CN101598981A - 输入装置、控制系统、手持装置和校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了输入装置、控制系统、手持装置和校准方法，其中，该输入装置包括外壳、输出部、处理部、判定部和校准部。输出部包括基准电位且输出与外壳移动相对应的、相对于基准电位的电位波动作为检测信号。处理部基于输出部的输出值来执行用于生成用于控制画面的控制命令的处理。判定部判定输入装置的操作状态。当判定输入装置正在移动时，校准部执行校准模式，作为用于通过获得在作为输出值的采样周期的数据获得周期中的输出值并基于所获得的输出值计算基准电位的校正值来校正基准电位的处理。通过本发明，可以适当地校正传感器的基准电位。

Description

输入装置、控制系统、手持装置和校准方法

相关申请的交叉参考

本发明包含于2008年6月2日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2008-144253和于2008年12月15日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2008-332415的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及用于操作例如GUI(图形用户界面)的3维操作输入装置、控制系统、手持装置和校准方法。

背景技术

指向装置(尤其是鼠标和触垫)被用作广泛用在PC(个人计算机)中的GUI的控制器。并不仅仅作为相关技术中的PC的HI(人机界面)，GUI现在正开始被用作起居室等中所用的AV设备和游戏设备(例如，具有电视机作为图像介质)的界面。提出了用户能够进行3维操作的各种指向装置作为用于这种类型的GUI的控制器(例如，见日本专利申请公开第2001-56743号和日本专利申请公开第Hei 10-301704号；以下分别称为专利文献1和2)。

专利文献1披露了包括两个轴的角速度陀螺仪(即，两个角速度传感器)的输入装置。例如，当用户手持输入装置并使其垂直和水平摆动时，角速度传感器检测到相对于两个正交轴的角速度，并根据角速度来生成命令信号作为由显示装置所显示的光标等的位置信息。将命令信号传送至控制装置，并且控制装置控制显示以使光标响应于命令信号而在画面上移动。

专利文献2披露了笔型输入装置，其包括三个(三轴)加速度传感器和三个(三轴)角速度传感器(陀螺仪)。该笔型输入装置通过基于三个加速度传感器和三个角速度传感器获得的信号执行各种操作来计算其移动方向和移动距离。

顺便提及，专利文献1和2的输入装置并不直接检测位移，而使用通过对角速度、加速度等进行时间微分后获得的位移大小来检测惯性量的角速度传感器和加速度传感器。角速度传感器和加速度传感器均输出与输入装置的移动相对应的、相对于基准电位的电位波动来作为检测信号。基于所输出的检测信号，生成包括(例如)位置、移动量和移动速度的命令信号。

同时，因为上述惯性传感器基于相对于基准电位的电位波动来检测输入装置的移动操作，所以当基准电位偏离时，引起了不管输入装置是否停止光标都以恒定速度或恒定加速度移动的不利。例如，基准电位的偏离由压电设备和模拟电路设备的温度特性引起。

为了消除由基准电位的偏离而引起的光标的无意识移动，需要周期性或非周期性地校正基准电位。例如，美国专利第5,825,350号(以下称为专利文献3)披露了当陀螺传感器的输出等于或小于预定阈值时校正陀螺传感器的基准电位的技术。

发明内容

在专利文献3中披露的校准方法中，只要在输入装置的操作期间满足特定条件就开始校准。因此，存在以下情况：当用户正沿一个方向以基本恒定的速度缓慢移动输入装置时，以此时陀螺传感器的输出值作为基准来执行基准电位的校正。在这种情况下，即使输入装置的移动停止，光标自身仍沿与这个方向相反的方向移动，这是不利的。

同时，可以通过严格设定用于作为开始校准的基准的传感器输出的阈值来解决上述问题。然而，如果严格设定阈值，就会担心由于环境中的噪声和微小振动而重新引起即使输入装置实际上并未操作或处于静态却仍无法将操作模式转变为校准模式的麻烦。

鉴于上述情况，需要能够适当地校准传感器的输入装置、控制系统、手持装置和校准方法。

根据本发明的实施例，提供了一种输入装置，包括外壳、输出装置、处理装置、判定装置和校准装置。

输出装置包括基准电位，并输出与外壳移动相对应的、相对于基准电位的电位波动作为检测信号。

处理装置基于输出装置的输出值来执行用于生成用于控制画面的控制命令的处理。

判定装置判定输入装置的操作状态。

当判定装置判定输入装置正在移动时，校准装置执行校准模式，作为用于通过获得在数据获得周期(输出值的采样周期)的输出值并基于所获得的输出值计算基准电位的校正值来校正基准电位的处理。

尽管可以使校正基准电位所需的时间随数据获得周期变短而变短，但是难以获得高校准精度。此外，尽管可以随数据获得周期的延长来提高校准精度，但是却延长了校准所需的时间。例如，当输入装置的移动较大时，前一种情况有效，而当输入装置的移动较慢时，后一种情况有效。另一方面，当输入装置处于输入装置被放在桌子上时用户未操作该输入装置的静态时，即使数据获得周期很短却仍可以获得高校准精度，且可以短时间来执行校准。

根据该输入装置，通过适当设置数据获得周期，同样可以在判定输入装置正在移动时适当地校准传感器。

输入装置还可以包括用于基于由判定装置判定的输入装置的操作状态来设置由校准装置执行的校准模式的设置装置。设置装置基于由判定装置判定的输入装置的操作状态来设置校准模式的数据获得周期。

因此，即使在输入装置的操作期间，仍可以适当地校正输出装置的基准电位。

判定装置可以基于输出值来判定输入装置的操作状态。

因此，可以根据输入装置的操作状态、在最佳校准条件下校准输出装置。

设置装置可以随着输出值变小为数据获得周期设置较短的时间周期。

因此，可以实现高度可靠的校准。

当输出值的改变量超过预定阈值时，校准装置不执行校准模式也是可能的。

因此，可以消除由于基于非常大的输出值的校准而带来的不便利。

输出装置可以包括角速度传感器以检测作用于外壳上的角速度。在此情况下，判定装置基于角速度传感器的输出值来判定输入装置的操作状态，并且校准装置使用在数据获得周期中获得的角速度传感器的输出值来校正角速度传感器的基准电位。

因此，可以适当地校正角速度传感器的基准电位。

校准装置可以包括低通滤波器以从角速度传感器的检测信号中提取出预定频带的信号。在此情况下，基于低通滤波器的截止频率来设置数据获得周期。

因此，可以使数据获得周期的设置最佳化。

输出装置可以包括：角速度传感器，检测作用于外壳上的角速度；以及加速度传感器，检测作用于外壳上的加速度。在此情况下，判定装置基于加速度传感器的输出值来判定输入装置的操作状态，并且校准装置使用在数据获得周期中获得的角速度传感器的输出值来校正角速度传感器的基准电位。

因此，可以适当地校正角速度传感器的基准电位。

判定装置可以基于从输入装置的启动开始后经过的时间来判定输入装置的操作状态。

因此，可以抑制由于输入装置的启动漂移而带来的基准电位的波动。

设置装置可以根据从输入装置的启动开始后经过的时间来为数据获得周期设置较长时间周期。

因此，可以在启动漂移的时间改变之后适当地校正基准电位。

处理装置可以执行以下处理：当输出装置的输出值和基准电位的校正值之间的差等于或小于预定值时，停止控制命令的生成。

因此，可以抑制由于校正后的基准电位和实际基准电位之间的差而引起的可操作性的降低。

每当校正基准电位时，处理装置就可以使预定值减小。

因此，变得可以校正当向输入装置设置静区区域时引起的反作用且因此提高了可操作性。

处理装置可以包括：第一处理模式，作为用于基于输出装置的输出值来生成用于控制画面的控制命令的处理；以及第二处理模式，作为停止对画面的控制的处理。在此情况下，当处理装置执行第一处理模式时，判定装置判定操作状态为画面受控状态，而当处理装置执行第二处理模式时，判定装置判定操作状态为画面不受控状态。

因此，能够根据画面受控状态和画面不受控状态之间的差来高精度地执行校准处理。

当判定装置判定操作状态为画面受控状态时，设置装置可以为数据获得周期设置第一时间周期，而当判定装置判定操作状态为画面不受控状态时，设置装置可以为数据获得周期设置比第一时间周期短的第二时间周期。

因此，在画面受控状态和画面不受控状态下都可以执行适当的校准处理。

输入装置还可以包括用于使处理装置选择第一处理模式和第二处理模式中的一个的选择开关。

因此，可以精确地区分画面受控状态和画面不受控状态。

设置装置可以包括用于根据输出值的幅度来改变第二时间周期的处理。

因此，能够执行与输入装置的操作状态对应的适当校准处理。

根据本发明的实施例，提供了一种输入装置和控制装置的控制系统。

输入装置包括外壳、输出装置、处理装置、传送装置、判定装置和校准装置。

输出装置包括基准电位，并输出与外壳移动相对应的、相对于基准电位的电位波动作为检测信号。处理装置基于输出装置的输出值来执行用于生成用于控制画面的控制命令的处理。传送装置传送由处理装置生成的控制命令。判定装置判定输入装置的操作状态。当通过判定装置判定输入装置正在移动时，校准装置执行校准模式，作为用于通过获得在数据获得周期(输出值的采样周期)的输出值并基于所获得的输出值计算基准电位的校正值来校正基准电位的处理。

控制装置包括接收装置和显示控制装置。接收装置接收由传送装置传送的控制命令。显示控制装置响应于由接收装置接收的控制命令来控制画面的显示。

因此，即使在输入装置的操作期间仍可以适当地校正输出装置的基准电位。

根据本发明的实施例，提供了一种手持装置，包括外壳、显示部、输出装置、处理装置、判定装置和校准装置。

输出装置包括基准电位，并输出与外壳移动相对应的、相对于基准电位的电位波动作为检测信号。

处理装置基于输出装置的输出值来执行用于生成用于控制显示部上显示的画面的控制命令的处理。

判定装置判定手持装置的操作状态。

当判定装置判定手持装置正在移动时，校准装置执行校准模式，作为用于通过获得在数据获得周期(输出值的采样周期)的输出值并基于所获得的输出值计算基准电位的校正值来校正基准电位的处理。

因此，即使在手持装置的操作期间仍可以适当地校正输出装置的基准电位。

根据本发明的实施例，提供了一种校准方法，包括：输出与电子装置的外壳移动相对应的、相对于基准电位的电位波动作为检测信号。当作为电子装置的操作状态的判定结果判定电子装置正在移动时，在数据获得周期(输出值的采样周期)中获得检测信号的输出值并基于所获得的输出值计算基准电位的校正值。使用计算出的校正值来更新基准电位。

因此，即使在电子装置的操作期间仍可以适当地校正基准电位。

如上所述，根据本发明的实施例，可以适当校正传感器的基准电位。

通过以下如附图所示实施例的最佳模式的详细描述，本发明的这些和其他目的、特征和优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的控制系统的示意性结构图；

图2是示出根据本发明实施例的输入装置的透视图；

图3是示意性示出了输入装置的内部结构的示图；

图4是示出输入装置的电结构的框图；

图5是示出控制装置的显示装置上所显示的画面实例的示图；

图6是示出用户握住输入装置的状态的示图；

图7是用于说明移动输入装置的方式和指针相应地在画面上移动的方式的典型实例的示图；

图8是示出结合在输入装置中的传感器模块(传感器单元)的透视图；

图9是示出对输入装置设置的操作开关(开关装置)的结构的示意图；

图10是示出控制系统的操作的流程图；

图11是示出在控制系统的控制装置执行主要操作的情况下控制系统的操作的流程图；

图12是示出根据实施例的输入装置关于速度值计算方法的操作的流程图；

图13是用于说明根据本发明实施例的速度值计算方法的基本概念的示图；

图14是用于说明根据本发明实施例的角速度计算方法和校准传感器的必要性的实例的示图；

图15是用于说明根据本发明实施例的第一和第二校准模式的处理实例的流程图；

图16是示意性示出当执行根据本发明实施例的输入装置的校准处理时角速度传感器的DC偏移的时间转变的示图，图16A示出了输入装置处于动态的情况而图16B示出了输入装置处于静态的情况；

图17是用于说明根据本发明实施例的第三校准模式的处理实例的流程图；

图18是用于说明根据本发明另一实施例的第一和第二校准模式的处理实例的流程图；

图19是用于说明根据本发明又一实施例的第一和第二校准模式的处理实例的流程图；

图20是用于说明根据本发明又一实施例的输入装置的校准模式的处理实例的流程图；

图21是用于说明根据本发明又一实施例的输入装置的校准模式的处理实例的流程图；以及

图22是用于说明在图21所示校准模式的处理实例中校正值的残差的时间改变和静区(dead band)设置型式的实例的示图。

具体实施方式

以下，将参考图式描述本发明的实施例。

〔第一实施例〕

首先，将描述本发明的第一实施例。

(控制系统)

图1是示出了根据本发明的第一实施例的控制系统的图。控制系统100包括显示装置5、控制装置40和输入装置1。

图2是示出了输入装置1的透视图。输入装置1具有用户能够手持的大小。输入装置1包括外壳10以及包括设置在外壳10上部的两个按钮11和12、旋转滚轮按钮13等的操作部23(图6)。例如，接近外壳10的上部中心设置的按钮11充当作为PC的输入装置的鼠标的左按钮，而与按钮11相邻的按钮12充当鼠标的右按钮。

例如，可以通过在按按钮11的同时移动输入装置1来执行“拖放”操作，可以通过双击按钮11来打开文档，以及可以通过滚轮按钮13来滚动画面3。可以任意改变按钮11和12以及滚轮按钮13的位置、所发出命令的内容等。

图3是示意性示出输入装置1的内部结构的示图。图4是示出输入装置1的电结构的框图。

输入装置1包括传感器模块17(输出装置)、控制单元30和电池14。

传感器模块17主要检测外壳10的3维移动量。图8是示出传感器模块17的透视图。

传感器模块17包括用于检测不同角度(例如，沿两个正交轴(X轴和Y轴))的加速度的加速度传感器单元16。具体地，加速度传感器单元16包括两个传感器，即，用于检测沿X’轴方向的加速度的加速度传感器161和用于检测沿Y’轴方向的加速度的加速度传感器162。

传感器模块17还包括用于检测相对于两个正交轴的角度相关值的角速度传感器单元15。具体地，角速度传感器单元15包括两个传感器，即，用于检测沿以Y’轴方向作为中心轴的旋转方向(偏航方向)的角速度的角速度传感器151和用于检测沿以X’轴方向作为中心轴的旋转方向(俯仰方向)的角速度的角速度传感器152。加速度传感器单元16和角速度传感器单元15被封装并安装在作为公共基底的电路板25的公共面上。

由于多个传感器单元15和16如此安装在公共电路板25上，所以与将传感器单元安装在不同电路板上的情况相比，可以减小传感器模块17的大小、厚度和重量。

作为分别用于偏航和俯仰方向的角速度传感器151和152中的每一个，使用用于检测与角速度成比例的科里奥利力的振动陀螺传感器。作为分别用于X’和Y’轴方向的加速度传感器161和162中的每一个，可以使用诸如压阻传感器、压电传感器或电容传感器中的任一个传感器。角速度传感器151和152中的每一个均不限于振动陀螺传感器，而是还可以使用旋转顶点陀螺传感器、环形激光陀螺传感器、气体速率陀螺传感器等。在此实施例中，输出与外壳移动相对应的、相对于基准电位的电位波动作为检测信号的传感器用作角速度传感器和加速度传感器。可以使用诸如地磁传感器的任何其他传感器，只要是使用相同原理输出检测信号的传感器。

在关于图2、3和8的描述中，为了方便起见，将外壳10的纵向称为Z′方向，将外壳10的厚度方向称为X′方向，以及将外壳10的宽度方向称为Y′方向。在这种情况下，传感器模块17结合在外壳10中，以使其上安装有加速度传感器单元16和角速度传感器单元15的电路板25的表面变得与X′-Y′平面基本平行。如上所述，传感器单元16和15中的每一个都检测相对于两个轴(即，X轴和Y轴)的物理量。

在本说明书中，使用X’轴、Y’轴和Z’轴来表示沿输入装置1移动的坐标系统(即，固定到输入装置1的坐标系统)，而使用X轴、Y轴和Z轴来表示在地面上固定的坐标系统(即，惯性坐标系统)。此外，在以下的描述中，对于输入装置1的移动，有时将相对于X′轴的旋转方向称为俯仰方向，有时将相对于Y′轴的旋转方向称为偏航方向，以及有时将相对于Z′轴(滚动轴)的旋转方向称为滚转方向。

控制单元30包括主基板18、安装在主基板18上的MPU 19(微处理单元)(或CPU)、晶体振荡器20、收发器21和印在主基板18上的天线22。

MPU 19包括其必需的内置易失性或非易失性存储器(存储部)。向MPU 19输入来自传感器模块17的检测信号、来自操作部的操作信号等，并且MPU 19响应于那些输入信号执行各种操作处理来生成预定的控制信号。可以与MPU 19分离地提供存储器。注意，非易失性存储器存储在执行稍后描述的校准模式时所读出的程序和各种数据、各种操作所必需的参数等，并且还能够存储通过执行校准模式获得的校正值等。

通常，传感器模块17输出模拟信号。在这种情况下，MPU 19包括A/D(模/数)转换器。可选地，传感器模块17可以是包括A/D转换器的单元。

MPU 19单独或者MPU 19和晶体振荡器20构成速度计算单元。

收发器21(传送装置)将由MPU 19生成的控制信号(输入信息)作为RF无线电信号经由天线22传送到控制装置40。收发器21还能够接收从控制装置40传送的各种信号。

晶体振荡器20生成时钟并将其提供给MPU 19。作为电池14，使用干电池、可充电电池等。

控制装置40包括MPU 35(或CPU)、显示控制部42、RAM 36、ROM 37、视频RAM 41、天线39和收发器38。

收发器38(接收装置)经由天线39接收从输入装置1传送的控制信号。收发器38还能够将各种预定信号传送至输入装置1。MPU 35分析控制信号并执行各种操作处理。在MPU 35的控制下，显示控制部42主要生成将显示在显示装置5的画面3上的画面数据。作为显示控制部42的工作区域的视频RAM 41临时存储所生成的画面数据。MPU 35和显示控制部42构成显示控制装置。

控制装置40可以是专用于输入装置1的装置，或者可以是PC等。控制装置40并不限于专用于输入装置1的装置，可以为与显示装置5、视听设备、放映机、游戏设备、汽车导航系统等整体形成的计算机。

显示装置5的实例包括液晶显示器和EL(电致发光)显示器，但是并不限于此。可选地，显示装置5可以是与显示器整体形成并且能够接收电视广播等的装置、或者是结合了这种显示器和控制装置40的装置。

图5是示出显示在显示装置5上的画面3的实例的示图。在画面3上显示诸如图标4和指针2的UI。图标是画面3上表示计算机的程序功能、执行命令、文件内容等的图像。注意，在画面3上，水平方向称为X轴方向，以及垂直方向称为Y轴方向。

图6是示出用户手持输入装置1的状态的示图。如图6所示，输入装置1可以包括作为操作部23的各种操作按钮29(例如，诸如为用于操作电视机等的遥控器设置的那些按钮)和电源开关28。如图所示，当用户在手持输入装置1的同时在空气中移动输入装置1或操作操作部23时，通过操作生成的命令信号被输出到控制装置40，然后控制装置40控制UI。

作为命令，输入装置1的MPU 19生成与指针2在画面3上的位移量(这些位移量通常对应于通过传感器模块17(处理装置)获得的检测信号)相对应的移动命令，并生成与用户经由操作部23进行的操作输入相对应的操作命令。

用户经由操作部23输入的操作信号是除作为与输入装置1(外壳10)的移动有关的信号的传感器模块17的检测信号之外的输入信号，即，与输入装置1的移动无关的操作信号。

图9A～图9C是示出了操作按钮11(选择开关)的结构的示意图。

作为操作部23的一部分的操作按钮11是包括2步动作的按钮。例如，操作按钮11包括移动按钮7、本身远离移动按钮7设置的确定按钮8和能够连续按压移动按钮7和确定按钮8的表面按钮6。移动按钮7具有内置开关(第一开关)(未示出)，且确定按钮8也具有内置开关(第二开关)(未示出)。当按压移动按钮7而使第一开关导通时，输入操作信号(第一操作信号)。当按压确定按钮8而使第二开关导通时，输入操作信号(第二操作信号)。

移动按钮7和确定按钮8的开关电连接至主基板18。MPU 19根据用于使开关据移动按钮7(处理装置)的开关所进行的切换来输出用于在开始和停止指针2的移动之间进行切换的控制信号(第一和第二移动命令)。

图9A是示出了用户未按压操作按钮11的状态的示图。在此状态下，MPU 19输出用于禁止指针2在画面3上的移动的移动命令(第二移动命令)(第二处理模式，指针不可移动模式)。表面按钮6连接至设置在外壳10上的轴9，且在其与轴相对的末端部经由弹簧24连接至外壳10。通过用户用手指34按压表面按钮6的表面，表面按钮6逆着弹簧24的弹簧力而绕轴9旋转。移动按钮7和确定按钮8均为推按钮。在表面按钮6的背面上设置有能够分别按压移动按钮7和确定按钮8的突起6a和6b。

例如，移动按钮7和确定按钮8被设置在外壳10内部。通过将表面按钮6按压预定距离(第一距离)(见图9B)，通过突起6a按压移动按钮7。随后，通过另外将表面按钮6按压预定距离(第二距离)(见图9c)，通过突起6b按压确定按钮8。

图9B示出了按压移动按钮7但未按压确定按钮8的状态。在此状态下，MPU 19输出用于使指针2在画面3上移动的移动命令(第一移动命令)(第一处理模式，指针可移动模式)。

移动按钮7(或第一开关)被构造作为用于使MPU 19选择第一处理模式或第二处理模式的选择装置。应注意，第二处理模式(即，禁止指针2在画面3上的移动的处理)包括停止移动命令的输出、输出将指针2的位移量设置成0的移动命令等，并且可以使用其中的一个。

图9C示出了按压移动按钮7和确定按钮8的状态。当按压确定按钮8而使第二开关导通时，MPU 19输出确定命令(操作命令的一部分)。确定命令是例如用于以画面3上的图标4等作为目标来执行预定处理的命令，并且通常是用于选择UI的命令。然而，确定按钮8的功能并不限于此，并且通过在控制装置40上运行的应用程序而使确定按钮8经过适当设置具有多种功能。

当释放按压的表面按钮6时，表面按钮6由于弹簧的返回力而如图9C、图9B和图9A所示的规定顺序移动。具体地，首先释放确定按钮8，随后释放移动按钮7。

第一距离和第二距离可以相同(或可以不同)，且可以适当设置距离。使状态从图9A所示转变为图9B所示而需要的力可以与使状态从图9B所示转变为图9C所示而需要的力相同。

通过如上构造的操作按钮11，维持按压移动按钮7但是未按压确定按钮8(图9B)的状态的所谓半按压(halfway pressing)也是可能的。通过用户在半按压操作按钮11的同时移动输入装置1，控制装置40控制显示以将指针2移动到理想位置。

应注意，尽管已经描述了上述操作按钮11的每个步骤都由机械开关构成的实例，但是本发明并不限于此。例如，操作按钮11可以被构造为使第一步骤(第一开关)由使用光学传感器等的光开关(photo switch)构成而第二步骤(第二开关)由上述的机械开关构成。

(控制系统的基本操作)

接下来，将给出移动输入装置1的方式和指针2相应地在画面3上移动的方式的典型实例的描述。图7是其示意图。

如图7A和图7B所示，用户手持输入装置1以使输入装置1的按钮11和12侧瞄准显示装置5侧。用户手持输入装置1，以使与握手一样拇指位于上侧而小手指位于下侧。在这种状态下，传感器模块17的电路板25(参见图8)与显示装置5的画面3近似平行，并且作为传感器模块17的检测轴(X’轴和Y’轴)的两个轴，分别与画面3上的水平轴(X轴)和垂直轴(Y轴)相对应。以下，将图7A和7B所示的输入装置1的位置称为基准位置。

如图7A所示，在基准位置中，用户沿横向(即，偏航方向)摆动手腕或手臂。此时，用于X′轴方向的加速度传感器161检测X′轴方向上的加速度a_x(第一或第二加速度值)，以及用于偏航方向的角速度传感器151检测相对于Y′轴的角速度ω_ψ。基于检测值，控制装置40控制指针2的显示，以使指针2沿X轴方向移动。

同时，如图7B所示，在基准位置中，用户沿垂直方向(即，俯仰方向)摆动手腕或手臂。此时，用于Y′轴方向的加速度传感器162检测Y′轴方向上的加速度a_y(第二或第一加速度值)，以及用于俯仰方向的角速度传感器152检测相对于X′轴的角速度ω_θ。基于检测值，控制装置40控制指针2的显示，以使指针2沿Y轴方向移动。

在此实施例中，根据存储在内置的非易失性存储器中的程序，输入装置1的MPU 19基于传感器模块17检测到的检测信号来计算X’和Y’轴方向的速度值。输入装置1将速度值传送到控制装置40。

控制装置40将每个单位时间在偏航方向上的位移转换为指针2在画面3的X轴上的位移量，并将每个单位时间在俯仰方向上的位移转换为指针2在画面3上的Y轴上的位移量，由此移动指针2。

通常，关于在每预定数目的时钟提供的速度值，控制装置40的MPU 35相加已被提供给已提供的第(n-1)个速度值的第n个速度值。因此，已提供的第n个速度值与指针2的位移量相对应，并生成画面3上的指针2的坐标信息。

在另一个实施例中，输入装置1将由传感器模块17检测到的物理量传送至控制装置40。在这种情况下，控制装置40的MPU 35根据存储在ROM 37中的程序，基于接收到的输入信息来计算X’和Y’方向上的速度值，并控制显示以使指针2根据速度值移动。

接下来将描述控制系统100的操作实例。图10是示出了操作的典型实例的流程图。

接通输入装置1的电源。例如，用户接通为输入装置1或控制装置40设置的电源开关等，以接通输入装置1的电源。一旦接通电源，就从角速度传感器单元15输出双轴角速度信号。MPU 19根据双轴角速度信号获得第一角速度值ω_ψ和第二角速度值ω_θ(步骤101)。

另外，一旦接通输入装置1的电源，就从加速度传感器单元16输出双轴加速度信号。MPU 19根据双轴加速度信号获得第一加速度值a_x和第二加速度值a_y(步骤102)。加速度值的信号是与输入装置1在接通电源时刻的位置(以下称为初始位置)相对应的信号。以下，将初始位置描述为基准位置。应注意，MPU 19通常与预定的时钟周期同步地执行步骤101和102的处理。

基于加速度值(a_x，a_y)和角速度值(ω_ψ，ω_θ)，MPU 19通过预定操作来计算速度值(第一和第二速度值V_x和V_y)。第一速度值V_x是沿X’轴方向的速度值，以及第二速度值V_y是沿Y’轴方向的速度值。稍后将详细描述速度值的计算方法。考虑到这点，至少传感器模块17单独或者MPU 19和传感器模块17一起用作移动信号输出装置，用于输出与速度有关的值作为输入装置1的移动信号。在该实施例中，示例性示出速度值作为与速度有关的值。

如稍后将描述，可以基于加速度值(a_x，a_y)和角速度值(ω_ψ，ω_θ)而不是简单地对加速度值(a_x，a_y)进行积分来计算速度值(V_x，V_y)。

MPU 19经由收发器21和天线22将关于所计算的指针速度值(V_x，V_y)的信息传送至控制装置40(步骤104)。

控制装置40的MPU 35经由天线39和收发器38接收关于指针速度值(V_x，V_y)的信息(步骤105)。由于输入装置1每个预定时钟(即，每单位时间)都传送指针速度值(V_x，V_y)，所以控制装置40可以接收此并获得每单位时间在X和Y轴方向上的位移量。

MPU 35使用以下等式(1)和(2)来生成画面3上与所获得的每单位时间在X和Y轴方向上的位移量相对应的、指针2的坐标值(X(t)，Y(t))。基于所生成的坐标值，MPU 35控制显示，以使指针2在画面3上移动(步骤107)(显示控制装置)。

X(t)＝X(t-1)+Vx′…(1)

Y(t)＝Y(t-1)+Vy′…(2)

在图10中，输入装置1执行主要操作来计算指针速度值(V_x，V_y)。然而，在图11所示的实施例中，控制装置40执行主要操作。

如图11所示，步骤301和302的处理与步骤101和102的处理相同。例如，输入装置1将关于检测值的信息(即，从传感器模块17输出的双轴加速度值和双轴角速度值)传送至控制装置40(步骤303)。控制装置40的MPU 35接收关于检测值的信息(步骤304)并执行与步骤103、106和107相同的处理(步骤305～307)。

应注意，图10和图11已示出了在角速度之后获得加速度的实例。然而，本发明并不限于此，而是可以在加速度之后获得角速度，或者可以同时获得角速度和加速度。

以下，将给出关于在图10的步骤103和图11的步骤305中计算速度值(V_x，V_y)的方法的描述。图12是示出了输入装置1的操作的流程图。图13是用于说明速度值计算方法的基本概念的示图。

图13是用户通过沿(例如)横向(偏航方向)摆动输入装置1来操作输入装置1的顶视图。如图13所示，当用户自然地操作输入装置1时，通过使用手腕(或手)的转动、肘的弯曲和从手臂底部的旋转中的至少一个来进行操作。因此，输入装置1的移动与手腕(或手)、肘和手臂底部的转动之间的比较示出了存在以下关系1和2。

1.输入装置1相对于Y’轴的角速度值ω_ψ是通过肩的旋转获得的角速度、通过肘的弯曲获得的角速度和通过手(或手腕)的转动获得的角速度的组合值。

2.输入装置1相对于X’轴的速度值V_x是通过将肩、肘、手等的角速度分别乘以肩与输入装置1之间的距离、肘与输入装置1之间的距离、手与输入装置1之间的距离等获得的值的组合值。

这里，关于输入装置1在微小时间中的旋转移动，可以认为输入装置1相对于平行于Y’轴且其位置随时间改变的中心轴旋转。假定位置随时间改变的中心轴和输入装置1之间的距离是相对于Y’轴的回转半径R_ψ(t)(第一回转半径或第二回转半径)，那么可以通过以下等式(3)来表示输入装置1的速度值V_x和角速度值ω_ψ之间的关系。换言之，沿X’轴方向的速度值V_x变成通过使绕Y’轴的角速度值ω_ψ乘以中心轴和输入装置1之间的距离R_ψ(t)而获得的值。

V_x＝R_ψ(t)*ω_ψ…(3)

如等式(3)所示，输入装置1的速度值和角速度值之间的关系是成比例的关系，即，以R_ψ(t)作为比例常数的相关性。

修改上述等式(3)以获得等式(4)。

R_ψ(t)＝V_x/ω_ψ…(4)

等式(4)的右侧是速度大小。即使对等式(4)右侧表示的速度值和角速度值求微分以获得加速度或加速度时间改变率的大小，也不会损失相关性。类似地，即使对速度值和角速度值求积分以获得位移大小，也不会损失相关性。

因此，以等式(4)右侧表示的速度和角速度作为位移、加速度和加速度时间改变率的大小，可以获得以下等式(5)、(6)和(7)。

R_ψ(t)＝x/ψ…(5)

R_ψ(t)＝a_x/Δω_ψ…(6)

R_ψ(t)＝Δa_x/Δ(Δω_ψ)…(7)

例如，关注上述等式(4)、(5)、(6)和(7)中的等式(6)，可以得出如果已知加速度值a_x和角加速度值Δω_ψ就可以获得回转半径R_ψ(t)。如上所述，加速度传感器161检测X’轴方向上的加速度值a_x，以及角速度传感器151检测相对于Y’轴的角速度值ω_ψ。因此，如果对相对于Y’轴的角速度值ω_ψ求微分以由此计算相对于Y’轴的角加速度值Δω_ψ，就可以获得绕Y’轴的回转半径Rψ(t)。

如果已知相对于Y’轴的回转半径R_ψ(t)，就可以通过使回转半径R_ψ(t)乘以由角速度传感器151检测的相对于Y’轴的角速度值ω_ψ来获得沿X’轴方向的输入装置1的速度值V_x(参见等式(3))。具体地，将用户的旋转操作量本身转换为沿X’轴方向的线速度值，因此获得与用户直觉匹配的速度值。因此，由于指针2的移动变成相对于输入装置1的移动的自然移动，所以改进了用户对输入装置的操作性。

还可以在用户通过沿垂直方向(俯仰方向)摆动输入装置1来操作输入装置1的情况下应用该速度值计算方法。

图12示出了使用等式(6)的实例。参考图12，输入装置1的MPU 19通过对在步骤101中获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)求微分来计算角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)(步骤701)。

使用在步骤102中获得的加速度值(a_x，a_y)和角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)，MPU 19使用等式(6)和(8)计算相对于Y’轴和X’轴的回转半径(R_ψ(t)，R_θ(t))(步骤702)。

R_ψ(t)＝a_x/Δω_ψ…(6)

R_θ(t)＝a_y/Δω_θ…(8)

在计算回转半径之后，使用等式(3)和(9)计算速度值(V_x，V_y)(步骤703)。

V_x＝R_ψ(t)*ω_ψ…(3)

V_y＝R_θ(t)*ω_θ…(9)

因此，将用户相对于输入装置1的旋转操作量本身转换为沿X’和Y’轴方向的线速度值，因此获得与用户直觉匹配的速度值。

另外，通过照原样使用由加速度传感器单元16检测的加速度值(a_x，a_y)，可以减小输入装置1的功耗以及计算量。

例如，MPU 19仅需要在每个预定时钟从加速度传感器单元16获得(a_x，a_y)，并与其同步计算速度值(V_x，V_y)。可选地，MPU 19可以在每次对多个加速度值(a_x，a_y)进行采样时一次计算速度值(V_x，V_y)。

应注意，速度值(V_x，V_y)并不是始终需要通过上述的计算方法来计算。例如，MPU 19可以使用通过在使用角速度值(ω_ψ，ω_θ)作为积分运算的代数余子式的同时对加速度值(a_x，a_y)求积分来计算速度值的方法。可选地，可以通过简单地对加速度值(a_x，a_y)求积分来计算速度值(V_x，V_y)。可选地，可以将检测到的角速度值(ω_ψ，ω_θ)用作外壳的速度值(V_x，V_y)。还可以通过对所检测的角速度值(ω_ψ，ω_θ)求时间微分来计算角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)并使用角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)作为外壳的加速度值。

(传感器输出的检测)

该实施例的输入装置1使用传感器模块17，传感器模块17包括角速度传感器(角速度传感器单元15)和加速度传感器(加速度传感器单元16)，角速度传感器和加速度传感器不直接检测位移，而是检测通过对角速度、加速度等求时间微分获得的位移大小中的惯性量。那些惯性传感器中的每一个都输出与外壳10的移动相对应的、相对于基准电位的电位波动作为检测信号。

以下，将以角速度传感器作为实例的同时描述检测角速度的示例性方法。

图14A示出了角速度传感器的输出的实例。角速度传感器以基准电位Vref作为基准来输出电位信号Sω。参考角速度信号Sω(t0)，可通过等式(10)所示的操作来获得时刻t0的角速度值ω(t0)。

Sω(t0)＝V(t0)-Vref    …(10)

基准电位Vref可以是地电位或相对于地电位的DC(直流)电位偏移。有时将基准电位Vref称为DC偏移(值)、DC中心(值)等。在任一种情况下，角速度传感器的输出信号Sω包括基准电位Vref和相对于基准电位Vref的电位信号，其与输入装置(外壳)的移动相对应。外壳的移动越慢，电位(V)相对于基准电位Vref的波动越小，而外壳的移动越大，电位(V)相对于基准电位Vref的波动越大。因此，除非已知基准电位Vref，否则几乎不太可能精确地检测外壳的移动。

(传感器的校准)

基于传感器单元的敏感特性、外围电路或设备的电特性等来适当地设置基准电位Vref。然而，基准电位Vref根据构成传感器的设备的特性(例如，温度漂移和振动模式的改变)、外部应力和模拟电路的电路特性(例如，温度特性、时间常数和放大器输出的SN比)而波动，并且波动的转变不均一。图14B示出了基准电位Vref的波动的实例。

基准电位Vref的波动引起角速度值的计算偏差。这是因为，当基准电位Vref是固定值时，用所设定的基准电位Vref作为基准(与基准电位的波动无关)、基于等式(10)来计算角速度值ω。

例如，在图14B的实例中，基于角速度信号Sω(t1)、使用等式(11)来计算时刻t1的角速度值ω(t1)，并基于角速度信号Sω(t2)、使用等式(12)来计算时刻t2的角速度值ω(t2)。

Sω(t1)＝V(t1)-Vref    …(11)

Sω(t2)＝V(t2)-Vref    …(12)

然而，基准电位Vref随时间而波动，从而得到与预设值不同的值。在图14B的实例中，时刻t1的实际角速度值ω(t1)仅偏离了在等式(11)中计算出的值ΔV1，以及时刻t2的实际角速度值ω(t2)仅偏离了在等式(12)中计算出的值ΔV2。在这种情况下，输入装置的操作感觉当然会劣化，但是也引起了即使停止输入装置指针也会在画面上移动的情况。

关于这点，为了增强输入装置的操作感觉，需要周期性或非周期性地执行用于消除基准电位Vref的波动的处理。例如，这种处理通常称为校准或零点校准。如图14C所示，通过连续执行传感器的校准(基准电位的校准)，能够分别增强时刻t1和t2时的角速度值ω(t1)和ω(t2)的检测精度，如等式(13)和(14)所示。

Sω(t1)＝V(t1)-Vref(t1)…(13)

Sω(t2)＝V(t2)-Vref(t2)…(14)

如上所述，传感器校准是与基准电位值的修改或重置相对应的处理。因此，由于外壳的移动较少影响传感器的输出信号，即，由于输入装置的状态变得更接近静态，所以可以获得较高的校准精度。作为校准这种类型的输入装置中的传感器的方法，已知通过假定当陀螺传感器的输出等于或小于预定阈值时输入装置处于静态来校正传感器的基准电位的方法(见美国专利第5,825,350号)。

然而，由于在使用输入装置时并不对传感器进行校准，所以在等待外壳变为静态之后校准传感器的校准方法带来各种反作用。

例如，已知在使用压电效应的陀螺传感器等中，在接通电源之后传感器的启动漂移(activation drift)相对较大。因此，为了减轻在操作早期指针的移动操作中的困难，即使在操作时仍需要通过校准传感器来抑制启动漂移的作用。然而，在仅输入装置处于静态时才开始校准的方法中，几乎不可能在输入装置的操作期间收敛传感器的启动漂移。

另外，已知传感器的基准电位随时间改变。因此，为了在使用输入装置时始终确保指针的稳定移动精度，需要不仅在输入装置处于静态时而且在使用输入装置时连续校准传感器。

另一方面，在仅当传感器的输出等于或小于预定阈值时校准传感器的方法中，只要在输入装置的操作期间满足条件就开始校准。因此，存在以下情况，虽然用户正以适当的恒定速度沿一个方向缓慢移动输入装置，但仍用此时陀螺仪传感器的输出值作为基准来执行校准处理。在此情况下，即使停止输入装置的移动，指针沿与这个方向相反的方向独自移动，这是不便的且引起操作感觉的降低。

同时，可以通过严格(详尽)地设定将作为用于开始校准的基准的传感器输出的阈值来解决上述问题。然而，如果严格设定了阈值，就会存在由于环境中的噪声和微小振动而会重新导致即使输入装置并未被实际操作或处于静态也无法将模式转变为校准模式的麻烦的担心。

鉴于此，该实施例的输入装置1被构造为即使在指针的移动操作期间仍能够校准角速度传感器。此外，根据输入装置1的操作状态或用户对输入装置1的操作情形来区分传感器的校准方法(校准条件)。因此，能够适当地校准角速度传感器，而无论输入装置1是否处于静态。

本发明的发明者已进行了关于3维操作输入装置的操作模式的用户测试。结果，发现当在画面上移动指针时用户以近恒定的速度相对慢地操作输入装置。然而，在其他情况下，即，当不移动指针时，用户并无意识来以近恒定的速度操作输入装置。假定这主要是因为对由于当不移动指针时用户不需要谨慎操作或者用户无需以恒定速度缓慢移动指针而并不反映缓慢移动的事实的心理抗拒。

基于以上发现，在本实施例的输入装置1中，在指针2在画面3上移动的第一处理模式(指针可移动模式)和禁止指针2的移动的第二处理模式(指针不可移动模式)之间改变角速度传感器的校准条件。此外，能够通过在切换校准条件中参考用于在指针的可移动状态和不可移动状态之间进行切换的操作按钮11(移动按钮7)(图9)的操作信号，使用户使用输入装置1的意图反映到对缓慢的近恒定速度操作的检测上。因此，可以适当校准角速度传感器。(输入装置的结构)

如上所述，该实施例的输入装置1包括外壳10、作为传感器单元的传感器模块17和作为速度计算单元的MPU 19。传感器模块17包括角速度传感器单元15和加速度传感器单元16，每个都输出与外壳10的移动相对应的、相对于基准电位的电位波动，作为检测信号。如上所述，MPU 19具有基于传感器模块17的检测信号(输出值)来执行第一处理模式(作为用于计算指针速度值(V_x，V_y)(用于使指针2移动的速度值)且根据指针速度值在画面3上移动指针2的处理)的功能。

此外，MPU 19具有执行校准模式(作为用于校正传感器的基准电位的处理)的功能(校准装置)。MPU 19还包括用于执行校准功能的以下功能。

具体地，MPU 19具有基于用户对操作按钮11的按钮操作来判定输入装置1的操作状态的功能(判定装置)。换言之，当执行第一处理模式时，MPU 19判定操作状态为指针移动状态(画面受控状态)，而当执行第二处理模式时，判定操作状态为指针不移动状态(画面不受控状态)。

传感器模块17的输出值对应于诸如基于角速度传感器单元15的检测信号获得的角速度、角加速度和角加速度改变率的角度相关值、或诸如基于加速度传感器单元16的检测信号获得的加速度和加速度改变率的速度相关值。传感器模块17输出与输入装置1的外壳10的移动相对应的输出值。基于输出值，MPU 19可以判定正在被操作的输入装置1的移动程度(移动速度)。

MPU 19执行校准模式，作为用于通过在数据获得周期从传感器模块17获得输出值并基于所获得的输出值来计算基准电位的校正值的处理来校正基准电位(校准装置)。MPU 19基于操作按钮11判定的操作状态来设置数据获得周期(设置装置)。

数据获得周期是从传感器模块17输出的输出值的采样周期，并基于将从传感器模块17的输出获得的信号的频带、传感器模块17的输出周期、MPU 19的输出值的计算周期等来适当设置。按时间顺序在整个数据获得周期获得的传感器模块17的输出值包括输入装置1相对于X’轴和Y’轴的角速度值、加速度值等，并被存储在MPU 19内部(或外部)的存储部中。基于传感器模块17的所获得输出值，MPU 19计算用于校正角速度传感器151和152的基准电位的校正值。校正值计算方法并不受特殊限制，并使用了例如输出值的移动平均、加权平均等。

特别地，在该实施例的输入装置1中，MPU 19包括：第一校准模式，作为用于在第一校准条件下校正角速度传感器的基准电位的处理；以及第二校准模式，作为用于在没有第一校准条件严格的第二校准条件下校正角速度传感器的基准电位的处理。当执行作为用于使指针2在画面3上移动的第一处理模式(指针可移动模式)时，MPU 19执行第一校准模式，而当执行禁止指针2的移动的第二处理模式(指针不可移动模式)时，执行第二校准模式。

(第一和第二校准模式的处理实例)

图15是示意性示出在根据本发明实施例的输入装置1的操作期间执行的角速度传感器151和152的校准方法的流程图。

首先，从MPU 19的非易失性存储器(存储部)读出将用于校准的基准的角速度传感器的基准值(偏移值)(ωref_ψ，ωref_θ)(步骤01)。尽管作为执行先前校准模式获得的校准数据被用作基准值(ωref_ψ，ωref_θ)，但是当不存在过去的校准数据时，使用最初在出货时存储的校准数据。应注意，基准值(ωref_ψ，ωref_θ)分别对应于不具有角速度信号的传感器的输出电位(即，基准电位(Vrefx，Vrefy))。

接着，计时器操作并开始计数(步骤502)。在设置稍后将描述的当获得角速度信号时使用的低通滤波器(LPF)的截止频率时，参考计时器获得的计数值。

随后，获得由角速度传感器151和152检测到的角速度值(角速度信号)(ω_ψ，ω_θ)(步骤503)。如上所述，ω_ψ与当输入装置1沿X’轴方向移动时获得的相对于Y’轴的角速度值相对应，且ω_θ与当输入装置1沿Y’轴方向移动时获得的相对于X’轴的角速度值相对应。

随后，缓存所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)(步骤504)，并且过去缓存的角速度值(ω_ψ，ω_θ)通过低通滤波器，因此计算出角速度传感器的角速度信号的DC分量(步骤505)。

角速度传感器151和152的输出信号包含关于用户所操作的输入装置1(外壳10)的移动量的信号(AC分量)和角速度传感器151和152的基准电位信号(DC分量)。在从角速度传感器的输出信号中提取DC分量的过程中，对角速度信号的AC分量进行采样，并计算输出的中心值。此时，低通滤波器用于限制采样信号频率。通用电子元件可以用于低通滤波器，或者低通滤波器可以由运算算法或MPU 19的内部电路构成。换言之，表达“角速度值通过低通滤波器”包括计算过去缓存的角速度值的移动平均值或加权平均值。

计算DC分量的方法并没有特殊限制。例如，可以获得在每个单位时间通过低通滤波器的角速度值的平均值或回归曲线来由此计算DC分量。在此，假定角速度传感器的输出的中心值是DC中心，即，角速度传感器的基准电位。

可以适当设置低通滤波器的截止频率。在此实施例中，为输入装置1的指针可移动模式(第一处理模式)和指针不可移动模式(第二处理模式)设置不同的截止频率。具体地，当输入装置1处于指针移动模式时，使用具有第一截止频率的低通滤波器来执行角速度传感器151和152的校准处理(第一校准模式)。另一方面，当输入装置1处于指针不可移动模式时，使用具有高于第一截止频率的第二截止频率的低通滤波器来执行角速度传感器151和152的校准处理(第二校准模式)。在此，因为低通滤波器的截止频率与关于在校准角速度传感器时参考的输出值的数据获得周期相对应，所以第一校准模式被设置具有比第二校准模式长的数据获得周期。

如上所述为指针可移动模式和指针不可移动模式设置不同截止频率的原因如下。具体地，在角速度传感器的校准(具体地，启动漂移的校正)中，如果提高截止频率或者不严格设置可执行校准的条件，那么即使在短时间中的校准变得可能，仍难以从输入装置的静态中区分出缓慢近恒定速度操作，从而导致错误检测。另外，如果降低截止频率或者严格设置可执行校准的条件，那么即使可以提高基准电位的检测精度，校准也会占用太多时间而变得难以在早期校正基准电位。

鉴于此，在此实施例中，通过如上所述检测指针是否可移动，能够基于使用输入装置1的用户意图来肯定地判定是否进行缓慢近恒定速度操作。因此，可以提高角速度传感器的校准精度。

在此，将在指针可移动模式中执行的第一校准模式的截止频率(第一截止频率)设置为足够低以排除“缓慢近恒定速度操作”的频域，从而严格设置校准条件(延长数据获得周期)。因此，可以消除将“缓慢近恒定速度操作”错误检测为静态的担心。在这种情况下，可以将数据获得周期设置为比人类可能的最慢操作(例如，0.01Hz或更少)所需要的时间周期长。可选地，在使用包括“缓慢近恒定速度操作”的低频域的同时，可以使用稍后将描述的降低校准程度(加权)的校准方法。

另外，将在指针不可移动模式中执行的第二校准模式的截止频率(第二截止频率)设置为包含“缓慢近恒定速度操作”的相对高频域，从而不严格设置校准条件(缩短数据获得周期)。这是因为此校准模式目标在于即使以稍微降级的检测精度仍能够通过易于执行校准来提高输入装置1的可操作性。

应注意，当为角速度值的改变量(当前与先前值之间的差)设置阈值且改变量等于或大于阈值时，也不能将当前值用于校准。这是因为在移动改变非常大的条件下获得的角速度值不适于作为将用于校准的基准的数据。

接着，将如上所述获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)的DC分量(DCx，DCy)设置为由于校准获得的新基准值(ωref_ψ，ωref_θ)(步骤506)。随后，通过从当前获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)中减去新基准值(ωref_ψ，ωref_θ)，获得已去除DC偏移分量的净角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)(步骤507)。

基于因此获得的角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)，MPU 19使用如图12所示的操作方法来计算指针速度值(V_x，V_y)，并通过与图10的步骤104相同的处理将移动命令(第一移动命令)传送到控制装置40(步骤508)。

步骤508示出了使输入装置1的操作按钮11(移动按钮7)进行ON操作的指针可移动模式中执行的处理的实例。另外，在操作按钮11不操作的指针不可移动模式中，不生成移动命令，或者移动量被设置为0的移动命令被生成并被传送到控制装置40。

重复执行步骤503～508直至校准处理结束(步骤509)。此时，当输入装置1处于指针不可移动模式时，能够将低通滤波器的截止频率(第二截止频率)(步骤505)设置成随计时器的计数值(步骤502)逐渐减少。换言之，即使在校准早期检测精度有点儿粗糙，但是仍能够容易地校准角速度传感器，结果是可以特别有效地减少角速度传感器的启动漂移。此外，根据校准处理的进行而带来的校准精度的提高导致输入装置1的可操作性得以维持或提高。因此，随着校准的进行而使低通滤波器的截止频率转到低频侧能够使校准被更精确地执行，这在实用性方面非常有用。最终，可以使第二截止频率固定到固定值。固定值可以为用在指针可移动模式中的第一截止频率或者比第一截止频率高的频率。

应注意，当输入装置1处于指针可移动模式时，低通滤波器的截止频率(第一截止频率)并不始终需要随着校准的进行而改变，而是第一截止频率可以与第二截止频率相同的方式改变。

一旦结束校准处理，将最近获得的偏移基准值(ωref_ψ，ωref_θ)写入MPU 19的非易失性存储器(存储部)并在下一校准时被参考作为基准值(步骤510)。应注意，当使用停止输入装置1(或控制装置40)时、当切断输入装置1(或控制装置40)的电源时、当模式转变为稍后将描述的第三校准模式时等，校准处理结束。

图16A示意性示出了当在输入装置1的操作期间执行角速度传感器的校准处理时DC偏移的转变。如图16A所示，与在指针可移动模式(第一校准模式)时的校准模式相比，可以更容易地执行角速度传感器的校准处理，并且在指针不可移动模式(第二校准模式)时在校准模式下可以提高随后相对于角速度值的改变的性能。这是因为由于第二校准模式中的截止频率比第一校准模式中的截止频率高，所以缩短了角速度值的采样时间(数据获得周期)。

如上所述，在此实施例的输入装置1中，在指针2在画面3上移动的第一处理模式(指针可移动模式)和禁止指针2移动的第二处理模式(指针不可移动模式)之间改变角速度传感器的校准条件。此外，当切换校准条件时，参考用于在指针可移动模式和指针不可移动模式之间进行切换的操作按钮11(移动按钮7)(参见图9)的操作信号。结果，由于用户使用输入装置1的意图可以反映到对缓慢近恒定速度操作的检测上，所以能够消除错误检测，并且容易地校准角速度传感器。

接着，图16B示意性示出了当输入装置1被放在桌子等上且因此处于静态的状态下执行角速度传感器的校准处理时DC偏移的转变。在由角速度传感器151和152或加速度传感器161和162判定输入装置1处于静态之后，MPU 19(校准装置)通过从存储器读出用于校准的基准值来校准角速度传感器151和152。当检测出输入装置1处于静态(第三校准条件)时，执行此校准模式。在该校准模式中，在静态下从角速度传感器仅输出基准电位。因此，通过将角速度传感器的输出本身用作校正值，可以实现高精度的校准处理。计算校正值的方法不受特殊限制，可以使用采样输出的平均值或中间值。

本实施例的输入装置1还包括用以检测其静态的传感器(检测装置)。在图2所示的输入装置1中，外壳10的下半区域被构成为被用户握住的把持部G。在把持部G的部分区域上设置用作传感器的近程式传感器(proximity sensor)51。在此实施例中，近程式传感器51由电容传感器构成。将近程式传感器51的输出供应给MPU19。

当近程式传感器51的输出与用户手持把持部G时获得的输出相对应时，MPU 19认识到用户正在使用输入装置1并执行第一校准模式或第二校准模式。另外，当近程式传感器51的输出与用户没有手持把持部G时获得的输出相对应时，MPU 19认识到用户并未使用输入装置1并切换到执行第三校准模式。

只要近程式传感器51能够在外壳10的把持部G检测出用户将输入装置握在手中的状态，则近程式传感器51的位置和检测区域(的范围)就不受限制。另外，同样考虑到用户通过用右手或左手手持外壳10来操作输入装置1，也可以将近程式传感器设置在外壳10的把持部G的左面和右面，或者将近程式传感器设置在左手和右手的手指都接触的区域中。此外，例如，近程式传感器51由使用光电断路器的光学传感器构成，而不是由电容传感器构成。可选地，代替近程式传感器，可以使用通过上述方法检测接触状态或把持压力的压力传感器或者振动传感器。

另一方面，该实施例的控制系统100包括用于使用户认识到在输入装置1中正在执行第一至第三校准模式中的哪一个校准模式的通知装置。例如，通知装置可以由如图2所示设置在输入装置1的外壳上部的模式显示灯61或诸如图5所示显示在显示装置5的画面3上的模式显示部62的发光显示装置构成。

模式显示灯61可以由能够发出视觉上可被用户识别出的有色光的单色或多色LED灯构成。当正在执行第一校准模式时，MPU 19使模式显示灯61发出第一发光图案(pattern)的光，而当正在执行第二校准模式时，MPU 19使模式显示灯61发出与第一发光图案不同的第二发光图案的光。类似地，当正在执行第三校准模式时，MPU19使模式显示灯61发出与第一和第二发光图案不同的第三发光图案的光。

模式显示灯61的发光图案包括发光颜色、闪光模式和闪光周期。例如，当正在执行第一和第二校准模式时，红光以相对快的闪光周期闪烁，而当正在执行第三校准模式时，模式显示灯61恒定地发出绿光。

通过区分每个校准模式的模式显示灯61的发光图案，用户可以容易地识别出在输入装置1中正在执行哪个校准模式。此外，通过通知用户在静态中正在执行第三校准模式，可以预期防止用户对输入装置进行无意识操作的效果，因此可以维持用于校准的适当环境。

模式显示部62以用户可以视觉识别的形式与图标4或指针2一起显示在画面3上。模式显示部62的显示位置并不受特别限制，而是例如可以显示在画面3的角落部分上。当然，可以通过图标来构成模式显示部62。

以对每个校准模式不同的显示图案来显示模式显示部62。当正在执行第一校准模式时，控制装置40的MPU 35(显示控制装置)使模式显示部62以第一显示图案显示，而当正在执行第二校准模式时，使模式显示部62以与第一显示图案不同的第二显示图案显示。此外，当正在执行第三校准模式时，MPU 35使模式显示部62以与第一显示图案和第二显示图案不同的第三显示图案显示。在此情况下，输入装置1将指示模式类型的识别信号与移动命令一起传送到控制装置40。基于接收到的识别信号，MPU 35控制模式显示部62的显示。

模式显示部62的显示内容可以是字符信息或包含用户可以区分校准模式的任意符号或记号的信息、或者是它们与字符的组合。另外，模式显示部62可以以对每个校准模式不同的颜色进行显示，或者可以以对每个校准模式不同闪烁的同时进行显示。

通过区分用于每个校准模式的模式显示部62的显示图案，用户可以视觉上识别出在输入装置1中正在执行哪个校准模式。此外，通过通知用户在静态中正在执行第三校准模式，可以预期防止用户对输入装置进行无意识操作的效果，因此可以维持用于校准的适当环境。

代替显示在显示装置5的画面3上，模式显示部62也可以设置在控制装置40的外壳上或显示在控制装置40的显示部上。

通知装置并不限于诸如上述模式显示灯61和模式显示部62的发光显示装置。例如，通知装置可以由诸如扬声器的声音生成装置构成。此外，还可以通过将发光显示装置和声音生成装置组合来构成通知装置。声音生成装置可以结合到输入装置1或控制装置40中，或者可以由显示装置5的扬声器构成。

当将声音生成装置结合到输入装置1中时，当正在执行第一校准模式时，MPU 19使声音生成装置生成第一声音模式的声音，而当正在执行第二校准模式时，使声音生成装置生成与第一声音模式不同的第二声音模式的声音。同样，当正在执行第三校准模式时，MPU 19使声音生成装置生成与第一声音模式和第二声音模式不同的第三声音模式的声音。

另外，当将声音生成装置结合到控制装置40中时，当正在执行第一校准模式时，MPU 35使声音生成装置生成第一声音模式的声音，而当正在执行第二校准模式时，使声音生成装置生成与第一声音模式不同的第二声音模式的声音。同样，当正在执行第三校准模式时，MPU 35使声音生成装置生成与第一声音模式和第二声音模式不同的第三声音模式的声音。

另外，当声音生成装置由显示装置5的扬声器构成时，MPU 35使扬声器根据校准模式生成第一、第二或第三声音模式的声音。在此情况下，MPU 35不仅生成显示控制信号而且还生成与模式类型相对应的预定声音信号，并将信号输出到显示装置5。声音信号的实例包括音频信号和音乐声音信号。

通过为每个校准模式生成不同声音模式的声音，用户可以在听觉上识别出在输入装置1中正在执行哪个校准模式。此外，通过通知用户在静态中正在执行第三校准模式，可以预期防止用户对输入装置进行无意识操作的效果，因此可以维持用于校准的适当环境。(第三校准模式的处理实例)

接着，将描述第三校准模式的实施例。图17是由MPU 19执行的传感器模块17的校准流程。图中的实例示出了角速度传感器单元15的校准处理，但同样适用于加速度传感器单元16的校准处理。

在步骤1001中，判定是否可以将输入装置1的操作模式转变为第三校准模式。此判定是基于近程式传感器51的输出来进行的。当基于近程式传感器51的输出判定输入装置1处于第一或第二校准模式时，使模式显示灯61发出第一或第二发光图案的光，并执行(继续)第一或第二校准模式的处理(步骤1002)。输入装置1的第一或第二校准模式与参考图15所述的操作实例相对应。继续步骤1001和1002的处理，直至输入装置1转变为第三校准模式。

假定用户已停止操作输入装置1并已将输入装置1放置在诸如桌子、电池充电器或专用台的静态支撑底座(支撑装置)上，那么由于从用户手中放下了输入装置1，所以正常地从近程式传感器51传送与当用户未握住外壳10时获得的输出相对应的输出。基于近程式传感器51的输出，MPU 19将输入装置1的操作模式从第一或第二校准模式切换为第三校准模式(步骤1001)。

在此实施例中，第三校准模式由校准准备模式和随后的校准处理模式构成。校准准备模式是用于判定外壳10的静态。通常，当从用户手中放下输入装置1时，传感器模块17的输出由于惯性等映像而暂时不稳定。因此，如果在此周期期间开始校准，不能获得高校准精度。鉴于此，在此实施例中，提供了用于稳定传感器模块17的输出的校准准备周期，而不是在转变为第三校准模式之后立即开始校准处理，从而可以适当地执行校准。

参考图17，将描述校准准备模式的实例。

首先，在将输入装置1转变为第三校准模式之后，使模式显示灯61发出第三发光图案的光(步骤1004)。在此，作为第三发光图案，另外准备用于校准准备模式的发光图案、用于校准处理的发光图案和用于校准完成的发光图案的三个图案。在步骤1004中，使模式显示灯61发出用于校准准备模式的发光图案的光。

接着，设置定义校准准备模式的设置周期的预定初始计数值N1(步骤1005)。计数值N1的值是任意的，且可以适当地设置该值。计数值N1越大，校准准备周期越长。

随后，获得角速度值(ω_ψ，ω_θ)作为角速度传感器单元15的检测信号(输出值)(步骤1006)。在此，角速度传感器单元15的角速度值ω_ψ和ω_θ将统一由ω表示。应注意，可以单独或共同校正ω_ψ和ω_θ。将所获得的角速度值存储在MPU 19的存储器中。

接着，判定当前获得的角速度值ω(t)和先前获得的角速度值ω(t-1)之间的差(绝对值)(即，角速度改变率(角加速度))是否小于预定阈值Vth1(步骤1007)。由于可以假定在校准准备周期期间输入装置1处于静态或近静态，所以ω(t)和ω(t-1)之间的差小于第一或第二校准模式中的差值。因此，可以为阈值Vth1设置相对小的值。

当角速度值之间的差等于或大于阈值Vth1时，判定输入装置1不处于静态或近静态，处理返回到步骤1004。当角速度值之间的差小于阈值Vth1时，处理前进到步骤1008，进行计数值N1是否达到0的判定。当计数值N1尚未达到0时，将N1减少预定量(步骤1009)，处理返回到步骤1006。之后，再次执行与上述相同的过程(步骤1006～1008)。

如上所述执行校准准备模式。继续校准准备模式，直至计数值N1达到0。在计数值N1已经达到0的时刻，开始校准处理模式(步骤1010～1016)。

以下，将描述校准处理模式。在转变为校准处理模式之后，使模式显示灯61发出第三发光图案中用于校准处理模式的发光图案的光(步骤1010)。用于校准处理模式的发光图案与用于上述校准准备模式的发光图案不同(颜色、闪光周期等方面)。

接着，设置定义校准处理模式的设置周期的预定初始计数值N2(步骤1011)。计数值N2的值是任意的，且可以适当地设置该值。计数值N2越大，用于校准的基准角速度值的采样计数越大，从而提高了校准精度。然而，也延长了用于校准的处理周期。

在此，由于当输入装置1处于静态时用户并没有操作输入装置1，所以从角速度传感器单元15输出的输出值不包括由用户操作引起的外壳10的移动分量。因此，计数值N2可以被设置成使第三校准模式的数据获得周期等于或小于第二校准模式的数据获得周期。也可以在如上所述的条件下实现高精度校准处理。

随后，获得从角速度传感器单元15输出的角速度数据ω(ω_ψ，ω_θ)(步骤1012)。将所获得的角速度值存储在MPU 19的存储器(存储部)中。当正在执行校准处理模式时，由于已经执行了校准准备模式，所以几乎完全保证了输入装置1的静态。因此，此时从角速度传感器15输出的角速度变为0，即，几乎等于基准电位的值。

在将所获得的角速度数据存储在存储器中之后，处理进行到步骤1013，进行计数值N2是否达到0的判定。当计数值N2尚未达到0时，计数值N2减少预定量(步骤1014)，并且处理返回到步骤1010。之后，再次执行与上述相同的过程(步骤1011～1013)。

重复获得角速度数据，直至计数值N2达到0。当计数值N2达到0时，MPU 19计算所获得的各角速度数据的平均值(ωref)，并将值存储在存储器中(步骤1015)。将所存储的角速度数据的平均值(ωref)应用作为基准电位Vref的校正值。

如上所述执行校准处理模式。在将校正值存储在存储器中之后，使输入装置1的模式显示灯61发出第三发光图案中用于校准完成的发光图案的光(步骤1016)，处理返回到步骤1001。之后，再次执行上述过程。

(第一和第二校准模式的另一个处理实例(处理实例1))

接着，参考图18，将描述在输入装置1的操作期间执行的第一和第二校准模式的另一个处理实例。图18是示出了通过在任意时刻获得角速度传感器的输出值的平均值来计算角速度传感器的校正值的校准流程的流程图。

当接通输入装置1的电源时操作计时器(步骤801)。在校准处理开始(或输入装置1的启动)之后，计时器开始对时间进行计时，这将在如稍后描述计算用于更新校正值的参数(规定的计数值)时(步骤813)被参考。规定的计数值被设置成随着在校准开始(或启动)之后经过的时间而逐步增加。

接着，从MPU 19的非易失性存储器(存储部)读取将用于校准的基准的角速度传感器的基准值(偏移值)(ωref_ψ，ωref_θ)(步骤802)。尽管由于执行先前的校准模式而获得的校准数据被用作基准值(ωref_ψ，ωref_θ)，但是当不存在过去的校准数据时，使用最初出货时存储的校准数据。

随后，获得由角速度传感器151和152检测到的角速度值(角速度信号，输出值)(步骤803)。

接着，判定输入装置1的操作模式是否是指针可移动模式(步骤804)。此判定是基于操作按钮11(移动按钮7)的检测信号来进行。具体地，当移动按钮7的检测信号为ON时，判定操作模式为指针可移动模式，而当移动按钮7的检测信号为OFF时，判定操作模式为指针不可移动模式。

作为判定的结果，在指针可移动模式时将常数m设置为1，而在指针不可移动模式时将常数m设置为k(＞1)(步骤805和806)。常数m是用于确定关于如稍后将描述的校准的角速度值的采样周期(数据获得周期)的参数，且随着m增加，采样周期变短。换言之，常数m与低通滤波器的截止频率相对应，且随着m增加，截止频率增大。

接着，缓存所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)，并关于每个ω_ψ分量和ω_θ分量对角速度值进行求积分(步骤807)。在积分过程中，使当前角速度值乘以如上所述设置的常数m。随后，在对角速度值求积分的同时，仅使另外准备的计数增加常数m(步骤807)。

接着，判定计数值是否已达到规定值(步骤808)。当判定计数值尚未达到规定值时，从当前获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)中减去从存储器读出的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)，从而获得已去除DC偏移分量的净角速度值(步骤809)。

当正在执行指针可移动模式(第一校准模式)时，MPU 19基于因此获得的角速度值使用如图12所示的操作方法来计算指针速度值(V_x，V_y)，并通过与图10所示的步骤104相同的处理将移动命令(第一移动命令)传送到控制装置40(步骤810)。另外，当正在执行指针不可移动模式(第二校准模式)时，MPU 19不生成移动命令或者生成移动量被设置为0的移动命令并将其传送至控制装置40。

当正在执行校准模式时，MPU 19连续获得角速度值(ω_ψ，ω_θ)，对角速度值(ω_ψ，ω_θ)进行积分，并重复上述处理(步骤814以及803～810)。随后，在计数值达到规定值的时间点，MPU 19更新用于校准的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)(步骤808和811)。

对于基准值的更新值，使用通过使直至目前所获得的角速度值的积分值除以当前计数值而获得的值(即，加权平均值)。之后，将角速度值(ω_ψ，ω_θ)的积分值(SUMω_ψ，SUMω_θ)和计数值重置为0(步骤812)，并再次设置计数器的规定值(步骤813)。参考计时器来设置规定值(步骤801)，以便随着经过时间变长而设置更大的值(步骤813)。结果，根据在输入装置1的启动后经过的时间，延长数据获得周期。可选地，在经过某个时间周期之后可以使规定计数值固定。

接着，通过从当前获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)中减去如上所述计算出的新基准值(ωref_ψ，ωref_θ)来获得已去除DC偏移分量的角速度值(步骤809)。更新的角速度的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)是基于角速度值的过去值计算出的值。具体地，与用于早期校准的基准值(存储器值)的情况相比，由于反映了实际的角速度值，所以可以以较高的精度执行校准处理。

另外，因为常数m在指针不可移动模式(第二校准模式)中比在指针可移动模式(第一校准模式)中大，所以计数值达到规定值所需的时间和校正值的更新周期变短。因此，在第二校准模式中，可以比在第一校准模式中更容易地执行角速度传感器的校准。

另一方面，将第一校准模式中的校正值的更新周期设置成足够长以排除“缓慢近恒定速度操作”的时间周期，从而严格设置校准条件。结果，可以消除将“缓慢近恒定速度操作”错误检测为静态的担心。具体地，可以将更新周期设置得比人类可能的最短操作需要的时间周期更长(例如，0.01Hz或更小)。

此外，根据此实施例，可以在几乎不占用缓冲存储器空间的同时实现具有低截止频率(长采样时间)的低通滤波器功能，从而可以实现MPU 19的内存节省。

一旦结束校准处理，将最近获得的偏移基准值(ωref_ψ，ωref_θ)写入MPU 19的非易失性存储器(存储部)，以在下一校准时被参考作为基准值(步骤815)。

(第一和第二校准模式的另一处理实例(处理实例2))

接着，将参考图19描述在输入装置1的操作期间执行的第一和第二校准模式的另一处理实例。在此实例中，基于参考图18所述的处理实例，在第一校准模式和第二校准模式之间区分校准程度(加权)。

当接通输入装置1的电源时操作计时器(步骤901)。在校准处理开始(或输入装置1的启动)之后，计时器开始对时间进行计时，这将在如稍后描述计算用于更新校正值的参数(规定的计数值)时(步骤914)被参考。规定的计数值被设置成随着在校准开始(或启动)之后经过的时间而逐步增加。

接着，从MPU 19的非易失性存储器(存储部)读取将用于校准的基准的角速度传感器的基准值(偏移值)(ωref_ψ，ωref_θ)(步骤902)。随后，获得由角速度传感器151和152检测到的角速度值(角速度信号，输出值)(ω_ψ，ω_θ)(步骤903)。

接着，计算权重n(步骤904)。当计算权重n时可以参考所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)或角速度值改变量(Δω_ψ，Δω_θ)。例如，因为输入装置1(外壳10)的移动的改变由于角速度值改变量较小而较小，所以权重n被设置为大于角速度值改变量大的情况中的权重。通过如此在输入装置1更接近静态时增加当前值相对于校正值的贡献程度(contribution degree)，可以实现高精度的校准处理。在此情况下，当为角速度值改变量设置阈值(第一阈值)且角速度值改变量等于或小于阈值时，将权重n设置为大于角速度值改变量比阈值大的情况下的权重。可以设置多个阈值，并且可以基于所获得的角速度值改变量所属于的阈值的范围来确定权重n。

另外，在所获得的角速度值的符号被反转与先前值比较的情况下，与不反转符号的情况相比可以将权重n设置为较大的权重。换言之，在短周期中反转角速度值的符号意味着检测到用户的手移动或者从角速度传感器输出接近基准电位的值。由于在此情况下可以假定输入装置1处于静态，所以通过参考此时获得的输出值，可以实现高精度的校准处理。

代替角速度传感器的输出或除其之外，在计算权重n时可以参考加速度传感器单元16的输出改变量。权重n随着所获得的加速度值改变量变小而增大。同样，在此情况下，当为加速度值改变量设置阈值(第二阈值)且加速度改变量等于或小于阈值时，将权重n设置为大于加速度值改变量比阈值大的情况下的权重。可以设置多个阈值，并且可以基于所获得的加速度值改变量所属于的阈值的范围来确定权重n。

这里，当角速度值改变量或加速度值改变量达到等于或大于特定设定值(大于第一和第二阈值)的值时，可以不将那些角速度值或加速度值用于校准。这是因为在输入装置1(外壳10)的移动非常大的条件下获得的角速度值或加速度值具有低可靠性，从而不能将这些值参考作为校正值。

接着，判定输入装置1的操作模式是否是指针可移动模式(步骤905)。此判定是基于操作按钮11(移动按钮7)的检测信号来进行的。具体地，当移动按钮7的检测信号为ON时，判定操作模式为指针可移动模式，而当移动按钮7的检测信号为OFF时，判定操作模式为指针不可移动模式。

作为判定结果，在指针可移动模式时将常数m设置为1，而在指针不可移动模式时将常数m设置为k(＞1)(步骤906和907)。常数m是用于确定如稍后将描述的校准的角速度值的采样周期的参数，且随着m增加，采样周期变短。换言之，常数m与低通滤波器的截止频率相对应，且随着m增加，截止频率增加。

此外，在指针可移动模式的情况下，将权重n设置为小于在指针不可移动模式中的权重。在判定操作模式是否是指针可移动模式之后最终确定权重n。可以适当设置权n的大小，并且模式中权重n之间的差也不受特殊限制。

接着，缓存所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)，并关于每个ω_ψ分量和ω_θ分量对角速度值进行求积分(步骤908)。在积分过程中，使当前角速度值乘以如上所述设置的常数m和权重n。随后，在对角速度值求积分的同时，使另外准备的计数仅增加常数m与权重n的乘积(m*n)(步骤908)。

接着，判定计数值是否已达到规定值(步骤909)。当判定计数值尚未达到规定值时，从当前获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)中减去从存储器读出的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)，从而获得已去除DC偏移分量的净角速度值(步骤910)。

当正在执行指针可移动模式(第一校准模式)时，MPU 19基于因此获得的角速度值使用如图12所示的操作方法来计算指针速度值(V_x，V_y)，并通过与图10所示的步骤104相同的处理将移动命令(第一移动命令)传送到控制装置40(步骤911)。另外，当正在执行指针不可移动模式(第二校准模式)时，MPU 19不生成移动命令或者生成移动量被设置为0的移动命令并将其传送至控制装置40。

当正在执行校准模式时，MPU 19连续获得角速度值(ω_ψ，ω_θ)，对角速度值(ω_ψ，ω_θ)进行积分，并重复上述处理(步骤915和903～911)。随后，在计数值达到规定值的时间点，MPU 19更新用于校准的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)(步骤909和912)。

对于基准值的更新值，使用通过使直至目前所获得的角速度值的积分值除以当前计数值而获得的值(即，平均值)。之后，将角速度值(ω_ψ，ω_θ)的积分值(SUMω_ψ，SUMω_θ)和计数值重置为0(步骤913)，并再次设置计数器的规定值(步骤914)。参考计时器来设置规定值(步骤901)，以便随着经过时间变变长而设置更大的值(步骤914)。结果，根据在输入装置1的启动之后经过的时间，延长数据获得周期。可选地，在经过某个时间周期之后使规定计数值固定。

接着，通过从当前获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)中减去如上所述计算出的新基准值(ωref_ψ，ωref_θ)来获得已去除DC偏移分量的角速度值(步骤910)。更新的角速度的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)是基于角速度值的过去值计算出的值。具体地，与用于早期校准的基准值(存储器值)的情况相比，由于反映了实际的角速度值，所以可以以较高的精度执行校准处理。此外，因为反映了与权重n的值相对应的校准程度，所以可以实现与输入装置1的实际操作相对应的适当校准处理。

另外，因为常数m和权重n在指针不可移动模式(第二校准模式)中比在指针可移动模式(第一校准模式)中大，所以计数值达到规定值所需的时间和校正值的更新周期变短。因此，在第二校准模式中可以比在第一校准模式中更容易地执行角速度传感器的校准。

另一方面，将第一校准模式中的校正值的更新周期设置成足够长以排除“缓慢近恒定速度操作”的时间周期，从而严格设置校准条件。结果，可以消除将“缓慢近恒定速度操作”错误检测为静态的担心。具体地，可以将更新周期设置得比人类可能的最短操作需要的时间更长(例如，0.01Hz或更小)。

此外，根据此实施例，可以在几乎不占用缓冲存储器的空间的同时实现具有低截止频率(长采样时间)的低通滤波器功能，从而可以实现MPU 19的内存节省。

一旦结束校准处理，将最近获得的偏移基准值(ωref_ψ，ωref_θ)写入MPU 19的非易失性存储器(存储部)，以在下一校准时被参考作为基准值(步骤916)。

根据以上的校准处理实例，在缓慢移动输入装置1的情况下，可以比在快速移动输入装置1的情况下更容易执行角速度传感器151和152的校准。此外，即使在输入装置1的操作期间引起角速度传感器151和152的基准电位的偏移时，仍可以使启动漂移在短时间内收敛(converge)，从而使得能够防止在移动指针2中可操作性的降低。当在微小地摆动输入装置1的同时校准角速度传感器时，也可以获得与上述相同的效果。

[第二实施例]

接着，将描述本发明的第二实施例。应注意，用相同的参考符号表示与第一实施例相同的元件，且将省略对其的描述。

(输入装置的结构)

本实施例的输入装置1包括外壳10、作为传感器单元的传感器模块17和作为速度计算单元的MPU 19。传感器模块17包括角速度传感器单元15和加速度传感器单元16，每个都输出与外壳10的移动相对应的、相对于基准电位的电位波动作为检测信号。如上所述，MPU 19具有基于传感器模块17的检测信号(输出值)来执行第一处理模式(作为用于计算指针速度值(V_x，V_y)(用于移动指针2的速度值)并根据指针速度值使指针2在画面3上移动的处理)的功能。

此外，MPU 19具有执行校准模式(作为用于校正传感器的基准电位的处理)的功能(校准装置)。MPU 19还包括用于执行校准功能的以下功能。

具体地，MPU 19具有基于传感器模块17的输出值等来判定输入装置1的操作状态的功能(判定装置)。传感器模块17的输出值对应于诸如基于角速度传感器单元15的检测信号获得的角速度、角加速度和角加速度改变率的角度相关值、或诸如基于加速度传感器单元16的检测信号获得的加速度和加速度改变率的速度相关值。传感器模块17输出与输入装置1的外壳10的移动相对应的输出值。基于输出值，MPU 19判定输入装置1是处于没有被用户操作的静态还是处于输入装置1被用户操作的操作状态。此外，基于输出值，MPU 19可以判定正在被操作的输入装置1的移动程度(移动速度)。

MPU 19执行校准模式，作为用于通过在数据获得周期从传感器模块17获得输出值来校正基准电位并基于所获得的输出值来计算基准电位的校正值的处理(校准装置)。MPU 19基于输入装置1判定的操作状态来设置数据获得周期(设置装置)。按时间在整个数据获得周期获得的传感器模块17的输出值包括输入装置1相对于X’轴和Y’轴的角速度值、加速度值等，并且被存储在MPU 19内部(或外部)的存储部中。基于传感器模块17的所获得的输出值，MPU 19计算用于校正角速度传感器151和152的基准电位的校正值。校正值计算方法并不受特殊限制，使用例如输出值的移动平均、加权平均等。

图20是示出了在输入装置1的操作期间执行的校准模式的处理实例的流程图。在此实施例中，给出关于以下处理实例的描述，其中，基于角速度传感器151和152的输出来设置用于校准模式的数据获得周期。在此实施例的输入装置1中，操作按钮11由1步开关构成，其中，与如图9所示的包括第一和第二开关的2步开关不同，省略了第一开关。

(校准模式的处理实例3)

当接通输入装置1的电源时操作计时器(步骤1001)。在校准处理开始(或输入装置1的启动)之后，计时器开始对时间进行计时，这将在如稍后描述计算用于更新校正值的参数(规定的计数值)时(步骤1111)被参考。规定的计数值被设置成随着在校准开始(或启动)之后经过的时间而逐步增加。

接着，从MPU 19的非易失性存储器(存储部)读取将用于校准的基准的角速度传感器的基准值(偏移值)(ωref_ψ，ωref_θ)(步骤1102)。随后，获得由角速度传感器151和152检测到的角速度值(角速度信号，输出值)(ω_ψ，ω_θ)(步骤1103)。

接着，计算权重n(步骤1104)。当计算权重n时可以参考所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)、角速度值改变量(或改变率)(Δω_ψ，Δω_θ)等。例如，因为输入装置1(外壳10)的移动的改变由于角速度值改变量较小而较小，所以权重n被设置大于角速度值改变量大的情况中的权重。通过如此在输入装置1更接近静态时增加当前值相对于校正值的贡献程度，可以实现高精度的校准处理。在此情况下，当为角速度值改变量设置阈值(第一阈值)且角速度值改变量等于或小于阈值时，将权重n设置为大于角速度值改变量比阈值大的情况下的权重。可以设置多个阈值，并且可以基于所获得的角速度值改变量所属于的阈值的范围来确定权重n。还可以预先设置具有不同权重n的多个操作状态，并选择与所获得的角速度值相对应的操作状态。

此时，当获得的角速度值非常大时，在所计算的校正值中会引起大错误。在此情况下，可以减少权重n，或者可以确定阈值，以便不将等于或大于阈值的角速度值用于计算校正值。另一方面，例如，当所获得的角速度值非常小时，存在以下的可能性，在移动指针的操作中，如同“缓慢近恒定速度操作”一样，以低频率缓慢操作输入装置。在此情况下，可以减少权重n，或者可以将阈值确定为使等于或小于的阈值角速度值不用于计算校正值。

另外，还可以使所获得的角速度信号经历FFT(快速傅里叶变换)处理并对角速度信号进行频率分析。在此情况下，随着低频分量的数目增加，权重n减少。对加速度信号来说同样如此，并且权重n随着加速度信号的低频分量数目的增加而减少。

另外，例如，还可以参考在所获得的角速度值的当前值和过去的任意值之间符号的改变及其程度。例如，符号改变得越频繁，当前设置的校正值越接近于角速度信号的DC偏移值，从而导致输入装置1处于静态的可能性更高。换言之，可以判定仅输出振荡分量。在此情况下，通过将权重n设置得很大，能够在短时间内执行高精度的校准处理。

代替角速度传感器的输出或除其之外，在计算权重n时可以参考加速度传感器单元16的输出改变量。权重n随着所获得的加速度值改变量变小而增大。同样，在此情况下，当为加速度值改变量设置阈值(第二阈值)且加速度值改变量等于或小于阈值时，将权重n设置为大于加速度值改变量比阈值大的情况下的权重。可以设置多个阈值，并且可以基于检测到的加速度值改变量所属于的阈值的范围来确定权重n。

这里，当角速度值改变量或加速度值改变量达到等于或大于特定设定值(大于第一和第二阈值)的值时，可以不将那些角速度值或加速度值用于校准。这是因为在输入装置1(外壳10)的移动非常大的条件下获得的角速度信号或加速度信号具有低可靠性，从而不能将这些值参考作为校正值。

上述的权重n和计时器的计数值定义了用于校准的数据获得周期。数据获得周期与用于提取将在校准时被参考的角速度传感器的输出值的低通滤波器的截止频率相对应。因此，权重n和计时器的计数值是用于确定低通滤波器的截止频率的参数。

接着，缓存所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)，并关于每个ω_ψ分量和ω_θ分量对角速度值进行求积分(步骤1105)。在积分过程中，使当前角速度值乘以如上所述设置的权重n。随后，在对角速度值求积分的同时，仅使另外准备的计数增加权重n(步骤1105)。

接着，判定计数值是否已达到规定值(步骤1106)。当判定计数值尚未达到规定值时，从当前获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)中减去从存储器读出的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)，从而获得已去除DC偏移分量的纯角速度值(步骤1107)。

MPU 19基于因此获得的角速度值、使用如图12所示的操作方法来计算指针速度值(V_x，V_y)，并通过与图10所示的步骤104相同的处理将移动命令(第一移动命令)传送至控制装置40(步骤1108)。

当正在执行校准模式时，MPU 19连续获得角速度值(ω_ψ，ω_θ)，对角速度值(ω_ψ，ω_θ)进行积分，并重复上述处理(步骤1112和1103～1108)。随后，在计数值达到规定值的时间点，MPU 19更新用于校准的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)(步骤1106和1109)。

对于基准值的更新值，使用通过使直至目前所获得的角速度值的积分值除以当前计数值而获得的值(即，平均值)。之后，将角速度值(ω_ψ，ω_θ)的积分值(SUMω_ψ，SUMω_θ)和计数值重置为0(步骤1110)，并再次设置计数器的规定值(步骤1111)。参考计时器来设置规定值(步骤1101)，以便随着经过时间变长而设置更大值(步骤1111)。结果，根据在输入装置1的启动之后经过的时间，延长数据获得周期。可选地，可以在经过某个时间周期的经过之后使规定计数值固定。

接着，通过从当前获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)中减去如上所述计算出的新基准值(ωref_ψ，ωref_θ)获得已去除DC偏移分量的角速度值(步骤1107)。更新的角速度的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)是基于角速度的过去值计算出的值。具体地，与用于早期的校准的基准值(存储器值)的情况相比，由于反映了实际的角速度值，所以可以以较高的精度执行校准处理。此外，因为反映了与权重n的值相对应的校准程度，所以可以实现与输入装置1的实际操作相对应的适当校准处理。

此外，根据本实施例，可以在几乎不占用缓冲存储器的空间的同时实现具有低截止频率(长采样时间)的低通滤波器功能，从而可以实现MPU 19的内存节省。

一旦结束校准处理，将最近获得的偏移基准值(ωref_ψ，ωref_θ)写入MPU 19的非易失性存储器(存储部)，以在下一校准时被参考作为基准值(步骤1113)。

根据以上校准处理实例，即使在输入装置1的操作期间也可以执行适当的校准。另外，在缓慢移动输入装置1的情况下，可以比在快速移动输入装置1的情况下更容易执行角速度传感器151和152的校准。此外，即使引起角速度传感器151和152的基准电位的偏移时，仍可以使启动漂移在短时间内收敛，从而使得能够防止在移动指针2中可操作性的降低。当在微小地振动输入装置1的同时校准角速度传感器时，也可以获得与上述相同的效果。

[第三实施例]

接着，将描述本发明的第三实施例。应注意，用相同的参考符号表示与第一实施例相同的元件，并省略对其的描述。

(输入装置的结构)

本实施例的输入装置1包括外壳10、作为传感器单元的传感器模块17和作为速度计算单元的MPU 19。传感器模块17包括角速度传感器单元15和加速度传感器单元16，每个都输出与外壳10的移动相对应的、相对于基准电位的电位波动作为检测信号。如上所述，MPU 19具有基于传感器模块17的检测信号(输出值)来执行第一处理模式(作为用于计算指针速度值(V_x，V_y)(其为用于移动指针2的速度值)并根据指针速度值使指针2在画面3上移动的处理)的功能。

此外，MPU 19具有执行校准模式(作为用于校正传感器的基准电位的处理)的功能(校准装置)。MPU 19还包括用于执行校准功能的以下功能。

具体地，MPU 19具有基于在输入装置1的启动之后经过的时间来判定输入装置1的操作状态的功能(判定装置)。MPU 19基于在输入装置1的启动之后经过的时间来设置数据获得周期(设置装置)。按时间顺序在数据获得周期获得的传感器模块17的输出值包括输入装置1相对于X’轴和Y’轴的角速度值、加速度值等，并被存储在MPU 19内部(或外部)的存储部中。基于传感器模块17的所获得的输出值，MPU 19计算用于校正角速度传感器151和152的基准电位的校正值。校正值计算方法并不受特殊限制，并使用例如输出值的移动平均、加权平均等。

图21是示出了在此实施例中的输入装置1的操作期间执行的校准模式的处理实例的流程图。在此实施例中，给出关于以下处理实例的描述，其中，基于从输入装置1的启动开始的经过时间来设置用于校准模式的数据获得周期。在本实施例的输入装置1中，操作按钮11可以由包括如图9所示的第一和第二开关的2步开关构成，或者可以由与2步开关不同的1步开关构成，其中，省略了第一开关。

(校准模式的处理实例4)

当接通输入装置1的电源时操作计时器(步骤1201)。在校准处理开始(或输入装置1的启动)之后，计时器开始对时间进行计时，这将在如稍后描述计算用于更新校正值的参数(规定的计数值)时(步骤1212)被参考。规定的计数值被设置成随着在校准开始(或启动)之后经过的时间而逐步增加。

接着，从MPU 19的非易失性存储器(存储部)读取将用于校准的基准的角速度传感器的基准值(偏移值)(ωref_ψ，ωref_θ)(步骤1202)。随后，获得由角速度传感器151和152检测到的角速度值(角速度信号，输出值)(ω_ψ，ω_θ)(步骤1203)。

接着，计算权重n(步骤1204)。当计算权重n时参考计时器的计数值，即，在输入装置1的启动之后经过的时间。在此实施例中，权重n随着计时器的计数值的增加而减少。如稍后将描述，随着权重n增加，数据获得周期变短。因此，在输入装置1的启动之后立即设置最短的数据获得周期，并且使数据获得周期随同在输入装置1的启动之后经过的时间而逐渐延长。

接着，缓存所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)，并关于每个ω_ψ分量和ω_θ分量对角速度值进行求积分(步骤1205)。在积分过程中，使当前角速度值乘以如上所述设置的权重n。随后，在对角速度值求积分的同时，仅使另外准备的计数器增加权重n(步骤1205)。

接着，判定计数值是否已达到规定值(步骤1206)。当判定计数值尚未达到规定值时，从当前获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)中减去从存储器读出的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)，由此获得已去除DC偏移分量的纯角速度值(步骤1207)。

当角速度传感器的输出值(ω_ψ，ω_θ)与基准电位的校正值(ωref_ψ，ωref_θ)之间的差超过预定值时，MPU 19基于因此获得的角速度值使用如图12所示的操作方法来计算指针速度值(V_x，V_y)，并通过与图10所示的步骤104相同的处理将移动命令(第一移动命令)传送到控制装置40(步骤1209)。

另一方面，当角速度传感器的输出值(ω_ψ，ω_θ)与基准电位的校正值(ωref_ψ，ωref_θ)之间的差等于或小于预定值时，MPU 19不执行生成移动命令的处理而是转到步骤1203(步骤1208)。此处理的目的在于防止由于启动漂移过分强的作用而带来的在移动指针中可操作性的降低。如上所述的静区的设置可以防止由于启动漂移而带来的指针的无意识操作，由此在步骤1207中计算出的净角速度值(ω_ψ，ω_θ)相对小的情况下尤其有效。

在预期启动漂移的同时，可以将静区的设置范围(即，预定值的大小)设置为任意值。此外，除开始已在出货时设置的基准值之外，基准电位的校正值(ωref_ψ，ωref_θ)包括在步骤1210中计算的校正值的更新值。

正常地，在刚刚接通输入装置1的电源之后，由于启动漂移引起的偏移电位的改变量相对大，且其时间改变也大。启动偏移的幅度随时间减少，且其时间改变也变小。鉴于此，如稍后将描述，也可以将静区的设置范围设置为使其随时间变小。

当正在执行校准模式时，MPU 19连续获得角速度值(ω_ψ，ω_θ)，对角速度值(ω_ψ，ω_θ)进行积分，并重复上述处理(步骤1213和1203～1209)。随后，在计数值达到规定值的时间点，MPU 19更新用于校准的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)(步骤1206和1210)。

对于基准值的更新值，使用通过使直至目前所获得的角速度值的积分值除以当前计数值而获得的值(即，平均值)。之后，将角速度值(ω_ψ，ω_θ)的积分值(SUMω_ψ，SUMω_θ)和计数值重置为0(步骤1211)，并再次设置计数器的规定值(步骤1212)。参考计时器来设置规定值(步骤1201)，以便随着经过时间变长而设置更大值(步骤1212)。结果，根据在输入装置1的启动之后经过的时间，延长数据获得周期。可选地，可以在经过某个时间周期的经过之后使规定计数值固定。

接着，通过从当前获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)中减去如上所述计算出的新基准值(ωref_ψ，ωref_θ)获得已去除DC偏移分量的角速度值(步骤1207)。更新的角速度的基准值(ωref_ψ，ωref_θ)是基于角速度值的过去值计算出的值。具体地，与用于早期的校准的基准值(存储器值)的情况相比，由于反映了实际的角速度值，所以可以以较高的精度执行校准处理。此外，因为反映了与权重n的值相对应的校准程度，所以可以实现与输入装置1的实际操作相对应的适当校准处理。

此外，根据本实施例，可以在几乎不占用缓冲存储器的空间的同时实现具有低截止频率(长采样时间)的低通滤波器功能，因此可以实现MPU 19的内存节省。

一旦结束校准处理，将最近获得的偏移基准值(ωref_ψ，ωref_θ)写入MPU 19的非易失性存储器(存储部)，以在下一校准时被参考作为基准值(步骤1214)。

根据以上的校准处理实例，即使在输入装置1的操作期间也可以执行适当的校准。另外，通过设置静区，可以防止由于在刚刚启动输入装置1之后的启动漂移引起的可操作性的降低，并且可以使启动漂移在短时间内收敛。

此外，通过将静区的设置范围设置为随输入装置1的启动之后经过的时间变小，可以防止由静区的设置引起的可操作性的降低。

具体地，在刚刚启动输入装置1之后，角速度传感器的偏移电位的时间改变率大且表示校准程度的权重n被设置为很小的值(短数据获得周期)。因此，校准精度相对低。因此，基于角速度传感器的输出值计算的过去校准基准值(偏移电位)大大偏离了实际基准值(大残差)。另一方面，由于随着时间经过启动漂移倾向于减少且收敛成特定值而权重n的值随时间增加(数据获得周期延长)，所以提高了校准精度。因此，如图22A所示，过去校准基准值和实际基准值之间的差随时间变小。

鉴于此，如图22B所示，静区的设置范围随时间减少，随后校准残差的时间改变减少。因此，可以防止用户对输入装置的可操作性降低。在图22B中，静区设置实例1和2示出了其中静区的设置范围随时间线性功能性地减少的实例。如在设置实例1中，可以最终消除静区，但是如用于切除角速度传感器的微小噪音的设置实例2中，也可以在不消除静区的情况下维持恒定的最小值。应注意，代替线性功能性地减少，可以以设置实例3中所示的曲线状方式来减少静区。

上述静区的设置和静区的可变控制可以同样应用到上述的第一和第二实施例。因此，可以另外提高输入装置1的可操作性。

到目前为止，已经描述了本发明的实施例。然而，本发明并不限于上述实施例，并且在不偏离本发明的目的的情况下，当然可以添加各种修改。

在上述实施例中，已将根据输入装置的移动在画面上移动的指针2表示为箭头的图像。然而，指针2的图像并不限于箭头，而是可以为简单的圆形、正方形等，或者为字符图像或任何其他图像。

在上述的实施例中，已示例性示出了生成用于使指针在画面上移动的移动命令(作为用于控制画面的控制命令)的输入装置。然而，本发明并不限于此，并且还可应用于生成用于控制显示画面的图像缩放或滚动的控制命令的输入装置。

在上述第一实施例中，已使用用于将输入装置1的模式在指针可移动模式和指针不可移动模式之间切换的2步开关(操作按钮11)。可以使用通过组合1步按压开关(确定按钮)和光学传感器而获得的开关装置代替2步开关来用作选择装置。在此情况下，当光学传感器检测到用户的手指靠近或接触按压开关时，MPU 19(处理装置)执行“指针可移动模式”，而当光学传感器未检测到用户的手指时，执行“指针不可移动模式”。

已描述使用低通滤波器的实例，作为参考图15所述的校准模式的处理实例。在此情况下，可以使用卡尔曼滤波器或其他滤波器来取代低通滤波器。

另外，已描述图17所示的校准流程作为当检测外壳10处于静态时执行的第三校准模式的处理实例。然而，可以替代地使用图19或20中所示的校准流程。在此情况下，例如，最大值可以用作在步骤904或1104中计算的权重n。这是因为，与输入装置1处于动态的情况相比，所获得的角速度值的可靠性较高且因此可以执行较高精度的校准。

根据上述实施例的输入装置将输入信息无线传送至控制装置。然而，可以有线传送输入信息。

例如，本发明可以应用于包括显示部的手持型电子装置或信息处理装置(手持装置)。换言之，手持装置可以被看作其中结合有输入装置1和控制装置40的装置。在此情况下，通过用户移动手持装置的主体，移动在显示部上所显示的画面上的指针，或者滚动或缩放画面。手持装置的实例包括PDA(个人数字助理)、蜂窝式电话、便携式音乐播放器和数码相机。

传感器模块17的角速度传感器单元15和加速度传感器单元17中的每个的检测轴并不必须如上述的X’轴和Y’轴一样相互正交。在此情况下，可以通过使用三角函数的计算来获得分别在互相正交的轴方向上投影的加速度。类似地，可以通过使用三角函数的计算来获得相对于互相正交的轴的角速度。

上述实施例中所述的传感器模块17的角速度传感器单元15的检测轴(X’轴和Y’轴)和加速度传感器单元16的检测轴(X’轴和Y’轴)并不必须匹配。例如，在将角速度传感器单元15和加速度传感器单元16安装到基板上的情况下，角速度传感器单元15和加速度传感器单元16可以在基板的主表面内偏离预定旋转角度(以使角速度传感器单元15和加速度传感器单元16的检测轴不匹配)的同时被安装。在此情况下，可以通过使用三角函数的计算来获得相对于各个轴的加速度和角速度。

代替角速度传感器单元15，可以使用角度传感器或角加速度传感器。角度传感器的实例包括地磁传感器和图像传感器。当使用三轴地磁传感器时，例如，由于检测到角度值的改变量，所以可以通过对角度值求微分来计算角速度值。角加速度传感器被构造为多个加速度传感器的组合，并且可以通过对由角加速度传感器获得的角加速度值进行积分来计算角速度值。

本领域的技术人员应理解，根据设计要求和其他因素，可以有各种修改、组合、再组合和改进，均应包含在随附权利要求或等同物的范围之内。

Claims (20)

1.一种输入装置，包括：

外壳；

输出装置，包括基准电位，用于输出与所述外壳的移动相对应的、相对于所述基准电位的电位波动作为检测信号；

处理装置，用于基于所述输出装置的输出值执行用于生成控制命令的处理，其中，所述控制命令用于控制画面；

判定装置，用于判定所述输入装置的操作状态；

校准装置，用于当通过所述判定装置判定所述输入装置正在移动时，执行校准模式，作为用于通过获得在作为所述输出值的采样周期的数据获得周期中的输出值并基于所获得的输出值计算所述基准电位的校正值来校正所述基准电位的处理。

2.根据权利要求1所述的输入装置，还包括：

设置装置，用于基于由所述判定装置判定的所述输入装置的操作状态来设置由所述校准装置执行的所述校准模式。

3.根据权利要求2所述的输入装置，

其中，所述设置装置基于由所述判定装置判定的所述输入装置的操作状态来设置所述校准模式的所述数据获得周期。

4.根据权利要求2所述的输入装置，

其中，所述判定装置基于所述输出值来判定所述输入装置的操作状态。

5.根据权利要求4所述的输入装置，

其中，随着所述输出值变小，所述设置装置为所述数据获得周期设置更短的时间周期。

6.根据权利要求4所述的输入装置，

其中，当所述输出值的改变量超过预定阈值时，所述校准装置不执行所述校准模式。

7.根据权利要求4所述的输入装置，

其中，所述输出装置包括角速度传感器，以检测作用于所述外壳上的角速度；

其中，所述判定装置基于所述角速度传感器的输出值来判定所述输入装置的操作状态；以及

其中，所述校准装置使用在所述数据获得周期中获得的所述角速度传感器的输出值来校正所述角速度传感器的基准电位。

8.根据权利要求7所述的输入装置，

其中，所述校准装置包括低通滤波器，以从所述角速度传感器的检测信号中提取出预定频带的信号，以及

其中，所述数据获得周期是基于所述低通滤波器的截止频率设置的。

9.根据权利要求4所述的输入装置，

其中，所述输出装置包括：角速度传感器，检测作用于所述外壳上的角速度；以及加速度传感器，检测作用于所述外壳上的加速度；

其中，所述判定装置基于所述加速度传感器的输出值来判定所述输入装置的操作状态；以及

其中，所述校准装置使用在所述数据获得周期中获得的所述角速度传感器的输出值来校正所述角速度传感器的基准电位。

10.根据权利要求2所述的输入装置，

其中，所述判定装置基于从所述输入装置的启动开始后经过的时间来判定所述输入装置的操作状态。

11.根据权利要求10所述的输入装置，

其中，所述设置装置根据从所述输入装置的启动开始后经过的时间来为所述数据获得周期设置更长的时间周期。

12.根据权利要求10所述的输入装置，

其中，所述处理装置执行以下处理：当所述输出装置的输出值和所述基准电位的校正值之间的差等于或小于预定值时，停止所述控制命令的生成。

13.根据权利要求12所述的输入装置，

其中，每当校正所述基准电位时，所述处理装置就使所述预定值减小。

14.根据权利要求2所述的输入装置，

其中，所述处理装置包括：第一处理模式，作为用于基于所述输出装置的输出值来生成用于控制所述画面的所述控制命令的处理；以及第二处理模式，作为停止对所述画面的控制的处理；以及

其中，当所述处理装置执行所述第一处理模式时，所述判定装置判定所述操作状态为画面受控状态，而当所述处理装置执行所述第二处理模式时，所述判定装置判定所述操作状态为画面不受控状态。

15.根据权利要求14所述的输入装置，

其中，当所述判定装置判定所述操作状态为所述画面受控状态时，所述设置装置为所述数据获得周期设置第一时间周期，而当所述判定装置判定所述操作状态为所述画面不受控状态时，所述设置装置为所述数据获得周期设置比所述第一时间周期短的第二时间周期。

16.根据权利要求14所述的输入装置，还包括：

选择开关，用于使所述处理装置选择所述第一处理模式和所述第二处理模式中的一个。

17.根据权利要求15所述的输入装置，

其中，所述设置装置包括用于根据所述输出值的大小来改变所述第二时间周期的处理。

18.一种控制系统，包括：

输入装置，包括：

外壳；

输出装置，包括基准电位，用于输出与所述外壳移动相对应的、相对于所述基准电位的电位波动作为检测信号；

处理装置，用于基于所述输出装置的输出值执行用于生成控制命令的处理，其中，所述控制命令用于控制画面；

传送装置，用于传送由所述处理装置生成的所述控制命令；

判定装置，用于判定所述输入装置的操作状态；和

校准装置，用于当通过所述判定装置判定所述输入装置正在移动时，执行校准模式，作为用于通过获得在作为所述输出值的采样周期的数据获得周期中的输出值并基于所获得的输出值计算所述基准电位的校正值来校正所述基准电位的处理；以及

控制装置，包括：

接收装置，用于接收由所述传送装置传送的所述控制命令，和

显示控制装置，用于响应于由所述接收装置接收的所述控制命令来控制所述画面的显示。

19.一种手持装置，包括：

外壳；

显示部；

输出装置，包括基准电位，用于输出与所述外壳的移动相对应的、相对于所述基准电位的电位波动作为检测信号；

处理装置，用于基于所述输出装置的输出值执行用于生成控制命令的处理，其中，所述控制命令用于控制显示在所述显示部上的画面；

判定装置，用于判定所述手持装置的操作状态；

校准装置，用于当通过所述判定装置判定所述手持装置正在移动时，执行校准模式，作为用于通过获得在作为所述输出值的采样周期的数据获得周期中的输出值并基于所获得的输出值计算所述基准电位的校正值来校正所述基准电位的处理。

20.一种校准方法，包括：

输出与电子装置的外壳的移动相对应的、相对于基准电位的电位波动作为检测信号；

判定所述电子装置的操作状态；

当判定所述电子装置正在移动时，获得在作为输出值的采样周期的数据获得周期中的输出值，并基于所获得的输出值计算所述基准电位的校正值；以及

使用计算出的校正值来更新所述基准电位。

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