JP3857504B2 - 入力装置、制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は所定の制御機器に対して操作情報等を入力するための入力装置、及び入力装置と制御機器とから成る制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
操作情報等の入力装置としては、例えばオーディオ／ビジュアル機器に対するリモートコマンダーや、コンピュータ装置に用いるマウス、ゲーム機器における操作部、等が一般に広く知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の入力装置は、通常多数の操作キーを設けて操作するようになされているが、操作内容が多様化すればするほど操作キーの数が増え、操作が煩雑になり、必ずしも人間が使用して操作する手段として最適であるとはいえなかった。
このため、操作入力装置として、加速度センサ、角速度センサ、圧力センサ等のセンサ手段を設けて、入力装置自体の運動、例えば空間内の任意の移動運動や、入力装置に印加される運動を検出し、その運動量に応じて所定機器に対する入力情報を出力することができる入力装置が、先行技術として提案されている。
【０００４】
ところで、このような運動を検出するセンサー手段の出力は、一般的に温度等によりドリフトが発生するため、入力操作時の動作の正確な検出手段としては難がある。
例えば角速度センサや加速度センサが設けられ、装置本体の空間内の移動に応じて入力情報を出力する入力装置を考えた場合、角速度センサや加速度センサの出力としては、静止状態において図１２に示すように温度特性を有する。
【０００５】
このため、例えば角速度センサを用いた入力装置は、例えば図１１のように構成している。
即ち、センサ４０の出力は微小なレベルであるため、増幅部４１で増幅し、Ａ／Ｄ変換器４２によってデジタルデータ化してマイコン４３に供給している。マイコン４３は入力されたデジタルデータ値に応じて所定機器に対して入力すべきデータを発生させ、送信部４４に供給し、例えば所定のキャリア周波数で変調して電波又は赤外線により送信出力するようにしている。
【０００６】
ここで、増幅部４１においては、抵抗Ｒ2 は１０ＫΩ、Ｒ3 は３００ＫΩ程度に設定し、アンプＡ1 の増幅率を３１倍程度で使用するとする。
そしてセンサ４０の出力のドリフトを鑑みて、アンプＡ1 の前段にはコンデンサＣ1 ，抵抗Ｒ1 による時定数回路を設け、ＡＣ結合としている。
【０００７】
このように構成した場合、微小な運動量を測定しなければならない入力装置としては、コンデンサＣ1 ，抵抗Ｒ1 による時定数をかなり大きくしなければならず、動作が安定するまでに長時間（１〜２分）必要となり、立上りが悪いという問題がある。
また、急激な温度変化があった場合、時定数を大きく設定しているとアンプＡ1 の出力としては温度変化によるドリフトが発生してしまうという問題もある。
【０００８】
これらの問題を解消するには、常時センサーの電源をオンとしておき、温度変化のない場所に保管するなどを行なえば良いわけであるが、センサ４０の消費電流は比較的大きく、例えば電池による駆動には適していない。
【０００９】
また立上りを改善するためにコンデンサＣ1 を削除すると、センサ４０の出力としては図１２のように例えば１Ｖ程度のドリフトが発生する。
これを上述のように増幅率３１倍程度のアンプＡ1 で増幅すると単純に考えてもドリフトの影響は３０Ｖ程度表われ、アンプＡ1 について電池により±2.5V程度のドライブを行なう場合だけでなく、商用電源を用いて±１５Ｖ程度でドライブする場合でも使用不能となってしまう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような問題点にかんがみてなされたもので、有用で使用性がよく、かつ消費電力を著しく低減させて例えば電池駆動の場合でも長時間動作ができるようにする入力装置及び入力装置と制御機器からなる制御システムを提供することを目的とする。
【００１１】
このため本発明の制御システムは、人の手で握ることができるサイズを有する筐体と、第１の軸方向中心の上記筐体の回転に応じて、第１の信号を出力する第１の角速度ジャイロスコープと、
上記第１の軸に平行でない第２の軸方向中心の上記筐体の回転に応じて、第２の信号を出力する第２の角速度ジャイロスコープと、上記それぞれの角速度ジャイロスコープが上記筐体内に内蔵され、
上記第１及び第２の角速度ジャイロスコープから出力される第１及び第２の信号に基づいて制御機器の表示手段のカーソル位置情報を決定し、上記カーソル位置情報としてのコマンド信号を生成する生成手段と、
上記筐体内の温度を検出する筐体内の温度検出手段と、
上記温度検出手段によって検出された温度情報を記憶する温度情報記憶手段と、
上記温度検出手段によって検出された温度情報と記憶手段に記憶されている温度情報とを比較し、上記第１、第２の角速度ジャイロスコープの出力を補正する温度補正信号を出力する検出出力制御手段と、
上記生成手段にて生成された上記コマンド信号を、上記制御機器に伝送する伝送手段と、
上記筐体の表面に設けられ、人の手の保持状態を検出する静止検出手段のタッチセンサとを有する入力装置と、
上記入力装置の伝送手段から伝送されるコマンド信号を受信する受信手段と、
表示手段と、上記受信手段にて受信したコマンド信号に応じて上記表示手段内のカーソル位置の動きを制御する制御手段とを有する制御機器と、
上記第１の角速度ジャイロスコープと上記第２の角速度ジャイロスコープの各々は柱状形状を有し、柱状形状の側面に少なくとも２つの圧電磁器を備え、上記入力手段と上記制御手段と共に形成された制御システムにおいて、
上記制御システムの入力装置は、上記タッチセンサと上記生成手段の出力の有無によって当該装置の電源のオン／オフ制御がなされるようにしたものである。
【００１２】
さらに、本発明の制御システムは、コンピュータ装置、オーディオ装置又はビデオ装置とする。
そして、入力装置からの上記コマンド信号の制御機器への伝送は、有線もしくは無線で行われるようにする。
【００１３】
【作用】
以上のような構成の入力装置及び制御システムによれば、ユーザーが入力装置を手に持って揺らしたり傾斜させることを、入力操作とすることができ、操作は非常に容易となる。またタッチセンサで電源制御することで省電力を図ることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、まず図１により実施例の入力装置の基本的な構成及び作用を説明する。
入力装置としては、例えば図１に示すように、装置本体の空間内の任意の移動運動もしくは装置本体に印加された運動についてその運動量を検出して電圧値として出力する運動検出手段（３０，３１，３２）と、この運動検出手段からの電圧値に対応する情報を所定機器に対する入力情報として有線又は無線で出力する送信手段（３３，３４）と、装置本体の空間内の任意の移動運動もしくは装置本体に印加された運動についてその無運動状態を検出する運動停止検出手段（３６及び３３、もしくは３３のみ）と、運動停止検出手段（３６，３３）によって無運動状態が検出されている際に、運動検出手段（３０，３１，３２）からの電圧値が基準値となるように運動検出手段の出力に所定の電圧を印加することができる検出出力制御手段（３３，３５）とを設けて構成する。
【００１５】
また、装置本体の空間内の任意の移動運動もしくは装置本体に印加された運動についてその運動量を検出し所定の温度特性を有する検出出力を発生させる運動検出手段（３０，３１，３２）と、この運動検出手段からの検出出力に対応する情報を所定機器に対する入力情報として有線又は無線で出力する送信手段（３３，３４）と、所定時間毎に前記装置本体内部の温度を検出し温度情報として出力する温度検出手段（３７，３９）と、この温度検出手段によって検出された温度情報を記憶することができる記憶手段（３３ｃ）と、温度検出手段（３７）によって検出された温度情報を、記憶手段（３３ｃ）に記憶されている温度情報と比較することによって装置本体内部の温度変化を検出するとともに、所定以上の温度変化が検出された際には、運動検出手段からの検出出力を補正制御し、さらにこの補正量を温度検出手段によって検出された温度情報に対応させて記憶手段に記憶することができるようになされた検出出力制御手段（３３，３５）とを設けて入力装置を構成する。
【００１６】
また、運動検出手段（３０，３１，３２）、送信手段（３３，３４）、運動停止検出手段（３６及び３３、もしくは３３のみ）と、検出出力制御手段（３３，３５）に加えて、所定時間毎に補正実行信号を出力するタイマ手段（３９）を有するようにし、検出出力制御手段（３３，３５）は、運動停止検出手段によって無運動状態が検出されている際においてタイマ手段（３９）からの補正実行信号に応じて、運動検出手段からの電圧値が基準値となるように運動検出手段の出力に所定の電圧を印加して運動検出手段からの検出出力を補正制御し、さらにこの補正量を記憶手段（３３ｃ）に記憶することができるように構成する。
【００１７】
また、温度検出に基づいて検出出力の補正を行なう上記構成の入力装置が動作待機状態（＝スタンバイ状態）にあるときには、検出出力制御手段（３３，３５）は、装置本体内部の温度変化が検出された際に、運動検出手段（３０，３１，３２）に対して駆動電源を供給するように構成する。
【００１８】
また、上記各構成に加えて、運動検出手段（３０，３１，３２）による検出出力に対応して所定機器に入力された入力情報を、その所定機器側において確定させるためのコード情報を出力操作する操作手段（３８）を備えた場合、検出出力制御手段（３３，３５）は、少なくとも操作手段の操作によってコード情報が出力されている間は、運動検出手段（３０，３１，３２）に対して駆動電源の供給を停止させることができるようにする。
【００１９】
また、上記各構成に加えて、運動検出手段（３０，３１，３２）による検出出力に対応して所定機器に入力された入力情報を、その所定機器側において確定させるためのコード情報を出力操作する操作手段（３８）と、皮膚接触の有無を検知するセンサ手段（３６）と、操作手段の操作信号が供給された場合及び前記センサ手段により当該入力装置に対する皮膚接触の検知信号が供給された場合において装置電源をオンとし当該入力装置の動作を実行可能とするとともに、操作手段からの操作信号が供給されずかつセンサ手段からの検知信号が供給されておらず、しかも無運動状態と判別された場合には、装置電源をオフとし当該入力装置の動作を停止させる制御手段（３３）を有するように構成する。
【００２０】
上記構成の本発明の作用を図１の例に基づいて説明する。
上記構成の入力装置としては、装置本体の物理的位置変位、移動速度、加速度や、もしくは装置本体に与えられた圧力等の運動量に応じて、位置情報などを操作入力情報として所定機器に出力することができ、入力装置に対する人間の動作自体が入力操作とすることができる。例えばユーザーが入力装置を保持して左右や上下に振ったり、回転させたりすることが、そのまま所定の操作として対応させることができる。
【００２１】
ここで、運動検出手段となるセンサ３０，増幅部３１，Ａ／Ｄ変換器３２において、センサ３０の出力には温度特性によりドリフトが生ずることとなる。一方、運動停止検出手段として例えばタッチセンサ３６を設け（もしくは運動検出信号のレベル変動を監視して無運動を検出する手段をマイコン３３内のソフトウエア手段として設ける）、マイコン３３（ＣＰＵ３３ａ，ＲＯＭ３３ｂ，ＲＡＭ３３ｃ）がタッチセンサ３６からの情報により入力装置が停止状態にあることを検出できるようにする（タッチセンサ３６の場合はユーザーが保持していない状態を運動停止状態とし、またソフトウエア手段で構成する場合は所定時間以上運動検出信号のレベル変動がない場合に運動停止状態と判断する）。
【００２２】
入力装置が運動停止状態にあるときは、Ａ／Ｄ変換器３２を介してマイコン３３に入力される、運動量に応じた値は基準値（例えば０Ｖに相当する値）であるはずである。ここで運動停止状態にあるときに、マイコン３３はＤ／Ａ変換器３５を介して或る電圧値を増幅部３１におけるアンプＡ2 の入力段に印加できるようにしている。
【００２３】
運動停止状態にあるときは、Ａ／Ｄ変換器３２からの運動量の検出値は基準値（例えばゼロ）となっていなければならないが、実際にはドリフトの影響でゼロにはならないことがある。このとき、Ｄ／Ａ変換器３５を介して徐々に値をインクリメントさせながら補正電圧を出力していき、これを検出出力に重畳させていくと、或る時点でＡ／Ｄ変換器３２からの値が基準値となる。
即ち、Ａ／Ｄ変換器３２からの値が基準値となったときのＤ／Ａ変換器３５を介して出力している値は、ドリフトの補正値となり、以降、この補正値を印加することによりドリフトの影響を解消できる。
また、これによりセンサ３０と増幅部３１は抵抗Ｒ4 による直流結合とでき、即ち時定数回路は不要となるため、動作の立上りを改善できる。
【００２４】
また、ドリフト量は温度状態によって変化するため、温度検出手段３７を設け、例えばタイマ手段３９によるトリガに基づいて、一定時間毎に温度情報をマイコン３３が取り込むようにする。そして、マイコン３３は記憶手段３３ｃに温度情報を前回の温度情報として記憶できるようにし、今回取り込まれた温度情報と記憶された前回の温度情報を比較して温度変化を判別できるようにする。このようにすれば、温度変化に応じて再び適正な補正量を判別し、ドリフトの影響を解消できる。
【００２５】
さらに、温度検出手段の有無に関わらず、タイマ手段３９による所定時間毎の割込信号（補正実行信号）に応じて、上記の基準値への補正動作を実行するようにしてもよい。
【００２６】
また、検出出力制御手段（マイコン３３）は、装置本体内部の温度変化が検出された際、即ち補正値の設定動作が必要な場合に、運動検出手段（センサ３０，増幅部３１，Ａ／Ｄ変換器３２）に対して駆動電源を供給するように構成すれば、その他の時点（非動作期間）は、運動検出手段に電源供給をせずに、消費電力を低減させることができる。
【００２７】
また、運動検出手段（３０，３１，３２）による検出出力に対応して所定機器に入力された入力情報を、その所定機器側において確定させるためのコード情報（エンターコード）を出力操作する操作手段３８を備えた場合、エンター操作中は運動検出手段（３０，３１，３２）は動作不要であるため、この間運動検出手段（３０，３１，３２）に対して駆動電源の供給を停止させることにより、省電力化を促進できる。
【００２８】
さらに、装置電源のオン／オフとしては、タッチセンサ３６と操作手段３８からの情報に基づいて制御することが好適となる。つまり、ユーザーが入力装置に触れてタッチセンサ３６から検出信号が得られた場合もしくは操作手段３８を操作した場合に起動を行ない、一方これらの検出信号及び操作信号のいづれもが得られず、しかも無運動状態と判別された場合（例えば運動検出手段の出力について所定時間以上レベル変動がない場合）に装置電源をオフとすることになるが、電源オンのための手段としてタッチセンサと操作手段を併用することにより、例えばユーザーが手袋を用いておりタッチセンサによる接触検出が良好に行なわれないような場合も、操作手段により対応して電源をオンとすることができる。
【００２９】
以下、図２〜図１０により本発明の入力装置の一実施例として角速度センサを用いたリモートコマンダーについて説明する。
また、本発明の制御システムにおける制御機器の例として図８の構成の機器を挙げる。
【００３０】
図２はリモートコマンダーの外観例を示し、このリモートコマンダー１０には内部にｘ軸方向のリモートコマンダー１０の移動の際の角速度ωx を検出する角速度センサとして振動ジャイロ１ｘと、ｙ軸方向のリモートコマンダー１０の移動の際の角速度ωy を検出する角速度センサとして振動ジャイロ１ｙが装備されている。このリモートコマンダー１０は、ユーザーがリモートコマンダー１０を手にもって上下左右に振ることによって、振動ジャイロ１ｘ，１ｙによりその空間内の移動時のｘ方向，ｙ方向の角速度が検出され、これに応じてｘ，ｙ方向の変位情報がコマンドコードとして所定機器に対して出力されるものである。
また、７はエンター操作キーであり、ユーザーがエンター操作キー７を押すことによって、リモートコマンダー１０からはエンター情報（確定情報）となるコマンドコードが出力されるようになされている。
【００３１】
振動ジャイロ１（１ｘ，１ｙ）による角速度センサを設けた場合、リモートコマンダー１０は図３の構成により、移動情報を検出することになる。
振動ジャイロとは、振動している物体に回転角速度を加えると、その振動と直角方向にコリオリ力が生じる特性を有しており、このコリオリ力Ｆは、次のように表わされる。
Ｆ＝２ｍｖω
（ｍ：質量、ｖ：速度、ω：角速度）
従って、角速度ωはコリオリ力Ｆに比例することになり、コリオリ力Ｆを検出することで回転角速度を検出することができる。
【００３２】
振動ジャイロ１（１ｘ，１ｙ）には駆動用圧電磁器１ａと検出用圧電磁器１ｂが取り付けられており、駆動用圧電磁器１ａにはオシレータ２の発振出力である交番信号が印加されるようになされる。この図３において振動ジャイロ１がΩ0 方向に回転されると、検出用圧電磁器１ｂにコリオリ力Ｆが加わり、コリオリ力Ｆに応じた電圧が発生する。
検出用圧電磁器１ｂから得られる微少な電圧は増幅部３で増幅されてＡ／Ｄ変換器４に供給され、デジタルデータ（電圧値Ｅ）とされる。
【００３３】
このような振動ジャイロ１ｘ，１ｙを用いたリモートコマンダー１０の構成を図４に示す。
振動ジャイロ１ｘからの出力電圧は増幅部３ｘに供給されて増幅され、増幅部３ｘで増幅された電圧はＡ／Ｄ変換器４ｘでデジタル化された電圧値Ｅｘとして出力される。
振動ジャイロ１ｘの出力は増幅部３ｘにおいて抵抗Ｒ11を介して直流接続されてアンプＡ11に入力される。アンプＡ11については、例えば抵抗Ｒ12は１０ＫΩ、Ｒ13は３００ＫΩ程度に設定されて増幅率が３１倍程度とされる。
【００３４】
同様に、振動ジャイロ１ｙからの出力電圧は増幅部３ｙに供給されて増幅され、増幅部３ｙで増幅された電圧はＡ／Ｄ変換器４ｙでデジタル化された電圧値Ｅｙとして出力される。
そして振動ジャイロ１ｙの出力は増幅部３ｙにおいて抵抗Ｒ15を介して直流接続されてアンプＡ12に入力される。アンプＡ12については、例えば抵抗Ｒ16は１０ＫΩ、Ｒ17は３００ＫΩ程度に設定されて増幅率が３１倍程度とされる。
【００３５】
５はＣＰＵ５ａ、ＲＯＭ５ｂ、ＲＡＭ５ｃを有するマイクロコンピュータによって形成される制御部を示し、ＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃには送信すべきコマンド信号が記憶されている。５ｄはクロック発振器を示す。
この制御部５には、Ａ／Ｄ変換器４ｘから電圧値Ｅｘが、またＡ／Ｄ変換器４ｙから電圧値Ｅｙが供給される。電圧値Ｅｘ，Ｅｙはリモートコマンダー１０をｘ方向、ｙ方向に振った際の角速度に相当する値であり、即ちｘ，ｙ方向の移動運動情報となる。
【００３６】
制御部５は入力された、電圧値Ｅｘに応じてＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃからｘ方向アップコマンド又はｘ方向ダウンコマンドを読み出し、また電圧値Ｅｙに応じてＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃからｙ方向アップコマンド又はｙ方向ダウンコマンドを読み出して、これをコマンドコードとして送信部８に供給する。
【００３７】
振動ジャイロ１ｘ，１ｙに加わった角速度ωx ，ωy と、制御部５に入力される電圧Ｅｘ，Ｅｙは図６（ａ）（ｂ）のように比例関係にあり、制御部５は例えば、入力された電圧値Ｅｘを電圧値Ｖａx ，Ｖｂx ，Ｖｃx ，Ｖｄx と比較することによってユーザーがリモートコマンダー１０に対して行なったｘ軸方向の操作（例えば左右に振る操作）に応じたコマンドコードを出力することができる。同様に、入力された電圧値Ｅｙを電圧値Ｖａy ，Ｖｂy ，Ｖｃy ，Ｖｄy と比較することによってユーザーがリモートコマンダー１０に対して行なったｙ軸方向の操作（例えば上下に振る操作）に応じたコマンドコードを出力することができる。
【００３８】
即ち、リモートコマンダー１０を左方向に振ったときの角速度により電圧Ｅｘが上昇し、右方向に振ったときの角速度により電圧Ｅｘが下降するように、リモートコマンダー１０内に振動ジャイロ１ｘを配置し、またリモートコマンダー１０を上方向に振ったときの角速度により電圧Ｅｙが上昇し、下方向に振ったときの角速度により電圧Ｅｙが下降するように振動ジャイロ１ｘを配置したとすると、制御部５は例えば図７のフローチャートに従って発生すべきコマンドコードを判別する。
【００３９】
即ち、入力された電圧値Ｅｘを電圧値Ｖａx ，Ｖｂx ，Ｖｃx ，Ｖｄx と比較し、Ｖｃx ＜Ｅｘ＜Ｖｄx であれば、リモートコマンダー１０は左方向へ振られた場合であり、このときはｘ軸方向のアップコマンド、即ち左移動コマンドコードをＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃから読み出す (F101→F103) 。また、Ｖａx ＜Ｅｘ＜Ｖｂx であれば、ｘ軸方向のダウンコマンド、即ち右移動コマンドコードを読み出す (F102→F104) 。
【００４０】
続いて入力された電圧値Ｅｙを電圧値Ｖａy ，Ｖｂy ，Ｖｃy ，Ｖｄy と比較し、Ｖｃy ＜Ｅｙ＜Ｖｄy であれば、リモートコマンダー１０は上方向へ振られた場合であり、このときはｙ軸方向のアップコマンド、即ち上移動コマンドコードをＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃから読み出す (F105→F107) 。また、Ｖａy ＜Ｅｙ＜Ｖｂy であれば、ｙ軸方向のダウンコマンド、即ち下移動コマンドコードを読み出す (F106→F108) 。
【００４１】
このようにして制御部５から発生されたコマンドコードは送信部８において所定の変調処理が施され、赤外線信号、又は電波により、所定機器に対して出力される。
なお、制御部５において入力された電圧値Ｅｘが、Ｖｂx ≦Ｅｘ≦Ｖｃx の場合は、コマンドコードの発生を行なわないが、これは、リモートコマンダー１０に対してユーザーがちょっと触ったり持ち歩いたりした際にコマンドコードが出力されないように不感帯として設定しているものである。電圧値Ｅｙについても同様であり、Ｖｂy ≦Ｅｙ≦Ｖｃy の領域は不感帯とされる。
【００４２】
また、７は上記図２のように設けられるエンター操作キーであるが、エンター操作キー７の操作情報も制御部５に供給され、制御部５はエンター操作キー７の操作に応じてエンターコマンドをＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃから読み出して出力し、送信部８に供給する。
【００４３】
このようなリモートコマンダー１０からは、エンターコマンド、ｘ方向移動コマンド（アップ方向／ダウン方向）、ｙ方向移動コマンド（アップ方向／ダウン方向）の３種類のコマンドコードしか出力されないが、この場合、例えばコマンドコードの受信機器側に図８のような構成の入力コマンド対応制御部を操作対象となる機器と一体に又は別体に設けることにより、多種類の操作が実行できる。
【００４４】
図８において２１はリモートコマンダー１０から赤外線又は電波で送信されたコマンドコードを受信し、電気信号に変換して復調する受信部、２２は受信部２１で受信復調されたコマンドコードに基づいて制御を行なうマイクロコンピュータによる入力制御部であり、ＣＰＵ２２ａ、ＲＯＭ２２ｂ、ＲＡＭ２２ｃを有する。また、２３は制御部２２の制御に応じて、その機器と一体に形成され又は別体で接続された表示部（例えばＣＲＴ）２４に対して所定のキャラクタを供給し、表示動作をなさしめるグラフィックコントローラである。なお、２５はクロック発振器である。
【００４５】
制御部２２はグラフィックコントローラ２３に対して、たとえばＣＲＴ２４に図９のようなＶＴＲ、ＣＤプレーヤ、テレビジョン受像機等に対応した操作内容の表示及びカーソルＫの表示を実行させる。そして、制御部２２は、リモートコマンダー１０から供給されたｘ方向，ｙ方向のコマンドコードに応じて、ＣＲＴ画面上でカーソルＫを移動させる。
【００４６】
そして、ユーザーがリモートコマンダー１０を上下左右に振りながらカーソルＫを例えば図示するようにＶＴＲの再生ボタンに相当する画面上の位置に移動させた際にエンター操作キー７を押し、ＣＰＵ２２ａがエンターコマンドの入力を確認したとすると、ＣＰＵ２２ａは、この『ＶＴＲ：再生』を示すコマンドコードをＲＯＭ２２ｂ又はＲＡＭ２２ｃから読み出し、送信部２６に供給し、例えば赤外線信号による変調信号として図示しないＶＴＲ装置に送信する。又は、この図８の入力コマンド対応制御部がＶＴＲ装置内に設けられている場合は、『ＶＴＲ：再生』のコマンドコードを端子２７から所定の動作制御部に供給して、再生動作を実行させる。
【００４７】
即ち制御部２２には、ＣＲＴ２４における表示画面上の各種操作内容の表示領域と対応した座標データが保持されるとともに、実際のコマンドコードが記憶されており、ｘ，ｙ位置変位情報に応じてカーソルＫを移動させた際に、現在カーソルＫによって指定されている座標位置を把握している。そして、エンターコマンドが入力されることによってその座標位置の指定が確定されたと判断して、その座標位置に対応したコマンドコードとして保持しているコマンドコードを読み出し、送信部２６又は端子２７に出力するようになされているものである。
【００４８】
従って、ユーザーはＣＲＴ２４の画面をみながらリモートコマンダーを上下左右に振ってカーソルＫを移動させ、所要位置でエンターキー７を押すという操作で各種機器に対する操作を行なうことができ、リモートコマンダー１０に対するキー操作は非常に簡便なものとなる。またカーソルＫの動きはユーザーの手の動きに連動したものとなるため、所謂ヒューマンインターフェースに著しく優れた操作手段となる。
【００４９】
このような基本的な入力動作を実行できる本実施例のリモートコマンダー１０では、さらに図４に示すように、角速度センサ出力のドリフトの影響防止、省電力、動作立ち上げの迅速化を計る手段が設けられている。
【００５０】
図４において６は割込タイマであり、所定時間毎に割込信号を制御部５に供給している。
９ｘ，９ｙはＤ／Ａ変換器であり、それぞれ制御部５から供給された補正電圧値Ｄｘ，Ｄｙをアナログ化する。
Ｄ／Ａ変換器９ｘから出力されるアナログ電圧は抵抗Ｒ14を介してアンプＡ11に入力される。即ち振動ジャイロ１ｘからの出力電圧に重畳される。
またＤ／Ａ変換器９ｙから出力されるアナログ電圧は抵抗Ｒ18を介して、振動ジャイロ１ｙからの出力電圧に重畳されてアンプＡ12に入力される。
【００５１】
１１はタッチセンサであり、リモートコマンダー１０をユーザーが保持した状態を検出し、検出信号を制御部５に供給する。
タッチセンサ１１はリモートコマンダー１０の動作電源オンの操作手段の１つとして機能するとともに、リモートコマンダー１０の本体が静止状態にあることの検出手段としても機能する。ただし静止状態の検出手段としては、後述するように制御部５による電圧値Ｅｘ，Ｅｙの監視するソフトウエア手段によっても実現でき、いづれかが採用されるか、もしくは両方が併用される。もちろんさらに他の手段で構成することもできる。
【００５２】
制御部５は、リモートコマンダー１０の動作電源については、ユーザーがリモートコマンダー１０を保持したことがタッチセンサ１１により検出されること、或はエンター操作キーが押されることのいずれか一方が検出された時点で立ち上げ、上述のようなリモートコントロールのためのコマンドコードの入力装置として動作させる。また、ユーザーがリモートコマンダー１０を離し、タッチセンサ１１による皮膚接触検出がなされないようになり、またエンター操作キー７も操作されていない状態で、静止状態の検出手段（タッチセンサもしくは制御部５のソフトウエア手段）により静止状態が検出されたら、動作電源をオフとするようにしている。
【００５３】
なお、電源オンのためのトリガ手段としてタッチセンサ１１とエンター操作キー７を併用しているのは、例えばユーザーが手袋をはめて操作するような場合を想定し、これに対応できるようにしているものである。つまり、タッチセンサが良好に機能しない場合でも、エンター操作キー７を用いて電源オンとできるようにしている。
【００５４】
また、リモートコマンダー１０が完全に静止状態にあるときとは、リモートコマンダー１０がユーザーに保持されていない場合であり、従って制御部５がタッチセンサ１１によって保持状態が検出されていない期間は、静止状態と検出することによって、タッチセンサ１１が静止検出手段として機能する。
【００５５】
なお、静止検出手段として制御部５が入力される電圧値Ｅｘ，Ｅｙを監視する機能を設ける場合の検出動作は次のようになる。
即ち、リモートコマンダー１０が机上などに置かれて完全に静止している場合は、電圧値Ｅｘ，Ｅｙは図１０（ａ）のように時間的に全く変化しない。一方、ユーザーがリモートコマンダー１０を保持している際は、例えばユーザーがリモートコマンダー１０を振っていなくても手ぶれなどにより、電圧値Ｅｘ，Ｅｙは図１０（ｂ）のように変動する。このような電圧値Ｅｘ，Ｅｙの変動状態を監視することで、静止状態か否かを判別できる。
なお、静止検出手段を設けるのは、後述するドリフト補正値の設定動作が静止時に実行しなければならないためである。
【００５６】
１２は温度センサであり、リモートコマンダー１０の内部温度を検出する。温度センサ１２の出力（温度に応じた電圧）はＡ／Ｄ変換器１３によってデジタル化され、温度データとして制御部５に入力される。
【００５７】
Ｖ1 は振動ジャイロ１ｘ，１ｙ、増幅部３ｘ，３ｙ、Ａ／Ｄ変換器４ｘ，４ｙ、及びＤ／Ａ変換器９ｘ，９ｙに対して電源電圧を供給するための電源ラインを示し、また、Ｖ2 は温度センサ１２、Ａ／Ｄ変換器１３に対する電源ラインを示す。
【００５８】
以下、図５のフローチャートを用いて本実施例のリモートコマンダー１０の動作を説明する。この図５に示す処理は割込タイマ６により例えば１０分毎に割込パルスが制御部５に入力された際(F200)、もしくはユーザーがリモートコマンダー１０を保持してこれをタッチセンサ１１によって検出した際(F300)に実行される。
【００５９】
ユーザーがリモートコマンダー１０を使用していない間は、割込タイマ６から供給される１０分毎の割込パルスに基づいて、ステップF200以下の処理が実行される。なお、温度変化の激しい場所などで用いるリモートコマンダーの場合は割込パルス間隔を５分毎とするなど、適宜パルス間隔を変更すれば好適である。また、割込タイマ６は制御部５の外部装置とする他、制御部５となるマイコンの内部タイマを利用して構成してもよい。
【００６０】
割込パルスが供給されると、まず制御部５は起動動作を行なう(F201)。続いて、電源ラインＶ2 に対して電源供給をオンとし、温度センサ１２、Ａ／Ｄ変換器１３の動作をオンとする(F202)。
【００６１】
続いて制御部５は、温度センサ１２からＡ／Ｄ変換器１３を介して供給される現在の温度データを取り込み、これをＲＡＭ５ｃに記憶させる(F203)。なお、この実施例の場合、ＲＡＭ５ｃにおいては前回に取り込まれた温度データも記憶されている必要があり、少なくとも今回取り込んだ温度データと前回取り込まれた温度データが記憶できるように記憶領域が設定されている。
【００６２】
ここで、温度データの取り込みが最初（例えばリモートコマンダー１０の電池入れ換えによりデータバックアップが不能となった後における最初の起動時や、製造後の最初の起動時等）である場合、もしくは何らかの原因でＲＡＭ５ｃの記憶データが消失した場合で、前回の温度データが存在しないときは、処理はステップF204からF207に進む。
【００６３】
一方、前回の温度データがあるときは、ステップF205に進み、今回取り込んだ温度データと前回の温度データを比較し、温度変化量を算出する。そして温度変化量が、温度変化が生じていないとする許容範囲内であれば、処理はステップF205からF206に進み、そのまま電源ラインＶ2 での温度センサ１２、Ａ／Ｄ変換器１３に対する電源供給をオフとし、制御部５はＲＡＭ５ｃ内のデータを保持するバックアップモードに入って動作電源をオフ（スタンバイ状態）とする(F215)。そして、次の割込を待機する(F216)。
【００６４】
ステップF204で前回の温度データが無かった場合、もしくはステップF205で温度変化があったと判断された場合は、続いて角速度センサ部のドリフト補正のための補正値の判別処理に移る。
まず、電源ラインＶ1 による電源電圧の供給を実行させ、角速度センサ部、即ち振動ジャイロ１ｘ，１ｙ、増幅部３ｘ，３ｙ、Ａ／Ｄ変換器４ｘ，４ｙ、Ｄ／Ａ変換器９ｘ，９ｙの動作をオンとする(F207)。
【００６５】
そして、次にＤ／Ａ変換器９ｘ，９ｙに対して出力する補正値Ｄｘ，Ｄｙを初期値にセットする(F208)。
そして、まずＤ／Ａ変換器９ｘに対して、補正値Ｄｘを初期値からインクリメントしながら供給していき、Ａ／Ｄ変換器４ｘから入力される電圧値Ｅｘを監視していく(F209,F210) 。振動ジャイロ１ｘの出力についてドリフトがないとすれば、このとき検出される電圧値Ｅｘは０Ｖであるはずである。ところが、ドリフトがあるとすると電圧値Ｅｘは０Ｖとはならないが、ここで、補正値Ｄｘを徐々に変化させながら検出出力に重畳していくことにより、或る時点で電圧値Ｅｘは０Ｖとなる。即ち、このときの補正値Ｄｘはその時点の温度状態において振動ジャイロ１ｘの出力についてのドリフト補正を実現できる補正値となる。
【００６６】
電圧値Ｅｘが０Ｖとなった時点で、同様にｙ軸方向の振動ジャイロ１ｙの出力についても、補正値を判別する。即ち、Ｄ／Ａ変換器９ｙに対して、補正値Ｄｙを初期値からインクリメントしながら供給していき、Ａ／Ｄ変換器４ｙから入力される電圧値Ｅｙを監視する(F211,F212) 。そして電圧値Ｅｙが０Ｖとなった時の補正値Ｄｙを、その時点の温度状態において振動ジャイロ１ｙの出力についてのドリフト補正を実現できる補正値として把握する。
【００６７】
ドリフト補正を実現できる補正値が判別されたら、この補正値Ｄｘ，ＤｙをＲＡＭ５ｃに記憶させる(F213)。なお、補正されて入力された電圧値Ｅｘ，Ｅｙとしては、若干のオフセットが残ることがあるため、この値もＲＡＭ５ｃに対応させて記憶しておく。
【００６８】
補正値Ｄｘ，Ｄｙを記憶したら、電源ラインＶ1 及びＶ2 による電源供給をオフとし、温度センサ１２、Ａ／Ｄ変換器１３、振動ジャイロ１ｘ，１ｙ、増幅部３ｘ，３ｙ、Ａ／Ｄ変換器４ｘ，４ｙ、Ｄ／Ａ変換器９ｘ，９ｙの動作をオフとする(F214)。そして、制御部５はバックアップモードに入ってスタンバイ状態とし(F215)、次の割込を待機する(F216)。
【００６９】
このような割込タイマ６により所定時間毎にステップF200〜F216の処理が行なわれることにより、ＲＡＭ５ｃには温度状態に対応してドリフト補正を行なうことのできる補正値が常時保持されていることになる。
【００７０】
ここで（ステップF216の割込待機状態であり動作電源オフの状態）、ユーザーがリモートコマンダー１０を保持してタッチセンサ１１がこれを検出するか、もしくはタッチセンサ１１による検出がなされなくともエンター操作キー７が押された場合は、このタッチセンサからの検出信号もしくはエンター操作キー７の操作信号を割込信号としてステップF300以下の処理が開始される。
【００７１】
タッチセンサ１１による検出もしくはエンター操作キー７の操作に応じて割込パルスが供給されると、まず制御部５は起動動作を行なう(F301)。続いて、電源ラインＶ1 に対して電源供給をオンとし、角速度センサ部を起動させる(F302)。さらに、その時点でＲＡＭ５ｃに記憶されている補正値Ｄｘ，Ｄｙを読み出し、これをＤ／Ａ変換器９ｘ，９ｙに出力する(F304)。
【００７２】
この補正値Ｄｘ，ＤｙはステップF202〜F215の処理により少なくとも１０分前の温度状態において適正であるとされた補正値であるため、ユーザーが操作入力のためのリモートコマンダー１０を持った時点において、この補正値Ｄｘ，Ｄｙによる電圧を、振動ジャイロ１ｘ，１ｙの出力電圧と重畳させてアンプＡ11，Ａ12に供給するようにすることで、温度特性によるドリフトは解消され、制御部５に入力される移動検出値となる電圧値Ｅｘ，Ｅｙはドリフトの影響がキャンセルされたものとなる。
【００７３】
そして制御部５は、入力された電圧値Ｅｘ，Ｅｙの応じて図７、図８で説明したようにｘ，ｙ方向の位置変位情報となるコマンドコードを出力する(F304)。
また、エンター操作キー７が押された場合は、処理はステップF305からF306に進み、まず電源ラインＶ1 による電源供給をオフとする。エンター操作中は角速度検出は不要なためである。
そして、エンターコマンドをＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃから読み出し、これを送信部８に対して出力し、所定の機器に対してエンターコマンドを送信する(F307)。
【００７４】
エンター操作が解除されたら、処理はステップF305からF308に進むことになるが、ここで、エンター操作時に電源ラインＶ1 による電源供給をオフとした場合、再び電源供給をオンとして、角速度検出を実行させる。
【００７５】
この角速度検出又はエンター操作に応じたコマンドコード出力動作はユーザーがリモートコマンダー１０を離したことをタッチセンサ１１が検出するまで実行され、所定の機器に対するリモートコントロールが実現される (F304〜F310のループ処理）。
【００７６】
ユーザが入力操作を終了してリモートコマンダー１０から手を離し、タッチセンサ１１による検出がオフとなり、静止状態となると、処理はステップF310からF202に進む。そして、以降前述したようにその時点の温度と記憶されていた温度の間に温度変化があるとされれば、補正値の判別動作を実行して新たな補正値Ｄｘ、Ｄｙを記録し、もしくは前回の温度状態から温度変化がないと判断されれば、補正値Ｄｘ、Ｄｙの更新を行わずに、制御部は電源ラインＶ1、Ｖ2による電源供給をオフとし、また制御部自身はバックアップモードに入って割込待機状態になる(f202〜F216)。
【００７７】
以上の構成及び動作による本実施例では、補正値によりドリフト補正が実行され、適正なコマンド出力動作を実行できることになる。さらに、ドリフト補正のためにＣＲ時定数回路を設けていないため、立上り時の動作安定化に時間がかかることも解消される。
【００７８】
さらに、電源ラインＶ2 により温度センサ部が電源オンとされるのは、割込タイマー６による割込時もしくはユーザーがリモートコマンダー１０による操作を終了して手から離したときのみであり、また、電源ラインＶ1 により角速度センサ部分が電源オンとされるのは、ユーザーの操作中か、もしくは補正値Ｄｘ，Ｄｙの判別処理中のみである。そのうえ、角速度センサ部分はユーザーのリモートコマンダー１０の操作中であっても、エンター操作中においては電源オフとされる。
【００７９】
このように角速度センサ部及び温度センサ部は最低限必要な期間のみしか電源供給がなされず、これによって大幅な省電力化を計ることができ、リモートコマンダーの電池駆動に適している。
もちろん、角速度センサ部に対してこのように電源オン／オフを細かく制御して省電力化を計ることは、ドリフトの影響の解消を時定数回路を用いないで実現し、立ち上げ時の不安定さを解消したことにより、有効に機能するものである。
【００８０】
また、ユーザーがリモートコマンダー１０を持つことにより、タッチセンサ１１の検出信号で電源オンとされるため、非常に操作性のよいものとなり、またエンター操作キー７を押した場合も電源オンとされることで、手袋等によりタッチセンサが良好に機能しない場合にも対応できる。
さらに、リモートコマンダー１０を離して静止状態とすれば電源オフとなるため、無駄な電力消費もない。
【００８１】
なお、図５の処理を採用する場合は、ユーザーがリモートコマンダー１０を使用している間は補正値の更新は実行されないことになる。このため、長時間使用して温度変化が生じ、ドリフトをそのときの補正値でキャンセルできなくなることが発生することも考えられる。
【００８２】
このような場合に対応するため、例えば制御部は或る程度の期間で入力される電圧値Ｅｘ，Ｅｙの平均値を算出し、静止状態における電圧値（＝ドリフト量）を予測するようにする。そして、これに応じて補正値Ｄｘ，Ｄｙをさらに調整できるようにすることで、長時間使用にも対応できる。
また或は、使用中にも或る時間毎に温度センサ部をオンとして温度検出を行ない、それに応じて補正値Ｄｘ，Ｄｙを調整するようにしてもよい。
【００８３】
ところで、上記実施例の変形例として、温度データに対応させて、その温度でのドリフト量の補正値Ｄｘ，Ｄｙや、補正された電圧値Ｅｘ，Ｅｙを、データテーブル形式でＲＡＭ５ｃに記憶していくことが考えられる。
例えば０〜４０°Ｃの間を８ビットでデータ化すると、０°Ｃを『００００００００』、 0.156°Ｃを『０００００００１』・・・・・・・・４０°Ｃを『１１１１１１１１』として、 0.156°Ｃステップで２５６段階に設定することができる。
そこで、このような２５６段階の温度データのそれぞれについて、上記ステップF208〜F213の処理で補正値Ｄｘ，Ｄｙやそのときの電圧値Ｅｘ，Ｅｙを、そのときの温度データに相当するようにテーブル形態で記憶させて行くようにする。
【００８４】
このようにすると、何日か使用することによって必要な温度状態での補正値のデータが殆ど記憶されることになる。
そして、一旦、対応する補正値Ｄｘ，Ｄｙが判別された温度については、以降補正値の判別動作を実行する必要はなく、省電力化をさらに促進できる。そして、ユーザーがリモートコマンダーを用いるときは、そのときの温度データを検出して、それに応じた補正値を読み出して出力するようにすればよい。
【００８５】
また、温度変化に関わらず所定の時間毎に補正動作（図５のステップF207〜F214）を行なうようにすることも考えられる。
つまり、割込タイマ６からの割込パルスに応じて補正を実行するものであり、この場合の制御部５の処理としては、図５におけるステップF202〜F206の処理を省略したものとなる。
【００８６】
このようにする場合は温度センサ１２は不要とすることができるが、タイマー割込みによる補正動作と温度変化に基づく補正動作を併用して採用するようにしてもよい。例えば或る期間単位でタイマー割込により必ず補正が実行されるようにしておくとともに、このタイマー割込よりも短い時間単位で温度変化の判断処理を行ない、温度変化があった時は補正を行なうようにすることなどが考えられる。
【００８７】
なお、本発明の入力装置としては以上の実施例の構成及び処理動作に限定されるものではなく、各種変更が可能である。例えば運動検出手段、運動停止検出手段の実現方式は各種考えられ、また温度検出に基づく処理方式も他にも各種考えられる。
【００８８】
また、振動ジャイロを用いた入力装置の実施例を説明したが、入力装置として上下方向のみ又は左右方向のみの移動情報を出力するのみでよい場合は、振動ジャイロを１単位設ければよく、また３次元の移動情報を出力する必要のあるときは、振動ジャイロを３単位設けることになる。
また、入力装置の空間内の移動や入力装置に与えられた運動を検出するセンサとしては、角速度センサの他に、加速度センサや圧力センサ等を用いてもよい。さらに、上述の実施例は被操作機器となる制御機器に対してワイヤレスの入力装置として説明したが、もちろん有線接続された入力装置としてもよい。
【００８９】
また、本発明の入力装置又は制御システムとしてはＡＶ機器やエアコンディショナー等の電子機器に対するリモートコマンダーや、パーソナルコンピュータ等に対応するマウスと同等の入力装置として採用したり、ゲーム機器に対する操作部として、あるいはこれらの制御システムとしても採用できる。
さらに、本発明によるセンサ出力のドリフトキャンセルの技術は、カーナビゲーションシステムやクレーン車のクレーン、工作機械などにおける、姿勢制御機構において広く応用できる。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の入力装置及び制御システムでは、ユーザーが入力装置をもって揺らしたり傾斜させることで入力操作を行うことができ、操作は非常に容易なものとなる。
また入力装置では、ＣＲ時定数回路を用いず、温度変化に応じて測定された補正値、もしくは所定期間毎に測定された補正値を検出出力に重畳していくように構成したために、運動検出手段の出力におけるドリフトを有効にキャンセルすることができるとともに、動作の安定までに時間を要しないという優れた効果がある。
また、運動検出手段に対しては、補正値の判別時及び操作時以外には電源供給を行なわず、また操作時であっても運動検出出力動作の不要なエンター操作時は電源供給を行なわないようにすることで、大幅な省電力化を実現することができ、例えば電池駆動方式の場合でも、長期間の使用が可能になるという効果がある。
さらに、入力装置の電源をオンとするためには、ユーザーは入力装置に触れるか、もしくはエンター操作を行なえばよく、特に、入力装置に触れることで電源オンとされることにより操作性は向上され（特別な電源操作は不要となる）、また、手袋をはめて用いる場合などでタッチセンサが反応せず電源オンとされないような場合でも、エンター操作により電源オンとすることができるという効果がある。また、ユーザーが入力装置を離して静止状態とすれば、自動的に電源オフとなるため無駄な電力消耗もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的な構成の説明図である。
【図２】実施例の入力装置の説明図である。
【図３】実施例に用いられる角速度センサ部の説明図である。
【図４】実施例の入力装置の構成のブロック図である。
【図５】実施例の入力装置の動作のフローチャートである。
【図６】実施例の角速度センサにおける角速度と電圧出力の関係の説明図である。
【図７】実施例の角速度検出に基づくコマンドコード判別動作のフローチャートである。
【図８】実施例の入力装置に対応する入力コマンド対応制御部の構成図である。
【図９】実施例の入力コマンド対応制御部による操作内容表示例の説明図である。
【図１０】実施例の入力装置の静止状態の運動検出信号の説明図である。
【図１１】先行技術における入力装置の説明図である。
【図１２】センサ出力のドリフト特性の説明図である。
【符号の説明】
１，１ｘ，１ｙ 振動ジャイロ、３，３ｘ，３ｙ，３１ 増幅部、４，４ｘ，４ｙ，３２ Ａ／Ｄ変換器、５，３３ 制御部、５ａ，３３ａ ＣＰＵ、５ｂ，３３ｂ ＲＯＭ、５ｃ，３３ｃ ＲＡＭ、６，３９ 割込タイマ、７，３８ エンターキー、８，３４ 送信部、９ｘ，９ｙ，３５ Ｄ／Ａ変換器、１０ リモートコマンダー、１１，３６ タッチセンサ、１２，３７ 温度センサ、１３ Ａ／Ｄ変換器
【産業上の利用分野】
本発明は所定の制御機器に対して操作情報等を入力するための入力装置、及び入力装置と制御機器とから成る制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
操作情報等の入力装置としては、例えばオーディオ／ビジュアル機器に対するリモートコマンダーや、コンピュータ装置に用いるマウス、ゲーム機器における操作部、等が一般に広く知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来の入力装置は、通常多数の操作キーを設けて操作するようになされているが、操作内容が多様化すればするほど操作キーの数が増え、操作が煩雑になり、必ずしも人間が使用して操作する手段として最適であるとはいえなかった。
このため、操作入力装置として、加速度センサ、角速度センサ、圧力センサ等のセンサ手段を設けて、入力装置自体の運動、例えば空間内の任意の移動運動や、入力装置に印加される運動を検出し、その運動量に応じて所定機器に対する入力情報を出力することができる入力装置が、先行技術として提案されている。
【０００４】
ところで、このような運動を検出するセンサー手段の出力は、一般的に温度等によりドリフトが発生するため、入力操作時の動作の正確な検出手段としては難がある。
例えば角速度センサや加速度センサが設けられ、装置本体の空間内の移動に応じて入力情報を出力する入力装置を考えた場合、角速度センサや加速度センサの出力としては、静止状態において図１２に示すように温度特性を有する。
【０００５】
このため、例えば角速度センサを用いた入力装置は、例えば図１１のように構成している。
即ち、センサ４０の出力は微小なレベルであるため、増幅部４１で増幅し、Ａ／Ｄ変換器４２によってデジタルデータ化してマイコン４３に供給している。マイコン４３は入力されたデジタルデータ値に応じて所定機器に対して入力すべきデータを発生させ、送信部４４に供給し、例えば所定のキャリア周波数で変調して電波又は赤外線により送信出力するようにしている。
【０００６】
ここで、増幅部４１においては、抵抗Ｒ2 は１０ＫΩ、Ｒ3 は３００ＫΩ程度に設定し、アンプＡ1 の増幅率を３１倍程度で使用するとする。
そしてセンサ４０の出力のドリフトを鑑みて、アンプＡ1 の前段にはコンデンサＣ1 ，抵抗Ｒ1 による時定数回路を設け、ＡＣ結合としている。
【０００７】
このように構成した場合、微小な運動量を測定しなければならない入力装置としては、コンデンサＣ1 ，抵抗Ｒ1 による時定数をかなり大きくしなければならず、動作が安定するまでに長時間（１〜２分）必要となり、立上りが悪いという問題がある。
また、急激な温度変化があった場合、時定数を大きく設定しているとアンプＡ1 の出力としては温度変化によるドリフトが発生してしまうという問題もある。
【０００８】
これらの問題を解消するには、常時センサーの電源をオンとしておき、温度変化のない場所に保管するなどを行なえば良いわけであるが、センサ４０の消費電流は比較的大きく、例えば電池による駆動には適していない。
【０００９】
また立上りを改善するためにコンデンサＣ1 を削除すると、センサ４０の出力としては図１２のように例えば１Ｖ程度のドリフトが発生する。
これを上述のように増幅率３１倍程度のアンプＡ1 で増幅すると単純に考えてもドリフトの影響は３０Ｖ程度表われ、アンプＡ1 について電池により±2.5V程度のドライブを行なう場合だけでなく、商用電源を用いて±１５Ｖ程度でドライブする場合でも使用不能となってしまう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような問題点にかんがみてなされたもので、有用で使用性がよく、かつ消費電力を著しく低減させて例えば電池駆動の場合でも長時間動作ができるようにする入力装置及び入力装置と制御機器からなる制御システムを提供することを目的とする。
【００１１】
このため本発明の制御システムは、人の手で握ることができるサイズを有する筐体と、第１の軸方向中心の上記筐体の回転に応じて、第１の信号を出力する第１の角速度ジャイロスコープと、
上記第１の軸に平行でない第２の軸方向中心の上記筐体の回転に応じて、第２の信号を出力する第２の角速度ジャイロスコープと、上記それぞれの角速度ジャイロスコープが上記筐体内に内蔵され、
上記第１及び第２の角速度ジャイロスコープから出力される第１及び第２の信号に基づいて制御機器の表示手段のカーソル位置情報を決定し、上記カーソル位置情報としてのコマンド信号を生成する生成手段と、
上記筐体内の温度を検出する筐体内の温度検出手段と、
上記温度検出手段によって検出された温度情報を記憶する温度情報記憶手段と、
上記温度検出手段によって検出された温度情報と記憶手段に記憶されている温度情報とを比較し、上記第１、第２の角速度ジャイロスコープの出力を補正する温度補正信号を出力する検出出力制御手段と、
上記生成手段にて生成された上記コマンド信号を、上記制御機器に伝送する伝送手段と、
上記筐体の表面に設けられ、人の手の保持状態を検出する静止検出手段のタッチセンサとを有する入力装置と、
上記入力装置の伝送手段から伝送されるコマンド信号を受信する受信手段と、
表示手段と、上記受信手段にて受信したコマンド信号に応じて上記表示手段内のカーソル位置の動きを制御する制御手段とを有する制御機器と、
上記第１の角速度ジャイロスコープと上記第２の角速度ジャイロスコープの各々は柱状形状を有し、柱状形状の側面に少なくとも２つの圧電磁器を備え、上記入力手段と上記制御手段と共に形成された制御システムにおいて、
上記制御システムの入力装置は、上記タッチセンサと上記生成手段の出力の有無によって当該装置の電源のオン／オフ制御がなされるようにしたものである。
【００１２】
さらに、本発明の制御システムは、コンピュータ装置、オーディオ装置又はビデオ装置とする。
そして、入力装置からの上記コマンド信号の制御機器への伝送は、有線もしくは無線で行われるようにする。
【００１３】
【作用】
以上のような構成の入力装置及び制御システムによれば、ユーザーが入力装置を手に持って揺らしたり傾斜させることを、入力操作とすることができ、操作は非常に容易となる。またタッチセンサで電源制御することで省電力を図ることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、まず図１により実施例の入力装置の基本的な構成及び作用を説明する。
入力装置としては、例えば図１に示すように、装置本体の空間内の任意の移動運動もしくは装置本体に印加された運動についてその運動量を検出して電圧値として出力する運動検出手段（３０，３１，３２）と、この運動検出手段からの電圧値に対応する情報を所定機器に対する入力情報として有線又は無線で出力する送信手段（３３，３４）と、装置本体の空間内の任意の移動運動もしくは装置本体に印加された運動についてその無運動状態を検出する運動停止検出手段（３６及び３３、もしくは３３のみ）と、運動停止検出手段（３６，３３）によって無運動状態が検出されている際に、運動検出手段（３０，３１，３２）からの電圧値が基準値となるように運動検出手段の出力に所定の電圧を印加することができる検出出力制御手段（３３，３５）とを設けて構成する。
【００１５】
また、装置本体の空間内の任意の移動運動もしくは装置本体に印加された運動についてその運動量を検出し所定の温度特性を有する検出出力を発生させる運動検出手段（３０，３１，３２）と、この運動検出手段からの検出出力に対応する情報を所定機器に対する入力情報として有線又は無線で出力する送信手段（３３，３４）と、所定時間毎に前記装置本体内部の温度を検出し温度情報として出力する温度検出手段（３７，３９）と、この温度検出手段によって検出された温度情報を記憶することができる記憶手段（３３ｃ）と、温度検出手段（３７）によって検出された温度情報を、記憶手段（３３ｃ）に記憶されている温度情報と比較することによって装置本体内部の温度変化を検出するとともに、所定以上の温度変化が検出された際には、運動検出手段からの検出出力を補正制御し、さらにこの補正量を温度検出手段によって検出された温度情報に対応させて記憶手段に記憶することができるようになされた検出出力制御手段（３３，３５）とを設けて入力装置を構成する。
【００１６】
また、運動検出手段（３０，３１，３２）、送信手段（３３，３４）、運動停止検出手段（３６及び３３、もしくは３３のみ）と、検出出力制御手段（３３，３５）に加えて、所定時間毎に補正実行信号を出力するタイマ手段（３９）を有するようにし、検出出力制御手段（３３，３５）は、運動停止検出手段によって無運動状態が検出されている際においてタイマ手段（３９）からの補正実行信号に応じて、運動検出手段からの電圧値が基準値となるように運動検出手段の出力に所定の電圧を印加して運動検出手段からの検出出力を補正制御し、さらにこの補正量を記憶手段（３３ｃ）に記憶することができるように構成する。
【００１７】
また、温度検出に基づいて検出出力の補正を行なう上記構成の入力装置が動作待機状態（＝スタンバイ状態）にあるときには、検出出力制御手段（３３，３５）は、装置本体内部の温度変化が検出された際に、運動検出手段（３０，３１，３２）に対して駆動電源を供給するように構成する。
【００１８】
また、上記各構成に加えて、運動検出手段（３０，３１，３２）による検出出力に対応して所定機器に入力された入力情報を、その所定機器側において確定させるためのコード情報を出力操作する操作手段（３８）を備えた場合、検出出力制御手段（３３，３５）は、少なくとも操作手段の操作によってコード情報が出力されている間は、運動検出手段（３０，３１，３２）に対して駆動電源の供給を停止させることができるようにする。
【００１９】
また、上記各構成に加えて、運動検出手段（３０，３１，３２）による検出出力に対応して所定機器に入力された入力情報を、その所定機器側において確定させるためのコード情報を出力操作する操作手段（３８）と、皮膚接触の有無を検知するセンサ手段（３６）と、操作手段の操作信号が供給された場合及び前記センサ手段により当該入力装置に対する皮膚接触の検知信号が供給された場合において装置電源をオンとし当該入力装置の動作を実行可能とするとともに、操作手段からの操作信号が供給されずかつセンサ手段からの検知信号が供給されておらず、しかも無運動状態と判別された場合には、装置電源をオフとし当該入力装置の動作を停止させる制御手段（３３）を有するように構成する。
【００２０】
上記構成の本発明の作用を図１の例に基づいて説明する。
上記構成の入力装置としては、装置本体の物理的位置変位、移動速度、加速度や、もしくは装置本体に与えられた圧力等の運動量に応じて、位置情報などを操作入力情報として所定機器に出力することができ、入力装置に対する人間の動作自体が入力操作とすることができる。例えばユーザーが入力装置を保持して左右や上下に振ったり、回転させたりすることが、そのまま所定の操作として対応させることができる。
【００２１】
ここで、運動検出手段となるセンサ３０，増幅部３１，Ａ／Ｄ変換器３２において、センサ３０の出力には温度特性によりドリフトが生ずることとなる。一方、運動停止検出手段として例えばタッチセンサ３６を設け（もしくは運動検出信号のレベル変動を監視して無運動を検出する手段をマイコン３３内のソフトウエア手段として設ける）、マイコン３３（ＣＰＵ３３ａ，ＲＯＭ３３ｂ，ＲＡＭ３３ｃ）がタッチセンサ３６からの情報により入力装置が停止状態にあることを検出できるようにする（タッチセンサ３６の場合はユーザーが保持していない状態を運動停止状態とし、またソフトウエア手段で構成する場合は所定時間以上運動検出信号のレベル変動がない場合に運動停止状態と判断する）。
【００２２】
入力装置が運動停止状態にあるときは、Ａ／Ｄ変換器３２を介してマイコン３３に入力される、運動量に応じた値は基準値（例えば０Ｖに相当する値）であるはずである。ここで運動停止状態にあるときに、マイコン３３はＤ／Ａ変換器３５を介して或る電圧値を増幅部３１におけるアンプＡ2 の入力段に印加できるようにしている。
【００２３】
運動停止状態にあるときは、Ａ／Ｄ変換器３２からの運動量の検出値は基準値（例えばゼロ）となっていなければならないが、実際にはドリフトの影響でゼロにはならないことがある。このとき、Ｄ／Ａ変換器３５を介して徐々に値をインクリメントさせながら補正電圧を出力していき、これを検出出力に重畳させていくと、或る時点でＡ／Ｄ変換器３２からの値が基準値となる。
即ち、Ａ／Ｄ変換器３２からの値が基準値となったときのＤ／Ａ変換器３５を介して出力している値は、ドリフトの補正値となり、以降、この補正値を印加することによりドリフトの影響を解消できる。
また、これによりセンサ３０と増幅部３１は抵抗Ｒ4 による直流結合とでき、即ち時定数回路は不要となるため、動作の立上りを改善できる。
【００２４】
また、ドリフト量は温度状態によって変化するため、温度検出手段３７を設け、例えばタイマ手段３９によるトリガに基づいて、一定時間毎に温度情報をマイコン３３が取り込むようにする。そして、マイコン３３は記憶手段３３ｃに温度情報を前回の温度情報として記憶できるようにし、今回取り込まれた温度情報と記憶された前回の温度情報を比較して温度変化を判別できるようにする。このようにすれば、温度変化に応じて再び適正な補正量を判別し、ドリフトの影響を解消できる。
【００２５】
さらに、温度検出手段の有無に関わらず、タイマ手段３９による所定時間毎の割込信号（補正実行信号）に応じて、上記の基準値への補正動作を実行するようにしてもよい。
【００２６】
また、検出出力制御手段（マイコン３３）は、装置本体内部の温度変化が検出された際、即ち補正値の設定動作が必要な場合に、運動検出手段（センサ３０，増幅部３１，Ａ／Ｄ変換器３２）に対して駆動電源を供給するように構成すれば、その他の時点（非動作期間）は、運動検出手段に電源供給をせずに、消費電力を低減させることができる。
【００２７】
また、運動検出手段（３０，３１，３２）による検出出力に対応して所定機器に入力された入力情報を、その所定機器側において確定させるためのコード情報（エンターコード）を出力操作する操作手段３８を備えた場合、エンター操作中は運動検出手段（３０，３１，３２）は動作不要であるため、この間運動検出手段（３０，３１，３２）に対して駆動電源の供給を停止させることにより、省電力化を促進できる。
【００２８】
さらに、装置電源のオン／オフとしては、タッチセンサ３６と操作手段３８からの情報に基づいて制御することが好適となる。つまり、ユーザーが入力装置に触れてタッチセンサ３６から検出信号が得られた場合もしくは操作手段３８を操作した場合に起動を行ない、一方これらの検出信号及び操作信号のいづれもが得られず、しかも無運動状態と判別された場合（例えば運動検出手段の出力について所定時間以上レベル変動がない場合）に装置電源をオフとすることになるが、電源オンのための手段としてタッチセンサと操作手段を併用することにより、例えばユーザーが手袋を用いておりタッチセンサによる接触検出が良好に行なわれないような場合も、操作手段により対応して電源をオンとすることができる。
【００２９】
以下、図２〜図１０により本発明の入力装置の一実施例として角速度センサを用いたリモートコマンダーについて説明する。
また、本発明の制御システムにおける制御機器の例として図８の構成の機器を挙げる。
【００３０】
図２はリモートコマンダーの外観例を示し、このリモートコマンダー１０には内部にｘ軸方向のリモートコマンダー１０の移動の際の角速度ωx を検出する角速度センサとして振動ジャイロ１ｘと、ｙ軸方向のリモートコマンダー１０の移動の際の角速度ωy を検出する角速度センサとして振動ジャイロ１ｙが装備されている。このリモートコマンダー１０は、ユーザーがリモートコマンダー１０を手にもって上下左右に振ることによって、振動ジャイロ１ｘ，１ｙによりその空間内の移動時のｘ方向，ｙ方向の角速度が検出され、これに応じてｘ，ｙ方向の変位情報がコマンドコードとして所定機器に対して出力されるものである。
また、７はエンター操作キーであり、ユーザーがエンター操作キー７を押すことによって、リモートコマンダー１０からはエンター情報（確定情報）となるコマンドコードが出力されるようになされている。
【００３１】
振動ジャイロ１（１ｘ，１ｙ）による角速度センサを設けた場合、リモートコマンダー１０は図３の構成により、移動情報を検出することになる。
振動ジャイロとは、振動している物体に回転角速度を加えると、その振動と直角方向にコリオリ力が生じる特性を有しており、このコリオリ力Ｆは、次のように表わされる。
Ｆ＝２ｍｖω
（ｍ：質量、ｖ：速度、ω：角速度）
従って、角速度ωはコリオリ力Ｆに比例することになり、コリオリ力Ｆを検出することで回転角速度を検出することができる。
【００３２】
振動ジャイロ１（１ｘ，１ｙ）には駆動用圧電磁器１ａと検出用圧電磁器１ｂが取り付けられており、駆動用圧電磁器１ａにはオシレータ２の発振出力である交番信号が印加されるようになされる。この図３において振動ジャイロ１がΩ0 方向に回転されると、検出用圧電磁器１ｂにコリオリ力Ｆが加わり、コリオリ力Ｆに応じた電圧が発生する。
検出用圧電磁器１ｂから得られる微少な電圧は増幅部３で増幅されてＡ／Ｄ変換器４に供給され、デジタルデータ（電圧値Ｅ）とされる。
【００３３】
このような振動ジャイロ１ｘ，１ｙを用いたリモートコマンダー１０の構成を図４に示す。
振動ジャイロ１ｘからの出力電圧は増幅部３ｘに供給されて増幅され、増幅部３ｘで増幅された電圧はＡ／Ｄ変換器４ｘでデジタル化された電圧値Ｅｘとして出力される。
振動ジャイロ１ｘの出力は増幅部３ｘにおいて抵抗Ｒ11を介して直流接続されてアンプＡ11に入力される。アンプＡ11については、例えば抵抗Ｒ12は１０ＫΩ、Ｒ13は３００ＫΩ程度に設定されて増幅率が３１倍程度とされる。
【００３４】
同様に、振動ジャイロ１ｙからの出力電圧は増幅部３ｙに供給されて増幅され、増幅部３ｙで増幅された電圧はＡ／Ｄ変換器４ｙでデジタル化された電圧値Ｅｙとして出力される。
そして振動ジャイロ１ｙの出力は増幅部３ｙにおいて抵抗Ｒ15を介して直流接続されてアンプＡ12に入力される。アンプＡ12については、例えば抵抗Ｒ16は１０ＫΩ、Ｒ17は３００ＫΩ程度に設定されて増幅率が３１倍程度とされる。
【００３５】
５はＣＰＵ５ａ、ＲＯＭ５ｂ、ＲＡＭ５ｃを有するマイクロコンピュータによって形成される制御部を示し、ＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃには送信すべきコマンド信号が記憶されている。５ｄはクロック発振器を示す。
この制御部５には、Ａ／Ｄ変換器４ｘから電圧値Ｅｘが、またＡ／Ｄ変換器４ｙから電圧値Ｅｙが供給される。電圧値Ｅｘ，Ｅｙはリモートコマンダー１０をｘ方向、ｙ方向に振った際の角速度に相当する値であり、即ちｘ，ｙ方向の移動運動情報となる。
【００３６】
制御部５は入力された、電圧値Ｅｘに応じてＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃからｘ方向アップコマンド又はｘ方向ダウンコマンドを読み出し、また電圧値Ｅｙに応じてＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃからｙ方向アップコマンド又はｙ方向ダウンコマンドを読み出して、これをコマンドコードとして送信部８に供給する。
【００３７】
振動ジャイロ１ｘ，１ｙに加わった角速度ωx ，ωy と、制御部５に入力される電圧Ｅｘ，Ｅｙは図６（ａ）（ｂ）のように比例関係にあり、制御部５は例えば、入力された電圧値Ｅｘを電圧値Ｖａx ，Ｖｂx ，Ｖｃx ，Ｖｄx と比較することによってユーザーがリモートコマンダー１０に対して行なったｘ軸方向の操作（例えば左右に振る操作）に応じたコマンドコードを出力することができる。同様に、入力された電圧値Ｅｙを電圧値Ｖａy ，Ｖｂy ，Ｖｃy ，Ｖｄy と比較することによってユーザーがリモートコマンダー１０に対して行なったｙ軸方向の操作（例えば上下に振る操作）に応じたコマンドコードを出力することができる。
【００３８】
即ち、リモートコマンダー１０を左方向に振ったときの角速度により電圧Ｅｘが上昇し、右方向に振ったときの角速度により電圧Ｅｘが下降するように、リモートコマンダー１０内に振動ジャイロ１ｘを配置し、またリモートコマンダー１０を上方向に振ったときの角速度により電圧Ｅｙが上昇し、下方向に振ったときの角速度により電圧Ｅｙが下降するように振動ジャイロ１ｘを配置したとすると、制御部５は例えば図７のフローチャートに従って発生すべきコマンドコードを判別する。
【００３９】
即ち、入力された電圧値Ｅｘを電圧値Ｖａx ，Ｖｂx ，Ｖｃx ，Ｖｄx と比較し、Ｖｃx ＜Ｅｘ＜Ｖｄx であれば、リモートコマンダー１０は左方向へ振られた場合であり、このときはｘ軸方向のアップコマンド、即ち左移動コマンドコードをＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃから読み出す (F101→F103) 。また、Ｖａx ＜Ｅｘ＜Ｖｂx であれば、ｘ軸方向のダウンコマンド、即ち右移動コマンドコードを読み出す (F102→F104) 。
【００４０】
続いて入力された電圧値Ｅｙを電圧値Ｖａy ，Ｖｂy ，Ｖｃy ，Ｖｄy と比較し、Ｖｃy ＜Ｅｙ＜Ｖｄy であれば、リモートコマンダー１０は上方向へ振られた場合であり、このときはｙ軸方向のアップコマンド、即ち上移動コマンドコードをＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃから読み出す (F105→F107) 。また、Ｖａy ＜Ｅｙ＜Ｖｂy であれば、ｙ軸方向のダウンコマンド、即ち下移動コマンドコードを読み出す (F106→F108) 。
【００４１】
このようにして制御部５から発生されたコマンドコードは送信部８において所定の変調処理が施され、赤外線信号、又は電波により、所定機器に対して出力される。
なお、制御部５において入力された電圧値Ｅｘが、Ｖｂx ≦Ｅｘ≦Ｖｃx の場合は、コマンドコードの発生を行なわないが、これは、リモートコマンダー１０に対してユーザーがちょっと触ったり持ち歩いたりした際にコマンドコードが出力されないように不感帯として設定しているものである。電圧値Ｅｙについても同様であり、Ｖｂy ≦Ｅｙ≦Ｖｃy の領域は不感帯とされる。
【００４２】
また、７は上記図２のように設けられるエンター操作キーであるが、エンター操作キー７の操作情報も制御部５に供給され、制御部５はエンター操作キー７の操作に応じてエンターコマンドをＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃから読み出して出力し、送信部８に供給する。
【００４３】
このようなリモートコマンダー１０からは、エンターコマンド、ｘ方向移動コマンド（アップ方向／ダウン方向）、ｙ方向移動コマンド（アップ方向／ダウン方向）の３種類のコマンドコードしか出力されないが、この場合、例えばコマンドコードの受信機器側に図８のような構成の入力コマンド対応制御部を操作対象となる機器と一体に又は別体に設けることにより、多種類の操作が実行できる。
【００４４】
図８において２１はリモートコマンダー１０から赤外線又は電波で送信されたコマンドコードを受信し、電気信号に変換して復調する受信部、２２は受信部２１で受信復調されたコマンドコードに基づいて制御を行なうマイクロコンピュータによる入力制御部であり、ＣＰＵ２２ａ、ＲＯＭ２２ｂ、ＲＡＭ２２ｃを有する。また、２３は制御部２２の制御に応じて、その機器と一体に形成され又は別体で接続された表示部（例えばＣＲＴ）２４に対して所定のキャラクタを供給し、表示動作をなさしめるグラフィックコントローラである。なお、２５はクロック発振器である。
【００４５】
制御部２２はグラフィックコントローラ２３に対して、たとえばＣＲＴ２４に図９のようなＶＴＲ、ＣＤプレーヤ、テレビジョン受像機等に対応した操作内容の表示及びカーソルＫの表示を実行させる。そして、制御部２２は、リモートコマンダー１０から供給されたｘ方向，ｙ方向のコマンドコードに応じて、ＣＲＴ画面上でカーソルＫを移動させる。
【００４６】
そして、ユーザーがリモートコマンダー１０を上下左右に振りながらカーソルＫを例えば図示するようにＶＴＲの再生ボタンに相当する画面上の位置に移動させた際にエンター操作キー７を押し、ＣＰＵ２２ａがエンターコマンドの入力を確認したとすると、ＣＰＵ２２ａは、この『ＶＴＲ：再生』を示すコマンドコードをＲＯＭ２２ｂ又はＲＡＭ２２ｃから読み出し、送信部２６に供給し、例えば赤外線信号による変調信号として図示しないＶＴＲ装置に送信する。又は、この図８の入力コマンド対応制御部がＶＴＲ装置内に設けられている場合は、『ＶＴＲ：再生』のコマンドコードを端子２７から所定の動作制御部に供給して、再生動作を実行させる。
【００４７】
即ち制御部２２には、ＣＲＴ２４における表示画面上の各種操作内容の表示領域と対応した座標データが保持されるとともに、実際のコマンドコードが記憶されており、ｘ，ｙ位置変位情報に応じてカーソルＫを移動させた際に、現在カーソルＫによって指定されている座標位置を把握している。そして、エンターコマンドが入力されることによってその座標位置の指定が確定されたと判断して、その座標位置に対応したコマンドコードとして保持しているコマンドコードを読み出し、送信部２６又は端子２７に出力するようになされているものである。
【００４８】
従って、ユーザーはＣＲＴ２４の画面をみながらリモートコマンダーを上下左右に振ってカーソルＫを移動させ、所要位置でエンターキー７を押すという操作で各種機器に対する操作を行なうことができ、リモートコマンダー１０に対するキー操作は非常に簡便なものとなる。またカーソルＫの動きはユーザーの手の動きに連動したものとなるため、所謂ヒューマンインターフェースに著しく優れた操作手段となる。
【００４９】
このような基本的な入力動作を実行できる本実施例のリモートコマンダー１０では、さらに図４に示すように、角速度センサ出力のドリフトの影響防止、省電力、動作立ち上げの迅速化を計る手段が設けられている。
【００５０】
図４において６は割込タイマであり、所定時間毎に割込信号を制御部５に供給している。
９ｘ，９ｙはＤ／Ａ変換器であり、それぞれ制御部５から供給された補正電圧値Ｄｘ，Ｄｙをアナログ化する。
Ｄ／Ａ変換器９ｘから出力されるアナログ電圧は抵抗Ｒ14を介してアンプＡ11に入力される。即ち振動ジャイロ１ｘからの出力電圧に重畳される。
またＤ／Ａ変換器９ｙから出力されるアナログ電圧は抵抗Ｒ18を介して、振動ジャイロ１ｙからの出力電圧に重畳されてアンプＡ12に入力される。
【００５１】
１１はタッチセンサであり、リモートコマンダー１０をユーザーが保持した状態を検出し、検出信号を制御部５に供給する。
タッチセンサ１１はリモートコマンダー１０の動作電源オンの操作手段の１つとして機能するとともに、リモートコマンダー１０の本体が静止状態にあることの検出手段としても機能する。ただし静止状態の検出手段としては、後述するように制御部５による電圧値Ｅｘ，Ｅｙの監視するソフトウエア手段によっても実現でき、いづれかが採用されるか、もしくは両方が併用される。もちろんさらに他の手段で構成することもできる。
【００５２】
制御部５は、リモートコマンダー１０の動作電源については、ユーザーがリモートコマンダー１０を保持したことがタッチセンサ１１により検出されること、或はエンター操作キーが押されることのいずれか一方が検出された時点で立ち上げ、上述のようなリモートコントロールのためのコマンドコードの入力装置として動作させる。また、ユーザーがリモートコマンダー１０を離し、タッチセンサ１１による皮膚接触検出がなされないようになり、またエンター操作キー７も操作されていない状態で、静止状態の検出手段（タッチセンサもしくは制御部５のソフトウエア手段）により静止状態が検出されたら、動作電源をオフとするようにしている。
【００５３】
なお、電源オンのためのトリガ手段としてタッチセンサ１１とエンター操作キー７を併用しているのは、例えばユーザーが手袋をはめて操作するような場合を想定し、これに対応できるようにしているものである。つまり、タッチセンサが良好に機能しない場合でも、エンター操作キー７を用いて電源オンとできるようにしている。
【００５４】
また、リモートコマンダー１０が完全に静止状態にあるときとは、リモートコマンダー１０がユーザーに保持されていない場合であり、従って制御部５がタッチセンサ１１によって保持状態が検出されていない期間は、静止状態と検出することによって、タッチセンサ１１が静止検出手段として機能する。
【００５５】
なお、静止検出手段として制御部５が入力される電圧値Ｅｘ，Ｅｙを監視する機能を設ける場合の検出動作は次のようになる。
即ち、リモートコマンダー１０が机上などに置かれて完全に静止している場合は、電圧値Ｅｘ，Ｅｙは図１０（ａ）のように時間的に全く変化しない。一方、ユーザーがリモートコマンダー１０を保持している際は、例えばユーザーがリモートコマンダー１０を振っていなくても手ぶれなどにより、電圧値Ｅｘ，Ｅｙは図１０（ｂ）のように変動する。このような電圧値Ｅｘ，Ｅｙの変動状態を監視することで、静止状態か否かを判別できる。
なお、静止検出手段を設けるのは、後述するドリフト補正値の設定動作が静止時に実行しなければならないためである。
【００５６】
１２は温度センサであり、リモートコマンダー１０の内部温度を検出する。温度センサ１２の出力（温度に応じた電圧）はＡ／Ｄ変換器１３によってデジタル化され、温度データとして制御部５に入力される。
【００５７】
Ｖ1 は振動ジャイロ１ｘ，１ｙ、増幅部３ｘ，３ｙ、Ａ／Ｄ変換器４ｘ，４ｙ、及びＤ／Ａ変換器９ｘ，９ｙに対して電源電圧を供給するための電源ラインを示し、また、Ｖ2 は温度センサ１２、Ａ／Ｄ変換器１３に対する電源ラインを示す。
【００５８】
以下、図５のフローチャートを用いて本実施例のリモートコマンダー１０の動作を説明する。この図５に示す処理は割込タイマ６により例えば１０分毎に割込パルスが制御部５に入力された際(F200)、もしくはユーザーがリモートコマンダー１０を保持してこれをタッチセンサ１１によって検出した際(F300)に実行される。
【００５９】
ユーザーがリモートコマンダー１０を使用していない間は、割込タイマ６から供給される１０分毎の割込パルスに基づいて、ステップF200以下の処理が実行される。なお、温度変化の激しい場所などで用いるリモートコマンダーの場合は割込パルス間隔を５分毎とするなど、適宜パルス間隔を変更すれば好適である。また、割込タイマ６は制御部５の外部装置とする他、制御部５となるマイコンの内部タイマを利用して構成してもよい。
【００６０】
割込パルスが供給されると、まず制御部５は起動動作を行なう(F201)。続いて、電源ラインＶ2 に対して電源供給をオンとし、温度センサ１２、Ａ／Ｄ変換器１３の動作をオンとする(F202)。
【００６１】
続いて制御部５は、温度センサ１２からＡ／Ｄ変換器１３を介して供給される現在の温度データを取り込み、これをＲＡＭ５ｃに記憶させる(F203)。なお、この実施例の場合、ＲＡＭ５ｃにおいては前回に取り込まれた温度データも記憶されている必要があり、少なくとも今回取り込んだ温度データと前回取り込まれた温度データが記憶できるように記憶領域が設定されている。
【００６２】
ここで、温度データの取り込みが最初（例えばリモートコマンダー１０の電池入れ換えによりデータバックアップが不能となった後における最初の起動時や、製造後の最初の起動時等）である場合、もしくは何らかの原因でＲＡＭ５ｃの記憶データが消失した場合で、前回の温度データが存在しないときは、処理はステップF204からF207に進む。
【００６３】
一方、前回の温度データがあるときは、ステップF205に進み、今回取り込んだ温度データと前回の温度データを比較し、温度変化量を算出する。そして温度変化量が、温度変化が生じていないとする許容範囲内であれば、処理はステップF205からF206に進み、そのまま電源ラインＶ2 での温度センサ１２、Ａ／Ｄ変換器１３に対する電源供給をオフとし、制御部５はＲＡＭ５ｃ内のデータを保持するバックアップモードに入って動作電源をオフ（スタンバイ状態）とする(F215)。そして、次の割込を待機する(F216)。
【００６４】
ステップF204で前回の温度データが無かった場合、もしくはステップF205で温度変化があったと判断された場合は、続いて角速度センサ部のドリフト補正のための補正値の判別処理に移る。
まず、電源ラインＶ1 による電源電圧の供給を実行させ、角速度センサ部、即ち振動ジャイロ１ｘ，１ｙ、増幅部３ｘ，３ｙ、Ａ／Ｄ変換器４ｘ，４ｙ、Ｄ／Ａ変換器９ｘ，９ｙの動作をオンとする(F207)。
【００６５】
そして、次にＤ／Ａ変換器９ｘ，９ｙに対して出力する補正値Ｄｘ，Ｄｙを初期値にセットする(F208)。
そして、まずＤ／Ａ変換器９ｘに対して、補正値Ｄｘを初期値からインクリメントしながら供給していき、Ａ／Ｄ変換器４ｘから入力される電圧値Ｅｘを監視していく(F209,F210) 。振動ジャイロ１ｘの出力についてドリフトがないとすれば、このとき検出される電圧値Ｅｘは０Ｖであるはずである。ところが、ドリフトがあるとすると電圧値Ｅｘは０Ｖとはならないが、ここで、補正値Ｄｘを徐々に変化させながら検出出力に重畳していくことにより、或る時点で電圧値Ｅｘは０Ｖとなる。即ち、このときの補正値Ｄｘはその時点の温度状態において振動ジャイロ１ｘの出力についてのドリフト補正を実現できる補正値となる。
【００６６】
電圧値Ｅｘが０Ｖとなった時点で、同様にｙ軸方向の振動ジャイロ１ｙの出力についても、補正値を判別する。即ち、Ｄ／Ａ変換器９ｙに対して、補正値Ｄｙを初期値からインクリメントしながら供給していき、Ａ／Ｄ変換器４ｙから入力される電圧値Ｅｙを監視する(F211,F212) 。そして電圧値Ｅｙが０Ｖとなった時の補正値Ｄｙを、その時点の温度状態において振動ジャイロ１ｙの出力についてのドリフト補正を実現できる補正値として把握する。
【００６７】
ドリフト補正を実現できる補正値が判別されたら、この補正値Ｄｘ，ＤｙをＲＡＭ５ｃに記憶させる(F213)。なお、補正されて入力された電圧値Ｅｘ，Ｅｙとしては、若干のオフセットが残ることがあるため、この値もＲＡＭ５ｃに対応させて記憶しておく。
【００６８】
補正値Ｄｘ，Ｄｙを記憶したら、電源ラインＶ1 及びＶ2 による電源供給をオフとし、温度センサ１２、Ａ／Ｄ変換器１３、振動ジャイロ１ｘ，１ｙ、増幅部３ｘ，３ｙ、Ａ／Ｄ変換器４ｘ，４ｙ、Ｄ／Ａ変換器９ｘ，９ｙの動作をオフとする(F214)。そして、制御部５はバックアップモードに入ってスタンバイ状態とし(F215)、次の割込を待機する(F216)。
【００６９】
このような割込タイマ６により所定時間毎にステップF200〜F216の処理が行なわれることにより、ＲＡＭ５ｃには温度状態に対応してドリフト補正を行なうことのできる補正値が常時保持されていることになる。
【００７０】
ここで（ステップF216の割込待機状態であり動作電源オフの状態）、ユーザーがリモートコマンダー１０を保持してタッチセンサ１１がこれを検出するか、もしくはタッチセンサ１１による検出がなされなくともエンター操作キー７が押された場合は、このタッチセンサからの検出信号もしくはエンター操作キー７の操作信号を割込信号としてステップF300以下の処理が開始される。
【００７１】
タッチセンサ１１による検出もしくはエンター操作キー７の操作に応じて割込パルスが供給されると、まず制御部５は起動動作を行なう(F301)。続いて、電源ラインＶ1 に対して電源供給をオンとし、角速度センサ部を起動させる(F302)。さらに、その時点でＲＡＭ５ｃに記憶されている補正値Ｄｘ，Ｄｙを読み出し、これをＤ／Ａ変換器９ｘ，９ｙに出力する(F304)。
【００７２】
この補正値Ｄｘ，ＤｙはステップF202〜F215の処理により少なくとも１０分前の温度状態において適正であるとされた補正値であるため、ユーザーが操作入力のためのリモートコマンダー１０を持った時点において、この補正値Ｄｘ，Ｄｙによる電圧を、振動ジャイロ１ｘ，１ｙの出力電圧と重畳させてアンプＡ11，Ａ12に供給するようにすることで、温度特性によるドリフトは解消され、制御部５に入力される移動検出値となる電圧値Ｅｘ，Ｅｙはドリフトの影響がキャンセルされたものとなる。
【００７３】
そして制御部５は、入力された電圧値Ｅｘ，Ｅｙの応じて図７、図８で説明したようにｘ，ｙ方向の位置変位情報となるコマンドコードを出力する(F304)。
また、エンター操作キー７が押された場合は、処理はステップF305からF306に進み、まず電源ラインＶ1 による電源供給をオフとする。エンター操作中は角速度検出は不要なためである。
そして、エンターコマンドをＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃから読み出し、これを送信部８に対して出力し、所定の機器に対してエンターコマンドを送信する(F307)。
【００７４】
エンター操作が解除されたら、処理はステップF305からF308に進むことになるが、ここで、エンター操作時に電源ラインＶ1 による電源供給をオフとした場合、再び電源供給をオンとして、角速度検出を実行させる。
【００７５】
この角速度検出又はエンター操作に応じたコマンドコード出力動作はユーザーがリモートコマンダー１０を離したことをタッチセンサ１１が検出するまで実行され、所定の機器に対するリモートコントロールが実現される (F304〜F310のループ処理）。
【００７６】
ユーザが入力操作を終了してリモートコマンダー１０から手を離し、タッチセンサ１１による検出がオフとなり、静止状態となると、処理はステップF310からF202に進む。そして、以降前述したようにその時点の温度と記憶されていた温度の間に温度変化があるとされれば、補正値の判別動作を実行して新たな補正値Ｄｘ、Ｄｙを記録し、もしくは前回の温度状態から温度変化がないと判断されれば、補正値Ｄｘ、Ｄｙの更新を行わずに、制御部は電源ラインＶ1、Ｖ2による電源供給をオフとし、また制御部自身はバックアップモードに入って割込待機状態になる(f202〜F216)。
【００７７】
以上の構成及び動作による本実施例では、補正値によりドリフト補正が実行され、適正なコマンド出力動作を実行できることになる。さらに、ドリフト補正のためにＣＲ時定数回路を設けていないため、立上り時の動作安定化に時間がかかることも解消される。
【００７８】
さらに、電源ラインＶ2 により温度センサ部が電源オンとされるのは、割込タイマー６による割込時もしくはユーザーがリモートコマンダー１０による操作を終了して手から離したときのみであり、また、電源ラインＶ1 により角速度センサ部分が電源オンとされるのは、ユーザーの操作中か、もしくは補正値Ｄｘ，Ｄｙの判別処理中のみである。そのうえ、角速度センサ部分はユーザーのリモートコマンダー１０の操作中であっても、エンター操作中においては電源オフとされる。
【００７９】
このように角速度センサ部及び温度センサ部は最低限必要な期間のみしか電源供給がなされず、これによって大幅な省電力化を計ることができ、リモートコマンダーの電池駆動に適している。
もちろん、角速度センサ部に対してこのように電源オン／オフを細かく制御して省電力化を計ることは、ドリフトの影響の解消を時定数回路を用いないで実現し、立ち上げ時の不安定さを解消したことにより、有効に機能するものである。
【００８０】
また、ユーザーがリモートコマンダー１０を持つことにより、タッチセンサ１１の検出信号で電源オンとされるため、非常に操作性のよいものとなり、またエンター操作キー７を押した場合も電源オンとされることで、手袋等によりタッチセンサが良好に機能しない場合にも対応できる。
さらに、リモートコマンダー１０を離して静止状態とすれば電源オフとなるため、無駄な電力消費もない。
【００８１】
なお、図５の処理を採用する場合は、ユーザーがリモートコマンダー１０を使用している間は補正値の更新は実行されないことになる。このため、長時間使用して温度変化が生じ、ドリフトをそのときの補正値でキャンセルできなくなることが発生することも考えられる。
【００８２】
このような場合に対応するため、例えば制御部は或る程度の期間で入力される電圧値Ｅｘ，Ｅｙの平均値を算出し、静止状態における電圧値（＝ドリフト量）を予測するようにする。そして、これに応じて補正値Ｄｘ，Ｄｙをさらに調整できるようにすることで、長時間使用にも対応できる。
また或は、使用中にも或る時間毎に温度センサ部をオンとして温度検出を行ない、それに応じて補正値Ｄｘ，Ｄｙを調整するようにしてもよい。
【００８３】
ところで、上記実施例の変形例として、温度データに対応させて、その温度でのドリフト量の補正値Ｄｘ，Ｄｙや、補正された電圧値Ｅｘ，Ｅｙを、データテーブル形式でＲＡＭ５ｃに記憶していくことが考えられる。
例えば０〜４０°Ｃの間を８ビットでデータ化すると、０°Ｃを『００００００００』、 0.156°Ｃを『０００００００１』・・・・・・・・４０°Ｃを『１１１１１１１１』として、 0.156°Ｃステップで２５６段階に設定することができる。
そこで、このような２５６段階の温度データのそれぞれについて、上記ステップF208〜F213の処理で補正値Ｄｘ，Ｄｙやそのときの電圧値Ｅｘ，Ｅｙを、そのときの温度データに相当するようにテーブル形態で記憶させて行くようにする。
【００８４】
このようにすると、何日か使用することによって必要な温度状態での補正値のデータが殆ど記憶されることになる。
そして、一旦、対応する補正値Ｄｘ，Ｄｙが判別された温度については、以降補正値の判別動作を実行する必要はなく、省電力化をさらに促進できる。そして、ユーザーがリモートコマンダーを用いるときは、そのときの温度データを検出して、それに応じた補正値を読み出して出力するようにすればよい。
【００８５】
また、温度変化に関わらず所定の時間毎に補正動作（図５のステップF207〜F214）を行なうようにすることも考えられる。
つまり、割込タイマ６からの割込パルスに応じて補正を実行するものであり、この場合の制御部５の処理としては、図５におけるステップF202〜F206の処理を省略したものとなる。
【００８６】
このようにする場合は温度センサ１２は不要とすることができるが、タイマー割込みによる補正動作と温度変化に基づく補正動作を併用して採用するようにしてもよい。例えば或る期間単位でタイマー割込により必ず補正が実行されるようにしておくとともに、このタイマー割込よりも短い時間単位で温度変化の判断処理を行ない、温度変化があった時は補正を行なうようにすることなどが考えられる。
【００８７】
なお、本発明の入力装置としては以上の実施例の構成及び処理動作に限定されるものではなく、各種変更が可能である。例えば運動検出手段、運動停止検出手段の実現方式は各種考えられ、また温度検出に基づく処理方式も他にも各種考えられる。
【００８８】
また、振動ジャイロを用いた入力装置の実施例を説明したが、入力装置として上下方向のみ又は左右方向のみの移動情報を出力するのみでよい場合は、振動ジャイロを１単位設ければよく、また３次元の移動情報を出力する必要のあるときは、振動ジャイロを３単位設けることになる。
また、入力装置の空間内の移動や入力装置に与えられた運動を検出するセンサとしては、角速度センサの他に、加速度センサや圧力センサ等を用いてもよい。さらに、上述の実施例は被操作機器となる制御機器に対してワイヤレスの入力装置として説明したが、もちろん有線接続された入力装置としてもよい。
【００８９】
また、本発明の入力装置又は制御システムとしてはＡＶ機器やエアコンディショナー等の電子機器に対するリモートコマンダーや、パーソナルコンピュータ等に対応するマウスと同等の入力装置として採用したり、ゲーム機器に対する操作部として、あるいはこれらの制御システムとしても採用できる。
さらに、本発明によるセンサ出力のドリフトキャンセルの技術は、カーナビゲーションシステムやクレーン車のクレーン、工作機械などにおける、姿勢制御機構において広く応用できる。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の入力装置及び制御システムでは、ユーザーが入力装置をもって揺らしたり傾斜させることで入力操作を行うことができ、操作は非常に容易なものとなる。
また入力装置では、ＣＲ時定数回路を用いず、温度変化に応じて測定された補正値、もしくは所定期間毎に測定された補正値を検出出力に重畳していくように構成したために、運動検出手段の出力におけるドリフトを有効にキャンセルすることができるとともに、動作の安定までに時間を要しないという優れた効果がある。
また、運動検出手段に対しては、補正値の判別時及び操作時以外には電源供給を行なわず、また操作時であっても運動検出出力動作の不要なエンター操作時は電源供給を行なわないようにすることで、大幅な省電力化を実現することができ、例えば電池駆動方式の場合でも、長期間の使用が可能になるという効果がある。
さらに、入力装置の電源をオンとするためには、ユーザーは入力装置に触れるか、もしくはエンター操作を行なえばよく、特に、入力装置に触れることで電源オンとされることにより操作性は向上され（特別な電源操作は不要となる）、また、手袋をはめて用いる場合などでタッチセンサが反応せず電源オンとされないような場合でも、エンター操作により電源オンとすることができるという効果がある。また、ユーザーが入力装置を離して静止状態とすれば、自動的に電源オフとなるため無駄な電力消耗もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的な構成の説明図である。
【図２】実施例の入力装置の説明図である。
【図３】実施例に用いられる角速度センサ部の説明図である。
【図４】実施例の入力装置の構成のブロック図である。
【図５】実施例の入力装置の動作のフローチャートである。
【図６】実施例の角速度センサにおける角速度と電圧出力の関係の説明図である。
【図７】実施例の角速度検出に基づくコマンドコード判別動作のフローチャートである。
【図８】実施例の入力装置に対応する入力コマンド対応制御部の構成図である。
【図９】実施例の入力コマンド対応制御部による操作内容表示例の説明図である。
【図１０】実施例の入力装置の静止状態の運動検出信号の説明図である。
【図１１】先行技術における入力装置の説明図である。
【図１２】センサ出力のドリフト特性の説明図である。
【符号の説明】
１，１ｘ，１ｙ 振動ジャイロ、３，３ｘ，３ｙ，３１ 増幅部、４，４ｘ，４ｙ，３２ Ａ／Ｄ変換器、５，３３ 制御部、５ａ，３３ａ ＣＰＵ、５ｂ，３３ｂ ＲＯＭ、５ｃ，３３ｃ ＲＡＭ、６，３９ 割込タイマ、７，３８ エンターキー、８，３４ 送信部、９ｘ，９ｙ，３５ Ｄ／Ａ変換器、１０ リモートコマンダー、１１，３６ タッチセンサ、１２，３７ 温度センサ、１３ Ａ／Ｄ変換器
Claims (4)
- 人の手で握ることができるサイズを有する筐体と、
第１の軸方向中心の上記筐体の回転に応じて、第１の信号を出力する第１の角速度ジャイロスコープと、
上記第１の軸に平行でない第２の軸方向中心の上記筐体の回転に応じて、第２の信号を出力する第２の角速度ジャイロスコープと、
上記それぞれの角速度ジャイロスコープが上記筐体内に内蔵され、
上記第１及び第２の角速度ジャイロスコープから出力される第１及び第２の信号に基づいて制御機器の表示手段のカーソル位置情報を決定し、上記カーソル位置情報としてのコマンド信号を生成する生成手段と、
上記筐体内の温度を検出する筐体内の温度検出手段と、
上記温度検出手段によって検出された温度情報を記憶する温度情報記憶手段と、
上記温度検出手段によって検出された温度情報と記憶手段に記憶されている温度情報とを比較し、上記第１、第２の角速度ジャイロスコープの出力を補正する温度補正信号を出力する検出出力制御手段と、
上記生成手段にて生成された上記コマンド信号を、上記制御機器に伝送する伝送手段と、
上記筐体の表面に設けられ、人の手の保持状態を検出する静止検出手段のタッチセンサと
を有する入力装置と、
上記入力装置の伝送手段から伝送されるコマンド信号を受信する受信手段と、
表示手段と、
上記受信手段にて受信したコマンド信号に応じて上記表示手段内のカーソル位置の動きを制御する制御手段と、
を有する制御機器と、
上記第１の角速度ジャイロスコープと上記第２の角速度ジャイロスコープの各々は柱状形状を有し、柱状形状の側面に少なくとも２つの圧電磁器を備え、上記入力手段と上記制御手段と共に形成された制御システムにおいて、
上記制御システムの入力装置は、上記タッチセンサと上記生成手段の出力の有無によって当該装置の電源のオン／オフ制御がなされること
を特徴とする制御システム。 - 上記制御機器はコンピュータ装置であることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
- 上記制御機器はオーディオ装置又はビデオ装置であることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
- 上記コマンド信号の制御機器への伝送は、有線もしくは無線で行われることを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
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