CN101578569A - 控制设备、输入设备、控制***、手持型信息处理设备、控制方法及其程序 - Google Patents

控制设备、输入设备、控制***、手持型信息处理设备、控制方法及其程序 Download PDF

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Abstract

目标是提供被配置以提高当用户通过指针操作在屏幕上显示的GUI时的可操作性的控制设备、控制***、控制方法及其程序。[解决问题的手段]控制设备(40)的MPU(35)设置用于每个区域的加权系数α和β以划分屏幕(3)。MPU(35)将加权系数α和β乘以相应位移量(Vx)和(Vy)，并计算指针(2)在屏幕(3)上的位移量X’(t)和Y’(t)。因此，指针(2)的移动方向可以偏移到预定方向。通过这样，当用户操作例如输入设备(1)并选择在屏幕上在一维方向上布置的图标(4)时，操作者可以将指针的操作限制到屏幕(3)上的一维方向。因此，用户容易地选择图标，使得提高指针的可操作性。

Description

控制设备、输入设备、控制***、手持型信息处理设备、控制方法及其程序
技术领域
本发明涉及用于控制指针在屏幕上的移动的控制装置、用于输出信号到控制部件的输入装置、控制***、手持信息处理装置、控制方法及其程序。
背景技术
定点设备、特别是鼠标和触摸垫用作PC(个人计算机)中广泛使用的GUI(图形用户接口)的控制器。不仅仅作为现有技术的PC的HI(人体接口)，GUI现在开始用作以电视机作为图像媒体的起居室等中使用的AV装备和游戏机的接口。提出将用户能够三维地操作的各种定点设备作为这种类型的GUI的控制器(例如见专利文件1和2)。
专利文件1：日本专利申请特开平第2001-56743号(第(0030)和(0031)段，图1)。
专利文件2：日本专利第3748483号(第(0033)和(0041)段，图1)。
发明内容
本发明要解决的问题
顺便提及，一般通过使用诸如箭头键和操纵杆之类的定点设备来操作包括在起居室等中使用的AV装备等的屏幕上显示的图标的GUI。因此，一般在屏幕上的一维单行或单列区域中显示包括图标的GUI，以便于使用箭头键和操纵杆的操作。然而，在用户试图通过使用用于三维操作的定点设备来操作屏幕上垂直或横向一维区域中显示的GUI的情况下，存在可操作性差的问题。具体地，用户必须通过在用于操作或选择屏幕上的GUI的几乎垂直或水平方向上移动用于三维操作的定点设备来操作指针。在这种操作不能进行的情况下，指针滑出一维区域。如上所述，由于用户难以在空中仅在一维方向上移动用于三维操作的定点设备，因此可操作性差，这样是有问题的。
此外，一般期望从现在起通过在起居室等中使用的AV装备等来显示为PC开发的GUI。因此，期望在将来需要便于在显示GUI的屏幕上的预定区域中的操作的***，因为也期望用户将使用用于三维操作的定点设备来操作PC的GUI。
考虑到上述情况，本发明的目标是提供在用户使用输入装置通过指针来操作屏幕上显示的GUI时能够提高可操作性的控制装置、输入装置、控制***、手持信息处理装置、控制方法及其程序。
解决问题的手段
为了实现以上目标，根据本发明的原理方面，提供了一种控制装置，根据从输入装置输出的检测信号来控制包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动，该输入装置包括：外壳；检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；以及输出部件，用于输出由该检测部件获得的检测信号，该控制装置包括：接收部件，用于接收所述检测信号；计算部件，用于基于接收的检测信号的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针；以及显示控制部件，用于控制屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
从而，对于划分屏幕的区域的每个，可以偏移屏幕上的指针的移动方向。因此，提高了使用输入装置的指针的可操作性。
在本发明中，给出前序部分“一种控制装置......外壳......”为了阐明本发明的内容，并非意要作为本发明的发明人的公知技术。这对于以下描述同样适用。
在控制装置中，显示控制部件可以基于第一相应位移量设置第一值，并基于第二相应位移量设置第二值。
从而，可以使得指针在屏幕上的位移量不仅取决于屏幕上的区域，而且取决于相应位移量。因此，增强了在屏幕上的每个区域中移动指针的自由度。
在控制装置中，当在屏幕的第一方向上拉长多个区域之一时，第一值可以大于第二值。
从而，例如，在当在屏幕上一维地显示包括通过使用指针来操作的图标和滚动条的GUI的情况下，能够使指针在一维方向上的移动优先。换句话说，指针变得难以滑出一维区域，导致使用输入装置的指针的可操作性的提高。
由于当使用用于三维操作的定点设备作为输入装置时难以在空中仅在一维方向上操作定点设备，因此特别提高了指针的可操作性。
在控制装置中，当第一相应位移量大于第二相应位移量时，显示控制部件可以设置第一值大于第二值，并且当第二相应位移量大于第一相应位移量时，显示控制部件可以设置第二值大于第一值。
从而，指针在屏幕上的移动方向可以偏移到第一方向和第二方向。当例如第一方向是屏幕上的垂直方向并且第二方向是屏幕上的水平方向时，指针的移动偏移到屏幕上的垂直和水平方向。因此，例如，当通过在屏幕上的垂直方向上排列包括通过使用指针来操作的图标和滚动条的GUI而构成一维区域时，能够使得指针进行在垂直和水平方向上的偏移移动。如果用户要选择图标或操作滚动条，仅通过在接近垂直的方向上操作输入装置，指针变得难以滑出该区域。另一方面，通过用户在接近水平方向上操作输入装置，允许指针滑出该区域。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制装置，根据从输入装置输出的关于第一相应位移量的信息和关于第二相应位移量的信息来控制在包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动，该输入装置包括：外壳；检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；以及计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值，来计算与所述第一方向上的检测值对应的所述第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动指针，所述控制装置的特征在于包括：接收部件，用于接收关于所述第一相应位移量的信息和关于所述第二相应位移量的信息；以及显示控制部件，用于控制所述屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
在该控制装置中，显示控制部件可以基于第一相应位移量设置第一值，并基于第二相应位移量设置第二值。
在该控制装置中，当在屏幕的第一方向上拉长多个区域之一时，第一值可以大于第二值。
在该控制装置中，当第一相应位移量大于第二相应位移量时，显示控制部件可以设置第一值大于第二值，并且当第二相应位移量大于第一相应位移量时，显示控制部件可以设置第二值大于第一值。
根据本发明，提供了一种输入装置，向控制装置输出用于在屏幕上移动指针的位移量信息的信号，所述控制装置控制指针在包括多个区域的屏幕上的移动的显示并发送屏幕上的多个区域的区域信息，所述输入装置的特征在于包括：外壳；检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；接收部件，用于接收所述区域信息；计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值，来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动指针，并用于基于所述区域信息，来计算通过将所述第一相应位移量乘以第一值而获得的第一位移量和通过将所述第二相应位移量乘以第二值所获得的第二位移量；以及输出部件，用于输出所述第一位移量和所述第二位移量，作为所述位移量信息的信号。
在该输入装置中，计算部件可以基于第一相应位移量设置第一值，并基于第二相应位移量设置第二值。
在该输入装置中，当在屏幕的第一方向上拉长多个区域之一时，第一值可以大于第二值。
在该输入装置中，当第一相应位移量大于第二相应位移量时，计算部件可以设置第一值大于第二值，并且当第二相应位移量大于第一相应位移量时，计算部件可以设置第二值大于第一值。
根据本发明，提供了一种控制***，其特征在于包括：输入装置，用于输出检测信号(其包括：外壳，检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动，以及输出部件，用于输出由所述检测部件获得的检测信号)；以及控制装置，用于根据从所述输入装置输出的检测信号来控制在包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动，该控制装置包括：接收部件，用于接收所述检测信号；计算部件，用于基于接收的检测信号的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针；以及显示控制部件，用于控制屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制***，其特征在于包括：输入装置，用于输出关于相应的位移量的信息(该输入装置包括：外壳，检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动，计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针，以及输出部件，用于输出关于所述第一相应位移量的信息和关于所述第二相应位移量的信息)；以及控制装置，用于根据从所述输入装置输出的关于所述第一相应位移量的信息和关于所述第二相应位移量的信息，来控制在包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动，该控制装置包括：接收部件，用于接收关于所述第一相应位移量的信息和关于所述第二相应位移量的信息，以及显示控制部件，用于控制所述屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制***，其特征在于包括：控制装置，用于控制在包括多个区域的屏幕上指针的移动的显示(该控制装置包括：控制部件，用于控制所述指针的移动，以及发送部件，用于发送在所述屏幕上的多个区域的的区域信息)；以及输入装置，用于将用于在所述屏幕上移动所述指针的位移量信息的信息输出到所述控制装置，该输入装置包括：外壳，检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动，接收部件，用于接收所述区域信息，计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针，并用于基于所述区域信息来计算通过将所述第一相应位移量乘以第一值而获得的第一位移量和通过将所述第二相应位移量乘以第二值所获得的第二位移量，以及输出部件，用于输出所述第一位移量和所述第二位移量，作为所述位移量信息的信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种根据输入装置的移动来控制在包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动的方法，其特征在于包括：检测在外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；基于所检测的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针；以及控制所述屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
根据本发明，提供了一种手持信息处理装置，用于控制在包括多个区域的屏幕上的指针的移动，其特征在于包括：显示部件，用于显示所述屏幕；外壳；检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动，计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针；以及显示控制部件，用于控制屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
在该手持信息处理装置中，显示控制部件可以基于第一相应位移量设置第一值，并基于第二相应位移量设置第二值。
在该手持信息处理装置中，当在屏幕的第一方向上拉长多个区域之一时，第一值可以大于第二值。
在该手持信息处理装置中，当第一相应位移量大于第二相应位移量时，显示控制部件可以设置第一值大于第二值，并且当第二相应位移量大于第一相应位移量时，显示控制部件可以设置第二值大于第一值。
如上所述，根据本发明，能够提供能够在用户通过使用输入装置的指针来操作在屏幕上显示的GUI时提高可操作性的控制装置、输入装置、控制***、手持信息处理装置、控制方法及其程序。
具体实施方式
下文中，将参考附图描述本发明的实施例。
图1是示出更具本发明的实施例的控制***的图。控制***100包括显示装置5、控制装置40和输入装置1。
图2是示出输入装置1的透视图。
如稍后将描述的，此实施例的输入装置1被描述为通过两个角速度传感器和两个加速度传感器来操作的定点设备。
输入装置1是用户能够握持的尺寸。输入装置1包括外壳10和诸如在外壳10的上部分上提供的两个按钮11和12、以及旋转轮按钮13之类的操作部分。例如，更靠近外壳10的上部分的中心布置的按钮11用作鼠标(作为PC的输入设备)的左按钮，并且与按钮11相邻的按钮12用作鼠标的右按钮。
例如，可以通过在按下按钮11的同时移动输入装置1来执行“拖放(dragand drop)”操作，通过双击按钮11可以打开文件，利用轮按钮13可以滚动屏幕3。按钮11和12以及轮按钮13的位置、发出的命令的内容等可以任意改变。
图3是示意性示出输入装置1的内部结构的图。图4是示出输入装置1的电气结构的框图。
输入装置1包括传感器单元17、控制单元30和电池14。
图8是示出传感器单元17的透视图。传感器单元17包括加速度传感器单元16，用于检测诸如沿着两个正交轴(X轴和Y轴)之类的不同角度的加速度。具体地，加速度传感器16包括两个传感器，即第一加速度传感器161和第二加速度传感器162。传感器单元17还包括角速度传感器单元15，用于检测关于两个正交轴的角加速度。具体地，角速度传感器单元15包括两个传感器，即第一角速度传感器151和第二角速度传感器152。加速度传感器单元16和角速度传感器单元15被封装并安装在电路板25上。
作为第一角速度传感器151和第二角速度传感器152的每个，使用用于检测与角速度成比例的科里奥利力(Coriolis force)的振动陀螺仪传感器。作为第一加速度传感器161和第二加速度传感器162的每个，可以使用诸如压阻传感器、压电传感器或电容传感器之类的任意传感器。
在参考图2和图3给出的描述中，为了方便，外壳10的纵向方向称作Z’方向，外壳10的厚度方向称作X’方向，外壳10的宽度方向称作Y’方向。在此情况下，传感器单元17被并入外壳10中，使得其上安装了加速度传感器单元16和角速度传感器单元15的电路板25的表面与X’-Y’平面基本平行。如上所述，传感器单元16和15每个检测关于两个轴即X轴和Y轴的物理量。在以下描述中，使用X’轴、Y’轴和Z’轴来表示沿着输入装置1移动的坐标系、即固定于输入装置1的坐标系，而使用X轴、Y轴和Z轴表示惯性坐标系。另外，在以下描述中，关于输入装置1的移动，Y’轴方向有时被称作倾斜方向，X’轴方向有时被称作偏航(yaw)方向，并且关于Z’轴的旋转方向有时被称作转动方向。
控制单元30包括主基板18、安装在主基板18上的MPU(微处理单元)(或CPU)19、晶体振荡器20、发送设备21和印制在主基板18上的天线22。
MPU19包括其所需的内置易失性或非易失性存储器。MPU19被输入来自传感器单元17的检测信号、例子操作部分的操作信号等，并执行各种计算，以便产生响应于这些输入信号的预定控制信号。
发送设备21将MPU19中产生的控制信号(输入信息)作为RF无线电信号经由天线22发送到控制装置40。
晶体振荡器20产生时钟，并将时钟供应至MPU19。可以使用干电池或者可再充电电池作为电池14。
控制装置40是计算机，并包括MPU35(或CPU)、RAM36、视频RAM41、天线39和接收器设备38。
接收器设备38接收从输入装置1经由天线39发送的控制信号。MPU35分析该控制信号，并执行各种计算。结果，产生用于控制显示装置5的屏幕3上显示的UI的显示控制信号。稍后将描述控制信号的分析和各种计算。
显示控制部分42主要根据MPU35的控制产生要在显示装置5的屏幕3上显示的屏幕数据。视频RAM41用作显示控制部分42的工作区，并临时存储产生的屏幕数据。
除了用于控制每个组件的MPU35的控制程序和各种类型的初始数据以外，ROM37还存储用于划分(section)和识别屏幕3的MPU35的程序。
控制装置40可以是专用于输入装置1的装置，或者可以是PC等。控制装置40不限于PC，并且可以是与显示装置5、视听装备、投影仪、游戏设备、汽车导航***等集成地形成的计算机。
显示装置5的例子包括液晶显示器和EL(电致发光)显示器，但不限于此。可替换地，显示装置5可以是与显示器集成地形成并能够接收电视广播等的装置。
图5是示出显示装置5上显示的屏幕3的例子的图。指针2和多个图标4显示在屏幕3上。屏幕3被划分为与图标4的排列有关的多个区域。例如，屏幕3被划分为：区域3a，其中在X方向上一维地排列了多个图标4；以及区域3b，其中在Y方向上一维地排列了多个图标4。此外，屏幕3还被划分为：区域3c，在区域3c处，X方向上的一维区域3a和Y方向上的一维区域3b交叉；区域3d，其中在X和Y方向上规则地排列图标4；以及区域3e，作为不同于上述区域的区域。
应当注意，提供将计算机的程序功能、执行命令、文件内容等成像在屏幕3上获得图标。此外，将屏幕3的水平方向设置为X轴方向，并将其垂直方向设置为Y轴方向。
图6是示出用户握持输入装置1的状态的图。如图6所示，除了按钮11、12和13以外，输入装置1还可以包括例如操作部分和电源开关，该操作部分包括诸如被提供给用于操作电视机等的远程控制器的按钮之类的各种操作按钮。当用户在如图所示的握持输入装置1的同时在空中移动输入装置1或者操作该操作部分时，输入信息被输出到控制装置40，然后控制装置40控制屏幕3上的指针2的操作。
接下来，将给出关于移动输入装置1的方式的典型例子的描述。图7是其示意图。
如图7A和7B所示，用户握持输入装置1以便将输入装置1的按钮11和12侧对准在显示装置5侧。用户握持输入装置1，使得拇指位于上侧并且小指位于较低侧，像握手那样。在此状态下，传感器17的电路板25(见图8)基本与显示装置5的屏幕平行，并且作为传感器单元17的方向轴的两个轴分别对应于屏幕3上的水平轴(X轴)和垂直轴(Y轴)。下文中，如图7A和图7B所示输入装置1的位置被称作参考位置。
如图7A所示，当输入装置1处于参考位置的同时用户在垂直方向、即倾斜方向上摆动手腕或手臂时，第二加速度传感器162检测倾斜方向上的加速度(第二加速度)，并且第一角速度传感器151检测关于X轴的角速度(第一角速度)。
同时，如图7B所示，当输入装置1处于参考位置的同时用户在水平方向即偏航方向上摆动手腕或手臂时，第一加速度传感器161检测偏航方向上的加速度(第一加速度)，并且第二角速度传感器152检测关于Y轴的角速度(第二角速度)。
尽管稍后将给出描述，但是在实施例中，由输入装置1中的传感器单元17检测的物理量被发送到控制装置40，作为输入信息。在此情况下，控制装置40的MPU35首先根据ROM37中存储的程序，基于接收的输入信息计算速度值(相应的位移量)。典型地，关于速度值，控制装置40的MPU35将已经输入的第n速度值加到已经输入的第(n-1)速度值上。因此，已经输入的第n速度值对应于指针2的相应移动量。在计算速度值时使用的与加速度值的积分(integration)有关的计算方法仅需与用于相应的位移量的方法相同。接下来，MPU35通过将速度值(相应的位移量)乘以与屏幕3的各个区域对应的预定值来计算指针2在屏幕3上的位移量，并控制显示以便移动指针2(见图11和图12)。
在另一实施例中，输入装置1的MPU19根据内置非易失性存储器中存储的程序，基于传感器单元17检测的检测值计算速度值。输入装置1经由天线22发送关于速度值的信息，并且控制装置40通过将速度值分别乘以与屏幕3上的各个区域对应的预定值来计算指针2在屏幕3上的位移量，并控制显示以便移动指针2(见图28和图29)。
在另一实施例中，输入装置1的MPU19根据内置非易失性存储器中存储的程序，基于传感器单元17检测的检测值和从控制装置40发送的区域信息，计算指针在屏幕上的位移量。在此，位移量的大小(dimension)用于指针2的移动的控制，关于位移量大小的信息被发送到控制装置40(见图15和图16)。
接下来，将给出对与加速度传感器单元16有关的重力影响的描述。图9和图10是其图示。图9是示出从Z方向观看的输入装置1的图。图10是示出从Z方向观看的输入装置1的图。
在图9A中，输入装置1处于参考位置，并保持静止。此时，第一加速度传感器161的输出基本是0，并且第二加速度传感器162的输出是与重力加速度G对应的输出。然而，如图9B所示，例如，在输入装置1沿着转动方向倾斜时，第一和第二加速度传感器161和162分别检测重力加速度G的倾斜分量的加速度值。
在此情况下，即使输入装置1实际上并不特别在倾斜方向上移动时，第一加速度传感器161也检测偏航方向上的加速度。图9B所示的状态等同于这样的状态：当如图9C所示输入装置1处于参考位置时，加速度传感器单元16已经接收了如分别由带虚线的箭头指示的惯性力Ix和Iy，因此难以由加速度传感器单元16区分。结果，加速度传感器单元16判断如由箭头F指示的左下方向的加速度被施加到输入装置1，并且输出与输入装置1的实际移动不同的检测信号。另外，因为重力加速度G恒定作用于加速度传感器单元16，因此，积分值增加，并且指针2在斜下方向上位移的量按加速度的步幅(pace)增加。当状态从图9A所示的状态转变为图9B所示的状态时，认为指针2在屏幕3上的移动的禁止(inhibition)是与用户的直觉操作内在地匹配的操作。
当输入装置1从图10A所示的参考位置在倾斜方向上转动以倾斜为例如如图B所示时，这同样适用。在此情况下，因为在输入装置1处于参考位置时由第二加速度传感器162检测的重力加速度G降低，因此输入装置1难以区分重力加速度G与如图10C所示的倾斜方向上的惯性力I。
为了尽可能地降低与加速度传感器单元16有关的这种重力影响，此实施例的控制装置10使用由输入装置1的加速度传感器单元16检测的角速度值来计算输入装置1的速度值。之后，控制装置40通过将速度值(相应的位移量)乘以根据屏幕3上的各个区域的预定值来计算指针的位移量，并控制屏幕3上的显示。
首先，将给出关于控制装置40直到计算输入装置1的速度值(相应的位移量)的操作的描述。图11是示出该操作的流程图。
接通输入装置1的电源。例如，用户打开提供给输入装置1或控制装置40的电源开关等，以接通输入装置1的电源。在接通电源后，二轴加速度信号(第一和第二加速度值ax和ay)从加速度传感器单元16输出(步骤101a)。加速度信号是与在接通电源的点时输入装置1的位置(下文中称作初始位置)对应的信号。
存在输入装置1的初始位置是参考位置的情况。然而，这样的位置也是可能的，在该位置处，检测到X轴方向上的重力加速度的全部量，即在该位置处，第一加速度传感器161的输出是与重力加速度的量对应的加速度值，并且第二加速度传感器162的输出是0。自然，作为初始位置，如图9B所示倾斜的位置也是可能的。
输入装置1的发送设备22每预定数量的时钟将二轴加速度信号(ax，ay)从天线22输出到控制装置40(步骤102)。
控制装置40的MPU35每预定数量的时钟经由天线39从输入装置1的加速度传感器单元16获取加速度信号(ax，ay)(步骤103)。在获取第二加速度信号(ax，ay)和随后的加速度信号后，MPU35进行以下计算以移除重力影响。具体地，如在以下等式(1)和(2)中，MPU35分别从当前获取的加速度值ax和ay中减去上次获取的X轴和Y轴方向上的重力加速度分量(第一ax(＝arefx)和ay(＝arefy))，以由此产生第一校正加速度值acorx和第二基站加速度值acory(步骤104)。
acorx＝ax-arefx...(1)
acory＝ay-arefy...(2)
下文中，arefx和arefy将分别称作关于X轴的参考加速度值和关于Y轴的参考加速度值(第一参考加速度值和第二参考加速度值)。自从接通输入装置1的电源由控制装置40的MPU35在步骤104的第一计算中使用的arefx和arefy是就在接通电源后检测的加速度信号ax和ay。
如等式(3)和(4)所示，MPU35通过分别将第一和第二校正加速度值acorx和acory加到速度值、即通过积分操作来计算第一速度值Vx和第二速度值Vy(步骤115)。
Vx(t)＝Vx(t-1)+acorx...(3)
Vy(t)＝Vy(t-1)+acory...(4)
Vx(t)和Vy(t)表示当前获得的速度值，Vx(t-1)和Vy(t-1)表示上次获得的速度值。
同时，在接通输入装置1的电源后，从角速度传感器单元15输出二轴角速度信号(第一和第二角速度值ωx和ωy)(步骤101b)。输入装置1每预定数量的时钟将二轴角速度信号(ωx，ωy)从天线22输出到控制装置40(步骤102)。
在经由天线39获取信号后(步骤103)，控制装置40的MPU35通过求导操作分别计算角加速度值(第一角加速度值Δωx和第二角加速度值Δωy)(步骤105)。
MPU35判断Δωx和Δωy的绝对值|Δωx|和|Δωy|是否分别小于阈值Th1(步骤106和109)。当|Δωy|≥Th1时，MPU35使用照原样使用第一参考加速度值arefx，并且不更新它(步骤107)。类似地，当|Δωx|≥Th1时，MPU19照原样使用第二参考加速度值arefy，并且不更新它(步骤110)。
接近0的值被设置为阈值Th1。阈值Th1考虑即使用户有意地保持输入装置1静止时由于用户的手的移动、DC偏移等而检测的角加速度值。因此，防止由于在用户有意地保持输入装置1静止的情况下的手的移动或DC偏移，指针2在显示期间移动。
进行上述处理的原因如下。
图13是用户操作输入装置1的顶视图。当用户自然地操作输入装置1时，通过从手臂的基点(base)的旋转、手肘的弯曲和手腕的转动的至少一个做出该操作。因此，加速度的产生导致角加速度的产生。具体地，假设加速度追随(subservient to)在与加速度相同的方向上产生的角加速度。因此，通过MPU35监视第二角加速度值|Δωy|，能够判断是否更新相同方向上的第一参考加速度值arefx，并判断是否最终由等式(1)校正第一校正加速度值acorx。对于第一角加速度值|Δωx|这同样适用。
更具体地，当第二角加速度值|Δωy|等于或大于阈值Th1时，控制装置40的MPU35判断输入装置1正在偏航方向上移动。在此情况下，MPU35不更新第一参考加速度值arefx。结果，MPU35不校正第一校正加速度值acorx，并且继续基于acorx的等式(3)的积分操作。
此外，当第一角加速度值|Δωx|等于或大于阈值Th1时，MPU19判断输入装置1正在倾斜方向上移动。在此情况下，MPU19不更新第二参考加速度值arefy。结果，MPU35不校正第二校正加速度值acory，并且继续基于acory的等式(4)的积分操作。
同时，当在步骤106中，第二角加速度值|Δωy|小于阈值Th1时，MPU35判断输入装置1在偏航方向上不移动。在此情况下，MPU19将第一参考加速度值arefx更新为当前获取的(最后的)检测值ax，以由此使用等式(1)校正第一校正加速度值acorx(步骤108)。最后的检测值ax是在输入装置1几乎保持静止时获得的检测值，因此是重力加速度的分量值。
类似地，当在步骤109中，第一角加速度值|Δωx|小于阈值Th1时，MPU35判断输入装置1在倾斜方向上不移动。在此情况下，MPU35将第二参考加速度值arefy更新为当前获得的(最后的)检测值ay，以由此使用等式(2)校正第二校正加速度值acory(步骤111)。
应当注意，在此实施例中，已经降偏航方向和倾斜方向上的阈值设置为相同的值Th1。然而，对于这些方向，可以使用不同的阈值。
在以上描述中，已经监视了角加速度值Δωx和Δωy，但是MPU35还可以监视角速度值ωx和ωy，以校正在等式(3)和(4)中计算的速度值。基于与图13相同的理论，假设速度的产生导致角速度的产生，可以假设速度追随与速度相同方向上的角速度。
具体地，当第二角速度值的绝对值|ωy|等于或大于阈值Th2时(步骤112中的否)，MPU35判断输入装置1在偏航方向上移动。在此情况下，MPU19不校正第一速度值Vx(步骤113)。这对第一角速度值的绝对值|ωx|同样适用(步骤115中的否以及步骤116)。
阈值Th2也仅需以与阈值Th1相同的方式设置。
另一方面，当第二角速度值的绝对值|ωy|小于阈值Th2时(步骤112中的是)，MPU35判断输入装置1在偏航方向上不移动。在此情况下，MPU35将第一速度值Vx校正为例如0，以复位该值(步骤114)。这对与第一角速度值|ωx|同样适用(步骤115中的是以及步骤117)。
MPU35如上所述计算两个方向上的速度值Vx和Vy。
如上所述，当输入装置1保持几乎静止时，参考加速度值arefx和arefy被更新，并且校正加速度值acorx和acory被校正，结果是可以抑制与加速度传感器单元16有关的重力影响。另外，由于在更新参考加速度值arefx和arefy之后使用等式(1)和(2)校正加速度值acorx和acory，因此也校正了DC电平，由此解决了与DC偏移有关的问题。此外，由于当输入装置1保持几乎静止时，速度值被校正以被复位为0，因此可以抑制积分误差。当积分误差发生时，指针2不顾用户已经停止移动输入装置1的事实而在屏幕3上移动。
此外，在此实施例中，由于单独更新了第一参考加速度值arefx和第二参考加速度值arefy，因此即使偏航方向和倾斜方向上的角加速度的一个变得小于阈值时，也进行其校正。因此，对于实际使用，能够以足够短的时间间隔来更新第一参考加速度值arefx或第二参考加速度值arefy。这对于第一速度值Vx和第二速度值Vy的单独校正同样适用。图14是帮助理解以上描述的说明图。
图14示出了从X轴和Y轴形成的平面看去输入装置1的轨迹。如果在偏航方向上的角速度值ωy基本是0(小于阈值Th2)，则将Vx复位为0。如果在倾斜方向上的角速度值ωx基本是0(小于阈值Th2)，则将Vy复位为0。
在现有技术中，为了抑制重力影响，除了为该输入装置1提供六个传感器之外，还存在这样的装置，其通过三轴加速度传感器来检测每单位时间的重力矢量变化由此识别转动方向和倾斜方向上的角速度，并将它们设置为XY位移量。忽略Y轴方向上的操作，该装置是这样的类型，其通过用户仅在转动方向上扭转手腕致使指针2在X轴方向上移动。因此，这种类型的装置不适合于用户的直觉操作。
接下来，将给出关于控制装置40直到使用速度值(相应的位移量)来计算指针在屏幕3上的位移量以及控制其在屏幕3上的形式的操作的描述。
应当注意，在以下描述中，将速度值解释为相应的位移量。
图12是示出该操作的流程图。
如等式(7)和(8)所示，控制装置40的MPU35将X方向上的相应位移量Vx乘以单独的不同的值(加权因子)α，并将Y方向上的相应位移量Vy乘以单独的不同的值(加权因子)β，以单独并分别计算用于在屏幕3上移动指针2的位移量X’(t)和Y’(t)(第一和第二位移量)(步骤127)。值α和β例如被存储在ROM37中，作为根据屏幕上的各个区域的表格，或者根据程序来适当设置。
X’(t)＝αVx...(7)
Y’(t)＝βVy...(8)
如上所述，在显示装置5上显示的屏幕3被划分为多个区域(见图5)。在离，例如，提供其中在X方向上一维地显示多个图标4的区域3a作为X方向重点区，并提供其中在Y方向上一维地显示多个图标的区域3b作为Y方向重点区。另外，通过其中在XY方向上规则地排列多个图标4的区域3d作为XY方向重点区，并且提供其中X方向上的一维区域3a和Y方向上的一维区域3b交叉的区域3c和和不同于上述区域的区域3e作为自由区。
当指针2在屏幕3上的位置处于自由区3c或3e中时(步骤120中的是)，控制装置40的MPU35将α和β设置为相同的值，比如α＝1和β＝1(步骤124)，并通过将X方向上的相应位移量Vx乘以α和将Y方向上的相应位移量Vy乘以β来计算位移量X’(t)和Y’(t)(步骤126)。在此情况下，α和β是相同的值，因此指针2在屏幕3上的移动方向与输入装置1的操作方向相同。
图17是帮助直观地理解输入装置1在X轴和Y轴方向上的操作与屏幕3上显示的指针2在各个区域中的操作之间的对应关系。
图17A是示出输入装置1在X轴和Y轴方向上的操作的图，并且图17B是示出屏幕3上显示的指针2在自由区3c和3e中的操作的图。应当注意，图17C是示出指针2在X方向重点区3a中的操作的图，并且图17D是示出指针2在Y方向重点区3b中的操作的图。此外，图17E是示出指针在XY方向重点区3d中的操作的图。
图17A中所示的箭头表示输入装置1的移动方向和每单位时间的移动量。换句话说，图17A所示的箭头表示输入装置1的速度矢量。此外，图17B到图17E所示的箭头表示指针2的移动方向及其在各个区域中每单位时间的移动量，这对应于图17A所示的输入装置1的各个箭头，即，各个区域中的指针2的速度矢量。
当指针2在屏幕3上的位置处于X方向重点区3a中时(步骤121中的是)，MU35将α设置为大于β，如α＝1和β＝1/2(步骤124)，并通过将相应的位移量Vx和Vy分别乘以单独不同的值α和β来计算位移量X’(t)和Y’(t)(步骤126)。在此情况下，指针2在屏幕3上的移动方向相对输入装置1的操作方向在X方向上偏移(见图17C)。如上所述，在输入装置1的操作方向之中，通过使指针2在X方向上的移动方向优先，即使当用户不能仅在X方向上移动输入装置1时，指针2滑出X方向重点区3a也将变得困难。具体地，有助于在X方向上一维地排列的图标4的选择，由此提高使用输入装置1的指针2的可操作性。
当指针2在屏幕3上的位置处于Y方向重点区3b中时(步骤122中的是)，MPU35将β设置为大于α，如α＝1/2和β＝1(步骤124)，并通过将相应的位移量Vx和Vy分别乘以单独不同的值α和β来计算位移量X’(t)和Y’(t)(步骤126)。在此情况下，指针2在屏幕3上的移动方向相对输入装置1的操作方向在Y方向上偏移(见图17D)。如上所述，在输入装置1的操作方向之中，通过使指针2在Y方向上的移动方向优先，提供了指针2在Y方向重点区的可操作性。
图18A是示出位移量X’(t)和指针2在XY方向重点区3d中的X方向上的第一相应位移量Vx之间的关系的图，并且图18B是示出位移量Y’(t)和指针2在XY方向重点区3d中的Y方向上的第二相应位移量Vy之间的关系的图。应当注意，图18C和图18D每个是通过用直线连接多个点以形成曲线而获得的图。
当指针2的位置处于XY方向重点区3d中时(步骤123中的是)，MPU35基于相应的位移量Vx来设置值α(步骤125)，并通过将相应的位移量Vx乘以α来计算第一位移量X’(t)(步骤126)。另外，MPU35基于相应的位移量Vy设置值β(步骤125)，并通过将相应的位移量Vy乘以值β来计算第一位移量Y’(t)(步骤126)。
如图18A和图18B所示，在相应位移量Vx和Vy的绝对值增加后，指针2在X方向和Y方向上的位移量X’(t)和Y’(t)的绝对值分别急剧增加。换句话说，取代常数，设置XY方向重点区3d中的α和β，使得α和β的绝对值分别与相应位移量Vx和Vy的绝对值的增加一起增加。如上所述，可以通过MPU35基于ROM37中记录的表格来设置值α和β，或者可以使用专用的程序来设置。
通过如上所述设置α和β，在X方向上的相应位移量Vx即使稍微大于相应位移量Vy的情况下，即在输入装置1的操作方向在X轴方向上稍微倾斜的情况下，与Y方向上的位移量Y’(t)相比，X方向上的位移量X’(t)急剧增加。因此，指针2在屏幕3上的移动方向在X轴方向上偏移(见图17E)。另一方面，当输入装置1的操作方向在Y轴方向上即使稍微倾斜时，指针2在屏幕3上的移动方向在Y轴方向上偏移(见图17E)。
如上所述，通过将指针2在XY方向重点区3d中的移动方向限定在X轴和Y轴方向上，即使当排列图标以便于使用如图5所示的箭头键的操作时，用户也可以容易地选择图标4。
此外，能够如图5所示设置在X方向上排列图标4的区域3a和在Y方向上排列图标4的区域3b，作为XY方向重点区。在此情况下，例如，如果用户要选择在区域3a中排列的图标4，仅通过使输入装置1的操作方向处于靠近X方向的方向，指针2就很难滑出区域3a。另一方面，仅通过使输入装置1的操作方向处于靠近Y方向的方向，用户就可以使指针2滑出区域3a。
MPU35从如上所述所计算的位移量X’(t)和Y’(t)产生指针2的坐标值X(t)和Y(t)(步骤127)，并控制显示以便在屏幕3上移动指针2(步骤128)。
应当注意，可以允许用户使用输入装置1任意停止X方向重点区3a和Y方向重点区3b中的α和β。
此外，通过由用户或者预先在表格中的存储对其做出调整，能够将X方向重点区3a中的β值设置为0或将Y方向重点区3b中的α值设置为0。在此情况下，指针2仅在X方向重点区3a中的X方向上移动，并且指针2仅在Y方向重点区3b中的Y方向上移动。
顺便提及，可能存在这样的情况，用户希望将指针2移出X方向重点区3a或Y方向重点区3b，以将操作转换到其他区域中的操作。在此情况下，例如，可以将取消功能分配给输入装置1的按钮12的按下并保持(press andhold)操作，以在用户按下并保持按钮12的同时允许指针2以与在自由区3c和3e中相同的方式来操作。因此，当用户不希望在那些X方向重点区3a或Y方向重点区3b中的操作时，能够使指针容易地滑出那些区域，由此使得实现到其他区域中的操作的迅速切换。
图19是示出在屏幕3上显示PC操作图像的例子的图。
如图所示，在操作图像6的上部分在X方向上一维地显示多个图标4，并且在操作图像6的下部分在X方向上一维地显示水平滚动条7。此外，在图像的右侧部分在Y方向上一维地显示垂直滚动条8。在此情况下，例如，将在X方向上显示多个图标4的区域3f和显示水平滚动条7的区域3g划分为X方向重点区，将显示垂直滚动条的区域3h划分为Y方向重点区，并将作为不同于上述区域的区域3i划分为自由区。
当指针2在屏幕3上的位置处于X方向重点区3f或3g中时，MPU35将α设置为具有比β大的值(步骤121和124)。MPU35通过将相应位移量Vx和Vy分别乘以α和β来计算位移量X’(t)和Y’(t)(步骤127)，并控制显示以便在屏幕3上移动指针2(步骤127和128)。
另一方面，当指针2的位置处于Y方向重点区3h中时，MPU35将β设置为具有比α大的值(步骤122和124)，并计算位移量X’(t)和Y’(t)(步骤126)。控制装置40使用位移量控制显示，使得指针2在屏幕3上移动(步骤127和128)。
当指针2的位置处于其他区域3i中时，MPU35设置例如α＝β，并计算位移量X(t)和Y(t)(步骤120、124和126)，以由此控制显示，以便在屏幕3上移动指针2(步骤127和128)。
应当注意，伴随操作图像6的缩小、放大和移动、切换到另一操作图像6或者图标4的弹出和删除，可以改变区域的划分。
图28和29是示出根据上述另一实施例的控制***的操作的流程图。在此实施例的控制***100中，输入装置1执行直到相应位移量(速度值)的计算的处理，并且控制装置40执行剩余的处理。典型地，输入装置1通过步骤301a和301b到315的处理，执行与图11所示的步骤101a和101b到步骤118类似的处理，以由此计算相应的位移量Vx和Vy。在计算相应的位移量后，输入装置1输出关于所计算的相应位移量的信息(步骤316)，以将其发送到控制装置40。当输入了关于相应的位移量的信息时，控制装置40的MPU35通过分别将相应的位移量Vx和Vy乘以与各个区域对应的值α和β来单独计算位移量X’(t)和Y’(t)，并控制显示以便通过位移量移动指针2(步骤317到326)。
图15和图16是删除根据上述另一实施例的控制***的操作的流程图。在每个流程图中，输入装置1使用从传感器单元17输出的二轴加速度信号和二轴角速度信号，通过步骤201a和2010b到216，来执行与图11所示的步骤101a和101b到119类似的处理，以由此计算相应的位移量Vx和Vy。其细节与图11相同，因此将省略其描述。
在计算相应的位移量Vx和Vy后，或者在计算完成之前，控制装置40发送区域信息(步骤217)。输入装置1接收区域信息(步骤218)，并基于区域信息，将相应的位移量Vx和Vy分别乘以值α和β，以由此单独计算用于在屏幕3上移动指针2的位移量A’(t)和Y’(t)(步骤219到225)。
在此，区域信息指的是指示如何划分屏幕3以构成每个区域的信息。
输入装置1将位移量X’(t)和Y’(t)作为位移量信息发送(步骤226)。控制装置40接收位移量信息(步骤227)，计算指针的坐标值X(t)和Y(t)(步骤228)，并控制显示以便在屏幕3上移动指针2(步骤229)。
应当注意，如从图11、图12、图15、图16、图28和图29很明显，可以适当地改变输入装置1要执行到哪个处理或者控制装置40要从哪个处理开始执行。
随后，将描述根据另一实施例的输入装置。
图20是示出输入装置51的透视图。图21是从轮按钮13侧看去输入装置51的侧视图。在下文中，将简化或省略与根据参考图2描述的实施例的输入装置1的描述类似的、关于组件、功能等的描述，并将主要描述其不同点。
输入装置51的外壳50包括在外壳50的表面的预定位置处的部分球体或部分二次曲面50a。下文中，为了方便，部分球体或二次曲面(50a)将被称作“较低曲面”(50a)。
较低曲面50a被形成在例如与按钮11和12几乎相对的位置，即这样的位置：当用户握持输入装置51时，小指比其它手指更靠近较低曲面50a。可替换地，在一个方向(Z’轴方向)上延伸的外壳50中、相对于Z’轴方向上的外壳50的纵向中心、传感器单元17被提供在的Z’轴的正向侧上的情况下，较低曲面50a被提供在Z’轴的负向侧。
典型地，部分球体基本上是半球，但不是必须为半球。二次曲面是通过将二维二次曲线(二次曲线)扩展为三维二次曲线而获得的曲面。二次曲面的例子包括椭圆体表面、椭圆抛物面和双曲面。
利用如上所述的输入装置51的外壳50的配置，在使输入装置51的较低曲面50a作为用于紧靠诸如桌子、椅子、地板或用户的膝盖或大腿之类的靠近目标对象49的支点的同时，用户可以容易地操作输入装置51。即，即使在输入装置51的较低曲面50a紧靠靠近目标对象49的情况下，用户也可以容易地以不同的角度倾斜输入装置51，由此使得实现诸如将指针2放于图标4上的精确操作。图22是示出用户在使较低曲面50a紧靠膝盖的同时操作输入装置51的状态的图。
可替换地，在此实施例中，可以防止发生不能通过抖动校正电路抑制的、由于手的移动的错误操作，并且用户不会产生在用户保持在空中握持输入装置51并对其操作时引起的疲劳。
图23是根据本发明的另一实施例的输入装置的透视图。
与图20和图21所示的输入装置51类似，输入装置61的外壳60包括由部分球体构成的较低曲面60a。与输入装置61的外壳60的最大长度方向(Z’轴方向)垂直的、并且与较低曲面60a接触的平面(为了方便，下文中称作“低端平面55”)基本平行于由作为加速度传感器15的检测轴的X轴和Y轴(见图8)形成的平面(X-Y平面)。
利用上述输入装置61的结构，在用户在使较低曲面60a紧靠低端平面55的同时操作输入装置61的情况下，应用于输入装置61的角速度被照原样输入到加速度传感器单元15。因此，可以降低从来自角速度传感器单元15的检测信号中获取检测值所需的计算量。
图24是示出根据本发明的另一实施例的输入装置的前视图。图25是示出该输入装置的侧视图。
输入装置71的外壳70的较低曲面70a是例如部分球体。较低曲面70a具有比图20和图23所示的输入装置51和61的较低曲面50a和60a更大的曲率半径。角速度传感器单元15被提供在这样的位置处，在该位置处，由作为角速度传感器单元15的检测轴的X轴和Y轴形成的X-Y平面中包含的直线对应于当从X轴和Y轴方向看去时经过部分球体的虚圆56的切线。只要满足如上所述的条件，就可以将角速度传感器单元15排列在外壳70中，使得其X-Y平面相对于输入装置71的纵向方向倾斜(见图24)。
从而，由于当用户在将输入装置71的较低曲面70a紧靠靠近目标对象49的同时操作该输入装置71时产生的角速度的矢量的方向与角速度传感器单元15的检测方向匹配，因此使能够实现线性输入。
图26是根据本发明的另一实施例的输入装置的前视图。
作为输入装置81的外壳80的较低曲面80a的球体具有与图23所示相同或接近的曲率半径。关于角速度传感器单元15，经过X轴和Y轴的交叉部分(其是角速度传感器单元15的中心点)并与X轴和Y轴垂直的虚直线经过包括较低曲面80a的第一球体62的中心点O。利用如上所述的结构，同心地排列包括较低曲面80a的第一球体62和其中角速度传感器单元15的X-Y平面中包含的直线变成切线的第二球体63。因此，输入装置81承受与图24所示的输入装置71相同的效果。
应当注意，包括如上所述的部分球体或部分二次曲面的输入装置51、61、71或81不是必须在其较低曲面50a、60a、70a或80a紧靠靠近目标对象49的同时由用户操作，并且当然可以在空中操作。
上述控制***不限于以上实施例，并且可以做出各种修改。
在以上实施例中，输入装置1由两个角速度传感器和两个加速度传感器构成，但是输入装置1也可以仅由二轴或三轴角速度传感器或二轴或三轴加速度传感器构成。另外，输入装置可以由地磁传感器或者由CMOS传感器表示的图像传感器组成。
可以指令输入装置或控制装置40根据由二轴角速度传感器检测的角速度信号来控制指针的显示。在此情况下，输入装置可以仅包括二轴角速度传感器并且不包括加速度传感器。下文中，将给出关于在假设输入装置1将关于角速度信号的角速度值的信息输出到控制装置40、然后控制装置40接收该信息并控制指针的显示的同时进行的操作的描述。
例如，控制装置40的MPU35获取每单位时间的偏航角和倾斜角的改变量。MPU35产生与所获取的偏航角和倾斜角的改变量对应的、指针2在屏幕3上的坐标值，并控制显示使得指针2在屏幕3上移动。MPU35通过基于预定函数的计算或使用预先存储在ROM37等中的对应关系表来计算与所获取的每单位时间偏航角和倾斜角的改变量对应的、每单位时间指针2在平面3上的位移量。因此，MPU35可以产生指针2的坐标值。
如图17A和图17E所示，即使输入装置1的操作方向在X轴方向上稍微倾斜时，XY-方向重点区中的指针2的速度矢量的方向(箭头)也在X轴方向上倾斜，并且即使输入装置1的操作方向在Y轴方向上稍微倾斜时，XY-方向重点区中的指针2的速度矢量的方向(箭头)也在Y轴方向上倾斜。具体地，指针2的速度矢量的方向相对于作为边界的X轴在X轴或Y轴方向上倾斜输入装置1的速度矢量的45°角、135°角、225°角和315°角。然而，可以如图27B所示设置相对于输入装置1的操作的指针2在XY-方向重点区中的操作。换句话说，如图27A和图27B所示，当输入装置1的速度矢量相对于X轴的角度θ是预定角度例如30°到60°、120°到150°、210°到240°或者300°到330°时，可以将指针2的速度矢量的方向设置为与输入装置1的速度矢量的方向相同。在此情况下，当输入装置1的速度矢量的角度θ是150°到210°或者60°到120°时，指针2的速度矢量偏向X轴。此外，当输入装置1的速度矢量的角度θ是150°到210°或者240°到300°时，指针2的速度矢量偏向Y轴。
通过以下操作可以实现如上所述的指针2的操作。
当指针2的位置处于XY-方向重点区中时，控制装置40计算等式(9)，并且当满足等式(9)时，设置α＝β，并计算位移量X’(t)和Y’(t)。另一方面，当不满足等式(9)时，基于相应的位移量(速度值)Vx设置α，并基于相应的位移量Vy设置β，用于计算位移量X’(t)和Y’(t)。控制装置40基于位移量X’(t)和Y’(t)产生指针的坐标值，并控制显示。从而，实现如图27B所示的指针2在屏幕3上的操作。
tanθ1≤|Vy/Vx|≤tanθ2...(9)
应当注意，在上述例子中，等式(9)中所示的θ1和θ2分别是30°和60°，但是θ1和θ2可以由用户任意调整。
接下来，将描述根据本发明的实施例的蜂窝电话。在此实施例的描述中，将蜂窝电话描述为手持信息处理装置的例子。
图30是示出根据此实施例的蜂窝电话的平面图。应当注意，在此实施例的描述中，作为与蜂窝电话90一起移动的坐标系，将蜂窝电话的纵向方向描述为Y’轴方向，将其宽度方向描述为X’轴方向，并将其厚度方向描述为Z’轴方向。此外，作为基于地面的惯性坐标系，将垂直轴方向描述为Z轴方向，并将水平轴方向描述为X轴和Y轴方向。
如图30所示，蜂窝电话900包括第一外壳91和第二外壳92，并且第一外壳91和第二外壳92经由铰链部分93可旋转地耦接。换句话说，蜂窝电话90是所谓的翻盖型(flip type)。
显示部分94被布置在第一外壳91的内表面91a上。显示部分94由例如液晶显示器或者EL(电致发光)显示器构成，但不限于此。第二外壳92在其内表面92a上提供有操作部分101，其包括通话按钮95、进入按钮96、旋转轮按钮97、方向输入按钮98、代码按钮99等。
第二外壳90b内部具有电路板125和布置在电路板125上的加速度传感器单元116。将电路板125合并到第二外壳90b，使得安装了角速度传感器单元116的平面变得与X’-Y’平面基本平行。角速度传感器单元116包括第一加速度传感器和第二加速度传感器。第一加速度传感器检测X’轴方向上的加速度值ax，并且第二加速度传感器检测Y’轴方向上的加速度值ay。
图31是输出蜂窝电话90的内部结构的框图。如图31所示，除了显示部分94、操作部分101和加速度传感器单元116之外，蜂窝电话90还包括MPU119、显示控制部分110、存储器111、天线112、通信部分113、扬声器114和麦克风115。
天线112是例如内置天线，并发送/接收用于呼叫或分组通信的无线电波。通信部分113对天线112发送/接收的无线电波执行处理或频率转换、调制、解调等。应当注意，在分组通信中发送/接收的数据是屏幕数据、电子邮件数据、程序数据和各种类型的其他数据。
存储器11由例如ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)或者闪存组成。存储器11存储诸如用于MPU119控制各个组件的控制程序之类的蜂窝电话所需的各种程序和数据、各种内部设置数据、电话薄数据、用于例如创建电子邮件的应用、电子邮件数据和电子邮件地址数据。除了那些各种程序以外，存储器特别存储用于基于由加速度传感器检测的加速度值(ax，ay)来计算速度值(相应的位移量)的程序和用于根据划分屏幕(图像)的每个区域(见图32)来改变指针2的移动量的程序。此外，存储器111有时候在MPU119的各种类型的数据处理期间存储数据作为工作区。
在MPU119的控制下，显示控制部分110主要产生要在显示部分94上显示的屏幕数据。操作部分101根据用户操作产生各种操作信号，并将它们输出到MPU119。晶体振荡器120产生时钟并将其供应至MPU119。
扬声器114包括数字/模拟转换器、放大器等，并对经由通信部分113输入的用于呼叫的音频数据和用于铃音的音频数据实行数字/模拟转换处理和放大处理，并输出数据。
麦克风115包括模拟/数字转换器、放大器等，并将从用户输入的用于呼叫(流出)的模拟音频数据转换成数字音频数据，并将其输出到MPU119。输出到MPU119的数字音频数据被编码，然后经由通信部分13和天线112发送。
MPU119(或CPU)与蜂窝电话90的各个构成元件交换信号，包括呼叫中的音频数据的编码和解码，并集中地控制蜂窝电话90。此外，特别是在此实施例中，基于来自加速度传感器单元116的加速度值来执行在显示部分94上显示的显示屏幕上移动指针2的处理。
图32是示出在显示部分94上显示的显示屏幕120的例子的图。应当注意，下文中，屏幕120内的虚拟平面将被描述为X”-Y”平面。
如图32所示，指针2显示在屏幕120上。例如当显示PC网屏幕(见图19)时或者当在显示部分94上显示特定图像时，蜂窝电话90在屏幕120上显示指针。
除了指针2以外，在屏幕120上还显示多个图标4，并且屏幕120被划分为与图标4的排列有关的多个区域。典型地，在X”方向上一维地排列多个图标4的区域120a被划分为X方向重点区，并且在Y”方向上一维地排列多个图标4的区域3b被划分为Y方向重点区。此外，在X”Y”方向上规则地排列图标4的区域120d被划分为XY-方向重点区，并且X”方向上的一维区域3a与Y”方向上的一维区域3b交叉的区域120c和不同于以上区域的区域120e被划分为自由区。
接下来，将描述移动蜂窝电话90的典型方式。图33是其说明图。
从如图33A所示的在屏幕120的中心处显示指针2的状态，用户在X-Y平面内的X方向上移动蜂窝电话90(见图33B)。在此之上由第一加速度传感器检测X’方向上的加速度值ax，并且指针2在屏幕120上在X”方向上移动。另一方面，从在屏幕120的中心处显示指针2的状态，用户在Y方向上移动蜂窝电话90(见图33A)。在此之上由第二加速度传感器检测Y’方向上的加速度值ay，并且指针2在屏幕120上在Y”方向上移动。
接下来，将描述蜂窝电话90的内部处理。图34是输出蜂窝电话90的操作的流程图。
当用户在X-Y平面上移动蜂窝电话90时，由加速度传感器单元116检测X’Y’方向上的加速度值(ax，ay)。并从加速度传感器单元116输出加速度值的信号。在接收加速度值的信号后，MPU119基于加速度值计算速度值(相应的位移量)(步骤402)。典型地，MPU119通过分别将当前获得的加速度值加到上次获得的加速度值上来计算速度值(Vx，Vy)。
在计算速度值后，MPU119在步骤403到411中执行与参考图12所述的在步骤120到128中相同的处理。换句话说，MPU119通过分别将速度值乘以根据指针2位于哪个区域中的预定值来计算位移量，并控制屏幕120的显示以便将指针2移动该位移量(步骤403到411)。
通过图34所示的处理，可以根据划分屏幕120的每个区域在屏幕120上在X”或Y”方向上偏移指针2的移动(见图17和图20)，由此提高了指针2的可操作性。
在此实施例中，传感器被描述为两个加速度传感器。然而，传感器不限于此，并且可以是两个角速度传感器。在此情况下，第一角速度传感器检测关于Z’轴的角速度，并且第二角速度传感器检测关于X’轴的角速度。在此情况下，当用户以Z轴为中心轴使用手腕或手肘的旋转来摆动蜂窝电话90时，指针2在屏幕120上在X”方向上移动。另一方面，当用户以X为中心轴摆动蜂窝电话时，指针2在Y”方向上移动。
在此实施例中，采取蜂窝电话90作为手持信息处理装置的例子。然而，手持信息处理装置不限于此，并且替代地可以是PDA(个人数字助理)、便携游戏设备等。
附图说明
[图1]示出根据本发明的实施例的控制***的图。
[图2]输出输入装置的透视图。
[图3]示意性示出输入装置的内部结构的图。
[图4]输出输入装置的电气结构的框图。
[图5]输出显示装置上显示的屏幕的例子的图。
[图6]示出用户握持输入装置的状态的图。
[图7]输出移动输入装置的方式的典型例子的示意图。
[图8]输出传感器单元的透视图。
[图9]用于图示与加速度传感器单元有关的重力影响。
[图10]用于图示与加速度传感器单元有关的重力影响的另一例子的图。
[图11]示出当基于由角速度传感器单元检测的角速度值来计算输入装置的速度值时进行的操作的流程图。
[图12]示出直到使用速度值(相应的位移量)计算指针在屏幕上的位移量和控制其在屏幕上的显示的控制装置的操作的流程图。
[图13]操作输入装置的用户的顶视图。
[图14]输出从由X轴和Y轴形成的平面看去输入装置的轨迹的例子的图。
[图15]示出根据另一实施例当基于由角速度传感器单元检测的角速度值来计算输入装置的速度值时所进行的操作的流程图。
[图16]示出根据另一实施例直到使用速度值(相应的位移量)来计算指针在屏幕上的位移量和控制其在屏幕上的显示的操作的流程图。
[图17]用于直观地理解输入装置在X轴和Y轴方向上的操作与在屏幕上显示的指针在各个区域中的操作之间的对应关系的图。
[图18]示出指针在XY方向重点区中的位移量与相应的位移量之间按的对应关系的图。
[图19]示出在屏幕上显示PC操作图像的例子的图。
[图20]输出根据本发明的另一实施例的输入装置的透视图。
[图21]从旋转按钮侧看去图20所示的输入装置的侧视图。
[图22]示出在输入装置的较低曲面与用户的膝盖接触时用户操作输入装置的状态的图。
[图23]示出根据本发明的另一实施例的输入装置的透视图。
[图24]输出根据本发明的另一实施例的输入装置的前视图。
[图25]示出图24所示的输入装置的侧视图。
[图26]根据本发明的另一实施例的输入装置的前视图。
[图27]示出指针相对于输入装置的操作在XY方向重点区中的操作的图。
[图28]示出根据另一实施例的控制***的操作的流程图。
[图29]示出根据另一实施例的控制***的操作的流程图。
[图30]示出根据本发明的实施例的蜂窝电话的平面图。
[图31]示出蜂窝电话的内部结构的框图。
[图32]示出显示部分上显示的显示屏幕的例子的图。
[图33]用于图示移动蜂窝电话的典型方式的图。
[图34]示出蜂窝电话的操作的流程图。
符号描述
Vx第一相应位移量(第一速度值)
Vy第二相应位移量(第二速度值)
α第一值
β第二值
X’(t)第一位移量
Y’(t)第二位移量
X(t)，Y(t)坐标值
1，51，61，71，81输入装置
10，50，60，70，80，91，92外壳
2指针
3，120屏幕
3a，3f，3g，120a X方向重点区
3b，3h，120b Y方向重点区
3d，120d XY方向重点区
15角速度传感器单元
16，116加速度传感器单元
17传感器单元
40控制装置
90蜂窝电话
94显示部分
100控制***
151第一角速度传感器
152第二角速度传感器
161第一加速度传感器
162第二加速度传感器

Claims (23)

1.一种控制装置，根据从输入装置输出的检测信号来控制包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动，该输入装置包括：外壳；检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；以及输出部件，用于输出由该检测部件获得的检测信号，该控制装置的特征在于包括：
接收部件，用于接收所述检测信号；
计算部件，用于基于接收的检测信号的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针；以及
显示控制部件，用于控制屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
2.根据权利要求1的控制装置，
其特征在于，所述显示控制部件基于所述第一相应位移量来设置所述第一值，并基于所述第二相应位移量来设置所述第二值。
3.根据权利要求1的控制装置，
其特征在于，当在所述屏幕上的第一方向上拉长多个区域之一时，所述第一值大于所述第二值。
4.根据权利要求2的控制装置，
其特征在于，当所述第一相应位移量大于所述第二相应位移量时，所述显示控制部件设置所述第一值大于所述第二值，并且当所述第二相应位移量大于所述第一相应位移量时，所述显示控制部件设置所述第二值大于所述第一值。
5.一种控制装置，根据从输入装置输出的关于第一相应位移量的信息和关于第二相应位移量的信息来控制在包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动，该输入装置包括：外壳；检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；以及计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值，来计算与所述第一方向上的检测值对应的所述第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动指针，所述控制装置的特征在于包括：
接收部件，用于接收关于所述第一相应位移量的信息和关于所述第二相应位移量的信息；以及
显示控制部件，用于控制所述屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
6.根据权利要求5的控制装置，
其特征在于，所述显示控制部件基于所述第一相应位移量来设置第一值，并基于所述第二相应位移量来设置所述第二值。
7.根据权利要求5的控制装置，
其特征在于，当在所述屏幕上的第一方向上拉长多个区域之一时，所述第一值大于所述第二值。
8.根据权利要求6的控制装置，
其特征在于，当所述第一相应位移量大于所述第二相应位移量时，所述显示控制部件设置所述第一值大于所述第二值，并且当所述第二相应位移量大于所述第一相应位移量时，所述显示控制部件设置所述第二值大于所述第一值。
9.一种输入装置，向控制装置输出用于在屏幕上移动指针的位移量信息的信号，所述控制装置控制指针在包括多个区域的屏幕上的移动的显示并发送屏幕上的多个区域的区域信息，所述输入装置的特征在于包括：
外壳；
检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；
接收部件，用于接收所述区域信息；
计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值，来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动指针，并用于基于所述区域信息，来计算通过将所述第一相应位移量乘以第一值而获得的第一位移量和通过将所述第二相应位移量乘以第二值所获得的第二位移量；以及
输出部件，用于输出所述第一位移量和所述第二位移量，作为所述位移量信息的信号。
10.根据权利要求9的输入装置，
其特征在于，所述计算部件基于所述第一相应位移量来计算所述第一值，并基于所述第二相应位移量来计算所述第二值。
11.根据权利要求9的输入装置，
其特征在于，当在所述屏幕上的第一方向上拉长多个区域之一时，所述第一值大于所述第二值。
12.根据权利要求10的输入装置，
其特征在于，当所述第一相应位移量大于所述第二相应位移量时，所述计算部件设置所述第一值大于所述第二值，并且当所述第二相应位移量大于所述第一相应位移量时，所述计算部件设置所述第二值大于所述第一值。
13.一种控制***，其特征在于包括：
输入装置，用于输出检测信号，其包括：
外壳，
检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动，以及
输出部件，用于输出由所述检测部件获得的检测信号；以及
控制装置，用于根据从所述输入装置输出的检测信号来控制在包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动，该控制装置包括
接收部件，用于接收所述检测信号，
计算部件，用于基于接收的检测信号的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针，以及
显示控制部件，用于控制屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
14.一种控制***，其特征在于包括：
输入装置，用于输出关于相应的位移量的信息，该输入装置包括
外壳，
检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动，
计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针，以及
输出部件，用于输出关于所述第一相应位移量的信息和关于所述第二相应位移量的信息；以及
控制装置，用于根据从所述输入装置输出的关于所述第一相应位移量的信息和关于所述第二相应位移量的信息，来控制在包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动，该控制装置包括
接收部件，用于接收关于所述第一相应位移量的信息和关于所述第二相应位移量的信息，以及
显示控制部件，用于控制所述屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
15.一种控制***，其特征在于包括：
控制装置，用于控制在包括多个区域的屏幕上指针的移动的显示，该控制装置包括
控制部件，用于控制所述指针的移动，以及
发送部件，用于发送在所述屏幕上的多个区域的的区域信息；以及
输入装置，用于将用于在所述屏幕上移动所述指针的位移量信息的信息输出到所述控制装置，该输入装置包括
外壳，
检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动，
接收部件，用于接收所述区域信息，
计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针，并用于基于所述区域信息来计算通过将所述第一相应位移量乘以第一值而获得的第一位移量和通过将所述第二相应位移量乘以第二值所获得的第二位移量，以及
输出部件，用于输出所述第一位移量和所述第二位移量，作为所述位移量信息的信号。
16.一种根据输入装置的移动来控制在包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动的方法，其特征在于包括：
检测在外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；
基于所检测的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针；以及
控制所述屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
17.一种用于控制装置的程序，该控制装置根据从输入装置输出的检测信号来控制在包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动，该输入装置包括：外壳；检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；以及输出部件，用于输出由该检测部件获得的检测信号，该程序致使所述控制装置执行：
接收所述检测信号；
基于所接收的检测信号的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针；以及
控制所述屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
18.一种用于控制装置的程序，该控制装置根据从输入装置输入的关于第一相应位移量的信息和关于第二相应位移量的信息来控制在包括多个区域的屏幕上显示的指针的移动，该输入装置包括：外壳；检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；以及计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值，来计算与所述第一方向上的检测值对应的所述第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动指针，该程序致使所述控制装置执行：
接收部件，用于接收关于所述第一相应位移量的信息和关于所述第二相应位移量的信息；以及
控制所述屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
19.一种用于输入装置的程序，该输入装置向控制装置输出用于在屏幕上移动指针的位移量信息的信号，所述控制装置控制指针在包括多个区域的屏幕上的移动的显示并发送屏幕上的多个区域的区域信息，该程序致使所述输入装置执行：
检测在外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动；
接收所述区域信息；
基于由所述检测部件获得的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针，并用于基于所述区域信息来计算通过将所述第一相应位移量乘以第一值而获得的第一位移量和通过将所述第二相应位移量乘以第二值所获得的第二位移量；以及
输出所述第一位移量和所述第二位移量，作为所述位移量信息的信号。
20.一种手持信息处理装置，用于控制在包括多个区域的屏幕上的指针的移动，其特征在于包括：
显示部件，用于显示所述屏幕；
外壳；
检测部件，用于检测在所述外壳的第一方向上的移动和在与所述第一方向不同的第二方向上的移动，
计算部件，用于基于由所述检测部件获得的检测值来计算与所述第一方向上的检测值对应的第一相应位移量和与所述第二方向上的检测值对应的第二相应位移量，用于在屏幕上移动所述指针；以及
显示控制部件，用于控制屏幕的显示，使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第一相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第一值而获得的第一位移量，并使得所述指针在屏幕上移动通过将所述第二相应位移量乘以根据所述多个区域的每个的第二值而获得的第二位移量。
21.根据权利要求20的手持信息处理装置，
其特征在于，所述显示控制部件基于所述第一相应位移量来设置所述第一值，并基于所述第二相应位移量来设置所述第二值。
22.根据权利要求20的手持信息处理装置，
其特征在于，当在所述屏幕上的第一方向上拉长多个区域之一时，所述第一值大于所述第二值。
23.根据权利要求21的手持信息处理装置，
其特征在于，当所述第一相应位移量大于所述第二相应位移量时，所述显示控制部件设置所述第一值大于所述第二值，并且当所述第二相应位移量大于所述第一相应位移量时，所述显示控制部件设置所述第二值大于所述第一值。
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