CN102722298A - 信息处理装置，信息处理方法和程序 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信息处理装置、信息处理方法和程序，该信息处理装置包括传感器电极、检测单元和确定单元。传感器电极具有根据对操作表面的操作而改变的电容。检测单元配置用于基于电容的变化来检测操作表面的操作点的位移。确定单元配置用于基于传感器电极的电容值的位移和操作点的位移来确定对操作表面的按压。

Description

信息处理装置,信息处理方法和程序
技术领域
本公开涉及一种包括电容系统的触摸传感器的信息处理装置、一种信息处理方法和一种程序。
背景技术
从过去开始，电容系统的触摸设备是公知的。例如，日本专利申请特开第2010-113445号(此后，称作专利文献1)公开一种能够基于电容变化来检测手指触摸的触摸面板。在该触摸面板中，为电容值设定阈值。基于以阈值作为基准的电容值的变化量，识别手指的按压操作。因此，可以在手指不离开操作表面的情况下执行在同一点处的连续的按压操作。
然而，通过在专利文献1中公开的触摸面板，很难检测对位于不同点处的多个按钮等的连续的按压操作。特别地，在操作表面上移动手指的同时执行连续的按压操作的情况下，很难高度精确地确定这种按压操作。
发明内容
考虑到上述说明的情况，期望的是提供一种信息处理装置、一种信息处理方法和一种程序，其能够高度精确地确定按压操作。
根据本公开的实施例，提供有一种包括传感器电极、检测单元和确定单元的信息处理装置。
传感器电极具有根据对操作表面的操作而改变的电容。
检测单元配置用于基于电容的变化来检测操作表面的操作点的位移。
确定单元配置用于基于传感器电极的电容值的位移和操作点的位移来确定对操作表面的按压。
在信息处理装置中，基于传感器电极的电容变化来检测操作点的位移。此外，基于传感器电极的电容值的位移和操作点的位移，确定对操作表面的按压。相应地，可以高度精确地确定按压操作。
检测单元可以计算操作点的坐标值。在这种情况中，确定单元可以基于在电容值的位移和坐标值的位移之间的关联来确定按压。
以这种方式，当关注到在电容值的位移和坐标值的位移之间的关联时，可以高度精确地确定按压操作。
确定单元可以基于电容值和坐标值的回归线的倾斜来确定按压。
以这种方式，按压操作可以基于电容值和坐标值的回归线的倾斜来确定。
确定单元可以基于电容值和坐标值之间的关联系数来确定按压。
以这种方式，按压操作可以基于电容值和坐标值之间的关联系数来确定。
检测单元可以计算多个操作点的每一个的坐标值。在这种情况中，确定单元可以确定在多个操作点的每一个处的按压。
在信息处理装置中，可以确定在多个操作点的每一个处的按压操作。
根据本公开的实施例，提供一种信息处理方法，其包括通过检测单元基于根据对操作表面的操作而改变的传感器电极的电容来检测操作表面的操作点的位移。
通过确定单元，基于传感器电极的电容值的位移和操作点的位移来确定对操作表面的按压。
根据本公开的实施例，提供一种程序，使得计算机用作检测单元和确定单元。
检测单元配置用于基于根据对操作表面的操作而改变的传感器电极的电容来检测操作表面的操作点的位移。
确定单元配置用于基于传感器电极的电容值的位移和操作点的位移来确定对操作表面的按压。
程序可以记录在记录介质上。
如上面说明，根据本公开，可以高度精确地确定按压操作。
根据如在附图中示出的其最佳模式实施例的下述的详细说明，本公开的这些和其他的目的、特征和优点将变得更加明显。
附图说明
图1是示意性地示出根据本公开的第一实施例的信息处理装置的外观的视图；
图2是示出在图1中示出的信息处理装置的结构示例的方框图；
图3是用于说明在图2中示出的传感器的、便携式终端的示意横截面图；
图4是示出包括在图3示出的传感器中的传感器电极的结构示例的示意图；
图5是示出通过根据第一实施例的传感器所检测的电容值的测量结果的示例的图；
图6是示出在俯视图5中示出的图的情况下的图，其示出在操作表面上的电容值的分布；
图7是用于说明在第一实施例中的电容值的图；
图8是示出在移动手指的同时连续执行的按压操作的示例的示意图；
图9是示出根据第一实施例的、当在操作表面上移动手指的同时执行连续的按压操作时所获得的电容值和坐标值的图；
图10是以图9中示出的图中的双点划线所包围的部分的放大视图；
图11是示出根据第一实施例的按压确定处理的示例的流程图；
图12是用于说明根据第一实施例的、关于坐标值的位移和电容值的位移的回归线的示意图；
图13是用于说明以图11中示出的确定阈值作为基准的确定处理的示意图；
图14是示出在由根据本公开的第三实施例的传感器所检测的两个操作点上的电容值的示例的图；
图15是示出根据本公开的第四实施例的、在便携式终端中执行的按压确定处理的示例的流程图；
图16是示出由在图15中示出的算法所计算的按压操作确定值的示例的示意图；以及
图17是示出在图1中示出的便携式终端的修改的示例的示意透视图。
具体实施方式
下面，将参考附图说明本公开的实施例。
<第一实施例>
[信息处理装置的结构]
图1是示意性地示出根据本公开的第一实施例的信息处理装置的外观的图。图2是示出图1中示出的信息处理装置的结构示例的方框图。在该实施例中，使用包括触摸面板的便携式终端100(例如智能电话或者输入板终端)作为信息处理装置。
便携式终端100包括由用户30所握住的壳体1和设置于壳体1的前表面2的显示表面3。可以视情况地设定壳体1的材料和大小。
在显示表面3上显示例如用于输入数字、字符等的多个按钮4，图像5等等。此外，在显示表面3上显示多种GUI(图形用户界面)。
如在图2中示出，便携式终端100包括显示单元101、传感器102、CPU(中央处理单元)103、RAM(随机存取存储器)104和存储单元105。
显示单元101是使用例如液晶或者EL(电致发光)的显示设备。存储单元105是非易失存储设备并且例如是HDD(硬盘驱动器)、闪存或者其它固态存储器。
图3是用于说明传感器102的、便携式终端100的示意横截面图。如示出在图3中，便携式终端100包括由例如玻璃的绝缘材料形成的显示盖6。显示盖6构成上面说明的显示表面3，并且显示盖6的上部表面用作操作表面7。
传感器102设置于显示盖6的下部。传感器102包括传感器电极，其具有根据用户30对操作表面7的操作而变化的电容。图4是示出上面说明的传感器电极8的结构示例的示意图。
如示出在图4A中，使用如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板的透明材料所形成的X电极基板9a和Y电极基板9b这两个基板。然后，由如ITO(铟锡氧化物)的透明导电材料形成的X透明电极8a和Y透明电极8b分别形成在X电极基板9a和Y电极基板9b上作为传感器电极8。在该实施例中，多个电极垫10形成为X透明电极8a和Y透明电极8b。
如示出在图4B中，X电极基板9a和Y电极基板9b这两个基板彼此层叠并且设置于显示盖6的下部。传感器102包括电路单元(没有示出)，并且由电路单元将电压施加到X透明电极8a和Y透明电极8b。然后，由电路单元检测X透明电极8a和Y透明电极8b的每一个的电容值。检测的电容值从电路单元传送给CPU 103。
当手指31等与操作表面7接触或者接近时，由于在手指31等和透明电极8a和8b之间引起的静电感应而改变各透明电极8a和8b的电容值。基于电容值的这种改变，由CPU 103计算在操作表面7上的操作点11的坐标值。操作点11指的是手指31等与操作表面7接触或者接近的那个点。
图5是示出由传感器102所检测的电容值的测量结果的示例的图。图6是示出在俯视图5中示出的图的情况下的图，其示出在操作表面7上的电容值的分布。如示出在图5中，在该实施例中，操作表面7上的操作点11处的电容值是高的。如示出在图6中，基于具有高电容值的部分H的位置计算操作点11的坐标值。
图7是用于说明在该实施例中的电容值的图。在该实施例中，将在操作点11处的电容峰值和操作点11的外围12的值组合，并且因此获得的组合值认为是操作点11的电容值。如示出在图7A和7B中，可以适当地设定如何选择操作点11的外围12。
如下面要说明的是，在本公开中，关注伴随按压操作的操作点11的位移。例如，当使操作点11稍微位移时，电容峰值可以根据手指31如何在传感器电极8上移动而很大地改变。因此，当组合值被认为是操作点11的电容值时，可以稳定地检测电容值。然而，电容峰值可以按原样用作为操作点11的电容值。
此外，在该实施例中，已受如滤波处理的信号处理的值用作电容值。通过这种信号处理等，可以高度精确地执行例如操作点的位移检测处理和按压确定处理。然而，可以不执行滤波处理等。可以适当地设定电容值的定义。
在用户30移动手指31等的情况下，各X透明电极8a和Y透明电极8b的电容值也改变。特别地，示出在图5中的具有高电容值的部分H的位置改变。基于部分H的位置的改变，由CPU 103检测操作点11的位移。换而言之，在该实施例中，CPU 103用作检测单元。
此外，在该实施例中，如下面要说明的是，由CPU 103基于传感器电极8的电容值的位移和操作点11的位移来确定对操作表面7的按压。换而言之，在该实施例中，CPU 103还用作确定单元。
由便携式终端100进行的上面提及的操作点11的位移检测处理、按压确定处理等由储存在存储单元105、ROM(只读存储器)(没有示出)等中的软件和便携式终端100的硬件资源的协作来实现。特别地，CPU 103将组成软件的程序载入RAM 104，并且储存在存储单元105等之中并且执行程序使得实现多种类型的信息处理。
[按压确定处理]
现在将说明按压确定处理。例如，如示出在图8中，假设在操作表面7上以数字1到4的顺序输入按压操作而没有从操作表面7松开手指31。在这种情况中，通过在日本专利申请特开第2010-113445号中公开的按压确定技术很难精确地确定按压操作。
图9是示出当在操作表面7上移动手指的同时执行连续的按压操作时所获得的电容值和坐标值的图。在图9中示出的电容值指的是在操作点处的电容值。换而言之，电容值是示出在图5中的部分H处的电容值的随时间变化的位移。“操作点的电容值”的位移相应于“电容值的位移”。
示出在图9中的坐标值的位移是操作点11关于X轴线的位移(X坐标的位移)。特别地，具有高电容值的示出在图5中的部分H沿着如示出在图9中的X轴线移动。在该实施例中，还获得关于电容值的位移的信息和关于操作点相对于Y轴线的位移(Y坐标的位移)的信息。
在该实施例中，当将按压操作输入到操作表面7时，电容值即刻变大。因此，在示出在图9中的电容值的图中，存在下述可能性，即已在以尖峰形状急剧地发生位移的部分M处输入了按压操作。
图10是在图9的图中以双点划线所包围的部分S的放大图。图中的部分S示出用户30实际上输入了按压操作的瞬间。如以图中的虚线所包围的部分T中示出的，当将按压操作输入到操作表面7时，坐标值也以尖峰的形状发生位移。换而言之，随着按压操作，坐标值还和电容值一起发生位移。这例如可以由伴随按压操作的手指的移动和接触区域的改变来引起。
在该实施例中，不是通过仅将电容值的位移设定为确定基准来确定按压操作，而是通过将电容值的位移和坐标值的位移设定为确定基准来确定按压操作。特别地，关注在电容值的位移和坐标值的位移之间的关联，使得可以高度精确地确定按压操作。
图11是示出根据该实施例的按压确定处理的示例的流程图。
输入在图9中示出的电容值和坐标值(步骤101)。使输入的电容值和坐标值受滤波处理(步骤102)。例如，执行滤波处理使得从输入的电容值和坐标值中移除噪声。相应地，改进按压确定处理的准确性。要注意的是，不是必需执行步骤102而是仅需要在需要时才执行。
针对电容值的位移和坐标值的位移画出回归线，并且计算其倾斜。在该实施例中，分别画出关于在X轴线上的坐标值的位移的回归线和关于在Y轴线上的位移的回归线。然后，计算那些回归线的两个倾斜(步骤103)。
图12是用于说明关于坐标值的位移和电容值的位移的回归线的示意图。如示出在图12中，在该实施例中，画出关于相对于坐标值的位移的电容值的位移的回归线L。然后，计算回归线L的倾斜。
计算关于在X轴线上的位移的回归线的倾斜和关于在Y轴线上的位移的回归线的倾斜的平均值(步骤104)。
使算出的平均值受滤波处理(步骤105)并且然后在步骤106中受归一化处理。在该实施例中，将归一化的值设定为按压操作确定值。然而，可以不执行在步骤105和106中的滤波处理和归一化处理。在该情况中，在步骤104中算出的平均值按原样用作按压操作确定值。
确定按压操作确定值是否超过用于确定按压操作的阈值(步骤107)。图13是用于说明在步骤107中的确定处理的示意图。如示出在图13中，在按压操作确定值超过阈值的情况下，检测在该时刻的按压操作的输入(步骤108)。在示出在图13的图中，确定在时刻P1、P2和P3的按压操作。另一方面，在按压操作确定值没有超过阈值的情况下，检测不到按压操作的输入(步骤109)。
如示出在图10中，当输入按压操作时，电容值和坐标值以尖峰的形状发生位移。此外，相比较于坐标值的位移，电容值的位移是大的。因此，上面说明的回归线的倾斜可以采纳为按压操作确定值。要注意的是，可以适当地基于传感器102的结构、灵敏度等设定阈值。
如上面说明的，在作为根据本实施例的信息处理装置的便携式终端100中，基于传感器电极8的电容的改变来检测操作点11的位移。此外，基于传感器电极8的电容值的位移和操作点11的位移来确定对操作表面7的按压。相应地，能够高度精确地确定按压操作。例如，在如示出在图8中的、在操作表面7上移动手指31等的同时执行连续的按压操作的情况下，可以精确地确定按压操作。
此外，适当地定义上面说明的电容值，从而可以使用电容系统的触摸面板来确定按压操作，其中基于电容的改变检测操作点11的坐标值。
此外，为了检测对操作表面7的按压操作的输入，如机械开关或者压力传感器的设备不是必需的。因此，可以实现便携式终端100的尺寸缩小、成本降低等等。
<第二实施例>
将要说明本公开的第二实施例。在上面说明的第一实施例中，使用关于电容值和坐标值的位移的回归线的倾斜作为按压操作确定值。然而，可以计算关联系数作为关于电容值的位移和坐标值的位移之间的关联的信息。然后，可以使用关联系数作为按压操作确定值。换而言之，当关联系数超过阈值时，检测到按压操作的输入。
<第三实施例>
将要说明本公开的第三实施例。在该实施例中，多点检测传感器用作电容系统的传感器。
图14是示出由根据本实施例的传感器所检测的两个操作点211A和211B上的电容值示例的图。
在该实施例中，针对每个操作点211A和211B计算电容值和坐标值。然后，针对每个操作点211A和211B执行示出在图11中的按压确定处理。相应地，在多点检测传感器中，可以确定在多个操作点211A和211B处的按压操作。要注意的是，操作点的数量不限制于两个。
<第四实施例>
将要说明本公开的第四实施例。根据本实施例的传感器还输出如示出在图14中的多个操作点211A和211B处的电容值。此外，如在下面的说明中示出，确定在两个操作点211A和211B处的按压操作。
图15是示出在本实施例的便携式终端中执行的按压确定处理示例的流程图。图15中示出的在步骤201到步骤208中的处理与图11中示出的在步骤101到步骤107和步骤109中的处理一样。
在步骤207中，在按压操作确定值超过阈值的情况下，确定在该时间点检测的操作点的数量是否是一(步骤209)。例如，操作点的数量仅需基于示出在图14中的电容值来确定。
在确定操作点的数量为一的情况下，检测在该操作点处的按压操作的输入(步骤210)。
在确定操作点的数量不为一的情况下，从示出在图14中的操作点211A和211B中确定操作点211A的按压操作确定值是否大于操作点211B的按压操作确定值(步骤211)。
在确定操作点211A的按压操作确定值更大的情况下，检测在该操作点211A处的按压操作的输入(步骤212)。另一方面，在确定操作点211A的按压操作确定值更小的情况下，检测在操作点211B处的按压操作的输入(步骤213)。换而言之，从多个操作点211A和211B中，检测在具有更大的按压操作确定值的操作点处的按压操作的输入。
图16是示出由示出在图15中的算法所计算的按压操作确定值的示例的示意图。在此，左和右手指L和R这两根手指各自在操作表面上移动。然后，重复地输入由任意手指做出的按压操作。
在图16中的箭头L分别示出由左手指L输入按压操作的瞬间。箭头R分别示出由右手指R输入按压操作的瞬间。
如示出在图16中，在通过箭头L和R指示的按压操作中，按压操作确定值增加。此外，以箭头L指示的按压操作被检测为左手指L的按压操作确定值。另一方面，以箭头R指示的按压操作被检测为右手指R的按压操作确定值。换而言之，发现了通过适当地设定按压操作确定值的阈值，可以高度精确地确定在多个操作点211A和211B处的按压操作。
要注意的是，在第三和第四实施例中，在第二实施例中说明的关联系数可以用作按压操作确定值。
<修改示例>
本公开的实施例可以不限制于上面说明的实施例而进行多种修改。
例如，图17是示出图1中示出的便携式终端100的修改的示例的示意透视图。便携式终端300包括触摸板302、方向键310、操作按钮320和显示屏330。在上面说明的实施例中说明的算法可以应用于这种便携式终端300的触摸板302上的操作。相应地，可以高度精确地确定在关于触摸板302的一个或多个操作点处的按压操作。
可以使用包括触摸面板、触摸板等等的例如为便携式PC(个人计算机)的电子装置作为根据本公开的实施例的信息处理装置。此外，可以使用包括触摸面板、触摸板等等的计算机。
在上面的说明中，使用投射电容系统的传感器。然而，如果可以适当地定义电容值，则不限制在电容系统中驱动的传感器的结构等等。此外，还不限制电容值的定义和计算方法。
在图10中，坐标值伴随按压操作以尖峰的形状发生位移。这意味着操作点略微地在X轴线方向的正方向上移动。然而，伴随按压操作，还可以认为操作点在X轴线方向的负方向上移动。在该情况中，坐标值以凹形形状发生位移。甚至在这种情况中，例如，坐标值位移量的绝对值等的使用允许高度精确地确定按压操作。
在上面的说明中，电容值从传感器输出到CPU，并且由CPU执行位置检测处理和按压确定处理。然而，传感器可以包括如CPU的控制器并且执行位置检测处理和按压确定处理。此外，可以单独地设置基于电容值和坐标值执行按压确定处理的块。换而言之，可以由软件或者硬件实现检测单元和确定单元。
在上面的说明中，在通过手指等进行操作的时间期间，执行示出在图11中的按压确定处理。然而，当为从传感器输出的电容值设定阈值并且电容值超过阈值时，可以开始示出在图11中的按压确定处理。
在图11的步骤103中，计算关于X轴线和Y轴线的两条回归线的倾斜。然后，在步骤104中，计算两个倾斜的平均值。然而，可以使用组合值来代替平均值。此外，可以画出关于任意的X轴线和Y轴线的回归线以计算其倾斜。然后，可以基于一个轴线的倾斜确定按压操作。相应地，可能实现计算量和成本的降低。
在上面的说明中，基于具有高的电容值的位置的改变来检测操作点的位移。然而，可以不使用电容值来检测操作点的位移。特别地，由基于传感器电极的电容的改变的多种技术来检测操作点的位移。为了确定按压操作，可以计算上面说明的电容值。
在上面的说明中，关联系数或者回归线的倾斜用作为按压操作确定值，但是按压操作确定值不限制于此。可以使用其他值作为代表在电容值的位移和坐标值的位移之间的关联的参数。例如，可以使用通过适当地将回归线倾斜和上面说明的关联系数互相组合而得到的参数，例如回归线倾斜和关联系数的和或者积。
要注意的是，本公开可以采取下述结构。
(1)一种信息处理装置，包括：
传感器电极，具有根据对操作表面的操作而改变的电容；
检测单元，配置用于基于电容的变化来检测操作表面的操作点的位移；以及
确定单元，配置用于基于传感器电极的电容值的位移和操作点的位移来确定对操作表面的按压。
(2)根据项目(1)的信息处理装置，其中，
检测单元计算操作点的坐标值，并且
确定单元基于电容值的位移和坐标值的位移之间的关联来确定按压。
(3)根据项目(2)的信息处理装置，其中，
确定单元基于坐标值和电容值的回归线的倾斜确定按压。
(4)根据项目(2)的信息处理装置，其中，
确定单元基于坐标值和电容值之间的关联系数来确定按压。
(5)根据项目(2)到(4)的任意一个的信息处理装置，其中，
检测单元计算多个操作点的每一个的坐标值，并且
确定单元确定在多个操作点的每一个处的按压。
(6)一种信息处理方法，包括：
通过检测单元基于根据对操作表面的操作而改变的传感器电极的电容来检测操作表面的操作点的位移；以及
通过确定单元基于传感器电极的电容值的位移和操作点的位移来确定对操作表面的按压。
(7)一种使得计算机用作以下单元的程序：
检测单元，配置用于基于根据对操作表面的操作而改变的传感器电极的电容来检测操作表面的操作点的位移；以及
确定单元，配置用于基于传感器电极的电容值的位移和操作点的位移来确定对操作表面的按压。
(8)根据项目(7)的程序，其中，
检测单元计算操作点的坐标值，并且
确定单元基于在电容值的位移和坐标值的位移之间的关联确定按压。
(9)根据项目(8)的程序，其中，
确定单元基于电容值和坐标值的回归线的倾斜确定按压。
(10)根据项目(8)的程序，其中，
确定单元基于在电容值和坐标值之间的关联系数确定按压。
(11)根据项目(8)至(10)的任意一个的程序，其中，
检测单元计算多个操作点的每一个的坐标值，并且
确定单元确定在多个操作点的每一个处的按压。
本公开包括与于2011年3月23日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP 2011-064045的主题相关的主题，其完整内容通过引用结合于此。
要理解的是，在所附权利要求或其等同方案的范围内，本领域的技术人员可以根据设计要求和其他因素进行多种修改、组合、子组合和变更。

Claims (11)

1.一种信息处理装置，包括：
传感器电极，具有根据对操作表面的操作而改变的电容；
检测单元，配置用于基于所述电容的变化来检测所述操作表面的操作点的位移；以及
确定单元，配置用于基于所述传感器电极的电容值的位移和所述操作点的位移来确定对所述操作表面的按压。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
所述检测单元计算所述操作点的坐标值，并且
所述确定单元基于在所述电容值的位移和所述坐标值的位移之间的关联来确定所述按压。
3.根据权利要求2所述的信息处理装置，其中，
所述确定单元基于所述坐标值和所述电容值的回归线的倾斜确定所述按压。
4.根据权利要求2所述的信息处理装置，其中，
所述确定单元基于在所述坐标值和所述电容值之间的关联系数来确定所述按压。
5.根据权利要求2所述的信息处理装置，其中，
所述检测单元计算多个操作点的每一个的坐标值，并且
所述确定单元确定在所述多个操作点的每一个处的按压。
6.一种信息处理方法，包括：
通过检测单元基于根据对操作表面的操作而改变的传感器电极的电容来检测所述操作表面的操作点的位移；以及
通过确定单元基于所述传感器电极的电容值的位移和所述操作点的位移来确定对所述操作表面的按压。
7.一种使得计算机用作以下单元的程序：
检测单元，配置用于基于根据对操作表面的操作而改变的传感器电极的电容来检测所述操作表面的操作点的位移；以及
确定单元，配置用于基于所述传感器电极的电容值的位移和所述操作点的位移来确定对所述操作表面的按压。
8.根据权利要求7所述的程序，其中，
所述检测单元计算所述操作点的坐标值，并且
所述确定单元基于在所述电容值的位移和所述坐标值的位移之间的关联确定所述按压。
9.根据权利要求8所述的程序，其中，
所述确定单元基于所述电容值和所述坐标值的回归线的倾斜确定所述按压。
10.根据权利要求8所述的程序，其中，
所述确定单元基于在所述电容值和所述坐标值之间的关联系数确定所述按压。
11.根据权利要求8所述的程序，其中，
所述检测单元计算多个操作点的每一个的坐标值，并且
所述确定单元确定在所述多个操作点的每一个处的按压。
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