CN1324433C - 操作指示设备和操作指示方法 - Google Patents

Abstract

一个操作指示设备基本上位于一个便携式装置的中心处，并且具有一个用于检测该便携式装置的动作值的传感器。一个用户当握住所述便携式装置时执行由一个指示单元指示的各种动作。由传感器检测的动作值被一个分析单元标准化，然后一个区域设定单元为该用户对于其个人设定一个动作检测区域。一个分配单元获得便携式装置的每一个功能的操作指示，并且产生一个操作指示表，在该表中将每一个指示操作分配给所述动作检测区域的一个子区域。一个判断单元判断由所述分析单元通知的动作值落入哪一个子区域中，并且输出分配给该子区域的操作指示，其中所述子区域是所判断检测的动作值被判断为应落入的子区域。

Description

操作指示设备和操作指示方法

技术领域

本发明涉及一个操作指示设备，其用于将一个操作指示输出到一个包括操作指示设备的便携式信息装置中。

背景技术

近年来，诸如移动电话的便携式信息装置在尺寸上已经日益减小，并且这样的便携式信息装置的屏幕显示区域也已经变得更小。因此，限制显示在一个屏幕上的内容变得很重要。另一方面，便携式信息装置被设计成具有越来越多的功能，并且这样的一个便携式信息装置具有超过100个的菜单项。因此，菜单项被放进一个复杂的菜单层中，用户不得不重复再三的按压按钮以选择一个想要的菜单项。

为了完善该复杂的按钮操作，例如，日本已公开的专利申请No.H6-4208，披露了一种技术，其用于检测一个相应于用户的移动的信息处理器的主体的移动，并根据该检测到的移动方向和移动量转换以及在一个屏幕上按比例增大或缩小显示的内容。

进一步地，例如，美国专利No.6,369,794，披露了一种技术，用于识别用户诸如“旋转”和“轻叩”的动作来指示诸如转换显示在一个便携式信息装置的屏幕上的内容的操作。

上述的两个技术都检测便携式信息装置的一个动作值并且根据检测到的动作值改变显示在屏幕上的内容。将动作值和操作之间的对应关系预先设置为静态。

然而，用户的动作对于每一个个体而言都大不相同。一个身体不强壮的用户作出的动作的动作值可能非常小以至于被判定为错误，这样诸如转换在显示屏上的内容的一个预定操作可能会失败。类似的，当一个用户动作的动作值非常大，就将判断为是由一个诸如将便携式信息装置掉在了地上的事故引起的错误，并且诸如转换在显示屏上的内容的预定操作也可能会失败。

用户的动作在各个用户的动作方式方面也是不同的，并且同一个用户的左右的动作可能比前后的动作要有力一些。

换句话说，可能发生这样一种情况，当从左到右地移动便携式信息装置时，能够转换其中显示在屏幕上的内容，但是当前后地移动该便携式信息装置时就不能转换。

发明内容

本发明就是考虑到上述的问题而作出的，并且目的在于提供一种能够将正确的操作指示输出到一个包括操作指示设备的便携式信息装置中的操作指示设备和方法。

上述目的可以通过一个操作指示设备来完成，该设备包括：一个区域设定单元，其可以对于一个特殊的用户基于其特有的动作而产生的动作值来设定一个动作检测区域；以及一个操作单元，可以响应一个用户的操作来激活该区域设定单元。

通过这种结构，动作检测区域可以设定为响应各种用户的不同的动作。因此，能提供一种为一个特殊的用户设定并且响应该用户动作的强度的操作指示设备。

这样操作指示设备也可以通过包括在一个便携式装置中的操作指示设备来实现，并且进一步包括：一个指示单元，当在一个设定的模式中时，其可以指示多个动作，该设定模式是区域设定单元被激活时所处的一个状态；一个检测单元，对于每一个指示动作，其可以检测来自与该指示动作相应的用户动作的该便携式装置的动作值；以及一个分配单元，可以将与该便携式装置的一个功能有关的多个操作指示的每一个都分配给动作检测区域的不同子区域。

通过这种结构，能根据用户的动作将每一个操作指示分配给动作检测区域的不同子区域。

上述目的也可以通过指示动作重复多次的操作指示设备来实现，并且包括在沿着三维空间的三个轴的每一个的正反方向上的一个强力和一个弱力的摇动动作，该检测单元是一个三维加速度传感器，并且该区域设定单元包括：一个平均值计算子单元其在每次重复每个摇动动作时，可以存储在一个预定时间期间内由传感器检测的加速值中的最大值，并且根据存储的最大值计算的每一个摇动动作在每一个方向上的平均值；一个阈值计算子单元，其利用一个等式，根据在所述方向上的弱和强摇动动作的计算的平均值，计算每一个方向的下限和上限阈值；以及一个设定子单元，其可以将在每一个方向上的下限和上限阈值之间的范围设定为动作检测区域的一个子区域。

通过这种结构，能利用由检测单元检测的动作值来设定动作检测区域以便正确的识别用户的动作。

上述的目的也可以通过进一步包括下列装置的操作指示设备来实现：一个判断单元，当在一个不是设定模式的模式中时，其可以判断由检测单元检测的每个动作值落入哪个子区域中；和一个指示输出单元，其可以将分配给所述子区域的操作指示输出到所述便携式装置中，其中所述子区域为判断所述检测的动作值所落入的子区域。

通过这种结构，用户可以通过在握持便携式装置时执行一个预定的动作以使操作指示设备将一个操作指示输出到该便携式装置中。

上述目的也可以通过进一步包括一个更新单元的操作指示设备来实现，当该动作值偏离了任何一个子区域并且该偏差小于一个预定值时，该更新单元可以利用该偏差的值来变换该子区域的下限和上限的阈值。

通过这种结构，在检测的动作值稍微偏离了已经在设定模式中设定的动作检测区域的情况下，能判断该用户的动作已改变，以及更新该动作检测区域以便能够输出用户后来的动作的操作指示。

上述目的也可以通过阈值计算单元使用下列等式的操作指示设备来实现：

$\mathrm{LowTh}=\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},w)-\frac{\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},s)-\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},w)}{2}$

以及

$\mathrm{UpTh}=\frac{\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},s)+\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},w)}{2},$

其中“LowTh”表示下限阈值，“Upth”表示上限阈值，“AvMxAcc”表示最大加速度值的平均值，“dir”表示一个用户执行的动作的方向，“w”表示一个弱力动作，以及“s”表示一个强力动作。

通过这种结构，能够利用根据经验获得的等式，正确地计算用于设定动作检测区域的阈值。

上述目的也可以通过这样的操作指示设备来实现，其中分配单元根据操作指示的总数和方向选取一维、二维、和三维动作检测区域中的一个，并且将每一个操作指示都分配给一个与分配的操作指示表示的方向相匹配的方向中的子区域。

通过这种结构，根据该操作指示的总数和方向，选取一种诸如二维或三维的类型的动作检测区域。另外，由于操作指示表示的方向和用户动作的方向相匹配(例如，向右摇动便携式装置则中心向右移动)就能够有效地执行用户的动作。

上述目的也可以通过这样的操作指示设备来实现，其中检测单元是一个三维加速度传感器，并且区域设定单元根据通过两次积分由传感器检测加速度值而获得的距离设定动作检测区域。

通过这种结构，能够由传感器检测的从加速度值的变换而得到的距离来设定动作检测区域。

上述目的也可以通过这样的操作指示设备来实现，其中检测单元是一个陀螺仪，并且分配单元根据由陀螺仪检测的角加速度将每一个操作指示分配给不同的子区域，该操作指示用于旋转一个显示在该便携式装置的屏幕上的图像的观看方向。

通过这种结构，将角加速度值作为动作值进行检测，并且把用于旋转一个在屏幕上显示的图像的操作指示分配给动作检测区域的子区域。因此，能从对用户直观的不同动作的方向来观看一个显示的图像。

上述目的也可以通过一个操作指示方法来实现，其中包括在一个便携式装置中的一个传感器检测由用户动作产生的该便携式装置的动作值，该方法包括步骤：在一个设定的模式中指示多个动作；通过传感器检测由用户动作产生的便携式装置的动作值；根据每一个指示的动作的动作值，设定一个动作检测区域；将多个与便携式装置的一个功能有关的操作指示的每一个分配给动作检测区域的不同子区域；当在一个不是设定模式的模式中时，判断检测的动作值落入哪个子区域中；并且将分配给所述子区域的操作指示输出到所述便携式装置中，其中所述子区域为判断检测的动作值所落入的子区域。

通过这种方法，利用在设定模式中检测的与用户动作有关的便携式装置的动作值来对动作检测区域进行设定，因此，能将相应于特殊用户的动作的正确的操作指示输出到该便携式装置中。

上述目的也可以通过一个操作指示程序来实现，该程序执行一个操作指示方法，在该方法中包括在一个便携式装置中的一个传感器检测由用户动作产生的该便携式装置的动作值，该程序包括步骤：在一个设定的模式中指示多个动作；通过传感器检测由用户动作产生的便携式装置的动作值；根据每一个指示的动作的动作值，设定一个动作检测区域；将多个与便携式装置的一个功能有关的操作指示的每一个分配给动作检测区域的不同子区域；当在一个不是设定模式的模式中时，判断检测的动作值落入哪个子区域中；并且将分配给所述子区域的操作指示输出到所述便携式装置中，其中所述子区域为判断检测的动作值所落入的子区域。

通过使一个计算机来执行这样一个程序，能实现一个相应于特殊用户的动作的操作指示装置。

本发明的技术方案包括：

(一)一种被包含在一个便携式装置中的操作指示设备包括：

一个区域设定单元，可以根据来自于一个用户的特有的摇动该便携式装置的动作的动作值，为该用户设定一个动作检测区域；

一个操作单元，可以响应于所述用户的一个操作激活该区域设定单元；

一个指示单元，当在一个设定模式中时，其可以指示多个摇动动作，该设定模式是一个所述区域设定单元被激活时所处的状态；

一个检测单元，对于每一个指示的动作，其可以检测所述便携式装置的动作值，该便携式装置的动作值产生于与所述指示的动作相应的用户动作；

一个分配单元，其可以将与所述便携式装置的一个功能相关的多个操作指示中的每一个都分配给由该区域设定单元设定的所述动作检测区域的不同子区域；

一个判断单元，当在一个不是所述设定模式的模式中时，其可以判断由所述检测单元检测的每个动作值落入哪个子区域中；以及

一个指示输出单元，其可以将分配给所述子区域的操作指示输出到所述便携式装置中，其中所述子区域是所述检测的动作值被判断为应落入的子区域。

(二)一种操作指示方法，其中被包括在一个便携式装置中的一个传感器检测由用户动作产生的该便携式装置的动作值，所述方法包括步骤：

在一个设定模式中指示多个动作；

通过传感器检测由所述用户动作产生的所述便携式装置的动作值；

根据每一个所述指示的动作的动作值，设定一个动作检测区域；

将多个与所述便携式装置的一个功能有关的操作指示中的每一个分配给所述动作检测区域的不同子区域；

当在一个不是所述设定模式的模式中时，判断所述检测的动作值落入哪个子区域中；以及

将分配给所述子区域的操作指示输出到所述便携式装置中，其中所述子区域是所述检测的动作值被判断为应落入的子区域。

附图说明

本发明这些和其它的目的、优点和特征在下面的结合附加的附图的描述中将变得显而易见，其中这些附加的附图表示了一个本发明特定的实施例。

在附图中：

附图1表示一个根据本发明的包括一个操作指示设备的第一个实施例的便携式信息装置的外观图；

附图2是一个根据本发明的第一实施例的操作指示设备的结构图；

附图3A，B，C和D是解释由第一实施例的检测单元检测的加速度值的示意图；

附图4表示在第一实施例中在一个显示单元上显示的指示屏幕的例子；

附图5表示从一个分析单元通知到一个区域设定单元的在一个方向上强力和弱力动作两者的最大加速度值，以及根据第一个实施例中的最大加速度值计算的平均最大加速度值；

附图6是一张表示在第一实施例中作为一个比较的例子的通过用户1和用户2的区域设定单元设定的一个动作检测区域的上限阈值和下限阈值的表；

附图7是一个操作指示表，该表表示从第一实施例的便携式信息装置中将操作指示通知给一个分配单元；

附图8是一个说明在第一实施例中通过分配单元将操作指示所分配到的动作检测区域的示意图；

附图9是一个表示从第一实施例中的便携式信息装置通知给分配单元的另外一组操作指示的操作指示表；

附图10是一个说明在第一实施例中由分配单元将另一组操作指示分配给一个动作检测区域的示意图；

附图11是一个在第一实施例中存储在分配单元中的操作指示表的示意性视图；

附图12是一个解释在第一实施例中用于设定一个动作检测区域的操作的流程图；

附图13是一个解释在第一实施例中用于将操作指示分配给动作检测区域的操作的流程图；

附图14是一个解释在第一实施例的判断单元中的一个操作的流程图；

附图15是一个根据本发明的第二实施例的一个操作指示设备的结构图；

附图16是一个解释本发明第三实施例的将操作指示分配给一个动作检测区域的示意图；

附图17是一个解释本发明第四实施例的操作指示的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图根据本发明的优选实施例描述一种操作指示设备、一种操作指示方法以及一个操作指示程序。

第一实施例

附图1表示根据本发明的包括一个操作指示设备的第一个实施例的便携式信息装置的外视图；

便携式信息装置101包括一个用于在该便携式信息装置101的前表面上显示信息的显示单元102。在该便携式信息装置101的外壳103的实际的中心点处，包括了一个三维加速度传感器104。在该外壳103的右手边的表面，设置了一个动作识别按钮105。

用户通过该外壳103来控制该便携式信息装置101。当按下动作识别按钮105时，该三维加速度传感器104检测和输出该外壳103的一个动作的加速度值。

在附图1中，该三维加速度传感器位于中心，箭头106和107指示的方向是X轴，箭头108和109指示的方向是Y轴，并且箭头110和111指示的方向是Z轴。如果该动作在箭头106，108或110的方向上，则由三维加速度传感器104输出的动作的加速度值是正的，如果动作在箭头107，109，或111的方向上则是负的。

附图2是一个根据本发明在第一实施例中的操作指示设备的结构图。

在这个附图中举例说明的操作指示设备包括一个检测单元201，一个指示单元202，一个分析单元203，一个区域设定单元204，一个分配单元205，一个判断单元206，以及一个输出单元207。

检测单元201例如是三维加速度传感器104，并且检测包括该操作指示设备的便携式信息装置101的动作，以及将加速度值输出到分析单元203中。或者当按下动作识别按钮105时，或者在按下动作识别按钮105之后的一个预定时间后(例如0.5秒)，输出检测的加速度值。

附图3A，B，C和D是解释由该检测单元201检测的加速度值的示意图。如附图3A所示，以该三维加速度传感器104的中心作为原点设定X，Y，和Z轴。如附图3B，C和D所示，当移动该外壳103时，检测每一个轴的加速度值。

分别将X，Y和Z轴的波形的平均值设定为Lx，Ly，和Lz，在时间t内的一个方向矢量L由等式(1)进行表示。由等式(1)获得的方向矢量表示从原点(三维加速度传感器104的中心)的一个方向。

L＝ Lx X+Ly Y+Lz Z                              -----(1)

当在时间t按下动作识别按钮105时，检测单元201将检测的加速度值以一个预定的时间期间Δt的特定的间隔(例如1/100秒)输出到分析单元203。

当操作指示设备在设定模式中时，指示单元202显示一个用于指示要被执行的握住该外壳103的用户动作的屏幕。

该设定模式可以从在打开该便携式信息装置101时显示的一个菜单屏幕中选择。在菜单屏幕上还显示了一个复位开关并且在使用该便携式信息装置101的用户改变时，通过选择该复位开关，便携式信息装置也可以进入该设定模式。

附图4说明了根据来自于指示单元202的指示，在该便携式信息装置的显示单元102上显示的指示屏幕的例子。屏幕401显示一个信息诸如，“向右用力摇动便携式信息装置”。在用户执行一个不同于屏幕401上显示的指示的动作的情况下，分析单元203输出一个错误并且在屏幕402上显示一个诸如所示出的新的信息。屏幕403显示一个指示下一个动作的信息诸如，“轻微地向右摇动便携式信息装置”。更进一步的，将显示指示用户在图1所示的箭头106，108，109，110和111表示的所有方向上的用力地和微弱地摇动的信息。

当用户握住该便携式信息装置101的外壳103并且响应指示信息执行动作时，检测单元201检测并且将加速度值输出到分析单元203。

由指示单元202产生的指示也被通知给分析单元203。

在分析单元203已接到来自于指示单元202的指示的通知的情况下，如果从检测单元201输出的加速度值的一个标记和通知的指示不匹配，分析单元203就通知该指示单元202有一个错误。特别是，当指示是向右摇动该便携式信息装置时，如果检测的加速度值显示为正，则该动作匹配该指示，反之，如果该检测的加速度值显示为负，则该动作不匹配该指示。在后一种情况下，分析单元203向指示单元202通知一个错误。

分析单元203将从检测单元201输出的一系列加速度值的最大加速度值通知给区域设定单元204，诸如在时间Δt期间输出的加速度值、沿着的方向以及指示的该动作的强度。

当便携式信息装置不在设定模式中时，分析单元203将方向和最大值通知给判断单元206。

分析单元203将从检测单元201输出的加速度值标准化，将其设定为+2G到127以及从-2G到-127，并且将所述标准化的结果通知给区域设定单元204或判断单元206。

区域设定单元204计算在每一个方向上的强力和弱力动作的最大加速度值的平均值。

附图5显示了由用户1执行的动作的最大加速度值和存储在该区域设定单元204的一个存储单元中的最大加速度值的平均值。根据在相应的方向上强力和弱力动作的平均加速度，设定动作检测区域的每一个子区域。加速度值的标记在附图中没有表示。

尽管在附图5中每一动作被检测10次加速度值，但能通过计算具有至少三个取样的平均值来设定一个适当的动作检测区域。

由等式(2)和(3)分别计算每一个方向的下限阈值“LowTh”和上限阈值“UpTh”。在等式中，“AvMxAcc”表示平均最大加速度值，“dir”表示用户执行的动作的方向，“w”表示一个体力不佳的用户的动作，和“s”表示一个强壮的用户的动作。

$\mathrm{LowTh}=\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},w)-\frac{\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},s)-\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},w)}{2}---\left(2\right)$

$\mathrm{UpTh}=\frac{\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},s)+\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},w)}{2}---\left(3\right)$

当沿附图5所示的方向501(右)的强壮和体力不佳的用户的动作的平均最大加速度值502和503代入等式(2)和(3)中时，下列等式(4)和(5)示出了解答方法。

$\mathrm{LowTh}=40-\frac{82-40}{2}=19---\left(4\right)$

$\mathrm{UpTh}=\frac{82+40}{2}=61---\left(5\right)$

这样，通过等式(4)和(5)获得在右方向上的所述动作检测区域的子区域的下限阈值和上限阈值。

区域设定单元204设定下限阈值和上限阈值之间的范围作为所述动作检测区域的一个子区域来检测用户1的向右的摇动动作。换句话说，区域设定单元204设定由分析单元203报告的用加速度值从19到61表示的范围。

区域设定单元204对于x，y和z轴的每一个轴的正和负两个方向均设定动作检测区域的子区域，并且将所设定的子区域通知分配单元205。

每一个子区域都为每一个方向单独设定，并且从而，如果仅仅根据一维(一个轴)进行判断，那么在判断中不涉及其它方向的区域。如果根据二维平面(两个轴)或三维空间(三个轴)进行判断，那么在该判断中就涉及其它相应的区域。

附图6是一个比较表，表示了由区域设定单元204设定的用户1的一个动作检测区域的上限和下限阈值，和由另一个操作指示设备的另一个区域设定单元设定的用户2的一个动作检测区域的上限和下限阈值。

通过比较用户1的动作601(右)和动作602(左)，动作602的加速度值高于动作601的加速度值。这说明由相同的人作出的动作的强度在不同方向上不同。

另外，用户1的动作601(右)和用户2的动作603(右)的强度之间的比较说明强度也因个体的不同而不同。

由于如上所述的差别，因而在传统技术中的使用一个不考虑用户的静态动作检测区域可能会引起例如用户的操作作为一个错误被错误地识别的麻烦。

当复位开关(在附图中未示出)被选择时，区域设定单元204设定一个新的动作检测区域并放弃以前设定的动作检测区域，因为选择复位开关表示使用操作指示设备的用户现在是不同的。

分配单元205从便携式信息装置101处接收关于每个功能的操作指示的通知，然后将该操作指示分配给由区域设定单元204设定的动作检测区域的子区域。

附图7是一个具有转移如将操作指示通知分配单元205的例子中的一个焦点的功能的操作指示表。在这个表中，功能名称702表示一个被分配的功能是“操作菜单”以及操作数703表示操作的数目是“4”。功能702的操作指示701相应于焦点移动的方向，表示用户动作方向的方向704分别相应于X和Y方向，“右”，“左”，“上”和“下”。用于识别操作指示表的标号705是“1”。

分配单元205将每一个操作指示分配给如图8所示的动作检测区域的每一个子区域。

动作检测区域801包括子区域802-805。子区域802在向右动作的下限和上限阈值之间，子区域803在向左动作的下限和上限阈值之间，子区域804在向上动作的下限和上限阈值之间，以及子区域805在向下动作的下限和上限阈值之间。将向“右”，“左”，“上”和“下”方向移动焦点的操作指示分别分配给子区域802，803，804和805。两个下限阈值间的每一个交点都用一条直线与一个相应的两个上限阈值间的交叉点连起来以便划分子区域。

分配之后的动作检测区域801被分成二维平面上的4个子区域。

分配单元205将每个操作指示701分配给动作检测区域801中的每一个子区域802-805，然后将标号“1”加入所述功能并且存储该操作指示表。

正如上面已经描述的，能通过使分配给动作检测区域801的每一个操作指示和用户的动作之间相对应来操作具有一个直观操作的便携式信息装置101。

换句话说，握住外壳103的用户动作“向左摇动”相应于操作指示“向左移动焦点”，握住外壳103的用户动作“右摇动”相应于操作指示“向右移动焦点”，握住外壳103的用户动作“上摇动”相应于操作指示“向上移动焦点”，以及握住外壳103的用户动作“下摇动”相应于操作指示“向下移动焦点”。

附图9是一个不同功能的操作指示表。

相应于操作指示901的标号902是“2”，并且表示操作指示901的功能的功能名称903是“浏览网页”。操作904的数目是“6”，以及方向905表示沿三个轴上的方向：上到下、右到左以及后到前。

分配单元205在空间上将区域设定单元204设定的动作检测区域划分成6个子区域，并且将操作指示901的每一个分配给一个不同的子区域。

附图10是一个解释动作检测区域1001的示意图。特别的，分别将“向上移动滑块(连杆)”分配给子区域1002，将“向下移动滑块(连杆)”分配给子区域1003，将“向左移动滑块(连杆)”分配给子区域1004，将“向右移动滑块(连杆)”分配给子区域1005，将“返回前一页”分配给子区域1006，和将“移动到下一页”分配给动作检测区域101的子区域1007。

分配单元205将每一个操作指示901分配给动作检测区域1001的每一个子区域1002-1007，然后将标号“2”加入所述功能并存储该操作指示表。

进一步，从便携式信息装置101将对应于当前显示在显示单元102上的内容的标号通知给分配单元205。

当便携式信息装置101不在设定模式并且在显示单元102上显示了一个菜单时，如果用户1握住该便携式信息装置101并且在按下该便携式信息装置101时或之后向上摇动它，该检测单元201检测该动作的加速度值并将检测的平均值以一个预定的间隔输出到分析单元203。

分析单元203将该输入的加速度值标准化，并且将沿X，Y和Z轴的每一个方向上的最大值通知判断单元206。

依据接收的由分析单元203通知的沿着X，Y和Z轴的方向的最大值，判断单元206判断存储在分配单元205的操作指示表中的通知的加速度值落入哪个区域里。相关的操作指示表具有和在显示单元102中显示的内容的标号相同的标号，其中该内容已经从便携式信息装置101通知给分配单元205。

如上所述，现在在显示单元102中显示菜单，并且相应的，将标号“1”通知给分配单元205。因此，而选取具有标号“1”的操作指示表。

附图11是一个说明具有标号“1”的操作指示表的示意图。将用于相应于用户的动作“右”、“左”、“上”和“下”的焦点移动的每一个指示分别分配给操作指示表1101的子区域802-805的其中之一。

当通知的沿着X，Y和Z轴方向的最大加速度值分别是-5，40，和1时，这个坐标的方向矢量在点1102。在这种情况下，点1102被判断为在子区域804中，读取相应的操作指示“向上移动焦点”，然后将读取的操作指示通知给输出单元207。

当方向矢量是落入由子区域802-805包围着的矩形区域中时，判断单元206判断该用户的动作是一个错误，并且不通知任何操作指示。当方向矢量落入子区域802-805之外的区域中时，该判断单元206也判断该用户的动作是一个错误，并且不通知任何操作指示。

当方向矢量是靠近两个子区域的分界线时，例如当A＜X＜B和C＜Y＜D时，用户动作可以通过这样一个等式(6)进行判断。在等式(6)中，A表示在向右方向中的下限阈值，B表示在向右方向中的上限阈值，C表示在向上方向中的下限阈值，和D表示在向上方向中的上限阈值。

$S=\frac{D-C}{B-A}-\frac{Y-C}{X-A}---\left(6\right)$

当等式(6)中的S是正的时，用户动作被判断为在子区域802中。当S是负的时，用户动作被判断为在子区域804中。当该方向矢量靠近任何子区域之间的分界线时，都可以进行相类似的判断。

进一步，在具有标号“2”的操作指示表的情况下，判断单元206也判断方向矢量的位置在子区域1002-1007之外。当方向矢量落入如图10所示的由子区域1002-1007围绕的区域1008中时，判断单元206也判断该方向矢量是一个错误。

该输出单元207将判断单元206通知的操作指示输出到便携式信息装置101。

这样，便携式信息装置101就执行了诸如更新在显示单元102中显示的内容的指示的操作。

接下来，按照在附图12-14中说明的流程图，对上述实施例的操作进行详细描述。

附图12是解释在设定模式中的操作的流程图。

首先，具有显示单元102的指示单元202显示一个指示用户在握着外壳103时想要执行的用户动作的指示屏幕(S1202)。

当用户按下所述动作识别按钮105并移动该外壳103时，检测单元201检测便携式信息装置101的主体的移动的加速度值。检测到的加速度值是便携式信息装置101的主体的动作值，并且输出到分析单元203中(S1204)。

分析单元203判断输入的动作值是否对应于所指示的动作(S1206)。

当所述动作值不与所指示的动作相对应时，具有显示单元102的指示单元202再一次显示指示用户的动作的指示屏幕(S1208)。然后，操作返回到S1204。

当动作值相应于该指示的动作时，从分析单元203将动作值通知给区域设定单元204并且记录接收到的动作值(S1210)，然后判断该动作值是否已经被记录了预定数量的次数(S1212)。如果判断的结果是否定的，操作返回到S1202，如果判断的结果是肯定的，区域设定单元204进一步判断记录的动作值是否既是强壮用户的动作又是体力不佳的用户的动作(S1214)。如果判断的结果是否定的，操作返回到S1202，并且如果判断的结果是肯定的，区域设定单元204进一步判断记录的动作值是否是用户所有方向上的动作(S1216)。如果判断的结果是否定的，操作返回到S1202，并且如果判断的结果是肯定的，区域设定单元204设定每一个方向上的动作检测区域的下限阈值和上限阈值(S1218)，并且操作结束。

附图13是解释分配单元的一个操作的流程图。

分配单元205通过操作获得便携式信息装置101的操作指示(S1302)同时也获得了操作的数目和方向(S1304)。

接着，分配单元205通过获得的操作数目和获得的方向判断该操作是否能仅仅分配在1个轴上(S1306)。当获得的方向例如是“上和下”或“右和左”时，分配单元205确认操作能被仅仅分配在一个轴上。在这种情况下，分配单元205将每一个操作指示都分配给在一维空间中的动作检测区域的每一个子区域，产生一个操作指示表，并存储产生的操作指示表(S1308)。然后，操作转移到S1316。

如果该操作不能被分配在一个轴上，分配单元205判断该操作是否能用两个轴来分配(S1310)。当获得的方向例如是“右和上”或“右，左，上和下”时，分配单元205判断该操作能用两个轴来分配。在这种情况下，分配单元205将每一个操作指示分配给在二维平面上的动作检测区域的每一个子区域，产生一个操作指示表，并存储所产生的操作指示表(S1312)。然后，操作转移到S1316。

如果操作不能用两个轴来分配，换句话说，例如，当获得的方向例如是“右，上，下和后”或“右，左，上，下，后和前”时，分配单元205将每一个操作指示分配给在三维空间中的动作检测区域的每一个子区域，产生一个操作指示表，并存储所产生的操作指示表(S1314)。

在S1316中，分配单元205判断是否已经为所有的功能产生操作指示表(S1316)。如果存在任何一个功能没有一个相对应的操作指示表，则操作返回到S1302。如果已经为所有的功能产生了操作指示表，则操作结束。

附图14是解释关于如何根据便携式信息装置101的主体的动作值确定一个操作指示的操作的流程图。

检测动作值时，检测单元201等待加速度值(S1402)，然后将该动作值输出到分析单元203中(S1404)。

分析单元203将输入的动作值标准化并将最大动作值通知给判断单元206(S1406)。

判断单元206从存储在分配单元205中的表中获得一个操作指示表，该操作指示表用于一个由便携式信息装置101当前选取的功能(S1408)。然后判断单元206判断通知的动作值是否落入动作检测区域的任何一个子区域中(S1410)。

如果通知的动作值没有落入动作检测区域的任何一个子区域，操作返回到S1402。如果通知的动作值落入了动作检测区域的任何一个子区域，则读取分配给该子区域的操作指示(S1412)。

当输出单元207从判断单元206中接收一个读取操作指示的通知时，输出单元207将接收的操作指示输出到便携式信息装置101中(S1414)，并且操作结束。

第二实施例

附图15是根据本发明的第二实施例的操作指示设备的结构图。

除了第一实施例的操作指示设备之外，第二实施例的操作指示设备进一步包括一个更新单元1501。下面将解释第二实施例特有的并且不同于第一实施例的一个结构。

当由分析单元203通知的动作值没有落入任何子区域中时，判断单元206计算通知的动作值与最接近于通知的动作值的子区域的下限和上限阈值之一之间的差值。如果该差值小于一个预定的平均值，例如“3”，判断单元206将计算的差值、检测的动作值的方向以及已经被用在计算中的阈值是下限阈值还是上限阈值，通知给更新单元1501。

更新单元1501将由区域设定单元204设定的动作检测区域的子区域向通知的动作值所处的方向移动。

具体地，当右方向上的上限阈值是“61”(参看附图6)并且在相同方向上通知给判断单元206的动作值是“63”，则将差值“2”、方向“右”以及阈值“上限”通知给更新单元1501。

更新单元1501在X轴(右)的正轴上更新下限阈值和上限阈值；下限阈值从“19”更新为“21”以及上限阈值从“61”更新为“63”。通过这样做，更新动作检测区域。进一步的，更新单元1501指示分配单元205更新操作指示表。

分配单元205将每一个操作指示分配给在一个已经被更新过的操作指示表中的每个新的子区域，并且更新操作指示表。

如上已解释过的，根据本发明，甚至在根据以前用户移动的个性已经设定运动检测区域之后用户动作终于改变其范围的情况下，也能按照用户动作的范围更新动作检测区域。

而且，当判断单元206不能成功的判断用户动作时，能设定模式自动启动，以便通过具有的每一个方向上的用户执行的用力和微弱的用户动作重新计算每一个方向的阈值也是可能的。

第三实施例

在上述第一和第二实施例中，根据标准化的由三维加速度传感器104检测的一些加速度值在一个虚拟空间中设定动作检测区域。然而，在第三实施例中，利用移动的距离作为动作值来设定动作检测区域。

本实施例的结构实质上与在附图2中说明的第一实施例是相同的。下面用第一实施例的结构解释第三实施例的特性。

分析单元203通过将输入的加速度值对时间t进行二次积分来计算外壳103的移动距离。

在设定模式中，将来自分析单元203的多于一个的每个方向上的移动距离通知给区域设定单元204。区域设定单元204在所有方向的最大距离之内设定一个范围作为动作检测区域。

分配单元205依据接收的一个关于每个功能的操作指示的通知，将每个操作指示根据多个操作和方向分配给动作检测区域的一个子区域。

附图16说明了一个动作检测区域1601，其通过将一个三维空间的每一个方向分成两个而被划分成64个子区域。该区域中的划分没有显示在附图中。动作检测区域1601是一个三维加速度传感器104的位置位于X，Y和Z轴的原点的三维空间。

用户可以通过调整外壳103的动作方向和距离来指示各种操作。

判断单元206根据自分析单元203通知的每个方向上的移动距离判断选取动作检测区域1601中的哪一个子区域，读取分配给子区域的操作指示，并且将所读取的操作指示通知给输出单元207。

如附图16所示，由于用户每一个方向上的力量的差值，动作检测区域1601的距离在各方向上是不同的。

第四实施例

在上述第一到第三实施例中，检测单元201使用一个加速度传感器。然而，在第四实施中，检测单元包括一个用于检测角加速度的陀螺仪来代替加速度传感器。

作为一个例子，在此实施例中的操作指示用于根据一个由陀螺仪检测的角加速度计算的一个角来旋转显示在一个屏幕上的内容。

例如，如附图17A所示，对一个正对着显示单元102的观察方向的一个人的肖像进行说明。当用户以Y轴作为旋转轴以顺时针方向将外壳103旋转一个角度e时，判断单元206读取操作指示“将内容的方向旋转θ”。输出单元207将读取的操作指示输出到便携式信息装置101中。

通过上述操作，显示在显示单元102上的肖像在附图17B中以角度θ斜向一边。

在本实施例中，由操作分析单元203计算的角度和在操作指示中的旋转角度是相同的。但是，与第一个实施例一样，也能根据通过用户多次执行旋转动作所获得的平均值等等，将角度设定为动作检测区域，然后使设定的角度和由操作指示所指示的旋转角度相对应。

也能用诸如斜度传感器等来检测许多角度的变化。

尽管上述实施例中的操作指示设备的结构显示在附图2和15中，但是本发明可以以一个用计算机执行附图中显示的每一个功能的程序来实现。

尽管本发明已经通过参照附图的实例作了充分的描述，但是应当注意，各种变化和修改对于本领域中的普通技术人员来说是显而易见的。因此，除了另外的脱离本发明范围变化和修改，其它的都应包含在本发明的范围中。

Claims (8)

1.一种被包含在一个便携式装置中的操作指示设备包括：

一个区域设定单元，可以根据来自于一个用户的特有的摇动该便携式装置的动作的动作值，为该用户设定一个动作检测区域；

一个操作单元，可以响应于所述用户的一个操作激活该区域设定单元；

一个指示单元，当在一个设定模式中时，其可以指示多个摇动动作，该设定模式是一个所述区域设定单元被激活时所处的状态；

一个检测单元，对于每一个指示的动作，其可以检测所述便携式装置的动作值，该便携式装置的动作值产生于与所述指示的动作相应的用户动作；

一个分配单元，其可以将与所述便携式装置的一个功能相关的多个操作指示中的每一个都分配给由该区域设定单元设定的所述动作检测区域的不同子区域；

一个判断单元，当在一个不是所述设定模式的模式中时，其可以判断由所述检测单元检测的每个动作值落入哪个子区域中；以及

一个指示输出单元，其可以将分配给所述子区域的操作指示输出到所述便携式装置中，其中所述子区域是所述检测的动作值被判断为应落入的子区域。

2.根据权利要求1所述的操作指示设备，其中

所述指示的动作被重复多次，并且包括一个在沿着三维空间的三个轴的每一个的正和反的方向上的一个强力和一个弱力的摇动动作，

所述检测单元是一个三维加速度传感器，以及

所述区域设定单元包括：

一个平均值计算子单元，其在每次重复每个摇动动作时，可以存储在一个预定时间期间内由所述传感器检测的加速值中的最大值，并可以根据所述存储的最大值计算的每一个摇动动作在每一个方向上的平均值；

一个阈值计算子单元，其可以利用一个等式，根据在所述方向上的所述弱和强的摇动动作的所述计算的平均值，计算每一个方向的下限和上限阈值；以及

一个设定子单元，其可以将在每一个方向上的下限和上限阈值之间的范围设定为所述动作检测区域的其中一个子区域。

3.根据权利要求1所述的操作指示设备，进一步包括：

一个更新单元，当所述动作值偏离任何一个子区域并且所述偏差小于一个预定值时，其可以使所述子区域的下限和上限的阈值按照所述偏差的值来改变。

4.根据权利要求2所述的操作指示设备，其中

所述阈值计算子单元使用等式：

$\mathrm{LowTh}=\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},w)-\frac{\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},s)-\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},w)}{2}$

以及

$\mathrm{UpTh}=\frac{\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},s)+\mathrm{AvMxAcc}(\mathrm{dir},w)}{2}$

其中“LowTh”表示所述下限阈值，“Upth”表示所述上限阈值，“AvMxAcc”表示所述最大加速度值的平均值，“dir”表示所述用户执行所述动作的方向，“w”表示一个弱动作，以及“s”表示一个强动作。

5.根据权利要求1所述的操作指示设备，其中

所述分配单元根据所述操作指示的总数和方向选取一维、二维、和三维动作检测区域中的一种，并且将每一个所述操作指示分配给一个与所述分配的操作指示表示的方向相匹配的方向中的子区域。

6.根据权利要求1所述的操作指示设备，其中

所述检测单元是一个三维加速度传感器，以及

所述区域设定单元根据通过两次积分由所述传感器检测的加速度值而获得的距离来设定所述动作检测区域。

7.根据权利要求1所述的操作指示设备，其中

所述检测单元是一个陀螺仪，以及

所述分配单元根据由所述陀螺仪检测的角加速度将每一个操作指示分配给不同的子区域，所述操作指示用于旋转一个显示在所述便携式装置的屏幕上的图像的观看方向。

8.一种操作指示方法，其中被包括在一个便携式装置中的一个传感器检测由用户动作产生的该便携式装置的动作值，所述方法包括步骤：

在一个设定模式中指示多个动作；

通过传感器检测由所述用户动作产生的所述便携式装置的动作值；

根据每一个所述指示的动作的动作值，设定一个动作检测区域；

将多个与所述便携式装置的一个功能有关的操作指示中的每一个分配给所述动作检测区域的不同子区域；

当在一个不是所述设定模式的模式中时，判断所述检测的动作值落入哪个子区域中；以及

将分配给所述子区域的操作指示输出到所述便携式装置中，其中所述子区域是所述检测的动作值被判断为应落入的子区域。

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