CN101627281B - 输入装置、控制装置、控制系统、控制方法和手持装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够解决关于重力的问题并减少计算量的输入装置、控制装置、控制系统及控制方法，当输入装置从其初始位置开始倾斜时，重力会影响输入装置的加速度传感器。输入装置(1)的MPU(19)通过对应于所计算的滚转角的旋转坐标变换来校正角速度值(ω_ψ，ω_θ)，从而获得作为校正值的校正角速度值(第二和第一校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′))(步骤103)。因此，即使用户在输入装置相对于绕Z轴的重力方向的轴(下文中称为垂直轴)倾斜的状态下移动输入装置，仍能去除由倾斜产生的X′和Y′轴方向上的重力加速度分量的影响。

Description

输入装置、控制装置、控制系统、控制方法和手持装置

技术领域

本发明涉及用于操作画面上的指针的三维操作输入装置、用于根据操作信息来控制指针的控制装置、包括这些装置的控制系统、控制方法和手持装置。 

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(图形用户界面)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，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。每个角速度传感器都为振动型角速度传感器。例如，每当相对于以谐振频率压电振动的振动体施加角速度时，就在与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，因此，科里奥利力的检测导致角速度的检测。专利文献1的输入装置通过角速度传感器来检测绕两个正交轴的角速度，根据角速度来生成命令信号作为通过显示装置所显示的光标等的定位(positional)信息，并且将其传送至控制装置。 

专利文献2披露了笔型输入装置，包括三个加速度传感器(三轴)和三个(三轴的)角速度传感器(陀螺仪)。笔型输入装置基于通过三个加速度传感器和三个角速度传感器获得的信号来执行各种操作，从而计算笔型输入装置的定位角。 

通常，每个加速度传感器不仅检测用户操作输入装置时的加速度，而且还检测重力加速度。因为作用于输入装置的重力和当移动输入装置时所生成的输入装置的惯性力具有相同的物理量，所以输入装置不能在二者之间进行区分。例如，当用户在握住输入装置的同时使输入装置从初始位置倾斜时，对应于该倾斜的重力加速度的分力(component force)作用于对应于各个轴的加速度传感器，加速度传感器会不经意地检测到力。 

然而，上面的专利文献2的笔型输入装置检测在三轴方向上的三轴角速度和加速度，即，检测总共6个自由度的量，因此，解决了关于惯性力与重力的问题。 

专利文献1：日本专利申请公开第2001-56743号公报([0030]段和[0031]段，图3) 

专利文献2：日本专利第3748483号([0033]段和[0041]段，图1) 

专利文献3：日本专利翻译公开第2007-509448号([0019]段、[0021]段、[0029]段和[0034]段，图5) 

发明内容

本发明所要解决的问题 

因为在专利文献2的笔型输入装置中使用了三个加速度传感器和三个角速度传感器，所以其结构复杂并且计算量变大，从而导致会出现延时的担心。结果，在用户的操作定时与GUI的操作定时之间出现时间偏移(temporal deviation)，从而使用户感觉不舒服。此外，计算量的增加导致功耗增大。对于内置电池型输入装置，例如，功耗问题是很重要的。 

当使用高速CPU或MPU来消除上面的延时时，存在功耗和成本额外增加的问题。 

此外，由于专利文献2的笔型输入装置包括6个传感器，所以需要包括6个A/D(模/数)端口的CPU或A/D转换器，从而导致电路结构复杂和成本进一步增加的问题。 

此外，因为专利文献2的笔型输入装置需要在操作中对加速度的项进行积分，所以还存在累积积分误差的问题。为了解决这个问题，已提出在指定条件下复位积分值，但仍然存在无法保证将积分误差抑制在不影响实际使用的水平内所需的时间间隔获得复位条件的问题。 

鉴于如上所述的情况，本发明的目的在于提供能够解决当输入装置从初始位置倾斜时作用于加速度传感器的重力的问题并减少计算量的输入装置、控制装置、控制系统、控制方法以及手持装置。 

本发明的另一个目的在于提供能够当通过使用从其原始位置倾斜的输入装置的加速度传感器来计算倾斜角时抑制包含在当用户移动输入装置时被加速度传感器检测到的检测值中的惯性加速度分量的影响的输入装置、控制装置、控制系统、控制方法和手持装置。 

用于解决这些问题的装置 

根据本发明的实施例，提供了一种输入装置，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，检测在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；第一角速度传感器，检测绕第二轴的第一角速度；第二角速度传感器，检测绕第一轴的第二角速度；角度计算装置，用于基于第一加速度和第二加速度来计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与第二轴之间；以及信息输出装置，用于通过对应于所计算的角度的旋转坐标变换来校正第一角速度和第二角速度，并输出关于通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的信息。 

在本发明中，基于第一和第二加速度来计算输入装置的角度，并且通过对应于该角度的旋转坐标变换来校正第一和第二角速度。换句话说，即使当用户移动输入装置同时输入装置相对于绕第三轴的垂直轴倾斜时，仍能够消除由倾斜产生的第一和第二轴方向上的重力加速度分量的影响。因此，控制了GUI的显示，使得GUI适当移动。 

“计算”是指以下的两种情况：通过运算来计算值；以及从被存储在作为对应表的存储器等中的各种将获得的值中读出值。 

根据本发明的实施例，提供了一种根据从输入装置输出的输入信息来控制在画面上所显示的UI的控制装置，输入装置包括：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，检测在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；第一角速度传感器，检测绕第二轴的第一角速度；以及第二角速度传感器，检测绕第一轴的第二角速度，控制装置包括： 接收装置，用于接收关于第一加速度、第二加速度、第一角速度和第二角速度的信息，作为输入信息；角度计算装置，用于基于所接收的第一加速度和第二加速度来计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与第二轴之间；信息输出装置，用于通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所接收的第一角速度和第二角速度，并输出关于通过校正所获得的第一校正角速度和第二校正角速度的信息；以及坐标信息生成装置，用于生成对应于第一校正角速度和第二校正角速度的、在画面上的UI的坐标信息。 

根据本发明的实施例，提供了一种控制系统，包括输出输入信息的输入装置以及根据从输入装置输出的输入信息来控制在画面上显示的UI的控制装置。输入装置包括：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，检测在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；第一角速度传感器，检测绕第二轴的第一角速度；第二角速度传感器，检测绕第一轴的第二角速度；角度计算装置，用于基于第一加速度和第二加速度来计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与第二轴之间；以及信息输出装置，用于通过对应于角度的旋转坐标变换来校正第一角速度和第二角速度，并输出关于通过校正所获得的第一校正角速度和第二校正角速度的信息。控制装置包括：接收装置，用于接收关于第一校正角速度和第二校正角速度的信息，作为输入信息；以及坐标信息生成装置，用于生成对应于所接收的第一校正角速度和第二校正角速度的、在画面上的UI的坐标信息。 

根据本发明的实施例，提供了一种控制系统，包括输出输入信息的输入装置以及根据从输入装置输出的输入信息来控制在画面上显示的UI的控制装置。输入装置包括：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，检测在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；第一角速度传感器，检测绕第二轴的第一角速度；第二角速度传感器，检测绕第一轴的第二角速度；以及输出装置，用于输出关于第一加速度、第二加速度、第一角速度和第二角速度的信息，作为输入信息。控制装置包括：接收装置，用于接收输入信息；角度计算装置，用于基于所接收的第一加速度和第二加速度来计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与第二轴之间；信息输出装置，用于通过对应于角度的旋转坐标变换来校正所接收的第一角速度和第二角速度，并且输出关于通过校正所获得的第一校正角速度和第二校正角速度的信息；以及坐标信息生成装置，用于生成对应于第一校正角速度和第二校正角速度的、在画面上的UI的坐标信息。 

根据本发明的实施例，提供一种用于根据输入装置的移动来控制画面上的UI的控制方法，包括：检测输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度；检测输入装置在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；检测输入装置绕第二轴的第一角速度；检测输入装置绕第一轴的第二角速度；基于第一加速度和第二加速度来计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与第二轴之间；通过对应于角度的旋转坐标变换来校正第一角速度和第二角速度，并且输出关于通过校正所获得的第一校正角速度和第二校正角速度的信息；并且生成对应于第一校正角速度和第二校正角速度的、在画面上的UI的坐标信息。 

根据本发明的实施例，提供了一种输入装置，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，检测在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；第一角速度传感器，检测绕第二轴的第一角速度；第二角速度传感器，检测绕第一轴的第二角速度；速度计算装置，用于基于第一加速度值、第二加速度值、第一角速度值和第二角速度值来计算在沿第一轴的方向上的第一速度值和在沿第二轴方向上的第二速度值；微分运算装置，用于通过分别求第一速度值和第二速度值的微分来计算第一运算加速度值和第二运算加速度值；角度计算装置，用于基于通过从第一加速度值中减去第一运算加速度值获得的值和通过从第二加速度值中减去第二运算加速度值获得的值来计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与第二轴之间；以及信息输出装置，用于通过对应于所计算的角度的旋转坐标变换来校正第一速度值和第二速度值，并且输出关于通过校正所获得的第一校正速度值和第二校正速度值的信息。 

在以下描述中，第一加速度传感器或第二加速度传感器可以简称为加速度传感器。同样，第一角速度传感器或第二角速度传感器可以简称为角速度传感器。同样，第一加速度值或第二加速度值可以简称为加速度值，以及第一角速度值或第二角速度值可以简称为角速度值。同样，第一速度值或第二速度值可以简称为速度值，以及第一校正速度值或第二校正速度值可以简称为校正速度值。 

通过角速度传感器来计算角速度值的时间是当用户自然移动输入装置并进行操作的时候。具体地，这是因为，当人正移动输入装置时，用户绕肩膀、肘和手腕中的至少一个来旋转地移动输入装置。因此，在本发明中，不仅加速度值而且角速度值也被用于获得输入装置在操作过程中的速度值，并通过对这些速度值执行微分运 算来获得加速度值(运算加速度值)。因此，能够获得实际上与输入装置的运动匹配的速度值和运算加速度值。 

同时，计算绕第三轴的角度(即，相对于输入装置的理想位置绕第三轴的倾斜)。通过对应于所计算的角度的旋转坐标变换来校正速度值。因此，即使当用户移动输入装置的同时输入装置相对于第三轴绕垂直轴倾斜时，仍能够去除通过倾斜产生的第一和第二轴方向上的重力加速度分量的影响。 

即使在速度值被校正的情况下，当用户有意识移动并操作输入装置时，所计算的角度也不是一直没有波动。这是因为，当用户移动输入装置时，作为第一加速度值，加速度传感器检测到通过组合由于输入装置的倾斜产生的在例如第一轴方向上的重力加速度分量值和由于输入装置的移动产生的在例如第一轴方向上的加速度值所获得的值。 

为了防止所计算的角度的这种波动，当计算倾斜时，从由加速度传感器检测的加速度值中减去运算加速度值。如上所述，考虑到角速度值来计算运算加速度值，并因此，是当用户有意识地移动输入装置时所获得的加速度值。换句话说，通过从通过加速度传感器所检测的加速度值中减去运算加速度值，实际上保留了第一和第二轴方向上的重力加速度分量值。因此，即使当由于用户对输入装置的操作而使所计算的角度波动时，角度计算装置仍能够计算实质上仅取决于重力影响的角度。因此，能够获得与用户对输入装置的移动匹配的校正速度值。 

此外，因为使用了两个加速度传感器和两个角速度传感器，所以与使用三轴加速度传感器和三轴角速度传感器的情况相比，能够减小计算量，并且能够降低成本。 

根据本发明的实施例，提供了一种用于根据从输入装置传送的输入信息来控制在画面上所显示的UI的控制装置，输入装置包括：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，检测在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；第一角速度传感器，检测绕第二轴的第一角速度；以及第二角速度传感器，用于检测绕第一轴的第二角速度。控制装置包括：接收装置，用于接收关于第一加速度值、第二加速度值、第一角速度值和第二角速度值的信息，作为输入信息；速度计算装置，用于基于已接收的第一加速度值、第二加速度值、第一角速度值和第二角速度值来计算在沿第一轴的方向上的第一速度值和在沿第二轴方向上的第二速度值；微分运算装置，用于通过分别求第一速度值和第二速度值的微分来计算第一运算加速度值和第二运算加速度值；角度计算装置，用于基于通过从第一加速度值中减去第一运算加速度值所获得的值和通过从第二加速度值中减去第二运算加速度值所获得的值来计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与第二轴之间；信息输出装置，用于通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正第一速度值和第二速度值，并输出关于通过校正所获得的第一校正速度值和第二校正速度值的信息；以及坐标信息生成装置，用于生成对应于第一校正速度值和第二校正速度值的、在画面上的UI的坐标信息。 

根据本发明的实施例，提供了一种包括输入装置和控制装置的、控制在画面上所显示的UI的控制系统。输入装置包括：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，检测在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；第一角速度传感器，检测绕第二轴的第一角速度；第二角速度传感器，检测绕第一轴的第二角速度；速度计算装置，用于基于第一加速度值、第二加速度值、第一角速度值和第二角速度值来 计算在沿第一轴的方向上的第一速度值和在沿第二轴方向上的第二速度值；微分运算装置，用于通过分别求第一速度值和第二速度值的微分来计算第一运算加速度值和第二运算加速度值；角度计算装置，用于基于通过从第一加速度值中减去第一运算加速度值所获得的值和通过从第二加速度值中减去第二运算加速度值所获得的值，计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与第二轴之间；信息输出装置，用于通过对应于所计算的角度的旋转坐标变换来校正第一速度值和第二速度值，并输出关于通过校正所获得的第一校正速度值和第二校正速度值的信息；以及传送装置，用于传送关于第一校正速度值和第二校正速度值的信息，作为输入信息。控制装置包括：接收装置，用于接收输入信息；以及坐标信息生成装置，用于生成对应于作为输入信息接收的第一校正速度值和第二校正速度值的、在画面上的UI的坐标信息。 

根据本发明的实施例，提供了一种包括输入装置和控制装置、用于控制在画面上所显示的UI的控制系统。输入装置包括：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，检测在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；第一角速度传感器，检测绕第二轴的第一角速度；第二角速度传感器，检测绕第一轴的第二角速度；以及传送装置，用于传送关于第一加速度值、第二加速度值、第一角速度值和第二角速度值的信息，作为输入信息。控制装置包括：接收装置，用于接收输入信息；速度计算装置，用于基于已作为输入信息接收的第一加速度值、第二加速度值、第一角速度值和第二角速度值来计算在沿第一轴的方向上的第一速度值和在沿第二轴方向上的第二速度值；微分运算装置，用于通过分别求第一速度值和第二速度值轭微分来计算第一运算加速度值和第二运算加速度值；角度计算装置，用于基于通过从第一加速度值中减去第一运算加速度值所获得的值和通 过从第二加速度值中减去第二运算加速度值所获得的值，计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与第二轴之间；信息输出装置，用于通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正第一速度值和第二速度值，并输出关于通过校正所获得的第一校正速度值和第二校正速度值的信息；以及坐标信息生成装置，用于生成对应于第一校正速度值和第二校正速度值的、在画面上的UI的坐标信息。 

根据本发明的实施例，提供一种控制方法，包括：检测输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度；检测输入装置在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；检测输入装置绕第二轴的第一角速度；检测输入装置绕第一轴的第二角速度；基于第一加速度值、第二加速度值、第一角速度值、第二角速度值来计算在沿第一轴的方向上的第一速度值和在沿第二轴方向上的第二速度值；通过分别求第一速度值和第二速度值的微分来计算第一运算加速度值和第二运算加速度值；基于通过从第一加速度值中减去第一运算加速度值所获得的值和通过从第二加速度值中减去第二运算加速度值所获得的值，计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与第二轴之间；通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正第一速度值和第二速度值；输出关于通过校正所获得的第一校正速度值和第二校正速度值的信息；以及生成对应于第一校正速度值和第二校正速度值的、在画面上的UI的坐标信息。 

根据本发明的实施例，提供了一种包括加速度输出装置、角速度输出装置、信息输出装置和抑制装置的输入装置。 

加速度输出装置包括加速度传感器，并且使用加速度传感器输出输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和输入装置在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度。 

角速度输出装置输出输入装置绕第三轴的第一角速度和输入装置绕与第三轴不同的第四轴的第二角速度。 

信息输出装置基于第一加速度和第二加速度来计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与加速度检测面内的参考轴之间；通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正第一角速度和第二角速度；以及至少输出包含通过校正所获得的第一校正角速度和第二校正角速度的第一信息。 

当第一加速度和第二加速度中的至少一个包括由于输入装置的移动产生的重力加速度分量和惯性加速度分量时，抑制装置抑制可归因于惯性加速度分量的计算角度的波动。 

基于第一和第二加速度来计算输入装置的角度，并且通过对应于该角度的旋转坐标变换来校正第一和第二角速度。换句话说，即使当用户移动输入装置的同时输入装置绕第五轴相对于垂直轴倾斜时，仍能够去除由于倾斜产生的第一和第二轴方向上的重力加速度分量的影响。 

即使在角速度值被校正的情况下，当用户有意识移动并操作输入装置时，所计算的角度也不是一直没有波动。这是因为，当用户移动输入装置时，作为第一加速度，加速度传感器检测通过组合由于输入装置的倾斜所产生的在例如第一轴方向上的重力加速度分 量和由于输入装置的移动所产生的在例如第一轴方向上的加速度所获得的值。 

在这点上，抑制装置抑制了可归因于惯性加速度分量的计算角度的波动。因此，能够计算实质上仅取决于重力影响的角度，并且能够获得与用户对输入装置进行的移动匹配的校正角速度值。 

“计算”是指以下两种情况：通过运算来计算值；以及从存储在作为对应表的存储器等中的各种将获得的值中读出值。 

通常，尽管第一和第四轴一致以及第二和第三轴一致，但是这些轴并不必须一致。 

角速度输出装置可以包括角速度传感器、角度传感器或角加速度传感器。当角速度输出装置包括角度传感器时，输出通过求所检测角度的微分获得的角速度。当角速度输出装置包括角加速度传感器时，输出通过对所检测角加速度进行积分所获得的角速度。 

输入装置还可以包括：更新装置，用于更新通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度。在这种情况下，信息输出装置可停止第一校正角速度和第二校正角速度的更新，并输出关于最后已更新的第一校正角速度和第二校正角速度的信息，作为第二信息。 

输入装置还可以包括：更新装置，用于更新通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度。在这种情况下，停止装置可以停止第一校正角速度和第二校正角速度的更新，并且信息输出装置可以输出关于最后已更新的第一校正角速度和第二校正角速度的信息，作为第二信息。 

停止装置可以包括：开关，用于使用户在由信息输出装置执行的预定处理的停止与启动之间进行切换。开关的实例包括机械DIP开关、按钮型开关和使用传感器的开关。电子传感器、磁性传感器、光学传感器等都是可以的。例如，当开关为ON/OFF型按钮时，还能够当用户按下按钮时停止由信息输出装置执行的处理而当用户再次按下按钮时恢复处理。可选地，在用户按下按钮的同时停止处理的形式也是可能的。 

当在加速度检测面从绝对垂直面倾斜时第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量的值等于或小于阈值时，停止装置可以停止预定处理。在这种情况下，当组合加速度矢量的值超过阈值时，启动装置可以启动预定处理。当加速度检测面与垂直面的倾斜变得非常大时，组合加速度矢量值可变得很小，结果，不能计算出精确的角度。因此，例如，当组合加速度矢量值等于或小于阈值时，仅需要停止预定处理，并且之前的角度值用于校正第一角速度和第二角速度，或者输出之前(最后)的第一校正角速度和第二校正角速度。 

绝对垂直面是包括重力方向的轴(即，垂直于地的轴)的面。上述作为重力方向的轴的垂直轴使计算更简单。 

停止装置可以停止作为预定处理的角度的计算，并且输入装置可以进一步包括：判定装置，用于判定当停止角度的计算时获得的第一角度与当恢复角度的计算时获得的第二角度之间的角度差是否等于或大于阈值。在这种情况下，当角度差等于或大于阈值时，信息输出装置通过与通过将第二角度加上180度获得的第三角度对应的旋转坐标变换来校正第一角速度和第二角速度。存在当用户移动输入装置使得所述角度变得从停止角度的计算时到恢复计算时变大时使第一加速度或第二加速度的检测方向反转的情况。在这种情况下，根据本发明，提高了输入装置在识别输入装置的位置方面的精确度，并且GUI沿适当方向移动的这种显示变得可能。 

输入装置还可以包括：角速度方向判定装置，用于判定当停止角度的计算时获得的第一角速度和当恢复角度的计算时获得的第一角速度是否在相同的方向上。在这种情况下，当第一角速度在相同的方向上时，信息输出装置通过与通过将当恢复角度的计算时获得的第二角度加上180度获得的角度对应的旋转坐标变换来校正第一角速度和第二角速度。通过确定第一角速度方向的连续性，提高了输入装置在识别输入装置的位置方面的精确度。 

代替或除第一角速度的方向的判定之外，角速度方向判定装置还可以判定第二角速度是否在相同的方向上。 

可选地，输入装置还可以包括：角速度矢量判定装置，用于判定当停止角度的计算时获得的第一角速度和第二角速度的第一组合角速度矢量值与当恢复角度的计算时获得的第一角速度和第二角速度的第二组合角速度矢量值之间的差是否等于或大于阈值。在这种情况下，当第一组合角速度矢量值与第二组合角速度矢量值之间的差等于或大于阈值时，信息输出装置可以通过与通过将当恢复角度的计算时获得的第二角度加上180度获得的角度对应的旋转坐标变换来校正第一角速度和第二角速度。 

抑制装置可以包括：低通滤波器，输入有第一加速度和第二加速度中的至少一个的信号；以及信息输出装置，可以基于已通过低通滤波器的信号来计算角度。当然，当用户移动输入装置时所生成的加速度的信号是具有比恒定作用重力加速度(constantly-actinggravity acceleration)更高频率的信号。因此，通过使用低通滤波器去除如上所述的信号的高频分量，在计算角度时能够消除当用户移动输入装置时所产生的惯性加速度的影响。 

当基于第一角速度获得的绕第三轴的第一角加速度和基于第二角速度获得的绕第四轴的第二角加速度中的至少一个等于或大 于阈值时，抑制装置可以停止角度的计算。当用户自然地操作输入装置时，在输入装置中产生角加速度。使用预定的表达式，基于第一和第二加速度来计算角度。此外，使用另一个表达式，基于角加速度来计算第一或第二加速度。因此，即使当用户移动输入装置时在输入装置中产生加速度，例如，仍能够基于角加速度来计算用于将角度的计算误差抑制在允许范围内的期望的第一和第二加速度。换句话说，通过设定角加速度的阈值，能够将角度的加算误差抑制在允许范围内。 

当第一加速度和第二角速度中的至少一个等于或大于阈值时，抑制装置可以停止角度的计算。通过试验已知，当用户高速操作指针时，即，当角速度很高时，作为人类的感觉，不计算角度会使人感到不太麻烦。 

当第一加速度和第二加速度中的至少一个等于或大于阈值时，抑制装置可以停止角度的计算。 

抑制装置使信息输出装置基于第一加速度、第二加速度、第一角速度和第二角速度计算在沿第一轴的方向上的第一速度和在沿第二轴的方向上的第二速度，通过分别求第一速度和第二速度的微分来计算第一运算加速度和第二运算加速度，并基于通过从第一加速度中减去第一运算加速度所获得的值和通过从第二加速度中减去第二运算加速度所获得的值来计算角度。 

通过角速度输出装置计算角速度的时间是当用户自然移动输入装置并对其进行操作的时候。具体地，这是因为，当人正移动输入装置时，用户绕肩膀、肘和手腕中的至少一个来旋转地移动输入装置。因此，在操作过程中，不仅加速度值而且角速度值也被用于获得输入装置的速度，并且通过对这些速度执行微分运算来获得加 速度(运算加速度)。因此，能够获得实际上与输入装置的运动匹配的速度和运算加速度。 

输入装置还可以包括：判定装置，用于判定第一运算加速度和第二运算加速度中的至少一个是否超过阈值；更新装置，用于当第一运算加速度和第二运算加速度都等于或小于阈值时更新角度；以及控制装置，用于控制更新装置，使得当第一运算加速度和第二运算加速度中的至少一个超过阈值时，停止更新装置对角度的更新。当两个运算加速度都非常大时，角度的运算误差变大，从而不能计算精确的角度。通过这样执行阈值判定，计算适当的倾斜角度。在本发明的情况下，当第一和第二加速度中的至少一个超过阈值时，执行对应于之前已更新并存储的第二角的旋转坐标变换，以便精确地计算速度值。 

输入装置还可以包括：判定装置，用于判定基于第一运算加速度和第二运算加速度所获得的运算值是否超过阈值；更新装置，用于当运算值等于或小于阈值时，更新角度；以及控制装置，用于控制更新装置，使得当第一运算加速度和第二运算加速度中的至少一个超过阈值时，停止更新装置对角度的更新。 

阈值判定的对象并不限于运算加速度。例如，通过加速度传感器检测的加速度值(或其运算值)、通过角速度传感器检测的角速度(或其运算值)、通过使角速度经受微分运算计算的角加速度(或其运算值)等能够作为阈值判定的对象。 

运算值是关于各个轴的检测值的组合矢量的绝对值、其相加值、其平均值、或通过其他运算表达式计算的值。 

输入装置还可以包括：判定装置，用于判定第一加速度和第二加速度中的至少一个是否超过阈值；更新装置，用于当第一加速度 和第二加速度都等于或小于阈值时，更新角度；以及控制装置，用于控制更新装置，使得当第一运算加速度和第二运算加速度中的至少一个超过阈值时，停止更新装置对角度的更新。 

加速度输出装置可以输出在沿第五轴的方向上的第三加速度。在这种情况下，输入装置可以进一步包括：判定装置，用于判定第三加速度是否等于或大于阈值；更新装置，用于当第三加速度小于阈值时，更新所存储的角度；以及控制装置，用于控制更新装置，使得当第一运算加速度和第二运算加速度中的至少一个超过阈值时，停止更新装置对角度的更新。例如，当第五轴相对于加速度检测面的角度很大(接近90°)时，由于加速度检测面变得基本上平行于绝对垂直面，所以第三加速度(的绝对值)基本上变得更接近0。换句话说，第三加速度随着表面与垂直面的倾斜的增大而增大。因此，第三加速度可以被设为阈值判定的对象。在这种情况下，能够将阈值设定在第三加速度变为足够大的值的范围内。因此，因为在相对于第三加速度出现相对较低噪声水平的状态下(即，能够获得高S/N的状态下)执行阈值判定，所以能够提高判定的精确度。 

根据本发明的实施例，提供了一种根据从输入装置输出的输入信息来控制在画面上显示的指针的控制装置，输入装置包括：包括加速度传感器的加速度输出装置，用于使用加速度传感器输出输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和输入装置在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；以及角速度输出装置，用于输出输入装置绕第三轴的第一角速度和输入装置绕与第三轴不同的第四轴的第二角速度。 

控制装置包括接收装置、信息输出装置、抑制装置和坐标信息生成装置。 

接收装置接收关于第一加速度、第二加速度、第一角速度和第二角速度的信息，作为输入信息。 

信息输出装置基于所接收的第一加速度和第二加速度来计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与加速度检测面内的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所接收的第一角速度和第二角速度，并输出关于通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的信息。 

当第一加速度和第二加速度中的至少一个包括由于输入装置的移动产生的重力加速度分量和惯性加速度分量时，抑制装置抑制可归因于惯性加速度分量的所计算角度的波动。 

坐标信息生成装置生成对应于第一校正角速度和第二校正角速度的、在画面上的指针的坐标信息。 

控制装置还可以包括：停止装置，用于停止由信息输出装置执行的预定处理。在这种情况下，当停止预定处理时，信息输出装置可以输出与第一信息不同的第二信息。控制装置可以进一步包括：启动装置，用于使信息输出装置恢复预定处理。 

停止装置可以包括：开关装置，用于使用户在由信息输出装置执行的预定处理的停止与启动之间进行切换。开关装置可以为上述的开关，或者可以通过包括使用GUI的软件的装置来实现。 

根据本发明的实施例，提供了一种包括输入装置和控制装置的控制系统。 

输入装置包括加速度输出装置、角速度输出装置、信息输出装置和抑制装置。控制装置包括接收装置和坐标信息生成装置。这些装置与上述相同。 

可选地，根据本发明的另一个实施例，提供了一种包括输入装置(包括加速度输出装置和角速度输出装置)和控制装置(包括接收装置、信息输出装置、抑制装置和坐标信息生成装置)的控制系统。 

根据本发明的实施例，提供了一种包括上述的加速度输出装置、角速度输出装置、信息输出装置、抑制装置和坐标信息生成装置的手持装置。 

根据本发明的实施例，提供了一种控制方法，包括：使用加速度传感器，输出输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和输入装置在沿与沿第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；以及输出输入装置绕第三轴的第一角速度和输入装置绕与第三轴不同的第四轴的第二角速度。 

基于第一加速度和第二加速度，计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，该角度形成在所接收的第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与加速度检测面内的参考轴之间。 

通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正第一角速度和第二角速度。 

当第一加速度和第二加速度中的至少一个包括通过输入装置的移动产生的重力加速度分量和惯性加速度分量时，抑制了可归因于惯性加速度分量的所计算角度的波动。 

生成对应于通过校正所获得的第一校正角速度和第二校正角速度的、在画面上的指针的坐标信息。 

根据本发明的另一个实施例，提供了一种输入装置，包括加速度输出装置、角速度输出装置、计算装置、信息输出装置和抑制装置。 

计算装置基于第一加速度、第二加速度、第一角速度和第二角速度来计算输入装置在沿第一轴的方向上的第一速度和输入装置在沿第二轴的方向上的第二速度。 

信息输出装置基于第一加速度和第二加速度来计算绕相对于包括第一轴和第二轴的加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，该角度形成在第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与加速度检测面内的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所计算的第一速度和第二速度，并至少输出包含通过校正所获得的第一校正速度和第二校正速度的第一信息。 

加速度输出装置、角速度输出装置和抑制装置与上述相同。 

同样，控制装置、控制系统、手持装置和控制方法也可以具有上述的计算装置。 

输入装置还可以包括：停止装置，用于使信息输出装置停止预定处理。在这种情况下，当停止预定处理时，信息输出装置可以输出与第一信息不同的第二信息。 

作为预定处理，停止装置可以停止第一信息的输出。停止装置可以停止角度的计算作为预定处理。停止装置可以停止通过旋转坐标变换的校正作为预定处理。 

输入装置还可以包括：启动装置，用于使信息输出装置恢复预定处理。 

信息输出装置可以输出关于作为没有通过旋转坐标变换被校正的值的第一角速度和第二角速度的信息，作为第二信息。换句话说，当通过停止装置停止第一信息的输出时，输入关于未校正的第一和第二角速度的信息。例如，如果当习惯操作输入装置的用户移动并操作输入装置时执行通过旋转坐标变换的校正，则用户会发现操作性很差。在这种情况下，如果用户能够通过停止装置手动停止第一信息的输出，则能够消除这些不便。 

发明效果 

如上所述，根据本发明，能够解决当输入装置倾斜时影响加速度传感器的重力的问题，并且减少了计算量。 

根据本发明，当输入装置倾斜并使用加速度传感器计算倾斜时，能够抑制包含在当用户移动输入装置时被加速度传感器检测到的检测值中的惯性加速度分量的影响。 

具体实施方式

下文中，将参照附图来描述本发明的实施例。 

图1示出了根据本发明实施例的控制系统的示图。控制系统100包括显示装置5、控制装置40和输入装置1。 

图2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尺寸。例如，输入装置1包括外壳10以及包括设置在外壳10的上部的两个按钮11和12、旋滚钮13等的操作部。更接近外壳 10的上部的中央设置的按钮11用作用于例如PC的输入设备的鼠标左键，并且与按钮11邻近的按钮12用作鼠标右键。 

例如，“拖放”操作可通过在按下按钮11的同时移动输入装置1来执行，可通过双击按钮11来打开文件，并且可通过旋钮13来滚读画面3。可以任意改变按钮11和按钮12以及旋钮13的位置、所发布的命令内容等。 

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

输入装置1包括传感器单元17、控制单元30和电池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，用于检测在诸如沿两个正交轴(X轴和Y轴)的不同角度上的加速度。具体地，加速度传感器单元16包括两个传感器，即，第一加速度传感器161和第二加速度传感器162。传感器单元17还包括角速度传感器单元15，用于检测绕两个正交轴的角加速度。具体地，角速度传感器单元15包括两个传感器，即，角速度传感器151和角速度传感器152。加速度传感器单元16和角速度传感器单元15经封装并被安装在电路板25上。 

作为角速度传感器151和角速度传感器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传感器。作为第一加速度传感器161和第二加速度传感器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。 

在图2和图3的描述中，为了方便，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，传感器单元17结合在外壳10中，使得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。包括X′轴(俯仰轴)和Y′轴(偏航轴)的面为加速度检测面，即，与电路板25的主面基本上平行的面(下文中简称为检测面)。 

在下面的描述中，为了方便，使用X′轴、Y′轴和Z′轴来表示连同输入装置1一起移动的坐标系统(即，被固定至输入装置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，对于输入装置1的移动，有时将绕X′轴的方向称为俯仰方向，有时将绕Y′轴的方向称为偏航方向，以及有时将绕Z′轴(滚转轴)的方向称为滚转方向。 

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、传送设备21和印制在主基板18上的天线22。 

MPU 19包括其所需的内置易失性或非易失性存储器。MPU 19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，并且响应那些输入信号执行各种操作处理以生成预定的控制信号。 

传送设备21将在MPU 19中产生的控制信号(输入信息)作为RF无线电信号经由天线22传送至控制装置40。 

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为计算机，并且包括MPU 35(或CPU)、RAM 36、ROM 37、视频RAM 41、天线39和接收设备38。 

接收设备38经由天线39接收从输入装置1传送的控制信号(或输入信息)。MPU 35分析控制信号并执行各种操作处理。因此，生成用于控制显示装置5的画面3的显示控制信号。视频RAM 41存储响应于显示控制信号而生成的、显示在显示装置5上的画面数据。 

控制装置40可以为专用于输入装置1的装置，或者可以为PC等。控制装置40并不限于PC，而是可以为与显示装置5、视听设备、放映机、游戏设备、车载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，但并不限于此。可选地，显示装置5可以为与显示器整体形成并且能够接收电视广播等的装置。 

图5是示出了在显示装置5上所显示的画面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。应注意，在画面3上，水平方向称为X轴方向，而垂直方向称为Y轴方向。 

图6是示出了用户手持输入装置1的状态的示图。如图6所示，例如，除按钮11、12和13之外，输入装置1可以包括操作部，其包括诸如为用于操作电视机等的遥控器设置的那些按钮的各种操作按钮和电源开关。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或操作操作部时，其输入信息被输出至控制装置40，并且控制装置40控制指针。 

接下来，将给出关于移动输入装置1的方式及指针2因此在画面4上移动的方式的典型实例的描述。图7是针对其的说明图。 

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侧指向显示装置5侧。用户握住输入装置1以便当 如握手一样拇指位于上侧而小手指位于下侧。在这种状态下，传感器单元17的电路板25(参见图8)接近于平行显示装置5的画面3，并且作为传感器单元17的检测轴的两个轴分别对应于画面3上的水平轴(X轴)和垂直轴(Y轴)。下文中，如图7A和图7B所示的输入装置1的位置被称为参考位置。 

如图7A所示，在参考位置，用户沿垂直方向移动移动手腕或手臂，或沿俯仰方向摆动。此时，第二加速度传感器162检测Y轴方向的加速度(第二加速度)而角速度传感器151检测绕X轴的角速度ω_θ。基于这些检测值，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。 

同时，如图7B所示，在参考位置，用户沿横向移动手腕或手臂，或沿偏航方向摆动。此时，第一加速度传感器161检测X轴方向的加速度(第一加速度)而角速度传感器152检测绕Y轴的角速度ω_ψ。基于这些检测值，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。 

接下来，将给出关于加速度传感器单元16的重力影响的描述。图9是针对其的说明图。图9是示出了从Z方向观察的输入装置1的示图。 

在图9A中，输入装置1位于参考位置并保持不动。此时，第一加速度传感器161的输出基本上为0，而第二加速度传感器162的输出为对应于重力加速度G的输出。然而，如图9B所示，例如，在输入装置沿滚转方向倾斜的状态下，第一和第二加速度传感器161和162分别检测重力加速度G的倾斜分量的加速度值。 

在这种情况下，即使输入装置1实际上并不特别沿偏航方向移动，第一加速度传感器161仍检测X轴方向的加速度。图9B所示 的状态等同于以下状态，其中，当输入装置1处于如图9C所示的参考位置时，加速度传感器单元16已接收分别由虚线的箭头所表示的惯性力Ix和Iy，因而很难通过加速度传感器单元16进行区分。结果，加速度传感器单元16判定在由箭头F表示的向下左手方向上的加速度被施加给输入装置1，然后输出与输入装置1的实际移动不同的检测信号。另外，因为重力加速度G不断作用于加速度传感器单元16，所以积分值增大并且指针2在向下的倾斜方向的偏移量以加速的速率增加。当状态从图9A所示的状态转换成图9B所示的状态时，认为禁止指针2在画面3上的移动是本质上匹配用户的直觉的操作。 

为了尽可能减小关于加速度传感器单元16的这种重力影响，本实施例的输入装置1计算滚转方向上的角度并使用它来校正角速度。下文中，将给出关于包括校正处理的控制装置100的操作的描述。图10示出了操作的流程图。 

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，就从加速度传感器单元16输出双轴加速度信号(第一和第二加速度值a_x和a_y)(步骤101a)以被提供给MPU 19。加速度信号是对应于输入装置1在接通电源时的位置(下文中称为初始位置)的信号。 

存在初始位置为参考位置的情况。然而，沿X轴方向检测到重力加速度的总量的位置，即，第一加速度传感器161的输出是对应于重力加速度的加速度值而第二加速度传感器162的输出是0的位置也是可能的。当然，作为初始位置，如图9B所示沿滚转方向倾斜的位置也是可能的。 

MPU 19基于重力加速度分量值(a_x，a_y)、使用下面的等式(1)来计算滚转角 

(步骤102)。 

这里所使用的滚转角指的是在相对于X′和Y′轴方向的组合加速度矢量与Y′轴之间所形成的角度(见图9B)。但是，并不限于此，滚转角可以为任意角度，只要它是在组合加速度矢量与包括X′轴和Y′轴的平面内的轴(参考轴)之间形成的角度即可。换句话说，在该实施例中，尽管Y′轴用作参考轴，但是参考轴可以为平面内的任意轴，并且执行对应于滚转角的旋转坐标变换的事实在本质上并没有改变。 

此外，当接通输入装置1的电源时，双轴角速度信号(角速度值ω_θ和ω_ψ)被从角速度传感器单元15输出(步骤101b)并被提供给MPU 19。 

MPU 19通过对应于所计算滚转角的旋转坐标变换来校正角速度值(ω_ψ，ω_θ)，由此获得作为校正值的校正角速度值(第一和第二校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′))(步骤103)。换句话说，MPU 19使用图11所示旋转坐标变换的等式(3)来校正角速度值(ω_ψ，ω_θ)。MPU 19将关于校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)的信息输出至控制装置40(步骤104)。 

控制装置40的MPU 35接收关于校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)的信息(步骤105)。输入装置1每隔预定的时钟(即，每单位时间)就输出校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)，使得控制装置40能够接收它并获得每单位时间的偏航角和俯仰角的改变量。MPU 35生成对应于所获得的每单位时间的偏航角ψ(t)和俯仰角θ(t)的改变量的、在画面3 上的指针2的坐标值(步骤106)，并且控制显示器，使得指针2在画面3上移动(步骤107)(坐标信息生成装置)。 

在步骤106中，MPU 35通过操作或预先存储在ROM 37中的对应表获得对应于每单位时间的偏航角和俯仰角的改变量的、每单位时间在画面3上的指针2的改变量。可选地，MPU 35也能够在使校正角速度值的信号通过低通滤波器(可以为数字或模拟的)之后输出它们。因此，MPU 35能够生成指针2的坐标值。 

如上所述，基于重力加速度分量值(a_x，a_y)计算输入装置1的滚转角 并且通过对应于滚转角 的旋转坐标变换校正角速度(ω_ψ，ω_θ)。换句话说，即使在输入装置1相对于绕Z轴的重力方向上的轴(下文中称为垂直轴)倾斜的同时用户移动输入装置1时，仍能够去除由于倾斜产生的X′和Y′轴方向上的重力加速度分量的影响。 

应注意，当在如上所述去除由于输入装置1在滚转方向上的倾斜产生的重力加速度分量的影响之后用户实际移动并操作输入装置1时，在输入装置1中产生加速度(惯性加速度)。认为因为加速度传感器单元16检测到作为重力加速度和惯性加速度的组合的加速度，所以在步骤102中所计算的滚转角 

会由于惯性加速度而波动。通过随后所描述的方法来抑制滚转角 的波动。 

图12示出了根据另一个实施例的控制系统100的操作的流程图。 

输入装置1已在图10所示的流程中校正了角速度值，但是图12的不同之处在于，控制装置40校正角速度值。 

例如，输入装置1的MPU 19输出关于从加速度传感器单元16所获得的重力加速度分量值(a_x，a_y)和从角速度传感器单元15所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)的信息，作为输入信息(步骤202)。 

控制装置40的MPU 35接收关于重力加速度分量值(a_x，a_y)和角速度值(ω_ψ，ω_θ)的信息(步骤203)。MPU 35基于重力加速度分量值(a_x，a_y)来计算滚转角 

(步骤204)。MPU 35通过对应于滚转角 

的旋转坐标变换来校正角速度值(ω_ψ，ω_θ)，由此获得作为校正值的校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)(步骤205)。此后，MPU 35执行在图10中所示的、类似于步骤106和107的处理(步骤206和207)。 

如上所述，输入装置1可以传送关于检测信号的检测值的信息而控制装置40执行角速度值的校正处理。 

在图12中，输入装置1执行步骤201a和201b的处理而控制装置40接收关于检测信号的信息并基于所接收的信息执行步骤202及随后的处理也是可能的。 

可选地，输入装置1可以执行直至步骤204或205的处理。 

在以上描述中，已描述了在传感器单元17的检测面基本上平行于包括垂直轴的绝对垂直面的状态下在输入装置1沿滚转方向倾斜的同时用户操作输入装置1的形式。然而，在检测面从垂直面倾斜的同时操作输入装置1的情况也是可能的。下文中，将描述在这种情况下的控制系统100的操作。图14示出了操作的流程图。 

图13A示出了在检测面从垂直面倾斜的状态下保持不动并且也沿滚转方向倾斜的加速度传感器单元16的示图。加速度传感器 单元16检测在这种状态下在X′和Y′轴方向上的重力加速度分量值(a_x，a_y)。 

图1 3A示出了当沿滚转方向倾斜时基本上平行于垂直面的画面3，并且图中的粗箭头G表示重力加速度矢量。由箭头G1所表示的矢量为通过加速度传感器单元16所检测的X′和Y′轴方向上的重力加速度矢量(GX′，GY′)的组合加速度矢量G1。因此，组合加速度矢量G1为在俯仰方向(θ方向)上旋转的重力加速度矢量G的分量的矢量。图13B是从绝对Y-Z面观察的、图13A所示状态下的加速度传感器单元16的示图。 

参照图14，输入装置1的MPU 19获得在步骤301和302中输出的重力加速度分量值(a_x，a_y)和角速度(ω_ψ，ω_θ)。尽管图14中的步骤301和302的描述与图10不同，但是实际上处理与步骤101a和101b的处理相同。 

基于重力加速度分量值(a_x，a_y)，MPU 19计算组合加速度矢量值|a|(步骤303)。能够从[(a_x)²+(a_y)²]^1/2算出组合加速度矢量值|a|。MPU 19判定所计算的组合加速度矢量值|a|是否等于或小于阈值Th1(步骤304)，并且当|a|超过阈值Th1时，计算滚转角 

(步骤305)。MPU 19通过对应于所计算的滚转角 的旋转坐标变换来执行校正(步骤306)，并输出通过校正所获得的校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)(步骤307)。 

当检测面与垂直面的倾斜很大时，即，当俯仰角θ很大时，重力加速度分量值(a_x，a_y)变小并且滚转角 

的计算结果的精确度下降。因此，在这个实施例中，在俯仰角θ随着基于重力加速度分量值(a_x，a_y)所计算的滚转角 

被更多埋没在噪声中而增大的情况下，很难计算精确的滚转角 

因此，当|a|等于或小于阈值Th1时，MPU 19如下停止预定的处理(停止装置)(步骤308)。 

预定处理为输出校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)、计算滚转角和通过旋转坐标变换来执行校正中的任一个。 

例如，当停止滚转角的计算时，MPU 19仅需要基于最后已更新并被存储在存储器中的滚转角来执行旋转坐标变换，并输出因而获得的校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)(步骤309)。可选地，当停止滚转角的计算时，MPU 19仅需要输出最后已更新并被存储在存储器中的校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)(步骤309)。 

例如，当停止通过旋转坐标变换的校正时，MPU 19仅需要输出最后已更新并被存储在存储器中的校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)(步骤309)。 

当停止校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)的输出时，仅需要执行诸如停止指针2的移动、执行控制使得指针2的显示被取消或将指针2移至预定位置的处理。 

阈值Th1仅需要考虑噪声等而适当设定。 

步骤310～312与图10的步骤105～107相同。 

在步骤308中，当在停止滚转角 

的计算后基于所提供的重力加速度分量值(a_x，a_y)计算的组合加速度矢量值|a|超过阈值Th1时，MPU 19恢复滚转角 

的计算并执行步骤305及随后的处理。 

根据本实施例，即使俯仰角θ很大，MPU 19仍能停止校正角速度值的输出，或输出最后已更新的校正角速度值，从而能够计算精确的滚转角 

以与图12的处理相同的方式，可以通过控制装置40来执行关于图14的处理的通过输入装置1所执行的一部分处理。例如，可 以通过控制装置40来执行步骤304～309的处理、步骤305～309的处理、...或步骤309的处理。 

此处，存在以下情况：例如在从以上在步骤308中停止预定处理到接下来恢复预定处理接的周期期间切换在Y′轴方向上所检测的第二加速度值a_y的正/负。预定处理的恢复是指当停止滚转角的计算时步骤305～307的恢复、当停止通过旋转坐标变换的校正时步骤306～307的恢复和当停止校正角速度值的输出时步骤307的恢复。 

图15A和图15B示出了在这些时刻的状态的示图。例如，图15A示出了在停止滚转角 

的计算的瞬间加速度传感器单元16的位置，并且图15B示出了在恢复预定处理的瞬间加速度传感器单元16的位置。在这些时刻，切换在Y′轴方向上的重力加速度矢量GY′的加速度值a_y的正/负。这并不限于Y′轴方向，并且同样适用于X′轴方向。图15A和图15B假设输入装置1为笔型输入装置并且在该笔的尖端部设置传感器单元17的情况。当用户抓住笔型输入装置以像笔一样握住时，加速度传感器单元16被定位以使检测面如图15A和15B所示面向下。 

当重力加速度矢量GY′的加速度值a_y的符号被切换时，在实际使用时在计算滚转角 

的过程中仍会出现误差。图16示出了用于避免这种现象的输入装置1的处理操作的流程图。 

图16示出了在预定处理的停止中停止滚转角的计算的实例。但是，本发明并不限于此，而是还可以采用通过旋转坐标变换的校正的停止或校正角速度值的输出的停止。同样适用于图17、图49和图50的处理。 

参照图16，MPU 19在步骤304的条件下(参见图14)停止滚转角 

的计算(步骤401)。随后，MPU 19通过对应于先前的滚转角 

的旋转坐标转换来校正角速度值(ω_ψ，ω_θ)，由此获得校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)，或者获得先前的校正角速度值并输出它们(步骤402)。当组合加速度矢量值|a|超过阈值Th1(步骤403中为否)时，MPU 19基于所提供的重力加速度值(a_x，a_y)来计算滚转角。 

MPU 19计算在当停止滚转角 的计算时获得的滚转角(即，停止前刚计算的滚转角(第一滚转角))与在计算的恢复之后刚获得的滚转角(在步骤404中算出)(第二滚转角)之间的差(步骤405)。当差值 

等于或大于阈值Th2(步骤406中为是)时，MPU19将第二滚转角加上180度，作为最新的滚转角。 

MPU 19通过与通过将第二滚转角加180度所获得的第三滚转角对应的旋转坐标变换来获得校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)，并且输出它们(步骤407)。因此，在这个实施例中，提高了输入装置1在识别输入装置1的位置的过程中的精确度，从而指针2沿适当方向移动的这种显示变为可能。 

例如，尽管不限于此，但是阈值Th2能够被设定在60度(＝±30度)～90度(＝±45度)的范围内。 

以与图12的处理相同的方式，可以通过控制装置40来执行图16处理的一部分或全部。 

图17是示出了根据另一个实施例的、图16所示处理的操作的流程图。 

步骤501～504的处理与图16中的步骤401～404相同。MPU 19判定在滚转角 

的计算之前刚获得的俯仰方向上的角速度ω_θ的方 向与在计算启动之后刚获得的俯仰方向上的角速度ω_θ的方向是否相同(步骤505)。换句话说，判定ω_θ的正/负在从滚转角 

的计算停止之前到计算启动之后是否一致。替代或除俯仰方向之外，可以判定关于在偏航方向上的角速度ω_ψ的正/负的一致性。 

当在步骤505中判定是时，能够确定由于在俯仰方向上的角速度的方向连续，所以GY′的方向已如图15A和15B所示改变。在这种情况下，MPU 19通过与通过将第二滚转角加上180度所获得的第三滚转角对应的旋转坐标变换来获得校正角速度值(ω_ψ′，ω_θ′)，并且输出它们(步骤507)。 

通过这样确认俯仰方向上的角速度ω_θ(或偏航方向上的角速度ω_ψ)的连续性，在识别输入装置1的位置的过程中的输入装置1的精确度被附加提高。 

以与图12的处理相同的方式，可以通过控制装置40来执行图17处理的一部分或全部。 

作为图16和图17的处理的另一个实施例，还能够判定当停止滚转角的计算时所获得的两个角速度的组合角速度矢量值(第一组合角速度矢量值)与当恢复滚转角的计算时获得的组合角速度矢量值(第二组合角速度矢量值)之间的差是否等于或大于阈值。能够从[(ω_ψ)²+(ω_θ)²]^1/2算出组合角速度矢量值。当第一组合角速度矢量值与第二组合角速度矢量值之间的差很大时，确定位置改变很大。当判断该差等于或大于阈值时，MPU 19执行与步骤408和507类似的处理。 

如上所述的输入装置1的处理还可以通过控制装置40来执行。 

[滚转角 

的波动抑制] 

接下来，将给出关于用于抑制当在如上所述去除由于使输入装置1沿滚转方向的倾斜而产生的重力加速度分量的影响后用户实际移动并操作输入装置1时所引起的滚转角 

的波动的四个实施例的描述。 

图18示出了根据其中的一个实施例的输入装置的框图。输入装置101包括：低通滤波器(LPF)102，输入有通过加速度传感器单元16所获得的在X′和Y′轴方向上的加速度信号中的至少一个。LPF 102去除了加速度信号中的类脉冲分量。 

图19A示出了在通过LPF 102前所获得的X′或Y′轴方向上的加速度信号，以及图19B示出了在通过LPF 102后所获得的加速度信号。类脉冲分量为当用户移动输入装置101时所检测的加速度信号。图中的DC偏移分量为通过LPF 102的重力加速度分量值。 

通常，脉冲的波形为十～几十Hz。因此，LPF 102具有几Hz的截止频率。如果截止频率太小，则通过相位延迟引起的 

延迟会作为操作中的不舒服而传递给用户。因此，仅需要限定实际的下限。 

如上所述，通过LPF 102去除类脉冲分量，在计算滚转角 

的时候，能够去除当用户移动输入装置101时产生的加速度的影响。 

作为用于抑制滚转角 的波动的第二实施例，在计算滚转角 

时监控角加速度值的方法是可能的。图20是示出了其操作的流程图。 

步骤601、602和603与图14所示的步骤301、302和303相同。MPU 19基于所提供的角速度值(ω_ψ，ω_θ)通过微分运算来计算角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)(步骤604)。 

例如，MPU 19判定在两个方向上所计算的角加速度值中在偏航方向上的角加速度值|Δω_ψ|是否等于或大于阈值Th3(步骤605)。当等于或大于阈值Th3时，MPU 19停止预定处理(步骤609)。执行如上所述处理的原因如下。 

当用户自然操作输入装置1时，在输入装置1中产生角加速度。使用上面的等式(1)来计算滚转角 

此外，使用稍后描述的等式(4)、基于加速度值(a_x，a_y)来计算绕X或Y轴的角速度值(ω_θ，ω_ψ)。即使当用户移动输入装置1时在输入装置1中产生了加速度，仍能够通过使用等式(4)来计算用于将由此所引起的滚转角 

的计算误差抑制在允许范围内的期望的第一或第二加速度值。换句话说，能够通过设定角加速度的阈值Th3而将滚转角 

的计算误差抑制在允许范围内。 

下文中，将给出关于角加速度的阈值Th3的描述。 

例如，将给出关于在以下情况下的阈值Th3的考虑，其中，即使当用户移动输入装置1时输入装置1沿俯仰方向倾斜θ₁＝60度，仍希望将由于倾斜产生的惯性力引起的MPU 19在重力方向上的错误识别而导致的滚转角 

的误差抑制在10度以下。 

在输入装置1沿俯仰方向倾斜60度的情况下，建立a_y＝1G*cos60°＝0.5G 

因此，用 

将等式(1)被表示为 

10°＝arctan(a_x/0.5 G) 

结果，获得到a_x＝0.09G。因此，仅需要计算使a_x变为0.09G的最小值|Δω_ψ|。 

因此，考虑到当用户摆动手臂时产生的加速度与角加速度之间的关系，用户摆动输入装置1的半径越大，相对于相同加速度a_x的角加速度|Δω_ψ|越小。假定当整个手臂以肩膀为旋转中心摆动时，能够获得最大半径。此处，当通过L_arm表示手臂的长度时，通过下面的等式(4)来表示Δω_ψ。 

|Δω_ψ|＝a_x/L_arm    ...(4) 

作为典型的实例，由于在半径为r的圆中具有圆心角θ的弧的长度l为rθ，所以建立等式(4)。 

当将a_x＝0.09G＝0.09*9.8(m/s)和L_arm＝0.8m(假设用户有很长的手臂)代入等式(4)时， 

建立Δωx＝1.1rad/s²＝63deg/s²具体地，例如，通过MPU 19当检测到满足|Δω_ψ|＞63°/s²的角加速度时停止 

的更新作为停止预定处理的处理，即使用户使输入装置1最多沿俯仰方向倾斜60度，仍能够将滚转角 

的计算误差抑制在10度以下。滚转角 

的计算误差的设定范围并不限于10度以下，而是可以适当设定。 

当用户以肘为旋转中心或以手腕为旋转中心操作输入装置1时，角加速度情况下的a_x变为更小的值。因此，通过惯性力的影响引起的重力方向上的角度的误差为落入10°以下的值，因而集中于更小的误差。 

步骤606～608和610～613的处理类似于图14中的步骤305～307和309～312。 

尽管在上面的描述中已对偏航方向上的角速度进行了参考，但是同样适用于俯仰方向的角速度。因此，也能够加入在步骤605后判定|Δω_θ|是否等于或大于阈值的步骤，并且当判定等于或大于阈值时停止预定的处理。 

另外，当在偏航和俯仰方向上的至少一个角速度等于或大于阈值时，MPU 19也能够停止滚转角的计算并执行步骤609和610的处理。从试验可知，当用户以像在0.1～0.2秒内将指针2从画面3的一端移至另一端一样相当高的速度(以高角速度)操作指针2时，不执行预定的操作会作为人类的感觉而给出较少的不舒适感。当用户粗略操作画面上的指针而没有如上所述的任意精密操作时，与用户直觉匹配的操作由于停止了预定处理而变得可能。例如，仅需要当分割为-512～+512时角速度传感器151或152的输出值为-200以下或+200以上时停止预定处理。但是，这些值并不限于此。作为用于抑制滚转角 的波动的第三实施例，为通过加速度传感器单元16所检测的加速度设定阈值的方法是可行的。例如，当在X′和Y′轴方向上的检测加速度值(a_x，a_y)中的至少一个等于或大于阈值时，MPU 19停止预定处理并在加速度值低至阈值以下时恢复预定处理。可选地，该处理可以为，使得仅因为检测电压当加速度值变为某个值以上时饱和，此时自动停止 

的更新。 

以与图12的处理相同的方式，可以通过控制装置40执行图20中所示的步骤603～610的处理、步骤604～610的处理、步骤605～610的处理、...或步骤610的处理。 

接下来，将描述用于抑制滚转角 的波动的第四实施例。图34是示出了其操作的流程图。 

接通输入装置1的电源。例如，用户接通设置给输入装置1或控制装置40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从角速度信号中获得角速度值ω_ψ和角速度值ω_θ(步骤1101)。 

此外，一旦接通输入装置1的电源，就从加速度传感器单元16中输出双轴加速度信号。MPU 19从双轴加速度信号中获得第一加速度值a_x和第二加速度值a_y(步骤1102)。加速度值的信号是与输入装置1在电源被接通时刻的位置(下文中称为初始位置)对应的信号。 

应注意，通常同步执行步骤1101和1102。但是，MPU 19可以在执行步骤1101之后执行步骤1102、或者在执行步骤1102之后执行步骤1101。同样适用于图10、图12、图14、图20、图22、图43～图45、图48、图51、图52和图54。 

存在初始位置为参考位置的多个情况。然而，沿X轴方向检测到重力加速度的总量的位置(即，第一加速度传感器161的输出为对应于重力加速度的加速度值而第二加速度传感器162的输出为0的位置)也是可能的。当然，作为初始位置，如图9B所示沿滚转方向倾斜的位置也是可能的。 

基于加速度值(a_x，a_y)和角速度值(ω_ψ，ω_θ)，MPU 19通过积分运算来计算速度值(V_x，V_y)(步骤1103)(计算装置)。通过使用如稍后将描述的角速度值的操作来获得所计算的速度值。因 此，能够获得与输入装置1的移动实际匹配的速度值。随后，将详细描述速度值的计算。 

MPU 19使所计算的速度值(V_x，V_y)经受微分运算(步骤1104)。因此，获得运算加速度值(a_xi，a_yi)。在微分运算中，例如，仅需要计算在每两个速度值采样之间的倾斜。 

基于重力加速度分量值(a_x，a_y)，MPU 19使用下面的等式(1′)来计算滚转角 

应注意，在等式(1′)中的加速度值(a_x，a_y)和运算加速度值(a_xi，a_yi)的值被作为绝对值计算。 

如果等式(1′)中的速度值(V_x，V_y)为0，则实际上仅基于重力加速度分量值(a_x，a_y)来计算 

速度值(V_x，V_y)的生成是指用户正在移动输入装置1以相应地产生运算加速度值(a_xi，a_yi)。在这种情况下，在等式(1′)中，在通过输入装置1的移动产生运算加速度值(即，从重力加速度分量值中减去精确的惯性加速度值)之后，计算滚转角 

MPU 19通过对应于所计算的滚转角 的旋转坐标变换来校正速度值(V_x，V_y)，从而获得作为校正值的校正速度值(第一和第二校正速度值(V_x′，V_y′))(步骤1106)。换句话说，MPU 19使用图35中所示的旋转坐标变换的等式(5)来校正速度值(V_x，V_y)，并且输出它们。MPU 19通过传送设备21将关于校正速度值(V_x′，V_y′)的信息传送至控制装置40(步骤1107)。 

控制装置40的MPU 35接收关于校正速度值(V_x′，V_y′)的信息(步骤1108)。输入装置1每隔预定的时钟(即，每单位时间)就传送校正速度值(V_x′，V_y′)，因此，控制装置40能够接收它并获得单位时间在X和Y轴方向上的改变量。通过下面的等式(6)和(7)，MPU 35生成对应于单位时间在X和Y轴方向上所获得的改变量的、指针2在画面3上的坐标值(X(t)，Y(t))(步骤1109)。由于坐标值的生成，MPU 35控制显示器，使得指针2在画面3上移动(步骤1110)(坐标信息生成装置)。 

X(t)＝X(t-1)+V_x    ...(6) 

Y(t)＝Y(t-1)+V_y    ...(7) 

在该实施例中，在分别从重力加速度分量值(a_x，a_y)中减去运算加速度值(a_xi，a_yi)之后，计算滚转角 

换句话说，计算实际上仅基于重力加速度分量值(a_x，a_y)的滚转角 

结果，可以因而获得与输入装置的移动匹配的校正速度值(V_x′，V_y′)，并且用户能够移动指针2而不会感到不舒服。 

此外，因为在这个实施例中使用了两个加速度传感器161和162以及两个角速度传感器151和152，所以能够减少计算量，并且与使用三轴加速度传感器和三轴角速度传感器的情况相比，也能够降低成本。 

接下来，将描述步骤1103中的速度值(V_x，V_y)的计算方法。图36是示出了输入装置1的操作的流程图。图37是用于说明速度值计算方法的基本思想的示图。 

图37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37所示，当用户自然地操作输入 装置1时，通过使用手腕的旋转、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，在输入装置1的移动与手腕、肘和手臂底部的旋转之间的比较示出了存在以下关系1和2。 

1.输入装置1设置有加速度传感器单元16的一部分(下文中，尖端部)绕Y轴的角速度值ω_ψ为通过手腕的旋转所获得的角速度、通过肘的弯曲所获得的角速度和通过从手臂底部的旋转所获得的角速度的组合值。 

2.在输入装置1的尖端部处沿偏航方向的速度值V_x为通过将手腕、肘和手臂底部的角速度分别乘以手腕与尖端部之间的距离、肘与尖端部之间的距离和手臂底部与尖端部之间的距离所获得的值的组合值。 

此处，关于输入装置在微小时间内的旋转移动，可以认为输入装置1相对于与Y轴平行且其位置随时间改变的中心轴(第一中心轴或第二中心轴)旋转。假设位置随时间改变的中心轴与输入装置1的尖端部之间的距离为相对于Y轴的回转半径R_ψ(t)(第一回转半径或第二回转半径)，则可以通过以下等式(8)来表示在输入装置1的尖端部的速度值V_x和角速度值ω_ψ之间的关系。换句话说，沿偏航方向的速度值V_x变为通过使绕Y轴的角速度值ω_ψ乘以中心轴与尖端部之间的距离R_ψ(t)所获得的值。 

应注意，在该实施例中，加速度传感器单元16和角速度传感器单元15被集成设置在传感器单元17的电路板25上。因此，回转半径R(t)变为从中心轴到传感器单元17的距离。但是，当在外壳10内部彼此远离地设置加速度传感器单元16和角速度传感器单元15时，从中心轴到加速度传感器单元16的距离变为如上所述的回转半径R(t)。 

V_x＝R_ψ(t)*ω_ψ    ...(8) 

如等式(8)所示，在输入装置1的尖端部的速度值和角速度值之间的关系为成比例的关系，即，以R(t)作为比例常数的相关性。 

修改以上等式(8)以获得等式(9)。 

R_ψ(t)＝V_x/ω_ψ    ...(9) 

等式(9)的右手侧为速度大小。即使对等式(9)右手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，也不会失去相关性。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，以在等式(9)的右手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(10)、(11)和(12)。 

R_ψ(t)＝x/ψ    ...(10) 

R_ψ(t)＝a_x/Δω_ψ    ...(11) 

R_ψ(t)＝Δa_x/Δ(Δω_ψ)    ...(12) 

例如，关注以上等式(9)、(10)、(11)和(12)中的等式(11)，可以看出如果已知加速度值a_x和角加速度值Δω_ψ就能够获得回转半径R_ψ(t)。如上所述，第一加速度传感器161检测偏航方向上的加速度值a_x，以及角速度传感器152检测绕Y轴的角速度值ω_ψ。因此，如果对绕Y轴的角速度值ω_ψ求微分以由此计算绕Y轴的角加速度值Δω_ψ，则能够获得绕Y轴的回转半径R_ψ(t)。 

如果已知绕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152检测的绕Y轴的角速度值ω_ψ来获得输入装置1在X轴方向上的速度值V_x(见等式(8))。具体地，将用户的旋转操作量本身转换成沿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，因为指针2的移动变为相对于输入装置1的移动的自然移动，所以提高了用户对输入装置的操作性。 

这种速度值计算方法也能够应用于用户通过使输入装置1沿垂直方向(俯仰方向)摆动来操作输入装置1的情况。 

在图36中，将描述使用等式(11)的实例。参照图36，通过对在步骤1101中所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)执行微分运算，输入装置1的MPU 19计算角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)(步骤1201)。 

使用在步骤1102中获得的加速度值(a_x，a_y)及角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)，MPU 19使用等式(11)和(13)来计算绕Y轴和X轴的回转半径(R_ψ(t)，R_θ(t))(步骤1202)。 

Rψ(t)＝ax/Δωψ    ...(11) 

R_θ(t)＝a_y/Δω_θ    ...(13) 

在计算回转半径之后，使用等式(8)和(14)来计算速度值(V_x，V_y)(步骤1203)。 

V_x＝R_ψ(t)*ω_ψ    ...(8) 

V_y＝R_θ(t)*ω_θ    ...(14) 

将用户相对于输入装置1的旋转操作量本身转换成沿X和Y轴方向的线速度值，因此得到与用户直觉匹配的速度值。 

此外，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)，能够减少计算量并能够减小输入装置1的功耗。 

例如，MPU 19仅需要每隔预定的时钟从加速度传感器单元16获得(a_x，a_y)，并且与其同步计算速度值(V_x，V_y)。可选地，MPU19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)。同样适用于图38、图39和图40。 

此外，在图34的处理中，MPU 19可以与速度值(V_x，V_y)的计算同步计算滚转角 

或每当计算了多个速度值(V_x，V_y)时计算一次滚转角 

同样适用于稍后将描述的图44、图45、图48和图49～图51。 

接下来，将描述如图36使用回转半径来计算速度值(V_x，V_y)的另一个实施例。图38是示出了输入装置1的操作的流程图。在图38中，将描述使用以上等式(12)的实例。 

参照图38，输入装置1的MPU 19对所获得的加速度值(a_x，a_y)执行微分运算。因此，计算加速度时间改变率(Δa_x，Δa_y)(步骤1401)。类似地，MPU 19对所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)执行二阶微分运算，从而计算加速度时间改变率(Δ(Δω_ψ)，Δ(Δω_θ))(步骤1402)。 

一旦计算角加速度时间改变率，MPU 19就判定关于Y轴的角加速度时间改变率的绝对值|Δ(Δω_ψ)|是否超过阈值Th1(步骤1403)。当以上|Δ(Δω_ψ)|超过阈值Th1时，MPU 19通过使在X轴方向上的加速度时间改变率Δa_x除以绕Y轴的角加速度时间改变率Δ(Δω_ψ)来计算绕Y轴的回转半径R_ψ(t)(步骤1404)。换句话说，作为回转半径R_ψ(t)，计算在X轴方向上的加速度时间改变率Δa_x与绕Y轴方向的角加速度时间改变率Δ(Δω_ψ)的比率(等式(12))。可适当设定|Δ(Δω_ψ)|的阈值Th1。 

例如，回转半径R_ψ(t)的信号通过低通滤波器(步骤1405)。将关于已通过低通滤波器去除其高频范围的噪声的回转半径R_ψ(t)的信息在存储器中(步骤1406)。存储器每隔预定时钟就更新回转半径R_ψ(t)的信号并进行存储。 

通过将回转半径R_ψ(t)乘以绕Y轴的角速度值ω_ψ，输入装置1的MPU 19计算X轴方向上的速度值V_x(步骤1408)。 

另一方面，当上面的|Δ(Δω_ψ)|等于或小于阈值Th1时，MPU 19读出存储在存储器中的回转半径R_ψ(t)(步骤1407)。通过将所读出的回转半径R_ψ(t)乘以绕Y轴的角速度值ω_ψ，计算X轴方向上的速度值V_x(步骤1408)。 

存在下面两个用于执行步骤1401～1408的处理的原因。 

一是获得上面的等式(12)的回转半径R_ψ(t)，从而获得与用户直觉匹配的线速度。 

二是去除在计算速度值(V_x，V_y)的处理中如上所述的重力影响。当输入装置1从其参考位置沿滚转方向或俯仰方向倾斜时，由于重力影响，与输入装置1的实际移动不同的检测信号被不经意输出。当输入装置1沿俯仰方向倾斜时，例如，从加速度传感器162中输出重力加速度分量值。因此，当没有去除重力加速度分量值的影响时，指针2的移动变为与用户的直觉不匹配的移动。 

图39是用于说明当输入装置1沿俯仰方向摆动时所生成的重力加速度影响的示图，从X方向观察的输入装置1。应注意，在图9中已描述在滚转方向上的重力加速度的影响。 

例如，当输入装置1如图39a所示从其参考位置开始沿俯仰方向旋转以如图39B所示倾斜时，例如，在输入装置1处于参考位置时通过第二加速度传感器162所检测的重力加速度G减小。因此，输入装置1很难区分如图39C所示在俯仰方向上的向上惯性力I。 

在这点上，通过输入装置1的移动所生成的重力加速度分量值的时间改变率小于集中在通过用户操作移动输入装置1时惯性分量的加速度值的时间改变率，即，使用了惯性加速度。重力加速度分量值的时间改变率为通过用户操作所生成的惯性加速度分量值的时间改变率的1/10。从加速度传感器单元16输出的值为通过组合二者所获得的值。即，从加速度传感器单元16输出的信号为通过将作为重力加速度分量值的低频分量值叠加在通过用户的操作所生成的惯性加速度分量值的时间改变率上所获得的信号。 

因此，通过在步骤1401中对加速度值执行微分运算，能够获得加速度时间改变率。因此，去除了重力加速度分量值的时间改变率。结果，即使在由于输入装置1的倾斜所引起的重力加速度的分力发生改变的情况下，仍能够适当获得回转半径，并且能够通过回转半径来计算适当的速度值。 

应注意，存在多种情况，其中，除重力加速度分量值之外，例如，低频分量值包含加速度传感器单元16的温度漂移或DC偏移值。 

此外，因为在该实施例中使用了等式(12)，所以在步骤1402中，对角速度值ω_ψ执行二阶微分，并且将高频范围的噪声叠加在角速度的运算值上。尽管当|Δ(Δω_ψ)|很大时没有问题，但是当其很小时， S/N会劣化。当具有劣化S/N的|Δ(Δω_ψ)|被用在步骤1408中的R_ψ(t)的计算中时，R_ψ(t)和速度值V_x的精确度降低。 

在这点上，在步骤1403中，使用在步骤1402中所计算的绕Y轴的角速度时间改变率Δ(Δω_ψ)。当Δ(Δω_ψ)等于或小于阈值Th1时，读出预先存储在存储器中并具有很小噪声的回转半径R_ψ(t)(步骤1407)，并且所读出的回转半径R_ψ(t)被用在步骤1408中的速度值V_x的计算中。 

在步骤1409～1414中，MPU 19以与上面步骤1403～1408的处理相同的方式来计算在Y轴方向上的速度值V_y。换句话说，MPU19判定绕X轴的角速度时间改变率的绝对值|Δ(Δω_θ)|是否超过阈值th1(步骤1409)，并且当超过阈值th1时，使用角速度时间改变率来计算绕X轴的回转半径R_θ(t)(步骤1410)。 

回转半径R_θ(t)的信号通过低通滤波器(步骤1411)并被存储在存储器中(步骤1412)。当等于或小于阈值th1时，读出存储在存储器中的回转半径R_θ(t)(步骤1413)，并基于回转半径R_θ(t)来计算在Y轴方向上的速度值V_y(步骤1414)。 

应注意，尽管在该实施例中在偏航方向和俯仰方向这两个方向上使用了相同的阈值th1，但是可以对这些方向使用不同的阈值。 

在步骤1403中，代替Δ(Δω_ψ)，还能够基于阈值来判定角加速度值(Δω_ψ)。而且，在步骤1409中，代替Δ(Δω_θ)，能够基于阈值来判定角加速度值(Δω_θ)。在图38所示的流程图中，等式(12)已用于计算回转半径R(t)。但是，因为当使用等式(11)时计算角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)，所以可以基于阈值来判定角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)。 

接下来，将描述在步骤1404～1410中所描述的回转半径(R_ψ(t)，R_θ(t))的计算方法的另一个实施例。图40示出了输入装置1此时的操作的流程图。 

在该实施例中，使用了回归线的倾斜来计算回转半径。如上所述，回转半径为加速度改变率与角加速度改变率的比率。为了计算加速度改变率与角加速度改变率的比率，本实施例使用了回归线的倾斜。 

MPU 19使加速度值(a_x，a_y)和角速度值(ω_ψ，ω_θ)经受一阶微分和二阶微分，从而计算加速度改变率(Δa_x，Δa_y)和角加速度改变率(Δ(Δω_ψ)，Δ(Δω_θ))(步骤1501和1502)。例如，n对加速度改变率(Δa_x，Δa_y)和角加速度改变率(Δ(Δω_ψ)，Δ(Δω_θ))的历史记录被存储在存储器中，并且分别使用下面的等式(15)和(16)来计算回归线倾斜(A₁，A₂)(步骤1503)。回归线倾斜为加速度改变率与角加速度改变率的比率，即，回转半径(R_θ(t)，R_ψ(t))。应注意，分别通过等式(17)和(18)表示回归线段(B₁，B₂)的计算方法。 

A₁＝R_θ(t)＝[{∑(Δ(Δω_ψj))²}*∑(Δa_yj)²}-{∑Δ(Δω_ψj)*∑Δ(Δω_ψj)*Δa_yj}]/[n*∑(Δ(Δω_ψj))²-{∑Δ(Δω_ψj)}²]    ...(15) 

A₂＝R_ψ(t)＝[{∑(Δ(Δω_θj))²*∑(Δa_xj)²}-{∑Δ(Δω_θj)*∑Δ(Δω_θj)*Δa_xj}]/[n*∑(Δ(Δω_θj))²-{∑Δ(Δω_θj)}²]    ...(16) 

B₁＝[{n*∑Δ(Δω_ψj)*Δa_yj}-{∑Δ(Δω_ψj)*∑Δa_yj}]/[n*∑(Δ(Δω_ψj))²-{∑Δ(Δω_ψj)}²]    ...(17) 

B₂＝[{n*∑Δ(Δω_θj)*Δa_xj}-{∑Δ(Δω_θj)*∑Δa_xj}]/[n*∑(Δ(Δω_θj))²-{∑Δ(Δω_θj)}²]    ...(18) 

在上面的等式(15)～(18)中，n表示加速度值(Δa_x，Δa_y)和角加速度改变率(Δ(Δω_ψ)，Δ(Δω_θ))的采样数。适当设定采样数n使得操作误差最小化。 

一旦计算回转半径，就如图38的步骤1408和1414基于各个回转半径来计算速度值(步骤1504)。 

应注意，可以通过使回转半径的信号或速度值的信号通过低通滤波器来减小高频范围内的噪声的影响。 

在图39所示的实施例中，通过计算回归线倾斜作为回转半径，能够更精确地计算回转半径和速度值(V_x，V_y)。因此，可以使在画面3上所显示的指针2的运动成为与用户直觉匹配的自然移动。 

以上已给出了关于根据加速度改变率和角加速度改变率的大小计算回归线倾斜的方法的描述。但是，本发明并不限于此，而是可以根据位移和角度、速度和角速度、或加速度和角加速度的大小来计算回归线倾斜。 

接下来，将描述在图34的步骤103中的速度值(V_x，V_y)的计算方法的另一个实施例。图41是示出了输入装置1此时的操作的流程图。 

一旦从传感器单元17获得加速度值(a_x，a_y)和角速度值(ω_ψ，ω_θ)，MPU 19就执行以下操作以去除重力影响。具体地，如以下等式(19)和(20)，MPU 19分别从当前所获得的加速度值a_x和a_y中减去先前在X和Y轴方向上所检测的重力加速度分量(第一a_x(＝a_refx)和a_y(＝a_refy))，从而生成第一校正加速度值a_corx和第二校正加速度值a_cory(步骤1601)。 

a_corx＝a_x-a_refx    ...(19) 

a_cory＝a_y-a_refy    ...(20) 

下文中，a_refx和a_refy将被分别称为X轴上的参考加速度值和Y轴上的参考加速度值(第一参考加速度值和第二参考加速度值)。由于自接通电源后在步骤1601的第一计算中所使用的a_refx和a_refy为在电源被接通后刚检测到的加速度信号a_x和a_y。 

如等式(21)和(22)所示，MPU 19通过分别添加第一和第二校正加速度值a_corx和a_cory(即，通过积分运算)来计算第一速度值V_x和第二速度值V_y(步骤1615)。 

V_x(t)＝V_x(t-1)+a_corx    ...(21) 

V_y(t)＝V_y(t-1)+a_cory    ...(22) 

V_x(t)和V_y(t)表示当前获得的速度值，以及V_x(t-1)和V_y(t-1)表示之前的速度值。 

同时，MPU 19通过对所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)执行微分运算来计算角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)(步骤1602)。 

MPU 19分别判定上面的Δω_ψ和Δω_θ的绝对值|Δω_ψ|和|Δω_θ|是否小于阈值th2(步骤1603和1606)。当|Δω_ψ|≥th2时，MPU 19使用第一参考加速度值a_refx本身而不更新它(步骤1604)。类似地，当|Δω_θ|≥th2时，MPU 19使用第二参考加速度值a_refy本身而不更新它(步骤1607)。 

接近0的值被定为阈值th2。即使用户有意识地保持输入装置1不动，阈值th2也会考虑由于DC偏移等而检测到的角速度值。因 此，在用户有意识保持输入装置1不动的情况下，防止了指针2由于DC偏移而在显示期间移动。 

用于执行如上所述的处理的原因如下。 

如图37所示，当用户自然地操作输入装置1时，通过从手臂底部旋转、肘的弯曲和手腕的旋转中的至少一个进行操作。因此，加速度的生成导致角加速度的生成。具体地，假定加速度有助于在与加速度相同方向上所生成的角加速度。因此，通过MPU 19监控角加速度值|Δω_ψ|，能够判定是否更新在相同方向上的第一参考加速度值a_refx，并判定是否根据等式(19)最终校正第一校正加速度值a_corx。这同样适用于角加速度值|Δω_θ|。 

更具体地，当角加速度值|Δω_ψ|等于或大于阈值th2时，MPU 19判定输入装置1正在沿偏航方向移动。在这种情况下，MPU 19不更新第一参考加速度值a_refx，并因此不校正第一校正加速度值a_corx，并基于a_corx继续等式(21)的积分运算。 

此外，当角加速度值|Δω_θ|等于或大于阈值th2时，MPU 19判定输入装置1正在沿俯仰方向移动。在这种情况下，MPU 19不更新第二参考加速度值a_refy并因此不校正第二校正加速度值a_cory，并基于a_cory继续等式(22)的积分运算。 

同时，当在步骤1603中角加速度值|Δω_ψ|小于阈值th2时，MPU19判定输入装置1没有沿偏航方向移动。在这种情况下，MPU 19将参考加速度值a_refx更新为当前获得(最后)的检测值a_x，从而使用等式(19)校正第一校正加速度值a_corx(步骤1605)。换句话说，最后的检测值a_x为在输入装置1保持几乎不动时获得的检测值，从而是重力加速度的分量值。 

类似地，当在步骤1606中角加速度值|Δω_θ|小于阈值th2时，MPU 19判定输入装置1没有沿俯仰方向移动。在这种情况下，MPU19将第二参考加速度值a_refy更新为当前获得(最后)的检测值a_y，从而使用等式(20)校正第二校正加速度值a_cory(步骤1608)。 

应注意，在该实施例中，在偏航方向和俯仰方向这两个方向上的阈值已被设为相同的值th2。但是，对于这些方向可以使用不同的阈值。 

在上面的描述中，已监控了角加速度值Δω_ψ和Δω_θ，然而，MPU 19也能够监控角速度值ω_ψ和ω_θ，从而校正在等式(21)和(22)中所计算的速度值。基于与图37相同的思想，假定速度的产生导致角速度的产生，所以能够假定速度相当于在与速度相同方向上的角速度。 

具体地，当角速度值ω_ψ的绝对值|ω_ψ|等于或大于阈值th3(步骤1609中为否)时，MPU 19判定输入装置1正沿偏航方向移动。在这种情况下，MPU 19不校正第一速度值V_x(步骤1610)。这同样适用于角速度值ω_θ的绝对值|ω_θ|(步骤1612中为否，及步骤1613)。 

阈值th3也仅需要以与阈值th2相同的方式设定。 

另一方面，当|ω_ψ|小于阈值th3(步骤1609中为是)时，MPU 19判定输入装置1没有沿偏航方向移动。在这种情况下，例如，MPU19校正第一速度值V_x，从而将其复位为0(步骤1611)。这同样适用于|ω_θ|(在步骤1612中为是，及步骤1614) 

如上所述，当输入装置1保持几乎不动时，更新参考加速度值a_refx和a_refy，并校正了校正加速度值a_corx和a_cory，结果，能够抑制 相对于加速度传感器单元16的重力影响。另外，因为当更新参考加速度值a_refx和a_refy时通过等式(19)和(20)校正了加速度值a_corx和a_cory，所以也能够校正DC电平，从而解决了关于DC偏移的问题。此外，因为当输入装置1保持几乎不动时，速度值被校正而被复位为0，所以也能够抑制积分误差。当积分误差产生时，出现指针2不管用户是否已停止移动输入装置1都在画面3上移动的现象。 

因此，通过同时去除在图34的步骤103中的速度值(V_x，V_y)的计算处理中的重力加速度的影响，计算更精确的速度值。 

此外，在该实施例中，因为第一参考加速度值a_refx和第二参考加速度值a_refy被分别更新，所以当在偏航方向和俯仰方向上的角加速度值中的哪怕一个变为小于阈值时，也执行其校正。因此，能够以对于实际使用足够短的时间间隔来更新第一参考加速度值a_refx和第二参考加速度值a_refy。这同样适用于第一速度值V_x和第二速度值V_y的分别校正。图42是用于帮助理解上面描述的说明图。 

图42是示出了从通过X轴和Y轴所形成的平面观察的输入装置1的轨迹。如果在偏航方向上的角速度值ω_ψ基本上为0(小于阈值th3)，则V_y被复位为0。如果在俯仰方向上的角速度值ω_θ基本上为0(小于阈值th3)，则V_x被复位为0。 

到目前为止，输入装置1已执行了主要操作来计算速度值(V_x，V_y)。在图43所示的实施例中，控制装置40执行主要操作。图43所示的操作对应于图34的操作。 

例如，输入装置1将从传感器单元17输出的双轴加速度值和双轴角速度值作为输入信息传送至控制装置40(步骤1703)。控制装置40的MPU 35接收输入信息(步骤1704)，并且执行与步骤1103～1106、1109和1110相同的处理(步骤1705～1710)。作为步 骤1705中的速度值的计算方法，可以使用图36～图42中所述的方法。 

输入装置1也能够执行直至步骤1705(或者1706、1707、1708或1709)的处理，并且控制装置40执行步骤1706(或者1707、1708、1709或1710)及随后的处理。 

接下来，将描述消除由于输入装置1沿滚转方向的倾斜而引起的重力加速度影响及去除惯性加速度分量的操作的另一个实施例(图34所示的操作的另一个实施例)。图44是示出了操作的流程图。 

步骤1301～1304的处理与步骤1101～1104的处理相同。 

在步骤1305中，MPU 19判定在步骤1304中所计算的运算加速度值(a_xi，a_yi)的绝对值|a_xi|和|a_yi|中的至少一个是否超过阈值th4(判定装置)。这是因为，如果运算加速度值(|a_xi|，|a_yi|)太大，则在等式(1′)中的滚转角 

的计算误差就会变得很大。 

例如，阈值th4被适当设为等于或小于重力加速度的值，但是并不限于此。 

还能够在步骤1305中判定基于绝对值|a_xi|和|a_yi|计算的运算值是否超过阈值。例如，|a_xi|和|a_yi|的运算值为组合矢量值[(a_x)²+(a_y)²]^1/2。可选地，运算值可以为|a_xi|和|a_yi|的相加值、平均值等。 

当两个绝对值|a_xi|和|a_yi|或其运算值等于或大于阈值时，MPU 19认为没有引起计算误差，并且使用等式(1′)来计算滚转角 

(步骤1306)。 

MPU 19持续在存储器中存储所计算的滚转角 

因为如上所述以预定的时间间隔计算滚转角 

所以MPU 19通常间歇地更新滚转角 

并将其存储在存储器中(更新装置)(步骤1307)。 

另一方面，例如，当绝对值|a_xi|和|a_yi|中的至少一个超过阈值时，MPU 19停止存储在存储器中的滚转角 

的更新。换句话说，在这种情况下，MPU 19读出先前存储在存储器中的滚转角 

(步骤1308)。MPU 19通过对应于所读出的滚转角 

的旋转坐标变换(图35的等式(5))来校正速度值(V_x，V_y)，并且输出校正速度值(V_x′，V_y′)(步骤1309)。 

代替读出先前的滚转角 MPU 19执行下面的处理。例如，MPU 19间歇地更新所计算的速度值(V_x，V_y)并将其存储在存储器中。当绝对值|a_xi|和|a_yi|中的至少一个超过阈值时，MPU 19也能够停止速度值的更新，并且输出之前已更新并存储的速度值。可选地，MPU 19可以如图14的步骤308中所示停止预定处理。 

步骤1310～1313的处理与图34的步骤1107～1110的处理相同。 

如上所述，在图44中所示的处理中，即使运算加速度值大于阈值th4，仍然使用通过运算加速度值的正常范围所计算的先前滚转角 

因此，精确计算了速度值。 

以与图43中所示的处理相同的方式，可以通过控制装置40来执行图44中所示的步骤1303～1309、1312和1313的处理。可选地，控制装置40可以执行步骤1304(或者1305、1306、...、或1309)及随后的处理。 

在图44的处理中，运算加速度值(a_xi，a_yi)已成为阈值判定的目标。但是，通过加速度传感器单元16检测的加速度值(a_x，a_y)也可以为阈值判定的目标。在这种情况下，在对加速度值(a_x，a_y)执行阈值判定之后的处理与步骤1306及随后的处理相同。可选地，处理可以为使，仅因为当所检测的加速度值变为某个值以上时，检测电压饱和，所以此时自动停止滚转角 

的存储的更新。 

可选地，阈值判定的目标并不限于运算加速度值(a_xi，a_yi)和加速度值(a_x，a_y)。例如，通过角速度传感器单元15所检测的角速度值(ω_ψ，ω_θ)、通过对角速度值(ω_ψ，ω_θ)执行微分运算所计算的角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)或者在步骤1303中所计算的速度值(V_x，V_y)都可以用作阈值判定的目标。为了抑制由于输入装置1的移动过快(加速度过大)而引起的滚转角 

的运算误差，对这些运算加速度值、加速度值、角速度值、角加速度值和速度值中的每一个都执行阈值判定。 

相反，尽管随后将给出关于对加速度值(见图48～图50)、角速度值(见图50)和角加速度值(见图51)都执行阈值判定的实施例的描述，但是为了区别于在图34的处理中的阈值判定，执行这些实施例中所执行的阈值判定。 

接下来，将描述在通过如上所述的滚转角 

的运算去除惯性加速度分量之后额外去除残留的惯性加速度分量的实施例。图45是示出了处理的操作的流程图。 

在该实施例中，输入装置1包括低通滤波器(LPF)(未示出)的功能，其中输入有在关于步骤1905中所计算的滚转角 的等式(1′)的运算加速度值(a_xi，a_yi)中包含的残留惯性加速度分量值中的至少一个的信号。LPF通常是MPU 19的功能。由于LPF，去除了加速度信号的类脉冲分量，并因此去除了包含在滚转角 

的信号中 的残留惯性加速度分量。因此，使用LPF的处理的目的与在图18和19中所描述的处理的目的相同。 

步骤1901～1905的处理与步骤1101～1105相同。在步骤1906中，MPU 19去除包含在滚转角 

的数据中的加速度分量信号的类脉冲分量。此后的处理与步骤1106～1110相同。 

以与图43所述的处理相同的方式，可以通过控制装置40来执行图45中所示的步骤1903～1909、1912和1913的处理。可选地，控制装置40可以执行步骤1904(或者1905、1906或1907)及随后的处理。 

图46A是示出了在校正滚转角 而没有补偿惯性加速度分量(没有减去运算加速度值(a_xi，a_yi))的情况下指针2的实际轨迹的示图。换句话说，图46A示出了通过上面的等式(1)来校正滚转角 

的情况。 

在图46A中，不管本发明的发明者已使输入装置1沿水平方向线性移动的事实，指针2的轨迹为向上凸出的弧形轨迹。将描述获得这种轨迹的原因。图47是对其的说明图。 

如图47所示，例如，当指针2开始或停止移动时，惯性力I在X轴的+方向作用于输入装置1。在这种情况下，作为使用等式(1)校正滚转角 

的结果，输入装置将重力G和输入装置的惯性力I的组合矢量C错误地识别为真实的重力。因此，例如，不管输入装置实际上沿X轴水平移动的事实，指针2被错误地检测为其在开始点处沿向上的倾斜方向移动。 

图46B是示出了在校正滚转角 

的情况下指针2的实际轨迹的示图。在图46B中，执行作为上面图44的步骤1305的阈值判定与 使用LPF的图45的步骤1906的实例的组合的处理。从图中可以看出，指针2的轨迹与输入装置1的水平移动匹配。 

图48是示出了控制装置40在加速度传感器单元16的检测面从垂直面倾斜的状态下用户操作输入装置1的情况下的操作的流程图。 

参照图48，步骤1801～1804的处理与步骤1101～1104的处理相同。 

在步骤1805中，MPU 19基于重力加速度分量值(a_x，a_y)来计算组合加速度矢量值|a|。能够通过[(a_x)²+(a_y)²]^1/2来计算组合加速度矢量值|a|。MPU 19判定所计算的组合加速度矢量值|a|是否等于或小于阈值th5(步骤1806)，并且当|a|超过阈值th5时，计算滚转角 

(步骤1807)。所计算的滚转角 

被存储在存储器中并被更新(步骤1808)。 

当检测面与垂直面的倾斜很大时，即，当俯仰角θ很大时，重力加速度分量值(a_x，a_y)变小，滚转角 

的计算结果的精确度下降。因此，在该实施例中，在俯仰角θ随基于重力加速度分量值(a_x，a_y)计算的滚转角 

被更多地埋没在噪声中而增大的情况下，很难计算精确的滚转角 因此，当|a|等于或小于阈值th5时，MPU 19停止在存储器中的滚转角|a|的存储的更新(步骤1809)。在这种情况下，MPU 19使用等式(1)通过对应于先前所更新的滚转角 

的旋转坐标变换来校正速度值(V_x，V_y)，从而获得校正速度值(V_x′，V_y′)(步骤1810)。可选地，MPU 19也能够输出先前更新的校正速度值(V_x′，V_y′)。 

可选地，MPU 19可以如图14的步骤308中所示停止预定处理。这同样适用于图51。 

在图48的处理中，尽管并不限于此，但是组合加速度矢量值已被用作阈值判定的目标。例如，也能够比较角速度值|a_x|和|a_y|(比较装置)并且当作为比较结果的这些值中的较小一个等于或小于阈值时，停止在存储器中滚转角 

的存储的更新。 

可选地，还能够当基于重力加速度分量值(a_x，a_y)的运算值等于或小于阈值时停止在存储器中滚转角 

的存储的更新。例如，运算值可以为通过[(a_x)²+(a_y)²]^1/2、|a_x|+|a_y|、其他相加、相减、相乘和相除及其组合、或其他运算表达式计算的值。 

仅需要考虑噪声等适当设定阈值th5。 

根据本实施例，即使俯仰角θ很大，但是因为MPU 19停止了滚转角 

的更新，所以也能够计算精确的滚转角 

以与图43的处理相同的方式，可以通过控制装置40来执行图48所示的步骤1803～1810、1813和1814的处理。 

接下来，将描述图48中所示的处理的另一个实施例。图52是示出了控制系统在这种情况下的操作的流程图。图53A是示出了用于实现图52中所示的处理的输入装置的结构的示意图。 

如图53A所示，除上面的传感器单元17之外，输入装置91包括第三加速度传感器163。通常，第三加速度传感器163检测在沿Z′轴(第三轴)(基本上与作为第一和第二加速度传感器161和162的检测轴的X′轴和Y′轴正交)的方向上的加速度。换句话说，输入装置91能够检测三轴加速度。 

在图53A中，第三加速度传感器163被安装在与电路板25不同的基板26上，但是它也可以被安装在与电路板25整体形成的基 板上。可选地，第三加速度传感器163可以被安装在主基板8上(见图3)。 

参照图52，在步骤2302中，MPU 19从加速度传感器单元16和第三加速度传感器163获得三轴加速度值(a_x，，a_y，a_z)。步骤2303和2304的处理与步骤1803和1804的处理相同。 

例如，当输入装置91处于图53A所示的参考位置时，加速度值|a_z|基本上为0。然而，当输入装置91从参考位置开始沿俯仰方向(或包括俯仰方向的方向)旋转时，生成加速度值|a_z|，并且|a_z|随倾斜变大而增大。当输入装置91沿俯仰方向旋转时，仅集中在重力分量值的加速度值|a_z|变为如图53B所示的G*sinθ′(θ′＝90°-θ)(最大1G)。 

当在步骤2305中获得的加速度值|a_z|小于阈值th8时，执行步骤2306、2307和2309～2313的处理。步骤2306、2307和2309～2313的处理与图48中的步骤1807、1808和1810～1814相同。 

另一方面，当在步骤2305中加速度值|a_z|等于或大于阈值th8时，即，当检测面与垂直面(X-Y面)的倾斜θ相对较大时，传感器单元17的重力加速度分量值(a_x，a_y)变小，并且滚转角 

的计算结果的精确度下降。因此，在这种情况下，停止在存储器中滚转角 

的存储的更新(步骤2308)。 

如上所述，可以将阈值th8设定在加速度值|a_z|变为足够大的值的范围内。因此，因为在相对于加速度值|a_z|产生相对较低的噪声水平的状态(即，能够获得高S/N的状态)下执行阈值判定，所以可以提高判定的精确度。 

此处，如图15所述，存在多种情况，其中，例如在图48所示的步骤1809中滚转角 

的更新刚停止到接下来恢复更新的周期期间，切换在Y′轴方向上所检测的第二加速度值a_y的正/负。 

如图15所示，当切换重力加速度矢量GY′的加速度值a_y的符号时，当实际使用时在滚转角 

的计算中也产生误差。图49是示出了用于避免这种现象的输入装置1的处理操作的流程图。 

参照图49，MPU 19在步骤1806的条件下停止滚转角 

的更新(见图48)(步骤2001)。随后，MPU 19通过对应于之前更新的滚转角 

的旋转坐标变换来校正速度值(V_x，V_y)，从而获得校正速度值(V_x′，V_y′)，并输出它们(步骤2002)。可选地，MPU 19可以输出之前更新的校正速度值。 

当组合加速度矢量值|a|超过阈值th5(步骤2003中为否)时，MPU 19基于所获得的重力加速度值(a_x，a_y)来计算滚转角 

(步骤2004)。 

MPU 19计算当停止滚转角 

的更新时所获得的滚转角(即，在停止前刚计算的滚转角 

(第一滚转角))与在刚恢复更新之后获得的(在步骤2004中所计算的)滚转角 (第二滚转角)之间的差(步骤2005)。当差 

等于或大于阈值th6(步骤2006中为是)时，MPU 19将第二滚转角 

加上180度，作为最后的滚转角。也能够减去180度(角度差判定装置)。 

MPU 19通过与通过将第二滚转角 

加上180度所获得的第三滚转角 

对应的旋转坐标变换来计算校正速度值(V_x′，V_y′)并输出它们(步骤2008)。因此，在该实施例中，提高了输入装置1在识别输入装置1的位置过程中的精确度，并且指针2沿适当方向移动的这种显示变得可能。 

尽管并不限于此，但是阈值th6能够被设定在例如60度(＝±30度)～90度(＝±45度)的范围内。 

以与图43中所示的处理相同的方式，可以通过控制装置40来执行图49中所示的处理。 

图50是示出了根据另一个实施例的图49中所示的处理的操作的流程图。 

步骤2101～2104的处理与图49的步骤2001～2004相同。MPU19判定在刚停止滚转角 的更新前获得的俯仰方向上的角速度ω_θ的方向与在刚恢复更新之后获得的俯仰方向上的角速度ω_θ的方向是否相同(步骤2105)(角速度方向判定装置)。换句话说，判定ω_θ的矢量的正/负从滚转角 

的更新停止前至更新启动后是否一致。代替或除俯仰方向之外，可以判定关于偏航方向上角速度ω_ψ的正/负的一致性。 

当在步骤2105中判定为是时，能够确定由于在俯仰方向的角速度的方向连续，所以GY′的方向已如图15A和15B所示改变。在这种情况下，MPU 19通过与通过将第二滚转角 加上180度所获得的第三滚转角 

对应的旋转坐标变换来计算校正速度值(V_x′，V_y′)并输出它们(步骤2107)。 

通过这样确保在俯仰方向上角速度ω_θ(或在偏航方向上角速度ω_ψ)的连续性，额外提高了输入装置1在识别输入装置1的位置的过程中的精确度。 

以与图19所示的处理相同的方式，可以通过控制装置40来执行图50的处理。 

作为图49和50的处理的另一个实施例，存在下面的实例。例如，判定当停止滚转角 

的更新时获得的第一和第二角速度的组合角速度矢量值(第一组合角速度矢量值)与当恢复滚转角的更新时获得的组合角速度矢量值(第二组合角速度矢量值)之间的差是否等于或大于阈值(角速度矢量判定装置)。可以通过[(ω_ψ)²+(ω_θ)²]^1/2来计算组合角速度矢量值。当第一组合角速度矢量值与第二组合角速度矢量值之间的差很大时，确定位置改变很大。当差被判定为等于或小于阈值时，MPU 19执行类似于步骤2008和2107的处理。 

也可以通过控制装置40来执行如上所述的输入装置1的处理。 

接下来，将描述去除由于输入装置1的检测面从垂直面的倾斜所引起的重力加速度影响的操作的另一个实施例。图51是示出了操作的流程图。本实施例为在计算滚转角 

时监控角加速度值的方法。 

步骤2201～2204的处理与步骤1101～1104相同。 

在步骤2205中，MPU 19通过基于所获得的角速度值(ω_ψ，ω_θ)的微分运算来计算角加速度值(Δω_ψ，Δω_θ)(角速度微分装置)。 

例如，MPU 19判定例如在两个方向上所计算的角加速度值中在偏航方向上的角加速度值|Δω_ψ|是否超过阈值th7(步骤2206)(判定装置)。当超过阈值th7时，MPU 19停止滚转角 

的更新(步骤2209)。执行如上所述的处理的原因如下。 

使用上面的等式(4)、基于加速度值(a_x，a_y)来计算绕X或Y轴的角加速度值(Δω_θ，Δω_ψ)。即使当用户移动输入装置1时在输入装置1中产生加速度，仍能够通过使用等式(4)计算用于将由此引起的滚转角 

的计算误差抑制在允许范围内的期望的第一允许加速 度值和第二允许加速度值。换句话说，能够通过设定角加速度的阈值th7将滚转角 

的计算误差抑制在允许范围内。 

图21是示出了根据再一个实施例的输入装置的结构的示意图。 

输入装置141的控制单元130包括置于主基板18的下部的加速度传感器单元116。加速度传感器单元116可以是检测关于两个轴(X′和Y′轴)的加速度的单元，或者可以是检测关于三个轴(X′、Y′和Z′轴)的加速度的单元。 

当用户握住输入装置141时，设置加速度传感器单元116的位置比输入装置1的情况更接近手腕。通过将加速度传感器单元116置于这样的位置，当用户摆动手腕时所产生的惯性加速度影响能够被最小化。 

此外，例如，通过使用三轴型加速度传感器单元116，尽管计算量稍微增大，但是不管其上设置有加速度传感器单元116的安装面的类型如何，都能够提取在X′-Y′面内的加速度分量。结果，能够提高基板布局的自由度。 

图22是示出了根据另一个实施例的控制系统的操作的流程图。 

在步骤701a、701b和702中，MPU 19执行与步骤101a、101b和102相同的处理。基于在步骤702中所计算的滚转角 

MPU 19计算在滚转方向上的角速度值 

(步骤703)。 

通过对滚转角 

求时间微分来获得在滚转方向上的角速度值 

MPU 19仅需要对多个滚转角 

进行采样并对它们进行微分，或者可以输出每隔预定时钟计算的滚转角 

作为角速度值 

(滚转角速度)。 

MPU 19通过对应于滚转角 

的旋转坐标变换来校正角速度值(ω_ψ，ω_θ)，从而获得校正角速度值(ω_ψ ′，ω_θ′)(步骤704)。MPU 19将校正角速度值ω_ψ′和滚转角速度值 

分别乘以通过预定比率所表示的迁移系数α和β。α和β的值可以为任意实数或函数，并且仅需要被存储在ROM等或其他存储器件中。输入装置1或控制装置40可以包括用户能够设定α和β的程序。MPU 19计算通过乘以迁移系数α和β分别获得的两个角速度值ω_ψ″和 

的组合角速度值ω_γ(步骤705)(组合计算装置)。 

作为用于计算组合的表达式，通常使用等式(23)的加法表达式。 

用于计算组合的表达式并不限于等式(23)，而是可以为 

或 

MPU 19输出关于因而获得的组合角速度值ω_γ和在步骤704中所获得的校正角速度值ω_θ′的信息作为输入信息(步骤706)。 

组合角速度值ω_γ变为在X轴方向上指针2在画面3上的位移量，并且在俯仰方向上的校正角速度值ω_θ′变为在Y轴方向上指针2在画面3上的位移量。换句话说，在两个轴上的指针2的位移量(dX，dY)能够通过下面的等式(24)和(25)来表示。 

dY＝ω_θ′(＝δω_θ)(δ为实数或函数)  ...(25) 

在步骤707～709中，控制装置40的MPU 35执行类似于图10中所示的步骤105～107的处理。 

可以如图12，通过控制装置40来执行图22中所示的步骤702～706的处理。 

如上所述，在这个实施例中，通过用户使输入装置1绕Z′轴旋转的操作和用户使输入装置1沿X′轴方向移动的操作中的至少一个操作，控制指针沿第一轴方向的移动。因此，用户不仅能够减少当输入装置1沿X轴方向移动时的移动量，而且也能够轻易使指针沿X轴方向移动。 

具体地，例如，当使用水平方向长的画面时，用户能够指针沿2沿水平方向轻易移动。此外，因为通过用户使输入装置1绕Z轴旋转能够使指针2沿水平方向移动，所以直觉的操作变得可能。 

图23是示出了根据本发明的另一个实施例的输入装置的电结构的框图。输入装置201与上面的输入装置1、101和141不同之处在于，不包括传感器单元17而包括三轴角速度传感器单元215。 

三轴角速度传感器单元215包括：角速度传感器，用于检测绕X′轴的角速度；角速度传感器，用于检测绕Y′轴的角速度；以及角速度传感器，用于检测绕Z′轴的角速度。这些角速度传感器分别输出角速度值(ω_θ，ω_ψ， )的信号。 

图24示出了包括输入装置201的控制系统的操作的流程图。作为控制装置，仅需要使用上面实施例中所示的控制装置40。 

从角速度传感器单元215输出三轴角速度信号(步骤901)，并且MPU 19获得其角速度值 

MPU 19通过下面的等式(26)的积分运算来计算滚转角 

(步骤902)。 

表示滚转角的初始值。 

在上面的实施例中，已利用旋转坐标变换校正输入装置1在滚转方向上的倾斜。但是，在本实施例中，当在输入装置201的初始位置处生成初始值 

时不进行任何测量时，出现积分误差。 

作为在等式(26)中去除积分误差的实际且简单的方法，存在下面的方法。 

例如，为输入装置201设置复位按钮(未示出)。复位按钮通常为与按钮11和12及旋钮13分离设置的按钮。当用户按下复位按钮时，控制装置40控制显示器使得指针2根据输入装置201的操作而在画面上移动。可选地，从用户刚按下复位按钮之后至用户接下来再次按下复位按钮之前，控制装置40控制显示使得指针2根据输入装置201的操作而在画面上移动。具体地，复位按钮的按下被设定为用于启动用于减少积分误差的操作的触发器。 

此处，在触发器刚生效之后，控制装置40的MPU 19或MPU 35将 

和 

复位为0(复位装置)。可选地，等式(26)不需要包括第一位中的 

项。 

通过这种方法，由于每次对输入装置201进行操作时(用户按下复位按钮期间的时间或从刚按下之后到下次按下的周期) 

都被复位为0，所以积分误差实际上并没有扩大。 

在这种情况下，用户需要注意在按下复位按钮时使输入装置201保持在接近参考位置处，但是其难度很低并且能够轻易控制。 

应注意，代替设置有复位按钮的结构，输入装置201的MPU 19和控制装置40的MPU 35可以在预定条件下执行复位。预定条件 的实例为输入装置201处于参考位置的情况。仅需要设置加速度传感器单元16等用来检测输入装置201处于参考位置。 

在步骤902之后，MPU 19计算通过分别将偏航角速度值ω_ψ和滚转角速度 

乘以预定的迁移系数α和β所获得的偏航运算角速度值ω_ψ′和滚转运算角速度值 

的组合角速度值ω_γ(步骤903)。MPU 19关于所计算的组合角速度值ω_γ和通过角速度传感器单元215所获得的俯仰角速度值ω_θ的信息作为输入信息输出(步骤904)。 

控制装置40接收输入信息(步骤905)，根据来其生成指针2的坐标值(步骤906)，并且控制指针2的显示(步骤907)。 

如图12，在图24中所示的步骤902～904的处理可以通过控制装置40来执行。 

图25是示出了根据另一个实施例的图24的处理的操作的流程图。 

从角速度传感器单元215输出三轴角速度信号(步骤801)，并且MPU 19获得其角速度值 

MPU 19使用下面的等式(27)来计算滚转角 

(步骤802)。 

MPU 19执行与图22所示的步骤704～706相同的处理(步骤803～805)，并且控制装置40的MPU 35执行与步骤707～709相同的处理(步骤806～808)。 

尽管在等式(27)中出现积分误差，但是由于在步骤803中执行了对应于滚转角 

的旋转坐标变换，所以还是不存在任何问题的。 此外，还通过执行旋转坐标变换来去除等式(26)中的滚转角的初始值 

如图12，通可以过控制装置40执行图25中所示的步骤802～805的处理。 

接下来，将描述输入装置的另一个实施例。 

图26是示出了输入装置51的透视图。图27是示出了从旋钮13侧观察的输入装置51的侧视图。在下面的描述中，将简化或省略关于与根据图2等所示的实施例的输入装置1类似的组件、功能等的描述，并且将主要描述不同点。 

输入装置51的外壳50包括在外壳50的表面上的预定位置处的部分球体或部分二次曲面50a。下文中，为了方便，将部分球体或部分二次曲面(50a)称为“下曲面”(50a)。 

下曲面50a形成在几乎与按钮11和12相对的位置上，即，当用户握住输入装置51时小手指(而非其他手指)定位为更接近下曲面50a的位置。可选地，在沿一个方向(Z′轴方向)延伸的壳体50中，传感器单元17设置Z′轴方向中相对于壳体50的纵向中心的Z′轴的正侧的情况下，下曲面50a设置在Z′轴的负侧。 

通常，部分球体基本上是半球，但是并不必须是半球。二次曲面是通过将二维圆锥曲面(二次曲面)展开成三维圆锥曲面而获得的曲面。二次曲面的实例包括椭圆面、椭圆抛物面和双曲面。 

通过上述输入装置51的壳体50的结构，用户可以在使输入装置51的下曲面50a作为支点紧靠在餐桌、椅子、地板、用户的膝盖或大腿等(下文称为邻接目标对象49)上的同时容易地操作输入 装置51。即，即使在输入装置51的下曲面50a紧靠在邻接目标对象49的状态下，用户仍可以容易地使输入装置51倾斜不同角度，从而能够进行诸如将指针放到图标上的复杂操作。图28是示出用户在使下曲面50a紧靠在膝盖上的同时操作输入装置51的状态的示图。 

可选地，在这个实施例中，能够防止出现不能通过抖动校正电路抑制的由于手的抖动而引起的误差操作，并且用户能够免于当用户保持在空中手持输入装置51进行操作时引起的疲劳。 

图29是示出了根据本发明的又一个实施例的输入装置的透视图。 

类似于图26和27中所示的输入装置51，输入装置61的壳体60包括由部分球体构成的下曲面60a。垂直于输入装置61的壳体60的最大长度方向(Z′轴方向)并接触下曲面60a的面(下文中为了方便称为下端面55)基本上平行于由X轴和Y轴(见图8)(作为角速度传感器单元15的检测轴)形成的面(X-Y面)。 

通过上述输入装置61的结构，在下曲面60a紧靠在下端面55的同时通过用户进行操作的情况下，施加给输入装置61的角速度按原样被输入到角速度传感器单元15。因此，能够减少从来自角速度传感器单元15的检测信号中获得检测值所需的计算量。 

图30是示出了根据本发明的再一个实施例的输入装置的前视图。图31是示出了输入装置的侧视图。 

例如，输入装置71的外壳70的下曲面70a为部分球体。下曲面70a设置有比分别在图26和图29中示出的输入装置51和61的下曲面50a和60a具有更大的曲率半径。角速度传感器单元15被 设置在以下位置处，其中，包含在由X轴和Y轴(角速度传感器单元15的检测轴)形成的X-Y面中的直线对应于当从X和Y轴方向观看时通过部分球体的实际画出的圆56的切线。只要满足如上所述的条件，则角速度传感器单元15可配置在壳体70中，以使角速度传感器单元15的X-Y面相对于输入装置71的纵向倾斜(见图30)。 

因此，因为在使输入装置71的下曲面70a紧靠在紧靠目标对象49上的同时当用户操作输入装置71时生成的角速度的矢量方向和角速度传感器单元15的检测方向匹配，因此能够进行线性输入。 

图32是示出了根据本发明再一实施例的输入装置的前视图。 

例如，作为输入装置81的外壳80的下曲面80a的球体具有与图29所示相同或相近的曲率半径。关于角速度传感器单元15，通过X轴和Y轴的交叉点(角速度传感器单元15的中点)并且垂直于X轴和Y轴的垂直直线通过包括下曲面80a的第一球体62的中心点O。通过上述结构，包括下曲面80a的第一球体62和包含在角速度传感器单元15的X-Y面中的直线变为切线的第二球体63被同心配置。因此，输入装置81承受与图30所的输入装置71相同的影响。 

应该注意，上述包括部分球体或部分二次曲面的输入装置51、61、71或81并不必须在其下曲面50a、60a、70a或80a紧靠在邻接目标对象49上的同时被用户操作，而是当然还能在空中进行操作。 

在图26～图32所示的输入装置51、61、71、或81可以被应用于图21所示的输入装置141和通过输入装置141所执行的处理， 或者可以被应用于具有图23所示的结构的输入装置201和通过输入装置201所执行的处理。 

本发明的实施例并不限于上面的实施例，而是各种其他实施例都是可能的。 

例如，当获得如对应于图44、图45和图48～图52的实施例所示的运算加速度值(a_xi，a_yi)时，已使用图35所示的等式(5)通过旋转坐标变换校正“速度值”。然后，如图10、图12等所述，即使获得运算加速度值(a_xi，a_yi)，仍能够使用图11中所示的等式(3)通过旋转坐标变换来校正“角速度值”，并将这些校正角速度值转换成速度值。图54是示出了在图44中所示的处理的变型例的流程图，并且示出了通过旋转坐标变换来校正“角速度值”的情况(具体见步骤2409)。这不被限制于图44，而是同样适用于图45和图48～图52中所示的处理。 

关于在上面实施例中所述的传感器单元17，已给出了关于角速度传感器单元15的X′轴和Y′轴的检测轴与加速度传感器单元16的X′轴和Y′轴的检测轴彼此分别匹配的情况。但是，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被安装在一个基板上的情况下，可以在使角速度传感器单元15和加速度传感器单元16在基板的主面内偏离预定的旋转角的同时进行安装，使得角速度传感器单元15和加速度传感器单元16的检测轴并不匹配。在这种情况下，通过使用三角函数的计算能够获得相对于各个轴的加速度和角速度。 

在图14中，加速度已为步骤304中的判定处理的目标，并且当加速度的绝对值等于或小于阈值Th1时，已停止预定处理。可选地，例如，可以为输入装置1设置用于使用户在预定处理的停止和恢复之间进行切换的开关。开关的实例包括机械DIP开关、按钮型 开关和使用传感器的开关。电子传感器、磁性传感器、光学传感器等可以用作所述传感器。例如，当开关为开/关型按钮时，还能够当用户按下按钮时停止通过信息输出装置执行的处理而当用户再次按下按钮时恢复处理。可选地，在用户按下按钮的同时停止处理(或执行处理)的形式也是可以的。 

可选地，作为用于切换预定处理的停止和恢复的装置，输入装置或控制装置可以包括使用GUI的软件。例如，可以通过使用在画面上所显示的开关或其他GUI来切换预定处理的停止和恢复。 

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必须像上面的X′轴和Y′轴一样地彼此正交。在这种情况下，通过使用三角函数的计算能够获得分别在彼此正交的轴方向上投影的加速度。类似地，通过使用三角函数的计算能够获得绕彼此正交的轴的角速度。 

在图10、图12、图14、图20、图22、图24、图25、图44、图45和图48～图52所示的流程图中，在输入装置与控制装置彼此通信的同时，可以通过控制装置执行输入装置1的一部分处理，或者可以通过输入装置执行控制装置的一部分处理。 

上述输入装置1包括加速度传感器单元16和角速度传感器单元15。然而，包括用于实现图22、24和25的处理的角度传感器和角速度传感器的输入装置也是可能的。角度传感器包括两个角度传感器，用于检测图33A所示的绕X′轴(第一轴)的角度(第一角)θ和图33B所示的绕Z′轴的角度(第三角) 

θ为X′-Y′面与垂直轴的角。当然，输入装置可以包括三轴角度传感器，也用于检测绕Y′轴(第二轴)的角度(第二角)ψ。 

在双轴情况下，角度传感器由加速度传感器单元16构成。如图33A所示，作为重力加速度G的Y′方向分量的G*sinθ为在Y′轴方向上的加速度值a_y用于获得θ。此外，如图33B所示，关于绕Z′轴的角，能够通过 

或 

(X′方向分量的加速度值)来获得 

因此，通过计算角θ和 

通过微分运算来计算ω_θ和 

(微分装置)。在这种情况下，能够通过角速度传感器直接获得绕Y′轴的角速度ψ。 

可选地，也能够通过角度传感器仅计算角θ和 

中的一个，例如，仅计算角θ(或 

)，并且通过微分运算来计算ω_θ(或 

)。在这种情况下，通过角速度传感器能够直接获得 

(或ω_θ)和ω_ψ。 

即使输入装置包括如上所述的角度传感器，对于输入装置或控制装置来说，仍能够执行对应于滚转角 

的旋转坐标变换处理、使用迁移系数α和β的乘法处理和由此获得的两个角速度的组合运算处理。 

代替或除加速度传感器之外，角度传感器可以由地磁传感器(单轴或双轴)或图像传感器构成。 

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。例如，当使用三轴地磁传感器作为角度传感器时，检测角度值的改变量。因此，在这种情况下，对角度值执行微分运算，从而获得角速度值。作为多个加速度传感器的组合构成角加速度传感器，并且通过对通过角加速度传感器获得的角加速度值执行积分运算来获得角速度值。 

作为计算速度值(V_x，V_y)的方法，存在以下方法，其中，例如，MPU 19通过对加速度值(a_x，a_y)进行积分来获得速度值，并且使用角速度值(ω_ψ，ω_θ)作为积分运算的代数余子式。相反，存 在以下方法，其中，例如，MPU 19通过运算或查找表来获得对应于角速度值(ω_ψ，ω_θ)的速度值，并且使用加速度值来作为该运算的代数余子式。 

可选地，MPU 19通过将加速度值(a_x，a_y)分别除以角速度值(ω_ψ，ω_θ)的微分值(Δω_ψ，Δω_θ)来获得外壳10移动的回转半径(R_ψ，R_θ)。通过将回转半径(R_ψ，R_θ)乘以角速度值(ω_ψ，ω_θ)来获得速度值(V_x，V_y)。 

可选地，也能够在排除角速度传感器单元15的同时，设置加速度传感器单元16作为移动传感器，并且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)。相反，也能够在排除了加速度传感器单元的同时，设置角速度传感器单元15作为移动传感器，并且通过运算或查找表来计算对应于角速度值(ω_ψ，ω_θ)的速度值(V_x，V_y)。 

根据上面实施例的输入装置已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信息处理装置(手持装置)。在这种情况下，当用户移动手持装置的主体时，在显示部上所显示的指针移动。手持装置的实例包括PDA(个人数字助理)、手机、便携式音乐播放器和数码相机。 

在上面的实施例中，根据每隔输入装置等的移动在画面上移动的指针2已被表示为箭头图像。但是，指针2的图像并不限于箭头，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。 

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]示出了输入装置的透视图。 

[图3]示意性示出了输入装置的内部结构的示图。 

[图4]示出了输入装置的电结构的框图。 

[图5]示出了在显示装置上所显示的画面实例的示图。 

[图6]示出了用户手持输入装置的状态的示图。 

[图7]示出了移动输入装置的方式及指针相对地在画面上移动的方式的典型实例的说明图。 

[图8]示出了传感器单元的透视图。 

[图9]示出了用于说明相对于加速度传感器单元的重力影响的示图。 

[图10]示出了控制系统的操作的流程图，包括通过在滚转方向上的旋转坐标变换的校正处理，用于尽可能地减小相对于加速度传感器单元的重力影响。 

[图11]示出了旋转坐标变换的表达式和说明图。 

[图12]示出了根据另一个实施例的控制系统的操作的流程图。 

[图13](A)是示出了在检测面从垂直面倾斜并且也在滚转方向上倾斜的状态下的加速度传感器单元的示图，(B)是在从绝对Y-Z面看时在(A)中所示状态下的加速度传感器单元的示图。 

[图14]示出了在检测面从垂直面倾斜的同时操作输入装置的情况下控制系统的操作的流程图。 

[图15](A)是示出了在停止滚转角的计算的瞬间加速度传感器单元的位置的示图，(B)是示出了在恢复滚转角的计算的瞬间加速度传感器单元的位置的示图。 

[图16]示出了用于减小图15中的滚转角 

的计算误差的处理的操作的流程图。 

[图17]示出了根据另一个实施例的图16中所示的处理的操作的流程图。 

[图18]示出了根据第一实施例的输入装置的框图，该输入装置抑制了当在去除由于输入装置在滚转方向上的倾斜所引起的重力加速度分量的影响后用户实际移动并操作输入装置时所引起的滚转角的波动。 

[图19](A)是示出了在通过LPF前在X′或Y′轴方向上的加速度信号的示图，(B)是示出了在通过LPF轴后的加速度信号的示图。 

[图20]示出了抑制滚转角的波动的第二实施例的操作的流程图，其中，在计算滚转角 

时监控角加速度值。 

[图21]示出了根据本发明又一实施例的输入装置的结构的示意图。 

[图22]示出了根据又一个实施例的控制系统的操作的流程图。 

[图23]示出了根据本发明又一个实施例的输入装置的电结构的框图。 

[图24]示出了包括图23所示输入装置的控制系统的操作的流程图。 

[图25]示出了根据另一个实施例的在图24中所示的处理的操作的流程图。 

[图26]示出了根据本发明又一实施例的输入装置的透视图。 

[图27]示出了从旋钮侧看时图26所示输入装置的侧视图。 

[图28]示出了在输入装置的下曲面与膝盖接触的同时用户操作输入装置的状态的示图。 

[图29]示出了根据本发明又一实施例的输入装置的透视图。 

[图30]示出了根据本发明又一实施例的输入装置的前视图。 

[图31]示出了图30中所示的输入装置的侧视图。 

[图32]示出了根据本发明又一实施例的输入装置的前视图。 

[图33]用于说明角度传感器的原理的示图。 

[图34]示出了根据实施例的控制系统的操作的流程图。 

[图35]示出了旋转坐标变换的表达式和说明图。 

[图36]示出了根据实施例的、输入装置关于速度值的计算方法的操作的流程图。 

[图37]用于说明速度值的计算方法的基本思想的示图。 

[图38]示出了根据另一个实施例的用于使用回转半径来计算速度值的输入装置的操作的流程图。 

[图39]用于说明当输入装置沿俯仰方向摆动时重力加速度的影响的示图，从X方向观察该输入装置。 

[图40]示出了根据另一个实施例的输入装置关于计算回转半径的方法的操作的流程图。 

[图41]示出了根据另一个实施例的输入装置关于计算速度值的方法的操作的流程图。 

[图42]从X轴和Y轴的面观察的输入装置的轨迹的实例。 

[图43]示出了在控制装置执行主要操作的情况下对应于图10的控制系统的操作的流程图。 

[图44]示出了根据另一个实施例的控制系统关于去除由于输入装置在滚转方向上倾斜而引起的重力加速度影响及去除移动惯性分量的操作的流程图。 

[图45]示出了根据实施例的、控制系统在通过滚转角的操作去除移动惯性分量后额外去除剩余移动惯性分量的操作的流程图。 

[图46](A)是示出了在校正滚转角而没有减去等式(1)中的运算加速度值的情况下指针的实际轨迹的示图，(B)是示出了在使用等式(1)校正滚转角的情况下指针的实际轨迹的示图。 

[图47]用于说明指针如图46A所示移动的原因的示图。 

[图48]示出了控制系统在检测面从垂直面倾斜的同时操作输入装置的情况下的操作的流程图。 

[图49]示出了用于减小图48中的滚转角的计算误差的处理的操作的流程图。 

[图50]示出了根据另一个实施例的在图49中所示的处理的操作的流程图。 

[图51]示出了根据另一个实施例的关于去除由于输入装置的检测面与垂直面的倾斜而带来的重力加速度影响的操作的、控制系统的操作的流程图。 

[图52]示出了根据另一个实施例的控制系统关于图48所示处理的操作的流程图。 

[图53](A)是示出了用于实现图52中所示的处理的输入装置的结构的示意图，(B)是用于说明被第三加速度传感器所检测的加速度值的示图。 

[图54]示出了在通过旋转坐标变换校正“角速度值”的情况下图44所示处理的变型例的流程图。 

参考数字的描述 

1、51、61、71、81、101、141、201：输入装置 

2：指针 

3：画面 

15、215：角速度传感器单元 

16、216：加速度传感器单元 

17：传感器单元 

40：控制装置 

100：控制系统 

102：低通滤波器 

151，152：角速度传感器

161：第一加速度传感器 

162：第二加速度传感器 

Claims (20)

1.一种输入装置，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，检测在沿与沿所述第一轴的所述方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

第一角速度传感器，检测绕所述第二轴的第一角速度；

第二角速度传感器，检测绕所述第一轴的第二角速度；

角度计算装置，用于基于所述第一加速度和所述第二加速度，计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，所述输入装置绕所述第三轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述第二轴之间；以及

信息输出装置，用于通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和所述第二角速度，并输出关于通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的信息。

2.一种控制装置，根据从输入装置输出的输入信息来控制在画面上所显示的UI，所述输入装置包括：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，检测在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；第一角速度传感器，检测绕所述第二轴的第一角速度；以及第二角速度传感器，检测绕所述第一轴的第二角速度，所述控制装置包括：

接收装置，用于接收关于所述第一加速度、所述第二加速度、所述第一角速度和所述第二角速度的信息，作为所述输入信息；

角度计算装置，用于基于所接收的第一加速度和第二加速度，计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，所述输入装置绕所述第三轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述第二轴之间；

信息输出装置，用于通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所接收的第一角速度和第二角速度，并输出关于通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的信息；以及

坐标信息生成装置，用于生成对应于所述第一校正角速度和所述第二校正角速度的、所述画面上的所述UI的坐标信息。

3.一种控制方法，用于根据输入装置的移动来控制画面上的UI，包括：

检测所述输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度；

检测所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

检测所述输入装置绕所述第二轴的第一角速度；

检测所述输入装置绕所述第一轴的第二角速度；

基于所述第一加速度和所述第二加速度，作为角度，计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，所述输入装置绕所述第三轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述第二轴之间；

通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和所述第二角速度，并输出关于通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的信息；以及

生成对应于所述第一校正角速度和所述第二校正角速度的、所述画面上的所述UI的坐标信息。

4.一种输入装置，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，检测在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

第一角速度传感器，检测绕所述第二轴的第一角速度；

第二角速度传感器，检测绕所述第一轴的第二角速度；

速度计算装置，用于基于所述第一加速度值、所述第二加速度值、所述第一角速度值和所述第二角速度值，计算在沿所述第一轴的方向上的第一速度值和在沿所述第二轴的方向上的第二速度值；

微分运算装置，用于通过分别求所述第一速度值和所述第二速度值的微分来计算第一运算加速度值和第二运算加速度值；

角度计算装置，用于基于通过从所述第一加速度值中减去所述第一运算加速度值所获得的值和通过从所述第二加速度值中减去所述第二运算加速度值所获得的值，计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，所述输入装置绕所述第三轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述第二轴之间；以及

信息输出装置，用于通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一速度值和所述第二速度值，并输出关于通过校正获得的第一校正速度值和第二校正速度值的信息。

5.一种控制装置，根据从输入装置输出的输入信息来控制在画面上显示的UI，所述输入装置包括：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，检测在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；第一角速度传感器，检测绕所述第二轴的第一角速度；以及第二角速度传感器，检测绕所述第一轴的第二角速度，所述控制装置包括：

接收装置，用于接收关于所述第一加速度值、所述第二加速度值、所述第一角速度值和所述第二角速度值的信息，作为所述输入信息；

速度计算装置，用于基于已接收的所述第一加速度值、所述第二加速度、所述第一角速度值和所述第二角速度值，计算在沿所述第一轴的方向上的第一速度值和在沿所述第二轴的方向上的第二速度值；

微分运算装置，用于通过分别求所述第一速度值和所述第二速度值微分来计算第一运算加速度值和第二运算加速度值；

角度计算装置，用于基于通过从所述第一加速度值中减去所述第一运算加速度值获得的值和通过从所述第二加速度值中减去所述第二运算加速度值获得的值，计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，所述输入装置绕所述第三轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述第二轴之间；

信息输出装置，用于通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一速度值和所述第二速度值，并输出关于通过校正获得的第一校正速度值和第二校正速度值的信息；以及

坐标信息生成装置，用于生成对应于所述第一校正速度值和所述第二校正速度值的、所述画面上的所述UI的坐标信息。

6.一种控制方法，包括：

检测输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度；

检测所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

检测所述输入装置绕所述第二轴的第一角速度；

检测所述输入装置绕所述第一轴的第二角速度；

基于所述第一加速度值、所述第二加速度值、所述第一角速度值和所述第二角速度值，计算在沿所述第一轴的方向上的第一速度值和在沿所述第二轴的方向上的第二速度值；

通过分别求所述第一速度值和所述第二速度值的微分来计算第一运算加速度值和第二运算加速度值；

基于通过从所述第一加速度值中减去所述第一运算加速度值获得的值和通过从所述第二加速度值中减去所述第二运算加速度值获得的值，计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的加速度检测面具有预定角度的第三轴的角度，所述输入装置绕所述第三轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述第二轴之间；

通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一速度值和所述第二速度值；

输出关于通过校正获得的第一校正速度值和第二校正速度值的信息；以及

生成对应于所述第一校正速度值和所述第二校正速度值的、画面上的UI的坐标信息。

7.一种输入装置，包括：

加速度输出装置，包括加速度传感器，用于使用所述加速度传感器来输出所述输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

角速度输出装置，用于输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；

信息输出装置，用于基于所述第一加速度和所述第二加速度，计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和所述第二角速度，并至少输出包含通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的第一信息；以及

抑制装置，用于当所述第一加速度和所述第二加速度中的至少一个包括重力加速度分量和由所述输入装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动。

8.一种控制装置，根据从输入装置输出的输入信息控制在画面上所显示的指针，所述输入装置包括：加速度输出装置，包括加速度传感器，用于使用所述加速度传感器来输出所述输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；以及角速度输出装置，用于输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度，所述控制装置包括：

接收装置，用于接收关于所述第一加速度、所述第二加速度、所述第一角速度和所述第二角速度的信息，作为所述输入信息；

信息输出装置，用于基于所接收的第一加速度和第二加速度，计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，其中，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所接收的第一角速度和第二角速度，并输出关于通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的信息；

抑制装置，用于当所述第一加速度和所述第二加速度中的至少一个包括重力加速度分量和由所述输入装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动；以及

坐标信息生成装置，用于生成对应于所述第一校正角速度和所述第二校正角速度的、所述画面上的所述指针的坐标信息。

9.一种控制系统，包括：

输入装置，包括：

加速度输出装置，包括加速度传感器，用于使用所述加速度传感器来输出所述输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

角速度输出装置，用于输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；

信息输出装置，用于基于所述第一加速度和所述第二加速度来计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，其中，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和所述第二角速度，并至少输出包含通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的第一信息；和

抑制装置，用于当所述第一加速度和所述第二加速度中的至少一个包括重力加速度分量和由所述输入装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动；以及

控制装置，包括：

接收装置，用于接收所述第一信息，以及

坐标信息生成装置，用于在画面上生成对应于所接收的第一校正角速度和第二校正角速度的、所述画面上显示的指针的坐标信息。

10.一种控制系统，包括：

输入装置，包括：

加速度输出装置，包括加速度传感器，用于使用所述加速度传感器来输出所述输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度，和

角速度输出装置，用于输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；以及

控制装置，包括：

接收装置，用于接收关于所述第一加速度、所述第二加速度、所述第一角速度和所述第二角速度的信息，

信息输出装置，用于基于所述第一加速度和所述第二加速度来计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，其中，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所接收的第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和所述第二角速度，并至少输出包含通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的第一信息，

抑制装置，用于当所述第一加速度和所述第二加速度中的至少一个包括重力加速度分量和由所述输入装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动，以及

坐标信息生成装置，用于在画面上生成对应于所输出的第一校正角速度和第二校正角速度的、所述画面上显示的指针的坐标信息。

11.一种手持装置，包括：

加速度输出装置，用于输出所述手持装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述手持装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

角速度输出装置，用于输出所述手持装置绕第三轴的第一角速度和所述手持装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；

信息输出装置，用于基于所述第一加速度和所述第二加速度来计算所述手持装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，其中，所述手持装置绕所述第五轴的所述角度形成在所接收的第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和所述第二角速度，并至少输出包含通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的第一信息；

抑制装置，用于当所述第一加速度和所述第二加速度中的至少一个包括重力加速度分量和由所述手持装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动，以及

坐标信息生成装置，用于在画面上生成对应于所输出的第一校正角速度和第二校正角速度的、所述画面上显示的指针的坐标信息。

12.一种控制方法，包括：

使用加速度传感器来输出输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；

基于所述第一加速度和所述第二加速度，计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述所接收的第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间；

通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和所述第二角速度；

当所述第一加速度和所述第二加速度中的至少一个包括重力加速度分量和由所述输入装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动；以及

生成对应于通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的、画面上的指针的坐标信息。

13.一种输入装置，包括：

加速度输出装置，包括加速度传感器，用于使用所述加速度传感器来输出所述输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

角速度输出装置，用于输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；

计算装置，用于基于所述第一加速度、所述第二加速度、所述第一角速度和所述第二角速度来计算所述输入装置在沿所述第一轴的方向上的第一速度和所述输入装置在沿所述第二轴的方向上的第二速度；

信息输出装置，用于基于所述第一加速度和所述第二加速度来计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，其中，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所计算第一速度和所述第二速度，并至少输出包含通过校正获得的第一校正速度和第二校正速度的第一信息；以及

抑制装置，用于当所述第一加速度和所述第二加速度中的至少一个包括重力加速度分量和由所述输入装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动。

14.一种控制装置，根据从输入装置输出的输入信息来控制在画面上显示的指针，所述输入装置包括：加速度输出装置，包括加速度传感器，用于使用所述加速度传感器来输出所述输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；角速度输出装置，用于输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；以及计算装置，用于基于所述第一加速度、所述第二加速度、所述第一角速度和所述第二角速度来计算所述输入装置在沿所述第一轴的方向上的第一速度和所述输入装置在沿所述第二轴的方向上的第二速度，所述控制装置包括：

接收装置，用于接收关于所述第一加速度、所述第二加速度、所述第一速度和所述第二速度的信息，作为所述输入信息；

信息输出装置，用于基于所接收的第一加速度和第二加速度来计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，其中，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所接收的第一速度和第二速度，并输出关于通过校正获得的第一校正速度和第二校正速度的信息；

抑制装置，用于当所述第一加速度和所述第二加速度中的至少一个包括重力加速度分量和由所述输入装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动；以及

坐标信息生成装置，用于生成对应于所述第一校正速度和所述第二校正速度的、所述画面上的所述指针的坐标信息。

15.一种手持装置，包括：

加速度输出装置，包括加速度传感器，用于使用所述加速度传感器来输出所述手持装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述手持装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

角速度输出装置，用于输出所述手持装置绕第三轴的第一角速度和所述手持装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；

计算装置，用于基于所述第一加速度、所述第二加速度、所述第一角速度和所述第二角速度来计算所述手持装置在沿所述第一轴的方向上的第一速度和所述手持装置在沿所述第二轴的方向上的第二速度；

信息输出装置，用于基于所述第一加速度和所述第二加速度来计算所述手持装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，其中，所述手持装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述所接收的第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所计算的第一速度和第二速度，并至少输出包含通过校正获得的第一校正速度和第二校正速度的第一信息；

抑制装置，用于当所述第一加速度和所述第二加速度中的至少一个包括重力加速度分量和由所述手持装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动；以及

坐标信息生成装置，用于在画面上生成对应于所输出的第一校正速度和第二校正速度的、所述画面上显示的指针的坐标信息。

16.一种控制方法，包括：

使用加速度传感器来输出输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；

基于所述第一加速度、所述第二加速度、所述第一角速度和所述第二角速度来计算所述输入装置在沿所述第一轴的方向上的第一速度和所述输入装置在沿所述第二轴的方向上的第二速度；

基于所述第一加速度和所述第二加速度来计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所接收的第一加速度和第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间；

通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所计算的第一速度和第二速度；

当所述第一加速度和所述第二加速度中的至少一个包括由重力加速度分量和所述输入装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动；以及

生成对应于通过校正获得的第一校正速度和第二校正速度的、画面上的指针的坐标信息。

17.一种输入装置，包括：

加速度输出装置，包括加速度传感器，用于使用所述加速度传感器来输出所述输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

角速度输出装置，用于输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；

信息输出装置，用于基于所述第一加速度和所述第二加速度来计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度其中，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和所述第二角速度，并至少输出包含通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的第一信息；

停止装置，能够停止由所述信息输出装置执行的预定处理，当所述预定处理被停止时，所述停止装置使所述信息输出装置输出关于未校正的第一角速度和第二角速度的第二信息。

18.一种控制装置，根据从输入装置输出的输入信息来控制在画面上显示的指针，所述输入装置包括：加速度输出装置，包括加速度传感器，用于使用所述加速度传感器来输出所述输入装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；以及角速度输出装置，用于输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度，所述控制装置包括：

接收装置，用于接收关于所述第一加速度、所述第二加速度、所述第一角速度和所述第二角速度的信息，作为所述输入信息；

信息输出装置，用于基于所述第一加速度和所述第二加速度来计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和第二角速度，并至少输出包含通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的第一信息；

坐标信息生成装置，用于生成对应于所述第一校正角速度和所述第二校正角速度的、所述画面上的所述指针的坐标信息；以及

停止装置，能够停止由所述信息输出装置执行的预定处理，当所述预定处理被停止时，所述停止装置使所述信息输出装置输出关于未校正的第一角速度和第二角速度的第二信息。

19.一种手持装置，包括：

加速度输出装置，包括加速度传感器，用于使用所述加速度传感器来输出所述手持装置在沿第一轴的方向上的第一加速度和所述手持装置在沿与沿所述第一轴方向不同的第二轴的方向上的第二加速度；

角速度输出装置，用于输出所述手持装置绕第三轴的第一角速度和所述手持装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；

信息输出装置，用于基于所述第一加速度和所述第二加速度来计算所述手持装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的所述加速度传感器的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，其中，所述手持装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和所述第二角速度，并至少输出包含通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的第一信息；

停止装置，能够停止由所述信息输出装置执行的预定处理，当所述预定处理被停止时，所述停止装置使所述信息输出装置输出关于未校正的第一角速度和第二角速度的第二信息；以及

坐标信息生成装置，用于在画面上生成对应于所述第一校正角速度和所述第二校正角速度的、所述画面上显示的指针的坐标信息。

20.一种输入装置，包括：

移动信息输出装置，用于输出所述输入装置在沿第一轴的方向上和沿与所述第一轴不同的第二轴的方向上的移动信息；

角速度输出装置，用于输出所述输入装置绕第三轴的第一角速度和所述输入装置绕与所述第三轴不同的第四轴的第二角速度；

信息输出装置，用于基于包含在所述移动信息中的所述输入装置在沿所述第一轴的方向上的第一加速度和所述输入装置在沿所述第二轴的方向上的第二加速度，计算所述输入装置绕相对于包括所述第一轴和所述第二轴的加速度检测面具有预定角度的第五轴的角度，其中，所述输入装置绕所述第五轴的所述角度形成在所述第一加速度和所述第二加速度的组合加速度矢量与所述加速度检测面内的任意设定的参考轴之间，以及所述加速度检测面是所述第一加速度和所述第二加速度的检测面，通过对应于所计算角度的旋转坐标变换来校正所述第一角速度和所述第二角速度，并至少输出包含通过校正获得的第一校正角速度和第二校正角速度的第一信息；

抑制装置，用于当所述所输出的移动信息包括重力加速度分量和由所述输入装置的移动产生的惯性加速度分量时，抑制可归因于所述惯性加速度分量的所计算角度的波动。

Images