(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
近年、コンピュータに入力する入力装置で、ユーザの操作に応じてディスプレイの画面に表示するマウス・カーソルを移動させたり画面の表示を変更させたりするものが普及している。これらの入力装置はポインティング・デバイスと呼ばれている。ポインティング・デバイスには、マウスまたはタッチ・パッドなどの他にポインティング・スティックがある。ポインティング・スティックは、トラック・ポイント(登録商標)とも呼ばれキーボードのキーの間に設けられる。ポインティング・スティックは、指をホーム・ポジションに置いたまま操作できること、マウスのように操作スペースを必要としないことなどの理由で主としてノートブック型パーソナル・コンピュータ(ノートPC)に採用されている。
【0003】
多くのポインティング・スティックは、カーソルを移動する方向の信号を生成するために操作ポストに加えられた力を圧力センサまたは歪みゲージで検出する。最近では、ポインティング・デバイスを搭載するノートPCを筆頭に機器の薄型化が進んでいる。歪みゲージ型のポインティング・スティックでは、歪みゲージを貼り付けた基板の厚さを薄くするには限界があるため、歪みゲージを貼り付ける基板を必要としない圧力センサを用いたポインティング・スティックの開発が進んでいる。
【0004】
圧力センサを用いたポインティング・スティックの動作原理は、圧力センサを覆っている操作面を備えるカバーに加える圧力を圧力センサが検知し、圧力センサにおける出力から生成されるカーソルの移動データに基づいて、表示画面のカーソルを移動させるというものである。特許文献1では、圧力センサにかかる圧力の強弱によって複数の操作モードに切り替えることができるポインティング・スティックが公開されている。圧力センサにかかる圧力が強い強圧動作モードではカーソルの移動など、比較的短く完結する処理が定義されており、弱圧動作モードは画面のスクロール、画面サイズの拡大、画面サイズの縮小など、比較的長い時間かかる処理が定義されている。処理の内容を圧力の強弱で切り替えることでユーザの負担を軽減することが可能となる。
【0005】
特許文献2では、歪みゲージ型の使用感に慣れているユーザに向けて、従来用いられてきた歪みゲージ型のポインティング・スティックの使用感を、圧力センサ型のポインティング・スティックで実現するための技術が公開されている。複数の圧力センサのセンシングにより、操作面に対する作用線がいずれの場合であっても、押下圧力の水平成分の方向にカーソルを移動させることが可能になり、歪みゲージ型の使用感を再現することができる。
【0006】
しかし、機器の薄型化に伴い、特許文献1、および2のように圧力センサ型のポインティング・デバイスの開発が進んでいる中、新たな課題に直面している。それは、圧力センサ型のポインティング・デバイスは薄く硬いカバー部材が使用されているため、従来の歪みゲージ型のポインティング・デバイスに比べてカーソルの動きが鋭く、カーソルの近距離の移動などの細かな動作を行いづらいというものである。
【0007】
ユーザがカーソルの移動の鋭さを感じるタイミングは、カーソル移動操作の開始時であることが多い。操作開始時にはユーザがどのくらいの圧力をポインティング・デバイスにかけて操作したらよいかが分からないため、結果的に圧力を架け過ぎてしまい、カーソルの動きが鋭くなってしまう。上記課題解決によるユーザビリティの向上が求められている。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本実施形態では、ポインティング・デバイスの1種であるトラック・ポイント(登録商標)を用いることとするが、本発明が適用できる入力装置はこれに限定されない。
【0016】
まず、本実施形態の情報処理装置1の構成について
図1を用いて説明する。情報処理装置1は、入力装置2と、入力装置2を含めて情報処理装置全体を制御する制御部と、を備えている。尚、
図1に示したものと必ずしも同じ構成である必要はなく、本実施形態を実現できるハードウェア、機能を備えていればそれで十分である。
【0017】
入力装置2は、圧力センサ201〜204と、A/D変換部205と、操作データ生成部206と、減少操作データ生成部207と、I/F208と、を備えている。また、入力装置2により生成されたデータをI/F208を介して受信し、所定の制御を行う制御部3は、例えばCPUおよびシステムメモリなどのノートブック型PCのハードウェアとデバイス・ドライバで構成することが可能である。
【0018】
入力装置2の圧力センサ201〜204は、入力装置2を覆うカバー部材の操作面に対する押下動作により発生する圧力を検出する。検出した圧力の出力方法としては、例えば圧力センサ内部に圧電素子を備えておき、加えられた圧力に対応する電気信号を出力する方法などがあるがこれに限定されない。圧力センサ201〜204は基本的に、すべて同一の規格のものが採用される。また、本実施形態では4つの圧力センサが用いられており、配置例としては入力装置2の中心から四方に向けて等距離の位置での配置とする。この配置例では、押下位置が入力装置2の中心でなく、少しずれた位置だとしても各センサにかかる圧力の重心の位置を適格に捉えることができる。圧力センサの数は特に4つに限定される必要はないが、スペース、およびコストの面から3つ〜5つの範囲で選択されることが好ましい。
【0019】
本実施形態にかかる入力装置の圧力センサの概要について
図3を用いて説明する。本実施形態ではMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)圧力センサを用いる。MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)圧力センサを用いることでデバイスの薄型化を実現できる。本実施形態での入力装置は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)圧力センサを含めて2mm未満で構成することができる。
図3(a)では入力装置2にユーザが押下圧力を加えることで、圧力センサが圧力を検出している。
図3(a)で架かる圧力の方向は鉛直方向であるが、ユーザが押下圧力の変化に応じて、圧力センサに架かる圧力の方向、大きさも変化する。
【0020】
図3(b)は圧力センサ201〜204で検出される圧力と、圧力に対応する基準時間あたりのマウス・カーソルの移動量の関係を示したグラフである。グラフ上の圧力区間Aは、操作を意図しない軽い指の接触によるカーソル移動の防止のため、マウス・カーソルの移動量をゼロとする区間となっている。
【0021】
本実施形態で用いる圧力センサの詳細な説明をする。
図4は本実施形態で用いる圧力センサの原理について説明する図である。
図4(a)は入力装置2の概略図である。本実施形態で用いる圧力センサは4つの圧力センサ201〜204をカバー(cap)が覆い、図示していないが制御回路を実装した印刷制御基板を含んで構成されている。カバー(cap)は、薄く硬い材料の一例としてアルミニウム合金などで形成されているが、これに限定されない。
【0022】
次に
図4(b)で本実施形態の圧力センサの原理について説明する。例えば、ユーザが表示画面上のマウス・カーソルを水平方向にスクロールするような操作時に、圧力センサにかかる力の大きさ、および力の方向を検知する場合を考えてみる。圧力センサ101〜104(U、R、D、L)は、
図4(b)のように配置されている。まず、ユーザの操作によりかけられる力を水平x方向、水平y方向の2方向の成分におけるベクトルとして考える。
【0023】
4つの圧力センサ101〜104(U、R、D、L)で、水平x方向の力をL、およびRで検知し、水平y方向の力をU、およびDで検知する。各圧力センサにかかる圧力をFU、FR、FD、FLとすると、ユーザの操作におけるマウス・カーソルの移動方向のベクトル和は、
【数1】
【0024】
と求めることができる。ユーザが入力装置を操作することで、マウス・カーソルはRの方向に向かって移動することとなる。そして、最終的に出力される合成圧力であるRの大きさは、
【0026】
と求めることができる。求められた合成圧力Rは単位時間当たりに出力される力である。合成圧力RをF(r)として、圧力センサから出力されるデータとして扱うとすると、合成圧力Rはマウス・カーソルを移動させるための移動量としてパルス出力されることになるため、合成圧力Rはマウス・カーソルのベクトル移動量として捉えることができる。単位時間当たりのマウス・カーソルのベクトル移動量はF(r)を用いた関数M(F(r))として定義することができる。
【0027】
入力装置2のA/D変換部205は、圧力センサ201〜204が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。A/D変換部205、操作データ生成部206、減少操作データ生成部207は入力装置の印刷制御基板に実装したハードウェアとファームウェアで構成されている。
【0028】
入力装置2の操作データ生成部206は、圧力センサ201〜204で出力されたデータから操作データを生成する。操作データとは、出力されたデータを基にマウス・カーソルの移動量、移動方向などを定義するデータである。圧力センサ201〜204からの出力結果からマウス・カーソル移動情報(マウス・カーソルのベクトル移動量)などを算出する方法は前述した通りである。算出された情報は減少操作データ生成部207、および制御部3に送られる。
【0029】
入力装置2の減少操作データ生成部207は、操作データ生成部206で生成された操作データから減少操作データを生成する。尚、減少操作データ生成部207は、
図5の減少係数と、操作データ206から受信した操作データの値との積により減少操作データを生成する。
図5の減少係数について説明する。
【0030】
図5(a)は時間をパラメータとして示した減少係数のグラフである。縦軸に時間をパラメータにした減少係数、横軸は加圧経過時間を示している。本実施形態では便宜上、所定の時間t1まで操作データ生成部206から受信した操作データを基に減少操作データを生成する。所定の時間t1に達した場合は、減少操作データを生成しない。
【0031】
所定の時間t1までに用いる減少係数をtm(t)とする。tm(t)は時間をパラメータとした変動係数であり、pはべき乗の定数である。0<t<t1の範囲で操作データにtm(t)が乗算される。操作データは、前述の例に取れば、マウス・カーソルのベクトル移動量であるパルス出力などがある。例えばマウス・カーソルのベクトル移動量のパルス出力は、P=tm(t)×M(Fr)となる。この式により、所定の期間内(0<t<t1)では操作データを意図的に減少させることが可能となる。
【0032】
図5(b)は減少係数を、マウス・カーソルの移動した距離をパラメータとして示したグラフである。sm(s)はマウス・カーソルが移動した距離をパラメータとした変動係数であり、qはべき乗の定数である。尚、
図5(a)は押下圧力を検知してからの時間をパラメータとしているのに対し、
図5(b)はマウス・カーソルが移動を開始してから所定の距離(ここではs1)に到達するまでをパラメータとしている点で異なっている。
【0033】
0<s<s1の範囲で操作データの値にsm(s)が乗算される。これにより、所定の距離s1まで移動するまでに操作データを意図的に減少させることが可能となる。各々の定数、および所定の期間(時間、距離)においては、p=q=0.5〜1、t1=0.5〜1.0sec、s1=100〜200pixelの範囲内で定めることが好ましい。
図5(a)、
図5(b)により算出された情報は制御部3に送られる。
【0034】
入力装置2のI/F208は、制御部3との通信機能を持ったインターフェースである。基本的にはハブを介して制御部3との送受通信により情報のやり取りが可能になる。ここでは、操作データ生成部206、および減少操作データ生成部207により生成されたデータの送受、および制御部3からの所定の信号の送受などがある。また、ホストPCが外部機器であれば、接続方法はケーブルを用いた有線による通信、もしくはネットワークを介した無線通信とするような構成も可能である。
【0035】
次に制御部3は、操作データ生成部206、および減少操作データ生成部207より各々の操作データを受け取り、また操作状況の変更(圧力センサからの出力変更、所定の期間内か否か)に応じて適正な操作データを判断し、判断された操作データに基づいたマウス・カーソル移動操作を行うよう制御する。操作状況の変更(圧力センサからの出力変更、所定の期間内か否か)が起こった際には、状況に応じて、操作データ生成部206、および減少操作データ生成部207に情報を送信する。
【0036】
次に本実施形態の機能ブロックについて説明する。
図2は本実施形態の情報処理装置1の機能ブロックを示すものである。本実施形態で用いる情報処理装置1は、第1の手段10、第2の生成手段11、制御手段12から構成されている。
【0037】
情報処理装置1の第1の生成手段10は、入力装置2に備えてある圧力センサによるユーザの押下操作の操作力に基づいて操作データを生成する。生成される操作データはマウス・カーソル移動情報であり、マウス・カーソルのベクトル移動量が操作データとして生成される。
【0038】
第1の生成手段10は、圧力センサ201〜204、A/D変換部205、操作データ生成部206により実現が可能である。
【0039】
情報処理装置1の第2の生成手段11は、第1の生成手段10で生成された操作データの値を減少させることで減少操作データを生成する。操作データの値を減少させる際に用いる減少係数は時間、および距離の2つの概念で捉えることが可能である。例えば、減少操作データを生成する所定の期間を予め時間で設定したときは、所定の時間が経過するまで減少操作データの生成を行う。減少操作データを生成する所定の期間を距離で設定したときは、所定の距離をマウス・カーソルが移動するまで減少操作データの生成を行う。尚、このユーザの操作開始時を始点とする所定の時間の設定は、例えば、センサ感度やディスプレイ画面の大きさなどを考慮して設定すれば良い。また、ユーザが個人で設定できるようにしても良い。
【0040】
第2の生成手段11は、圧力センサ201〜204、A/D変換部205、減少操作データ生成部207により実現が可能である。
【0041】
情報処理装置1の制御手段12は、受信した操作データ、および減少操作データを基に、マウス・カーソルの動作の制御を行う。所定の期間内で、ユーザの押下操作による圧力による出力が所定の閾値を超えたときは、減少操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させるよう制御を行う。所定の期間外では、操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させるよう制御を行う。また、所定の期間内であっても、ユーザの押下操作による圧力による出力が所定の閾値を超えないときは、操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させるよう制御を行う。
【0042】
制御手段12は、圧力センサ201〜204、A/D変換部205、操作データ生成部206、減少操作データ生成部207、制御部3により実現が可能である。
【0043】
次に、
図6〜7を参照して本実施形態の入力装置が行う処理の流れを説明する。
図6は、本発明の第1の実施形態にかかるフローチャートである。第1の実施形態は、ユーザが入力装置2への押下操作を行い、押下操作の時間変化により情報処理装置1が行う処理の流れである。
【0044】
(押下操作の時間変化による処理)
まず、ユーザの押下操作による圧力を圧力センサで検出する(ステップ1)。次にステップ1で検出された圧力は、所定の時間内によるものであるか否か確認する(ステップ2)。所定の時間内で検出されたものであれば、次は検出された圧力の出力値が所定の閾値以内か否かを確認する(ステップ3)。
【0045】
次に検出された圧力の出力値が所定の閾値以内であった場合、第1の生成手段10で生成された操作データを選択する(ステップ4)。そして、生成された操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させる(ステップ5)。一方、検出された圧力の出力値が所定の閾値よりも大きかった場合、第2の生成手段11で生成された減少操作データを選択する(ステップ6)。尚、ここでの減少操作データは、
図4(a)における時間変化による減少係数と、操作データとの積により生成される。そして、生成された減少操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させる(ステップ7)。上記ステップは、ステップ1で検出された圧力が所定の時間外のものとなるまで繰り返し行われる。
【0046】
次に、ステップ2における検出された圧力からの出力は所定の時間外で行われた場合、第1の生成手段10で生成された操作データを選択する(ステップ8)。生成された操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させる(ステップ9)。尚、所定の時間外においては、上述したような、検出された圧力の出力値と所定の閾値との比較は行わず、第1の生成手段10で生成された操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させる。
【0047】
(押下操作のマウス・カーソル移動距離の変化による処理)
次に、本発明の第2の実施形態にかかるフローチャートの説明を行う。
図7は、本発明の第2の実施形態にかかるフローチャートである。第2の実施形態は、ユーザが入力装置2への押下操作を行い、押下操作によりマウス・カーソルが移動した際の移動距離の変化に伴う情報処理装置1の処理の流れである。
【0048】
まず、ユーザの押下操作による圧力を圧力センサで検出する(ステップ10)。次にステップ10で検出された圧力からの出力は、マウス・カーソルの移動距離が所定の距離内によるものであるか否かを確認する(ステップ11)。所定の距離内で検出されたものであれば、次は検出された圧力の出力値が所定の閾値以内かどうかを確認する(ステップ12)。
【0049】
次に検出された圧力の出力値が所定の閾値以内であった場合、第1の生成手段10で生成された操作データを選択する(ステップ13)。生成された操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させる(ステップ14)。一方、ステップ12で検出された圧力の出力値が所定の閾値よりも大きかった場合、第2の生成手段11で生成された減少操作データを選択する(ステップ15)。尚、ここでの減少操作データは、
図4(a)における時間変化による減少係数と、操作データの値との積により生成される。生成された減少操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させる(ステップ16)。上記ステップは検出された圧力が所定の時間外のものとなるまで繰り返し行われる。
【0050】
次に、ステップ2において、検出された圧力が所定の時間外の操作によるものである場合、第1の生成手段10で生成された操作データを選択する(ステップ17)。生成された操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させる(ステップ18)。尚、所定の時間外においては、上述したような、検出された圧力の出力値と所定の閾値との比較は行わず、第1の生成手段10で生成された操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させる。
【0051】
以上、本実施を好適な形態で行う実施例を説明した。ここでは特定の具体例を示して説明を行ったが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱しない範囲で、本具体例の様々な修正、および形態変更などが可能である。
【0052】
実施形態の変更例としては、例えば、入力装置2に制御部3の機能を組み込むような構成が可能である。つまり、入力装置2が、第1の生成手段10で生成された操作データ、および第2の生成手段で生成された減少操作データを様々なケースに応じて選択、判断する機能を備えるため、情報処理装置1は表示装置にその内容を表示するだけの機能を備えていればよい。情報処理装置1と入力装置2を分離させることができ、利便性も更に高まることが期待できる。
【0053】
また、本実施例のように、圧力センサからの出力に基づく操作データは、減少操作データ生成部に常に伝送するような構成でなくてもよい。入力装置2で圧力センサからの出力を検知してからの期間を管理できるような構成であれば、減少操作データが必要な時にだけ操作データを伝送するようにできる。
【0054】
また、A/D変換部205から直接減少操作データ生成部207に出力するような構成も可能である。減少操作データ生成部207で、操作データ生成部206で生成する操作データを一度生成し、その操作データより減少操作データを生成する。
【0055】
また、本実施例ではユーザの操作力を検知する際に用いているセンサは、ピエゾ抵抗膜に力を加えることで電極の抵抗値変化を読み取り、圧力の強さを検知するフォースセンサであるが、本発明で適用可能なセンサはこれに限定されない。ユーザの操作力の検知と、薄型化を実現できるものであればこれに限定されない。
【0056】
本発明により、従来のポインティング・デバイスを始めとする入力装置のマウス・カーソル移動などの操作時での鋭利過ぎる動きを意図的に遅くするよう制御できることで、細かい移動操作を快適に行うことが可能となる。また、マウス・カーソルの動きを意図的に遅くする際の報知などは行われないため、ユーザは特に気にすることなく動作を行うことができる。
【課題】ユーザの操作開始時の圧力センサの出力によるカーソルの鋭い動作を意図的に和らげ、ユーザビリティを向上させることができる情報処理装置、情報処理方法、プログラムを提供することである。
【解決手段】本発明に係る情報処理装置は、ユーザの押下操作による操作力を出力するセンサを含む入力装置と、センサからの出力に基づいて、マウス・カーソルを移動させるためのベクトル移動量を示す操作データを生成する第1の生成手段と、操作データの値を減少させて、減少操作データを生成する第2の生成手段と、押下操作の開始から所定の期間内は操作データ、もしくは減少操作データに基づいて、マウス・カーソルを動作させるよう制御し、所定の期間外は操作データに基づいてマウス・カーソルを動作させるよう制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする。