JPH07160411A

JPH07160411A - 入力装置

Info

Publication number: JPH07160411A
Application number: JP5339230A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sato; 一博佐藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-12-06
Filing date: 1993-12-06
Publication date: 1995-06-23

Abstract

(57)【要約】【目的】入力装置の低コスト化及び消費電力の削減を
はかる。【構成】装置本体の略垂直方向及び略水平方向の運動
を入力動作とすることができる入力装置として、略水平
方向（Ｘ方向）の運動の検出手段として地磁気センサを
用い、或は略垂直方向（Ｙ方向）の運動の検出手段とし
て傾斜センサを用いる。また、センサ手段は、入力装置
内においてフローティング状態で保持され、重力方向に
対して常に一定の位置状態が保たれるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は所定機器に対して操作情
報等を入力するための入力装置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。

【０００４】このため、操作入力装置として例えば角速
度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。

【０００５】そして、空間内の任意の移動運動として、
入力装置の水平方向及び垂直方向の移動動作（つまりユ
ーザーが入力装置を持って上下左右に振る動作）を入力
操作とするためには、水平方向の移動角速度を検出する
ための角速度センサと、垂直方向の移動角速度を検出す
るための角速度センサが必要になる。

【０００６】角速度センサは小型で高精度のものが開発
されており、入力装置に搭載するに比較的適していると
いえるが、角速度センサは比較的高コストであり、複数
の角速度センサを搭載することは好ましくないという問
題がある。また角速度センサは消費電力が比較的大き
く、このため例えば入力装置を電池駆動によるリモート
コマンダーとして構成する場合、複数の角速度センサを
搭載した場合、電池寿命の短命化につながるという問題
もある。

【０００７】

【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、高価格で消費電力の大
きい角速度センサを搭載せずに、もしくは多くとも１つ
の角速度センサを搭載するのみとして、入力装置の低コ
スト化及び消費電力の削減をはかるものである。

【０００８】このために入力装置として、装置本体の空
間内における略水平方向の任意の移動運動を地磁気の変
化によって検出する地磁気センサ手段と、地磁気センサ
手段からの検出信号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とを備
え、装置本体の略水平方向の運動を入力動作とすること
ができるように構成する。

【０００９】また、これに加えて装置本体の空間内にお
ける略垂直方向の任意の移動運動を傾斜角度によって検
出する傾斜センサ手段を設け、送信手段は、地磁気セン
サ手段からの検出信号に対応する情報及び傾斜センサ手
段からの検出信号に対応する情報を所定機器に対する入
力情報として出力することにより、装置本体の略垂直方
向及び略水平方向の運動を入力動作とすることができる
ように構成する。

【００１０】もしくは、装置本体の空間内における略垂
直方向の任意の移動運動の検出について傾斜センサに代
えて、その移動角速度を検出する角速度センサ手段を設
け、送信手段は、地磁気センサ手段からの検出信号に対
応する情報及び角速度センサ手段からの検出信号に対応
する情報を所定機器に対する入力情報として出力するよ
うにする。

【００１１】また、入力装置として、装置本体の空間内
における略水平方向の任意の移動運動についてその移動
角速度を検出する角速度センサ手段と、装置本体の空間
内における略垂直方向の任意の移動運動を傾斜角度によ
って検出する傾斜センサ手段と、角速度センサ手段から
の検出信号に対応する情報及び傾斜センサ手段からの検
出信号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とを備え装置本体の
略垂直方向及び略水平方向の運動を入力動作とすること
ができるように構成する。

【００１２】さらに、これらの各種構成において、装置
本体の空間内における略水平方向の任意の移動運動を検
出する地磁気センサ手段もしくは角速度センサ手段は、
当該入力装置内においてフローティング状態で保持さ
れ、重力方向に対して常に一定の位置状態が保たれるよ
うにする。

【００１３】また、上記各種構成において、装置本体の
空間内における略垂直方向の任意の移動運動を検出する
傾斜センサ手段もしくは角速度センサ手段は、当該入力
装置内においてフローティング状態で保持され、重力方
向に対して常に一定の位置状態が保たれるようにする。

【００１４】

【作用】略水平方向（Ｘ方向）の運動の検出手段として
地磁気センサを用い、或は略垂直方向（Ｙ方向）の運動
の検出手段として傾斜センサを用い、略水平方向、略垂
直方向の運動のセンサ手段として、その一方又は両方を
角速度センサを用いないようにすることで、角速度セン
サは不要又は最大１個搭載するのみで入力装置を構成で
きる。

【００１５】また、搭載されるセンサ手段は、入力装置
内でフローティング構造として重力方向に対して常に一
定の位置状態とされていることにより、ユーザーが入力
装置を正しく保持してしかも正しく垂直又は水平方向に
移動させなくても、正確な入力動作を行なうことができ
るようになる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の入力装置の実施例を図１〜図
２９を参照しながら、次の順序で説明していく。１．入力装置の運動検出のためのセンサ手段１−１傾斜センサ１−２地磁気センサ１−３角速度センサ２．入力装置の構成２−１地磁気センサと傾斜センサを用いた入力装置２−２地磁気センサと角速度センサを用いた入力装置２−３傾斜センサと角速度センサを用いた入力装置２−４地磁気センサを用いた入力装置２−５傾斜センサを用いた入力装置３．センサ手段のフローティング構造

【００１７】＜１．入力装置の運動検出のためのセンサ
手段＞１−１傾斜センサ図１は傾斜センサの要部の構造を示すものであり、１０
は傾斜センサ全体を示す。傾斜センサ１０は例えば図１
（ａ）に示すように、円形の側面部１１、側面部１２、
及び円周部１３により密閉された円筒形状に形成されて
おり、その円筒内部に移動導体１４が入れられている。

【００１８】側面部１１となる部位は金属等で形成され
て側面部１１全体が導体とされるか、もしくはモールド
等により成形される場合は図１（ｃ）に示すように側面
部１１の内側にリング状の導体部１１ａが形成されるよ
うになされる。または、図示しないがモールド成形体の
外面部全体に導体膜が形成されるようにして側面部１１
となるパーツを形成してもよい。

【００１９】一方、側面部１２は例えばモールド成形体
とされ、その内面側に図１（ｂ）に示すようにカーボン
等の抵抗体１２ａが、一部切断されたリング状に形成さ
れる。このような側面部１１，１２となるパーツ（及び
円周部１３となる部位が側面部１１又は１２となるパー
ツと別パーツである場合はそのパーツ）は、モールド接
続等で密閉状態の円筒体とされる。このとき円筒内部に
は移動導体１４が配されることになる。

【００２０】密閉される円筒内部に配される移動導体１
４は、金属ボールなどの固体や、又は水銀などの流動性
のものが用いられる。この移動導体１４は重力により常
に円筒内部において最下面部分に位置することになり、
その位置で側面部１１（側面部１１の導体部１１ａ）と
側面部１２の抵抗体１２ａを導通させることになる。

【００２１】この状態を模式的に図１（ｄ）に示す。つ
まり、傾斜センサ１０が傾けられると、その内部におい
て移動導体１４がその時点で最下部となる位置に移動
し、図１（ｄ）のようにその最下部となった位置で導体
部１１ａと抵抗部１２ａを電気的に接続させることにな
る。

【００２２】つまり、傾斜センサ１０の傾き位置によっ
て抵抗体１２ａと移動導体１４が接する位置がリング方
向に変化していくため、導体部１１ａの端子をＡ、抵抗
体１２ａの端子をＢ，Ｃで示すと、この傾斜センサ１０
は図１（ｅ）のような可変抵抗回路を形成していること
になり、その抵抗値は傾斜センサ１０の回転角度に応じ
て図３のように変化する。

【００２３】従って、図１（ｆ）のように端子Ｂ−Ｃ間
に動作電圧を与えておけば、端子Ａから、傾斜センサ１
０の傾き（回転動作）に応じた電圧変化が得られること
になり、これによって傾斜センサ１０の傾斜角度を判別
することができる。なお、回転に伴って端子Ａの出力に
ノイズが発生する場合は図２のようにＣＲフィルタを設
け、積分するようにすればよい。

【００２４】例えばこの図１のように傾斜センサ１０を
構成すると、容易な構成で３００°以上の回転範囲につ
いても、その傾斜状態の検出が可能となる。

【００２５】図４は他の構造例であり、側面部１１は金
属等で形成されて全体が導体とされ、また、抵抗体１２
ａは周面部１３の内面側に形成されている。なお、周面
部１３の内面側において抵抗体１２ａが導体である側面
部１１の内面と接しないように絶縁部１２ｂが設けられ
る。このような構成でも常に傾斜センサ１０の内部で最
下部に位置することになる移動導体１４により抵抗体１
３と側面部１１が電気的に接続されることで、傾斜セン
サ１０の回転状態（傾斜状態）の検出を行なうことがで
きる。

【００２６】図５はさらに他の構造例であり、これは検
出感度を向上させたい場合に有効なものとなる。これ
は、図５（ａ）のように内部空間部は下部側において緩
やかな円弧状となるようになされ、その部位に沿って側
面部１２の内部側に抵抗体１２ａが形成されている。ま
た側面部１１の内部側も同様に図５（ｂ）のように下部
側において緩やかな円弧状となるようになされ、その部
位に導体部１１ａが形成されている。

【００２７】そして図５（ｃ）からわかるように、この
緩やかな円弧状の内部空間底面上を移動導体１４が移動
できるようにされ、傾斜センサ１０が或る傾斜状態にあ
るときに、その時最下部となる位置に移動されている移
動導体１４によって抵抗体１２ａと導体部１１ａが電気
的に接続され、傾斜角度に応じた出力を得ることができ
る。

【００２８】この場合、検出可能角度範囲は狭くなる
が、単位角度あたりの移動導体１４の移動量が多くな
り、即ち傾斜検出感度が向上される。

【００２９】なお、図１、図４、図５の各例において、
外観形状は円筒形状とならなくてもよいことはいうまで
もない（移動導体１４が移動される内部形状が円弧状で
あればよい）。

【００３０】図６は傾斜センサ１０のさらに他の例を示
すものである。図６（ａ）のように、この傾斜センサ１
０はその本体部１５は上記例と同様に側面部１１、１２
及び周面部１３を有し、円柱形状とされている。そし
て、この本体部１５には軸１６が固定され、軸１６が両
側の軸受１７，１７により回転可能に軸支されている。
軸受１７，１７はこの傾斜センサ１０が搭載された入力
装置内に固定されている。そして、本体部１５の内部の
下部には重り１８が設けられる。

【００３１】つまり、本体部１５は軸受１７，１７に対
して軸１６によって回転自在とされており、従ってこの
傾斜センサ１０が搭載された機器がかたむけられた場
合、重り１８の作用により、本体部１５は常に重り１８
側が下方に位置するように回転されることになる。

【００３２】ここで、周面部１３上は磁化部１９とされ
ており、一部拡大して示すように例えば0.1mm 以下のピ
ッチでＮ，Ｓと交互に磁化されている。この磁化部１９
を設ける方法としては、本体部１５自体を磁性体として
形成して磁化してもよいし、磁気テープ状のものを円周
部１３に貼付してもよい。なお、重り１８は非磁性体で
形成される。

【００３３】そして、この磁化部１９を有する円周部１
３に対向して所定位置に磁界検出素子２０ａ，２０ｂが
配される。磁界検出素子２０ａ，２０ｂとしては例えば
ホール素子やコイルなどが採用される。もしくは磁気記
録装置などに用いられる磁気ヘッドを応用して採用して
もよい。

【００３４】磁界検出素子２０ａ，２０ｂの出力はそれ
ぞれアンプ２１ａ，２１ｂで増幅された後、波形整形部
２２ａ，２２ｂで波形整形され、図６（ｂ）として示す
ような出力Ｓａ，Ｓｂが取り出される。この出力Ｓａ，
Ｓｂは回転方向／角度検出部２３に供給され、波形整形
部２２ａ，２２ｂの出力Ｓａ，Ｓｂから回転方向及び回
転角度（回転量）が検出されることになる。

【００３５】この傾斜センサ１０では磁界検出素子２０
ａと２０ｂが、出力信号の位相が９０°ずれることにな
る位置に配置されることが必要である。これにより、例
えば本体部１５が図中Ｕ方向に回転された場合とＤ方向
に回転された場合とで、図６（ｂ）に示すように波形整
形出力Ｓａ，Ｓｂの位相の進み遅れの関係が異なること
になる。

【００３６】つまり、この例でいけば、出力Ｓａの立ち
上げタイミングで出力ＳｂがＨレベルであればＵ方向回
転、逆に出力Ｓａの立ち上げタイミングで出力ＳｂがＬ
レベルであればＤ方向回転と判別できる。そして、パル
スカウントにより回転角度（回転量）を検出でき、つま
りこの回転量は傾斜センサ１０の傾斜量として検出され
る。

【００３７】図７（ａ）（ｂ）は図６の傾斜センサ１０
の変形例であり、同様の原理で傾斜検出を行なうもので
あるが、図７（ａ）では磁化部１９は本体部１５におけ
る側面部１１上に設けられている。つまり、側面部１１
上が磁化されるか、もしくはリング上の磁性体が側面部
１１に取り付けられる。そして、磁界検出素子２０ａ，
２０ｂは、その磁化部１９に対向する位置において、そ
れぞれ出力位相が９０°ずれるように配置される。ま
た、図７（ｂ）は本体部１５が円柱形状ではなく、側面
側からみて略扇状に形成されるものである。そして、扇
状の円弧部となる周面部１３に磁化部１９が形成され
る。検出した角度範囲が比較的狭い場合は本体部１５か
らこのような形状としてもよい。

【００３８】なお、この図６、図７のようなタイプの場
合でも、磁化部１９となる部位の円弧形状を緩やかにす
れば、図５の例と同様に、検出可能角度範囲は狭くなる
が検出感度を向上させることができる。

【００３９】以上のような各種傾斜センサ１０は、例え
ば図８のような位置方向でに入力装置１（リモートコマ
ンダー）内に配置されることで、入力装置１が上下（Ｙ
方向）に振られることに応じてその動作を検出できるこ
とになる。

【００４０】１−２地磁気センサ図９は地磁気センサ３０の外観を示す。この地磁気セン
サ３０は既に知られているものであるため詳細な説明は
省略するが、磁気抵抗素子と平板コイルにより小型かつ
高感度化を実現したものである。例えば、基板上にパー
マロイにより0.03μｍ程度の磁性体薄膜を形成し、磁界
の強度を抵抗変化に変換して電気信号として取り出すＭ
Ｒセンサと、バイアス用として直径４０μｍ程度の銅線
を用いた平板コイルとをエポキシ系接着剤で一体化して
いる。

【００４１】例えばこのような構造の地磁気センサ３０
を図１０のように入力装置１内に搭載することで、入力
装置１が左右方向（Ｘ方向）に振られた際に、その地磁
気変化により入力装置１の運動状態を検出することがで
きる。検出出力としては図１１に示すように、地磁気セ
ンサ３０の地球に対する回転角度に比例した電圧出力が
得られる。

【００４２】１−３角速度センサ図１２は振動ジャイロ４０による角速度センサを示すも
のである。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。

【００４３】振動ジャイロ４０には駆動用圧電磁器４１
ａと検出用圧電磁器４１ｂが取り付けられており、駆動
用圧電磁器４１ａにはオシレータ４２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１２にお
いて振動ジャイロ４０がΩ₀方向に回転されると、検出
用圧電磁器４１ｂ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４１ｂ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。

【００４４】振動ジャイロ４０に加わった角速度ωと、
出力される電圧Ｅは図１３のように比例関係にあり、従
って例えば電圧値Ｅを電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄと
比較することによって、振動ジャイロ４０が搭載された
機器の動作（例えばリモートコマンダーを左右に振る操
作）を検出することができる。

【００４５】例えば入力装置（リモートコマンダー）１
内において、図１４（ａ）のように振動ジャイロ４０を
配置すると、入力装置１を左方向に振ったときの角速度
ω_Xにより電圧Ｅが上昇し、右方向に振ったときの角速
度ω_X により電圧Ｅが下降するようになり、これによっ
て入力装置１の左右方向の動作を検出できる。つまり、
電圧ＥがＶｃ＜Ｅ＜Ｖｄであれば、入力装置１は左方向
へ振られたと検出でき、またＶａ＜Ｅ＜Ｖｂであれば右
方向へ振られたと検出できる。

【００４６】また、入力装置（リモートコマンダー）１
内において、図１４（ｂ）のように振動ジャイロ４０を
配置すると、入力装置１を上方向に振ったときの角速度
ω_Yにより電圧Ｅが上昇し、下方向に振ったときの角速
度ω_Y により電圧Ｅが下降するようになり、これによっ
て入力装置１の上下方向の動作を検出できる。つまり、
電圧ＥがＶｃ＜Ｅ＜Ｖｄであれば、入力装置１は上方向
へ振られたと検出でき、またＶａ＜Ｅ＜Ｖｂであれば下
方向へ振られたと検出できる。

【００４７】なお、電圧値Ｅが、Ｖｂ≦Ｅ≦Ｖｃの場合
は、入力装置１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その運動を検知しないように不感帯
として設定しているものである。

【００４８】＜２．入力装置の構成＞以上のように傾斜
センサ１０、地磁気センサ３０、角速度センサ（振動ジ
ャイロ）４０について説明してきたが、以下、これらを
用いた入力装置（リモートコマンダー）１について説明
する。

【００４９】２−１地磁気センサと傾斜センサを用い
た入力装置まず地磁気センサ３０及び傾斜センサ１０を搭載し、リ
モートコマンダー自体を上下左右に振ることにより入力
動作を行なうことができるリモートコマンダーについて
説明する。つまり、リモートコマンダー１の内部におい
て傾斜センサ１０が図８のように配置されてリモートコ
マンダー１の傾斜状態を検出できるようにして上下方向
の運動を検出するとともに、地磁気センサ３０が図１０
のように配置されてリモートコマンダー１の左右方向の
運動を検出できるようにされる。

【００５０】図１５はこのようなリモートコマンダー１
の構成を示すものである。地磁気センサ３０からの出力
電圧は増幅部３Ｘに供給されて増幅されてＡ／Ｄ変換器
４Ｘの入力として最適なレベルとされる。そして増幅部
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。また傾斜センサ１
０からの出力電圧は増幅部３Ｙに供給されて増幅されて
Ａ／Ｄ変換器４Ｙの入力として最適なレベルとされる。
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。

【００５１】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。６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Ｅ
Ｘ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１をＸ方
向、Ｙ方向に振った運動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。

【００５２】７はエンター操作キーであり、例えば図
８、図１０に示すようにリモートコマンダー１に設けら
れており、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１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。

【００５３】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方向コマンド（右移
動コマンド又は左移動コマンド）を読み出し、また電圧
値ＥＹに応じてＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃからＹ方向コ
マンド（上移動コマンド又は下移動コマンド）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。

【００５４】つまり、制御部５は図１６の処理を行なっ
てコマンド信号を読み出す。電圧値ＥＸの入力に応じて
その値に相当するコマンド信号（右移動コマンド又は左
移動コマンド）を出力し(F102)、また電圧値ＥＹの入力
に応じてその値に相当するコマンド信号（上移動コマン
ド又は下移動コマンド）を出力(F103)していく。そし
て、エンター操作キー７が押された場合は、エンターコ
マンドをＲＯＭ５ｂ又はＲＡＭ５ｃから読み出して出力
する (F101→F104) 。

【００５５】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、送信部８は有線により所定の機器に対
してコマンド信号を送信するタイプであってもよい。

【００５６】このようなリモートコマンダー１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
１７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。

【００５７】図１７において５１はリモートコマンダー
１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、５２は受信
部５１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、ＣＰＵ５２ａ、ＲＯＭ５２ｂ、ＲＡＭ５２ｃを有す
る。また、５３は制御部５２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）５４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、５５はクロック発振器である。

【００５８】制御部５２はグラフィックコントローラ５
３に対して、たとえばＣＲＴ５４に図１８のような操作
内容の表示及びカーソルＫの表示を実行させる。なお、
この図１８の場合の操作内容表示としては、例えばＡＶ
セレクタアンプにおける選択接続機器（テレビジョン受
像機、チューナ、ＶＴＲ１、ＶＴＲ２、ＣＤプレーヤ、
レーザディスクプレーヤ）の切換操作、ボリュームアッ
プ／ダウン、及び電源オン／オフの操作内容が表示され
ている。もちろんこの操作内容表示としては各種考えら
れ、例えばＶＴＲに対応するために再生、早送り、録画
などの操作内容が示されてもよい。そして制御部５２
は、リモートコマンダー１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。

【００５９】今、ユーザーがリモートコマンダー１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
ＬＤＰの選択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、ＣＰＵ５２ａがエン
ターコマンドの入力を確認したとすると、ＣＰＵ５２ａ
は、この『ＬＤＰ選択』を示すコマンドコードをＲＯＭ
５２ｂ又はＲＡＭ５２ｃから読み出し、送信部５６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ＡＶセレクタアンプに送信する。又は、この図１７の
入力コマンド対応制御部がＡＶセレクタアンプ内に設け
られている場合は、『ＬＤＰ選択』のコマンドコードを
端子５７から切換部に供給して、入力ファンクション切
換動作を実行させる。

【００６０】即ち制御部５２には、ＣＲＴ５４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５６又は端子５７に出力するようになされているも
のである。

【００６１】従って、ユーザーはＣＲＴ５４の画面をみ
ながらリモートコマンダー１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１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。

【００６２】そして、この構成のリモートコマンダー１
では、リモートコマンダー１自体の運動（上下左右の移
動）のセンサ手段として、地磁気センサ３０と傾斜セン
サ１０を使用しており、角速度センサ４０を使用してい
ないため、角速度センサ４０を２単位使用する従来の入
力装置に比べてコストダウン及び消費電力の削減を計る
ことができる。

【００６３】２−２地磁気センサと角速度センサを用
いた入力装置図１９は地磁気センサ３０と角速度センサ４０を用いて
リモートコマンダー１を構成した例である。つまり、リ
モートコマンダー１の内部において地磁気センサ３０が
図１０のように配置されてリモートコマンダー１の左右
方向の運動を検出できるようにするとともに、角速度セ
ンサ４０が図１４（ｂ）のように配置されてリモートコ
マンダー１の上下方向の運動を検出できるようにし、こ
れによってリモートコマンダー自体を上下左右に振るこ
とにより入力動作を行なうことができるようにしてい
る。

【００６４】そして図１９のように地磁気センサ３０の
出力は増幅部３Ｘ、Ａ／Ｄ変換器４Ｘを介して制御部５
に入力され、また角速度センサ４０の出力は増幅部３
Ｙ、Ａ／Ｄ変換器４Ｙを介して制御部５に入力される。
そして、制御部５はこれらのＸ，Ｙ方向の移動検出情報
の入力及びエンター操作キー７の操作に応じてコマンド
信号を読み出して、送信部８から送信させるものであ
る。この場合も上記例と同様に図１７ような入力コマン
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。

【００６５】そしてこの構成例では、角速度センサ４０
を１単位搭載するため、コストダウン及び消費電力の削
減の効果は比較的小さい効果となるが、センサ分解能や
コントロールの面で傾斜センサ１０では不十分な場合は
好適なものとなる。

【００６６】２−３傾斜センサと角速度センサを用い
た入力装置図２０は傾斜センサ１０と角速度センサ４０を用いてリ
モートコマンダー１を構成した例である。つまり、リモ
ートコマンダー１の内部において傾斜センサ１０が図８
のように配置されてリモートコマンダー１の上下方向の
運動を検出できるようにするとともに、角速度センサ４
０が図１４（ａ）のように配置されてリモートコマンダ
ー１の左右方向の運動を検出できるようにし、これによ
ってリモートコマンダー自体を上下左右に振ることによ
り入力動作を行なうことができるようにしている。

【００６７】そして図２０のように角速度センサ４０の
出力は増幅部３Ｘ、Ａ／Ｄ変換器４Ｘを介して制御部５
に入力され、また傾斜センサ１０の出力は増幅部３Ｙ、
Ａ／Ｄ変換器４Ｙを介して制御部５に入力される。そし
て、制御部５はこれらのＸ，Ｙ方向の移動検出情報の入
力及びエンター操作キー７の操作に応じてコマンド信号
を読み出して、送信部８から送信させるものである。こ
の場合も上記例と同様に図１７ような入力コマンド対応
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。

【００６８】この構成例でも、角速度センサ４０を１単
位搭載するため、コストダウン及び消費電力の削減の効
果は比較的小さい効果となるが、リモートコマンダー１
等の入力装置の使用状況において地磁気センサ３０では
外部の地場に影響を受けて正確なセンシングができない
ようなことが考えられるものである場合は好適なものと
なる。

【００６９】２−４地磁気センサを用いた入力装置上記３種類の構成例は、図１７のような入力コマンド対
応制御部を操作対象となる機器側に設けて、カーソルＫ
を画面上で上下左右に移動させて操作を選択できるよう
にしたものであるが、同様の入力コマンド対応制御部に
よって、例えばＣＲＴ５４上において図２２のような操
作内容の表示を行なう場合は、カーソルＫの移動は左右
方向のみでよい。

【００７０】つまり、画面上で図２２のように横方向に
テレビジョンのチャンネル切換やボリュームアップ／ダ
ウンなどの操作に対応する表示が並べられているような
場合、図示するようにカーソルＫを左右に移動させるだ
けで特定の操作内容表示を選択することができる。

【００７１】このようなシステムの場合、リモートコマ
ンダー１からはＸ方向のコマンド及びエンターコマンド
のみが出力されればよい。そこで、リモートコマンダー
１としては図２１のように構成することができる。

【００７２】即ち、リモートコマンダー１の内部におい
て地磁気センサ３０が図１０のように配置されてリモー
トコマンダー１の左右方向の運動を検出できるように
し、これによってリモートコマンダー１自体を左右に振
ることにより入力動作を行なうことができるようにして
いる。

【００７３】図２１のように地磁気センサ３０の出力は
増幅部３Ｘ、Ａ／Ｄ変換器４Ｘを介して制御部５に入力
される。そして、制御部５はこのＸ方向の移動検出情報
の入力及びエンター操作キー７の操作に応じてコマンド
信号を読み出して、送信部８から送信させるものであ
る。この構成例の場合も、角速度センサ４０を用いない
ことでコストダウン及び消費電力の削減を計ることがで
きる。

【００７４】２−５傾斜センサを用いた入力装置次に、リモートコマンダー１に対応する入力コマンド対
応制御部によって、例えばＣＲＴ５４上において図２４
のような操作内容の表示を行なう場合は、カーソルＫの
移動は上下方向のみでよい。つまり、画面上で図２４の
ように縦方向にＶＴＲの再生や早送りなどの操作に対応
する表示が並べられているような場合、図示するように
カーソルＫを上下に移動させるだけで特定の操作内容表
示を選択することができる。

【００７５】このようなシステムの場合、リモートコマ
ンダー１からはＹ方向のコマンド及びエンターコマンド
のみが出力されればよい。そこで、リモートコマンダー
１としては図２３のように構成することができる。

【００７６】即ち、リモートコマンダー１の内部におい
て傾斜センサ１０が図８のように配置されてリモートコ
マンダー１の上下方向の運動（傾き角度）を検出できる
ようにし、これによってリモートコマンダー１自体を上
下に振ることにより入力動作を行なうことができるよう
にしている。

【００７７】図２３のように傾斜センサ１０の出力は増
幅部３Ｙ、Ａ／Ｄ変換器４Ｙを介して制御部５に入力さ
れる。そして、制御部５はこのＹ方向の移動検出情報の
入力及びエンター操作キー７の操作に応じてコマンド信
号を読み出して、送信部８から送信させるものである。
この構成例の場合も、角速度センサ４０を用いないこと
でコストダウン及び消費電力の削減を計ることができ
る。

【００７８】ところで、この傾斜センサ１０を用いた入
力装置では消費電力が小さいことから、例えば防犯用の
センサなど、常時駆動させることが必要な機器としても
好適である。つまり異常検出入力装置として構成でき
る。例えば図２５のように傾斜センサ１０の出力をコン
パレータ２５に供給する。また、コンパレータ２５に対
して可変抵抗器２６を調整して比較基準電圧を得る。

【００７９】この場合、可変抵抗器２６により比較基準
電圧を所定電圧に設定しておけば、その設定値以上の揺
れに対してコンパレータ２５からセンサ出力がなされる
ことになる。例えばこのような構成で非常に簡易な防犯
用の検出装置が構成できる。もちろんさらに各種の装置
におけるセンシング情報の入力装置として構成でき、例
えば地震計などにも応用できる。

【００８０】＜３．センサ手段のフローティング構造＞
以上センサ手段及び入力装置の構成例を説明してきた
が、例えばリモートコマンダー１などの入力装置に上記
のような各種センサ手段を搭載する場合、これらのセン
サ手段はフローティング構造とし、常に重力方向に対し
て特定の姿勢を保つようにすることが好ましい。

【００８１】このようにすることで、ユーザーがどのよ
うな方向でリモートコマンダー１を持っても、またリモ
ートコマンダー１を正確に垂直又は水平方向に振らなく
ても、センサ手段は垂直及び水平方向に対して常に正し
い姿勢を保っているため、正確なセンシングを行なうこ
とができる。特に、ユーザーがリモートコマンダー１を
左右に振るような場合、実際には通常、水平でなく斜め
方向に振ってしまうことになることを考えると、フロー
ティング構造とすることの必要性は高い。

【００８２】以下、例えばリモートコマンダー１におけ
るセンサ手段のフローティング構造について説明する。
なお、図１５のように地磁気センサ３０と傾斜センサ１
０を搭載する場合を例にあげて説明するが、一方を角速
度センサ４０とした場合、地磁気センサ３０のみの場
合、傾斜センサ１０のみの場合でも、同様に応用される
ものである。

【００８３】図２６は図１のタイプの傾斜センサ１０と
地磁気センサ３０についてフローティング構造とした例
を示すものであり、この場合傾斜センサ１０の周面部１
３上から軸体６１、６１が突出するように設けられてい
る。そしてこの軸体６１，６１はそれぞれ軸受６０，６
０によって回動可能に軸支されており、つまり、傾斜セ
ンサ１０は軸受６０，６０に対して回動自在とされてい
る。さらに傾斜センサ１０の下部には地磁気センサ３０
が固定されている。

【００８４】そしてこのような傾斜センサ１０及び地磁
気センサ３０は図２７に示すようにリモートコマンダー
１内に配置され、ここで軸受６０，６０はリモートコマ
ンダー１内で固定されており、従って、傾斜センサ１０
及び地磁気センサ３０は、地磁気センサ３０による重み
により、必ず地磁気センサ３０側が下方になるように軸
受６０，６０の間で回動することになる。つまりリモー
トコマンダー１がユーザーに正しく保持されなかったり
斜め方向に振られてしまった場合でも、常に重力方向と
センシングのＹ方向は一致することになる。例えば、図
２９（ａ）（ｂ）のようにリモートコマンダー１の状態
に関わらず重力方向に対して一定の姿勢が保たれる。

【００８５】次に図２８は図６のタイプの傾斜センサ１
０と地磁気センサ３０についてフローティング構造とし
た例を示すものであり、この場合傾斜センサ１０の本体
部１５が回転することによって周面部１３の磁性部１９
による磁界を磁界検出素子２０ａ，２０ｂで検出するた
め、ホルダー６２が設けられて、このホルダー６２に本
体部１５の回転のための軸受１７が形成される。また、
磁界検出素子２０ａ，２０ｂはホルダー６２上に配置さ
れる。さらに、ホルダー６２の下部に地磁気センサ３０
が取り付けられる。

【００８６】そしてホルダー６２から軸体６１、６１が
突出するように設けられており、この軸体６１，６１は
それぞれ軸受６０，６０によって回動可能に軸支されて
いる。つまり、ホルダー６２は軸受６０，６０に対して
回動自在とされている。

【００８７】従って、傾斜センサ１０及び地磁気センサ
３０を搭載したホルダー６２は、地磁気センサ３０によ
る重みにより、必ず地磁気センサ３０側が下方になるよ
うに軸受６０，６０の間で回動することになり、つまり
リモートコマンダー１がユーザーに正しく保持されなか
ったり斜め方向に振られてしまった場合でも、常に重力
方向とセンシングのＹ方向は一致することになる。

【００８８】以上、センサ手段及び入力装置の各種実施
例について説明してきたが、本発明としては、ＡＶシス
テムの操作入力装置、コンピュータ等の情報機器の入力
装置、グラフィック装置等の各種機器において広く適用
できる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の入力装置
は、略水平方向の運動の検出手段として地磁気センサを
用い、又は略垂直方向の運動の検出手段として傾斜セン
サを用いることで、角速度センサは不要又は最大１個搭
載するのみとでき、コストダウンを実現するとともに、
消費電力を削減できるため電池駆動にも好適とすること
ができるという効果がある。

【００９０】また、センサ手段は入力装置内でフローテ
ィング構造として重力方向に対して常に一定の姿勢を保
つようにすることで、ユーザーに正確な操作を要求せず
に適正な入力を行なうことができるようになり、取り扱
いを容易にすることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の入力装置に搭載される傾斜セ
ンサの説明図である。

【図２】実施例の入力装置に搭載される傾斜センサにノ
イズ除去回路を設けた等価回路図である。

【図３】実施例の入力装置に搭載される傾斜センサの回
転角度と抵抗値の関係図である。

【図４】実施例の入力装置に搭載される傾斜センサの説
明図である。

【図５】実施例の入力装置に搭載される傾斜センサの説
明図である。

【図６】実施例の入力装置に搭載される傾斜センサの説
明図である。

【図７】実施例の入力装置に搭載される傾斜センサの説
明図である。

【図８】実施例の入力装置内の傾斜センサの搭載状態の
説明図である。

【図９】実施例の入力装置に搭載される地磁気センサの
説明図である。

【図１０】実施例の入力装置内の地磁気センサの搭載状
態の説明図である。

【図１１】実施例の入力装置に搭載される地磁気センサ
の出力特性の説明図である。

【図１２】実施例の入力装置に搭載される角速度センサ
の説明図である。

【図１３】実施例の入力装置に搭載される角速度センサ
の出力特性の説明図である。

【図１４】実施例の入力装置内の角速度センサの搭載状
態の説明図である。

【図１５】本発明の入力装置の第１の実施例のブロック
図である。

【図１６】実施例の入力装置のコマンド信号発生処理の
フローチャートである。

【図１７】実施例の入力装置に対応する入力コマンド対
応制御部のブロック図である。

【図１８】実施例の入力装置に対応する入力コマンド対
応制御部による表示画面の説明図である。

【図１９】本発明の入力装置の第２の実施例のブロック
図である。

【図２０】本発明の入力装置の第３の実施例のブロック
図である。

【図２１】本発明の入力装置の第４の実施例のブロック
図である。

【図２２】第４の実施例に対応する入力コマンド対応制
御部による表示画面の説明図である。

【図２３】本発明の入力装置の第５の実施例のブロック
図である。

【図２４】第５の実施例に対応する入力コマンド対応制
御部による表示画面の説明図である。

【図２５】本発明の入力装置の第６の実施例の説明図で
ある。

【図２６】本発明の入力装置におけるセンサ手段のフロ
ーティング構造の説明図である。

【図２７】本発明の入力装置内のフローティング構造の
センサ手段の配置状態の説明図である。

【図２８】本発明の入力装置におけるセンサ手段のフロ
ーティング構造の説明図である。

【図２９】本発明の入力装置におけるセンサ手段の姿勢
保持動作の説明図である。

【符号の説明】

１リモートコマンダー３Ｘ，３Ｙ増幅部４Ｘ，４ＹＡ／Ｄ変換器５制御部５ａＣＰＵ５ｂＲＯＭ５ｃＲＡＭ７エンター操作キー８送信部１０傾斜センサ１１，１２側面部１３周面部１４移動導体１５本体部１６軸１７軸受１８重り１９磁性部２０ａ，２０ｂ磁界検出素子２１ａ，２１ｂアンプ２２ａ，２２ｂ波形整形部２３回転方向／角度検出部２５コンパレータ２６可変抵抗器３０地磁気センサ４０角速度センサ４１ａ，４１ｂ駆動用圧電磁器４２オシレータ６０軸受６１軸体６２ホルダー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体の空間内における略水平方向の
任意の移動運動を地磁気の変化によって検出する地磁気
センサ手段と、前記地磁気センサ手段からの検出信号に対応する情報を
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
る送信手段とを備え、装置本体の略水平方向の運動を入力動作とすることがで
きるように構成されたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】装置本体の空間内における略垂直方向の
任意の移動運動を傾斜角度によって検出する傾斜センサ
手段を設け、前記送信手段は、前記地磁気センサ手段からの検出信号
に対応する情報及び前記傾斜センサ手段からの検出信号
に対応する情報を、所定機器に対する入力情報として出
力することにより、装置本体の略垂直方向及び略水平方向の運動を入力動作
とすることができるように構成されたことを特徴とする
請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】装置本体の空間内における略垂直方向の
任意の移動運動についてその移動角速度を検出する角速
度センサ手段を設け、前記送信手段は、前記地磁気センサ手段からの検出信号
に対応する情報及び前記角速度センサ手段からの検出信
号に対応する情報を、所定機器に対する入力情報として
出力することにより、装置本体の略垂直方向及び略水平方向の運動を入力動作
とすることができるように構成されたことを特徴とする
請求項１に記載の入力装置。
【請求項４】装置本体の空間内における略水平方向の
任意の移動運動についてその移動角速度を検出する角速
度センサ手段と、装置本体の空間内における略垂直方向の任意の移動運動
を傾斜角度によって検出する傾斜センサ手段と、前記角速度センサ手段からの検出信号に対応する情報及
び前記傾斜センサ手段からの検出信号に対応する情報
を、所定機器に対する入力情報として有線又は無線で出
力する送信手段とを備え、装置本体の略垂直方向及び略水平方向の運動を入力動作
とすることができるように構成されたことを特徴とする
入力装置。
【請求項５】装置本体の空間内における略水平方向の
任意の移動運動を検出する前記地磁気センサ手段もしく
は前記角速度センサ手段は、当該入力装置内においてフ
ローティング状態で保持され、重力方向に対して常に一
定の位置状態が保たれるように構成されたことを特徴と
する請求項１、請求項２、請求項３、又は請求項４に記
載の入力装置。
【請求項６】装置本体の空間内における略垂直方向の
任意の移動運動を検出する前記傾斜センサ手段もしくは
前記角速度センサ手段は、当該入力装置内においてフロ
ーティング状態で保持され、重力方向に対して常に一定
の位置状態が保たれるように構成されたことを特徴とす
る請求項２、請求項３、又は請求項４に記載の入力装
置。