CN101611369B

CN101611369B - 输入设备、控制设备、控制系统、控制方法及手持设备

Info

Publication number: CN101611369B
Application number: CN2008800031017A
Authority: CN
Inventors: 山本一幸
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: US8395583B2; TW200928890A; JP5392093B2; CN101611369A; WO2009069531A1; USRE46076E1; JPWO2009069531A1; USRE47433E1; TWI412960B; US20100315339A1

Abstract

提供了输入设备、控制设备、包括这些设备的控制系统及其控制方法，由此用户能感受到输入设备的移动与指针的移动之间的线性并且能够进行精确地指向操作。输入设备的MPU在阈值(v1)到阈值(v2)的范围(第一范围)内可变地控制增益值(K)，在第一范围中输入设备处于低速范围，而在超过阈值(v2)的范围(第二范围)内，控制增益值(K)恒定。增益值是与通过运算获得的输入设备的速度值相乘的值，速度值是通过检测输入设备的移动获得的。因此，在相对慢的速度范围中，随着画面上的指针及输入设备的移动变慢，指针速度值也按多阶函数变慢。因此，可进行精确指向。此外，由于在输入设备处于相对高速范围内时获得线性，所以用户能获得线性的操作感。

Description

输入设备、控制设备、控制系统、控制方法及手持设备

技术领域

本发明涉及用于操作GUI(图形用户界面)的三维操作输入设备、用于根据从输入设备输出的信息来控制GUI的控制设备、包括这些设备的控制系统、控制方法及手持设备。

背景技术

指向设备(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维操作的多种指向设备作为用于这种类型的GUI的控制器(例如，参见专利文献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。每个角速度传感器均是振动型角速度传感器。例如，当对以共振频率压电振动的振动体施加角速度时，在与该振动体的振动方向正交的方向上产生科里奥利力。科里奥利力与角速度成比例，所以通过检测科里奥利力即可检测角速度。专利文献1的输入设备通过两个角速度传感器检测绕两个正交轴的角速度，根据角速度产生作为由显示装置显示的光标等的位置信息的信号，并将其传送至控制设备。

专利文献2披露了一种笔形输入设备，包括三个(三轴)加速度传感器以及三个(三轴)角速度传感器(陀螺仪)。该笔形输入设备基于通过三个加速度传感以及三个角速度传感器获得的信号来执行各种操作，因而计算了该笔形输入设备的位置角度。

专利文献1：日本专利申请公开第2001-56743号(第[0030]段以及第[0031]段，图3)

专利文献2：日本专利第3,748,483号(第[0033]段以及第[0041]段，图1)

发明内容

然而，存在的问题在于，例如，由于用户在空中不稳定地移动输入设备，所以变得难以执行精确的指向操作，如将指针置于画面上的特定位置。

为解决这个问题，在PC等中常用的平面操作型指向系统中使用关于指针的速度或加速度的可变功能。作为可变功能的实例，Windows(注册商标)采用了能够改变指针速度或者加速的功能。通过将加速度功能应用于指针的移动，指针的速度随着指向操作的速度(例如，鼠标的速度)的变快而变快。因此，由于指针的速度在鼠标的速度慢时变慢，所以能够实现精确的指向操作。

然而，三维的操作输入设备并不包括这种加速度可变功能。换句话说，对于用户来说，输入设备的速度以及指针的速度变成线性的时间比添加加速度的时间更加直观。以多个用户作为对象，本发明的发明人已进行关于输入设备与指针的速度的非线性的灵敏度的实验，同时在平面操作型鼠标与三维操作输入设备之间进行比较。结果表明，大多数用户在使用三维操作输入设备时比在使用平面操作型鼠标时更能够感到非线性。这被认为是因为与平面操作型输入设备相比，三维操作输入设备在瞄准画面同时被操作，就好像直接输入了关于输入设备的移动的屏幕信息，即，就好像使用了激光指针。

另一方面，类似的用户测试的结果表明，大多数用户在以极低的速度操作输入设备时不能够识别出线性。在这种情况下，大多数用户只能够识别定性移动的趋势，即，事实是当输入设备迅速移动时，指针迅速移动，或者当输入设备缓慢移动时，指针缓慢移动。

此外，不考虑输入设备的速度范围，作为测试对象的用户对相对于急剧加速以及减速的追踪性能具有很高的感知灵敏度，并且甚至能够识别出例如10毫秒级别的延迟。此外，还获得了操作感随操作期间的追踪性能变强而变好的结果。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种输入设备、控制设备、包括这些设备的控制系统以及用于其的控制方法，利用它们用户能够感受到输入设备移动与指针移动之间的线性并且可进行精确的指向操作。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种输入设备，其控制指针在画面上的移动，包括壳体、移动信号输出装置、增益装置、控制装置以及传送装置。

移动信号输出装置检测壳体的移动并输出速度相关值的信号，速度相关值与壳体的速度相关。

增益装置使所输出的速度相关值与增益相乘来获得作为用于使指针在画面上移动的速度值的指针速度值。

在所输出的速度相关值的范围为从第一阈值到大于第一阈值的第二阈值的第一范围内，控制装置可变地控制增益，而在所输出的速度相关值超过第二阈值的第二范围内，控制装置控制增益恒定。

传送装置传送由增益装置获得的指针速度值的信息。

在本发明中，在作为相对低速范围的第一范围(壳体的移动的范围为从第一阈值到第二阈值并且用户无法识别线性)内可变地控制增益。因此，当壳体的移动在相对低速的范围中时，用户可以实现精确的指向。此外，在作为相对高速范围的第二范围(来自移动信号输出装置的速度相关值超过第二阈值)内控制增益恒定。因此，输入设备的移动以及指针的移动在壳体的移动速度相对较高的范围内线性地对应，从而改善了用户的操作感。

速度相关值是壳体的速度值或角速度值。另外，速度相关值可以被认为是绝对值。

移动信号输出装置包括传感器、或用于基于由传感器所检测的检测值执行操作的传感器和装置。因此，当传感器是检测加速度的加速度传感器时，移动信号输出装置包括用于通过基于作为检测值的加速度值的操作来计算速度值然后将其输出的装置。当传感器是检测角速度的角速度传感器时，移动信号输出装置基于作为检测值的角速度值获得速度值。检测到的角速度值可被用作壳体的速度值，并且通过对检测到的角速度值的时间进行微分计算的角加速度值可用作壳体的加速度值。

第一阈值可以被设为0或者大于0的值。

控制装置在第一范围内控制增益以使增益随着速度相关值的增加而增加。表达“以使增益增加”指以下情况，其中，增益以线性函数增加、按二次以上的多阶函数增加、阶梯式增加、按上述的至少两者的组合方式增加或者按其他各种方式增加。这同样适用于以下的表达“增益增加”。二次以上的多阶函数并不限于向下的凸函数，而还可以是向上的凸函数。

控制装置在所输出的速度相关值的范围为从0到第一阈值的第三范围内控制增益不变。如上所述，由于指针的移动跟随输入设备的移动开始时(输入设备开始移动的瞬间)的操作而变成线性，所以指针开始平稳移动。

移动信号输出装置可以输出壳体的加速度值，并且控制装置可以在第一范围控制增益以使增益随着加速度值的增加而增加。

当用户移动输入设备或停止移动输入设备时，即，当输入设备以大的加速度移动时，不需要精确的指向。在本发明中，增益变得更恒定，即，随着输入设备的加速度值的增加，输入设备的移动与指针的移动之间的关系变得更线性。因此，当用户开始高速移动输入设备时，指针开始平稳移动，从而用户不会感觉到鼠标的追踪能力不足。

在可变增益的情况下，特别是在加速的时候，可能会有用户感觉到追踪能力的不足。这是因为，从表面上看来，由于在低速范围内指针的速度很慢，所以看起来响应也慢。在这点上，为了增强针对这种急剧的加速的追踪能力，只需根据加速度的大小来控制增益。换句话说，有效地改变了速度分布，从而随着壳体的加速度的增加而获得了更好的线性。

加速度值可以是由加速度传感器检测的加速度值或者通过计算获得并且已消除重力分量的加速度值。同样适用于以下的发明。

移动信号输出装置输出壳体的加速度值，并且控制装置根据加速度值的变化，改变在第一范围内的增益的变化率。当增益是线性时，变化率是它的斜率。当增益是多阶曲线时，增益是微分值。可以改变第一阈值以及第二阈值中的至少一个。此外，作为本发明的结果，还可以改变增益的变化率，以使输入设备的移动与指针的移动之间的关系变得更线性。

输入设备可以进一步包括：存储装置，用于存储在第一范围内在时间上是连续的多个速度相关值的信息；以及符号判断装置，用于判断多个所存储的速度相关值的符号是否相同。控制装置包括增益值存储装置，用于存储第一范围内的增益值，并且当多个速度相关值的符号相同时，通过利用使一个恒定值加上所存储的增益值或使所存储的增益值乘以恒定值获得的值来控制增益。当多个存储的速度值的符号相同时，速度的方向在时期期间不变化。因此，在这种情况下，认为用户正在将指针从画面上的特定位置移动到距此处相对较远的不同位置，并且正在进行没有执行精确指向的不精确移动操作。在不精确移动操作的情况下，通过加上或乘以恒定值，输入设备的移动与指针的移动之间的关系变得更线性，从而可以改善用户的操作感。

可选地，当多个速度相关值的符号相同时，控制装置可以利用所存储的增益值以及壳体的加速度值来控制增益。换句话说，在不精确移动操作的情况下，通过执行控制，以使输入设备的移动与指针的移动之间的关系随着加速度值的增加而变得更线性，可以改善用户的操作感。

当增加的增益值超过恒定增益时，控制装置可控制增益值恒定。

输入设备可进一步包括调整装置，用于调整第一范围内的增益的变化率、第一阈值、第二阈值以及第二范围内的增益值中的至少一个。作为调整装置，仅需要向输入设备提供例如机械开关或静电式开关设置。可选地，输入设备只需要具有包括GUI的软件作为调整装置。当输入设备包括这种软件时，只需要将GUI的图像信息等传送到与输入设备进行通信的控制设备。

移动信号输出装置包括：加速度传感器，检测壳体在沿预定的轴方向上的加速度；以及速度计算装置，用于通过对所检测的加速度值进行积分，计算壳体在沿壳体的预定轴的方向上的速度值，作为速度相关值。

可选地，移动信号输出装置包括第一加速度传感器，检测在沿第一轴的方向上的第一加速度；第二加速度传感器，检测在沿与第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；以及速度计算装置，用于通过基于第一加速度以及第二加速度值的积分运算，计算壳体在沿第一轴的方向上的第一速度值以及在沿第二轴的方向上的第二速度值。

可选地，移动信号输出装置包括：输出装置，用于输出壳体绕预定轴的角速度值；以及获得装置，用于获得基于所输出的角速度值计算的速度值，作为速度相关值。输出装置包括角度传感器的情况、输出装置包括加速度传感器的情况或者输出装置包括角加速度传感器的情况都是可行的。地磁传感器用作角度传感器，并且通过对作为其检测值的角度值进行微分获得角速度值。输出装置只需要输出角速度值。角加速度传感器由多个加速度传感器的组合构成。当输出装置包括角加速度传感器时，对作为其检测值的角加速度进行积分，以输出角速度值。

移动信号输出装置包括：第一加速度传感器，检测在沿第一轴的方向上的第一加速度值；第一输出装置，用于输出第一角度相关值，作为与壳体绕不同于沿第一轴的方向的第二轴的旋转角度相关的值；以及第一计算装置用于基于第一加速度值以及第一角度相关值，计算壳体在沿第一轴的方向上的第一速度值，作为速度相关值。

当人们自然地操作输入设备时，通过来自手臂根部的旋转、肘部的弯曲以及手腕的转动中的一个来进行操作。因此，加速度的产生不可避免地导致了在与加速度相同的方向上的角加速度的产生。此外，这同样适用于速度，并且速度的产生不可避免地导致了相同方向上的角速度的产生。换句话说，加速度以及角加速度是相关联的，并且速度以及角速度是相关联的。在本发明中，关于加速度值以及角度相关值中的一个的信息被用作另一个信息的补充项。因此，可以提高计算速度值的精确度。虽然，在本发明中已经计算了关于第一轴的第一速度值，但是在接下来的本发明中还可以计算关于第二轴的第二速度值。

在这种情况下，移动信号输出装置可以包括：第二加速度传感器，检测在沿第二轴的方向上的第二加速度；第二输出装置，用于输出第二角度相关值作为与绕第一轴的旋转角度相关的值；以及计算装置，用于基于第二加速度值以及第二角速度相关值来计算壳体在沿第二轴的方向上的第二速度值。第一轴以及第二轴并不总需要正交。当第一轴与第二轴不正交时，通过利用三角函数的运算，可以将第一加速度值以及第二加速度值转换为关于两个正交轴的值。

角度相关值(第一或第二角度相关值)通常是角速度值，但可以是角度值或者角加速度值。

在本发明的情况下，控制装置只需要利用关于第一速度值以及第二速度值的相同(或不同的)增益分布，单独地执行控制。可选地，以下配置也是可能的。

控制装置在基于已计算的第一速度值以及第二速度值获得的运算值的范围为从第三阈值到大于第三阈值的第四阈值的范围中可变地控制增益，而在运算值超过第四阈值的范围中控制增益恒定。

运算值是通过利用第一速度值以及第二速度值的预定运算表达式获得的值。运算表达式可以适当地改变。

输入设备进一步包括：比较装置，用于比较已计算的第一速度值和第二速度值，并且控制装置控制与作为比较结果的第一速度值与第二速度值中的较大一个相关的增益。因此，例如，与如上所述利用运算值或为第一速度值以及第二速度值单独地控制增益的情况相比，可以减少计算量。

根据本发明的实施例，提供了一种控制设备，基于从输入设备传送的关于检测值的信息来控制指针在画面上的移动，输入设备包括：壳体；检测装置，用于检测所述壳体的移动；以及传送装置，用于传送由检测装置获得的检测值的信息，控制设备包括接收装置、移动信号输出装置、增益装置、控制装置及坐标信息生成装置。

接收装置接收关于检测值的信息。

移动信号输出装置输出对应于与壳体的速度相关的速度相关值的信号。

增益装置通过使所输出的速度相关值与增益相乘来获得作为用于使指针在画面上移动的速度值的指针速度值。

控制装置在所输出的速度相关值的范围为从第一阈值到大于第一阈值的第二阈值的第一范围内可变地控制增益，而在所输出的速度相关值超过第二阈值的第二范围内控制增益恒定。

坐标信息生成装置生成对应于由增益装置获得的指针速度值的、指针在画面上的坐标信息。

控制设备可以进一步包括：确定装置，用于确定画面上的图标的大小；以及调整装置，用于根据由确定装置确定的图标的大小来调整第一范围内的增益变化率、第一阈值、第二阈值以及第二范围内的增益值中的至少一个。本文中所使用的图标是画面3上表示计算机的程序功能、程序内容、运行命令、文件内容等的图像。在这种情况下，控制设备的处理器主要承担调整装置的功能。

根据本发明的实施例，提供了一种控制指针在画面上的移动的控制系统，其控制系统包括输入设备以及控制设备。

输入设备包括壳体、移动信号输出装置、增益装置、控制装置以及传送装置。移动信号输出装置输出对应于与壳体的速度相关的速度相关值的信号。增益装置通过使所输出的速度相关值与增益相乘来获得作为用于使指针在画面上移动的速度值的指针速度值。控制装置在所输出的速度相关值的范围为从第一阈值到大于所述第一阈值的第二阈值的第一范围内可变地控制增益而在所输出的速度相关值超过第二阈值的第二范围内控制增益恒定。传送装置传送由增益装置获得的关于指针速度值的信息。

控制设备包括接收装置和坐标信息生成装置。接收装置接收所传送的关于指针速度值的信息。坐标信息生成装置生成对应于所接收的指针速度值的、指针在画面上的坐标信息。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种控制系统，其中，输入设备包括壳体、用于检测壳体的移动的检测装置以及用于传送关于由检测装置获得的检测值的信息的传送装置。控制设备包括：接收装置，用于接收所传送的关于检测值的信息；移动信号输出装置，用于基于所接收的关于检测值的信息，输出对应于与壳体的速度相关的速度相关值的信号；增益装置，用于通过使所输出的速度相关值与增益相乘，获得作为用于移动指针的速度值的指针速度值；控制装置，用于在所输出的速度相关值的范围为从第一阈值到大于第一阈值的第二阈值的第一范围内可变地控制增益而在所输出的速度相关值超过第二阈值的第二范围内控制增益恒定；以及坐标信息生成装置，用于生成对应于由增益装置获得的指针速度值的、指针在画面上的坐标信息。

根据本发明的实施例，提供了一种控制方法，包括：检测输入设备的移动；输出对应于与输入设备的速度相关的速度相关值的信号；在所输出的速度相关值的范围为从第一阈值到大于第一阈值的第二阈值的第一范围内，可变地控制用于确定作为用于使指针在画面上移动的速度值的指针速度值的增益；在所输出的速度相关值超过第二阈值的第二范围内，控制增益恒定；通过使所输出的速度相关值与所控制的增益相乘，输出指针速度值；以及生成对应于指针速度值的、指针在画面上的坐标信息。

根据本发明的实施例，提供了一种控制指针在画面上的移动的手持设备，其包括壳体、显示部、移动信号输出装置、增益装置以及控制装置。

显示部显示画面。移动信号输出装置检测壳体的移动并输出与壳体的速度相关的速度相关值的信号。增益装置通过使所输出的速度相关值与增益相乘来获得作为用于使指针在画面上移动的速度值的指针速度值。在所输出的速度相关值的范围为从第一阈值到大于该第一阈值的第二阈值的第一范围内，控制装置可变地控制增益而在所输出的速度相关值超过第二阈值的第二范围内，控制装置控制增益恒定。

如上所述，根据本发明，用户能够感受到输入设备的移动与指针的移动之间的线性，并且能够进行精确的指向操作。

具体实施方式

下文中将参照附图描述本发明的实施例。

图1是示出了根据本发明实施例的控制系统的示图。控制系统100包括显示设备5、控制设备40和输入设备1。

图2是示出了输入设备1的透视图。输入设备1为用户能够握住的大小。例如，输入设备1包括壳体10以及操作部，操作部包括设置在壳体10的上部的两个按钮11和12、旋转的滚轮按钮13等。设置在靠近于壳体10的上部的中心的按钮11用作作为输入装置(例如，用于PC)的鼠标的左按钮，而邻近按钮11的按钮12用作鼠标的右按钮。

例如，通过在按压按钮11的同时移动输入设备1，可以执行“拖放”操作，通过双击按钮11可以将文件打开，并且通过滚轮按钮13可以滚读画面3。可以任意地改变按钮11和12与滚轮按钮13的位置、所发出的命令的内容等等。

图3是图解示出了输入设备1的内部结构的示图。图4是示出了输入设备1的电结构的框图。

输入设备1包括传感器单元17，控制单元30以及电池14。

图8是示出了传感器单元17的透视图。

传感器单元17包括：加速度传感器单元16，用于检测在不同角度(诸如，沿两个正交轴(X′轴和Y′轴))的加速度。具体地，加速度传感器单元16包括两个传感器，即，用于偏转方向的加速度传感器161和用于俯仰方向的加速度传感器162。

传感器单元17进一步包括：角速度传感器15，用于检测绕两个正交轴的角加速度。具体的，角速度传感器单元15包括两个传感器，即，用于偏转方向的角速度传感器151以及用于俯仰方向的角速度传感器152。加速度传感器单元16以及角速度传感器单元15经封装并被安装在电路板25上。

作为分别用于偏转方向和俯仰方向的角速度传感器151和152中的每一个，使用了用于检测与角速度成比例的科里奥利力的振动陀螺仪传感器。作为分别用于X轴和Y轴方向的加速度传感器161和162中的每一个，可以使用任何传感器，例如，压阻传感器、压电传感器或电容传感器。角速度传感器151或152不限于振动陀螺仪传感器，而是还可以使用顶部旋转陀螺仪传感器、环形激光陀螺仪传感器、燃气率陀螺仪传感器等。

在图2和图3的描述中，为方便起见，将壳体10的纵向称为Z′方向，将壳体10的厚度方向称为X′方向，以及将壳体10的宽度方向称为Y′方向。在这种情况下，传感器单元17被集成到壳体10中，以使安装有加速传感器单元16和角速度传感器单元15的电路板25的表面基本上平行于X′-Y′面。如上所述，传感器单元16和15均检测绕两个轴(即，X轴与Y轴)的物理量。在本说明书中，使用X′轴、Y′轴和Z′轴来表示沿输入设备1移动的坐标系(即，固定于输入设备1的坐标系)，而使用X轴、Y轴和Z轴表示在地球上静止的坐标系(即，惯性坐标系)。另外，在以下的描述中，关于输入设备1的移动，绕X′轴的旋转方向往往被称为俯仰方向，绕Y′轴的旋转方向往往被称为偏转方向，以及绕Z′轴(滚转轴)方向的旋转方向往往被称为滚转方向。

控制单元30包括主基板18、安装在主基板18上的微处理器19(MPU)(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包括其所需的内置的易失性或非易失性存储器。MPU19输入有来自传感器单元17的检测信号、来自操作部的操作信号等，并执行各种运算处理，以响应于这些输入信号来产生预定控制信号(命令)。存储器可以与MPU 19分离设置。

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

MPU 19单独构成或者MPU 19和晶体振荡器20一起构成处理单元。

收发器21(传送装置)经由天线22将MPU 19中产生的控制信号作为RF无线电信号传送至控制设备40。收发器21还能够接收从控制设备40传送的各种信号。

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

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

收发器38经由天线39(接收装置)接收从输入设备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设备1。MPU 35分析控制信号并执行各种运算处理。在MPU 35的控制下，显示控制部42主要产生将在显示设备5的画面3上显示的画面数据。视频RAM 41作为显示控制部42的工作区域临时存储所产生的画面数据。

控制设备40可以是输入设备1专用的设备或者可以是PC等。控制设备40并不限于输入设备1专用的设备，而可以是集成有显示设备5、视听设备、投影仪、游戏装置、车辆导航系统等的计算机。

显示设备5的实例包括液晶显示器以及EL(电致发光)显示器，但不限于此。可选地，显示设备5可以是集成有显示器并能够接收电视广播等的设备，或者是其中集成有这种显示器以及控制设备40的设备。

图5是示出了显示在显示设备5上的画面3的实例的示图。诸如图标4和指针2的UI显示在画面3上。这些图标是画面3上表示程序功能、程序内容、执行命令、文件内容等的图像。应注意，在画面3上，水平方向被称为X轴方向，而垂直方向被称为Y轴方向。

图6是示出了用户握住输入设备1的状态的示图。例如，如图6所示，除按钮11、12和13之外，输入设备1还可以包括诸如设置于遥控器(用于操作电视机等)上的各种操作按钮和电源开关。如图所示，当用户在握住输入设备1的同时在空中移动输入设备1或者对操作部进行操作时，它的输入信息被输出到控制设备40，并且控制设备40控制UI。

接下来，将给出移动输入设备1的方式以及由此指针2在画面3上移动的方式的典型实例的描述。图7是其说明示图。

如图7(A)和图7(B)所示，用户握住输入设备1以使输入设备1的按钮11和12侧瞄准显示设备5侧。用户握住输入设备1，以便像握手一样使拇指位于上侧而小手指位于下侧。在这种状态下，传感器单元17的电路板25(见图8)接近于与显示设备5的画面3平行，并且作为传感器单元17的检测轴的两条轴分别对应于画面3上的水平轴(X轴)和垂直轴(Y轴)。下文，如图7(A)和图7(B)所示输入设备1的位置被称为基准位置。

如图7(A)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，而用于俯仰方向的角速度传感器152检测绕X′轴的角速度ω_θ。基于这些检测值，控制设备40控制指针2的显示，使得指针2沿Y轴方向移动。

同时，如图7(B)所示，在基准位置中，用户横向(即，偏转方向)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，以及用于偏转方向的角速度传感器151检测绕Y′轴的角速度ω_ψ。基于这些检测值，控制设备40控制指针2的显示，使得指针2沿X轴方向移动。

接下来，将对如上所述构成的控制系统100的操作进行描述。图9是示出了操作的流程图。

接通输入设备1的电源。例如，通过用户按压设置于输入设备1或控制设备40的电源开关等，使输入设备1的电源接通。当电源接通时，从角速度传感器单元15输出双轴角速度信号。MPU 19从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，当输入设备1的电源接通时，从加速度传感器单元16输出双轴加速度信号。MPU 19从这些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)。关于这些加速度值的信号是对应于输入设备1在电源接通时的时刻的位置(下文中称为初始位置)的信号。以下，如果不是另有说明(如在后文中将要描述的)，则初始位置将被描述为基准位置。应注意，MPU 19通常每隔预定时钟周期就同步地执行步骤101和步骤102。

应注意，在图9等中，在通过角速度传感器单元获得角速度信号之后，通过加速度传感器单元获得加速度信号。然而，顺序并不限于此，还可以在获得加速度信号之后，获得角速度信号，或者可以并行(同时)获得加速度信号和角速度信号(这同样适用于以下的图15、图16和图17)。

基于加速度值(a_x，a_y)和角速度值(ω_ψ，ω_θ)，MPU 19通过预定运算来计算速度值(第一速度值V_x，第二速度值V_y)(步骤103)。第一速度值V_x是沿X轴方向的速度值，而第二速度值V_y是沿Y轴方向的速度值。速度值计算方法将在下文中详细描述。在这点上，至少传感器单元17单独用作或者MPU 19和传感器单元17一起用作移动信号输出装置，以输出作为输入设备1的移动信号的速度相关值。在该实施例中，例示了速度值作为速度相关值。

作为速度值(V_x，V_y)的计算方法，在该实施例中，MPU 19使加速度值(a_x，a_y)除以角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)，从而获得输入设备1的移动的回转半径(R_ψ，R_θ)。在这种情况下，可以通过使回转半径(R_ψ，R_θ)乘以角速度值(ω_ψ，ω_θ)，来计算速度值(V_x，V_y)。通过使加速度变化率(Δa_x，Δa_y)除以角加速度变化率(Δ(Δω_ψ)，Δ(Δω_θ))，也可以获得回转半径(R_ψ，R_θ)。

通过上述的计算方法计算速度值，可以获得与用户的直觉匹配的输入设备1的操作感，此外，指针2在画面3上的移动也与输入设备1的移动精确地匹配。

应注意，并不总是需要通过上述的计算方法来计算速度值(V_x，V_y)。例如，MPU 19可以通过例如对加速度值(a_x，a_y)进行积分同时使用角速度值(ω_ψ，ω_θ)作为用于积分运算的补充项来计算速度值。可选地，还可以通过对加速度值(a_x，a_y)进行简单积分来计算速度值(V_x，V_y)。可选地，所检测到的角速度值(ω_ψ，ω_θ)可以原封不动地用作壳体的速度值(V_x，V_y)。通过对所检测到的角速度值(ω_ψ，ω_θ)进行时间微分，也可以获得角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)，并且将它们用作壳体的加速度值。

如以下等式(1)和(2)所示，MPU 19使所计算的速度值(V_x，V_y)与所预定的增益值(K_x，K_y)相乘，从而获得用于使指针在画面上移动的速度值(V_x′，V_y′)(指针速度值)(步骤104)。

V_x′＝K_x*V_x...(1)

V_y′＝K_y*V_y...(2)

MPU 19经由收发器21和天线22将所获得的关于指针速度值(V_x′，V_y′)的信息传送到控制设备40(步骤105)。

控制设备40的MPU 35通过天线39和收发器38接收关于速度值(V_x′，V_y′)的信息(步骤106)。输入设备1每隔预定时钟(即，每单位时间)就传送指针速度值(V_x′，V_y′)，从而控制设备40可以接收到该指针速度值并且可以获得每单位时间在X轴和Y轴方向上的位移量。

MPU 35生成指针2在画面3上的坐标值(X(t)，Y(t))，该坐标值对应于通过以下等式(3)和(4)所获得的每单位时间在X轴和Y轴方向上的位移量(步骤107)。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108)(坐标信息生成装置)。

X(t)＝X(t-1)+V_x′...(3)

Y(t)＝Y(t-1)+V_y′...(4)

图10(A)是示出了以上等式(1)和/或(2)的增益值K_x和/或K_y的分布的曲线图。在图10(A)中，横坐标轴表示步骤103中所获得的输入设备1的速度值V_x和/或V_y，而纵坐标轴表示增益值K_x和/或K_y。换句话说，增益值K_x和/或K_y分别是速度值V_x和/或V_y的函数。

在以下描述中，如果不是另有说明，则在图10(A)所示的增益分布中，横坐标轴表示速度值V_x和V_y中的一个，而纵坐标轴表示与速度值V_x和V_y中的一个有关的增益值K。

在图10(A)所示的实例中，MPU 19用作控制装置，用于在输入设备1处于低速范围的、从阈值v1(第一阈值)到阈值v2(第二阈值)的范围(第一范围)内，可变地控制增益值K，而在超过第二阈值v2的范围(第二范围)内，控制增益值K恒定。

当速度值在横坐标轴上的分解性能由±128(8位)的绝对值表示时，阈值v1被设为4～12或6～10，通常被设为8。此外，阈值v2被设为10～20或12～16，通常被设为14。然而，阈值v1和v2不限于这些范围而是可以适当变化。速度值在横坐标上的分解性能可以是8位以下或大于8位。

当被转换为输入设备1的实际速度时，等于或者小于阈值v2的速度通常变为5cm/s以下，但是该设置可被适当的改变为10cm/s以下、3cm/s以下或其他范围(例如，2cm/s～4cm/s)。输入设备1的相对高速范围例如是指超过10cm/s的情况或超过20cm/s的情况，但是也可以适当地改变输入设备的设定。

图10(B)是示出了用于指针2在画面3上移动的速度值的分布的曲线图(以下，被称为速度分布)，它是通过图10(A)中所示的增益分布获得的。如图10(A)中，横坐标轴表示步骤103中所获得的输入设备1的速度值V_x和/或V_y。通过对图10(B)的速度分布进行时间微分所获得曲线图成为了图10(A)的增益分布的曲线图。增益是具有输入设备1的速度值V_x或V_y作为输入以及指针速度值(V_x′，V_y′)作为输出的值。

如图10(B)中所示，例如，当输入设备1的速度值V_x或V_y是0时，增益值K1是0.2～0.4，即输入/输出被设置为0.2～0.4，但并不限于这个范围。恒定的增益值K2被设为1，但也可以是其他值。这是因为，只要增益值K2是恒定值，输入设备1的速度值和指针速度值就线性地对应。

MPU 19只需要在存储器中存储表示增益分布的函数并且利用这些函数动态地计算指针速度值。可选地，基于增益分布产生的查找表可以被预先存储在存储器中，查找表示出了输入设备1的速度值V_x或V_y与指针速度值之间的关系。这同样适用于以下描述的其他增益分布(图11(A)和图12(A))。

如上所述，在输入设备1的速度值V_x或V_y等于或小于阈值v2的相对低速范围中，可变地控制增益值K。例如，在本实施例中，增益K被设置为在输入设备1的速度值的范围为从v1至v2的范围内随输入设备1的速度值V_x或V_y的增加而增加。因此，用户可以在输入设备的移动速度相对较慢的范围内执行精确的指向。此外，在输入设备1的速度值V_x或V_y超过阈值v2的相对高速范围内，控制增益值K恒定。因此，输入设备1的移动和指针2的移动在输入设备1的速度值V_x或V_y相对较快的范围内线性对应，从而改进了用户的操作感。

相反，输入设备1的速度值V_x或V_y相对较慢的范围是即使当速度分布不是线性时用户也无法判断是否为线性的范围。具体来说，该范围通常是如上所述的5cm/s以下。

另外，MPU 19在输入设备1的速度值的范围为从0到阈值v1的范围(第三范围)内控制增益恒定。由于如上所述根据输入设备1的移动开始时(操作设备开始移动的瞬间)的操作，指针2的移动变成线性，因此指针2开始平稳地移动。

此时，在图10(A)的典型实例中，在从阈值v1到阈值v2的范围内增益值K线性函数地增加。可选地，也可以是以二次以上的多阶函数增加的情况、阶梯式增加的情况、通过至少上述两者的组合增加的情况或其他方式的增加。二次以上的多阶函数当然不限于向下的凸函数，而可以是向上的凸函数或它们的组合。这同样适用于下文中的二次以上的多阶函数的情况。

图11(A)是示出了根据另一个实施例的增益分布的曲线图。在这个增益分布中，图10(A)中所示的阈值v1被设为0。由于这种增益分布，图11(B)中所示的速度分布从输入设备1的速度值0开始平滑地增加。因此，用户不会在低速范围内感受到压力。

此外，在图11(A)中所示的增益分布中，从v1(＝0)到v2的函数是二次以上的多阶函数。然而，这部分也可以是图10(A)中所示的直线。

图12(A)是示出了根据又一个实施例的增益分布的曲线图。图12(B)是示出了由图12(A)中所示增益分布所获得的速度分布的曲线图。

在该实例中，基于输入设备1的加速度值设置增益分布，并且在从阈值v1(＝0)到阈值v2的范围内，随着输入设备的加速度值的增加，增益分布逐渐远离位于最底部并且由粗线F指示的增益分布，而如虚线所指示地逐渐接近1(或者1的附近)。换句话说，随着加速度值的增加，阈值v2逐渐移向低速侧。

阈值v1可以是除0以外的值。尽管在从阈值v1(＝0)到阈值v2的范围内增益是二次以上的多阶函数，但代替地，也可以是直线。

基于与速度值(V_x，V_y)对应的增益值K(先前的增益值K)(第一增益值)以及通过对速度值V_x，V_y进行微分所获得的加速度值(a_xi，a_yi)的函数(f(a_xi)，f(a_yi))，MPU 19将所获得运算值设置为新的增益值K(第二增益值)，以代替先前的增益K。

在下文中，加速度值a_xi或a_yi可以被简称为加速度值a_i，并且函数f(a_xi)或f(a_yi)可以被简称为f(a_i)。

可以使函数f(a_i)成为随加速度值a_i增加而增加的函数。它增加的方式是线性函数增加、通过二次以上的多阶函数增加、阶梯式增加、通过至少以上两种的组合增加或通过各种其他方式增加。例如，当考虑用户以高加速度操作输入设备1时的不熟练性与精确指向的可操作性之间的平衡时，只需要通过用户测试来设置函数f(a_i)。

运算值是通过将f(a_i)函数加至先前的增益值K或将先前的增益值K乘以函数f(a_i)所获得的值。图12(A)示出了通过将函数f(a_i)函数加至先前的增益值K获得运算值的情况。因此，能够获得图12(A)中所示的增益分布。换句话说，如虚线所示，随着加速度值a_i的增加，增益值K从粗线F所指示的增益值起逐渐靠近1(或者1的附近)。换句话说，随着加速度值的增加，阈值v2逐渐移动到低速侧。

函数f(a_i)可以是随加速度值a_i增加而减小的函数。在这种情况下，可以通过将先前的增益值K除以函数f(a_i)获得运算值。

此外，也可以采用预先在表中记录速度值、加速度值以及增益值之间的关系并且基于已检测到的速度值和加速度值获得对应的增益值的方法。

图15是示出了利用图12(A)中所示增益分布情况下的控制系统100的操作的流程图。

步骤201～步骤203a的处理与图9的步骤101～步骤103的处理相同。在步骤203b中，MPU 19获得对应于步骤203a中所计算的速度值(V_x，V_y)的增益值(K_x，K_y)。

在步骤204中，MPU 19对速度值(V_x，V_y)进行微分，以获得输入设备1在X轴和Y轴方向上的加速度值(a_xi，a_yi)。与利用加速度检测单元16的检测值(a_x，a_y)的情况相比，通过利用由微分运算所获得的加速度值(a_xi，a_yi)，控制系统100能够更加精确地识别输入设备1的移动。这是因为，如上所述，对基于加速度值(a_x，a_y)和角速度值(ω_ψ，ω_θ)而获得的速度值(V_x，V_y)进行微分。

MPU 19从所获得的加速度值a_i(＝(a_xi，a_yi))计算函数f(a_i)(＝f(a_xi)，f(a_yi))(步骤205)。当计算函数f(a_i)时，MPU 19基于增益K和函数f(a_i)计算新的增益值(运算值)(步骤206)。此时，如上所述，新的增益值K′为K′＝K+f(a_i)，或者可以为K′＝K*f(a_i)。

此时，当通过上述运算所获得的增益K(＝K′)超过恒定的增益值K2时，MPU 19只需要将增益值K的最大值设置为K2。

当用户开始移动输入设备1或停止移动输入设备1时，即当输入设备1以大的加速度移动时，不需要精确的指向。根据图12(A)中所示的增益分布，增益值K变得更恒定，即，随着输入设备的加速度值a_i增加，输入设备1的移动与指针2的移动之间的关系变得更加线性。例如，当加速度值a_i变为某个值以上时，不存在阈值v1和v2，并且增益分布变为线性，类似于增益值K2。因此，当用户开始高速移动输入设备1时，指针2开始平稳地移动，从而用户不会感觉到鼠标的追踪能力不足。

在如图10(A)和11(A)中所示的增益分布的情况下，特别是在加速时，可能用户会感觉到追踪能力的不足。这是因为，从表面上看来，因为在低速范围内指针2的速度慢，所以看起来响应也慢。在这点上，为了增强指针对这样急剧的加速度的追踪性能，只需要根据加速度大小来控制增益。换句话说，有效地改变了速度分布，从而随着壳体加速度的增加而获得更好的线性。

步骤207～步骤211的处理与图9的步骤104～步骤108的处理相同。

作为上述增益分布的另一个实施例，也可以是以下的配置。

例如，在图10(A)、图11(A)或图12(A)中，MPU 19根据加速度值a_i，在阈值v1到阈值v2范围内改变增益值K的变化率。当增益是线性时，变化率是它的斜率。当增益是多阶曲线时，增益是微分值。可以改变阈值v1和v2中的至少一个。通过改变阈值v1和v2中的至少一个，还可以改变增益的变化率，以使输入设备1的移动与指针的移动之间的关系变得更加线性。

可选地，MPU 19可以根据加速度值a_i在输入设备1的速度值超过阈值v2的范围内改变恒定的增益值K。例如，随着加速度值a_i增加，增益值K从作为恒定值的第一值起逐渐靠近第二值(作为比第一值大的恒定值)。第一值和第二值可以是1或除1以外的值。

此时，关于图10(A)、图11(A)或图12(A)中所示的增益，MPU 19只需要基于增益分布来控制与X轴和Y轴方向上的速度值(V_x，V_y)相关的增益。在这种情况下，X轴与Y轴方向之间增益分布可能不同。例如，图10(A)～图12(A)中所示的增益分布中的一个可以被用于X轴，而在图10(A)～图12(A)中所示的增益分布中与用于X轴的增益分布不同的增益分布可以被用于Y轴。

可选地，在基于步骤103或步骤203中所计算的速度值(V_x，V_y)所获得运算值的范围为从第三阈值到大于第三阈值的第四阈值的范围中，MPU 19能够可变地控制增益，而在运算值超过第四阈值的范围内控制增益恒定。在这种情况下，第三阈值可以是v1(第一阈值)或不同于v1。此外，第四阈值可以是v2(第二阈值)或不同于v2。

基于速度值(V_x，V_y)所获得的运算值是例如通过V_x+V_y或(V_x ²+V_y ²)^1/2所获得的值。可选地，运算值可以是通过除这些运算表达式以外的表达式所获得的值。

可选地，MPU 19可以将步骤103或步骤203中所计算的速度值V_x与V_y(它们的绝缘值)进行比较(比较装置)，并将这些值中较大的一个用作代表值。因此，与上述利用运算值的情况或为X轴和Y轴单独地控制增益的情况相比，可以减少计算量。

图9中，输入设备1已执行主要运算以计算指针速度值(V_x′，V_y′)。在图1 6所示的实施例中，控制设备40执行主要运算。

如图16所示，步骤301和步骤302的处理与步骤101和步骤102的处理相同。例如，输入设备1将关于检测值(自传感器单元17输出的双轴加速度值和双轴角速度值)的信息传送到控制设备40(步骤303)。控制设备40的MPU 35接收检测值的信息(步骤304)并且执行与步骤103、104、107和108的处理相同的处理(步骤305～步骤308)。

在图15中所示的流程图中，控制设备40也可以按与图16的处理相同的方式来执行主要运算。在这种情况下，在图16中，输入设备1只需要执行步骤201和步骤202，而控制设备40只需要执行步骤203～步骤207、步骤210和步骤211。

图17是示出了根据另一个实施例的控制系统100的操作的流程图。

步骤401、402、403a、403b和404的处理与步骤201、202、203a、204b和204的处理相同。

在步骤405中，MPU 19将多个时间上连续的速度值(V_x，V_y)存储在存储器中。在这种情况下，使用了环形缓冲器或FIFO(先入先出存储器，First In First Out)作为存储器，但不限于此。速度值(V_x，V_y)的采样数通常是5～10，但是由于它依赖于MPU 19的时钟频率而变化，所以只需要对它进行适当的设置。

步骤406及步骤407的处理与步骤205及步骤206的处理相同。

在步骤408中，MPU 19判断存储在存储器中的多个连续的速度值(V_x，V_y)的符号是否相同(符号判断装置)。如果符号相同，则输入设备1的速度的方向在该期间不改变。在这种情况下，认为用户处于将指针从画面3上的特定位置移动到距此处相对较远的不同位置的途中，即，正在进行没有执行精确指向的不精确移动操作。因此，在这种情况下，为了指针速度值变得更加线性，MPU 19将常量C加至步骤407中所计算增益值K(＝(K_x，K_y))，从而计算新的增益值K(步骤409)。可以适当地设置恒量C。

通过在上述处理中加上恒定值，输入设备的移动与指针的移动之间的关系变得更加线性，从而能够改善用户的操作感。

然而，为了防止即使在加上常量C时增益值K也超过K2，MPU19监测增益值K是否超过K2(步骤410和步骤412)。当增益值K超过K2时，最新的增益值K被设为作为恒定值的K2(步骤411和步骤413)。

另一方面，当在步骤408中，连续的速度值(V_x，V_y)中的至少一个具有与其他速度值不同的符号时，认为正在进行执行精确指向的微动操作。在这种情况下，不将常量C加至增益值K。

步骤414～步骤418的处理与步骤207～步骤211的处理相同。

应注意，在步骤408的判断处理中，当V_x和V_y的符号相同时，MPU 19通常前进至步骤409。然而，当V_x和V_y中的一个的符号相同时，MPU 19也可能只将步骤409应用于X轴和Y轴上的速度之中符号相同的速度值。

此外，在步骤409中，也可以通过将步骤407中所计算的增益值K乘以某个常量来计算新的增益值K(＝(K_x，K_y))。上述处理也具有与上述相同的效果。

MPU 19也可以在步骤406之后不执行步骤407，而执行步骤408的判断处理。在这种情况下，当步骤408中判断为是时，MPU19可执行步骤407，而当判断为否时，MPU利用图10(A)或图11(A)中所示的固定增益分布。因此，在不精确移动操作的情况下，随着加速度的增加，输入设备1的移动与指针2的移动之间的关系变得更加线性，从而能够改善用户的操作感。

例如，图1 7中所示的步骤403～步骤414、步骤417以及步骤418的处理也可以由控制设备40以与图16中所示处理相同的方式执行。

图13和图14示出了增益分布的参考实例。

图13(A)中所示的增益分布是从输入设备的速度值0到高速度范围线性函数增加的分布。图13(B)示出了通过图13(A)的增益分布所获得的指针速度值。在这种情况下，由于输入设备的速度值和指针速度值是非线性的，所以用户在使用三维操作输入设备时会感到不好用。

图14(A)中所示的增益分布是从输入设备的速度值0到高速范围的常量。在这种情况下，图14(B)示出了通过图14(A)的增益分布获得的指针速度值。在这种情况下，由于速度分布在所有范围内变为线性的，所以变得难以在低速范围内执行精确的指向。

调整关于参照上述图10(A)、图11(A)或图12(A)所述的增益分布的增益的变化率(斜率等)、阈值v1、阈值v2以及恒定的增益值K2(调整装置)中的至少一个的功能可以被设置至输入设备1。例如，只需要将多个不同的增益分布的信息存储在输入设备1的存储器等中，并且通过机械开关、静电式开关等切换增益分布。可选地，机械开关、静电式开关等可以设于控制设备40。

可选地，输入设备1或控制设备40只需要具有包括GUI的软件作为调整装置。

本发明的实施例并不限于上述实施例，也可以是其他各种实施例。

输入设备1包括加速度传感器单元16但不包括角速度传感器单元15的配置也是可行的。在这种情况下，在步骤103中通过对由加速度传感器16所检测的加速度值(a_x，a_y)进行积分，获得速度值(V_x，V_y)(假设在这种情况下，无法获得关于Y轴和X轴的角速度(ω_ψ，ω_θ))。也可以利用图像传感器替代加速度传感器16来计算加速度。

可以利用角度传感器或角加速度传感器来代替角速度传感器15。作为角度传感器，有地磁传感器、图像传感器等等。当利用地磁传感器时，检测到角度值。因此，在这种情况下，可以通过对角度值进行微分来获得角速度值。角加速度传感器由多个加速度传感器的组合构成，并且通过对由角加速度传感器所获得的角加速度值进行积分，可以获得角速度值。

例如，在计算上述的回转半径R(t)时，可使用用于检测绕Y轴和X轴的角加速度的角加速度传感器或用于检测角度的传感器。在这种情况下，通过对由角加速度传感器所检测的角加速度进行积分，获得了角速度值(ω_ψ，ω_θ)。可选地，通过对由角度传感器所检测的角度值进行微分，获得了角速度值(ω_ψ，ω_θ)。

关于作为上述角加速度传感器的单轴角加速度传感器，通常利用设置在回转半径R(t)上的两个单轴加速度传感器。将通过两个加速度传感器所获得的两个加速度值之间的差值，除以两个加速度传感器之间的距离，从而计算输入设备1的角加速度值。类似于上述两个单轴加速度传感器的检测原理，只需要使用两个双轴加速度传感器作为双轴角加速度传感器。在这种情况下，除地磁传感器和图像传感器以外，只需要使用双轴加速度传感器作为角度传感器，从而实现例如获得滚转角(图8中关于Z轴的角度)的原理。因此，只需要使用两个双轴加速度传感器来检测绕Y轴和X轴的双轴角度。

控制设备40可将用于确定画面3上显示的图标4的大小的软件(确定装置)存储在ROM 37或其他存储装置中。该软件可以被配置为使用户能够自定义图标4的大小。在这种情况下，控制设备40的MPU 35可根据所确定的图标4的大小，对阈值v1到阈值v2范围内的增益的变化率或斜率、增益值K1、阈值v1、阈值v2以及增益值K2中的至少一个进行调整(调整装置)。

例如，由于随着图标4的尺寸的增加，精确的指向可能会变得不那么必要，所以仅需要使用使输入设备1等的速度值和指针速度值变得更加线性的增益分布。在这种情况下，MPU 35可预先存储多个增益分布，并且根据所确定的图标4的大小而提取并利用多个增益分布。可选地，根据所确定的图标4的大小，MPU 35可以通过运算建立增益分布并使用该增益分布。

除图10(A)、图11(A)和图12(A)中所示的增益分布以外，输入设备1的加速时间与减速时间之间增益分布不同(具有不同的滞后)的配置也是可行的。

在以上实施例的输入设备中，输入信息已被无线传送至控制设备。然而，还可以通过有线方式来传送输入信息。

例如，本发明可以应用于包括显示部的手持式信息处理设备(手持设备)。在这种情况下，通过用户移动手持设备的主体，对显示部上显示的指针进行移动。手持设备的实例包括个人数字助理(PDA)、移动电话、便携式音乐播放器以及数码相机。

在以上实施例中，根据输入设备1的移动而在画面上移动的指针2被表示为箭头图像。然而，指针2的图像并不限于箭头，而可以是简单的圆形、正方形等，或者是字符图像或任何其他图像。

传感器单元17的角速度传感器单元15和加速度传感器单元16中的每一个的检测轴并不一定必须如上述的X′轴和Y′轴一样相互正交。在这种情况下，可以通过使用三角函数的计算获得分别投射在相互正交的轴向上的加速度。类似地，可以通过使用三角函数的计算获得关于相互正交的轴的角速度。

已给出了关于在以上实施例中所描述的传感器单元17的角速度传感器单元15的X′检测轴和Y′检测轴与加速度传感器单元16的X′检测轴和Y′检测轴匹配的情况的描述。然而，这些检测轴并不必须匹配。例如，在角速度传感器单元15和加速度传感器单元16被安装在基板上的情况下，可以在基板的主表面内偏离预定旋转角度的情况下安装角速度传感器单元15和加速度传感器单元16，使得角速度传感器单元15与加速度传感器单元16的检测轴不匹配。在这种情况下，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。

附图说明

[图1]示出了根据本发明实施例的控制系统的示图。

[图2]示出了输入设备的透视图。

[图3]图解示出输入设备内部结构的示图。

[图4]示出了输入设备的电结构的框图。

[图5]示出了在显示设备上显示的画面实例的示图。

[图6]示出了用户握住输入设备1的状态的示图。

[图7]示出了移动输入设备的方式以及由此指针在画面上移动的方式的典型实例的说明示图。

[图8]示出了传感器单元的透视图。

[图9]示出了根据实施例的控制系统的操作的流程图。

[图10]示出了等式(1)或(2)的增益值K_x和/或K_y的分布的曲线图。

[图11](A)是示出了根据另一个实施例的增益分布的曲线图。(B)是示出了通过(A)中所示的增益分布所获得的速度分布的曲线图。

[图12](A)是示出了根据又一个实施例的增益分布的曲线图。(B)是示出了通过(A)中所示的增益分布所获得的速度分布的曲线图。

[图13](A)为输入设备的速度值从0到高速范围内线性函数地增加的增益分布。(B)为通过(A)的增益分布所获得的指针速度分布。

[图14](A)为输入设备的速度值从0到高速范围内线性函数地增加的增益分布。图14(B)为通过图14(A)的增益分布所获得的指针速度分布。

[图15]示出了在利用图12(A)中所示增益分布的情况下控制系统的操作的流程图。

[图16]示出了控制设备执行主要运算的情况下控制系统的操作的流程图。

[图17]示出了根据另一个实施例的控制系统的操作的流程图。

符号说明

1 输入设备

2 指针

3 画面

4 图标

5 显示设备

10 壳体

15 角速度传感器单元

16 加速度传感器单元

17 传感器单元

19 MPU

21 传送装置

30 控制单元

38 接收器装置

40 控制设备

100 控制系统

151、152 角速度传感器

161、162 加速度传感器

Claims

1.一种输入设备，控制指针在画面上的移动，包括：

壳体；

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的三维移动并输出与所述壳体的速度相关的速度相关值的信号；

增益装置，用于通过使所输出的速度相关值与增益相乘来获得作为用于使所述指针在所述画面上移动的速度值的指针速度值；

控制装置，用于在所输出的速度相关值的范围为从第一阈值到大于所述第一阈值的第二阈值的第一范围内，控制所述增益以使所述增益随着所述速度相关值的增加而增加，而在所输出的速度相关值超过所述第二阈值的第二范围内，控制所述增益恒定；以及

传送装置，用于传送由所述增益装置获得的关于所述指针速度值的信息。

2.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，在所输出的速度相关值的范围为从0到所述第一阈值的第三范围内，所述控制装置控制所述增益恒定。

3.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置输出所述壳体的加速度值，并且

其中，在所述第一范围内，所述控制装置控制所述增益以使所述增益随着所述加速度值的增加而增加。

4.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述控制装置根据所述加速度值的变化来改变在所述第一范围内的所述增益的变化率。

5.根据权利要求1所述的输入设备，进一步包括：

存储装置，用于存储关于在所述第一范围内在时间上连续的多个速度相关值的信息；以及

符号判断装置，用于判断所存储的所述多个速度相关值的符号是否相同，

其中，所述控制装置包括：增益值存储装置，用于存储所述第一范围内的所述增益的值，并且当所述多个速度相关值的符号相同时，使用通过使恒定值加上所存储的增益值或使所存储的增益值乘以所述恒定值获得的值来控制所述增益。

6.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，当增加后的所述增益的值超过恒定的增益时，所述控制装置控制所述增益的值恒定。

7.根据权利要求1所述的输入设备，进一步包括：

调整装置，用于调整所述第一范围内的所述增益的变化率、所述第一阈值、所述第二阈值以及所述第二范围内的所述增益的值中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置包括：

加速度传感器，检测所述壳体在沿预定轴的方向上的加速度，以及

速度计算装置，用于通过对所检测的加速度值进行积分来计算所述壳体在沿所述预定轴的方向上的速度值，作为所述速度相关值。

9.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置包括：

输出装置，用于输出所述壳体绕所述预定轴的角速度值，以及

获得装置，用于获得基于所输出的角速度值计算的速度值，作为所述速度相关值。

10.根据权利要求1所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置包括：

第一加速度传感器，检测在沿第一轴的方向上的第一加速度，

第一输出装置，用于输出第一角度相关值，作为与所述壳体绕与沿所述第一轴的方向不同的第二轴的旋转角度相关的值，以及

第一计算装置，用于基于所述第一加速度值以及所述第一角度相关值，计算所述壳体在沿所述第一轴的方向上的第一速度值，作为所述速度相关值。

11.根据权利要求10所述的输入设备，

其中，所述移动信号输出装置包括：

第二加速度传感器，检测在沿所述第二轴的方向上的第二加速度，

第二输出装置，用于输出第二角度相关值，作为与所述壳体绕所述第一轴的旋转角度相关的值，以及

第二计算装置，用于基于所述第二加速度值以及所述第二角度相关值，计算所述壳体在沿所述第二轴的方向上的第二速度值，作为所述速度相关值。

12.根据权利要求11所述的输入设备，

其中，在基于已计算出的所述第一速度值以及所述第二速度值获得的运算值的范围为从第三阈值到大于所述第三阈值的第四阈值的范围中，所述控制装置控制所述增益以使所述增益随着所述运算值的增加而增加，而在所述运算值超过所述第四阈值的范围中，所述控制装置控制所述增益恒定。

13.根据权利要求11所述的输入设备，进一步包括：

比较装置，用于比较已计算出的所述第一速度值以及所述第二速度值，

其中，所述控制装置控制相对于作为比较结果的所述第一速度值与所述第二速度值中的较大的一个的增益。

14.一种控制设备，基于从输入设备传送的关于检测值的信息来控制指针在画面上的移动，所述输入设备包括壳体、用于检测所述壳体的三维移动的检测装置以及用于传送由所述检测装置获得的所述关于检测值的信息的传送装置，所述控制设备包括：

接收装置，用于接收所述关于检测值的信息；

移动信号输出装置，用于基于所接收的所述关于检测值的信息来输出对应于与所述壳体的速度相关的速度相关值的信号；

坐标信息生成装置，用于生成对应于由所述增益装置获得的所述指针速度值的、所述指针在所述画面上的坐标信息。

15.根据权利要求14所述的控制设备，进一步包括：

确定装置，用于确定在所述画面上的图标的大小；以及

调整装置，用于根据由所述确定装置确定的所述图标的大小来调整所述第一范围内的所述增益的变化率、所述第一阈值、所述第二阈值以及所述第二范围内的所述增益的值中的至少一个。

16.一种控制指针在画面上的移动的控制系统，包括：

输入设备，包括：

壳体，

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的三维移动并输出对应于与所述壳体的速度相关的速度相关值的信号，

增益装置，用于通过使所输出的速度相关值与增益相乘来获得作为用于移动所述指针的速度值的指针速度值，

控制装置，用于在所输出的速度相关值的范围为从第一阈值到大于所述第一阈值的第二阈值的第一范围内，控制所述增益以使所述增益随着所述速度相关值的增加而增加，而在所输出的速度相关值超过所述第二阈值的第二范围内，控制所述增益恒定，以及

传送装置，用于传送与由所述增益装置获得的关于所述指针速度值的信息；以及

控制设备，包括：

接收装置，用于接收所传送的关于所述指针速度值的信息，以及

坐标信息生成装置，用于生成对应于所接收的指针速度值的、所述指针在所述画面上的坐标信息。

17.一种控制系统，控制指针在画面上的移动，包括：输入设备，包括：

壳体，

检测装置，用于检测所述壳体的三维移动，以及

传送装置，用于传送由所述检测装置获得的关于检测值的信息；以及

控制设备，包括：

接收装置，用于接收所传送的所述关于检测值的信息，

移动信号输出装置，用于基于所接收的所述关于检测值的信息，输出对应于与所述壳体的速度相关的速度相关值的信号，

增益装置，用于通过使所输出的速度相关值与增益相乘，获得作为用于移动所述指针的速度值的指针速度值，

坐标信息生成装置，用于生成对应于由所述增益装置获得的、所述指针在所述画面上的坐标信息。

18.一种控制方法，包括：

检测输入设备的三维移动；

输出对应于与所述输入设备的速度相关的速度相关值的信号；

在所输出的速度相关值的范围为从第一阈值到大于所述第一阈值的第二阈值的第一范围内，控制用于确定作为用于使指针在画面上移动的速度值的指针速度值的增益以使所述增益随着所述速度相关值的增加而增加；

在所输出的速度相关值超过所述第二阈值的第二范围内，控制所述增益恒定；

通过使所输出的速度相关值与受控增益相乘，输出所述指针速度值；以及

生成对应于所述指针速度值的、所述指针在所述画面上的坐标信息。

19.一种手持设备，控制指针在画面上的移动，包括：

壳体；

显示部，显示所述画面；

移动信号输出装置，用于检测所述壳体的三维移动并且输出与所述壳体的速度相关的速度相关值的信号；

增益装置，用于通过使所输出的速度相关值与增益相乘，获得作为用于使所述指针在所述画面上移动的速度值的指针速度值；以及

控制装置，用于在所输出的速度相关值的范围为从第一阈值到大于所述第一阈值的第二阈值的第一范围内，控制所述增益以使所述增益随着所述速度相关值的增加而增加，而在所输出的速度相关值超过所述第二阈值的第二范围内，控制所述增益恒定。