gripping の実現

第6章 ペンを握る動作を利用したインタラクション手法 55

表6.1: grippingと筆圧，バレルボタンの比較 入力値 操作場所

gripping 連続値／離散値 空中／平面上

筆圧 連続値／離散値 平面上 バレルボタン 2値の離散値 平面上（実装）

い状態のどちらでも入力を行うことができる一方，筆圧とバレルボタンはペンとディスプレ イが接している状態でしか入力操作が行えない．バレルボタンは実装次第でペンとディスプ レイが接していない状態でも操作可能であるが，筆圧はペン先とディスプレイ面にかかる力 であるため，操作時に必ずディスプレイと接触している必要がある．

筆圧やバレルボタンと比較したときのgrippingの利点は，ペン先の状態，つまりペンがディ スプレイに接しているか否かに関わらず，連続値と離散値の両方を入力できることである．

第6章 ペンを握る動作を利用したインタラクション手法 56

感圧センサ

加速度センサ

図6.2:改良したPressure-Sensitive Stylus

図6.3: Pressure-Sensitive Stylusのグリップ部 6.3.2 ワイヤレスPressure-Sensitive Stylus

6.3.1節で紹介したPS StylusはPCとケーブルで繋がっており，操作の邪魔になることも考

えられる．そこで，ケーブルなしでPCと接続できる，ワイヤレス版のPS Stylusを開発した．

使用したモジュールを図6.4に示す．図6.4の左から，PCと無線通信するためのBluetooth モジュールであるBlueSMiRF WRL-00582，感圧センサから値を読むためのAVRマイコンで

あるArduino Pro Mini 328 5 V 16 MHz，およびバッテリのリチウムイオンポリマー電池であ

る．BluetoothモジュールはArduinoがAD変換した後のセンサ値を，Serial Port Profile(SPP) プロファイルを用いてPCに送信する．

これらを小さなボックスの中に入れ，それをペンの上部に付加した．ボックスを取り付け たワイヤレスPS Stylusの外観を図6.5に示す．ワイヤレスPS Stylusは全長175 mm，グリッ プ部の太さは20 mm，重量は95 g，ペン先から120 mmの位置に重心がある．

第6章 ペンを握る動作を利用したインタラクション手法 57

図6.4:ワイヤレスPressure-Sensitive Stylusに利用したモジュール

図6.5:ワイヤレスPressure-Sensitive Stylus

6.3.3 デバイスの設計

人間は指先に強い力を長時間加え続けると，その検知能力は徐々に低下し，力の制御がう まくできなくなる．これは，触圧の検知を行う指先の機械受容器が一定時間の順応後，信号 の発火を止めることに起因する[34]．よって，ペンを強く握らなければならない設計は避け るべきである．また，ペン自体にも重量があるため，ペンの保持にも最低限の力が必要とな る．そこで，PS Stylusは30〜500 g重の力を検出するように設計した．この力は三つのセン サから検出した圧力の平均値を用いて算出している．

検出した圧力は1024の分解能で処理される．センサの特性上，センサの出力値と実際にか かる力の関係は線形ではなく対数特性を持つため，ソフトウェアで特性が線形になるように 補正した．これにより，センサの出力値と実際の圧力は概ね比例するようになったが，完全 な線形特性には補正できていないため，かかる力が弱いときに出力値がやや大きくなる傾向

第6章 ペンを握る動作を利用したインタラクション手法 58 がある．また，PS Stylusの時間分解能は20 msであるため，操作に対する遅延をほとんど感 じずに操作することができる．これらはPS Stylus，ワイヤレスPS Stylusともに共通である．