかし、本実施形態に係る情報処理装置１およびポインティングデバイス１０を用いる場合には、以下のような操作を行うことで、オブジェクトを容易に選択することができる。
【００５２】
すなわち、操作者は、先ず、ポインティングデバイス１０の本体１００を移動させることで、選択しようとするオブジェクトの近くまでカーソルを移動させ、その後、ポインティングデバイス１０の可動部材１１２を移動させることで、選択しようとするオブジェクトに向けてカーソルを移動させる。本体１００の移動が腕や手首によるものであるのに対して、可動部材１１２の移動は指先によるものであるので、精度よく可動部材１１２を移動させることができる。また、本体１０の移動によるカーソルのマクロな移動と比較して、可動部材１１２の移動によりミクロにカーソルを移動させることができる。したがって、オブジェクトにカーソルを重ねさせることが容易である。
【００５３】
さらに、位置指定手段１４１による指定位置（表示部３０の画面上のカーソル位置）がオブジェクト上に重なったときに、触刺激呈示手段１５１が可動部材１１２に触刺激（例えば振動）を呈示するようにしておけば、操作者は、画面を注視していなくても、カーソルがオブジェクトに重なったことを容易に認識することができる。或いは、操作者が本体１００または可動部材１１２を移動させてカーソルをオブジェクトに近づけようとするときに、カーソルとオブジェクトとの距離が或る一定値以下になれば、触刺激呈示手段１５１が可動部材１１２を強制的に移動させて、位置指定手段１４１による指定位置（カーソル位置）がオブジェクト上に来るようにしておくのも好適である。そして、カーソル位置がオブジェクトに重なったときに、操作者は、可動部材１１２を指先で押下（クリック）することで、そのオブジェクトを選択することができる。
【００５４】
なお、この場合には、情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置とオブジェクトと間の距離に応じて触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激（振動または推力）を呈示する。
【００５５】
第２実施例は、図１２に示すように、ポインティングデバイス１０の操作により、表示部３０の画面上においてＣＡＤの操作を行うものである。表示部３０の画面上に互いに嵌合し得る２つの図形要素ＡおよびＢがあって、操作者は、ポインティングデバイス１０を操作して、図形要素Ｂを移動させ、図形要素Ｂの凹部を図形要素Ａの凸部に勘合させようとしている。このとき、従来のポインティングデバイスを用いると、図形要素Ａと図形要素Ｂとを正確に勘合させることは困難であり、両者が重なったり或いは離れたりすることが多い。しかし、本実施形態に係る情報処理装置１およびポインティングデバイス１０を用いる場合には、以下のような操作を行うことで、図形要素Ａと図形要素Ｂとを正確に勘合させることができる。
【００５６】
すなわち、操作者は、先ず、ポインティングデバイス１０の本体１００を移動させることで図形要素Ｂにカーソルを重ねさせ、可動部材１１２を押下してスイッチ１３１を押圧した状態のまま本体１００を移動させることで図形要素Ｂを図形要素Ａの近くまで移動させる。その後、可動部材１１２を押下してスイッチ１３１を押圧した状態のまま可動部材１１２を移動させることで、図形要素Ｂを図形要素Ａに勘合させる。そして、両者が勘合した時点で、操作者は可動部材１１２の押下を止める。この実施例でも、本体１００の移動が腕や手首によるものであるのに対して、可動部材１１２の移動は指先によるものであるので、精度よく可動部材１１２を移動させることができる。また、本体１０の移動によるカーソルのマクロな移動と比較して、可動部材１１２の移動によりミクロにカーソルを移動させることができる。したがって、図形要素Ａと図形要素Ｂとを容易に正確に勘合させることができる。
【００５７】
また、図形要素Ａと図形要素Ｂとが接したときに、触刺激呈示手段１５１が可動部材１１２に触刺激（例えば振動）を呈示するようにしておけば、操作者は、画面を注視していなくても、図形要素Ａと図形要素Ｂとが接したことを容易に認識することができる。なお、この場合には、情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置にある図形要素Ｂと他の図形要素Ａと間の距離に応じて触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激（振動）を呈示する。
【００５８】
さらに、操作者が本体１００または可動部材１１２を移動させて図形要素Ｂを図形要素Ａに近づけようとするときに、図形要素Ｂと図形要素Ａとの距離が或る一定値以下になれば、表示部３０の画面の表示を拡大させるのが好適である（同図（ａ）→（ｂ））。このようにすることで、図形要素Ａと図形要素Ｂとを更に容易に正確に勘合させることができる。なお、この場合には、情報処理装置１の本体４０は表示態様変更手段を有しており、この表示態様変更手段は、移動対象である図形要素Ｂと他の図形要素Ａとの間の距離に応じて、表示部３０の画面の表示を拡大または縮小させる。そして、この表示部３０の画面の表示態様の変更に応じて、操作者は、ポインティングデバイス１０の本体１００の移動による位置の指定と、可動部材１１２の移動による位置の指定とを切り替えることで、表示部３０の画面上の位置を容易に指定することができる。
【００５９】
第３実施例は、図１３に示すように、ポインティングデバイス１０の操作により、表示部３０の画面に表示された球体を移動させるものである。この画面には各々の設定された重量が異なる３種類の球体が表示されている。操作者は、ポインティングデバイス１０の本体１００または可動部材１１２を移動させることで何れかの球体にカーソルを重ねさせ、可動部材１１２を押下してスイッチ１３１を押圧した後に可動部材１１２を移動させることで、その球体を持ち上げることができる。このとき、触刺激呈示手段１５１により、その持ち上げた球体の重量に応じた力が、可動部材１１２に置かれている指先に呈示される。
【００６０】
なお、この場合には、情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置にある球体に設定された重量に応じた触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激（反力）を呈示する。これにより、操作者は、可動部材１１２の移動により持ち上げた球体の重量を体感することができる。
【００６１】
この第３実施例に類似のものとして、表示部３０の画面上に粗滑分布を有するバックグラウンドが表示されていて、ポインティングデバイス１０の可動部材１１２の移動によりバックグラウンド上でオブジェクトを移動させる場合の例が挙げられる。このとき、情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、バックグラウンドのうちオブジェクトが存在する部分の粗滑に応じた触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激（反力の変動）を呈示する。これにより、操作者は、可動部材１１２の移動により指定したオブジェクトの位置における粗滑を体感することができる。
【００６２】
第４実施例は、図１４に示すように、ポインティングデバイス１０の操作により、表示部３０の画面に表示された物品の表面の肌触りを体感するものである。インターネットのホームページや電子ショッピングモールなどにおいて商品の紹介がなされる場合があり、商品の形状や価格などの画像情報が提供される。しかし、商品（例えば、洋服やソファの生地、バッグの素材、壁紙など）によっては、触感覚も重要な情報である場合がある。このような場合、本実施形態に係るポインティングデバイス１０を用いることにより、商品の触感覚の情報を得ることができる。
【００６３】
すなわち、操作者は、先ず、興味ある商品の画像を表示部３０の画面上に表示させる。そして、ポインティングデバイス１０の本体１００または可動部材１１２を移動させることで、その商品の画像にカーソルを重ねさせる。その後、可動部材１１２を移動させることで、その商品の画像上でカーソルを移動させる。このとき、触刺激呈示手段１５１により、その商品の肌触りに応じた力が、可動部材１１２に置かれている指先に呈示される。
【００６４】
なお、この場合には、その商品の情報として、画面上に表示される画像の他、肌触りの属性情報が付加されている。情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の商品の情報に付加された属性情報に応じた触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激を呈示する。これにより、操作者は、指先で可動部材１１２を移動させることで、指先で商品をなぞる行為と同等の行為を行うことができ、これと同時に、表示部３０の画面に表示された商品の肌触りを指先で体感することができる。
【００６５】
第５実施例は、図１５に示すように、ポインティングデバイス１０の操作により、表示部３０の画面に表示された各種オブジェクトの属性を検知するものである。表示部３０の画面に表示されるオブジェクトの種類として、例えば、アイコン、フォルダ、ファイルなどがある。本実施形態に係るポインティングデバイス１０を用いれば、表示部３０の画面に表示された各種オブジェクトの属性（種類、サイズ、名称、など）を把握することができる。
【００６６】
すなわち、操作者は、先ず、ポインティングデバイス１０の本体１００または可動部材１１２を移動させることで、画面上の何れかのオブジェクト上にカーソルを移動させ、可動部材１１２を押下してスイッチ１３１を押圧する。そして、可動部材１１２を移動させることで、画面上のカーソルを移動させる。このとき、触刺激呈示手段１５１により、そのオブジェクトの属性に応じた触刺激が、可動部材１１２に置かれている指先に呈示される。例えば、オブジェクトの種類に応じて異なる触刺激を呈示するようにしてもよいし、オブジェクトがファイルである場合にファイルサイズに応じた大きさの反力を触刺激として呈示するようにしてもよい。
【００６７】
また、画面上の何れかのオブジェクト上にカーソルが来たときに、触刺激呈示手段１５１により、そのオブジェクトの名称を表記するように可動部材１１２が移動するのも好適である。このようにすることで、可動部材１１２に置かれた指先は、可動部材１１２の動きを通じて、カーソルが位置するオブジェクトの名称を判読することができる。
【００６８】
なお、この場合には、画面上に表示されるオブジェクトには、種類やサイズなどの属性情報が付加されている。情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上のオブジェクトに付加された属性情報に応じた触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激を呈示する。これにより、操作者は、画面上のオブジェクトの属性を容易に把握することができる。
【００６９】
さらに、表示部３０の画面上に表示されたオブジェクトに対して属性情報を付加することも、本実施形態に係るポインティングデバイス１０を用いることにより可能である。すなわち、操作者は、先ず、メニューの所定の項目を選択して属性情報の付加が可能な状態にした後に、ポインティングデバイス１０の本体１００または可動部材１１２を移動させることで、画面上の何れかのオブジェクト上にカーソルを移動させ、可動部材１１２を押下してスイッチ１３１を押圧する。そして、可動部材１１２を移動させることで、画面上のカーソルを移動させる。このときの可動部材１１２の移動すなわちカーソルの移動が、触刺激呈示手段１５１により可動部材１１２を介して呈示される触刺激となる。
【００７０】
例えば、画面上に文字情報を表示するオブジェクトにおいて、属性情報の付加が可能な状態にした後に、その文字をなぞるように可動部材１１２を移動させることで、そのオブジェクトに属性情報を付加する。その後、そのオブジェクト上にカーソルが来ると、触刺激呈示手段１５１により、そのオブジェクトの文字をなぞるように可動部材１１２が移動する。このようにすることで、可動部材１１２に置かれた指先は、可動部材１１２の動きを通じて、カーソルが位置するオブジェクトの文字を判読することができる。
【００７１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態のポインティングデバイス１０は、マウス形状のものであって、基準面上のボール１０１の回転を検出することで本体１００の変位を検出する接触回転式のものであったが、基準面の光学的な濃淡の変化を検出することで本体１００の変位を検出する非接触光学式のものであってもよい。
【００７２】
また、マウス形状のものでなくてもよく、ジョイスティック形状のものであってもよい。ジョイスティック形状のものである場合には、そのジョイスティックの先端に可動部材を設けて、この可動部材に触刺激を呈示するのが好適であり、このようにすることで、ジョイスティックを握った手の親指でこの可動部材を移動させることができ、この親指で触刺激を体感することができる。
【００７３】
また、上記実施形態は触刺激を呈示するものであったが、他の刺激を呈示してもよく、例えば、光や音などの刺激を呈示してもよい。また、これらの刺激を選択または併用して呈示するようにしてもよい。
【００７４】
さらに、上記実施形態では、変位検出部材は固定部材１１１に対して可動である可動部材１１２であって、第２の変位検出手段１１３は可動部材１１２の変位を検出するものであったが、これに限られない。例えば、ポインティングデバイス本体に対して変位検出部材が固定されていて、第２の変位検出手段は、この変位検出部材に接触する指等の変位を検出するようにしてもよい。具体的には、指等の接触に因る静電容量の変化に基づいて指等の変位を検出するトラックパッドにより実現することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係るポインティングデバイスによれば、このポインティングデバイスの本体の変位は第１の変位検出手段により検出され、変位検出部材の変位は第２の変位検出手段により検出される。位置指定手段により、第１の変位検出手段により検出された本体の変位および第２の変位検出手段により検出された変位検出部材の変位の双方に応じた位置が所定の空間に指定される。そして、刺激呈示手段により、位置指定手段により指定された所定の空間内の位置に応じた刺激が呈示される。
【００７６】
このように、本発明に係るポインティングデバイスは、従来のマウスなどが有する本体の変位を検出する第１の変位検出手段に加えて、変位検出部材の変位を検出する第２の変位検出手段、第１および第２の変位検出手段それぞれにより検出された変位に基づいて所定の空間内に位置を指定する位置指定手段、および、この指定された位置に応じた刺激を呈示する刺激呈示手段を有していることで、所定の空間内の位置を容易に指定することができる。
【００７７】
また、変位検出部材の変位量に対する局所座標系の原点から指定位置への変位量の割合は、本体の変位量に対する局所座標系の原点の変位量の割合より小さいのが好適である。この場合には、ポインティングデバイス本体の移動により所定の空間（表示部の画面）上の位置を粗く指定し、変位検出部材の移動により所定の空間（表示部の画面）上の位置を細かく指定することができるので、所定の空間内の位置を更に容易に指定することができる。
【００７８】
また、変位検出部材が操作者の指により移動可能であるよう構成されているのが好適である。この場合には、ポインティングデバイス本体の移動が腕または手首によるものであるのに対して、変位検出部材の移動は指先によるものとなるので、精度よく変位検出部材を移動させることができので、所定の空間内の位置を更に容易に指定することができる。
【００７９】
また、刺激呈示手段が変位検出部材を介して刺激を呈示するのが好適である。この場合には、操作者は、変位検出部材を移動させることで所定の空間内の位置を指定することができるとともに、この変位検出部材を介して刺激呈示手段により刺激が呈示される。変位検出部材が操作者の指により移動可能であることにより、操作者は、変位検出部材を介して、指先で物体をなぞる行為と同等の行為を行うことができ、これと同時に、その物体の肌触りを指先で体感することができる。
【００８０】
本発明に係る情報処理装置によれば、表示部には、所定の空間が表示されるとともに、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置も表示される。また、刺激生成手段により、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じた刺激信号が生成されて、この刺激信号に基づいてポインティングデバイスが刺激を呈示する。これにより、表示部に表示された所定の空間内の位置を容易に指定することができる。
【００８１】
また、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じて表示部における所定の空間の表示の態様を変更する表示態様変更手段を更に備えるのが好適である。この場合には、表示態様変更手段により、表示部における所定の空間の表示の態様は、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じて変更される。そして、この表示部における所定の空間の表示の態様の変更に応じて、操作者は、ポインティングデバイス本体の移動による位置の指定と、変位検出部材の移動による位置の指定とを切り替えることで、表示部の画面上の位置を容易に指定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る情報処理装置１の外観図である。
【図２】本実施形態に係るポインティングデバイス１０の断面図である。
【図３】本実施形態に係るポインティングデバイス１０のブロック図である。
【図４】本実施形態に係るポインティングデバイス１０の固定部材１１１および可動部材１１１の構成図である。
【図５】本実施形態に係るポインティングデバイス１０における触刺激呈示機構を説明する平面図である。
【図６】本実施形態に係るポインティングデバイス１０における固定部材１１１と可動部材１１２との摺動機構を説明する断面図である。
【図７】本実施形態に係るポインティングデバイス１０における感圧部１２０を説明する断面図である。
【図８】本実施形態に係るポインティングデバイス１０における位置検出センサ１１４を説明する断面図である。
【図９】本実施形態に係るポインティングデバイス１０の可動部材１１２の動作例を説明する図である。
【図１０】本実施形態に係るポインティングデバイス１０の位置指定動作と表示部３０におけるカーソル表示について説明する図である。
【図１１】第１実施例における表示部３０の画面上の表示を示す図である。
【図１２】第２実施例における表示部３０の画面上の表示を示す図である。
【図１３】第３実施例における表示部３０の画面上の表示を示す図である。
【図１４】第４実施例における表示部３０の画面上の表示を示す図である。
【図１５】第５実施例における表示部３０の画面上の表示を示す図である。
【符号の説明】
１…情報処理装置、１０…ポインティングデバイス、２０…キーボード、３０…表示部、４０…本体、１００…本体、１０１…ボール、１０１…第１の変位検出手段、１１１…固定部材、１１２…可動部材、１１３…第２の変位検出手段、１１４…位置検出センサ、１１５Ａ〜１１５Ｄ…弾性部材、１１６Ａ〜１１６Ｄ…コイル、１１７Ａ〜１１７Ｄ…磁石、１１８Ａ，１１８Ｂ…摺動部材、１１９…表面層、１２０…感圧部、１２１…支持部材、１３１…スイッチ、１３２…信号処理回路、１４１…位置指定手段、１５１…触刺激呈示手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の空間内の位置を指定するポインティングデバイス、ならびに、このポインティングデバイスおよび表示部を含む情報処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ等の情報処理装置は、入力手段として、文字を入力するのに好適なキーボードの他に、多くの場合には、画面上の位置を指定するのに好適なポインティングデバイスをも有している。ポインティングデバイスとして、マウス、ジョイスティック、トラックボール等が挙げられる。基準面に対するポインティングデバイス本体の変位が検出されて、この検出された変位に応じて、画面上の位置を示すカーソルが移動する。
【０００３】
特に、画面上に表示される視覚情報に依存するグラフィカルユーザインターフェースを有する情報処理装置では、ポインティングデバイスは重要な役割を果たす。例えば、画面に表示された複数のオブジェクトのうちの何れかのオブジェクトを選択するには、ポインティングデバイスを操作して、その選択しようとするオブジェクトにカーソルを重ねさせ、ポインティングデバイスに付随しているボタンを押下することで、所望のオブジェクトを容易に選択することができる。
【０００４】
また、単に画面上の位置を指定する機能だけでなく他の機能をも有するポインティングデバイスが提案されている。例えば、特開平１−１０２６１９号公報に開示されたものは、マウスの上面にデジタイザ機能を付加したものであって、マウス本来の機能により２次元方向の変位量を検出して画面上の位置を指定するとともに、デジタイザ機能により文字等を入力するものである。また、特開平６−２５９１８９号公報に開示されたものは、マウス本来の機能により２次元方向の変位量を検出して画面上の位置を指定するとともに、このマウスに付加されたスクローリング機能により、画面上の表示内容をスクロールするものである。このように、ポインティングデバイスは、操作性の改善を図るべく種々の提案がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなポインティングデバイスの操作による画面上の位置の指定は、その画面上の視覚情報に依存していることから、弱視者にとっては容易でない。特に、画面上のオブジェクトが小さい場合には、弱視者だけでなく晴眼者にとっても、ポインティングデバイスの操作による画面上の位置の指定は容易でない。また、常に画面を注視することを強いられることから、操作者の健康に悪い影響（例えば眼精疲労やドライアイ等）を与えている。上記の各公報に開示されたポインティングデバイスは、他の機能（デジタイザ機能やスクローリング機能）が付加されてはいるが、本来の機能である位置指定機能については改善がなされていない。また、ポインティングデバイスの操作による画面上の位置の指定だけでなく、ポインティングデバイスの操作により指定した位置にある画面上のオブジェクトの属性の判読についても同様である。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、所定の空間内の位置を容易に指定することができるポインティングデバイスおよび情報処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るポインティングデバイスは、所定の空間内の位置を指定するポインティングデバイスであって、(1) 本体の変位を検出する第１の変位検出手段と、(2) 変位検出部材を有し、この変位検出部材の変位を検出する第２の変位検出手段と、(3) 第１の変位検出手段により検出された本体の変位に応じて所定の空間内の局所座標系の原点を変位させ、第２の変位検出手段により検出された変位検出部材の変位に応じて局所座標系の原点から変位した位置を指定する位置指定手段と、(4) 位置指定手段により指定された所定の空間内の位置に応じた刺激を呈示する刺激呈示手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このポインティングデバイスの本体の変位は第１の変位検出手段により検出され、変位検出部材の変位は第２の変位検出手段により検出される。位置指定手段により、第１の変位検出手段により検出された本体の変位に応じて、所定の空間内の局所座標系の原点が変位し、第２の変位検出手段により検出された変位検出部材の変位に応じて、その局所座標系の原点から変位した位置が指定される。すなわち、第１の変位検出手段により検出された本体の変位および第２の変位検出手段により検出された変位検出部材の変位の双方に応じた位置が所定の空間に指定される。そして、刺激呈示手段により、位置指定手段により指定された所定の空間内の位置に応じた刺激（好適には触刺激）が呈示される。
【０００９】
本発明に係るポインティングデバイスは、従来のマウスやジョイスティックなどと略同様の形態とすることができる。また、本発明に係るポインティングデバイスは、従来のマウスなどが有する本体の変位を検出する第１の変位検出手段に加えて、変位検出部材の変位を検出する第２の変位検出手段、第１および第２の変位検出手段それぞれにより検出された変位に基づいて所定の空間内に位置を指定する位置指定手段、および、この指定された位置に応じた刺激を呈示する刺激呈示手段を有している。刺激呈示手段による刺激の呈示の態様は種々のものが有り得る。このようにすることで、所定の空間内の位置を容易に指定することができる。
【００１０】
なお、表示部を有する情報処理装置とともにポインティングデバイスが用いられる場合には、所定の空間とは表示部の画面上の表示空間であり、位置指定手段により指定された画面上の位置にはカーソルが表示される。また、所定の空間は、必ずしも視認できるものでなくてもよく、仮想的に設定されたものであってもよい。
【００１１】
また、本発明に係るポインティングデバイスでは、変位検出部材の変位量に対する局所座標系の原点から指定位置への変位量の割合は、本体の変位量に対する局所座標系の原点の変位量の割合より小さいのが好適である。この場合には、ポインティングデバイス本体を移動させることにより、所定の空間（表示部の画面）上の位置はマクロに変位し、変位検出部材を移動させることにより、所定の空間（表示部の画面）上の位置はミクロに変位する。したがって、ポインティングデバイス本体の移動により所定の空間（表示部の画面）上の位置を粗く指定し、変位検出部材の移動により所定の空間（表示部の画面）上の位置を細かく指定することができる。このようにすることで、所定の空間内の位置を更に容易に指定することができる。
【００１２】
また、本発明に係るポインティングデバイスは、変位検出部材が操作者の指により移動可能であるよう構成されているのが好適である。この場合には、ポインティングデバイス本体の移動が腕または手首によるものであるのに対して、変位検出部材の移動は指先によるものとなるので、精度よく変位検出部材を移動させることができる。このようにすることでも、所定の空間内の位置を更に容易に指定することができる。
【００１３】
また、本発明に係るポインティングデバイスは、刺激呈示手段が変位検出部材を介して刺激を呈示するのが好適である。この場合には、操作者は、変位検出部材を移動させることで所定の空間内の位置を指定することができるとともに、この変位検出部材を介して刺激呈示手段により刺激が呈示される。変位検出部材が操作者の指により移動可能であることにより、操作者は、変位検出部材を介して、指先で物体をなぞる行為と同等の行為を行うことができ、これと同時に、その物体の肌触りを指先で体感することができる。
【００１４】
本発明に係る情報処理装置は、(1) 所定の空間内の位置を指定するとともに刺激を呈示する上記の本発明に係るポインティングデバイスと、(2) 所定の空間を表示するとともに、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置をも表示する表示部と、(3) ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じた刺激信号を生成して、この刺激信号に基づいてポインティングデバイスに刺激を呈示させる刺激生成手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
この情報処理装置によれば、表示部には、所定の空間が表示されるとともに、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置も表示される。また、刺激生成手段により、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じた刺激信号が生成されて、この刺激信号に基づいてポインティングデバイスが刺激を呈示する。
【００１６】
また、本発明に係る情報処理装置は、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じて表示部における所定の空間の表示の態様を変更する表示態様変更手段を更に備えるのが好適である。この場合には、表示態様変更手段により、表示部における所定の空間の表示の態様は、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じて変更される。例えば、ポインティングデバイスにより指定された位置とオブジェクトとの相対的位置関係に応じて、表示部における所定の空間の表示が拡大または縮小される。そして、この表示部における所定の空間の表示の態様の変更に応じて、操作者は、ポインティングデバイス本体の移動による位置の指定と、変位検出部材の移動による位置の指定とを切り替えることで、表示部の画面上の位置を容易に指定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
先ず、本実施形態に係る情報処理装置およびポインティングデバイスの構成について図１〜図８を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る情報処理装置１の外観図である。この情報処理装置１は、ポインティングデバイス１０、キーボード２０、表示部３０および本体４０を備える。ポインティングデバイス１０は、表示部３０の画面上の位置を指定するとともに、操作者に対して触刺激を呈示する。キーボード２０は文字入力等に用いられる。表示部３０は、画像３１を表示するとともに、ポインティングデバイス１０により指定した位置にカーソル３２を表示し、また、キーボード２０により入力された文字を表示する。本体４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含み、ポインティングデバイス１０、キーボード２０および表示部３０による各種の情報の入出力を制御・演算する。
【００１９】
図２は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０の断面図である。このポインティングデバイス１０は、従来のマウスと略同様の形態を有しており、ボール１０１および第１の変位検出手段１０２を有している。このボール１０１は、本体１００の底部にあって回転が可能であり、基準面（例えば机上面やマウスパッド）上を本体１００が移動することによりボール１０１は回転する。第１の変位検出手段１０２は、このボール１０１の回転方向および回転量をエンコーダにより検出することで、基準面に対する本体１００の２次元的な変位（移動方向および移動量）を検出する。
【００２０】
また、ポインティングデバイス１０は、固定部材１１１、可動部材（変位検出部材）１１２および支持部材１２１を有している。固定部材１１１は、弾性撓みが可能な支持部材１２１を介して、本体１００の上部に固定されている。可動部材１１２は、固定部材１１１に対して移動可能である。
【００２１】
さらに、ポインティングデバイス１０は、スイッチ１３１および信号処理回路１３２を有している。ポインティングデバイス１０を操作する者の指などが可動部材１１２を押下すると、固定部材１１１はスイッチ１３１を押圧する。すなわち、スイッチ１３１は、可動部材１１２が押下されたか否かを検出し、信号処理回路１３２は、その押下されたか否かを示す信号を出力する。
【００２２】
図３は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０のブロック図である。なお、この図で、固定部材１１１および可動部材１１２については断面図が示されている。固定部材１１１および可動部材１１２それぞれは略平板状であって、固定部材１１１に対して可動部材１１２は移動が可能である。可動部材１１２の移動の方向は、固定部材１１１の面に平行な方向であり、その面上で回転も可能である。第２の変位検出手段１１３は、位置検出センサ１１４とともに、固定部材１１１に対する可動部材１１２の変位（移動方向および移動量）を検出する。
【００２３】
位置指定手段１４１は、表示部３０の画面上に原点を有する局所座標系を設定し、第１の変位検出手段１０２により検出された本体１００の変位に応じて局所座標系の原点を変位させ、第２の変位検出手段１１３により検出された可動部材１１２の変位に応じて局所座標系の原点から変位した位置を指定する。触刺激呈示手段１５１は、固定部材１１１に対して可動部材１１２を移動させることにより、この可動部材１１２上に触れている操作者の指などに触刺激を呈示する。また、触刺激呈示手段１５１は、位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置に応じた触刺激を呈示する。
【００２４】
なお、ポインティングデバイス１０から本体４０へ、最終的に指定する位置の情報を送信してもよいし、また、第１の変位検出手段１０２が検出した本体１００の変位および第２の変位検出手段１１３が検出した可動部材１１２の変位を送信してもよい。後者の場合には、本実施形態に係るポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１は、本体４０内に存在することになる。
【００２５】
図４は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０の固定部材１１１および可動部材１１１のより詳細な構成図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）中におけるＡ−Ａ線での断面図である。ポインティングデバイス１０は、側縁部が上方に突出した略板状の固定部材１１１と、この固定部材１１１に対して所定平面に平行な方向に移動可能な可動部材１１２と、固定部材１１１の側縁部と可動部材１１２との間に両者を連結する弾性部材１１５Ａ〜１１５Ｄとを有する。弾性部材１１５Ａ〜１１５Ｄそれぞれは、弾性を有する樹脂やバネなどであり、可動部材１１２の周囲の４個所に設けられており、一端が可動部材１１２に接合され、他端が固定部材１１１の側縁部に接合されている。
【００２６】
また、可動部材１１２には４つのコイル１１６Ａ〜１１６Ｄが固定されている。同図（ａ）の平面図において、中心を原点とし、右方向をＸ軸方向とし、上方向をＹ軸方向とすると、コイル１１６ＡはＸ座標値が正の領域にＸ軸をまたいで設けられており、コイル１１６ＢはＸ座標値が負の領域にＸ軸をまたいで設けられており、コイル１１６ＣはＹ座標値が正の領域にＹ軸をまたいで設けられており、また、コイル１１６ＤはＹ座標値が負の領域にＹ軸をまたいで設けられている。
【００２７】
図５は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０における触刺激呈示機構を説明する平面図である。固定部材１１１には４つの磁石１１７Ａ〜１１７Ｄが固定されている。磁石１１７Ａは、Ｘ座標値が正であってＹ座標値も正である領域に、その磁束がコイル１１６Ａおよび１１６Ｄの双方を貫くように設けられている。磁石１１７Ｂは、Ｘ座標値が負であってＹ座標値が正である領域に、その磁束がコイル１１６Ｂおよび１１６Ｄの双方を貫くように設けられている。磁石１１７Ｃは、Ｘ座標値が負であってＹ座標値も負である領域に、その磁束がコイル１１６Ｂおよび１１６Ｃの双方を貫くように設けられている。また、磁石１１７Ｄは、Ｘ座標値が正であってＹ座標値が負である領域に、その磁束がコイル１１６Ａおよび１１６Ｃの双方を貫くように設けられている。これらのうち磁石１１７Ａおよび１１７Ｃそれぞれは、可動部材１１２に対向する側がＳ極となるように配置され、磁石１１７Ｂおよび１１７Ｄそれぞれは、可動部材１１２に対向する側がＮ極となるように配置されている。
【００２８】
コイル１１６Ａ〜１１６Ｄと磁石１１７Ａ〜１１７Ｄとの間の相対的な位置関係について換言すれば以下のとおりである。コイル１１６Ａは、磁石１１７Ａおよび１１７Ｄそれぞれが作る磁界に対して、Ｘ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。コイル１１６Ｂは、磁石１１７Ｂおよび１１７Ｃそれぞれが作る磁界に対して、Ｘ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。コイル１１６Ｃは、磁石１１７Ｃおよび１１７Ｄそれぞれが作る磁界に対して、Ｙ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。また、コイル１１６Ｄは、磁石１１７Ａおよび１１７Ｂそれぞれが作る磁界に対して、Ｙ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。
【００２９】
コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれは、銅線を用いてもよいし、また、軽量化のためにアルミニウム線を用いてもよく、さらに、銅メッキされたアルミニウム線を用いるのも好適である。磁石１１７Ａ〜１１７Ｄそれぞれは、保磁力および残留磁束密度が大きいものが好ましく、例えばネオジ磁石が好適である。
【００３０】
触刺激呈示手段１５１はコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに対して独立に電流を流すことができる。そして、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに流れる電流の大きさ及び方向と、磁石１１７Ａ〜１１７Ｄそれぞれが作る磁界との間で、フレミングの左手の法則に応じた相互作用が生じる。これに因り、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに推力が生じて、これらの推力と弾性部材１１５Ａ〜１１５Ｄそれぞれの応力とに応じて、固定部材１１１に対して可動部材１１２が移動する。そして、この可動部材１１２により、可動部材１１２上に触れている操作者の指などに触刺激が呈示される。
【００３１】
図６は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０における固定部材１１１と可動部材１１２との摺動機構を説明する断面図である。磁石１１７Ａ〜１１７Ｄが固定された固定部材１１１の下面、および、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄが固定された可動部材１１２の上面それぞれに、両者が互いに摺動可能なように、摺動部材１１８Ａおよび１１８Ｂが設けられている。摺動部材１１８Ａおよび１１８Ｂそれぞれは、摩擦係数が小さいフッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）、潤滑油が含浸された樹脂および金属などが好適に用いられる。摺動部材１１８Ａおよび１１８Ｂの間に、潤滑油を塗布するのも好適であり、また、非磁性体の球体を介在させて、この球体の転がりによって摺動させるようにしてもよい。
【００３２】
なお、図６には、摺動機構だけでなく、可動部材１１２の上面にある表面層１１９、および、この表面層１１９の中央付近に設けられた感圧部１２０も示されている。図７は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０における感圧部１２０を説明する断面図である。表面層１１９は、人の指や掌などの受容器官が接離可能なように平坦に仕上げられている。感圧部１２０は、表面層１１９に人の指などが触れたことを検出するものである。感圧部１２０は、シリコーンゴムおよび導電性粉末を混合した材料を用いた感圧導電性ゴム１２０Ａを導電性プラスティック層１２０Ｂおよび１２０Ｃで挟んだ構成となっている。そして、導電性プラスティック層１２０Ｂと導電性プラスティック層１２０Ｃとの間に電圧を印加し、感圧部１２０に人の指などが触れたときの接触圧に因る電気抵抗値の変化を検出して、これにより接触の有無を検出する。この感圧部１２０から出力される接触検出信号は触刺激呈示手段１５１に送られ、接触が確認されたときに可動部材１１２は触刺激呈示手段１５１により駆動される。
【００３３】
この他、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検出する方法として以下のものがある。すなわち、可動部材１１２に所定の電荷を蓄積して保持する電荷蓄積部を設け、人の指などが接触したときに電荷蓄積部に保持されていた電荷を人の指などに流出させ、電荷蓄積部に蓄積されている電荷の量の変化を検出することで、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検出するのも好適である。また、可撓性を有する２つの電極を相互間距離が一定となるように支持し、人の指などが接触したときに、これら２つの電極の相互間距離が変化して両電極間に存在する静電容量が変化するのを検出することで、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検出するのも好適である。さらに、可動部材１１２の上面に受光素子を設けるとともに、固定部材１１１の側縁部の上面にも受光素子を設け、各々の受光素子からの出力信号の値の変化に基づいて、可動部材１１２の上面の受光素子からの出力信号の値が低下したことを検出することで、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検出するのも好適である。
【００３４】
図８は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０における位置検出センサ１１４を説明する断面図である。位置検出センサ１１４は、固定部材１１１に固定された発光素子（例えば発光ダイオード）１１４Ａおよび受光素子（例えばフォトダイオード）１１４Ｂ、ならびに、可動部材１１２の下面に描かれた光学模様（例えば、等間隔の濃淡模様、市松模様、など）１１４Ｃを含む。発光素子１１４Ａから出射された光は光学模様１１４Ｃ上に照射され、光学模様１１４Ｃで反射された光は受光素子１１４Ｂにより受光される。受光素子１１４Ｂによる受光量は、発光素子１１４Ａから出射された光が光学模様１１４Ｃ上に入射する位置における反射率に応じたものである。
【００３５】
したがって、受光量に応じて受光素子１１４Ｂから出力される電気信号の変化に基づいて、固定部材１１１に対する可動部材１１２の変位量を検出することができる。また、このような位置検出センサ１１４をＸ軸方向およびＹ軸方向それぞれについて設けることにより、固定部材１１１に対する可動部材１１２の２次元的な変位量を検出することができる。この位置検出センサ１１４からの出力信号は第２の変位検出手段１１３に送られ、第２の変位検出手段１１３において、可動部材１１２の変位が検出される。
【００３６】
この他、可動部材１１２の変位を検出する方法として以下のものがある。すなわち、可動部材１１２の下面に形成された細かい凹凸に対してレーザ光を照射してスペックル模様を生じさせ、このスペックル模様を２次元イメージセンサにより観察することで、固定部材１１１に対する可動部材１１２の２次元的な変位量を検出するのも好適である。また、可動部材１１２に接触する回転体を設け、この回転体の回転量をエンコーダにより検出することで、固定部材１１１に対する可動部材１１２の変位量を検出するのも好適である。さらに、固定部材１１１および可動部材１１２のうちの一方に発光素子を設け他方に２次元光学的位置検出素子（ＰＳＤ: position sensitive detector）を設けることで、固定部材１１１に対する可動部材１１２の２次元的な変位量を検出するのも好適である。
【００３７】
次に、ポインティングデバイス１０の触刺激呈示動作について説明する。触刺激呈示手段１５１により駆動されてコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに推力が働き、これにより可動部材１１２が移動する。
【００３８】
先ず、コイル１１６Ａおよび１１６Ｂそれぞれについて考えると、固定部材１１１に垂直な方向であるＺ軸方向に磁界が生じており、この磁界中にＸ軸方向に電流が流れると、Ｙ軸方向への推力が生じる。コイル１１６Ａに時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ａには＋Ｙ軸方向の推力が働く。また、コイル１１６Ｂに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ｂには＋Ｙ軸方向の推力が働く。電流が流れる方向を変えることで推力が働く方向を変えることができ、また、電流値を変えることで推力の大きさを変えることができる。
【００３９】
同様に、コイル１１６Ｃおよび１１６Ｄそれぞれについて考えると、固定部材１１１に垂直な方向であるＺ軸方向に磁界が生じており、この磁界中にＹ軸方向に電流が流れると、Ｘ軸方向への推力が生じる。コイル１１６Ｃに時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ｃには＋Ｘ軸方向の推力が働く。また、コイル１１６Ｄに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ｄには＋Ｘ軸方向の推力が働く。電流が流れる方向を変えることで推力が働く方向を変えることができ、また、電流値を変えることで推力の大きさを変えることができる。
【００４０】
固定部材１１１に対して可動部材１１２を平行移動させるだけでよい場合には、コイル１１６Ａおよび１１６Ｂそれぞれを互いに結線して、コイル１１６Ａおよび１１６Ｂそれぞれに同一方向の推力を与え、また、コイル１１６Ｃおよび１１６Ｄそれぞれを互いに結線して、コイル１１６Ｃおよび１１６Ｄそれぞれに同一方向の推力を与えればよい。
【００４１】
また、Ｚ軸をほぼ中心として固定部材１１１に対して可動部材１１２を回転させる方向に推力を生じさせることもできる。すなわち、コイル１１６Ａおよびコイル１１６Ｂそれぞれに時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ａには＋Ｙ軸方向の推力が働き、コイル１１６Ｂには−Ｙ軸方向の推力が働くので、固定部材１１１に対して可動部材１１２を反時計回りの方向へ回転させる回転モーメントが生じる。コイル１１６Ａおよびコイル１１６Ｂそれぞれに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ａには−Ｙ軸方向の推力が働き、コイル１１６Ｂには＋Ｙ軸方向の推力が働くので、固定部材１１１に対して可動部材１１２を時計回りの方向へ回転させる回転モーメントが生じる。また、コイル１１６Ａおよびコイル１１６Ｂそれぞれに流れる電流の値の比を変えることで、回転中心を変えることができる。コイル１１６Ｃおよびコイル１１６Ｄそれぞれについても同様である。
【００４２】
以上のような可動部材１１２の移動は、触刺激呈示手段１５１によりコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに供給される電流により駆動される。また、この際の制御に際しては、例えば、位置偏差と位置偏差の微分量とに応じてなされるＰＤ制御（比例・微分制御）が用いられる。図９は、本実施形態に係るポインティングデバイス１０の可動部材１１２の動作例を説明する図である。同図（ａ）に示すように、可動部材１１２は、全体的には−Ｙ軸方向に向かいつつ、左右に細かく振動している。同図（ｂ）に示すように、可動部材１１２は、時計回り方向に平行移動で回転している。同図（ｃ）に示すように、可動部材１１２は、時計回り方向に平行移動で回転しつ、その進行方向に対して左右に細かく振動している。また、同図（ｄ）に示すように、可動部材１１２は、平行移動で揺動している。さらに、可動部材１１２は、「８」や「Ｗ」などの文字を描くような動きも可能である。また、可動部材１１２は、一定の速さの動きだけでなく、加速または減速を伴う動きも可能である。可動部材１１２の動きは、触刺激呈示手段１５１によりコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに供給される電流に応じたものであって、可動部材１１２に人の指が軽く接触しているときには、その指は、この可動部材１１２の動きを感じ取ることができる。
【００４３】
次に、ポインティングデバイス１０の位置指定動作と表示部３０におけるカーソル表示について図１０を用いて説明する。表示部３０の画面上に表示されるカーソル３２の形状は、矢印形状のもの（同図（ａ））、指差形状のもの（同図（ｂ），（ｃ））、十字形状のもの（同図（ｄ））、および、指先で掴む形状のもの（同図（ｅ））、など、任意でよい。矢印形状のカーソル（同図（ａ））は、その矢印の先端で位置を示す。指差形状のカーソル（同図（ｂ），（ｃ））は、その指差の先端で位置を示す。十字形状のカーソル（同図（ｄ））は、その十字の交点で位置を示す。また、指先で掴む形状のカーソル（同図（ｅ））は、その掴む２本の指の中央で位置を示す。
【００４４】
このとき、操作者がポインティングデバイス１０の本体１００を移動させると、その移動が第１の変位検出手段１０１により検出され、この検出された移動に応じて、表示部３０の画面に設定される局所座標系の原点は変位し、カーソルは、その局所座標系の原点へ変位する。そして、操作者が本体１００を固定したまま可動部材１１２を移動させると、固定部材１１１に対して可動部材１１２が変位し、この変位が第２の変位検出手段１１３により検出され、カーソルは、この検出された変位に応じた局所座標系上の位置へ更に変位する。
【００４５】
また、表示部３０の画面上に表示されるカーソル３２の形状は、上記のものを組み合わせたものであるのが好適である。例えば、図１０（ｆ）に示すように、カーソル３２の形状は、十字形状と指先で掴む形状とを組み合わせた形状であてもよい。この場合、十字形状の部分の十字の交点は、ポインティングデバイス１０の第１の変位検出手段１０１により検出された本体１００の変位に応じて表示部３０の画面に設定される局所座標系の原点を示す。また、指先で掴む形状の部分の２本の指の中央は、ポインティングデバイス１０の第２の変位検出手段１１３により検出された可動部材１１２の変位に応じて表示部３０の画面に設定される局所座標系上の位置を示す。
【００４６】
すなわち、操作者がポインティングデバイス１０の本体１００を移動させると、その移動が第１の変位検出手段１０１により検出され、この検出された移動に応じて、表示部３０の画面上でカーソルの十字形状の部分は変位する。操作者が可動部材１１２を移動させておらず、固定部材１１１に対して可動部材１１２が所定の平衡位置にあれば、図１０（ｆ）に示すように、カーソルの指先で掴む形状の部分の２本の指の中央は、十字形状の部分の十字の交点と一致する。一方、操作者が可動部材１１２を移動させると、固定部材１１１に対して可動部材１１２が変位し、この変位が第２の変位検出手段１１３により検出され、この検出された変位に応じて、図１０（ｇ）に示すように、カーソルの指先で掴む形状の部分の２本の指の中央は、十字形状の部分の十字の交点に対して変位する。カーソルの指先で掴む形状の部分の２本の指の中央の位置は、位置指定手段１４１により指定される。
【００４７】
なお、図１０（ａ）〜（ｅ）に示した単一形状のカーソルの表示と、図１０（ｆ）および（ｇ）に示した２形状を組み合わせたカーソルの表示とは、操作者の選択により切り替えが可能であるのが好適である。
【００４８】
また、可動部材１１２の変位量に対する局所座標系の原点から指定位置への変位量の割合は、本体１００の変位量に対する局所座標系の原点の変位量の割合より小さいのが好適である。この場合、本体１００を移動させることにより、表示部３０の画面上の位置はマクロに変位し、可動部材１１２を移動させることにより、表示部３０の画面上の位置はミクロに変位する。したがって、本体１００の移動により表示部３０の画面上の位置を粗く指定し、可動部材１１２の移動により表示部３０の画面上の位置を細かく指定することができる。
【００４９】
次に、ポインティングデバイス１０の位置指定動作と触刺激呈示動作との関係について説明する。触刺激呈示手段１５１による可動部材１１２を介しての触刺激の呈示は、位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置に応じてなされる。すなわち、情報処理装置１の本体４０は触刺激生成手段を有しており、この触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置に応じた触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１に触刺激を呈示させる。
【００５０】
例えば、表示部３０の画面上にオブジェクトが表示されているときに、位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置とオブジェクトとの間の距離が所定値以下である場合に、触刺激呈示手段１５１は、触刺激生成手段により生成された触刺激信号に従って可動部材１１２を振動させることにより、その旨を操作者に通知するようにしてもよい。また、この場合に、触刺激呈示手段１５１は、触刺激生成手段により生成された触刺激信号に従って可動部材１１２を強制的に移動させて、位置指定手段１４１による指定位置がオブジェクト上に来るようにしてもよい。さらに、位置指定手段１４１による指定位置がオブジェクト上に存在するときや移動するときに、触刺激呈示手段１５１は、触刺激生成手段により生成された触刺激信号に従って、可動部材１１２を介して、そのオブジェクトの属性に応じた触刺激を呈示してもよい。その他、ポインティングデバイス１０の位置指定動作と触刺激呈示動作との関係には種々の態様があり得る。以下では具体的な実施例について説明する。
【００５１】
第１実施例は、図１１に示すように、表示部３０の画面上に表示された複数のオブジェクトのうちの何れかのオブジェクトをポインティングデバイス１０により選択するものである。この図に示す所謂ラジオボタンの如く、表示部３０の画面上に表示されたオブジェクトが小さいと、従来のポインティングデバイスを用いたのでは、オブジェクトを選択するのは困難である。しかし、本実施形態に係る情報処理装置１およびポインティングデバイス１０を用いる場合には、以下のような操作を行うことで、オブジェクトを容易に選択することができる。
【００５２】
すなわち、操作者は、先ず、ポインティングデバイス１０の本体１００を移動させることで、選択しようとするオブジェクトの近くまでカーソルを移動させ、その後、ポインティングデバイス１０の可動部材１１２を移動させることで、選択しようとするオブジェクトに向けてカーソルを移動させる。本体１００の移動が腕や手首によるものであるのに対して、可動部材１１２の移動は指先によるものであるので、精度よく可動部材１１２を移動させることができる。また、本体１０の移動によるカーソルのマクロな移動と比較して、可動部材１１２の移動によりミクロにカーソルを移動させることができる。したがって、オブジェクトにカーソルを重ねさせることが容易である。
【００５３】
さらに、位置指定手段１４１による指定位置（表示部３０の画面上のカーソル位置）がオブジェクト上に重なったときに、触刺激呈示手段１５１が可動部材１１２に触刺激（例えば振動）を呈示するようにしておけば、操作者は、画面を注視していなくても、カーソルがオブジェクトに重なったことを容易に認識することができる。或いは、操作者が本体１００または可動部材１１２を移動させてカーソルをオブジェクトに近づけようとするときに、カーソルとオブジェクトとの距離が或る一定値以下になれば、触刺激呈示手段１５１が可動部材１１２を強制的に移動させて、位置指定手段１４１による指定位置（カーソル位置）がオブジェクト上に来るようにしておくのも好適である。そして、カーソル位置がオブジェクトに重なったときに、操作者は、可動部材１１２を指先で押下（クリック）することで、そのオブジェクトを選択することができる。
【００５４】
なお、この場合には、情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置とオブジェクトと間の距離に応じて触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激（振動または推力）を呈示する。
【００５５】
第２実施例は、図１２に示すように、ポインティングデバイス１０の操作により、表示部３０の画面上においてＣＡＤの操作を行うものである。表示部３０の画面上に互いに嵌合し得る２つの図形要素ＡおよびＢがあって、操作者は、ポインティングデバイス１０を操作して、図形要素Ｂを移動させ、図形要素Ｂの凹部を図形要素Ａの凸部に勘合させようとしている。このとき、従来のポインティングデバイスを用いると、図形要素Ａと図形要素Ｂとを正確に勘合させることは困難であり、両者が重なったり或いは離れたりすることが多い。しかし、本実施形態に係る情報処理装置１およびポインティングデバイス１０を用いる場合には、以下のような操作を行うことで、図形要素Ａと図形要素Ｂとを正確に勘合させることができる。
【００５６】
すなわち、操作者は、先ず、ポインティングデバイス１０の本体１００を移動させることで図形要素Ｂにカーソルを重ねさせ、可動部材１１２を押下してスイッチ１３１を押圧した状態のまま本体１００を移動させることで図形要素Ｂを図形要素Ａの近くまで移動させる。その後、可動部材１１２を押下してスイッチ１３１を押圧した状態のまま可動部材１１２を移動させることで、図形要素Ｂを図形要素Ａに勘合させる。そして、両者が勘合した時点で、操作者は可動部材１１２の押下を止める。この実施例でも、本体１００の移動が腕や手首によるものであるのに対して、可動部材１１２の移動は指先によるものであるので、精度よく可動部材１１２を移動させることができる。また、本体１０の移動によるカーソルのマクロな移動と比較して、可動部材１１２の移動によりミクロにカーソルを移動させることができる。したがって、図形要素Ａと図形要素Ｂとを容易に正確に勘合させることができる。
【００５７】
また、図形要素Ａと図形要素Ｂとが接したときに、触刺激呈示手段１５１が可動部材１１２に触刺激（例えば振動）を呈示するようにしておけば、操作者は、画面を注視していなくても、図形要素Ａと図形要素Ｂとが接したことを容易に認識することができる。なお、この場合には、情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置にある図形要素Ｂと他の図形要素Ａと間の距離に応じて触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激（振動）を呈示する。
【００５８】
さらに、操作者が本体１００または可動部材１１２を移動させて図形要素Ｂを図形要素Ａに近づけようとするときに、図形要素Ｂと図形要素Ａとの距離が或る一定値以下になれば、表示部３０の画面の表示を拡大させるのが好適である（同図（ａ）→（ｂ））。このようにすることで、図形要素Ａと図形要素Ｂとを更に容易に正確に勘合させることができる。なお、この場合には、情報処理装置１の本体４０は表示態様変更手段を有しており、この表示態様変更手段は、移動対象である図形要素Ｂと他の図形要素Ａとの間の距離に応じて、表示部３０の画面の表示を拡大または縮小させる。そして、この表示部３０の画面の表示態様の変更に応じて、操作者は、ポインティングデバイス１０の本体１００の移動による位置の指定と、可動部材１１２の移動による位置の指定とを切り替えることで、表示部３０の画面上の位置を容易に指定することができる。
【００５９】
第３実施例は、図１３に示すように、ポインティングデバイス１０の操作により、表示部３０の画面に表示された球体を移動させるものである。この画面には各々の設定された重量が異なる３種類の球体が表示されている。操作者は、ポインティングデバイス１０の本体１００または可動部材１１２を移動させることで何れかの球体にカーソルを重ねさせ、可動部材１１２を押下してスイッチ１３１を押圧した後に可動部材１１２を移動させることで、その球体を持ち上げることができる。このとき、触刺激呈示手段１５１により、その持ち上げた球体の重量に応じた力が、可動部材１１２に置かれている指先に呈示される。
【００６０】
なお、この場合には、情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の位置にある球体に設定された重量に応じた触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激（反力）を呈示する。これにより、操作者は、可動部材１１２の移動により持ち上げた球体の重量を体感することができる。
【００６１】
この第３実施例に類似のものとして、表示部３０の画面上に粗滑分布を有するバックグラウンドが表示されていて、ポインティングデバイス１０の可動部材１１２の移動によりバックグラウンド上でオブジェクトを移動させる場合の例が挙げられる。このとき、情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、バックグラウンドのうちオブジェクトが存在する部分の粗滑に応じた触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激（反力の変動）を呈示する。これにより、操作者は、可動部材１１２の移動により指定したオブジェクトの位置における粗滑を体感することができる。
【００６２】
第４実施例は、図１４に示すように、ポインティングデバイス１０の操作により、表示部３０の画面に表示された物品の表面の肌触りを体感するものである。インターネットのホームページや電子ショッピングモールなどにおいて商品の紹介がなされる場合があり、商品の形状や価格などの画像情報が提供される。しかし、商品（例えば、洋服やソファの生地、バッグの素材、壁紙など）によっては、触感覚も重要な情報である場合がある。このような場合、本実施形態に係るポインティングデバイス１０を用いることにより、商品の触感覚の情報を得ることができる。
【００６３】
すなわち、操作者は、先ず、興味ある商品の画像を表示部３０の画面上に表示させる。そして、ポインティングデバイス１０の本体１００または可動部材１１２を移動させることで、その商品の画像にカーソルを重ねさせる。その後、可動部材１１２を移動させることで、その商品の画像上でカーソルを移動させる。このとき、触刺激呈示手段１５１により、その商品の肌触りに応じた力が、可動部材１１２に置かれている指先に呈示される。
【００６４】
なお、この場合には、その商品の情報として、画面上に表示される画像の他、肌触りの属性情報が付加されている。情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上の商品の情報に付加された属性情報に応じた触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激を呈示する。これにより、操作者は、指先で可動部材１１２を移動させることで、指先で商品をなぞる行為と同等の行為を行うことができ、これと同時に、表示部３０の画面に表示された商品の肌触りを指先で体感することができる。
【００６５】
第５実施例は、図１５に示すように、ポインティングデバイス１０の操作により、表示部３０の画面に表示された各種オブジェクトの属性を検知するものである。表示部３０の画面に表示されるオブジェクトの種類として、例えば、アイコン、フォルダ、ファイルなどがある。本実施形態に係るポインティングデバイス１０を用いれば、表示部３０の画面に表示された各種オブジェクトの属性（種類、サイズ、名称、など）を把握することができる。
【００６６】
すなわち、操作者は、先ず、ポインティングデバイス１０の本体１００または可動部材１１２を移動させることで、画面上の何れかのオブジェクト上にカーソルを移動させ、可動部材１１２を押下してスイッチ１３１を押圧する。そして、可動部材１１２を移動させることで、画面上のカーソルを移動させる。このとき、触刺激呈示手段１５１により、そのオブジェクトの属性に応じた触刺激が、可動部材１１２に置かれている指先に呈示される。例えば、オブジェクトの種類に応じて異なる触刺激を呈示するようにしてもよいし、オブジェクトがファイルである場合にファイルサイズに応じた大きさの反力を触刺激として呈示するようにしてもよい。
【００６７】
また、画面上の何れかのオブジェクト上にカーソルが来たときに、触刺激呈示手段１５１により、そのオブジェクトの名称を表記するように可動部材１１２が移動するのも好適である。このようにすることで、可動部材１１２に置かれた指先は、可動部材１１２の動きを通じて、カーソルが位置するオブジェクトの名称を判読することができる。
【００６８】
なお、この場合には、画面上に表示されるオブジェクトには、種類やサイズなどの属性情報が付加されている。情報処理装置１の本体４０の触刺激生成手段は、ポインティングデバイス１０の位置指定手段１４１により指定された表示部３０の画面上のオブジェクトに付加された属性情報に応じた触刺激信号を生成して、この触刺激信号に基づいてポインティングデバイス１０の触刺激呈示手段１５１は可動部材１１２を介して触刺激を呈示する。これにより、操作者は、画面上のオブジェクトの属性を容易に把握することができる。
【００６９】
さらに、表示部３０の画面上に表示されたオブジェクトに対して属性情報を付加することも、本実施形態に係るポインティングデバイス１０を用いることにより可能である。すなわち、操作者は、先ず、メニューの所定の項目を選択して属性情報の付加が可能な状態にした後に、ポインティングデバイス１０の本体１００または可動部材１１２を移動させることで、画面上の何れかのオブジェクト上にカーソルを移動させ、可動部材１１２を押下してスイッチ１３１を押圧する。そして、可動部材１１２を移動させることで、画面上のカーソルを移動させる。このときの可動部材１１２の移動すなわちカーソルの移動が、触刺激呈示手段１５１により可動部材１１２を介して呈示される触刺激となる。
【００７０】
例えば、画面上に文字情報を表示するオブジェクトにおいて、属性情報の付加が可能な状態にした後に、その文字をなぞるように可動部材１１２を移動させることで、そのオブジェクトに属性情報を付加する。その後、そのオブジェクト上にカーソルが来ると、触刺激呈示手段１５１により、そのオブジェクトの文字をなぞるように可動部材１１２が移動する。このようにすることで、可動部材１１２に置かれた指先は、可動部材１１２の動きを通じて、カーソルが位置するオブジェクトの文字を判読することができる。
【００７１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態のポインティングデバイス１０は、マウス形状のものであって、基準面上のボール１０１の回転を検出することで本体１００の変位を検出する接触回転式のものであったが、基準面の光学的な濃淡の変化を検出することで本体１００の変位を検出する非接触光学式のものであってもよい。
【００７２】
また、マウス形状のものでなくてもよく、ジョイスティック形状のものであってもよい。ジョイスティック形状のものである場合には、そのジョイスティックの先端に可動部材を設けて、この可動部材に触刺激を呈示するのが好適であり、このようにすることで、ジョイスティックを握った手の親指でこの可動部材を移動させることができ、この親指で触刺激を体感することができる。
【００７３】
また、上記実施形態は触刺激を呈示するものであったが、他の刺激を呈示してもよく、例えば、光や音などの刺激を呈示してもよい。また、これらの刺激を選択または併用して呈示するようにしてもよい。
【００７４】
さらに、上記実施形態では、変位検出部材は固定部材１１１に対して可動である可動部材１１２であって、第２の変位検出手段１１３は可動部材１１２の変位を検出するものであったが、これに限られない。例えば、ポインティングデバイス本体に対して変位検出部材が固定されていて、第２の変位検出手段は、この変位検出部材に接触する指等の変位を検出するようにしてもよい。具体的には、指等の接触に因る静電容量の変化に基づいて指等の変位を検出するトラックパッドにより実現することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係るポインティングデバイスによれば、このポインティングデバイスの本体の変位は第１の変位検出手段により検出され、変位検出部材の変位は第２の変位検出手段により検出される。位置指定手段により、第１の変位検出手段により検出された本体の変位および第２の変位検出手段により検出された変位検出部材の変位の双方に応じた位置が所定の空間に指定される。そして、刺激呈示手段により、位置指定手段により指定された所定の空間内の位置に応じた刺激が呈示される。
【００７６】
このように、本発明に係るポインティングデバイスは、従来のマウスなどが有する本体の変位を検出する第１の変位検出手段に加えて、変位検出部材の変位を検出する第２の変位検出手段、第１および第２の変位検出手段それぞれにより検出された変位に基づいて所定の空間内に位置を指定する位置指定手段、および、この指定された位置に応じた刺激を呈示する刺激呈示手段を有していることで、所定の空間内の位置を容易に指定することができる。
【００７７】
また、変位検出部材の変位量に対する局所座標系の原点から指定位置への変位量の割合は、本体の変位量に対する局所座標系の原点の変位量の割合より小さいのが好適である。この場合には、ポインティングデバイス本体の移動により所定の空間（表示部の画面）上の位置を粗く指定し、変位検出部材の移動により所定の空間（表示部の画面）上の位置を細かく指定することができるので、所定の空間内の位置を更に容易に指定することができる。
【００７８】
また、変位検出部材が操作者の指により移動可能であるよう構成されているのが好適である。この場合には、ポインティングデバイス本体の移動が腕または手首によるものであるのに対して、変位検出部材の移動は指先によるものとなるので、精度よく変位検出部材を移動させることができので、所定の空間内の位置を更に容易に指定することができる。
【００７９】
また、刺激呈示手段が変位検出部材を介して刺激を呈示するのが好適である。この場合には、操作者は、変位検出部材を移動させることで所定の空間内の位置を指定することができるとともに、この変位検出部材を介して刺激呈示手段により刺激が呈示される。変位検出部材が操作者の指により移動可能であることにより、操作者は、変位検出部材を介して、指先で物体をなぞる行為と同等の行為を行うことができ、これと同時に、その物体の肌触りを指先で体感することができる。
【００８０】
本発明に係る情報処理装置によれば、表示部には、所定の空間が表示されるとともに、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置も表示される。また、刺激生成手段により、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じた刺激信号が生成されて、この刺激信号に基づいてポインティングデバイスが刺激を呈示する。これにより、表示部に表示された所定の空間内の位置を容易に指定することができる。
【００８１】
また、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じて表示部における所定の空間の表示の態様を変更する表示態様変更手段を更に備えるのが好適である。この場合には、表示態様変更手段により、表示部における所定の空間の表示の態様は、ポインティングデバイスにより指定された所定の空間内の位置に応じて変更される。そして、この表示部における所定の空間の表示の態様の変更に応じて、操作者は、ポインティングデバイス本体の移動による位置の指定と、変位検出部材の移動による位置の指定とを切り替えることで、表示部の画面上の位置を容易に指定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る情報処理装置１の外観図である。
【図２】本実施形態に係るポインティングデバイス１０の断面図である。
【図３】本実施形態に係るポインティングデバイス１０のブロック図である。
【図４】本実施形態に係るポインティングデバイス１０の固定部材１１１および可動部材１１１の構成図である。
【図５】本実施形態に係るポインティングデバイス１０における触刺激呈示機構を説明する平面図である。
【図６】本実施形態に係るポインティングデバイス１０における固定部材１１１と可動部材１１２との摺動機構を説明する断面図である。
【図７】本実施形態に係るポインティングデバイス１０における感圧部１２０を説明する断面図である。
【図８】本実施形態に係るポインティングデバイス１０における位置検出センサ１１４を説明する断面図である。
【図９】本実施形態に係るポインティングデバイス１０の可動部材１１２の動作例を説明する図である。
【図１０】本実施形態に係るポインティングデバイス１０の位置指定動作と表示部３０におけるカーソル表示について説明する図である。
【図１１】第１実施例における表示部３０の画面上の表示を示す図である。
【図１２】第２実施例における表示部３０の画面上の表示を示す図である。
【図１３】第３実施例における表示部３０の画面上の表示を示す図である。
【図１４】第４実施例における表示部３０の画面上の表示を示す図である。
【図１５】第５実施例における表示部３０の画面上の表示を示す図である。
【符号の説明】
１…情報処理装置、１０…ポインティングデバイス、２０…キーボード、３０…表示部、４０…本体、１００…本体、１０１…ボール、１０１…第１の変位検出手段、１１１…固定部材、１１２…可動部材、１１３…第２の変位検出手段、１１４…位置検出センサ、１１５Ａ〜１１５Ｄ…弾性部材、１１６Ａ〜１１６Ｄ…コイル、１１７Ａ〜１１７Ｄ…磁石、１１８Ａ，１１８Ｂ…摺動部材、１１９…表面層、１２０…感圧部、１２１…支持部材、１３１…スイッチ、１３２…信号処理回路、１４１…位置指定手段、１５１…触刺激呈示手段。
Claims (6)
- 所定の空間内の位置を指定するポインティングデバイスであって、
本体の変位を検出する第１の変位検出手段と、
変位検出部材を有し、この変位検出部材の変位を検出する第２の変位検出手段と、
前記第１の変位検出手段により検出された本体の変位に応じて前記所定の空間内の局所座標系の原点を変位させ、前記第２の変位検出手段により検出された前記変位検出部材の変位に応じて前記局所座標系の原点から変位した位置を指定する位置指定手段と、
前記位置指定手段により指定された前記所定の空間内の位置に応じた刺激を呈示する刺激呈示手段と、
を備えることを特徴とするポインティングデバイス。 - 前記変位検出部材の変位量に対する前記局所座標系の原点から指定位置への変位量の割合は、本体の変位量に対する前記局所座標系の原点の変位量の割合より小さい、ことを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
- 前記変位検出部材は操作者の指により移動可能であるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
- 前記刺激呈示手段は前記変位検出部材を介して刺激を呈示することを特徴とする請求項１記載のポインティングデバイス。
- 所定の空間内の位置を指定するとともに刺激を呈示する請求項１記載のポインティングデバイスと、
前記所定の空間を表示するとともに、前記ポインティングデバイスにより指定された前記所定の空間内の位置をも表示する表示部と、
前記ポインティングデバイスにより指定された前記所定の空間内の位置に応じた刺激信号を生成して、この刺激信号に基づいて前記ポインティングデバイスに刺激を呈示させる刺激生成手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 前記ポインティングデバイスにより指定された前記所定の空間内の位置に応じて前記表示部における前記所定の空間の表示の態様を変更する表示態様変更手段を更に備えることを特徴とする請求項５記載の情報処理装置。
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| US7084854B1 (en) | 2000-09-28 | 2006-08-01 | Immersion Corporation | Actuator for providing tactile sensations and device for directional tactile sensations |
| US7202851B2 (en) * | 2001-05-04 | 2007-04-10 | Immersion Medical Inc. | Haptic interface for palpation simulation |
| JP2003008693A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-10 | Nec Access Technica Ltd | 携帯型電話機 |
| JP2003323256A (ja) * | 2002-04-26 | 2003-11-14 | Fuji Xerox Co Ltd | 情報処理装置 |
| EP1586983B1 (en) * | 2003-01-20 | 2013-06-05 | Asahi Kasei EMD Corporation | Pointing device |
| US7221356B2 (en) * | 2004-02-26 | 2007-05-22 | Microsoft Corporation | Data input device and method for detecting an off-surface condition by a laser speckle size characteristic |
| FR2877113B1 (fr) * | 2004-10-22 | 2007-05-11 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif autonome, systeme et procede de navigation dans un espace a au moins trois dimensions. |
| US20060132440A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-22 | Max Safai | Mouse input device with secondary input device |
| EP1715406A1 (en) * | 2005-04-23 | 2006-10-25 | STMicroelectronics (Research & Development) Limited | Pointing device and method of operating such a pointing device |
| JP4684794B2 (ja) * | 2005-08-04 | 2011-05-18 | 富士通コンポーネント株式会社 | 操作デバイス、電子書籍装置及び電子機器 |
| DE102007009389A1 (de) * | 2007-02-20 | 2008-08-21 | Bizerba Gmbh & Co. Kg | Kraftmessvorrichtung und Verfahren zur Signalauswertung |
| JP5302610B2 (ja) * | 2008-10-01 | 2013-10-02 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法 |
| US8542105B2 (en) | 2009-11-24 | 2013-09-24 | Immersion Corporation | Handheld computer interface with haptic feedback |
| US20150254992A1 (en) * | 2014-03-06 | 2015-09-10 | Maneesh SETHI | Memory-enhancing and habit-training methods and devices |
| US20150379880A1 (en) * | 2014-03-06 | 2015-12-31 | Maneesh SETHI | Device for training behavior |
| US20160063890A1 (en) * | 2014-03-06 | 2016-03-03 | Maneesh SETHI | Method for training behavior |
| CN206643787U (zh) * | 2016-01-07 | 2017-11-17 | 昭和电工气体产品株式会社 | 抛丸装置用附件及抛丸装置 |
| US10372155B2 (en) | 2017-08-20 | 2019-08-06 | Pixart Imaging Inc. | Joystick and related control method |
| US10969878B2 (en) | 2017-08-20 | 2021-04-06 | Pixart Imaging Inc. | Joystick with light emitter and optical sensor within internal chamber |
| JP2019128738A (ja) * | 2018-01-23 | 2019-08-01 | 東京瓦斯株式会社 | 商品販売システム、商品購入支援装置 |
| CN113196434B (zh) * | 2019-01-17 | 2023-10-31 | 阿尔卑斯阿尔派株式会社 | 输入装置以及操作单元 |
| CN111840993B (zh) * | 2019-04-25 | 2023-12-05 | 原相科技股份有限公司 | 游戏摇杆 |
| KR20230090895A (ko) * | 2021-12-15 | 2023-06-22 | 현대자동차주식회사 | 휴대용 조작력 계측 장치 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8602624A (nl) | 1986-10-20 | 1988-05-16 | Oce Nederland Bv | Invoerinrichting met taktiele terugkoppeling. |
| JPH01102619A (ja) | 1987-10-16 | 1989-04-20 | Canon Inc | 情報入力装置 |
| US5374942A (en) | 1993-02-05 | 1994-12-20 | Gilligan; Federico G. | Mouse and method for concurrent cursor position and scrolling control |
| CN1074843C (zh) * | 1996-03-20 | 2001-11-14 | 陈美雍 | 游标定位装置 |
| US6072469A (en) * | 1996-06-20 | 2000-06-06 | Chen; Mei-Yun | Cursor positioning device for computer system |
| US6121955A (en) * | 1997-08-06 | 2000-09-19 | Primax Electronics Ltd. | Computer joystick having two optical sensors for generating vector signals |
| US5959614A (en) * | 1997-09-30 | 1999-09-28 | Primax Electronics Ltd. | Pointing control system for controlling rotations of an object within a three dimensional view |
| JP3341661B2 (ja) * | 1997-12-10 | 2002-11-05 | 株式会社村田製作所 | 振動ジャイロ |
-
2000
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-
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