JPWO2009020204A1 - 入力装置及び制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】入力装置が動いている場合であってもユーザの操作によって画面上のポインタの動きを規制することができる入力装置、制御装置、制御システム及び制御方法を提供すること。【解決手段】ユーザにより移動ボタン７が押されていない状態では、入力装置のＭＰＵは、移動コマンドの出力を停止しているか、または、ポインタの変位量をゼロとする移動コマンドを出力する。すなわち、ユーザが入力装置１を持って動かしたとしても、画面３上でポインタは動かない。これにより、ユーザが意図しないポインタの移動を規制することができる。移動ボタン７が押されると、つまり第１のスイッチを介して第１の操作信号が入力されると、ＭＰＵは、移動コマンドの出力を開始する。制御装置のＭＰＵは、その移動コマンドを受信することで、移動コマンドに応じたポインタの移動を開始するように、ポインタの表示を制御する。【選択図】図７

Description

本発明は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を操作するための空間操作型の入力装置、その操作情報に応じてＧＵＩを制御する制御装置、これらの装置を含む制御システム、制御方法及びハンドヘルド装置に関する。
ＰＣ（Personal Computer）で普及しているＧＵＩのコントローラとして、主にマウスやタッチパッド等のポインティングデバイスが用いられている。ＧＵＩは、従来のＰＣのＨＩ（Human Interface）にとどまらず、例えばテレビを画像媒体としてリビングルーム等で使用されるＡＶ機器やゲーム機のインターフェースとして使用され始めている。このようなＧＵＩのコントローラとして、ユーザが空間で操作することができるポインティングデバイスが多種提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１には、２軸の角速度ジャイロスコープ、つまり２つの角速度センサを備えた入力装置が開示されている。この角速度センサは、振動型の角速度センサである。例えば共振周波数で圧電振動する振動体に回転角速度が加えられると、振動体の振動方向に直交する方向にコリオリ力が生じる。このコリオリ力は、角速度に比例するので、コリオリ力が検出されることで、回転角速度が検出される。特許文献１の入力装置は、角速度センサにより直交する２軸の回りの角速度を検出し、その角速度に応じて、表示手段により表示されるカーソル等の位置情報としてのコマンド信号を生成し、これを制御機器に送信する。
特開２００１−５６７４３号公報（段落[００３０]、[００３１]、図３） 特許第３２６４２９１号公報（段落[００６２]、[００６３]）
このような空間操作型の入力装置は実際上３次元空間で動かされるので、例えば２次元の面内で動かされるマウスに比べ、空間操作型の入力装置の、ユーザが意図しない移動も含め、空間操作型の入力装置の方が移動頻度が多いと考えられる。入力装置のユーザが意図しない移動とは、例えば、ユーザがこの入力装置を使い終えた後、その入力装置をデスク、テーブル、または床等、任意の場所に置く場合に、その任意の場所まで入力装置を動かすとき等の移動である。つまり、ユーザが意図してポインタを動かすための入力装置の移動のほかに、ユーザの意図しない移動に応じてもポインタが動く。ユーザが入力装置の移動を意図しない場合、ポインタの動きを止めたいと考える場合もある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、入力装置が動いている場合であってもユーザの操作によって画面上のポインタの動きを規制することができる入力装置、制御装置、制御システム、制御方法及びハンドヘルド装置を提供することにある。
ところで、入力装置には、各種のセンサによる位置変化の検出の他、主にマウスで用いられる左右ボタンやホイールボタンに代表されるようなコマンド入力キーが備えられていることが一般的である。ユーザが操作の対象となるアイコンに何らかのコマンドを発行する場合、ポインティングデバイスを操作してポインタを任意のアイコン上に位置させ、コマンド入力キーを押す。しかし、ユーザが空間操作型の入力装置を用いてコマンド入力キーを入力する場合、コマンド入力キーが押されるときの作用によりポインティングデバイス自体が動いてしまう場合があり、これによりポインタもポインティングデバイスに応じて動いてしまう。その結果、操作の対象とされるアイコンからポインタが外れ、コマンドを発行できない、あるいはユーザはクリック操作をしたつもりが、ボタンを押している間にポインタが動くことでドラッグ操作になってしまう等、ユーザの意図しない操作がなされる場合が考えられる。
このような問題を解決するため、特許文献２では、ポインティングデバイス（リモートコマンダー）によるエンター操作が行われている間、つまりボタンが押されている間はポインタの移動が行われない、という処理が開示されている。しかしながら、エンター操作の信号が所定の時間を超えて発生していると、ＰＣはドラッグ操作として処理するが、エンターコードが入力されている全ての期間においてポインタの動作が停止してしまうと、ＰＣは逆にドラッグ操作の処理を行うことができないという問題点がある。これを解決するために、特許文献２には、エンター情報の入力時点から所定の期間がカウントされ、その間だけポインタの表示出力が停止される、という処理も開示されている。
しかしながらＰＣ等は、ユーザが押したボタンを離してエンターコードが解除されたときにコマンドを認識することが多いので、ボタンの離し方によってはＰＣがコマンドを発行する前にポインタがアイコンから離れるおそれがある。この場合、ＰＣはコマンドを発効できない。
また、ＰＣは上記したようにエンターコードが解除されたときにコマンドを認識するので、ダブルクリック時にポインティングデバイスが動くと、ＰＣはドラッグされたと誤判断するおそれがある。
本発明の別の目的は、ユーザが入力装置を用いて操作部を介して操作信号を入力する場合に、操作感を向上させることができる入力装置、制御装置等の技術を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る入力装置は、画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、筐体と、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた検出信号を出力するセンサと、前記検出信号に応じて前記画面上での前記ポインタの変位量に対応する移動コマンドを出力する移動コマンド出力手段と、前記入力装置への操作入力に応じて切り替え可能な第１のスイッチと、前記第１のスイッチの切り替えに応じて前記ポインタの移動の開始及び停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する出力制御手段とを具備する。
本発明では、ユーザが第１のスイッチを介して入力装置へ操作入力することにより、ポインタの移動を開始させるための、筐体の変位量に対応する移動コマンドが出力される。これにより、ユーザがポインタを動かしたいときにそれを動かすことができるので、第１のスイッチを介して操作入力されないときは、ポインタの動きを停止させておくことができる。
移動コマンドの出力を制御するとは、例えばポインタの移動が停止させられる場合には、移動コマンドの出力を停止するか、または、ポインタの変位量をゼロとした移動コマンドを出力することのいずれかの意味である。
本発明において、前記出力制御手段は、前記第１のスイッチによる第１の操作信号が入力された場合、前記ポインタの移動を開始させるように前記移動コマンドの出力を制御する。あるいは、逆に、前記出力制御手段は、前記第１のスイッチによる第１の操作信号が入力された場合、移動コマンドの出力を停止するように、または、前記変位量をゼロとした前記移動コマンドを出力するように前記移動コマンドの出力を制御してもよい。
本発明において、入力装置は、第２のスイッチを有し、前記第１の操作信号が入力された状態で、前記第２のスイッチによる前記入力装置への第２の操作信号の入力に応じた決定コマンドを出力する決定コマンド出力手段をさらに具備する。本発明では、第１のスイッチが接続されて第１の操作信号が入力された状態で、ユーザが第２のスイッチを介して入力装置へ第２の操作信号を入力することにより、決定コマンドが出力される。これにより、第１のスイッチが接続されることでポインタの移動が可能となり、第２のスイッチが接続されることで決定コマンドの出力が可能となるので、ユーザは直感的に操作することができる。
あるいは、第１の操作信号の入力が解除された状態で、第２のスイッチによる決定コマンドが出力されてもよい。これにより、ドラッグ操作はできないが、対象となるアイコン等のＵＩ上で確実にユーザの決定コマンドに応じた操作が可能となり、誤操作を防止することができ、フットワークが軽くなる。
決定コマンドとは、例えば画面上のアイコン等のＵＩ（ポインタを含まない）を対象として所定の処理を実行するためのコマンドであり、典型的にはそのＵＩを選択するコマンドである。しかし、それに限られることはない。
本発明において、入力装置は、前記第１の操作信号の入力及び前記第２の操作信号の入力を連続的に行うための２段階のアクションを有する操作部をさらに具備する。
これにより、ユーザは２つの操作を１つの操作部で連続的に行うことができるため、上記したユーザの直感性をさらに向上させることができる。
操作部としては、例えばプッシュタイプのボタン、一端を支点として操作されるスティックタイプ、あるいはスライドタイプの操作部、あるいは回転タイプの操作部等が挙げられる。このうち、回転タイプの操作部について、その回転軸は筐体に対してどのような方向で設けられていてもよい。プッシュタイプのボタンとしては以下のようなボタンが挙げられる。
例えば、前記操作部は、直線的なプッシュにより前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチに対応可能なプッシュタイプのボタンを有する。あるいは、前記操作部は、前記第１のスイッチを有するプッシュタイプの第１のボタンと、前記第１のボタンとは物理的に離れて設けられ、前記第２のスイッチを有するプッシュタイプの第２のボタンと、前記第１のボタン及び前記第２のボタンを連続的に押すことが可能な表面ボタンとを有する。
本発明において、入力装置は、前記第２のスイッチにより前記第２の操作信号が入力されてから第１の時間以内は、前記移動コマンドの出力を停止するように、または、前記変位量をゼロとした前記移動コマンドを出力するように前記移動コマンド出力手段を制御する移動コマンド制御手段をさらに具備する。本発明では、第２の操作信号が入力されてから所定の時間（第１の時間）以内は、センサにより筐体の動きに応じた検出信号が出力されたとしても、画面上でのポインタの動きが規制される。すなわち、ユーザが第２のスイッチを介して入力装置に信号を入力したときの作用で筐体が動いてもポインタの動きが規制される。したがって、ユーザの意図しないポインタやアイコン等の動作が発生することを防止することができ、操作感を向上させることができる。
例えば、前記移動コマンド制御手段は、前記第２のスイッチにより前記第２の操作信号が入力されてから前記第１の時間以内に前記第２の操作信号の入力が解除された場合、該第２の操作信号の入力が解除されてから前記第２の時間以内は、前記移動コマンドの出力の停止するように前記移動コマンド出力手段を制御する。あるいは、前記変位量をゼロとした前記移動コマンドを出力するように制御されてもよい。これにより、ユーザが違和感なくポインタ等を操作することができる。
本発明において、入力装置は、前記第２のスイッチにより前記第２の操作信号の入力が解除されてから第２の時間以内は、前記移動コマンドの出力を停止するように、または、前記変位量をゼロとした前記移動コマンドを出力するように前記移動コマンド出力手段を制御する移動コマンド制御手段をさらに具備する。これにより、ユーザが第２のスイッチを介して入力装置に信号を入力し、その入力が解除されてから所定の時間（第２の時間）以内は、ユーザが入力を解除したときの作用で筐体が動いても、画面上でのポインタの動きが規制される。したがって、ユーザの意図しないポインタやアイコン等の動作が発生することを防止することができ、操作感を向上させることができる。第２の時間は、上記第１の時間と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
例えば、前記移動コマンド制御手段は、前記第２のスイッチにより前記第２の操作信号の入力が解除されてから前記第２の時間以内に前記第２の操作信号が入力された場合、該第２の操作信号が入力されてから前記第１の時間以内は、前記移動コマンドの出力の停止するように前記移動コマンド出力手段を制御する。あるいは、前記変位量をゼロとした前記移動コマンドを出力するように制御されてもよい。これにより、ユーザが違和感なくポインタ等を操作することができる。
本発明において、前記出力制御手段は、前記ポインタの移動を開始させるための前記第１の操作信号が入力されてから第３の時間経過後に、前記移動コマンドの出力を開始するように前記移動コマンド出力手段を制御する。ユーザにより第１のスイッチ及び第２のスイッチを介して連続的に操作入力がなされる場合、ユーザは違和感なくポインタ等を操作することができる。第３の時間は、第１の時間と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
本発明に係る制御装置は、筐体と、前記筐体の動きを検出し、画面上でのポインタの変位量に対応する、該筐体の動きに応じた検出信号を出力するセンサと、操作入力に応じて切り替え可能な第１のスイッチと、前記第１のスイッチの切り替えに応じて前記検出信号の出力を制御する出力制御手段とを有する入力装置から出力された前記検出信号に応じて、前記ポインタの動きを制御する制御装置であって、前記検出信号を受信する受信手段と、前記受信された検出信号に基く前記変位量に対応する対応信号を出力する出力手段と、前記対応信号に応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記出力制御手段による制御に応じて前記ポインタの移動の開始及び停止を制御する表示制御手段とを具備する。
「筐体と、〜制御装置であって、」という前提部分は、本発明の内容を明確化するために記載されたものであり、本発明者等が当該前提部分を公知の技術として意図しているわけではない。
本発明に係る制御システムは、画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、入力装置と制御装置とを備える。入前記力装置は、筐体と、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた検出信号を出力するセンサと、前記検出信号に応じて前記画面上での前記ポインタの変位量に対応する移動コマンドを出力する移動コマンド出力手段と、前記入力装置への操作入力に応じて切り替え可能な第１のスイッチと、前記第１のスイッチの切り替えに応じて前記移動コマンドの出力を制御する出力制御手段とを有する。前記制御装置は、前記移動コマンドを受信する受信手段と、前記受信された移動コマンドに応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記出力制御手段による制御に応じて前記ポインタの移動の開始及び停止を制御する表示制御手段とを有する。
本発明の他の観点に係る制御システムは、画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、入力装置と制御装置とを備える。前記入力装置は、筐体と、前記筐体の動きを検出し、前記画面上での前記ポインタの変位量に対応する、該筐体の動きに応じた検出信号を出力するセンサと、操作入力に応じて切り替え可能な第１のスイッチと、前記第１のスイッチの切り替えに応じて前記検出信号の出力を制御する出力制御手段とを有する。前記制御装置は、前記検出信号を受信する受信手段と、前記受信された検出信号に基く前記変位量に対応する対応信号を出力する出力手段と、前記対応信号に応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記出力制御手段による制御に応じて前記ポインタの移動の開始及び停止を制御する表示制御手段とを有する。
本発明に係る制御方法は、入力装置の前記筐体の動きを検出することで、該筐体の動きに応じた検出信号を出力し、前記検出信号に応じて画面上でのポインタの変位量に対応する移動コマンドを出力し、前記入力装置に設けられた、前記入力装置への操作入力による第１のスイッチの切り替えに応じて前記移動コマンドの出力を制御し、前記移動コマンドに応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記移動コマンドの出力の制御に応じて前記ポインタの移動の開始及び停止を制御する。
本発明の他の観点に係る入力装置は、画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、筐体と、前記筐体の動きを検出し、前記筐体の動きに応じた動き信号を出力する動きセンサと、前記画面上で前記ポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた移動コマンドを出力するコマンド出力手段と、検出領域を有し、前記検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出するセンサと、前記センサにより前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合、前記ポインタの移動の開始及び停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する出力制御手段とを具備する。
本発明では、センサにより、検出領域内のユーザの身体（例えば指）が存在するか否かが検出され、このユーザの身体の有無に応じて、ポインタを移動させるための移動コマンドの出力が制御される。これにより、ユーザは、検出領域内に指を進入させることで、あるいは、検出領域に指を触れることで、任意にポインタの移動の開始及び停止を切り替えることができる。この結果、ユーザが画面上でポインタの移動を停止させておきたい場合に、ポインタを停止させておくことができるため、ユーザの意図しないポインタの移動を防止することができる。
「センサ」には、反射型の光センサや、透過型の光センサ、静電容量センサなどが含まれる。センサは、ユーザの身体の存在を検出することができるセンサであれば、何が用いられてもよい。
「検出領域」には、空間的な領域及び平面的な領域が含まれる。
「移動コマンドの出力を制御する」とは、ポインタの移動が停止させられる場合には、移動コマンドの出力を停止するか、または、ポインタの変位量をゼロとした移動コマンドを出力することのいずれかの意味である。一方でポインタの移動が開始される場合には、移動コマンドの出力を移動コマンドの出力を開始するか、変位量をゼロとした移動コマンドの出力を、筐体の動きに応じた変位量の出力とすることのいずれかの意味である。
上記入力装置において、前記出力制御手段は、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合に、前記画面上で前記ポインタが移動するように前記移動コマンドの出力を制御する。
本発明では、ユーザが検出領域に指を進入、あるいは指を触れると、検出領域に指が存在することがセンサにより検出され、画面上でポインタが移動する。一方で、ユーザが検出領域内の指を検出領域からはずすと、あるいは、検出領域に触れた指を離すと、ポインタの移動が停止する。
これにより、ユーザは、ポインタの移動を停止しておきたい場合には、検出領域に指を進入させないようにすることで、ポインタを停止させておくことができる。また、ポインタの移動を開始させたい場合には、検出領域内に指を進入させることでポインタの移動を開始することができ、再びポインタの移動を停止させたい場合には、検出領域から指をはずすことでポインタを停止させておくことができる。
上記入力装置において、前記出力制御手段は、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合に、前記画面上で前記ポインタの移動を停止するように前記移動コマンドの出力を制御する。
本発明では、ユーザは、検出領域に指を進入させることでポインタを停止さておくことができ、検出領域から指をはずすことでポインタの移動を開始することができる。
上記入力装置において、前記ユーザにより押圧操作され、前記押圧操作に応じた押圧操作信号を出力する操作部と、前記押圧操作信号に応じた決定コマンドを出力する決定コマンド出力手段とをさらに具備する。
これにより、例えば、ユーザは、検出領域に指を進入させてポインタを意図するアイコン上に位置させ、操作部を押圧することでそのアイコンを選択するなどの操作をすることができる。
「決定コマンド」とは、例えば画面上のアイコン等のＵＩ（ポインタを含まない）を対象として所定の処理を実行するためのコマンドであり、典型的にはそのＵＩを選択するコマンドである。しかし、それに限られることはない。
上記入力装置において、前記出力制御手段は、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されている状態での前記押圧操作信号の入力に応じて、前記決定コマンドの出力を制御する。
「押圧操作信号の入力に応じて決定コマンドの出力を制御する」とは、押圧操作信号の入力が開始された場合に決定コマンドを出力する場合や、押圧操作信号の入力が解除された場合に決定コマンドを出力する場合が含まれる。
上記入力装置において、前記検出領域は、前記操作部上に配置されていてもよい。
本発明では、操作部上の検出領域で指が検出されている状態で、操作部が押圧されると、操作部から押圧操作信号が出力され、この押圧操作信号に応じた決定コマンドが出力される。これにより、例えば、ユーザは、操作部上の検出領域内に指を進入させた状態で画面上のポインタを移動させてアイコン上に位置させ、検出領域内にある指で操作部を押圧することで画面上のアイコンを選択するなどの操作をすることができる。つまり、本発明によれば、ユーザは、操作部上の検出領域内に指を進入させ、操作部上の検出領域内にある指を押圧する、という一連の簡単な指の動作により、画面上のＧＵＩを直感的に操作することが可能となる。
上記入力装置において、前記出力制御手段は、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されていない状態での前記押圧操作信号の入力に応じて、前記決定コマンドの出力を制御する。
本発明では、検出領域内にユーザの指が検出されていない状態、つまり、ポインタの移動が停止されている状態で、決定コマンドが出力される。これにより、例えば、ユーザは、ポインタをアイコン上に位置させてアイコン上でポインタを停止させた後に、操作部を押圧して決定コマンドを発行させることができる。これにより、確実なＧＵＩの操作が可能となる。
上記入力装置において、前記検出領域は、前記操作部への押圧方向とは異なる方向に前記操作部及び前記検出領域が並ぶように、配置されていてもよい。
これにより、ユーザは、一つの指の簡単な操作で、画面上のＧＵＩを操作することができる。
上記入力装置において、前記センサは、前記検出領域に光を照射する発光素子と、前記光を検出する受光素子とを有する光センサであってもよい。
光センサは、反射型の光センサであってもよく、透過型の光センサであってもよい。
上記入力装置において、前記受光素子に照射される前記光のうち、前記発光素子から照射される前記光の波長領域に属する前記光を選択的に透過させる波長選択領域をさらに具備する。
これにより、受光素子は、発光素子から照射された光を適切に検出することができるため、外乱光の影響を効果的に軽減することができる。
上記入力装置において、前記センサは、静電容量センサであってもよい。
上記入力装置において、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されない場合、または、前記前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されない状態が所定時間継続した場合、前記動きセンサへの電力の供給を規制する規制手段をさらに具備する。
本発明では、規制手段は、検出領域内に指が存在しない場合、あるいは、検出領域に指が所定時間存在しない場合には、移動コマンドを出力する必要性が少ないため、動きセンサへの電力の供給を規制する。これにより、入力装置の省電力化が実現できる。
上記入力装置において、前記センサは、所定の周期で、前記検出領域に前記ユーザの身体が存在するか否かを検出する。
本発明では、所定の周期で検出領域での指の存在の有無を検出することで、センサの省電力化が実現される。
上記入力装置において、前記周期を可変に制御する周期制御手段をさらに具備する。
本発明では、指の存在の有無を検出する周期が可変とされるため、例えば、センサが指の存在の有無を検出する必要性が少ない場合に、前記周期を長くすることで、さらに省電力化することができる。
上記入力装置において、前記周期制御手段は、前記動き信号の出力値、または、前記動き信号に基づき得られる演算値が大きくなるに従って前記周期が短くなるように前記周期を制御する。
本発明では、動き信号の出力値、または動き信号に基づき得られる演算値が大きくなるに従って、指の存在の有無を検出する周期が短くなる。逆に、動き信号の出力値、または演算値が小さくなるに従って、前記周期が長くなる。
ユーザが画面上でポインタの移動させる場合、筐体を把持して操作するため、動き信号の出力値、あるいは動き信号の基づき得られる演算値は、この操作に応じて大きくなる。つまり、動き信号の出力値が大きくなるにしたがって、ユーザの指の有無の存在を検出する必要性が大きくなると考えられる。
一方で、入力装置が例えば静止しているなど、入力装置の動き信号の出力値、または、演算値が小さい場合には、センサにより指の存在の有無を検出する必要性が少ないと考えられる。
本発明では、このような関係を利用して、指の存在の有無を検出する周期を可変に制御することで、適切に省電力化を図ることができる。
上記入力装置において、前記周期制御手段は、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されなくなってから前記存在が検出されるまでの時間が長くなるにしたがって前記周期が長くなるように前記周期を制御する。
本発明では、ユーザが検出領域内から指をはずし、再び検出領域に指を進入させるまでの時間が長くなるに従って、指の存在の有無を検出する周期を長くすることで省電力化が実現される。
上記入力装置において、前記周期制御手段は、前記入力装置に電源からの電力の供給が開始されてから、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されるまでの時間が長くなるにしたがって前記周期が長くなるように前記周期を制御する。
本発明では、入力装置に電力の供給が開始されてから、ユーザが検出領域内に指を進入させるまでの時間が長くなるに従って、周期を長くすることで省電力化が実現される。
上記入力装置において、前記センサは、前記検出領域に光を照射する発光素子と、前記光を検出する受光素子と、前記周期で断続的に前記発光素子に電圧を供給するように前記電圧を制御し、前記周期によらず継続的に前記受光素子に前記電圧を供給するように前記電圧を制御する電圧制御手段とを有する。
センサが発光素子及び受光素子を有する場合、受光素子に断続的に電圧が供給されると、受光素子が光を検出していないにも関わらず、受光素子が光を検出したかのように受光素子から信号が出力されてしまう。この問題は、受光素子に断続的に電圧が供給されると、受光素子に浮遊容量が発生し、この浮遊容量が信号の出力に影響を与えるからであると考えられる。本発明では、受光素子に対しては、継続的に電圧が供給されるため、受光素子が光を検出したかのように受光素子から信号が出力されてしまうことを防止することができる。
上記入力装置において、前記センサは、前記検出領域に光を照射する発光素子と、前記光を検出する受光素子と、前記発光素子及び前記受光素子の間に挟みこまれるように配置され、前記発光素子からの前記光を遮蔽する遮光部材をさらに有していてもよい。
上記入力装置において、前記受光素子は、前記検出された前記光の強さに応じた受光信号を出力し、前記入力装置は、前記受光信号を入力し、前記受光信号の出力値の変化量に応じて前記受光信号が入力されたか否かを判定する判定手段をさらに具備する。
例えば、外乱光が強い状態では、受光素子が、発光素子から照射された光以外の光を検出してしまい、受光信号を出力し続けてしまう可能性がある。本発明では、受光素子からの受光信号の入力がされたか否かの判定が、受光信号の出力値の変化量に応じて判定されるため、効果的に外乱光の影響を除去することができる。
上記入力装置において、前記受光素子は、前記検出された前記光の強さに応じた受光信号を出力し、前記入力装置は、前記受光信号を入力し、前記受光信号のＤＣ成分を除去する除去手段と、前記ＤＣ成分が除去された前記受光信号の波形を整形する波形整形手段と、を具備する。
本発明では、外乱光がさらに強い状態であっても、効果的に外乱光の影響を除去することができる。
上記入力装置において、前記出力制御手段は、前記押圧操作信号の入力が開始されてから第１の時間以内は、前記画面上で前記ポインタが停止するように前記移動コマンドの出力を制御する。
本発明では、押圧操作信号の入力が開始されてから第１の時間以内は、動きセンサにより筐体の動きに応じた動き信号が出力されたとしても、画面上でのポインタの動きが規制される。すなわち、ユーザが操作部を押圧するときの作用で筐体が動いてもポインタの動きが規制される。したがって、ユーザの意図しないポインタやアイコン等の動作が発生することを防止することができ、操作感を向上させることができる。
上記入力装置において、前記出力制御手段は、前記押圧操作信号の入力が解除されてから第２の時間以内は、前記画面上で前記ポインタが停止するように前記移動コマンドの出力を制御する。
これにより、押圧操作信号の入力が解除されてから第２の時間以内は、ポインタの動きが規制されるため、例えばユーザが操作部を押圧した指をその操作部から離すときの作用で筐体が動いても、画面上でポインタは動かない。したがって、ユーザの意図しないポインタやアイコン等の動作が発生することを防止することができ、操作感を向上させることができる。第２の時間は、上記第１の時間と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
上記入力装置において、前記出力制御手段は、前記第１の時間内に前記押圧操作信号の入力が解除された場合、前記押圧操作信号の入力の解除から第２の時間内は、前記画面上で前記ポインタが停止するように前記移動コマンドの出力を制御する。
これにより、ユーザは、違和感なく、自然にポインタなどを操作することができる。
上記入力装置において、前記出力制御手段は、前記第２の時間内に前記押圧操作信号の入力が開始された場合、前記押圧操作信号の入力の開始から第１の時間内は、前記画面上で前記ポインタが停止するように前記移動コマンドの出力を制御する。
これにより、ユーザは、違和感なく、自然にポインタなどを操作することができる。
上記入力装置において、前記周期で発光する前記発光素子の、発光時における前記受光信号の出力値及び消灯時における前記受光信号出力値の差が所定の閾値を超えるか否かに応じて前記受光信号の入力を判定する。
これにより、効果的に外乱光の影響を軽減することができる。
上記入力装置において、前記ユーザにより押圧される押圧面を有し、前記押圧面上に前記検出領域が配置されるように設けられ、前記発光素子から照射された光を透過させる透過部材をさらに具備してもよい。
上記入力装置において、前記透過部材及び前記光センサを一体的に支持する支持部材をさらに具備してもよい。
これにより、透過部材の表面で反射される光のレベルを安定させることができる。従って、ユーザの指が検出領域に存在しないにも関わらず、受光素子が光を検出してしまうことを防止することができる。
上記入力装置において、前記光センサは、前記透過部材により樹脂封止されていてもよい。
これにより、透過部材の反射面を減少させることができるため、透過部材により反射される光のレベルを安定させることができる。
上記入力装置において、前記支持部材は、前記発光素子及び前記受光素子を保持する保持ベースと、前記透過部材に当接するように、前記発光素子及び前記受光素子の間で前記保持ベース上に設けられ、前記発光素子からの前記光を遮蔽する遮光部材とを有していてもよい。
本発明では、遮光部材により、発光素子から照射された光を、受光素子が直接的に受光してしまうことを防止することができる。さらに、発光素子から照射され、透過部材により反射された光を、受光素子が受光してしまうことを防止することができる。
本発明の他の観点に係る制御装置は、筐体と、前記筐体の動きを検出し、前記筐体の動きに応じた動き信号を出力する動きセンサと、検出領域を有し、前記検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出するセンサとを有する入力装置から出力された前記動き信号の情報、及び前記身体が存在することを示す存在情報に応じて画面上のポインタの移動の表示を制御する制御装置であって、前記動き信号の情報、及び前記存在情報を受信する受信手段と、前記画面上で前記ポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた制御信号を出力する出力手段と、前記制御信号に応じて前記画面上での前記ポインタの移動の表示を制御する表示制御手段と、前記存在情報に応じて前記ポインタの移動の開始及び停止を切り替えるために前記制御信号の出力を制御する出力制御手段とを具備する。
本発明のさらに別の観点に係る制御システムは、画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、筐体と、前記筐体の動きを検出し、前記筐体の動きに応じた動き信号を出力する動きセンサと、前記画面上で前記ポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた移動コマンドを出力するコマンド出力手段と、検出領域を有し、前記検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出するセンサと、前記センサにより前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合、前記ポインタの移動の開始及び停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する出力制御手段とを有する入力装置と、前記移動コマンドを受信する受信手段と、前記移動コマンドに応じて前記画面上でのポインタの移動の表示を制御する表示制御手段とを有する制御装置とを具備する。
本発明のさらに別の観点に係る制御システムは、画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、筐体と、前記筐体の動きを検出し、前記筐体の動きに応じた動き信号を出力する動きセンサと、検出領域を有し、前記検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出するセンサと、前記動き信号の情報、及び前記身体が存在することを示す存在情報を送信する送信手段と、前記動き信号の情報、及び前記存在情報を受信する受信手段と、前記画面上で前記ポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた制御信号を出力する出力手段と、前記制御信号に応じて前記画面上での前記ポインタの移動の表示を制御する表示制御手段と、前記存在情報に応じて前記ポインタの移動の開始及び停止を切り替えるために前記制御信号の出力を制御する出力制御手段とを具備する。
本発明の他の観点に係る制御方法は、筐体の動きを検出することで前記筐体の動きに応じた動き信号を出力し、画面上でポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた移動コマンドを出力し、検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出し、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合、前記ポインタの移動の開始及び停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する。
本発明の一形態に係るスイッチモジュールは、カバーと、センサモジュールと、支持体と、吸収領域とを具備する。
前記カバーは、ユーザがカバーに直接的または間接的に接触することで力が加えられることが可能に設けられる。
前記センサモジュール体は、前記カバー上に検出領域を有し、前記ユーザの身体を光学的に検出する。
前記支持体は、前記カバーと前記センサモジュール体とを支持する。
前記吸収領域は、前記カバーと前記センサモジュール体との間に設けられ、前記力を吸収する。
吸収領域がカバーとセンサモジュール体との間に設けられているので、ユーザにより力が加えられても、センサモジュール体が損傷する等の懸念を解消することができる。
ユーザがカバーに触れることにより直接的にカバーに力が加えられてもよい。あるいは、ユーザがカバー上に設けられた他の部材に触れることにより、その他の部材を介して間接的にカバーに力が加えられてもよい。また、ユーザの接触による力は、ユーザが意図的にカバーを押すときの押圧力も含まれてもよい。
カバーの一部または全部が、センサモジュール体の発光素子が発する波長領域の光の透過性を有する材料で構成されていればよい。
前記吸収領域は、空間を有してもよい。つまり、カバーとセンサモジュール体との間の吸収領域の一部または全部が空間で構成されることにより、吸収領域はユーザの力を吸収することができる。
前記吸収領域は、弾性材を有してもよい。弾性材は、吸収領域の一部または全部に設けられていればよい。
前記センサモジュール体は、発光素子と、前記発光素子から発せられた光を受ける受光素子とを有してもよい。その場合、前記スイッチモジュールは、前記発光素子からの光が前記カバーにより反射させられたことにより発生する反射光が受光素子へ入射することを抑制する反射抑制手段をさらに具備してもよい。反射抑制手段がない場合、発光素子からの光が前記カバーにより反射させられることにより、その反射光が受光素子に入射し、誤検出が生じるおそれがあるが、本発明によればそのような誤検出を防止できる。
前記反射抑制手段は、前記吸収領域に設けられた弾性材を有してもよい。つまり、弾性材は、上記反射の抑制の機能、及び、吸収領域における力の吸収の機能を有してもよい。これにより、別途の部材が設けられることなく、受光素子によるユーザの身体の検出精度が向上し、かつ、センサモジュール体の損傷を防止でき、スイッチモジュールの小型化を実現することができる。
例えば、センサモジュール体が、発光素子及び受光素子の間に設けられた壁部材を有する場合、弾性材はその壁部材から延長されるように設けられていてもよい。このように、弾性材が壁部材の延長上に設けられることにより、実質的に吸収領域のすべてに設けられる場合に比べ、反射光が受光素子までたどり着くことができない。
弾性材が、実質的に吸収領域のすべてに設けられる場合であっても、反射を抑制できる。この場合、センサモジュール体の発光素子から発せられる光の光路となる媒質中での光の屈折率と、弾性材の光の屈折率が実質的に同じかまたは近いものであれば、弾性材における反射光の発生を効果的に防止することができる。
前記反射抑制手段は、前記カバーに設けられた反射防止膜を有してもよい。
前記反射抑制手段は、前記カバーの、前記吸収領域が設けられる側に前記カバーに一体的に設けられた突起部を有してもよい。突起部は、レンズ形状でもよいし、その他の形状であってもよい。突起部は、レンズ形状の場合、反射を抑制するだけでなく、発光素子からの光のうち、ユーザの身体からの反射光を効率良く受光素子に集めることができる。
前記センサモジュール体は、発光素子と、前記発光素子から発せられた光を受ける受光素子と、前記発光素子及び前記受光素子が配置される面を含む配置面とを有してもよい。その場合、前記カバーは、前記検出領域側に設けられた、前記配置面より狭い、前記発光素子から発せられた前記光を透過させる透過開口面を有してもよい。これにより、カバーからセンサモジュール体へ入射する外乱光を減らすことができ、センサモジュール体の誤検出を防止することができる。
前記センサモジュール体は、発光素子と、前記発光素子から発せられた光を受ける受光素子と、前記発光素子と前記受光素子との間に設けられた壁部材とを有してもよい。
前記カバーは、前記力を受ける側に設けられた表面であって、前記センサモジュール体による光の透過が可能な透過開口面を含む底部と、前記底部より高さの高い壁部とで構成される凹形状の表面を有してもよい。凹形状に、ユーザの身体が嵌り込めば、壁部が外乱光を遮るため、透過開口面を介してその外乱光がセンサモジュール体に入射することを抑制できる。また、この場合、ユーザがカバーに力を加えるときに、凹形状の表面は、ユーザの身体を透過開口面上がある位置へガイドする機能を有するため、ユーザは視覚に限られず触覚によって容易にカバーの位置を認識することができる。
前記センサモジュール体は、発光素子と、前記発光素子から発せられた光を受ける受光素子とを有する場合、前記スイッチモジュールは、前記受光素子が受ける光のうち、前記発光素子が発する前記光の波長領域に属する光を選択的に透過させる波長選択領域をさらに具備してもよい。これにより、受光素子は、発光素子から発せられた光を適切に検出することができるため、外乱光の影響を効果的に軽減することができる。
上記した各スイッチモジュールは、このスイッチモジュールを弾性的に支持する弾性支持体と、前記カバーに加えられる力及び前記弾性支持体による弾性力によりＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるプッシュ式スイッチとをさらに具備してもよい。
本発明の一形態に係るハンドヘルド装置は、筐体と、表示部と、移動コマンド出力手段と、第１のスイッチと、制御手段とを具備する。
前記センサは、前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた検出信号を出力する。
前記移動コマンド出力手段は、前記検出信号に応じて、前記表示部で表示される画面上でポインタを動かすための移動コマンドを出力する。
前記第１のスイッチは、前記ハンドヘルド装置への操作入力に応じてＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
前記制御手段は、移動コマンドに応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記第１のスイッチの切り替えに応じて前記ポインタの移動の開始及び停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する。
本発明の一形態に係るハンドヘルド装置において、筐体と、表示部と、動きセンサと、コマンド出力手段と、制御手段とを具備する。
前記動きセンサは、前記筐体の動きを検出し、前記筐体の動きに応じた動き信号を出力する。
前記コマンド出力手段は、前記表示部に表示される画面上でポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた移動コマンドを出力する。
前記センサは、検出領域を有し、前記検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出する。
前記制御手段は、前記移動コマンドに応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記センサにより前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合、前記ポインタの移動の開始及び停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する。
以上のように、本各発明によれば、入力装置が動いている場合であってもユーザの操作によって画面上のポインタの動きを規制することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る制御システムを示す図である。制御システム１００は、表示装置５、制御装置４０及び入力装置１を含む。
図２は、入力装置１を示す斜視図である。入力装置１は、ユーザが持つことができる程度の大きさとされている。入力装置１は、筐体１０、筐体１０の上部に設けられた例えば２つのプッシュタイプのボタン１１、１２、回転タイプのホイールボタン１３等の操作部２３を備えている。筐体１０の上部の中央よりに設けられたボタン１１（以下、操作ボタン１１という。）は、例えばＰＣで用いられる入力デバイスとしてのマウスの左ボタンの機能を有し、操作ボタン１１に隣接する隣接ボタン１２は右ボタンの機能を有する。
例えば、操作ボタン１１を長押して入力装置１を移動させることによりアイコン４を移動させる「ドラッグアンドドロップ」、操作ボタン１１のダブルクリックによりファイルを開く操作、ホイールボタン１３により画面３（図５参照）のスクロール操作が行われるようにしてもよい。アイコンとは、コンピュータ上のプログラムの機能、実行コマンド、またはファイルの内容等が画面３上で画像化されたものである。操作ボタン１１、隣接ボタン１２、ホイールボタン１３の配置、発行されるコマンドの内容等は、適宜変更可能である。
図３は、入力装置１の内部の構成を模式的に示す図である。図４は、入力装置１の電気的な構成を示すブロック図である。
入力装置１は、センサユニット１７、制御ユニット３０、バッテリー１４を備えている。
図９は、センサユニット１７を示す斜視図である。センサユニット１７は、筐体１０の動き、つまり入力装置１の動きを検出するセンサである。センサユニット１７は、互いに異なる角度、例えば直交する２軸（Ｘ軸及びＹ軸）に沿った加速度を検出する加速度センサユニット１６を有する。すなわち、加速度センサユニット１６は、第１の加速度センサ１６１及び第２の加速度センサ１６２の２つセンサを含む。また、センサユニット１７は、その直交する２軸の周りの角加速度を検出する角速度センサユニット１５を有する。すなわち、角速度センサユニット１５は、第１の角速度センサ１５１及び第２の角速度センサ１５２の２つのセンサを含む。これらの加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５はパッケージングされ、回路基板２５上に搭載されている。
第１、第２の角速度センサ１５１、１５２としては、角速度に比例したコリオリ力を検出する振動型のジャイロセンサが用いられる。第１、第２の加速度センサ１６１、１６２としては、ピエゾ抵抗型、圧電型、静電容量型等、どのようなタイプのセンサであってもよい。
図２及び図３の説明では、便宜上、筐体１０の長手方向をＺ’方向とし、筐体１０の厚さ方向をＸ’方向とし、筐体１０の幅方向をＹ’方向とする。この場合、上記センサユニット１７は、回路基板２５の、加速度センサユニット１６及び角速度センサユニット１５を搭載する面がＸ’−Ｙ’平面に実質的に平行となるように、筐体１０に内蔵される。上記したように、両センサユニット１６、１５はＸ軸及びＹ軸の２軸に関する物理量を検出する。以降では、入力デバイス１とともに動く座標系、つまり、入力デバイス１に固定された座標系をＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸で表す。一方、静止した地球上の座標系、つまり慣性座標系をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で表す。また、以降の説明では、入力装置１の動きに関し、Ｘ’軸の周りの回転の方向をピッチ方向、Ｙ’軸の周りの回転の方向をヨー方向といい、Ｚ’軸（ロール軸）方向の周りの回転の方向をロール方向という場合もある。
制御ユニット３０は、メイン基板１８、メイン基板１８上にマウントされたＭＰＵ１９（Micro Processing Unit）（あるいはＣＰＵ）、水晶発振器２０、送信機２１、メイン基板１８上にプリントされたアンテナ２２を含む。
ＭＰＵ１９は、必要な揮発性及び不揮発性メモリを内蔵している。ＭＰＵ１９は、センサユニット１７による検出信号、操作部２３による操作信号等を入力し、これらの入力信号に応じた所定の制御信号（コマンド）を生成するため、各種の演算処理等を行う。
送信機２１は、ＭＰＵ１９で生成されたコマンドを無線信号（例えばＲＦ無線信号）として、アンテナ２２を介して制御装置４０に送信する。
水晶発振器２０は、基準パルスを生成し、これをＭＰＵ１９に供給する。ＭＰＵ１９はこの基準パルスに基き、様々な周波数のクロックを生成することができる。バッテリー１４としては、乾電池または充電式電池等が用いられる。
制御装置４０はコンピュータであり、ＭＰＵ３５（あるいはＣＰＵ）、表示制御部４２、ＲＡＭ３６、ＲＯＭ３７、ビデオＲＡＭ４１、アンテナ３９及び受信機３８等を含む。
受信機３８は、入力装置１から送信された制御信号を、アンテナ３９を介して受信する。ＭＰＵ３５は、その制御信号を解析し、各種の演算処理を行う。表示制御部４２は、ＭＰＵ３５の制御に応じて、主に、表示装置５の画面３上に表示するための画面データを生成する。ビデオＲＡＭ４１は、表示制御部４２の作業領域となり、生成された画面データを一時的に格納する。
制御装置４０は、入力装置１に専用の機器であってもよいが、ＰＣ等であってもよい。制御装置４０は、ＰＣに限られず、表示装置５と一体となったコンピュータであってもよいし、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、ゲーム機器、またはカーナビゲーション機器等であってもよい。
表示装置５は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等が挙げられるが、これらに限られない。あるいは、表示装置５は、テレビジョン放送等を受信できるディスプレイと一体となった装置でもよい。
図５は、表示装置５に表示される画面３の例を示す図である。画面３上には、アイコン４等のＵＩやポインタ２が表示されている。なお、画面３上の水平方向をＸ軸方向とし、垂直方向をＹ軸方向とする。
図６は、ユーザが入力装置１を握った様子を示す図である。図６に示すように、入力装置１は、操作部２３として、上記操作ボタン１１、隣接ボタン１２、ホイールボタン１３のほか、例えばテレビ等を操作するリモートコントローラに設けられるような各種のボタン２９や電源ボタン２８等を備えていてもよい。このようにユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１を空中で移動させ、あるいは操作部２３を操作することにより、それにより発生するコマンドの信号が制御装置４０に出力され、制御装置４０によりＵＩが制御される。
入力装置１のＭＰＵ１９は、上記コマンドとして、典型的にはセンサユニット１７による検出信号に応じた、画面３上でのポインタ２の変位量に対応する移動コマンド、及び、操作部２３を介したユーザによる操作入力に応じた操作コマンドを生成する（移動コマンド出力手段、決定コマンド出力手段）。
操作部２３を介してユーザにより入力された操作信号は、入力装置１（筐体１０）の動きによる信号であるセンサユニット１７の検出信号以外の入力信号、すなわち入力装置１の動きによらない操作信号である。
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、操作ボタン１１の構成を示す模式図である。
操作部２３の一部である操作ボタン１１は、２段階のアクションを有するボタンである。操作ボタン１１は、例えば移動ボタン７（第１のボタン）と、この移動ボタン７とは物理的に離れて設けられた決定ボタン８（第２のボタン）と、移動ボタン７及び決定ボタン８を連続的に押すことが可能な表面ボタン６とを有する。移動ボタン７は、内部に図示しないスイッチ（第１のスイッチ）を有し、決定ボタン８も、内部に図示しないスイッチ（第２のスイッチ）を有する。移動ボタン７が押されることにより、スイッチがＯＮ状態となり、操作信号（第１の操作信号）が入力された状態となる。決定ボタン８が押されることにより、スイッチが電気的にＯＮ状態となり、操作信号（第２の操作信号）が入力された状態となる。
移動ボタン７及び決定ボタン８の各スイッチは、メイン基板１８に電気的に接続されている。ＭＰＵ１９は、移動ボタン７のスイッチの切り替えに応じて、ポインタ２の移動の開始及び停止を切り替えるための制御信号を出力する。決定ボタン８は、例えば上記したようにマウスの右ボタンの機能を有する。決定ボタン８が押されスイッチがＯＮとされることで、ＭＰＵ１９は決定コマンド（上記操作コマンドの一部）を出力する。
決定コマンドとは、例えば画面３上のアイコン４等を対象として所定の処理を実行するためのコマンドであり、典型的にはそのＵＩを選択するコマンドである。しかし、決定ボタン８の機能はこれに限れるわけではなく、制御装置４０で動作するアプリケーションプログラムにより適宜種々の機能として設定される。
図７（Ａ）は、操作ボタン１１がユーザにより押されていない状態を示す図である。表面ボタン６は、筐体１０に設けられた軸９に接続され、その反対側の端部でバネ２４を介して筐体に接続されている。ユーザの指３４で表面ボタン６の表面が押されることにより、表面ボタン６は、軸９を中心としてバネ２４のバネ力に抗して回動する。移動ボタン７及び決定ボタン８はプッシュタイプのボタンである。表面ボタン６の裏面には、移動ボタン７及び決定ボタン８をそれぞれ押すことが可能な突起６ａ及び６ｂが設けられている。
移動ボタン７及び決定ボタン８は、例えば筐体１０内に配置されている。表面ボタン６が所定の距離（第１の距離）押されることで（図７（Ｂ）参照）、突起６ａにより移動ボタン７が押され、続いて表面ボタン６がさらに所定の距離（第２の距離）押されることで（図７（Ｃ）参照）、突起６ｂにより決定ボタン８が押される。図７（Ｂ）は、移動ボタン７が押され、決定ボタン８が押されていない状態を示している。図７（Ｃ）は、移動ボタン７及び決定ボタン８が両方ともに押されている状態を示している。
押された表面ボタン６が解除される場合、バネ２４の戻り力により、表面ボタン６は図７（Ｃ）→図７（Ｂ）→図７（Ａ）の順に動き、決定ボタン８、移動ボタン７の順に、それらの押された状態が解除される。
上記第１の距離及び第２の距離は、同じでもよいし異なっていてもよく、適宜設定可能である。図７（Ａ）に示す状態から図７（Ｂ）に示す状態まで移行するときに必要な力と、図７（Ｂ）に示す状態から図７（Ｃ）に示す状態まで移行するときに必要な力は、同じでもよいし、異なっていてもよい。
以上のような操作ボタン１１では、移動ボタン７が押され、かつ、決定ボタン８が押されない状態（図７（Ｂ））が維持される、いわゆる半押しも可能である。ユーザは操作ボタン１１を半押し状態で入力装置１を動かすことにより、制御装置４０はポインタ２を所望の位置へ移動させるように表示を制御する。
次に、入力装置１の動かし方及びこれによる画面３上のポインタ２の動きの典型的な例を説明する。図８はその説明図である。
図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ユーザが入力装置１を握った状態で、入力装置１のボタン１１、１２が配置されている側を表示装置５側に向ける。ユーザは、親指を上にし子指を下にした状態、いわば握手する状態で入力装置１を握る。この状態で、センサユニット１７の回路基板２５（図９参照）は、表示装置５の画面３に対して平行に近くなり、センサユニット１７の検出軸である２軸が、画面３上の水平軸（Ｘ軸）及び垂直軸（Ｙ軸）に対応するようになる。以下、このような図８（Ａ）、（Ｂ）に示す入力装置１の姿勢を基本姿勢という。
図８（Ａ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を上下方向に動かすかまたはＸ軸の周りで回転させる。このとき、第２の加速度センサ１６２は、ピッチ方向の加速度（第２の加速度）を検出し、第１の角速度センサ１５１は、Ｘ軸の周りの角速度（第１の角速度）を検出する。これらの検出値に基き、制御装置４０は、ポインタ２がＹ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
一方、図８（Ｂ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を左右方向に動かすかまたはＹ軸の周りで回転させる。このとき、第１の加速度センサ１６１は、ヨー方向の加速度（第１の加速度）を検出し、第２の角速度センサ１５２は、Ｙ軸の周りの角速度（第２の角速度）を検出する。これらの検出値に基き、制御装置４０は、ポインタ２がＸ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
後で詳述するが、一実施の形態では、入力装置１のＭＰＵ１９が、内部の不揮発性メモリに格納されたプログラムに従い、センサユニット１７で検出された各検出値に基きヨー及びピッチ方向の速度値を算出する。ここで、ポインタ２の移動の制御のためには、加速度センサユニット１６が検出する２軸の加速度値の積分値（速度）のディメンジョンが用いられる。そして、この速度のディメンジョンの情報が移動コマンドの信号として制御装置４０に送られる（図１２参照）。
他の実施の形態では、入力装置１は、センサユニット１７で検出された物理量のディメンジョンの情報が移動コマンドの信号として制御装置４０に送られる。この場合、制御装置４０のＭＰＵ３５は、ＲＯＭ３７に格納されたプログラムに従い、受信した移動コマンドに基きＸ及びＹ軸方向の速度値を算出する。表示制御部４２は、この速度値に応じてポインタ２を移動させるように表示する（図１５参照）。
制御装置４０は、入力装置１の単位時間当りのヨー方向の変位を、画面３上のＸ軸上でのポインタ２の変位量に変換し、入力装置１の単位時間当りのピッチ方向の変位を、画面３上のＹ軸上でのポインタ２の変位量に変換することにより、ポインタ２を移動させる。典型的には、例えば図１２に示す例では、制御装置４０のＭＰＵ１９は、所定のクロック数ごとに供給されてくる速度値について、（ｎ−１）回目に供給された速度値に、ｎ回目に供給された速度値を加算する。これにより、当該ｎ回目に供給された速度値が、ポインタ２の変位量に相当し、ポインタ２の画面３上の座標情報が生成される。
上記速度値を算出するときの、加速度値の積分についても、この変位量の算出方法と同様とすればよい。
次に、加速度センサユニット１６への重力の影響について説明する。図１０及び図１１は、その説明のための図である。図１０は、入力装置１をＺ方向で見た図であり、図１１は、入力装置１をＸ方向で見た図である。
図１０（Ａ）では、入力装置１が基本姿勢とされ、静止しているとする。このとき、第１の加速度センサ１６１の出力は実質的に０であり、第２の加速度センサ１６２の出力は、重力加速度Ｇ分の出力とされている。しかし、例えば図１０（Ｂ）に示すように、入力装置１がロール方向に傾いた状態では、第１、第２の加速度センサ１６１、１６２は、重力加速度Ｇのそれぞれの傾き成分の加速度値を検出する。
この場合、特に、入力装置１が実際にヨー方向には動いていないにも関わらず、第１の加速度センサ１６１はヨー方向の加速度を検出することになる。この図１０（Ｂ）に示す状態は、図１０（Ｃ）のように入力装置１が基本姿勢にあるときに、加速度センサユニット１６が破線の矢印で示すような慣性力Ix、Iyを受けた状態と等価であり、加速度センサユニット１６にとって区別が付かない。その結果、加速度センサユニット１６は、矢印Ｆで示すような左に斜め下方向の加速度が入力装置１に加わったと判断し、入力装置１の実際の動きとは違った検出信号を出力する。しかも、重力加速度Ｇは常に加速度センサユニット１６に作用するため、積分値は増大し、ポインタ２を斜め下方に変位させる量は加速度的に増大してしまう。図１０（Ａ）から図１０（Ｂ）に状態が移行した場合、本来、画面３上のポインタ２が動かないようにすることが、ユーザの直感に合った操作と言える。
例えば、図１１（Ａ）に示すような入力装置１の基本姿勢の状態から、図１１（Ｂ）に示すような、入力装置１がピッチ方向で回転して傾いたときも、上記と同様のことが言える。このような場合、入力装置１が基本姿勢にあるときの第２の加速度センサ１６２が検出する重力加速度Ｇが減少するので、図１１（Ｃ）に示すように、入力装置１は、上のピッチ方向の慣性力Iと区別が付かない。
以上のような加速度センサユニット１６への重力の影響を極力減らすために、本実施の形態に係る入力装置１は、角速度センサユニット１５で検出された角速度値を用いて、入力装置１の速度値を算出する。以下、この動作について説明する。図１２は、その動作を示すフローチャートである。
入力装置１に電源が投入される。例えば、ユーザが入力装置１または制御装置４０に設けられた電源スイッチ等を入れることにより、入力装置１に電源が投入される。電源が投入されると、加速度センサユニット１６から２軸の加速度信号（第１、第２の加速度値ax、ay）が出力され（ステップ１０１ａ）、これがＭＰＵ１９に供給される。この加速度信号は、電源が投入された時点での入力装置１の姿勢（以下、初期姿勢という）に対応する信号である。
初期姿勢は、上記基本姿勢になることも考えられる。しかし、Ｘ軸方向に重力加速度のすべての量が検出される姿勢、すなわち第１の加速度センサ１６１の出力が重力加速度分の加速度値を検出し、第２の加速度センサ１６２の出力が０である場合もある。もちろん初期姿勢は、図１０（Ｂ）に示したように傾いた姿勢であることも考えられる。
入力装置１のＭＰＵ１９は、所定のクロック数ごとにこの加速度センサユニット１６からの加速度信号（ax、ay）を取得する。ＭＰＵ１９は、２回目以降の加速度信号（ax、ay）を取得すると、重力の影響を除去するために、次のような演算を行う。すなわちＭＰＵ１９は、下記の式（１）、（２）のように、今回の加速度値ax、ayから、前回のそれぞれＸ軸及びＹ軸方向で検出された重力加速度成分（１回目のax(=arefx)、ay(=arefy)）を差し引き、それぞれ第１の補正加速度値acorx、第２の補正加速度値acoryを生成する（ステップ１０２ａ）。
acorx =ax−arefx・・・（１）
acory =ay−arefy・・・（２）。
arefx、arefyを、以降、それぞれＸ軸及びＹ軸の基準加速度値（第１の基準加速度値、第２の基準加速度値）という。電源が投入されてから最初にステップ１０２ａの計算をするとき、arefx、arefyは電源投入直後に検出された加速度信号ax、ayとなる。
ＭＰＵ１９は、式（３）、（４）に示すように、第１、第２の補正加速度値acorx、acoryを加算していく、つまり積分演算により、それぞれ第１の速度値Vx、第２の速度値Vyを算出する（ステップ１１５）。
Vx(t) =Vx(t-1)＋acorx・・・（３）
Vy(t) =Vy(t-1)＋acory・・・（４）
Vx(t)、Vy(t)は今回の速度値を表し、Vx(t-1)、Vy(t-1)は前回の速度値を表している。
一方、上記したように、入力装置１に電源が投入されると、角速度センサユニット１５から２軸の角速度信号（第１及び第２の角速度値ωx、ωy）が出力され（ステップ１０１ｂ）、これがＭＰＵ１９に供給される。ＭＰＵ１９は、これを取得すると、微分演算により、それぞれの角加速度値（第１の角加速度値Δωx、第２の角加速度値Δωy）を算出する（ステップ１０２ｂ）。
ＭＰＵ１９は、上記Δωx、Δωyの絶対値|Δωy|、|Δωx|がそれぞれ閾値Th１より小さいか否かを判定する（ステップ１０３、ステップ１０６）。|Δωy|≧Th１の場合、ＭＰＵ１９は、第１の基準加速度値arefxをそのまま用い、これを更新しない（ステップ１０４）。同様に、|Δωx|≧Th１の場合、ＭＰＵ１９は、第２の基準加速度値arefyをそのまま用い、これを更新しない（ステップ１０７）。
閾値Th１は、０に近い値が設定される。閾値Th１は、ユーザが意識的に入力装置１を静止させているにも関わらず、ユーザの手ぶれやＤＣオフセットや等により検出されてしまう角速度値が考慮される。こうすることで、ユーザが意識的に入力装置１を静止させた場合に、当該手ぶれやＤＣオフセットによりポインタ２が動いて表示されてしまうことを防止できる。
以上のように処理するのは以下の理由による。
図１３は、入力装置１を操作するユーザを上から見た図である。ユーザが自然に入力装置１を操作する場合、腕の付け根の回転、肘の回転及び手首の回転のうち少なくとも１つによって操作する。したがって、加速度が発生すれば、角加速度も発生すると考える。すなわち、加速度は、その加速度の方向と同じ方向の角加速度に従属するものとみなすことができる。したがって、ＭＰＵ１９は、第２の角加速度値|Δωy|を監視することで、それと同じ方向である第１の基準加速度値arefxを更新するか否かを判定し、式（１）から結果的に第１の補正加速度値acorxを校正するか否かを判定することができる。第１の角加速度値|Δωx|についても同様である。
さらに詳しく説明すると、第２の角加速度値|Δωy|が閾値Th１以上であるときは、ＭＰＵ１９は、入力装置１がヨー方向に動いていると判定する。この場合、ＭＰＵ１９は、第１の基準加速度値arefxを更新せず、結果的に、第１の補正加速度値acorxを校正せず、そのacorxに基き、式（３）の積分演算を続ける。
また、第１の角加速度値|Δωx|が閾値Th１以上であるときは、ＭＰＵ１９は、入力装置１がピッチ方向に動いていると判定する。この場合、ＭＰＵ１９は、第２の基準加速度値arefyを更新せず、結果的に、第２の補正加速度値acoryを校正せず、そのacoryに基き、式（４）の積分演算を続ける。
一方、ステップ１０３において、第２の角加速度値|Δωy|が閾値Th１より小さいときは、ＭＰＵ１９は、入力装置１がヨー方向では静止していると判定する。この場合、ＭＰＵ１９は、第１の基準加速度値arefxを今回の（最新の）検出値axに更新することで、式（１）により、第１の補正加速度値acorxを校正する（ステップ１０５）。最新の検出値axとは、つまり、入力装置１がほぼ静止している状態での検出値であるので、これは重力加速度による成分値となる。
同様に、ステップ１０６において、第１の角加速度値|Δωx|が閾値Th１より小さいときは、ＭＰＵ１９は、入力装置１がピッチ方向では静止していると判定する。この場合、ＭＰＵ１９は、第２の基準加速度値arefyを今回の（最新の）検出値ayに更新することで、式（２）により、第２の補正加速度値acoryを校正する（ステップ１０８）。
なお、本実施の形態では、ヨー方向及びピッチ方向の両方向について閾値を同じ値Th１としたが、両方向で異なる閾値が用いられてもよい。
上記では、角加速度値Δωx、Δωyが監視されたが、さらにＭＰＵ１９は、角速度値ωx、ωyを監視することで、式（３）、（４）で算出された速度値を補正することも可能である。図１３の考え方により、速度が発生すれば、角速度も発生すると考え、速度は、その速度の方向と同じ方向の角速度に従属するものとみなすことができる。
詳しくは、第２の角速度値の絶対値|ωy|が閾値Th２以上であるときは（ステップ１０９のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、入力装置１がヨー方向に動いていると判定する。この場合、ＭＰＵ１９は、第１の速度値Vxを補正しない（ステップ１１０）。第１の角速度値の絶対値|ωx|についても同様である（ステップ１１２のＮＯ、ステップ１１３）。
閾値Th２も、上記閾値Th１の設定とどうような趣旨で設定されればよい。
一方、第２の角速度値の絶対値|ωy|が閾値Th２より小さいときは（ステップ１０９のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、入力装置１がヨー方向では静止していると判定する。この場合、ＭＰＵ１９は、第１の速度値Vxを補正し、例えばゼロにリセットされる（ステップ１１１）。第１の角速度値の絶対値|ωx|についても同様である（ステップ１１２のＹＥＳ、ステップ１１４）。
以上のようにＭＰＵ１９は、両方向の速度値Vx、Vyを出力し、送信機２１はこの速度値に関する入力情報を制御装置４０に出力する（ステップ１１６）。
制御装置４０のＭＰＵ３５は、入力情報である速度値Vx、Vyを入力する（ステップ１１７）。ＭＰＵ３５は、下記の式（５）、（６）に示す、速度値Vx、Vyに応じた、ポインタ２の座標値X、Yを生成する（ステップ１１８）。表示制御部４２は、画面３上の座標値X、Yの位置にポインタ２が移動するように表示を制御する（ステップ１１９）（表示制御手段）。
X(t) =X(t-1)＋Vx・・・（５）
Y(t) =Y(t-1)＋Vy・・・（６）。
以上のように、入力装置１がほぼ静止したときには基準加速度値arefx、arefyが更新され、補正加速度値acorx、acoryが校正されるので、加速度センサユニット１６への重力の影響を抑えることができる。また、基準加速度値arefx、arefyが更新されると、式（１）、（２）より加速度値acorx、acoryが補正されるため、ＤＣレベルも補正され、ＤＣオフセットの問題も解決される。さらに、入力装置１がほぼ静止したときには速度値もゼロリセットされるように補正されるので、積分誤差も抑えることができる。積分誤差が発生すると、ユーザが入力装置１の移動を停止させたにも関わらず、ポインタ２が画面３上で動く現象が起こる。
また、本実施の形態では、第１の基準加速度値arefx及び第２の基準加速度値arefyの更新が個別に行われることにより、例えばヨー及びピッチ方向のうち一方の角加速度値のみが閾値より小さくなれば、その校正が行われることになる。したがって、実用的に十分短い時間間隔で、第１の基準加速度値arefxまたは第２の基準加速度値arefyを更新することができる。第１の速度値Vx及び第２の速度値Vyの補正が個別に行われることについても同様のことが言える。図１４は、このことをわかりやすく説明するための図である。
図１４では、Ｘ軸及びＹ軸の平面で見た入力装置１の軌跡を示している。ヨー方向での角速度値ωyがほぼゼロ（閾値Th２より小さい）であれば、Vxがゼロリセットされる。ピッチ方向での角速度値ωxがほぼゼロ（閾値Th２より小さい）であれば、Vyがゼロリセットされる。
図１５は、上記した他の実施の形態を示すフローチャートである。このフローチャートでは、入力装置１がセンサユニット１７から出力された２軸の加速度信号及び２軸の角速度信号を入力情報として制御装置４０に出力する。制御装置４０のＭＰＵ３５は、ステップ２０４〜２１８において、図１２で示したステップ１０２ａ及び１０２ｂ〜１１５を実行する。詳細は、図１２と同様であるので説明を省略する。
次に、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示した操作ボタン１１が押されるときの入力装置１の動作について説明する。図１６は、その動作を示すフローチャートである。
ユーザにより操作ボタン１１の移動ボタン７を介して第１の操作信号が入力されていない状態では（ステップ４０１のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、移動コマンドの出力を停止しているか、または、ポインタ２の変位量をゼロとする移動コマンドを出力する（ステップ４０２）（出力制御手段）。すなわち、ユーザが入力装置１を持って動かしたとしても、画面３上でポインタ２は動かない。これにより、ユーザが意図しないポインタ２の移動を規制することができる。
移動ボタン７が押されると（ステップ４０１のＹＥＳ）、つまり第１のスイッチを介して第１の操作信号が入力されると、ＭＰＵ１９は、移動コマンドの出力を開始する（ステップ４０３）（出力制御手段）。制御装置４０は、その移動コマンドを受信することで、移動コマンドに応じたポインタ２の移動を開始するように、ポインタ２の表示を制御する。
移動ボタン７が押された状態で、決定ボタン８が押された場合（ステップ４０４のＹＥＳ）、つまり第２のスイッチを介した操作入力がなされると、ＭＰＵ１９は、決定コマンドを出力し、制御装置４０はこれを受信して所定の処理を実行する。例えば、画面３上における決定ボタン８が押されたときのポインタ２の位置がアイコン４上であれば、制御装置４０のＭＰＵ３５は、そのアイコン４を選択する処理を実行したり、そのアイコン４に対応するアプリケーションプログラムを起動したりする。決定ボタン８が押されたときのポインタ２の位置がアイコン４上でない場合、制御装置４０は、他の所定の処理を実行する（ステップ４０５）。
なお、ステップ４０４で決定ボタン８が押されてから、決定ボタン８が離され、所定の時間内に再び決定ボタン８が押されると、ＭＰＵ１９またはＭＰＵ３５は、ダブルクリックに対応した処理を実行する。あるいは、ステップ４０４で決定ボタン８が押された状態が維持されると、ドラッグ操作が可能な状態となる。
本実施の形態では、ユーザにより移動ボタン７が押されて第１の操作信号が入力された状態で、決定ボタン８が押されて第２の操作信号が入力されることにより、決定コマンドが出力される。これにより、移動ボタン７が押されることでポインタの移動が可能となり、続いて、決定ボタン８が押されることで決定コマンドの出力が可能となるので、ユーザは直感的に操作することができる。
特に、ユーザは、操作ボタン１１の１つの表面ボタン６を押すことで、上記の連続した操作が可能となるので、直感性を向上させることができる。
次に、入力装置の操作ボタン１１が操作されるとき、特に決定ボタン８が操作されるときの他の実施の形態に係る動作について説明する。図１７は、その動作を示すフローチャートである。
図１８は、図１７に示す動作を実現するための入力装置１の機能的なブロック図である。分周器４４は、水晶発振器２０から供給されるパルスに基き所定の周波数のクロックパルスを生成する。カウンタ４５は分周器４４で生成されたクロックパルスをカウントする。カウント値設定部４６では、例えば所定数のカウント値が設定されそのカウント値を記憶する。制御部４７は、カウンタから供給されるカウント値とカウント値設定部４６から供給されるカウント値とを比較し、比較の結果に基き後述する処理を実行する。
分周器４４、カウンタ４５、カウント値設定部４６、制御部４７等のブロックは、例えばＭＰＵ１９が有している。
カウント値設定部４６で設定されるカウント値としては、例えば２つの種類がある。１つは、ユーザにより操作ボタン１１の決定ボタン８が押されてから、つまり第２の操作信号の入力が開始されてからの時間であって、ＭＰＵ１９が画面３上でポインタ２を動かすための移動コマンドの生成または送信を停止している時間（第１の時間）に相当するカウント値である。
もう１つは、ユーザにより押された決定ボタン８が離されてから、つまり第２の操作信号入力が解除されてからの時間であって、ＭＰＵ１９が移動コマンドの生成または送信を停止している時間（第２の時間）に相当するカウント値である。以下、第１の時間に相当するカウント値を第１のカウント値とし、上記第２の時間に相当するカウント値を第２のカウント値とする。
第１の時間と第２の時間は同じであってもよいし、異なっていてもよい。典型的には第１及び第２の時間は、０．１〜０．３秒であるが、これに限られない。第１及び第２の時間のうち少なくとも一方は、ユーザによりカスタマイズできるようになっていてもよい。
ＭＰＵ１９は、移動コマンドの生成または送信を停止する代わりに、画面３上でのポインタ２の変位量をゼロとする移動コマンド、すなわち速度値(Vx(t), Vy(t)) = (0,0)にリセットされた移動コマンドの信号を出力してもよい。
なお、一般的にＰＣでは、マウスのボタンを介してユーザにより入力された操作信号の入力が解除されること、つまり押されたボタンが離されたことをトリガーとして、その操作のコマンドが実行されることが多い。
図１７を参照して、ステップ３０１〜３０４までは、ＭＰＵ１９は、図１５に示したステップ４０１〜４０４と同様の処理を実行する。
ユーザにより決定ボタン８が押された場合（ステップ３０４のＹＥＳ）、制御部４７はタイマーをオンとし（ステップ３０５）、カウンタ４５によるカウントアップを開始する。そうすると、ＭＰＵ１９は移動コマンドの出力を停止させる（ステップ３０６）。あるいは、ＭＰＵ１９は第１の時間内でポインタ２の変位量をゼロとする移動コマンドを出力し続けるようにする。（移動コマンド制御手段）。
制御部４７は、カウント値設定部４６で設定された第１のカウント値とカウンタ４５から供給されるカウント値とを比較する（ステップ３０７）。つまり、両カウント値が一致すれば第１の時間が終了するので、制御部４７はタイマーを終了する。両カウント値が異なれば制御部４７はタイマーを作動し続け、次のステップ３０８に進む。ステップ３０８では、ＭＰＵ１９は、押された決定ボタン８が離されたか否か、つまり第２の操作信号の入力が解除されたか否かを監視する。押された決定ボタン８が離されていない場合、ＭＰＵ１９は、カウント値を１インクリメントし（ステップ３０９）、ステップ３０６に戻る。
このように、ＭＰＵ１９は、タイマーを作動し続けている間、つまりカウンタ４５から供給されるカウント値が第１のカウント値が一致するまでは、移動コマンドの生成または送信を停止する。あるいは、上記したようにＭＰＵ１９は画面３上でのポインタ２の変位量をゼロとする移動コマンドを第１の時間内で出力し続けるようにしてもよい。このような処理により、ユーザが決定ボタン８を介して操作信号を入力したときに筐体１０が動いてセンサユニット１７によりその動きが検出されても、画面３上でのポインタ２の動きが規制される。したがって、ユーザの意図しないポインタ２やアイコン４等の動作が発生することを防止できる。典型的には、ユーザはダブルクリック操作を容易に行うことができる。
タイマーが終了した場合（ステップ３０７のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は移動コマンドを生成または送信する（ステップ３１０）。この場合、ポインタ２は、入力装置１の動きに応じて画面３上で移動する。ステップ３１０では、第２の操作信号の入力が未だ解除されていない状態であり、ユーザが決定ボタン８を押した状態を保ったまま入力装置１を動かしている状態にある。
タイマーが作動している間であっても、第２の操作信号の入力が解除された場合（ステップ３０８のＹＥＳ）、ステップ３１０と同様に、ＭＰＵ１９は移動コマンドを生成または送信する（ステップ３１１）。
ステップ３１０の状態から、ＭＰＵ１９は、押された決定ボタン８が離されたか否かを監視、つまり第２の操作信号の入力が解除されたか否かを監視する（ステップ３１２）。解除された場合、制御部４７は再びタイマーをオンとし（ステップ３１３）、カウンタ４５によるカウントアップを開始する。そうすると、ＭＰＵ１９は移動コマンドの出力を停止させる（ステップ３１４）。あるいは、ＭＰＵ１９は第２の時間内でポインタ２の変位量をゼロとする移動コマンドを出力し続けるようにする。
制御部４７は、カウント値設定部４６で設定された第２のカウント値とカウンタ４５から供給されるカウント値とが一致する場合（ステップ３１５のＹＥＳ）、タイマーを終了し、第２の時間が終了する。第２の時間が終了すると、ＭＰＵ１９は、移動コマンドを出力することで（ステップ３１１）、ポインタ２が移動する。このような処理により、ユーザが決定ボタン８を押し、それを離すときに筐体１０が動いてセンサユニット１７によりその動きが検出されても、画面３上でのポインタ２の動きが規制される。したがって、ユーザの意図しないポインタ２やアイコン４等の動作が発生することを防止することができる。典型的には、ユーザはドラッグ操作を容易に行うことができる。
タイマーが未だ終了しない場合（ステップ３１５のＮＯ）、つまり両カウント値が異なる場合、ＭＰＵ１９はタイマーを作動し続け、次のステップ３１６に進む。ステップ３１６では、ＭＰＵ１９は、離された決定ボタン８が再び押されたか否か、つまり第２の操作信号の入力が再び開始されたか否かを監視する。決定ボタン８が押されていない場合、ＭＰＵ１９は、カウント値を１インクリメントし（ステップ３１７）、ステップ３１４に戻る。
タイマーが作動している間であっても、第２の操作信号の入力が開始された場合（ステップ３１６のＹＥＳ）は、ＭＰＵ１９はステップ３０５へ戻りタイマーを開始する。これにより、ユーザが違和感なくポインタ２やアイコン４を制御することができる。
ここで、図１７において、ステップ３０８で第２の操作信号の入力が解除された後、破線で示すように、制御部４７はタイマーをリセットすることで再びタイマーを開始し、ステップ３１３以降の処理に進んでもよい。これにより、ユーザが違和感なくポインタ２やアイコン４を制御することができる。
図１７に示した処理は、図１５の趣旨と同様に制御装置４０が実行してもよい。この場合、制御装置４０は、入力装置１から送信された加速度信号及び角速度信号を受信し（受信手段）、また、操作部２３を介して入力された操作信号を受信する。そして、制御装置４０は、それらの検出信号に応じた、ポインタ２の変位量に対応する速度値や座標値等の対応信号を生成し、操作部２３を介してユーザにより入力された操作信号に応じた制御信号を生成する。
制御装置４０が生成する制御信号とは、その入力装置１の操作部２３の操作信号に応じた各種所定の処理を実行するための制御信号である。操作ボタン１１の決定ボタン８を例に挙げると、制御信号とは、決定ボタン８を介して操作入力された第２の操作信号に応じた決定コマンドである。
図１９は、入力装置１のさらに別の実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。図１９の説明では、図１６と異なる点を中心に説明する。
ユーザにより操作ボタン１１の移動ボタン７が押されていない状態では（ステップ５０１のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、移動コマンドを出力する（ステップ５０２）。移動ボタン７が押され第１の操作信号が入力されると（ステップ５０１のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、移動コマンドの出力を停止するか、または、ポインタ２の変位量をゼロとする移動コマンドを出力する（ステップ５０３）。すなわち、ユーザが入力装置１を持って動かしたとしても、画面３上でポインタ２は動かない。ステップ５０４、５０５では、ＭＰＵ１９は、ステップ４０４と同様な処理を実行する。
あるいは、ステップ５０４が実行されると、ＭＰＵ１９はステップ５０２のように移動コマンドの出力を開始するようにした後、ステップ５０５のように所定の処理を実行するようにしてもよい。これにより、ドラッグ操作が可能となる。あるいは、ＭＰＵ１９は、ステップ５０４が実行された後、図１７で示したステップ３０５以降の処理を実行してもよい。
なお、移動ボタン７が押された時点からポインタ２は動かないように制御されているため、ステップ５０４の後は、図１７に示した３０６以降の処理は実行されなくてもよい。しかし、決定ボタン８による第２の操作信号が入力されてから上記第１の時間以内に、移動ボタン７による第１の操作信号の入力が解除された場合であっても、ＭＰＵ１９はその第１の時間以内はポインタの動きを停止させるような制御を行うようにしてもよい。
図１９に示した処理は、図１５の趣旨と同様に制御装置４０が主に実行してもよい。
図２０は、入力装置１のさらに別の実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。図２０の説明では、図１７と異なる点を中心に説明する。
ユーザにより移動ボタン７が押されると（ステップ６０１のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、タイマーをオンとし（ステップ６０２）、カウンタ４５によるカウントアップを開始する。そうすると、ＭＰＵ１９は移動コマンドの出力を停止させる（ステップ６０３）。あるいは、ＭＰＵ１９は第３の時間内でポインタ２の変位量をゼロとする移動コマンドを出力し続けるようにする。第３の時間は、上記第１の時間または第２の時間と同じであってもよいし、異なっていてもよく、適宜設定される。
制御部４７は、カウント値設定部４６で設定された、上記第３の時間に対応する第３のカウント値とカウンタ４５から供給されるカウント値とを比較し（ステップ６０４）、両カウント値が一致すればタイマーを終了する。両カウント値が異なれば制御部４７はタイマーを作動し続け、次のステップ６０５に進む。ステップ６０５において、押された移動ボタン７が離された場合、ＭＰＵ１９はステップ６０１に戻り、そうでない場合、ステップ６０６に進む。
このように、ＭＰＵ１９は、タイマーを作動し続けている間、つまり第３の時間内は、移動コマンドの生成または送信を停止するか、または、画面３上でのポインタ２の変位量をゼロとする移動コマンドを第３の時間内で出力し続ける。このような処理により、ユーザが移動ボタン７を介して第１の操作信号を入力したときに筐体１０が動いてセンサユニット１７によりその動きが検出されても、画面３上でのポインタ２の動きが規制される。したがって、ユーザの意図しないポインタ２やアイコン４等の動作が発生することを防止できる。
タイマーが終了した場合（ステップ６０４のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は移動コマンドを生成または送信する（ステップ６１４）。この場合、ポインタ２は、入力装置１の動きに応じて画面３上で移動することが可能になる。
ステップ６０６において、ユーザにより決定ボタン８を介して第２の操作信号が入力された場合は、ＭＰＵ１９は、ステップ６０８〜６２０において、上記ステップ３０５〜３１７と同様の処理を実行する。ステップ６０６において、決定ボタン８を介して第２の操作信号が入力されない場合、ステップ６０２から作動を開始したタイマーのカウント値を１インクリメントし（ステップ６０７）、ステップ６０３に戻る。
本実施の形態では、ユーザにより移動ボタン７及び決定ボタン８を介して連続的に操作入力がなされる場合、ユーザは違和感なくポインタ等を操作することができる。典型的には、ユーザは、違和感なくダブルクリック操作やドラッグ操作を行うことができる。
図２１は、他の実施の形態に係る入力装置の構成を示す模式図である。これ以降の説明では、図２、３等に示した実施の形態に係る入力装置１が含む部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。
この入力装置９１は、一方向に長いペンタイプの装置である。入力装置９１は、筐体９０、センサユニット１７、制御ユニット３０、バッテリー１４、操作部９５等を備えている。センサユニット１７は、例えば筐体９０内の端部９０ａに配置されている。
操作部９５は、典型的には、プッシュ部９６と、ユーザの直線的なプッシュにより２段階のスイッチングが可能なダブルアクションタイプのプッシュボタン９７とを有する。プッシュ部９６は、ユーザが指を使って押す部分である。プッシュ部９６はその一端９６ａが筐体９０に固定され、他端９６ｂは自由端となっており、バネ状でなる。プッシュ部９６が筐体９０に向けて押されることにより、プッシュ部９６に設けられた突起９６ｃがプッシュボタン９７を押圧する。例えば、ユーザは筐体９０を握り、筐体９０の、センサユニット１７が配置される側を表示装置５に向けて筐体９０を動かすことができ、また、プッシュ部９６を親指または人指し指等により押すことができる。
なお、プッシュ部９６は、一般にペンに設けられるクリップのような機能を有する構造であってもよいが、もちろんこのような構造に限られない。
図２２（Ａ）は、プッシュボタン９７の構成を示す模式図である。プッシュボタン９７は、回路基板６４を有する本体５７、本体５７に弾性材５２を介して接続され、上記プッシュ部９６の突起９６ｃが当接可能なストローク部５３、ストローク部５３に設けられた接続線５４、回路基板６４に設けられた端子５８Ａ及び５９Ａ、端子５８Ｂ及び５９Ｂを備えている。弾性材５２は、例えばバネが用いられるが、他の部材であってもよい。
ストローク部５３の先端部は、プッシュ部９６の突起９６ｃに押されやすくなるように、そのストローク部５３の先端部より面積の広い部材が取りつけられていてもよい。
図２２（Ａ）の状態から、図２２（Ｂ）に示すようにストローク部５３が弾性材５２のバネ力に抗して所定の距離Ｄ１分押し下げられることにより、ストローク部５３に設けられた接続線５４により端子５８Ａ及び５９Ａが接続される。図２２（Ｃ）に示すように、図２２（Ｂ）に示す状態からバネ力に抗して、さらにストローク部５３が押し下げられることにより、接続線５４の端子５８Ａ及び５９Ａの接続状態が維持されたまま、その接続線５４により端子５８Ｂ及び５９Ｂが接続される。図２２（Ｃ）において、ストローク部５３の初期位置から押し下げられる距離はＤ２とされる。
すなわち、接続線５４、端子５８Ａ及び５９Ａにより第１のスイッチが構成され、接続線５４、端子５８Ｂ及び５９Ｂにより第２のスイッチが構成される。
距離Ｄ１と、距離Ｄ２−Ｄ１とは同じでもよく、異なっていてもよい。これらの値は適宜設定可能であり、それらのストロークに要する力も適宜設定可能である。
操作部９５として、このようなプッシュボタン９７のほかにも、図６に示した様々な操作コマンドを発する操作ボタン等が設けられていてもよい。
このようなプッシュボタン９７を有する入力装置９１によっても、図１２、１５、１６、１７、１９、２０と同様の処理を実行することができ、同様の作用効果が得られる。
次に、入力装置の他の実施の形態について説明する。
図２３、その入力装置５１を示す斜視図である。図２４は、その入力装置５１のホイールボタン１３側から見た側面図である。これ以降の説明では、図２等に示した実施の形態に係る入力装置５１が含む部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。
入力装置５１の筐体５０は、その筐体５０の表面の所定の位置に設けられた球面の一部または二次曲面の一部５０ａを有する。以下、球面の一部または二次曲面の一部（５０ａ）を便宜的に「下部曲面」（５０ａ）という。
下部曲面５０ａが配置される位置は、例えば、ボタン１１、１２とはほぼ反対側の位置であり、ユーザが入力装置５１を握ったときに、子指が他の指より最もその下部曲面５０ａの位置に近くなるような位置である。あるいは、ある一方向（Ｚ’軸方向とする。）の長い筐体５０において、筐体５０のそのＺ’軸方向の長さの中心からＺ’軸の正の側にセンサユニット１７が配置される場合、下部曲面５０ａはＺ’軸の負の側に配置された位置となる。
球面の一部とは、典型的には、実質的に半球面が挙げられるが必ずしも半分である必要はない。二次曲面とは、２次元で描かれる円錐曲線（二次曲線）を３次元まで拡張されたときの曲面をいう。二次曲面として、例えば楕円面、楕円放物面、または双曲面等がある。
このような入力装置５１の筐体５０の形状により、ユーザは、入力装置５１の下部曲面５０ａを、テーブル、椅子、床、ユーザの膝や太もも等の当接対象物４９に当てた状態で、下部曲面５０ａを支点として入力装置５１を操作しやすくなる。つまり、入力装置５１の下部曲面５０ａを当接対象物４９に当てた状態でも、ユーザは入力装置５１をあらゆる角度に傾けることを容易に行うことができるので、ポインタをアイコンに合わせる等の細かい操作を行うことができるようになる。図２５は、ユーザが入力装置５１の下部曲面５０ａを膝に当てて操作する様子を示す図である。
あるいは、本実施形態では、手ぶれ補正回路では抑制できない手の震え等による誤操作を防止したり、ユーザが入力装置５１を空中で持ち上げ続けて操作する場合のユーザの疲労を予防することができる。
図２６は、本発明のさらに別の実施の形態に係る入力装置を示す斜視図である。
入力装置６１の筐体６０は、図２３、図２４で示した入力装置６１と同様に、球面の一部でなる下部曲面６０ａを有する。入力装置６１の筐体６０の最大長さの方向（Ｚ’軸方向）に垂直な平面であって、下部曲面６０ａに接する平面（以下、便宜的に下端平面５５という。）は、角速度センサユニット１５の検出軸であるＸ軸及びＹ軸（図９参照）が作る平面（Ｘ−Ｙ平面）と実質的に平行な平面となっている。
このような入力装置６１の構成により、ユーザが下部曲面６０ａを下端平面５５に当てて操作する場合に、入力装置６１に加えられる角速度がそのまま角速度センサユニット１５に入力される。したがって、角速度センサユニット１５からの検出信号から検出値を得る過程での計算量を減らすことができる。
図２７は、本発明のさらに別の実施の形態に係る入力装置を示す正面図である。図２８は、その入力装置を示す側面図である。
入力装置７１の筐体７０の下部曲面７０ａは、例えば球面の一部とされている。この下部曲面７０ａは、図２３、図２６で示した入力装置５１、６１の下部曲面５０ａ、６０ａより曲率半径が大きく設定されている。角速度センサユニット１５は、その角速度センサユニット１５の検出軸であるＸ軸及びＹ軸で構成されるＸ−Ｙ平面に含まれる直線が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向で見て、上記球面を通る仮想的に描かれた円５６の接線に相当するような位置に配置されている。このような条件を満たす限り、角速度センサユニット１５のＸ−Ｙ平面が、入力装置７１の長手方向に対して傾くように（図２７参照）、角速度センサユニット１５が筐体７０に対して配置されてもよい。
これにより、ユーザが下部曲面７０ａを当接対象物４９に当てて入力装置７１を操作する場合に発生する角速度のベクトル方向と、角速度センサユニット１５の検出方向が一致するので、リニアな入力が可能となる。
図２９は、本発明のさらに別の実施の形態に係る入力装置を示す正面図である。
この入力装置８１の筐体８０の下部曲面８０ａである球面の曲率半径は、例えば図２６に示したものと同じ、または近く設定されている。角速度センサユニット１５は、該角速度センサユニット１５の中心点である２つのＸ軸及びＹ軸の交点を通りそのＸ軸及びＹ軸に直交する仮想的な直線が、下部曲面８０ａを含む第１の球６２の中心点Ｏを通る。このような構成により、下部曲面８０ａを含む第１の球６２と、角速度センサユニット１５のＸ−Ｙ平面に含まれる直線が接線となる第２の球６３が同心となる。したがって、入力装置８１は、図２７で示した入力装置７１の効果と同様の効果を奏する。
なお、以上説明した球面の一部または二次曲面の一部を備える入力装置５１、６１、７１、または８１について、ユーザが必ずしも下部曲面５０ａ、６０ａ、７０ａ、または８０ａを当接対象物４９に当てて操作しなければならないわけではなく、空中で操作してももちろんかまわない。
本発明に係る実施の形態は、以上説明した実施の形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
以上の説明では、第１のスイッチ及び第２のスイッチを実現する操作部２３、９５の構成として、プッシュタイプのボタン１１、９７を例に挙げた。しかし、これに限られず、スライドタイプ、回転タイプ、一端を支点として操作されるスティックタイプ等も考えられる。後述する各実施形態についても同様である。
上記実施の形態では、加速度センサユニット１６の検出信号に基いてポインタ２の変位量が制御され、角速度センサユニット１５の検出信号は補助的な役割を果たしていた。しかし、角速度センサユニット１５の検出信号に基いてポインタ２の変位量が制御されるようにしてもよい。後述する各実施形態についても同様である。
この場合、例えば入力装置１（または、他の入力装置９１、または、後述する入力装置２００等）または制御装置４０が、単位時間ごと、つまり所定クロックごとのヨー角及びピッチ角の変化量を取得することができる。例えば、制御装置４０のＭＰＵ３５は、取得した単位時間当りのヨー角及びピッチ角の変化量に応じた、ポインタ２の画面３上における座標値を生成する。表示制御部４２は、ポインタ２が画面３上で移動するように表示を制御する。ヨー角の変化量はＸ軸上でのポインタ２の変位量に相当し、ピッチ角の変化量はＹ軸上でのポインタ２の変位量に相当する。
この場合、ＭＰＵ３５は単位時間当りのヨー角及びピッチ角の変位量に応じたポインタ２の画面３上での単位時間当りの変位量を、演算により、または予めＲＯＭ３７に記憶された対応テーブルにより求めればよい。
上記実施の形態では、２軸の加速度センサユニット、２軸の角速度センサユニットについて説明した。しかし、これに限られず、入力装置１（または他の入力装置９１、または後述する入力装置２００等）は、例えば直交３軸の加速度センサ及び直交３軸の角速度センサの両方を備えていてもよいし、そのうちいずれか一方のみを備えていてもよい。このような構成によっても、図１２、１５、１６、１７、１９、２０に示した処理を実現可能である。後述する各実施形態についても同様である。あるいは、入力装置１（または他の入力装置９１、または後述する入力装置２００等）は、１軸の加速度センサ、または、１軸の角速度センサを備えている形態も考えられる。１軸の加速度センサまたは１軸の角速度センサが備えられる場合、典型的には、画面３で表示されるポインタ２のポインティングの対象となるＵＩが１軸上に複数配列されるような画面が考えられる。
あるいは、入力装置１（または他の入力装置９１、または後述する入力装置２００等）は、加速度センサ、角速度センサの代わりとして、地磁気センサ、またはイメージセンサ等を備えていてもよい。
上記実施の形態では、移動ボタン７による第１の操作信号が入力された状態で、決定ボタン８による第２の操作信号のＯＮ／ＯＦＦの切り替えが行われる例を説明した。これに限らず、移動ボタン７による第１の操作信号の入力が解除された状態で、決定ボタン８による第２の操作信号が入力されてもよい。すなわち、決定ボタン８がＯＮされるときには、第１の操作信号の入力が解除されており、ポインタ２の移動が規制される。これにより、ドラッグ操作はできないが、対象となるアイコン４上で確実にユーザの決定コマンドに応じた操作が可能となり、誤操作を防止することができ、フットワークが軽くなる。
このような形態を実現するためには、例えば図３０の模式図で説明すると、接続線５４（図２２参照）より例えば縦幅の小さい接続線１５４がストローク部５３に設けられていればよい。この場合、ストローク部５３が押されることにより、その接続線１５４により端子５８Ａ及び５９Ａが接続され（図３０（Ｂ）参照）、その後さらにストローク部５３が押された場合に、端子５８Ａ及び５９Ａの接続が解除される。端子５８Ａ及び５９Ａの接続が解除されると、接続線１５４により端子５８Ｂ及び５９Ｂが接続される（図３０（Ｃ）参照）。あるいは、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示した２つのプッシュボタンが設けられた例においては、図７（Ｂ）から図７（Ｃ）へ状態が移行する際、移動ボタン７が押されるときに、その第１の操作信号の入力が解除されるような、移動ボタン７の内部スイッチが構成されていてもよい。
次に入力装置のさらに別の実施の形態について説明する。
以降の説明では、上述の各実施形態と同様の機能を有する部分は、同一符号を付し、説明を簡略化し、または省略する。本実施形態では、ユーザによる操作に応じて受光信号の出力を切り替える第１のスイッチが、センサとなっている点で上述の各実施形態とは異なる。以降の説明では、この点を中心に説明する。なお、本実施形態に係る入力装置が有するセンサは、ユーザによる操作部の操作に応じて信号の出力を切り替える部材であり、広義のスイッチに含まれる。
図３１は、本実施形態に係る入力装置を示す斜視図である。図３１に示すように、入力装置２００は、上部筐体２１０ａ及び下部筐体２１０ｂを有する筐体２１０と、この筐体２１０の上面２１０ｃに配置された各種のボタン２１１〜２１４を搭載した操作部２２３とを備えている。筐体２１０は、一方向に長いペンタイプの形状を有しており、ユーザの握った手に収まる程度の大きさとされる。操作部２２３は、筐体２１０の上面２１０ｃの端部に配置された決定ボタン２１１、上面２１０ｃの中央近傍に配置された中央ボタン２１２、決定ボタン２１１及び中央ボタン２１２に挟み込まれるように配置されたボタン２１３、２１４を含む。これらの各ボタン２１１、２１２、２１３、２１４は、プッシュタイプのボタンである。
決定ボタン２１１は、典型的には、マウスの右ボタンに相当する機能を有し、中央ボタン２１２は、マウスの左ボタンに相当する機能を有する。例えば、決定ボタン２１１がクリックされることでアイコン４（図５参照）を選択する操作、決定ボタン２１１がダブルクリックされることでファイルを開く操作などが画面３上で実行される。決定ボタン２１１が操作された場合の詳細については、後述する。
ボタン２１３は、例えば、画面３上に表示された画像を次の画像に進める、送りボタンとしての機能を有し、ボタン２１４は、画面３上に表示された画像を前の画像に戻す、戻りボタンとしての機能を有する。ボタン２１３及びボタン２１４の機能は、逆であっても構わない。
これらの各ボタン２１１〜２１４の他に、例えば、テレビのリモートコントローラに設けられるような各種のボタン２９や、電源ボタン２８などの操作部２２３が設けられていてもよい（図６参照）。あるいは、ボタン２１２、２１３、２１４がこれらの機能を有していてもよい。
図３２は、操作部２２３を示す図であり、図３３は、操作部２２３を下方側から見た図である。また、図３４は、入力装置２００の上部筐体２１０ａ内に配置される操作部２２３を下方側から見た図である。
これらの図に示すように、操作部２２３は、上記各ボタン２１１〜２１４と、この各ボタンの押圧方向にそれぞれ配置された複数のスイッチ２１５ａ〜２１５ｄとを有している。決定ボタン２１１と、中央ボタン２１２は、板バネ２４１を介して接続されている。決定ボタン２１１、中央ボタン、及び板バネ２４１により１つの操作部材２４０が形成される。板バネ２４１は、例えばフレーム状でなる。
板バネ２４１は、基部２４１ｃと、第１の板バネ部２４１ａと、第２の板バネ部２４１ｂとを有する。第１の板バネ部２４１ａは、基部２４１ｃから所定の方向に延び、基部２４１ｃの反対側の端部に決定ボタン２１１が接続されている。第２の板バネ部２４１ｂは、基部２４１ｃから上記所定の方向とは反対方向に延び、基部２４１ｃとは反対側の端部に中央ボタン２１２が接続されている。例えば、第２の板バネ部２４１ｂは、基部２４１ｃとは反対側の端部から上記所定の方向に延び、その端部と中央ボタン２１２とを弾性的に接続する接続部２４１ｄとを有する。
第１の板バネ部２４１ａは、例えば２本のフレーム２４４を有し、それら２本のフレーム２４４の間にボタン２１３、２１４が配置されている。第２の板バネ部２４１ｂは、端部で接続部２４１ｄと接続される、例えば２本のフレーム２４７を有し、それら２本のフレーム２４７の間に中央ボタン２１２が配置されている。
基部２４１ｃには、例えば穴２４２ａ、２４２ｂが設けられている。これらの穴２４２ａ、２４２ｂに、ネジ、ピン、その他の接続部材がはめ込まれることで、操作部材２４０は、上部筐体２１０ａに支持される。
図３２では、中央ボタン２１２は、接続部２４１ｄを介して第２の板バネ部２４１ｂに接続されている例を示した。これに限られず、中央ボタン２１２が基部２４１ｃから延びる上記所定の方向とは反対方向に延びるフレーム２４７に直接接続されていてもよい。この場合、中央ボタン２１２が押されるときの弾性力の調整のため、フレームの長さは適宜設定されればよい。第１の板バネ部２４１ａは、第２の板バネ部２４１ｂと同様に、その第１の板バネ部２４１ａの端部側から基部２４１ｃ側へ延びる接続部を有し、その接続部に決定ボタン２１１が接続されていてもよい。
図３３に示すように、決定ボタン及び中央ボタンは、それぞれ下部に突起２４３ａ、２４３ｂを有している。また、決定ボタン２１１の下部には、フレキシブル基板２４５が接続されている。このフレキシブル基板２４５は、後述する光センサ２５２と主基板２４６を電気的に接続する基板である。
図３５は、下部筐体２１０ｂ及び主基板２４６を示す図であり、上方側から見た図である。
図３５に示すように、入力装置２００は、筐体２１０内に主基板２４６を有している。主基板２４６上には、操作部２２３の一部を構成する各スイッチ２１５ａ〜２１５ｄが配置され、各スイッチは、主基板２４６と電気的に接続されている。また、主基板２４６上には、ＭＰＵ１９、水晶発振器２０、送信機２１、アンテナ２２などが搭載される（図３参照）。
図３６は、入力装置２００の内部構造を示す模式図である。
図３６に示すように、入力装置２００は、筐体２１０、操作部２２３、主基板２４６の他、乾電池や充電式電池などのバッテリー１４、センサユニット１７（動きセンサ）を有している。センサユニットの回路基板２５は、フレキシブルな導線２４８により主基板２４６と接続されている。この導線２４８は、例えば、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）で形成される。
角速度センサユニット１５は、回路基板２５の前面に搭載され、加速度センサユニット１６は、回路基板２５の背面に搭載される。角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の配置は、逆であってもよい。このように、本実施形態では、回路基板２５の両面にそれぞれ角速度センサユニット１５、加速度センサユニット１６が分離して搭載される。これにより、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の両方が、回路基板２５の片面に設けられる場合に比べ、回路基板２５のサイズを小さくすることができる。その結果、回路基板２５の剛性を高めることができる。
図３７は、決定ボタン２１１の断面図である。図３７に示すように、決定ボタン２１１は、中空部２５１を有する筒体２５０を備えている。筒体２５０の中空部２５１には、光センサ（センサ）２５２が配置され、光センサ２５２の上方に光センサ２５２から発光された光を集光するレンズ部材２５５が配置される。筒体２５０の下部には、突起２４３ａが設けられている。決定ボタン２１１の押圧方向には、主基板２４６上に設けられたスイッチ２１５ａが配置される。
筒体２５０内部の底面２５０ｃには、フレキシブル基板２４５が設けられる。このフレキシブル基板２４５は、例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）により構成される。筒体２５０の側面２５０ｂには、中空部２５１と連通するように開口２５４が設けられ、この開口２５４を介してフレキシブル基板２４５が引き出され、主基板２４６と電気的に接続される（図３６参照）。このフレキシブル基板２４５上には、光センサ２５２が配置され、光センサ２５２は、フレキシブル基板２４５と電気的に接続される。なお、レンズ部材２５５は、図３１、図３２では図示を省略している。
光センサ２５２は、反射型の光センサであり、発光素子２５２ａと、受光素子２５２ｂを含む。発光素子２５２ａは、典型的には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられるが、ＬＤ（Laser Diode）であってもよく、その他、発光する素子であれば何が用いられても構わない。受光素子２５２ｂとしては、典型的には、フォトトランジスタが用いられるが、フォトＩＣ（Integrated Circuit）が用いられてもよく、その他、発光素子２５２ａからの光を検出することができる素子であれば何が用いられてもよい。光の波長は、典型的には、赤外線の範囲の波長が用いられるが、可視光線であってもよく、その他の波長であってもよい。発光素子２５２ａは、常時発光していてもよいし、周期的に発光していてもよい。
レンズ部材２５５は、凸レンズ形状を有しており、レンズ部材２５５の下面２５５ｂは、半球面状に形成されている（以下、下面２５５ｂを下部曲面２５５ｂと呼ぶ場合がある）。一方で、レンズ部材２５５の上面２５５ａは、下部曲面２５５ｂよりも曲率半径が大きい曲面とされている。このレンズ部材２５５の上面２５５ａは、筒体２５０の上面２５０ａとともに決定ボタン２１１の表面を形成する。このようにレンズ部材２５５が形成されることで、発光素子２５２ａが照射した光を集光させることができ、この集光した光をレンズ部材２５５上で平行にすることができる。その結果、光センサ２５２がユーザの身体（例えば指）を検出することができる領域（検出領域）を、レンズ部材２５５上に略垂直に形成することができる。レンズ部材２５５は、例えば、光透過性の樹脂により形成される。光透過性樹脂として、例えば、ポリカーボネートや、アクリル系樹脂が用いられる。
図３７では、下部曲面２５５ｂが上面２５５ａの曲率半径よりも小さい場合について説明したが、上面の曲率半径が下面の曲率半径よりも小さく形成されていてもよい。レンズ部材２５５の上面２５５ａは、曲面に限られず、平面であっても構わない。あるいは、レンズ部材２５５は、凸レンズ形状に限られず、プリズム形状であってもよい。
本実施形態では、光センサ２５２及びレンズ部材２５５により、レンズ部材２５５上（決定ボタン２１１上）に光センサ２５２がユーザの身体を検出することができる検出領域が形成され、ユーザがこの検出領域に指を進入させた場合に、指の存在の有無を検出すことができる。なお、検出領域の長さＬは、光センサの発光素子２５２ａの出力を制御することで調整することができる。
発光素子２５２ａと、受光素子２５２ｂとの間には、光を遮蔽可能な遮光板２５６が設けられる。この遮光板２５６は、一方の端部が光センサ本体（あるいは、フレキシブル基板２４５）と接合され、他方の端部がレンズ部材２５５の下面２５５ｂと接合される。この遮光板２５６により、発光素子２５２ａから照射された光を、受光素子２５２ｂが直接的に受光してしまうことを防止することができる。さらに、発光素子２５２ａから照射され、レンズ部材２５５の下面２５５ｂで反射された光を、受光素子２５２ｂが受光してしまうことを防止することができる。
レンズ部材２５５の上面２５５ａに反射防止膜が形成されてもよい。これにより、発光素子２５２ａから照射され、レンズ部材２５５の上面２５５ａで反射された光を、受光素子２５２ｂが受光してしまうことを防止することができる。あるいは、レンズ部材２５５の上面２５５ａだけでなく、レンズ部材２５５の下面２５５ｂに反射防止膜が形成されてもよい。反射防止膜の膜厚は、発光素子２５２ａが照射する光の波長を考慮して適宜設定される。
ここで、光センサ２５２は、上述のように、筒体２５０内部に固定されているため、光センサ２５２と、レンズ部材２５５との位置関係は、変動しない。したがって、例えば、レンズ部材２５５の上面２５５ａで反射された光のレベルを安定させることができる。これにより、ユーザの指が検出領域に存在しないにも関わらず、受光素子２５２ｂが光を検出してしまうことを防止することができる。さらに、レンズ部材２５５の上方に安定して検出領域を形成することができる。
次に、図３２、図３７などを参照して、決定ボタン２１１及び中央ボタン２１２がユーザに押圧操作された場合の操作部材２４０の動作を説明する。
ユーザにより決定ボタン２１１が押圧されると、決定ボタン２１１及び第１の板バネ部２４１ａは、Ａ１、Ａ２を支点として回動する。そして、決定ボタン２１１の下部に設けられた突起２４３ａがスイッチ２１５ａと接触し、スイッチ２１５ａが電気的にオンの状態となる。ユーザが押圧した指を解除すると、決定ボタン２１１及び第１の板バネ部２４１ａは、弾性力により再びＡ１、Ａ２を支点として回動して元の位置へ戻り、スイッチ２１５ａが電気的にオフの状態となる。
ユーザにより中央ボタン２１２が押圧された場合、中央ボタン、接続部２４１ｄ、及び第２の板バネ部２４１ｂは、Ａ１、Ａ２及びＢ（接続部４１ｄと第２の板バネ部２４１ｂが繋がる部分）を支点として回動する。そして、中央ボタン２１２の下部に設けられた突起２４３ｂがスイッチ２１５ｂと接触し、スイッチ２１５ｂが電気的にオンの状態となる。ユーザが押圧した指を解除すると、中央ボタン２１２、接続部２４１ｄ及び第２の板バネ部２４１ｂは、弾性力により、再びＡ１、Ａ２、及びＢを支点として回動して元の位置へ戻り、スイッチ２１５ｂが電気的にオフの状態となる。
次に、決定ボタン２１１が操作された場合の、入力装置２００の内部的な動作について説明する。図３８は、入力装置２００の動作を示すフローチャートである。
ユーザが検出領域に指を進入させていない状態では、受光素子２５２ｂは、発光素子２５２ａにより照射された光を検出しない。したがって、ＭＰＵ１９には、光センサ２５２からの受光信号が入力されない（ステップ７０１のＮＯ）。この場合、ＭＰＵ１９は、移動コマンド（速度値の情報を含む信号）の出力を停止しているか、ポインタ２の変位量をゼロとした移動コマンドを出力する（（Vx、Vy）＝（０、０））（ステップ７０２）。
つまり、ユーザが検出領域に指を進入させていない状態では、ユーザが入力装置２００を持って動かしてとしてもポインタ２は、動かない。これにより、ユーザは、ポインタ２の移動を停止させておきたい場合には、検出領域に指を進入させないようにすることで、ポインタを停止させておくことができる。
ユーザが決定ボタン２１１上の検出領域に指を進入させると、あるいは、レンズ部材２５５の上面２５５ａに指を触れると、発光素子２５２ａから照射された光がユーザの指により反射され、受光素子２５２ｂより検出される。この場合、受光素子２５２ｂは、受光信号を出力する。ＭＰＵ１９は、受光信号が入力されたと判断すると（判定手段）（ステップ７０１のＹＥＳ）、移動コマンドの出力を開始する（ステップ７０３）。すなわち、ＭＰＵ１９は、検出領域内にユーザの身体が存在することが検出された場合、ポインタ２の移動を開始するように移動コマンドの出力を制御する（出力制御手段）。
移動コマンドの出力が開始されると、ポインタ２の移動が開始され、ユーザによる入力装置２００の空間操作に応じてポインタ２が移動する（図８参照）。これにより、ユーザは、ポインタ２の移動を開始させたい場合には、検出領域内に指を進入させることでポインタ２の移動を開始することができる。
ここで、速度値は、典型的には、上述の図１５に示す方法により算出される。これにより、ポインタ２の画面３上での動きをユーザの直感に合致した自然な動きとすることができる。しかしながら、必ずしも図１５に示す方法で速度値が算出されなくてもよく、例えば加速度値が単純に積分されて速度値が算出されてもよい。あるいは、他の方法で算出された速度値が用いられても構わない。
ユーザが検出領域に進入した指を、検出領域から外すと、受光素子２５２ｂが発光素子２５２ａの照射した光を検出することができなくなるため、光センサ２５２からの受光信号の出力が停止される。ＭＰＵ１９は、受光信号の入力が解除されたと判断すると（ステップ７０４のＹＥＳ）、移動コマンドの出力を停止するか、あるいは、移動コマンドをゼロとした出力を開始する（ステップ７０５）。これにより、ユーザは、再びポインタ２の移動を停止させたい場合には、検出領域から指をはずすことでポインタを停止させておくことができる。
一方で、ユーザが検出領域にある指で、決定ボタン２１１を押圧すると、スイッチ２１５ａがオンの状態となり、スイッチ２１５ａから操作信号の出力が開始される。この場合、ユーザの指が検出領域に検出されている状態で、スイッチ２１５ａからの操作信号の入力が開始される。ＭＰＵ１９は、受光信号が入力されている状態で（ステップ７０４のＮＯ）、操作信号の入力が開始されたと判断すると（ステップ７０６のＹＥＳ）、決定コマンドを出力する（出力制御手段）（ステップ７０７）。あるいは、ＭＰＵ１９は、ユーザが決定ボタン２１１を押圧した指を離し、スイッチ２１５ａからの操作信号の入力が解除された場合に決定コマンドを出力してもよい。
制御装置４０のＭＰＵ３５は、入力装置２００から出力された決定コマンドを入力すると、所定の処理を実行する。例えば、決定コマンドが入力されたときのポインタ２の位置がアイコン４上であれば、制御装置４０のＭＰＵ３５は、そのアイコン４を選択する処理を実行したり、そのアイコン４に対応するアプリケーションプログラムを起動したりする。
図３８に示す処理により、例えば、ユーザは、検出領域内に指を進入させた状態で画面３上のポインタ２を移動させてアイコン上に位置させ、検出領域内にある指で決定ボタン２１１を押圧することで画面３上のアイコンを選択するなどの操作をすることができる。すなわち、本実施形態に入力装置２００によれば、ユーザは、検出領域内に指を進入させ、検出領域内にある指を押圧する、という一連の簡単な指の動作により、画面３上のＧＵＩを直感的に操作することが可能となる。さらに、ユーザは、検出領域に指を進入させた状態で、あるいは、決定ボタン２１１の表面に指を触れた状態でポインタ２を移動させることができるため、ユーザは、ストレスなく決定ボタン２１１を操作することができる。
本実施形態では、ユーザが検出領域に指を進入させている場合に移動コマンドを出力する場合について説明したが、図１９に示すフローチャートと同様に、ユーザが検出領域に指を進入させている場合に移動コマンドの出力を停止してもよい。この場合、ユーザは、決定ボタン２１１上の検出領域に指を進入させることでポインタを停止さておくことができ、検出領域から指をはずすことでポインタの移動を開始することができる。
図３８に示した処理は、図１５の趣旨と同様に、主に制御装置４０が実行してもよい。この場合、制御装置４０は、入力装置２００から送信された加速度値及び角速度値の情報を受信する（受信手段）。また、制御装置４０は、光センサ２５２からの受光信号の情報（存在情報）を受信する。制御装置４０のＭＰＵ３５は、加速度値及び角速度値を受信すると、この加速度値及び角速度値に基づいて速度値を算出し、制御信号として出力する。表示制御部４２は、この速度値に応じた所定の速度でポインタ２が画面３上で動くように表示を制御する（表示制御手段）。ＭＰＵ３５は、受光信号の情報に応じて、制御信号を出力するか否かを制御する。
次に入力装置２００の他の実施形態について説明する。なお、これ以降の説明では、特に、光センサ２５２の発光素子２５２ａが所定の周期Ｔで発光する場合の実施形態について説明する。
入力装置２００は、ワイヤレス通信を用いており、さらに複数のセンサを含むことから消費電力が大きいという問題がある。そこで、本実施形態では、光センサ２５２の省電力化を実現するために所定の周期で発光素子２５２ａを発光させ、ユーザの身体が検出領域に存在するか否かを検出する。
図３９（Ａ）は、本実施形態に係る光センサ２５２の回路図である。図３９（Ｂ）は、検出領域にユーザの指が存在する場合に、発光素子２５２ａにより照射された光が受光素子２５２ｂに入力される様子を示した図である。
これらの図に示すように、光センサ２５２は、発光素子２５２ａとして、フォトダイオードを有しており、受光素子２５２ｂとしてフォトトランジスタを有している。発光素子２５２ａのアノード側には、例えば３３０Ωの抵抗が接続され、受光素子２５２ｂのエミッタ側には、例えば１００ｋΩの抵抗が接続される。また、発光素子２５２ａのカソード側、及び受光素子２５２ｂのエミッタ側は、それぞれアースされている。発光素子２５２ａには、所定の周期Ｔでパルス状の電圧が供給され、受光素子２５２ｂには、電源から継続的に電圧が供給される。この電圧の供給は、典型的には、ＭＰＵ１９により制御されるが、その他の方法により制御されてもよい（電圧制御手段）。このように、発光素子２５２ａに上記周期Ｔでパルス電圧が供給され、受光素子２５２ｂに継続的に電圧が供給される理由についての詳細は、後述する。
図４０は、発光素子２５２ａに供給される電圧と、受光素子２５２ｂから出力される電圧との関係を示す図である。図４０（Ａ）は、発光素子２５２ａに供給される電圧を示す図であり、図４０（Ｂ）は、光センサ２５２から出力される電圧を示す図である。
図４０（Ａ）に示すように、発光素子２５２ａには、所定の周期Ｔでパルス電圧が供給され、発光素子２５２ａは、所定の周期Ｔで断続的に発光する。周期Ｔは、典型的には、１０ｍｓ〜２０ｍｓとされるが、これに限られず、１０ｍｓ以下であってもよいし、２０ｍｓ以上であってもよい。パルス幅τは、典型的には、０．５ｍｓ〜１．５ｍｓとされるが、０．５ｍｓ以下であってもよいし、１．５ｍｓ以上であってもよい。
図４０（Ｂ）に示すように、決定ボタン２１１上の検出領域にユーザの指が存在しない場合（図４０（Ｂ）左参照）、受光素子２５２ｂが光を検出しないため、光センサ２５２からの出力電圧はゼロとなる。一方で、決定ボタン２１１上にユーザの指が存在する場合、受光素子２５２ｂは、検出領域でユーザの指により反射された光を検出し、パルス状の電圧を出力する（図４０（Ｂ）右参照）。この光センサ２５２から出力される電圧の周期Ｔは、発光素子２５２ａが発光する周期Ｔと同調するため、発光素子２５２ａに供給される電圧の周期Ｔと略一致する。同様に、出力電圧のパルス幅τも、発光素子２５２ａに供給されるパルス幅τと略一致する。ＭＰＵ１９は、光センサ２５２からのパルス状の出力電圧が閾値を超える場合、受光信号が入力されていると判断する。ＭＰＵ１９は、この受光信号の入力がされているか否かの判定により、上述の図３８に示す処理を実行すればよい。
次に、発光素子２５２ａには所定の周期でパルス状の電圧が供給され、受光素子２５２ｂには継続的に電圧が供給される理由について説明する。
図４１は、一般的なフォトリフレクタの回路図である。図４２は、このフォトリフレクタにパルス状の電圧を供給した場合の出力電圧を示す図である。
図４１に示すように、フォトリフレクタ２７０の発光素子２７０ａと、受光素子２７０ｂとは、並列に接続されている。このように発光素子２７０ａと、受光素子２７０ｂとが並列接続されている状態で、発光素子２７０ａ及び受光素子２７０ｂにそれぞれパルス状の電圧が供給される。すると、受光素子２７０ｂが光を検出していないにも関わらず、受光素子２７０ｂから受光信号が出力されてしまう（図４２（Ｂ）左参照）。つまり、発光素子２７０ａ及び受光素子２７０ｂの両方の素子にパルス電圧が供給されると、受光素子２７０ｂが光を検出していないにも関わらず、光を検出したかのように受光素子２７０ｂから信号が出力されてしまう。仮に、このフォトリフレクタ２７０を入力装置２００の光センサとして用いて、フォトリフレクタ２７０にパルス電圧を供給すると、検出領域に指が存在しないにも関わらず、フォトリフレクタ２７０から受光信号が出力されてしまう。その結果、ＭＰＵ１９が受光信号の入力を誤判断してしまう恐れがある。
このように、受光素子２７０ｂが光を検出していないにもかかわらず、受光素子２７０ｂが受光信号を出力してしまうのは、受光素子２７０ｂにパルス電圧が供給されると、受光素子２７０ｂに浮遊容量が発生するためであると考えられる。
そこで、本実施形態では、発光素子２５２ａには、省電力化のために所定の周期でパルス電圧が供給され、一方で、受光素子２５２ｂには、光の誤検出防止のため継続的に電圧が供給される。これにより、適切に省電力化が実現され、さらに、光の誤検出を防止することができる。
なお、継続的に受光素子２５２ｂに電圧が供給されたとしても、受光素子２５２ｂに流れる電流は、発光素子２５２ａに流れる電流の１／１０００程度であるため、省電力の観点からは、問題ないといえる。
次に、光センサ２５２が所定の周期で発光する場合の、入力装置２００の動作についての一実施形態について説明する。
図４３は、本実施形態に係る入力装置２００の動作を示すフローチャートである。
まず、ＭＰＵ１９は、パルス電圧を発光素子２５２ａに供給し（図４０（Ａ）参照）、発光素子２５２ａを発光させる（ステップ８０１）。発光素子２５２ａが発光する周期Ｔは、上述のように、１０ｍｓ〜２０ｍｓとされる。以降の説明では、発光素子２５２ａが発光する周期を発光周期Ｔとして説明する。
次に、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２からの受光信号が入力されているか否かを判定する（ステップ８０２）。ここで、ＭＰＵ１９が受光信号の入力がされているか否かを判定する周期は、典型的には、発光素子２５２ａが発光する周期Ｔと同期する（図４０（Ａ）参照）。例えば、発光素子２５２ａが発光する発光周期Ｔが１６ｍｓである場合、ＭＰＵ１９の判定の周期も１６ｍｓとされる。
検出領域内にユーザの指が存在し、光センサ２５２からの受光信号が入力されていると判定した場合（ステップ８０２のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、角速度センサユニット１５からの角速度値（ωy、ωx）及び加速度センサからの加速度値（ax、ay）を取得する（ステップ８０３）。ＭＰＵ１９は、加速度値及び加速度値を取得すると、速度値（Vx、Vy）を算出し（ステップ８０４）、この速度値を移動コマンドとして出力する（ステップ８０５）。そして、ステップ８０１に戻り、再び光センサ２５２を発光させる。
すなわち、検出領域内にユーザの指が存在し続ける場合、ＭＰＵ１９は、センサユニット１７からの加速度値及び角速度値の取得（ステップ８０３）→速度値の算出（ステップ８０４）→速度値の出力（ステップ８０５）の処理を繰り返す。以降の説明では、この角速度値及び加速度値の取得→速度値の算出→速度値の出力、のサイクル時間をコマンド出力周期Ｔ’として説明する。このコマンド出力周期Ｔ’は、発光周期Ｔと一致するように設定される。例えば、光センサ２５２（発光素子２５２ａ）が発光する周期Ｔが１６ｍｓである場合、コマンド出力周期Ｔ’も１６ｍｓとされる。
一方で、検出領域内にユーザの指が存在せず、光センサ２５２からの受光信号の入力がされていないと判定した場合（ステップ８０１のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、前回光センサ２５２を発光させてから発光周期Ｔ経過後に、再び光センサ２５２を発光させる。また、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２からの受光信号の入力がされていないと判定した場合（ステップ８０２のＮＯ）、速度値を算出せず、移動コマンドを出力しない。つまり、ＭＰＵ１９は、検出領域にユーザの指が存在しない場合には、移動コマンドを出力する必要がないため、速度値を算出、出力しない。これにより、さらに省電力化が実現される。
次に、光センサ２５２が所定の周期で発光する場合の、入力装置２００の動作についての他の実施形態について説明する。
図４４は、本実施形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。図４５は、図４４に示す動作を説明するためのタイミングチャートである。
図４４の説明では、図４３に示す動作と異なる点を中心に説明する。本実施形態では、光センサ２５２が発光する発光周期Ｔと、コマンド出力周期Ｔ’（ＭＰＵ１９がセンサユニット１７からの角速度値（ωy、ωx）及び加速度値（ax、ay）を取得してから速度値を出力するまでのサイクル時間）とが異なっている（図４５参照）。したがって、この発光周期Ｔとコマンド出力周期Ｔ’が異なるように設定されている点を中心に説明する。
ＭＰＵ１９は、発光周期Ｔで光センサ２５２を発光させている（ステップ９０１）（図４５（Ａ）参照）。また、ＭＰＵ１９は、この発光周期Ｔで光センサ２５２からの受光信号が入力されているか否かを判定している（ステップ９０２）（図４５（Ｂ）参照）。発光周期Ｔは、典型的には、コマンド出力周期Ｔ’の５倍〜１５倍程度とされる（図４５（Ｃ）参照）。しかし、発光周期Ｔは、コマンド出力周期Ｔ’の整数倍であれば、５倍以下であってもよいし、１５倍以上であってもよい。例えば、コマンド出力周期Ｔ’が１６ｍｓである場合、発光周期Ｔは、８０ｍｓ〜２４０ｍｓとされる。なお、図４５に示す例では、発光周期Ｔは、コマンド出力周期Ｔ’の７倍とされている。
検出領域にユーザの指が存在せず、光センサ２５２からの受光信号の入力がされていないと判定した場合（ステップ９０２のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、前回の光センサ２５２の発光から発光周期Ｔ後に、再び光センサ２５２を発光させる（ステップ９０１）（図４５（Ａ）参照）。そして、ＭＰＵ１９は、再び受光信号が入力されたか否かを判定する（ステップ９０２）（図４５（Ｂ）参照）。ＭＰＵ１９は、受光信号の入力がされていないと判定した場合、速度値を算出せず、移動コマンドを出力しない。
検出領域にユーザの指が存在し、ＭＰＵ１９が光センサ２５２からの受光信号の入力がされていると判定した場合（ステップ９０２のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、角速度センサユニット１５からの角速度値（ωy、ωx）及び加速度センサユニット１６からの加速度値（ax、ay）を取得する（ステップ９０３）。ＭＰＵ１９は、加速度値及び加速度値を取得すると、速度値（Vx、Vy）を算出し（ステップ９０４）、この速度値を移動コマンドとして出力する（ステップ９０５）。
ＭＰＵ１９は、移動コマンドを出力すると（ステップ９０５）、前回の光センサ２５２の発光から発光周期Ｔが経過したか否かを判定する（ステップ９０６）。前回の光センサの発光から発光周期Ｔが経過したか否かの判定は、例えば、図１８に示すような構成により実現できる。例えば、図１８に示すカウント値設定部４６に、所定カウント値が記憶される。ＭＰＵ１９（制御部４７）は、カウンタ４５から供給されるカウント値と、カウント値設定部４６に記憶された所定のカウント値を比較することで、発光周期Ｔが経過したか否かを判定すればよい。
前回の光センサ２５２の発光から発光周期Ｔが経過していない場合（ステップ９０６のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、再びステップ９０３→ステップ９０４→ステップ９０５に示す処理を実行し、移動コマンドを出力する。そして、再び、前回の光センサ２５２の発光から発光周期Ｔが経過したか否かを判定する（ステップ９０６）。例えば、発光周期Ｔがコマンド出力周期Ｔ’の７倍である場合、センサユニット１７からの加速度値及び角速度値の取得→速度値の算出→速度値の出力、の処理を７サイクル繰り返す。
前回の発光から発光周期Ｔが経過した場合（ステップ９０６のＹＥＳ）、ステップ９０１に戻り、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２を発光させる。
図４４に示す処理により、発光周期Ｔをコマンド出力周期Ｔ’よりも長くすることができるため、光センサ２５２の消費電力をさらに低減することができる。
次に、光センサ２５２が所定の周期で発光する場合の、入力装置２００の動作についての他の実施形態について説明する。
図４６は、本実施形態に係る入力装置２００の動作を示すフローチャートである。
図４６の説明では、図４３に示す処理と異なる点を中心に説明する。本実施形態では、光センサの消費電力の低減だけでなく、センサユニット１７の消費電力の低減を図る点で図４１に示す処理と異なるため、この点を中心に説明する。
図４６の説明では、光センサ２５２及びセンサユニット１７に電力の供給が規制されているモードを省電力モードとし、それ以外のモードを通常モードとして説明する。
まず、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２を発光させる（ステップ１００１）。検出領域にユーザの指が存在し、受光信号の入力がされていると判定した場合（１００２のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、図１８に示すカウンタ４５のカウント値をゼロする（ステップ１００３）。次に、ＭＰＵ１９は、センサユニット１７からの角速度値及び加速度値を取得し（ステップ１００４）、速度値を算出して（ステップ１００５）、この速度値を移動コマンドとして出力する（ステップ１００６）。
ユーザが検出領域にある指を検出領域からはずすと、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２からの受光信号の入力がされていないと判定し（ステップ１００２のＮＯ）、カウンタ４５によるカウントアップを開始し、カウンタ４５のカウント値を１増加させる（ステップ１００７）。次に、ＭＰＵ１９は、カウンタ４５からのカウント値と、所定カウント値とを比較する（ステップ１００８）。この所定カウント値は、あらかじめカウント値設定部４６に記憶されていればよい（図１８参照）。カウント値と、所定カウント値が一致しない場合（ステップ１００８のＮＯ）、ステップ１００１に戻る。
つまり、検出領域にユーザの指が存在せず、受光信号が入力されていない場合、ＭＰＵ１９は、カウント値と、所定カウント値とが一致するまで、ステップ１００１→ステップ１００２のＮＯ→ステップ１００７→ステップ１００８のＮＯ→ステップ１００１の処理を繰り返す。この所定カウント値は、受光信号の入力が解除されてから、後述する省電力モードへの移行までの時間に対応するカウント値である。この所定カウント値は、受光信号の入力の解除から省電力モードへ移行する時間を考慮して、適宜設定される。
なお、カウント値と所定カウント値とが一致する前に、ユーザが検出領域に指を進入させ、ＭＰＵ１９が受光信号の入力を判定した場合（ステップ１００２のＹＥＳ）、カウント値はゼロとされ、カウンタ４５によるカウントアップはリセットされる（ステップ１００３）。
カウント値と、所定カウント値とが一致した場合（ステップ１００８のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２及び角速度センサユニット１５への電力の供給を規制する（ステップ１００９）（規制手段）。この電力の供給の規制により、光センサ２５２及び角速度センサユニット１５は、電気的にＯＮの状態からＯＦＦの状態となり、入力装置２００は、通常モードから省電力モードへ移行する。このように、消費電力の大きいアクティブなセンサである光センサ２５２と、角速度センサユニット１５をＯＦＦの状態とすることで、消費電力をより低減することができる。
省電力モードへ移行すると、ＭＰＵ１９は、ＭＰＵ１９自身及び加速度センサユニット１６への電力の供給も規制し、ＭＰＵ１９及び加速度センサユニット１６に、待機電流が供給されるように電力を制御する。このように、加速度センサユニット１６を電気的にＯＦＦの状態とせず、待機電流が流れている状態とするのは、加速度センサユニット１６を省電力モードから通常モードへ戻すためのトリガーを検出する手段ととして使用するためである。なお、加速度センサユニット１６は、パッシブなセンサであり、アクティブなセンサである光センサ２５２、及び角速度センサユニット１５よりも消費電力は少ない。
ＭＰＵ１９は、加速度センサユニット１６からの加速度値を検出すると（ステップ１０１０）、加速度値（ax、ay）が所定値以上であるか否かを判定する（ステップ１０１１）。この判定に用いられる加速度値は、２軸の加速度値（ax、ay）の絶対値｜a｜が用いられてもよく、２軸の加速度値のうち、いずれか一方が代表値として用いられてもよい。加速度値が所定値以下である場合（ステップ１０１１のＮＯ）、入力装置２００は、動いていない状態であると判断され、省電力モードは維持される。
一方で、加速度値が所定値を超える場合（ステップ１０１１のＹＥＳ）、入力装置２００は、動いている状態であると判断され、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２及び角速度センサユニット１５への電力の供給の規制を解除する（ステップ１０１２）。電力の規制が解除されると、光センサ２５２及び加速度センサユニット１６が電気的にＯＦＦの状態からＯＮの状態となり、入力装置２００は、省電力モードから通常モードへ復帰する。通常モードへ復帰すると、ＭＰＵ１９は、ＭＰＵ１９自身及び加速度センサユニット１６への電力の供給の規制も解除し、ＭＰＵ１９自身及び加速度センサユニット１６に、通常モード時の電流が供給されるように電力を制御する。
以上のような処理により、入力装置２００で消費される電力をより効果的に低減しつつ、例えばユーザにより入力装置２００が動かされたときには、即座に通常モードに移行することができる。
本実施形態では、受光信号の入力が解除されてから所定時間経過後に、通常モードから省電力モードへ移行する場合について説明した。しかし、入力装置２００の電源が投入されてから、受光信号が入力されずに所定時間が経過した場合に通常モードから省電力モードへ移行されてもよい。
また、図４４に示した処理と同様に、光センサ２５２が発光する発光周期Ｔ及びＭＰＵ１９が受光信号の入力を判定する周期Ｔが、移動コマンドを出力する周期であるコマンド出力周期Ｔ’よりも長くてもよい。これにより、さらに消費電力を低減することができる。
次に、光センサ２５２が所定の周期で発光する場合の、入力装置２００の動作についての他の実施形態について説明する。
本実施形態では、上述の発光周期Ｔが可変である点において、上述の各実施形態と異なるため、その点を中心に説明する。
図４７は、本実施形態に係る入力装置２００の動作を示すフローチャートである。図４８は、光センサ２５２からの受光信号の入力が解除されてからの時間ｔと、光センサ２５２の発光周期Ｔ（光センサ２５２が検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出する周期）との関係を示した図である。また、図４９は、受光信号の入力が解除されてから所定時間が経過した場合の、光センサ２５２の発光周期Ｔを示す図である。
図４７の説明では、図４３に示す動作と異なる点を中心に説明する。また、光センサ２５２の発光周期Ｔが、コマンド出力周期Ｔ’と同期している場合の光センサの発光周期Ｔを基準周期Ｔ０として説明する。
ユーザの指が検出領域に存在し、光センサ２５２（受光素子２５２ｂ）からの受光信号が入力されている場合、ＭＰＵ１９は、基準周期Ｔ０で光センサ２５２（発光素子２５２ａ）を発光させている（ステップ１１０１）（図４９（Ａ）参照）。
ユーザが検出領域にある指を検出領域からはずし、受光信号の入力が解除されたと判定された場合（ステップ１１０２のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、カウントアップを開始し、カウンタ４５のカウント値を１増加させる（ステップ１１０９）。
次に、ＭＰＵ１９は、第１のプリセットカウント値と、カウント値とを比較する（ステップ１１１０）。この第１のプリセットカウント値、及び後述する第２のプリセットカウント値は、あらかじめカウント値設定部４６に記憶させておけばよい。第１のプリセットカウント値は、受光信号の入力が解除されてから、基準周期Ｔ０を変動させるまでの時間である第１のプリセット時間ｔ１に対応するカウント値である（図４８参照）。第１のプリセット時間は、典型的には、１０ｓ〜２０ｓとされる。しかし、これに限られず、１０ｓ以下であってもよいし、２０ｓ以上であってもよい。
ＭＰＵ１９は、カウント値が第１のプリセットカウント値よりも小さい場合（ステップ１１１０のＮＯ）、ステップ１１０１に戻る。検出領域にユーザの指が存在しない場合、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２を発光（ステップ１１０１）→光センサ２５２からの受光信号の入力の判定（ステップ１１０２のＮＯ）→カウント値増加（ステップ１１０９）→カウント値と、第１のプリセットカウント値との比較（ステップ１１１０）、の処理を繰り返す。この処理は、カウント値と第１のプリセットカウント値が一致するまで、つまり、受光信号の入力の解除から第１のプリセット時間ｔ１が経過するまで繰り返される。なお、第１のプリセット時間ｔ１経過前に再びユーザが検出領域に指を進入させ、光センサ２５２からの受光信号の入力が開始された場合には（ステップ１１０２のＹＥＳ）、カウント値は、リセットされる（ステップ１１０３）。
カウント値が第１のプリセットカウント値以上である場合（ステップ１１１０のＹＥＳ）、つまり、受光信号の入力が解除されてから第１のプリセット時間が経過した場合、そのときの光センサ２５２の発光周期Ｔが基準周期Ｔ０であるか否かを判定する（ステップ１１１１）。発光周期Ｔが基準周期Ｔ０である場合（ステップ１１１１のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、発光周期Ｔを基準周期Ｔ０から、第１の周期Ｔ１へと変更する（ステップ１１１２）（周期制御手段）。
この場合、ＭＰＵ１９は、第１の周期Ｔ１のパルス状の電圧を、発光素子２５２ａへ供給することで、発光素子２５２ａを第１の周期Ｔ１で発光させる（図４９（Ｂ）参照）。第１の周期Ｔ１は、典型的には、基準周期Ｔ０の２倍〜３倍とされる。しかし、これに限られず、１〜２倍でもよく、３倍以上でも構わない。なお、図４８、及び図４９（Ｂ）の例では、第１の周期Ｔ１は、基準周期Ｔ０の２倍とされている。
ＭＰＵ１９は、発光周期Ｔを第１の周期とした場合（ステップ１１１２）、あるいは、発光周期Ｔが基準周期Ｔ０でない場合（ステップ１１１１のＮＯ）、次のステップ１１１３へ進む。ステップ１１１３では、カウント値が第２のプリセットカウント値以上であるか否かが判定される。この第２のプリセットカウント値は、第２のプリセット時間ｔ２に対応するカウント値である（図４８参照）。第２のプリセット時間は、典型的には、２０ｓ〜４０ｓとされる。しかしこれに限られず、第１のプリセット時間ｔ１以上であれは、２０ｓ以下であってもよく、４０ｓ以上であってもよい。
ＭＰＵ１９は、カウント値が第２のプリセットカウント値よりも小さい場合（ステップ１１１３のＮＯ）、ステップ１１０１に戻る。そして、カウント値が第２のプリセットカウント値と一致するまで、つまり、受光信号の入力が解除されてから第２のプリセット時間ｔ２が経過するまで、ステップ１００１〜ステップ１１１３のＮＯ、の処理を繰り返す。
なお、第１のプリセット時間ｔ１経過後であって、第２のプリセット時間ｔ２経過前に、ユーザが検出領域に指を進入させ、光センサ２５２からの受光信号が入力された場合（ステップ１１０２のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、カウント値をリセットし（ステップ１１０３）、発光周期Ｔを第１の周期Ｔ１から基準周期Ｔ０へと戻す（ステップ１１０４のＹＥＳ，ステップ１１０５）。すなわち、ステップ１１０５では、ＭＰＵ１９は、発光周期Ｔをコマンド出力周期Ｔ’と同期させるために、第１の周期Ｔ１を基準周期Ｔ０へと戻す。
カウント値が第２のプリセットカウント値以上である場合（ステップ１１１３のＹＥＳ）、つまり、受光信号の入力の解除から第２のプリセット時間以上経過した場合、ＭＰＵ１９は、発光周期Ｔが第１の周期Ｔ１であるか否かを判定する（ステップ１１１４）。発光周期Ｔが第１の周期Ｔ１である場合（ステップ１１１４のＹＥＳ）、第１の周期Ｔ１を第２の周期Ｔ２へと変更する（ステップ１１１５）（図４８、及び図４９（Ｃ）参照）。第２の周期Ｔ２は、典型的には、基準周期Ｔ０の３倍〜５倍とされる。しかし、これに限られず、第１の周期Ｔ１以上であれば基準周期Ｔ０の３倍以下でもよく、５倍以上でもよい。なお、図４８、及び図４９（Ｃ）に示す例では、第２の周期Ｔ２は、基準周期Ｔ０の３倍とされている。
なお、発光周期Ｔが第２の周期Ｔ２のときに、受光信号が入力された場合（ステップ１１０２のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、カウント値をリセットし（ステップ１１０３）、発光周期Ｔを、第２の周期Ｔ２から基準周期Ｔ０へと戻す（ステップ１１０４のＹＥＳ、ステップ１１０５）。
図４６に示す処理により、受光信号の入力が解除されてからの時間が長くなるに従って、発光周期Ｔ（検出領域内のユーザの身体の存在の有無を検出する周期）が長くなるように発光周期Ｔが制御されるため、適切に消費電力を低減することができる。
本実施形態では、受光信号の入力の解除を時間の起算点としたが（図４８参照）、入力装置２００に電源が投入されたときを時間の起算点としてもよい。すなわち、入力装置２００の電源がＯＮの状態となったときからの時間が長くなるにしたがって発光周期Ｔが長くなるように発光周期Ｔが制御されてもよい。
本実施形態の説明では、発光周期Ｔが３段階で変化する場合について説明したが、発光周期Ｔは、２段階で変化させてもよく、４段階以上で変化させてもよい。あるいは、受光信号の入力が解除されてからの時間が長くなるに従って、１次関数的に、または多次関数的に長くなるように発光周期Ｔが制御されてもよい。あるいは、これらの組み合わせにより発光周期Ｔが制御されてもよい。
本実施形態の説明では、図４３との違いを中心に説明したが、図４４に示すステップ９０１の発光周期Ｔ、及び図４６に示すステップ１００１の発光周期Ｔが本実施形態のように可変とされてもよい。
次に、光センサ２５２が発光する周期である発光周期Ｔが可変である場合の、他の実施の形態を説明する。
本実施形態では、入力装置２００の速度値の大きさに応じて、発光周期Ｔが可変に制御される点で、上述の実施形態と異なる。したがって、この点を中心に説明する。
図５０は、本実施形態に係る入力装置２００の動作を示すフローチャートである。図５１、及び図５２は、光センサ２５２の発光周期Ｔと、速度値Vとの関係を示す図である。
図５１及び図５２を参照して、本実施形態では、入力装置２００が出力する速度値Vが大きくなるに従って、光センサ２５２の発光周期Ｔ（光センサ２５２が検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出する周期）が短くなる。逆に、速度値Vが小さくなるに従って、発光周期Ｔが長くなる。
まず、このように処理する理由について説明する。
ユーザが入力装置２００を用いて画面３上のポインタ２の移動させる場合、例えば、テーブル上にある入力装置２００を把持し、決定ボタン２１１上の検出領域に指を進入させて、入力装置２００を空間操作する。入力装置２００がこのように操作される場合、入力装置２００の速度値Vは大きい。つまり、速度値Vが大きい場合には、光センサ２５２を発光させて決定ボタン２１１上の検出領域にユーザの指が存在するか否かを判定する必要性が高く、光センサ２５２を短い周期で発光させる必要があるといえる。
一方で、入力装置２００がテーブル上に置かれている場合など、入力装置２００の速度値Vが小さい場合には、光センサ２５２により検出領域内にユーザの指が存在するか否かを判定する必要性が低い。したがって、入力装置２００速度値Vが小さい場合には、光センサ２５２を長い周期で発光させても問題ないといえる。
本実施形態では、このような関係を利用して、発光周期Ｔを可変に制御し、適切に消費電力の低減を図る。
次に、発光周期Ｔと、速度値Vとの関係について説明する。
図５１及び図５２に示すように、速度値VがV１０以上である場合、発光周期Ｔは、基準周期Ｔ０とされる。この基準周期Ｔ０は、コマンド出力周期Ｔ’（例えば１６ｍｓ）と一致しており、光センサ２５２が発光する周期の最短の周期とされる（図５２（Ａ）参照）。V１０の値は、入力装置２００の速度値Vと、発光周期Ｔとの関係を考慮して、適宜設定される。同様に、V１〜V９も、発光周期Ｔとの関係を考慮して適宜設定される。
速度値Vは、速度値の絶対値｜V｜が用いられてもよく、第１の速度値Vx、または第２の速度値Vyのうち、いずれか一方が代表値として用いられてもよい。
速度値Vが、V９〜V１０、V８〜V９、V７〜V６、・・・、０〜V１、である場合、発光周期Ｔは、それぞれ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・Ｔ１０とされる。例えば、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・Ｔ１０は、それぞれ基準周期Ｔ０の２倍、３倍、４倍・・・１０倍とされる。しかし、これに限られず、基準周期Ｔ０の整数倍であれば、３倍、６倍、９倍・・・３０倍と増えてもよく、その他の倍率により増えてもよい。また、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・Ｔ１０は、規則的な倍率により増える場合に限らず、変則的な倍率により増えてもよい。発光周期Ｔは、１１段階に限られず、１０段階以下であってもよいし、１２段階以上であってもよい。
また、図５１及び図５２では、速度値Vが０〜V１である場合、周期Ｔ１０とされているが（図５２（Ｄ）参照）、速度値Vが０〜V１である場合に、発光周期Ｔを無限大としてもよい。つまり、速度値が０であるか、または略０である場合には、光センサ２５２の発光させなくてもよい。これにより、さらに消費電力を低減することができる。
次に、図５０を参照して、本実施形態に係る入力装置２００の動作について説明する。なお、図４４と異なる点を中心に説明する。
ＭＰＵ１９は、光センサ２５２を発光させて（ステップ１２０１）、光センサ２５２から受光信号が入力されているか否かを判定する（ステップ１２０２）。例えば、ＭＰＵ１９は、図５１及び図５２に示す、Ｔ０〜Ｔ１０の何れかの周期で、光センサ２５２を発光させ、受光信号の入力を判定している。
ユーザの指が検出領域に存在せず、受光信号の入力がされていないと判定された場合（ステップ１２０２のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、センサユニット１７から角速度値、及び加速度値を取得する（ステップ１２０８）。ＭＰＵ１９は、この角速度値、及び加速度値に基づいて、速度値を算出する。ＭＰＵ１９は、速度値を算出すると（ステップ１２０９）、この速度値Vに応じて、新たに、発光周期Ｔ（Ｔ０〜Ｔ１０の何れか）を設定する（ステップ１２１０）（図５１参照）。この発光周期Ｔの設定は、例えば、図５１に示す速度値V及び発光周期Ｔの関係を、テーブルに記憶させておくことで実現できる。
ステップ１２１０において、新たに設定される発光周期Ｔは、前回の発光周期Ｔと同じ場合もあり、異なる場合もある。ＭＰＵ１９は、前回光センサ２５２を発光させてから、新たに設定された発光周期Ｔが経過した場合、再び、ステップ１２０１に戻り、光センサ２５２を発光させる。光センサ２５２からの受光信号が入力されない場合、以後、光センサを発光（ステップ１２０１）→速度値に応じた、新たな発光周期の設定（１２０８〜１２１０）→新たに設定された発光周期後に光センサ２５２を発光（ステップ１２０１）、の処理を繰り返す。
このような処理により、例えば、入力装置２００がテーブル上に置かれ、ほとんど動いておらず、速度値が略ゼロに近い値を取り続ける場合には、最長の周期であるＴ１０で光センサ２５２は、発光し続けることになる。これにより、消費電力を低減することができる。一方で、例えば、テーブルに置かれた入力装置２００をユーザが把持し、画面３上のポインタ２を移動させようとして、検出領域に指を進入させようとするときには、そのときの速度値の大きさに応じて、例えば、発光周期Ｔは、最短周期である基準周期Ｔ０となっている。これにより、ユーザは、即座にポインタ２の移動を開始することができる。
検出領域にユーザが指を進入させ、ＭＰＵ１９が受光信号が入力されていると判定した場合（ステップ１２０２のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、センサユニット１７から加速度値及び速度値を取得し（ステップ１２０３）、速度値を算出する（ステップ１２０４）。ＭＰＵ１９は、速度値を移動コマンドとして出力すると（ステップ１２０５）、この速度値に応じた、新たな発光周期Ｔ（Ｔ０〜Ｔ１０の何れか）を設定する（ステップ１２０６）。新たに設定される発光周期Ｔは、前回の発光周期Ｔと同じ場合もあり、異なる場合もある。
新たな発光周期Ｔを設定すると、ＭＰＵ１９は、前回光センサ２５２を発光させてから、新たに設定された発光周期Ｔが経過したか否かを判定する（ステップ１２０７）。前回光センサ２５２を発光させてから、新たに設定された発光周期Ｔが経過していない場合（ステップ１２０７のＮＯ）、ステップ１２０３に戻る。そして、再び速度値を算出、出力し、新たに発光周期Ｔを設定する。前回光センサ２５２を発光させてから、新たに設定された発光周期Ｔが経過した場合（ステップ１２０７のＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、ステップ１２０１に戻り、再び光センサを発光させる。
ここで、ユーザが検出領域に指を進入させてポインタ２を画面３上で移動させ、アイコン４上に停止させようとしているとき、入力装置１の速度値は小さい。したがって、光センサ２５２は、例えば、最長の発光周期である発光周期Ｔ１０（１６０ｍｓ）で発光している。この場合、ＭＰＵ１９は、ステップ１２０３〜ステップ１２０７を１０サイクル繰り返した後に、光センサ２５２を発光させ、検出領域にユーザ指が存在するか否かの判定を実行している。したがって、ユーザがアイコン４上でポインタ２を停止させようとして、指を検出領域からはずしたにも関わらず、サイクルの繰り返しにより、移動コマンドが出力されてしまう場合も考えられる。しかしながら、この場合、移動コマンドとして出力される速度値V自体が小さいため、サイクルの繰り返しにより移動コマンドが出力されたとしても、ポインタ２はあまり移動しない。したがって、ユーザは、サイクルの繰り返しによりポインタ２が空走したとしても気付かない。すなわち、本実施形態に係る入力装置では、ユーザにポインティング操作の違和感を与えることなく、適切に消費電力の低減を図ることができる。
本実施形態では、速度値の大きさに応じて、発光周期Ｔが可変に制御される場合について説明した。しかし、これに限られず、角速度値ω、又は加速度値ａの大きさに応じて発光周期Ｔが可変に制御されてもよい。角速度値ωは、絶対値が用いられてもよく、２軸の加速度値のうち、一方が代表値として用いられてもよい。加速度値についても同様である。このような処理によっても、図５１に示す処理と同様の効果を奏する。
本実施形態では、速度値の大きさに応じて、段階的に発光周期Ｔが変化する場合について説明した。しかし、これに限られず、速度値の大きさに応じて、指数関数的に発光周期Ｔが変化してもよい。
図６６は、速度値の大きさ応じて、指数関数的に発光周期Ｔが変化する場合の一例を示す図である。図６６に示すように、発光周期Ｔは、速度値が大きくなるに従って、指数関数的に短くなり、所定の速度値V’以上で一定（例えば、１６ｍｓ）となる。このように、速度値に応じて指数関数的に発光周期Ｔが短くなることで、ユーザにポインティング操作の違和感を与えることなく、適切に消費電力の低減を図ることができる。
ここで、速度値Vが所定の速度値V"を超える場合、速度値Vが大きくなるに従って、発光周期Ｔを長くしてもよい。例えば、ユーザが指を検出領域に進入させてポインタ２を画面３上で移動させている場合であって、筐体１０を勢いよく振っているとき、速度値はとても大きい。この場合、ユーザが検出領域から指をはずすと、ユーザの指が存在しないにも関わらず、サイクルの繰り返しにより（ステップ１２０３〜ステップ１２０７参照）、移動コマンドが出力されてしまう場合も考えられる。しかし、この場合、速度値が大きすぎるために、ポインタ２が空走したことにユーザは気付かない。図６６では、この関係を利用して、速度値Vが所定の速度値V"を超えるとき、速度値が大きくなるに従って、発光周期Ｔを長くする。これにより、ユーザにポインティング操作の違和感を与えることなく、適切に消費電力の低減を図ることができる。
次に、光センサ２５２からのパルス状の出力電圧（受光信号）が入力されたか否かの判定方法についての一実施形態について説明する。
本実施形態では、図４３のステップ８０２などに示した、受光信号の入力がされたか否かの判定方法について説明する。本実施形態では、外乱光の影響を除去するため、光センサ２５２からの出力電圧の変化量に応じて、受光信号の入力がされたか否かを判定する。したがって、この点を中心に説明する。
まず、太陽光や、蛍光灯からの光などの外乱光が光センサ２５２の受光素子２５２ｂに与える影響について説明する。
図５３は、外乱光の影響を説明するための図であり、発光素子２５２ａへの入力電圧と、光センサ２５２からの出力電圧との関係を示す図である。
図５３（Ｂ）左に示すように、外乱光が大きい状態であり、かつ、検出領域にユーザの指が存在しない場合、受光素子２５２ｂが外乱光を検出するため、光センサ２５２が信号を出力し続けることが考えられる。これにより、検出領域にユーザの指が存在しないにも関わらず、ＭＰＵ１９が受光信号の入力がされていると判定し、ポインタ２が画面３上で動く場合も考えられる。
一方で、図５３（Ｂ）の右側に示すように、検出領域にユーザの指が存在する場合、決定ボタン２１１の表面が指で覆われることから、外乱光が受光素子２５２ｂに検出されなくなる。従って、外乱光の影響が小さい場合と同様に（図４０（Ｂ）参照）、光センサ２５２の出力電圧は、周期Ｔによりパルス状の電圧として出力される。
本実施形態では、外乱光の影響を除去するために、以下の処理を実行する。
図５４は、本実施形態に係る入力装置２００の動作を示すフローチャートである。
ＭＰＵ１９は、発光素子２５２ａを発光させているときの、光センサ２５２（受光素子２５２ｂ）からの出力電圧が閾値以上であるか否かを判定する（ステップ１３０１）。光センサからの出力電圧が閾値以下である場合（ステップ１３０１のＮＯ）、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２からの受光信号は、入力されていないと判定する（判定手段）（ステップ１３０４）。ＭＰＵ１９は、受光信号が入力されていないと判定した場合、例えば、図４３のステップ８０２のＮＯ、以降の処理を実行すればよい。
一方で、ＭＰＵ１９は、発光素子２５２ａを発光させているときの、光センサ２５２からの出力電圧が閾値以上である場合（ステップ１３０１のＹＥＳ）、次のステップ１３０２に進む。ステップ１３０２では、ＭＰＵ１９は、前回光センサ２５２を発光させてから今回光センサ２５２を発光させるまでの間の、光センサ２５２からの出力電圧が閾値以下であるか否かを判定する。光センサ２５２からの出力電圧が閾値以下でない場合（ステップ１３０２ＮＯ）、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２からの受光信号は、入力されていないと判定する（ステップ１３０４）。
例えば、受光素子２５２ｂが外乱光の影響を受けて、光センサ２５２が信号を出力し続けている場合（図５３（Ｂ）左参照）、光センサ２５２を発光させているときの出力電圧は、閾値以上である（ステップ１３０１のＹＥＳ）。しかし、前回光センサ２５２を発光させてから今回光センサ２５２を発光させるまでの間の、光センサ２５２からの出力電圧が閾値以下でない（ステップ１３０２のＮＯ）。したがって、この場合、ＭＰＵ１９は、受光信号が入力されたと判定しない（ステップ１３０４）。これにより、検出領域にユーザの指が存在しない場合に、受光素子２５２ｂが外乱光を検出しても、ポインタ２が画面３上で動くことを防止することができる。
前回光センサ２５２を発光させてから今回光センサ２５２を発光させるまでの間の、光センサ２５２からの出力電圧が閾値以下である場合（ステップ１３０２ＹＥＳ）、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２からの受光信号が入力されていると判定する（ステップ１３０３）。ＭＰＵ１９は、受光信号が入力されていると判定した場合（ステップ１３０３）、例えば、図４３に示す、ステップ８０２のＹＥＳ、以降の処理を実行すればよい。
例えば、ユーザの指が検出領域に存在する場合（図５３（Ｂ）右参照）、光センサ２５２が発光しているときの、光センサ２５２からの出力電圧は、閾値以上である（ステップ１３０１のＹＥＳ）。また、前回光センサ２５２を発光させてから今回光センサ２５２を発光させるまでの間の、光センサ２５２からの出力電圧が閾値以下である（ステップ１３０２のＹＥＳ）。したがって、この場合、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２からの受光信号が入力されていると判定する（ステップ１３０３）。つまり、検出領域にユーザの指が存在する場合には、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２からの受光信号が入力されていると、適切に判定することができる。
図５４で示したように、本実施形態では、光センサ２５２からの出力電圧の変化量に応じて、受光信号の入力がされたか否かを判定するため、外乱光の影響を効果的に除去することができる。
なお、本実施形態に係る、受光信号が入力されたか否かの判定方法は、図４３のステップ８０２、図４４のステップ９０２、図４６のステップ１００２、図４７のステップ１１０２、及び図５０のステップ１２０２のいずれにおいても適用することができる。次に説明する、受光信号が入力されたか否かの判定方法についての実施形態についても同様である。
次に、光センサ２５２からのパルス状の出力電圧（受光信号）が入力されたか否かの判定方法についての他の実施形態について説明する。
図５４に示す実施形態では、閾値判定により、受光信号が入力されたか否かを判定した。一方、本実施形態では、入力装置２００のさらなる消費電力の低減のために、閾値判定によらず、受光信号が入力されたか否かを判定する。したがって、その点を中心に説明する。
なお、本実施形態においても、光センサ２５２からの出力電圧の変化量に応じて、受光信号が入力されたか否かを判定する点においては、図５４に示す実施形態と共通する。
図５５は、発光素子２５２ａへの入力電圧と、光センサ２５２からの出力電圧との関係を示す、拡大図である。
図５５の破線に示すように、発光素子２５２ａへの入力電圧のパルス幅が十分に大きい場合、受光素子２５２ｂからの出力電圧が閾値を超えるため、ＭＰＵ１９は、閾値判定による判定方法により、受光信号の入力を判定することができる。
ここで、光センサ２５２の消費電力をさらに低減するためには、発光周期Ｔで光センサ２５２を断続的に発光させるほか、光センサ２５２を発光させる時間を短くすることが有効な手段であると考えられる。この場合、発光素子２５２ａへの入力電圧のパルス幅τを小さくし、デューティー比Ｄ（Ｄ＝τ／Ｔ）を小さくすることが考えられる（図５５（Ａ）参照）。
しかしながら、発光素子２５２ａの発光時間を短くすると、受光素子２５２ｂが光を検出する時間が短くなるため、スルーレートが低い場合、光センサ２５２の出力電圧の出力値が閾値を超えなくなることも考えられる（図５５（Ｂ）参照）。これにより、検出領域内にユーザの指が存在するにも関わらず、ＭＰＵ１９が光センサ２５２からの受光信号の入力されていないと判断することも考えられる。
そこで、本実施形態に係る入力装置２００は、光センサ２５２からの出力電圧（アナログ信号）をサンプリングし、デジタル変換する（図５５（Ｂ）参照）。そして、ＭＰＵ１９は、サンプリングされた出力電圧（デジタル信号）の変化量に応じて、受光信号が入力されているか否かを判定する。典型的には、ＭＰＵ１９は、例えばサンプリングされた各電圧値を微分することで、その変化量を認識することができる。サンプリングされた各電圧値のうち少なくとも２つのサンプリング値の差分を求め、その差分が、所定の値と同じか、またはその値に近い値になった場合に、受光信号が入力されていると判定されればよい。
このような処理により、発光素子２５２ａの発光時間が短くされることで、光センサ２５２からの出力電圧の出力値が閾値を超えない場合であっても、ＭＰＵ１９は、受光信号が入力されていると判定することができる。これにより、発光素子２５２ａの発光時間を短くすることができるため、光センサ２５２の消費電力をさらに低減することができる。
また、上述のような処理によりによれば、検出領域にユーザの指が存在せず、受光素子２５２ｂが外乱光の影響を受けて、電圧を出力してしまう場合であっても（図５３（Ｂ）左参照）、ＭＰＵ１９は、受光信号が入力されたと判定しない。つまり、受光素子２５２ｂが外乱光の影響を受けた場合に出力する出力電圧の変化量は、検出領域に指が存在する場合の、出力電圧の変化量と一致しないため、ＭＰＵ１９は、受光信号が入力されたと判定しない。これにより、光センサ２５２が外乱光の影響を受け、検出領域にユーザの指が存在しないにも関わらず、ポインタ２が画面３上で動いてしまうことを防止することができる。
次に、外乱光の影響を軽減するための実施の形態について説明する。
上述の図５３及び図５４に示した実施の形態と、図５５に示した実施の形態とでは、信号の入力の判定方法により、外乱光の影響を軽減する場合について説明した。一方、本実施形態では、光学薄膜（波長選択膜）により、外乱光の影響を軽減する。
外乱光の影響を軽減するため、例えば、上述の図３７で示したレンズ部材２５５の上面２５５ａに、受光素子２５２ｂに照射される光のうち、発光素子２５２ａから発せられる光の波長領域に属する光を選択的に透過させ、それ以外の波長の光をカットすることが可能な光学薄膜（波長選択領域）が形成される。あるいは、受光素子２５２ｂの受光面に光学薄膜が形成されてもよい。光学薄膜が形成される位置は、特に限定されない。例えば、光学薄膜は、多重構造とされる。発光素子２５２ａが照射する光として、所定の波長領域の赤外線が用いられた場合、光学薄膜は、所定の波長領域の赤外線を透過させ、所定波長領域の赤外線以外の光をカットするように形成される。
図５８は、太陽光の波長分布を示す図である。図５９は、太陽光の波長分布、受光素子２５２ｂの分光感度特性、及び光学薄膜の特性の関係を示す図である。
図５８、及び図５９に示すように、太陽光は、近赤外線の波長領域における約８５０ｎｍ〜１０５０ｎｍの間に放射強度の谷間を有しており、９５０ｎｍ付近に谷間のピークが存在する。図５９に示すように、受光素子２５２ｂの相対感度は、太陽光の放射強度の谷間のピーク値と合致するように、９５０ｎｍ付近にピーク値を有している。受光素子２５２ｂは、９５０ｎｍ付近に相対感度のピーク値を有するように、適宜設計されればよい。この場合、発光素子２５２ａも、９５０ｎｍ付近を中心波長とした近赤外線領域に属する光を照射する。
図５９の破線は、光学薄膜の特性を示しており、図５９の斜線は、光学薄膜により、カットされる太陽光の領域を示している。つまり、光学薄膜は、約９００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域の光を選択的に透過させ、約９００ｎｍ以下、及び約１０００ｎｍ以上の波長領域の光をカットする。光学薄膜は、このような特性を有するように、膜厚などが適宜設定される。例えば、受光素子２５２ｂは、約１１００ｎｍの波長の光に対して約５０％の相対感度を有するが、この１１００ｎｍの波長の光は、光学薄膜によりカットされるため、受光素子２５２ｂにより検出されない。このように、本実施形態に係る入力装置は、外乱光が受光素子２５２ｂに与える影響を効果的に軽減することができるため、受光素子２５２ｂは、発光素子２５２ａが照射する光（９５０ｎｍ）を適切に検出することができる。
本実施形態に係る光学薄膜は、光センサ２５２が発光周期Ｔで断続的に発光する形態であっても、光センサ２５２が常時発光する形態であっても適用することが可能である。本実施形態では、光学薄膜により外乱光の影響を軽減する場合について説明した。しかし、これに限られず、レンズ部材２５５自体が波長選択性を有する樹脂で形成されても構わない。
次に、外乱光の影響を軽減するための他の実施形態について説明する。
本実施形態では、回路により、外乱光の影響を軽減するため、その点を中心に説明する。
図６４は、本実施形態に係る入力装置２００が有する回路を示す図である。図６５は、外乱光が強い場合の光センサの出力波形と、図６４に示す回路により波形整形された信号との関係を示す図である。
図６４に示すように、回路１１０は、コンパレータ１１１と、コンデンサＣ１と、６つの抵抗Ｒ１〜Ｒ６とで形成される。回路１１０は、接続点１１２，１１３、及び１１４を有している。接続点１１２には、光センサ２５２の受光素子２５２ｂからの受光信号が入力される。接続点１１３は、例えば、３．１５Ｖの電源（バッテリー１４）に接続され、接続点１１４から出力信号が得られる。
コンデンサＣ１は、受光素子２５２ｂの出力側に接続されている。抵抗Ｒ３は、その一端がグランド接続され、他端は、コンパレータ１１１の−入力端子に接続されている。抵抗Ｒ５により、ポイントＡの電圧が決められ、この電圧が受光素子２５２ｂの出力電圧と比較される参照電圧１１５となる。
図６５（Ａ）は、外乱光の影響が大きい場合の、受光素子２５２ｂからの受光信号の出力波形を示す図である。この図６５（Ａ）は、図５３（Ｂ）で示した例よりもさらに外乱光が強い状態での受光信号の出力波形を示している。
外乱光が強い状態では、ユーザの指が検出領域に存在しない場合に受光信号が出力されてしまう場合がある（図６５（Ａ）左参照）。また、外乱光がさらに強い状態では、検出領域に指が存在する場合であっても、例えば、指とレンズ部材２５５との隙間から外乱光が決定ボタン２１１内部に侵入してしまうことがある。これにより、外乱光が受光素子２５２ｂにより検出されてしまうため、受光素子２５２ｂは、図６５（Ａ）右に示すような波形の受光信号を出力してしまうことがある。
図６５（Ｂ）は、コンデンサＣ１を通過した後の受光信号の出力波形を示す図である。図６５（Ｂ）左に示すように、コンデンサＣ１（除去手段）を通過した受光信号は、ＤＣ成分がカットされるため、検出領域にユーザの指が存在しない場合には、略ゼロとなる。また、ユーザの指が検出領域に存在する場合の信号の波形は、ＤＣ成分がカットされ、図６５（Ｂ）右に示すような波形となる。図６５（Ｂ）右に示す波形が、コンパレータ１１１に入力されることで波形整形される。例えば、コンパレータ１１１に入力された信号は、上記した抵抗Ｒ５により設定された参照電圧１１５と比較され、参照電圧より大きい信号が増幅される。これにより、コンパレータ１１１から図６５（Ｃ）に示すような波形が出力される。
このように波形整形された受光信号は、外乱光の影響が無視できる状態での光センサの受光信号と同様の形状を有している（図４０（Ｂ）参照）。これにより、効果的に外乱光の影響を除去することができ、ＭＰＵ１９は、適切に受光信号の入力を判定することができる。
なお、参照電圧１１５は、コンパレータ１１１に入力されるパルス電圧の電圧値を考慮して、抵抗Ｒ５が変更されることで適宜調整される。
次に外乱光の影響を軽減するための他の実施形態について説明する。
本実施形態では、発光素子２５２ａの発光時における受光素子２５２ｂからの受光信号と、消灯時における受光素子２５２ｂからの受光信号との差を利用して、外乱光の影響を軽減する。したがって、その点を中心に説明する。
まず、光センサ２５２（レンズ部材２５５の上面２５５ａ）からユーザの指までの距離と、受光素子２５２ｂからの出力電圧との関係について説明する。
図６７（Ａ）は、外乱光の影響が無視できる状態での受光素子の出力電圧を示している。図６７（Ａ）（ａ）は、光センサ２５２からユーザの指までの距離が遠い場合の、受光素子２５２ｂからの出力電圧を示している。また、図６７（Ａ）（ｂ）は、ユーザの指が光センサ２５２に近づいた場合の出力電圧を示しており、図６７（Ａ）（ｃ）は、ユーザの指がさらに光センサ２５２に近づいた場合の出力電圧を示している。図６７（Ａ）に示すように、ユーザの指が光センサ２５２に近づくに従って、受光素子２５２ｂが受光する光の量が増加するため、受光素子２５２ｂからの出力電圧がV１〜V３まで増加する。
図６７（Ｂ）は、外乱光の影響が大きい状態での受光素子２５２ｂの出力電圧を示している。図６７（Ｂ）（ｄ）は、ユーザの指が光センサ２５２上に存在しない場合の受光素子２５２ｂの出力電圧を示している。図６７（Ｂ）（ｄ）に示すように、ユーザの指が検出領域に存在しない場合、受光素子２５２ｂは、外乱光の影響を受けて、受光信号を出力し続けてしまう。図６７（Ｂ）（ａ）〜（ｃ）は、光センサ２５２からユーザの指までの距離が遠い状態から徐々に光センサ２５２に近づいた場合の、受光素子２５２からの出力電圧を示している。なお、図６７（Ｂ）（ａ）〜（ｃ）での、光センサ２５２からユーザの指までの距離は、上述の図６７（Ａ）（ａ）〜（ｃ）での、光センサ２５２からのユーザの指までの距離にそれぞれ対応している。
図６７（Ｂ）に示すように、ユーザの指が近づくに従って、発光素子２５２ａが発光しているときの出力電圧と、消灯しているときの出力電圧との電位差は、V１〜V３まで増加する。また、ユーザの指が近づくに従って、発光素子２５２ａが消灯しているときの、受光素子２５２ｂの出力電圧が低下する。これは、ユーザの指が光センサ２５２に近づくに従って、レンズ部材２５５の上面２５５ａがユーザの指に覆われることにより、外乱光が受光素子２５２ｂに到達しなくなるためである。
ここで、図６７（Ａ）及び図６７（Ｂ）とを比較すると、光センサ２５２からユーザの指までの距離が同じであれば、発光素子２５２ａ発光時の受光素子２５２ｂの出力電圧と、消灯時の出力電圧との電位差は、同じであることが分かる。すなわち、外乱光の影響の大きい、小さいに関わらず、発光素子２５２ａ発光時の受光素子２５２ｂの出力電圧と、消灯時の出力電圧との電位差は、同じであるといえる。そこで、本実施形態では、この関係を利用して、外乱光の影響を除去する。
入力装置２００は、発光素子２５２ａが発光しているときの受光素子２５２ｂの出力電圧及び消灯時の出力電圧をサンプリングし、デジタル変換する。ＭＰＵ１９は、発光素子２５２ａ発光時のサンプリング値の代表値から、発光素子２５２ａの消灯時のサンプリング値の代表値を減算して、電位差を求める。ＭＰＵ１９は、この電位差が所定の閾値を超えるか否かを判定し、閾値を超える場合、受光信号が入力されたと判定する。一方で、所定の閾値以下である場合、受光信号が入力されていないと判定する。このような処理により効果的に外乱光の影響を軽減することができる。
ここで、上述の処理により算出された電位差を利用して、所定の処理を実行してもよい。すなわち、ＭＰＵ１９は、光センサ２５２からユーザの指までの距離に応じた電位差を求めることができるため、この電位差を利用する。例えば、光センサ２５２からユーザの指までの距離（電位差）に応じて、色が変化するＬＥＤ表示部を有していてもよい。これにより、ユーザは、光センサ２５２により指が検出されているか否かを視覚により認識することができる。
あるいは、距離（電位差）に応じて、例えば、図１２に示した処理により算出された速度値を可変としてもよい。この場合、ユーザは、手首や腕の操作により筐体１０を振る速度を調整し、指の操作により光センサ２５２からの距離を調整することで、画面上でのポインタ２の速度を調整することができる。
次に、入力装置が有する操作部の他の実施形態について説明する。
図６８は、本実施形態に係る入力装置が有する決定ボタン５１１の断面図である。図６６では、上述の図３７で説明した決定ボタン２１１と異なる点を中心に説明する。
図６８に示すように、決定ボタン５１１は、凹部を有する筒体５５０を備えている。筒体５５０内の凹部底面２５０ｃには、光センサ２５２が配置される。光センサ２５２は、発光素子２５２ａと受光素子２５２ｂとを有する反射型の光センサ２５２である。筒体２５０の凹部には、レンズ部材５５５が設けられる。レンズ部材５５５は、光センサ２５２を覆うように、凹部全体に形成されており、光センサ２５２は、レンズ部材５５５により樹脂封止されている。
レンズ部材５５５の上面５５５ａは、所定の曲率半径を有しており、発光素子２５２ａが照射した光を集光可能となっている。レンズ部材の上面５５５ａの曲率半径は、適宜設定される。
図６８に示すように、レンズ部材５５５が光センサ２５２を覆うように形成されることで、光センサ２５２と指との間の反射面を少なくすることができる。すなわち、図６８から明らかなように、本実施形態では、光センサ２５２と指との間の反射面は、レンズ部材５５５の上面５５５ａのみである。従って、反射光の影響により受光素子２５２ｂが光を検出してしまうことを防止することができる。また、光センサ２５２は、筒体５５０内部に固定されており、レンズ部材５５５の上面５５５ａ（反射面）との位置関係が変動しない。従って、レンズ部材２５５の上面２５５ａで反射された光のレベルを安定させることができる。これにより、ユーザの指が検出領域に存在しないにも関わらず、受光素子２５２ｂが光を検出してしまうことを防止することができる。さらに、レンズ部材２５５の上方に安定して検出領域を形成することができる。
発光素子２５２ａ及び受光素子２５２ｂとの間に挟みこまれるように、遮光板２５６が形成されてもよい。これにより、受光素子２５２ｂが、発光素子２５２ａから照射された光を直接的に、あるいは、レンズ部材５５５の上面５５５ａにより反射された光を間接的に受光してしまう事を防止することができる。
なお、上述の各実施形態、及び後述する各実施形態の説明では、ユーザによる押圧操作の対象は、決定ボタン２１１としているが、決定ボタン５１１としてもよい。
次に、入力装置２００の決定ボタン２１１がユーザにより押圧操作される場合の他の実施の形態について説明する。
図５６は、本実施形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。この図５６は、上述の図１７、ステップ３０１中の「移動ボタンによる受光信号」が「光センサによる受光信号」と読み替えられた図である。つまり、図５６では、図１７と同様の処理が実行される。
決定ボタン２１１が押圧され、スイッチ２１５ａからの操作信号の入力が開始された場合、ＭＰＵ１９は、操作信号の入力の開始から第１の時間内は、画面３上でポインタ２が移動しないように制御する（ステップ１４０４のＹＥＳ〜ステップ１４０９）。これにより、ユーザが決定ボタン２１１を押圧した際に、筐体２１０が傾くことで、ポインタ２が画面３上で動いてしまうことを防止することができる。
決定ボタン２１１の押圧が解除され、スイッチ２１５ａからの操作信号の入力が解除された場合、ＭＰＵ１９は、操作信号の入力の解除から第２の時間内は、画面３上でポインタ２が移動しないように制御する（ステップ１４１２のＹＥＳ〜ステップ１４１７）。これにより、例えばユーザが、ドラッグ操作しているアイコンをドロップするときに筐体２１０が傾くことにより、アイコンがユーザの意図しない位置にドロップされてしまうことを防止することができる。
ＭＰＵ１９は、操作信号の入力が解除されてから第２の時間が経過する前に、再び操作信号の入力が開始された場合に、再び操作信号の入力が開始されてから第１の時間内は、画面３上でポインタ２が移動しないように制御してもよい（１４１６のＹＥＳ〜１４０９）。これにより、例えばユーザが決定ボタン２１１をダブルクリックの操作をしたときの押圧開始時に、筐体２１０が傾くことで、ポインタ２が画面３上で動いてしまうことを防止することができる。
ＭＰＵ１９は、操作信号の入力が開始されてから第１の時間が経過する前に、操作信号の入力が解除された場合に、この操作信号の入力の解除から第２の時間内は、画面３上でポインタ２が移動しないように制御してもよい（１４０８のＹＥＳ〜破線〜ステップ１４１７）。これにより、例えばユーザが決定ボタン２１１をクリック、またはダブルクリックの操作をしたときの押圧解除時に筐体２１０が傾くことで、ポインタ２が画面３上で移動してしまうことを防止することができる。
以上、図５６の説明は、簡単に説明したが、入力装置２００の動作、及び奏する効果等については、図１７と同様であるため、詳細については省略する。なお、図５６に示す処理を主に制御装置４０が実行しても構わない。
入力装置２００は、上述の図２０と同様の処理を実行してもよい。この場合、図２０中、ステップ６０１に示した「移動ボタンによる受光信号」が「光センサによる受光信号」と読み替えられればよい。つまり、ユーザが検出領域に指を進入させ、光センサ２５２から受光信号の入力が開始された場合、ＭＰＵ１９は、この受光信号の入力から第３の時間内は、画面３上でポインタ２が移動しないように制御する。これにより、図２０に示した効果と同様の効果を奏する。なお、このような処理を主に制御装置４０が実行しても構わない。
次にセンサについての他の実施の形態について説明する。
上述の各実施形態では、検出領域にユーザの身体（例えば指）が存在するか否かを検出するセンサが反射型の光センサである場合について説明した。一方、本実施形態では、センサが透過型の光センサである場合について説明する。
図６０は、本実施形態に係る入力装置２００が有する決定ボタン４１１の断面図である。
図６０に示すように、決定ボタン４１１は、中空部４５１を有する筒体４５０を備えている。この筒体４５０は、筒体４５０の上面４５０ａに溝４５８を有している。溝４５８は、ユーザの指よりも少し大きい程度の大きさとされる。筒体４５０の内部には、溝４５８を挟んで対向するように発光素子４５２ａ及び受光素子４５２ｂが配置される。この発光素子４５２ａ及び受光素子４５２ｂにより、透過型の光センサ４５２が形成される。本実施形態では、この透過型の光センサ４５２により、決定ボタン４１１上であって、溝４５８の間にユーザの身体の存在の有無を検出する検出領域が形成される。
筒体４５０の溝４５８を形成する壁面４５０ｂの一部には、発光素子４５２ａから出射される光を透過することが可能な透過部４５７が設けられる。透過部４５７は、発光素子４５２ａ側と、受光素子４５２ｂ側にそれぞれ設けられ、発光素子４５２ａと受光素子４５２ｂとを結ぶ直線上に配置される。透過部４５７は、例えば、ポリカーボネートや、アクリル系樹脂などの光透過性樹脂により形成される。
受光素子４５２ｂ側の透過部４５７には、上述の光学薄膜が形成されていてもよい。これにより、外乱光の影響を効果的に除去することができる。光学薄膜は、受光素子４５２ｂの受光面に形成されていても構わない。あるいは、受光素子４５２ｂ側だけでなく、発光素子４５２ａ側の透過部４５７に光学薄膜が設けられていてもよい。または、透過部４５７自体が波長選択性の特性を有する樹脂で形成されてもよい。
次に決定ボタン４１１を有する入力装置２００の動作について説明する。
図６１は、その動作についての一実施形態を示す図である。図６１は、上述の図３８に示したステップ７０１による判定と、ステップ７０４による判定が逆となったフローチャートである。つまり、本実施形態では、ＭＰＵ１９は、反射型の光センサ４５２からの受光信号の入力が解除された場合に、ポインタ２が画面３上で移動するように移動コマンドの出力を制御する。また、ＭＰＵ１９は、反射型の光センサ４５２からの受光信号の入力が開始された場合に画面３上でポインタ２の移動が停止するように移動コマンドの出力を制御する。
ユーザが溝４５８に指を進入させておらず、検出領域に指が存在しない場合、受光素子４５２ｂは、発光素子４５２ａが照射する光を検出している。したがって、受光素子４５２ｂは、受光信号として受光信号を出力しており、この受光信号は、ＭＰＵ１９に入力されている。ＭＰＵ１９は、受光信号が入力されている場合（ステップ１５０１のＮＯ）、移動コマンドの出力を停止しているか、変位量をゼロとした移動コマンドを出力する（ステップ１５０２）。
ユーザが溝４５８に指を進入させた場合、光センサ４５２から照射された光は、指により遮られる。従って、受光素子４５２ｂは、発光素子４５２ａから照射された光を検出することができなくなるため、ＭＰＵ１９への受光信号の出力が停止される。ＭＰＵ１９は、受光素子４５２ｂからの受光信号の入力が解除されると（ステップ１５０１のＹＥＳ）、移動コマンドの出力を開始する（ステップ１５０３）。すなわち、ＭＰＵ１９は、検出領域内にユーザの身体が存在する場合、ポインタ２の移動を開始するように移動コマンドの出力を制御する（出力制御手段）。
ユーザが溝から指を離し、検出領域から指をはずした場合、受光素子４５２ｂは、発光素子２５２ａからの光を検出し、受光信号の出力を開始する。ＭＰＵ１９は、受光素子４５２ｂからの受光信号の入力を開始すると（ステップ１５０４のＹＥＳ）、移動コマンドの出力を停止する（ステップ１５０５）。すなわち、ＭＰＵ１９は、検出領域内にユーザの身体が存在しない場合、ポインタ２の移動を停止するように移動コマンドの出力を制御する。
なお、その他の動作や、作用効果については、図３８に示した実施形態と同様であるため、説明を省略する。
図１９に示したフローチャートと同様に、ユーザが検出領域に指を進入させている場合に移動コマンドの出力を停止してもよい。この場合、ユーザは、溝４５８に指を進入させることでポインタを停止さておくことができ、溝４５８から指をはずすことでポインタの移動を開始することができる。これにより、ポインタ２などを確実に操作することが可能となる。
なお、反射型の光センサ２５２として説明した上述の各実施形態は、透過型の光センサ４５２を有する入力装置２００について、全て適用することができる（例えば、光センサが所定の周期で発光することや、外乱光の影響を除去することなど）。この場合、入力装置２００の動作についてのフローチャートは、図３８を図６０で読み替えたのと同様の趣旨で読み替えればよい。これにより、反射型の光センサ２５２を有する各実施形態と同様の作用効果を奏する。
次に、入力装置の他の実施の形態を説明する。
図５７は、本実施形態に係る入力装置の下部筐体及び主基板を示す図であり、上方側から見た図である。本実施形態の説明では、上述の入力装置２００と同一の機能を有する部材については、同一符号を付し、説明を簡略化、または省略する。
図５７に示すように、入力装置３００の主基板２４６上には、スイッチ２１５ａを囲むように静電容量センサ３５２が配置される。つまり、本実施形態では、光センサ２５２の代わりに静電容量センサ３５２が備えられている。この静電容量センサ３５２により、決定ボタン２１１上に検出領域が形成される。
この静電容量センサ３５２により形成される検出領域は、決定ボタン２１１上に空間的に形成されてもよく、平面的に形成されてもよい。つまり、静電容量センサ３５２は、決定ボタン２１１上の空間的な領域にユーザが指を進入させた場合にその指を検出してもよく、ユーザが決定ボタン２１１の表面に触れた場合にその触れた指を検出してもよい。検出領域の空間的な広さや、平面的な広さは、静電容量センサ３５２を適宜設計することで調整される。
静電容量センサ３５２が配置される位置は、決定ボタン２１１上に検出領域を形成することができる位置であれば、主基板２４６上のどの位置に配置されていてもよい。
光センサ２５２が静電容量センサ３５２とされても、上述の図３８、図５６、及び図２０と同様の処理を実行することができ、同様の作用効果を奏する。また、静電容量センサ３５２により、図４６と同様の処理を実行することができる。この場合、ＭＰＵは、図４６において、ステップ１００１を除いた処理を実行すればよい。これにより、通常モードと省電力モードの切り替えが可能となり、入力装置３００全体の省電力化が実現される。
次に入力装置の他の実施の形態について説明する。
上述の各実施形態では、検出領域が決定ボタン（操作部）上に形成される場合について説明した。本実施形態では、検出領域が操作部上とは異なる位置に配置される点において上述の各実施形態と相違するため、その点を中心に説明する。
図６２は、本実施形態に係る入力装置を示す斜視図である。図６２では、図３１と異なる点を中心に説明する。
図６２に示すように、入力装置４００は、筐体２１０を備えており、筐体２１０の上面２１０ｃには、操作部２２３が配置される。この操作部２２３は、決定ボタン３１１、中央ボタン２１２、ボタン２１３及びボタン２１４を含む。本実施形態では、例えば、筐体２１０の上面２１０ｃ上であって、決定ボタン３１１よりも端部寄りの、所定の領域３１２上に検出領域が形成される。この検出領域３１２は、例えば、反射型の光センサ２５２により形成される。光センサ２５２は、筐体２１０内部であって、所定の領域３１２の下方に配置される。光センサ２５２の位置は、所定の領域３１２上に検出領域を形成することができる位置であれば、特に限定されない。
次に入力装置４００の動作について説明する。図６３は、その動作を示すフローチャートである。図６３の説明では、図３８で示した動作と異なる点を中心に説明する。
ユーザが所定の領域３１２上に形成された検出領域に指を進入させると、あるいは、領域３１２に指を触れると、光センサ２５２により指が検出される。光センサ２５２は、ユーザの指を検出すると、受光信号を出力する。ＭＰＵ１９は、受光信号の入力を開始すると（ステップ１６０１のＹＥＳ）、移動コマンドの出力を開始する（ステップ１６０３）。
例えば、ユーザは、検出領域に指を進入させた状態で入力装置４００を振ることでポインタ２を移動させ、アイコン４上に位置させる。そして、ユーザは、所定の領域３１２上の検出領域から指をはずす。ユーザが検出領域から指をはずすと、光センサ２５２からＭＰＵ１９への受光信号の入力が解除される（ステップ１６０４のＹＥＳ）。すると、ＭＰＵ１９は、移動コマンドの出力を停止するか、変位量をゼロとした移動コマンドの出力を開始する（ステップ１６０５）。これにより、ユーザは、例えばアイコン４上にポインタを停止させることができる。
ＭＰＵ１９は、移動コマンドの出力を停止させると（ステップ１６０５）、決定ボタン３１１の下方に配置されたスイッチ２１５ａからの操作信号が入力されたか否かを判定する（ステップ１６０６）。ユーザが決定ボタン３１１を押圧した場合、スイッチ２１５ａからの操作信号が出力され、ＭＰＵ１９に入力される（ステップ１６０６のＹＥＳ）。ＭＰＵ１９は、操作信号が入力された場合、決定コマンドを出力する（ステップ１６０７）。この場合、ＭＰＵ１９は、検出領域にユーザの指が存在しない状態での、スイッチ２１５ａからの操作信号の入力に応じて決定コマンドを出力する（ステップ１６０７）。なお、ＭＰＵ１９は、決定ボタン３１１の押圧が解除され、スイッチ２１５ａからの操作信号の入力が解除されたときに決定コマンドを出力してもよい。
これにより、ユーザは、画面３上でアイコン４上にポインタ２を停止させ、ポインタ２がアイコン４上に位置することを確認して決定ボタン３１１を押圧することができるため、確実なＧＵＩの操作が可能となる。また、ポインティング操作が苦手なユーザであっても確実なＧＵＩの操作が可能となるため、操作感を向上させることができる。
本実施形態では、検出領域を形成するセンサが反射型の光センサ２５２であるとして説明したが、静電容量センサ３５２であってもよい。あるいは、センサは、透過型の光センサ４５２であってもよい。
本実施形態では、所定の領域３１２が筐体２１０の上面２１０ｃの端部であるとして説明した。しかし、これに限られず、例えば、所定の領域３１２は、筐体２１０の側面に配置されていてもよい。この場合、ユーザは、人差し指や、中指などを検出領域に進入させることでポインタ２の移動の開始及び停止を制御する。あるいは、所定の領域３１２は、筐体２１０の下面に配置されてもよい。
次に、光センサ２５２が入力装置以外に用いられる場合について説明する。
上述の図３９〜図４１で説明したように、光センサ２５２が周期的に発光することで、光センサ２５２の消費電力を低減することができる。さらに、発光素子２５２ａに断続的にパルス状の電圧が供給され、受光素子２５２ｂに継続的に電圧が供給されることで、受光素子２７０ｂに浮遊容量が発生することを防止することができる。これにより、受光素子２５２ｂの誤検出を防止することができる。
つまり、光を照射する発光素子と、前記光を検出する受光素子と、所定の周期で断続的に前記発光素子に電圧を供給するように前記電圧を制御し、前記周期によらず継続的に前記受光素子に前記電圧を供給するように前記電圧を制御する電圧制御手段と具備する光センサによれば、適切に省電力化が実現され、さらに、光の誤検出を防止することができる。
この光センサ２５２は、例えば、デジタルカメラのシャッターボタンの操作直前のフォーカス合わせ用、コピー機やプリンタなどの紙検出用、またはタイミング検出用のセンサとして使用されてもよく、ディスク駆動装置のディスクの回転速度検出用のセンサとして使用されてもよい。あるいは、光センサ２５２は、トイレや洗面所などの人体検出用の光センサ２５２として使用されてもよく、その他、様々な用途に使用することができる。
ここで、光センサ２５２は、「反射型」であってもよく、「透過型」であってもよい。つまり、反射型であるか、透過型であるか否かに関わらず、発光素子２５２ａに所定の周期で断続的に電圧が供給され、受光素子２５２ｂに継続的に電圧が供給されれば、適切に省電力化が実現され、さらに、光の誤検出を防止することができる。
また、上記光センサは、前記周期を可変に制御する周期制御手段をさらに具備していてもよい。例えば、光センサが検出対象物の存在の有無を検出する必要性が少ない場合に、前記周期を長くすることで、さらに省電力化することができる。
上記光センサにおいて、検出対象物の存在を検出する検出領域を有し、前記周期制御手段は、前記検出領域に検出対象物が検出されなくなってから前記存在が検出されるまでの時間が長くなるにしたがって前記周期が長くなるように前記周期を制御する。あるいは、上記光センサにおいて、検出対象物の存在を検出する検出領域を有し、前記周期制御手段は、前記光センサに電源からの電力の供給が開始されてから前記検出領域内に検出対象物の存在が検出されるまでの時間が長くなるにしたがって前記周期が長くなるように前記周期を制御してもよい。
例えば、上述の図４７〜図４９で説明したように、受光素子２５２ｂからの受光信号の入力が解除されてから、第１のプリセット時間経過後に基準周期Ｔ０を第１の周期とする。また、受光素子２５２ｂからの受光信号の入力が解除されてから第２のプリセット時間経過後に第１の周期を第２の周期とする処理を実行すればよい。
なお、図４７中、ステップ１１０６〜ステップ１１０８は、光センサ２５２を入力装置２００に適用した場合の、特有の処理である。したがって、光センサ２５２を入力装置以外の電子機器などに適用した場合、ステップ１１０６〜ステップ１１０８は、その電子機器特有の処理を実行させればよい。
上記光センサにおいて、前記受光素子は、前記検出された前記光の強さに応じた受光信号を出力し、前記光センサは、前記受光信号の出力値の変化量に応じて受光信号が入力されたか否かを判定する判定手段をさらに具備していてもよい。
例えば、図５３及び図５４で説明した処理を実行して、受光信号が入力されたか否かを判定すればよい。これにより、外乱光の影響を効果的に除去することができる。
あるいは、図５５で説明した処理を実行してもよい。つまり、ＭＰＵは、受光素子２５２ｂからの出力電圧をサンプリングしてデジタル信号に変換することで出力電圧の変化量を認識し、受光信号が入力されたか否かを判定すればよい。これにより、発光素子２５２ａが発光する時間を短縮することができるため、光センサ２５２の消費電力をさらに低減することができる。さらに、出力電圧の変化量に応じて受光信号が入力されたか否かを判定するため、外乱光の影響を効果的に除去することができる。
また、外乱光の影響を軽減するため、図５８、及び図５９で説明したように、レンズ部材２５５の上面２５５ａ、あるいは、受光素子２５２ｂの受光面に光学薄膜（波長選択膜）が形成されていてもよい。つまり、上記光センサは、前記受光素子に照射される前記光のうち、前記発光素子から発せられる前記光の波長領域に属する光を選択的に透過させる波長選択領域をさらに具備してもよい。発光素子２５２ａは、９５０ｎｍ付近を中心波長とした近赤外線に属する光を照射し、受光素子２５２ｂは、９５０ｎｍ付近に相対感度のピーク値を有していてもよい。この場合、光学薄膜は、例えば、９００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域の光を選択的に透過させ、９００ｎｍ以下、及び１０００ｎｍ以上の波長領域に属する光をカットするように形成される。
あるいは、図６４、及び図６５で説明したように、回路により外乱光の影響を軽減してもよい。すなわち、上記光センサにおいて、前記受光素子は、前記検出された前記光の強さに応じた受光信号を出力し、前記光センサは、前記受光信号を入力し、前記受光信号のＤＣ成分を除去する除去手段と、前記ＤＣ成分が除去された前記受光信号の波形を整形する波形整形手段とを具備してもよい。これにより、外乱光の影響を効果的に除去することができる。
次に、操作部２２３が他の電子機器等に用いられる場合について説明する。
ところで、各種の電子機器の操作部として、二段階の押圧操作により操作される、いわゆる二段スイッチが広く用いられている。例えば、この二段階スイッチは、カメラなどに使用されている。この場合、例えば、一段目にオートフォーカス機能が割り当てられ、二段目にシャッター機能が割り当てられた形態が知られている。ユーザは、二段スイッチを一段目まで押圧し、いわゆる半押し状態を維持してカメラのピントを合わせる。そして、ユーザは、ピントが合ったことを確認して、二段目まで二段スイッチを押圧してシャッターを切る。
しかしながら、二段スイッチを一段目まで押圧して、半押し状態を維持するのは必ずしも容易ではなく、操作感が悪いという問題がある。例えば、ユーザが半押し状態を維持していると認識していても、実際は、二段スイッチの一段目まで押圧されておらず、オートフォーカス機能が作動していない場合がある。一方で、ユーザが二段スイッチを一段目まで押圧しようとして、二段目まで押圧してしまい、シャッターが切られてしまう場合がある。また、ユーザが二段スイッチを一段目まで押圧し、半押し状態を維持している場合に手振れが発生してしまい、ピントが合っているか否かがわかり難いという問題がある。
このような問題は、図３１〜図３８、図５７、及び図６０で説明した操作部２２３（決定ボタン２１１（または、決定ボタン４１１）及びスイッチを含む）により解決することができる。
この操作部２２３（センサモジュール）は、押圧面を有する押圧部材と、前記押圧面上にユーザの身体の存在を検出する検出領域を有するセンサと、前記押圧部材の押圧操作を検出する検出手段とを具備する。
「検出領域」には、空間的な領域及び平面的な領域が含まれる。センサは、反射型の光センサ２５２、透過型の光センサ４５２であってもよく、静電容量センサ３５２であってもよい。センサは、押圧面上に検出領域を形成することができるセンサであれば何が用いられてもよい。
これにより、ユーザは、検出領域に指を進入させることで、あるいは、検出領域に指を触れることで、例えば、カメラのオートフォーカス機能を作動させることができる。したがって、ユーザは、半押し状態を維持する必要がなくなるため、ストレスなく操作部を操作することができる。
また、上述の構成によれば、ユーザは、検出領域に指を進入させ、検出領域にある指を押圧する、という一連の簡単な指の操作により、操作部２２３を操作することができる。これにより、ユーザは、異なる２つの機能（例えばオートフォーカス機能とシャッター機能）を直感的に操作することができる。なお、操作部２２３は、カメラ以外の電子機器に使用されてももちろん構わない。
ここで、上述の図３８では、操作部２２３が入力装置に適用された場合の処理について説明している。図３８中、ステップ７０２、ステップ７０３、ステップ７０５、及びステップ７０７は、操作部２２３を入力装置に適用した場合の、特有の処理である。したがって、操作部２２３が入力装置以外の電子機器に適用された場合、上記各ステップは、その電子機器特有の処理が実行されればよい。
上記操作部において、前記センサは、前記検出領域に光を照射する発光素子と、前記検出領域で反射された前記光を検出する受光素子と、所定の周期で断続的に前記発光素子に電圧を供給するように前記電圧を制御し、前記周期によらず継続的に前記受光素子に電圧を供給するように前記電圧を制御する電圧制御手段とを有していてもよい。
上述の図３９〜図４１で説明したように、光センサ２５２が周期的に発光することで、光センサ２５２の消費電力を低減することができる。さらに、発光素子２５２ａに断続的にパルス状の電圧が供給され、受光素子２５２ｂに継続的に電圧が供給されることで、受光素子２７０ｂに浮遊容量が発生することを防止することができる。これにより、受光素子２５２ｂの誤検出を防止することができる。
また、上記操作部は、前記周期を可変に制御する周期制御手段をさらに具備していてもよい。例えば、光センサが検出対象物の存在の有無を検出する必要性が少ない場合に、前記周期を長くすることで、さらに省電力化することができる。
典型的には、前記周期制御手段は、前記検出領域にユーザの身体の存在が検出されなくなってから前記存在が検出されるまでの時間が長くなるにしたがって前記周期が長くなるように前記周期を制御する。あるいは、前記周期制御手段は、前記センサに電源からの電力の供給が開始されてから前記検出領域にユーザの身体の存在が検出されるまでの時間が長くなるにしたがって前記周期が長くなるように前記周期を制御してもよい。
例えば、上述の図４７〜図４９で説明したように、受光素子２５２ｂからの受光信号の入力が解除されてから、第１のプリセット時間経過後に基準周期Ｔ０を第１の周期とする。また、受光素子２５２ｂからの受光信号の入力が解除されてから第２のプリセット時間経過後に第１の周期を第２の周期とする処理を実行すればよい。
なお、図４７中、ステップ１１０６〜ステップ１１０８は、光センサ２５２を入力装置２００に適用した場合の、特有の処理である。したがって、光センサ２５２を入力装置以外の電子機器などに適用した場合、ステップ１１０６〜ステップ１１０８は、その電子機器特有の処理を実行させればよい。
上記センサにおいて、前記受光素子は、前記検出された前記光の強さに応じた受光信号を出力し、前記センサは、前記受光信号を入力し、前記受光信号の出力値の変化量に応じて受光信号が入力されたか否かを判定する判定手段をさらに具備していてもよい。
例えば、図５３及び図５４で説明した処理により、受光信号が入力されたか否かが判定されればよい。これにより、外乱光の影響を効果的に除去することができる。
あるいは、図５５で説明した処理を実行してもよい。つまり、ＭＰＵは、受光素子２５２ｂからの出力電圧をサンプリングしてデジタル信号に変換することで出力電圧の変化量を認識し、受光信号が入力されたか否かを判定してもよい。これにより、発光素子２５２ａが発光する時間を短縮することができるため、光センサ２５２の消費電力をさらに低減することができる。さらに、出力電圧の変化量に応じて受光信号が入力されたか否かを判定するため、外乱光の影響を効果的に除去することができる。
また、外乱光の影響を軽減するため、図５８及び図５９で説明したように、レンズ部材２５５の上面２５５ａ、あるいは、受光素子２５２ｂの受光面に光学薄膜（波長選択膜）が形成されていてもよい。つまり、上記センサは、前記検出領域に光を照射する発光素子と、前記検出領域で反射された前記光を検出する受光素子と、前記受光素子に照射される前記光のうち、前記発光素子から発せられる前記光の波長領域に属する光を選択的に透過させる波長選択領域とを有していてもよい。発光素子２５２ａは、９５０ｎｍ付近を中心波長とした近赤外線に属する光を照射し、受光素子２５２ｂは、９５０ｎｍ付近に相対感度のピーク値を有していてもよい。この場合、光学薄膜は、例えば、９００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域の光を選択的に透過させ、９００ｎｍ以下、及び１０００ｎｍ以上の波長領域の光をカットするように形成される。
あるいは、図６４及び図６５で説明したように、回路により外乱光の影響を軽減してもよい。すなわち、上記操作部において、前記受光素子は、前記検出された前記光の強さに応じた受光信号を出力し、前記操作部は、前記受光信号を入力し、前記受光信号のＤＣ成分を除去する除去手段と、前記ＤＣ成分が除去された前記受光信号の波形を整形する波形整形手段とを具備してもよい。これにより、外乱光の影響を効果的に除去することができる。
以上説明した各実施形態は、ハンドヘルド装置にも適用可能である。ハンドヘルド装置は、例えば入力装置のようなデバイスに表示部が設けられ、その表示部にポインタやその他の画像が表示されるデバイスである。この場合、ハンドヘルド装置に、動きセンサ、各種の２段スイッチが適用され得る。各種の２段スイッチとは、図７、図２２に示した２段階プッシュ式スイッチ、あるいは、図３７、図５７、図６０、図６２、図６８〜８０に示した光センサを用いた２段スイッチである。また、上記各実施形態がハンドヘルド装置に適用される場合、ハンドヘルド装置は、図１２（ステップ１１６、１１７の速度値の送信及び受信は除く。）、図１７、図１９、図２０、図３８、図４３、図４４、図４６、図４７、図５０、図５４、図５６、図６１、または、図６３〜６５の処理を実行することができる。
ハンドヘルド装置としては、例えば携帯電話機、小型ＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等が挙げられる。
上記各実施の形態に係る入力装置は、無線で入力情報を制御装置に送信する形態を示したが、有線により入力情報が送信されてもよい。
上記各実施の形態では、入力装置などの動きに応じて画面上で動くポインタ２を、矢印の画像として表した。しかし、ポインタ２の画像は矢印に限られず、単純な円形、角形等でもよいし、キャラクタ画像、またはその他の画像であってもよい。
センサユニット１７等の、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸は、上述のＸ’軸及びＹ’軸のように必ずしも互いに直交していなくてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、互いに直交する軸方向に投影されたそれぞれの加速度が得られる。また同様に、三角関数を用いた計算によって、互いに直交する軸の周りのそれぞれの角速度を得ることができる。
また、以上の各実施の形態で説明したセンサユニット１７について、角速度センサユニット１５のＸ’及びＹ’の検出軸と、加速度センサユニット１６のＸ’及びＹ’軸の検出軸がそれぞれ一致している形態を説明した。しかし、それら各軸は、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６が基板上に搭載される場合、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６の検出軸のそれぞれが一致しないように、角速度センサユニット１５及び加速度センサユニット１６がその基板の主面内で所定の回転角度だけずれて搭載されていてもよい。その場合、三角関数を用いた計算によって、各軸の加速度及び角速度を得ることができる。
次に、光センサが搭載されたスイッチモジュールについて説明する。
図６９は、一実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。図７０は、その分解断面図であり、図７１は、このスイッチモジュールの平面図である。
このスイッチモジュール２３０は、シールドケース１３１と、弾性材１３３と、センサモジュール体５００と、カバー１３２とを備える。
シールドケース１３１は、そのシールドケース１３１の本体を貫通した収容スペース１３１ａを有し、この収容スペース１３１ａにセンサモジュール体５００が嵌め込まれるように収容されている。収容スペース１３１ａはその本体を貫通しておらず、シールドケース１３１は、底を有していてもよい。シールドケース１３１は、カバー１３２とセンサモジュール体５００とを支持する支持体として機能する。
シールドケース１３１は、上記した外乱光を遮断するような材料で構成される。その材料は、樹脂、金属等、公知の材料が用いられればよい。シールドケース１３１は、例えば円筒形でなるが、角柱等、その他の形状を有していてもよい。
センサモジュール体５００は、発光素子５０１及び受光素子５０２を含む光センサ５１０と、発光素子５０１及び受光素子５０２を一体的に保持する保持ケース５０３とを有する。保持ケース５０３は、凹部５０４及び５０５を有し、これら凹部５０４及び５０５内で、発光素子５０１及び受光素子５０２が封止材５０７にそれぞれ封止されて、保持ケース５０３に一体的に保持されている。
封止材５０７は、発光素子５０１から発せられた所定の波長領域を有する光（上記した赤外光や可視光等）が透過できるような材料が用いられればよい。その材料は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、ＡＢＳ等の公知の樹脂材料が用いられればよい。
光センサ５１０は、発光素子５０１及び受光素子５０２を有する等、上記光センサ２５２と同様の構成でなっていればよい。発光素子５０１及び受光素子５０２の間には、発光素子５０１から発せられた光を受光素子５０２が直接受けないようにするための、その光を遮蔽する壁部材５０６が設けられている。すなわち、壁部材５０６は、図３７等で示した遮光板２５６の機能を有する。壁部材５０６は、例えば保持ケース５０３のほぼ中央に立設されている。保持ケース５０３は、角柱状を有するが、円筒状、あるいはその他の形状を有していてもよい。
カバー１３２は、ユーザの接触による力（押圧力も含む。）が加えられることが可能に設けられている。カバー１３２の上面側に、上記したように光センサ５１０に検出領域が設けられ、例えばカバー１３２の上面は、上記したようにユーザの指９８が触れる接触面となる。しかし、このカバー１３２上にさらに別の図示しないカバー材、例えば化粧板等が装着される場合もある。その場合、その化粧版を介してカバー１３２にユーザにより力が加えられる。上記した操作部２２３（センサモジュール）の押圧部材も、このカバー１３２と実質的に同様の構成及び機能を有する。
カバー１３２は、カバー１３２とセンサモジュール体５００との間に吸収領域が設けられるように、シールドケース１３１の上端に装着されている。ここでは、その吸収領域は弾性材１３３である。
カバー１３２の材料は、発光素子５０１から発せられた所定の波長領域を有する光（上記した赤外光や可視光等）が透過できるような材料が用いられればよい。その材料は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、ＡＢＳ等の公知の材料が用いられればよい。カバー１３２の材料は、上記封止材５０７の材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
弾性材１３３は、上記したように、カバー１３２とセンサモジュール体５００との間に設けられた、ユーザによってカバー１３２に加えられる力を吸収する吸収領域を構成する。弾性材１３３は、ゴム、アルファゲル、その他の樹脂等、公知の材料が用いられればよい。
封止材５０７、弾性材１３３及びカバー１３２がすべて同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。特に、例えば、封止材５０７及び弾性材１３３（または、各部材５０７、１３３及び１３２のすべて）が実質的に同じかまたは近い光の屈折率を有していれば、図６９で、破線で示す光線のような反射光の発生を効果的に防止することができる。反射光が発生する場合、その反射光が受光素子５０２に入射し、上記したような外乱光を受光素子５０２が受ける場合と同様に誤検出が生じるおそれがあるが、本実施形態では、そのような誤検出を防止できる。
以上のように、本実施形態では、弾性材１３３がカバー１３２とセンサモジュール体５００との間に設けられている。これにより、ユーザによりカバー１３２に力が加えられても、センサモジュール体５００が損傷する等の懸念を解消することができる。
図７２は、他の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。これ以降の説明では、図６９等に示した実施形態に係るスイッチモジュール１３０が含む部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。
スイッチモジュール１４０は、上記吸収領域が空間１４３である点が上記スイッチモジュール１３０と異なる。このように空間１４３により、ユーザによりカバー１３２に加えられる力を吸収し、センサモジュール体５００の損傷を防ぐことができる。
スイッチモジュール１４０において、破線の矢印で示すカバー１３２での反射光を取り除きたい場合、図７３に示すスイッチモジュール１５０のように、カバー１３２の、吸収領域が設けられる側、すなわち下面側に反射防止膜１５５が設けられていればよい。反射防止膜１５５は、カバー１３２の上面側（検出領域側）に設けられてもよいし、あるいは、カバー１３２の下面側及び上面側の両方に設けられてもよい。
あるいは、上記反射防止膜１５５の代わりに、または反射防止膜１５５に積層されるように、図示しない波長選択膜が設けられていてもよい。波長選択膜は、上述した波長選択膜でよい。波長選択膜は、発光素子５０１から受光素子５０２への光路中であれば、どこに配置されてもかまわない。
図７４は、さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。
スイッチモジュール１６０のカバー１４２は、その下面側に突起部１４２ａを有する。この突起部１４２ａが、発光素子５０１によるカバー１４２の下面での反射光を遮るので、受光素子５０２がその反射光を検出することを防止できる。突起部１４２ａは、図７４に示したように、その断面が三角形に構成されている必要はなく、その断面が四角以上の多角形であってもよい。
例えば、図７５に示すスイッチモジュール１７０のように、レンズ形状である突起部１４４ａがカバー１４４の下面側に設けられている場合、次のような効果がある。突起部１４４ａは、受光素子５０２への反射光の到達を防止できるとともに、図３７に対応する実施形態で説明したように、ユーザの指からの反射光を効率良く受光素子５０２に集めることが可能となる。
図７６は、さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。
スイッチモジュール１８０の吸収領域は、空間１４３と、その空間１４３内に設けられた弾性材１３５によって構成される。弾性材１３５は、例えば保持ケース５０３の壁部材５０６上で、その壁部材５０６に延長されるように設けられ、弾性材１３５の上端がカバー１３２の下面に接触している。弾性材１３５の幅ｄ１は、壁部材５０６の幅ｄ２と実質的に同じに構成されるが、多少異なっていてもよい。あるいは、弾性材１３５の幅ｄ１は、図６９で示した弾性材１３３の幅より狭く、幅ｄ２よりは広く形成されていてもよい。
壁部材１３５は、発光素子５０１によるカバー１３２の下面での反射光を遮るので、受光素子５０２がその反射光を検出することを防止でき、かつ、カバー１３２に加えられる力を効果的に吸収することができる。
あるいは、図７７に示すスイッチモジュール１９０のように、弾性材１３５が反射光を遮ることができれば、弾性材１３５の下端が壁部材５０６に接触していなくてもよい。あるいは、図示しないが、弾性材１３５の下端が壁部材５０６に接触し、その上端がカバー１３２に接触していなくてもよい。
図７８は、さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。
スイッチモジュール２１０のカバー１７２は、その上面側に設けられた透過開口面１３７から、センサモジュール体５００側に向けて徐々に広がるように形成された、センサモジュール体５００の光路１３６を備えている。すなわち、光路１３６の上端である透過開口面１３７は、発光素子５０１及び受光素子５０２が配置される面を含む配置面Ｓより狭く形成されている。光路１３６の材料は、例えば封止材５０７の材料と同じものでよいが、異なる材料であってもよい。
このように、透過開口面１３７が狭く形成されることにより、次のような効果がある。例えば、ユーザの指９８がカバー１３２に接触したときに、外乱光がセンサモジュール体５００に入射することが防止される。特に、外乱光のうち赤外線は、ユーザの指９８の肉の部分９８ａを通過しやすいが、骨の部分９８ｂはその赤外線を吸収しやすいということが分かっている。したがって、ユーザに個人差はあるものの、骨９８ｂの大きさに対応するような狭い透過開口面１３７が設けられることにより、赤外線を含む外乱光の入射を防ぐことができる。
図７９は、さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。
スイッチモジュール２２０は、カバー１６３に外乱光を遮蔽する遮蔽壁１６３ａが設けられている点で、図７８に示したスイッチモジュール２１０と異なる。すなわち、カバー１６３は、ユーザにより力を受ける側である透過開口面１３７を含む底部と、その底部より高さの高い遮蔽壁１６３ａとで構成される凹形状の表面を有する。このカバー１６３が、平面で見て実質的に四角形状でなる場合、図８０に示すように、遮蔽壁１６３ａは、カバー１６３のその四角形の３辺に沿って設けられている。このように、ユーザの指９８の先を囲うように遮蔽壁１６３ａが設けられるので、センサモジュール体５００へ外乱光が入射することを抑制できる。しかも、透過開口面１３７は狭く形成されているため、図７８で示したように、指９８の肉の部分９８ａを通過した外乱光の赤外線が、センサモジュール体５００へ入射することを防止することができる。
また、このような凹形状の表面により、ユーザがカバー１６３に力を加えるときに、その遮蔽壁１６３ａは、ユーザの指を透過開口面１３７の直上位置へガイドする機能を有する。このためユーザは視覚に限られず触覚によって容易にスイッチモジュール２２０の位置を認識することができる。
遮蔽壁１６３ａは、カバー１６３の３辺に沿って設けられる場合に限られず、１、２、または４辺に設けられていてもよい。カバー１６３の平面で見た形が円形や楕円形である場合、遮蔽壁は、その円や楕円の周縁部に沿った箇所の少なくとも一部に設けられていればよい。
図６９〜図８０で示したスイッチモジュール１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２１０及び２２０が備える各特徴部分のうち、少なくとも２つの組合せを有するスイッチモジュールも実現可能である。例えば、図６９で示した弾性材１３３が、スイッチモジュール１６０（図７４参照）、２１０（図７８参照）及び２２０（図７９参照）に設けられていてもよい。あるいは、スイッチモジュール２２０の遮蔽壁１６３ａが、他のスイッチモジュール１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０及び１９０に設けられていてもよい。
以上説明したスイッチモジュール１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２１０及び２２０は、もちろん、図３１及び図３２等で示した、プッシュ式のスイッチ上に設けられ、２段スイッチとして構成されてもよい。
１．検出領域と、前記検出領域内で検出対象物を検出するために光を出射する発光素子と、前記発光素子から発せられた光を検出する受光素子とを有する検出ユニットと、
所定の周期で断続的に前記発光素子に電圧を供給するように前記電圧を制御し、前記周期によらず継続的に前記受光素子に前記電圧を供給するように前記電圧を制御する電圧制御手段と
を具備する光センサ。
２．請求項１に記載の光センサであって、
前記周期を可変に制御する周期制御手段をさらに具備する光センサ。
３．請求項２に記載の光センサであって、
前記周期制御手段は、前記検出対象物が検出されなくなってから前記検出対象物が検出されるまでの時間が長くなるにしたがって前記周期が長くなるように前記周期を制御する光センサ。
４．請求項２に記載の光センサであって、
前記周期制御手段は、前記光センサに電源からの電力の供給が開始されてから前記検出対象物が検出されるまでの時間が長くなるにしたがって前記周期が長くなるように前記周期を制御する光センサ。
５．請求項１に記載の光センサであって、
前記受光素子は、前記検出された光の強さに応じた受光信号を出力し、
前記光センサは、前記受光信号の出力値の変化量に応じて受光信号が入力されたか否かを判定する判定手段をさらに具備する光センサ。
６．請求項５に記載の光センサであって、
前記周期で発光する前記発光素子の、発光時における前記受光信号の出力値及び消灯時における前期受光信号出力値の差が所定の閾値を超えるか否かに応じて前記受光信号の入力を判定する入力装置。
７．請求項１に記載の光センサであって、
前記受光素子に照射される前記光のうち、前記発光素子から発せられる前記光の波長領域に属する光を選択的に透過させる波長選択領域をさらに具備する光センサ。
８．請求項１に記載の光センサであって、
前記受光素子は、前記検出された前記光の強さに応じた受光信号を出力し、
前記光センサは、
前記受光信号を入力し、前記受光信号のＤＣ成分を除去する除去手段と、
前記ＤＣ成分が除去された前記受光信号の波形を整形する波形整形手段と
をさらに具備する光センサ。
９．請求項１に記載の光センサであって、
ユーザにより押圧される押圧面を有し、前記押圧面上に前記検出領域が配置されるように設けられた押圧部材と、
前記押圧部材の押圧操作を検出する検出手段と
を具備する光センサ。
１０．ユーザにより押圧される押圧面を有し、光を透過させる透過材でなる透過部材と、
前記押圧面上に前記ユーザの身体の存在を検出する検出領域を有する光センサと、
前記押圧部材と、前記光センサとを一体的に支持する支持部材と、
前記押圧部材の押圧操作を検出する検出手段と
を具備するセンサモジュール。
１１．請求項１０に記載のセンサモジュールであって、
前記光センサは、前記透過部材により樹脂封止されている入力装置。
１２．請求項１０に記載のセンサモジュールであって、
前記光センサは、
前記検出領域に前記光を出射する発光素子と、
前記発光素子から前記検出領域に向かう方向とは異なる方向に前記発光素子と並ぶように配置され、前記光を検出する受光素子と
を有し、
前記支持部材は、
前記発光素子及び前記受光素子を保持する保持ベースと、
前記透過部材に当接するように、前記発光素子及び前記受光素子の間で前記保持ベース上に設けられ、前記発光素子からの前記光を遮蔽する遮光部材と
を有する入力装置。
本発明の一実施の形態に係る制御システムを示す図である。 入力装置を示す斜視図である。 入力装置の内部の構成を模式的に示す図である。 入力装置の電気的な構成を示すブロック図である。 表示装置に表示される画面の例を示す図である。 ユーザが入力装置を握った様子を示す図である。 操作ボタン１１の構成を示す模式図である。 入力装置の動かし方及びこれによる画面上のポインタの動きの典型的な例を説明するための図である。 センサユニットを示す斜視図である。 加速度センサユニットへの重力の影響を説明するための図である。 加速度センサユニットへの重力の影響を説明するため他の図である。 角速度センサユニットで検出された角速度値に基き、入力装置の速度値が算出されるときの動作を示すフローチャートである。 入力装置を操作するユーザを上から見た図である。 Ｘ軸及びＹ軸の平面で見た入力装置の軌跡の例を示している。 上記した他の実施の形態を示すフローチャートである。 図７に示す操作ボタンが押されるときの入力装置の動作を示すフローチャートである。 操作ボタンの決定ボタンが操作されるときの他の実施の形態に係る動作を示すフローチャートである。 図１７に示す動作を実現するための入力装置の機能的なブロック図である。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 他の実施の形態に係る入力装置の構成を示す模式図である。 図２１に示す入力装置のプッシュボタンの構成を示す模式図である。 本発明の他の実施の形態に係る入力装置を示す斜視図である。 図２３に示す入力装置の回転式のボタン側から見た側面図である。 ユーザが入力装置の下部曲面を膝に当てて操作する様子を示す図である。 本発明のさらに別の実施の形態に係る入力装置を示す斜視図である。 本発明のさらに別の実施の形態に係る入力装置を示す正面図である。 図２７に示す入力装置を示す側面図である。 本発明のさらに別の実施の形態に係る入力装置を示す正面図である。 図２２に示した形態の変形例を示す図である。 さらに別の実施形態に係る入力装置を示す斜視図である。 図３１に示す入力装置の操作部を示す図である。 図３２に示す操作部を下方側から見た図である。 入力装置の上部筐体内に配置される操作部を下方側から見た図である。 下部筐体及び主基板を示す図であり、上方側から見た図である。 入力装置の内部構造を示す模式図である。 決定ボタンの断面図である。 入力装置の動作を示すフローチャートである。 入力装置が有する光センサの回路図である。 発光素子に供給される電圧と、受光素子から出力される電圧との関係を示す図である。 一般的なフォトリフレクタの回路図である。 このフォトリフレクタにパルス状の電圧を供給した場合の出力電圧を示す図である。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 図４４に示す動作を説明するためのタイミングチャートである。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 光センサからの第１の操作信号の入力が解除されてからの時間ｔと、光センサ２５２の発光周期Ｔとの関係を示した図である。 第１の操作信号の入力が解除されてから所定時間が経過した場合の、光センサの発光周期Ｔを示す図である。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 光センサの発光周期Ｔと、速度値Vとの関係を示す図である。 光センサの発光周期Ｔと、速度値Vとの関係を示す図である。 外乱光の影響を説明するための図であり、発光素子への入力電圧と、光センサからの出力電圧との関係を示す図である。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 発光素子への入力電圧と、光センサからの出力電圧との関係を示す、拡大図である。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の下部筐体及び主基板を示す図であり、上方側から見た図である。 太陽光の波長分布を示す図である。 太陽光の波長分布、受光素子の分光感度特性、及び光学薄膜の特性の関係を示す図である。 さらに別の実施の形態に係る入力装置が有する決定ボタンの断面図である。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作についての一実施形態を示す図である。 さらに別の実施の形態に係る入力装置を示す斜視図である。 さらに別の実施の形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 さらに別の実施の形態に係る入力装置が有する回路を示す図である。 外乱光が強い場合の光センサの出力波形と、図６４に示す回路により波形整形された信号との関係を示す図である。 速度値の大きさ応じて、指数関数的に発光周期Ｔが変化する場合の一例を示す図である。 光センサからユーザの指までの距離と、受光素子からの出力電圧との関係について説明するための図である。 他の実施の形態に係る入力装置が有する決定ボタンの断面図である。 本発明の一実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。 図６９に示すスイッチモジュールの分解断面図であり、 図６９に示すスイッチモジュールの平面図である。 他の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。 さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。 さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。 さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。 さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。 さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。 さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。 さらに別の実施形態に係るスイッチモジュールを示す断面図である。 図７９に示すスイッチモジュールの平面図である。
符号の説明
１、５１、６１、７１、８１、９１、２００、３００、４００…入力装置
２…ポインタ
３…画面
６…表面ボタン
７…移動ボタン
８、２１１、３１１、４１１、５１１…決定ボタン
１１…操作ボタン
１０、５０、６０、７０、８０、９０、２１０…筐体
１５…角速度センサユニット
１６…加速度センサユニット
１９…ＭＰＵ
２０…水晶発振器
２１…送信機
２２…アンテナ
２３、９５、２２３…操作部
４０…制御装置
５４、１５４…接続線
５８Ａ、５９Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ…端子
９７…プッシュボタン
１００…制御システム
１１０…回路
１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２１０、２２０…スイッチモジュール
１３３、１３５…弾性材
１４３…空間
１５１…第１の角速度センサ
１５２…第２の角速度センサ
１６１…第１の加速度センサ
１６２…第２の加速度センサ
２１５ａ、２１５ｂ、２１５ｃ、２１５ｄ…スイッチ
２５２…反射型光センサ
２５２ａ…発光素子
２５２ｂ…受光素子
２５６…遮光板
３５２…静電容量センサ
４５２…透過型光センサ
５００…センサモジュール体
図８（Ａ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を上下方向に動かすかまたはＸ軸の周りで回転させる。このとき、第２の加速度センサ１６２は、Ｙ軸方向の加速度（第２の加速度）を検出し、第１の角速度センサ１５１は、Ｘ軸の周りの角速度（第１の角速度）を検出する。これらの検出値に基き、制御装置４０は、ポインタ２がＹ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
一方、図８（Ｂ）に示すように、基本姿勢の状態で、ユーザが手首や腕を左右方向に動かすかまたはＹ軸の周りで回転させる。このとき、第１の加速度センサ１６１は、Ｘ軸方向の加速度（第１の加速度）を検出し、第２の角速度センサ１５２は、Ｙ軸の周りの角速度（第２の角速度）を検出する。これらの検出値に基き、制御装置４０は、ポインタ２がＸ軸方向に移動するようにそのポインタ２の表示を制御する。
制御装置４０は、入力装置１の単位時間当りのヨー方向の変位を、画面３上のＸ軸上でのポインタ２の変位量に変換し、入力装置１の単位時間当りのピッチ方向の変位を、画面３上のＹ軸上でのポインタ２の変位量に変換することにより、ポインタ２を移動させる。典型的には、例えば図１２に示す例では、制御装置４０のＭＰＵ３５は、所定のクロック数ごとに供給されてくる速度値について、（ｎ−１）回目に供給された速度値に、ｎ回目に供給された速度値を加算する。これにより、当該ｎ回目に供給された速度値が、ポインタ２の変位量に相当し、ポインタ２の画面３上の座標情報が生成される。

Claims (58)

  1. 画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、
    筐体と、
    前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた検出信号を出力するセンサと、
    前記検出信号に応じて前記画面上での前記ポインタの変位量に対応する移動コマンドを出力する移動コマンド出力手段と、
    前記入力装置への操作入力に応じて切り替え可能な第１のスイッチと、
    前記第１のスイッチの切り替えに応じて前記ポインタの移動及びその移動の停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する出力制御手段と
    を具備する入力装置。
  2. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、
    前記第１のスイッチによる第１の操作信号が入力されている場合、前記ポインタの移動が可能となるように前記移動コマンドの出力を制御する入力装置。
  3. 請求項２に記載の入力装置であって、
    第２のスイッチを有し、前記第１の操作信号が入力されている状態で、前記第２のスイッチによる前記入力装置への第２の操作信号の入力に応じた決定コマンドを出力する決定コマンド出力手段をさらに具備する入力装置。
  4. 請求項３に記載の入力装置であって、
    前記第１の操作信号の入力及び前記第２の操作信号の入力を連続的に行うための２段階のアクションを有する操作部をさらに具備する入力装置。
  5. 請求項４に記載の入力装置であって、
    前記操作部は、
    直線的なプッシュにより前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチに対応可能なプッシュタイプのボタンを有する入力装置。
  6. 請求項４に記載の入力装置であって、
    前記操作部は、
    前記第１のスイッチを有するプッシュタイプの第１のボタンと、
    前記第１のボタンとは物理的に離れて設けられ、前記第２のスイッチを有するプッシュタイプの第２のボタンと、
    前記第１のボタン及び前記第２のボタンを連続的に押すことが可能な表面ボタンと
    を有する入力装置。
  7. 請求項１に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、
    前記第１のスイッチによる第１の操作信号が入力されている場合、移動コマンドの出力を停止するように、または、前記変位量をゼロとした前記移動コマンドを出力するように前記移動コマンドの出力を制御する入力装置。
  8. 請求項２に記載の入力装置であって、
    第２のスイッチを有し、前記第１の操作信号の入力が解除された状態で、前記第２のスイッチによる前記入力装置への第２の操作信号の入力に応じた決定コマンドを出力する決定コマンド出力手段をさらに具備する入力装置。
  9. 請求項３に記載の入力装置であって、
    前記第２のスイッチにより前記第２の操作信号が入力されてから第１の時間以内は、前記移動コマンドの出力を停止するように、または、前記変位量をゼロとした前記移動コマンドを出力するように前記移動コマンド出力手段を制御する移動コマンド制御手段をさらに具備する入力装置。
  10. 請求項３に記載の入力装置であって、
    前記第２のスイッチにより前記第２の操作信号の入力が解除されてから第２の時間以内は、前記移動コマンドの出力を停止するように、または、前記変位量をゼロとした前記移動コマンドを出力するように前記移動コマンド出力手段を制御する移動コマンド制御手段をさらに具備する入力装置。
  11. 請求項９に記載の入力装置であって、
    前記移動コマンド制御手段は、
    前記第２のスイッチにより前記第２の操作信号が入力されてから前記第１の時間以内に前記第２の操作信号の入力が解除された場合、該第２の操作信号の入力が解除されてから前記第２の時間以内は、前記移動コマンドの出力の停止するように前記移動コマンド出力手段を制御する入力装置。
  12. 請求項９に記載の入力装置であって、
    前記移動コマンド制御手段は、
    前記第２のスイッチにより前記第２の操作信号が入力されてから前記第１の時間以内に前記第２の操作信号の入力が解除された場合、該第２の操作信号の入力が解除されてから前記第２の時間以内は、前記変位量をゼロとした前記移動コマンドを出力するように前記移動コマンド出力手段を制御する入力装置。
  13. 請求項１０に記載の入力装置であって、
    前記移動コマンド制御手段は、
    前記第２のスイッチにより前記第２の操作信号の入力が解除されてから前記第２の時間以内に前記第２の操作信号が入力された場合、該第２の操作信号が入力されてから前記第１の時間以内は、前記移動コマンドの出力の停止するように前記移動コマンド出力手段を制御する入力装置。
  14. 請求項１０に記載の入力装置であって、
    前記移動コマンド制御手段は、
    前記第２のスイッチにより前記第２の操作信号の入力が解除されてから前記第２の時間以内に前記第２の操作信号が入力された場合、該第２の操作信号が入力されてから前記第１の時間以内は、前記変位量をゼロとした前記移動コマンドを出力するように前記移動コマンド出力手段を制御する入力装置。
  15. 請求項９に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、
    前記ポインタを移動させるための前記第１の操作信号が入力されてから第３の時間経過後に、前記移動コマンドの出力を開始するように前記移動コマンド出力手段を制御する入力装置。
  16. 請求項７に記載の入力装置であって、
    第２のスイッチを有し、前記第１の操作信号が入力されている状態で、前記第２のスイッチによる前記入力装置への第２の操作信号の入力に応じた決定コマンドを出力する決定コマンド出力手段をさらに具備する入力装置。
  17. 筐体と、前記筐体の動きを検出し、画面上でのポインタの変位量に対応する、該筐体の動きに応じた検出信号を出力するセンサと、操作入力に応じて切り替え可能な第１のスイッチと、前記第１のスイッチの切り替えに応じて前記検出信号の出力を制御する出力制御手段とを有する入力装置から出力された前記検出信号に応じて、前記ポインタの動きを制御する制御装置であって、
    前記検出信号を受信する受信手段と、
    前記受信された検出信号に基く前記変位量に対応する対応信号を出力する出力手段と、
    前記対応信号に応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記出力制御手段による制御に応じて前記ポインタの移動及びその移動の停止を制御する表示制御手段と
    を具備する制御装置。
  18. 画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、
    筐体と、
    前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた検出信号を出力するセンサと、
    前記検出信号に応じて前記画面上での前記ポインタの変位量に対応する移動コマンドを出力する移動コマンド出力手段と、
    前記入力装置への操作入力に応じて切り替え可能な第１のスイッチと、
    前記第１のスイッチの切り替えに応じて前記移動コマンドの出力を制御する出力制御手段とを有する入力装置と、
    前記移動コマンドを受信する受信手段と、
    前記受信された移動コマンドに応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記出力制御手段による制御に応じて前記ポインタの移動及びその移動の停止を制御する表示制御手段とを有する制御装置と
    を具備する制御システム。
  19. 画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、
    筐体と、
    前記筐体の動きを検出し、前記画面上での前記ポインタの変位量に対応する、該筐体の動きに応じた検出信号を出力するセンサと、
    操作入力に応じて切り替え可能な第１のスイッチと、
    前記第１のスイッチの切り替えに応じて前記検出信号の出力を制御する出力制御手段とを有する入力装置と、
    前記検出信号を受信する受信手段と、
    前記受信された検出信号に基く前記変位量に対応する対応信号を出力する出力手段と、
    前記対応信号に応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記出力制御手段による制御に応じて前記ポインタの移動及びその移動の停止を制御する表示制御手段とを有する制御装置と
    を具備する制御システム。
  20. 入力装置の筐体の動きを検出することで、該筐体の動きに応じた検出信号を出力し、
    前記検出信号に応じて画面上でのポインタの変位量に対応する移動コマンドを出力し、
    前記入力装置に設けられた、前記入力装置への操作入力による第１のスイッチの切り替えに応じて前記移動コマンドの出力を制御し、
    前記移動コマンドに応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、
    前記移動コマンドの出力の制御に応じて前記ポインタの移動及びその移動の停止を制御する
    制御方法。
  21. 画面上のポインタの動きを制御する入力装置であって、
    筐体と、
    前記筐体の動きを検出し、前記筐体の動きに応じた動き信号を出力する動きセンサと、
    前記画面上で前記ポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた移動コマンドを出力するコマンド出力手段と、
    検出領域を有し、前記検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出するセンサと、
    前記センサにより前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合、前記ポインタの移動及びその移動の停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する出力制御手段と
    を具備する入力装置。
  22. 請求項２１に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、
    前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合に、前記画面上で前記ポインタが移動するように前記移動コマンドの出力を制御する
    入力装置。
  23. 請求項２１に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、
    前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合に、前記画面上で前記ポインタの移動を停止するように前記移動コマンドの出力を制御する
    入力装置。
  24. 請求項２２に記載の入力装置であって、
    前記ユーザにより押圧操作され、前記押圧操作に応じた押圧操作信号を出力する操作部と、
    前記押圧操作信号に応じた決定コマンドを出力する決定コマンド出力手段と
    をさらに具備する入力装置。
  25. 請求項２４に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されている状態での前記押圧操作信号の入力に応じて、前記決定コマンドの出力を制御する
    入力装置。
  26. 請求項２５に記載の入力装置であって、
    前記検出領域は、前記操作部上に配置されている入力装置。
  27. 請求項２４に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されていない状態での前記押圧操作信号の入力に応じて、前記決定コマンドの出力を制御する
    入力装置。
  28. 請求項２７に記載の入力装置であって、
    前記検出領域は、前記操作部への押圧方向とは異なる方向に前記操作部及び前記検出領域が並ぶように、配置されている入力装置。
  29. 請求項２１に記載の入力装置であって、
    前記センサは、
    前記検出領域に光を照射する発光素子と、
    前記光を検出する受光素子と
    を有する光センサである入力装置。
  30. 請求項２９に記載の入力装置であって、
    前記受光素子を受ける光のうち、前記発光素子から照射される前記光の波長領域に属する光を選択的に透過させる波長選択領域をさらに具備する入力装置。
  31. 請求項２１に記載の入力装置であって、
    前記センサは、静電容量センサである入力装置。
  32. 請求項２１に記載の入力装置であって、
    前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されない場合、または、前記前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されない状態が所定時間継続した場合、前記動きセンサへの電力の供給を規制する規制手段をさらに具備する入力装置。
  33. 請求項２１に記載の入力装置であって、
    前記センサは、所定の周期で、前記検出領域に前記ユーザの身体が存在するか否かを検出する入力装置。
  34. 請求項３３に記載の入力装置であって、
    前記周期を可変に制御する周期制御手段をさらに具備する入力装置。
  35. 請求項３４に記載の入力装置であって、
    前記周期制御手段は、前記動き信号の出力値、または、前記動き信号に基づき得られる演算値が大きくなるに従って前記周期が短くなるように前記周期を制御する入力装置。
  36. 請求項３４に記載の入力装置であって、
    前記周期制御手段は、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されなくなってから前記存在が検出されるまでの時間が長くなるにしたがって前記周期が長くなるように前記周期を制御する入力装置。
  37. 請求項３４に記載の入力装置であって、
    前記周期制御手段は、前記入力装置に電源からの電力の供給が開始されてから、前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出されるまでの時間が長くなるにしたがって前記周期が長くなるように前記周期を制御する入力装置。
  38. 請求項３３に記載の入力装置であって、
    前記センサは、
    前記検出領域に光を照射する発光素子と、
    前記光を検出する受光素子と、
    前記周期で断続的に前記発光素子に電圧を供給するように前記電圧を制御し、前記周期によらず継続的に前記受光素子に前記電圧を供給するように前記電圧を制御する電圧制御手段とを有する
    入力装置。
  39. 請求項３３に記載の入力装置であって、
    前記センサは、
    前記検出領域に光を照射する発光素子と、
    前記光を検出する受光素子と、
    前記発光素子及び前記受光素子の間に挟みこまれるように配置され、前記発光素子からの前記光を遮蔽する遮蔽部材をさらに有する入力装置。
  40. 請求項３８に記載の入力装置であって、
    前記受光素子は、
    前記検出された前記光の強さに応じた受光信号を出力し、
    前記入力装置は、
    前記受光信号を入力し、前記受光信号の出力値の変化量に応じて前記受光信号が入力されたか否かを判定する判定手段をさらに具備する
    入力装置。
  41. 請求項３８に記載の入力装置であって、
    前記受光素子は、
    前記検出された前記光の強さに応じた受光信号を出力し、
    前記入力装置は、
    前記受光信号を入力し、前記受光信号のＤＣ成分を除去する除去手段と、
    前記ＤＣ成分が除去された前記受光信号の波形を整形する波形整形手段と、
    を具備する入力装置。
  42. 請求項２４に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、前記押圧操作信号の入力が開始されてから第１の時間以内は、前記画面上で前記ポインタが停止するように前記移動コマンドの出力を制御する入力装置。
  43. 請求項２４に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、前記押圧操作信号の入力が解除されてから第２の時間以内は、前記画面上で前記ポインタが停止するように前記移動コマンドの出力を制御する入力装置。
  44. 請求項４２に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、前記第１の時間内に前記押圧操作信号の入力が解除された場合、前記押圧操作信号の入力の解除から第２の時間内は、前記画面上で前記ポインタが停止するように前記移動コマンドの出力を制御する入力装置。
  45. 請求項４３に記載の入力装置であって、
    前記出力制御手段は、前記第２の時間内に前記押圧操作信号の入力が開始された場合、前記押圧操作信号の入力の開始から第１の時間内は、前記画面上で前記ポインタが停止するように前記移動コマンドの出力を制御する入力装置。
  46. 請求項４０に記載の入力装置であって、
    前記周期で発光する前記発光素子の、発光時における前記受光信号の出力値及び消灯時における前記受光信号出力値の差が所定の閾値を超えるか否かに応じて前記受光信号の入力を判定する入力装置。
  47. 請求項２９に記載の入力装置であって、
    前記ユーザにより押圧される押圧面を有し、前記押圧面上に前記検出領域が配置されるように設けられ、前記発光素子から照射された光を透過させる透過部材をさらに具備する
    入力装置。
  48. 請求項４７に記載の入力装置であって、
    前記透過部材及び前記光センサを一体的に支持する支持部材をさらに具備する入力装置。
  49. 請求項４８に記載の入力装置であって、
    前記光センサは、前記透過部材により樹脂封止されている入力装置。
  50. 請求項４８に記載の入力装置であって、
    前記支持部材は、
    前記発光素子及び前記受光素子を保持する保持ベースと、
    前記透過部材に当接するように、前記発光素子及び前記受光素子の間で前記保持ベース上に設けられ、前記発光素子からの前記光を遮光する遮光部材と
    を有する入力装置。
  51. 請求項２３に記載の入力装置であって、
    前記ユーザにより押圧操作され、前記押圧操作に応じた押圧操作信号を出力する操作部と、
    前記押圧操作信号に応じた決定コマンドを出力する決定コマンド出力手段と
    をさらに具備する入力装置。
  52. 請求項３１に記載の入力装置であって、
    前記ユーザにより押圧操作され、前記押圧操作に応じた押圧操作信号を出力する操作部と、
    前記押圧操作信号に応じた決定コマンドを出力する決定コマンド出力手段と
    をさらに具備する入力装置。
  53. 筐体と、前記筐体の動きを検出し、前記筐体の動きに応じた動き信号を出力する動きセンサと、検出領域を有し、前記検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出するセンサとを有する入力装置から出力された前記動き信号の情報、及び前記身体が存在することを示す存在情報に応じて画面上のポインタの移動の表示を制御する制御装置であって、
    前記動き信号の情報、及び前記存在情報を受信する受信手段と、
    前記画面上で前記ポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた制御信号を出力する出力手段と、
    前記制御信号に応じて前記画面上での前記ポインタの移動の表示を制御する表示制御手段と、
    前記存在情報に応じて前記ポインタの移動及びその移動の停止を切り替えるために前記制御信号の出力を制御する出力制御手段と
    を具備する制御装置。
  54. 画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、
    筐体と、
    前記筐体の動きを検出し、前記筐体の動きに応じた動き信号を出力する動きセンサと、
    前記画面上で前記ポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた移動コマンドを出力するコマンド出力手段と、
    検出領域を有し、前記検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出するセンサと、
    前記センサにより前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合、前記ポインタの移動及びその移動の停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する出力制御手段とを有する入力装置と、
    前記移動コマンドを受信する受信手段と、
    前記移動コマンドに応じて前記画面上でのポインタの移動の表示を制御する表示制御手段とを有する制御装置と
    を具備する制御システム。
  55. 画面上のポインタの動きを制御する制御システムであって、
    筐体と、
    前記筐体の動きを検出し、前記筐体の動きに応じた動き信号を出力する動きセンサと、
    検出領域を有し、前記検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出するセンサと、
    前記動き信号の情報、及び前記身体が存在することを示す存在情報を送信する送信手段とを有する入力装置と、
    前記動き信号の情報、及び前記存在情報を受信する受信手段と、
    前記画面上で前記ポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた制御信号を出力する出力手段と、
    前記制御信号に応じて前記画面上での前記ポインタの移動の表示を制御する表示制御手段と、
    前記存在情報に応じて前記ポインタの移動及びその移動の停止を切り替えるために前記制御信号の出力を制御する出力制御手段とを有する制御装置と
    を具備する制御システム。
  56. 筐体の動きを検出することで前記筐体の動きに応じた動き信号を出力し、
    画面上でポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた移動コマンドを出力し、
    検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出し、
    前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合、前記ポインタの移動及びその移動の停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する
    制御方法。
  57. 筐体と、
    表示部と、
    前記筐体の動きを検出し、該筐体の動きに応じた検出信号を出力するセンサと、
    前記検出信号に応じて、前記表示部で表示される画面上でポインタを動かすための移動コマンドを出力する移動コマンド出力手段と、
    前記ハンドヘルド装置への操作入力に応じて切り替え可能な第１のスイッチと、
    前記移動コマンドに応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記第１のスイッチの切り替えに応じて前記ポインタの移動及びその移動の停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する制御手段と
    を具備するハンドヘルド装置。
  58. 筐体と、
    表示部と、
    前記筐体の動きを検出し、前記筐体の動きに応じた動き信号を出力する動きセンサと、
    前記表示部に表示される画面上でポインタを移動させるための、前記動き信号に応じた移動コマンドを出力するコマンド出力手段と、
    検出領域を有し、前記検出領域内にユーザの身体が存在するか否かを検出するセンサと、
    前記移動コマンドに応じて前記画面上での前記ポインタの表示位置を制御し、前記センサにより前記検出領域内に前記ユーザの身体が存在することが検出された場合、前記ポインタの移動及びその移動の停止を切り替えるために前記移動コマンドの出力を制御する制御手段と
    を具備するハンドヘルド装置。
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