入力装置および方法、並びにプログラム
【課題】比較的大きい遅延がある系においても、入力時の操作感を向上させることができるようにする。
【解決手段】 入力装置のセンサー１０２は、テレビジョン受像機を制御するためのユーザーの操作を検出し、操作に対応する操作信号を出力する。速度取得部２０１と加速度取得部２０３は、検出された操作信号とその微分値を取得する。関数部２２１は、ユーザーの操作に対する操作信号の応答の遅延を補償するための、微分値により規定される関数を取得する。補償部２２２は、取得された関数により操作信号を補償する。補償された操作信号は入力装置からテレビジョン受像機に送信される。テレビジョン受像機は受信した操作信号に基づいて、表示されているポインタを入力装置が操作された任意の方向に移動表示させる。
【解決手段】 入力装置のセンサー１０２は、テレビジョン受像機を制御するためのユーザーの操作を検出し、操作に対応する操作信号を出力する。速度取得部２０１と加速度取得部２０３は、検出された操作信号とその微分値を取得する。関数部２２１は、ユーザーの操作に対する操作信号の応答の遅延を補償するための、微分値により規定される関数を取得する。補償部２２２は、取得された関数により操作信号を補償する。補償された操作信号は入力装置からテレビジョン受像機に送信される。テレビジョン受像機は受信した操作信号に基づいて、表示されているポインタを入力装置が操作された任意の方向に移動表示させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は入力装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、入力時の操作感を向上させることができるようにした入力装置および方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、地上デジタルテレビジョン放送が開始され、テレビジョン受像機にＥＰＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｇｕｉｄｅ）を表示させることができる。ＥＰＧにおいては、各番組がマトリクス状に配置、表示される。ユーザーはリモートコントローラを操作して、ポインタを任意の位置に移動させ、所定の番組を選択する。
【０００３】
一般的に、テレビジョン受像機に付属しているリモートコントローラは、ポインタを垂直方向かまたは水平方向にしか移動させることができない。すなわち、ポインタを所定の表示位置から斜め方向の目的位置に直接移動させることはできない。
【０００４】
そこで、ユーザーの3次元の自由空間における任意の方向への操作を検知して、その操作された方向にポインタを移動させるリモートコントローラが提案されている。しかし、このようなリモートコントローラにおいては、ユーザーの操作と、実際のポインタの移動のタイミングとが一致せず、ユーザーが操作上の違和感を覚えることが多い。
【０００５】
特許文献１には、３次元の自由空間の任意の方向へ操作されるリモートコントローラではないが、アイソメトリックジョイスティックと呼ばれる感圧性デバイスを操作してポインタを移動させるパーソナルコンピュータのキーボードの中央に設置されたコントローラに関して、その操作感を改善することが提案されている。
【０００６】
特許文献１の発明は、図１に示されるように、実線で示される入力に対して、破線で示されるような出力を得る伝達関数を実現することで、主に上記デバイスの不感帯（すなわち、小さい圧力が無視されるデッドゾーン）により生じるポインタ移動の開始時の動作の鈍さや、停止時のオーバーシュートを改善している。
【０００７】
【特許文献１】特許第３２１７９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
テレビジョン受像機のようないわゆるコンシューマー用のＡＶ機器では、パーソナルコンピュータなどと比べてＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のクロックなども遅い。その結果、例えば画面上のポインタを移動する場合でも、移動信号を受け取ってから画面上のポインタが移動するまでに比較的大きな遅延が発生する。この場合、ポインタの移動開始時や停止時だけでなく、移動中の加減速時に発生する遅延によっても、ユーザーは違和感を感じてしまう。
【０００９】
またユーザーが３次元の自由空間で操作するタイプのリモートコントローラを用いる場合には、操作とそれに対応する操作信号が出力されるまでの時間的な遅延が加わる。また、リモートコントローラを操作する手は自由に動けるために、ユーザーは操作に対するポインタの動きの遅延をジョイスティック等と比べて認識しやすい。その結果、ユーザーが感じる違和感は更に顕著なものとなる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１の技術では、上記のような場合に、操作時にユーザーが違和感を感じることなく、迅速にポインタの移動を開始させたり、ポインタを思い通りに移動させたり、また迅速にポインタの移動を停止させることは困難である。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、入力時の操作感を向上させることができるようにするものである。特に、比較的大きい遅延がある系においても、入力時の操作感を向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面は、電子機器を制御するためのユーザーの操作を検出し、前記操作に対応する操作信号を出力する検出部と、検出された前記操作信号とその微分値を取得する第１の取得部と、前記ユーザーの前記操作に対する前記操作信号の応答の遅延を補償するための、前記微分値により規定される関数を取得する第２の取得部と、取得された前記関数により前記操作信号を補償する補償部とを備える入力装置である。
【００１３】
本発明の一側面においては、検出部は、電子機器を制御するためのユーザーの操作を検出し、前記操作に対応する操作信号を出力し、第1の取得部は、検出された前記操作信号とその微分値を取得し、第２の取得部は、前記ユーザーの前記操作に対する前記操作信号の応答の遅延を補償するための、前記微分値により規定される関数を取得し、補償部は、取得された前記関数により前記操作信号を補償する。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の一側面によれば、入力時の操作感を向上させることができる。
特に、比較的大きい遅延がある系においても、入力時の操作感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の入力装置の伝達関数の特性を示す図である。
【図２】本発明の入力システムの構成を示すブロック図である。
【図３】入力装置の外観の構成を示す斜視図である。
【図４】入力装置の内部の構成を示す図である。
【図５】センサー基板の構成を示す斜視図である。
【図６】入力装置の使用状態を示す図である。
【図７】入力装置の内部の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】ＭＰＵの機能的構成を示すブロック図である。
【図９】入力装置のポインタ表示処理を説明するフローチャートである。
【図１０】ゲインの特性を説明する図である。
【図１１】速度の変化を示す図である。
【図１２】変位の変化を示す図である。
【図１３】入力装置を振動させた場合の特性の変化を示す図である。
【図１４】入力装置を振動させた場合の特性の変化を示す図である。
【図１５】速度の変化を示す図である。
【図１６】変位の変化を示す図である。
【図１７】変位の変化を示す図である。
【図１８】速度の変化を示す図である。
【図１９】変位の変化を示す図である。
【図２０】速度の変化を示す図である。
【図２１】変位の変化を示す図である。
【図２２】速度の変化を示す図である。
【図２３】テレビジョン受像機のタイマー処理を説明するフローチャートである。
【図２４】入力装置のポインタ表示処理を説明するフローチャートである。
【図２５】入力装置のポインタ表示処理を説明するフローチャートである。
【図２６】速度の変化を示す図である。
【図２７】変位の変化を示す図である。
【図２８】変位の変化を示す図である。
【図２９】変位の変化を示す図である。
【図３０】速度の変化を示す図である。
【図３１】入力装置の他の実施の形態の構成を示す図である。
【図３２】入力装置の他の実施の形態の構成を示す図である。
【図３３】入力装置の他の実施の形態の構成を示す図である。
【図３４】本発明の他の入力システムの構成を示すブロック図である。
【図３５】画像処理部の機能的構成を示すブロック図である。
【図３６】テレビジョン受像機のポインタ表示処理を説明するフローチャートである。
【図３７】画像処理部の他の機能的構成を示すブロック図である。
【図３８】テレビジョン受像機のポインタ表示処理を説明するフローチャートである。
【図３９】変位の変化を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（システムの構成）
２．第１の実施の形態（入力装置の構成）
３．第１の実施の形態（入力装置の電気的構成）
４．第１の実施の形態（入力装置のＭＰＵの機能的構成）
５．第１の実施の形態（入力装置の動作）
６．第１の実施の形態（入力装置の特性）
７．第２の実施の形態（テレビジョン受像機の動作）
８．第２の実施の形態（入力装置の動作）
９．第３の実施の形態（入力装置の動作）
１０．第３の実施の形態（入力装置の特性）
１１．第４の実施の形態（入力装置の構成）
１２．第５の実施の形態（入力装置の構成）
１３．第６の実施の形態（入力装置の構成）
１４．第７の実施の形態（入力システムの構成）
１５．第７の実施の形態（画像処理部の機能的構成）
１６．第７の実施の形態（テレビジョン受像機の動作）
１７．第８の実施の形態（画像処理部の機能的構成）
１８．第８の実施の形態（テレビジョン受像機の動作）
１９．変形例
【００１７】
＜１．第１の実施の形態＞
［システムの構成］
【００１８】
図２は、本発明の入力システムの一実施の形態の構成を表している。
【００１９】
この入力システム１は、電子機器としてのテレビジョン受像機１０と、それを遠隔制御するポインティングデバイスあるいはリモートコントローラとしての入力装置３１とにより構成されている。
【００２０】
テレビジョン受像機１０は、アンテナ１１、通信部１２、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１３、復調部１４、ビデオＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１５、および出力部１６により構成されている。
【００２１】
アンテナ１１は、入力装置３１からの電波を受信する。通信部１２は、アンテナ１１を介して受信した電波を復調し、ＭＰＵ１３に出力する。また通信部１２はＭＰＵ１３からの信号を変調し、アンテナ１１を介してテレビジョン受像機１０に送信する。ＭＰＵ１３は、入力装置３１からの指示に基づいて各部を制御する。
【００２２】
復調部１４は、図示せぬアンテナを介して受信されたテレビジョン放送信号を復調し、ビデオ信号をビデオＲＡＭ１５に出力し、オーディオ信号を出力部１６に出力する。ビデオＲＡＭ１５は、復調部１５から供給されたビデオ信号に基づく画像と、ＭＰＵ１３からのポインタ、アイコンなどのオンスクリーンデータの画像とを合成し、出力部１６の画像表示部に出力する。出力部１６は、画像表示部で画像を表示するほか、スピーカなどで構成される音声出力部から音声を出力する。
【００２３】
図２の表示例においては、出力部１６の画像表示部に、アイコン２１とポインタ２２が表示されている。入力装置３１はアイコン２１やポインタ２２の表示位置を変更する場合の他、テレビジョン受像機１０を遠隔制御する場合にユーザーにより操作される。
【００２４】
［入力装置の構成］
【００２５】
図３は、入力装置３１の外形の構成を表している。入力装置３１は、電子機器を制御する操作信号を生成するためにユーザーにより操作される操作部としての本体３２を有している。本体３２の上面には、ボタン３３，３４が、右側面には、ジョグダイヤル３５が、それぞれ設けられている。
【００２６】
図４は、入力装置３１の本体３２の内部の構成を表している。入力装置３１の内部には、メイン基板５１、センサー基板５７、および電池５６が収容されている。メイン基板５１には、ＭＰＵ５２、水晶発振器５３、通信部５４、およびアンテナ５５が取り付けられている。
【００２７】
図５に拡大して示されるように、センサー基板５７には、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の技術により製造された、角速度センサー５８と加速度センサー５９が取り付けられている。センサー基板５７は、角速度センサー５８と加速度センサー５９の直交する２つの感度軸であるＸ軸とＹ軸に平行とされている。
【００２８】
本体３２の先頭（後述する図６における左方向の端部）を、典型的にはその先に位置するテレビジョン受像機１０（図６には示されていないが左方向に位置する）に向けた状態で、本体３２の全体がユーザーにより、例えば図６に示される任意の方向Ｄ１や方向Ｄ２に操作された場合、２軸式振動型角速度センサーで構成される角速度センサー５８は、それぞれＸ軸とＹ軸と平行なピッチ回転軸７１とヨー回転軸７２を中心として回転するピッチ角とヨー角の角速度を検出する。加速度センサー５９は、Ｘ軸およびＹ軸の方向の加速度を検出する２軸型加速度センサーである。加速度センサー５９は、センサー基板５７を感度平面として、重力加速度をベクトル量として検知することができる。なお、加速度センサー５９としては、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の３軸を感度軸とする３軸型加速度センサーを用いることもできる。
【００２９】
２本の電池５６は各部に必要な電力を供給する。
【００３０】
図６は、入力装置３１の使用状態を表している。同図に示されるように、入力装置３１はユーザーが手８１で保持し、入力装置３１の全体を３次元の自由空間において任意の方向に操作する。入力装置３１はその操作された方向を検出し、その操作された方向の操作信号を出力する。また入力装置３１は、ボタン３３，３４や、ジョグダイヤル３５などが操作された場合、その操作信号を出力する。
【００３１】
ボタン３３は通常のマウスの左ボタンに対応し、ボタン３４は右ボタンに対応する。ボタン３３は人指し指で、ボタン３４は中指で、ジョグダイヤル３５は親指で、それぞれ操作される。ボタンが操作されたとき発行されるコマンドは任意であるが、例えば次のように設定することができる。
【００３２】
ボタン３３の１回押し：左クリック：選択
ボタン３３の長押し：ドラッグ：アイコンの移動
ボタン３３の２回押し：ダブルクリック：ファイル、フォルダを開く、プログラムを実行する
ボタン３４の１回押し：右クリック：メニューの表示
ジョグダイヤルの回転：スクロール
ジョグダイヤルの押し：決定
【００３３】
このように設定すれば、ユーザーは、通常のパーソナルコンピュータのマウスと同様の操作感覚で入力装置３１を使用することができる。
【００３４】
ボタン３３は２段スイッチとすることもできる。この場合、１段目のスイッチが操作されたとき、または押圧されたままの状態にされたとき、入力装置３１の移動を表す操作信号が出力され、２段目のスイッチが操作されたとき選択される。勿論、専用のボタンを設け、そのボタンが操作されたとき、移動を表す操作信号が出力されるようにすることもできる。
【００３５】
［入力装置の電気的構成］
【００３６】
図７は、入力装置３１の電気的構成を表している。同図に示されるように、入力装置３１は、ＭＰＵ５２、水晶発振器５３、通信部５４、およびアンテナ５５の他、入力部１０１およびセンサー１０２を有している。
【００３７】
水晶発振器５３はＭＰＵ５２に基準のクロックを供給する。ボタン３３，３４、ジョグダイヤル３５、その他のボタンなどで構成される入力部１０１は、ユーザーにより操作されたとき、その操作に対応する信号をＭＰＵ５２に出力する。角速度センサー５８と加速度センサー５９で構成されるセンサー１０２は、ユーザーにより本体３２の全体が操作されたとき、操作時の角速度や加速度を検出し、ＭＰＵ５２に出力する。センサー１０２は、電子機器を制御するためのユーザーの操作を検出し、その操作に対応する操作信号を出力する検出部として機能する。
【００３８】
ＭＰＵ５２は、入力に対応する操作信号を生成し、通信部５４からアンテナ５５を介して電波でテレビジョン受像機１０に出力する。この電波はアンテナ１１によりテレビジョン受像機１０により受信される。また、通信部５４は、テレビジョン受像機１０からの電波をアンテナ５５を介して受信し、信号を復調してＭＰＵ５２に出力する。
【００３９】
［入力装置のＭＰＵの機能的構成］
【００４０】
図８は、内蔵するメモリに記憶されているプログラムに従って動作するＭＰＵ５２の機能的構成を表している。ＭＰＵ５２は、速度取得部２０１、記憶部２０２、加速度取得部２０３、補償処理部２０４、加速度取得部２０５、速度演算部２０６、および移動量計算部２０７を有している。
【００４１】
補償処理部２０４は、関数部２２１と補償部２２２により構成されている。関数部２２１は、ゲイン取得部２１１、補正部２１２、および制限部２１３を有しており、補償部２２２は、乗算部２１４を有している。
【００４２】
この実施の形態の場合、速度取得部２０１と加速度取得部２０３は、検出された操作信号とその微分値を取得する第１の取得部を構成する。速度取得部２０１は、センサー１０２のうちの角速度センサー５８からの角速度信号を、ユーザーの操作に対応する操作信号として取得する。記憶部２０２は、速度取得部２０１により取得された角速度信号を記憶する。操作された操作部の加速度を取得する第１の取得部としての加速度取得部２０３は、記憶部２０２に記憶された、１ステップ前と後の角速度信号の差を演算することで、角加速度信号を演算する。すなわち、加速度取得部２０３は、操作信号としての角速度信号の微分値としての角加速度信号を取得する。
【００４３】
取得された加速度により操作信号の応答の遅延を補償するための関数を取得する第２の取得部としての関数部２２１は、加速度取得部２０３により取得された微分値としての加速度により規定される関数であるゲインＧ（ｔ）、または速度取得部２０１により取得された操作信号としての速度と、加速度取得部２０３により取得された微分値としての加速度により規定される関数であるゲインＧ（ｔ）を生成し、操作信号としての速度に乗算する。すなわち操作信号を補正することで、遅延を補償する処理が実行される。
【００４４】
ゲイン取得部２１１は、加速度取得部２０３により取得された加速度に対応するゲインＧ（ｔ）を取得する。補正部２１２は、速度取得部２０１により取得された角速度、またはテレビジョン受像機１０から受信したタイマー値に基づいて、必要に応じて、ゲインＧ（ｔ）を補正する。制限部２１３は、ゲインＧ（ｔ）、または補正されたゲインＧ（ｔ）が閾値を超えるのを制限する。関数により操作信号を補償する補償部として機能する補償部２２２を構成する乗算部２１４は、速度取得部２０１により取得された角速度に、制限部２１３により制限されたゲインＧ（ｔ）を乗算して、補正された角速度を出力する。
【００４５】
加速度取得部２０５は、センサー１０２のうちの加速度センサー５９からの加速度信号を取得する。速度演算部２０６は補正された角速度と、加速度取得部２０５により取得された加速度を用いて速度を演算する。
【００４６】
移動量計算部２０７は、速度演算部２０６より供給された速度に基づいて、本体３２の移動量を計算し、入力装置３１の操作信号として通信部５４に出力する。
【００４７】
上述したように、通信部５４はこの信号を変調し、アンテナ５５を介してテレビジョン受像機１０に送信する。
【００４８】
［入力装置の動作］
【００４９】
次に図９を参照して入力装置３１のポインタ表示処理について説明する。この処理は、テレビジョン受像機１０の出力部１６に表示されているポインタ２２を所定の方向に移動させるために、ユーザーが本体３２を手で保持し、ボタン３３の１段目のスイッチを操作するか、または押圧したままの状態にして、入力装置３１の全体を任意の所定の方向に操作した場合、すなわち、３次元の自由空間において、入力装置３１の全体が任意の方向に動かされた場合に実行される。すなわちこの処理は、テレビジョン受像機１０の画面の表示を制御する操作信号を、入力装置３１からテレビジョン受像機１０に出力する処理である。
【００５０】
ステップＳ１において速度取得部２０１はセンサー１０２が出力した角速度信号を取得する。すなわち、ユーザーが本体３２を手で保持して、３次元の自由空間において所定の方向に操作したことが、角速度センサー５８により検出され、本体３２の動きに伴う角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））の検出信号が取得される。
【００５１】
ステップＳ２において記憶部２０２は、取得された角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））をバッファリングする。ステップＳ３において加速度取得部２０３は、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））を取得する。具体的には、記憶部２０２に前回記憶された角速度（ωｘ（ｔ−１），ωｙ（ｔ−１））と今回の角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））との差をその間の時間で除算することで、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））が演算される。
【００５２】
次にステップＳ４乃至ステップＳ７において、補償処理部２０４により、取得された速度と加速度により操作信号の応答の遅延を補償するための演算が行なわれる。
【００５３】
すなわちステップＳ４においてゲイン取得部２１１は、ステップＳ３で取得された角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））に応じたゲインＧ（ｔ）を取得する。この関数としてのゲインＧ（ｔ）は、後述するステップＳ７で角速度に乗算される。従って、その値１が基準値となり、ゲインＧ（ｔ）が基準値より大きいとき、操作信号としての角速度は大きくなるように補正され、基準値より小さいとき、角速度は小さくなるように補正される。
【００５４】
ゲインＧ（ｔ）は、加速時（すなわち微分値である角加速度が正であるとき）、基準値以上（値１以上）の値とされ、減速時（すなわち微分値である角加速度が負であるとき）、基準値未満（値１未満）の値とされる。さらにゲインＧ（ｔ）の絶対値は、加速度の絶対値が大きいほど基準値（値１）との差が大きくなる値とされる。
【００５５】
ゲインＧ（ｔ）は、演算することで取得してもよいし、予めマッピングされたテーブルから読み出すことで取得することもできる。また、ゲインＧ（ｔ）は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【００５６】
ステップＳ５において補正部２１２は、速度取得部２０１により取得された角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））に基づいてゲインＧ（ｔ）を補正する。具体的には、ゲインＧ（ｔ）は、角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））が大きいほど、基準値（値１）に近い値となるように補正される。すなわち、この実施の形態の場合、ステップＳ４の処理（角加速度による処理）とステップＳ５の処理（角速度による処理）により、操作信号としての角速度とその微分値である角加速度の両方により規定される関数であるゲインＧ（ｔ）が取得されることになる。
【００５７】
この場合にも、補正値は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【００５８】
ステップＳ６において制限部２１３は、ゲインＧ（ｔ）が閾値を超えないように制限する。すなわち、補正されたゲインＧ（ｔ）が、予め定められている閾値の範囲内になるように制限される。換言すれば、閾値が最大値または最小値とされ、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が閾値を超えないように制限される。これにより、入力装置３１が振動された場合に、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が小さ過ぎて遅延補償ができなくなったり、絶対値が大き過ぎて発振状態になってしまうようなことが抑制される。
【００５９】
ステップＳ４ないしステップＳ６の処理は、各ステップの条件を満足するようにゲインＧ（ｔ）をゲイン取得部２１１に予めマッピングしておけば、１回の読み出し処理で実行することができる。
【００６０】
図１０はこれらの条件を満足したマッピングの例を表している。この実施の形態においては、横軸は角加速度を、縦軸はゲインＧ（ｔ）を、それぞれ表している。ゲインＧ（ｔ）は、切片が１であり、角速度毎の傾きが正の直線により表されている。角速度は絶対値を表している。
【００６１】
従って、同図の横軸に示される角加速度が正である場合（図１０の右側の半分の領域の場合）、縦軸で表されるゲインＧ（ｔ）は基準値（値１）以上の値となり、角加速度が負である場合（図１０の左側の半分の領域の場合）、基準値（値１）未満の値となる（ステップＳ４）。
【００６２】
さらに、ゲインＧ（ｔ）は、基準値（値１）を切片とする傾きが正の直線で表される値とされているので、ゲインＧ（ｔ）の絶対値は、角加速度の絶対値が大きいほど基準値（値１）との差の絶対値が大きくなる値となる（ステップＳ４）。換言すれば、微分値としての角加速度の絶対値が大きいほど、ゲインＧ（ｔ）は操作信号としての角速度に対する補正量が大きくなる値に設定される。例えば角速度が１digit/sである場合、角加速度が５digit/s2である（すなわち角加速度の絶対値が小さい）とき、ゲインＧ（ｔ）の値は約３である（値１との差の絶対値は２と小さい）のに対して、角加速度が−１０digit/s2である（すなわち角加速度の絶対値が大きい）とき、ゲインＧ（ｔ）の値は約−５となる（値１との差の絶対値は６と大きい）。
【００６３】
また、ゲインＧ（ｔ）は、角速度が大きいほど、基準値（値１）に近い値となる（ステップＳ５）。換言すれば、操作信号としての角速度が小さいほど、ゲインＧ（ｔ）は角速度に対する補正量が大きくなる値に設定される。例えば、角加速度が１５digit/s2である場合、角速度が１digit/sであれば（すなわち角速度が小さければ）、ゲインＧ（ｔ）は約８となり（すなわちゲインＧ（ｔ）の絶対値は大きくなり）、角速度が２digit/sであれば（すなわち角速度が大きければ）、ゲインＧ（ｔ）は約５となる（すなわちゲインＧ（ｔ）の絶対値は小さくなる）。角加速度が−５０digit/s2である場合、角速度が４digit/sであれば（すなわち角速度が小さければ）、ゲインＧ（ｔ）は約−６となり（すなわちゲインＧ（ｔ）の絶対値は大きくなり）、角速度が１６digit/sであれば（すなわち角速度が大きければ）、ゲインＧ（ｔ）は約−１となる（すなわちゲインＧ（ｔ）の絶対値は小さくなる）。
【００６４】
またこのことは、角速度の補正は、実質的に、角速度が小さい場合においてのみ行われ、角速度が大きい場合には実行されないことを意味する。図１０において、角速度が６４digit/s、あるいは１２８digit/sと大きい場合、ゲインＧ（ｔ）は基準値（値１）またはそれに近い値とされ、実質的に速度は補正されない。すなわち、角速度の補正は、入力装置３１の移動開始直後と停止直前に行われる。
【００６５】
このように、角速度が小さいほど、ゲインＧ（ｔ）の絶対値を大きくすることで、自然な操作感を実現することができる。
【００６６】
さらにゲインＧ（ｔ）は、その値が閾値−１０と閾値１０の範囲内となるように、すなわちこれらの閾値を超えないように制限されている（ステップＳ６）。つまり、ゲインＧ（ｔ）の最大値は閾値１０とされ、最小値は閾値−１０とされている。
【００６７】
なお、図１０の各速度の特性を表す各線は、直線ではなく、曲線とすることもできる。
【００６８】
ステップＳ７において乗算部２１４は、操作信号としての角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））にゲインＧ（ｔ）を乗算する。すなわちゲインＧ（ｔ）を係数として角速度に乗算することで、補正された角速度（ωｘ１（ｔ），ωｙ１（ｔ））が生成される。例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向をまとめた代表値としてゲインＧ（ｔ）を使用した場合、補正された角速度（ωｘ１（ｔ），ωｙ１（ｔ））は次式で演算される。
【００６９】
ωｘ１（ｔ）＝ωｘ（ｔ）・Ｇ（ｔ）
ωｙ１（ｔ）＝ωｙ（ｔ）・Ｇ（ｔ） （１）
【００７０】
ステップＳ８において速度演算部２０６は速度（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））を演算する。速度は角速度に回転半径を乗算することで求められる。すなわち、ユーザーが入力装置３１を操作した場合の入力装置３１の運動は、ユーザーの肩、肘、または手首などを中心とした回転運動を合成したものとなる。そしてその回転半径は合成された回転運動の時間毎に変化する回転中心から入力装置３１までの距離となる。
【００７１】
入力装置３１の速度を（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））とすると、回転半径（Ｒｘ，Ｒｙ）は次式で表される。
（Ｒｘ，Ｒｙ）＝（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））／（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））・・・（２）
【００７２】
式（２）の右辺の（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ）），（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））は、速度のディメンジョンである。この式（２）の右辺に表されている速度と角速度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、速度と角速度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。
【００７３】
従って、式（２）の右辺に表されている速度およ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（３）乃至式（５）が得られる。
（Ｒｘ，Ｒｙ）＝（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））／（ψ（ｔ），θ（ｔ））・・・（３）
（Ｒｘ，Ｒｙ）＝（ａｘ（ｔ），ａｙ（ｔ））／（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））・・・（４）
（Ｒｘ，Ｒｙ）＝（ａ’ｘ（ｔ），ａ’ｙ（ｔ））／（ω’’ｘ（ｔ），ω’’ｙ（ｔ））・・・（５）
【００７４】
上記式のうち、例えば式（５）に注目すると、加速度（ａｘ（ｔ），ａｙ（ｔ））の変化値（ａ’ｘ（ｔ），ａ’ｙ（ｔ））と、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））の変化値（ω’’ｘ（ｔ），ω’’ｙ（ｔ））が既知であれば、回転半径（Ｒｘ，Ｒｙ）を求められることが分かる。この実施の形態においては、式（５）に基づいて半径（Ｒｘ，Ｒｙ）が求められる。
【００７５】
すなわち、加速度取得部２０５がセンサー１０２を構成する加速度センサー５９が検出する加速度（ａｘ（ｔ），ａｙ（ｔ））を取得するので、速度演算部２０６は、加速度（ａｘ（ｔ），ａｙ（ｔ））を微分して、加速度の変化値（ａ’ｘ（ｔ），ａ’ｙ（ｔ））を演算する。また、速度演算部２０６は、速度取得部２０１が検出する角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））を２階微分して、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））の変化率（ω’’ｘ（ｔ），ω’’ｙ（ｔ））を演算する。そして速度演算部２０６は、加速度の変化率（ａ’ｘ（ｔ），ａ’ｙ（ｔ））を、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））の変化率（ω’’ｘ（ｔ），ω’’ｙ（ｔ））で除算することで、回転半径（Ｒｘ，Ｒｙ）を演算する。
【００７６】
さらに速度演算部２０６は、求めた半径（Ｒｘ，Ｒｙ）に角速度を乗算することで速度（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））を演算するのであるが、この角速度として、補正された角速度（ωｘ１（ｔ），ωｙ１（ｔ））、すなわちゲインＧ（ｔ）が乗算された角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））が用いられる。
【００７７】
ステップＳ９において移動量計算部２０７は、補正された角速度（ωｘ１（ｔ），ωｙ１（ｔ））を用いて、ポインタ移動量を計算し、出力する。移動量計算部２０７は、ポインタ２２の直前の位置座標に、速度を加算することで、新たな位置座標を演算する。すなわち、入力装置３１の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位が、出力部１６の画像表示部に表示されるポインタ２２の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位量に変換される。
これにより、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、すなわち操作信号としての角速度の補正量が大きいほど、応答の遅延の補償量が大きくなるようにポインタ移動量が計算される。つまり、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、入力装置３１が操作されてからポインタ２２が移動するまでの遅延は少なくなり、ゲインＧ（ｔ）の値をさらに大きくすれば、ポインタ２２の動きが入力装置３１の操作より位相的に進むことになる。
【００７８】
なお、より簡便な方法としてステップＳ８を省略し、ステップＳ７で求めた補正された角速度を用いて、ポインタ移動量を求めてもよい。
【００７９】
また、ここでは、入力装置３１の手振れ成分をローパスフィルタで除去する処理、操作速度が遅い場合（低速度、低加速度である場合）、ポインタ２２がアイコン２１上に停止し易くするために、ポインタ２２の移動速度を極端に遅くするための処理なども実行される。その他、例えば、ボタン３３，３４などを操作するとき入力装置３１が動いてしまい、それが入力装置３１全体の操作と誤認識されて、ポインタ２２が移動してしまうのを防止するために、ボタン操作時にはポインタ２２の移動を禁止する処理、加速度センサー５９により検出された重力方向を下方向として、入力装置３１の傾きを補正するための処理なども実行される。
【００８０】
以上の処理は本体３２が操作されている間、繰り返し行われる。
【００８１】
ポインタ移動量を表す操作信号は、通信部５４からアンテナ５５を介してテレビジョン受像機１０に送信される。
【００８２】
テレビジョン受像機１０においては、通信部１２が入力装置３１からの信号をアンテナ１１を介して受信する。ＭＰＵ１３は受信された信号に対応する位置にポインタ２２が表示されるようにビデオＲＡＭ１５をマッピングする。その結果、出力部１６においては、ポインタ２２がユーザーの操作に対応する位置に表示される。
【００８３】
なお、図９の各ステップＳ１乃至ステップＳ９のうちの一部または全部の処理は、テレビジョン受像機１０側で実行することもできる。例えば、ステップＳ８までの処理を入力装置３１で行い、ステップＳ９の処理はテレビジョン受像機１０で実行することができる。そのようにすると、入力装置３１の構成を簡略化し、その負担を軽減することができる。この場合、図８の機能的ブロックの一部または全部がテレビジョン受像機１０側に具備される。
【００８４】
また、以上の処理における角速度、角加速度は、単なる速度、加速度とすることもできる。
【００８５】
［入力装置の特性］
【００８６】
図１１と図１２は、ユーザーが入力装置３１を所定の方向に移動させて停止する操作をした場合のポインタの移動を表している。図１１において縦軸は速度を表し、横軸は時間を表しており、図１２において縦軸は変位を表し、横軸は時間を表している。それぞれの単位はシミュレーション上の相対値である。このことは、後述する特性を表わす他の図においても同様である。
【００８７】
速度の変化を表す図１１において、線Ｌ１は実際の操作（すなわち、ポインタ２２の遅延がない理想的な状態）に対応する速度を表している。速度が０の状態から、一定の割合で徐々に大きくなって、３０に達し、所定の期間その速度が保持されている。その後、速度３０の状態から、一定の割合で徐々に小さくなって、０に達している。線Ｌ２は応答に遅れのある系での速度を表す。すなわち、入力装置３１が操作されてから、その操作に応答してポインタ２２が移動されるまでに時間的な遅延がある系でのポインタ２２の速度を表している。線Ｌ２は線Ｌ１と同様の特性となっているが、線Ｌ１より時間Ｔ０だけ遅延している（すなわち、位相的に遅れている）。つまり、入力装置３１がユーザーにより操作された場合、その速度は線Ｌ１のように変化するが、その操作信号は遅延して検出されるため、操作信号の速度（操作信号に基づき制御されるポインタ２２の速度に対応する）は、線Ｌ２のように変化する。
【００８８】
線Ｌ３は、図９のフローチャートで示されるように、遅延を補償処理した場合の結果を表している。運動の開始時において、線L３の速度変化の開始点は線Ｌ２と同じであり、速度が０であるその開始点から線Ｌ２より大きい傾きで（すなわちより加速度の絶対値がより大きい状態で）、急激に、速度が線Ｌ２より大きくなり、線Ｌ１より若干小さいが、線Ｌ１に近い値となる。換言すれば、運動開始直後、補償した線Ｌ３は、急激に、遅延がない線Ｌ１とほぼ同じ特性になる。図中の位置で表現すれば、運動開始直後に、線Ｌ３は線Ｌ２より上で、線Ｌ１に近い、線Ｌ１より下に位置した状態になる。つまり、遅延時間が、最大値Ｔ０から急激に最小値Ｔ１になる。これは、ユーザーが操作を開始すると、すぐに応答することを意味する。すなわち、線Ｌ３は線Ｌ２の遅延を補償した、線Ｌ１に近似した線になることがわかる。
【００８９】
その後、線Ｌ３は線Ｌ１の近傍で、線Ｌ１（従って、線Ｌ２）とほぼ同様の一定の傾きで（すなわち、一定の遅延時間Ｔ１のまま）徐々に大きくなる。ただし、線Ｌ３は線Ｌ２より位相的に進んでいるが、線Ｌ１より位相的に若干遅れた状態（すなわち、図１１において、線Ｌ３は線Ｌ２より上側および左側に位置するが、線Ｌ１より若干下側および右側に位置する状態）となっている。すなわちポインタは移動開始直後から、ほぼ遅延がない状態（最小の遅延時間Ｔ１の状態）で加速される。
【００９０】
線Ｌ３は速度３０を超えてもさらに大きくなる。そして、線Ｌ２が一定の速度３０になる直前のタイミングで、線Ｌ３は速度４０に達した後、大きい傾きで、急激に、速度３０まで減少する。これは、過渡的な速度の増加状態が急激に解消され、安定速度に達することを意味する。
【００９１】
その後、線Ｌ３の速度は所定の時間、一定値３０のままとなる。すなわち、ポインタ２２の速度は０の状態から徐々に大きくなった後、３０で安定する。
【００９２】
運動の停止時においては、線Ｌ１の速度が３０より小さくなり始めても、線Ｌ３の速度はまだしばらくの時間、３０のままである。そして、線Ｌ２の速度が３０から減少し始める直前のタイミングで、線Ｌ３は、大きい傾きで、急激に（すなわちより加速度の絶対値がより大きい状態で）、線Ｌ１に近い値であって、線Ｌ１より大きい速度１８まで減少する。つまり、遅延時間が、最大値Ｔ０から急激に最小値Ｔ１になる。これは、ユーザーが操作を停止しようとすると、すぐに応答することを意味する。すなわち、線Ｌ３は、線Ｌ２の遅延を補償した線Ｌ１に近似した線になり、遅延が補償されていることがわかる。
【００９３】
その後、線Ｌ３は線Ｌ１（従って、線Ｌ２）とほぼ同様の傾きで、線Ｌ１の近接で、一定の傾きで（すなわち、一定の遅延時間Ｔ１のまま）徐々に小さくなる。ただし、線Ｌ３は線Ｌ２より位相的に進んでいるが、線Ｌ１より位相的に若干遅れた状態（すなわち、図１１において、線Ｌ３は線Ｌ２より下側および左側に位置するが、線Ｌ１より若干上側および右側に位置する状態）となる。すなわちポインタは移動停止開始直後から、ほぼ遅延がない状態（最小の遅延時間Ｔ１の状態）で減速される。
【００９４】
線Ｌ３は、速度が０を超えてもさらに小さくなる。そして、線Ｌ２の速度が速度０になる直前のタイミングで、線Ｌ３の速度は約−９に達した後、そこから大きい傾きで（すなわち急激に）０まで増加する。これは、過渡的な速度の減少状態が急激に解消され、０に達することを意味する。
【００９５】
結局、線Ｌ３は、線Ｌ２の遅れを補償した、線Ｌ１に近い特性になっている。
【００９６】
図１２は、図１１の速度変化に対応するポインタ２２の変位を表している。線Ｌ１１は実際の操作に対応する変位（すなわち遅れがない変位）を表し、線Ｌ１２は遅延した系の変位を表し、線Ｌ１３は図９のフローチャートで示されるように遅延を補償処理した場合の結果を表している。
【００９７】
線Ｌ１１は、変位が０の状態からほぼ一定の傾きで増加した後、約２９００に達する特性となっている。線Ｌ１２は、線Ｌ１１とほぼ同じ変化の特性となっているが、線Ｌ１１より遅延している（すなわち、位相的に遅れている）。図においては、線Ｌ１２は線Ｌ１１より図中下側および右側に位置している。
【００９８】
線Ｌ１３は、線Ｌ１２とほぼ同じ開始点から変位が始まり、速やかに線Ｌ１１に近い値となり、その後、線Ｌ１１（従って線Ｌ１２）とほぼ同様の傾きで、一定の割合で徐々に大きくなる。ただし、線Ｌ１３は線Ｌ１２より大きいが、線Ｌ１１より若干小さい。すなわち、図１２において、線Ｌ１３は線Ｌ１２より大きく、かつ、線Ｌ１１の近傍で、線Ｌ１１より小さくなっている。このように、線Ｌ１３は、線Ｌ１２の遅延を補償した線であって、線Ｌ１１に近似した特性の線となる。
【００９９】
線Ｌ１３は、変位２９００に達する直前に、線Ｌ１１より若干大きくなり（すなわち、図１２において、線Ｌ１３は線Ｌ１１より若干上側に位置する状態となり）、その後、一定値２９００に収束する。このように、線Ｌ１３は、線Ｌ１２の遅れを補償して線であって、線Ｌ１１に近似した特性の線になる。
【０１００】
その結果、ユーザーは入力装置３１を自由空間で任意の方向に操作して、例えばポインタ２２をその方向の所望のアイコン２１まで速やかに移動させ、そこで停止させることができる。そのときユーザーが、操作上の違和感を覚えることが抑制される。すなわち、ユーザーが、ポインタ２２の移動の開始が、入力装置３１の操作の開始より遅いと感じたり、ポインタ２２の移動の停止が、入力装置３１のＮ操作の停止より遅いと感じたりすることが抑制される。その結果、操作感を向上させることができる。
【０１０１】
このことは、いわゆるコンシューマ用の電子機器で顕著となる。すなわち、コンシューマ用の電子機器は業務用の電子機器に比べて、ＭＰＵのクロックなども遅く、遅延が大きい。しかし、そのような電子機器でもユーザーが操作上の違和感を感じるようなことが抑制され、操作感を向上させることができる。
【０１０２】
以上においてはポインタの移動操作について説明したが、スクロール、ズーミング（拡大、・縮小）、回転など、他のＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の画面操作に適用しても、同様に操作感を向上させることができる。
【０１０３】
図１３は、入力装置３１を振動させた場合の特性を表している。図１３Aの縦軸は速度、図１３Bの縦軸は変位、をそれぞれ表し、横軸はいずれも時間を表している。
【０１０４】
図１３Aにおいて、線Ｌ２１は遅延がない場合、線Ｌ２２は遅延がある場合、線Ｌ２３は遅延を補償した場合、をそれぞれ表している。図１３Bにおいて、線Ｌ３１は遅延がない場合、線L３２は遅延がある場合、線L３３は遅延を補償した場合、をそれぞれ表している。入力装置３１の振動の周波数が高いとき、遅延の補償ができておらず、また発振していることがわかる。
【０１０５】
図１４は、入力装置３１を振動させた場合において、ゲインＧ（ｔ）を制限した場合の特性を表している。図１４Aの縦軸は速度、図１４Bの縦軸は変位、をそれぞれ表し、横軸はいずれも時間を表している。
【０１０６】
図１４Aにおいて、線Ｌ５１は遅延がない場合、線L５２は遅延がある場合、線L５３は遅延を補償した場合、をそれぞれ表している。図１４Bにおいて、線Ｌ６１は遅延がない場合、線L６２は遅延がある場合、線L６３は遅延を補償した場合、をそれぞれ表している。これらの図から、発振が抑制されていることがわかる。これが、図９のステップＳ６の処理の効果である。
【０１０７】
なお、同様の効果は、ローパスフィルタにより発振周波数を除去することでも実現することができる。
【０１０８】
本実施の形態においては、ユーザーの操作を先読みすることもできる。すなわち、位相的に進むまで、遅延を過剰に補償することもできる。これはゲインＧ（ｔ）の値を大きくすることで実現することができる。図１５と図１６は、この場合の特性を表している。図１５と図１６は、それぞれ図１１と図１２に対応する。図１５の線L８１、L８２、L８３は、図１１の線Ｌ１、Ｌ２、L３にそれぞれ対応し、図１６の線L９１、L９２、L９３は、図１２の線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３にそれぞれ対応する。
【０１０９】
図１５を図１１と比較して明らかなように、図１５においては、運動開始直後に、線L８３が線L８２と同じ始点から急激に大きくなった後、線L８１より大きくなり（図中線８３が線L８１より上側および左側に位置し）、その後、線L８１と同じ傾斜で徐々に増加する。また、運動停止時においても、線L８３は、一定値３０から急激に、線L８１より小さくなり（図中線８３が線L８１より下側および左側に位置し）、その後、線L８１と同じ傾斜で徐々に減少する。
【０１１０】
図１６においても、運動開始直後、線L９３は、線L９２より大きいだけでなく、急激に線L９１より大きくなり、以後、線L９１の近傍で、ほぼ線L９１と同様に増加し、変位２９００に収束する。
【０１１１】
この場合、ポインタ２２がユーザーの操作より先行して移動することになる。
【０１１２】
そこで、若干の遅れが残るように補償した場合、位相的に進むように補償した場合、およびほとんど遅れが０になるように補償した場合、の３つの場合を比較すると、図１７乃至図２２に示されるようになる。図１７と図１８は、若干の遅れが残るように補償した場合を表し、図１８と図１９は、位相的に進むように補償した場合を表し、図２０と図２１は、ほとんど遅れが０になるように補償した場合を表している。いずれもポインタが所定の方向に移動された後、逆方向に移動された場合を表している。
【０１１３】
図１７、図１９、および図２１の縦軸は変位量を表し、図１８、図２０、および図２２の縦軸は速度を表す。横軸はいずれも時間を表す。
【０１１４】
図１７と図１８において、線Ｌ１０１、線Ｌ１１１は遅延がない場合、線Ｌ１０２、線Ｌ１１２は系に０．２秒の遅延がある場合（補償しない場合）、線Ｌ１０３、線Ｌ１１３、線Ｌ１３１は若干の遅延が残るように補償した場合、をそれぞれ表している。図１７において、線Ｌ１０３は、線Ｌ１０１と線Ｌ１０２の間に位置しており、図１８においても、線Ｌ１１３は、線Ｌ１１１と線Ｌ１１２の間に位置しており、遅延が０．２秒より短い時間に補償されていることがわかる。
【０１１５】
図１９と図２０において、線Ｌ１２１、線Ｌ１３１は遅延がない場合、線Ｌ１２２、線Ｌ１３２は系に遅延がある場合（補償しない場合）、線Ｌ１２３、線Ｌ１３３は位相的に進むように補償した場合、をそれぞれ表している。図１９において、変位が増加する場合、線Ｌ１２３は線Ｌ１２１より上側および左側に位置しており、変位が減少する場合、線Ｌ１２３は線Ｌ１２１より下側および左側に位置している。図２０においても速度が増加する場合、線Ｌ１３３は線Ｌ１３１より上側および左側に位置しており、速度が減少する場合、線Ｌ１３３は線Ｌ１３１より下側および左側に位置しており、線Ｌ１２３、線Ｌ１３３が、線Ｌ１２２、線Ｌ１３２より位相的に進んでいることがわかる。
【０１１６】
図２１と図２２において、線Ｌ１４１、線Ｌ１５１は遅延がない場合、線Ｌ１４２、線Ｌ１５２は遅延がある場合（補償しない場合）、線Ｌ１４３、線Ｌ１５３は遅延が残らないように補償した場合、をそれぞれ表している。図２１において、変位が増加する場合も、変位が減少する場合も、ほぼ線Ｌ１４３は線Ｌ１４１に沿って変化している。図２２においても速度が増加および減少する場合、ほぼ線Ｌ１５３は線Ｌ１５１に沿って変化しており、適正な補償が行われていることがわかる。
【０１１７】
複数の被験者で実験したところ、図２１と図２２に示されるように、応答の遅れがほぼ０になるように補償した場合の操作感が、図１７乃至図２０に示される場合に較べて、最も違和感がないと評価された。
【０１１８】
＜２．第２の実施の形態＞
［テレビジョン受像機の動作］
【０１１９】
ゲインＧ（ｔ）の値を、テレビジョン受像機１０における遅延量に応じて変更することもできる。図２３と図２４はこの場合のテレビジョン受像機１０と入力装置３１の処理を表している。
【０１２０】
テレビジョン受像機１０は図２３に示されるタイマー処理を実行する。
【０１２１】
ステップＳ３１においてテレビジョン受像機１０は、タイマー値に０をセットする。ステップＳ３２においてテレビジョン受像機１０は、処理サイクル完了まで待機する。すなわち、入力装置３１から出力されたポインタ移動量の情報を受信してから、画面のポインタ２２の移動を完了するまでの処理サイクルが完了したとき、ステップＳ３３においてテレビジョン受像機１０は、その間に計測したタイマー値を送信する。その後、処理はステップＳ３１に戻り、同様の処理が繰り返し実行される。
【０１２２】
すなわち、テレビジョン受像機１０は各処理サイクルが完了する毎に、各処理サイクルの処理に要した時間に対応するタイマー値を入力装置３１に送信する。つまり、テレビジョン受像機１０が上記処理に要する時間は、テレビジョン受像機１０で使用されているＭＰＵ１３の能力によって異なる他、処理中のＭＰＵ１３の負荷等の状況によっても変化する。そこで、テレビジョン受像機１０は処理時間をタイマーで計測し、それを入力装置３１に送信する。
【０１２３】
［入力装置の動作］
【０１２４】
処理時間が長ければ、それだけ遅延量が大きいことになる。そこで入力装置３１は、テレビジョン受像機１０からのタイマー値に基づいてゲインＧ（ｔ）の値を、図２４のフローチャートに示されるように制御する。
【０１２５】
図２４のステップＳ５１乃至ステップＳ６０の処理は、基本的に図９のステップＳ１乃至ステップＳ９の処理と同様の処理である。ただし、図２４においては、図９のステップＳ５の角速度に基づいてゲインＧ（ｔ）を補正する処理は省略されている。なお省略しなくてもよい。補正処理を省略しなかった場合、ゲインＧ（ｔ）は、角速度と角加速度により規定される関数となり、省略した場合、角加速度により規定される関数となる。
【０１２６】
そして図２４においては、図９のステップＳ４に対応するステップＳ５４の処理の後に、ステップＳ５５として、タイマー値を受信する処理が実行される。
【０１２７】
すなわち、ステップＳ５１において角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））が取得されると、ステップＳ５２でそれが記憶部２０２に一旦バッファリングされる。ステップＳ５３で、今回の角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））と記憶された前回の角速度（ωｘ（ｔ−１），ωｙ（ｔ−１））との差（１ステップ前と後の角速度の差）を演算することで角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））が演算される。すなわち、角速度が微分され、微分値である角加速度が取得される。ステップＳ５４では角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））に応じたゲインＧ（ｔ）が取得される。
【０１２８】
ステップＳ５５で補正部２１２は、図２３のステップＳ３３でテレビジョン受像機１０から送信されたタイマー値を受信する。具体的には、テレビジョン受像機１０からの信号がアンテナ５５を介して通信部５４により受信、復調され、補正部２１２により取得される。そしてステップＳ５６で補正部２１２は、タイマー値に応じてゲインＧ（ｔ）を補正する。具体的には次式が演算される。
加速時：Ｇ（ｔ）＋α
減速時：Ｇ（ｔ）−α （６）
【０１２９】
上記式のαは、タイマー値が大きいほど大きい正の値であり、所定の関数に基づき演算されるか、またはマッピングされたメモリから取得される。従って、ゲインＧ（ｔ）は、加速時、遅延が大きい程、大きい値に補正され、減速時、遅延が大きい程、小さい値に補正される。
【０１３０】
その後のステップＳ５７乃至ステップＳ６０の処理は、図９のステップＳ６乃至ステップＳ９の処理と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１３１】
処理に時間がかかると、それに比例して遅延量も大きくなる。そこで上記式（６）に示されるように遅延量に応じてゲインＧ（ｔ）を変化させることで、より操作感を向上させることができる。
【０１３２】
なお、この場合においても、処理の一部または全部を、テレビジョン受像機１０側で実行させることができる。
【０１３３】
＜３．第３の実施の形態＞
［入力装置の動作］
【０１３４】
図９の実施の形態では、ゲインＧ（ｔ）を速度と加速度により決定するようにしたが、加速度のみにより決定することもできる。図２５はこの場合のポインタ表示処理を表している。
【０１３５】
ステップＳ８１において速度取得部２０１は、角速度センサー５８の出力から角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））を得する。ステップＳ８２で角速度が記憶部２０２により一旦記憶されると、ステップＳ８３で加速度取得部２０３は、今回の角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））と、記憶部２０２に記憶されている前回の角速度（ωｘ（ｔ−１），ωｙ（ｔ−１））との差（１ステップ前と後の角速度の差）を演算することで角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））を取得する。すなわち、角速度が微分され、微分値である角加速度が取得される。
【０１３６】
ステップＳ８４でゲイン取得部２１１は、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））に応じたゲインＧ（ｔ）を取得する。ゲインＧ（ｔ）は、加速時には１より大きい値とされ、減速時には１より小さい値とされる。
【０１３７】
ステップＳ８５において制限部２１３は、ゲインＧ（ｔ）を基準値を超えないように制限する。
【０１３８】
ステップＳ８６において乗算部２１４は、角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））にゲインＧ（ｔ）を乗算して、補正された角速度（ωｘ１，ωｙ１）を演算する。すなわち、次式が演算される。なおこの式（７）は、上述した式（１）と同じ式である。
【０１３９】
ωｘ１（ｔ）＝ωｘ（ｔ）・Ｇ（ｔ）
ωｙ１（ｔ）＝ωｙ（ｔ）・Ｇ（ｔ） （７）
【０１４０】
ステップＳ８７において速度演算部２０６は速度（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））を演算する。すなわち、ユーザーが入力装置３１を操作した場合における入力装置３１の運動の半径（Ｒｘ，Ｒｙ）が、加速度の変化率（ａ’ｘ（ｔ），ａ’ｙ（ｔ））を、角加速度変化率（ω’’ｘ（ｔ），ω’’ｙ（ｔ））で除算することで求められる。
【０１４１】
そして速度演算部２０６は、求めた半径（Ｒｘ，Ｒｙ）に角速度を乗算することで速度（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））を演算する。この場合の角速度として、補正角速度（ωｘ１（ｔ），ωｙ１（ｔ））、すなわちゲインＧ（ｔ）が乗算された角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））が用いられる。
【０１４２】
ステップＳ８８において移動量計算部２０７は、ステップＳ８７の処理で演算された速度（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））を用いて、ポインタ移動量を計算し、出力する。移動量計算部２０７は、ポインタ２２の直前の位置座標に、速度を加算することで、新たな位置座標を演算する。すなわち、入力装置３１の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位が、出力部１６の画像表示部に表示されるポインタ２２の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位量に変換される。これにより、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、すなわち角速度の補正量が大きいほど、応答の遅延の補償量が大きくなるようにポインタ移動量が計算される。
【０１４３】
このように、この実施の形態においては、図９のステップＳ５における角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））に基づくゲインＧ（ｔ）の補正処理が行われない。すなわち、ゲインＧ（ｔ）が角加速度のみにより取得・決定される。
【０１４４】
なお、この場合においても、処理の一部または全部を、テレビジョン受像機１０側で実行させることができる。
［入力装置の特性］
【０１４５】
図２６と図２７は、図２５に示されるように加速度のみにより決定されたゲインＧ（ｔ）を用いて遅れを補償処理した場合の速度と変位の変化を表している。図２６は図１１に対応し、図２７は図１２に対応している。
【０１４６】
図２６の線Ｌ１６１、線Ｌ１６２、および線Ｌ１６３は、図１１の線Ｌ１、線Ｌ２、および線L３にそれぞれ対応する。移動の開始時、補償された速度の線Ｌ１６３は、遅延している速度の線Ｌ１６２とほぼ同じ始点から、線Ｌ１６１（従って、線Ｌ１６２）より大きい傾きで一定の割合で約５０まで増加し、そこから大きい傾斜で３０まで減少する。その後、所定の時間、一定の速度３０となり、移動の終了時、補償された速度の線Ｌ１６３は、遅延している速度の線Ｌ１６２が減少を開始する点とほぼ同じ点から、線Ｌ１６１より大きい傾きで一定の割合で約−１７まで減少する。さらに線Ｌ１６３は、そこから大きい傾きで０まで増加する。
【０１４７】
図２７の線Ｌ１７１、線Ｌ１７２、および線Ｌ１７３は、図１２の線Ｌ１１、線Ｌ１２、および線Ｌ１３にそれぞれ対応する。移動の開始時、線Ｌ１７３は、線Ｌ１７２とほぼ同じ開始点から変位が始まり、速やかに線Ｌ１７１に近い値となり、その後、線Ｌ１７１（従って線Ｌ１７２）とほぼ同様の傾きで、一定の割合で徐々に大きくなる。ただし、線Ｌ１７３は線Ｌ１７２より大きいが、線Ｌ１７１より若干小さい。すなわち、図２７において、線Ｌ１７３は線Ｌ１７２より大きく、かつ、線Ｌ１７１の近傍で、線Ｌ１７１より小さくなっている。このように、線Ｌ１７３は、線Ｌ１７２の遅延を補償した線であって、線Ｌ１７１に近似した特性の線となる。
【０１４８】
線Ｌ１７３は、約２９００の変化に達する直前に、線Ｌ１７１より大きくなり（すなわち、図２７において、線Ｌ１７３は線Ｌ１７１より若干上側に位置する状態となり）、その後、一定値２９００に収束する。このように、線Ｌ１７３は、線Ｌ１７２の遅れを補償して線であって、線Ｌ１７１に近似した特性の線になる。
【０１４９】
しかし、図２６を図１１と比較して明らかなように、加速時および減速時において、線Ｌ１６３が線Ｌ１６１の近傍に移置するまでの時間が、図１１の場合より長くなる。
【０１５０】
また、図２７を図１２と比較して明らかなように、移動開始直後において、線Ｌ１７３が線Ｌ１７１の近傍に移置するまでの時間が、図１２の場合より長く、かつ線Ｌ１７３と線Ｌ１７１との間の距離が、図１２における場合より大きい。停止開始時においても、線Ｌ１７３が線Ｌ１７１の近傍に移置するまでの時間が、図１２の場合より長く、かつ線Ｌ１７３と線Ｌ１７１との間の距離が、図１２における場合より大きい。
【０１５１】
図２８と図２９は、加速度のみにより決定したゲインＧ（ｔ）を利用して、ポインタを所定の方向に移動させた後、逆方向に戻す操作を行った場合の結果を表している。線Ｌ１８１、線１９１は遅延がない場合、線Ｌ１８２、線１９２は遅延がある場合（補償しない場合）、線Ｌ１８３、線１９３はほぼ遅延が０になるように補償した場合、をそれぞれ表している。
【０１５２】
図２８は、速度が大きい領域での遅延が補償されるようにした場合を表している。この場合の被験者の評価は、速度が大きい場合には遅延を意識しないが、速度が小さい場合には、遅延が気になるというものであった。
【０１５３】
図２９は、速度が小さい領域での遅延が補償されるようにした場合を表している。この場合の被験者の評価は、速度が小さい場合には遅延を意識しないが、速度が大きい場合には、遅延が気になるというものであった。
【０１５４】
図３０は、加速度のみにより決定したゲインＧ（ｔ）を利用して、ポインタを所定の方向に移動させた後、逆方向に戻す操作を行った場合における速度の変化を表している。線Ｌ２０１は遅延がない場合、線Ｌ２０２は遅延がある場合（補償しない場合）、線L２０３は遅延がほぼ０になるように補償した場合、をそれぞれ表している。
【０１５５】
この場合の被験者の評価は、遅延はほぼ補償されているという感覚はもてるものの、ポインタ２２の動きはじめと動き終わりの感応性に違和感を覚えるというものであった。すなわち、ユーザーが入力装置３１を操作した後、一拍おいて、突然極端にポインタの加速が始まり、停止時も、急減速してポインタ２２が停止するので不自然な感じがするというものであった。
【０１５６】
以上のように、被験者から、ポインタ２２の移動の遅延は十分ではないが一応補償されているという評価は得られた。しかし、速度プロファイルが現実と乖離しており、入力装置３１が勝手に不自然な加減速を行っているという評価、すなわち、いかにも人工的な補償がなされているという評価が得られた。従って、ゲインＧ（ｔ）は加速度だけでなく、加速度と速度の両方に基づき決定するのが好ましい。
【０１５７】
＜４．第４の実施の形態＞
［入力装置の構成］
【０１５８】
以上においては、角速度センサー５８と加速度センサー５９をセンサーとして用いるようにしたが、イメージセンサーを用いることもできる。図３１はこの場合の構成を表している。
【０１５９】
この実施の形態においては、入力装置３１の先端に、ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などのイメージセンサー４０１が取り付けられている。ユーザーは、入力装置３１を操作して、イメージセンサー４０１により、それが指向する方向の画像を撮像させる。イメージセンサー４０１により撮像された画像の現在座標（Ｘ１，Ｙ１）と、時間Δｔだけ前の座標（Ｘ２，Ｙ２）から、速度（Ｖｘ，Ｖｙ）が次式に従って演算される。
Ｖｘ＝（Ｘ１−Ｘ２）／Δｔ
Ｖｙ＝（Ｙ１−Ｙ２）／Δｔ （９）
【０１６０】
以下、この速度を利用して、上述した場合と同様に補償処理を行うことができる。
【０１６１】
＜５．第５の実施の形態＞
［入力装置の構成］
【０１６２】
さらに、センサーとして地磁気センサーを利用することもできる。図３２はこの場合の実施の形態を表している。
【０１６３】
この実施の形態においては、入力装置３１は、センサー５０１と演算部５０２を有している。センサー５０１は、地磁気センサー５１１と加速度センサー５１２を有している。
【０１６４】
ユーザーは入力装置３１を任意の方向に移動させる。地磁気センサー５１１は入力装置３１が操作された場合、その絶対的角度（方向）を検出する。演算部５０２は式（９）で表わした場合と同様に（但し、座標値は角度値に置き換えられる）、時間的に前後の角度をその間の時間で除算することで、角速度を演算する。
【０１６５】
以下、この角速度を利用して、上述した場合と同様に補償処理を行うことができる。
【０１６６】
なお、演算部５０２は、加速度センサー５１２の検出出力に基づいて、ピッチ角とロール角を算出し、それに基づいて、傾斜を補償して、位置座標をより正確な値に補正する。
その処理には、公知の傾斜補償アルゴリズムを用いることができる。
【０１６７】
＜６．第６の実施の形態＞
［入力装置の構成］
【０１６８】
また、可変抵抗をセンサーとして利用することもできる。図３３はこの場合の実施の形態を表している。
【０１６９】
この実施の形態においては、入力装置３１がセンサーとして、可変抵抗６００を有している。可変抵抗６００においては、スライド部６０４，６０５が、図中左右方向（Ｘ軸方向）に配置された棒状の抵抗器６１２，６１３により案内されて、左右方向にスライド自在とされている。同様に、スライド部６０８，６０９が、図中上下方向（Ｙ軸方向）に配置された棒状の抵抗器６１０，６１１により案内されて、図中上下方向（Ｙ軸方向）にスライド自在とされている。
【０１７０】
端部にスライド部６０４，６０５が取り付けられているバー６０２には、溝６０３が形成されている。端部にスライド部６０８，６０９が取り付けられているバー６０６には、溝６０７が形成されている。溝６０３，６０７には、操作部６０１がスライド自在に配置されている。
【０１７１】
従ってユーザーが、操作部６０１を枠６１４内で、任意の方向に移動させると、操作部６０１が位置するＸ軸方向の抵抗値とＹ軸方向の抵抗値が変化する。この抵抗値は枠６１４のＸ方向とＹ方向の座標を表している。そこで、式（９）で表した場合と同様に、２つの座標を時間で除算することで、速度を求めることができる。
【０１７２】
以下、この速度を利用して、上述した場合と同様に補償処理を行うことができる。
【０１７３】
図３３の入力装置３１においては、操作部６０１の質量を大きくし、入力装置３１全体を所定の方向に傾けることで操作部６０１が枠６１４内で移動するようにしてもよいし、ユーザーが操作部６０１を指で操作するようにしてもよい。
【０１７４】
＜７．第７の実施の形態＞
［入力システムの構成］
【０１７５】
図３４は、本発明の他の入力システムの一実施の形態の構成を表している。
【０１７６】
図３４の入力システム７０１においては、ユーザーの手や指のジェスチャによる操作が検出され、それによりコマンドが入力される。
【０１７７】
入力システム７０１のテレビジョン受像機７１１は、復調部７２１、ビデオＲＡＭ７２２、画像処理部７２３、ＭＰＵ７２４、および出力部７２５を有している。またテレビジョン受像機７１１の上部には、イメージセンサ７２６が取り付けられている。
【０１７８】
復調部７２１は、図示せぬアンテナを介して受信されたテレビジョン放送信号を復調し、ビデオ信号をビデオＲＡＭ７２２に出力し、オーディオ信号を出力部７２５に出力する。ビデオＲＡＭ７２２は、復調部７２１から供給されたビデオ信号を記憶する他、イメージセンサ７２６が撮像した画像を記憶する。画像処理部７２３はビデオＲＡＭ７２２に記憶されたユーザーの画像から、手または指（これらは入力装置３１の操作部に対応するので、以下、操作部とも称する）のジェスチャを検出し、コマンド化する。この機能は、例えば特開昭５９−１３２０７９号公報、特開平１０−２０７６１８号公報などの公知の技術により実現可能である。
【０１７９】
画像処理部７２３は、イメージセンサ７２６が撮像したユーザーの操作部のジェスチャを検出するものなので、この実施の形態の場合、電子機器としてのテレビジョン受像機７１１の構成の一部が入力装置を構成している。画像処理部７２３は、ポインタ２２などの座標をＭＰＵ７２４に出力する。ＭＰＵ７２４は、入力された座標に基づいて出力部７２５に表示されるポインタ２２の表示位置を制御する。
【０１８０】
なお、画像処理部７２３とＭＰＵ７２４は、一体化して構成することもできる。
【０１８１】
出力部７２５は、画像表示部と音声出力部とを有している。検出部としてのイメージセンサ７２６は出力部７２５の画像表示部に表示されている画像を見ながらジェスチャ運動をするユーザーの身体の少なくとも一部である操作部を撮像する。
【０１８２】
［画像処理部の機能的構成］
【０１８３】
図３５は、内蔵するメモリに記憶されているプログラムに従って動作する画像処理部７２３の機能的構成を表している。画像処理部７２３は、変位取得部８２１、記憶部８２２、速度取得部８２３、記憶部８２４、加速度取得部８２５、補償処理部８２６、および出力部８２７を有している。
【０１８４】
変位取得部８２１は、ビデオＲＡＭ７２２に記憶されたユーザーの操作部の変位を取得する。記憶部８２２は、変位取得部８２１により取得された変位を記憶する。速度取得部８２３は、記憶部８２２に記憶された、１ステップ前と後の変位の差を演算することで、速度信号を演算する。すなわち変位を微分することで操作信号としての速度が取得される。記憶部８２４は、速度取得部８２３により取得された速度を記憶する。加速度取得部８２５は、記憶部８２４に記憶された、１ステップ前と後の速度信号の差を演算することで、加速度信号を演算する。すなわち、操作信号としての速度を微分することで、その微分値としての加速度が取得される。この実施の形態の場合、速度取得部８２３と加速度取得部８２５は、第１の取得部を構成する。
【０１８５】
補償処理部８２６は、加速度取得部８２５により取得された微分値としての加速度により規定されるゲインＧ（ｔ）、または変位取得部８２１により取得された操作信号としての速度と、加速度取得部８２５により取得された微分値としての加速度により規定されるゲインＧ（ｔ）を生成し、操作信号としての速度に乗算する。すなわち操作信号としての速度が補正される。
【０１８６】
補償処理部８２６は、関数部８４１と補償部８４２を有し、関数部８４１は、ゲイン取得部８３１、補正部８３２、および制限部８３３を有し、補償部８４２は乗算部８３４を有している。
【０１８７】
ゲイン取得部８３１は、加速度取得部８２５により取得された微分値としての加速度により規定されるゲインＧ（ｔ）を取得する。補正部８３２は、速度取得部８２３により取得された操作信号としての速度に基づいて、必要に応じて、ゲインＧ（ｔ）を補正する。制限部８３３は、補正されないゲインＧ（ｔ）、または補正されたゲインＧ（ｔ）が閾値を超えるのを制限する。乗算部８３４は、速度取得部８２３により取得された操作信号としての速度に、制限部８３３により制限された関数であるゲインＧ（ｔ）を乗算することにより、操作信号としての速度を補正し、遅延を補償する。
【０１８８】
出力部８２７は、乗算部８３４により補償された操作信号としての速度に基づいて、ポインタ２２の座標を演算し、出力する。
【０１８９】
［テレビジョン受像機の動作］
【０１９０】
次に図３６を参照してテレビジョン受像機７１１のポインタ表示処理について説明する。この処理は、テレビジョン受像機７１１の出力部７２５に表示されているポインタ２２を所定の方向に移動させるために、ユーザーが操作部を任意の所定の方向に操作した場合、すなわち、３次元の自由空間において、操作部の全体が任意の方向に動かされた場合に実行される。この処理は、テレビジョン受像機７１１の画面の表示を制御する操作信号を、実質的に入力装置を内蔵する（すなわち、一体化されている）テレビジョン受像機７１１において生成する処理である。
【０１９１】
ステップＳ１０１において変位取得部８２１は変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））を取得する。具体的には、ユーザーの操作部の画像がイメージセンサ７２６により撮像され、ビデオラム７２３に記憶される。変位取得部８２１はこの画像から、操作部の座標を取得する。
【０１９２】
ステップＳ１０２において記憶部８２２は、取得された変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））をバッファリングする。ステップＳ１０３において速度取得部８２３は、速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））を取得する。具体的には、記憶部８２２に前回記憶された変位（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１））と今回の変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））との差をその間の時間で除算することで、操作信号としての速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））が演算される。すなわち微分値が演算される。
【０１９３】
ステップＳ１０４において記憶部８２４は、取得された速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））をバッファリングする。ステップＳ１０５において加速度取得部８２５は、加速度（ｘ’’（ｔ），ｙ’’（ｔ））を取得する。具体的には、記憶部８２４に前回記憶された速度（ｘ’（ｔ−１），ｙ’（ｔ−１））と今回の速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））との差をその間の時間で除算することで、微分値としての加速度（ｘ’’（ｔ），ｙ’’（ｔ））が演算される。すなわち、操作信号の微分値が取得される。
【０１９４】
次にステップＳ１０６乃至ステップＳ１０９において、補償処理部８２６により、取得された操作信号としての速度と、その微分値としての加速度により、操作信号の応答の遅延を補償するための演算が行なわれる。
【０１９５】
すなわちステップＳ１０６においてゲイン取得部８３１は、ステップＳ１０５で取得された加速度（ｘ’’（ｔ），ｙ’’（ｔ））により規定されるゲインＧ（ｔ）を取得する。この関数としてのゲインＧ（ｔ）は、後述するステップＳ１０９で操作信号としての速度に乗算される。従って、その値１が基準値となり、ゲインＧ（ｔ）が基準値より大きいとき、速度は大きくなるように補正され、基準値より小さいとき、速度は小さくなるように補正される。
【０１９６】
ゲインＧ（ｔ）は、加速時（すなわち加速度が正であるとき）、基準値以上（値１以上）の値とされ、減速時（すなわち加速度が負であるとき）、基準値未満（値１未満）の値とされる。さらにゲインＧ（ｔ）の絶対値は、加速度の絶対値が大きいほど基準値（値１）との差が大きくなる値とされる。
【０１９７】
ゲインＧ（ｔ）は、演算することで取得してもよいし、予めマッピングされたテーブルから読み出すことで取得することもできる。また、ゲインＧ（ｔ）は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【０１９８】
ステップＳ１０７において補正部８３２は、速度取得部８２３により取得された速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））に基づいてゲインＧ（ｔ）を補正する。具体的には、ゲインＧ（ｔ）は、速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））が大きいほど、基準値（値１）に近い値となるように補正される。
【０１９９】
この場合にも、補正値は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【０２００】
なお、この補正処理は省略することもできる。補正処理を省略しなかった場合、ゲインＧ（ｔ）は、速度と加速度により規定される関数となり、省略した場合、加速度により規定される関数となる。
【０２０１】
ステップＳ１０８において制限部８３３は、ゲインＧ（ｔ）が閾値を超えないように制限する。すなわち、補正されたゲインＧ（ｔ）が、予め定められている閾値の範囲内になるように制限される。換言すれば、閾値が最大値または最小値とされ、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が閾値を超えないように制限される。これにより、ユーザーの操作部が振動された場合に、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が小さ過ぎて遅延補償ができなくなったり、絶対値が大き過ぎて発振状態になってしまうようなことが抑制される。
【０２０２】
ステップＳ１０６ないしステップＳ１０８の処理は、各ステップの条件を満足するようにゲインＧ（ｔ）をゲイン取得部８３１に予めマッピングしておけば、１回の読み出し処理で実行することができる。
【０２０３】
ステップＳ１０９において補償部８４２を構成する乗算部８３４は、操作信号としての速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））にゲインＧ（ｔ）を乗算する。すなわちゲインＧ（ｔ）を係数として速度に乗算することで、補正された速度（ｘ’１（ｔ），ｙ’１（ｔ））が生成される。例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向をまとめた代表値としてゲインＧ（ｔ）を使用した場合、補正された速度（ｘ’１（ｔ），ｙ’１（ｔ））は次式で演算される。
【０２０４】
ｘ’１（ｔ）＝ｘ’（ｔ）・Ｇ（ｔ）
ｙ’１（ｔ）＝ｙ’（ｔ）・Ｇ（ｔ） （１０）
【０２０５】
ステップＳ１１０において出力部８２７は、補正された速度（ｘ’１（ｔ），ｙ’１（ｔ））に基づいて、座標を演算し、出力する。出力部８２７は、ポインタ２２の直前の位置座標に、速度を加算することで、新たな位置座標を演算する。すなわち、ユーザーの操作部の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位が、出力部７２５の画像表示部に表示されるポインタ２２の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位量に変換される。これにより、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、すなわち速度の補正量が大きいほど、応答の遅延の補償量が大きくなるようにポインタ移動量が計算される。つまり、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、操作部が操作されてからポインタ２２が移動するまでの遅延は少なくなり、ゲインＧ（ｔ）の値をさらに大きくすれば、ポインタ２２の動きが操作部の操作より位相的に進むことになる。
【０２０６】
また、ここでは、操作部の手振れ成分をローパスフィルタで除去する処理、操作速度が遅い場合（低速度、低加速度である場合）、ポインタ２２がアイコン２１上に停止し易くするために、ポインタ２２の移動速度を極端に遅くするための処理なども実行される。
【０２０７】
以上の処理は操作部が操作されている間、繰り返し行われる。
【０２０８】
以上のように、この実施の形態においては、ゲインＧ（ｔ）が、操作信号としての速度とその微分値としての加速度に応じて決定される。
【０２０９】
＜８．第８の実施の形態＞
［画像処理部の機能的構成］
【０２１０】
ゲインＧ（ｔ）を、操作信号としての変位と、その微分値としての速度に応じて決定することもできる。図３７と図３８を参照してこの場合の実施の形態について説明する。
【０２１１】
図３７は、この場合の画像処理部７２３の機能的構成を示すブロック図である。
【０２１２】
図３７の画像処理部７２３においては、図３５における記憶部８２４と加速度取得部８２５が省略され、速度取得部８２３の出力が、そのままゲイン取得部８３１に供給されている。また、補正部８３２と乗算部８３４には、速度検出部８２３が所得する速度に代えて、変位取得部８２１が取得する変位が供給されている。図３７の画像処理部７２３のその他の構成は、図３５における場合と同様であり、繰り返しになるのでその説明は省略する。この実施の形態の場合、変位取得部８２１と速度取得部８２３は、第１の取得部を構成する。
【０２１３】
［テレビジョン受像機の動作］
【０２１４】
次に図３８を参照してテレビジョン受像機７１１のポインタ表示処理について説明する。この処理は、テレビジョン受像機７１１の出力部７２５に表示されているポインタ２２を所定の方向に移動させるために、ユーザーが操作部を任意の所定の方向に操作した場合、すなわち、３次元の自由空間において、操作部の全体が任意の方向に動かされた場合に実行される。この処理も、テレビジョン受像機７１１の画面の表示を制御する操作信号を、実質的に入力装置を内蔵する（すなわち、一体化されている）テレビジョン受像機７１１において生成する処理である。
【０２１５】
ステップＳ１５１において変位取得部８２１は変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））を取得する。具体的には、ユーザーの操作部の画像がイメージセンサ７２６により撮像され、ビデオラム７２３に記憶される。変位取得部８２１はこの画像から、操作部の座標を取得する。
【０２１６】
ステップＳ１５２において記憶部８２２は、取得された変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））をバッファリングする。ステップＳ１５３において速度取得部８２３は、速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））を取得する。具体的には、記憶部８２２に前回記憶された変位（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１））と今回の変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））との差をその間の時間で除算することで、速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））が演算される。すなわち、操作信号としての変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））の微分値としての速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））が取得される。
【０２１７】
次にステップＳ１５４乃至ステップＳ１５７において、補償処理部８２６により、取得された変位と速度により操作信号の応答の遅延を補償するための演算が行なわれる。
【０２１８】
すなわちステップＳ１５４においてゲイン取得部８３１は、ステップＳ１５３で取得された速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））に応じたゲインＧ（ｔ）を取得する。この関数としてのゲインＧ（ｔ）は、後述するステップＳ１５７で変位に乗算される。従って、その値１が基準値となり、ゲインＧ（ｔ）が基準値より大きいとき、操作信号としての変位は大きくなるように補正され、基準値より小さいとき、変位は小さくなるように補正される。
【０２１９】
ゲインＧ（ｔ）は、速度が正であるとき（例えば、操作部が左方向（または上方向）に移動しているとき）、基準値以上（値１以上）の値とされ、速度が負であるとき（例えば、操作部が右方向（または下方向）に移動しているとき）、基準値未満（値１未満）の値とされる。さらにゲインＧ（ｔ）の絶対値は、速度の絶対値が大きいほど基準値（値１）との差が大きくなる値とされる。
【０２２０】
ゲインＧ（ｔ）は、演算することで取得してもよいし、予めマッピングされたテーブルから読み出すことで取得することもできる。また、ゲインＧ（ｔ）は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【０２２１】
ステップＳ１５５において補正部８３２は、変位取得部８２３により取得された操作信号としての変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））に基づいてゲインＧ（ｔ）を補正する。具体的には、ゲインＧ（ｔ）は、変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））が大きいほど、基準値（値１）に近い値となるように補正される。
【０２２２】
この場合にも、補正値は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【０２２３】
なお、この補正処理は省略することもできる。補正処理を省略しなかった場合、ゲインＧ（ｔ）は、変位と速度により規定される関数となり、省略した場合、速度により規定される関数となる。
【０２２４】
ステップＳ１５６において制限部８３３は、ゲインＧ（ｔ）が閾値を超えないように制限する。すなわち、補正されたゲインＧ（ｔ）が、予め定められている閾値の範囲内になるように制限される。換言すれば、閾値が最大値または最小値とされ、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が閾値を超えないように制限される。これにより、ユーザーの操作部が振動された場合に、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が小さ過ぎて遅延補償ができなくなったり、絶対値が大き過ぎて発振状態になってしまうようなことが抑制される。
【０２２５】
ステップＳ１５４ないしステップＳ１５６の処理は、各ステップの条件を満足するようにゲインＧ（ｔ）をゲイン取得部８３１に予めマッピングしておけば、１回の読み出し処理で実行することができる。
【０２２６】
ステップＳ１５７において乗算部８３４は、変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））にゲインＧ（ｔ）を乗算する。すなわちゲインＧ（ｔ）を係数として変位に乗算することで、補正された変位（ｘ１（ｔ），ｙ１（ｔ））が生成される。例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向をまとめた代表値としてゲインＧ（ｔ）を使用した場合、補正された変位（ｘ１（ｔ），ｙ１（ｔ））は次式で演算される。
【０２２７】
ｘ１（ｔ）＝ｘ（ｔ）・Ｇ（ｔ）
ｙ１（ｔ）＝ｙ（ｔ）・Ｇ（ｔ） （１１）
【０２２８】
ステップＳ１５８において出力部８２７は、補正された変位（ｘ１（ｔ），ｙ１（ｔ））を出力する。すなわち、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、すなわち変位の補正量が大きいほど、応答の遅延の補償量が大きくなる。つまり、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、操作部が操作されてからポインタ２２が移動するまでの遅延は少なくなり、ゲインＧ（ｔ）の値をさらに大きくすれば、ポインタ２２の動きが操作部の操作より位相的に進むことになる。
【０２２９】
また、ここでは、操作部の手振れ成分をローパスフィルタで除去する処理、操作速度が遅い場合（低速度、低加速度である場合）、ポインタ２２がアイコン２１上に停止し易くするために、ポインタ２２の移動速度を極端に遅くするための処理なども実行される。
【０２３０】
以上の処理は操作部が操作されている間、繰り返し行われる。
【０２３１】
以上のように、この実施の形態においては、ゲインＧ（ｔ）が、変位と速度に応じて決定される。
【０２３２】
［変位の変化］
【０２３３】
次に、上述した図３６と図３８の実施の形態のように、操作信号の遅延を補償した場合の変位の変化について、図３９を参照して説明する。
【０２３４】
図３９は、変位の変化を示す図である。縦軸は変位としての座標（ピクセル）を表し、横軸は時間を表している。図３９Ｂは、図３６の実施の形態のように、速度と加速度に基づき規定されるゲインＧ（ｔ）により、操作信号としての速度の遅延を補償した場合の変位の変化を表している。図３９Ｃは、図３８の実施の形態のように、変位と速度に基づき規定されるゲインＧ（ｔ）により、操作信号としての変位の遅延を補償した場合の変位の変化を表している。これに対して、図３９Ａは、図３６と図３８の実施の形態のような操作信号の遅延を補償しなかった場合の変位の変化を表している。
【０２３５】
図３９Ａにおいて、線Ｌ３０１は操作部の変位を表しており、線Ｌ３０２は、操作部の変位の検出結果に基づいてポインタ２２の表示を制御した場合のポインタ２２の変位を表している。操作に対する操作信号の遅延が補償されていないので、線Ｌ３０２は線Ｌ３０１より位相的に遅れている。
【０２３６】
図３９Ｂにおいて、線Ｌ３１１は、図３９Ａの線Ｌ３０１と同様に、操作部の変位を表している。線Ｌ３１２は、図３６の実施の形態のように、操作信号の速度と加速度の検出結果に基づいて規定されるゲインＧ（ｔ）により、操作信号としての速度の遅延を補償した場合の変位の変化を表している。操作に対する操作信号の遅延が補償されているので、線Ｌ３１２は線Ｌ３１１に対して位相的に殆ど遅れておらず、殆ど同相である。
【０２３７】
図３９Ｃにおいて、線Ｌ３２１は、図３９Ａの線Ｌ３０１と同様に、操作部の変位を表している。線Ｌ３２２は、図３８の実施の形態のように、操作信号の変位と速度の検出結果に基づいて規定されるゲインＧ（ｔ）により、操作信号としての変位の遅延を補償した場合の変位の変化を表している。操作に対する操作信号の遅延が補償されているので、線Ｌ３２２は線Ｌ３２１に対して位相的に殆ど遅れておらず、殆ど同相である。
【０２３８】
［変形例］
【０２３９】
以上においては、入力装置３１により操作される電子機器を、テレビジョン受像機１０としたが、パーソナルコンピュータ、その他の電子機器を制御する場合にも本発明は適用することができる。
【０２４０】
さらに、制御対象の電子機器が、例えば携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの携帯電子機器である場合には、入力装置３１をその携帯電子機器と別の構成とするほか、一体化した構成にすることもできる。一体化された場合、携帯電子機器全体を所定の方向に操作することで入力が行われる。
【０２４１】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【０２４２】
なお、本明細書において、プログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２４３】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０２４４】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０２４５】
１ 入力システム， １０ テレビジョン受像機， １１ アンテナ， １２ 通信部， １３ ＭＰＵ， １４ 復調部， １５ ビデオＲＡＭ， １６ 出力部， ２１ アイコン， ２２ ポインタ， ５２ ＭＰＵ， ５８ 角速度センサー， ５９ 加速度センサー， １０１ 入力部， １０２ センサー， ２０１ 速度取得部， ２０２ 記憶部， ２０３ 加速度取得部， ２０４ 補償処理部， ２０５ 加速度演算部， ２０６ 速度演算部， ２０７ 移動量計算部， ２１１ ゲイン取得部， ２１２ 補正部， ２１３ 制限部， ２１４ 乗算部， ２２１ 関数部， ２２２ 補償部
【技術分野】
【０００１】
本発明は入力装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、入力時の操作感を向上させることができるようにした入力装置および方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、地上デジタルテレビジョン放送が開始され、テレビジョン受像機にＥＰＧ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｇｕｉｄｅ）を表示させることができる。ＥＰＧにおいては、各番組がマトリクス状に配置、表示される。ユーザーはリモートコントローラを操作して、ポインタを任意の位置に移動させ、所定の番組を選択する。
【０００３】
一般的に、テレビジョン受像機に付属しているリモートコントローラは、ポインタを垂直方向かまたは水平方向にしか移動させることができない。すなわち、ポインタを所定の表示位置から斜め方向の目的位置に直接移動させることはできない。
【０００４】
そこで、ユーザーの3次元の自由空間における任意の方向への操作を検知して、その操作された方向にポインタを移動させるリモートコントローラが提案されている。しかし、このようなリモートコントローラにおいては、ユーザーの操作と、実際のポインタの移動のタイミングとが一致せず、ユーザーが操作上の違和感を覚えることが多い。
【０００５】
特許文献１には、３次元の自由空間の任意の方向へ操作されるリモートコントローラではないが、アイソメトリックジョイスティックと呼ばれる感圧性デバイスを操作してポインタを移動させるパーソナルコンピュータのキーボードの中央に設置されたコントローラに関して、その操作感を改善することが提案されている。
【０００６】
特許文献１の発明は、図１に示されるように、実線で示される入力に対して、破線で示されるような出力を得る伝達関数を実現することで、主に上記デバイスの不感帯（すなわち、小さい圧力が無視されるデッドゾーン）により生じるポインタ移動の開始時の動作の鈍さや、停止時のオーバーシュートを改善している。
【０００７】
【特許文献１】特許第３２１７９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
テレビジョン受像機のようないわゆるコンシューマー用のＡＶ機器では、パーソナルコンピュータなどと比べてＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のクロックなども遅い。その結果、例えば画面上のポインタを移動する場合でも、移動信号を受け取ってから画面上のポインタが移動するまでに比較的大きな遅延が発生する。この場合、ポインタの移動開始時や停止時だけでなく、移動中の加減速時に発生する遅延によっても、ユーザーは違和感を感じてしまう。
【０００９】
またユーザーが３次元の自由空間で操作するタイプのリモートコントローラを用いる場合には、操作とそれに対応する操作信号が出力されるまでの時間的な遅延が加わる。また、リモートコントローラを操作する手は自由に動けるために、ユーザーは操作に対するポインタの動きの遅延をジョイスティック等と比べて認識しやすい。その結果、ユーザーが感じる違和感は更に顕著なものとなる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１の技術では、上記のような場合に、操作時にユーザーが違和感を感じることなく、迅速にポインタの移動を開始させたり、ポインタを思い通りに移動させたり、また迅速にポインタの移動を停止させることは困難である。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、入力時の操作感を向上させることができるようにするものである。特に、比較的大きい遅延がある系においても、入力時の操作感を向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面は、電子機器を制御するためのユーザーの操作を検出し、前記操作に対応する操作信号を出力する検出部と、検出された前記操作信号とその微分値を取得する第１の取得部と、前記ユーザーの前記操作に対する前記操作信号の応答の遅延を補償するための、前記微分値により規定される関数を取得する第２の取得部と、取得された前記関数により前記操作信号を補償する補償部とを備える入力装置である。
【００１３】
本発明の一側面においては、検出部は、電子機器を制御するためのユーザーの操作を検出し、前記操作に対応する操作信号を出力し、第1の取得部は、検出された前記操作信号とその微分値を取得し、第２の取得部は、前記ユーザーの前記操作に対する前記操作信号の応答の遅延を補償するための、前記微分値により規定される関数を取得し、補償部は、取得された前記関数により前記操作信号を補償する。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の一側面によれば、入力時の操作感を向上させることができる。
特に、比較的大きい遅延がある系においても、入力時の操作感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の入力装置の伝達関数の特性を示す図である。
【図２】本発明の入力システムの構成を示すブロック図である。
【図３】入力装置の外観の構成を示す斜視図である。
【図４】入力装置の内部の構成を示す図である。
【図５】センサー基板の構成を示す斜視図である。
【図６】入力装置の使用状態を示す図である。
【図７】入力装置の内部の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】ＭＰＵの機能的構成を示すブロック図である。
【図９】入力装置のポインタ表示処理を説明するフローチャートである。
【図１０】ゲインの特性を説明する図である。
【図１１】速度の変化を示す図である。
【図１２】変位の変化を示す図である。
【図１３】入力装置を振動させた場合の特性の変化を示す図である。
【図１４】入力装置を振動させた場合の特性の変化を示す図である。
【図１５】速度の変化を示す図である。
【図１６】変位の変化を示す図である。
【図１７】変位の変化を示す図である。
【図１８】速度の変化を示す図である。
【図１９】変位の変化を示す図である。
【図２０】速度の変化を示す図である。
【図２１】変位の変化を示す図である。
【図２２】速度の変化を示す図である。
【図２３】テレビジョン受像機のタイマー処理を説明するフローチャートである。
【図２４】入力装置のポインタ表示処理を説明するフローチャートである。
【図２５】入力装置のポインタ表示処理を説明するフローチャートである。
【図２６】速度の変化を示す図である。
【図２７】変位の変化を示す図である。
【図２８】変位の変化を示す図である。
【図２９】変位の変化を示す図である。
【図３０】速度の変化を示す図である。
【図３１】入力装置の他の実施の形態の構成を示す図である。
【図３２】入力装置の他の実施の形態の構成を示す図である。
【図３３】入力装置の他の実施の形態の構成を示す図である。
【図３４】本発明の他の入力システムの構成を示すブロック図である。
【図３５】画像処理部の機能的構成を示すブロック図である。
【図３６】テレビジョン受像機のポインタ表示処理を説明するフローチャートである。
【図３７】画像処理部の他の機能的構成を示すブロック図である。
【図３８】テレビジョン受像機のポインタ表示処理を説明するフローチャートである。
【図３９】変位の変化を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（システムの構成）
２．第１の実施の形態（入力装置の構成）
３．第１の実施の形態（入力装置の電気的構成）
４．第１の実施の形態（入力装置のＭＰＵの機能的構成）
５．第１の実施の形態（入力装置の動作）
６．第１の実施の形態（入力装置の特性）
７．第２の実施の形態（テレビジョン受像機の動作）
８．第２の実施の形態（入力装置の動作）
９．第３の実施の形態（入力装置の動作）
１０．第３の実施の形態（入力装置の特性）
１１．第４の実施の形態（入力装置の構成）
１２．第５の実施の形態（入力装置の構成）
１３．第６の実施の形態（入力装置の構成）
１４．第７の実施の形態（入力システムの構成）
１５．第７の実施の形態（画像処理部の機能的構成）
１６．第７の実施の形態（テレビジョン受像機の動作）
１７．第８の実施の形態（画像処理部の機能的構成）
１８．第８の実施の形態（テレビジョン受像機の動作）
１９．変形例
【００１７】
＜１．第１の実施の形態＞
［システムの構成］
【００１８】
図２は、本発明の入力システムの一実施の形態の構成を表している。
【００１９】
この入力システム１は、電子機器としてのテレビジョン受像機１０と、それを遠隔制御するポインティングデバイスあるいはリモートコントローラとしての入力装置３１とにより構成されている。
【００２０】
テレビジョン受像機１０は、アンテナ１１、通信部１２、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１３、復調部１４、ビデオＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１５、および出力部１６により構成されている。
【００２１】
アンテナ１１は、入力装置３１からの電波を受信する。通信部１２は、アンテナ１１を介して受信した電波を復調し、ＭＰＵ１３に出力する。また通信部１２はＭＰＵ１３からの信号を変調し、アンテナ１１を介してテレビジョン受像機１０に送信する。ＭＰＵ１３は、入力装置３１からの指示に基づいて各部を制御する。
【００２２】
復調部１４は、図示せぬアンテナを介して受信されたテレビジョン放送信号を復調し、ビデオ信号をビデオＲＡＭ１５に出力し、オーディオ信号を出力部１６に出力する。ビデオＲＡＭ１５は、復調部１５から供給されたビデオ信号に基づく画像と、ＭＰＵ１３からのポインタ、アイコンなどのオンスクリーンデータの画像とを合成し、出力部１６の画像表示部に出力する。出力部１６は、画像表示部で画像を表示するほか、スピーカなどで構成される音声出力部から音声を出力する。
【００２３】
図２の表示例においては、出力部１６の画像表示部に、アイコン２１とポインタ２２が表示されている。入力装置３１はアイコン２１やポインタ２２の表示位置を変更する場合の他、テレビジョン受像機１０を遠隔制御する場合にユーザーにより操作される。
【００２４】
［入力装置の構成］
【００２５】
図３は、入力装置３１の外形の構成を表している。入力装置３１は、電子機器を制御する操作信号を生成するためにユーザーにより操作される操作部としての本体３２を有している。本体３２の上面には、ボタン３３，３４が、右側面には、ジョグダイヤル３５が、それぞれ設けられている。
【００２６】
図４は、入力装置３１の本体３２の内部の構成を表している。入力装置３１の内部には、メイン基板５１、センサー基板５７、および電池５６が収容されている。メイン基板５１には、ＭＰＵ５２、水晶発振器５３、通信部５４、およびアンテナ５５が取り付けられている。
【００２７】
図５に拡大して示されるように、センサー基板５７には、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の技術により製造された、角速度センサー５８と加速度センサー５９が取り付けられている。センサー基板５７は、角速度センサー５８と加速度センサー５９の直交する２つの感度軸であるＸ軸とＹ軸に平行とされている。
【００２８】
本体３２の先頭（後述する図６における左方向の端部）を、典型的にはその先に位置するテレビジョン受像機１０（図６には示されていないが左方向に位置する）に向けた状態で、本体３２の全体がユーザーにより、例えば図６に示される任意の方向Ｄ１や方向Ｄ２に操作された場合、２軸式振動型角速度センサーで構成される角速度センサー５８は、それぞれＸ軸とＹ軸と平行なピッチ回転軸７１とヨー回転軸７２を中心として回転するピッチ角とヨー角の角速度を検出する。加速度センサー５９は、Ｘ軸およびＹ軸の方向の加速度を検出する２軸型加速度センサーである。加速度センサー５９は、センサー基板５７を感度平面として、重力加速度をベクトル量として検知することができる。なお、加速度センサー５９としては、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の３軸を感度軸とする３軸型加速度センサーを用いることもできる。
【００２９】
２本の電池５６は各部に必要な電力を供給する。
【００３０】
図６は、入力装置３１の使用状態を表している。同図に示されるように、入力装置３１はユーザーが手８１で保持し、入力装置３１の全体を３次元の自由空間において任意の方向に操作する。入力装置３１はその操作された方向を検出し、その操作された方向の操作信号を出力する。また入力装置３１は、ボタン３３，３４や、ジョグダイヤル３５などが操作された場合、その操作信号を出力する。
【００３１】
ボタン３３は通常のマウスの左ボタンに対応し、ボタン３４は右ボタンに対応する。ボタン３３は人指し指で、ボタン３４は中指で、ジョグダイヤル３５は親指で、それぞれ操作される。ボタンが操作されたとき発行されるコマンドは任意であるが、例えば次のように設定することができる。
【００３２】
ボタン３３の１回押し：左クリック：選択
ボタン３３の長押し：ドラッグ：アイコンの移動
ボタン３３の２回押し：ダブルクリック：ファイル、フォルダを開く、プログラムを実行する
ボタン３４の１回押し：右クリック：メニューの表示
ジョグダイヤルの回転：スクロール
ジョグダイヤルの押し：決定
【００３３】
このように設定すれば、ユーザーは、通常のパーソナルコンピュータのマウスと同様の操作感覚で入力装置３１を使用することができる。
【００３４】
ボタン３３は２段スイッチとすることもできる。この場合、１段目のスイッチが操作されたとき、または押圧されたままの状態にされたとき、入力装置３１の移動を表す操作信号が出力され、２段目のスイッチが操作されたとき選択される。勿論、専用のボタンを設け、そのボタンが操作されたとき、移動を表す操作信号が出力されるようにすることもできる。
【００３５】
［入力装置の電気的構成］
【００３６】
図７は、入力装置３１の電気的構成を表している。同図に示されるように、入力装置３１は、ＭＰＵ５２、水晶発振器５３、通信部５４、およびアンテナ５５の他、入力部１０１およびセンサー１０２を有している。
【００３７】
水晶発振器５３はＭＰＵ５２に基準のクロックを供給する。ボタン３３，３４、ジョグダイヤル３５、その他のボタンなどで構成される入力部１０１は、ユーザーにより操作されたとき、その操作に対応する信号をＭＰＵ５２に出力する。角速度センサー５８と加速度センサー５９で構成されるセンサー１０２は、ユーザーにより本体３２の全体が操作されたとき、操作時の角速度や加速度を検出し、ＭＰＵ５２に出力する。センサー１０２は、電子機器を制御するためのユーザーの操作を検出し、その操作に対応する操作信号を出力する検出部として機能する。
【００３８】
ＭＰＵ５２は、入力に対応する操作信号を生成し、通信部５４からアンテナ５５を介して電波でテレビジョン受像機１０に出力する。この電波はアンテナ１１によりテレビジョン受像機１０により受信される。また、通信部５４は、テレビジョン受像機１０からの電波をアンテナ５５を介して受信し、信号を復調してＭＰＵ５２に出力する。
【００３９】
［入力装置のＭＰＵの機能的構成］
【００４０】
図８は、内蔵するメモリに記憶されているプログラムに従って動作するＭＰＵ５２の機能的構成を表している。ＭＰＵ５２は、速度取得部２０１、記憶部２０２、加速度取得部２０３、補償処理部２０４、加速度取得部２０５、速度演算部２０６、および移動量計算部２０７を有している。
【００４１】
補償処理部２０４は、関数部２２１と補償部２２２により構成されている。関数部２２１は、ゲイン取得部２１１、補正部２１２、および制限部２１３を有しており、補償部２２２は、乗算部２１４を有している。
【００４２】
この実施の形態の場合、速度取得部２０１と加速度取得部２０３は、検出された操作信号とその微分値を取得する第１の取得部を構成する。速度取得部２０１は、センサー１０２のうちの角速度センサー５８からの角速度信号を、ユーザーの操作に対応する操作信号として取得する。記憶部２０２は、速度取得部２０１により取得された角速度信号を記憶する。操作された操作部の加速度を取得する第１の取得部としての加速度取得部２０３は、記憶部２０２に記憶された、１ステップ前と後の角速度信号の差を演算することで、角加速度信号を演算する。すなわち、加速度取得部２０３は、操作信号としての角速度信号の微分値としての角加速度信号を取得する。
【００４３】
取得された加速度により操作信号の応答の遅延を補償するための関数を取得する第２の取得部としての関数部２２１は、加速度取得部２０３により取得された微分値としての加速度により規定される関数であるゲインＧ（ｔ）、または速度取得部２０１により取得された操作信号としての速度と、加速度取得部２０３により取得された微分値としての加速度により規定される関数であるゲインＧ（ｔ）を生成し、操作信号としての速度に乗算する。すなわち操作信号を補正することで、遅延を補償する処理が実行される。
【００４４】
ゲイン取得部２１１は、加速度取得部２０３により取得された加速度に対応するゲインＧ（ｔ）を取得する。補正部２１２は、速度取得部２０１により取得された角速度、またはテレビジョン受像機１０から受信したタイマー値に基づいて、必要に応じて、ゲインＧ（ｔ）を補正する。制限部２１３は、ゲインＧ（ｔ）、または補正されたゲインＧ（ｔ）が閾値を超えるのを制限する。関数により操作信号を補償する補償部として機能する補償部２２２を構成する乗算部２１４は、速度取得部２０１により取得された角速度に、制限部２１３により制限されたゲインＧ（ｔ）を乗算して、補正された角速度を出力する。
【００４５】
加速度取得部２０５は、センサー１０２のうちの加速度センサー５９からの加速度信号を取得する。速度演算部２０６は補正された角速度と、加速度取得部２０５により取得された加速度を用いて速度を演算する。
【００４６】
移動量計算部２０７は、速度演算部２０６より供給された速度に基づいて、本体３２の移動量を計算し、入力装置３１の操作信号として通信部５４に出力する。
【００４７】
上述したように、通信部５４はこの信号を変調し、アンテナ５５を介してテレビジョン受像機１０に送信する。
【００４８】
［入力装置の動作］
【００４９】
次に図９を参照して入力装置３１のポインタ表示処理について説明する。この処理は、テレビジョン受像機１０の出力部１６に表示されているポインタ２２を所定の方向に移動させるために、ユーザーが本体３２を手で保持し、ボタン３３の１段目のスイッチを操作するか、または押圧したままの状態にして、入力装置３１の全体を任意の所定の方向に操作した場合、すなわち、３次元の自由空間において、入力装置３１の全体が任意の方向に動かされた場合に実行される。すなわちこの処理は、テレビジョン受像機１０の画面の表示を制御する操作信号を、入力装置３１からテレビジョン受像機１０に出力する処理である。
【００５０】
ステップＳ１において速度取得部２０１はセンサー１０２が出力した角速度信号を取得する。すなわち、ユーザーが本体３２を手で保持して、３次元の自由空間において所定の方向に操作したことが、角速度センサー５８により検出され、本体３２の動きに伴う角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））の検出信号が取得される。
【００５１】
ステップＳ２において記憶部２０２は、取得された角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））をバッファリングする。ステップＳ３において加速度取得部２０３は、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））を取得する。具体的には、記憶部２０２に前回記憶された角速度（ωｘ（ｔ−１），ωｙ（ｔ−１））と今回の角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））との差をその間の時間で除算することで、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））が演算される。
【００５２】
次にステップＳ４乃至ステップＳ７において、補償処理部２０４により、取得された速度と加速度により操作信号の応答の遅延を補償するための演算が行なわれる。
【００５３】
すなわちステップＳ４においてゲイン取得部２１１は、ステップＳ３で取得された角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））に応じたゲインＧ（ｔ）を取得する。この関数としてのゲインＧ（ｔ）は、後述するステップＳ７で角速度に乗算される。従って、その値１が基準値となり、ゲインＧ（ｔ）が基準値より大きいとき、操作信号としての角速度は大きくなるように補正され、基準値より小さいとき、角速度は小さくなるように補正される。
【００５４】
ゲインＧ（ｔ）は、加速時（すなわち微分値である角加速度が正であるとき）、基準値以上（値１以上）の値とされ、減速時（すなわち微分値である角加速度が負であるとき）、基準値未満（値１未満）の値とされる。さらにゲインＧ（ｔ）の絶対値は、加速度の絶対値が大きいほど基準値（値１）との差が大きくなる値とされる。
【００５５】
ゲインＧ（ｔ）は、演算することで取得してもよいし、予めマッピングされたテーブルから読み出すことで取得することもできる。また、ゲインＧ（ｔ）は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【００５６】
ステップＳ５において補正部２１２は、速度取得部２０１により取得された角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））に基づいてゲインＧ（ｔ）を補正する。具体的には、ゲインＧ（ｔ）は、角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））が大きいほど、基準値（値１）に近い値となるように補正される。すなわち、この実施の形態の場合、ステップＳ４の処理（角加速度による処理）とステップＳ５の処理（角速度による処理）により、操作信号としての角速度とその微分値である角加速度の両方により規定される関数であるゲインＧ（ｔ）が取得されることになる。
【００５７】
この場合にも、補正値は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【００５８】
ステップＳ６において制限部２１３は、ゲインＧ（ｔ）が閾値を超えないように制限する。すなわち、補正されたゲインＧ（ｔ）が、予め定められている閾値の範囲内になるように制限される。換言すれば、閾値が最大値または最小値とされ、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が閾値を超えないように制限される。これにより、入力装置３１が振動された場合に、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が小さ過ぎて遅延補償ができなくなったり、絶対値が大き過ぎて発振状態になってしまうようなことが抑制される。
【００５９】
ステップＳ４ないしステップＳ６の処理は、各ステップの条件を満足するようにゲインＧ（ｔ）をゲイン取得部２１１に予めマッピングしておけば、１回の読み出し処理で実行することができる。
【００６０】
図１０はこれらの条件を満足したマッピングの例を表している。この実施の形態においては、横軸は角加速度を、縦軸はゲインＧ（ｔ）を、それぞれ表している。ゲインＧ（ｔ）は、切片が１であり、角速度毎の傾きが正の直線により表されている。角速度は絶対値を表している。
【００６１】
従って、同図の横軸に示される角加速度が正である場合（図１０の右側の半分の領域の場合）、縦軸で表されるゲインＧ（ｔ）は基準値（値１）以上の値となり、角加速度が負である場合（図１０の左側の半分の領域の場合）、基準値（値１）未満の値となる（ステップＳ４）。
【００６２】
さらに、ゲインＧ（ｔ）は、基準値（値１）を切片とする傾きが正の直線で表される値とされているので、ゲインＧ（ｔ）の絶対値は、角加速度の絶対値が大きいほど基準値（値１）との差の絶対値が大きくなる値となる（ステップＳ４）。換言すれば、微分値としての角加速度の絶対値が大きいほど、ゲインＧ（ｔ）は操作信号としての角速度に対する補正量が大きくなる値に設定される。例えば角速度が１digit/sである場合、角加速度が５digit/s2である（すなわち角加速度の絶対値が小さい）とき、ゲインＧ（ｔ）の値は約３である（値１との差の絶対値は２と小さい）のに対して、角加速度が−１０digit/s2である（すなわち角加速度の絶対値が大きい）とき、ゲインＧ（ｔ）の値は約−５となる（値１との差の絶対値は６と大きい）。
【００６３】
また、ゲインＧ（ｔ）は、角速度が大きいほど、基準値（値１）に近い値となる（ステップＳ５）。換言すれば、操作信号としての角速度が小さいほど、ゲインＧ（ｔ）は角速度に対する補正量が大きくなる値に設定される。例えば、角加速度が１５digit/s2である場合、角速度が１digit/sであれば（すなわち角速度が小さければ）、ゲインＧ（ｔ）は約８となり（すなわちゲインＧ（ｔ）の絶対値は大きくなり）、角速度が２digit/sであれば（すなわち角速度が大きければ）、ゲインＧ（ｔ）は約５となる（すなわちゲインＧ（ｔ）の絶対値は小さくなる）。角加速度が−５０digit/s2である場合、角速度が４digit/sであれば（すなわち角速度が小さければ）、ゲインＧ（ｔ）は約−６となり（すなわちゲインＧ（ｔ）の絶対値は大きくなり）、角速度が１６digit/sであれば（すなわち角速度が大きければ）、ゲインＧ（ｔ）は約−１となる（すなわちゲインＧ（ｔ）の絶対値は小さくなる）。
【００６４】
またこのことは、角速度の補正は、実質的に、角速度が小さい場合においてのみ行われ、角速度が大きい場合には実行されないことを意味する。図１０において、角速度が６４digit/s、あるいは１２８digit/sと大きい場合、ゲインＧ（ｔ）は基準値（値１）またはそれに近い値とされ、実質的に速度は補正されない。すなわち、角速度の補正は、入力装置３１の移動開始直後と停止直前に行われる。
【００６５】
このように、角速度が小さいほど、ゲインＧ（ｔ）の絶対値を大きくすることで、自然な操作感を実現することができる。
【００６６】
さらにゲインＧ（ｔ）は、その値が閾値−１０と閾値１０の範囲内となるように、すなわちこれらの閾値を超えないように制限されている（ステップＳ６）。つまり、ゲインＧ（ｔ）の最大値は閾値１０とされ、最小値は閾値−１０とされている。
【００６７】
なお、図１０の各速度の特性を表す各線は、直線ではなく、曲線とすることもできる。
【００６８】
ステップＳ７において乗算部２１４は、操作信号としての角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））にゲインＧ（ｔ）を乗算する。すなわちゲインＧ（ｔ）を係数として角速度に乗算することで、補正された角速度（ωｘ１（ｔ），ωｙ１（ｔ））が生成される。例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向をまとめた代表値としてゲインＧ（ｔ）を使用した場合、補正された角速度（ωｘ１（ｔ），ωｙ１（ｔ））は次式で演算される。
【００６９】
ωｘ１（ｔ）＝ωｘ（ｔ）・Ｇ（ｔ）
ωｙ１（ｔ）＝ωｙ（ｔ）・Ｇ（ｔ） （１）
【００７０】
ステップＳ８において速度演算部２０６は速度（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））を演算する。速度は角速度に回転半径を乗算することで求められる。すなわち、ユーザーが入力装置３１を操作した場合の入力装置３１の運動は、ユーザーの肩、肘、または手首などを中心とした回転運動を合成したものとなる。そしてその回転半径は合成された回転運動の時間毎に変化する回転中心から入力装置３１までの距離となる。
【００７１】
入力装置３１の速度を（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））とすると、回転半径（Ｒｘ，Ｒｙ）は次式で表される。
（Ｒｘ，Ｒｙ）＝（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））／（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））・・・（２）
【００７２】
式（２）の右辺の（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ）），（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））は、速度のディメンジョンである。この式（２）の右辺に表されている速度と角速度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、速度と角速度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。
【００７３】
従って、式（２）の右辺に表されている速度およ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（３）乃至式（５）が得られる。
（Ｒｘ，Ｒｙ）＝（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））／（ψ（ｔ），θ（ｔ））・・・（３）
（Ｒｘ，Ｒｙ）＝（ａｘ（ｔ），ａｙ（ｔ））／（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））・・・（４）
（Ｒｘ，Ｒｙ）＝（ａ’ｘ（ｔ），ａ’ｙ（ｔ））／（ω’’ｘ（ｔ），ω’’ｙ（ｔ））・・・（５）
【００７４】
上記式のうち、例えば式（５）に注目すると、加速度（ａｘ（ｔ），ａｙ（ｔ））の変化値（ａ’ｘ（ｔ），ａ’ｙ（ｔ））と、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））の変化値（ω’’ｘ（ｔ），ω’’ｙ（ｔ））が既知であれば、回転半径（Ｒｘ，Ｒｙ）を求められることが分かる。この実施の形態においては、式（５）に基づいて半径（Ｒｘ，Ｒｙ）が求められる。
【００７５】
すなわち、加速度取得部２０５がセンサー１０２を構成する加速度センサー５９が検出する加速度（ａｘ（ｔ），ａｙ（ｔ））を取得するので、速度演算部２０６は、加速度（ａｘ（ｔ），ａｙ（ｔ））を微分して、加速度の変化値（ａ’ｘ（ｔ），ａ’ｙ（ｔ））を演算する。また、速度演算部２０６は、速度取得部２０１が検出する角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））を２階微分して、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））の変化率（ω’’ｘ（ｔ），ω’’ｙ（ｔ））を演算する。そして速度演算部２０６は、加速度の変化率（ａ’ｘ（ｔ），ａ’ｙ（ｔ））を、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））の変化率（ω’’ｘ（ｔ），ω’’ｙ（ｔ））で除算することで、回転半径（Ｒｘ，Ｒｙ）を演算する。
【００７６】
さらに速度演算部２０６は、求めた半径（Ｒｘ，Ｒｙ）に角速度を乗算することで速度（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））を演算するのであるが、この角速度として、補正された角速度（ωｘ１（ｔ），ωｙ１（ｔ））、すなわちゲインＧ（ｔ）が乗算された角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））が用いられる。
【００７７】
ステップＳ９において移動量計算部２０７は、補正された角速度（ωｘ１（ｔ），ωｙ１（ｔ））を用いて、ポインタ移動量を計算し、出力する。移動量計算部２０７は、ポインタ２２の直前の位置座標に、速度を加算することで、新たな位置座標を演算する。すなわち、入力装置３１の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位が、出力部１６の画像表示部に表示されるポインタ２２の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位量に変換される。
これにより、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、すなわち操作信号としての角速度の補正量が大きいほど、応答の遅延の補償量が大きくなるようにポインタ移動量が計算される。つまり、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、入力装置３１が操作されてからポインタ２２が移動するまでの遅延は少なくなり、ゲインＧ（ｔ）の値をさらに大きくすれば、ポインタ２２の動きが入力装置３１の操作より位相的に進むことになる。
【００７８】
なお、より簡便な方法としてステップＳ８を省略し、ステップＳ７で求めた補正された角速度を用いて、ポインタ移動量を求めてもよい。
【００７９】
また、ここでは、入力装置３１の手振れ成分をローパスフィルタで除去する処理、操作速度が遅い場合（低速度、低加速度である場合）、ポインタ２２がアイコン２１上に停止し易くするために、ポインタ２２の移動速度を極端に遅くするための処理なども実行される。その他、例えば、ボタン３３，３４などを操作するとき入力装置３１が動いてしまい、それが入力装置３１全体の操作と誤認識されて、ポインタ２２が移動してしまうのを防止するために、ボタン操作時にはポインタ２２の移動を禁止する処理、加速度センサー５９により検出された重力方向を下方向として、入力装置３１の傾きを補正するための処理なども実行される。
【００８０】
以上の処理は本体３２が操作されている間、繰り返し行われる。
【００８１】
ポインタ移動量を表す操作信号は、通信部５４からアンテナ５５を介してテレビジョン受像機１０に送信される。
【００８２】
テレビジョン受像機１０においては、通信部１２が入力装置３１からの信号をアンテナ１１を介して受信する。ＭＰＵ１３は受信された信号に対応する位置にポインタ２２が表示されるようにビデオＲＡＭ１５をマッピングする。その結果、出力部１６においては、ポインタ２２がユーザーの操作に対応する位置に表示される。
【００８３】
なお、図９の各ステップＳ１乃至ステップＳ９のうちの一部または全部の処理は、テレビジョン受像機１０側で実行することもできる。例えば、ステップＳ８までの処理を入力装置３１で行い、ステップＳ９の処理はテレビジョン受像機１０で実行することができる。そのようにすると、入力装置３１の構成を簡略化し、その負担を軽減することができる。この場合、図８の機能的ブロックの一部または全部がテレビジョン受像機１０側に具備される。
【００８４】
また、以上の処理における角速度、角加速度は、単なる速度、加速度とすることもできる。
【００８５】
［入力装置の特性］
【００８６】
図１１と図１２は、ユーザーが入力装置３１を所定の方向に移動させて停止する操作をした場合のポインタの移動を表している。図１１において縦軸は速度を表し、横軸は時間を表しており、図１２において縦軸は変位を表し、横軸は時間を表している。それぞれの単位はシミュレーション上の相対値である。このことは、後述する特性を表わす他の図においても同様である。
【００８７】
速度の変化を表す図１１において、線Ｌ１は実際の操作（すなわち、ポインタ２２の遅延がない理想的な状態）に対応する速度を表している。速度が０の状態から、一定の割合で徐々に大きくなって、３０に達し、所定の期間その速度が保持されている。その後、速度３０の状態から、一定の割合で徐々に小さくなって、０に達している。線Ｌ２は応答に遅れのある系での速度を表す。すなわち、入力装置３１が操作されてから、その操作に応答してポインタ２２が移動されるまでに時間的な遅延がある系でのポインタ２２の速度を表している。線Ｌ２は線Ｌ１と同様の特性となっているが、線Ｌ１より時間Ｔ０だけ遅延している（すなわち、位相的に遅れている）。つまり、入力装置３１がユーザーにより操作された場合、その速度は線Ｌ１のように変化するが、その操作信号は遅延して検出されるため、操作信号の速度（操作信号に基づき制御されるポインタ２２の速度に対応する）は、線Ｌ２のように変化する。
【００８８】
線Ｌ３は、図９のフローチャートで示されるように、遅延を補償処理した場合の結果を表している。運動の開始時において、線L３の速度変化の開始点は線Ｌ２と同じであり、速度が０であるその開始点から線Ｌ２より大きい傾きで（すなわちより加速度の絶対値がより大きい状態で）、急激に、速度が線Ｌ２より大きくなり、線Ｌ１より若干小さいが、線Ｌ１に近い値となる。換言すれば、運動開始直後、補償した線Ｌ３は、急激に、遅延がない線Ｌ１とほぼ同じ特性になる。図中の位置で表現すれば、運動開始直後に、線Ｌ３は線Ｌ２より上で、線Ｌ１に近い、線Ｌ１より下に位置した状態になる。つまり、遅延時間が、最大値Ｔ０から急激に最小値Ｔ１になる。これは、ユーザーが操作を開始すると、すぐに応答することを意味する。すなわち、線Ｌ３は線Ｌ２の遅延を補償した、線Ｌ１に近似した線になることがわかる。
【００８９】
その後、線Ｌ３は線Ｌ１の近傍で、線Ｌ１（従って、線Ｌ２）とほぼ同様の一定の傾きで（すなわち、一定の遅延時間Ｔ１のまま）徐々に大きくなる。ただし、線Ｌ３は線Ｌ２より位相的に進んでいるが、線Ｌ１より位相的に若干遅れた状態（すなわち、図１１において、線Ｌ３は線Ｌ２より上側および左側に位置するが、線Ｌ１より若干下側および右側に位置する状態）となっている。すなわちポインタは移動開始直後から、ほぼ遅延がない状態（最小の遅延時間Ｔ１の状態）で加速される。
【００９０】
線Ｌ３は速度３０を超えてもさらに大きくなる。そして、線Ｌ２が一定の速度３０になる直前のタイミングで、線Ｌ３は速度４０に達した後、大きい傾きで、急激に、速度３０まで減少する。これは、過渡的な速度の増加状態が急激に解消され、安定速度に達することを意味する。
【００９１】
その後、線Ｌ３の速度は所定の時間、一定値３０のままとなる。すなわち、ポインタ２２の速度は０の状態から徐々に大きくなった後、３０で安定する。
【００９２】
運動の停止時においては、線Ｌ１の速度が３０より小さくなり始めても、線Ｌ３の速度はまだしばらくの時間、３０のままである。そして、線Ｌ２の速度が３０から減少し始める直前のタイミングで、線Ｌ３は、大きい傾きで、急激に（すなわちより加速度の絶対値がより大きい状態で）、線Ｌ１に近い値であって、線Ｌ１より大きい速度１８まで減少する。つまり、遅延時間が、最大値Ｔ０から急激に最小値Ｔ１になる。これは、ユーザーが操作を停止しようとすると、すぐに応答することを意味する。すなわち、線Ｌ３は、線Ｌ２の遅延を補償した線Ｌ１に近似した線になり、遅延が補償されていることがわかる。
【００９３】
その後、線Ｌ３は線Ｌ１（従って、線Ｌ２）とほぼ同様の傾きで、線Ｌ１の近接で、一定の傾きで（すなわち、一定の遅延時間Ｔ１のまま）徐々に小さくなる。ただし、線Ｌ３は線Ｌ２より位相的に進んでいるが、線Ｌ１より位相的に若干遅れた状態（すなわち、図１１において、線Ｌ３は線Ｌ２より下側および左側に位置するが、線Ｌ１より若干上側および右側に位置する状態）となる。すなわちポインタは移動停止開始直後から、ほぼ遅延がない状態（最小の遅延時間Ｔ１の状態）で減速される。
【００９４】
線Ｌ３は、速度が０を超えてもさらに小さくなる。そして、線Ｌ２の速度が速度０になる直前のタイミングで、線Ｌ３の速度は約−９に達した後、そこから大きい傾きで（すなわち急激に）０まで増加する。これは、過渡的な速度の減少状態が急激に解消され、０に達することを意味する。
【００９５】
結局、線Ｌ３は、線Ｌ２の遅れを補償した、線Ｌ１に近い特性になっている。
【００９６】
図１２は、図１１の速度変化に対応するポインタ２２の変位を表している。線Ｌ１１は実際の操作に対応する変位（すなわち遅れがない変位）を表し、線Ｌ１２は遅延した系の変位を表し、線Ｌ１３は図９のフローチャートで示されるように遅延を補償処理した場合の結果を表している。
【００９７】
線Ｌ１１は、変位が０の状態からほぼ一定の傾きで増加した後、約２９００に達する特性となっている。線Ｌ１２は、線Ｌ１１とほぼ同じ変化の特性となっているが、線Ｌ１１より遅延している（すなわち、位相的に遅れている）。図においては、線Ｌ１２は線Ｌ１１より図中下側および右側に位置している。
【００９８】
線Ｌ１３は、線Ｌ１２とほぼ同じ開始点から変位が始まり、速やかに線Ｌ１１に近い値となり、その後、線Ｌ１１（従って線Ｌ１２）とほぼ同様の傾きで、一定の割合で徐々に大きくなる。ただし、線Ｌ１３は線Ｌ１２より大きいが、線Ｌ１１より若干小さい。すなわち、図１２において、線Ｌ１３は線Ｌ１２より大きく、かつ、線Ｌ１１の近傍で、線Ｌ１１より小さくなっている。このように、線Ｌ１３は、線Ｌ１２の遅延を補償した線であって、線Ｌ１１に近似した特性の線となる。
【００９９】
線Ｌ１３は、変位２９００に達する直前に、線Ｌ１１より若干大きくなり（すなわち、図１２において、線Ｌ１３は線Ｌ１１より若干上側に位置する状態となり）、その後、一定値２９００に収束する。このように、線Ｌ１３は、線Ｌ１２の遅れを補償して線であって、線Ｌ１１に近似した特性の線になる。
【０１００】
その結果、ユーザーは入力装置３１を自由空間で任意の方向に操作して、例えばポインタ２２をその方向の所望のアイコン２１まで速やかに移動させ、そこで停止させることができる。そのときユーザーが、操作上の違和感を覚えることが抑制される。すなわち、ユーザーが、ポインタ２２の移動の開始が、入力装置３１の操作の開始より遅いと感じたり、ポインタ２２の移動の停止が、入力装置３１のＮ操作の停止より遅いと感じたりすることが抑制される。その結果、操作感を向上させることができる。
【０１０１】
このことは、いわゆるコンシューマ用の電子機器で顕著となる。すなわち、コンシューマ用の電子機器は業務用の電子機器に比べて、ＭＰＵのクロックなども遅く、遅延が大きい。しかし、そのような電子機器でもユーザーが操作上の違和感を感じるようなことが抑制され、操作感を向上させることができる。
【０１０２】
以上においてはポインタの移動操作について説明したが、スクロール、ズーミング（拡大、・縮小）、回転など、他のＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の画面操作に適用しても、同様に操作感を向上させることができる。
【０１０３】
図１３は、入力装置３１を振動させた場合の特性を表している。図１３Aの縦軸は速度、図１３Bの縦軸は変位、をそれぞれ表し、横軸はいずれも時間を表している。
【０１０４】
図１３Aにおいて、線Ｌ２１は遅延がない場合、線Ｌ２２は遅延がある場合、線Ｌ２３は遅延を補償した場合、をそれぞれ表している。図１３Bにおいて、線Ｌ３１は遅延がない場合、線L３２は遅延がある場合、線L３３は遅延を補償した場合、をそれぞれ表している。入力装置３１の振動の周波数が高いとき、遅延の補償ができておらず、また発振していることがわかる。
【０１０５】
図１４は、入力装置３１を振動させた場合において、ゲインＧ（ｔ）を制限した場合の特性を表している。図１４Aの縦軸は速度、図１４Bの縦軸は変位、をそれぞれ表し、横軸はいずれも時間を表している。
【０１０６】
図１４Aにおいて、線Ｌ５１は遅延がない場合、線L５２は遅延がある場合、線L５３は遅延を補償した場合、をそれぞれ表している。図１４Bにおいて、線Ｌ６１は遅延がない場合、線L６２は遅延がある場合、線L６３は遅延を補償した場合、をそれぞれ表している。これらの図から、発振が抑制されていることがわかる。これが、図９のステップＳ６の処理の効果である。
【０１０７】
なお、同様の効果は、ローパスフィルタにより発振周波数を除去することでも実現することができる。
【０１０８】
本実施の形態においては、ユーザーの操作を先読みすることもできる。すなわち、位相的に進むまで、遅延を過剰に補償することもできる。これはゲインＧ（ｔ）の値を大きくすることで実現することができる。図１５と図１６は、この場合の特性を表している。図１５と図１６は、それぞれ図１１と図１２に対応する。図１５の線L８１、L８２、L８３は、図１１の線Ｌ１、Ｌ２、L３にそれぞれ対応し、図１６の線L９１、L９２、L９３は、図１２の線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３にそれぞれ対応する。
【０１０９】
図１５を図１１と比較して明らかなように、図１５においては、運動開始直後に、線L８３が線L８２と同じ始点から急激に大きくなった後、線L８１より大きくなり（図中線８３が線L８１より上側および左側に位置し）、その後、線L８１と同じ傾斜で徐々に増加する。また、運動停止時においても、線L８３は、一定値３０から急激に、線L８１より小さくなり（図中線８３が線L８１より下側および左側に位置し）、その後、線L８１と同じ傾斜で徐々に減少する。
【０１１０】
図１６においても、運動開始直後、線L９３は、線L９２より大きいだけでなく、急激に線L９１より大きくなり、以後、線L９１の近傍で、ほぼ線L９１と同様に増加し、変位２９００に収束する。
【０１１１】
この場合、ポインタ２２がユーザーの操作より先行して移動することになる。
【０１１２】
そこで、若干の遅れが残るように補償した場合、位相的に進むように補償した場合、およびほとんど遅れが０になるように補償した場合、の３つの場合を比較すると、図１７乃至図２２に示されるようになる。図１７と図１８は、若干の遅れが残るように補償した場合を表し、図１８と図１９は、位相的に進むように補償した場合を表し、図２０と図２１は、ほとんど遅れが０になるように補償した場合を表している。いずれもポインタが所定の方向に移動された後、逆方向に移動された場合を表している。
【０１１３】
図１７、図１９、および図２１の縦軸は変位量を表し、図１８、図２０、および図２２の縦軸は速度を表す。横軸はいずれも時間を表す。
【０１１４】
図１７と図１８において、線Ｌ１０１、線Ｌ１１１は遅延がない場合、線Ｌ１０２、線Ｌ１１２は系に０．２秒の遅延がある場合（補償しない場合）、線Ｌ１０３、線Ｌ１１３、線Ｌ１３１は若干の遅延が残るように補償した場合、をそれぞれ表している。図１７において、線Ｌ１０３は、線Ｌ１０１と線Ｌ１０２の間に位置しており、図１８においても、線Ｌ１１３は、線Ｌ１１１と線Ｌ１１２の間に位置しており、遅延が０．２秒より短い時間に補償されていることがわかる。
【０１１５】
図１９と図２０において、線Ｌ１２１、線Ｌ１３１は遅延がない場合、線Ｌ１２２、線Ｌ１３２は系に遅延がある場合（補償しない場合）、線Ｌ１２３、線Ｌ１３３は位相的に進むように補償した場合、をそれぞれ表している。図１９において、変位が増加する場合、線Ｌ１２３は線Ｌ１２１より上側および左側に位置しており、変位が減少する場合、線Ｌ１２３は線Ｌ１２１より下側および左側に位置している。図２０においても速度が増加する場合、線Ｌ１３３は線Ｌ１３１より上側および左側に位置しており、速度が減少する場合、線Ｌ１３３は線Ｌ１３１より下側および左側に位置しており、線Ｌ１２３、線Ｌ１３３が、線Ｌ１２２、線Ｌ１３２より位相的に進んでいることがわかる。
【０１１６】
図２１と図２２において、線Ｌ１４１、線Ｌ１５１は遅延がない場合、線Ｌ１４２、線Ｌ１５２は遅延がある場合（補償しない場合）、線Ｌ１４３、線Ｌ１５３は遅延が残らないように補償した場合、をそれぞれ表している。図２１において、変位が増加する場合も、変位が減少する場合も、ほぼ線Ｌ１４３は線Ｌ１４１に沿って変化している。図２２においても速度が増加および減少する場合、ほぼ線Ｌ１５３は線Ｌ１５１に沿って変化しており、適正な補償が行われていることがわかる。
【０１１７】
複数の被験者で実験したところ、図２１と図２２に示されるように、応答の遅れがほぼ０になるように補償した場合の操作感が、図１７乃至図２０に示される場合に較べて、最も違和感がないと評価された。
【０１１８】
＜２．第２の実施の形態＞
［テレビジョン受像機の動作］
【０１１９】
ゲインＧ（ｔ）の値を、テレビジョン受像機１０における遅延量に応じて変更することもできる。図２３と図２４はこの場合のテレビジョン受像機１０と入力装置３１の処理を表している。
【０１２０】
テレビジョン受像機１０は図２３に示されるタイマー処理を実行する。
【０１２１】
ステップＳ３１においてテレビジョン受像機１０は、タイマー値に０をセットする。ステップＳ３２においてテレビジョン受像機１０は、処理サイクル完了まで待機する。すなわち、入力装置３１から出力されたポインタ移動量の情報を受信してから、画面のポインタ２２の移動を完了するまでの処理サイクルが完了したとき、ステップＳ３３においてテレビジョン受像機１０は、その間に計測したタイマー値を送信する。その後、処理はステップＳ３１に戻り、同様の処理が繰り返し実行される。
【０１２２】
すなわち、テレビジョン受像機１０は各処理サイクルが完了する毎に、各処理サイクルの処理に要した時間に対応するタイマー値を入力装置３１に送信する。つまり、テレビジョン受像機１０が上記処理に要する時間は、テレビジョン受像機１０で使用されているＭＰＵ１３の能力によって異なる他、処理中のＭＰＵ１３の負荷等の状況によっても変化する。そこで、テレビジョン受像機１０は処理時間をタイマーで計測し、それを入力装置３１に送信する。
【０１２３】
［入力装置の動作］
【０１２４】
処理時間が長ければ、それだけ遅延量が大きいことになる。そこで入力装置３１は、テレビジョン受像機１０からのタイマー値に基づいてゲインＧ（ｔ）の値を、図２４のフローチャートに示されるように制御する。
【０１２５】
図２４のステップＳ５１乃至ステップＳ６０の処理は、基本的に図９のステップＳ１乃至ステップＳ９の処理と同様の処理である。ただし、図２４においては、図９のステップＳ５の角速度に基づいてゲインＧ（ｔ）を補正する処理は省略されている。なお省略しなくてもよい。補正処理を省略しなかった場合、ゲインＧ（ｔ）は、角速度と角加速度により規定される関数となり、省略した場合、角加速度により規定される関数となる。
【０１２６】
そして図２４においては、図９のステップＳ４に対応するステップＳ５４の処理の後に、ステップＳ５５として、タイマー値を受信する処理が実行される。
【０１２７】
すなわち、ステップＳ５１において角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））が取得されると、ステップＳ５２でそれが記憶部２０２に一旦バッファリングされる。ステップＳ５３で、今回の角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））と記憶された前回の角速度（ωｘ（ｔ−１），ωｙ（ｔ−１））との差（１ステップ前と後の角速度の差）を演算することで角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））が演算される。すなわち、角速度が微分され、微分値である角加速度が取得される。ステップＳ５４では角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））に応じたゲインＧ（ｔ）が取得される。
【０１２８】
ステップＳ５５で補正部２１２は、図２３のステップＳ３３でテレビジョン受像機１０から送信されたタイマー値を受信する。具体的には、テレビジョン受像機１０からの信号がアンテナ５５を介して通信部５４により受信、復調され、補正部２１２により取得される。そしてステップＳ５６で補正部２１２は、タイマー値に応じてゲインＧ（ｔ）を補正する。具体的には次式が演算される。
加速時：Ｇ（ｔ）＋α
減速時：Ｇ（ｔ）−α （６）
【０１２９】
上記式のαは、タイマー値が大きいほど大きい正の値であり、所定の関数に基づき演算されるか、またはマッピングされたメモリから取得される。従って、ゲインＧ（ｔ）は、加速時、遅延が大きい程、大きい値に補正され、減速時、遅延が大きい程、小さい値に補正される。
【０１３０】
その後のステップＳ５７乃至ステップＳ６０の処理は、図９のステップＳ６乃至ステップＳ９の処理と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１３１】
処理に時間がかかると、それに比例して遅延量も大きくなる。そこで上記式（６）に示されるように遅延量に応じてゲインＧ（ｔ）を変化させることで、より操作感を向上させることができる。
【０１３２】
なお、この場合においても、処理の一部または全部を、テレビジョン受像機１０側で実行させることができる。
【０１３３】
＜３．第３の実施の形態＞
［入力装置の動作］
【０１３４】
図９の実施の形態では、ゲインＧ（ｔ）を速度と加速度により決定するようにしたが、加速度のみにより決定することもできる。図２５はこの場合のポインタ表示処理を表している。
【０１３５】
ステップＳ８１において速度取得部２０１は、角速度センサー５８の出力から角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））を得する。ステップＳ８２で角速度が記憶部２０２により一旦記憶されると、ステップＳ８３で加速度取得部２０３は、今回の角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））と、記憶部２０２に記憶されている前回の角速度（ωｘ（ｔ−１），ωｙ（ｔ−１））との差（１ステップ前と後の角速度の差）を演算することで角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））を取得する。すなわち、角速度が微分され、微分値である角加速度が取得される。
【０１３６】
ステップＳ８４でゲイン取得部２１１は、角加速度（ω’ｘ（ｔ），ω’ｙ（ｔ））に応じたゲインＧ（ｔ）を取得する。ゲインＧ（ｔ）は、加速時には１より大きい値とされ、減速時には１より小さい値とされる。
【０１３７】
ステップＳ８５において制限部２１３は、ゲインＧ（ｔ）を基準値を超えないように制限する。
【０１３８】
ステップＳ８６において乗算部２１４は、角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））にゲインＧ（ｔ）を乗算して、補正された角速度（ωｘ１，ωｙ１）を演算する。すなわち、次式が演算される。なおこの式（７）は、上述した式（１）と同じ式である。
【０１３９】
ωｘ１（ｔ）＝ωｘ（ｔ）・Ｇ（ｔ）
ωｙ１（ｔ）＝ωｙ（ｔ）・Ｇ（ｔ） （７）
【０１４０】
ステップＳ８７において速度演算部２０６は速度（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））を演算する。すなわち、ユーザーが入力装置３１を操作した場合における入力装置３１の運動の半径（Ｒｘ，Ｒｙ）が、加速度の変化率（ａ’ｘ（ｔ），ａ’ｙ（ｔ））を、角加速度変化率（ω’’ｘ（ｔ），ω’’ｙ（ｔ））で除算することで求められる。
【０１４１】
そして速度演算部２０６は、求めた半径（Ｒｘ，Ｒｙ）に角速度を乗算することで速度（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））を演算する。この場合の角速度として、補正角速度（ωｘ１（ｔ），ωｙ１（ｔ））、すなわちゲインＧ（ｔ）が乗算された角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））が用いられる。
【０１４２】
ステップＳ８８において移動量計算部２０７は、ステップＳ８７の処理で演算された速度（Ｖｘ（ｔ），Ｖｙ（ｔ））を用いて、ポインタ移動量を計算し、出力する。移動量計算部２０７は、ポインタ２２の直前の位置座標に、速度を加算することで、新たな位置座標を演算する。すなわち、入力装置３１の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位が、出力部１６の画像表示部に表示されるポインタ２２の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位量に変換される。これにより、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、すなわち角速度の補正量が大きいほど、応答の遅延の補償量が大きくなるようにポインタ移動量が計算される。
【０１４３】
このように、この実施の形態においては、図９のステップＳ５における角速度（ωｘ（ｔ），ωｙ（ｔ））に基づくゲインＧ（ｔ）の補正処理が行われない。すなわち、ゲインＧ（ｔ）が角加速度のみにより取得・決定される。
【０１４４】
なお、この場合においても、処理の一部または全部を、テレビジョン受像機１０側で実行させることができる。
［入力装置の特性］
【０１４５】
図２６と図２７は、図２５に示されるように加速度のみにより決定されたゲインＧ（ｔ）を用いて遅れを補償処理した場合の速度と変位の変化を表している。図２６は図１１に対応し、図２７は図１２に対応している。
【０１４６】
図２６の線Ｌ１６１、線Ｌ１６２、および線Ｌ１６３は、図１１の線Ｌ１、線Ｌ２、および線L３にそれぞれ対応する。移動の開始時、補償された速度の線Ｌ１６３は、遅延している速度の線Ｌ１６２とほぼ同じ始点から、線Ｌ１６１（従って、線Ｌ１６２）より大きい傾きで一定の割合で約５０まで増加し、そこから大きい傾斜で３０まで減少する。その後、所定の時間、一定の速度３０となり、移動の終了時、補償された速度の線Ｌ１６３は、遅延している速度の線Ｌ１６２が減少を開始する点とほぼ同じ点から、線Ｌ１６１より大きい傾きで一定の割合で約−１７まで減少する。さらに線Ｌ１６３は、そこから大きい傾きで０まで増加する。
【０１４７】
図２７の線Ｌ１７１、線Ｌ１７２、および線Ｌ１７３は、図１２の線Ｌ１１、線Ｌ１２、および線Ｌ１３にそれぞれ対応する。移動の開始時、線Ｌ１７３は、線Ｌ１７２とほぼ同じ開始点から変位が始まり、速やかに線Ｌ１７１に近い値となり、その後、線Ｌ１７１（従って線Ｌ１７２）とほぼ同様の傾きで、一定の割合で徐々に大きくなる。ただし、線Ｌ１７３は線Ｌ１７２より大きいが、線Ｌ１７１より若干小さい。すなわち、図２７において、線Ｌ１７３は線Ｌ１７２より大きく、かつ、線Ｌ１７１の近傍で、線Ｌ１７１より小さくなっている。このように、線Ｌ１７３は、線Ｌ１７２の遅延を補償した線であって、線Ｌ１７１に近似した特性の線となる。
【０１４８】
線Ｌ１７３は、約２９００の変化に達する直前に、線Ｌ１７１より大きくなり（すなわち、図２７において、線Ｌ１７３は線Ｌ１７１より若干上側に位置する状態となり）、その後、一定値２９００に収束する。このように、線Ｌ１７３は、線Ｌ１７２の遅れを補償して線であって、線Ｌ１７１に近似した特性の線になる。
【０１４９】
しかし、図２６を図１１と比較して明らかなように、加速時および減速時において、線Ｌ１６３が線Ｌ１６１の近傍に移置するまでの時間が、図１１の場合より長くなる。
【０１５０】
また、図２７を図１２と比較して明らかなように、移動開始直後において、線Ｌ１７３が線Ｌ１７１の近傍に移置するまでの時間が、図１２の場合より長く、かつ線Ｌ１７３と線Ｌ１７１との間の距離が、図１２における場合より大きい。停止開始時においても、線Ｌ１７３が線Ｌ１７１の近傍に移置するまでの時間が、図１２の場合より長く、かつ線Ｌ１７３と線Ｌ１７１との間の距離が、図１２における場合より大きい。
【０１５１】
図２８と図２９は、加速度のみにより決定したゲインＧ（ｔ）を利用して、ポインタを所定の方向に移動させた後、逆方向に戻す操作を行った場合の結果を表している。線Ｌ１８１、線１９１は遅延がない場合、線Ｌ１８２、線１９２は遅延がある場合（補償しない場合）、線Ｌ１８３、線１９３はほぼ遅延が０になるように補償した場合、をそれぞれ表している。
【０１５２】
図２８は、速度が大きい領域での遅延が補償されるようにした場合を表している。この場合の被験者の評価は、速度が大きい場合には遅延を意識しないが、速度が小さい場合には、遅延が気になるというものであった。
【０１５３】
図２９は、速度が小さい領域での遅延が補償されるようにした場合を表している。この場合の被験者の評価は、速度が小さい場合には遅延を意識しないが、速度が大きい場合には、遅延が気になるというものであった。
【０１５４】
図３０は、加速度のみにより決定したゲインＧ（ｔ）を利用して、ポインタを所定の方向に移動させた後、逆方向に戻す操作を行った場合における速度の変化を表している。線Ｌ２０１は遅延がない場合、線Ｌ２０２は遅延がある場合（補償しない場合）、線L２０３は遅延がほぼ０になるように補償した場合、をそれぞれ表している。
【０１５５】
この場合の被験者の評価は、遅延はほぼ補償されているという感覚はもてるものの、ポインタ２２の動きはじめと動き終わりの感応性に違和感を覚えるというものであった。すなわち、ユーザーが入力装置３１を操作した後、一拍おいて、突然極端にポインタの加速が始まり、停止時も、急減速してポインタ２２が停止するので不自然な感じがするというものであった。
【０１５６】
以上のように、被験者から、ポインタ２２の移動の遅延は十分ではないが一応補償されているという評価は得られた。しかし、速度プロファイルが現実と乖離しており、入力装置３１が勝手に不自然な加減速を行っているという評価、すなわち、いかにも人工的な補償がなされているという評価が得られた。従って、ゲインＧ（ｔ）は加速度だけでなく、加速度と速度の両方に基づき決定するのが好ましい。
【０１５７】
＜４．第４の実施の形態＞
［入力装置の構成］
【０１５８】
以上においては、角速度センサー５８と加速度センサー５９をセンサーとして用いるようにしたが、イメージセンサーを用いることもできる。図３１はこの場合の構成を表している。
【０１５９】
この実施の形態においては、入力装置３１の先端に、ＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などのイメージセンサー４０１が取り付けられている。ユーザーは、入力装置３１を操作して、イメージセンサー４０１により、それが指向する方向の画像を撮像させる。イメージセンサー４０１により撮像された画像の現在座標（Ｘ１，Ｙ１）と、時間Δｔだけ前の座標（Ｘ２，Ｙ２）から、速度（Ｖｘ，Ｖｙ）が次式に従って演算される。
Ｖｘ＝（Ｘ１−Ｘ２）／Δｔ
Ｖｙ＝（Ｙ１−Ｙ２）／Δｔ （９）
【０１６０】
以下、この速度を利用して、上述した場合と同様に補償処理を行うことができる。
【０１６１】
＜５．第５の実施の形態＞
［入力装置の構成］
【０１６２】
さらに、センサーとして地磁気センサーを利用することもできる。図３２はこの場合の実施の形態を表している。
【０１６３】
この実施の形態においては、入力装置３１は、センサー５０１と演算部５０２を有している。センサー５０１は、地磁気センサー５１１と加速度センサー５１２を有している。
【０１６４】
ユーザーは入力装置３１を任意の方向に移動させる。地磁気センサー５１１は入力装置３１が操作された場合、その絶対的角度（方向）を検出する。演算部５０２は式（９）で表わした場合と同様に（但し、座標値は角度値に置き換えられる）、時間的に前後の角度をその間の時間で除算することで、角速度を演算する。
【０１６５】
以下、この角速度を利用して、上述した場合と同様に補償処理を行うことができる。
【０１６６】
なお、演算部５０２は、加速度センサー５１２の検出出力に基づいて、ピッチ角とロール角を算出し、それに基づいて、傾斜を補償して、位置座標をより正確な値に補正する。
その処理には、公知の傾斜補償アルゴリズムを用いることができる。
【０１６７】
＜６．第６の実施の形態＞
［入力装置の構成］
【０１６８】
また、可変抵抗をセンサーとして利用することもできる。図３３はこの場合の実施の形態を表している。
【０１６９】
この実施の形態においては、入力装置３１がセンサーとして、可変抵抗６００を有している。可変抵抗６００においては、スライド部６０４，６０５が、図中左右方向（Ｘ軸方向）に配置された棒状の抵抗器６１２，６１３により案内されて、左右方向にスライド自在とされている。同様に、スライド部６０８，６０９が、図中上下方向（Ｙ軸方向）に配置された棒状の抵抗器６１０，６１１により案内されて、図中上下方向（Ｙ軸方向）にスライド自在とされている。
【０１７０】
端部にスライド部６０４，６０５が取り付けられているバー６０２には、溝６０３が形成されている。端部にスライド部６０８，６０９が取り付けられているバー６０６には、溝６０７が形成されている。溝６０３，６０７には、操作部６０１がスライド自在に配置されている。
【０１７１】
従ってユーザーが、操作部６０１を枠６１４内で、任意の方向に移動させると、操作部６０１が位置するＸ軸方向の抵抗値とＹ軸方向の抵抗値が変化する。この抵抗値は枠６１４のＸ方向とＹ方向の座標を表している。そこで、式（９）で表した場合と同様に、２つの座標を時間で除算することで、速度を求めることができる。
【０１７２】
以下、この速度を利用して、上述した場合と同様に補償処理を行うことができる。
【０１７３】
図３３の入力装置３１においては、操作部６０１の質量を大きくし、入力装置３１全体を所定の方向に傾けることで操作部６０１が枠６１４内で移動するようにしてもよいし、ユーザーが操作部６０１を指で操作するようにしてもよい。
【０１７４】
＜７．第７の実施の形態＞
［入力システムの構成］
【０１７５】
図３４は、本発明の他の入力システムの一実施の形態の構成を表している。
【０１７６】
図３４の入力システム７０１においては、ユーザーの手や指のジェスチャによる操作が検出され、それによりコマンドが入力される。
【０１７７】
入力システム７０１のテレビジョン受像機７１１は、復調部７２１、ビデオＲＡＭ７２２、画像処理部７２３、ＭＰＵ７２４、および出力部７２５を有している。またテレビジョン受像機７１１の上部には、イメージセンサ７２６が取り付けられている。
【０１７８】
復調部７２１は、図示せぬアンテナを介して受信されたテレビジョン放送信号を復調し、ビデオ信号をビデオＲＡＭ７２２に出力し、オーディオ信号を出力部７２５に出力する。ビデオＲＡＭ７２２は、復調部７２１から供給されたビデオ信号を記憶する他、イメージセンサ７２６が撮像した画像を記憶する。画像処理部７２３はビデオＲＡＭ７２２に記憶されたユーザーの画像から、手または指（これらは入力装置３１の操作部に対応するので、以下、操作部とも称する）のジェスチャを検出し、コマンド化する。この機能は、例えば特開昭５９−１３２０７９号公報、特開平１０−２０７６１８号公報などの公知の技術により実現可能である。
【０１７９】
画像処理部７２３は、イメージセンサ７２６が撮像したユーザーの操作部のジェスチャを検出するものなので、この実施の形態の場合、電子機器としてのテレビジョン受像機７１１の構成の一部が入力装置を構成している。画像処理部７２３は、ポインタ２２などの座標をＭＰＵ７２４に出力する。ＭＰＵ７２４は、入力された座標に基づいて出力部７２５に表示されるポインタ２２の表示位置を制御する。
【０１８０】
なお、画像処理部７２３とＭＰＵ７２４は、一体化して構成することもできる。
【０１８１】
出力部７２５は、画像表示部と音声出力部とを有している。検出部としてのイメージセンサ７２６は出力部７２５の画像表示部に表示されている画像を見ながらジェスチャ運動をするユーザーの身体の少なくとも一部である操作部を撮像する。
【０１８２】
［画像処理部の機能的構成］
【０１８３】
図３５は、内蔵するメモリに記憶されているプログラムに従って動作する画像処理部７２３の機能的構成を表している。画像処理部７２３は、変位取得部８２１、記憶部８２２、速度取得部８２３、記憶部８２４、加速度取得部８２５、補償処理部８２６、および出力部８２７を有している。
【０１８４】
変位取得部８２１は、ビデオＲＡＭ７２２に記憶されたユーザーの操作部の変位を取得する。記憶部８２２は、変位取得部８２１により取得された変位を記憶する。速度取得部８２３は、記憶部８２２に記憶された、１ステップ前と後の変位の差を演算することで、速度信号を演算する。すなわち変位を微分することで操作信号としての速度が取得される。記憶部８２４は、速度取得部８２３により取得された速度を記憶する。加速度取得部８２５は、記憶部８２４に記憶された、１ステップ前と後の速度信号の差を演算することで、加速度信号を演算する。すなわち、操作信号としての速度を微分することで、その微分値としての加速度が取得される。この実施の形態の場合、速度取得部８２３と加速度取得部８２５は、第１の取得部を構成する。
【０１８５】
補償処理部８２６は、加速度取得部８２５により取得された微分値としての加速度により規定されるゲインＧ（ｔ）、または変位取得部８２１により取得された操作信号としての速度と、加速度取得部８２５により取得された微分値としての加速度により規定されるゲインＧ（ｔ）を生成し、操作信号としての速度に乗算する。すなわち操作信号としての速度が補正される。
【０１８６】
補償処理部８２６は、関数部８４１と補償部８４２を有し、関数部８４１は、ゲイン取得部８３１、補正部８３２、および制限部８３３を有し、補償部８４２は乗算部８３４を有している。
【０１８７】
ゲイン取得部８３１は、加速度取得部８２５により取得された微分値としての加速度により規定されるゲインＧ（ｔ）を取得する。補正部８３２は、速度取得部８２３により取得された操作信号としての速度に基づいて、必要に応じて、ゲインＧ（ｔ）を補正する。制限部８３３は、補正されないゲインＧ（ｔ）、または補正されたゲインＧ（ｔ）が閾値を超えるのを制限する。乗算部８３４は、速度取得部８２３により取得された操作信号としての速度に、制限部８３３により制限された関数であるゲインＧ（ｔ）を乗算することにより、操作信号としての速度を補正し、遅延を補償する。
【０１８８】
出力部８２７は、乗算部８３４により補償された操作信号としての速度に基づいて、ポインタ２２の座標を演算し、出力する。
【０１８９】
［テレビジョン受像機の動作］
【０１９０】
次に図３６を参照してテレビジョン受像機７１１のポインタ表示処理について説明する。この処理は、テレビジョン受像機７１１の出力部７２５に表示されているポインタ２２を所定の方向に移動させるために、ユーザーが操作部を任意の所定の方向に操作した場合、すなわち、３次元の自由空間において、操作部の全体が任意の方向に動かされた場合に実行される。この処理は、テレビジョン受像機７１１の画面の表示を制御する操作信号を、実質的に入力装置を内蔵する（すなわち、一体化されている）テレビジョン受像機７１１において生成する処理である。
【０１９１】
ステップＳ１０１において変位取得部８２１は変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））を取得する。具体的には、ユーザーの操作部の画像がイメージセンサ７２６により撮像され、ビデオラム７２３に記憶される。変位取得部８２１はこの画像から、操作部の座標を取得する。
【０１９２】
ステップＳ１０２において記憶部８２２は、取得された変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））をバッファリングする。ステップＳ１０３において速度取得部８２３は、速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））を取得する。具体的には、記憶部８２２に前回記憶された変位（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１））と今回の変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））との差をその間の時間で除算することで、操作信号としての速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））が演算される。すなわち微分値が演算される。
【０１９３】
ステップＳ１０４において記憶部８２４は、取得された速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））をバッファリングする。ステップＳ１０５において加速度取得部８２５は、加速度（ｘ’’（ｔ），ｙ’’（ｔ））を取得する。具体的には、記憶部８２４に前回記憶された速度（ｘ’（ｔ−１），ｙ’（ｔ−１））と今回の速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））との差をその間の時間で除算することで、微分値としての加速度（ｘ’’（ｔ），ｙ’’（ｔ））が演算される。すなわち、操作信号の微分値が取得される。
【０１９４】
次にステップＳ１０６乃至ステップＳ１０９において、補償処理部８２６により、取得された操作信号としての速度と、その微分値としての加速度により、操作信号の応答の遅延を補償するための演算が行なわれる。
【０１９５】
すなわちステップＳ１０６においてゲイン取得部８３１は、ステップＳ１０５で取得された加速度（ｘ’’（ｔ），ｙ’’（ｔ））により規定されるゲインＧ（ｔ）を取得する。この関数としてのゲインＧ（ｔ）は、後述するステップＳ１０９で操作信号としての速度に乗算される。従って、その値１が基準値となり、ゲインＧ（ｔ）が基準値より大きいとき、速度は大きくなるように補正され、基準値より小さいとき、速度は小さくなるように補正される。
【０１９６】
ゲインＧ（ｔ）は、加速時（すなわち加速度が正であるとき）、基準値以上（値１以上）の値とされ、減速時（すなわち加速度が負であるとき）、基準値未満（値１未満）の値とされる。さらにゲインＧ（ｔ）の絶対値は、加速度の絶対値が大きいほど基準値（値１）との差が大きくなる値とされる。
【０１９７】
ゲインＧ（ｔ）は、演算することで取得してもよいし、予めマッピングされたテーブルから読み出すことで取得することもできる。また、ゲインＧ（ｔ）は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【０１９８】
ステップＳ１０７において補正部８３２は、速度取得部８２３により取得された速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））に基づいてゲインＧ（ｔ）を補正する。具体的には、ゲインＧ（ｔ）は、速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））が大きいほど、基準値（値１）に近い値となるように補正される。
【０１９９】
この場合にも、補正値は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【０２００】
なお、この補正処理は省略することもできる。補正処理を省略しなかった場合、ゲインＧ（ｔ）は、速度と加速度により規定される関数となり、省略した場合、加速度により規定される関数となる。
【０２０１】
ステップＳ１０８において制限部８３３は、ゲインＧ（ｔ）が閾値を超えないように制限する。すなわち、補正されたゲインＧ（ｔ）が、予め定められている閾値の範囲内になるように制限される。換言すれば、閾値が最大値または最小値とされ、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が閾値を超えないように制限される。これにより、ユーザーの操作部が振動された場合に、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が小さ過ぎて遅延補償ができなくなったり、絶対値が大き過ぎて発振状態になってしまうようなことが抑制される。
【０２０２】
ステップＳ１０６ないしステップＳ１０８の処理は、各ステップの条件を満足するようにゲインＧ（ｔ）をゲイン取得部８３１に予めマッピングしておけば、１回の読み出し処理で実行することができる。
【０２０３】
ステップＳ１０９において補償部８４２を構成する乗算部８３４は、操作信号としての速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））にゲインＧ（ｔ）を乗算する。すなわちゲインＧ（ｔ）を係数として速度に乗算することで、補正された速度（ｘ’１（ｔ），ｙ’１（ｔ））が生成される。例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向をまとめた代表値としてゲインＧ（ｔ）を使用した場合、補正された速度（ｘ’１（ｔ），ｙ’１（ｔ））は次式で演算される。
【０２０４】
ｘ’１（ｔ）＝ｘ’（ｔ）・Ｇ（ｔ）
ｙ’１（ｔ）＝ｙ’（ｔ）・Ｇ（ｔ） （１０）
【０２０５】
ステップＳ１１０において出力部８２７は、補正された速度（ｘ’１（ｔ），ｙ’１（ｔ））に基づいて、座標を演算し、出力する。出力部８２７は、ポインタ２２の直前の位置座標に、速度を加算することで、新たな位置座標を演算する。すなわち、ユーザーの操作部の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位が、出力部７２５の画像表示部に表示されるポインタ２２の単位時間当たりのＸ方向とＹ方向の変位量に変換される。これにより、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、すなわち速度の補正量が大きいほど、応答の遅延の補償量が大きくなるようにポインタ移動量が計算される。つまり、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、操作部が操作されてからポインタ２２が移動するまでの遅延は少なくなり、ゲインＧ（ｔ）の値をさらに大きくすれば、ポインタ２２の動きが操作部の操作より位相的に進むことになる。
【０２０６】
また、ここでは、操作部の手振れ成分をローパスフィルタで除去する処理、操作速度が遅い場合（低速度、低加速度である場合）、ポインタ２２がアイコン２１上に停止し易くするために、ポインタ２２の移動速度を極端に遅くするための処理なども実行される。
【０２０７】
以上の処理は操作部が操作されている間、繰り返し行われる。
【０２０８】
以上のように、この実施の形態においては、ゲインＧ（ｔ）が、操作信号としての速度とその微分値としての加速度に応じて決定される。
【０２０９】
＜８．第８の実施の形態＞
［画像処理部の機能的構成］
【０２１０】
ゲインＧ（ｔ）を、操作信号としての変位と、その微分値としての速度に応じて決定することもできる。図３７と図３８を参照してこの場合の実施の形態について説明する。
【０２１１】
図３７は、この場合の画像処理部７２３の機能的構成を示すブロック図である。
【０２１２】
図３７の画像処理部７２３においては、図３５における記憶部８２４と加速度取得部８２５が省略され、速度取得部８２３の出力が、そのままゲイン取得部８３１に供給されている。また、補正部８３２と乗算部８３４には、速度検出部８２３が所得する速度に代えて、変位取得部８２１が取得する変位が供給されている。図３７の画像処理部７２３のその他の構成は、図３５における場合と同様であり、繰り返しになるのでその説明は省略する。この実施の形態の場合、変位取得部８２１と速度取得部８２３は、第１の取得部を構成する。
【０２１３】
［テレビジョン受像機の動作］
【０２１４】
次に図３８を参照してテレビジョン受像機７１１のポインタ表示処理について説明する。この処理は、テレビジョン受像機７１１の出力部７２５に表示されているポインタ２２を所定の方向に移動させるために、ユーザーが操作部を任意の所定の方向に操作した場合、すなわち、３次元の自由空間において、操作部の全体が任意の方向に動かされた場合に実行される。この処理も、テレビジョン受像機７１１の画面の表示を制御する操作信号を、実質的に入力装置を内蔵する（すなわち、一体化されている）テレビジョン受像機７１１において生成する処理である。
【０２１５】
ステップＳ１５１において変位取得部８２１は変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））を取得する。具体的には、ユーザーの操作部の画像がイメージセンサ７２６により撮像され、ビデオラム７２３に記憶される。変位取得部８２１はこの画像から、操作部の座標を取得する。
【０２１６】
ステップＳ１５２において記憶部８２２は、取得された変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））をバッファリングする。ステップＳ１５３において速度取得部８２３は、速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））を取得する。具体的には、記憶部８２２に前回記憶された変位（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１））と今回の変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））との差をその間の時間で除算することで、速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））が演算される。すなわち、操作信号としての変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））の微分値としての速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））が取得される。
【０２１７】
次にステップＳ１５４乃至ステップＳ１５７において、補償処理部８２６により、取得された変位と速度により操作信号の応答の遅延を補償するための演算が行なわれる。
【０２１８】
すなわちステップＳ１５４においてゲイン取得部８３１は、ステップＳ１５３で取得された速度（ｘ’（ｔ），ｙ’（ｔ））に応じたゲインＧ（ｔ）を取得する。この関数としてのゲインＧ（ｔ）は、後述するステップＳ１５７で変位に乗算される。従って、その値１が基準値となり、ゲインＧ（ｔ）が基準値より大きいとき、操作信号としての変位は大きくなるように補正され、基準値より小さいとき、変位は小さくなるように補正される。
【０２１９】
ゲインＧ（ｔ）は、速度が正であるとき（例えば、操作部が左方向（または上方向）に移動しているとき）、基準値以上（値１以上）の値とされ、速度が負であるとき（例えば、操作部が右方向（または下方向）に移動しているとき）、基準値未満（値１未満）の値とされる。さらにゲインＧ（ｔ）の絶対値は、速度の絶対値が大きいほど基準値（値１）との差が大きくなる値とされる。
【０２２０】
ゲインＧ（ｔ）は、演算することで取得してもよいし、予めマッピングされたテーブルから読み出すことで取得することもできる。また、ゲインＧ（ｔ）は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【０２２１】
ステップＳ１５５において補正部８３２は、変位取得部８２３により取得された操作信号としての変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））に基づいてゲインＧ（ｔ）を補正する。具体的には、ゲインＧ（ｔ）は、変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））が大きいほど、基準値（値１）に近い値となるように補正される。
【０２２２】
この場合にも、補正値は、Ｘ方向とＹ方向とで独立に求めてもよいし、両者のうちの絶対値が大きい方を代表値として選択するなどして１つを求めることもできる。
【０２２３】
なお、この補正処理は省略することもできる。補正処理を省略しなかった場合、ゲインＧ（ｔ）は、変位と速度により規定される関数となり、省略した場合、速度により規定される関数となる。
【０２２４】
ステップＳ１５６において制限部８３３は、ゲインＧ（ｔ）が閾値を超えないように制限する。すなわち、補正されたゲインＧ（ｔ）が、予め定められている閾値の範囲内になるように制限される。換言すれば、閾値が最大値または最小値とされ、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が閾値を超えないように制限される。これにより、ユーザーの操作部が振動された場合に、ゲインＧ（ｔ）の絶対値が小さ過ぎて遅延補償ができなくなったり、絶対値が大き過ぎて発振状態になってしまうようなことが抑制される。
【０２２５】
ステップＳ１５４ないしステップＳ１５６の処理は、各ステップの条件を満足するようにゲインＧ（ｔ）をゲイン取得部８３１に予めマッピングしておけば、１回の読み出し処理で実行することができる。
【０２２６】
ステップＳ１５７において乗算部８３４は、変位（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））にゲインＧ（ｔ）を乗算する。すなわちゲインＧ（ｔ）を係数として変位に乗算することで、補正された変位（ｘ１（ｔ），ｙ１（ｔ））が生成される。例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向をまとめた代表値としてゲインＧ（ｔ）を使用した場合、補正された変位（ｘ１（ｔ），ｙ１（ｔ））は次式で演算される。
【０２２７】
ｘ１（ｔ）＝ｘ（ｔ）・Ｇ（ｔ）
ｙ１（ｔ）＝ｙ（ｔ）・Ｇ（ｔ） （１１）
【０２２８】
ステップＳ１５８において出力部８２７は、補正された変位（ｘ１（ｔ），ｙ１（ｔ））を出力する。すなわち、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、すなわち変位の補正量が大きいほど、応答の遅延の補償量が大きくなる。つまり、ゲインＧ（ｔ）が大きいほど、操作部が操作されてからポインタ２２が移動するまでの遅延は少なくなり、ゲインＧ（ｔ）の値をさらに大きくすれば、ポインタ２２の動きが操作部の操作より位相的に進むことになる。
【０２２９】
また、ここでは、操作部の手振れ成分をローパスフィルタで除去する処理、操作速度が遅い場合（低速度、低加速度である場合）、ポインタ２２がアイコン２１上に停止し易くするために、ポインタ２２の移動速度を極端に遅くするための処理なども実行される。
【０２３０】
以上の処理は操作部が操作されている間、繰り返し行われる。
【０２３１】
以上のように、この実施の形態においては、ゲインＧ（ｔ）が、変位と速度に応じて決定される。
【０２３２】
［変位の変化］
【０２３３】
次に、上述した図３６と図３８の実施の形態のように、操作信号の遅延を補償した場合の変位の変化について、図３９を参照して説明する。
【０２３４】
図３９は、変位の変化を示す図である。縦軸は変位としての座標（ピクセル）を表し、横軸は時間を表している。図３９Ｂは、図３６の実施の形態のように、速度と加速度に基づき規定されるゲインＧ（ｔ）により、操作信号としての速度の遅延を補償した場合の変位の変化を表している。図３９Ｃは、図３８の実施の形態のように、変位と速度に基づき規定されるゲインＧ（ｔ）により、操作信号としての変位の遅延を補償した場合の変位の変化を表している。これに対して、図３９Ａは、図３６と図３８の実施の形態のような操作信号の遅延を補償しなかった場合の変位の変化を表している。
【０２３５】
図３９Ａにおいて、線Ｌ３０１は操作部の変位を表しており、線Ｌ３０２は、操作部の変位の検出結果に基づいてポインタ２２の表示を制御した場合のポインタ２２の変位を表している。操作に対する操作信号の遅延が補償されていないので、線Ｌ３０２は線Ｌ３０１より位相的に遅れている。
【０２３６】
図３９Ｂにおいて、線Ｌ３１１は、図３９Ａの線Ｌ３０１と同様に、操作部の変位を表している。線Ｌ３１２は、図３６の実施の形態のように、操作信号の速度と加速度の検出結果に基づいて規定されるゲインＧ（ｔ）により、操作信号としての速度の遅延を補償した場合の変位の変化を表している。操作に対する操作信号の遅延が補償されているので、線Ｌ３１２は線Ｌ３１１に対して位相的に殆ど遅れておらず、殆ど同相である。
【０２３７】
図３９Ｃにおいて、線Ｌ３２１は、図３９Ａの線Ｌ３０１と同様に、操作部の変位を表している。線Ｌ３２２は、図３８の実施の形態のように、操作信号の変位と速度の検出結果に基づいて規定されるゲインＧ（ｔ）により、操作信号としての変位の遅延を補償した場合の変位の変化を表している。操作に対する操作信号の遅延が補償されているので、線Ｌ３２２は線Ｌ３２１に対して位相的に殆ど遅れておらず、殆ど同相である。
【０２３８】
［変形例］
【０２３９】
以上においては、入力装置３１により操作される電子機器を、テレビジョン受像機１０としたが、パーソナルコンピュータ、その他の電子機器を制御する場合にも本発明は適用することができる。
【０２４０】
さらに、制御対象の電子機器が、例えば携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの携帯電子機器である場合には、入力装置３１をその携帯電子機器と別の構成とするほか、一体化した構成にすることもできる。一体化された場合、携帯電子機器全体を所定の方向に操作することで入力が行われる。
【０２４１】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【０２４２】
なお、本明細書において、プログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２４３】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０２４４】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０２４５】
１ 入力システム， １０ テレビジョン受像機， １１ アンテナ， １２ 通信部， １３ ＭＰＵ， １４ 復調部， １５ ビデオＲＡＭ， １６ 出力部， ２１ アイコン， ２２ ポインタ， ５２ ＭＰＵ， ５８ 角速度センサー， ５９ 加速度センサー， １０１ 入力部， １０２ センサー， ２０１ 速度取得部， ２０２ 記憶部， ２０３ 加速度取得部， ２０４ 補償処理部， ２０５ 加速度演算部， ２０６ 速度演算部， ２０７ 移動量計算部， ２１１ ゲイン取得部， ２１２ 補正部， ２１３ 制限部， ２１４ 乗算部， ２２１ 関数部， ２２２ 補償部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器を制御するためのユーザーの操作を検出し、前記操作に対応する操作信号を出力する検出部と、
検出された前記操作信号とその微分値を取得する第１の取得部と、
前記ユーザーの前記操作に対する前記操作信号の応答の遅延を補償するための、前記微分値により規定される関数を取得する第２の取得部と、
取得された前記関数により前記操作信号を補償する補償部と
を備える入力装置。
【請求項２】
前記第２の取得部は、前記微分値と前記操作信号の両方により規定される前記関数を取得する
請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記操作信号は、前記電子機器の画面の表示を制御する信号である
請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記補償部は、前記操作信号の応答の遅延時間が、最大値から急激に最小値になるように、前記操作信号を補償する
請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記第２の取得部は、取得された前記微分値が正である場合、取得された前記操作信号が大きくなるように補正する前記関数を取得し、取得された前記微分値が負である場合、取得された前記操作信号が小さくなるように補正する前記関数を取得する
請求項４に記載の入力装置。
【請求項６】
前記補償部は、前記操作信号の補正量が大きいほど、応答の遅延の補償量が大きくなるように前記操作信号を補償する
請求項５に記載の入力装置。
【請求項７】
前記第２の取得部は、取得された前記微分値の絶対値が大きいほど、取得された前記操作信号に対する前記補正量を大きくする前記関数を取得する
請求項６に記載の入力装置。
【請求項８】
前記第２の取得部は、取得された前記操作信号が小さいほど、取得された前記操作信号に対する前記補正量を大きくする前記関数を取得する
請求項７に記載の入力装置。
【請求項９】
前記補償部は、前記操作信号に前記関数を乗算する
請求項８に記載の入力装置。
【請求項１０】
前記第２の取得部は、前記関数の絶対値が閾値を超えないように制限する
請求項９に記載の入力装置。
【請求項１１】
前記第２の取得部は、前記操作信号の応答の遅延量に応じた前記関数を取得する
請求項１０に記載の入力装置。
【請求項１２】
前記検出部は、角速度センサー、イメージセンサー、地磁気センサー、または可変抵抗の出力を、前記操作信号として出力する
請求項１１に記載の入力装置。
【請求項１３】
前記検出部は、前記入力装置側に具備されている
請求項１１に記載の入力装置。
【請求項１４】
前記入力装置は前記電子機器と一体化されている
請求項１３に記載の入力装置。
【請求項１５】
前記第１の取得部、前記第２の取得部、および前記補償部の少なくとも一部は、前記電子機器側に具備されている
請求項６に記載の入力装置。
【請求項１６】
前記検出部は、前記電子機器側に配置されたイメージセンサであり、ユーザーの身体の少なくとも一部を撮像し、前記操作信号として出力する
請求項１５に記載の入力装置。
【請求項１７】
検出部と、
第１の取得部と、
第２の取得部と、
補償部と
を備え、
前記検出部は、電子機器を制御するためのユーザーの操作を検出し、前記操作に対応する操作信号を出力し、
前記第１の取得部は、検出された前記操作信号とその微分値を取得し、
前記第２の取得部は、前記ユーザーの前記操作に対する前記操作信号の応答の遅延を補償するための、前記微分値により規定される関数を取得し、
前記補償部は、取得された前記関数により前記操作信号を補償する
入力方法。
【請求項１８】
電子機器が有するコンピュータに、
前記電子機器を制御するためのユーザーの操作に対応する操作信号とその微分値を取得する手順と、
前記ユーザーの前記操作に対する前記操作信号の応答の遅延を補償するための、前記微分値により規定される関数を取得する手順と、
取得された前記関数により前記操作信号を補償する手順と
を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
電子機器を制御するためのユーザーの操作を検出し、前記操作に対応する操作信号を出力する検出部と、
検出された前記操作信号とその微分値を取得する第１の取得部と、
前記ユーザーの前記操作に対する前記操作信号の応答の遅延を補償するための、前記微分値により規定される関数を取得する第２の取得部と、
取得された前記関数により前記操作信号を補償する補償部と
を備える入力装置。
【請求項２】
前記第２の取得部は、前記微分値と前記操作信号の両方により規定される前記関数を取得する
請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記操作信号は、前記電子機器の画面の表示を制御する信号である
請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記補償部は、前記操作信号の応答の遅延時間が、最大値から急激に最小値になるように、前記操作信号を補償する
請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記第２の取得部は、取得された前記微分値が正である場合、取得された前記操作信号が大きくなるように補正する前記関数を取得し、取得された前記微分値が負である場合、取得された前記操作信号が小さくなるように補正する前記関数を取得する
請求項４に記載の入力装置。
【請求項６】
前記補償部は、前記操作信号の補正量が大きいほど、応答の遅延の補償量が大きくなるように前記操作信号を補償する
請求項５に記載の入力装置。
【請求項７】
前記第２の取得部は、取得された前記微分値の絶対値が大きいほど、取得された前記操作信号に対する前記補正量を大きくする前記関数を取得する
請求項６に記載の入力装置。
【請求項８】
前記第２の取得部は、取得された前記操作信号が小さいほど、取得された前記操作信号に対する前記補正量を大きくする前記関数を取得する
請求項７に記載の入力装置。
【請求項９】
前記補償部は、前記操作信号に前記関数を乗算する
請求項８に記載の入力装置。
【請求項１０】
前記第２の取得部は、前記関数の絶対値が閾値を超えないように制限する
請求項９に記載の入力装置。
【請求項１１】
前記第２の取得部は、前記操作信号の応答の遅延量に応じた前記関数を取得する
請求項１０に記載の入力装置。
【請求項１２】
前記検出部は、角速度センサー、イメージセンサー、地磁気センサー、または可変抵抗の出力を、前記操作信号として出力する
請求項１１に記載の入力装置。
【請求項１３】
前記検出部は、前記入力装置側に具備されている
請求項１１に記載の入力装置。
【請求項１４】
前記入力装置は前記電子機器と一体化されている
請求項１３に記載の入力装置。
【請求項１５】
前記第１の取得部、前記第２の取得部、および前記補償部の少なくとも一部は、前記電子機器側に具備されている
請求項６に記載の入力装置。
【請求項１６】
前記検出部は、前記電子機器側に配置されたイメージセンサであり、ユーザーの身体の少なくとも一部を撮像し、前記操作信号として出力する
請求項１５に記載の入力装置。
【請求項１７】
検出部と、
第１の取得部と、
第２の取得部と、
補償部と
を備え、
前記検出部は、電子機器を制御するためのユーザーの操作を検出し、前記操作に対応する操作信号を出力し、
前記第１の取得部は、検出された前記操作信号とその微分値を取得し、
前記第２の取得部は、前記ユーザーの前記操作に対する前記操作信号の応答の遅延を補償するための、前記微分値により規定される関数を取得し、
前記補償部は、取得された前記関数により前記操作信号を補償する
入力方法。
【請求項１８】
電子機器が有するコンピュータに、
前記電子機器を制御するためのユーザーの操作に対応する操作信号とその微分値を取得する手順と、
前記ユーザーの前記操作に対する前記操作信号の応答の遅延を補償するための、前記微分値により規定される関数を取得する手順と、
取得された前記関数により前記操作信号を補償する手順と
を実行させるためのプログラム。
【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２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【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２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【公開番号】特開２０１０−１３４９１２（Ｐ２０１０−１３４９１２Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１５２５５（Ｐ２００９−２１５２５５）
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]