KR20100048941A - 입력 장치 및 방법, 그리고 프로그램 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 입력 장치는 검출부, 제1 취득부, 제2 취득부 및 보상부를 포함한다. 검출부는 전자 기기를 제어하기 위한 사용자에 의한 조작을 검출하고 상기 조작에 대응하는 조작 신호를 출력하도록 구성된다. 제1 취득부는 상기 검출된 조작 신호와 상기 조작 신호의 미분값을 취득하도록 구성된다. 제2 취득부는 상기 사용자에 의한 조작에 대한 상기 조작 신호의 응답 지연을 보상하도록 상기 미분값에 의해 정의되는 함수를 취득하도록 구성된다. 보상부는 상기 취득된 함수에 의해 상기 조작 신호를 보상하도록 구성된다.
Figure P1020090104353
입력 장치, 검출부, 제1 취득부, 제2 취득부, 보상부

Description

입력 장치 및 방법, 그리고 프로그램{INPUT DEVICE AND METHOD AND PROGRAM}
본 발명은 입력 장치 및 방법, 그리고 프로그램에 관한 것으로, 특히 입력시의 조작감을 향상시키는 것이 가능한 입력 장치 및 방법, 그리고 프로그램에 관한 것이다.
지상 디지털 텔레비젼 방송이 최근 개시됨에 따라, 텔레비젼 수상기에 EPG(Electronic Program Guide)를 표시하는 것이 가능하다. EPG에 있어서는, 각 프로그램이 매트릭스 형태로 배치 및 표시된다. 사용자는 리모트 컨트롤러를 조작하여 포인터를 임의의 위치로 이동시키고 소정의 프로그램을 선택한다.
일반적으로, 텔레비젼 수상기와 함께 제공되는 리모트 컨트롤러는, 포인터를 수직 또는 수평 방향으로만 이동시킬 수 있다. 즉, 포인터는 소정의 표시 위치로부터 대각선 방향에 위치하는 목적 위치로 직접 이동되지 않는다.
이러한 견지에서, 3차원의 자유 공간에서 임의의 방향으로 사용자에 의해 행해진 조작을 검지하여, 그 조작 방향으로 포인터를 이동시키는 리모트 컨트롤러가 제안되어 있다. 그러나, 이러한 종류의 리모트 컨트롤러에 따르면, 사용자에 의한 조작과 포인터의 실제의 이동이 타이밍에 있어서 일치하지 않는다. 그 결과, 사용 자가 조작 상의 위화감을 느끼는 경우가 많다.
일본특허 제3217945호에는, 3차원의 자유 공간에서의 임의의 방향으로의 조작을 가능하게 하는 리모트 컨트롤러는 아니지만, 아이소메트릭 조이스틱이라고 부르는 감압 디바이스의 조작에 따라서 포인터를 이동시키는 퍼스널 컴퓨터의 키보드의 중앙에 설치된 컨트롤러에 있어서의 조작감을 개선하는 것이 제안되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 특허공보의 발명은 실선으로 나타낸 입력에 대하여, 파선으로 나타낸 바와 같은 출력을 제공할 수 있는 전달 함수를 구현함으로써, 주로 상기 디바이스의 사영역(dead zone)(즉, 작은 압력이 무시되는 사영역)에 의해 발생하는, 포인터 이동의 개시시의 느린 동작 및 정지시 발생하는 오버슛을 개선하고 있다.
텔레비젼 수상기와 같은 소위 컨슈머 사용의 AV 기기에서는, MPU(Micro Processing Unit)의 클럭이 퍼스널 컴퓨터 등에서보다 느리다. 그 결과, 예를 들어, 스크린 상의 포인터를 이동하는 경우에, 이동 신호의 수취와 스크린 상의 포인터의 이동 사이에 비교적 긴 지연이 발생한다. 이 경우, 포인터의 이동 개시시나 정지시만이 아니라, 이동 중의 가감속시에 발생하는 지연에 대해서도, 사용자는 위화감을 갖는다.
또한, 사용자가 3차원의 자유 공간에서 조작하는 타입의 리모트 컨트롤러를 사용하는 경우에는, 조작과 그 조작에 대응하는 조작 신호의 출력 사이의 시간적인 지연이 추가로 발생한다. 또한, 리모트 컨트롤러를 조작하는 손은 자유롭게 움직일 수 있다. 그러므로, 사용자는 조이스틱 등을 사용하는 경우보다 조작에 응답하는 포인터의 이동에 있어서의 지연을 더욱 쉽게 인지한다. 그 결과, 사용자가 느끼는 위화감은 보다 현저하게 된다.
그러나, 상기 특허공보의 기술에 따르면, 상기와 같은 상황에서 조작 중에 사용자에게 위화감을 주지않고 신속하게 포인터의 이동을 개시하거나, 포인터를 원하는 대로 이동시키거나, 또는 신속하게 포인터의 이동을 정지시키는 것은 곤란하다.
본 발명은 상술한 바와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 입력 조작시 의 조작감을 향상시키는 것이 바람직하다. 특히, 비교적 긴 지연이 있는 시스템에서, 입력 조작시의 조작감을 향상시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 입력 장치는 검출부, 제1 취득부, 제2 취득부 및 보상부를 포함한다. 검출부는 전자 기기를 제어하기 위한 사용자에 의한 조작을 검출하고 상기 조작에 대응하는 조작 신호를 출력하도록 구성된다. 제1 취득부는 상기 검출된 조작 신호와 상기 조작 신호의 미분값을 취득하도록 구성된다. 제2 취득부는 상기 사용자에 의한 조작에 대한 상기 조작 신호의 응답 지연을 보상하도록 상기 미분값에 의해 정의되는 함수를 취득하도록 구성된다. 보상부는 상기 취득된 함수에 의해 상기 조작 신호를 보상하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 검출부는 전자 기기를 제어하기 위한 사용자에 의한 조작을 검출하고 이 조작에 대응하는 조작 신호를 출력하며, 제1 취득부는 검출된 조작 신호 및 이 조작 신호의 미분값을 취득하고, 제2 취득부는 사용자에 의한 조작에 관한 조작 신호의 응답의 지연을 보상하기 위한 미분값에 의해 규정되는 함수를 취득하고, 보상부는 취득된 함수에 의해 조작 신호를 보상한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 입력 조작시의 조작감을 향상시킬 수 있다. 특히, 비교적 긴 지연을 갖는 시스템에 있어서 입력 조작시의 조작감을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시형태(이하, 실시형태라고 함) 를 설명한다. 상기 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 제1 실시형태(시스템의 구성)
2. 제1 실시형태(입력 장치의 구성)
3. 제1 실시형태(입력 장치의 전기적 구성)
4. 제1 실시형태(입력 장치에 있는 MPU의 기능적 구성)
5. 제1 실시형태(입력 장치의 동작)
6. 제1 실시형태(입력 장치의 특성)
7. 제2 실시형태(텔레비젼 수상기의 동작)
8. 제2 실시형태(입력 장치의 동작)
9. 제3 실시형태(입력 장치의 동작)
10. 제3 실시형태(입력 장치의 특성)
11. 제4 실시형태(입력 장치의 구성)
12. 제5 실시형태(입력 장치의 구성)
13. 제6 실시형태(입력 장치의 구성)
14. 제7 실시형태(입력 시스템의 구성)
15. 제7 실시형태(화상 처리부의 기능적 구성)
16. 제7 실시형태(텔레비젼 수상기의 동작)
17. 제8 실시형태(화상 처리부의 기능적 구성)
18. 제8 실시형태(텔레비젼 수상기의 동작)
19. 변위의 변화
20. 변형예
1. 제1 실시형태
시스템의 구성: 도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 입력 시스템의 구성을 도시하고 있다.
이 입력 시스템(1)은, 전자 기기로서의 역할을 하는 텔레비젼 수상기(10)와, 이 텔레비젼 수상기(10)를 원격 제어하는 리모트 컨트롤러 또는 포인팅 디바이스로서의 역할을 하는 입력 장치(31)를 포함하도록 구성되어 있다.
텔레비젼 수상기(10)는 안테나(11), 통신부(12), MPU(Micro Processing Unit)(13), 복조부(14), 비디오 RAM(Random Access Memory)(15) 및 출력부(16)를 포함하도록 구성되어 있다.
안테나(11)는 입력 장치(31)로부터의 전파를 수신한다. 통신부(12)는 안테나(11)를 통해서 수신된 전파를 복조하고, 이 복조된 전파를 MPU(13)로 출력한다. 또한, 통신부(12)는 MPU(13)로부터 수신된 신호를 변조하고, 이 변조된 신호를 안테나(11)를 통해서 입력 장치(31)로 송신한다. MPU(13)는 입력 장치(31)로부터 수신된 지시를 기초로 하여 각 부를 제어한다.
복조부(14)는 도시하지 않은 안테나를 통해 수신된 텔레비젼 방송 신호를 복조하고, 비디오 신호 및 오디오 신호를 비디오 RAM(15) 및 출력부(16)로 각각 출력한다. 비디오 RAM(15)은 복조부(14)로부터 공급된 비디오 신호를 기초로 한 화상과, MPU(13)로부터 수신된 포인터 및 아이콘과 같은 온-스크린 데이터의 화상을 합 성하고 그 합성된 화상을 출력부(16)의 화상 표시부로 출력한다. 출력부(16)는 화상 표시부 상에 화상을 표시하고, 스피커 등에 의해 형성되는 오디오 출력부로부터 사운드를 출력한다.
도 2의 표시예에서는, 출력부(16)의 화상 표시부는 아이콘(21)과 포인터(22)를 표시하고 있다. 입력 장치(31)는 아이콘(21) 또는 포인터(22)의 표시 위치를 변경하여 텔레비젼 수상기(10)를 원격 제어하기 위해 사용자에 의해 조작된다.
입력 장치의 구성: 도 3은 입력 장치(31)의 외관의 구성을 도시하고 있다. 입력 장치(31)는 전자 기기를 제어하는 조작 신호를 생성하기 위해 사용자에 의해 조작되는 조작부로서의 역할을 하는 본체(32)를 포함하고 있다. 본체(32)는, 그 상면 상에는 보턴(33, 34)을 구비하며, 그 우측면 상에는 조그 다이얼(35)을 구비하고 있다.
도 4는 입력 장치(31)의 본체(32)의 내부의 구성을 도시하고 있다. 입력 장치(31)의 내부에는, 메인 기판(51), 센서 기판(57) 및 전지(56)가 수용되어 있다. 메인 기판(51)에는, MPU(52), 수정 발진기(53), 통신부(54) 및 안테나(55)가 부착되어 있다.
도 5에 확대하여 도시한 바와 같이, 센서 기판(57)에는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)의 기술에 의해 제조된, 각속도 센서(58)와 가속도 센서(59)가 부착되어 있다. 센서 기판(57)은, 각속도 센서(58)와 가속도 센서(59)의 상호 직교하는 두 개의 감도축인 X축과 Y축에 평행으로 되어 있다.
본체(32)의 머리(추후 설명하는 도 6에 있어서의 좌방향의 단부)를, 전형적 으로는 그 앞전에 위치하는 텔레비젼 수상기(10)(도 6에는 도시하지 않지만 좌방향에 위치함)를 향하게 하여, 본체(32)의 전체가 사용자에 의해, 예를 들어, 도 6에 도시된 임의의 방향(D1) 또는 방향(D2)으로 조작되는 경우, 2축식 진동형 각속도 센서에 의해 형성된 각속도 센서(58)는, 각각 X축 및 Y축과 평행한 피치(pitch) 회전축(71)과 요(yaw) 회전축(72)을 중심으로 하여 회전하는 피치각과, 요각의 각각의 각속도를 검지한다. 가속도 센서(59)는, X축 및 Y축의 방향의 가속도를 검지하는 2축식 가속도 센서이다. 가속도 센서(59)는 센서 기판(57)을 감도 평면으로서 사용하여 중력 가속도를 벡터량으로서 검지할 수 있다. 가속도 센서(59)로서는, X축, Y축 및 Z축의 3축을 감도축으로 사용하는 3축형 가속도 센서를 사용할 수도 있다.
두 개의 전지(56)는 각부에 필요한 전력을 공급한다.
도 6은 입력 장치(31)의 사용 상태를 도시하고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자는 자신의 손(81)에 입력 장치(31)를 붙잡고, 입력 장치(31)의 전체를 3차원의 자유 공간에서 임의의 방향으로 조작한다. 입력 장치(31)는 조작된 방향을 검지하고, 조작 방향에 대응하는 조작 신호를 출력한다. 또한, 입력 장치(31)는, 보턴(33)이나 보턴(34) 또는 조그 다이얼(35)이 조작된 경우, 그 조작에 대응하는 조작 신호를 출력한다.
보턴(33) 및 보턴(34)은 통상의 마우스의 좌 보턴 및 우 보턴에 각각 대응한다. 보턴(33)은 인지로, 보턴(34)은 중지로, 조그 다이얼(35)은 엄지로 각각 조작된다. 보턴 및 다이얼이 조작된 때 발행되는 코맨드는 임의적이며, 예를 들어 다 음과 같이 설정할 수 있다.
좌 클릭에 대응하는 보턴(33)의 1회 누름으로, 선택 조작이 행해진다. 드래그 조작에 대응하는 보턴(33)을 누른 후 유지에 의해 아이콘이 이동된다. 더블 클릭에 대응하는 보턴(33)의 2회 누름에 의해 파일 또는 폴더가 열리거나, 또는 프로그램이 수행된다. 우 클릭에 대응하는 보턴(34)의 1회 누름에 의해, 메뉴가 표시된다. 조그 다이얼(35)의 회전에 의해, 스크롤 조작이 행해진다. 조그 다이얼(35)의 누름에 의해, 결정 조작이 행해진다.
상술한 바와 같이 설정한다면, 사용자는, 퍼스널 컴퓨터의 통상의 마우스를 조작할 때 갖는 조작감과 유사한 조작감으로 입력 장치(31)를 사용할 수 있다.
보턴(33)은 2단 스위치로 구성할 수도 있다. 이 경우, 1단 스위치가 조작되거나 눌려진 상태로 유지될 때, 입력 장치(31)의 이동을 표시하는 조작 신호가 출력된다. 또한, 2단 스위치가 조작된 때는 선택 조작이 행해진다. 물론, 특별한 보턴을 제공하고, 이 보턴이 조작될 때, 이동을 표시하는 조작 신호가 출력되도록 할 수도 있다.
입력 장치의 전기적 구성: 도 7은 입력 장치(31)의 전기적 구성을 도시하고 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 입력 장치(31)는 MPU(52), 수정 발진기(53), 통신부(54) 및 안테나(55) 외에, 입력부(101) 및 센서(102)를 포함하고 있다.
수정 발진기(53)는 MPU(52)에 기준 클럭을 공급한다. 보턴(33), 보턴(34), 조그 다이얼(35) 및 그 외의 보턴으로 형성된 입력부(101)는 사용자에 의해 조작될 때, 그 조작에 대응하는 신호를 MPU(52)로 출력한다. 각속도 센서(58)와 가속도 센서(59)에 의해 형성되는 센서(102)는, 사용자에 의해 본체(32)의 전체가 조작될 때, 조작시의 각속도 및 가속도를 검출하고, 그 검출된 각속도 및 가속도를 MPU(52)로 출력한다. 센서(102)는 전자 기기를 제어하기 위한 사용자에 의한 조작을 검출하는 검출부로서의 역할을 하며, 조작에 대응하는 조작 신호를 출력한다.
MPU(52)는 입력에 대응하는 조작 신호를 생성하고, 통신부(54)로부터 전파 형태의 조작 신호를 안테나(55)를 통해 텔레비젼 수상기(10)로 출력한다. 이 전파는 안테나(11)를 통해 텔레비젼 수상기(10)에 의해 수신된다. 또한, 통신부(54)는 텔레비젼 수상기(10)로부터의 전파를 안테나(55)를 통해 수신하고, 이 신호를 복조하여, 복조된 신호를 MPU(52)에 출력한다.
입력 장치의 MPU의 기능적 구성: 도 8은 내장하는 메모리에 저장되어 있는 프로그램에 따라 동작하는 MPU(52)의 기능적 구성을 도시하고 있다. MPU(52)는, 속도 취득부(201), 기억부(202), 가속도 취득부(203), 보상 처리부(204), 가속도 취득부(205), 속도 연산부(206) 및 이동량 계산부(207)를 포함하고 있다.
보상 처리부(204)는 기능부(221)와 보상부(222)를 포함하도록 구성되어 있다. 기능부(221)는 게인 취득부(211), 보정부(212) 및 제한부(213)를 포함하고 있다. 보상부(222)는 승산부(214)를 포함하고 있다.
이 실시형태에 있어서, 속도 취득부(201) 및 가속도 취득부(203)는 검출된 조작 신호와 이 조작 신호의 미분값을 취득하는 제1 취득부를 구성한다. 속도 취득부(201)는, 사용자에 의한 조작에 대응하는 조작 신호로서, 센서(102) 중의 각속도 센서(58)로부터 각속도 신호를 취득한다. 기억부(202)는 속도 취득부(201)에 의해 취득된 각속도 신호를 기억한다. 조작된 조작부의 가속도를 취득하는 제1 취득부로서의 역할을 하는 가속도 취득부(203)는, 기억부(202)에 기억된 한 스텝에서의 각속도 신호와 다음 스텝에서의 각속도 신호 사이의 차를 연산함으로써, 각가속도 신호를 연산한다. 즉, 가속도 취득부(203)는 조작 신호로서의 각속도 신호의 미분값으로서 각가속도 신호를 취득한다.
취득된 가속도를 기초로 하여 조작 신호의 응답의 지연을 보상하기 위한 함수를 취득하는 제2 취득부로서의 역할을 하는 기능부(221)는, 가속도 취득부(203)에 의해 취득된 미분값으로서의 가속도에 의해 규정되는 함수인 게인 G(t)을 생성하거나, 또는 속도 취득부(201)에 의해 취득된 조작 신호로서의 속도와, 가속도 취득부(203)에 의해 취득된 미분값으로서의 가속도에 의해 규정되는 함수인 게인 G(t)을 생성한다. 그리고나서, 생성된 게인 G(t)을 조작 신호로서의 속도에 승산한다. 즉, 지연 보상의 처리를 행하도록 조작 신호를 보정한다.
게인 취득부(211)는 가속도 취득부(203)에 의해 취득된 가속도에 대응하는 게인 G(t)을 취득한다. 속도 취득부(201)에 의해 취득된 각속도 또는 텔레비젼 수상기(10)로부터 수신된 타이머값에 기초하여, 보정부(212)는 게인 G(t)을 적절하게 보정한다. 제한부(213)는 게인 G(t) 또는 보정된 게인 G(t)을 임계값을 초과하지 않도록 제한한다. 함수에 의해 조작 신호를 보상하는 보상부로서의 역할을 하는 보상부(222)를 구성하는 승산부(214)는, 속도 취득부(201)에 의해 취득된 각속도에 제한부(213)에 의해 제한된 게인 G(t)을 승산하여, 보정된 각속도를 출력한다.
가속도 취득부(205)는, 센서(102) 중의 가속도 센서(59)로부터의 가속도 신 호를 취득한다. 속도 연산부(206)는 보정된 각속도와, 가속도 취득부(205)에 의해 취득된 가속도를 이용하여 속도를 연산한다.
속도 연산부(206)로부터 공급된 속도를 기초로 하여, 이동량 계산부(207)는 본체(32)의 이동량을 계산하고, 그 이동량을 입력 장치(31)의 조작 신호로서 통신부(54)에 출력한다.
상술한 바와 같이, 통신부(54)는 이 신호를 변조하고, 그 변조된 신호를 안테나(55)를 통해서 텔레비젼 수상기(10)로 송신한다.
입력 장치의 동작: 다음으로, 도 9를 참조하여 입력 장치(31)의 포인터 표시 처리를 설명한다. 이 처리는, 텔레비젼 수상기(10)의 출력부(16)에 표시되어 있는 포인터(22)를 소정 방향으로 이동시키기 위해, 사용자가 본체(32)를 손으로 붙잡고, 보턴(33)의 1단째의 스위치를 조작하거나, 또는 1단째의 스위치를 누른 상태로 유지하고, 동시에 입력 장치(31) 전체를 임의의 소정 방향으로 조작한 경우, 즉, 3차원의 자유 공간에 있어서, 입력 장치(31)의 전체가 임의의 방향으로 조작되는 경우에 행해진다. 즉, 이 처리는 입력 장치(31)로부터 텔레비젼 수상기(10)로 텔레비젼 수상기(10)의 스크린 상의 표시를 제어하기 위한 조작 신호를 출력하기 위해 행해진다.
스텝 S1에서, 속도 취득부(201)는 센서(102)로부터 출력된 각속도 신호를 취득한다. 즉, 사용자가 본체(32)를 손으로 잡고, 3차원의 자유 공간에서 소정 방향으로 행한 조작이, 각속도 센서(58)에 의해 검출되고, 본체(32)의 운동에 따른 각속도(ωx(t), ωy(t))를 나타내는 검출 신호가 취득된다.
스텝 S2에서, 기억부(202)는 취득된 각속도(ωx(t),ωy(t))를 버퍼링한다. 스텝 S3에서, 가속도 취득부(203)는 각가속도(ω'x(t), ω'y(ｔ))를 취득한다. 구체적으로는, 가속도 취득부(203)는 기억부(202)에 전회 기억된 각속도(ωx(t-１), ωy(t-1))와 금회의 각속도(ωx(t)，ωy(t)) 사이의 차를 그 사이의 시간으로 제산함으로써, 각가속도(ω'x(t), ω'y(t))를 연산한다.
그리고나서, 스텝(S4) 내지 스텝(S7)에서, 보상 처리부(204)는 취득된 속도 및 가속도를 기초로 하여 조작 신호의 응답의 지연을 보상하기 위한 연산을 행한다.
즉, 스텝 S4에서, 게인 취득부(211)는 스텝 S3에서 취득된 각가속도(ω'x(t)，ω'y(t))에 따른 게인 G(t)을 취득한다. 함수로서의 이 게인 G(t)은, 후술하는 스텝 S7에서 각속도에 승산된다. 따라서, 값이 1인 게인 G(t)가 기준값으로서의 역할을 한다. 게인 G(t)가 기준값보다 클 때는, 조작 신호로서의 각속도는 커지도록 보정된다. 게인 G(t)가 기준값보다 작을 때는, 각속도는 작아지도록 보정된다.
가속시(즉, 미분값으로서의 각가속도가 양일 때), 게인 G(t)은 기준값 이상의 값(1 이상의 값)이다. 감속시(즉, 미분값으로서의 각가속도가 음일 때), 게인 G(t)은 기준값보다 작은 값(1 미만의 값)이다. 또한, 가속도의 절대값이 클수록 게인 G(t)의 절대값과 기준값(값 1) 사이의 차가 커진다.
게인 G(t)은 연산을 실행하여 취득할 수도 있고, 또는 미리 매핑된 테이블로부터 읽어내어 취득하는 것도 가능하다. 또한, 게인 G(t)은, X 방향과 Y 방향에 대해 독립적으로 얻어질 수도 있다. 다르게는, 예를 들어, 두 값의 각 절대값 중 에서 큰 쪽을 대표값으로서 선택하여, 하나의 게인 G(t)을 구하여도 된다.
스텝 S5에서, 보정부(212)는 속도 취득부(201)에 의해 취득된 각속도(ωx(t), ωy(t))에 기초하여 게인 G(t)을 보정한다. 구체적으로는, 게인 G(t)은 각속도(ωx(t), ωy(t))가 클수록, 기준값(값 1)에 가까운 값이 되도록 보정된다. 즉, 이 실시형태에서는, 스텝 S4의 처리(각가속도에 기초한 처리) 및 스텝 S5의 처리(각속도에 기초한 처리)에 의해, 조작 신호로서의 각속도와 이 각속도의 미분값으로서의 각가속도 양쪽 모두에 의해 규정되는 함수인 게인 G(t)이 취득된다.
이 경우에도, 보정값을 X 방향 및 Y 방향에 대해 독립적으로 얻을 수 있거나, 또는 예를 들어 두 값의 각 절대값 중에서 큰 쪽을 대표값으로서 선택하여, 하나의 보정값을 얻을 수도 있다.
스텝 S6에서, 제한부(213)는 게인 G(t)이 임계값을 초과하지 않도록 제한한다. 즉, 보정된 게인 G(t)이 소정의 임계값의 범위내에 있도록 제한된다. 즉, 임계값이 최대값 또는 최소값이 되도록 설정되고, 게인 G(t)의 절대값이 임계값을 초과하지 않도록 제한된다. 그러므로, 입력 장치(31)가 진동되는 경우에, 게인 G(t)의 절대값이 너무 작아서 지연을 보상할 수 없거나 또는 너무 커서 진동을 방지할 수 없는 상황이 억제된다.
스텝 S4 내지 스텝 S6의 처리는, 각 스텝의 조건을 만족하도록 게인 G(t)을 게인 취득부(211)에 미리 매핑하여 두면, 1회의 판독 처리에 의해 실행할 수 있다.
도 10은 이들 조건을 만족시키는 매핑의 예를 도시하고 있다. 이 실시형태에서, 수평축과 수직축은 각가속도와 게인 G(t)을 각각 나타낸다. 게인 G(t)은 절 편이 1이고, 각각의 각속도에 대한 기울기가 양인 직선에 의해 표시되어 있다. 각속도는 절대값으로 나타내어진다.
그러므로, 도면 중에서 수평축에 의해 표시되는 각가속도가 양인 경우(도 10의 우측 절반부), 수직축에 의해 표시되는 게인 G(t)은 기준값(값 1) 이상의 값이 된다. 각가속도가 음인 경우(도 10의 좌측 절반부), 게인 G(t)은 기준값(값 1)보다 작은 값이 된다(스텝 S4).
또한, 게인 G(t)은 절편은 기준값(값 1)에 대응하고 기울기는 양인 직선에 의해 표시되는 값이다. 따라서, 각가속도의 절대값이 클수록, 게인 G(t)의 절대값과 기준값(값 1) 사이의 차의 절대값이 커진다(스텝 S4). 환언하면, 게인 G(t)은 미분값으로서의 각가속도의 절대값이 클수록, 조작 신호로서의 각속도의 보정량이 커지는 값으로 설정된다. 예를 들어, 각속도가 1 digit/s인 경우에, 각가속도가 5 digit/s2(즉, 각가속도의 절대값이 작다)이면, 게인 G(t)의 값은 대략 3이다(값 1과의 차의 절대값은 2로 작다). 한편, 각가속도가 -10 digit/s2(즉, 각가속도의 절대값이 크다)이면, 게인 G(t)의 값은 대략 -5이다(값 1과의 차의 절대값은 6으로 크다).
또한, 게인 G(t)은 각속도가 클수록 기준값(값 1)에 가까워진다(스텝 S5). 즉, 게인 G(t)은 조작 신호로서의 각속도가 작아질수록, 각속도의 보정량이 커지는 값으로 설정된다. 예를 들어, 각가속도가 15 digit/s2인 경우에, 각속도가 1 digit/s이면(즉, 각속도가 작은 경우), 게인 G(t)는 대략 8이다(즉, 게인 G(t)의 절대값이 크다). 한편, 각속도가 2 digit/s이면(즉, 각속도가 큰 경우), 게인 G(t)은 대략 5이다(즉, 게인 G(t)의 절대값이 작다). 각가속도가 -50 digit/s2인 경우에, 각속도가 4 digit/s이면(즉, 각속도가 작은 경우), 게인 G(t)은 대략 -6이다(즉, 게인 G(t)의 절대값이 크다). 한편, 각속도가 16 digit/s이면(즉, 각속도가 큰 경우), 게인 G(t)은 대략 -1이다(즉, 게인 G(t)의 절대값이 작다).
또한, 상기한 바는 각속도의 보정은 실질적으로 각속도가 작을 경우에만 행해지고, 각속도가 클 경우에는 행해지지 않음을 의미한다. 도 10에서는, 64 digit/s 또는 128 digit/s의 각속도에서와 같이 각속도가 클 경우에는, 게인 G(t)은 기준값(값 1)과 같거나 기준값에 가까운 값이 된다. 따라서, 실질적으로, 속도는 보정되지 않는다. 즉, 각속도의 보정은 입력 장치(31)의 이동 개시 직후와 이동 정지 직전에 행해진다.
각속도가 감소함에 따라 게인 G(t)의 절대값을 증가시킴으로써, 자연스런 조작감을 구현할 수 있다.
또한, 게인 G(t)의 값은 임계값 -10으로부터 임계값 10의 범위내에 있도록 제한되는데, 즉, 이들 임계값을 초과하지 않도록 제한된다(스텝 S6). 즉, 게인 G(t)의 최대값은 임계값 10이 되고, 게인 G(t)의 최소값은 임계값 -10으로 설정된다.
도 10에서 각 속도의 특성을 나타내는 각각의 라인은 직선이 아니고 곡선이 될 수도 있다.
스텝 S7에서, 승산부(214)는 조작 신호로서의 각속도(ωx(t)，ωy(t))에 게인 G(t)을 승산한다. 즉, 게인 G(t)을 계수로 하여 각속도에 승산함으로써, 보정된 각속도(ωx1(t), ωy1(t))가 생성된다. 예를 들어, X축 방향의 값과 Y축 방향의 값을 통합하는 대표값으로서 게인 G(t)을 사용할 경우, 보정된 각속도(ωx1(t), ωy1(t))는 다음식으로 연산된다.
ωx1(t)=ωx(t)·G(t)　　　
ωy1(t)=ωy(t)·G(t)　 　　 (1)
스텝 S8에서, 속도 연산부(206)는 속도(Vx(t), Vy(t))를 연산한다. 속도는 각속도에 회전 반경을 승산함으로써 구해진다. 즉, 사용자가 입력 장치(31)를 조작할 때 발생하는 입력 장치(31)의 운동은, 사용자의 어깨, 팔꿈치 또는 손목 둘레를 중심으로 하는 회전 운동을 합성한 것에 상당한다. 또한, 이 운동의 회전 반경은, 시간에 따라 변화하는 합성된 회전 운동의 회전 중심으로부터 입력 장치(31)까지의 거리에 대응한다.
입력 장치(31)의 속도를 (Vx(t), Vy(t))로 나타내면, 회전 반경(Rx, Ry)은 다음식으로 나타내어진다.
(Rx, Ry)=(Vx(t), Vy(t))／(ωx(t), ωy(t)) (2)
식 (2)에서, 우변의 (Vx(t), Vy(t)) 및 (ωx(t), ωy(t))는 속도의 차원을 나타낸다. 이 식 (2)의 우변에 나타내어져 있는 속도와 각속도 각각이 미분되어, 가속도 또는 가속도의 시간 변화율의 차원을 나타내더라도 상관 관계는 잃지 않는다. 마찬가지로, 속도와 각속도가 각각 적분되어, 변위의 차원을 나타내더라도 상 관 관계는 잃지 않는다.
따라서, 식 (2)의 우변에 나타내어져 있는 속도 및 각속도를 변위, 가속도 또는 가속도의 시간 변화율의 차원으로 하는 경우, 이하의 식 (3) 내지 식 (5)가 얻어진다.
(Rx, Ry)=(x(t), y(t))/(ψ(t), θ(t)) (3)
(Rx, Ry)=(ax(t), ay(t))/(ω'x(t), ω'y(t)) (4)
(Rx, Ry)=(a'x(t), a'y(t))/(ω''x(t), ω''y(t)) (5)
상기 식 중에서, 예를 들면 식 (5)에 주목하면, 가속도(ax(t), ay(t))의 변화값(a'x(t), ａ'y(t))과, 각가속도(ω'x(t), ω'y(t))의 변화값(ω''x(t), ω''y(t))이 알려지면, 회전 반경(Rx, Ry)이 구해지는 것을 알 수 있다. 이 실시형태에 있어서는, 식 (5)에 기초하여 반경(Rx, Ry)이 구해진다.
즉, 가속도 취득부(205)는 센서(102)를 구성하는 가속도 센서(59)에 의해 검출되는 가속도(ax(t), ay(t))를 취득한다. 그러므로, 속도 연산부(206)는 가속도(ax(t), ａy(t))를 미분하여, 가속도의 변화값(a'x(t), a'y(t))을 연산한다. 또한, 속도 연산부(206)는 속도 취득부(201)에 의해 검출되는 각속도(ωx(t), ωy(t))를 2단 미분하여, 각가속도(ω'x(t), ω'y(t))의 변화율(ω''x(t), ω''y(t))를 연산한다. 그리고나서, 속도 연산부(206)는 가속도의 변화율(ａ'x(t), ａ'y(t))를, 각가속도(ω'x(t), ω'y(t))의 변화율(ω''x(t), ω''y(t))로 제산함으로써, 회전 반경(Rx, Ry)을 연산한다.
또한, 속도 연산부(206)는 구해진 반경(Rx, Ry)에 각속도를 승산하여 속 도(Vx(t), Vy(t))를 연산한다. 이 각속도로서는, 보정된 각속도(ωx1(t), ωy1(t)), 즉 게인 G(t)을 승산한 각속도(ωx(t), ωy(t))가 이용된다.
스텝 S9에 있어서, 이동량 계산부(207)는 보정된 각속도(ωx1(t), ωy1(t))를 이용하여 포인터 이동량을 계산하고, 계산된 포인터 이동량을 출력한다. 이동량 계산부(207)는 포인터(22)의 직전의 위치 좌표에 속도를 가산함으로써, 새로운 위치 좌표를 연산한다. 즉, 입력 장치(31)의 단위 시간당 X 방향과 Y 방향의 변위가, 출력부(16)의 화상 표시부에 표시되는 포인터(22)의 단위 시간당의 X 방향과 Y방향의 변위량으로 환산된다. 이에 의해, 게인 G(t)이 클수록, 즉 조작 신호로서의 각속도의 보정량이 클수록, 응답 지연의 보상량이 커지도록 포인터 이동량이 계산된다. 즉, 게인 G(t)이 증가함에 따라, 입력 장치(31)의 조작과 포인터(22)의 이동 사이의 지연이 줄어든다. 게인 G(t)의 값이 더욱 증가되면, 포인터(22)의 이동이 입력 장치(31)의 조작보다 위상적으로 보다 앞서게 된다.
보다 간단한 방법으로서, 스텝 S8은 생략될 수 있고, 스텝 S7에서 구해지는 보정된 각속도를 이용하여 포인터 이동량을 구해도 된다.
또한, 여기에서 행해지는 처리는, 로우-패스 필터(low-pass filter)를 통해 입력 장치(31)의 핸드-쉐이크(hand-shake) 성분을 제거하는 처리, 조작 속도가 낮을 경우(저속도 및 저가속도) 포인터(22)를 아이콘(21) 상에 쉽게 정지시키기 위해 포인터(22)의 이동 속도를 지극히 낮게 설정하는 처리를 포함하고 있다. 또한, 예를 들어 보턴(33) 또는 보턴(34)을 조작 중일 때 입력 장치(31)의 이동이 일어나고, 이것이 입력 장치(31) 전체의 조작으로 오인식되어, 포인터(22)의 이동을 일으 키는 상황을 방지하기 위한 그 밖의 처리도 행해진다. 이들 처리는 보턴 조작 중에는 포인터(22)의 이동을 금지하는 처리, 및 가속도 센서(59)에 의해 검출된 중력 방향을 하방향으로 설정하여, 입력 장치(31)의 기울임을 보정하기 위한 처리를 포함한다.
이상의 처리는 본체(32)의 조작 중에 반복적으로 행해진다.
포인터 이동량을 나타내는 조작 신호는, 통신부(54)로부터 안테나(55)를 통해서 텔레비젼 수상기(10)로 송신된다.
텔레비젼 수상기(10)에 있어서는, 통신부(12)가 입력 장치(31)로부터의 신호를 안테나(11)를 통해 수신한다. MPU(13)는 수신된 신호에 대응하는 위치에 포인터(22)가 표시되도록 비디오 RAM(15)을 매핑한다. 그 결과, 출력부(16)에 있어서는, 포인터(22)가 사용자의 조작에 대응하는 위치에 표시된다.
도 9의 각 스텝 S1 내지 S9 중의 일부 또는 전부의 처리는, 텔레비젼 수상기(10)에 의해 행해지는 것이어도 된다. 예를 들면, 스텝 S8까지의 처리를 입력 장치(31)에서 행하고, 스텝 S9의 처리는 텔레비젼 수상기(10)에서 행할 수 있다. 이러한 구성으로 하면, 입력 장치(31)의 구성을 간략화하고, 입력 장치(31)의 부담을 경감할 수 있다. 이 경우, 도 8의 기능적 블럭의 일부 또는 전부가 텔레비젼 수상기(10)에 구비된다.
또한, 이상의 처리에서 이용된 각속도와 각가속도를 간단한 속도 및 가속도로 대체할 수 있다.
입력 장치의 특성: 도 11 및 도 12는 사용자가 입력 장치(31)를 소정 방향으 로 이동시키고나서 입력 장치(31)를 정지시키는 조작을 행할 때 일어나는 포인터(22)의 동작을 도시하고 있다. 도 11에서, 수직축은 속도를 나타내고 수평축은 시간을 나타낸다. 도 12에서, 수직축은 변위를 나타내고 수평축은 시간을 나타낸다. 각각의 도면에 표시한 단위는 시뮬레이션에 사용되는 상대값이다. 이것은 후술하는 특성을 도시하는 다른 도면에 있어서도 마찬가지이다.
속도의 변화를 나타내는 도 11에 있어서, 선 L1은 실제의 조작(즉, 포인터(22)의 지연이 없는 이상적인 상태)에 대응하는 속도를 나타내고 있다. 속도는 속도 0으로부터 일정한 비율로 점차 증가하여 속도 30에 도달하고 있다. 그리고나서, 속도는 소정 시간 동안 유지되고 있다. 그 후, 속도는 속도 30으로부터 일정한 비율로 점차 감소하여 속도 0에 도달하고 있다. 선 L2는 응답에 지연을 갖는 시스템에서의 속도, 즉 입력 장치(31)의 조작과 이 조작에 응답한 포인터(22)의 이동 사이에 시간적 지연을 갖는 시스템에서의 포인터(22)의 속도를 나타낸다. 선 L2는 선 L1과 특성에 있어 유사하지만, 시간 T0 만큼 선 L1으로부터 지연되고 있다(즉, 위상적으로 지연되고 있다). 즉, 사용자가 입력 장치(31)를 조작할 때, 그 조작의 속도는 선 L1에 의해 나타내는 바와 같이 변화한다. 그러나, 그 조작에 대응하는 조작 신호는 지연을 갖고서 검출된다. 따라서, (조작 신호에 기초하여 제어되는 포인터(22)의 속도에 해당하는) 조작 신호의 속도는 선 L2에 의해 나타내는 것처럼 변화한다.
선 L3는 도 ９의 흐름도에서 도시한 바와 같은 지연 보상 처리의 결과를 나 타내고 있다. 운동의 개시시에, 선 L３의 속도의 변화의 개시점은 선 L2의 개시점과 같다. 선 L3의 속도는, 속도가 0인 그 개시점에서 선 L2의 기울기보다 가파른 기울기로, 급격하게 증가하여 선 L２를 넘어가고, 선 L1보다 약간 아래지만 선 L1에 가까이 위치된 값에 도달한다. 환언하면, 운동 개시 직후, 보상의 결과를 나타내는 선 L3은, 급격하게, 지연이 없는 선 L1의 특성과 실질적으로 같은 특성을 얻게 된다. 도면 중의 위치로 나타내면, 운동 개시 직후, 선 L３은 선 L２보다 위에, 그리고 선 L1에 가깝게 선 L1보다 아래에 위치된다. 즉, 지연 시간은 최대 시간 T0로부터 최소 시간 T1으로 급격하게 시프트된다. 이것은, 사용자가 조작을 개시하면 재빨리 응답이 이루어지는 것을 의미한다. 즉, 선 L３는 선 L1과 닮아있고 선 L２의 지연을 보상하는 선인 것을 알 수 있다.
그 후, 선 L1의 근방에서, 선 L3는 선 L1(따라서, 선 L2)의 기울기와 실질적으로 유사한 일정한 기울기로(즉, 일정한 지연 시간 T1으로) 점차 증가한다. 선 L3는 선 L2보다 위상적으로 앞서있지만, 선 L1으로부터는 위상적으로 약간 지연되고 있다(즉, 도 11에서, 선 L3는 선 L2보다 상측 및 좌측에 위치하지만, 선 L1보다 약간 하측 및 우측에 위치된다). 즉, 포인터(22)는 이동 개시 직후 거의 지연이 없는 상태로(최소 지연 시간 T1으로) 가속된다.
선 L3는 속도 30을 넘어가서 더욱 증가한다. 그리고나서, 선 L2가 일정한 속도 30에 도달하기 직전의 타이밍에서, 선 L3는 속도 40에 도달한 후 가파른 기울기로 급격하게 감소하여 속도 30으로 떨어진다. 이것은 과도적인 속도의 증가가 급격하게 해소되어, 선 L3이 안정 속도에 도달하는 것을 의미한다.
그 후, 선 L3의 속도는 소정 시간 일정값 30에 유지된다. 즉, 포인터의 속도는 속도 0으로부터 점차 증가한 후, 30에서 안정된다.
운동의 정지시에 있어서는, 선 L1의 속도가 값 30 아래로 떨어지기 시작한 후에도, 선 L3의 속도는 한동안 값 30에 유지된다. 그리고, 선 L2의 속도가 값 30으로부터 감소하기 시작하기 직전의 타이밍에서, 선 L3은 가파른 기울기로(즉, 보다 큰 가속도의 절대값으로) 급격하게 감소하여, 선 L1에 가까운 값으로서 선 L1보다 위의 값인 속도 18로 떨어진다. 즉, 지연 시간은 최대값 T0로부터 최소값 T1으로 급격하게 시프트된다. 이것은, 사용자가 조작을 정지하려 시도하면 재빨리 응답이 이루어지는 것을 의미한다. 즉, 선 L３는 선 L1과 닮아있고 선 L２의 지연을 보상하는 선이며, 지연이 보상되었음을 알 수 있다.
그 후, 선 L1의 근방에서, 선 L3는 선 L1(따라서, 선 L2)의 기울기와 실질적으로 유사한 일정한 기울기로(즉, 일정한 지연 시간 T1으로) 점차 감소한다. 선 L3는 선 L2보다 위상적으로 앞서있지만, 선 L1으로부터는 위상적으로 약간 지연되고 있다(즉, 도 11에서, 선 L3는 선 L2보다 하측 및 좌측에 위치하지만, 선 L1보다 약간 상측 및 우측에 위치된다). 즉, 포인터(22)는 이동 정지 조작의 개시 직후 거의 지연이 없는 상태로(최소 지연 시간 T1으로) 감속된다.
선 L3은 속도 0 아래로 떨어져서 더욱 감소한다. 그리고나서, 선 L2의 속도가 속도 0에 도달하기 직전의 타이밍에서, 선 L3의 속도는 대략 속도 -9에 도달하 고, 그 후 가파른 기울기로(즉, 급격하게) 증가하여 속도 0에 도달한다. 이것은 과도적인 속도의 감소가 급격하게 해소되어, 선 L3이 속도 0에 도달하는 것을 의미한다.
결국, 선 L3는, 선 L2의 지연을 보상한, 선 L1의 특성에 가까운 특성을 갖는다.
도 12는, 도 11의 속도 변화에 대응하는 포인터(22)의 변위를 도시하고 있다. 선 L11은 실제의 조작에 대응하는 변위(즉, 지연이 없는 변위)를 나타내고 있다. 선 L12는 지연을 갖는 시스템의 변위를 나타내고 있다. 선 L13은 도 ９의 흐름도에서 도시한 바와 같은 지연 보상 처리의 결과를 나타내고 있다.
선 L11은 변위 0으로부터 실질적으로 일정한 기울기로 증가한 후, 변위 대략 2900에 도달하는 특성을 갖고 있다. 선 L12는 변화의 특성에 있어서 선 L11과 실질적으로 동일하지만, 선 L11보다 지연되어 있다(즉, 위상적으로 지연되어 있다). 도면에 있어서, 선 12는 선 L11보다 하측 및 우측에 위치되고 있다.
선 L13은 선 L12의 개시점과 실질적으로 동일한 개시점에서 변위되기 시작하여, 선 L11에 가까운 값에 재빨리 도달한다. 그 후, 선 L13은 선 L11(따라서, 선 L12)의 기울기와 실질적으로 유사한 기울기로 일정한 비율로 점차 증가한다. 선 L13은 선 L12보다는 위에 있지만 선 L11보다는 약간 낮게 있다. 즉, 도 12에서, 선 L13은 선 L12보다 위에 있고, 또한, 선 L11의 가까이에서, 선 L11보다 아래있다. 상술한 바와 같이, 선 L13은, 선 L12의 지연을 보상한 선으로, 선 L11의 특성과 닮은 특성을 갖는 선이다.
선 L13은, 변위 2900에 도달하기 직전에, 선 L11을 약간 넘어서고(즉, 도 12에서, 선 L13은 선 L11의 약간 상측에 위치한다), 그 후 일정값 2900으로 수렴한다. 상술한 바와 같이, 선 L13은, 선 L12의 지연을 보상한 선으로, 선 L11의 특성과 닮은 특성을 갖는 선이다.
　그 결과, 사용자는 입력 장치(31)를 자유 공간에서 임의의 방향으로 조작하여, 예를 들어, 포인터(22)를 그 조작 방향에 위치하는 소망의 아이콘(21)까지 재빨리 이동시키고, 그 위치에 포인터(22)를 정지시킬 수 있다. 이 조작에 있어서, 사용자가 느끼는 조작 상의 위화감이 억제된다. 즉, 사용자가, 포인터(22)의 이동의 개시가 입력 장치(31)의 조작의 개시보다 늦거나, 또는 포인터(22)의 이동의 정지가 입력 장치(31)의 조작의 정지보다 늦음을 느끼는 상황이 억제된다. 그 결과, 조작감을 향상시킬 수 있다.
이것은 소위 컨슈머용의 전자 기기에서 현저하다. 즉, 컨슈머용의 전자 기기에서는, 업무용의 전자 기기에서보다 MPU의 클럭도 느리고 지연이 길다. 그러나, 이와 같은 전자 기기에서도 사용자가 조작 상의 위화감을 느끼는 일이 억제되어, 조작감을 향상시킬 수 있다.
이상, 포인터(22)의 이동 조작에 관하여 설명하였다. 본 발명을 스크롤링, 주밍(zooming)(스케일 확대 및 축소) 및 회전과 같이, GUI(Graphical User Interface) 스크린 상의 다른 동작에 적용하여도 조작감을 마찬가지로 향상시킬 수 있다.
도 13의 (a) 및 도 13의 (b)는 입력 장치(31)를 진동시킨 경우에 얻어지는 특성을 도시하고 있다. 도 13의 (a)에서 수직축은 속도를 나타내고, 도 13의 (b)에서 수직축은 변위를 나타내고 있다. 두 도면에서 수평축은 시간을 나타낸다.
도 13의 (a)에서, 선 L21은 지연이 없는 경우의 결과를, 선 L22는 지연이 있는 경우의 결과를, 선 L23은 지연을 보상한 경우의 결과를 각각 나타내고 있다. 도 13의 (b)에서, 선 L31은 지연이 없는 경우의 결과를, 선 L32는 지연이 있는 경우의 결과를, 선 L33은 지연을 보상한 경우의 결과를 각각 나타내고 있다. 입력 장치(31)의 진동의 주파수가 높을 때, 지연은 보상되지 않고 발진이 발생함을 알 수 있다.
도 14의 (a) 및 도 14의 (b)는 입력 장치(31)를 진동시킨 경우에 있어서, 게인 G(t)을 제한한 경우에 얻어지는 특성을 도시하고 있다. 도 14의 (a)에서의 수직축은 속도를 나타내고, 도 14의 (b)에서의 수직축은 변위를 나타내고 있다. 두 도면에서 수평축은 시간을 나타내고 있다.
도 14의 (a)에서, 선 L51은 지연이 없는 경우의 결과를, 선 L52는 지연이 있는 경우의 결과를, 선 L53은 지연을 보상한 경우의 결과를 각각 나타내고 있다. 도 14의 (b)에서, 선 L61은 지연이 없는 경우의 결과를, 선 L62는 지연이 있는 경우의 결과를, 선 L63은 지연을 보상한 경우의 결과를 각각 나타내고 있다. 이들 도면으로부터, 발진이 억제되고 있음을 알 수 있다. 발진의 억제는 도 9에서의 스텝 S6의 처리의 효과이다.
또한, 로우-패스 필터에 의해 발진 주파수를 제거하여도 유사한 효과를 실현할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 사용자의 조작을 미리 읽을 수도 있다. 즉, 사용자에 의한 조작보다 포인터(22)의 이동이 위상적으로 앞서도록 지연을 과량으로 보상하는 것도 가능하다. 이 보상은 게인 G(t)의 값을 증가시킴으로써 실현할 수 있다. 도 15와 도 16은 이 경우에 얻어지는 특성을 도시하고 있다. 도 15와 도 16은 각각 도 11과 도 12에 대응한다. 도 15의 선 L81, L82 및 L83은, 도 11의 선 L1, L2 및 L3에 각각 대응한다. 도 16의 선 L91, L92 및 L93은, 도 12의 선 L11, L12 및 L13에 각각 대응한다.
도 15를 도 11과 비교하면 분명한 바와 같이, 도 15에 있어서는, 운동 개시 직후에, 선 L83이 선 L82의 개시점과 같은 개시점에서 급격하게 증가한 후, 선 L81보다 커진다(도면 중에서, 선 L83이 선 L81보다 상측 및 좌측에 위치함). 그 후, 선 L83은 선 L81의 기울기와 같은 기울기로 점차 증가한다. 또한, 운동 정지시에 있어서, 선 L83은 일정값 30으로부터 급격하게 감소하여 선 L81 아래로 떨어진 후(도면 중에서, 선 L83이 선 L81보다 하측 및 좌측에 위치함), 선 L81의 기울기와 같은 기울기로 점차 감소한다.
도 16에 있어서도, 운동 개시 직후, 선 L93은 선 L92보다 높이 위치하며, 또한 급격하게 증가하여 선 L91보다 커진다. 그 후, 선 L91의 근방에서, 선 L93은 선 L91과 실질적으로 유사하게 증가하고, 변위 2900에 수렴한다.
이 경우, 포인터(22)의 이동은 사용자에 의한 조작보다 선행하게 된다.
이어서, 약간의 지연을 유지하도록 보상한 경우, 포인터(22)의 이동을 위상적으로 앞서도록 보상한 경우, 및 지연이 거의 0으로 되도록 보상한 경우의 3개의 경우를 비교한다. 도 17 내지 도 22는 보상의 결과를 도시하고 있다. 도 17과 도 18은 약간의 지연을 유지하도록 보상한 경우를 도시한다. 도 19와 도 20은 포인터(22)의 이동을 위상적으로 앞서도록 보상한 경우를 도시한다. 도 21과 도 22는 지연이 거의 0으로 되도록 보상한 경우를 도시한다. 도면들 모두는 포인터(22)가 소정의 방향으로 이동된 후, 역방향으로 이동된 경우를 도시하고 있다.
도 17, 도 19 및 도 21에서 수직축은 변위량을 나타내고, 도 18, 도 20 및 도 22의 수직축은 속도를 나타낸다. 모든 도면에서 수평축은 시간을 나타낸다.
도 17과 도 18에서, 선 L101 및 L111은 지연이 없는 경우의 결과를, 선 L102 및 L112는 시스템에 0.2초의 지연이 있는 경우(보상이 이루어지지 않은 경우)의 결과를 나타낸다. 또한, 선 L103 및 L113은 약간의 지연을 유지하도록 보상한 경우의 결과를 나타낸다. 도 17에서, 선 L103은 선 L101과 선 L102 사이에 위치하고 있다. 도 18에 있어서도, 선 L113은 선 L111과 선 L112 사이에 위치하고 있다. 따라서, 지연이 0.2초보다 짧은 시간으로 줄어들도록 보상되어 있음을 알 수 있다.
도 19와 도 20에서, 선 L121 및 선 L131은 지연이 없는 경우의 결과를, 선 L122 및 선 L132는 시스템에 지연이 있는 경우(보상이 없는 경우)의 결과를 나타낸다. 또한, 선 L123 및 L133은 포인터(22)의 이동을 위상적으로 앞서도록 보상한 경우의 결과를 나타낸다. 도 19에서, 변위가 증가하면, 선 L123은 선 L121보다 상측 및 좌측에 위치된다. 변위가 감소하면, 선 L123은 선 L121보다 하측 및 좌측에 위치된다. 도 20에서도, 속도가 증가하면, 선 L133은 선 L131보다 상측 및 좌측에 위치된다. 속도가 감소하면, 선 L133은 선 L131보다 하측 및 좌측에 위치된다. 따라서, 선 L123 및 선L133은, 각각 선 L121 및 선 L133보다 위상적으로 앞서고 있음을 알 수 있다.
도 21과 도 22에서, 선 L141 및 L151은 지연이 없는 경우의 결과를, 선 L142 및 L152는 지연이 있는 경우(보상이 없는 경우)의 결과를 나타내고 있다. 또한, 선 L143 및 선 L153은 지연을 제거하도록 보상한 경우의 결과를 나타내고 있다. 도 21에서, 변위가 증가 및 감소하는 경우, 선 L143은 대략 선 L141을 따라서 변화하고 있다. 도 22에서도, 속도가 증가 및 감소하는 경우, 선 L153은 대략 선 L151을 따라서 변화하고 있다. 그러므로, 적정한 보상이 행해졌음을 알 수 있다.
복수의 피험자에 의해 실험을 하였다. 피험자들의 평가에 따르면, 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 피험자들은 응답 지연이 거의 0이 되도록 보상한 경우에, 도 17 내지 도 20에 도시된 경우와 비교하여, 최소의 조작상의 위화감을 가졌다.
2. 제2 실시형태
텔레비젼 수상기의 동작: 게인 G(t)의 값을 텔레비젼 수상기(10)에서의 지연량에 따라서 변경할 수도 있다. 도 23과 도 24는, 이 경우에 행해지는 텔레비젼 수상기(10)의 처리와 입력 장치(31)의 처리를 각각 도시하고 있다.
텔레비젼 수상기(10)는 도 23에 도시된 타이머 처리를 행한다.
스텝 S31에서, 텔레비젼 수상기(10)는 타이머값을 0으로 세트한다. 스텝 S32에서, 텔레비젼 수상기(10)는 처리 사이클의 완료까지 대기한다. 즉, 입력 장치(31)로부터 출력된 포인터 이동량의 정보를 수신하고나서, 스크린 상의 포인터의 이동을 완료할 때까지의 처리 사이클이 완료한 때, 스텝 S33에서 텔레비젼 수상기(10)는 처리 사이클 중에 계측된 타이머값을 송신한다. 그 후, 처리는 스텝 S31로 복귀하여 유사한 처리를 반복 실행한다.
즉, 처리 사이클이 완료할 때마다. 텔레비젼 수상기(10)는 처리 사이클의 처리에 들어간 시간에 대응하는 타이머값을 입력 장치(31)로 송신한다. 즉, 텔레비젼 수상기(10)가 상술한 처리를 하는데 드는 시간은, 텔레비젼 수상기(10)에 사용되고 있는 MPU(13)의 능력 및 처리 중 MPU(13)의 부하 등의 상태에 따라 변동한다. 따라서, 텔레비젼 수상기(10)는 처리 시간을 타이머를 사용하여 계측하고, 계측된 처리 시간을 입력 장치(31)에 송신한다.
입력 장치의 동작: 처리 시간이 길수록, 지연량이 커지게 된다. 그래서, 입력 장치(31)는, 텔레비젼 수상기(10)로부터 수신된 타이머값에 기초하여 게인 G(t)의 값을 도 24의 흐름도에 도시된 바와 같이 제어한다.
도 24의 스텝 S51 내지 스텝 S60의 처리는, 기본적으로 도 9의 스텝 S1 내지 스텝 S9의 처리와 유사하다. 그러나, 도 24에서는, 도 9의 스텝 S5의 각속도에 기초하여 게인 G(t)을 보정하는 처리는 생략되어 있다. 또한 다르게는, 이 처리를 생략하지 않아도 된다. 보정 처리를 생략하지 않으면, 게인 G(t)은 각속도와 각가속도에 의해 규정되는 함수이다. 보정 처리를 생략하면, 게인 G(t)은 각가속도에 의해 규정되는 함수이다.
또한, 도 24에 있어서는, 도 9의 스텝 S4에 대응하는 스텝 S54의 처리 후에, 스텝 S55로서, 타이머값을 수신하는 처리가 실행된다.
즉, 스텝 S51에서 각속도(ωx(t), ωy(t))가 취득된 후, 이 각속도(ωx(t), ωy(t))는 스텝 S52에서 기억부(202)에 일시적으로 버퍼링된다. 스텝 S53에서, 금회의 각속도(ωx(t), ωy(t))와 기억된 전회의 각속도(ωx(t-1), ωy(t-1)) 사이의 차(한 스텝에서의 각속도와 다음 스텝에서의 각속도 사이의 차)를 연산함으로써, 각가속도(ω'x(t), ω'y(t))가 연산된다. 즉, 각속도가 미분되어, 미분값으로서의 각가속도가 취득된다. 스텝 S54에서는, 각가속도(ω'x(t), ω'y(t))에 따른 게인 G(t)이 취득된다.
스텝 S55에서, 보정부(212)는 도 23의 스텝 S33에서 텔레비젼 수상기(10)로부터 송신된 타이머값을 수신한다. 구체적으로는, 텔레비젼 수상기(10)로부터의 신호가 안테나(55)를 통해 통신부(54)에 의해 수신되어 복조되고, 보정부(212)에 의해 취득된다. 그리고나서, 스텝 S56에서, 보정부(212)는 타이머값에 따라서 게인 G(t)을 보정한다. 구체적으로는, 다음식에 의한 연산이 행해진다.
가속시: G(t)+α
감속시: G(t)-α 　　 (6)
상기 식에서, α은 타이머값이 증가함에 따라 증가하는 양의 값을 나타낸다. 값 α는 소정의 함수에 기초하여 연산되거나, 또는 매핑된 메모리로부터 취득된다. 그러므로, 게인 G(t)은, 가속시, 지연이 클수록 보다 큰 값으로 보정된다. 감속시, 게인 G(t)은, 지연이 클수록 보다 작은 값으로 보정된다.
이후의 스텝 S57 내지 스텝 S60의 처리는, 도 9의 스텝 S6 내지 스텝 S9의 처리와 유사하다. 그 설명은 반복적인 것이므로 생략한다.
처리에 걸리는 시간이 증가하면, 이에 비례하여 지연량도 증가한다. 그러므로, 상기 식 (6)에 나타낸 바와 같이, 지연량에 따라 게인 G(t)을 변화시킨다. 이에 의해, 조작감을 더욱 향상시킬 수 있다.
이 경우에 있어서도, 처리의 일부 또는 전부를 텔레비젼 수상기(10)에 의해 행할 수도 있다.
３. 제3 실시형태
입력 장치의 동작: 도 9의 실시형태에서는, 게인 G(t)을 속도 및 가속도에 기초하여 결정하고 있다. 이와는 다르게, 가속도에만 기초하여 게인 G(t)을 결정하는 것도 가능하다. 도 25는 이 경우에 행해지는 포인터 표시 처리를 도시하고 있다.
스텝 S81에서, 속도 취득부(201)는 각속도 센서(58)의 출력으로부터 각속도(ωx(t), ωy(t))를 취득한다. 스텝 S82에서, 각속도가 기억부(202)에 의해 일시적으로 기억된다. 그리고나서, 스텝 S83에서, 가속도 취득부(203)는 기억부(202)에 기억된 전회의 각속도(ωx(t-1), ωy(t-1))와 금회의 각속도(ωx(t), ωy(t)) 사이의 차(한 스텝에서의 각속도와 다음 스텝에서의 각속도 사이의 차)를 연산함으로써, 각가속도(ω'x(t), ω'y(t))를 취득한다. 즉, 각속도가 미분되어, 미분값으로서의 각가속도가 취득된다.
스텝 S84에서, 게인 취득부(211)는 각가속도(ω'x(t), ω'y(t))에 따른 게인 G(t)을 취득한다. 게인 G(t)은, 가속시에는 1보다 큰 값이 된다. 감속시에는, 게인 G(t)은 1보다 작은 값이 된다.
스텝 S85에서, 제한부(213)는 게인 G(t)을 기준값을 초과하지 않도록 제한한다.
스텝 S86에서, 승산부(214)는 각속도(ωx(t), ωy(t))에 게인 G(t)을 승산하여, 보정된 각속도(ωx１, ωy1)을 연산한다. 즉, 다음 식에 의한 연산이 행해진다. 이 식 (7)은 상술한 식 (1)과 동일하다.
ωx1(t)=ωx(t)·G(t)　　　
ωy1(t)=ωy(t)·G(t) 　　 (7)
스텝 S87에서, 속도 연산부(206)는 속도(Vx(t), Vy(t))를 연산한다. 즉, 속도 연산부(206)는 가속도의 변화율(ａ'x(t), a'y(t))을 각가속도의 변화율(ω''x(t), ω''y(t))로 제산함으로써, 사용자가 입력 장치(31)를 조작할 때 일어나는 입력 장치(31)의 운동의 반경(Rx, Ry)을 구한다.
그리고나서, 속도 연산부(206)는, 얻어진 반경(Rx, Ry)에 각속도를 승산함으로써 속도(Vx(t), Vy(t))를 연산한다. 이 경우의 각속도로서는, 보정된 각속도(ωx1(t), ωy1(t)), 즉, 게인 G(t)이 승산된 각속도(ωx(t), ωy(t))가 이용된다.
스텝 S88에서, 이동량 계산부(207)는, 스텝 S87의 처리에서 연산된 속도(Vx(t), Vy(t))를 이용하여 포인터 이동량을 계산하고, 계산된 포인터 이동량을 출력한다. 이동량 계산부(207)는 포인터(22)의 직전의 위치 좌표에 속도를 가산함으로써, 새로운 위치 좌표를 연산한다. 즉, 입력 장치(31)의 단위 시간당 X 방향과 Y 방향의 변위가, 출력부(16)의 화상 표시부에 표시되는 포인터(22)의 단위 시간당 X 방향과 Y 방향의 변위량으로 환산된다. 이에 의해, 게인 G(t)이 커질 수 록, 즉 각속도의 보정량이 커질수록, 응답 지연의 보상량이 커지도록 포인터 이동량이 계산된다.
상술한 바와 같이, 이 실시형태에서, 각속도(ωx(t), ωy(t))에 기초하여 게인 G(t)을 보정하는 도 9의 스텝 S5에서의 처리는 행해지지 않는다. 즉, 게인 G(t)은 각가속도에만 기초하여 취득되고 결정된다.
이 경우에도, 처리의 일부 또는 전부가 텔레비젼 수상기(10)에 의해 행해질 수 있다.
입력 장치의 특성: 도 26과 도 27은, 도 25에 도시된 바와 같이, 가속도만에 기초하여 결정된 게인 G(t)을 이용하여 지연의 보상 처리를 행한 경우에 발생하는 속도와 변위의 변화를 도시하고 있다. 도 26은 도 11에 대응하고, 도 27은 도 12에 대응한다.
도 26의 선 L161, L162 및 L163은 도 11의 선 L1, L2 및 L3에 각각 대응한다. 이동의 개시시, 보상된 속도를 나타내는 선 L163은 지연된 속도를 나타내는 선 L162의 개시점과 대략 동일한 시점에서 시작하여, 선 L161(따라서, 선 L162)의 기울기보다 가파른 기울기로 일정한 비율로 증가하여 대략 속도 50에 도달한다. 이어서, 선 L163은 가파른 기울기로 감소하여 속도 30까지 떨어진다. 그 후, 선 L163은 소정 시간 동안 일정 속도 30으로 유지된다. 그리고나서, 이동의 종료시, 보상된 속도를 나타내는 선 L163은 지연된 속도를 나타내는 선 L162가 감소를 개시하는 점과 실질적으로 동일한 점으로부터 감소하기 시작하고, 선 L161의 기울기보다 가파른 기울기로 일정 비율로 감소하여 대략 속도 -17로 떨어진다. 또한, 선 L163은 가파른 기울기로 증가하여 속도 0에 도달한다.
도 27의 선 L171, L172 및 L173은 도 12의 선 L11, L12 및 L13에 각각 대응한다. 이동의 개시시, 선 L173은 선 L172의 개시점과 대략 동일한 개시점에서 변위되기 시작하여, 선 L171에 가까운 값에 재빨리 도달한다. 그 후, 선 L173은 선 L171(따라서, 선 L172)의 기울기와 실질적으로 유사한 기울기로 일정 비율로 점차 증가한다. 선 L173은 선 L172보다 크지만, 선 L171보다 약간 작다. 즉, 도 27에서, 선 L173은 선 L172보다 크고, 또한, 선 L171의 근방에서 선 L171보다 작게 되어 있다. 상술한 바와 같이, 선 L173은, 선 L172의 지연을 보상한 선으로, 선 L171의 특성과 근사한 특성을 갖고 있다.
선 L173은, 대략 2900의 변위에 도달하기 직전에, 선 L171보다 커지게 되고(즉, 도 27에서, 선 L173은 선 L171보다 약간 상측에 위치함), 그 후 일정값 2900에 수렴한다. 상술한 바와 같이, 선 L173은, 선 L172의 지연을 보상하는 선으로, 선 L171의 특성과 근사한 특성을 갖고 있다.
그러나, 도 26을 도 11과 비교하면 명확한 바와 같이, 가속시 및 감속시에 있어서, 선 L163이 선 L161의 근방으로 이동하는데 걸리는 시간이 도 11에 있어서보다 길다.
또한, 도 27을 도 12와 비교하면 명확한 바와 같이, 이동 개시 직후에, 선 L173이 선 L171의 근방으로 이동하는데 걸리는 시간이 도 12에 있어서보다 길고, 또한, 선 L173과 선 L171 사이의 거리가 도 12에 있어서보다 길다. 또, 정지 조작의 개시시에도, 선 L173이 선 L171의 근방으로 이동하는데 걸리는 시간이 도 12에 있어서보다 길고, 또한, 선 L173과 선 L171 사이의 거리가 도 12에 있어서보다 길다.
도 28과 도 29는, 가속도만에 기초하여 결정된 게인 G(t)을 이용하여 포인터(22)를 소정의 방향으로 이동시킨 후, 포인터(22)를 역방향으로 되돌리는 조작을 행한 결과를 도시하고 있다. 선 L181 및 선 L191은 지연이 없는 경우의 결과를 나타내고, 선 L182 및 선 L192는 지연이 있는 경우(보상이 없는 경우)의 결과를 나타낸다. 또한, 선 L183 및 선 L193은 지연이 대략 0이 되도록 보상한 경우의 결과를 나타낸다.
도 28은, 속도가 큰 영역에서의 지연이 보상되도록 한 경우를 도시하고 있다. 이 경우의 피험자의 평가는, 속도가 큰 경우에는 지연이 의식되지 않았지만, 속도가 작은 경우에는 지연이 의식되었다는 것이다.
도 29는, 속도가 작은 영역에서의 지연이 보상되도록 한 경우를 도시하고 있다. 이 경우의 피험자의 평가는, 속도가 작은 경우에는 지연이 의식되지 않았지만, 속도가 큰 경우에는 지연이 의식되었다는 것이다.
도 30은, 가속도만에 기초하여 결정된 게인 G(t)을 이용하여 포인터(22)를 소정의 방향으로 이동시킨 후, 포인터(22)를 역방향으로 되돌리는 조작을 행한 경우에 일어나는 속도의 변화를 도시하고 있다. 선 L201은 지연이 없는 경우의 결과를 나타내고, 선 L202는 지연이 있는 경우(보상이 없는 경우)의 결과를 나타낸다. 또한, 선 L203은 지연이 대략 0이 되도록 보상한 경우의 결과를 나타낸다.
이 경우의 피험자의 평가는, 지연은 거의 보상되었다고 느꼈지만, 포인 터(22)의 운동 시작과 종료에서의 감응성에 관해 위화감을 느꼈다는 것이다. 이를 테면, 사용자가 입력 장치(31)를 조작할 경우, 한 박자의 지연을 두고 갑자기 포인터(22)의 과도한 가속이 시작된다. 정지 조작에서도, 포인터(22)가 급속히 감속되어 정지한다. 그 결과, 사용자는 부자연감을 느낀다.
상술한 바와 같이, 피험자로부터, 포인터(22)의 이동의 지연은 충분하지는 않지만 어떻든 보상되어 있다고 하는 평가를 얻었다. 그러나, 속도 프로파일이 현실로부터 벗어나 있고, 입력 장치(31)가 임의적으로 부자연스런 가감속을 행한다고 하는 평가, 즉, 매우 인공적인 보상이 되어졌다는 평가를 얻었다. 따라서, 가속도만에 기초하여서가 아니라, 가속도와 속도 양쪽 모두에 기초하여 게인 G(t)을 결정하는 것이 바람직하다.
4. 제4 실시형태
입력 장치의 구성: 이상에 있어서는, 각속도 센서(58)와 가속도 센서(59)를 센서로서 이용하고 있다. 이와 달리 대안으로, 이미지 센서를 이용하는 것도 가능하다. 도 31은 이 경우의 구성을 도시하고 있다.
이 실시형태에서, 입력 장치(31)의 선단에는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)와 같은 이미지 센서(401)가 부착되어 있다. 사용자는 입력 장치(31)를 조작하여, 이미지 센서(401)로 하여금 당해 이미지 센서(401)가 지향하는 방향의 화상을 촬상하도록 시킨다. 이미지 센서(401)에 의해 촬상된 화상의 현재 좌표(X1, Y1)와, 시간 Δt만큼 현재 좌표에 선행하는 좌표(X2, Y2)에 의해, 속도(Vx, Vy)가 다음식에 따라 연산된다.
Vx=(X1-X2)/Δt
Vy=(Y1-Y2)/Δt　　　　 (8)
후속하여, 이 속도를 이용하여, 상술한 경우에서와 유사한 방식으로 보상 처리를 행할 수 있다.
5. 제5 실시형태
입력 장치의 구성: 또한, 센서로서 지자기 센서를 이용할 수도 있다. 도 32는 이 경우의 실시형태를 도시하고 있다.
이 실시형태에서, 입력 장치(31)는 센서(501)와 연산부(502)를 포함하고 있다. 센서(501)는 지자기 센서(511)와 가속도 센서(512)를 포함하고 있다.
사용자는 입력 장치(31)를 임의의 방향으로 이동시킨다. 입력 장치(31)가 조작된 경우, 지자기 센서(511)는 조작된 입력 장치(31)의 절대적 각도(방향)를 검출한다. 연산부(502)는, 식 (8)에 나타낸 바와 유사한 방식으로(단, 좌표값은 각도값으로 치환된다), 시간적으로 전후의 두 각도 사이의 차를 그들 사이의 시간으로 제산함으로써 각속도를 연산한다.
후속하여, 이 각속도를 이용하여, 상술한 경우에서와 유사한 방식으로 보상 처리를 행할 수 있다.
연산부(502)는, 가속도 센서(512)로부터의 검출 출력에 기초하여, 피치각과 롤각을 산출한다. 그리고, 산출된 각에 기초하여, 연산부(502)는 경사를 보상하여, 위치 좌표를 보다 정확한 값으로 보정한다. 이 처리에는, 공지의 경사 보상 알고리즘을 이용할 수 있다.
6. 제6 실시형태
입력 장치의 구성: 또한, 가변 저항을 센서로서 이용할 수도 있다. 도 33은 이 경우의 실시형태를 도시하고 있다.
이 실시형태에서, 입력 장치(31)는 센서로서 가변 저항(600)을 포함하고 있다. 가변 저항(600)에 있어서는, 슬라이드부(604, 605)가, 도면 중에서 수평 방향(X축 방향)으로 배치된 봉 형상의 저항기(612, 613)에 의해 각각 안내된다. 이렇게 하여, 슬라이드부(604, 605)는 수평 방향으로 슬라이드 가능하다. 유사하게, 슬라이드부(608, 609)가, 도면 중에서 수직 방향(Y축 방향)으로 배치된 봉 형상의 저항기(610, 611)에 의해 각각 안내된다. 이렇게 하여, 슬라이드부(608, 609)는 도면 중에서 수직 방향(Y축 방향)으로 슬라이드 가능하다.
단부에 슬라이드부(604, 605)가 부착되어있는 바(602)에는 홈(groove)(603)이 형성되어 있다. 단부에 슬라이드부(608, 609)가 부착되어있는 바(606)에는 홈(607)이 형성되어 있다. 홈(603, 607)에는, 조작부(601)가 슬라이드 가능하게 배치되어 있다.
따라서, 사용자가 조작부(601)를 프레임(614) 내에서 임의의 방향으로 이동시키면, 조작부(601)가 위치하는 X축 방향의 저항값과 Y축 방향의 저항값이 변화된다. 이들 저항값은 프레임(614) 내에서의 X축 방향과 Y축 방향의 좌표를 나타내고 있다. 따라서, 식 (8)에 나타낸 바와 같은 유사한 방식으로, 2개의 좌표점 사이의 차를 시간으로 제산한다. 이에 의하여, 속도를 구할 수 있다.
후속하여, 이 속도를 이용하여, 상술한 경우에서와 유사한 방식으로 보상 처 리를 행할 수 있다.
도 33의 입력 장치(31)에 있어서는, 입력 장치(31) 전체가 소정 방향으로 기울여진 경우, 조작부(601)가 프레임(614) 내에서 이동하도록 조작부(601)의 질량을 증가시킬 수 있다. 이와 다른 대안으로, 사용자가 조작부(601)를 손가락을 조작하도록 하여도 된다.
7. 제7 실시형태
입력 시스템의 구성: 도 34는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 입력 시스템의 구성을 도시하고 있다.
도 34의 입력 시스템(701)에서는, 손 또는 손가락에 의한 제스처를 사용하는 사용자에 의한 조작이 검출됨으로써 커맨드가 입력된다.
입력 시스템(701)의 텔레비젼 수상기(711)는 복조부(721), 비디오 RAM(722), 화상 처리부(723), MPU(724) 및 출력부(725)를 포함하고 있다. 또한, 텔레비젼 수상기(711)의 상측부에는 이미지 센서(726)가 부착되어 있다.
복조부(721)는 도시하지 않은 안테나를 통해 수신된 텔레비젼 방송 신호를 복조하고, 비디오 신호와 오디오 신호를 비디오 RAM(722)과 출력부(725)에 각각 출력한다. 비디오 RAM(722)은 복조부(721)로부터 공급되는 비디오 신호를 기억하고, 또한 이미지 센서(726)에 의해 촬상된 화상을 기억한다. 비디오 RAM(722)에 기억된 사용자의 화상으로부터, 화상 처리부(723)는 손 또는 손가락(입력 장치(31)의 조작부에 상당하므로, 이후 조작부라고도 한다)에 의한 제츠처를 검출하고, 제스처에 커맨드를 할당한다. 이 기능은, 예를 들어 일본 미심사 특허출원공보 제59- 132079호 및 제10-207618호의 기술과 같은 공지 기술에 의해 구현할 수 있다.
화상 처리부(723)는, 이미지 센서(726)에 의해 촬상된 사용자의 조작부의 제스처를 검출한다. 그러므로, 이 실시형태에서, 전자 기기로서의 역할을 하는 텔레비젼 수상기(711)의 구성 중의 일부가 입력 장치를 구성한다. 화상 처리부(723)는 포인터(22) 등의 좌표를 MPU(724)에 출력한다. 입력 좌표에 기초하여, MPU(724)는 출력부(725) 상에 표시되는 포인터(22)의 표시 위치를 제어한다.
화상 처리부(723)와 MPU(724)는 일체로 구성될 수 있다.
출력부(725)는 이미지 표시부와 오디오 출력부를 포함하고 있다. 검출부로서의 역할을 하는 이미지 센서(726)는, 출력부(725)의 이미지 표시부 상에 표시된 화상을 보면서 제스처 모션을 행하는 사용자 신체 중의 적어도 일부인 조작부의 화상을 촬상한다.
화상 처리부의 기능적 구성: 도 35는 내부 메모리에 기억된 프로그램에 따라서 동작하는 화상 처리부(723)의 기능적 구성을 도시하고 있다. 화상 처리부(723)는 변위 취득부(821), 기억부(822), 속도 취득부(823), 기억부(824), 가속도 취득부(825), 보상 처리부(826) 및 출력부(827)를 포함하고 있다.
변위 취득부(821)는 비디오 RAM(722)에 기억된 사용자의 조작부의 변위를 취득한다. 기억부(822)는 변위 취득부(821)에 의해 취득된 변위를 기억한다. 속도 취득부(823)는 기억부(822)에 기억된 한 스텝에서의 변위와 다음 스텝에서의 변위 사이의 차를 연산함으로써, 속도 신호를 산출한다. 즉, 조작 신호로서의 속도를 취득하기 위해 변위를 미분한다. 기억부(824)는 속도 취득부(823)에 의해 취득된 속도를 기억한다. 가속도 취득부(825)는 기억부(824)에 기억된 한 스텝에서의 속도 신호와 다음 스텝에서의 속도 신호 사이의 차를 연산함으로써, 가속도 신호를 산출한다. 즉, 속도의 미분값으로서의 가속도를 취득하기 위해, 조작 신호로서의 속도를 미분한다. 이 실시형태에서, 속도 취득부(823)와 가속도 취득부(825)는 제1 취득부를 구성한다.
보상 처리부(826)는 가속도 취득부(825)에 의해 취득된 미분값으로서의 가속도에 의해 규정되는 게인 G(t)을 생성한다. 이와 다른 대안으로, 보상 처리부(826)는 속도 취득부(823)에 의해 취득된 조작 신호로서의 속도와, 가속도 취득부(825)에 의해 취득된 미분값으로서의 가속도에 의해 규정되는 게인 G(t)을 생성한다. 그리고나서, 보상 처리부(826)는 조작 신호로서의 속도에 생성된 게인 G(t)을 승산한다. 즉, 조작 신호로서의 속도가 보정된다.
보상 처리부(826)는 기능부(841)와 보상부(842)를 포함한다. 기능부(841)는 게인 취득부(831), 보정부(832) 및 제한부(833)를 포함한다. 보상부(842)는 승산부(834)를 포함한다.
게인 취득부(831)는 가속도 취득부(825)에 의해 취득된 미분값으로서의 가속도에 의해 규정되는 게인 G(t)을 취득한다. 속도 취득부(823)에 의해 취득된 조작 신호로서의 속도에 기초하여, 보정부(832)는 게인 G(t)을 적절히 보정한다. 제한부(833)는 보정되지 않은 게인 G(t) 또는 보정된 게인 G(t)을 임계값을 초과하지 않도록 제한한다. 승산부(834)는 속도 취득부(823)에 의해 취득된 조작 신호로서의 속도에, 제한부(833)에 의해 제한되는 함수인 게인 G(t)을 승산함으로써 조작 신호로서의 속도를 보정하고 지연을 보상한다.
승산부(834)에 의해 보상된 조작 신호로서의 속도에 기초하여, 출력부(827)는 포인터(22)의 좌표를 연산하고, 연산된 좌표를 출력한다.
텔레비젼 수상기의 동작: 후속하여, 도 36을 참조하여, 텔레비젼 수상기(711)의 포인터 표시 처리를 설명한다. 이 처리는, 사용자가 조작부를 임의의 소정 방향으로 조작하는 경우, 즉, 조작부 전체가 3차원 자유 공간에서 임의의 방향으로 이동되는 경우에, 텔레비젼 수상기(711)의 출력부(725) 상에 표시되는 포인터(22)를 소정 방향으로 이동시키기 위해 행해진다. 또한, 이 처리는, 내부에 입력 장치를 실제적으로 포함(즉, 일체화 됨)하는 텔레비젼 수상기(711)에서, 텔레비젼 수상기(711)의 스크린 상의 표시를 제어하기 위한 조작 신호를 생성하기 위해 행해진다.
스텝 S101에서, 변위 취득부(821)는 변위(x(t), y(t))를 취득한다. 구체적으로는, 사용자의 조작부의 화상이 이미지 센서(726)에 의해 촬상되어 비디오 RAM(722)에 기억된다. 변위 취득부(821)는 이 화상으로부터 조작부의 좌표를 취득한다.
스텝 S102에서, 기억부(822)는 취득된 변위(x(t), y(t))를 버퍼링한다. 스텝 S103에서, 속도 취득부(823)는 속도(x'(t), y'(t))를 취득한다. 구체적으로는, 속도 취득부(823)는 금회의 변위(x(t), y(t))와 기억부(822)에 전회에 기억된 변위(x(t-1), y(t-1)) 사이의 차를 그들 사이의 시간에 의해 제산함으로써, 조작 신호로서의 속도(x'(t), y'(t))를 연산한다. 즉, 미분값이 연산된다.
스텝 S104에서, 기억부(824)는 취득된 속도(x'(t), y'(t))를 버퍼링한다. 스텝 S105에서, 가속도 취득부(825)는 가속도(x''(t), y''(t))를 취득한다. 구체적으로는, 가속도 취득부(825)는 금회의 속도(x'(t), y'(t))와 기억부(824)에 전회에 기억된 속도(x'(t-1), y'(t-1)) 사이의 차를 그들 사이의 시간에 의해 제산함으로써, 미분값으로서의 가속도(x''(t), y''(t))를 연산한다. 즉, 조작 신호의 미분값이 취득된다.
그리고나서, 스텝 S106 내지 스텝 S109에서, 조작 신호로서 취득된 속도와 속도의 미분값으로서 취득된 가속도에 기초하여, 보상 처리부(826)가 조작 신호의 응답 지연을 보상하기 위한 연산을 행한다.
즉, 스텝 S106에서, 게인 취득부(831)는 스텝 S105에서 취득된 가속도(x''(t), y''(t))에 의해 규정되는 게인 G(t)을 취득한다. 함수로서의 이 게인 G(t)은, 추후 설명하는 스텝 S109에서, 조작 신호로서의 속도에 승산된다. 따라서, 값 1의 게인 G(t)이 기준값으로서의 역할을 한다. 게인 G(t)이 기준값보다 크면, 속도는 증가하도록 보정된다. 게인 G(t)이 기준값보다 작으면, 속도는 감소하도록 보정된다.
가속시에(즉, 가속도가 양이면), 게인 G(t)은 기준값 이상(값 1 이상)의 값이다. 감속시에(즉, 가속도가 음이면), 게인 G(t)은 기준값보다 작은 값(값 1 미만)이다. 또한, 가속도의 절대값이 클수록, 게인 G(t)의 절대값과 기준값(값 1) 사이의 차가 커진다.
게인 G(t)은 연산을 행하여 취득되거나 또는 미리 매핑된 테이블로부터 게인 G(t)을 읽어냄으로서 취득될 수 있다. 또한, 게인 G(t)은 X 방향과 Y 방향에 대해 독립적으로 얻을 수 있다. 이와는 다른 대안으로, 게인 G(t)을 구하기 위해 예를 들어 두 값의 각각의 절대값 중에서 큰 것을 대표값으로서 선택할 수도 있다.
스텝 S107에서, 보정부(832)는 속도 취득부(823)에 의해 취득된 속도(x'(t), y'(t))에 기초하여 게인 G(t)을 보정한다. 구체적으로는, 게인 G(t)은 속도(x'(t), y'(t))가 클수록, 게인 G(t)이 기준값(값 1)에 가까워지도록 보정된다.
이 경우에도, 보정된 값은 X 방향과 Y 방향에 대해 독립적으로 얻을 수 있거나, 또는 예를 들어 두 값의 각각의 절대값 중에서 큰 것을 대표값으로서 선택하여 하나의 보정된 값을 구할 수도 있다.
이 보정 처리는 생략될 수도 있다. 보정 처리를 생략하지 않으면, 게인 G(t)은 속도 및 가속도에 의해 규정되는 함수이다. 보정 처리를 생략하는 경우, 게인 G(t)은 가속도에 의해 규정되는 함수이다.
스텝 S108에서, 제한부(833)는 게인 G(t)을 임계값을 초과하지 않도록 제한한다. 즉, 보정된 게인 G(t)은 소정의 임계값의 범위 내에 있도록 제한된다. 환언하면, 임계값은 최대 또는 최소값이 되도록 설정되고 게인 G(t)의 절대값은 임계값을 초과하지 않도록 제한된다. 따라서, 사용자의 조작부가 진동하는 경우, 게인 G(t)의 절대값이 너무 작아서 지연을 보상할 수 없거나 또는 너무 커서 발진을 방지할 수 없는 상황이 억제된다.
각 스텝의 조건을 만족하도록 게인 취득부(831)에 게인 G(t)이 미리 매핑되어 있는 경우, 스텝 S106 내지 S108의 처리는 1회의 리딩 처리에 의해 행해질 수 있다.
스텝 S109에서, 보상부(842)를 구성하는 승산부(834)는 조작 신호로서의 속도(x'(t), y'(t))에 게인 G(t)을 승산한다. 즉, 속도에 계수로서의 게인 G(t)을 승산함으로써 보정된 속도(x'1(t), y'1(t))가 생성된다. 예를 들어, 게인 G(t)이 X 축 방향의 값과 Y 축 방향의 값을 통합하는 대표값으로서 사용되면, 보정된 속도(x'1(t), y'1(t)) 는 다음 식으로 연산된다.
x'1(t)=x'(t)·G(t)
y'1(t)=y'(t)·G(t) (9)
스텝 S110에서, 출력부(827)는 보정된 속도(x'1(t), y'1(t))에 기초하여 좌표를 산출하고, 산출된 좌표를 출력한다. 출력부(827)는 포인터(22)의 직전에 선행하는 위치 좌표에 속도를 가산하고 새로운 좌표를 연산한다. 즉, 사용자의 조작부의 X 방향 및 Y 방향의 단위 시간당 변위가, 출력부(725)의 이미지 표시부 상에 표시되는 포인터(22)의 X 방향 및 Y 방향의 단위 시간당 변위량으로 환산된다. 이렇게 하여, 게인 G(t)이 클수록, 즉 속도의 보정량이 클수록, 응답 지연의 보상량이 커지도록 포인터 이동량이 계산된다. 즉, 게인 G(t)이 증가됨에 따라, 조작부의 조작과 포인터(22)의 이동 사이의 지연이 감소된다. 게인 G(t)의 값이 더욱 증가되면, 포인터(22)의 이동은 조작부의 조작보다 위상적으로 앞선다.
또한, 여기서 행해지는 처리는, 로우-패스 필터를 통해 조작부의 핸드-쉐이크 성분을 제거하는 처리와, 조작 속도가 낮을 경우(저속도 및 저가속도)에 아이콘(21) 상에 포인터(22)를 쉽게 정지시키기 위해 포인터(22)의 이동 속도를 극히 낮게 설정하는 처리를 포함한다.
상술한 처리는 조작부의 조작 중에 반복적으로 행해진다.
상술한 바와 같이, 이 실시형태에서, 게인 G(t)은 조작 신호로서의 속도와 속도의 미분값으로서의 가속도에 따라 결정된다.
8. 제8 실시형태
화상 처리부의 기능적 구성: 게인 G(t)은 조작 신호로서의 변위와 변위의 미분값으로서의 속도에 따라 결정될 수도 있다. 도 37 및 도38을 참조하여, 이 경우의 실시형태를 설명한다.
도 37은 이 경우의 화상 처리부(723)의 기능적 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 37의 화상 처리부(723)에서는, 도 35의 기억부(824)와 가속도 취득부(825)는 생략되며, 속도 취득부(823)로부터의 출력이 게인 취득부(831)에 직접 공급된다. 또한, 보정부(832)와 승산부(834)에 속도 취득부(823)에 의해 취득된 속도 대신에 변위 취득부(821)에 의해 취득된 변위가 제공된다. 도 37의 화상 처리부(723)의 구성 중에서 다른 부분들은 도 35의 대응하는 부분들과 유사하다. 그에 대한 설명은 반복되는 것이므로, 생략한다. 이 실시형태에서, 변위 취득부(821) 및 속도 취득부(823)는 제1 취득부를 구성한다.
텔레비젼 수상기의 동작: 후속하여, 도 38을 참조하여, 텔레비젼 수상기(711)의 포인터 표시 처리를 설명한다. 이 처리는, 사용자가 조작부를 임의의 소정 방향으로 조작하는 경우, 즉, 조작부 전체가 3차원 자유 공간에서 임의의 방향으로 이동되는 경우에, 텔레비젼 수상기(711)의 출력부(725) 상에 표시되는 포인 터(22)를 소정의 방향으로 이동시키기 위해 행해진다. 또한, 이 처리는, 내부에 입력 장치를 실제적으로 포함(즉, 일체화 됨)하는 텔레비젼 수상기(711)에서, 텔레비젼 수상기(711)의 스크린 상의 표시를 제어하기 위한 조작 신호를 생성하기 위해 행해진다.
스텝 S151에서, 변위 취득부(821)는 변위(x(t), y(t))를 취득한다. 구체적으로는, 사용자의 조작부의 화상이 이미지 센서(726)에 의해 촬상되어 비디오 RAM(722)에 기억된다. 변위 취득부(821)는 이 화상으로부터 조작부의 좌표를 취득한다.
스텝 S152에서, 기억부(822)는 취득된 변위(x(t), y(t))를 버퍼링한다. 스텝 S153에서, 속도 취득부(823)는 속도(x'(t), y'(t))를 취득한다. 구체적으로는, 속도 취득부(823)는 금회의 변위(x(t), y(t))와 기억부(822)에 전회에 기억된 변위(x(t-1), y(t-1)) 사이의 차를 그들 사이의 시간에 의해 제산함으로써, 속도(x'(t), y'(t))를 연산한다. 즉, 조작 신호로서의 변위(x(t), y(t))의 미분값인 속도(x'(t), y'(t))가 취득된다.
이어서, 스텝 S154 내지 스텝 157에서, 보상 처리부(826)는, 취득된 변위 및 속도에 기초하여, 조작 신호의 응답 지연을 보상하기 위한 연산을 행한다.
즉, 스텝 S154에서, 게인 취득부(831)는 스텝 S153에서 취득된 속도(x'(t), y'(t))에 따라서 게인 G(t)을 취득한다. 함수로서의 이 게인 G(t)은, 추후 설명하는 스텝 S157에서, 변위에 승산된다. 따라서, 값 1의 게인 G(t)이 기준값으로서의 역할을 한다. 게인 G(t)이 기준값보다 크면, 조작 신호로서의 변위는 증가하도록 보정된다. 게인 G(t)이 기준값보다 작으면, 변위는 감소하도록 보정된다.
속도가 양의 값일 경우(예를 들어, 조작부가 좌측 방향(또는 상측 방향)으로 이동할 경우), 게인 G(t)은 기준값 이상의 값(값1 이상)이다. 속도가 음의 값일 경우(예를 들어, 조작부가 우측 방향(또는 하측 방향)으로 이동할 경우), 게인 G(t)은 기준값보다 작은 값(값 1 보다 작음)이다. 또한, 속도의 절대값이 클수록, 게인 G(t)의 절대값과 기준값(값 1) 사이의 차가 커진다.
게인 G(t)은 연산을 실행하여 취득할 수도 있고, 또는 미리 매핑된 테이블로부터 읽어내어 취득하는 것도 가능하다. 또한, 게인 G(t)은, X 방향과 Y 방향에 대해 독립적으로 얻어질 수도 있다. 다르게는, 예를 들어, 두 값의 각 절대값 중에서 큰 쪽을 대표값으로서 선택하여, 하나의 게인 G(t)을 구하여도 된다.
스텝 S155에서, 보정부(832)는 변위 취득부(821)에 의해 취득된 조작 신호로서의 변위(x(t), y(t))에 기초하여 게인 G(t)을 보정한다. 구체적으로는, 게인 G(t)은 변위(x(t), y(t))가 클수록, 기준값(값 1)에 가까운 값이 되도록 보정된다.
이 경우에도, 보정된 값을 X 방향 및 Y 방향에 대해 독립적으로 얻을 수 있거나, 또는 예를 들어 두 값의 각 절대값 중에서 큰 쪽을 대표값으로서 선택하여, 하나의 보정된 값을 얻을 수도 있다.
이 보정 처리는 생략될 수도 있다. 보정 처리를 생략하지 않으면, 게인 G(t)은 변위 및 속도에 의해 규정되는 함수이다. 보정 처리를 생략하는 경우, 게인 G(t)은 속도에 의해 규정되는 함수이다.
스텝 S156에서, 제한부(833)는 게인 G(t)을 임계값을 초과하지 않도록 제한 한다. 즉, 보정된 게인 G(t)은 소정의 임계값의 범위 내에 있도록 제한된다. 환언하면, 임계값은 최대 또는 최소값이 되도록 설정되고 게인 G(t)의 절대값은 임계값을 초과하지 않도록 제한된다. 따라서, 사용자의 조작부가 진동하는 경우, 게인 G(t)의 절대값이 너무 작아서 지연을 보상할 수 없거나 또는 너무 커서 발진을 방지할 수 없는 상황이 억제된다.
각 스텝의 조건을 만족하도록 게인 취득부(831)에 게인 G(t)이 미리 매핑되어 있는 경우, 스텝 S154 내지 S156의 처리는 1회의 리딩 처리에 의해 행해질 수 있다.
스텝 S157에서, 승산부(834)는 변위(x(t), y(t))에 게인 G(t)을 승산한다. 즉, 변위에 계수로서의 게인 G(t)을 승산함으로써 보정된 변위(x1(t), y1(t))가 생성된다. 예를 들어, 게인 G(t)이 X 축 방향의 값과 Y 축 방향의 값을 통합하는 대표값으로서 사용되면, 보정된 변위(x1(t), y1(t)) 는 다음 식으로 연산된다.
x1(t)=x(t)·G(t)
y1(t)=y(t)·G(t) (10)
스텝 S158에서, 출력부(827)는 보정된 변위(x1(t), y1(t))를 출력한다. 즉, 게인 G(t)이 클수록, 즉 변위의 보정량이 클수록, 응답 지연의 보상량이 커진다. 즉, 게인 G(t)이 증가됨에 따라, 조작부의 조작과 포인터(22)의 이동 사이의 지연이 감소된다. 게인 G(t)의 값이 더욱 증가되면, 포인터(22)의 이동은 조작부의 조작보다 위상적으로 앞선다.
또한, 여기서 행해지는 처리는, 로우-패스 필터를 통해 조작부의 핸드-쉐이 크 성분을 제거하는 처리와, 조작 속도가 낮을 경우(저속도 및 저가속도)에 아이콘(21) 상에 포인터(22)를 쉽게 정지시키기 위해 포인터(22)의 이동 속도를 극히 낮게 설정하는 처리를 포함한다.
상술한 처리는 조작부의 조작 중에 반복적으로 행해진다.
상술한 바와 같이, 이 실시형태에서, 게인 G(t)은 변위 및 속도에 따라 결정된다.
변위의 변화
후속하여, 도 39의 (a) 내지 도 39의 (c)를 참조하여, 상술한 도 36과 도 38의 실시형태에서와 같이, 조작 신호의 지연을 보상하는 경우 일어나는 변위의 변화를 설명한다.
도 39의 (a) 내지 도 39의 (c)는 변위의 변화를 도시하는 도면이다. 수직축은 변위로서의 좌표(픽셀)를 나타내고, 수평축은 시간을 나타낸다. 도 39의 (b)는, 도 36의 실시형태에서와 같이, 조작 신호로서의 속도의 지연을 속도 및 가속도에 기초하여 규정되는 게인 G(t)을 사용하여 보상한 경우 일어나는 변위의 변화를 도시한다. 도 39의 (c)는, 도 38의 실시형태에서와 같이, 조작 신호로서의 변위의 지연을 변위 및 속도에 기초하여 규정되는 게인 G(t)을 사용하여 보상한 경우 일어나는 변위의 변화를 도시한다. 한편, 도 39의 (a)는, 도 36 및 도 38의 실시형태에서와 같이 조작 신호의 지연을 보상하지 않은 경우에 일어나는 변위의 변화를 도시한다.
도 39의 (a)에서, 선 L301은 조작부의 변위를 나타내고, 선 L302는 조작부의 변위의 검출 결과에 기초하여 포인터(22)의 표시를 제어하는 경우에 일어나는 포인터(22)의 변위를 나타낸다. 조작에 대한 조작 신호의 지연은 보상되지 않는다. 그러므로, 선 L302는 선 L301로부터 위상적으로 지연되어 있다.
도 39의 (b)에서, 선 L311은 도 39의 (a)의 선 L301과 마찬가지로 조작부의 변위를 나타낸다. 선 L312는, 도 36의 실시형태에서와 같이 속도 및 조작 신호의 가속도의 검출 결과에 기초하여 규정되는 게인 G(t)을 사용하여 조작 신호로서의 속도의 지연을 보상하는 경우에 일어나는 변위의 변화를 나타낸다. 조작에 대한 조작 신호의 지연은 보상되었다. 그러므로, 선 L312는 선 L311에 대하여 위상적으로 거의 지연되지 않고, 따라서 선L311과 위상적으로 거의 동일하다.
도 39의 (c)에서, 선 L321은 도 39의 (a)의 선 L301과 마찬가지로 조작부의 변위를 나타낸다. 선 L322는, 도 38의 실시형태에서와 같이 변위 및 조작 신호의 속도의 검출 결과에 기초하여 규정되는 게인 G(t)을 이용하여 조작 신호로서의 변위의 지연을 보상한 경우에 일어나는 변위의 변화를 나타낸다. 조작에 대한 조작 신호의 지연은 보상되었다. 그러므로, 선 L322는 선 L321에 대하여 위상적으로 거의 지연되지 않고, 따라서 선 L321과 위상적으로 거의 동일하다.
변형예
이상에 있어서는, 입력 장치(31)에 의해 조작되는 전자 기기를 텔레비젼 수상기(10)로 하였다. 그러나, 본 발명은 퍼스널 컴퓨터와 그 외의 전자 기기를 제어하는 경우에도 적용할 수 있다.
또한, 제어 대상의 전자 기기가, 예를 들어 휴대 전화기 및 PDA(Personal Digital Assistant)와 같은 휴대 전자 기기인 경우에는, 입력 장치(31)를 휴대 전자 기기와 별개의 구성으로 하거나 또는 일체화된 구성으로 하는 것도 가능하다. 입력 장치(31)가 휴대 전자 기기와 일체화된 경우, 휴대 전자 기기 전체를 소정의 방향으로 조작함으로써 입력 조작을 행한다.
상술한 일련의 처리는, 하드웨어와 소프트웨어 양쪽 모두에 의해 행할 수 있다. 상기 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 행해지도록 하기 위해서는, 소프트웨어를 형성하는 프로그램이, 전용의 하드웨어에 포함되어 있는 컴퓨터나, 또는 각종의 프로그램을 설치함으로써 각종의 기능을 행할 수 있는 예컨대 범용의 퍼스널 컴퓨터 등에, 프로그램 기록 매체로부터 인스톨된다.
본 명세서에서, 프로그램을 기술하는 스텝은, 기재된 순서에 따라 시계열적으로 행해지는 처리는 물론이고, 반드시 시계열적으로 처리되지 않아도, 병렬적으로 또는 개별적으로 행해지는 처리도 포함하는 것이다.
또한, 본 명세서에서, 시스템이란 복수의 장치에 의해 형성되는 장치 전체를 일컫는 것이다.
본 발명의 실시형태는 상술한 실시형태로 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 사상으로부터 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 방식으로 변경될 수 있다.
본 출원은 2008년 10월 31일자로 일본 특허청에 출원된 일본 우선 특허출원 JP2008-280764호에 개시된 주제와 관련된 주제를 포함하며, 상기 일본 우선 특허출원의 전체 내용은 본원에 참조로서 포함되어 있다.
첨부된 특허청구의 범위 또는 그 균등물의 범위내에 있는 한, 설계 요구조건 및 다른 요소에 따라 각종 변경, 조합, 하위 조합 및 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다.
도 1은 기존의 입력 장치의 전달 함수의 특성을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 입력 시스템의 구성을 도시하는 블럭도.
도 ３은 입력 장치의 외관의 구성을 도시하는 사시도.
도 ４는 입력 장치의 내부의 구성을 도시하는 도면.
도 ５는 센서 기판의 구성을 도시하는 사시도.
도 ６은 입력 장치의 사용 상태를 도시하는 도면.
도 7은 입력 장치의 내부의 전기적 구성을 도시하는 블럭도.
도 8은 MPU의 기능적 구성을 도시하는 블럭도.
도 9는 입력 장치의 포인터 표시 처리를 설명하는 흐름도.
도 10은 게인의 특성을 설명하는 도면.
도 11은 속도의 변화를 도시하는 도면.
도 12는 변위의 변화를 도시하는 도면.
도 13의 (a) 및 도 13의 (b)는 입력 장치를 진동시켰을 경우에 발생하는 특성의 변화를 도시하는 도면.
도 14의 (a) 및 도 14의 (b)는 입력 장치를 진동시켰을 경우에 발생하는 특성의 변화를 도시하는 도면.
도 15는 속도의 변화를 도시하는 도면.
도 16은 변위의 변화를 도시하는 도면.
도 17은 변위의 변화를 도시하는 도면.
도 18은 속도의 변화를 도시하는 도면.
도 19는 변위의 변화를 도시하는 도면.
도 20은 속도의 변화를 도시하는 도면.
도 21은 변위의 변화를 도시하는 도면.
도 22는 속도의 변화를 도시하는 도면.
도 23은 텔레비젼 수상기의 타이머 처리를 설명하는 흐름도.
도 24는 입력 장치의 포인터 표시 처리를 설명하는 흐름도.
도 25는 입력 장치의 포인터 표시 처리를 설명하는 흐름도.
도 26은 속도의 변화를 도시하는 도면.
도 27은 변위의 변화를 도시하는 도면.
도 28은 변위의 변화를 도시하는 도면.
도 29는 변위의 변화를 도시하는 도면.
도 30은 속도의 변화를 도시하는 도면.
도 31은 입력 장치의 다른 실시형태의 구성을 도시하는 도면.
도 32는 입력 장치의 다른 실시형태의 구성을 도시하는 도면.
도 33은 입력 장치의 다른 실시형태의 구성을 도시하는 도면.
도 34는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 입력 시스템의 구성을 도시하는 도면.
도 35는 화상 처리부의 기능적 구성을 도시하는 도면.
도 36은 텔레비젼 수상기의 포인터 표시 처리를 설명하는 흐름도.
도 37은 화상 처리부의 다른 기능적 구성을 도시하는 도면.
도 38은 텔레비젼 수상기의 포인터 표시 처리를 설명하는 흐름도.
도 39의 (a) 내지 도 39의 (c)는 변위의 변화를 설명하는 도면.

Claims (18)

  1. 입력 장치로서,
    전자 기기를 제어하기 위한 사용자에 의한 조작을 검출하고 상기 조작에 대응하는 조작 신호를 출력하도록 구성된 검출부와,
    상기 검출된 조작 신호와 상기 조작 신호의 미분값을 취득하도록 구성된 제1 취득부와,
    상기 사용자에 의한 조작에 대한 상기 조작 신호의 응답 지연을 보상하도록 상기 미분값에 의해 정의되는 함수를 취득하도록 구성된 제2 취득부와,
    상기 취득된 함수에 의해 상기 조작 신호를 보상하도록 구성된 보상부를 포함하는,
    입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 취득부는 상기 미분값과 상기 조작 신호의 양쪽 모두에 의해 규정되는 함수를 취득하는, 입력 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조작 신호는 상기 전자 기기의 스크린 상의 표시를 제어하는, 입력 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보상부는 최대값으로부터 최소값까지 상기 조작 신호의 응답 지연의 시간을 급격하게 감소시키도록 상기 조작 신호를 보상하는, 입력 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 취득부는,
    상기 취득된 미분값이 양인 경우에는 상기 취득된 조작 신호가 증가되도록 보정하는 함수를 취득하고, 상기 취득된 미분값이 음인 경우에는 상기 취득된 조작 신호가 감소되도록 보정하는 함수를 취득하는, 입력 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 조작 신호의 보정량이 클수록 상기 응답 지연의 보상량이 커지도록 상기 조작 신호를 보상하는, 입력 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 취득부는 상기 취득된 미분값의 절대값이 증가됨에 따라서 상기 취득된 조작 신호의 보정량을 증가시키는 함수를 취득하는, 입력 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 취득부는 상기 취득된 조작 신호가 감소됨에 따라서 상기 취득된 조작 신호의 보정량을 증가시키는 함수를 취득하는, 입력 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보상부는 상기 조작 신호에 상기 함수를 승산하는, 입력 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 취득부는 임계값을 초과하지 않도록 상기 함수의 절대값을 제한하는, 입력 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 취득부는 상기 조작 신호의 응답 지연량에 따라 상기 함수를 취득하는, 입력 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 검출부는 각속도 센서, 이미지 센서, 지자기 센서 또는 가변 저항으로부터의 출력을 상기 조작 신호로서 출력하는, 입력 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 입력 장치에 제공되어 있는, 입력 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 입력 장치는 상기 전자 기기와 일체로 되어 있는, 입력 장치.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 제1 취득부, 상기 제2 취득부 및 상기 보상부 중의 적어도 일부는 상기 전자 기기에 제공되어 있는, 입력 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 사용자 신체의 적어도 일부분의 이미지를 촬상하여 상기 이미지를 상기 조작 신호로서 출력하는 상기 전자 기기에 제공된 이미지 센서인, 입력 장치.
  17. 입력 방법으로서,
    검출부, 제1 취득부, 제2 취득부 및 보상부를 준비하는 단계,
    상기 검출부가 전자 기기를 제어하기 위한 사용자에 의한 조작을 검출하고, 상기 조작에 대응하는 조작 신호를 출력하도록 만드는 단계,
    상기 제1 취득부가 상기 검출된 조작 신호 및 상기 조작 신호의 미분값을 취득하도록 만드는 단계,
    상기 제2 취득부가 상기 사용자에 의한 조작에 대하여 상기 조작 신호의 응 답 지연을 보상하도록 미분값에 의해 규정되는 함수를 취득하도록 만드는 단계, 및
    상기 보상부가 상기 취득된 함수에 의해 상기 조작 신호를 보상하도록 만드는 단계를 포함하는,
    입력 방법.
  18. 전자 기기에 포함된 컴퓨터로 하여금,
    전자 기기를 제어하기 위한 사용자에 의한 조작에 대응하는 조작 신호와 상기 조작 신호의 미분값을 취득하는 단계,
    상기 사용자에 의한 조작에 대하여 상기 조작 신호의 응답 지연을 보상하도록 상기 미분값에 의해 규정되는 함수를 취득하는 단계, 및
    상기 취득된 함수에 의해 상기 조작 신호를 보상하는 단계를 실행하도록 만드는, 프로그램.
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