KR20100038279A

KR20100038279A - 입력 장치, 제어 장치, 제어 시스템, 제어 방법 및 핸드헬드 장치

Info

Publication number: KR20100038279A
Application number: KR1020097013480A
Authority: KR
Inventors: 카즈유키 야마모토; 토시오 마미야; 히데토시 카바사와; 카츠히코 야마다; 타카시 야마다; 히데아키 쿠마가이
Original assignee: 소니 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2010-04-14
Also published as: EP2184581A1; TWI372989B; US20100103096A1; JP5293603B2; CN101627281A; US8416186B2; WO2009008372A1; EP2184581A4; JPWO2009008372A1; TW200925946A; CN101627281B

Abstract

[과제] 입력 장치가 본래의 자세로부터 기울어졌을 때의 가속도 센서에 미치는 중력의 문제를 없애고, 또한 계산량을 적게 할 수 있는 입력 장치, 제어 장치, 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것.

[해결 수단] 입력 장치(1)의 MPU(19)는, 산출한 롤각에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 각속도값(ω_φ, ω_θ)을 각각 보정하고, 보정값인 보정 각속도값(제2 및 제1 보정 각속도값(ω_φ′, ω_θ′))을 얻는다(스텝 103). 이것에 의해, 입력 장치가 Z축 주위(둘레)에서, 중력 방향의 축(이하, 수직축이라고 한다)에 대해서 기울어진 상태에서 유저가 입력 장치를 움직이게 하더라도, 그 기울기에 의해 각각 발생하는 X′축 및 Y′축 방향의 중력 가속도 성분에 의한 영향을 제거할 수가 있다.

Description

입력 장치, 제어 장치, 제어 시스템, 제어 방법 및 핸드헬드 장치{INPUT DEVICE, CONTROLLER, CONTROL SYSTEM, CONTROL METHOD, AND HAND-HELD DEVICE}

본 발명은, 화면 상의 포인터를 조작하기 위한 공간 조작형 입력 장치, 그의 조작 정보에 따라서 포인터를 제어하는 제어 장치, 이들 장치를 포함하는 제어 시스템, 제어 방법 및 핸드헬드 장치에 관한 것이다.

PC(Personal Computer)에서 보급되어 있는 GUI(Graphical User Interface)의 컨트롤러로서, 주로 마우스나 터치 패드 등의 포인팅 디바이스가 이용되고 있다. GUI는, 종래의 PC의 HI(Human Interface)에 머무르지 않고, 예를 들면 텔레비전을 화상 매체로서 거실 등에서 사용되는 AV 기기나 게임기의 인터페이스로서 사용되기 시작하고 있다. 이와 같은 GUI의 컨트롤러로서, 유저가 공간에서 조작할 수 있는 포인팅 디바이스가 여러 종류 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).

특허 문헌 1에는, 2축의 각속도 자이로스코프, 다시말해 2개의 각속도 센서를 구비한 입력 장치가 개시되어 있다. 이 각속도 센서는, 진동형 각속도 센서이다. 예를 들면, 공진 주파수로 압전 진동하는 진동체에 회전 각속도가 가해지면, 진동체의 진동 방향과 직교하는 방향으로 코리올리 힘이 생긴다. 이 코리올리 힘은, 각속도에 비례하므로, 코리올리 힘이 검출됨으로써, 회전 각속도가 검출된다. 특허 문헌 1의 입력 장치는, 각속도 센서에 의해 직교하는 2축 둘레(주위)의 각속도를 검출하고, 그 각속도에 따라, 표시 수단에 의해 표시되는 커서 등의 위치 정보로서의 커맨드 신호를 생성하고, 이것을 제어 기기에 송신한다.

특허 문헌 2에는, 3개(3축)의 가속도 센서 및 3개(3축)의 각속도 센서(자이로)를 구비한 펜형 입력 장치가 개시되어 있다. 이 펜형 입력 장치는, 각각 3개의 가속도 센서 및 각속도 센서에 의해 얻어지는 신호에 의거하여 여러가지 연산을 행하고, 펜형 입력 장치의 자세각을 산출하고 있다.

일반적으로 가속도 센서는, 유저의 입력 장치의 조작시의 가속도 뿐만 아니라, 중력 가속도를 검출한다. 입력 장치에 작용하는 중력과, 입력 장치가 움직일 때의 입력 장치의 관성력과는 동일한(같은) 물리량이므로, 입력 장치에는 그 구별이 안된다. 예를 들면 유저가, 본래의 자세로부터 기울어지게 하도록 해서 입력 장치를 쥐(握)면, 그 기울기에 따른 중력 가속도의 분력이 각각의 축에 대응하는 가속도 센서에 작용하고, 가속도 센서는 이것을 검출해 버린다.

그러나, 상기 특허 문헌 2의 펜형 입력 장치에서는, 3축의 회전 각속도, 3축 방향의 가속도가 검출되고, 즉 6자유도 모든 양이 검출되므로, 이와 같은 관성력과 중력의 문제가 해결된다.

특허 문헌 1: 일본 특개(特開; 특허공개) 제2001-56743호 공보(단락 [0030], [0031], 도 3)

특허 문헌 2: 일본 특허 제3748483호 공보(단락 [0033], [0041], 도 1)

특허 문헌 3: 일본 특표(特表; PCT출원의 일본어번역문 특허공개) 제2007-509448호 공보(단락 [0019], [0021], [0029], [0034], 도 5)

[발명이 해결하고자 하는 과제]

특허 문헌 2의 펜형 입력 장치에서는, 3개의 가속도 센서 및 3개의 각속도 센서가 이용되므로, 구성이 복잡하고, 또 계산량이 많아지므로 지연 시간이 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 유저의 조작 타이밍과 GUI의 동작 타이밍에 시간적 어긋남(deviation)이 생겨, 유저에게 위화감을 준다. 또, 계산량이 많아지면, 소비 전력도 많아진다. 예를 들면, 전지가 내장되는 타입의 입력 장치에 있어서는 소비 전력의 문제는 중요하다.

상기의 지연 시간을 없애기 위해서, 고속의 CPU 또는 MPU가 이용되는 경우, 더욱더 소비 전력 및 코스트가 증대한다고 하는 문제가 있다.

또, 특허 문헌 2의 펜형 입력 장치는 6개의 센서를 구비하고 있으므로, 6개의 A/D(Analog/Digital) 포트를 구비한 CPU 혹은 A/D 컨버터가 필요하게 된다. 따라서, 회로 구성이 복잡하게 되고, 또 코스트가 늘어난다고 하는 문제도 있다.

또, 특허 문헌 2의 펜형 입력 장치에서는, 연산에 가속도의 적분 항목이 존재하기 때문에, 적분 오차가 축적된다고 하는 문제도 있다. 이것을 해소하기 위해서, 특정의 조건시에 적분값을 리셋하는 것도 제안되어 있지만, 적분 오차가 실용상 지장이 없는 레벨에 들어가기 위해서 필요한 시간 간격으로 리셋 조건이 얻어질 확증이 없다고 하는 문제점도 있다.

이상과 같은 사정을 감안해서, 본 발명의 목적은, 입력 장치가 본래의 자세로부터 기울어졌을 때의 가속도 센서에 미치는 중력의 문제를 없애고, 또한 계산량을 적게 할 수 있는 입력 장치, 제어 장치, 제어 시스템, 그 제어 방법 및 핸드헬드 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 입력 장치가 본체의 자세로부터 기울어지고(기울고), 가속도 센서를 이용해서 그 기울기의 각도를 계산하는 경우에, 유저가 입력 장치를 움직이게 하여 가속도 센서로 검출되는 검출값에 포함되는 관성 가속도 성분의 영향을 억누를(억제할) 수 있는 입력 장치, 제어 장치, 제어 시스템, 그 제어 방법 및 핸드헬드 장치를 제공하는데에 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 한 형태에 따른 입력 장치는, 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와, 상기 제1 축 둘레의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와, 상기 제2 축 둘레의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센세와, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하는 정보 출력 수단을 구비한다.

본 발명에서는, 제1 및 제2 가속도에 의거하여 입력 장치의 각도가 산출되고, 그 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해서 제1 및 제2 각속도가 보정된다. 다시말해, 입력 장치가 제3 축 둘레에서 수직 축에 대해서 기울어진 상태에서 유저가 입력 장치를 움직이게 해도, 그 기울기에 의해 각각 발생하는 제1 및 제2 축방향의 중력 가속도 성분에 의한 영향을 제거할 수가 있다. 따라서, GUI가 적절한 움직임으로 되도록 그 GUI의 표시가 제어된다.

「산출한다」라 함은, 연산에 의해 값이 산출되는 경우와, 구해져야 할 각종 값이 대응 테이블로서 메모리 등에 기억되고, 그 각종 값의 어느것인가의 값이 메모리로부터 판독출력(讀出; read out)되는 경우의 양쪽의 의미를 포함한다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 장치는, 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와, 상기 제1 축 둘레의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와, 상기 제2 축 둘레의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서를 구비하는 입력 장치로부터 출력된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 장치로서, 상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 정보를, 상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 수신된 제1 및 제2 가속도에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 수신된 제1 및 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과, 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 구비한다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 시스템은, 입력 정보를 출력하는 입력 장치와, 상기 입력 장치로부터 출력된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 장치를 구비하는 제어 시스템으로서, 상기 입력 장치는, 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와, 상기 제1 축 둘레의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와, 상기 제2 축 둘레의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과, 상기 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하는 정보 출력 수단을 가지고, 상기 제어 장치는, 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도의 정보를, 상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과, 상기 수신된 제1 및 제2 보정 각속도에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가진다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 시스템은, 입력 정보를 출력하는 입력 장치와, 상기 입력 장치로부터 출력된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 장치를 구비하는 제어 시스템으로서, 상기 입력 장치는, 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와, 상기 제1 축 둘레의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와, 상기 제2 축 둘레의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와, 상기 제1 가속도, 상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 정보를, 상기 입력 정보로서 출력하는 출력 수단을 가지고, 상기 제어 장치는, 상기 입력 정보를 수신하는 수신 수단과, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 수신된 제1 및 제2 가속도에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과, 상기 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 수신된 제1 및 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과, 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가진다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 방법은, 입력 장치의 움직임에 따라서 화면 상의 UI를 제어하는 제어 방법으로서, 상기 입력 장치의 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하고, 상기 입력 장치의 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 제2 가속도를 검출하고, 상기 입력 장치의 상기 제1 축 둘레의 제1 각속도를 검출하고, 상기 입력 장치의 상기 제2 축 둘레의 제2 각속도를 검출하고, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하고, 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성한다.

본 발명의 한 형태에 따른 입력 장치는, 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축을 따르는 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와, 상기 제2 축 주위(둘레)의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와, 상기 제1 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와, 상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도값 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도값을 산출하는 속도 산출 수단과, 상기 제1 및 제2 속도값을 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도값 및 제2 연산 가속도값을 산출하는 미분 연산 수단과, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도값으로부터 상기 제1 연산 가속도값을 뺀 값 및, 상기 제2 가속도값으로부터 상기 제2 연산 가속도값을 뺀 값에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도값 및 제2 보정 속도값의 정보를 출력하는 정보 출력 수단을 구비한다.

이후(以降)의 설명에서는, 제1 가속도 센서 또는 제2 가속도 센서를, 단지 가속도 센서라고 하는 경우도 있다. 마찬가지로, 제1 각속도 센서 또는 제2 각속도 센서를, 단지 각속도 센서라고 하는 경우도 있다. 마찬가지로, 제1 가속도값 또는 제2 가속도값을, 단지 가속도값이라고 하는 경우도 있고, 제1 각속도값 또는 제2 각속도값을, 단지 각속도값이라고 하는 경우도 있다. 마찬가지로, 제1 속도값 또는 제2 속도값을, 단지 속도값이라고 하는 경우도 있으며, 제1 보정 속도값 또는 제2 보정 속도값을, 단지 보정 속도값이라고 하는 경우도 있다.

각속도 센서에 의해 각속도값이 산출될 때는, 유저가 입력 장치를 자연스럽게 움직이게 하여 조작할 때이다. 즉, 사람(人間)이 입력 장치를 움직이게 할 때, 유저는, 어깨, 팔꿈치 및 손목중 적어도 1개를 중심으로 해서, 입력 장치를 회전시키도록 움직이게 하기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는, 가속도값 뿐만 아니라 각속도값도 이용되어, 연산에 의해 입력 장치의 속도값이 구해지고, 그 속도값의 미분 연산에 의해 가속도값(연산 가속도값)이 구해진다. 이것에 의해, 실질적으로 입력 장치의 움직임에 합치한 속도값 및 연산 가속도값이 얻어진다.

한편, 제3 축 주위의 각도, 즉 입력 장치의 이상적인 자세로부터의 제3 축 주위의 기울기의 각도가 산출된다. 그 산출 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해서 속도값이 보정된다. 이것에 의해, 입력 장치가 제3 축 주위에서 수직 축에 대해서 기울어진 상태에서 유저가 입력 장치를 움직이게 해도, 그 기울기에 의해 각각 발생하는 제1 및 제2 축 방향의 중력 가속도 성분에 의한 영향을 제거할 수가 있다.

그러나, 속도값이 보정되더라도, 유저가 입력 장치를 의식적으로 움직이게 하여 조작하는 경우, 산출 각도가 변동하지 않는다고도 한정(限)되지 않는다. 유저가 입력 장치를 움직이게 하는 경우, 가속도 센서는, 입력 장치의 기울기에 의한 예를 들면 제1 축 방향의 중력 가속도 성분값과, 그 입력 장치의 움직임에 의한 예를 들면 그 제1 축 방향의 가속도값과의 합성 값을, 제1 가속도값으로서 검출하기 때문이다.

이와 같은 산출 각도의 변동을 방지하기 위해서, 기울기 각도가 산출될 때, 연산 가속도값이 가속도 센서로 검출되는 가속도값으로부터 빼내진다(감산된다). 상기한 바와 같이 연산 가속도값은, 각속도값도 고려해서 산출되어 있으며, 유저가 입력 장치를 의식적으로 움직이게 하고 있을 때의 가속도값이다. 다시말해, 가속도 센서로 검출되는 가속도값으로부터 연산 가속도값이 빼내지는 것에 의해, 실질적으로는 제1 및 제2 축 방향의 중력 가속도의 성분값이 남는다. 따라서, 각도 산출 수단은, 유저의 입력 장치의 조작에 의해, 산출 각도가 변동해도, 실질적으로 중력의 영향만에 의한 각도를 산출할 수가 있다. 이것에 의해, 유저의 입력 장치의 움직임에 합치한 보정 속도값을 얻을 수가 있다.

또, 2개의 가속도 센서 및 2개의 각속도 센서가 이용되므로, 3축의 가속도 센서 및 3축의 각속도 센서가 이용되는 경우에 비해, 계산량을 적게 할 수 있으며, 또 코스트를 저감할 수가 있다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 장치는, 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축을 따르는 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와, 상기 제2 축 주위의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와, 상기 제1 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서를 구비하는 입력 장치로부터 송신된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 장치이다. 제어 장치는, 상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 제2 각속도값의 각 정보를, 상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과, 상기 수신된 상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도값 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도값을 산출하는 속도 산출 수단과, 상기 제1 및 제2 속도값을 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도값 및 제2 연산 가속도값을 산출하는 미분 연산 수단과, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도값으로부터 상기 제1 연산 가속도값을 뺀 값 및, 상기 제2 가속도값으로부터 상기 제2 연산 가속도값을 뺀 값에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도값 및 제2 보정 속도값의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과, 상기 제1 보정 속도값 및 상기 제2 보정 속도값에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 구비한다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 시스템은, 화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 시스템으로서, 입력 장치와 제어 장치를 구비한다. 입력 장치는, 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축을 따르는 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와, 상기 제2 축 주위의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와, 상기 제1 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와, 상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도값 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도값을 산출하는 속도 산출 수단과, 상기 제1 및 제2 속도값을 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도값 및 제2 연산 가속도값을 산출하는 미분 연산 수단과, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도값으로부터 상기 제1 연산 가속도값을 뺀 값 및, 상기 제2 가속도값으로부터 상기 제2 연산 가속도값을 뺀 값에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도값 및 제2 보정 속도값의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과, 상기 제1 및 제2 보정 속도값의 정보를 입력 정보로서 송신하는 송신 수단을 가진다. 제어 장치는, 상기 입력 정보를 수신하는 수신 수단과, 상기 수신된 입력 정보의 상기 제1 보정 속도값 및 상기 제2 보정 속도값에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가진다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 시스템은, 화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 시스템으로서, 입력 장치와 제어 장치를 구비한다. 입력 장치는, 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축을 따르는 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와, 상기 제2 축 주위의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와, 상기 제1 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와, 상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 제2 각속도값의 각 정보를, 상기 입력 정보로서 송신하는 송신 수단을 가진다. 제어 장치는, 상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과, 상기 수신된 입력 정보의 상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도값 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도값을 산출하는 속도 산출 수단과, 상기 제1 및 제2 속도값을 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도값 및 제2 연산 가속도값을 산출하는 미분 연산 수단과, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도값으로부터 상기 제1 연산 가속도값을 뺀 값 및, 상기 제2 가속도값으로부터 상기 제2 연산 가속도값을 뺀 값에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도값 및 제2 보정 속도값의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과, 상기 제1 보정 속도값 및 상기 제2 보정 속도값에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가진다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 방법은, 입력 장치의 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하고, 상기 입력 장치의 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축을 따르는 방향의 제2 가속도를 검출하고, 상기 입력 장치의 상기 제2 축 주위의 제1 각속도를 검출하고, 상기 입력 장치의 상기 제1 축 주위의 제2 각속도를 검출하고, 상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도값 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도값을 산출하고, 상기 제1 및 제2 속도값을 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도값 및 제2 연산 가속도값을 산출하고, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도값으로부터 상기 제1 연산 가속도값을 뺀 값 및, 상기 제2 가속도값으로부터 상기 제2 연산 가속도값을 뺀 값에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하고, 상기 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도값 및 제2 보정 속도값의 정보를 출력하고, 상기 제1 보정 속도값 및 상기 제2 보정 속도값에 따른, UI의 화면 상의 좌표 정보를 생성한다.

본 발명의 한 형태에 따른 입력 장치는, 가속도 출력 수단과, 각속도 출력 수단과, 정보 출력 수단과, 억제 수단을 구비한다.

상기 가속도 출력 수단은, 가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력한다.

상기 각속도 출력 수단은, 제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력한다.

상기 정보 출력 수단은, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력한다.

상기 억제 수단은, 상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제한다.

제1 및 제2 가속도에 의거하여 입력 장치의 각도가 산출되고, 그 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해서 제1 및 제2 각속도가 보정된다. 다시말해, 입력 장치가 제5 축 둘레에서 수직축에 대해서 기울어진 상태에서 유저가 입력 장치를 움직이게 하더라도, 그 기울기에 의해 각각 발생하는 제1 및 제2 축방향의 중력 가속도 성분에 의한 영향을 제거할 수가 있다. 따라서, 포인터가 적절한 움직임으로 되도록 그 포인터의 표시가 제어된다.

그러나, 각속도값이 보정되더라도, 유저가 입력 장치를 의식적으로 움직이게 하여 조작하는 경우, 산출 각도가 변동하지 않는다고도 한정되지 않는다. 유저가 입력 장치를 움직이게 하는 경우, 가속도 센서는, 입력 장치의 기울기에 의한 예를 들면 제1 축 방향의 중력 가속도 성분과, 그 입력 장치의 움직임에 의한 예를 들면 그 제1 축 방향의 관성 가속도와의 합성 값을, 제1 가속도로서 검출하기 때문이다.

그래서, 억제 수단은, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제한다. 이것에 의해, 실질적으로 중력의 영향만에 의한 각도를 산출할 수 있으며, 유저의 입력 장치의 움직임에 합치한 보정 각속도값을 얻을 수가 있다.

「산출한다」라 함은, 연산에 의해 값이 산출되는 경우와, 구해져야 할 각종 값이 대응 테이블로서 메모리 등에 기억되고, 그 각종 값의 어느것인가의 값이 메모리로부터 판독출력되는 경우의 양쪽의 의미를 포함한다.

전형적으로는, 제1 축과 제4 축이 일치하고, 제2 축과 제3 축이 일치하지만, 그들은 반드시 일치하지 않아도 좋다.

각속도 출력 수단은, 각속도 센서, 각도 센서, 또는 각가속도 센서를 가져도 좋다. 각속도 출력 수단이 각도 센서를 포함하는 경우, 검출된 각도를 미분함으로써 각속도를 출력한다. 각속도 출력 수단이 각가속도 센서를 포함하는 경우, 검출된 각가속도를 적분함으로써 각속도를 출력한다.

입력 장치는, 상기 보정에 의해 얻어지는 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도를 갱신하는 갱신 수단을 더 구비해도 좋다. 그 경우, 상기 정보 출력 수단은, 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도의 갱신을 정지(停止)하고, 최후에 상기 갱신된 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도의 정보를, 상기 제2 정보로서 출력해도 좋다.

입력 장치는, 상기 보정에 의해 얻어지는 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도를 갱신하는 갱신 수단을 더 구비해도 좋다. 그 경우, 상기 정지 수단은, 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도의 갱신을 정지하고, 상기 정보 출력 수단은, 최후에 상기 갱신된 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를, 상기 제2 정보로서 출력하면 좋다.

상기 정지 수단은, 유저가 상기 정보 출력 수단에 의한 상기 소정의 처리의 정지 및 개시를 전환하기 위한 스위치를 가져도 좋다. 스위치는, 메카니컬한 딥 스위치, 푸시 버튼식 스위치, 센서를 이용한 스위치 등을 들(擧) 수 있다. 센서로서는, 전기, 자기, 광 등을 이용한 것이 있다. 예를 들면, 스위치가 ON/OFF식 푸시 버튼인 경우, 유저가 그 버튼을 누르면, 정보 출력 수단에 의한 처리가 정지하고, 또 한번(한번 더) 그 버튼을 누르면 그 처리가 재개되더라도 좋다. 혹은, 유저가 그 버튼을 누르고 있는 동안은, 그 처리가 정지한다(또는 그 처리가 실행된다)고 한 형태도 생각된다.

상기 정지 수단은, 상기 가속도 검출면이, 절대적인 수직면으로부터 기울어졌을 때의, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터의 양이 임계값(threshold value) 이하인 경우, 상기 소정의 처리를 정지해도 좋다. 그 경우, 상기 개시 수단은, 상기 합성 가속도 벡터량이 상기 임계값을 넘은 경우, 상기 소정의 처리를 개시해도 좋다. 가속도 검출면이 수직면으로부터 기울어지는(기우는) 각도가 너무 커지는 경우, 합성 가속도 벡터량이 작아지는 경우가 있으며, 그 결과, 정확한 각도가 산출되지 않는다. 따라서, 합성 가속도 벡터량이 임계값 이하인 경우, 소정의 처리가 정지되고, 예를 들면 전회(前回; 지난번)의 각도의 값이 제1 각속도 및 제2 각속도의 보정에 이용되거나, 또는, 전회(최후)의 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도가 출력되면 좋다.

절대적인 수직면이라 함은, 중력 방향, 즉 지면(地面)에 수직인 축을 포함하는 면이다. 상기 수직축은 중력 방향의 축으로 하면 계산이 용이하게 된다.

상기 정지 수단은, 상기 소정의 처리로서 상기 각도의 산출을 정지하고, 상기 입력 장치는, 상기 각도의 산출을 정지했을 때의 제1 각도와, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 제2 각도와의 각도차가, 임계값 이상인지 여부를 판정하는 판정 수단을 더 구비해도 좋다. 그 경우, 상기 정보 출력 수단은, 상기 각도차가 상기 임계값 이상이었던 경우, 상기 제2 각도에 180deg 가산한 제3 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정해도 좋다. 유저가, 각도의 산출이 정지되었을 때로부터 재개되기까지의 동안에 각도가 커지도록 입력 장치를 움직이게 하는 경우, 제1 가속도 또는 제2 가속도의 검출 방향이 반전되는 경우가 있다. 그 경우, 본 발명에 따르면, 입력 장치에 의한 그 입력 장치의 자세의 인식 정밀도가 향상되어, 적절한 방향으로 GUI가 움직이는 바와 같은 표시가 가능해진다.

입력 장치는, 상기 각도의 산출을 정지했을 때 및 그 산출을 재개했을 때에 있어서의 상기 제1 각속도의 각각의 방향이 동일한지 여부를 판정하는 각속도 방향 판정 수단을 더 구비해도 좋다. 그 경우, 상기 정보 출력 수단은, 상기 제1 각속도의 방향이 동일한 경우, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 상기 제2 각도에 180deg 가산한 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정해도 좋다. 제1 각속도의 방향의 연속성이 확인됨으로써, 입력 장치에 의한 그 입력 장치의 자세 인식 정밀도가 더욱더 향상된다.

제1 각속도의 방향 판정 대신에 또는 제1 각속도의 방향 판정에 더하여, 각속도 방향 판정 수단은, 제2 각속도의 방향이 동일한지 여부를 판정해도 좋다.

혹은, 입력 장치는, 상기 각도의 산출을 정지했을 때의, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 제1 합성 각속도 벡터량과, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 제2 합성 각속도 벡터량과의 차가 임계값 이상인지 여부를 판정하는 각속도 벡터 판정 수단을 더 구비해도 좋다. 그 경우, 상기 정보 출력 수단은, 상기 제1 및 제2 합성 각속도 벡터량의 차가 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 상기 제2 각도에 180deg 가산한 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정해도 좋다.

상기 억제 수단은, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도중 적어도 한쪽의 신호가 입력되는 로우패스 팰터를 가지고, 상기 정보 출력 수단은, 상기 로우패스 필터를 통과한 신호에 의거하여 상기 각도를 산출해도 좋다. 유저가 입력 장치를 움직이게 했을 때에 발생하는 가속도의 신호는, 당연하지만(당연히), 항상 작용하는 중력 가속도에 비해 고주파의 신호이다. 따라서, 그와 같은 신호의 고주파 성분이 로우패스 필터에 의해 제거되는 것에 의해, 각도의 산출시에 있어서, 유저가 입력 장치를 움직이게 할 때에 발생하는 관성 가속도의 영향을 제거할 수가 있다.

상기 억제 수단은, 상기 제1 각속도에 의거하여 얻어지는 상기 제3 축 둘레의 제1 각가속도 및, 상기 제2 각속도에 의거하여 얻어지는 상기 제4 축 둘레의 제2 각 가속도중 적어도 한쪽이 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 정지해도 좋다. 유저가 입력 장치를 자연스럽게 조작할 때, 입력 장치에 각가속도가 발생한다. 각도는, 제1 및 제2 가속도에 의거하여, 소정의 계산식에 의해 산출된다. 또, 제1 또는 제2 가속도는, 또 다른 계산식에 의해서 상기 각가속도에 의거하여 산출된다. 따라서, 유저가 입력 장치를 움직이게 했을 때에 입력 장치에 가속도가 발생하더라도, 그것에 의한 예를 들면 각도의 산출 오차를 허용 범위 내로 억누르기(억제하기) 위한 원하는(所望) 제1 또는 제2 가속도를, 각가속도로부터 산출할 수가 있다. 다시말해, 각가속도의 임계값이 설정됨으로써, 각도의 산출 오차를 허용 범위 내로 억누를 수가 있다.

상기 억제 수단은, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도중 적어도 한쪽이 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 정지해도 좋다. 유저가 고속으로 포인터를 동작시켰을 때, 다시말해 각속도가 고속일 때는, 각도를 산출하지 않는 쪽이 사람의 감각으로서 위화감이 적다는 것이 실험으로 알고 있다.

상기 억제 수단은, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도중 적어도 한쪽이 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 정지해도 좋다.

상기 억제 수단은, 상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도를 산출하고, 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도를 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도 및 제2 연산 가속도를 산출하고, 상기 제1 가속도로부터 상기 제1 연산 가속도를 뺀 값 및, 상기 제2 가속도로부터 상기 제2 연산 가속도를 뺀 값에 의거하여, 상기 정보 출력 수단에 의해 상기 각도를 산출시킨다.

각속도 출력 수단에 의해 각속도가 산출될 때는, 유저가 입력 장치를 자연스럽게 움직이게 하여 조작할 때이다. 즉, 사람이 입력 장치를 움직이게 할 때, 유저는, 어깨, 팔꿈치 및 손목중 적어도 1개를 중심으로 해서 입력 장치를 회전시키도록 움직이게 하기 때문이다. 따라서, 가속도 뿐만 아니라 각속도도 이용되어, 연산에 의해 입력 장치의 속도가 구해지고, 그 속도의 미분 연산에 의해 가속도(연산 가속도)가 구해진다. 이것에 의해, 실질적으로 입력 장치의 움직임에 합치한 속도 및 연산 가속도가 얻어진다.

입력 장치는, 상기 제1 연산 가속도 및 상기 제2 연산 가속도중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과, 상기 제1 연산 가속도 및 상기 제2 연산 가속도의 양쪽이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단과, 상기 제1 연산 가속도 및 제2 연산 가속도중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단을 더 구비해도 좋다. 연산 가속도가 극단적으로 큰 경우, 각도의 연산 오차가 커져, 정확한 각도가 산출되지 않는 경우가 있다. 이와 같이 임계값이 판정되는 것에 의해, 적절한 기울기 각도가 산출된다. 본 발명의 경우, 제1 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는 경우, 전회에 갱신되어 기억된 제2 각도에 따른 회전 좌표 변환이 행해짐으로써, 속도값이 정확하게 산출된다.

입력 장치는, 상기 제1 연산 가속도 및 상기 제2 연산 가속도에 의거하여 얻어지는 연산값이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과, 상기 연산값이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단과, 상기 제1 연산 가속도 및 제2 연산 가속도중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단을 더 구비해도 좋다.

임계값 판정의 대상으로서, 연산 가속도에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가속도 센서로 검출된 가속도값(또는 그의 연산값), 각속도 센서로 검출된 각속도(또는 그의 연산값), 각속도의 미분 연산에 의해 산출된 각가속도(또는 그의 연산값) 등이, 임계값 판정의 대상으로 되더라도 좋다.

연산값이라 함은, 각(各) 축에 관한 검출값의 합성 벡터의 절대값, 그의 가산값, 그의 평균값, 혹은 다른(他) 연산식에 의해 산출된 값이다.

입력 장치는, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 양쪽이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단과, 상기 제1 연산 가속도 및 제2 연산 가속도중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단을 더 구비해도 좋다.

상기 가속도 출력 수단은, 상기 제5 축을 따르는 방향의 제3 가속도를 출력해도 좋다. 그 경우, 상기 입력 장치는, 상기 제3 가속도가 임계값 이상인지 여부를 판정하는 판정 수단과, 상기 제3 가속도가 임계값보다 작은 경우, 상기 기억된 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단과, 상기 제1 연산 가속도 및 제2 연산 가속도중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단을 더 구비해도 좋다. 예를 들면, 가속도 검출면에 대한 제5 축의 각도가 큰 경우(90°에 가까운 경우), 가속도 검출면이, 절대적인 수직면과 실질적으로 평행에 가깝게 될 수록, 제3 가속도(의 절대값)는 실질적으로 제로에 가깝게 된다. 즉, 그 면의 수직면으로부터의 기울기가 커짐에 따라서, 제3 가속도가 커진다. 따라서, 제3 가속도가 임계값 판정의 대상으로 되더라도 좋다. 이 경우, 제3 가속도가 충분히 큰 값으로 되는 범위로 임계값을 설정할 수가 있다. 이것에 의해, 제3 가속도에 대해서 상대적으로 낮은 노이즈 레벨이 발생하는 상태에서, 다시말해, 높은 S/N이 얻어지는 상태에서 임계값 판정되므로, 그 판정의 정밀도를 높일 수가 있다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 장치는, 가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과, 제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단을 구비하는 입력 장치로부터 출력된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 포인터를 제어하는 제어 장치이다.

상기 제어 장치는, 수신 수단과, 정보 출력 수단과, 좌표 정보 생성 수단을 구비한다.

상기 수신 수단은, 상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 정보를, 상기 입력 정보로서 수신한다.

상기 정보 출력 수단은, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 수신된 제1 및 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 수신된 제1 및 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력한다.

상기 좌표 정보 생성 수단은, 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도에 따른, 상기 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성한다.

상기 제어 장치는, 상기 정보 출력 수단에 의한 소정의 처리를 정지시키는 정지 수단을 더 구비해도 좋다. 그 경우, 상기 정보 출력 수단은, 상기 소정의 처리를 정지하고 있을 때, 상기 제1 정보와는 다른 제2 정보를 출력해도 좋다. 제어 장치는, 상기 정보 출력 수단에 의한 상기 소정의 처리를 재개시키는 개시 수단을 더 구비해도 좋다

상기 정지 수단은, 유저가 상기 정보 출력 수단에 의한 상기 소정의 처리의 정지 및 개시를 전환하기 위한 전환 수단을 가져도 좋다. 전환 수단은, 상기한 스위치라도 좋고, GUI를 이용한 소프트웨어를 포함하는 수단에 의해 실현되더라도 좋다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 시스템은, 입력 장치와, 제어 장치를 구비한다.

상기 입력 장치는, 가속도 출력 수단과, 각속도 출력 수단과, 정보 출력 수단과, 억제 수단을 가진다. 상기 제어 장치는, 수신 수단과, 좌표 정보 생성 수단을 가진다. 이들 수단은, 상술한 것과 마찬가지의 것이다.

혹은, 본 발명의 다른 형태에 따른 제어 시스템에서는, 입력 장치가, 가속도 출력 수단과, 각속도 출력 수단을 가지고, 제어 장치가, 수신 수단과, 정보 출력 수단과, 억제 수단과, 좌표 정보 생성 수단을 가진다.

본 발명의 한 형태에 따른 핸드헬드 장치는, 상술한 가속도 출력 수단과, 각속도 출력 수단과, 정보 출력 수단과, 억제 수단과, 좌표 정보 생성 수단을 구비한다.

본 발명의 한 형태에 따른 제어 방법은, 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하고, 상기 제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 것을 포함한다.

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 수신된 제1 가속도 및 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도가, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출된다.

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도가 각각 보정된다.

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동이 억제된다.

상기 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도에 따른, 포인터의 화면 상의 좌표 정보가 생성된다.

본 발명의 다른 형태에 따른 입력 장치는, 가속도 출력 수단, 각속도 출력 수단, 산출 수단, 정보 출력 수단 및 억제 수단을 구비한다.

상기 산출 수단은, 상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제1 속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제2 속도를 산출한다.

상기 정보 출력 수단은, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 산출된 제1 속도 및 제2 속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도 및 제2 보정 속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력한다.

가속도 출력 수단, 각속도 출력 수단 및 억제 수단은, 상술한 것과 마찬가지이다.

제어 장치, 제어 시스템, 핸드헬드 장치 및 제어 방법에 대해서도 마찬가지로, 상기 산출 수단이 설치되어 있어도 좋다.

입력 장치는, 상기 정보 출력 수단에 의한 소정의 처리를 정지시키는 정지 수단을 더 구비해도 좋다. 그 경우, 상기 정보 출력 수단은, 상기 소정의 처리를 정지하고 있을 때, 상기 제1 정보와는 다른 제2 정보를 출력해도 좋다.

상기 정지 수단은, 상기 소정의 처리로서 상기 제1 정보의 출력을 정지해도 좋다. 상기 정지 수단은, 상기 소정의 처리로서 상기 각도의 산출을 정지해도 좋다. 상기 정지 수단은, 상기 소정의 처리로서 상기 회전 좌표 변환에 의한 보정을 정지해도 좋다.

입력 장치는, 상기 정보 출력 수단에 의한 상기 소정의 처리를 재개시키는 개시 수단을 더 구비해도 좋다.

상기 정보 출력 수단은, 상기 회전 좌표 변환에 의해 보정되어 있지 않은 값인 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 정보를, 상기 제2 정보로서 출력해도 좋다. 즉, 정지 수단에 의해 제1 정보의 출력이 정지하고 있을 때는 보정되어 있지 않은 제1 및 제2 각속도의 정보가 출력된다. 예를 들면, 이 입력 장치를 늘 써서 손에 익어(使慣) 있는 유저가, 입력 장치를 움직이게 하여 조작할 때에, 회전 좌표 변환에 의한 보정이 실행되면, 조작하기 어렵다고 느끼는 경우도 생각된다. 그 경우, 유저가 수동으로 정지 수단에 의해 제1 정보의 출력을 정지시킬 수 있으면, 그와 같은 적당치 못한 일(不都合; inconveniences)을 해소할 수가 있다.

[발명의 효과]

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 입력 장치가 기울어졌을 때의 가속도 센서에 미치는 중력의 문제를 없애고, 또한 계산량을 적게 할 수가 있다.

본 발명에 따르면, 입력 장치가 기울어지고, 가속도 센서를 이용하여 그 기울기의 각도를 계산하는 경우에, 유저가 입력 장치를 움직이게 하여 가속도 센서로 검출되는 검출값에 포함되는 관성 가속도 성분의 영향을 억제할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 제어 시스템을 도시하는 도면,

도 2는 입력 장치를 도시하는 사시도,

도 3은 입력 장치의 내부 구성을 모식적(schematical)으로 도시하는 도면,

도 4는 입력 장치의 전기적인 구성을 도시하는 블록도,

도 5는 표시 장치에 표시되는 화면의 예를 도시하는 도면,

도 6은 유저가 입력 장치를 쥔 모습을 도시하는 도면,

도 7은 입력 장치를 움직이게 하는 방법 및 이것에 의한 화면 상의 포인터의 움직임의 전형적인 예를 설명하기 위한 도면,

도 8은 센서 유닛을 도시하는 사시도,

도 9는 가속도 센서 유닛에의 중력의 영향을 설명하기 위한 도면,

도 10은 가속도 센서 유닛에의 중력의 영향을 극력(가능한 한) 줄이기 위한 롤 방향의 회전 좌표 변환에 의한 보정 처리를 포함하는, 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트,

도 11은 그 회전 좌표 변환의 식 및 설명도,

도 12는 제어 시스템의 다른 실시형태에 따른 동작을 도시하는 플로차트,

도 13의 (a)는 검출면이 수직면으로부터 기울어지고, 또한 롤 방향으로도 기울어져서 정지(靜止)하고 있는 상태에 있는 가속도 센서 유닛을 도시하는 도면이고, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 상태에 있는 가속도 센서 유닛을 절대적인 X-Z 평면에서 본 도면,

도 14는 검출면이 수직면으로부터 기울어져서 입력 장치가 조작되는 경우의 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트,

도 15의 (a)는 롤 각(角)의 산출이 정지(停止)된 순간의 가속도 센서 유닛의 자세를 도시하는 도면이고, 도 15의 (b)는 롤 각의 산출이 재개된 순간의 가속도 센서 유닛의 자세를 도시하는 도면,

도 16은 도 15에서 롤 각 ψ의 계산 에러를 저감시키는 처리의 동작을 도시하는 플로차트,

도 17은 도 16에 도시한 처리에 대한 다른 형태에 따른 동작을 도시하는 플로차트,

도 18은 롤 방향의 입력 장치의 기울기에 의한 중력 가속도 성분의 영향이 제거된 후, 유저가 실제로 입력 장치를 움직이게 하여 조작하는 경우에 발생하는 롤 각의 변동을 억제하는 제1 형태에 따른 입력 장치를 도시하는 블록도,

도 19의 (a)는 LPF를 통과하기 전의, X′축 방향 또는 Y′축 방향의 가속도 신호를 도시하는 그래프이고, 도 19의 (b)는 LPF를 통과한 후의 가속도 신호를 도 시하는 그래프,

도 20은 롤 각의 변동을 억제하는 제2 실시형태로서, 롤 각 ψ의 산출시에 있어서 각가속도값이 감시(監視)되는 형태의 동작을 도시하는 플로차트,

도 21은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치의 구성을 도시하는 모식도,

도 22는 제어 시스템의 또 다른 실시형태에 따른 동작을 도시하는 플로차트,

도 23은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치의 전기적인 구성을 도시하는 블록도,

도 24는 도 23에 도시하는 입력 장치를 포함하는 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트,

도 25는, 도 24의 처리에 대해서 다른 실시형태에 따른 동작을 도시하는 플로차트,

도 26은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치를 도시하는 사시도,

도 27은 도 26에 도시하는 입력 장치의 회전식 버튼 측에서 본 측면도,

도 28은 유저가 입력 장치의 하부 곡면을 무릎에 대고 조작하는 모습을 도시하는 도면,

도 29는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치를 도시하는 사시도,

도 30은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치를 도시하는 정면도,

도 31은 도 30에 도시하는 입력 장치를 도시하는 측면도,

도 32는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치를 도시하는 정면도,

도 33은 각도 센서의 원리를 설명하기 위한 도면,

도 34는 한 실시형태에 따른 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트,

도 35는 그 회전 좌표 변환의 식 및 설명도,

도 36은 속도값의 산출 방법의 한 실시형태에 대한 입력 장치의 동작을 도시하는 플로차트,

도 37은 속도값의 산출 방법의 기본적인 사고방식(idea)을 설명하기 위한 도면,

도 38은 회전 반경을 이용하여 속도값을 산출하는 다른 실시형태에 대한 입력 장치의 동작을 도시하는 플로차트,

도 39는 입력 장치가 피치 방향으로 흔들렸을 때에 있어서의 중력 가속도의 영향을 설명하기 위한 도면이며, 입력 장치를 X방향에서 본 도면,

도 40은 회전 반경의 산출 방법에 대한 다른 실시형태에 대한 입력 장치의 동작을 도시하는 플로차트,

도 41은 속도값의 산출 방법의 다른 실시형태에 대한 입력 장치의 동작을 도시하는 플로차트,

도 42는 X축 및 Y축의 평면에서 본 입력 장치의 궤적의 예를 도시하고 있는 도면,

도 43은 제어 장치가 주요한 연산을 행하는 경우의, 도 10에 대응하는 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트,

도 44는 입력 장치의 롤 방향의 기울기에 의한 중력 가속도의 영향의 제거 및, 이동 관성 성분의 제거 동작에 대한 다른 실시형태에 대한 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트,

도 45는 롤 각의 연산에 의해 이동 관성 성분을 제거한 후에, 또 잔여 이동 관성 성분을 제거하는 실시형태에 대한 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트,

도 46의 (a)는, 식 (1)에서, 연산 가속도값이 빼지지 않고 롤 각이 보정된 경우의, 포인터의 실제 궤적을 도시한 도면이며, 도 46의 (b)는 식 (1)의 롤 각이 보정된 경우의, 포인터의 실제 궤적을 도시한 도면,

도 47은 도 46의 (a)에 도시하는 바와 같이 포인터가 움직이는 이유를 설명하기 위한 도면,

도 48은 검출면이 수직면으로부터 기울어져서 입력 장치가 조작되는 경우의 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트,

도 49는 도 48에서 롤 각의 계산 에러를 저감시키는 처리의 동작을 도시하는 플로차트,

도 50은 도 49에 도시한 처리에 대한 다른 형태에 따른 동작을 도시하는 플로차트,

도 51은 수직면으로부터의 입력 장치의 검출면의 기울기에 의한 중력 가속도의 영향의 제거 동작에 대한 또 다른 실시형태에 대한 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트,

도 52는 도 48에 도시한 처리의 다른 실시형태에 따른 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트,

도 53의 (a)는 도 52에 도시하는 처리를 실현하기 위한 입력 장치의 구성을 도시하는 모식도이고, 도 53의 (b)는 제3 가속도 센서가 검출하는 가속도값을 설명하기 위한 도면,

도 54는 도 44에 도시한 처리의 변형예를 도시하는 플로차트이며, 「각속도값」이 회전 좌표 변환에 의해 보정되는 경우를 도시하고 있는 도면.

<부호의 설명>

1, 51, 61, 71, 81, 101, 141, 201…입력 장치, 2…포인터, 3…화면, 15, 215…각속도 센서 유닛, 16, 116…가속도 센서 유닛, 17…센서 유닛, 40…제어 장치, 100…제어 시스템, 102…로우패스 필터, 151…제1 각속도 센서, 152…제2 각속도 센서, 161…제1 가속도 센서, 162…제2 가속도 센서.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 한 실시형태에 따른 제어 시스템을 도시하는 도면이다. 제어 시스템(100)은, 표시 장치(5), 제어 장치(40) 및 입력 장치(1)를 포함한다.

도 2는, 입력 장치(1)를 도시하는 사시도이다. 입력 장치(1)는, 유저가 잡을(쥘) 수 있을 정도의 크기로 되어 있다. 입력 장치(1)는, 케이싱(筐體)(10), 케이싱(10)의 상부에 설치된 예를 들면 2개의 버튼(11, 12), 회전식 휠(wheel) 버튼(13) 등의 조작부를 구비하고 있다. 케이싱(10)의 상부의 중앙 근처에 설치된 버튼(11)은, 예를 들면 PC에서 이용되는 입력 디바이스로서의 마우스의 왼쪽 버튼 의 기능을 가지고, 버튼(11)에 인접하는 버튼(12)은 오른쪽 버튼의 기능을 가진다.

예를 들면, 버튼(11)을 길게 눌러(長押)서 입력 장치(1)를 이동시키는 것에 의해 「드래그 앤드 드롭(drag and drop)」, 버튼(11)의 더블 클릭에 의해 파일을 여는 조작, 휠 버튼(13)에 의해 화면(3)의 스크롤 조작이 행해지도록 해도 좋다. 버튼(11, 12), 휠 버튼(13)의 배치, 발행되는 커맨드의 내용 등은, 적당히(適宜) 변경가능하다.

도 3은, 입력 장치(1)의 내부 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 4는, 입력 장치(1)의 전기적인 구성을 도시하는 블록도이다.

입력 장치(1)는, 센서 유닛(17), 제어 유닛(30), 배터리(14)를 구비하고 있다.

도 8은, 센서 유닛(17)을 도시하는 사시도이다. 센서 유닛(17)은, 서로 다른 각도, 예를 들면 직교하는 2축(X축 및 Y축)을 따르는 가속도를 검출하는 가속도 센서 유닛(16)을 가진다. 즉, 가속도 센서 유닛(16)은, 제1 가속도 센서(161) 및 제2 가속도 센서(162)의 2개의 센서를 포함한다. 또, 센서 유닛(17)은, 그의 직교하는 2축 둘레의 각가속도를 검출하는 각속도 센서 유닛(15)을 가진다. 즉, 각속도 센서 유닛(15)은, 제1 각속도 센서(151) 및 제2 각속도 센서(152)의 2개의 센서를 포함한다. 이들 가속도 센서 유닛(16) 및 각속도 센서 유닛(15)은 패키징되고, 회로 기판(25) 상에 탑재되어 있다.

제1, 제2 각속도 센서(151, 152)로서는, 각속도에 비례한 코리올리 힘을 검출하는 진동형의 자이로 센서가 이용된다. 제1, 제2 가속도 센서(161, 162)로서 는, 피에조 저항형, 압전형, 정전 용량형 등, 어떠한 타입의 센서이더라도 좋다.

도 2 및 도 3의 설명에서는, 편의상, 케이싱(10)의 긴쪽(長手) 방향을 Z′ 방향으로 하고, 케이싱(10)의 두께 방향을 X′방향으로 하고, 케이싱(10)의 폭 방향을 Y′ 방향으로 한다. 이 경우, 상기 센서 유닛(17)은, 회로 기판(25)의, 가속도 센서 유닛(16) 및 각속도 센서 유닛(15)을 탑재하는 면이 X′-Y′평면과 실질적으로 평행하게 되도록, 케이싱(10)에 내장되며, 상기한 바와 같이, 양 센서 유닛(16, 15)은 X축 및 Y축의 2축에 관한 물리량을 검출한다. X′축(피치축) 및 Y′축(요(yaw)축)을 포함하는 평면이 가속도 검출면, 다시말해 회로 기판(25)의 주면과 실질적으로 평행한 면(이하, 단지 검출면이라고 한다)이다.

설명의 편의상, 이후에서는, 입력 장치(1)와 함께 움직이는 좌표계, 다시말해, 입력 장치(1)에 고정된 좌표계를 X′축, Y′축, Z′축으로 표현한다. 또, 정지한 지구상의 좌표계, 다시말해 관성 좌표계를 X 축, Y 축, Z축으로 표현한다. 또, 입력 장치(1)의 움직임에 관해, X′축 둘레의 방향을 피치 방향, Y′축 둘레의 방향을 요 방향이라고 하며, Z′축(롤 축) 방향 주위의 둘레 방향을 롤 방향이라고 하는 경우도 있다.

제어 유닛(30)은, 메인 기판(18), 메인 기판(18) 상에 마운트된 MPU(19)(Micro Processing Unit)(혹은 CPU), 수정 발진기(20), 송신기(21), 메인 기판(18) 상에 프린트 된 안테나(22)를 포함한다.

MPU(19)는, 필요한 휘발성 및 불휘발성 메모리를 내장하고 있다. MPU(19)는, 센서 유닛(17)에 의한 검출 신호, 조작부에 의한 조작 신호 등을 입력하며, 이 들 입력 신호에 따른 소정의 제어 신호를 생성하기 위해서, 각종 연산 처리 등을 행한다.

송신기(21)는, MPU(19)에서 생성된 제어 신호(입력 정보)를 RF 무선 신호로서, 안테나(22)를 거쳐서 제어 장치(40)에 송신한다.

수정 발진기(20)는, 클럭을 생성하고, 이것을 MPU(19)에 공급한다. 배터리(14)로서는, 건전지 또는 충전식 전지 등이 이용된다.

제어 장치(40)는 컴퓨터이며, MPU(35)(혹은 CPU), RAM(36), ROM(37), 비디오 RAM(41), 안테나(39) 및 수신기(38) 등을 포함한다.

수신기(38)는, 입력 장치(1)로부터 송신된 제어 신호(또는 입력 정보)를, 안테나(39)를 거쳐서 수신한다. MPU(35)는, 그 제어 신호를 해석하고, 각종 연산 처리를 행한다. 이것에 의해, 표시 장치(5)의 화면(3)을 제어하는 표시 제어 신호가 생성된다. 비디오 RAM(41)은, 그 표시 제어 신호에 따라서 생성되는, 표시 장치(5)에 표시되는 화면 데이터를 저장(格納)한다.

제어 장치(40)는, 입력 장치(1)에 전용인 기기이더라도 좋지만, PC 등이더라도 좋다. 제어 장치(40)는, PC에 한정되지 않고, 표시 장치(5)와 일체로 된 컴퓨터이더라도 좋으며, 오디오/비주얼 기기, 프로젝터, 게임 기기, 또는 자동차(car) 내비게이션 기기 등이더라도 좋다.

표시 장치(5)는, 예를 들면 액정 디스플레이, EL(Electro-Luminescence) 디스플레이 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 혹은, 표시 장치(5)는, 텔레비전 방송 등을 수신할 수 있는 디스플레이와 일체로 된 장치이더라라도 좋다.

도 5 는, 표시 장치(5)에 표시되는 화면(3)의 예를 도시하는 도면이다. 화면(3) 상에는, 아이콘(4)이나 포인터(2) 등의 UI가 표시되고 있다. 아이콘이라 함은, 컴퓨터 상의 프로그램 기능, 실행 커맨드, 또는 파일의 내용 등이 화면(3) 상에서 화상화된 것이다. 또한, 화면(3) 상의 수평 방향을 X축 방향이라고 하고, 수직 방향을 Y축 방향이라고 한다.

도 6은, 유저가 입력 장치(1)를 쥔 모습을 도시하는 도면이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 입력 장치(1)는, 상기 버튼(11, 12, 13) 외에, 예를 들면 텔레비전 등을 조작하는 리모트 컨트롤러에 설치되는 바와 같은 각종 조작 버튼이나 전원 스위치 등의 조작부를 구비하고 있어도 좋다. 이와 같이 유저가 입력 장치(1)를 쥔 상태에서, 입력 장치(1)를 공중에서 이동시키거나, 혹은 조작부를 조작하는 것에 의해, 그 입력 정보가 제어 장치(40)에 출력되고, 제어 장치(40)에 의해 포인터가 제어된다.

다음에, 입력 장치(1)를 움직이게 하는 방법 및 이것에 의한 화면(3) 상의 포인터(2)의 움직임의 전형적인 예를 설명한다. 도 7은 그 설명도이다.

도 7의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 유저가 입력 장치(1)를 쥔 상태에서, 입력 장치(1)의 버튼(11, 12)이 배치되고 있는 측을 표시 장치(5) 측으로 향하게 한다. 유저는, 엄지손가락을 위로 하고 새끼손가락을 아래로 한 상태, 말하자면 악수하는 상태에서 입력 장치(1)를 쥔다. 이 상태에서, 센서 유닛(17)의 회로 기판(25)(도 8 참조)은, 표시 장치(5)의 화면(3)에 대해서 평행에 가깝게 되고, 센서 유닛(17)의 검출축인 2축이, 화면(3) 상의 수평축(X축)(피치축) 및 수직축(Y 축)(요 축)에 대응하도록 된다. 이하, 이와 같은 도 7의 (a), (b)에 도시하는 입력 장치(1)의 자세를 기본 자세라고 한다.

도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 기본 자세의 상태에서, 유저가 손목이나 팔을 상하 방향, 또는 피치 방향으로 흔든다. 이 때, 제2 가속도 센서(162)는, Y축 방향의 가속도(제2 가속도)를 검출하고, 제2 각속도 센서(152)는, Y축 둘레의 각속도(제1 각속도) ω_ψ를 검출한다. 이들 검출값에 의거하여, 제어 장치(40)는, 포인터(2)가 X축 방향으로 이동하도록 그 포인터(2)의 표시를 제어한다.

한편, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 기본 자세의 상태에서, 유저가 손목이나 팔을 좌우 방향, 또는 요 방향으로 흔든다. 이 때, 제1 가속도 센서(161)는, X축 방향의 가속도(제1 가속도)를 검출하고, 제1 각속도 센서(151)는, Y축 둘레의 각속도(제2 각속도) ω_θ를 검출한다. 이들 검출값에 의거하여, 제어 장치(40)는, 포인터(2)가 Y축 방향으로 이동하도록 그 포인터(2)의 표시를 제어한다.

다음에, 가속도 센서 유닛(16)에의 중력의 영향에 대해서 설명한다. 도 9는 그 설명을 위한 도면이다. 도 9는, 입력 장치(1)를 Z방향에서 본 도면이다.

도 9의 (a)에서는, 입력 장치(1)가 기본 자세로 되고, 정지(靜止)하고 있다고 한다. 이 때, 제1 가속도 센서(161)의 출력은 실질적으로 0이며, 제2 가속도 센서(162)의 출력은, 중력 가속도 G분(分)의 출력으로 되어 있다. 그러나, 예를 들면 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 입력 장치(1)가 롤 방향으로 기울어진 상태에서는, 제1, 제2 가속도 센서(161, 162)는, 중력 가속도 G 의 각각의 기울기 성 분의 가속도값을 검출한다.

이 경우, 특히 입력 장치(1)가 실제로 요 방향으로는 움직이지 않음에도 불구하고, 제1 가속도 센서(161)는 X축 방향의 가속도를 검출하게 된다. 이 도 9의 (b)에 도시하는 상태는, 도 9의 (c)와 같이 입력 장치(1)가 기본 자세에 있을 때, 가속도 센서 유닛(16)이 파선의 화살표로 나타내는 바와 같은 관성력 Ix , Iy를 받은 상태와 등가이며, 가속도 센서 유닛(16)에 있어서 구별이 되지 않는다. 그 결과, 가속도 센서 유닛(16)은, 화살표 F로 나타내는 바와 같은 왼쪽으로 비스듬한 아래쪽 방향의 가속도가 입력 장치(1)에 가해졌다고 판단하고, 입력 장치(1)의 실제 움직임과는 다른 검출 신호를 출력한다. 게다가, 중력 가속도 G는 항상 가속도 센서 유닛(16)에 작용하기 때문에, 적분값은 증대하고, 포인터(2)를 기울기 아래쪽에 변위시키는 양은 가속도적으로 증대해 버린다. 도 9의 (a)로부터 도 9의 (b)로 상태가 이행한 경우, 본래, 화면(3) 상의 포인터(2)가 움직이지 않도록 하는 것이, 유저의 직감에 맞은 조작이라고 말할 수 있다.

이상과 같은 가속도 센서 유닛(16)에의 중력의 영향을 극력(가능한 한) 줄이기 위해서, 본 실시형태에 따른 입력 장치(1)는, 롤 방향의 각도를 산출하고, 이것을 이용하여 제1 및 제2 각속도를 보정한다. 이하, 이 보정 처리를 포함하는, 제어 시스템(100)의 동작에 대해서 설명한다. 도 10은, 그의 동작을 도시하는 플로차트이다.

입력 장치(1)에 전원이 투입된다. 예를 들면, 유저가 입력 장치(1) 또는 제어 장치(40)에 설치된 전원 스위치 등을 넣는 것에 의해, 입력 장치(1)에 전원이 투입된다. 전원이 투입되면, 가속도 센서 유닛(16)으로부터 2축의 가속도 신호(제1, 제2 가속도값 a_x, a_y)가 출력되고(스텝 101a), 이것이 MPU(19)에 공급된다. 이 가속도 신호는, 전원이 투입된 시점에서의 입력 장치(1)의 자세(이하, 초기 자세라고 한다)에 대응하는 신호이다.

초기 자세는, 상기 기본 자세로 되는 것도 생각된다. 그러나, X축 방향으로 중력 가속도의 모든 양이 검출되는 자세, 즉 제1 가속도 센서(161)의 출력이 중력 가속도 분의 가속도값을 검출하고, 제2 가속도 센서(162)의 출력이 0인 경우도 있다. 물론, 초기 자세는, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이 롤 방향으로 기울어진 자세인 것도 생각된다.

MPU(19)는, 중력 가속도의 성분값(a_x, a_y)에 의거하여, 하기의 식 (1)에 의해 롤 각 ψ를 산출한다(스텝 102).

ψ=arctan(a_x, a_y) …(1)

여기서 말하는 롤 각은, X′축 및 Y′축 방향의 합성 가속도 벡터와, Y′축과의 사이의 각도를 말한다(도 9의 (b) 참조). 그러나, 이것에 한정되는 일은 없으며, 그 합성 가속도 벡터와, X′축 및 Y′축을 포함하는 면내의 축(기준축)과의 사이의 각도이면, 롤 각은 무엇이라도 좋다. 다시말해, 본 실시형태에서는, Y′축을 기준 축으로 했지만, 기준축은 그의 면내이면 어떠한 축이더라도 좋고, 롤 각에 따른 회전 좌표 변환이 실행된다고 하는 본질은 변함없다.

또, 입력 장치(1)에 전원이 투입되면, 각속도 센서 유닛(15)으로부터 2축의 각속도 신호(제1 각속도값 ω_θ및 제2 각속도값 ω_ψ)가 출력되고(스텝 101b), 이것이 MPU(19)에 공급된다.

MPU(19)는, 산출한 롤 각에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 각속도값(ω_ψ, ω_θ)을 각각 보정하고, 보정값인 보정 각속도값(제1 및 제2 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′))을 얻는다(스텝 103). 즉, MPU(19)는, 도 11에 도시하는 회전 좌표 변환의 식 (3)을 이용하여, 각속도값(ω_ψ, ω_θ)을 보정한다. MPU(19)는, 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)의 정보를 제어 장치(40)에 출력한다(스텝 104).

제어 장치(40)의 MPU(35)는, 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)의 정보를 수신한다(스텝 105). 입력 장치(1)는, 소정의 클럭마다, 다시말해 단위 시간마다 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 출력하므로, 제어 장치(40)는, 이것을 수신하고, 단위 시간마다의 요 각 및 피치 각의 변화량을 취득할 수가 있다. MPU(35)는, 취득한 단위 시간당의 요 각 ψ_(t) 및 피치 각 θ_(t)의 변화량에 따른, 포인터(2)의 화면(3) 상에서의 좌표값을 생성하고(스텝 106), 포인터(2)가 화면(3) 상에서 이동하도록 표시를 제어한다(스텝 107)(좌표 정보 생성 수단).

스텝 106에서는, MPU(35)는 상기 단위 시간당의 요 각 및 피치 각의 변위량에 따른 포인터(2)의 화면(3) 상에서의 단위 시간당의 변위량을, 연산에 의해, 또는 미리 ROM(37)에 기억된 대응 테이블에 의해 구한다. 혹은, MPU(35)는, 상기 보 정 각속도값의 신호에 로우패스 필터(디지털이더라도 아날로그이더라도 좋다)를 걸쳐서(통과시킨 후에) 출력해도 좋다. 이상과 같이 해서, MPU(35)는, 포인터(2)의 좌표값을 생성할 수가 있다.

이상과 같이, 중력 가속도의 성분값(a_x,a_y)에 의거하여 입력 장치(1)의 롤 각 ψ가 산출되고, 그 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환에 의해서 각속도(ω_ψ, ω_θ)가 보정된다. 다시말해, 입력 장치(1)가 Z축 둘레에서, 중력 방향의 축(이하, 수직 축이라고 한다)에 대해서 기울어진 상태에서 유저가 입력 장치(1)를 움직이더라도, 그의 기울기에 의해 각각 발생하는 X′축 및 Y′축 방향의 중력 가속도 성분에 의한 영향을 제거할 수가 있다.

또한, 이상과 같이 롤 방향의 입력 장치(1)의 기울기에 의한 중력 가속도 성분의 영향이 제거된 후, 유저가 실제로 입력 장치(1)를 움직이게 하여 조작하는 경우, 그 입력 장치(1)에 가속도가 발생한다(관성 가속도). 가속도 센서 유닛(16)은, 중력 가속도에 그 관성 가속도가 합성된 가속도를 검출하므로, 그 관성 가속도에 기인하여, 스텝 102에서 산출한 롤 각 ψ가 변동한다고 생각된다. 이 롤 각 ψ의 변동은 후술(後述)하는 방법에 의해서 억제된다.

도 12는, 제어 시스템(100)의 다른 실시형태에 따른 동작을 도시하는 플로차트이다.

도 10에 도시한 플로에서는, 입력 장치(1)가 각속도값을 보정했지만, 도 12에서는 제어 장치(40)가 각속도값을 보정하는 점이 다르다.

예를 들면, 입력 장치(1)의 MPU(19)는, 가속도 센서 유닛(16)으로부터 얻어지는 중력 가속도의 성분값(a_x, a_y) 및 각속도 센서 유닛(15)으로부터 얻어지는 각속도값(ω_ψ, ω_θ) 의 각(各) 정보를 입력 정보로서 출력한다(스텝 202).

제어 장치(40)의 MPU(35)는, 중력 가속도의 성분값(a_x, a_y) 및 각속도값(ω_ψ, ω_θ)의 각 정보를 수신한다(스텝 203). MPU(35)는, 중력 가속도의 성분값(a_x, a_y)에 의거하여, 롤 각 ψ를 산출한다(스텝 204). MPU(35)는, 이 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 각속도값(ω_ψ, ω_θ)을 각각 보정하고, 보정값인 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 얻는다(스텝 205). 후에는, MPU(35)는, 도 12에서 도시하는 스텝 106, 107과 마찬가지 처리를 행한다(스텝 206, 207).

이와 같이, 입력 장치(1)는 검출 신호의 검출값의 정보를 송신하고, 제어 장치(40)가 각속도값의 보정 처리를 행하는 것도 가능하다.

도 12에서, 입력 장치(1)가 스텝 201a 및 201b까지의 처리를 실행하고, 제어 장치(40)가 그 검출 신호의 정보를 수신하고, 그 수신된 정보에 의거하여 스텝 202 이후의 처리를 실행해도 좋다.

혹은, 입력 장치(1)가 스텝 204까지, 또는 스텝 205 까지의 처리를 실행해도 좋다.

이상에서는, 센서 유닛(17)의 검출면이, 수직축을 포함하는 절대적인 수직면과 실질적으로 평행 상태인 채, 입력 장치(1)가 롤 방향으로 기울어진 상태에서 유 저가 입력 장치(1)를 조작하는 형태를 설명했다. 그러나, 검출면이 수직면으로부터 기울어져서 입력 장치(1)가 조작되는 경우도 생각된다. 이하, 그와 같은 경우의 제어 시스템(100)의 동작에 대해서 설명한다. 도 14 는, 그 동작을 도시하는 플로차트이다.

도 13의 (a)는, 검출면이 수직면으로부터 기울어지고, 또한 롤 방향으로도 기울어져서 정지(靜止)하고 있는 상태에 있는 가속도 센서 유닛(16)을 도시하는 도면이다. 가속도 센서 유닛(16)은, 이 상태에서 X′축 방향 및 Y′축 방향의 중력 가속도의 성분값(a_x, a_y)을 각각 검출하고 있다.

도 13의 (a)에서는, 수직면과 실질적으로 평행한 화면(3)을 롤 방향으로 기울어지게 하여 도시하고 있으며, 도면중, 굵은 화살표 G는 중력 가속도 벡터를 나타내고 있다. 화살표 G1로 나타내는 벡터는 가속도 센서 유닛(16)이 검출하고 있는 X′축 및 Y′축 방향의 중력 가속도 벡터(GX′, GY′)의 합성 가속도 벡터 G1이다. 따라서, 이 합성 가속도 벡터 G1은, 중력 가속도 벡터 G의 피치 방향(θ 방향)으로 회전시킨 성분의 벡터이다. 도 13의 (b)는, 도 13의 (a) 상태에 있는 가속도 센서 유닛(16)을 절대적인 X-Z 평면에서 본 도면이다.

도 14를 참조하여, 입력 장치(1)의 MPU(19)는, 스텝 301, 302에서 출력되는 중력 가속도 성분값(a_x, a_y) 및 각속도(ω_ψ, ω_θ)를 취득한다. 스텝 301 및 302에 대해서, 도 14에서의 기재 방식(仕方)이 도 10의 기재의 방식과 다르지만, 스텝 101a 및 101b의 처리와 실시적으로 동일한 처리이다.

MPU(19)는, 중력 가속도 성분값(a_x, a_y)에 의거하여, 합성 가속도 벡터량 ｜a｜를 산출한다(스텝 303). 합성 가속도 벡터량 ｜a｜는, [(a_x)²+(a_y)²]^1/2로부터 산출할 수가 있다. MPU(19)는, 산출한 합성 가속도 벡터량 ｜a｜가 임계값 Th1 이하인지를 판정하고(스텝 304), ｜a｜가 임계값 Th1을 넘는 경우, 롤 각 ψ를 산출한다(스텝 305). MPU(19)는, 산출된 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환에 의한 보정을 행하고(스텝 306), 보정에 의해 얻어진 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 출력한다(스텝 307).

수직면으로부터의 검출면의 기울기가 큰 경우, 즉 피치 각 θ가 큰 경우, 중력 가속도 성분값(a_x, a_y)이 작아지고, 롤 각 ψ의 산출 결과의 정밀도가 떨어진다. 따라서, 본 실시형태에서는, 중력 가속도 성분값(a_x, a_y)에 의거하여 산출되는 롤 각 ψ가 노이즈에 묻(埋)힐 만큼, 피치 각 θ가 커지는 경우에는, 정확한 롤 각 ψ의 산출은 곤란해진다. 따라서, ｜a｜가 임계값 Th1 이하인 경우, MPU(19)는, 이하와 같은 소정의 처리를 정지(停止)한다(정지 수단)(스텝 308).

소정의 처리라 함은, 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 출력하는 것, 롤 각을 산출하는 것 및, 회전 좌표 변환에 의한 보정을 실행하는 것중 어느것인가 1개이다.

롤 각의 산출을 정지하는 경우, MPU(19)는, 예를 들면 최후에 갱신되어 메모리에 기억된 롤 각에 의거하여, 회전 좌표 변환을 행하고, 그것에 의해 얻어진 보 정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 출력하면 좋다(스텝 309). 혹은, 롤 각의 산출을 정지하는 경우, MPU(19)는, 최후에 갱신되어 메모리에 기억된, 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 출력하면 좋다(스텝 309).

회전 좌표 변환에 의한 보정을 정지하는 경우, MPU(19)는, 예를 들면 최후에 갱신되어 메모리에 기억된, 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 출력하면 좋다(스텝 309).

보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)의 출력이 정지되는 경우, 포인터(2)의 움직임이 정지하거나, 포인터(2)의 표시가 사라지는 바와 같은 제어가 실행되거나, 혹은, 포인터(2)가 소정의 위치로 이동하는 등의 처리가 실행되면 좋다.

상기 임계값 Th1은, 노이즈 등을 고려하여 적당히 설정되면 좋다.

스텝 310∼312는, 도 10에서의 스텝 105∼107과 마찬가지이다.

스텝 308에서 MPU는 롤 각 ψ의 산출을 정지한 후, 공급되는 중력 가속도 성분값(a_x, a_y)에 의거하여 산출된 합성 가속도 벡터량 ｜a｜가 임계값 Th1을 넘은 경우, 롤 각 ψ의 산출을 재개하고, 스텝 305 이후의 처리가 실행된다.

본 실시형태에 따르면, 피치 각 θ가 큰 경우이더라도, MPU(19)는 보정 각속도값의 출력을 정지하거나, 최후에 갱신된 보정 각속도값을 출력하므로, 정확한 롤 각 ψ를 산출할 수가 있다.

도 12에서의 처리와 마찬가지 취지에 의해, 도 14에서의 처리에 대해서 입력 장치(1)가 실행하는 처리의 일부를, 제어 장치(40)가 실행해도 좋다. 예를 들면, 스텝 303∼309의 처리, 스텝 304∼309의 처리, 스텝 305∼309의 처리, …, 또는 스텝 309의 처리를 제어 장치(40)가 실행하더라도 좋다.

여기서, 상기 스텝 308에서 소정의 처리가 정지되고 나서, 다음에 소정의 처리가 재개될 때까지의 동안에, 예를 들면 Y′축 방향에서 검출되는 제2 가속도값 a_y의 정부(正負)가 바뀌는 경우가 있다. 소정의 처리의 재개라 함은, 롤 각의 산출이 정지되고 있었던 경우는, 스텝 305∼307, 회전 좌표 변환에 의한 보정이 정지되고 있었던 경우는, 스텝 306∼307의 재개, 보정 각속도값의 출력이 정지되고 있었던 경우는, 스텝 307의 재개를 의미한다.

도 15의 (a), (b)는, 그 때의 모습을 도시하는 도면이다. 도 15의 (a)는, 롤 각 ψ의 산출이 정지된 순간의 가속도 센서 유닛(16)의 자세를 도시한다. 도 15의 (b)는, 예를 들면 소정의 처리가 재개된 순간의 가속도 센서 유닛(16)의 자세를 도시한다. 이와 같을 때, Y′축 방향의 중력 가속도 벡터 GY′의 가속도값 a_y의 정부가 바뀐다. 이것은, Y′축 방향에 한정되지 않고, X′축 방향도 마찬가지의 것을 말할 수 있다. 도 15의 (a), (b)에서는, 예를 들면 입력 장치(1)가 펜형의 장치로서, 그 펜의 선단부에 센서 유닛(17)이 배치되어 있는 형태가 상정된다. 유저는 이 펜형 입력 장치를 잡는 것처럼 쥐는 경우, 가속도 센서 유닛(16)은 도 15의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 검출면이 아래로 향하는 바와 같은 자세로 된다.

중력 가속도 벡터 GY'의 가속도값 a_y의 부호가 바뀌면, 그대로는 롤 각 ψ 의 계산에도 에러가 발생한다. 도 16은, 이와 같은 현상을 회피하기 위한, 입력 장치(1)의 처리의 동작을 도시하는 플로차트이다.

도 16에서는, 소정의 처리의 정지중, 롤 각의 산출의 정지를 예로 들고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 회전 좌표 변환에 의한 보정의 정지, 또는 보정 각속도값의 출력의 정지이더라도 좋다. 이것은, 도 17, 도 49 및 도 50에서의 처리에서도 마찬가지이다.

도 16을 참조하여, MPU(19)는, 스텝 304(도 14 참조)의 조건 하(下)에서 롤 각 ψ의 산출을 정지한다(스텝 401). 그러면, MPU(19)는 전회의 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환에 의해 각속도값(ω_ψ, ω_θ)을 보정하여, 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 얻거나, 또는 전회의 보정 각속도값을 얻으며, 이것을 출력한다(스텝 402). 합성 가속도 벡터량 ｜a｜가 임계값 Th1을 넘은 경우(스텝 403 의 NO), MPU(19)는, 공급되는 중력 가속도값(a_x, a_y)에 의거하여 롤 각을 산출한다.

MPU(19)는, 롤 각 ψ의 산출을 정지했을 때의 롤 각, 즉 정지하기 직전에 산출한 롤 각(제1 롤 각)과, 산출의 재개 직후의(스텝 404에서 산출된) 롤 각(제2 롤 각)과의 차를 산출한다(스텝 405). MPU(19)는, 그 차 ｜Δψ｜가 임계값 Th2 이상이었던 경우(스텝 406의 YES), 최신의 롤 각인 상기 제2 롤 각에 180deg를 더한다.

MPU(19)는, 제2 롤 각에 180deg를 더한 제3 롤 각에 따른 회전 좌표 변환에 의해 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 취득하며, 이것을 출력한다(스텝 407). 이와 같이 하여, 본 실시형태에서는, 입력 장치(1)에 의한 그 입력 장치(1)의 자세의 인식 정밀도가 향상되고, 적절한 방향으로 포인터(2)가 움직이는 바와 같은 표시가 가능해진다.

임계값 Th2는, 예를 들면 60deg(=±30deg)∼90deg(=±45deg) 등으로 설정할 수가 있다. 그러나, 이들 범위에 한정되지 않는다.

도 12에서의 처리와 마찬가지 취지에 의해, 도 16에서의 처리의 일부 또는 전부를, 제어 장치(40)가 실행해도 좋다.

도 17은, 도 16에 도시한 처리에 대한 다른 형태에 따른 동작을 도시하는 플로차트이다.

스텝 501∼504는, 도 16의 스텝 401∼404와 마찬가지 처리이다. MPU(19)는, 롤 각 ψ의 산출 정지 직전의 피치 방향의 각속도 ω_θ의 방향과, 산출 개시 직후의 피치 방향에서의 각속도 ω_θ의 방향이 동일한 방향인지 여부를 판정한다(스텝 505). 다시말해, ω_θ정부(正負)가, 롤 각 ψ의 산출 정지전 및 개시후에서 일치하고 있는지 여부가 판정된다. 피치 방향 대신에, 혹은 피치 방향에 더하여, 요 방향의 각속도 ω_ψ의 정부가 일치하고 있는지 여부가 판정되더라도 좋다.

스텝 505에서 YES인 경우, 피치 방향에서의 각속도의 방향이 연속되어 있으므로, 도 15의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이 GY'의 방향이 바뀌어 있다고 판단할 수가 있다. 이 경우, MPU(19)는, 제2 롤 각에 180deg를 더한 제3 롤 각에 따른 회전 좌표 변환에 의해 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 취득하며, 이것을 출력한다(스텝 507).

이와 같이, 피치 방향의 각속도 ω_θ(또는 요 방향의 각속도 ω_ψ)의 연속성이 확인되므로, 입력 장치(1)에 의한 그 입력 장치(1)의 자세의 인식 정밀도가 더욱더 향상된다.

도 12에서의 처리와 마찬가지 취지에 의해, 도 17에서의 처리의 일부 또는 전부를, 제어 장치(40)가 실행해도 좋다.

도 16 및 도 17의 처리의 또 다른 실시형태로서, 롤 각의 산출이 정지되었을 때의 제1 및 제2 각속도의 합성 각속도 벡터량(제1 합성 각속도 벡터량)과, 롤 각의 산출이 재개되었을 때의 해당 합성 각속도 벡터량(제2 합성 각속도 벡터량)과의 차가 임계값 이상인지 여부가 판정되더라도 좋다. 합성 각속도 벡터량은, [(ω_ψ)²+(ω_θ)²]^1/2로부터 산출할 수가 있다. 제1 합성 각속도 벡터량과 제2 합성 각속도 벡터량과의 차가 큰 경우는, 자세의 변화가 크다고 판단된다. MPU(19)는, 그 차가 임계값 이상이라고 판정한 경우, 스텝 408, 507과 마찬가지 처리를 실행한다.

이와 같은 입력 장치(1)의 처리에 대해서도, 제어 장치(40)가 실행해도 좋다.

[롤 각 ψ의 변동 억제]

다음에, 상기한 바와 같이, 롤 방향의 입력 장치(1)의 기울기에 의한 중력 가속도 성분의 영향이 제거된 후, 유저가 실제로 입력 장치(1)를 움직이게 하여 조작하는 경우에 발생하는 롤 각 ψ의 변동을 억제하는 4개의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 18은, 그 중 1개의 실시형태에 따른 입력 장치를 도시하는 블록도이다. 입력 장치(101)는, 가속도 센서 유닛(16)에 의해 얻어지는 X′축 방향 및 Y′축 방향중 적어도 한쪽의 가속도 신호가 입력되는 로우패스 필터(LPF)(102)를 구비하고 있다. 이 LPF(102)에 의해, 가속도 신호의 임펄스(impluse) 모양(狀)의 성분이 제거된다.

도 19의 (a)는, LPF(102)를 통과하기 전의, X′축 방향 또는 Y′축 방향의 가속도 신호를 도시하고, 도 19의 (b)는 LPF(102)를 통과한 후의 가속도 신호를 도시하고 있다. 임펄스 모양의 성분은, 유저가 입력 장치(101)를 움직이게 했을 때에 검출되는 가속도 신호이다. 도면중의 DC 오프셋 성분은, 중력 가속도에 의한 성분값이며, 이 부분은 LPF(102)를 통과한다.

전형적으로는, 상기 임펄스의 파형은 10∼수십㎐이기 때문에, LPF(102)는 수㎐의 컷오프 주파수를 갖는다. 컷오프 주파수가 너무 낮으면, 위상 지연에 의한 ψ의 지연이 조작시의 위화감으로서 유저에 의해 느껴지기 때문에, 실용적인 하한이 규정되면 좋다.

이와 같이, LPF(102)에 의해 임펄스 모양의 성분이 제거됨으로써, 롤 각 ψ의 산출시에 있어서, 유저가 입력 장치(101)를 움직이게 할 때에 발생하는 가속도의 영향을 제거할 수가 있다.

롤 각 ψ의 변동을 억제하는 제2 실시형태로서, 롤 각 ψ의 산출시에 있어서 각가속도값이 감시되는 방법이 생각된다. 도 20은, 그 동작을 도시하는 플로차트이다.

스텝 601, 602, 603은, 도 14에 도시한 스텝 301, 302, 303과 마찬가지이다. MPU(19)는, 공급되는 각속도값(ω_ψ, ω_θ)에 의거하여, 미분 연산에 의해 각가속도값(Δω_ψ, Δω_θ)을 산출한다(스텝 604).

MPU(19)는, 산출된 양방향의 각속도값중 예를 들면 한쪽의 요 방향의 각속도값 ｜Δω_ψ｜가 임계값 Th3 이상인지 여부를 판정한다(스텝 605). 그것이 임계값 Th3 이상인 경우, MPU(19)는, 소정의 처리를 정지한다(스텝 609). 이와 같이 처리하는 이유는, 다음과 같은 이유에 의한다.

유저가 입력 장치(1)를 자연스럽게 조작할 때, 입력 장치(1)에 각가속도가 발생한다. 롤 각 ψ는, 상기 식 (1)에 의해 산출된다. 또, X축 또는 Y축 둘레의 각속도값(Δω_θ, Δω_ψ)는, 후술하는 식 (4)에 의해서 가속도값(a_x, a_y)에 의거하여 산출된다. 유저가 입력 장치(1)를 움직이게 했을 때에 입력 장치(1)에 가속도가 발생하더라도, 그것에 의한 롤 각 ψ의 산출 오차를 허용 범위 내로 억누르기 위한 원하는 제1 또는 제2 가속도값을, 식 (4)에 의해서 산출할 수가 있다. 다시말해, 각가속도의 임계값 Th3이 설정됨으로써, 롤 각 ψ의 산출 오차를 허용 범위 내로 억누를 수가 있다.

이하, 각가속도의 임계값 Th3에 대해서 설명한다.

예를 들면, 유저가 입력 장치(1)를 움직이게 했을 때에, 입력 장치(1)가 피치 방향으로 θ₁=60deg 기울어진 상태에 있더라도, 그것에 의해서 발생하는 관성력에 의해서 중력 방향의 MPU(19)의 인식 오차의 결과 생기는 롤 각 ψ의 오차를 10deg 이내로 억누르고 싶은 경우의 임계값 Th3을 생각한다.

입력 장치(1)가 피치 방향으로 60deg 기울어진 상태에서는,

a_y=1G·cos60°=0.5G

로 된다. 따라서, ψ=10deg로서 식 (1)은,

10°=arctan(a_x/0.5G)

로 되며, a_x=0.09G로 된다. 따라서, a_x가 0.09G로 되는 바와 같은 최소의 ｜Δω_ψ｜를 구하면 좋다.

그래서, 유저가 팔을 흔들 때 발생하는 가속도와 각가속도의 관계를 생각한다. 유저가 입력 장치(1)를 흔드는 반경이 클 수록, 동일 가속도 a_x당(當)의 각가속도 ｜Δω_ψ｜는 작아진다. 그 반경이 최대로 되는 것은, 어깨를 회전 중심으로 해서 팔 전체를 흔드는 경우라고 가정한다. 여기서, 팔의 길이를 L_arm이라고 하면, Δω_ψ는 하기의 식 (4)로 표현된다.

｜Δω_ψ｜=a_x/L_arm …(4)

일반적인 예로서, 반경 r의 원에서 중심각 θ로 이루어지는 원호의 길이 l에 대해서, l=rθ이기 때문에 식 (4)가 성립된다.

a_x=0.09G-0.09×9.8(m/s), L_arm=0.8m(팔이 긴 유저라고 가정)를 식 (4)에 대입(代入)하면,

Δω_x=1.1rad/s²=63deg/s²

으로 된다. 다시말해, ｜Δω_ψ｜〉63°/s²인 각가속도가 검출되었을 때에, MPU(19)는 예를 들면 소정의 처리를 정지하는 처리로서, ψ의 갱신을 정지하는 것에 의해, 유저가 입력 장치(1)를 피치 방향으로 최대 60deg 기울였을 때에도, 그 롤 각 ψ의 산출 오차를 10deg 이하로 억누르는 것이 가능해진다. 롤 각 ψ의 산출 오차의 설정 범위는, 10deg 이하에 한정되지 않고, 적당히 설정가능하다.

유저가, 팔꿈치를 회전 중심으로 해서, 또는 손목을 회전 중심으로 해서 입력 장치(1)를 조작하는 경우에는, 이 각가속도일 때의 a_x는 더욱더 작은 값으로 되므로, 관성력의 영향에 의한 중력 방향의 오차 각도는 10°를 하회(下回)하는 값이며, 오차가 작아지는 방향으로 된다.

스텝 606∼608, 610∼613은, 도 14에서의 스텝 305∼307, 309∼312와 마찬가지 처리이다.

이상의 설명에서는, 요 방향의 각속도에 대해서 언급했지만, 피치 방향의 각속도에 대해서도 마찬가지의 것을 말할 수 있다. 따라서, 스텝 605 후에,｜Δω_θ｜가 임계값 이상인지 여부가 판정되는 스텝이 더해지고, 그것이 임계값 이상일 때 에, 소정의 처리가 정지되더라도 좋다.

그런데, 요 방향 및 피치 방향의 각속도중 적어도 한쪽이 임계값 이상인 경우에, MPU(19)는 롤 각의 산출을 정지하고, 스텝 609, 610의 처리를 행하도록 해도 좋다. 유저가 상당히(꽤) 고속으로 포인터(2)를 동작시켰을 때(각속도가 고속일 때), 예를 들면 0.1∼0.2초에 화면(3)의 끝(端)에서 끝까지 포인터(2)를 움직이게 했을 때는, 소정의 처리를 실행하지 않는 쪽이 사람의 감각으로서 위화감이 적다는 것이 실험으로 알고 있다. 이와 같이 유저가 화면 상에서 포인터의 섬세한 동작을 시키지 않는 거친 동작시에는, 소정의 처리가 정지됨으로써, 유저의 직감에 합치한 동작이 가능해진다. 예를 들면, 각속도 센서(151 또는 152)의 출력값을 -512∼+512로 분할한 경우, -200 이하, +200 이상일 때는 소정의 처리가 정지되도록 하면 좋다. 그러나, 이 값에 한정되지 않는다.

롤 각 ψ의 변동을 억제하는 제3 실시형태로서, 가속도 센서 유닛(16)에 의해 검출되는 가속도에 임계값을 마련(설정)하는 방법이 있다. 예를 들면, MPU(19)는, 검출된 X′축 방향 및 Y′축 방향의 가속도값(a_x, a_y)중 적어도 한쪽이 임계값 이상으로 된 경우, 소정의 처리를 정지하고, 임계값 미만으로 되고나서 소정의 처리를 재개한다. 혹은, 가속도값이 일정 이상으로 되면, 단지 검출 전압이 포화하므로 그 때에 자동적으로 ψ의 갱신이 정지된다고 한 처리이더라도 좋다.

도 12에서의 처리와 마찬가지 취지에 의해, 도 20에 도시한 스텝 603∼610의 처리, 스텝 604∼610의 처리, 스텝 605∼650의 처리, …, 또는 스텝 610의 처리를, 제어 장치(40)가 실행해도 좋다.

다음에, 롤 각 ψ의 변동을 억제하는 제4 실시형태에 대해서 설명한다. 도 34는, 그 동작을 도시하는 플로차트이다.

입력 장치(1)에 전원이 투입된다. 예를 들면, 유저가 입력 장치(1) 또는 제어 장치(40)에 설치된 전원 스위치 등을 넣는 것에 의해, 입력 장치(1)에 전원이 투입된다. 전원이 투입되면, 각속도 센서 유닛(15)으로부터 2축의 각속도 신호가 출력된다. MPU(19)는, 이 2축의 각속도 신호에 의한 제1 각속도값 ω_ψ및 제2 각속도값 ω_θ를 취득한다(스텝 1101).

또, 입력 장치(1)에 전원이 투입되면, 가속도 센서 유닛(16)으로부터 2축의 가속도 신호가 출력된다. MPU(19)는, 이 2 축의 가속도 신호에 의한 제1 가속도값 a_x 및 제2 가속도값 a_y를 취득한다(스텝 1102). 이 가속도값의 신호는, 전원이 투입된 시점에서의 입력 장치(1)의 자세(이하, 초기 자세라고 한다)에 대응하는 신호이다.

또한, MPU(19)는, 전형적으로는 스텝 1101 및 1102를 동기(同期)해서 행한다. 그러나, MPU(19)는, 스텝 1101을 실행한 후, 스텝 1102를 실행해도 좋고, 스텝 1102를 실행한 후, 스텝 1101을 실행해도 좋다. 이것은, 도 10, 도 12, 도 14, 도 20, 도 22, 도 43∼도 45, 도 48, 도 51, 도 52 및 도 54도 마찬가지이다.

MPU(19)는, 가속도값(a_x, a_y) 및 각속도값(ω_ψ, ω_θ)에 의거하여, 적분 연산에 의해 속도값(V_x, V_y)을 산출한다(스텝 1103)(산출 수단). 산출된 속도값은, 후술하는 바와 같이 각속도값이 이용되어 연산에 의해 구해지므로, 실질적으로 입력 장치(1)의 움직임에 합치한 속도값이 얻어진다. 이 속도값의 산출에 대한 상세(詳細)는 후술한다.

MPU(19)는, 산출한 속도값(V_x, V_y)를 미분 연산한다(스텝 1104). 이것에 의해, 연산 가속도값(a_xi, a_yi)이 구해진다. 미분 연산은, 예를 들면 2개의 속도값 샘플마다 그 사이의 기울기가 계산되면 좋다.

MPU(19)는, 중력 가속도의 성분값(a_x, a_y)에 의거하여, 하기의 식 (1′)에 의해 롤 각 ψ를 산출한다(스텝 1105).

ψ=arctan[(a_x-a_xi)/(a_y-a_yi)] …(1′)

또한, 식 (1′)에서의, 가속도값(a_x, a_y) 및 연산 가속도값(a_xi, a_yi)의 각 값은 절대값으로서 계산된다.

식 (1′)가 계산될 때, 속도값(V_x, V_y)이 0이면, ψ는, 실질적으로 중력 가 속도의 성분값(a_x, a_y)만으로부터 산출되게 된다.

속도값(V_x, V_y)이 발생하고 있으면, 유저가 입력 장치(1)를 움직이게 하고 있으므로, 연산 가속도값(a_xi, a_yi)도 발생한다. 이 경우, 식 (1′)에서는, 그 입력 장치(1)의 움직임에 의한 연산 가속도값, 다시말해 정확한 관성 가속도값이 중력 가속도의 성분값으로부터 감산된 후에 롤 각 ψ가 산출된다.

MPU(19)는, 산출한 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 속도값(V_x, V_y)을 각각 보정하고, 보정값인 보정 속도값(제1 및 제2 보정 속도값(V_x′, V_y′))을 얻는다(스텝 1106). 즉, MPU(19)는, 도 35에 도시하는 회전 좌표 변환의 식 (5)를 이용하여, 속도값(V_x, V_y)을 보정하고, 이것을 출력한다. MPU(19)는, 송신기(21)에 의해, 보정 속도값(V_x′, V_y′)의 정보를 제어 장치(40)에 송신한다(스텝 1107).

제어 장치(40)의 MPU(35)는, 보정 속도값(V_x′, V_y′)의 정보를 수신한다(스텝 1108). 입력 장치(1)는, 소정의 클럭마다, 다시말해 단위 시간마다 보정 속도값(V_x′, V_y′)을 송신하므로, 제어 장치(40)는, 이것을 수신하고, 단위 시간마다의 X축 및 Y축 방향의 변위량을 취득할 수가 있다. MPU(35) 는, 아래의 식 (6), (7)로부터, 취득한 단위 시간당의 X축 및 Y축 방향의 변위량에 따른, 포인터(2)의 화면(3) 상에서의 좌표값(X(t), Y(t))을 생성한다(스텝 1109). 이 좌표값의 생성에 의해, MPU(35)는, 포인터(2)가 화면(3) 상에서 이동하도록 표시를 제어한다(스텝 1110)(좌표 정보 생성 수단).

본 실시형태에서는, 중력 가속도의 성분값(a_x, a_y)으로부터 연산 가속도값(a_xi, a_yi)이 감산된 후에 롤 각 ψ가 산출된다. 다시말해, 실질적으로 중력 가속도의 성분값(a_x, a_y)만에 의거한 롤 각 ψ가 산출된다. 따라서, 결과적으로, 입력 장치의 움직임에 합치한 보정 속도값(V_x′, V_y′)을 얻을 수 있으며, 유저는 위화감을 느끼는 일없이 포인터(2)를 움직이게 할 수가 있다.

또, 본 실시형태에서는, 2개의 가속도 센서(161 및 162), 2개의 각속도 센서(151 및 152)가 이용되므로, 3축의 가속도 센서 및 3축의 각속도 센서가 이용되는 경우에 비해, 계산량을 적게 할 수 있으며, 또 코스트를 저감할 수가 있다.

다음에, 스텝 1103에서의 속도값(V_x, V_y)의 산출 방법에 대해서 설명한다. 도 36은, 그 입력 장치(1)의 동작을 도시하는 플로차트이다. 도 37은, 이 속도값의 산출 방법의 기본적인 생각을 설명하기 위한 도면이다.

도 37에서는, 입력 장치(1)를 예를 들면 좌우 방향(요 방향)으로 흔들어서 조작하는 유저를 위에서 본 도면이다. 도 37에 도시하는 바와 같이, 유저가 자연스럽게 입력 장치(1)를 조작하는 경우, 손목의 회전, 팔꿈치의 회전 및 어깻죽지의 회전중 적어도 1개에 의해서 조작한다. 따라서, 입력 장치(1)의 움직임과, 이 손 목, 팔꿈치 및 어깻죽지의 회전을 비교하면, 이하에 나타내는 1 및 2의 관계가 있다는 것을 알 수 있다.

1. 입력 장치(1)의 가속도 센서 유닛(16)이 배치된 부분(이하, 선단부)의 Y축 주위의 각속도값 ω_ψ는, 손목의 회전에 의한 각속도, 팔꿈치의 회전에 의한 각속도 및, 어깻죽지의 회전에 의한 각속도의 합성값이다.

2. 입력 장치(1)의 선단부의 요 방향의 속도값 V_x는, 손목, 팔꿈치 및 어깻죽지의 각속도에 각각, 손목과 선단부와의 거리, 팔꿈치와 선단부와의 거리, 어깻죽지와 선단부와의 거리를 곱한 값의 합성값이다.

여기서, 미소 시간에서의 입력 장치(1)의 회전 운동에 대해서, 입력 장치(1)는, Y축에 평행하며, 시간마다 위치가 변화하는 중심축(제1 중심축, 또는 제2 중심축)을 중심으로 회전하고 있다고 생각할 수가 있다. 이 시간마다 위치가 변화하는 중심축과, 입력 장치(1)의 선단부와의 거리를, Y축 주위의 회전 반경 R_ψ(t)(제1 회전 반경, 또는 제2 회전 반경)로 하면, 입력 장치(1)의 선단부의 속도값 V_x와, 각속도값 ω_ψ와의 관계는, 이하의 식 (8)로 표현된다. 즉, 요 방향의 속도값 V_x는, Y축 주위의 각속도값 ω_ψ에, 중심축과 선단부와의 거리 R_ψ(t)를 곱한 값으로 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 센서 유닛(17)의 회로 기판(25) 상에, 가속도 센서 유닛(16) 및 각속도 센서 유닛(15)이 일체적으로 배치되어 있다. 따라서, 회전 반경 R(t)는 중심축으로부터 센서 유닛(17)까지의 거리로 된다. 그러나, 가속도 센서 유닛(16)과 각속도 센서 유닛(15)이, 케이싱(10) 내에서 떨어져서 배치되는 경우에는, 상기한 바와 같이, 중심축으로부터 가속도 센서 유닛(16)까지의 거리가 회전 반경 R(t)로 된다.

V_x=R_ψ(t)·ω_ψ…(8)

식 (8)에 나타내는 바와 같이, 입력 장치(1)의 선단부의 속도값과, 각속도값과의 관계는, 비례 정수를 R(t)로 한 비례 관계, 다시말해 상관 관계에 있다.

상기 식 (8)을 변형하여 식 (9)를 얻는다.

R_ψ(t)=V_x/ω_ψ…(9)

식 (9)의 우변은, 속도의 디멘젼(dimension)이다. 이 식 (9)의 우변에 표현되어 있는 속도값과 각속도값이 각각 미분되고, 가속도, 혹은 가속도의 시간 변화율의 디멘젼으로 되더라도 상관 관계는 상실되지 않는다. 마찬가지로, 속도값과 각속도값이 각각 적분되고, 변위의 디멘젼으로 되더라도 상관 관계는 상실되지 않는다.

따라서, 식 (9)의 우변에 표현되어 있는 속도 및 각속도를 각각 변위, 가속도, 가속도의 시간 변화율의 디멘젼으로 해서, 이하의 식 (10), (11), (12)가 얻어진다.

R_ψ(t)=x/ψ …(10)

R_ψ(t)=a_x/Δω_ψ…(11)

R_ψ(t)=Δa_x/Δ(Δω_ψ) …(12)

상기 식 (9), (10), (11),(12)중, 예를 들면 식 (11)에 주목(注目)하면, 가속도값 a_x와, 각속도값 Δω_ψ가 기지(旣知)이면, 회전 반경 R_ψ(t)가 구해지는 것을 알 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 가속도 센서(161)는, 요 방향의 가속도값 a_x를 검출하고, 제1 각속도 센서(151)는, Y축 주위의 각속도값 ω_ψ를 검출한다. 따라서, Y축 주위의 각속도값 ω_ψ가 미분되고, Y축 주위의 각가속도값 Δω_ψ가 산출되면, Y축 주위의 회전 반경 R_ψ(t)가 구해진다.

Y축 주위의 회전 반경 R_ψ(t)가 기지이면, 이 회전 반경 R_ψ(t)에, 제1 각속도 센서(151)에 의해서 검출된 Y축 주위의 각속도값 ω_ψ을 곱함으로써, 입력 장치(1)의 X축 방향의 속도값 V_x가 구해진다(식 (8) 참조). 즉, 유저의 회전 조작량 그 자체가 X축 방향의 선속도값으로 변환되고, 유저의 직감에 합치한 속도값으로 된다. 따라서, 포인터(2)의 움직임이 입력 장치(1)의 움직임에 대해서 자연스러운 움직임으로 되기 때문에, 유저에 의한 입력 장치의 조작성이 향상된다.

이 속도값의 산출 방법에 대해서는, 유저가 입력 장치(1)를 상하 방향(피치 방향)으로 흔들어서 조작하는 경우에도 적용할 수가 있다.

도 36에서는, 식 (11)이 이용되는 예에 대해서 설명한다. 도 36을 참조하여, 입력 장치(1)의 MPU(19)는, 스텝 1101에서 취득한 각속도값(ω_ψ, ω_θ)을 미분 연산함으로써, 각가속도값(Δω_ψ, Δω_θ)을 산출한다(스텝 1201).

MPU(19)는, 스텝 1102에서 취득한 가속도값(a_x, a_y)과, 각가속도값(Δω_ψ, Δω_θ)을 이용하여, 식 (11), (13)에 의해, 각각 Y축 주위 및 X축 주위의 회전 반경(R_ψ(t), R_θ(t))를 산출한다(스텝 1202).

R_ψ(t)=a_x/Δω_ψ…(11)

R_θ(t)=a_y/Δω_θ…(13)

회전 반경이 산출되면, 식 (8), (14)에 의해, 속도값(V_x, V_y)이 산출된다(스텝 1203).

V_x=R_ψ(t)·ω_ψ…(8)

V_y=R_θ(t)·ω_θ…(14)

이와 같이, 유저에 의한 입력 장치(1)의 회전 조작량 그 자체가 X축 및 Y축 방향의 선속도값으로 변환되고, 유저의 직감에 합치한 속도값으로 된다.

또, 가속도 센서 유닛(16)으로 검출된 가속도값(a_x, a_y)이, 그대로 이용되는 것에 의해, 계산량이 적어지며, 입력 장치(1)의 소비 전력을 줄일 수가 있다.

MPU(19)는, 가속도 센서 유닛(16)으로부터 소정의 클럭마다 (a_x, a_y)를 취득하고, 예를 들면 그것에 동기하도록 속도값(V_x, V_y)를 산출하면 좋다. 혹은, MPU(19)는, 복수의 가속도값(a_x, a_y)의 샘플마다, 속도값(V_x, V_y)를 1회 산출해도 좋다. 이것은, 도 38, 도 39, 도 40에서도 마찬가지이다.

또, 도 34의 처리에서, MPU(19)는, 그 속도값(V_x, V_y)의 산출에 동기해서 롤 각 ψ를 산출해도 좋으며, 복수의 속도값(V_x, V_y)의 산출시마다 롤 각 ψ를 1회 산출해도 좋다. 이것은, 나중에 설명하는 도 44, 도 45, 도 48, 도 49∼도 51에서도 마찬가지이다.

다음에, 도 36과 마찬가지로, 회전 반경을 이용하여 속도값(V_x, V_y)을 산출하는 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 도 38은, 그 입력 장치(1)의 동작을 도시하는 플로차트이다. 도 38에서는, 상기 식 (12)가 이용되는 예에 대해서 설명한다.

도 38을 참조하여, 입력 장치(1)의 MPU(19)는, 취득한 가속도값(a_x, a_y)의 미분 연산을 행한다. 이것에 의해, 가속도의 시간 변화율(Δa_x, Δa_y)이 산출된다(스텝 1401). 마찬가지로, MPU(19)는, 취득한 각가속도값(ω_ψ, ω_θ)의 2계(2階; second-order) 미분 연산을 행함으로써, 각가속도의 시간 변화율(Δ(Δω_ψ)), Δ(Δω_θ))을 산출한다(스텝 1402).

각속도의 시간 변화율이 산출되면, MPU(19)는, Y축 주위의 각가속도의 시간 변화율의 절대값 ｜Δ(Δω_θ)｜가, 임계값 th1을 넘는지 여부를 판정한다(스텝 1403). 상기 ｜Δ(Δω_θ)｜가 임계값 th1을 넘는 경우에는, MPU(19)는, X축 방향의 가속도의 시간 변화율 Δa_x를, Y축 주위의 각속도의 시간 변화율 Δ(Δω_θ)로 나눗셈함으로써, Y축 주위의 회전 반경 R_ψ(t)를 산출한다(스텝 1404). 즉, X축 방향의 가속도의 시간 변화율 Δa_x와, Y축 주위의 각속도의 시간 변화율 Δ(Δω_θ)와의 비를 회전 반경 R_ψ(t)로서 산출한다(식 (12)). ｜Δ(Δω_θ)｜의 임계값 th1은 적당히 설정가능하다.

이 회전 반경 R_ψ(t)의 신호는, 예를 들면 로우패스 필터를 지나게(通; 통과시켜지게) 된다(스텝1405). 로우패스 필터에서 고주파수 역(域)의 노이즈가 제거된 회전 반경 R_ψ(t)의 정보는 메모리에 기억된다(스텝 1406). 이 메모리에는, 회전 반경 R_ψ(t)의 신호가 소정의 클럭마다 갱신하여 기억된다.

입력 장치(1)의 MPU(19)는, 이 회전 반경 R_ψ(t)에, Y축 주위의 각속도값 ω_θ를 곱함으로써, X축 방향의 속도값 V_x를 산출한다(스텝 1408).

한편, MPU(19)는, 상기 ｜Δ(Δω_θ)｜가, 임계값 th1 이하인 경우에는, 메모리에 기억된 회전 반경 R_ψ(t)를 판독출력한다(스텝 1407). 이 판독출력된 회전 반경 R_ψ(t)에, Y축 주위의 각속도값 ω_θ를 곱함으로써, X축 방향의 속도값 V_x를 산출한다(스텝 1408).

상기 스텝 1401∼1408의 처리가 행해지는 이유로서, 이하의 2개의 이유가 있다.

1개는, 상기 식 (12)의 회전 반경 R_ψ(t)를 구해서, 유저의 직감에 합치한 선속도를 구하기 위함이다.

2개째는, 이 속도값(V_x, V_y)이 산출되는 과정에서도, 상기한 바와 같은 중력의 영향을 제거하기 위함이다. 입력 장치(1)가 기본 자세로부터, 롤 방향 또는 피치 방향으로 기울어진 경우, 중력의 영향에 의해서, 입력 장치(1)의 실제 움직임과는 틀린(違) 검출 신호를 출력해 버린다. 예를 들면, 입력 장치(1)가 피치 방향으로 기울어진 경우, 가속도 센서(162)로부터 각각 중력 가속도의 성분값이 출력된다. 따라서, 이 중력 가속도의 각 성분값의 영향을 제거하지 않는 경우에는, 포인터(2)의 움직임이 유저의 감각에 걸맞지(適; match) 않는 움직임으로 되어 버린다.

도 39는, 입력 장치(1)가 피치 방향으로 흔들렸을 때에 있어서의 중력 가속도의 영향을 설명하기 위한 도면이며, 입력 장치(1)를 X방향에서 본 도면이다. 또한, 롤 방향에서의 중력 가속도의 영향에 대해서는, 도 9에서 이미 설명했다.

예를 들면, 도 39의 (a)에 도시하는 바와 같은 입력 장치(1)의 기본 자세의 상태로부터, 도 39의 (b)에 도시하는 바와 같은, 입력 장치(1)가 피치 방향에서 회전하여 기울어졌을 때, 입력 장치(1)가 기본 자세에 있을 때의 제2 가속도 센서(162)가 검출하는 중력 가속도 G가 감소한다. 도 39의 (c)에 도시하는 바와 같이, 입력 장치(1)는, 위(上)의 피치 방향의 관성력 I와 구별이 되지 않는다.

그래서, 유저의 조작에 의한 입력 장치(1)의 이동시의 관성 성분, 즉 관성 가속도에 주목한 가속도값의 시간 변화율에 비해, 그 입력 장치(1)의 움직임에 의해 발생하는 중력 가속도의 성분값의 시간 변화율 쪽이 작은 것을 이용한다. 그 중력 가속도의 성분값의 시간 변화율은, 유저의 조작에 의한 관성 가속도 성분값의 시간 변화율의 1/10의 오더(order)이다. 가속도 센서 유닛(16)으로부터 출력되는 값은, 그 양자가 합성된 값이다. 즉, 가속도 센서 유닛(16)으로부터 출력되는 신호는, 유저의 조작에 의한 관성 가속도 성분값의 시간 변화율에, 중력 가속도의 성분값인 저주파 성분값이 중첩된 신호로 된다.

따라서, 스텝 1401에서는, 가속도값이 미분 연산됨으로써, 가속도의 시간 변화율이 구해지고, 이것에 의해, 중력 가속도의 성분값의 시간 변화율이 제거된다. 이것에 의해, 입력 장치(1)의 기울기에 의한 중력 가속도의 분력의 변화가 생기는 경우이더라도, 적절히 회전 반경을 구할 수 있고, 이 회전 반경으로부터 적절한 속도값을 산출할 수가 있다.

또한, 상기 저주파 성분값에는, 중력 가속도의 성분값 외에, 예를 들면 가속도 센서 유닛(16)의 온도 드리프트, 혹은 DC 오프셋값이 포함되는 경우도 있다.

또, 본 실시형태에서는, 식 (12)가 이용되므로, 스텝 1402에서는, 각속도값 ω_θ가 2계 미분되고, 고주파수 역의 노이즈가 그 각속도의 연산값에 실려(乘; superimposed) 버린다.

이 ｜Δ(Δω_θ)｜가 큰 경우 문제없지만, 작은 경우 S/N이 악화된다. S/N 이 악화된 ｜Δ(Δω_θ)｜가, 스텝 1408에서의 R_ψ(t)의 산출에 이용되면, R_ψ(t)나 속도값 V_x의 정밀도가 열화(劣化)한다.

그래서, 스텝 1403에서는, 스텝 1402에서 산출된 Y축 주위의 각속도의 시간 변화율 Δ(Δω_θ)가 이용된다. Δ(Δω_θ)가 임계값 th1 이하인 경우, 이전에 메모리에 기억된 노이즈가 적은 회전 반경 R_ψ(t)가 판독출력되고(스텝 1407), 판독출력된 회전 반경 R_ψ(t)가 스텝 1408에서의 속도값 V_x의 산출에 이용된다.

스텝 1409∼1414에서는, 이상의 스텝 1403∼1408까지의 처리와 마찬가지로, MPU(19)는, Y축 방향의 속도값 V_y를 산출한다. 다시말해, MPU(19)는, X축 주위의 각속도의 시간 변화율의 절대값 ｜Δ(Δω_θ)｜가, 임계값 th1을 넘는지 여부를 판정하고(스텝 1409), 임계값 th1을 넘는 경우에는, 이 각속도의 시간 변화율을 이용하여 X축 주위의 회전 반경 R_θ(t)를 산출한다(스텝 1410).

회전 반경 R_θ(t)의 신호는, 로우패스 필터를 지나게(통과시켜지게) 되고(스텝 1411), 메모리에 기억된다(스텝 1412). 임계값 th1 이하인 경우에는, 메모리에 기억된 회전 반경 R_θ(t)가 판독출력되고(스텝 1413), 이 회전 반경 R_θ(t)에 의거하여 피치 방향의 속도값 V_y가 산출된다(스텝 1414).

또한, 본 실시형태에서는, 요 방향 및 피치 방향의 양방향에 대해서 임계값을 동일한 값 th1로 했지만, 양방향에서 다른 임계값이 이용되더라도 좋다.

스텝 1403에서, Δ(Δω_θ) 대신에, 각가속도값(Δω_θ)이 임계값에 의거하여 판정되더라도 좋다. 스텝 1409에 대해서도 마찬가지로, Δ(Δω_ψ) 대신에, 각가속도값(Δω_ψ)이 임계값에 의거하여 판정되더라도 좋다. 도 38에 도시한 플로차트에서는, 회전 반경 R(t)를 산출하기 위해서 식 (12)가 이용되었지만, 식 (11)이 이용되는 경우, 각가속도값(Δω_ψ, Δω_θ)이 산출되므로, 각가속도값(Δω_ψ, Δω_θ)이 임계값에 의거하여 판정되더라도 좋다.

다음에, 스텝 1404 또는 1410에서 설명한 회전 반경(R_θ(t), R_ψ(t))의 산출 방법에 대한 다른 실시형태를 설명한다. 도 40은, 그 때의 입력 장치(1)의 동작을 도시하는 플로차트이다.

본 실시형태에서는, 회귀 직선의 기울기를 이용하여, 회전 반경을 산출한다. 상술한 바와 같이, 회전 반경은, 가속도 변화율과 각가속도 변화율과의 비이다. 본 실시형태는, 이 가속도 변화율과 각가속도 변화율과의 비를 산출하기 위해서, 회귀 직선의 기울기를 이용한다.

MPU(19)는, 가속도값(a_x, a_y) 및 각속도값(ω_ψ, ω_θ)을 각각, 1계(1階; first-order) 미분, 2계 미분하고, 가속도 변화율(Δa_x, Δa_y) 및 각가속도 변화율(Δ(Δω_ψ)), Δ(Δω_θ))을 산출한다(스텝 1501, 1502). 이 가속도 변화율(Δa_x, Δa_y), 및 각가속도 변화율(Δ(Δω_ψ)), Δ(Δω_θ))의 n회 분의 이력이, 예를 들면 메모리에 기억되고, 이하의 식 (15), (16)에 의해, 회귀 직선의 기울기(A₁, A₂)가 산출된다(스텝 1503). 이 회귀 직선의 기울기는, 가속도 변화율과 각가속도 변화율과의 비, 다시말해 회전 반경(R_θ(t,), R_ψ(t))이다. 또한, 참고로서, 회귀 직선의 절편(切片)(B₁, B₂)의 산출 방법을 식 (17), (18)에 나타낸다.

상기 식 (15)∼(18)중의 n은, 가속도값(Δa_x,Δa_y), 및 각가속도 변화율(Δ(Δω_ψ)), Δ(Δω_θ))의 샘플링 수를 나타낸다. 이 샘플링 수 n은, 연산 오차가 최소로 되도록 적당히 설정된다.

회전 반경이 산출되면, 도 38의 스텝 404 및 410과 마찬가지로, 회전 반경에 의거하여 속도값이 산출된다(스텝 1504).

또한, 회전 반경의 신호, 또는 속도값의 신호가 로우패스 필터(47)에 걸쳐짐(통과시켜짐)으로써, 고주파수의 노이즈에 의한 영향을 경감해도 좋다.

도 39에 도시한 실시형태에서는, 회귀 직선의 기울기를 회전 반경으로서 산 출함으로써, 보다 정확한 회전 반경 및 속도값(V_x, V_y)을 산출할 수가 있다. 따라서, 화면(3) 상에 표시되는 포인터(2)의 움직임을, 유저의 직감에 합치한 자연스러운 움직임으로 할 수가 있다.

이상의 설명에서는, 가속도 변화율 및 각가속도 변화율의 디멘젼으로의 회귀 직선의 기울기의 산출 방법에 대해서 설명했다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 변위 및 각도, 속도 및 각속도, 또는 가속도 및 각가속도의 디멘젼으로, 회귀 직선의 기울기가 산출되더라도 좋다.

다음에, 도 34의 스텝 103의 속도값(V_x, V_y)의 산출 방법의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 도 41은, 그 때의 입력 장치(1)의 동작을 도시하는 플로차트이다.

MPU(19)는, 센서 유닛(17)으로부터 가속도값(a_x, a_y) 및 각속도값(ω_ψ, ω_θ)을 각각 취득하면, 중력의 영향을 제거하기 위해서, 다음과 같은 연산을 행한다. 즉, MPU(19)는, 하기의 식 (19), (20)과 같이, 금회(今回; 이번)의 가속도값 a_x, a_y로부터, 전회(前回; 지난번)의 각각 X축 및 Y축 방향에서 검출된 중력 가속도 성분(1회째의 a_x(=a_refx), a_y(=a_refy))을 차감(差引)하고, 각각 제1 보정 가속도값 a_corx, 제2 보정 가속도값 a_cory를 생성한다(스텝 1601).

a_corx=a_x-a_refx…(19)

a_cory=a_y-a_refy…(20)

a_refx, a_refy를, 이후, 각각 X축 및 Y축의 기준 가속도값(제1 기준 가속도값, 제2 기준 가속도값)이라고 한다. 전원이 투입되고 나서 최초에 스텝 1102의 계산을 할 때, a_refx, a_refy는 전원 투입 직후에 검출된 가속도 신호 a_x, a_y로 된다.

MPU(19)는, 식 (21), (22)에 나타내는 바와 같이, 제1, 제2 보정 가속도값 a_corx, a_cory를 가산해 가는, 다시말해 적분 연산에 의해, 각각 제1 속도값 V_x, 제2 속도값 V_y를 산출한다(스텝 1615)

V_x(t)=V_x(t-1)+a_corx…(21)

V_y(t)=V_y(t-l)+a_cory …(22)

V_x(t), V_y(t)는 금회의 속도값을 표현하고, V_x(t-1), V_y(t-1)는 전회의 속도값을 표현하고 있다.

한편, MPU(19)는, 취득한 각속도값(ω_ψ, ω_θ)을 미분 연산하고, 각각의 각가속도값(Δω_ψ, Δω_θ)을 산출한다(스텝 1602).

MPU(19)는, 상기 Δω_ψ, Δω_θ의 절대값 ｜Δω_θ, Δω_ψ｜가 각각 임계값 th2보다 작은지 여부를 판정한다(스텝 1603, 스텝 1606). ｜Δω_ψ｜≥th2인 경우, MPU(19)는, 제1 기준 가속도값 a_refx를 그대로 이용하고, 이것을 갱신하지 않는다(스텝 1604). 마찬가지로, ｜Δω_θ｜≥th2인 경우, MPU(19)는, 제2 기준 가속도값 a_refy를 그대로 이용하고, 이것을 갱신하지 않는다(스텝 1607).

임계값 th2는, 0에 가까운 값이 설정된다. 임계값 th2는, 유저가 의식적으로 입력 장치(1)를 정지시키고 있음에도 불구하고, DC 오프셋 등에 의해 검출되어 버리는 각속도값이 고려된다. 이렇게 함으로써, 유저가 의식적으로 입력 장치(1)를 정지시킨 경우에, DC 오프셋에 의해 포인터(2)가 움직여서 표시되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이 처리하는 것은 이하의 이유에 의한다.

도 37에 도시한 바와 같이, 유저가 자연스럽게 입력 장치(1)를 조작하는 경우, 어깻죽지의 회전, 팔꿈치의 회전 및 손목의 회전중 적어도 1개에 의해서 조작한다. 따라서, 가속도가 발생하면, 각가속도도 발생한다고 생각한다. 즉, 가속도는, 그 가속도의 방향과 동일한 방향의 각가속도에 종속되는 것으로 간주할 수가 있다. 따라서, MPU(19)는, 각가속도값 ｜Δω_ψ｜를 감시함으로써, 그것과 동일한 방향인 제1 기준 가속도값 a_refx를 갱신할지 여부를 판정하고, 식 (19)로부터 결과적으로 제1 보정 가속도값 a_corx를 교정할지 여부를 판정할 수가 있다. 각가속도값 ｜Δω_θ｜에 대해서도 마찬가지이다.

더욱더 자세하게 설명하면, 각가속도값 ｜Δω_ψ｜가 임계값 th2 이상일 때는, MPU(19)는, 입력 장치(1)가 요 방향으로 움직이고 있다고 판정한다. 이 경우, MPU(19)는, 제1 기준 가속도값 a_refx를 갱신하지 않고, 결과적으로 제1 보정 가속도 값 a_corx를 교정하지 않고, 그 a_corx에 의거하여, 식 (21)의 적분 연산을 계속한다.

또, 각가속도값｜Δω_θ｜가 임계값 th2 이상일 때는, MPU(19)는, 입력 장치(1)가 피치 방향으로 움직이고 있다고 판정한다. 이 경우, MPU(19)는, 제2 기준 가속도값 a_refy를 갱신하지 않고, 결과적으로 제2 보정 가속도값 a_cory를 교정하지 않고, 그 a_cory에 의거하여, 식 (22)의 적분 연산을 계속한다.

한편, 스텝 1603에서, 각가속도값 ｜Δω_ψ｜가 임계값 th2보다 작을 때는, MPU(19)는, 입력 장치(1)가 요 방향에서는 정지(靜止)하고 있다고 판정한다. 이 경우, MPU(19)는, 기준 가속도값 a_refx를 금회의(최신의) 검출값 a_x로 갱신함으로써, 식 (19)에 의해, 제1 보정 가속도값 a_corx를 교정한다(스텝 1605). 최신의 검출값 a_x라 함은, 다시말해, 입력 장치(1)가 거의 정지하고 있는 상태에서의 검출값이므로, 이것은 중력 가속도에 의한 성분값으로 된다.

마찬가지로, 스텝 1606에서, 각가속도값 ｜Δω_θ｜가 임계값 th2보다 작을 때는, MPU(19)는, 입력 장치(1)가 피치 방향에서는 정지하고 있다고 판정한다. 이 경우, MPU(19)는, 제2 기준 가속도값 a_refy를 금회의(최신의) 검출값 a_y로 갱신함으로써, 식 (20)에 의해, 제2 보정 가속도값 a_cory를 교정한다(스텝 1608).

또한, 본 실시형태에서는, 요 방향 및 피치 방향의 양(兩)방향에 대해서 임계값을 동일한 값 th2로 했지만, 양방향에서 다른 임계값이 이용되더라도 좋다.

상기에서는, 각가속도값 Δω_ψ, Δω_θ가 감시되었지만, 또 MPU(19)는, 각속도 ω_ψ, ω_θ를 감시함으로써, 식 (21), (22)에서 산출된 속도값을 보정하는 것도 가능하다. 도 37의 사고방식에 의해, 속도가 발생하면, 각속도도 발생한다고 생각하며, 속도는, 그 속도의 방향과 동일한 방향의 각속도에 종속되는 것으로 간주할 수가 있다.

자세하게는, 각속도값 ω_ψ의 절대값 ｜ω_ψ｜가 임계값 th3 이상일 때는(스텝 1609의 NO), MPU(19)는, 입력 장치(1)가 요 방향으로 움직이고 있다고 판정한다. 이 경우, MPU(19)는, 제1 속도값 V_x를 보정하지 않는다(스텝 1610). 각속도값 ω_θ의 절대값 ｜ω_θ｜에 대해서도 마찬가지이다(스텝 1612의 NO, 스텝 1613).

임계값 th3도, 상기 임계값 th2의 설정과 마찬가지 취지로 설정되면 좋다.

한편, ｜ω_ψ｜가 임계값 th3보다 작을 때는(스텝 1609의 YES), MPU(19)는, 입력 장치(1)가 요 방향에서는 정지하고 있다고 판정한다. 이 경우, MPU(19)는, 제1 속도값 V_x를 보정하고, 예를 들면 제로로 리셋된다(스텝 1611). ｜ω_θ｜에 대해서도 마찬가지이다(스텝 1612의 YES, 스텝 1614).

이상과 같이, 입력 장치(1)가 거의 정지했을 때에는 기준 가속도값 a_refx, a_refy가 갱신되고, 보정 가속도값 a_corx, a_cory가 교정되므로, 가속도 센서 유닛(16)에의 중력의 영향을 억제할 수가 있다. 또, 기준 가속도값 a_refx, a_refy가 갱신되면, 식 (19), (20)으로부터 가속도값 a_corx, a_cory가 보정되기 때문에, DC 레벨도 보정되고, DC 오프셋의 문제도 해결된다. 또, 입력 장치(1)가 거의 정지했을 때에는 속도값도 제로로 리셋되도록 보정되므로, 적분 오차도 억제할 수가 있다. 적분 오차가 발생하면, 유저가 입력 장치(1)의 이동을 정지시켰음에도 불구하고, 포인터(2)가 화면(3) 상에서 움직이는 현상이 일어난다.

이와 같이, 도 34의 스텝 103에서 속도값(V_x, V_y)이 산출되는 과정에 있어서도, 중력 가속도의 영향이 제거되는 것에 의해, 보다 정확한 속도값이 산출된다.

또, 본 실시형태에서는, 제1 기준 가속도값 a_refx및 제2 기준 가속도값 a_refy 의 갱신이 개별적으로 행해지는 것에 의해, 예를 들면 요 및 피치 방향중 한쪽의 각가속도값만이 임계값보다 작아지면, 그 교정이 행해지게 된다. 따라서, 실용적으로 충분히 짧은 시간 간격으로, 제1 기준 가속도값 a_refx 또는 제2 기준 가속도값 a_refy를 갱신할 수가 있다. 제1 속도값 V_x 및 제2 속도값 V_y 의 보정이 개별적으로 행해지는 것에 대해서도 마찬가지의 것을 말할 수 있다. 도 42는, 이것을 알기 쉽게 설명하기 위한 도면이다.

도 42에서는, X 축 및 Y축의 평면에서 본 입력 장치(1)의 궤적을 도시하고 있다. 요 방향에서의 각속도값 ω_ψ가 거의 제로(임계값 th3보다 작다)이면, V가 제로로 리셋된다. 피치 방향에서의 각속도값 ω_θ가 거의 제로(임계값 th3보다 작다)이면, V_x가 제로로 리셋된다.

지금까지는, 입력 장치(1)가 주요한 연산을 행해서 속도값(V_x, V_y)을 산출하고 있었다. 도 43에 도시하는 실시형태에서는, 제어 장치(40)가 주요한 연산을 행한다. 이 도 43에 도시하는 동작은, 도 34에 대응한다.

입력 장치(1)가, 예를 들면 센서 유닛(17)으로부터 출력된 2축의 가속도값 및 2축의 각속도값을 입력 정보로서 제어 장치(40)에 송신한다(스텝 1703). 제어 장치(40)의 MPU(35)는, 이 입력 정보를 수신하고(스텝 1704), 스텝 1103∼1106, 1109, 1110과 마찬가지 처리를 행한다(스텝 1705∼1710). 스텝 1705에서의 속도값의 산출 방법은, 도 36∼도 42에서 설명한 방법이 이용되더라도 좋다.

입력 장치(1)가 스텝 1705(또는, 1706, 1707, 1708 또는 1709)까지의 처리를 실행하고, 제어 장치(40)가 스텝 1706(또는, 1707, 1708, 1709 또는 17 10) 이후의 처리를 실행해도 좋다.

다음에, 입력 장치(1)의 롤 방향의 기울기에 의한 중력 가속도의 영향의 제거 및, 관성 가속도 성분의 제거 동작에 대한 다른 실시형태(도 34에 도시한 동작의 다른 실시형태)에 대해서 설명한다. 도 44는, 그 동작을 도시하는 플로차트이다.

스텝 1301∼1304는, 스텝 1101∼1104와 마찬가지 처리이다.

스텝 1305에서는, MPU(19)는, 스텝 1304에서 산출한 연산 가속도값(a_xi, a_yi)의 절대값 ｜a_xi| 및 ｜a_yi|중 적어도 한쪽이 임계값 th4를 넘는지 여부를 판정한다(판정 수단). 이것은, 연산 가속도값(｜a_xi|, ｜a_yi|)이 너무 큰 경우, 식 (1′)에 의한 롤 각 ψ의 산출 오차가 커지는 경우가 있기 때문이다.

이 임계값 th4는 적당히 설정되며, 예를 들면 중력 가속도 이하의 값으로 설정되지만, 이것에 한정되지 않는다.

MPU(19)는, 절대값 ｜a_xi| 및 ｜a_yi|의 양쪽, 또는 그 연산값이 임계값 이하인 경우, 계산의 오차는 생기지 않는다고 간주하고, 식 (1′)에 에 의해 롤 각 ψ를 산출한다(스텝 1306).

MPU(19)는, 산출한 롤 각 ψ를 메모리에 순차(順次) 기억해 둔다. MPU(19)는, 상기와 같이 소정의 시간 간격으로 롤 각 ψ를 산출하므로, 전형적으로는 이것을 수시(隨時)로 갱신하여 메모리에 기억한다(갱신 수단)(스텝 1307).

한편, 절대값 ｜a_xi| 및 ｜a_yi|중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는 경우, MPU(19)는, 예를 들면 메모리에의 롤 각 ψ의 기억의 갱신을 정지한다. 즉, 이 경우, MPU(19)는, 메모리에 기억된 전회의 롤 각 ψ를 판독출력한다(스텝 1308). MPU(19)는, 판독출력한 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환(도 35 의 식 (5))에 의해, 속도값(V_x, V_y)을 보정하고, 보정 속도값(V_x′, V_y′)을 출력한다(스텝 1309).

MPU(19)는, 전회의 롤 각 ψ를 판독출력하는 대신에, 다음과 같은 처리를 실행해도 좋다. 예를 들면, MPU(19)는, 산출된 속도값(V_x, V_y)을 수시로 갱신하여 메모리에 기억해 둔다. MPU(19)는, 절대값 ｜a_xi| 및 ｜a_yi|중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는 경우에, 그 속도값의 갱신을 정지하고, 전회의 갱신되어 기억된 속도값을 출력해도 좋다. 혹은, MPU(19)는, 스텝 1308 대신에, 도 14의 스텝 308에 나타낸 바와 같이, 소정의 처리를 정지해도 좋다.

스텝 1310∼1313은, 도 34에서의 스텝 1107∼1110과 마찬가지 처리이다.

이상과 같이, 도 44에 도시하는 처리에서는, 연산 가속도값이 임계값 th4보다 큰 경우이더라도, 연산 가속도값이 정상적인 범위에서 계산된 전회의 롤 각 ψ가 이용되므로, 속도값이 정확하게 산출된다.

도 43에 도시한 처리의 취지와 마찬가지로, 도 44에 도시한 스텝 1303∼1309, 1312, 1313의 처리를 제어 장치(40)가 실행해도 좋다. 혹은, 제어 장치(40)가 스텝 1304(또는, 1305, 1306, …, 또는 1309) 이후의 처리를 실행해도 좋다.

도 44의 처리에서는, 연산 가속도값(a_xi, a_yi)이 임계값 판정의 대상으로 되었다. 그러나, 가속도 센서 유닛(16)에서 검출된 가속도값(a_x, a_y)이 임계값 판정의 대상으로 되더라도 좋다. 그 경우, 가속도값(a_x, a_y)이 임계값 판정된 후, 스텝 1306 이후의 처리와 마찬가지이다. 혹은, 검출된 가속도값(a_x, a_y)이 일정 이상으 로 되면, 단지 검출 전압이 포화되므로 그 때에 자동적으로 롤 각 ψ의 기억의 갱신이 정지된다고 한 처리이더라도 좋다.

혹은, 임계값 판정의 대상은, 연산 가속도값(a_xi, a_yi), 또는 가속도값(a_x, a_y)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 각속도 센서 유닛(15)에 의해 검출된 각속도값(ω_ψ, ω_θ), 그의 미분 연산에 의해 산출된 각가속도값(Δω_ψ, Δω_θ), 또는 스텝 1103에서 산출된 속도값(V_x, V_y)이 임계값 판정의 대상으로서 이용되더라도 좋다. 이들, 연산 가속도값, 가속도값, 각속도값, 각가속도값, 또는 속도값의 각각의 임계값 판정은, 입력 장치(1)의 움직임이 너무 빠른(가속도가 너무 큰) 것에 의한 롤 각 ψ의 연산 오차를 억누르는 것을 취지로 해서 실행된다.

이것에 대해, 가속도값(도 48∼도 50 참조), 각속도값(도 50 참조), 각가속도값(도 51 참조)이 임계값 판정되는 실시형태에 대해서 나중에 설명하겠지만, 이들 실시형태에서 실행되는 임계값 판정은, 도 34의 처리의 임계값 판정의 취지와는 다른 취지로 실행된다.

다음에, 상기한 바와 같이 롤 각 ψ의 연산에 의해 관성 가속도 성분을 제거한 후에, 또 잔여 관성 가속도 성분을 제거하는 실시형태에 대해서 설명한다. 도 45는, 그 처리의 동작을 도시하는 플로차트이다.

본 실시형태에서는, 입력 장치(1)는, 스텝 1905에서 산출되는 롤 각 ψ의 식 (1′)의 연산 가속도값(a_xi, a_yi)에 포함되는, 잔여 관성 가속도 성분값의 적어도 한 쪽 신호가 입력되는 도시하지 않은 로우패스 필터(LPF)의 기능을 구비하고 있다. 이 LPF는, 전형적으로는 MPU(19)가 갖는 기능이다. 이 LPF에 의해, 가속도 신호의 임펄스 모양의 성분이 제거되며, 결과로서 롤 각 ψ의 신호에 포함되는 잔여 관성 가속도 성분이 제거된다. 이와 같이 LPF 에 의한 처리의 취지는, 도 18 및 도 19의 개소(箇所)에서 설명한 처리의 취지와 마찬가지이다.

스텝 1901∼1905는, 스텝 1101∼1105와 마찬가지 처리이다. 스텝 19 06에서, MPU(19)는, 롤 각 ψ의 데이터에 포함되는, 상기 가속도 성분 신호의 임펄스 모양의 성분을 제거한다. 그 후의 처리는, 스텝 1106∼1110과 마찬가지 처리이다.

도 43에 도시한 처리의 취지와 마찬가지로, 도 45에 도시한 스텝 1903∼1909, 1912, 1913의 처리를 제어 장치(40)가 실행해도 좋다. 혹은, 제어 장치(40)가 스텝 1904(또는, 1905, 1906 또는 1907) 이후의 처리를 실행해도 좋다.

도 46의 (a)는, 관성 가속도 성분의 보상이 행해지지 않고(연산 가속도값(a_xi, a_yi)이 빼내지지 않고) 롤 각 ψ가 보정된 경우의, 포인터(2)의 실제 궤적을 도시한 도면이다. 즉, 도 46의 (a)는, 상기 식 (1)에 의해 롤 각 ψ가 보정된 경우를 도시한다.

도 46의 (a)에서는, 본 발명자가 입력 장치(1)를 수평 방향으로 직선 모양으로 움직이게 했음에도 불구하고, 포인터(2)의 궤적은, 위로 볼록하게 되는 호모양(弧狀; arc-shaped)의 궤적으로 된다. 이와 같은 궤적으로 되는 이유를 설명한다. 도 47은 그 설명을 위한 도면이다.

도 47에 도시하는 바와 같이, 포인터(2)가 움직이기 시작했을 때 및 정지할 때에, 예를 들면 입력 장치(1)에 X축의 +방향으로 관성력 I가 작용한다. 이 경우, 식 (1)에 의해 롤 각 ψ가 보정되는 결과, 입력 장치는, 입력 장치의 중력 G와 그의 관성력 I와의 합성 벡터 C를, 진짜(眞) 중력으로서 오인식한다. 그 결과, 예를 들면 포인터(2)의 시점(始点)에서, 실제로는 X축을 따라서 수평으로 입력 장치가 움직임에도 불구하고, 기울기 윗방향으로 움직이고 있는 것으로 오검출하기 때문이다.

도 46의 (b)는, 롤 각 ψ가 보정된 경우의, 포인터(2)의 실제 궤적을 도시한 도면이다. 도 46의 (b)에서는, 상기한 도 44의 스텝 1305에 의한 임계값 판정과, 도 45의 스텝 1906에 의한 LPF를 이용하는 예와의 조합 처리가 행해졌다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 포인터(2)의 궤적은, 입력 장치(1)의 수평 움직임에 합치하고 있다.

도 48은, 가속도 센서 유닛(16)의 검출면이 수직면으로부터 기울어져서 입력 장치(1)가 유저에 의해 조작되는 경우의, 제어 시스템(40)의 동작을 도시하는 플로차트이다.

도 48을 참조하여, 스텝 1801∼1804는, 스텝 1101∼1104와 마찬가지 처리이다.

스텝 1805에서는, MPU(19)는, 중력 가속도 성분값(a_x, a_y)에 의거하여, 합성 가속도 벡터량 ｜a｜를 산출한다. 합성 가속도 벡터량 ｜a｜는, [(a_x)²+(a_y)²]^1/2로 부터 산출할 수가 있다. MPU(19)는, 산출한 합성 가속도 벡터량 ｜a｜가 임계값 th5 이하인지를 판정하고(스텝 1806), ｜a｜가 임계값 th5를 넘는 경우, 롤 각 ψ를 산출한다(스텝 1807). 산출된 롤 각 ψ는, 메모리에 기억되고 갱신된다(스텝 1808).

수직면으로부터의 검출면의 기울기가 큰 경우, 즉 예를 들면 피치 각 θ가 큰 경우, 중력 가속도 성분값(a_x, a_y)이 작아지고, 롤 각 ψ의 산출 결과의 정밀도가 떨어진다. 따라서, 본 실시형태에서는, 중력 가속도 성분값(a_x, a_y)에 의거하여 산출되는 롤 각 ψ가 노이즈에 파묻힐 만큼, 피치 각 θ가 커지는 경우에는, 정확한 롤 각 ψ의 산출은 곤란해진다. 따라서, ｜a｜가 임계값 th5 이하인 경우, MPU(19)는, 메모리에의 롤 각 ψ의 기억의 갱신을 정지한다(스텝 1809). 이 경우, MPU(19)는, 식 (1)에 의해, 전회에 갱신된 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환에 의해 속도값(V_x, V_y)를 보정하고, 보정 속도값(V_x′, V_y′)을 얻는다(스텝 1810). 혹은, MPU(19)는, 전회의 갱신된 보정 속도값(V_x′, V_y′)을 출력해도 좋다.

혹은, MPU(19)는, 스텝 1809 대신에, 도 14의 스텝 308에 도시한 바와 같이, 소정의 처리를 정지해도 좋다. 이것은, 도 51에 대해서도 마찬가지이다.

도 48의 처리에서는, 합성 가속도 벡터량이 임계값 판정의 대상으로 되었지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가속도값 ｜a_x｜와 ｜a_y｜가 비교되고(비교 수단), 그 비교의 결과, 그들 값중 작은 쪽의 값이 임계값 이하인 경우, 메모리 에의 롤 각 ψ의 기억의 갱신이 정지되도록 해도 좋다.

혹은, 중력 가속도 성분값(a_x, a_y)에 의거하는 연산값이 임계값 이하인 경우, 메모리에의 롤 각 ψ의 기억의 갱신이 정지되도록 해도 좋다. 연산값이라 함은, 예를 들면 (a_x)²+(a_y)², ｜a_x｜+｜a_y｜, 그 밖의 가감승제, 이들의 조합, 혹은 다른 연산식에 의해 산출되는 값을 들 수 있다.

상기 임계값 th5는, 노이즈 등을 고려하여 적당히 설정되면 좋다.

본 실시형태에 따르면, 피치 각 θ가 큰 경우이더라도, MPU(19)는 롤 각 ψ의 갱신을 정지하므로, 정확한 롤 각 ψ를 산출할 수가 있다.

도 43에 도시한 처리의 취지와 마찬가지로, 도 48에 도시한 스텝 1803∼1810, 1813, 1814의 처리를 제어 장치(40)가 실행해도 좋다.

다음에, 도 48에 도시한 처리의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 도 52는, 그 경우의 제어 시스템의 동작을 도시하는 플로차트이다. 도 53의 (a)는, 도 52에 도시하는 처리를 실현하기 위한 입력 장치의 구성을 도시하는 모식도이다.

도 53의 (a)에 도시하는 바와 같이, 입력 장치(91)는, 상기한 센서 유닛(17) 외에, 제3 가속도 센서(163)를 구비하고 있다. 제3 가속도 센서(163)는, 전형적으로는 제1 및 제2 가속도 센서(161 및 162)의 각각의 검출축인 X′ 및 Y′축과 실질적으로 직교하는 Z′축을 따르는 방향의 가속도(제3 가속도)를 검출한다. 다시말해, 입력 장치(91)는, 3축에서의 가속도를 각각 검출할 수가 있다.

도 53의 (a)에서는, 제3 가속도 센서(163)는, 회로 기판(25)과는, 다른 기 판(26)에 탑재되어 있지만, 회로 기판(25)과 일체적으로 형성된 기판에 탑재되어 있어도 좋다. 혹은, 제3 가속도 센서(163)는, 메인 기판(18)(도 3 참조)에 탑재되어 있어도 좋다

도 52를 참조하여, 스텝 2302에서는, MPU(19)는, 가속도 센서 유닛(16) 및 제3 가속도 센서(163)로부터 3축의 가속도값(a_x, a_y, a_z)을 취득한다. 스텝 2303, 2304는, 스텝 1803, 1804와 마찬가지 처리이다.

예를 들면, 입력 장치(91)가, 도 52의 (a)에 도시하는 바와 같은 기본 자세의 상태에 있을 때, 가속도값 ｜a_z｜는 실질적으로 제로로 된다. 그러나, 예를 들면 입력 장치(91)가, 기본 자세에 있는 상태로부터 피치 방향(또는 피치 방향을 포함하는 방향)으로 회전하면, 가속도값 ｜a_z｜가 발생하고, 그의 기울기가 커짐에 따라서, ｜a_z｜도 커진다. 입력 장치(91)가, 피치 방향으로 회전하는 경우로서, 중력 성분값만에 주목하는 경우의 가속도값 ｜a_z｜는, 도 52의 (b)에 도시하는 바와 같이, G·sineθ′(θ′=90°-θ)로 되며, 최대 1G로 된다.

스텝 2305에서, 상기 취득한 가속도값 ｜a_z｜가 임계값 th8보다 작은 경우, 스텝 2306, 2307, 2309∼2313의 처리가 실행된다. 스텝 2306, 2307, 2309∼2313은, 도 48의 스텝 1807, 1808, 1810∼1814와 마찬가지 처리이다.

한편, 스텝 2305에서, 가속도값 ｜a_z｜가 임계값 th8 이상인 경우, 다시말해, 수직면(X-Y 평면)으로부터의 검출면의 기울기 θ가 비교적 큰 경우, 센서 유 닛(17)의 중력 가속도 성분값(a_x, a_y)이 작아지고, 롤 각 ψ의 산출 결과의 정밀도가 떨어진다. 따라서, 이 경우, 메모리에의 롤 각 ψ의 기억의 갱신이 정지된다(스텝 2308).

이와 같이, 가속도값 ｜a_z｜가 충분히 큰 값으로 되는 범위로 임계값 th8을 설정할 수가 있다. 이것에 의해, 가속도값 ｜a_z｜에 대해서 상대적으로 낮은 노이즈레벨이 발생하는 상태에서, 다시말해 높은 S/N이 얻어지는 상태에서 임계값 판정되므로, 그 판정 정밀도를 높일 수가 있다.

여기서, 도 15에서 설명한 바와 같이, 도 48에 도시한 스텝 1808에서 롤 각 ψ의 갱신이 정지되기 직전부터, 다음에 그 갱신이 재개될 때까지의 동안에, 예를 들면 Y′축 방향으로 검출되는 제2 가속도값 a_y의 정부가 바뀌는 경우가 있다.

도 15에 도시하는 바와 같이, 중력 가속도 벡터 GY'의 가속도값 a_y의 부호가 바뀌면, 그대로는 롤 각 ψ의 계산에도 에러가 발생한다. 도 49는, 이와 같은 현상을 회피하기 위한, 입력 장치(1)의 처리의 동작을 도시하는 플로차트이다.

도 49를 참조하여, MPU(19)는, 스텝 1806(도 48 참조)의 조건하에서 롤 각 ψ의 갱신을 정지한다(스텝 2001). 그러면, MPU(19)는 전회에 갱신된 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환에 의해 속도값(V_x, V_y)을 보정함으로써, 보정 속도값(V_x′, V_y′)를 취득하며, 이것을 출력한다(스텝 2002). 혹은, MPU(19)는 전회에 갱신된 보정 속도값을 출력해도 좋다.

합성 가속도 벡터량 ｜a｜가 임계값 th5를 넘은 경우(스텝 2003의 NO), MPU(19)는, 취득할 중력 가속도값(a_x, a_y)에 의거하여 롤 각 ψ를 산출한다(스텝 2004).

MPU(19)는, 롤 각 ψ의 갱신을 정지했을 때의 롤 각, 즉 정지하기 직전에 산출한 롤 각 ψ1(제1 롤 각)과, 산출의 재개 직후의(스텝 2004에서 산출된) 롤 각 ψ2(제2 롤 각)와의 차를 산출한다(스텝 2005). MPU(19)는, 그 차 ｜Δψ｜가 임계값 th6 이상이었던 경우(스텝 2006의 YES), 최신의 롤 각인 상기 제2 롤 각 ψ2에 180deg를 더한다. 180deg가 빼내져도 좋다.

(각도차 판정 수단).

MPU(19)는, 제2 롤 각 ψ2에 180deg를 더한 제3 롤 각 ψ3에 따른 회전 좌표 변환에 의해 보정 속도값(V_x′, V_y′)을 산출하고, 이것을 출력한다(스텝 2008). 이와 같이 해서, 본 실시형태에서는, 입력 장치(1)에 의한 그 입력 장치(1)의 자세의 인식 정밀도가 향상되고, 적절한 방향으로 포인터(2)가 움직이는 바와 같은 표시가 가능해진다.

임계값 th6은, 예를 들면 60deg(=±30deg)∼90deg(=±45deg) 등으로 설정할 수가 있다. 그러나, 이들 범위에 한정되지 않는다.

도 43에 도시한 처리의 취지와 마찬가지로, 도 49에 도시한 처리를 제어 장치(40)가 실행해도 좋다.

도 50은, 도 49에 도시한 처리에 대한 다른 형태에 따른 동작을 도시하는 플 로차트이다.

스텝 2101∼2104는, 도 49의 스텝 2001∼2004와 마찬가지 처리이다. MPU(19)는, 롤 각 ψ의 산출 정지 직전의 피치 방향의 각속도 ω_θ의 방향과, 산출 개시 직후의 피치 방향에서의 각속도 ω_θ의 방향이 동일한 방향인지 여부를 판정한다(스텝 2105)(각속도 방향 판정 수단). 다시말해, ω_θ의 벡터의 정부(正負)가, 롤 각 ψ의 산출 정지전 및 개시후에서 일치하고 있는지 여부가 판정된다. 피치 방향 대신에, 혹은, 피치 방향에 더하여, 요 방향의 각속도 ω_ψ의 정부가 일치하고 있는지 여부가 판정되더라도 좋다.

스텝 2105에서 YES인 경우, 피치 방향에서의 각속도의 방향이 연속되어 있으므로, 도 15의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이 GY′의 방향이 변한다고 판단할 수가 있다. 이 경우, MPU(19)는, 제2 롤 각 ψ2에 180deg를 더한 제3 롤 각 ψ3에 따른 회전 좌표 변환에 의해 보정 속도값(V_x′, V_y′)을 산출하며, 이것을 출력한다(스텝 2107).

이와 같이, 피치 방향의 각속도 ω_θ(또는 요 방향의 각속도 ω_ψ)의 연속성이 확인됨으로써, 입력 장치(1)에 의한 그 입력 장치(1)의 자세 인식 정밀도가 더욱더 향상된다.

도 19에 도시한 처리의 취지와 마찬가지로, 도 50에 도시한 처리를 제어 장치(40)가 실행해도 좋다.

도 49 및 도 50의 처리의 또 다른 실시형태로서, 다음과 같은 예를 들 수 있다. 예를 들면, 롤 각 ψ의 갱신이 정지되었을 때의 제1 및 제2 각속도의 합성 각속도 벡터량(제1 합성 각속도 벡터량)과, 롤 각의 갱신이 재개되었을 때의 해당 합성 각속도 벡터량(제2 합성 각속도 벡터량)과의 차가 임계값 이상인지 여부가 판정된다(각속도 벡터 판정 수단). 합성 각속도 벡터량은, [(ω_ψ)²+(ω_θ)²]^1/2로부터 산출할 수가 있다. 제1 합성 각속도 벡터량과 제2 합성 각속도 벡터량과의 차가 큰 경우는, 자세의 변화가 크다고 판단된다. MPU(19)는, 그 차가 임계값 이상이라고 판정한 경우, 스텝 2008, 2107과 마찬가지 처리를 실행한다.

다음에, 수직면으로부터의 입력 장치(1)의 검출면의 기울기에 의한 중력 가속도의 영향의 제거 동작에 대한 또 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 도 51은, 그 동작을 도시하는 플로차트이다. 본 실시형태는, 롤 각 ψ의 산출시에 있어서 각가속도값이 감시되는 방법이다.

스텝 2201∼2204는, 스텝 1101∼1104와 마찬가지 처리이다.

스텝 2205에서는, MPU(19)는, 취득한 각속도값(ω_ψ, ω_θ)에 의거하여, 미분 연산에 의해 각가속도값(Δω_ψ, Δω_θ)을 산출한다(각속도 미분 수단).

MPU(19)는, 산출된 양방향의 각속도값중 예를 들면 한쪽의 요 방향의 각속도 값 ｜Δω_ψ｜가 임계값 th7을 넘는지 여부를 판정한다(스텝 2206)(판정 수단). 그것이 임계값 th7을 넘는 경우, MPU(19)는, 롤 각 ψ의 갱신을 정지한다(스텝 2209). 이와 같이 처리하는 이유는, 다음과 같은 이유에 의한다.

X축 또는 Y축 주위의 각속도값(Δω_θ, Δω_ψ)는, 위의 식 (4)에 의해서 가속도값(a_x, a_y)에 의거하여 산출된다. 유저가 입력 장치(1)를 움직이게 했을 때에 입력 장치(1)에 가속도가 발생하더도, 그것에 의한 롤 각 ψ의 산출 오차를 허용 범위 내로 억누르기 위한 원하는 제1 허용 가속도값 또는 제2 허용 가속도값을, 식 (4)에 의해서 산출할 수가 있다. 다시말해, 각가속도의 임계값 th7이 설정됨으로써, 롤 각 ψ의 산출 오차를 허용 범위 내로 억누를 수가 있다.

도 21은, 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치의 구성을 도시하는 모식도이다.

이 입력 장치(141)의 제어 유닛(130)은, 메인 기판(18)의 하부에 배치된 가속도 센서 유닛(116)을 구비한다. 가속도 센서 유닛(116)은, 2축(X′ 및 Y′축)을 검출하는 것이더라도 좋으며, 3축(X′, Y′ 및 Z′축)을 검출하는 것이더라도 좋다.

상기 입력 장치(1)에 비해, 가속도 센서 유닛(116)이 배치되는 위치는, 유저가 입력 장치(141)를 쥐었을 때에 손목에 가깝게 된다. 이와 같은 위치에 가속도 센서 유닛(116)이 배치되는 것에 의해, 유저의 손목의 흔들림에 의해서 발생하는 관성 가속도의 영향을 최소로 할 수가 있다.

또, 예를 들면 가속도 센서 유닛(116)으로서 3축 타입이 이용됨으로써, 약간 계산량이 증가하지만, 어떠한 실장면에 가속도 센서 유닛(116)이 배치되더라도, X′-Y′면 내의 가속도 성분을 추출할 수가 있다. 그 결과, 기판의 레이아웃 자유도를 늘리는 것이 가능해진다.

도 22는, 제어 시스템의 또 다른 실시형태에 따른 동작을 도시하는 플로차트이다.

MPU(19)는, 스텝 701a, 701b, 702에서, 스텝 101a, 101b, 102와 마찬가지 처리를 실행한다. MPU(19)는, 스텝 702에서 산출된 롤 각 ψ에 의거하여, 롤 방향의 각속도값 ω_ψ를 산출한다(스텝 703).

롤 방향의 각속도값 ω_ψ는, 롤 각 ψ의 시간 미분으로 구해진다. MPU(19)는, 롤 각 ψ를 복수 샘플해서 미분하면 좋고, 혹은 소정의 클럭마다 산출하는 롤 각 ψ를 각속도값 ω_ψ(롤 각속도)로서 출력해도 좋다.

MPU(19)는, 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 각속도값(ω_ψ, ω_θ)을 각각 보정하고, 보정 각속도값(ω_ψ′, ω_θ′)을 얻는다(스텝 704). MPU(19)는, 보정 각속도값 ω_ψ′, ω_θ에, 소정의 비율로 표현된 이동 계수 α, β의 값을 각각 곱한다. α, β의 값은 임의의 실수 또는 함수이며, ROM 등이나 그 밖의 기억 디바이스에 기억되어 있으면 좋다. 입력 장치(1) 또는 제어 장치(40)가, 유저가 α, β를 설정할 수 있는 프로그램을 구비하고 있어도 좋다. MPU(19)는, 이동 계수 α, β를 곱한 것에 의해 얻어지는 2개의 각속도값 ω_ψ″, ω_ψ′의 합성 각속도값 ω_γ를 산출한다(스텝 704)(합성 산출 수단).

합성의 계산식으로서는, 전형적으로는 식 (23)의 가산 식을 들 수 있다.

ω_γ=ω_ψ″+ω_ψ′(=αω_ψ+βω_ψ) …(23)

합성의 계산식으로서는, (23)에 한정되지 않고, ω_ψ″·ω_ψ′이더라도 좋으며, [(ω_ψ″)²+(ω_ψ′)²]^1/2이더라도 좋다. MPU(19)는, 이것에 의해 얻어진 합성 각속도값 ω_γ와, 스텝 704에서 얻어진 보정 각속도값 ω_θ′의 정보를, 입력 정보로서 출력한다(스텝 706)

이 합성 각속도값 ω_γ는 화면(3) 상의 X축 방향에서의 포인터(2)의 변위량으로 되고, 피치 방향의 보정 각속도값 ω_θ′는 화면(3) 상의 Y축 방향에서의 포인터(2)의 변위량으로 된다. 다시말해, 포인터(2)의 양축의 변위량(dX, dY)은 하기의 식 (24), (25)로서 표현할 수가 있다.

dX=ω_ψ″+ω_ψ′=ω_γ…(24)

dY=ω_θ′(=δω_θ)(δ은 실수 또는 함수) …(25)

제어 장치(40)의 MPU(35)는, 스텝 707∼709에서, 도 10에 도시한 스텝 105∼107과 마찬가지 처리를 실행한다.

도 22에 도시한 스텝 702∼706의 처리를, 도 12와 같이 제어 장치(40)가 실 행해도 좋다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 예를 들면 유저는, Z′축 둘레에 입력 장치(1)를 회전시키는 것 및 X′축 방향으로 입력 장치(1)를 움직이게 하는 것중 적어도 한쪽의 조작으로, 포인터의 제1 축 방향에서의 움직임이 제어된다. 이것에 의해, 유저는 입력 장치(1)를 X축 방향으로 움직이게 할 때의 이동량을 줄일 수 있으며, 용이하게 포인터를 X축 방향으로 움직이게 할 수가 있다.

특히, 예를 들면 수평 방향으로 긴 화면이 이용되는 경우, 유저는 수평 방향으로 포인터(2)를 용이하게 움직이게 할 수가 있다. 또, 유저는 Z축 둘레로 입력 장치(1)를 회전시킴으로써, 수평 방향으로 포인터(2)를 움직이게 할 수 있으므로, 직감적인 조작이 가능해진다.

도 23은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치의 전기적인 구성을 도시하는 블록도이다. 이 입력 장치(201)는, 상기 센서 유닛(17)을 구비하고 있지 않고, 3축의 각속도 센서 유닛(215)을 구비하고 있는 점에서, 상기의 입력 장치(1, 101, 151)와 다르다.

3축의 각속도 센서 유닛(215)은, X′축 둘레의 각속도(제2 각속도)를 검출하는 제1 각속도 센서, Y′축 둘레의 각속도(제1 각속도)를 검출하는 제2 각속도 센서, Z′축 둘레의 각속도(제3 각속도)를 검출하는 제3 각속도 센서를 가지고 있다. 이들 각속도 센서는, 각속도값(ω_θ, ω_φ, ω_ψ)의 신호를 각각 출력한다.

도 24는, 이 입력 장치(201)를 포함하는 제어 시스템의 동작을 도시하는 플 로차트이다. 제어 장치로서는, 상기 각 실시형태에서 나타낸 제어 장치(40)가 이용되면 좋다.

각속도 센서 유닛(215)으로부터 3축의 각속도 신호가 출력되고(스텝 901), MPU(19)는 이들의 각속도값(ω_θ, ω_φ, ω_ψ)을 취득한다. MPU(19)는, 하기의 식 (26)의 적분 연산에 의해 롤 각 ψ를 산출한다(스텝 902).

ψ₀은 롤 각의 초기값이다.

상기 각 실시형태에서는, 입력 장치(1)의 롤 방향의 기울기가 회전 좌표 변환에 의해 보정되고 있었지만, 본 실시형태에서는, 입력 장치(201)의 초기 자세에서의 초기값 ψ₀이 발생하고, 또 아무것도 대책을 하지 않으면 적분 오차가 발생하게 된다.

식 (26)에서, 적분 오차를 제거하는 현실적이고 또한 간편한 방법으로서, 이하에 말하는 방법을 들 수 있다.

예를 들면, 입력 장치(201)에는, 도시하지 않은 리셋 버튼이 설치된다. 이 리셋 버튼은, 전형적으로는 버튼(11, 12), 휠 버튼(13)과는 따로(別) 설치된 버튼이다. 유저가 리셋 버튼을 누르고 있는 동안은, 입력 장치(201)의 조작에 의해 제어 장치(40)는, 포인터(2)를 화면 상에서 움직이게 하도록 표시시킨다. 또는, 유저가 리셋 버튼을 누른 직후부터 차회(次回; 다음 번)에 재차 리셋 누를 때까지의 동안은, 입력 장치(201)의 조작에 의해 제어 장치(40)는, 포인터(2)를 화면 상에 서, 움직이게 하도록 표시시킨다. 즉, 리셋 버튼이 눌리는 것을 적분 오차 저감을 위한 동작 개시의 트리거로 한다.

여기서, 트리거의 발효 직후에, MPU(19) 또는 제어 장치(40)의 MPU(35)는, ψ₀=0, ψ=0으로 리셋한다(리셋 수단). 혹은, 식 (26)에 ψ₀의 항(項)을 최초부터 넣지 않는 것으로 해도 좋다.

이 방법에서는, 1회의 입력 장치(201)의 조작(유저가 리셋 버튼을 누르고 있는 시간, 또는 누른 직후부터 다음에 누를 때까지의 동안)마다 ψ가 0으로 리셋되기 때문에, 실용적으로는 적분 오차가 확대하지 않는다.

이 경우, 유저는 리셋 스위치의 누름(押壓)시에, 입력 장치(201)를 대체로(대략) 기본 자세로 되도록 주의할 필요가 있지만 난이도는 낮고, 용이하게 배워서 익숙해 질(習熟; mastered) 수 있는 범위이다.

또한, 리셋 버튼이 설치되는 구성이 아니라, 입력 장치(1)의 MPU(19)또는 제어 장치(40)의 MPU(35)가 소정의 조건하에서 리셋하도록 해도 좋다. 소정의 조건이라 함은, 예를 들면 입력 장치(1)가 기본 자세로 되었을 때 등을 들 수 있다. 입력 장치(1)가 기본 자세로 된 것을 검출하기 위해서는, 예를 들면 상기 가속도 센서 유닛(16) 등이 설치되어 있으면 좋다.

스텝 902 후, MPU(19)는, 요 각속도값 ω_φ및 롤 각속도 ω_ψ에, 소정의 이동 계수 α, β를 각각 곱하고, 이것에 의해 얻어지는 요 연산 각속도값 ω_φ′및 롤 연산 각속도값 ω_ψ′의 합성 각속도값 ω_γ를 산출한다(스텝 903). MPU(19)는, 산 출한 합성 각속도값 ω_γ 및, 각속도 센서 유닛(215)으로부터 얻어진 피치 각속도값 ω_θ의 정보를 입력 정보로서 출력한다(스텝 904).

제어 장치(40)는, 그의 입력 정보를 수신하고(스텝 905), 이것에 따른 포인터(2)의 좌표값을 생성하며(스텝 906), 그 포인터(2)의 표시를 제어한다(스텝 907).

도 24에 도시한 스텝 902∼904의 처리를, 도 12와 같이 제어 장치(40)가 실행해도 좋다.

도 25는, 도 24의 처리에 대한 다른 실시형태에 따른 동작을 도시하는 플로차트이다.

각속도 센서 유닛(215)으로부터 3축의 각속도 신호가 출력되고(스텝 801), MPU(19)는 이들 각속도값(ω_θ, ω_φ, ω_ψ)을 취득한다. MPU(19)는, 하기의 식 (27)로부터 롤 각 ψ를 산출한다(스텝 802).

MPU(19)는, 도 22에 도시한 스텝 704∼706과 마찬가지 처리를 실행하고(스텝 803∼805), 제어 장치(40)의 MPU(35)는, 스텝 707∼709(806∼808)와 마찬가지 처리를 실행한다.

식 (27)에서는 적분 오차가 발생하지만, 스텝 803에서 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환이 행해지므로 문제없다. 또, 상기 식 (26)의 롤 각의 초기값 ψ₀도, 회 전 좌표 변환이 행해지는 것에 의해 제거된다.

도 25에 도시한 스텝 802∼805의 처리를, 도 12와 같이 제어 장치(40)가 실행해도 좋다.

다음에, 입력 장치의 다른 실시형태에 대해서 설명한다.

도 26은, 그 입력 장치(51)를 도시하는 사시도이다. 도 27은, 그 입력 장치(51)의 휠 버튼(13) 측에서 본 측면도이다. 이 이후의 설명에서는, 도 2 등에 도시한 실시형태에 따른 입력 장치(1)가 포함하는 부재나 기능 등에 대해서 마찬가지의 것은 설명을 간략 또는 생략하며, 다른 점을 중심으로 설명한다.

입력 장치(51)의 케이싱(50)은, 그 케이싱(50) 표면의 소정의 위치에 설치된 구면의 일부 또는 2차 곡면의 일부(50a)를 가진다. 이하, 구면의 일부 또는 2차 곡면의 일부(50a)를 편의적으로 「하부 곡면」(50a)이라고 한다.

하부 곡면(50a)이 배치되는 위치는, 예를 들면 버튼(11, 12)과는 거의 반대측 위치이며, 유저가 입력 장치(51)를 쥐었을 때에, 새끼손가락이 다른 손가락보다 가장 그 하부 곡면(50a)의 위치에 가깝게 되는 바와 같은 위치이다. 혹은, 어떤 1방향(Z′축 방향으로 한다)의 긴 케이싱(50)에 있어서, 케이싱(50)의 그의 Z′축 방향의 길이의 중심으로부터 Z′축의 정(正) 측에 센서 유닛(17)이 배치되는 경우, 하부 곡면(50a)은 Z′축의 부(負) 측에 배치된 위치로 된다.

구면의 일부라 함은, 전형적으로는, 실질적으로 반구면을 들 수 있지만 반드시 절반(半分)일 필요는 없다. 2차 곡면이라 함은, 2차원으로 그려지는 원추(圓錐) 곡선(2차 곡선)을 3차원까지 확장했을 때의 곡면을 말한다. 2차 곡면으로서, 예를 들면 타원면, 타원 포물면, 또는 쌍곡면 등이 있다.

이와 같은 입력 장치(51)의 케이싱(50)의 형상에 의해, 유저는, 입력 장치(51)의 하부 곡면(50a)을, 테이블, 의자, 마룻바닥(床), 유저의 무릎이나 허벅다리(太股) 등의 당접(當接; abutment) 대상물(49)에 댄(당접시킨) 상태에서, 하부 곡면(50a)을 지점으로 해서 입력 장치(51)를 조작하기 쉬워진다. 다시말해, 입력 장치(51)의 하부 곡면(50a)을 당접 대상물(49)에 댄 상태에서도, 유저는 입력 장치(51)를 모든 각도로 기울이는 것을 용이하게 행할 수 있으므로, 포인터를 아이콘에 맞추는 등의 섬세한 조작을 행할 수 있게 된다. 도 28은, 유저가 입력 장치(51)의 하부 곡면(50a)을 무릎에 대고 조작하는 모습을 도시하는 도면이다.

혹은, 본 실시형태에서는, 손흔들림(手振; shake) 보정 회로에서는 억제할 수 없는 손의 떨림(震; shake) 등에 의한 오조작을 방지하거나, 유저가 입력 장치(51)를 공중에서 계속 들어올려서 조작하는 경우의 유저의 피로를 예방할 수가 있다.

도 29는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치를 도시하는 사시도이다.

입력 장치(61)의 케이싱(60)은, 도 26, 도 27에 도시한 입력 장치(51)와 마찬가지로, 구면의 일부로 이루어지는 하부 곡면(60a)을 가진다. 입력 장치(61)의 케이싱(60)의 최대 길이 방향(Z′축 방향)에 수직인 평면으로서, 하부 곡면(60a)에 접(接)하는 평면(이하, 편의적으로 하단 평면(55)이라고 한다)은, 각속도 센서 유닛(15)의 검출축인 X축 및 Y축(도 8 참조)이 만드는 평면(X-Y 평면)과 실질적으로 평행한 평면으로 되어 있다.

이와 같은 입력 장치(61)의 구성에 의해, 유저가 하부 곡면(60a)을 하단 평면(55)에 대고 조작하는 경우에, 입력 장치(61)에 가해지는 각속도가 그대로 각속도 센서 유닛(15)에 입력된다. 따라서, 각속도 센서 유닛(15)으로부터의 검출 신호로부터 검출값을 얻는 과정에서의 계산량을 줄일 수 있다.

도 30은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치를 도시하는 정면도이다. 도 31은, 그 입력 장치를 도시하는 측면도이다.

입력 장치(71)의 케이싱(70)의 하부 곡면(70a)은, 예를 들면 구면의 일부로 되어 있다. 이 하부 곡면(70a)는, 도 26, 도 29에 도시한 입력 장치(51, 61)의 하부 곡면(50a, 60a)보다 곡률 반경이 크게 설정되어 있다. 각속도 센서 유닛(15)은, 그 각속도 센서 유닛(15)의 검출축인 X축 및 Y축으로 구성되는 X-Y 평면에 포함되는 직선이, X축 방향 및 Y축 방향에서 보아, 상기 구면을 통과하는 가상적으로 그려진 원(56)의 접선에 상당하는 바와 같은 위치에 배치되어 있다. 이와 같은 조건을 만족시키는 한, 각속도 센서 유닛(15)의 X-Y 평면이, 입력 장치(71)의 긴쪽 방향에 대해서 기울어지도록(도 30 참조), 각속도 센서 유닛(15)이 케이싱(70)에 대해서 배치되더라도 좋다.

이것에 의해, 유저가 하부 곡면(70a)을 당접 대상물(49)에 대고 입력 장치(71)를 조작하는 경우에 발생하는 각속도의 벡터 방향과, 각속도 센서 유닛(15)의 검출 방향이 일치하므로, 리니어 입력이 가능해진다.

도 32는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 입력 장치를 도시하는 정면도 이다.

이 입력 장치(81)의 케이싱(80)의 하부 곡면(80a)인 구면의 곡률 반경은, 예를 들면 도 29에 도시한 것과 동일, 또는 가깝게 설정되어 있다. 각속도 센서 유닛(151)은, 그 각속도 센서 유닛(15)의 중심점인 2개의 X축 및 Y 축의 교점을 지나고 그 X축 및 Y축에 직교하는 가상적인 직선이, 하부 곡면(80a)을 포함하는 제1 구(球)(62)의 중심점 O를 통과한다. 이와 같은 구성에 의해, 하부 곡면(80a)을 포함하는 제1 구(62)와, 각속도 센서 유닛(15)의 X-Y 평면에 포함되는 직선이 접선으로 되는 제2 구(63)가 동심(同心)으로 된다. 따라서, 입력 장치(81)는, 도 30에 도시한 입력 장치(71)의 효과와 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이상 설명한 구면의 일부 또는 2차 곡면의 일부를 구비하는 입력 장치(51, 61, 71, 또는 81)에 대해서, 유저가 반드시 하부 곡면(50a, 60a , 70a 또는 80a)을 당접 대상물(49)에 대고 조작해야 하는 것은 아니며, 공중에서 조작해도 물론 상관없다.

도 26∼도 32에 도시한 입력 장치(51, 61, 71 또는 81), 도 21에 도시한 입력 장치(141) 및 이 입력 장치(141)가 실행하는 처리에 적용되더라도 좋으며, 도 23에 도시한 구성을 가지는 입력 장치(201) 및 이 입력 장치(201)가 실행하는 처리에 적용되더라도 좋다.

본 발명에 따른 실시형태는, 이상 설명한 실시형태에 한정되지 않고, 다른 여러 가지 실시형태가 생각된다.

도 44, 도 45, 도 48∼도 52에 대응하는 실시형태에 도시한 바와 같이 연산 가속도값(a_xi, a_yi)이 구해지는 경우, 예를 들면 도 35에 도시한 식 (5)에 의해 「속도값」이 회전 좌표 변환에 의해 보정되었다. 그러나, 연산 가속도값(a_xi, a_yi)이 구해지는 경우이더라도, 도 10, 도 12 등에서 설명한 바와 같이, 도 11에 도시한 식 (3)에 의해 「각속도값」이 회전 좌표 변환에 의해 보정되고, 이들 보정 각속도값이 속도값으로 변환되더라도 좋다. 도 54는, 도 44에 도시한 처리의 변형예를 도시하는 플로차트를 도시하고, 「각속도값」이 회전 좌표 변환에 의해 보정되는 경우를 도시하고 있다(특히, 스텝 2409 참조). 이것은, 도 44에 한정되지 않고, 도 45, 도 48∼도 52에 도시한 처리에서도 마찬가지이다.

이상의 각 실시형태에서 설명한 센서 유닛(17)에 대해서, 각속도 센서 유닛(15)의 X′ 및 Y′의 검출축과, 가속도 센서 유닛(16)의 X′ 및 Y′축의 검출축이 각각 일치하고 있는 형태를 설명했다. 그러나, 그들 각 축은, 반드시 일치하고 있지 않아도 좋다. 예를 들면, 각속도 센서 유닛(15) 및 가속도 센서 유닛(16)이 기판 상에 탑재되는 경우, 각속도 센서 유닛(15) 및 가속도 센서 유닛(16)의 검출축의 각각이 일치하지 않도록, 각속도 센서 유닛(15) 및 가속도 센서 유닛(16)이 그 기판의 주면 내에서 소정의 회전 각도만큼 어긋나서 탑재되어 있어도 좋다. 그 경우, 삼각 함수를 이용한 계산에 의해서, 각 축의 가속도 및 각속도를 얻을 수가 있다.

도 14에서는, 스텝 304에서 가속도가 판정 처리의 대상으로 되고, 가속도의 절대값이 임계값 Th1 이하인 경우에, 소정의 처리가 정지되었다. 이것 대신에, 유 저가, 그 소정의 처리를 정지 및 그의 재개를 전환하기 위한 스위치가, 예를 들면 입력 장치(1)에 설치되어 있어도 좋다. 스위치는, 메카니컬한 딥 스위치, 푸시 버튼식 스위치, 센서를 이용한 스위치 등을 들 수 있다. 센서로서는, 전기, 자기, 광 등을 이용한 것이 있다. 예를 들면, 스위치가 ON/OFF식 푸시 버튼인 경우, 유저가 그 버튼을 누르면, 정보 출력 수단에 의한 처리가 정지하고, 또 한번(한번 더) 그 버튼을 누르면 그 처리가 재개되더라도 좋다. 혹은, 유저가 그 버튼을 누르고 있는 동안은, 그 처리가 정지한다(또는 그 처리가 실행된다)고 한 형태도 생각된다.

혹은, 그 소정의 처리를 정지 및 그의 재개를 전환하기 위한 수단으로서, GUI를 이용한 소프트웨어를 입력 장치 또는 제어 장치가 구비하고 있어도 좋다. 예를 들면, 화면 상에 표시된 스위치, 그 밖의 GUI를 이용하여 소정의 처리의 정지 및 개시가 전환되어도 좋다.

센서 유닛(17)의, 각속도 센서 유닛(15) 및 가속도 센서 유닛(16)의 검출축은, 상술한 X′축 및 Y′축과 같이 반드시 서로 직교하고 있지 않아도 좋다. 그 경우, 삼각 함수를 이용한 계산에 의해서, 서로 직교하는 축방향으로 투영(投影)된 각각의 가속도가 얻어진다. 또 마찬가지로, 삼각 함수를 이용한 계산에 의해서, 서로 직교하는 축 주위의 각각의 각속도를 얻을 수가 있다.

도 10, 도 12, 도 14, 도 20, 도 22, 도 24, 도 25, 도 44, 도 45, 도 48∼도 52에 도시한 플로차트에서, 입력 장치 및 제어 장치가 서로 통신하면서, 입력 장치의 처리의 일부를 제어 장치가 행해도 좋으며, 제어 장치의 처리의 일부를 입 력 장치가 행해도 좋다.

상기의 입력 장치(1)는, 가속도 센서 유닛(16) 및 각속도 센서 유닛(15)을 구비하고 있었다. 그러나, 도 22, 도 24, 도 25의 처리를 실현하는 입력 장치로서, 각도 센서 및 각속도 센서를 구비한 것이더라도 좋다. 이 각도 센서는, 도 53의 (a)에 도시하는 X′축(제1 축) 둘레의 각도(제1 각도) θ와, 도 53의 (b)에 도시하는 Z′축 둘레의 각도(제3 각도) ψ를 검출하는 2개의 각도 센서를 가진다. θ는, 수직축으로부터의 X'-Y′ 평면의 각도이다. 물론, 입력 장치는, Y′축(제2 축) 둘레의 각도(제2 각도) ψ도 검출하는 3축의 각도 센서를 구비하고 있어도 좋다.

도 53의 (a)에 도시하는 바와 같이, 각도 센서는, 2축의 경우 상기 가속도 센서 유닛(16)에 의해 구성된다. 중력 가속도 G의 Y′ 방향 성분인 G·sinθ가 Y′축 방향에서의 가속도값 a_y이다. 이것에 의해 θ가 구해진다. 또, 도 53의 (b)에 도시하는 바와 같이, Z′축 방향에서의 각도는 G·cosψ=a_y, 또는 G·sinψ=a_x(X′방향 성분의 가속도값)에 의해 ψ가 구해진다. 이와 같이, 각도 θ, ψ가 산출됨으로써, 미분 연산(미분 수단)에 의해 ω_θ, ω_ψ가 산출된다. 이 경우, Y′축 방향 둘레의 각속도(제2 각속도) ψ는, 각속도 센서로부터 직접 얻어진다.

혹은, 각도 θ 및 ψ중 어느것인가 한쪽만 산출되고, 예를 들면 각도 θ만(또는 ψ)이 상기 각도 센서에 의해서 산출되고, 미분 연산에 의해 ω_θ(또는 ω_ψ) 가 산출되더라도 좋다. 이 경우, ω_ψ(또는 ω_θ) 및 ω_ψ는 각속도 센서에 의해 직접 얻어진다.

이와 같이 입력 장치가 각도 센서를 가지는 경우이더라도, 입력 장치 또는 제어 장치는, 상기 롤 각 ψ에 따른 회전 좌표 변환 처리나, 이동 계수 α, β의 승산 처리 및 이것에 의해 얻어지는 2개의 각속도의 합성 연산 처리를 행하는 것이 가능하다.

상기 각도 센서는, 가속도 센서 대신에, 혹은 가속도 센서에 더하여, 지자기 센서(1축 또는 2축의 것), 또는 이미지 센서에 의해 구성되더라도 좋다.

상기 각속도 센서 유닛(15) 대신으로서, 상기 각도 센서 혹은 각가속도 센서가 이용되더라도 좋다. 각도 센서로서, 예를 들면 3축 지자기 센서가 이용되는 경우, 각도값의 변화량이 검출되므로, 그 경우, 각도값이 미분 연산됨으로써 각속도값이 얻어진다. 각가속도 센서는, 복수의 가속도 센서의 조합에 의해 구성되고, 각가속도 센서에 의해 얻어지는 각가속도값이 적분 연산됨으로써, 각속도값이 얻어진다.

속도값(V_x, V_y)의 산출 방법으로서는, MPU(19)가, 예를 들면 가속도값(a_x, a_y)을 적분하여 속도값을 구하고, 또한 각속도값(ω_ψ, ω_θ)을 그 적분 연산의 보조해서 이용하는 방법이 있다. 반대로, MPU(19)가, 각속도값(ω_ψ, ω_θ)에 대응하는 속도값을 연산 또는 룩업 테이블에 의해 구하고, 가속도값을 예를 들면 그 연산의 보조해서 이용하는 방법이 있다.

혹은, MPU(19)는, 가속도값(a_x, a_y)을, 각속도값(ω_ψ, ω_θ)의 미분값(Δω_ψ, Δω_θ)으로 나눔으로써 케이싱(10)의 움직임의 회전 반경(R_ψ, R_θ)을 구한다. 그 회전 반경(R, R)에 각속도값(ω_ψ, ω_θ)이 곱해지는 것에 의해 속도값(V_x, V_y)이 얻어진다.

혹은, 움직임 센서로서, 각속도 센서 유닛(15)이 설치되지 않고, 가속도 센서 유닛(16)이 설치되며, 가속도값(a_x, a_y)이 단지 적분됨으로써 속도값(V_x, V_y)이 산출되더라도 좋다. 역(逆)으로, 움직임 센서로서, 가속도 센서 유닛(16)이 설치되지 않고, 각속도 센서 유닛(15)이 설치되며, 각속도값(ω_ψ, ω_θ)에 대응하는 속도값(V_x, V_y)이 연산 또는 룩업 테이블에 의해 산출되더라도 좋다.

상기 각 실시형태에 따른 각 입력 장치는, 무선으로 입력 정보를 제어 장치에 송신하는 형태를 나타냈지만, 유선에 의해 입력 정보가 송신되더라도 좋다.

본 발명은, 예를 들면 표시부를 구비하는 핸드헬드형 정보처리 장치(핸드헬드 장치)에 적용되더라도 좋다. 이 경우, 유저는, 핸드헬드 장치의 본체를 움직이게 함으로써, 그 표시부에 표시된 포인터가 움직인다. 핸드헬드 장치로서, 예를 들면 PDA(Personal Digital Assistance), 휴대 전화기, 휴대 음악 플레이어, 디지털 카메라 등을 들 수 있다.

상기 각 실시형태에서는, 각 입력 장치 등의 움직임에 따라서 화면 상에서 움직이는 포인터(2)를, 화살표의 화상으로서 표현했다. 그러나, 포인터(2)의 화상 은 화살표에 한정되지 않고, 단순한 원형, 각형 등이더라도 좋으며, 캐릭터 화상, 또는 그 밖의 화상이더라도 좋다.

본 발명은, 화면 상의 포인터를 조작하기 위한 공간 조작형 입력 장치, 그의 조작 정보에 따라서 포인터를 제어하는 제어 장치, 이들 장치를 포함하는 제어 시스템, 제어 방법 및 핸드헬드 장치에 관한 기술 분야 등에 널리 이용가능하다.

Claims

제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와,

상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와,

상기 제1 축 주위(둘레)의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와,

상기 제2 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하는 정보 출력 수단

을 구비하는 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 가속도 검출면이, 절대적인 수직면으로부터 기울어졌을 때의, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터의 양이 임계값(threshold value) 이하인 경우, 상기 각도의 산출을 정지(停止)하도록, 또한 상기 각도의 산출을 정 지한 후에 상기 합성 가속도 벡터량이 상기 임계값을 넘은 경우, 상기 각도의 산출을 개시하도록 상기 각도산출 수단을 제어하는 산출 제어 수단을 더 구비하는 입력 장치.
제2항에 있어서,

상기 각도의 산출을 정지했을 때의 제1 각도와, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 제2 각도와의 각도차가, 임계값 이상인지 여부를 판정하는 판정 수단을 더 구비하고,

상기 정보 출력 수단은,

상기 각도차가 상기 임계값 이상이었던 경우, 상기 제2 각도에 180deg 가산한 제3 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하는 입력 장치.
제3항에 있어서,

상기 각도의 산출을 정지했을 때 및 그 산출을 재개했을 때에 있어서의 상기 제1 각속도의 각각의 방향이 동일한지 여부를 판정하는 각속도 방향 판정 수단을 더 구비하고,

상기 정보 출력 수단은,

상기 제1 각속도의 방향이 동일한 경우, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 상기 제2 각도에 180deg 가산한 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각 속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하는 입력 장치.
제3항에 있어서,

상기 각도의 산출을 정지했을 때의, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 제1 합성 각속도 벡터량과, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 제2 합성 각속도 벡터량과의 차가 임계값 이상인지 여부를 판정하는 각속도 벡터 판정 수단을 더 구비하고,

상기 정보 출력 수단은,

상기 제1 및 제2 합성 각속도 벡터량의 차가 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 상기 제2 각도에 180deg 가산한 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하는 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도중 적어도 한쪽의 신호가 입력되는 로우패스 필터를 더 구비하고,

상기 각도 산출 수단은,

상기 로우패스 필터를 통과한 신호에 의거하여 상기 각도를 산출하는 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 각속도에 의거하여 얻어지는 상기 제1 축 주위의 제1 각가속도 및, 상기 제2 각속도에 의거하여 얻어지는 상기 제2 축 주위의 제2 각 가속도중 적어도 한쪽이 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 정지하도록 상기 각도 산출 수단을 제어하는 산출 제어 수단을 더 구비하는 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도중 적어도 한쪽이 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 정지하도록 상기 각도 산출 수단을 제어하는 산출 제어 수단을 더 구비하는 입력 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도중 적어도 한쪽이 임계값 이상인 경우,

상기 각도의 산출을 정지하도록 상기 각도 산출 수단을 제어하는 산출 제어 수단을 더 구비하는 입력 장치.
제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와, 상기 제1 축 주위의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와, 상기 제2 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서를 구비하는 입력 장치로부터 출력된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 장치로서,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 정보를, 상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 수신된 제1 및 제2 가속도에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 수신된 제1 및 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단

을 구비하는 제어 장치.
입력 정보를 출력하는 입력 장치와, 상기 입력 장치로부터 출력된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 장치를 구비하는 제어 시스템으로서,

상기 입력 장치는,

제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와,

상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와,

상기 제1 축 주위의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와,

상기 제2 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하는 정보 출력 수단을 가지고,

상기 제어 장치는,

상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도의 정보를, 상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과,

상기 수신된 제1 및 제2 보정 각속도에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가지는 제어 시스템.
입력 정보를 출력하는 입력 장치와, 상기 입력 장치로부터 출력된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 장치를 구비하는 제어 시스템으로서,

상기 입력 장치는,

제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와,

상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와,

상기 제1 축 주위의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와,

상기 제2 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 정보를, 상기 입력 정보로서 출력하는 출력 수단을 가지고,

상기 제어 장치는,

상기 입력 정보를 수신하는 수신 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 수신된 제1 및 제2 가속도에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 수신된 제1 및 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가지는 제어 시스템.
입력 장치의 움직임에 따라서 화면 상의 UI를 제어하는 제어 방법으로서,

상기 입력 장치의, 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하고,

상기 입력 장치의, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 제2 가속도를 검출하고,

상기 입력 장치의, 상기 제1 축 주위의 제1 각속도를 검출하고,

상기 입력 장치의, 상기 제2 축 주위의 제2 각속도를 검출하고,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 각도로서 산출하고,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하고,

상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는

제어 방법.
제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와,

상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축을 따르는 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와,

상기 제2 축 주위의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와,

상기 제1 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와,

상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도값 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도값을 산출하는 속도 산출 수단과,

상기 제1 및 제2 속도값을 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도값 및 제2 연산 가속도값을 산출하는 미분 연산 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도값으로부터 상기 제1 연산 가속도값을 뺀 값 및, 상기 제2 가속도값으로부터 상기 제2 연산 가속도값을 뺀 값에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도값 및 제2 보정 속도값의 정보를 출력하는 정보 출력 수단

을 구비하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제1 각도값을 기억하는 각도 기억 수단과,

상기 제1 연산 가속도값 및 상기 제2 연산 가속도값중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 제1 연산 가속도값 및 상기 제2 연산 가속도값의 양쪽이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 기억된 상기 제1 각도값을 갱신하도록, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제2 각도값을 상기 각도 기억 수단에 기억시키는 갱신 수단과,

상기 제1 및 제2 연산 가속도값중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도값의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제1 각도값을 기억하는 각도 기억 수단과,

상기 제1 연산 가속도값 및 상기 제2 연산 가속도값에 의거하여 얻어지는 연산값이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 연산값이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 기억된 상기 제1 각도값을 갱신하도록, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제2 각도값을 상기 각도 기억 수단에 기억시키는 갱신 수단과,

상기 연산값이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도값의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제1 각도값을 기억하는 각도 기억 수단과,

상기 제1 가속도값 및 상기 제2 가속도값중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 제1 가속도값 및 상기 제2 가속도값의 양쪽이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 기억된 상기 제1 각도값을 갱신하도록, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제2 각도값을 상기 각도 기억 수단에 기억시키는 갱신 수단과,

상기 제1 및 제2 가속도값중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도값의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제1 각도값을 기억하는 각도 기억 수단과,

상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값의 양쪽이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 기억된 상기 제1 각도값을 갱신하도록, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출 된 제2 각도값을 상기 각도 기억 수단에 기억시키는 갱신 수단과,

상기 제1 및 제2 각속도값중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도값의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제1 각도값을 기억하는 각도 기억 수단과,

상기 제1 가속도값 및 상기 제2 가속도값의 각 절대값을 비교하는 비교 수단과,

상기 비교의 결과, 상기 제1 및 제2 가속도중 작은 쪽의 값이 임계값 이하인지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 작은 쪽의 값이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 기억된 상기 제1 각도값을 갱신하도록, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제2 각도값을 상기 각도 기억 수단에 기억시키는 갱신 수단과,

상기 작은 쪽의 값이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도값의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제1 각도값을 기억하는 각도 기억 수단과,

상기 제1 가속도값 및 상기 제2 가속도값에 의거하여 얻어지는 연산값이 임계값 이하인지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 연산값이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 기억된 상기 제1 각도값을 갱신하도록, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제2 각도값을 상기 각도 기억 수단에 기억시키는 갱신 수단과,

상기 연산값이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도값의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 제3 축을 따르는 방향의 제3 가속도를 검출하는 제3 가속도 센서와,

상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제1 각도값을 기억하는 각도 기억 수단과,

상기 제3 가속도값이 임계값 이상인지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 제3 가속도값이 임계값보다 작은 경우, 상기 기억된 상기 제1 각도값을 갱신하도록, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제2 각도값을 상기 각도 기억 수단에 기억시키는 갱신 수단과,

상기 제3 가속도값이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도값의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제19항에 있어서,

상기 갱신 수단에 의한 갱신이 정지했을 때에 있어서의 제3 각도값과, 상기 갱신 수단에 의한 갱신이 재개되었을 때에 있어서의 제4 각도값과의 각도차가, 임계값 이상인지 여부를 판정하는 각도차 판정 수단을 더 구비하고,

상기 정보 출력 수단은, 상기 각도차가 상기 임계값 이상이었던 경우, 상기 제4 각도값에 180deg 가산한 제5 각도값에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하는 입력 장치.
제22항에 있어서,

상기 갱신 수단에 의한 갱신이 정지했을 때에 있어서의 상기 제1 각속도의 방향과, 상기 갱신 수단에 의한 갱신이 재개되었을 때에 검출된 상기 제1 각도값과의 방향이, 각각 동일한지 여부를 판정하는 각속도 방향 판정 수단을 더 구비하고,

상기 정보 출력 수단은, 상기 각 제1 각속도의 방향이 동일한 경우, 상기 갱신 수단에 의한 갱신이 재개되었을 때의 상기 제4 각도값에 180deg 가산한 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하는 입력 장치.
제22항에 있어서,

상기 갱신 수단에 의한 갱신이 정지했을 때에 있어서의 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 제1 합성 각속도 벡터량과, 상기 갱신 수단에 의한 갱신이 재개되었을 때에 있어서의 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 제2 합성 각속도 벡터량과의 차가 임계값 이상인지 여부를 판정하는 각속도 벡터 판정 수단을 더 구비하고,

상기 정보 출력 수단은, 상기 제1 및 제2 합성 각속도 벡터량의 차가 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 상기 제2 각도에 180deg 가산한 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 제1 각속도값을 미분함으로써 상기 제2 축 주위의 제1 각가속도값을 산출하고, 상기 제2 각속도값을 미분함으로써 상기 제1 축 주위의 제2 각가속도값을 산출하는 각속도 미분 수단과

상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제1 각도값을 기억하는 각도 기억 수단과,

상기 각도 산출 수단에 의한 상기 각도의 산출 오차를 소정의 허용 범위 내로 억누르기 위한, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 허용 가속도값 및 상기 제2 축 방향을 따르는 방향의 제2 허용 가속도값에 의거하여 정해진 임계값을, 상기 산출된 상기 제1 각가속도값 및 상기 제2 각가속도값중 적어도 한쪽이 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 제1 각가속도값 및 상기 제2 각가속도값의 양쪽이 임계값 이하인 경우, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출되고 기억된 상기 제1 각도값을 갱신하도록, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제2 각도값을 상기 각도 기억 수단에 기억시키는 갱신 수단과,

상기 제1 및 제2 각가속도값중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도값의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 제1 각속도값을 미분함으로써 상기 제2 축 주위의 제1 각가속도값을 산출하고, 상기 제2 각속도값을 미분함으로써 상기 제1 축 주위의 제2 각가속도값을 산출하는 각속도 미분 수단과,

상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제1 각도값을 기억하는 각도 기억 수단과,

상기 각도 산출 수단에 의한 상기 각도의 산출 오차를 소정의 허용 범위 내로 억누르기 위한, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 허용 가속도값 및 상기 제2 축방향을 따르는 방향의 제2 허용 가속도값에 의거하여 정해진 임계값을, 상기 산출된 상기 제1 각가속도값 및 상기 제2 각가속도값에 의거하여 얻어지는 연산값이 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 연산값이 임계값 이하인 경우, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출되고 기억된 상기 제1 각도값을 갱신하도록, 상기 각도 산출 수단에 의해 산출된 제2 각도값을 상기 각도 기억 수단에 기억시키는 갱신 수단과,

상기 연산값이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도값의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 제1 연산 가속도값 및 상기 제2 연산 가속도값중 적어도 한쪽의 신호가 입력되는 로우패스 필터를 더 구비하고,

상기 각도 산출 수단은, 상기 로우패스 필터를 통과한 상기 제1 및 제2 연산 가속도값의 신호에 의거하여 상기 각도를 산출하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 속도 산출 수단은, 상기 제1 가속도값 및 상기 제1 각속도값에 의거하여, 상기 제2 축으로부터 상기 제1 가속도 센서까지의 거리인, 상기 제2 축 주위의 회전 반경(半徑)을 산출하고, 상기 회전 반경에 상기 제1 각속도값을 곱(乘)해서, 상기 제1 축을 따르는 방향의 속도값을 산출하는 입력 장치.
제28항에 있어서,

상기 속도 산출 수단은, 상기 제1 가속도값과, 상기 제1 각속도값의 미분값인 각가속도값과의 비를, 상기 회전 반경으로서 산출하는 입력 장치.
제28항에 있어서,

상기 속도 산출 수단은, 상기 제1 가속도값의 미분값인 가속도 변화율과, 상기 제1 각속도값의 2계(2階; second-order) 미분값인 각가속도 변화율과의 비를, 상기 회전 반경으로서 산출하는 입력 장치.
제28항에 있어서,

상기 속도 산출 수단은, 상기 제1 가속도값으로부터, 상기 제1 가속도 센서에 작용하는 중력 가속도의 상기 제1 축을 따르는 방향의 성분값을 포함하는 저주파 성분값을 제거한 값과, 상기 제1 각속도값의 미분값인 각가속도값과의 비를, 상기 회전 반경으로서 산출하는 입력 장치.
제28항에 있어서,

상기 속도 산출 수단은, 상기 제1 가속도값과, 상기 제1 각속도값의 미분값인 각가속도값과의 회귀 직선의 기울기를, 상기 회전 반경으로서 산출하는 입력 장 치.
제28항에 있어서,

상기 속도 산출 수단은, 상기 제1 가속도값의 미분값인 가속도 변화율과, 상기 제1 각속도값의 2계 미분값인 각가속도 변화율과의 회귀 직선의 기울기를, 상기 회전 반경으로서 산출하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 속도 산출 수단은, 상기 제1 가속도값과, 중력 가속도의 상기 제1 축을 따르는 방향의 성분값인 기준 가속도값과의 차를 보정 가속도값으로서 산출하고, 상기 보정 가속도값에 의거하여 상기 제1 축을 따르는 방향의 속도값을 산출하는 입력 장치.
제34항에 있어서,

상기 검출된 제1 각속도값에 따라서 상기 제1 축을 따르는 방향의 속도값을 보정하는 속도 보정 수단을 더 구비하는 입력 장치.
제35항에 있어서,

상기 속도 보정 수단은, 상기 제1 각속도값이 임계값보다 작은 경우에, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 속도값을 제로로 하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 각도 산출 수단은, 상기 속도 산출 수단에 의해 상기 제1 및 상기 제2 속도값이 각각 복수회 산출될 때마다, 상기 각도를 1회 산출하는 입력 장치.
제14항에 있어서,

상기 각도 산출 수단은, 상기 속도 산출 수단에 의해 상기 제1 및 상기 제2 속도값이 산출되는 주기와 동일한 주기로, 상기 각도를 산출하는 입력 장치.
제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축을 따르는 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와, 상기 제2 축 주위의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와, 상기 제1 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서를 구비하는 입력 장치로부터 송신된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 장치로서,

상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 제2 각속도값의 각 정보를, 상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과,

상기 수신된 상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도값 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도값을 산출하는 속도 산출 수단과,

상기 제1 및 제2 속도값을 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도값 및 제2 연산 가속도값을 산출하는 미분 연산 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도값으로부터 상기 제1 연산 가속도값을 뺀 값 및, 상기 제2 가속도값으로부터 상기 제2 연산 가속도값을 뺀 값에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도값 및 제2 보정 속도값의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 보정 속도값 및 상기 제2 보정 속도값에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단

을 구비하는 제어 장치.
화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 시스템으로서,

제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와,

상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축을 따르는 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와,

상기 제2 축 주위의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와,

상기 제1 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와,

상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도값 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도값을 산출하는 속도 산출 수단과,

상기 제1 및 제2 속도값을 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도값 및 제2 연산 가속도값을 산출하는 미분 연산 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도값으로부터 상기 제1 연산 가속도값을 뺀 값 및, 상기 제2 가속도값으로부터 상기 제2 연산 가속도값을 뺀 값에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변화에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도값 및 제2 보정 속도값의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 및 제2 보정 속도값의 정보를 입력 정보로서 송신하는 송신 수단을 가지는 입력 장치와,

상기 입력 정보를 수신하는 수신 수단과,

상기 수신된 입력 정보의 상기 제1 보정 속도값 및 상기 제2 보정 속도값에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가지는 제어 장치

를 구비하는 제어 시스템.
화면 상에 표시되는 UI를 제어하는 제어 시스템으로서,

제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하는 제1 가속도 센서와,

상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축을 따르는 방향의 제2 가속도를 검출하는 제2 가속도 센서와,

상기 제2 축 주위의 제1 각속도를 검출하는 제1 각속도 센서와,

상기 제1 축 주위의 제2 각속도를 검출하는 제2 각속도 센서와,

상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 제2 각속도값의 각 정보를, 상기 입력 정보로서 송신하는 송신 수단을 가지는 입력 장치와,

상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과,

상기 수신된 입력 정보의 상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도값 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도값을 산출하는 속도 산출 수단과,

상기 제1 및 제2 속도값을 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도값 및 제2 연산 가속도값을 산출하는 미분 연산 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도값으로부터 상기 제1 연산 가속도값을 뺀 값 및, 상기 제2 가속도값으로부터 상기 제2 연산 가속도값을 뺀 값에 의거하여 산출하는 각도 산출 수단과,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도값 및 제2 보정 속도값의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 보정 속도값 및 상기 제2 보정 속도값에 따른, 상기 UI의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가지는 제어 장치

를 구비하는 제어 시스템.
입력 장치의, 제1 축을 따르는 방향의 제1 가속도를 검출하고,

상기 입력 장치의, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축을 따르는 방향의 제2 가속도를 검출하고,

상기 입력 장치의, 상기 제2 축 주위의 제1 각속도를 검출하고,

상기 입력 장치의, 상기 제1 축 주위의 제2 각속도를 검출하고,

상기 제1 가속도값, 상기 제2 가속도값, 상기 제1 각속도값 및 상기 제2 각속도값에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 제1 속도값 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 제2 속도값을 산출하고,

상기 제1 및 제2 속도값을 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도값 및 제2 연산 가속도값을 산출하고,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 주위의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 제2 축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도값으로부터 상기 제1 연산 가속도값을 뺀 값 및, 상기 제2 가속도값으로부터 상기 제2 연산 가속도값을 뺀 값에 의거하여 산출하고,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 속도값 및 상기 제2 속도값을 각각 보정하고,

상기 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도값 및 제2 보정 속도값의 정보를 출력하고,

상기 제1 보정 속도값 및 상기 제2 보정 속도값에 따른, UI의 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 제어 방법.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과,

제3 축 둘레(回; 주위)의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단을 구비하는 입력 장치.
제43항에 있어서,

상기 억제 수단은, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도중 적어도 한쪽의 신호가 입력되는 로우패스 필터를 가지고,

상기 정보 출력 수단은, 상기 로우패스 필터를 통과한 신호에 의거하여 상기 각도를 산출하는 입력 장치.
제43항에 있어서,

상기 억제 수단은, 상기 제1 각속도에 의거하여 얻어지는 상기 제3 축 둘레의 제1 각가속도 및, 상기 제2 각속도에 의거하여 얻어지는 상기 제4 축 둘레의 제2 각가속도중 적어도 한쪽이 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 정지하는 입력 장치.
제43항에 있어서,

상기 억제 수단은, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도중 적어도 한쪽이 임 계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 정지하는 입력 장치.
제43항에 있어서,

상기 억제 수단은, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도중 적어도 한쪽이 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 정지하는 입력 장치.
제43항에 있어서,

상기 억제 수단은, 상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제1 속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제2 속도를 산출하고, 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도를 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도 및 제2 연산 가속도를 산출하고, 상기 제1 가속도로부터 상기 제1 연산 가속도를 뺀 값 및, 상기 제2 가속도로부터 상기 제2 연산 가속도를 뺀 값에 의거하여, 상기 정보 출력 수단에 의해 상기 각도를 산출시키는 입력 장치.
제48항에 있어서,

상기 제1 연산 가속도 및 상기 제2 연산 가속도중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 제1 연산 가속도 및 상기 제2 연산 가속도의 양쪽이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단과,

상기 제1 연산 가속도 및 제2 연산 가속도중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제48항에 있어서,

상기 제1 연산 가속도 및 상기 제2 연산 가속도에 의거하여 얻어지는 연산값이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 연산값이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단과,

상기 연산값이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제48항에 있어서,

상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 양쪽이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제48항에 있어서,

상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도중 적어도 한쪽이 임계값을 넘는지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 양쪽이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단을 가지고,

상기 제1 및 제2 각속도중 적어도 한쪽이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제48항에 있어서,

상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 각 절대값을 비교하는 비교 수단과,

상기 비교의 결과, 상기 제1 및 제2 가속도중 작은 쪽의 값이 임계값 이하인지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 작은 쪽의 값이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단과,

상기 작은 쪽의 값이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제48항에 있어서,

상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 얻어지는 연산값이 임계값 이하인지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 연산값이 상기 임계값을 넘는 경우, 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단과,

상기 연산값이 상기 임계값 이하인 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
제48항에 있어서,

상기 가속도 출력 수단은, 상기 제5 축을 따르는 방향의 제3 가속도를 출력하고,

상기 입력 장치는,

상기 제3 가속도가 임계값 이상인지 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 제3 가속도가 임계값보다 작은 경우, 상기 기억된 상기 각도를 갱신하는 갱신 수단과,

상기 제3 가속도가 상기 임계값 이상인 경우, 상기 갱신 수단에 의한 상기 각도의 갱신을 정지하도록, 상기 갱신 수단을 제어하는 제어 수단

을 더 구비하는 입력 장치.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과, 제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단을 구비하는 입력 장치로부터 출력된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 포인터를 제어하는 제어 장치로서,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 정보를, 상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 수신된 제1 및 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 수신된 제1 및 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단과,

상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도에 따른, 상기 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단

을 구비하는 제어 장치.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과,

제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관 성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단을 가지는 입력 장치와,

상기 제1 정보를 수신하는 수신 수단과,

상기 수신된 제1 및 제2 보정 각속도에 따른, 화면 상에 표시되는 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가지는 제어 장치

를 구비하는 제어 시스템.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과,

제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단을 가지는 입력 장치와,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 정보를 수신하는 수신 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 수신된 제1 가속도 및 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와, 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단과,

상기 출력된 제1 및 제2 보정 각속도에 따른, 화면 상에 표시되는 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가지는 제어 장치

를 구비하는 제어 시스템.
제1 축을 따르는 방향의 핸드헬드 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 핸드헬드 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과,

제3 축 둘레의 상기 핸드헬드 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 핸드헬드 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 수신된 제1 가속도 및 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 핸드헬드 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단과,

상기 출력된 제1 및 제2 보정 각속도에 따른, 화면 상에 표시되는 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단

을 구비하는 핸드헬드 장치.
가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하고,

상기 제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하고,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 수신된 제1 가속도 및 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하고,

상기 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도에 따른, 포인터의 화면 상의 좌표 정보를 생성하는

제어 방법.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과,

제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제1 속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제2 속도를 산출하는 산출 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 산출된 제1 속도 및 제2 속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도 및 제2 보정 속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단

을 구비하는 입력 장치.
제61항에 있어서,

상기 억제 수단은, 상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제1 속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제2 속도를 산출하고, 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도를 각각 미분함으로써, 제1 연산 가속도 및 제2 연산 가속도를 산출하고, 상기 제1 가속도로부터 상기 제1 연산 가속도를 뺀 값 및, 상기 제2 가속도로부터 상기 제2 연산 가속도를 뺀 값에 의거하여, 상기 정보 출력 수단에 의해 상기 각도를 산출시키는 입력 장치.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과, 제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과, 상기 제1 가속도, 상기 제2 가 속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제1 속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제2 속도를 산출하는 산출 수단을 구비하는 입력 장치로부터 출력된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 포인터를 제어하는 제어 장치로서,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도의 정보를, 상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제3 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 수신된 제1 및 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 수신된 제1 및 제2 속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도 및 제2 보정 속도의 정보를 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단과,

상기 제1 보정 속도 및 상기 제2 보정 속도에 따른, 상기 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단

을 구비하는 제어 장치.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과,

제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제1 속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제2 속도를 산출하는 산출 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 산출된 제1 속도 및 제2 속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도 및 제2 보정 속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단을 가지는 입력 장치와,

상기 제1 정보를 수신하는 수신 수단과,

상기 수신된 제1 및 제2 보정 속도에 따른, 화면 상에 표시되는 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가지는 제어 장치

를 구비하는 제어 시스템.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과,

제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제1 속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제2 속도를 산출하고, 상기 산출된 제1 속도 및 제2 속도를 출력하는 속도 출력 수단을 가지는 입력 장치와,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도의 정보를 수신하는 수신 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 수신된 제1 가속도 및 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 수신된 제1 속도 및 제2 속도를 각각 보정 하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도 및 제2 보정 속도의 정보를 포함하는 제1 정보를 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단과,

상기 출력된 제1 및 제2 보정 속도에 따른, 화면 상에 표시되는 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단을 가지는 제어 장치

를 구비하는 제어 시스템.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 핸드헬드 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 핸드헬드 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과,

제3 축 둘레의 상기 핸드헬드 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 핸드헬드 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제1 속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제2 속도를 산출하는 산출 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 수신된 제1 가속도 및 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속 도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 산출된 제1 속도 및 제2 속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도 및 제2 보정 속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 핸드헬드 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단과,

상기 출력된 제1 및 제2 보정 속도에 따른, 화면 상에 표시되는 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단

을 구비하는 핸드헬드 장치.
가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하고,

상기 제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하고,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도에 의거하여, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제1 속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제2 속도를 산출하고,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면 에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 수신된 제1 가속도 및 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고,

상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 산출된 제1 속도 및 제2 속도를 각각 보정하고,

상기 제1 가속도 및 제2 가속도중 적어도 한쪽이, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하고,

상기 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 속도 및 제2 보정 속도에 따른, 포인터의 화면 상의 좌표 정보를 생성하는

제어 방법.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과,

제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각 도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 정보 출력 수단에 의한 소정의 처리를 정지시키는 것이 가능하고, 상기 소정의 처리를 정지시키고 있을 때, 상기 정보 출력 수단에 의해, 상기 제1 정보와는 다른 제2 정보를 출력시키는 정지 수단

을 구비하는 입력 장치.
제68항에 있어서,

상기 정지 수단은, 상기 소정의 처리로서 상기 제1 정보의 출력을 정지하는 입력 장치.
제68항에 있어서,

상기 정지 수단은, 상기 소정의 처리로서 상기 각도의 산출을 정지하는 입력 장치.
제68항에 있어서,

상기 정지 수단은, 상기 소정의 처리로서 상기 회전 좌표 변환에 의한 보정을 정지하는 입력 장치.
제68항에 있어서,

상기 정보 출력 수단에 의한 상기 소정의 처리를 재개시키는 개시 수단을 더 구비하는 입력 장치.
제68항에 있어서,

상기 정보 출력 수단은, 상기 회전 좌표 변환에 의해 보정되어 있지 않은 값인 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 정보를, 상기 제2 정보로서 출력하는 입력 장치.
제70항에 있어서,

상기 보정에 의해 얻어지는 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도를 갱신하는 갱신 수단을 더 구비하고,

상기 정지 수단은, 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도의 갱신을 정지하고,

상기 정보 출력 수단은, 최후에 상기 갱신된 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도의 정보를, 상기 제2 정보로서 출력하는 입력 장치.
제71항에 있어서,

상기 보정에 의해 얻어지는 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도 를 갱신하는 갱신 수단 더 구비하고,

상기 정지 수단은, 상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도의 갱신을 정지하고,

상기 정보 출력 수단은, 최후에 상기 갱신된 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도의 정보를, 상기 제2 정보로서 출력하는 입력 장치.
제72항에 있어서,

상기 정지 수단은, 유저가 상기 정보 출력 수단에 의한 상기 소정의 처리의 정지 및 개시를 전환하기 위한 스위치를 가지는 입력 장치.
제72항에 있어서,

상기 정지 수단은, 상기 가속도 검출면이, 절대적인 수직면으로부터 기울어졌을 때의, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터의 양이 임계값 이하인 경우, 상기 소정의 처리를 정지하고,

상기 개시 수단은, 상기 합성 가속도 벡터량이 상기 임계값을 넘은 경우, 상기 소정의 처리를 개시하는 입력 장치.
제77항에 있어서,

상기 정지 수단은, 상기 소정의 처리로서 상기 각도의 산출을 정지하고,

상기 입력 장치는, 상기 각도의 산출을 정지했을 때의 제1 각도와, 상기 각 도의 산출을 재개했을 때의 제2 각도와의 각도차가, 임계값 이상인지 여부를 판정하는 판정 수단을 더 구비하고,

상기 정보 출력 수단은, 상기 각도차가 상기 임계값 이상이었던 경우, 상기 제2 각도에 180deg 가산한 제3 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하는 입력 장치.
제78항에 있어서,

상기 각도의 산출을 정지했을 때 및 그 각도의 산출을 재개했을 때에 있어서의 상기 제1 각속도의 각각의 방향이 동일한지 여부를 판정하는 각속도 방향 판정 수단을 더 구비하고,

상기 정보 출력 수단은, 상기 제1 각속도의 방향이 동일한 경우, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 상기 제2 각도에 180deg 가산한 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하는 입력 장치.
제78항에 있어서,

상기 각도의 산출을 정지했을 때의, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 제1 합성 각속도 벡터량과, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 제2 합성 각속도 벡터량과의 차가 임계값 이상인지 여부를 판정하는 각속도 벡터 판정 수단을 더 구비하고,

상기 정보 출력 수단은, 상기 제1 및 제2 합성 각속도 벡터량의 차가 임계값 이상인 경우, 상기 각도의 산출을 재개했을 때의 상기 제2 각도에 180deg 가산한 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하는 입력 장치.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과, 제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단을 구비하는 입력 장치로부터 출력된 입력 정보에 따라서, 화면 상에 표시되는 포인터를 제어하는 제어 장치로서,

상기 제1 가속도, 상기 제2 가속도, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도의 정보를, 상기 입력 정보로서 수신하는 수신 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 제1 보정 각속도 및 상기 제2 보정 각속도에 따른, 상기 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단과,

상기 정보 출력 수단에 의한 소정의 처리를 정지시키는 것이 가능하고, 상기 소정의 처리를 정지시키고 있을 때, 상기 정보 출력 수단에 의해, 상기 제1 정보와는 다른 제2 정보를 출력시키는 정지 수단

을 구비하는 제어 장치.
상기 정보 출력 수단에 의한 상기 소정의 처리를 재개시키는 개시 수단을 더 구비하는 제어 장치.
제82항에 있어서,

상기 정지 수단은, 유저가 상기 정보 출력 수단에 의한 상기 소정의 처리의 정지 및 개시를 전환하기 위한 전환 수단을 가지는 제어 장치.
가속도 센서를 가지고, 상기 가속도 센서를 이용하여, 제1 축을 따르는 방향의 입력 장치의 제1 가속도 및, 상기 제1 축을 따르는 방향과는 다른 제2 축 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도를 출력하는 가속도 출력 수단과,

제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과,

상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 상기 가속도 센서의 가속도 검출면에 대해서 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 정보 출력 수단에 의한 소정의 처리를 정지시키는 것이 가능하고, 상기 소정의 처리를 정지시키고 있을 때, 상기 정보 출력 수단에 의해, 상기 제1 정보와는 다른 제2 정보를 출력시키는 정지 수단과,

상기 제1 및 제2 보정 각속도에 따른, 화면 상에 표시되는 포인터의 상기 화면 상의 좌표 정보를 생성하는 좌표 정보 생성 수단

을 구비하는 핸드헬드 장치.
제1 축 및 상기 제1 축과는 다른 제2 축을 각각 따르는 방향의 입력 장치의 움직임의 정보를 출력하는 움직임 정보 출력 수단과,

제3 축 둘레의 상기 입력 장치의 제1 각속도 및, 상기 제3 축과는 다른 제4 축 둘레의 상기 입력 장치의 제2 각속도를 출력하는 각속도 출력 수단과,

상기 움직임 정보에 포함되는 제1 가속도 및 제2 가속도로서, 상기 제1 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제1 가속도 및 상기 제2 축을 따르는 방향의 상기 입력 장치의 제2 가속도의 검출면인, 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 가속도 검출면에 대해서, 소정의 각도를 갖는 제5 축 둘레의 각도로서, 상기 제1 가속 도 및 상기 제2 가속도의 합성 가속도 벡터와 상기 가속도 검출면 내의 기준축과의 사이의 각도를, 상기 제1 가속도 및 상기 제2 가속도에 의거하여 산출하고, 상기 산출된 각도에 따른 회전 좌표 변환에 의해, 상기 제1 각속도 및 상기 제2 각속도를 각각 보정하고, 그 보정에 의해 얻어지는 제1 보정 각속도 및 제2 보정 각속도를 포함하는 제1 정보를 적어도 출력하는 정보 출력 수단과,

상기 출력된 움직임 정보가, 중력 가속도 성분과 상기 입력 장치의 움직임에 의해 생기는 관성 가속도 성분을 포함하는 경우에, 상기 관성 가속도 성분에 기인하는 상기 산출된 각도의 변동을 억제하는 억제 수단

을 구비하는 입력 장치.