CN102870069B - 信息存储介质、信息输入装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

公开一种能够便利用户的操作输入的程序。公开的计算机可读信息存储介质存储了程序，所述程序用于使得连接到操作输入装置的计算机作用，以便对于每个时间单位获得指示由操作输入装置接收的用户的操作输入的内容的输入值，并且计算使得基准值改变对应于所获得的多个输入值的每一个的改变量的值作为要被执行操作的参数的输出值，所述基准值是根据多个获得的输入值之一来确定的。

Description

信息存储介质、信息输入装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及用于接收由用户作出的操作输入的信息输入装置、用于控制信息输入装置的方法和其上存储了用于控制信息输入装置的程序的信息存储介质。

背景技术

存在一种类型的信息输入装置，其接收由用户在操作输入装置上进行的操作输入，并且执行各种信息处理。该类型的信息输入装置获得指示由用户在操作输入装置上进行的操作输入的细节的输入值，并且执行由输入值指定的处理，例如，移动字符或移位在虚拟空间内设置的视点。操作输入的具体示例包括：其中用户使用手指或指示笔等来触摸触摸传感器的操作；以及其中用户操纵诸如模拟棒的操作构件的操作。一些信息输入装置包括作为操作输入装置的内置传感器（例如，陀螺仪），用于检测外壳的倾斜。当用户进行将该类型的信息输入装置的外壳倾斜的操作时，信息输入装置获得指示倾斜的传感器的检测结果值作为输入值，由此执行各种信息处理。

发明内容

技术问题

在如上所述的信息输入装置中，输入值的取值范围因为操作输入装置的物理限制等而受限，并且因此，仅使用指示由用户在某个时刻进行的操作输入的细节的输入值限制了用户可以输入的值的范围。例如，考虑其中通过由用户执行的操作产生的外壳的倾斜量确定的量来改变在虚拟空间内设置的视点的方向的处理。在该情况下，将视点的方向改变较大程度需要将外壳倾斜到对应的较大程度，并且，用户可能发现难以取决于外壳的形状和用户握着外壳的方式等来进行大值的操作输入。

替代地，指示用户进行的操作输入的细节的输入值可以被用作要操作的参数的每一个单位时间的改变量。在这个操作输入方法被应用到上述的示例的情况下，在用户将信息输入装置的外壳保持在恒定方向上倾斜时，信息输入装置在对应于倾斜方向的方向上连续地改变观看方向。然而，对于该操作输入方法，参数值的微调是不容易的，并且用户可能在一些情况下发现操作困难。

已经鉴于如上所述的现实而作出了本发明，并且本发明的目的是提供：一种信息输入装置，其能够当根据指示由用户进行的操作输入的细节的输入值来改变要操作的参数的值时便利用户进行的操作输入；一种用于控制所述信息输入装置的方法；以及一种信息存储介质，其上存储了用于控制所述信息输入装置的程序。

对于问题的解决方案

根据本发明，提供了一种其上存储有程序的计算机可读信息存储介质，所述程序用于控制连接到接收用户的操作输入的操作输入装置的计算机作为：输入值获得部件，用于以预定的间隔来获得指示由所述操作输入装置接收的操作输入的细节的输入值；以及输出值计算部件，用于基于由所述输入值获得部件获得的多个输入值来计算要操作的参数的输出值，其中，所述输出值计算部件计算通过将基准值改变一改变量而获得的值作为输出值，所述基准值是通过由所述输入值获得部件获得的多个输入值之一来确定的，所述改变量是通过由所述输入值获得部件以预定间隔获得的多个输入值的每一个确定的。

而且，在上述程序中，所述基准值可以是通过所述输入值获得部件上一次获得的输入值确定的值。

而且，在上述程序中，所述输出值计算部件可以输出通过将基准值改变一改变量而获得的值作为输出值，所述改变量是通过在用户执行给定的启动操作后由所述输入值获得部件获得的多个输入值的每一个确定的。

替代地，所述输出值计算部件可以输出通过将基准值改变一改变量而获得的值作为输出值，所述改变量是通过在用户执行给定的启动操作后和在满足给定的启动条件后由所述输入值获得部件获得的多个输入值的每一个确定的。

而且，当通过所述输入值获得部件获得的所述输入值超过预定值时，所述输出值计算部件可以通过使用预先确定的上限值作为改变量来计算所述输出值。

而且，在上述程序中，所述操作输入装置可以是传感器，用于检测用户用手抓住的外壳的倾斜，当用户通过倾斜外壳来进行操作输入时，输入值获得部件可以获得用于指示由所述操作引起的所述外壳的倾斜的方向和量的值，作为输入值，输出值可以是指示方向和大小的值，基准值可以是指示由所述多个输入值的一个指示的倾斜方向和倾斜量确定的方向和大小的值，并且，改变量可以是大小由在由相关联的输入值指示的倾斜方向确定的方向上的倾斜量确定的改变量。

另外，在上述程序中，输入值可以由第一输入分量值和第二输入分量值构成，所述第一输入分量值和第二输入分量值指示围绕两个基准轴的相应旋转量，输出值可以由第一输出分量值和第二输出分量值构成，所述第一输出分量值和第二输出分量值指示沿着两个基准方向的相应大小，并且，输出值计算部件可以基于第一输入分量值来确定相对于第一输出分量值的改变量，基于所述第二输入分量值来确定相对于第二输出分量值的改变量，并且通过彼此不同的计算方法来确定相对于第一输出分量值的改变量和相对于第二输出分量值的改变量。

而且，在上述程序中，可以确定所述基准值，使得在其中输入值的绝对值超过给定值的范围中所述基准值的改变与所述输入值的改变的比率小于在其中输入值的绝对值等于或小于给定值的范围中基准值的改变与输入值的改变的比率。

而且，上述程序可以控制所述计算机以进一步作为用于当输出值计算部件计算输出值时在显示屏幕上显示图像的部件，所述图像指示由输入值获得部件上一次获得的输入值确定的改变量的大小。

根据本发明，还提供了一种信息输入装置，其连接到接收用户的操作输入的操作输入装置，所述信息输入装置包括：输入值获得部件，用于以预定的间隔来获得指示由操作输入装置接收的操作输入的细节的输入值；以及，输出值计算部件，用于基于由输入值获得部件获得的多个输入值来计算要操作的参数的输出值，其中，输出值计算部件计算通过将基准值改变一改变量而获得的值，作为输出值，所述基准值是通过由所述输入值获得部件获得的多个输入值之一来确定的，所述改变量是通过由所述输入值获得部件以预定间隔获得的多个输入值的每一个确定的。

而且，在上述信息输入装置中，上述的信息输入装置可以进一步包括：在信息输入装置的外壳的正面上布置的触摸传感器和在外壳的反面上布置的触摸传感器；以及，启动操作接收部件，用于接收其中用户使用两只手的每只的至少一个手指来触摸在外壳的正面上布置的触摸传感器、并且还使用两只手的每只的至少一个手指来触摸在外壳的反面上布置的触摸传感器的操作，作为启动操作，操作输入装置可以是用于检测外壳的倾斜的传感器，并且，输出值计算部件可以输出通过将基准值改变一改变量而获得的值作为输出值，所述改变量是在接收到启动操作后由通过输入值获得部件获得的多个输入值的每一个确定的。

另外，在上述信息输入装置中，启动操作接收部件接收解除其中用户使用两只手的每只的至少一个手指触摸在外壳的正面上布置的触摸传感器、并且还使用两只手的每只的至少一个手指触摸在外壳的反面上布置的触摸传感器的状态的操作，作为结束操作，并且其中，当接收到结束操作时，输出值计算部件可以结束输出值的计算。

根据本发明，还提供了一种用于控制信息输入装置的方法，所述方法包括：输入值获得步骤，用于以预定的间隔来获得指示由用于接收用户的操作输入的操作输入装置接收的操作输入的细节的输入值；以及，输出值计算步骤，用于基于在输入值获得步骤中获得的多个输入值来计算要操作的参数的输出值，其中，在输出值计算步骤中，计算通过将基准值改变一改变量而获得的值，作为输出值，基准值是通过在输入值获得步骤中获得的多个输入值之一来确定的，改变量是通过在输入值获得步骤中以预定的间隔获得的多个输入值的每一个确定的。

附图说明

[图1A]图示根据本发明的实施例的信息输入装置的外观的透视图。

[图1B]图示根据本发明的实施例的信息输入装置的外观的另一个透视图。

[图2]图示根据本发明的实施例的信息输入装置的内部结构的框图。

[图3]图示根据本发明的实施例的信息输入装置的功能的功能框图。

[图4]图示用户如何抓住根据本发明的实施例的信息输入装置的外壳的图。

[图5]图示在指示外壳的姿态的法线向量和输入值之间的关系的说明图。

[图6A]图示从X轴的负方向观看的图5的法线向量的图。

[图6B]图示从Y轴的负方向观看的图5的法线向量的图。

[图7]图示在检测到启动操作时观察到的视点坐标系和输出角度值之间的关系的说明图。

[图8]图示根据实施例的由信息输入装置显示的显示图像的示例的图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明的实施例。

图1A和1B是图示根据本发明的一个实施例的信息输入装置的外观的透视图，并且分别图示从信息输入装置1的正面（前面）侧观看的信息输入装置1和从信息输入装置1的反面侧观看的信息输入装置1。根据这个实施例的信息输入装置1在下面的说明中是便携式游戏机。

如在这些图中所示，信息输入装置1的外壳10整体形状像大致为矩形的平板，并且触摸板12被设置在外壳10的正面上。触摸板12具有大致为矩形的形状，并且由显示器12a和前触摸传感器12b构成。显示器12a可以是液晶显示板、有机EL显示板或其他类型的图像显示装置。

前触摸传感器12b覆盖在显示器12a上，并且包括具有与显示器12a的显示表面对应的形状和大小的大致为矩形的检测表面。当诸如用户的手指或指示笔的物体与该检测表面接触时，前触摸传感器12b检测与物体接触的位置。触摸传感器12b并非必须当该物体接触检测表面时才检测该物体的位置，而是触摸传感器12b可以当物体接近在检测表面上的可检测范围时检测物体相对于检测表面的位置。前触摸传感器12b可以是任何类型的装置，诸如电容型、压敏型或光学型，只要该装置能够检测物体在检测表面上的位置。在这个实施例中的前触摸传感器12b是能够检测在多个位置的与物体的接触的多点触摸传感器。

在这个实施例中，后触摸传感器14被进一步布置在外壳10的后侧上，使得与触摸板12相对。后触摸传感器14包括大致为矩形的检测表面，其具有与显示器12a的显示表面对应的形状和大小。简而言之，显示器12a的显示表面、前触摸传感器12b的检测表面和后触摸传感器14的检测表面全部具有大致相同的形状和大小，并且在沿着外壳10的厚度方向（Z轴方向）的直线中排列。与前触摸传感器12b的情况相同，后触摸传感器14可以具有各种类型。与前触摸传感器12b类似，在这个实施例中的后触摸传感器14是多点触摸传感器，其能够检测在多个位置的与物体的接触。用户使用双手来抓住信息输入装置1的外壳10，并且使用他的/她的手指来触摸前触摸传感器12b或后触摸传感器14的检测表面，以由此对于信息输入装置1进行操作输入。因为前触摸传感器12b和后触摸传感器14都是多点触摸传感器，所以用户可以通过一次使用多个他的/她的手指来触摸这些触摸传感器而进行多种操作输入。

虽然在图1A和1B中未示出，但是信息输入装置1除了前触摸传感器12b和后触摸传感器14之外，可以在外壳10的正、反和侧面上或在其他位置包括用于接收用户的操作输入的各种操作构件，诸如按钮和开关。

陀螺仪16被布置在信息输入装置1的外壳10内部作为用于检测外壳10的倾斜的传感器。陀螺仪16是压电振动陀螺仪等，并且检测外壳10围绕在外壳10中设置的多个陀螺基准轴的旋转，以输出对应于检测的旋转的电信号。在这个实施例中的陀螺基准轴是：X轴，其在显示器12a的长边的方向（横向）上延伸；以及Y轴，其在显示器12a的较短边的方向（纵向）上延伸。陀螺仪16输出与外壳10围绕这些陀螺基准轴的每一个的旋转对应的信号。

图2是图示信息输入装置1的内部结构的结构框图。如图2中所示，信息输入装置1被构造为在其中包括控制单元20、存储单元22和图像处理单元24。控制单元20例如包括CPU等，并且执行如由在存储单元22中存储的程序编程的各种信息处理。随后描述由控制单元20执行的处理的具体示例。存储单元22例如是诸如RAM或ROM的存储器装置或盘装置，并且存储由控制单元20执行的程序和各种数据。存储单元22也作为控制单元20的工作存储器。

图像处理单元24被构造为包括例如GPU和帧缓冲器存储器，并且按照由控制单元20输出的指令来绘制要在显示器12a上显示的图像。作为具体示例，图像处理单元24包括适合于显示器12a的显示区域的帧缓冲器存储器，并且GPU按照来自控制单元20的指令以规则的时间间隔在帧缓冲器存储器中写入图像。在帧缓冲器存储器中写入的图像在给定的定时被转换为视频信号以在显示器12a上显示。

下面描述由在这个实施例中的信息输入装置1实现的功能。在这个实施例中，信息输入装置1执行在存储单元22中存储的游戏应用程序，以由此产生示出虚拟三维空间的内部的空间图像，并且在显示器12a上显示该空间图像。在显示这个空间图像的同时，用户执行将外壳10倾斜的操作（以下称为倾斜操作）以向信息输入装置1进行操作输入。响应于该操作输入，信息输入装置1执行改变在虚拟三维空间内设置的视点的方向（以下称为观看方向VD）的处理。换句话说，指示观看方向VD的参数是要通过倾斜操作操作的参数。信息输入装置1然后产生示出在已经根据倾斜操作改变的观看方向VD上观看的虚拟三维空间的内部的图像，并且在显示器12a上显示该图像。这使得用户能够在通过倾斜外壳10而改变观看方向的同时观看虚拟三维空间的内部。为了实现这个处理，陀螺仪16在这个实施例中作为用于接收由用户的倾斜操作进行的操作输入的操作输入装置。

如图3中所示，信息输入装置1在功能上包括启动操作接收单元30、输入值获得单元32、输出值计算单元34和显示图像控制单元36。这些功能由控制单元20通过执行在存储单元22中存储的程序来实现。该程序可以例如通过存储在光盘、存储卡或其他这样的计算机可读信息存储介质中而被提供，或者可以经由诸如因特网的通信网络被提供到信息输入装置1。

启动操作接收单元30从用户接收给定的启动操作的输入。下述的输入值获得单元32在接收到启动操作后获得输入值，该输入值指示用户执行的倾斜操作的细节。以这种方式，用户可以在执行启动操作后开始倾斜外壳10的倾斜操作，并且由此避免无意中改变外壳10的倾斜和避免玩游戏时不意图改变观看方向VD的情况下改变观看方向VD。

在这个实施例中的启动操作是其中在两手之间抓着外壳10的用户使用每只手的至少一个手指来触摸前触摸传感器12b和后触摸传感器14中的每一个的操作（以下称为抓住操作）。具体地说，如图4中所示，用户用他的/她的左拇指来触摸在用户的左侧的前触摸传感器12b上的给定区域，并且用用户的左手的食指或其他手指来触摸从反面看在右侧的后触摸传感器14上的给定区域。用户类似地用他的/她的右拇指来触摸在用户的右侧的前触摸传感器12b的给定区域，并且用用户的右手的食指或其他手指来触摸从反面看在左侧的后触摸传感器14的给定区域。启动操作接收单元30接收前触摸传感器12b和后触摸传感器14的检测结果，以确定用户是否已经执行了该抓住操作。具体地说，启动操作接收单元30例如通过下述方式来确定用户是否已经执行了抓住操作：确定用户是否正在用一个或多个手指触摸全部四个给定区域的每一个，所述4个给定区域为前触摸传感器12b的左和右侧以及后触摸传感器14的左和右侧。替代地，启动操作接收单元30可以通过更简单的处理来确定用户已经执行了抓住操作，该更简单的处理检测用户的手指在任何两个或更多的位置与前触摸传感器12b接触并且在任何两个或更多的位置与后触摸传感器14接触。用户使用两手自然地抓住外壳10的左和右侧，以执行倾斜操作。因此使用该抓住操作作为启动操作允许用户在执行启动操作后启动倾斜操作，而不感到奇怪。

输入值获得单元32基于陀螺仪16的检测结果来获得输入值I，该输入值I指示用户执行的倾斜操作的细节。在这个实施例中输入值获得单元32在启动操作接收单元30检测到用户已经执行了启动操作后，对于每一个单位时间（例如，1/60秒）使用陀螺仪16的检测结果来计算输入值I。在此，输入值I是由一对数值构成的二维数量，该一对数值是x分量值Ix和y分量值Iy，并且输入值I是指示外壳10相对于初始外壳方向EDi的相对倾斜的值（即，外壳10距初始外壳方向EDi的倾斜的方向和量）。初始外壳方向EDi是指示当用户执行启动操作时外壳10所处于的姿态的方向，并且是在启动操作接收单元30检测到启动操作时后触摸传感器14的法线方向。在下面的说明中，在检测到启动操作时与触摸板12和后触摸传感器14平行的平面被称为倾斜操作基准平面RP。用户通常抓住外壳10使得显示器12a在用户之前，并且因此认为初始外壳方向EDi在执行启动操作时与用户的观看方向大致重合。

x分量值Ix和y分量值Iy具体地说是分别指示通过下述方式获得的投影点的X坐标和Y坐标的值：在用户执行倾斜操作时，在基准平面RP上投影在后触摸传感器14的法线方向（以下称为外壳方向ED）上定向的单位向量（以下称为法线向量V）。图5是图示在法线向量V和输入值I之间的关系的说明图。图6A图示从X轴的负方向观看的图5的法线向量V，并且图6B图示从Y轴的负方向观看的图5的法线向量V。这些附图图示在执行启动操作时外壳10所处于的姿态，并且从该附图中省略在倾斜操作后外壳10的方向。从这些附图所理解的，x分量值Ix和y分量值Iy每一个在从最小值-1至最大值1的数字范围内取值，其中以法线向量V的振幅为1，并且该对分量值指示用户已经将外壳10相对于初始外壳方向EDi分别围绕X轴和Y轴旋转了多少。换句话说，当作为倾斜操作的结果的、外壳10围绕X轴和Y轴旋转的旋转角分别被给出为θx和θy时，输入值获得单元32可以使用从陀螺仪16的检测结果获得的旋转角θx和θy来获得输入值I的x分量值Ix和y分量值Iy。具体地说，建立下面的关系：

Ix＝sinθy

Iy＝sinθx在此，在围绕X轴的旋转中的正方向是从X轴的负方向观看的顺时针旋转方向，并且，在围绕Y轴的旋转中的正方向是从Y轴的负方向观看的逆时针旋转方向。还假定用户未将外壳10在左、右、前和后方向中的任一方向上从初始外壳方向EDi倾斜超过90度。

在下面的说明中，启动操作接收单元30检测到启动操作的时间是t＝0，并且随后，直到启动操作接收单元30检测到结束操作，指示时间的值t每当经过单位时间时递增1。输入值获得单元32在时间t获得的输入值I被表达为I(t)，并且输入值I(t)的x分量值和y分量值分别被表达为Ix(t)和Iy(t)。在t＝0，法线向量V的方向与初始外壳方向EDi重合，并且因此Ix(0)和Iy(0)是0。在下面的说明中，在时间t的外壳方向ED被表达为ED(t)。

在用户正在执行抓住操作的同时，输出值计算单元34基于由输入值获得单元32获得的多个输入值I来计算要操作的参数的输出值Po。在这个实施例中，要操作的参数如上所述是指示在虚拟三维空间中设置的观看方向VD的观看方向参数。具体地说，观看方向参数的输出值Po由两个输出角度值Pox和Poy构成，它们指示以初始观看方向VDi作为基准的观看方向VD的朝向。初始观看方向VDi是在检测到启动操作时的观看方向。这些输出角度值Pox和Poy指示围绕两个基准轴旋转的观看方向VD的旋转角，所述基准轴是基于在检测到启动操作时的视点坐标系限定的。视点坐标系是使用彼此正交的Vx轴、Vy轴和Vz轴的坐标系。Vx轴、Vy轴和Vz轴分别对应于显示器12a的横向屏幕方向、显示器12a的纵向屏幕方向和观看方向VD。具体地说，输出角度值Pox和Poy分别指示在检测到启动操作时在视点坐标系中的围绕Vx轴的旋转角和围绕Vy轴的旋转角。图7是图示在视点坐标系与输出角度值Pox和Poy之间的这个关系的说明图，并且图示了在虚拟三维空间内设置的视点的位置VP、初始观看方向VDi和图像投影平面PP。输出角度值Pox和Poy是输出值计算单元34所计算的值。观看方向VD是通过将初始观看方向VDi旋转由输出角度值Pox和Poy确定的角度而获得的方向。换句话说，输出角度值Pox和Poy是指示在Vy轴方向和Vx轴方向这两个基准轴方向上的旋转的大小的值，并且通过将初始观看方向VDi在由一对角度值指示的方向上旋转由该角度值指示的大小来确定观看方向VD。

下面描述如何计算输出值Po的具体示例。输出值计算单元34计算通过将基准值Pr改变一改变量Pd而获得的值，作为输出值Po。基准值Pr是由通过输入值获得单元32获得的多个输入值之一确定的值。改变量Pd是由通过输入值获得单元32以预定间隔获得的多个输入值I的每一个确定的数量。象对于输出值Po的情况一样，基准值Pr由两个角度值即基准角度值Prx和Pry构成。改变量Pd也可以由两个角度值构成：即差角度值Pdx，其指示角度值Pox的改变量；以及差角度值Pdy，其指示角度值Poy的改变量。

在这个实施例中，在输入值获得单元32在经过单位时间时获得新的输入值时，输出值计算单元34更新输出值Po。在该更新中，当时间t是n时的基准值Pr(n)是由通过输入值获得单元32上一次获得的输入值I(n)确定的值。对于在时间t是之0后获得的全部输入值I(t)（t=0，1，2...n）的每一个计算改变量Pd，并且在输出值Po(n)上反映该改变量Pd，其中在时间t是0时，检测到启动操作。结果，当时间t是n时的角度值Pox(n)和Poy(n)是通过例如下面的计算表达式计算的值：

[数学式1]

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Pox}\left(n\right)=\mathrm{Prx}\left(n\right)+\underset{t=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Pdx}\left(t\right)\\ \mathrm{Poy}\left(n\right)=\mathrm{Pry}\left(n\right)+\underset{t=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Pdy}\left(t\right)\end{array}\right.$

下面描述如何计算基准角度值Prx(n)和Pry(n)的具体示例。当时间t是n时通过输入值I(n)确定的这些基准角度值的每一个是由当时间t是n时外壳10所处于的姿态唯一确定的值。例如，Prx(n)和Pry(n)是利用输入值I(t)的x分量值Ix(t)和y分量值Iy(t)通过下面的计算表达式计算的值：

Prx(n)＝sin^-1(α·Iy(n))

Pry(n)＝sin^-1(α·Ix(n))

其中，α是预先确定的系数。

当α是1时，通过上面的计算表达式计算的基准角度值Prx(n)和Pry(n)分别匹配θx和θy。换句话说，基准值Pr指示初始观看方向VDi在与外壳方向ED(n)相对于初始外壳方向EDi的倾斜方向重合的方向上旋转与外壳方向ED(n)相对于初始外壳方向EDi的倾斜量重合的量的旋转角。当α小于1时，基准值Pr指示初始观看方向VDi在与外壳方向ED(n)相对于初始外壳方向EDi的倾斜方向重合的方向上旋转小于外壳方向ED(n)相对于初始外壳方向EDi的倾斜量的角度的旋转角。另一方面，在其中α大于1的情况下，基准值Pr指示初始观看方向VDi旋转大于外壳方向ED(n)相对于初始外壳方向EDi的倾斜量的角度的旋转角。在任何一种情况下，通过以这种方式计算基准角度值Prx(n)和Pry(n)，输出值Po(n)包括使得初始观看方向VDi在与当时间t是n时外壳10所处于的姿态对应的方向上旋转的分量。系数α可以是负值。在该情况下，由基准值Pr指示的从初始观看方向VDi开始的旋转方向是与外壳10的倾斜方向相反的方向。虽然如上所述的示例使用相同的函数来用于从Iy(n)计算Prx(n)的计算表达式和从Ix(n)计算Pry(n)的计算表达式，但是输出值计算单元34可以通过彼此不同的计算方法来计算Prx(n)和Pry(n)。作为具体示例，输出值计算单元34可以使用彼此不同的系数α1和α2取代系数α来计算Prx(n)和Pry(n)。

也可以确定基准角度值Prx，使得在其中输入值Iy的绝对值超过给定阈值Ith的范围内的基准角度值Prx的改变与输入值Iy的改变的比率小于在其中输入值Iy的绝对值等于或小于给定阈值Ith的范围内的基准角度值Prx的改变与输入值Iy的改变的比率。作为具体示例，输出值计算单元34通过下面的计算表达式来计算基准角度值Prx：

[数学式2]

$\mathrm{Prx}\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}{\sin }^{-1}(\mathrm{\&alpha;}\&CenterDot;\mathrm{Iy}\left(n\right))& \left(\right|\mathrm{Iy}\left(n\right)|\&le;\mathrm{Ith})\\ {\sin }^{-1}(\mathrm{\&alpha;}\&CenterDot;\mathrm{Ith}+\frac{1}{2}\mathrm{\&alpha;}(\mathrm{Iy}\left(n\right)-\mathrm{Ith}))& (\mathrm{Iy}\left(n\right)>\mathrm{Ith})\\ {\sin }^{-1}(-\mathrm{\&alpha;}\&CenterDot;\mathrm{Ith}+\frac{1}{2}\mathrm{\&alpha;}(\mathrm{Iy}\left(n\right)+\mathrm{Ith}))& (\mathrm{Iy}\left(n\right)<-\mathrm{Ith})\end{array}\right.$

以这种方式，在其中输入值Iy的绝对值超过阈值Ith的范围中，Iy所乘以的系数被减小为1/2，并且因此输入值Iy的每个单位改变的基准角度值Prx的改变的比率减小。因此当输入值Iy接近上限值（在此为+1）和下限值（在此为-1）时，在输入值Iy中的改变较小程度地被反映在基准角度值Prx中的改变上。在输入值Iy的绝对值等于或小于阈值Ith的范围中使用的系数和在其中Iy的绝对值超过阈值Ith的范围中使用的系数的比率在此是1/2，但是可以是除了1/2以外的值。取代使用不同的计算表达式来用于其中输入值Iy的绝对值等于或小于阈值Ith时的情况和其中Iy的绝对值超过阈值Ith的情况，可以使用使得基准角度值Prx的改变与输入值Iy的改变的比率随着输入值Iy的绝对值增大而更小的单个函数（例如，通过二阶微分得出负值的函数）来计算基准角度值Prx。同样，在其中使用输入值Ix来计算基准角度值Pry的情况下，可以使用与如上所述的基准角度值Prx类似的计算表达式。

通过输入值I(t)确定的差角度值Pdx(t)和Pdy(t)可以与基准角度值Prx(n)和Pry(n)一样是指示观看方向VD在由输入值I(t)确定的方向上旋转由输入值I(t)确定的量的旋转角的角度值。然而，差角度值Pdx(t)和Pdy(t)期望地是与由同一输入值I(t)确定的基准角度值Prx(t)和Pry(t)相比较较小的值。因此通过与用于基准角度值的函数不同的函数来计算这些差角度值。例如，分别通过使用Iy(t)和Ix(t)的下面的函数来计算差角度值Pdx(t)和Pdy(t)：

Pdx(t)＝sin^-1(F(Iy(t)))

Pdy(t)＝sin^-1(F(Ix(t)))

其中，F(x)表示预先确定的函数。例如将函数F(x)定义如下：

[数学式3]

$F\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\&beta;}\&CenterDot;x^2& (x\&GreaterEqual;0)\\ -\mathrm{\&beta;}\&CenterDot;x^2& (x<0)\end{array}\right.$

其中，β是预先确定的系数。系数β可以是正值或负值，就象系数α的情况那样。可以限制函数F(x)使得F(x)的绝对值不超过给定的上限值。在该情况下，在x的绝对值超过给定值时F(x)的绝对值匹配上限值。类似于基准角度值Pr，可以通过彼此不同的计算表达式来计算Pdx(t)和Pdy(t)。作为具体示例，输出值计算单元34可以改变在如上所述用于Pdx(t)的计算和用于Pdy(t)的计算的计算表达式中的系数β。以这种方式，对于外壳10围绕Y轴的旋转和对于外壳10围绕X轴的旋转，观看方向VD的改变量可以变化相同的旋转量。

如上所述，输出值计算单元34需要计算反映由输入值获得单元32在每当经过单位时间时新获得的输入值I的新的输出值Po。然而，输出值计算单元34不总是需要从开始执行输出值Po的计算，并且如果使用由新获得的输入值I确定的值来更新用于上一次计算的输出值Po的基准值Pr，并且进一步将输出值改变由新获得的输入值I确定的改变量，则是足够的。作为具体示例，通过下面的计算表达式，利用当时间t是（n-1）时的输出角度值Pox(n-1)和Poy(n-1)来计算当时间t是n时的输出角度值Pox(n)和Poy(n)：

[数学表达式4]

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Pox}\left(n\right)=\mathrm{Pox}(n-1)-\mathrm{Prx}(n-1)+\mathrm{Prx}\left(n\right)+\mathrm{Pdx}\left(n\right)\\ \mathrm{Poy}\left(n\right)=\mathrm{Poy}(n-1)-\mathrm{Pry}(n-1)+\mathrm{Pry}\left(n\right)+\mathrm{Pdy}\left(n\right)\end{array}\right.$

为了使用这些计算表达式来计算输出值Po，输出值计算单元34计算当时间t是（n-1）时的输出角度值Pox(n-1)和Poy(n-1)，并且在存储单元22中暂时存储所计算的输出角度值Pox(n-1)和Poy(n-1)以及已经在计算中使用的基准角度值Prx(n-1)和Pry(n-1)。在下一计算中，使用在存储单元22中存储的上一输出角度值和基准角度值以及从新获得的输入值I(n)计算的基准角度值和差角度值，以通过如上所述的计算表达式来计算输出角度值Pox(n)和Poy(n)。

替代地，输出值计算单元34可以通过下面的计算表达式来计算输出角度值Pox(n)和Poy(n)：

[数学式5]

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Pox}\left(n\right)=\underset{t=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{Pdx}\left(t\right)+\mathrm{Prx}\left(n\right)+\mathrm{Pdx}\left(n\right)\\ \mathrm{Poy}\left(n\right)=\underset{t=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{Pdy}\left(t\right)+\mathrm{Pry}\left(n\right)+\mathrm{Pdy}\left(n\right)\end{array}\right.$

在这个示例中，输出值计算单元34在存储单元22中存储作为自从启动操作起已经计算的差角度值Pdx的和的累加值。当获得新的输入值I(t)时，输出值计算单元34通过进一步加上从输入值I(t)计算的差角度值Pdx(t)而更新在存储单元22中存储的累加值。输出值计算单元34向更新的累加值加上从输入值I(t)计算的基准角度值Prx(t)，以由此计算输出角度值Pox(t)。可以通过类似的处理来计算输出角度值Poy(t)。

在已经给出的描述中，输出值计算单元34计算针对在检测到启动操作后获得的每一个输入值I的改变量Pd，并且在输出值Po上反映这些改变量Pd。取而代之，输出值计算单元34可以在输出值Po上仅反映从在用户执行启动操作后并且在随后满足给定的启动条件后获得的输入值I计算的改变量Pd。在该情况下，启动条件可以例如是自从检测到启动操作起经过预定长度的时间。启动条件可以取而代之是输入值I的每一单位上的改变量变得小于给定值。以这种方式，输出值计算单元34可以计算输出值Po，使得完全基于紧接在用户执行启动操作后的基准值Pr来确定输出值Po，并且，在从启动操作开始起一会后（或在用户开始将外壳10保持在恒定姿态后）开始将输出值Po改变改变量Pd。

显示图像控制单元36根据由输出值计算单元34输出的观看方向参数的输出值Po来更新在显示器12a上显示的图像。在这个实施例中，显示图像控制单元36在显示器12a上显示空间图像，该空间图像是沿着在时间t时的观看方向VD(t)的虚拟三维空间的内部的视图，该观看方向VD(t)是通过将初始观看方向VDi在通过在由输出值计算单元34在时间t输出的输出值Po(t)确定的旋转方向上旋转由输出值Po(t)确定的旋转量而获得的方向。对于每一个单位时间重复这个处理使得在显示图像中包括的图像元素响应于在输出值Po中的改变而在显示图像内移动。该图像元素可以是位于虚拟空间内的各种对象，或者可以是在菜单屏幕中的图标等。

在这个实施例中，显示图像控制单元36在存储单元22中构造虚拟三维空间，其中，布置了诸如游戏人物对象和背景对象的对象。显示图像控制单元36然后指令图像处理单元24绘制图像，该图像为从通过由输出值计算单元34计算的输出值Po确定的观看方向VD看的虚拟三维空间内的视图。按照该指令，在图像处理单元24中的GPU产生图像，并且在帧缓冲器中写入该图像，以由此在显示器12a上显示游戏图像。这向用户提供了从已经根据用户本身执行的倾斜操作改变的观看方向VD看的虚拟三维空间的内部的视图。

当根据由输出值计算单元34计算的输出值Po来更新显示图像时，显示图像控制单元36可以在显示图像中包括用于指示已经用于这个输出值Po的计算的改变量的大小的图像（以下称为指示符图像40）。图8是图示包括指示符图像40的显示图像的示例的图。指示符图像40具体地指示已经由输入值获得单元32上一次获得的输入值I确定的改变量的大小。具体地说，当根据在时间t计算的输出值Po(t)来更新显示图像时，所显示的指示符图像40指示从输入值I(t)计算的差角度值Pdx(t)和Pdy(t)的大小。指示符图像40可以是根据差角度值Pdx(t)和Pdy(t)的各自的绝对值的和而改变的图像，或者可以是根据Pdx(t)和Pdy(t)的平方和而改变的图像。替代地，指示符图像40可以是指示Pdx(t)和Pdy(t)的各自的大小的图像。指示符图像40也可以是指示相对于例如基准值Pr(t)或输出值Po(t)的大小的Pdx(t)和Pdy(t)的大小而不是指示Pdx(t)和Pdy(t)的绝对大小的图像。象这样显示指示符图像40向用户明确地通知操作目标参数的当前改变状态。

在这个实施例中，重复地执行如上所述的根据输入值I来更新操作目标参数的处理，直到用户执行给定的结束操作。响应于由用户执行的给定的结束操作，输出值计算单元34结束计算操作目标参数的输出值Po的处理，并且，显示图像控制单元36显示从在由在结束操作时的输出值Po确定的方向上保持的观看方向VD看的虚拟三维空间的图像。

该结束操作具体地说是解除其中用户正在执行抓住操作（即，用户正在用双手的手指触摸前触摸传感器12b和后触摸传感器14的每一个）的状态的操作。在这个示例中，用户在执行倾斜操作的同时保持执行抓住操作。换句话说，在用户开始抓住操作后，启动操作接收单元30以固定的时间间隔重复地确定是否保持抓住状态。在确定抓住状态已经结束（即，用户已经打开了在手指与前触摸传感器12b和后触摸传感器14的各自的左侧和右侧的给定区域之一之间的接触）时，启动操作接收单元30接收这个操作作为用于结束倾斜操作的结束操作，并且向输入值获得单元32输出是那个意思的消息。这使得输入值获得单元32能够继续在用户保持执行抓住操作的同时（即，从执行启动操作至执行结束操作）获得指示用户进行的操作输入的细节的输入值的处理，并且当用户执行结束操作时结束输入值获得处理。

如上所述，在根据这个实施例的信息输入装置1中，基于基准值Pr和改变量Pd来确定要操作的参数的输出值Po。基准值Pr是反映在某个时刻的输入值I的分量，而对于在用户执行启动操作后获得的多个输入值I的每一个确定改变量Pd，并且在输出值Po上反映累加的改变量Pd。当用户保持执行倾斜操作时，改变量Pd对于输出值Po的贡献随着时间而增大。因此，与其中仅在一个时间点处的输入值I被用来计算输出值Po的情况不同，输出值Po可以取更宽范围的值。另一方面，紧接在开始倾斜操作之后，与基准值Pr相比较，改变量Pd对于输出值Po的贡献小，并且因此输出基本上对应于基准值Pr的输出值Po。用户可以通过下述方式在接近他/她意欲方向的方向上改变观看方向VD：例如，在启动操作后跟随用于将外壳10在用户希望将观看方向VD改变到的方向上倾斜的倾斜操作，然后立即执行结束操作。

可以在除了如上所述的实施例之外的其他模式中体现本发明。例如，要操作的参数是在上面的说明中用于指示观看方向VD的参数。然而，要操作的参数可以是各种其他参数。例如，信息输入装置1可以根据用户的倾斜操作来改变在虚拟三维空间中设置的视点VP的位置的坐标，或者可以根据用户的倾斜操作来改变在虚拟三维空间中或虚拟平面中布置的人物的位置和行进方向。替代地，信息输入装置1可以改变其中在显示器12a上显示虚拟平面的显示范围。

信息输入装置1可以使用除了陀螺仪之外的各种其他检测部件，例如，地磁传感器，以检测用户执行的倾斜操作的方向和倾斜量。用户进行的操作输入的方法不限于倾斜外壳10的倾斜操作。例如，信息输入装置1可以通过在前触摸传感器12b和后触摸传感器14上接收用户进行的操作输入来获得输入值I。给出这个处理的具体示例，用户用他的/她的手指之一来触摸后触摸传感器14上的一个点。在保持该状态的情况下，用户使用另一个手指来触摸在后触摸传感器14上的不同点。在该情况下，信息输入装置1将用用户的手指首先触摸的点作为基准点，并且获得指示用户的手指接下来触摸的点相对于基准点的方向和距离的值，作为输入值I。这允许用户使用触摸传感器进行操作输入，该操作输入指示相对于基准点的方向和数量，就像在启动操作后执行倾斜外壳10的操作的情中那样。替代地，用户可以通过使用他/她的手指之一触摸在后触摸传感器14上的一个点来进行用于改变要操作的参数的操作输入。在该情况下，信息输入装置1使用例如后触摸传感器14的检测表面的中心点来作为基准点，并且可以获得指示使用用户的手指触摸的点相对于基准点的方向和数量的值，作为输入值I。用户可以使用前触摸传感器12b来进行与在后触摸传感器14上进行的上述操作输入类似的操作输入。

在上面给出的说明中的输入值I由两个分量值构成，该两个分量值指示通过在基准平面RP上投影法线向量获得的投影点的X坐标和Y坐标，该法线向量指示外壳10的方向。信息输入装置1可以替代的获得指示外壳10围绕X轴和Y轴的旋转的绝对角度的θx和θy，作为输入值I，以从旋转角θx和θy计算输出角度值Pox和Poy。在上面给出的说明中，输入值I是二维值，用于指示相对于基准点的方向和量。然而，输入值I可以是一维值。例如，信息输入装置1可以仅获得用用户的手指接触前触摸传感器12b或后触摸传感器14的点在X轴方向上的坐标值，作为输入值I。信息输入装置1以这种方式获得多个输入值I，以从获得的多个输入值I计算一维输出值Po，并且执行滚动处理，其中，在显示器12a上显示的显示图像在横向屏幕方向上滚动由这个输出值Po确定的量。输入值I也可以是由三个分量值的组合构成的三维值。例如，虽然在如上所述的说明中的输入值由指示由陀螺仪16检测的围绕X轴和Y轴的旋转量的分量值构成，但是除了这些分量值之外该输入值可以包括分量值Iz，该分量值Iz指示围绕与X轴和Y轴两者正交的Z轴的旋转的量。在该情况下，信息输入装置1根据将外壳10围绕后触摸传感器14的法线方向旋转的用户操作来将在显示器12a上显示的图像围绕观看方向VD旋转，并且，输出值计算单元34基于分量值Iz来计算指示显示图像的旋转量的输出角度值Poz。

陀螺仪16、前触摸传感器12b或后触摸传感器14在上面给出的说明中用作操作输入装置。然而，诸如模拟棒的各种其它操作输入装置可以用于接收用户的操作输入。用于给出启动和结束对于其获得输入值I的操作输入的指令的启动操作和结束操作不限于如上所述的那些，并且可以例如是按下按钮。而且，在上面给出的说明中，这些操作输入装置全部被布置在信息输入装置1的外壳10内。然而，这些操作输入装置可以与信息输入装置1分离。作为具体示例，操作输入装置可以是具有内置陀螺仪的控制器，该陀螺仪通过电缆连接或无线连接而连接到信息输入装置1，用于与信息输入装置1进行通信，信息输入装置1是家用游戏机、个人计算机等。在该情况下，用户抓住控制器的外壳以执行倾斜外壳的操作，并且信息输入装置1基于从控制器发送的陀螺仪的检测结果来计算输出值。

Claims (12)

1.一种信息输入装置，其连接到接收用户的操作输入的操作输入装置，所述信息输入装置包括：

输入值获得部件，用于以预定的间隔来获得指示由所述操作输入装置接收的操作输入的细节的输入值；以及，

输出值计算部件，用于基于由所述输入值获得部件获得的多个输入值来计算要操作的参数的输出值，

其中，所述输出值计算部件计算通过将基准值改变一改变量而获得的值作为输出值，所述基准值是通过由所述输入值获得部件获得的多个输入值之一来确定的，所述改变量是通过由所述输入值获得部件以预定的间隔获得的多个输入值的每一个确定的。

2.根据权利要求1所述的信息输入装置，其中，所述基准值是通过所述输入值获得部件上一次获得的输入值确定的值。

3.根据权利要求1所述的信息输入装置，其中，所述输出值计算部件输出通过将基准值改变一改变量而获得的值作为输出值，所述改变量是通过在用户执行给定的启动操作后由所述输入值获得部件获得的多个输入值的每一个确定的。

4.根据权利要求1所述的信息输入装置，其中，所述输出值计算部件输出通过将基准值改变一改变量而获得的值作为输出值，所述改变量是通过在用户执行给定的启动操作后和在满足给定的启动条件后由所述输入值获得部件获得的多个输入值的每一个确定的。

5.根据权利要求1所述的信息输入装置，其中，当通过所述输入值获得部件获得的所述输入值超过预定值时，所述输出值计算部件通过使用预先确定的上限值作为改变量来计算所述输出值。

6.根据权利要求1所述的信息输入装置，

其中，所述操作输入装置包括传感器，用于检测用户用手抓住的外壳的倾斜，

其中，当用户通过倾斜外壳来进行操作输入时，所述输入值获得部件获得用于指示由所述操作引起的所述外壳的倾斜的方向和量的值，作为输入值，

其中，所述输出值是用于指示方向和大小的值，

其中，所述基准值是用于指示由所述多个输入值的一个指示的倾斜方向和倾斜量确定的方向和大小的值，并且，

其中，所述改变量是大小由在由相关联的输入值指示的倾斜方向确定的方向上的倾斜量确定的改变量。

7.根据权利要求6所述的信息输入装置，

其中，所述输入值由第一输入分量值和第二输入分量值构成，所述第一输入分量值和第二输入分量值指示围绕两个基准轴的相应旋转量，

其中，所述输出值由第一输出分量值和第二输出分量值构成，所述第一输出分量值和第二输出分量值指示沿着两个基准方向的相应大小，并且，

其中，所述输出值计算部件基于所述第一输入分量值来确定相对于所述第一输出分量值的改变量，基于所述第二输入分量值来确定相对于所述第二输出分量值的改变量，并且通过彼此不同的计算方法来确定相对于所述第一输出分量值的改变量和相对于所述第二输出分量值的改变量。

8.根据权利要求1所述的信息输入装置，其中，确定所述基准值，使得在第一范围中所述基准值的改变与所述输入值的改变的比率小于在第二范围中所述基准值的改变与所述输入值的改变的比率，其中在该第一范围中输入值的绝对值超过给定值，在该第二范围中所述输入值的绝对值等于或小于所述给定值。

9.根据权利要求1所述的信息输入装置，其中，所述信息输入装置进一步包括用于当所述输出值计算部件计算所述输出值时在显示屏幕上显示图像的部件，所述图像指示由所述输入值获得部件上一次获得的输入值确定的所述改变量的大小。

10.根据权利要求1所述的信息输入装置，进一步包括：

在所述信息输入装置的外壳的正面上布置的触摸传感器和在所述外壳的反面上布置的触摸传感器；以及，

启动操作接收部件，用于接收其中用户使用两只手的每只的至少一个手指来触摸在所述外壳的正面上布置的所述触摸传感器、并且还使用两只手的每只的至少一个手指来触摸在所述外壳的反面上布置的所述触摸传感器的操作，作为启动操作，

其中，所述操作输入装置包括用于检测所述外壳的倾斜的传感器，并且，

其中，所述输出值计算部件输出通过将基准值改变一改变量而获得的值作为输出值，所述改变量是在接收到所述启动操作后由通过所述输入值获得部件获得的多个输入值的每一个确定的。

11.根据权利要求10所述的信息输入装置，

其中，所述启动操作接收部件接收解除其中用户使用两只手的每只的至少一个手指触摸在所述外壳的正面上布置的所述触摸传感器、并且还使用两只手的每只的至少一个手指触摸在所述外壳的反面上布置的所述触摸传感器的状态的操作，作为结束操作，并且

其中，当接收到所述结束操作时，所述输出值计算部件结束所述输出值的计算。

12.一种用于控制信息输入装置的方法，所述方法包括：

输入值获得步骤，用于以预定的间隔来获得指示由用于接收用户的操作输入的操作输入装置接收的操作输入的细节的输入值；以及，

输出值计算步骤，用于基于在所述输入值获得步骤中获得的多个输入值来计算要操作的参数的输出值，

其中，在所述输出值计算步骤中，计算通过将基准值改变一改变量而获得的值，作为输出值，所述基准值是通过在所述输入值获得步骤中获得的多个输入值之一来确定的，所述改变量是通过在所述输入值获得步骤中以预定的间隔获得的所述多个输入值的每一个确定的。