JP2009265897A - ハンドヘルド型情報処理装置、制御装置、制御システム及び制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】数字および文字入力機能をもつハンドヘルド型の遠隔ポインティング装置で、操作時の利便性を向上させる。
【解決手段】装置は折り畳みが可能で、切り替え検出器２６により本体が開いた（数字および文字入力が可能）状態が検出されたか否かをＭＰＵ１９が判定する。本体が開いた状態が検出された場合、ＭＰＵ１９は、センサユニット１７が出力した移動コマンドの送信を停止し、これにより画面上のポインタの動きが停止される。このように、本体が開いた状態のとき、移動コマンドの送信が停止されることにより、文字入力等の操作時の煩雑さがなくなり、操作性が向上する。
【選択図】図５

Description

本発明は、情報を処理するハンドヘルド型の情報処理装置に関する。また、本発明は、このハンドヘルド型情報処理装置が、空間操作型の入力装置である場合、その入力装置から送信された情報を受信して、ＧＵＩ（Graphical User Interface）の操作を制御するための制御装置、その制御システム及び制御方法に関する。
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１参照）。
ところで、ユーザが、ＰＣ本体と通信するポインティングデバイスを使用しながら、キーボードを用いて、文字入力やその他の操作をすることが想定される。このような場合、例えばＰＣは、ソフトウェアによるキーボード、つまりＧＵＩによるキーボードを画面に表示させ、ユーザに文字を選択させる、といった方法がある。しかし、ユーザが、ポインティングデバイスを用いて画面上で文字を選択することは、ユーザにとって操作が煩雑に感じられる。また、ユーザが、キーボードを用いる代わりに、ポインティングデバイスを用いていわゆる手書き入力することも考えられるが、これも操作が煩雑である。
上記問題を解決するために、例えばフランスのトムソン社から、数字及び文字入力機能を持つリモートコントローラが製品化されている（Gyration Media Center Remotes）。
特開２００１−５６７４３号公報
しかしながら、上記トムソン社の製品では、ユーザが文字を入力するときのボタンを押す力によって、リモートコントローラが動き、その動きに伴って、画面上のポインタも動いてしまう。これを防止するために、押されているときのみポインタが動くようにするためのボタンがそのリモートコントローラに設けられ、そのボタンをユーザが押したままの状態にすることで、そのリモートコントローラを操作してポインタを動かすことができる。しかし、ユーザがボタンを押しながらリモートコントローラを動してポインタを動かすといった操作は、ユーザにとって煩雑に感じられる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ユーザが、所定の操作形態でハンドヘルド型情報処理装置を操作するときの操作性を向上させることができる、ハンドヘルド型情報処理装置、制御装置、制御システム及び制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るハンドヘルド型情報処理装置は、本体と、出力手段と、検出手段と、制御手段とを具備する。
前記本体は、第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される。前記出力手段は、前記本体の動きに応じた、画面上で表示されるＵＩを移動させるための移動コマンドを出力する。前記検出手段は、前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出する。前記制御手段は、前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために前記出力手段により前記移動コマンドを出力させ、かつ、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行する。
すなわち、第１及び第２の操作形態の切り替えの検出に応じて、ＵＩを移動させるための移動コマンドが出力されるか、非相関処理が実行されるかが自動的に切り替えられる。したがって、ユーザにより本体の操作形態が変えられるときに、ユーザが、その操作性に不便さ、あるいは煩雑さを感じることはない。
操作形態の切り替えとは、ユーザが意図してその本体への入力操作の仕方を切り替えることである。
前記本体は、前記ユーザにより操作される操作キーと、前記操作キーを収納する収納機構とを有していてもよい。前記検出手段は、前記操作キーが前記収納機構により収納される形態を前記第１の操作形態として、前記操作キーが前記収納機構により収納されずに露出する形態を前記第２の操作形態として、前記切り替えを検出してもよい。
ポインティング操作時には収納機構により収納されていた操作キーが、第２の操作形態での操作時に露出し、この第２の操作形態では非相関処理が実行される。これにより、操作キーによる操作時には、本体の動きに応じたＵＩの動きが起こらないので、ユーザの操作感が向上する。また、ポインティング操作時に、操作キーが露出している場合は、操作キーの誤操作、例えばユーザが意図しないで操作キーを押してしまうことがあり得るが、本発明の形態では、そのことを防止することができる。
前記本体は、スイッチを有し、前記制御手段は、前記第２の操作形態で前記本体が操作され前記非相関処理を実行している途中に、前記ユーザにより前記スイッチによる入力操作があった場合、前記非相関処理を停止し、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために前記出力手段により前記移動コマンドを出力させてもよい。
ユーザがスイッチを操作することで、前記第２の操作形態で操作キーが露出している場合であっても、ユーザはＵＩを移動させることが可能となる。
前記本体は、第１のボディと、第２のボディと、前記第１のボディ及び前記第２のボディが相対的に動くように、前記第１のボディ及び前記第２のボディを接続する接続機構とを有していてもよい。前記検出手段は、前記第１のボディ及び前記第２のボディが第１の相対位置にある状態を前記第１の操作形態として、前記第１のボディ及び前記第２のボディが第１の相対位置とは異なる第２の相対位置にある状態を前記第２の操作形態として、前記切り替えを検出してもよい。
前記本体は、タッチパネル画面を表示可能なタッチパネル型のディスプレイを有していてもよい。前記検出手段は、前記タッチパネル画面を介してユーザがタッチ操作が可能な形態を前記第２の操作形態とし、前記タッチ操作が解除された形態を前記第１の操作形態として、前記切り替えを検出してもよい。すなわち、タッチ操作が可能か否かに応じて、ＵＩの移動のための処理と非相関処理とが切り替えられる。
前記本体は、前記ユーザにより、前記第１の操作形態では第１の姿勢で操作され、前記第２の操作形態では前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢で操作されてもよい。すなわち、第１の操作形態と第２の操作形態では、ユーザによる本体の持ち方が異なる。
前記出力手段は、前記本体の加速度を検出する加速度センサを有していてもよい。前記検出手段は、前記加速度センサにより検出された重力加速度の変化に応じて前記切り替えを検出してもよい。
前記出力手段は、第１の検出軸及び第２の検出軸を有するセンサを有し、前記センサにより第１の方向及び前記第１の方向とは異なる第２の方向の両方の前記本体の動きを検出させる。また、前記出力手段は、前記第１の方向に対応する前記画面上での軸に沿って前記ＵＩを移動させるための、前記第１の方向での前記本体の動きに応じた第１の移動コマンド、及び、前記第２の方向に対応する前記画面上での軸に沿って前記ＵＩを移動させるための、前記第２の方向での前記本体の動きに応じた第２の移動コマンドを、前記移動コマンドとして出力してもよい。
前記制御手段は、前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１及び前記第２の方向の前記本体の動きを前記第１及び前記第２の検出軸でそれぞれ検出させる。ｊまた、前記制御手段は、前記検出された前記本体の動きに応じた前記第１及び前記第２の移動コマンドを前記出力手段により出力させ、かつ、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１の方向の前記本体の動きを前記第２の検出軸で検出させ、前記第２の検出軸で検出された前記本体の動きに応じた前記第１の移動コマンドを前記出力手段により出力させてもよい。
例えば、第１の操作形態から第２の操作形態への切り替えが検出され、その本体の姿勢が変わる場合、その姿勢変化に応じて第２の検出軸が、第１の方向に対応するように設定される。このように、第１及び第２の操作形態の切り替えに応じて自動的に検出軸が変わるので、いずれの操作形態であってもポインティング操作が可能となる。この場合、制御手段は、第２の操作形態で本体が操作される場合、第２の方向の本体の動きを第１の検出軸で検出させ、第１の検出軸で検出された本体の動きに応じた第２の移動コマンドを出力手段により出力させてもよい。
あるいは、次のように、第１及び第２の検出軸の両方向とは異なる第３の検出軸を含むセンサが用いられてもよい。前記センサは、第３の検出軸を有する。前記制御手段は、前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記検出された前記本体の動きに応じた前記第１及び前記第２の移動コマンドを前記出力手段により出力させ、かつ、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１及び前記第２の方向の前記本体の動きを前記第２及び前記第３の検出軸で検出させ、前記検出された前記本体の動きに応じた前記第１及び前記第２の移動コマンドを前記出力手段により出力させてもよい。
前記本体は、第１のボディと、第２のボディと、前記第１のボディ及び前記第２のボディが相対的に動くように、前記第１のボディ及び前記第２のボディを接続する接続機構とを有していてもよい。すなわち、少なくとも２つのボディを有する本体に上記各発明を適用することができる。
前記接続機構は、前記第１のボディに対して前記第２のボディを開閉するための、前記第１の検出軸に沿うヒンジ軸を有していてもよい。
前記接続機構は、前記第１のボディに対して前記第２のボディを、前記第１の検出軸に沿う方向にスライドさせるスライド機構を有してていもよい。
前記接続機構は、前記第２の検出軸に沿う方向の回転軸を有した、前記第１のボディに対して前記第２のボディを前記回転軸で回転させる回転機構を有していてもよい。
本発明の他の形態に係るハンドヘルド型情報処理装置は、本体と、出力手段と、検出手段と、制御手段とを具備する。
前記本体は、第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される。前記出力手段は、第１の検出軸及び前記第２の検出軸を有するセンサを含み、前記センサにより第１の方向及び前記第１の方向とは異なる第２の方向の両方の前記本体の動きを検出させ、前記第１の方向に対応する画面上での軸に沿ってＵＩを移動させるための、前記第１の方向での前記本体の動きに応じた第１の移動コマンド、及び、前記第２の方向に対応する前記画面上での軸に沿って前記ＵＩを移動させるための、前記第２の方向での前記本体の動きに応じた第２の移動コマンドを出力する。前記検出手段は、前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出する。前記制御手段は、前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１及び前記第２の方向の前記本体の動きを前記第１及び前記第２の検出軸でそれぞれ検出させ、前記第１及び前記第２の検出軸でそれぞれ検出された前記本体の動きに応じた前記第１及び前記第２の移動コマンドを前記出力手段により出力させ、かつ、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１の方向の前記本体の動きを前記第２の検出軸で検出させて、前記第２の検出軸で検出された前記本体の動きに応じた前記第１の移動コマンドを前記出力手段により出力させる。
本発明の一形態に係る制御装置は、ハンドヘルド型情報処理装置から出力された、移動コマンド及び形態情報に基づき、画面上に表示されるＵＩの動きを制御する制御装置であって、受信手段と、判定手段と、生成手段と、実行手段とを具備する。
前記ハンドヘルド型情報処理装置は、第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される本体と、前記本体の動きに応じた前記移動コマンドを出力する出力手段と、前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出し、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかの情報である前記形態情報を出力する形態情報出力手段とを備える。
受信手段は、前記移動コマンド及び前記形態情報を受信する。前記判定手段は、前記形態情報に基づき、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかを判定する。前記生成手段は、前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために、前記受信された移動コマンドに基づき、前記画面上での前記ＵＩの座標情報を生成する。前記実行手段は、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行する。
「〜であって、」という前提部分は、本発明の内容を明確化するために記載されたものであり、本発明者及び本出願人が当該前提部分について公知の技術を意識しているわけではない。
本発明の一形態に係る制御システムは、本体と、出力手段と、検出手段と、制御手段とを有するハンドヘルド型情報処理装置と、受信手段と、生成手段とを有する制御装置とを具備する。
前記本体は、第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される。前記出力手段は、前記本体の動きに応じた、画面上で表示されるＵＩを移動させるための移動コマンドを出力する。前記検出手段は、前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出する。前記制御手段は、前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために前記出力手段により前記移動コマンドを出力させ、かつ、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行する。前記受信手段は、前記移動コマンドを受信する。前記生成手段は、前記受信された移動コマンドに基づき、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために、前記画面上での前記ＵＩの座標情報を生成する。
本発明の他の形態に係る制御システムは、本体と、出力手段と、形態情報出力手段とを有するハンドヘルド型情報処理装置と、受信手段と、判定手段と、生成手段と、実行手段とを有する制御装置とを具備する。
前記本体は、第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される。前記出力手段は、前記本体の動きに応じた移動コマンドを出力する。前記形態情報出力手段は、前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出し、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかの情報である形態情報を出力する。前記受信手段は、前記移動コマンド及び前記形態情報を受信する。前記判定手段は、前記形態情報に基づき、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかを判定する。前記生成手段は、前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために、前記受信された移動コマンドに基づき、前記画面上での前記ＵＩの座標情報を生成する。前記実行手段は、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行する。
本発明の一形態に係る制御方法は、ハンドヘルド型情報処理装置により、第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される本体の動きに応じた、画面上で表示されるＵＩを移動させるための移動コマンドを出力する。ハンドヘルド型情報処理装置により、前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えが検出される。前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、ハンドヘルド型情報処理装置により、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために前記移動コマンドが出力される。前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、ハンドヘルド型情報処理装置により、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理が実行される。
本発明の他の形態に係る制御方法は、ハンドヘルド型情報処理装置から出力された、移動コマンド及び形態情報に基づき、画面上に表示されるＵＩの動きを制御する制御装置の制御方法であって、前記移動コマンド及び前記形態情報を受信する。前記形態情報に基づき、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかが判定される。前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために、前記受信された移動コマンドに基づき、前記画面上での前記ＵＩの座標情報が生成される。前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理が実行される。
「〜であって、」という前提部分は、本発明の内容を明確化するために記載されたものであり、本発明者及び本出願人が当該前提部分について公知の技術を意識しているわけではない。
以上の説明において、「〜手段」と記載された要素は、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェア及びハードウェアの両方で実現されてもよい。ソフトウェア及びハードウェアの両方で実現される場合、そのハードウェアは、ソフトウェアのプログラムを格納する記憶デバイスを少なくとも含む。ハードウェアは、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＮＩＣ（Network Interface Card）、ＷＮＩＣ（Wireless NIC）、モデム、光ディスク、磁気ディスク、及び、フラッシュメモリのうち少なくとも１つが選択的に用いられることにより構成される。
以上のように、本発明によれば、ユーザが、ボタンまたはその他の機構を用いた所定の操作形態でハンドヘルド型情報処理装置を操作するときの操作性を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明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及びハンドヘルド型情報処理装置１を含む。ハンドへルド型情報処理装置を、以下、単に入力デバイスという。
図２（Ａ）は、入力デバイス１を示す平面図であり、図２（Ｂ）は、その側面図である。この入力デバイス１は、例えば折りたたみ式のデバイスであり、図３は、入力デバイス１が開いた状態を示す平面図である。
入力デバイス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。入力デバイス１は、本体１０と、本体１０の外面に設けられた操作部１４とを備えている。操作部１４は、例えば決定ボタン１１、決定ボタン１１に隣接するボタン１２、ホイールボタン１３、また後述する複数の操作キーを有する。決定ボタン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していてもよい。また、ホイールボタン１３は、主に、マウスのホイールボタンの機能を有するボタンとして用いられる。
例えば、ボタン１１を長押して入力デバイス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。
入力デバイス１は、第１のボディ３１、第２のボディ３２、ボディ３１及び３２を開閉させるためのヒンジ軸を持つヒンジ部３３を備える。図３に示すように、第１のボディ３１及び第２のボディ３２のそれぞれの内面には、複数の操作キー３４が配置され、本体１０が開いた状態では、これらの操作キー３４が露出する。本体１０が閉じられた状態では、操作キー３４が隠れる。すなわち、本体１０は、操作キー３４を収納する収納機構を備えている。
各操作キー３４は、典型的には、一般的に用いられる文字入力用のキーボードの機能及び配列を有するものであるが、その機能及び配列に限られない。これらの操作キー３４は、主に、ユーザが、文字、数字、その他の記号等を制御装置４０に入力するときに用いられる。
図４は、入力デバイス１の内部の構成を模式的に示す図である。図５は、入力デバイス１の電気的な構成を示すブロック図である。
入力デバイス１は、センサユニット１７、切り替え検出器２６、制御ユニット３０、図示しないバッテリーを備えている。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、センサユニット１７を示す斜視図である。
図６（Ａ）に示すように、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、Ｘ軸方向の加速度センサ１６１、及び、Ｙ軸方向の加速度センサ１６２の２つセンサを含む。
また、センサユニット１７は、図６（Ｂ）に示すように、その直交する２軸の周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、ヨー方向の角速度センサ１５１、及び、ピッチ方向の角速度センサ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上の第１の面及びそれとは反対側の第２の面に搭載されている。このように、回路基板２５の第１の面及び第２の面の両面に、加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５がそれぞれ配置されることで、回路基板２５の主面の面積を小さくすることができる。したがって、センサユニット１７の小型化を実現することができる。これにより、センサユニット１７が本体１０に組み込まれやすくなる。特に、折りたたみタイプの入力デバイス１のように、各操作キー３４が収納されるタイプのデバイスは、第１のボディ３１及び第２のボディ３２の厚さを薄く設計する必要がある。したがって、本実施の形態に係るセンサユニット１７は有用である。
ヨー及びピッチの角速度センサ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。Ｘ軸及びＹ軸の加速度センサ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。角速度センサ１５１または１５２としては、振動型ジャイロセンサに限られず、回転コマジャイロセンサ、レーザリングジャイロセンサ、あるいはガスレートジャイロセンサ等が用いられてもよい。
図２〜図４の説明では、便宜上、本体１０の長手方向をＺ’方向とし、第１のボディ３１及び第２のボディ３２が並ぶ方向（厚さ方向）をＸ’方向とする。また、本体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、本体１０に内蔵される。これにより、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。また、センサユニット１７は、Ｘ’軸方向の加速度センサ１６１が検出する加速度の向きであるＸ’軸方向が、ヒンジ部３３のヒンジ軸に沿うように配置される。
説明の便宜上、以降では、入力デバイス１とともに動く座標系、つまり、入力デバイス１に固定された座標系をＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸で表す。また、静止した地球上の座標系、つまり慣性座標系をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で表す。また、入力デバイス１の動きに関し、Ｘ’軸の周りの回転の方向をピッチ方向、Ｙ’軸の周りの回転の方向をヨー方向といい、Ｚ’軸（ロール軸）方向の周りの回転の方向をロール方向という場合もある。
切り替え検出器２６は、入力デバイス１の一の操作形態及び他の操作形態の切り替えを検出する。つまり、切り替え検出器２６は、入力デバイス１の本体１０が閉じた状態と開いた状態との切り替えを検出する。切り替え検出器２６として、メカニカルセンサ、磁気センサ、光センサ、圧力センサ等、公知のものが用いられればよい。
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（あるいはＣＰＵ）、水晶発振器２０、送信機２１、メイン基板１８上にプリントされたアンテナ２２を含む。
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には、センサユニット１７による検出信号、操作部１４、操作キー３４による操作信号等が入力される。ＭＰＵ１９は、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。上記メモリは、ＭＰＵ１９とは別体で設けられていてもよい。ＭＰＵ１９に限られず、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等が用いられてもよい。
典型的には、センサユニット１７はアナログ信号を出力するものである。この場合、ＭＰＵ１９は、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）コンバータを含む。しかし、センサユニット１７がＡ／Ｄコンバータを含むユニットであってもよい。
送信機２１は、ＭＰＵ１９で生成された制御信号（入力情報または所定のコマンド）を、例えば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。
水晶発振器２０は、クロックを生成し、これをＭＰＵ１９に供給する。
制御装置４０はコンピュータであり、ＭＰＵ３５（あるいはＣＰＵ）、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、表示制御部４２、ビデオＲＡＭ４１、アンテナ３９及び受信機３８等を含む。
受信機３８は、入力デバイス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。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。
制御装置４０は、入力デバイス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。
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。
図７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等のＵＩ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。以降の説明の理解を容易にするため、特に明示がない限り、入力デバイス１で操作される対象となるＵＩがポインタ２（いわゆるカーソル）であるとして説明する。
図８（Ａ）、（Ｂ）は、ユーザが入力デバイス１を握った様子を示す図である。入力デバイス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、図示しない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デバイス１を握った状態で、入力デバイス１を空中で移動させ、あるいは操作部１４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ＵＩが制御される。
次に、入力デバイス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８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ユーザは、入力デバイス１のボタン１１、１２が配置されている側を鉛直上向きなるように握る。今、鉛直上向は、Ｙ軸方向に相当する。この状態で、センサユニット１７の回路基板２５（図６参照）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８（Ａ）、（Ｂ）に示す入力デバイス１の姿勢を基本姿勢という。
図８（Ａ）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、Ｘ’軸方向の加速度センサ１６１は、Ｘ’軸方向の加速度axを検出し、ヨー方向の角速度センサ１５１は、Ｙ’軸の周りの角速度ωψを検出する。これらの検出値に基き、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。
一方、図８（Ｂ）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、Ｙ’軸方向の加速度センサ１６２は、Ｙ’軸方向の加速度ayを検出し、ピッチ方向の角速度センサ１５２は、Ｘ’軸の周りの角速度ωθを検出する。これらの検出値に基き、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。
入力装置１のＭＰＵ１９は、所定の第１のクロックごとに取得する加速度値及び角速度値に基づき、典型的には、その第１のクロックごとにＸ軸方向の速度値及びＹ軸方向の速度値を算出し、これらを出力する。ＭＰＵ１９は、速度値の計算の方法によっては、第１のクロックよりも遅い第２のクロックごとにＸ軸及びＹ軸方向のそれぞれ速度値を出力する場合もある。
制御装置４０は、入力装置１の単位時間当りのヨー方向の変位を、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ＭＰＵ１９は、上記第１または第２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ＭＰＵ１９が、座標情報生成手段として機能する。
次に、以上のように構成された制御システム１００の基本的な動作を説明する。図９は、その動作を示すフローチャートである。
入力デバイス１に電源が投入される。例えば、ユーザが入力デバイス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、入力デバイス１に電源が投入される。電源が投入されると、角速度センサユニット１５から２軸の角速度信号が出力される。ＭＰＵ１９は、この２軸の角速度信号による第１の角速度値ωψ及び第２の角速度値ωθを取得する（ステップ１０１）。
また、入力デバイス１に電源が投入されると、加速度センサユニット１６から２軸の加速度信号が出力される。ＭＰＵ１９は、この２軸の加速度信号による第１の加速度値ax及び第２の加速度値ayを取得する（ステップ１０２）。この加速度値の信号は、電源が投入された時点での入力デバイス１の姿勢に対応する信号である。
なお、ＭＰＵ１９は、典型的にはステップ１０１及び１０２を所定のクロック周期ごとに同期して行う。
ＭＰＵ１９は、加速度値（ax、ay）及び角速度値（ωψ、ωθ）に基いて、所定の演算により速度値（第１の速度値Vx、第２の速度値Vy）を算出する（ステップ１０３）。第１の速度値VxはＸ軸に沿う方向の速度値であり、第２の速度値VyはＹ軸に沿う方向の速度値である。この速度値の算出方法については、後に詳述する。この点において、例えばＭＰＵ１９及びセンサユニット１７（あるいはこれらにさらに送信機２１を加えたもの）は、ポインタ２を画面３上で移動させるための移動コマンドを出力する出力手段として機能する。
このように、本実施の形態では、加速度値（ax、ay）が単純に積分されて速度値（Vx、Vy）が算出されるのではなく、加速度値（ax、ay）及び角速度値（ωψ、ωθ）に基き、速度値が（Vx、Vy）される。これにより、後述するように、ユーザの直感に合致した入力デバイス１の操作感が得られ、また、画面３上のポインタ２の動きも入力デバイス１の動きに正確に合致する。しかしながら、必ずしも加速度値（ax、ay）及び角速度値（ωψ、ωθ）に基き速度値（Vx、Vy）が得られなくてもよく、例えば加速度値（ax、ay）が単純に積分されて速度値（Vx、Vy）が算出されてもよい。
ＭＰＵ１９は、求められた速度値（Vx、Vy）を含む情報を、移動コマンドとして送信機２１及びアンテナ２２を介して制御装置４０に送信する（ステップ１０４）。
制御装置４０のＭＰＵ３５は、アンテナ３９及び受信機３８を介して、速度値（Vx、Vy）の情報を受信する（ステップ１０５）。入力デバイス１は、所定のクロックごとに、つまり単位時間ごとに速度値（Vx、Vy）を送信するので、制御装置４０は、これを受信し、単位時間ごとのＸ軸及びＹ軸方向の変位量を取得することができる。
ＭＰＵ３５は、下の式（１）、（２）より、取得した単位時間当りのＸ軸及びＹ軸方向の変位量に応じた、ポインタ２の画面３上における座標値（X(t)、Y(t)）（座標情報）を生成する（ステップ１０６）（生成手段）。この座標値の生成により、ＭＰＵ３５は、ポインタ２が画面３上で移動するように表示を制御する（ステップ１０７）。
X(t) =X(t-1)＋Vx・・・（１）
Y(t) =Y(t-1)＋Vy・・・（２）。
図９では、入力デバイス１が主要な演算を行って速度値（Vx、Vy）を算出していた。図１０に示す実施の形態では、制御装置４０が主要な演算を行う。
図１０に示すように、ステップ２０１及び２０２は、ステップ１０１及び１０２と同様の処理である。入力デバイス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軸の角速度値である検出値の情報を制御装置４０に送信する（ステップ２０３）。制御装置４０のＭＰＵ３５は、この検出値の情報を受信し（ステップ２０４）、ステップ１０３、１０６及び１０７と同様の処理を実行する（ステップ２０５〜２０７）。
次に、ユーザが入力デバイス１の本体１０の開閉するときの、入力デバイス１の動作を説明する。図１１は、その動作を示すフローチャートである。
切り替え検出器２６により本体１０が開いた状態が検出されたか否かを、ＭＰＵ１９が判定する（ステップ３０１）。本体１０が開いた状態が検出された場合、ＭＰＵ１９は、図９に示したステップ１０４の移動コマンドの送信（速度値（Vx、Vy）の送信）を停止する（ステップ３０２）。これにより、画面３上のポインタ２の動きが停止される。このように移動コマンドの送信が停止される場合、ステップ３０２では、ステップ１０２における速度値の算出も停止されてもよい。
本体１０が開いた状態が切り替え検出器２６により検出されない場合、つまり、本体１０が閉じられた状態では、ＭＰＵ１９は、図９に示したステップ１０１〜１０４を実行する（ステップ３０３）。すなわち、移動コマンドが送信され、制御装置４０は、図９に示したステップ１０５〜１０７を実行することで、ポインタ２が画面３上で移動する。
移動コマンドの送信が停止されると（ステップ３０２）、ＭＰＵ１９は、本体１０が閉じられた状態が切り替え検出器２６により検出されたか否かを判定する（ステップ３０４）。本体１０が閉じられた場合、ステップ３０３に戻る。
本体１０が閉じられた状態が切り替え検出器２６により検出されない場合、つまり、本体１０が開いた状態において、ＭＰＵ１９は、ユーザにより操作キー３４を介して入力操作されたか否かを判定する（ステップ３０５）。
ユーザにより操作キー３４を介して入力操作された場合、ＭＰＵ１９は、その操作キー３４の入力操作に応じたコマンドを生成し（ステップ３０６）、必要に応じてこれを制御装置４０に送信する。ここでは、例えばユーザは、文字、数字、その他の記号を、各操作キー３４を介して入力デバイス１に入力する。制御装置４０は、そのコマンドを受信し、そのコマンドに応じた、文字入力等の所定の処理を実行する。操作キー３４による入力操作は、文字、数字、その他の記号の入力操作に限られず、制御装置４０または入力デバイス１が備える様々なプログラムを実行するときの入力操作であってもよい。
ステップ３０５で操作キー３４による入力操作がない場合は、ステップ３０４に戻る。
このように、本体１０が開いたときに操作される操作形態と、本体１０が閉じたときに操作される操作形態とでは、本体１０の姿勢が異なり、また、ユーザはその本体１０の持ち方が異なる。本実施の形態では、本体１０が開いた状態のとき、移動コマンドの送信が停止されることにより、文字入力等の操作時の煩雑さがなくなり、操作性が向上する。また、ユーザがポインティング操作をする時には、本体１０は折りたたまれて操作キー３４が収納される。したがって、例えば、ポインティング操作時に操作キーが露出している場合は、操作キーの誤操作、例えばユーザが意図しないで操作キーを押してしまうことがあり得るが、本実施の形態では、そのことを防止することができる。
上記ステップ３０２では、ＭＰＵ１９は、移動コマンドの送信を停止する形態に限られない。ＭＰＵ１９は、画面３上でのポインタ２の状態を、本体１０の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行すればよい。
非相関処理とは、移動コマンドの出力を停止するためのコマンドを出力する場合の他、次の各処理が挙げられる。
１）例えば、ポインタ２の画面上での移動量をゼロとするためのコマンドを出力する処理、
２）ポインタ２を非表示にするためのコマンドを出力する処理、
３）ポインタ２の画像を所定の画像に変更するためのコマンドを出力する処理、
４）ポインタ２の移動量が画面の大きさの範囲を十分に超えるほどのコマンドを出力する処理、
５）本体１０の動きによらず、ポインタ２が、一定速度または決められた動きにより、例えば画面３の端部（または所定の座標位置）まで移動させる処理、
その他、様々な非相関処理が挙げられる。
図１１に示した処理を主に制御装置４０が実行してもよい。この場合、例えばステップ３０１で、本体１０が開いた状態が検出された場合、入力デバイス１がその情報を、操作形態の情報である形態情報として制御装置４０に送信する。制御装置４０は、その形態情報を受信し、制御装置４０のＭＰＵ３５は、その形態情報に基づき、本体１０が現在どのような操作形態にあるか、つまり本体１０が開いているか閉じられているかのいずれかを判定する。そして、ＭＰＵ３５は、本体１０の操作形態がいずれであるかに基づいて、移動コマンドに応じてポインタの座標情報を生成するか、非相関処理を実行するかのうち、いずれか一方を実行する。その場合の非相関処理としては、上述した２）〜５）のうちいずれか少なくとも１つである。また、ステップ３０４においても、入力デバイス１が同様に形態情報を制御装置４０に送信すればよい。
図１２は、本発明の他の実施の形態に係る入力デバイスの電気的な構成を示すブロック図である。これ以降の説明では、図２及び図３で示した入力デバイス１が含む、回路、部材、機能等について同様のものは説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
この入力デバイス１０１は、ユーザによりＯＮ／ＯＦＦ操作される操作スイッチ２７を備えている。操作スイッチ２７は、例えば、ユーザが本体１０を開いている状態において上記非相関処理が実行されている途中で、非相関処理を停止させ、ポインタ２の移動処理を復帰させるためのスイッチである。
入力デバイス１０１の外観は、図２及び図３で示した入力デバイス１と同様のものでよい。操作スイッチ２７は、典型的には、上記実施の形態に係る入力デバイス１の本体１０の内面に設けられているが、本体１０の外面に設けられていてもよい。操作スイッチ２７は、複数の操作キー３４のうち１つにより、または、それらの２つ以上の組合せにより構成されていてもよいし、スライドスイッチやロータリスイッチ等のディップスイッチであってもよい。
図１３は、入力デバイス１０１の動作を示すフローチャートである。
ステップ４０１〜４０４は、図１１におけるステップ３０１〜３０４と同様の処理である。
ステップ４０５において、ＭＰＵ１９は、ユーザの操作により操作スイッチ２７がＯＮとされた否かを判定する（ステップ４０５）。操作スイッチ２７がＯＮとされていない場合、ＭＰＵ１９は、図１１におけるステップ３０５及び３０６と同様の処理を実行する（ステップ４０６及び４０７）。
操作スイッチ２７がＯＮとされた場合、ＭＰＵ１９は、ステップ４０３と同様に図９におけるステップ１０１〜１０４の処理を実行する（ステップ４０８）。すなわち、ＭＰＵ１９は、本体１０が開いた状態でも、ポインタ２を移動させるために移動コマンドを送信する。この場合、本体１０が開いた状態で、ユーザは、センサユニット１７の各検出軸と、ポインタ２の画面上での座標軸とが対応するように、本体１０を握って操作すればよい。また、本体１０が開いている状態において、ユーザにより操作キー３４による入力操作があった場合（ステップ４０９のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、その入力操作に応じたコマンドを生成し（ステップ４１０）、必要に応じてこれを送信する。
そして、操作スイッチ２７がＯＦＦとされた場合（ステップ４１１のＹＥＳ）、ステップ４０６に戻る。
このように本体１０を開いている途中であっても、ユーザが操作スイッチ２７をＯＮとすることで、ポインティング操作が可能となり、利便性が向上する。
図１３に示した処理を主に制御装置４０が実行してもよい。この場合、例えばステップ４０２における上記非相関処理を制御装置４０が実行すればよい。この場合、ステップ４０１、４０４において、入力デバイス１０１が形態情報を制御装置４０に送信すればよい。また、ステップ４０５、４１１において、入力デバイス１０１の操作スイッチのＯＮ／ＯＦＦの情報を制御装置４０に送信し、制御装置４０は、これを受信して、その情報に基づき、ポインタ２の座標生成及び非相関処理のうちいずれか一方を実行すればよい。
図１２及び図１３で示した実施形態に係る入力デバイス１０１では、上記したように、ユーザが、センサユニット１７の各検出軸とポインタ２の画面上での座標軸とが対応するように、本体１０を握って操作する場合について説明した。しかし、次に説明するように、ソフトウェアにより検出軸がシフトされる実施形態もある。
図１４は、他の実施の形態に係るセンサユニットを示す斜視図である。図１５は、このセンサユニット１１７を備える入力デバイス２０１の電気的な構成を示すブロック図である。
図１４に示したセンサユニット１１７と、上記センサユニット１７と異なる点は、加速度センサユニット１１６が３軸の加速度センサを有する点、及び、角速度センサユニット１１５が３軸の角速度センサを有する点である。すなわち、加速度センサユニット１１６は、上記加速度センサユニット１６にはない、Ｚ’軸方向の加速度を検出する加速度センサを有している。また、角速度センサユニット１１５は、上記角速度センサユニット１５にはない、Ｚ’軸周りであるロール方向の角速度を検出する角速度センサを有している。なお図６（Ａ）及び（Ｂ）と同様に、回路基板２５の、加速度センサユニット１１６が搭載される面とは反対側の面に、角速度センサユニット１１５が搭載されている。
図１５に示すように、入力デバイス２０１は、このセンサユニット１１７と、図１２において説明した操作スイッチ２７を備えている。このセンサユニット１１７を搭載した入力デバイス２０１の外観は、図２及び図３で示した入力デバイス１と同様のものでよい。
図１７は、入力デバイス２０１の本体１０を閉じた状態でポインティング操作される場合の、センサユニット１１７及び表示装置５の画面３の姿勢の関係を示す図である。この場合、Ｙ軸方向が鉛直上向き方向とされ、画面３に対するセンサユニット１１７の関係は、図６（Ａ）及び（Ｂ）で示した姿勢になる。
図１８は、入力デバイス２０１の本体１０が開いた状態でポインティング操作される場合の、センサユニット１１７及び表示装置５の画面３の姿勢の関係を示す図である。図１７に示したセンサユニット１１７の姿勢におけるＸ’軸及びＺ’軸が、図１８に示したセンサユニット１１７の姿勢におけるＺ’軸及びＸ’軸にそれぞれ対応するようになる。Ｙ’軸は、図１７及び図１８で変わらない。すなわち、図１８ではＺ’軸及びＹ’軸が、画面３上でのＸ軸及びＹ軸（図６参照）に対応するようになる。
図１６は、この入力デバイス２０１の、ユーザにより操作形態が変えられるときの動作を示すフローチャートである。
ステップ５０１〜５０７は、図１３に示したステップ４０１〜４０７と同様の処理である。
ステップ５０５において操作スイッチ２７がＯＮとされた場合、ＭＰＵ１９は、センサユニット１１７の検出軸をシフトさせる（ステップ５０８）。つまり、本体１０が閉じられている操作形態では、加速度センサユニット１１６によるＸ軸方向の加速度の検出には、Ｘ’軸方向の加速度センサが用いられたが、本体１０が開いた操作形態では、その検出には、Ｚ’軸方向の加速度センサが用いられる。また、本体１０が閉じられている操作形態では、角速度センサユニット１１５によるＸ軸周りピッチ方向の角速度の検出には、Ｘ’軸周りの角速度センサが用いられたが、本体１０が開いた操作形態では、その検出にはＺ’軸周りの角速度センサが用いられる。このように検出軸がシフトされることにより、ユーザは、図１７（Ｂ）に示したように本体１０を開いた状態で、本体１０の姿勢をほとんど意識することなくポインティング操作をすることができる（ステップ５０９）。
ステップ５０９〜５１２は、図１３に示したステップ４０９〜４１１と同様の処理である。ステップ５０９では、Ｚ’軸及びＹ’軸を検出軸として、図９に示すステップ１０１〜１０４の処理が実行される。すなわち、Ｚ’軸周りの角速度がピッチ方向の角速度とされ、Ｚ’軸方向の加速度が画面３上での左右方向の加速度として処理される。
ステップ５１３において、ＭＰＵ１９は、図１７（Ａ）に示したように本体１０が閉じられた状態が検出された場合（ステップ５１３のＹＥＳ）、センサユニット１１７の検出軸を元に戻すようにシフトさせる（ステップ５１４）。その後、ステップ５０３に戻る。
図１６に示した処理を主に制御装置４０が実行してもよい。この場合、ステップ５０１、５０４、５１３において、入力デバイス２０１が形態情報を制御装置４０に送信すればよい。また、ステップ５０５、５１２において、入力デバイス２０１の操作スイッチのＯＮ／ＯＦＦの情報を制御装置４０に送信すればよい。
図１８（Ａ）は、本発明の他の実施の形態に係る入力デバイスの一の操作形態を示す平面図である。図１８（Ｂ）は、その入力デバイスの他の操作形態を示す平面図である。
入力デバイス２５１は、典型的には、ＴＶ、その他のＡＶ（Audio Visual）機器のリモートコントローラに用いられる。入力デバイス２５１の電気的な構成は、例えば図５または図１２に示したものでよい。
入力デバイス２５１は、操作部１１４を有する本体２１０を備える。本体２１０の第１のボディ２３１及び第２のボディ２３２は、ヒンジ部２３３（図１８（Ａ）参照）により開閉可能に接続されている。操作部１１４のうち、本体１０の外面に設けられた操作部１１４は、決定ボタン１１１、その他各種のボタン１１２、１１３、１１９、１２０を含む。ボタン１１９は、音量調整ボタンであり、ボタン１２０はＴＶの放送波のチャンネル選択ボタンである。
図１８（Ｂ）に示すように、操作部１１４のうち本体１０の内面に設けられた操作部１１４は、複数の操作キー１３４を含む。操作キー１３４は、図１８（Ａ）に示したような、本体１０の外面に設けられた各種のボタン１１１〜１１３、１１９、１２０に比べ、使用頻度が低い操作キーである。複数の操作キー１３４には、典型的には、録画再生機器を操作するための操作キーが含まれる。
第１のボディ２３１に内蔵されたセンサユニット１７は、図２、図３、図６等に示したセンサユニット１７と同じものでよい。センサユニット１７は、図２及び図３で示した入力デバイス１と同様な配置で、本体２１０内に配置されている。すなわち、図８で説明したように、ユーザが入力デバイス２５１を基本姿勢で握ったときに、加速度センサユニット１６のＸ’−Ｙ’軸の検出面が、実質的に画面３に沿うように、センサユニット１７が本体２１０内に配置されている。また、センサユニット１７の、Ｘ’軸方向の加速度センサ１６１が検出する加速度の向きであるＸ’軸方向に、ヒンジ部２３３のヒンジ軸が沿うように、センサユニット１７は本体２１０内に配置されている。
ユーザは、このように構成された入力デバイス２５１を用いて、ＴＶ（またはその他のＡＶ機器）、ＰＣ等に、ポインティング操作及びその他各種の入力操作を行うことができる。入力デバイス２５１は、例えば図１１または図１３に示した処理を実行することができる。
図１９（Ａ）は、本発明のさらに別の実施の形態に係る入力デバイスの一の操作形態を示す平面図である。図１９（Ｂ）は、その入力デバイスの他の操作形態を示す平面図である。
入力デバイス３０１は、図１８で示した入力デバイス２５１と同様、典型的には、ＴＶ、その他のＡＶ（Audio Visual）機器、ＰＣのリモートコントローラに用いられる。入力デバイス３０１の電気的な構成は、例えば図５、図１２及び図１５に示した構成のうちいずれか１つのものでよい。
本体３１０は、各種のボタン３１１〜３１３、３１６、３１５を含む操作部３１４を外面に有しており、また、内面に複数の操作キー３３４を有する。複数の操作キー３３４は、典型的には文字入力用のキーボードの配列及び機能を有するが、その配列及び機能に限られない。図１９（Ｂ）に示すように、本体３１０は、スライド式で第１のボディ３３１及び第２のボディ３３２が開閉するように構成され、その開閉操作により、複数の操作キーが露出したり収納されたりする。
本体３１０には、上述のセンサユニット１７または１１７が内蔵されている。また、Ｘ’軸方向の加速度センサ１６１が検出する加速度の向きであるＸ’軸方向に、第１のボディ３３１及び第２のボディ３３２が相対的にスライドするように、センサユニット１７または１１７は本体３１０内に配置されている。
このように構成された入力デバイス３０１は、図１１、図１３及び図１６で示したフローチャートのうちいずれか１つの処理を実行することができる。
図２０（Ａ）は、本発明のさらに別の実施の形態に係る入力デバイスの一の操作形態を示す平面図である。図２０（Ｂ）は、その入力デバイスの他の操作形態を示す平面図である。
入力デバイス４０１は、図１８及び図１９で示した入力デバイス２５１及び３０１と同様、典型的には、ＴＶ、その他のＡＶ（Audio Visual）機器、ＰＣのリモートコントローラに用いられる。
図２１は、入力デバイス４０１の電気的な構成を示すブロック図である。入力デバイス４０１は、タッチパネル型のディスプレイ４２０を有する本体４１０を備える。ディスプレイ４２０は、ディスプレイ制御部４２３により制御される。また、本体４１０には、決定ボタン４１１、その他の各種のボタン４１３、４１５、４１６等を含む操作部４１４が設けられている。
ディスプレイ４２０は、典型的には、図２０（Ｂ）に示すように、タッチパネル画面４２１として、文字入力用のキーボードの配列及び機能を有する操作キーを表示する。図２０（Ｂ）に示す操作形態では、ユーザは、ディスプレイ４２０の長手方向を横向きにして操作する。
本体４１０には、上述のセンサユニット１７が内蔵されている。ユーザが本体４１０を基本姿勢で握ったときに、Ｘ’及びＹ’軸方向の加速度の検出面が、実質的に画面３に沿うように、センサユニット１７が本体４１０内に配置されている。
ディスプレイ４２０にタッチパネル画面４２１によるタッチ操作による入力操作が可能なタッチパネルモードを起動し、及び、そのタッチパネルモードを終了（解除）するためのトリガーとして、例えば以下の１）〜４）の手段が考えられる。
１）ユーザがディスプレイ４２０にタッチすることによりタッチパネルモードが起動する。また、タッチパネル画面４２１に表示される、終了するためのキーをユーザがタッチすることで、タッチパネルモードが終了する。あるいは、タッチパネルモードを終了するための、操作ボタンが本体４１０に設けられていてもよい。
２）操作部４１４のうちのいずれかに、タッチパネルモードのＯＮ／ＯＦＦを操作するためのボタンが設けられる。ユーザがそのスイッチをＯＮとすると、タッチパネルモードが起動し、ユーザがそのスイッチをＯＦＦとすると、タッチパネルモードが終了する。
３）ユーザが本体４１０を所定回数振ることにより、タッチパネルモードが起動し、または終了する。ユーザが本体４１０を振ると、加速度センサユニット１６または１１６により、それに応じた加速度が検出されるので、ＭＰＵ１９はそのときタッチパネルモードを起動させ、または終了する。
４）図２０（Ａ）に示した本体４１０の姿勢から、図２０（Ｂ）に示した本体４１０の姿勢になるように、ユーザが本体４１０を持ち変えたときに、タッチパネルモードが起動する。また、図２０（Ｂ）に示した本体４１０の姿勢から、図２０（Ａ）に示した本体４１０の姿勢になるように、ユーザが本体４１０を持ち変えたときに、タッチパネルモードが終了する。これは、センサユニット１７の、Ｘ’軸方向の加速度センサにより検出される重力方向がＭＰＵ１９により監視されることで実現される。例えば、ポインティング操作ではなく、入力デバイス４０１が実質的に静止状態に近い状態で、図２０（Ａ）に示す操作形態でユーザが入力デバイス４０１を操作する場合、Ｘ’軸方向は、重力方向とは直交するので、Ｘ’軸方向の加速度は比較的小さい。これに対し、ポインティング操作ではなく、入力デバイス４０１が実質的に静止状態に近い状態で、図２０（Ｂ）に示す操作形態でユーザが入力デバイス４０１を操作する場合、Ｘ’軸方向は重力方向と実質的に一致しする。したがって、入力デバイス４０１が実質的に静止状態に近い状態では、図２０（Ｂ）に示す操作形態では、図２０（Ｂ）に示す操作形態よりも、Ｘ’軸方向の加速度が大きくなる。これにより、操作形態の切り替えが検出可能となる。
上記１）〜４）の場合、少なくともＭＰＵ１９、または、少なくともＭＰＵ１９及びＸ’軸方向の加速度センサが、タッチパネルモードを起動及び終了のトリガーを検出する検出手段として機能する。
図２２は、入力デバイス４０１の、ユーザにより操作形態が変えられるときの動作を示すフローチャートである。
図２２に示した処理と図１１に示した処理とで主に異なる点は、ステップ６０１で、タッチパネルモードを起動させるか否かの判定が実行されること、及び、ステップ６０４で、タッチパネルモードを終了するか否かの判定が実行されることである。タッチパネル画面４２１によるユーザの入力操作があった場合（ステップ６０６のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、その入力操作に応じたコマンドを生成する（ステップ６０７）。
以上のようなタッチパネル型のディスプレイ４２０を備える入力デバイス４０１が、図１５２等で示した操作スイッチ２７を備え、図１３で示した処理と同様の処理を実行してもよい。あるいは、入力デバイス４０１が、図１５等で示したセンサユニット１１７を備え、図１６で示した処理と同様の処理を実行してもよい。
上述の４）で説明したように、Ｘ’軸方向の加速度の変化により、姿勢変化が検出され、この検出をトリガーとして操作形態が切り替えられる。このことは、上述した入力デバイス１（図２及び図３参照）、１０１、１５１、２０１、３０１（図１９参照）にも適用可能である。
図２２に示した処理を主に制御装置４０が実行してもよい。この場合、ステップ６０１、６０４において、入力デバイス４０１が、現在タッチパネルモードの操作形態にあるか否かの形態情報を制御装置４０に送信すればよい。
図２３は、本発明のさらに別の実施の形態に係る入力デバイスを示す平面図である。
この入力デバイス４５１は、第１の面４６１及び第２の面４６２を有する本体４６０を備える。本体４６０の第１の面４６１には、決定ボタン４７１、その他のボタン４７２等が設けられている。本体４６０の第２の面４６２にも、各種のボタンまたは操作キー４７４が設けられている。また、本体４６０には、センサユニット１７が内蔵されている。
センサユニット１７は、図６に示したセンサユニット１７と同様のものでよい。Ｘ’軸及びＹ’軸を含むＸ’−Ｙ’検出面が、第１の面４６１及び第２の面４６２の両方に対して直交するように、センサユニット１７は本体４６０内に配置されている。ユーザは、そのＸ’−Ｙ’検出面が、画面３に実質的に沿うように、入力デバイス４５１の本体４６０を握ってポインティング操作する。
図２４（Ａ）は、一の操作形態でユーザにより入力デバイス４５１が操作される場合の、画面３に対するセンサユニット１７の姿勢を示す図である。図２４（Ｂ）は、他の操作形態でユーザにより入力デバイス４５１が操作される場合の、画面３に対するセンサユニット１７の姿勢を示す図である。
２４（Ｂ）は、図２３に示した入力デバイス４５１の姿勢から、ユーザがＺ軸を中心に本体４６０をほぼ９０°回転させた状態を示している。本体４６０がこのように９０°回転することで、ユーザは、例えば第２の面４６２を上に向けた状態で操作キー４７４を操作することができる。操作キー４７４等は、例えば文字、数字、その他の記号を入力するためのボタンであるが、これに限られない。
本体４６０の姿勢変化は、ユーザにより操作されるスイッチ、または、上記入力デバイス４０１における、４）で述べたようなＹ’軸での重力加速度の変化により検出されればよい。
このように、本体４６０が９０°回転することで、Ｘ’軸及びＹ’軸の検出軸が互いに入れ替わる。つまり、図２０（Ｂ）に示す姿勢では、Ｘ’軸方向が画面３上の上下方向（Ｙ軸方向）に対応し、Ｙ’軸方向が画面３上の左右方向（Ｘ軸方向）に対応するような移動コマンドが生成されればよい。
ＭＰＵ１９の処理としては、ユーザが上記スイッチを操作した場合、または、重力加速度の変化のうちいずれか一方により本体４６０の姿勢変化が検出された場合、ＭＰＵ１９は、移動コマンドの送信を停止し、センサユニット１７の検出軸をシフトする。そして、例えば操作スイッチ２７（図１２及び図１５等参照）がＯＮとされた場合に、ＭＰＵ１９は、シフトされた後の検出軸を用いて本体４６０の加速度及び角速度を取得し、それらに基づき生成された移動コマンドを、制御装置４０に送信すればよい。
以降では、図９のステップ１０３、図１０のステップ２０５における速度値（Vx、Vy）の算出方法について説明する。図２５は、その入力デバイス１（図１０においては制御装置４０）の動作を示すフローチャートである。図２６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。
図２６では、入力デバイス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２６に示すように、ユーザが自然に入力デバイス１を操作する場合、手首の回転、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、入力デバイス１の動きと、この手首、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。
１．入力デバイス１の加速度センサユニット１６が配置された部分（以下、先端部）のＹ軸周りの角速度値ωψは、手首の回転による角速度、肘の回転による角速度、及び腕の付け根の回転による角速度の合成値である。
２．入力デバイス１の先端部のヨー方向の速度値Vxは、手首、肘、及び腕の付け根の角速度に、それぞれ、手首と先端部との距離、肘と先端部との距離、腕の付け根と先端部との距離を乗じた値の合成値である。
ここで、微小時間での入力デバイス１の回転運動について、入力デバイス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（第１の中心軸、または第２の中心軸）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、入力デバイス１の先端部との距離を、Ｙ軸周りの回転半径Ｒψ(ｔ)（第１の回転半径、または第２の回転半径）とすると、入力デバイス１の先端部の速度値Vxと、角速度値ωψとの関係は、以下の式（３）で表される。すなわち、ヨー方向の速度値Vxは、Ｙ軸周りの角速度値ωψに、中心軸と先端部との距離Ｒψ(ｔ)を乗じた値となる。なお、本実施の形態では、センサユニット１７の回路基板２５上に、加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５が一体的に配置されている。したがって、回転半径Ｒ(ｔ)は中心軸からセンサユニット１７までの距離となる。しかし、加速度センサユニット１６と角速度センサユニット１５とが、本体１０内で離れて配置される場合には、上記したように、中心軸から加速度センサユニット１６までの距離が回転半径Ｒ(ｔ)となる。
Vx＝Ｒψ(ｔ)・ωψ・・・（３）。
式（３）に示すように、入力デバイス１の先端部の速度値と、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。
上記式（３）を変形して（４）式を得る。
Ｒψ(ｔ)＝Vx/ωψ・・・（４）。
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。
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。
Ｒψ(ｔ)＝ｘ／ψ・・・（５）
Ｒψ(ｔ)＝ａx／Δωψ・・・（６）
Ｒψ(ｔ)＝Δａx／Δ（Δωψ）・・・（７）。
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、角速度値Δωψが既知であれば、回転半径Ｒψ(ｔ)が求められることが分かる。上述のように、第１の加速度センサ１６１は、ヨー方向の加速度値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ωψを検出する。したがって、Ｙ軸周りの角速度値ωψが微分され、Ｙ軸周りの角加速度値Δωψが算出されれば、Ｙ軸周りの回転半径Ｒψ(ｔ)が求められる。
Ｙ軸周りの回転半径Ｒψ(ｔ)が既知であれば、この回転半径Ｒψ(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ωψを乗じることで、入力デバイス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。したがって、ポインタ２の動きが入力デバイス１の動きに対して自然な動きとなるため、ユーザによる入力デバイスの操作性が向上する。
この速度値の算出方法については、ユーザが入力デバイス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。
図２５では、式（６）が用いられる例について説明する。図２５を参照して、入力デバイス１のＭＰＵ１９は、ステップ１０１で取得した角速度値（ωψ、ωθ）を微分演算することで、角加速度値（Δωψ、Δωθ）を算出する（ステップ７０１）。
ＭＰＵ１９は、ステップ１０２で取得した加速度値（ax、ay）と、角加速度値（Δωψ、Δωθ）とを用いて、式（６）、（８）により、それぞれＹ軸周り及びＸ軸周りの回転半径（Ｒψ(ｔ)、Ｒθ(ｔ)）を算出する（ステップ７０２）。
Ｒψ(ｔ)＝ａx／Δωψ・・・（６）
Ｒθ(ｔ)＝ａy／Δωθ・・・（８）。
回転半径が算出されれば、式（３）、（９）により、速度値（Vx、Vy）が算出される（ステップ７０３）。
Vx＝Ｒψ(ｔ)・ωψ・・・（３）
Vy＝Ｒθ(ｔ)・ωθ・・・（９）
このように、ユーザによる入力デバイス１の回転の操作量そのものがＸ軸及びＹ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。
また、加速度センサユニット１６で検出された加速度値（ax、ay）が、そのまま用いられることにより、計算量が少なくなり、入力デバイス１の消費電力を減らすことができる。
ＭＰＵ１９は、加速度センサユニット１６から所定のクロックごとに（ax、ay）を取得し、例えば、それに同期するように速度値（Vx、Vy）を算出すればよい。あるいは、ＭＰＵ１９は、複数の加速度値（ax、ay）のサンプルごとに、速度値（Vx、Vy）を１回算出してもよい。
次に、図２５と同様に、回転半径を利用して速度値（Vx、Vy）を算出する他の実施形態について説明する。図２７は、その入力デバイス１の動作を示すフローチャートである。図２７では、上記式（７）が用いられる例について説明する。
図２７を参照して、入力デバイス１のＭＰＵ１９は、取得した加速度値（ax、ay）の微分演算を行う。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８０１）。同様に、ＭＰＵ１９は、取得した角加速度値（ωψ、ωθ）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(Δωψ)）、Δ(Δωθ)）を算出する（ステップ８０２）。
角速度の時間変化率が算出されると、ＭＰＵ１９は、Ｙ軸周りの角加速度の時間変化率の絶対値｜Δ(Δωθ)｜が、閾値th1を超えるか否かを判定する（ステップ８０３）。上記｜Δ(Δωθ)｜が閾値th1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軸周りの角速度の時間変化率Δ(Δωθ)で除することで、Ｙ軸周りの回転半径Ｒψ(ｔ)を算出する（ステップ８０４）。すなわち、Ｘ軸方向の加速度の時間変化率Δaxと、Ｙ軸周りの角速度の時間変化率Δ(Δωθ)との比を回転半径Ｒψ(ｔ)として算出する（式（７））。｜Δ(Δωθ)｜の閾値th1は適宜設定可能である。
この回転半径Ｒψ(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８０５）。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Ｒψ(ｔ)の情報はメモリに記憶される（ステップ８０６）。このメモリには、回転半径Ｒψ(ｔ)の信号が所定のクロックごとに更新して記憶される。
入力デバイス１のＭＰＵ１９は、この回転半径Ｒψ(ｔ)に、Ｙ軸周りの角速度値ωθ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８０８）。
一方で、ＭＰＵ１９は、上記｜Δ(Δωθ)｜が、閾値th1以下である場合には、メモリに記憶された回転半径Ｒψ(ｔ)を読み出す（ステップ８０７）。この読み出された回転半径Ｒψ(ｔ)に、Ｙ軸周りの角速度値ωθ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８０８）。
上記ステップ８０１〜８０８の処理が行われる理由として、以下の２つの理由がある。
１つは、上記式（７）の回転半径Ｒψ(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。
２つ目は、この速度値（Vx、Vy）が算出される過程において、重力の影響を除去するためである。入力デバイス１が基本姿勢から、ロール方向またはピッチ方向に傾いた場合、重力の影響によって、入力デバイス１の実際の動きとは違った検出信号を出力してしまう。例えば入力デバイス１がピッチ方向に傾いた場合、加速度センサ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。
図２８は、加速度センサユニット１６への重力の影響を説明するための図である。図２８は、入力デバイス１をＺ方向で見た図である。
図２８（Ａ）では、入力デバイス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２８（Ｂ）に示すように、入力デバイス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。
この場合、特に、入力デバイス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２８（Ｂ）に示す状態は、図２８（Ｃ）のように入力デバイス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デバイス１に加わったと判断し、入力デバイス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、加速度から速度を求めるための加速度の積分値は増大し、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２８（Ａ）から図２８（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。
図２９は、入力デバイス１がピッチ方向に振られたときにおける重力加速度の影響を説明するための図であり、入力デバイス１をＸ方向で見た図である。
例えば、図２９（Ａ）に示すような入力デバイス１の基本姿勢の状態から、図２９（Ｂ）に示すような、入力デバイス１がピッチ方向で回転して傾いたとき、入力デバイス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。図２９（Ｃ）に示すように、入力デバイス１は、上のピッチ方向の慣性力Iと区別が付かない。
そこで、ユーザの操作による入力デバイス１の移動慣性成分（動きのみ）に着目した加速度値の時間変化率に比べ、その入力デバイス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移動慣性成分値の時間変化率の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移動慣性成分値の時間変化率に、重力加速度の成分値である低周波成分値が重畳された信号となる。
したがって、ステップ８０１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、入力デバイス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、上記低周波成分値には、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、あるいは、ＤＣオフセット値が含まれる場合もある。
また、本実施の形態では、式（７）が用いられるので、ステップ８０２では、角速度値ωθ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(Δωθ)｜が大きい場合問題ないが、小さい場合Ｓ／Ｎが悪化する。Ｓ／Ｎの悪化した｜Δ(Δωθ)｜が、ステップ８０８でのＲψ(ｔ)の算出に用いられると、Ｒψ(ｔ)や速度値Vxの精度が劣化する。
そこで、ステップ８０３では、ステップ８０２で算出されたＹ軸周りの角速度の時間変化率Δ(Δωθ)が利用される。Δ(Δωθ)が閾値th1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Ｒψ(ｔ)が読み出され（ステップ８０７）、読み出された回転半径Ｒψ(ｔ)がステップ８０８における速度値Vxの算出に用いられる。
ステップ８０９〜８１４では、以上のステップ８０３〜８０８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軸周りの角速度の時間変化率の絶対値｜Δ(Δωθ)｜が、閾値th1を超えるか否かを判定し（ステップ８０９）、閾値th1を超える場合には、この角速度の時間変化率を用いてＸ軸周りの回転半径Ｒθ(ｔ)を算出する（ステップ８１０）。
回転半径Ｒθ(ｔ)の信号は、ローパスフィルタに通され（ステップ８１１）、メモリに記憶される（ステップ８１２）。閾値th1以下である場合には、メモリに記憶された回転半径Ｒθ(ｔ)が読み出され（ステップ８１３）、この回転半径Ｒθ(ｔ)に基いてピッチ方向の速度値Vyが算出される（ステップ８１４）。
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th1としたが、両方向で異なる閾値が用いられてもよい。
ステップ８０３において、Δ(Δωθ)に代えて、角加速度値(Δωθ)が閾値に基き判定されてもよい。ステップ８０９についても同様に、Δ(Δωψ)に代えて、角加速度値(Δωψ)が閾値に基き判定されてもよい。図２７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（Δωψ、Δωθ）が算出されるので、角加速度値（Δωψ、Δωθ）が閾値に基き判定されてもよい。
本発明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。
上記各実施の形態に係る入力デバイスは、無線で入力情報を制御装置に送信する形態を示したが、有線により入力情報が送信されてもよい。
上記各実施の形態では、入力デバイスの動きに応じて画面上で動くＵＩを、ポインタとして説明した。しかし、そのＵＩはポインタに限られず、キャラクタ画像、またはその他の画像であってもよい。
上記操作スイッチ２７の代わりに、入力デバイス１０１、２０１、または制御装置４０が、操作スイッチ２７の機能と同様の機能を有する、ＧＵＩを用いたプログラムを備えてもよい。その場合、例えばユーザがそのＧＵＩを利用してスイッチＯＮ／ＯＦＦ操作すればよい。
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周りのそれぞれの角速度を得ることができる。
入力デバイス１、２５１、３０１の代わりに、第１のボディ及び第２のボディが、Ｙ’軸方向を回転軸として相対的に回転する本体を備えた入力デバイスが用いられてもよい。この場合、典型的には、第１のボディ及び第２のボディのそれぞれの端部同士が、その回転軸を有する接続機構により接続される。このような実施形態では、第１及び第２のボディの相対的な回転角度が第１の回転角度にあるときの本体の操作形態が第１の操作形態に相当する。第１及び第２のボディが、第１の回転角度とは異なる第２の回転角度にあるときの本体の操作形態が第２の操作形態に相当する。
入力デバイス１（または、その他各実施の形態で示した入力デバイス１０１、２０１、２５１、３０１、４０１。以下、入力デバイス１等という。）が、例えば加速度センサユニット１６または１１６を備え、角速度センサユニット１５または１１５を備えない形態も考えられる。この場合、ステップ１０３で速度値（Vx、Vy）は、加速度センサユニット１６により検出される加速度値（ax、ay）を積分演算することで求められる。ただし、この場合、Ｙ及びＸ軸周りの角速度（ωψ、ωθ）は求めることができない。加速度センサユニット１６の代わりに、イメージセンサにより加速度が算出されてもよい。
図２５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。
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。これらのような実施形態の意味において、主にＭＰＵ１９または３５は、角度に関連する値としての角度関連値を出力する算出手段として機能する。
例えば、上記のように回転半径Ｒ(ｔ)を算出する場合において、Ｙ’軸及びＸ’軸周りの角加速度を検出する上記角加速度センサ、または角度を検出するセンサが用いられてもよい。この場合、角加速度センサにより検出された角加速度値が積分演算されることで角速度値（ωψ、ωθ）が求められる。あるいは、角度センサにより検出された角度値が微分演算されることで角速度値（ωψ、ωθ）が求められる。
本発明の一実施の形態に係る制御システムを示す図である。 （Ａ）は、入力デバイスを示す平面図であり、（Ｂ）は、その側面図である。 入力デバイスが開いた状態を示す平面図である。 入力デバイスの内部の構成を模式的に示す図である。 入力デバイスの電気的な構成を示すブロック図である。 センサユニットを示す斜視図である。 表示装置に表示される画面の例を示す図である。 ユーザが入力デバイスを握った様子を示す図である。 制御システムの動作を示すフローチャートである。 制御装置が主要な演算を行う場合の、制御しシステムの動作を示すフローチャートである。 ユーザが入力デバイスの本体の開閉するときの、入力デバイスの動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施の形態に係る入力デバイスの電気的な構成を示すブロック図である。 図１２に示した入力デバイスの動作を示すフローチャートである。 他の実施の形態に係るセンサユニットを示す斜視図である。 図１４に示したセンサユニットを備える入力デバイスの電気的な構成を示すブロック図である。 図１５に示した入力デバイスの、ユーザにより操作形態が変えられるときの動作を示すフローチャートである。 センサユニットの検出軸がシフトする形態を説明するための図である。 （Ａ）は、本発明の他の実施の形態に係る入力デバイスの一の操作形態を示す平面図である。（Ｂ）は、その入力デバイスの他の操作形態を示す平面図である。 （Ａ）は、本発明のさらに別の実施の形態に係る入力デバイスの一の操作形態を示す平面図である。（Ｂ）は、その入力デバイスの他の操作形態を示す平面図である。 （Ａ）は、本発明のさらに別の実施の形態に係る入力デバイスの一の操作形態を示す平面図である。（Ｂ）は、その入力デバイスの他の操作形態を示す平面図である。 図２０に示した入力デバイスの電気的な構成を示すブロック図である。 図２０に示した入力デバイスの、ユーザにより操作形態が変えられるときの動作を示すフローチャートである。 本発明のさらに別の実施の形態に係る入力デバイスを示す平面図である。 （Ａ）は、一の操作形態でユーザにより図２３に示した入力デバイスが操作される場合の、画面に対するセンサユニットの姿勢を示す図である。（Ｂ）は、他の操作形態でユーザによりその入力デバイスが操作される場合の、画面に対するセンサユニットの姿勢を示す図である。 速度値の算出方法の一実施の形態についての入力装置の動作を示すフローチャートである。 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。 回転半径を利用して速度値を算出する他の実施形態についての入力デバイスの動作を示すフローチャートである。 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。 入力デバイスがピッチ方向に振られたときにおける重力加速度の影響を説明するための図であり、入力デバイスをＸ方向で見た図である。
符号の説明
１、１０１、２０１、２５１、３０１、４０１、４５１…入力デバイス（ハンドヘルド型情報処理装置）
２…ポインタ
３…画面
１０、２１０、３１０、４１０、４６０…本体
１４、１１４、３１４、４１４…操作部
１７、１１７…センサユニット
１９…ＭＰＵ
２６…切り替え検出器
２７…操作スイッチ
３０…制御ユニット
３１、２３１、３３１…第１のボディ
３２、２３２、３３２…第２のボディ
３３、２３３…ヒンジ部
３４、１３４、３３４、４７４…操作キー
４０…制御装置
１００…制御システム
４２０…ディスプレイ
４２１…タッチパネル画面

Claims (20)

  1. 第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される本体と、
    前記本体の動きに応じた、画面上で表示されるＵＩを移動させるための移動コマンドを出力する出力手段と、
    前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出する検出手段と、
    前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために前記出力手段により前記移動コマンドを出力させ、かつ、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行する制御手段と
    を具備するハンドヘルド型情報処理装置。
  2. 請求項１に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記本体は、
    前記ユーザにより操作される操作キーと、
    前記操作キーを収納する収納機構とを有し、
    前記検出手段は、前記操作キーが前記収納機構により収納される形態を前記第１の操作形態として、前記操作キーが前記収納機構により収納されずに露出する形態を前記第２の操作形態として、前記切り替えを検出する
    ハンドヘルド型情報処理装置。
  3. 請求項２に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記本体は、スイッチを有し、
    前記制御手段は、前記第２の操作形態で前記本体が操作され前記非相関処理を実行している途中に、前記ユーザにより前記スイッチによる入力操作があった場合、前記非相関処理を停止し、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために前記出力手段により前記移動コマンドを出力させる
    ハンドヘルド型情報処理装置。
  4. 請求項１に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記本体は、
    第１のボディと、
    第２のボディと、
    前記第１のボディ及び前記第２のボディが相対的に動くように、前記第１のボディ及び前記第２のボディを接続する接続機構とを有し、
    前記検出手段は、前記第１のボディ及び前記第２のボディが第１の相対位置にある状態を前記第１の操作形態として、前記第１のボディ及び前記第２のボディが第１の相対位置とは異なる第２の相対位置にある状態を前記第２の操作形態として、前記切り替えを検出するハンドヘルド型情報処理装置。
  5. 請求項１に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記本体は、タッチパネル画面を表示可能なタッチパネル型のディスプレイを有し、
    前記検出手段は、前記タッチパネル画面を介してユーザがタッチ操作が可能な形態を前記第２の操作形態とし、前記タッチ操作が解除された形態を前記第１の操作形態として、前記切り替えを検出する
  6. 請求項１に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記本体は、前記ユーザにより、前記第１の操作形態では第１の姿勢で操作され、前記第２の操作形態では前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢で操作される
    ハンドヘルド型情報処理装置。
  7. 請求項６に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記出力手段は、前記本体の加速度を検出する加速度センサを有し、
    前記検出手段は、前記加速度センサにより検出された重力加速度の変化に応じて前記切り替えを検出する
    ハンドヘルド型情報処理装置。
  8. 請求項３に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記出力手段は、第１の検出軸及び第２の検出軸を有するセンサを有し、前記センサにより第１の方向及び前記第１の方向とは異なる第２の方向の両方の前記本体の動きを検出させ、前記第１の方向に対応する前記画面上での軸に沿って前記ＵＩを移動させるための、前記第１の方向での前記本体の動きに応じた第１の移動コマンド、及び、前記第２の方向に対応する前記画面上での軸に沿って前記ＵＩを移動させるための、前記第２の方向での前記本体の動きに応じた第２の移動コマンドを、前記移動コマンドとして出力する
    ハンドヘルド型情報処理装置。
  9. 請求項８に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記制御手段は、前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１及び前記第２の方向の前記本体の動きを前記第１及び前記第２の検出軸でそれぞれ検出させ、前記検出された前記本体の動きに応じた前記第１及び前記第２の移動コマンドを前記出力手段により出力させ、かつ、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１の方向の前記本体の動きを前記第２の検出軸で検出させ、前記第２の検出軸で検出された前記本体の動きに応じた前記第１の移動コマンドを前記出力手段により出力させる
    ハンドヘルド型情報処理装置。
  10. 請求項８に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記センサは、第３の検出軸を有し、
    前記制御手段は、前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１及び前記第２の方向の前記本体の動きを前記第１及び前記第２の検出軸でそれぞれ検出させ、前記検出された前記本体の動きに応じた前記第１及び前記第２の移動コマンドを前記出力手段により出力させ、かつ、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１及び前記第２の方向の前記本体の動きを前記第２及び前記第３の検出軸で検出させ、前記検出された前記本体の動きに応じた前記第１及び前記第２の移動コマンドを前記出力手段により出力させる
    ハンドヘルド型情報処理装置。
  11. 請求項８に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記本体は、
    第１のボディと、
    第２のボディと、
    前記第１のボディ及び前記第２のボディが相対的に動くように、前記第１のボディ及び前記第２のボディを接続する接続機構と
    を有するハンドヘルド型情報処理装置。
  12. 請求項１１に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記接続機構は、前記第１のボディに対して前記第２のボディを開閉するための、前記第１の検出軸に沿うヒンジ軸を有する
    ハンドヘルド型情報処理装置。
  13. 請求項１１に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記接続機構は、前記第１のボディに対して前記第２のボディを、前記第１の検出軸に沿う方向にスライドさせるスライド機構を有する
    ハンドヘルド型情報処理装置。
  14. 請求項１１に記載のハンドヘルド型情報処理装置であって、
    前記接続機構は、前記第２の検出軸に沿う方向の回転軸を有した、前記第１のボディに対して前記第２のボディを前記回転軸で回転させる回転機構を有する
    ハンドヘルド型情報処理装置。
  15. 第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される本体と、
    第１の検出軸及び前記第２の検出軸を有するセンサを含み、前記センサにより第１の方向及び前記第１の方向とは異なる第２の方向の両方の前記本体の動きを検出させ、前記第１の方向に対応する画面上での軸に沿ってＵＩを移動させるための、前記第１の方向での前記本体の動きに応じた第１の移動コマンド、及び、前記第２の方向に対応する前記画面上での軸に沿って前記ＵＩを移動させるための、前記第２の方向での前記本体の動きに応じた第２の移動コマンドを出力する出力手段と、
    前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出する検出手段と、
    前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１及び前記第２の方向の前記本体の動きを前記第１及び前記第２の検出軸でそれぞれ検出させ、前記第１及び前記第２の検出軸でそれぞれ検出された前記本体の動きに応じた前記第１及び前記第２の移動コマンドを前記出力手段により出力させ、かつ、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記第１の方向の前記本体の動きを前記第２の検出軸で検出させて、前記第２の検出軸で検出された前記本体の動きに応じた前記第１の移動コマンドを前記出力手段により出力させる制御手段と
    を具備するハンドヘルド型情報処理装置。
  16. 第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される本体と、前記本体の動きに応じた移動コマンドを出力する出力手段と、前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出し、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかの情報である形態情報を出力する形態情報出力手段とを備えるハンドヘルド型情報処理装置から出力された、前記移動コマンド及び前記形態情報に基づき、画面上に表示されるＵＩの動きを制御する制御装置であって、
    前記移動コマンド及び前記形態情報を受信する受信手段と、
    前記形態情報に基づき、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかを判定する判定手段と、
    前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために、前記受信された移動コマンドに基づき、前記画面上での前記ＵＩの座標情報を生成する生成手段と、
    前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行する実行手段と
    を具備する制御装置。
  17. 第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される本体と、
    前記本体の動きに応じた、画面上で表示されるＵＩを移動させるための移動コマンドを出力する出力手段と、
    前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出する検出手段と、
    前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために前記出力手段により前記移動コマンドを出力させ、かつ、前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行する制御手段とを有するハンドヘルド型情報処理装置と、
    前記移動コマンドを受信する受信手段と、
    前記受信された移動コマンドに基づき、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために、前記画面上での前記ＵＩの座標情報を生成する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。
  18. 第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される本体と、
    前記本体の動きに応じた移動コマンドを出力する出力手段と、
    前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出し、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかの情報である形態情報を出力する形態情報出力手段とを有するハンドヘルド型情報処理装置と、
    前記移動コマンド及び前記形態情報を受信する受信手段と、
    前記形態情報に基づき、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかを判定する判定手段と、
    前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために、前記受信された移動コマンドに基づき、前記画面上での前記ＵＩの座標情報を生成する生成手段と、
    前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行する実行手段とを有する制御装置と
    を具備する制御システム。
  19. ハンドヘルド型情報処理装置により、第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される本体の動きに応じた、画面上で表示されるＵＩを移動させるための移動コマンドを出力し、
    ハンドヘルド型情報処理装置により、前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出し、
    前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、ハンドヘルド型情報処理装置により、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために前記移動コマンドを出力し、
    前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、ハンドヘルド型情報処理装置により、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行する
    制御方法。
  20. 第１の操作形態及び前記第１の操作形態とは異なる第２の操作形態でユーザに操作される本体と、前記本体の動きに応じた移動コマンドを出力する出力手段と、前記本体の前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態の切り替えを検出し、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかの情報である形態情報を出力する形態情報出力手段とを備えるハンドヘルド型情報処理装置から出力された、前記移動コマンド及び前記形態情報に基づき、画面上に表示されるＵＩの動きを制御する制御装置の制御方法であって、
    前記移動コマンド及び前記形態情報を受信し、
    前記形態情報に基づき、前記本体が前記第１の操作形態及び前記第２の操作形態のうちいずれの形態で操作されるかを判定し、
    前記第１の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上で前記ＵＩを移動させるために、前記受信された移動コマンドに基づき、前記画面上での前記ＵＩの座標情報を生成し、
    前記第２の操作形態で前記本体が操作される場合、前記画面上での前記ＵＩの状態を、前記本体の動きに非相関な状態にするための非相関処理を実行する
    制御方法。
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