CN1488093A - 图像信息显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种图像信息显示装置，使得即使使用如在移动电话或移动计算机上安装的小型显示单元时，使用者能够容易地识别大型图像。假设一种情形，在其中观察者(或使用者)(122)通过使用提供有较小显示帧(显示器)(123)的图像信息显示装置(124)识别较大型图像(121)。在观察者(122)移动手(126)时，在显示帧上显示的图像的部分区域(125)根据这个移动主动改变。因此，能够容易地掌握整个较大型图像(121)。通过让手的移动与显示的图像(图像的部分区域(125))的移动吻合，使得容易识别大型图像(121)。这是基于人的感性特征的。

Description

图像信息显示装置
技术领域
本发明涉及一种用于显示图像的图像信息显示装置。特别涉及这样的图像信息显示装置，它适合于在较小的图像格式(显示器)上显示较大数据量的图像。
背景技术
如便携式电话机或可移动计算机之类的小型信息处理装置的应用越来越广泛。就是这些小型的装置也大多设计用于显示图像信息。例如，近年来的一些类型的便携式电话机被设计用于显示在互联网上获取的各种图像信息。
小型装置中显示的图像的容量正在增加以跟上图像处理硬件或各种通信速度的处理速度的增加。具有大型图像格式的显示设备的装置，如台式计算机，具有较大型的屏幕并因此能够一次显示高分辨率的图像。但是，在例如便携式电话机或移动式计算机的小型信息处理装置中，显示屏大多是小型格式的，以致不能够一次显示大数据量的图像。当然，以牺牲分辨率为代价能够显示这些图像。但是，这时破坏了所显示的信息的价值。
迄今使用了，将大型图像分成多个小型图像和顺序转换这些较小型图像，以便在小型图像格式的显示设备上显示的技术，和由如同有人正在缠绕和同时读出一个卷那样的，单向滚动和显示图像的显示设备形成的技术。日本公开专利公报H-7-13554公开了与后者相似的技术。
但是，在前者技术中，一个接一个的顺序显示通过细分获得的格子形的小型区域，以致这些较小型区域不能够彼此相关，因此，几乎不能够理解整个图像的结构。而且，如果在划分成小型区域中遇到困难，将关键信息分裂开并在分开的显示位置上部分地显示，这样意味着出现不能够一眼就理解整个图像的结构的问题。在后者情况，在其中大型的图像以从上至下或从左至右的方向滚动，没有分开边界位置的问题。但是，因为图形单向流动，通过当前显示的位置设想以确定在整个图像中的位置是困难的。因此，如果想重新显示相同的位置，不能够不遇到所提到的困难而找到这个位置。
因此，出现了各种图像信息显示装置，在其中设定了通过其在整个图像中能够见到整个图像的部分图像的帧，且这个帧能够根据观察者的意图滚动。例如，在日本公开专利公报2000-29568中，在具有显示器的便携式信息装置的背面安装跟踪球，并且便携式信息装置适于在桌子上移动。作为这样移动的结果，以从上至下的方向或从左至右的方向移动用于显示在那里的图像的帧。在日本公开专利公报H-8-263205中，在便携式信息终端的背面放置用于测定移动方向和大小的球，使得在安置于这个终端的上表面的显示器上显示响应这个便携式信息终端在桌上的移动的部分图像。在日本公开专利公报H-5-241731中，公开了一种布置方案，在其中将移动传感器和旋转传感器安置在主体单元的背面以测定移动或旋转的大小或方向。
在日本公开专利公报H-8-314629中，在内设有显示器的扁平板型外壳的背面相似地安装用于测定在桌上的移动方向的球，或在外壳的上表面上安装跟踪球。这使得能够随着外壳在桌上的移动滚动图像，或在外壳固定在桌上时随着手的移动滚动图像。至于通过在例如放置在桌子上的外壳上的方向键上进行作用而滚动显示器上显示的图像，在日本公开专利公报H-7-271596中也有相应的公开。
但是，在其内具有内设显示器的外壳在桌上移动的装置中，或在其内外壳本身固定在桌上，移动在外壳上安装的指示设备以显示大型图像中所希望的图像部分的装置中，遇到下面的问题：
(1)为了安装所述装置需要平的表面，如适合操作高度的桌子或台。结果是在便携式移动电话机或类似的轻型便携式信息终端正在被移动时，滚动显示大型图像的一部分实际上是不可能的。
(2)其次，在桌子上的操纵类似于在桌上粘贴大型地图，用显微镜观察其部分。因此，在外壳的背面上放置球，并为了移动在显示器上显示的图像而在台上移动它的技术，与使用表现图像的纸张的常规技术相同，因此对使用者来说显得更为友好。尽管如此，出现了与迄今遇到的相似的问题。即，如果要在桌上移动的外壳上设置的显示器上观察图像，则能够舒服地观察在桌上离观察者较近的图像部分，但是，因为外壳接着移动到远离使用者的位置，则在显示器上几乎不能够舒适地观察到远离使用者的图像部分。从与图像垂直的方向能够舒适地观察图像，但是如果显示器的表面被移动到远离观察者的桌子的一侧，特别是在液晶显示器的情况，就会发生图像从观察者的视线消失，或在图像帧表面上的透明材料部分将光线反射使得图像更加不可见。
在日本公开专利公报2000-66802中公开了一项技术，在其中与桌子表面成直角的在桌上设置虚拟图像帧，并且在万向臂上设置液晶显示单元，然后为了显示相应的图像部分，显示单元被移动到在虚拟图像帧上不同的位置。在此技术中提出的相似问题是，如果虚拟图像帧大小增加，除非观察者依据被移动的液晶显示单元的位置向上或向左右移动其身体，否则不能够细微地观察图像。而且，因为液晶显示单元必须安装到所述万向臂的的最前部，所以这样不仅是装置的大小增加，而且仅在安装有这样的特殊设备的桌子的部分能够观察大型的图像，结果是，可能应用本发明的概念的地方比在桌子上移动外壳受到更严格的限制。
因此，本发明的目的是提供一种图像信息显示装置，在其中使用仅具有例如便携式电话机或可移动计算机的显示单元的小型显示单元的图像显示单元，而能够在任何位置观察大型图像。
发明内容
在权利要求1所述的本发明中，一种图像信息显示装置包括：(a)外壳，其大小位为手能够握住和操纵；(b)内设于外壳中的显示单元，用于显示图像；(c)位置传感器，用于测定外壳的空间位置；(d)图像信息储存单元，用于存储图像大小比允许在显示单元上一次显示的图像大小大的图像信息；(e)显示图像范围选择单元，用于从存储在图像信息存储单元中的图像信息中选择能够在显示单元上一次显示的显示范围的部分图像信息，并用于向显示单元输出选择的信息以显示；和(f)部分图像信息选择控制器，用于以由位置传感器选择的移动方向，移动由显示图像范围选择单元选择的图像。
也就是说，在权利要求1所述的本发明中，给大小为允许手握住和操纵的外壳提供测定它的空间移动的位置传感器。还提供显示单元和图像信息存储单元，所述图像信息存储单元用于存储其图像大小比允许在显示单元上一次显示的图像大小大的图像信息。显示图像范围选择单元从其图像大小比允许在显示单元一次显示的图像大小大的图像信息中选择一次能够显示的显示范围的部分图像信息，用于显示。通过使用部分图像信息选择控制器，沿位置传感器测定的移动方向移动由显示图像范围选择单元选择的图像。在使用者用手握住外壳并在观察的空间中主动移动它时，取决于外壳被移动到的位置，移动被显示的部分图像信息，因此允许大型图像整体的方便识别。
在权利要求2所述的本发明中，根据权利要求1的图像信息显示装置的位置传感器，通过用外壳的二维移动代替它的空间移动来测定移动。部分图像信息选择控制器根据替换的二维移动，移动由显示图像范围选择单元选择的图像。
即，权利要求2所述的本发明与权利要求1的图像信息显示装置相关，其中所述位置传感器通过将外壳的二维移动代替其空间移动测定其移动。此时，部分图像信息选择控制器根据(in relationship to)这个代替的二维移动，二维的移动由部分图像信息选择控制器选择的图像信息。例如，如果用手握住外壳并在左右方向上移动，则显示的图像信息也在左右方向上移动。但是，如果将外壳移动至接近眼睛，则这样的三维移动(沿垂直于XY平面的Z轴的移动)不移动在显示单元上的图像。这允许使用者观察作为显示单元接近眼睛的结果而大小自然放大的图像。
在权利要求3所述的本发明中，根据权利要求1所述的图像信息显示装置的位置传感器，通过将外壳的三维移动代替其空间移动来测定移动。部分图像信息选择控制器根据替换成的三维移动，移动显示图像范围选择单元选择的图像。
即，在权利要求3的本发明中，根据权利要求1所述的图像信息显示装置中的位置传感器，用外壳的三维移动代替它的空间移动来测定这个移动。此时，部分图像信息选择控制器根据替换成的三维移动，三维的移动由显示图像范围选择单元选择的图像信息。例如，如果用手握住外壳并在左右方向上移动，显示的图像信息也在左右方向上移动。但是，如果将外壳移动至接近眼睛，则作为这个三维移动(沿垂直于XY平面的Z轴的移动)的结果，图像沿外壳的高度或深度方向移动。如果将一直保持在水平位置的图像信息显示装置保持在垂直位置以切换到Z轴，从而实现沿Z轴的移动，则使用二维位置传感器进行三维移动是可能的。通过这个技术，由直观的操作能够容易的分析出例如大厦的各层的结构或大脑的剖面结构。
在权利要求4所述的本发明中，根据权利要求1所述的图像信息显示装置中的图像信息存储单元，存储在通信网络上下载下来的图像信息。
即，在权利要求4所述的本发明中，使用通信网络，如互联网，能够将图像信息载入到所述图像信息存储单元。通过在图像信息存储单元中存储主要用于日常台式计算机的各种图像信息，和通过操作人员主动操作所述图像信息显示装置，在小型显示单元上能够满意地理解较大型的图像。因此，不需要信息供给装置(purveyor)提供两个不同的图像信息信道，即日常台式计算机的图像信息和例如带有小型显示器的便携式电话机的图像信息。也能够克服在将图像提供给带有小型显示器的图像信息显示装置，如便携式电话机时，会遇到的使得分辨率变差的问题。
在权利要求5所述的本发明中，根据权利要求1所述的图像信息显示装置的部分图像信息选择控制器包括：原点坐标数据登记单元，用于记录作为显示帧向显示单元分片存储在图像信息存储单元中的部分图像信息以显示的参考的原点坐标；和选择指示单元，通过根据位置传感器测定的外壳的空间移动的方向和大小，顺序改变原点坐标，使得显示图像范围选择单元顺序选择由显示帧确定的部分图像的显示范围。
即，在权利要求5所述的本发明中，部分图像信息选择控制器基于其移动量相应于位置传感器测定的外壳的空间位移的原点，显示大小为能够在显示单元上一次显示的部分图像。
在权利要求6所述的本发明中，根据权利要求5所述的图像信息显示装置进一步包括开关，其用于根据由位置传感器顺序测定的外壳的空间移动是否应反映在原点坐标数据登记单元的记录内容中来进行开/关设定。
即，在权利要求6所述的本发明中，如果将根据权利要求5所述的图像信息显示装置中的外壳中的开关选择为不在显示中反映空间移动，和随后将所述开关变换到在显示中反映空间移动，则好像通过使用者的臂的移动能够显示的图像信息周围的图像信息被拉入到通过使用者的移动操作能够显示的区域中的效果可以被实现。也能够将感兴趣的区域转移到能够进行移动操作的区域的中间部分，以便较容易地观察感兴趣的区域。
在权利要求7所述的本发明中，在根据权利要求1所述的图像显示装置中的位置传感器是加速度传感器，它设有：移动停止时间段决定单元，用于确定从外壳的空间移动开始后的外壳的空间移动的停止到外壳移动的重新开始的移动停止时间段；和位移校正单元，用于将在移动停止时间段决定单元确定的移动停止时间段内的外壳的空间位移设定为零。
即，权利要求7所述的本发明涉及扣除，在使用者暂停图像信息显示装置的移动时会产生的位置传感器的明显移动。如果将所述加速度传感器用作位置传感器，则可能产生根据传感器的特性可以被认为是传感器的细微移动的输出。此时，确定了移动停止时间段，并将这个时间段内的位移设为零。也可以对其他位置传感器作出相似的校正。也可以采取例如手摇的措施扣除位置移动，并且是有优点的。
在权利要求8所述的图像信息显示装置中，根据权利要求1所述的图像信息显示装置的图像信息存储单元是计算机中的存储器。
在权利要求9所述的图像信息显示装置中，由计算机中的CPU、存储器和在所述存储器中存储的计算机软件的功能实现根据权利要求1所述的图像信息显示装置的显示图像范围选择单元。
在权利要求10所述的图像信息显示装置中，由计算机中的CPU、存储器和在所述存储器中存储的计算机软件的功能实现根据权利要求1所述的部分图像信息选择控制器。
在权利要求11所述的图像信息显示装置中，所述装置包括：
外壳，其大小为能够用手握住和操纵；
内设在外壳中的显示单元，用于显示图像；
位置传感器，用于测定外壳的空间位置；
立体模型信息存储单元，在其中存储有立体模型信息；
二维图像信息输出单元，用于随着由位置传感器测定的外壳的移动改变观察点，从而产生和输出基于改变的观察点的二维图像信息；和
显示图像范围选择单元，用于选择在显示单元上能一次显示的显示范围的部分图像信息，将这样选择的部分图像信息输出在显示单元上从而显示。
在根据权利要求12所述的图像信息存储单元中，权利要求11所述的图像信息显示装置中的二维图像信息输出单元产生和输出用于立体观察的左眼图像和右眼图像。显示单元以显示右眼图像和左眼图像的方式实现立体观察。
附图说明
图1是本发明第一实施例的图像信息显示装置的外观透视图；
图2图解说明了代表本发明第一实施例的图像信息显示装置的原理的操作；
图3图解说明了从与人的脑有关的眼睛取得的信息和运动之间的关系；
图4图解说明了视觉系统的信息处理的分级结构和运动原(motor)系统的输出的分级结构之间的关系；
图5是说明本实施例的图像信息显示装置的电路结构的示意图的方框图；
图6是使用本实施例的图像信息显示装置的图像信息的通信系统的简图；
图7是说明连接到互连网用本实施例的图像信息显示装置下载希望的地图的处理流程的流程图；
图8是描述在本实施例的图像信息显示装置上显示较大型图像的显示控制方式的流程图；
图9是说明本实施例中显示图像信息题目列表的液晶显示器的典型图像格式的平面图；
图10是本实施例中进行图像移动控制和图像显示的电路部分的方框图；
图11是本发明中的位置传感器以X坐标的方向为例，进行的移动测定例子图；
图12是说明本发明第二实施例的主要结构的方框图；
图13是用于说明产生和显示立体观测的两个图像的操作的简图；
图14a和14b分别是说明在本发明第二实施例中使用的显示单元的直观结构的透视图和平面图；
图15是本发明第二实施例使用的显示单元的另一例图；和
图16是立体形状的显示技术的例子图。
具体实施方式
下面说明本发明的第一实施例。
图1示出了第一实施例的图像信息显示装置的外观图。便携式电话机类型的这个图像信息显示装置101包括：作为外壳的主体单元102，在它上端安装可延伸天线103。在装置的主体单元102的前表面上安装作为显示单元的液晶显示器104。在主体单元102的前表面的最上和最下部分分别安装扬声器105和话筒106。在液晶显示器104和话筒106之间安装由各按钮开关构成的操作单元107。在操作单元107下面安装模式转换开关108。这个模式转换开关108用在例如在下面将要详细说明的转换大型图像的特定情况中。当然，可以为形成操作单元107的预先存在的开关之一提供与模式转换开关108的功能相似的功能。
在主体单元102内部封装了作为位置测定单元的位置传感器109。在本实施例中，将加速度传感器用作位置传感器109。加速度传感器是用于当所述图像信息显示装置101以手中握住的状态在空间中移动时，测定沿两个或三个轴的加速度的器件。所述加速度传感器用在例如气囊中，或用作门装置(gate device)的控制器。本实施例的位置传感器109是测定沿两个轴的加速度的加速度传感器。具体是，位置传感器测定作用在主体单元102上的加速度在纵向和横向的分量，并相对于时间将各个分量积分以计算速度和位移分量。但是，本实施例的位置传感器109也可以配置成仅计算速度和位移分量之一。在观察较大型图像时，用比该图像尺寸小的液晶显示器104作为图像的帧，图像信息显示装置101通过利用位置传感器109的计算结果，使得图像显示区域响应于主体单元102的移动而改变。
下面参照图2说明代表图像信息显示装置101的原理的操作。在下面的说明中，因为图被简化，所以改变了使用的数字。首先，假设：
(1)存在未知较大型图像121；和
(2)观察者(使用者)122使用具有较小型的显示帧(显示器)123的装置124识别图像。
在这些条件下，观察者122一次仅能够看到在显示帧123上显示的图像的部分区域125。如果观察者122移动其手126以改变在显示帧123上显示的图像的部分区域125，观察者便迟早能够理解整个较大型的图像121。在该例子中，图像是一个[大象]的图像。但是，所述图像可以是各种图像，如地图或照片。已经指出，不仅视觉系统而且运动原系统，如手的移动，须与对通过顺序改变较大图像的部分图像125可得到的较大型图像121的实际理解(perception)非常密切地关联配合(do significantly with)。这一点将在下面进行说明。
参照图3说明，人的眼睛取得的信息和移动之间在人的大脑中的关系。
眼球131获得的图像信息传送到大脑，并且主视觉区域132识别出线元素和颜色，同时视觉联想(association)区域133识别线，形状和色彩延伸(colorextent)。头顶(vertex)联想区域134识别位置和大小，同时颞颥部(temple)联想区域135识别带有伴随颜色的形状。另一方面，运动原联想区域136进行运动计划，运动原区域137发出基于这样计划出的移动的移动命令。在额(frontal)联想区域138中拟订出该意图。
如果要识别图2中的未知较大型图像121，则在额的联想区域138中进行思考活动。在运动原联想区域136中拟定手126移动的移动时间表，并由运动原区域137发出移动命令。眼球131捕获根据这个命令的手的移动产生的图像信息的改变。在把视觉信息和手126的位置信息的改变彼此联系起来时发生主视觉区域132、颞颥部联想区域135和头顶联想区域134的识别活动。
图4示出在视觉系统进行的信息处理的分级结构和运动原系统的输出的分级结构之间的关系。上部视觉和运动原分级层通过往复的信息传输进行用于有效识别图像122的活动。这样的前提是，观察者122为了识别图像121，强制地利用运动原系统。观察者122保持在其理解空间中作为要识别的实体的图像121的几何位置关系，并且通过综合(integration)的方法结合图像中顺序出现的部分区域125。观察者122的工作/自由的手或臂的移动与用于该图像综合的位置关系的理解密切相关。为了掌握用于该图像综合的位置关系，与观察者122的工作/自由手或臂的移动是密切相关的。肌肉139在来自运动原区域137的命令之下进行移动，以适应外部环境140。眼球131捕获在外部环境中的改变。这些改变由例如主视觉区域132识别。由视觉系统和运动原系统进行的信息处理，在颞颥联想区域135，运动原联想区域136，头顶联想区域134和额联想区域138的分级层当中以一致的方式发生。
再参见图2，说明视觉和运动原系统的协同工作。在图2中，观察者122主动移动手126，并使用位置改变的经验数据和从如图3所示的眼球131获得的图像信息，在感觉的空间141中描绘出图像121的识别结果。通过在图像训练时观察脑中各部分的活动状态，在所述图像训练中训练者进行想象用球拍击中网球的练习，已经确认了视觉系统和运动原系统之间的这种合作。
但是，一般的想法是人的感觉系统仅仅是被动的。就这样的想法，第三者单方面移动显示帧123，代替观察者122主动移动手126。此时，观察者122仅跟踪在固定位置的显示帧123中显示的部分图像的改变就足够了。在极端情况，通过在显示控制中作出新型设计，消除移动眼球131(图3)的必要。但是，用这个被动技术，即使身体各部分不必移动，在运动原系统静止的状态下，视觉系统也掌握部分图像的移动。这一点不仅在图像是活动图像而且在图像是静止图像时均保持如此，这在现实世界中是绝对不可能的现象。以这样的方式产生出运动原系统和感觉系统之间的不平衡。结果，由视觉系统获取的信息被运动原系统干扰，因此浪费大量时间在理解空间141中描绘图像121的识别结果。
与人的感觉系统仅仅是被动的常规想法截然不同，包括上述的日本专利公开公报2000-9568在内的多项相关现有专利披露了一种技术，在具有内设显示器的装置的主体单元的背面上安装球，并且该球适于在桌子上移动。以与所述装置的主体单元的移动一致的方式改变部分图像。即使提出了这些技术，将观察者122从被动改变到主动状态，但是，这些技术未提到将视觉和运动原系统有效连接。因为桌子表面水平放置在固定的高度上，使得由包括在桌子表面深度方向和左右方向的固定位置关系强制地代替了在观察者的脑中形成的理解空间。同样的情况的技术是，日本专利公报2000-6802中的专利说明的技术，在该技术中与桌面垂直的平面是虚拟图像平面，和在具有内设显示器的装置的主体单元的上表面上安装适于用手旋转的跟踪球的技术。
在如图1所示的本实施例的图像信息显示装置101中，如果图像121是二维图像，并且观察者(使用者)122以通常的使用状态移动该装置的主体单元102，即握住所述装置时，可以与主体单元102的移动方向和距离一致的在液晶显示器104上顺序显示部分图像。这从如下事实可以理解，即在二维图像情况，如果液晶显示器104接近使用者122的眼睛，部分图像的大小(收缩率)本身不改变。例如，如果希望以放大的大小中看使用者手中的照片，在照片的图像本身不放大时，使用者仅需将照片本身靠近眼睛即可。即，在图像121是二维图像时，位置传感器109测定作为在平行于图像121的二维平面中的移动的(具有方向和大小的量)，使用者使得装置的主体单元102产生的移动。如下面将要说明的，与所述移动一致的部分图像显示在液晶显示器104上。在本发明中由所述移动引起的部分图像的这样的改变被称之为[图像移动]。
图5示出图像信息显示装置101的电路结构简图。图像信息显示装置101上装有CPU(中央处理单元)151。CPU 151在例如数据总线的总线152上连接到图像信息显示装置101中的各组件。其中的ROM 154是其中存储了如用于控制图像信息显示装置101的各部分的程序的固定数据的只读存储器。RAM155是较大容量的随机存取存储器，并且其中除了如临时存储执行程序需要的数据的工作存储器的存储区域外，还包括向其中下载图像信息的存储区域和在其中扩展下载的图像信息以显示的显示存储区域。在多数情况，根据预定格式对存储在下载存储区域中的图像信息进行压缩。
无线电传输/接收单元156，在天线103上传输/接收数据。显示控制器157进行液晶显示器104的显示控制。语音控制器158连接到用于例如输入/输出语音和用于放大语音信号的扬声器105和话筒106。数据输入/输出单元159连接到操作单元107、模式转换开关108和位置传感器109，并且用于输入按钮开关的按压信息和双轴加速度信息还用于进行操作单元107和模式转换开关108的接通和显示控制。
图6示出使用本实施例的图像信息显示装置的图像信息的通信系统的简图。在这个通信系统中，图像信息显示装置101在基站171上连接到便携式电话网络172以和另一便携式电话或固定电话(未示出)通信。便携式电话网络172也连接到互联网系统。因此，本实施例的图像信息显示装置101能够访问连接到互联网173的各服务器1741-174N，以获取各种内容。在这一方面，图像信息显示装置处在与连接到互联网173的台式个人计算机175相同的环境中。
应指出，在上述台式个人计算机175的情况中，市场销售了各种大小的显示单元，所以多数情况，通过以使任何理想的结合使用这些显示单元，或通过调整图像分辨率，能够在一个图像帧上显示较大型的图像信息。如同在此实施例中的图像信息显示装置101，在便携式电话机或便携式个人计算机的情况中，显示单元是小型的，以致如果从服务器1741-174N中的任何服务器获取了较大型图像信息，则为了观察这个图像信息需要显示技巧。现在以下载作为较大型图像信息的地图并在图像信息显示装置101上显示如此下载的地图为例，说明这些技巧。
图7示出了本实施例的图像信息显示装置连接到互联网以下载希望要的地图的处理流程。由执行ROM 154中存储的程序的图5的CPU 151进行这个处理。在使用者接通图像信息显示装置101的电源时，或按下图1所示的操作单元107的菜单选择钮时(未示出)，在液晶显示器104上显示菜单图像(步骤S201)。在这个菜单图像上，逐条显示出能够在图像信息显示装置101上进行的各种处理。因为使用者将把该装置连接到互联网，所以使用者选择项目[连接到互联网](步骤S202：Y)。这显示出一个菜单图像，其在液晶显示器上逐条显示出各种主页(步骤S203)。如果在步骤S201，选择了[连接到互联网]以外的项目，则转而显示出执行其它项目的图像，如电话目录登记。代替使用者选择一个希望的预定主页，使用者也可以直接输入其希望访问的URL(统一资源定位器)。
现在假设，在步骤S203使用者从各主页选择了能够通过其下载地图的项目(步骤S204：Y)。那么，在液晶显示器104上显示地图选择菜单(步骤S205)。假设，使用者从这个菜单选择了例如Chofu城市(步骤S205：Y)。作为相关服务器的地图服务器174N向图像信息显示装置101传输与用于选择整个Chofu城市或其特定区域的选择菜单有关的信息。CPU 151和显示控制器157在液晶显示器104上显示该信息(步骤S207)。如果使用者渴望下载在Chofu城市中的D大学的校园地图，则使用者选择项目[D大学](步骤S208：Y)。如果在此状态，使用者选择其下载(步骤S209：Y)，则执行[D大学]地图的下载(步骤S210)。应注意，会在液晶显示器104上显示用于下载的要下载的数据的量的选择，时间和费用，如各种大小的地图数据的下载中涉及的访问计费等。
如图6所示，地图数据通过互联网173、便携式电话网172和基站171，从地图服务器174到达图像信息显示装置101，以压缩的传输状态被存储在RAM 155的上述下载存储区域。
图8示出，在图像信息显示装置上显示出的如下载的地图等的较大型图像的显示控制方式。如果在图8的步骤S201显示出菜单图像，这时使用者选择项目[下载图像](步骤S231：Y)。这使得在图像信息显示装置101的液晶显示器104上显示出下载的图像信息的题目列表(步骤S232)。
图9示出，液晶显示器显示图像信息题目列表的的图像的例子。由使用者存储在RAM 155的下载存储区域中的下载的图像的题目列表作为[下载图像列表]显示在液晶显示器104中。如果，按下模式转换开关108(图1)时，使用者使用操作单元107的10-键(ten-key)(未显示)输入希望的数字，则相关数字的下载图像信息以与液晶显示器104的显示帧相应的收缩大小显示。如果仅键入数字，则如现在说明的作出普通显示。如果同时输入操作单元107的作为特殊按钮开关的[D]按钮开关(未示出)和数字，则从下载存储区域删除这个数字的图像信息。
再参见图8，继续说明。如果使用者输入②选择[D大学]的普通显示(步骤S233：Y)，则D大学的压缩的下载图像被解压缩并在显示存储区域中扩展以显示一页图像(步骤S234)。用原点的坐标点(x，y)作为基地址，仅将液晶显示器104的显示帧分片显示(步骤S235)。如果然后使用者移动图形信息显示装置101(步骤S236：Y)，则原点坐标点(x，y)被移动与坐标(x，y)的变化相应的量，因此在显示存储区域上扩展的图像的切片区域被移动，在液晶显示器104上显示这样移动的图像(步骤S237)。继续这个显示控制直到使用者发出命令中止图像信息的显示(步骤S238：Y)。
如果选择图9中的收缩显示，则压缩的相关像素被扩展，随后将像素数目减小到与液晶显示器104的显示帧的大小相应的数目以做出显示。取决于像素的减少(thinning-out)，绘线图(line drawing)信息可能消失。这时，进行周知的保持绘线图信息的图像处理即可。
同时，有两个移动在液晶显示器104上显示出的图像的模式，即，一个模式是，在位置传感器109测定出装置102的主体单元的移动时，作为原点的基地址以这个移动的积分值在X或Y方向被移动；另一个模式是，在模式转换开关108保持被按压时，相似地移动装置102的主体单元，在这个移动停止后放开在模式转换开关108上的按压，并且通过装置102的主体单元的移动，转移了能够显示的图像信息的区域。可以认为后者模式是使用者转移移动操作区域的坐标系统和如地图的图像信息坐标系统。即，在前者模式，如果使用者将图像信息显示装置101向右移动预定距离并随后向左将该装置移动相同的距离使装置返回到原位置，则在液晶显示器104上显示出的图像开始向右移动然后向左，直到最后又显示出在开始点上的图像。在后者模式，如果在模式转换开关108被推动时图像信息显示装置101移动，则显示的图像区域被固定，如果在模式转换开关108上的压力被放开时试图将装置返回到它原来的位置，则基地址本身在移动的方向转移移动的量。因此，如果由于受例如使用者的臂长度的限制不能显示足够大小的图像，那么通过在模式转换开关108上作用，可以在通过移动图像信息显示装置101的操作能够显示图像的区域(范围)内转移需要的图像区域，从而使得能够在液晶显示器104上显示出所述图像。
图10示出负责图像移动控制和图像显示的电路部分。这个电路部分包括：图5所示的液晶显示器104；模式转换开关108；位置传感器109；基地址寄存器(相应于原点坐标数据登记单元)251；显示地址寄存器(相应于选择命令单元)252；和形成上述RAM 155(见图5)的一部分的显示存储区域253。基地址寄存器251和显示地址寄存器252形成图5示出的显示控制器157的一部分。
应注意的是，显示地址寄存器252是用于产生，作为表示扫描液晶显示器104的整个显示区域的扫描点(x，y)的地址信息261的X坐标信息262和Y坐标信息263的电路。显示地址寄存器252包括，适于通过位置传感器109输出的移动信息265的X坐标和Y坐标分量，计数的X计数器252A和Y计数器252B。基地址寄存器251中保存在显示存储区域253中作为液晶显示器104的显示基点的X基信息Xb和Y基信息Yb。
在未按下模式转换开关108的开始状态，在基地址寄存器251中存储的X基信息Xb和Y基信息Yb与显示存储区域253的原点(如图10示出的显示存储区域253的左下角点)吻合。如果在这个状态，使用者将在手中握住的图像信息显示装置移动时，则X基信息Xb和Y基信息Yb随着位置传感器109测定的位移改变。这些改变值Xb和Yb被输入到基地址寄存器251，以致能够改变原点的坐标。将改变了的原点坐标值用作确定要从显示存储区域253分出的区域的原点坐标值。这个区域成为读出到液晶显示器104的图像。通过这个操作，根据位置传感器109的移动改变从显示存储区域253(部分图像的信息)读出的图像信息266。
图11示出以X坐标方向为例子的，位置传感器进行移动测定的例子。在使用加速度传感器作为位置传感器109(图1)时，如图11(A)所示，在开始移动的同时对装置101的主体单元(域a)进行加速。然后装置101的主体单元以实质固定速度，即以实质零的加速度(域b)移动，然后在一定的时间点上(域c)减速度，并停止移动直到下一次移动开始。上述操作顺序重复发生。
图11(B)示出，从加速度传感器获得的，基于这个信息的图像信息显示装置101的正(向前移动)速度和负(向后移动)速度，而图11(C)示出图像信息显示装置101在X坐标方向上的位置改变。
当操作者用手握住图像信息显示装置101继而移动它时，这个操作的特点是，相应于由域(d)表示的停止状态通常持续较长时间。即使在这个暂停(halt)的时间，有时也会依据使用的特定的加速度传感器输出作为加速度的积分值的速度分量。此时即使是装置保持暂停，液晶显示器104上显示的图像也基于这个速度分量被移动。因此，最好采取这样的措施，如：基于从加速到反向加速此后到下次加速转变的时间长度，确定所述装置处在暂停状态的时间段，并且将这个时间延续当中的速度一致地(unanimously)设定为零。另外，最好为所述装置提供当图像转变对于观察者是显而易见时的校正原点的功能。再者，最好进行速度重新设定(复位)操作，使得在暂停时的图像信息显示装置的移动为零。
也有由于使用者的习惯，在暂停状态当中的由于手摇动重复产生间歇加速和减速的情况。使用者的这些习惯可以作为使用者固有的方式，在图像信息显示装置101中登记，以便进行移动控制，从而消除这样引起的移动。
同时，如果当模式转换开关108在被按压状态时，使用者在预定的方向移动了图像信息显示装置101，则从显示存储区域253读出的图像信息266不变化，而是保持固定。在移开开关108上的压力时，使用者能够重新获得与图像信息显示装置101的移动方向相吻合的图像显示效果，好像液晶显示器104是虚拟空间的窥视窗口一样。因此，如果D大学的入口首先在液晶显示器104上显示，则可以进行这样的操作，使得沿从入口发出的路的方向上移动图像信息显示装置101时能够显示出每个实验室、图书馆或咖啡馆，并且如果没有发现目的地，则倒退这个路到入口，从而能够更迅速地理解在地图上显示的整个内容。此外，通过进行移动图像信息显示装置101的操作，能够将在液晶显示器104上能够显示的图像信息移动与在模式转换开关108被按压时进行的图像信息显示装置101的移动相对应的量。
上述说明涉及二维地图或图像信息。但是，本发明也能够用于三维地图或图像信息。例如，通过在水平方向(X和Y方向)上的从D大学的入口的移动到达实验室的内部空间时，装置101可以沿Z方向移动以显示实验室的每层的布置。此时，位置传感器109测定作为三维坐标系统上的移动的图像信息显示装置101的空间移动。应注意，在人的脑中能够在理解空间141(图2)内理解，沿水平方向、垂直方向或其它方向的二维地图信息。因此在本实施例中，取决于装置101的移动方向可以选择在图像信息显示装置101上显示的二维地图的方向是与水平面相应的方向或是与垂直面相应的方向。
在上面说明的实施例中，使用的位置传感器109是加速度传感器。另外也可以使用与加速度传感器不同的各种装置形成具有相似功能的传感器。例如，可以在图像信息显示装置101的使用者衣服的胸部或颈部上安装的指示参考点的标记或光辐射器，此时，可使用开始内设在装置101的主体单元中的如PSD(位置测定器件)等器件测定参考点的位置，以通过反向操作发现显示图像帧的位置。也能够在所述装置的主体单元中设置图像照相机并从捕获的周围目标的图像的移动状态，发现图像信息显示装置101的移动方向和大小。而且，能够用使用者的上体作为参考来测定位置。在位置测定方法当中存在，例如：(1)用于测定固定到使用者上体的参考光辐射点的位置的方法；和(2)用于将上体表面成像的方法，根据拍摄的图像中的改变测定显示位置的位置。也能够，通过对由设置成彼此成直角的两个一维图像传感器在每个预定时间间隔获得的一维图像信息的相关计算来计算位置变化。使用例如斑点的移动传感器属于这类位置传感器。
也能够由使用者根据外部图像的简单改变，测定图像信息显示装置101的改变。但是，如果使用者乘坐在电动轨道车辆上、出租车或相似的运输工具上，则结果是即使是图像信息显示装置101是静止的，测定好像是装置101正在移动，除非取消了与除了使用者以外的物体的移动相伴随的图像中的改变。
因此，使用如光学距离测定单元或超声波距离测定单元的距离测定单元，测定从如地板、天花板或墙壁的固定物体距离的技术来测定图像信息显示装置101的移动是有效的。在操纵图像信息显示装置101中，地板或地面会如图像一样由于使用者的物理特征，如身材等而变化波动。但是因为所述装置由相同的使用者使用，这些变化波动会足够的减小。因此，可以稳定地进行理解空间141的上下方向(例如液晶显示器等显示器的垂直方向)的位置测定。同时，如果使用这个技术原点的移动有问题，那么如上述实施例中说明的，用模式转换开关108进行需要的校正即可。
对于光学距离测定单元，将光投射在测量物体上，如在用于自动聚焦照相机距离测定的原理那样，基于三角形测量原理测定发光点的位置求出距离，这样的技术是简单有效的。对于超声波距离测定单元，根据辐射的超声波在被测量的物体上反射后被返回的时间测量距离的时间-行程方法，在获得稳定的结果方面是有利的。
在上述实施例中，使用互联网获取图像信息。当然，也可以借助于预设的连接电缆，使用其它的通信网络，如LAN(局域网)从计算机，或使用其它的记录媒体，如CD(光盘)或DVD(数字视频光盘)，获取相似的图像信息。
现在说明在权利要求中和上述实施例中表示的元件之间的相应关系。图像信息存储单元、显示图像范围选择单元、部分图像信息选择控制器、移动停止时间段决定单元和位移校正单元代表功能块的结构。具体地，图像信息存储单元是由RAM 155构成。显示图像范围选择单元、部分图像信息选择控制器、移动停止时间段决定单元和位移校正单元的功能是由CPU 151、显示控制器157、包括在显示控制器157中的基地址寄存器251和显示地址计数器252基于在例如ROM 154的存储器中存储的软件程序实现的。这些功能块作为功能呈现出来，并且不限于特定的硬件和程序是毫无问题的。基于上述说明，功能块可以由任何适当的配置实现。
应注意，本实施例的说明仅仅是示范说明，并且不是试图代表本发明的本质结构。各个组件的结构不限于上面的描述，并且只要是可以实现本发明的要旨就可以用其它适当的组件代替。例如，作为显示单元，除了液晶显示器外，也可以用例如CRT或打印机等任何适当的设备。
下面参照图12-16说明本发明的显示装置101的第二实施例。同时，在本实施例的说明中，与上述第一实施例共同使用的结构用相同的参考数字表示，并为清楚起见省略相应的说明。
显示装置101包括作为外壳的主体单元102。主体单元的大小是它能以手中握住的状态被操纵。在主体单元102内，提供作为主要组件的，作为显示单元的液晶显示器104；作为位置测定单元的位置传感器109；立体模型信息存储单元300，其中存储有立体模型信息；二维图像信息输出单元310，用于按照由位置传感器测定的外壳移动改变观察点以产生和输出从变化了的观察点获得的二维图像信息；和显示图像范围选择单元320，用于选择在显示单元上能够一次显示的显示范围的部分图像信息(图12)。
具体地，用RAM 155的一部分存储区域安装立体模型信息存储单元300。通过例如多边形模型，NURBS(非均匀有理B样条Non-Uniform RationalB-Spline)或三维像素等技术表现在RAM 155中存储的立体模型信息。对于表现方法没有特别的限制，只要是能够表现立体模型即可。
二维图像信息输出单元310实现在移动的观察点上从立体模型的透视变换，以获取例如位图数据的二维数据作为光栅数据。结果的数据被写入到RAM 155的任选区域。这个操作有时被称为绘制。在本实施例中，二维图像信息输出单元310产生和输出用于立体观察的右眼的图像331和左眼的图像332(图13)。为了产生这些图像331和332，从与左右眼相对应的两个观察点产生图像即可。
显示图像范围选择单元320基本与第一实施例相同。总之，从二维图像信息输出单元310产生的二维图像中选择能在显示器104上显示的区域的图像。
第二实施例的显示器104结构如图14所示。在显示器104中，分别有预定宽度的右眼的图像和左眼的图像在显示区域内交替显示。在图14中，用白色和黑色分别表示右眼的图像和左眼的图像。在显示器的前表面上安装透镜屏幕104a。这个透镜屏幕104a具有多个棱，每个棱起到透镜的作用，并且每个棱被提供了与图像宽度一致的宽度。
如果使用这个显示器104，则右眼仅观察右眼的图像，左眼仅观察左眼的图像，从而可获得立体图像。如果相同的图像用于右眼且该图像用于左眼，则可获得平面观察(plano-scopy)。透镜屏幕104a是周知的技术，在此不作详述。
图15示出显示器104的改型。在此改型中，在显示器104的立体图像显示面104b上交替排列右眼的图像和左眼的图像。在图15中，用黑色表示右眼图像的显示位置，而用白色表示左眼图像的位置。在立体图像显示面104b的前侧上排列缝隔栅(slit barrier)104c，它包括交替排列的开口和在图中用黑色表示的光遮断部分。通过开口观察图像，取得立体图像。因为这个方法是周知的视差体图(parallax sterogram)方法，故不详述。对于其它立体方法，可以使用例如立体影片(anaglyph)。
现在假设给定图像340(图16)包括表示立体形状的区域341和平面背景342。此时，用第二实施例的方法仅可以产生和显示表示立体形状的区域341，并用第一实施例的方法产生和表现背景342。此时需要图像综合。因为用于图像综合的技术是周知的，在此不予详述。
当然，在第二实施例中的二维图像信息输出单元310可以配置成用于产生普通的二维图像，代替立体图像。
产业上的可利用性
根据上述权利要求1-7所述的本发明，选择并在装在大小足以允许手操纵的预定外壳中容纳的显示单元上显示部分图像信息，并且显示的内容被移动，这样通过主动移动所述图像信息显示装置能相应地改变图像，从而即使是仅能够显示一部分图像，也能够极容易地理解整个图像或显示需要的部分图像。而且，因为不需要在台上操纵所示图像信息显示装置，所以不管在该处操纵所述装置的位置如何，都能进行图像显示控制。此外，在与台上操纵装置不同的方式中，引起在显示单元上显示出的图像移动的位置移动，可以与在人脑描绘的理解空间中的移动相匹配，从而确保方便正确的图像识别。
根据权利要求2所述的本发明，部分图像信息选择控制器与二维移动相联合地引起由显示图像范围选择单元选择的图像的二维移动，从而确保方便的图像识别。而且，可以消除位置测定单元测定的在三维移动中除了两维移动外的信息。因此，可以扣除与二维移动不同的如使得眼睛接近在图像信息显示装置上显示的图像的移动的信息，而不该变图像显示内容，从而通过接近眼睛而引起的自发的图像放大实现图像识别。也就是说，能够避免图像信息显示装置的使用者通过错误的图像识别产生错误的结果的风险性。
根据权利要求3所述的本发明，其中在权利要求1所述的图像信息显示装置中，位置传感器通过外壳的三维移动代替外壳的空间移动来测定移动，并且其中部分图像信息选择控制器根据代替的三维移动，移动由显示图像范围选择单元选择的图像，以便能够直观地理解三维图像信息。因此，能够直观地实现大厦各层结构或脑剖面的分析。
根据权利要求4所述的本发明，其中在图像信息存储单元中存储在通信网络上下载的图像信息，在使用普通台式计算机前提下，通过利用能够容易掌握较大型图像的本发明图像信息显示装置的特征，可以接收各种图像信息。因此，信息提供装置不需要提供两类图像信息，即，用于普通的台式计算机的图像信息和用于便携式电话机的图像信息。另一方面，可以消除在向带有小型显示图像帧的图像信息显示装置提供图像中引起的分辨率下降的问题。
根据权利要求7所述的本发明，其中可以扣除在使用者暂停图像信息显示装置的移动时产生的，位置传感器的明显移动，使得能随时准确地保持显示位置。

Claims (12)

1.一种图像信息显示装置，包括：
外壳，其大小为能够由手握住和操纵；
内设在所述外壳内的显示单元，用于显示图像；
位置传感器，用于测定所述外壳的空间位置；
图像信息储存单元，用于存储比允许在所述显示单元上一次显示的图像大小大的图像信息；
显示图像范围选择单元，用于从在所述图像信息存储单元中存储的图像信息中选择能够一次显示的显示范围的部分图像信息，和向所述显示单元输出选择的信息以显示；和
部分图像信息选择控制器，用于在由所述位置传感器选择的移动方向上移动由显示图像范围选择单元选择的图像。
2.根据权利要求1所述的图像信息显示装置，其中所述位置传感器通过用所述外壳的二维移动代替空间移动来测定移动，并且其中所述部分图像信息选择控制器根据替换的二维移动，移动由所述显示图像范围选择单元选择的图像。
3.根据权利要求1所述的图像信息显示装置，其中所述位置传感器通过用所述外壳的三维移动代替空间移动来测定移动，并且其中所述部分图像信息选择控制器根据替换成的三维移动，移动由所述显示图像范围选择单元选择的图像。
4.根据权利要求1所述的图像信息显示装置，其中所述图像信息存储单元存储在通信网络上下载的图像信息，
根据权利要求1所述的图像信息显示装置，其中所述图像信息存储单元存储从三维模型产生的图像信息，
根据权利要求1所述的图像信息显示装置，其中所述图像信息存储单元存储从三维模型产生的多方向的图像信息。
5.根据权利要求1所述的图像信息显示装置，其中所述部分图像信息选择控制器包括：原点坐标数据登记单元，用于登记作为显示帧向显示单元分片在所述图像信息存储单元中存储的部分图像信息以显示的参考的原点坐标；和选择指示单元，用于根据由所述位置传感器测定的所述外壳的空间移动的方向和大小，通过顺序改变所述原点坐标，使得所述显示图像范围选择单元顺序选择由所述显示帧确定的部分图像的显示范围。
6.根据权利要求1所述的图像信息显示装置，还包括开关，用于对由所述位置传感器顺序测定的所述外壳的空间移动是否应反映在所述原点坐标数据登记单元的登记的内容中进行开/关设定。
7.根据权利要求1所述的图像信息显示装置，其中所述位置传感器是加速度传感器，它提供有：移动停止时间段决定单元，用于确定从所述外壳的空间移动开始后的停止到空间移动的重新开始的移动停止时间段；和位移校正单元，用于将由所述移动停止时间段决定单元确定的移动停止时间段内的所述外壳的空间位移设定为零。
8.根据权利要求1所述的图像信息显示装置，其中所述图像信息存储单元是计算机中的存储器。
9.根据权利要求1所述的图像信息显示装置，其中由计算机中的CPU，存储器和在所述存储器中存储的计算机软件功能实现所述显示图像范围选择单元。
10.根据权利要求1所述的图像信息显示装置，其中由计算机中的CPU，存储器和在所述存储器中存储的计算机软件功能实现所述部分图像信息选择控制器。
11.一种图像信息显示装置，所述装置包括：
外壳，其大小为能够用手握住和操纵；
内设在外壳中的显示单元，用于显示图像；
位置传感器，用于测定所述外壳的空间位置；
立体模型信息存储单元，其存储立体模型信息；
二维图像信息输出单元，用于随着由所述位置传感器测定的所述外壳的移动改变观察点，以产生和输出基于改变的观察点的二维图像信息；和
显示图像范围选择单元，用于选择在所述显示单元上能一次显示的显示范围的部分图像信息，将这样选择的部分图像信息输出到显示单元上以显示。
12.根据权利要求11所述的图像信息存储单元，其中所述二维图像信息输出单元产生和输出用于立体图像的右眼图像和左眼图像，并且其中所述显示单元能以实现立体观察的方式显示所述右眼图像和左眼图像。
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