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JP2015176176A - 情報入出力装置及び情報入出力方法 - Google Patents

情報入出力装置及び情報入出力方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ウェアラブルまたはモバイルコンピュータ環境で空間上で情報の入出力を容易且つ確実に行うことのできる情報入出力装置及び情報入出力方法を提供する。
【解決手段】
携帯可能な筐体1を具備する携帯型情報入出力装置100において、三次元空間における第1の環境変化を検出する第1のセンサ(光センサ11又は気圧センサ15)による検出出力が閾値を超えたか否かを判定し、上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えた場合に、上記三次元空間における第2の環境変化を検出する第2のセンサ(加速度センサ12、角速度センサ13、方位センサ14、気圧センサ15、又は、温度センサ16)により取得される情報の一部あるいは全部を入力情報として、コマンドを実行し、上記入力情報に基づいて、上記三次元空間における第2の環境変化に応じた出力信号を生成し、生成した出力信号を少なくとも1つの振動デバイス17からなる情報出力手段から振動情報として出力させる制御を制御部10により行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、ウェアラブルまたはモバイルコンピュータ環境で空間上で情報の入出力を行うための情報入出力装置及び情報入出力方法に関する。
従来、携帯型のパーソナルコンピュータにおける情報入力装置は、小型LCDへのペン入力、タッチパネル等、片手の指又は片手に握っているペンで他方の手で支えているディスプレイを触れることにより、マウスに相当する入力を行っていた。しかし、これらの接触型情報入力装置では、入力するために両手が塞がる、入力のために鞄から出し入れしなければならない等、入力の環境が必要であり、利便性に欠ける問題があった。
近年、モバイルコンピューティングが進み、ウェアラブルコンピューターが実用化の段階を迎える中で、ユーザーに拘束感を与えず、いつでもどこでも自由に使用が可能で、直感的な操作が行えるヒューマンインターフェースとしての情報入出力装置が望まれている。
例えば、3次元の空間内で携帯型機器を動かすことにより、画像表示装置上でカーソルポインタを移動させ、ボタンにより操作を行う機器(3次元マウス)を用いた技術(例えば、特許文献1参照)が提案されている。 また、実際のキーボードを必要とせず、ユーザーの手にデータグローブを装着して指の動きを感知することにより情報の入力を可能とする仮想キーボードの技術(例えば、特許文献2参照)や、広げた手の平の指の動きや、手の平を指し示すもう一方の手の動きを画像認識することで入力情報を認識する技術(例えば、特許文献3参照)が提案されている。
特開2001−56743号公報 特許第2500283号公報 特開2001−312356号公報
しかしながら、従来の携帯型情報入出力装置では、装着された機器を利用者が目視で確認しないと適切な操作を行うことが困難であった。
また、携帯型情報入出力装置が小型化されると、表示装置を付加することが難しくなり、仮に付加することができたとしても、画面サイズを極めて小さくせざるを得ず、視認することが難しくなってしまう。
さらに、携帯型情報入出力装置は、使用者の身体の様々な箇所に装着されるので、装着位置によっては、表示装置が付加されていたとしても容易に見ることが困難になってしまう状況が発生する。
また、表示装置に替えて音声出力装置を携帯型情報入出力装置に付加することもできるが、携帯型情報入出力装置は、使用者の身体の様々な箇所に装着されるので、装着位置によっては、音声出力装置の音声出力を容易に聞き取ることが困難になってしまう状況が発生する。
また、従来の携帯型情報入出力装置では、仮想現実システムと組み合わせて使用することが考えられるが、表示装置や音声出力装置を付加したとしても、ワイヤレスで仮想物体の大きさ、凹凸、堅さなどの接触感覚を提示することはできないという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、上述したような従来の技術の問題点に鑑み、ウェアラブルまたはモバイルコンピュータ環境で空間上で情報の入出力を容易且つ確実に行うことのできる情報入出力装置及び情報入出力方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施に形態から一層明らかにされるであろう。
本発明では、三次元空間における第1の環境変化の検出出力が閾値を超えたか否かにより、情報入力状態とするか否かを判断し、上記第1の環境変化の検出出力が閾値を超えた場合に、三次元空間における第2の環境変化を入力情報として検出し、上記三次元空間における第2の環境変化に応じた振動情報を出力させる。
すなわち、本発明は、携帯可能な筐体を具備する携帯型情報入出力装置であって、 三次元空間における第1の環境変化を検出する第1のセンサと、上記三次元空間における第2の環境変化を検出する第2のセンサと、少なくとも1つの振動デバイスからなる情報出力手段と、上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えたか否かを判定し、上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えた場合に、上記第2のセンサにより検出される上記第2の環境変化を入力情報として取得し、取得した上記入力情報に基づいて、上記三次元空間における第2の環境変化に応じた出力信号を生成し、生成した出力信号を情報出力手段から振動情報として出力させる制御を行う制御手段とを上記筐体内に備える。
本発明に係る携帯型情報入出力装置において、上記第1のセンサは、上記三次元空間における第1の環境変化を受光量の変化として検出する光センサであり、上記制御手段は、上記光センサにより上記三次元空間における受光量の変化として検出される上記第1の環境変化に基づいて、情報入力状態とするか否かを判断して、上記第2のセンサにより検出される上記第2の環境変化を入力情報として取得するものとすることができる。
また、本発明に係る携帯型情報入出力装置において、上記第1のセンサは、上記三次元空間における第1の環境変化を気圧の変化として検出する圧力センサであり、上記制御手段は、上記圧力センサにより上記三次元空間における気圧の変化として検出される上記第1の環境変化に基づいて、情報入力状態とするか否かを判断して、上記第2のセンサにより検出される上記第2の環境変化を入力情報として取得するものとすることができる。
また、本発明に係る携帯型情報入出力装置において、上記制御手段は、上記第1のセンサによる検出出力として取得される絶対値データを相対量に変換して閾値を超えたか否かを判定するものとすることができる。
また、本発明に係る携帯型情報入出力装置において、上記第2のセンサは、上記三次元空間における第2の環境変化として上記三次元空間における位置、姿勢、方位の1つ以上の変化を検出する三次元センサであり、上記制御手段は、上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えた場合に、上記第2のセンサにより上記三次元空間における位置、姿勢、方位の1つ以上の変化として検出される上記第2の環境変化を入力情報として取得し、上記三次元空間における位置、姿勢、方位の1つ以上の変化に応じた出力信号を上記情報出力手段から振動情報として出力させる制御を行うものとすることができる。
また、本発明に係る携帯型情報入出力装置において、上記情報出力手段は、三次元配置された複数個の振動デバイスからなり、上記制御手段は、上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えた場合に、上記第2のセンサにより検出される上記第2の環境変化を入力情報に基づいて、上記三次元空間における位置、姿勢、方位の1つ以上の変化に応じた出力信号を上記情報出力手段から三次元の振動情報として出力させる制御を行うものとすることができる。
また、本発明に係る携帯型情報入出力装置において、上記三次元センサは、加速度センサ、角速度センサ、方位センサの内の何れか1種類又は複数種類のセンサを備えるものとすることができる。
さらに、本発明に係る携帯型情報入出力装置において、上記筐体は指輪型ホルダの装着部に着脱自在に装着され、上記指輪型ホルダを介して指に装着されるものとすることができる。
また、本発明は、携帯可能な筐体を具備する携帯型情報入出力装置による情報入出力方法であって、三次元空間における第1の環境変化を検出する第1のセンサによる検出出力が閾値を超えたか否かを判定し、上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えた場合に、第2のセンサにより検出される上記三次元空間における第2の環境変化を入力情報として取得し、取得した上記入力情報に基づいて、上記三次元空間における第2の環境変化に応じた出力信号を生成し、生成した出力信号を少なくとも1つの振動デバイスからなる情報出力手段から振動情報として出力させることを特徴とする。
本発明では、三次元空間における第1の環境変化の検出出力が閾値を超えたか否かにより、情報入力状態とするか否かを判断し、上記第1の環境変化の検出出力が閾値を超えた場合に、三次元空間における第2の環境変化を入力情報として検出し、上記三次元空間における第2の環境変化に応じた振動情報を出力させることにより、ウェアラブルまたはモバイルコンピュータ環境で空間上で情報の入出力を容易且つ確実に行うことができる。
本発明を適用した情報入出力装置の構成を示すブロック図である。 上記情報入出力装置の内部構造を示す外観斜視図である。 上記筐体の上ハーフを取り除いた状態の情報入出力装置の外観斜視図である。 上記情報入出力装置の筐体が装着される指輪型ホルダを示す図であり、(A)は指輪型ホルダと筐体を分離した状態を示し、(B)は指輪型ホルダに筐体を装着した状態を示している。 上記情報入出力装置の使用状態を示す外観斜視図である。 上記情報入出力装置における制御部による第1の入力動作モードの情報入出力制御の手順を示すフローチャートである。 上記第1の入力動作モードの情報入出力制御に使用される各センサの検出出力信号を一例を示す図である。 上記第1の入力動作モードの情報入出力制御に使用される各センサの検出出力信号を他の例を示す図である。 上記情報入出力装置における制御部による第2の入力動作モードの情報入出力制御の手順を示すフローチャートである。 上記第2の入力動作モードの情報入出力制御に使用される各センサの検出出力信号を一例を示す図である。 上記第2の入力動作モードの情報入出力制御に使用される各センサの検出出力信号を他の例を示す図である。 上記情報入出力装置における制御部による情報提示モードの情報入出力制御の手順を示すフローチャートである。 上記情報提示モードの情報入出力制御において用いられる光センサ入力による三次元空間値と振動デバイスの出力値との対応表の内容の一例を示す図である。 上記情報提示モードの情報入出力制御において用いられる気圧センサ入力による三次元空間値と振動デバイスの出力値との対応表の内容の一例を示す図である。 仮想現実システムと連携した三次元空間における情報の入出力の例を模式的に示す図である。
以下、本発明に係る情報入出力装置及び情報入出力方法の実施の形態を図面を参照にして詳細に説明をする。
本発明は、例えば図1のブロック図に示すような構成の情報入出力装置100に適用される。
この情報入出力装置100は、ウェアラブルまたはモバイルコンピュータ環境で空間上で情報の入出力を行うための装置であって、携帯可能な筐体1を具備しており、CPUからなる制御部10、この制御部10に接続された光センサ11、加速度センサ12、角速度センサ13、方位センサ14、気圧センサ15、温度センサ16、振動デバイス17、通信インターフェース18、これに電源を供給するバッテリユニット19等を上記筐体1内に備える。
光センサ11は、この情報入出力装置100により情報の入出力を行う三次元空間における環境変化を当該情報入出力装置100の使用状態における受光量の変化として検出する環境センサであり、上記三次元空間における受光量を示す検出出力信号を上記制御部10に供給する。
また、加速度センサ12は、上記三次元空間における環境変化を当該情報入出力装置100の使用状態における加速度の変化として検出する環境センサであり、上記三次元空間における加速度に応じた信号レベルの検出出力信号を上記制御部10に供給する。
また、角速度センサ13は、上記三次元空間における環境変化を当該情報入出力装置100の使用状態における角速度の変化として検出する環境センサであり、上記三次元空間における角速度を示す検出出力信号を上記制御部10に供給する。
また、方位センサ14は、上記三次元空間における環境変化を当該情報入出力装置100の使用状態における方位の変化として検出する環境センサであり、上記三次元空間における方位を示す検出出力信号を上記制御部10に供給する。この方位センサ14には、地磁気センサが用いられている。
また、気圧センサ15は、上記三次元空間における環境変化を当該情報入出力装置100の使用状態における気圧の変化として検出する環境センサであり、上記三次元空間における気圧を示す検出出力信号を上記制御部10に供給する。
さらに、温度センサ16は、上記三次元空間における環境変化を当該情報入出力装置100の使用状態における温度の変化として検出する環境センサであり、上記三次元空間における温度を示す検出出力信号を上記制御部10に供給する。
また、振動デバイス17は、上記制御部10により制御され、当該情報入出力装置100により情報の入出力を行う三次元空間における環境変化に基づいて取得される入力情報に基づいて生成した出力信号を振動情報として出力する。
さらに、通信インターフェース18は、上記制御部10が外部の電子機器と情報の授受を行うために備えられている。通信方法は特に限定されるものではないが、例えばブルートゥース(Bluetooth;登録商標)や、Wi−Fi(ワイファイ:登録商標)、ZigBee(ジグビー:登録商標)等の無線通信規格を用いることができる。
そして、この情報入出力装置100は、バッテリユニット19から供給される電源により動作して、上記光センサ11、加速度センサ12、角速度センサ13、方位センサ14、気圧センサ15、温度センサ16による当該情報入出力装置100により情報の入出力を行う三次元空間における環境変化に応じた検出出力として取得される入力情報に基づいて、上記制御部10により、上記三次元空間における環境変化に応じた出力信号を生成し、生成した出力信号を上記振動デバイス17から振動情報として出力させる。なお、上記バッテリユニット19からの電源供給は、スイッチ19Aの操作によりオンオフできるようになっている。
ここで、この情報入出力装置100において、上記制御部10、光センサ11、加速度センサ12、角速度センサ13、方位センサ14、気圧センサ15、温度センサ16、振動デバイス17、通信インターフェース18等は、図2の外観斜視図に示すように、上記バッテリユニット19上に積層設置され、上記筐体1の上ハーフを取り除いた状態の情報入出力装置100の外観斜視図を図3に示すように、上記筐体1に内蔵されている。
そして、上記筐体1は、図4の(A)、(B)に示すように、指輪型ホルダ2の装着部2Aに着脱自在に装着されるようになっている。この情報入出力装置100は、図5に示すように、上記指輪型ホルダ2を介して使用者の例えば人差し指に装着して使用される。
そして、この情報入出力装置100における制御部10は、例えば、図6のフローチャートに示す手順に従って第1の入力動作モードの情報入出力制御を行う。
第1の入力動作モードにおいて、制御部10は、光センサ11による非接触情報出力制御を行う。
すなわち、先ずステップS1において、制御部10は、この情報入出力装置100により情報の入出力を行う三次元空間における第1の環境変化情報として、光センサ11により検出される当該情報入出力装置100の三次元空間における受光量を示す検出出力信号、すなわち、光入力絶対値(Vcd)データを取得する処理を行う。
次のステップS2において、制御部10は、上記ステップS1の処理で取得された第1の環境変化情報すなわち光入力絶対値(Vcd)データを、次の変換式(式1)により、光入力相対量(ΔVcd)に変換する処理を行う。
ΔVcd=Σ(Vcdt=n−Vcdt=n−1)/n (式1)
ただし、tは単位時間、nは光入力絶対値の測定自然数である。
次のステップS3において、制御部10は、上記ステップS2の処理で得られた光入力相対量(ΔVcd)が、情報入力状態とするか否かを決定するための閾値Tcdを超えたか否かを判定する処理を行う。
次のステップS4において、制御部10は、上記ステップS3における判定結果が「YES」、すなわち、光入力相対量(ΔVcd)が閾値Tcdを超えた場合には、上記三次元空間における第2の環境変化情報として、加速度センサ12による検出出力信号により示される加速度情報、角速度センサ13による検出出力信号により示される角速度情報、方位センサ14による検出出力信号により示される方位情報、気圧センサ15による検出出力信号により示される気圧情報、温度センサ16による検出出力信号により示される温度情報を同時に取得する処理を行う。なお、上記ステップS3における判定結果が「NO」、すなわち、光入力相対量(ΔVcd)が閾値Tcdを超えていない場合には、上記ステップS1の処理に戻って、光センサ11による検出出力信号により示される光入力絶対値(Vcd)データを取得する処理を繰り返し行う
次のステップS5において、制御部10は、上記ステップS4の処理で第2の環境変化情報すなわち加速度情報、角速度情報、方位情報、気圧情報、温度情報の一部あるいは全てから、この情報入出力装置100が三次元空間においてどのような状態にあるかを判定する。
そして、制御部10は、上記ステップS5における判定の結果、例えば、図7に各センサの検出出力信号を示すように、上記ステップS2の処理で得られた光入力相対量(ΔVcd)が上記閾値Tcdを超え、この情報入出力装置100が三次元空間において移動していない場合には、次のステップS6において、上記加速度情報、角速度情報、方位情報から三次元空間値Vcd(0,0,0)を設定し、入力情報を[入力1]とする。
すなわち、図7において、SAXはX軸の加速度検出信号、SAYはY軸の加速度検出信号、SAZはZ軸の加速度検出信号であり、SBXはX軸の角速度検出信号、SBYはY軸の角速度検出信号、SBZはZ軸の角速度検出信号であり、Sは光量検出信号、Sは気圧検出信号、Sは温度検出信号である。そして、加速度検出信号SAX,SAY,SAZはほとんど変動していないので、情報入出力装置100の三次元空間での移動は、ほとんど起きていないことを示しているが、光量検出信号Sは、図7のように変動しているので、入力指示があると判定し、光センサ11による三次元空間値Vcd(X,Y,Z)をVcd(0,0,0)とし、入力情報を[入力1]とする。
また、制御部10は、上記ステップS5における判定の結果、例えば、図8に各センサの検出出力信号を示すように、上記ステップS2の処理で得られた光入力相対量(ΔVcd)が上記閾値Tcdを超え、この情報入出力装置100が三次元空間において移動されている場合には、次のステップS7において、上記加速度情報、角速度情報、方位情報から三次元空間値Vcd(X,Y,Z)を演算子として設定し、入力情報を[入力2]とする。
すなわち、図8において、SAXはX軸の加速度検出信号、SAYはY軸の加速度検出信号、SAZはZ軸の加速度検出信号であり、SBXはX軸の角速度検出信号、SBYはY軸の角速度検出信号、SBZはZ軸の角速度検出信号であり、Sは光量検出信号、Sは気圧検出信号、Sは温度検出信号である。そして、加速度検出信号SAX,SAY,SAZ及び角速度検出信号SBX,SBY,SBZが大きく変動しているので、情報入出力装置100の三次元空間での移動が起きていることを示しており、光量検出信号Sは、図8のように変動しているので、入力指示があると判定し、光センサ11による三次元空間値Vcd(X,Y,Z)をVcd(X1,Y1,Z1)とし、入力情報を[入力2]とする。
さらに、次のステップS8において、制御部10は、上記入力情報[入力1]を静止状態コマンドとし、また、上記入力情報[入力2]を動作状態コマンドとして命令を実行する。すなわち、上記入力情報[入力1]は、情報入出力装置100の3次元空間移動が無い場合の光センサ入力指示であると判断し、3次元空間移動無い場合の光センサ入力対応処理を行う。一方、上記入力情報[入力2]は、情報入出力装置100の3次元空間移動がある場合の光センサ入力指示であると判断し、3次元空間移動ある場合の光センサ入力対応処理を行う。
すなわち、この第1の入力動作モードでは、この情報入出力装置100により情報の入出力を行うか否かを判定するための第1の環境変化情報として、上記光センサ11による検出出力信号により示される光入力絶対値(Vcd)データを用いて、制御部10は、光入力絶対値(Vcd)を変換した光入力相対量(ΔVcd)が閾値Tcdを超えた否かにより、入出力を行うか否かを判定している。そして、上記光入力相対量(ΔVcd)が閾値Tcdを超えていない場合には情報入力状態とすることなく、上記光入力相対量(ΔVcd)が閾値Tcdを超えて場合に入出力指示があったものと判定して、上記第2の環境変化情報すなわち、加速度センサ12による検出出力信号により示される加速度情報、角速度センサ13による検出出力信号により示される角速度情報、方位センサ14による検出出力信号により示される方位情報、気圧センサ15による検出出力信号により示される気圧情報、温度センサ16による検出出力信号により示される温度情報の一部あるいは全部を入力情報[入力1]、[入力2]として、コマンドを実行する。
この情報入出力装置100では、上記指輪型ホルダ2を介して使用者の例えば人差し指に装着して使用する場合、例えば、上記光センサ11の受光部11Aを親指で覆うことにより、上記光入力絶対値(Vcd)を変化させて入出力指示を行うことができる。
また、この情報入出力装置100における制御部10は、例えば、図9のフローチャートに示す手順に従って第2の入力動作モードの情報入出力制御を行う。
すなわち、第2の入力動作モードにおいて、制御部10は、気圧センサ15による非接触情報出力制御を行う。
すなわち、先ずステップS11において、制御部10は、この情報入出力装置100により情報の入出力を行う三次元空間における第1の環境変化情報として、気圧センサ15により検出される当該情報入出力装置100の三次元空間における気圧を示す検出出力信号、すなわち、気圧絶対値(Vps)データを取得する処理を行う。
次のステップS12において、制御部10は、上記ステップS11の処理で取得された第1の環境変化情報すなわち気圧絶対値(Vps)データを、次の変換式(式2)により、気圧相対量(ΔVps)に変換する処理を行う。
ΔVps=Σ(Vpst=m−Vpst=m−1)/m (式2)
ただし、tは単位時間、mは気圧入力絶対値の測定自然数である。
次のステップS13において、制御部10は、上記ステップS12の処理で得られた気圧相対量(ΔVps)が、情報入力状態とするか否かを決定するための閾値Tpsを超えたか否かを判定する処理を行う。
次のステップS14において、制御部10は、上記ステップS13における判定結果が「YES」、すなわち、気圧相対量(ΔVps)が閾値Tpsを超えた場合には、上記三次元空間における第2の環境変化情報として、加速度センサ12による検出出力信号により示される加速度情報、角速度センサ13による検出出力信号により示される角速度情報、方位センサ14による検出出力信号により示される方位情報、気圧センサ15による検出出力信号により示される気圧情報、温度センサ16による検出出力信号により示される温度情報を同時に取得する処理を行う。なお、上記ステップS13における判定結果が「NO」、すなわち、光入力相対量(ΔVps)が閾値Tpsを超えていない場合には、上記ステップS11の処理に戻って、気圧センサ15による検出出力信号により示される気圧絶対値(Vcd)データを取得する処理を繰り返し行う
次のステップS15において、制御部10は、上記ステップS14の処理で第2の環境変化情報すなわち加速度情報、角速度情報、方位情報、気圧情報、温度情報の一部あるいは全てから、この情報入出力装置100が三次元空間においてどのような状態にあるかを判定する。
そして、制御部10は、上記ステップS15における判定の結果、例えば、図10に各センサの検出出力信号を示すように、上記ステップS12の処理で得られた気圧相対量(ΔVps)が上記閾値Tpsを超え、この情報入出力装置100が三次元空間において大きく移動していない場合には、次のステップS16において、上記加速度情報、角速度情報、方位情報から三次元空間値Vps(0,0,0)を設定し、入力情報を[入力3]とする。
すなわち、図10において、SAXはX軸の加速度検出信号、SAYはY軸の加速度検出信号、SAZはZ軸の加速度検出信号であり、SBXはX軸の角速度検出信号、SBYはY軸の角速度検出信号、SBZはZ軸の角速度検出信号であり、Sは光量検出信号、Sは気圧検出信号、Sは温度検出信号である。そして、加速度検出信号SAX,SAY,SAZはほとんど変動していないので、情報入出力装置100の三次元空間での移動は、ほとんど起きていないことを示しているが、気圧検出信号Sは、図10のように変動しているので、入力指示があると判定し、気圧センサ15による三次元空間値Vps(X,Y,Z)をVps(0,0,0)とし、入力情報を[入力3]とする。
また、制御部10は、上記ステップS15における判定の結果、例えば、図11に各センサの検出出力信号を示すように、上記ステップS12の処理で得られた気圧相対量(ΔVps)が上記閾値Tpsを超え、この情報入出力装置100が三次元空間において大きく移動されている場合には、次のステップS17において、上記加速度情報、角速度情報、方位情報から三次元空間値Vps(X,Y,Z)を演算子として設定し、入力情報を[入力4]とする。
すなわち、図11において、SAXはX軸の加速度検出信号、SAYはY軸の加速度検出信号、SAZはZ軸の加速度検出信号であり、SBXはX軸の角速度検出信号、SBYはY軸の角速度検出信号、SBZはZ軸の角速度検出信号であり、Sは光量検出信号、Sは気圧検出信号、Sは温度検出信号である。そして、加速度検出信号SAX,SAY,SAZ及び角速度検出信号SBX,SBY,SBZが大きく変動しているので、情報入出力装置100の三次元空間での移動が起きていることを示しており、気圧検出信号Sは、図11のように変動しているので、入力指示があると判定し、気圧センサ15による三次元空間値Vps(X,Y,Z)をVps(X2,Y2,Z2)とし、入力情報を[入力4]とする。
さらに、次のステップS18において、制御部10は、上記入力情報[入力3]を静止状態コマンドとし、また、上記入力情報[入力4]を動作状態コマンドとして命令を実行する。すなわち、上記入力情報[入力3]は、情報入出力装置100の3次元空間移動が無い場合の圧力センサ入力指示であると判断し、3次元空間移動無い場合の圧力センサ入力対応処理を行う。一方、上記入力情報[入力4]は、情報入出力装置100の3次元空間移動がある場合の気圧センサ入力指示であると判断し、3次元空間移動ある場合の気圧センサ入力対応処理を行う。
すなわち、この第2の入力動作モードでは、この情報入出力装置100により情報の入出力を行うか否かを判定するための第1の環境変化情報として、上記気圧センサ15による検出出力信号により示される気圧絶対値(Vps)データを用いて、制御部10は、気圧絶対値(Vps)を変換した気圧相対量(ΔVps)が閾値Tpsを超えた否かにより、入出力力を行うか否かを判定している。そして、上記気圧相対量(ΔVps)が閾値Tpsを超えていない場合には、この情報入出力装置100が三次元空間において大きく移動されても、入出力指示とは見なさず、上記光入力相対量(ΔVcd)が閾値Tcdを超えて場合に入出力指示があったものと判定して、上記第2の環境変化情報すなわち、加速度センサ12による検出出力信号により示される加速度情報、角速度センサ13による検出出力信号により示される角速度情報、方位センサ14による検出出力信号により示される方位情報、気圧センサ15による検出出力信号により示される気圧情報、温度センサ16による検出出力信号により示される温度情報の一部あるいは全部を入力情報[入力3]、[入力4]として、コマンドを実行する。
この情報入出力装置100では、上記指輪型ホルダ2を介して使用者の例えば人差し指に装着して使用する場合、例えば、情報入出力装置100の高さ位置により上記気圧絶対値(Vcd)が変化するので、挙手た起立等の動作や一階から二階への移動などに連携した入出力指示を行うことができる。
この情報入出力装置100において、上記制御部10は、上記角速度センサ13により得られる上記三次元空間における角速度を示す検出出力信号から当該情報入出力装置100の使用状態における姿勢情報を取得する。すなわち、上記角速度センサ13は、当該情報入出力装置100の使用状態における姿勢情報を取得するための姿勢センサとして機能している。また、上記制御部10は、上記加速度センサ12により得られる上記三次元空間における加速速度を示す検出出力信号から当該情報入出力装置100の使用状態における位置情報を取得する。すなわち、上記加速度センサ12は、当該情報入出力装置100の使用状態における位置情報を取得するための位置センサとして機能している。
また、この情報入出力装置100では、制御部10は、例えば、図12のフローチャートに示す手順に従って、情報提示モードの情報入出力制御を行う。
すなわち、先ずステップS21において、制御部10は、上記第1の入力動作モードにおいて実行される上記光センサ11の検出出に基づく入力情報[入力1]、[入力2]、上記第2の入力動作モードにおいて実行される上記気圧センサ15の検出出に基づく入力情報[入力3]、[入力4]による命令を検出する処理を行う。
次のステップS22において、制御部10は、例えば図13に示すような光センサ入力による三次元空間値Vcd(X,Y,Z)と振動デバイス17の出力値Bcd(X,Y,Z)との対応表を参照して、上記振動デバイス17の出力値Bcd(X,Y,Z)を取得する処理を行う。
次のステップS23において、制御部10は、例えば図14に示すような気圧センサ入力による三次元空間値Vps(X,Y,Z)と振動デバイス17の出力値Bps(X,Y,Z)との対応表を参照して、上記振動デバイス17の出力値Bps(X,Y,Z)を取得する処理を行う。
次のステップS24において、制御部10は、取得した上記三次元空間値Vcd(X,Y,Z)に対応する出力値Bcd(X,Y,Z)を上記振動デバイス17に与えて振動させる。
また、次のステップS25において、制御部10は、取得した上記三次元空間値Vps(X,Y,Z)に対応する出力値Bps(X,Y,Z)を上記振動デバイス17に与えて振動させる。
そして、制御部10は、上記ステップS24において出力値Bcd(X,Y,Z)を出力した後、次のステップS26において、次の光センサ11からの入力待ち状態となり、上述の第1の入力動作モードの光センサ11による非接触情報出力制御により光センサ入力による三次元空間値Vcd(X,Y,Z)を取得したら、上記ステップS21に戻って、図13に示した対応表に従って上記振動デバイス17を振動させる出力処理の制御を繰り返し行う。
また、制御部10は、上記ステップS25において出力値Bps(X,Y,Z)を出力した後、次のステップS27において、次の気圧センサ15からの入力待ち状態となり、上述の第2の入力動作モードの気圧センサ15による非接触情報出力制御により気圧センサ入力による三次元空間値Vps(X,Y,Z)を取得したら、上記ステップS21に戻って、図14に示した対応表に従って上記振動デバイス17を振動させる出力処理の制御を繰り返し行う。
すなわち、本実施形態では、携帯可能な筐体1を具備する携帯型情報入出力装置100において、三次元空間における第1の環境変化を検出する第1のセンサ、すなわち、光センサ11又は気圧センサ15による検出出力が閾値を超えたか否かを判定し、上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えた場合に、上記三次元空間における第2の環境変化を検出する第2のセンサにより取得される、加速度センサ12による検出出力信号により示される加速度情報、角速度センサ13による検出出力信号により示される角速度情報、方位センサ14による検出出力信号により示される方位情報、気圧センサ15による検出出力信号により示される気圧情報、温度センサ16による検出出力信号により示される温度情報の一部あるいは全部を入力情報[入力1]、[入力2]、[入力3]、[入力4]として、コマンドを実行し、上記入力情報に基づいて、上記三次元空間における第2の環境変化に応じた出力信号を生成し、生成した出力信号を少なくとも1つの振動デバイス17からなる情報出力手段から振動情報として出力させる制御を上記制御部10により行う。
このような構成の情報入出力装置100では、三次元空間における第1の環境変化の検出出力が閾値を超えたか否かにより、情報入力状態とするか否かを判断し、上記第1の環境変化の検出出力が閾値を超えた場合に、三次元空間における第2の環境変化を入力情報として検出し、上記三次元空間における第2の環境変化に応じた振動情報を出力させることにより、ウェアラブルまたはモバイルコンピュータ環境で空間上で情報の入出力を容易且つ確実に行うことができる。
ここで、上記情報入出力装置100は、上記振動デバイス17として、上記三次元空間の3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向と振動面が直交するように三次元配置された3個の振動デバイス17X、17Y、17Zを備えており、上記制御部10は、三次元空間における第1の環境変化の検出出力が閾値を超えたか否かにより、情報入力状態とするか否かを判断し、上記第1の環境変化の検出出力が閾値を超えた場合に、三次元空間における第2の環境変化を入力情報として検出し、上記三次元空間における第2の環境変化に応じた三次元の振動情報を上記三次元配置された3個の振動デバイス17X、17Y、17Zから出力させる制御を行う。すなわち、上記制御部10は、上記第1の入力動作モードにおいて実行される上記光センサ11の検出出に基づく入力情報[入力1]、[入力2]、上記第2の入力動作モードにおいて実行される上記気圧センサ15の検出出に基づく入力情報[入力3]、[入力4]による命令に応じて、上記三次元配置された3個の振動デバイス17X、17Y、17Zから三次元の振動情報を出力させる。
そして、この携帯型情報入出力装置100における制御部10は、通信インターフェース18を介して携帯端末などと情報交換を行う機能を有しており、上記光センサ入力による三次元空間値Vcd(X,Y,Z)と振動デバイス17の出力値Bcd(X,Y,Z)との対応表、及び、上記気圧センサ入力による三次元空間値Vps(X,Y,Z)と振動デバイス17の出力値Bps(X,Y,Z)との対応表を取得してメモリに保存したり、 入力情報[入力1]、[入力2]、[入力3]、[入力4]を携帯端末などに送信することにより、例えば、図15に三次元空間における情報の入出力の例を示すように、外部の仮想現実システムと連携した入出力装置として機能し、ワイヤレスで仮想物体50の大きさ、凹凸、堅さなどの接触感覚を提示することができる。
なお、上記携帯型情報入出力装置100は、指輪型ホルダ2を介して使用者の指に装着されるものとしたが、腕輪型、スティック型、ペンシル型など小型の各種形状のホルダを介して、使用者に身体に装着できるようにしてもよく、また、筐体1の外観形状を指輪型、腕輪型、スティック型、ペンシル型など小型で携帯可能な各種形状としてもよい。
1 筐体、2 指輪型ホルダ、2A 装着部、10 制御部、11 光センサ、11A 受光部、12 加速度センサ、13 角速度センサ、14 方位センサ、15 気圧センサ、16 温度センサ、17X、17Y、17Z 振動デバイス、18 通信インターフェース、19 バッテリユニット、50 仮想物体、100 情報入出力装置

Claims (9)

  1. 携帯可能な筐体を具備する携帯型情報入出力装置であって、
    三次元空間における第1の環境変化を検出する第1のセンサと、
    上記三次元空間における第2の環境変化を検出する第2のセンサと、
    少なくとも1つの振動デバイスからなる情報出力手段と、
    上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えたか否かを判定し、上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えた場合に、
    上記第2のセンサにより検出される上記第2の環境変化を入力情報として取得し、取得した上記入力情報に基づいて、上記三次元空間における第2の環境変化に応じた出力信号を生成し、生成した出力信号を情報出力手段から振動情報として出力させる制御を行う制御手段とを上記筐体内に備える携帯型情報入出力装置。
  2. 上記第1のセンサは、上記三次元空間における第1の環境変化を受光量の変化として検出する光センサであり、
    上記制御手段は、上記光センサにより上記三次元空間における受光量の変化として検出される上記第1の環境変化に基づいて、情報入力状態とするか否かを判断して、上記第2のセンサにより検出される上記第2の環境変化を入力情報として取得することを特徴とする請求項1記載の携帯型情報入出力装置。
  3. 上記第1のセンサは、上記三次元空間における第1の環境変化を気圧の変化として検出する圧力センサであり、
    上記制御手段は、上記圧力センサにより上記三次元空間における気圧の変化として検出される上記第1の環境変化に基づいて、情報入力状態とするか否かを判断して、上記第2のセンサにより検出される上記第2の環境変化を入力情報として取得することを特徴とする請求項1記載の携帯型情報入出力装置。
  4. 上記制御手段は、上記第1のセンサによる検出出力として取得される絶対数値データ又は絶対値データを相対量に変換して閾値を超えたか否かを判定することを特徴とする請求項2又は3の何れか1項記載の携帯型情報入出力装置。
  5. 上記第2のセンサは、上記三次元空間における第2の環境変化として上記三次元空間における位置、姿勢、方位の1つ以上の変化を検出する三次元センサであり、
    上記制御手段は、上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えた場合に、上記第2のセンサにより上記三次元空間における位置、姿勢、方位の1つ以上の変化として検出される上記第2の環境変化を入力情報として取得し、上記三次元空間における位置、姿勢、方位の1つ以上の変化に応じた出力信号を上記情報出力手段から振動情報として出力させる制御を行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の携帯型情報入出力装置。
  6. 上記情報出力手段は、三次元配置された複数個の振動デバイスからなり、
    上記制御手段は、上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えた場合に、上記第2のセンサにより検出される上記第2の環境変化を入力情報に基づいて、上記三次元空間における位置、姿勢、方位の1つ以上の変化に応じた出力信号を上記情報出力手段から三次元の振動情報として出力させる制御を行うことを特徴とする請求項5記載の携帯型情報入出力装置。
  7. 上記三次元センサは、加速度センサ、角速度センサ、方位センサの内の何れか1種類又は複数種類のセンサを備えることを特徴とする請求項6記載の携帯型情報入出力装置。
  8. 上記筐体は指輪型ホルダの装着部に着脱自在に装着され、上記指輪型ホルダを介して指に装着されることを特徴とする請求項1記載の情報入出力装置。
  9. 携帯可能な筐体を具備する携帯型情報入出力装置による情報入出力方法であって、
    三次元空間における第1の環境変化を検出する第1のセンサによる検出出力が閾値を超えたか否かを判定し、
    上記第1のセンサにより取得される検出出力が閾値を超えた場合に、第2のセンサにより検出される上記三次元空間における第2の環境変化を入力情報として取得し、
    取得した上記入力情報に基づいて、上記三次元空間における第2の環境変化に応じた出力信号を生成し、
    生成した出力信号を少なくとも1つの振動デバイスからなる情報出力手段から振動情報として出力させることを特徴とする情報入出力方法。
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