信息处理装置和信息处理方法

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信息处理装置和信息处理方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种信息处理装置和信息处理方法。\n背景技术\n[0002] 显示装置包括触摸面板(触摸屏)，其中在诸如液晶显示器的显示单元的表面上设置静电电容或电阻触摸传感器。利用该触摸面板，用户能够触摸显示单元的屏幕以向信息处理装置输入信息，使得用户能够容易地操纵信息处理装置。\n[0003] 作为用于检测显示单元附近的操作的显示设备，还公开了不同于静电电容或电阻型的触摸面板技术。例如，日本待审专利申请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，日本待审专利申请11-24839号公报(专利3968477号)公开了一种响应于操作员的手或身体的操作来操作计算机设备的技术。此外，日本待审专利申请2008-146165号公报公开了一种能够相对于面板上的多个输入点在多个点上输出信息的面板技术。\n发明内容\n[0004] 在现有技术中，对触摸面板的接触或接近被检测为在触摸面板上占据特定面积的区域。因此，为了计算触摸面板上的接触或接近的代表点，计算具有特定面积的接触区域或接近区域的质心以确定所计算的质心位置作为接触或接近的代表点。\n[0005] 然而，存在的问题是基于区域的质心确定为对触摸面板的接触或接近的点可能不同于用户期望接触或接近的点。例如，当用户可选择的多个按钮相邻地显示在触摸面板的屏幕上时，由于如何保持该触摸面板或用户的指甲的长度，不同于用户期望的按钮的按钮可被选择。\n[0006] 为了避免以上问题，考虑如何保持触摸面板或使用用途，能够在一定程度上假设用户的期望，根据屏幕上的检测位置计算不同于实际检测的接触点或接近点的点作为用户期望的点。然而，触摸面板可被不同地利用，例如竖直、水平、颠倒。因此，很难之前假设如何保持触摸面板或其用途，以及基于该假设来校正接触点或接近点。\n[0007] 本发明是鉴于以上问题而提出的，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，能够以高精度校正接触位置或接近位置更接近用户期望的接触位置或接近位置而不是所检测的接触位置或接近位置。\n[0008] 根据本发明的实施例，提供了一种信息处理装置，包括：显示单元，基于图像数据在屏幕上显示图像；接近值获取单元，获取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值化处理，以及根据三值化处理后的接近值检测第一区域和不同于第一区域的第二区域；质心位置计算单元，计算第一区域和第二区域各自的质心位置；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直线的方向；位置计算单元，基于所述接近值计算操作实体和显示单元的表面之间的接触位置或接近位置；以及指点位置计算单元，基于接触位置或接近位置以及连接第一质心和第二质心的直线的方向计算不同于所述接触位置或接近位置的指点位置。\n[0009] 位置计算单元可计算第一质心作为所述接触位置或接近位置，以及指点位置计算单元可计算直线上接触位置或接近位置移动一偏移量的位置作为指点位置。\n[0010] 信息处理装置可包括偏移量计算单元，其基于第一质心和第二质心之间的距离计算偏移量。\n[0011] 接近值获取单元可包括：光接收单元，接收从外界入射到所述显示单元的表面的光，以及将所接收的光转换为电信号；以及亮度值计算单元，从所述电信号计算每个像素的亮度值作为所述接近值。\n[0012] 接近值获取单元可包括：静电电容检测单元，检测操作实体和显示单元的表面之间的静电电容；以及接近值计算单元，计算静电电容的变化作为所述接近值。\n[0013] 此外，根据本发明的另一实施例，提供了一种信息处理方法，包含以下步骤：由显示单元基于图像数据在屏幕上显示图像；由接近值获取单元获取操作实体和显示单元的表面之间的接触或接近的接近值；由区域检测单元对所述接近值进行三值化处理，以及根据三值化处理后的接近值检测第一区域和不同于第一区域的第二区域；由质心位置计算单元计算第一区域和第二区域各自的质心位置；由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直线的方向；由位置计算单元基于所述接近值计算操作实体和显示单元的表面之间的接触位置或接近位置；以及由指点位置计算单元基于接触位置或接近位置以及连接第一质心和第二质心的直线的方向计算不同于所述接触位置或接近位置的指点位置。\n[0014] 根据本发明的实施例，能够以高精度校正接触位置或接近位置更接近用户期望的接触位置或接近位置而不是所检测的接触位置或接近位置。\n附图说明\n[0015] 图1是示出根据本发明的一个实施例的信息处理装置的框图；\n[0016] 图2是示出根据本实施例的显示面板的像素的说明图；\n[0017] 图3是示出根据本实施例的信息处理装置的操作的流程图；\n[0018] 图4是示出在显示面板上显示的图像和用户的操作的说明图；\n[0019] 图5是示出在显示面板和用户的手指之间的关系的说明图；\n[0020] 图6是示出在显示面板和用户的手指之间的关系的说明图；\n[0021] 图7是示出在显示面板和用户的手指之间的关系的说明图；\n[0022] 图8是示出具有被光接收传感器检测的经三值化处理的亮度值的区域的说明图；\n以及\n[0023] 图9是示出亮度值(光强)的分布的图。\n具体实施方式\n[0024] 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的附图标记表示，并省略这些结构部件的重复说明。\n[0025] 1.一个实施例的结构\n[0026] 2.一个实施例的操作\n[0027] <1.一个实施例的结构>\n[0028] 首先，描述根据本发明的一个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。\n[0029] 例如，根据本实施例的信息处理装置100包括控制单元102、存储器104、存储装置\n106、输入I/F 107、图像信号处理单元114、显示面板108、显示控制单元112、声音输出I/F \n116、光接收处理单元122等。这里，在本实施例中描述了显示面板108被整体地设置到信息处理装置100的情况，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。\n[0030] 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)、蜂窝电话、数码相机等。\n[0031] 控制单元102具有通过结合CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等配置的微型计算机。控制单元102利用程序作为计算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。信号从从外界接收操作的触摸面板112输入到控制单元102。\n[0032] 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，并且具有临时存储涉及控制单元102的CPU的处理或CPU的操作程序的数据的功能。\n[0033] 存储装置106是例如硬盘、光盘、闪存等，为用于长时间存储数据的存储单元。存储装置106例如存储诸如视频或照片的音乐数据或视频数据。存储装置106通过控制单元\n102中的数据接收控制处理和累积控制处理存储音乐数据或视频数据。\n[0034] 输入I/F 107是例如USB终端、IEEE 1394终端等，并且是可连接到外部设备的接口。各种信息或指令经由输入I/F 107输入到信息处理装置100。\n[0035] 图像信号处理单元114对在光接收处理单元122中产生的图像信号进行信号处理。图像信号处理单元114进行各种必要的信号处理，诸如将图像信号转换为显示单元110的像素数量的分辨率转换、亮度校正、颜色校正、以及伽玛校正等。\n[0036] 显示面板108包括例如显示单元110和光接收传感器120等。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受用户的操作。与触摸面板不同，根据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受用户的操作。\n然后，显示面板108响应于用户的操作进行对屏幕上显示的项目的选择、屏幕的滚动、或者改变显示的缩放。\n[0037] 显示单元110是例如液晶显示器，并由显示控制单元112进行控制。显示单元110显示各种菜单画面或基于图像数据的图像。光接收传感器120是光接收单元的一个示例，其接收从外部入射到显示单元110的显示屏幕上的光，以将所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。\n[0038] 声音输出I/F 116是例如用于电话插头的终端等，并且连接到诸如耳机或扬声器的外部设备。声音输出I/F 116向外部设备输出再现的声音数据。\n[0039] 图2是示出根据本实施例的显示面板108的像素的说明图。多个像素组130例如以矩阵形式设置在显示面板108上。像素组130设置有红色显示像素110R、绿色显示像素\n110G和蓝色显示像素110B的发光元件、以及光接收传感器120。显示像素110R、110G、110B和光接收传感器120相邻地设置在一个像素组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。\n[0040] 当诸如用户的手指或手的操作实体靠近显示屏幕时，信息处理装置100可以用根据本实施例的显示面板108来检测操作实体。\n[0041] 显示控制单元112利用输入图像信号来驱动显示单元110。显示控制单元112对从图像信号处理单元114接收的图像信号进行显示处理。另外，显示控制单元112组合显示数据，并产生显示单元110中的用户观看数据。在显示控制单元112产生的数据被输出到显示单元110。\n[0042] 光接收处理单元122从光接收传感器120接收电信号以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114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操作。\n[0043] 下面描述根据本实施例的信息处理装置100的控制单元102。控制单元102包括接近检测单元161、手指坐标计算单元162、角度计算单元163、偏移量计算单元164、校正手指坐标计算单元165等。\n[0044] 接近检测单元161是接近值获取单元的一个示例，其基于由光接收处理单元122产生的图像信号计算每个像素的亮度值作为接近值。接近检测单元161计算的接近值是操作实体和显示面板108的表面之间的接触或接近程度的值。\n[0045] 接近检测单元161是区域检测单元的一个示例，对亮度值进行三值化处理以根据经过三值化处理的亮度值检测所检测的实体的第一区域和不同于第一区域的第二区域。接近检测单元161是质心位置计算单元的一个示例，其计算第一区域和第二区域的各自质心的位置。\n[0046] 手指坐标计算单元162是位置计算单元的的一个示例，其计算由接近检测单元\n161计算的第一质心作为接触位置或接近位置。第一质心的坐标被假设为操作实体接触或接近显示面板108的表面的代表点。显示面板108的表面的接触或接近位置的代表点不限于第一质心，而是可被假设为例如第一区域的一端和其另一端之间的中间点。\n[0047] 角度计算单元163是线方向计算单元的一个示例，其计算连接接近检测单元161计算的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直线的方向。\n角度计算单元163例如计算连接第一质心和第二质心线的直线相对于屏幕上的向上(或向下)方向(竖直方向)的角度。连接第一质心和第二质心线的直线对应于手指10的方向。\n[0048] 偏移量计算单元164基于例如在接近检单元161中计算的第一质心和第二质心之间的距离计算偏移量。例如，在第一质心和第二质心之间的距离越长时，用户的手指相对于显示面板108越水平。在另一方面，在第一质心和第二质心之间的距离越短时，用户的手指相对于显示面板108越竖直。偏移量计算单元164使用此特征来计算偏移量。\n[0049] 偏移量计算单元164可计算连接第一质心和第二质心的直线与第一区域的边界交叉的第一区域的一端与第一质心之间的距离作为偏移量。\n[0050] 校正手指坐标计算单元165是指点位置计算单元的一个示例，其基于手指坐标计算单元162计算的接触位置或接近位置、以及连接接近检测单元161计算的第一质心和第二质心的直线的方向，计算不同于接触位置或接近位置的指点位置。例如，校正手指坐标计算单元165计算直线上的位置，其为手指坐标计算单元162计算的接触位置或接近位置被移动偏移量后的位置，作为指点位置。校正手指坐标计算单元165使用的偏移量是偏移量计算单元164计算的偏移量。与从第一质心计算的接触或接近位置相比，指点位置更接近用户期望的接触或接近位置。\n[0051] <2.一个实施例的操作>\n[0052] 下面描述根据本实施例的信息处理装置100的操作。\n[0053] 图3是示出根据本实施例的信息处理装置100的操作的流程图。图4是示出在显示面板108上显示的图像和用户的操作的说明图。图5到图7是示出显示面板108和用户的手指之间的关系的说明图。\n[0054] 图8是示出具有被光接收传感器120检测的经三值化处理的亮度值的区域的说明图。图9是示出亮度值(光强)的分布的图。图9A示出线A-A上的亮度值分布，以及图9B示出线B-B上的亮度值分布。\n[0055] 首先，信息处理装置100基于图像数据在作为用户界面的显示面板108上显示诸如图像或菜单画面的各种项目(步骤S101)。在图4所示的示例中，软键盘140被显示在显示面板108上。\n[0056] 当用户使用手指10或手、或诸如触笔的操作实体接近如图4所示的显示面板108的屏幕时，光接收处理单元122基于光接收传感器120检测的光进行光接收处理(步骤S102)。当用户使用操作实体(例如软键盘140的各个按键)在屏幕上指点时，如图5所示，手指10或手、或触笔的一端接近屏幕，而另一端与该端相比远离屏幕。下文将描述手指10的尖端(指尖)接近屏幕而手指10的其它部分远离屏幕的情况。\n[0057] 接着，控制单元102计算光接收处理单元122中产生的图像信号的每个像素的亮度值，并对亮度值进行三值化处理。三值化处理设定2个预定阈值，并根据所述阈值将具有如图9所示的不同分布的亮度值概括为3个值。阈值可根据各种条件来设定。\n[0058] 当用户用其手指10指点屏幕时，能够获得如图8所示的亮度值分布。区域152具有强的亮度值，区域154具有中间的亮度值。具有弱的亮度值的区域是不同于区域150和\n154的区域。区域152是诸如手指10的尖端的操作实体最接近屏幕的区域，而区域154对应于与手指的尖端相比远离屏幕的手指10。\n[0059] 当检测到超出强阈值的亮度值时(步骤S103)，信息处理装置100能够确定用户的操作已经进行，以及接近屏幕已经发生。随后，信息处理装置100检测弱阈值的接近(步骤S104)。当检测到弱阈值的接近时，可确定用户用手指10等在预定方向指点屏幕。\n[0060] 接着，接近检测单元161计算区域152和区域154的相应的质心位置。图8所示的第一质心G1是区域152的质心位置，以及第二质心G2是区域154的质心位置。\n[0061] 接着，手指坐标计算单元162基于第一质心G1计算由接近检测单元161计算的第一质心G1的坐标作为接触位置或接近位置(步骤S105)。第一质心G1的坐标是操作实体接触或接近显示面板108的表面的位置的临时代表点。然而，在很多情况下，第一质心G1的坐标不同于用户期望的接触或接近点。因此，在本实施例中，如下所述计算校正手指坐标，以计算接近用户期望的接触或接近点的手指坐标。\n[0062] 角度计算单元163基于质心G1和G2计算连接第一质心G1和第二质心G2的直线的方向(步骤S106)。例如，角度计算单元163计算连接第一质心和第二质心的直线D1相对于屏幕中的竖直方向D0的角度θ(见图8)。在图6所示的示例中，屏幕中的竖直方向D0与连接第一质心和第二质心的直线D1之间形成的角度是θ1。在图7所示的示例中，屏幕中的竖直方向D0与连接第一质心和第二质心的直线D1之间形成的角度是θ2。连接第一质心和第二质心的直线D1对应于手指10的方向。因此，能够数字地表示手指10指点显示面板\n108的方向(角度θ)。\n[0063] 此外，如图8所示，偏移量计算单元164基于接近检测单元161计算的第一质心G1和第二质心G2之间的距离L1计算偏移量C1(步骤S107)。\n[0064] 接着，校正手指坐标计算单元165基于手指坐标计算单元162计算的接触位置或接近位置(第一质心G1)、以及连接第一质心G1和第二质心G2的直线的方向的角度θ计算不同于接触位置或接近位置的指点位置(步骤S108)。不同于接触位置或接近位置的指点位置是校正手指坐标。例如，校正手指坐标计算单元165计算直线上的位置作为指点位置P2，手指坐标计算单元162计算的接触位置或接近位置向该指点位置移动偏移量C1。与从第一质心G1等计算的接触或接近位置相比，指点位置P2更接近用户期望的接触或接近位置。\n[0065] 在步骤S107，偏移量计算单元164可计算在连接第一质心G1和第二质心G2的直线D1与第一区域152的边界交叉的第一区域152的一端与第一质心G1之间的距离作为偏移量。此时，在步骤S108，校正手指坐标计算单元165计算直线上的位置作为指点位置P1，手指坐标计算单元162计算的接触位置或接近位置向该指点位置移动该偏移量(见图8)。\n与从第一质心G1等计算的接触或接近位置相比，指点位置P1更接近用户期望的接触或接近位置。\n[0066] 最后，基于校正手指坐标对显示面板108上显示的各个显示进行显示处理(步骤S109)。例如，将描述如图4所示的软键盘140在3个段中显示的情况。甚至当用户期望接触或接近上段的按键按钮时，有可能检测到接触或接近中段的按键按钮。另外，当按钮之间的距离很短时，可能发生错误检测期望的按键按钮的左侧和右侧按键按钮。根据本实施例，可看到手指10相对于屏幕中的竖直方向D0形成的角度θ。因此，能够计算对应于手指10的方向的直线上的校正手指坐标，并计算更接近用户期望的接触或接近位置的指点位置。\n因而，在图4所示的示例中，中段的按键按钮不会被选择，而是上段的按键按钮被选择。另外，左侧和右侧按键按钮不会被选择，而是期望的按键按钮被选择。\n[0067] 在现有技术中，对触摸面板的接触或接近被检测为在触摸板上具有特定面积的区域。因此，为了计算触摸板上的接触或接近点的代表点，计算具有特定面积的接触区域或接近区域的质心，并将所计算的质心位置确定为接触或接近点的代表点。\n[0068] 然而，基于区域的质心确定为对触摸板的接触或接近的点可能不同于用户期望的对触摸板的接触或接近点。例如，当用户可选择的多个按钮相邻地显示在触摸板的屏幕上时，由于如何保持该触摸板或用户的指甲长度的原因可能导致选择不同于用户期望的按钮的按钮。\n[0069] 在另一方面，根据本实施例，能够计算接近用户期望的接触或接近位置的指点位置，取代所检测的用户的手指10和显示面板108之间的接触或接近位置。因而，能够减轻用户的不适，亦能够减少例如拍打显示面板108上的错误显示按钮的错误操作。\n[0070] 本申请包含与2008年8月29日在日本专利局提交的日本在先专利申请JP \n2008-221856中公开的内容有关的主题，其整个内容通过引用包含于此。\n[0071] 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，它们均落入所附权利要求书和等同物的范围内。\n[0072] 例如，作为接近值获取单元的一个示例，在以上的实施例中描述了接近检测单元\n161计算亮度值作为接近值，然而，本发明不限于这种示例。例如，接近值获取单元是例如静电电容触摸板，其可包括静电电容检测单元和接近值计算单元。静电电容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电容。接近值计算单元计算所检测的静电电容的变化作为接近值。例如，可以根据静电电容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，与上面的实施例类似，基于所计算的接近值，控制单元102的接近检测单元161对接近值进行三值化处理并计算第一区域和第二区域。\n[0073] 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值化处理，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。\n[0074] 在本实施例中，计算所计算的第一区域和第二区域的各自质心。然而，本发明不限于这种示例。例如，除了质心之外，还可以采用连接区域的一端和另一端的线段的中心，只要是区域的代表值并能够计算连接两个区域的方向即可。\n[0075] 在以上的实施例中描述了如图4所示的软键盘140被显示在显示面板108上以便显示处理，然而，本发明不限于该示例。例如，诸如各种按钮、滑块、文字或浏览器链接的用户可选择的显示可应用于其它显示。