JPH0926850A - ユーザインターフェース装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マウス、トラックボール、タブレットなどの
ポインティングデバイスを用いたグラフィカルユーザイ
ンターフェースの操作性を向上する。 【構成】 ホストコンピュータ１１０およびマウス１１
４から成るシステムにおいて、マウス１１４は、従来ど
おりの移動量検知部１１５およびボタン検知部１１６の
ほか、マウスの移動に関して使用者の手に反力を与える
反力制御部１を有し、グラフィカルユーザインターフェ
ースを用いる操作環境において、ポインティングデバイ
スによって操作されるポインタがオブジェクトあるいは
その近傍を通過・接近する際、ポインティングデバイス
の操作に関する情報を反力制御部１を介して、使用者に
フィードバックするとともに、ホストコンピュータ１１
０において、反力制御部１のフィードバックに応じて生
じる使用者の操作情報を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はユーザインターフェース
装置、特にマウス、タブレット、トラックボールなどの
ユーザインターフェース装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コンピュータを操作したりデ
ータを入力するために、キーボード、タブレット、マウ
ス、トラックボールなどの入力装置が用いられている。
特に、モニタを観ながら座標情報や軌跡の情報をコンピ
ュータに入力できるタブレットやマウスは、グラフィカ
ルユーザインターフェースとともに用いられることが多
く、コンピュータの操作性を向上させることができる。

【０００３】特に、マウスは、近年のいわゆるグラフィ
カルユーザインターフェース方式との関係が深く、アイ
コンやウインドウをクリック、ドラッグすることによ
り、直感的な操作が可能となり、一般ユーザにも広く受
けいれられている。

【０００４】図１２は、従来のマウスの外観図で、符号
１００はマウスの筺体、１０１と１０２は使用者が操作
するマウスボタン、１０３はホストコンピュータとデー
タ入出力および電源供給を受けるためのリード線であ
る。

【０００５】図１３は、図１２の側面を、また図１４は
図１２の底面を示しており、符号１０４はマウスの位置
を検出するための球形状をした検知ボールを示してい
る。図示のように検知ボール１０４はマウスの底面の開
口部１０４ａから突出しており、マウスの移動の方向お
よび量に応じて自由に回転できるよう、不図示の支持機
構により支持される。符号１０５と１０６はマウスの滑
りを安定させる摺動部材で、ポリアセタールやテフロン
などの樹脂部材から構成される。

【０００６】図１５は、マウス１１４を用いるシステム
全体を示している。ここで符号１１０はホストコンピュ
ータで、ＯＳ（オペレーションシステム）１１１、ＯＳ
あるいはアプリケーションレベルで実装され、マウスに
対する入出力制御を行なうためのマウスドライバ１１
２、マウスとのハードウェア接続を行なうためのマウス
インターフェース１１３などを含み、種々のアプリケー
ションソフトを実行できるように構成されている。

【０００７】図１５において、符号１１４はマウスで、
１１５の移動量検出部やマウスボタン１０１、１０２の
ＯＮ／ＯＦＦ状態を検知するボタン検知部１１６を有し
ている。

【０００８】図１６はマウスの移動量検知部の代表的な
方式を示している。図示のように、マウス内部におい
て、検知ボール１０４には、一軸方向に回転してかつ光
学的なディスク状のスリットを具備する検知ローラ１２
０と１２１が接触している。検知ローラ１２０、１２１
にはエンコーダ板１２０ａ、１２１ａの回転を検知セン
サ１２２と１２３により、マウスの載置平面における移
動のうち、２本の直行座標軸のそれぞれの方向における
成分を検知する。符号１２４は検知ローラに摩擦力を生
じさせるための圧力ローラである。

【０００９】ここでは、ボールの機械的な動きを光学エ
ンコーダを介して移動量を検出する構成を示したが、こ
の他にも検知手段としてマウス載置平面のパターンを光
学的に直接読み取る方式、磁気的な変化を用いたものな
ど、様々な方式が提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のマ
ウスは、ユーザインターフェースの手段であって、使用
者の意志をホストコンピュータに伝えるために使用され
る。

【００１１】つまり、従来のマウスは、使用者からコン
ピュータへ一方通行で情報入力を行なうものであり、入
力した情報を使用者にフィードバックするためにはディ
スプレイなどが不可欠であって、以下のような問題があ
る。

【００１２】１）アイコンやウインドウのドラッグ（マ
ウスボタンを押下した状態で、マウスを移動させ、アイ
コンやウインドウなどのオブジェクトをディスプレイ上
で引っ張る動作）などのモニタ上でオブジェクトを操作
している時に、ディスプレイを観る以外の確認手段がな
い。

【００１３】２）アイコンやウインドウを選択する際に
はポインタを正確にオブジェクト上に置く必要がある。

【００１４】このような問題は、マウス、トラックボー
ル、タブレットなどのポインティングデバイスで上記同
様のグラフィカルユーザインターフェースを構成しよう
とした場合でも同様である。

【００１５】本発明の課題は、以上の問題を解決し、マ
ウス、トラックボール、タブレットなどのポインティン
グデバイスを用いてグラフィカルユーザインターフェー
スを構成する場合、操作性を大きく向上できるユーザイ
ンターフェース装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明においては、使用者のポインティングデバ
イスの操作に対して、ポインティングデバイスに反力、
振動、衝撃などの機械的作用により使用者に情報をフィ
ードバックするフィードバック手段と、ディスプレイ上
にアイコン、ウインドウ、ポップアップメニューなどの
オブジェクトを配置して成るグラフィカルユーザインタ
ーフェースを用いる操作環境において、ポインティング
デバイスによって操作されるポインタが操作対象のオブ
ジェクトあるいはその近傍を通過・接近する際、ポイン
ティングデバイスの操作に関する情報を前記フィードバ
ック手段を介して、使用者にフィードバックするととも
に、このフィードバックに応じた使用者の前記ポインテ
ィングデバイスの操作に関する情報を処理する制御手段
を設けた構成を採用した。

【００１７】

【作用】以上の構成によれば、ポインティングデバイス
の操作に関する情報を前記フィードバック手段を介し
て、使用者にフィードバックするとともに、このフィー
ドバックに応じた使用者の前記ポインティングデバイス
の操作に関する情報を処理する制御手段を設けているた
めに、可視表示以外の手段を介してのユーザインターフ
ェースが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を
詳細に説明する。

【００１９】本発明では、使用者がポインティングデバ
イスを操作する際に、振動・反力・衝撃などの機械的作
用を発生させることにより、その手応えや感触を制御し
て、この手応えや感触を介してポインティングデバイス
の操作、ないしポインティングデバイスから入力された
情報を使用者にフィードバックする。なお、以下では主
にマウスを実施例として示す。

【００２０】＜第１実施例＞図１はこのような動作が可
能なコンピュータシステムの構造を示しており、図１２
の従来例と異なるのは、マウス１１４に反力制御部１が
設けられている点である。

【００２１】図２はマウス１１４の構造を示す。ここで
は、図示のように、符号１０〜１４の各部材から構成さ
れた反力制御部１をマウスに設ける。

【００２２】この反力制御部１は、検知ボール１０４と
摺動してこれを制動するための適当な摩擦係数を有する
摩擦パッド１０、摩擦パッド１０を支持すべく回転中心
１２に回転自在に支持されたアーム１１、アーム１１先
端に固定された磁石１３、および磁石１３と対抗すべく
マウス内に配置された電流値において磁場を発生する電
磁コイル１４からなる。

【００２３】反力制御部１は、電磁コイル１４と磁石１
３との吸引力により、回転中心１２を支点に、摩擦パッ
ド１０と、マウスの移動を検出するための検知ボール１
０４の間に圧力を生じさせる。その時に生じる摩擦力に
より、反力を生成する。

【００２４】この時の反力の強さは電磁コイルに流す電
流値によって制御できる。また、反力制御部１の制御を
解除するには、予めバネなどで付勢するか、電磁コイル
１４と磁石１３が反発する方向に電磁コイル１４の電流
を流す。

【００２５】この時に反力を制御する手段としては、電
磁コイルと磁石を用いる方法に限ることなく、圧電素子
やピエゾ素子などのいずれの電気機械変換素子を用いて
もよい。

【００２６】反力制御部１は、ホストコンピュータ１１
０からの制御により適宜作動させ、マウスの操作やマウ
スからの情報を使用者にフィードバックするために使用
することができる。このために、マウスインターフェー
スにはホストコンピュータから反力制御部を制御するた
めの信号線を追加しておく。

【００２７】図３は本実施例で動作しているグラフィカ
ルユーザインターフェースの例である。図３はホストコ
ンピュータに接続されたモニタテレビの画面を表す図面
で、符号３０はウインドウの最も外側の境界の外枠、３
１はウインドウのタイトルバー、３２はメニューバー、
３３はウインドウ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄと
３４ｅはディスクファイルや入出力デバイスを仮想的に
使用者に表示するためのオブジェクトであるアイコン、
３５はマウスのポインタである。

【００２８】このようにアイコン、ウインドウ、メニュ
ーなどのオブジェクトを用いるインターフェースでは、
ファイルの移動、コピー、削除、周辺装置との入出力、
また、ディスプレイ上でそのような作業を行なうための
場所をデスクトップのウィンドウ上に空けるなどの目的
で、ファイルシステム上のディレクトリや、アプリケー
ションソフトウェアなどに関連づけられたアイコン、ウ
インドウ、メニューなどのオブジェクトを移動したりす
ることがある。

【００２９】本実施例のマウスは、このような移動操作
において、次のような用途に使用できる。

【００３０】１）アイコンやウインドウ上をポインタが
通過するときに反力を発生する。たとえば、図３におい
て、使用者はメニューバー３２、ウインドウ３３、アイ
コン３４ａ〜３４ｅにポインタ３５の位置をマウスで移
動させ、マウスボタン１０１または１０２で選択し操作
することで移動などを行なう。

【００３１】この時、たとえば、図中のアイコン３４ｂ
にポインタ３５で選択するためにポインタ３５を移動さ
せるときに、ポインタがアイコン上にあれば反力制御部
１を動作させ、通常より操作時のマウスの使用感を重く
することで、使用者にアイコンを選択できる位置にポイ
ンタがあることを認識させる。

【００３２】アイコンのみでなく他のオブジェクト、た
とえばウインドウ３３などをドラッグするときにも同様
の反力制御を行なうことができる。

【００３３】２）画面の表示を認識したり、選択するこ
とが困難であるような小さなオブジェクトの近傍を通過
するときに反力を発生することも考えられる。たとえ
ば、画像処理系のアプリケーションにおいては、図４の
ように使用者はウインドウ３３のなかでマウスを操作
し、たとえば、ポインタ３５を移動させることで点６０
から線６１に垂線６２を引くことがある。

【００３４】この時、たとえば、図中の点６０を選択し
て線を引く際に、この点６０は他のオブジェクトに対し
てきわめて小さく認識しにくいので、この点６０の近傍
の所定距離内にある時に、反力制御部１を動作させて、
その間マウスボタン１０１あるいは１０２が押された
ら、この点６０を認識したものとみなす。本例にあるよ
うに点のみではなく、たとえば線などで小さくて認識し
にくいオブジェクトに対しても同様に反力制御を行なう
ことができる。

【００３５】このようにして、マウスの反力発生によ
り、フィードバックを行ない、画面の表示を認識した
り、選択することが困難であるような小さなオブジェク
トの操作を容易にすることができる。

【００３６】このような反力発生によるフィードバック
を行なうか否かは、オブジェクトの大きさによって決定
しておくことができる。たとえば、オブジェクトの面積
や、それを構成する水平あるいは垂直方向のドット数が
一定値以下の場合、そのオブジェクトに対して反力発生
を行なうようにすることが考えられる。これによりある
大きさや太さよりも小さいオブジェクトに対してのみ反
力制御を行なうことができるようになる。

【００３７】３）メニュー反転時に反力を生成すること
により、メニューの操作状態をフィードバックすること
もできる。

【００３８】たとえば、図５に示すようなグラフィカル
ユーザインターフェースでは、メニューバー３２のエン
トリをドラッグする事により、メニュー選択を行なうこ
とがある。図５ではマウスにより操作されるポインタ３
５によりあるメニュー（ここでは”ｅｄｉｔ”）をドラ
ッグ（あるいはクリック）する事により図示のようなプ
ルダウンメニュー内の項目を選択する。このドラッグ中
に、メニュー上のｃｕｔ，ｃｏｐｙ，ｐａｓｔｅ，ｃｌ
ｅａｒのエントリを通過するに従って各エントリが順次
反転位置が移動していき、所望の位置でマウスボタンの
押下を解放することなどにより項目が選択される。

【００３９】また、このような環境では、通常、入出力
デバイスが接続されていない、アプリケーションの動作
モードによりプルダウンメニューの中で選択不可能なエ
ントリが存在する場合があるが、このような選択不可能
なエントリの表示を暗くするなどの手段で使用者に認識
させている。

【００４０】このように選択可能なものと不可能なもの
が混在するプルダウンメニューを操作する場合、エント
リが選択可能な時にマウスの反力制御部１で反力を加え
ることが考えられる。

【００４１】このようにすれば、従来の表示のみのフィ
ードバックよりも確実にプルダウンメニューの中の選択
不可能なエントリを使用者に認識させることができる。

【００４２】このようにして、図１、図２に示したよう
な反力制御部を持つマウスにより、アイコンやウインド
ウなどのオブジェクトを操作するグラフィカルユーザイ
ンターフェース環境において、ポインタがオブジェクト
あるいは近傍にある時や、プルダウンの操作可能な場所
にある時に、マウスに反力を生じさせることにより、使
用者に視覚以外の情報をフィードバックすることができ
る。

【００４３】すなわち、マウス（あるいはそれにより操
作されるポインタの）位置情報に基づき、ポインタがオ
ブジェクトあるいは近傍にある時や、プルダウンの操作
可能な場所にある時に、反力制御により操作・入力情報
のフィードバックを行なうことにより、マウスの操作や
マウスからの入力情報を使用者にフィードバックするこ
とができ、従来ディスプレイを介してのみ行われていた
マウスの操作やマウスからの情報のフィードバックを補
助し、使用者の負担を軽減することができる。

【００４４】また、操作や選択が不可能なオブジェクト
に対して反力発生を行なうのではなく、逆に選択可能な
オブジェクトに対して反力発生を行なうようにしてもよ
い（後述の実施例を参照のこと）。たとえば、上記のプ
ルダウンメニューの場合、選択可能なエントリを通過す
る際に反力発生を行なうようにしてもよい。

【００４５】反力制御を作用させるポインタやオブジェ
クトは、ＯＳやアプリケーションソフトウェアのレベル
で任意に設定すればよい。

【００４６】＜第２実施例＞以上では、マウス（あるい
はそれにより操作されるポインタの）位置情報に基づき
反力制御により操作・入力情報のフィードバックを行な
う例を示したが、さらに、マウス（あるいはそれにより
操作されるポインタの）と、マウス移動速度に応じた制
御を追加することも考えられる。

【００４７】図６は第２実施例のコンピュータシステム
の構造を示しており、図１の第１実施例と異なる点はマ
ウスドライバ１１２の中にマウス移動速度検知部２が設
けられている点である。

【００４８】このマウス移動速度検知部２はマウスから
の位置情報、通常はパルス信号を所定の時間内で計数す
ることにより、マウスの移動速度が検知でき、この信号
は常にホストコンピュータ内で利用できるようにしてあ
る。

【００４９】第１実施例では、使用者がマウスを操作し
ポインタを移動させて、その移動中に位置情報に応じて
反力を生成させるものであり、反力制御が設定されてい
る全てのオブジェクトの近傍で常時、反力が生成される
ため、使用者の使用感を著しく低下させることがある。
第２実施例はこの問題点を解決するものである。

【００５０】第２実施例で特徴的なのは使用者がマウス
の操作をするときのその動作に着目している点である。

【００５１】通常、図３のようなグラフィカルユーザイ
ンターフェース上でポインタ３５を用いてアイコン３４
ｂを選択する場合、使用者はポインタがアイコンから遠
いときには早くポインタを動かし、近づくとその速度を
遅くすることが知られている。

【００５２】第２実施例では、このように使用者がポイ
ンタの移動速度を変える特性から、そのオブジェクトは
使用者の目的のオブジェクトか否かを判断する。

【００５３】図７は本第２実施例のホストコンピュータ
１１０におけるマウス入出力制御の様子を示した流れ図
である。この制御はホストコンピュータ１１０のＣＰＵ
により実行される。

【００５４】ステップＳ７１はマウスの移動速度が所定
値以下か否かをマウス移動速度検知部２から得られた値
を比較して判断する速度判断手段であり、所定値以下で
あれば真（true）、所定値以上であれば偽（false）と
判定する。

【００５５】ステップＳ７２は、ポインタの位置とアイ
コンやウインドウなどのオブジェクトの位置の関係を判
断するマウス位置判断手段であり、ポインタの位置がオ
ブジェクト内あるいは近傍であれば真、ある所定位置離
れていれば偽と判定する。

【００５６】ステップＳ７３はマウス１１４の反力制御
部１に実際に反力を発生させる反力制御手段である。

【００５７】図７から明らかなように、第２実施例で
は、マウス速度判断手段７１の結果が所定速度以下で、
かつ、ポインタの位置がオブジェクト内あるいは近傍に
あるときに反力制御手段は作動し、反力制御部１により
反力を生成する。

【００５８】つまり、ポインタの位置がオブジェクト内
あるいは近傍であっても、その時の移動速度が所定速度
を越えていれば、使用者がそのオブジェクトの操作を目
的としていないと判断することになり、この場合には反
力制御が行なわれなくなる。

【００５９】第１実施例では、位置情報のみに基づき、
反力制御を行なっているために、反力制御が設定されて
いる全てのオブジェクトの近傍で常時、反力が生成され
るため、使用者の使用感を損なうが、本実施例ではこの
ような問題を回避できる。

【００６０】なお、図７のマウス速度判断手段とマウス
位置判断手段の処理の手順は逆であってもよい。

【００６１】＜第３実施例＞本実施例は、第２実施例に
さらにオブジェクトの近傍でマウスのボタンが操作され
た場合に、オブジェクト（近傍）位置を通過し、反力を
発生した時からの時間情報を用いて操作の生じた位置情
報を補正する処理を加えたものである。

【００６２】具体的には、第２実施例に反力制御を始め
た後にマウスボタンが押された場合、オブジェクト近傍
において反力制御を始めてからマウスボタンが押された
時点までの時間を計測し、それが所定の時間内であれ
ば、使用者がそのオブジェクトの選択の意志があったも
のと解釈し、ポインタの位置を反力制御を始めた位置に
置き換えて、ホストコンピュータの処理を行なう。

【００６３】図８は本実施例３の特徴を示した流れ図で
あり、ステップＳ７１〜Ｓ７３は第２実施例と同じであ
るが、ステップＳ７２でポインタの位置がオブジェクト
内あるいは近傍であれば、ステップＳ７４においてその
位置（すなわちステップＳ７３で反力制御を始める位
置）を記憶する。

【００６４】すなわち、ステップＳ７４は反力制御が開
始された時のポインタの位置を一時的に記憶する座標位
置記憶手段であり、通常はホストコンピュータ１１０に
実装されているメモリに記憶される。

【００６５】ステップＳ７５はマウスボタンが押された
か判断するボタン判断手段であり、ボタンが押されれば
真、押されなければ偽と判定する。

【００６６】ステップＳ７６は時間判断手段であり、反
力制御からボタン判断手段としてのステップＳ７５が真
になるまでの時間と予め設定された所定の時間とを比較
し、それが所定値以下ならば真、所定値以上であれば偽
と判定する。

【００６７】ステップＳ７７は、使用現在のマウスの座
標位置をステップＳ７４で記憶された座標値に置き換え
る（補正する）座標処理手段である。

【００６８】図９は本実施例で動作する例で、ここでは
ウインドウの操作の例を示している。

【００６９】９０はオブジェクトであるウインドウ、９
１はウインドウ９０の大きさ、形状などを変更するため
のサイズ可変ボックスで、通常はマウスでクリックしド
ラッグすることで、使用者が任意にウインドウの大きさ
や形状を可変することができる。通常このようにサイズ
可変ボックスが右下にあり、これをドラッグ操作した場
合にはウィンドウの左上角の位置が固定され、ウインド
ウ９０の大きさ、ないし形状が最終的なサイズ可変ボッ
クスの座標ウィンドウの左上角の座標により画成される
対角線を有する矩形に決定される（サイズ可変ボックス
そのものの形状、ウィンドウ上の位置などはこれに限定
されず、種々の方式が用いられている）。

【００７０】さて、ウインドウは通常の場合、表示する
内容をより多くするために中の表示部を大きくするよう
に配慮・デザインされ、このウインドウのサイズ可変ボ
ックスも例外ではなく、なるべく小さな形状に設計され
るのが普通である。しかしながら、マウスで操作するに
はサイズ可変ボックスが大きい方が使い勝手がよく、前
述したことと矛盾が生じ、ウィンドウ内の表示領域を大
きく取れば取るほどサイズ可変ボックスの操作は困難に
なってくる。

【００７１】このような矛盾は本実施例により解決する
ことができる。

【００７２】図８の制御から明らかなように、図９のウ
インドウのサイズを変える場合、ポインタ３５がサイズ
可変ボックス９１を通過、あるいは近傍を通過すること
により（ステップＳ７２）、マウスからの反力が発生さ
れる（ステップＳ７３）ので、使用者がこの反力フィー
ドバック（感触）に反応してボタンのクリックあるいは
ドラッグなどの操作を行ない（ステップＳ７６で検
出）、その操作時点での反力発生からの（つまりサイズ
可変ボックスの通過、あるいは近傍通過からの）経過時
間が所定時間内であれば、ステップＳ７４で記憶した座
標情報にボタン操作時の座標を置き換える（ステップＳ
７７）。

【００７３】したがって、反力発生により、この反力に
応じて所定時間内に使用者の反応（ボタン操作）が得ら
れれば、その反応が対象オブジェクトを外れていても対
象オブジェクトを操作したものと看倣し、対象オブジェ
クトを操作したときと同じように操作位置の座標を補正
するため、対象オブジェクトを操作した場合と同様の効
果を得ることができる。

【００７４】これにより、サイズ可変ボックスの場合、
なかにポインタを置いてドラッグ、クリックを行なった
ときと同じ効果が得られ、使用者が正確にポインタをサ
イズ可変ボックスに位置決めする操作が不必要になり、
使用者にとって使い勝手のよいユーザインターフェース
装置となる。

【００７５】つまり、本実施例によれば、使用者が完全
にオブジェクト上にポインタを配置しなくても、１度、
その上あるいは近傍を通過させ、使用者に反力を生じさ
せ、その反力の手応えや感触によって、マウスボタンを
押下すればよく、従来ほど画面の表示に注意を集中する
必要が無くなり、使用者がグラフィカルユーザインター
フェースを操るときに、その使用者の眼の負担を軽減で
きる。

【００７６】なお、本実施例では、ステップＳ７１の速
度判断は座標位置の補正に関しては本質的に必要な要件
ではなく、第１実施例のように位置検出のみを行なう場
合でもステップＳ７４〜Ｓ７７の処理を組み合せること
ができる。

【００７７】＜第４実施例＞上述の実施例１〜３ではマ
ウスに反力制御部で、マウスの検知ボールに対して摩擦
力を発生させ、マウスの進行に制動力をかけ、使用者に
たいしてのホストコンピュータからの情報をフィードバ
ックしている。

【００７８】しかしながら、使用者に情報をフィードバ
ックする手段は、上述の反力制御部に限定されるもので
はない。本実施例ではマウスを機械的に振動させる加振
手段を設け、使用者に対して情報をフィードバックする
構成を例示する。

【００７９】図１０は本実施例のマウスの部分破断側面
図で、ここでは第１実施例の図２との差異のみについて
説明する。

【００８０】図１０において、符号２０１は電流を流す
ことにより回転制御可能な直流モータ、２０２は直流モ
ータ２０１の回転軸に対して意図的に偏芯させて取り付
けられている偏芯分銅で、直流モータ２０１を回転制御
することによりマウス全体を加振できる。２００は直流
モータと偏芯分銅を具備した加振制御部である。

【００８１】既に説明した実施例１〜３の反力制御部１
と、この加振制御部２００を置き換えることで、同様の
結果が得られる。

【００８２】また、加振制御部２００で用いられる加振
手段としては、直流モータと偏芯分銅を用いる方式の他
に、 １）ボイスコイルで重りを振動させる。

【００８３】２）マウスの内側を機械的に叩く。

【００８４】３）実施例１〜３の反力制御を頻繁に繰り
返す。

【００８５】４）マウスは通常、マウスパッド（マウス
の下に敷くもの）と共に使用されることが多いので、そ
のマウスパッドに加振源を設ける。

【００８６】などの構成が考えられ、要するに使用者の
手に振動をフィードバックすることができる手段であれ
ばどのようなものを採用してもよい。

【００８７】さらに、これらの加振手段を用いることに
より、図３で示したグラフィカルユーザインターフェー
ス上で使用する際、 １）使用者がアイコンやウインドウなどのオブジェクト
をドラッグするときに加振させる。

【００８８】２）本加振手段に加振の強度を可変する手
段を設けることにより、オブジェクトの特性、たとえ
ば、オブジェクトに関連づけられたファイルの種類や容
量によって、加振の強度を変えるなどの応用が可能とな
る。第１〜第３実施例における反力によるフィードバッ
クは、本実施例の加振によるフィードバックに完全に置
換可能であることはいうまでもない。

【００８９】＜第５実施例＞上記の各従来例では、マウ
スをポインティングデバイスとして用いる場合の構成を
述べてきた。マウス以外のポインティングデバイスにお
いても同様の構成を実施できるのはいうまでもない。

【００９０】図１１は、近年普及しているラップトップ
（ノートないしサブノート）型のコンピュータを示して
おり、このようなコンピュータ３００では、球状のボー
ルを操作することにより座標入力を行なういわゆるトラ
ックボール３０１を設けるものがある。

【００９１】図１１において、３００は本実施例のコン
ピュータ、３０１はトラックボールで、座標検知手段と
制御手段あるいは加振手段などの機械的作用により使用
者に情報をフィードバックするフィードバック手段（不
図示）を有している。トラックボールの構造は、マウス
の検知ボールを直接手で操作するようにしたもの、と考
えて良く、トラックボール用のフィードバック手段には
上述したマウスのフィードバック手段とほぼ同様の構造
を用いることができる。

【００９２】符号３０２は図３のグラフィカルユーザイ
ンターフェースを表示する液晶ディスプレイ、３０３は
キャラクタコードを入力するキーボードである。

【００９３】トラックボール３０１に第１実施例で述べ
た反力制御部１と同様な反力手段または実施例４で述べ
た加振制御部３と同様な加振手段などのフィードバック
手段を用い、上述の制御を行なうようにすれば、今まで
述べてきた効果と同様の効果が得られる。

【００９４】本実施例で加振手段を用いる場合は、トラ
ックボールのボール自体を加振させるか、コンピュータ
の操作で手が触れられるトラックボール近くか、または
キーボードを加振させてもよい。

【００９５】その他、タブレットや、アキュポイント、
ジョイスティックなど使用者が手で操作するポインティ
ングデバイスであれば、上述のように使用者の体に機械
的作用によりフィードバックを行なう手段を設けること
ができ、上記実施例と同様の効果を達成できる。

【００９６】今まで、人間の手によるユーザインターフ
ェースに関するものについて述べてきたが、手以外の部
位、たとえば足などを使用しても、同様の装置構成は可
能である。

【００９７】

【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、使用者のポインティングデバイスの操作に対して、
ポインティングデバイスに反力、振動、衝撃などの機械
的作用により使用者に情報をフィードバックするフィー
ドバック手段と、ディスプレイ上にアイコン、ウインド
ウ、ポップアップメニューなどのオブジェクトを配置し
て成るグラフィカルユーザインターフェースを用いる操
作環境において、ポインティングデバイスによって操作
されるポインタが操作対象のオブジェクトあるいはその
近傍を通過・接近する際、ポインティングデバイスの操
作に関する情報を前記フィードバック手段を介して、使
用者にフィードバックするとともに、このフィードバッ
クに応じた使用者のポインティングデバイスの操作に関
する情報を処理する制御手段を設けた構成を採用してい
るので、ポインティングデバイスの操作に関する情報を
前記フィードバック手段を介して、使用者にフィードバ
ックするとともに、このフィードバックに応じた使用者
のポインティングデバイスの操作に関する情報を処理す
る制御手段を設けているために、可視表示以外の手段を
介してのユーザインターフェースが可能となり、使用者
は従来のようにディスプレイに注意を集中してポインタ
の位置を正確に管理する必要がなくなるので、操作性に
優れたユーザインターフェースを実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を採用したコンピュータシ
ステムのブロック図である。

【図２】図１の装置で用いられるマウスの部分破断側面
図である。

【図３】図１および図２の構成を適用したグラフィカル
ユーザインターフェースを示す説明図である。

【図４】第１実施例で小さなアイコンを操作する場合の
制御を示した説明図である。

【図５】第１実施例でプルダウンメニューを操作する場
合の制御を示した説明図である。

【図６】本発明の第２実施例を採用したコンピュータシ
ステムのブロック図である。

【図７】本第２実施例の特徴とその処理を示した流れ図
である。

【図８】本第３実施例の特徴とその処理を示した流れ図
である。

【図９】第３実施例をウインドウオブジェクトに適用し
た場合の説明図である。

【図１０】第４実施例のマウスの部分破断側面図であ
る。

【図１１】第５実施例のトラックボールを用いたときの
説明図である。

【図１２】従来のマウスの外観図である。

【図１３】図１２のマウスの側面図である。

【図１４】図１２のマウスの底面図である。

【図１５】従来のマウスを用いたコンピュータシステム
のブロック図である。

【図１６】従来のマウスの移動量検知部の構成を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ 反力制御部 ２ マウス移動速度検知部 １０ 摩擦パッド １１ アーム １２ 回転中心 １３ 磁石 １４ 電磁コイル ３０ 外枠 ３１ タイトルバー ３２ メニューバー ３３ ウインドウ ３４ａ〜３４ｅ アイコン ３５ ポインタ ６０ 点 ６１ 線 ６２ 垂線 ７１ マウス移動速度判断手段 ７２ マウス位置判断手段 ７３ 反力制御手段 ７４ 座標位置記憶手段 ７５ ボタン判断手段 ７６ 時間判断手段 ７７ 座標処理手段 ９０ ウインドウ ９１ サイズ可変ボックス １００ マウス筺体 １０１ マウスボタン １０２ マウスボタン １０３ リード線 １０４ 検知ボール １０５ 摺動部材 １０６ 摺動部材 １１０ ホストコンピュータ １１１ オペレーションシステム １１２ マウスドライバ １１３ マウスインターフェース １１４ マウス １１５ 移動量検知部 １１６ ボタン検知部 １２０ 検知ローラ １２１ 検知ローラ １２２ 検知センサ １２３ 検知センサ １２４ 圧力センサ ２００ 加振制御部 ２０１ 直流モータ ２０２ 偏芯分銅 ３００ コンピュータ ３０１ トラックボール ３０２ 液晶ディスプレイ ３０３ キーボード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯沼 伴幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 川村 興二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の平面上で移動させることにより、
   その移動量に関する情報を入力するポインティングデバ
   イスを用いるユーザインターフェース装置において、 使用者のポインティングデバイスの操作に対して、ポイ
   ンティングデバイスに反力、振動、衝撃などの機械的作
   用により使用者に情報をフィードバックするフィードバ
   ック手段と、 ディスプレイ上にアイコン、ウインドウ、ポップアップ
   メニューなどのオブジェクトを配置して成るグラフィカ
   ルユーザインターフェースを用いる操作環境において、
   ポインティングデバイスによって操作されるポインタが
   前記オブジェクトあるいはその近傍を通過・接近する
   際、ポインティングデバイスの操作に関する情報を前記
   フィードバック手段を介して、使用者にフィードバック
   するとともに、このフィードバックに応じた使用者のポ
   インティングデバイスの操作に関する情報を処理する制
   御手段を設けたことを特徴とするユーザインターフェー
   ス装置。
2. 【請求項２】 機械的作用によるフィードバック手段と
   して、反力の生成や加振などを発生する手段の構成の一
   部に電気機械変換素子を用いたことを特徴とする請求項
   １に記載のユーザインターフェース装置。
3. 【請求項３】 前記アイコン、ウインドウ、ポップアッ
   プメニューなどのオブジェクト上または近傍を、ポイン
   ティングデバイスの操作により移動されるポインタが通
   過あるいは接近した際に、前記フィードバック手段を介
   して前記機械的作用による情報フィードバックを行なう
   ことを特徴とする請求項１に記載のユーザインターフェ
   ース装置。
4. 【請求項４】 対象のオブジェクトが所定の大きさ以下
   の時のみ近傍を通過あるいは接近した時に前記フィード
   バック手段を介して前記機械的作用による情報フィード
   バックを行なうことを特徴とする請求項３に記載のユー
   ザインターフェース装置。
5. 【請求項５】 前記オブジェクトがメニューバーであ
   り、このメニューバーがポインティングデバイスのドラ
   ッグおよびボタンの解放により選択されるプルダウンに
   より操作される環境において、前記メニューバー中に選
   択可能なエントリと不可能なエントリが混在する場合、
   選択可能なエントリと不可能なエントリのいずれかまた
   はその近傍を、ポインティングデバイスの操作により移
   動されるポインタが通過あるいは接近した際に、前記フ
   ィードバック手段を介して前記機械的作用による情報フ
   ィードバックを行なうことを特徴とする請求項１に記載
   のユーザインターフェース装置。
6. 【請求項６】 ポインティングデバイスにより操作され
   るポインタの前記オブジェクトに対する接近速度を検出
   する手段を設け、 この検出手段を用いてオブジェクト、またはその近傍を
   通過あるいは接近する場合に、そのオブジェクトが使用
   者の目的のオブジェクトか否かを判定し、 この判定結果に基づき使用者に前記フィードバック手段
   を介して前記機械的作用による情報フィードバックを行
   なうか否かを決定することを特徴とする請求項３に記載
   のユーザインターフェース装置。
7. 【請求項７】 ポインティングデバイスのポインタの接
   近速度によりオブジェクトが使用者の目的のオブジェク
   トか否かを判定し、その判定結果に応じて前記フィード
   バック手段を介して前記機械的作用による情報フィード
   バックを行なう場合、 前記機械的作用による情報フィードバックを行なってか
   らポインティングデバイスがオブジェクトを選択するた
   めに使用するポインティングデバイスのボタンが押され
   るまでの時間を計測する手段を有し、 この計測手段の時間が所定の時間以内であれば、当該オ
   ブジェクトが選択されたと看倣す制御を行なうことを特
   徴とする請求項６に記載のユーザインターフェース装
   置。
8. 【請求項８】 ポインティングデバイスで操作されるポ
   インタの前記機械的作用を始めた時点、すなわちポイン
   タがオブジェクト、またはその近傍に通過あるいは接近
   した時点における座標位置を一時的に記憶する手段を有
   し、 前記計測手段の計測時間が所定時間以内のうちにポイン
   ティングデバイスのボタンが押された場合、前記記憶手
   段に一時的に記憶された座標情報によってポインティン
   グデバイスのボタンが押された時に取得したポインタの
   座標情報を置換することにより前記看倣し制御を行なう
   ことを特徴とする請求項７に記載のユーザインターフェ
   ース装置。
9. 【請求項９】 使用者がオブジェクトの中でウインドウ
   などで、その中でウインドウの大きさを変えたりするた
   めに、ポインティングデバイスのクリックまたはドラッ
   グによりオブジェクトを操作する場合、前記フィードバ
   ック手段を介して前記機械的作用による情報フィードバ
   ック制御を行なうことを特徴とする請求項１〜請求項８
   に記載のユーザインターフェース装置。
10. 【請求項１０】 前記機械的作用がポインティングデバ
    イスを加振するものであり、回転制御可能なモータに偏
    芯加重をモータ回転軸に設ける、またはボイスコイルに
    よって重りを振動させる、または圧電素子あるいはソレ
    ノイドなどの能動素子によってポインティングデバイス
    の筺体内側を叩くことにより加振作用を生じることを特
    徴とする請求項１〜請求項９に記載のユーザインターフ
    ェース装置。
11. 【請求項１１】 アイコンやウインドウなどのオブジェ
    クトをドラッグする際に、前記フィードバック手段を介
    して前記機械的作用による情報フィードバックを行なう
    ことを特徴とする請求項１０に記載のユーザインターフ
    ェース装置。
12. 【請求項１２】 アイコンやウインドウなどのオブジェ
    クトの特性、たとえば、ファイルの容量や種類などに応
    じて、前記フィードバック手段の作用の強度を変更する
    ことを特徴とした請求項１０に記載のユーザインターフ
    ェース装置。
13. 【請求項１３】 前記ポインティングデバイスが同デバ
    イスの移動を検出する手段、および入力ボタンを有する
    マウス装置であることを特徴とする請求項１〜請求項１
    ２のいずれか１項に記載のユーザインターフェース装
    置。
14. 【請求項１４】 前記ポインティングデバイスが球状の
    ボールを使用者が手によって回転させることで、コンピ
    ュータに座標情報を入力するとともに入力ボタンを有す
    るトラックボール装置であることを特徴とする請求項１
    〜請求項１２のいずれか１項に記載のユーザインターフ
    ェース装置。