(57)【要約】【課題】センサを適正に校正することができる入力装置、制御システム、ハンドヘルド装置及び校正方法を提供する【解決手段】本発明の一実施形態に係る入力装置は、筐体と、出力手段と、処理手段と、判定手段と、校正手段と、設定手段とを具備する。出力手段は、筐体の動きに応じた基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する。処理手段は、出力手段の出力値に基づいて画面を制御するための制御コマンドを生成する。判定手段は、入力装置の動作状況を判定する。校正手段は、上記出力値のサンプリング期間であるデータ取込期間にわたって上記出力値を取り込み、取り込まれた出力値に基づいて基準電位の校正値を算出し、基準電位を校正する処理である校正モードを実行する。設定手段は、前記判定手段によって判定された前記入力装置の動作状況に基づいて、前記データ取込期間を設定する。【選択図】図２０
2010015535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
基準電位を有し、前記筐体の動きに応じた前記基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する出力手段と、
前記出力手段の出力値に基づいて画面を制御するための制御コマンドを生成する処理を実行する処理手段と、
入力装置の動作状況を判定する判定手段と、
前記判定手段によって、前記入力装置が動いていると判定されたとき、前記出力値のサンプリング期間であるデータ取込期間にわたって前記出力値を取り込み、取り込まれた前記出力値に基づいて前記基準電位の校正値を算出し、前記基準電位を校正する処理である校正モードを実行する校正手段と
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、
前記判定手段で判定された前記入力装置の動作状況に基づいて、前記校正手段による前記校正モードを設定する設定手段をさらに具備する
入力装置。
【請求項３】
請求項２に記載の入力装置であって、
前記設定手段は、前記判定手段によって判定された前記入力装置の動作状況に基づいて、前記校正モードのデータ取込期間を設定する
入力装置。
【請求項４】
請求項２に記載の入力装置であって、
前記判定手段は、前記出力値に基づいて、前記入力装置の動作状況を判定する
入力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記設定手段は、前記出力値が小さいときほど前記データ取込期間が短い時間に設定する
入力装置。
【請求項６】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記校正手段は、前記出力値の変化の大きさが所定の閾値を超えるときは、前記校正モードを実行しない
入力装置。
【請求項７】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記出力手段は、前記筐体に作用する角速度を検出する角速度センサを含み、
前記判定手段は、前記角速度センサの出力に基づいて前記入力装置の動作状況を判定し、
前記校正手段は、前記データ取込期間にわたって取り込まれた前記角速度センサの出力値を用いて前記角速度センサの基準電位を校正する
入力装置。
【請求項８】
請求項７に記載の入力装置であって、
前記校正手段は、前記角速度センサの検出信号から所定の周波数帯域の信号を抽出するローパスフィルタを有し、
前記データ取込期間は、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数に基づき設定される
入力装置。
【請求項９】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記出力手段は、前記筐体に作用する角速度を検出する角速度センサと、前記筐体に作用する加速度を検出する加速度センサとを含み、
前記判定手段は、前記加速度センサの出力に基づいて前記入力装置の動作状況を判定し、
前記校正手段は、前記データ取込期間にわたって取り込まれた前記角速度センサの出力値を用いて前記角速度センサの基準電位を校正する
入力装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の入力装置であって、
前記判定手段は、前記入力装置を起動させてからからの経過時間に基づいて前記入力装置の動作状況を判定する
入力装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の入力装置であって、
前記設定手段は、前記入力装置の起動からの時間経過に応じて前記データ取込期間を長く設定する
入力装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の入力装置であって、
前記処理手段は、前記出力手段の出力値と前記基準電位の校正値との差が所定値以下であるときは、前記制御コマンドを生成しない処理を実行する
入力装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の入力装置であって、
前記処理手段は、前記基準電位を校正する毎に、前記所定値を減少させる
入力装置。
【請求項１４】
請求項２に記載の入力装置であって、
前記処理手段は、
前記出力手段の出力値に基づいて前記画面を制御するための制御コマンドを生成する処理である第１の処理モードと、
前記画面を制御しない処理である第２の処理モードとを有し、
前記判定手段は、前記処理手段が前記第１の処理モードを実行しているときは前記動作状況が画面制御状態であると判定し、前記処理手段が前記第２の処理モードを実行しているときは前記動作状況が非画面制御状態であると判定する
入力装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の入力装置であって、
前記設定手段は、
前記判定手段が前記画面制御状態であると判定したときは、前記データ取込期間を第１の時間に設定し、
前記処理手段が前記非画面制御状態であると判定したときは、前記データ取込期間を前記第１の時間よりも短い第２の時間に設定する
入力装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の入力装置であって、
前記処理手段に前記第１の処理モード及び前記第２の処理モードの何れかを選択させる選択スイッチをさらに具備する
入力装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の入力装置であって、
前記設定手段は、
前記出力値の大きさに応じて前記第２の時間を変更する処理を含む
入力装置。
【請求項１８】
筐体と、
基準電位を有し、前記筐体の動きに応じた前記基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する出力手段と、
前記出力手段の出力値に基づいて画面を制御するための制御コマンドを生成する処理を実行する処理手段と、
前記処理手段で生成された制御コマンドを送信する送信手段と、
入力装置の動作状況を判定する判定手段と、
前記判定手段によって、前記入力装置が動いていると判定されたとき、前記出力値のサンプリング期間であるデータ取込期間にわたって前記出力値を取り込み、取り込まれた前記出力値に基づいて前記基準電位の校正値を算出し、前記基準電位を校正する処理である校正モードを実行する校正手段とを有する入力装置と、
前記送信手段で送信された制御コマンドを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された制御コマンドに応じて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１９】
筐体と、
表示部と、
基準電位を有し、前記筐体の動きに応じた前記基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する出力手段と、
前記出力手段の出力値に基づいて前記表示部に表示される画面を制御するための制御コマンドを生成する処理を実行する処理手段と、
電子機器の動作状況を判定する判定手段と、
前記判定手段によって、前記入力装置が動いていると判定されたとき、前記出力値のサンプリング時間であるデータ取込期間にわたって前記出力値を取り込み、取り込まれた前記出力値に基づいて前記基準電位の校正値を算出し、前記基準電位を校正する処理である校正モードを実行する校正手段と
を具備するハンドヘルド装置。
【請求項２０】
電子機器の筐体の動きに応じた基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力し、
前記電子機器の動作状況を判定し、
前記電子機器が動いていると判定されたとき、前記検出信号の出力値のサンプリング時間であるデータ取込期間にわたって前記出力値を取り込み、取り込まれた前記出力値に基づいて前記基準電位の校正値を算出し、
算出した前記校正値で前記基準電位を更新する
校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を操作するための空間操作型の制御システムに用いられる入力装置、制御システム、ハンドヘルド装置及び校正方法に関する。
【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軸の周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コマンド信号が生成される。このコマンド信号は、制御機器に送信され、制御機器は、このコマンド信号に応じて、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）を備えたペン型入力装置が開示されている。このペン型入力装置は、それぞれ３つの加速度センサ及び角速度センサにより得られる信号に基づいて種々の演算を行い、ペン型入力装置の移動方向及び移動距離を算出している。
【０００５】
ところで、これらの入力装置には、直接変位を検出せず、角速度や加速度などの時間微分された変位のディメンジョンにて慣性量を検出するジャイロセンサや加速度センサが使用されている。角速度センサ及び加速度センサは、入力装置の動きに応じた、基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する。出力された検出信号に基づいて、例えば、位置、移動量、移動速度などを含むコマンド信号が生成される。
【０００６】
一方、上記慣性センサは、基準電位に対する電位の変動によって入力装置の移動操作を検出しているため、基準電位にずれが生じた場合には、入力装置が停止している状態であるにもかかわらず、カーソルが等速度又は等加速度で移動してしまうという不都合がある。基準電位のずれは、例えば、圧電素子やアナログ回路素子の温度特性などに起因して発生する。
【０００７】
このような基準電位のずれによるカーソルの誤移動を解消するためには、定期的又は非定期的に基準電位を校正する必要がある。例えば、特許文献３には、ジャイロセンサの出力が所定の閾値以下である場合に、ジャイロセンサの基準電位を校正することが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−５６７４３号公報
【特許文献２】特開平１０−３０１７０４号公報
【特許文献３】米国特許第５８２５３５０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３に記載の校正方法では、入力装置の操作中においても一定の条件さえ満たせば校正が開始される。このため、ユーザが入力装置を一方向にゆっくり、ほぼ等速度に近い状態で移動させている間に、そのときのジャイロセンサの出力値を基準として基準電位の校正が実行される場合がある。この場合、入力装置の移動を停止させた状態であっても、カーソルが上記一方向とは反対の方向へ勝手に移動してしまうという不具合がある。
【００１０】
一方、校正開始の基準となるセンサ出力の閾値をより厳しく設定することで、上記問題の解消を図ることも可能である。しかしながら、閾値をより厳しく設定すると、ノイズや環境下の微小振動のために、入力装置が実際に操作されていない、あるいは、静定状態であるにもかかわらず、校正モードに移行できないという新たな不具合が発生するおそれがある。
【００１１】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、センサを適正に校正することができる入力装置、制御システム、ハンドヘルド装置及び校正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一形態に係る入力装置は、筐体と、出力手段と、処理手段と、判定手段と、校正手段とを具備する。
前記出力手段は、基準電位を有し、前記筐体の動きに応じた前記基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する。
前記処理手段は、前記出力手段の出力値に基づいて画面を制御するための制御コマンドを生成する処理を実行する。
前記判定手段は、入力装置の動作状況を判定する。
前記校正手段は、前記判定手段によって、前記入力装置が動いていると判定されたとき、前記出力値のサンプリング期間であるデータ取込期間にわたって前記出力値を取り込み、取り込まれた前記出力値に基づいて前記基準電位の校正値を算出し、前記基準電位を校正する処理である校正モードを実行する。
【００１３】
データ取込期間が短いほど基準電位の校正に要する時間を短くできる反面、高い校正精度は得られにくい。また、データ取込期間が長いほど校正精度を向上させることができる反面、校正に要する時間は長くなる。前者の場合、例えば、入力装置の動きが比較的大きい場合などに有効であり、後者の場合、例えば、入力装置の動きが比較的ゆっくりの場合などに有効である。一方、入力装置がテーブル上に載置されている場合のように、入力装置がユーザによって操作されていない静定状態にある場合、データ取込期間が短い時間でも高い校正精度を得つつ、短時間で校正を行うことができる。
上記入力装置によれば、データ取込期間を適切に設定することによって、入力装置が動いていると判定された場合においてもセンサを適正に校正することが可能となる。
【００１４】
前記入力装置は、前記判定手段で判定された前記入力装置の動作状況に基づいて、前記校正手段による前記校正モードを設定する設定手段をさらに具備してもよい。前記設定手段は、前記判定手段によって判定された前記入力装置の動作状況に基づいて、前記校正モードのデータ取込期間を設定する。
これにより、入力装置の操作中においても、出力手段の基準電位を適正に校正することが可能となる。
【００１５】
前記判定手段は、前記出力値に基づいて、前記入力装置の動作状況を判定するようにしてもよい。
これにより、入力装置の操作状況に応じて最適な校正条件で出力手段を校正することができる。
【００１６】
前記設定手段は、前記出力値が小さいときほど前記データ取込期間が短い時間に設定することができる。
これにより、信頼性の高い校正が実現可能となる。
【００１７】
前記校正手段は、前記出力値の変化の大きさが所定の閾値を超えるときは、前記校正モードを実行しなくてもよい。
これにより、過剰に大きな出力値のもとでの校正実行による不具合を解消することができる。
【００１８】
前記出力手段は、前記筐体に作用する角速度を検出する角速度センサを含むことができる。前記判定手段は、前記角速度センサの出力に基づいて前記入力装置の動作状況を判定し、前記校正手段は、前記データ取込期間にわたって取り込まれた前記角速度センサの出力値を用いて前記角速度センサの基準電位を校正する。
角速度センサの基準電位を適正に校正することができる。
【００１９】
前記校正手段は、前記角速度センサの検出信号から所定の周波数帯域の信号を抽出するローパスフィルタを有していてもよい。前記データ取込期間は、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数に基づき設定される。
これにより、データ取込期間の設定の最適化が図られる。
【００２０】
前記出力手段は、前記筐体に作用する角速度を検出する角速度センサと、前記筐体に作用する加速度を検出する加速度センサとを含んでいてもよい。前記判定手段は、前記加速度センサの出力に基づいて前記入力装置の動作状況を判定し、前記校正手段は、前記データ取込期間にわたって取り込まれた前記角速度センサの出力値を用いて前記角速度センサの基準電位を校正する。
これにより、角速度センサの基準電位を適正に校正することができる。
【００２１】
前記判定手段は、前記入力装置を起動させてからからの経過時間に基づいて前記入力装置の動作状況を判定することができる。
これにより、入力装置の起動ドリフトによる基準電位の変動を抑制することができる。
【００２２】
前記設定手段は、前記入力装置の起動からの時間経過に応じて前記データ取込期間を長く設定することができる。
これにより、起動ドリフトの経時変化に追従して基準電位を適正に校正することが可能となる。
【００２３】
前記処理手段は、前記出力手段の出力値と前記基準電位の校正値との差が所定値以下であるときは、前記制御コマンドを生成しない処理を実行してもよい。
これにより、校正された基準電位と実際の基準電位との差に起因する操作性の低下を抑制することができる。
【００２４】
前記処理手段は、前記基準電位を校正する毎に、前記所定値を減少させるようにしてもよい。
これにより、入力装置に不感帯領域を設けたときの弊害を是正し、操作感の向上を図ることが可能となる。
【００２５】
前記処理手段は、前記出力手段の出力値に基づいて前記画面を制御するための制御コマンドを生成する処理である第１の処理モードと、前記画面を制御しない処理である第２の処理モードとを有していてもよい。前記判定手段は、前記処理手段が前記第１の処理モードを実行しているときは前記動作状況が画面制御状態であると判定し、前記処理手段が前記第２の処理モードを実行しているときは前記動作状況が非画面制御状態であると判定する。
これにより、画面制御状態と非画面制御状態との違いに応じて高精度な校正処理を実行することが可能となる。
【００２６】
前記設定手段は、前記判定手段が前記画面制御状態であると判定したときは、前記データ取込期間を第１の時間に設定し、前記処理手段が前記非画面制御状態であると判定したときは、前記データ取込期間を前記第１の時間よりも短い第２の時間に設定することができる。
これにより、画面制御状態と非画面制御状態のそれぞれにおいて適正な校正処理が実行可能となる。
【００２７】
前記入力装置は、前記処理手段に前記第１の処理モード及び前記第２の処理モードの何れかを選択させる選択スイッチをさらに具備してもよい。
これにより、画面制御状態と非画面制御状態とを的確に判定することができる。
【００２８】
前記設定手段は、前記出力値の大きさに応じて前記第２の時間を変更する処理を含んでいてもよい。
これにより、入力装置の操作状況に応じた適正な校正処理が実行可能となる。
【００２９】
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、筐体と、出力手段と、処理手段と、送信手段と、判定手段と、校正手段とを有する。
前記出力手段は、基準電位を有し、前記筐体の動きに応じた前記基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する。前記処理手段は、前記出力手段の出力値に基づいて画面を制御するための制御コマンドを生成する処理を実行する。前記送信手段は、前記処理手段で生成された制御コマンドを送信する。前記判定手段は、入力装置の動作状況を判定する。前記校正手段は、前記判定手段によって、前記入力装置が動いていると判定されたとき、前記出力値のサンプリング期間であるデータ取込期間にわたって前記出力値を取り込み、取り込まれた前記出力値に基づいて前記基準電位の校正値を算出し、前記基準電位を校正する処理である校正モードを実行する。
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、前記送信手段で送信された制御コマンドを受信する。前記表示制御手段は、前記受信手段で受信された制御コマンドに応じて前記画面の表示を制御する。
これにより、入力装置の操作中においても、出力手段の基準電位を適正に校正することが可能となる。
【００３０】
本発明の一形態に係る電子機器は、筐体と、表示部と、出力手段と、処理手段と、判定手段と、校正手段とを具備する。
前記出力手段は、基準電位を有し、前記筐体の動きに応じた前記基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する。
前記処理手段は、前記出力手段の出力値に基づいて前記表示部に表示される画面を制御するための制御コマンドを生成する処理を実行する。
前記判定手段は、入力装置の動作状況を判定する。
前記校正手段は、前記判定手段によって、前記入力装置が動いていると判定されたとき、前記出力値のサンプリング期間であるデータ取込期間にわたって前記出力値を取り込み、取り込まれた前記出力値に基づいて前記基準電位の校正値を算出し、前記基準電位を校正する処理である校正モードを実行する。
これにより、電子機器の操作中においても、出力手段の基準電位を適正に校正することが可能となる。
【００３１】
本発明の一形態に係る校正方法は、電子機器の筐体の動きに応じた基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力することを含む。前記電子機器の動作状況が判定され、前記電子機器が動いていると判定されたとき、前記検出信号の出力値のサンプリング時間であるデータ取込期間にわたって前記出力値を取り込み、取り込まれた前記出力値に基づいて前記基準電位の校正値が算出される。前記基準電位は、算出した前記校正値で更新される。
これにより、電子機器の操作中においても、基準電位を適正に校正することが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、本発明によれば、センサの基準電位を適正に校正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３４】
＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３５】
［制御システム］
図１は、本発明の一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。
【００３６】
図２は、入力装置１を示す斜視図である。入力装置１は、ユーザが持つことができる程度の大きさとされている。入力装置１は、筺体１０、筺体１０の上部に設けられた例えば２つのボタン１１，１２、回転式のホイールボタン１３等の操作部２３（図６）を備えている。筺体１０の上部の中央よりに設けられたボタン１１は、例えばＰＣで用いられる入力デバイスとしてのマウスの左ボタンの機能を有し、ボタン１１に隣接するボタン１２はマウスの右ボタンの機能を有する。
【００３７】
例えば、ボタン１１を長押して入力装置１を移動させることにより「ドラッグアンドドロップ」、ボタン１１のダブルクリックによりファイルを開く操作、ホイールボタン１３により画面３のスクロール操作が行われるようにしてもよい。ボタン１１，１２、ホイールボタン１３の配置、発行されるコマンドの内容等は、適宜変更可能である。
【００３８】
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。
【００３９】
入力装置１は、センサモジュール１７（出力手段）、制御ユニット３０、バッテリー１４を備えている。
【００４０】
センサモジュール１７は、主として、筐体１０の空間内での動きの量を検出する。図８は、センサモジュール１７を示す斜視図である。
【００４１】
センサモジュール１７は、互いに異なる角度、例えば直交する２軸（Ｘ軸及びＹ軸）に沿った加速度を検出する加速度センサユニット１６を有する。すなわち、加速度センサユニット１６は、Ｘ’軸方向の加速度を検出する加速度センサ１６１、及びＹ’軸方向の加速度を検出する加速度センサ１６２の２つのセンサを含む。
【００４２】
また、センサモジュール１７は、その直交する２軸の周りの角度に関連する値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、Ｙ’軸方向を中心軸とする回転方向（ヨー方向）の角速度を検出する角速度センサ１５１、及びＸ’軸方向を中心軸とする回転方向（ピッチ方向）の角速度を検出する角速度センサ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、共通基板としての回路基板２５の共通の面に搭載されている。
【００４３】
このように、複数のセンサユニット１５，１６が共通の回路基板２５に搭載されているので、各センサユニットが別々の回路基板に搭載される場合と比較して、センサモジュール１７の小型化、薄型化、軽量化を図ることができる。
【００４４】
ヨー方向、ピッチ方向の角速度センサ１５１，１５２としては、角速度に比例したコリオリ力を検出する振動型のジャイロセンサが用いられる。ヨー方向、ピッチ方向の加速度センサ１６１，１６２としては、ピエゾ抵抗型、圧電型、静電容量型等、どのようなタイプのセンサであってもよい。角速度センサ１５１または１５２としては、振動型ジャイロセンサに限られず、回転コマジャイロセンサ、レーザリングジャイロセンサ、あるいはガスレートジャイロセンサ等が用いられてもよい。本実施形態では、上記角速度センサ及び加速度センサとして、筐体１０の動きに応じた基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力するセンサが用いられる。同様な原理で検出信号を出力するセンサであれば、地磁気センサなどの他のセンサを用いてもよい。
【００４５】
図２、図３及び図８の説明では、便宜上、筐体１０の長手方向をＺ'方向とし、筐体１０の厚さ方向をＸ'方向とし、筐体１０の幅方向をＹ'方向とする。この場合、上記センサモジュール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。
【００４６】
本明細書においては、入力デバイス１とともに動く座標系、つまり、入力デバイス１に固定された座標系をＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸で表す。一方、地球上で静止した座標系、つまり慣性座標系をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で表す。また、以降の説明では、入力装置１の動きに関し、Ｘ’軸の周りの回転の方向をピッチ方向、Ｙ’軸の周りの回転の方向をヨー方向といい、Ｚ’軸（ロール軸）方向の周りの回転の方向をロール方向という場合もある。
【００４７】
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。
【００４８】
ＭＰＵ１９は、必要な揮発性メモリ及び不揮発性メモリ（記憶部）を内蔵している。ＭＰＵ１９は、センサモジュール１７の検出信号、操作部による操作信号等が入力され、これらの入力信号に応じて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。なお、上記不揮発性メモリは、後述する校正モードの実行時に読み出されるプログラムや各種データ、各種演算に必要なパラメータなどが記憶されているとともに、校正モードの実行により得られた校正値などが記憶可能に構成されている。
【００４９】
典型的には、センサモジュール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、センサモジュール１７がＡ／Ｄコンバータを含むユニットであってもよい。
【００５０】
ＭＰＵ１９により、または、ＭＰＵ１９及び水晶発振器２０により、速度算出ユニットが構成される。
【００５１】
送受信機２１（送信手段）は、ＭＰＵ１９で生成された制御信号（入力情報）をＲＦ無線信号として、アンテナ２２を介して制御装置４０に送信する。また、送受信機２１は
制御装置４０から送信された各種の信号を受信することも可能となっている。
【００５２】
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。
【００５３】
制御装置４０は、ＭＰＵ３５（あるいはＣＰＵ）、表示制御部４２、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、ビデオＲＡＭ４１、アンテナ３９及び送受信機３８などを含む。
【００５４】
送受信機３８（受信手段）は、入力装置１から送信された制御信号を、アンテナ３９を介して受信する。また、送受信機３８は、入力装置１へ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。ＭＰＵ３５及び表示制御部４２は、表示制御手段を構成する。
【００５５】
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１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。
【００５６】
表示装置５は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等が挙げられるが、これらに限られない。あるいは、表示装置５は、テレビジョン放送等を受信できるディスプレイと一体となった装置でもよいし、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。
【００５７】
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ＵＩが表示されている。アイコンとは、コンピュータ上のプログラムの機能、実行コマンド、またはファイルの内容等が画面３上で画像化されたものである。なお、画面３上の水平方向をＸ軸方向とし、垂直方向をＹ軸方向とする。
【００５８】
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、上記操作ボタン１１、隣接ボタン１２、ホイールボタン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２３を操作することにより、それ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ＵＩが制御される。
【００５９】
入力装置１のＭＰＵ１９は、上記コマンドとして、典型的にはセンサモジュール１７による検出信号に応じた、画面３上でのポインタ２の変位量に対応する移動コマンドを生成し（処理手段）、及び、操作部２３を介したユーザによる操作入力に応じた操作コマンドを生成する。
【００６０】
操作部２３を介してユーザにより入力された操作信号は、入力装置１（筐体１０）の動きによる信号であるセンサモジュール１７の検出信号以外の入力信号、すなわち入力装置１の動きによらない操作信号である。
【００６１】
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、操作ボタン１１（選択スイッチ）の構成を示す模式図である。
【００６２】
操作部２３の一部である操作ボタン１１は、２段階のアクションを有するボタンである。操作ボタン１１は、例えば移動ボタン７と、この移動ボタン７とは物理的に離れて設けられた決定ボタン８と、移動ボタン７及び決定ボタン８を連続的に押すことが可能な表面ボタン６とを有する。移動ボタン７は、内部に図示しないスイッチ（第１のスイッチ）を有し、決定ボタン８も、内部に図示しないスイッチ（第２のスイッチ）を有する。移動ボタン７が押されることにより、スイッチがＯＮ状態となり、操作信号（第１の操作信号）が入力された状態となる。決定ボタン８が押されることにより、スイッチが電気的にＯＮ状態となり、操作信号（第２の操作信号）が入力された状態となる。
【００６３】
移動ボタン７及び決定ボタン８の各スイッチは、メイン基板１８に電気的に接続されている。ＭＰＵ１９は、移動ボタン７のスイッチの切り替えに応じて、ポインタ２の移動の開始及び停止を切り替えるための制御信号（第１、第２の移動コマンド）を出力する（処理手段）。
【００６４】
図９（Ａ）は、操作ボタン１１がユーザにより押されていない状態を示す図である。この状態では、ＭＰＵ１９は、画面３上でポインタ２を移動させない移動コマンド（第２の移動コマンド）を出力する（第２の処理モード、ポインタ移動不可モード）。表面ボタン６は、筐体１０に設けられた軸９に接続され、その反対側の端部でバネ２４を介して筐体に接続されている。ユーザの指３４で表面ボタン６の表面が押されることにより、表面ボタン６は、軸９を中心としてバネ２４のバネ力に抗して回動する。移動ボタン７及び決定ボタン８はプッシュタイプのボタンである。表面ボタン６の裏面には、移動ボタン７及び決定ボタン８をそれぞれ押すことが可能な突起６ａ及び６ｂが設けられている。
【００６５】
移動ボタン７及び決定ボタン８は、例えば筐体１０内に配置されている。表面ボタン６が所定の距離（第１の距離）押されることで（図９（Ｂ）参照）、突起６ａにより移動ボタン７が押され、続いて表面ボタン６がさらに所定の距離（第２の距離）押されることで（図９（Ｃ）参照）、突起６ｂにより決定ボタン８が押される。
【００６６】
図９（Ｂ）は、移動ボタン７が押され、決定ボタン８が押されていない状態を示している。この状態では、ＭＰＵ１９は、画面３上でポインタ２を移動させる移動コマンド（第１の移動コマンド）を出力する（第１の処理モード、ポインタ移動移動可モード）。
【００６７】
移動ボタン７（あるいは第１のスイッチ）は、ＭＰＵ１９に第１の処理モードと第２の処理モードの何れかを選択させる選択手段として構成されている。なお、第２の移動コマンドである、画面３上でポインタ２を移動させない処理には、移動コマンドの出力を停止させること、ポインタ２の変位量をゼロとした移動コマンドを出力すること等が含まれ、どちらを採用してもよい。
【００６８】
図９（Ｃ）は、移動ボタン７及び決定ボタン８が両方ともに押されている状態を示している。決定ボタン８が押されスイッチがＯＮとされることで、ＭＰＵ１９は決定コマンド（上記操作コマンドの一部）を出力する。決定コマンドとは、例えば画面３上のアイコン４等を対象として所定の処理を実行するためのコマンドであり、典型的にはそのＵＩを選択するコマンドである。しかし、決定ボタン８の機能はこれに限られるわけではなく、制御装置４０で動作するアプリケーションプログラムにより適宜種々の機能として設定される。
【００６９】
押された表面ボタン６が解除される場合、バネ２４の戻り力により、表面ボタン６は図９（Ｃ）→図９（Ｂ）→図９（Ａ）の順に動き、決定ボタン８、移動ボタン７の順に、それらの押された状態が解除される。
【００７０】
上記第１の距離及び第２の距離は、同じでもよいし異なっていてもよく、適宜設定可能である。図９（Ａ）に示す状態から図９（Ｂ）に示す状態まで移行するときに必要な力と、図９（Ｂ）に示す状態から図９（Ｃ）に示す状態まで移行するときに必要な力は、同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００７１】
以上のような操作ボタン１１では、移動ボタン７が押され、かつ、決定ボタン８が押されない状態（図９（Ｂ））が維持される、いわゆる半押しも可能である。ユーザは操作ボタン１１を半押し状態で入力装置１を動かすことにより、制御装置４０はポインタ２を所望の位置へ移動させるように表示を制御する。
【００７２】
なお、上述した操作ボタン１１は、各段がメカニカルなスイッチで構成された例を説明したが、これに限られない。例えば、上記操作ボタンは、１段目（第１のスイッチ）が光センサ等を使用したフォトスイッチで構成され、２段目（第２のスイッチ）が上述したようなメカニカルスイッチで構成されてもよい。
【００７３】
［制御システムの基本動作］
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。
【００７４】
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、センサモジュール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、センサモジュール１７の検出軸である２軸（Ｘ’軸、Ｙ’軸）が、画面３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。
【００７５】
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左右方向、つまりヨー方向に振る。このとき、Ｘ’軸方向の加速度センサ１６１は、Ｘ’軸方向の加速度ａｘ（第１の加速度値、または第２の加速度値）を検出し、ヨー方向の角速度センサ１５１は、Ｙ’軸の周りの角速度ωψを検出する。これらの検出値に基づき、制御装置４０は、ポインタ２がＸ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
【００７６】
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上下方向、つまりピッチ方向に振る。このとき、Ｙ’軸方向の加速度センサ１６２は、Ｙ’軸方向の加速度ａｙ（第２の加速度値、または第１の加速度値）を検出し、ピッチ方向の角速度センサ１５２は、Ｘ’軸の周りの角速度ωθを検出する。これらの検出値に基づき、制御装置４０は、ポインタ２がＹ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
【００７７】
本実施の形態では、入力装置１のＭＰＵ１９が、内部の不揮発性メモリに格納されたプログラムに従い、センサモジュール１７で検出された各検出信号に基づきヨー及びピッチ方向の速度値を算出する。入力装置１は、この速度値を制御装置４０に送信する。
【００７８】
制御装置４０は、単位時間当りのヨー方向の変位を、画面３上のＸ軸上でのポインタ２の変位量に変換し、単位時間当りのピッチ方向の変位を、画面３上のＹ軸上でのポインタ２の変位量に変換することにより、ポインタ２を移動させる。
【００７９】
典型的には、制御装置４０のＭＰＵ３５は、所定のクロック数ごとに供給されてくる速度値について、（ｎ−１）回目に供給された速度値に、ｎ回目に供給された速度値を加算する。これにより、当該ｎ回目に供給された速度値が、ポインタ２の変位量に相当し、ポインタ２の画面３上の座標情報が生成される。
【００８０】
他の実施の形態では、入力装置１は、センサモジュール１７で検出された物理量を制御装置４０に送信する。この場合、制御装置４０のＭＰＵ３５は、ＲＯＭ３７に格納されたプログラムに従い、受信した入力情報に基づきヨー及びピッチ方向の速度値を算出し、この速度値に応じてポインタ２を移動させるように表示する。
【００８１】
次に、入力装置１及び制御システム１００の動作例を説明する。図１０は、その典型的な動作の例を示すフローチャートである。
【００８２】
入力装置１に電源が投入される。例えば、ユーザが入力装置１または制御装置４０に設けられた電源スイッチ等を入れることにより、入力装置１に電源が投入される。電源が投入されると、角速度センサユニット１５から２軸の角速度信号が出力される。ＭＰＵ１９は、この２軸の角速度信号による第１の角速度値ωψ及び第２の角速度値ωθを取得する（ステップ１０１）。
【００８３】
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第１の加速度信号ａｘ及び第２の加速度信号ａｙを取得する（ステップ１０２）。この加速度値の信号は、電源が投入された時点での入力装置１の姿勢（以下、初期姿勢という）に対応する信号である。以下、初期姿勢は、上記基本姿勢であるとして説明する。なお、ＭＰＵ１９は、典型的にはステップ１０１及び１０２の処理を所定のクロック周期に同期して行う。
【００８４】
ＭＰＵ１９は、加速度値（ａｘ、ａｙ）及び角速度値（ωψ、ωθ）に基づいて、所定の演算により速度値（第１の速度値Ｖｘ、第２の加速度値Ｖｙ）を算出する（ステップ１０３）。第１の速度値ＶｘはＸ’軸に沿う方向の速度値であり、第２の速度値ＶｙはＹ’軸に沿う方向の速度値である。この速度値の算出方法については、後に詳述する。この点において、少なくともセンサモジュール１７、または、ＭＰＵ１９及びセンサモジュール１７は、入力装置１の移動信号である速度関連値を出力する移動信号出力手段として機能する。速度関連値として、本実施の形態では、速度値を例に挙げて説明する。
【００８５】
速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）は、加速度値（ａｘ、ａｙ）を単純に積分することで算出されてもよいし、後述するように、加速度値（ａｘ、ａｙ）及び角速度値（ωψ、ωθ）に基づいて算出されてもよい。
【００８６】
ＭＰＵ１９は、求めたポインタ速度値（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）。
【００８７】
制御装置４０のＭＰＵ３５は、アンテナ３９及び送受信機３８を介して、ポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）の情報を受信する（ステップ１０５）。入力装置１は、所定のクロックごとに、つまり単位時間ごとにポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を送信するので、制御装置４０は、これを受信し、単位時間ごとのＸ軸及びＹ軸方向の変位量を取得することができる。
【００８８】
ＭＰＵ３５は、下式（１）、（２）より、取得した単位時間当りのＸ軸及びＹ軸方向の変位量に応じた、ポインタ２の画面３上における座標値（Ｘ（ｔ）、Ｙ（ｔ））を生成する（ステップ１０６）。この座標値の生成により、ＭＰＵ３５は、ポインタ２が画面３上で移動するように表示を制御する（ステップ１０７）（表示制御手段）。
【００８９】
Ｘ（ｔ）＝Ｘ（ｔ−１）＋Ｖｘ’・・・（１）
Ｙ（ｔ）＝Ｙ（ｔ−１）＋Ｖｙ’・・・（２）
【００９０】
図１０では、入力装置１が主要な演算を行ってポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を算出していた。図１１に示す実施の形態では、制御装置４０が主要な演算を行う。
【００９１】
図１１に示すように、ステップ３０１及び３０２は、ステップ１０１及び１０２と同様の処理である。入力装置１が、例えばセンサモジュール１７から出力された２軸の加速度値及び２軸の角速度値である検出値の情報を制御装置４０に送信する（ステップ３０３）。制御装置４０のＭＰＵ３５は、この検出値の情報を受信し（ステップ３０４）、ステップ１０３、１０４及び１０７と同様の処理を実行する（ステップ３０５〜３０７）。
【００９２】
なお、図１０及び図１１では、角速度の取得後、加速度を取得する例を説明したが、これに限られず、加速度を取得後、角速度を取得してもよいし、角速度と加速度を同時に取得してもよい。
【００９３】
以降では、図１０のステップ１０３、図１１のステップ３０５における速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）の算出方法について説明する。図１２は、その入力装置１の動作を示すフローチャートである。図１３は、この速度値の算出方法の基本的な考え方を説明するための図である。
【００９４】
図１３は、入力装置１を例えば左右方向（ヨー方向）へ振って操作するユーザを上から見た図である。図１３に示すように、ユーザが自然に入力装置１を操作する場合、手首（あるいは手指）の回転、肘の回転及び腕の付け根の回転のうち少なくとも１つによって操作する。したがって、入力装置１の動きと、この手首（あるいは手指）、肘及び腕の付け根の回転とを比較すると、以下の１，２に示す関係があることが分かる。
【００９５】
１．入力装置１のＹ’軸周りの角速度値ωψは、肩の回転による角速度、肘の回転による角速度、及び、手指（あるいは手首）の回転等による角速度の合成値である。
２．入力装置１のヨー方向の速度値Ｖｘは、肩、肘、及び手指等の角速度に、肩と入力装置１との距離、肘と入力装置１との距離、及び、手指と入力装置１との距離等をそれぞれ乗じた値の合成値である。
【００９６】
ここで、微小時間での入力装置１の回転運動について、入力装置１は、Ｙ’軸に平行であり、時間ごとに位置が変化する中心軸を中心に回転していると考えることができる。この時間ごとに位置が変化する中心軸と、入力装置１との距離を、Ｙ’軸周りの回転半径Ｒψ（ｔ）（第１の回転半径、または第２の回転半径）とすると、入力装置１の速度値Ｖｘと、角速度値ωψとの関係は、以下の式（３）で表される。すなわち、ヨー方向の速度値Ｖｘは、Ｙ’軸周りの角速度値ωψに、中心軸と入力装置１との距離Ｒψ（ｔ）を乗じた値となる。
【００９７】
Ｖｘ＝Ｒψ（ｔ）・ωψ・・・（３）
【００９８】
式（３）に示すように、入力装置１の速度値と、角速度値との関係は、比例定数をＲψ（ｔ）とした比例関係、つまり、相関関係にある。
【００９９】
上記式（３）を変形して式（４）を得る。
Ｒψ（ｔ）＝Ｖｘ／ωψ・・・（４）
【０１００】
式（４）の右辺は、速度のディメンジョンである。この式（４）の右辺に表されている速度値と角速度値とがそれぞれ微分され、加速度、あるいは加速度の時間変化率のディメンジョンとされても相関関係は失われない。同様に、速度値と角速度値とがそれぞれ積分され、変位のディメンジョンとされても相関関係は失われない。
【０１０１】
したがって、式（４）の右辺に表されている速度及び角速度をそれぞれ変位、加速度、加速度の時間変化率のディメンジョンとして、以下の式（５）、（６）、（７）が得られる。
【０１０２】
Ｒψ（ｔ）＝ｘ／ψ・・・（５）
Ｒψ（ｔ）＝ａｘ／Δωψ・・・（６）
Ｒψ（ｔ）＝Δａｘ／Δ（Δωψ）・・・（７）
【０１０３】
上記（４）、（５）、（６）、（７）のうち、例えば式（６）に注目すると、加速度値ａｘと、角速度値Δωψが既知であれば、回転半径Ｒψ（ｔ）が求められることがわかる。上述のように、第１の加速度センサ１６１は、ヨー方向の加速度値ａｘを検出し、第１の角速度センサ１５１は、Ｙ’軸の周りの角速度値ωψを検出する。したがって、Ｙ’軸周りの角速度値ωψが微分され、Ｙ’軸周りの角加速度値Δωψが算出されれば、Ｙ’軸周りの回転半径Ｒψ（ｔ）が求められる。
【０１０４】
Ｙ’軸周りの回転半径Ｒψ（ｔ）が既知であれば、この回転半径Ｒψ（ｔ）に、第１の角速度センサ１５１によって検出されたＹ’軸の周りの角速度値ωψを乗じることで、入力装置１のＸ’軸方向の速度値Ｖｘが求められる（式（３）参照）。すなわち、ユーザの回転の操作量そのものがＸ’軸方向の線速度値に変換され、ユーザの直感に合致した速度値となる。したがって、ポインタ２の動きが入力装置１の動きに対して自然な動きとなるため、ユーザによる入力装置の操作性が向上する。
【０１０５】
この速度値の算出方法については、ユーザが入力装置１を上下方向（ピッチ方向）へ振って操作する場合にも適用することができる。
【０１０６】
図１２では、式（６）が用いられる例について説明する。図１２を参照して、入力装置１のＭＰＵ１９は、ステップ１０１で取得した角速度値（ωψ、ωθ）を微分演算することで、角加速度値（Δωψ、Δωθ）を算出する（ステップ７０１）。
【０１０７】
ＭＰＵ１９は、ステップ１０２で取得した加速度値（ａｘ、ａｙ）と、角加速度値（Δωψ、Δωθ）とを用いて、式（６）、（８）により、それぞれＹ’軸周り及びＸ’軸周りの回転半径（Ｒψ（ｔ）、Ｒθ（ｔ））を算出する（ステップ７０２）。
【０１０８】
Ｒψ（ｔ）＝ａｘ／Δωψ・・・（６）
Ｒθ（ｔ）＝ａｙ／Δωθ・・・（８）
【０１０９】
回転半径が算出されれば、式（３）、（９）により、速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）が算出される（ステップ７０３）。
【０１１０】
Ｖｘ＝Ｒψ（ｔ）・ωψ・・・（３）
Ｖｙ＝Ｒθ（ｔ）・ωθ・・・（９）
【０１１１】
このように、ユーザによる入力装置１の回転の操作量そのものがＸ’軸及びＹ’軸方向の線速度値に変換され、ユーザの直感に合致した速度値となる。
【０１１２】
また、加速度センサユニット１６で検出された加速度値（ａｘ、ａｙ）が、そのまま用いられることにより、計算量が少なくなり、入力装置１の消費電力を減らすことができる。
【０１１３】
ＭＰＵ１９は、加速度センサユニット１６から所定のクロックごとに（ａｘ、ａｙ）を取得し、例えば、それに同期するように速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を算出すればよい。あるいは、ＭＰＵ１９は、複数の加速度値（ａｘ、ａｙ）のサンプルごとに、速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を１回算出してもよい。
【０１１４】
なお、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、ＭＰＵ１９は、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して用いる方法が採用されてもよい。あるいは、加速度値（ａｘ、ａｙ）が単純に積分されて速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）が算出されても構わない。あるいは、検出された角速度値（ωψ、ωθ）をそのまま筐体の速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）として用いてもよい。検出された角速度値（ωψ、ωθ）は時間微分することで角加速度値（Δωψ、Δωθ）を求めることができ、これを筐体の加速度値として用いることも可能である。
【０１１５】
［センサ出力の検出］
さて、本実施形態の入力装置１においては、直接変位を検出せず、角速度、加速度などの時間微分された変位のディメンジョンにて慣性量を検出する角速度センサ（角速度センサユニット１５）や加速度センサ（加速度センサユニット１６）を含むセンサモジュール１７が使用されている。これらの慣性センサは、筺体１０の動きに応じた、基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する。
【０１１６】
以下、角速度センサを例に挙げて角速度の検出方法の一例について説明する。
【０１１７】
図１４（Ａ）に角速度センサの出力の一例を示す。角速度センサは、基準電位Ｖrefを基準とする電位信号Ｓωを出力する。時刻ｔ０における角速度値ω（ｔ０）は、角速度信号Ｓω（ｔ０）を参照して式（１０）に示す演算で求めることができる。
【０１１８】
Ｓω（ｔ０）＝Ｖ（ｔ０）−Ｖref・・・（１０）
【０１１９】
基準電位Ｖrefの設定値は、グラウンド電位でもよいし、グラウンド電位に対してオフセットしたＤＣ（直流）電位でもよい。この基準電位Ｖrefは、ＤＣオフセット（値）、ＤＣセンター（値）などとも呼ばれることがある。いずれにしても、角速度センサの出力信号Ｓωには、基準電位Ｖrefと、入力装置（筺体）の動きに応じた基準電位Ｖrefに対する電位信号が含まれる。筺体の動きがゆっくりであるほど基準電位Ｖrefに対する電位の差（Ｖ）は小さく、筺体の動きが大きいほど、基準電位Ｖrefに対する電位の差（Ｖ）は大きい。したがって、基準電位Ｖrefが既知でないと、筺体の動きを正確に検出することはほとんど不可能である。
【０１２０】
［センサの校正］
センサの基準電位Ｖrefは、センサユニットの感度特性、周辺回路や機器の電気的特性などに応じて適宜設定される。しかし、この基準電位Ｖrefは、センサを構成する素子特性（温度ドリフト、振動モードの変化など）や、外的ストレス、アナログ回路の回路特性（温度特性、時定数、増幅器出力のＳＮ比など）に応じて変動し、その変動の推移も一様でない。図１４（Ｂ）に、基準電位Ｖrefの変動の一例を示す。
【０１２１】
基準電位Ｖrefが変動すると、角速度値の算出にずれが生じる。基準電位Ｖrefを固定値とした場合、基準電位の変動に関係なく、設定された基準値Ｖrefを基準に式（１０）に基づいて角速度値ωを算出してしまうからである。
【０１２２】
例えば、図１４（Ｂ）の例では、時刻ｔ１における角速度値ω（ｔ１）は、角速度信号Ｓω（ｔ１）を基に式（１１）により算出され、時刻ｔ２における角速度値ω（ｔ２）は、角速度信号Ｓω（ｔ２）を基に式（１２）で算出されることになる。
【０１２３】
Ｓω（ｔ１）＝Ｖ（ｔ１）−Ｖref・・・（１１）
Ｓω（ｔ２）＝Ｖ（ｔ２）−Ｖref・・・（１２）
【０１２４】
しかし、基準電位Ｖrefは時間とともに変動しており、予め設定された値と異なる。図１４（Ｂ）の例では、時刻ｔ１における実際の角速度値ω（ｔ１）は、式（１１）により算出された値よりΔＶ１だけずれが生じ、時刻ｔ２における実際の角速度値ω（ｔ２）は、式（１２）により算出された値よりΔＶ２だけずれが生じる。この場合、入力装置の操作感が低下することは勿論のこと、入力装置を停止させているにもかかわらずポインタが画面上で移動するという事態を招く。
【０１２５】
そこで、入力装置の操作感を高めるためには、基準電位Ｖrefの変動をキャンセルするような処理を定期的又は非定期的に実施する必要がある。この処理は、一般に校正、零点補正などと呼ばれる。図１４（Ｃ）に示すように、センサの校正（基準電位の校正）を逐次行うことによって、式（１３）、（１４）に示すように、時刻ｔ１、ｔ２における角速度値ω（ｔ１）、ω（ｔ２）の検出精度を高めることが可能となる。
【０１２６】
Ｓω（ｔ１）＝Ｖ（ｔ１）−Ｖref（ｔ１）・・・（１３）
Ｓω（ｔ２）＝Ｖ（ｔ２）−Ｖref（ｔ２）・・・（１４）
【０１２７】
上述のように、センサの校正は、基準電位の値の修正又は再設定に相当する処理であることから、センサの出力信号に筺体の動きが反映されていない状態、すなわち入力装置が静定状態あるいは静定状態に近い状態であるほど高い校正精度が得られることになる。この種の入力装置におけるセンサの校正方法として、ジャイロセンサの出力が所定の閾値以下である場合、入力装置が静定状態であるとみなして、センサの基準電位を校正する方法が知られている（上記特許文献３参照）。
【０１２８】
しかしながら、筐体が静定された状態を待ってセンサを校正する校正方法では、入力装置の使用時にセンサが校正されないことに起因する種々の弊害を伴う。
【０１２９】
例えば、圧電効果を利用したジャイロセンサなどにおいては、電源投入直後におけるセンサの起動ドリフトが比較的大きいことが知られている。したがって、操作初期時におけるポインタの移動操作を不快感なく行えるようにするためには、操作中においてもセンサの校正を実行して起動ドリフトの影響を低減する必要がある。しかし、入力装置の静定を校正の開始条件とする方法では、入力装置の操作中にセンサの起動ドリフトを収束させることはほぼ不可能である。
【０１３０】
また、センサの基準電位は経時的に変化することが知られている。したがって、入力装置の使用中、常に安定したポインタの移動精度を確保するためには、入力装置の静定時に限らず入力装置の使用中においても継続的にセンサを校正することが必要となる。
【０１３１】
一方、センサの出力が所定の閾値以下である場合にのみセンサの校正を行う方法では、入力装置の操作中においても上記条件を満たせば校正が開始されてしまう。このため、ユーザが入力装置を一方向にゆっくり、ほぼ等速度に近い状態で移動させている間に、そのときのジャイロセンサの出力値を基準とした校正処理が実行される場合がある。この場合、入力装置の移動を停止させた状態であっても、カーソルが上記一方向とは反対の方向へ勝手に移動してしまうという不具合が生じてしまい、操作感の低下の原因となる。
【０１３２】
これに対して、校正開始の基準となるセンサ出力の閾値をより厳しく（狭く）設定することで、上記問題の解消を図ることも考えられる。しかしながら、閾値をより厳しく設定すると、ノイズや環境下の微小振動のために、入力装置が実際に操作されていない、静定状態であるにもかかわらず、校正モードに移行できないという新たな不具合が発生するおそれがある。
【０１３３】
そこで、本実施の形態の入力装置１は、ポインタの移動操作時にも角速度センサを校正可能に構成されている。そして、使用者による入力装置１の動作状況あるいは操作状況に応じて、センサの校正方法（校正条件）を異ならせるようにしている。これにより、入力装置１の静定時、操作時にかかわらず、角速度センサの適正な校正が可能となる。
【０１３４】
本発明者は、空間操作型入力装置の操作形態に関するユーザテストを実施した。その結果、ユーザは、ポインタを画面上で移動させる場合には、比較的ゆっくりとした等速に近い動作で当該入力装置を操作することがわかった。一方、それ以外の場合、すなわちポインタを移動させない場合には、ゆっくりと等速に近い動作で当該入力装置を操作することは全く認められなかった。ポインタを移動させない場合には、ユーザにとって細かな操作が要求されないこと、ゆっくり等速で動かす必要もないこと等から、ゆっくり動かすことが何にも反映されないことに対する心理的な抵抗感が主要因であると推測される。
【０１３５】
上記知見に基づき、本実施の形態の入力装置１は、画面３上でポインタ２を移動させる第１の処理モード（ポインタ移動可モード）のときと、ポインタ２を移動させない第２の処理モード（ポインタ移動不可モード）のときとで角速度センサの校正の条件を変えるように構成されている。そして、校正条件の切り替えに、上記ポインタの移動可／不可モードを切り替える操作ボタン１１（移動ボタン７）（図９）の操作信号を参照することで、ゆっくりとした等速に近い操作の検出にユーザによる入力装置１の使用の意図を反映させることが可能となる。これにより、角速度センサを適正に校正することが可能となる。
【０１３６】
［入力装置の構成］
本実施形態の入力装置１は、上述のように、筺体１０と、センサユニットとしてのセンサモジュール１７と、速度算出ユニットとしてのＭＰＵ１９とを備える。センサモジュール１７は、筺体１０の動きに応じて基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６を含む。ＭＰＵ１９は、上述したように、センサモジュール１７の検出信号（出力値）に基づいてポインタ２を移動させるための速度値であるポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を算出し、ポインタ速度値に応じて画面３上でポインタ２を移動させる処理である操作モードを実行する機能を有する。
【０１３７】
ＭＰＵ１９は、上記センサの基準電位を校正する処理である校正モードを実行する機能を有する（校正手段）。ＭＰＵ１９は更に、当該校正機能を実行するに際して、以下の機能を有する。
【０１３８】
すなわち、ＭＰＵ１９は、ユーザによる操作ボタン１１のボタン操作に基づいて、入力装置１の動作状況を判定する機能を有する（判定手段）。すなわち、第１の処理モードの実行中は動作状況がポインタの移動操作状態（画面制御状態）であると判定し、第２の処理モードの実行中は動作状況がポインタの非移動操作状態（非画面制御状態）であると判定する。
【０１３９】
センサモジュール１７の出力値としては、角速度センサユニット１５の検出信号に基づいて取得される角速度、角加速度、角加速度変化率等の角度関連値が該当する。あるいは、加速度センサユニット１６の検出信号に基づいて取得される加速度、加速度変化率等の速度関連値がセンサモジュール１７の出力値として該当する。センサモジュール１７は、入力装置１の筐体１０の動きに応じた出力値を出力する。上記出力値から、ＭＰＵ１９は、入力装置１が操作状態にある場合において、入力装置１の動きの程度（動きの速さ）を判定することができる。
【０１４０】
ＭＰＵ１９は、データ取込期間にわたってセンサモジュール１７から出力値を取り込み、取り込まれた出力値に基づいて上記基準電位の校正値を算出し、基準電位を校正する処理である校正モードを実行する（校正手段）。ＭＰＵ１９は、判定された操作ボタン１１の操作状況に基づいて、データ取込期間を設定する（設定手段）。
【０１４１】
上記データ取込期間は、センサモジュール１７から出力される出力値のサンプリング期間であり、センサモジュール１７の出力から取り込むべき信号の周波数帯域、センサモジュール１７の出力周期、ＭＰＵ１９による出力値の算出周期等に応じて適宜設定される。このデータ取込期間にわたって時系列的に取り込まれたセンサモジュール１７の出力値は、入力装置１のＸ’、Ｙ’軸方向の各々の角速度値、加速度値等を含み、ＭＰＵ１９内部（あるいは外部）の記憶部へ格納される。ＭＰＵ１９は、取り込まれたセンサモジュール１７の出力値に基づいて、第１、第２の角速度センサ１５１、１５２の基準電位を校正するための校正値を算出する。校正値の算出方法は特に限定されず、例えば、上記出力値の移動平均、加重平均などが採用される。
【０１４２】
特に、本実施形態の入力装置１において、ＭＰＵ１９は、第１の校正条件で角速度センサの基準電位を校正する処理である第１の校正モードと、上記第１の校正条件よりも緩い第２の校正条件で角速度センサの基準電位を校正する処理である第２の校正モードとを有している。そして、ＭＰＵ１９は、画面３上でポインタ２を移動させる処理である第１の処理モード（ポインタ移動可モード）を実行しているときには上記第１の校正モードを実行し、ポインタ２を移動させない処理である第２の処理力モード（ポインタ移動不可モード）を実行しているときには上記第２の校正モードを実行する。
【０１４３】
［第１、第２の校正モードの処理例］
図１５は、本発明の一実施の形態による入力装置１の操作中に実行される角速度センサ１５１、１５２の校正方法の概要を示すフローチャートである。
【０１４４】
まず、ＭＰＵ１９の不揮発性メモリ（記憶部）から校正の基準となる角速度センサの基準値（オフセット値）ωrefψ、ωrefθを読み込む（ステップ５０１）。これらの基準値ωrefψ、ωrefθには前回の校正モードの実行の結果得られた校正データが用いられるが、過去の校正データがない場合は、当初記憶された工場出荷時の校正データが用いられる。なお、基準値ωrefψ、ωrefθは、角速度信号なしの状態におけるセンサの出力電位すなわち基準電位（Ｖrefx、Ｖrefy）にそれぞれ相当する。
【０１４５】
次に、タイマーが作動してカウントが開始される（ステップ５０２）。このタイマーによるカウント値は、後述する角速度信号の取得時に用いられるローパスフィルタ（ＬＰＦ）のカットオフ周波数の設定時に参照される。
【０１４６】
続いて、角速度センサ１５１、１５２によって検出される角速度値（角速度信号）（ωψ、ωθ）を取得する（ステップ５０３）。上述のように、ωψは、入力装置１をＸ’軸方向に沿って移動させたときのＹ’軸周りの角速度値に相当し、ωθは、入力装置をＹ’軸方向に沿って移動させたときのＸ’軸まわりの角速度値に相当する。
【０１４７】
そして、取得した角速度値ωψ、ωθをバッファリングし（ステップ５０４）、バッファリングした過去の角速度値ωψ、ωθをローパスフィルタに通して、各角速度センサの角速度信号のＤＣ成分を算出する（ステップ５０５）。
【０１４８】
角速度センサ１５１、１５２の出力信号には、使用者によって操作される入力装置１（筐体１０）の移動量に関する信号（交流成分）と、角速度センサ１５１、１５２の基準電位信号（直流成分）が含まれている。角速度センサの出力信号からＤＣ成分を抽出するに際して、角速度信号のＡＣ成分をサンプリングし、その出力の中心値を算出する。このとき、サンプリングする信号周波数に制限を設けるために、上記ローパスフィルタが用いられる。上記ローパスフィルタは、汎用の電子部品が用いられてもよいし、ＭＰＵ１９の内部回路あるいは演算アルゴリズムによって構築されてもよい。すなわち、「角速度値をローパスフィルタに通す」には、バッファリングした過去の角速度値の移動平均値や加重平均値を算出することが含まれる。
【０１４９】
ＤＣ成分の算出方法は特に制限されない。例えば、ローパスフィルタを通過した角速度値の時間ごとの平均値を求めたり、回帰曲線を求めたりして、ＤＣ成分を算出することができる。ここでは、角速度センサの出力の中心値を角速度センサのＤＣセンターすなわち基準電位であるとする。
【０１５０】
ローパスフィルタのカットオフ周波数は、適宜設定することができる。本実施の形態では、入力装置１がポインタ移動可モード（第１の処理モード）と移動不可モード（第２の処理モード）とで異なるカットオフ周波数が設定される。すなわち、入力装置１がポインタ移動可モードのときは、第１のカットオフ周波数を有するローパスフィルタを用いて角速度センサ１５１、１５２の校正処理を実行する（第１の校正モード）。また、入力装置１がポインタ移動不可モードのときは、第１のカットオフ周波数よりも高い第２のカットオフ周波数を有するローパスフィルタを用いて角速度センサ１５１、１５２の校正処理を実行する（第２の校正モード）。ここで、上記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、角速度センサの校正時に参照される出力値のデータ取込期間に相当するため、第１の校正モードは第２の校正モードよりも長いデータ取込期間が設定されることになる。
【０１５１】
上述のように、ポインタ移動可モードと移動不可モードとで異なるカットオフ周波数を設定するのは以下の理由による。すなわち、角速度センサの校正（特に起動ドリフトの校正）において、カットオフ周波数を高めたり、校正可能な条件を緩く設定したりすると、短時間での校正が可能となる反面、ゆっくりとした等速に近い操作と入力装置の静定状態とを区別できずに誤検出してしまう。一方、カットオフ周波数を低くしたり、校正可能な条件を厳しく設定したりすると、基準電位の検出精度を高めることができる反面、校正に時間がかかりすぎてしまい、基準電位を早期に校正することが困難になる。
【０１５２】
そこで本実施の形態では、上述したようなポインタの移動の可否を検出することによって、ゆっくりとした等速に近い操作の有無を、ユーザによる入力装置１の使用の意図に基づいて確実に区別するようにしている。これにより、角速度センサの校正精度の向上を図ることができる。
【０１５３】
ここで、ポインタ移動可モードにおいて実行される第１の校正モード用のカットオフ周波数（第１のカットオフ周波数）は、「ゆっくりとした等速に近い操作」を排除できる程に低い周波数領域に設定して校正条件を厳しくする（データ取込期間を長くする）。これにより、「ゆっくりとした等速に近い操作」を静定状態と誤検出するおそれがなくなる。この場合、人間のとりうる限りのゆっくりとした動作よりも長い時間（例えば０．０１Ｈｚ以下）に設定することができる。あるいは、「ゆっくりとした等速に近い操作」を包含する低周波数領域でありながら、後述するように、校正の度合い（重み付け）を小さくするような校正方法を採用してもよい。
【０１５４】
一方、ポインタ移動不可モードにおいて実行される第２の校正モード用のカットオフ周波数（第２のカットオフ周波数）は、上記「ゆっくりとした等速に近い操作」を包含する比較的高めの周波数領域に設定して校正条件を緩くする（データ取込期間を短くする）。この校正モードは、校正精度が多少甘くても速やかに校正を実行することで、入力装置１の操作性を向上させることを目的とするからである。
【０１５５】
なお、角速度値の変化量（今回値と前回値の差）に閾値を設定し、変化量が当該閾値以上の場合には今回値を校正に用いないようにしてもよい。動きの変化が過度に大きな状況下で取得した角速度値は、校正のために参照するデータとしては適切ではないからである。
【０１５６】
次に、上述のようにして取得した角速度値ωψ、ωθの各直流成分ＤＣｘ、ＤＣｙを、校正の結果得られた新たな基準値ωrefψ、ωrefθとして設定する（ステップ５０６）。そして、この新たな基準値ωrefψ、ωrefθで今回得られた角速度値ωψ、ωθを減算することで、ＤＣオフセット成分が除去された正味の角速度値（ωψ’、ωθ’）を得る（ステップ５０７）。
【０１５７】
ＭＰＵ１９は、以上のようにして得られた角速度値（ωψ’、ωθ’）を基に、図１２に示したような演算方法を用いてポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を算出し、図１０のステップ１０４と同様な処理によって、制御装置４０へ移動コマンド（第１の移動コマンド）を送信する（ステップ５０８）。
【０１５８】
ステップ５０８は、入力装置１の操作ボタン１１（移動スイッチ７）がＯＮ操作されたポインタ移動可モードにおいて実行される処理例について示している。一方、操作ボタン１１が操作されていないポインタ移動不可モードにおいては、移動コマンドが生成されないか、移動量ゼロに相当する移動コマンドが生成されて制御装置４０へ送信される。
【０１５９】
ステップ５０３〜５０８は、当該校正処理が終了するまで繰り返し行われる（ステップ５０９）。このとき、入力装置１がポインタ移動不可モードである場合、タイマー（ステップ５０２）のカウント値に応じてローパスフィルタ（ステップ５０５）のカットオフ周波数（第２のカットオフ周波数）が徐々に低くなるように設定することができる。つまり、校正初期時は校正精度が多少ラフでも角速度センサの校正を速やかに行うことができ、特に角速度センサの起動ドリフトを効果的に低減することができる。一方、校正処理の進行に応じて校正の精度を高めることは、入力装置１の操作感の維持あるいは向上につながる。したがって、校正の進行に応じてローパスフィルタのカットオフ周波数をより低周波数側へ移行させることは、校正をより高精度に行えることになるので、実用上非常に有用となる。上記第２のカットオフ周波数は、最終的には固定値に固定することができる。固定値としては、ポインタ移動可モードにおいて採用される第１のカットオフ周波数でもよいし、それよりも高い周波数であってもよい。
【０１６０】
なお、入力装置１がポインタ移動可モードである場合、校正の進行に応じてローパスフィルタのカットオフ周波数（第１のカットオフ周波数）を変化させる必要は必ずしもないが、第２のカットオフ周波数と同様に、これを変化させてもよい。
【０１６１】
校正処理が終了したときは、直近で取得したオフセット基準値（ωrefψ、ωrefθ）がＭＰＵ１９の不揮発メモリ（記憶部）へ書き込まれ、次回の校正時の基準値として参照される（ステップ５１０）。なお、校正処理は、例えば、入力装置１（制御システム４０）の使用停止時、電源遮断時、あるいは、後述する第３の校正モードへの移行時などに終了する。
【０１６２】
図１６（Ａ）は、入力装置１の操作中に角速度センサの校正処理を実行したときのＤＣオフセットの推移を概略的に示している。図１６（Ａ）に示すように、ポインタ移動可モード時の校正モード（第１の校正モード）に比べて、ポインタ移動不可モード時の校正モード（第２の校正モード）の方が、速やかに角速度センサの校正処理を実行することができるとともに、角速度値の変化に対して追従性を高くすることができる。これは、第２の校正モード時のカットオフ周波数が第１の校正モード時のカットオフ周波数よりも高いため、角速度値のサンプリングタイム（データ取込期間）が短くなることによる。
【０１６３】
以上のように、本実施の形態の入力装置１は、画面３上でポインタ２を移動させる第１の処理モード（ポインタ移動可モード）のときと、ポインタ２を移動させない第２の処理モード（ポインタ移動不可モード）のときとで角速度センサの校正の条件を変えるように構成されている。また、校正条件の切り替えに、上記ポインタの移動可／不可モードを切り替える操作スイッチ１１（移動ボタン７）（図９）の操作信号を参照するようにしている。これにより、ゆっくりとした等速に近い操作の検出にユーザによる入力装置１の使用の意図を反映させることできるので誤検出がなくなり、かつ、角速度センサを速やかに校正することが可能となる。
【０１６４】
次に、図１６（Ｂ）は、入力装置１が机などの上に置かれて静定した状態で角速度センサの校正が実行されたときのＤＣオフセットの推移を模式的に示している。ＭＰＵ１９（校正手段）は、入力装置１が静定状態にあることを角速度センサ１５１、１５２や加速度センサ１６１、１６２によって判定した後、メモリから校正の基準値を読み出して角速度センサ１５１、１５２の校正を実行する。この校正モードは、入力装置１が静定状態にあることが検出された上で実行される（第３の校正モード）。この校正モードにおいては、静定状態にある角速度センサからは基準電位のみが出力されることから、当該角速度センサの出力をそのまま校正値として用いることで高精度な校正処理を実現可能とする。校正値の算出方法は特に限定されず、サンプリングした出力の平均値や中心値を用いることができる。
【０１６５】
本実施の形態の入力装置１はその静定状態を検出するセンサ（検出手段）をさらに具備している。図２に示すように、入力装置１は、筺体１０の下半部領域が、ユーザが把持するグリップ部Ｇとして構成されている。このグリップ部Ｇの一部の領域には、上記センサとして機能する近接センサ５１が配置されている。本実施形態において、近接センサ５１は、静電容量センサで構成されている。近接センサ５１の出力はＭＰＵ１９に供給される。
【０１６６】
近接センサ５１の出力が、グリップ部Ｇをユーザが把持しているときの出力に相当するとき、ＭＰＵ１９は当該入力装置１をユーザが使用していると認識して、上記第１の校正モードあるいは第２の校正モードを実行する。一方、近接センサ５１の出力が、グリップ部Ｇをユーザが把持していないときの出力に相当するとき、ＭＰＵ１９は当該入力装置１をユーザが使用していないと認識して、上記第３の校正モードの実行に切り替える。
【０１６７】
近接センサ５１は、筺体１０のグリップ部Ｇにおいてユーザの手による把持状態を検出できる位置であれば、場所や検出領域の広狭は限定されない。また、ユーザが右手及び左手のいずれかで筺体１０を握って入力装置１を操作することをも考慮に入れて、筺体１０のグリップ部Ｇの左右の両面に上記近接センサを配置したり、左右のいずれの手指が接触する領域に上記近接センサを配置したりしてもよい。また、近接センサ５１は静電容量センサで構成される例に限られず、例えば、フォトインタラプタなどを用いた光学センサでもよく、また、近接ではなく上記方法により接触あるいは把持圧力を検出する圧力センサや手振れセンサなどを採用することも可能である。
【０１６８】
一方、本実施の形態の制御システム１００は、入力装置１が上記第１〜第３の校正モードのうち何れの校正モードが実行中であるかをユーザに認識させるための報知手段を備えている。報知手段としては、例えば、図２に示すように入力装置１の筺体１０の上部などに配置したモード表示ランプ６１、あるいは、図５に示すように表示装置５の画面３に表示させたモード表示部６２などの発光表示手段で構成することができる。
【０１６９】
モード表示ランプ６１は、ユーザが視認可能な色で発光可能な単色または複数色のＬＥＤランプで構成することができる。ＭＰＵ１９は、第１の校正モードの実行中は、モード表示ランプ６１を第１の発光パターンで発光させ、第２の校正モードの実行中は、モード表示ランプ６１を第１の発光パターンとは異なる第２の発光パターンで発光させる。同様に、ＭＰＵ１９は、第３の校正モードの実行中は、モード表示ランプ６１を第１及び第２の発光パターンとは異なる第３の発光パターンで発光させる。
【０１７０】
モード表示ランプ６１の発光パターンには、発光色、点滅態様、点滅周期が含まれる。例えば、第１、第２の校正モードの実行中は、比較的点滅周期の速い赤色点滅、第３の校正モードの実行中は緑色による常時点灯などが挙げられる。
【０１７１】
各校正モードで表示ランプ６１の発光パターンを異ならせることで、入力装置１がいずれの校正モードであるかをユーザに容易に認識させることが可能となる。また、静定時に第３の校正モードが実行中であることをユーザに報知することで、ユーザによる入力装置の不用意な操作を防止できる効果も期待でき、これにより適正な校正環境を維持することが可能となる。
【０１７２】
モード表示部６２は、ユーザが視認できる形態でアイコン４やポインタ２とともに画面３上に表示される。モード表示部６２の表示位置は特に限定されず、例えば画面３のコーナー部に表示される。また、モード表示部６２をアイコンで構成することも勿論可能である。
【０１７３】
モード表示部６２は、各校正モードで異なる表示パターンで表示される。制御装置４０のＭＰＵ３５（表示制御手段）は、第１の校正モードの実行中は、モード表示部６２を第１の表示パターンで表示し、第２の校正モードの実行中は、モード表示部６２を第１の表示パターンとは異なる第２の表示パターンで表示する。また、第３の校正モードの実行中は、モード表示部６２を第１及び第２の表示パターンとは異なる第３の表示パターンで表示する。この場合、入力装置１は移動コマンドとともにモードの種別を表す識別信号を制御装置４０へ送信する。ＭＰＵ３５は受信した識別信号に基づいて、モード表示部６２の表示を制御する。
【０１７４】
モード表示部６２の表示内容は、文字情報でもよいし、いずれの校正モードかを区別できるような任意の記号、マークまたはこれらと文字との組み合わせからなる情報でもよい。また、モード表示部６２を校正モード別に異なる色で表示してもよいし、校正モード別に異なる態様で点滅表示させてもよい。
【０１７５】
各校正モード間でモード表示部６２の表示パターンを異ならせることで、入力装置１がいずれの校正モードであるかをユーザに視覚的に認識させることが可能となる。また、静定時に第３の校正モードが実行中であることをユーザに報知することで、ユーザによる入力装置の不用意な操作を防止できる効果も期待でき、これにより適正な校正環境を維持することが可能となる。
【０１７６】
モード表示部６２は、表示装置５の画面上３に表示させる場合に限られず、例えば、制御装置４０の筺体に設置したり、制御装置４０の表示部上に表示させたりしてもよい。
【０１７７】
上記報知手段は、上述したモード表示ランプ６１やモード表示部６２などの発光表示手段に限られない。例えば、上記報知手段は、スピーカなどの音響発生手段で構成することができる。また、発光表示手段と音響発生手段との組み合わせで上記報知手段を構成してもよい。音響発生手段は、入力装置１または制御装置４０に内蔵されていてもよいし、表示装置５のスピーカで構成してもよい。
【０１７８】
上記音響発生手段が入力装置１に内蔵される場合、ＭＰＵ１９は、第１の校正モードの実行中は、上記音響発生手段から第１の音響パターンで音響を発生させ、第２の校正モードの実行中は、上記音響発生手段から第１の音響パターンとは異なる第２の音響パターンで音響を発生させる。同様に、ＭＰＵ１９は、第３の校正モードの実行中は、上記音響発生手段から第１及び第２の音響パターンとは異なる第３の音響パターンで音響を発生させる。
【０１７９】
また、上記音響発生手段が制御装置４０に内蔵される場合、ＭＰＵ３５は、第１の校正モードの実行中は、上記音響発生手段から第１の音響パターンで音響を発生させ、第２の校正モードの実行中は、上記音響発生手段から第１の音響パターンとは異なる第２の音響パターンで音響を発生させる。同様に、ＭＰＵ３５は、第３の校正モードの実行中は、上記音響発生手段から第１及び第２の音響パターンとは異なる第３の音響パターンで音響を発生させる。
【０１８０】
さらに、上記音響発生手段が表示装置５のスピーカで構成される場合、ＭＰＵ３５は、校正モードに応じて上記スピーカから上記第１〜第３の音響パターンを発生させる。この場合、ＭＰＵ３５は、表示制御信号だけでなく、モードの種類に応じた所定の音響信号を生成し、表示装置５へ出力する。音響信号としては、音声信号や楽音信号などが含まれる。
【０１８１】
各校正モードで異なる音響を発生させることで、入力装置１がいずれの校正モードであるかをユーザに聴覚的に認識させることが可能となる。また、静定時に第３の校正モードが実行中であることをユーザに報知することで、ユーザによる入力装置の不用意な操作を防止できる効果も期待でき、これにより適正な校正環境を維持することが可能となる。
【０１８２】
［第３の校正モードの処理例］
以下、第３の校正モードの一実施の形態について説明する。図１７は、ＭＰＵ１９によるセンサモジュール１７の校正フローである。図示の例では、角速度センサユニット１５の校正処理を示しているが、加速度センサユニット１６に対しても同様な処理を適用することができる。
【０１８３】
ステップ１００１では、入力装置１の動作モードが第３の校正モードへ遷移可能であるか否かが判定される。これは、近接スイッチ５１の出力に基づいて判定される。近接スイッチ５１の出力に基づいて、入力装置１が第１又は第２の校正モードであると判定されると、モード表示ランプ６１を上記第１又は第２の発光パターンで発光させ、さらに第１又は第２の校正モードによる処理が実行（継続）される（ステップ１００２）。入力装置１の第１又は第２の校正モードは、図１５を参照して説明した動作例が該当する。ステップ１００１、１００２の処理は、入力装置１が第３の校正モードに移行するまで続けられる。
【０１８４】
使用者が入力装置１の操作を止めて、テーブル、充電器、専用のスタンドなどの静定状態にある支持台（支持手段）の上に入力装置１が載置されたとする。この場合は通常、ユーザの手から入力装置１が離れるため、筺体１０をユーザが把持していないときの出力に相当する出力が近接セン５１から発信される。ＭＰＵ１９はこの近接センサ５１の出力に基づいて、入力装置１の動作モードを第１、第２の校正モードから第３の校正モードへ切り替える（ステップ１００１）。
【０１８５】
本実施の形態において、第３の校正モードは、校正準備モードと、その後に続く校正処理モードとからなる。校正準備モードは、筺体１０の静定状態を判定するためのものである。通常、入力装置１は、ユーザの手から離れると、その後しばらくの間は、慣性などの影響によりセンサモジュール１７の出力が安定しない状態にある。したがって、この期間中に校正を開始すると、高い校正精度が得られない。そこで、本実施形態では、第３の校正モードの移行後すぐに校正処理を開始するのではなく、センサモジュール１７の出力を安定化させるための校正準備期間を設けることで、校正の適正化を図るようにしている。
【０１８６】
図１７を参照して、校正準備モードの一例を説明する。まず、入力装置１が第３の校正モードへ遷移した後、モード表示ランプ６１を上記第３の発光パターンで発光させる（ステップ１００４）。ここでは、上記第３の発光パターンとして、校正準備モード用の発光パターンと、校正処理中の発光パターンと、校正終了用の発光パターンの３パターンとがさらに用意されており、ステップ１００４では、校正準備モード用の発光パターンでモード表示ランプ６１を発光させる。
【０１８７】
次に、この校正準備モードの設定時間を定める所定の初期カウンタ値Ｎ１を設定する（ステップ１００５）。カウンタ値Ｎ１の大きさは任意であり、適宜の値に設定することができる。カウンタ値Ｎ１が大きいほど、校正準備期間は長くなる。
【０１８８】
続いて、角速度センサユニット１５の検出信号（出力値）である角速度値（ωψ、ωθ）を取得する（ステップ１００６）。ここでは、角速度センサユニット１５の角速度値ωψ、ωθをωと総称する。なお、ωψ、ωθは個別に校正してもよいし、共通に校正してもよい。取得した角速度値はＭＰＵ１９の上記メモリへ記憶される。
【０１８９】
次に、今回取得した角速度値ω（ｔ）と前回取得した角速度値ω（ｔ−１）との差（絶対値）、すなわち角速度の時間変化率（角加速度）が、所定の閾値Ｖｔｈ１より小さいかどうかを判定する（ステップ１００７）。校正準備期間中では入力装置１が静定状態または静定状態に近い状態にあるとみなすことができるので、操作モード時に比べて、ω（ｔ）とω（ｔ−１）との差は小さく、したがって閾値Ｖｔｈ１は比較的小さな値を設定することができる。
【０１９０】
角速度値の差が閾値Ｖｔｈ１以上の場合、入力装置１が静定状態または静定状態に近い状態にはないと判断してステップ１００４に戻る。また、角速度値の差が閾値Ｖｔｈ１よりも小さい場合はステップ１００８に移行してカウンタ値Ｎ１が０に達しているか否かを判定する。カウンタ値Ｎ１が０に達していない場合、Ｎ１を所定量減らしてステップ１００６に戻り（ステップ１００９）、再び上述と同様な処理が実行される（ステップ１００６〜１００８）。
【０１９１】
以上のようにして、校正準備モードが実行される。校正準備モードは、カウンタ値Ｎ１が０に達するまで続けられる。カウンタ値Ｎ１が０に達した時点で、校正処理モードが開始される（ステップ１０１０〜１０１６）。
【０１９２】
以下、校正処理モードについて説明する。校正処理モードへの移行後、モード表示ランプ６１を上記第３の発光パターンにおける校正処理モード用の発光パターンで発光させる（ステップ１０１０）。この校正処理モード用の発光パターンは、上述した校正準備モード用の発光パターン（色、点滅周期など）とは異なるものである。
【０１９３】
次に、この校正処理モードの設定時間を定める所定の初期カウンタ値Ｎ２を設定する（ステップ１０１１）。カウンタ値Ｎ２の大きさは任意であり、適宜の値に設定することができる。カウンタ値Ｎ２が大きいほど、校正に用いる参照用の角速度値のサンプル数が増加するため校正の精度は高まるものの、校正の処理期間は長くなる。
【０１９４】
ここで、入力装置１０の静定時には、入力装置がユーザにより操作されていないため、角速度センサユニットから出力される出力値にはユーザ操作による筐体１０の動き成分が入っていない。したがって、この第３の校正モードのデータ取込期間が上記第２の校正モードのデータ取込期間と同等となるように、又はそれよりも短くなるように、上記カウンタ値Ｎ２を設定することができる。このような校正条件においても、高精度な校正処理が実現可能である。
【０１９５】
続いて、角速度センサユニット１５から出力される角速度データω（ωψ、ωθ）を取得する（ステップ１０１２）。取り込まれた角速度値は、ＭＰＵ１９の上記メモリ（記憶部）に記憶される。校正処理モードの実行中は、上記校正準備モードを経ているため入力装置１の静定状態はほぼ完全に担保されている。したがって、このときの角速度センサユニット１５の出力は、角速度がゼロの値、すなわち基準電位にほぼ等しい値となる。
【０１９６】
取り込んだ角速度データをメモリに記憶した後、ステップ１０１３に移行して、カウンタ値Ｎ２が０に達したか否かを判定する。カウンタ値Ｎ２が０でない場合、カウンタ値Ｎ２を所定量減らしてステップ１０１０に戻り（ステップ１０１４）、再び上述と同様な処理が実行される（ステップ１０１１〜１０１３）。
【０１９７】
角速度データの取り込みは、カウンタ値Ｎ２が０に達するまで繰り返される。カウンタ値Ｎ２が０に達したとき、ＭＰＵ１９は、取り込んだ各角速度データの平均値（ωref）を算出し、この値をメモリに記憶する（ステップ１０１５）。記憶した角速度データの平均値（ωref）は、基準電位Ｖrefの校正値として適用される。
【０１９８】
以上のようにして校正処理モードが実行される。校正値をメモリに記憶した後は、入力装置１のモード表示ランプ６１を上記第３の発光パターンにおける校正終了用の発光パターンで発光させて（ステップ１０１６）、ステップ１００１へ戻り、再び上述の処理を実行する。
【０１９９】
［第１及び第２の校正モードの他の処理例１］
次に、図１８を参照して、入力装置１の操作中における第１及び第２の校正モードの他の処理例について説明する。図１８は、任意時間の角速度センサの出力値の平均値を求めることで、角速度センサの校正値を算出するようにした校正フローを示している。
【０２００】
入力装置１に電源が投入されることで、タイマーが作動する（ステップ８０１）。このタイマーは、校正処理の開始（あるいは入力装置１の起動）からの時間を計測し、後述するように校正値の更新に用いられるパラメータ（カウンタ規定値）の算出時に参照される（ステップ８１３）。カウンタ規定値は、校正開始時（あるいは起動時）から時間経過に応じて徐々に大きくなるように設定される。
【０２０１】
次に、ＭＰＵ１９の不揮発性メモリ（記憶部）から校正の基準となる角速度センサの基準値（オフセット値）ωrefψ、ωrefθを読み込む（ステップ８０２）。これらの基準値ωrefψ、ωrefθには前回の校正モードの実行の結果得られた校正データが用いられるが、過去の校正データがない場合は、当初記憶された工場出荷時の校正データが用いられる。
【０２０２】
続いて、角速度センサ１５１、１５２によって検出される角速度値（角速度信号、出力値）を取得する（ステップ８０３）。
【０２０３】
次に、入力装置１の操作モードがポインタ移動可モードか否かを判定する（ステップ８０４）。これは、操作スイッチ１１（移動ボタン７）の検出信号に基づいて判定され、移動ボタン７の検出信号がＯＮのときはポインタ移動可モード、移動ボタン７の検出信号がＯＦＦのときはポインタ移動不可モードと判定される。
【０２０４】
判定の結果、ポインタ移動可モードのときは定数ｍ＝１が設定され、ポインタ移動不可モードのときは定数ｍ＝ｋ（＞１）が設定される（ステップ８０５、８０６）。定数ｍは、後述するように校正用の角速度値のサンプリング期間（データ取込期間）を決定するためのパラメータであって、ｍが大きくなるほどサンプリング期間は短くなる。言い換えれば、定数ｍは、ローパスフィルタのカットオフ周波数に相当し、ｍが大きくなるほどカットオフ周波数は高くなる。
【０２０５】
次に、取得した角速度値ωψ、ωθをバッファリングし、ωψ成分及びωθ成分ごとに積算する（ステップ８０７）。積算に際しては、角速度値の現在値に上述のようにして設定された定数ｍが乗算される。そして、角速度値の積算と並行して、別途用意されたカウンタを定数ｍだけインクリメントする（ステップ８０７）。
【０２０６】
次に、上記カウンタの値が規定値に達したか否か判定する（ステップ８０８）。判定の結果、カウンタ値が規定値に達していない場合は、メモリから読み出した基準値ωrefψ、ωrefθで今回得られた角速度値ωψ、ωθを減算することで、ＤＣオフセット成分が除去された正味の角速度値を得る（ステップ８０９）。
【０２０７】
ポインタ移動可モード（第１の校正モード）の実行中においては、ＭＰＵ１９は、以上のようにして得られた角速度値を基に、図１２に示したような演算方法を用いてポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を算出し、図１０のステップ１０４と同様な処理によって、制御装置４０へ移動コマンド（第１の移動コマンド）を送信する（ステップ８１０）。一方、ポインタ移動不可モード（第２の校正モード）の実行中においては、ＭＰＵ１９は、移動コマンドを生成しないか、移動量ゼロに相当する移動コマンドを生成しそれを制御装置４０へ送信する。
【０２０８】
校正モードの実行中、ＭＰＵ１９は、角速度値ωψ、ωθを順次取得、積算し、上述の処理を繰り返す（ステップ８１４、８０３〜８１０）。そして、カウンタ値が規定値に達した時点で、校正の基準値ωrefψ、ωrefθを更新する（ステップ８０８、８１１）。
【０２０９】
基準値の更新値には、これまでの角速度値の積算値を現在のカウンタ値で除算した値、すなわち加重平均値が用いられる。その後、角速度値ωψ、ωθの積算値（ＳＵＭωψ、ＳＵＭωθ）及びカウンタ値をそれぞれ０にリセットし（ステップ８１２）、カウンタの規定値を再設定する（ステップ８１３）。規定値の大きさは、タイマー（ステップ８０１）を参照し、経過時間が長くなるほど大きな規定値を設定する（ステップ８１３）。これにより、入力装置１の起動からの経過時間に応じてデータ取込期間が長くなる。また、ある時間の経過以降はカウンタ規定値を固定するようにしてもよい。
【０２１０】
次に、上述のようにして算出された新たな基準値ωrefψ、ωrefθで今回得られた角速度値ωψ、ωθを減算することで、ＤＣオフセット成分が除去された角速度値を得る（ステップ８０９）。更新された角速度基準値ωrefψ、ωrefθは、角速度値の過去値をもとに算出された値である。すなわち、校正初期時に用いた基準値（メモリ値）と比較して、実際の角速度値を反映しているため、高精度な校正処理を実行することが可能となる。
【０２１１】
また、ポインタ移動不可モード（第２の校正モード）のときは、ポインタ移動可モード（第１の校正モード）のときと比べて、定数ｍが大きいためカウンタ値が規定値に達する時間が早く、校正値の更新周期が短い。このため、第２の校正モードは第１の校正モードよりも迅速に角速度センサの校正が実行できるようになる。
【０２１２】
一方、第１の校正モードにおける校正値の更新周期としては、「ゆっくりとした等速に近い操作」を排除できる程に長い時間に設定して校正条件を厳しくする。これにより、「ゆっくりとした等速に近い操作」を静定状態と誤検出するおそれがなくなる。具体的には、人間のとりうる限りのゆっくりとした動作よりも長い時間（例えば０．０１Ｈｚ以下）に設定することができる。
【０２１３】
さらに、本実施の形態によれば、バッファメモリの領域をほとんど取らずに、カットオフ周波数の低い（長サンプリングタイム）のローパスフィルタ機能を実現することができる。これにより、ＭＰＵ１９の省メモリ化を図ることが可能となる。
【０２１４】
校正処理が終了したときは、直近で取得したオフセット基準値（ωrefψ、ωrefθ）がＭＰＵ１９の不揮発メモリ（記憶部）へ書き込まれ、次回の校正時の基準値として参照される（ステップ８１５）。
【０２１５】
（第１及び第２の校正モードの他の処理例２）
次に、図１９を参照して、入力装置１の操作中における第１及び第２の校正モードの他の処理例について説明する。本例では、図１８を参照して説明した処理例を基調とし、更に、第１の校正モードと第２の校正モードとで、校正の度合い（重み付け）を異ならせるようにしている。
【０２１６】
入力装置１に電源が投入されることで、タイマーが作動する（ステップ９０１）。このタイマーは、校正処理の開始（あるいは入力装置１の起動）からの時間を計測し、後述するように校正値の更新に用いられるパラメータ（カウンタ規定値）の算出時に参照される（ステップ９１４）。カウンタ規定値は、校正開始時（あるいは起動時）から時間経過に応じて徐々に大きくなるように設定される。
【０２１７】
次に、ＭＰＵ１９の不揮発性メモリ（記憶部）から校正の基準となる角速度センサの基準値（オフセット値）ωrefψ、ωrefθを読み込む（ステップ９０２）。続いて、角速度センサ１５１、１５２によって検出される角速度値（角速度信号、出力値）（ωψ、ωθ）を取得する（ステップ９０３）。
【０２１８】
続いて、重みｎを算出する（ステップ９０４）。この重みｎの算出には、取得した角速度値の大きさ（ωψ、ωθ）や、角速度値の変化量（Δωψ、Δωθ）を参照することができる。例えば、角速度値の変化量が小さいほど入力装置１（筐体１０）の動きの変化は少ないため、角速度値の変化量が大きい場合に比べて重みｎを大きくする。このように、静止状態に近いほど現在値が校正値に与える寄与度を大きくすることで、高精度な校正処理が実現可能となる。この場合、角速度値の変化量に閾値（第１の閾値）を設定し、角速度値の変化量が閾値以下の場合、これが当該閾値よりも大きい場合に比べて重みｎを大きくする。閾値は複数設定することができ、取得した角速度値の変化量がどの閾値の範囲に属するかによって重みｎを決定するようにしてもよい。
【０２１９】
さらに、取得した角速度値の符号が前回に比べて反転している場合、符号が反転していない場合よりも重みｎを大きく設定するようにしてもよい。すなわち、角速度値の符号が短い周期で反転しているということは、ユーザの手振れを検出しているか、基準電位の近傍値を角速度センサが出力していることになる。この場合、入力装置１は静止状態にあるとみなすことができるので、このときの出力値を参照することで高精度な校正処理が実現可能となる。
【０２２０】
角速度センサの出力に代えて又は加えて、重みｎの算出に、加速度センサユニット１６の出力変化量を参照してもよい。取得した加速度値の変化量が小さいほど重みｎを大きくする。この場合も同様に、加速度値の変化量に閾値（第２の閾値）を設定し、加速度値の変化量が閾値以下の場合、これが当該閾値よりも大きい場合に比べて重みｎを大きくする。閾値は複数設定することができ、取得した加速度値の変化量がどの閾値の範囲に属するかによって重みｎを決定してもよい。
【０２２１】
ここで、角速度値の変化量又は加速度値の変化量が上記第１、第２の閾値よりも大きい、ある設定値以上に達する場合には、これら角速度値又は加速度値は校正に用いないようにすることができる。入力装置１（筐体１０）の動きが過度に大きい状況下で取得された角速度値又は加速度値は、校正値として参照できるほどの信頼性が低いからである。
【０２２２】
次に、入力装置１の操作モードがポインタ移動可モードか否かを判定する（ステップ９０５）。これは、操作スイッチ１１（移動ボタン７）の検出信号に基づいて判定され、移動ボタン７の検出信号がＯＮのときはポインタ移動可モード、移動ボタン７の検出信号がＯＦＦのときはポインタ移動不可モードと判定される。
【０２２３】
判定の結果、ポインタ移動可モードのときは定数ｍ＝１が設定され、ポインタ移動不可モードのときは定数ｍ＝ｋ（＞１）が設定される（ステップ９０６、９０７）。定数ｍは、後述するように校正用の角速度値のサンプリング期間を決定するためのパラメータであって、ｍが大きくなるほどサンプリング期間は短くなる。言い換えれば、定数ｍは、ローパスフィルタのカットオフ周波数に相当し、ｍが大きくなるほどカットオフ周波数は高くなる。
【０２２４】
また、ポインタ移動可モードの場合は、ポインタ移動不可モードの場合よりも重みｎを小さくする。このポインタ移動可モードか否かの判定を経て、重みｎが最終的に決定される。重みｎの大きさは任意に設定可能であり、各モード間における重みｎの差も特に限定されない。
【０２２５】
次に、取得した角速度値ωψ、ωθをバッファリングし、ωψ成分及びωθ成分ごとに積算する（ステップ９０８）。積算に際しては、角速度値の現在値に上述のようにして設定された定数ｍ及び重みｎが乗算される。そして、角速度値の積算と並行して、別途用意されたカウンタを定数ｍと重みｎの積（ｍ・ｎ）だけインクリメントする（ステップ９０８）。
【０２２６】
次に、上記カウンタの値が規定値に達したか否か判定する（ステップ９０９）。判定の結果、カウンタ値が規定値に達していない場合は、メモリから読み出した基準値ωrefψ、ωrefθで今回得られた角速度値ωψ、ωθを減算することで、ＤＣオフセット成分が除去された正味の角速度値を得る（ステップ９１０）。
【０２２７】
ポインタ移動可モード（第１の校正モード）の実行中においては、ＭＰＵ１９は、以上のようにして得られた角速度値を基に、図１２に示したような演算方法を用いてポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を算出し、図１０のステップ１０４と同様な処理によって、制御装置４０へ移動コマンド（第１の移動コマンド）を送信する（ステップ９１１）。一方、ポインタ移動不可モード（第２の校正モード）の実行中においては、ＭＰＵ１９は、移動コマンドを生成しないか、移動量ゼロに相当する移動コマンドを生成しそれを制御装置４０へ送信する。
【０２２８】
校正モードの実行中、ＭＰＵ１９は、角速度値ωψ、ωθを順次取得、積算し、上述の処理を繰り返す（ステップ９１５、９０３〜９１１）。そして、カウンタ値が規定値に達した時点で、校正の基準値ωrefψ、ωrefθを更新する（ステップ９０９、９１２）。
【０２２９】
基準値の更新値には、これまでの角速度値の積算値を現在のカウンタ値で除算した値、すなわち平均値が用いられる。その後、角速度値ωψ、ωθの積算値（ＳＵＭωψ、ＳＵＭωθ）及びカウンタ値をそれぞれ０にリセットし（ステップ９１３）、カウンタの規定値を再設定する（ステップ９１４）。規定値の大きさは、タイマー（ステップ９０１）を参照し、経過時間が長くなるほど大きな規定値を設定する（ステップ９１４）。これにより、入力装置１の起動からの経過時間に応じてデータ取込期間が長くなる。また、ある時間の経過以降はカウンタ規定値を固定するようにしてもよい。
【０２３０】
次に、上述のようにして算出された新たな基準値ωrefψ、ωrefθで今回得られた角速度値ωψ、ωθを減算することで、ＤＣオフセット成分が除去された角速度値を得る（ステップ９１０）。更新された角速度基準値ωrefψ、ωrefθは、角速度値の過去値をもとに算出された値である。すなわち、校正初期時に用いた基準値（メモリ値）と比較して、実際の角速度値を反映しているため、高精度な校正処理を実行することが可能となる。さらに、重みｎの大きさに相当する校正の度合いが反映されているので、入力装置１の実操作に対応した適正な校正処理が実現可能となる。
【０２３１】
また、ポインタ移動不可モード（第２の校正モード）のときは、ポインタ移動可モード（第１の校正モード）のときと比べて、定数ｍ及び重みｎが大きいためカウンタ値が規定値に達する時間が早く、校正値の更新周期が短い。このため、第２の校正モードは第１の校正モードよりも迅速に角速度センサの校正が実行できるようになる。
【０２３２】
一方、第１の校正モードにおける校正値の更新周期としては、「ゆっくりとした等速に近い操作」を排除できる程に長い時間に設定して校正条件を厳しくする。これにより、「ゆっくりとした等速に近い操作」を静定状態と誤検出するおそれがなくなる。具体的には、人間のとりうる限りのゆっくりとした動作よりも長い時間（例えば０．０１Ｈｚ以下）に設定することができる。
【０２３３】
さらに、本実施の形態によれば、バッファメモリの領域をほとんど取らずに、カットオフ周波数の低い（長サンプリングタイム）のローパスフィルタ機能を実現することができる。これにより、ＭＰＵ１９の省メモリ化を図ることが可能となる。
【０２３４】
校正処理が終了したときは、直近で取得したオフセット基準値（ωrefψ、ωrefθ）がＭＰＵ１９の不揮発メモリ（記憶部）へ書き込まれ、次回の校正時の基準値として参照される（ステップ９１６）。
【０２３５】
以上の校正処理例によれば、入力装置１を素早く動かすときよりも、ゆっくり動かす時の方が、角速度センサ１５１、１５２の校正を迅速に行うことができる。また、入力装置１の操作中、角速度センサ１５１、１５２の基準電位にドリフトが発生したとしても短時間で起動ドリフトを収束させることができ、ポインタ２の移動操作性の低下を防ぐことが可能となる。入力装置１を小刻みに振動させながら角速度センサを校正したときにも、上述と同様の効果を得ることができる。
【０２３６】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、上述の第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２３７】
［入力装置の構成］
本実施形態の入力装置１は、筺体１０と、センサユニットとしてのセンサモジュール１７と、速度算出ユニットとしてのＭＰＵ１９とを備える。センサモジュール１７は、筺体１０の動きに応じて基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６を含む。ＭＰＵ１９は、上述したように、センサモジュール１７の検出信号（出力値）に基づいてポインタ２を移動させるための速度値であるポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を算出し、ポインタ速度値に応じて画面３上でポインタ２を移動させる処理である操作モードを実行する機能を有する。
【０２３８】
ＭＰＵ１９は、上記センサの基準電位を校正する処理である校正モードを実行する機能を有する（校正手段）。ＭＰＵ１９は更に、当該校正機能を実行するに際して、以下の機能を有する。
【０２３９】
すなわち、ＭＰＵ１９は、センサモジュール１７の出力値等に基づいて、入力装置１の動作状況を判定する機能を有する（判定手段）。センサモジュール１７の出力値としては、角速度センサユニット１５の検出信号に基づいて取得される角速度、角加速度、角加速度変化率等の角度関連値が該当する。あるいは、加速度センサユニット１６の検出信号に基づいて取得される加速度、加速度変化率等の速度関連値がセンサモジュール１７の出力値として該当する。センサモジュール１７は、入力装置１の筐体１０の動きに応じた出力値を出力する。この出力値から、ＭＰＵ１９は、入力装置１がユーザによって操作されていない静定状態にあるか、ユーザによって操作されている操作状態にあるかを判定する。また、上記出力値から、ＭＰＵ１９は、入力装置１が操作状態にある場合において、入力装置１の動きの程度（動きの速さ）を判定することができる。
【０２４０】
ＭＰＵ１９は、データ取込期間にわたってセンサモジュール１７から出力値を取り込み、取り込まれた出力値に基づいて上記基準電位の校正値を算出し、基準電位を校正する処理である校正モードを実行する（校正手段）。ＭＰＵ１９は、判定された入力装置１の動作状況に基づいて、データ取込期間を設定する（設定手段）。このデータ取込期間にわたって時系列的に取り込まれたセンサモジュール１７の出力値は、入力装置１のＸ’、Ｙ’軸方向の各々の角速度値、加速度値等を含み、ＭＰＵ１９内部（あるいは外部）の記憶部へ格納される。ＭＰＵ１９は、取り込まれたセンサモジュール１７の出力値に基づいて、第１、第２の角速度センサ１５１、１５２の基準電位を校正するための校正値を算出する。校正値の算出方法は特に限定されず、例えば、上記出力値の移動平均、加重平均などが採用される。
【０２４１】
図２０は、本実施形態における入力装置１の操作中における校正モードの処理例を示している。本実施形態では、角速度センサ１５１、１５２の出力に基づいて校正モードのデータ取込期間を設定する処理例について説明する。本実施形態における入力装置１において、操作ボタン１１は、図９に示したような第１、第２のスイッチを有する２段スイッチとは異なり、第１のスイッチが省略された１段階のスイッチで構成されている。
【０２４２】
［校正モードの処理例３］
入力装置１に電源が投入されることで、タイマーが作動する（ステップ１１０１）。このタイマーは、校正処理の開始（あるいは入力装置１の起動）からの時間を計測し、後述するように校正値の更新に用いられるパラメータ（カウンタ規定値）の算出時に参照される（ステップ１１１１）。カウンタ規定値は、校正開始時（あるいは起動時）から時間経過に応じて徐々に大きくなるように設定される。
【０２４３】
次に、ＭＰＵ１９の不揮発性メモリ（記憶部）から校正の基準となる角速度センサの基準値（オフセット値）ωrefψ、ωrefθを読み込む（ステップ１１０２）。続いて、角速度センサ１５１、１５２によって検出される角速度値（角速度信号、出力信号）を取得する（ステップ１１０３）。
【０２４４】
続いて、重みｎを算出する（ステップ１１０４）。この重みｎの算出には、取得した角速度値の大きさ（ωψ、ωθ）、角速度値の変化量（又は変化率）（Δωψ、Δωθ）等を参照することができる。例えば、角速度値の変化量が小さいほど入力装置１（筐体１０）の動きの変化は少ないため、角速度値の変化量が大きい場合に比べて重みｎを大きくする。このように、静止状態に近いほど現在値が校正値に与える寄与度を大きくすることで、高精度な校正処理が実現可能となる。この場合、角速度値の変化量に閾値（第１の閾値）を設定し、角速度値の変化量が閾値以下の場合、これが当該閾値よりも大きい場合に比べて重みｎを大きくする。閾値は複数設定することができ、取得した角速度値の変化量がどの閾値の範囲に属するかによって重みｎを決定するようにしてもよい。あるいは、重みｎの異なる複数の操作状態をあらかじめ設定しておき、取得された角速度値に対応する操作状態を選定するようにしてもよい。
【０２４５】
このとき、取得した角速度値が極端に大きい場合、算出される校正値に大きな誤差を与える可能性が生じる。この場合、重みｎを小さくしてもよいし、閾値を決めてそれ以上の角速度値は校正値の算出に使用しなくてもよい。一方、取得した角速度値が極端に小さい場合、例えばポインタ移動操作時における「ゆっくりとした等速に近い操作」のように低周波数でゆっくり操作している可能性がある。この場合、重みｎを小さくしてもよいし、閾値を決めてそれ以下の角速度値は校正値の算出に使用しなくてもよい。
【０２４６】
また、取得した角速度信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理して角速度信号の周波数分析してもよい。この場合、低周波成分が多いほど重みｎを小さくする。加速度信号についても同様に、加速度信号の低周波成分が多いほど重みｎを小さくすることができる。
【０２４７】
さらに、取得した角速度値の例えば現在値と任意の過去値の符号変化とその度合いを参照してもよい。例えば、符号が頻繁に変化しているほど、現在設定されている校正値と角速度信号のＤＣオフセット値が近く、かつ、入力装置１が静定している可能性が高い。つまり、手振れ成分のみ出力されている状態と判定できる。この場合は、重みｎを大きく設定することで、高精度な校正処理を短時間で行うことが可能となる。
【０２４８】
角速度センサの出力に代えて又は加えて、重みｎの算出に、加速度センサユニット１６の出力変化量を参照してもよい。例えば、加速度値の変化量が小さいほど重みｎを大きくする。この場合も同様に、加速度値の変化量に閾値（第２の閾値）を設定し、加速度値の変化量が閾値以下の場合、これが当該閾値よりも大きい場合に比べて重みｎを大きくする。閾値は複数設定することができ、検出した加速度値の変化量がどの閾値の範囲に属するかによって重みｎを決定してもよい。
【０２４９】
ここで、角速度値の変化量又は加速度値の変化量が上記第１、第２の閾値よりも大きい、ある設定値以上に達する場合には、これら角速度値又は加速度値は校正に用いないようにすることができる。入力装置１（筐体１０）の動きが過度に大きい状況下での角速度信号又は加速度信号は、校正値として参照できるほどの信頼性が低いからである。
【０２５０】
上述した重みｎ、及び上記タイマーのカウント値は、校正時のデータ取込期間を規定する。当該データ取込期間は、校正時に参照される角速度センサの出力値を抽出するためのローパスフィルタのカットオフ周波数に相当する。したがって、これら重みｎ及びタイマーのカウント値は、当該ローパスフィルタのカットオフ周波数を決めるパラメータとなる。
【０２５１】
次に、取得した角速度値ωψ、ωθをバッファリングし、ωψ成分及びωθ成分ごとに積算する（ステップ１１０５）。積算に際しては、角速度値の現在値に上述のようにして設定された重みｎが乗算される。そして、角速度値の積算と並行して、別途用意されたカウンタを重みｎだけインクリメントする（ステップ１１０５）。
【０２５２】
次に、上記カウンタの値が規定値に達したか否か判定する（ステップ１１０６）。判定の結果、カウンタ値が規定値に達していない場合は、メモリから読み出した基準値ωrefψ、ωrefθで今回得られた角速度値ωψ、ωθを減算することで、ＤＣオフセット成分が除去された正味の角速度値を得る（ステップ１１０７）。
【０２５３】
ＭＰＵ１９は、以上のようにして得られた角速度値を基に、図１２に示したような演算方法を用いてポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を算出し、図１０のステップ１０４と同様な処理によって、制御装置４０へ移動コマンド（第１の移動コマンド）を送信する（ステップ１１０８）。
【０２５４】
校正モードの実行中、ＭＰＵ１９は、角速度値ωψ、ωθを順次取得、積算し、上述の処理を繰り返す（ステップ１１１２、１１０３〜１１０８）。そして、カウンタ値が規定値に達した時点で、校正の基準値ωrefψ、ωrefθを更新する（ステップ１１０６、１１０９）。
【０２５５】
基準値の更新値には、これまでの角速度値の積算値を現在のカウンタ値で除算した値、すなわち平均値が用いられる。その後、角速度値ωψ、ωθの積算値（ＳＵＭωψ、ＳＵＭωθ）及びカウンタ値をそれぞれ０にリセットし（ステップ１１１０）、カウンタの規定値を再設定する（ステップ１１１１）。規定値の大きさは、タイマー（ステップ１１０１）を参照し、経過時間が長くなるほど大きな規定値を設定する（ステップ１１１１）。これにより、入力装置１の起動からの経過時間に応じてデータ取込期間が長くなる。また、ある時間の経過以降はカウンタ規定値を固定するようにしてもよい。
【０２５６】
次に、上述のようにして算出された新たな基準値ωrefψ、ωrefθで今回得られた角速度値ωψ、ωθを減算することで、ＤＣオフセット成分が除去された角速度値を得る（ステップ１１０７）。更新された角速度基準値ωrefψ、ωrefθは、角速度値の過去値をもとに算出された値である。すなわち、校正初期時に用いた基準値（メモリ値）と比較して、実際の角速度値を反映しているため、高精度な校正処理を実行することが可能となる。さらに、重みｎの大きさに相当する校正の度合いが反映されているので、入力装置１の実操作に対応した適正な校正処理が実現可能となる。
【０２５７】
さらに、本実施の形態によれば、バッファメモリの領域をほとんど取らずに、カットオフ周波数の低い（長サンプリングタイム）のローパスフィルタ機能を実現することができる。これにより、ＭＰＵ１９の省メモリ化を図ることが可能となる。
【０２５８】
校正処理が終了したときは、直近で取得したオフセット基準値（ωrefψ、ωrefθ）がＭＰＵ１９の不揮発メモリ（記憶部）へ書き込まれ、次回の校正時の基準値として参照される（ステップ１１１３）。
【０２５９】
以上の校正処理例によれば、入力装置１の操作中においても適正な校正が可能となる。また、入力装置１を素早く動かすときよりも、ゆっくり動かす時の方が、角速度センサ１５１、１５２の校正を迅速に行うことができる。また、角速度センサ１５１、１５２の基準電位にドリフトが発生したとしても短時間でこれを収束させることができ、ポインタ２の移動操作性の低下を防ぐことが可能となる。入力装置１を小刻みに振動させながら角速度センサを校正したときにも、上述と同様の効果を得ることができる。
【０２６０】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、上述の第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０２６１】
［入力装置の構成］
本実施形態の入力装置１は、筺体１０と、センサユニットとしてのセンサモジュール１７と、速度算出ユニットとしてのＭＰＵ１９とを備える。センサモジュール１７は、筺体１０の動きに応じて基準電位に対する電位の変動を検出信号として出力する角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６を含む。ＭＰＵ１９は、上述したように、センサモジュール１７の検出信号（出力値）に基づいてポインタ２を移動させるための速度値であるポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を算出し、ポインタ速度値に応じて画面３上でポインタ２を移動させる処理である操作モードを実行する機能を有する。
【０２６２】
ＭＰＵ１９は、上記センサの基準電位を校正する処理である校正モードを実行する機能を有する（校正手段）。ＭＰＵ１９は更に、当該校正機能を実行するに際して、以下の機能を有する。
【０２６３】
すなわち、ＭＰＵ１９は、入力装置１の起動からの経過時間に基づいて、入力装置１の動作状況を判定する機能を有する（判定手段）。ＭＰＵ１９は、入力装置１の起動からの経過時間に基づいて、データ取込期間を設定する（設定手段）。このデータ取込期間にわたって時系列的に取り込まれたセンサモジュール１７の出力値は、入力装置１のＸ’、Ｙ’軸方向の各々の角速度値、加速度値等を含み、ＭＰＵ１９内部（あるいは外部）の記憶部へ格納される。ＭＰＵ１９は、取り込まれたセンサモジュール１７の出力値に基づいて、第１、第２の角速度センサ１５１、１５２の基準電位を校正するための校正値を算出する。校正値の算出方法は特に限定されず、例えば、上記出力値の移動平均、加重平均などが採用される。
【０２６４】
図２１は、本実施形態における入力装置１の操作中における校正モードの処理例を示している。本実施形態では、入力装置１の起動からの経過時間に基づいて校正モードのデータ取込期間を設定する処理例について説明する。本実施形態における入力装置１において、操作ボタン１１は、図９に示したような第１、第２のスイッチを有する２段スイッチで構成されていてもよいし、これとは異なり、第１のスイッチが省略された１段階のスイッチで構成されていてもよい。
【０２６５】
［校正モードの処理例４］
入力装置１に電源が投入されることで、タイマーが作動する（ステップ１２０１）。このタイマーは、入力装置１の起動からの時間を計測し、後述するように校正値の更新に用いられるパラメータ（カウンタ規定値）の算出時に参照される（ステップ１２１２）。カウンタ規定値は、起動からの時間経過に応じて徐々に大きくなるように設定される。
【０２６６】
次に、ＭＰＵ１９の不揮発性メモリ（記憶部）から校正の基準となる角速度センサの基準値（オフセット値）ωrefψ、ωrefθを読み込む（ステップ１２０２）。続いて、角速度センサ１５１、１５２によって検出される角速度値（角速度信号、出力信号）を取得する（ステップ１２０３）。
【０２６７】
続いて、重みｎを算出する（ステップ１２０４）。この重みｎの算出には、上記タイマーのカウント値、すなわち入力装置１の起動からの経過時間が参照される。本実施の形態では、上記タイマーのカウント値が大きくなるほど、重みｎを小さくする。後述するように、重みｎが大きいほどデータ取込期間は短くなる。したがって、入力装置１の起動直後は最も短いデータ取込期間が設定され、入力装置１の起動からの時間の経過とともにデータ取込期間が徐々に長くなるように設定されることになる。
【０２６８】
次に、取得した角速度値ωψ、ωθをバッファリングし、ωψ成分及びωθ成分ごとに積算する（ステップ１２０５）。積算に際しては、角速度値の現在値に上述のようにして設定された重みｎが乗算される。そして、角速度値の積算と並行して、別途用意されたカウンタを重みｎだけインクリメントする（ステップ１２０５）。
【０２６９】
次に、上記カウンタの値が規定値に達したか否か判定する（ステップ１２０６）。判定の結果、カウンタ値が規定値に達していない場合は、メモリから読み出した基準値ωrefψ、ωrefθで今回得られた角速度値ωψ、ωθを減算することで、ＤＣオフセット成分が除去された正味の角速度値を得る（ステップ１２０７）。
【０２７０】
ＭＰＵ１９は、角速度センサの出力値（ωψ、ωθ）と基準電位の校正値（ωrefψ、ωrefθ）との差が所定値を超える場合、以上のようにして得られた角速度値を基に、図１２に示したような演算方法を用いてポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）を算出する（ステップ１２０８、１２０９）。そして、図１０のステップ１０４と同様な処理によって、制御装置４０へ移動コマンド（第１の移動コマンド）を送信する（ステップ１２０９）。
【０２７１】
一方、ＭＰＵ１９は、角速度センサの出力値（ωψ、ωθ）と基準電位の校正値（ωrefψ、ωrefθ）との差が所定値以下の場合、上記移動コマンドを生成しない処理を実行せず、上記ステップ１２０３へ移行する（ステップ１２０８）。この処理の目的は、起動ドリフトの影響が強すぎてポインタの移動操作感が損なわれることを防止することにある。上記のような不感帯を設定することによって、起動ドリフトによるポインタの誤動作を防止でき、ステップ１２０７で算出された正味の角速度値（ωψ、ωθ）が比較的小さい場合に特に効果的である。
【０２７２】
不感帯の設定範囲、すなわち上記所定値の大きさは、起動ドリフトの大きさを見込んで適宜の値に設定することができる。また、基準電位の校正値（ωrefψ、ωrefθ）には、当初設定された工場出荷時の基準値のほか、ステップ１２１０において算出される校正値の更新値が含まれる。
【０２７３】
通常、入力装置１への電源投入直後は、比較的起動ドリフトによるオフセット電位の変化量は大きく、かつ、その時間変化も大きい。また、時間の経過とともに起動ドリフトの大きさは減少し、その時間変化も小さい。そこで、後述するように、この不感帯の設定範囲を時間の経過とともに減少させるようにしてもよい。
【０２７４】
校正モードの実行中、ＭＰＵ１９は、角速度値ωψ、ωθを順次取得、積算し、上述の処理を繰り返す（ステップ１２１３、１２０３〜１２０９）。そして、カウンタ値が規定値に達した時点で、校正の基準値ωrefψ、ωrefθを更新する（ステップ１２０６、１２１０）。
【０２７５】
基準値の更新値には、これまでの角速度値の積算値を現在のカウンタ値で除算した値、すなわち平均値が用いられる。その後、角速度値ωψ、ωθの積算値（ＳＵＭωψ、ＳＵＭωθ）及びカウンタ値をそれぞれ０にリセットし（ステップ１２１１）、カウンタの規定値を再設定する（ステップ１２１２）。規定値の大きさは、タイマー（ステップ１２０１）を参照し、経過時間が長くなるほど大きな規定値を設定する（ステップ１２１２）。これにより、入力装置１の起動からの経過時間に応じてデータ取込期間が長くなる。また、ある時間の経過以降はカウンタ規定値を固定するようにしてもよい。
【０２７６】
次に、上述のようにして算出された新たな基準値ωrefψ、ωrefθで今回得られた角速度値ωψ、ωθを減算することで、ＤＣオフセット成分が除去された角速度値を得る（ステップ１２０７）。更新された角速度基準値ωrefψ、ωrefθは、角速度値の過去値をもとに算出された値である。すなわち、校正初期時に用いた基準値（メモリ値）と比較して、実際の角速度値を反映しているため、高精度な校正処理を実行することが可能となる。さらに、重みｎの大きさに相当する校正の度合いが反映されているので、入力装置１の実操作に対応した適正な校正処理が実現可能となる。
【０２７７】
さらに、本実施の形態によれば、バッファメモリの領域をほとんど取らずに、カットオフ周波数の低い（長サンプリングタイム）のローパスフィルタ機能を実現することができる。これにより、ＭＰＵ１９の省メモリ化を図ることが可能となる。
【０２７８】
校正処理が終了したときは、直近で取得したオフセット基準値（ωrefψ、ωrefθ）がＭＰＵ１９の不揮発メモリ（記憶部）へ書き込まれ、次回の校正時の基準値として参照される（ステップ１２１４）。
【０２７９】
以上の校正処理例によれば、入力装置１の操作中においても適正な校正が可能となる。また、不感帯を設定することによって、入力装置１の起動直後における起動ドリフトに起因する操作感の低下を防止できるとともに、起動ドリフトを短時間で収束させることが可能となる。
【０２８０】
さらに、上記不感帯の設定範囲を入力装置１の起動からの時間経過とともに減少させることによって、不感帯の設定に起因する操作感の低下を防止することが可能となる。
【０２８１】
すなわち、入力装置１の起動直後は、角速度センサのオフセット電位の時間変化率が大きく、かつ、校正の度合いを示す重みｎの値が小さく設定される（データ取込期間が短い）ため、校正精度が比較的低い。したがって、角速度センサの出力値に基づいて算出される校正後の基準値（オフセット電位）は、実際の基準値とのずれ（残差）が大きい。一方、起動ドリフトは時間の経過とともに減少して一定値に収束する傾向があるとともに、時間の経過とともに重みｎの値が大きくなる（データ取込期間が長くなる）ことで、校正精度が向上する。したがって、図２２（Ａ）に模式的に示すように、上述したような校正後の基準値と実際の基準値との差は時間の経過とともに小さくなる。
【０２８２】
そこで、図２２（Ｂ）に示すように、校正の残差の時間変化に追従して不感帯の設定範囲を時間経過とともに減少させる。これにより、ユーザによる入力装置の操作感の低下を防止することができる。図２２（Ｂ）において、不感帯の設定例１、２は、時間経過とともに不感帯の設定範囲を一次関数的に減少させる例を示している。設定例１のように最終的に不感帯を消失させてもよいが、角速度センサの微小なノイズをカットするため設定例２のように不感帯を消失させず一定の極小値を維持させるようにしてもよい。なお、不感帯は一次関数的に減少させる例に限られず、設定例３のように曲線的に減少させることも可能である。
【０２８３】
以上の不感帯の設定及び不感帯の可変制御は、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態にも同様に適用することが可能である。これにより、入力装置１の起動ドリフトによる操作感を更に高めることが可能となる。
【０２８４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０２８５】
例えば、上記各実施の形態では、入力装置の動きに応じて画面上で動くポインタ２を、矢印の画像として表した。しかし、ポインタ２の画像は矢印に限られず、単純な円形、角形等でもよいし、キャラクタ画像、またはその他の画像であってもよい。
【０２８６】
以上の実施の形態では、画面制御用の制御コマンドとして、画面上でポインタを移動させるための移動コマンドを生成する入力装置を例に挙げて説明した。しかし、これに限られず、表示された画面のズーム制御またはスクロール制御をするための制御コマンドを生成する入力装置にも、本発明は適用可能である。
【０２８７】
以上の第１の実施の形態では、入力装置１のポインタ移動可モードとポインタ移動不可モードの切り替え操作に押圧式の二段スイッチ（操作スイッチ１１）を用いた。これに代えて、選択手段として、一段式の押圧スイッチ（決定ボタン）と光センサとを組み合わせたスイッチ手段を用いてもよい。この場合、ＭＰＵ１９（処理手段）は、上記押圧スイッチにユーザの指が近接又は接触していることを上記光センサで検出しときには「ポインタ移動可モード」を実行し、上記光センサでユーザの指が検出されないときは「ポインタ移動不可モード」を実行する。
【０２８８】
図１５を参照して説明した校正モードの処理例として、ローパスフィルタを用いた例を説明した。この場合、ローパスフィルタに代えてカルマンフィルタや他のフィルタ手段を用いてもよい。
【０２８９】
さらに、筐体１０が静定状態にあることを検出したときに実行される第３の校正モードの処理例として、図１７に示した校正フローを説明したが、これに代えて、図１９又は図２０に示した校正フローを用いてもよい。この場合、ステップ９０４、１１０４で算出される重みｎとしては、例えば極大値を用いることができる。入力装置１が動的な状態にある場合と比較して、取得した角速度値が校正用データとしての信頼性が高く、精度の高い校正を実行することができるからである。
【０２９０】
上記実施形態で説明した入力装置は、無線で入力情報を制御装置に送信する形態を示したが、有線により入力情報が送信されてもよい。
【０２９１】
本発明は、例えば、表示部を備えるハンドヘルド型の電子機器あるいは情報処理装置（ハンドヘルド装置）に適用されてもよい。すなわち、ハンドヘルド装置は、上記入力装置１と制御装置４０とが一体となったような装置と考えることができる。この場合、ユーザが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面上のポインタが移動制御されたり、画面がスクロール制御されたり、ズーム制御されたりする。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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
以上の各実施の形態で説明したセンサユニット１７について、角速度センサユニット１５のＸ’及びＹ’の検出軸と、加速度センサユニット１６のＸ’及びＹ’軸の検出軸がそれぞれ一致している形態を説明した。しかし、それら各軸は、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６が基板上に搭載される場合、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸のそれぞれが一致しないように、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６がその基板の主面内で所定の回転角度だけずれて搭載されていてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、各軸の加速度及び角速度を得ることができる。
【０２９４】
上記角速度センサユニット１５の代わりとして、角度センサあるいは角加速度センサが用いられてもよい。角度センサとしては、地磁気センサまたはイメージセンサ等が挙げられる。例えば３軸地磁気センサが用いられる場合、角度値の変化量が検出されるので、その場合、角度値が微分演算されることで角速度値が得られる。角加速度センサは、複数の加速度センサの組み合わせにより構成され、角加速度センサにより得られる角加速度値が積分演算されることで、角速度値が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０２９５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る制御システムの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る入力装置を示す斜視図である。
【図３】上記入力装置の内部の構成を模式的に示す図である。
【図４】上記入力装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図５】上記制御システムにおける表示装置に表示される画面の例を示す図である。
【図６】上記入力装置をユーザが握った様子を示す図である。
【図７】上記入力装置の動かし方及びこれによる画面上のポインタの動きの典型的な例を説明するための図である。
【図８】上記入力装置に内蔵されるセンサモジュール（センサユニット）を示す斜視図である。
【図９】上記入力装置に設けられる操作スイッチ（スイッチ手段）の構成を示す模式図である。
【図１０】上記制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１１】上記制御システムにおける制御装置が主要な演算を行う場合の制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１２】速度値の算出方法の一実施の形態についての入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施の形態における速度値の算出方法の基本的な考え方を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態における角速度の算出方法の一例とセンサの校正の必要性を説明するための図である。
【図１５】本発明の一実施の形態における第１及び第２の校正モードの処理例を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施の形態における入力装置の校正処理を実行したときの角速度センサのＤＣオフセットの時間推移を模式的に示す図であり、（Ａ）は入力装置が動的状態にある場合を示し、（Ｂ）は入力装置が静的状態にある場合を示している。
【図１７】本発明の一実施の形態における第３の校正モードの処理例を説明するフローチャートである。
【図１８】本発明の他の実施の形態における第１及び第２の校正モードの処理例を説明するフローチャートである。
【図１９】本発明の更に他の実施の形態における第１及び第２の校正モードの処理例を説明するフローチャートである。
【図２０】本発明の更に他の実施の形態における入力装置の校正モードの処理例を説明するフローチャートである。
【図２１】本発明の更に他の実施の形態における入力装置の校正モードの処理例を説明するフローチャートである。
【図２２】図２１に示す校正モードの処理例における、校正値の残差の時間変化と不感帯の設定パターン例を説明する図である。
【符号の説明】
【０２９６】
１…入力装置
２…ポインタ
３…画面
４…アイコン
５…表示装置
１０…筺体
１１…操作スイッチ（選択手段、スイッチ手段）
１３…ホイールボタン
１４…バッテリー
１５…角速度センサユニット
１６…加速度センサユニット
１７…センサモジュール
１８…メイン基板
１９…ＭＰＵ（処理手段、校正手段）
２０…水晶発振器
２１…送受信機（送信手段）
２５…回路基板
３０…制御ユニット
３５…ＭＰＵ（表示制御手段）
３８…送受信機（受信手段）
４０…制御装置
５１…センサ（検出手段）
６１…モード表示ランプ（報知手段）
６２…モード表示部（報知手段）
１００…制御システム
Ｖｘ、Ｖｙ…ポインタ速度値
ω、ωψ、ωθ  角速度値
ωrefψ、ωrefθ…角速度基準値
ａｘ、ａｙ…加速度値
Δωψ、Δωθ…角加速度値
Ｒψ（ｔ）、Ｒθ（ｔ）…回転半径
Ｘ（ｔ）、Ｙ（ｔ）…座標値
【図１】
2010015535.tif 000003
【図２】
2010015535.tif 000004
【図３】
2010015535.tif 000005
【図４】
2010015535.tif 000006
【図５】
2010015535.tif 000007
【図６】
2010015535.tif 000008
【図７】
2010015535.tif 000009
【図８】
2010015535.tif 000010
【図９】
2010015535.tif 000011
【図１０】
2010015535.tif 000012
【図１１】
2010015535.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2010015535.tif 000015
【図１４】
2010015535.tif 000016
【図１５】
2010015535.tif 000017
【図１６】
2010015535.tif 000018
【図１７】
2010015535.tif 000019
【図１８】
2010015535.tif 000020
【図１９】
2010015535.tif 000021
【図２０】
2010015535.tif 000022
【図２１】
2010015535.tif 000023
【図２２】
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