操作输入装置及操作输入方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种操作输入装置及操作输入方法，不必把手指等指示物特意移动到确定的空间，可以提高空间人机接口的使用方便性。该操作输入装置包括：检测物体三维位置的三维图象传感器（１）；基于虚拟的指示空间内的物体位置、检测显示器画面上的对象点坐标的坐标检测部（２３）；检测指示空间内的物体的三维移动的移动检测部（２４）；以及根据物体的三维移动等判断操作内容的操作输入内容判断部（２５）；通过将可由手指等指示物操作的指示空间设定成连接显示器画面和基准点的圆锥状，可以不必进行将指示物特意移动到被固定成平面状的空间面上的麻烦操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及，特别是适用于对计算机设备及导航装置等赋予通过操作员操作输入的输入指命令的操作输入装置。
技术介绍
现有的对计算机设备及导航装置等赋予通过操作员操作输入的输入指令的操作输入装置，大多采用具有键盘、鼠标、跟踪球及操纵杆等遥控器、触摸屏等。这些操作输入装置都是通过人手实际接触进行操作的接触型输入设备，操作麻烦。例如，在计算机设备上起动应用软件进行操作业时，就需要一个一个分开使用进行字符输入等的键盘、和进行位置指定等的鼠标或跟踪球，这种分开使用非常麻烦。另外，当操作车载的导航装置时，驾驶员为了安全，需要把车停下来，将手从方向盘上离开，来一个一个操作遥控器的操纵杆或触摸屏，无法进行简单的操作。对此，也曾提出了检测空间上的手指移动，来进行操作输入的非接触型技术(例如，参照专利文献1)。在该专利文献1所记载的技术中，在对应于显示器画面的规定空间扫描红外线，通过红外线传感器检测红外线照射在进入该空间内的手指等指示物上。然后，从此时的红外线照射位置，求出由该指示物所指定的空间上的位置，并定位与该空间位置对应的显示器画面上的位置，输出由该位置指定确定的规定的操作指令。专利文献1日本特开平8-202480号公报但是，在上述专利文献1中记载的技术中，由于应操作输入的空间位置被特定在红外线扫描面上，所以必须将手指等指示物特意移动到该空间面上。特别是，无论操作者相对于显示器画面是否总是位于同一位置，可以操作输入的空间却总是固定在对应于显示器画面的规定空间。因此，无论操作者在何处，都必须将手指等指示物特意移动到所确定位置的空间面上，使用非常困难。另外，使用操作输入装置的操作者并不一定是一个人，也有可能是体态不同的操作者进行操作，而专利文献1中记载的技术，如上所述地，可以操作输入的空间面却被固定在规定的位置。但是，操作者的手到达的范围因体态不同而有所差异，因空间面位置的不同，对个子小的操作者会有操作输入较困难的问题。另外，由于空间面相对于显示器画面是以绝对位置关系规定的，所以当操作者的位置改变时，看空间面的角度各不相同，就会有在操作输入上产生误差的问题。另外，在上述专利文献1所记载的技术中，由于与指示物的操作输入对应的移动与其他移动没有区别，所以只要指示物进入空间面就全都判断为操作输入，存在可能违反用户意图而进行操作输入的问题。另外，上述的接触型及非接触型的操作输入装置，都只是可以对显示器画面上显示的目标进行操作输入，而不能对假定为位于显示器画面外侧的目标进行直接操作。例如，导航装置的情况下，在显示器画面上显示的地图只是全部中的一小部分，在其周围存在接续的地图。这种地图信息中，在假定为位于显示器画面外的信息，可以从显示器画面内显示的信息中很容易想象出来，而且，即使在可以假定位置的地点位于画面外的情况下，现有技术也不能直接操作该地点。为此，需要反复进行画面的滚动操作，直到使所假定的地点进入画面内，非常麻烦。另外，计算机设备及导航装置等的指令输入方法，广泛使用点压显示器画面上显示的按钮状指示区域的方法。例如，如果是触摸屏，则通过用手指触摸显示器画面上显示的按钮状的指示区域，来输入指令。但是，当加大指示区域的面积时，则显示地图或电影等的主要内容信息的面积变小，主要的内容信息就不易观看了。反之，为了防止这一情况而减小指示区域的面积时，就会要求用手指点压的精度，产生及难以操作的问题。这一问题，尤其在像导航装置那样显示器画面的尺寸不那么大时更为显著。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决这一问题而提出的，其目的在于，在所确定的固定空间不需要特意移动手指等指示物，提高使用的方便性。另外，本专利技术的目的还在于，与操作者所在位置无关，从任何位置都可以进行普通的操作输入。另外，本专利技术的目的还在于，与操作者所在位置无关，无论从何处操作都难以产生误差。另外，本专利技术的目的还在于，可以避免进行违反用户意图的操作的不当情况。本专利技术是鉴于这样的实际情况而形成的，其目的在于，对于假定为位于显示器画面外侧的点及目标，可以直接进行操作输入。另外，本专利技术的目的还在于，加大显示主要内容信息的面积的同时，而不减小指示区域，可以容易地进行操作输入。为了解决上述的课题，本专利技术检测物体的三维位置，并检测连接显示器画面和规定基准点而形成的虚拟的指示(ポインティング)空间内物体的三维移动，并且，计算出将指示空间内的物体所存在的位置映射在显示器画面上而得到的显示器画面上的对象点坐标，根据物体的三维移动和对应于物体位置的显示器画面上的对象点坐标，判断操作输入内容。另外，也可以识别指示空间内的物体是规定的指示物，并基于对识别为是指示物的物体检测出的指示空间内的位置，检测该指示物的三维移动及在显示器画面上的对象点的坐标。另外，上述的指示空间，是连接显示器画面与位于离开该显示器画面的位置上的规定基准点而形成的锥体状的虚拟空间，规定的基准点最好设定在例如操作者眼睛的位置。另外，规定的基准点也可以将接触显示器画面与连接在各空间上对该显示器画面的四角进行指示动作时的物体位置所得到的面的双方为断面具有的锥体顶点的位置作为初始值，跟踪操作者移动而移动。另外，当可以假定操作者的移动很小时，也可以固定在初始值。另外，在显示器画面的外部假定具有一定大小的延长面，并对显示器画面和延长面合在一起的展开面进行设定。然后，检测对该展开面进行的指示动作，输出对应的操作指令。专利技术的效果根据上述构成的本专利技术，由于可以用手指等指示物操作的指示空间，设定成连接显示器画面和基准点的圆锥状，所以不必进行将手指等指示物特意移动到被固定为平面状的空间面上的操作。另外，如果指示物的位置是在指示空间内，则指示物也可以是显示器画面和操作者间的任意位置，所以在操作者的手可以够到的范围内，可以通常地进行操作输入。这样，可以提高空间上的人机接口的操作输入装置的使用方便性。另外，根据本专利技术，由于显示器画面上的坐标是映射指示物存在的位置而得到的，所以无论操作者相对于显示器画面位于哪个位置，都可以使在操作输入中产生误差的不良情况减到最小限度。另外，根据本专利技术，由于从在指示空间内所检测的物体中识别规定的指示物，并只以该指示物为对象进行操作输入内容的判断，所以即使指示物以外的物体在指示空间内移动，也不会判断为有操作输入。另外，由于只在指示物进行规定的移动时才判断为有操作输入，所以可以区别对应于指示物操作输入的移动与其他的移动，即使指示物偶然在指示空间内移动，只要是无意图的移动，也不会判断为有操作输入。这样，可以防止违反用户意图进行操作输入的不良情况。另外，当把操作者眼睛的位置设定为规定指示空间的规定的基准点时，如果操作者移动，则指示空间也随移动的眼睛位置移动。这样，无论操作者相对于显示器画面移动到什么位置，也不必进行像现有技术那样把手指等指示物特意移动到被固定的空间面上的操作，可以通常地进行操作输入，可以更加提高空间上的人机接口的使用方便性。另外，当规定指示空间的规定基准点，是设定在接触连接显示器画面、与在各空间上对该显示器画面的四角进行指定操作时的指示物位置所得到的面的双方为断面具有的锥体顶点的位置时，操作者盯着显示器画面对显示器画面内的位置进行普通指示时的指示物位置，一定包含在指示空间中。这样，可以以更自然的形式进行操作输入，可以更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作输入装置，其特征在于，包括：指示空间设定单元，设定连接屏开面与位于离开该展开面的场所的规定基准点而形成的锥体状的虚拟指示空间；以及指示动作检测单元，检测在上述指示空间内进行的指示动作，并输出对应的操作指令。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：远藤谦二郎，
申请(专利权)人：阿尔派株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]