CN104063074A - 信息显示装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信息显示装置以及信息显示方法。其中，CPU在信息显示装置的初始的静止状态下将加速度传感器所取得的基于重力而产生的加速度存储到RAM中，每次在固定定时取得加速度传感器所取得的基于施加给信息显示装置的动作而产生的加速度，按照每个规定区间对所取得的每次在固定定时的加速度进行累计，并通过使累计后的加速度与存储在RAM中的基于重力而产生的加速度一致来校正姿势参数，基于校正后的姿势参数，来控制是否在液晶显示部中显示时刻图像。

Description

信息显示装置以及方法
本申请基于并主张于2013年3月19日提交的在先日本专利申请2013-056942的优先权，其全文通过参考而被援引到本发明中。
技术领域
本发明涉及信息显示装置以及方法。
背景技术
在现有技术中，在安装于手腕的类型的信息显示装置中，为了判别安装者的目识别等，安装者通过手表观察时刻的动作、即在曲肘的状态下抬起手臂的同时时刻显示部大致朝向上空侧的手势的检测变得非常重要。关于手势的检测，例如，在专利文献1中，提出了使用加速度传感器对装置的旋转运动进行检测的方法。
但是，由于在JP特开2011-242832号公报的方法中仅利用加速度传感器来进行手势的检测，因而检测精度并不足够。与此相对，例如，在JP特开2011-253493号公报中，提出了除了加速度传感器以外还使用角速度传感器来检测装置的姿势的方法。通过该方法，能够提高手势的检测精度。
但是，由于人的动作中相似的动作很多，因此即使通过除了加速度传感器以外还使用角速度传感器来检测装置的姿势的方法，作为手势的检测精度也并不足够。
发明内容
本发明鉴于这样的状况而作出，其目的在于对于安装于手腕的信息显示装置进一步提高手势的检测精度。
为了达成上述目的，本发明的一方式的信息显示装置具备：
显示部，其显示规定信息；
框体，其具有所述显示部；
加速度传感器，其检测在所述框体的相互正交的3轴的每一个轴的方向上所产生的加速度；
角速度传感器，其检测以所述正交的3轴的每一个轴为中心的角速度；
第1取得单元，其取得所述加速度传感器所检测出的加速度以及所述角速度传感器所检测出的角速度；
第1存储控制单元，其在所述框体的静止状态下，将包含由所述加速度传感器检测出的基于重力的加速度在内的、所述静止状态下的姿势参数存储到存储器中；
更新单元，其根据每次检测所述角速度而取得的角速度的值来更新存储在所述存储器中的姿势参数；
计算单元，其基于更新后的所述姿势参数，根据所检测出的所述加速度来计算出基于重力而产生的加速度；
第1累计单元，其对该计算出来的加速度进行累计；
第1校正单元，其对姿势参数进行校正，使得由该第1累计单元进行累计而得到的加速度与存储在所述存储器中的基于所述重力的加速度一致；和
显示控制单元，其基于由所述第1校正单元进行校正后的所述姿势参数，来控制是否在所述显示部中显示所述规定信息。
附图说明
图1是表示本发明的信息显示装置的一实施方式的概要的图。
图2是表示本发明的信息显示装置的一实施方式的概要的图。
图3是表示本发明的信息显示装置的构成的框图。
图4是说明关于本发明的信息显示装置的详细的图。
图5是对本发明的信息显示装置的一实施方式所涉及的世界坐标系进行说明的图。
图6是表示本发明的信息显示装置的CPU所执行的信息显示处理的流程的流程图。
图7是表示姿势传感器与姿势的初始化处理的流程的流程图。
图8是表示姿势推定处理的流程的流程图。
图9是表示移动量推定处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1以及图2是表示本发明的一实施方式的信息显示装置1的概要的图。
信息显示装置1在本实施方式中，是安装在用户的手腕上的手表。如箭头2所示，若由用户进行在曲肘的状态下抬起手臂的同时使信息显示装置1的液晶显示部13(后述)朝向大致垂直方向那样的手势，则信息显示装置1对该手势进行检测，并将时刻信息即时刻图像显示于液晶显示部13。在此，所谓垂直方向是与图1的纸面垂直并且从内部向眼前贯通纸面的方向。
本实施方式的信息显示装置1检测在装置中产生的角速度，并将所检测出的角速度的时间序列数据与表示观察手表的时刻的动作的手势模式的角速度的时间序列数据进行比较，基于其相似度来检测手势。
由此，能够进一步提高信息显示装置1的手势的检测精度。
进而，若用户使信息显示装置1向箭头3的方向移动，则信息显示装置1检测该移动。然后，与用户所进行的信息显示装置1的移动一起联动，液晶显示部13的时刻图像“6：30：15”向与箭头3的方向相反的方向滑动，从而显示为“6：30”。另一方面，若用户使信息显示装置1向箭头4的方向移动，则同样地，检测到该移动并与移动一起联动地，液晶显示部13的时刻图像“6：30：15”向与箭头4的方向相反的方向滑动，从而显示为“30：15”。
即，如图2所示，若信息显示装置1向箭头3或箭头4的方向移动，则根据移动量和移动方向，显示液晶显示部13中的显示对象即时刻图像“6：30：15”的一部分。
在此，信息处理装置1的移动方向并不限于箭头3或箭头4的方向，无论360度的哪个方向，都能够与移动一起联动地使显示进行滑动。
由此，能够与用户所进行的信息显示装置1的移动一起联动，虚拟地形成比所安装的显示画面大的画面来显示信息。
[信息显示装置1的构成]
图3是表示信息显示装置1的构成的框图。如图3所示，信息显示装置1由CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)11、姿势传感器12、液晶显示部13、ROM(Read Only Memory，只读存储器)14、RAM(RandomAccess Memory，随机存取存储器)15、以及输入部16构成。
姿势传感器12由测量地磁方向的3轴磁传感器121、用于测定施加给信息显示装置1的加速度的3轴加速度传感器122、以及测量信息显示装置的旋转动作的3轴角速度传感器123构成。各传感器能够进行3个轴x、y、z的轴方向的测量。
参照图4，在本实施方式中，将信息显示装置1的液晶显示部13中的显示面所存在的平面上的轴作为y轴，将在显示面所存在的平面上且与y轴正交的轴作为x轴，将与x轴以及y轴正交的轴作为z轴。磁传感器121能够取得地磁矢量的x轴、y轴、z轴各自的成分的地磁值。此外，加速度传感器122能够取得x轴、y轴、z轴各自的成分的加速度值。此外角速度传感器123能够取得以每个轴为中心的角速度的成分的值(ωx、ωy、ωz)。
在此，用户通过在将信息显示装置1安装于手腕的状态下，进行使手臂或手腕等移动的动作，来使信息显示装置1产生旋转运动、平行运动等。姿势传感器12对这些运动所产生的磁传感器值、加速度传感器值、以及角速度传感器值进行检测，并发送给CPU11。
返回到图3，CPU11读出姿势传感器12所检测到的加速度值、角速度值、地磁方向和强度，并根据这些值来进行信息显示装置1的姿势以及移动量的检测。由此，CPU11对是否在液晶显示部13进行时刻图像的显示、以及时刻图像被显示的范围(截取范围)进行决定。
在液晶显示部13中，显示由CPU11截取后的时刻图像的一部分。ROM14对CPU11所执行的各种处理的处理程序、即如前所述姿势传感器12的传感器值的取得、时刻图像的截取处理等的处理程序进行保存。RAM15对姿势传感器12的各传感器值、在各种处理中取得或者生成的值进行保存。此外，输入部16具有各种开关(未图示)，受理来自用户的各种指示输入。
[坐标系的说明]
接着，参照图5对本实施方式中的信息显示装置1的姿势、以及世界坐标系进行说明。在此所谓世界坐标是与信息显示装置1的位置、方向没有关系、在水平面上将东方定义为X轴、将北方定义为Y轴、将相对于水平面垂直向上的方向定义为X轴的坐标系。因此，世界坐标和在图4中记载的信息显示装置1的3轴即x轴、y轴、z轴不同。另外，在图5中，仅对液晶显示部13的显示面的法线方向即z轴进行了图示。
在本实施方式中，相对于将信息显示装置1的3轴称为地方坐标系并以小写字符来表示，在世界坐标系中以大写字符来表示3轴。若用户使信息显示装置1移动，则随着时间的推移，局部坐标与世界坐标的关系逐渐发生变化。将从世界坐标系看来，信息显示装置1的地方坐标系的方向如何称为信息显示装置1的姿势。
此外，若信息显示装置1移动，则从世界坐标系的原点来看的地方坐标系的原点也移动。将从世界坐标系来看的地方坐标系的原点称为信息显示装置1的位置。
[信息显示装置1的处理]
接下来，对本实施方式的信息显示处理进行说明。首先，参照图6对在信息显示装置1中所执行的信息显示处理进行概要说明。
图6是表示信息显示装置1的CPU11所执行的信息显示处理的流程的流程图。CPU11从ROM14读出并执行与信息显示处理相关的程序代码。信息显示处理的步骤S3～S21由CPU11按照固定间隔(每20m秒等)来执行。
首先，CPU11执行包含姿势传感器12所具有的各种传感器的初始化和RAM15的数据的清除等在内的初始化处理(步骤S1)。若初始化处理结束，则CPU11执行根据姿势传感器12具有的各种传感器所具有的设备的偏差或温度而发生变化的偏移或增益调整等(步骤S2)。关于步骤S2的处理详细，参照图7在后面叙述。
接着，CPU11从姿势传感器12读出加速度值、角速度值、以及地磁的方向和强度，并存储到RAM15中(步骤S3)。
CPU11根据在RAM15中存储的加速度值、角速度值、以及地磁的方向和强度来执行信息显示装置1的姿势的推定(步骤S4)，接着，执行信息显示装置1的平行移动的移动量推定(步骤S5)。姿势推定的处理参照图8在后面叙述。此外，移动量推定的处理参照图9在后面叙述。
接着，CPU11进行View模式是否被设定为“打开”的确认(步骤S6)。所谓View模式是指表示是否处于时刻图像的一部分正在被显示的状态的状态信息且保存在RAM15中。在初始状态，View模式被设定为“关闭”。因此，在初次的处理中，在步骤S6中，CPU11判断为“否”并将处理转移到步骤S7。另外，直到在后述的步骤S11中View模式被设定为“打开”为止，步骤S6中的CPU11的判断为“否”。
接着，CPU11将在步骤S3中存储到RAM15中的角速度值，作为角速度时间序列数据，保存到RAM15的规定区域(角速度时间序列数据区域)(步骤S7)。因此，每次执行该步骤S7时，执行步骤S7的时间点的角速度值便按时间序列被存储到角速度时间序列数据区域中去。
接着，CPU11进行在步骤S7中存储的角速度时间序列数据、和预先存储在ROM14中的、表示观察手表的时刻的动作的手势模式的角速度时间序列数据是否相似的判定(步骤S8)。该手势模式存在多个，与每一个模式相对应地存储有角速度时间序列数据。另外，该是否相似的判定通过使用归一化相关法等的方法计算出相似度来执行，根据所算出的相似度来判断相似或不相似。在不相似的情况下，CPU11再次从步骤S3开始执行处理。
另一方面，在相似的情况下，CPU11基于在步骤S4中推定的姿势参数(后述)，来求取信息显示装置1的液晶显示部13的显示面的法线方向(z轴(参照图5))和世界坐标系的垂直向上的方向(X轴(参照图5))所形成的角度θ(步骤S9)。
接着，CPU11进行该角度θ的大小是否比预先决定的阈值a小的判定(步骤S10)。在此，在判定为不小于阈值a的情况下，判断为液晶显示部13的显示面的法线方向(z轴(参照图5))并未朝向大致垂直向上的方向。即，判断为并未进行观察手表的时刻那样的动作。因此，CPU11再次从步骤S3开始执行处理。另一方面，在判定为小于阈值a的情况下，则判断为液晶显示部13朝向相对于水平面大致垂直向上的方向、并进行了观察手表的时刻那样的动作，CPU11将处理转移到步骤S11。
接着，CPU11将View模式设定为“打开”(步骤S11)，将表示光标位置的变量Cursor初始化为表示液晶显示部13的显示位置的左端的0(步骤S12)，并将测量显示时间的计数器初始化为0(步骤S13)。该测量显示时间的计数器为可以自动更新那样的电路构成。
接着，CPU11进行液晶显示部13中的显示对象即时刻图像的创建(步骤S17)。作为显示例，CPU11从CPU11内部具备的RTC(Rea1Time Clock)电路(未图示)读出当前的时刻信息，并根据该值，生成图2所示的“6：30：15”这样的数字时刻图像。
接下来，CPU11将当前的变量Cursor所示的位置作为起点，对时刻图像“6：30：15”中在液晶显示部13中显示的范围的区域进行截取，并将所截取的区域的显示数据传送到液晶显示部13(步骤S18)。若步骤818的处理结束，则CPU11再次从步骤S3开始执行处理。
在此，若一旦View模式被设定为“打开”并从步骤S3开始的处理被执行，则CPU11在步骤S6中判断为“是”，将处理转移到步骤S14。
CPU11基于在步骤S4中所推定的姿势参数，来求取信息显示装置1的液晶显示部13的显示面的法线方向(z轴(参照图5))和世界坐标系的垂直向上的方向(X轴(参照图5))所形成的角度θ(步骤S14)。
接着，CPU11进行该角度θ的大小是否比预先决定的阈值a小的判定(步骤S15)。在判定为小于阈值a的情况下，判断为液晶显示部13继续朝向相对于水平面大致垂直向上的方向、且正在继续观察手表的时刻，CPU11将处理转移到步骤S16。
CPU11将在步骤S5中推定的信息显示装置1的移动量与常数G进行相乘而得到的值和变量Cursor进行相加，来更新变量Cursor(步骤S16)。该常数G是用于基于信息显示装置1的移动量来求取使液晶显示部13中的时刻图像“6：30：15”滑动显示时的移动量的比例。
接着，CPU11如上所述，进行液晶显示部13中的显示对象即时刻图像的创建(步骤S17)。
接下来，CPU11将当前的变量Cursor所示的位置作为起点，对时刻图像“6：30：15”中在液晶显示部13中显示的范围的区域进行截取，并将所截取的区域的显示数据传送到液晶显示部13(步骤S18)。若步骤818的处理结束，则CPU11再次从步骤S3开始执行处理。
另外，在步骤S15中判定为角度θ的大小不小于预先决定的阈值a的情况下，判断为液晶显示部13的显示面的法线方向(z轴(参照图5))并未朝向大致垂直向上的方向。即，判断为用户已经看完手表放下手臂，CPU11将处理转移到步骤S19。
CPU11参照测量显示时间的计数器的值，对已经显示在液晶显示部13中的显示时间是否超过了30秒进行判定(步骤S19)。在判定为未超过30秒的情况下，CPU11再次从步骤S3开始执行处理，在判定为超过了30秒的情况下，CPU11将View模式设定为“关闭”(步骤S20)，并关闭液晶显示部13的显示(步骤S21)，再次从步骤S3开始执行处理。
[姿势传感器与姿势的初始化]
参照图7进行图6的步骤S2的姿势传感器12与姿势的初始化处理的详细说明。
图7是表示姿势传感器12与姿势的初始化处理的流程的流程图。
首先，CPU11进行用于使用户进行将信息显示装置1朝向各种方向的动作的规定显示(步骤S31)。作为规定显示的示例，CPU11在液晶显示部13中显示“请向各种方向进行活动”的信息。
进而，CPU11求取磁传感器121的偏移和增益的校正数据(步骤S32)。具体来说，CPU11根据步骤S36的处理，通过磁传感器121来测量用户将信息显示装置1朝向各种方向时的地磁值，并使用所测量到的地磁值来求取校正数据。作为偏移和增益的数值的求取方法的示例，CPU11根据磁传感器121的各轴的最大值以及最小值算出其中央值，将所算出的中央值作为各轴的偏移值。
此外，CPU11算出增益校正值使得从各轴的中央到最大值为止的值相等，将所算出的偏移值和增益校正值存储到RAM15中。在以后的步骤中，CPU11在读出磁传感器121的值时，通过从所读出的值减去偏移值，再乘以校正增益，对地磁值进行校正后作为检测值。
接着，CPU11进行规定显示，以促使用户使信息显示装置1静止(步骤S33)。作为规定显示的示例，CPU11在液晶显示部13中显示“请将显示面朝上保持静止”的消息。
接着，CPU11读出角速度传感器123的各轴的数据。角速度传感器123通常由于设备的偏差或温度变动，角速度0时的偏移值发生变动。CPU11将角速度传感器123的值作为偏移值而存储到RAM15中(步骤S34)。在以后的步骤中，CPU11在读出角速度传感器123的值时，通过从所读出的值减去该偏移值来进行调整，使得信息显示装置1处于静止时的角速度为0。
接着，CPU11读出加速度传感器122的各轴的数据，并与上次的加速度进行比较来判断是否检测到重力方向的变化(步骤S35)。具体来说，在信息显示装置1的静止状态下，加速度传感器122的值会仅示出重力方向的各轴成分，所以CPU11在各轴成分的值没有变化的情况下，能够检测出信息显示装置1处于静止状态。在本实施方式中，CPU11在1秒左右没有变化的情况下，检测为信息显示装置1处于静止状态。CPU11在检测出信息显示装置1处于静止状态的情况下，完成角速度的偏移值的登记，并将处理转移到步骤S35。另一方面，CPU11在检测出信息显示装置1进行了动作的情况下，将处理转移到步骤S34，再次重新进行偏移值的登记。
接下来，CPU11进行姿势的初始化(步骤S36)。具体来说，CPU11将加速度传感器的值的相反方向作为世界坐标系的X轴方向。接着因为从磁性传感器所检测出的值去掉X轴方向的成分后得到的值表示水平方向的北，所以将其作为世界坐标系的北方(Y轴方向)。X轴方向因为与X轴、Y轴正交所以自动地决定。这样将世界坐标系与地方坐标系的关系初始化。此外，CPU11将该初始化时间点的角速度、加速度以及地磁的各轴成分存储到RAM15中。
另外，角速度传感器123以及磁传感器121的传感器值的校正处理的顺序也可以调换。
[姿势推定]
参照图8进行图6的步骤S4的姿势推定处理的详细说明。
图8是表示姿势推定处理的流程的流程图。
若将从世界坐标系来看的地方坐标系的x轴、y轴、z轴的基底矢量作为ex、ey、ez，来定义将各基底矢量排列成行的矩阵TL→w=(exeyez)，则在地方坐标系的点p=(xyz)T和与该点p相对应的世界坐标系的点P=(XYZ)T之间，下面的关系式(1)、(2)成立(运算记号T意味着转置矩阵)。
P=TL→wP(1)p=TL→w TP(2)
这样，因为TL→w表示2个坐标系的关系，所以这样能够使用2个坐标系彼此的关系等来表示当前的信息显示装置1的姿势状态。另外，作为姿势的表现方法，也可以使用俯仰角(pitch angle)、偏转角(yaw angle)、滚转角(roll angle)等。
另外，能够根据在本次时刻t读取的角速度传感器123的值取得具有地方坐标系的各轴成分的3维的角速度矢量。可以通过将该3维的角速度矢量的各轴成分的值与角速度传感器123的采样时间即6T进行乘法运算，来求取旋转角矢量θt=(θxtθytθzt)T。
能够通过该旋转角矢量来求取信息显示装置1的姿势。具体来说，时刻t的姿势TL→wt能够使用以x轴为中心的θxt的旋转、以y轴为中心的θyt的旋转、以及以z轴为中心的θzt的旋转的复合矩阵Rall(θt)和上次的姿势TL→wt-1，来推定为TL→wt=Rall(θt)·TL→wt-1。这样，CPU11基于本次的角速度传感器123的值来更新上次的姿势，从而推定本次的姿势(步骤S51)。
然而，按照这样方式求取的姿势的误差逐渐积累起来。而且，若姿势错了一次，则之后的姿势推定的精度会显著恶化。例如，设想信息显示装置1的y轴从水平前方向右水平发生了旋转。若最初在垂直而非水平方向的旋转中含有误差则信息显示装置1的y轴顶端的轨迹会倾斜上升的同时进行旋转。然后，关于该姿势因为还逐渐施加新的旋转所以加速地偏离原本的姿势。因此，通过进行重力推定，来进行姿势推定的校正，从而提高姿势的精度。
由加速度传感器122检测出的加速度矢量由地方坐标系的各轴的成分构成。使用在步骤S51求取的姿势信息以世界坐标系矢量来表示该加速度矢量。
因为若不施加外力，则加速度传感器122会仅检测出重力，所以若将加速度传感器122所检测出的地方坐标系中的加速度矢量变换为世界坐标系，则会始终示出相同方向。但是，信息显示装置1的动作中因为施加离心力等的外力所以不一定始终朝向相同方向。此外，在用户为了观察显示而使信息显示装置1处于静止、或放下手臂使信息显示装置1处于静止时等，速度随时变为0。即，从加速度矢量中去除重力成分后的外力的积分随时变为0。因此对世界坐标系的加速度矢量进行积分而得到的矢量会大致示出重力方向。使用该性质来推定世界坐标系的重力方向。
具体来说，CPU11将在本次时刻t读取的加速度传感器122所取得的各轴成分的加速度值作为LAT=(AxtAytAzt)T，因为这是地方坐标系，所以基于式(3)，计算变换为世界坐标系(步骤S52)。
wAT=TL→wt·LAT(3)
接着，CPU11对于变换为世界坐标系的加速度矢量的值的各成分，算出从当前时刻到规定时间为止的平均值，来求取平均加速度矢量。规定时间根据基于用户的动作的信息显示装置1的动作状态等由实验来决定。CPU11将该平均加速度矢量推定为重力方向矢量wegt(步骤S53)。
具体来说，定义下述的算式(式(4))，通过递归加法计算来进行累计。Kg是阻尼系数，根据基于用户的动作的信息显示装置1的动作状态等由实验来决定。
Gwt=kg·Gwt-1+wAt(4)
根据该Gwt将世界坐标系的重力方向矢量wegt推定为wegt=Gwt/|Gwt|。
接着，CPU11对姿势参数TL→wt进行修正，使得该重力方向矢量wegt成为X轴的负的方向矢量(00-1)T(步骤S54)。具体来说，CPU11通过以与重力方向矢量wegt和负的方向矢量(00-1)T这2个矢量正交的轴为中心，进行旋转这2个矢量所形成的角度量的操作，来修正姿势参数TL→wt。由此，因为进行重力方向的校正，所以姿势推定的精度提高。
因为前述的姿势校正仅为重力方向，所以还残留以X轴为中心的偏转角的误差累积。在本实施方式中，提出利用了地磁的方法。
CPU11将在本次时刻t读取的由磁传感器121求取的地磁矢量的值作为LMT=(MxtMytMzt)T，因为这是地方坐标系，所以基于式(5)，变换为世界坐标系(步骤S56)。
wMT=TL→wt·LMT(5)
接着，CPU11例如使用IIR(Infinite Impu1se Response，无限冲激响应)滤波器来进行平滑化。将该平滑后得到的方向推定为当前的地磁方向wemt(步骤S57)。
具体来说，执行下述的IIR滤波器运算(式(6))来进行平滑化。km是滤波器系数且根据摆动状态等由实验来决定。
Mwt=(1-km)·Mwt-1+km·wAt(6)
根据该Mwt将世界坐标系的当前的地磁方向矢量wemt推定为
wemt=Mwt/|Mwt|。
接下来，CPU11将在初始状态的世界坐标系中的地磁方向wemo=(0，1，0)记录到RAM15中，求取当前的地磁方向wemt和在初始状态的世界坐标系中的地磁方向wemo的方向在世界坐标系的XY平面上朝向相同方向那样的旋转矩阵，并使用该旋转矩阵进行姿势参数TI→wt的校正(步骤S58)。由此，因为进行地磁方向的校正，所以姿势推定的精度提高。
该旋转矩阵，具体来说，能够考虑使各矢量的Z成分变为0的矢量，考虑根据该2个矢量方向与重力校正同样地在中心具有与2个矢量所形成的角度相应的长度的矢量、且与这2个矢量正交的矢量，并通过该各成分的值的旋转的复合矩阵变换来表现。
[位置推定]
参照图9进行图6的步骤S5的移动量推定处理的详细说明。
图9是表示移动量推定处理的流程的流程图。
在进行信息显示装置1的移动量推定时，在图8的步骤S53中，推定了世界坐标的重力方向wegt。CPU11求取从世界坐标系的加速度矢量去除该重力方向wegt的成分后的矢量，并将该矢量定义为外力所引起的加速度wFT(步骤S61)。进而，CPU11对外力所引起的加速度wFT进行积分来求取移动速度wVt，并进一步对该移动速度wVt进行积分来求取水平面的移动量wDt(步骤S62)。
以上，对本实施方式的信息显示装置1的构成以及处理进行了说明。
在本实施方式中，CPU11每次在固定的定时取得加速度传感器122所检测出的加速度以及角速度传感器123所检测出的角速度，并且将包含在信息显示装置1的初始的静止状态下由加速度传感器122检测出的基于重力的加速度在内的、该初始的静止状态下的姿势参数存储到RAM15中。然后CPU11根据每次在固定定时由角速度传感器123所检测出的角速度，进行该姿势参数的更新，并基于该更新后的姿势参数，根据所检测出的加速度来算出在世界坐标系的加速度。进而，CPU11按照每个规定区间对该算出的加速度进行累计，对姿势参数进行矫正使得累计后的加速度与存储在RAM15中的初始的基于重力的加速度一致，并基于校正后的姿势参数，来控制是否在液晶显示部13中显示时刻图像。
因此，在使信息显示装置进行了动作的情况下，通过对重力方向进行校正来使信息显示装置的姿势推定的精度得到提高，由此能够进一步提高通过手表观察时刻的手势的检测精度。
此外，在本实施方式中，CPU11将所取得的角速度按照时间序列存储到RAM15中，并算出所存储的角速度的时间序列模式与预先决定的多个角速度的时间序列模式的相似度。进而，CPU11基于所算出的相似度，来控制是否在液晶显示部中显示时刻图像。
因此，通过将实际通过手表观察时刻的手势作为角速度的时间序列模式而预先决定多个，能够仅在对信息显示装置进行了与实际通过手表观察时刻的手势相似的动作的情况下，才显示时刻图像。因此，能够节省不必要的功率消耗。
此外，在本实施方式中，CPU11基于加速度传感器122所取得的加速度来算出信息显示装置1的移动距离，并根据所算出的移动距离，来决定时刻图像中显示在液晶显示部13中的图像的范围。
因此，能够在有限的显示区域中，部分地显示超出该显示区域的范围的时刻图像，并且能够通过使信息显示装置1移动，来显示未被显示在该显示区域中的一部分图像。因此，能够像手表一样，即使在显示区域狭小的情况下，也使时刻的文字信息显示得较大。由此，能够实现良好的用户接口，例如进行慢跑的同时容易观察跑一圈的测量时间等。
此外，在本实施方式中，CPU11在信息显示装置1的初始的静止状态下，通过磁传感器121来检测在信息显示装置1的相互正交的3轴的每一个轴的方向上所产生的地磁成分，并基于前述的姿势参数变换为世界坐标系的地磁成分并存储到RAM15中。于是，每次在固定定时取得磁传感器121所检测出的各轴的地磁成分，并基于姿势参数将所取得的每个固定定时的各轴的地磁成分变换为世界坐标系的地磁成分。进而按照每个规定区间对该变换后的各地磁成分进行累计，并进行校正使得该累计后的各地磁成分与存储在RAM15中的各地磁成分一致。
因此，在使信息显示装置1进行了动作的情况下，通过在重力方向的基础上对地磁方向进行校正，从而使信息显示装置1的姿势推定的精度得到提高，由此能够进一步提高通过手表观察时刻的手势的检测精度。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但实施方式只不过是例示，本发明的技术的范围并不受到限定。本发明能够采用其他各种的实施方式，而且，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行省略、置换等各种变更。这些实施方式、其变形都包含在本说明书等所记载的发明的范围、主旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (8)

1.一种信息显示装置，具备：
显示部，其显示规定信息；
框体，其具有所述显示部；
加速度传感器，其检测在所述框体的相互正交的3轴的每一个轴的方向上所产生的加速度；
角速度传感器，其检测以所述正交的3轴的每一个轴为中心的角速度；
第1取得单元，其取得所述加速度传感器所检测出的加速度以及所述角速度传感器所检测出的角速度；
第1存储控制单元，其在所述框体的静止状态下，将包含由所述加速度传感器检测出的基于重力的加速度在内的、所述静止状态下的姿势参数存储到存储器中；
更新单元，其根据每次检测所述角速度而取得的角速度的值来更新存储在所述存储器中的姿势参数；
计算单元，其基于更新后的所述姿势参数，根据所检测出的所述加速度来计算出基于重力而产生的加速度；
第1累计单元，其对计算出的该加速度进行累计；
第1校正单元，其对姿势参数进行校正，使得由所述第1累计单元进行累计而得到的加速度与存储在所述存储器中的基于所述重力的加速度一致；和
显示控制单元，其基于由所述第1校正单元进行校正后的所述姿势参数，来控制是否在所述显示部中显示所述规定信息。
2.根据权利要求1所述的信息显示装置，其中，
所述信息显示装置还具备：
角速度存储控制单元，其按照时间序列对由所述第1取得单元取得的角速度进行存储；和
相似度计算单元，其计算出由所述角速度存储控制单元存储的角速度的时间序列模式与预先决定的角速度的时间序列模式之间的相似度，
所述显示控制单元基于由所述相似度计算单元计算出的所述相似度，来控制是否在所述显示部中显示所述规定信息。
3.根据权利要求1所述的信息显示装置，其中，
所述信息显示装置还具备：
移动距离计算单元，其基于所述加速度传感器所取得的加速度，计算出所述框体的移动距离；和
显示范围决定单元，其决定所述规定信息中显示于所述显示部的信息的范围，
所述显示范围决定单元根据计算出的所述移动距离，来决定所显示的所述信息的范围。
4.根据权利要求1所述的信息显示装置，其中，
所述信息显示装置还具备：
磁传感器，其检测在所述框体的相互正交的3轴的每一个轴的方向上所产生的磁；
第2存储控制单元，其将在所述框体的静止状态下由所述磁传感器检测出的地磁的磁、以及该静止状态下的姿势参数存储到存储器中；
第2取得单元，其取得所述磁传感器所检测出的磁；
第2累计单元，其对所述第2取得单元所取得的所述磁的各轴成分进行累计；和
第2校正单元，其对姿势参数进行校正，使得由所述第2累计单元进行累计而得到的磁与存储在所述存储器中的磁一致，
所述显示控制单元基于由所述第1校正手段以及所述第2校正手段进行校正后的所述姿势参数，来控制是否在所述显示部中显示所述规定信息。
5.一种信息显示方法，由信息显示装置来执行，该信息显示装置具有：
显示部，其显示规定信息；
框体，其具有所述显示部；
加速度传感器，其检测在所述框体的相互正交的3轴的每一个轴的方向上所产生的加速度；和
角速度传感器，其检测以所述正交的3轴的每一个轴为中心的角速度，
所述信息显示方法中由所述信息显示装置执行如下动作：
取得所述加速度传感器所检测出的加速度以及所述角速度传感器所检测出的角速度，
在所述框体的静止状态下，将包含由所述加速度传感器检测出的基于重力的加速度在内的、所述静止状态下的姿势参数存储到存储器中，
根据每次检测所述角速度而取得的角速度的值来更新存储在所述存储器中的姿势参数，
基于更新后的所述姿势参数，根据所检测出的所述加速度来计算出基于重力而产生的加速度，
对该计算出来的加速度进行累计，
对姿势参数进行校正，使得该累计后的加速度与存储在所述存储器中的基于所述重力而产生的加速度一致，
基于该校正后的姿势参数，来控制是否在所述显示部中显示所述规定信息。
6.根据权利要求5所述的信息显示方法，其中，
由所述信息显示装置执行如下动作：
按照时间序列将所取得的所述角速度存储在所述存储器中，
计算出所存储的所述角速度的时间序列模式与预先决定的角速度的时间序列模式之间的相似度，
基于计算出的所述相似度，来控制是否在所述显示部中显示所述规定信息。
7.根据权利要求5所述的信息显示方法，其中，
由所述信息显示装置还执行如下动作：
基于所述加速度传感器所取得的加速度，计算出所述框体的移动距离，
决定所述规定信息中显示于所述显示部的信息的范围，
根据计算出的所述移动距离，来决定所显示的所述信息的范围。
8.根据权利要求5所述的信息显示方法，其中，
所述信息显示装置还具有检测在所述框体的相互正交的3轴的每一个轴的方向上所产生的磁的磁传感器，
由所述信息显示装置还执行如下动作：
将在所述框体的静止状态下由所述磁传感器检测出的地磁的磁、以及该静止状态下的姿势参数存储到所述存储器中，
取得所述磁传感器所检测出的磁，
对所取得的所述磁的各轴成分进行累计，
对姿势参数进行校正，使得该累计后的磁与存储在所述存储器中的磁一致，
基于校正后的所述姿势参数，来控制是否在所述显示部中显示所述规定信息。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3029307B1 (fr) * 2014-11-27 2018-01-05 Oberthur Technologies Dispositif electronique, systeme comprenant un tel dispositif, procede de commande d'un tel dispositif et procede de gestion d'affichage par un systeme comprenant un tel dispositif
CN105549377B (zh) * 2015-06-30 2019-03-08 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 一种智能手表的查看方法及智能手表
US9804679B2 (en) * 2015-07-03 2017-10-31 Google Inc. Touchless user interface navigation using gestures
US20170074641A1 (en) * 2015-09-14 2017-03-16 Michael Dean Tschirhart Translating natural motion to a command
JP6144743B2 (ja) * 2015-09-30 2017-06-07 京セラ株式会社 ウェアラブル装置
WO2017199356A1 (ja) * 2016-05-18 2017-11-23 日立マクセル株式会社 ジェスチャ認識装置、ジェスチャ認識パターン情報のキャリブレーション方法、及びそれを用いた通信端末
JP2018077606A (ja) 2016-11-08 2018-05-17 セイコーエプソン株式会社 携帯型電子装置、表示方法、表示システム、プログラム、および記憶媒体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573883B1 (en) * 1998-06-24 2003-06-03 Hewlett Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for controlling a computing device with gestures
US20050276164A1 (en) * 2004-06-12 2005-12-15 Scott Amron Watch adapted to rotate a displayed image so as to appear in a substantially constant upright orientation
CN1892179A (zh) * 2005-07-01 2007-01-10 雅马哈株式会社 用于检测方位角和倾角的设备和方法、程序、及便携式终端装置
US20080144446A1 (en) * 2004-08-30 2008-06-19 Karterman Don S Wristwatch with movable movement case

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07175583A (ja) * 1993-12-16 1995-07-14 Canon Inc 指示入力装置
JPH0814911A (ja) * 1994-07-04 1996-01-19 Sharp Corp 動作認識装置
JP3748483B2 (ja) * 1997-09-12 2006-02-22 株式会社リコー 姿勢入力装置、姿勢入力機能を備えるペン型入力装置及びそのペン型入力装置を有するペン型入力システム
JP2000065576A (ja) * 1998-08-21 2000-03-03 Olympus Optical Co Ltd 映像表示装置
JP5589549B2 (ja) 2010-05-14 2014-09-17 ソニー株式会社 情報処理装置及び情報処理装置の操作方法
JP2011248811A (ja) * 2010-05-31 2011-12-08 Panasonic Corp 携帯端末、画像制御方法及びプログラム
JP5625506B2 (ja) 2010-06-04 2014-11-19 ソニー株式会社 操作端末装置、電子機器、および電子機器システム
JP5841352B2 (ja) * 2011-05-24 2016-01-13 任天堂株式会社 ゲームプログラム、ゲーム装置、ゲームシステム、およびゲーム処理方法
KR20140060818A (ko) * 2012-11-12 2014-05-21 삼성전자주식회사 원격 제어 장치, 디스플레이 장치 및 그 제어 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573883B1 (en) * 1998-06-24 2003-06-03 Hewlett Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for controlling a computing device with gestures
US20050276164A1 (en) * 2004-06-12 2005-12-15 Scott Amron Watch adapted to rotate a displayed image so as to appear in a substantially constant upright orientation
US20080144446A1 (en) * 2004-08-30 2008-06-19 Karterman Don S Wristwatch with movable movement case
CN1892179A (zh) * 2005-07-01 2007-01-10 雅马哈株式会社 用于检测方位角和倾角的设备和方法、程序、及便携式终端装置

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