入力装置、制御装置、制御システム、制御方法及びハンドヘルド装置
【課題】入力装置への手ぶれ入力があった場合に、その出力信号の補正を行うことができ、かつ、ユーザに位相遅れを感じさせない入力装置、制御装置、制御システム、制御方法及びハンドヘルド装置を提供すること。
【解決手段】入力装置は、画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、筐体と、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの速度を制御する制御手段とを具備する。
【解決手段】入力装置は、画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、筐体と、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの速度を制御する制御手段とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を操作するための空間操作型の入力装置、その入力装置から出力された情報に応じてＧＵＩを制御する制御装置、これらの装置を含む制御システム及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣ（Personal Computer）で普及しているＧＵＩのコントローラとして、主にマウスやタッチパッド等のポインティングデバイスが用いられている。ＧＵＩは、従来のＰＣのＨＩ（Human Interface）にとどまらず、例えばテレビを画像媒体としてリビングルーム等で使用されるＡＶ機器やゲーム機のインターフェースとして使用され始めている。このようなＧＵＩのコントローラとして、ユーザが空間で操作することができるポインティングデバイスが多種提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１には、２軸の角速度ジャイロスコープ、つまり２つの角速度センサを備えた入力装置が開示されている。この角速度センサは、振動型の角速度センサである。例えば共振周波数で圧電振動する振動体に回転角速度が加えられると、振動体の振動方向に直交する方向にコリオリ力が生じる。このコリオリ力は、角速度に比例するので、コリオリ力が検出されることで、回転角速度が検出される。特許文献１の入力装置は、角速度センサにより直交する２軸の回りの角速度を検出し、その角速度に応じて、表示手段により表示されるカーソル等の位置情報としての信号を生成し、これを制御機器に送信する（段落[００３０]、[００３１]、図３参照）。
【０００４】
特許文献２には、３つ（３軸）の加速度センサ及び３つ（３軸）の角速度センサ（ジャイロ）を備えたペン型入力装置が開示されている。このペン型入力装置は、それぞれ３つの加速度センサ及び角速度センサにより得られる信号に基づいて種々の演算を行い、ペン型入力装置の姿勢角を算出している（段落[００３３]、[００４１]、図１参照）。
【０００５】
このようなポインティングデバイスは空間で操作されるので、手ぶれが問題となる。手ぶれを補正するため、ユーザの操作の動きを検出するセンサの出力信号について、その手ぶれに相当する周波数を帯域制限器で除去する、という手段がある（例えば、特許文献３参照）。特許文献３では、その帯域制限器により、例えば０．５〜１５Ｈｚの周波数が除去される例が記載されている（段落[００６０]、[００６２]参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−５６７４３号公報
【特許文献２】特許第３７４８４８３号公報
【特許文献３】特開平０７−２８５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば手ぶれ周波数の領域では、帯域制限器は、ローパスフィルタの特性を有しているため、入力信号に対する出力信号の位相遅れ（応答遅れ）が発生する。位相遅れが発生すると、ポインティングデバイス等の入力装置の動きに遅れて画面上のポインタが動くようになり、ユーザにとっては違和感がある。
【０００８】
また、ユーザが、ポインディングデバイスを速く動かす場合と、遅く動かす場合とで、手ぶれの大きさが異なる場合もある。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、入力装置への手ぶれ入力があった場合に、その出力信号の補正を行うことができ、かつ、ユーザに位相遅れを感じさせない入力装置、制御装置、制御システム、制御方法及びハンドヘルド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る入力装置は、画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、筐体と、移動信号出力手段と、減衰手段と、制御手段とを具備する。
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する。
前記減衰手段は、前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる。
前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの速度を制御する。
【００１１】
「所定の周波数範囲」が例えばユーザの手ぶれに相当する範囲の周波数に設定されるとすると、所定の周波数範囲の信号の出力値とは、ユーザの手ぶれの大きさ（振幅や速さ）となる。その場合、前記筐体の動きに応じた信号のうち、手ぶれ周波数範囲の信号の出力値に基づいて、ゲインが制御されることにより、手ぶれの大きさに応じてゲインが可変に制御されるようになるので、ユーザに位相遅れを感じさせないようなポインタの動きを実現することができる。
【００１２】
以上のように、筐体に手ぶれ等の振動が発生しても、ユーザは画面上におけるポインタの精密なポインティング操作が可能となる。また、入力装置の動きに応じた適切なゲインに制御されるので、ユーザは、例えば減衰手段が持つ特性である位相遅れを感じることなく、入力装置を操作することができる。
【００１３】
手ぶれに相当する周波数範囲は、典型的には、実質的に１〜２０Ｈｚである。
【００１４】
ゲインとは、所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させるために、その出力値に乗じられる要素であり、１未満の値となる。
【００１５】
「筐体の動きに応じた信号」とは、例えば、筐体の動きに応じた速度値、加速度値、加速度の時間変化率、角速度値、角加速度値、または角加速度の時間変化率等である。
【００１６】
前記制御手段は、前記所定の周波数範囲の信号の出力値が大きくなるにしたがって前記ゲインが小さくなるように、かつ、前記所定の周波数範囲の信号の出力値が小さくなるにしたがって前記ゲインが大きくなるように、前記ゲインを制御してもよい。
【００１７】
ユーザによって手ぶれの大きさには差があり、手ぶれの大きいユーザの手ぶれを充分抑制できるようにゲインを決めてしまうと、手ぶれの小さいユーザの中には位相遅れに違和感を覚える者が出てくる。手ぶれの大きさに基づき、手ぶれが大きいときはゲインを小さく、手ぶれが小さいときはゲインを大きくすることで、手ぶれが気にならない範囲で、位相遅れを最小にする設定が可能となる。
【００１８】
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きに応じた速度値または角速度値を前記出力値として出力し、前記制御手段は、前記速度値または角速度値に応じて前記ゲインを制御してもよい。
【００１９】
速度値が比較的大きい場合、ユーザは画面上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタを動かしている途中である。このような場合には、画面上の特定の位置などを狙って操作する場合と異なり、手ぶれはあまり気にならず、むしろ位相遅れによる追従性の方が重視される。一方、速度値が比較的小さい場合は、例えば画面上の特定のアイコンを狙って操作するような場合であり、追従性よりも手ぶれの抑制の方が重視される。このように速度と手ぶれ許容量とには相関があるので、速度値の監視によりユーザの操作感が向上する。
【００２０】
制御手段がゲインを制御するとは、制御手段がゲインを段階的または連続的に切り替えるという意味である。段階的とは、２段階、つまり減衰手段を機能させるか否かの２段階の切り替えであってもよいし、３段階以上であってもよい。
【００２１】
「速度値に応じて」とは、ゲインと速度値との関係が線形である場合に限られず、非線形である場合も含む意味である。
【００２２】
速度値は、例えば加速度センサにより検出される加速度値の積分演算により算出されてもよい。この場合、後述するように、重力加速度の影響や積分誤差の影響を低減するための計算が行われてもよい。
【００２３】
あるいは、加速度センサ及び角速度センサによりそれぞれ検出される加速度値及び角速度値から、ユーザが操作するときの入力装置の回転半径が求められ、その回転半径から速度値が算出されてもよい。
【００２４】
速度値は、典型的には、第１の方向、及び、この第１の方向とは異なる第２の方向の速度値が出力される。これらの速度値は、これら２つの方向にそれぞれ対応する画面上の２つの方向でのポインタの速度にそれぞれ換算される。しかし、速度値は１方向のみの速度値が出力されてもよい。
【００２５】
前記入力装置は、前記速度値または角速度値が第１の閾値以上であるか否かを判定する判定手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記速度値または角速度値が第１の閾値以上である場合に、前記ゲインを実質的に１としてもよい。
【００２６】
手ぶれが起こる第１の閾値以下の速度範囲内において、速度値（または角速度値）（以下同様）がゼロに近い値から第２の閾値までは、特定のアイコンを狙って操作するような場合であり、手ぶれの抑制が重要である。しかし、特に速度値がゼロに近いような場合は、ユーザが入力装置を停止状態から動かし始める瞬間や、動かしていたカーソルをアイコン上に停止させる瞬間である。この場合、位相遅れがあると違和感を感じやすく、操作性が悪化してしまう。したがって、この範囲では、速度値が増えるほどゲインが徐々に小さくなることにより、ユーザの違和感をなくすことができる。
【００２７】
また、第２の閾値を超えて速度値が増えた場合には、画面上のある位置から遠い別の位置までポインタを動かす場合であり、この場合も手ぶれによる影響よりも位相遅れを無くすことが重視される傾向と考えられる。したがって、速度値が第２の閾値を超えて第１の閾値に達するまでは、ゲインが徐々に大きくなることで、ユーザの違和感をなくすことができる。
【００２８】
「徐々に」とは、「実質的に連続的に」、「段階的に」、またはこれらの組み合わせを含む意味である。
【００２９】
前記入力装置は、前記速度値または角速度値が前記第１の閾値より小さい第３の閾値以下であるか否かを判定する判定手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記速度値または角速度値が前記第３の閾値以下である場合に、前記ゲインを実質的に１としてもよい。
【００３０】
速度値が極めて小さい場合（第３の閾値より小さい場合）、ユーザは入力装置をほぼ停止させているとき、入力装置を停止させている状態から動かし始めた瞬間、または、動かしていた入力装置を停止させる瞬間である。このような場合、位相遅れよりも手ぶれによる影響を重視される傾向である。本技術によれば、入力装置の動かし始めでも位相遅れによる違和感をなくすことができる。
【００３１】
なお、本技術では、「第３の閾値」が記載されており、「第１の閾値」及び「第２の閾値」の記載がない。「第１の閾値」及び「第２の閾値」は、上記した別の形態に出現するので、これと概念的に区別するために、「第３の閾値」と記載した。下記の形態の「第４の閾値」及び「第５の閾値」についても同様の趣旨である。例えば、上記第２の閾値と第３の閾値は典型的には異なる値であるが、同じ値であってもよい。
【００３２】
あるいは、前記制御手段は、前記速度値または角速度値が前記第３の閾値より大きい第４の閾値に達するまで、前記速度値または角速度値が増えるにしたがって前記ゲインが徐々に減るように該ゲインを制御してもよい。また、制御手段は、前記速度値または角速度値が前記第４の閾値を超えて第５の閾値に達するまで、前記速度値または角速度値が増えるにしたがって前記ゲインが徐々に増えるように該ゲインを制御してもよい。
【００３３】
「第４の閾値」及び「第５の閾値」は、概念的には上記形態における「第２の閾値」及び「第１の閾値」とそれぞれ同じになる（値はそれぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。）。
【００３４】
前記入力装置は、前記制御手段による前記速度値または角速度値に応じた前記ゲインの複数の制御パターンを記憶する記憶手段と、前記記憶された前記複数の制御パターンを切り替える切り替え手段とをさらに具備してもよい。
【００３５】
ユーザは切り替え手段を用いて制御パターンを切り替えればよい。この場合、メカニカルなスイッチ（ボタンスイッチやディップスイッチ等）、フォトスイッチ、静電スイッチ、圧電スイッチ等（以下、同様）が入力装置に設けられていればよい。あるいは、入力装置が、切り替え手段としてＧＵＩのソフトウェアを有していればよい。入力装置がＧＵＩのソフトウェアを有している場合、入力装置と通信する制御装置へそのＧＵＩの画像情報等を送信すればよい。あるいは、切り替え手段は、制御装置が表示を制御する画面のＧＵＩのモードに応じて、制御パターンを切り替えるようにしてもよい。
【００３６】
前記切り替え手段は、前記ゲインが一定でない第１の制御パターンと、手書き入力モードとして前記ゲインが一定の第２の制御パターンとを選択的に切り替えてもよい。
【００３７】
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きに応じた加速度値をさらに出力してもよい。その場合、前記制御手段は、前記加速度値、及び、速度値または角速度値に基づき前記ゲインを制御してもよい。
【００３８】
入力装置の加速度が大きいときは、ユーザがポインタを早く動かそうとしている場合と考えられ、速度値が大きい場合と同様に、ユーザが画面上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタを動かしている途中と想定される。したがって、この場合も手ぶれによる影響よりも位相遅れによる追従性の方が重視される。すなわち加速度値と手ぶれ許容量も、速度と手ぶれ許容量の関係と同様に相関があるので、加速度の監視によりユーザの操作感が向上する。
【００３９】
前記移動信号出力手段は、前記筐体の第１の方向の加速度値を検出する加速度センサと、前記第１の方向とは異なる第２の方向の軸回りの角速度値を検出する角速度センサと、前記加速度値及び前記角速度値のうち少なくとも一方に基づいて、前記第１の方向の速度値を算出する速度値算出手段とを有してもよい。
【００４０】
前記移動信号出力手段は、前記筐体の第１の方向の動きに応じた第１の速度値、及び、前記筐体の、前記第１の方向とは異なる第２の方向の動きに応じた第２の速度値を、前記出力値として出力してもよい。その場合、前記減衰手段は、前記出力値のうち、所定の周波数範囲の信号の出力値を、前記第１及び前記第２の方向に対応した所定の第１及び第２のゲインでそれぞれ減衰させる。また、前記制御手段は、前記第１及び前記第２の速度値に基づき前記第１及び前記第２のゲインをそれぞれ制御する。
【００４１】
前記制御手段は、前記第１及び前記第２の速度値の合成値、及び、前記第１及び前記第２の速度値の絶対値のうち大きい方の値、のうちいずれか一方の値に応じて、前記第１及び前記第２のゲインを制御してもよい。「合成値」とは、典型的にはベクトル合成値である。
【００４２】
あるいは、前記移動信号出力手段は、前記筐体の、第１の方向とは異なる第２の方向の軸回りの動きに応じた第１の角速度値、及び、前記筐体の第１の方向の軸回りの動きに応じた第２の角速度値を、前記出力値として出力してもよい。その場合、前記減衰手段は、前記出力値のうち、所定の周波数範囲の信号の出力値を、前記第１及び前記第２の方向の各軸回りに対応した所定の第１及び第２のゲインでそれぞれ減衰させる。また、前記制御手段は、前記第１及び前記第２の角速度値に基づき前記第１及び前記第２のゲインを制御する。
【００４３】
前記制御手段は、前記第１及び前記第２の角速度値の合成値、及び、前記第１及び前記第２の角速度値の絶対値のうち大きい方の値、のうちいずれか一方の値に応じて、前記第１及び前記第２のゲインを制御してもよい。
【００４４】
前記入力装置は、時間的に連続する所定数の複数の前記速度値を記憶可能な速度値記憶手段と、前記記憶された所定数の複数の速度値の符号が同じであるか否かを判定する符号判定手段とをさらに具備してもよい。その場合、前記制御手段は、前記所定サンプリング数の速度値の符号が同じである場合、前記減衰手段の機能を停止させるか、または、弱めるように前記ゲインを制御する。所定数の複数の速度値の符号が同じである場合、その期間中は速度の向きが変わっていない。したがって、この場合、ユーザは画面上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタを動かしている途中であると考えられる。この場合、減衰手段が機能すると、ユーザにとって位相遅れにより違和感を感じる場合があるので、速度値を減衰させるための機能が停止させられるか、弱められればよい。「速度値」が「角速度値」に置き換えられてもよい。
【００４５】
本技術の一形態に係る制御装置は、筐体と、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、前記出力された信号を入力情報として送信する送信手段とを有する入力装置から送信された前記入力情報に応じて、画面上のポインタの動きを制御する制御装置であって、受信手段と、減衰手段と、制御手段と、座標情報生成手段とを具備する。
前記受信手段は、前記入力情報を受信する。
前記減衰手段は、前記受信された入力情報の前記信号の出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる。
前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御する。
前記座標情報生成手段は、前記制御手段の制御に応じた、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの座標情報を生成する。
【００４６】
本技術の一形態に係る制御システムは、画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、筐体と、移動信号出力手段と、減衰手段と、制御手段と、送信手段とを有する入力装置と、受信手段と、座標情報生成手段とを有する制御装置とを有する。
特に、前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの速度を制御するための入力情報を生成する。
【００４７】
本技術の他の形態に係る制御システムでは、筐体と、移動信号出力手段と、送信手段とを有する入力装置と、受信手段と、減衰手段と、制御手段と、座標情報生成手段とを有する制御装置とを具備する。
特に、前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御する。
【００４８】
本技術に一形態に係る制御方法は、入力装置の筐体の動きを検出する。
前記検出により筐体の動きに応じた信号が出力される。
前記出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値が、所定のゲインで減衰される。
前記筐体の動きに応じた信号に基づき前記ゲインが制御される。
前記ゲインの制御に応じた、前記筐体の動きに対応した画面上のポインタの座標情報が生成される。
【００４９】
本技術の一形態に係るハンドヘルド装置は、筐体と、表示部と、移動信号出力手段と、減衰手段と、制御手段とを具備する。
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する。
前記減衰手段は、前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる。
前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記表示部の画面上のポインタの速度を制御するための入力情報を生成する。
【００５０】
本技術の他の形態に係る入力装置は、筐体と、移動信号出力手段と、減衰手段と、記憶手段と、切り替え手段とを具備する。
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きを検出し、前記画面上で前記ポインタを動かすために、該筐体の動きに応じた信号を出力する。
前記減衰手段は、前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させる。
前記記憶手段は、前記減衰手段のゲインを制御するための複数の制御パターンを記憶する。
前記切り替え手段は、前記複数の制御パターンを切り替える。
【００５１】
本技術では、ユーザが切り替え手段を用いてゲインの制御パターンを切り替えればよい。この場合、切り替え手段としては、メカニカルなスイッチ（ボタンスイッチやディップスイッチ等）、フォトスイッチ、静電スイッチ、圧電スイッチ等が入力装置に設けられていればよい。あるいは、入力装置の切り替え手段によるゲインの制御パターン切り替えに合せて、切替情報がＧＵＩのソフトウェアを有している制御装置に送信されてもよい。また前記切替情報を受信した制御装置が、画面のＧＵＩのモードを切り替えてもよい。
【００５２】
あるいは、別の形態として、制御装置が、減衰手段、記憶手段及び切り替え手段のうち少なくとも１つを備えていてもよい。この場合、例えば制御装置が、入力装置の移動信号出力手段から出力された出力値としての入力情報を受信し、制御装置は、減衰手段により所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させる。ユーザによりそのゲインの制御パターンが切り替えられる。切り替え手段としては、制御装置に設けられたメカニカルなスイッチ等、あるいは、制御装置が記憶するＧＵＩ等が挙げられる。
【００５３】
本技術の他の形態に係るハンドヘルド装置は、筐体と、表示部と、移動信号出力手段と、減衰手段と、記憶手段と、切り替え手段とを具備する。
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きを検出し、前記表示部の画面上で前記ポインタを動かすために該筐体の動きに応じた信号を出力する。
前記減衰手段は、前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させる。
前記記憶手段は、前記減衰手段のゲインを制御するための複数の制御パターンを記憶する。
前記切り替え手段は、前記複数の制御パターンを切り替える。
前記ハンドヘルド装置が、ＧＵＩのソフトウェアを有している場合、前記制御パターンの切替に合せて、画面のＧＵＩを切り替えてもよい。また逆にＧＵＩが前記切り替え手段となって、画面のＧＵＩの切替に合せて、前記制御パターンが切り替えられてもよい。
【発明の効果】
【００５４】
以上のように、本技術によれば、入力装置への手ぶれ入力があった場合に、その出力信号の補正を行うことができ、かつ、ユーザに位相遅れを感じさせない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本技術の一実施の形態に係る制御システムを示す図である。
【図２】入力装置を示す斜視図である。
【図３】入力装置の内部の構成を模式的に示す図である。
【図４】入力装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】表示装置に表示される画面の例を示す図である。
【図６】ユーザが入力装置を握った様子を示す図である。
【図７】入力装置の動かし方及びこれによる画面上のポインタの動きの典型的な例を説明するための図である。
【図８】センサユニットを示す斜視図である。
【図９】ユーザの手ぶれによる入力装置の筐体の振動に応じたポインタの動きを抑制する機能を実現するための、入力装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本技術の一実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１１】手ぶれ周波数の範囲にある代表的な周波数におけるフィルタの特性（速度プロファイル）の例を示すグラフである。
【図１２】図１１に示した補正前速度値ａ〜ｄにそれぞれ対応する、フィルタの周波数特性の例を示すグラフである。
【図１３】図１１に示す速度プロファイルの他の実施の形態をそれぞれ示すグラフである。
【図１４】図１０に示した動作とは別の実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１４に示した実施の形態で用いられるフィルタの特性である速度プロファイルを示すグラフである。
【図１６】図１５（Ｂ）に示した各速度プロファイルａ〜ｅに対応する、ゲインの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１７】本技術のさらに別の実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１８】図１０、図１４及び図１７で示したステップ１０３、２０３及び３０３における速度値の算出方法の一実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図１９】図１８の速度値の算出方法の基本的な考え方を説明するための図である。
【図２０】加速度センサユニットへの重力の影響を説明するための図である。
【図２１】加速度センサユニットへの重力の影響を説明するため他の図である。
【図２２】図１８で示した回転半径の算出方法についての他の実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図２３】制御装置が主要な演算を行う場合の、図１０に対応する制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図２４】それぞれ異なるゲインの周波数特性を示すグラフである。
【図２５】さらに別の実施の形態に係るフィルタの特性としての速度プロファイルを示すグラフである。
【図２６】入力装置の別の実施の形態として、文字入力等に適したペン型の入力装置を示す図である。
【図２７】本技術者が、一般的な文字入力ソフトを使ってコンピュータに文字を入力し、画面上に表示させた例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、本技術の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００５７】
図１は、本技術の一実施の形態に係る制御システムを示す図である。制御システム１００は、表示装置５、制御装置４０及び入力装置１を含む。
【００５８】
図２は、入力装置１を示す斜視図である。入力装置１は、ユーザが持つことができる程度の大きさとされている。入力装置１は、筐体１０、筐体１０の上部に設けられた例えば２つのボタン１１、１２、回転式のホイールボタン１３等の操作部を備えている。筐体１０の上部の中央よりに設けられたボタン１１は、例えばＰＣで用いられる入力デバイスとしてのマウスの左ボタンの機能を有し、ボタン１１に隣接するボタン１２は右ボタンの機能を有する。
【００５９】
例えば、ボタン１１を長押して入力装置１を移動させることにより「ドラッグアンドドロップ」、ボタン１１のダブルクリックによりファイルを開く操作、ホイールボタン１３により画面３のスクロール操作が行われるようにしてもよい。ボタン１１、１２、ホイールボタン１３の配置、発行されるコマンドの内容等は、適宜変更可能である。
【００６０】
図３は、入力装置１の内部の構成を模式的に示す図である。図４は、入力装置１の電気的な構成を示すブロック図である。
【００６１】
入力装置１は、センサユニット１７、制御ユニット３０、バッテリー１４を備えている。
【００６２】
図８は、センサユニット１７を示す斜視図である。センサユニット１７は、互いに異なる角度、例えば直交する２軸（Ｘ軸及びＹ軸）に沿った加速度を検出する加速度センサユニット１６を有する。すなわち、加速度センサユニット１６は、第１の加速度センサ１６１及び第２の加速度センサ１６２の２つセンサを含む。また、センサユニット１７は、その直交する２軸の回りの角加速度を検出する角速度センサユニット１５を有する。すなわち、角速度センサユニット１５は、第１の角速度センサ１５１及び第２の角速度センサ１５２の２つのセンサを含む。これらの加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５はパッケージングされ、回路基板２５上に搭載されている。
【００６３】
第１、第２の角速度センサ１５１、１５２としては、角速度に比例したコリオリ力を検出する振動型のジャイロセンサが用いられる。第１、第２の加速度センサ１６１、１６２としては、ピエゾ抵抗型、圧電型、静電容量型等、どのようなタイプのセンサであってもよい。
【００６４】
図２及び図３の説明では、便宜上、筐体１０の長手方向をＺ’方向とし、筐体１０の厚さ方向をＸ’方向とし、筐体１０の幅方向をＹ’方向とする。この場合、上記センサユニット１７は、回路基板２５の、加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５を搭載する面がＸ’−Ｙ’平面に実質的に平行となるように、筐体１０に内蔵され、上記したように、両センサユニット１６、１５はＸ軸及びＹ軸の２軸に関する物理量を検出する。Ｘ’軸及びＹ’軸を含む平面が加速度検出面、つまり回路基板２５の主面に実質的に平行な面である。
【００６５】
以降では、入力装置１とともに動く座標系、つまり、入力装置１に固定された座標系をＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸で表す。一方、地球上で静止した座標系、つまり慣性座標系をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で表す。また、以降の説明では、入力装置１の動きに関し、Ｘ’軸の回りの回転の方向をピッチ方向、Ｙ’軸の回りの回転の方向をヨー方向といい、Ｚ’軸（ロール軸）の回りの回転の方向をロール方向という場合もある。
【００６６】
制御ユニット３０は、メイン基板１８、メイン基板１８上にマウントされたＭＰＵ１９（Micro Processing Unit）（あるいはＣＰＵ）、水晶発振器２０、送受信機２１、メイン基板１８上にプリントされたアンテナ２２を含む。
【００６７】
ＭＰＵ１９は、必要な揮発性及び不揮発性メモリを内蔵している。ＭＰＵ１９は、センサユニット１７による検出信号、操作部による操作信号等を入力し、これらの入力信号に応じた所定の制御信号を生成するため、各種の演算処理等を行う。
【００６８】
送受信機２１は、ＭＰＵ１９で生成された制御信号（入力情報）をＲＦ無線信号として、アンテナ２２を介して制御装置４０に送信する。また、送受信機２１は、制御装置４０から送信された各種の信号を受信することも可能となっている。
【００６９】
水晶発振器２０は、クロックを生成し、これをＭＰＵ１９に供給する。バッテリー１４としては、乾電池または充電式電池等が用いられる。
【００７０】
制御装置４０はコンピュータであり、ＭＰＵ３５（あるいはＣＰＵ）、表示制御部４２、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、ビデオＲＡＭ４１、アンテナ３９及び送受信機３８等を含む。
【００７１】
送受信機３８は、入力装置１から送信された制御信号を、アンテナ３９を介して受信する。また、送受信機３８は、入力装置１へ各種の信号を送信することも可能となっている。ＭＰＵ３５は、その制御信号を解析し、各種の演算処理を行う。表示制御部４２は、ＭＰＵ３５の制御に応じて、主に、表示装置５の画面３上に表示するための画面データを生成する。ビデオＲＡＭ４１は、表示制御部４２の作業領域となり、生成された画面データを一時的に格納する。
【００７２】
制御装置４０は、入力装置１に専用の機器であってもよいが、ＰＣ等であってもよい。制御装置４０は、ＰＣに限られず、表示装置５と一体となったコンピュータであってもよいし、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、ゲーム機器、またはカーナビゲーション機器等であってもよい。
【００７３】
表示装置５は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等が挙げられるが、これらに限られない。あるいは、表示装置５は、テレビジョン放送等を受信できるディスプレイと一体となった装置でもよい。
【００７４】
図５は、表示装置５に表示される画面３の例を示す図である。画面３上には、アイコン４やポインタ２等が表示されている。アイコンとは、コンピュータ上のプログラムの機能、実行コマンド、またはファイルの内容等が画面３上で画像化されたものである。なお、画面３上の水平方向をＸ軸方向とし、垂直方向をＹ軸方向とする。
【００７５】
図６は、ユーザが入力装置１を握った様子を示す図である。図６に示すように、入力装置１は、上記ボタン１１、１２、１３のほか、例えばテレビ等を操作するリモートコントローラに設けられるような各種の操作ボタンや電源スイッチ等の操作部を備えていてもよい。このようにユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１を空中で移動させ、あるいは操作部を操作することにより、その入力情報が制御装置４０に出力され、制御装置４０によりポインタが制御される。
【００７６】
次に、入力装置１の動かし方及びこれによる画面３上のポインタ２の動きの典型的な例を説明する。図７はその説明図である。
【００７７】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１のボタン１１、１２が配置されている側を表示装置５側に向ける。ユーザは、親指を上にし子指を下にした状態、いわば握手する状態で入力装置１を握る。この状態で、センサユニット１７の回路基板２５（図８参照）は、表示装置５の画面３に対して平行に近くなり、センサユニット１７の検出軸である２軸が、画面３上の水平軸（Ｘ軸）及び垂直軸（Ｙ軸）に対応するようになる。以下、このような図７（Ａ）、（Ｂ）に示す入力装置１の姿勢を基本姿勢という。
【００７８】
図７（Ａ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を上下方向、つまりピッチ方向に振る。このとき、第２の加速度センサ１６２は、Ｙ’軸方向の加速度を検出し、第２の角速度センサ１５２は、Ｘ’軸の回りの角速度を検出する。これらの検出値に基づき、制御装置４０は、ポインタ２がＹ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
【００７９】
一方、図７（Ｂ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を左右方向、つまりヨー方向に振る。このとき、第１の加速度センサ１６１は、Ｘ’軸方向の加速度（第１の加速度）を検出し、第１の角速度センサ１５１は、Ｙ’軸の回りの角速度を検出する。これらの検出値に基づき、制御装置４０は、ポインタ２がＸ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
【００８０】
後で詳述するが、一実施の形態では、入力装置１のＭＰＵ１９が、内部の不揮発性メモリに格納されたプログラムに従い、センサユニット１７で検出された各検出値に基づきＸ’軸及びＹ’軸方向の速度値を算出する。この場合、主として入力装置１のＭＰＵ１９が、移動信号出力手段として機能する。ここで、ポインタ２の移動の制御のためには、例えば加速度センサユニット１６が検出する２軸の加速度値の積分値（速度）のディメンジョンが用いられる。そして、この速度のディメンジョンの入力情報が制御装置４０に送られる。
【００８１】
他の実施の形態では、入力装置１は、センサユニット１７で検出された物理量が入力情報として制御装置４０に送られる。この場合、制御装置４０のＭＰＵ３５は、ＲＯＭ３７に格納されたプログラムに従い、受信した入力情報に基づきＸ’軸及びＹ’軸方向の速度値を算出し、この速度値に応じてポインタ２を移動させるように表示する（図２３参照）。
【００８２】
制御装置４０は、単位時間当りのＸ軸方向またはヨー方向の変位を、画面３上のＸ軸上でのポインタ２の変位量に変換し、単位時間当りのＹ軸方向またはピッチ方向の変位を、画面３上のＹ軸上でのポインタ２の変位量に変換することにより、ポインタ２を移動させる。典型的には、制御装置４０のＭＰＵ３５は、所定のクロック数ごとに供給されてくる速度値について、（ｎ−１）回目に供給された速度値に、ｎ回目に供給された速度値を加算する。これにより、当該ｎ回目に供給された速度値が、ポインタ２の変位量に相当し、ポインタ２の画面３上の座標情報が生成される。この場合、主として制御装置４０のＭＰＵ３５が、座標情報生成手段として機能する。
【００８３】
本実施の形態に係る制御システム１００は、ユーザの手ぶれによる入力装置１の筐体１０の振動に応じたポインタの動きを抑制するため、上記のように算出された速度の出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる機能を有する。典型的には、入力装置１がその機能を有する。
【００８４】
図９は、その機能を実現する入力装置１の構成を示すブロック図である。入力装置１は、速度算出部２９、フィルタ２７、制御部２８及びメモリ２６を備える。
【００８５】
速度算出部２９は、センサユニット１７から出力された物理量、例えば加速度センサユニット１６から出力されたＸ’軸及びＹ’軸方向の加速度値に基づき、筐体１０の速度値をＸ’軸及びＹ’軸方向でそれぞれ算出する。
【００８６】
フィルタ２７は、速度算出部２９で算出された速度値のうち、上記所定の周波数範囲の信号の速度値を、所定のゲインで減衰させる。所定の周波数範囲とは、手ぶれに相当する周波数の範囲である。その周波数範囲は、典型的には１〜２０Ｈｚであるが、この範囲に限られない。以下、所定の周波数を手ぶれ周波数という。フィルタ２７は、デジタルフィルタで構成される。
【００８７】
56-112
制御部２８は、速度算出部２９及びフィルタ２７でのデータの処理を制御する。メモリ２６は、制御部２８の処理の際に用いられる記憶領域である。
【００８８】
速度算出部２９、フィルタ２７、制御部２８及びメモリ２６は、例えばＭＰＵ１９が有する機能である。これらの機能は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により実現されてもよい。メモリ２６は、ＭＰＵに内蔵されてもよいし、別であってもよい。メモリ２６は、ＲＡＭやＲＯＭである。
【００８９】
次に、以上のように構成された制御システムの動作を説明する。図１０は、その動作を示すフローチャートである。
【００９０】
入力装置１に電源が投入される。例えば、ユーザが入力装置１または制御装置４０に設けられた電源スイッチ等を入れることにより、入力装置１に電源が投入される。電源が投入されると、ＭＰＵ１９は、角速度センサユニット１５から出力される２軸の角速度信号（第２の角速度値ωx、第１の角速度値ωy）を、所定のクロックごとに取得する（ステップ１０１）。また、ＭＰＵ１９は、加速度センサユニット１６から出力される２軸の加速度信号（第１の加速度値ax、第２の加速度値ay）を、所定のクロックごとに取得する。この加速度信号は、電源が投入された時点での入力装置１の姿勢（以下、初期姿勢という）に対応する信号である。図１０に示すように角速度信号の取得後、加速度信号が取得されているが、ＭＰＵ１９は、典型的には、ステップ１０１、１０２については同期して実行する。あるいは、加速度信号の取得後、角速度信号が取得されてもよい。このように角速度信号及び加速度信号の取得の順序を問わないことは、図１４、図１７、図１８、図２２、図２３についても同様である。
【００９１】
初期姿勢は、上記基本姿勢になることも考えられる。しかし、Ｘ軸方向に重力加速度のすべての量が検出される姿勢、すなわち第１の加速度センサ１６１の出力が重力加速度分の加速度値を検出し、第２の加速度センサ１６２の出力が０である場合もある。そのほか、入力装置１がロール方向で傾いていることも考えられる。本実施の形態に係る制御システム１００は、後に図１８〜図２２で説明する方法によって、加速度センサユニット１６に働く重力加速度の影響を除去している。
【００９２】
速度算出部２９は、加速度値（ax、ay）に基づいて、積分演算により速度値（Vx、Vy）を算出する（ステップ１０３）。この速度算出部２９による速度値の算出についての詳細は後述する。
【００９３】
算出された速度値（Vx、Vy）がフィルタ２７に入力される。図１１は、手ぶれ周波数の範囲にある代表的な周波数（例えば１５Ｈｚ）におけるフィルタ２７の特性（以下、速度プロファイルという。）の例を示すグラフである。グラフの横軸は、フィルタ２７による補正前の入力装置１の速度値（以下、補正前速度値という。）を示し、縦軸は、フィルタ２７による補正後の入力装置１の速度値（以下、補正後速度値という。）を示す。それぞれの速度値は、８ビット（±１２８）の絶対値で表している。
【００９４】
グラフ中の破線は、フィルタ２７のゲインが１である状態を示しており、すなわちフィルタ２７による減衰機能が働いていない状態を示している。実際に１未満のゲインがかけられるときの線を、以降、補正線Ａと呼ぶ。破線の値を分母とし、補正線Ａの値を分子とした値が、ゲインになる。
【００９５】
補正前速度値について、第１の閾値（第５の閾値）Th1、第２の閾値（第４の閾値）Th2、及び第３の閾値Th3が設定されている。この例では、
補正前速度値９０〜９５程度が第１の閾値Th1（以下、単にTh1という。）、
補正前速度値７０程度が第２の閾値Th2（以下、単にTh2という。）、
補正前速度値１〜３程度が第３の閾値Th3（以下、単にTh3という。）
と設定されている。これらの閾値Th1〜TH3は、適宜変更可能である。
【００９６】
また、この例におけるフィルタ２７のゲインは、以下のように設定されている。
【００９７】
補正前速度値０からTh3まで、及び、Th1以上については、ゲインは１に設定されている。すなわち、この範囲では、補正前速度値と補正後速度値とが同じになる。
Th3からTh2までは、補正前速度値が増えるにしたがってゲインが徐々に減るように設定されている。
Th2からTh1までは、補正前速度値が増えるにしたがってゲインが徐々に増えるように設定されている。
【００９８】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は、図１１に示した補正前速度値ａ〜ｄにそれぞれ対応する、フィルタ２７の周波数特性の例を示すグラフである。図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）から、補正前速度値が増えるにつれて、ゲインが減るように設定されているのが分かる。このようにゲインは周波数特性があるので、上記したように図１１に示したグラフは、ある代表的な周波数（同じ周波数）における速度プロファイルである。したがって、例えば周波数ごとに異なる速度プロファイルの補正線Ａ（例えば、閾値Th1、Th2等は同じで、ゲインが異なる補正線）が設定される。
【００９９】
このように制御部２８は、入力装置１の速度値に基づき、フィルタ２７のゲインを制御する。フィルタ２７のゲインの周波数特性は、フィルタ２７の設計時において、移動平均による、サンプリング周期、タップ数及び各速度値のゲイン値等が適宜設定されることにより設定される。
【０１００】
図１０のフローチャートに戻る。ステップ１０３の後、ＭＰＵ１９は、速度値（Vx、Vy）の絶対値（|Vx|、|Vy|）がTh1以下、または、Th3以上であるか否かを判定する（ステップ１０４）。ステップ１０４では、ＭＰＵ１９は、|Vx|及び|Vy|がそれぞれ独立してTh1以下であるか否かを判定すればよい。
【０１０１】
しかしこれに限られず、例えば速度値（|Vx|、|Vy|）のベクトル合成値（[Vx2+Vy2]1/2）がTh1以下、または、Th3以上であるか否かが判定されてもよい。あるいは、|Vx|と|Vy|の大きい方が速度値の代表値とされ、その代表値がTh1以下、または、Th3以上であるか否かが判定されてもよい。これにより、ＭＰＵ１９の計算量が減り、消費電力が減る。
【０１０２】
ステップ１０４の条件が満たされない場合、ＭＰＵ１９の制御部２８は、図１１の速度プロファイルにより、ゲインを１として速度値を出力する。つまり、ＭＰＵ１９は、速度算出部２９から出力された速度値（Vx、Vy）＝（Vx’、Vy’）とし（ステップ１０５）、送受信機２１によりその速度値（Vx’、Vy’）を制御装置４０に送信する（ステップ１０８）。
【０１０３】
制御装置４０のＭＰＵ３５は、入力情報である速度値（Vx’、Vy’）を送受信機３８により受信する（ステップ１０９）。ＭＰＵ３５は、下記の式（１）、（２）に示す、速度値Vx’、Vy’に応じた、ポインタ２の座標値X、Yを生成し（ステップ１１０）、画面３上のポインタ２が移動するように表示を制御する（ステップ１１１）。
【０１０４】
X(t) =X(t-1)＋Vx’・・・（１）
Y(t) =Y(t-1)＋Vy’・・・（２）。
【０１０５】
一方、ステップ１０４の条件が満たされる場合、制御部２８は、図１１に示すように、速度算出部２９から出力された速度値の絶対値（|Vx|、|Vy|）に合わせたフィルタ２７のゲインを設定する（ステップ１０６）。フィルタ２７は、設定されたゲインで絶対値（|Vx|、|Vy|）を減衰させて（Vx’、Vy’）を出力し（ステップ１０７）、ＭＰＵ１９は、これを制御装置４０に送信する（ステップ１０８）。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態では、筐体１０の動きに応じた信号に基づいてゲインが制御されることにより、例えば手ぶれの大きさ（振幅や速さ）に応じてゲインが可変に制御されるようになる。これにより、ユーザに位相遅れを感じさせないようなポインタの動きを実現することができる。
【０１０７】
ユーザによって手ぶれの大きさには差があり、手ぶれの大きいユーザの手ぶれを充分抑制できるようにゲインを決めてしまうと、手ぶれの小さいユーザの中には位相遅れに違和感を覚える者が出てくる。手ぶれの大きさに基づき、手ぶれが大きいときはゲインを小さく、手ぶれが小さいときはゲインを大きくすることで、手ぶれが気にならない範囲で、位相遅れを最小にする設定が可能となる。
【０１０８】
特に、筐体１０の動きに応じた信号として、例えば速度値に応じて動的に手ぶれ周波数範囲の速度値がフィルタ２７により減衰されるので、筐体１０に手ぶれ等の振動が発生しても、ユーザは画面３上におけるポインタ２の精密なポインティング操作が可能となる。
【０１０９】
速度値が比較的大きい場合、ユーザは画面３上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタ２を動かしている途中である。このような場合には、画面３上の特定の位置などを狙って操作する場合と異なり、手ぶれはあまり気にならず、むしろ位相遅れによる追従性の方が重視される。一方、速度値が比較的小さい場合は、例えば画面上の特定のアイコン４を狙って操作するような場合であり、追従性よりも手ぶれの抑制の方が重視される。このように速度と手ぶれ許容量とには相関があるので、速度値の監視によりユーザの操作感が向上する。
【０１１０】
具体的には、速度値がTh1より大きい場合、ユーザは画面３上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタ２を動かしている途中である。この場合、フィルタ２７が機能すると、ユーザにとって位相遅れにより違和感を感じる場合があるので、ゲインが１に設定される。これにより、ユーザに位相遅れを感じさせない。
【０１１１】
また、速度値がTh3より小さい場合、つまり速度値が極めて小さい場合、ユーザは入力装置１をほぼ停止させているとき、入力装置１を停止させている状態から動かし始めた瞬間、または、動かしていた入力装置１を停止させる瞬間である。したがって、この場合も、位相遅れの発生を防止するため、ゲインが１に設定される。特に、ユーザが入力装置１を停止させている状態から動かし始めた瞬間には、ユーザは位相遅れによる違和感を感じやすくなる傾向にある。
【０１１２】
また、制御部２８は、図１１に示したように、速度値がTh3を超えてTh2に達するまでの間はゲインが徐々に減るように、かつ、Th2を超えてTh1に達するまでの間はゲインが徐々に増えるようにゲインを制御する。手ぶれが起こるTh1以下の速度範囲内において、速度値がTh3を超えてTh2に達するまでは、速度値が増えるほど手ぶれ量が多くなると考えられる。したがって、この範囲では、速度値が増えるほどゲインが徐々に減ることにより、ユーザの違和感をなくすことができる。また、Th2を超えて速度値が増えるほど、手ぶれ量が少なくなると考えられる。したがって、速度値がTh2を超えてTh1に達するまでは、ゲインが徐々に増えることで、ユーザの違和感をなくすことができる。
【０１１３】
図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、図１１に示す速度プロファイルの他の実施の形態を示すグラフである。
【０１１４】
図１３（Ａ）は、Th3がなく、Th2及びTh1が設定されている例を示す。図１３（Ｂ）は、Th3及びTh2がなく、Th1が設定されている例を示す。図１３（Ｃ）は、Th3及びTh1が設定され、Th2がない例を示す。この場合も、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）のフィルタ２７のそれぞれについて、図１３で説明したように、周波数ごとに異なる速度プロファイルを有する。
【０１１５】
あるいは、図示しないが、閾値を４つ以上として、それが直線で結ばれた補正線を有する速度プロファイルが設定されてもよい。
【０１１６】
図１４は、図１０に示した動作とは別の実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。
【０１１７】
ステップ２０１〜２０３は、図１０のステップ１０１〜１０３と同様の処理である。
【０１１８】
ステップ２０４では、ＭＰＵ１９は、ステップ２０３で得られた速度値（Vx、Vy）を微分演算することで、それぞれＸ’軸及びＹ’軸方向の加速度値（axi、ayi）を出力する。
【０１１９】
ステップ２０５〜２０７は、ステップ１０４〜１０６と同様の処理である。
【０１２０】
図１５（Ａ）は、この実施の形態で用いられるフィルタ２７の特性である速度プロファイルを示すグラフである。このグラフも、手ぶれ周波数範囲にある代表的な周波数（例えば１０Ｈｚ）におけるプロファイルである。このフィルタ２７では、上記加速度値（axi、ayi）の絶対値（|axi|、|ayi|）に応じて、プロファイルが可変となっている。加速度値が大きいほど、ゲインが高く（１に近く）、加速度が小さいほどゲインが低く設定されている。
【０１２１】
あるいは、フィルタ２７の速度プロファイルは、図１５（Ｂ）のようなグラフであってもよい。図１５（Ｂ）では、図１５（Ａ）に比べ、補正前速度値が０からTh2までのゲインの減少する割合が低くなっており、かつ、Th2からTh3までのゲインの増加する割合が低くなっている。
【０１２２】
図１６（Ａ）〜図１６（Ｅ）は、図１５（Ｂ）に示した各速度プロファイルａ〜ｅに対応する、ゲインの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【０１２３】
図１４の説明に戻る。ステップ２０８では、ＭＰＵ１９の制御部２８は、算出した加速度値の絶対値（|axi|、|ayi|）に応じて、つまり図１５（Ａ）または図１５（Ｂ）の速度プロファイルにより、フィルタ２７のゲインを動的に制御する。このゲインの制御は、典型的には加速度値に対して連続的に行われる。すなわち、その加速度値に基く所定の演算によりゲインが制御される。
【０１２４】
しかし、加速度値（または、加速度値の所定の範囲）ごとに対応する速度プロファイルの情報が予めメモリ２６等に記憶されており、ＭＰＵ１９が加速度値に応じてそれを動的に読み出してもよい。この場合、速度プロファイルの数は、２つ以上であればよい。
【０１２５】
ステップ２０９〜２１３は、ステップ１０７〜１１１と同様の処理である。
【０１２６】
このように、図１４に示す動作では、速度値及び加速度値の両方に基づきゲインが制御されるので、ユーザの操作感が向上する。加速度値が大きいほど手ぶれ量は少ないと考えられる。つまり、加速度値も手ぶれ量と相関があるので、加速度値の監視によりユーザの操作感が向上する。
【０１２７】
図１７は、さらに別の実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。
【０１２８】
ステップ３０１〜３０４は、図１４に示したステップ２０１〜２０４と同様の処理である。
【０１２９】
ステップ３０５では、ＭＰＵ１９は、ステップ３０３で算出された時間的に連続する所定数の速度値（サンプル速度値）（Vx、Vy）をメモリ２６に記憶する（ステップ３０５）。メモリ２６に記憶される速度値のサンプル数は、適宜設定される。この場合、メモリ２６としては、典型的にはリングバッファやＦＩＦＯ（First In First Out）が用いられるが、これに限られない。
【０１３０】
ＭＰＵ１９は、記憶された所定数のサンプル速度値がすべて同じ符号であるか否かを判定する（符号判定手段）（ステップ３０６）。同じ符号の場合、ＭＰＵ１９は、ステップ３０７に進む。ステップ３０７、３１２〜３１５は、図１０で示したステップ１０５、１０８〜１１１と同様の処理である。つまり、サンプル速度値がすべて同じ符号である場合は、その複数の速度値のサンプリングの期間中は、速度の向きが変わっていない。したがって、この場合、ユーザは画面上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタを動かしている途中であると考えられる。この場合、フィルタ２７が機能すると、ユーザにとって位相遅れにより違和感を感じる場合があるので、速度値を減衰させるための機能が停止させられるか、弱められればよい。
【０１３１】
メモリ２６に記憶された所定数のサンプル速度値のうち、１つ以上の異なる符号のサンプル速度値がある場合、ＭＰＵ１９は、ステップ３０８以降の処理に進む。ステップ３０８、３０９〜３１１は、図１４で示したステップ２０５、２０７〜２０９と同様の処理である。つまり、１つ以上の異なる符合のサンプル速度値が記憶されている場合、その複数の速度値のサンプリングの期間中に、速度の向きが変わっているので、手ぶれが起こっていると考えられる。したがって、ステップ３０８以降の処理が実行されることで、手ぶれによる影響を除去することができる。
【０１３２】
図１７に示した動作では、図１４に示した動作と同様に、ステップ３０４で加速度値（axi、ayi）が算出され、ステップ３１０でその絶対値（|axi|、|ayi|）に応じてゲインが制御された。しかし、図１７に示した動作において、図１０に示した動作と同様に、加速度値が算出されないような処理であってもよい。すなわち、ステップ３０４及び３１０がない処理である。
【０１３３】
次に、図１０、図１４及び図１７で示したステップ１０３、２０３及び３０３における速度値（Vx、Vy）の算出方法について説明する。図１８は、その入力装置１の動作を示すフローチャートである。図１９は、この速度値の算出方法の基本的な考え方を説明するための図である。
【０１３４】
図１９では、入力装置１を例えば左右方向（ヨー方向）へ振って操作するユーザを上から見た図である。図１９に示すように、ユーザが自然に入力装置１を操作する場合、手首（あるいは手指）の回転、肘の回転及び腕の付け根の回転のうち少なくとも１つによって操作する。したがって、入力装置１の動きと、この手首（あるいは手指）、肘及び腕の付け根の回転とを比較すると、以下に示す１．２．の関係があることが分かる。
【０１３５】
１．入力装置１のＹ’軸周りの角速度値ωyは、肩の回転による角速度、肘の回転による角速度、及び、手指（あるいは手首）の回転等による角速度の合成値である。
２．入力装置１のＸ’軸方向の速度値Vxは、肩、肘、及び手指等の角速度に、肩と入力装置１との距離、肘と入力装置１との距離、及び、手指と入力装置１との距離等をそれぞれ乗じた値の合成値である。
【０１３６】
ここで、微小時間での入力装置１の回転運動について、入力装置１は、Ｙ’軸に平行であり、時間ごとに位置が変化する中心軸を中心に回転していると考えることができる。この時間ごとに位置が変化する中心軸と、入力装置１との距離を、Ｙ’軸周りの回転半径Ｒy(ｔ)とすると、入力装置１の速度値Vxと、角速度値ωyとの関係は、以下の式（３）で表される。すなわち、Ｘ’軸方向の速度値Vxは、Ｙ’軸周りの角速度値ωyに、中心軸と入力装置１との距離Ｒy(ｔ)を乗じた値となる。
【０１３７】
Vx＝Ｒy(ｔ)・ωy・・・（３）。
【０１３８】
式（３）に示すように、入力装置１の速度値と、角速度値との関係は、比例定数をＲ(ｔ)とした比例関係、つまり、相関関係にある。
【０１３９】
上記式（３）を変形して式（４）を得る。
Ｒy(ｔ)＝Vx/ωy・・・（４）。
【０１４０】
式（４）の右辺は、速度のディメンジョンである。この式（４）の右辺に表されている速度値と角速度値とがそれぞれ微分され、加速度、あるいは加速度の時間変化率のディメンジョンとされても相関関係は失われない。同様に、速度値と角速度値とがそれぞれ積分され、変位のディメンジョンとされても相関関係は失われない。
【０１４１】
したがって、式（４）の右辺に表されている速度及び角速度をそれぞれ変位、加速度、加速度の時間変化率のディメンジョンとして、以下の式（５）、（６）、（７）が得られる。
【０１４２】
Ｒy(ｔ)＝ｘ／θy・・・（５）
Ｒy(ｔ)＝ａx／Δωy・・・（６）
Ｒy(ｔ)＝Δａx／Δ（Δωy）・・・（７）。
【０１４３】
上記式（４）、（５）、（６）、（７）のうち、例えば式（６）に注目すると、加速度値ａxと、角加速度値Δωyが既知であれば、回転半径Ｒy(ｔ)が求められることが分かる。
【０１４４】
上述のように、第１の加速度センサ１６１は、Ｘ’軸方向の加速度値ａxを検出し、第１の角速度センサ１５１は、Ｙ’軸の周りの角速度値ωyを検出する。したがって、Ｙ’軸周りの角速度値ωyが微分され、Ｙ’軸周りの角加速度値Δωyが算出されれば、Ｙ’軸周りの回転半径Ｒy(ｔ)が求められる。
【０１４５】
Ｙ’軸周りの回転半径Ｒy(ｔ)が既知であれば、この回転半径Ｒy(ｔ)に、第１の角速度センサ１５１によって検出されたＹ’軸の周りの角速度値ωyを乗じることで、入力装置１のＸ’軸方向の速度値Vxが求められる（式（３）参照）。すなわち、ユーザの回転の操作量そのものがＸ’軸方向の線速度値に変換され、ユーザの直感に合致した速度値となる。
【０１４６】
この速度値の算出方法については、ユーザが入力装置１を上下方向（ピッチ方向）へ振って操作する場合にも適用することができる。
【０１４７】
図１８では、式（７）が用いられる例について説明する。図１８を参照して、入力装置１のＭＰＵ１９は、取得した加速度値（ax、ay）の微分フィルタ等により微分演算を行う。これにより、加速度の時間変化率（Δax、Δay）が算出される（ステップ４０１）。同様に、ＭＰＵ１９は、取得した角速度値（ωx、ωy）の２階の微分演算を行うことで、角加速度の時間変化率（Δ(Δωx)、Δ(Δωy)）を算出する（ステップ４０２）。
【０１４８】
角加速度の時間変化率が算出されると、ＭＰＵ１９は、Ｙ’軸回りの角加速度の時間変化率の絶対値｜Δ(Δωy)｜が、閾値th-1を超えるか否かを判定する（ステップ４０３）。上記｜Δ(Δωy)｜が閾値th-1を超える場合には、ＭＰＵ１９は、Ｘ’軸方向の加速度の時間変化率Δaxを、Ｙ’軸回りの角加速度の時間変化率Δ(Δωy)で除することで、Ｙ’軸回りの回転半径Ｒy(ｔ)を算出する（ステップ４０４）。すなわち、Ｘ’軸方向の加速度の時間変化率Δaxと、Ｙ’軸回りの角加速度の時間変化率Δ(Δωy)との比を回転半径Ｒy(ｔ)として算出する（式（７））。｜Δ(Δωy)｜の閾値th-1は適宜設定可能である。
【０１４９】
この回転半径Ｒy(ｔ)の信号は、例えばローパスフィルタに通される（ステップ４０５）。ローパスフィルタで高周波数域のノイズが除去された回転半径Ｒy(ｔ)の情報はメモリに記憶される（ステップ４０６）。このメモリには、回転半径Ｒy(ｔ)の信号が所定のクロックごとに更新して記憶される。
【０１５０】
入力装置１のＭＰＵ１９は、この回転半径Ｒy(ｔ)に、Ｙ’軸回りの角速度値ωyを乗じることで、Ｘ’軸方向の速度値Vxを算出する（ステップ４０８）。
【０１５１】
一方で、ＭＰＵ１９は、上記｜Δ(Δωy)｜が、閾値th-1以下である場合には、メモリに記憶された回転半径Ｒy(ｔ)を読み出す（ステップ４０７）。この読み出された回転半径Ｒy(ｔ)に、Ｙ’軸回りの角速度値ωyを乗じることで、Ｘ’軸方向の速度値Vxを算出する（ステップ４０８）。
【０１５２】
上記ステップ４０１〜４０８の処理が行われる理由として、以下の２つの理由がある。
【０１５３】
１つは、上記式（７）の回転半径Ｒy(ｔ)を求めて、ユーザの直感に合致した線速度を求めるためである。
【０１５４】
２つ目は、上記したように重力の影響を除去するためである。上述のように、入力装置１が基本姿勢から例えばロール方向、あるいはピッチ方向に回転して傾いた場合、重力の影響によって、入力装置１の実際の動きとは違った検出信号を出力してしまう。例えば、上記したように、初期姿勢がロール方向に傾いていた場合は、加速度センサユニット１６の各加速度センサ１６１及び１６２からそれぞれ重力加速度の成分値が出力される。したがって、この重力加速度の各成分値の影響を除去しない場合には、ポインタ２の動きがユーザの感覚にそぐわない動きとなってしまう。
【０１５５】
このことをさらに分かりやすく説明する。図２０及び図２１は、その説明のための図である。図２０は、入力装置１をＺ方向で見た図であり、図２１は、入力装置１をＸ方向で見た図である。
【０１５６】
図２０（Ａ）では、入力装置１が基本姿勢とされ、静止しているとする。このとき、第１の加速度センサ１６１の出力は実質的に０であり、第２の加速度センサ１６２の出力は、重力加速度Ｇ分の出力とされている。しかし、例えば図２０（Ｂ）に示すように、入力装置１がロール方向に傾いた状態では、第１、第２の加速度センサ１６１、１６２は、重力加速度Ｇのそれぞれの傾き成分の加速度値を検出する。
【０１５７】
この場合、特に、入力装置１が実際にＸ’軸方向には動いていないにも関わらず、第１の加速度センサ１６１はＸ’軸方向の加速度を検出することになる。この図２０（Ｂ）に示す状態は、図２０（Ｃ）のように入力装置１が基本姿勢にあるときに、加速度センサユニット１６が破線の矢印で示すような慣性力Ix、Iyを受けた状態と等価であり、加速度センサユニット１６にとって区別が付かない。その結果、加速度センサユニット１６は、矢印で示すような左に斜め下方向の加速度が入力装置１に加わったと判断し、入力装置１の実際の動きとは違った検出信号を出力する。しかも、重力加速度Ｇは常に加速度センサユニット１６に作用するため、積分値は増大し、ポインタ２を斜め下方に変位させる量は加速度的に増大してしまう。図２０（Ａ）から図２０（Ｂ）に状態が移行した場合、本来、画面３上のポインタ２が動かないようにすることが、ユーザの直感に合った操作と言える。
【０１５８】
例えば、図２１（Ａ）に示すような入力装置１の基本姿勢の状態から、図２１（Ｂ）に示すような、入力装置１がピッチ方向で回転して傾いたときも、上記と同様のことが言える。このような場合、入力装置１が基本姿勢にあるときの第２の加速度センサ１６２が検出する重力加速度Ｇが減少するので、図２１（Ｃ）に示すように、入力装置１は、上のピッチ方向の慣性力Iと区別が付かない。
【０１５９】
そこで、ユーザの操作による入力装置１の動きのみに着目した加速度値の時間変化率に比べ、その入力装置１の動きにより発生する重力加速度の成分値の時間変化率の方が小さいことを利用する。その重力加速度の成分値の時間変化率は、ユーザの操作による入力装置１の動きのみに着目した加速度値の時間変化率の１／１０のオーダーである。加速度センサユニット１６から出力される値は、その両者が合成された値である、すなわち、加速度センサユニット１６から出力される信号は、ユーザの操作による入力装置１の動きのみに着目した加速度値の時間変化率に、重力加速度の成分値であるＤＣ成分値が重畳された信号となる。
【０１６０】
したがって、ステップ４０１では、加速度値が微分演算されることで、加速度の時間変化率が求められ、これにより、重力加速度の成分値の時間変化率が除去される。これにより、入力装置１の傾きによる重力加速度の分力の変化が生じる場合であっても、適切に回転半径を求めることができ、この回転半径から適切な速度値を算出することができる。なお、上記ＤＣ成分値には、重力加速度の成分値のほか、例えば加速度センサユニット１６の温度ドリフトによるＤＣ成分も含まれる場合もある。
【０１６１】
また、本実施の形態では、式（７）が用いられるので、ステップ４０２では、角速度値ωyが２階微分され、高周波数域のノイズがその角速度の演算値に乗ってしまう。この｜Δ(Δωy)｜が大きい場合問題ないが、小さい場合Ｓ／Ｎ比が悪化する。Ｓ／Ｎ比の悪化した｜Δ(Δωy)｜が、ステップ４０４でのＲy(ｔ)の算出に用いられると、Ｒy(ｔ)や速度値Vxの精度が劣化する。
【０１６２】
そこで、ステップ４０３では、ステップ４０２で算出されたＹ’軸回りの角加速度の時間変化率Δ(Δωy)が利用される。Δ(Δωy)が閾値th-1以下の場合、以前にメモリに記憶されたノイズの少ない回転半径Ｒy(ｔ)が読み出され（ステップ４０７）、読み出された回転半径Ｒy(ｔ)がステップ４０８における速度値Vxの算出に用いられる。
【０１６３】
ステップ４０９〜４１４では、以上のステップ４０３〜４０８までの処理と同様に、ＭＰＵ１９は、Ｙ軸方向の速度値Vyを算出する。つまり、ＭＰＵ１９は、Ｘ’軸回りの角加速度の時間変化率の絶対値｜Δ(Δωx)｜が、閾値th-1を超えるか否かを判定し（ステップ４０９）、閾値th-1を超える場合には、この角速度の時間変化率を用いてＸ’軸回りの回転半径Ｒx(ｔ)を算出する（ステップ４１０）。
【０１６４】
回転半径Ｒx(ｔ)の信号は、ローパスフィルタに通され（ステップ４１１）、メモリに記憶される（ステップ４１２）。閾値th-1以下である場合には、メモリに記憶された回転半径Ｒx(ｔ)が読み出され（ステップ４１３）、この回転半径Ｒx(ｔ)に基づいてＹ’軸方向の速度値Vyが算出される（ステップ４１４）。
【０１６５】
なお、本実施の形態では、ヨー方向及びピッチ方向の両方向について閾値を同じ値th-1としたが、両方向で異なる閾値が用いられてもよい。
【０１６６】
ステップ４０３において、Δ(Δωy)に代えて、角加速度値(Δωy)が閾値に基づき判定されてもよい。ステップ４０９についても同様に、Δ(Δωx)に代えて、角加速度値(Δωx)が閾値に基づき判定されてもよい。図１８に示したフローチャートでは、回転半径Ｒ(ｔ)を算出するために式（７）が用いられたが、式（６）が用いられる場合、角加速度値（Δωx、Δωy）が算出されるので、角加速度値（Δωx、Δωy）が閾値に基づき判定されてもよい。
【０１６７】
次に、これまで説明した回転半径（Ｒx(ｔ)、Ｒy(ｔ)）の算出方法についての他の実施の形態を説明する。図２２は、そのときの入力装置１の動作を示すフローチャートである。
【０１６８】
本実施形態では、回帰直線の傾きを利用して、回転半径を算出する。上述のように、回転半径は、加速度変化率と角加速度変化率との比である。本実施形態は、この加速度変化率と角加速度変化率との比を算出するために、回帰直線の傾きを利用する。
【０１６９】
ＭＰＵ１９は、加速度値（ax、ay）及び角速度値（ωx、ωy）をそれぞれ、１階微分、２階微分し、加速度変化率（Δax、Δay）及び角加速度変化率（Δ(Δωx）、Δ(Δωy)）を算出する（ステップ５０１、５０２）。この加速度変化率（Δax、Δay）、及び角加速度変化率（Δ(Δωx)、Δ(Δωy)）のｎ回分の履歴が、例えばメモリに記憶され、以下の式（８）、（９）により、回帰直線の傾き（Ａ１、Ａ２）が算出される（ステップ５０３）。この回帰直線の傾きは、加速度変化率と角加速度変化率との比、つまり、回転半径（Ｒx(ｔ)、Ｒy(ｔ)）である。なお、参考として、回帰直線の切片（Ｂ１、Ｂ２）の算出方法を式（１０）、（１１）に示す。
【０１７０】
Ａ１＝Ｒx(ｔ)＝[{Σ(Δ(Δωxj))２・Σ(Δａyj)２}−{ΣΔ(Δωxj)・ΣΔ(Δωxj)・Δａyj}]／[ｎ・Σ(Δ(Δωxj))２−{ΣΔ(Δωxj)}２]・・・（８）
Ａ２＝Ｒy(ｔ)＝[{Σ(Δ(Δωyj))２・Σ(Δａxj)２}−{ΣΔ(Δωyj)・ΣΔ(Δωyj)・Δａxj}]／[ｎ・Σ(Δ(Δωyj))２−{ΣΔ(Δωyj)}２]・・・（９）
Ｂ１＝[{ｎ・ΣΔ(Δωxj)・Δａyj}−{ΣΔ(Δωxj)・ΣΔａyj}]／[ｎ・Σ(Δ(Δωxj))２−{ΣΔ(Δωxj)}２]・・・（１０）
Ｂ２＝[{ｎ・ΣΔ(Δωyj)・Δａxj}−{ΣΔ(Δωyj)・ΣΔａxj}]／[ｎ・Σ(Δ(Δωyj))２−{ΣΔ(Δωyj)}２]・・・（１１）。
【０１７１】
上記式（８）〜（１１）中のｎは、加速度値（Δax、Δay）、及び角加速度変化率（Δ(Δωx)、Δ(Δωy)）のサンプリング数を示す。このサンプリング数ｎは、演算誤差が最小となるように適宜設定される。
【０１７２】
回転半径が算出されると、図１８のステップ４０８及び４１４と同様に、回転半径に基づいて速度値が算出される（ステップ５０４）。
【０１７３】
なお、回転半径の信号、または速度値の信号がローパスフィルタにかけられることで、高周波数のノイズによる影響を軽減してもよい。
【０１７４】
本実施形態では、回帰直線の傾きを回転半径として算出することで、より正確な回転半径及び速度値（Vx、Vy）を算出することができる。したがって、画面３上に表示されるポインタ２の動きを、ユーザの直感に合致した自然な動きとすることができる。
【０１７５】
以上の説明では、加速度変化率及び角加速度変化率のディメンジョンでの回帰直線の傾きの算出方法について説明した。しかし、これに限られず、変位及び角度、速度及び角速度、または、加速度及び角加速度のディメンジョンで、回帰直線の傾きが算出されてもよい。
【０１７６】
これまでは、入力装置１が主要な演算を行って速度値（Vx、Vx）を算出していた。図２３に示す実施の形態では、制御装置４０が主要な演算を行う。この図２３に示す動作は、図１０に対応する。
【０１７７】
入力装置１が、例えばセンサユニット１７から出力された２軸の加速度値及び２軸の角速度値を入力情報として制御装置４０に送信する（ステップ７０３）。制御装置４０のＭＰＵ３５は、この入力情報を受信し（ステップ７０４）、ステップ１０３〜１０７、１１０、１１１と同様の処理行う（ステップ７０５〜７１１）。ステップ７０５における速度値の算出方法は、図１８〜図２２で説明した方法が用いられてもよい。
【０１７８】
図２３では、図１０に対応する動作を例に挙げたが、これに限られず、制御装置４０は図２３の動作と同様の趣旨で、図１４のステップ２０３以降の処理、または図１７のステップ３０３以降の処理を実行してもよい。
【０１７９】
以上では、速度値に基づいてゲインが動的に制御される形態を説明した。次に、ゲインが静的に制御される実施の形態について説明する。
【０１８０】
図２４（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ異なるゲインの周波数特性を示すグラフである。この例では、減衰される周波数範囲がそれぞれ異なり、また、図２４（Ａ）〜（Ｃ）に示すグラフのすべてにおいて、カットオフ周波数が１Ｈｚ近傍に設定されている。
【０１８１】
図２４（Ａ）では、１５〜２５Ｈｚの周波数成分のゲインがほぼ０に設定されている。図２４（Ｂ）のフィルタは、１５Ｈｚ以下の周波数成分についてもゲインがほぼ０に設定されており、図２４（Ａ）のものより強いフィルタと言える。図２４（Ｃ）のフィルタは、２５Ｈｚ以上の周波数成分についてもゲインがほぼ０に設定されており、図２４（Ｂ）のものより強いフィルタと言える。
【０１８２】
このような同じ周波数について複数のゲインの周波数特性（制御パターン）の情報が予めメモリ２６等に記憶されていればよい。ユーザが適応的に切り替えることにより、ＭＰＵ１９の制御部は、その切り替えに応じて選択された周波数特性でフィルタのゲインを制御する。この場合、主にＭＰＵ１９は、切り替え手段として機能する。
【０１８３】
ゲインの周波数特性は、図２４（Ａ）〜（Ｃ）に示したものに限られず、適宜変更可能である。
【０１８４】
これらの制御パターンの切り替えは、入力装置１または制御装置４０に設けられたメカニカルなスイッチ等によりユーザが行うようにすればよい。あるいは、入力装置１または制御装置４０が、切り替えのためのＧＵＩのソフトウェアを記憶し、ユーザがそのＧＵＩを用いて、それらの制御パターンを切り替えてもよい。
【０１８５】
図２５は、さらに別の実施の形態に係るフィルタの特性としての速度プロファイルを示すグラフである。
【０１８６】
手ぶれの速度は個人差が大きいので、本技術者は、フィルタの設計時において、ユーザテストにより、手ぶれ速度の大きさの分散を求め、手ぶれ補正の対象となる速度範囲を決定した。その結果を示すグラフが図２５のグラフである。手ぶれ速度の大きさは、例えば振動の最大速度とされた。
【０１８７】
この例では、３種類の速度プロファイルが示されている。
速度プロファイルａが、手ぶれ補正の対象となる速度範囲が狭い例を示し、２σに入るユーザ向けのプロファイルである。
【０１８８】
速度プロファイルｂが、手ぶれ補正の対象となる速度範囲が広い例を示し、これは４σに入るユーザ向けのプロファイルである。
【０１８９】
速度プロファイルｃが、補正前速度値とは無関係に、ゲインが一定のプロファイルである。
【０１９０】
なお、この例における速度プロファイルａ及びｂは、図１１で示した速度プロファイルと同様に、Th1（Th1’）、Th2（Th2’）及びTh3が設定された例となっている。しかし、この図２５に示した速度プロファイルａ及びｂは、図１１、図１３、または図１５に示したような速度プロファイル、あるいは別の速度プロファイルに設定されてもよい。
【０１９１】
図２５の速度プロファイルｃよりも、ゲインがさらに低い速度プロファイル、つまりＸ軸に漸近した速度プロファイルが設定されてもよい。
【０１９２】
このような同じ周波数について、複数の速度プロファイルａ〜ｃ（制御パターン）の情報が予めメモリ２６等に記憶され、制御パターンごとにTh1及びTh2、Th1’及びTh2’等がメモリ２６等に記憶される。ユーザがこれらの速度プロファイルａ〜ｃを適応的に切り替えることにより、ＭＰＵ１９の制御部は、その切り替えに応じて選択された速度プロファイルでフィルタのゲインを制御する。この場合、主にＭＰＵ１９は、切り替え手段として機能する。
【０１９３】
この速度プロファイルａ〜ｃの切り替えは、入力装置１または制御装置４０に設けられたメカニカルなスイッチ等によりユーザが行うようにすればよい。あるいは、入力装置１または制御装置４０が、切り替えのためのＧＵＩのソフトウェアを記憶し、ユーザがそのＧＵＩを用いて速度プロファイルａ〜ｃを切り替えてもよい。
【０１９４】
次に、図２５の速度プロファイルｃについて説明する。
【０１９５】
この速度プロファイルｃは、ゲインが低く一定であるので位相遅れが強められるが、例えばユーザの文字入力や絵の入力に適した速度プロファイル、つまり手書き入力モードの速度プロファイルである。ゲインが可変する速度プロファイルａ及びｂでは、つまり位相遅れが可変する速度プロファイルでは、絵や文字を入力することは難しいと感じるユーザもいる。
【０１９６】
図２６は、入力装置１の別の実施の形態として、文字入力等に適したペン型の入力装置を示す図である。このペン型入力装置９１の先端部付近にセンサユニット１７が配置されている。センサユニット１７は、図８で示したセンサユニット１７と同様のものでよい。ペン型入力装置９１の形状は、この形状に限られず、適宜変更可能である。
【０１９７】
ユーザがこのペン型入力装置９１を用いる場合、筐体９０をつかみ、その先端部を机、床、テーブル、または太もも等に当てて（または、当てなくてもよい。）、文字や絵を入力する感覚でペン型入力装置９１を動かす。このペン型入力装置９１のコンセプトとしては、一般的には、タブレット型ＰＣで用いられるようなペン型の入力デバイスに近い。しかし、ペン型入力装置９１では、姿勢を検出するセンサユニット１７が用いられる点、及び、ペン型入力装置９１の先端部が画面上に接触しなくてもよい点において、タブレットＰＣの入力デバイスとは異なる。
【０１９８】
図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）は、本技術者が、一般的な文字入力ソフトを使って、日本語のひらがな（あ、い、う、え、お）をコンピュータに入力し、画面上に表示させた例を示している。図２７（Ａ）は、上記速度プロファイルｃを用いた場合を示し、図２７（Ｂ）は、フィルタの機能を停止させた場合を示す。これらの図から、速度プロファイルｃが用いられることにより、文字入力等のときのユーザの細かな手ぶれによる影響を除去することができる。
【０１９９】
なお、速度プロファイルｃのゲインとは異なる一定のゲインの速度プロファイルが、１つまたは複数設定されていもよい。
【０２００】
あるいは、例えば同じ周波数について、図１３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）で説明したそれぞれの速度プロファイルが、予めメモリに記憶され、ユーザが切り替えることができるようにしてもよい。そのメモリは、入力装置１（または上記ペン型入力装置９１）が持っていてもよいし、制御装置４０が持っていてもよい。
【０２０１】
あるいは、制御装置４０は、例えばＲＯＭ３７や他の記憶デバイスに、複数のＧＵＩのモードを記憶し、その複数のＧＵＩモードにそれぞれ対応する複数の速度プロファイルを記憶しておいてもよい。制御装置４０のＭＰＵ３５は、それら複数のＧＵＩのモードのうち、画面３上に表示するＧＵＩのモードに応じて、速度プロファイルを切り替えればよい。
【０２０２】
複数のＧＵＩのモードとは、例えば上記した文字入力等のアプリケーションソフトウェアごとに異なるモードである。例えば文字入力用のアプリケーションソフトウェアの場合、比較的ゲインが低く設定され、つまり比較的強いフィルタ設定とされる。それ以外のアプリケーションソフトウェアの場合、比較的ゲインが高く設定され、つまり比較的弱いフィルタ設定とされる。
【０２０３】
あるいは、文字が入力される対象となるＧＵＩウィンドウ内は、比較的強いフィルタ（例えば速度プロファイルｃ）、そのＧＵＩウィンドウの外部では、上記速度値に応じてゲインが可変（例えば速度プロファイルａまたはｂ）に設定されてもよい。
【０２０４】
あるいは、複数のＧＵＩのモードとは、アイコン４の大きさごとに異なるモードであってもよい。アイコン４の大きさが比較的小さい場合、ユーザの精密なポインティングが必要とされるため、比較的強いフィルタ設定とされる。逆に、アイコンの大きさが比較的大きい場合、精密なポインティングはあまり必要ないので、弱いフィルタ設定とされる。
【０２０５】
本技術に係る実施の形態は、以上説明した実施の形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【０２０６】
上記実施の形態では、入力装置１が、加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５を備える構成を説明した。しかし、角速度センサユニット１５はなく、加速度センサユニット１６のみが設けられていてもよい。この場合、ステップ１０３、２０３、３０３では、加速度センサユニット１６で検出された加速度値が、単に積分演算されることで、速度値が算出されればよい。
【０２０７】
図１０では、ステップ１０３において速度値が算出され、その速度値（Vx、Vx）に基づき、フィルタのゲインが制御される例を説明した。しかし、ステップ１０１で取得された角速度値（ωx、ωy）に基づき、ゲインが制御されてもよい。この場合、速度と角速度とは相関があるので、角速度プロファイルは、図１１、１３、１５、１６、または２５等と同様なプロファイルが例として挙げられる。このことは、図１４及び図１８の動作でも同様である。
【０２０８】
あるいは、速度または角速度に限られず、加速度、加速度の時間変化率、角加速度または角加速度の時間変化率に基づき、フィルタのゲインが制御されてもよい。
【０２０９】
上記のように角速度値に基づきフィルタのゲインが制御される場合、加速度センサユニット１６はなく、角速度センサユニット１５のみが設けられていてもよい。この場合、角速度センサユニット１５で検出された角速度値に基づき、制御装置４０は、ヨー方向及びピッチ方向の筐体１０の動きに対応する、ポインタ２の変位量を算出する。この場合、制御装置４０は、角速度値に対応するポインタ２の変位量が予めメモリに記憶されていてもよいし、予め定められた角速度値から変位量への変換式を用いて変位量を算出してもよい。
【０２１０】
上記各実施の形態では、速度値（または角速度値）に基づき、連続的に演算によってゲインが制御される例を説明した。しかし、ゲインは段階的に制御されてもよい。段階的とは、２段階でもよいし、３段階以上でもよい。すなわち、例えば２段階の場合、速度値（または角速度値）が閾値以下となった場合、ゲインが１未満の一定値となるように制御される。
【０２１１】
図１１、図１３、図１４、図１５及び図２５に示した速度プロファイルはほぼ直線で構成される例を説明したが、これらは、２次曲線、その他の曲線、または、直線と曲線でなる線であってもよい。
【０２１２】
図１０及び図１５では入力装置１が大部分の演算を実行し、図２３では制御装置４０が大部分の演算を実行した。しかし、入力装置１及び制御装置４０が、適宜分担して演算を実行するようにしてもよい。
【０２１３】
本技術は、例えば、表示部を備えるハンドヘルド型の情報処理装置（ハンドヘルド装置）に適用されてもよい。すなわち、ハンドヘルド装置は、上記入力装置１と制御装置４０とが一体となったような装置と考えることができる。この場合、ユーザは、ハンドヘルド装置の本体を動かすことで、その表示部に表示されたポインタが動く。ハンドヘルド装置として、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、携帯電話機、携帯音楽プレイヤー、デジタルカメラ等が挙げられる。
【０２１４】
上記各実施の形態では、入力装置の動きに応じて画面上で動くポインタ２を、矢印の画像として表した。しかし、ポインタ２の画像は矢印に限られず、単純な円形、角形等でもよいし、キャラクタ画像、またはその他の画像であってもよい。
【０２１５】
センサユニット１７の、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸は、上述のＸ’軸及びＹ’軸のように必ずしも互いに直交していなくてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、互いに直交する軸方向に投影されたそれぞれの加速度が得られる。また同様に、三角関数を用いた計算によって、互いに直交する軸の回りのそれぞれの角速度を得ることができる。
【０２１６】
以上の各実施の形態で説明したセンサユニット１７について、角速度センサユニット１５のＸ’及びＹ’の検出軸と、加速度センサユニット１６のＸ’及びＹ’軸の検出軸がそれぞれ一致している形態を説明した。しかし、それら各軸は、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６が基板上に搭載される場合、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸のそれぞれが一致しないように、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６がその基板の主面内で所定の回転角度だけずれて搭載されていてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、各軸の加速度及び角速度を得ることができる。
【０２１７】
上記角速度センサユニット１５の代わりとして、角度センサあるいは角加速度センサが用いられてもよい。角度センサとしては、地磁気センサまたはイメージセンサ等が挙げられる。例えば３軸地磁気センサが用いられる場合、角度値の変化量が検出されるので、その場合、角度値が微分演算されることで角速度値が得られる。角加速度センサは、複数の加速度センサの組み合わせにより構成され、角加速度センサにより得られる角加速度値が積分演算されることで、角速度値が得られる。
【０２１８】
図１０において、速度値（Vx、Vy）の算出方法が示された。これらの方法に限られず、ＭＰＵ１９は、角速度センサユニット１５により検出される角速度値に応じた速度値（Vx、Vy）を算出してもよい。例えば、角速度値に応じた速度値とは、所定の演算式（角速度値と速度値との関数）により算出される速度値、または、ルックアップテーブルを用いてメモリから読み出される速度値である。この場合、加速度センサユニット１６により得られる加速度値（ax、ay）は使われなくてもよい。
【符号の説明】
【０２１９】
１、９１…入力装置
２…ポインタ
３…画面
４…アイコン
１０、９０…筐体
１５…角速度センサユニット
１６…加速度センサユニット
１７…センサユニット
１８…メイン基板
１９…入力装置のＭＰＵ
２１…送受信機
２６…メモリ
２７…フィルタ
２８…制御部
２９…速度算出部
３５…制御装置のＭＰＵ
３７…ＲＯＭ
３８…送受信機
１００…制御システム
１５１…第１の角速度センサ
１５２…第２の角速度センサ
１６１…第１の加速度センサ
１６２…第２の加速度センサ
【技術分野】
【０００１】
本技術は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を操作するための空間操作型の入力装置、その入力装置から出力された情報に応じてＧＵＩを制御する制御装置、これらの装置を含む制御システム及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣ（Personal Computer）で普及しているＧＵＩのコントローラとして、主にマウスやタッチパッド等のポインティングデバイスが用いられている。ＧＵＩは、従来のＰＣのＨＩ（Human Interface）にとどまらず、例えばテレビを画像媒体としてリビングルーム等で使用されるＡＶ機器やゲーム機のインターフェースとして使用され始めている。このようなＧＵＩのコントローラとして、ユーザが空間で操作することができるポインティングデバイスが多種提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１には、２軸の角速度ジャイロスコープ、つまり２つの角速度センサを備えた入力装置が開示されている。この角速度センサは、振動型の角速度センサである。例えば共振周波数で圧電振動する振動体に回転角速度が加えられると、振動体の振動方向に直交する方向にコリオリ力が生じる。このコリオリ力は、角速度に比例するので、コリオリ力が検出されることで、回転角速度が検出される。特許文献１の入力装置は、角速度センサにより直交する２軸の回りの角速度を検出し、その角速度に応じて、表示手段により表示されるカーソル等の位置情報としての信号を生成し、これを制御機器に送信する（段落[００３０]、[００３１]、図３参照）。
【０００４】
特許文献２には、３つ（３軸）の加速度センサ及び３つ（３軸）の角速度センサ（ジャイロ）を備えたペン型入力装置が開示されている。このペン型入力装置は、それぞれ３つの加速度センサ及び角速度センサにより得られる信号に基づいて種々の演算を行い、ペン型入力装置の姿勢角を算出している（段落[００３３]、[００４１]、図１参照）。
【０００５】
このようなポインティングデバイスは空間で操作されるので、手ぶれが問題となる。手ぶれを補正するため、ユーザの操作の動きを検出するセンサの出力信号について、その手ぶれに相当する周波数を帯域制限器で除去する、という手段がある（例えば、特許文献３参照）。特許文献３では、その帯域制限器により、例えば０．５〜１５Ｈｚの周波数が除去される例が記載されている（段落[００６０]、[００６２]参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−５６７４３号公報
【特許文献２】特許第３７４８４８３号公報
【特許文献３】特開平０７−２８５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば手ぶれ周波数の領域では、帯域制限器は、ローパスフィルタの特性を有しているため、入力信号に対する出力信号の位相遅れ（応答遅れ）が発生する。位相遅れが発生すると、ポインティングデバイス等の入力装置の動きに遅れて画面上のポインタが動くようになり、ユーザにとっては違和感がある。
【０００８】
また、ユーザが、ポインディングデバイスを速く動かす場合と、遅く動かす場合とで、手ぶれの大きさが異なる場合もある。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、入力装置への手ぶれ入力があった場合に、その出力信号の補正を行うことができ、かつ、ユーザに位相遅れを感じさせない入力装置、制御装置、制御システム、制御方法及びハンドヘルド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る入力装置は、画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、筐体と、移動信号出力手段と、減衰手段と、制御手段とを具備する。
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する。
前記減衰手段は、前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる。
前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの速度を制御する。
【００１１】
「所定の周波数範囲」が例えばユーザの手ぶれに相当する範囲の周波数に設定されるとすると、所定の周波数範囲の信号の出力値とは、ユーザの手ぶれの大きさ（振幅や速さ）となる。その場合、前記筐体の動きに応じた信号のうち、手ぶれ周波数範囲の信号の出力値に基づいて、ゲインが制御されることにより、手ぶれの大きさに応じてゲインが可変に制御されるようになるので、ユーザに位相遅れを感じさせないようなポインタの動きを実現することができる。
【００１２】
以上のように、筐体に手ぶれ等の振動が発生しても、ユーザは画面上におけるポインタの精密なポインティング操作が可能となる。また、入力装置の動きに応じた適切なゲインに制御されるので、ユーザは、例えば減衰手段が持つ特性である位相遅れを感じることなく、入力装置を操作することができる。
【００１３】
手ぶれに相当する周波数範囲は、典型的には、実質的に１〜２０Ｈｚである。
【００１４】
ゲインとは、所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させるために、その出力値に乗じられる要素であり、１未満の値となる。
【００１５】
「筐体の動きに応じた信号」とは、例えば、筐体の動きに応じた速度値、加速度値、加速度の時間変化率、角速度値、角加速度値、または角加速度の時間変化率等である。
【００１６】
前記制御手段は、前記所定の周波数範囲の信号の出力値が大きくなるにしたがって前記ゲインが小さくなるように、かつ、前記所定の周波数範囲の信号の出力値が小さくなるにしたがって前記ゲインが大きくなるように、前記ゲインを制御してもよい。
【００１７】
ユーザによって手ぶれの大きさには差があり、手ぶれの大きいユーザの手ぶれを充分抑制できるようにゲインを決めてしまうと、手ぶれの小さいユーザの中には位相遅れに違和感を覚える者が出てくる。手ぶれの大きさに基づき、手ぶれが大きいときはゲインを小さく、手ぶれが小さいときはゲインを大きくすることで、手ぶれが気にならない範囲で、位相遅れを最小にする設定が可能となる。
【００１８】
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きに応じた速度値または角速度値を前記出力値として出力し、前記制御手段は、前記速度値または角速度値に応じて前記ゲインを制御してもよい。
【００１９】
速度値が比較的大きい場合、ユーザは画面上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタを動かしている途中である。このような場合には、画面上の特定の位置などを狙って操作する場合と異なり、手ぶれはあまり気にならず、むしろ位相遅れによる追従性の方が重視される。一方、速度値が比較的小さい場合は、例えば画面上の特定のアイコンを狙って操作するような場合であり、追従性よりも手ぶれの抑制の方が重視される。このように速度と手ぶれ許容量とには相関があるので、速度値の監視によりユーザの操作感が向上する。
【００２０】
制御手段がゲインを制御するとは、制御手段がゲインを段階的または連続的に切り替えるという意味である。段階的とは、２段階、つまり減衰手段を機能させるか否かの２段階の切り替えであってもよいし、３段階以上であってもよい。
【００２１】
「速度値に応じて」とは、ゲインと速度値との関係が線形である場合に限られず、非線形である場合も含む意味である。
【００２２】
速度値は、例えば加速度センサにより検出される加速度値の積分演算により算出されてもよい。この場合、後述するように、重力加速度の影響や積分誤差の影響を低減するための計算が行われてもよい。
【００２３】
あるいは、加速度センサ及び角速度センサによりそれぞれ検出される加速度値及び角速度値から、ユーザが操作するときの入力装置の回転半径が求められ、その回転半径から速度値が算出されてもよい。
【００２４】
速度値は、典型的には、第１の方向、及び、この第１の方向とは異なる第２の方向の速度値が出力される。これらの速度値は、これら２つの方向にそれぞれ対応する画面上の２つの方向でのポインタの速度にそれぞれ換算される。しかし、速度値は１方向のみの速度値が出力されてもよい。
【００２５】
前記入力装置は、前記速度値または角速度値が第１の閾値以上であるか否かを判定する判定手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記速度値または角速度値が第１の閾値以上である場合に、前記ゲインを実質的に１としてもよい。
【００２６】
手ぶれが起こる第１の閾値以下の速度範囲内において、速度値（または角速度値）（以下同様）がゼロに近い値から第２の閾値までは、特定のアイコンを狙って操作するような場合であり、手ぶれの抑制が重要である。しかし、特に速度値がゼロに近いような場合は、ユーザが入力装置を停止状態から動かし始める瞬間や、動かしていたカーソルをアイコン上に停止させる瞬間である。この場合、位相遅れがあると違和感を感じやすく、操作性が悪化してしまう。したがって、この範囲では、速度値が増えるほどゲインが徐々に小さくなることにより、ユーザの違和感をなくすことができる。
【００２７】
また、第２の閾値を超えて速度値が増えた場合には、画面上のある位置から遠い別の位置までポインタを動かす場合であり、この場合も手ぶれによる影響よりも位相遅れを無くすことが重視される傾向と考えられる。したがって、速度値が第２の閾値を超えて第１の閾値に達するまでは、ゲインが徐々に大きくなることで、ユーザの違和感をなくすことができる。
【００２８】
「徐々に」とは、「実質的に連続的に」、「段階的に」、またはこれらの組み合わせを含む意味である。
【００２９】
前記入力装置は、前記速度値または角速度値が前記第１の閾値より小さい第３の閾値以下であるか否かを判定する判定手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記速度値または角速度値が前記第３の閾値以下である場合に、前記ゲインを実質的に１としてもよい。
【００３０】
速度値が極めて小さい場合（第３の閾値より小さい場合）、ユーザは入力装置をほぼ停止させているとき、入力装置を停止させている状態から動かし始めた瞬間、または、動かしていた入力装置を停止させる瞬間である。このような場合、位相遅れよりも手ぶれによる影響を重視される傾向である。本技術によれば、入力装置の動かし始めでも位相遅れによる違和感をなくすことができる。
【００３１】
なお、本技術では、「第３の閾値」が記載されており、「第１の閾値」及び「第２の閾値」の記載がない。「第１の閾値」及び「第２の閾値」は、上記した別の形態に出現するので、これと概念的に区別するために、「第３の閾値」と記載した。下記の形態の「第４の閾値」及び「第５の閾値」についても同様の趣旨である。例えば、上記第２の閾値と第３の閾値は典型的には異なる値であるが、同じ値であってもよい。
【００３２】
あるいは、前記制御手段は、前記速度値または角速度値が前記第３の閾値より大きい第４の閾値に達するまで、前記速度値または角速度値が増えるにしたがって前記ゲインが徐々に減るように該ゲインを制御してもよい。また、制御手段は、前記速度値または角速度値が前記第４の閾値を超えて第５の閾値に達するまで、前記速度値または角速度値が増えるにしたがって前記ゲインが徐々に増えるように該ゲインを制御してもよい。
【００３３】
「第４の閾値」及び「第５の閾値」は、概念的には上記形態における「第２の閾値」及び「第１の閾値」とそれぞれ同じになる（値はそれぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。）。
【００３４】
前記入力装置は、前記制御手段による前記速度値または角速度値に応じた前記ゲインの複数の制御パターンを記憶する記憶手段と、前記記憶された前記複数の制御パターンを切り替える切り替え手段とをさらに具備してもよい。
【００３５】
ユーザは切り替え手段を用いて制御パターンを切り替えればよい。この場合、メカニカルなスイッチ（ボタンスイッチやディップスイッチ等）、フォトスイッチ、静電スイッチ、圧電スイッチ等（以下、同様）が入力装置に設けられていればよい。あるいは、入力装置が、切り替え手段としてＧＵＩのソフトウェアを有していればよい。入力装置がＧＵＩのソフトウェアを有している場合、入力装置と通信する制御装置へそのＧＵＩの画像情報等を送信すればよい。あるいは、切り替え手段は、制御装置が表示を制御する画面のＧＵＩのモードに応じて、制御パターンを切り替えるようにしてもよい。
【００３６】
前記切り替え手段は、前記ゲインが一定でない第１の制御パターンと、手書き入力モードとして前記ゲインが一定の第２の制御パターンとを選択的に切り替えてもよい。
【００３７】
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きに応じた加速度値をさらに出力してもよい。その場合、前記制御手段は、前記加速度値、及び、速度値または角速度値に基づき前記ゲインを制御してもよい。
【００３８】
入力装置の加速度が大きいときは、ユーザがポインタを早く動かそうとしている場合と考えられ、速度値が大きい場合と同様に、ユーザが画面上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタを動かしている途中と想定される。したがって、この場合も手ぶれによる影響よりも位相遅れによる追従性の方が重視される。すなわち加速度値と手ぶれ許容量も、速度と手ぶれ許容量の関係と同様に相関があるので、加速度の監視によりユーザの操作感が向上する。
【００３９】
前記移動信号出力手段は、前記筐体の第１の方向の加速度値を検出する加速度センサと、前記第１の方向とは異なる第２の方向の軸回りの角速度値を検出する角速度センサと、前記加速度値及び前記角速度値のうち少なくとも一方に基づいて、前記第１の方向の速度値を算出する速度値算出手段とを有してもよい。
【００４０】
前記移動信号出力手段は、前記筐体の第１の方向の動きに応じた第１の速度値、及び、前記筐体の、前記第１の方向とは異なる第２の方向の動きに応じた第２の速度値を、前記出力値として出力してもよい。その場合、前記減衰手段は、前記出力値のうち、所定の周波数範囲の信号の出力値を、前記第１及び前記第２の方向に対応した所定の第１及び第２のゲインでそれぞれ減衰させる。また、前記制御手段は、前記第１及び前記第２の速度値に基づき前記第１及び前記第２のゲインをそれぞれ制御する。
【００４１】
前記制御手段は、前記第１及び前記第２の速度値の合成値、及び、前記第１及び前記第２の速度値の絶対値のうち大きい方の値、のうちいずれか一方の値に応じて、前記第１及び前記第２のゲインを制御してもよい。「合成値」とは、典型的にはベクトル合成値である。
【００４２】
あるいは、前記移動信号出力手段は、前記筐体の、第１の方向とは異なる第２の方向の軸回りの動きに応じた第１の角速度値、及び、前記筐体の第１の方向の軸回りの動きに応じた第２の角速度値を、前記出力値として出力してもよい。その場合、前記減衰手段は、前記出力値のうち、所定の周波数範囲の信号の出力値を、前記第１及び前記第２の方向の各軸回りに対応した所定の第１及び第２のゲインでそれぞれ減衰させる。また、前記制御手段は、前記第１及び前記第２の角速度値に基づき前記第１及び前記第２のゲインを制御する。
【００４３】
前記制御手段は、前記第１及び前記第２の角速度値の合成値、及び、前記第１及び前記第２の角速度値の絶対値のうち大きい方の値、のうちいずれか一方の値に応じて、前記第１及び前記第２のゲインを制御してもよい。
【００４４】
前記入力装置は、時間的に連続する所定数の複数の前記速度値を記憶可能な速度値記憶手段と、前記記憶された所定数の複数の速度値の符号が同じであるか否かを判定する符号判定手段とをさらに具備してもよい。その場合、前記制御手段は、前記所定サンプリング数の速度値の符号が同じである場合、前記減衰手段の機能を停止させるか、または、弱めるように前記ゲインを制御する。所定数の複数の速度値の符号が同じである場合、その期間中は速度の向きが変わっていない。したがって、この場合、ユーザは画面上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタを動かしている途中であると考えられる。この場合、減衰手段が機能すると、ユーザにとって位相遅れにより違和感を感じる場合があるので、速度値を減衰させるための機能が停止させられるか、弱められればよい。「速度値」が「角速度値」に置き換えられてもよい。
【００４５】
本技術の一形態に係る制御装置は、筐体と、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、前記出力された信号を入力情報として送信する送信手段とを有する入力装置から送信された前記入力情報に応じて、画面上のポインタの動きを制御する制御装置であって、受信手段と、減衰手段と、制御手段と、座標情報生成手段とを具備する。
前記受信手段は、前記入力情報を受信する。
前記減衰手段は、前記受信された入力情報の前記信号の出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる。
前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御する。
前記座標情報生成手段は、前記制御手段の制御に応じた、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの座標情報を生成する。
【００４６】
本技術の一形態に係る制御システムは、画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、筐体と、移動信号出力手段と、減衰手段と、制御手段と、送信手段とを有する入力装置と、受信手段と、座標情報生成手段とを有する制御装置とを有する。
特に、前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの速度を制御するための入力情報を生成する。
【００４７】
本技術の他の形態に係る制御システムでは、筐体と、移動信号出力手段と、送信手段とを有する入力装置と、受信手段と、減衰手段と、制御手段と、座標情報生成手段とを有する制御装置とを具備する。
特に、前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御する。
【００４８】
本技術に一形態に係る制御方法は、入力装置の筐体の動きを検出する。
前記検出により筐体の動きに応じた信号が出力される。
前記出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値が、所定のゲインで減衰される。
前記筐体の動きに応じた信号に基づき前記ゲインが制御される。
前記ゲインの制御に応じた、前記筐体の動きに対応した画面上のポインタの座標情報が生成される。
【００４９】
本技術の一形態に係るハンドヘルド装置は、筐体と、表示部と、移動信号出力手段と、減衰手段と、制御手段とを具備する。
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する。
前記減衰手段は、前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる。
前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記表示部の画面上のポインタの速度を制御するための入力情報を生成する。
【００５０】
本技術の他の形態に係る入力装置は、筐体と、移動信号出力手段と、減衰手段と、記憶手段と、切り替え手段とを具備する。
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きを検出し、前記画面上で前記ポインタを動かすために、該筐体の動きに応じた信号を出力する。
前記減衰手段は、前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させる。
前記記憶手段は、前記減衰手段のゲインを制御するための複数の制御パターンを記憶する。
前記切り替え手段は、前記複数の制御パターンを切り替える。
【００５１】
本技術では、ユーザが切り替え手段を用いてゲインの制御パターンを切り替えればよい。この場合、切り替え手段としては、メカニカルなスイッチ（ボタンスイッチやディップスイッチ等）、フォトスイッチ、静電スイッチ、圧電スイッチ等が入力装置に設けられていればよい。あるいは、入力装置の切り替え手段によるゲインの制御パターン切り替えに合せて、切替情報がＧＵＩのソフトウェアを有している制御装置に送信されてもよい。また前記切替情報を受信した制御装置が、画面のＧＵＩのモードを切り替えてもよい。
【００５２】
あるいは、別の形態として、制御装置が、減衰手段、記憶手段及び切り替え手段のうち少なくとも１つを備えていてもよい。この場合、例えば制御装置が、入力装置の移動信号出力手段から出力された出力値としての入力情報を受信し、制御装置は、減衰手段により所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させる。ユーザによりそのゲインの制御パターンが切り替えられる。切り替え手段としては、制御装置に設けられたメカニカルなスイッチ等、あるいは、制御装置が記憶するＧＵＩ等が挙げられる。
【００５３】
本技術の他の形態に係るハンドヘルド装置は、筐体と、表示部と、移動信号出力手段と、減衰手段と、記憶手段と、切り替え手段とを具備する。
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きを検出し、前記表示部の画面上で前記ポインタを動かすために該筐体の動きに応じた信号を出力する。
前記減衰手段は、前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させる。
前記記憶手段は、前記減衰手段のゲインを制御するための複数の制御パターンを記憶する。
前記切り替え手段は、前記複数の制御パターンを切り替える。
前記ハンドヘルド装置が、ＧＵＩのソフトウェアを有している場合、前記制御パターンの切替に合せて、画面のＧＵＩを切り替えてもよい。また逆にＧＵＩが前記切り替え手段となって、画面のＧＵＩの切替に合せて、前記制御パターンが切り替えられてもよい。
【発明の効果】
【００５４】
以上のように、本技術によれば、入力装置への手ぶれ入力があった場合に、その出力信号の補正を行うことができ、かつ、ユーザに位相遅れを感じさせない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本技術の一実施の形態に係る制御システムを示す図である。
【図２】入力装置を示す斜視図である。
【図３】入力装置の内部の構成を模式的に示す図である。
【図４】入力装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】表示装置に表示される画面の例を示す図である。
【図６】ユーザが入力装置を握った様子を示す図である。
【図７】入力装置の動かし方及びこれによる画面上のポインタの動きの典型的な例を説明するための図である。
【図８】センサユニットを示す斜視図である。
【図９】ユーザの手ぶれによる入力装置の筐体の振動に応じたポインタの動きを抑制する機能を実現するための、入力装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本技術の一実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１１】手ぶれ周波数の範囲にある代表的な周波数におけるフィルタの特性（速度プロファイル）の例を示すグラフである。
【図１２】図１１に示した補正前速度値ａ〜ｄにそれぞれ対応する、フィルタの周波数特性の例を示すグラフである。
【図１３】図１１に示す速度プロファイルの他の実施の形態をそれぞれ示すグラフである。
【図１４】図１０に示した動作とは別の実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１４に示した実施の形態で用いられるフィルタの特性である速度プロファイルを示すグラフである。
【図１６】図１５（Ｂ）に示した各速度プロファイルａ〜ｅに対応する、ゲインの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【図１７】本技術のさらに別の実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１８】図１０、図１４及び図１７で示したステップ１０３、２０３及び３０３における速度値の算出方法の一実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図１９】図１８の速度値の算出方法の基本的な考え方を説明するための図である。
【図２０】加速度センサユニットへの重力の影響を説明するための図である。
【図２１】加速度センサユニットへの重力の影響を説明するため他の図である。
【図２２】図１８で示した回転半径の算出方法についての他の実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図２３】制御装置が主要な演算を行う場合の、図１０に対応する制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図２４】それぞれ異なるゲインの周波数特性を示すグラフである。
【図２５】さらに別の実施の形態に係るフィルタの特性としての速度プロファイルを示すグラフである。
【図２６】入力装置の別の実施の形態として、文字入力等に適したペン型の入力装置を示す図である。
【図２７】本技術者が、一般的な文字入力ソフトを使ってコンピュータに文字を入力し、画面上に表示させた例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、本技術の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００５７】
図１は、本技術の一実施の形態に係る制御システムを示す図である。制御システム１００は、表示装置５、制御装置４０及び入力装置１を含む。
【００５８】
図２は、入力装置１を示す斜視図である。入力装置１は、ユーザが持つことができる程度の大きさとされている。入力装置１は、筐体１０、筐体１０の上部に設けられた例えば２つのボタン１１、１２、回転式のホイールボタン１３等の操作部を備えている。筐体１０の上部の中央よりに設けられたボタン１１は、例えばＰＣで用いられる入力デバイスとしてのマウスの左ボタンの機能を有し、ボタン１１に隣接するボタン１２は右ボタンの機能を有する。
【００５９】
例えば、ボタン１１を長押して入力装置１を移動させることにより「ドラッグアンドドロップ」、ボタン１１のダブルクリックによりファイルを開く操作、ホイールボタン１３により画面３のスクロール操作が行われるようにしてもよい。ボタン１１、１２、ホイールボタン１３の配置、発行されるコマンドの内容等は、適宜変更可能である。
【００６０】
図３は、入力装置１の内部の構成を模式的に示す図である。図４は、入力装置１の電気的な構成を示すブロック図である。
【００６１】
入力装置１は、センサユニット１７、制御ユニット３０、バッテリー１４を備えている。
【００６２】
図８は、センサユニット１７を示す斜視図である。センサユニット１７は、互いに異なる角度、例えば直交する２軸（Ｘ軸及びＹ軸）に沿った加速度を検出する加速度センサユニット１６を有する。すなわち、加速度センサユニット１６は、第１の加速度センサ１６１及び第２の加速度センサ１６２の２つセンサを含む。また、センサユニット１７は、その直交する２軸の回りの角加速度を検出する角速度センサユニット１５を有する。すなわち、角速度センサユニット１５は、第１の角速度センサ１５１及び第２の角速度センサ１５２の２つのセンサを含む。これらの加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５はパッケージングされ、回路基板２５上に搭載されている。
【００６３】
第１、第２の角速度センサ１５１、１５２としては、角速度に比例したコリオリ力を検出する振動型のジャイロセンサが用いられる。第１、第２の加速度センサ１６１、１６２としては、ピエゾ抵抗型、圧電型、静電容量型等、どのようなタイプのセンサであってもよい。
【００６４】
図２及び図３の説明では、便宜上、筐体１０の長手方向をＺ’方向とし、筐体１０の厚さ方向をＸ’方向とし、筐体１０の幅方向をＹ’方向とする。この場合、上記センサユニット１７は、回路基板２５の、加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５を搭載する面がＸ’−Ｙ’平面に実質的に平行となるように、筐体１０に内蔵され、上記したように、両センサユニット１６、１５はＸ軸及びＹ軸の２軸に関する物理量を検出する。Ｘ’軸及びＹ’軸を含む平面が加速度検出面、つまり回路基板２５の主面に実質的に平行な面である。
【００６５】
以降では、入力装置１とともに動く座標系、つまり、入力装置１に固定された座標系をＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸で表す。一方、地球上で静止した座標系、つまり慣性座標系をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で表す。また、以降の説明では、入力装置１の動きに関し、Ｘ’軸の回りの回転の方向をピッチ方向、Ｙ’軸の回りの回転の方向をヨー方向といい、Ｚ’軸（ロール軸）の回りの回転の方向をロール方向という場合もある。
【００６６】
制御ユニット３０は、メイン基板１８、メイン基板１８上にマウントされたＭＰＵ１９（Micro Processing Unit）（あるいはＣＰＵ）、水晶発振器２０、送受信機２１、メイン基板１８上にプリントされたアンテナ２２を含む。
【００６７】
ＭＰＵ１９は、必要な揮発性及び不揮発性メモリを内蔵している。ＭＰＵ１９は、センサユニット１７による検出信号、操作部による操作信号等を入力し、これらの入力信号に応じた所定の制御信号を生成するため、各種の演算処理等を行う。
【００６８】
送受信機２１は、ＭＰＵ１９で生成された制御信号（入力情報）をＲＦ無線信号として、アンテナ２２を介して制御装置４０に送信する。また、送受信機２１は、制御装置４０から送信された各種の信号を受信することも可能となっている。
【００６９】
水晶発振器２０は、クロックを生成し、これをＭＰＵ１９に供給する。バッテリー１４としては、乾電池または充電式電池等が用いられる。
【００７０】
制御装置４０はコンピュータであり、ＭＰＵ３５（あるいはＣＰＵ）、表示制御部４２、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、ビデオＲＡＭ４１、アンテナ３９及び送受信機３８等を含む。
【００７１】
送受信機３８は、入力装置１から送信された制御信号を、アンテナ３９を介して受信する。また、送受信機３８は、入力装置１へ各種の信号を送信することも可能となっている。ＭＰＵ３５は、その制御信号を解析し、各種の演算処理を行う。表示制御部４２は、ＭＰＵ３５の制御に応じて、主に、表示装置５の画面３上に表示するための画面データを生成する。ビデオＲＡＭ４１は、表示制御部４２の作業領域となり、生成された画面データを一時的に格納する。
【００７２】
制御装置４０は、入力装置１に専用の機器であってもよいが、ＰＣ等であってもよい。制御装置４０は、ＰＣに限られず、表示装置５と一体となったコンピュータであってもよいし、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、ゲーム機器、またはカーナビゲーション機器等であってもよい。
【００７３】
表示装置５は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等が挙げられるが、これらに限られない。あるいは、表示装置５は、テレビジョン放送等を受信できるディスプレイと一体となった装置でもよい。
【００７４】
図５は、表示装置５に表示される画面３の例を示す図である。画面３上には、アイコン４やポインタ２等が表示されている。アイコンとは、コンピュータ上のプログラムの機能、実行コマンド、またはファイルの内容等が画面３上で画像化されたものである。なお、画面３上の水平方向をＸ軸方向とし、垂直方向をＹ軸方向とする。
【００７５】
図６は、ユーザが入力装置１を握った様子を示す図である。図６に示すように、入力装置１は、上記ボタン１１、１２、１３のほか、例えばテレビ等を操作するリモートコントローラに設けられるような各種の操作ボタンや電源スイッチ等の操作部を備えていてもよい。このようにユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１を空中で移動させ、あるいは操作部を操作することにより、その入力情報が制御装置４０に出力され、制御装置４０によりポインタが制御される。
【００７６】
次に、入力装置１の動かし方及びこれによる画面３上のポインタ２の動きの典型的な例を説明する。図７はその説明図である。
【００７７】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１のボタン１１、１２が配置されている側を表示装置５側に向ける。ユーザは、親指を上にし子指を下にした状態、いわば握手する状態で入力装置１を握る。この状態で、センサユニット１７の回路基板２５（図８参照）は、表示装置５の画面３に対して平行に近くなり、センサユニット１７の検出軸である２軸が、画面３上の水平軸（Ｘ軸）及び垂直軸（Ｙ軸）に対応するようになる。以下、このような図７（Ａ）、（Ｂ）に示す入力装置１の姿勢を基本姿勢という。
【００７８】
図７（Ａ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を上下方向、つまりピッチ方向に振る。このとき、第２の加速度センサ１６２は、Ｙ’軸方向の加速度を検出し、第２の角速度センサ１５２は、Ｘ’軸の回りの角速度を検出する。これらの検出値に基づき、制御装置４０は、ポインタ２がＹ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
【００７９】
一方、図７（Ｂ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を左右方向、つまりヨー方向に振る。このとき、第１の加速度センサ１６１は、Ｘ’軸方向の加速度（第１の加速度）を検出し、第１の角速度センサ１５１は、Ｙ’軸の回りの角速度を検出する。これらの検出値に基づき、制御装置４０は、ポインタ２がＸ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
【００８０】
後で詳述するが、一実施の形態では、入力装置１のＭＰＵ１９が、内部の不揮発性メモリに格納されたプログラムに従い、センサユニット１７で検出された各検出値に基づきＸ’軸及びＹ’軸方向の速度値を算出する。この場合、主として入力装置１のＭＰＵ１９が、移動信号出力手段として機能する。ここで、ポインタ２の移動の制御のためには、例えば加速度センサユニット１６が検出する２軸の加速度値の積分値（速度）のディメンジョンが用いられる。そして、この速度のディメンジョンの入力情報が制御装置４０に送られる。
【００８１】
他の実施の形態では、入力装置１は、センサユニット１７で検出された物理量が入力情報として制御装置４０に送られる。この場合、制御装置４０のＭＰＵ３５は、ＲＯＭ３７に格納されたプログラムに従い、受信した入力情報に基づきＸ’軸及びＹ’軸方向の速度値を算出し、この速度値に応じてポインタ２を移動させるように表示する（図２３参照）。
【００８２】
制御装置４０は、単位時間当りのＸ軸方向またはヨー方向の変位を、画面３上のＸ軸上でのポインタ２の変位量に変換し、単位時間当りのＹ軸方向またはピッチ方向の変位を、画面３上のＹ軸上でのポインタ２の変位量に変換することにより、ポインタ２を移動させる。典型的には、制御装置４０のＭＰＵ３５は、所定のクロック数ごとに供給されてくる速度値について、（ｎ−１）回目に供給された速度値に、ｎ回目に供給された速度値を加算する。これにより、当該ｎ回目に供給された速度値が、ポインタ２の変位量に相当し、ポインタ２の画面３上の座標情報が生成される。この場合、主として制御装置４０のＭＰＵ３５が、座標情報生成手段として機能する。
【００８３】
本実施の形態に係る制御システム１００は、ユーザの手ぶれによる入力装置１の筐体１０の振動に応じたポインタの動きを抑制するため、上記のように算出された速度の出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる機能を有する。典型的には、入力装置１がその機能を有する。
【００８４】
図９は、その機能を実現する入力装置１の構成を示すブロック図である。入力装置１は、速度算出部２９、フィルタ２７、制御部２８及びメモリ２６を備える。
【００８５】
速度算出部２９は、センサユニット１７から出力された物理量、例えば加速度センサユニット１６から出力されたＸ’軸及びＹ’軸方向の加速度値に基づき、筐体１０の速度値をＸ’軸及びＹ’軸方向でそれぞれ算出する。
【００８６】
フィルタ２７は、速度算出部２９で算出された速度値のうち、上記所定の周波数範囲の信号の速度値を、所定のゲインで減衰させる。所定の周波数範囲とは、手ぶれに相当する周波数の範囲である。その周波数範囲は、典型的には１〜２０Ｈｚであるが、この範囲に限られない。以下、所定の周波数を手ぶれ周波数という。フィルタ２７は、デジタルフィルタで構成される。
【００８７】
56-112
制御部２８は、速度算出部２９及びフィルタ２７でのデータの処理を制御する。メモリ２６は、制御部２８の処理の際に用いられる記憶領域である。
【００８８】
速度算出部２９、フィルタ２７、制御部２８及びメモリ２６は、例えばＭＰＵ１９が有する機能である。これらの機能は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により実現されてもよい。メモリ２６は、ＭＰＵに内蔵されてもよいし、別であってもよい。メモリ２６は、ＲＡＭやＲＯＭである。
【００８９】
次に、以上のように構成された制御システムの動作を説明する。図１０は、その動作を示すフローチャートである。
【００９０】
入力装置１に電源が投入される。例えば、ユーザが入力装置１または制御装置４０に設けられた電源スイッチ等を入れることにより、入力装置１に電源が投入される。電源が投入されると、ＭＰＵ１９は、角速度センサユニット１５から出力される２軸の角速度信号（第２の角速度値ωx、第１の角速度値ωy）を、所定のクロックごとに取得する（ステップ１０１）。また、ＭＰＵ１９は、加速度センサユニット１６から出力される２軸の加速度信号（第１の加速度値ax、第２の加速度値ay）を、所定のクロックごとに取得する。この加速度信号は、電源が投入された時点での入力装置１の姿勢（以下、初期姿勢という）に対応する信号である。図１０に示すように角速度信号の取得後、加速度信号が取得されているが、ＭＰＵ１９は、典型的には、ステップ１０１、１０２については同期して実行する。あるいは、加速度信号の取得後、角速度信号が取得されてもよい。このように角速度信号及び加速度信号の取得の順序を問わないことは、図１４、図１７、図１８、図２２、図２３についても同様である。
【００９１】
初期姿勢は、上記基本姿勢になることも考えられる。しかし、Ｘ軸方向に重力加速度のすべての量が検出される姿勢、すなわち第１の加速度センサ１６１の出力が重力加速度分の加速度値を検出し、第２の加速度センサ１６２の出力が０である場合もある。そのほか、入力装置１がロール方向で傾いていることも考えられる。本実施の形態に係る制御システム１００は、後に図１８〜図２２で説明する方法によって、加速度センサユニット１６に働く重力加速度の影響を除去している。
【００９２】
速度算出部２９は、加速度値（ax、ay）に基づいて、積分演算により速度値（Vx、Vy）を算出する（ステップ１０３）。この速度算出部２９による速度値の算出についての詳細は後述する。
【００９３】
算出された速度値（Vx、Vy）がフィルタ２７に入力される。図１１は、手ぶれ周波数の範囲にある代表的な周波数（例えば１５Ｈｚ）におけるフィルタ２７の特性（以下、速度プロファイルという。）の例を示すグラフである。グラフの横軸は、フィルタ２７による補正前の入力装置１の速度値（以下、補正前速度値という。）を示し、縦軸は、フィルタ２７による補正後の入力装置１の速度値（以下、補正後速度値という。）を示す。それぞれの速度値は、８ビット（±１２８）の絶対値で表している。
【００９４】
グラフ中の破線は、フィルタ２７のゲインが１である状態を示しており、すなわちフィルタ２７による減衰機能が働いていない状態を示している。実際に１未満のゲインがかけられるときの線を、以降、補正線Ａと呼ぶ。破線の値を分母とし、補正線Ａの値を分子とした値が、ゲインになる。
【００９５】
補正前速度値について、第１の閾値（第５の閾値）Th1、第２の閾値（第４の閾値）Th2、及び第３の閾値Th3が設定されている。この例では、
補正前速度値９０〜９５程度が第１の閾値Th1（以下、単にTh1という。）、
補正前速度値７０程度が第２の閾値Th2（以下、単にTh2という。）、
補正前速度値１〜３程度が第３の閾値Th3（以下、単にTh3という。）
と設定されている。これらの閾値Th1〜TH3は、適宜変更可能である。
【００９６】
また、この例におけるフィルタ２７のゲインは、以下のように設定されている。
【００９７】
補正前速度値０からTh3まで、及び、Th1以上については、ゲインは１に設定されている。すなわち、この範囲では、補正前速度値と補正後速度値とが同じになる。
Th3からTh2までは、補正前速度値が増えるにしたがってゲインが徐々に減るように設定されている。
Th2からTh1までは、補正前速度値が増えるにしたがってゲインが徐々に増えるように設定されている。
【００９８】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は、図１１に示した補正前速度値ａ〜ｄにそれぞれ対応する、フィルタ２７の周波数特性の例を示すグラフである。図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）から、補正前速度値が増えるにつれて、ゲインが減るように設定されているのが分かる。このようにゲインは周波数特性があるので、上記したように図１１に示したグラフは、ある代表的な周波数（同じ周波数）における速度プロファイルである。したがって、例えば周波数ごとに異なる速度プロファイルの補正線Ａ（例えば、閾値Th1、Th2等は同じで、ゲインが異なる補正線）が設定される。
【００９９】
このように制御部２８は、入力装置１の速度値に基づき、フィルタ２７のゲインを制御する。フィルタ２７のゲインの周波数特性は、フィルタ２７の設計時において、移動平均による、サンプリング周期、タップ数及び各速度値のゲイン値等が適宜設定されることにより設定される。
【０１００】
図１０のフローチャートに戻る。ステップ１０３の後、ＭＰＵ１９は、速度値（Vx、Vy）の絶対値（|Vx|、|Vy|）がTh1以下、または、Th3以上であるか否かを判定する（ステップ１０４）。ステップ１０４では、ＭＰＵ１９は、|Vx|及び|Vy|がそれぞれ独立してTh1以下であるか否かを判定すればよい。
【０１０１】
しかしこれに限られず、例えば速度値（|Vx|、|Vy|）のベクトル合成値（[Vx2+Vy2]1/2）がTh1以下、または、Th3以上であるか否かが判定されてもよい。あるいは、|Vx|と|Vy|の大きい方が速度値の代表値とされ、その代表値がTh1以下、または、Th3以上であるか否かが判定されてもよい。これにより、ＭＰＵ１９の計算量が減り、消費電力が減る。
【０１０２】
ステップ１０４の条件が満たされない場合、ＭＰＵ１９の制御部２８は、図１１の速度プロファイルにより、ゲインを１として速度値を出力する。つまり、ＭＰＵ１９は、速度算出部２９から出力された速度値（Vx、Vy）＝（Vx’、Vy’）とし（ステップ１０５）、送受信機２１によりその速度値（Vx’、Vy’）を制御装置４０に送信する（ステップ１０８）。
【０１０３】
制御装置４０のＭＰＵ３５は、入力情報である速度値（Vx’、Vy’）を送受信機３８により受信する（ステップ１０９）。ＭＰＵ３５は、下記の式（１）、（２）に示す、速度値Vx’、Vy’に応じた、ポインタ２の座標値X、Yを生成し（ステップ１１０）、画面３上のポインタ２が移動するように表示を制御する（ステップ１１１）。
【０１０４】
X(t) =X(t-1)＋Vx’・・・（１）
Y(t) =Y(t-1)＋Vy’・・・（２）。
【０１０５】
一方、ステップ１０４の条件が満たされる場合、制御部２８は、図１１に示すように、速度算出部２９から出力された速度値の絶対値（|Vx|、|Vy|）に合わせたフィルタ２７のゲインを設定する（ステップ１０６）。フィルタ２７は、設定されたゲインで絶対値（|Vx|、|Vy|）を減衰させて（Vx’、Vy’）を出力し（ステップ１０７）、ＭＰＵ１９は、これを制御装置４０に送信する（ステップ１０８）。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態では、筐体１０の動きに応じた信号に基づいてゲインが制御されることにより、例えば手ぶれの大きさ（振幅や速さ）に応じてゲインが可変に制御されるようになる。これにより、ユーザに位相遅れを感じさせないようなポインタの動きを実現することができる。
【０１０７】
ユーザによって手ぶれの大きさには差があり、手ぶれの大きいユーザの手ぶれを充分抑制できるようにゲインを決めてしまうと、手ぶれの小さいユーザの中には位相遅れに違和感を覚える者が出てくる。手ぶれの大きさに基づき、手ぶれが大きいときはゲインを小さく、手ぶれが小さいときはゲインを大きくすることで、手ぶれが気にならない範囲で、位相遅れを最小にする設定が可能となる。
【０１０８】
特に、筐体１０の動きに応じた信号として、例えば速度値に応じて動的に手ぶれ周波数範囲の速度値がフィルタ２７により減衰されるので、筐体１０に手ぶれ等の振動が発生しても、ユーザは画面３上におけるポインタ２の精密なポインティング操作が可能となる。
【０１０９】
速度値が比較的大きい場合、ユーザは画面３上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタ２を動かしている途中である。このような場合には、画面３上の特定の位置などを狙って操作する場合と異なり、手ぶれはあまり気にならず、むしろ位相遅れによる追従性の方が重視される。一方、速度値が比較的小さい場合は、例えば画面上の特定のアイコン４を狙って操作するような場合であり、追従性よりも手ぶれの抑制の方が重視される。このように速度と手ぶれ許容量とには相関があるので、速度値の監視によりユーザの操作感が向上する。
【０１１０】
具体的には、速度値がTh1より大きい場合、ユーザは画面３上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタ２を動かしている途中である。この場合、フィルタ２７が機能すると、ユーザにとって位相遅れにより違和感を感じる場合があるので、ゲインが１に設定される。これにより、ユーザに位相遅れを感じさせない。
【０１１１】
また、速度値がTh3より小さい場合、つまり速度値が極めて小さい場合、ユーザは入力装置１をほぼ停止させているとき、入力装置１を停止させている状態から動かし始めた瞬間、または、動かしていた入力装置１を停止させる瞬間である。したがって、この場合も、位相遅れの発生を防止するため、ゲインが１に設定される。特に、ユーザが入力装置１を停止させている状態から動かし始めた瞬間には、ユーザは位相遅れによる違和感を感じやすくなる傾向にある。
【０１１２】
また、制御部２８は、図１１に示したように、速度値がTh3を超えてTh2に達するまでの間はゲインが徐々に減るように、かつ、Th2を超えてTh1に達するまでの間はゲインが徐々に増えるようにゲインを制御する。手ぶれが起こるTh1以下の速度範囲内において、速度値がTh3を超えてTh2に達するまでは、速度値が増えるほど手ぶれ量が多くなると考えられる。したがって、この範囲では、速度値が増えるほどゲインが徐々に減ることにより、ユーザの違和感をなくすことができる。また、Th2を超えて速度値が増えるほど、手ぶれ量が少なくなると考えられる。したがって、速度値がTh2を超えてTh1に達するまでは、ゲインが徐々に増えることで、ユーザの違和感をなくすことができる。
【０１１３】
図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、図１１に示す速度プロファイルの他の実施の形態を示すグラフである。
【０１１４】
図１３（Ａ）は、Th3がなく、Th2及びTh1が設定されている例を示す。図１３（Ｂ）は、Th3及びTh2がなく、Th1が設定されている例を示す。図１３（Ｃ）は、Th3及びTh1が設定され、Th2がない例を示す。この場合も、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）のフィルタ２７のそれぞれについて、図１３で説明したように、周波数ごとに異なる速度プロファイルを有する。
【０１１５】
あるいは、図示しないが、閾値を４つ以上として、それが直線で結ばれた補正線を有する速度プロファイルが設定されてもよい。
【０１１６】
図１４は、図１０に示した動作とは別の実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。
【０１１７】
ステップ２０１〜２０３は、図１０のステップ１０１〜１０３と同様の処理である。
【０１１８】
ステップ２０４では、ＭＰＵ１９は、ステップ２０３で得られた速度値（Vx、Vy）を微分演算することで、それぞれＸ’軸及びＹ’軸方向の加速度値（axi、ayi）を出力する。
【０１１９】
ステップ２０５〜２０７は、ステップ１０４〜１０６と同様の処理である。
【０１２０】
図１５（Ａ）は、この実施の形態で用いられるフィルタ２７の特性である速度プロファイルを示すグラフである。このグラフも、手ぶれ周波数範囲にある代表的な周波数（例えば１０Ｈｚ）におけるプロファイルである。このフィルタ２７では、上記加速度値（axi、ayi）の絶対値（|axi|、|ayi|）に応じて、プロファイルが可変となっている。加速度値が大きいほど、ゲインが高く（１に近く）、加速度が小さいほどゲインが低く設定されている。
【０１２１】
あるいは、フィルタ２７の速度プロファイルは、図１５（Ｂ）のようなグラフであってもよい。図１５（Ｂ）では、図１５（Ａ）に比べ、補正前速度値が０からTh2までのゲインの減少する割合が低くなっており、かつ、Th2からTh3までのゲインの増加する割合が低くなっている。
【０１２２】
図１６（Ａ）〜図１６（Ｅ）は、図１５（Ｂ）に示した各速度プロファイルａ〜ｅに対応する、ゲインの周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【０１２３】
図１４の説明に戻る。ステップ２０８では、ＭＰＵ１９の制御部２８は、算出した加速度値の絶対値（|axi|、|ayi|）に応じて、つまり図１５（Ａ）または図１５（Ｂ）の速度プロファイルにより、フィルタ２７のゲインを動的に制御する。このゲインの制御は、典型的には加速度値に対して連続的に行われる。すなわち、その加速度値に基く所定の演算によりゲインが制御される。
【０１２４】
しかし、加速度値（または、加速度値の所定の範囲）ごとに対応する速度プロファイルの情報が予めメモリ２６等に記憶されており、ＭＰＵ１９が加速度値に応じてそれを動的に読み出してもよい。この場合、速度プロファイルの数は、２つ以上であればよい。
【０１２５】
ステップ２０９〜２１３は、ステップ１０７〜１１１と同様の処理である。
【０１２６】
このように、図１４に示す動作では、速度値及び加速度値の両方に基づきゲインが制御されるので、ユーザの操作感が向上する。加速度値が大きいほど手ぶれ量は少ないと考えられる。つまり、加速度値も手ぶれ量と相関があるので、加速度値の監視によりユーザの操作感が向上する。
【０１２７】
図１７は、さらに別の実施の形態に係る制御システムの動作を示すフローチャートである。
【０１２８】
ステップ３０１〜３０４は、図１４に示したステップ２０１〜２０４と同様の処理である。
【０１２９】
ステップ３０５では、ＭＰＵ１９は、ステップ３０３で算出された時間的に連続する所定数の速度値（サンプル速度値）（Vx、Vy）をメモリ２６に記憶する（ステップ３０５）。メモリ２６に記憶される速度値のサンプル数は、適宜設定される。この場合、メモリ２６としては、典型的にはリングバッファやＦＩＦＯ（First In First Out）が用いられるが、これに限られない。
【０１３０】
ＭＰＵ１９は、記憶された所定数のサンプル速度値がすべて同じ符号であるか否かを判定する（符号判定手段）（ステップ３０６）。同じ符号の場合、ＭＰＵ１９は、ステップ３０７に進む。ステップ３０７、３１２〜３１５は、図１０で示したステップ１０５、１０８〜１１１と同様の処理である。つまり、サンプル速度値がすべて同じ符号である場合は、その複数の速度値のサンプリングの期間中は、速度の向きが変わっていない。したがって、この場合、ユーザは画面上のある位置から比較的遠い別の位置までポインタを動かしている途中であると考えられる。この場合、フィルタ２７が機能すると、ユーザにとって位相遅れにより違和感を感じる場合があるので、速度値を減衰させるための機能が停止させられるか、弱められればよい。
【０１３１】
メモリ２６に記憶された所定数のサンプル速度値のうち、１つ以上の異なる符号のサンプル速度値がある場合、ＭＰＵ１９は、ステップ３０８以降の処理に進む。ステップ３０８、３０９〜３１１は、図１４で示したステップ２０５、２０７〜２０９と同様の処理である。つまり、１つ以上の異なる符合のサンプル速度値が記憶されている場合、その複数の速度値のサンプリングの期間中に、速度の向きが変わっているので、手ぶれが起こっていると考えられる。したがって、ステップ３０８以降の処理が実行されることで、手ぶれによる影響を除去することができる。
【０１３２】
図１７に示した動作では、図１４に示した動作と同様に、ステップ３０４で加速度値（axi、ayi）が算出され、ステップ３１０でその絶対値（|axi|、|ayi|）に応じてゲインが制御された。しかし、図１７に示した動作において、図１０に示した動作と同様に、加速度値が算出されないような処理であってもよい。すなわち、ステップ３０４及び３１０がない処理である。
【０１３３】
次に、図１０、図１４及び図１７で示したステップ１０３、２０３及び３０３における速度値（Vx、Vy）の算出方法について説明する。図１８は、その入力装置１の動作を示すフローチャートである。図１９は、この速度値の算出方法の基本的な考え方を説明するための図である。
【０１３４】
図１９では、入力装置１を例えば左右方向（ヨー方向）へ振って操作するユーザを上から見た図である。図１９に示すように、ユーザが自然に入力装置１を操作する場合、手首（あるいは手指）の回転、肘の回転及び腕の付け根の回転のうち少なくとも１つによって操作する。したがって、入力装置１の動きと、この手首（あるいは手指）、肘及び腕の付け根の回転とを比較すると、以下に示す１．２．の関係があることが分かる。
【０１３５】
１．入力装置１のＹ’軸周りの角速度値ωyは、肩の回転による角速度、肘の回転による角速度、及び、手指（あるいは手首）の回転等による角速度の合成値である。
２．入力装置１のＸ’軸方向の速度値Vxは、肩、肘、及び手指等の角速度に、肩と入力装置１との距離、肘と入力装置１との距離、及び、手指と入力装置１との距離等をそれぞれ乗じた値の合成値である。
【０１３６】
ここで、微小時間での入力装置１の回転運動について、入力装置１は、Ｙ’軸に平行であり、時間ごとに位置が変化する中心軸を中心に回転していると考えることができる。この時間ごとに位置が変化する中心軸と、入力装置１との距離を、Ｙ’軸周りの回転半径Ｒy(ｔ)とすると、入力装置１の速度値Vxと、角速度値ωyとの関係は、以下の式（３）で表される。すなわち、Ｘ’軸方向の速度値Vxは、Ｙ’軸周りの角速度値ωyに、中心軸と入力装置１との距離Ｒy(ｔ)を乗じた値となる。
【０１３７】
Vx＝Ｒy(ｔ)・ωy・・・（３）。
【０１３８】
式（３）に示すように、入力装置１の速度値と、角速度値との関係は、比例定数をＲ(ｔ)とした比例関係、つまり、相関関係にある。
【０１３９】
上記式（３）を変形して式（４）を得る。
Ｒy(ｔ)＝Vx/ωy・・・（４）。
【０１４０】
式（４）の右辺は、速度のディメンジョンである。この式（４）の右辺に表されている速度値と角速度値とがそれぞれ微分され、加速度、あるいは加速度の時間変化率のディメンジョンとされても相関関係は失われない。同様に、速度値と角速度値とがそれぞれ積分され、変位のディメンジョンとされても相関関係は失われない。
【０１４１】
したがって、式（４）の右辺に表されている速度及び角速度をそれぞれ変位、加速度、加速度の時間変化率のディメンジョンとして、以下の式（５）、（６）、（７）が得られる。
【０１４２】
Ｒy(ｔ)＝ｘ／θy・・・（５）
Ｒy(ｔ)＝ａx／Δωy・・・（６）
Ｒy(ｔ)＝Δａx／Δ（Δωy）・・・（７）。
【０１４３】
上記式（４）、（５）、（６）、（７）のうち、例えば式（６）に注目すると、加速度値ａxと、角加速度値Δωyが既知であれば、回転半径Ｒy(ｔ)が求められることが分かる。
【０１４４】
上述のように、第１の加速度センサ１６１は、Ｘ’軸方向の加速度値ａxを検出し、第１の角速度センサ１５１は、Ｙ’軸の周りの角速度値ωyを検出する。したがって、Ｙ’軸周りの角速度値ωyが微分され、Ｙ’軸周りの角加速度値Δωyが算出されれば、Ｙ’軸周りの回転半径Ｒy(ｔ)が求められる。
【０１４５】
Ｙ’軸周りの回転半径Ｒy(ｔ)が既知であれば、この回転半径Ｒy(ｔ)に、第１の角速度センサ１５１によって検出されたＹ’軸の周りの角速度値ωyを乗じることで、入力装置１のＸ’軸方向の速度値Vxが求められる（式（３）参照）。すなわち、ユーザの回転の操作量そのものがＸ’軸方向の線速度値に変換され、ユーザの直感に合致した速度値となる。
【０１４６】
この速度値の算出方法については、ユーザが入力装置１を上下方向（ピッチ方向）へ振って操作する場合にも適用することができる。
【０１４７】
図１８では、式（７）が用いられる例について説明する。図１８を参照して、入力装置１のＭＰＵ１９は、取得した加速度値（ax、ay）の微分フィルタ等により微分演算を行う。これにより、加速度の時間変化率（Δax、Δay）が算出される（ステップ４０１）。同様に、ＭＰＵ１９は、取得した角速度値（ωx、ωy）の２階の微分演算を行うことで、角加速度の時間変化率（Δ(Δωx)、Δ(Δωy)）を算出する（ステップ４０２）。
【０１４８】
角加速度の時間変化率が算出されると、ＭＰＵ１９は、Ｙ’軸回りの角加速度の時間変化率の絶対値｜Δ(Δωy)｜が、閾値th-1を超えるか否かを判定する（ステップ４０３）。上記｜Δ(Δωy)｜が閾値th-1を超える場合には、ＭＰＵ１９は、Ｘ’軸方向の加速度の時間変化率Δaxを、Ｙ’軸回りの角加速度の時間変化率Δ(Δωy)で除することで、Ｙ’軸回りの回転半径Ｒy(ｔ)を算出する（ステップ４０４）。すなわち、Ｘ’軸方向の加速度の時間変化率Δaxと、Ｙ’軸回りの角加速度の時間変化率Δ(Δωy)との比を回転半径Ｒy(ｔ)として算出する（式（７））。｜Δ(Δωy)｜の閾値th-1は適宜設定可能である。
【０１４９】
この回転半径Ｒy(ｔ)の信号は、例えばローパスフィルタに通される（ステップ４０５）。ローパスフィルタで高周波数域のノイズが除去された回転半径Ｒy(ｔ)の情報はメモリに記憶される（ステップ４０６）。このメモリには、回転半径Ｒy(ｔ)の信号が所定のクロックごとに更新して記憶される。
【０１５０】
入力装置１のＭＰＵ１９は、この回転半径Ｒy(ｔ)に、Ｙ’軸回りの角速度値ωyを乗じることで、Ｘ’軸方向の速度値Vxを算出する（ステップ４０８）。
【０１５１】
一方で、ＭＰＵ１９は、上記｜Δ(Δωy)｜が、閾値th-1以下である場合には、メモリに記憶された回転半径Ｒy(ｔ)を読み出す（ステップ４０７）。この読み出された回転半径Ｒy(ｔ)に、Ｙ’軸回りの角速度値ωyを乗じることで、Ｘ’軸方向の速度値Vxを算出する（ステップ４０８）。
【０１５２】
上記ステップ４０１〜４０８の処理が行われる理由として、以下の２つの理由がある。
【０１５３】
１つは、上記式（７）の回転半径Ｒy(ｔ)を求めて、ユーザの直感に合致した線速度を求めるためである。
【０１５４】
２つ目は、上記したように重力の影響を除去するためである。上述のように、入力装置１が基本姿勢から例えばロール方向、あるいはピッチ方向に回転して傾いた場合、重力の影響によって、入力装置１の実際の動きとは違った検出信号を出力してしまう。例えば、上記したように、初期姿勢がロール方向に傾いていた場合は、加速度センサユニット１６の各加速度センサ１６１及び１６２からそれぞれ重力加速度の成分値が出力される。したがって、この重力加速度の各成分値の影響を除去しない場合には、ポインタ２の動きがユーザの感覚にそぐわない動きとなってしまう。
【０１５５】
このことをさらに分かりやすく説明する。図２０及び図２１は、その説明のための図である。図２０は、入力装置１をＺ方向で見た図であり、図２１は、入力装置１をＸ方向で見た図である。
【０１５６】
図２０（Ａ）では、入力装置１が基本姿勢とされ、静止しているとする。このとき、第１の加速度センサ１６１の出力は実質的に０であり、第２の加速度センサ１６２の出力は、重力加速度Ｇ分の出力とされている。しかし、例えば図２０（Ｂ）に示すように、入力装置１がロール方向に傾いた状態では、第１、第２の加速度センサ１６１、１６２は、重力加速度Ｇのそれぞれの傾き成分の加速度値を検出する。
【０１５７】
この場合、特に、入力装置１が実際にＸ’軸方向には動いていないにも関わらず、第１の加速度センサ１６１はＸ’軸方向の加速度を検出することになる。この図２０（Ｂ）に示す状態は、図２０（Ｃ）のように入力装置１が基本姿勢にあるときに、加速度センサユニット１６が破線の矢印で示すような慣性力Ix、Iyを受けた状態と等価であり、加速度センサユニット１６にとって区別が付かない。その結果、加速度センサユニット１６は、矢印で示すような左に斜め下方向の加速度が入力装置１に加わったと判断し、入力装置１の実際の動きとは違った検出信号を出力する。しかも、重力加速度Ｇは常に加速度センサユニット１６に作用するため、積分値は増大し、ポインタ２を斜め下方に変位させる量は加速度的に増大してしまう。図２０（Ａ）から図２０（Ｂ）に状態が移行した場合、本来、画面３上のポインタ２が動かないようにすることが、ユーザの直感に合った操作と言える。
【０１５８】
例えば、図２１（Ａ）に示すような入力装置１の基本姿勢の状態から、図２１（Ｂ）に示すような、入力装置１がピッチ方向で回転して傾いたときも、上記と同様のことが言える。このような場合、入力装置１が基本姿勢にあるときの第２の加速度センサ１６２が検出する重力加速度Ｇが減少するので、図２１（Ｃ）に示すように、入力装置１は、上のピッチ方向の慣性力Iと区別が付かない。
【０１５９】
そこで、ユーザの操作による入力装置１の動きのみに着目した加速度値の時間変化率に比べ、その入力装置１の動きにより発生する重力加速度の成分値の時間変化率の方が小さいことを利用する。その重力加速度の成分値の時間変化率は、ユーザの操作による入力装置１の動きのみに着目した加速度値の時間変化率の１／１０のオーダーである。加速度センサユニット１６から出力される値は、その両者が合成された値である、すなわち、加速度センサユニット１６から出力される信号は、ユーザの操作による入力装置１の動きのみに着目した加速度値の時間変化率に、重力加速度の成分値であるＤＣ成分値が重畳された信号となる。
【０１６０】
したがって、ステップ４０１では、加速度値が微分演算されることで、加速度の時間変化率が求められ、これにより、重力加速度の成分値の時間変化率が除去される。これにより、入力装置１の傾きによる重力加速度の分力の変化が生じる場合であっても、適切に回転半径を求めることができ、この回転半径から適切な速度値を算出することができる。なお、上記ＤＣ成分値には、重力加速度の成分値のほか、例えば加速度センサユニット１６の温度ドリフトによるＤＣ成分も含まれる場合もある。
【０１６１】
また、本実施の形態では、式（７）が用いられるので、ステップ４０２では、角速度値ωyが２階微分され、高周波数域のノイズがその角速度の演算値に乗ってしまう。この｜Δ(Δωy)｜が大きい場合問題ないが、小さい場合Ｓ／Ｎ比が悪化する。Ｓ／Ｎ比の悪化した｜Δ(Δωy)｜が、ステップ４０４でのＲy(ｔ)の算出に用いられると、Ｒy(ｔ)や速度値Vxの精度が劣化する。
【０１６２】
そこで、ステップ４０３では、ステップ４０２で算出されたＹ’軸回りの角加速度の時間変化率Δ(Δωy)が利用される。Δ(Δωy)が閾値th-1以下の場合、以前にメモリに記憶されたノイズの少ない回転半径Ｒy(ｔ)が読み出され（ステップ４０７）、読み出された回転半径Ｒy(ｔ)がステップ４０８における速度値Vxの算出に用いられる。
【０１６３】
ステップ４０９〜４１４では、以上のステップ４０３〜４０８までの処理と同様に、ＭＰＵ１９は、Ｙ軸方向の速度値Vyを算出する。つまり、ＭＰＵ１９は、Ｘ’軸回りの角加速度の時間変化率の絶対値｜Δ(Δωx)｜が、閾値th-1を超えるか否かを判定し（ステップ４０９）、閾値th-1を超える場合には、この角速度の時間変化率を用いてＸ’軸回りの回転半径Ｒx(ｔ)を算出する（ステップ４１０）。
【０１６４】
回転半径Ｒx(ｔ)の信号は、ローパスフィルタに通され（ステップ４１１）、メモリに記憶される（ステップ４１２）。閾値th-1以下である場合には、メモリに記憶された回転半径Ｒx(ｔ)が読み出され（ステップ４１３）、この回転半径Ｒx(ｔ)に基づいてＹ’軸方向の速度値Vyが算出される（ステップ４１４）。
【０１６５】
なお、本実施の形態では、ヨー方向及びピッチ方向の両方向について閾値を同じ値th-1としたが、両方向で異なる閾値が用いられてもよい。
【０１６６】
ステップ４０３において、Δ(Δωy)に代えて、角加速度値(Δωy)が閾値に基づき判定されてもよい。ステップ４０９についても同様に、Δ(Δωx)に代えて、角加速度値(Δωx)が閾値に基づき判定されてもよい。図１８に示したフローチャートでは、回転半径Ｒ(ｔ)を算出するために式（７）が用いられたが、式（６）が用いられる場合、角加速度値（Δωx、Δωy）が算出されるので、角加速度値（Δωx、Δωy）が閾値に基づき判定されてもよい。
【０１６７】
次に、これまで説明した回転半径（Ｒx(ｔ)、Ｒy(ｔ)）の算出方法についての他の実施の形態を説明する。図２２は、そのときの入力装置１の動作を示すフローチャートである。
【０１６８】
本実施形態では、回帰直線の傾きを利用して、回転半径を算出する。上述のように、回転半径は、加速度変化率と角加速度変化率との比である。本実施形態は、この加速度変化率と角加速度変化率との比を算出するために、回帰直線の傾きを利用する。
【０１６９】
ＭＰＵ１９は、加速度値（ax、ay）及び角速度値（ωx、ωy）をそれぞれ、１階微分、２階微分し、加速度変化率（Δax、Δay）及び角加速度変化率（Δ(Δωx）、Δ(Δωy)）を算出する（ステップ５０１、５０２）。この加速度変化率（Δax、Δay）、及び角加速度変化率（Δ(Δωx)、Δ(Δωy)）のｎ回分の履歴が、例えばメモリに記憶され、以下の式（８）、（９）により、回帰直線の傾き（Ａ１、Ａ２）が算出される（ステップ５０３）。この回帰直線の傾きは、加速度変化率と角加速度変化率との比、つまり、回転半径（Ｒx(ｔ)、Ｒy(ｔ)）である。なお、参考として、回帰直線の切片（Ｂ１、Ｂ２）の算出方法を式（１０）、（１１）に示す。
【０１７０】
Ａ１＝Ｒx(ｔ)＝[{Σ(Δ(Δωxj))２・Σ(Δａyj)２}−{ΣΔ(Δωxj)・ΣΔ(Δωxj)・Δａyj}]／[ｎ・Σ(Δ(Δωxj))２−{ΣΔ(Δωxj)}２]・・・（８）
Ａ２＝Ｒy(ｔ)＝[{Σ(Δ(Δωyj))２・Σ(Δａxj)２}−{ΣΔ(Δωyj)・ΣΔ(Δωyj)・Δａxj}]／[ｎ・Σ(Δ(Δωyj))２−{ΣΔ(Δωyj)}２]・・・（９）
Ｂ１＝[{ｎ・ΣΔ(Δωxj)・Δａyj}−{ΣΔ(Δωxj)・ΣΔａyj}]／[ｎ・Σ(Δ(Δωxj))２−{ΣΔ(Δωxj)}２]・・・（１０）
Ｂ２＝[{ｎ・ΣΔ(Δωyj)・Δａxj}−{ΣΔ(Δωyj)・ΣΔａxj}]／[ｎ・Σ(Δ(Δωyj))２−{ΣΔ(Δωyj)}２]・・・（１１）。
【０１７１】
上記式（８）〜（１１）中のｎは、加速度値（Δax、Δay）、及び角加速度変化率（Δ(Δωx)、Δ(Δωy)）のサンプリング数を示す。このサンプリング数ｎは、演算誤差が最小となるように適宜設定される。
【０１７２】
回転半径が算出されると、図１８のステップ４０８及び４１４と同様に、回転半径に基づいて速度値が算出される（ステップ５０４）。
【０１７３】
なお、回転半径の信号、または速度値の信号がローパスフィルタにかけられることで、高周波数のノイズによる影響を軽減してもよい。
【０１７４】
本実施形態では、回帰直線の傾きを回転半径として算出することで、より正確な回転半径及び速度値（Vx、Vy）を算出することができる。したがって、画面３上に表示されるポインタ２の動きを、ユーザの直感に合致した自然な動きとすることができる。
【０１７５】
以上の説明では、加速度変化率及び角加速度変化率のディメンジョンでの回帰直線の傾きの算出方法について説明した。しかし、これに限られず、変位及び角度、速度及び角速度、または、加速度及び角加速度のディメンジョンで、回帰直線の傾きが算出されてもよい。
【０１７６】
これまでは、入力装置１が主要な演算を行って速度値（Vx、Vx）を算出していた。図２３に示す実施の形態では、制御装置４０が主要な演算を行う。この図２３に示す動作は、図１０に対応する。
【０１７７】
入力装置１が、例えばセンサユニット１７から出力された２軸の加速度値及び２軸の角速度値を入力情報として制御装置４０に送信する（ステップ７０３）。制御装置４０のＭＰＵ３５は、この入力情報を受信し（ステップ７０４）、ステップ１０３〜１０７、１１０、１１１と同様の処理行う（ステップ７０５〜７１１）。ステップ７０５における速度値の算出方法は、図１８〜図２２で説明した方法が用いられてもよい。
【０１７８】
図２３では、図１０に対応する動作を例に挙げたが、これに限られず、制御装置４０は図２３の動作と同様の趣旨で、図１４のステップ２０３以降の処理、または図１７のステップ３０３以降の処理を実行してもよい。
【０１７９】
以上では、速度値に基づいてゲインが動的に制御される形態を説明した。次に、ゲインが静的に制御される実施の形態について説明する。
【０１８０】
図２４（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ異なるゲインの周波数特性を示すグラフである。この例では、減衰される周波数範囲がそれぞれ異なり、また、図２４（Ａ）〜（Ｃ）に示すグラフのすべてにおいて、カットオフ周波数が１Ｈｚ近傍に設定されている。
【０１８１】
図２４（Ａ）では、１５〜２５Ｈｚの周波数成分のゲインがほぼ０に設定されている。図２４（Ｂ）のフィルタは、１５Ｈｚ以下の周波数成分についてもゲインがほぼ０に設定されており、図２４（Ａ）のものより強いフィルタと言える。図２４（Ｃ）のフィルタは、２５Ｈｚ以上の周波数成分についてもゲインがほぼ０に設定されており、図２４（Ｂ）のものより強いフィルタと言える。
【０１８２】
このような同じ周波数について複数のゲインの周波数特性（制御パターン）の情報が予めメモリ２６等に記憶されていればよい。ユーザが適応的に切り替えることにより、ＭＰＵ１９の制御部は、その切り替えに応じて選択された周波数特性でフィルタのゲインを制御する。この場合、主にＭＰＵ１９は、切り替え手段として機能する。
【０１８３】
ゲインの周波数特性は、図２４（Ａ）〜（Ｃ）に示したものに限られず、適宜変更可能である。
【０１８４】
これらの制御パターンの切り替えは、入力装置１または制御装置４０に設けられたメカニカルなスイッチ等によりユーザが行うようにすればよい。あるいは、入力装置１または制御装置４０が、切り替えのためのＧＵＩのソフトウェアを記憶し、ユーザがそのＧＵＩを用いて、それらの制御パターンを切り替えてもよい。
【０１８５】
図２５は、さらに別の実施の形態に係るフィルタの特性としての速度プロファイルを示すグラフである。
【０１８６】
手ぶれの速度は個人差が大きいので、本技術者は、フィルタの設計時において、ユーザテストにより、手ぶれ速度の大きさの分散を求め、手ぶれ補正の対象となる速度範囲を決定した。その結果を示すグラフが図２５のグラフである。手ぶれ速度の大きさは、例えば振動の最大速度とされた。
【０１８７】
この例では、３種類の速度プロファイルが示されている。
速度プロファイルａが、手ぶれ補正の対象となる速度範囲が狭い例を示し、２σに入るユーザ向けのプロファイルである。
【０１８８】
速度プロファイルｂが、手ぶれ補正の対象となる速度範囲が広い例を示し、これは４σに入るユーザ向けのプロファイルである。
【０１８９】
速度プロファイルｃが、補正前速度値とは無関係に、ゲインが一定のプロファイルである。
【０１９０】
なお、この例における速度プロファイルａ及びｂは、図１１で示した速度プロファイルと同様に、Th1（Th1’）、Th2（Th2’）及びTh3が設定された例となっている。しかし、この図２５に示した速度プロファイルａ及びｂは、図１１、図１３、または図１５に示したような速度プロファイル、あるいは別の速度プロファイルに設定されてもよい。
【０１９１】
図２５の速度プロファイルｃよりも、ゲインがさらに低い速度プロファイル、つまりＸ軸に漸近した速度プロファイルが設定されてもよい。
【０１９２】
このような同じ周波数について、複数の速度プロファイルａ〜ｃ（制御パターン）の情報が予めメモリ２６等に記憶され、制御パターンごとにTh1及びTh2、Th1’及びTh2’等がメモリ２６等に記憶される。ユーザがこれらの速度プロファイルａ〜ｃを適応的に切り替えることにより、ＭＰＵ１９の制御部は、その切り替えに応じて選択された速度プロファイルでフィルタのゲインを制御する。この場合、主にＭＰＵ１９は、切り替え手段として機能する。
【０１９３】
この速度プロファイルａ〜ｃの切り替えは、入力装置１または制御装置４０に設けられたメカニカルなスイッチ等によりユーザが行うようにすればよい。あるいは、入力装置１または制御装置４０が、切り替えのためのＧＵＩのソフトウェアを記憶し、ユーザがそのＧＵＩを用いて速度プロファイルａ〜ｃを切り替えてもよい。
【０１９４】
次に、図２５の速度プロファイルｃについて説明する。
【０１９５】
この速度プロファイルｃは、ゲインが低く一定であるので位相遅れが強められるが、例えばユーザの文字入力や絵の入力に適した速度プロファイル、つまり手書き入力モードの速度プロファイルである。ゲインが可変する速度プロファイルａ及びｂでは、つまり位相遅れが可変する速度プロファイルでは、絵や文字を入力することは難しいと感じるユーザもいる。
【０１９６】
図２６は、入力装置１の別の実施の形態として、文字入力等に適したペン型の入力装置を示す図である。このペン型入力装置９１の先端部付近にセンサユニット１７が配置されている。センサユニット１７は、図８で示したセンサユニット１７と同様のものでよい。ペン型入力装置９１の形状は、この形状に限られず、適宜変更可能である。
【０１９７】
ユーザがこのペン型入力装置９１を用いる場合、筐体９０をつかみ、その先端部を机、床、テーブル、または太もも等に当てて（または、当てなくてもよい。）、文字や絵を入力する感覚でペン型入力装置９１を動かす。このペン型入力装置９１のコンセプトとしては、一般的には、タブレット型ＰＣで用いられるようなペン型の入力デバイスに近い。しかし、ペン型入力装置９１では、姿勢を検出するセンサユニット１７が用いられる点、及び、ペン型入力装置９１の先端部が画面上に接触しなくてもよい点において、タブレットＰＣの入力デバイスとは異なる。
【０１９８】
図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）は、本技術者が、一般的な文字入力ソフトを使って、日本語のひらがな（あ、い、う、え、お）をコンピュータに入力し、画面上に表示させた例を示している。図２７（Ａ）は、上記速度プロファイルｃを用いた場合を示し、図２７（Ｂ）は、フィルタの機能を停止させた場合を示す。これらの図から、速度プロファイルｃが用いられることにより、文字入力等のときのユーザの細かな手ぶれによる影響を除去することができる。
【０１９９】
なお、速度プロファイルｃのゲインとは異なる一定のゲインの速度プロファイルが、１つまたは複数設定されていもよい。
【０２００】
あるいは、例えば同じ周波数について、図１３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）で説明したそれぞれの速度プロファイルが、予めメモリに記憶され、ユーザが切り替えることができるようにしてもよい。そのメモリは、入力装置１（または上記ペン型入力装置９１）が持っていてもよいし、制御装置４０が持っていてもよい。
【０２０１】
あるいは、制御装置４０は、例えばＲＯＭ３７や他の記憶デバイスに、複数のＧＵＩのモードを記憶し、その複数のＧＵＩモードにそれぞれ対応する複数の速度プロファイルを記憶しておいてもよい。制御装置４０のＭＰＵ３５は、それら複数のＧＵＩのモードのうち、画面３上に表示するＧＵＩのモードに応じて、速度プロファイルを切り替えればよい。
【０２０２】
複数のＧＵＩのモードとは、例えば上記した文字入力等のアプリケーションソフトウェアごとに異なるモードである。例えば文字入力用のアプリケーションソフトウェアの場合、比較的ゲインが低く設定され、つまり比較的強いフィルタ設定とされる。それ以外のアプリケーションソフトウェアの場合、比較的ゲインが高く設定され、つまり比較的弱いフィルタ設定とされる。
【０２０３】
あるいは、文字が入力される対象となるＧＵＩウィンドウ内は、比較的強いフィルタ（例えば速度プロファイルｃ）、そのＧＵＩウィンドウの外部では、上記速度値に応じてゲインが可変（例えば速度プロファイルａまたはｂ）に設定されてもよい。
【０２０４】
あるいは、複数のＧＵＩのモードとは、アイコン４の大きさごとに異なるモードであってもよい。アイコン４の大きさが比較的小さい場合、ユーザの精密なポインティングが必要とされるため、比較的強いフィルタ設定とされる。逆に、アイコンの大きさが比較的大きい場合、精密なポインティングはあまり必要ないので、弱いフィルタ設定とされる。
【０２０５】
本技術に係る実施の形態は、以上説明した実施の形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
【０２０６】
上記実施の形態では、入力装置１が、加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５を備える構成を説明した。しかし、角速度センサユニット１５はなく、加速度センサユニット１６のみが設けられていてもよい。この場合、ステップ１０３、２０３、３０３では、加速度センサユニット１６で検出された加速度値が、単に積分演算されることで、速度値が算出されればよい。
【０２０７】
図１０では、ステップ１０３において速度値が算出され、その速度値（Vx、Vx）に基づき、フィルタのゲインが制御される例を説明した。しかし、ステップ１０１で取得された角速度値（ωx、ωy）に基づき、ゲインが制御されてもよい。この場合、速度と角速度とは相関があるので、角速度プロファイルは、図１１、１３、１５、１６、または２５等と同様なプロファイルが例として挙げられる。このことは、図１４及び図１８の動作でも同様である。
【０２０８】
あるいは、速度または角速度に限られず、加速度、加速度の時間変化率、角加速度または角加速度の時間変化率に基づき、フィルタのゲインが制御されてもよい。
【０２０９】
上記のように角速度値に基づきフィルタのゲインが制御される場合、加速度センサユニット１６はなく、角速度センサユニット１５のみが設けられていてもよい。この場合、角速度センサユニット１５で検出された角速度値に基づき、制御装置４０は、ヨー方向及びピッチ方向の筐体１０の動きに対応する、ポインタ２の変位量を算出する。この場合、制御装置４０は、角速度値に対応するポインタ２の変位量が予めメモリに記憶されていてもよいし、予め定められた角速度値から変位量への変換式を用いて変位量を算出してもよい。
【０２１０】
上記各実施の形態では、速度値（または角速度値）に基づき、連続的に演算によってゲインが制御される例を説明した。しかし、ゲインは段階的に制御されてもよい。段階的とは、２段階でもよいし、３段階以上でもよい。すなわち、例えば２段階の場合、速度値（または角速度値）が閾値以下となった場合、ゲインが１未満の一定値となるように制御される。
【０２１１】
図１１、図１３、図１４、図１５及び図２５に示した速度プロファイルはほぼ直線で構成される例を説明したが、これらは、２次曲線、その他の曲線、または、直線と曲線でなる線であってもよい。
【０２１２】
図１０及び図１５では入力装置１が大部分の演算を実行し、図２３では制御装置４０が大部分の演算を実行した。しかし、入力装置１及び制御装置４０が、適宜分担して演算を実行するようにしてもよい。
【０２１３】
本技術は、例えば、表示部を備えるハンドヘルド型の情報処理装置（ハンドヘルド装置）に適用されてもよい。すなわち、ハンドヘルド装置は、上記入力装置１と制御装置４０とが一体となったような装置と考えることができる。この場合、ユーザは、ハンドヘルド装置の本体を動かすことで、その表示部に表示されたポインタが動く。ハンドヘルド装置として、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、携帯電話機、携帯音楽プレイヤー、デジタルカメラ等が挙げられる。
【０２１４】
上記各実施の形態では、入力装置の動きに応じて画面上で動くポインタ２を、矢印の画像として表した。しかし、ポインタ２の画像は矢印に限られず、単純な円形、角形等でもよいし、キャラクタ画像、またはその他の画像であってもよい。
【０２１５】
センサユニット１７の、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸は、上述のＸ’軸及びＹ’軸のように必ずしも互いに直交していなくてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、互いに直交する軸方向に投影されたそれぞれの加速度が得られる。また同様に、三角関数を用いた計算によって、互いに直交する軸の回りのそれぞれの角速度を得ることができる。
【０２１６】
以上の各実施の形態で説明したセンサユニット１７について、角速度センサユニット１５のＸ’及びＹ’の検出軸と、加速度センサユニット１６のＸ’及びＹ’軸の検出軸がそれぞれ一致している形態を説明した。しかし、それら各軸は、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６が基板上に搭載される場合、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸のそれぞれが一致しないように、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６がその基板の主面内で所定の回転角度だけずれて搭載されていてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、各軸の加速度及び角速度を得ることができる。
【０２１７】
上記角速度センサユニット１５の代わりとして、角度センサあるいは角加速度センサが用いられてもよい。角度センサとしては、地磁気センサまたはイメージセンサ等が挙げられる。例えば３軸地磁気センサが用いられる場合、角度値の変化量が検出されるので、その場合、角度値が微分演算されることで角速度値が得られる。角加速度センサは、複数の加速度センサの組み合わせにより構成され、角加速度センサにより得られる角加速度値が積分演算されることで、角速度値が得られる。
【０２１８】
図１０において、速度値（Vx、Vy）の算出方法が示された。これらの方法に限られず、ＭＰＵ１９は、角速度センサユニット１５により検出される角速度値に応じた速度値（Vx、Vy）を算出してもよい。例えば、角速度値に応じた速度値とは、所定の演算式（角速度値と速度値との関数）により算出される速度値、または、ルックアップテーブルを用いてメモリから読み出される速度値である。この場合、加速度センサユニット１６により得られる加速度値（ax、ay）は使われなくてもよい。
【符号の説明】
【０２１９】
１、９１…入力装置
２…ポインタ
３…画面
４…アイコン
１０、９０…筐体
１５…角速度センサユニット
１６…加速度センサユニット
１７…センサユニット
１８…メイン基板
１９…入力装置のＭＰＵ
２１…送受信機
２６…メモリ
２７…フィルタ
２８…制御部
２９…速度算出部
３５…制御装置のＭＰＵ
３７…ＲＯＭ
３８…送受信機
１００…制御システム
１５１…第１の角速度センサ
１５２…第２の角速度センサ
１６１…第１の加速度センサ
１６２…第２の加速度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、
筐体と、
前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの速度を制御する制御手段と
を具備する入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号のうち前記所定の周波数範囲の信号の出力値に基づき前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項３】
請求項２に記載の入力装置であって、
前記制御手段は、前記所定の周波数範囲の信号の出力値が大きくなるにしたがって前記ゲインが小さくなるように前記ゲインを制御し、かつ、前記所定の周波数範囲の信号の出力値が小さくなるにしたがって前記ゲインが大きくなるように前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項４】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きに応じた速度値または角速度値を前記出力値として出力し、
前記制御手段は、前記速度値または角速度値に応じて前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記制御手段による前記速度値または角速度値に応じた前記ゲインの複数の制御パターンを記憶する記憶手段と、
前記記憶された前記複数の制御パターンを切り替える切り替え手段と
をさらに具備する入力装置。
【請求項６】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きに応じた加速度値をさらに出力し、
前記制御手段は、前記加速度値、及び、速度値または角速度値に基づき前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項７】
請求項４に記載の入力装置であって、
時間的に連続する所定数の複数の前記速度値を記憶可能な速度値記憶手段と、
前記記憶された所定数の複数の速度値の符号が同じであるか否かを判定する符号判定手段とをさらに具備し、
前記制御手段は、前記所定サンプリング数の速度値の符号が同じである場合、前記減衰手段の機能を停止させるか、または、弱めるように前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項８】
請求項４に記載の入力装置であって、
時間的に連続する所定数の複数の前記角速度値を記憶可能な速度値記憶手段と、
前記記憶された所定数の複数の角速度値の符号が同じであるか否かを判定する符号判定手段とをさらに具備し、
前記制御手段は、前記所定サンプリング数の角速度値の符号が同じである場合、前記減衰手段の機能を停止させるか、または、弱めるように前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項９】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記所定の周波数範囲は、実質的に１〜２０Ｈｚの手ぶれに相当する範囲である入力装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の入力装置であって、
前記切り替え手段は、前記ゲインが一定でない第１の制御パターンと、前記ゲインが一定の第２の制御パターンとを選択的に切り替える入力装置。
【請求項１１】
筐体と、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、前記出力された信号を入力情報として送信する送信手段とを有する入力装置から送信された前記入力情報に応じて、画面上のポインタの動きを制御する制御装置であって、
前記入力情報を受信する受信手段と、
前記受信された入力情報の前記信号の出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御する制御手段と、
前記制御手段の制御に応じた、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの座標情報を生成する座標情報生成手段と
を具備する制御装置。
【請求項１２】
画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、
筐体と、
前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの速度を制御するための入力情報を生成する制御手段と、
前記生成された入力情報を送信する送信手段とを有する入力装置と、
前記送信された入力情報を受信する受信手段と、
前記受信された入力情報に基づき、前記画面上の前記ポインタの座標情報を生成する座標情報生成手段とを有する制御装置と
を具備する制御システム。
【請求項１３】
画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、
筐体と、
前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記出力された信号を入力情報として送信する送信手段とを有する入力装置と、
前記入力情報を受信する受信手段と、
前記受信された入力情報の前記信号の出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御する制御手段と、
前記制御手段の制御に応じた、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの座標情報を生成する座標情報生成手段とを有する制御装置と
を具備する制御システム。
【請求項１４】
入力装置の筐体の動きを検出し、
前記検出により筐体の動きに応じた信号を出力し、
前記出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させ、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき前記ゲインを制御し、
前記ゲインの制御に応じた、前記筐体の動きに対応した画面上のポインタの座標情報を生成する制御方法。
【請求項１５】
筐体と、
表示部と、
前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記表示部の画面上のポインタの速度を制御するための入力情報を生成する制御手段と
を具備するハンドヘルド装置。
【請求項１６】
画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、
筐体と、
前記筐体の動きを検出し、前記画面上で前記ポインタを動かすために、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させる減衰手段と、
前記減衰手段のゲインを制御するための複数の制御パターンを記憶する記憶手段と、
前記複数の制御パターンを切り替える切り替え手段と
を具備する入力装置。
【請求項１７】
筐体と、
表示部と、
前記筐体の動きを検出し、前記表示部の画面上でポインタを動かすために該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させる減衰手段と、
前記減衰手段のゲインを制御するための複数の制御パターンを記憶する記憶手段と、
前記複数の制御パターンを切り替える切り替え手段と
を具備するハンドヘルド装置。
【請求項１】
画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、
筐体と、
前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの速度を制御する制御手段と
を具備する入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記制御手段は、前記筐体の動きに応じた信号のうち前記所定の周波数範囲の信号の出力値に基づき前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項３】
請求項２に記載の入力装置であって、
前記制御手段は、前記所定の周波数範囲の信号の出力値が大きくなるにしたがって前記ゲインが小さくなるように前記ゲインを制御し、かつ、前記所定の周波数範囲の信号の出力値が小さくなるにしたがって前記ゲインが大きくなるように前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項４】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きに応じた速度値または角速度値を前記出力値として出力し、
前記制御手段は、前記速度値または角速度値に応じて前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記制御手段による前記速度値または角速度値に応じた前記ゲインの複数の制御パターンを記憶する記憶手段と、
前記記憶された前記複数の制御パターンを切り替える切り替え手段と
をさらに具備する入力装置。
【請求項６】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記移動信号出力手段は、前記筐体の動きに応じた加速度値をさらに出力し、
前記制御手段は、前記加速度値、及び、速度値または角速度値に基づき前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項７】
請求項４に記載の入力装置であって、
時間的に連続する所定数の複数の前記速度値を記憶可能な速度値記憶手段と、
前記記憶された所定数の複数の速度値の符号が同じであるか否かを判定する符号判定手段とをさらに具備し、
前記制御手段は、前記所定サンプリング数の速度値の符号が同じである場合、前記減衰手段の機能を停止させるか、または、弱めるように前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項８】
請求項４に記載の入力装置であって、
時間的に連続する所定数の複数の前記角速度値を記憶可能な速度値記憶手段と、
前記記憶された所定数の複数の角速度値の符号が同じであるか否かを判定する符号判定手段とをさらに具備し、
前記制御手段は、前記所定サンプリング数の角速度値の符号が同じである場合、前記減衰手段の機能を停止させるか、または、弱めるように前記ゲインを制御する入力装置。
【請求項９】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記所定の周波数範囲は、実質的に１〜２０Ｈｚの手ぶれに相当する範囲である入力装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の入力装置であって、
前記切り替え手段は、前記ゲインが一定でない第１の制御パターンと、前記ゲインが一定の第２の制御パターンとを選択的に切り替える入力装置。
【請求項１１】
筐体と、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、前記出力された信号を入力情報として送信する送信手段とを有する入力装置から送信された前記入力情報に応じて、画面上のポインタの動きを制御する制御装置であって、
前記入力情報を受信する受信手段と、
前記受信された入力情報の前記信号の出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御する制御手段と、
前記制御手段の制御に応じた、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの座標情報を生成する座標情報生成手段と
を具備する制御装置。
【請求項１２】
画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、
筐体と、
前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの速度を制御するための入力情報を生成する制御手段と、
前記生成された入力情報を送信する送信手段とを有する入力装置と、
前記送信された入力情報を受信する受信手段と、
前記受信された入力情報に基づき、前記画面上の前記ポインタの座標情報を生成する座標情報生成手段とを有する制御装置と
を具備する制御システム。
【請求項１３】
画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、
筐体と、
前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記出力された信号を入力情報として送信する送信手段とを有する入力装置と、
前記入力情報を受信する受信手段と、
前記受信された入力情報の前記信号の出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御する制御手段と、
前記制御手段の制御に応じた、前記筐体の動きに対応した前記画面上の前記ポインタの座標情報を生成する座標情報生成手段とを有する制御装置と
を具備する制御システム。
【請求項１４】
入力装置の筐体の動きを検出し、
前記検出により筐体の動きに応じた信号を出力し、
前記出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させ、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき前記ゲインを制御し、
前記ゲインの制御に応じた、前記筐体の動きに対応した画面上のポインタの座標情報を生成する制御方法。
【請求項１５】
筐体と、
表示部と、
前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を、所定のゲインで減衰させる減衰手段と、
前記筐体の動きに応じた信号に基づき、前記ゲインを制御することで、前記筐体の動きに対応した前記表示部の画面上のポインタの速度を制御するための入力情報を生成する制御手段と
を具備するハンドヘルド装置。
【請求項１６】
画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、
筐体と、
前記筐体の動きを検出し、前記画面上で前記ポインタを動かすために、該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させる減衰手段と、
前記減衰手段のゲインを制御するための複数の制御パターンを記憶する記憶手段と、
前記複数の制御パターンを切り替える切り替え手段と
を具備する入力装置。
【請求項１７】
筐体と、
表示部と、
前記筐体の動きを検出し、前記表示部の画面上でポインタを動かすために該筐体の動きに応じた信号を出力する移動信号出力手段と、
前記移動信号出力手段からの出力された出力値のうち所定の周波数範囲の信号の出力値を減衰させる減衰手段と、
前記減衰手段のゲインを制御するための複数の制御パターンを記憶する記憶手段と、
前記複数の制御パターンを切り替える切り替え手段と
を具備するハンドヘルド装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１３−６９３４９（Ｐ２０１３−６９３４９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−１０１３７（Ｐ２０１３−１０１３７）
【出願日】平成２５年１月２３日（２０１３．１．２３）
【分割の表示】特願２００９−５３２２６１（Ｐ２００９−５３２２６１）の分割
【原出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年１月２３日（２０１３．１．２３）
【分割の表示】特願２００９−５３２２６１（Ｐ２００９−５３２２６１）の分割
【原出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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