JP2006244446A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エッジ検出回路76により、撮影された画像のエッジを検出し、接触判定回路77により、エッジ画像を用いて物体が表示画面に接触したか否かを判定する。一例としては、互いに逆方向に移動するエッジがある場合に物体が表示画面に接触したと判定する。物体が接触しない限りはエッジが互いに逆方向に移動することはないので、接触判定の精度を向上できる。また、座標計算回路78により、物体が接触したと判定されたときに、エッジの重心を物体の座標位置として計算する。これにより、物体が接触する前に座標位置を計算しないようにして、位置算出の精度の向上を図る。
【選択図】図7
Description
図1は、一実施の形態における表示装置の構成を示す平面図である。同図の表示装置は、ガラス製のアレイ基板1に形成された表示部2、フレキシブル基板3、フレキシブル基板3に形成されたセンサ用IC(Integrated Circuit)4および表示用IC5、センサ用IC4のインタフェース(I/F)6、表示用ICのインタフェース7を備える。
本実施の形態では、センサ用ICの構成だけが第1の実施の形態と異なり、表示装置の基本的な構成は同様であるので、ここでは、センサ用ICについてだけ説明するものとし、その他の第1の実施の形態と同様の部分についての重複した説明は省略する。
本実施の形態によれば、フレーム間差分処理によって暗い環境下における接触判定と座標計算の精度を向上させることができ、エッジ検出処理によって明るい環境下における接触判定と座標計算の精度を向上させることができる。
本実施の形態においても、センサ用ICの構成だけが第1の実施の形態と異なり、表示装置の基本的な構成は同様であるので、ここでは、センサ用ICについてだけ説明するものとし、その他の第1の実施の形態と同様の部分についての重複した説明は省略する。
本実施の形態における表示装置の基本的な構成は第1の実施の形態と同様であり、またセンタ用ICの基本的な構成は第2の実施の形態で図10を用いて説明したものと同様であるが、接触判定回路85と座標計算回路86の内部構成と処理が異なるので、ここでは、その点だけを説明するものとし、その他の第1,第2の実施の形態と同様の部分についての重複した説明は省略する。
本実施の形態では、図35を用いて説明した入力時の表示画面をソフトウェア的に表示させるときのスイッチの表示輝度について説明する。なお、その他の構成については、上記各実施の形態と同様であるので、ここでは重複した説明は省略する。
本実施の形態では、上記各実施の形態における各閾値の決め方について説明する。なお、その他の構成については、上記各実施の形態と同様であるので、ここでは重複した説明は省略する。
図58(a)は本実施形態における表示装置を搭載した筐体の側面図、同図(b)はその筐体の上面図、同図(c)は表示装置の上面図をそれぞれ模式的に示したものである。
4…センサ用IC,5…表示用IC
6…センサ用I/F,7…表示用I/F
8…光センサ,9…絶縁層,11…液晶層
12…対向基板,13…バックライト,20…物体
33…スイッチ素子,34…出力制御スイッチ
35…ソースフォロアアンプ,37…センサ容量
38…プリチャージ制御スイッチ
40…基準電源,41…コンパレータ
61…レベルシフタ,62…データ処理部
63…RAM,64…DAC,71…ラインメモリ
72…タイミング発生回路,73…欠陥補正回路
74…階調化回路,75…2値化回路
76…エッジ検出回路,77…座標計算回路
78…接触判定回路,79…出力レジスタ
80…閾値レジスタ,81…階調化回路
82…フレーム間差分処理回路
82…階調化回路,83…メモリ
84…エッジ検出回路,85…接触判定回路
86…座標計算回路,90…センサ用IC
91…レベルシフタ,92…階調化回路
93…キャリブレーション回路,94…DAC
95…計数回路,96…フレーム間差分処理回路
97…エッジ検出回路,98…接触確率計算回路
100a〜100j…レジスタ
101…差分面積計算回路
102…差分面積補正回路
103…差分面積記憶回路
104…差分座標計算回路
105…差分座標記憶回路
106…エッジ強度計算回路
107…エッジ強度記憶回路
108…しきい値補正計算回路
109…エッジ座標計算回路
110…エッジ座標記憶回路
111…接近離脱度計算回路
112…座標間距離計算回路
113…エッジ強度変動計算回路
114…エッジ座標変動計算回路
115a〜115e…コンパレータ
116…接触判定ステートマシン
131…環境光,132…指,133…筐体
133a…透明部,133b…遮蔽部
134…表示装置,134a…光検知部
Claims (32)
- 画像を表示画面に表示する表示機能および表示画面に近接した物体の画像を撮影する光入力機能を備えた表示部と、
撮影された画像のエッジを検出してエッジ画像とするエッジ検出回路と、
前記エッジ画像を用いて物体が表示画面に接触したか否かの判定をする接触判定回路と、
物体が表示画面に接触したと判定されたときに、前記エッジ画像を用いて物体の位置座標を計算する座標計算回路と、
を有することを特徴とする表示装置。 - 前記接触判定回路は、前記エッジ毎に移動方向を調べ、互いに逆方向に移動するエッジがある場合に物体が表示画面に接触したと判定することを特徴とする請求項1記載の表示装置。
- 前記接触判定回路は、前記エッジ画像を用いて物体を示す領域を抽出し、この領域の面積が所定の閾値以上となった場合に物体が表示画面に接触したと判定することを特徴とする請求項1記載の表示装置。
- 前記座標計算回路は、前記エッジの重心を物体の位置座標として計算することを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。
- 前記座標計算回路は、面積が所定の閾値以上となった領域の重心を物体の位置座標として計算することを特徴とする請求項3記載の表示装置。
- 画像を表示画面に表示する表示機能および表示画面に近接した物体の画像を撮影する光入力機能を備えた表示部と、
撮影された画像について現在のフレームの多階調画像と過去のフレームの多階調画像との差分を取った差分画像を求めるフレーム間差分処理回路と、
前記差分画像を用いて物体が表示画面に接触したか否かの判定をする接触判定回路と、
物体が表示画面に接触したと判定されたときに、前記差分画像を用いて物体の位置座標を計算する座標計算回路と、
を有することを特徴とする表示装置。 - 前記接触判定回路は、前記差分画像を用いて物体を示す領域を抽出し、この領域の面積が所定の閾値以上となったときに、物体が表示画面に接触したと判定することを特徴とする請求項6記載の表示装置。
- 前記座標計算回路は、面積が所定の閾値以上となった領域の重心を物体の位置座標として計算することを特徴とする請求項7記載の表示装置。
- 画像を表示画面に表示する表示機能および表示画面に近接した物体の画像を撮影する光入力機能を備えた表示部と、
撮影された画像を多階調画像に変換する階調化回路と、
多階調化画像を用いてエッジを検出するエッジ検出回路と、
現在のフレームの多階調画像と過去のフレームの多階調画像との差分を取った差分画像を求めるフレーム間差分処理回路と、
エッジ画像又は差分画像の少なくとも一方を用いて物体の位置座標を計算する座標計算回路と、
エッジ画像又は差分画像の少なくとも一方を用いて物体が表示画面に接触したか否かの判定をする接触判定回路と、
を有することを特徴とする表示装置。 - 複数のスイッチを表示画面に表示する表示機能およびスイッチに近接した物体を撮影する光入力機能を備えた表示部と、
撮影された画像についてスイッチ毎に白色の画素数を計数し、現在のフレームにおける計数値と過去のフレームにおける計数値との差分値を算出し、スイッチ毎の差分値のうち最大のものが所定の閾値以上の場合に、物体が当該スイッチに接触したとの旨を示す信号を出力する計数回路と、
現在のフレームにおける多階調画像と過去の多階調画像との差分を取った差分画像を求め、その差分画像から物体を示す領域を抽出し、その領域の重心を算出し、物体が当該重心に位置するスイッチに接触したとの旨を示す信号を出力するフレーム間差分処理回路と、
多階調画像についてエッジを検出し、強度が所定の閾値以上のエッジの重心を算出し、物体が当該重心に位置するスイッチに接触したとの旨を示す信号を出力するエッジ検出回路と、
前記計数回路、前記フレーム間差分処理回路、前記エッジ検出回路からそれぞれ出力された信号に基づいてスイッチ毎に接触確率を計算する接触確率計算回路と、
を有することを特徴とする表示装置。 - 前記接触判定回路は、前記差分画像における階調値が所定のしきい値よりも大きい或いは小さい画素の総数を数え、その画素数を用いて接触の判定を行うことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記画素数を用いた接触の判定は、前記画素数が所定の基準値よりも大きい場合に、当該画素の総数を本来の値よりも小さい値に補正する演算を含むことを特徴とする請求項11記載の表示装置。
- 前記接触判定回路は、前記差分画像における階調値が所定のしきい値よりも大きい或いは小さい画素について、階調値と前記しきい値との差に依存する重み係数を累算し、その累算値を用いて接触の判定を行うことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記重み係数は、階調値と前記しきい値との差に比例することを特徴とする請求項13記載の表示装置。
- 前記座標計算回路は、前記差分画像の階調値が所定のしきい値より大きい或いは小さい画素について、それらの画素の位置の平均値を計算することによって前記位置座標を求めることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記座標計算回路は、前記差分画像の階調値が所定のしきい値より大きい或いは小さい画素について、階調値と前記しきい値との差に依存する重み係数を用いた重心計算によって前記位置座標を求めることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記重み係数は、階調値と前記しきい値との差に比例することを特徴とする請求項16記載の表示装置。
- 前記接触判定回路は、前記エッジ画像における階調値が所定のしきい値よりも大きい或いは小さい画素について、階調値と前記しきい値との差を累算し、その累算値を用いて接触の判定を行うことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記接触判定回路は、前記エッジ画像における階調値が所定のしきい値よりも大きい或いは小さい画素について、階調値と前記しきい値との差に依存する重み係数を累算し、その累算値を用いて接触の判定を行うことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記重み係数は、階調値と前記しきい値との差に比例することを特徴とする請求項19記載の表示装置。
- 前記接触判定回路は、前記エッジ画像における階調値が所定のしきい値よりも大きい或いは小さい画素の総数を数え、その画素数を用いて接触の判定を行うことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記座標計算回路は、前記エッジ画像の階調値があるしきい値よりも大きい或いは小さい画素について、階調値としきい値の差に依存する重み係数を用いて重心座標を計算することによって前記位置座標を求めることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記重み係数は、階調値と前記しきい値との差に比例することを特徴とする請求項22記載の表示装置。
- 前記座標計算回路は、前記エッジ画像の階調値が所定のしきい値より大きい或いは小さい画素について、それらの画素の位置の平均値を計算することによって前記位置座標を求めることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記所定のしきい値を、前記エッジ画像の階調度数分布に依存して変化させることを特徴とする請求項22乃至24のいずれかに記載の表示装置。
- 前記エッジ画像の階調度数分布における最大値或いは最小値と予め設定されていたしきい値との平均値を新たなしきい値とすることを特徴とする請求項25記載の表示装置。
- 前記接触の判定における演算は、あるフレームにおける請求項18又は19記載の累積値から所定フレーム前における前記累積値を減算した値と、請求項11又は12記載の画素の総数とを積算し、その積算値と所定のしきい値との比較演算を含むことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記接触の判定における演算は、複数のフレームにおける請求項18又は19記載の累積値の最大値と最小値の差と所定のしきい値との比較演算を含むことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記接触の判定における演算は、請求項18又は19記載の累積値と所定のしきい値との比較演算を含むことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記接触の判定における演算は、複数のフレームにおける請求項22乃至26のいずれかに記載のエッジ画像を用いて得られた位置座標を複数フレームについて記憶しておき、当該複数の位置座標の最大値と最小値の差と所定のしきい値との比較演算を含むことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記接触の判定における演算は、請求項15乃至17のいずれかに記載の差分画像を用いて得られた位置座標と、請求項22乃至26のいずれかに記載のエッジ画像を用いて得られた位置座標との間の距離と所定のしきい値との比較演算を含むことを特徴とする請求項9記載の表示装置。
- 前記接触の判定は、アイドル状態、接近状態、接触状態、離脱状態を含む各状態によって結果が表されるものであって、
前記接触判定回路は、請求項27乃至31のうちの少なくとも1つに記載の比較演算の結果、現在のフレームの状態、現在の状態で経過したフレーム数、各状態に対応して設定されたタイムアウトフレーム数を用いて次のフレームの状態を決定する接触判定ステートマシンを備えることを特徴とする請求項9記載の表示装置。
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