JP2013210888A - Input device, control system, calibration method and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To calibrate a sensor without intentional user operations.SOLUTION: An input device 10 comprises: an input device main body 20 which allows an operation input for an operation target displayed in a display device 60; and a magnetic sensor 16 which is received in the input device main body 20 and detects geomagnetism to output its magnetic field value. The input device 10 also includes a CPU 11 which, upon detection that the input device main body 20 is stationary, causes the input device main body 20 to rotate on at least three axial directions different from each other, and calibrates the magnetic field value output by the magnetic sensor.

Description

本開示は、2次元的、3次元的に画面に表示される操作対象物の操作入力を行う入力装置、制御システム、校正方法及びプログラムに関する。   The present disclosure relates to an input device, a control system, a calibration method, and a program for performing operation input of an operation target displayed on a screen two-dimensionally or three-dimensionally.

従来、画面上に2次元的に表示されるGUI(Graphical User Interface)を操作するための入力装置として、マウスが広く利用されている。近年においては、マウスに代表される平面操作型の入力装置に限られず、3次元空間で操作可能な入力装置が多種提案されている。また、音量調節の様に単純な設定等では、1次元表示され1軸方向に操作可能なスライドバーや、所定の回転角度に合わせて操作可能な回転ダイヤル等を用いることが一般的であった。   Conventionally, a mouse is widely used as an input device for operating a GUI (Graphical User Interface) displayed two-dimensionally on a screen. In recent years, various input devices that can be operated in a three-dimensional space have been proposed, not limited to a planar operation type input device represented by a mouse. In simple settings such as volume control, it is common to use a slide bar that can be displayed in one dimension and operated in one axis direction, or a rotary dial that can be operated in accordance with a predetermined rotation angle. .

このように3次元空間で用いる入力装置では、入力装置に加える操作と、表示装置に表示される操作対象物の動きがなるべく一致している方が、操作を行うユーザに違和感が生じにくい。このため、入力装置自身の方向等を校正する機構を入力装置が備えており、ユーザは、入力装置の使用開始時に校正を行う必要があった。   As described above, in the input device used in the three-dimensional space, when the operation applied to the input device and the movement of the operation target displayed on the display device match as much as possible, the user who performs the operation is less likely to feel discomfort. For this reason, the input device is provided with a mechanism for calibrating the direction of the input device itself, and the user has to perform calibration at the start of use of the input device.

ここで、入力装置の校正を簡単、かつ自動的に行うため、特許文献1に開示されているような技術が知られていた。特許文献1には、支持手段(クレイドル)に入力装置を置かず、ユーザが入力装置のグリップが握っている場合に操作モードとして操作を受け付け、支持手段に入力装置を置き、グリップが握られていない場合に校正モードとして校正を行うよう、モードを自動的に切替える技術が開示されている。   Here, in order to easily and automatically calibrate the input device, a technique as disclosed in Patent Document 1 has been known. In Patent Document 1, an input device is not placed on a support means (cradle), and an operation is accepted as an operation mode when the user is gripping the grip of the input device, the input device is placed on the support means, and the grip is gripped. There has been disclosed a technique for automatically switching a mode so that calibration is performed as a calibration mode when there is not.

特許4626671号明細書Japanese Patent No. 4626671

ところで、入力装置は、入力装置の動きを検知するための加速度センサ、角速度センサ、磁気センサ等を持ち(以下、これらのセンサを「各種センサ」と総称する場合がある)、各種センサの出力値から入力装置になされた動作を演算していた。ここで、各種センサのメカ(MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)を含む)的構造や電気回路素子等の個体差により、センサの出力値には以下のような特性があった。   By the way, the input device has an acceleration sensor, an angular velocity sensor, a magnetic sensor, and the like for detecting the movement of the input device (hereinafter, these sensors may be collectively referred to as “various sensors”), and output values of the various sensors. The operation performed on the input device was calculated. Here, the output value of the sensor has the following characteristics due to the mechanical structure of various sensors (including MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)) and the individual differences in electric circuit elements.

(1)入力装置が静止状態(角速度=0)であっても角速度値(電位等)が0とならない。
(2)同じ重力加速度(1G)を検出するはずの加速度センサであっても、軸毎に検出する加速度値(電位等)が異なる場合がある。
(3)入力装置の正面方向を“真北”へ向けているはずなのに、正面方向に直交する軸の磁気値が0とならない。
このように、各種センサの出力値に誤差が生じると、出力値から算出した入力装置の変位量(例えば、移動距離、回転角度、方位角等)が、実際の値と比べ大きくずれる場合があった。
(1) Even if the input device is stationary (angular velocity = 0), the angular velocity value (potential etc.) does not become zero.
(2) Even in an acceleration sensor that should detect the same gravitational acceleration (1G), the acceleration value (potential, etc.) detected for each axis may differ.
(3) The magnetic value of the axis orthogonal to the front direction does not become zero even though the front direction of the input device should be directed to “true north”.
As described above, when an error occurs in the output values of various sensors, the displacement amount (for example, movement distance, rotation angle, azimuth angle, etc.) of the input device calculated from the output values may deviate greatly from the actual value. It was.

ここで、正確な出力値を求めるためには、各種センサの出力値をキャリブレーション(校正)することが必要となる。しかし、この校正作業は所定の手順で操作することが必要であり、さらにその手順、操作内容が各種センサによって異なるのでユーザにとっては煩雑であった。特に、磁気センサの校正値は機器を使用する場所や周りの環境によって大きく変わることがあり、入力装置を使用する前には毎回磁気値を校正しなければならず、利便性を損ねていた。   Here, in order to obtain an accurate output value, it is necessary to calibrate the output values of various sensors. However, this calibration operation needs to be performed in a predetermined procedure, and the procedure and operation contents differ depending on various sensors, which is complicated for the user. In particular, the calibration value of the magnetic sensor may vary greatly depending on the location where the device is used and the surrounding environment, and the magnetic value must be calibrated every time before using the input device, which impairs convenience.

また、特許文献1に開示された技術では、入力装置を支持手段に置くと重力方向に対し入力装置が自然に水平となるように入力装置、支持手段の形状を工夫することにより、簡易的に2軸加速度センサの校正を行っている。しかし、全方位を向ける必要がある3軸以上の磁気センサや加速度センサの出力値を厳密に校正することができなかった。また、入力装置をカメラで撮像することにより、入力装置の絶対位置を求めるようなシステムでは、計算処理が複雑化し、かえって誤差が大きくなることがあった。   Moreover, in the technique disclosed in Patent Document 1, by simply devising the shape of the input device and the support means so that the input device is naturally horizontal with respect to the direction of gravity when the input device is placed on the support means, The biaxial acceleration sensor is calibrated. However, the output values of the magnetic sensor and acceleration sensor having three or more axes that need to be directed in all directions could not be calibrated strictly. Further, in a system in which the absolute position of the input device is obtained by imaging the input device with a camera, the calculation process becomes complicated and the error may be increased.

本開示はこのような状況に鑑みて成されたものであり、ユーザが意識することなくセンサの校正を行うことを目的とする。   The present disclosure has been made in view of such a situation, and an object thereof is to calibrate a sensor without the user being aware of it.

本開示は、表示装置に表示される操作対象物に対する操作入力が可能な入力装置本体に収納される磁気センサが地磁気の方向を検知して磁気値を出力し、入力装置本体が静止していることを検知した後、少なくとも互いに異なる3軸方向に入力装置本体が回転すると、磁気センサが出力する磁気値を校正するものである。   In the present disclosure, a magnetic sensor housed in an input device main body capable of operating input to an operation target displayed on a display device detects a direction of geomagnetism and outputs a magnetic value, and the input device main body is stationary. After detecting this, the magnetic value output from the magnetic sensor is calibrated when the input device main body rotates in at least three different axial directions.

このようにしたことで、入力装置本体が静止していることを検知すると、磁気センサの校正を行うことが可能となる。   By doing so, it is possible to calibrate the magnetic sensor when it is detected that the input device body is stationary.

本開示によれば、入力装置本体が静止していることを検知すると、磁気センサが出力する磁気値を校正するため、ユーザが使用するときには、既に磁気センサの校正が完了した状態となる。このため、ユーザは使用を開始するタイミングで別途磁気センサの校正を行わなくてもよく、速やかに入力装置の使用を開始することができる。   According to the present disclosure, when detecting that the input device main body is stationary, the magnetic value output from the magnetic sensor is calibrated, so that when the user uses it, the calibration of the magnetic sensor has already been completed. For this reason, the user does not need to calibrate the magnetic sensor separately at the timing of starting use, and can quickly start using the input device.

本開示の一実施の形態例における入力装置、制御装置及び表示装置を備える制御システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a control system provided with an input device in one example of this indication, a control device, and a display. 本開示の一実施の形態例における入力装置をユーザが握った様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the user grasped the input device in the example of 1 embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における入力装置の一部破断図である。It is a partially broken figure of the input device in one example of an embodiment of this indication. 図3に示す破断図の一部拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of the cutaway view shown in FIG. 3. 本開示の一実施の形態例における入力装置の殻状部の外観図である。It is an external view of the shell part of the input device in an example of an embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における制御システムの電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the electric composition of the control system in the example of one embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における制御システムの機能構成図である。It is a functional lineblock diagram of a control system in an example of an embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における制御システムの動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the control system in one embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における入力装置が静止状態における角速度値の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the angular velocity value in the stationary state of the input device in one example of this indication. 本開示の一実施の形態例における入力装置が静止状態における加速度値の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the acceleration value in the stationary state of the input device in one example of this indication. 本開示の一実施の形態例における加速度センサの各軸が検出する加速度の方向の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the direction of the acceleration which each axis | shaft of the acceleration sensor in one embodiment of this indication detects. 本開示の一実施の形態例における入力装置が静止状態における磁気値の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the magnetic value in the stationary state of the input device in the example of 1 embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における磁気センサの各軸が検出する磁気の方向の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the direction of the magnetism which each axis | shaft of the magnetic sensor in one example of this indication detects. 本開示の一実施の形態例における磁気センサを校正する動作の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the operation | movement which calibrates the magnetic sensor in one embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における使用していない入力装置を全方位に向ける第1の方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st method of orienting the input device which is not used in one embodiment of this indication to all directions. 本開示の一実施の形態例における支持装置を用いて入力装置を全方位に向ける例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which orient | assigns an input device to all directions using the support apparatus in one embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における支持装置を用いて入力装置を全方位に向ける例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which orient | assigns an input device to all directions using the support apparatus in one embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における入力装置と同じ機能を持たせた携帯端末を全方位に向ける例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which orient | assigns the portable terminal provided with the same function as the input device in the example of 1 embodiment of this indication to all directions. 本開示の一実施の形態例における入力装置を全方位に向けて癒し効果を得る例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which obtains the healing effect for the input device in one embodiment of this indication toward all directions. 本開示の一実施の形態例におけるローカル座標系とグローバル座標系の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the local coordinate system in one embodiment of this indication, and a global coordinate system. 本開示の一実施の形態例における入力装置の基準方位角を定義する例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which defines the reference | standard azimuth | direction angle of the input device in the example of 1 embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における自動的に入力装置の基準方位角を校正する第1の方法の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the 1st method of calibrating the reference | standard azimuth of an input device automatically in one embodiment of this indication. 本開示の一実施の形態例における自動的に入力装置の基準方位角を校正する第2の方法の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the 2nd method of calibrating the reference | standard azimuth of an input device automatically in one embodiment of this indication. 本開示の他の実施の形態例における表示装置の内部構成例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating an internal configuration example of a display device according to another embodiment of the present disclosure.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。この入力装置は、コンピュータがプログラムを実行することにより、後述する内部ブロックが連携して行う校正方法を実現する。
1.一実施の形態例(各種センサのオフセット値からセンサ値を構成する例)
2.変形例
Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol. This input device realizes a calibration method performed by an internal block described later in cooperation with a computer executing a program.
1. Example of Embodiment (Example of configuring sensor values from offset values of various sensors)
2. Modified example

<1.一実施の形態例>
[システムの全体構成]
まず、図1を参照しながら本開示の一実施形態に係る制御システムについて説明する。
図1は、本開示の一実施の形態例及び後述する各実施形態に係る入力装置10を含む制御システム100を示す。制御システム100は、入力装置10と制御装置50と表示装置60とを有する。
<1. Embodiment>
[System overall configuration]
First, a control system according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows a control system 100 including an embodiment of the present disclosure and an input device 10 according to each embodiment described later. The control system 100 includes an input device 10, a control device 50, and a display device 60.

入力装置10は、例えば、表示部60aの画面に表示される操作対象物60bに対する操作入力が可能な球体のデバイスである。制御装置50は、入力装置10の操作に応じて操作対象物60bの表示を制御する。   The input device 10 is, for example, a spherical device that can input an operation on the operation target 60b displayed on the screen of the display unit 60a. The control device 50 controls the display of the operation target 60b in accordance with the operation of the input device 10.

制御装置50としては、入力装置10に専用の機器であってもよいし、PC等であってもよい。これにより、制御システム100では、ユーザが、入力装置10を操作することにより、表示部60aに表示される操作対象物60bを遠隔操作することができる。   The control device 50 may be a device dedicated to the input device 10 or a PC or the like. Thereby, in the control system 100, the user can remotely operate the operation target 60b displayed on the display unit 60a by operating the input device 10.

なお、表示部60aは、例えば、液晶ディスプレイや、EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等により構成される。表示部60aは、2次元画像を表示する形態であってもよいし、3次元画像を表示する形態であってもよい。表示部60aは、入力装置10によって操作される操作対象物60bを2次元的、あるいは3次元的に表示する。   In addition, the display part 60a is comprised by a liquid crystal display, EL (Electro-Luminescence) display, etc., for example. The display unit 60a may be configured to display a two-dimensional image, or may be configured to display a three-dimensional image. The display unit 60a displays the operation target 60b operated by the input device 10 two-dimensionally or three-dimensionally.

表示部60aに2次元的に表示される操作対象物60bとしては、例えば、ポインタやアイコン、ウィンドウ等のGUI等が挙げられる。3次元的に表示される操作対象物60bとしては、人型、動物型のキャラクタ画像が挙げられる。なお、これらの例は、一例に過ぎず、操作対象物60bは、2次元的、3次元的に表示される画像であれば、どのような画像であってもよい。   Examples of the operation target 60b displayed two-dimensionally on the display unit 60a include a GUI such as a pointer, an icon, and a window. Examples of the operation target 60b displayed three-dimensionally include human-type and animal-type character images. These examples are merely examples, and the operation target 60b may be any image as long as it is an image displayed two-dimensionally or three-dimensionally.

また、表示装置60は、テレビジョン放送等を受信可能なテレビジョン装置であってもよい。あるいは、表示装置60が操作対象物60bを3次元的に表示させる形態の場合、表示装置60は、ユーザが裸眼で視認することができる立体画像を表示する立体画像表示装置であってもよい。図1では、制御装置50と表示装置60とが別々の場合が示されているが、制御装置50と表示装置60とは一体的に構成されていてもよい。また、操作対象物60bを表示する表示装置としては、プロジェクタ等を用いてもよい。この場合、プロジェクタによって、スクリーン、壁面に投影された操作対象物60bを操作することも可能である。   In addition, the display device 60 may be a television device that can receive a television broadcast or the like. Alternatively, when the display device 60 is configured to display the operation target 60b in a three-dimensional manner, the display device 60 may be a stereoscopic image display device that displays a stereoscopic image that can be visually recognized by the user with the naked eye. Although FIG. 1 shows a case where the control device 50 and the display device 60 are separate, the control device 50 and the display device 60 may be configured integrally. Further, a projector or the like may be used as a display device that displays the operation target 60b. In this case, the operation target 60b projected on the screen and the wall surface can be operated by the projector.

[入力装置の構成例]
図2は、入力装置10をユーザが握った様子を示す図である。図2に示すように、入力装置10は、球体の形状を有している。入力装置10の大きさは、野球の硬球の大きさよりも少し大きいか、少し小さい程度の大きさとされ、直径が例えば、50mm〜100mm程度の大きさとされる。これにより、ユーザが入力装置10を握ったときに扱い易い大きさとされる。ただ、入力装置10の直径の大きさについては、上記の範囲に限定されず、もちろん他の値もとりえる。
[Configuration example of input device]
FIG. 2 is a diagram illustrating a state where the user holds the input device 10. As shown in FIG. 2, the input device 10 has a spherical shape. The size of the input device 10 is slightly larger or slightly smaller than the size of a baseball hard ball, and the diameter is, for example, about 50 mm to 100 mm. Thereby, when the user holds the input device 10, the size is easy to handle. However, the size of the diameter of the input device 10 is not limited to the above range, and of course, other values can be taken.

図3は、入力装置10の一部破断図であり、図4は、図3に示す破断図の一部拡大図である。また、図5は、入力装置10の殻状部22の外観図である。図5Aには、殻状部22を斜め上方向から見た様子が示されており、図5Bには、図5Aに示すA方向から殻状部22を見た様子が示されている。   3 is a partially cutaway view of the input device 10, and FIG. 4 is a partially enlarged view of the cutaway view shown in FIG. FIG. 5 is an external view of the shell 22 of the input device 10. FIG. 5A shows a state in which the shell-like portion 22 is viewed from an obliquely upward direction, and FIG. 5B shows a state in which the shell-like portion 22 is viewed from the A direction shown in FIG. 5A.

入力装置10は、入力装置10の中心部に設けられた球体形状の基部21と、基部21の表面を全体的に覆うように設けられた球殻状の殻状部22と、殻状部22の表面を全体的に覆うように設けられた把持部23とを有する入力装置本体20を備える。入力装置本体20は、外形が球状又は球状に準じる形状に形成されており、入力装置本体20には、表示装置60に表示される操作対象物60bを操作するための操作入力がなされる。   The input device 10 includes a spherical base portion 21 provided at the center of the input device 10, a spherical shell-like shell portion 22 provided so as to entirely cover the surface of the base portion 21, and a shell-like portion 22. An input device main body 20 having a grip portion 23 provided so as to cover the entire surface of the input device. The input device main body 20 is formed in a spherical shape or a shape conforming to a spherical shape, and an operation input for operating the operation target 60 b displayed on the display device 60 is performed on the input device main body 20.

また、入力装置10は、入力装置10が所定の力以上の力で握られたことを検出するとともに、クリック感を発生させるタクトスイッチ12(スイッチ部)を備える。また、入力装置10は、ユーザが入力装置10を握った力の大きさを検出する感圧センサ13(圧力センサ:握り力を検出する)を備える。   The input device 10 includes a tact switch 12 (switch unit) that detects that the input device 10 is grasped with a force equal to or greater than a predetermined force and generates a click feeling. Further, the input device 10 includes a pressure sensor 13 (pressure sensor: detects a grip force) that detects the magnitude of the force with which the user grips the input device 10.

基部21の内部は、空洞とされている。基部21内部の空洞部には、CPU11等の電子部品が実装された回路基板が設けられる。   The inside of the base 21 is a cavity. A circuit board on which electronic components such as the CPU 11 are mounted is provided in the hollow portion inside the base portion 21.

殻状部22は、同一形状を有する8つのプレート25によって構成されている(図5を参照)。それぞれのプレート25の形状は、正三角形に近い形状とされている。そして、8つのプレート25のうち、隣接する4つのプレート25の角部の頂点が1点で集中し、この頂点が集中する点が全体では、合計で6つ形成されている。この6つの点に対応する位置に、タクトスイッチ12と、感圧センサ13とがそれぞれ配置される。すなわち、本実施形態に係る入力装置10では、6つのタクトスイッチ12と、6つの感圧センサ13とを含む。タクトスイッチ12と、感圧センサ13とは、基部21の表面と殻状部22(プレート25)の内面との間に設けられる(図3及び図4を参照)。   The shell portion 22 is constituted by eight plates 25 having the same shape (see FIG. 5). The shape of each plate 25 is a shape close to an equilateral triangle. Of the eight plates 25, the vertexes of the corners of the four adjacent plates 25 are concentrated at one point, and a total of six points at which the vertexes are concentrated are formed. A tact switch 12 and a pressure sensor 13 are arranged at positions corresponding to these six points. That is, the input device 10 according to the present embodiment includes six tact switches 12 and six pressure sensitive sensors 13. The tact switch 12 and the pressure sensor 13 are provided between the surface of the base portion 21 and the inner surface of the shell-like portion 22 (plate 25) (see FIGS. 3 and 4).

感圧センサ13は、基部21の表面上に設けられており、タクトスイッチ12は、感圧センサ13上に設けられている。感圧センサ13とタクトスイッチ12との間には、第1の圧力拡散板13aが介在されており、タクトスイッチ12と殻状部22(プレート25)の内面との間には、第2の圧力拡散板13bが介在される。第1の圧力拡散板13a及び第2の圧力拡散板13bにより、ユーザが把持部23を握った力を均一に感圧センサ13に伝達することができる。感圧センサ13は、入力装置本体20が握られた力の大きさをセンシングする。   The pressure sensor 13 is provided on the surface of the base 21, and the tact switch 12 is provided on the pressure sensor 13. A first pressure diffusion plate 13a is interposed between the pressure-sensitive sensor 13 and the tact switch 12, and a second pressure is provided between the tact switch 12 and the inner surface of the shell-like portion 22 (plate 25). A pressure diffusion plate 13b is interposed. By the first pressure diffusion plate 13a and the second pressure diffusion plate 13b, the force with which the user grips the grip portion 23 can be transmitted to the pressure sensitive sensor 13 uniformly. The pressure sensor 13 senses the magnitude of the force with which the input device body 20 is gripped.

タクトスイッチ12は、スイッチ本体12aと、スイッチ本体12aに対して移動可能な可動部12bとを有する。また、タクトスイッチ12は、内部に可動部12bの移動に応じてON/OFFが切り替えられる電気的なスイッチ機構(不図示)を有する。また、タクトスイッチ12は、可動部12bの移動に応じてクリック感を発生させる板バネ等の弾性体を用いたクリック感発生機構(不図示)を有する。   The tact switch 12 includes a switch main body 12a and a movable portion 12b movable with respect to the switch main body 12a. The tact switch 12 has an electrical switch mechanism (not shown) that can be switched ON / OFF according to the movement of the movable portion 12b. The tact switch 12 has a click feeling generation mechanism (not shown) using an elastic body such as a leaf spring that generates a click feeling according to the movement of the movable portion 12b.

ここで、感圧センサ13と、プレート25に加えられる力の大きさ等との関係について説明する。感圧センサ13により検出された圧力値を基に、1つのプレート25に加えられた力の大きさと、力が加えられた位置とを算出する場合、1つのプレート25に対しては、少なくとも3つの感圧センサ13が必要である。   Here, the relationship between the pressure sensor 13 and the magnitude of the force applied to the plate 25 will be described. When calculating the magnitude of the force applied to one plate 25 and the position where the force is applied based on the pressure value detected by the pressure sensor 13, at least 3 is applied to one plate 25. Two pressure sensors 13 are required.

本実施形態では、1つのプレート25に対しては、プレート25に加えられた力を検出する(他のプレート25と共通で用いられる)3つの感圧センサ13が設けられている。従って、感圧センサ13からの圧力値を基に、ベクトル計算等を利用した演算が実行されることで、プレート25に加えられた力の大きさと、力が加えられた位置とを正確に算出することができる。   In the present embodiment, for one plate 25, three pressure-sensitive sensors 13 that detect a force applied to the plate 25 (used in common with the other plates 25) are provided. Therefore, the magnitude of the force applied to the plate 25 and the position where the force is applied are accurately calculated by executing an operation using vector calculation or the like based on the pressure value from the pressure sensor 13. can do.

また、8つのプレート25に対して、それぞれ3つの感圧センサ13を用いる場合、8×3で、本来、24個の感圧センサ13が必要となる。しかし、本実施形態では、感圧センサ13は、隣接する4つのプレート25の角部の頂点が集中する点に配置されており、隣接する4つのプレート25で1つの感圧センサ13が共通で用いられている。これより、感圧センサ13の数は、合計で6つあれば足り、入力装置10のコストの削減が実現される。このように、必要最低限の感圧センサ13で、プレート25に加えられた力の大きさと、力が加えられた位置とを正確に算出することができる。   In addition, when three pressure sensors 13 are used for each of the eight plates 25, 24 pressure sensors 13 are originally required for 8 × 3. However, in the present embodiment, the pressure-sensitive sensor 13 is arranged at a point where the apexes of the corners of the four adjacent plates 25 are concentrated, and one pressure-sensitive sensor 13 is shared by the four adjacent plates 25. It is used. Accordingly, the total number of pressure sensors 13 is six, and the cost of the input device 10 can be reduced. As described above, the minimum necessary pressure-sensitive sensor 13 can accurately calculate the magnitude of the force applied to the plate 25 and the position where the force is applied.

しかし、感圧センサ13は、必ずしも上述した構成としなくてもよい。例えば、感圧センサ13は、1つのプレート25に対して1個や2個であってもよいし、4個以上設けていてもよい。また、感圧センサ13は、他のプレート25と共通で用いられる形態ではなく、それぞれのプレート25に対して独立して設けられていてもよい。   However, the pressure sensor 13 does not necessarily have the above-described configuration. For example, one or two pressure-sensitive sensors 13 may be provided for one plate 25, or four or more pressure sensors 13 may be provided. Further, the pressure-sensitive sensor 13 is not used in common with the other plates 25, and may be provided independently for each plate 25.

典型的には、感圧センサ13は、ユーザが入力装置10を握ったときに、プレート25(殻状部22)に加えられた力を検出することができる形態であれば、どのような形態であってもよい。また、プレート25の個数(殻状部22の分割個数)についても8個に限定されない。例えば、プレート25の数は、2個や4個等であってもよい。   Typically, the pressure-sensitive sensor 13 may be in any form as long as it can detect the force applied to the plate 25 (shell 22) when the user grasps the input device 10. It may be. Further, the number of the plates 25 (the number of divisions of the shell portion 22) is not limited to eight. For example, the number of plates 25 may be two or four.

基部21及び殻状部22は、例えば、金属や樹脂等の材料により構成される。一方、把持部23は、基部21及び殻状部22よりも軟らかい材料で構成されている。把持部23に用いられる材料としては、例えば、ポリウレタン等の合成樹脂を発砲して形成されたスポンジ等が挙げられる。把持部23に用いられる材料として、スポンジ等の材料が用いられることで、触感を向上させることができ、また、ユーザは、入力装置10を握る力の大きさを微調整することができる。   The base 21 and the shell 22 are made of a material such as metal or resin, for example. On the other hand, the grip portion 23 is made of a material that is softer than the base portion 21 and the shell portion 22. Examples of the material used for the grip portion 23 include a sponge formed by firing a synthetic resin such as polyurethane. By using a material such as sponge as the material used for the grip portion 23, the tactile sensation can be improved, and the user can finely adjust the magnitude of the force for gripping the input device 10.

次に、制御システム100の電気的な構成について、図6及び図7を参照しながら説明する。
図6は、制御システム100の電気的な構成を示すブロック図である。
図7は、制御システム100の機能構成図である。
Next, the electrical configuration of the control system 100 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the control system 100.
FIG. 7 is a functional configuration diagram of the control system 100.

まず、図6を参照して入力装置10の電気的な構成について説明する。
入力装置10は、報知機構9、CPU(Central Processing Unit)11、タクトスイッチ12、感圧センサ13、加速度センサ14、角速度センサ15、磁気センサ16を備える。さらに、入力装置10は、送受信回路17、バッテリー18、ROM(Read Only Memory)19a、RAM(Random Access Memory)19bを備える。なお、報知機構9には、LED (Light Emitting Diode)等の発光機構、スピーカ等の放音機構、振動発生機構を用いて、放音、発光、又は振動のうち、少なくとも1つを含む報知を行うようにしてもよい。
First, the electrical configuration of the input device 10 will be described with reference to FIG.
The input device 10 includes a notification mechanism 9, a CPU (Central Processing Unit) 11, a tact switch 12, a pressure sensor 13, an acceleration sensor 14, an angular velocity sensor 15, and a magnetic sensor 16. The input device 10 further includes a transmission / reception circuit 17, a battery 18, a ROM (Read Only Memory) 19a, and a RAM (Random Access Memory) 19b. The notification mechanism 9 uses a light emitting mechanism such as an LED (Light Emitting Diode), a sound emitting mechanism such as a speaker, and a vibration generating mechanism to provide a notification including at least one of sound emission, light emission, and vibration. You may make it perform.

報知機構9、CPU11、加速度センサ14、角速度センサ15、磁気センサ16、送受信回路17、ROM19a、RAM19bは、図示しない回路基板上に実装される。電子部品が実装された回路基板と、バッテリー18とは、基部21の内部に形成された空洞部に設けられる。このため、各種センサは、入力装置本体20に収納されている。   The notification mechanism 9, the CPU 11, the acceleration sensor 14, the angular velocity sensor 15, the magnetic sensor 16, the transmission / reception circuit 17, the ROM 19a, and the RAM 19b are mounted on a circuit board (not shown). The circuit board on which the electronic components are mounted and the battery 18 are provided in a hollow portion formed inside the base portion 21. For this reason, various sensors are accommodated in the input device main body 20.

加速度センサ14及び角速度センサ15は、入力装置10の3次元空間内での動きを検出するセンサである。加速度センサ14は、互いに直交する3軸方向の加速度を検出し、検出された加速度に応じた加速度値(変位値の一例)をCPU11へ出力する。角速度センサ15は、互いに直交する3軸回りの角速度を検出し、検出された角速度に応じた角速度値(変位値の一例)をCPU11へ出力する。また、磁気センサ16は、入力装置10の3次元空間内における地磁気の方向(例えば、磁北)を検出した磁気値(変位値の一例)をCPU11へ出力する。   The acceleration sensor 14 and the angular velocity sensor 15 are sensors that detect the movement of the input device 10 in a three-dimensional space. The acceleration sensor 14 detects acceleration in three axial directions orthogonal to each other, and outputs an acceleration value (an example of a displacement value) corresponding to the detected acceleration to the CPU 11. The angular velocity sensor 15 detects angular velocities about three axes orthogonal to each other, and outputs an angular velocity value (an example of a displacement value) corresponding to the detected angular velocity to the CPU 11. Further, the magnetic sensor 16 outputs a magnetic value (an example of a displacement value) obtained by detecting the direction of geomagnetism (for example, magnetic north) in the three-dimensional space of the input device 10 to the CPU 11.

タクトスイッチ12、感圧センサ13、タッチセンサ等は感圧部として用いられる。タクトスイッチ12は、スイッチ機構がONの状態となったときに、CPU11へ信号を出力する。感圧センサ13は、入力装置10がユーザに握られた力の大きさに応じた圧力値をCPU11へ出力する圧力センサの一例である。   The tact switch 12, the pressure sensor 13, the touch sensor, and the like are used as a pressure sensor. The tact switch 12 outputs a signal to the CPU 11 when the switch mechanism is turned on. The pressure-sensitive sensor 13 is an example of a pressure sensor that outputs a pressure value corresponding to the magnitude of the force held by the user to the input device 10 to the CPU 11.

CPU11は、操作対象物60bを制御するために、加速度センサ14、角速度センサ15、磁気センサ16、感圧センサ13から出力された角速度値、加速度値、磁気値、圧力値に基づいて、各種の演算を実行する。そして、CPU11は、表示装置60に表示される操作対象物60bの操作入力が入力装置10になされると、入力装置10の変位量に応じた変位値を出力する。この変位量には、例えば、加速度値、角速度値、磁気値、圧力値がある。そして、変位量は、1軸、直交する2軸、又は直交する3軸のいずれかの変位量によって求まる値である。   The CPU 11 controls various objects based on the angular velocity value, acceleration value, magnetic value, and pressure value output from the acceleration sensor 14, the angular velocity sensor 15, the magnetic sensor 16, and the pressure sensor 13 in order to control the operation target 60b. Perform the operation. Then, when the operation input of the operation target 60 b displayed on the display device 60 is made to the input device 10, the CPU 11 outputs a displacement value corresponding to the displacement amount of the input device 10. Examples of the displacement amount include an acceleration value, an angular velocity value, a magnetic value, and a pressure value. The displacement amount is a value obtained from the displacement amount of one axis, two orthogonal axes, or three orthogonal axes.

ただし、CPU11は、入力装置本体20が静止していることを検知した後、少なくとも互いに異なる3軸方向に入力装置本体20が回転すると、磁気センサ16が出力する磁気値を校正する。また、CPU11は、入力装置本体20が静止していることを検知すると、加速度センサ14及び角速度センサ15の校正も行う。入力装置本体20が静止していることを検知するまでの時間が短すぎるとユーザの操作に支障が出る。このため、例えば、入力装置本体20が静止していることを検知するまでの時間として1時間程度としてもよい。ここで、入力装置本体20(入力装置10)の回転は、入力装置10が自ら行う場合もあるし、後述する支持装置によって行われる場合もある。そして、CPU11は、校正した磁気値に基づいて入力装置本体20から操作対象物60bに対する基準方位角を演算する。   However, the CPU 11 calibrates the magnetic value output by the magnetic sensor 16 when the input device main body 20 rotates in at least three different axial directions after detecting that the input device main body 20 is stationary. Further, when the CPU 11 detects that the input device body 20 is stationary, the CPU 11 also calibrates the acceleration sensor 14 and the angular velocity sensor 15. If the time until it is detected that the input device body 20 is stationary is too short, the user's operation will be hindered. For this reason, it is good also as about 1 hour as time until it detects that the input device main body 20 is still, for example. Here, the input device body 20 (input device 10) may be rotated by the input device 10 itself or by a support device described later. Then, the CPU 11 calculates a reference azimuth angle with respect to the operation target 60b from the input device body 20 based on the calibrated magnetic value.

CPU11は、校正した加速度値、角速度値、磁気値、圧力値を送受信回路17から制御装置50に送信する。ただし、CPU11は、これらの値に基づいて、入力装置10の空間内での移動量、回転量、磁北に対する角度等、入力装置10が握られた力の大きさや、力が加えられた位置等を算出する場合もある。なお、CPU11は、タクトスイッチ12のスイッチ機構からの信号が入力されている状態で、各種の演算を実行する。   The CPU 11 transmits the calibrated acceleration value, angular velocity value, magnetic value, and pressure value from the transmission / reception circuit 17 to the control device 50. However, based on these values, the CPU 11 determines the magnitude of the force with which the input device 10 is gripped, such as the amount of movement of the input device 10 in space, the amount of rotation, and the angle with respect to magnetic north, the position where the force is applied, etc. May be calculated. The CPU 11 executes various calculations in a state where a signal from the switch mechanism of the tact switch 12 is input.

送受信回路17は、不図示のアンテナ等を有しており、CPU11の制御に基づいて、各種の情報を制御装置50へ送信する。なお、送受信回路17は、制御装置50から送信された情報を受信することも可能である。
バッテリー18としては、例えば、充電可能な二次電池が用いられ、不図示の充電部が入力装置本体20に収納される。
報知機構9は、操作対象物60bが変位したことをユーザに報知する。ここで、報知機構9は、操作対象物60bが移動する1軸の変位量毎に異なる報知を行ってもよい。
The transmission / reception circuit 17 includes an antenna (not shown) and the like, and transmits various types of information to the control device 50 based on the control of the CPU 11. The transmitting / receiving circuit 17 can also receive information transmitted from the control device 50.
As the battery 18, for example, a rechargeable secondary battery is used, and a charging unit (not shown) is accommodated in the input device main body 20.
The notification mechanism 9 notifies the user that the operation target 60b has been displaced. Here, the notification mechanism 9 may perform different notifications for each uniaxial displacement amount by which the operation target 60b moves.

次に、図7を参照して入力装置10の機能構成について説明する。入力装置10は、検出部43、第1処理部41、記憶部46、第1送受信部47及び電源部48を有している。検出部43は、第1操作検出部44及び第2操作検出部45を有している。第1処理部41は、第1応答部42、第1演算部40及び第2応答部49を有している。   Next, the functional configuration of the input device 10 will be described with reference to FIG. The input device 10 includes a detection unit 43, a first processing unit 41, a storage unit 46, a first transmission / reception unit 47, and a power supply unit 48. The detection unit 43 includes a first operation detection unit 44 and a second operation detection unit 45. The first processing unit 41 includes a first response unit 42, a first calculation unit 40, and a second response unit 49.

検出部43は、入力装置本体20がユーザに所定の力以上の力で握られたことを検出する。例えば、検出部43は、入力装置本体20が握られた力の大きさを検出し、握られた力の大きさに応じた握り力検出値を出力する。第1操作検出部44は、入力装置本体20への第1の操作を検出する。第1の操作としては、例えば、入力装置10を握る、入力装置10をテーブルから持ち上げる、入力装置10をたたく等が挙げられ、入力装置10を握る場合のみに限られない。第1操作検出部44は、例えば、入力装置本体20が所定の圧力(例えば第1の閾値)以上で握られたことを検出してもよい。また、第1操作検出部44は、その検出結果に基づき握られた力の大きさに応じた握り力検出値を出力してもよい。   The detection unit 43 detects that the input device body 20 is gripped by the user with a force greater than or equal to a predetermined force. For example, the detection unit 43 detects the magnitude of the force with which the input device body 20 is gripped, and outputs a gripping force detection value corresponding to the magnitude of the gripped force. The first operation detection unit 44 detects a first operation on the input device body 20. Examples of the first operation include grasping the input device 10, lifting the input device 10 from the table, hitting the input device 10, and the like, and are not limited to the case of grasping the input device 10. For example, the first operation detection unit 44 may detect that the input device main body 20 is gripped at a predetermined pressure (for example, a first threshold value) or more. The first operation detection unit 44 may output a gripping force detection value corresponding to the magnitude of the gripped force based on the detection result.

第1の操作を検出後、第2操作検出部45は、入力装置本体20への第2の操作を検出する。第2の操作の検出は、第1の操作の検出後に行われ、同時に行われることはない。   After detecting the first operation, the second operation detection unit 45 detects the second operation on the input device body 20. The detection of the second operation is performed after the detection of the first operation, and is not performed at the same time.

第2の操作としては、例えば、入力装置10をつかんで操作する(入力装置10をつかんで振る)等が挙げられ、入力装置10を握る場合のみに限られない。第1操作検出部44及び第2操作検出部45により検出される検出値は、感圧センサ13、加速度センサ14、角速度センサ15及び磁気センサ16によりセンシングされた値の少なくともいずれかである。第2操作検出部45は、例えば、入力装置本体20が所定の圧力(第2の閾値)以上で握られたことを検出する。第2の閾値は第1の閾値より大きい値に予め定められている。   Examples of the second operation include grasping and operating the input device 10 (grabbing and shaking the input device 10) and the like, and are not limited to the case where the input device 10 is grasped. The detection value detected by the first operation detection unit 44 and the second operation detection unit 45 is at least one of values sensed by the pressure sensor 13, the acceleration sensor 14, the angular velocity sensor 15, and the magnetic sensor 16. For example, the second operation detection unit 45 detects that the input device body 20 is gripped at a predetermined pressure (second threshold) or more. The second threshold is set in advance to a value larger than the first threshold.

第1応答部42は、第1の操作の検出に基づき入力装置10の第1の応答を行う。第1の応答としては、クリック音を鳴らす、入力装置10に設けられたばねにより入力装置10を持っているユーザの手に反発力を与える等が一例として挙げられる。ただし、第1の操作の検出に基づき必ずユーザに第1の応答を行う必要はない。例えば、第1応答部42は、検出部43により入力装置10が握られたことが検出されたとき、及び入力装置10が握られたことが検出されなくなったときに第1の応答をユーザに返してもよい。第1応答部42は、少なくとも検出部43により入力装置本体20が握られたことが検出されたときに、第1処理部41の制御によらず、ユーザに対して第1の応答を返してもよい。また、第1の応答は、基本的にCPU11を介さない処理であるため即答性があるが、CPU11を介してもよい。   The 1st response part 42 performs the 1st response of the input device 10 based on the detection of 1st operation. Examples of the first response include making a click sound and applying a repulsive force to the user's hand holding the input device 10 using a spring provided in the input device 10. However, it is not always necessary to perform the first response to the user based on the detection of the first operation. For example, the first response unit 42 sends a first response to the user when the detection unit 43 detects that the input device 10 is gripped and when it is no longer detected that the input device 10 is gripped. You may return it. The first response unit 42 returns a first response to the user regardless of the control of the first processing unit 41 when at least the detection unit 43 detects that the input device body 20 is gripped. Also good. The first response is basically a process that does not go through the CPU 11 and thus has an immediate answer, but may go through the CPU 11.

第1演算部40は、第1の操作に応じた入力装置本体20の動きに対する変位値に基づき、操作対象物60bの操作のための演算(第1の処理)を行ってもよく、第2の操作に応じた入力装置本体20の動きに対する動き検出に基づき操作対象物60bの操作のための演算(第2の処理)を行ってもよい。   The first calculation unit 40 may perform a calculation (first process) for operating the operation target 60b based on a displacement value with respect to the movement of the input device body 20 according to the first operation. Calculation for the operation of the operation target 60b (second processing) may be performed based on the motion detection with respect to the movement of the input device body 20 according to the operation.

なお、第1操作検出部44は、第1演算部40を介さずに第1応答部42に応答処理を促すことができる。このため、第1応答部42から第1演算部40に第1の応答を送らずに、ユーザへクリック音による応答を行うことができる。これにより、第1応答部42によるクリック音による第1の応答を、第1演算部40による演算結果に基づく処理より速く実行させることが可能となる。しかし、これに限られず、第1の応答(例えばクリック音による応答)を第1演算部40に送り、第1演算部40の演算開始のトリガーに利用してもよい。   The first operation detection unit 44 can prompt the first response unit 42 to perform a response process without using the first calculation unit 40. For this reason, it is possible to make a response by clicking sound to the user without sending the first response from the first response unit 42 to the first calculation unit 40. Thereby, the first response by the click sound by the first response unit 42 can be executed faster than the process based on the calculation result by the first calculation unit 40. However, the present invention is not limited to this, and a first response (for example, a response by clicking sound) may be sent to the first calculation unit 40 and used as a trigger for starting the calculation of the first calculation unit 40.

また、第1の処理と第2の処理とは操作対象物60bに対する異種の操作であり、同種の操作は含まない。異種の操作としては、第1の処理では入力装置10を握る力が所定の第1の閾値による圧力以上になった場合にクリック音を発生させ、第2の処理では更に握りを強くして所定の第2の閾値による圧力以上になった場合に各種センサによる変位値に基づき操作対象物60bの操作のための演算を実行する例が挙げられる。他の異種の操作としては、第1の処理では入力装置10を2秒間握った場合にイネーブル(操作入力OK)とし、カーソル移動操作モードに遷移し、第2の処理では再度、入力装置10を4秒間握った場合に操作対象物60bを選択して操作モードに入る例が挙げられる。同種の操作としては、感圧センサ13による検出値を3段階のレベルで検出することにより、弱く握ったら第1の処理に遷移し、強く握ったら第2の処理に遷移する場合が挙げられる。このような同種の操作は、各実施形態の第1の処理と第2の処理には含まない。   The first process and the second process are different kinds of operations on the operation target 60b and do not include the same type of operations. As a different kind of operation, in the first process, a click sound is generated when the force for gripping the input device 10 exceeds a pressure by a predetermined first threshold, and in the second process, the grip is further strengthened to be predetermined. An example is given in which the calculation for operating the operation target 60b is executed based on the displacement values of the various sensors when the pressure exceeds the second threshold value. As another kind of operation, in the first process, when the input device 10 is held for 2 seconds, it is enabled (operation input OK), transitions to the cursor movement operation mode, and in the second process, the input device 10 is turned on again. An example is given in which the operation object 60b is selected and the operation mode is entered when the object is held for 4 seconds. As the same type of operation, there is a case where the detection value by the pressure-sensitive sensor 13 is detected at a three-level level, so that the first process is transitioned to when it is weakly gripped, and the second process is transitioned to when it is gripped strongly. Such a similar operation is not included in the first process and the second process of each embodiment.

なお、第1応答部42による入力装置のユーザへの第1の応答は操作対象物60bを制御する制御装置50へと送受信されず、第1演算部40による操作対象物60bの操作のための演算結果は制御装置50へと送受信される。よって、第1応答部42による第1の応答処理は、送受信処理を含まないルートであるため、送受信処理を含む第1演算部40による演算結果に基づく処理より速いという効果を有する。   In addition, the 1st response to the user of the input device by the 1st response part 42 is not transmitted / received to the control apparatus 50 which controls the operation target 60b, but for the operation of the operation target 60b by the 1st calculating part 40 The calculation result is transmitted to and received from the control device 50. Therefore, since the first response process by the first response unit 42 is a route that does not include the transmission / reception process, it has an effect that it is faster than the process based on the calculation result by the first calculation unit 40 including the transmission / reception process.

第2応答部49は、第2の操作の検出に基づき入力装置10の第2の応答を行う。第2の応答としては、入力装置10に取り付けられた報知機構9に対して、LEDを点滅表示させたり、音声出力や力覚表示を行ったり、振動したりして、ユーザに対してフィードバックを行うことが例として挙げられる。第2の応答は、基本的にCPU11を介さない処理であるため即答性があるが、CPU11を介して行ってもよい。   The second response unit 49 makes a second response of the input device 10 based on the detection of the second operation. As a second response, feedback is given to the user by causing the notification mechanism 9 attached to the input device 10 to blink, display an audio output or force display, or vibrate. An example is to do. Since the second response is basically a process that does not go through the CPU 11, it has an immediate answer, but may be sent through the CPU 11.

また、第1処理部41及び制御装置側の第2処理部61では、必要に応じて両方あるいは片方において、各検出結果を用いて所望の処理を行い、第2処理部61を介して表示制御部66に結果を出力する。   Further, the first processing unit 41 and the second processing unit 61 on the control device side perform desired processing using each detection result in both or one side as necessary, and display control is performed via the second processing unit 61. The result is output to the unit 66.

記憶部46は、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどを用いるROM19a又はRAM19bとして実現されうる。   The storage unit 46 can be realized as a ROM 19a or a RAM 19b using, for example, a semiconductor memory, a magnetic disk, or an optical disk.

第1送受信部47は、所定の情報を入力装置10及び制御装置50間で送信又は受信する。第1送受信部47及び第2送受信部62の間は、有線又は無線にて接続されている。電源部48は、バッテリー18として例えば、充電式電池が用いられ、各部に電力を供給する。   The first transmission / reception unit 47 transmits or receives predetermined information between the input device 10 and the control device 50. The first transmission / reception unit 47 and the second transmission / reception unit 62 are connected by wire or wirelessly. The power supply unit 48 uses, for example, a rechargeable battery as the battery 18 and supplies power to each unit.

[制御装置の構成]
次に、図6を参照して、制御装置50の電気的な構成を説明する。
制御装置50は、CPU51、送受信回路52、ROM53a、RAM53b、指示機構54を含む。
ROM53aは不揮発性のメモリであり、CPU51の処理に必要な各種のプログラムが記憶される。RAM53bは揮発性のメモリであり、CPU51の作業領域として用いられる。
送受信回路52は、アンテナ等を有しており、入力装置10から送信される各種の情報を受信する。また、送受信回路52は、入力装置10へ信号を送信することも可能である。
[Configuration of control device]
Next, the electrical configuration of the control device 50 will be described with reference to FIG.
The control device 50 includes a CPU 51, a transmission / reception circuit 52, a ROM 53a, a RAM 53b, and an instruction mechanism 54.
The ROM 53a is a non-volatile memory and stores various programs necessary for the processing of the CPU 51. The RAM 53 b is a volatile memory and is used as a work area for the CPU 51.
The transmission / reception circuit 52 has an antenna or the like and receives various types of information transmitted from the input device 10. The transmission / reception circuit 52 can also transmit a signal to the input device 10.

指示機構54は、例えば、キーボードであり、ユーザは、この指示機構54を介して初期設定、特種設定などの設定を行う。指示機構54は、ユーザからの各種の指示を受付け、入力された信号をCPU51へ出力する。   The instruction mechanism 54 is, for example, a keyboard, and the user performs settings such as initial settings and special settings via the instruction mechanism 54. The instruction mechanism 54 receives various instructions from the user and outputs an input signal to the CPU 51.

CPU51は、後述する第2演算部の処理、表示制御部の処理を行う第2処理部の機能を実行する。CPU51は、送受信回路17によって受信された各種の情報に基づいて、表示装置60に表示される操作対象物を制御する。   The CPU 51 executes a function of a second processing unit that performs processing of a second calculation unit and processing of a display control unit, which will be described later. The CPU 51 controls the operation target displayed on the display device 60 based on various types of information received by the transmission / reception circuit 17.

次に、図7を参照して、制御装置50の機能構成について説明する。
制御装置50は、第2処理部61、記憶部63、第2送受信部62及び指示部64を有している。第2処理部61は、第2演算部65及び表示制御部66を有している。
Next, the functional configuration of the control device 50 will be described with reference to FIG.
The control device 50 includes a second processing unit 61, a storage unit 63, a second transmission / reception unit 62, and an instruction unit 64. The second processing unit 61 includes a second calculation unit 65 and a display control unit 66.

第2送受信部62は、所定の情報を第1送受信部47に送信又は受信する。記憶部63は、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどを用いるROM53a又はRAM53bとして実現されうる。   The second transmission / reception unit 62 transmits or receives predetermined information to the first transmission / reception unit 47. The storage unit 63 can be realized as a ROM 53a or a RAM 53b using, for example, a semiconductor memory, a magnetic disk, or an optical disk.

例えばユーザがキーボード等の指示機構54を用いて操作入力すると、指示部64は、初期設定、特種設定などの設定を行う。具体的には、指示部64は、ユーザからの各種の指示を受付け、入力された信号を第2処理部61へ出力し、初期設定等を指示する。   For example, when the user inputs an operation using an instruction mechanism 54 such as a keyboard, the instruction unit 64 performs settings such as initial settings and special settings. Specifically, the instruction unit 64 receives various instructions from the user, outputs the input signal to the second processing unit 61, and instructs initial setting and the like.

第2演算部65は、第1処理部41からの検出結果や演算結果を用いて所望の処理を行い、表示制御部66に結果を出力する。また、第2演算部65は、入力装置10から受信した変位値に基づいて入力装置10の変位量を演算する。なお、入力装置10の変位量は、入力装置10内の第1演算部40が演算して、演算した変位量を制御装置50に送信する構成とすることもできる。   The second calculation unit 65 performs desired processing using the detection result and calculation result from the first processing unit 41, and outputs the result to the display control unit 66. Further, the second calculation unit 65 calculates the displacement amount of the input device 10 based on the displacement value received from the input device 10. The displacement amount of the input device 10 may be calculated by the first calculation unit 40 in the input device 10 and the calculated displacement amount may be transmitted to the control device 50.

表示制御部66は、得られた情報に基づき操作対象物60bの表示を制御する。なお、表示制御部66の替わりに又は表示制御部66に加えて、操作対象物60bの表示以外の動作(例えば音や振動等)を表現できる表現部を設けてもよい。表現部では、得られた情報を用いて所望の操作入力に対して操作対象物60bの表現を制御する。   The display control unit 66 controls the display of the operation target 60b based on the obtained information. Instead of the display control unit 66 or in addition to the display control unit 66, an expression unit that can express an operation other than the display of the operation target 60b (for example, sound or vibration) may be provided. The expression unit controls the expression of the operation target 60b with respect to a desired operation input using the obtained information.

[入力装置の動作]
次に、本実施形態に係る制御システム100の動作について説明する。
図8は、本実施形態に係る制御システム100の動作例を示すフローチャートである。図8Aは、入力装置10の処理を示し、図8Bは、制御装置50の処理を示す。
[Operation of input device]
Next, the operation of the control system 100 according to the present embodiment will be described.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example of the control system 100 according to the present embodiment. FIG. 8A shows processing of the input device 10, and FIG. 8B shows processing of the control device 50.

まず、ユーザは、入力装置10を持ち上げて、入力装置10を操作しやすい位置まで移動させる。なお、このとき、表示部60aに表示される操作対象物60bは動かない(ステップS1のNO参照)。次に、ユーザが入力装置10の操作を開始する意思を示して、入力装置本体20の把持部23を所定の力以上の力で握る。すると、入力装置本体20の殻状部22(プレート25)と、タクトスイッチ12の可動部12bが入力装置10の中心に近づく方向に移動される。タクトスイッチ12の可動部12bが入力装置10の中心に向かう方向へ移動すると、クリック感発生機構によりクリック感が発生する。   First, the user lifts the input device 10 and moves the input device 10 to a position where it can be easily operated. At this time, the operation target 60b displayed on the display unit 60a does not move (see NO in step S1). Next, the user indicates an intention to start operating the input device 10 and grips the grip portion 23 of the input device body 20 with a force equal to or greater than a predetermined force. Then, the shell-like portion 22 (plate 25) of the input device main body 20 and the movable portion 12b of the tact switch 12 are moved in a direction approaching the center of the input device 10. When the movable part 12b of the tact switch 12 moves in a direction toward the center of the input device 10, a click feeling is generated by the click feeling generating mechanism.

入力装置10は、このクリック感による応答(第1の応答の一例)により、ユーザの操作対象物60bの操作を開始する意思に対して適切に応答することができる。そして、ユーザは、このクリック感により、操作対象物60bの操作が開始されることを容易に認識することができる。また、クリック感発生機構によるクリック感による応答は、CPUを介さない応答であるので、ユーザに対して素早くクリック感による応答を返すことができる。   The input device 10 can appropriately respond to the user's intention to start the operation of the operation target object 60b by the response by the click feeling (an example of the first response). Then, the user can easily recognize that the operation of the operation target 60b is started by the click feeling. Moreover, since the response by the click feeling by the click feeling generation mechanism is a response not via the CPU, a response by the click feeling can be quickly returned to the user.

タクトスイッチ12の可動部12bが入力装置10の中心に向かう方向へ移動すると、クリック感が発生するとともに、タクトスイッチ12のスイッチ機構がONの状態となり、スイッチ機構からCPU11へ信号が入力される(ステップS1のYES)。   When the movable portion 12b of the tact switch 12 moves in the direction toward the center of the input device 10, a click feeling is generated and the switch mechanism of the tact switch 12 is turned on, and a signal is input from the switch mechanism to the CPU 11 ( YES in step S1).

タクトスイッチ12からの信号が入力されると、CPU11は、加速度センサ14、角速度センサ15から加速度値、角速度値を取得し、感圧センサ13から圧力値を取得する(ステップS2)。なお、磁気センサ16から取得する磁気値は、入力装置10を使用していない間に表示装置60に対する入力装置10の方向を校正するために使われるため、本フローチャートでは図示していない。   When a signal from the tact switch 12 is input, the CPU 11 acquires an acceleration value and an angular velocity value from the acceleration sensor 14 and the angular velocity sensor 15, and acquires a pressure value from the pressure sensor 13 (step S2). The magnetic value acquired from the magnetic sensor 16 is not shown in this flowchart because it is used to calibrate the direction of the input device 10 relative to the display device 60 while the input device 10 is not being used.

次に、CPU11は、加速度値、角速度値に基づいて、演算を実行し、入力装置10の(所定時間当りの)移動量、回転量を算出する(ステップS3)。また、CPU11は、圧力値に基づいて、ベクトル計算等を利用した演算を実行することで、入力装置10が握られた力の大きさ(プレート25に加えられた力の大きさ)と、力が加えられた位置とを算出する。   Next, the CPU 11 performs calculation based on the acceleration value and the angular velocity value, and calculates the movement amount and rotation amount (per predetermined time) of the input device 10 (step S3). In addition, the CPU 11 executes a calculation using vector calculation or the like based on the pressure value, whereby the magnitude of the force with which the input device 10 is gripped (the magnitude of the force applied to the plate 25) and the force And the position where is added.

次に、CPU11は、算出された各情報(入力装置10の移動量、回転量、入力装置10が握られた力の大きさ、力が加えられた位置)を、送受信回路17を介して、制御装置50に送信する(ステップS4)。   Next, the CPU 11 sends the calculated information (the amount of movement of the input device 10, the amount of rotation, the magnitude of the force grasped by the input device 10, and the position where the force is applied) via the transmission / reception circuit 17. It transmits to the control apparatus 50 (step S4).

制御装置50のCPU51は、入力装置10から各情報が受信されたか否かを判定する(ステップ11)。入力装置10からの各情報が受信された場合、制御装置50のCPU51は、受信された各情報に基づいて、操作対象物60bを制御する(ステップS12)。なお、制御装置50のCPU51は、ステップS12において、受信された各情報について、さらに演算を実行し、操作対象物60bの制御の精度を向上させる処理を実行してもよい。   The CPU 51 of the control device 50 determines whether each information is received from the input device 10 (step 11). When each information from the input device 10 is received, CPU51 of the control apparatus 50 controls the operation target 60b based on each received information (step S12). In step S12, the CPU 51 of the control device 50 may further perform a calculation on each received information to execute a process for improving the accuracy of control of the operation target 60b.

例えば、操作対象物60bが3次元的に表示されるキャラクタ画像である場合、ステップS12において、CPU51は、入力装置10の移動量、回転量の情報に基づいて、そのキャラクタ画像を3次元的に移動させたり、回転させたりする処理を実行する。また、CPU51は、握られた力の大きさの情報や、力の位置の情報に応じて、キャラクタ画像に特定の動き(例えば、ジャンプ、しゃがむ、笑う、怒る等)をさせる処理を実行する。なお、移動量、回転量、握られた力の大きさ、力の位置の情報に基づいて、操作対象物60bがどのように制御されるかについては、特に限定されない。   For example, when the operation target 60b is a character image displayed three-dimensionally, in step S12, the CPU 51 displays the character image three-dimensionally based on the information on the movement amount and the rotation amount of the input device 10. A process of moving or rotating is executed. Further, the CPU 51 executes a process for causing the character image to perform a specific movement (for example, jumping, squatting, laughing, getting angry, etc.) according to the information on the magnitude of the grasped force and the information on the position of the force. Note that there is no particular limitation on how the operation target 60b is controlled on the basis of information on the amount of movement, the amount of rotation, the magnitude of the gripped force, and the position of the force.

図8に示す処理により、ユーザは、入力装置10を所定の力以上の力で握った状態で、入力装置10を移動させたり、回転させたり、入力装置10をさらに強く握ったり、入力装置10の特定の位置を強く押したりすることで、操作対象物60bに任意の動きをさせることができる。   With the process shown in FIG. 8, the user moves or rotates the input device 10 while holding the input device 10 with a force greater than or equal to a predetermined force, or grips the input device 10 more strongly. It is possible to cause the operation target 60b to make an arbitrary movement by strongly pressing the specific position.

一方、ユーザが、操作対象物60bの操作を(一時的に)停止させる場合、ユーザは、入力装置10を握った力を弱める。ユーザが入力装置10を握った力を弱め、握った力が上記所定の力未満の力となると、タクトスイッチ12の可動部12bと、入力装置本体20の殻状部22(プレート25)とが入力装置10の中心から離れる方向に移動される。タクトスイッチ12の可動部12bが入力装置10の中心から離れる方向に移動すると、クリック感発生部によりクリック感が発生される。   On the other hand, when the user stops the operation of the operation target 60b (temporarily), the user weakens the force grasping the input device 10. When the force with which the user grasps the input device 10 is weakened and the grasped force becomes less than the predetermined force, the movable portion 12b of the tact switch 12 and the shell-like portion 22 (plate 25) of the input device main body 20 are formed. It is moved away from the center of the input device 10. When the movable part 12b of the tact switch 12 moves away from the center of the input device 10, a click feeling is generated by the click feeling generation unit.

入力装置10は、このクリック感による応答により、ユーザの操作対象物60bの操作を停止させる意思に対して適切に応答することができる。そして、ユーザは、このクリック感により、操作対象物60bの操作が停止されることを容易に認識することができる。タクトスイッチ12の可動部12bが入力装置10の中心から離れる方向へ移動すると、クリック感が発生するとともに、タクトスイッチ12のスイッチ機構による信号の出力が停止される。これにより、タクトスイッチ12からCPU11への信号の入力が停止され(ステップS1のNO)、操作対象物60bの動きが停止される。   The input device 10 can appropriately respond to the user's intention to stop the operation of the operation target 60b by the response due to the click feeling. The user can easily recognize that the operation of the operation target 60b is stopped by the click feeling. When the movable part 12b of the tact switch 12 moves in a direction away from the center of the input device 10, a click feeling is generated and output of a signal by the switch mechanism of the tact switch 12 is stopped. Thereby, the input of the signal from the tact switch 12 to the CPU 11 is stopped (NO in step S1), and the movement of the operation target 60b is stopped.

このため、ユーザは、入力装置10を上記所定の力以上の力で握ったり、入力装置10を握った力を弱めたりすることで、入力装置10の操作(空間操作、握った力の大きさによる操作)を操作対象物60bの操作に反映させるか否かを任意に切り替えることができる。   For this reason, the user operates the input device 10 (spatial operation, magnitude of the gripped force) by holding the input device 10 with a force greater than the predetermined force or weakening the force with which the input device 10 is gripped. It is possible to arbitrarily switch whether or not to reflect the operation by the operation of the operation target 60b.

また、入力装置10は、タクトスイッチ12のクリック感発生部によりユーザの操作対象物60bの操作を開始する意思に対して適切に応答することができる。そして、ユーザは、このクリック感により、操作対象物60bの操作が開始されることを容易に認識することができる。また、クリック感発生機構によるクリック感による応答は、CPU11を介さない応答であるので、ユーザに対して素早くクリック感による応答を返すことができる。   Further, the input device 10 can appropriately respond to the user's intention to start the operation of the operation target 60b by the click feeling generation unit of the tact switch 12. Then, the user can easily recognize that the operation of the operation target 60b is started by the click feeling. Moreover, since the response by the click feeling by the click feeling generation mechanism is a response not via the CPU 11, a response by the click feeling can be quickly returned to the user.

さらに、入力装置10は、クリック感による応答により、ユーザの操作対象物60bの操作を停止させる意思に対して素早く応答することができる。そして、ユーザは、このクリック感により、操作対象物60bの操作が停止されることを容易に認識することができる。   Furthermore, the input device 10 can quickly respond to a user's intention to stop the operation of the operation target 60b by a response based on a click feeling. The user can easily recognize that the operation of the operation target 60b is stopped by the click feeling.

[角速度センサオフセット値と角速度値の校正方法の例]
次に、角速度センサ15、加速度センサ14、磁気センサ16のオフセット値と校正方法の例を順に説明する。
始めに、角速度センサオフセット値と角速度値の校正方法の例を説明する。
図9は、入力装置10が静止状態における角速度値の例を示すグラフである。
[Example of calibration method of angular velocity sensor offset value and angular velocity value]
Next, examples of offset values and calibration methods of the angular velocity sensor 15, the acceleration sensor 14, and the magnetic sensor 16 will be described in order.
First, an example of the calibration method of the angular velocity sensor offset value and the angular velocity value will be described.
FIG. 9 is a graph illustrating an example of angular velocity values when the input device 10 is stationary.

角速度センサ15は、入力装置10が回転していない静止状態である場合に角速度基準値Vrefと同じ値を出力するべきだが、角速度値が角速度基準値Vrefからズレてしまうことがある。このような角速度のズレを「角速度センサオフセット」と呼ぶ。なお、このように角速度基準値Vrefから角速度値がズレるのは、アナログ値を出力する場合であり、デジタル値を出力する場合には、角速度値が基準となる“0”からズレることとなる。   The angular velocity sensor 15 should output the same value as the angular velocity reference value Vref when the input device 10 is in a stationary state where it does not rotate. However, the angular velocity value may deviate from the angular velocity reference value Vref. Such deviation in angular velocity is referred to as “angular velocity sensor offset”. The angular velocity value deviates from the angular velocity reference value Vref as described above when outputting an analog value. When outputting a digital value, the angular velocity value deviates from “0” as a reference.

角速度センサオフセットは、角速度値に様々な影響を及ぼす。例えば、入力装置10が回転していない静止状態であっても微小な角速度値を検出してしまう。また、入力装置10を全方位に回転させることで、正負のいずれの方向にも同じ回転をしても角速度値の絶対値が変わることもある。   Angular velocity sensor offset has various effects on angular velocity values. For example, a minute angular velocity value is detected even in a stationary state where the input device 10 is not rotating. Also, by rotating the input device 10 in all directions, the absolute value of the angular velocity value may change even if the same rotation is performed in either positive or negative direction.

また、角速度センサオフセットには、以下のような特徴がある。すなわち、角速度センサオフセットは、角速度センサ15の個体毎に角速度値が異なっており、複数の軸を持つ角速度センサ15では、軸毎に角速度値が異なる。一方、外部環境によって角速度値が変化することはなく、経時的変化も少ない。このため、角速度値を校正するためには、入力装置10が回転していない静止状態で角速度センサオフセット値を求める必要がある。   Further, the angular velocity sensor offset has the following characteristics. That is, the angular velocity sensor offset has a different angular velocity value for each individual angular velocity sensor 15, and the angular velocity sensor 15 having a plurality of axes has a different angular velocity value for each axis. On the other hand, the angular velocity value does not change depending on the external environment, and the change with time is small. For this reason, in order to calibrate the angular velocity value, it is necessary to obtain the angular velocity sensor offset value in a stationary state where the input device 10 is not rotating.

角速度センサオフセット値の校正を手動で行う場合には、以下の校正方法が考えられる。
(1)入力装置10が回転していない静止状態において、第1演算部40は、次式(1)に示すように静止状態の角速度センサ15が出力する角速度値(ωStable)と角速度基準値(Vref)の差分(ωofst)を角速度センサオフセット値として記憶する。なお、計算精度を高めるためには、角速度値(ωStable)と角速度基準値(Vref)として、複数のフレーム間で取得した平均値を用いるとよい。
ωofst=ωStable−Vref …式(1)
When manually calibrating the angular velocity sensor offset value, the following calibration method can be considered.
(1) In the stationary state where the input device 10 is not rotating, the first calculation unit 40 outputs the angular velocity value (ωStable) and the angular velocity reference value ( The difference (ωofst) of Vref) is stored as an angular velocity sensor offset value. In order to increase the calculation accuracy, it is preferable to use an average value acquired between a plurality of frames as the angular velocity value (ωStable) and the angular velocity reference value (Vref).
ωofst = ωStable−Vref (1)

(2)以降、回転状態の角速度センサ15が出力する角速度値(ωraw)と角速度センサオフセット値(ωofst)との差分で求めた校正値(ωcalib)を角速度値として計算に用いる。
ωcalib=ωraw−ωofst …式(2)
(2) After that, the calibration value (ωcalib) obtained by the difference between the angular velocity value (ωraw) output from the angular velocity sensor 15 in the rotating state and the angular velocity sensor offset value (ωofst) is used for the calculation as the angular velocity value.
ωcalib = ωraw−ωofst (2)

[加速度センサオフセット値と加速度値の校正方法の例]
次に、加速度センサ14のオフセット値と加速度値の校正方法の例を説明する。
図10は、入力装置10が静止状態における加速度値の例を示す説明図である。
[Example of calibration method of acceleration sensor offset value and acceleration value]
Next, an example of a calibration method for the offset value and acceleration value of the acceleration sensor 14 will be described.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of acceleration values when the input device 10 is stationary.

加速度センサ14は、1軸以上の加速度を検出する。ここで、入力装置10が加速していない静止状態において、加速度センサ14のある1軸を正確に重力加速度の方向へ向けると、重力方向に直交する他軸の加速度値は“0”となるはずである。しかし、入力装置10が静止していても加速度値が0からズレてしまうことがある。このような加速度のズレを「加速度センサオフセット」と呼ぶ。   The acceleration sensor 14 detects acceleration of one axis or more. Here, in a stationary state where the input device 10 is not accelerating, if one axis of the acceleration sensor 14 is accurately directed in the direction of gravitational acceleration, the acceleration value of the other axis orthogonal to the gravitational direction should be “0”. It is. However, the acceleration value may deviate from 0 even when the input device 10 is stationary. Such a shift in acceleration is called “acceleration sensor offset”.

加速度センサオフセットは、加速度値に様々な影響を及ぼす。例えば、重力加速度(1G)に対する比率を用いて、現在の入力装置10の水平方向に対する傾き角を求める計算において、算出した角度がズレることが知られている。
傾き角=asin(Accl/1G) …式(3)
The acceleration sensor offset has various effects on the acceleration value. For example, it is known that the calculated angle is deviated in the calculation for obtaining the inclination angle of the current input device 10 with respect to the horizontal direction using the ratio to the gravitational acceleration (1G).
Inclination angle = asin (Accl / 1G) (3)

なお、加速度センサオフセットには、以下のような特徴がある。すなわち、加速度センサオフセットは、加速度センサ14の個体毎に加速度値が異なっており、複数の軸を持つ加速度センサ14では、軸毎に加速度値が異なる。一方、外部環境によって加速度値が変化することはなく、経時的変化も少ない。このため、加速度値を校正するためには、入力装置10の運動加速度が“0”となるような静止状態とし、かつ、加速度センサ14の各軸における正負の方向が正確に重力方向、すなわち鉛直下向きとなる状況を作る必要がある。   The acceleration sensor offset has the following characteristics. That is, the acceleration sensor offset has a different acceleration value for each individual acceleration sensor 14, and the acceleration sensor 14 having a plurality of axes has a different acceleration value for each axis. On the other hand, the acceleration value does not change depending on the external environment, and the change with time is small. For this reason, in order to calibrate the acceleration value, the input device 10 is in a stationary state in which the motion acceleration is “0”, and the positive and negative directions on each axis of the acceleration sensor 14 are accurately in the direction of gravity, that is, vertical. It is necessary to create a downward situation.

加速度センサオフセット値の校正を手動で行う場合に、以下の方法が考えられる。
図11は、加速度センサ14の各軸が検出する加速度の方向の例を示す説明図である。図中では、矢印方向を正、矢印の反対方向を負として説明を行う。図中では、加速度センサ14の3軸であるX,Y,Z軸による座標系を加速度ローカル座標と呼ぶ。
The following method can be considered when manually calibrating the acceleration sensor offset value.
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of the direction of acceleration detected by each axis of the acceleration sensor 14. In the figure, the explanation is made assuming that the arrow direction is positive and the opposite direction of the arrow is negative. In the figure, a coordinate system based on the X, Y, and Z axes that are the three axes of the acceleration sensor 14 is referred to as acceleration local coordinates.

(1)加速度センサ14のX軸においてX軸の負方向を鉛直下向きに向ける。このとき、入力装置10を動かす際の加速度が加速度値に影響しないようにゆっくりと動かす必要がある。そして、加速度センサ14に重力加速度1Gがかかった際に加速度センサ14が検出した加速度値の最大値Aを求める。
(2)次に、加速度センサ14を上下逆さまにひっくり返し、X軸の正方向を鉛直下向きに向け、重力加速度1Gがかかった際に検出した加速度値の最小値Bを求める。
(3)(A−B)/2をX軸のオフセット値AcclXofstとする。
(4)Y軸、Z軸についても同様に測定を行い、軸毎にAcclYofst、AcclZofstを求める。
(5)以降、加速されている加速度センサ14が出力する加速度値(AcclXraw,AcclYraw,AcclZraw)と加速度センサオフセット値(AcclXofst,AcclYofst,AcclZofst)の差分で求めた校正値(AcclXcalib,AcclYcalib,AcclZcalib)を加速度値として計算に用いる。
AcclXcalib=AcclXraw−AcclXofst
AcclYcalib=AcclYraw−AcclYofst …式(4)
AcclZcalib=AcclZraw−AcclZofst
(1) In the X axis of the acceleration sensor 14, the negative direction of the X axis is directed vertically downward. At this time, it is necessary to move slowly so that the acceleration when moving the input device 10 does not affect the acceleration value. Then, a maximum value A of acceleration values detected by the acceleration sensor 14 when the gravitational acceleration 1G is applied to the acceleration sensor 14 is obtained.
(2) Next, the acceleration sensor 14 is turned upside down, and the minimum value B of the acceleration value detected when the gravitational acceleration 1G is applied is obtained with the positive direction of the X axis directed vertically downward.
(3) Let (AB) / 2 be the X-axis offset value AcclXofst.
(4) The same measurement is performed for the Y axis and the Z axis, and AcclYofst and AcclZofst are obtained for each axis.
(5) Thereafter, the calibration values (AcclXcalib, AcclYcalib, AcclZcalib) obtained by the difference between the acceleration values (AcclXraw, AcclYraw, AcclZraw) output from the accelerated acceleration sensor 14 and the acceleration sensor offset values (AcclXofst, AcclYofst, AcclZofst) Is used for calculation as an acceleration value.
AcclXcalib = AcclXraw-AcclXofst
AcclYcalib = AcclYraw−AcclYofst (4)
AcclZcalib = AcclZraw-AcclZofst

[磁気センサオフセット値と磁気値の校正方法の例]
次に、磁気センサオフセット値と磁気値の校正方法の例を説明する。
図12は、入力装置10が静止状態における磁気値の例を示す説明図である。
[Example of calibration method of magnetic sensor offset value and magnetic value]
Next, an example of a magnetic sensor offset value and magnetic value calibration method will be described.
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an example of a magnetic value when the input device 10 is stationary.

磁気センサ16は、1軸以上で検出した磁気値から磁気の方向を求める。ここで、磁気センサ16のある1軸のセンサ軸を正確に地磁気方向へ向けると、地磁気方向に直交する他軸の磁気値“0”となるはずである。しかし、センサ軸が地磁気方向に向けられていても他軸が検出した磁気値が0からズレてしまうことがある。このような磁気のズレを「磁気センサオフセット」と呼ぶ。   The magnetic sensor 16 determines the direction of magnetism from the magnetic values detected at one or more axes. Here, if one sensor axis of the magnetic sensor 16 is accurately oriented in the geomagnetic direction, the magnetic value of the other axis perpendicular to the geomagnetic direction should be “0”. However, even if the sensor axis is oriented in the geomagnetic direction, the magnetic value detected by the other axis may deviate from zero. Such magnetic misalignment is called “magnetic sensor offset”.

ここで、磁気センサオフセットは、磁気値に様々な影響を及ぼす。例えば、3軸の合成磁気ベクトルを水平面に投影して方位角を求めるような計算において算出方位角がズレることが知られている。   Here, the magnetic sensor offset has various effects on the magnetic value. For example, it is known that the calculated azimuth angle is shifted in a calculation in which a three-axis composite magnetic vector is projected on a horizontal plane to obtain an azimuth angle.

なお、磁気センサオフセットには、以下のような特徴がある。すなわち、磁気センサオフセットは、磁気センサ16の個体毎に磁気値が異なっており、複数の軸を持つ磁気センサ16では、軸毎に磁気値が異なる。また、金属板等によって磁気センサ16が囲われる外部環境によって磁気値が変化したり、経時的に変化したりする場合もある。特に、磁気センサ16を用いる場所、つまり緯度による磁気値の変化が大きい。また、磁気センサ16の特性変化というよりは、磁場が乱れることによる磁気値の変化が大きくなりやすい。このため、磁気センサ16の校正を行うためには、磁気センサ16の各軸における正負の方向が正確に地磁気方向を向いた状況を作り出す必要がある   The magnetic sensor offset has the following characteristics. That is, the magnetic sensor offset has a different magnetic value for each individual magnetic sensor 16, and in the magnetic sensor 16 having a plurality of axes, the magnetic value differs for each axis. Also, the magnetic value may change or may change over time depending on the external environment in which the magnetic sensor 16 is surrounded by a metal plate or the like. In particular, the magnetic value varies greatly depending on the location where the magnetic sensor 16 is used, that is, the latitude. In addition, the change in the magnetic value due to the disturbance of the magnetic field is likely to be larger than the change in the characteristics of the magnetic sensor 16. For this reason, in order to calibrate the magnetic sensor 16, it is necessary to create a situation in which the positive and negative directions of each axis of the magnetic sensor 16 are accurately directed to the geomagnetic direction.

磁気センサオフセット値の校正を手動で行う場合に、以下の方法が考えられる。
図13は、磁気センサ16の各軸が検出する磁気の方向の例を示す。図中では、矢印方向を正、矢印の反対方向を負として説明を行う。図中では、磁気センサ16の3軸であるX,Y,Z軸による座標系を磁気ローカル座標と呼ぶ。
The following methods are conceivable when manually calibrating the magnetic sensor offset value.
FIG. 13 shows an example of the direction of magnetism detected by each axis of the magnetic sensor 16. In the figure, the explanation is made assuming that the arrow direction is positive and the opposite direction of the arrow is negative. In the figure, a coordinate system based on the X, Y, and Z axes that are the three axes of the magnetic sensor 16 is referred to as magnetic local coordinates.

(1)磁気センサ16のX軸において軸方向(正でも負でも可)を基準方位(例えば、真北)に向け、鉛直方向を中心軸として磁気センサ16を水平方向に回す。
(2)磁気センサ16を回しながら、元の軸位置を中心にして少しずつ回転軸をずらす。
(3)磁気センサ16をある程度回し終わった状態における磁気値のうち、+Xの最大値A、−Xの最小値Bを求める。
(4)(A−B)/2をX軸のオフセット値MagXofstとする。
(5)Y軸、Z軸についても同様に測定を行い、MagYofst、MagZofstを求める。
(6)以降、磁気値(MagXraw,MagYraw,MagZraw)と磁気センサオフセット値(MagXofst,MagYofst,MagZofst)の差分を出力値(MagXcalib, MagYcalib,MagZcalib)として計算に用いる。
MagXcalib=MagXraw−MagXofst
MagYcalib=MagYraw−MagYofst …式(5)
MagZcalib=MagZraw−MagZofst
(1) Turn the magnetic sensor 16 in the horizontal direction with the vertical direction as the central axis, with the axial direction (possibly positive or negative) on the X-axis of the magnetic sensor 16 facing the reference direction (for example, true north).
(2) While rotating the magnetic sensor 16, the rotation axis is gradually shifted around the original axis position.
(3) The maximum value A of + X and the minimum value B of −X are obtained from the magnetic values after the magnetic sensor 16 has been rotated to some extent.
(4) Let (AB) / 2 be the X-axis offset value MagXofst.
(5) The same measurement is performed for the Y axis and the Z axis, and MagYofst and MagZofst are obtained.
(6) Thereafter, the difference between the magnetic value (MagXraw, MagYraw, MagZraw) and the magnetic sensor offset value (MagXofst, MagYofst, MagZofst) is used for calculation as an output value (MagXcalib, MagYcalib, MagZcalib).
MagXcalib = MagXraw-MagXofst
MagYcalib = MagYraw−MagYofst (5)
MagZcalib = MagZraw-MagZofst

図14は、磁気センサ16を校正するための動作例を示す。
磁気センサ16を備えた入力装置10’(例えば、スマートフォン)を、使用する際に例えば、“八の字”に回すことで、3軸分の上記(1)と(2)の演算を一度に行うことができる。このような校正は、厳密な校正が求められていない場合に採用することができる。
FIG. 14 shows an operation example for calibrating the magnetic sensor 16.
When using the input device 10 ′ (for example, a smartphone) including the magnetic sensor 16, for example, by turning the input device 10 ′ to “eight-shaped”, the calculations of (1) and (2) for three axes at a time are performed. It can be carried out. Such calibration can be employed when strict calibration is not required.

以上より、角速度センサ15については、角速度センサ15以外のセンサ(加速度センサ14、不図示の位置センサ等)によって入力装置10’が回転していない静止状態を検知できれば、いつでも各種センサを校正することが可能である。   From the above, regarding the angular velocity sensor 15, various sensors can be calibrated at any time as long as the stationary state where the input device 10 ′ is not rotating can be detected by a sensor other than the angular velocity sensor 15 (acceleration sensor 14, position sensor not shown). Is possible.

ここで、通常は、入力装置10を常時使用するような状況はない。つまり、大部分の時間は、机上や充電用のクレイドルに入力装置10を置いた静止状態とすることが多い。このため、「ユーザが入力装置10を使用していない時に、入力装置10を全方位に向け、その後、入力装置10を静止状態にする」ことができれば、各種センサを校正することが可能となると考えられる。   Here, there is usually no situation where the input device 10 is always used. That is, most of the time is often in a stationary state in which the input device 10 is placed on a desk or a charging cradle. For this reason, if it is possible to “direct the input device 10 in all directions when the user is not using the input device 10 and then place the input device 10 in a stationary state”, various sensors can be calibrated. Conceivable.

また、加速度センサ14については、移動加速度を生じない程度にゆっくりと入力装置10を全方位に向けることができれば、その間の各軸で検出した加速度センサ出力の最大値と最小値を求めて校正することが可能である。なお、入力装置10の各種センサを校正する際には、少なくとも各種センサの3軸毎に合わせて入力装置本体20を回転させることが望ましい。ただし、時間を掛けてもよければ、ランダムな回転方向に入力装置本体20を回転させてもよい。以下の説明では、このように入力装置本体20を回転させる方向を「全方位」と呼ぶ。   As for the acceleration sensor 14, if the input device 10 can be slowly turned in all directions so as not to cause movement acceleration, the maximum value and the minimum value of the acceleration sensor output detected on each axis during that time are obtained and calibrated. It is possible. When the various sensors of the input device 10 are calibrated, it is desirable to rotate the input device body 20 at least for each of the three axes of the various sensors. However, the input device body 20 may be rotated in a random rotation direction as long as it takes time. In the following description, the direction in which the input device body 20 is rotated in this way is referred to as “omnidirectional”.

入力装置10を全方位に回転させるためには、入力装置10自身又は後述する支持装置がどの方向に入力装置10が回転したかを記憶しておく必要がある。例えば、各種センサの出力値における最大値及び最小値が更新されなくなったタイミングで、入力装置10の回転を止め、各種センサの校正処理を終えてもよい。ここで、後述する支持装置が入力装置10に非接触給電する期間で、全方位に入力装置本体20を回転させることができれば、入力装置10が搭載するバッテリー18の電力消費を抑えることができる。このため、入力装置10には、コード等を付けないことが望ましい。   In order to rotate the input device 10 in all directions, it is necessary to memorize in which direction the input device 10 or the support device described later has rotated. For example, the rotation of the input device 10 may be stopped at the timing when the maximum value and the minimum value of the output values of the various sensors are not updated, and the calibration process of the various sensors may be completed. Here, if the input device main body 20 can be rotated in all directions during a period in which the support device described later supplies power to the input device 10 in a non-contact manner, power consumption of the battery 18 mounted on the input device 10 can be suppressed. For this reason, it is desirable not to attach a code or the like to the input device 10.

また、磁気センサ16については、入力装置10を全方位に向けることができれば、その間の各軸の磁気値の最大値と最小値を求めて、磁気センサ16を校正することが可能と言える。   As for the magnetic sensor 16, if the input device 10 can be oriented in all directions, it can be said that the magnetic sensor 16 can be calibrated by obtaining the maximum value and the minimum value of the magnetic value of each axis during that time.

[入力装置を使用していないときに、入力装置を全方位に向ける第1の方法の例]
次に、入力装置10が備える各種センサを校正する方法の例について、図15〜図19を参照して説明する。
図15は、使用していない入力装置10を全方位に向ける第1の方法を示す説明図である。
図15Aは、外形が球体に形成される入力装置本体20に収納され、入力装置本体20を所定の方向に転がす移動部として、偏心錘71を入れた状態を示す。また、外形が球体に準じる形状に形成される入力装置本体20に収納され、入力装置本体20を所定の方向に転がす移動部として、偏心錘72を入れた入力装置70についても図示している。
図15Bは、ユーザが入力装置10を手で持って全方位に入力装置本体20を回転して各種センサを校正する例を示す。
図15Cは、床面に置かれた入力装置10の内部で偏心錘71が自動的に移動することにより、入力装置70が全方位に向く例を示す。
[Example of the first method for directing the input device in all directions when the input device is not used]
Next, an example of a method for calibrating various sensors included in the input device 10 will be described with reference to FIGS.
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a first method of directing the input device 10 that is not used in all directions.
FIG. 15A shows a state in which an eccentric weight 71 is inserted as a moving unit that is housed in the input device main body 20 whose outer shape is formed in a sphere and rolls the input device main body 20 in a predetermined direction. Further, an input device 70 in which an eccentric weight 72 is inserted as a moving unit that is housed in the input device main body 20 whose outer shape is formed in a shape similar to a sphere and rolls the input device main body 20 in a predetermined direction is also illustrated.
FIG. 15B shows an example in which the user calibrates various sensors by holding the input device 10 by hand and rotating the input device body 20 in all directions.
FIG. 15C shows an example in which the eccentric weight 71 automatically moves inside the input device 10 placed on the floor so that the input device 70 faces in all directions.

ユーザが入力装置10を使用しないときには、床面に入力装置10が置かれる。このとき、CPU11は、入力装置本体20が静止していることを検知するため、偏心錘71,72が入力装置本体20を少なくとも互いに異なる3軸方向に転がす。このような動作は入力装置70についても同様に行われる。入力装置10,70を全方位に向けることが可能となる。このため、CPU11は、磁気センサ16の校正を行うことができる。   When the user does not use the input device 10, the input device 10 is placed on the floor. At this time, since the CPU 11 detects that the input device main body 20 is stationary, the eccentric weights 71 and 72 roll the input device main body 20 in at least three different axial directions. Such an operation is similarly performed for the input device 70. The input devices 10 and 70 can be directed in all directions. For this reason, the CPU 11 can calibrate the magnetic sensor 16.

[入力装置を使用していないときに、入力装置を全方位に向ける第2の方法の例]
次に、入力装置10を全方位に向ける支持装置について説明する。以下に説明する支持装置は、入力装置本体20(入力装置10)を支持し、入力装置本体20を所定の方向に回転させる回転部を備え、この回転部によって、入力装置本体20を少なくとも互いに異なる3軸方向に回転させるものである。そして、CPU11は、入力装置本体20(入力装置10)が回転されるタイミングで、磁気センサ16の校正を行う。なお、入力装置本体20(入力装置10)が回転される互いに異なる3軸方向は、ランダムに定められる。
[Example of the second method of directing the input device in all directions when the input device is not used]
Next, a support device that directs the input device 10 in all directions will be described. The support device described below includes a rotation unit that supports the input device main body 20 (input device 10) and rotates the input device main body 20 in a predetermined direction, and the input device main body 20 is at least different from each other by the rotation unit. It is rotated in three axis directions. Then, the CPU 11 calibrates the magnetic sensor 16 at the timing when the input device body 20 (input device 10) is rotated. It should be noted that three different axial directions in which the input device main body 20 (input device 10) is rotated are determined randomly.

図16は、支持装置75を用いて入力装置10を全方位に向ける例を示す説明図である。
図16Aは、支持装置75の外観例を示す上面図である。
支持装置75は、入力装置本体20を回転させるための回転部として、3個の回転部76a〜76cを備える。回転部76a〜76cは、回転部76a〜76cに載せられた入力装置本体20を回転しやすくするため、摩擦係数が高い素材によって形成されている。この回転部としては、少なくとも1つ以上の車輪として形成すればよい。
図16Bは、ユーザが入力装置10を手で持って全方位に入力装置本体20を回転して各種センサを校正する例を示す。
図16Cは、支持装置75に置かれた入力装置10が全方位に向く例を示す。
FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating an example in which the support device 75 is used to direct the input device 10 in all directions.
FIG. 16A is a top view showing an example of the appearance of the support device 75.
The support device 75 includes three rotating portions 76 a to 76 c as rotating portions for rotating the input device main body 20. The rotating portions 76a to 76c are made of a material having a high friction coefficient in order to facilitate the rotation of the input device body 20 placed on the rotating portions 76a to 76c. What is necessary is just to form as this rotating part as at least 1 or more wheel.
FIG. 16B shows an example in which the user calibrates various sensors by holding the input device 10 by hand and rotating the input device body 20 in all directions.
FIG. 16C shows an example in which the input device 10 placed on the support device 75 faces in all directions.

ユーザが入力装置10を使用しないときには、支持装置75に入力装置10が置かれる。このとき、支持装置75は、支持する入力装置本体20が静止していることを検知する。このため、回転部76a〜76cは、入力装置本体20を少なくとも互いに異なる3軸方向に回転する。このとき、回転部76a〜76cがそれぞれランダムな回転速度で回転する。これにより、入力装置10を全方位に向けることが可能となる。そして、CPU11は、入力装置本体20が回転していることを検知すると、この検知したタイミングで加速度センサ14及び角速度センサ15の校正を行う。   When the user does not use the input device 10, the input device 10 is placed on the support device 75. At this time, the support device 75 detects that the input device body 20 to be supported is stationary. For this reason, the rotation units 76a to 76c rotate the input device main body 20 in at least three different axial directions. At this time, each of the rotating portions 76a to 76c rotates at a random rotation speed. As a result, the input device 10 can be directed in all directions. When the CPU 11 detects that the input device body 20 is rotating, the CPU 11 calibrates the acceleration sensor 14 and the angular velocity sensor 15 at the detected timing.

なお、回転部76a〜76cのいずれかが回転することにより、各種センサで必要とされる軸方向についてだけ校正することも可能である。この場合、校正が完了するまでの時間が短くなるため、ユーザは入力装置10を速やかに使用開始できる。なお、上記の入力装置70のように入力装置本体が球体に準ずる形状であっても、支持装置75は入力装置70を全方位に向けて、各種センサを校正することが可能となる。   In addition, it is also possible to calibrate only about the axial direction required by various sensors by rotating any of the rotating portions 76a to 76c. In this case, since time until calibration is completed is shortened, the user can start using the input device 10 promptly. Even if the input device main body has a shape similar to a sphere like the input device 70 described above, the support device 75 can calibrate various sensors with the input device 70 directed in all directions.

[球体以外の形状とした入力装置を全方位に向ける第3の方法の例]
図17は、支持装置75を用いて入力装置80を全方位に向ける例を示す説明図である。
図17Aは、スティック型の入力装置80の使用例を示す。
この入力装置80は外形をスティック形状としてある。このような入力装置80では、支持装置75にそのまま置いても一方向にしか転がらず、全方位に向けることは難しい。
図17Bは、入力装置80を収納する収納装置81の例を示す。
収納装置81は、入力装置80を収納可能な空間が形成されており、外形が球体又は球体に準じる形状に形成される。このため、収納装置81は、入力装置80の周りに被せるアタッチメントとして用いられる。収納装置81の中で入力装置80が動かないようにするには、収納装置81の内部に入力装置80の形状に合わせた保護部材を充填しておけばよい。
図17Cは、支持装置75に置かれた収納装置81が全方位に向く例を示す。
[Example of third method of directing input device having shape other than sphere in all directions]
FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating an example in which the input device 80 is directed in all directions using the support device 75.
FIG. 17A shows a usage example of the stick-type input device 80.
The input device 80 has a stick shape as an outer shape. In such an input device 80, even if it is placed on the support device 75 as it is, it rolls only in one direction, and it is difficult to turn it in all directions.
FIG. 17B shows an example of a storage device 81 that stores the input device 80.
The storage device 81 has a space in which the input device 80 can be stored, and has an outer shape that is a sphere or a shape that conforms to a sphere. Therefore, the storage device 81 is used as an attachment that covers the input device 80. In order to prevent the input device 80 from moving in the storage device 81, the storage device 81 may be filled with a protective member that matches the shape of the input device 80.
FIG. 17C shows an example in which the storage device 81 placed on the support device 75 faces in all directions.

ユーザが入力装置80を使用しないときには、収納装置81に入力装置80を収納した後、支持装置75に収納装置81が置かれる。このとき、回転部76a〜76cは、回転部76a〜76cに収納装置81が載せられたことにより、収納装置81を回転させる。この回転部76a〜76cは、それぞれランダムな回転速度で少なくとも互いに異なる3軸方向に回転する。これにより、入力装置80を全方位に向けて、各種センサを校正することが可能となる。   When the user does not use the input device 80, the storage device 81 is placed on the support device 75 after the input device 80 is stored in the storage device 81. At this time, the rotation units 76a to 76c rotate the storage device 81 when the storage device 81 is placed on the rotation units 76a to 76c. The rotating sections 76a to 76c rotate at least at three different axis directions at random rotation speeds. This makes it possible to calibrate the various sensors with the input device 80 oriented in all directions.

[球体以外の形状とした入力装置を全方位に向ける第4の方法の例]
図18は、入力装置10と同じ機能を持たせた携帯端末85を全方位に向ける例を示す説明図である。
図18Aは、携帯端末85の使用例を示す。
携帯端末85には、スマートフォン、携帯型の映像音楽再生機等が用いられる。
図18Bは、支持装置86の外観例を示す説明図である。
支持装置86は、携帯端末85を支持するアーム87を備えている。アーム87は、複数の支点によって任意の方向に曲がることが可能である。そして、アーム87に携帯端末85が取付けられると、任意の方向に携帯端末85を動かす機能を有する。
図18Cは、アーム87に取付けられた携帯端末85が全方位に向く例を示す。
[Example of fourth method for directing input device having shape other than sphere in all directions]
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating an example in which the portable terminal 85 having the same function as the input device 10 is directed in all directions.
FIG. 18A shows a usage example of the portable terminal 85.
As the portable terminal 85, a smartphone, a portable video / music player, or the like is used.
FIG. 18B is an explanatory diagram illustrating an example of the appearance of the support device 86.
The support device 86 includes an arm 87 that supports the mobile terminal 85. The arm 87 can be bent in any direction by a plurality of fulcrums. And when the portable terminal 85 is attached to the arm 87, it has the function to move the portable terminal 85 to arbitrary directions.
FIG. 18C shows an example in which the mobile terminal 85 attached to the arm 87 faces in all directions.

ユーザが携帯端末85を使用しないときには、支持装置86のアーム87に携帯端末85が取付けられる。ここで、携帯端末85を回転させる回転部としてアーム87が用いられる。アーム87は、携帯端末85が取付けられたことを検出した場合に携帯端末85をランダムな回転速度で少なくとも互いに異なる3軸方向に回転する。これにより、携帯端末85を全方位に向けて、各種センサを校正することが可能となる。   When the user does not use the portable terminal 85, the portable terminal 85 is attached to the arm 87 of the support device 86. Here, an arm 87 is used as a rotating unit that rotates the mobile terminal 85. When the arm 87 detects that the mobile terminal 85 is attached, the arm 87 rotates the mobile terminal 85 in at least three different axial directions at a random rotational speed. This makes it possible to calibrate the various sensors with the mobile terminal 85 facing all directions.

[各種センサの校正時における意図的な癒し効果の例]
各種センサを校正する際、「入力装置10を全方位に向ける」ように回転させるためには、1軸での等速回転を行う等による機械的制御ではなく、パターン性のない制御(例えば、乱数制御)のように有機的な回転制御を行うことが必要となる。この制御では、入力装置10の回転方向、回転速度がランダムに制御されることとなる。ただし、意図的にユーザを楽しませたり、和ませたりするような回転制御を採用してもよい。これにより、入力装置10を使用していない間に入力装置10が勝手に動作することに対するユーザの不快感を軽減するだけでなく、鑑賞目的(例えば、オブジェ)としての価値を持たせることができる。
[Examples of intentional healing effects during calibration of various sensors]
When calibrating various sensors, in order to rotate the input device 10 so that the input device 10 is directed in all directions, it is not mechanical control by performing constant speed rotation on one axis, but control without pattern properties (for example, It is necessary to perform organic rotation control such as random number control. In this control, the rotation direction and rotation speed of the input device 10 are randomly controlled. However, rotation control that intentionally delights or softens the user may be employed. This not only reduces the user's uncomfortable feeling that the input device 10 operates without permission while the input device 10 is not being used, but can also add value as a viewing purpose (for example, an object). .

図19は、入力装置10を全方位に向けて癒し効果を得る例を示す説明図である。
図19Aは、支持装置75に置かれた入力装置10の例を示す。
入力装置10の外表面には、例えば地球儀のような模様が印刷されている。ここで、支持装置75が入力装置本体20を回転させる際には、まるで地球儀が回転しているかのような印象をユーザに与えることができ、癒し効果を得られる。
FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating an example in which the input device 10 is directed in all directions to obtain a healing effect.
FIG. 19A shows an example of the input device 10 placed on the support device 75.
A pattern such as a globe is printed on the outer surface of the input device 10. Here, when the support device 75 rotates the input device main body 20, an impression as if the globe is rotating can be given to the user, and a healing effect can be obtained.

図19Bは、複数の入力装置10を並べて点灯した例を示す。
複数の入力装置10(図中では、10a〜10d)は、各々の回転動作に連動して、発光と消灯を繰り返したり、音楽を放音したりする。これにより、ユーザに対する癒し効果を得ることができる。なお、上述した支持装置75,76についても、明滅させたり、放音させたりしてもよい。
FIG. 19B shows an example in which a plurality of input devices 10 are lit side by side.
The plurality of input devices 10 (10a to 10d in the drawing) repeatedly emit light and extinguish, and emit music in conjunction with each rotation operation. Thereby, the healing effect with respect to a user can be acquired. Note that the support devices 75 and 76 described above may also be blinked or sound emitted.

このように、各種センサの校正を行う間に入力装置10、支持装置75,76を発光したり、放音したりする。また、入力装置10、支持装置75,76の動作を変える。これによって、ユーザに意図的な癒し効果を与えることができる。また、ユーザへの報知パターンとして、各種センサの校正開始又は終了を知らせたり、報知自体に興趣を増すような仕組みを備えたりすることで、エンターテインメント性を高めるようにしてもよい。   As described above, the input device 10 and the support devices 75 and 76 emit light or emit sound during calibration of various sensors. Further, the operations of the input device 10 and the support devices 75 and 76 are changed. Thereby, an intentional healing effect can be given to the user. In addition, as a notification pattern to the user, entertainment may be improved by notifying the start or end of calibration of various sensors or providing a mechanism that increases interest in the notification itself.

[基準方位角の定義及び方角の校正方法の例]
次に、入力装置10の基準方位角の定義及び方角の校正方法の例について、図20〜図23を参照して説明する。
[Definition of reference azimuth and example of direction calibration]
Next, an example of the definition of the reference azimuth angle and the direction calibration method of the input device 10 will be described with reference to FIGS.

図20は、ローカル座標系とグローバル座標系の例を示す説明図である。
図20Aは、グローバル座標系の例を示す。
入力装置10は様々な方向に動かされるのに対し、表示装置60は設置された場所から動かされることはない。このため、表示装置60の位置を基準として常に固定されているグローバル座標系の3軸をそれぞれX,Y,Zとして求める。
FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating an example of a local coordinate system and a global coordinate system.
FIG. 20A shows an example of the global coordinate system.
While the input device 10 is moved in various directions, the display device 60 is not moved from the installation location. Therefore, the three axes of the global coordinate system that are always fixed with respect to the position of the display device 60 are obtained as X, Y, and Z, respectively.

図20Bは、ローカル座標系の例を示す。
グローバル座標系に対して移動し、回転される入力装置10に内蔵された各種センサ自身を基準とするローカル座標系の3軸をそれぞれx,y,zとして求める。ローカル座標系で求めた各種センサの出力値を、グローバル座標系に座標系変換し、入力装置10の傾き、方位を含む姿勢角を算出することにより、入力装置10の動きを表示装置60に表示される操作対象物60bに反映させる。
FIG. 20B shows an example of the local coordinate system.
The three axes of the local coordinate system are determined as x, y, and z, respectively, based on the various sensors built in the input device 10 that moves and rotates relative to the global coordinate system. The output values of various sensors obtained in the local coordinate system are converted into a global coordinate system, and the attitude angle including the tilt and orientation of the input device 10 is calculated, thereby displaying the movement of the input device 10 on the display device 60. To be reflected on the operation target 60b.

[正面方向が定義できない入力装置を用いた基準方位角の校正方法の例]
次に、磁気センサ16の校正を終えた後、基準方位角を求める処理の例について、図21〜図23を参照して説明する。
図21は、入力装置10の基準方位角を定義する例を示す説明図である。
図21Aは、ゲームコントローラ90の例を示す。
ゲームコントローラ90は、両手の持ち手部分により、正面方向を明確に定義することができる電子機器であると言える。
[Example of calibration method of reference azimuth using an input device that cannot define the front direction]
Next, an example of processing for obtaining a reference azimuth after calibration of the magnetic sensor 16 will be described with reference to FIGS.
FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating an example of defining the reference azimuth angle of the input device 10.
FIG. 21A shows an example of the game controller 90.
It can be said that the game controller 90 is an electronic device that can clearly define the front direction by the handle portion of both hands.

図21Bは、入力装置10の例を示す。
入力装置10の外形は球体に形成されており、正面方向を明確に定義できない電子機器であると言える。このため、入力装置10を用いて、グローバル座標系における操作対象物60bに対して正確な操作を実現するためには、ユーザが明示的に基準方位を示す必要がある。この基準方位には、例えば、入力装置10に対する表示装置60が置かれている方向等が考えられる。
FIG. 21B shows an example of the input device 10.
It can be said that the external shape of the input device 10 is formed in a spherical shape and is an electronic device whose front direction cannot be clearly defined. For this reason, in order to implement | achieve exact operation with respect to the operation target object 60b in a global coordinate system using the input device 10, a user needs to show a reference | standard azimuth | direction explicitly. For example, the direction in which the display device 60 is placed with respect to the input device 10 may be considered as the reference orientation.

図21Cは、入力装置10の正面方向を基準方位に校正する例を示す。
表示装置60が備えるCPU53は、磁気センサ16が出力する磁気出力値を用いて方位計算を行うと、ユーザが入力装置10を持ち上げた位置における“東西南北”を認識する。しかし、そのままでは、CPU53が入力装置10の基準方位を認識できない。
FIG. 21C shows an example in which the front direction of the input device 10 is calibrated to the reference orientation.
When the CPU 53 included in the display device 60 performs azimuth calculation using the magnetic output value output from the magnetic sensor 16, the CPU 53 recognizes “east, west, south, and north” at the position where the user lifts the input device 10. However, the CPU 53 cannot recognize the reference orientation of the input device 10 as it is.

このため、ユーザが入力装置10の正面方向を基準方位に向けた状態で、所定の操作(タクトスイッチ12を押下する、正面方向に入力装置10を振る等)を行うことで、この操作がなされたタイミングにおける基準方位角を入力装置10に記憶させる校正作業が必要となる。ここで、入力装置10の北方向が判明した場合に、北方向から時計回りに基準方位へ至る角度を「基準方位角」と呼ぶ。   For this reason, this operation is performed when the user performs a predetermined operation (such as pressing the tact switch 12 or shaking the input device 10 in the front direction) with the front direction of the input device 10 facing the reference direction. The calibration work for storing the reference azimuth at the determined timing in the input device 10 is required. Here, when the north direction of the input device 10 is found, an angle from the north direction to the reference azimuth clockwise is referred to as a “reference azimuth angle”.

なお、正面方向が定義できるゲームコントローラ90では、「ユーザが無意識にゲームコントローラ90の正面を基準方位に向けて操作を開始する」という前提がある。このような前提によれば、操作を開始する時点の方位は、ほぼ基準方位と等しいため、図21Cに示したような基準方位の校正は必要ない。   In the game controller 90 in which the front direction can be defined, there is a premise that “the user unconsciously starts the operation with the front of the game controller 90 facing the reference direction”. According to such a premise, since the azimuth at the time of starting the operation is substantially equal to the reference azimuth, calibration of the reference azimuth as shown in FIG. 21C is not necessary.

[自動的に基準方位角を校正する第1の方法の例]
図22は、自動的に入力装置10の基準方位角を校正する第1の方法の例を示す説明図である。
図22Aは、床面に入力装置10を置いた例を示す。
入力装置10が自ら基準方位角を検知することが可能な場合には、磁気センサ16の校正作業終了後に、基準方位角を記憶し、又は基準方位角の補正を行う。ここで、基準方位角を検知する方法の例としては、入力装置10が備える2つの無線アンテナ17a,17bと、表示装置60が備える無線アンテナ52aを用いて三角測量により検知する方法がある。
[Example of first method of automatically calibrating the reference azimuth]
FIG. 22 is an explanatory diagram showing an example of a first method for automatically calibrating the reference azimuth angle of the input device 10.
FIG. 22A shows an example in which the input device 10 is placed on the floor surface.
When the input device 10 can detect the reference azimuth angle by itself, after the calibration work of the magnetic sensor 16 is completed, the reference azimuth angle is stored or the reference azimuth angle is corrected. Here, as an example of a method of detecting the reference azimuth angle, there is a method of detecting by triangulation using the two wireless antennas 17a and 17b included in the input device 10 and the wireless antenna 52a included in the display device 60.

図22Bは、入力装置10が基準方位角を校正する例を示す。
図22Cは、入力装置10と表示装置60の各アンテナを上面視した例を示す。
始めに、入力装置10が磁気センサ16の校正を行った後、入力装置本体20内で物理的に別の場所に配置した複数の無線アンテナ(例えば、無線アンテナ17a,17b)が、それぞれ表示装置60の無線アンテナ52aに対して電波を発する。この無線アンテナ17a,17bは、ダイバシティにより位置検出用と通信用を兼ねるようにすれば、入力装置本体20内での占有する空間を減らすことができる。
FIG. 22B shows an example in which the input device 10 calibrates the reference azimuth angle.
FIG. 22C shows an example in which the antennas of the input device 10 and the display device 60 are viewed from above.
First, after the input device 10 calibrates the magnetic sensor 16, a plurality of wireless antennas (for example, wireless antennas 17 a and 17 b) physically arranged in different places in the input device body 20 are respectively displayed on the display device. Radio waves are emitted to 60 radio antennas 52a. If the wireless antennas 17a and 17b are used for both position detection and communication due to diversity, the space occupied in the input device main body 20 can be reduced.

そして、表示装置60の無線アンテナ52aが受信した無線アンテナ17a,17bからの電波により、入力装置10の基準方位角を求める。このとき、表示装置60のCPU53は、表示装置60に対する入力装置10の基準方位角を算出して記憶し、適宜補正している。   Then, the reference azimuth angle of the input device 10 is obtained from the radio waves from the radio antennas 17a and 17b received by the radio antenna 52a of the display device 60. At this time, the CPU 53 of the display device 60 calculates and stores the reference azimuth angle of the input device 10 with respect to the display device 60 and corrects it appropriately.

なお、入力装置10が算出した基準方位角の精度が高い場合において、上述した図21に示したように正面方向を定義する用途であれば、磁気センサ16による方位検出そのものが必要なくなる。逆に、「入力装置10が検知した正確な基準方位角を用いて磁気センサ16から算出される方位角を校正する」という用途もあり得る。この用途の例としては以下の3例が挙げられる。   When the accuracy of the reference azimuth angle calculated by the input device 10 is high, the direction detection itself by the magnetic sensor 16 is not necessary if the front direction is defined as shown in FIG. Conversely, there may be a use of “calibrating the azimuth angle calculated from the magnetic sensor 16 using the accurate reference azimuth angle detected by the input device 10”. Examples of this application include the following three examples.

(1)屋外において入力装置10(例えば、スマートフォン)が備えるカメラを用いて、撮像した画像より、特徴的な物体(ランドマークの建物)の位置を認識する。なお、入力装置10には照度センサを設けることにより、特徴的な物体として、表示装置60の画面や太陽の方向を認識することもできる。
(2)撮像した瞬間における時刻、GPSによる位置情報、撮影された画像(例えば、建物の角度等)から本来出力されるべき正確な基準方位角を算出し、又は取得する。
(3)基準方位角に近づけるように磁気センサ16から算出した方位角を補正する。
(1) Recognize the position of a characteristic object (a landmark building) from a captured image using a camera included in the input device 10 (for example, a smartphone) outdoors. In addition, by providing the illuminance sensor in the input device 10, the screen of the display device 60 and the direction of the sun can be recognized as a characteristic object.
(2) An accurate reference azimuth angle that should be output originally is calculated or acquired from the time at which the image was captured, position information by GPS, and a captured image (for example, a building angle).
(3) The azimuth calculated from the magnetic sensor 16 is corrected so as to approach the reference azimuth.

[自動的に基準方位角を校正する第2の方法の例]
図23は、自動的に入力装置10の基準方位角を校正する第2の方法の例を示す説明図である。
図23Aは、支持装置75に入力装置10を置いた例を示す。
図23Bは、支持装置75が基準方位角を校正する例を示す。
始めに、入力装置10が磁気センサ16の校正を行った後、入力装置本体20内で物理的に別の場所に配置した複数の無線アンテナ(例えば、無線アンテナ17a,17b)を用いて、支持装置75と基準方位とのなす角度を検知する。ここで、支持装置75は固定して用いられることが多いため、支持装置75の正面方向は分かっている。そして、支持装置75の充電接点78と、入力装置10の充電接点18aが接触したときに、上記の検知を行うこととなる。なお、充電接点78,18aは、接触しないと充電が行われないため、入力装置10の表面には、充電接点18aの位置が明示され、支持装置75には、充電接点78の位置が明示されている。
[Example of the second method of automatically calibrating the reference azimuth]
FIG. 23 is an explanatory diagram illustrating an example of a second method for automatically calibrating the reference azimuth angle of the input device 10.
FIG. 23A shows an example in which the input device 10 is placed on the support device 75.
FIG. 23B shows an example in which the support device 75 calibrates the reference azimuth angle.
First, after the input device 10 calibrates the magnetic sensor 16, it is supported using a plurality of wireless antennas (for example, wireless antennas 17 a and 17 b) physically disposed in different places in the input device body 20. An angle formed by the device 75 and the reference orientation is detected. Here, since the support device 75 is often used in a fixed manner, the front direction of the support device 75 is known. When the charging contact 78 of the support device 75 and the charging contact 18a of the input device 10 come into contact with each other, the above detection is performed. Since charging is not performed unless the charging contacts 78 and 18a are in contact with each other, the position of the charging contact 18a is clearly indicated on the surface of the input device 10, and the position of the charging contact 78 is clearly indicated on the support device 75. ing.

そして、支持装置75は、支持装置75が持っている磁北に対して正面方向がなす角度の情報を入力装置10側に無線通信等を用いて伝達する。そして、表示装置60のCPU53は、表示装置60に対する入力装置10の基準方位角を算出して記憶し、適宜補正する。   And the support apparatus 75 transmits the information of the angle which a front direction makes with respect to the magnetic north which the support apparatus 75 has to the input device 10 side using a wireless communication etc. Then, the CPU 53 of the display device 60 calculates and stores the reference azimuth angle of the input device 10 with respect to the display device 60, and corrects it appropriately.

そして、磁気センサ16の校正作業を終了した後に、支持装置75が入力装置10の基準方位角を算出し、支持装置75が算出した基準方位角の角度情報を入力装置10へ伝達することを可能とする。また、入力装置10又は支持装置75は、基準方位角を記憶し、必要に応じて基準方位角の補正を行う。   Then, after the calibration work of the magnetic sensor 16 is finished, the support device 75 can calculate the reference azimuth angle of the input device 10 and transmit the angle information of the reference azimuth angle calculated by the support device 75 to the input device 10. And The input device 10 or the support device 75 stores the reference azimuth angle and corrects the reference azimuth angle as necessary.

ここで、支持装置75と入力装置10が関係する角度を検知する方法としては、例えば支持装置75の充電接点78と、入力装置10の充電接点18aが接触した時点を基準とすることが考えられる。
また、支持装置75から入力装置10への角度情報を伝達する方法としては、無線通信を行ってもよいし、充電接点18a,67を介した有線通信としてもよい。また、充電接点18a,67の代わりに、マーカーや、へこみ等により位置を確定してもよい。
Here, as a method of detecting the angle at which the support device 75 and the input device 10 are related, for example, it is conceivable to use the time when the charging contact 78 of the support device 75 and the charging contact 18a of the input device 10 are in contact as a reference. .
In addition, as a method of transmitting angle information from the support device 75 to the input device 10, wireless communication may be performed, or wired communication via the charging contacts 18 a and 67 may be used. Further, instead of the charging contacts 18a and 67, the position may be determined by a marker or a dent.

このように、「支持装置75を特定の向きで基準方位へ向ける」という前提があれば、支持装置75が基準方位角を検知機能は必要ない。通常、支持装置75の場所を頻繁に動かさないためである。   Thus, if there is a premise that “the support device 75 is directed to the reference orientation in a specific direction”, the support device 75 does not need the function of detecting the reference orientation angle. This is because the place of the support device 75 is usually not moved frequently.

さらに、入力装置10を基準方位に向けた時に、支持装置75と入力装置10の充電接点18a,67が合うように設計すれば、支持装置75から入力装置10へ角度情報を伝達するための通信機能も必要なくなる。   Furthermore, if the input device 10 is designed so that the charging contacts 18a and 67 of the support device 75 and the input device 10 match when the input device 10 is directed to the reference orientation, communication for transmitting angle information from the support device 75 to the input device 10 is performed. Functions are no longer needed.

ただし、上述した図21〜図23においては、入力装置10又は支持装置75が2本のアンテナを備え、制御装置50又は表示装置60が1本のアンテナを備えるようにしているが、逆であってもよい。すなわち、入力装置10又は支持装置75が1本のアンテナを備え、制御装置50又は表示装置60が2本のアンテナを備えるようにしても基準方位角を求めることが可能である。   However, in FIGS. 21 to 23 described above, the input device 10 or the support device 75 is provided with two antennas, and the control device 50 or the display device 60 is provided with one antenna. May be. That is, it is possible to obtain the reference azimuth angle even when the input device 10 or the support device 75 includes one antenna and the control device 50 or the display device 60 includes two antennas.

以上説明した一実施の形態に係る入力装置10によれば、入力装置本体20の内部に磁気センサ16を備え、この磁気センサ16が出力する磁気値を用いて磁気センサ16を構成する。ここで、入力装置10は、ユーザが電子機器への操作入力を行っていない間に自動的に磁気センサ16の校正作業を行っている。このため、ユーザが使用するときには、既に磁気センサ16の校正が完了した状態となり、ユーザは磁気センサ16の校正作業を意識することなく常に校正済みの状態で入力装置10の使用を開始できる。   According to the input device 10 according to the embodiment described above, the magnetic sensor 16 is provided in the input device main body 20, and the magnetic sensor 16 is configured using the magnetic value output by the magnetic sensor 16. Here, the input device 10 automatically calibrates the magnetic sensor 16 while the user is not performing an operation input to the electronic device. For this reason, when the user uses it, the calibration of the magnetic sensor 16 has already been completed, and the user can always start using the input device 10 without being aware of the calibration work of the magnetic sensor 16.

また、磁気センサ16以外の他のセンサについても、ユーザが電子機器への操作入力を行っていない間に自動的に校正作業を行っている。このため、ユーザが入力装置10の使用を開始する際に、時間が掛かっていた校正作業を行わなくて済む。   Further, other sensors other than the magnetic sensor 16 are automatically calibrated while the user is not performing an operation input to the electronic device. For this reason, when the user starts to use the input device 10, it is not necessary to perform the calibration work which took time.

また、ユーザが入力装置10を使わない時間に支持装置に置かれた入力装置10の各種センサを構成する際に、意図的に視覚的、音響的効果を持たせることで入力装置10又は支持装置に、鑑賞目的(オブジェ)としての価値を持たせることができる。   Further, when configuring various sensors of the input device 10 placed on the support device when the user does not use the input device 10, the input device 10 or the support device is intentionally provided with visual and acoustic effects. Can be given value as an object of appreciation.

<2.変形例>
[表示装置の構成例]
なお、上述した実施の形態では、制御装置50が表示装置60に表示される操作対象物60bの動作表示を制御する構成としたが、表示装置110が単独で制御してもよい。ここでは、表示装置110の構成例を説明する。
<2. Modification>
[Configuration example of display device]
In the above-described embodiment, the control device 50 is configured to control the operation display of the operation target 60b displayed on the display device 60. However, the display device 110 may control it alone. Here, a configuration example of the display device 110 will be described.

図24は、表示装置110の内部構成例を示すブロック図である。図24Aは、制御システム100′の構成例を示し、図24Bは、表示装置110の内部構成例を示す。   FIG. 24 is a block diagram illustrating an internal configuration example of the display device 110. FIG. 24A shows a configuration example of the control system 100 ′, and FIG. 24B shows an internal configuration example of the display device 110.

表示装置110は、表示部60aを備え、一般的なコンピュータ装置としての機能を有するディスプレイ一体型のコンピュータ装置である。表示部60aには、操作対象物60bとして、丸形のアイコンと、四角形のアイコンが表示されている。そして、表示装置110の前には、入力装置10が操作可能な状態で置かれている(図24A)。   The display device 110 is a display-integrated computer device that includes the display unit 60a and has a function as a general computer device. On the display unit 60a, a round icon and a square icon are displayed as the operation target 60b. In front of the display device 110, the input device 10 is placed in an operable state (FIG. 24A).

表示装置110は、表示部60a、CPU113、ROM114、RAM115、通信部116、記憶部117を備える。
ROM114は不揮発性のメモリであり、CPU113の処理に必要な各種のプログラムが記憶される。RAM115は揮発性のメモリであり、CPU113の作業領域として用いられる。
The display device 110 includes a display unit 60a, a CPU 113, a ROM 114, a RAM 115, a communication unit 116, and a storage unit 117.
The ROM 114 is a non-volatile memory and stores various programs necessary for the processing of the CPU 113. The RAM 115 is a volatile memory and is used as a work area for the CPU 113.

通信部116は、不図示のアンテナ等を有しており、入力装置10から送信される各種の情報を受信する。また、通信部116は、入力装置10へ信号を送信することも可能である。
CPU113は、表示装置110内の各部の処理を実行しており、上述した制御装置50が備えるCPU51と同様の制御を行うことができる。このため、CPU113は、送受信回路17から受信した各種の情報に基づいて、表示部60aに表示される操作対象物を制御している。
The communication unit 116 includes an antenna (not shown) and the like, and receives various types of information transmitted from the input device 10. The communication unit 116 can also transmit a signal to the input device 10.
The CPU 113 executes processing of each unit in the display device 110, and can perform the same control as the CPU 51 provided in the control device 50 described above. For this reason, the CPU 113 controls the operation target displayed on the display unit 60 a based on various information received from the transmission / reception circuit 17.

また、表示装置110は、不図示の操作部を備える。この操作部には、例えば、キーボードであり、ユーザは、この操作部を用いて初期設定、特殊設定等の設定を行う。操作部は、ユーザからの各種の指示を受付け、入力された信号をCPU113へ出力する。
このように、表示装置110は、制御装置50と上述した表示装置60を一体化した構成としてあるため、制御システム100′の構成を簡素化することができる。
In addition, the display device 110 includes an operation unit (not shown). The operation unit is, for example, a keyboard, and the user performs settings such as initial settings and special settings using the operation unit. The operation unit receives various instructions from the user and outputs the input signal to the CPU 113.
Thus, since the display device 110 has a configuration in which the control device 50 and the display device 60 described above are integrated, the configuration of the control system 100 ′ can be simplified.

[他の変形例]
また、入力装置10と表示装置60との距離は操作感に寄与しないため、任意に設定できる。例えば、ロボットアーム、クレーン等を操作するための遠隔コントローラとして入力装置10を用い、表示装置60には実際に動くロボットアーム、クレーン等を表示することもできる。
[Other variations]
Further, since the distance between the input device 10 and the display device 60 does not contribute to the operational feeling, it can be arbitrarily set. For example, the input device 10 can be used as a remote controller for operating a robot arm, a crane, or the like, and the actually moving robot arm, crane, or the like can be displayed on the display device 60.

また、報知機構9は、操作対象物が表示された画面上での光の色を変えたり、明暗を異ならせたり、画面に付随したスピーカからの音によるフィードバックも併用してもよい。また、角速度又は加速度のそれぞれ3軸に合わせて異なる報知を行ってフィードバックすることも可能である。例えば、各軸によって光の色、光の明暗、音の高さ、音の大きさを異ならせるようにしてもよい。また、x軸は光、y軸は音、z軸は振動のように軸毎に報知する種類を変えてもよい。   In addition, the notification mechanism 9 may change the color of light on the screen on which the operation target is displayed, change the brightness, or use feedback from sound from a speaker attached to the screen. It is also possible to provide feedback by performing different notifications according to the three axes of angular velocity or acceleration. For example, the color of light, the brightness of light, the pitch of sound, and the volume of sound may be varied depending on each axis. The type of notification may be changed for each axis, such as light for the x-axis, sound for the y-axis, and vibration for the z-axis.

また、操作対象物60bは、画面に表示される仮想的な物体であり、どのような物体であっても操作対象物60bとして表示し、操作することができる。このため、コンピュータ装置の操作に不慣れなユーザであっても直感的に操作することが可能となる。   The operation target 60b is a virtual object displayed on the screen, and any object can be displayed and operated as the operation target 60b. For this reason, even a user who is unfamiliar with the operation of the computer device can perform an intuitive operation.

また、入力装置10の形状を球体としたが、球体以外の形状として形成してもよい。方向性のない形状として、例えば、正多面体、準正多面体の形状とすることもできる。   Moreover, although the shape of the input device 10 is a sphere, it may be formed as a shape other than a sphere. For example, the shape having no directionality may be a regular polyhedron or a quasi-regular polyhedron.

また、入力装置10は、9軸のセンサデータを用いることができるが、常に全ての軸のセンサデータを用いる必要はない。一部のセンサデータだけを取り出して、操作対象物60bの操作に用いてもよい。   The input device 10 can use sensor data for nine axes, but it is not always necessary to use sensor data for all axes. Only a part of the sensor data may be extracted and used for the operation of the operation target 60b.

また、支持装置75が入力装置本体20の回転を開始する合図として、支持装置75に置かれた入力装置本体20が静止していることとしたが、入力装置10から支持装置75に対して回転開始の指示信号を送信するようにしてもよい。また、支持装置75によって入力装置本体20の回転が開始されたことを、支持装置75から入力装置10に送信する開始信号を送信することで知らせてもよい。   In addition, the input device body 20 placed on the support device 75 is stationary as a cue for the support device 75 to start rotating the input device body 20, but the input device 10 rotates with respect to the support device 75. A start instruction signal may be transmitted. Further, it may be notified by transmitting a start signal transmitted from the support device 75 to the input device 10 that the support device 75 has started the rotation of the input device body 20.

また、上述した実施の形態例における一連の処理は、ハードウェアにより実行することができるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、又は各種の機能を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータにより、実行可能である。例えば汎用のパーソナルコンピュータ等に所望のソフトウェアを構成するプログラムをインストールして実行させればよい。   The series of processes in the above-described embodiment can be executed by hardware, but can also be executed by software. When a series of processing is executed by software, it can be executed by a computer in which a program constituting the software is incorporated in dedicated hardware or a computer in which programs for executing various functions are installed. . For example, a program constituting desired software may be installed and executed on a general-purpose personal computer or the like.

また、上述した実施の形態例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給してもよい。また、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(又はCPU等の制御装置)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、機能が実現されることはいうまでもない。   Further, a recording medium that records a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiments may be supplied to the system or apparatus. It goes without saying that the function is also realized by a computer (or a control device such as a CPU) of the system or apparatus reading and executing the program code stored in the recording medium.

この場合のプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。   As a recording medium for supplying the program code in this case, for example, a flexible disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, etc. are used. Can do.

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態例の機能が実現される。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS等が実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって上述した実施の形態例の機能が実現される場合も含まれる。   Further, the functions of the above-described embodiment are realized by executing the program code read by the computer. In addition, an OS or the like running on the computer performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code. The case where the function of the above-described embodiment is realized by the processing is also included.

また、本開示は上述した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本開示の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。   Further, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various other application examples and modifications can be taken without departing from the gist of the present disclosure described in the claims.

なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
(1)
表示装置に表示される操作対象物に対する操作入力が可能な入力装置本体と、
前記入力装置本体に収納され、地磁気の方向を検知して磁気値を出力する磁気センサと、
前記入力装置本体が静止していることを検知した後、少なくとも互いに異なる3軸方向に前記入力装置本体が回転すると、前記磁気センサが出力する磁気値を校正する演算部と、を備える
入力装置。
(2)
前記演算部は、校正した前記磁気値に基づいて前記入力装置本体から前記操作対象物に対する基準方位角を演算する
前記(1)記載の入力装置。
(3)
さらに、前記入力装置本体に収納され、加速度を検出して加速度値を出力する加速度センサ、及び角速度を検出して角速度値を出力する角速度センサを備え、
前記演算部は、前記入力装置本体が静止していることを検知すると、前記加速度センサ及び前記角速度センサの校正を行う
前記(1)又は(2)記載の入力装置。
(4)
さらに、前記入力装置本体に収納され、外形が球体又は球体に準じる形状に形成される前記入力装置本体を所定の方向に転がす移動部を備え、
前記演算部は、前記入力装置本体が静止していることを検知すると、前記移動部が前記入力装置本体を少なくとも互いに異なる3軸方向に転がすことによって前記磁気センサの校正を行う
前記(1)〜(3)のいずれかに記載の入力装置。
(5)
前記演算部は、前記入力装置本体を支持する支持装置が前記入力装置本体を少なくとも互いに異なる3軸方向に回転させるタイミングで、前記磁気センサの校正を行う
前記(1)〜(3)のいずれかに記載の入力装置。
(6)
表示装置に表示される操作対象物に対する操作入力が可能な入力装置本体と、
前記入力装置本体に収納され、地磁気の方向を検知して磁気値を出力する磁気センサと、
前記入力装置本体が静止していることを検知した後、少なくとも互いに異なる3軸方向に前記入力装置本体が回転すると、前記磁気センサが出力する磁気値を校正する演算部と、を有する入力装置と、
前記入力装置本体を支持する支持装置と、を備え、
前記支持装置は、前記入力装置本体を所定の方向に回転させる回転部を有し、
支持する前記入力装置本体が静止していることを検知した後、前記回転部は前記入力装置を少なくとも互いに異なる3軸方向に回転する
制御システム。
(7)
さらに、前記入力装置本体に収納され、加速度を検出して加速度値を出力する加速度センサ、及び角速度を検出して角速度値を出力する角速度センサを備え、
前記演算部は、前記入力装置本体が回転していることを検知すると、前記加速度センサ及び前記角速度センサの校正を行う
前記(6)記載の制御システム。
(8)
前記回転部は、前記入力装置本体を回転させる1つ以上の車輪であり、
前記入力装置本体の外形が球体又は球体に準じる形状に形成され、
前記回転部は、前記回転部に載せられた前記入力装置本体を回転させる
前記(6)又は(7)記載の制御システム。
(9)
さらに、前記入力装置を収納し、外形が球体又は球体に準じる形状に形成される収納装置を備え、
前記回転部は、前記入力装置を収納した前記収納装置が前記回転部に載せられたことにより、前記入力装置本体を回転させる
前記(6)又は(7)記載の制御システム。
(10)
前記回転部は、前記入力装置が取付けられたことを検出した場合に前記入力装置本体を回転させるアームである
前記(6)又は(7)記載の制御システム。
(11)
前記入力装置本体が回転される前記互いに異なる3軸方向は、ランダムに定められる
前記(7)〜(10)のいずれかに記載の制御システム。
(12)
前記入力装置及び/又は支持装置は、前記演算部が前記磁気センサの校正を行う間に、前記入力装置及び/又は支持装置の動作を変え、発光し、又は放音する
前記(7)〜(11)のいずれかに記載の制御システム。
(13)
表示装置に表示される操作対象物に対する操作入力が可能な入力装置本体に収納される磁気センサが地磁気の方向を検知して磁気値を出力する工程と、
前記入力装置本体が静止していることを検知した後、少なくとも互いに異なる3軸方向に前記入力装置本体が回転すると、前記磁気センサが出力する磁気値を校正する工程と、を含む
校正方法。
(14)
表示装置に表示される操作対象物に対する操作入力が可能な入力装置本体に収納される磁気センサが地磁気の方向を検知して磁気値を出力する手順、
前記入力装置本体が静止していることを検知した後、少なくとも互いに異なる3軸方向に前記入力装置本体が回転すると、前記磁気センサが出力する磁気値を校正する手順、とを
コンピュータに実行させるプログラム。
In addition, this indication can also take the following structures.
(1)
An input device main body capable of performing an operation input on an operation target displayed on the display device;
A magnetic sensor housed in the input device body and detecting a direction of geomagnetism and outputting a magnetic value;
An input device comprising: an arithmetic unit that calibrates a magnetic value output from the magnetic sensor when the input device main body rotates in at least three different axial directions after detecting that the input device main body is stationary.
(2)
The said calculating part calculates the reference | standard azimuth | direction angle with respect to the said operation target object from the said input device main body based on the calibrated said magnetic value. The input device of the said (1) description.
(3)
And an acceleration sensor housed in the input device body for detecting acceleration and outputting an acceleration value, and an angular velocity sensor for detecting angular velocity and outputting an angular velocity value,
The input device according to (1) or (2), wherein the arithmetic unit calibrates the acceleration sensor and the angular velocity sensor when detecting that the input device main body is stationary.
(4)
Furthermore, a moving part that rolls the input device main body housed in the input device main body and whose outer shape is formed into a sphere or a shape conforming to a sphere in a predetermined direction,
When the arithmetic unit detects that the input device body is stationary, the moving unit calibrates the magnetic sensor by rolling the input device body in at least three different axial directions. The input device according to any one of (3).
(5)
The arithmetic unit calibrates the magnetic sensor at a timing at which a support device that supports the input device body rotates the input device body in at least three different axial directions. Any one of (1) to (3) The input device described in 1.
(6)
An input device main body capable of performing an operation input on an operation target displayed on the display device;
A magnetic sensor housed in the input device body and detecting a direction of geomagnetism and outputting a magnetic value;
After detecting that the input device main body is stationary, when the input device main body rotates in at least three different axis directions, the input device includes an arithmetic unit that calibrates a magnetic value output from the magnetic sensor; ,
A support device for supporting the input device body,
The support device includes a rotation unit that rotates the input device main body in a predetermined direction.
After detecting that the main body of the input device to be supported is stationary, the rotation unit rotates the input device in at least three different axial directions.
(7)
And an acceleration sensor housed in the input device body for detecting acceleration and outputting an acceleration value, and an angular velocity sensor for detecting angular velocity and outputting an angular velocity value,
The control system according to (6), wherein the arithmetic unit calibrates the acceleration sensor and the angular velocity sensor when detecting that the input device main body is rotating.
(8)
The rotating unit is one or more wheels that rotate the input device body,
The outer shape of the input device main body is formed into a sphere or a shape conforming to a sphere,
The control system according to (6) or (7), wherein the rotating unit rotates the input device body mounted on the rotating unit.
(9)
Furthermore, the input device is stored, and a storage device is formed in which the outer shape is a sphere or a shape similar to a sphere,
The control system according to (6) or (7), wherein the rotation unit rotates the input device body when the storage device storing the input device is placed on the rotation unit.
(10)
The control system according to (6) or (7), wherein the rotating unit is an arm that rotates the input device main body when it is detected that the input device is attached.
(11)
The control system according to any one of (7) to (10), wherein the three different axial directions in which the input device main body is rotated are randomly determined.
(12)
The input device and / or the support device emits light or emits sound while changing the operation of the input device and / or the support device while the arithmetic unit calibrates the magnetic sensor. The control system according to any one of 11).
(13)
A step in which a magnetic sensor housed in an input device main body capable of operation input to an operation target displayed on the display device detects the direction of geomagnetism and outputs a magnetic value;
And a step of calibrating a magnetic value output by the magnetic sensor when the input device main body rotates in at least three different axial directions after detecting that the input device main body is stationary.
(14)
A procedure in which a magnetic sensor housed in an input device main body capable of operating input to an operation target displayed on a display device detects the direction of geomagnetism and outputs a magnetic value;
A program for causing a computer to execute a procedure for calibrating a magnetic value output from the magnetic sensor when the input device main body rotates in at least three different axial directions after detecting that the input device main body is stationary. .

9…報知機構、10…入力装置、11…CPU、13…感圧センサ、14…加速度センサ、15…角速度センサ、16…磁気センサ、17…送受信回路、18…バッテリー、20…入力装置本体、50…制御装置、60…表示装置、100…制御システム   DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Notification mechanism, 10 ... Input device, 11 ... CPU, 13 ... Pressure sensor, 14 ... Acceleration sensor, 15 ... Angular velocity sensor, 16 ... Magnetic sensor, 17 ... Transmission / reception circuit, 18 ... Battery, 20 ... Input device main body, 50 ... Control device, 60 ... Display device, 100 ... Control system

Claims (14)

表示装置に表示される操作対象物に対する操作入力が可能な入力装置本体と、
前記入力装置本体に収納され、地磁気の方向を検知して磁気値を出力する磁気センサと、
前記入力装置本体が静止していることを検知した後、少なくとも互いに異なる3軸方向に前記入力装置本体が回転すると、前記磁気センサが出力する磁気値を校正する演算部と、を備える
入力装置。
An input device main body capable of performing an operation input on an operation target displayed on the display device;
A magnetic sensor housed in the input device body and detecting a direction of geomagnetism and outputting a magnetic value;
An input device comprising: an arithmetic unit that calibrates a magnetic value output from the magnetic sensor when the input device main body rotates in at least three different axial directions after detecting that the input device main body is stationary.
前記演算部は、校正した前記磁気値に基づいて前記入力装置本体から前記操作対象物に対する基準方位角を演算する
請求項1記載の入力装置。
The input device according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a reference azimuth angle with respect to the operation target from the input device main body based on the calibrated magnetic value.
さらに、前記入力装置本体に収納され、加速度を検出して加速度値を出力する加速度センサ、及び角速度を検出して角速度値を出力する角速度センサを備え、
前記演算部は、前記入力装置本体が静止していることを検知すると、前記加速度センサ及び前記角速度センサの校正を行う
請求項2記載の入力装置。
And an acceleration sensor housed in the input device body for detecting acceleration and outputting an acceleration value, and an angular velocity sensor for detecting angular velocity and outputting an angular velocity value,
The input device according to claim 2, wherein the arithmetic unit calibrates the acceleration sensor and the angular velocity sensor when detecting that the input device main body is stationary.
さらに、前記入力装置本体に収納され、外形が球体又は球体に準じる形状に形成される前記入力装置本体を所定の方向に転がす移動部を備え、
前記演算部は、前記入力装置本体が静止していることを検知すると、前記移動部が前記入力装置本体を少なくとも互いに異なる3軸方向に転がすことによって前記磁気センサの校正を行う
請求項3記載の入力装置。
Furthermore, a moving part that rolls the input device main body housed in the input device main body and whose outer shape is formed into a sphere or a shape conforming to a sphere in a predetermined direction,
The calculation unit, when detecting that the input device main body is stationary, calibrates the magnetic sensor by the moving unit rolling the input device main body in at least three different axial directions. Input device.
前記演算部は、前記入力装置本体を支持する支持装置が前記入力装置本体を少なくとも互いに異なる3軸方向に回転させるタイミングで、前記磁気センサの校正を行う
請求項3記載の入力装置。
The input device according to claim 3, wherein the arithmetic unit calibrates the magnetic sensor at a timing at which a support device that supports the input device body rotates the input device body in at least three different axial directions.
表示装置に表示される操作対象物に対する操作入力が可能な入力装置本体と、
前記入力装置本体に収納され、地磁気の方向を検知して磁気値を出力する磁気センサと、
前記入力装置本体が静止していることを検知した後、少なくとも互いに異なる3軸方向に前記入力装置本体が回転すると、前記磁気センサが出力する磁気値を校正する演算部と、を有する入力装置と、
前記入力装置本体を支持する支持装置と、を備え、
前記支持装置は、前記入力装置本体を所定の方向に回転させる回転部を有し、
支持する前記入力装置本体が静止していることを検知した後、前記回転部は前記入力装置を少なくとも互いに異なる3軸方向に回転する
制御システム。
An input device main body capable of performing an operation input on an operation target displayed on the display device;
A magnetic sensor housed in the input device body and detecting a direction of geomagnetism and outputting a magnetic value;
After detecting that the input device main body is stationary, when the input device main body rotates in at least three different axis directions, the input device includes an arithmetic unit that calibrates a magnetic value output from the magnetic sensor; ,
A support device for supporting the input device body,
The support device includes a rotation unit that rotates the input device main body in a predetermined direction.
After detecting that the main body of the input device to be supported is stationary, the rotation unit rotates the input device in at least three different axial directions.
さらに、前記入力装置本体に収納され、加速度を検出して加速度値を出力する加速度センサ、及び角速度を検出して角速度値を出力する角速度センサを備え、
前記演算部は、前記入力装置本体が回転していることを検知すると、前記加速度センサ及び前記角速度センサの校正を行う
請求項6記載の制御システム。
And an acceleration sensor housed in the input device body for detecting acceleration and outputting an acceleration value, and an angular velocity sensor for detecting angular velocity and outputting an angular velocity value,
The control system according to claim 6, wherein the arithmetic unit calibrates the acceleration sensor and the angular velocity sensor when detecting that the input device main body is rotating.
前記回転部は、前記入力装置本体を回転させる1つ以上の車輪であり、
前記入力装置本体の外形が球体又は球体に準じる形状に形成され、
前記回転部は、前記回転部に載せられた前記入力装置本体を回転させる
請求項7記載の制御システム。
The rotating unit is one or more wheels that rotate the input device body,
The outer shape of the input device main body is formed into a sphere or a shape conforming to a sphere,
The control system according to claim 7, wherein the rotation unit rotates the input device main body placed on the rotation unit.
さらに、前記入力装置を収納し、外形が球体又は球体に準じる形状に形成される収納装置を備え、
前記回転部は、前記入力装置を収納した前記収納装置が前記回転部に載せられたことにより、前記入力装置本体を回転させる
請求項7記載の制御システム。
Furthermore, the input device is stored, and a storage device is formed in which the outer shape is a sphere or a shape similar to a sphere,
The control system according to claim 7, wherein the rotation unit rotates the input device main body when the storage device storing the input device is placed on the rotation unit.
前記回転部は、前記入力装置が取付けられたことを検出した場合に前記入力装置本体を回転させるアームである
請求項7記載の制御システム。
The control system according to claim 7, wherein the rotation unit is an arm that rotates the input device main body when it is detected that the input device is attached.
前記入力装置本体が回転される前記互いに異なる3軸方向は、ランダムに定められる
請求項8記載の制御システム。
The control system according to claim 8, wherein the three different axial directions in which the input device main body is rotated are determined randomly.
前記入力装置及び/又は支持装置は、前記演算部が前記磁気センサの校正を行う間に、前記入力装置及び/又は支持装置の動作を変え、発光し、又は放音する
請求項11記載の制御システム。
The control according to claim 11, wherein the input device and / or the support device changes operation of the input device and / or the support device to emit light or emit sound while the arithmetic unit calibrates the magnetic sensor. system.
表示装置に表示される操作対象物に対する操作入力が可能な入力装置本体に収納される磁気センサが地磁気の方向を検知して磁気値を出力する工程と、
前記入力装置本体が静止していることを検知した後、少なくとも互いに異なる3軸方向に前記入力装置本体が回転すると、前記磁気センサが出力する磁気値を校正する工程と、を含む
校正方法。
A step in which a magnetic sensor housed in an input device main body capable of operation input to an operation target displayed on the display device detects the direction of geomagnetism and outputs a magnetic value;
And a step of calibrating a magnetic value output by the magnetic sensor when the input device main body rotates in at least three different axial directions after detecting that the input device main body is stationary.
表示装置に表示される操作対象物に対する操作入力が可能な入力装置本体に収納される磁気センサが地磁気の方向を検知して磁気値を出力する手順、
前記入力装置本体が静止していることを検知した後、少なくとも互いに異なる3軸方向に前記入力装置本体が回転すると、前記磁気センサが出力する磁気値を校正する手順、とを
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