[发明专利]输入装置、控制装置、控制系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于操作例如GUI(图形用户界面)的三维操作输入装置、用于根据操作信息控制GUI的控制装置、包括这些装置的控制系统以及控制方法。

背景技术

指针设备(尤其鼠标和触摸板)被用于广泛用在PC(个人计算机)中的GUI的控制器。不仅仅作为现有技术的PC的HI(人类界面)，GUI现在开始被用作在起居室等中使用的以电视机作为图象媒体的AV设备和游戏机的界面。用户能够用来进行三维操作的各种指针设备被提出，作为这种类型的GUI的控制器(例如，参见日本专利申请早期公开No.2001-56743(第[0030]和[0031]段，图3)和日本专利申请早期公开No.2005-56409(第[0018]，[0021]和[0022]段，图1和2)；在下文中，分别称之为专利文献1和2)。

专利文献1公开了一种包括具有双轴的角速度陀螺仪(gyroscope)，即两个角速度传感器，的输入装置。当用户手持该输入装置并例如使其垂直且横向摆动时，角速度传感器检测关于两个正交轴的角速度，并根据角速度生成信号，作为由显示装置显示的光标等的位置信息。该信号被发送到控制装置，并且控制装置控制显示，以使得光标响应于信号在画面上移动。

另外，专利文献2公开了一种这样的技术，其使用两个加速度传感器来检测笔型输入装置的加速度，并通过对加速度积分来计算该笔型输入装置的移动量。

发明内容

如上所述，在专利文献1所公开的输入装置中，显示在画面上的光标的移动是根据两个角速度传感器检测到的角速度来控制的。换言之，显示在画面上的光标的移动量取决于两个角速度传感器检测到的角速度。

因此，如果用户给予该输入装置一很大角速度，显示在画面上的光标则据此高速移动。例如，当用户使用手的转动来操作输入装置时，即使在输入装置的实际移动量很小时，光标也将高速移动。

但是，在用户仅给予很小角速度来操作该输入装置时，即使在输入装置的实际移动量很大时，画面上的光标也仅是稍微移动。例如，在用户通过以肩膀为轴摆动整个手臂来操作该输入装置的情况下，虽然输入装置的实际移动量很大，光标也仅是稍微移动。如上所述，存在光标的移动与用户的感觉不匹配的情况。

另一方面，专利文献2所描述的笔型输入装置使用加速度传感器来计算笔型输入装置的移动量。在此情况下，由于光标的移动量是根据加速度传感器检测到的加速度来计算的，因此显示在画面上的光标的移动量与笔型输入装置的移动量成比例地增大。但是，由于在通过对在输入装置中检测到的加速度积分来计算光标的移动量时会导致积分误差，因此无法执行精确的控制。因此，光标的移动成为与用户的感觉不匹配的移动。

鉴于上述情形，本发明的目的在于提供能够使UI在画面上的移动成为与用户的直觉相匹配的自然移动的输入装置、控制装置、控制系统和控制方法。

根据本发明的实施例，提供了一种输入装置，包括外壳、第一加速度检测部件、第一角度相关值检测部件、回转半径计算装置和伪速度计算装置。

第一加速度检测部件检测外壳在第一方向上的第一加速度值。

第一角度相关值检测部件检测外壳的第一角度相关值，作为与围绕不同于第一方向的第二方向上的轴的角度相关的值。

回转半径计算装置基于第一加速度值和第一角度相关值来计算外壳围绕在第二方向上的轴的第一回转半径，所述第一回转半径是从旋转中心轴到第一加速度检测部件的距离，其中所述旋转中心轴的位置随时间改变。

伪速度计算装置生成与计算出的第一回转半径的大小相关的第一伪半径，并通过将所生成的第一伪半径与基于第一角度相关值获得的第一角速度值相乘来计算第一伪速度值，作为外壳在第一方向上的速度值。

当用户使用肩膀、手肘、手腕、手等中的至少一个的旋转来操作显示在画面上的UI时，在输入装置中一般存在随时间变化的回转半径。在输入装置中，输入装置的速度值可以通过计算例如输入装置围绕在垂直方向上的轴的回转半径并将回转半径与角速度值相乘来计算输入装置的速度值。通过基于回转半径这样计算速度值，即使在用户通过使用肩膀作为轴摆动整个手臂来操作输入装置时，也可以获得充分的输出(速度值)。因此，UI在画面上的移动成为相对于输入装置的移动的自然移动，结果用户对输入装置的可操作性得以提高。

此外，根据输入装置，由于速度值是基于第一加速度值和第一角度相关值来计算的而没有通过简单地对第一加速度值求积分来计算速度值，因此可以减小积分误差，并且因此以高准确度计算外壳的速度值成为可能。