JP2011071568A - Command input system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯機器に回転運動を与えることによって所望の機能を実行させるための指令を入力するコマンド入力システムであって地磁気を利用したものに関する。 The present invention relates to a command input system that uses a geomagnetism to input a command for executing a desired function by giving a rotational motion to a portable device.
携帯電話機にオンフック、オフフック、表示画面のページ送り、あるいはコマンド選択などの機能の実行の指令は、従来より、使用者がボタン操作によって行っていた。
このボタン操作に代わって、近年、携帯電話機を振るなどの動作によって、上記の指令を入力する技術が開発されている。このような技術は、携帯電話機に加速度センサを組み込み、携帯電話機を振るなどの動作を行ったときの加速度を検出して、その検出信号に基づいてコマンド入力を行うものである。
しかし、かかる技術は、機械的な加速度センサを利用したものであり、複雑な構成を有すると共にコストも高くなる。
Conventionally, a user has issued a command to execute functions such as on-hook, off-hook, page display on the display screen, or command selection by a button operation.
In place of this button operation, in recent years, a technique for inputting the above command by an operation such as shaking a mobile phone has been developed. In such a technique, an acceleration sensor is incorporated in a mobile phone, an acceleration is detected when an operation such as shaking the mobile phone is performed, and a command is input based on the detection signal.
However, this technique uses a mechanical acceleration sensor, and has a complicated configuration and a high cost.
これに対して、地磁気を利用して、携帯端末機の傾きや方位を検出して、その検出された傾きや方位の時間変化に基づいて、携帯端末機の機能を実行させる技術が開示されている(特許文献1)。 On the other hand, a technique for detecting the tilt and azimuth of a mobile terminal using geomagnetism and executing the function of the mobile terminal based on the time change of the detected tilt and azimuth is disclosed. (Patent Document 1).
しかしながら、上記のように、携帯端末機の傾きや方位の時間変化を検出する場合、基本的に使用者が地磁気に対して静止、すなわち地面に対して静止している状態で携帯端末機の傾きや方位を変化させる必要がある。すなわち、たとえば、電車や自動車に乗った状態で、上記の動作を行ったとき、使用者と共に時々刻々と変化する携帯電話機の方位がノイズとなってしまい、使用者の意図する携帯端末機の傾きや方位の時間変化を与えることが困難となる。その結果、使用者の意図するコマンドを入力することが困難となるおそれがある。 However, as described above, when detecting a change in the tilt or orientation of the mobile terminal with time, the mobile terminal is basically tilted while the user is stationary with respect to the geomagnetism, that is, with respect to the ground. It is necessary to change the direction. That is, for example, when the above operation is performed while riding a train or a car, the orientation of the mobile phone that changes every moment with the user becomes noise, and the inclination of the mobile terminal intended by the user It becomes difficult to give a time change of a direction and direction. As a result, it may be difficult to input a command intended by the user.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、多様な状況下において使用者の意図する指令を携帯機器に正確に入力することができる安価なコマンド入力システムを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an inexpensive command input system capable of accurately inputting a command intended by a user to a portable device under various circumstances. .
本発明は、携帯機器に回転運動を与えることによって所望の機能を実行させるための指令を入力するコマンド入力システムであって、
上記携帯機器に固定された3軸直交座標系の3軸方向における地磁気ベクトルの各成分を測定する磁気センサと、
上記各成分の測定値に基づいて、空間における上記携帯機器の回転運動の角速度を算出する角速度算出手段と、
該角速度算出手段によって算出した角速度の情報を基に、予め定められた上記携帯機器の特定の回転運動がなされたか否かを判定するモーション判定手段と、
該モーション判定手段による判定結果に基づいて、上記携帯機器における所定の機能を実行するよう指示する実行指示手段とを有することを特徴とするコマンド入力システム(請求項1)。
The present invention is a command input system for inputting a command for executing a desired function by giving a rotary motion to a portable device,
A magnetic sensor for measuring each component of the geomagnetic vector in the three-axis direction of the three-axis orthogonal coordinate system fixed to the portable device;
Based on the measured values of the respective components, angular velocity calculating means for calculating the angular velocity of the rotational motion of the portable device in space;
Motion determining means for determining whether or not a predetermined rotational movement of the portable device is made based on information on the angular speed calculated by the angular speed calculating means;
A command input system comprising execution instruction means for instructing to execute a predetermined function in the portable device based on a determination result by the motion determination means (claim 1).
上記コマンド入力システムは、上記磁気センサを用いて携帯機器に固定された3軸方向における地磁気ベクトルの各成分を測定し、その測定値を利用して機能実行の指令を入力する。そのため、機械的な加速度センサなどを用いる必要がないため、簡単な構成にて安価なコマンド入力システムを得ることができる。 The command input system measures each component of the geomagnetic vector in the three-axis directions fixed to the portable device using the magnetic sensor, and inputs a function execution command using the measured value. Therefore, it is not necessary to use a mechanical acceleration sensor or the like, and an inexpensive command input system can be obtained with a simple configuration.
また、上記コマンド入力システムは、携帯機器の回転運動の角速度を算出し、算出された角速度の情報を基に、予め定められた上記携帯機器の特定の回転運動がなされたか否かを判定し、その判定結果に基づいて、上記携帯機器における所定の機能を実行するよう指示する。このように、モーション判定手段において、携帯機器の回転運動の角速度の情報を利用して、上記特定の回転運動が行われたか否か、すなわち所定の機能を実行するか否かを決定する。そのため、必ずしも使用者が地面(地磁気)に対して静止した状態になくても、使用者の意図する指令を正確に入力することができる。 Further, the command input system calculates the angular velocity of the rotational motion of the mobile device, determines whether or not a predetermined specific rotational motion of the mobile device has been made based on the information on the calculated angular velocity, Based on the determination result, an instruction is given to execute a predetermined function in the portable device. In this way, the motion determination means determines whether or not the specific rotational motion has been performed, that is, whether or not to execute a predetermined function, using information on the angular velocity of the rotational motion of the portable device. Therefore, even if the user is not necessarily stationary with respect to the ground (geomagnetic field), a command intended by the user can be input accurately.
すなわち、例えば、使用者が電車や自動車等の車両に乗った状態で上記の動作を行ったとき、使用者と共に時々刻々と変化する携帯電話機の方位がノイズとなることはない。つまり、車両が方向転換する場合、乗員や乗客の安全等を考慮すれば、その角速度には限界がある。そのため、車両の走行に伴って与えられる携帯機器への角速度は、特に大きなものとはならない。
これに対して、使用者が携帯機器に与える回転運動は、充分に大きな角速度を伴うものとすることができる。
これは、車両の角速度のみならず、日常生活において想定される使用者自身の角速度に比べれば、充分に大きな角速度を伴う回転運動を携帯機器に与えることは可能である。
That is, for example, when the user performs the above-described operation while riding a vehicle such as a train or an automobile, the orientation of the mobile phone that changes every moment with the user does not become noise. In other words, when the vehicle changes its direction, its angular velocity is limited in consideration of the safety of passengers and passengers. For this reason, the angular velocity applied to the portable device as the vehicle travels is not particularly large.
On the other hand, the rotational motion given to the portable device by the user can be accompanied by a sufficiently large angular velocity.
This is not only the angular velocity of the vehicle, but it is possible to give the portable device a rotational motion with a sufficiently large angular velocity as compared to the angular velocity of the user himself / herself assumed in daily life.
したがって、上記コマンド入力システムにおいて予め定めておく上記特定の回転運動として、充分に大きな角速度を伴う回転運動を設定しておけば、車両の走行に伴う角速度の影響を容易に排除することができる。
その結果、使用者が地磁気に対して即ち地面に対して静止していない状況も含め、多様な状況下において、使用者の意図するコマンドを正確に入力することが可能となる。
Therefore, if a rotational motion with a sufficiently large angular velocity is set as the specific rotational motion determined in advance in the command input system, the influence of the angular velocity associated with traveling of the vehicle can be easily eliminated.
As a result, it is possible to accurately input a command intended by the user under various situations including a situation where the user is not stationary with respect to the geomagnetism, that is, the ground.
以上のごとく、本発明によれば、多様な状況下において、使用者の意図する指令を携帯機器に正確に入力することができる安価なコマンド入力システムを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive command input system that can accurately input a command intended by a user to a portable device under various circumstances.
本発明(請求項1)において、上記携帯機器としては、例えば、携帯電話機等の携帯端末がある。
また、上記コマンド入力システムによって実行を指令する上記携帯機器の機能としては、例えば、表示画面のページ送り又はページ戻し、電話のオフフック、オンフック、画面に表示されるコマンド選択等、種々の機能を適用することができる。
In the present invention (Claim 1), examples of the portable device include a portable terminal such as a cellular phone.
In addition, as a function of the portable device instructing execution by the command input system, various functions such as display page turn or page return, telephone off-hook, on-hook, command selection displayed on the screen, etc. are applied. can do.
また、上記特定の回転運動は、上記角速度の時間変化によって特定されることが好ましい(請求項2)。
この場合には、入力する角速度の情報を多様化できると共に、誤認識を抑制することもできる。すなわち、角速度の大きさだけでなく、その時間変化も情報の一つとすることによって、多種多様な回転運動を各種機能に割り当てることができる。それと共に、使用者が意図しない携帯機器の動きを入力信号として認識されることを抑制することができる。
Further, it is preferable that the specific rotational motion is specified by a temporal change in the angular velocity.
In this case, the input angular velocity information can be diversified and erroneous recognition can be suppressed. That is, not only the magnitude of the angular velocity but also the change with time is one piece of information, so that a wide variety of rotational motions can be assigned to various functions. At the same time, it is possible to prevent the movement of the mobile device that is not intended by the user from being recognized as an input signal.
また、上記角速度算出手段は、上記3軸直交座標系の3軸のうちの一つを中心軸として上記角速度を算出し、上記中心軸は、上記各成分の測定値に基づいて決定されることが好ましい(請求項3)。
この場合には、容易に上記回転運動の角速度を算出することができる。
The angular velocity calculation means calculates the angular velocity using one of the three axes of the three-axis orthogonal coordinate system as a central axis, and the central axis is determined based on the measured values of the components. (Claim 3).
In this case, the angular velocity of the rotational motion can be easily calculated.
また、予め定められた上記特定の回転運動は複数種類存在し、それぞれの特定の回転運動に対して異なる機能が上記実行指示手段によって指示されるよう構成されていることが好ましい(請求項4)。
この場合には、複数の機能を、使用者の意図に応じて、正確かつ容易に使い分けることができる。
Further, it is preferable that a plurality of types of the specific rotation motions determined in advance exist, and that different functions for each specific rotation motion are instructed by the execution instructing means. .
In this case, a plurality of functions can be used properly and accurately according to the user's intention.
本発明の実施例にかかるコマンド入力システムにつき、図1〜図7を用いて説明する。
本例のコマンド入力システム1は、携帯機器6に回転運動を与えることによって所望の機能を実行させるための指令を入力する。
そして、図1に示すごとく、コマンド入力システム1は、下記の磁気センサ2と、角速度算出手段3と、モーション判定手段4と、実行指示手段5とを有する。
A command input system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The command input system 1 of this example inputs a command for executing a desired function by giving a rotational motion to the
As shown in FIG. 1, the command input system 1 includes the following
磁気センサ2は、図2に示すように携帯機器6に固定された3軸直交座標系61の3軸方向における地磁気ベクトルの各成分を測定する。また、磁気センサ2は、上記3軸方向の地磁気成分をそれぞれ検出する3基のマグネト・インピーダンス・センサ素子からなる。マグネト・インピーダンス・センサ素子は、MI(Magneto−impedance)現象を利用して磁気センシングを行うものであり、例えば、特開2007−113993号公報に開示されているものがある。
なお、磁気センサ2は、マグネト・インピーダンス・センサ素子以外にも、例えば、ホール素子、磁気抵抗素子等によって構成することもできる。
The
The
そして、磁気センサ2によって測定された地磁気ベクトルのデータを用いて、コンピュータ11にて後述するような演算、判定、指示等を行う。すなわち、コンピュータ11は、下記の角速度算出手段3と、モーション判定手段4と、実行指示手段5とを有する。
角速度算出手段3は、上記各成分の測定値に基づいて、空間における携帯機器6の回転運動の角速度を算出する。
モーション判定手段4は、角速度算出手段3によって算出した角速度の情報を基に、予め定められた携帯機器6の特定の回転運動がなされたか否かを判定する。
実行指示手段5は、モーション判定手段4による判定結果に基づいて、携帯機器6における所定の機能を実行するよう指示する。
Then, using the geomagnetic vector data measured by the
The angular velocity calculation means 3 calculates the angular velocity of the rotational motion of the
The
The execution instructing
本例においては、コマンド入力システム1を搭載する携帯機器6を、携帯電話機とした例につき説明する。また、コマンド入力システム1によって実行を指令する携帯機器6の機能として、表示画面のページ送り及びページ戻しの機能を適用した例について説明する。
また、3軸直交座標系61は、図2に示すごとく、携帯機器(携帯電話機)6の表示画面62の左右方向をx軸、上下方向をy軸、法線方向をz軸とし、それぞれ、右方、上方、手前側をプラス側とするように、携帯機器6に固定されている。
In this example, a description will be given of an example in which the
Further, as shown in FIG. 2, the three-axis
以下、本例のコマンド入力システム1の動作につき具体的に説明する。
ここでは、図3に示すごとく、使用者が携帯機器6を表示画面62の上下方向、すなわち3軸直交座標系61のy軸が回転軸となるように回転させると共に即座に元に戻すという動作を行ったときに、ページ送り又はページ戻しの機能を実行させる場合につき説明する。
The operation of the command input system 1 of this example will be specifically described below.
Here, as shown in FIG. 3, the user rotates the
より具体的には、表示画面62が使用者側を向くような状態で携帯機器6を片手で持ち、手首をひねるようにして素早く、回転軸(y軸)を中心に右方向に回転させ(図3(A)、(B))、その後即座に左方向に回転させて元の姿勢に戻す(図3(C)、(D))。このとき、ページ送り機能を実行させる。
逆に、回転軸(y軸)を中心に左方向に回転させ、その後即座に右方向に回転させて元の姿勢に戻したとき、ページ戻し機能を実行させる。
なお、この間の回転角度は特に利用せず、角速度を利用する。ただし、高周波の振動などによるノイズを防ぐために、所定の回転角度未満の検出信号を除去するフィルタを用いることはできる。
More specifically, the
Conversely, when the page is rotated leftward about the rotation axis (y-axis) and then immediately rotated rightward to return to the original posture, the page return function is executed.
The rotation angle during this period is not particularly used, and the angular velocity is used. However, in order to prevent noise due to high-frequency vibration or the like, it is possible to use a filter that removes detection signals less than a predetermined rotation angle.
まず、磁気センサ2は、20m秒周期にて上記3軸直交座標系61におけるx軸、y軸、z軸のそれぞれの方向の磁気ベクトルの成分を測定する。この測定値を、逐次、コンピュータ11内のメモリに蓄積する。この測定値のデータを基に、3軸直交座標系61の3軸のうちの一つを、後に計算する角速度の中心軸に決定する。具体的には、上記3軸方向の磁気ベクトルのそれぞれの時間変化を求め、その時間変化が最も小さい軸方向を中心軸として決定する。
本例の場合、上述のごとく、使用者が携帯機器6を表示画面62の上下方向(y軸)が回転軸となるように回転させるため、そのy軸方向の磁気ベクトル成分の時間変化が最も小さくなる。なお、y軸を中心に回転させることを意識しても、通常は誤差があるため、y軸方向の磁気ベクトル成分の時間変化は必ずしもゼロになるわけではない。
First, the
In the case of this example, as described above, since the user rotates the
次に、角速度算出手段3は、中心軸として決定したy軸を中心とする携帯機器6(3軸直交座標系61)の角速度ωyを算出する。すなわち、3軸方向の地磁気ベクトル成分の時間変化を基に、角速度ωyを算出する。その算出方法は、後述する。
例えば、図3に示すように、携帯機器6を、y軸を中心に右方向に回転させ、その後即座に左方向に回転させて元の姿勢に戻すという動作を行ったとき、図4の曲線L1に示すごとく、ωyが正の値をとって閾値ωtを超えてある程度の大きさとなった後、ωyは急激に減少し、負の値をとって閾値−ωtを下回ってある程度の大きさとなる。その後、ωyは略0となる。これを「検出パターン1」とする。
Next, the angular velocity calculation means 3 calculates the angular velocity ω y of the portable device 6 (three-axis orthogonal coordinate system 61) around the y-axis determined as the central axis. That is, the angular velocity ω y is calculated based on the time change of the geomagnetic vector component in the three axis directions. The calculation method will be described later.
For example, as shown in FIG. 3, when the
逆に、y軸を中心に左方向に回転させ、その後即座に右方向に回転させて元の姿勢に戻すという動作を行ったとき、図5の曲線L2に示すごとく、ωyが負の値をとって閾値−ωtを下回ってある程度の大きさとなった後、ωyは急激に増加し、正の値をとって閾値ωtを超えてある程度の大きさとなる。その後、ωyは略0となる。これを「検出パターン2」とする。
On the contrary, when an operation of rotating leftward about the y-axis and then immediately rotating rightward to return to the original posture is performed, ω y is a negative value as shown by a curve L2 in FIG. Is taken below the threshold value −ω t and becomes a certain level, then ω y increases rapidly, takes a positive value and exceeds the threshold value ω t and reaches a certain level. Thereafter, ω y becomes substantially zero. This is referred to as “
ただし、携帯機器6を、y軸を中心に右方向に回転させ、その後即座に左方向に回転させて元の姿勢に戻すという動作(第1入力動作)、あるいはその逆の動作(第2入力動作)を行おうとした場合、使用者によって、その動きは様々な動きになり得る。
その中で、上記の動作と大きく異なる例として、次のような動作がある。すなわち、使用者によっては、上記第1入力動作における最初の右回転又は上記第2入力動作における最初の左回転の前に、反動をつける者もある。つまり、図6に示すごとく、本来(図4のように検出される動作)の最初の右回転の角速度ωy(>0)の前に左回転の角速度ωy(<0)が検出される場合(これを「検出パターン3」とする。)や、図7に示すごとく、逆に本来(図5のように検出される動作)の最初の左回転の角速度ωy(<0)の前に右回転の角速度ωy(>0)が検出される場合(これを「検出パターン4」とする。)もある。
However, the
Among these, the following operations are examples that are significantly different from the above operations. That is, some users give a reaction before the first right rotation in the first input operation or the first left rotation in the second input operation. In other words, as shown in FIG. 6, the angular velocity ω y (<0) of the left rotation is detected before the original angular velocity ω y (> 0) of the first right rotation (the operation detected as shown in FIG. 4). In this case (this is referred to as “detection pattern 3”), or as shown in FIG. 7, on the contrary, before the original angular velocity ω y (<0) of the first counterclockwise rotation (the operation detected as shown in FIG. 5). In some cases, an angular velocity ω y (> 0) of right rotation is detected (this is referred to as “
このように、第1入力動作(ページ送りを意図する動作)に対して大きく分けて上記の検出パターン1と3とがあり、第2入力動作(ページ戻しを意図する動作)に対して大きく分けて上記の検出パターン2と4とがあるが、各検出パターンの中でも、使用者の個人差によって様々な波形が得られ得る。
そこで、各検出パターン1〜4は、以下の条件をクリアしたか否かによって該当するか否かを判断する。
As described above, the detection patterns 1 and 3 are roughly divided with respect to the first input operation (operation intended for page turning), and are roughly divided for the second input operation (operation intended for page return). Although there are the
Therefore, it is determined whether each of the detection patterns 1 to 4 is applicable depending on whether or not the following conditions are satisfied.
すなわち、検出パターン1は、角速度ωyが最初に閾値ωtに達した時点t0から所定時間Tの間に、ωy≧ωtとωy≦−ωtとを順次検出した場合に、該当するものとする。
検出パターン2は、角速度ωyが最初に閾値−ωtに達した時点t0から所定時間Tの間に、ωy≦−ωtとωy≧ωtとを順次検出した場合に、該当するものとする。
検出パターン3は、角速度ωyが最初に閾値−ωtに達した時点t0から所定時間Tの間に、ωy≦−ωtとωy≧ωtとωy≦−ωtとを順次検出した場合に、該当するものとする。
検出パターン4は、角速度ωyが最初に閾値ωtに達した時点t0から所定時間Tの間に、ωy≧ωtとωy≦−ωtとωy≧ωtとを順次検出した場合に、該当するものとする。
ここで、たとえば、T=2秒間、ωt=100°/秒とすることができる。
That is, in the detection pattern 1, when the angular velocity ω y first reaches the threshold value ω t and ω y ≧ ω t and ω y ≦ −ω t are sequentially detected from the time t 0 to the predetermined time T, Applicable.
The
In the detection pattern 3, ω y ≦ −ω t , ω y ≧ ω t, and ω y ≦ −ω t are set between the time t 0 when the angular velocity ω y first reaches the threshold −ω t and the predetermined time T. It shall be applicable when detected sequentially.
The
Here, for example, T = 2 seconds and ω t = 100 ° / second.
上記のようにしてモーション判定手段4において検出パターン1〜4の何れかが検出されたと判断されたとき、実行指示手段5において、それぞれの検出パターン1〜4に応じて、携帯機器6の機能を実行する。すなわち、モーション判定手段4において検出パターン1又は3が得られたと判断されたとき、実行指示手段5は、ページ送り機能を実行するよう指示を出す。また、モーション判定手段4において検出パターン2又は4が得られたと判断されたとき、実行指示手段5は、ページ戻し機能を実行するよう指示を出す。
なお、モーション判定手段4において検出パターン1〜4のいずれも得られないと判断されたときには、実行指示手段5は機能実行の指示を出さない。
When it is determined that any one of the detection patterns 1 to 4 is detected by the
When the
なお、3軸直交座標系61における磁気ベクトルの変化を基にした角速度ωyの算出は、以下のように行うことができる。
上述のごとく、磁気センサ2が逐次検出した各時点における磁気ベクトルの情報は、メモリに蓄積される。そこで、異なる2時点における磁気ベクトルのデータをメモリから読み出して、その変化を基に角速度を算出する。
Note that the calculation of the angular velocity ω y based on the change of the magnetic vector in the three-axis orthogonal coordinate
As described above, the magnetic vector information at each time point detected by the
たとえば、異なる時刻t、t+Δtにおける磁気ベクトルをそれぞれm1、m2とし、そのx、y、z成分をそれぞれ以下のように表す。すなわち、m1=(m1x、m1y、m1z)、m2=(m2x、m2y、m2z)とする。括弧内のパラメータは、ベクトルのx成分、y成分、z成分を表す。以下においても同様である。
これらの2時点における磁気ベクトルm1、m2のデータから、その差である差分ベクトルΔmを算出すると以下のようになる。
Δm=m2−m1=(m2x−m1x、m2y−m1y、m2z−m1z)=(Δmx、Δmy、Δmz)
For example, the magnetic vectors at different times t and t + Δt are m 1 and m 2 , respectively, and their x, y, and z components are respectively expressed as follows. That is, m 1 = (m 1x , m 1y , m 1z ) and m 2 = (m 2x , m 2y , m 2z ). Parameters in parentheses represent the x component, y component, and z component of the vector. The same applies to the following.
From the data of the magnetic vector m 1, m 2 at these two time points, as follows to calculate the difference vector Δm is the difference.
Δm = m 2 -m 1 = ( m 2x -m 1x, m 2y -m 1y, m 2z -m 1z) = (Δm x, Δm y, Δm z)
Δmx、Δmy、Δmzのすべてがある所定の閾値Mより小さい場合には、携帯機器6が静止していると判断する。
一方、Δmx、Δmy、Δmzのすべてが閾値Mより大きい場合には、測定不可能と判断する。
そして、Δmx、Δmy、Δmzのうちの一つが閾値Mよりも小さいとき、その成分の方向の軸を回転運動の中心軸として認定する。
なお、Δmx、Δmy、Δmzのうちの二つが閾値Mよりも小さいときは、両者のうち、より小さいほうの成分の方向の軸を中心軸と判定する。或いは、この測定の直前に中心軸として判定されていたものと同じ軸を中心軸としてもよい。
Delta] m x, Delta] m y, when a predetermined threshold value M is smaller than that for all the Delta] m z is the
On the other hand, when Δm x , Δm y , and Δm z are all greater than the threshold value M, it is determined that measurement is impossible.
Then, Delta] m x, when Delta] m y, less than one threshold M of Delta] m z, certifies axis of its components as a central axis of the rotary motion.
When two of Δm x , Δm y , and Δm z are smaller than the threshold value M, the axis in the direction of the smaller component is determined as the central axis. Alternatively, the same axis as that determined as the central axis immediately before the measurement may be used as the central axis.
上述のごとく、本例では、ページ送り機能又はページ戻し機能の実行指示を入力しようとするとき、使用者はy軸を中心に携帯機器6を回転させようとするため、その動作に大きなずれがない限り、Δmyが閾値よりも小さく、Δmx、Δmzが閾値よりも大きくなるという状況が得られる。それゆえ、y軸が中心軸として判定される。
そして、角速度算出手段3は、y軸を中心軸とする角速度ωyを以下のようにして求める。
すなわち、上述の2つの時刻t、t+Δtの間におけるy軸の周りの磁気ベクトルの回転角度Δθを、以下の式によって算出する。
Δθ=tan−1(m2z/m2x)−tan−1(m1z/m1x)
As described above, in this example, when the user tries to input an instruction to execute the page feed function or the page return function, the user tries to rotate the
And the angular velocity calculation means 3 calculates | requires angular velocity (omega) y which sets a y-axis as a central axis as follows.
That is, the rotation angle Δθ of the magnetic vector around the y axis between the above two times t and t + Δt is calculated by the following equation.
Δθ = tan −1 (m 2z / m 2x ) −tan −1 (m 1z / m 1x )
そして、この回転角度Δθを上記2つの時点の間の時間で除することにより、y軸周りの角速度ωyが得られる。すなわち、ωy=Δθ/Δtである。
このωyを逐次算出し、その時間変化が、上記の検出パターン1〜4の何れに該当するか、或いはいずれにも該当しないかを、モーション判定手段4によって行う。そして、その判定結果に応じて、実行指示手段5が、対応するコマンド、すなわちページ送り機能又はページ戻し機能の実行を指示する。
Then, by dividing the rotation angle Δθ by the time between the two time points, an angular velocity ω y around the y axis can be obtained. That is, ω y = Δθ / Δt.
This ω y is sequentially calculated, and the
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記コマンド入力システム1は、磁気センサ2を用いて携帯機器6に固定された3軸方向における地磁気ベクトルの各成分を測定し、その測定値を利用して機能実行の指令を入力する。そのため、機械的な加速度センサなどを用いる必要がないため、簡単な構成にて安価なコマンド入力システムを得ることができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
The command input system 1 measures each component of the geomagnetic vector in the three-axis directions fixed to the
また、上記コマンド入力システム1は、携帯機器6の回転運動の角速度を算出し、算出された角速度の情報を基に、予め定められた携帯機器6の特定の回転運動がなされたか否かを判定し、その判定結果に基づいて、携帯機器6における所定の機能を実行するよう指示する。このように、モーション判定手段4において、携帯機器6の回転運動の角速度の情報を利用して、上記特定の回転運動が行われたか否か、すなわち所定の機能を実行するか否かを決定する。そのため、必ずしも使用者が地面(地磁気)に対して静止した状態になくても、使用者の意図する指令を正確に入力することができる。
Further, the command input system 1 calculates the angular velocity of the rotational motion of the
すなわち、例えば、使用者が電車や自動車等の車両に乗った状態で上記の動作を行ったとき、使用者と共に時々刻々と変化する携帯機器の方位がノイズとなることはない。つまり、車両が方向転換する場合、乗員や乗客の安全等を考慮すれば、その角速度には限界がある。そのため、車両の走行に伴って与えられる携帯機器6への角速度は、特に大きなものとはならない。
これに対して、使用者が携帯機器6に与える回転運動は、充分に大きな角速度を伴うものとすることができる。
これは、車両の角速度のみならず、日常生活において想定される使用者自身の角速度に比べれば、充分に大きな角速度を伴う回転運動を携帯機器6に与えることは可能である。
That is, for example, when the user performs the above-described operation while riding a vehicle such as a train or an automobile, the orientation of the portable device that changes every moment with the user does not become noise. In other words, when the vehicle changes its direction, its angular velocity is limited in consideration of the safety of passengers and passengers. Therefore, the angular velocity to the
On the other hand, the rotational motion given to the
This can give the portable device 6 a rotational motion with a sufficiently large angular velocity as compared to the angular velocity of the user himself / herself assumed in daily life as well as the angular velocity of the vehicle.
したがって、上記コマンド入力システム1において予め定めておく上記特定の回転運動として、充分に大きな角速度を伴う回転運動を設定しておけば、車両の走行に伴う角速度の影響を容易に排除することができる。
その結果、使用者が地磁気に対して即ち地面に対して静止していない状況も含め、多様な状況下において、使用者の意図するコマンドを正確に入力することが可能となる。
Therefore, if a rotational motion with a sufficiently large angular velocity is set as the specific rotational motion determined in advance in the command input system 1, the influence of the angular velocity associated with traveling of the vehicle can be easily eliminated. .
As a result, it is possible to accurately input a command intended by the user under various situations including a situation where the user is not stationary with respect to the geomagnetism, that is, the ground.
また、上記特定の回転運動は、上記角速度の時間変化によって特定される。すなわち、単なる角速度の大きさだけの情報ではなく、図4〜図7に示すような角速度の所定のパターンによって特定されている。これにより、入力する角速度の情報を多様化できると共に、誤認識を抑制することもできる。すなわち、角速度の大きさだけでなく、その時間変化も情報の一つとすることによって、多種多様な回転運動を各種機能に割り当てることができる。それと共に、使用者が意図しない携帯機器6の動きを入力信号として認識されることを抑制することができる。
Further, the specific rotational motion is specified by a change in the angular velocity with time. That is, it is specified by a predetermined pattern of angular velocity as shown in FIGS. As a result, it is possible to diversify the information on the angular velocity to be input and to suppress erroneous recognition. That is, not only the magnitude of the angular velocity but also the change with time is one piece of information, so that a wide variety of rotational motions can be assigned to various functions. At the same time, the movement of the
また、上記角速度算出手段3は、上記3軸直交座標系61の3軸のうちの一つであるy軸を中心軸として上記角速度を算出し、上記中心軸は、上記各成分の測定値に基づいて決定される。そのため、容易に上記回転運動の角速度を算出することができる。
Further, the angular velocity calculation means 3 calculates the angular velocity with the y-axis that is one of the three axes of the three-axis orthogonal coordinate
以上のごとく、本例によれば、多様な状況下において、使用者の意図する指令を携帯機器に正確に入力することができる安価なコマンド入力システムを提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide an inexpensive command input system that can accurately input a command intended by the user to the portable device under various circumstances.
上記実施例においては、ページ送り及びページ戻しの機能についてのみ説明したが、その他、例えば、電話のオフフック、オンフック、画面に表示されるコマンド選択等、種々の機能を適用することができる。
また、予め定められた上記特定の回転運動を複数種類用意し、それぞれの特定の回転運動に対して異なる機能が上記実行指示手段によって指示されるよう構成することもできる。この場合には、複数の機能を、使用者の意図に応じて、正確かつ容易に使い分けることができる。
また、例えば、y軸周りのみならず、x軸周りの回転運動、z軸周りの回転運動を検出して、各種コマンド入力に適用してもよい。
In the above embodiment, only the page feed and page return functions have been described, but various other functions such as telephone off-hook, on-hook, and command selection displayed on the screen can be applied.
It is also possible to prepare a plurality of types of predetermined specific rotary motions so that different functions are instructed by the execution instruction means for each specific rotary motion. In this case, a plurality of functions can be used properly and accurately according to the user's intention.
Further, for example, not only around the y axis but also around the x axis and around the z axis may be detected and applied to various command inputs.
1 コマンド入力システム
2 磁気センサ
3 角速度算出手段
4 モーション判定手段
5 実行指示手段
6 携帯機器
61 3軸直交座標系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
上記携帯機器に固定された3軸直交座標系の3軸方向における地磁気ベクトルの各成分を測定する磁気センサと、
上記各成分の測定値に基づいて、空間における上記携帯機器の回転運動の角速度を算出する角速度算出手段と、
該角速度算出手段によって算出した角速度の情報を基に、予め定められた上記携帯機器の特定の回転運動がなされたか否かを判定するモーション判定手段と、
該モーション判定手段による判定結果に基づいて、上記携帯機器における所定の機能を実行するよう指示する実行指示手段とを有することを特徴とするコマンド入力システム。 A command input system for inputting a command for executing a desired function by giving a rotary motion to a portable device,
A magnetic sensor for measuring each component of the geomagnetic vector in the three-axis direction of the three-axis orthogonal coordinate system fixed to the portable device;
Based on the measured values of the respective components, angular velocity calculating means for calculating the angular velocity of the rotational motion of the portable device in space;
Motion determining means for determining whether or not a predetermined rotational movement of the portable device is made based on information on the angular speed calculated by the angular speed calculating means;
A command input system comprising: an execution instructing unit that instructs to execute a predetermined function in the portable device based on a determination result by the motion determining unit.
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| JP2014011713A (en) * | 2012-07-02 | 2014-01-20 | Brother Ind Ltd | Output processing program and output device |
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