JPH0358214A - ポインティングデータ入力装置 - Google Patents

ポインティングデータ入力装置

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JPH0358214A
JPH0358214A JP1195475A JP19547589A JPH0358214A JP H0358214 A JPH0358214 A JP H0358214A JP 1195475 A JP1195475 A JP 1195475A JP 19547589 A JP19547589 A JP 19547589A JP H0358214 A JPH0358214 A JP H0358214A
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JP
Japan
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cursor
detection means
angle detection
adduction
abduction
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JP1195475A
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English (en)
Inventor
Kenichi Kamijo
憲一 上條
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボインティングデータ入力作業において、ユ
ーザの一部および複数の関節の動きを直接検出すること
によってカーソル移動を行うポインティングデータ入力
装置に関する. 〔従来の技術〕 近年、スクリーンを含む計算機を用いた作業は、様々な
種類のデータを扱う傾向にある。特に、マルチウィンド
ウ環境でのプログラミングや作画では、ウィンドウ選択
や作画にポインティングデータを用い、文字列の入力に
テキストデータを用いることになる。従来、ポインティ
ングデータはマウスやトラックボール、ダイヤル、ジョ
イスティックなどから入力され、テキストデータはキー
ボードから入力されていた. 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明が解決しようとする問題点は、プログラミングや
作画において、効率的に作業を行うためには入力装置間
の移行がスムーズにできる必要かあるが、マウス・トラ
ックボールなどに代表される従来のポインティングデー
タ入力装置(以下マウスと呼ぶ〉は、キーボードに代表
されるテキストデータ入力装置と距離的に離れた位置に
置かれているので、文字列を入力中にウィンドウを変え
るためには手を一旦キーボードから離してマウスまで手
を伸ばし.マウスを掴んで大きく動かすという動作を行
わなければならず、作業の効率低下を招くという点にあ
る. また、従来のポインティングデータ入力装置は、マウス
やトラックボールなどという媒介を通して入力するため
、物を指すという日常的に行っている動作に比べると違
和感があるという欠点があった。
本発明の目的は、テキスト入力中に手一をキーボードか
らほとんど離れることなくスクリーン上のカーソルを移
動させることを可能にし、さらに、日常的に行っている
物を指す動作によるボインティングを可能にするポイン
ティングデータ入力装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のポインティングデータ入力装置は、表示スクリ
ーンを含む計算機に対してスクリーン上でカーソルを移
動させるためのポインティングデータを入力するポイン
ティングデータ入力装置において、 ユーザの一部および複数の関節の内転・外転方向の曲が
り角度を測定・検出する内転外転角度検出手段と、 ユーザの一部および複数の関節の屈曲方向の曲がり角度
を測定・検出する屈曲角度検出手段と、前記内転外転角
度検出手段から出力された曲がり角度に対応する値と、
前記屈曲角度検出手段から出力された曲がり角度に対応
する値とを入力し、スクリーン上のカーソルの水平方向
の移動量と垂直方向の移動量を計算し出力するカーソル
移動量計算手段と、 カーソル移動の許可を入力するための許可信号入力手段
と、 前記カーソル移動量計算手段から出力された信号と前記
許可信号入力手段から出力される信号とを用いてカーソ
ルの移動量の出力を制御する出力制御手段とを備えて槽
戒される。
〔作用〕 本発明は、ユーザの一部および複数の関節の内転外転角
度を検出するための内転外転角度検出手段と、屈曲角度
を検出するための屈曲角度検出手段と、曲がり角度から
カーソル移動量を計算する力一ソル移動量計算手段が存
在する。ここで、指関節の内転・外転と屈曲の例につい
ては第10図(a)および(b)に、手首関節の内転・
外転と屈曲の例について第10図(C)および(d)に
説明図を示す.こうすることによって、複数の関節の曲
げの角度をリアルタイムで測定し、その曲げの角度に応
じたカーソル移動量とその向きを計算することが可能と
なり、マウスやトラックボールなどの媒介物を触ること
なくスクリーン上のカーソルを移動させることが可能と
なる。
さらに、本発明に従うと、カーソル移動の許可を入力す
るための許可信号入力手段と、カーソルの移動量の出力
を制御する出力制御手段が存在する。こうすることによ
って、不要な関節の動きによるカーソルの移動を防ぐこ
とが可能となる。
さらに、本発明に従うと、一部および複数の関節の方向
ベクトルを検出する方向検出手段と方向ベクトルを用い
て、カーソル移動におけるX軸方向とY軸方向の移動量
の補正を行うカーソル移動量補正手段が存在する。こう
することによって、関節の向きが変化しても、基準とな
るユーザから見たボインティング方向の移動量を正しく
計算しカーソルを移動させることが可能となる.〔実施
例〕 本発明のボインティングデータ入力装置の第1の実施例
の楕戒を第1図に示す。ここでは、手の指の関節からボ
インティングを行う場合を例にして説明するを行うが、
手首の関節、腕の関節、足首の関節、首の関節等の身体
にある一部もしくは複数の関節の動きによるボインティ
ングについても以下に述べる方法と同様な方法で可能で
ある。
内転外転角度検出部11は、手の指が並んでいる方向で
体の内側に曲げたもしくは捻った内転角度および外側に
曲げたもしくは捻った外転角度の量を検出し、内転外転
角度データ111を出力する。屈曲角度検出部12は、
手の指で物を掴む方向に屈曲させた場合の指の屈曲角度
の量を検出し、屈曲角度データ121を出力する.カー
ソル移動量計算部14は、内転外転角度検出部11から
出力された内転外転角度データ111と屈曲角度検出部
12から出力された屈曲データ121を入力し、入力さ
れた角度データから移動量を計算し内転外転方向と屈曲
方向のベクトルをXY直交座標系に補正し、水平方向の
移動量データ141と垂直方向の移動量データ142を
出力する。許可信号入力部13は、カーソルを移動させ
ることを許可するための情報を検出し、許可信号131
を出力する.出力制御部15は、カーソル移動量計算部
14から出力された水平方向の移動データ141の垂直
方向の移動データ142と許可信号入力部15から出力
された許可信号131とを入力し、許可信号がオンであ
れば入力された水平方向の移動データと垂直方向の移動
データとをそのまま水平方向の移動データ151と垂直
方向の移動データ152として出力し、オフであれば何
も出力しないという出力の制御を行う. さらに、本発明の第2の実施例の構戊を第2図に示す。
方向検出部16は、手の甲の向きを検出し方向ベクトル
データ161を出力する。カーソル移動量補正部17は
、方向検出部16から出力された方向ベクトルデータ1
61を用いて、スクリーンの方向と指の移動方向を一致
させるために、本手の甲の向きを考慮した移動方向と量
に関する補正データ171を出力する. さらに、第3図、第4図に示すように、内転外転角度デ
ータ111と屈曲角度データ121がカーソル移動量計
算部14に入力される前に出力制御部15に入力される
ことも可能である。許可信号入力部13からの正の信号
が出力されていない場合には、カーソル移動量計算部1
4にデータが入力されないので、計算の負荷を減らすこ
とが可能である. さらに、内転外転角度検出部11および屈曲角度検出部
12を複数個用いることによって、力一ソルを移動させ
ることも可能である。
次に本発明を用いて、プログラミング作業中に手の人差
指でボインティングを行うことにより力−ソルを移動さ
せる一実施例を説明する。手の人差指以降の指や、手首
の関節、腕の関節、足の関節、足首の関節、首の関節等
の身体にある一部もしくは複数の関節の動きによるボイ
ンティング作業についても以下に述べる方法と同様な方
法で可能である。
内転外転角度検出部11もしくは屈曲角度検出部12の
第1の例として、光ファイバー51の各端点に発光素子
52と受光素子53が取り付けられている第5図(a)
に示すようなものを取り付ける。発光素子52としてL
EDやレーザなどを用い、受光素子53としてフォトト
ランジスタなどを用いる。光ファイバー51は、装着具
54によって、内転外転角度を検出することが可能な部
位もしくは屈曲角度を検出することが可能な部位に、取
り付けられる。装着具54として、手袋や指輪、バンド
もしくは接着剤、粘着テープなどを用いる。指の内転外
転運動もしくは屈曲運動が生じると光ファイバー51が
曲がり、ファイバー中の光が外部に漏れる。このため、
受光素子53に届く光の量が減り、曲がり角度を反映し
た値として出力することができる.発光素子52と受光
素子53の位置はどちらが先端でもかまわない。また、
第5図(b)に示すように光ファイバー51の一端点を
鏡面処理もしくはミラーを置き、もう一方の端点にハー
フミラーを置くことによって上述の機能を実現すること
もできる9また、第5図(c)に示すように光ファイバ
ー51をループ状に楕或することも可能である。
内転外転角度検出部11もしくは屈曲角度検出部12の
第2の例として、第6図に示すような高分子圧電フィル
ム61を用いることが可能である。
高分子圧電フィルム61として、ボリフッ化ビリニデン
などのフィルムに電極を貼り付けたものを用いる.これ
らのフィルムは、固体物理、昭和58年、第18巻、第
6号、344〜350頁に中村氏らがrPVDF:ボリ
フッ化ビニリデン」と題して発表した論文に記載されて
いるように、外圧による歪に対して電圧を生じることが
知られている。装着具54は、内転外転角度を検出する
ことが可能な部位もしくは屈曲角度を検出することが可
能な部位に取り付けられる。指が曲がることによりフィ
ルムが伸び、電圧が生じる。その電圧を測定・積算する
ことにより曲がり角度を検出することができる。
内転外転角度検出部11もしくは屈曲角度検出部12の
第3の例として、第7図に示すような口−タリーエンコ
ーダ71を用いる。関節の部位に装着具54によりロー
タリーエンコーダ71を取り付け、指の先にアーム72
の端点が固定されている。ロータリーエンコーダは、ア
ームの回転角度をパルスの形で出力することができる.
そのパルスをカウントすることにより曲がり角度を検出
することができる。
内転外転角度検出部11もしくは屈曲角度検出部12の
第4の例として、第8図に示すような圧力センサー81
を用いることが可能である。指が曲がることにより装着
具54の部位よりもバンド82の方が伸びる力が大きく
なるので、これらの間にある圧力センサー82に圧力の
形で検出することができる。
内転外転角度検出部11もしくは屈曲角度検出部12の
第5の例として、第9図(a)に示すような可変抵抗9
1を用いる。指が曲がることにより、指の先端方向に取
り付けられた糸状のものが引っ張られて、関節の付け根
に取り付けられた可変抵抗91の可動部を動かす。第9
図(b)に示す回路によりこれらの変化量は、アンブ9
2を介して電圧・電流の変化として検出される。一旦動
いた可動部を元に戻すために、バネなどを用いることも
可能である。
また、内転外転角度検出部11および屈曲角度検出部1
2は、上で述べたいくつかの実施方法を2つ以上組み合
わせることも可能である。
カーソル移動量計算部14として、パーソナルコンピュ
ータなどを用いる。内転外転角度検出部11と屈曲角度
検出部12とが固定されている座標系をスクリーン上で
の座標系に変換して、各検出部から出力された曲がり角
度データをスクリーン上でのカーソルのX軸方向とY軸
方向との移動量を計算し、マウスなどと同じ出力形態で
あるならば、パルスの数として移動量を表現する。
許可信号入力部13として、押しボタンスイッチやキー
ボード上のキーなどを用い、これらが押されている間は
論理回路での正の信号が出力されていることとする。
出力制御部15として論理回路でのAND回路を用いる
ことができる。カーソル移動量計算部14から出力され
た各値と、許可信号入力部13からの信号とがAND回
路の入力とする。許可信号が正の信号のときのみカーソ
ル移動の信号を出力することが可能となる。
さらに、方向検出部16として、加速度センサーや磁気
センサーを用いることが可能である。例えば、手の甲に
加速度センサーを付けることによって重力加速度方向を
検出することにより、手の甲の向きを検出することが可
能となる。
カーソル移動量補正部17として、パーソナルコンピュ
ータなどを用いる。手の甲の方向ベクトルが変わって検
出部11.12の座標系が変化した場合、実際の手の指
の移動方向とスクリーン上での座標系を一致させるため
に、カーソル移動量計算部14に検出部の座標系が変化
したことと変化方向を知らせることが可能となり、カー
ソル移動量計算部14では、新たに正しいカーソル移動
量を計算することが可能となる。
例えば、許可入力部13をキーボード上の制御キーに割
り当てる。制御キーはテキスト入力中は押されないので
、内転外転角度検出部11もしくは屈曲角度検出部12
が取り付けられた人差指が動いても、カーソルは移動し
ない。マルチウィンドウでのテキスト入力作業は、カー
ソルがあるウィンドウ内に存在しているとそのウィンド
ウに入力されたテキストが表示される。このため、テキ
ストを入力するウィンドウを変えるには、カーソルをそ
のウィンドウに移動させる必要がある。制御キーを押し
ながら人差指を動かすことにより力−ソルが移動し、新
たなウィンドウにカーソルを動かす。制御キーを離すこ
とによりその位置に力−ソルが固定される。ウィンドウ
を選択する間、ほとんど手をキーボードから離すことな
く、新たなウィンドウにテキストを入力することができ
る。
〔発明の効果〕
本発明を用いることにより、ユーザの一部もしくは複数
の関節の曲がり角度をリアルタイムで検出することが可
能になり、日常的に行でいる動作でボインティングを行
うことができる。さらに、力一ソル移動を許可する信号
を設けてあることにより、不用な関節の曲がりによるカ
ーソルの誤移動を消滅することができる.また、カーソ
ル移動を許可する信号は、容易に、例えば、キーボード
のいずれかのキーとして、設定することが可能となり、
テキスト入力中に手をキーボードからほとんど離れるこ
となくスクリーン上のカーソルを移動させることができ
るといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図から第4図は本発明の第1〜4の実施例の構戒を
示すブロック図、第5図(a)〜(c),第6〜8図,
第9図(a>および(b)は内転外転角度検出部もしく
は屈曲角度検出部の実施態様を示す説明図、第10図(
a)〜(d)は関節の屈曲と内転・外転の例についての
説明図である。 11・・・内転外転角度検出部、12・・・屈曲角度検
出部、13・・・許可信号入力部、14・・・カーソル
移動量計算部、15・・・出力制御部、16・・・方向
検出部、17・・・カーソル移動補正部、51・・・光
ファイバー、52・・・発光素子、53・・・受光素子
、54・・・装着具、61・・・高分子圧電フィルム、
71・・・ロータリーエンコーダ、72・・・アーム、
81・・・圧力センサー 82・・・バンド、91・・
・可変抵抗、92・・・アンプ、111・・・内転外転
角度データ、121・・・屈曲角度データ、131・・
・許可信号、141・151・・・水平方向の移動量デ
ータ、142・152・・・垂直方向の移動量データ、
161・・・方向ベクトルデータ、171・・・移動方
向と量に関する補正データ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表示スクリーンを含む計算機に対してスクリーン
    上でカーソルを移動させるためのポインティングデータ
    を入力するポインティングデータ入力装置において、 ユーザの一部および複数の関節の内転・外転方向の曲が
    り角度を測定・検出する内転外転角度検出手段と、 ユーザの一部および複数の関節の屈曲方向の曲がり角度
    を測定・検出する屈曲角度検出手段と、前記内転外転角
    度検出手段から出力された曲がり角度に対応する値と、
    前記屈曲角度検出手段から出力された曲がり角度に対応
    する値とを入力し、スクリーン上のカーソルの水平方向
    の移動量と垂直方向の移動量を計算し出力するカーソル
    移動量計算手段と、 カーソル移動の許可を入力するための許可信号入力手段
    と、 前記カーソル移動量計算手段から出力された信号と、前
    記許可信号入力手段から出力される信号とを用いてカー
    ソルの移動量の出力を制御する出力制御手段とを備えて
    成ることを特徴とするポインティングデータ入力装置。
  2. (2)内転外転角度検出手段および屈曲角度検出手段が
    、光ファイバーと発光素子と受光素子とからなることを
    特徴とする請求項(1)記載の装置。
  3. (3)内転外転角度検出手段および屈曲角度検出手段が
    、高分子圧電フィルムからなることを特徴とする請求項
    (1)記載の装置。
  4. (4)内転外転角度検出手段および屈曲角度検出手段が
    、ロータリエンコーダからなることを特徴とする請求項
    (1)記載の装置。
  5. (5)内転外転角度検出手段および屈曲角度検出手段が
    、圧力センサーからなることを特徴とする請求項(1)
    記載の装置。
  6. (6)内転外転角度検出手段および屈曲角度検出手段が
    、可変抵抗と前記可変抵抗の変化量を検出するためのア
    ンプとからなることを特徴とする請求項(1)記載の装
    置。
  7. (7)ユーザの一部および複数の関節の方向ベクトルを
    検出する方向検出手段と、前記方向検出手段から出力さ
    れた方向ベクトルデータを入力し、カーソル移動におけ
    るX軸方向とY軸方向の移動量の補正データを請求項(
    1)に記載されたカーソル移動量計算手段に出力するカ
    ーソル移動量補正手段とを、備えて成ることを特徴とす
    る請求項(1)から(6)のいずれか一項に記載の装置
JP1195475A 1989-07-27 1989-07-27 ポインティングデータ入力装置 Pending JPH0358214A (ja)

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Cited By (3)

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JPH0728592A (ja) * 1993-07-12 1995-01-31 Atr Ningen Joho Tsushin Kenkyusho:Kk ヒューマンインタフェース装置
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