JP2014508366A - ポインティング方法、そのためのデバイスおよびシステム - Google Patents

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Abstract

本発明は、角速度センサーを持ったポインティングデバイスを制御する方法を示しており、当該方法は、直交した単位ベクトルに関連付けられた信号の集合を生成することを有し、該生成は、少なくとも１つの角速度センサーに、ある１つの次元空間のそれぞれの互いに直交した単位ベクトル方向について、該次元空間における角速度を表現させることによって行なわれ、画面上のカーソルを、画面の（ｘ，ｙ）座標について決定するために、前記信号のうちの少なくとも１つを非線形に増幅することを有し、前記単位ベクトルに関連付けられた信号に基づいて、ポインティングデバイスの状態を決定するための決定基準を適用することを有する。本発明はまた、当該方法を利用するポインター、および、そのようなポインターを有するシステムを示す。
【選択図】図２

Description

本発明は、非常に概括的なレベルでは、情報技術、その中でも、ポインティングの分野に関する。より具体的には、本発明は、それについて述べられた独立請求項の序文に従ったポインティングデバイスを制御する方法に関する。本発明はまた、それについて述べられた独立請求項の序文に従ったポインターに関する。本発明はまた、それについて述べられた独立請求項によるポインティングシステムに関する。
プレゼンテーションの準備、作製および／または実行の際に、角速度(angular rate)センサーを使うことによってカーソルを画面上で制御するにあたって、共通する問題は、如何にセンサーの角速度のオフセットを処理し、そして、カーソルの動き(motion)をスムーズかつ快適にするか、および／または、如何にその使用をユーザーにとって容易かつ効率的にするか、ということである。この問題は、それ自体としては、多くの刊行物において、例えば、米国特許第５，８２５，３５０号および５，８９８，４２１号において記載されている。カーソルの安定性(stability)は、角速度センサーにおけるホワイトノイズと１／ｆノイズによって影響を受け、それに加えてゼロドリフト(zero drift、ゼロ点変動）によって影響を受ける。
最先端の特許文献ＵＳ５，８２５，３５０（Ｇｙｒａｔｉｏｎ）は、これに示される通り、ジャイロからのサンプル抽出された出力に基づいたポインターのソリューション（解決策）を開示している。そのソリューションでは、第一の閾値が、動き（下回っている＝意図しない移動である）の検出のために使用され、第二の閾値が、動き（閾値同士の間である＝部分的に意図しない移動である）の検出のために使用される。該ソリューションはまた、サンプル抽出されたジャイロ出力と前の出力とからバイアスオフセット(bias offset)を決定することによって、ジャイロの影響の除去に該バイアスオフセットを使用している。
最先端の特許文献ＵＳ５，８９８，４２１（Ｇｙｒａｔｉｏｎ）は、ディスプレイ上のカーソルのポジションを制御するための垂直ジャイロスコープを開示しており、かつ、ピッチ(pitch)および／またはヨー(yaw、偏揺れ)の回転に応じてオブジェクトを移動させるための方法を開示している。
さらなる最先端の特許文献ＵＳ７，１５８，１１８（Hillcrest）は、３次元のポインティングデバイスを開示し、該デバイスは、３次元のポインティングデバイスの傾斜、および、３より大きい自由度(more 3 degrees)のシステムに関連した影響を取り除いている。
しかしながら、最先端のそれらソリューションは、既述の問題について改良されたものであり、または、参照刊行物を介して言及されているが、それらは、角速度信号の非線形増幅を示していないし、制御をスムーズにするためのｗ2に基づいた静止状態の検出について示していない。
本発明の実施形態は、カーソルのスムーズな制御を提供するものである。発明者らは、非線形変換関数(non-linear transfer function)を使うことによって、スムーズさが助長され、これによって、ポジションの正確さ、および、１つの場所から他の場所への速い移動(transition)がもたらされることを見出した。
本発明による、角速度センサーを持ったポインティングデバイスを制御する方法は、その方法の独立請求項の特徴部において記述されていることを特徴とする。本発明によるポインターは、そのポインターの独立請求項の特徴部において記述されていることを特徴とする。本発明によるポインターシステムは、その方法の独立請求項の特徴部に記述されていることを特徴とする。他の実施形態は、従属請求項および実施例において示されている。本発明の実施形態は、好適な部分において、組み合わせることができる。「有する(comprise)」という用語は、制限のない表現(open expression)として使用されている。
本発明の１つの実施形態によれば、角速度センサーを有するポインティングデバイスを制御する当該方法は、
直交した単位ベクトルに関連付けられた信号の集合を生成することを有し、該生成は、少なくとも１つの角速度センサーに、１つの次元空間のそれぞれの互いに直交した単位ベクトル方向についての、該次元空間における角速度を示させることによって行なわれ、
画面上のカーソルを、前記画面の(x, y)座標について決定するために、前記信号のうちの少なくとも１つを非線形的に増幅することを有し、
決定基準を適用し、前記単位ベクトルに関連付けられた信号に基づいて、前記ポインティングデバイスの状態を決定することを有する。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、前記判定基準は：
前記画面上のカーソルのポジションを決定するための増幅された角速度信号の積分を決定することを有し、
予め設定された閾値に対して、方程式（１）の関数によって定められた、前記ポインティングデバイスの静止状態を決定することを有し、
前記角速度センサーのゼロ点のオフセットを、それが静止しているときに、
ω0(z, y)＝ω(z＝０，y＝０)、または、
ω0(z, y, x)＝ω(z＝０，y＝０，x＝０)
となるように、更新することを有する。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、前記角速度センサーは、前記次元空間に対応する、少なくとも１つの、２軸または３軸の角速度センサーを有する。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、前記角速度信号の増幅要素は、方程式（１）、方程式（２）、および／または、方程式（３）によって、少なくとも部分的に定められる。
本発明の１つの実施形態によれば、ｚ方向およびｙ方向における前記増幅が、同じである。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、前記単位ベクトルに関連付けられた信号のうちの少なくとも１つは、スライス的(slice-wise)な線形関数を用いることによって形成される。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、前記スライス的なスライス化は、前記角速度信号を生成するために使用される前記角速度センサーのゼロ値と最大値との間に、少なくとも３つのスライスを有する。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、前記スライス化は、単位ベクトルの少なくとも１つの方向に適応している。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、関数ωは、円錐断面曲線によって定められる。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、使用される前記関数は、ｚ軸およびｙ軸についてそれぞれ適用される、ω2＝ω(z)・ω2(z)＋ω(y)・ω2(y)としてのｚ成分およびｙ成分によって定められる。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、前記角速度センサーの前記ゼロ点の補正は、静止した角速度センサーの出力角速度の値の平均に基づいている。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、前記オフセット値ω0(z, y)は、ω0ave(z, y)＝ω0ave ave(z, y)*(n-1)/n＋ω0(z, y)/nとして再帰的に更新される平均（ave）ω0ave(z, y)であり、式中、ｎは、平均するためのサンプルの有効数である。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、前記ゼロ点のオフセットの補正は、静止した角速度センサーの、デジタル的にローパスフィルターをかけられた角速度の出力値に基づいた更新としてなされる。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法において、使用されるフィルター関数は、ω0filt(n)＝ω0filt(n-1)*(1-1/k)＋ω0/kを有し、式中、それぞれ、ω0filt(n)は新しくフィルターをかけられた値であり、ω0filt(n-1)は以前にフィルターをかけられた値であり、ｋはフィルター定数である。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法は、さらに、
最初に静止状態を検出することを有し、
最初の角速度ゼロのオフセットのキャンセルを行う機会を検出することを有し、
ｚ軸およびｙ軸の周りの角速度関数の分散と、予め設定された閾値とを、比較することを有し、該比較は、判定基準var(ω(z))＜var(th(z))および／またはvar(ω(y))＜var(th(y))にそれぞれに従ってなされる。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法は、関数ω2および分散var(ω(z))およびvar(ω(y))と、それぞれの予め設定された閾値との、比較の組み合わせとして、静止状態を検出することをさらに有する。
本発明の１つの実施形態によれば、当該方法は、
稼働していない間に、前記角速度センサーをスタンバイ状態に保つことを有し、
予め設定された判定基準に従って、スリープ解除への要求を検出することを有し、
診断のための２つ以上の角速度の読み取り値を取るためにかつ角速度の正しい推定値を与えるためにスリープ解除することを有する。
本発明の１つの実施形態によれば、ポインターが、本発明の１つの実施形態による方法に従って、当該ポインターにおいて、作動するよう構成された角速度センサーを有する。
本発明の１つの実施形態によれば、当該ポインターはさらに、次のうち、少なくとも１つを有する：
ある特定のポジションを、および／または、該ポジションに関連付けられた構成を、保存するためのメモリー、
ある特定のポジションを、および／または、該ポジションに関連付けられた構成を、保存するためのマーカー、
ポジションのデータをプレゼンテーションシステムへと伝達するための無線手段、および、
ある特定のポジションを、および／または、該ポジションに関連付けられた構成を、復元する回復手段。
本発明の１つの実施形態によれば、当該ポインターは、ディスプレイを有する画面での使用に適合している。
本発明の１つの実施形態によれば、１つの実施形態によるポインターは、さらに、サイド画面上に向けられる、光点を生成するためのレーザービーム生成手段を有する。
本発明の１つの実施形態によれば、当該ポインターシステムは、プレゼンテーションシステムと共に動作可能なように適合した、本発明の実施形態によるポインターを有し、次に示す事項のうちの以下の少なくとも１つを有する：コンピューター、前記プレゼンテーションシステム用に該コンピューターで実行され得るソフトウェア、画面、および、ディスプレイ。
本発明の以下の実施形態において、以下の図面を参照することによって、実施例でさらに詳細に説明される。
図１は、使用中の任意(arbitrary)のポインターを図示している。 図２は、本発明の実施形態を図示している。 図３は、本発明の実施形態によるポインターを図示している。 図４は、本発明の実施形態によるポインターシステムを図示している。
１つの実施形態によれば、非直線性についての増幅関数(amplification function)は、ディスプレイの平面内における角速度の投影(projection)の振幅(amplitude)によって決定される。このような点で、ディスプレイ上のｘ軸およびｙ軸における増幅は、同じであって、かつ、例えば円の歪みを回避することができる。増幅を決定するための良い関数は、例えば、計算、複雑さ、および、電力消費の観点から、方程式（１）に示される。
Figure 2014508366

上式において、ω(z)およびω(y)は、それぞれ、ｚ軸およびｙ軸の周りの角速度（ヨーおよびピッチとも呼ばれる）である。１つの実施形態によれば、ゲインがω2に比例するように設定され得、その結果、第三の順序関係(3rd order relationship)が効果的に生じる。他のオプション的な実施形態によれば、選択された閾値の集合(ensemble)があってもよく、また、ω2がそれらのうちの１つと交差する場合には、その次のゲイン値が使用されることになる。そして、結果得られた角速度の積分が、それ自体、および／または、三角関数を通して、ポジションとして用いられる。
方程式（１）の関数はまた、ポインターが移動しているかどうかを決定するために使用できる。これにより、本発明の１つの実施形態によれば、それは、予め決定された閾値または適応する閾値と比較される。１つの実施形態では、ω2が閾値を下回る場合、ポインターは静止しているとみなされ、カーソルはそのポジションに保たれ、ジャイロのゼロ点のオフセットω0zおよびω0yが更新（アップデート）され得る。本発明の１つの実施形態では、オフセットの更新は、最近のゼロ点の平均に基づいてなされる。１つの実施形態によれば、該平均値は、再帰的な式（２）を使用することによって更新できる。
Figure 2014508366

上式において、ｎ＝平均化(averaging)のためのサンプルの有効数である。これらのオフセット(z, y)が、次いで、角速度センサーの出力信号から差し引かれ、有効な角速度ω(z)およびω(y)がそれぞれ得られる。
１つの実施形態によれば、前記平均値の回帰(recursion of the average)における構成要素(member)は、算術的な平均値(arithmetic average、算術平均)として計算される。１つの実施形態によれば、前記平均値の回帰における構成要素は、幾何学的な平均値(geometrical average、幾何平均)として計算される。１つの実施形態によれば、前記平均値の回帰における構成要素は、調和的な平均値(harmonic average、調和平均)として計算される。本発明の１つの実施形態によれば、前記回帰における少なくとも１つの構成要素が重み付きとされる。
デバイスをオンに切り換えた後の最初のオフセットの補正は、公知技術から自体知られている別の問題である。ここで、デバイスが移動していないことを確認する必要がある。１つの実施形態によれば、これは、角速度の分散(variances)（var(f)で示され、fは、varが取り除かれた、可変のオブジェクトである）、var(ω(z))、および、var(ω(y))を、選択された閾値(thresholds、複数の閾値)（thとも短縮される）、var(th(z))、および、var(th(y))と、それぞれに比較することによってチェックできる。本発明の１つの実施形態によれば、それら閾値は、両軸について同じにすることができるが、それに限定されず、または、前記軸の数とすることができる。本発明の１つの実施形態によれば、画面の傾き(tilt)を少なくとも軽減することを全く除外する訳ではない場合を考慮するために、閾値は異なっていてよい。
分散(variances)はまた、後の段階で、静止したデバイス用に、それ自体で、または、ω2と組み合わせて、判定基準(criterion)として使用できる。本発明の任意の実施形態によれば、該分散は、人の動き以外による影響を最小限にするために、デジタル的にフィルターをかけた角速度値から計算される。そのような使用される実施形態のために、デジタルローパスフィルターが、方程式（３）の形となり得る。
Figure 2014508366

上式において、それぞれ、x(n)は第ｎ番目の生の角速度サンプルであり、y(n)は第ｎ番目のフィルターをかけられたサンプルであり、ｋはフィルター定数である。
本発明の１つの実施形態によれば、座標ｚ、ｙは、方程式（１）、（２）および（３）のための例としてのみ示されており、そこから、当業者は、同様の方程式を、任意の関連する、対をなすデカルト座標（ｘ，ｙ，ｚ）へと導き出すことができる。当業者は、デカルト座標系を、本発明の実施形態を示すために使用される１つの概念とみなす。しかしながら、デカルト座標の利用は例示目的のための使用であって、それ自体の全くの概念は、実施形態の範囲を離れることなく他の座標系においても形成することができ示すことができる。
静止状態の検出、センサーゲイン関数、および、その非直線性のためのパラメーターは、当然に、ユーザーおよびアプリケーションに最も好適に調製できる。
１つの実施形態によれば、３軸(3-axis)の角速度センサーを用いることが、カーソルを備えたディスプレイに対する任意のポジションにあるポインターにおけるセンサーに柔軟性を与える。加えて、それによって、ロール(roll)の補償が、そのｘ軸の周りのポインターのロールに応じたディスプレイのｘ軸、ｙ軸の回転(turning)を最小限にすることが可能になる。
通常では比較的高い角速度センサーの電流消費は、バッテリーで動作するデバイスにおける限定要因となることがよくある。本発明の１つの実施形態によれば、角速度センサーのスタンバイモード(stand-by mode)を用いることによって、かつ、短い測定を行うためだけに、それをオンにスイッチすることによって、平均の電流消費をおよそ５０％減少させることができる。本発明の１つの実施形態によれば、角速度センサーが正しくスリープ解除(woken up)されていること、および、取得される読み取りが安定していて再現可能(reproducible)であることを確認するために、ポインターの急激な移動から該スリープ解除が検出できる。その目的のために、正しい角速度の値の診断および予測のために、１つの以上の追加の測定値をとることができる。
本発明の１つの実施形態によれば、方程式（１）〜（３）は、信号増幅関数のための二次式型の関数(quadratic type of function)を示しそれに関するものである。しかしながら、本発明の１つの実施形態によれば、非常に速い移動が実施される場合、増幅関数f（方程式４）は、指数関数とすることができる。対数関数もまた自体使用できるが、その演算は難しく、画面の一定の部分において、移動が、画面上のカーソルの対応する平行移動のために減速し得るため、扱い難くなることがある。
また、方程式（４）に従って、三次式(cubic)といったような他のベキ関数(power function)もまた使用できる。
Figure 2014508366

（（４）出力＝ f(入力)）
入力として生成された信号と、出力として増幅された信号との間の関係についてのものである。
全単射でない関数(non-bijective functions)が関数fに使用される場合、対応する演算のために用いられる入力範囲のスライス(slice、一部分)で全単射性を構成するような部分において、対応する実施形態にだけそのような関数fを使用することが好ましい。
これによって、小さい角速度で、スムーズでありながら、高感度でもあるポインティングを持ち、同時に速い移動を持つという利点がもたらされる。ここで、速い(fast)とは、線形増幅が用いられた場合よりも速いという意味である。対数による実施形態の場合においては、増幅は、ある距離についての一つの方向に対しては、より遅いが、他の距離に対してはより速くなり得る。
本発明の１つの実施形態によれば、実施される方法に従って動作するよう構成されたポインターは、増幅関数が選択できるように、選択ツールをも有する。このようにして、ポインターの多様性が増大でき、個人的な使用が助長される。そのような実施形態では、当該方法が実行できるように、かつ、必要な計算ができるように、メモリーおよび／またはマイクロプロセッサーを持つことが好都合である。該メモリーはまた、ある特定の画面を持ったユーザーには有利であることがわかっているある特定のユーザー固有の構成（コンフィギュレーション）を保存するために使用できる。該メモリーはまた、１つはデスクトップまたはラップトップ上、もう１つは、それ自体の光は照射しない画面上、例えば、大画面等といった、２つの画面の表示領域を較正および／または同期させるために使用できる。設定および／または信号は、当該ポインターシステムのプレゼンテーションシステムサーバーへと伝達でき、それは、多様化(diversified)された実施形態において増幅を形成し、また、統合化(integrated)された実施形態において既に増幅された信号を受け取る。本発明の１つの実施形態によれば、多様な要素を持つようにされた実施形態を用いると、ポインターは、統合化された実施形態よりも、いくぶん多くの電気を節約し得るため、ポインターの電池の寿命がより長くなり得る。
１つの実施形態によれば、それぞれ異なる増幅関数(amplification functions)もまた、入力量の範囲のスライス固有の関数として使用できる。また、平均計算は、スライス固有の方法でなされ得る。このようにして、特に、画面がフラットな平面的画面でない場合、または、画面が垂直ポジションからまたは実質的に垂直なポジションから傾いている場合に、改善された正確性が得ることができる。
実施例
図２は、本発明の実施例の形態を図示している。図２は、角速度センサー(angular rate sensor (ars))を有するポインティングデバイスを制御する方法のいくつかの実施形態を示している。すべての局面(phase)が、必ずしも、および／または、同じ順序で含まれているわけではない。いくつかの方法の局面は、平行、および／または、少なくとも部分的に平行であり得る。図２における実施例は、初期設定(initialization)の局面を有する。これは、図２のポインターがオンにスイッチされるときになされるが、変形態様によれば、ポインターがスリープ解除されている(waking up、目覚めている)ときにもなされる。１つの実施形態によれば、ユーザーは、実施形態において関連する手段で該ポインターをリセットすることを望んでもよい。また、ユーザー固有の構成（コンフィギュレーション）は、メモリーから呼び出すことが可能であり、それは、そのように構成され、および／または、メモリーを有する実施形態（図３参照）において可能である。
当該方法においては、センサーバンク(sensor bank)が存在し、このうち、少なくとも１つのセンサーが、直交した単位ベクトルに関連付けられた信号(orthogonal unit associated signals)の集合を生成するように構成され、その生成は、少なくとも１つの角速度センサーが、１つの次元空間(dimensional space)のそれぞれの互いに直交した単位ベクトル方向について、該次元空間における角速度を表すことによって行なわれる。
当該方法では、画面の(x, y)座標について、画面上のカーソルを非線形的に決定するための前記信号の少なくとも１つが増幅関数に従って増幅される。この局面においてもまた、フィルタリング、平均化、または、他の統計関数の信号への適用がなされ得る。ポインターの状態が決定され、これは、前記単位ベクトルに関連付けられた信号に基づいたポインティングデバイスの状態を決定するための決定基準を適用することによってなされる。従って、増幅関数は、方程式（１）〜（４）の特徴を、個別にまたは組み合わせて有することができる。変形形態によれば、関数ωは、円錐断面曲線(conic section curve)またはそのスライスによって定められる。該関数は、入力量の範囲がスライスに分割されるように使用できる。変形形態によれば、少なくとも１つのスライスに、もう一つのスライスとは異なる関数を適用させることができる。これらのスライス固有の関数もまた、線形関数とすることができる。線形関数は、より高い次数(higher degree)の曲線または指数に近似するように構成され得、または、増幅のための全単射応答(bijective response)増幅関数のために、それらの組み合わせに近似するように構成され得る。１つの実施形態によれば、少なくとも３つのスライスが、前記角速度信号を生成するために用いられる前記角速度センサーの、ゼロ値と最大値との間にある。１つの実施形態によれば、必ずしもすべてのスライスではないが、しかし、その形態におけるいくらかまたは少なくとも１つが、さらにサブの(下位区分の)スライスへとスライス化(slicing)がなされようにすることができ、それは、たとえ入力のスライスの範囲における特定の関数に近似させるための適応的な態様においてもである。このようにして、単位ベクトル方向に関連付けられた信号の少なくとも１つが、スライス的(slice-wise)な線形関数を使うことによって形成される。
本発明の実施形態の実施例によれば、決定基準(decision criterion)は、前記画面上のカーソルのポジションを決定するための増幅された角速度信号の積分を決定することを有し、予め設定された閾値に対して、方程式（１）の関数によって定められるポインティングデバイスの静止状態を決定することを有し、それによって、
ω0(z, y)＝ω(z＝０，y＝０)、または
ω0(z, y, x)＝ω(z＝０，y＝０，x＝０)
となるように、それが静止しているときには、角速度センサーのゼロ点のオフセットを更新することを有する。
ゼロ点のオフセットの更新が、当該方法の実施形態においてチェックできる。角速度センサーのゼロ点の補正は、静止した角速度センサーの出力角速度の値の平均に基づくことができる。オフセット値ω0(z, y)は、ω0ave(z, y)＝ω0ave ave(z, y)*(n-1)/n＋ω0(z, y)/nとして、再帰的に更新される平均（ave）ω0ave(z, y)であり、式中、ｎは、平均するためのサンプルの有効数である。変形態様では、ゼロ点のオフセット補正は、静止している角速度センサーの、デジタル的にローパスフィルタをかけられた角速度出力の値に基づいた更新としてなされる。実施形態では、使用されるフィルター関数は、ω0filt(n)＝ω0filt(n-1)*(1-1/k)＋ω0/kを有し、式中、それぞれ、ω0filt(n)は、新しくフィルターをかけられた値であり、ω0filt(n-1)は、以前にフィルターをかけられた値であり、ｋは、フィルター定数である。
１つの実施形態によれば、当該方法はまた、開始時(beginning)に静止状態を検出すること、初期の角速度ゼロのオフセットのキャンセルを行う機会を検出すること、および／または、ｚ軸およびｙ軸の周りの角速度関数の分散と、予め設定された閾値とを、比較することを有し、該比較は、次のそれぞれの例示的な基準に従って、それぞれになされる：
var(ω(z))＜var(th(z)) および／または var(ω(y))＜var(th(y))。
本発明の実施形態においては、スタンバイ状態としての静止状態の検出は、関数ω2および分散var(ω(z))とvar(ω(y))を、それぞれの予め設定された閾値と比較することの組み合わせとしてなされる。本発明の１つの実施形態によれば、静止状態は、より広範な状態であって、ポインターの使用準備ができている状態である。その状態は、ローカル座標系に関しては、移動そのものをしているわけではないが、この状態において、電源はオンになっていて、デバイスはただ使用待機中となっている。静止状態から続くスタンバイ状態においては、ポインターは、エネルギーを保存するより深い状態へと休止(hibernates)し、ポインターを移動させることによってスリープ解除されるようになっている。本発明の１つの実施形態によれば、スタンバイ状態の後でスイッチオフ状態となり得るように、ポインターはタイマーを有する。これは、図２において、ウェイクアップ／スイッチオンを示すボックスから最上部の２つの上のボックスへの矢印によって示され、ポインターのスイッチがオフになった場合、初期設定の局面がつくられ、ユーザーに従って、設定が構成および／または変更される。
本発明の１つの実施形態によれば、ポインティングデバイス、ポインターは、２軸または３軸の角速度センサーを有し、当該方法は、稼働していない間に、該角速度センサーをスタンバイ状態に保つことを有し、予め設定された判定基準に従って、スリープ解除(wake up)への要求を検出することを有し、診断のための２つ以上の角速度の読み取り値を取るためにかつ角速度の正しい推定値を与えるためににスリープ解除することを有する。
図３は、方法の実施形態に従って動作可能なポインティングデバイス３０１の実施例を示している。１つの実施形態によれば、該センサーバンクは、前記次元空間に対応する少なくとも１つの２軸のまたは３軸の角速度センサーを有する。該センサーバンクはまた、他のセンサーをも、変形態様において有し得る。ポインターの機能性のために、それは、以下のうち少なくとも１つを有する：ある特定のポジションおよび／または前記ポジションに関連する構成を保存するためのメモリー、ある特定のポジションおよび／または関連する構成を保存するためのマーカー、ポジションデータをプレゼンテーションシステムへと伝達するための無線手段、および、ある特定のポジションおよび／または関連する構成を復元する回復(recalling)手段。ある実施形態においては、トランシーバー手段が、統合的なまたは多様化された実施形態に従って、ポインターとプレゼンテーションシステムサーバーとの間で信号を伝達するように構成されている。１つの実施形態によれば、トランシーバー手段は、それ自体は、公知の技術自体に従って実施できる。
１つの実施形態によれば、当該ポインターは、ディスプレイを有する画面での使用に適合している。実施形態の変形形態によれば、当該ポインターはまた、サイド画面上に光点を生成するためのレーザービーム生成手段を有する。これは、プレゼンテーションを行う人はディスプレイ画面で作業しようとするが、観客はプレゼンテーションを大画面で理解しているときに、有利となり得る。本発明の１つの実施形態によれば、同期を分解(disassemble)するために使用できる手段もある。本発明の１つの実施形態によれば、ポインターそのものは、ポインターの操作についてユーザーをガイドするための小さいディスプレイを有することができる。これは、いくつかの方法で実施できるが、実施形態のように、携帯ポインターに適合している。任意の実施形態によれば、当該ポインターシステムは、ポインターおよびディスプレイと通信することによって、プレゼンテーション用に使用される画面上にガイド機能ができるようになっている。
本発明の１つの実施形態によれば、図４は、ポインターシステム４０１の実施例を示している。当該システムは、本発明の実施形態によるポインターを有し、プレゼンテーションシステムと共に動作可能であるように適合しており、次のうちの少なくとも１つを有する：コンピューター、プレゼンテーションシステム用に該コンピューター内で実行できるソフトウェア、画面、および、ディスプレイ。トランシーバー手段は、例えば、ポインターとの通信に使用できる。１つの実施形態によれば、当該ポインターシステムは、サーバープログラムを有することができ、該サーバープログラムは、好適な部分において、プログラム手段を有することができ、および／または、当該プレゼンテーションシステムをポインター３０１で動作可能にするためのインターフェースを有することができ、および／または、当該ポインターシステムは、使用される画面のついたトランシーバー手段を有し得る。当該ポインターシステムはまた、ポインターシステムの動作用のメモリーを有し得る。本発明の１つの実施形態によれば、実施形態によるポインターシステムを構成するプログラムコードは、コンピューター、またはシステムの一部において、全体的または部分的に、最初の組み立てとして、または更新用に、通信用のドライバー手段、および／または、当該方法のための手段を有する。１つの実施形態によれば、ポインター設定、および／または、その中のファームウェアは、トランシーバー手段の通信を介してアップデートできるよう構成されている。

Claims (22)

  1. 角速度センサー(ars)を持ったポインティングデバイスを制御する方法であって、当該方法は、
    直交した単位ベクトルに関連付けられた信号の集合を生成することを有し、該生成は、少なくとも１つの角速度センサーに、１つの次元空間のそれぞれの互いに直交した単位ベクトル方向についての、該次元空間における角速度を示させることによって行なわれ、
    画面上のカーソルを、前記画面の(x, y)座標について決定するために、前記信号のうちの少なくとも１つを非線形的に増幅することを有し、
    決定基準を適用し、前記単位ベクトルに関連付けられた信号に基づいて、前記ポインティングデバイスの状態を決定することを有する、
    前記方法。
  2. 前記決定基準が：
    前記画面上のカーソルのポジションを決定するための増幅された角速度信号の積分を決定することを有し、
    予め設定された閾値に対して、方程式（１）の関数によって定められた、前記ポインティングデバイスの静止状態を決定することを有し、
    前記角速度センサーのゼロ点のオフセットを、それが静止しているときに、
    ω0(z, y)＝ω(z＝０，y＝０)、および／または、
    ω0(z, y, x)＝ω(z＝０，y＝０，x＝０)
    となるように、更新することを有する、
    請求項１記載の方法。
  3. 前記角速度センサーが、前記次元空間に対応する、少なくとも１つの、２軸または３軸の角速度センサーを有する、請求項１記載の方法。
  4. 前記角速度信号の増幅要素が、方程式（１）、方程式（２）、および／または、方程式（３）によって、少なくとも部分的に定められる、請求項１記載の方法。
  5. ｚ方向およびｙ方向における前記増幅が、同じである、請求項４記載の方法。
  6. 前記単位ベクトルに関連付けられた信号のうちの少なくとも１つが、スライス的な線形関数を用いることによって形成される、請求項４記載の方法。
  7. 前記スライス的なスライス化が、前記角速度信号を生成するために使用される前記角速度センサーのゼロ値と最大値との間に、少なくとも３つのスライスを有する、請求項６記載の方法。
  8. 前記スライス化が、単位ベクトルの少なくとも１つの方向に適応している、請求項７記載の方法。
  9. 前記関数ωが、円錐断面曲線によって定められる、請求項４記載の方法。
  10. 前記関数が、ｚ軸およびｙ軸についてそれぞれ適用される、ω2＝ω(z)・ω2(z)＋ω(y)・ω2(y)としてのｚ成分およびｙ成分によって定められる、請求項４または９記載の方法。
  11. 前記角速度センサーの前記ゼロ点の補正が、静止した角速度センサーの出力角速度の値の平均に基づいている、請求項１記載の方法。
  12. 前記オフセット値ω0(z, y)が、ω0ave(z, y)＝ω0ave ave(z, y)*(n-1)/n＋ω0(z, y)/nとして再帰的に更新される平均（ave）ω0ave(z, y)であり、式中、ｎは、平均するためのサンプルの有効数である、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  13. 前記ゼロ点のオフセットの補正が、静止した角速度センサーの、デジタル的にローパスフィルターをかけられた角速度の出力値に基づいた更新としてなされる、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  14. 使用されるフィルター関数が、ω0filt(n)＝ω0filt(n-1)*(1-1/k)＋ω0/kを有し、式中、それぞれ、ω0filt(n)は新しくフィルターをかけられた値であり、ω0filt(n-1)は以前にフィルターをかけられた値であり、ｋはフィルター定数である、請求項１３記載の方法。
  15. 当該方法が、
    最初に静止状態を検出することを有し、
    最初の角速度ゼロのオフセットのキャンセルを行う機会を検出することを有し、
    ｚ軸およびｙ軸の周りの角速度関数の分散と、予め設定された閾値とを、比較することを有し、該比較は、判定基準var(ω(z))＜var(th(z))および／またはvar(ω(y))＜var(th(y))にそれぞれに従ってなされる、
    先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  16. 当該方法が、関数ω2および分散var(ω(z))およびvar(ω(y))と、それぞれの予め設定された閾値との、比較の組み合わせとして、静止状態を検出することを有する、先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  17. ２軸または３軸の角速度センサーを持ったポインティングデバイスを制御するための方法であって、
    稼働していない間に、前記角速度センサーをスタンバイ状態に保つことを有し、
    予め設定された判定基準に従って、スリープ解除への要求を検出することを有し、
    診断のための２つ以上の角速度の読み取り値を取るためにかつ角速度の正しい推定値を与えるためにスリープ解除することを有する、
    先行する請求項のいずれかに記載の方法。
  18. ポインターであって、
    先行する請求項のいずれかに記載の方法の制御に従って、当該ポインターにおいて、作動するよう構成された角速度センサーを有する、
    前記ポインター。
  19. 当該ポインターが、次の事項：
    ある特定のポジションを、および／または、該ポジションに関連付けられた構成を、保存するためのメモリー、
    ある特定のポジションを、および／または、該ポジションに関連付けられた構成を、保存するためのマーカー、
    ポジションのデータをプレゼンテーションシステムへと伝達するための無線手段、および、
    ある特定のポジションを、および／または、該ポジションに関連付けられた構成を、復元する回復手段、
    のうちの少なくとも１つを有する、請求項１８記載のポインター。
  20. ディスプレイを有する画面での使用に適合している、請求項１９記載のポインター。
  21. サイド画面上に光点を生成するためのレーザービーム生成手段を有する、請求項１８、１９または２０に記載のポインター。
  22. ポインターシステムであって、
    当該ポインターシステムは、
    請求項１８〜２１のいずれか一項に記載のポインターを有し、プレゼンテーションシステムと共に動作可能なように適合しており、
    次に示す事項：
    コンピューター、前記プレゼンテーションシステム用に該コンピューターで実行され得るソフトウェア、画面、および、ディスプレイ、
    のうちの少なくとも１つを有する、
    前記ポインターシステム。
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