輸入裝置及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是提供一種輸入裝置及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該輸入裝置包括：主體部；和運動傳感器部。所述運動傳感器部具有：對三維的第一正交坐標(biāo)系中的針對所述X軸的角速度進行檢測的X軸陀螺儀傳感器，所述三維的第一正交坐標(biāo)系由沿著所述主體部的規(guī)定軸的X軸、和在與所述X軸垂直的第一面內(nèi)相互正交的Y軸及Z軸來決定。該輸入裝置基于所述X軸陀螺儀傳感器的角速度信號，對顯示畫面的滾動量及顯示倍率的至少一方進行控制。
【專利說明】輸入裝置及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
[0001]本申請為專利申請?zhí)枮?00910258373.8 (以JP專利局的申請日2008年12月18日為 優(yōu)先權(quán)日:，發(fā)明名稱為“輸入裝置及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”)的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及輸入裝置及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。

【背景技術(shù)】
[0003]近年來，使用了生成與空間中的主體(殼體)的動作(至少包括主體的姿態(tài)(包括旋轉(zhuǎn))、主體的移動(包括并進移動)中的一種)相應(yīng)的物理量信號來進行輸出的輸入裝置(三維鼠標(biāo)等)的系統(tǒng)的需求正在提高。
[0004]例如，在專利文獻I中記載有使用了通過在三維空間內(nèi)移動便攜型設(shè)備，在圖像顯示裝置上使光標(biāo)指針移動，并通過按鈕進行操作的設(shè)備(三維鼠標(biāo))的技術(shù)。
[0005]在專利文獻I中，表示了使用兩個陀螺儀傳感器(角速度傳感器)，來檢測兩軸(Y軸、Z軸)的旋轉(zhuǎn)運動，并將檢測信號保持原樣地作為操作信息發(fā)送給控制設(shè)備的輸入裝置(定點(pointing)設(shè)備)。該輸入裝置可代替指示棒或激光筆來使用。例如，若用戶在手中拿著輸入裝置的狀態(tài)下，左右晃動輸入裝置的主體部(殼體)的前端部，則對應(yīng)于該動作，例如，顯示部上的光標(biāo)的位置向左右移動。
[0006][專利文獻I]JP特開2001-56743號公報
[0007]例如，在主要的定點設(shè)備即鼠標(biāo)中，設(shè)置有滾動輪(滾動撥盤)等。由此，不僅是光標(biāo)指針等的移動，還能夠簡單地執(zhí)行畫面的滾動。通過在鼠標(biāo)中追加滾動操作功能，例如，當(dāng)在縱向顯示長的文件時，能夠上下簡單地滾動其畫面，因此，用戶的便利性提高。
[0008]對此，通過搭載以往的運動傳感器的輸入裝置(三維定點設(shè)備等)來滾動畫面時，用戶例如需要使光標(biāo)指針位于畫面的滾動條上，進行拖動操作。因此，對用戶要求非常細(xì)致的操作。
[0009]此外，還可考慮在輸入裝置中設(shè)置具有滾動輪等的操作部，并通過撥盤或開關(guān)的操作，能夠進行畫面的滾動或畫面的縮放(調(diào)整倍率)。但是，輸入裝置由于在空間中是在通過用戶的手所保持的狀態(tài)下而被使用的，所以穩(wěn)定地操作撥盤或開關(guān)是困難的。
[0010]此外，對輸入裝置要求小型并且輕量，以便能用手簡單地操作。因此，能夠設(shè)置在輸入裝置主體部(殼體)的撥盤或開關(guān)的個數(shù)實際上是一個左右。這就妨礙了例如三維輸入裝置的多功能化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)可簡單地進行畫面的滾動等的輸入裝置。此外，例如，對輸入裝置，能夠容易地賦予使光標(biāo)指針上下左右地移動的功能和使畫面滾動等的功能。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)例如具有與鼠標(biāo)相近的操作性的定點設(shè)備，或者具有與指示棒或激光筆相近的操作性并且還能簡單地進行畫面的滾動等的、使用方便并且多功能的定點設(shè)備。
[0012](I)本發(fā)明的輸入裝置的一個方式，包括主體部，其具有較長方向軸；和運動傳感器部，其檢測針對所述主體部的較長方向軸的旋轉(zhuǎn)。
[0013]運動傳感器部，對具有較長方向軸(長軸)的輸入裝置的主體部(殼體)的繞較長方向軸(長軸)的旋轉(zhuǎn)進行檢測。主體部(殼體)的“較長方向”一般是主體部(殼體)的延伸的方向(直線地長度伸展方向)，“較長方向軸”，例如是“與較長方向一致的軸”。
[0014]主體部(殼體)的旋轉(zhuǎn)，例如，能夠通過由陀螺儀傳感器檢測旋轉(zhuǎn)角速度來進行檢測，此外，也能夠通過由加速度傳感器檢測繞較長方向軸的主體部的傾斜來檢測。從運動傳感器部所輸出的物理量信號，能夠利用于控制對象的移動控制和其它的控制。例如，根據(jù)物理量信號，能夠?qū)︼@示畫面的滾動方向和滾動量進行控制，此外，例如也能夠?qū)︼@示畫面(或者顯示畫面中的指定地點)的縮放倍率進行控制。
[0015]如上所述，輸入裝置由于在空間中是在由用戶的手所把持的狀態(tài)下被使用的，所以用戶穩(wěn)定地操作撥盤或開關(guān)是困難的，但用戶將較長方向軸作為中心軸，順時針或逆時針使主體部(殼體)旋轉(zhuǎn)是容易的。因此，根據(jù)本方式，用戶使用輸入裝置，例如，能夠簡單地進行畫面的滾動或縮放等，輸入裝置的便利性得到很大提高。此外，由于在殼體中不需要設(shè)置撥盤或開關(guān)等，所以能夠謀求輸入裝置的用戶界面的簡化。
[0016]而且，在本說明書中，還使用空間的主體部(殼體)的前端指示的方向(指示方向或指針方向)的表現(xiàn)。指示方向(指針方向)是由空間中的主體部(殼體)的姿態(tài)來決定的，概念上區(qū)別于較長方向軸(由殼體的形狀決定的軸)。但是，若將空間坐標(biāo)為基準(zhǔn)，即，決定空間中的殼體的姿態(tài)，結(jié)果上，可認(rèn)為“主體部(殼體)的較長方向”與“主體部(殼體)的指針方向” 一致。因此，在本說明書中，當(dāng)與輸入裝置的主體部(殼體)的空間中的姿態(tài)無關(guān)時，以使用“較長方向，較長方向軸”等術(shù)語作為原則，當(dāng)與空間中的姿態(tài)有關(guān)時，使用“指示方向或指針方向，X軸(與指針方向一致的三維空間的軸)”等術(shù)語。如上所述，“較長方向軸、指針方向軸、X軸”，結(jié)果上可作為一致的軸來使用。
[0017](2)在本發(fā)明的輸入裝置的其它方式中，所述運動傳感器部具有:對三維的第一正交坐標(biāo)系中的針對所述X軸的角速度進行檢測的X軸陀螺儀傳感器，所述三維的第一正交坐標(biāo)系由與所述主體部的較長方向軸一致的X軸、在與所述X軸垂直的第一面內(nèi)相互正交的Y軸及Z軸來決定。
[0018]在本方式中，對由X軸、Y軸及Z軸定義的三維正交坐標(biāo)系進行定義。在輸入裝置中，設(shè)置了對繞X軸的旋轉(zhuǎn)角速度進行檢測的X軸陀螺儀傳感器。從X軸陀螺儀傳感器所輸出的角速度信號，能夠利用于控制對象的移動控制和其它的控制。例如，根據(jù)物理量信號，能夠?qū)︼@示畫面的滾動方向和滾動量進行控制，此外，也能夠?qū)︼@示畫面(或者顯示畫面中的指定地點)的縮放倍率進行控制。
[0019](3)在本發(fā)明的輸入裝置的其它方式中，所述輸入裝置用來決定與控制對象相關(guān)的控制量，所述輸入裝置還具有物理量/控制量變換部，該物理量/控制量變換部將來自所述運動傳感器部的物理量信號變換為表示所述控制量的控制量信號。
[0020]由設(shè)置于輸入裝置的活動傳感器部所檢測出的角速度信號等，能夠保持原樣作為控制信號等，發(fā)送給例如數(shù)據(jù)處理裝置。但此時，數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)接收到的角速度信號，需要對顯示部中的控制對象物的控制量(例如，光標(biāo)指針的變位量、被遠(yuǎn)距離操縱的照相機的搖頭量、畫面的滾動量、畫面的縮放倍率等)進行運算，由此，將增加數(shù)據(jù)處理裝置的負(fù)擔(dān)。
[0021]在此，在本方式中，在輸入裝置中設(shè)置物理量/控制量變換部，在輸入裝置側(cè)將角速度信號等變換為顯示部中的控制對象物的控制量。然后，將所得到的控制量的信息(控制量信號)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理裝置等。由此，減輕接收側(cè)(數(shù)據(jù)處理裝置等)的處理負(fù)擔(dān)。
[0022](4)在本發(fā)明的輸入裝置的其它方式中，所述運動傳感器部，還具有:Y軸陀螺儀傳感器，其檢測針對所述Y軸的角速度；和Z軸陀螺儀傳感器，其檢測針對所述Z軸的角速度，并且，具有:第一信號處理部，其執(zhí)行基于針對所述X軸的角速度信號的第一信號處理；和第二信號處理部，其執(zhí)行基于針對所述Y軸的角速度信號及針對所述Z軸的角速度信號的第二信號處理。
[0023]為了檢測由X軸、Y軸及Z軸所確定的三維正交坐標(biāo)系的主體部(殼體)的三維動作，輸入裝置必須分別獨立地檢測繞Y軸及繞Z軸的旋轉(zhuǎn)和繞X軸的旋轉(zhuǎn)。為此，需要用于檢測繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)的信號處理系統(tǒng)，和檢測繞X軸的旋轉(zhuǎn)的信號處理系統(tǒng)。在此，在本方式中，在輸入裝置中設(shè)置了執(zhí)行基于針對X軸的角速度信號的第一信號處理的第一信號處理部、和執(zhí)行基于針對Y軸及Z軸的角速度信號的第二信號處理的第二信號處理部。
[0024]例如，第一信號處理部及第二信號處理部，可分別由第一硬件和第二硬件(即，不同的硬件)來實現(xiàn)。此外，例如，在由軟件對共同的硬件進行控制時(例如，使用CPU時)，通過準(zhǔn)備每個信號處理部的信號處理程序，能夠分別實現(xiàn)第一信號處理部及第二信號處理部。
[0025](5)在本發(fā)明的輸入裝置的其它方式中，所述輸入裝置還具有優(yōu)先選擇部，該優(yōu)先選擇部具有:優(yōu)先處理決定部，其決定所述第一信號處理及所述第二信號處理的哪一個應(yīng)該優(yōu)先；和選擇部，其基于所述優(yōu)先處理決定部的決定，選擇性地輸出從所述第一信號處理部所輸出的第一處理信號及從第二信號處理部所輸出的第二處理信號中的任一信號。
[0026]如上述(4)的方式所述，需要分別獨立地檢測繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)和繞X軸的旋轉(zhuǎn)，在上述(4)的方式中，設(shè)置了第一信號處理部和第二信號處理部。但是，實際上，有時繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)，與繞X軸的旋轉(zhuǎn)同時發(fā)生。即，用戶在用手把持著輸入裝置的主體部(殼體)的狀態(tài)下，左右上下細(xì)微地晃動主體部(殼體)的前端部(即，針對Y軸和Z軸發(fā)生細(xì)微旋轉(zhuǎn))，或使主體部(殼體)在繞X軸旋轉(zhuǎn)時，繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)與繞X軸的旋轉(zhuǎn)會存在同時發(fā)生的情況。用戶既然用手拿著操作輸入裝置的主體部，實際上，無用的少許旋轉(zhuǎn)，會違背用戶的意圖而發(fā)生，這是不可避免的。
[0027]例如，用戶為了進行畫面的滾動，使主體部(殼體)繞X軸旋轉(zhuǎn)時，會違背用戶的意圖而產(chǎn)生繞Y軸或繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，由此，若在顯示畫面上產(chǎn)生光標(biāo)指針意外的移動的情況，則輸入裝置101的操作精度或可靠性降低。
[0028]因此，輸入裝置，當(dāng)發(fā)生了第一信號處理部與第二信號處理部同時并行地進行動作的情況時，更希望能夠?qū)?yīng)該優(yōu)先哪一個信號處理部的處理進行判定，并對輸出信號進行選擇。在此，在本方式中，在輸入裝置中設(shè)置優(yōu)先選擇部。優(yōu)先選擇部具有優(yōu)先處理決定部和選擇部，該選擇部基于優(yōu)先處理決定部的決定，對從第一信號處理部所輸出的第一處理信號和從第二信號處理部所輸出的第二處理信號中的任意一個進行選擇性地輸出。由此，可靠地防止非用戶意圖的操作，防止輸入裝置的操作精度或可靠性的降低。
[0029](6)在本發(fā)明的輸入裝置的其它方式中，所述運動傳感器部，還具有:Y軸加速度傳感器，其檢測針對所述Y軸的加速度；和Z軸加速度傳感器，其檢測針對所述Z軸的加速度，并且，所述第二信號處理部具有坐標(biāo)變換處理部，該坐標(biāo)變換處理部根據(jù)由所述Y軸加速度傳感器所檢測出的Y軸加速度、和由所述Z軸加速度傳感器所檢測出的Z軸加速度來進行坐標(biāo)變換，所述坐標(biāo)變換處理部，將由所述Y軸陀螺儀傳感器所檢測出的Y軸角速度及由所述Z軸陀螺儀傳感器所檢測出的Z軸角速度分別變換為二維的第二正交坐標(biāo)系中的U軸角速度及V軸角速度，所述二維的第二正交坐標(biāo)系由與所述X軸垂直的第一面中的水平軸即U軸、和在所述第一面中與所述U軸垂直的軸即V軸來決定。
[0030]如上述(4)的方式所述，需要分別獨立地檢測繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)和繞X軸的旋轉(zhuǎn)，在上述(4)的方式中，設(shè)置了第一信號處理部和第二信號處理部，在上述(5)的方式中，還設(shè)置了優(yōu)先選擇部。但是，為了確保檢測繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)，與檢測繞X軸的旋轉(zhuǎn)的獨立性，希望繞X軸的主體部(殼體)的旋轉(zhuǎn)不影響繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)的檢測。
[0031]例如，與各軸對應(yīng)的角速度傳感器分別固定于輸入裝置101的主體部中所設(shè)置的平面(例如，殼體的內(nèi)壁面)。因此，若輸入裝置的主體部(殼體)針對X軸旋轉(zhuǎn)，則Y軸、Z軸也同樣地旋轉(zhuǎn)，Y軸陀螺儀傳感器或Z軸陀螺儀傳感器的空間中的位置也發(fā)生改變。在發(fā)生了針對X軸的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下分別由Y軸角速度傳感器及Z軸角速度傳感器所檢測出的角速度，與在未發(fā)生旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下所檢測出的角速度之間存在差值(誤差)。
[0032]在此，在本方式中，進行旋轉(zhuǎn)補償處理，通過對檢測信號進行修正來抑制檢測誤差。在本方式中，對由與主體部的指示方向一致的X軸垂直的第一面上的Y軸及Z軸確定的二維的YZ正交坐標(biāo)系進行定義，此外，對由與主體部的指示方向一致的X軸垂直的第一面上的水平軸即U軸和第一面上與U軸垂直的軸即V軸確定的二維的第二正交坐標(biāo)系(UV正交坐標(biāo)系)進行定義。U軸是第一面內(nèi)的水平軸，此外，V軸是第一面內(nèi)與U軸正交的垂直軸。U軸及V軸分別通過對主體部的指示方向(指針方向)進行指定而唯一確定，不影響輸入裝置針對X軸的旋轉(zhuǎn)。
[0033]而且，在本方式中，坐標(biāo)變換處理部，執(zhí)行從YZ正交坐標(biāo)系向第二正交坐標(biāo)系(UV正交坐標(biāo)系)的坐標(biāo)變換(旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換)，將由Y軸陀螺儀傳感器所檢測出的Y軸角速度及由Z軸陀螺儀傳感器所檢測出的Z軸角速度分別變換成U軸角速度及V軸角速度。由此，分別針對Y軸及Z軸所檢測出的角速度(在發(fā)生針對X軸的旋轉(zhuǎn)時包括伴隨旋轉(zhuǎn)的誤差)修正為針對主體部的X軸未旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)的正確的角速度。
[0034]為了執(zhí)行坐標(biāo)軸變換(旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換)，需要檢測出與X軸垂直的第一面內(nèi)的X軸(Y軸)與U軸(V軸)之間的旋轉(zhuǎn)角。在此，在本方式中，作為針對檢測軸即Y軸的物理量測定裝置，除了 Y軸角速度傳感器，還設(shè)置了 Y軸加速度傳感器，作為針對檢測軸即Z軸的物理量測定裝置，除了 Z軸角速度傳感器，還設(shè)置了 Z軸加速度傳感器。針對輸入裝置的主體部(殼體)指示方向軸即X軸旋轉(zhuǎn)時，針對Y軸所檢測出的加速度及針對Z軸所檢測出的加速度，分別根據(jù)旋轉(zhuǎn)角進行變動。即Y軸加速度及Z軸加速度，以在參數(shù)(變數(shù))中包括第一面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角的算式來表現(xiàn)。因此，若能夠檢測出Y軸加速度及Z軸加速度，則能夠獲取旋轉(zhuǎn)角的信息。根據(jù)所獲取的旋轉(zhuǎn)角的信息，通過執(zhí)行旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，能夠?qū)軸角速度及Z軸角速度變換為U軸角速度及V軸角速度。
[0035]因此，根據(jù)本方式，繞X軸的主體部(殼體)的旋轉(zhuǎn)，不會對繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)的檢測產(chǎn)生影響。因此，根據(jù)本方式，能夠確保繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)的檢測與繞X軸的旋轉(zhuǎn)的檢測完全的獨立性。
[0036](7)在本發(fā)明的輸入裝置的其它方式中，具有操作部，該操作部具有輸出允許開關(guān)，該輸出允許開關(guān)用于切換來自所述輸入裝置的信號輸出的許可/禁止。
[0037]在本方式中，在輸入裝置中，設(shè)置了用于切換來自輸入裝置的信號輸出的許可/禁止的操作部(例如，按下式或滑動式的輸出允許開關(guān))。操作部的結(jié)構(gòu)可考慮各種變形。例如，在輸入裝置具有光標(biāo)指針的移動控制功能(第一控制功能)及畫面的滾動功能(第二控制功能)時，能夠按照每個功能設(shè)置輸出允許開關(guān)，此外，也可設(shè)置共同控制各功能的允許/禁止的共同輸出允許開關(guān)。輸出允許開關(guān)的操作，可與主體部(殼體)的空間的姿態(tài)無關(guān)地進行，所以對于用戶而言，容易進行輸出允許開關(guān)的操作。
[0038]用戶只在對操作部進行操作時(例如，只在按下輸出允許開關(guān)時)從輸入裝置輸出信號。因此，在未進行操作部的操作期間(例如，未按下輸出允許開關(guān)的期間)中，即使移動主體部(殼體)，也不發(fā)生例如控制對象(例如光標(biāo)指針)的位置變位等。因此，根據(jù)本方式，能夠可靠地防止控制對象的非用戶意圖的動作，更加提高輸入裝置的使用方便性。
[0039](8)在本發(fā)明的輸入裝置的其它方式中，具有操作部，該操作部具有切換開關(guān)，該切換開關(guān)用于強制地切換是執(zhí)行所述第一信號處理部的所述第一處理，還是執(zhí)行所述第二信號處理部的所述第二信號處理。
[0040]例如，雖然輸入裝置具有光標(biāo)指針的移動控制功能(第一控制功能)及畫面的滾動功能(第二控制功能)，但有可能用戶只希望利用第一控制功能。在此，在本方式中，在輸入裝置中設(shè)置了對功能(信號處理的種類)進行切換的切換開關(guān)，以使能夠從輸入裝置具有的多個功能之中選擇任何一個。由此，用戶能夠從輸入裝置具有的多個功能之中對希望使用的一個功能進行選擇利用。因此，進一步提高了用戶的便利性。
[0041](9)在本發(fā)明的輸入裝置的其它方式中，從所述第一信號處理部所輸出的所述第一處理信號，是顯示畫面的滾動量或顯示圖像的縮放倍率的控制量信號，從所述第二信號處理部所輸出的所述第二處理信號，是與顯示畫面的光標(biāo)指針的變位相關(guān)的控制量信號。
[0042]根據(jù)本方式，用戶通過使輸入裝置的主體部(殼體)繞X軸(較長方向軸)旋轉(zhuǎn)，可簡單地進行畫面的滾動操作或縮放操作，此外，例如用戶通過左右上下細(xì)微地晃動主體部(殼體)的前端部，能夠使光標(biāo)指針在畫面上，左右上下地移動。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)例如具有與鼠標(biāo)相近的操作性的定點設(shè)備，或具有與指示棒或激光筆相近的操作性且也可簡單地進行畫面的滾動等的、使用便利性好且多功能的定點設(shè)備。
[0043](10)在本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一個方式中，包括:上述任一個的輸入裝置；和數(shù)據(jù)處理裝置，該數(shù)據(jù)處理裝置接收所述輸入裝置的發(fā)送信號，并根據(jù)接收信號執(zhí)行給予的數(shù)據(jù)處理。
[0044]通過使用本發(fā)明的上述方式的至少一種，三維輸入裝置的使用便利性得到提高。當(dāng)前，在計算機上使用三維空間的情況很多，伴隨于此，更增加了使用可輸入三維動作的三維輸入設(shè)備的便利性高的系統(tǒng)的必要性。根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)一種使用了在操作性上出色、多功能并且小型的三維輸入裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1是表示利用了輸入裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一個示例的結(jié)構(gòu)的圖。
[0046]圖2是表示對繞X軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個示例的圖。
[0047]圖3是用于說明對X軸、Y軸及Z軸的繞各軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的利用例的圖。
[0048]圖4(A)?圖4(C)是用于對主體部(殼體)100的前端部的Y軸方向或Z軸方向的微小變位的檢測進行說明的圖。
[0049]圖5(A)、圖5(B)是表示對繞X軸、Y軸、Z軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個示例的圖。
[0050]圖6㈧?圖6 (C)是對用于確保繞X軸的旋轉(zhuǎn)檢測與繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)檢測的獨立性的結(jié)構(gòu)進行說明的圖。
[0051]圖7是表示使用了對X軸、Y軸、Z軸各軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的三維輸入裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的具體的結(jié)構(gòu)的一個示例的圖。
[0052]圖8是表示優(yōu)先選擇部的處理步驟的流程圖。
[0053]圖9㈧?圖9(C)是用于說明由與輸入裝置的X軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)所引起的角速度的檢測誤差的圖。
[0054]圖10是用于說明坐標(biāo)變換(旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換)的內(nèi)容的圖。
[0055]圖1l(A)?圖1l(E)是用于說明坐標(biāo)變換中所需要的信息等的圖。
[0056]圖12是用于說明坐標(biāo)變換中所需要的信息等的圖。
[0057]圖13是表示用于旋轉(zhuǎn)補償?shù)淖鴺?biāo)變換處理的處理順序示例的流程圖。
[0058]圖14是表示對繞X軸的旋轉(zhuǎn)、繞Y軸的旋轉(zhuǎn)、繞Z軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的其它示例(設(shè)置輸出允許開關(guān)的示例)的外觀結(jié)構(gòu)的示例的圖。
[0059]圖15是表示對繞X軸的旋轉(zhuǎn)、繞Y軸的旋轉(zhuǎn)、繞Z軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的其它示例(設(shè)置允許開關(guān)的示例)的外觀結(jié)構(gòu)的示例的圖。
[0060]圖16是表示對繞X軸的旋轉(zhuǎn)、繞Y軸的旋轉(zhuǎn)、繞Z軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的其它示例(設(shè)置多個允許開關(guān)的示例)的外觀結(jié)構(gòu)的示例的圖。
[0061]圖17是表示對繞X軸的旋轉(zhuǎn)、繞Y軸的旋轉(zhuǎn)、繞Z軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的其它示例(設(shè)置功能切換開關(guān)的示例)的外觀結(jié)構(gòu)的示例的圖。
[0062]圖中:
[0063]101-輸入裝置(例如，定點設(shè)備等的三維輸入裝置)，
[0064]100-輸入裝置的主體部(殼體)，
[0065]102-Y軸陀螺儀傳感器(Y軸角速度傳感器)，
[0066]104-Z軸陀螺儀傳感器(Z軸角速度傳感器)，
[0067]106-Y軸加速度傳感器，
[0068]108-Z軸加速度傳感器，
[0069]110-X軸陀螺儀傳感器(X軸角速度傳感器)，
[0070]111-運動傳感器部，
[0071]400-屏幕，
[0072]502-三維運動傳感器部，
[0073]512 ?518、519_ 放大器，
[0074]520 ?526、528_A/D 轉(zhuǎn)換器，
[0075]530-變換處理部(例如CPU)，
[0076]531-第一信號處理部，
[0077]532-坐標(biāo)變換處理部，
[0078]533-第二信號處理部，
[0079]534-系數(shù)運算部(物理量/控制量變換部)，
[0080]536-無線發(fā)送部，
[0081]AN1，AN2_ 天線，
[0082]600-數(shù)據(jù)處理裝置，
[0083]610-接收部，
[0084]620-數(shù)據(jù)處理部(CPU等)，
[0085]630-R0M,
[0086]640-RAM,
[0087]650-顯示控制部，
[0088]660-顯示部，
[0089]662-顯示屏。

【具體實施方式】
[0090]接著，針對本發(fā)明的實施方式，參照附圖進行說明。而且，以下說明的本實施方式，不是對技術(shù)方案的范圍中所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進行不當(dāng)?shù)南薅ǎ窃诒緦嵤┓绞街兴f明的全部結(jié)構(gòu)，不局限于必須作為本發(fā)明的解決方法。
[0091](第一實施方式)
[0092](三維輸入裝置的利用例)
[0093]圖1是表示利用了輸入裝置(三維輸入裝置:在此，例如是可代替鼠標(biāo)或激光筆而使用的定點設(shè)備)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一個示例的結(jié)構(gòu)圖。
[0094]在圖1中，由輸入裝置101、數(shù)據(jù)處理裝置200 (具有無線天線AN2)及顯示裝置300構(gòu)成數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。輸入裝置101與數(shù)據(jù)處理裝置200，能通過通信(在此是無線通信。但是，不局限于此，也可以是有線通信或光通信等)進行信號(信息)的發(fā)送接收。
[0095]輸入裝置101具有較長方向軸(長軸)SX1，還具有運動傳感器部(圖1中未圖示)。運動傳感器部，例如，具有陀螺儀傳感器或加速度傳感器等，并能夠檢測出繞較長方向軸(長軸)SXl的輸入裝置101主體部(殼體)100的旋轉(zhuǎn)。通過繞較長方向軸(長軸)SXl的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的物理量(旋轉(zhuǎn)角速度或加速度等)，能夠在控制顯示畫面的滾動量，或控制顯示畫面(或者，顯示畫面中的指定區(qū)域)的縮放倍率的變更等中進行使用。
[0096]圖1的上側(cè)以虛線包圍所示的示例中，由顯示裝置300，例如在屏幕上或顯示屏上顯示了東京都區(qū)內(nèi)的地圖。用戶在手中拿著輸入裝置101的主體部(殼體)100，繞較長方向軸SX1，向圖中的箭頭方向?qū)⒅黧w部(殼體)100旋轉(zhuǎn)Θ (在此，圖中的箭頭方向設(shè)為正方向)。
[0097]于是，例如，顯示畫面PTl被滾動到上側(cè)。若用戶將主體部(殼體)100向負(fù)方向旋轉(zhuǎn)，則顯示畫面PTl被滾動到下側(cè)。此外，例如，若將主體部(殼體)100向負(fù)方向旋轉(zhuǎn)，則針對顯示畫面PT2中的指定區(qū)域M的縮放倍率變小，畫像被縮小。
[0098]如上所述，輸入裝置101的主體部(殼體)100，在空間中，由于在通過用戶的手所保持的狀態(tài)下被使用，所以雖然用戶難以穩(wěn)定地操作撥盤或開關(guān)，但用戶將較長方向軸SXl作為中心軸，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)主體部(殼體)100是容易的。因此，在圖1所示的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，用戶使用輸入裝置101，例如，能簡單地進行畫面的滾動或縮放等，輸入裝置101的便利性得到很大提高。此外，由于不需要在殼體中設(shè)置撥盤或開關(guān)等，所以能夠謀求輸入裝置的用戶界面的簡化。
[0099]圖1的輸入裝置101，例如，具有圓柱形狀的外觀。輸入裝置101的主體部(殼體)100具有較長方向軸(長軸)SXl和短軸SX2(與較長方向軸SXl正交，并比較長方向軸短的軸)。“較長方向”是例如“主體部(殼體)100直線地延長的方向(直線地長延伸的方向)”。
[0100]在圖1中，假設(shè)連結(jié)圓柱形狀的主體部(殼體)100的上面A的中心點Cl與底面C2的中心點C2的線段，并將與該線段一致的軸作為較長方向軸SX1。上面A或底面B，可看作殼體的垂直截面，例如，可將“與殼體的垂直截面的中心點的法線一致并且與較長方向一致的軸”作為較長方向軸SX1。
[0101]較長方向軸SXl與空間中所設(shè)定的X軸(指針方向軸)一致。指針方向(指示方向)，是“位于空間的主體部(殼體)的前端指示的方向”?！爸羔樂较颉庇煽臻g中的主體部(殼體)的姿態(tài)決定，概念上區(qū)別于較長方向軸(由殼體的形狀確定的軸)。但是，若以空間坐標(biāo)為基準(zhǔn)，則結(jié)果上可認(rèn)為“主體部(殼體)的較長方向”與“主體部(殼體)的指針方向”是一致的。由此，在本說明書中，當(dāng)與輸入裝置的主體部(殼體)的空間中的姿態(tài)無關(guān)時，作為原則使用“較長方向，較長方向軸”等的術(shù)語，當(dāng)與空間中的姿態(tài)有關(guān)時，使用“指示方向或指針方向，X軸(與指針方向一致的三維空間的軸)”等的術(shù)語。如上所述，“較長方向軸、指針方向軸、X軸”，結(jié)果上可作為一致的軸來使用。
[0102](對繞X軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)例)
[0103]圖2是表示對繞X軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個示例的圖。
[0104]圖2的輸入裝置101具有運動傳感器部111，運動傳感器部111具有在三維正交坐標(biāo)系中的對繞X軸的旋轉(zhuǎn)角速度進行檢測的X軸陀螺儀傳感器110，所述三維正交坐標(biāo)系是由與主體部(殼體)100的較長方向軸SXl —致的X軸、在與X軸垂直的面內(nèi)互相正交的Y軸及Z軸來確定的。
[0105]輸入裝置101還具有放大器519、A/D轉(zhuǎn)換器528、變換處理部(CPU等)534、發(fā)送部(通信部)536和天線ANl。在變換處理部(CPU等)101中，設(shè)置了作為物理量/控制量變換部的系數(shù)運算部534。系數(shù)運算部534，例如通過對角速度信號乘以變換系數(shù)，將角速度信號變換為變位量信號。
[0106]在圖2中，在空間中，定義了由X軸、Y軸及Z軸定義的三維正交坐標(biāo)系，在輸入裝置101中，設(shè)置了用于檢測繞X軸的旋轉(zhuǎn)角速度的X軸陀螺儀傳感器110。由X軸陀螺儀傳感器110所輸出的角速度信號ωχ，可被利用于控制對象(例如，光標(biāo)指針)的移動控制、其它的控制(控制對象即畫面的滾動控制、或控制對象即畫面或特定區(qū)域的縮放倍率變更控制)中。即，例如，根據(jù)物理量信號，能夠?qū)︼@示畫面的滾動方向和滾動量進行控制，此外，例如，還能夠?qū)︼@示畫面(或者顯示畫面中的特定處)的縮放倍率進行控制。
[0107]由運動傳感器部111(X軸陀螺儀傳感器110)所檢測出的角速度信號ωχ，可保持其原樣地作為控制信號等發(fā)送給例如數(shù)據(jù)處理裝置200 (參照圖1)。但是，此時，數(shù)據(jù)處理裝置200根據(jù)接收到的角速度信號，需要對顯示裝置300(參照圖1)中的控制對象物的控制量(例如，光標(biāo)指針的變位量、被遠(yuǎn)距離操縱的照相機的搖頭量、畫面的滾動量、畫面的縮放倍率等)進行運算，由此，將增加數(shù)據(jù)處理裝置的負(fù)擔(dān)。
[0108]在此，在圖2中，在輸入裝置101中，設(shè)置了作為物理量/控制量變換部的系數(shù)運算部534，在輸入裝置101側(cè)，將角速度ω χ變換為顯示裝置300中的控制對象物的控制量。然后，將所得到的控制量的信息(控制量信號)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理裝置200。由此，將減輕接收側(cè)(數(shù)據(jù)處理裝置200)的處理負(fù)擔(dān)。
[0109](對繞X軸、Y軸、Z軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的利用例或內(nèi)部結(jié)構(gòu)等)
[0110]在圖2的輸入裝置中，只對繞X軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測。若輸入裝置不僅檢測繞X軸的旋轉(zhuǎn)，而且還能夠檢測繞Y軸的旋轉(zhuǎn)和繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，則可輸入更多的信息。以下，針對檢測繞X軸、Y軸、Z軸的旋轉(zhuǎn)的輸入裝置進行說明。
[0111]圖3是用于說明對繞X軸、Y軸及Z軸的各軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的利用例的圖。在圖3中，定義了由與主體部(殼體)100的較長軸SXl —致的X軸、在與X軸垂直的面內(nèi)互相正交的Y軸及Z軸確定的三維正交坐標(biāo)系。而且，輸入裝置101對本體部(殼體)100的三軸各自的旋轉(zhuǎn)進行檢測。
[0112]在圖3中，代替激光筆而使用輸入裝置101。在屏幕400上，顯示畫面410。畫面410能夠上下滾動。此外，在畫面410上，上下左右地移動光標(biāo)指針CP。在圖3中，光標(biāo)指針CP的上下左右的移動，是通過用戶在Y軸方向或者Z軸方向上使主體部(殼體)100的前端細(xì)微地變位來控制的。此外，通過主體部(殼體)100的繞X軸的旋轉(zhuǎn)來控制畫面410的上下滾動。
[0113]圖4(A)?圖4(C)是用于對主體部(殼體)100的前端部的Y軸方向或Z軸方向的細(xì)微變位的檢測進行說明的圖。
[0114]如圖4 (A)所示，由與輸入裝置101的主體部(殼體)100的指示方向(指針方向)一致的X軸、在與X軸垂直的第一面即Q面內(nèi)互相正交的Y軸及Z軸來定義三維空間中的第一正交坐標(biāo)系。X軸是第一檢測軸，Y軸是第二檢測軸，Z軸是第三檢測軸。
[0115]輸入裝置101的主體部(殼體)100的空間上的姿態(tài)若被確定，則第一正交坐標(biāo)系唯一確定。第一正交坐標(biāo)系不是被固定的坐標(biāo)系，而是如圖4(A)中的虛線所示，若輸入裝置101的主體部(殼體)針對X軸旋轉(zhuǎn)Θ (X)，則伴隨于此，Y軸及Z軸也旋轉(zhuǎn)Θ (X)。而且，θ (X)表示將X軸作為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角。
[0116]如圖4(B)所示，輸入裝置101的主體部(殼體)100的上下(垂直方向)的細(xì)微的動作，能夠作為以Y軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)角Θ (Y))來進行檢測。而且，在圖4(B)中，輸入裝置101的主體部(殼體)100為了方便，描畫成長方體形狀。該長方體形狀，例如，能夠看作表示安裝有活動傳感器(角速度傳感器等)的殼體的內(nèi)壁面。因此，若由Y軸角速度傳感器檢測出針對Y軸的旋轉(zhuǎn)角速度，并用時間將角速度進行積分，則能夠得到與Y軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角Θ⑴的信息。S卩，能夠檢測出輸入裝置101的主體部(殼體)100的上下的動作。
[0117]此外，如圖4(C)所示，輸入裝置101的主體部(殼體)100的左右(水平方向)的細(xì)微的動作，能夠作為以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)角Θ (Z))來進行檢測。因此，若由Z軸角速度傳感器檢測出針對Z軸的旋轉(zhuǎn)角速度，并用時間將角速度進行積分，則能夠得到與Z軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角Θ (Z)的信息。即，能夠檢測出輸入裝置101的主體部(殼體)100的左右的動作。
[0118]圖5 (A)、圖5 (B)是表示對繞X軸、Y軸、Z軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個示例的圖。而且，圖5(A)表示繞X軸沒有殼體的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，圖5 (B)表示繞X軸發(fā)生了殼體的旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)角Θ2)的狀態(tài)。
[0119]輸入裝置101具有:檢測繞X軸的旋轉(zhuǎn)角速度ω χ的X軸陀螺儀傳感器110、檢測繞Y軸的旋轉(zhuǎn)角速度ω y的Y軸陀螺儀傳感器102、檢測繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角速度ω Z的Z軸陀螺儀傳感器104、檢測Y軸方向的加速度的Y軸加速度傳感器106、和檢測Z軸方向的加速度的Z軸加速度傳感器108。X軸陀螺儀傳感器110、Y軸陀螺儀傳感器102及Z軸陀螺儀傳感器104分別對于各軸的箭頭方向(圖5(A)、圖5(B)中是逆時針方向)的角速度輸出正的值，Y軸加速度傳感器106及Z軸加速度傳感器108對于各軸的箭頭方向的加速度輸出正的值。
[0120]而且，在圖5(B)中，在與X軸垂直的第一面即Q面內(nèi)，由水平軸即U軸和與U軸垂直的V軸(垂直軸)來定義二維的第二正交坐標(biāo)系。此點與用于旋轉(zhuǎn)補償?shù)淖鴺?biāo)變換處理相關(guān)。在后面，針對此點進行描述。
[0121](繞X軸的旋轉(zhuǎn)檢測與繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)檢測的獨立性的說明)
[0122]為對由X軸、Y軸及Z軸確定的三維的正交坐標(biāo)系中的、輸入裝置101的主體部(殼體)100的三維的動作進行檢測，輸入裝置101必須能夠分別獨立地檢測繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)和繞X軸的旋轉(zhuǎn)。
[0123]為此，作為信號處理部的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用例如圖6(A)?圖6(C)所示的結(jié)構(gòu)。
[0124]圖6 (A)?圖6 (C)是用于對確保繞X軸的旋轉(zhuǎn)檢測與繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)檢測的獨立性的結(jié)構(gòu)進行說明的圖。
[0125]在圖6(A)中，在輸入裝置101中，設(shè)置了執(zhí)行基于針對X軸的加速度信號ωχ的第一信號處理的第一信號處理部531、和執(zhí)行基于針對Y軸及Z軸的加速度信號ωγ、ωζ(以及加速度信號Yy、Yz)的第二信號處理的第二信號處理部533。而且，第一信號處理部531輸出第一處理信號SGa,此外,第二信號處理部533輸出第二處理信號SGb。
[0126]S卩，為了確保第一信號處理與第二信號處理的獨立性，需要設(shè)置用于檢測繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)的信號處理系統(tǒng)和用于檢測繞X軸的旋轉(zhuǎn)的信號處理系統(tǒng)。
[0127]例如，第一信號處理部531及第二信號處理部533分別能夠通過第一硬件和第二硬件(即，不同的硬件)來實現(xiàn)。此外，例如，當(dāng)由軟件對共同的硬件進行控制時(例如，使用CPU時)，通過準(zhǔn)備每個信號處理部的信號處理程序，能夠分別實現(xiàn)第一信號處理部531及第二信號處理部533。
[0128]在圖6(B)中，還設(shè)置了優(yōu)先選擇部543。在優(yōu)先選擇部543中，設(shè)置了對第一信號處理及所述第二信號處理的哪一個應(yīng)該優(yōu)先進行決定的優(yōu)先處理決定部E1、和根據(jù)基于優(yōu)先處理決定部El的決定，選擇性地輸出由第一信號處理部531所輸出的第一處理信號及由第二信號處理部533所輸出的第二處理信號的任一個信號的選擇部E2。
[0129]輸入裝置101既然通過用戶的手在空間中被保持，實際上，會存在可同時發(fā)生繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)與繞X軸的旋轉(zhuǎn)的情況。即，在用戶用手把持輸入裝置的主體部(殼體)的狀態(tài)下，左右上下細(xì)微地晃動主體部(殼體)100的前端部(即，針對Y軸和Z軸發(fā)生細(xì)微旋轉(zhuǎn))，或使主體部(殼體)100在繞X軸旋轉(zhuǎn)時，繞Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)和繞X軸的旋轉(zhuǎn)會存在同時發(fā)生的情況。用戶既然用手拿著操作輸入裝置的主體部，實際上，無用的少許旋轉(zhuǎn)，會違背用戶的意圖而發(fā)生，這是不可避免的。
[0130]例如，用戶為了進行畫面的滾動，使主體部(殼體)繞X軸旋轉(zhuǎn)時，會違背用戶的意圖而發(fā)生繞Y軸或繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，由此，若在顯示畫面上發(fā)生光標(biāo)指針意外的移動的情況，則輸入裝置101的操作精度或可靠性降低。
[0131]因此，輸入裝置101，當(dāng)發(fā)生了第一信號處理部531與第二信號處理部533同時并行地進行動作的情況時，更希望能夠判定應(yīng)該優(yōu)先是哪個信號處理部的處理并選擇輸出信號。
[0132]在此，在圖6(B)中，在輸入裝置101中設(shè)置了優(yōu)先選擇部543。優(yōu)先選擇部543具有優(yōu)先處理決定部E1、和根據(jù)基于優(yōu)先處理決定部的決定，選擇性地輸出由第一信號處理部所輸出的第一處理信號及由第二信號處理部所輸出的第二處理信號中的任一方的選擇部E2。由此，可靠地防止非用戶意圖的操作，防止輸入裝置的操作精度或可靠性的降低。
[0133]在圖6 (C)中，還設(shè)置了旋轉(zhuǎn)補償部(坐標(biāo)變換處理部)532。為了確保繞Y軸及繞Z軸的旋轉(zhuǎn)的檢測與繞X軸的旋轉(zhuǎn)的檢測的獨立性，希望繞X軸的主體部(殼體)100的旋轉(zhuǎn)不對繞Y軸及繞Z軸的旋轉(zhuǎn)的檢測產(chǎn)生影響。
[0134]例如，與各軸對應(yīng)的角速度傳感器102、104、110分別固定于設(shè)置在輸入裝置101的主體部(殼體)100中的平面(例如，殼體的內(nèi)壁面)上。因此,若輸入裝置101的主體部(殼體)100針對X軸旋轉(zhuǎn)，則Y軸、Z軸也同樣地旋轉(zhuǎn)，Y軸陀螺儀傳感器或Z軸陀螺儀傳感器的空間中的位置也發(fā)生改變。在發(fā)生了針對X軸的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下分別由Y軸角速度傳感器102及Z軸角速度傳感器104所檢測出的角速度與在未發(fā)生旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下所檢測出的角速度之間存在差值(誤差)。
[0135]在此，在圖6(C)中，進行旋轉(zhuǎn)補償處理，通過對檢測信號進行修正來抑制檢測誤差。即，如前面圖5(B)所示，對由與主體部(殼體)100的指針方向一致的X軸垂直的第一面內(nèi)的Y軸及Z軸確定的二維的YZ正交坐標(biāo)系進行定義，此外，對由與主體部(殼體)100的指針方向一致的X軸垂直的第一面內(nèi)的水平軸即U軸和第一面上與U軸垂直的軸即V軸確定的二維的第二正交坐標(biāo)系(UV正交坐標(biāo)系)進行定義。U軸是第一面內(nèi)的水平軸，此外，V軸是第一面內(nèi)與U軸正交的垂直軸。U軸及V軸分別通過確定主體部(殼體)的指示方向(指針方向)而唯一確定，不影響針對輸入裝置101的X軸的旋轉(zhuǎn)。而且，通過從YZ正交坐標(biāo)系向第二正交坐標(biāo)系(UV正交坐標(biāo)系)的坐標(biāo)變換(旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換)，將由Y軸陀螺儀傳感器102所檢測出的Y軸角速度ω y及Z軸陀螺儀傳感器104所檢測出的Z軸角速度ω z分別變換成U軸角速度Ou及V軸角速度ων。由此，針對各個Y軸及Z軸所檢測出的角速度(產(chǎn)生了針對X軸的旋轉(zhuǎn)時包括伴隨旋轉(zhuǎn)的誤差)修正為針對主體部(殼體)100的X軸的未旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)的正確的角速度。因此，根據(jù)圖6(C)的結(jié)構(gòu)，繞X軸的主體部(殼體)的旋轉(zhuǎn)不對繞Y軸及繞Z軸的旋轉(zhuǎn)的檢測產(chǎn)生影響。因此，根據(jù)圖6(C)的結(jié)構(gòu)，可確保繞Y軸及繞Z軸的旋轉(zhuǎn)的檢測與繞X軸的旋轉(zhuǎn)的檢測的完全的獨立性。針對旋轉(zhuǎn)補償處理(旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換)的詳細(xì)情況，參照圖9?圖13在后面進行描述。
[0136](使用了針對X軸、Y軸、Z軸的各軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的三維輸入裝置的系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示例)
[0137]圖7是表示使用了對X軸、Y軸、Z軸各軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的三維輸入裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的具體的結(jié)構(gòu)的一個示例的圖。在圖7的輸入裝置中，采用圖6(C)表示的結(jié)構(gòu)。
[0138]輸入裝置101 (在此，是三維定點設(shè)備)具有運動傳感器部(三維運動傳感器部)502。運動傳感器部502具有:X軸陀螺儀傳感器110、Y軸陀螺儀傳感器102、Z軸陀螺儀傳感器104、Y軸加速度傳感器106和Z軸加速度傳感器108。Y軸加速度傳感器106及Z軸加速度傳感器108，為了旋轉(zhuǎn)補償處理(旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換)而被設(shè)置。
[0139]輸入裝置(定點設(shè)備)101，還具有對各傳感器102?110的輸出信號進行放大的放大器512?518及519、A/D轉(zhuǎn)換器520?526及528、變換處理部(例如CPU) 530、比較判定部540、選擇信號生成部541、選擇器535、無線發(fā)送部536和天線AN1。
[0140]比較判定部540及選擇信號生成部541，構(gòu)成圖6(B)中的優(yōu)先處理決定部E1。此夕卜，選擇器535相當(dāng)于圖6(B)中的選擇部E2。
[0141]此外，變換處理部530具有坐標(biāo)變換處理部532、系數(shù)運算部(物理量/控制量變換部)534a、534b。系數(shù)運算部(物理量/控制量變換部)534a、534b也可不被設(shè)置。此時，輸出坐標(biāo)變換后的角速度信號(ωιι(或coy)、ων(或ωζ)、ωχ)。
[0142]此外，數(shù)據(jù)處理裝置600具有:天線ΑΝ2、接收部610、數(shù)據(jù)處理部(例如CPU)620、R0M630、RAM640、顯示控制部650和顯示部660。顯示部660，有時具有顯示屏662。此外，當(dāng)顯示部660是投影型的顯示裝置時，例如在屏幕400上顯示圖像。
[0143]為了將用于決定控制對象(例如光標(biāo)指針CP)的變位方向及變位量的信息輸入給數(shù)據(jù)處理裝置600，可以使用圖7的輸入裝置101。作為設(shè)置在輸入裝置101中的物理量/控制量變換部的系數(shù)運算部534，對由坐標(biāo)變換處理部532所輸出的角速度信號乘以系數(shù)(變換系數(shù))，例如，將控制對象(光標(biāo)指針CP)的變位量(廣義上是控制量)變換為用于指定的變位量信號(廣義上是控制量信號)。即，例如，坐標(biāo)變換后的角速度信號《U、ων分別變換為變位量信號Mh、Mv(Mh是水平方向的變位量，Mv是垂直方向的變位量)。此外，坐標(biāo)變換后的角速度信號ωχ變換為表示畫面的滾動量的變位量Ms。而且，坐標(biāo)變換處理的詳細(xì)在后面進行描述。
[0144]由設(shè)置在輸入裝置101中的運動傳感器部502所檢測出的針對各軸的角速度信號，可保持原樣地作為控制信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理裝置。但是，此時，數(shù)據(jù)處理裝置600根據(jù)接收到的角速度信號，需要對顯示部660中的控制對象物(例如光標(biāo)指針CP)的變位量進行運算，由此，將增加數(shù)據(jù)處理裝置600的負(fù)擔(dān)。在此，在圖7中，在輸入裝置101中，設(shè)置作為物理量/控制量變換部的系數(shù)運算部534，并在輸入裝置101側(cè)，將角速度信號變換為顯示部660中的控制對象物(例如光標(biāo)指針CP或顯示畫面)的控制量(光標(biāo)的移動量或畫面的滾動量)。然后，通過無線通信(不局限于此，也可以是光通信或有線通信)將所得到的變控制量的信息(控制量信號)Mh、Mv、Ms分別發(fā)送給數(shù)據(jù)處理裝置600。由此，將減輕數(shù)據(jù)處理裝置600的處理負(fù)擔(dān)。
[0145]此外，坐標(biāo)變換處理部532，當(dāng)主體部(殼體)的前端的指示方向(指針方向)為正上方或正下方附近時，禁止輸出與主體部的動作對應(yīng)的信號，或者，終止坐標(biāo)變換處理，將坐標(biāo)變換處理前的Y軸角速度信號軸角速度信號ωZ分別保持原樣地進行輸出。
[0146]而且，針對由圖7的比較判定部540、選擇信號生成部541及選擇器535構(gòu)成的優(yōu)先選擇部(圖6(C)的參照符號543)的動作在后面進行描述。
[0147]此外，數(shù)據(jù)處理裝置600的數(shù)據(jù)處理部620，根據(jù)由接收部610所接收到的信號，進行給予的數(shù)據(jù)處理，例如，生成圖像顯示用的數(shù)據(jù)或時間控制信號。顯示控制部650，對顯示部660中的圖像顯示進行控制。
[0148]在圖7的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，在輸入裝置中設(shè)置發(fā)送部536，可通過無線通信(包括光通信)，從輸入裝置101自由地將物理量信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理裝置等。因此，輸入裝置的使用方便性得到提高。而且，輸入裝置101也可通過有線通信輸出信號。
[0149]根據(jù)本實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)使用操作性優(yōu)良的小型三維輸入裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。接著，針對由圖7的比較判定部540、選擇信號生成部541及選擇器535構(gòu)成的優(yōu)先選擇部(圖6(C)的參照符號543)的處理步驟進行說明。
[0150](優(yōu)先選擇部的處理步驟)
[0151]圖8是表示優(yōu)先選擇部的處理步驟的流程圖。優(yōu)先選擇部(圖6(C)的參照符號543)由圖7中的比較判定部540、選擇信號生成部541及選擇器535構(gòu)成。優(yōu)先選擇部543，當(dāng)繞X軸的旋轉(zhuǎn)與繞Y軸或繞Z軸的旋轉(zhuǎn)同時并行發(fā)生時，對哪個是基于用戶意圖的旋轉(zhuǎn)進行判定，并優(yōu)先地選擇任一個的處理。
[0152]首先，圖7的比較判定部540獲取針對X軸、Y軸及Z軸的各個角速度數(shù)據(jù)ωχ、coy、ωζ (步驟 S150)。
[0153]接著，為了防止由殼體的細(xì)微的晃動等產(chǎn)生的噪聲的檢測，比較判定部540執(zhí)行閾值判定(步驟S151)。
[0154]S卩，如圖8所示，判定繞X軸的角速度ωχ的絕對值，是否大于針對繞X軸的旋轉(zhuǎn)的閾值Cx，只有大于時，才采用ωχ作為處理對象的信號，并將所采用的信號作為J(x)來進行保存，當(dāng)小于時，廢棄獲取到的ωχ。
[0155]此外，判定ωγ的二次方與ω ζ的二次方之和的平方根，是否大于針對繞Y軸或繞Z軸的旋轉(zhuǎn)的閾值Cyz，只有大于時，才采用ω y、ω ζ作為處理對象的信號，并將上述平方根的信號作為J(yz)來進行保存，當(dāng)小于時，廢棄獲取到的ωγ、ωζ。
[0156]接著，比較判定部540執(zhí)行修正系數(shù)的乘法運算處理(步驟S152)。S卩，基于主體部(殼體)100的繞X軸的旋轉(zhuǎn)(扭轉(zhuǎn))的通常的角速度，例如在數(shù)十度/秒左右，相對于此，通過在Y軸或Z軸方向上細(xì)微的晃動主體部(殼體)100的前端部而產(chǎn)生的繞Y軸或繞Z軸的通常的角速度，例如在數(shù)度/秒左右。即，本來，由于旋轉(zhuǎn)量的標(biāo)度不同，若直接比較J(x)與J (yz),則一定是J (X) > J(yz),不能進行恰當(dāng)?shù)谋容^處理。在此,對J(x)乘以給予的修正系數(shù)Kx,使J(X)的值按規(guī)定的比例減小,此外,對(yz)乘以給予的修正系數(shù)Kyz,使J(yz)的值按規(guī)定的比例增大。
[0157]接著，比較判定部540對Kx J(X)與Kyz J(yz)進行比較(步驟S153)。若KxJ(X) > Kyz J(yz)，則圖7的選擇信號生成部541將選擇信號SEL作為第一電平，由此，選擇器535選擇繞X軸的角速度ωχ或與其對應(yīng)的控制量(例如畫面的滾動量Ms)來進行輸出(步驟S154)。
[0158]此外，若Kx J(X) < Kyz J(yz)，則圖7的選擇信號生成部541將選擇信號SEL作為第二電平，由此，選擇器535選擇繞Y軸或Z軸的角速度coy、ωζ，或與此對應(yīng)的控制量(光標(biāo)的水平變位量Mh，垂直變位量Mv)來進行輸出(步驟S155)。
[0159]由此，即使針對X軸的旋轉(zhuǎn)與針對Y軸或Z軸的旋轉(zhuǎn)同時發(fā)生時，也可靠地防止非用戶意圖的操作，防止輸入裝置101的操作精度或可靠性的降低。
[0160](針對用于旋轉(zhuǎn)補償?shù)淖鴺?biāo)變換的說明)
[0161]以下，針對基于圖7的坐標(biāo)變換處理部532的用于旋轉(zhuǎn)補償?shù)淖鴺?biāo)變換處理進行說明。
[0162]圖9(A)?圖9(C)是用于說明由與輸入裝置的X軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)所引起的角速度的檢測誤差的圖。如圖9(A)所示，假設(shè)輸入裝置101的主體部(殼體)100的右前端是朝向(指示著)右斜上方的狀態(tài)。圖9 (B)表示輸入裝置101的主體部(殼體)100針對X軸未旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的圖9(A)的S-S’的截面。圖9 (C)表示輸入裝置101的主體部(殼體)100針對X軸旋轉(zhuǎn)了 Θ 2的狀態(tài)的圖9(A)的S-S’的截面。
[0163]如圖9(B)、圖9(C)所示，輸入裝置101的主體部(殼體)100的內(nèi)壁面的截面呈大致正方形。將構(gòu)成內(nèi)壁面的四個面(或構(gòu)成內(nèi)壁面的截面形狀的各邊)設(shè)為Pl?P4。兩個陀螺儀傳感器(角速度傳感器)102、104分別檢測針對Y軸及Z軸(即檢測軸)的旋轉(zhuǎn)角速度。各陀螺儀傳感器102、104分別固定于輸入裝置101的主體部(殼體)100的內(nèi)壁面P3及P2。因此，如圖9(C)所示，輸入裝置101的主體部(殼體)100若針對檢測軸(Y軸、Z軸)以外的軸(X軸)旋轉(zhuǎn)Θ 2，則Y軸、Z軸也同樣旋轉(zhuǎn)，結(jié)果是，各陀螺儀傳感器(角速度傳感器)的位置發(fā)生變動。
[0164]因此，即使產(chǎn)生與輸入裝置101的主體部(殼體)100的前端部相同的動作(在此，左右的動作設(shè)為QR、QL)，在繞X軸未發(fā)生旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)(圖9(B)的狀態(tài))下所檢測出的角速度與在繞X軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下(圖9(C)的狀態(tài))所檢測出的角速度將產(chǎn)生差值。即，由于針對檢測軸(Y軸、Z軸)以外的軸(X軸)的輸入裝置101的主體部(殼體)100的旋轉(zhuǎn)，而產(chǎn)生檢測誤差。
[0165]因此，在本實施方式中，通過執(zhí)行所檢測出的角速度(針對Y軸及Z軸的角速度)的修正(具體而言是坐標(biāo)變換)，不受繞X軸的殼體的旋轉(zhuǎn)的影響，總能夠檢測正確的角速度。由此，不受用戶拿著主體部(殼體)方式的制約，而改善三維輸入裝置的操作性。為了執(zhí)行坐標(biāo)變換，需要獲取針對繞X軸的旋轉(zhuǎn)角的信息，為此，在本實施方式的輸入裝置中，設(shè)置了對繞Y軸的加速度及繞Z軸的加速度進行檢測的加速度傳感器。
[0166](坐標(biāo)變換處理)
[0167]在輸入裝置101中，設(shè)置了坐標(biāo)變換處理部532，坐標(biāo)變換處理部532執(zhí)行坐標(biāo)變換處理。以下，使用圖10?圖13針對坐標(biāo)變換處理進行說明。
[0168]圖10是用于說明坐標(biāo)變換(旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換)的內(nèi)容的圖。此外，圖1l(A)?圖1l(E)及圖12是用于說明坐標(biāo)變換中所需要的信息等的圖。坐標(biāo)變換一般通過平行移動和旋轉(zhuǎn)的組合來實現(xiàn)。在本實施方式中，可只考慮針對X軸的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換能通過使用旋轉(zhuǎn)行列的行列式運算來實現(xiàn)。
[0169]在此,將Y軸加速度設(shè)為Yy, Z軸加速度設(shè)為Yz，Y軸角速度設(shè)為coy，Z軸角速度設(shè)為《2時，坐標(biāo)變換處理部532通過下述(I)式及(2)式的運算，將Y軸角速度及Z軸角速度ωζ分別變換為U軸角速度(^及ων。以下，按順序進行說明。將在X軸垂直的Q面(參照圖4(A))上的Y軸(Ζ軸)與U軸(V軸)形成的角設(shè)為Θ 2時，為了將Y軸角速度軸角速度ωζ分別變換為U軸角速度0^及ων，可進行下述⑶式的行列式運算。因此，下述⑷式及(5)式成立。
[0170]【算式I】
?ω yY ζ ~ ω sY y4 (J)
[0171]--/I—；■一'I一I—2—.1lj

sjr y + r,
ω νγ v 4- ω ,γ ,..
[0172]亂V = --?—I—；-3-:—......⑵

^jr y + Y ,
^ω Λ (cos￠2 -sin^2Y
[0173]=......(3 ；
\β)ν) Vsmcos^2 人iy:J
[0174]ωη = COyCOS θ 2-ωzsin θ 2.......(4)
[0175]ωγ = COySin θ 2+ ωzcos θ 2.......(5)
[0176]圖10所示的坐標(biāo)變換處理部532，執(zhí)行上述(4)式及(5)式所示的運算。但是，為了執(zhí)行(4)式及(5)式的運算，需要知道sin0 2及cos Θ 2，因此，在本實施方式中，設(shè)置了Y軸加速度傳感器106及Z軸加速度傳感器108。
[0177]在此，參照圖11⑷?圖1l(E)針對重力加速度進行說明。如圖11⑷所示，將重力加速度(垂直向上的方向)設(shè)為G。S卩，在無重量狀態(tài)(例如，物體置于宇宙空間等的狀態(tài))下，加速度傳感器的輸出是零。同樣地，由于自由落下的物體內(nèi)也是無重量狀態(tài)，所以加速度傳感器的輸出是零。另一方面，地球上的自由落下是指該物體以IG向下(-1G向上)進行加速的狀態(tài)。此外，(加速度傳感器輸出)=(物體的加速狀態(tài))_(向下的1G)的關(guān)系成立。因此，在物體靜止的狀態(tài)下，加速度傳感器的輸出=0-(向下的1G)=(向上的1G)成立。此外，垂直軸(G軸)與第一面呈Θ I時，將針對重力加速度(垂直向上)G的第一面內(nèi)的垂直軸即V軸(與沒有針對X軸的旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下的Z軸一致)的分量設(shè)為Gl( =G cosΘ I)。
[0178]如圖1l(B)所示，在主體部(殼體)100的內(nèi)壁面Ρ4上設(shè)置Y軸加速度線傳感器106，在主體部(殼體)100的內(nèi)壁面Pl上設(shè)置Z軸加速度線傳感器108。圖1l(B)表示與主體部(殼體)100的X軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)未發(fā)生的狀態(tài)。圖11 (C)與圖11⑶相對應(yīng)的表示針對向量Gl的各坐標(biāo)軸的分量。在此，假設(shè)輸入裝置101的主體部(殼體)100針對X軸旋轉(zhuǎn)Θ 2的情況。
[0179]圖1UD)表示發(fā)生與主體部(殼體)100的X軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)角Θ 2)的狀態(tài)。圖1l(E)與圖11⑶相對應(yīng)，表示針對向量Gl的各坐標(biāo)軸的分量。在圖1l(E)中，向量Gl可分解為Z軸分量和Y軸分量(一同在圖中以粗的虛線表示)。即，重力加速度G的Z軸分量(即Z軸加速度Yz)是Gl cos Θ 2，同樣地，重力加速度(垂直向上)G的Y軸分量(即Y軸加速度Yy)是Gl sin Θ2.可見，Y軸加速度Y y、Z軸加速度Yz包含繞X軸的旋轉(zhuǎn)角Θ 2的信息。因此，通過對Z軸加速度Yz及Y軸加速度Y ,進行檢測，可執(zhí)行上述(4)式及(5)式的運算。即，⑷式及(5)式可以按下述(6)式及(7)式的方式進行變形。此外，Gl可以按下述(8)式的方式表示。
[0180]【算式2】Γ π⑵、GI cosiV2 - OJvG I sin沒2
[0181]Oill --- ‘，， (t )

Gl

ωΧ}1 sm02 + o>7Glcos^2
[0182]Ov=^---(7)


Crl
[0183]Gl = Gl2 (sin2 Θ + cos2 ￠) = ^jyy2 + χ,2 **?*?*? (8)
[0184]將⑶式代入(6)式及(7)式的分母，并且，在(6)式及(7)式中，通過設(shè)置為Yy=Gl sin Θ 2、Yz = Gl cos Θ 2，可得到上述(I)式及(2)式。即，坐標(biāo)變換處理部532通過執(zhí)行⑴式及⑵式的運算，可將Y軸角速度《y及Z軸角速度ωζ分別變換為U軸角速度Uu及ων。
[0185]圖12是表示coy、coz、cou、cov、Yy、Υζ的相互關(guān)系的圖。如上所述，由Y軸陀螺儀傳感器102及Z軸陀螺儀傳感器104分別檢測Y軸角速度ωy及Z軸角速度ω ζ。此外，由Y軸加速度傳感器106及Z軸加速度傳感器108分別檢測Y軸加速度Y y，Z軸加速度Y z。U軸角速度Qu及V軸角速度ων由上述坐標(biāo)變換求出。
[0186](指示方向是垂直向上附近或垂直向下的方向附近時的對策)
[0187]在輸入裝置101的主體部(殼體)100是垂直向上或者垂直向下附近時，垂直軸(G軸)與Q面(參照圖4(A))形成的角Θ I呈大致90°。因此，重力加速度(垂直向上)G的與X軸垂直的Q面內(nèi)的垂直軸即V軸的分量Gl ( = Gcose I)是cos90 = 0，所以約為O。因此，Y軸加速度Uy = Glsine 2)和Z軸加速度Uz = Gl cos Θ 2)也約為O。因此，上述(I)式及(2)式中的分母約為0，無法進行用于坐標(biāo)變換的運算。
[0188]實際上，由于主體部(殼體)的指示方向(定點方向)朝向畫面或屏幕，相當(dāng)接近水平的狀態(tài)，所以認(rèn)為沒問題，但作為個案，可以假設(shè)輸入裝置101的主體部(殼體)100的指示方向是垂直向上附近或垂直向下附近的情況，因此希望實施某些對策。
[0189]在此，例如，當(dāng)主體部(殼體)100的前端的指示方向(指針方向)是正上或正下附近時，采用將來自輸入裝置101的信號輸出抑制(即，禁止輸出與主體部的動作相應(yīng)的信號)為O的方法。由此，減輕數(shù)據(jù)處理裝置(接收來自輸入裝置101的信號一側(cè))的處理負(fù)擔(dān)(伴隨對策處理的負(fù)擔(dān))。
[0190]此外，例如，當(dāng)主體部(殼體)100的指示方向是垂直向上附近或垂直向下附近時，終止基于坐標(biāo)變換處理部532的坐標(biāo)變換處理，可分別將坐標(biāo)變換處理前的Y軸角速度信號及Z軸角速度信號保持原樣地進行輸出。此時，數(shù)據(jù)處理裝置(接收來自輸入裝置101的信號一側(cè))根據(jù)接收到的Y軸角速度信號及Z軸角速度信號，例如，有能夠?qū)︼@示部的控制對象(例如，光標(biāo)指針)的位置進行控制的優(yōu)點。
[0191]而且，主體部(殼體)100的前端的指示方向(指針方向)為正上或正下附近，例如，可通過將上述(I)式、(2)式中的分母與規(guī)定的閾值進行比較，進行檢測。即，當(dāng)分母小于閾值時，可判定指針方向為正上附近或正下附近。
[0192]圖13是表示用于旋轉(zhuǎn)補償?shù)淖鴺?biāo)變換處理的處理順序示例的流程圖。設(shè)置于輸入裝置101的坐標(biāo)變換處理部532獲取加速度數(shù)據(jù)Yy、Yz(步驟S700)，并且獲取角速度數(shù)據(jù) coy、ωζ(步驟 S701)。
[0193]接著,將YyOy-YyCOz設(shè)置為Su(步驟S702),將Y yωy+γ y ωζ設(shè)置為Sv(步驟S703)，將上述(I)式及(2)式的分母設(shè)置為k(步驟S704)，將kSu設(shè)置為cou，將kSv設(shè)置為ων (步驟S705)。由此，得到與U軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角速度Qu和與V軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)角速度
ω ο
V0
[0194]接著，物理量/變位量變換部(系數(shù)運算部)534，對(^乘以系數(shù)0yv，計算出橫向變位量MH(步驟S706)，并將Qu乘以系數(shù)βζυ，計算出縱向變位量MV(步驟S707)，由整數(shù)化處理計算出Mh、Mv (步驟S708)。
[0195]此外，當(dāng)輸入裝置101的主體部(殼體)100的指針方向是正上附近或正下附近時，橫向變位量及縱向變位量都為O。因此，當(dāng)Mh = O并且Mv = O時，不從輸入裝置101輸出信號而結(jié)束處理(步驟S709)，只有在步驟S709中判定為“否”時，才將水平變位量Mh及縱向變位量Mv向數(shù)據(jù)處理裝置600進行發(fā)送(步驟S710)。
[0196](第二實施方式)
[0197]圖14?圖16是表示對繞X軸的旋轉(zhuǎn)、繞Y軸的旋轉(zhuǎn)、繞Z軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的其它示例(設(shè)置輸出允許開關(guān)的示例)的外觀結(jié)構(gòu)的示例的圖。
[0198]在圖14中，在輸入裝置101的主體部(殼體)100中，設(shè)置了具有用于切換信號輸出的許可/禁止的輸出允許開關(guān)SWl (例如按下式或滑動式的開關(guān))的操作部700。
[0199]在此，例如，假設(shè)輸入裝置101是具有光標(biāo)指針的移動控制功能(第一控制輸入功能)及畫面的滾動功能(第二控制輸入功能)的情況。圖14所表示的輸出允許開關(guān)SW1，是對各功能的允許/禁止進行共同控制的共同輸出允許開關(guān)。輸出允許開關(guān)SWl的操作，可與主體部(殼體)100的空間的姿態(tài)無關(guān)地進行，所以對于用戶而言，容易進行輸出允許開關(guān)SWl的操作。
[0200]通過設(shè)置輸出允許開關(guān)SW1，用戶只在對操作部700進行操作時(例如，只在按下輸出允許開關(guān)SWl時)從輸入裝置101輸出信號。因此，在未進行操作部700的操作期間(例如，未按下輸出允許開關(guān)SWl的期間)中，即使移動主體部(殼體)100，例如，也不發(fā)生控制對象(例如光標(biāo)指針)的位置變位等。因此，根據(jù)圖14的輸入裝置101，能夠可靠地防止控制對象的非用戶意圖的動作，將進一步提高輸入裝置的使用方便性。
[0201]在操作部700的結(jié)構(gòu)中可考慮各種變化。在圖15中，分別設(shè)置了與輸入裝置101具有的上述兩個功能對應(yīng)的輸出允許開關(guān)SW2、SW3。此時，用戶能夠選擇性地使光標(biāo)移動控制功能、畫面的滾動控制功能的任一個處于“開啟”，從而將提高用戶的便利性。
[0202]此外，在圖16中，在操作部700中，設(shè)置了切換開關(guān)SW4。例如，雖然輸入裝置具有光標(biāo)指針的移動控制功能(第一控制功能)及畫面的滾動功能(第二控制功能)，但用戶有時可能只希望利用第一控制功能。在此，圖16在主體部(殼體)100的操作部700中設(shè)置了對功能(信號處理的種類)進行切換的切換開關(guān)(滾動/光標(biāo)移動切換開關(guān))SW4，以便能從輸入裝置101具有的多個功能之中選擇任何一個功能。由此，用戶能夠從輸入裝置101具有的多個功能之中選擇希望使用的一個功能來利用。因此，將進一步提高用戶的便利性。
[0203]圖17是表示對繞X軸的旋轉(zhuǎn)、繞Y軸的旋轉(zhuǎn)、繞Z軸的旋轉(zhuǎn)進行檢測的輸入裝置的其它示例(設(shè)置允許開關(guān)等的示例)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
[0204]圖17的輸入裝置101，在圖7的結(jié)構(gòu)中還追加了操作部700 (至少具有圖14?圖16所示的開關(guān)SWl?SW4之中的一種)和輸入接口 702。操作部700，例如作為用于切換來自輸入裝置101的信號輸出模式的模式切換開關(guān)來發(fā)揮功能。
[0205]此外，例如為了實現(xiàn)與鼠標(biāo)相同的功能，除了圖17的結(jié)構(gòu)，還可以追加具有與鼠標(biāo)的左/右單擊按鈕相同功能的按鈕等。此時，將進一步提高輸入裝置101的使用性。
[0206]如以上所說明，根據(jù)本發(fā)明的至少一種實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)可簡單地進行畫面的滾動等的輸入裝置。此外，例如，在輸入裝置中，可容易地賦予使光標(biāo)指針上下左右移動的功能和滾動畫面等的功能。因此，例如，能夠?qū)崿F(xiàn)具有與多功能鼠標(biāo)相近的操作性的定點設(shè)備、或具有與指示棒或激光筆相近的操作性且也可簡單地進行畫面的滾動等的使用方便且多功能的定點設(shè)備。
[0207]本實施方式的輸入裝置，雖然在使用鼠標(biāo)或指示棒、或者激光筆等進行講演等的場面時特別有用，但不限于此。例如，作為計算機等的輸入裝置，即作為用戶接口而被使用時，能夠利用于輸入在此動作的所有應(yīng)用。此外，本實施方式的輸入裝置能夠在基于遠(yuǎn)距離操縱的照相機的搖頭系統(tǒng)或自動控制系統(tǒng)等多種系統(tǒng)中應(yīng)用。此外，本實施方式的輸入裝置可普遍適用于搭載了基于鼠標(biāo)的滾動輪等的可輸入信息的應(yīng)用程序的裝置或系統(tǒng)。以往，繞指示方向旋轉(zhuǎn)(扭，擰)主體部(殼體)的動作完全沒有被有效地利用。本實施方式的輸入裝置是具有完全新的用戶界面的多功能輸入裝置，將期待其更多的應(yīng)用。
[0208]而且，雖然針對本發(fā)明的實施方式進行了詳細(xì)敘述，但在不脫離本發(fā)明的新的事項及效果的范圍內(nèi)，很多的變形是可能的，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言應(yīng)該能夠容易理解。因此，這樣的變形例全部包含于本發(fā)明。此外，所謂輸入裝置的術(shù)語，作為更廣義的解釋，是指廣泛包括能夠輸入與空間的變位相對應(yīng)的信號的輸入裝置。此外，三維活動傳感器的結(jié)構(gòu)并不局限于前述的實施方式，也可采用其它的結(jié)構(gòu)(例如，除了陀螺儀傳感器和角速度傳感器，還有磁傳感器的結(jié)構(gòu)等)。此外，空間的變位包括輸入裝置的姿態(tài)、旋轉(zhuǎn)，還包括并進。而且，輸入裝置的并進(水平移動或垂直移動等)能夠通過用時間對加速度傳感器的輸出的變動進行積分來進行計算。
【權(quán)利要求】
1.一種輸入裝置，包括: 主體部；和 運動傳感器部， 所述運動傳感器部具有:對三維的第一正交坐標(biāo)系中的針對所述X軸的角速度進行檢測的X軸陀螺儀傳感器，所述三維的第一正交坐標(biāo)系由沿著所述主體部的規(guī)定軸的X軸、和在與所述X軸垂直的第一面內(nèi)相互正交的Y軸及Z軸來決定， 所述輸入裝置基于所述X軸陀螺儀傳感器的角速度信號，對顯示畫面的滾動量及顯示倍率的至少一方進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其特征在于， 所述輸入裝置用來決定與控制對象相關(guān)的控制量， 所述輸入裝置還具有物理量/控制量變換部，該物理量/控制量變換部將來自所述運動傳感器部的物理量信號變換為表示所述控制量的控制量信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輸入裝置，其特征在于， 所述運動傳感器部，還具有: Y軸陀螺儀傳感器，其檢測針對所述Y軸的角速度；和 Z軸陀螺儀傳感器，其檢測針對所述Z軸的角速度，并且，具有: 第一信號處理部，其執(zhí)行基于針對所述X軸的角速度信號的第一信號處理；和第二信號處理部，其執(zhí)行基于針對所述Y軸的角速度信號及針對所述Z軸的角速度信號的第二信號處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸入裝置，其特征在于， 所述輸入裝置還具有優(yōu)先選擇部， 該優(yōu)先選擇部具有: 優(yōu)先處理決定部，其決定所述第一信號處理及所述第二信號處理的哪一個應(yīng)該優(yōu)先；和 選擇部，其基于所述優(yōu)先處理決定部的決定，選擇性地輸出從所述第一信號處理部所輸出的第一處理信號和從第二信號處理部所輸出的第二處理信號中的任意一個。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的輸入裝置，其特征在于， 所述運動傳感器部，還具有: Y軸加速度傳感器，其檢測針對所述Y軸的加速度；和 Z軸加速度傳感器,其檢測針對所述Z軸的加速度，并且， 所述第二信號處理部具有坐標(biāo)變換處理部，該坐標(biāo)變換處理部根據(jù)由所述Y軸加速度傳感器所檢測出的Y軸加速度、和由所述Z軸加速度傳感器所檢測出的Z軸加速度來進行坐標(biāo)變換， 所述坐標(biāo)變換處理部，將由所述Y軸陀螺儀傳感器所檢測出的Y軸角速度及由所述Z軸陀螺儀傳感器所檢測出的Z軸角速度分別變換為二維的第二正交坐標(biāo)系中的U軸角速度及V軸角速度，所述二維的第二正交坐標(biāo)系由與所述X軸垂直的第一面中的水平軸即U軸、和在所述第一面中與所述U軸垂直的軸即V軸來決定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5的任一項所述的輸入裝置，其特征在于， 具有操作部，該操作部具有輸出允許開關(guān)，該輸出允許開關(guān)用于切換來自所述輸入裝置的信號輸出的許可或者禁止。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸入裝置，其特征在于， 具有操作部，該操作部具有切換開關(guān)，該切換開關(guān)用于強制地切換是執(zhí)行所述第一信號處理部的所述第一處理，還是執(zhí)行所述第二信號處理部的所述第二信號處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸入裝置，其特征在于， 從所述第一信號處理部所輸出的所述第一處理信號，是顯示畫面的滾動量或顯示倍率的控制量信號，從所述第二信號處理部所輸出的所述第二處理信號，是與顯示畫面的光標(biāo)指針的變位相關(guān)的控制量信號。
9.一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括: 權(quán)利要求1?8的任一項中所述的輸入裝置；和 數(shù)據(jù)處理裝置，其接收所述輸入裝置的發(fā)送信號，并根據(jù)接收信號執(zhí)行給予的數(shù)據(jù)處理。
【文檔編號】G06F3/0354GK104281290SQ201410475243
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2008年12月18日
【發(fā)明者】中岡康 申請人:精工愛普生株式會社