CN101634933A - 信息处理装置和信息处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信息处理装置和信息处理方法，该信息处理装置能够进行操作，使得在显示单元上显示的图像和用户的操作之间的关系接近于实际操作。该信息处理装置包括：显示控制单元，在显示单元处显示图像；接近值获取单元，获取关于操作实体和显示单元的表面之间的接触或接近的接近值；区域检测单元，对所述接近值进行三元处理并根据进行了三元处理的接近值检测第一区域和不同于第一区域的第二区域；以及质心位置计算单元，计算第一区域和第二区域的各自质心位置。

Description

信息处理装置和信息处理方法
技术领域
本发明涉及一种信息处理装置和信息处理方法。
背景技术
作为显示设备，已经存在一种触摸面板(触摸屏)，其在诸如液晶显示器的显示单元的表面上具有静电方法或电阻膜方法的触摸传感器。利用该触摸面板，通过触摸显示单元的屏幕，能够进行对信息处理装置的输入。因此，信息处理装置能够由用户容易地操纵。
此外，作为一种检测显示单元附近的操作的显示设备，还公开了不同于触摸面板的技术。例如，日本专利申请2006-276223号公报公开了一种显示设备同时进行光发射和光接收的技术。此外，日本专利申请11-24839号公报(日本专利3968477号)公开了由用户的手或身体的移动来操作计算机设备的技术。此外，日本专利申请2008-146165号公开了一种能够输出面板上的多个输入点的信息的面板的技术。
发明内容
另外，相关技术中设置在触摸面板上的诸如触摸传感器的用户接口仅仅检测是否存在用户手指或触笔等的接触。在这种情况下，能够通过用户的操作方法执行的交互限于例如按钮按压和释放(按钮上和按钮下)、点击、双击、接触、拖放以及快速滚动(快速翻动(flick))。
此外，存在一种能够检测多个点的接触的触摸面板。在这种情况下，依据用户的操作方法实现的交互受限于缩放(捏放(pinch-open)、捏挤(pinch-close))、双指滚动以及双指旋转。
相似于鼠标或触摸垫的操作，在屏幕上显示的对象由用户进行操作，好像该对象正在屏幕中自由地滑动。
考虑以上问题进行了本发明，期望提供一种新型和改进的信息处理装置和信息处理方法，该信息处理装置能够进行操作，使得在显示单元上显示的图像和用户的操作之间的关系接近于实际操作。
根据本发明实施例，提供一种信息处理装置，包括：显示控制单元，在显示单元显示图像；接近值获取单元，获取关于操作实体和显示单元的表面之间的接触或接近的接近值；区域检测单元，对所述接近值进行三元处理，并根据进行了三元处理的接近值检测第一区域和不同于第一区域的第二区域；以及质心位置计算单元，计算第一区域和第二区域的各自质心位置。
接近值获取单元可以包括：光接收单元，接收从外部入射到显示单元的显示表面的光，并将所接收到的光转换为电信号；以及亮度值计算单元，根据所述电信号计算每个像素的亮度值作为接近值。
接近值获取单元可以包括：静电容量检测单元，检测操作实体和显示单元的表面之间的静电容量；以及接近值计算单元，计算静电容量的变化作为接近值。
信息处理装置可以包括线方向计算单元，线方向计算单元计算连接作为第一区域的质心的第一质心和作为第二区域的质心的第二质心的线的方向。这里，两个质心都由所述质心位置计算单元计算。
信息处理装置可以包括移动检测单元，移动检测单元检测作为第一区域的质心的第一质心和作为第二区域的质心的第二质心的移动。这里，两个质心都由所述质心位置计算单元计算。
信息处理装置可以包括确定单元，确定单元确定第一区域是显示单元附近的操作实体最接近显示单元的显示表面的区域，第二区域是操作实体离开显示单元的显示表面比第一区域更远的区域。
显示控制单元可以基于由所述线方向计算单元计算的线的方向显示要在显示单元处显示的图像。
显示控制单元可以基于由所述移动检测单元检测的第一质心和第二质心的移动显示要在显示单元处显示的图像。
显示控制单元可以基于由所述确定单元确定的区域显示要在显示单元处显示的图像。
此外，根据本发明另一个实施例，提供一种信息处理方法，包括步骤：用显示控制单元在显示单元处显示图像；用接近值获取单元获取关于操作实体和显示单元的表面之间的接触或接近的接近值；用区域检测单元对所述接近值进行三元处理并根据进行了三元处理的接近值检测第一区域和不同于第一区域的第二区域；以及用质心位置计算单元计算第一区域和第二区域的各自质心位置。
根据本发明的实施例，显示单元上显示的图像和用户的操作之间的关系可以接近于实际操作。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的信息处理装置的框图；
图2是根据本实施例的显示面板的像素部分的说明图；
图3是描述根据本实施例的信息处理装置的操作的流程图；
图4A是示出在显示单元显示的图像和用户的操作的说明图，图4B是在被光接收传感器检测之后通过三元处理获得的亮度值区域的说明图；
图5A是示出在显示单元显示的图像和用户的操作的说明图，图5B是在被光接收传感器检测到后通过三元处理获取的亮度值区域的说明图；
图6是示出亮度值(光强度)的分布的曲线图；
图7是示出在显示单元显示的图像和用户的操作的说明图；
图8是示出在显示单元显示的图像和用户的操作的说明图；
图9是示出在显示单元显示的图像和用户的操作的说明图；以及
图10是示出在显示单元显示的图像和用户的操作的说明图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。请注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能和结构的结构部件用相同附图标记表示，并省略这些结构部件的重复说明。
首先，描述根据本发明实施例的信息处理装置100。图1是示出根据本实施例的信息处理装置100的框图。
例如，本实施例的信息处理装置100包括控制单元102、存储器104、图像信号处理单元106、显示面板108、显示驱动单元112、光接收处理单元122等。这里，在本实施例的描述中，显示面板108被整体地设置到信息处理装置100。然而，本发明可应用于信息处理装置100和显示面板108分离地设置的情况。
信息处理装置100是例如个人计算机、音频播放器、媒体播放器、PDA(个人数字助理)、便携电话等。
例如，控制单元102包括通过结合CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等构成的微型计算机。控制单元102利用程序作为算术处理设备和控制设备工作，并且控制信息处理装置100的上述构成部件中的每一个。
此外，控制单元包括亮度值计算单元、区域检测单元、质心位置计算单元、线方向计算单元、移动检测单元、确定单元等。
亮度值计算单元用从光接收处理单元122接收的图像信号计算每个像素的亮度值。区域检测单元对亮度值进行三元处理(ternary process)，并根据进行了三元处理的亮度值检测被检测对象的第一区域和与第一区域不同的第二区域。质心位置计算单元计算第一区域和第二区域的各自的质心。
线方向计算单元计算连接作为第一区域的质心的第一质心和作为第二区域的质心的第二质心的线的方向。这里，两者都是由质心位置计算单元计算的。移动检测单元检测作为第一区域的质心的第一质心和作为第二区域的质心的第二质心的移动。这里，两者都是由质心位置计算单元计算的。确定单元确定第一区域是这样的区域，其中显示单元附近的操作实体最接近显示单元的显示表面，第二区域是这样的区域，其中操作实体离开显示单元的显示表面比第一区域更远。
存储器104配置有例如RAM、ROM以及高速缓冲存储器的存储单元。存储器104具有临时存储涉及控制单元102的CPU的进程的数据、CPU的操作程序等的功能。
图像信号处理单元106对在光接收处理单元122产生的图像信号进行图像信号处理。图像信号处理单元106对图像信号进行必要的信号处理，诸如转换为显示单元110的像素量的分辨率转换、亮度校正、颜色校正、伽玛校正等。
显示面板108包括例如显示单元110和光接收传感器120。光接收传感器120通过检测诸如用户的手指或手的操作实体来接收用户的操作。与触摸面板不同，本实施例的显示面板108通过检测到屏幕的接近程度而不是对屏幕的接触来接收用户的操作。然后，显示面板108根据用户的操作进行对屏幕上显示的项目的选择、屏幕的滚动以及缩放。
显示单元110是例如液晶显示器，并由显示驱动单元112进行控制。显示单元110显示各种菜单框和图像数据的图像。光接收传感器120是光接收单元的例子。光接收传感器120接收从外部入射到显示单元110的显示表面上的光，并将接收的光转换为电信号。光接收传感器120向光接收处理单元122发送所产生的电信号。这里，光接收传感器120和控制单元102的亮度值计算单元的组合是接近值获取单元的例子。接近值获取单元获取关于操作实体和显示单元的表面之间的接触或接近程度的接近值(本实施例中的亮度值)。
图2是根据本实施例的显示面板108的像素部分的说明图。多个像素组130例如以矩阵形式设置在显示面板108。那么，像素组130包括光接收传感器120和红色显示部件110R、绿色显示部件110G以及蓝色显示部件110B的发光部件。光接收传感器120和显示部件110R、110G、110B相邻地设置在每个像素组130中。这里，像素可以以不同形式设置，不限于图2所示的例子。
当诸如用户的手指和手的操作实体靠近显示表面时，信息处理装置100可以用本实施例的显示面板108来检测操作实体。
作为显示控制单元例子的显示驱动单元112通过利用输入图像信号来驱动显示单元110。显示驱动单元112对从图像信号处理单元106接收的图像信号进行显示处理。另外，显示驱动单元112进行显示数据的组合处理，并产生能够由用户利用显示单元110进行观看的数据。在显示驱动单元112产生的数据被输出到显示单元110。
光接收处理单元122在从光接收传感器120接收电信号之后进行模数转换处理等，并产生每个像素的图像信号。因此，可以在图像信号处理单元106对图像信号进行处理，并且可以在控制单元102进行基于图像信号的各种类型的算法。
接下来，将参照图3到图6描述根据本实施例的信息处理装置100的操作。图3是描述根据本实施例的信息处理装置100的操作的流程图。图4A和图5A是说明显示单元110上显示的图像和用户的操作的说明图。图4B和图5B是由光接收传感器120检测到之后通过三元处理获取的亮度值的区域的说明图。图6A和图6B是示出亮度值(光强度)的分布的曲线图。图6A示出图4B的线A-A上的亮度值分布，图6B示出图4B的线B-B上的亮度值分布。
首先，信息处理装置100在显示面板108显示基于图像数据的图像、菜单框等作为用户界面(步骤S101)。在图4A中，作为例子，在显示单元110显示了拨盘140。
如图4A所示，当用户将手指10、手、触笔等靠近显示单元110的屏幕时，光接收处理单元122基于由光接收传感器120检测到的光进行光接收处理(步骤S102)。在要由用户指点(point)屏幕上的操作对象(例如拨盘140、下文描述的图7中的按钮170等)时，手指10、手或触笔的一端靠近屏幕，其另一端比该端远离屏幕。在以下的描述中，手指10的顶端(指尖)最接近屏幕，手指10的手掌侧比指尖远离屏幕。
接下来，控制单元102计算在光接收处理单元122产生的图像信号的每个像素的亮度值，并对亮度值进行三元处理。三元处理具有2个预定阈值，并根据所述阈值将图6所示的变化地分布的亮度值分类为3个值。这里，所述阈值可以根据各种条件设定。
在屏幕被用户的手指10指点的状态下，亮度值可以如图4B所示地分布。区域152是亮度值高的区域。区域156是亮度值为中间的区域。不同于区域152和区域156的区域是亮度值低的区域。区域152是诸如手指10的顶端的操作实体最靠近屏幕的区域。区域156是与手指10的比手指10的顶端更远离屏幕的一部分相对应的区域。
当检测到超过高阈值的亮度值时(步骤S103)，信息处理装置100可以确定存在通过用户操作对屏幕的接近。随后，信息处理装置100检测按照低阈值的接近(步骤S104)。当检测到按照低阈值的接近时，信息处理装置100可以确定屏幕被用户的手指10等从预定方向指点。
然后，质心位置计算单元计算区域152和区域156的各个质心位置。在图4B中，质心位置154是区域152的质心位置，质心位置158是区域156的质心位置。线方向计算单元基于质心位置154、158计算连接质心位置154和质心位置158的线的方向(步骤S105)。例如，线方向计算单元计算线相对于虚拟地设置在屏幕中的坐标系的角度。在图4的例子中，线方向的角度大致平行于显示单元110的屏幕的竖直方向。
接下来，当用户的手指10等转动时，区域152和区域156的分布位置例如从图4所示改变为图5所示。在这种情况下，同样，质心位置计算单元计算区域152和区域156的各自的质心。然后，线方向计算单元计算连接质心位置154和质心位置158的线的方向。在图5的例子中，线方向的角度相对显示单元110的屏幕的竖直方向(或水平方向)倾斜。
此外，移动检测单元检测质心位置154和质心位置158的移动(步骤S106)。例如，计算连接质心位置154和质心位置158的线的方向的变化。结果，信息处理装置100的显示驱动单元112可以根据用户的操作改变屏幕上显示的拨盘140。如图5A所示，显示驱动单元112进行显示处理以改变拨盘140的方向(步骤S107)。
这样，在图4和图5的例子中，可以通过用手指10转动来旋转屏幕上设置的拨盘。
如上所述，显示面板108具有针对每个像素设置的光接收传感器120，并能够检测手指10等在不接触的情况下对屏幕的接近。利用显示面板108，手指10对屏幕的操作能够被检测为2维位图图像。随后，对获取的图像进行噪声降低等图像处理。然后，通过利用二步预定阈值的三元处理进行分组(区域分类)。通过计算每个区域的质心位置，通过高阈值确定操作实体最接近屏幕的区域，通过低阈值确定操作实体略微远离屏幕的区域。然后，通过追踪质心位置随时间的变化，能够检测手指10的转动。
接下来，描述用户对本实施例的显示单元显示的图像进行的操作。图7到图10是示出显示单元110显示的图像和用户的操作的说明图。
图7示出在显示单元110处显示按钮190的例子。通常，指示按钮190的功能的字符192如图7A所示地设置。然后，当用户将要按下屏幕处显示的按钮150时，本实施例的信息处理装置100检测手指10的第一区域和第二区域，并计算各个质心位置。因此，能够确定手指10的指点方向(pointing direction)。因此，信息处理装置100可以用计算结果假设手指10的位置，并为用户移动字符152以不被手指10隐藏。
这样，在本实施例中，不出现当触摸显示单元110时用户用他/她的手指10隐藏按钮150的字符的问题。因此，能够实现用户易用的显示。
图8示出在显示单元110处显示图片等的对象160的例子。相似于参照图4和图5描述的拨盘140，能够检测手指10的转动，使得在本例子中，对象160可以随着手指10的操作旋转。相似于对象160的移动，诸如相关技术中的拖放，用户可以在不进行预备学习的情况下，直观地进行诸如对象160的转动的移动。因此，用户能够非常容易地进行诸如改变对象160的位置或旋转对象160的操作。
图9示出在显示单元110处显示键盘170的例子。例如，多个键172以QWERTY布局设置在键盘170中。如图9A所示，指示每个键172的字符被设置在键上。然后，当用户要按下屏幕上显示的键172时，本实施例的信息处理装置100检测手指10的第一区域和第二区域，并计算各个质心位置。因此，能够确定手指10的指点方向。
然后，如参考图7描述的例子，信息处理装置100可以用计算结果假设手指10的位置，并如图9A所示为用户将键174移向使得文字不被手指10隐藏的角度。此外，在本实施例中，如参考图4和图5描述的拨盘140的情况，可以检测手指10的旋转。因此，例如，在显示单元110处显示键盘170的应用程序中可采用这样的功能：在检测到手指10的转动之前能够键入小写字母字符176，且当检测到手指10的转动时能够键入大写字母字符178。
图10示出在显示单元110显示任意对象180的例子。由于在本实施例中能够检测到手指10的转动，在显示如图8所示的对象160的应用程序中手指10的转动和对象160的转动可以被关联。然而，本实施例不限于这种例子。如图10所示，手指10的转动可以与对象180的缩放关联。如图10A所示，可以在检测到手指10的转动之前以正常格式显示对象180，且如图10B所示，当检测到手指10的转动时，对象180被根据转动角度进行放大。相反地，对象180可以被根据转动角度缩小。
本申请包含与2008年7月25日在日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2008-192331中公开的内容有关的主题，其整个内容通过引用包含于此。
本领域技术人员应该理解：依据设计要求和其它因素可发生各种修改、组合、子组合和替换，只要其落入所附权利要求书和等同物的范围内。
利用以上实施例，接近值获取单元被描述为这样的例子：其中，光接收传感器110和控制单元102的亮度值计算单元被组合。然而，本发明不限于这种例子。例如，接近值获取单元可以是静电容量法的触摸面板，并配置有静电容量检测单元和接近值计算单元。静电容量检测单元检测用户的手指(操作实体)和显示单元的表面之间的静电容量。接近值计算单元计算所检测的静电容量的变化作为接近值。例如，可以根据静电容量的变化计算手指是否触碰显示单元的表面，或手指和表面间隔多远。然后，相似于上面的实施例，控制单元102的区域计算单元对接近值进行三元处理，并基于所计算的接近值计算第一区域和第二区域。
此外，接近值获取单元可以是压力灵敏型的触摸面板，并可以根据检测的压力计算接近值。根据压力的程度对接近值进行三元处理，从而计算第一区域和第二区域。例如，能够根据用户的手指对屏幕的接触压力来确定手指的接触方向。
此外，在上面实施例中，计算所计算的第一区域和所计算的第二区域的各自质心。然而，本发明不限于这种例子。除了质心之外，可采用任何值，只要该值代表区域，通过该区域能够计算连接两个区域的方向。还可以采用连接区域的一端和另一端的线段的中心等。

Claims (10)

1.一种信息处理装置，包括：
显示控制单元，在显示单元显示图像；
接近值获取单元，获取关于操作实体和显示单元的表面之间的接触或接近的接近值；
区域检测单元，对所述接近值进行三元处理，并根据进行了三元处理的接近值检测第一区域和不同于第一区域的第二区域；以及
质心位置计算单元，计算第一区域和第二区域的各自质心位置。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
所述接近值获取单元包括：
光接收单元，接收从外部入射到显示单元的显示表面的光，并将所接收到的光转换为电信号，以及
亮度值计算单元，根据所述电信号计算每个像素的亮度值作为接近值。
3.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
所述接近值获取单元包括：
静电容量检测单元，检测操作实体和显示单元的表面之间的静电容量，以及
接近值计算单元，计算静电容量的变化作为接近值。
4.根据权利要求1所述的信息处理装置，还包括：
线方向计算单元，计算连接作为第一区域的质心的第一质心和作为第二区域的质心的第二质心的线的方向；两个质心都由所述质心位置计算单元计算。
5.根据权利要求1所述的信息处理装置，还包括：
移动检测单元，检测作为第一区域的质心的第一质心和作为第二区域的质心的第二质心的移动；两个质心都由所述质心位置计算单元计算。
6.根据权利要求1所述的信息处理装置，还包括：
确定单元，确定第一区域是显示单元附近的操作实体最接近显示单元的显示表面的区域，第二区域是操作实体离开显示单元的显示表面比第一区域更远的区域。
7.根据权利要求4所述的信息处理装置，其中，
所述显示控制单元基于由所述线方向计算单元计算的线的方向显示要在显示单元处显示的图像。
8.根据权利要求5所述的信息处理装置，其中，
所述显示控制单元基于由所述移动检测单元检测的第一质心和第二质心的移动显示要在显示单元处显示的图像。
9.根据权利要求6所述的信息处理装置，其中，
所述显示控制单元基于由所述确定单元确定的区域显示要在显示单元处显示的图像。
10.一种信息处理方法，包括步骤：
用显示控制单元在显示单元处显示图像；
用接近值获取单元获取关于操作实体和显示单元的表面之间的接触或接近的接近值；
用区域检测单元对所述接近值进行三元处理并根据进行了三元处理的接近值检测第一区域和不同于第一区域的第二区域；以及
用质心位置计算单元计算第一区域和第二区域的各自质心位置。
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