JP3745182B2

JP3745182B2 - 指示方向信号処理方法および装置

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Publication number: JP3745182B2
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Inventors: 美智太郎堀内
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Publication date: 2006-02-15
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジョイスティック等の指示操作子から得られる信号を処理する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ジョイスティックユニットは、中立位置にバネ力で直立しているスティックを有し、このスティックがユーザによりバネ力に抗して任意方向へ傾倒操作される。このときのスティックの傾倒方向（および傾倒角）が各種装置の入力情報として利用される。
【０００３】
いわゆるアナログ型のジョイスティックユニットは、直交する２軸（ＸおよびＹ）方向のスティックの傾倒角度に応じた大きさのアナログ信号を出力する２個のポテンショメータを有する。この両軸の出力値に基づいてスティックの傾倒方向および傾倒角を求めることができる。
【０００４】
このようなジョイスティックユニットでは、スティックを中立点に復帰させるバネ力の不均衡、ポテンショメータの抵抗値のばらつき等によって、スティックの機械的な中立点でジョイスティックユニットの両軸の出力がそれぞれ０になるとは限らない。
【０００５】
特開平９−１３０９１８号公報には、スティックの中立点付近の所定範囲内、並びに、Ｘ軸およびＹ軸の各軸近傍の帯状範囲で、当該軸の出力を０とする、いわゆる不感帯を設ける技術が開示されている。この公報は電動車椅子に関するものであり、スティックの傾倒角で走行速度を制御する構成を有する。さらに具体的には、高速走行時の不感帯による操作遅延を防止するために、一方の軸の出力値（絶対値）が大きいほど他方の軸の帯状の不感帯幅を狭くしている。
【０００６】
特開平８−２８１５８４号公報は、三次元測定器の操作に使用するためのジョイスティックユニットを開示している。この装置では、ジョイスティックのアナログ出力をサンプリングしてデジタル化した信号の絶対値が所定値以下の場合に外部への出力値を０とする不感帯を設けるとともに、デジタル信号の１サンプリング周期当たりの変化量が閾値を越えたときには前記不感帯を無視してデジタル信号をそのまま外部へ出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ジョイスティックは、前後左右の４方位の指示にとどまらず、さらに多くの方位（例えば８方位または１６方位以上）の指示に利用することができる。しかし、その方位の数が多ければ多いほど、１方位当たりの方位角範囲が狭くなるため、ユーザによる正確な方位の指示（スティックの位置決め）が困難になる。
【０００８】
このような問題を解決するために、表示画面上で環状に配置された複数の表示位置に多方位を対応付け、スティックの操作に応じて順次各表示位置にカーソルを時計方向または反時計方向に回転移動させ、カーソルが目標位置に達したときに、スティックを中立位置に戻すことによりカーソルの移動を停止させる。このようにすれば、カーソルは順次各方位に対応した表示位置へ移動するので、方位数が多くても目的の方位を比較的容易に選択することが可能となる。
【０００９】
しかし、方位数が多いほどカーソルが目標位置に達するまでに時間を要する。この時間を短縮するには、カーソルの移動速度を上げる必要があるが、方位数が多いほど各方位の角度範囲が狭くなる上にカーソルの移動速度が上がるため、正確に目標方位を指示し、かつ、カーソルを正確に目標位置で停止させるスティック操作が困難となる。すなわち、カーソルが目標位置を通り過ぎたり、目標位置に達しなかったりすることが生じる。
【００１０】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、指示操作子を用いて比較的迅速にかつ正確に多方位の指示を行うことができる指示方向信号処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の他の目的は、多方位の指示を行う指示操作子の操作性を向上させることができる指示方向信号処理方法および装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による指示方向信号処理装置は、指示操作子の傾倒方向に基づいて少なくとも８方位の指示を行う指示方向信号処理装置であって、少なくとも８方向に傾倒可能な指示操作子を有し、指示操作子の傾倒方向信号を出力する手段と、この傾倒方向信号に基づいて認識された指示操作子の傾倒方向が予め定められた各方位角範囲のいずれに入るかを調べ、当該方位を目標方位として判定する目標方位判定手段と、前記少なくとも８方位に関連づけられ環状に配置された複数の表示位置のうちの１つを、現在選択されている現在方位として表示画面上で識別表示する表示手段と、前記表示画面上で現在方位から目標方位へ識別表示を順次回転移動させるとともに、当該識別表示された方位を新たな現在方位とし、前記指示操作子の傾倒角が予め定めた不感帯角度内に戻ったときまたは前記識別表示が目標方位に達したとき前記識別表示の移動を停止し、その時点の現在方位を維持する識別表示移動制御手段と、この識別表示移動制御手段は、前記指示操作子の傾倒角が前記不感帯角度を超えている間、少なくとも前記識別表示が前記目標方位へ達する直前の表示位置で識別表示の移動速度を低下させることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、指示操作子の操作により表示画面上で識別表示が各方位へ移動していき、かつ、目標方位の直前の表示位置で移動速度を低下するので、ユーザによる目標方位の指示が誤って１ステップ先の方位を指示していたとしても、その直前のステップで指示操作子の傾倒角を不感帯内に入れる（指示操作子を中立位置に戻す）ことにより、識別表示の移動を停止させ、意図した方位を選択することができる。識別子の移動速度は目標方位の直前までは比較的速い速度に維持できるので、速度低下による方位選択時間は最小限に抑えられる。これにより、操作の容易性と確実性を両立させることができる。
【００１４】
前記識別表示移動制御手段は、前記識別表示の移動時に、目標方位の１ステップ手前または２ステップ手前の方位において前記識別表示の移動速度を低下させるようにしてもよい。この場合、目的の方位を選択完了するまでに若干の時間増加となる場合があるが、余裕を持って目的の方位でカーソルを停止させることが可能となる。
【００１５】
前記識別表示移動制御手段は、前記識別表示の移動時に、前記指示操作子の傾倒角が前記不感帯角度を超えている間、前記識別表示が前記目標方位に到達した後、低下した移動速度でもう１ステップ先の方位へ前記識別表示を移動させるようにしてもよい。この場合には、ユーザによる目標方位の指示が誤ってカーソル回転方向において１ステップ手前の方位を指示していた場合に有効に対処可能となる。
【００１６】
前記識別表示移動制御手段は、前記指示操作子の傾倒角が予め定めたしきい値を超えたとき、前記識別表示を前記現在方位から前記目標方位へ直接移動させるようにしてもよい。これにより、用途に応じてまたはユーザの好みに応じて、識別表示の移動モードを指示操作子の傾倒角の大きさで切り替えることが可能になる。直接移動のモードは、目標方位が現在方位と大きく離れている場合に、より迅速な目標方位の選択を可能とする。
【００１７】
前記目標方位判定手段は、前記傾倒方向信号を所定周期でサンプリングした際の最新のサンプル値と、少なくとも１または２個の過去のサンプル値とを重み付け加算して、現在の傾倒方向を算出するローパスフィルタ手段を設けてもよい。これにより、認識される傾倒方向の不安定性が解消される。
【００１８】
好ましくは、前記識別表示移動制御手段は、前記目標方位判定手段により前記現在方位と異なる目標方位が得られない場合であっても、前記指示操作子の傾倒角が予め定めた第２のしきい値を超えた後再度前記不感帯角度内に戻ったとき、指示操作子の当該傾倒方向に応じて決まる回転方向に１ステップだけ前記識別表示を移動させる。これにより、指示操作子の感覚的なラフな操作で１ステップだけの方位移動を迅速に実行できる。
【００１９】
本発明は、さらに、指示操作子の傾倒方向に基づいて少なくとも８方位の指示を行う指示方向信号処理方法、および、この方法を実施するためのコンピュータプログラムを読み取り可能に記録した記録媒体をも提供する。記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、半導体ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の可搬性の記録媒体の他、ハードディスク等の固定の記録装置、その他任意の情報担持手段をも含むものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、指示操作子としてジョイスティックを例として挙げるが、本発明はこれに限定されるものではなく、同様の指示が行える任意の操作子に適用できる。例えば複数方向に傾斜するパッドのような指示操作子にも適用可能である。
【００２１】
図１に、本実施の形態におけるジョイスティックユニット１０の要部外観を示す。ジョイスティックユニット１０は、操作盤１３の表面に設けられた凹部１２の中心から直立したスティック（指示操作子）１１を有する。スティック１１は、この例では、３６０度全方向へ傾倒可能に、その下部を支持されるとともに、外部から力が働かない限りバネ手段によりその中立位置に保持されている。ユーザが指でスティック１１を操作する（例えば親指の腹でスティック頭部に力を加える）と、スティック１１が操作された方向に、加えられた力に応じた傾倒角度だけ傾倒する。ユーザが指の力を緩めると（または離すと）、スティック１１はバネ力で元の中立位置へ復帰する。
【００２２】
図２に、図１に示したようなジョイスティックユニット１０を利用した装置のハードウェア構成例を示す。この装置はゲーム装置を例として説明するが、本発明はゲーム装置に限るものではなく、多方位の指示を行う指示操作子を用いる任意の装置に採用することが可能である。
【００２３】
図２において、ジョイスティックユニット１０は、スティック１１が任意の方向に傾倒したときのその傾倒量のＸ軸とＹ軸成分に応じたアナログ電圧を出力するポテンショメータ２１，２２を有する。両ポテンショメータ２１，２２の出力はそれぞれアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２３，２４で対応するデジタル値に変換される。両Ａ／Ｄ変換器２３，２４のデジタル出力はインタフェース部２５を介してＣＰＵ２０により周期的（例えば６６ｍｓ毎）に読み取られる。ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２７に格納された制御プログラム、およびＣＤ−ＲＯＭやＲＯＭカセット（図示せず）に格納されたアプリケーションプログラムに応じて所期の動作を行う。ＲＡＭ２８は一時的なデータの保存、作業領域としてＣＰＵ２０に利用される。各種キー（ＫＥＹ）２６は、ユーザが装置に対してデータを入力したり、意思表示を行ったりするための操作部である。ディスプレイ２９は、ゲームの内容を表示したり、ユーザへ報知すべき各種の情報を表示したりするための表示部を構成する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ３０は、装置のアプリケーションプログラム等が格納されたＣＤ−ＲＯＭを読み取るための装置である。その他、図示しないが、フラッシュメモリやハードディスク等の、データやプログラムを書き込み不揮発的に保存することができる不揮発性の記憶装置を備えてもよい。また、用途に応じて、構成要素を追加／削除することも可能である。
【００２４】
なお、図２ではＡ／Ｄ変換器２３，２４（およびインタフェース部２５）をジョイスティックユニット１０の外部の要素として示したが、これらの要素はジョイスティックユニット１０に属するものであってもよい。
【００２５】
図３は、本実施の形態におけるジョイスティックにより選択可能な１６個の方位を示している。この１６個の方位は３６０度を１６分割したものである。便宜上、「東」「西」「南」「北」等を用いて各方位を表している。図から分かるように、１６分割を均等に行った場合には各方位の角度範囲は２２．５度（すなわちπ／８ラジアン）となる。
【００２６】
図４に、本実施の形態における方位の選択に関するディスプレイ２９（図２）の表示画面上の表示例を概念的に示す。例えば、環状配置された１６方位の表示位置を図形や文字等で表示し、そのうち現在選択されている方位（現在方位）θｃの表示位置を識別表示する。この例では、１６方位の各表示位置を、便宜上内部に方位名を記した丸印で示し、これを囲む四角のカーソルで識別表示を行っている。これらの表示形態は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されるものではない。各方位の図形や文字等は任意である。識別表示はカーソルに限るものではなく、選択された方位を他の方位と表示画面上で識別できる任意の表示態様を採用できる。例えば、方位を表す図形や文字等の表示色の変更や、反転表示、点滅表示等であってもよい。
【００２７】
なお、ディスプレイ２９、並びに、その画面上でのこのような表示を行うためのＣＰＵおよびプログラムが本発明における表示手段に相当する。
【００２８】
図４の例は、現在「北北西」の方位が現在方位θｃとして選択された状態を示している。本実施の形態では、１６方位のうち常にいずれかの方位が現在方位θｃとして選択された状態にあり、スティックの傾倒角度信号が不感帯に相当するｒ０（図１３参照）内に戻っても現在方位θｃとしては直前の現在方位がそのまま維持されるようになっている。装置の電源投入時には、初期的に予め定めたデフォルトの方位が選択されている。現在方位θｃをどのように利用するかは、アプリケーション次第である。例えば、各方位にそれぞれ複数の選択肢を割り当てておき、特定の方位を現在方位θｃとして選んだ後、さらに、その方位に割り当てられた複数の選択肢（例えば別途開かれたウィンドウ内に表示される）の１つをキー（ボタン）操作で選ぶ、というような用途に利用できる。
【００２９】
今、図４の「北北西」の方位から「東」の方位へ、現在方位θｃを変更したい場合を考える。この場合、ユーザは、スティックを「東」の方位へ向けて傾ける。これによって、装置は「東」を目標方位θｄと認識し、カーソル４０を、現在方位θｃの表示位置から目標方位θｄの表示位置まで順次中間の方位位置を辿って回転移動させていく。この回転方向（時計方向または反時計方向）は、現在方位θｃから目標方位θｄまでに、経由する中間の方位位置の個数が少ない方向を選ぶ。両回転方向でその個数が同じである場合には予め定めた回転方向を選択すればよい。カーソル４０の移動は、カーソル４０が目標方位θｄの表示位置へ達するか、または、その前にユーザがスティックを中立位置へ戻した（すなわちｒ値が不感帯ｒ０内に入った）ときに、その時点で停止する。図４の例では、ユーザはスティックを真東の方向へ倒し、カーソル４０が「北北西」の方位の表示位置から回転移動して「東」の方位の表示位置に達したときスティックを中立位置へ復帰させればよい。
【００３０】
しかしながら、各方位の角度範囲が狭いこともあり、ユーザの操作が必ずしも正確に行えない場合がありうる。このような場合には、目標方位θｄ自体に誤差を内包することになる。例えば、図５に示すように、ユーザのスティック傾倒方向が意図と異なり「東」より若干下へ傾いた場合、目標方位θｄが本来の目標方位の１ステップ先の方位（すなわち「東南東」）と認識される場合がある。その結果、カーソルは、「東」の方位の表示位置を通り過ぎて「東南東」の表示位置で停止する。カーソルが目的の方位の表示位置である「東」に達した時点でスティックを中立位置へ復帰させれば問題はないが、特にカーソルの移動時間を短縮するためにその移動速度が高く設定されている場合にはその動作が間に合わないことがある。この場合、カーソルを１ステップ後ろに戻すためのスティック操作が必要となる。この操作は追加の操作となるので煩雑であるばかりか、スティックの傾倒方向の微調整が必要となるので必ずしも容易ではない。図示しないが、同様に、ユーザのスティック傾倒方向が意図と異なり「東」より若干上へ傾いた場合、カーソルはユーザの意図した本来の目標方位である「東」の手前の「東北東」の方位の表示位置で停止してしまう。この場合には、カーソルを１ステップ先に進めるためのスティック操作が必要となる。
【００３１】
このような操作のやり直しを必要とすることなく、比較的迅速かつ容易に正確な目標方位の選択を行えるようにするために、本発明の第１の実施の形態では、図６に示すように、目標方位θｄの表示位置（図では「東南東」）の直前の方位の表示位置６２（図では「東」）から目標方位の表示位置６１までのカーソル４０の移動時間間隔Δｔ’をそれまでの移動時間間隔Δｔより長くする。この場合のカーソル４０の存在する方位角の時間変化のグラフは図７に示すようになる。仮に、目標方位θｄがカーソル回転方向において本来の目標方位θｄ’を１ステップ超えている場合でも、カーソル４０が目標方位θｄ’に達した時点で、カーソルが比較的長い時間Δｔ’の間、その位置にとどまる。この時間は、ユーザがスティックを復帰させるに足る十分な時間である。スティックの中立位置への復帰によって、カーソルは目標方位θｄ’で停止し、次のステップへのオーバーラン（図７のグラフの破線）が避けられる。なお、カーソル移動速度の低減は、目標方位θｄの１ステップ前からでなく２ステップ前から行うようにしてもよい。
【００３２】
本実施の形態のこのような制御を前提とすれば、ユーザはスティックによる目標方位θｄの指示を若干オーバーラン気味に操作することにより、目標方位θｄが本来の目標方位θｄ’の１ステップ手前の方位と誤認識されカーソルが本来の目標方位の手前で停止することが避けられる。すなわち、意図通りの方位か、または１ステップ先の方位が認識され、本実施の形態の操作が有効となる。
【００３３】
しかしながら、目標方位θｄが本来の目標方位ｄ’の１ステップ手前の位置となる場合もありうることを考慮して次のような措置をとることもできる。これを本発明の第２の実施の形態として、図８および図９により説明する。
【００３４】
図８に示すように、装置により認識された目標方位θｄ（８２）が本来の目標方位θｄ’（８３）より１ステップ手前である場合を考える。この場合、目標方位θｄの１ステップ前の表示位置８１からカーソル移動速度を落とす（時間間隔Δｔ’）。これは、第１の実施の形態と同様である。本実施の形態ではさらに、カーソル４０が目標方位θｄの表示位置８２に達した後も、もう１ステップ余分に、時間間隔Δｔ’をもって次の表示位置８３へカーソル４０を移動させる。実際に、装置に認識された目標方位θｄが意図した方位（θｄ’）より１ステップ手前であれば、カーソル４０が目標方位θｄの表示位置８２に達した後もスティックを復帰させることなく時間Δｔ’を待てば、カーソル４０が真の目標方位θｄ’の表示位置８３に達する。この時点でスティックを復帰させれば、目標方位θｄ’を新たな現在方位θｃとして選択することができる。もし、装置に認識された目標方位θｄが意図した方位と同じであれば、カーソル４０が目標方位θｄの表示位置８２に達した時点でスティックを復帰させればよい。この第２の実施の形態における、カーソルの存在する方位角の時間変化のグラフは図９に示すようになる。
【００３５】
この第２の実施の形態によれば、ユーザの指示の誤差が正でも負でも、カーソルがユーザの意図した方位の表示位置に達したことを確認してスティックを復帰させる操作を行うに足る時間が移動時間間隔Δｔ’で提供される。
【００３６】
次に、前述した第１の実施の形態を実現するための具体的な処理フローを図１０および図１１により説明する。
【００３７】
図１０は、ジョイスティックユニットからの出力信号に基づいて、目標方位θｄを決定するための処理を示す。この処理は周期的（例えば６６ｍｓ毎）にＣＰＵにより実行される処理である。この処理またはこの処理を実現するＣＰＵおよびプログラムが本発明における「目標方位判定手段」を構成する。
【００３８】
ＣＰＵはまず、現時点のＸ値とＹ値を読み取る（Ｓ１）。両値に基づいて、傾倒角信号ｒ値および傾倒方向信号θ値を次式により算出する（Ｓ２）。
【００３９】
ｒ＝√（Ｘ＊Ｘ＋Ｙ＊Ｙ）（１）
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｙ／Ｘ）（２）
【００４０】
次に、ｒ値が不感帯に属するか（予め定めた値ｒ０以下か）を調べる（Ｓ３）。不感帯に属するならば、以下の処理ステップの実行を省略して今回の処理は終了する。不感帯に属さないならば、このθ値に基づいて目標方位θｄを決定する（Ｓ４）。この目標方位θｄは、あくまで装置が認識するのみであり、ディスプレイ上で表示されているカーソルは、現在方位θｃの表示位置上にある。
【００４１】
図１１は、図１０の処理で決定された目標方位θｄまでカーソルを現在方位θｃから回転移動させるための処理を示す。この処理は図１０の処理と実質的に並行して実行される。
【００４２】
まず、現在方位θｃと目標方位θｄとに基づいて、カーソルの回転方向（時計方向か反時計方向）を決定する（Ｓ１１）。前述したように、これは経由する中間の方位位置が少なくなる方向を選択する。次に、カーソル（すなわち後述する更新された現在方位θｃ）が目標方位θｄに達しているかを調べる（Ｓ１２）。達していれば、本処理を終了する。達していなければ、前記決定された回転方向にカーソルを１ステップ移動させるとともに、現在方位θｃをこのカーソル位置の方位と一致するよう更新する（Ｓ１３）。ここで、スティックが中立位置へ戻された（すなわちｒ値が不感帯内に入った）場合には（Ｓ１４）、その時点の現在方位θｃのまま本処理を終了する。そうでなければ、カーソル（すなわち更新された現在方位θｃ）が目標方位θｄの隣（１ステップ手前）の位置に達したかを調べる（Ｓ１５）。達していなければ、カーソル移動時間間隔Δｔに第１の値Δｔ１を設定する（Ｓ１６）。達していれば、Δｔに、第１の値Δｔ１より大きい第２の値Δｔ２を設定する（Ｓ１７）。Δｔ時間が経過するまではステップＳ１４に戻り、その間にスティックが中立位置へ戻されたか否かをチェックする。なお、ステップＳ１８においてΔｔ時間の経過を待っている間（Ｓ１８でＮｏ）のステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７は無視される。Δｔ時間が経過すると、ステップＳ１１に戻る。その間に、目標方位θｄは図１０の処理で更新される場合もありうる。その場合には、図１１の処理は中断され、再度ステップＳ１１から処理が再開される。
【００４３】
図１１の処理により、図７のグラフで説明したような、目標方位θｄの１ステップ手前でカーソル移動速度を低減する制御が実現される。この処理またはこの処理を実現するＣＰＵおよびプログラムが本発明における「識別表示移動制御手段」を構成する。
【００４４】
第２の実施の形態の処理フローは特に示さないが、図１１のフローにおいて、ステップＳ１２で「カーソルが目標方位θｄに達したか？」を「カーソルが目標方位θｄの次の方位に達したか？」に変更するとともに、カーソルが目標方位θｄに達したときにも、Δｔ２時間待って、目標方位θｄの次の方位へ移動させるようにすればよい。
【００４５】
次に、図１２および図１３により、本発明の第３の実施の形態を説明する。上述した実施の形態では、カーソルは常に回転移動させた。この場合、目標方位の近傍以外でのカーソル移動速度はある程度向上させることができるが、方位の変化が大きい場合にはやはり方位の移動にある程度の時間を要することは避けられない。そこで、本実施の形態では、カーソルの回転移動制御と、目標方位への直接移動制御の２つのカーソル移動モードを設け、スティックの傾倒角度で両モードを切り替えるようにする。すなわち、図１３に示すように、ｒ値のしきい値としてｒthを設ける。
【００４６】
図１２は、第３の実施の形態におけるカーソル移動制御の処理フローを示す。この処理のステップＳ２１およびステップＳ２２以降は、またはそれらのステップを実現するＣＰＵおよびプログラムは、それぞれ、本発明における「目標方位判定手段」および「識別表示移動制御手段」を構成する。
【００４７】
まず、図１０で前述したように目標方位θｄを決定する（Ｓ２１）。次に、ｒ値を調べる（Ｓ２２）。ｒ値がｒth以内であれば第１のカーソル移動モードとして上述したカーソル回転移動制御を行う（Ｓ２３）。すなわち、目標方位θｄまでのカーソル回転移動を行う。一方、ｒ値がｒthを越えた場合には、第２のカーソル移動モードとして、目標方位θｄを直接現在方位θｃに代入して、目標方位θｄへカーソルの直接移動を行う（Ｓ２４）。
【００４８】
第３の実施の形態によれば、ユーザがスティックの傾倒角を変化させることにより第１と第２のカーソル移動モードの所望の方でカーソル移動を行わせることができる。
【００４９】
ところで、隣接する方位角範囲の境界の方向ではスティックの微妙な動きでスティックの属する方位角範囲が変わってしまうことがある。このような場合にスティックの属する方位角範囲をそのまま目標方位θｄとして認識すると、目標方位θｄが不安定に変化する原因となる。これを防止するために、隣接する方位角範囲の間の微小な方位角範囲δをも不感帯とし、この不感帯においても不感帯内に入る直前の目標方位θｄを維持するようにしてもよい。なお、上記特開平９−１３０９１８号公報におけるＸ軸およびＹ軸の各軸近傍の帯状範囲の不感帯は当該軸の出力を０とするものであり、これは本実施の形態における隣接方位角範囲の境界での不感帯の作用と異なる。
【００５０】
前述したような目標方位θｄが不安定となる現象は上記不感帯を設けることにより軽減されるが、以下に、この現象を防止する別の目標方位の決定手法を説明する。当該現象の原因は、スティックに作用しているバネ力がＸ軸方向とＹ軸方向とで不均一なこと等の機械的要因、および、ユーザの指の力を緩めたときの余力の掛かり方向が両軸方向で不均一なこと等の人的要因が考えられる。
【００５１】
この問題を解消するために、目標方位θｄの決定に次式のようなフィルタ作用を施すものである。
【００５２】
θｐ＝ａ・θn ＋ｂ・θn-1 ＋ｃ・θn-2 （３）
ここに、θｐは算出された現在の指示方向、θnは最新のθのサンプル値、θn-1は１つ前のθのサンプル値、θn-2は２つ前のθのサンプル値である。また、ａ，ｂ，ｃは予め定めた重み付けの係数値であり、ａ＞ｂ＞ｃかつａ＋ｂ＋ｃ＝１である。例えば、ａ＝５／９、ｂ＝３／９、ｃ＝１／９である。式（３）の右辺の項数は３項に限るものではなく、また、係数の具体的な値は例示のものに限るものではない。
【００５３】
式（３）の作用は、現在の指示方向θｐを最新のサンプル値のみで決定するのではなく、過去のサンプル値をも加味して決定し、この現在の指示方向θｐから目標方位θｄを決定しようとするものである。このフィルタの作用は指示方向θｐの変化ひいては目標方位θｄの変化を抑制する方向に働くので、ローパスフィルタといえる。
【００５４】
このローパスフィルタによって、サンプル点がある方位角範囲から隣接方位角範囲に一時的に入った場合でも、目標方位にその影響が現れないようにすることができる。
【００５５】
以上説明した方位角範囲の不感帯の設定およびサンプルのフィルタリングは、本発明の目標方位判定手段の一部を構成する。
【００５６】
次に、本発明の第４の実施の形態を図１４および図１５により説明する。上述したいずれの実施の形態を採用したとしても、現在方位θｃから１ステップだけ離れた目標方位θｄを選択したい場合が存在する。その場合には、やはり微妙なスティック操作が必要とされる。特に先に説明したような不感帯やローパスフィルタを採用している場合、この微妙な操作が結果的に装置によって無視される場合が生じる。そこで、本実施の形態では、現在方位θｃに隣接する方位位置へ１ステップだけカーソルを移動させるための特別なスティック操作方法を提供する。この実施の形態では、図１４に示すようにｒ値に第２のしきい値ｒth2を設ける。本実施の形態は、前述した２つのカーソル移動モードを提供する第３の実施の形態と独立して採用できるが、第３の実施の形態と併用することもできる。併用する場合には、第２のしきい値ｒth2は、第１のしきい値ｒth1より小さく、不感帯のｒ値であるｒ0よりは大きいものとする。
【００５７】
図１５に本実施の形態における主要処理のフローチャートを示す。この処理は図１０の処理と実質的に並行して実行される。この処理またはこの処理を実現するＣＰＵおよびプログラムも本発明における「識別表示移動制御手段」を構成する。
【００５８】
まず、図１０の処理および前述したような方位角範囲の不感帯やフィルタの作用を包含した処理ルーチンにおいて、新たな目標方位θｄが決定されたかを調べる（Ｓ４１）。目標方位θｄが決定されない場合とは、端的には、ユーザが新たなスティック操作をしていないか、していても装置がそれを認識しないか、の場合である。新たな目標方位θｄが決定されれば、前述した目標方位θｄまでのカーソル移動が行われる（Ｓ４２）。
【００５９】
一方、新たな目標方位θｄが決定されていないと判断された場合には、前記処理ルーチンで検出されなかった、ユーザによる比較的短時間の単発的なスティック操作の有無を以下のステップで判断する。すなわち、まずｒ値がｒth2以上であるかを調べる（Ｓ４３）。Ｙｅｓであれば、θ値（例えば図１０のＳ２で算出したもの）を変更方位θｍに代入する（Ｓ４４）。ｒ値がｒth2より小さければ（または小さくなれば）（Ｓ４３，Ｎｏ）、ｒ値がｒ０以下であるかを調べる（Ｓ４５）。ｒ値がｒ０より大きければ（Ｓ４５，Ｎｏ）、ステップＳ４１に戻る。ｒ値がｒ０以下であれば（Ｓ４５，Ｙｅｓ）、変更方位θｍが決定されているか（すなわちステップＳ４４でθｍが設定されたか）を調べる（Ｓ４６）。θｍが決定されていなければ、ステップＳ４１に戻る。θｍが決定されていれば、次のステップへ進む。ステップＳ４３からＳ４６までの処理は、目標方位θｄが決まらないうちに、ｒ値が一旦ｒth2以上となった後に不感帯内に戻った（つまり、スティックが所定の傾倒角を超えた後に中立位置へ戻った）というスティック操作を検出していることになる。このようなスティック操作があったとき、現在方位θｃと変更方位θｍにより決まる回転方向にカーソルを１ステップだけ移動させる（Ｓ４７）。このときの回転方向が時計方向か反時計方向かは、現在方位θｃを基準としてスティックの傾倒方向が時計方向側にあるか反時計方向側にあるかによって決まる。例えば、今、図４の例のように現在方位θｃが「北北西」の方位である場合に、カーソルを時計方向へ１ステップ移動させて「北」方位を選択したいとする。このとき、先の実施の形態ではスティックを真北の方向へ正しく傾斜させる必要があるが、本実施の形態では、カーソルを移動させたい方向へ（例えば瞬間的に東方向へ）向けて、スティックをｒ値がｒth2を超える程度に傾倒させて直ちに中立位置へ戻せばよい。このときのスティックを傾倒させる方向としては、「東」である必要はない。図３において、現在方位θｃである「北北西」と対向する「南南東」を結ぶ直線で全方位を二分したときに、カーソルを移動させたい隣接方位（この例では「北」）の属する側の方位であればどの方位にスティックを傾倒させてもよい。その結果は同じで、カーソルは当該側の隣接方位へ１ステップ移動する。したがって、ユーザは正確な方位を指示する必要はなく、カーソルを移動させたい側にスティックを瞬間的に倒すだけでよい。この操作は感覚的に分かりやすくかつ迅速にカーソルの１ステップ移動を実現することができる。
【００６０】
なお、図１５のステップＳ４１とＳ４３からＳ４６までの処理はループを構成しているが、実際には、このループの実行中にも新たなθｄが決定される場合があり、この検出によりステップＳ４２の「目標方位θｄまでのカーソル移動の処理」へ移行する。また、図１５の１ステップ移動の特徴は、必ずしもカーソルの回転移動における目標方位直前での速度低下を前提とするものではない。さらには、カーソルの回転移動すら前提とするものではなく、目標方位への直接移動と組み合わせてよい。
【００６１】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、さらに種々の変形、変更が可能である。例えば、ジョイスティックはポテンショメータを利用するものを挙げたが、光学式等、他の任意の原理、構造のものを利用できる。また、ジョイスティックのアナログ出力をデジタル信号に変換してデジタル処理する例を説明したが、アナログ信号処理回路を用いてアナログ信号のまま処理を行うことも可能である。３６０度の全方向の分割数は１６としたが、これに限るものではなく、本発明は少なくとも８以上の場合に適用して好適である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の指示方向信号処理装置によれば、多方位の指示を正確に行うことができる。また、多方位の指示を行うジョイスティックの操作性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるジョイスティックユニットの要部外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示したようなジョイスティックユニットを利用した装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるジョイスティックの１６個の方位を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における方位の選択に関するディスプレイ上の表示を概念的に示す図である。
【図５】意図した方位と装置に認識された目標方位のずれを説明するための図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるカーソル移動制御を説明するための図である。
【図７】図６のカーソル移動制御に対応する方位角の時間変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるカーソル移動制御を説明するための図である。
【図９】図８のカーソル移動制御に対応する方位角の時間変化を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態における目標方位θｄの決定処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１０の処理で決定された目標方位θｄまでカーソルを現在方位θｃから回転移動させるための処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明による第３の実施の形態を実現するための処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明による第３の実施の形態の概念を説明するための図である。
【図１４】本発明による第４の実施の形態の概念を説明するための図である。
【図１５】本発明による第４の実施の形態を実現するための処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ジョイスティックユニット
１１スティック
１２凹部
１３操作盤
２０ＣＰＵ
２１，２２ポテンショメータ
２３，２４アナログデジタル変換器
２５インタフェース部
２６各種キー
２７ＲＯＭ
２８ＲＡＭ
２９ディスプレイ
３０ＣＤ−ＲＯＭドライブ

Claims

指示操作子の傾倒方向に基づいて少なくとも８方位の指示を行う指示方向信号処理装置であって、
少なくとも８方向に傾倒可能な指示操作子を有し、指示操作子の傾倒方向信号を出力する手段と、
この傾倒方向信号に基づいて認識された指示操作子の傾倒方向が予め定められた各方位角範囲のいずれに入るかを調べ、当該方位を目標方位として判定する目標方位判定手段と、
前記少なくとも８方位に関連づけられ環状に配置された複数の表示位置のうちの１つを、現在選択されている現在方位として表示画面上で識別表示する表示手段と、
前記表示画面上で現在方位から目標方位へ識別表示を順次回転移動させるとともに、当該識別表示された方位を新たな現在方位とし、前記指示操作子の傾倒角が予め定めた不感帯角度内に戻ったときまたは前記識別表示が目標方位に達したとき前記識別表示の移動を停止し、その時点の現在方位を維持する識別表示移動制御手段と、
この識別表示移動制御手段は、前記指示操作子の傾倒角が前記不感帯角度を超えている間、少なくとも前記識別表示が前記目標方位へ達する直前の表示位置で識別表示の移動速度を低下させることを特徴とする指示方向信号処理装置。
前記識別表示移動制御手段は、前記識別表示の移動時に、目標方位の１ステップ手前または２ステップ手前の方位において前記識別表示の移動速度を低下させることを特徴とする請求項１記載の指示方向信号処理装置。
前記識別表示移動制御手段は、前記識別表示の移動時に、前記指示操作子の傾倒角が前記不感帯角度を超えている間、前記識別表示が前記目標方位に到達した後、低下した移動速度でもう１ステップ先の方位へ前記識別表示を移動させることを特徴とする請求項２記載の指示方向信号処理装置。
前記識別表示移動制御手段は、前記指示操作子の傾倒角が予め定めたしきい値を超えたとき、前記識別表示を前記現在方位から前記目標方位へ直接移動させることを特徴とする請求項１、２または３記載の指示方向信号処理装置。
前記目標方位判定手段は、前記傾倒方向信号を所定周期でサンプリングした際の最新のサンプル値と、少なくとも１または２個の過去のサンプル値とを重み付け加算して、現在の傾倒方向を算出するローパスフィルタ手段を有する請求項１〜４のいずれかに記載の指示方向信号処理装置。
前記識別表示移動制御手段は、前記目標方位判定手段により前記現在方位と異なる目標方位が得られない場合であっても、前記指示操作子の傾倒角が予め定めた第２のしきい値を超えた後再度前記不感帯角度内に戻ったとき、前記指示操作子の当該傾倒方向に応じて決まる回転方向に１ステップだけ前記識別表示を移動させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の指示方向信号処理装置。
指示操作子の傾倒方向に基づいて少なくとも８方位の指示を行う指示方向信号処理方法であって、
少なくとも８方向に傾倒可能な指示操作子からの傾倒方向信号に基づいて認識された指示操作子の傾倒方向が予め定められた少なくとも８方位の各方位角範囲のいずれに入るかを調べるステップと、
少なくとも８方位に関連づけられ環状に配置された複数の表示位置のうちの１つを、現在選択されている現在方位として表示画面上で識別表示するステップと、
前記傾倒方向信号に基づいて認識された指示操作子の傾倒方向が属する方位角範囲の方位を目標方位として、表示画面上で現在方位から目標方位へ識別表示を順次回転移動させるとともに、当該識別表示された方位を新たな現在方位とするステップと、
前記指示操作子の傾倒角が予め定めた不感帯角度内に戻ったときまたは前記識別表示が目標方位に達したとき前記識別表示の移動を停止し、その時点の現在方位を維持するステップと、
前記指示操作子の傾倒角が前記不感帯角度を超えている間、少なくとも前記識別表示が前記目標方位へ達する直前の表示位置で識別表示の移動速度を低下させるステップと、
を備えたことを特徴とする指示方向信号処理方法。
指示操作子の傾倒方向に基づいて少なくとも８方位の指示を行う指示方向信号処理方法であって、
少なくとも８方向に傾倒可能な指示操作子からの傾倒方向信号に基づいて認識された指示操作子の傾倒方向が予め定められた少なくとも８方位の各方位角範囲のいずれに入るかを調べるステップと、
少なくとも８方位に関連づけられ環状に配置された複数の表示位置のうちの１つを、現在選択されている現在方位として表示画面上で識別表示するステップと、
前記傾倒方向信号に基づいて認識された指示操作子の傾倒方向が属する方位角範囲の方位を目標方位として、表示画面上で現在方位から目標方位へ識別表示を順次回転移動させるとともに、当該識別表示された方位を新たな現在方位とするステップと、
前記指示操作子の傾倒角が予め定めた不感帯角度内に戻ったときまたは前記識別表示が目標方位に達したとき前記識別表示の移動を停止し、その時点の現在方位を維持するステップと、
前記指示操作子の傾倒角が前記不感帯角度を超えている間、少なくとも前記識別表示が前記目標方位へ達する直前の表示位置で識別表示の移動速度を低下させるステップと、
を備えたことを特徴とする指示方向信号処理方法を実施するためのコンピュータプログラムを読み取り可能に記録した記録媒体。