(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筺体と、
基準電位を有し、前記筺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センサモジュールと、
前記センサモジュールの出力に基づいてポインタを移動させるための速度値であるポインタ速度値を算出する速度算出ユニットと、
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第１の実行手段と、
前記速度算出ユニットで算出されたポインタ速度値に応じて画面上で前記ポインタを移動させる処理である操作モードを実行する第２の実行手段と、
外部からの入力操作に応じて前記校正モードの実行と前記操作モードの実行とを切り替えるスイッチであって、入力装置を支持するための支持手段の上に当該入力装置が載置されたことを検出することが可能なセンサで構成され、前記入力装置が前記支持手段の上に載置されたことを検出したとき、前記校正モードの実行側に切り替えるスイッチと
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、
前記センサモジュールは、第１の方向を中心軸とする回転方向の角速度を検出する角速度センサを含む入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記校正モードは、校正の準備モードを含む入力装置。
【請求項４】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記センサモジュールは、前記第１の方向とは異なる第２の方向の加速度を検出する第１の加速度センサを含む入力装置。
【請求項５】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記入力装置が前記支持手段の上に載置されているとき、前記第２の方向は鉛直方向と直交関係にある入力装置。
【請求項６】
請求項４に記載の入力装置であって、
前記センサモジュールは、前記第１の方向の加速度を検出する第２の加速度センサを含み、
前記入力装置が前記支持手段の上に載置されているとき、前記第１の方向は鉛直方向と直交関係にある入力装置。
【請求項７】
グリップ部を有する筺体と、
基準電位を有し、前記筺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センサモジュールと、
前記センサモジュールの出力に基づいてポインタを移動させるための速度値であるポインタ速度値を算出する速度算出ユニットと、
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第１の実行手段と、
前記速度算出ユニットで算出されたポインタ速度値に応じて画面上で前記ポインタを移動させる処理である操作モードを実行する第２の実行手段と、
外部からの入力操作に応じて前記校正モードの実行と前記操作モードの実行とを切り替えるスイッチであって、前記グリップ部に配置された近接センサで構成され、前記近接センサの出力が、前記グリップ部をユーザが把持していないときの出力に相当するとき、前記校正モードの実行側に切り替えるスイッチと
を具備する入力装置。
【請求項８】
請求項１または請求項７に記載の入力装置であって、
前記校正モードの実行中か前記操作モードの実行中かを報知する報知手段をさらに具備する
入力装置。
【請求項９】
請求項８に記載の入力装置であって、
前記報知手段は、発光表示手段であり、
前記第１の実行手段は、前記校正モードの実行中、前記発光表示手段を第１の発光パターンで発光させ、
前記第２の実行手段は、前記操作モードの実行中、前記発光表示手段を前記第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
入力装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の入力装置であって、
前記報知手段は、音響発生手段であり、
前記第１の実行手段は、前記校正モードの実行中、前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、
前記第２の実行手段は、前記操作モードの実行中、前記音響発生手段から前記第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
入力装置。
【請求項１１】
請求項１または請求項７に記載の入力装置であって、
前記校正モードの実行により得られた第１の校正値を記憶する不揮発性の記憶部をさらに具備する
入力装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の入力装置であって、
前記第１の実行手段は、前記校正モードの新たな実行により得られた第２の校正値と、前記記憶部に記憶された前記第１の校正値との差が第１の閾値以下のとき、前記第２の校正値を前記第１の校正値と置き換えて前記記憶部に記憶する
入力装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の入力装置であって、
前記第１の実行手段は、前記校正モードの新たな実行により得られた第２の校正値が第２の閾値以下のとき、前記第２の校正値を前記第１の校正値と置き換えて前記記憶部に記憶する
入力装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の入力装置であって、
前記第１の実行手段は、前記第２の校正値が前記第２の閾値を超えるとき、前記校正モードを再実行し、かつ、
前記校正モードの再実行により得られた第３の校正値と前記第２の校正値との差が第３の閾値以下のとき、前記第２の校正値、又は前記第３の校正値、又は前記第２及び第３の校正値の平均値を前記第１の校正値と置き換えて前記記憶部に記憶する
入力装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の入力装置であって、
前記第１の実行手段は、前記校正モードの実行中に、前記検出信号の大きさが第４の閾値を越えたとき、前記校正モードの実行を中止する
入力装置。
【請求項１６】
筺体と、
基準電位を有し、前記筺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センサモジュールと、
前記センサモジュールの出力に基づいてポインタを移動させるための速度値であるポインタ速度値を算出する速度算出ユニットと、
前記速度算出ユニットで算出されたポインタ速度値を送信する送信ユニットと、
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第１の実行手段と、
前記速度算出ユニットで算出されたポインタ速度値に応じて画面上で前記ポインタを移動させる処理である操作モードを実行する第２の実行手段と、
外部からの入力操作に応じて前記校正モードの実行と前記操作モードの実行とを切り替えるスイッチであって、入力装置を支持するための支持手段の上に当該入力装置が載置されたことを検出することが可能なセンサで構成され、前記入力装置が前記支持手段の上に載置されたことを検出したとき、前記校正モードの実行側に切り替えるスイッチとを有する入力装置と、
前記送信ユニットで送信されたポインタ速度値の情報を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信されたポインタ速度値に応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置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１７】
グリップ部を有する筺体と、
基準電位を有し、前記筺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センサモジュールと、
前記センサモジュールの出力に基づいてポインタを移動させるための速度値であるポインタ速度値を算出する速度算出ユニットと、
前記速度算出ユニットで算出されたポインタ速度値を送信する送信ユニットと、
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第１の実行手段と、
前記速度算出ユニットで算出されたポインタ速度値に応じて画面上で前記ポインタを移動させる処理である操作モードを実行する第２の実行手段と、
外部からの入力操作に応じて前記校正モードの実行と前記操作モードの実行とを切り替えるスイッチであって、前記グリップ部に配置された近接センサで構成され、前記近接センサの出力が、前記グリップ部をユーザが把持していないときの出力に相当するとき、前記校正モードの実行側に切り替えるスイッチとを有する入力装置と、
前記送信ユニットで送信されたポインタ速度値の情報を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信されたポインタ速度値に応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置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１８】
請求項１６または請求項１７に記載の制御システムであって、
前記校正モードの実行中か前記操作モードの実行中かを報知する報知手段をさらに具備する
制御システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の制御システムであって、
前記報知手段は、前記校正モードの実行中は第１の表示パターンで表示し、前記操作モードの実行中は、前記第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表示手段である
制御システム。
【請求項２０】
請求項１８に記載の制御システムであって、
前記報知手段は、前記校正モードの実行中は第１の音響パターンで音響を発生し、前記操作モードの実行中は、前記第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する音響発生手段である
制御システム。
【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入力装置及び制御システムに関する。
【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及び制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る入力装置は、筺体と、
基準電位を有し、前記筺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センサモジュールと、
前記センサモジュールの出力に基づいて前記ポインタを移動させるための速度値であるポインタ速度値を算出する速度算出ユニットと、
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第１の実行手段と、
前記速度算出ユニットで算出されたポインタ速度値に応じて画面上でポインタを移動させる処理である操作モードを実行する第２の実行手段と、
外部からの入力操作に応じて前記校正モードの実行と前記操作モードの実行とを切り替えるスイッチとを具備する。
【００１３】
本発明では、外部からの入力操作に応じて校正モードの実行と操作モードの実行とを切り替えるスイッチを備えているので、入力装置の静定状態の検出にユーザによる入力装置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、センサモジュールを適正に校正することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る入力装置において、前記センサモジュールは、第１の方向を中心軸とする回転方向の角速度を検出する角速度センサを含むことができる。これにより、上記角速度センサの検出精度を高めて、ポインタの誤移動を抑えることが可能となる。
【００１５】
なお、上記センサモジュールは、上記第１の方向を中心軸とする回転方向の角速度を検出する第１の角速度センサに加えて、上記第１の方向と直交する又は交差する方向を中心軸とする回転方向の角速度を検出する第２の角速度センサを含む構成としてもよい。
【００１６】
本発明に係る入力装置において、前記校正モードは、校正の準備モードを含むことができる。これにより、上記スイッチが校正モードの実行側へ切り替えられた後すぐに校正処理を開始する場合と比較して、校正の精度を高めることが可能となる。
【００１７】
上記校正の準備モードとしては、上記センサの出力に基づいて当該筺体の静定状態を判定する処理、上記スイッチが校正モードの実行側へ切り替えられた後所定時間経過するまで校正の開始を保留する処理などが挙げられる。
【００１８】
上記スイッチは、ユーザによる入力装置の使用及び非使用を検出するために、外部からの入力操作に応じて切り替え動作可能に構成される。一の形態として、上記スイッチは、入力装置をユーザが把持しているか否かを検出するセンサで構成することができる。他の形態として、上記スイッチは、入力装置を静止部上に載置しているか否かを検出するセンサで構成することができる。これらのスイッチの出力に基づいて入力装置が非使用状態であることを検出したときに上記校正モードを実行することにより、高精度かつ信頼性に優れたセンサの校正処理を行うことが可能となる。
【００１９】
本発明に係る入力装置において、前記センサモジュールは、第１の方向を中心軸とする回転方向の角速度を検出する角速度センサと、前記第１の方向とは異なる第２の方向の加速度を検出する第１の加速度センサとを含むことができる。また、前記第１の方向の加速度を検出する第２の加速度センサをさらに含むことができる。
【００２０】
加速度センサ及び角速度センサは、筺体の動きを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であるため、校正モードの実行により、これらセンサの出力の適正化を図ることができる。なお、校正モードにおいては、加速度センサ及び角速度センサの双方を校正してもよいし、何れか一方のセンサのみを校正するようにしてもよい。
【００２１】
本発明に係る入力装置において、前記スイッチは、前記入力装置の非使用時に前記入力装置を支持するための支持手段の上に、前記入力装置が載置されたことを検出するセンサであり、前記センサは、前記入力装置が前記支持手段の上に載置されたことを検出したとき、前記校正モードの実行側に切り替えられるように構成することができる。
【００２２】
入力装置が非使用状態にあるとき、入力装置は静止状態であると判断することができるため、上記構成によりセンサの校正処理を適正に行うことが可能となる。
【００２３】
ここで、前記入力装置が前記支持手段の上に載置されているとき、前記第２の方向は鉛直方向と直交関係にあるように入力装置を構成すれば、重力の影響を受けることなく前記第１の加速度センサを校正することが可能となる。また、前記第２の方向だけでなく前記第１の方向をも鉛直方向と直交関係にあるように入力装置を構成することにより、第１、第２の両方の加速度センサを校正することが可能となる。
【００２４】
本発明に係る入力装置において、前記筺体はグリップ部を有し、前記スイッチは、前記グリップ部に配置された近接センサであり、前記近接センサの出力が、前記グリップ部をユーザが把持していないときの出力に相当するとき、前記校正モードの実行に切り替えられるようにしてもよい。
【００２５】
上記筺体のグリップ部をユーザが把持していないとき、入力装置は非使用状態すなわち静止状態にあると判断することができるため、上記構成によりセンサの校正処理を適正に行うことが可能となる。
【００２６】
本発明に係る入力装置において、前記入力装置は、報知手段として発光表示手段をさらに具備し、前記第１の実行手段は、前記校正モードの実行中、前記発光表示手段を第１の発光パターンで発光させ、前記第２の実行手段は、前記操作モードの実行中、前記第１の発光パターンとは異なる第２の発光パターンで前記発光表示手段を発光させるようにしてもよい。
【００２７】
これにより、発光パターンに応じて、入力装置が校正モードの実行中か操作モードの実行中かをユーザに対して視覚的に認識させることが可能となる。
【００２８】
本発明に係る入力装置において、前記入力装置は、報知手段として音響発生手段をさらに具備し、前記第１の実行手段は、前記校正モードの実行中、前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、前記第２の実行手段は、前記操作モードの実行中、前記音響発生手段から前記第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ようにしてもよい。
【００２９】
これにより、音響パターンに応じて、入力装置が校正モードの実行中か操作モードの実行中かをユーザに対して聴覚的に認識させることが可能となる。
【００３０】
本発明に係る入力装置において、前記校正モードの実行により得られた第１の校正値を記憶する不揮発性の記憶部をさらに具備していてもよい。これにより、入力装置へ電源を再投入したときのセンサの基準値として、前回校正したセンサの基準値を用いることが可能となる。
【００３１】
この場合において、前記第１の実行手段は、前記校正モードの新たな実行により得られた第２の校正値と、前記記憶部に記憶された前記第１の校正値との差が第１の閾値以下のとき、前記第２の校正値を前記第１の校正値と置き換えて前記記憶部に記憶するようにしてもよい。これにより、上記第２の校正値が異常値である場合、センサの誤った校正を防止することが可能となる。
【００３２】
一方、前記第１の実行手段は、前記校正モードの新たな実行により得られた第２の校正値が第２の閾値以下のとき、前記第２の校正値を前記第１の校正値と置き換えて前記記憶部に記憶するようにしてもよい。これにより、センサモジュールの適正な校正を確保することが可能となる。
【００３３】
この場合、前記第１の実行手段は、前記第２の校正値が前記第２の閾値を超えるとき、前記校正モードを再実行し、かつ、前記校正モードの再実行により得られた第３の校正値と前記第２の校正値との差が第３の閾値以下のとき、前記第２の校正値、又は前記第３の校正値、又は前記第２及び第３の校正値の平均値を前記第１の校正値と置き換えて前記記憶部に記憶するようにしてもよい。これにより、センサモジュールのより適正な校正を実現することが可能となる。
【００３４】
そして、前記第１の実行手段は、前記校正モードの実行中に、前記検出信号の大きさが第４の閾値を越えたとき、前記校正モードの実行を中止することができる。これにより、入力装置に外乱などのノイズが混入した状態でセンサモジュールが校正されることを防止できるので、校正の適正化を図ることが可能となる。また、校正モードの実行中に、上記スイッチが操作モードの実行側へ切り替えられたときにも、校正モードの実行を中止することができる。これにより、入力装置が操作モードの実行中にもかかわらずセンサモジュールが校正されることを防止できるので、校正の適正化を図ることが可能となる。
【００３５】
一方、本発明に係る制御システムは、筺体と、
基準電位を有し、前記筺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センサモジュールと、
前記センサモジュールの出力に基づいて前記ポインタを移動させるための速度値であるポインタ速度値を算出する速度算出ユニットと、
前記速度算出ユニットで算出されたポインタ速度値を送信する送信ユニットと、
前記基準電位を校正するための校正モードを実行する第１の実行手段と、
前記速度算出ユニットで算出されたポインタ速度値に応じて画面上でポインタを移動させる処理である操作モードを実行する第２の実行手段と、
外部からの入力操作に応じて前記校正モードの実行と前記操作モードの実行とを切り替えるスイッチとを有する入力装置と、
前記送信ユニットで送信されたポインタ速度値の情報を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信されたポインタ速度値に応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置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。
【００３６】
本発明では、外部からの入力操作に応じて校正モードの実行と操作モードの実行とを切り替えるスイッチを備えているので、入力装置の静定状態の検出にユーザによる入力装置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、センサモジュールを適正に校正することが可能となる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、センサモジュール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】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３９】
［第１の実施の形態］
（制御システム）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る制御システムを示す図である。制御システム１００は、表示装置５、制御装置４０及び入力装置１を含む。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
入力装置１は、センサモジュール１７、制御ユニット３０、バッテリー１４を備えている。
【００４４】
図８は、センサモジュール１７を示す斜視図である。
【００４５】
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（第１の加速度センサ、または第２の加速度センサ）、及びＹ軸方向の加速度を検出する加速度センサ１６２（第２の加速度センサ、または第１の加速度センサ）の２つのセンサを含む。
【００４６】
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、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（第１の角速度センサ、または第２の角速度センサ）、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（第２の角速度センサ、または第１の角速度センサ）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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。Ｘ軸方向、Ｙ軸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。
【００４９】
図２及び図３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。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）の周りの回転の方向をロール方向という場合もある。
【００５０】
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。
【００５１】
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、各種演算に必要なパラメータ、校正モードの実行により得られた校正値などを記憶する。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
送信機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。送信機２１及びアンテナ２２のうち少なくとも一方により送信ユニットが構成される。
【００５５】
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。
【００５６】
制御装置４０はコンピュータであり、図１に示すように、ＭＰＵ３５（あるいはＣＰＵ）、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、ビデオＲＡＭ４１、アンテナ３９及び受信機３８などを含む。
【００５７】
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。ＭＰＵ３５（表示制御手段）は、その制御信号を解析し、各種の演算処理を行う。これにより、表示装置５の画面３上に表示されたＵＩを制御する表示制御信号が生成される。ビデオＲＡＭ４１は、その表示制御信号に応じて生成される、表示装置５に表示される画面データを格納する。
【００５８】
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、ＰＣに限られず、表示装置５と一体となったコンピュータであってもよいし、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、ゲーム機器、またはカーナビゲーション機器等であってもよい。
【００５９】
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。
【００６０】
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Ｘ軸方向とし、垂直方向をＹ軸方向とする。以降の説明の理解を容易にするため、特に明示がない限り、入力装置１で操作される対象となるＵＩがポインタ２（いわゆるカーソル）であるとして説明する。
【００６１】
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、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や電源スイッチ等の操作部を備えていてもよい。このようにユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１を空中で移動させ、あるいは操作部を操作することにより、その入力情報が制御装置４０に出力され、制御装置４０によりＵＩが制御される。
【００６２】
（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。
【００６３】
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。
【００６４】
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（第１の角速度値、または第２の角速度値）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。
【００６５】
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（第２の角速度値、または第１の角速度値）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。
【００６６】
以降の説明では、絶対的な座標系をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸で表す。一方、入力装置１と一体的に動く座標系（入力装置１の座標系）をＸ’軸、Ｙ’軸及びＺ’軸で表す。
【００６７】
後に詳述するが、一実施の形態では、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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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９は、その典型的な動作の例を示すフローチャートである。なお、図９〜図１２に示す動作例は、入力装置１が有する「操作モード」の具体例である。
【００７２】
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）。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
このように、本実施の形態では、加速度値（ａｘ、ａｙ）が単純に積分されて速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）が算出されるのではなく、加速度値（ａｘ、ａｙ）及び角速度値（ωψ、ωθ）に基づき、速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）が算出される。これにより、ユーザの直感に合致した入力装置１の使用感が得られ、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、必ずしも加速度値（ａｘ、ａｙ）及び角速度値（ωψ、ωθ）に基づき速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）が得られなくてもよく、加速度値（ａｘ、ａｙ）が単純に積分されて速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）が算出されてもよい。
【００７６】
ＭＰＵ１９は、求めたポインタ速度値（Ｖｘ、Ｖｙ）の情報を、送信機２１及びアンテナ２２を介して制御装置４０に送信する（ステップ１０４）。
【００７７】
制御装置４０のＭＰＵ３５は、アンテナ３９及び受信機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。
【００７８】
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）。
【００７９】
Ｘ（ｔ）＝Ｘ（ｔ−１）＋Ｖｘ’・・・（１）
Ｙ（ｔ）＝Ｙ（ｔ−１）＋Ｖｙ’・・・（２）
【００８０】
図９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１０に示す実施の形態では、制御装置４０が主要な演算を行う。
【００８１】
図１０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、１０６及び１０７と同様の処理を実行する（ステップ３０５〜３０７）。
【００８２】
以降では、図９のステップ１０３、図１０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１１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１２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。
【００８３】
図１２では、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１２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、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。
【００８４】
１．入力装置１の加速度センサユニット１６が配置された部分（以下、先端部）のＹ軸周りの角速度値ωψは、手首の回転による角速度、肘の回転による角速度、及び腕の付け根の回転による角速度の合成値である。
２．入力装置１の先端部のヨー方向の速度値Ｖｘは、手首、肘、及び腕の付け根の角速度に、それぞれ、手首と先端部との距離、肘と先端部との距離、腕の付け根と先端部との距離を乗じた値の合成値である。
【００８５】
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（第１の中心軸、または第２の中心軸）を中心に回転していると考えることができる。この時間ごとに位置が変化する中心軸と、入力装置１の先端部との距離を、Ｙ軸周りの回転半径Ｒψ（ｔ）（第１の回転半径、または第２の回転半径）とすると、入力装置１の先端部の速度値Ｖｘと、角速度値ωψとの関係は、以下の式（３）で表される。すなわち、ヨー方向の速度値Ｖｘは、Ｙ軸周りの角速度値ωψに、中心軸と先端部との距離Ｒψ（ｔ）を乗じた値となる。
【００８６】
Ｖｘ＝Ｒψ（ｔ）・ωψ・・・（３）
【００８７】
なお、本実施の形態では、センサモジュール１７の回路基板２５上に、加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５が一体的に配置されている。したがって、回転半径Ｒψ（ｔ）は中心軸からセンサモジュール１７までの距離となる。しかし、加速度センサユニット１６と角速度センサユニット１５とが、筺体１０内で離れて配置される場合には、上記したように、中心軸から加速度センサユニット１６までの距離が回転半径Ｒψ（ｔ）となる。
【００８８】
式（３）に示すように、入力装置１の先端部の速度値と、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。
【００８９】
上記式（３）を変形して式（４）を得る。
Ｒψ（ｔ）＝Ｖｘ／ωψ・・・（４）
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
Ｒψ（ｔ）＝ｘ／ψ・・・（５）
Ｒψ（ｔ）＝ａｘ／Δωψ・・・（６）
Ｒψ（ｔ）＝Δａｘ／Δ（Δωψ）・・・（７）
【００９３】
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、角加速度値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、Ｘ軸方向の加速度値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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
図１１では、式（６）が用いられる例について説明する。図１１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）。
【００９７】
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）。
【００９８】
Ｒψ（ｔ）＝ａｘ／Δωψ・・・（６）
Ｒθ（ｔ）＝ａｙ／Δωθ・・・（８）
【００９９】
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）。
【０１００】
Ｖｘ＝Ｒψ（ｔ）・ωψ・・・（３）
Ｖｙ＝Ｒθ（ｔ）・ωθ・・・（９）
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
図１３（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。
【０１０７】
Ｓω（ｔ０）＝Ｖ（ｔ０）−Ｖref・・・（１０）
【０１０８】
基準電位Ｖref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。
【０１０９】
（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１３（Ｂ）に、基準電位Ｖrefの変動の一例を示す。
【０１１０】
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。
【０１１１】
例えば、図１３（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。
【０１１２】
Ｓω（ｔ１）＝Ｖ（ｔ１）−Ｖref・・・（１１）
Ｓω（ｔ２）＝Ｖ（ｔ２）−Ｖref・・・（１２）
【０１１３】
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１３（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。
【０１１４】
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１３（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。
【０１１５】
Ｓω（ｔ１）＝Ｖ（ｔ１）−Ｖref（ｔ１）・・・（１３）
Ｓω（ｔ２）＝Ｖ（ｔ２）−Ｖref（ｔ２）・・・（１４）
【０１１６】
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）。
【０１１７】
しかしながら、この方法では、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。
【０１１８】
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（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。
【０１１９】
（入力装置の校正機能）
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（第２の実行手段）を有する。
【０１２０】
ＭＰＵ１９は更に、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（第１の実行手段）を有する。そして、本実施形態の入力装置１は、外部からの入力操作に応じて上記校正モードの実行と上記操作モードの実行とを切り替えるスイッチを備える。
【０１２１】
上記スイッチは、ユーザによる入力装置の使用及び非使用を検出するために、外部からの入力操作に応じて切り替え動作可能に構成される。本実施形態において、上記スイッチは、入力装置１をユーザが把持しているか否かを検出するセンサで構成されている。
【０１２２】
図２に示す入力装置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、上記スイッチ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。
【０１２３】
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、上記操作モードを実行する。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、上記操作モードの実行から上記校正モードの実行に切り替える。校正モードの詳細については後述する。
【０１２４】
以上のように本実施形態では、外部からの入力操作に応じて（ユーザによる入力装置１の操作状態及び非操作状態を検出して）、校正モードの実行と操作モードの実行とを切り替える近接センサ５１を備えている。本実施の形態によれば、ユーザが入力装置１を手に持って使用しているときにセンサモジュール１７の校正処理が実行されることを防止できる。すなわち、本実施形態によれば、入力装置１の静定状態の検出にユーザによる入力装置の使用の意図を反映させることが可能となるので、センサモジュール１７を適正に校正することが可能となる。
【０１２５】
また、本実施形態によれば、筺体１０のグリップ部Ｇをユーザが把持していないとき、入力装置１は非使用状態すなわち静止状態にあると判断することができるため、センサモジュール１７の校正処理を適正に行うことが可能となる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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などを採用することも可能である。
【０１２８】
一方、本実施の形態の制御システム１００は、入力装置１が操作モードの実行中であるか、校正モードの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。
【０１２９】
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、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、操作モードの実行中は、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。
【０１３０】
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、校正モードの実行中は、比較的点滅周期の速い赤色点滅、操作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。なお、校正モードが複数のモードで構成されている場合、上記第１の発光パターンとして、各モードに対応した発光パターンをさらに設定することができる。
【０１３１】
校正モードと操作モードの間でモード表示ランプ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、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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
モード表示部６２は、校正モードと操作モードと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、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、操作モードの実行中は、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。この場合、入力装置１はポインタ速度値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。
【０１３４】
モード表示部６２の表示内容は、例えば「校正モード中」又は「操作モード中」というような文字情報でもよいし、いずれの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をモード別に異なる色で表示してもよいし、モード別に異なる態様で点滅表示させてもよい。
【０１３５】
校正モードと操作モードの間でモード表示部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、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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
上記音響発生手段が入力装置１に内蔵される場合、ＭＰＵ１９は、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、操作モードの実行中は、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。
【０１３９】
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、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、操作モードの実行中は、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。
【０１４０】
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、操作モードの実行中は、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。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。
【０１４１】
校正モードと操作モードの間で音響パターンの異なる音響を発生させることで、入力装置１がいずれの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、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。
【０１４２】
（図１４の校正フロー）
次に、校正モードの一実施の形態について説明する。図１４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。
【０１４３】
ここでは、ユーザにより入力装置１が操作されているときの状態から説明する。ステップ１００１では、入力装置１の動作モードが校正モードであるか否かが判定される。これは、近接センサ５１の出力に基づいて判定される。この場合、近接センサ５１の出力は、筺体１０をユーザが把持しているときの出力に相当するので、入力装置１の動作モードは操作モードであると判定される。
【０１４４】
近接センサ５１の出力に基づいて、入力装置１が操作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２の発光パターンで発光させ、さらに操作モードによる処理が実行（継続）される（ステップ１００２、１００３）。入力装置１の操作モードは、図９〜図１２を参照して説明した動作例が該当する。ステップ１００１〜１００３の処理は、入力装置１が校正モードに移行するまで続けられる。
【０１４５】
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の動作モードを操作モードから校正モードへ切り替える（ステップ１００１）。
【０１４６】
本実施の形態において、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、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。
【０１４７】
図１４を参照して、校正準備モードの一例を説明する。
【０１４８】
まず、入力装置１が校正モードへ遷移した後、モード表示ランプ６１を上記第１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１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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
続いて、角速度センサユニット１５の検出信号である角速度値（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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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）。
【０１５３】
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）。
【０１５４】
以下、校正処理モードについて説明する。
【０１５５】
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１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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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）。
【０１５９】
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（第１の校正値）として適用される。
【０１６０】
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１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。
【０１６１】
本実施形態においては、校正モードの実行により得られた校正値を記憶する不揮発性のメモリを備えているので、入力装置１の電源を再投入したときのセンサモジュール１７の基準値として、前回校正したセンサモジュール１７の基準値を用いることが可能となる。これにより、常に最新の基準値でセンサモジュール１７による角速度検出を行うことができる。
【０１６２】
ここで、ステップ１０１５における校正値のメモリへの書き込みに際しては、校正モードの新たな実行により得られた校正値（第２の校正値）と、メモリに記憶されている前回の校正モードの実行により得られた校正値（第１の校正値）とを比較し、その差がある一定の閾値（第１の閾値）以下のときに限って、今回の校正値（第２の校正値）を前回の校正値（第１の校正値）と置き換えてメモリへ記憶するようにしてもよい。これにより、今回の校正値が異常値である場合、センサモジュールの誤った校正を防止することが可能となる。
【０１６３】
また、校正モードの新たな実行により得られた校正値（第２の校正値）がある一定の閾値（第２の閾値）以下のときに限って、今回の校正値（第２の校正値）を前回の校正値（第１の校正値）と置き換えてメモリへ記憶するようにしてもよい。これにより、センサモジュールの適正な校正を確保することができる。
【０１６４】
一方、今回の校正値（第２の校正値）が上記第２の閾値を越えるときは、校正モードを再実行する。そして、校正モードの再実行により得られた校正値（第３の校正値）と今回の校正値（第２の校正値）との差がある一定の閾値（第３の閾値）以下のとき、上記第２の校正値を上記第１の校正値と置き換えてメモリへ記憶するようにしてもよい。この場合、メモリへ記憶する校正値は上記第２の校正値のみに限られず、例えば、上記第３の校正値でもよいし、第２及び第３の校正値の平均値でもよい。これにより、センサモジュールの適正な校正を実現することができる。
【０１６５】
そして、校正モードの実行中に、角速度センサの検出信号の大きさが、入力装置１が操作されたと判断できるのに十分なある一定の閾値（第４の閾値）を越えたとき、校正モードの実行を中止するようにしてもよい。これにより、入力装置１に外乱などのノイズが混入した状態でセンサモジュール１７が校正されることを防止できるので、校正の適正化を図ることが可能となる。また、校正モードの実行中に、近接センサ５１が操作モードの実行側へ切り替えられたときにも、校正モードの実行を中止することができる。これにより、入力装置１が操作モードの実行中にもかかわらずセンサモジュール１７が校正されることを防止できるので、校正の適正化を図ることが可能となる。
【０１６６】
（図１５の校正フロー）
図１５は、他の実施形態によるセンサモジュールの校正フローを示している。図１５におけるステップ２００１〜２００３は、図１４におけるステップ１００１〜１００３と同一の処理内容である。本例では、校正準備モード（ステップ２００４〜２００７）の処理内容が図１４の校正準備モード（ステップ１００１〜１００９）と異なっている。
【０１６７】
本例における校正準備モードは、設定したカウンタ値Ｎ１のカウントダウンのみで校正準備モードが終了し、校正処理モードへ移行する。つまり、校正モードに遷移した後の所定時間内でセンサモジュールの出力が静定するとみなして、校正処理モードを実行するようにしている。これにより、校正準備モードの実行に要する演算量を低減できるので、システムの構築が容易となる。
【０１６８】
本例における校正処理モード（ステップ２００８〜２０１３）は、図１４における校正処理モード（ステップ１０１０〜１０１５）と同一の処理内容を有するので、ここではその説明は省略する。
【０１６９】
（図１６の校正フロー）
図１６は、更に他の実施形態によるセンサモジュールの校正フローを示している。図１６におけるステップ３００１〜３００３は、図１４におけるステップ１００１〜１００３と同一の処理内容である。本例では、校正準備モードと校正処理モードとが一部において融合している点で図１４の校正フローと異なっている。具体的に、本例では、ステップ３００４〜３００８のルーチンが校正準備モードの実行に相当し、ステップ３００４〜３００６、３００９〜３０１１のルーチンが校正処理モードの実行に相当する。
【０１７０】
図１６に示す校正モードでは、まず、所定の初期カウンタ値Ｎ３を設定する（ステップ３００４）。次に、角速度値ωを取り込む（ステップ３００５）。取り込んだ角速度値はメモリへ記憶される。続いて、取り込んだ角速度値ω（ｔ）と前回取り込んだ角速度値ω（ｔ−１）との差（絶対値）を判定する（ステップ３００６）。上記差がある一定の閾値Ｖｔｈ２より小さい場合、入力装置１のモード表示ランプ６１を校正モード用の上記第１の発光パターンで表示させる（ステップ３００９）。その後、カウンタ値Ｎ３が０に達したかを判定し（ステップ３０１０）、カウンタ値Ｎ３が０に達していないときはカウンタ値Ｎ３を所定量減算してステップ３００４へ戻る（ステップ３０１１）。
【０１７１】
ステップ３００６において、角速度値の差が閾値Ｖｔｈ２以上の場合、角速度センサが静定状態にないと判断し、上記メモリに書き込んだ角速度値を一旦リセット（消去）してステップ３００４へ戻る（ステップ３００７）。この際、モード表示ランプ６１を校正準備（校正のやり直し）用の発光パターンで発光させてもよい（ステップ３００８）。また、ステップ３００７は任意であり、必要に応じて省略することができる。
【０１７２】
ステップ３０１０において、カウンタ値Ｎ３が０に達すると、カウンタ値Ｎ３の設定後これが０に達するまでの間にメモリへ取り込んだ角速度値の平均値（ωref）を算出し、これを再びメモリへ記憶する（ステップ３０１２）。校正値をメモリに記憶した後は、必要に応じて、入力装置１のモード表示ランプ６１を上記第１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、ステップ３００１へ戻り、再び上述の処理を実行する。
【０１７３】
以上のようにして、入力装置１の校正処理が実行される。上記の例では、角速度センサユニット１５を校正する例について説明したが、同様な方法で加速度センサユニット１６を校正することが可能である。
【０１７４】
［第２の実施の形態］
図１７は、本発明の第２の実施の形態による入力装置６０の概略構成を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【０１７５】
本実施の形態の入力装置６０は、図示する形態の筺体６３を有している。筺体６３は、カーソルキーボタンを含む第１の操作キー群６４と、テンキーボタンを含む第２の操作キー群６５とが配置された表面６３ａと、その反対側の裏面６３ｂとを有する。筺体６３の内部には、上述の第１の実施の形態と同様、制御ユニット３０やバッテリー１４（図３）、センサモジュール１７（図８）などが収容されており、特に、センサモジュール１７は、筺体６３の前方側端部６３Ｆに収容されている。したがって、前方側端部６３Ｆを画面に向けて操作することによって、上述の第１の実施の形態と同様に、ポインタの移動操作が可能となる。
【０１７６】
本実施の形態の入力装置６０は、筺体６３の前面側の裏面６３ｂに、外部からの入力操作に応じて操作モードの実行と校正モードの実行とを切り替えるスイッチ５２を備えている。
【０１７７】
スイッチ５２は、感圧式のセンサ、プッシュ式のボタン等で構成されている。筺体６３がテーブルなどの静定状態にある支持台（支持手段）の上に載置されたとき、入力装置６０の自重でスイッチ５２はオンとなり、入力装置６０を校正モード側に切り替える。また、ユーザによって入力装置６０が空中で操作されているとき、スイッチ５２はオフとなり、入力装置６０を操作モード側に切り替える。
【０１７８】
本実施の形態の入力装置６０においては、校正モードの実行と操作モードの実行とを切り替えるスイッチ５２が筺体６３の裏面側に配置されているため、ユーザが入力装置を手に持って空中で使用しているときに校正モードが実行されることはない。
【０１７９】
したがって本実施の形態によれば、ユーザが入力装置６０を手に持って使用しているときにセンサモジュール１７の校正処理が実行されることを防止できる。すなわち、入力装置６０の静定状態の検出にユーザによる入力装置の使用の意図を反映させることが可能となるので、センサモジュール１７の検出信号を適正に校正することが可能となる。
【０１８０】
一方、入力装置６０が上記支持台の上に載置され、ユーザの手から離れると、スイッチ５２の切り替えによりセンサモジュール１７の校正処理が実行される。校正モードの実行は、図１４〜図１６を参照して説明した上述の第１の実施の形態と同様であるので、ここではその説明は省略する。
【０１８１】
［第３の実施の形態］
図１８は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の入力装置８０は、筺体８１と、ボタン８２と、モード表示ランプ８３と、電源スイッチ８４などを備えている。筺体８１の内部には、上述の第１の実施の形態と同様、制御ユニット３０やバッテリー１４（図３）、センサモジュール１７（図８）などが収容されており、特に、センサモジュール１７は、筺体８１の前方側（図において上方側）端部に収容されている。したがって、筺体８１の前方側端部を画面に向けて操作することによって、上述の第１の実施の形態と同様に、ポインタの移動操作が可能となる。
【０１８２】
本実施の形態の入力装置８０は、筺体８１の図において下方側端部の近傍に、操作モードの実行と校正モードの実行とを切り替える内部スイッチ５３を備えている。この内部スイッチ５３は筺体８１に内部に配置されており、校正用治具（支持手段）７０に入力装置８０が載置またはセットされることで、入力装置８０の動作モードを操作モードの実行から校正モードの実行に切り替えられる。
【０１８３】
校正用治具７０は、センサモジュール１７の校正を行うためのもので、静止した水平面に載置される。校正用治具７０は、図１８（Ｃ）に示すように直方形状を有し、その上面に、入力装置８０が挿通される開口７１が形成されている。校正用治具７０の内部には、開口７１に連通し入力装置８０の下半部を収容する空間部７３が形成されている。空間部７３の底部には、図１８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、校正用治具７０に入力装置８０が挿通されたとき、筺体８１の内部に進入して内部スイッチ５３を操作する操作片７２が設けられている。内部スイッチ５３が操作片７２によって入力操作を受けたことをＭＰＵ１９が検出することで、センサモジュール１７の校正モードの実行を開始する。
【０１８４】
本実施の形態においても、上述の各実施の形態と同様に、入力装置の非使用時に限って校正処理を実施する構成であるので、精度の高い校正が実現可能となる。校正用治具７０は、入力装置８０の充電器（クレイドル）として用いることも可能である。なお、校正方法は図１４〜図１６を参照して説明した上述の第１の実施の形態と同様であるので、ここではその説明は省略する。
【０１８５】
ここで、内部スイッチ５３は、押圧式のスイッチは勿論、操作片７２の接近を光学的、電気的または磁気的に検出するセンサなどによって構成することができる。または、上記校正用治具を充電器（クレイドル）としても兼用する場合には、当該充電器からの通電をトリガとして入力装置を校正モードに移行させるようにしてもよい。
【０１８６】
また、校正用治具７０は、センサモジュール１７の加速度検出軸が鉛直軸と直交するように入力装置８０を支持することが可能に構成されている。したがって、入力装置８０が校正用治具７０に載置された状態では、センサモジュール１７の加速度検出軸（Ｘ'軸及びＹ'軸）は重力方向に対して直交関係となる。これにより、重力成分の影響を受けずに加速度センサユニット１６（図８）の校正を高精度に行うことが可能となる。
【０１８７】
加速度センサの校正は重力成分の影響を受け易いため、本実施形態のように、専用の校正用治具７０を用いることのみによって、加速度センサユニット１６の校正を可能としている。これにより、加速度センサが不用意に校正されることを防止して、センサモジュール１７の安定した出力精度を維持することができる。このような趣旨から、本実施の形態は、入力装置の製造工場やメンテナンス工場などのように、ユーザが関与できない場所あるいは方法で実施されるようにしてもよい。
【０１８８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の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。
【０１８９】
例えば、以上の実施の形態では、筺体の動きに応じて基準電位に対する電位信号を出力するセンサとして角速度センサ及び加速度センサを挙げたが、これ以外に、地磁気センサを用いてもよい。例えば、角速度センサに代えて、地磁気センサを用いて本発明に係る入力装置を構成することも可能である。この場合、２軸または３軸加速度センサと、３軸地磁気センサとを組み合わせてセンサモジュールを構成することによっても、上述の実施の形態と同様のポインタ移動操作を実現することが可能である。
【０１９０】
また、以上の実施形態では、入力装置の動作モード（操作モード、校正モード）の切り替えに、入力装置が静定状態または静定状態に近い状態で作動するスイッチ５１、５２、５３を設けたが、これに限られない。
【０１９１】
例えば、図１９に、ボタン１１に隣接して、動作モード切替え用のスイッチ５４を備えた入力装置９１を示す。この入力装置９１は、スイッチ５４を所定時間（例えば５秒）押し続けることで、動作モードが操作モードから校正モードへ切り替わるように構成される。この場合、校正モードの開始前にユーザによって入力装置が静定状態におかれる準備期間を確保するため、スイッチ５４の操作後、所定時間経過後に校正モードを開始させるようにしてもよい。また、図示しないモード表示ランプを点灯させて、ユーザへ校正準備モード、校正処理モードへの移行を順次報知するようにしてもよい。
【０１９２】
上記以外に、スイッチ５４に代えて、例えばボタン１１，１２を同時に長押する操作を経て、校正モードへ移行させるようにしてもよい。
【０１９３】
また、加速度センサの校正は、校正用治具７０を用いる実施形態に限定されない。例えば、図２０に示す入力装置１０１は、例えば、操作キー群１０２の所定の２つのボタンと電源スイッチ１０４とで、操作モードと校正モードとを切り替えるスイッチが構成されている。具体的に、図２０（Ａ）に示す入力装置において、例えば、上記２つのボタンを押しながら電源スイッチ１０４をオン操作することで、入力装置１０１の校正モードが実行される。その後、図２０（Ｂ）に示すように入力装置１０１を静定台１１０の上に立たせることで、センサモジュール１７の加速度検出軸（Ｘ'軸及びＹ'軸）を重力方向に直交させる。この状態で、加速度センサの適正な校正が実行可能となる。この場合、モード表示ランプ１０３を適宜の発光パターンで発光させることによって、校正処理の進行具合を報知させるようにしてもよい。
【０１９４】
なお、校正モードへ移行させるための押圧すべきボタン及び校正モードへの遷移方法は、特定の者（例えば入力装置１０１の製造・管理現場の作業者など）のみが知得し得る「隠しコマンド」としてもよい。これにより、一般ユーザによる不用意な校正処理を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る制御システムを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施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】上記制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１０】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１１】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１２】本発明の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１３】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１４】本発明の実施の形態におけるセンサの校正方法の一例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態におけるセンサの校正方法の他の例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態におけるセンサの校正方法の更に他の例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における入力装置の概略構成を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態における入力装置及びその校正用治具を示す図である。
【図１９】本発明に係る入力装置の校正の変形例を示す斜視図である。
【図２０】本発明に係る入力装置の校正の他の変形例を示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその校正モード時の姿勢を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１９６】
１、６０、８０、９１、１０１  入力装置
２  ポインタ
３  画面
４  アイコン
５  表示装置
１０、６３、８１  筺体
１１，１２、６４、６５、８０  ボタン
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
２０  水晶発振器
２１  送信機
２５  回路基板
３０  制御ユニット
３５  ＭＰＵ（表示制御手段）
３８  受信機
４０  制御装置
５１、５２、５３、５４  スイッチ
６１、８３、１０３  モード表示ランプ
６２  モード表示部
７０  校正用治具（支持手段）
１００  制御システム
Ｖｘ、Ｖｙ  ポインタ速度値
ω、ωψ、ωθ  角速度値
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】
0004626671.tif 000002
【図２】
0004626671.tif 000003
【図３】
0004626671.tif 000004
【図４】
0004626671.tif 000005
【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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