(57)【要約】【課題】画面上に表示される画像がスクロールされる際に、操作感を向上させることができる入力装置、制御装置、制御システム、電子機器及び制御方法を提供すること。【解決手段】入力装置１のＭＰＵ１９は、取得された角速度値（ωφ、ωθ）及び加速度値（ax、ay）に基づき、速度値（Vx、Vy）を算出する（ステップ２０１〜２０３）。ユーザによりボタン１３が押圧されると、スイッチから操作信号が入力される（ステップ２０３）。操作信号が入力されると、ＭＰＵ１９は、速度値（Vx、Vy）に、重み係数（α、β）を乗じることで、変更速度値（Vx’、Vy’）を算出する（ステップ２０５）。ＭＰＵ１９は、変更速度値（Vx’、Vy’）をスクロールの情報として送信する。これにより、スクロール方向を画面３の垂直軸方向や、水平軸方向などに偏らせることができるので、スクロール操作の際の操作感を向上させることができる。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ操作の任意方向への移動量を検出する検出手段と、
前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更する変更手段と、
前記比率が変更された各移動量を、前記画面に表示される画像のスクロールの情報として送信する送信手段と
を具備する入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記検出された検出値に応じて、前記ユーザ操作の方向を判定する判定手段をさらに具備し、
前記変更手段は、前記判定された前記ユーザ操作の方向に応じて、前記第１の移動量と、前記第２の移動量との比率を変更する
入力装置。
【請求項３】
請求項２に記載の入力装置であって、
前記変更手段は、前記画像のスクロール方向が、少なくとも前記画面上の前記第１の方向及び前記画面上の前記第２の方向に偏るように、前記第１の移動量と、前記第２の移動量との比率を変更する
入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載の入力装置であって、
前記変更手段は、前記判定されたユーザ操作の方向が第１の操作方向から第１の角度範囲内である場合に、前記スクロール方向が前記第１の方向に偏るように、前記比率を変更し、前記ユーザ操作の方向が、前記判定されたユーザ操作の方向が前記第２の操作方向から第２の角度範囲内である場合に、前記スクロール方向が前記第２の方向へ偏るように、前記比率を変更する
入力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記第１の角度範囲及び前記第２の角度範囲を可変に制御する角度範囲制御手段をさらに具備する
入力装置。
【請求項６】
請求項５に記載の入力装置であって、
前記角度範囲制御手段は、前記ユーザ操作の方向に応じて、前記第１の角度範囲及び前記第２の角度範囲を可変に制御する
入力装置。
【請求項７】
請求項６に記載の入力装置であって、
前記角度範囲制御手段は、前記ユーザ操作の方向が、前記第１の操作方向から第１の変更角度範囲内である場合に、前記第１の角度範囲を広げるように、前記ユーザ操作の方向から第２の変更角度範囲内である場合に、前記第２の角度範囲を広げるように、前記第１の角度範囲及び前記第２の角度範囲を制御する
入力装置。
【請求項８】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記第２の角度範囲は、前記第１の角度範囲よりも大きい
入力装置。
【請求項９】
請求項３に記載の入力装置であって、
前記変更手段は、前記画像のスクロール方向が、少なくとも前記画面上の前記第１の方向及び前記画面上の前記第２の方向に拘束されるように、前記第１の移動量と、前記第２の移動量との比率を変更する
入力装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の入力装置であって、
前記変更手段は、前記画像のスクロール方向が、前記画面上の前記第１の方向及び前記第２の方向に対して、所定の角度をなす方向に拘束されるように、第１の移動量と、前記第２の移動量との比率を変更する
入力装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記検出手段は、前記空間内での前記ユーザ操作を検出するセンサである
入力装置。
【請求項１２】
ユーザ操作の任意方向への移動量を検出する検出手段と、前記検出された検出値に関連する関連値の情報を送信する送信手段とを有する入力装置から送信された前記情報に応じて、画面上に表示される画像のスクロールの表示を制御する制御装置であって、
前記情報を受信する受信手段と、
前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更する変更手段と、
前記比率が変更された前記各移動量に応じて、前記画面上に表示される画像がスクロールされるように、前記画面の表示を制御する表示制御手段と
を具備する制御装置。
【請求項１３】
ユーザ操作の任意方向への移動量を検出する検出手段と、
前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更する変更手段と、
前記比率が変更された各移動量を、前記画面に表示される画像のスクロールの情報として送信する送信手段とを有する入力装置と、
前記情報を受信する受信手段と、
前記比率が変更された前記各移動量に応じて、前記画面上に表示される画像がスクロールされるように、前記画面の表示を制御する表示制御手段とを有する制御装置と
を具備する制御システム。
【請求項１４】
ユーザ操作の任意方向への移動量を検出する検出手段と、
前記検出された検出値に関連する関連値の情報を送信する送信手段とを有する入力装置と、
前記情報を受信する受信手段と、
前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更する変更手段と、
前記比率が変更された前記各移動量に応じて、前記画面上に表示される画像がスクロールされるように、前記画面の表示を制御する表示制御手段とを有する制御装置と
を具備する制御システム。
【請求項１５】
画面を表示する表示部と、
ユーザ操作の任意方向への移動量を検出する検出手段と、
前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更する変更手段と、
前記比率が変更された前記各移動量に応じて、前記画面上に表示される画像がスクロールされるように、前記画面の表示を制御する表示制御手段と
を具備する電子機器。
【請求項１６】
任意方向へのユーザ操作を検出し、
前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更し、
前記比率が変更された前記各移動量に応じて、前記画面上に表示される画像がスクロールされるように、前記画面の表示を制御する
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を操作するための入力装置、入力装置から送信される情報に応じてＧＵＩを制御する制御装置、これらの装置を含む制御システム、電子機器及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣ（Personal Computer）で普及しているＧＵＩのコントローラとして、主にマウスやタッチパッド等のポインティングデバイスが用いられている。ＧＵＩは、従来のＰＣのＨＩ（Human Interface）にとどまらず、例えばテレビを画像媒体としてリビングルーム等で使用されるＡＶ機器やゲーム機のインターフェースとして使用され始めている。このようなＧＵＩのコントローラとして、ユーザが空間で操作することができるポインティングデバイスが多種提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１には、２軸の角速度ジャイロスコープ、つまり２つの角速度センサを備えた入力装置が開示されている。ユーザは、この入力装置を手に持って、例えば上下左右に振る。そうすると、角速度センサにより、直交する２軸の回りの角速度が検出され、その角速度に応じて、表示手段により表示されるカーソル等の位置情報としての信号が生成される。この信号は、制御機器に送信され、制御機器は、この信号に応じて、カーソルを画面上で移動させるように制御する。
【０００４】
特許文献２には、３つ（３軸）の加速度センサ及び３つ（３軸）の角速度センサ（ジャイロ）を備えた入力装置（スペースマウス）が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−５６７４３号公報（段落[００３０]、[００３１]、図３）
【特許文献２】特公平６−７３７１号公報（３ページ目左欄、１８行目〜２０行目）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１及び特許文献２に記載の入力装置では、入力装置を空間で操作することで、カーソルが画面上で移動される。つまり、これらの入力装置は、主に、カーソルを移動させるために用いられる。
【０００７】
ところで、入力装置が空間で操作された場合に、画面上に表示される画像がスクロールされるように、入力装置や制御装置等を構成することも可能である。この場合、入力装置の空間での操作に応じて、画面上に表示された画像がスクロールされる。
【０００８】
しかしながら、この場合、ガイドのない空間内で入力装置が操作されるため、入力装置の動きがそのままスクロールに変換されると、画面上での画像のスクロール方向が定まらず、操作感が悪いという問題がある。例えば、ユーザが空間内で入力装置を垂直方向に動かしているつもりでも、ユーザの意思に反して、入力装置は、水平方向にも動いてしまう。その結果、入力装置は、垂直方向への移動の他に、水平方向への移動も検出してしまう。この場合に、入力装置の動きがそのままスクロールに変換されると、画面上で画像がユーザの意図しない方向へもスクロールされてしまい、操作感が悪いという問題がある。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、画面上に表示される画像がスクロールされる際に、操作感を向上させることができる入力装置、制御装置、制御システム、電子機器及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る入力装置は、検出手段と、変更手段と、送信手段とを具備する。  
前記検出手段は、ユーザ操作の任意方向への移動量を検出する。  
前記比率変更手段は、前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更する。
前記送信手段は、前記比率が変更された各移動量を、前記画面に表示される画像のスクロールの情報として送信する。  
本発明では、第１の移動量と、第２の移動量との比率が変更されるため、画像のスクロール方向を、例えば、画面上の水平軸方向や、垂直軸方向などの方向に偏らせることができる。これにより、画面上で画像がユーザの意図しない方向へスクロールされてしまうことを抑制することができるので、ユーザが画像をスクロールする際の、操作感を向上させることができる。
【００１１】
上記入力装置は、判定手段をさらに具備していてもよい。  
前記判定手段は、前記検出された検出値に応じて、前記ユーザ操作の方向を判定する。
この場合、前記変更手段は、前記判定された前記ユーザ操作の方向に応じて、前記第１の移動量と、前記第２の移動量との比率を変更してもよい。  
これにより、画像のスクロール方向をユーザの操作方向に応じて適切に偏らせることができる。
【００１２】
上記入力装置において、前記変更手段は、前記画像のスクロール方向が、少なくとも前記画面上の前記第１の方向及び前記画面上の前記第２の方向に偏るように、前記第１の移動量と、前記第２の移動量との比率を変更してもよい。  
本発明では、画像のスクロール方向を画面上の第１の方向及び第２の方向に偏らせることができるので、画像をスクロールする際の操作感をさらに向上させることができる。
【００１３】
上記入力装置において、前記変更手段は、前記判定されたユーザ操作の方向が第１の操作方向から第１の角度範囲内である場合に、前記スクロール方向が前記第１の方向に偏るように、前記比率を変更し、前記ユーザ操作の方向が、前記判定されたユーザ操作の方向が前記第２の操作方向から第２の角度範囲内である場合に、前記スクロール方向が前記第２の方向へ偏るように、前記比率を変更してもよい。  
例えば、第１の角度範囲が、第１の操作方向から±４５度の範囲であり、第２の角度範囲が第２の操作方向から±４５度の範囲である場合を想定する。この場合、ユーザ操作の方向が第１の操作方向から±４５度の範囲のときには、スクロール方向を画面上の第１の方向に偏らせることができる。一方、ユーザ操作の方向が第２の操作方向から±４５度の範囲のときには、スクロール方向を画面上の第２の方向に偏らせることができる。
【００１４】
上記入力装置は、角度範囲変更手段をさらに具備していてもよい。  
角度範囲変更手段は、前記第１の角度範囲及び前記第２の角度範囲を可変に制御する。
上記入力装置において、前記角度範囲制御手段は、前記ユーザ操作の方向に応じて、前記第１の角度範囲及び前記第２の角度範囲を可変に制御してもよい。  
これにより、ユーザ操作の方向に応じて、第１の角度範囲及びを第２の角度範囲を適切に変化させることができる。
【００１５】
上記入力装置において、前記角度範囲制御手段は、前記ユーザ操作の方向が、前記第１の操作方向から第１の変更角度範囲内である場合に、前記第１の角度範囲を広げるように、前記ユーザ操作の方向から第２の変更角度範囲内である場合に、前記第２の角度範囲を広げるように、前記第１の角度範囲及び前記第２の角度範囲を制御してもよい。  
これにより、画面上の第１の方向に対応する第１の操作方向に偏った方向（第１の変更角度範囲内の方向）へ入力操作がされた場合に、画面上の第１の方向に画像がスクロールされ易く、画面上の第２の方向に画像がスクロールされにくくなる。一方、画面上の第２の方向に対応する第２の操作方向に偏った方向（第２の変更角度範囲内の方向）へ入力操作がされた場合には、画面上の第２の方向に画像がスクロールされ易く、画面上の第１の方向に画像がスクロールされにくくなる。このように、本発明では、ユーザ操作の方向に応じて、第１の角度範囲及びを第２の角度範囲を適切に変化させることができるので、ユーザが画像をスクロールする際の、操作感をさらに向上させることができる。
【００１６】
上記入力装置において、前記第２の角度範囲は、前記第１の角度範囲よりも大きくてもよい。  
これにより、第１の操作方向及び第２の操作方向に対して斜め方向（例えば、第２の操作方向から４５度の方向）に入力操作された場合に、第１の方向へのスクロールよりも第２の方向へのスクロールが優先される。これにより、例えば、このような画面上の第２の方向に長い画像をスクロールする際の、操作感を向上させることができる。
【００１７】
上記入力装置において、前記変更手段は、前記画像のスクロール方向が、少なくとも前記画面上の前記第１の方向及び前記画面上の前記第２の方向に拘束されるように、前記第１の移動量と、前記第２の移動量との比率を変更してもよい。
【００１８】
上記入力装置において、前記変更手段は、前記画像のスクロール方向が、前記画面上の前記第１の方向及び前記第２の方向に対して、所定の角度をなす方向に拘束されるように、第１の移動量と、前記第２の移動量との比率を変更してもよい。
【００１９】
上記入力装置において、前記検出手段は、前記空間内での前記ユーザ操作を検出するセンサであってもよい。
【００２０】
本発明の一形態に係る制御装置は、ユーザ操作の任意方向への移動量を検出する検出手段と、前記検出された検出値に関連する関連値の情報を送信する送信手段とを有する入力装置から送信された前記情報に応じて、画面上に表示される画像のスクロールの表示を制御する制御装置であって、受信手段と、変更手段と、表示制御手段とを具備する。  
前記受信手段は、前記情報を受信する。  
前記変更手段は、前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更する。  
前記表示制御手段は、前記比率が変更された前記各移動量に応じて、前記画面上に表示される画像がスクロールされるように、前記画面の表示を制御する。  
「検出値に関連する関連値」とは、検出値それ自体であってもよく、検出値に基づき得られる演算値であってもよい。  
本発明では、第１の移動量と、第２の移動量との比率が変更されるため、画像のスクロール方向を、例えば、画面上の第１の方向や、第２の方向などの方向に偏らせることができる。これにより、画面上で画像がユーザの意図しない方向へスクロールされてしまうことを抑制することができるので、ユーザが画像をスクロールする際の、操作感を向上させることができる。
【００２１】
本発明の一形態に係る制御システムは、入力装置と、制御装置とを具備する。  
前記入力装置は、検出手段と、変更手段と、送信手段とを有する。  
前記検出手段は、ユーザ操作の任意方向への移動量を検出する。  
前記変更手段は、前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更する。  
前記送信手段は、前記比率が変更された各移動量を、前記画面に表示される画像のスクロールの情報として送信する。  
前記制御装置は、受信手段と、表示制御手段とを有する。  
前記受信手段は、前記情報を受信する。  
前記変更手段は、前記比率が変更された前記各移動量に応じて、前記画面上に表示される画像がスクロールされるように、前記画面の表示を制御する。
【００２２】
本発明の他の形態に係る制御システムは、入力装置と、制御装置とを具備する。  
前記入力装置は、検出手段と、送信手段とを有する。  
前記検出手段は、ユーザ操作の任意方向への移動量を検出する。  
前記送信手段は、前記検出された検出値に関連する関連値の情報を送信する。  
前記制御装置は、受信手段と、変更手段と、表示制御手段とを具備する。  
前記受信手段は、前記情報を受信する。  
前記変更手段は、前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更する。  
前記表示制御手段は、前記比率が変更された前記各移動量に応じて、前記画面上に表示される画像がスクロールされるように、前記画面の表示を制御する表示制御手段とを有する。
【００２３】
本発明の一形態に係る電子機器は、表示部と、検出手段と、変更手段と、表示制御手段とを具備する。  
前記表示部は、画面を表示する。  
前記検出手段は、ユーザ操作の任意方向への移動量を検出する。  
前記変更手段は、前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率を変更する。  
前記表示制御手段は、前記比率が変更された前記各移動量に応じて、前記画面上に表示される画像がスクロールされるように、前記画面の表示を制御する。
【００２４】
本発明の一形態に係る制御方法は、任意方向へのユーザ操作を検出することを含む。
前記検出された検出値に応じた、前記画面上での第１の方向に対応する第１の操作方向への移動量である第１の移動量と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対応する第２の操作方向への移動量である第２の移動量との比率が変更される。  
前記比率が変更された前記各移動量に応じて、前記画面上に表示される画像がスクロールされるように、前記画面の表示が制御される。
【００２５】
以上の説明において、「〜手段」と記載された要素は、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェア及びハードウェアの両方で実現されてもよい。ソフトウェア及びハードウェアの両方で実現される場合、そのハードウェアは、ソフトウェアのプログラムを格納する記憶デバイスを少なくとも含む。  
ハードウェアは、典型的には、センサ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＮＩＣ（Network Interface Card）、ＷＮＩＣ（Wireless NIC）、モデム、光ディスク、磁気ディスク、フラッシュメモリのうち少なくとも１つが選択的に用いられることで構成される。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、画面上に表示される画像がスクロールされる際に、操作感を向上させることができる入力装置、制御装置、制御システム、電子機器及び制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（第１実施形態）  
図１は、本発明の第１実施形態に係る制御システムを示す図である。制御システム１００は、表示装置５、制御装置４０及び入力装置１を含む。
【００２９】
図２は、入力装置１を示す斜視図である。入力装置１は、ユーザが持つことができる程度の大きさとされる。入力装置１は、筐体１０を備えている。入力装置１は、筐体１０の上部中央に設けられたボタン１１、このボタン１１に隣接するボタン１２、筐体の側部に設けられたボタン１３とを有する。
【００３０】
ボタン１１、１２、１３は、典型的には押圧タイプのボタンが用いられる。操作部２３は、押圧タイプのボタンに限られず、一端を支点として操作されるスティックタイプの操作部、スライドタイプの操作部が用いられてもよい。ボタン１１、１２、１３は、内部に図示しないスイッチを有しており、このスイッチは、ユーザによる操作部への操作を検出し、操作信号を出力する。操作信号を出力するスイッチとして、光センサや、静電容量センサが用いられてもよい。
【００３１】
ボタン１１は、例えばＰＣ等で用いられる平面操作型のマウスの左ボタンに相当する機能を有し、ボタン１１に隣接するボタン１２はマウスの右ボタンに相当する機能を有する。例えば、ボタン１１のクリックにより、アイコン４（図５参照）を選択する操作、ボタン１１のダブルクリックによりファイルを開く操作が行われるようにしてもよい。
【００３２】
ボタン１３は、ポインタモードと、スクロールモードとを切り替える切り替えボタンとしての機能を有する。「ポインタモード」とは、画面３上に表示されたポインタ２（図５参照）が、筐体１０の動きに応じて移動するモードである。「スクロールモード」とは、画面３上に表示された画像６が、筐体１０の動きに応じてスクロールするモードである。
【００３３】
図３は、入力装置１の内部の構成を模式的に示す図である。図４は、入力装置１の電気的な構成を示すブロック図である。
【００３４】
入力装置１は、センサユニット１７、制御ユニット３０、バッテリー１４を備えている。
【００３５】
図８は、センサユニット１７を示す斜視図である。
【００３６】
センサユニット１７は、互いに異なる角度、例えば直交する２軸（Ｘ’軸及びＹ’軸）に沿った加速度を検出する加速度センサユニット１６を有する。すなわち、加速度センサユニット１６は、第１の加速度センサ１６１、及び第２の加速度センサ１６２の２つセンサを含む。
【００３７】
また、センサユニット１７は、その直交する２軸の周りの角加速度を検出する角速度センサユニット１５を有する。すなわち、角速度センサユニット１５は、第１の角速度センサ１５１、及び第２の角速度センサ１５２の２つのセンサを含む。これらの加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５はパッケージングされ、回路基板２５上に搭載されている。
【００３８】
角速度センサ１５１、１５２としては、角速度に比例したコリオリ力を検出する振動型のジャイロセンサが用いられる。加速度センサ１６１、１６２としては、ピエゾ抵抗型、圧電型、静電容量型等、どのようなタイプのセンサであってもよい。角速度センサ１５１、１５２としては、振動型ジャイロセンサに限られず、回転コマジャイロセンサ、レーザリングジャイロセンサ、ガスレートジャイロセンサ、あるいは、地磁気型ジャイロセンサ等が用いられてもよい。
【００３９】
図２及び図３の説明では、便宜上、筐体１０の長手方向をＺ’軸方向とし、筐体１０の厚さ方向をＸ’軸方向とし、筐体１０の幅方向をＹ’軸方向とする。この場合、上記センサユニット１７は、回路基板２５の、加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５を搭載する面がＸ’−Ｙ’平面に実質的に平行となるように、筐体１０に内蔵され、上記したように、両センサユニット１６、１５はＸ’軸及びＹ’軸の２軸に関する物理量を検出する。
【００４０】
本明細書中では、入力装置１とともに動く座標系、つまり、入力装置１に固定された座標系をＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸で表す。一方、地球上で静止した座標系、つまり慣性座標系をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で表す。また、以降の説明では、入力装置１の動きに関し、Ｘ’軸周りの回転方向をピッチ方向、Ｙ’軸周りの回転方向をヨー方向といい、Ｚ’軸（ロール軸）周りの回転方向をロール方向という場合もある。
【００４１】
制御ユニット３０は、メイン基板１８、メイン基板１８上にマウントされたＭＰＵ１９（Micro Processing Unit）（あるいはＣＰＵ）、水晶発振器２０、送受信機２１、メイン基板１８上にプリントされたアンテナ２２を含む。
【００４２】
ＭＰＵ１９は、必要な揮発性及び不揮発性メモリを内蔵している。ＭＰＵ１９は、センサユニット１７による検出信号、操作部による操作信号等を入力し、これらの入力信号に応じた所定の制御信号を生成するため、各種の演算処理等を行う。上記メモリは、ＭＰＵ１９とは別体で設けられていてもよい。
【００４３】
典型的には、センサユニット１７はアナログ信号を出力するものである。この場合、ＭＰＵ１９は、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）コンバータを含む。しかし、センサユニット１７がＡ／Ｄコンバータを含むユニットであってもよい。
【００４４】
送受信機２１（送信手段）は、ＭＰＵ１９で生成された制御信号をＲＦ無線信号として、アンテナ２２を介して制御装置４０に送信する。また、送受信機２１は、制御装置４０から送信された各種の信号を受信することも可能となっている。
【００４５】
水晶発振器２０は、クロックを生成し、これをＭＰＵ１９に供給する。バッテリー１４としては、乾電池または充電式電池等が用いられる。
【００４６】
制御装置４０は、ＭＰＵ３５（あるいはＣＰＵ）、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、ビデオＲＡＭ４１、表示制御部４２、アンテナ３９及び送受信機３８等を含む。
【００４７】
送受信機３８は、入力装置１から送信された制御信号を、アンテナ３９を介して受信する（受信手段）。また、送受信機３８は、入力装置１へ所定の各種の信号を送信することも可能となっている。ＭＰＵ３５は、その制御信号を解析し、各種の演算処理を行う。表示制御部４２は、ＭＰＵ３５の制御に応じて、主に、表示装置５の画面３上に表示するための画面データを生成する。ビデオＲＡＭ４１は、表示制御部４２の作業領域となり、生成された画面データを一時的に格納する。
【００４８】
制御装置４０は、入力装置１に専用の機器であってもよいが、ＰＣ等であってもよい。制御装置４０は、入力装置に専用の機器に限られず、表示装置５と一体となったコンピュータであってもよいし、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、ゲーム機器、またはカーナビゲーション機器等であってもよい。
【００４９】
表示装置５は、例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイなどにより構成される。表示装置５は、テレビジョン放送等を受信できるディスプレイと一体となった装置でもよし、このようなディスプレイと上記制御装置４０とが一体となった装置でもよい。
【００５０】
図５は、表示装置５に表示される画面３の例を示す図である。画面３上には、アイコン４やポインタ２等のＧＵＩが表示されている。アイコンとは、コンピュータ上のプログラムの機能、実行コマンド、またはファイルの内容等が画面３上で画像化されたものである。また、画面３上には例えば複数の文字７を含むＷＥＢ画像などの画像６が表示されている。
【００５１】
図６は、ユーザが入力装置１を握った様子を示す図である。図６に示すように、入力装置１は、操作部２３として、上記ボタン１１、１２、１３のほか、例えばテレビ等を操作するリモートコントローラに設けられるような各種の操作ボタン２９や電源スイッチ２８等を備えていてもよい。このようにユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１を空中で移動させ、あるいは操作部を２３操作することにより発生するコマンドの信号が制御装置４０に出力され、制御装置４０によりＧＵＩが制御される。
【００５２】
次に、入力装置１の動かし方及びこれによる画面３上のポインタ２の動きの典型的な例を説明する。図７はその説明図である。
【００５３】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１のボタン１１、１２が配置されている側を表示装置５側に向ける。ユーザは、親指を上にし子指を下にした状態、いわば握手する状態で入力装置１を握る。この状態で、センサユニット１７の回路基板２５（図８参照）は、表示装置５の画面３に対して平行に近くなり、センサユニット１７の検出軸である２軸が、画面３上の水平軸（Ｘ軸）及び垂直軸（Ｙ軸）に対応するようになる。以下、このような図７（Ａ）、（Ｂ）に示す入力装置１の姿勢を基本姿勢という。
【００５４】
図７（Ａ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を上下方向、つまりピッチ方向に振る。このとき、第２の加速度センサ１６２は、Ｙ’軸方向の加速度ayを検出し、第２の角速度センサ１５２は、Ｘ’軸の周りの角速度ωθを検出する。これらの物理量に基き、制御装置４０は、ポインタ２が画面３上の垂直軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
【００５５】
一方、図７（Ｂ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を左右方向、つまりヨー方向に振る。このとき、第１の加速度センサ１６１は、Ｘ’軸方向の加速度axを検出し、第１の角速度センサ１５１は、Ｙ’軸の周りの角速度ωψを検出する。このように検出された物理量に基き、制御装置４０は、ポインタ２が画面３上の水平軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
【００５６】
［動作説明］  
次に、以上のように構成された制御システム１００の動作を説明する。
【００５７】
まず、ユーザによる空間操作に応じて、画面３上でポインタ２が移動する場合（ポインタモード）の、制御システム１００の動作を簡単に説明する。図９は、この場合の制御システム１００の動作を示すフローチャートである。
【００５８】
図９に示すように、例えばユーザによる電源スイッチ２８の押圧により、入力装置１に電源が入力されると、角速度センサユニットから２軸の角速度信号が出力される。ＭＰＵ１９は、この角速度信号による角速度値（ωψ、ωθ）を取得する（ステップ１０１）。
【００５９】
また、入力装置１に電源が投入されると、加速度センサユニット１６から２軸の加速度信号が出力される。ＭＰＵ１９は、この２軸の加速度信号による加速度値（ax、ay）を取得する（ステップ１０２）。
【００６０】
ＭＰＵ１９は、典型的には、角速度値（ωψ、ωθ）の取得（ステップ１０１）と、加速度値（ax、ay）の取得（ステップ１０２）とを同期して行う。しかしながら、角速度値（ωψ、ωθ）の取得と、加速度値（ax、ay）の取得とは、必ずしも同期して（同時に）行われなくてもよい。例えば、ＭＰＵ１９は、角速度値（ωψ、ωθ）を取得した後に、加速度値（ax、ay）を取得してもよいし、加速度値（ax、ay）を取得した後に、角速度値（ωψ、ωθ）を取得してもよい。
【００６１】
ＭＰＵ１９は、加速度値（ax、ay）及び角速度値（ωψ、ωθ）に基いて、所定の演算により速度値（第１の速度値Vx、第２の速度値Vy）を算出する（ステップ１０３）。第１の速度値VxはＸ’軸に沿う方向の速度値であり、第２の速度値VyはＹ’軸に沿う方向の速度値である。
【００６２】
速度値の算出方法としては、ＭＰＵ１９が加速度値（ax、ay）を角加速度値（Δωψ、Δωθ）で割ることで、入力装置１の動きの回転半径（Ｒψ、Ｒθ）を求め、この回転半径（Ｒψ、Ｒθ）に角速度値（ωψ、ωθ）を乗じて、速度値を算出する方法が挙げられる。回転半径（Ｒψ、Ｒθ）は、加速度の変化率（Δax、Δay）を、角加速度の変化率（Δ（Δωψ）、Δ（Δωθ））で割ることで求められてもよい。回転半径（Ｒψ、Ｒθ）が、加速度の変化率（Δax、Δay）を、角加速度の変化率（Δ（Δωψ）、Δ（Δωθ））で割ることで求められた場合、重力加速度の影響を排除することができる。
【００６３】
速度値（Vx、Vy）の算出方法の他の例としては、ＭＰＵ１９が、例えば加速度値（ax、ay）を積分して速度値を求め、かつ、角速度値（ωψ、ωθ）をその積分演算の補助として用いる方法が挙げられる。
【００６４】
上記算出方法により、速度値が算出されることで、ユーザの直感に合致した入力装置１の操作感が得られ、また、画面３上のポインタ２の動きも入力装置１の動きに正確に合致する。しかしながら、速度値（Vx、Vy）は、必ずしも上記算出方法により、算出されなくてもよい。例えば、加速度値（ax、ay）が単純に積分されて速度値（Vx、Vy）が算出されても構わない。あるいは、検出された角速度値（ωψ、ωθ）が、そのまま速度値（Vx、Vy）の代わりに用いられてもよい。
【００６５】
ＭＰＵ１９は、算出された速度値（Vx、Vy）の情報を、送受信機２１及びアンテナ２２を介して制御装置４０に送信する（ステップ１０４）。
【００６６】
制御装置４０のＭＰＵ３５は、アンテナ３９及び送受信機３８を介して、速度値（Vx、Vy）の情報を受信する（ステップ１０５）。この場合、入力装置１は、所定のクロックごとに、つまり所定時間ごとに速度値（Vx、Vy）を送信し、制御装置４０は、所定のクロック数ごとに速度値を受信する。
【００６７】
制御装置４０のＭＰＵ３５は、速度値を受信すると、下の式（１）、（２）により、速度値を座標値に加算することで、新たな座標値（X(t)、Y(t)）を生成する（ステップ１０６）。ＭＰＵ３５は、生成された座標値にポインタ２が移動するように、画面の表示を制御する（ステップ１０７）。
【００６８】
X(t) =X(t-1)＋Vx・・・（１）
Y(t) =Y(t-1)＋Vy・・・（２）。
【００６９】
なお、速度値の算出（Vx、Vy）は、制御装置４０が実行しても構わない。この場合、入力装置１は、角速度値（ωψ、ωθ）及び加速度値（ax、ay）の情報を送受信機２１及びアンテナ２２を介して制御装置４０に送信する。制御装置４０は、アンテナ３９及び送受信機３８を介して受信された角速度値（ωψ、ωθ）及び加速度値（ax、ay）の情報に基づき、速度値（Vx、Vy）を算出する。速度値の算出方法は、上記した通りである。
【００７０】
次に、ポインタモード及びスクロールモード時の、入力装置の動作について説明する。
【００７１】
図１０は、入力装置の動作を示すフローチャートである。
【００７２】
図１０に示すように、ＭＰＵ１９は、角速度センサユニット１５及び加速度センサ１６からの角速度値（ωψ、ωθ）及び加速度値（ax、ay）を取得する（ステップ２０１）。ＭＰＵ１９は、取得した角速度値（ωψ、ωθ）及び加速度値（ax、ay）に基づき、速度値（Vx、Vy）を算出する（ステップ２０２）。
【００７３】
ＭＰＵ１９は、速度値（Vx、Vy）を算出すると、ボタン１３に設けられた図示しないスイッチからの操作信号が入力されたか否かを判定する（ステップ２０３）。ユーザにより、ボタン１３が押圧されておらず、スイッチからの操作信号が入力されていない場合（ステップ２０３のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、算出された速度値（Vx、Vy）を、ポインタ２の移動量の情報として、制御装置４０へ送信する（ステップ２０４）。ＭＰＵ１９は、速度値の情報を（Vx、Vy）を送信すると、ステップ２０１に戻る。
【００７４】
制御装置４０のＭＰＵ３５は、速度値（Vx、Vy）の情報を受信すると、新たな座標値を生成し、生成された座標値にポインタ２が移動するように、画面３の表示を制御する（ポインタモード）。
【００７５】
ユーザによりボタン１３が押圧されると、スイッチから操作信号が出力され、ＭＰＵ１９に入力される（ステップ２０３のＹＥＳ）。操作信号が入力されると、ＭＰＵ１９は、下記式（３）、（４）に示すように、第１の速度値Vx及び第２の速度値Vyにそれぞれ第１の重み係数α及び第２の重み係数βを乗じて、第１の変更速度値Vx’及び第２の変更速度値Vy’を算出する（ステップ２０５）。  
Vy’=αVx・・・（３）
Vx’=βVy・・・（４）。
【００７６】
ここで、重み係数（α、β）は、典型的には、それぞれ異なる値であり、重み係数（α、β）は、例えば、図示しないメモリに記憶されている。ＭＰＵ１９は、異なる値である重み係数（α、β）を速度値（Vx、Vy）に乗じることで、第１の速度値Vxと、第２の速度値Vyとの比率を変更する（比率変更手段）。重み係数（α、β）は、様々な値を用いることができる。重み係数（α、β）を適宜設定することにより、スクロールの方向を画面３上の垂直軸（Ｙ軸）方向、または、水平軸（Ｘ軸）方向に偏らせることができる。重み係数（α、β）と、スクロールの傾きの方向との関係についての詳細は、後述する。
【００７７】
変更速度値（Vx’、Vy’）が算出されると、ＭＰＵ１９は、この変更速度値（Vx’、Vy’）の情報を、スクロールの情報として、制御装置４０へ送信する（ステップ２０６）。ＭＰＵ１９は、変更速度値（Vx’、Vy’）の情報を送信すると、ステップ２０１へ戻る。
【００７８】
制御装置４０のＭＰＵ３５は、送信された変更速度値（Vx’、Vy’）の情報を受信する。ＭＰＵ３５は、例えば、画面３上に表示された画像６がアクティブの状態にある場合、あるいは、ポインタ２が画面３上の画像６内に位置する場合、受信された変更速度値（Vx’、Vy’）に応じた速度で、画像６内の文字７がスクロールするように表示を制御する（スクロールモード）。なお、スクロール対象となる画像６としては、例えば、ＷＥＢ画像、地図、電子番組表（ＥＰＧ（Electronic Program Guide））などが挙げられる。
【００７９】
図１０に示す処理により、ユーザがボタン１３を押圧しながら入力装置を空間操作することで、画面３上に表示された画像６が、垂直軸方向、または、水平軸方向に偏った方向にスクロールする。
【００８０】
ステップ２０６において、変更速度値（Vx’、Vy’）の情報が送信される場合、入力装置１から制御装置４０へ送信される信号には、変更速度値（Vx’、Vy’）の情報の他に、制御装置４０にスクロールの表示の制御をさせるための信号が含まれる。これにより、制御装置４０は、ポインタモードとスクロールモードとを区別して認識することができるので、変更速度値（Vx’、Vy’）が送信されてきた場合には、画面上でスクロールの表示を制御することができる。なお、制御装置４０にポインタモードとスクロールモードとを区別して認識させる、他の方法としては、モードが切り替えられたことを示すモード切替信号を送信する方法が挙げられる。あるいは、ボタン１３が押圧されていることを示す信号（例えば、押圧コード）を送信することでも、制御装置４０は、ポインタモードと、スクロールモードとを区別して認識することができる。制御装置４０にポインタモードとスクロールモードとを区別して認識させる方法は、どのような方法が用いられても構わない。
【００８１】
［重み係数α、βと、スクロールの傾きの方向との関係］
次に、重み係数α、βと、スクロールの傾きの方向との関係について、説明する。
【００８２】
図１１は、重み係数α、βと、スクロールの傾きの方向との関係を説明するための図である。
【００８３】
図１１（Ａ）に示すように、第１の重み係数αが第２の重み係数βよりも小さく設定されている場合、画像６のスクロール方向は、入力装置１の操作方向（移動方向）に対して、画面３の垂直軸（Ｙ軸）方向に偏る。この場合、重み係数（α、β）は、例えば、（１／３、１）、（１／２、１）、（１／２、２）、（１／２、３）、（１、２）、（１、３）、（１、４）のように設定される。重み係数は、これらの値に限られず、もちろん他の値も取り得る。
【００８４】
このように、第１の重み係数αが第２の重み係数よりも小さく設定されることで、スクロール方向を画面上の垂直軸方向へ偏らせることができる。これにより、例えば、画像６全体が画面３上の垂直軸方向に長い形状である場合に、スクロールの操作感を向上させることができる。特に、ＷＥＢ画像などの画像６は、画像６全体が画面３上の垂直軸方向に長い形状である場合が多いので、ＷＥＢ画像などの画像６をスクロールさせる際の操作感を向上させることができる。
【００８５】
図１１（Ｂ）に示すように、第１の重み係数αが第２の重み係数βよりも大きく設定されている場合、画像６のスクロール方向は、入力装置１の操作方向に対して、画面３の水平軸（Ｘ軸）方向に偏る。この場合、重み係数（α、β）は、例えば、（４、１）、（３、１）、（２、１）、（３、１／２）、（２、１／２）、（１、１／２）、（１、１／３）のように設定されている。重み係数は、これらの値に限られず、もちろん他の値も取り得る。
【００８６】
第１の重み係数αが第２の重み係数よりも大きく設定されることで、スクロール方向を画面上の水平軸方向へ偏らせることができるので、例えば、画像６全体が画面３上の垂直軸方向に長い形状である場合に、スクロールの操作感を向上させることができる。
【００８７】
ここで、重み係数を（１、０）、（０、１）のように、第１の重み係数α及び第２の重み係数βのうち、いずれか一方を０として設定することも可能である。
【００８８】
例えば、重み係数（α、β）が（１、０）の場合、ＭＰＵ１９は、ステップ２０５において、第１の速度値Vx及び第２の速度値Vyにそれぞれ１及び０を乗じて、第１の変更速度値Vx’及び第２の変更速度値Vy’を算出する。そして、ＭＰＵ１９は、算出された変更速度値（Vx’、Vy’）の情報を制御装置４０へ送信する（ステップ２０６）。この場合、画像６は、画面３上の水平軸方向へはスクロールせず、垂直軸方向へのみスクロールする。つまり、スクロール方向が画面３の垂直軸方向に拘束される。
【００８９】
同様に、重み係数（α、β）が、（０、１）の場合には、画像６は、画面３上の垂直軸方向へはスクロールせず、水平軸方向へのみスクロールする。つまり、スクロール方向が画面３の水平軸方向に拘束される。  
なお、本明細書中において、「スクロール方向が偏る」とは、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、画面３上の所定軸方向（例えば、垂直軸方向）にスクロールの方向が偏った場合をいう。一方、「スクロール方向が拘束される」とは、スクロール方向が画面上の所定軸方向に極めて偏った場合であって、所定軸方向以外には、スクロールされない場合をいう。
【００９０】
次に、重み係数（α、β）が、例えば、（０、１）（１／２、１）、（１、２）、（２、１）（１、１／２）（０、１）の場合ように、第１の重み係数α及び第２の重み係数βのうち、いずれか一方が１である場合について説明する。
【００９１】
例えば、重み係数（α、β）が（１／２、１）である場合、第１の速度値Vxに１／２が乗じられ、第１の速度値が縮小されて、第１の変更速度値Vx’が求められる（ステップ２０５）。また、第２の速度値Vyに１が乗じられて第２の変更速度値Vy’が求められる。この第２の速度値Vyに１を乗じた値（第２の変更速度値Vy’）は、第２の速度値Vyそれ自体であるため、第２の変更速度値Vy’は算出されなくてもよい。この場合、ＭＰＵ１９は、ステップ２０６において、第１の変更速度値Vy’と、第２の速度値Vyとを、スクロールの情報として制御装置４０へ送信すればよい。
【００９２】
つまり、重み係数（α、β）のうちいずれか一方が１である場合、１が乗じられる方の速度値（Vx、Vy）に対応する変更速度値（Vx’、Vy’）は、算出されなくてもよい。これにより、計算量を軽減することができるので、入力装置１の消費電力を低減することができる。
【００９３】
図１３に示す処理は、主に、制御装置４０が実行しても構わない。
【００９４】
この場合、制御装置４０は、入力装置１から送信される速度値（Vx、Vy）の情報を受信する。速度値の情報を受信すると、制御装置４０のＭＰＵ３５は、受信された速度値（Vx、Vy）に、重み係数（α、β）を乗じて、変更速度値（Vx’、Vy’）を算出する。ＭＰＵ３５は、変更速度値に応じた速度で、画面上に表示された画像がスクロールするように、画面の表示を制御する。なお、以降で説明する各実施形態、変形例に係る処理は、全て、制御装置４０の処理として適用することができる。
【００９５】
（第２実施形態）  
次に、本発明の第２実施形態について説明する。上述の第１実施形態では、スクロール方向が画面３上の水平軸方向、または、垂直軸方向のいずれか一方の、１軸方向に偏る（拘束される）場合について説明した。第２実施形態では、スクロール方向が、画面３上の水平軸方向及び垂直軸方向の、２軸方向に偏る（拘束される）点において、第１実施形態と異なっている。従って、その点を中心に説明する。
【００９６】
図１２は、第２実施形態に係る入力装置１の動作を示すフローチャートである。
【００９７】
図１２に示すように、ステップ３０１〜ステップ３０４では、図１０で説明したステップ２０１〜ステップ２０４と同様の処理が実行される。つまり、ボタン１３が押圧されていない場合（ステップ３０３のＮＯ）、入力装置１から速度値の情報が送信され（ステップ３０４）、速度値に応じた速度で、画面３上に表示されたポインタ２が移動される。
【００９８】
ユーザにより、ボタン１３が押圧されると、ボタン１３に設けられたスイッチから操作信号が出力され、ＭＰＵ１９に入力される（ステップ３０３のＹＥＳ）。
【００９９】
操作信号が入力されると、ＭＰＵ１９は、第１の速度値の絶対値｜Vx｜が第２の速度値の絶対値｜Vy｜よりも大きいか否かを判定する。ＭＰＵ１９は、ステップ３０５において、第１の速度値の絶対値及び第２の速度値の絶対値を比較することで、入力装置の操作方向（移動方向）を判定している（判定手段）。つまり、ＭＰＵ１９は、第１速度値の絶対値｜Vx｜が第２の速度値の絶対値よりも大きければ、入力装置１がＹ’軸方向に偏った方向に操作されていると判定することができる。同様に、ＭＰＵ１９は、第２速度値の絶対値｜Vy｜が第１の速度値の絶対値｜Vx｜よりも大きければ、入力装置１がＹ’軸方向に偏った方向に操作されていると判定することができる。
【０１００】
第１の速度値の絶対値｜Vx｜が第２の速度値｜Vy｜の絶対値よりも大きい場合（ステップ３０５のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、第１の重み係数αを、第２の重み係数βよりも大きく設定する（ステップ３０６）。一方、第１の速度値の絶対値｜Vx｜が第２の速度値の絶対値｜Vy｜よりも小さい場合（ステップ３０５のＮＯ）、第１の重み係数αを、第１の重み係数よりも小さく設定する（ステップ３０７）。ステップ３０６及びステップ３０７において設定される重み係数（α、β）は、あらかじめ決定されている値が用いられる。例えば、ステップ３０６において設定される重み係数（α、β）は、例えば、（１、１／２）とされ、ステップ３０７において設定される重み係数（α、β）は、例えば、（１／２、１）とされる。ステップ３０６及びステップ３０７において設定される重み係数（α、β）の、他の組み合わせとしては、例えば、［（１、０）、（０、１）］、［（１、１／３）、（１／３、１）］、
［（１、２）、（２、１）］［（１、３）、（３、１）］などが挙げられる。しかし、これに限られず、もちろん他の値も取り得る。
【０１０１】
ＭＰＵ１９は、重み係数（α、β）が設定されると、第１の速度値Vx及び第２の速度値Vyにそれぞれ第１の重み係数α及び第２の重み係数βを乗じて、第１の変更速度値Vx’及び第２の変更速度値Vy’を算出する（ステップ３０８）。
【０１０２】
変更速度値（Vx’、Vy’）が算出されると、ＭＰＵ１９は、この変更速度値（Vx’、Vy’）の情報をスクロールの情報として、制御装置４０へ送信する（ステップ３０９）。
【０１０３】
制御装置４０のＭＰＵ３５は、送信された変更速度値（Vx’、Vy’）の情報を受信すると、受信された変更速度値（Vx’、Vy’）に応じた速度で、画像６内の文字７がスクロールするように表示を制御する。
【０１０４】
図１３は、図１２に示す処理が実行された場合の、入力装置１の操作方向と、スクロール方向との関係を示した図である。図１３（Ａ）は、ステップ３０６及びステップ３０７における重み係数の組み合わせが、例えば、［（１、１／２）、（１／２、１）］［（２、１）、（１、２）］のように設定された場合の、入力装置１の操作方向と、スクロール方向との関係を示した図である。図１３（Ｂ）は、例えば、［（１、０）、（０、１）］、［（２、０）、（０、２）］のように、０（あるいは、略０）が用いられた場合の、入力装置１の操作方向と、スクロール方向との関係を示した図である。
【０１０５】
図１３（Ａ）に示すように、ユーザがＸ’軸方向に沿った方向から±４５度の角度の範囲の方向に、入力装置１を操作した場合、画面３上の画像のスクロール方向が画面上の水平軸（Ｘ軸）方向に偏る。一方、ユーザがＹ’軸方向に沿った方向から±４５度の角度の範囲内の方向に、入力装置１を操作した場合、画面３上の画像のスクロール方向が画面上の垂直軸（Ｙ軸）方向に偏る。
【０１０６】
図１３（Ｂ）に示すように、重み係数（α、β）に０が用いられた場合、ユーザがＸ’軸方向に沿った方向から±４５度の角度の範囲の方向に、入力装置１を操作すると、画像６のスクロール方向が画面上の水平軸（Ｘ軸）方向に拘束される。一方、ユーザがＹ’軸方向に沿った方向から±４５度の角度の範囲の方向に、入力装置１を操作すると、画像６のスクロール方向が画面上の垂直軸（Ｙ軸）方向に拘束される。
【０１０７】
このように、第２実施形態に係る入力装置１では、入力装置１の操作の方向に応じて、適切に、スクロール方向が偏せる（拘束させる）ことができるので、スクロールの際の操作感をさらに向上させることができる。
【０１０８】
（第３実施形態）  
次に、本発明の第３実施形態に係る入力装置について説明する。
【０１０９】
第３実施形態では、上述の第２実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１１０】
図１４は、第３実施形態に係る入力装置１の動作を示すフローチャートである。
【０１１１】
図１４に示すように、ステップ４０１〜ステップ４０４では、図１２で説明したステップ３０１〜ステップ３０４と同様の処理が実行される。この場合、ユーザがボタン１３を押圧しない状態で、入力装置１を空間操作することで、空間操作に応じてポインタ２が画面３上で移動する。
【０１１２】
ボタン１３が押圧されると、ボタン１３に設けられたスイッチから操作信号が出力され、ＭＰＵ１９に操作信号が入力される（ステップ４０３のＹＥＳ）。操作信号が入力されると、ＭＰＵ１９は、以下の式（５）により、第１の速度値及び第２の速度値の合成ベクトルの傾き角ξを算出する（ステップ４０５）。ＭＰＵ１９は、合成ベクトルの傾き角を算出することで、入力装置の操作方向（移動方向）を判定している。  
arctan（Vy /Vx）＝ξ・・・（５）。
【０１１３】
ＭＰＵ１９は、合成ベクトルの傾き角ξを算出すると、合成ベクトルの傾き角ξが第１の角度範囲内の角度であるか否かを判定する（ステップ４０６）。
【０１１４】
ここで、第１の角度範囲及び第２の角度範囲について説明する。
【０１１５】
図１５は、第１の角度範囲及び第２の角度範囲を説明するための図である。
【０１１６】
図１５に示すように、第１の角度範囲とは、０度（または１８０度、以下同様）から所定の角度の範囲（例えば、０度から±３０度）のことを指す。第２の角度範囲とは、９０度（または２７０度、以下同様）から所定の角度の範囲（例えば、９０度から±６０度）のことを指す。入力装置１は、図１５に示すような、第１の角度範囲及び第２の角度範囲をメモリに記憶している。図１５に示す角度範囲の水平軸方向は、入力装置１の水平軸方向への移動方向（操作方向）に対応しており、垂直軸方向は、入力装置１の垂直軸方向への移動方向（操作方向）に対応している。
【０１１７】
第１の角度範囲及び第２の角度範囲は、様々な範囲として設定することができるが、図１４の説明では、便宜的に第１の角度範囲は、０度から±３０度の角度の範囲であり、第２の角度範囲は、９０度から±６０度の角度の範囲であるとして説明する。
【０１１８】
なお、ＭＰＵ１９は、ステップ４０６において、合成ベクトルの傾き角ξが第２の角度範囲内の角度であるか否かを判定しても構わない。
【０１１９】
ＭＰＵ１９は、合成ベクトルの傾き角ξが第１の角度範囲の角度である場合（ステップ４０６のＹＥＳ）、第１の重み係数αを、第２の重み係数βよりも大きく設定する（ステップ４０７）。一方、合成ベクトルの傾き角ξが第１の角度範囲内の角度でない場合（ステップ４０６のＮＯ）、第１の重み係数を、第２の重み係数よりも小さく設定する（ステップ４０８）。
【０１２０】
ＭＰＵ１９は、重み係数（α、β）が設定されると、第１の速度値Vx及び第２の速度値Vyにそれぞれ第１の重み係数α及び第２の重み係数βを乗じて、第１の変更速度値Vx’及び第２の変更速度値Vy’を算出する（ステップ４０９）。
【０１２１】
変更速度値（Vx’、Vy’）が算出されると、ＭＰＵ１９は、この変更速度値（Vx’、Vy’）の情報をスクロールの情報として、制御装置４０へ送信する（ステップ４１０）。
【０１２２】
制御装置４０のＭＰＵ３５は、送信された変更速度値（Vx’、Vy’）の情報を受信すると、受信された変更速度値（Vx’、Vy’）に応じた速度で、画像６内の文字７がスクロールするように表示を制御する。
【０１２３】
図１６は、図１４に示す処理が実行された場合の、入力装置１の操作方向と、スクロール方向との関係を示した図である。図１６（Ａ）は、ステップ４０７及びステップ４０８における重み係数の組み合わせが、例えば、［（１、１／２）、（１／２、１）］［（２、１）、（１、２）］のように設定された場合の、入力装置１の操作方向と、スクロール方向との関係を示した図である。図１６（Ｂ）は、例えば、［（１、０）、（０、１）］、［（２、０）、（０、２）］のように、０（あるいは略０）が用いられた場合の、入力装置１の操作方向と、スクロール方向との関係を示した図である。
【０１２４】
図１６（Ａ）に示すように、ユーザがＸ’軸方向に沿った方向から±３０度の角度の範囲の方向に、入力装置１を操作した場合、画面３上の画像のスクロール方向が画面上の水平軸（Ｘ軸）方向に偏る。一方、ユーザがＹ’軸方向に沿った方向から±６０度の角度の範囲の方向に、入力装置１を操作した場合、画面３上の画像のスクロール方向が画面上の垂直軸（Ｙ軸）方向に偏る。
【０１２５】
図１６（Ｂ）に示すように、重み係数（α、β）に０（あるいは、略０）が用いられた場合、ユーザがＸ’軸方向に沿った方向から±３０度の角度の範囲の方向に、入力装置１を操作すると、画像６のスクロール方向が画面上の水平軸（Ｘ軸）方向に拘束される。一方、ユーザがＹ’軸方向に沿った方向から±６０度の角度の範囲の方向に、入力装置１を操作すると、画像６のスクロール方向が画面３上の垂直軸（Ｙ軸）方向に拘束される。
【０１２６】
このように、第３実施形態に係る入力装置１では、第２の角度範囲が第１の角度範囲よりも大きく設定されているので、画面３上の垂直軸方向へ感度よく画像６をスクロールさせることができる。これにより、画像６全体が画面３上の水平軸方向に長い形状である場合に、さらに、スクロールの操作感を向上させることができる。
【０１２７】
ここで、上記したように第１の角度範囲及び第２の角度範囲は、様々な範囲として設定することができる。第１の角度範囲及び第２の角度範囲の組み合わせとして、例えば、（０度から±３５度、９０度から±５５度）、（０度から±４０度、９０度から±５０度）、等の組み合わせが挙げられる。
【０１２８】
あるいは、第１の角度範囲が第２の角度範囲よりも大きく設定されても構わない。この場合の第１の角度範囲及び第２の角度範囲の組み合わせとしては、例えば、（０度から±６０度、９０度から±３０度）、（０度から±５５度、９０度から±３５度）（０度から±５０度、９０度から±４０度）等の組み合わせが挙げられる。第１の角度範囲が第２の角度範囲よりも大きく設定された場合、画面３上の水平軸方向へ感度よく画像６をスクロールさせることができる。これにより、画像６全体が画面３上の水平軸方向に長い形状である場合に、さらに、スクロールの操作感を向上させることができる。
【０１２９】
（第４実施形態）  
次に、本発明の第４実施形態に係る入力装置について説明する。
【０１３０】
第４実施形態では、第１の角度範囲及び第２の角度範囲が可変に制御される点において、上述の第３実施形態と異なっている。従って、その点を中心に説明する。
【０１３１】
図１７は、第４実施形態に係る入力装置１の動作を示すフローチャートである。
【０１３２】
図１７に示すように、ＭＰＵ１９は、取得した加速度値及び角加速度値に基づき、速度値を算出すると（ステップ５０１〜５０２）、算出した速度値をメモリに記憶する（ステップ５０３）。次に、ボタン１３のスイッチからの操作信号が入力されたか否かを判定する（ステップ５０４）。操作信号が入力されていない場合、速度値の情報を、ポインタ２の移動量の情報として送信する（ステップ５０５）。
【０１３３】
一方、ユーザによりボタン１３が押圧され、ボタン１３のスイッチからの操作信号が入力されると、ＭＰＵ１９は、現在からｎ履歴前までにメモリに記憶された速度値を読み出す。そして、ＭＰＵ１９は、読み出された速度値の合成ベクトルを算出する（ステップ５０６）。典型的には、ＭＰＵ１９は、現在からｎ履歴前までにメモリに記憶された、第１速度値Vxの総和ΣVxと、第２の速度値Vyの総和ΣVyを求め、合成ベクトルを算出する。
【０１３４】
ＭＰＵ１９は、合成ベクトルを算出すると、合成ベクトルの傾き角ξ’を以下の式（６）により算出する（ステップ５０７）。  
arctan（ΣVy /ΣVx）＝ξ’・・・（６）。
【０１３５】
ＭＰＵ１９は、合成ベクトルの傾き角ξ’を算出すると、この合成ベクトルの傾き角ξ’が第１の角度範囲内の角度であるか否かを判定する（ステップ５０８）。合成ベクトルの傾き角ξ’が第１の角度範囲内の角度である場合（ステップ５０８のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、第１の角度範囲を拡大する（ステップ５０９）（角度範囲制御手段）。この場合、第２の角度範囲は、縮小される。第１の角度範囲を拡大すると、ＭＰＵ１９は、第１の重み係数αを、第２の重み係数βよりも大きく設定する（ステップ５１０）。
【０１３６】
一方、合成ベクトルの傾き角ξ’が第１の角度範囲内の角度でない場合（ステップ５０８のＮＯ）、つまり、合成ベクトルの傾き角ξ’が第２の角度範囲内の角度である場合、第１の角度範囲を縮小する（ステップ５１１）。この場合、第２の角度範囲は、拡大される。第１の角度範囲を縮小すると、ＭＰＵ１９は、第１の重み係数αを、第２の重み係数βよりも小さく設定する（ステップ５１２）。
【０１３７】
ＭＰＵ１９は、重み係数（α、β）が設定されると、第１の速度値Vx及び第２の速度値Vyにそれぞれ第１の重み係数α及び第２の重み係数βを乗じて、第１の変更速度値Vx’及び第２の変更速度値Vy’を算出する（ステップ５１３）。
【０１３８】
変更速度値（Vx’、Vy’）が算出されると、ＭＰＵ１９は、この変更速度値（Vx’、Vy’）の情報をスクロールの情報として、制御装置４０へ送信する（ステップ５１４）。
【０１３９】
図１８は、図１７に示す処理が実行された場合の、第１の角度範囲及び第２の角度範囲の大きさの、時間的な変化を示した図である。図１８（Ａ）は、ユーザが入力装置１を水平軸（Ｘ’軸）方向へ操作した場合の、第１の角度範囲及び第２の角度範囲の時間的な変化を示した図である。図１８（Ｂ）は、ユーザが入力装置１を垂直軸（Ｙ’軸）方向へ操作した場合の、第１の角度範囲及び第２の角度範囲の時間的な変化を示した図である。
【０１４０】
図１８（Ａ）に示すように、ユーザが水平軸方向に入力装置１を操作した場合、第１の角度範囲が徐々に拡大される。これにより、ユーザが入力装置を水平軸方向に操作した場合には、入力装置１の操作方向に対して、時間的に、水平軸方向にスクロールされ易くなる。
【０１４１】
図１８（Ｂ）示すように、ユーザが垂直軸方向に入力装置１を操作した場合には、入力装置１の操作方向に対して、時間的に、垂直軸方向にスクロールされ易くなる。
【０１４２】
例えば、ユーザが入力装置１を把持し、基本姿勢の状態から、入力装置１を垂直軸方向へ移動させる。この場合、ユーザは、垂直軸方向から斜めの方向に、腕を振り切ってしまう場合がある。しかし、第４実施形態に係る入力装置１では、腕を振り切るときには、第２の角度範囲が拡大されている状態となっている。従って、ユーザが腕を振り切るときに斜め方向へ入力装置１を操作してしまった場合でも、画面上では、垂直軸方向へのスクロールが優先される。このように、第４実施形態に係る入力装置１では、第１の角度範囲及び第２の角度範囲が可変に制御されるので、ユーザが画面３上に表示された画像６を操作する際の操作感をさらに向上させることができる。
【０１４３】
図１７の説明では、ステップ５０６において、ｎ履歴前までの、第１速度値Vxの総和と、第２の速度値Vyの総和を求め、合成ベクトルを算出するとして説明した。しかし、ＭＰＵ１９は、ステップ５０６において、ｎ履歴前までの、第１の速度値Vxの平均値と、第２の速度値Vyの平均値を算出してもよい。あるいは、第１の速度値及び第２の速度値の移動平均を求めてもよい。あるいは、ステップ５０６において、速度値として、ＬＰＦ（low pass filter）を通過した後の値（以下、ＬＰＦ通過値）が用いられてもよい。ＬＰＦとして、ＩＩＲ（infinite impulse response）フィルタ、または、ＦＩＲ（finite impulse response）フィルタが用いられる場合、ステップ５０３において、フィルタ通過値がメモリに記憶されてもよい。
【０１４４】
（第５実施形態）  
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態の説明では、上述の第４実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１４５】
図１９は、第５実施形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。
【０１４６】
図１９に示すように、ステップ６０１〜６０５では、ステップ５０１〜５０６と同様の処理が実行され、ユーザがボタン１３を押圧しない状態で、入力装置を操作することで、画面３上で、ポインタ２が移動する。
【０１４７】
ユーザによりボタン１３が押圧され、スイッチからの操作信号が入力されると（ステップ６０４のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、ｎ履歴前までにメモリに記憶された速度値（Vx、Vy）を読み出し、速度値（Vx、Vy）の合成ベクトルを算出する（ステップ６０６）。典型的には、ＭＰＵ１９は、現在からｎ履歴前までにメモリに記憶された、第１の速度値の総和と、第２の速度値の総和とを求め、合成ベクトルを算出する。
【０１４８】
速度値の合成ベクトルを算出すると、ＭＰＵ１９は、上記式（６）により合成ベクトルの傾き角ξ’を算出する（ステップ６０７）。次に、ＭＰＵ１９は、合成ベクトルの傾き角ξ’が第１の変更角度範囲内の角度であるかを判定する（ステップ６０８）。
【０１４９】
図２０は、第１の変更角度範囲及び第２の変更角度範囲を説明するための図である。第１の変更角度範囲とは、第１の角度範囲及び第２の角度範囲を変更するための角度の範囲であって、０度（または１８０度、以下同様）から例えば、±４５度の角度の範囲を指す。第２の変更角度範囲とは、第１の角度範囲及び第２の角度範囲を変更するための角度の範囲であって、９０度（または、２７０度、以下同様）から例えば、±４５度の角度の範囲を指す。図２０に示す変更角度範囲の水平軸方向は、入力装置１の水平軸方向への移動方向（操作方向）に対応しており、垂直軸方向は、入力装置１の垂直軸方向への移動方向（操作方向）に対応している。
【０１５０】
第１の変更角度範囲及び第２の変更角度範囲は、固定されており、合成ベクトルの傾き角ξ’により変動しない。
【０１５１】
第１の変更角度範囲及び第２の変更角度範囲は、０度（または９０度）から±４５度の範囲に限られない。第１の変更角度範囲及び第２の変更角度範囲は、適宜変更可能である。
【０１５２】
なお、ステップ６０８において、合成ベクトルの角度ξ’が第２の変更角度範囲内の角度であるか否かを判定しても構わない。
【０１５３】
ＭＰＵ１９は、合成ベクトルの傾き角ξ’が第１の変更角度範囲内の角度である場合（ステップ６０８のＹＥＳ）、第１の角度範囲を拡大する（ステップ６０９）。この場合、第２の角度範囲は、縮小される。一方、合成ベクトルの傾き角ξ’が第１の変更角度範囲内の角度でない場合（ステップ６０８のＮＯ）、つまり、合成ベクトルの傾き角ξ’が第２の変更角度範囲内の角度である場合、ＭＰＵ１９は、第１の角度範囲を縮小する（ステップ６１０）。この場合、第２の角度範囲は、拡大される。
【０１５４】
次に、ＭＰＵ１９は、合成ベクトルの傾き角ξ’が第１の角度範囲内の角度であるか否かを判定する（ステップ６１１）。合成ベクトルの傾き角ξ’が第１の角度範囲内の角度である場合（ステップ６１１のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、第１の重み係数αを、第２の重み係数βよりも大きく設定する（ステップ６１２）。
【０１５５】
一方、合成ベクトルの傾き角ξ’が第１の角度範囲内の角度でない場合（ステップ６１１のＮＯ）、つまり、合成ベクトルの傾き角ξ’が第２の角度範囲内の角度である場合、ＭＰＵ１９は、第１の重み係数αを、第２の重み係数βよりも小さく設定する（ステップ６１３）。
【０１５６】
ＭＰＵ１９は、重み係数（α、β）が設定されると、第１の速度値Vx及び第２の速度値Vyにそれぞれ第１の重み係数α及び第２の重み係数βを乗じて、第１の変更速度値Vx’及び第２の変更速度値Vy’を算出する（ステップ６１４）。
【０１５７】
変更速度値（Vx’、Vy’）が算出されると、ＭＰＵ１９は、この変更速度値（Vx’、Vy’）の情報をスクロールの情報として、制御装置４０へ送信する（ステップ６１５）。
【０１５８】
第５実施形態では、固定された値である、第１の変更角度範囲及び第２の変更角度範囲に基づき、第１の角度範囲及び第２の角度範囲が可変に制御される。これにより、適切に、第１の角度範囲及び第２の角度範囲を拡大、縮小することができる。
【０１５９】
（第６実施形態）  
次に、本発明の第６実施形態について説明する。
【０１６０】
上述の各実施形態では、スクロール方向が画面上の１軸方向、または、２軸方向に偏る（拘束される）場合について説明した。一方、第６実施形態では、画面３上の４軸方向に拘束される点において、上記各実施形態と異なっている。したがって、その点を中心に説明する。
【０１６１】
図２１は、本実施形態に係る入力装置１の動作を示すフローチャートである。
【０１６２】
図２１に示すように、ステップ７０１〜７０４では、ボタン１３が押圧されていない場合に、速度値の情報をポインタ２の移動量の情報として送信する。
【０１６３】
ユーザによりボタン１３が押圧され、スイッチからの操作信号が入力されると（ステップ７０３のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、上記式（５）により、速度値（Vx、Vy）の合成ベクトルの傾き角ξを算出する。
【０１６４】
ＭＰＵ１９は、合成ベクトルの傾き角ξを算出すると、合成ベクトルの傾き角ξが第３の角度範囲内であるか否かを判定する。
【０１６５】
図２２は、第３の角度範囲を説明するための図である。
【０１６６】
図２２に示すように、本実施形態に係る入力装置１では、角度の範囲が第１の角度範囲、第２の角度範囲、第３の角度範囲に区分される。第１の角度範囲は、例えば、０度または１８０度から±２２．５度の範囲とされる。第２の角度範囲は、９０度または２７０度から例えば、±２２．５度の範囲とされる。第３の角度範囲は、４５度、１３５度、２２５度、または３１５度の角度から±２２．５度の範囲の角度とされる。なお、第１の角度範囲、第２の角度範囲及び第３の角度範囲の大きさは、適宜変更可能である。また、第３の角度範囲の基準となる角度（図２１破線参照）も適宜変更可能である。図２２に示す角度範囲の水平軸方向は、入力装置１の水平軸方向への移動方向（操作方向）に対応しており、垂直軸方向は、入力装置１の垂直軸方向への移動方向（操作方向）に対応している。
【０１６７】
ＭＰＵ１９は、合成ベクトルの傾き角ξが第１の第３の角度範囲内である場合（ステップ７０６のＹＥＳ）ＭＰＵ１９は、テーブルを参照して、重み係数（α、β）を設定する。この場合、テーブルから読み出される重み係数（α、β）は、一定ではなく、速度値（Vx、Vy）に関連して決定される値である。この重み係数（α、β）は、スクロール方向が画面の垂直軸方向から±４５度の方向へ拘束されるような値として、テーブルに記憶されている。なお、ステップ７１０において設定される重み係数（α、β）は、プログラムにより計算されても構わない。
【０１６８】
ステップ７０６において、合成ベクトルの傾き角ξが第３の角度範囲内の角度でない場合（ステップ７０６のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、合成ベクトルの傾き角ξが第１の角度範囲内の角度であるか否かを判定する（ステップ７０７）。合成ベクトルの傾き角ξが第１の角度範囲内の角度である場合（ステップ７０７のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、第１の重み係数αを１、第２の重み係数を０と設定する（ステップ７０８）。
【０１６９】
一方、合成ベクトルの傾き角ξが第１の角度範囲内の角度でない場合（ステップ７０８のＮＯ）、つまり、合成ベクトルの傾き角ξが第２の角度範囲内の角度である場合、ＭＰＵ１９は、第１の重み係数αを０、第２の重み係数を１と設定する（ステップ７０９）。
【０１７０】
ＭＰＵ１９は、重み係数（α、β）が設定されると、第１の速度値Vx及び第２の速度値Vyにそれぞれ第１の重み係数α及び第２の重み係数βを乗じて、第１の変更速度値Vx’及び第２の変更速度値Vy’を算出する（ステップ７１１）。
【０１７１】
変更速度値（Vx’、Vy’）が算出されると、ＭＰＵ１９は、この変更速度値（Vx’、Vy’）の情報をスクロールの情報として、制御装置４０へ送信する（ステップ７１２）。
【０１７２】
図２３は、図２２に示す処理が実行された場合の、入力装置１の操作方向と、スクロール方向との関係を示した図である。
【０１７３】
図２２に示すように、ユーザがＸ’軸方向に沿った方向から±２２．５度の角度の範囲の方向に、入力装置１を操作すると、画像６のスクロール方向が画面上の水平軸（Ｘ軸）方向に拘束される。ユーザがＹ’軸方向に沿った方向から±２２．５度の角度の範囲の方向に、入力装置１を操作すると、画像６のスクロール方向が画面上の垂直軸（Ｙ軸）方向に拘束される。ユーザがＸ’軸方向に対して＋４５度の角度の方向から±２２．５度の範囲の角度の方向に、入力装置１を操作すると、画像６のスクロール方向が、画像６の水平軸から＋４５度の角度の方向に拘束される。ユーザがＸ’軸方向に対して−４５度の角度の方向から±２２．５度の範囲の角度の方向に、入力装置１を操作すると、画像６のスクロール方向が、画像６の水平軸から−４５度の角度の方向に拘束される。
【０１７４】
このように、第６実施形態では、スクロール方向が、画面上の水平軸方向、垂直軸方向、水平軸から＋４５度の方向、及び水平軸方向から−４５度の方向の、４軸方向に拘束される。これにより、画像６全体が、画面３の垂直軸方向及び水平軸方向に広い、地図などの画像６を操作する際に、スクロールの操作感を向上させることができる。
【０１７５】
第６実施形態の説明では、スクロールが拘束される方向が、画面上の水平軸方向、垂直軸方向及び水平軸方向から±４５度の方向であると説明した。しかし、スクロールが拘束される方向は、これに限られない。ステップ７１０において、テーブルに記憶される重み係数（α、β）が適宜設定されることで、スクロール方向をさまざまな方向へ拘束させることができる。スクロールが拘束される方向の組み合わせの例として、例えば、画面３上の水平軸方向、垂直軸方向、及び水平軸方向から±３０度の方向や、水平軸方向、垂直軸方向、水平軸方向から±６０度の方向、などが挙げられる。もちろん、その他の組み合わせであってもよい。
【０１７６】
画面３上の拘束軸の数についても、４つ（４軸）に限られない。拘束軸の数を３つ（３軸）とすることも可能であるし、５つ（５軸）以上とすることも可能である。
【０１７７】
第６実施形態では、画面３上でのスクロール方向が拘束される場合について説明したが、画面３上でのスクロール方向を偏らせるように構成してもよい。
【０１７８】
また、第１の角度範囲、第２の角度範囲及び第３の角度範囲が可変に制御されてもよい。
【０１７９】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態に係る制御システム１００ついて説明する。
【０１８０】
第７実施形態以降では、入力装置１の操作の向きと、画像がスクロールされる方向の向きとに関連する処理について説明する。
【０１８１】
空間操作型の入力装置１では、入力装置１の操作された方向に向かって画像６がスクロールするのか、入力装置１が操作された方向とは逆向きに画像６がスクロールするのかが問題となる場合がある。
【０１８２】
図２４は、入力装置１の操作の向きと、画像６がスクロールされる方向の向きとの関係を示した図である。図２４（Ａ）は、入力装置１が操作された方向に向かって画像６がスクロールする場合の図である。図２４（Ｂ）は、入力装置１が操作される方向とは逆向きに画像６がスクロールする場合の図である。
【０１８３】
本発明者らがユーザ試験を行った結果、入力装置１が操作された方向に向かって画像がスクロールした方が操作感がよい、というユーザと、入力装置１が操作された方向とは逆向きに画像がスクロールした方が操作感がよい、というユーザがおり、まちまちであった。
【０１８４】
そこで、第７実施形態に係る入力装置１では、画像６がスクロールする方向の向きに関して、操作感を向上させるための処理を実行する。
【０１８５】
図２５は、本実施形態に係る制御システム１００の、入力装置１の動作を示すフローチャートである。
【０１８６】
図２５に示すように、入力装置１は、取得した角速度値（ωψ、ωθ）及び加速度値（ax、ay）に基づき、速度値（Vx、Vy）を算出する（ステップ８０１〜ステップ８０２）。ＭＰＵ１９は、速度値（Vx、Vy）を算出すると、ボタン１３に設けられたスイッチからの操作信号が入力されたか否かを判定する（ステップ８０３）。
【０１８７】
操作信号が入力されていない場合（ステップ８０３のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、速度値（Vx、Vy）の情報を送信する。この場合、入力装置の動きに応じて、画面３上でポインタ２が移動する。
【０１８８】
ユーザによりボタン１１が押圧されると、入力装置１は、速度値（Vx、Vy）の情報と、小型画面表示信号を送信する（ステップ８０５）。
【０１８９】
制御装置のＭＰＵ３５は、入力装置１から小型画面表示信号を受信すると、画面３上に小型画面８を表示するように画面３の表示を制御する。また、制御装置４０のＭＰＵ１９は、速度値（Vx、Vy）の情報を受信すると、速度値（Vx、Vy）に応じた速度で、画像６がスクロールするように画面３の表示を制御する。なお、スクロールモード時には、小型画面表示信号が入力装置１から送信されてくるので、ＭＰＵ１９は、ステップ８０４で送信されてくる速度値（Vx、Vy）と、ステップ８０５で送信されてくる速度値（Vx、Vy）とを区別して認識することができる。
【０１９０】
図２６は、画面に表示される画像６及び小型画面８を示す図である。図２６に示すように、小型画面８は、例えば、画像６の下方の右隅に表示される。なお、小型画面８が表示される位置は、画像６が見えづらくならない位置であれば、どこに表示されても構わない。
【０１９１】
小型画面８は、画像６全体に対応する第１の領域８ａ（図２６斜線の領域）と、現在、画面上に表示されている画像６に対応する第２の領域８ｂに区分される。
【０１９２】
ユーザが入力装置１を把持し、基本姿勢の状態から、入力装置を上方に振る。この場合、制御装置のＭＰＵ３５は、速度値（Vx、Vy）に応じた速度で、画像６が下方にスクロールするように表示を制御する。すなわち、制御装置４０のＭＰＵ３５は、速度値（Vx、Vy）のベクトルの方向とは、逆向きに画像６がスクロールするように、画面３の表示を制御する。また、制御装置４０は、第２の領域８ｂが小型画面８が表示された領域内で、上方に移動するように画面３の表示を制御する。すなわち、制御装置４０のＭＰＵ３５は、画像６がスクロールする方向とは逆の方向に、画像６が移動するように、表示を制御する。
【０１９３】
つまり、制御装置４０のＭＰＵ３５は、入力装置１が操作された方向とは逆向きに画像６がスクロールされるように、かつ、第２の領域が入力装置１が操作された方向に向かって移動するように、画面３の表示を制御する。
【０１９４】
このような処理により、ユーザは、小型画面８のなかで、第２の領域８ｂを操作している感覚で、画面上に表示された画像をスクロールすることができる。これにより、直感的なスクロール操作が可能となるので、スクロールの際の操作感を向上させることができる。また、小型画面８は、ボタン１３を押圧しているとき（スクロールモード時）に表示されるので、ポインタモード時に、視覚的に邪魔になることもない。
【０１９５】
入力装置１は、ステップ８０５において、速度値（Vx、Vy）の代わりに、変更速度値（Vx’、Vy’）を送信しても構わない。上記各実施形態で説明した処理は、全て、本実施形態に適用することができる。これにより、画像６のスクロールの向きが画面の水平軸方向や、水平軸方向などに偏る（拘束される）ので、スクロールの際の操作感をさらに、向上させることができる。後述の各変形例についても同様である。
【０１９６】
［第１の変形例］
次に、第７実施形態に係る制御システム１００の、第１の変形例について、説明する。
【０１９７】
第１の変形例に係る制御システム１００の入力装置１は、図２５に示したステップ８０５において、速度値の情報（Vx、Vy）及びスクロールバー表示信号を送信する。
【０１９８】
制御装置４０は、スクロールバー表示信号を受信すると、画面３上にスクロールバー９を表示する。
【０１９９】
図２７は、画面３に表示される画像６及びスクロールバー９を示す図である。図２７に示すように、スクロールバー９は、例えば、画面３の下方の隅及び右隅に表示される。なお、スクロールバー９が表示される位置は、画像６が見えづらくならない位置であれば、どこに表示されても構わない。
【０２００】
スクロールバー９は、縦軸スクロールバー９ａ及び横軸スクロールバー９ｂを含む。
【０２０１】
ユーザが入力装置１を把持し、基本姿勢の状態から、入力装置を上方に振る。この場合、制御装置のＭＰＵ３５は、ステップ８０５において送信されてくる速度値（Vx、Vy）に応じた速度で、画像６が下方にスクロールするように表示を制御する。すなわち、制御装置４０のＭＰＵ３５は、速度値（Vx、Vy）のベクトルの方向とは、逆向きに画像６がスクロールするように、画面３の表示を制御する。また、制御装置４０は、縦軸スクロールバー９ａが上方に移動するように画面３の表示を制御する。すなわち、制御装置４０のＭＰＵ３５は、画像６がスクロールする方向とは逆の方向に、縦軸スクロールバー９ａが移動するように、表示を制御する。
【０２０２】
ユーザが入力装置１を、基本姿勢の状態から画面３に向かって右方向に移動させた場合、画像が左方向にスクロールされ、横軸スクロールバー９ｂが画面３上で右方向に移動される。
【０２０３】
つまり、制御装置４０は、入力装置１が操作された方向とは逆向きに画像６がスクロールされるように、かつ、縦軸スクロールバー９ａ及び横軸スクロールバー９ｂが入力装置１が操作された方向に向かって移動するように、画面３の表示を制御する。
【０２０４】
このような処理により、ユーザは、スクロールバー９を操作している感覚で、画面上に表示された画像６をスクロールさせることができるので、スクロールの際の操作感を向上させることができる。また、スクロールバー９は、ボタン１３を押圧しているとき（スクロールモード時）に表示されるので、ポインタモード時に、視覚的に邪魔になることもない。
【０２０５】
［第２の変形例］
次に、第７実施形態に係る制御システム１００の、第２の変形例について説明する。
【０２０６】
第２の変形例に係る制御システム１００の入力装置１は、図２５に示したステップ８０５において、速度値（Vx、Vy）の情報と、基準ポイント表示信号を送信する。
【０２０７】
制御装置４０は、基準ポイント表示信号を受信すると、例えば、画面３上に表示されたポインタ２が画像６上に位置する場合、画像６上に基準ポイント４３を表示する。
【０２０８】
図２８は、画面３に表示される画像６及び基準ポイント４３を示す図である。基準ポイント４３は、例えば、円形のポイントとして表示される。なお、基準ポイント４３の形態は、特に限定されない。基準ポイント４３は、ボタン１３が押圧されたときに、ポインタ２が位置していた場所に表示される。
【０２０９】
画面３上に基準ポイント４３が表示されると、制御装置４０のＭＰＵ３５は、ステップ８０５において、入力装置１から送信されてくる速度値（Vx、Vy）の情報に基づき、ポインタ２の座標値を生成する。そして、ポインタ２が画面上で移動するように、表示を制御する。すなわち、第２の変形例に係る制御システム１００では、スクロールモード時にもポインタ２が移動する。
【０２１０】
また、制御装置４０のＭＰＵ３５は、ステップ８０５において入力装置１から送信されてくる速度値（Vx、Vy）を加算し、積分値を生成する。制御装置４０のＭＰＵ３５は、この積分値に応じた速度で、画像６がスクロールするように、画面の表示を制御する。
【０２１１】
ユーザが入力装置１を把持し、基本姿勢の状態から、入力装置を上方に振る。この場合、ポインタ２は、画面３上の上方に移動され、画像６が上方にスクロールされる。すなわち、制御装置４０のＭＰＵ３５は、速度値（Vx、Vy）のベクトルの方向と同じ向きの方向にポインタ２が移動するように、かつ、速度値のベクトルの方向と同じ向きの方向に画像６がスクロールするように、画面３の表示を制御する。
【０２１２】
このような処理により、ユーザは、ポインタ２をガイドとして、画像６をスクロール操作することができる。これにより、直感的な操作が可能となるので、操作感を向上させることができる。
【０２１３】
［各種変形例］
本発明に係る実施の形態は、以上説明した実施の形態に限定されず、種々変形が可能である。
【０２１４】
例えば、ボタン１３の押圧が開始されたときに、その押圧が開始されてから所定時間（第１の時間内）は、画面３上に表示された画像がスクロールされないような処理を実行してもよい。これにより、ユーザがボタン１３を押圧したときに、入力装置が動いてしまうことで、ユーザの意図しない方向へ画像がスクロールされてしまうことを防止することができる。
【０２１５】
本発明は、例えば、平面操作型のマウスや、タッチパッド、ジョイスティック、ペンタブレットなどの入力装置に適用することができる。あるいは、本発明は、筐体に設けられた開口内での操作部の移動をスライド抵抗により検出するスライド抵抗型の入力装置に適用されてもよい。あるいは、本発明は、例えば、筐体の上部に設けられた半球面状の操作部に光を照射し、反射光を検出することで、ユーザの指の移動量や操作方向を算出する光学式入力装置に適用されてもよい。あるいは、上記各入力装置を含む電子機器に適用されてもよい（例えば、タッチバッドを含むノートＰＣ）。
【０２１６】
本発明は、例えば、表示部を備えるハンドヘルド装置に適用されてもよい。この場合、ユーザは、ハンドヘルド装置の本体を動かすことで、その表示部に表示された画像をスクロールさせる。あるいは、ユーザは、入力装置本体を動かすことで、ポインタを移動させる。ハンドヘルド装置として、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、携帯電話機、携帯音楽プレイヤー、デジタルカメラ等が挙げられる。
【０２１７】
上記各実施の形態の説明では、入力装置１が無線で入力情報を制御装置４０に送信する形態を示したが、有線により入力情報が送信されてもよい。
【０２１８】
上記各実施の形態では、入力装置１の動きに応じて画面上で動くポインタ２を、矢印の画像として表した。しかし、ポインタ２の画像は矢印に限られず、単純な円形、角形等でもよいし、キャラクタ画像、またはその他の画像であってもよい。
【０２１９】
上記実施の形態では、２軸の加速度センサユニット、２軸の角速度センサユニットについて説明した。しかし、これに限られず、入力装置１は、例えば直交３軸の加速度センサ及び直交３軸の角速度センサの両方を備えていてもよいし、そのうちいずれか一方のみを備えていても、上述の各実施形態において示した処理を実現可能である。あるいは、入力装置１（または他の入力装置９１等）は、１軸の加速度センサ、または、１軸の角速度センサを備えている形態も考えられる。１軸の加速度センサまたは１軸の角速度センサが備えられる場合、典型的には、画面３で表示されるポインタ２のポインティングの対象となるＧＵＩが１軸上に複数配列されるような画面が考えられる。
【０２２０】
あるいは、入力装置１は、加速度センサ、角速度センサの代わりとして、地磁気センサ、またはイメージセンサ等を備えていてもよい。
【０２２１】
センサユニット１７の、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸は、上述のＸ’軸及びＹ’軸のように必ずしも互いに直交していなくてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、互いに直交する軸方向に投影されたそれぞれの加速度が得られる。また同様に、三角関数を用いた計算によって、互いに直交する軸の周りのそれぞれの角速度を得ることができる。
【０２２２】
以上の各実施の形態で説明したセンサユニット１７について、角速度センサユニット１５のＸ’軸及びＹ’軸の検出軸と、加速度センサユニット１６のＸ’軸及びＹ’軸の検出軸がそれぞれ一致している形態を説明した。しかし、それら各軸は、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６が基板上に搭載される場合、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸のそれぞれが一致しないように、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６がその基板の主面内で所定の回転角度だけずれて搭載されていてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、各軸の加速度及び角速度を得ることができる。
【０２２３】
上述の各実施形態では、入力装置１が空中で操作される場合について説明した。しかし、これに限られず、入力装置は、筐体１０の一部が、例えばテーブル上に当接されて操作されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る制御システムを示す図である。
【図２】入力装置を示す斜視図である。
【図３】入力装置の内部の構成を模式的に示す図である。
【図４】入力装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】表示装置に表示される画面の例を示す図である。
【図６】ユーザが入力装置を握った様子を示す図である。
【図７】入力装置の動かし方及びこれによる画面上のポインタの動きの典型的な例を説明するための説明図である。
【図８】センサユニットを示す斜視図である。
【図９】ユーザによる空間操作に応じて、画面上でポインタが移動する場合（ポインタモード）の、制御システムの動作を説明するための図である。
【図１０】本発明の一形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】重み係数α、βと、スクロールの傾きの方向との関係を説明するための図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る入力装置の動作を示す図である。
【図１３】図１２に示す処理が実行された場合の、入力装置の操作方向と、スクロール方向との関係を示した図である。
【図１４】本発明のさらに別の実施形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】第１の角度範囲及び第２の角度範囲を説明するための図である。
【図１６】図１４に示す処理が実行された場合の、入力装置の操作方向と、スクロール方向との関係を示した図である。
【図１７】本発明のさらに別の実施形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図１８】図１７に示す処理が実行された場合の、第１の角度範囲及び第２の角度範囲の大きさの、時間的な変化を示した図である。
【図１９】本発明のさらに別の実施形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０】第１の変更角度範囲及び第２の変更角度範囲を説明するための図である。
【図２１】本発明のさらに別の実施形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図２２】第３の角度範囲を説明するための図である。
【図２３】図２２に示す処理が実行された場合の、入力装置の操作方向と、スクロール方向との関係を示した図である。
【図２４】入力装置の操作の向きと、画像がスクロールされる方向の向きとの関係を示した図である。
【図２５】本発明のさらに別の実施形態に係る制御システムの、入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図２６】画面に表示される画像及び小型画面を示す図である。
【図２７】画面に表示される画像及びスクロールバーを示す図である。
【図２８】画面に表示される画像及び基準ポイントを示す図である。
【符号の説明】
【０２２５】
１…入力装置
２…ポインタ
３…画面
６…画像
７…文字
１０…筐体
１５…角速度センサユニット
１６…加速度センサユニット
１７…センサユニット
１９、３５…ＭＰＵ
２１…送受信機
２２、３９…アンテナ
３８…送受信機
４０…制御装置
１００…制御システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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