JP5861707B2

JP5861707B2 - 電子機器及び入力方法

Info

Publication number: JP5861707B2
Application number: JP2013522971A
Authority: JP
Inventors: 八木　健; 健八木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2016-02-16
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: US20140137630A1; WO2013005665A1; JPWO2013005665A1; US9347968B2

Description

本発明は、電子機器及び入力方法に関する。
本願は、２０１１年７月４日に出願された日本国特願２０１１−１４７９２９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

３軸加速度センサ等を備える携帯電話や携帯情報端末などの電子機器として、例えば特許文献１が知られている。特許文献１に示すような電子機器においては、３軸加速度センサにより自装置の動きを検出することで、自装置の動きをインターフェースとして利用するモーションインターフェースを有する。

特表２００７−５３１１１３号公報

ところで、人間は直線運動が苦手であるため、ユーザが直線を描くように電子機器を動かしたつもりでも、実際の動きは曲線を描いていることが多い。このため、従来の電子機器は、この動きを曲線運動として検出するため、ユーザの所望する機能が実行されない場合がある、という問題がある。

本発明の態様は、自装置の動きをインターフェースとして用いる電子機器において、ユーザの意図しない動きによる入力を防ぐことができる電子機器及び入力方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、自装置の加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて、前記自装置の動きを検出する動き検出部と、前記動き検出部により検出された前記自装置の所定区間における動きに基づいて基準方向と基準位置とを決定し、前記基準位置における前記基準方向と所定の角度で交わる複数の直線を境界とする補正範囲を決定する補正範囲決定部と、前記動き検出部により検出された前記自装置の動きが、前記補正範囲決定部により決定された前記補正範囲内にある場合に、前記自装置の動きを補正する補正部と、を備えることを特徴とする電子機器である。
また、本発明の他の態様は、自装置の加速度を検出する加速度センサにより検出された前記自装置の加速度に基づいて、前記自装置の動きを検出するステップと、前記自装置の所定区間における動きに基づいて基準方向と基準位置とを決定し、前記基準位置における前記基準方向と所定の角度で交わる複数の直線を境界とする補正範囲を決定するステップと、検出した前記自装置の動きが、前記補正範囲内にある場合に、前記自装置の動きを補正するステップと、を有することを特徴とする入力方法である。

本発明の態様によれば、自装置の動きをインターフェースとして用いる電子機器において、ユーザの意図しない動きによる入力を防ぐことができる。

本発明の第１の実施形態による電子機器の機能構成を示すブロック図である。第１の実施形態による電子機器の外観構成を示す斜視図である。第１の実施形態による記憶部が記憶する操作テーブルのデータ構造及びデータ例を示す概略図である。第１の実施形態によるジェスチャー操作の一例を示すイメージ図である。第１の実施形態によるジェスチャー操作の一例を示すイメージ図である。第１の実施形態によるジェスチャー操作の一例を示すイメージ図である。第１の実施形態による補正処理を説明するための図である。第１の実施形態による補正処理を説明するための図である。第１の実施形態による入力判定動作の手順を示すフローチャートである。本発明の第２の本実施形態による電子機器の機能構成を示すブロック図である。第２の実施形態によるＸＹＺ直交座標系を説明するための図である第２の実施形態によるジェスチャー操作の一例を示すイメージ図である。第２の実施形態によるジェスチャー操作の一例を示すイメージ図である。第２の実施形態による入力判定動作の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による電子機器１００の機能構成を示すブロック図である。
電子機器１００は、携帯電話機、スマートフォン、デジタルカメラ等の携帯情報端末である。電子機器１００は、制御部１１１と、記憶部１１２と、加速度センサ１１３と、接触検出部１１４と、表示部１１５と、スピーカ１１６とを含んで構成される。

加速度センサ１１３は、３軸加速度センサであり、互いに直交する３軸それぞれにおける加速度を検出する。
接触検出部１１４は、ユーザからの操作を受け付ける。接触検出部１１４は、表示部１１５の表示面が設置される面に対する側面に設置される検知部を有す。検知部は、接触の有無及び接触位置を検知する。

表示部１１５は、例えば液晶表示パネルや、有機ＥＬパネルなどであり、画像等を表示する。表示部１１５の表示面上には、不図示のタッチパネルが設けられる。
スピーカ１１６は、一般的なスピーカであり、音声を出力する。

記憶部１１２は、各機能を実行するための電子機器１００の動きの基準データを記憶する。
制御部１１１は、電子機器１００の各部を統括して制御する。制御部１１１は、動き検出部１１と、補正範囲決定部１２と、補正部１３と、実行制御部１４とを含んで構成される。

動き検出部１１は、接触検出部１１４が接触を検知している場合に、加速度センサ１１３により検出された各軸の加速度に基づいて、自装置における連続した動きを検出する。
具体的には、動き検出部１１は、加速度センサ１１３が所定値以上の加速度を所定時間以上連続して検出した場合に、ジェスチャーによる入力操作が行われていると判定する。そして、動き検出部１１は、計時部（不図示）の計時する時刻と加速度センサ１１３が検出した各軸の加速度に基づいて、時間経過にともなう３次元における自装置の動きのデータを生成する。

補正範囲決定部１２は、動き検出部１１により生成された自装置の動きのデータから所定区間の動きのデータを読み出し、前記所定区間の動きのデータに基づいて基準方向と基準位置とを決定し、基準位置において基準方向の直線と所定の角度で交わる複数の直線を境界とする補正範囲を決定する。
具体的には、補正範囲決定部１２は、基準位置を頂点とし、基準方向の直線を母線とし、所定の角度を母線に対する側面の角度とする円錐内を補正範囲とする。ここで、本実施形態における所定区間は、所定時間ｔ１から所定時間（ｔ１＋ｔ２）までの間である。ｔ１及びｔ２は、正の数である。補正範囲の決定方法の詳細については後述する。

補正部１３は、動き検出部１１により検出された自装置の動きが補正範囲決定部１２の決定した補正範囲内にある場合に、自装置の動きを基準方向における直線運動に補正する。

実行制御部１４は、補正部１３により補正された自装置の動きと記憶部１１２が記憶する基準データとに基づいて実行する機能を判定し、各部に機能を実行するための命令信号を出力する。

図２は、本実施形態による電子機器１００の外観構成を示す斜視図である。
電子機器１００の筐体は、表示部１１５と接触検出部１１４とを保持する。

表示部１１５は、筐体のうち板面に設けられている。筐体のうち前記表示部１１５が設けられる面を、以下表示面と表記する。

接触検出部１１４は、筐体のうち表示面を囲む４辺に相当する４つの側面Ｆａ〜Ｆｄに設けられている。以下、説明の便宜を図るため、側面Ｆａに設けられる接触検出部１１４を接触検出部１１４Ａとし、側面Ｆｂに設けられる接触検出部１１４を接触検出部１１４Ｂとし、側面Ｆｃに設けられる接触検出部１１４を接触検出部１１４Ｃとし、側面Ｆｄに設けられる接触検出部１１４を接触検出部１１４Ｄとする。なお、各接触検出部１１４Ａ〜Ｄに共通する事項については、Ａ〜Ｄの符号を省略し、単に「接触検出部１１４」又は「各接触検出部１１４」と記す。接触検出部１１４Ａ〜Ｄは、各側面Ｆａ〜Ｆｄにおいて外部からの（例えばユーザの）接触の有無及び接触位置を検出する。

図３は、本実施形態による記憶部１１２が記憶する操作テーブルのデータ構造及びデータ例を示す概略図である。図示するように、操作テーブルは、行と列からなる２次元の表形式のデータであり、機能と、操作との各項目の列を有している。このテーブルの各行は機能毎に存在する。
機能は、電子機器１００が実行可能な機能である。操作は、機能を実行するための操作を示すデータであり、ユーザが前記操作をしたときに、動き検出部１１が検出する電子機器１００の動きの基準データである。
本図に示す例では、音楽等の「再生」をするための操作は「パターン１」であり、「早送り」をするための操作は「パターン２」であり、「巻戻し」をするための操作は「パターン３」である。

図４Ａ〜Ｃは、本実施形態によるジェスチャー操作の一例を示すイメージ図である。
図４Ａは、操作「パターン１」を示す図である。操作「パターン１」は、円を描くように電子機器１００を動かすジェスチャーである。また、図４Ｂは、操作「パターン２」を示す図である。操作「パターン２」は、電子機器１００を直線上に動かすジェスチャーである。また、図４Ｃは、操作「パターン３」を示す図である。操作「パターン３」は、電子機器１００を振るジェスチャーである。

次に、図５及び図６を参照して、動き検出部１１により検出された自装置の動きを補正する処理について説明する。図５及び図６は、本実施形態による補正処理を説明するための図である。
図５（ａ）は、動き検出部１１が検出した動きＭを示す。まず、補正範囲決定部１２が、動きＭにおいて、動き始めＭ１から所定時間ｔ１（例えば、１０ミリ秒）後の位置を基準位置Ｐとする。次に、補正範囲決定部１２は、基準位置Ｐから所定時間ｔ２（例えば、１ミリ秒）後までの動きの方向を基準方向Ｄとする。続いて、補正範囲決定部１２は、基準方向Ｄの直線と基準位置Ｐで所定の閾値角θで交わる複数の直線Ｄ_１，Ｄ_２を境界とする補正範囲Ｈを決定する。
そして、補正部１３は、動きＭが全て補正範囲Ｈにある場合に、動きＭを基準方向Ｄにおける直線運動ｂに補正する。図５（ｂ）は、動きＭを補正した直線運動Ｎを示す。

図６は、本実施形態による加速度センサ１１３が加速度を検出する３軸における補正範囲Ｈを示す図である。
本図に示す第１の軸、第２の軸、および第３の軸は、加速度センサ１１３が加速度を検出する軸であり、互いに直交する。図示するように、補正範囲Ｈは、基準位置Ｐを頂点とし、基準方向Ｄの直線を母線とし、閾値角θを母線に対する側面の角度とする円錐の内部である。

次に、図７を参照して、本実施形態の電子機器１００における入力判定動作について説明する。図７は、本実施形態による入力判定動作の手順を示すフローチャートである。
まず、制御部１１１の動き検出部１１が、加速度センサ１１３の検出する加速度に基づいて、時間経過に伴う電子機器１００の動きを検出する（ステップＳ１０１）。
次に、制御部１１１は、接触検出部１１４が接触を検出しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。すなわち、制御部１１１は、ユーザが電子機器１００を握っているか（保持しているか）否かを判定する。接触検出部１１４が接触を検出していない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１０１へ戻る。

一方、接触検出部１１４が接触を検出している場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御部１１１の補正範囲決定部１２は、動き検出部１１の検出した動きＭ全体において、基準方向のベクトル（運動成分）が他の方向のベクトル（運動成分）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、補正範囲決定部１２は、動き検出部１１が検出した動きＭにおいて、動き始めＭ１から所定時間ｔ１後の位置を基準位置Ｐとし、基準位置Ｐから所定時間ｔ２後までの動きの方向を基準方向Ｄとする。そして、補正範囲決定部１２は、基準方向と他の方向それぞれにおける動きＭの運動成分を算出し、基準方向の運動成分が他の方向の運動成分より大きいか否かを判定する。

動きＭにおける基準方向の運動成分が他の方向の運動成分より大きい場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、補正範囲決定部１２は、補正範囲Ｈを決定し、他の方向の運動成分が補正範囲Ｈ内か否かを判定する（ステップＳ１０４）。このとき、補正範囲決定部１２は、基準位置Ｐを頂点とし、基準方向Ｄの直線を母線とし、閾値角θを母線に対する側面の角度とする円錐内を補正範囲Ｈとする。

他の方向の運動成分が補正範囲Ｈ内である場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、制御部１１１の補正部１３が、動き検出部１１の検出した動きＭを基準方向Ｄにおける直線運動Ｎに補正する（ステップＳ１０５）。
そして、実行制御部１４が、直線運動Ｎに対応する機能を記憶部１１２から読み出し、読み出した機能を実行するための命令信号を各部に出力する（ステップＳ１０６）。

一方、動きＭにおける基準方向の運動成分の大きさが他の方向の運動成分の大きさ以下である場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、或いは、他の方向の運動成分が補正範囲Ｈ内にない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、実行制御部１４が、直線運動以外の動きであると判定し（ステップＳ１０７）、他のフローへ移行する（ステップＳ１０８）。

このように、本実施形態によれば、電子機器１００は、検出した動きＭが基準方向と所定角θとに基づく補正範囲Ｈ内にある場合に、検出した動きＭを直線運動Ｎに補正する。
このため、ユーザが直線上に動かす意図で電子機器１００を動かしたときに、実際の電子機器１００の動きが曲線を描いていたとしても、前記動きを直線運動と判定する。これにより、ユーザは意思通りのジェスチャー操作をすることができる。すなわち、ユーザの意図しない動きによる入力を防ぐことができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図８は、本実施形態による電子機器１００ａの機能構成を示すブロック図である。
本図において、図１に示す電子機器１００と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態による電子機器１００ａの制御部１１１ａは、第１の実施形態による電子機器１００の制御部１１１の構成に加えて、座標系決定部１５を備える。
記憶部１１２ａが記憶する基準データは、ＸＹＺ直交座標系における動きの方向を含む。ＸＹＺ直交座標系は、ユーザに対する動きの方向を判定するための基準座標系である。
ＸＹＺ直交座標系については後述する。記憶部１１２ａは、同じ動きでも動かした方向により異なる機能を対応付けて記憶する。

座標系決定部１５は、加速度センサ１１３の検出する加速度に基づいて重力方向を判定し、判定した重力方向をＺ方向、Ｚ方向に直交するＸＹ平面において表示部１１５の表示面が向いている方向をＸ方向とし、ＸＹ平面においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とするＸＹＺ直交座標系を決定する。表示面の向きと加速度センサ１１３が加速度を検出する各軸の方向との関係は、予め記憶部１１２ａに記憶されている。そして、座標系決定部１５は、決定したＸＹＺ直交座標系を動き検出部１１ａに通知する。具体的には、座標系決定部１５は、加速度センサが加速度を検出する各軸とＸＹＺ直交座標系との関係を示すデータを、動き検出部１１ａに出力する。

動き検出部１１ａは、加速度センサ１１３により検出された各軸の加速度に基づいて、ＸＹＺ直交座標系における自装置の動きを検出する。

図９は、本実施形態によるＸＹＺ直交座標系を説明するための図である。
図示するように、通常、ユーザＵは、電子機器１００ａの表示部１１５の表示面Ｆを自身に向けて保持することが多い。このため、表示面Ｆの向いている方向を１軸としてＸＹＺ直交座標系を定める。具体的には、ＸＹＺ直交座標系において、重力方向をＺ方向とする。また、Ｚ方向に直交する平面をＸＹ平面とし、ＸＹ平面において表示部１１５の表示面Ｆの向いている方向をＸ方向とし、ＸＹ平面においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、本実施形態によるジェスチャー操作の一例を示すイメージ図である。
図１０Ａは、機能Ａを実行するための操作「パターンＡ」を示す図である。操作「パターンＡ」は、Ｘ方向に電子機器１００を直線上に動かすジェスチャーである。すなわち、操作「パターンＡ」は、ユーザが前方向に電子機器１００を直線上に動かすジェスチャーである。また、図１０Ｂは、機能Ｂを実行するための操作「パターンＢ」を示す図である。操作「パターンＢ」は、Ｙ方向に電子機器１００を直線上に動かすジェスチャーである。すなわち、操作「パターンＢ」は、ユーザが左方向に電子機器１００を直線上に動かすジェスチャーである。
このように、本実施形態による電子機器１００ａは、同じ動きでも動かした方向により実行する機能が異なる。

次に、図１１を参照して、本実施形態の電子機器１００ａにおける入力判定動作について説明する。図１１は、本実施形態による入力判定動作の手順を示すフローチャートである。
まず、制御部１１１ａの座標系決定部１５が、加速度センサ１１３の検出する加速度に基づいてＸＹＺ直交座標系を決定する（ステップＳ２０１）。
続いて、制御部１１１ａの動き検出部１１ａが、加速度センサ１１３の検出する加速度に基づいて、ステップＳ２０１において決定したＸＹＺ直交座標系における電子機器１００の動きを検出する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０３からＳ２０６までの処理は、上述したステップＳ１０２からＳ１０５までの処理と同様である。
ステップＳ２０６に続いて、制御部１１１ａの実行制御部１４が、基準方向Ｄにおける直線運動に対応する機能を記憶部１１２ａから読み出し、読み出した機能を実行するための命令信号を各部に出力する（ステップＳ２０７）。
ステップＳ２０８からＳ２０９までの処理は、上述したステップＳ１０７からＳ１０８までの処理と同様である。

なお、本実施形態においては、重力方向と表示面Ｆの向きとに基づいて基準座標系（ＸＹＺ直交座標系）を決定した。しかし、例えば、接触検出部１１４の検出値に基づいて基準座標系を決定する等、他の方法によりユーザＵに対する方向を判定できる基準座標系を決定してもよい。

このように、本実施形態によれば、ＸＹＺ直交座標系を決定し、決定したＸＹＺ直交座標系における電子機器１００ａの動きに基づいて実行する機能を判定する。これにより、同じ動きでも動かす方向により異なる機能を対応付けることができる。すなわち、同じ動きであっても異なる方向に動かした場合には、異なる機能を実行することができる。

また、図７又は図１１に示す各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、ジャスチャー操作による入力判定の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フロッピー（登録商標）ディスク、光磁気ディスク、ＳＤカード、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

１００，１００ａ…電子機器１１，１１ａ…動き検出部１２…補正範囲決定部１３…補正部１４…実行制御部１５…座標系決定部１１１，１１１ａ…制御部１１２，１１２ａ…記憶部１１３…加速度センサ１１４…接触検出部１１５…表示部１１６…スピーカ

Claims

自装置の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて、前記自装置の動きを検出する動き検出部と、
前記動き検出部により検出された前記自装置の所定区間における動きに基づいて基準方向と基準位置とを決定し、前記基準位置における前記基準方向と所定の角度で交わる複数の直線を境界とする補正範囲を決定する補正範囲決定部と、
前記動き検出部により検出された前記自装置の動きが、前記補正範囲決定部により決定された前記補正範囲内にある場合に、前記自装置の動きを補正する補正部と、
を備えることを特徴とする電子機器。
前記補正部は、前記動き検出部により検出された前記自装置の動きが、前記補正範囲決定部により決定された前記補正範囲内にある場合に、前記自装置の動きを前記基準方向における直線運動に補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記補正範囲決定部は、３次元での前記基準方向及び前記基準位置を決定し、前記基準位置を頂点とし、前記基準方向を母線とし、前記所定の角度を前記母線に対する側面の角度とする円錐内を前記補正範囲とする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
前記加速度センサの検出する加速度に基づいて重力方向を判定し、判定した前記重力方向を１軸とする基準座標系を決定する座標系決定部をさらに備え、
前記動き検出部は、前記基準座標系における前記自装置の動きを検出する
ことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の電子機器。
表示部をさらに備え、
前記座標系決定部は、前記表示部の表示面が向いている方向と、前記重力方向とに基づいて前記基準座標系を決定する
ことを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
ユーザによる接触の有無を検出する接触検出部をさらに備え、
前記動き検出部は、前記接触検出部が接触を検知している間の前記自装置の動きを検出する
ことを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項に記載の電子機器。
自装置の加速度を検出する加速度センサにより検出された前記自装置の加速度に基づいて、前記自装置の動きを検出するステップと、
前記自装置の所定区間における動きに基づいて基準方向と基準位置とを決定し、前記基準位置における前記基準方向と所定の角度で交わる複数の直線を境界とする補正範囲を決定するステップと、
検出した前記自装置の動きが、前記補正範囲内にある場合に、前記自装置の動きを補正するステップと、
を有することを特徴とする入力方法。