CN101606120B - 控制装置、输入装置、控制***、控制方法和手持装置 - Google Patents

控制装置、输入装置、控制***、控制方法和手持装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种控制装置、输入装置、控制***、控制方法和手持装置，能够防止当输入装置从画面的端部移出画面时在指针的显示位置和输入装置的相对位置之间出现偏离，并且用它们用户可以获得直观的操作感受。不仅在实际画面(95)上而且在设置在实际画面(95)周围的虚拟画面(105)上，都生成并存储虚拟指针(2′)的坐标。因此，通过使输入装置(1)沿相反方向仅移动输入装置已移到显示画面(95)外的量，例如，用户可以恢复已到达实际画面(95)的边界线的指针(2)在实际画面(95)上的移动。结果，因为可以在不被小画面约束的情况下在虚绝对坐标系中生成指针的坐标值，所以用户可以直观地而没有压力地操作输入装置(1)。

Description

控制装置、输入装置、控制***、控制方法和手持装置
技术领域
本发明涉及用于控制指针在画面上的显示的控制装置、输入装置、控制***、控制方法和手持装置。
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3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，见日本专利申请公开第2001-56743号(段落[0030]和[0031]，图3)和日本专利第3,748,483号(段落[0033]和[0041]，图1)；以下分别称为专利文献1和2)。
例如，披露了一种控制在画面上的显示位置的方法，其中，当在画面的端部显示鼠标光标时，包括这个鼠标光标的图像被切换成包括在画面外侧上的虚拟画面的图像(例如，见日本专利申请公开第Hei 10-301704号(段落[0036]，图3)；以下成为专利文献3)。因此，可以获得即使位于画面的端部时用户仍可以轻易找到鼠标光标的效果。
发明内容
本发明所要解决的问题
在以上的专利文献1～3的技术中，指向装置的位置和画面上的位置彼此相对。因此，无论握住指向装置的用户的手的位置如何，例如，都确定指针在画面上的位置。然而，在指向装置所指方向偏离指针的显示位置的情况下，会引起压力，例如，认为对想要操作指针就好像正在使用激光指针的人来说这个压力的倾向很高。
此外，还存在以下问题，除非操作是在知道指针位置的同时进行的，否则用户很难捕捉已移出画面的指针的位置。尤其是当画面上的菜单栏被显示在画面的端部时，虽然指针被移到画面的端部并且当用户指示菜单栏的范围时指针不能被进一步移动，用户仍尝试继续移动指针。因此，指针的显示位置和指向装置的相对位置有所偏离并且用户可以因此感觉为难。
鉴于上述情况，本发明的目标在于提供能够一种控制装置、输入装置、控制***、控制方法和手持装置，它们能够放置当输入装置从画面的端部移出画面时在指针的显示位置和输入装置的相对位置之间出现偏离，并且用它们用户可以获得直观的操作感觉。
解决问题的手段
为了达到上述目标，根据本发明，提供了一种控制装置，基于与输入装置的移动相对应的输入信息来控制指针的显示，该控制装置包括：生成装置，用于生成第一坐标信息和第二坐标信息，其中，第一坐标信息指示指针在所显示的实际画面上与第一坐标系中的输入信息相对应的位置，而第二坐标信息指示指针在设置在实际画面周围的虚拟画面上与第一坐标系相关联的第二坐标系中的输入信息相对应的指针位置；以及显示控制装置，用于根据已生成的第一坐标信息和第二坐标信息来控制指针在实际画面上的显示。
在本发明中，不仅在实际画面上而且还在实际画面外侧上所设置的虚拟画面上，生成指针的坐标信息(第二坐标信息)。换言之，在不被小实际画面约束的情况下，在虚绝对坐标系中生成指针的坐标值。因此，由于能够从虚拟画面上的移动坐标的积分位置再次在实际画面上显示指针，所以用户可以直观操作输入装置而没有压力。
与第一坐标系相关联的第二坐标系指第二坐标系与第一坐标系重叠的情况、第二坐标系与第一坐标系连续的情况等。
通常，第一和第二坐标系的标度(坐标标度)基本相同，但是它们可以不同。
输入装置可以是平面操作输入装置或稍后描述的三维操作输入装置。
指针不限于具有像所谓的光标的有限形式的这种指针并且包括各种结构的指针，用它们可以选择诸如在画面上显示的图标的UI。例如，指针不限于经常以有限形式显示的指针并且包括以下结构，其中，当到达可以进行UI选择操作的区域时，指针位置变清晰。
控制装置进一步包括：存储装置，用于存储在作为通过输入装置进行的选择操作的对象的选择操作区中在虚拟画面上的虚拟显示区，虚拟显示区与第二坐标系相关联地存储；判断装置，用于判断所生成的第二坐标信息是否在虚拟显示区内；以及选择控制装置，用于当所生成的第二坐标信息在虚拟显示区内时，控制选择操作的对象。因此，通过用户当在虚拟画面上执行指示操作时在选择操作区的虚拟显示区中执行指示操作，可以选出选择对象。
在本发明中，整个选择操作区可以是虚拟显示区。可选地，显示控制装置可以生成在选择操作区中在实际画面上的与虚拟显示区相邻的实际显示区的图像数据。此外，实际显示区的图像数据可以不断显示在一部分实际画面上。例如，假设在指针被显示在实际画面上的选择操作区内的情况下，用户已通过操作输入装置以使指针移出实际画面而进入虚拟画面来执行指示，由于在此情况下下选择操作区(虚拟显示区)同样与所述第二坐标系相关联地设置在虚拟画面上，所以用户可以通过在虚拟画面上执行指示操作来选出选择对象。
例如，在选择操作区中的选择对象是将成为用于音量选择(音量控制)、用于广播节目等的频道选择、图像的再生/静止的选择、快进/快退的选择、在实际画面上流动显示的每个图像的选择(所谓的滚读功能)的选择项以及菜单画面的多个其他选择项的对象。
在通过选择控制装置进行控制期间，指针可以被置于虚拟画面上的任意位置。即使在用户执行选择操作的同时使指针的位置移出选择操作区的虚拟显示区并进入虚拟画面上除虚拟显示区外的区域，仍可以继续通过选择控制装置的控制。
在实际画面上作为选择操作区的实际显示区并不限于在实际画面上稳定显示的情况。具体地，当判断装置判断第二坐标信息在虚拟显示区内时，显示控制装置可以在实际画面上显示实际显示区。因此，能够执行反映了用户的意图的选择操作区的显示控制。
选择控制装置根据在所生成的第二坐标信息和在第一坐标系端部的端部的边界线之间的距离来可变地控制在选择操作中的切换速度，边界线是第一坐标系和第二坐标系之间的边界。因此，匹配用户的直观的选择操作变得可能。
例如，切换速度是除如果选择对象是声音的音量变化速度和如果选择对象是频道的频道变化速度之外的复制速度、快进速度和滚动速度。
存储装置存储多次提供的、选择操作区的虚拟显示区，与第二坐标系相关联地存储多个虚拟显示区。在此情况下，显示控制装置可以输出多个选择操作区中的每一个的虚拟显示区的图像数据或仅输出多个选择操作区中与指针的显示位置相对应的部分虚拟显示区的图像数据。
显示控制装置控制指针的显示，以便当输入信息从与在第一坐标系的端部处的边界线上的位置相对应的第一输入值变成与在与边界线相邻的第二坐标系的区域中的位置相对应的第二输入值时，使指针显示在边界线上，边界线是第一坐标系和第二坐标系之间的边界。在本发明中，当生成第二坐标信息时，显示控制装置可以如本发明稍后所述在使指针静止在边界线上的同时显示指针或者在使指针在边界线上移动的同时显示指针。
例如，虽然边界线当宏观观察时通常是直线，但是替代地，它可以是曲线。第一输入值可以是与在边界线上的坐标相对应的值或者与实际画面上在边界线外的坐标相对应的值。
显示控制装置控制指针的显示，以便通过根据由生成装置生成的第二坐标信息来更新在边界线上的第一坐标值，使指针在边界线上移动。因此，通过当使用输入装置在虚拟画面上执行指示时检查在实际画面上在边界线上显示的指针的位置，用户可以识别出正在虚拟画面上的什么位置沿纵向或横向进行指示。
显示控制装置可以根据第二输入值的改变来改变指针在边界线上的显示形式。因此，用户能够识别出指针被置于虚拟画面上以及指针被置于虚拟画面上什么位置。指针的显示形式的改变包括指针的显示颜色的改变、指针的变形、动画等。
显示控制装置可以生成一信号，该信号用于当输入信息从指示指针被置于第一坐标系中的输入信息的第一输入值变成指示指针被置于第二坐标系的输入信息的第二输入值时，执行用于设置指针的状态的、与输入信息无关联的处理。
无关联的处理是隐藏指针的显示的处理、显示并隐藏指针的处理(闪光)、使指针静止在实际画面上的处理、将指针改变成特定符号或图像的处理、使指针进行与输入信息无关的特定移动的处理等。
控制装置进一步包括：判断装置，用于判断所生成的第一坐标信息是否在第一坐标系的端部的边界线上，边界线是第一坐标系和第二坐标系之间的边界；以及启动装置，用于当第一坐标信息在边界线上时使生成装置开始生成第二坐标信息。
例如，控制装置只需要预先存储边界线的坐标数据，以及判断装置只需要判断所生成的第一坐标信息是否匹配任一个所存储的坐标数据。
可选地，当如上所述生成的第一坐标信息在选择操作区的第二区内但不在边界线上时，控制装置可以使生成装置开始生成第二坐标信息。
控制装置可以进一步包括：接收装置，用于接收根据输入装置的按钮操作而输出的命令信号；以及校正装置，用于基于所接收的命令信号来使指针的位置对应于在实际画面上的预定参考位置。例如，在输入装置操作以便当指针更加接近到达虚拟画面的外侧上的区域使输入装置的移动操作变得更大的情况下，指针在画面上的位置会被偏离。在此情况下，通过执行指针位置的校正处理的校正装置，指针显示位置的偏离可以被消除，并且可以保证对用户的直观指针移动操作性。
当指针被显示在参考位置上时，显示控制装置临时地突出显示指针。因此，使用户能够识别出指针位置已被校正。突出显示包括指针的高亮显示、放大显示等。
例如，输入装置是基于输入装置的加速度值和输入装置的角速度值中的至少一个来生成输入装置的速度值并传送关于速度值的信息的三维操作输入装置，以及控制装置进一步包括：接收装置，用于接收所传送的关于速度值的信息作为输入信息。
例如，当单独基于角速度值生成速度值时，角速度值可以被输出作为速度值。
当单独基于角速度值生成速度值时，近需要对加速度值进行积分生成了速度值。
当输入装置包括角度传感器时，角速度值可以通过对由角度传感器获得的角度值进行微分而获得。当输入装置包括角加速度传感器时，角速度值可以通过对由角加速度传感器获得的角加速度值进行积分而获得。
输入装置是传送关于输入装置的加速度值和输入装置的角速度值的信息中的至少一个的信息的三维操作输入装置，并且控制装置进一步包括接收装置和计算装置。接收装置接收所传送的关于加速度值和角速度值中的至少一个的信息。计算装置基于所接收的关于加速度值和角速度值中的至少一个的信息来计算输入装置的速度值。在此情况下，当使用关于所计算的速度值的信息作为输入信息时，生成装置生成与输入信息相对应的第一坐标信息和第二坐标信息。
根据本发明，提供了一种控制指针的显示的输入装置，包括：外壳；输入信息生成装置，用于检测外壳的移动并生成与外壳的移动相对应的输入信息；生成装置，用于生成第一坐标信息和第二坐标信息，其中，第一坐标信息指示指针在所显示的实际画面上的第一坐标系中与输入信息相对应的位置，以及第二坐标信息指示指针在实际画面周围设置的虚拟画面上的第二坐标系中与输入信息相对应的位置，第二坐标系与第一坐标系相关联；以及显示控制装置，用于根据已生成的第一坐标信息和第二坐标信息来控制指针在实际画面上的显示。
根据本发明，提供了一种控制指针的显示的控制***，包括输入装置和控制装置。输入装置包括：外壳；输入信息生成装置，用于检测外壳的移动并生成与外壳的移动相对应的输入信息；以及传送装置，用于传送输入信息。控制装置包括：生成装置，用于生成第一坐标信息和第二坐标信息，其中，第一坐标信息指示指针在所显示的实际画面上的第一坐标系中与输入信息相对应的位置，以及第二坐标信息指示指针在实际画面周围设置的虚拟画面上的第二坐标系中与输入信息相对应的位置，第二坐标系与第一坐标系相关联；以及显示控制装置，用于根据已生成的第一坐标信息和第二坐标信息来控制指针在实际画面上的显示。
根据本发明，提供了一种基于与输入装置的移动相对应的输入信息来控制指针的显示的控制方法，包括：生成指示指针在所显示的实际画面上的第一坐标系中与输入信息相对应的位置的第一坐标信息；根据已生成的第一坐标信息和第二坐标信息来控制指针在实际画面上的显示；以及生成指示指针在实际画面周围设置的虚拟画面上的第二坐标系中与输入信息相对应的位置的第二坐标信息，第二坐标系与第一坐标系相关联。
根据本发明，提供了一种手持装置，包括：外壳；显示部；输入信息生成装置，用于检测外壳的移动并生成与外壳的移动相对应的输入信息；以及传送装置，用于传送输入信息。控制装置包括：生成装置，用于生成第一坐标信息和第二坐标信息，其中，第一坐标信息指示指针在所显示的实际画面上的第一坐标系中与输入信息相对应的位置，以及第二坐标信息指示指针在实际画面周围设置的虚拟画面上的第二坐标系中与输入信息相对应的位置，第二坐标系与第一坐标系相关联；以及显示控制装置，用于根据已生成的第一坐标信息和第二坐标信息来控制指针在实际画面上的显示。
本发明的效果
如上所述，根据本发明，可以防止当输入装置从画面的端部移出画面时在指针显示位置和输入装置的相对位置之间出现偏离，并且用户可以获得直观的操作感受。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述本发明的实施例。
图1是示出根据本发明实施例的控制***100的图。控制***100包括显示装置5、控制装置40和三维操作输入装置1。
图2是示出三维操作输入装置1的透视图。在下面的描述中，三维操作输入装置将被简称为输入装置。输入装置1的尺寸使用户能够握住。输入装置1包括外壳10和包括设置在外壳10的上部的两个按钮11和12、滚轮按钮13等的操作部。例如，接近在外壳10的上部中心的按钮11用作作为PC的输入装置的鼠标的左键，而邻近按钮11的按钮12用作鼠标的右键。
例如，“拖放”操作可通过在按下按钮11的同时移动输入装置1来执行，可通过双击按钮11来打开文件，并且可通过旋钮13来滚读画面3。可以任意改变按钮11和按钮12以及旋钮13的位置、所发布的命令内容等。
图3是示意性地示出输入装置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是示出了传感器单元17的透视图。传感器单元17包括：加速度传感器单元16，用于检测在诸如沿两个正交轴(X′轴和Y′轴)的不同角度上的加速度。具体地，加速度传感器单元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，用于检测绕两个正交轴的角速度。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经封装并被安装在电路板25上。
作为第一角速度传感器151和第二角速度传感器152中的每一个，使用了用于检测与角速度成比例的科里奥利力的振动陀螺传感器。作为第一加速度传感器161和第二加速度传感器162中的每一个，可以使用诸如压阻传感器、压电传感器、或电容传感器中的任一个传感器。角速度传感器151和152中的每一个均不限于振动陀螺传感器，而是还可以使用旋转顶点陀螺传感器、环形激光陀螺传感器、气体速率陀螺传感器等。
在图2和3的描述中，为了方便起见，外壳10的纵向被称为Z′方向，外壳10的厚度方向被称为X′方向，以及外壳10的宽度方向被称为Y′方向。在此情况下，传感器单元17结合到外壳10中，以使其上安装有加速度传感器单元16和角速度传感器单元15的电路板25的表面变得与X′-Y′平面基本平行。如上所述，传感器单元16和15中的每个都检测相对于两轴(即，X轴和Y轴)的物理量。在说明书中，与输入装置1一起移动的坐标系(即，固定到输入装置1的坐标系)用X′轴、Y′轴和Z′轴表示，但是固定至地面的坐标系(即，惯性坐标系)用X轴、Y轴和Z轴表示。包含X′轴(俯仰轴)和Y′轴(偏航轴)的平面是加速度检测表面，即，完全平行于电路板25的主表面的表面(下文中简称为检测表面)。此外，在下面描述中，关于输入装置1的移动，绕X′轴的旋转方向有时被称为俯仰方向，绕Y′轴的旋转方向有时被称为偏航方向，以及绕Z′轴(滚转轴)的转动方向有时被称为滚转方向。
控制单元30包括主板18、安装在主板18上的MPU 19(微处理单元)(或CPU)、晶体振荡器20、收发器21和印在主板18上的天线22。
MPU 19包括其所需的内置易失性或非易失性存储器。MPU 19输入有来自传感器单元17的检测信号、来自操作部的操作信号等，并且响应那些输入信号执行各种操作处理以生成预定的控制信号。可以与MPU 19分离地提供存储器。代替MPU 19，可以使用DSP(数字信号处理)、FPGA(现场可编程门阵列)等。
通常，传感器单元17输出模拟信号。在此情况下，MPU 19包括A/D(模/数)转换器。可选地，传感器单元17可以是包含A/D转换器的单元。
收发器21将在MPU 19中生成的控制信号(输入信息)作为RF无线电信号经由天线22传送到控制装置40。收发器21还能够接收从控制装置40传送的各种信号。
晶体振荡器20生成脉冲并将它们提供给MPU 19。作为电池14，使用了干电池、可充电电池等。
控制装置40包括MPU 35(或CPU)、RAM 36、ROM 37、视频RAM 41、显示控制部42、天线39和收发器38。
收发器38接收经由天线39从输入装置1传送的控制信号(输入信息)。收发器38还能够将各种预定信号传送至输入装置1。MPU35分析控制信号并且执行多种操作处理。在MPU 35控制下，显示控制部42主要生成将在显示装置5的画面3上显示的画面数据。作为显示控制部42的工作区域的视频RAM 41临时存储所生成的画面数据。
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并不限于专用于输入装置1的装置，可以为与显示装置5、视听设备、放映机、游戏设备、汽车导航***等整体形成的计算机。
显示装置5的实例包括液晶显示器和EL(电致发光)显示器，但是并不限于此。可选地，显示装置5可以是与显示器整体形成并且能够接收电视广播等的装置、或者是结合了这种显示器和控制装置40的装置。
图5是示出显示在显示装置5上的画面3的实例的示图。在画面3上显示诸如图标4和指针2的UI。图标是画面3上表示计算机的程序功能、执行命令、文件内容等的图像。注意，在画面3上，水平方向称为X轴方向，以及垂直方向称为Y轴方向。
图6是示出了用户握住输入装置1的状态的示图。如图6所示，例如，除按钮11、12和13之外，输入装置1可以包括操作部，其包括诸如为用于操作电视机等的遥控器设置的那些按钮的各种操作按钮和电源开关。如图所示，当用户在手持输入装置1的同时在空气中移动输入装置1或操作操作部时，其输入信息被输出至控制装置40，并且控制装置40控制指针。
接下来，将给出关于移动输入装置1的方式及指针2因此在画面4上移动的方式的典型实例的描述。图7是针对其的说明图。
如图7(A)和图7(B)所示，用户握住输入装置1以使输入装置1的按钮11和12侧指向显示装置5侧。用户握住输入装置1以便当如握手一样拇指位于上侧而小手指位于下侧。在这种状态下，传感器单元17的电路板25(参见图8)接近于平行显示装置5的画面3，并且作为传感器单元17的检测轴的两个轴分别对应于画面3上的水平轴(X轴)(俯仰轴)和垂直轴(Y轴)(偏航轴)。下文中，如图7(A)和图7(B)所示的输入装置1的位置被称为参考位置。
如图7(A)所示，在参考位置上，用户沿垂直方向(即，俯仰方向)摆动手腕或手臂。此时，第二加速度传感器162检测Y轴方向上的加速度(第二加速度)，而第一角速度传感器151检测绕Y轴的角速度(第一角速度)ωψ作为角相关值。基于这些检测值，控制装置40控制指针2的显示使得指针沿Y轴方向移动。
同时，如图7B所示，在参考位置，用户沿横向(即，偏航方向)移动手腕或手臂。此时，第一加速度传感器161检测X轴方向的加速度(第一加速度)而第一角速度传感器151检测绕X轴的角速度(第二角速度)ωθ作为角相关值。基于这些检测值，控制装置40控制指针2的显示以使指针2沿X轴方向移动。
接下来，将描述如上所述结构的控制***100的基本操作。图9是示出了操作的流程图。
接通输入装置1的电源。例如，用户接通为输入装置1或控制装置40设置的电源开关等，以接通输入装置1的电源。一旦接通电源，就从角速度传感器单元15输出双轴角速度信号。MPU 19根据双轴角速度信号获得第一角速度值ωψ和第二角速度值ωθ(步骤101)。
另外，一旦接通输入装置1的电源，就从加速度传感器单元16输出双轴加速度信号。MPU 19根据双轴加速度信号获得第一加速度值ax和第二加速度值ay(步骤102)。加速度值的信号是与输入装置1在接通电源时刻的位置(以下称为初始位置)相对应的信号。可以将初始位置描述为图7中所示的参考位置，或者可以是图11或图12中所示的停滞(stand)位置。
应注意，MPU 19通常与预定的时钟周期同步地执行步骤101和102的处理。
应注意，在图9等中，在通过角速度传感器单元获得角速度信号之后，通过加速度传感器单元获得加速度信号。然而，顺序并不限于此，角速度信号可以在获得加速度信号之后获得，或者加速度信号和角速度信号可以并行(同时)获得(对以下图10同样适用)。
基于加速度值(ax，ay)和角速度值(ωψ，ωθ)，MPU 19通过预定操作来计算速度值(第一速度值Vx，第二速度值Vy)(步骤103)。第一速度值Vx是沿X’轴方向的速度值，以及第二速度值Vy是沿Y’轴方向的速度值。考虑到这点，至少传感器模块17单独或者MPU 19和传感器模块17一起用作用于生成与外壳10的移动相对应并用于使指针2在画面3上移动的输入信息的输入信息生成装置。
作为速度值(Vx，Vy)的计算方法，在此实施例中，MPU 19使加速度值(ax，ay)除以角加速度值(Δωψ，Δωθ)，以因此获得输入装置1的回转半径(Rψ，Rθ)。在此情况下，可以通过使回转半径(Rψ，Rθ)乘以角速度值(ωψ，ωθ)来计算速度值(Vx，Vy)。回转半径(Rψ，Rθ)还可以通过使加速度变化率(Δax，Δay)除以角加速度变化率(Δ(Δωψ)，Δ(Δωθ))来获得。
通过上述计算方法来计算速度值，可以获得输入装置1匹配用户直观的操作感受，并且此外，指针2在画面3上的移动也可以精确地匹配输入装置1的移动。
应注意，速度值(Vx，Vy)并不总需要通过以上的计算方法来计算。例如，MPU 19可以通过例如对加速度值(ax，ay)进行积分同时使用角速度值(ωψ，ωθ)作为积分运算的代数余子式来计算速度值。可选地，能够通过近对加速度值(ax，ay)进行积分计算速度值(Vx，Vy)。可选地，可以将检测到的角速度值(ωψ，ωθ)用作外壳的速度值(Vx，Vy)。还可以通过对所检测的角速度值(ωψ，ωθ)求时间微分来计算角加速度值(Δωψ，Δωθ)并使用角加速度值(Δωψ，Δωθ)作为外壳的加速度值。
MPU 19将关于所计算的速度值(Vx，Vy)的信息作为输入信息的经由收发器21和天线22传送到控制装置40(步骤104)。
控制装置40的MPU 35经由天线39和收发器38接收关于指针速度值(Vx，Vy)的信息(步骤105)。由于输入装置1每隔预定时钟(即，每单位时间)都传送指针速度值(Vx，Vy)，所以控制装置40可以接收此并获得每单位时间在X和Y轴方向上的位移量。
MPU 35使用以下等式(1)和(2)来生成画面3上与所获得的每单位时间在X和Y轴方向上的位移量相对应的、指针2的坐标值(X(t)，Y(t))。基于所生成的坐标值，MPU 35控制显示，以使指针2在画面3上移动(步骤107)。
X(t)＝X(t-1)+Vx...(1)
Y(t)＝Y(t-1)+Vy...(2)
在图9中，输入装置1执行主要操作来计算指针速度值(Vx，Vy)。在图10所示的实施例中，控制装置40执行主要操作。
如图10所示，步骤201和202的处理与步骤101和102的处理相同。例如，输入装置1将关于检测值的信息(即，从传感器模块17输出的双轴加速度值和双轴角速度值)传送至控制装置40(步骤203)。控制装置40的MPU 35接收关于检测值的信息(步骤204)并执行与步骤103、106和107相同的处理(步骤205～207)。
接下来，将描述本发明实施例的主要部分。
图11是示出在显示装置5上显示的画面实例的示图，其显示被控制装置40控制。
控制装置40的MPU 35控制实际画面95的显示和在实际画面95上的指针2。MPU 35还控制指针2在实际画面95周围所设置的虚拟画面105上的移动。
实际画面95是在实际装置5上实际显示的画面。虚拟画面105是在显示装置5上没有显示并被控制装置40存储的虚拟画面。实际画面95的像素数是Xr×Yr，而虚拟画面105的像素数是Xv×Yv。
例如，(Xr，Yr)不同地可以是(1280，1024)、(1920，1080)和(2048，1152)，但不限于此。
(Xv，Yv)只需要大于(Xr，Yr)。例如，例如，当(Xr，Yr)是(800，600)时，(Xv，Yv)等于或大于(或小于)(1280，1024)。可选地，当(Xr，Yr)是(1920，1024)时，(Xv，Yv)是(3920，3080)等。然而，(Xr，Yr)和(Xv，Yv)的组合不限于此。
当生成指针2在实际画面95上的坐标值时，MPU 35在实际画面95上使用笛卡尔坐标系(第一坐标系)生成坐标值。类似地，当生成指针2在虚拟画面105上的坐标值时，MPU 35在虚拟画面105上使用笛卡尔坐标系(第二坐标系)生成坐标值。在实际画面95的端部处的、实际画面95和第二坐标系之间的边界线(稍后描述)上的坐标至少可以被设置以使第一和第二坐标系彼此重叠。
第二坐标系是与第一坐标系连续(或与第一坐标系相对)的坐标系。例如，假设在实际画面95上四个角落的坐标值是(0，0)、(x1，0)、(0，y1)和(x1，y1)以及在虚拟画面105上四个角落的坐标值是(-x2，-y2)、(x1+x2，-y2)、(-x2，y1+y2)和(x1+x2，y1+y2)，那么虚拟画面105变得大于与实际画面95在横向上大于x2若干倍的像素数相对应的量并且大于与实际画面95在纵向上大于y2若干倍的像素数相对应的量。MPU 35分别将实际画面95和虚拟画面105的第一和第二坐标系的数据存储在ROM 37、RAM 36或其他存储器中。
可选地，MPU 35可以将在存储器中存储两个坐标系的数据，作为至少具有第二坐标系与第一坐标系重叠的部分区域的坐标系。换言之，存储器可以存储实际画面95的第一坐标系的数据和包括部分(例如，端部的边界线)或全部的实际画面95的坐标范围的虚拟画面105的第二坐标系的数据。
应注意，下文中，将包含实际画面95和虚拟画面105的画面称为整个画面155。
图12是用于说明用于当用户使用控制***100时确定输入装置1的空间位置和指针2在整个画面155上的位置之间的关系的校准任务的示图。
例如，控制装置40的MPU 35在部分实际画面95上(例如，在中心位置上)显示预定图像或标记(下文中称为校准标记)96。校准标记96显示在预定像素范围(区域)内。校准标记96的显示位置(参考位置)不限于实际画面95的中心位置，而可以是(例如)实际画面95的四个角落97中的至少一个。可选地，校准标记96的显示位置可以是包括中心位置的两个以上位置和四个角落97中的至少一个。
例如，通过使用至少两个校准标记96的校准，可以获得以下效果。通过对两个点之间的像素数和两个点之间的指针移动速度(或其积分值)进行比较，MUP 35可以校准(例如)与相对于输入装置1的移动速度的移动量相对应的像素数。具体地，能够校准当用户使输入装置1以什么速度移动(或多长距离)时指针移动的距离长度(像素数)。结果，可以额外地提高用户的操作感受。
例如，通过以如图7所示的参考位置握住输入装置1并移动外壳10，用户使输入装置1对准校准标记96的显示位置。通过用户按压(例如)按钮11或其他按钮同时使输入装置1对准校准标记96，从输入装置1生成确定命令信号。
确定命令信号被传送到控制装置40以被控制装置40接收。一旦输入装置1对准校准标记96的情况下接收到确定命令信号，控制装置40的MPU 35就执行用于使指针2的位置对应于校准标记96的处理(校正装置)。结果，指针2显示在(或移动到)校准标记96的显示位置。MPU 35将指示指针2的当前位置为实际画面95的中心位置的信号存储在存储器中。因此，假设输入装置1的移动指示相对于实际画面95在空间中的虚绝对位置，那么MPU 35控制指针2的移动。换言之，虽然输入装置1和整个画面155之间存在相对位置关系，但是输入装置1具有相对于实际画面95在空间中的绝对位置关系。
应注意，通过如上所述相同的方法，还能通过在实际画面95的任一或全部的四个角落显示校准标记来校正指针2在那个(那些)位置的显示位置。
当指针2显示在校准标记96上时，MPU 35可以临时地突出显示指针2。结果，能够使用户识别出指针2的显示位置已被校正。指针2的突出显示包括指针2的高亮显示、放大显示等等。
例如，应注意，控制装置40获得显示装置5在电连接到显示装置5时的设备信息(画面信息、其他书目信息等等)。
接下来，将描述在控制装置40使用如上所述的实际画面95和虚拟画面105来控制指针2的移动时所执行的操作。图13是其流程图。
一旦结束如上所述的校准，MPU 35就判断基于来自输入装置1的输入信息生成的坐标值是否已到达第一坐标系的边界线(步骤301)。
边界线是第一坐标系和第二坐标系之间的、第一坐标系的端部的线，在图11中，它是分别在坐标(0，0)和(x1，0)与坐标(0，y1)和(x1，y1)之间的两条水平线(+Y和-Y)以及在坐标(0，0)和(y1，0)与坐标(x1，0)和(x1，y1)之间的两条垂直线(+X和-X)中的任一条。
可选地，边界线可以被设置为具有一定宽度的线，即，具有与两个以上的像素相对应的宽度的线。
当在步骤301中指针2的坐标值没有到达第一坐标系的边界线时，MPU 35进行到步骤302。在步骤302中，由于指针2位于第一坐标系上，所以MPU 35根据坐标值来显示指针2。
为了帮助理解下面的描述，在实际画面95上显示的指针2可以被称为实际指针。另外，在虚拟画面105上管理的指针可以被称为虚拟指针2′。
当在步骤301中指针2的坐标值到达第一坐标系的边界线时，MPU 35分别管理实际指针2和虚拟指针2′(步骤303)。在此实施例中，在步骤303中，MPU 35开始在生成虚拟指针2′在第二坐标系中的坐标值并且在使实际指针显示在边界线上的同时来管理虚拟指针2′在第二坐标系中的坐标。
MPU 35判断指针2的坐标值是分别属于四条边界线-Y、-X、+Y和+X的坐标值中的哪个(步骤304、306和308)。
当坐标值属于边界线-Y时，将虚拟指针2′的坐标值(xa，0-δy)存储在存储器中。此外，在此情况下，用被设为(xa，0)的实际指针2的坐标值来进行显示(步骤305)。这里，xa是变量。
图15是示出当(例如)坐标值从第一坐标系越过边界线-Y并进入第二坐标系(对应步骤304和305)时实际指针2和虚拟指针2′的移动的示图。在此情况下示出了边界线-Y(x，0)上的实际指针2只移动了-δx、-δy的状态。同样在此情况下，MPU 35控制指针2的显示，以使实际指针2的坐标值从(x，0)移到(x-δx，0)。
当坐标值属于边界线-X时，将虚拟指针2′的坐标值(0-δx，ya)存储在存储器中。此外，在此情况下，用被设为(0，ya)的实际指针2的坐标值来进行显示(步骤307)。这里，ya是变量。
图14是示出当(例如)所生成的坐标值已从第一坐标系越过边界线-X并进入第二坐标系(对应步骤306和307)时实际指针2和虚拟指针2′的移动的示图。在此情况下示出了边界线-(0，y)X上的实际指针2只移动-δx、+δy的状态(示出了从与来自输入装置1的输入信息的第一输入值相对应的坐标值到与第二输入值相对应的坐标值的移动的状态)。在此情况下，MPU 35控制指针2的显示以使实际指针2的坐标值从(0，y)移到(0，y+δy)。换言之，与虚拟指针2′在虚拟画面105上的坐标值的存储更新相关联地更新实际指针2在边界线-X上的坐标值。
因此，通过当在虚拟画面105上执行指示时检查指针2在实际画面95的边界线上的显示位置，用户可以识别出在虚拟画面105上的什么地方沿纵向或横向进行指示。
返回图13，当在步骤308中坐标值属于边界线+Y时，将虚拟指针2′的坐标值(xa，y1+δy)存储在存储器中。此外，在此情况下，用被设为(xa，y1)的实际指针2的坐标值进行显示。这里，xa是变量。
当坐标值属于边界线+X时，将虚拟指针2′的坐标值(x1+δx，ya)存储在存储器中。此外，在此情况下，用被设为(x1，ya)的实际指针2的坐标值进行显示(步骤310)。这里，ya是变量。
MPU 35判断已生成的指针的坐标值接下来是否已到达第一坐标系与第二坐标系的边界线(步骤311)。当判断否时，重复从步骤303的处理。在随后的步骤305、307、309和310中，存储在存储器中的虚拟指针2′的坐标值被更新成虚拟指针2′的新坐标值。
当在步骤311中判断是时，MPU 35判断坐标值是否已到达第一坐标系除边界线外的区域(步骤312)，并且当判断是时，重复从步骤302的处理。
图16是示出当(例如)坐标值从第一坐标系越过边界线-X进入第二坐标系并已到达在第二坐标系中的边界线-Y下的区域时虚拟指针2′和实际指针2的移动的示出。这个状态对应于以上的步骤306～309。
如上所述，虚拟指针2′的坐标不仅在实际画面95上而且在设置在实际画面95周围的虚拟画面105上生成然后被存储。因此，通过使输入装置1仅沿相反方向移动输入装置已移出实际画面95的量，例如，用户可以恢复已到达实际画面95的边界线的指针2在实际画面95上的移动。结果，可以防止在指针2的显示位置和输入装置1的相对位置之间出现偏离。换言之，因为指针的坐标生成在虚绝对坐标系中而没有被小画面约束，所以用户可以直观而没有压力操作输入装置1。
此外，例如，在输入装置操作以使其移动操作随着指针逐渐接近到达在虚拟画面的外侧上轭区域而变大的情况下，指针在画面上的位置有所偏离。在此情况下，通过执行指针位置的校正处理的校正装置，指针显示位置的偏离可以被消除，并且可以确保对用户的直观指针移动操作性。
接下来，将描述本发明的另一个实施例。图17是示出根据另一个实施例的控制装置40使显示装置5进行显示的画面的示图。
控制装置40使显示装置5进行显示的实际画面95在其四个角落处包括预定图标98a、99a、101a和102a。多个图标98a、99a、101a和102a中的每一个都是将成为由用户使用输入装置1进行选择操作的对象的选择操作区(实际显示区)的一部分的数据。
控制装置40在RAM 36、ROM 37或其他存储设备中与虚拟画面105的第二坐标系相关联地存储分别与图标98a、99a、101a和102a连续的部分选择操作区(虚拟显示区)98b、99b、101b和102b。控制装置40生成在每个都包括实际显示区和虚拟显示区的选择操作区98、99、101和102中显示的图像数据。在此实施例中，图标98a、99a、101a和102a在实际画面95上不断显示，但是如稍后所述并不限于此。
选择操作区98是用于电视广播等频道升的操作区。选择操作区99是用于频道降的操作区。选择操作区101是用于音频输出的音量升的操作区。选择操作区102是用于音频输出的音量降的操作区。例如，选择操作区98、99、101和102被设为矩形。然而，其外部形状可以包括曲线部分并且设置改变可以为各种形状。
图18是示出根据此实施例的控制装置40的操作的流程图。
MPU 35判断所生成的指针2的坐标值在如上述校准之后是否已到达第一坐标系的边界线。当判断否时，MPU 35进入到如图13的处理的步骤402。
这里，可选地，MPU 35可判断坐标值是否在图标98a、99a、101a和102a的一个区域内(步骤403)。在此情况下，当坐标值不在这些区域内时，MPU 35只需进入步骤402。可省略步骤403的判断处理。
当在步骤401中判断是时，MPU 35进入步骤404并且开始生成虚拟指针2′在第二坐标系中的坐标值，如图13的处理所示。在步骤405中，MPU 35执行在使实际指针2留在边界线上或者隐藏其显示的同时使实际指针2静止的处理。
MPU 35接下来判断所生成的虚拟指针2′的坐标值是否在设置在虚拟画面105上的任一个选择操作区98b、99b、101b和102b内(步骤406)(判断装置)。当判断否使，MPU 35重复从步骤404的处理。
当在步骤406中判断是时，MPU 35控制在选择操作区98b、99b、101b和102b中与虚拟指针2′的生成坐标值相对应的选择对象(步骤407)(选择控制装置)。例如，在步骤407中，MPU 35只需要以预定恒定速度切换频道或选择音量。能够使用户定制恒定切换速度。
步骤408和409的处理与在图13中示出的步骤311和312的处理相同。
应注意，在步骤405和随后步骤的处理中，MPU 35可以执行步骤407而无需使实际指针2的显示静止或隐藏，并且执行如图13所示的步骤305～311的处理。
在此实施例中，通过将指针2放在实际画面95上显示的图标98a、99a、101a或102a上，用户可以通过在虚拟画面105上的指示操作来选出选择对象。在本实施例的情况下，图标98a、99a、101a或102a中的每个都展现得有些像选择对象的索引的功能。
图19是在图17中示出的画面的变型实例。
在如图17所示的结构中，选择操作区98、99、101和102的形状具有部分并且分别包括实际画面95的四个角落位置的矩形。图19的选择操作区203～206被设为梯形以包括邻近实际画面95的各个边的整个区域。选择操作区203(203a和203b)被设在穿过边界线的-X的第一和第二坐标系中。选择操作区204(204a和204b)被设在穿过边界线的+X的第一和第二坐标系中。选择操作区205(205a和205b)被设在穿过边界线的+Y的第一和第二坐标系中。选择操作区206(206a和206b)被设在穿过边界线的-Y的第一和第二坐标系中。
选择操作区203和204分别是用于频道升和降的操作区。选择操作区205和205分别是用于音量升和降的操作区。
图20是示出在图19中示出的控制装置40在画面上的处理的流程图。在此实施例中，通过MPU 35执行从在图18中示出的流程图中去除步骤403和406获得的处理，可以获得如上所述的同样的操作效果。
图21是示出在图19中示出的画面上的另一个处理的流程图。在此处理流程中，步骤605不同于步骤505。在步骤505中，MPU35通过根据基于当用户移动输入装置1时生成的输入信息而生成的虚拟指针2′的坐标值可变地控制选择对象的切换速度来控制选择对象。
通常，在步骤605中，用户可以通过在虚拟画面105上移动输入装置1来改变选择频道的速度(切换速度)或选择选择音量的速度(切换速度)。因此，用户可以用模拟的操作感受来直观地选择选择对象。
参考图22，通常，MPU 35只需要根据第一坐标系的边界线和虚拟指针2′之间的距离来可变地控制切换速度。例如，只当虚拟指针2′远离边界线时切换速度需要增加(或减少)。例如，关于选择操作区203b，只需要根据横向与边界线-X的距离来可变地控制频道的切换速度。
选择操作区不限于图17和图19中示出的选择操作区98、99、101、102和203～206的结构。例如，可以适当改变一个选择操作区在实际画面95上的尺寸与其在虚拟画面105上的尺寸的形状、尺寸、比例等。可选地，选择操作区可只设置在虚拟画面105上。
可选地，在选择操作区98、99、101、102和203～206中的选择对象不限于用于广播节目的音量控制和频道控制等等。例如，每个选择对象是将成为用于选择图像的再生/静止、选择图像的快进/快退、选择在实际画面95上滚动显示的每个图像(所谓的滚动功能)的项目或菜单画面的各种其他选择项的对象。
同样，在图17中示出的关于画面的控制装置40的处理中，MPU 35可以如图20的步骤505一样来执行切换速度的变化控制。在此情况下，即使虚拟画面2′移出选择操作区98b(或99b、101b、或者102b)，例如，MPU 35仍可以继续变化控制。
图23和图24示出了本发明的另一个实施例。在图17、图19和图22所示的实施例中，图标的实际显示区98a、99a、101a、102a、203a、204a、205a和206a(选择操作区)不断显示在实际画面95上。在此实施例中，当指针2′移到在虚拟画面105上显示的选择操作区的虚拟显示区时，图标的实际显示区被显示在实际画面95上。
参考图23，例如，第一选择操作区301设有在虚拟画面105上沿边界线-X的虚拟显示区301b，而第二选择操作区302设有在虚拟画面105上沿边界线+X的虚拟显示区302b。
在此实施例中，第一选择操作区301被构造作为用于电视广播的频道选择图标，而第二选择操作区302被构造作为音量(声音音量)调节图标。第一选择操作区301的虚拟显示区301b包括其设置频道随边界线-X逐步改变的频道设置区，而第二选择操作区302的虚拟显示区302b包括其设置音量随边界线+X逐步改变的音量设置区。
当指针2位于实际画面95上时，不显示第一和第二选择操作区301和302的对应实际显示区301a和302a。当指针2越过边界线-X和+X并移动到虚拟画面105时，显示实际显示区301a和302a。图23示出光标2越过边界线-X并移动到虚拟画面105的状态。图24示出光标2越过边界线+X并移动到虚拟画面105的状态。
基于光标2(2′)的坐标信息，MPU 35判断光标2是否已越过边界线-X或+X并移动到虚拟画面105。基于当越过边界线-X或+X时生成的虚拟指针2′的坐标信息，MPU 35确定对应的频道设置区或音量设置区。然后，MPU 35在实际画面95上显示指示对应设置的频道或音量的图标(实际显示区301a和302a)。图标(实际显示区301a和302a)邻近设置区显示，并且根据指针2(2′)的y坐标的变化连同边界线-X和+X一起显示不同显示内容的图标。
如上所述，通过分别地显示选择操作区301和302的实际显示区301a和302a，只有当光标2移到虚拟画面105时，才能够执行反映用户意图的选择操作区的显示控制。此外，因为选择操作区301和302并不总显示在实际画面95上，所以可以提高在实际画面95上显示的图标的可见性。
频道切换控制和音量调节控制可以与图标(实际显示区301a和302a)在实际画面95上的显示同时地执行，或者可以在等待将由输入装置1相对于显示图标301和302进行的按钮输入操作之后执行。此外，频道设置图标(实际显示区301a)可以作为子画面与频道接收的视频同时显示。子画面不限于选中频道的图像，并且多个其他频道的图像可以同时显示。在此情况下，一组显示数据可以连同指针的垂直移动一起连续切换。指针2的输入操作所选出的图像被切换成在实际画面95上的实际图像。在此情况下，可以采用诸如在实际画面95上从图标的显示位置开始逐渐扩散的各种显示控制方法。
图25和图26示出在图23和图24中示出的画面的变型实例。此实施例示出视频再生(编辑)时的画面。
同样在此实施例中，图标的实际显示区通常不显示在实际画面95上，而当指针2′移动到在虚拟画面105上显示的选择操作区的虚拟显示区时，图标的实际显示区显示在实际画面95上。
参考图25，例如，第一选择操作区303设有在虚拟画面105上沿边界线+X的虚拟显示区303b，而第二选择操作区304设有在虚拟画面105上沿边界线-Y的虚拟显示区304b。在此实施例中，第一选择操作区303被构造作为用于再生画面的画面提前的图标，而第二选择操作区304被构造作为用于设置相对于在实际画面95上显示的章节的图标。
当指针2位于实际画面95时，并不分别显示第一和第二选择操作区303和304的实际显示区303a和304a。当指针2越过边界线+X和-Y并移动到虚拟画面105时，显示实际显示区303a和304a。图25示出光标2越过边界线+X并移动到虚拟画面105的状态。图26示出光标2越过边界线-Y并移动到虚拟画面105的状态。
基于光标2(2′)的坐标信息，MPU 35判断光标2是否越过边界线+X或-Y并移动到虚拟画面105。基于当越过边界线+X或-Y时生成的虚拟指针2′的坐标信息，MPU 35在实际画面95上显示用于显示画面提前操作或章节设置画面的图标(实际显示区303a和304a)。邻近设置区显示图标(实际显示区303a和304a)。
如上所述，通过分别地显示选择操作区303和304的实际显示区303a和304a，只有当光标2移到虚拟画面105时，才能够执行反映用户意图的选择操作区的显示控制。此外，因为选择操作区303和304不常显示在实际画面95上，所以可以提高在实际画面95上显示的图标的可见性。
图标的画面提前控制可以与图标(实际显示区303a)在实际画面95上的显示同时地执行，或者可以在等待将通过输入装置1对显示图标303a进行的按钮输入操作之后执行。此外，在章节设置控制中，通过当希望设置章节时对输入装置1的按钮执行输入操作，章节标记304d被显示在搜索栏(滑标)304c的移动路径上。
本发明的实施例不限于上述实施例，而是可能有各种其他实施例。
在上述实施例中，已以输入装置1为例说明了三维操作输入装置。然而，可以替代地适用平面操作输入装置。平面操作输入装置可以是常用鼠标、使用了用于游戏控制器中的箭头键的输入装置或者诸如操纵杆的输入装置。
在上述实施例中，根据输入装置1的移动在画面上移动的指针2已被表示为箭头图像。然而，指针2的图像不限于箭头，而可以是简单的圆形、正方形等，或者为字符图像或任何其他图像。
指针不限于向所谓的光标那样具有有限形式，而是包括各种配置并且用它们可以选出在画面上显示的诸如图标的UI。例如，指针不限于以有限形式恒定显示而是包括当到达可以进行UI选择操作的区域时指针的位置变清晰的结构。
此外，指针2的显示可以在实际画面95和虚拟画面105之间的边界线上随虚拟指针2′的坐标位置而变化。
例如，如图27(A)所示，指针2的显示颜色可以在边界线(在附图中示出的实例的边界线-X)上随虚拟指针2′的位置而变化。例如，当到达边界线时，指针的显示颜色从白色变为绿色。显示颜色的变化包括当虚拟指针2′远离实际画面95等时显示颜色的亮度或浓度变化。
可选地，如图27(B)所示，指针2在边界线上的形式可以随虚拟指针2′的位置而变化。在附图示出的实例中，示出了指针2的轴部弯向虚拟画面105的情况。指针2的形式变化还包括诸如挤压指针2的倾斜和变形。指针2的变形量可以在虚拟指针2′远离实际画面95时增加。
因此，用户能够识别出指针位于虚拟画面上并且指针位于虚拟画面上的位置。作为指针形式变化的另一实例，存在诸如指针2跑向虚拟画面的状态的显示的指针2的动画。
在实际装置5上显示的实际画面95和虚拟画面105的形状是矩形。然而，实际画面95的形状可以是三角形、五边或更多的多边形、环形、椭圆形或上述的至少两者的组合。类似，虚拟画面105可以是各种形状。实际画面95和虚拟画面105的形状可以不同。
在上面描述中，实际画面95和虚拟画面105的坐标系是笛卡尔坐标系。然而，实际画面和/或虚拟画面的坐标系可以是极坐标系。
在上面描述中，实际画面95和虚拟画面105是平面。然而，实际画面和/或虚拟画面的可以是曲面。
虽然在上面描述中第一和第二坐标系的标度通常基本上相同，但是它们可以不同。
在图13示出的处理中，显示控制已被执行以使实际指针2在MPU 35生成虚拟指针2′的坐标值的同时(即，在虚拟指针2′在虚拟画面上移动时)在边界线上移动。然而，MPU 35还能够在生成虚拟指针2′的坐标值的同时执行与来自输入装置1的输入信息无关的处理。无关过程包括隐藏指针显示的处理、显示和隐藏指针的处理(闪光)、使指针静止在实际画面上的处理、使指针变为特定符号或图像的处理、使指针进行与输入信息无关的特定移动的处理等。对图18、20和21的处理同样适用。
在图9和10的处理中，控制装置40生成指针的坐标值。然而，输入装置1还能够生成指针的坐标值并将坐标信息传送到控制装置40或基于生成的坐标信息将显示控制信号传送到实际装置5。
还存在以下情况，其中，输入装置1包括加速度传感器单元16但不包括角速度传感器单元15。在此情况下，可以在步骤103中通过对由角速度传感器单元16检测的加速度值(ax，ay)进行积分来获得速度值(Vx，Vy)(假设在此情况下，不能获得绕Y轴和X轴的角速度值(ωψ，ωθ))。可以通过图像传感器计算而不是加速度传感器单元16来获得加速度。
代替角速度传感器单元15可以适用角传感器或角加速度传感器。角传感器的实例包括地磁传感器和图像传感器。当使用例如三维地磁传感器时，检测的是角度值的变化量。因此，在此情况下，对角度值进行微分以获得角速度值。角加速度传感器被构造作为多个加速度传感器的组合，并且角速度值通过对由角加速度传感器获得的角加速度值进行积分而获得。就这些实施例来说，MPU 19或35主要用作用于输出角相关值来作为与角度相关的值的计算装置。
例如，用于检测绕Y轴和X轴的角加速度的角加速度传感器或用于检测角度的传感器可以用于计算如上所述的回转半径R(t)。在此情况下，角速度值(ωψ，ωθ)是通过对由角加速度传感器检测的角加速度值进行积分而获得的。可选地，角速度值(ωψ，ωθ)是通过对由角传感器检测的角度值进行微分而获得的。
对于作为以上的角加速度传感器的单轴角加速度传感器，通常适用置于回转半径R(t)上的两个单轴加速度传感器。使由两个加速度传感器获得的两加速度值之间的差除以两个加速度传感器之间的距离，以因此计算输入装置1的角速度值等。与上述的两个单轴加速度传感器的检测原则类似，两个双轴加速度传感器只需要被用作双轴角加速度传感器。在此情况下，除了地磁传感器和图像传感器外，双轴加速度传感器只需要用作角传感器以实现获得(例如)滚转角
Figure G2008800044479D00321
(绕图8的Z轴的角)的原理。因此，两个双轴加速度传感器只需要用于检测绕Y轴和X轴的双轴角。
在上述实施例的输入装置中，输入信息已被无线传送到控制装置。然而，输入信息可以被有线传送。
本发明可以应用于(例如)包含显示部的手持型信息处理装置(手持装置)。在此情况下，通过用户移动手持装置的主体，使在显示部上显示的指针移动。手持装置的实例包括PDA(个人数字助理)、便携式电话、便携式音乐播放器和数码相机。
传感器单元17的角速度传感器单元15和加速度传感器单元16的每个的检测轴并不必需像上述的X′轴和Y′轴一样互相正交。在此情况下，可以通过适用散焦函数的计算来获得分别投射在互相正交的轴方向上的加速度。类似地，绕互相正交的轴的角速度可以通过适用散焦函数的计算来获得。
已给出关于在上面实施例中所描述的传感器单元17的角速度传感器单元15的X′和Y′方向轴以及加速度传感器单元16的X′和Y′方向轴匹配的情况的描述。然而，这些方向轴并不必需匹配。例如，在角速度传感器单元15和加速度传感器单元16被安装在基板上的情况下，角速度传感器单元15和加速度传感器单元16可以被安装同时在基板的主表面范围内偏离预定旋转角，以使角速度传感器单元15和加速度传感器单元16的检测轴不匹配。在此情况下，相对于各个轴的加速度和角速度可以通过使用三角函数的计算来获得。
附图说明
[图1]示出了根据本发明实施例的控制***的示图。
[图2]示出了输入装置的透视图。
[图3]示意性地示出了输入装置的内部结构的示图。
[图4]示出了输入装置的电结构的框图。
[图5]示出了在显示装置上显示的画面实例的示图。
[图6]示出了用户握住输入装置的状态的示图。
[图7]示出了移动输入装置的方式和指针对应地在画面上的移动方式的典型实例的说明图。
[图8]示出了传感器单元的透视图。
[图9]示出了控制***的基本操作的流程图。
[图10]示出了在控制装置执行主要操作的情况下控制***的操作的流程图。
[图11]示出了在控制装置的控制下在显示装置上显示的画面实例的示图。
[图12]用于说明用于当用户使用控制***时用户确定输入装置的空间位置和指针在整个画面上的位置之间的关系的校准任务的示图。
[图13]示出了在控制装置使用实际画面和虚拟画面控制指针移动时所执行的操作的流程图。
[图14]示出了在所生成的坐标值从第一坐标系越过边界线-X并进入第二坐标系时实际指针和虚拟指针的移动的示图
[图15]示出了在所生成的坐标值从第一坐标系越过边界线+Y并进入第二坐标系时实际指针和虚拟指针的移动的示图。
[图16]示出了在所生成的指针的坐标值从第一坐标系越过边界线-X进入第二坐标系并到达第二坐标系中的边界线-Y下的区域时虚拟指针2′和实际指针2的移动的示图。
[图17]示出了根据本发明的另一个实施例的控制装置使显示装置进行显示的画面的示图。
[图18]示出了用于控制画面的显示的控制装置的操作的流程图。
[图19]在图17中示出的画面的变型实例。
[图20]示出了在图19中示出的画面上控制装置的处理的流程图。
[图21]示出了在图19中示出的画面上控制装置的另一个处理的流程图。
[图22]用于说明图21中示出的处理的整个画面的示图。
[图23]示出了根据本发明的另一个实施例的控制装置使显示装置进行显示的画面的示图。
[图24]示出了根据本发明的另一个实施例的控制装置使显示装置进行显示的画面的示图。
[图25]示出了根据本发明的另一个实施例的控制装置使显示装置进行显示的画面的示图。
[图26]示出了根据本发明的另一个实施例的控制装置使显示装置进行显示的画面的示图。
[图27]用于说明在画面上显示的指针的其他显示实例的示图，图27(A)示出了指针的显示颜色变化的状态以及图27(B)示出了指针的形状变化的状态。
参考数字的描述
1   输入装置
2   指针(实际指针)
2′ 虚拟指针
5   显示装置
10  外壳
15  角速度传感器单元
16  加速度传感器单元
17  传感器单元
19、35  MPU
40  控制装置
95  实际画面
96  校准标记
98、99、101、102、203-206、301-304  选择操作区
100 控制***

Claims (19)

1.一种控制装置，基于与输入装置的移动相对应的输入信息来控制在实际画面上显示的实际指针的显示，所述控制装置包括：
生成装置，用于生成第一坐标信息和第二坐标信息，其中，所述第一坐标信息指示所述实际指针在所述实际画面上的第一坐标系中与所述输入信息相对应的位置，而所述第二坐标信息指示在所述实际画面周围设置的虚拟画面上管理的虚拟指针在与所述第一坐标系相关联的第二坐标系中与所述输入信息相对应的位置；以及
显示控制装置，用于根据已生成的所述第一坐标信息和所述第二坐标信息来控制所述实际指针在所述实际画面上的显示，
其中，所述显示控制装置控制所述实际指针的显示，使得在所述虚拟画面上开始生成所述虚拟指针的所述第二坐标信息时，使所述实际指针在所述第一坐标系的边界线上持续显示，而且在所述虚拟指针再次到达所述边界线并且开始在所述实际画面上生成所述实际指针的所述第一坐标信息时，所述实际指针再次开始从所述边界线上移动。
2.根据权利要求1所述的控制装置，进一步包括：
存储装置，用于存储在作为根据所述输入信息选择操作的对象的选择操作区中所述虚拟画面上的虚拟显示区，所述虚拟显示区与所述第二坐标系相关联地存储；
判断装置，用于判断所生成的第二坐标信息是否在所述虚拟显示区内；以及
选择控制装置，用于当所生成的第二坐标信息在所述虚拟显示区内时，控制所述选择操作的对象。
3.根据权利要求2所述的控制装置，
其中，所述显示控制装置生成在所述选择操作区中所述实际画面上的与所述虚拟显示区相邻的实际显示区的图像数据。
4.根据权利要求3所述的控制装置，
其中，当所述判断装置判断所述第二坐标信息在所述虚拟显示区内时，所述显示控制装置在所述实际画面上显示所述实际显示区。
5.根据权利要求2所述的控制装置，
其中，所述选择控制装置根据在所生成的第二坐标信息和在所述第一坐标系的端部的边界线之间的距离来可变地控制在所述选择操作中的切换速度，所述边界线是在所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的边界。
6.根据权利要求2所述的控制装置，
其中，所述存储装置存储多次提供的、所述选择操作区的所述虚拟显示区，所述多个虚拟显示区与所述第二坐标系相关联地存储。
7.根据权利要求1所述的控制装置，
其中，所述显示控制装置控制所述实际指针的显示，以便当所述输入信息从与在所述第一坐标系的端部处的边界线上的位置相对应的第一输入值变成与在所述第二坐标系中与所述边界线相邻的区域中的位置相对应的第二输入值时，使所述实际指针显示在所述边界线上，所述边界线是所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的边界。
8.根据权利要求7所述的控制装置，
其中，所述显示控制装置控制所述实际指针的显示，以便通过根据由所述生成装置生成的所述第二坐标信息来更新在所述边界线上的第一坐标值，使所述实际指针在所述边界线上移动。
9.根据权利要求7所述的控制装置，
其中，所述显示控制装置根据所述第二输入值的改变来改变所述实际指针在所述边界线上的显示形式。
10.根据权利要求1所述的控制装置，
其中，所述显示控制装置生成一信号，所述信号用于当所述输入信息从指示所述实际指针被置于所述第一坐标系中的所述输入信息的第一输入值变成指示所述实际指针被置于所述第二坐标系中的所述输入信息的第二输入值时，执行用于设置所述实际指针的状态的、与所述输入信息无关联的处理。
11.根据权利要求10所述的控制装置，
其中，与所述输入信息无关联的所述处理包括使所述实际指针在所述实际画面上静止的处理。
12.根据权利要求1所述的控制装置，进一步包括：
判断装置，用于判断所生成的第一坐标信息是否在所述第一坐标系的端部处的边界线上，所述边界线是所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的边界；以及
启动装置，用于当所述第一坐标信息在所述边界线上时，使所述生成装置开始生成所述第二坐标信息。
13.根据权利要求1所述的控制装置，进一步包括：
校正装置，用于基于由按钮操作而输出的命令信号来使所述实际指针的位置对应于在所述实际画面上的预定参考位置。
14.根据权利要求13所述的控制装置，
其中，当所述实际指针被显示在所述参考位置上时，所述显示控制装置临时地突出显示所述实际指针。
15.根据权利要求1所述的控制装置，
其中，包括速度值生成装置，根据所述输入装置的移动量算出所述输入装置的加速度值或者角速度值中的至少一个，基于该算出的值来生成输入装置的速度值，并且该生成的速度值信息作为所述输入信息。
16.一种输入装置，控制在实际画面上显示的实际指针的显示，所述输入装置包括：
外壳；
输入信息生成装置，用于检测外壳的移动并生成与所述外壳的移动相对应的输入信息；
生成装置，用于生成第一坐标信息和第二坐标信息，其中，所述第一坐标信息指示所述实际指针在所述实际画面上的第一坐标系中与所述输入信息相对应的位置，而所述第二坐标信息指示在所述实际画面周围设置的虚拟画面上管理的虚拟指针在与所述第一坐标系相关联的第二坐标系中与所述输入信息相对应的位置；以及
显示控制装置，用于根据已生成的所述第一坐标信息和所述第二坐标信息来控制所述实际指针在所述实际画面上的显示，
其中，所述显示控制装置控制所述实际指针的显示，使得在所述虚拟画面上开始生成所述虚拟指针的所述第二坐标信息时，使所述实际指针在所述第一坐标系的边界线上持续显示，而且在所述虚拟指针再次到达所述边界线并且开始在所述实际画面上生成所述实际指针的所述第一坐标信息时，所述实际指针再次开始从所述边界线上移动。
17.一种控制***，控制在实际画面上显示的实际指针的显示，所述控制***包括：
输入装置，包括：
外壳，
输入信息生成装置，用于检测外壳的移动并生成与所述外壳的移动相对应的输入信息，以及
传送装置，用于传送所述输入信息；以及
控制装置，包括：
生成装置，用于生成第一坐标信息和第二坐标信息，其中，所述第一坐标信息指示所述实际指针在所述实际画面上的第一坐标系中与所述输入信息相对应的位置，而所述第二坐标信息指示在所述实际画面周围设置的虚拟画面上管理的虚拟指针在与所述第一坐标系相关联的第二坐标系中与所述输入信息相对应的位置，以及
显示控制装置，用于根据已生成的所述第一坐标信息和所述第二坐标信息来控制所述实际指针在所述实际画面上的显示，
其中，所述显示控制装置控制所述实际指针的显示，使得在所述虚拟画面上开始生成所述虚拟指针的所述第二坐标信息时，使所述实际指针在所述第一坐标系的边界线上持续显示，而且在所述虚拟指针再次到达所述边界线并且开始在所述实际画面上生成所述实际指针的所述第一坐标信息时，所述实际指针再次开始从所述边界线上移动。
18.一种控制方法，基于与输入装置的移动相对应的输入信息来控制在实际画面上显示的实际指针的显示，所述控制方法包括：
生成第一坐标信息，所述第一坐标信息指示所述实际指针在所述实际画面上的第一坐标系中与所述输入信息相对应的位置；
生成第二坐标信息，所述第二坐标信息指示在所述实际画面周围设置的虚拟画面上管理的虚拟指针在与所述第一坐标系相关联的第二坐标系中与所述输入信息相对应的位置；以及
根据已生成的所述第一坐标信息和第二坐标信息来控制所述实际指针在所述实际画面上的显示，
其中，控制所述实际指针的显示，使得在所述虚拟画面上开始生成所述虚拟指针的所述第二坐标信息时，使所述实际指针在所述第一坐标系的边界线上持续显示，而且在所述虚拟指针再次到达所述边界线并且开始在所述实际画面上生成所述实际指针的所述第一坐标信息时，所述实际指针再次开始从所述边界线上移动。
19.一种手持装置，包括：
外壳；
显示部；
输入信息生成装置，用于检测外壳的移动并生成与所述外壳的移动相对应的输入信息；
生成装置，用于生成第一坐标信息和第二坐标信息，其中，所述第一坐标信息指示实际指针在实际画面上的第一坐标系中与所述输入信息相对应的位置，而所述第二坐标信息指示在所述实际画面周围设置的虚拟画面上管理的虚拟指针在与所述第一坐标系相关联的第二坐标系中与所述输入信息相对应的位置；以及
显示控制装置，用于根据已生成的所述第一坐标信息和所述第二坐标信息来控制所述实际指针在所述实际画面上的显示，
其中，所述显示控制装置控制所述实际指针的显示，使得在所述虚拟画面上开始生成所述虚拟指针的所述第二坐标信息时，使所述实际指针在所述第一坐标系的边界线上持续显示，而且在所述虚拟指针再次到达所述边界线并且开始在所述实际画面上生成所述实际指针的所述第一坐标信息时，所述实际指针再次开始从所述边界线上移动。
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