JP2010152493A - 入力装置、制御装置及び入力装置の制御方法 - Google Patents

入力装置、制御装置及び入力装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】
消費電力を低減することが可能な入力装置、制御装置及び入力装置の制御方法を提供する。
【解決手段】
制御装置４０は、ユーザにより選択されたアイコン４Ａ又は４Ｂと、アイコン４Ａ又は４Ｂが選択されたときの入力装置１の遷移先とが対応したテーブルに基づき、入力装置１の遷移先のモードを判断するＭＰＵ３５を備える。制御装置４０は、この判断結果に基づきモード変更コマンド４００を入力装置１に送信する送受信機３８を備える。この結果、制御装置４０は、選択されたアイコン４Ｂに応じて、モード変更コマンド４００を入力装置１に送信する。入力装置１は、モード変更コマンド４００を受信し、フリーモードと非フリーモードとを、表示装置５に表示される表示画面３Ｃ等に対応するように切り替え、少なくとも角速度センサユニット１５のスイッチ５１をオフにする。これにより、入力装置１の低消費電力化を図ることができる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、例えば空中操作式のポインティングデバイスや空中操作式のリモートコントローラ、携帯電話などの入力装置、入力装置からの信号を受信可能な制御装置及び入力装置の制御方法に関する。
主にＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）で普及しているＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）のコントローラとして、従来では主にマウスやタッチパッドなどのポインティングデバイスが用いられている。
ＧＵＩは従来のＰＣのＨＩ（Ｈｕｍａｎ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）にとどまらず、テレビを画像媒体としてリビングルームで使用されるＡＶ機器のインターフェースとして使用され始めている。このようなＨＩとしては、例えばクロスメディアバー、ＥＰＧ、ＩＰ−ＴＶ、ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ Ｃｅｎｔｅｒなどがある。
現在普及しているＨＩでは、上記のＧＵＩのコントロール用として、従来のＡＶ機器用のリモコンの延長線上にある十字キー付きのリモコンが存在するが、フリーカーソル操作が不可能なため操作感が悪い。
これを解決するために、ワイヤレスマウスなどを使用することが考えられるが、マウスを操作するためにはマウスが載置されるテーブル類が必要となる。
特許文献１には、「コンピュータに対して３次元入力を行う３次元コンピュータ入力装置において、空間上の方向の変化を３つの回転軸（縦揺れ，横揺れ，首振り）に沿って感知する方向感知手段と、３次元コンピュータ入力装置本体に設定されたＸＹＺ座標系のうちの少なくとも２次元の座標系の軸に沿った変位を感知する変位感知手段と、前記コンピュータの入力ポートに接続され且つ前記コンピュータが処理できるように前記方向感知手段及び変位感知手段の出力信号を変換するための電子回路とを具備することを特徴とする３次元コンピュータ入力装置であって、前記方向感知手段は３つの回転軸（縦揺れ，横揺れ，首振り）の夫々に対応した３組のジャイロスコープからなり、前記変位感知手段は夫々が前記ＸＹＺのうちのいずれかの軸に対応する少なくとも２つの加速度センサからなることを特徴とする」３次元コンピュータ入力装置が開示されている。これにより、マウスのようにテーブル類は不要となり、空中で操作することが可能となる。
従来、空中で操作することが可能な空間マウスは、三次元空間上を動く手の複雑な動作からＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）画面上のカーソルの移動量を算出する。したがって、空間マウスは加速度センサや角速度センサ等の手の動きを検出するセンサを搭載する必要がある。（特許文献１）。
特公平６−７３７１公報（請求項１及び請求項２）
しかしながら、上記特許文献１のような空間マウスでは、卓上型のワイヤレスマウスよりも電力を消費するデバイスが多く搭載されるため、マウス全体の消費電力を抑えて、電池の長寿命化を図るのが困難であった。卓上型のワイヤレスマウスの赤外線センサはマウスが動いているときだけ値を検知すればよいが、空間マウスの加速度センサや角速度センサは常に値を検知する必要がある。また、これらのセンサには比較的大きな電流が流れるため、卓上型ワイヤレスマウスよりもきめ細かい省電力制御が必要となる。
このように空中で操作する形態のポインティングデバイスは、今後ワイヤレスでの使用が主流になると考えられる。
本発明者らは、空中で操作する形態のポインティングデバイスでは特許文献１に示されるようにセンサの数も多くなることから、これをワイヤレスで使用しようとした場合に、消費される電力が増加する、という新規な課題を見出した。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、消費電力を低減することが可能な入力装置、制御装置及び入力装置の制御方法を提供することにある。
上記問題を解決するために、本発明に係る入力装置は、複数の表示画面の切替表示が可能な制御装置にユーザの操作に応じた信号を送信可能な入力装置であって、第１の検出手段と、第２の検出手段と、モード切替手段とを有する。上記第１の検出手段は、ユーザによる上記入力装置の動きに関するアナログ情報を検出する。上記第２の検出手段は、ユーザにより入力されたデジタル情報を検出する。上記モード切替手段は、上記第１の検出手段により検出された上記アナログ情報に基づく信号を含む第１の信号を上記制御装置に送信する第１のモードと、上記第２の検出手段により検出されたデジタル情報に基づく第２の信号を上記制御装置に送信する第２のモードとを、上記制御装置に表示される表示画面に対応するように切り替える。
本発明では、入力装置は、モード切替手段により、上記アナログ情報に基づく信号を含む第１の信号を上記制御装置に送信する第１のモードと、上記デジタル情報に基づく第２の信号を上記制御装置に送信する第２のモードとを、上記制御装置に表示される表示画面に対応するように切り替える。この結果、第１のモードから第２のモードに切り替えることで、第１の検出手段によりアナログ情報を検出する必要がなくなり、第１の検出手段での消費電力を低減し、入力装置での消費電力を低減することができる。
上記モード切替手段は、上記制御装置から上記入力装置に送信される第１のモード切替指令に応じて、上記第１のモードと上記第２のモードとを切り替えるようにしてもよい。
これにより、入力装置のモードを切り替えることができる。
上記モード切替手段は、上記第１の検出手段の動作オンオフを制御するようにしてもよい。
これにより、アナログ情報が不要となったときには第１の検出手段の動作をオフにし省電力化を図ることができる。
上記第１の検出手段は、個別に動作のオンオフを制御可能な複数の検出部を有し、上記モード切替手段は、上記複数の検出部の動作オンオフを個別に制御するようにしてもよい。
これにより、アナログ情報が不要となったときには検出部の動作をオフにし段階的な省電力化を図ることができる。
上記アナログ情報から所定の演算を行う演算回路を更に具備し、上記モード切替手段は、上記演算回路の動作周波数を切り替えるようにしてもよい。
これにより、アナログ情報が不要となったときに演算回路の動作周波数を切り替え省電力化を図ることができる。
上記前記モード切替手段は、上記第１のモードから上記第２のモードに切り替えに応じて上記演算回路の動作周波数を第１の値からこれより低い第２の値に切り替え、上記第２のモードから上記第１のモードに切り替えに応じて上記演算回路の動作周波数を上記第２の値から上記第１の値に切り替えるようにしてもよい。
これにより、アナログ情報が不要となったときや必要となったときに演算回路の動作周波数を切り替え、省電力化を図ることができる。
データ転送速度の切り替えが可能な送信手段を更に具備し、上記モード切替手段は、上記送信手段のデータ転送速度を切り替えるようにしてもよい。
これにより、アナログ情報が不要となったときに、送信手段のデータ転送速度を切り替え、省電力化を図ることができる。
上記モード切替手段は、上記第１のモードから上記第２のモードに切り替えに応じて上記送信手段のデータ転送速度を第１の値からこれより低い第２の値に切り替え、上記第２のモードから上記第１のモードに切り替えに応じて上記送信手段のデータ転送速度を上記第２の値から上記第１の値に切り替えるようにしてもよい。
これにより、アナログ情報が不要となったときや必要となったときに入力装置のデータ転送速度を切り替え、省電力化を図ることができる。
上記モード切替手段は、ユーザにより入力される第２のモード切替指令に応じて、上記第１のモードと上記第２のモードとを切り替え上記第１のモードに対応する第１の表示画面と、上記第２のモードに対応する第２の表示画面とを切り替えるための信号を、上記制御装置に送信するようにしてもよい。
これにより、ユーザが入力装置を操作することで、入力装置及び制御装置のモードを切り替えることができる。
本発明に係る制御装置は、受信手段と、画面切替手段とを有する。上記受信手段は、ユーザによる入力装置の動きに関するアナログ情報に基づく第１の信号、又はユーザにより前記入力装置に入力されたデジタル情報に基づく第２の信号を受信する。上記画面切替手段は、上記受信手段により受信された上記第１の信号の処理が行われる第１のモードに対応する第１の表示画面と、上記第２の信号の処理が行われる第２のモードに対応する第２の表示画面とを切り替える。
本発明では、画面切替手段は、受信手段により受信された第１の信号に基づくアナログ情報に基づく処理が行われる第１のモードに対応する第１の表示画面と、第２の信号に基づくデジタル情報に基づく処理が行われる第２のモードに対応する第２の表示画面とを切り替える。第１の表示画面から第２の表示画面に切り替えることで、アナログ情報を含む第１の信号を受信する必要がなくなる。つまり、入力装置は、アナログ情報を検出する必要がなく、入力装置での消費電力を低減することができる。
上記表示された表示画面のモードに対応するように上記入力装置のモードを切り替えるためのモード切替指令を上記入力装置に送信する送信手段を更に具備するようにしてもよい。
これにより、第１の表示画面と第２の表示画面の切り替えに応じて入力装置のモードを切り替えることができる。
上記画面切替手段は、上記入力装置から送信される第３のモード切替指令に応じて、上記第１の表示画面と上記第２の表示画面とを切り替えるようにしてもよい。
これにより、ユーザの操作により入力装置から送信される第３のモード切替指令に応じて、制御装置のモードを切り替えることができる。
本発明に係る入力装置の制御方法は、複数の表示画面の切替表示が可能な制御装置にユーザの操作に応じた信号を送信可能な入力装置の制御方法であって、ユーザによる上記入力装置の動きに関するアナログ情報を検出することを含む。ユーザにより入力されたデジタル情報は検出される。検出された上記アナログ情報に基づく第１の信号を上記制御装置に送信する第１のモードと、上記デジタル情報に基づく第２の信号を上記制御装置に送信する第２のモードとが、上記制御装置に表示される表示画面に対応するように切り替えられる。
本発明では、入力装置は、モード切替手段により、上記アナログ情報に基づく第１の信号を上記制御装置に送信する第１のモードと、上記デジタル情報に基づく第２の信号を上記制御装置に送信する第２のモードとを、上記制御装置に表示される表示画面に対応するように切り替える。この結果、第１のモードから第２のモードに切り替えることで、第１の検出手段によりアナログ情報を検出する必要がなくなり、第１の検出手段での消費電力を低減し、入力装置での消費電力を低減することができる。
以上のように、本発明によれば、入力装置の消費電力を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
［制御システムの構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る制御システムを示す図である。制御システム１００は、表示装置５、制御装置４０及び入力装置１を含む。
［制御装置４０］
図１に示すように、制御装置４０は、ＭＰＵ３５（あるいはＣＰＵ）、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、送受信機３８、アンテナ３９及びビデオＲＡＭ４１等を含む。
送受信機３８は、入力装置１から送信された制御信号を、アンテナ３９を介して受信する。送受信機３８は、送信機能をも有し、入力装置１との双方向通信が可能になっている。送受信機３８は、例えば制御装置４０に着脱可能とされる。
ＭＰＵ３５は、制御信号に基づいて、表示装置５の画面３に表示されるポインタ（カーソル）２の移動を制御するための演算をしたりアイコン４の実行を制御するための演算をしたりする。これにより、表示装置５の画面３上に表示されたＵＩを制御する表示制御信号が生成される。
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３７には、表示装置５の画面３に表示されたアイコン４等のグラフィックと、カーソル２の後述するカーソルモード（フリーモード又は非フリーモード）との対応関係を示すテーブルが記憶されている。つまり、例えばアイコン４に対応してフリーモードが記憶され、アイコン４Ｂに対応して非フリーモードが記憶されている。
表示制御部４２は、ＭＰＵ３５の制御に応じて、主に、表示装置５の画面３上に表示するための画面データを生成する。ビデオＲＡＭ４１は、その表示制御信号に応じて生成される、表示装置５に表示される画面データを格納する。
制御装置４０は、入力装置１に専用の機器であってもよいが、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等であってもよい。制御装置４０は、入力装置１に専用の機器に限られず、表示装置５と一体となったコンピュータであってもよいし、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、ゲーム機器、テレビジョン受信機またはカーナビゲーション機器等であってもよい。
［入力装置１］
図２は、入力装置１を示す斜視図である。入力装置１は、表示装置５に情報を入力するために用いられる空間ポインティングデバイスである。入力装置１は、ユーザが持つことができる程度の大きさ（ハンドヘルド）とされている。図２に示すように、入力装置１は、筐体１０、筐体１０の上部に設けられた例えば３つのボタン１１、１２及び１３等の操作部を備えている。
ボタン１１は、筐体１０の上部の中央よりに設けられ、例えばＰＣで用いられる入力デバイスとしてのマウスの左ボタンの機能を有している。ボタン１１のダブルクリックによりファイルが実行される。またボタン１１を長押しして入力装置を移動することにより、「ドラッグアンドドロップ」操作を行うことができる。
ボタン１２は、ボタン１１に隣接し、マウスの右ボタンの機能を有する。例えば、様々なオプション操作を行うことができる。
ボタン１３は、入力装置１の動きなどを認識する機能の有効／無効を切り替えるときに用いるボタンである。また、ボタン１３は、回転可能なボタンであり、回転させることで、画面をスクロールさせることができる。
例えばＸＭＢ（登録商標）などのボタン２３（図７参照）は、例えばユーザが押下することが可能に設けられた押しボタンである。ボタン２３は、例えばユーザが意図的に入力装置１と制御装置４０との後述する動作モード（カーソルモード）を後述するフリーモード（フリーカーソルモード）から非フリーモード（非フリーカーソルモード）に変更したり、逆に変更したりするために用いられる。
ボタン１１、１２、１３及び２３の配置、発行されるコマンドの内容等は、適宜変更可能である。
図３は、入力装置１の内部の構成を模式的に示す図である。図２及び図３の説明では、便宜上、筐体１０の長手方向をＺ’方向とし、筐体１０の厚さ方向をＸ’方向とし、筐体１０の幅方向をＹ’方向とする。
図３に示すように、入力装置１は、制御ユニット３０、センサユニット１７、バッテリー１４を備えている。
制御ユニット３０は、メイン基板１８、メイン基板１８上にマウントされたＭＰＵ５０（Micro Processing Unit）（あるいはＣＰＵ）、水晶発振器２０、送受信機２１、メイン基板１８上にプリントされたアンテナ２２を含む。
図４は、センサユニット１７を示す斜視図である。センサユニット１７は、回路基板２５、角速度センサ（ジャイロセンサ）ユニット１５及び加速度センサユニット１６（第１の検出手段）を備える。
角速度センサ（ジャイロセンサ）ユニット１５は、互いに交差する２軸、例えば直交する２軸の周りの角速度を検出する。加速度センサユニット１６は、互いに交差する２軸、例えば直交する２軸（Ｘ’軸及びＹ’軸）に沿った加速度を検出する。なお、角速度センサユニット１５の検出軸と加速度センサユニット１６の検出軸は相互に同一である場合に限らず、各検出軸が互い交差する角度に配置されていてもよい。
角速度センサユニット１５は、第１の角速度センサ１５１及び第２の角速度センサ１５２の２つのセンサを含む。加速度センサユニット１６は、第１の加速度センサ１６１及び第２の加速度センサ１６２の２つセンサを含む。また、これらの角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６は、それぞれパッケージングされ、回路基板２５上に搭載されている。
第１、第２の角速度センサ１５１、１５２としては、角速度に比例したコリオリ力を検出する振動型のジャイロセンサが用いられる。第１、第２の加速度センサ１６１、１６２としては、ピエゾ抵抗型、圧電型、静電容量型等、どのようなタイプのセンサであってもよい。
センサユニット１７は、回路基板２５の、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６を搭載する面がＸ’−Ｙ’平面に実質的に平行となるように、筐体１０に内蔵され、両センサユニット１５、１６はＸ’軸及びＹ’軸の２軸に関する物理量を検出する。以降では、入力デバイス１とともに動く座標系、つまり、入力デバイス１に固定された座標系をＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸で表す。一方、地球上で静止した座標系、つまり慣性座標系をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で表す。また、以降の説明では、入力装置１の動きに関し、Ｘ’軸の回りの回転の方向をピッチ方向、Ｙ’軸の回りの回転の方向をヨー方向といい、Ｚ’軸（ロール軸）方向の回りの回転の方向をロール方向という場合もある。
図５は、入力装置１の電気的な構成を示すブロック図である。入力装置１は、同図に示すように、ボタン１１、１２、１３及び２３、角速度センサユニット１５、加速度センサユニット１６、ＭＰＵ５０、スイッチ５１、５２、水晶発振器２０、ＤＣ−ＤＣコンバータ２６及び電池（バッテリー）１４を備える。
バッテリー１４は、入力装置１の電源である。バッテリー１４としては、乾電池または充電式電池等が用いられる。
ＤＣ−ＤＣコンバータ２６は、バッテリー１４の電源電圧を定電圧にし、角速度センサユニット１５、加速度センサユニット１６、ＭＰＵ５０に電源を供給する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２６は、シャットダウンスイッチ４８を備えている。シャットダウンスイッチ４８は、入力装置１のシステム全体の電源供給をオフにするためのスイッチである。
水晶発振器２０は、クロックを生成し、これをＭＰＵ５０に供給する。
ＭＰＵ５０は、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出信号に基づいて速度値を演算する。ＭＰＵ５０は、ボタン１１、１２、１３及び２３からの入力信号を管理する。
ＭＰＵ５０は、後述するモード変更コマンド（動作モードを遷移させるためのコマンド）に応じて、角速度センサユニット１５、加速度センサユニット１６及びＭＰＵ５０自体の動作モードを実行させる。ＭＰＵ５０は、実行する動作モードに応じてスイッチ５１、スイッチ５２のオンオフを切り替える。スイッチ５１がオンのときＤＣ−ＤＣコンバータ２６から角速度センサユニット１５に電源が供給され、スイッチ５１がオフのときに電源の供給が遮断される。スイッチ５２がオンのときＤＣ−ＤＣコンバータ２６から加速度センサユニット１６に電源が供給され、スイッチ５２がオフのときに電源の供給が遮断される。なお、スイッチ５１が、角速度センサユニット１５の中に組み込まれるようにしてもよいし、スイッチ５２が、加速度センサユニット１６の中に組み込まれるようにしてもよい。
ＭＰＵ５０は、所定のコマンドに基づき、シャットダウンスイッチ４８に電源オフコマンドを出力し、入力装置１のシステム全体の電源供給をオフにする。
ＭＰＵ５０は、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出信号、ボタン１１、１２、１３及び２３からの入力信号に基づき、入力装置１の使用状態を判定する。つまり、ＭＰＵ５０は、演算した速度値及びボタン１１、１２、１３及び２３からの信号に基づき、入力装置１が操作されている第１の状態と、操作されていない第２の状態とを判定する。
ＭＰＵ５０は、この判定結果に基づき、ＭＰＵ５０自体の動作モードを遷移させる。
ＭＰＵ５０は、速度値及びボタン１１、１２、１３及び２３からの信号を、送受信機２１によりＲＦ無線信号としてアンテナ２２を介して制御装置４０に出力する。送受信機２１は、制御装置４０から送信される信号を受信する受信機としての機能をも有する。
図６は、表示装置５に表示される画面３の例を示す図である。表示装置５は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等が挙げられるが、これらに限られない。あるいは、表示装置５は、テレビジョン放送等を受信できるディスプレイと一体となった装置でもよいし、このようなディスプレイと上記制御装置４０とが一体となった装置でもよい。以降の説明の理解を容易にするため、特に明示がない限り、入力装置１で操作される対象となるＵＩがポインタ（カーソル）２であるとして説明する。
画面３上には、アイコン４Ａ、４Ｂやポインタ２等のＵＩが表示されている。アイコンとは、コンピュータ上のプログラムの機能、実行コマンド、またはファイルの内容等が画面３上で画像化されたものである。なお、画面３上の水平方向をＸ軸方向とし、垂直方向をＹ軸方向とする。
図７は、ユーザが入力装置１を握った様子を示す図である。図７に示すように、入力装置１は、上記ボタン１１、１２、１３、及び２３のほか、例えばテレビ等を操作するリモートコントローラに設けられるような各種の操作ボタン（例えば十字キーボタン）や電源スイッチ等の操作部を備えていてもよい。このようにユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１を空中で移動させ、あるいは操作部を操作することにより、その入力情報が制御装置４０に出力され、制御装置４０によりＵＩが制御される。
次に、入力装置１の動かし方及びこれによる画面３上のポインタ２の動きの典型的な例を説明する。図８はその説明図である。
図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１のボタン１１、１２が配置されている側を表示装置５側に向ける。ユーザは、親指を上にし子指を下にした状態、いわば握手する状態で入力装置１を握る。この状態で、センサユニット１７の回路基板２５（図４参照）は、表示装置５の画面３に対して平行に近くなり、センサユニット１７の検出軸である２軸が、画面３上の水平軸（Ｘ軸）及び垂直軸（Ｙ軸）に対応するようになる。以下、このような図８（Ａ）、（Ｂ）に示す入力装置１の姿勢を基本姿勢という。
図８（Ａ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を上下方向、つまりピッチ方向に振る。このとき、第２の加速度センサ１６２は、ピッチ方向の加速度を検出し、第１の角速度センサ１５１は、Ｘ’軸の周りの角速度を検出する（図４参照）。これらの検出値に基き、制御装置４０は、ポインタ２が図６のＹ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
一方、図８（Ｂ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を左右方向、つまりヨー方向に振る。このとき、第１の加速度センサ１６１は、ヨー方向の加速度を検出し、第２の角速度センサ１５２は、Ｙ’軸の周りの角速度を検出する（図４参照）。これらの検出値に基き、制御装置４０は、ポインタ２が図６に示すＸ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
［動作説明］
次に、以上のように構成された制御システム１００の動作を説明する。
まず、ユーザによる空間操作に応じて、画面３上でポインタ２が移動する場合（ポインタモード）の、制御システム１００の動作を簡単に説明する。図９は、この場合の制御システム１００の動作を示すフローチャートである。
図９に示すように、例えばユーザによる電源スイッチ２８の押圧により、入力装置１に電源が入力されると、角速度センサユニットから２軸の角速度信号が出力される。ＭＰＵ１９は、この角速度信号による角速度値（ωφ、ωθ）を取得する（ステップ１０１）。
また、入力装置１に電源が投入されると、加速度センサユニット１６から２軸の加速度信号が出力される。ＭＰＵ１９は、この２軸の加速度信号による加速度値（ax、ay）を取得する（ステップ１０２）。
ＭＰＵ１９は、典型的には、角速度値（ωφ、ωθ）の取得（ステップ１０１）と、加速度値（ax、ay）の取得（ステップ１０２）とを同期して行う。しかしながら、角速度値（ωφ、ωθ）の取得と、加速度値（ax、ay）の取得とは、必ずしも同期して（同時に）行われなくてもよい。例えば、ＭＰＵ１９は、角速度値（ωφ、ωθ）を取得した後に、加速度値（ax、ay）を取得してもよいし、加速度値（ax、ay）を取得した後に、角速度値（ωφ、ωθ）を取得してもよい。
ＭＰＵ１９は、加速度値（ax、ay）及び角速度値（ωφ、ωθ）に基いて、所定の演算により速度値（第１の速度値Vx、第２の速度値Vy）を算出する（ステップ１０３）。第１の速度値VxはＸ’軸に沿う方向の速度値であり、第２の速度値VyはＹ’軸に沿う方向の速度値である。
速度値（Vx、Vy）の算出方法としては、ＭＰＵ１９が、例えば加速度値（ax、ay）を積分して速度値を求め、かつ、角速度値（ωφ、ωθ）をその積分演算の補助して用いる方法がある。
あるいは、ＭＰＵ１９は、加速度値（ax、ay）を、角加速度値（Δωφ、Δωθ）で割ることで入力装置１の動きの回転半径（Ｒφ、Ｒθ）を求めてもよい。この場合、その回転半径（Ｒφ、Ｒθ）に角速度値（ωφ、ωθ）が乗じられることにより速度値（Vx、Vy）を得ることができる。回転半径（Ｒφ、Ｒθ）は、加速度の変化率（Δax、Δay）を、角加速度の変化率（Δ（Δωφ）、Δ（Δωθ））で割ることで求められてもよい。
上記算出方法により、速度値が算出されることで、ユーザの直感に合致した入力装置１の操作感が得られ、また、画面３上のポインタ２の動きも入力装置１の動きに正確に合致する。しかしながら、速度値（Vx、Vy）は、必ずしも上記算出方法により、算出されなくてもよい。例えば、加速度値（ax、ay）が単純に積分されて速度値（Vx、Vy）が算出されても構わない。あるいは、検出された角速度値（ωφ、ωθ）をそのまま速度値（Vx、Vy）として用いてもよい。検出された角速度値（ωφ、ωθ）は時間微分することで角加速度値（Δωφ、Δωθ）を求めることができ、これを加速度値として用いることも可能である。
ＭＰＵ１９は、算出された速度値（Vx、Vy）の情報を、送受信機２１及びアンテナ２２を介して制御装置４０に送信する（ステップ１０４）。
制御装置４０のＭＰＵ３５は、アンテナ３９及び送受信機３８を介して、速度値（Vx、Vy）の情報を受信する（ステップ１０５）。この場合、入力装置１は、所定のクロックごとに、つまり所定時間ごとに速度値（Vx、Vy）を送信し、制御装置４０は、所定のクロック数ごとに速度値を受信する。
制御装置４０のＭＰＵ３５は、速度値を受信すると、下の式（１）、（２）により、速度値を座標値に加算することで、新たな座標値（X(t)、Y(t)）を生成する（ステップ１０６）。ＭＰＵ３５は、生成された座標値にポインタ２が移動するように、画面の表示を制御する（ステップ１０７）。
X(t) =X(t-1)＋Vx・・・（１）
Y(t) =Y(t-1)＋Vy・・・（２）。
なお、速度値の算出（Vx、Vy）は、制御装置４０が実行しても構わない。この場合、入力装置１は、角速度値（ωφ、ωθ）及び加速度値（ax、ay）の情報を送受信機２１及びアンテナ２２を介して制御装置４０に送信する。制御装置４０は、アンテナ３９及び送受信機３８を介して受信された角速度値（ωφ、ωθ）及び加速度値（ax、ay）の情報に基づき、速度値（Vx、Vy）を算出する。速度値の算出方法は、上記した通りである。
なお、図９等では、角速度センサユニットにより角速度信号を取得した後に加速度センサユニットにより加速度信号を取得する態様とされている。しかし、この順番に限定されるものではなく、加速度信号を取得した後に角速度信号を取得する態様とすることも可能であり、加速度信号と角速度信号を並列に（同時に）取得する態様とすることも可能である。（以下、図１０において同様。）
入力装置１は、例えばテレビなどの遠隔操作に用いられるリモートコントローラやゲーム機用の入力装置であってもよい。
［動作モード切替動作］
次に、入力装置１と制御装置４０との動作モードの切り替えについて説明する。
図１０は、入力装置１と制御装置４０との状態遷移を示す図である。
［入力装置１の動作遷移］
入力装置１は、リセットモード（ＰＯＲ：Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ Ｒｅｓｅｔ）、初期化モード（Ｉｎｉｔ）、非フリーモード（第２のモード）、及びフリーモード（第１のモード）の各動作モードに遷移する。
リセットモード（ＰＯＲ）は、入力装置１に電源を投入した直後の状態である。この後、ＭＰＵ５０がデバイスの初期化処理に移行する。
初期化モード（Ｉｎｉｔ）は、ＭＰＵ５０のハードウェアの初期化を終了した状態である。入力装置１（ＭＰＵ５０）は、制御装置４０側の無線通信デバイスと無線通信をするための電波の周波数を決定し、識別コードを無線通信デバイスから取得する。これにより、入力装置１と、制御装置４０との無線通信が可能となる。無線通信が可能となった段階で、入力装置１（ＭＰＵ５０）は、例えば非フリーモードに遷移する。
非フリーモードとは、入力装置１の角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出信号を制御装置４０が必要としない動作モードである。つまり、入力装置１（ＭＰＵ５０）は、非フリーモードでは、例えば角速度センサユニット１５のスイッチ５１及び加速度センサユニット１６のスイッチ５２のうち少なくともスイッチ５１がオフになる。入力装置１（ＭＰＵ５０）は、非フリーモードでは、図６に示すカーソル２のＸ方向及びＹ方向の速度値Vx、Vyを算出しない。そして、入力装置１（ＭＰＵ５０）は、非フリーモードでは、ボタン１１、１２、１３、及び２３などのＯｎ／Ｏｆｆ状態を検出する。これにより、メカ的なタクトスイッチ１１などからの入力信号に基づきカーソル２が操作される。
なお、非フリーモードでは、入力装置１と制御装置４０との間の無線通信データ量（データ転送速度）が後述するフリーモードのときより少なくなるように、入力装置１の通信モードが設定されているようにしてもよい。例えばパケットの大きさを小さくしたり、パケットの送受信間隔を広めたりすればよい。また、非フリーモードでは、ＭＰＵ５０の動作周波数（クロック数）がフリーモードのときより小さくなるように（低クロック）、ＭＰＵ５０の動作周波数（クロック数）が設定されているようにしてもよい。
具体的には、ボタン１１や十字キー等だけでカーソル２を操作することが可能な画面や視聴番組が画面３に表示されているときには、カーソル２を操作するために制御装置４０は、角速度センサユニット１５や加速度センサユニット１６を必要としない。このとき、入力装置１の動作モードは、非フリーモードに遷移する。
入力装置１（ＭＰＵ５０）は、非フリーモードでは、ボタン１１、１２、１３、及び２３などのＯｎ／Ｏｆｆ状態の情報（ボタンイベント）を、送受信機２１を介して無線通信によって、制御装置４０に送信可能である。
入力装置１（ＭＰＵ５０）は、非フリーモードにあるときに制御装置４０から後述するモード変更コマンド３００を受信可能である。入力装置１（ＭＰＵ５０）は、このモード変更コマンド３００を受信すると、フリーモードに遷移する。
フリーモードとは、入力装置１の角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出信号を制御装置４０が必要とする動作モードである。つまり、入力装置１（ＭＰＵ５０）は、フリーモードでは、例えば角速度センサユニット１５のスイッチ５１及び加速度センサユニット１６のスイッチ５２をオンにする。そして、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６で検出された角速度及び加速度の検出信号を読み出し、図６に示すカーソル２のＸ方向及びＹ方向の速度値Vx、Vyを算出する。また、入力装置１（ＭＰＵ５０）は、ボタン１１、１２、１３、及び２３などのＯｎ／Ｏｆｆ状態を検出する。これにより、入力装置１の動作やボタン１１などの操作信号に基づきカーソル２が操作される。
なお、入力装置１と制御装置４０との間の無線通信データ量が非フリーモードのときより多くなるように、通信モードが設定されているようにしてもよい。例えばパケットの大きさを大きくしたり、パケットの送受信間隔を狭めたりすればよい。また、ＭＰＵ５０の動作周波数（クロック数）が非フリーモードのときより大きくなるように（高クロック）、ＭＰＵ５０の動作周波数（クロック数）が設定されているようにしてもよい。
入力装置１（ＭＰＵ５０）のフリーモードは、例えばフリーカーソル、ズーム、スクロール、及びジェスチャなどを実現可能にする動作モードである。
入力装置１（ＭＰＵ５０）は、フリーモードにあるときに、速度値Vx、Vyの情報（フリーイベント）、ボタン１１、１２、１３、及び２３などのＯｎ／Ｏｆｆ状態の情報（ボタンイベント）を、送受信機２１を介して無線通信によって、制御装置４０に送信する。
入力装置１（ＭＰＵ５０）は、フリーモードにあるときに、制御装置４０から後述するモード変更コマンド４００を受信可能である。入力装置１（ＭＰＵ５０）は、このモード変更コマンド４００を受信すると、非フリーモードに遷移する。
［制御装置４０の動作遷移］
制御装置４０は、リセットモード（ＰＯＲ）、初期化モード（Ｉｎｉｔ）、非フリーモード、及びフリーモードの各モードに遷移する。
リセットモード（ＰＯＲ）は、制御装置４０に電源を投入した直後の状態である。この後、ＭＰＵ３５がデバイスの初期化処理に移行する。
初期化モード（Ｉｎｉｔ）は、ＭＰＵ３５のハードウェアの初期化を終了した状態である。
制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、上述したように入力装置１との無線通信が可能となった段階で、例えば非フリーモードに遷移する。
制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、非フリーモードのときには、例えば入力装置１から速度値Vx、Vyを送信されず、ボタン１１、１２、１３、及び２３などのＯｎ／Ｏｆｆ状態の情報（ボタンイベント）を、入力装置１から送受信機３８を介して無線通信によって受信する。上述したように入力装置１から無線通信により受信するデータ量が、フリーモードのときより少なくなるように、通信モードが設定されているようにしてもよい。
制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、ボタンイベントと予めＲＯＭ３７（図１参照）に記憶されたテーブルの情報とに基づき、入力装置１をフリーモードに遷移させるか非フリーモードに遷移させるかを判断する（遷移先の判断）。このテーブルは、例えばユーザにより選択されたアイコンと、遷移先となるモードとが対応して記憶されたデータテーブルである。制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、非フリーモードにあるときには、遷移先の判断結果に応じて、入力装置１の動作モードを非フリーモードからフリーモードに遷移させるためのモード変更コマンド３００を入力装置１に送信可能である。制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、非フリーモードにあるときに、遷移先の判断結果に応じて自身を非フリーモードからフリーモードに遷移させる。
制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、フリーモードにあるときには、速度値Vx、Vyの情報（フリーイベント）、ボタン１１などのＯｎ／Ｏｆｆ状態の情報（ボタンイベント）を、入力装置１から送受信機３８を介して無線通信によって受信する。なお、上述したように入力装置１から無線通信により受信するデータ量が非フリーモードのときより多くなるように通信モードが設定されているようにしてもよい。
制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、フリーモードにあるときには、上述した遷移先の判断結果に応じて、入力装置１の動作モードをフリーモードから非フリーモードに遷移させるためのモード変更コマンド４００を入力装置１に送信可能である。
制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、フリーモードにあるときに、遷移先の判断結果に応じて、自身をフリーモードから非フリーモードに遷移させる。
［実施例］
以下、入力装置１、制御装置４０のモード遷移の具体例を説明する。
図１１は制御装置４０からのモード変更コマンド３００、４００により入力装置１の動作モードを変更する場合の図、図１２は制御装置４０からのモード変更コマンド３００、４００により入力装置１の動作モードを変更する場合のシーケンス図である。
ユーザにより入力装置１、制御装置４０及び表示装置５の電源がオンとなったときに、入力装置１及び制御装置４０が図１０に示すように例えば非フリーモードに遷移する。このとき、図１１（Ａ）に示すように例えば表示装置５の画面３Ａに視聴番組画面が表示される。
例えばユーザにより非フリーなＧＵＩ画面３Ｂを表示させるための操作（例えばボタン操作）がされたときには、図１２に示すように、入力装置１は、この操作に対応するコマンドＣ１を制御装置４０に送信する。制御装置４０は、送受信機３８を介してこのコマンドＣ１を受信し、図１１（Ｂ）に示す非フリーなＧＵＩの画面３Ｂを表示装置５に表示させる。非フリーとは、制御装置４０が角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の出力を必要とせず、ユーザがボタン１１や十字キー等の操作によりカーソル２を操作することが可能な状態をいう。
例えばユーザが図１１（Ｂ）に示すアイコン４Ａを選択すると、図１２に示すように、入力装置１は、この選択に応じたコマンドＣ２を制御装置４０に送信する。
制御装置４０は、送受信機３８を介してこのコマンドＣ２を受信し、テーブルに基づき選択されたアイコン４Ａに対応する遷移先のモードを判断する。制御装置４０は、遷移先のモードが非フリーモードであると判断したときには、例えば図１１（Ｃ）に示す非フリーなＧＵＩの画面３Ｃを表示装置５に表示させる。これにより、非フリーなＧＵＩ階層が変化する。つまり、例えば図１１（Ｂ）に示すアイコン４Ａ等を含む階層から、図１１（Ｃ）に示すアイコン４Ｂなどを含む階層に、階層が変化する。
ユーザが図１１（Ｃ）に示すアイコン４Ｂを選択すると、図１２に示すように、入力装置１は、この選択に応じたコマンドＣ３を制御装置４０に送信する。
制御装置４０は、送受信機３８を介してこのコマンドＣ３を受信し、テーブルに基づき選択されたアイコン４Ｂに対応する遷移先のモードを判断する。制御装置４０は、遷移先のモードがフリーモードであると判断したときには、例えば図１１（Ｄ）に示すフリーなＧＵＩの画面３Ｄを表示装置５に表示させる。これにより、非フリーなＧＵＩの画面３ＣがフリーなＧＵＩの画面３Ｄに変化する。ここで、フリーとは、制御装置４０が角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の出力を必要とする状態をいう。
このとき、制御装置４０は、図１２に示すように、入力装置１のモードを変更するためのモード変更コマンド３００を入力装置１に送信する。このモード変更コマンド３００は、入力装置１の動作モードを非フリーモードからフリーモードに変更するための指示（フリーカーソルモード指示）である。
入力装置１は、モード変更コマンド３００を受信し、入力装置１の動作モードを非フリーモードからフリーモードに変更する。
つまり、角速度センサユニット１５のスイッチ５１及び加速度センサユニット１６のスイッチ５２をオン状態にする。なお、入力装置１と制御装置４０との間の無線通信データ量が、非フリーモードのときより多くなるように無線通信デバイスを設定するようにしてもよい。例えばパケットの大きさを大きくしたり、パケットの送受信間隔を狭めたりすればよい。また、ＭＰＵ５０の動作周波数（クロック数）が非フリーモードのときより大きくなるようにＭＰＵ５０を設定するようにしてもよい。
ユーザによる入力装置１の動作に応じて、入力装置１は、速度値Vx、Vyに対応するコマンド（フリーコマンド）やボタン１１等に対応するコマンド（ボタンコマンド）Ｃ４を制御装置４０に送信する。制御装置４０は、これらのコマンド（フリーコマンドやボタンコマンド）Ｃ４を受信し、例えばカーソル２を表示画面３Ｄに表示する。
例えばユーザによりフリーモードを終了させる（非フリーモードに遷移させる）ためのアイコンが選択されたときには、入力装置１は、この選択に対応するコマンド（フリーコマンドやボタンコマンド）Ｃ５を制御装置４０に送信する。
制御装置４０は、送受信機３８を介してこのコマンドＣ５を受信し、モード変更コマンド４００を入力装置１に送信し、制御装置４０の動作モードをフリーモードから非フリーモードに変更し、図１１（Ｅ）に示す非フリーなＧＵＩの画面３Ｅを表示させる。
入力装置１は、このモード変更コマンド４００を受信する。これにより、入力装置１の動作モードがフリーモードから非フリーモードに変更される。
つまり、入力装置１は、角速度センサユニット１５のスイッチ５１及び加速度センサユニット１６のスイッチ５２のうち少なくともスイッチ５１をオフ状態にする。これにより、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６（複数の検出部）の動作のオンオフが個別に制御される。なお、入力装置１は、入力装置１と制御装置４０との間の無線通信データ量（データ転送速度）がフリーモードのときより少なくなるように無線通信デバイスを設定するようにしてもよい。逆に、入力装置１がモード変更コマンド３００を受信したときには、ＭＰＵ５０が、無線通信データ量（データ転送速度）が非フリーモードのときより多くなるように、無線通信デバイスを設定するようにしてもよい。また、ＭＰＵ５０の動作周波数（クロック数）がフリーモードのときより小さくなるように、ＭＰＵ５０が自身の動作周波数を切り替えるようにしてもよい。なお、逆に、入力装置１がモード変更コマンド３００を受信したときには、ＭＰＵ５０が自身の動作周波数を非フリーモードのときより大きくなるように切り替えるようにしてもよい。
なお、ユーザは、入力装置１の動作モードと制御装置４０の動作モードとが一致したときに、フリーモードや非フリーモードでカーソル２を操作することが可能となる。
本実施形態によれば、制御装置４０は、例えばユーザにより選択されたアイコン４Ａ又は４Ｂと、アイコン４Ａ又は４Ｂが選択されたときの入力装置１の遷移先とが対応したテーブルに基づき、入力装置１の遷移先のモードを判断するＭＰＵ３５を備える。制御装置４０は、この判断結果に基づき入力装置１のモードを変更するためのモード変更コマンド４００などを入力装置１に送信する送受信機３８を備える。この結果、例えばユーザによりアイコン４Ｂが選択されたときに、制御装置４０のＭＰＵ３５は、選択されたアイコン４Ｂに応じて、遷移先のモードが非フリーモードであると判断し、モード変更コマンド４００を入力装置１に送信する。入力装置１は、このモード変更コマンド４００などを受信する。この結果、入力装置１のＭＰＵ５０は、フリーモードと非フリーモードとを、表示装置５に表示される表示画面３Ｃ等に対応するように切り替える。ＭＰＵ５０は、角速度センサユニット１５のスイッチ５１及び加速度センサユニット１６のスイッチ５２のうち少なくともスイッチ５１をオフにする。これにより、少なくとも角速度センサユニット１５は、非フリーモードのときには電源の供給が停止される。従って、入力装置１の低消費電力化を図ることができる。
入力装置１は、このモード変更コマンド４００を受信すると、入力装置１と制御装置４０との間の無線通信データ量がフリーモードのときより少なくなるように無線通信デバイスを設定するようにしてもよい。この結果、無線通信データ量を減少させて、入力装置１での消費電力を更に低減することができる。
入力装置１は、このモード変更コマンド４００を受信すると、ＭＰＵ５０の動作周波数（クロック数）がフリーモードのときより小さくなるようにＭＰＵ５０を設定するようにしてもよい。この結果、ＭＰＵ５０での消費電力を更に低減することができる。
各モードの実行中に（遷移先の動作モードに遷移した後に）、制御装置４０が所定（例えば、常時、間欠的）のタイミングで、実行中のモードに遷移させるためのモード変更コマンド３００又は４００を送信するようにしてもよい。これにより、入力装置１のモードを確実に実行中のモードに変更することができる。
なお、本実施形態では、初期化モード（Ｉｎｉｔ）の後に、入力装置１及び制御装置４０が非フリーモードに遷移する例を示した。しかし、入力装置１及び制御装置４０が初期化モード（Ｉｎｉｔ）後にフリーモードに遷移するようにしてもよい。
また、本実施形態では、入力装置１及び制御装置４０のそれぞれの動作モードが対応しているときに、入力装置１及び制御装置４０間でコマンドの送受信が可能となる。しかし、入力装置１と制御装置４０との間の無線通信が不可能となったときに、例えば入力装置１（ＭＰＵ５０）が角速度センサユニット１５のスイッチ５１及び加速度センサユニット１６のスイッチ５２をオフにしたり、入力装置１の電源をオフにしたりするようにしてもよい。これにより、無線通信が不可能になったときに、入力装置１で電力が無駄に消費されることを防止することができる。
＜別の実施形態＞
図１３は制御装置４０からのモード変更コマンド３００、４００により入力装置１の動作モードを変更する別の実施形態のシーケンス図である。なお、本実施形態以降では、上記実施形態と同一の構成部材などには同一の符号を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。
本実施形態では、上記実施形態に比べて、入力装置１は、図１３に示すモード変更コマンド３００を受信すると、受信したことを示すアンサーバック５００を制御装置４０に送信する点が異なる。
制御装置４０は、このアンサーバック５００を受信すると、このモード変更コマンド３００を入力装置１に送信することを停止する。つまり、制御装置４０は、アンサーバック５００を受信するまで所定のタイミングでモード変更コマンド３００を入力装置１に送信し続ける。なお、制御装置４０がアンサーバック５００を受信するか否かにかかわらず、制御装置４０がモード変更コマンド３００を所定の回数送信するようにしてもよい。
本実施形態では、上記実施形態に比べて、入力装置１は、図１３に示すモード変更コマンド４００を受信すると、受信したことを示すアンサーバック６００を制御装置４０に送信する点が異なる。
制御装置４０は、このアンサーバック６００を受信すると、このモード変更コマンド４００を入力装置１に送信することを停止する。つまり、制御装置４０は、アンサーバック６００を受信するまで所定のタイミングでモード変更コマンド４００を入力装置１に送信し続ける。なお、制御装置４０がアンサーバック６００を受信するか否かにかかわらず、制御装置４０がモード変更コマンド４００を所定の回数送信するようにしてもよい。
このように本実施形態によれば、制御装置４０は、入力装置１からのアンサーバック５００を受信することで、入力装置１のモード状態を確実に検知することができると共に、検知後の無駄なモード変更コマンド３００の送信を防止することができる。この結果、入力装置１は無駄なモード変更コマンド３００を受信し続けることがなくなり、省電力化を図ることができる。なお、アンサーバック６００についても同様の効果を得ることができる。
なお、図１２及び図１３に示す実施形態では、制御装置４０から入力装置１にモード変更コマンド３００、４００が送信される例を示した。しかし、これらのコマンドの他に、例えば制御装置４０で設定されたスリープタイマーに応じて制御装置４０から送信される信号を入力装置１で受信するようにしてもよい。制御装置４０がスリープしたことを示す信号を、入力装置１が受信したときに、入力装置１は、例えば角速度センサユニット１５のスイッチ５１や加速度センサユニット１６のスイッチ５２のうち少なくともスイッチ５１をオフにするようにしてもよい。又は、制御装置４０から信号を受信できないときに（制御装置４０の電源がオフ）、入力装置１は、角速度センサユニット１５のスイッチ５１や加速度センサユニット１６のスイッチ５２のうち少なくともスイッチ５１をオフにするようにしてもよい。又は、制御装置４０から信号を受信できないときに、入力装置１の電源をオフにするようにしてもよい。これにより、より入力装置１の省電力効果を更に向上させることができる。
逆に、例えば入力装置１の角速度センサユニット１５のスイッチ５１及び加速度センサユニット１６のスイッチ５２がオフのときに、入力装置１は、制御装置４０でセットされた所定の時刻に送信される信号を受信するようにしてもよい。これにより、例えば所定の時刻になる以前には確実に入力装置１に供給される電源をオフにしておき、所定の時刻になったときに入力装置１の角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６に確実に電源を供給することができる。これにより、結果的に入力装置１の省電力化を図ることができる。
＜他の実施形態＞
図１４は、他の実施形態の入力装置１と制御装置４０との状態遷移を示す図である。
［入力装置１の動作遷移］
入力装置１（ＭＰＵ５０）は、非フリーモードにあるときには、ボタン（図示しない）などのＯｎ／Ｏｆｆ状態の情報（ボタンイベント）を、送受信機２１を介して無線通信によって、制御装置４０に送信する。
入力装置１（ＭＰＵ５０）は、非フリーモードにあるときに制御装置４０にモード変更コマンド７００を送信可能である。このモード変更コマンド７００は、制御装置４０のモードを非フリーモードからフリーモードに変更するためのコマンドである。
入力装置１（ＭＰＵ５０）は、フリーモードにあるときに、制御装置４０にモード変更コマンド８００を送信可能である。このモード変更コマンド８００は、制御装置４０の動作モードをフリーモードから非フリーモードに変更するためのコマンドである。
［制御装置４０の動作遷移］
制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、非フリーモードにあるときには、ボタン（図示しない）などのＯｎ／Ｏｆｆ状態の情報（ボタンイベント）を、入力装置１から送受信機３８を介して無線通信によって受信する。
制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、非フリーモードにあるときには、ボタン（図示しない）が押下されたときに入力装置１から送信されるモード変更コマンド７００を受信可能である。制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、非フリーモードにあるときに、このモード変更コマンド７００に応じて非フリーモードからフリーモードに遷移する。
制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、フリーモードにあるときには、ボタン２３（図示しないが他のボタンでもよい。）が押下されたときに入力装置１から送信されるモード変更コマンド８００を受信する。制御装置４０（ＭＰＵ３５）は、このモード変更コマンド８００に応じて、制御装置４０の動作モードをフリーモードから非フリーモードに遷移する。
以下、入力装置１、制御装置４０のモード遷移の具体例を説明する。
図１５は入力装置１からのモード変更コマンド７００、８００により制御装置４０の動作モードを変更する場合の図、図１６は入力装置１からのモード変更コマンド７００、８００により制御装置４０の動作モードを変更する別の実施形態のシーケンス図である。
ユーザにより入力装置１、制御装置４０及び表示装置５の電源がオンとなってから図１５（Ｃ）に示す非フリーなＧＵＩの画面３Ｃが表示装置５に表示されるまでは、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）と同様なので説明を省略する。
ユーザがボタン（図示しない）を押下すると、入力装置１（ＭＰＵ５０）は、角速度センサユニット１５のスイッチ５１及び加速度センサユニット１６のスイッチ５２をオン状態にする。なお、入力装置１（ＭＰＵ５０）は、入力装置１と制御装置４０との間の無線通信データ量が非フリーモードのときより多くなるように、無線通信デバイスを設定するようにしてもよい。また、入力装置１（ＭＰＵ５０）は、ＭＰＵ５０の動作周波数（クロック数）が非フリーモードのときより大きくなるようにＭＰＵ５０を設定するようにしてもよい。また、入力装置１は、ボタン（図示しない）が押下されたことを示すモード変更コマンド７００を制御装置４０に送信する。
制御装置４０は、送受信機３８を介してこのモード変更コマンド７００を受信し、別のテーブルに基づきモード変更コマンド７００に対応する制御装置４０の遷移先のモードを判断する。この別のテーブルには、ユーザにより選択されたアイコン４Ａなどと制御装置４０の遷移先の動作モードとが対応したデータテーブルである。モード変更コマンド７００は、制御装置４０の動作モードを非フリーモードからフリーモードに変更するための指示（フリーカーソルモード指示）である。制御装置４０は、例えば遷移先のモードがフリーモードであると判断したときには、例えば図１５（Ｄ）に示すフリーなＧＵＩの画面３Ｄを表示装置５に表示させる。これにより、非フリーなＧＵＩの画面３ＣがフリーなＧＵＩの画面３Ｄに変化する。
なお、入力装置１が制御装置４０にモード変更コマンド７００を送信する代わりに、上述したように入力装置１と制御装置４０との無線通信デバイスの設定を変更するようにしてもよい。具体的には、入力装置１と制御装置４０とが、例えばパケットの大きさが大きくパケットの送受信間隔が狭い送信形態、又はパケットの大きさが小さくパケットの送受信間隔が広い送信形態に、送信形態を設定するようにすればよい。これにより、入力装置１から制御装置４０に、モード変更コマンドと同じ機能を有する信号を送信することが可能となり、本実施形態と同様に制御装置４０のモードを変更することができる。
例えばユーザによりフリーモードから非フリーモードに変更させるための入力装置１のボタン２３（図示しないボタンでもよい。）が押下されたときには、入力装置１は、角速度センサユニット１５のスイッチ５１及び加速度センサユニット１６のスイッチ５２のうち少なくともスイッチ５１をオフ状態にする。なお、入力装置１は、入力装置１と制御装置４０との間の無線通信データ量がフリーモードのときより少なくなるように無線通信デバイスを設定するようにしてもよい。また、ＭＰＵ５０の動作周波数（クロック数）がフリーモードのときより小さくなるようにＭＰＵ５０が設定されるようにしてもよい。
また、ユーザがフリーモードから非フリーモードに変更させるための入力装置１のボタン２３（図示しないボタンでもよい。）を押下したときには、入力装置１は、このボタン２３などが押下されたことを示すモード変更コマンド８００を制御装置４０に送信する。
制御装置４０は、送受信機３８を介してこのモード変更コマンド８００を受信し、別のテーブルに基づきモード変更コマンド８００に対応する制御装置４０の遷移先のモードを判断する。モード変更コマンド８００は、制御装置４０の動作モードをフリーモードから非フリーモードに変更するための指示（フリーカーソルモード指示）である。制御装置４０は、例えば遷移先のモードが非フリーモードであると判断したときには、例えば図１５（Ｅ）に示すフリーなＧＵＩの画面３Ｅを表示装置５に表示させる。これにより、フリーなＧＵＩの画面３Ｄが非フリーなＧＵＩの画面３Ｅに変化する。
このように本実施形態によれば、入力装置１が制御装置４０の動作モードを変更するためのボタン２３（図示しないボタンでもよい。）を備えるので、入力装置１のボタン２３などの押下により制御装置４０の動作モードを変更することができる。例えばユーザが入力装置１のボタン２３（図示しないボタンでもよい。）を押下したときには、入力装置１から制御装置４０にモード変更コマンド８００が送信される。制御装置４０は、このモード変更コマンド８００を受信し、制御装置４０のモードをフリーモードから非フリーモードに変更することができる。また、ボタン２３（図示しない他のボタンでもよい。）の押下されたときに、入力装置１は、角速度センサユニット１５のスイッチ５１及び加速度センサユニット１６のスイッチ５２のうち少なくともスイッチ５１をオフにする。この結果、入力装置１の省電力化を図ることができる。また、ユーザが動作モードを変更したいときに、すぐに制御装置４０及び入力装置１の動作モードを変更することが可能である。
なお、本実施形態では、入力装置１が、ボタン２３などの押下に対応してモード変更コマンド７００、８００を制御装置４０に送信する例を示した。しかし、これに限定されず、例えば入力装置１が所定のジェスチャーを検出したときに、モード変更コマンド７００、８００と同等の機能を有するコマンドを制御装置４０に送信するようにしてもよい。このようにしても、同様にカーソル２を操作することが可能となる。
＜別の実施形態＞
図１７は入力装置１からのモード変更コマンド７００により制御装置４０の動作モードを変更する別の実施形態のシーケンス図である。
本実施形態では、図１６に示す実施形態に比べて、制御装置４０は、図１７に示すモード変更コマンド７００を受信すると、受信したことを示すアンサーバック６１０を入力装置１に送信する点が異なる。
このような構成によれば、入力装置１は、アンサーバック６１０を受信することで、制御装置４０がモード変更コマンド７００を受信したことを確実に検知することができる。従って、例えばこの検知後に、ユーザの操作により入力装置１が制御装置４０にモード変更コマンド７００を送信し続けることを防止することができる。また、入力装置１は、アンサーバック６１０を受信後に、入力装置１のモードを非フリーモードからフリーモードに変更することで、確実な動作モード変更を行うことができる。
本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
上記実施形態では、入力装置１がＭＰＵ５０を備える例を示した。しかし、これに限定されず、ＭＰＵ５０の代わりに、複数のＭＰＵを備え、これらのＭＰＵによりＭＰＵ５０の機能を実現するようにしてもよい。
速度値（Vx、Vy）の算出方法としては、ＭＰＵ１９が、例えば加速度値（ax、ay）を積分して速度値を求め、かつ、角速度値（ωψ、ωθ）をその積分演算の補助して用いる方法がある。
あるいは、ＭＰＵ１９は、加速度値（ax、ay）を、角速度値（ωψ、ωθ）の微分値（Δωψ、Δωθ）で割ることで本体１０の動きの回転半径（Ｒψ、Ｒθ）を求める。その回転半径（Ｒ、Ｒ）に角速度値（ωψ、ωθ）が乗じられることにより速度値（Vx、Vy）が得られる。
あるいは、動きセンサとして、角速度センサユニット１５が設けられず、加速度センサユニット１６が設けられ、加速度値（ax、ay）が単に積分されることで速度値（Vx、Vy）が算出されてもよい。逆に、動きセンサとして、加速度センサユニット１６が設けられず、角速度センサユニット１５が設けられ、角速度値（ωψ、ωθ）に対応する速度値（Vx、Vy）が演算またはルックアップテーブルにより算出されてもよい。
上記各実施の形態に係る入力装置１、１’、２００、１５などは、無線で入力情報を制御装置に送信する形態を示したが、有線により入力情報が送信されてもよい。
本発明は、例えば、表示部を備えるハンドヘルド型の情報処理装置（ハンドヘルド装置）に適用されてもよい。この場合、ユーザは、ハンドヘルド装置の本体を動かすことで、その表示部に表示されたポインタが動く。ハンドヘルド装置として、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、携帯電話機、携帯音楽プレイヤー、デジタルカメラ等が挙げられる。
上記各実施の形態では、入力装置１、５１などの動きに応じて画面上で動くポインタ２を、矢印の画像として表した。しかし、ポインタ２の画像は矢印に限られず、単純な円形、角形等でもよいし、キャラクタ画像、またはその他の画像であってもよい。
センサユニット１７の、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸は、上述のＸ’軸及びＹ’軸のように必ずしも互いに直交していなくてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、互いに直交する軸方向に投影されたそれぞれの加速度が得られる。また同様に、三角関数を用いた計算によって、互いに直交する軸の回りのそれぞれの角速度を得ることができる。
以上の各実施の形態で説明したセンサユニット１７について、角速度センサユニット１５のＸ’及びＹ’の検出軸と、加速度センサユニット１６のＸ’及びＹ’軸の検出軸がそれぞれ一致している形態を説明した。しかし、それら各軸は、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６が基板上に搭載される場合、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸のそれぞれが一致しないように、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６がその基板の主面内で所定の回転角度だけずれて搭載されていてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、各軸の加速度及び角速度を得ることができる。
上記角速度センサユニット１５の代わりとして、角度センサあるいは角加速度センサが用いられてもよい。角度センサとしては、地磁気センサまたはイメージセンサ等が挙げられる。例えば３軸地磁気センサが用いられる場合、角度値の変化量が検出されるので、その場合、角度値が微分演算されることで角速度値が得られる。角加速度センサは、複数の加速度センサの組み合わせにより構成され、角加速度センサにより得られる角加速度値が積分演算されることで、角速度値が得られる。
ボタン１１、１２は、典型的には押圧タイプのボタンであり、プッシュボタンあるいは静電容量式のタッチボタンが用いられる。ボタン１３は、典型的には、回転タイプのホイールボタンである。しかし、操作部２３は、これに限られず、一端を支点として操作されるスティックタイプの操作部２３、スライドタイプの操作部２３が用いられてもよい。操作部２３は、内部に図示しないスイッチを有しており、このスイッチは、ユーザによる操作部への操作を検出し、操作信号を出力する。操作信号を出力するスイッチとして、光センサや、静電容量センサが用いられてもよい。
速度値（Vx、Vy）の算出方法として、本実施形態では、ＭＰＵ１９は、加速度値（ax、ay）を、角加速度値（Δωψ、Δωθ）で割ることで入力装置１の動きの回転半径（Ｒψ、Ｒθ）を求める。この場合、その回転半径（Ｒψ、Ｒθ）に角速度値（ωψ、ωθ）が乗じられることにより速度値（Vx、Vy）を得ることができる。回転半径（Ｒψ、Ｒθ）は、加速度の変化率（Δax、Δay）を、角加速度の変化率（Δ（Δωψ）、Δ（Δωθ））で割ることで求められてもよい。
上記算出方法により、速度値が算出されることで、ユーザの直感に合致した入力装置１の操作感が得られ、また、画面３上のポインタ２の動きも入力装置１の動きに正確に合致する。
なお、速度値（Vx、Vy）は、必ずしも上記算出方法により、算出されなくてもよい。例えば、ＭＰＵ１９は、例えば加速度値（ax、ay）を積分して速度値を求め、かつ、角速度値（ωψ、ωθ）をその積分演算の補助して用いる方法が採用されてもよい。あるいは、加速度値（ax、ay）が単純に積分されて速度値（Vx、Vy）が算出されても構わない。あるいは、検出された角速度値（ωψ、ωθ）をそのまま筐体の速度値（Vx、Vy）として用いてもよい。検出された角速度値（ωψ、ωθ）は時間微分することで角加速度値（Δωψ、Δωθ）を求めることができ、これを筐体の加速度値として用いることも可能である。
本発明の一実施の形態に係る制御システムを示す図である。 入力装置を示す斜視図である。 入力装置の内部の構成を模式的に示す図である。 センサユニットを示す斜視図である。 入力装置の電気的な構成を示すブロック図である。 表示装置に表示される画面の例を示す図である。 ユーザが入力装置を握った様子を示す図である。 入力装置の動かし方及びこれによる画面上のポインタの動きの典型的な例を説明する説明図である。 制御システムの動作を示すフローチャートである。 入力装置と制御装置との状態遷移を示す図である。 制御装置からのモード変更コマンドにより入力装置の動作モードを変更する場合の図である。 制御装置からのモード変更コマンドにより入力装置の動作モードを変更する場合のシーケンス図である。 制御装置からのモード変更コマンドにより入力装置の動作モードを変更する別の実施形態のシーケンス図である。 他の実施形態の入力装置と制御装置との状態遷移を示す図である。 入力装置からのモード変更コマンドにより制御装置の動作モードを変更する場合の図である。 入力装置からのモード変更コマンドにより制御装置の動作モードを変更する別の実施形態のシーケンス図である。 入力装置からのモード変更コマンドにより制御装置の動作モードを変更する別の実施形態のシーケンス図である。
符号の説明
１ 入力装置
５ 表示装置
１５ 角速度センサユニット（第１の検出手段）
１６ 加速度センサユニット（第１の検出手段）
１１、１２、１３、２３ ボタン（第２の検出手段）
２１ 送信機（送信手段）
３５ ＭＰＵ（画面切替手段）
３８ 送受信機（送信手段、受信手段）
４０ 制御装置
５０ ＭＰＵ（モード切替手段、演算回路）
３００、４００ モード変更コマンド（第１のモード切替指令）
７００、８００ モード変更コマンド（第２のモード切替指令）
３Ｄ 表示画面（第１の表示画面など）
３Ｅ 表示画面（第２の表示画面など）

Claims (16)

  1. 複数の表示画面の切替表示が可能な制御装置にユーザの操作に応じた信号を送信可能な入力装置であって、
    ユーザによる前記入力装置の動きに関するアナログ情報を検出する第１の検出手段と、
    ユーザにより入力されたデジタル情報を検出する第２の検出手段と、
    前記第１の検出手段により検出された前記アナログ情報に基づく信号を含む第１の信号を前記制御装置に送信する第１のモードと、前記第２の検出手段により検出されたデジタル情報に基づく第２の信号を前記制御装置に送信する第２のモードとを、前記制御装置に表示される表示画面に対応するように切り替えるモード切替手段と
    を具備する入力装置。
  2. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記モード切替手段は、前記制御装置から前記入力装置に送信される第１のモード切替指令に応じて、前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替える
    入力装置。
  3. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記モード切替手段は、前記第１の検出手段の動作オンオフを制御する
    入力装置。
  4. 請求項３に記載の入力装置であって、
    前記第１の検出手段は、個別に動作のオンオフを制御可能な複数の検出部を有し、
    前記モード切替手段は、前記複数の検出部の動作オンオフを個別に制御する
    入力装置。
  5. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記アナログ情報から所定の演算を行う演算回路を更に具備し、
    前記モード切替手段は、前記演算回路の動作周波数を切り替える
    入力装置。
  6. 請求項５に記載の入力装置であって、
    前記モード切替手段は、前記第１のモードから前記第２のモードに切り替えに応じて前記演算回路の動作周波数を第１の値からこれより低い第２の値に切り替え、
    前記第２のモードから前記第１のモードに切り替えに応じて前記演算回路の動作周波数を前記第２の値から前記第１の値に切り替える
    入力装置。
  7. 請求項１に記載の入力装置であって、
    データ転送速度の切り替えが可能な送信手段を更に具備し、
    前記モード切替手段は、前記送信手段のデータ転送速度を切り替える
    入力装置。
  8. 請求項７に記載の入力装置であって、
    前記モード切替手段は、前記第１のモードから前記第２のモードに切り替えに応じて前記送信手段のデータ転送速度を第１の値からこれより低い第２の値に切り替え、
    前記第２のモードから前記第１のモードに切り替えに応じて前記送信手段のデータ転送速度を前記第２の値から前記第１の値に切り替える
    入力装置。
  9. 請求項４に記載の入力装置であって、
    前記複数の検出部は、前記入力装置の角速度を検出する角速度センサと、前記入力装置の加速度を検出する加速度センサとを有する
    入力装置。
  10. 請求項２に記載の入力装置であって、
    前記モード切替手段は、
    ユーザより入力される第２のモード切替指令に応じて、前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替え、
    前記第１のモードに対応する第１の表示画面と、前記第２のモードに対応する第２の表示画面とを切り替えるための信号を、前記制御装置に送信する
    入力装置。
  11. 請求項２に記載の入力装置であって、
    前記第１のモード切替指令を取得したことを示す応答信号を前記制御装置に出力する応答手段を更に具備する
    入力装置。
  12. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記入力装置は、ハンドヘルド装置である
    入力装置。
  13. ユーザによる入力装置の動きに関するアナログ情報に基づく信号を含む第１の信号、又はユーザにより前記入力装置に入力されたデジタル情報に基づく第２の信号を受信する受信手段と、
    前記受信手段により受信された前記第１の信号の処理が行われる第１のモードに対応する第１の表示画面と、前記第２の信号の処理が行われる第２のモードに対応する第２の表示画面とを切り替える画面切替手段と
    を具備する制御装置。
  14. 請求項１３に記載の制御装置であって、
    前記表示された表示画面のモードに対応するように前記入力装置のモードを切り替えるためのモード切替指令を前記入力装置に送信する送信手段を更に具備する
    制御装置。
  15. 請求項１３に記載の制御装置であって、
    前記画面切替手段は、前記入力装置から送信される第３のモード切替指令に応じて、前記第１の表示画面と前記第２の表示画面とを切り替える
    制御装置。
  16. 複数の表示画面の切替表示が可能な制御装置にユーザの操作に応じた信号を送信可能な入力装置の制御方法であって、
    ユーザによる前記入力装置の動きに関するアナログ情報を検出し、
    ユーザにより入力されたデジタル情報を検出し、
    検出された前記アナログ情報に基づく信号を含む第１の信号を前記制御装置に送信する第１のモードと、前記デジタル情報に基づく第２の信号を前記制御装置に送信する第２のモードとを、前記制御装置に表示される表示画面に対応するように切り替える
    入力装置の制御方法。
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