操作输入系统、控制装置、手持式装置和操作输入方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了操作输入系统、控制装置、手持式装置和操作输入方法。操作输入系统包括壳体和壳体内的用于检测壳体的运动的运动传感器并且基于运动传感器的输出计算壳体在预定的空间中的位置。该操作输入系统包括位置传感器和校正部。位置传感器直接检测壳体在预定的空间中的位置。校正部利用位置传感器的输出来校正运动传感器的输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于控制例如屏幕上指针的移动的操作输入系统、控制装置、手持式装置和操作输入方法。
技术介绍
指点设备(pointing device)尤其是鼠标和触摸板被用作PC(个人计算机)中广泛使用的GUI(图形用户界面)的控制器。不仅像现有技术中那样作为PC的HI(人机接口)，GUI现在开始被用作以例如电视作为图像媒体的起居室等等中使用的AV设备和游戏设备的接口。用户能够3维操作的各种指点设备被提出来作为这类GUI的控制器(例如参见国际公布WO 2009/035005(第[0093]和[0094]段；以下称为专利文献1)以及日本专利申请早期公布No.2007-61489(第[0074]段；以下称为专利文献2))。例如，专利文献1公开了一种用于基于输入装置中包含的角速度传感器和加速度传感器的输出来检测输入装置相对于屏幕的相对运动的控制系统。此控制系统基于从输入装置发送来的各种传感器的检测信号来控制屏幕上指针的显示。另外，专利文献2公开了一种包括控制器的信息处理系统，在该控制器中包含了诸如CMOS传感器和CCD之类的拍摄在监视器的外围设置的两个标记(红色LED)的图像的图像拍摄器件。此信息处理系统基于从控制器发送来的标记的成像数据，来获得与控制器的位置和姿态相对应的操作信号。
技术实现思路
在基于角速度传感器和加速度传感器的输出计算屏幕上指针的位置的方法中，利用作为角速度传感器和加速度传感器的输出的速度值对指针的当前坐标值积分以生成新的坐标值。因此，坐标值的计算负担较小，并且可以容易地提高计算速度。然而，这种优点伴随着以下问题。角速度传感器和加速度传感器各自输出被称为DC(直流)偏移的相对于基准电势的电势波动作为检测信号。这里，DC偏移由于构成传感器的器件特性(温度漂移、振动模式变化等等)、外部压力以及模拟电路的电路特性(温度特性、时间常数、放大器输出的SN比等等)而波动，并且波动的转变不是均一的。因此，在通过利用角速度传感器和加速度传感器的检测信号进行积分来计算指针的坐标的系统中，存在这样的情况，即由于DC偏移的波动而引起的误差被积累，从而导致操作感的恶化。另外，检测到的壳体位置不一定与实际操作相匹配，因为由角速度传感器检测到的值是角度的时间变化率，从而可能导致操作不便。还存在这样的问题，即当输入装置在滚动方向上倾斜时，操作方向偏离。另外，当例如尝试利用指针在显示屏幕上描画时，在角速度传感器的情况下必须执行积分并且在加速度传感器的情况下必须执行双重积分来获得描画坐标。结果，存在这样的问题，即坐标最终由于积累的积分误差而偏离了操作开始时的基准位置，操作感从而恶化。-->另外，还存在这样的问题，即用于简化操作输入的措施(手部运动校正、速度增益可变性、指针移动可行性等等)助长了相对于基准位置的偏离。另一方面，当使用图像传感器时，存在这样的问题，即，例如，响应由于较大的计算负担而缓慢，在图像传感器的场角(field angle)之外无法进行操作(另外，即使在场角中也不能太远或太近)，不清楚场角位于空间内何处，以及操作分辨率较低。考虑到上述情况，需要一种操作输入系统、控制装置、手持式装置和操作输入方法，它们能够改善可操作性，同时利用在使用运动传感器时获得的优点。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种操作输入系统，该操作输入系统包括壳体和壳体内的用于检测壳体的运动的运动传感器并且基于运动传感器的输出计算壳体在预定的空间中的位置。该操作输入系统包括位置传感器和校正装置。位置传感器直接检测壳体在预定的空间中的位置。校正装置利用位置传感器的输出来校正运动传感器的输出。在根据本专利技术实施例的基于壳体内用于检测壳体的运动的运动传感器的输出来计算壳体在预定空间中的位置的操作输入系统中，校正装置利用用于直接检测壳体在预定空间中的位置的位置传感器来校正运动传感器的输出。利用此结构，可以获得更匹配用户直觉的结果来作为基于运动传感器的输出的关于壳体在预定空间中的位置的计算结果。例如可以使用诸如角速度传感器和加速度传感器之类的惯性传感器来作为运动传感器。另外，例如，包括图像拍摄器件的图像传感器和诸如超声波传感器和激光位移传感器之类的测距传感器可用作位置传感器。校正装置基于预定时间内运动传感器的输出和预定时间内位置传感器的输出之间的关系来计算用于校正运动传感器的输出的信息。这里，用于校正运动传感器的输出的信息也包括在运动传感器的输出的校正为0时获得的信息。计算出的校正信息例如被反映在下一周期或其后的周期获得的运动传感器的输出上。具体而言，在本专利技术的实施例中，运动传感器检测壳体在两维或多维空间中的运动，并且位置传感器直接检测壳体在两维或多维空间中的位置。在此情况下，校正装置可基于从运动传感器的输出获得的壳体的运动和由位置传感器检测到的壳体的位置变化之间的关系，来计算用于校正运动传感器的输出的信息。运动传感器输出相对于所设定的基准电势的电势波动作为检测信号，并且校正装置计算基准电势的校准值作为用于校正运动传感器的输出的信息。在此情况下，例如，校正装置可基于运动传感器的输出的积分值和位置传感器的输出的位移量之间的关系来计算用于校正运动传感器的输出的信息。利用此结构，可以获得跟随构成运动传感器的器件特性的波动的更适当的基准电势，并且可以获得更匹配用户直觉的结果作为基于运动传感器的输出的、关于壳体在预定空间中的位置的计算结果。校正装置可基于在位置传感器的输出的位移量变为预定值或更小时运动传感器的输出的积分值来计算用于校正运动传感器的输出的信息。具体而言，在本专利技术的实施例中，位置传感器的输出的位移量变为预定值或更小的时间是壳体处于静止状态或几乎静止状态的时间，并且在假定此时运动传感器的输出是构成运动传感器的器件特性的波动成分的前提下计算校正信息。从而，可以获得跟随构成运动传感器的器件特性的波动的更适当的基准电势，并且可以获得更匹配用户直觉的结果作为基于运动传感器的输出的、关于壳体在预定空间中的位置的计算结果。-->另外，校正装置可基于从运动传感器的输出获得的壳体的运动的第一轨迹和由位置传感器检测到的壳体的位置变化的第二轨迹之间的关系来计算用于校正运动传感器的输出的信息。在此情况下，校正装置可计算第一轨迹的旋转角和第二轨迹的旋转角之间的差异作为用于校正运动传感器的输出的信息。利用此结构，可以抑制或消除当壳体在滚动方向上倾斜的同时被操作时运动传感器的输出中包括的倾斜成分，并且可以获得更匹配用户直觉的结果作为基于运动传感器的输出的、关于壳体在预定空间中的位置的计算结果。另外，校正装置可基于根据运动传感器的输出计算的壳体的运动的第一位移量和由位置传感器检测到的壳体的位置的第二位移量之间的关系来计算用于校正运动传感器的输出的信息。在此情况下，校正装置可计算第一位移量与第二位移量的比率作为用于校正运动传感器的输出的信息。利用此结构，可以抑制或消除在壳体被操作时获得的回转半径的差异对基于运动传感器的输出的壳体位置计算结果的影响，并且可以获得更匹配用户直觉的结果。另外，校正装置可基于从运动传感器的输出获得的壳体的第一位置和由位置传感器检测到的壳体的第二位置之间的关系来计算用于校正运动传感器的输出的信息。在此情况下，校正装置可计算第一位置和第二位置之间的差异作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作输入系统，该操作输入系统包括壳体和所述壳体内的用于检测所述壳体的运动的运动传感器，并且基于所述运动传感器的输出计算所述壳体在预定的空间中的位置，所述操作输入系统包括：位置传感器，用于直接检测所述壳体在所述预定的空间中的位置；以及校正装置，用于利用所述位置传感器的输出来校正所述运动传感器的输出。

【技术特征摘要】
JP 2009-8-18 2009-1894861.一种操作输入系统，该操作输入系统包括壳体和所述壳体内的用于检测所述壳体的运动的运动传感器，并且基于所述运动传感器的输出计算所述壳体在预定的空间中的位置，所述操作输入系统包括：位置传感器，用于直接检测所述壳体在所述预定的空间中的位置；以及校正装置，用于利用所述位置传感器的输出来校正所述运动传感器的输出。2.根据权利要求1所述的操作输入系统，其中，所述校正装置基于预定时间内所述运动传感器的输出和所述预定时间内所述位置传感器的输出之间的关系来计算用于校正所述运动传感器的输出的信息。3.根据权利要求2所述的操作输入系统，其中，所述运动传感器检测所述壳体在两维或多维空间中的运动，其中，所述位置传感器直接检测所述壳体在两维或多维空间中的位置，并且其中，所述校正装置基于从所述运动传感器的输出获得的所述壳体的运动和由所述位置传感器检测到的所述壳体的位置变化之间的关系，来计算用于校正所述运动传感器的输出的信息。4.根据权利要求3所述的操作输入系统，其中，所述运动传感器输出相对于所设定的基准电势的电势波动作为检测信号，并且其中，所述校正装置计算所述基准电势的校准值作为用于校正所述运动传感器的输出的信息。5.根据权利要求4所述的操作输入系统，其中，所述校正装置基于所述运动传感器的输出的积分值和所述位置传感器的输出的位移量之间的关系来计算用于校正所述运动传感器的输出的信息。6.根据权利要求5所述的操作输入系统，其中，所述校正装置基于在所述位置传感器的输出的位移量变为预定值或更小时所述运动传感器的输出的积分值来计算用于校正所述运动传感器的输出的信息。7.根据权利要求6所述的操作输入系统，其中，所述运动传感器是角速度传感器，并且其中，所述位置传感器是图像传感器。8.根据权利要求2所述的操作输入系统，其中，所述运动传感器检测所述壳体在两维或多维空间中的运动，其中，所述位置传感器直接检测所述壳体在两维或多维空间中的位置，并且其中，所述校正装置基于从所述运动传感器的输出获得的所述壳体的运动的第一轨迹和由所述位置传感器检测到的所述壳体的位置变化的第二轨迹之间的关系来计算用于校正所述运动传感器的输出的信息。9.根据权利要求8所述的操作输入系统，其中，所述校正装置计算所述第一轨迹的旋转角和所述第二轨迹的旋转角之间的差异作为用于校正所述运动传感器的输出的信息。10.根据权利要求2所述的操作输入系统，其中，所述运动传感器检测所述壳体在两维或多维空间中的运动，其中，所述位置传感器直接检测所述壳体在两维或多维空间中的位置，并且其中，所述校正装置基于根据所述运动传感器的输出计算的所述壳体的运动的第一位移量和由所述位置传感器检测到的所述壳体的位置的第二位移量...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本一幸，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]