【誤訳訂正書】
【提出日】平成22年10月18日(2010.10.18)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスであって、
該自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの動きを検出して、該動きに関連する出力を生成するよう適合された少なくとも１つのセンサであって、回転センサ、加速度計、ジャイロスコープ、光センサ、磁力計及びカメラの少なくとも１つを含む前記少なくとも１つのセンサと、
前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの加速度を検出して、該加速度に関連する少なくとも１つの加速度出力を出力するよう適合された加速度計と、
前記少なくとも１つのセンサからの前記生成された出力及び前記加速度計からの前記少なくとも１つの加速度出力を受信して処理し、前記検出された動きを、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスに関連するボディ座標系から慣性座標系に変換するよう適合された処理ユニットと、を含み、前記変換するステップは、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスが把持されている向きの重力加速度に応じた傾きを決定するために前記加速度計からの前記加速度出力を用いるステップと、前記傾きとは無関係である出力を生成するために前記傾きに対して前記検出された動きを補償するステップとを含む、自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス。
【請求項２】
前記検出された動きを補償する前記ステップは、前記出力に二次元回転変換を行うことによって前記決定された傾きに基づいて前記出力を補償するステップを含む請求項１に記載の自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス。
【請求項３】
前記出力に前記二次元回転変換を行う前記ステップは、θが、前記傾きであり、αyが、第１の回転出力であり、αzが、第２の回転出力である
【数１】
2007535776.tif 000001
を計算することにより、前記慣性座標系に入るように前記第１の回転出力及び前記第２の回転出力を回転させるステップを含む請求項２に記載の自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス。
【請求項４】
動きを検出するための前記センサの少なくとも１つは、第１の軸の回りの前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの回転を決定して、該回転に関連する第１の回転出力を生成するよう適合された第１の回転センサであり、
動きを検出するための前記センサの少なくとも１つは、第２の軸の回りの前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの回転を決定して、該回転に関連する第２の回転出力を生成するよう適合された第２の回転センサであり、
前記傾きのための前記検出された動きを補償する前記ステップは、ユーザが前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスを把持している形に関連する傾きの効果を除去するために、前記第１及び前記第２の回転出力、並びに前記加速度出力を、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスに関連する前記ボディ座標系から前記慣性座標系に変換するステップを含み、前記慣性座標系は、ユーザの座標系であり、前記処理ユニットは、さらに、スクリーンカーソルの動きに関連するx座標とy座標に関連する、前記変換された第１及び第２の回転出力、並びに前記変換された加速度出力に基づくデータを決定するよう適合され、変換する前記ステップは、前記スクリーンカーソルの前記動きを、前記傾きとは無関係にする請求項１に記載の自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス。
【請求項５】
前記ユーザの座標系は、テレビスクリーンに関連する座標系である請求項４に記載の自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス。
【請求項６】
変換する前記ステップは、θが、前記傾きであり、αyが、前記第１の回転出力であり、αzが、前記第２の回転出力である
【数２】
2007535776.tif 000002
を計算することにより、前記ユーザの座標系に入るように前記第１及び前記第２の回転出力を回転させるステップをさらに含む請求項４または５に記載の自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス。
【請求項７】
前記処理ユニットは、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの回転の中心を決定して、該回転の中心における前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの加速度を決定するよう適合されている請求項１に記載の自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス。
【請求項８】
前記処理ユニットは、重力加速度を推定するために、回転の前記中心における前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの前記決定された加速度を使用する請求項７に記載の自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス。
【請求項９】
前記処理ユニットは、２つの加速度計間の差をとることにより、角運動に起因する加速度を計算するよう適合された請求項７に記載の自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス。
【請求項１０】
前記処理ユニットは、前記筐体の角速度を直接に測定することにより、角運動に起因する加速度を計算するよう適合された請求項７に記載の自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスと、
前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスからのデータを受信するよう適合されたシステム・コントローラと、
を含むシステムであって、
前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスは、さらに、前記システム・コントローラにデータを送信するよう適合され、
前記システム・コントローラは、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスによって検出された動きであって、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスによって決定された傾きをシステムの処理ユニットによって補償された前記動きに基づいてシステムの制御動作を行うよう適合されたシステム。
【請求項１２】
自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスを使用するための方法であって、
回転センサ、加速度計、ジャイロスコープ、光センサ、磁力計及びカメラの少なくとも１つを用いて、自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの動きを検出し、該動きに関連する出力を生成するステップと、
前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの加速度を検出し、該加速度に関連する少なくとも１つの加速度出力を出力するステップと、
前記生成された出力及び前記少なくとも１つの加速度出力を受信して処理し、そして前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスが把持されている向きの重力加速度に応じた傾きを決定するために前記加速度出力を用いることにより、かつ、前記傾きとは無関係である出力を生成するために前記傾きに対して前記検出された動きを補償することにより、前記検出された動きを、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスに関連するボディ座標系から慣性座標系に変換するステップと、
を含む方法。
【請求項１３】
前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの動きを検出する前記ステップは、それぞれ１つまたは２つのセンサを用いて前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの動きに関連した１つまたは２つの出力を検出することによって行われ、前記検出された動きに関連する前記生成された出力は、第１の出力であり、
前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの加速度を検出する前記ステップは、加速度計を用いることにより行われ、
前記検出された動きを補償する前記ステップは、前記第１の出力に二次元回転変換を行うことにより前記決定された傾きに基づいて前記第１の出力を補償するステップを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の出力に前記に次元回転変換を行う前記ステップは、θが、前記傾きであり、αyが、第１の回転出力であり、αzが、第２の回転出力である
【数３】
2007535776.tif 000003
を計算することにより、前記慣性座標系に入るように前記第１の回転出力及び前記第２の回転出力を回転させるステップを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ユーザインタフェースへの入力として前記補償され検出された動きに関連する情報を供給するステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
出力を生成するために変換された信号を使用するステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
ボディ座標系及び慣性座標系間で少なくとも１つの中間座標系を計算するステップをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記慣性座標系はユーザの座標系である請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記信号をセンサ座標系から前記ボディ座標系に変換するステップをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
出力を生成するために変換された信号を使用する前記ステップは、
変換された信号に基づいてカーソルの動きを生成するステップをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
出力はジェスチャである請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
変換する前記ステップは、x次元、y次元、及びz次元において、並進の動きと回転の動きの両方に関して変換することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
変換する前記ステップは、x次元、y次元、及びz次元のサブセットにおいて変換することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
変換する前記ステップは、並進の動きと回転の動きの１つだけを変換することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
第２の変換を実行して、前記出力を生成するステップをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記慣性座標系は、ユーザによって選択される請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスと、システム・コントローラと、処理ユニットとを備えるシステムであって、
前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスは、
該自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの動きを検出して、該動きに関連する第１の出力を生成するよう適合された少なくとも１つのセンサであって、回転センサ、加速度計、ジャイロスコープ、光センサ、磁力計及びカメラの少なくとも１つを含む前記少なくとも１つのセンサ、及び
前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの加速度を検出して、該加速度に関連する少なくとも１つの加速度出力を出力するよう適合された加速度計、
を含み、
前記システム・コントローラは、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスからのデータを受信するよう適合され、
前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスは、さらに、データを送信するよう適合され、該データは前記システム・コントローラへのものであり、
前記処理ユニットは、前記第１の出力を、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスに関連するボディ座標系から慣性座標系に変換するよう適合され、前記変換するステップは、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスが把持されている向きの重力加速度に応じた傾きを決定するために前記加速度計からの前記加速度出力を用いるステップと、前記傾きとは無関係である第２の出力を生成するために前記傾きに対して前記検出された動きを補償するステップとを含み、
前記システム・コントローラは、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスによる前記補償され検出された動きに基づいてシステムの制御動作を行うよう適合されたシステム。
【請求項２８】
前記検出された動きを補償する前記ステップは、前記出力に二次元回転変換を行うことによって前記決定された傾きに基づいて前記出力を補償するステップを含む請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記出力に前記二次元回転変換を行う前記ステップは、θが、前記傾きであり、αyが、第１の回転出力であり、αzが、第２の回転出力である
【数４】
2007535776.tif 000004
を計算することにより、前記慣性座標系に入るように前記少なくとも１つのセンサの前記第１の回転出力及び前記第２の回転出力を回転させるステップを含む請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
動きを検出するための前記センサの少なくとも１つは、第１の軸の回りの前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの回転を決定して、該回転に関連する第１の回転出力を生成するよう適合された第１の回転センサであり、
動きを検出するための前記センサの少なくとも１つは、第２の軸の回りの前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの回転を決定して、該回転に関連する第２の回転出力を生成するよう適合された第２の回転センサであり、
前記傾きのための前記検出された動きを補償する前記ステップは、ユーザが前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスを把持している形に関連する傾きの効果を除去するために、前記第１及び前記第２の回転出力、並びに前記加速度出力を、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスに関連する前記ボディ座標系から前記慣性座標系に変換するステップを含み、前記慣性座標系は、ユーザの座標系であり、前記処理ユニットは、さらに、スクリーンカーソルの動きに関連するx座標とy座標に関連する、前記変換された第１及び第２の回転出力、並びに前記変換された加速度出力に基づくデータを決定するよう適合され、変換する前記ステップは、前記スクリーンカーソルの前記動きを、前記傾きとは無関係にする請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
前記ユーザの座標系は、テレビスクリーンに関連する座標系である請求項２７に記載のシステム。
【請求項３２】
変換する前記ステップは、θが、前記傾きであり、αyが、前記第１の回転出力であり、αzが、前記第２の回転出力である
【数５】
2007535776.tif 000005
を計算することにより、前記ユーザの座標系に入るように前記第１及び前記第２の回転出力を回転させるステップをさらに含む請求項３０または３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記処理ユニットは、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの回転の中心を決定して、該回転の中心における前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの加速度を決定するよう適合されている請求項２７に記載のシステム。
【請求項３４】
前記処理ユニットは、重力加速度を推定するために、回転の前記中心における前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイスの前記決定された加速度を使用するよう適合された請求項２７に記載のシステム。
【請求項３５】
前記処理ユニットは、２つの加速度計間の差をとることにより、角運動に起因する加速度を計算するよう適合された請求項３３に記載のシステム。
【請求項３６】
前記処理ユニットは、前記筐体の角速度を直接に測定することにより、角運動に起因する加速度を計算するよう適合された請求項３３に記載のシステム。
【請求項３７】
前記処理ユニットは、前記自由空間ハンドヘルドポインティングデバイス内に配置される請求項２７に記載のシステム。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１１
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１１】
このマッピングを実行するための1つの技術は、３Ｄポインティングデバイスの検出された動きを、カーソルの意図される動きにマップするための座標系として、デバイスのボディ座標を使用することである。「ボディ座標」という用語は、以下により詳細に説明するとおり動かされる物体の筐体に関連する軸のセットを指す。しかし、ボディ座標系を使用して、マッピングを実行することは、いくつかの欠点を有する。例えば、そうすることは、ユーザが所望するカーソルの動きを得るために、ユーザが、デバイスをある向きで把持することを要求する。例えば、ユーザが、デバイスを側部で把持し、デバイスを左から右に動かした場合、カーソルは、スクリーン上で、水平にではなく、垂直に動く。
【特許文献１】米国特許仮出願第60/566,444号
【特許文献２】米国特許仮出願第60/612,571号
【特許文献３】米国特許仮出願第60/641,410号
【特許文献４】米国特許出願第11/119,987号
【特許文献５】米国特許出願第11/119,688号
【特許文献６】米国特許出願第11/119,663号
【特許文献７】米国特許出願第10/768,432号
【特許文献８】米国特許第5,440,326号
【非特許文献１】J.Jakubowski、K.Kwiatos、A.Chwaleba、S.Osowski、「Higher Order Statistics and Neural Network For Tremor Recognition」、IEEE Transactions on Biomedical Engineering、vol.49、no.2、152〜159頁、IEEE、2002年2月
【非特許文献２】P.Navarrete、J.Ruiz-del Solar、「Eigenspace-Based Recognition of Faces: Comparisons and a New Approach」、Image Analysis and Processing、2001年
【非特許文献３】C.Liu、H.Wechsler、「Enhanced Fisher Linear Discriminant Models for Face Recognition」という題名の論文、Proc.14th International Conference on Pattern Recognition、Qeensland Australia、August、17〜20頁、1998年
【誤訳訂正３】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１３
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１３】
本発明によるシステムおよび方法は、感知された動きデータを、第1の座標系(例えば、３Ｄポインティングデバイスの筐体)から第2の座標系(例えば、ユーザの座標系)に変換することにより、使いやすさを向上させる３Ｄポインティングデバイスを説明する。本発明の1つの例示的な実施形態は、３Ｄポインティングデバイスがユーザによって把持されている傾きの向きに関連する効果を除去する。
【誤訳訂正４】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１４
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１４】
本発明の例示的な実施形態によれば、ハンドヘルドポインティングデバイスは、第1の軸を中心とするポインティングデバイスの回転を測定して、その回転に関連する第1の回転出力を生成するための第1の回転センサと、第2の軸を中心とするポインティングデバイスの回転を測定して、その回転に関連する第2の回転出力を生成するための第2の回転センサと、ポインティングデバイスの加速度を測定して、その加速度に関連する加速度出力を出力するための加速度計と、第1の回転出力および第2の回転出力、および加速度出力を受け取るため、および(a)ユーザが、ハンドヘルドポインティングデバイスを把持している形に関連する傾きの効果を除去するために、第1の回転出力および第2の回転出力、および加速度出力を、ハンドヘルドポインティングデバイスに関連するボディ座標系からユーザの座標系に変換し、(b)スクリーンカーソルの動きに関連するx座標とy座標に関連する、変換された第1の回転出力および第2の回転出力、および変換された加速度出力に基づくデータを算出するための処理ユニットとを含み、変換するステップは、スクリーンカーソルの動きを、ユーザがハンドヘルドデバイスを把持している向きとは実質的に独立にレンダリングする。
【誤訳訂正５】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１５
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１５】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、３Ｄポインティングデバイスを使用するための方法が、３Ｄポインティングデバイスの動きを検出するステップと、検出された動きを、３Ｄポインティングデバイスに関連するボディ座標系から慣性座標系に変換することにより、検出された動きを補償するステップとを含む。
【誤訳訂正６】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００１６
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００１６】
本発明のさらに別の例示的な実施形態によれば、３Ｄハンドヘルドデバイスが、３Ｄポインティングデバイスの動きを検出するための少なくとも1つのセンサと、検出された動きを、３Ｄポインティングデバイスに関連するボディ座標系から慣性座標系に変換することにより、検出された動きを補償するための処理デバイスとを含む。
【誤訳訂正７】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３０
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３０】
しかし、スケールおよびオフセットに加えて、加速度計506によって生成される読み取り値は、交差軸効果を被る可能性もある。交差軸効果には、例えば、加速度計506が３Ｄポインティングデバイス400内に装着された際に、加速度計506の感知軸の1つまたは複数が、慣性座標系における対応する軸と揃えられていない、合わせ不良の軸、または、例えば、軸は適切に揃えられているものの、純粋にy軸の加速力により、加速度計506のz軸に沿ったセンサ読み取り値がもたらされる可能性がある、加速度計506自体の機械加工に関連する機械的誤差が含まれる。以上の効果の両方とも、やはり、測定され、ファンクション606によって実行される較正に加えられることが可能である。
【誤訳訂正８】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３５
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３５】
ブロック616における変換/較正の後、ファンクション620において、回転センサ502および504からの入力は、それらの入力を回転させて、慣性座標系に入れるように、すなわち、ユーザが３Ｄポインティングデバイス400を把持している仕方に関連する傾きを補償するように、さらに処理されることが可能である。傾き補正は、本発明による３Ｄポインティングデバイスの使用パターンの違いを補償するように意図されているので、本発明の一部の例示的な諸実施形態の別の重要な態様である。より具体的には、本発明の例示的な諸実施形態による傾き補償は、複数のユーザが、異なるx軸回転位置でポインティングデバイスを手に把持するが、３Ｄポインティングデバイス400内の回転センサ502および504の感知軸は、固定であるという事実を補償することを意図している。ディスプレイ408上のカーソルの並進は、ユーザが３Ｄポインティングデバイス400を握る仕方に実質的に左右されない、例えば、ユーザが３Ｄポインティングデバイス400を把持している向きにかかわらず、ディスプレイ508の水平の次元(x2軸)におおむね対応する形で行き来するように３Ｄポインティングデバイス400を回転させることは、x2軸に沿ったカーソルの並進をもたらすべきであるのに対して、ディスプレイ508の垂直の次元(y2軸)におおむね対応する形で上下するように３Ｄポインティングデバイスを回転させることは、y2軸に沿ったカーソルの並進をもたらすべきであることが望ましい。
【誤訳訂正９】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３６
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３６】
本発明の例示的な諸実施形態による傾き補償の必要性をよりよく理解するため、図6(a)に示された例を考慮されたい。図6(a)では、ユーザは、３Ｄポインティングデバイス400を、0度のx軸回転値を有するものとして定義されることが可能な例示的な慣性座標系において把持しており、例えば、慣性座標系は、３Ｄポインティングデバイスの底部が、例えば、テレビが配置されている部屋のフロアに実質的に平行になっている座標であることが可能である。慣性座標系は、単に例として、図6(a)に示された向きに対応することが可能であり、あるいは他の任意の向きとして定義されることが可能である。y軸方向またはz軸方向における３Ｄポインティングデバイス400の回転は、回転センサ502および504によってそれぞれ感知される。例えば、図6(b)に示される、量Δzだけのz軸を中心とした３Ｄポインティングデバイス400の回転は、ディスプレイ408上のx2軸次元における対応するカーソルの並進、Δx2(すなわち、カーソル410の破線バージョンと破線でないバージョンの間の距離)をもたらす。
【誤訳訂正１０】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００３７
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００３７】
他方、ユーザが、３Ｄポインティングデバイス400を異なる向きで、例えば、慣性座標系に対していくらかの量のx軸回転で把持した場合、センサ502および504によってもたらされる情報は、ユーザによって意図されるインタフェースアクションの正確な表現をもたらさない(傾き補償がない)。例えば、図6(c)を参照して、ユーザが、図6(a)に示されるとおり、例示的な慣性座標系に対して45度のx軸回転で３Ｄポインティングデバイス400を把持する状況を考慮されたい。同一のz軸回転Δzが、図6(b)の実施例におけるように、ユーザによって３Ｄポインティングデバイス400に与えられるものと想定すると、カーソル410は、図6(d)で示されるとおり、代わりに、x2軸方向とy2軸方向の両方で並進させられる。これは、回転センサ502の感知軸が、現時点で、y軸とz軸の間の向きにされている(ユーザの手の中のデバイスの向きのため)という事実に起因する。同様に、回転センサ504の感知軸もまた、y軸とz軸の間の向きにされている(ただし、異なる象限における)。３Ｄポインティングデバイス400がどのように把持されているかに関してユーザにトランスペアレントなインタフェースを提供するため、本発明の例示的な諸実施形態による傾き補償は、回転センサ502および504から出力された読み取り値を、それらのセンサからの読み取り値を処理して、３Ｄポインティングデバイス400の回転モーションを示す情報にすることの一環として、変換して慣性座標系に戻す。
【誤訳訂正１１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００４２
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００４２】
変換/較正済みの入力αyおよびαzを回転させて、傾きθを補償することができる。この例示的な実施形態において説明される傾き補償は、以下で説明する本発明の別の例示的実施形態による、ボディ座標系からのセンサ読み取り値をユーザの座標系に変換するためのより一般的な技術のサブセットである。
【誤訳訂正１２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００６０
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００６０】
前述したとおり、本発明の例示的な諸実施形態は、３Ｄポインティングデバイス内のセンサから受け取られた動きデータを処理して、そのデータを、３Ｄポインティングデバイスの筐体の座標系から、別の座標系に、例えば、ユーザの座標系に変換する。スクリーン上、例えば、テレビ上に表示されるユーザインタフェースを制御するのに使用される３Ｄポインティングデバイスの例示的な応用例では、ユーザの座標系は、テレビスクリーンに関連する座標系であることが可能である。いずれにせよ、ボディ座標系から別の座標系へのデータの変換は、デバイスの見地からではなく、ユーザの見地からの操作をもたらすことにより、ハンドヘルドデバイスの使いやすさを向上させる。このため、ユーザが、３Ｄポインティングデバイスを把持しながら、ディスプレイの前方で左から右に手を動かすと、カーソルは、３Ｄポインティングデバイスの向きにかかわらず、左から右の方向に移動する。
【誤訳訂正１３】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００６１
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００６１】
この説明を簡単にするため、３Ｄポインティングデバイスに関連する例示的な処理システムが、例えば、より詳細に前述したとおり、図9に示されている。図9では、ハンドヘルドシステムは、1つまたは複数のセンサ901、例えば、回転センサ、ジャイロスコープ、加速度計、磁力計、光センサ、カメラ、または以上の任意の組み合わせを使用して、動きを感知する。センサは、次に、ブロック902で解釈されて、生じた動きの推定をもたらす。次に、処理ブロック903が、デバイスの自然の(ボディ)座標系からの測定された動きを、ユーザの座標系に変換する。次に、その動きが、意味のあるアクションにマップされ904、アクションが、ブロック905で解釈され、システムに転送されて、スクリーン上のカーソルを動かすことなどの、意味のある応答がもたらされる。
【誤訳訂正１４】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００６２
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００６２】
ブロック903は、検出された動きを、デバイスの座標系ではなく、ユーザの座標系に変換する。向きは、オイラー角、方向余弦行列(DCM)、または単位四元数を含む、多くの異なる数学的に類似した方法によって表現されることが可能である。位置は、一般に、メートル、センチメートル、フィート、インチ、およびマイルを含むが、以上には限定されない一貫した単位で、座標系原点からのオフセットとして表現される。前述した1つの例示的な実施形態では、３Ｄポインティングデバイスは、加速度および回転速度を含む慣性力を測定する。それらの力は、デバイス内に装着されたデバイスの筐体に相対的に測定される。測定されたデータをユーザ座標系に変換するため、デバイスは、デバイスの位置、およびデバイスの向きを推定する。
【誤訳訂正１５】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００６３
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００６３】
この例示的な実施形態では、ユーザ座標系は、静止しており、固定の向きを有するものと想定されるが、本発明によるこの技術は、時間につれ変化する座標に直接に変換することによって、または静止した座標にまず変換し、次に、動く座標に変換することによって、ユーザの座標系が静止していないケースにも容易に拡張されることが可能であることが、当業者には理解されよう。静止した、固定の向きのユーザ座標系例の場合、ボディ座標からユーザ座標への変換は、以下の数式の使用によって実行されることが可能である。すなわち、
Pu=Rotate(Pb,Q)+Pdelta
Pu'=Rotate(Pb',Q)
Pu''=Rotate(Pb'',Q)
Wu=Rotate(Wb,Q)
Wu'=Rotate(Wb',Q)
ただし、
Rotateは、四元数回転演算子を表し、したがって、Rotate(A,Q)は、Q*AQに等しく、ただし、Q*は、共役四元数であり、ベクトルAは、Aに等しい複素成分と、0に等しい実成分とを有する四元数であり、
Puは、ユーザ座標系における位置であり、
Pbは、デバイス座標系における位置であり、
'は、微分を表す。したがって、Pu'は、ユーザ座標系における速度である、ユーザ座標系における位置の微分であり、
Wuは、ユーザ座標系における筐体角度でのデバイスの角速度であり、
Wbは、ボディ座標系における筐体角度でのデバイスの角速度であり、
Pdeltaは、ユーザ座標系座標系における、ユーザ座標系の原点と、ボディ座標系との差であり、
Qは、ボディ座標からユーザ座標への回転を表す、正規化された回転四元数である。ユーザ座標からボディ座標に回転させる回転四元数は、Q*であるので、QをR*で置き換えることができ、ただし、Rは、ユーザ座標からボディ座標への回転である。Qは、オイラー角および方向余弦行列(DCM)を含む、いくつかの等価の形態で表現されることが可能であり、前述の数式は、等価の形態においては、Qの異なる表現に基づき、わずかに異なる可能性があることに留意されたい。図10は、ボディ座標系からユーザの座標系への変換をグラフで示す。
【誤訳訂正１６】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００６４
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００６４】
動作中、デバイスは、インプリメンテーションに依存する形でQを推定して、以上の変換を実行する。前述した1つの例示的なインプリメンテーションには、傾き(すなわち３Ｄポインティングデバイスがユーザによって把持される仕方に基づく３Ｄポインティングデバイスのx軸ロールの変動)を補償することがかかわる。向きは、ボディ座標の重力加速度に起因する加速度、Abをまず推定することにより、計算される。定義上、ユーザ座標における重力加速度に起因する加速度ベクトル、Agは、[0,0,-1]に設定される。重力加速度は、方位(z軸を中心とする回転)を推定することができないので、方位に関するボディ座標推定が使用される。したがって、回転四元数は、z=0平面に回転の軸を有する。以下は、回転四元数を計算するための、いくつかの数学的に等価な方法の1つである。すなわち、
V=‖Ab‖x‖Ag‖  (単位ベクトルのクロス乗積)
qV=‖V‖
α=sin-1|V|
Q=Quaternion[qV,α]=[qV*sin(α/2),cos(α/2)]
次に、位置が、ユーザ座標における加速度の二重積分として計算される。ユーザ座標における加速度は、前述のQによってユーザ座標に入るように回転させられたボディ座標の加速度である。通常、原点は、デバイスが最初にアクティブにされた際、0であるものと想定されるが、原点は、通常の動作中に手動で、または自動的にリセットされてもよい。
【誤訳訂正１７】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００６６
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００６６】
様々な異なるセンサが、それらのセンサが、デバイスの筐体に対する動きを測定する限り、使用されることが可能である。例示的なセンサには、加速度計、回転センサ、ジャイロスコープ、磁力計、およびカメラが含まれる。ユーザ座標は、静止している必要はない。例えば、ユーザの座標系が、ユーザの前腕であるように選択された場合、デバイスは、手首および指の動きだけに応答する。
【誤訳訂正１８】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００６７
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００６７】
可換特性は、本発明で説明される座標系変換だけに当てはまることが、当業者には認識されよう。したがって、数学的操作の順序は、本明細書で説明される本発明に実質的に影響を与えることなく、変更されることが可能である。さらに、多くのモーション処理アルゴリズムは、特に、ユーザ座標が、不変の向きを有して静止しているように選択される場合、いずれの座標系でも同等に作用することが可能である。
【誤訳訂正１９】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００６８
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００６８】
使用の容易さをもたらすことに加え、本発明のこの例示的な実施形態による座標系変換は、ハンドヘルドデバイスインプリメンテーションにおける他の課題に対処するのにも使用されることが可能である。例えば、センサ(加速度計などの)が、ボディ座標系における回転の中心に正確に配置されていない場合、測定される加速度には、座標の加速度と、座標の回転に起因する加速度成分がともに含まれる。したがって、測定された加速度は、以下の関係式を使用して、デバイスのボディ座標内の異なる目標位置に、まず変換されることが可能である。すなわち、
Abody=Aaccelerometer+ω'xR+ωx(ωxR)
ただし、Rは、加速度計から目標位置までのベクトルであり、ωは、ボディ座標系の角速度であり、ω'は、ボディ座標系の角加速度である。デバイスのボディ座標が、加速度計からRにあるように構築されている場合、ボディ座標は、0の角加速度効果を有するべきであり、ユーザ座標におけるデバイスの動きを計算するのに、より容易に使用されることが可能である。これにより、加速度計と、ボディ座標系の中心との間の意図的な位置合わせ不良、または意図的でない位置合わせ不良が補償される。さらに、重力加速度ベクトルの推定は、回転の中心で作用する力の数がより少ないので、はるかに簡単になる。すると、
Auster=Rotate(Abody,Q)
であり、ただし、Qは、ボディ座標系から加速度計座標系までの回転である。
【誤訳訂正２０】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００７０
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００７０】
以上に基づき、本発明は、1つの座標系(例えば、ボディ座標系)から別の座標系(例えば、ユーザの座標系)にハンドヘルドデバイスの感知された動きをマップするための様々な技術を説明することが理解されよう。それらのマッピングは、ハンドヘルドデバイスの使用に関連する他のマッピング、例えば、感知された動きのカーソルの動きへのマッピングとは独立であることも、他のマッピングと組み合わせられることも可能である。さらに、本発明による変換は、動きの等式の入力側、または出力側の見地から、並進の動き、および回転の動き、またはそれらの動きの任意のサブセットのために、感知された動きを3つすべての次元で変換するように実行されることが可能である。さらに、感知された動きがマップされる、または変換される座標系の選択は、いくつかの異なる形で行われることが可能である。前段で提供された一実施例は、第2の座標系が、デバイスの傾きに関連するユーザの座標系であることを示すが、他の多くの変形形態が可能である。例えば、ユーザは、ユーザの所望の座標系を選択することができ、その設定が、複数のユーザ選好の1つとしてハンドヘルドの中に格納され、変換を実行するのに使用されることが可能である。第2の座標系は、任意のいくつかの技術に基づいて選択されることが可能である。第2の座標系は、明示的なコマンド(例えば、ボタン選択またはユーザインタフェース選択)に基づいて、またはデバイス使用パターン、微動、およびその他のバイオメトリックによって判定されるユーザ認識を介して自動的に、選択されることが可能である。
【誤訳訂正２１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】００７３
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【００７３】
【図１】エンターテイメントシステムのための従来のリモコンユニットを示す図である。
【図２】本発明の例示的な諸実施形態が実施されることが可能な、例示的なメディアシステムを示す図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による３Ｄポインティングデバイスを示す図である。
【図４】2つの回転センサと、1つの加速度計とを含む図4の３Ｄポインティングデバイスを示す破断図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態による３Ｄポインティングデバイスに関連するデータの処理を示すブロック図である。
【図６ａ】傾きの効果を示す図である。
【図６ｂ】傾きの効果を示す図である。
【図６ｃ】傾きの効果を示す図である。
【図６ｄ】傾きの効果を示す図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態による３Ｄポインティングデバイスのハードウェアアーキテクチャを示す図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態による静止検出機構を示す状態図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態による、感知された動きデータの、第1の座標系から第2の座標系への変換を示すブロック図である。
【図１０】本発明の例示的な実施形態による、感知された動きデータの、第1の座標系から第2の座標系への変換を示すグラフである。