[发明专利]输入装置、控制装置、控制系统、控制方法及手持装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于操作GUI(图形用户界面)的输入装置、用于根据其操作信息来控制GUI的控制装置、包括这些装置的控制系统、控制方法及手持装置。

背景技术

指向装置(尤其是鼠标和触垫)被用作广泛用在PC(个人计算机)中的GUI的控制器。并不仅仅作为相关技术中的PC的HI(人机界面)，GUI现在正开始被用作起居室等中所用的AV设备和游戏设备(例如，具有电视机作为图像介质)的界面。提出了用户能够进行三维操作的各种指向装置作为用于这种类型的GUI的控制器(例如，参见专利文献1)。

专利文献1披露了包括两个轴的角速度陀螺仪(即，两个角速度传感器)的输入装置。每个角速度传感器都是振动型角速度传感器。例如，当对以共振频率压电振动的振动体施加角速度时，在与该振动体的振动方向正交的方向上产生科里奥利力。因为科里奥利力与角速度成比例，所以通过检测科里奥利力就可检测角速度。专利文献1的输入装置通过角速度传感器检测绕两个正交轴的角速度，根据角速度产生作为由显示装置显示的光标等的位置信息的信号，并将其传送至控制装置。

专利文献2披露了一种笔形输入装置，包括三个(三轴)加速度传感器和三个(三轴)角速度传感器(陀螺仪)。该笔型输入装置基于由三个加速度传感器以及三个角速度传感器获得的信号来执行各种操作，因而计算该笔型输入装置的位置角度。

加速度传感器不仅检测用户操作输入装置时的加速度，而且还检测重力加速度。因为作用于输入装置的重力以及输入装置移动时产生的输入装置的惯性力具有相同的物理量，所以对于输入装置来说不能在其间进行区分。例如，当用户沿水平方向快速移动输入装置时，惯性力与重力的合力被错误识别为重力方向(向下的方向)。以上的专利文献2的笔型输入装置检测在三轴方向上的三轴角速度和加速度，即，检测总共6个自由度的量，因而，解决了如上所述的惯性力和重力的问题。

应注意，存在当前普遍使用的平面操作型鼠标包括加速度传感器的情况(例如，参见专利文献3)。使用这个鼠标的装置基于由加速度传感器检测到的鼠标的加速度来将显示数据输出至显示部。

专利文献1：日本专利申请公开第2001-56743号([0030]和[0031]段，图3)

专利文献2：日本专利第3,748,483号([0033]和[0041]段，图1)

专利文献3：日本实用新型申请公开第Sho61-89940号(图1)

发明内容

本发明所要解决的问题

顺便提及，为了像常用的鼠标一样来使用上述为平面操作型的三维操作输入装置，输入装置需要设置有用于检测输入装置已被放置在平面上的光学传感器等。

然而，在设置光学传感器的情况下，部件数增加，因而需要额外的成本。此外，在除用于检测输入装置的三维移动的角速度传感器等之外设置光学传感器的情况下，用于排列光学传感器的空间成为问题，结果是输入装置的设计受到制约。

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种三维操作输入装置、控制装置、控制系统、控制方法及手持装置，用它们无需增加部件数就能够进行平面操作。

解决问题的手段

根据本发明的实施例，提供了一种控制指针在画面上的移动的输入装置，包括外壳、惯性传感器、平面对应值计算装置以及空间对应值计算装置。

惯性传感器检测外壳的移动。平面对应值计算装置基于惯性传感器的检测值，计算与外壳在平面上的移动相对应的平面对应值，平面对应值对应于指针在画面上的位移量。空间对应值计算装置基于惯性传感器的检测值，计算与外壳在空间中的移动相对应的空间对应值，空间对应值对应于指针在画面上的位移量。

在平面上和空间中操作输入装置的两种情况下，输入装置使用惯性传感器的检测值来控制指针在画面上的移动。因此，与根据平面操作模式或三维操作模式来选择性地使用传感器的结构相比，能够在不用增加部件数的情况下提供能够进行平面操作的三维操作输入装置。

平面对应值和空间对应值包括平面速度、空间速度、平面加速度、空间加速度等，并且任何对应值都能够从惯性传感器的检测值或通过其操作而直接获得。

输入装置还包括判断装置和切换装置。

判断装置基于惯性传感器的检测值判断外壳的移动是在平面上还是在空间中。切换装置基于判断装置的判断，在由平面对应值计算装置进行的平面对应值的计算与由空间对应值计算装置进行的空间对应值的计算之间进行切换。