操作设备控制设备，操作设备控制方法，信息存储介质和操作设备.pdf

提供一种在按照从安装在操作设备中的陀螺仪传感器输出的传感器信号，减轻由参考传感器信号的个体差异和/或变化引起的影响的同时，获得和操作设备的转动角有关的信息的操作设备控制设备。一种具有陀螺仪传感器的操作设备的控制设备，所述陀螺仪传感器用于检测角速度，并按照检测的角速度输出传感器信号，所述控制设备从输出与从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的差值相一致的输出信号的信号输出装置获得输出信号，随后根据该输出信号，估计当未检测到角速度时，将由陀螺仪传感器输出的参考传感器信号，并按照估计的参考传感器信号改变预定的参考信号。

1、  一种具有陀螺仪传感器的操作设备的控制设备，所述陀螺仪传感器用于检测角速度并按照检测的角速度输出传感器信号，所述操作设备的控制设备包括:
参考传感器信号估计装置，用于根据从信号输出装置输出的输出信号，估计当未检测到角速度时，将由陀螺仪传感器输出的参考传感器信号，所述信号输出装置用于输出与从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的差值相一致的输出信号；和
控制装置，用于按照估计的参考传感器信号改变预定的参考信号。

2、  按照权利要求1所述的操作设备的控制设备，其中
传感器信号和预定参考信号均为电压信号，
信号输出装置是放大电路，用于输出通过放大从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的电位差而获得的电压信号作为输出信号。

3、  按照权利要求2所述的操作设备的控制设备，其中
操作设备还包括:
把从信号输出装置输出的电压信号转换成数字值，从而作为数字输出信号进行输出的模数转换器，和
参考信号输入装置，用于获得预定的参考数字信号，并把与获得的参考数字信号相一致的电压信号作为预定参考信号输入到信号输出装置，
参考传感器信号估计装置根据从模数转换器输出的数字输出信号估计参考传感器信号，和
控制装置把与估计的参考传感器信号相一致的数字值作为参考数字信号输入到参考信号输入装置，从而改变预定的参考信号。

4、  按照权利要求3所述的操作设备的控制设备，还包括:
校正值计算装置，用于根据数字输出信号的变化量与参考数字信号的变化量的比率，计算用于校正关于与参考数字信号的输入相一致的参考传感器信号而估计要输出的数字输出信号与关于参考传感器信号要输出的数字输出信号之间的差异的校正值，和
根据计算的校正值校正数字输出信号的校正装置。

5、  按照权利要求1所述的操作设备的控制设备，其中参考传感器信号估计装置对于通过把从信号输出装置输出的输出信号分成预定的时间区间而获得的多个评估区间中的每个评估区间，计算该评估区间中输出信号的代表值，并根据计算的代表值估计参考传感器信号。

6、  按照权利要求5所述的操作设备的控制设备，其中参考传感器信号估计装置计算具有不同时间长度的多种评估区间中的每种评估区间的代表值，并根据计算的多种代表值估计参考传感器信号。

7、  按照权利要求1所述的操作设备的控制设备，其中参考传感器信号估计装置根据和用户操纵操作设备有关的信息，估计参考传感器信号。

8、  一种控制具有陀螺仪传感器的操作设备的控制方法，所述陀螺仪传感器用于检测角速度并按照检测的角速度输出传感器信号，所述控制方法包括:
根据从信号输出装置输出的输出信号，估计当未检测到角速度时，将由陀螺仪传感器输出的参考传感器信号的步骤，所述信号输出装置用于输出与从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的差值相一致的输出信号；和
按照估计的参考传感器信号改变预定的参考信号的步骤。

9、  一种保存控制具有陀螺仪传感器的操作设备的程序的信息存储介质，所述陀螺仪传感器用于检测角速度并按照检测的角速度输出传感器信号，所述程序使计算机起参考传感器信号估计装置和控制装置的作用，
所述参考传感器信号估计装置用于根据从信号输出装置输出的输出信号，估计当未检测到角速度时，将由陀螺仪传感器输出的参考传感器信号，所述信号输出装置用于输出与从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的差值相一致的输出信号；和
所述控制装置用于按照估计的参考传感器信号改变预定的参考信号。

10、  一种操作设备，所述操作设备包括:
陀螺仪传感器，用于检测角速度并按照检测的角速度输出传感器信号；
信号输出装置，用于输出与从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的差值相一致的输出信号；和
参考信号输入装置，用于向信号输出装置输入与根据信号输出装置输出的输出信号估计的、当未检测到角速度时将由陀螺仪传感器输出的参考传感器信号相一致的信号作为预定参考信号。

11、  按照权利要求10所述的操作设备，其中
传感器信号和预定参考信号均为电压信号，
信号输出装置是放大电路，用于输出通过放大从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的电位差而获得的电压信号作为输出信号，
操作设备还包括把从信号输出装置输出的电压信号转换成数字值，从而作为数字输出信号进行输出的模数转换器，和
参考信号输入装置获得与根据数字输出信号估计的参考传感器信号相一致的数字值作为预定的参考数字信号，并把与获得的参考数字信号相一致的电压信号作为预定参考信号输出到信号输出装置。

操作设备控制设备，操作设备控制方法，信息存储介质和操作设备
技术领域
本发明涉及具有陀螺仪传感器的操作设备，和用于控制操作设备的操作设备控制设备，操作设备控制方法和信息存储介质。
背景技术
诸如数字静态照相机之类的一些设备可包括用于振动校正等的陀螺仪传感器(例如压电振动型陀螺仪传感器等等)。就这样的设备来说，安装于其上的陀螺仪传感器的使用使得能够获得与设备的位置和运动有关的信息。具体地说，陀螺仪传感器检测设备造成的角速度，并按照检测的角速度产生传感器信号(电压信号等等)。例如，当陀螺仪传感器相对于参考轴沿预定方向(例如，顺时针方向)转动时，输出大于参考传感器信号(在没有产生角速度的情况下输出的传感器信号)的传感器信号，而当陀螺仪传感器沿不同于预定方向的相反方向(例如，逆时针方向)转动时，输出小于参考传感器信号的传感器信号。
发明内容
上述陀螺仪传感器的参考传感器信号并不总是表现为恒定值。即，对于每个陀螺仪传感器来说，参考传感器信号可不同，取决于陀螺仪传感器自身之间的个体差异。另外，参考传感器信号可受使用陀螺仪传感器的环境(包括温度等等)变化的影响，从而在使用陀螺仪传感器的时候发生变化。这种情况下，取决于参考传感器信号的差异和/或变化，可能从陀螺仪传感器输出不同的传感器信号。
鉴于上面所述，在如上所述的数字静态照相机之类的设备中，来自陀螺仪传感器的输出可经由高通滤波器滤波，从而除去低频分量。这种安排消除由从陀螺仪传感器输出的传感器信号产生的变化地参考传感器信号的影响，从而向输出信号提供位于其中心的预定信号。这种输出信号的使用能够产生供振动校正等之用的角速度的变化有关的信息。
但是，按照上述方法对传感器信号滤波会导致除去与传感器信号的低频分量有关的信息。于是，当陀螺仪传感器以恒定的角速度转动时，和这样的转动运动有关的信息可能丢失。即，滤波后的输出信号的积分不能产生陀螺仪传感器的正确转动量。鉴于上面所述，在其中上述陀螺仪传感器被安装在用户持有和操纵的操作设备中，以便获得和操作设备的转动角有关的信息的使用中，利用高通滤波器的方法并不易于应用。
鉴于上面所述，构思了本发明，本发明的目的之一是提供一种在按照从安装在操作设备中的陀螺仪传感器输出的传感器信号，减轻由参考传感器信号的个体差异和/或变化引起的影响的同时，获得和操作设备的转动角度有关的信息的操作设备控制设备，操作设备控制方法，信息存储介质和操作设备。
为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种具有陀螺仪传感器的操作设备的控制设备，所述陀螺仪传感器用于检测角速度，并按照检测的角速度输出传感器信号，所述控制设备包括参考传感器信号估计装置，用于根据从信号输出装置输出的输出信号，估计当未检测到角速度时，将由陀螺仪传感器输出的参考传感器信号，所述信号输出装置用于输出与从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的差值相一致的输出信号，和控制装置，用于按照估计的参考传感器信号改变预定的参考信号。
按照本发明的另一方面，提供一种控制具有陀螺仪传感器的操作设备的控制方法，所述陀螺仪传感器用于检测角速度，并按照检测的角速度输出传感器信号，所述控制方法包括根据从信号输出装置输出的输出信号，估计当未检测到角速度时，将由陀螺仪传感器输出的参考传感器信号的步骤，所述信号输出装置用于输出与从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的差值相一致的输出信号，和按照估计的参考传感器信号改变预定的参考信号的步骤。
按照本发明的另一方面，提供一种保存控制具有陀螺仪传感器的操作设备的程序的信息存储介质，所述陀螺仪传感器用于检测角速度，并按照检测的角速度输出传感器信号，所述程序使计算机起参考传感器信号估计装置和控制装置的作用，所述参考传感器信号估计装置用于根据从信号输出装置输出的输出信号，估计当未检测到角速度时，将由陀螺仪传感器输出的参考传感器信号，所述信号输出装置用于输出与从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的差值相一致的输出信号，所述控制装置用于按照估计的参考传感器信号改变预定的参考信号。
按照本发明的另一方面，提供一种操作设备，所述操作设备包括陀螺仪传感器，用于检测角速度，并按照检测的角速度输出传感器信号，信号输出装置，用于输出与从陀螺仪传感器输出的传感器信号和预定参考信号之间的差值相一致的输出信号，和参考信号输入装置，用于向信号输出装置输入与根据信号输出装置输出的输出信号估计的，当未检测到角速度时，将由陀螺仪传感器输出的参考传感器信号相一致的信号作为预定参考信号。
附图说明
图1是表示按照本发明的一个实施例的娱乐系统的硬件结构的示图；
图2是表示MPU的结构的细节的示图；
图3是表示操作设备的外观的例子的示图；
图4是表示操作设备的内部结构的例子的示图；
图5是表示从加速度传感器输出的电压信号的例子的示图；
图6是表示按照本发明的娱乐系统功能的例子的功能方框图；
图7是表示陀螺仪传感器信号控制单元的例证功能的功能方框图；
图8是表示由陀螺仪传感器信号控制单元执行的处理的例子的流程图；
图9是表示校准单元的功能的例子的功能方框图；
图10A、10B和10C是解释操作设备的预定保持状态的例子的示图；
图11是解释保存在操作设备的存储单元中的参考值的例子的示图；
图12是表示滤波单元的功能的例子的功能方框图；
图13是解释由按照实施例的娱乐系统保持的多个参数集的一个例子的示图。
具体实施方式
下面参考附图说明本发明的一个实施例。
图1是表示按照本发明的娱乐系统(信息处理设备)的硬件结构的示图。如图所示，娱乐系统10是计算机系统，它包括MPU(微处理单元)11，主存储器20，图像处理单元24，监视器26，输入/输出处理单元28，声音处理单元30，扬声器32，光盘读取单元34，硬盘38，接口(I/F)40、44，操作设备42，照相机单元46和网络接口48。
图2是表示MPU11的结构的示图。如图所示，MPU11包括主处理器12，子处理器14a、14b、14c、14d、14e、14f、14g、14h，总线16，存储器控制器18和接口(I/F)22。
主处理器12执行各种信息处理，并根据保存在ROM(只读存储器)(未示出)中的操作系统，从光盘36，比如DVD(数字通用光盘)-ROM等读取的程序和数据，和/或通过通信网络供给的程序、数据等等，控制子处理器14a-14h。
子处理器14a-14h均按照来自主处理器12的指令执行各种信息处理，并按照从光盘36，比如DVD-ROM等读取，或通过通信网络供给的程序和数据控制娱乐系统10的相应单元。
总线16用于在娱乐系统10的相应单元之间交换地址和/或数据。主处理器12，子处理器14a-14h，存储器控制器18和接口22通过总线16互连，以便交换数据。
存储器控制器18按照来自主处理器12和子处理器14a-14h的指令访问主存储器20。当需要时，从光盘36和/或硬盘38读取的程序和数据，或者通过通信网络供给的程序和数据被写入主存储器20中。主存储器20还起主处理器12和子处理器14a-14h的工作存储器的作用。
图像处理单元24和输入/输出处理单元28与接口22连接。主处理器12和子处理器14a-14h与图像处理单元24或输入/输出处理单元28之间的数据交换通过接口22进行。
图像处理单元24包括GPU(图形处理单元)和帧缓冲器。GPU根据从主处理器12和子处理器14a-14h供给的图像数据在帧缓冲器中表现各种屏幕图像。在帧缓冲器中表现的屏幕图像在预定定时被转换成视频信号，并输出给监视器26。应注意监视器26可以是家用电视接收器。
声音处理单元30，光盘读取单元34，硬盘38，接口40、44和网络接口48与输入/输出处理单元28连接。输入/输出处理单元28控制主处理器12和子处理器14a-14h与声音处理单元30，光盘读取单元34，硬盘38，接口40、44和网络接口48之间的数据交换。
声音处理单元30包括SPU(声音处理单元)和声音缓冲器。从光盘36和硬盘38读取的各种声音数据，包括游戏音乐、游戏音效、消息等等被保存在声音缓冲器中。SPU再现各种声音数据，并通过扬声器32输出。应注意扬声器32可以是家用电视接收器的内置扬声器。
按照来自主处理器12和子处理器14a-14h的指令，光盘读取单元34从光盘36读取程序和数据。娱乐系统10能够读取保存在除光盘36外的任意计算机可读信息存储介质中的程序和数据。
光盘36是一般的光盘(计算机可读信息存储介质)，比如DVD-ROM等。硬盘38是一般的硬盘装置。光盘36和硬盘38按照计算机可读方式保存各种程序和数据。
接口(I/F)40、44建立与各种外设，比如操作设备42，照相机单元46等的连接。接口可包括例如USB(通用串行总线)接口。也可以使用诸如蓝牙接口之类的无线电通信接口。
操作设备42是通用操作输入装置，由用户用于输入各种操作(例如，游戏操作)。输入/输出处理单元28每隔预定时间段(例如，1/60秒)扫描操作设备42的相应单元的状态，并把关于扫描结果的操作信号提供给主处理器12和子处理器14a-14h。主处理器12和子处理器14a-14h根据操作信号，确定用户操作的内容。应注意娱乐系统10适合于能够连接多个操作设备42，以致主处理器12和子处理器14a-14h能够根据从相应的操作设备42供给的操作信号执行各种处理。
照相机单元46包括例如公知的数字照相机，并且每隔预定时间段(例如，1/60秒)供给捕捉的黑/白，灰度或者彩色图像。在本实施例中，照相机单元46以JPEG(联合图像专家组)图像数据的形式输入捕捉的图像。照相机单元46被安装到监视器26上，例如其透镜对着参与者，并通过电缆与接口44连接。网络接口48与输入/输出处理单元28和通信网络连接，通过通信网络把娱乐系统10的数据通信转发给其它娱乐系统10。
在本实施例中，操作设备42具有输出指示用户使操作设备42保持的状态的信号的装置(例如，用于检测操作设备42的姿态和运动的运动传感器等)。具体地说，操作设备42具有在其正面形成的方向键，模拟装置，操作按钮和其它按键(图中由“A”-“D”表示)，如图3中所示，并且包含加速度传感器51和陀螺仪传感器52。加速度传感器51和陀螺仪传感器52均输出指示后面说明的操作设备42的保持状态的信号(传感器信号)。在本实施例中，从加速度传感器51和陀螺仪传感器52输出的传感器信号是电压信号。
图4是示意地表示操作设备42的内部电路结构的示图。如图所示，操作设备42包含加速度传感器51，陀螺仪传感器52，信号输出单元53，模拟数字(A/D)转换器54a和54b，参考信号输入部分55，存储单元56和接口(I/F)57。
加速度传感器51包括由梁支持的重锤，并检测由对重锤施加的加速度造成的重锤的位移引起的梁的偏转量，从而确定对重锤施加的加速度。加速度传感器51可以是沿相互正交的三轴方向检测加速度的三轴加速度传感器。具体地说，如图3中所示，加速度传感器51被固定地置于操作设备42的外壳内，相对于加速度传感器51在其上相互正交地设置三个参考轴，即x轴、y轴和z轴。例如这里，x轴可对应于操作设备42的纵向方向(左右方向)；y轴可对应于操作设备42的深度方向(前后方向)；z轴可对应于操作设备42的宽度方向(垂直于图3中的纸面的方向)。加速度传感器51检测相对于三个参考轴中的每个轴的加速度，并输出与检测的加速度一致的三个电压信号作为传感器信号。
图5是示意表示由加速度传感器51检测的相对于三个轴中任意之一的加速度与按照检测的加速度输出的电压信号之间的对应性的示图。如图所示，加速度传感器51输出基本上正比于加速度的电压信号，并输出在没有检测到加速度的情况下的参考电压信号Var。根据输出的电压信号是大于还是小于参考电压信号Var，能够确定沿每个轴的正方向和负方向中的哪个方向导致加速度。在图5中，1G表示对应于重力加速度的加速度。
陀螺仪传感器52确定绕z轴(陀螺参考轴)转动的操作设备42的角速度，并按照确定的角速度输出传感器信号。例如，陀螺仪传感器52是振动压电元件、并检测按照由转动压电元件产生的Coriolis力造成的振动的压电振动型陀螺仪传感器。下面，陀螺仪传感器52检测的无角速度情况下(即，操作设备42不绕z轴转动)的电压信号输出被称为参考传感器信号Vgr。
类似于加速度传感器51的情况，娱乐系统10能够根据来自陀螺仪传感器52的传感器信号是高于还是低于参考传感器信号Vgr，确定操作设备42沿z轴的哪个方向转动。具体地说，当操作设备42沿图3中的Ra方向(纸面上的顺时针方向)转动时，输出高于参考传感器信号Vgr的电压信号，而当操作设备42沿图3中的Rb方向(纸面上的逆时针方向)转动时，输出低于参考传感器信号Vgr的电压信号。每隔固定的时间，娱乐系统10对来自陀螺仪传感器52的输出采样，并积分采样输出，从而确定操作设备42相对于z轴的转动位移量(转动角度)。
信号输出单元53按照来自陀螺仪传感器52的传感器信号和预定参考信号之间的差异，输出信号(输出信号)。例如，信号输出单元53是具有如图4中所示的电路结构的放大电路，并输出电压信号作为输出信号，所述电压信号是通过放大来自陀螺仪传感器52的电压信号和预定电压信号之间的电位差而获得的电压信号(下面称为放大参考信号Vr)。信号输出单元53放大的信号被输入A/D转换器54a。
当来自陀螺仪传感器52的传感器信号对角速度的灵敏度低(即，来自传感器的电压信号变化较小)时，放大电路的放大是必需的。这里，如果放大参考信号Vr大大不同于参考传感器信号Vgr，那么来自陀螺仪传感器52的传感器信号最终相对于参考传感器信号Vgr被不对称地放大。从而，尤其是在差值较大的情况下，传感器信号可能被放大到超过电路的预期电压变化范围的程度，以致从而不正确地实现放大。为了解决上述问题，需要按照参考传感器信号Vgr，控制输入放大电路的放大参考信号Vr。下面说明本实施例中控制放大参考信号Vr的方法。
A/D转换器54a和54b把模拟信号，比如电压信号等转换成预定范围中的数字输出信号。在本实施例中，A/D转换器54a把为自信号输出单元53的放大电压信号转换成数字输出信号，并输出给接口57。A/D转换器54b把来自加速度传感器51的与相应参考轴的加速度一致的三个电压信号转换成数字输出信号，并输出给接口57。这里应注意来自A/D转换器54a和54b的数字输出信号都具有10位分辨率，并且能够取0-1023范围中的任意值。
参考信号输入部分55通过接口57获得预定的参考数字信号Dr，并把与获得的参考数字信号Dr一致的电压信号作为放大参考信号Vr输入信号输出单元53。在本实施例中，参考信号输入部分55包含PWM(脉宽调制)信号发生器55a和平滑电路55b。
PWM信号发生器55a通过接口57从后面说明的参考信号控制单元62b获得参考数字信号Dr，随后按照获得的参考数字信号Dr利用占空比产生经过脉宽调制的电压信号(PWM信号)，并把PWM信号输出给平滑电路55b。应注意输入PWM信号发生器55a的参考数字信号Dr具有8位分辨率，能够取0-255范围中的任意值。
平滑电路55b是具有如图4中所示电路结构的低通滤波器，并平滑由PWM信号发生器55a产生的PWM信号。从而，产生与参考数字信号Dr一致的电压信号，并作为放大参考信号Vr输入给信号输出单元53。
这里，注意参考信号输入部分55的上述结构只是一个例子，参考信号输入部分55可具有利用不同于上述结构的诸如数/模转换器之类的装置，把参考数字信号Dr转换成放大参考信号Vr，之后输出给信号输出单元53的备选结构。
存储单元56是EEPROM(电可擦可编程只读存储器)等等，并且保存当制造操作设备42时已写入其中的数据。保存在存储单元56中的数据通过接口57被读出，并用在娱乐系统10的MPU 11的处理中。保存在本实施例中的存储单元56中的数据的内容将在后面说明。
接口57可以是USB接口，蓝牙接口等等，并中继接口40和操作设备42之间的数据传输。
下面，将说明通过利用从加速度传感器51和陀螺仪传感器52输出的传感器信号，按照操作设备42的保持状态执行处理，由具有上述硬件结构的娱乐系统10实现的功能。
图6是表示这种情况下由娱乐系统10实现的例证功能的功能方框图。如图所示，就功能来说，娱乐系统10包括输出值获取单元61，陀螺仪传感器信号控制单元62，校准单元63，滤波单元64和应用程序执行单元65。这些功能由按照保存在主存储器20中的程序工作的MPU 11实现。所述程序可通过通信网络，比如因特网等提供，或者以保存在各种计算机可读信息存储介质，比如光盘、存储卡等中的形式提供。
输出值获取单元61按照操作设备42的保持状态从操作设备42获得输出值。具体地说，输出值获取单元61获得来自A/D转换器54a的数字输出信号作为输出值Dg，该数字输出信号指示操作设备42的角速度。此外，输出值获取单元61获得来自A/D转换器54b的三个数字输出信号作为输出值Da，该数字输出信号指示参考轴相对于操作设备42的加速度。即，输出值获取单元61通过操作设备42的接口57和娱乐系统10的主体的接口40获得输出值。上面，输出值获取单元61每隔预定时间(例如，垂直同步信号的每个输入)接连获得输出值。
陀螺仪传感器信号控制单元62使用与输出值获取单元61获得的输出中，来自陀螺仪传感器52的输出一致的输出值Dg，控制待输入信号输出单元53的放大参考信号Vr。后面将说明陀螺仪传感器信号控制单元6的详细功能。
校准单元63校准与输出值获取单元61获得的输出中，来自加速度传感器51的输出一致的输出值Da，并输出所得到的数字值作为指示操作设备42的保持状态的状态值Ds。
滤波单元64从校准单元63获得状态值Ds，并滤出状态值Ds中归因于噪声信号的影响。校准单元63和滤波单元64的功能将在后面说明。
应用程序执行单元65执行从光盘36等读出和保存在主存储器20中的应用程序，从而执行游戏过程等等。这里，应用程序执行单元65根据来自陀螺仪传感器信号控制单元62和/或滤波单元64的数据，执行与操作设备42的保持状态一致的处理。
下面，参考图7中的功能方框图说明陀螺仪传感器信号控制单元62的例证功能。如图所示，就功能来说，陀螺仪传感器信号控制单元62包括参考传感器信号估计单元62a，参考信号控制单元62b，输出值校正单元62c和初始值设置单元62d。这些功能由例如执行保存在娱乐系统10中的系统软件MPU 11实现。
参考传感器信号估计单元62a根据来自信号输出单元53的信号，估计在陀螺仪传感器52未检测到角速度的情况下待输出的参考传感器信号Vgr。具体地说，参考传感器信号估计单元62a计算按照参考传感器信号Vgr和将由后面说明的参考信号控制单元62b控制的放大参考信号Vr输出的输出值Dg的估计值(参考传感器信号估计值De)，从而估计参考传感器信号Vgr。根据输出值获取单元61通过每隔预定时间连续获得输出值Dg而获得的输出值数组，进行参考传感器信号估计单元62a的参考传感器信号估计值De的计算。
下面，说明参考传感器信号估计值De的上述计算的例子。即，参考传感器信号估计单元62a首先从形成输出值数组的那些输出值中选择待处理的输出值Dg，并计算所选输出值Dg的代表值(例如，平均值)，用于参考传感器信号估计值De的计算。
更具体地说，参考传感器信号估计单元62a计算属于通过把输出值数组分成预定的时间区间而获得的多个评估区间Pn中的每个区间的输出值Dg的代表值，随后根据计算的代表值估计参考传感器信号Vgr。上面，在输出值数组中连续的预定数目的采样输出值Dg属于每个评估区间Pn(n＝1，2，3...)。参考传感器信号估计单元62a计算指示属于每个评估区间的输出值Dg的平滑度(变化度)的估计指数En，并根据估计指数En，选择将相对于其计算参考传感器信号估计值De的评估区间。之后，根据属于每个所选评估区间的输出值Dg的代表值(平均值等)计算参考传感器信号估计值De。
下面，参考图8中的流程图具体说明上述处理。每次输出值获取单元61获得属于每个评估区间Pn的预定数目的输出值Dg时，执行该处理。
首先，对于待处理的评估区间Pn，参考传感器信号估计单元62a获得属于评估区间Pn的输出值Dg的最大值(区间最大值)Dmaxn，属于评估区间Pn的输出值Dg的最小值(区间最小值)Dminn，和属于评估区间Pn的输出值Dg的平均值(区间平均值)Davgn(S1)。之后，参考传感器信号估计单元62a根据区间最大值Dmaxn，区间最小值Dminn和区间平均值Davgn，利用下面的表达式计算估计指数En(S2)。
En＝(Dmaxn-Davgn)²+(Dminn-Davgn)²
在该表达式中，估计指数En是区间最大值Dmaxn和区间最小值Dminn相对于区间平均值Davgn的方差的和。于是，当评估区间Pn的输出值Dg变化较小时、更接近于常数时，估计指数En较小。通常，当用户操纵操作设备42时，输出值Dg预期变化较大，当用户不操纵操作设备42时，输出值Dg预期变化较小。于是，在估计指数En较小的情况下变化较小的输出值Dg预期接近于按照陀螺仪传感器52的参考传感器信号Vgr输出的值。
但是，当转动操作设备42的角速度超过陀螺仪传感器52的可测范围，从而传感器信号饱和于最大值或最小值时，输出值Dg也变得恒定，同时作为结果产生的估计指数En较小。鉴于上面所述，参考传感器信号估计单元62a确定属于评估区间Pn的输出值Dg是否包括在预定上限值THmax和下限值THmin之间的范围中(即，THmin<Dg<THmax)(S3)。如果输出值Dg在阈值的预定范围之外，即，S3的条件不被满足，那么关于评估区间Pn的处理被终止。
同时，当S3的条件被满足时，参考传感器信号估计单元62a确定估计指数En是否小于预定阈值Eth(即，En<Eth)(S4)。当确定估计指数En等于或大于阈值Eth，即S4的条件不被满足时，在参考传感器信号估计值De的估计中不使用关于评估区间Pn的信息，关于评估区间Pn的处理被终止。
同时，当在S4满足确定条件时，参考传感器信号估计单元62a确定在参考传感器信号Vgr的估计中使用关于评估区间Pn的信息。这种情况下，参考传感器信号估计单元62a把在步骤S1中计算的区间平均值Davgn保存在主存储器20中，作为评估区间Pn的输出值Dg的代表值(S5)。上面，应注意预定数目的评估区间的区间平均值信息始终被控制保存在主存储器20中。于是，当已保存预定数目的区间平均值时，参考传感器信号估计单元62a在步骤S5把新的区间平均值写入主存储器20，同时删除最陈旧的区间平均值。
之后，参考传感器信号估计单元62a根据关于在步骤S5保存在主存储器20中的预定数目的区间平均值的信息，计算参考传感器信号估计值De。应注意尽管上面获得了满足步骤S3和S4的条件的预定数目的区间平均值Davgn，不过其中可能包括并不对应于参考传感器信号Vgr的信息。这是因为甚至在与陀螺仪传感器52未检测到角速度的情况不同的特殊情况下，步骤S3和S4的确定条件也可能被满足。即，当用户以恒定的角速度等缓慢移动操作设备42时，步骤S3和S4的条件可能被满足。
为了解决上述问题，参考传感器信号估计单元62a确定在步骤S5保存在主存储器20中的多个区间平均值Davgn的最大值和最小值之间的差值W是否小于预定阈值Wth(即，W<Wth)(S6)。在差值W被确定为等于或大于预定阈值的情况下，处理被终止。即，借助这种安排，如果多个区间平均值Davgn相互变化过大，那么可终止参考传感器信号估计值De的计算。
同时，当S6的确定条件被满足时，参考数字信号估计单元62a计算在S5保存在主存储器20中的预定数目的区间平均值Davgn的平均值，并把计算的平均值确定为参考传感器信号估计值De(S7)。
如上所述，在使用陀螺仪传感器52的时候，即使参考传感器信号Vgr因温度等的影响而变化，参考传感器信号估计单元62a也能够按照变化的参考传感器信号Vgr计算参考传感器信号估计值De。
应注意在计算参考传感器信号估计值De时，参考传感器信号估计单元62a可以采用与上述方法不同的方法。例如，参考传感器信号估计单元62a可计算具有不同时间长度的多种评估区间的代表值(平均值等)，并周期地根据计算的代表值估计参考传感器信号。上面，在当计算参考传感器信号估计值De时，参考传感器信号估计单元62a使用较短周期的评估区间的情况下，参考传感器信号估计值De可被立即更新，如果当操作设备42使用时参考传感器信号Vgr发生变化。但是，当传感器输出不稳定，比如当用户频繁操纵操作设备42时，更新参考传感器信号估计值De的频率下降。鉴于上面所述，在依赖于较短周期的估计值计算处理中获得的估计值和在依赖于较长周期的估计值计算处理中获得的估计值任意之一的选择能够实现参考传感器信号估计值De的高度精确的计算。
例如，除了上述估计值计算处理，参考传感器信号估计单元62a可使用在较短周期的估计值计算处理中计算的区间平均值Davgn，而不是输出值Dg，并执行与较短周期的估计值计算处理类似的处理。这构成利用较长周期的评估区间的估计值计算处理，对应于对低通滤波器滤波的输出值数组应用的估计值计算处理。当在依赖较短周期的估计值计算处理中更新参考传感器信号估计值De时，依赖于较长周期的估计值计算处理的结果被控制以便被重置(即，迄今为止累积的关于较长周期的评估区间的平均值的信息被删除)。同时，当并不持续预定一段时间应用依赖于较短周期的估计值计算处理中的参考传感器信号估计值De的更新时，在依赖于较长周期的估计值计算处理中获得的参考传感器信号估计值De被输出给参考信号控制单元62b。依据上面所述，当可能时，利用紧接在参考传感器信号Vgr后的依赖于较短周期的处理更新参考传感器信号估计值De，当不可能时，利用依赖于较长周期的处理更新参考传感器信号估计值De。
应注意应用程序执行单元65可在预定时间指令用户使操作设备42保持静止，以致参考传感器信号估计单元62a能够计算参考传感器信号估计值De。在用户响应所述指令使操作设备42保持静止的情况下，参考传感器信号估计单元62a能够快速准确地计算参考传感器信号估计值De。
另外，在上述例子中，参考传感器信号估计单元62a仅仅根据与来自陀螺仪传感器52的输出一致，并由输出值获取单元61获得的输出值Dg估计参考传感器信号Vgr，不过在该估计中可以使用任何其它信息。例如，参考传感器信号估计单元62a可获得相对于操作设备42执行的用户操作的信息，包括来自除陀螺仪传感器52外的传感器，比如加速度传感器等的输出，表示操作设备42上的按钮或类似物的状态的信息，并根据相对于操作设备42的用户操作的有关信息，估计参考传感器信号Vgr。
具体地说，参考传感器信号估计单元62a根据操作设备42执行的用户操作的有关信息和估计指数En，选择用于计算参考传感器信号估计值De的输出值Dg。这使得能够按照操作设备42的状态，选择用于估计参考传感器信号Vgr的陀螺仪传感器52的输出值，以致能够提高估计精度。此外，参考传感器信号估计单元62a可根据使用操作设备42的一段时间，和应用程序执行单元65执行的处理的内容的有关信息，估计参考传感器信号Vgr。
参考信号控制单元62b进行控制，以便按照由参考传感器信号估计单元62a估计的参考传感器信号Vgr，改变将输入到信号输出单元53的放大参考信号Vr。具体地说，参考信号控制单元62b按照参考传感器信号估计单元62a计算的参考传感器信号估计值De，确定参考数字信号Dr的值，并通过操作设备42的接口57，把参考数字信号Dr输入到参考信号输入部分55，从而控制放大参考信号Vr。
具体地说，参考信号控制单元62b按照参考传感器信号估计值De改变参考数字信号Dr，以致按照参考传感器信号Vgr获得的输出值Dg与预定目标值Dc相符。即，参考信号控制单元62b按照参考传感器信号估计值De与预定目标值Dc之间的差值，改变正在输出的参考数字信号Dr。依据上面所述，当从陀螺仪传感器52参考传感器信号Vgr时，在参考信号控制单元62b的控制下输出的输出值Dg变得基本与预定目标值Dc相符。从而，输出值Dg取表现出角速度的变化的值，同时目标值Dc作为振幅的中心。
这种情况下，目标值Dc被设置例如在来自A/D转换器54a的数字输出信号可取的数值范围的中值(这里512)。另一方面，目标值Dc可以是响应来自应用程序执行单元65的指令确定的值。
这里，当参考数字信号Dr的分辨率和由参考信号输入部分55相应地输出的放大参考信号Vr的精度足够高时，能够进行微调，以致将按照参考传感器信号Vgr输出的输出值Dg变得与目标值Dc精确相符。不过，可能存在由于电路结构压缩或类似原因的缘故，借助放大参考信号Vr只能实现精度较粗的控制的情况，在这样的情况下，利用下面说明的方法组合参考数字信号Dr的调整和输出值Dg的校正，能够按照参考传感器信号估计值De微调输出值Dg。
例如，在本实施例中，假定信号输出单元53是把两个电压信号输入之间的电位差放大-A倍的放大电路。这种情况下，在来自陀螺仪传感器52的传感器信号Vg和来自信号输出单元53的输出信号Vo之间，下述关系表达式成立。
Vo-Vr＝-A(Vg-Vr)
该关系表达式被修改成如下所示:
Vo＝-A·Vg+(A+1)Vr
依据上面的关系表达式，输出信号Vo的变化量为放大参考信号Vr的变化量的(A+1)倍。
此外，如上所述，在本实施例中，按照输出信号Vo从A/D转换器54a输出的数字输出信号(即，输出值Dg)的分辨率为10位，而输入到参考信号输入部分55的参考数字信号Dr的分辨率为8位。放大参考信号Vr是按照参考数字信号Dr控制的。输出值Dg的分辨率与参考数字信号Dr的分辨率之间的比例为4:1(两位×2)。
依据上面所述，在本实施例中，输出值Dg的变化量为参考数字信号Dr的变化量的4(A+1)倍。即，在参考数字信号Dr的变化量ΔDr和与变化量ΔDr一致的输出值Dg的变化量ΔDg之间，下述关系表达式成立。
ΔDg＝4(A+1)ΔDr
这里，输出值Dg的变化量相对于参考数字信号Dr的变化量的比率在下面被定义成变化率R。从该关系表达式可知，在本实施例中，每次参考数字信号Dr被改变1时，输出值Dg被改变R(＝4(A+1))。不过，“A”并不总是整数，当“A”不是整数时，输出值Dg的变化量ΔDg采取例如通过把1/2以上的分数视为1，忽视小于1/2的分数，或者类似方法，把利用上面的表达式获得的值转换成整数而得到的值。
如上所述，在本实施例中，仅仅通过改变参考数字信号Dr，不能足够精确地控制输出值Dg。于是，为了对通过改变参考数字信号Dr的调整进行补偿，陀螺仪传感器信号控制单元62校正输出值Dg。具体地说，参考信号控制单元62b根据变化率R，确定相对于参考数字信号Dr的当前值的变化量ΔDr，并把已按照确定的变化量修改的参考数字信号Dr输出给参考信号输入部分55。另外，参考信号控制单元62b根据变化率R计算校正值ΔDg，以便校正假定为按照新的参考数字信号Dr关于参考传感器信号Vgr输出的输出值Dg，与将关于参考传感器信号估计单元62a估计的参考传感器信号Vgr输出的输出值Dg(这里，目标值Dc)之间的差异。
例如，参考信号控制单元62b计算参考数字信号Dr的变化量ΔDr和校正值ΔDg，以便满足下面的关系表达式。
Dc-De＝R·ΔDr+ΔDg
其中ΔDr是使ΔDg具有小于R的绝对值的整数值。例如，把Dc-De除以R而获得的商是ΔDr，余数是ΔDg。随后，参考信号控制单元62b输出通过使ΔDr与正在输出的参考数字信号Dr相加而获得的值作为新的参考数字信号Dr，并把保存在主存储器20中的校正值ΔDg更新为计算的值。这种情况下，假定为按照新的参考数字信号Dr输入，关于参考传感器信号Vgr输出的输出值Dg为De+R·ΔDr。应注意的是当Dc-De的绝对值小于R时，参考信号控制单元62b更新校正值ΔDg，而不改变参考数字信号Dr。
输出值校正单元62c根据参考信号控制单元62b计算并保存在主存储器20中的校正值ΔDg，校正输出值获取单元61获得的输出值Dg。即，在参考信号控制单元62b改变参考数字信号Dr之后，校正值ΔDg被加入到按照所述变化而输出的输出值Dg中，从而校正输出值Dg。这使得能够校正输出值Dg，以致关于参考传感器信号Vgr获得的输出值Dg变得基本与目标值Dc相符。
在本实施例中，校正后的输出值被输出到应用程序执行单元65。应用程序执行单元65对校正后的输出值和目标值Dc之间的差值进行积分，从而获得与操作设备的转动角相关的信息。
初始值设置单元62d获得参考数字信号Dr的初始值，并把获得的初始值输出给参考信号控制单元62b。上面，当娱乐系统10的电源被打开时，或者当操作设备42与娱乐系统10连接时，初始值设置单元62d从操作设备42的存储单元56读取数据，从而获得参考数字信号Dr的初始值。依据初始值设置单元62d获得的初始值，参考信号控制单元62b确定与初始值一致的参考数字信号Dr，并把确定的参考数字信号Dr输出给参考信号输入部分55。
除了参考数字信号Dr的初始值之外，初始值设置单元62d还获得将由输出值校正单元62c用于校正输出值Dg的校正值ΔDg的初始值，并将其保存在主存储器20中。
在本实施例中，随着时间的过去，按照不断变化的输出值Dg控制参考数字信号Dr。因此，在参考数字信号Dr被调整到与参考传感器信号Vgr一致的值之前，在初始值为预定值，比如0的情况下，所述控制费时。为了解决该问题，在本实施例中，按照预先保存在操作设备42的存储单元56中的参考数字信号Dr的初始值控制参考数字信号Dr
这种情况下，保存在存储单元56中的参考数字信号Dr的初始值被确定，以致当操作设备42仍然保持静止时，来自A/D转换器42a的数字输出信号变得最接近于目标值Dc。这是通过在制造操作设备42等的过程中，在使操作设备42保持静止，并改变参考数字信号Dr的时候，通过测量来自A/D转换器42a的数字输出信号来实现的。另外，这种情况下关于参考数字信号Dr的初始值将输出的数字输出信号和目标值Dc之间的差值被确定为校正值ΔDg的初始值。
通过上面所述的处理，陀螺仪传感器信号控制单元62按照根据来自信号输出单元53的输出信号估计的参考传感器信号Vgr，控制将输入到信号输出单元53的参考信号，从而来自陀螺仪传感器52的传感器信号可被转换成振幅中心被固定在不受传感器的个体差异的影响的预定值(这里，目标值Dc)的输出信号。从而，应用程序执行单元65能够借助所获得的输出信号的积分，获得与操作设备42相对于陀螺参考轴的转动角度有关的信息。
下面，将根据图9中所示的功能方框图说明校准单元63的例证功能。如图所示，就功能来说，校准单元63包括参考值获取单元63a和状态值计算单元63b。这些功能由例如执行保存在娱乐系统10中的系统软件的MPU11实现。
参考值获取单元63a获得与操作设备52的预定保持状态(参考状态)相一致的输出值作为参考值。通过在操作设备42的制造过程中，在使操作设备42保存在参考状态下的时候，测量传感器输出，获得所述参考值，并将其保存在存储单元56中。具体地说，当娱乐系统10的电源被打开时，或者当操作设备42与娱乐系统10连接时，参考值获取单元63a从存储单元56读取数据，从而获得参考值。读取的参考值被保存在主存储器20中。
这里，将说明将保存在存储单元56中的参考值的一个具体例子。将保存在存储单元56中的参考值包含与操作设备42的第一预定保持状态(第一参考状态)相一致的输出值(第一参考值)，和与不同于第一参考状态的第二预定保持状态(第二参考状态)相一致的输出值(第二参考值)。第一和第二参考状态是根据特别需要输出值的精确性的操作设备42的保持状态的范围确定的。
另外，存储单元56可包含与第三预定保持状态(第三参考状态)相一致的输出值(第三参考值)。这种情况下，例如，第三参考状态是第一和第二参考状态之间的保持状态，并且指示操作设备42的标准保持状态，比如加速度传感器51未检测到任何加速度的状态。应注意的是，当操作设备42的标准保持状态与第一或第二参考状态相符时，存储单元56不一定保存与第三参考状态对应的第三参考值。
这些参考状态是预先关于将由校准单元63校准的多种输出值中的每一种确定的。在本实施例中，将校准与将由加速度传感器51测量的三个参考轴的加速度一致的三种输出值。于是，关于三个参考轴中的每个参考轴定义多个参考状态。与每个参考轴的参考状态一致的输出值被测量，并作为参考值保存在存储单元56中。
具体地说，在与x轴和y轴每一个的加速度相一致的输出值方面，每个轴的正方向与垂直方向(重力方向)相符的状态被称为第一参考状态，第一参考值是与+1G的重力加速度相一致的输出值。每个轴的负方向与垂直方向相符的状态被称为第二参考状态，第二参考值是与-1G的重力加速度相一致的输出值。此外，每个轴垂直于垂直方向的状态被称为第三参考状态，第三参考值与0G的重力加速度相一致的输出值。图10A、10B和10C解释与x轴的加速度一致的输出值的参考状态的例子。图10A表示第一参考状态，图10B表示第二参考状态，图10C表示第三参考状态。所有这三个图表示沿y轴的正方向观看的图3中所示的操作设备42。图10C中所示的状态是y轴的第三参考状态。
至于与z轴的加速度一致的输出值，z轴垂直于垂直方向的状态被称为第一参考状态，第一参考值是与0G的重力加速度一致的输出值。z轴的负方向与垂直方向相符的状态被称为第二参考状态，第二参考值是与-1G的重力加速度一致的输出值。
图11说明保存在上述例子中的操作设备42的存储单元56中的参考值的例子。在本例中，对于z轴来说不存在第三参考状态，因为认为用户很少颠倒倾斜操作设备42，于是，当加速度传感器51被用于检测操作设备42的倾斜度时，要求对于x和y轴来说在-1G和+1G的范围，对于z轴来说在-1G和0G的范围内的精确测量。
状态值计算单元63b根据输出值获取单元61获得的输出值Da，和参考值获取单元63a获得的并保存在主存储器20中的第一和第二参考值，计算并输出指示与输出值Da相一致的操作设备42的保持状态的状态值Ds。即，每次输出值获取单元61获得输出值Da时，状态值计算单元63b计算状态值Ds，并输出状态值Ds，或者说经过校正的输出值Da。应注意状态值计算单元63b另外可利用第三参考值，计算状态值Ds。
这里，将具体说明状态值计算单元63b进行的状态值Ds的计算(状态值计算处理)。首先，说明通过按照x轴的加速度校正输出值Da，计算状态值Ds。这种情况下，状态值计算单元63b利用下面说明的计算和第一及第二参考值，进行线性插值，从而计算状态值Ds。
Ds = C 1 x R 1 x - R 2 x ( Da - R 3 x ) + C 2 x - - - ( 1 ) ]]>
其中R1x、R2x和R3x分别表示第一、第二和第三参考值，C1x和C2x分别表示预定的校正参数。
就处于第三参考状态(与重力加速度0G对应的状态)的操作设备42来说，输出值Da被假定为采取第三参考值R3x。这种情况下，在状态值计算处理中计算的状态值采取固定值C2x。于是，即使由于传感器的个体差异等等，第三参考值R3x发生变化，状态值计算单元63b也总是输出值C2x作为表示操作设备42的第三参考状态的状态值。值C2x被设置在从A/D转换器54b输出的数字信号可取的数值范围的中间值(这里，512)。
在状态值计算处理中计算的状态值Ds的取值正比于输出值Da，系数C1x/(R1x-R2x)作为比例常数。从而，表示第一参考状态的状态值和表示第二参考状态的状态值之间的差值取值为预定值C1x，而与传感器等的个体差异无关。于是，即使由于传感器等的个体差异，输出值Da会相对于相同量的用户操作在第一参考状态和第二参考状态之间不同地变化，校正后的状态值Ds相对于相同量的用户操作恒定地变化。即，状态值Ds的变化量相对于重力加速度的变化量保持恒定。依据上面所述，在上面所述的表示第三参考状态的状态值C2x作为参考的情况下，状态值Ds集体指示在第一和第二参考状态之间的范围(聚焦范围)内的操作设备42的保持状态。从而，能够提高状态值De的精度。
应注意利用与x轴的计算表达式类似的计算表达式，能够获得按照y轴的加速度的输出值Da的校正，其中C1y和C2y可以分别是与C1x和C2x相等的值。
下面，将说明按照z轴的加速度的输出值Da的校正。这种情况下，状态值计算单元63b利用下面的计算表达式计算状态值Ds。
Ds = C 1 z R 1 z - R 2 z ( Da - R 1 z ) + C 2 z - - - ( 2 ) ]]>
类似于表达式(1)，R1z和R2z分别表示第一和第二参考值，C1z和C2z分别代表预定的校正参数。按照表达式(2)，第一参考值R1z和第二参考值R2z总是分别被校正为固定值C2z和(C2z-C1z)。
就z轴来说，如上所述，第一参考状态对应于重力加速度0G，而第二参考状态对应于重力加速度-1G。第一和第二参考状态之间的范围对应于x轴和y轴情况下的聚焦范围的一半。于是，由于
C 1 z = 1 2 C 1 x = 1 2 C 1 y ]]>
能够进行控制，以致对于任意参考轴，相对于重力加速度的相同变化量，状态值Ds的变化量变得恒定。此外，在表达式(2)中，使用第一参考值而不是表达式(1)中的第三参考值，关于z轴的第一参考状态对应于重力加速度0G，类似于关于x轴和y轴的第三参考状态。于是，通过定义C2z＝C2x＝C2y，能够进行控制以致关于相应参考轴的状态值Ds相对于重力加速度0G取相同的值。
当利用上述计算表达式计算的状态值Ds并不包括在A/D转换器54b输出的数字输出信号可取的数值的范围中时，状态值计算单元63b可进行校正，以致状态值Ds被包括在该范围中。即，状态值计算单元63b进行校正，以致计算的状态值被包括在由预定上下限定义的范围中。具体地说，在本实施例中，当利用计算表达式计算的值小于下限值0时，输出0作为状态值Ds，当计算的值超过上限值1023时，输出1023作为状态值Ds。由于上面所述，能够校正整个输出值Da，以便被包括在初始输出值Da可取的数值范围中，并作为状态值Ds被输出，同时保证在聚焦范围中的状态值Ds的精度。由于上面所述，当根据作为与加速度相一致的输出值获得具有10位分辨率的数字值的假定设计应用程序时，应用程序执行单元65原样执行该应用程序，从而实现与经历校准单元63的校准的状态值Ds相一致的处理。
由于上述功能，校准单元63能够根据输出值获取单元61获得的输出值Da，和预先分别根据第一和第二参考状态获得的第一和第二参考值，计算状态值Ds，从而进行校正以消减操作设备42之间的个体差异，同时保证所需范围中状态值Ds的精度。
下面，将根据图12中的功能方框图，说明滤波单元64的功能例子。如图所示，就功能来说，滤波单元64包括参数集保持单元64a，参数集选择单元64b和滤波执行单元64c。参数集保持单元64a的功能可由主存储器20或类似物实现。参数集选择单元64b和滤波执行单元64c的功能由执行以和应用程序一起保存在光盘36中的形式等等提供的库程序的MPU11实现。
参数集保持单元64a保存多个参数集，每个参数集包含供预定滤波之用的至少一个参数。具体地说，参数集保持单元64a保存一个表格，所述表格彼此关联地显示参数集编号和参数集，所述参数集包含预定数目的参数。图13是解释保存在所述表格中的参数集的例子的示图。
按照来自应用程序执行单元65的指令，参数集选择单元64b从保存在参数集保持单元64a中的那些参数集中选择一个参数集。例如，参数集选择单元64b可选择与由应用程序执行单元65通知的参数集编号关联的参数集。
滤波执行单元64c利用由参数集选择单元64b选择的参数集对状态值Ds滤波。具体地说，滤波执行单元64c获得每隔预定时间段由状态值计算单元63b以状态值数组的形式输出的状态值Ds，并对状态值数组滤波。
滤波执行单元64c的滤波是滤出状态值数组中的高频分量的低通滤波处理。下面，将说明滤波执行单元64c的低通滤波的一个具体例子。
这种情况下，保存在参数集保持单元64a中的每个参数集包含一个参数，该参数是滤波器系数。假定一个参数集包含参数P1、P2、P3、P4和P5。这种情况下，利用下面的计算表达式实现低通滤波。
u [ n ] = P 1 &CenterDot; u [ n - 1 ] + P 2 &CenterDot; u [ n - 2 ] + Ds [ n ] ( 3 ) Ds ′ [ n ] = P 3 &CenterDot; u [ n ] + P 4 &CenterDot; u [ n - 1 ] + P 5 &CenterDot; u [ n - 2 ] ( 4 ) ]]>
这里，Ds[n]表示在第n次采样中获得的状态值，Ds′[n]表示滤波后获得的状态值。u[n]是对于每次采样，利用表达式(3)临时计算的值，关于预定的过去次数的u[n]′被临时保存在主存储器20中供利用表达式(3)和(4)的计算之用。应注意所述表达式代表利用辅助IIR(有限脉冲响应)滤波器的低通滤波的例子。这种滤波器的使用使得能够除去噪声信号，而不显著牺牲对相对于用户操作的状态值Ds的变化的响应速度。
在上面的例子中，假定保存在参数集保持单元64a中的多个参数集对应于不同的截止频率。这种情况下，通过利用相应的参数集的低通滤波，不同范围中的频率分量被除去。具体地说，当采样频率100Hz被用于获得状态值Ds时，分别对应于截止频率25Hz，10Hz和5Hz的三组滤波系数被保存为参数集。随后，响应来自应用程序执行单元6的指令，利用从这三个参数集中选择的一个参数集对状态值数组滤波，从而滤出等于或大于截止频率的频率分量。
由于上面所述，在娱乐系统10中，当不要求相对于应用于操作设备42的操作灵敏的精度时，例如当菜单屏幕被显示在监视器26上，并且鼓励用户选择菜单项目时，利用较低截止频率的滤波的使用能够有效地从状态值数组中除去噪声信号。相反，当应用程序执行单元65响应用户利用操作设备42进行的微小操作，控制显示在屏幕上的对象(例如游戏字符，指示器等等)的运动时，应用利用较高截止频率的滤波，以致能够提高对用户操作的响应性，从而提高用户可操作性。
应注意滤波单元64可利用公共的参数集或者不同的参数集，对从加速度传感器51输出的表示参考轴的加速度的三个状态值数组滤波。
例如，参数集保持单元64a可保存与多种状态值数组中的每一个对应的参数集，以便与一个参数集编号关联。这种情况下，参数集选择单元64b按照来自应用程序执行单元65的指令，关于多种状态值数组中的每一个选择一个参数集，滤波执行单元64c利用选择的参数集对所述多种状态值数组中的每一个滤波。
由于上面所述，例如加速度传感器51输出的表示相应参考轴的加速度的每个状态值数组可经历利用不同截止频率的低通滤波。于是，在按照应用程序执行单元65执行的处理的内容，预期就特定方向的特殊参考轴而论会造成噪声信号的情况下(例如，当使用在操作设备42的特定表面上形成的按钮时)，与该参考轴相关的状态值数组经历利用较低截止频率的低通滤波，以致在所需的条件下能够除去噪声信号。另外，为了实现与由用户沿特定方向倾斜的操作设备相一致的处理，除与所述方向对应的参考轴之外的参考轴经历利用较低截止频率的低通滤波，以致在不降低对用户操作的灵敏性的情况下能够除去噪声信号。
应用程序执行单元65利用通过滤波单元64滤波获得的状态值Ds′，执行与操作设备42的保持状态一致的处理。如上所述，通过由滤波单元64按照来自应用程序执行单元65的指令改变滤波条件，娱乐系统10能够实现与应用程序执行单元65执行的处理的内容相一致的滤波。这能够提高用户可操作性。
应注意本发明并不局限于上述实施例，可实现各种改进的实施例。
例如，尽管上面描述了其中娱乐系统10的主体起控制输入信号输出单元53的预定参考信号的操作设备控制设备的作用的例子，不过操作设备控制设备可被包含在操作设备42中。
当陀螺仪传感器52输出的电压信号不需要由放大电路等放大时，通过执行预定的程序，信号输出单元53可由例如娱乐系统10的主体实现。即，信号输出单元53被实现成具有按照与陀螺仪传感器52输出的电压信号相一致的数字信号和预定参考信号(数字信号)之间的差值，输出数字信号作为输出信号的功能的软件。
另外，尽管上面说明根据与加速度传感器51的输出相一致的输出值Da进行校准和滤波，不过娱乐系统10可根据与来自陀螺仪传感器52的输出相一致的输出值Dg执行校准单元63的校准和滤波单元64的滤波。这种情况下，参考状态可以不是如上关于加速度传感器51所述的操作设备42仍然保持预定姿态的状态，相反可以是操作设备42以预定角速度转动的状态。另一方面，娱乐系统10可利用用于检测操作设备42的任何其它姿态和运动的运动传感器等等，获得与操作设备42的保持状态相一致的输出值，并对所述输出值进行校准和/或滤波。
滤波单元64可进行不同种类的滤波处理，并不局限于利用低通滤波器对状态值数组的滤波。