(57)【要約】      （修正有）【課題】微小電子機械走査の座標検出方法とそのタッチパネルを提供する。【解決手段】微小電子機械走査のタッチパネル１は、光源モジュール３（３ａ、３ｂ）、微小電子機械反射ミラー５（５ａ、５ｂ）、イメージセンサー４、イメージ信号プロセッサー７、座標算出装置８からなる。光源モジュール３からレーザー光線が出射した後、微小電子機械反射ミラー５によってレーザー光線を走査ビームに走査され、指またはタッチペンにより、表示画面２をタッチすることにより走査ビームを遮断し、イメージセンサー４に二つの非活性ピクセル４２１、４２２を形成した上、イメージ信号プロセッサー７によって、対応の電気信号を座標算出装置８に出力し、接触点の位置を算出する。これにより、解像度はタッチパネルサイズの増大によって低減されない。さらに、表示画面にタッチされた投影面積を算出できるため、様々な寸法または高解像度要求のタッチパネルに応えられる。【選択図】図３
2011014121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面と、
前記表示画面の一端面に設置され、レーザー光源を有し、レーザー光線を出射する二つの光源モジュールと、
前記表示画面の前記一端面の両辺に設置され、それぞれ一つの反射面を有し、共振振動が生成し、前記一つの反射面の中心に入射された前記レーザー光線を前記表示画面上にて走査した上、走査ビームを形成する二つの微小電子機械反射ミラーと、
前記微小電子機械反射ミラー側と対向する前記表示画面の三つの端面に設置し、前記微小電子機械反射ミラーと対向し、前記走査ビームを受け入れて、前記走査ビームの線画像を形成するイメージセンサーと、
前記イメージセンサーの線画像を捕捉し、対応する電気信号に置き換えるイメージ信号プロセッサーと、
前記イメージ信号プロセッサーによって生成される前記電気信号を受信する座標算出装置と、
を含む微小電子機械走査のタッチパネルであって、
前記走査ビームは、接触点によって遮断されて前記イメージセンサーに入射されないとき、前記イメージセンサーにより対応する前記電気信号に置き換られ、前記座標算出装置によって、前記電気信号を受信し、前記微小電子機械反射ミラーの前記反射面の中心の座標により、前記接触点の座標を算出することを特徴とする微小電子機械走査のタッチパネル。
【請求項２】
前記二つの光源モジュールはさらに、前記レーザー光源より出射される前記レーザー光線を集中させたレーザービームに集光させるコリメートレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載の微小電子機械走査のタッチパネル。
【請求項３】
前記イメージセンサーは、密着型センサーまたは逐次走査リニアイメージ検出アレイのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の微小電子機械走査のタッチパネル。
【請求項４】
前記タッチパネルはさらに、前記微小電子機械反射ミラーの位置に相応して設置され、無効区域に入射される前記走査ビームが前記表示画面への進入を阻止し、前記イメージセンサーによって、前記無効区域の前記走査ビームを受けてゴースト像が形成されるのを防止する遮光板を含むことを特徴とする請求項１に記載の微小電子機械走査のタッチパネル。
【請求項５】
表示画面と、
前記表示画面の一端面に設置され、それぞれに一つのレーザー光源と一つのビームスプリッターとを有し、前記レーザー光源より、レーザー光線を出射して、前記ビームスプリッターによって、前記レーザー光線を二つのレーザービームに分ける一つの光源モジュールと、
前記表示画面の前記端面の両辺に設置され、それぞれに一つの反射面を有し、共振振動が生成し、前記ビームスプリッターによって分けられた二つのレーザー光線をそれぞれ前記二つの前記反射面の中心に出射された前記レーザー光線を表示画面上にて走査した上、走査ビームを形成する二つの微小電子機械反射ミラーと、
前記微小電子機械反射ミラー側と対向する前記表示画面の三つの端面に設置され、前記走査ビームを受け入れて、前記走査ビームの線画像を形成するイメージセンサーと、
前記イメージセンサーの前記線画像を捕捉し、対応する電気信号に置き換えるイメージ信号プロセッサーと、
前記イメージ信号プロセッサーによって生成される前記電気信号を受信する座標算出装置と、
を含む微小電子機械走査のタッチパネルであって、
前記走査ビームが接触点によって遮断され、前記イメージセンサーに入射されないとき、前記イメージセンサーにより対応する前記電気信号に置き換えられ、前記座標算出装置によって、前記電気信号を受信し、前記微小電子機械反射ミラーの前記反射面の中心の座標により、前記接触点の座標を算出することを特徴とする微小電子機械走査のタッチパネル。
【請求項６】
前記光源モジュールはさらに、レーザー光源より出射される前記レーザー光線を集中されたレーザービームに集光されるコリメートレンズを含むことを特徴とする請求項５に記載の微小電子機械走査のタッチパネル。
【請求項７】
前記イメージセンサーは密着型センサーまたは逐次走査リニアイメージ検出アレイのいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の微小電子機械走査のタッチパネル。
【請求項８】
前記タッチパネルはさらに、前記微小電子機械反射ミラーの位置に相応して設置され、無効区域に入射される前記走査ビームが前記表示画面への進入を阻止し、前記イメージセンサーによって、前記無効区域の前記走査ビームを受けてゴースト像が形成されるのを防止する遮光板を含むことを特徴とする請求項５に記載の微小電子機械走査のタッチパネル。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の微小電子機械走査のタッチパネルに適用する微小電子機械走査の座標検出方法であって、
微小電子機械反射ミラーを起動し、前記微小電子機械反射ミラーを所定の周波数と振幅によって共振振動が開始され、光源モジュールを起動させ、前記光源モジュールよりレーザー光線が出射され、前記レーザー光線は前記微小電子機械反射ミラーにそれぞれ出射させ、走査ビームを形成するステップと、
サンプリング時間ごとに、イメージセンサーによって線画像を捕捉するステップであって、前記線画像は接触点によって遮断されていない活性ピクセルと、遮断されている非活性ピクセルとも表示される前記線画像を捕捉するステップと、
前記接触点の座標を算出するステップと、
イメージ信号プロセッサーによって、前記イメージセンサーより捕捉された前記線画像を電気信号に置き換えて、座標算出装置に伝送するステップと、
前記座標算出装置によって、前記イメージ信号プロセッサーの電気信号に非活性ピクセルが含まれているか否かを判断するステップにおいて、二つの非活性ピクセルがある場合であれば、前記二つの非活性ピクセルの座標位置と、前記接触点の座標の計算を行い、前記接触点の座標信号を出力するステップと、
前記線画像を補捉するステップに戻るステップと、
を含む微小電子機械走査の座標検出方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の微小電子機械走査のタッチパネルに適用する微小電子機械走査の座標検出方法であって、接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標を算出する前記座標検出方法において、
微小電子機械反射ミラーを起動し、前記微小電子機械反射ミラーを所定の周波数と振幅によって共振振動が開始され、光源モジュールを起動させ、前記光源モジュールよりレーザー光線が出射され、前記レーザー光線は前記微小電子機械反射ミラーにそれぞれ出射させ、走査ビームを形成するステップと、
サンプリング時間ごとに、イメージセンサーによって線画像を捕捉するステップであって、前記線画像は接触点によって遮断されていない活性ピクセルと、遮断されている非活性ピクセルとも表示される前記線画像を捕捉するステップと、
前記接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標を計算するステップと、
イメージ信号プロセッサーによって、前記イメージセンサーより捕捉された前記線画像を電気信号に置き換えて、座標算出装置に伝送するステップと、
前記座標算出装置によって、前記イメージ信号プロセッサーの電気信号に非活性ピクセルが含まれているか否かを判断するステップにおいて、二つの非活性ピクセル連続区域がある場合であれば、一つ目の非活性ピクセル連続区域に対し、前記一つ目の非活性ピクセル連続区域の両端の端点座標を算出し、二つ目の非活性ピクセル連続区域に対し、前記二つ目の非活性ピクセル連続区域の両端の端点座標を算出し、前記接触点が前記表示画面上に投影された矩形の頂点座標を算出した上、前記接触点が前記表示画面上に投影された矩形の頂点座標信号を出力するステップと、
前記線画像を捕捉するステップに戻るステップと、
を含む微小電子機械走査の座標検出方法。
【請求項１１】
前記接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標を計算するステップはさらに、
前記接触点が前記表示画面上に投影された矩形の頂点座標によって、前記接触点が前記表示画面に投影された矩形の幾何中心座標を算出した上、前記接触点の幾何中心座標信号を出力するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の微小電子機械走査の座標検出方法。
【請求項１２】
前記接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標を計算するステップにはさらに、
前記接触点が前記表示画面上に投影された矩形の頂点座標より、前記接触点が前記表示画面上に投影された矩形面積を算出し、前記面積信号を出力するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の微小電子機械走査の座標検出方法。
【請求項１３】
前記接触点が前記表示画面上に投影された矩形の質量中心座標を計算するため、さらに、
前記接触点が前記表示画面上に投影された矩形の頂点座標より、前記接触点が前記表示画面上に投影された矩形面積を算出し、前記面積信号を出力するステップと、
前記接触点が前記表示画面上に投影された矩形の頂点座標と、前記接触点が前記表示画面上に投影された矩形面積より、前記接触点が前記表示画面に投影された質量中心座標を算出し、前記接触点の質量中心座標信号を出力するステップとを含むことを特徴とする請求項１０に記載の微小電子機械走査の座標検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小電子機械走査の座標検出方法とそれを用いたタッチパネルに関し、特にタッチパネル、電子ホワイトボード等に応用でき、一種の微小電子機械反射ミラーを使用する接触点座標とその投影面積の走査装置とその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここ数年はコンピュータの汎用化により、パソコン、工業用コンピュータ、携帯電話機と大型電子ホワイトボード等は、タッチパネルを使用する場面がよく見られる。指またはタッチペンが表示画面上において直感的にコンピュータ指令の入力、または連続移動して絵や字を書くなど、既に快速で便利な入力手段となっていた。コンピュータシステムに、表示画面上直感的にタッチされた指令の認識するために、接触点の位置（座標）を正確、かつ精確に検出する手段が重要視されている（例えば特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】台湾登録実用新案Ｍ３５８３６３号明細書
【特許文献２】特開２００８−２１７２７３号公報
【特許文献３】特開２００１−２６４０１１号公報
【特許文献４】台湾特許ＴＷＩ３０４５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学手段を応用するタッチパネルと、接触点の座標検出方法について、米国特許第４，８１１，００４号に開示されるように、揺動反射ミラーを使用し、レーザー光線を表示画面に走査し、表示画面に設けられた反射ミラーにより走査ビームを反射して得られた反射角に基づき、接触点の位置を算出する。このほか、接触点の位置の検出については、特許文献１に開示されるように、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ，ＣＣＤ）からなるイメージセンサーまたは相補型金属酸化膜半導体（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ＣＭＯＳ）イメージセンサーにより、接触点から二つの画像を捕捉した上、この二つの画像に基づき、接触点の位置を算出する。しかしながら、画像の被写界深度の判断が難しいため、この種の手段による座標の検出精度を向上することが困難である。このほかに、例えば、特許文献２、特許文献３、米国特許第６，６６４，９５２号などによれば、図１に示すように、タッチパネル９０１は、二つの光学素子（ｏｐｔｉｃａｌ  ｕｎｉｔ）９０２と、表示画面の３辺に位置する再帰反射板（ｒｅｔｒｏ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｐｌａｔｅ）９０３とを含む。光学素子９０２ａ、９０２ｂは、レーザー光源（ｌａｓｅｒ  ｓｏｕｒｃｅ）、コリメートレンズ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ  ｌｅｎｓ）、回転多面鏡（ｐｏｌｙｇｏｎ  ｍｉｒｒｏｒ）、受光レンズ（ｌｉｇｈｔ  ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ  ｌｅｎｓ）、および、光電検出器（ｐｈｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ）をそれぞれ含む。レーザー光源より光線に出射し、コリメートレンズを介し、より小さい断面積のレーザービームに集光させ、回転多面鏡上に照射する。回転多面鏡の高速回転により、レーザービームを表示画面に走査し、また、再帰反射板の反射より、受光レンズを介して集光した後に、光電検出器より検出を行う。即ち、光路はレーザー光源から順に、回転多面鏡、表示画面の表面、再帰反射板の反射、表示画面の表面、受光レンズ、光電検出器に戻ることになっている。接触点Ｐ１の生成時点に、走査ビームが遮断され、両辺の遮断線が形成する二つの角度により、三角測量法に基づき、接触点の座標を算出する。しかしながら、このような手段では、光路が非常に長い、また再帰反射板の角度や受光レンズの集光能力などに制限されて、座標を検出する精度の向上が困難である。特に、大型サイズ表示画面が使用される際、光路が長過ぎるため、光強度が減衰されにつれて、座標を判断する精度にも影響を及ぼしてしまう。
【０００５】
光学手段を応用するタッチパネルと、接触点の座標検出方法について、図２に示すような特許文献４、特開平０６−３０９１００号公報等に開示されているように、タッチパネル９０１は、二つのレーザー光源９０５（ｌａｓｅｒ  ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅ）、二つの光ビーム反射単体９０６（ｌｉｇｈｔ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）と、二つの光ビーム反射単体９０６の対向に設置する二つの受光モジュール９０７（ｌｉｇｈｔ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｍｏｄｕｌｅ）とを含む。受光モジュール９０７に複数の受光素子９０７１（ｌｉｇｈｔ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ｅｌｅｍｅｎｔ）が配列されている。レーザー光源９０５より光線を出射し、光ビーム反射単体９０６を介して、列（ｒａｗ）である横方向及び行（ｃｏｌｕｍｎ）である縦方向に分けたマトリックグリッド（ｍａｔｒｉｘ  ｇｒｉｄ）となり、光線は受光モジュール９０７に受光される。光路は、レーザー光源から順に、複数のレーザー光線に分け、表示画面の表面、受光モジュールに受光されることになっている。そこで、接触点Ｐ１の生成した時点に、マトリックグリッドが遮断され、両辺の受光モジュールが受信された非活性の受光素子９０７１により、前記接触点の座標を直接に読み出すことができる。このような手段は、光路の簡素化と短縮効果があるが、解像度では光ビーム反射単体９０６より形成されるマトリックグリッドの密度に制限されているため、座標を検出精像度の向上が困難である。大型サイズ表示画面が使用される際、レーザー光線がより多数のマトリックグリッドに仕切られているため、光強度がより弱くなり、受光素子９０７１の検出効果に影響を与える。
【０００６】
また、タッチパネルを製図に使用する場合では、接触点座標のほかに、接触点面積を合わせて認識する必要があり、接触点面積の検出により、精確な製図ができる上、大型電子ホワイトボードにも応用できる。したがって、タッチパネルの解像度の向上、素子数とコストの低減、接触点の座標と面積をより精確に検出することで、様々なサイズの高解像度要求に応えられるタッチパネルは、タッチパネルの汎用化を確実に向上できる。
本発明の主な目的は、微小電子機械走査タッチパネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
微小電子機械走査タッチパネルにおいて、一つの表示画面、二つの光源モジュール、二つの微小電子機械反射ミラー、イメージセンサー、遮光板、イメージ信号プロセッサー、および、一つの座標算出装置を含む。光源モジュールは、表示画面と同じ端面に設置され、レーザー光源と、コリメートレンズとを含む。レーザー光源よりレーザー光線（ｌａｓｅｒ  ｌｉｇｈｔ）を出射するに用いられ、コリメートレンズでは、レーザー光線を集光して反射ミラーの反射面の中心部に出射するに用いられている。微小電子機械反射ミラーは、表示画面の同じ端面の両辺に設置され、微小電子機械反射ミラーは反射面を有し、反射面は共振軸に沿って左右に共振振動（ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）することとなり、入射されたレーザー光線を表示画面上に走査させ、走査ビーム（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｌｉｇｈｔ  ｂｅａｍ）になる。イメージセンサーは、微小電子機械反射ミラー側に対する他の表示画面の三つの端面に設置され、走査ビームを受け入れ、走査ビームの線画像を形成する。イメージ信号プロセッサーは、イメージセンサーより形成される線画像を捕捉し、線画像に含まれる活性ピクセル（ａｃｔｉｖｅ  ｐｉｘｅｌ）と非活性ピクセル（ｉｎａｃｔｉｖｅ  ｐｉｘｅｌ）とを電気信号に変換する。遮光板は、微小電子機械反射ミラーの位置に相応して設置し、無効区域の走査ビームが表示画面に侵入されることを阻止し、イメージセンサーが無効区域の走査ビームの侵入によるゴースト像（ｇｈｏｓｔ  ｉｍａｇｅ）を防止する。座標算出装置は、イメージ信号プロセッサーによって生成した電気信号を受信し、微小電子機械反射ミラーの反射面の中心部の座標から、接触点の座標を算出して出力する。
【０００８】
本発明の別の態様は、微小電子機械走査タッチパネルを提供することである。この微小電子機械走査タッチパネルにおいて、一つの表示画面、一つの光源モジュール、二つの微小電子機械反射ミラー、イメージセンサー、遮光板、イメージ信号プロセッサーと、座標算出装置とを含む。それに、光源モジュールが表示画面の一端面に設置され、レーザー光源と、コリメートレンズと、ビームスプリッターとを含む。レーザー光源よりレーザー光線を出射するに用いられ、コリメートレンズでは、レーザー光線を集光して集中するレーザービームとなる。ビームスプリッターによってレーザービームを２本の光線に分けて、それぞれ微小電子機械反射ミラーの中心部に投射され、微小電子機械反射ミラーを介し、走査して走査ビームを形成する。
【０００９】
本発明のさらに別の態様は、微小電子機械走査タッチパネルを提供することである。微小電子機械走査タッチパネルにおいて、イメージセンサーは、密着型センサー（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ，  ＣＩＳ）または逐次走査リニアイメージ検出アレイ（Ｓｅｒｉａｌ−Ｓｃａｎ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ａｒｒａｙ）のいずれであってもよい。
【００１０】
接触点の座標を検出するために、本発明は微小電子機械走査タッチパネルに適用する一種のタッチパネル接触点座標の検出方法を提供し、以下のステップを含む。
【００１１】
Ｓ０：微小電子機械反射ミラーを起動し、微小電子機械反射ミラーを所定の周波数と振幅によって共振振動が開始され、それに加えて光源モジュールを起動させ、光源モジュールからレーザー光源が出射されるステップ。
【００１２】
Ｓ１：サンプリング時間Ｔｓごとに、イメージセンサーによって線画像を捕捉するステップであって、その線画像は、接触点によって遮断されていない活性ピクセルと、遮断されている非活性ピクセルとも表示される線画像を捕捉する。
【００１３】
Ｓ２：接触点の座標を算出するステップ。
【００１４】
Ｓ２１：イメージ信号プロセッサーを介して、イメージセンサーより捕捉された線画像を電気信号に置き換えて、座標算出装置に伝送するステップ。
【００１５】
Ｓ２２：座標算出装置より、イメージ信号プロセッサーの電気信号に非活性ピクセルが含まれているか否かを判断するステップ。
【００１６】
Ｓ２２１：非活性ピクセルが含まれていない場合、接触点がないと示す信号を出力するステップ。
【００１７】
Ｓ２２２：一つの非活性ピクセル、または一つの非活性ピクセル連続区域が含まれている場合、接触点エラー信号を出力するステップ。
【００１８】
Ｓ２２３１：二つの連続していない非活性ピクセルが含まれている場合、この二つの非活性ピクセルの座標位置（Ｘ1，Ｙ1）と（Ｘ2，Ｙ2）が算出され、接触点の座標（Ｘp，Ｙp）も算出された上、接触点座標信号を出力するステップ。
【００１９】
Ｓ３：Ｓ１に戻るステップ。
【００２０】
本発明の別の態様は、微小電子機械走査タッチパネルに適用する一種の表示画面上投影された矩形の頂点座標とその接触点の幾何中心座標の検出方法を提供する。以下のステップを含む。
【００２１】
Ｓ０：微小電子機械反射ミラーを起動し、微小電子機械反射ミラーを所定の周波数と振幅によって共振振動が開始され、それに加えて光源モジュールを起動させ、光源モジュールからレーザー光源が出射されるステップ。
【００２２】
Ｓ１：サンプリング時間Ｔｓごとに、イメージセンサーによって線画像を捕捉するステップであって、その線画像は接触点によって遮断されていない活性ピクセルと、遮断されている非活性ピクセルとも表示される線画像を捕捉する。
【００２３】
Ｓ２：表示画面上に投影された矩形の頂点座標と、接触点が表示画面上に投影された幾何中心座標を算出するステップ。
【００２４】
Ｓ２１：イメージ信号プロセッサーを介して、イメージセンサーより捕捉された線画像を電気信号に置き換えて、座標算出装置に伝送するステップ。
【００２５】
Ｓ２２：座標算出装置より、イメージ信号プロセッサーの電気信号に非活性ピクセルが含まれているか否かを判断するステップ。
【００２６】
Ｓ２２１：非活性ピクセルが含まれていない場合、接触点がないと示す信号を出力するステップ。
【００２７】
Ｓ２２２：一つの非活性ピクセル、または一つの非活性ピクセル連続区域が含まれている場合、接触点エラー信号を出力するステップ。
【００２８】
Ｓ２２３：二つの連続している非活性ピクセル区域が含まれている場合、一つ目の連続されている非活性ピクセル区域に対して、その非活性ピクセル連続区域の両端の端点座標位置（Ｘ11，Ｙ11）と（Ｘ1m，Ｙ1m）とを算出する。二つ目の非活性ピクセル連続区域に対して、その非活性ピクセル連続区域の両端の端点座標位置（Ｘ21，Ｙ21）と（Ｘ2n，Ｙ2n）とを算出する。接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標（ＸP1，ＹP1）、（ＸP2，ＹP2）、（ＸP3，ＹP3）、および、（ＸP4，ＹP4）を算出した上、接触点が表示画面の矩形の頂点座標信号を出力するステップ。
【００２９】
Ｓ２２４：表示画面上に投影された矩形面積と、接触点が表示画面上に投影された幾何中心座標とを算出するステップ。
【００３０】
Ｓ２２４１：接触点が表示画面上に投影された幾何中心座標を算出する場合において、接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標が（ＸP1，ＹP1）、（ＸP2，ＹP2）、（ＸP3，ＹP3）、（ＸP4，ＹP4）より、接触点が表示画面上に投影された矩形の幾何中心座標（ＸPc，ＹPc）を算出し、接触点が表示画面上に投影された矩形の幾何中心部の座標信号（ＸPc，ＹPc）を出力するステップ。
【００３１】
Ｓ３：Ｓ１に戻るステップ。
【００３２】
本発明のさらに別の態様は、一種のタッチパネル上の接触点座標の検出方法を提供することである。さらに表示画面上に投影された矩形の質量中心座標の検出方法を算出し、以下のステップを含む。
【００３３】
Ｓ０：微小電子機械反射ミラーを起動し、微小電子機械反射ミラーを所定の周波数と振幅によって共振振動が開始され、それに加えて光源モジュールを起動させ、光源モジュールからレーザー光源が出射されるステップ。
【００３４】
Ｓ１：サンプリング時間Ｔｓごとに、イメージセンサーによって線画像を捕捉するステップ。その線画像は、接触点によって遮断されていない活性ピクセルと、遮断されている非活性ピクセルとも表示されている線画像である。
【００３５】
Ｓ２：表示画面上に投影された矩形の頂点座標と、接触点が表示画面上に投影された質量中心座標とを算出するステップ。
【００３６】
Ｓ２１：イメージ信号プロセッサーを介して、イメージセンサーより捕捉された線画像を電気信号に置き換えて、座標算出装置に伝送するステップ。
【００３７】
Ｓ２２：座標算出装置より、イメージ信号プロセッサーの電気信号に非活性ピクセルが含まれているか否かを判断するステップ。
【００３８】
Ｓ２２１：非活性ピクセルが含まれていない場合、接触点がないと示す信号を出力するステップ。
【００３９】
Ｓ２２２：一つの非活性ピクセルが含まれている場合、接触点エラー信号を出力するステップ。
【００４０】
Ｓ２２３：二つの連続している非活性ピクセル区域が含まれている場合、一つ目の連続されている非活性ピクセル区域に対して、その非活性ピクセル連続区域の両端の端点座標位置が（Ｘ11，Ｙ11）と（Ｘ1m，Ｙ1m）を算出する。二つ目の非活性ピクセル連続区域に対して、その非活性ピクセル連続区域の両端の端点座標位置が（Ｘ21，Ｙ21）と（Ｘ2n，Ｙ2n）を算出する。接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標（ＸP1，ＹP1）、（ＸP2，ＹP2）、（ＸP3，ＹP3）、および、（ＸP4，ＹP4）を算出した上、接触点が表示画面の矩形の頂点座標信号を出力するステップ。
【００４１】
Ｓ２２４：表示画面上に投影された矩形面積と、接触点が表示画面上に投影された質量中心座標とを算出するステップ。
【００４２】
Ｓ２２４２：接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標（ＸP1，ＹP1）、（ＸP2，ＹP2）、（ＸP3，ＹP3）、および、（ＸP4，ＹP4）より、接触点が表示画面上に投影された矩形面積ＡＰを算出し、この面積信号を出力するステップ。
【００４３】
Ｓ２２４３：接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標と、接触点が表示画面上に投影された矩形面積ＡＰより、接触点が表示画面上に投影された質量中心座標（ＸPd，ＹPd）を算出し、この接触点が表示画面上に投影された質量中心座標（ＸPd，ＹPd）を出力するステップ。
【００４４】
Ｓ３：Ｓ１に戻るステップ。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来のタッチパネルの一例を示す模式図である。
【図２】従来のタッチパネルの別の例を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施例による微小電子機械走査タッチパネルの模式図である。
【図４】本発明に係る微小電子機械走査タッチパネルの走査範囲を示模式図である。
【図５】微小電子機械反射ミラーの走査角度を示す斜視図である。
【図６】微小電子機械反射ミラーの共振角度と走査角度を示す説明図である。
【図７】本発明に係る微小電子機械走査タッチパネルの微小電子機械反射ミラーの反射角度を示す模式図である。
【図８】本発明に係る微小電子機械走査接触点座標の検出方法を示す説明図である。
【図９】本発明に係るイメージ信号プロセッサーの非活性ピクセル座標算出手段を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る接触点が表示画面上に投影された矩形の四角座標の検出方法を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る接触点が表示画面上に投影された面積の検出方法を示す説明図である。
【図１２Ａ】本発明に係る接触点座標の検出方法のフローチャートであって、単一接触点座標の検出方法のフローチャート、
【図１２Ｂ】本発明に係る接触点座標の検出方法のフローチャートであって、接触点が表示画面上に投影する面積とその座標検出方法のフローチャートである。
【図１３】本発明に係る微小電子機械走査タッチパネルの時間順序制御方式を示す説明図である。
【図１４】本発明の第２実施例による微小電子機械走査タッチパネルの模式図である。
【図１５】本発明の第２実施例による微小電子機械走査タッチパネルの光源モジュールを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４７】
（第１実施例）
従来の光学走査装置（ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）は、回転多面鏡（ｐｏｌｙｇｏｎ  ｍｉｒｒｏｒ）を高速回転させ、レーザー光線の走査を高速制御が行われている。一方、回転多面鏡は、液圧駆動を利用するため、回転速度に制限があると共に、高価、動作音が高い、起動が遅いなどが原因で、高速、かつ高精度要求に応えられなくなる。ここ数年では、一種のねじれ振動子（ｔｏｒｓｉｏｎ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）の微小電子機械反射ミラー（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｃｈａｎｉｃ  ｓｙｓｔｅｍ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ，  ＭＥＭＳ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ともいう）が開発されて以来、結像システム（ｉｍａｇｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）、スキャナ（ｓｃａｎｎｅｒ）またはレーザープリンター（ｌａｓｅｒ  ｐｒｉｎｔｅｒ）などのレーザー走査装置（ｌａｓｅｒ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｕｎｉｔ，  ＬＳＵともいう）に応用されている。その走査効率（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）は、従来の回転多面鏡より高い。
図５は、本発明の第１実施例による微小電子機械反射ミラー５の斜視図である。微小電子機械反射ミラー５は、たとえばアルミ金属、銀金属またはその他の反射物質によってめっき加工された反射面５１を含み、反射面５１の反射中心部５３は、共振軸５２に位置する。図３に示すように、微小電子機械コントローラー５４ａ、５４ｂによって駆動される。微小電子機械コントローラー５４ａ、５４ｂは、ブリッジ回路を備える制御ボードとねじれ振動子とを含む。共振磁場によって反射面５１が駆動され、共振軸５２を中心に左右方向を往復するように共振振動（ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）される。ブリッジ回路の制御ボードによって、一定の周波数のパルス信号が生成し、反射面５１を駆動して、上記の周波数で振動させる。ねじれ振動子によって反射面５１の振幅が制御され、反射面５１が所定の振幅範囲において共振振動される。レーザー光線が微小電子機械反射ミラー５の反射面５１に入射された際、反射面５１は時間によって回転角度を変化させ、微小電子機械反射ミラー５の反射面５１に入射されたレーザー光線は、微小電子機械反射ミラー５の中心軸の異なる各種の角度までに反射して走査を行う。反射面５１の共振振動角度は±１／２θpであり、レーザー光線が反射面５１によって走査された後の走査角度は±１／２θpである。たとえば、角度が２６°の微小電子機械反射ミラー５において、その反射面５１の往復共振振動の角度は±２６°である。レーザー光線の走査角度が±５２°であり、その走査範囲が１０４°である。例えば、米国特許第５，４０８，３５２号、米国特許第５，８６７，２９７号、米国特許第６，９４７，１８９号、米国特許第７，１９０，４９９号、台湾登録実用新案Ｍ２５３１３３号、特開２００６−２０１３５０号等によれば、微小電子機械反射ミラー５では、光波長の影響が省略でき、かつ大きい回転角度を有する特長があり、商品、科学と産業分野に広く使われている。
【００４８】
通常、微小電子機械反射ミラー５の共振周波数（ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は約２Ｋ〜４Ｋヘルツ（Ｈｅｒｔｚ）である。たとえば、振動周波数が２.５Ｋヘルツの微小電子機械反射ミラー５は、０．４ｍｓｅｃごとに一周期が走査される。図６に示す通り、一周期の振動は±１／２θp＝±２６°であり、反射面５１は１０４°の走査が行われる。
【００４９】
図３に示すように、本実施例の微小電子機械走査タッチパネル１は、一つのタッチパネルフレーム６に一つの表示画面２、二つの光源モジュール３（３ａ、３ｂ）、二つの微小電子機械反射ミラー５（５ａ、５ｂ）、イメージセンサー４、および、遮光板５５ａ、５５ｂを備える。イメージセンサー４は、イメージ信号プロセッサー７と、座標算出装置８とに電気導通されている。二つの光源モジュール３ａ、３ｂは、表示画面２の同じ側の端面に設置され、図３のように、下部端面に設置され、光源モジュール３ａ、３ｂに、レーザー光源３１（３１ａ、３１ｂ）とコリメートレンズ３２（３２ａ、３２ｂ）が内設されている。レーザー光源３１によって、レーザー光線（ｌａｓｅｒ  ｌｉｇｈｔ）が出射される。通常は、赤外線レーザー（ＩＲ  ｌａｓｅｒ）によって、赤外線レーザー光線（ＩＲ  ｌｉｇｈｔ）が出射される。コリメートレンズ３２によって、レーザー光線は集中されたレーザービーム３１１（３１１ａ、３１１ｂ）に集光された上、微小電子機械反射ミラー５の反射面５１の中心部に投射される。微小電子機械反射ミラー５は、表示画面２の同じ端面の両端に設けられ、図３において、表示画面２の下部端面に設けられている。微小電子機械反射ミラー５は反射面５１を有し、反射面５１はその共振軸に沿って左右に共振振動（ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）することにより、入射されたレーザービーム３１１（３１１ａ、３１１ｂ）を走査し、表示画面２上に走査ビーム５１１ａ、５１１ｂ（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｌｉｇｈｔ  ｂｅａｍ）を形成し、表示画面の有効範囲２１に走査される。イメージセンサー４は微小電子機械反射ミラー５の対面に設置され、表示画面２の三つの端面に取付けられて、走査ビーム５１１ａ、５１１ｂが入射され、走査ビームの線画像が形成される。イメージ信号プロセッサー７は、イメージセンサー４によって形成された線画像を捕捉した上、線画像に含まれる活性ピクセル（ａｃｔｉｖｅ  ｐｉｘｅｌ）と、非活性ピクセル４２１、４２２（ｉｎａｃｔｉｖｅ  ｐｉｘｅｌ）と、を電気信号に置き換える。遮光板５５ａ、５５ｂは、微小電子機械反射ミラー５の位置に相応して設置し、無効区域の走査ビーム５１１ａ、５１１ｂによる表示画面２の進入を阻止するため、無効区域の走査ビーム５１１ａ、５１１ｂがイメージセンサー４によって入射され、ゴースト像（ｇｈｏｓｔ  ｉｍａｇｅ）の形成を避けることができる。座標算出装置８は、イメージ信号プロセッサー７によって生成される電気信号を受け入れて、微小電子機械反射ミラーの反射面５１ａ、５１ｂ中心の座標より、接触点の座標を算出して出力する。
【００５０】
図４と図６を参照して、有効な走査区域を説明する。図４において、遮光板５５ａ、５５ｂは、表示画面２の下部端面の片隅に設置する。微小電子機械反射ミラー５の反射面５１が一周期内±１／２θｐ＝±２６°を振動しており、その走査角度は１０４°である。表示画面２の画面有効範囲２１を超える光線がイメージセンサー４に進入されることを防止するために遮光板５５ａ、５５ｂより画面有効範囲２１を超える走査ビーム５１１ａ、５１１ｂを遮断する。画面有効範囲２１の角度は、±θＡＢ＝±４６．２°であり、図６に示すようにＡＢ間の有効範囲は±１／２θＡＢ＝±２３．１°である。
【００５１】
指またはタッチペンにより、表示画面２上に接触点Ｐが形成されたとき、この接触点Ｐが走査ビーム５１１ａ、５１１ｂの遮断に使用され、イメージセンサー４に入射しないようになり、図８に示す通り、Ｘ−Ｙ平面において、数式（１）の計算により接触点Ｐのデカルト座標（ＸP，ＹP）が得られる。
【数１】
2011014121.tif 000003
【００５２】
数式（１）において、（Ｘ1，Ｙ1）は、線画像４１上の第１非活性ピクセル４２１の座標を、（Ｘ2，Ｙ2）は、線画像４１上の第２非活性ピクセル４２２の座標を、（Ｘ10，Ｙ10）は、微小電子機械反射ミラー５ａの反射面の中心５３ａの座標を、（Ｘ20，Ｙ20）は、微小電子機械反射ミラー５ｂの反射面の中心５３ｂの座標をそれぞれ示す。
【００５３】
指またはタッチペンにより、表示画面２上に形成される接触点Ｐがイメージセンサー４によって検出された画像の一つの画素より大きい場合、図１０と図１１に示す通り、Ｘ−Ｙ平面上の接触点Ｐを表示画面上に投影して形成される矩形を形成すれば、その矩形頂点のデカルト座標は、数式（２）の計算により、Ｐ１（ＸP1，ＹP1）、Ｐ２（ＸP2，ＹP2）、Ｐ３（ＸP3，ＹP3）とＰ４（ＸP4，ＹP4）が、それぞれ得られる。
【数２】
2011014121.tif 000004
【００５４】
数式（２）において、（Ｘ11，Ｙ11）は、線画像４１上の第１非活性ピクセル４２１の座標を、（Ｘ1m，Ｙ1m）は、線画像４１上の第１非活性ピクセル４２１の連続した最末端の非活性ピクセルの座標を、（Ｘ21，Ｙ21）は、線画像４１上の第２非活性ピクセル４２２の座標を、（Ｘ2n，Ｙ2n）は、線画像４１上の第２非活性ピクセル４２２の連続した最末端の非活性ピクセルの座標を、（Ｘ10，Ｙ10）は、微小電子機械反射ミラー５ａの反射面の中心５３ａの座標を、（Ｘ20，Ｙ20）は、微小電子機械反射ミラー５ｂの反射面の中心５３ｂの座標をそれぞれ示す。
【００５５】
接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形の幾何中心座標は、数式（３）の計算により、（ＸPc，ＹPc）が得られる。
【数３】
2011014121.tif 000005
【００５６】
接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形の面積ＡＰは、数式（４）の計算により得られる。
【数４】
2011014121.tif 000006
【００５７】
接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形の質量中心座標は、数式（５）の計算により（ＸPd，ＹPd）が得られる。
【数５】
2011014121.tif 000007
【００５８】
図９に示すような線画像４１上において、数式（６）の計算により、第１非活性ピクセル４２１の座標（Ｘ1，Ｙ1）が得られる。同じ手段で、第２非活性ピクセル４２２の座標（Ｘ2，Ｙ2）、または（Ｘ1m，Ｙ１ｍ）、（Ｘ2n，Ｙ2n）が得られる。
【数６】
2011014121.tif 000008
【００５９】
数式（６）において、Ｈは、画面有効範囲２１の高さを、Ｌは、画面有効範囲２１の幅さを、αとβは、画面有効範囲２１からイメージセンサー４の測定面までの距離を、（Ｘs，Ｙs）は、イメージセンサー４の原点座標を、ｄ1は、イメージセンサー４の原点から非活性ピクセル４２１までの長さをそれぞれ示す。
【００６０】
イメージセンサー４は、逐次走査リニアイメージ検出アレイ（Ｓｅｒｉａｌ−Ｓｃａｎ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ａｒｒａｙ）または密着型センサー（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ，ＣＩＳ）であってもよく、表示画面２の三つの端面に設置し、走査ビーム５１１ａ、５１１ｂが入射され、走査ビームの線画像４１１が形成される。走査ビーム５１１ａ、５１１ｂによって照射されたイメージセンサーの測定面に活性ピクセル（ａｃｔｉｖｅ  ｐｉｘｅｌ）が形成され、接触点によって遮断された走査ビームがイメージセンサーの測定面に非活性ピクセル４２１、４２２（ｉｎａｃｔｉｖｅ  ｐｉｘｅｌ）が形成される。通常、逐次走査リニアイメージ検出アレイの解像度は３００ＤＰＩ〜６００ＤＰＩ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）であり、たとえば２０インチのワイド表示画面（Ｌ＝４３ｃｍ、Ｈ＝２７ｃｍ）である場合、微小電子機械反射ミラー５に入射される走査ビーム５１１ａ、５１１ｂの長さは７０ｃｍであり、これは８２００〜１６５００の光点に相当する。よって、実施例を利用すれば高解像度の接触点座標が得られる。一方、密着型センサーの解像度は６００ＤＰＩ〜１２００ＤＰＩであり、１６５００〜３３０００の光点に相当する。それで、表示画面が５２インチ（Ｌ＝１１２ｃｍ、Ｈ＝７０ｃｍ）である場合、微小電子機械反射ミラー５に入射される走査ビーム５１１ａ、５１１ｂの長さは１８２ｃｍであり、２１５００〜４３０００の光点に相当する。また、密着型センサーを使用すれば、４３０００〜８６０００の光点に相当するため、解像度は、タッチパネルのサイズの増加につれて、減少しないことである。
【００６１】
図１３は、本実施例に係る微小電子機械走査タッチパネルの時間順序制御方式を示す図である。この図は、微小電子機械走査タッチパネル１の微小電子機械コントローラー５４ａ、５４ｂ、イメージセンサー４、イメージ信号プロセッサー７と、座標算出装置８のタイミングチャートを示す図である。図示しないコンピュータシステムにより、たとえば、低電位から高電位へ切り替わるＳＴ信号（が出力されたとき、微小電子機械コントローラー５４ａ、５４ｂが起動され、微小電子機械コントローラー５４ａ、５４ｂから信号ＳＲを微小電子機械反射ミラー５に出力する。微小電子機械反射ミラー５の反射面５１は周波数ｆであり、たとえば０.４ｍｓｅｃの周期にて、往復に１回共振振動する。外部より入力されるまたはイメージセンサー４により生成するタイミング信号ＣＬＫは、サンプリング時間Ｔｓにて、一つのパルス（たとえば、Ｔｓ＝１／６０ｓｅｃ）を生成する。そこで、イメージセンサー４がこのＣＬＫパルス信号を受信した後、線画像４１をイメージ信号プロセッサー７に出力して、イメージ信号プロセッサー７より、線画像４１をデジタル信号に置き換えて、座標算出装置８に出力する。図１３に示すようなＭＣＵ信号であり、座標算出装置８にて、座標と面積の計算を行う。座標算出装置８より、座標と面積が計算された後、この座標と面積データとして、ＯＰＴ信号を外部に出力し、一周期が完成する。
【００６２】
イメージセンサー４は逐次走査リニアイメージ検出アレイまたは密着型センサーであってもよく、本実施例において、６００ＤＰＩの密着型センサー（ＣＩＳ）を使用し、イメージ信号プロセッサー７の記憶装置においてはよく使用される規格１０ＭＢｙｔｅのものを選択した。ただし、この限りでない。周期Ｔｓ（＝１／６０ｓｅｃ）ごとに、イメージセンサー４によって走査ビーム５１１ａ、５１１ｂの画像をイメージ信号プロセッサー７の記憶装置に伝送し、イメージ信号プロセッサー７の記憶装置より、データ処理を行う。その伝送スピードは１３３ＭＢｉｔである。ただし、この限りでないイメージセンサー４がデータをイメージ信号プロセッサー７に伝送した後、記憶容量が満杯になることを避けるため、リセット（Ｒｅｓｅｔ）信号が起動され、画像を削除する。２０インチの表示画面において、密着型センサーＣＩＳが、伝送時間が約１／１０００ｓｅｃである１６５００の光点信号をＴｓ周期ごとに伝送する。これに対して、５２インチの表示画面では、密着型センサーＣＩＳが、伝送時間が約２.５／１０００ｓｅｃ４３０００の光点信号をＴｓ周期ごとに伝送する。
【００６３】
（第２実施例）
図１４は、本発明の第２実施例による微小電子機械走査タッチパネルの模式図である。本実施例の微小電子機械走査タッチパネル１は、一つのタッチパネルフレーム６に一つの表示画面２、一つの光源モジュール３、二つの微小電子機械反射ミラー５（５ａ、５ｂ）、イメージセンサー４、および、遮光板５５ａ、５５ｂを備える。イメージセンサー４は、イメージ信号プロセッサー７と、座標算出装置８と、に電気導通されている。光源モジュール３は、表示画面２の端面に設置され、図３に示すように、下部端面に設置されている。光源モジュール３は、レーザー光源３１、コリメートレンズ３２と、ビームスプリッター３３とを含む。レーザー光源３１より、レーザー光線（ｌａｓｅｒ  ｌｉｇｈｔ）が出射される。通常は、赤外線レーザー（ＩＲ  ｌａｓｅｒ）より、赤外線レーザー光線（ＩＲ  ｌｉｇｈｔ）が出射される。コリメートレンズ３２によって、レーザー光線は集中されたレーザービームに集光された上、ビームスプリッターによって、レーザービームを二つのレーザービーム３１１（３１１ａ、３１１ｂ）に分けて、微小電子機械反射ミラー５の反射面５１の中心にそれぞれ出射される。ビームスプリッター３３は、図１５に示す通り、ビーム分割素子３３１と反射ミラー３３２とを含む。本実施例において、ビーム分割素子３３１は、多層膜蒸着からなるもので、入射されたレーザービームの５０％が通過され、５０％が反射される。ただし、この限りでない。たとえば、４０％が通過され、６０％が反射される。または６０％が通過され、４０％が反射されるなど、その他の通過率と反射率の組合せものであってもよい。レーザービーム３１によって、レーザー光線が出射され、コリメートレンズ３２によりレーザー光線を集中されたレーザービームに集光し、ビーム分割素子３３１によって、レーザービームを二つのレーザービームに分けてから、反射ミラー３３２によって、この二つのレーザービームを逆方向１８０°角度となるレーザービーム３１１（３１１ａ、３１１ｂ）をそれぞれ微小電子機械反射ミラー５の反射面５１の中心に出射される。本実施例において、レーザービームを逆方向１８０°角度でそれぞれ出射されているが、この限りではなく、微小電子機械反射ミラー５の反射面５１の中心位置に従って配置することができる。本実施例において、一つの光学モジュールのみでレーザービームを二つに分けることができるため、中小型、低コストのタッチパネルに好適に適用される。
【００６４】
接触点座標の検出方法として、たとえば図１２Ａのフローチャートに示す通り、本実施例による微小電子機械走査タッチパネル座標の検出方法は、以下のステップを含む。
【００６５】
ステップＳ０：コンピュータシステムよりＳＴ信号が出力され、低電位から高電位へ切り替わると、タッチパネル座標の検出方法が起動されることとなる。ＳＴ信号より、微小電子機械反射ミラーの微小電子機械コントローラー５４ａ、５４ｂが起動され、微小電子機械コントローラー５４ａ、５４ｂに備える制御ボードとねじれ振動子によって周波数がｆで、振幅が固定となる信号ＳＲが生成され、微小電子機械反射ミラー５（５ａ、５ｂ）を所定の周波数と振幅で、共振振動が開始されると同時に、ＳＴ信号より、光源モジュール３（３ａ、３ｂ）が起動され、光源モジュール３（３ａ、３ｂ）よりレーザービームが出射される。
【００６６】
ステップＳ１：コンピュータシステムよりＳＴ信号が出力されると、イメージセンサー４により一つのタイミング信号ＣＬＫが生成される。このタイミング信号ＣＬＫは、一つのサンプリング時間Ｔｓに対し、一つのパルス信号が生成する。本実施例において、Ｔｓ＝１／６０ｓｅｃと説明しているが、この限りでない。サンプリング時間Ｔｓ（ＣＬＫパルス信号）ごとに、イメージセンサー４により、線画像４１１（図１３のＤＩＡ信号）を捕捉する。この線画像４１１は、接触点によって遮断されていない活性ピクセルと、遮断されている非活性ピクセル４２１とも表示される画像である。
【００６７】
ステップＳ２：数式（１）の計算により、接触点Ｐのデカルト座標（ＸP，ＹP）が算出される。
【００６８】
ステップＳ２１：イメージ信号プロセッサー７によって、イメージセンサー４より捕捉された線画像４１１を電気信号に置き換えて、座標算出装置８に伝送する。
【００６９】
ステップＳ２２：座標算出装置８によって、イメージ信号プロセッサー７の電気信号に非活性ピクセル４２１が含まれているか否かを判断する。
【００７０】
ステップＳ２２１：非活性ピクセル４２１が含まれていない場合、接触点がないと示す信号を出力する。
【００７１】
ステップＳ２２２：一つのみの非活性ピクセル４２１が含まれている場合、接触点エラー信号を出力する。
【００７２】
ステップＳ２２３：二つの連続していない非活性ピクセル４２１が含まれている場合、数式（６）の計算により、この二つの非活性ピクセル４２１の座標位置が（Ｘ1，Ｙ1）、（Ｘ2，Ｙ2）として算出される。これらの接触点Ｐ座標（Ｘp，Ｙp）、および、図１３に示すようなＭＣＵ信号も計算した上、図１３に示すようなＯＰＴ信号である接触点Ｐ座標信号を出力する。
【００７３】
ステップＳ３：ステップＳ１に戻る。
【００７４】
接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標とその接触点の幾何中心座標を検出するために、本実施例では、図１２Ｂのフローチャートに示す通り、微小電子機械走査タッチパネル上の接触点座標の検出方法は、以下のステップを含む。
【００７５】
ステップＳ０：微小電子機械反射ミラー５（５ａ、５ｂ）を起動し、微小電子機械反射ミラー５（５ａ、５ｂ）が所定の周波数と振幅で、共振振動が開始され、光源モジュール３（３ａ、３ｂ）を起動し、光源モジュール３（３ａ、３ｂ）よりレーザービーム３１１（３１１ａ、３１１ｂ）が出力される。
【００７６】
ステップＳ１：サンプリング時間Ｔｓごとに、イメージセンサー４によって線画像４１１を捕捉する。その線画像４１１は、接触点によって遮断されていない活性ピクセルと、遮断されている非活性ピクセル４２１とも表示される線画像である。
【００７７】
ステップＳ２：接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形の頂点座標Ｐ１（ＸP1，ＹP1）、Ｐ２（ＸP2，ＹP2）、Ｐ３（ＸP3，ＹP3）、Ｐ４（ＸP4，ＹP4）、および、接触点が表示画面上に投影された幾何中心座標（ＸPc，ＹPc）をそれぞれ算出する。
【００７８】
ステップＳ２１：イメージ信号プロセッサー７を介して、イメージセンサー４より捕捉された線画像４１１を電気信号に置き換えて、座標算出装置８に伝送する。
【００７９】
ステップＳ２２：座標算出装置８より、イメージ信号プロセッサー７の電気信号に非活性ピクセル４２１が含まれているか否かを判断する。
【００８０】
ステップＳ２２１：非活性ピクセル４２１が含まれていない場合、接触点がないと示す信号を出力する。
【００８１】
ステップＳ２２２：一つのみの連続した非活性ピクセル４２１が含まれている場合、接触点エラー信号を出力する。
【００８２】
ステップＳ２２３：二つの連続した非活性ピクセル４２１が含まれている場合、一つ目の非活性ピクセル連続区域に対して、数式（６）の計算により、その非活性ピクセル連続区域の両端の端点座標位置である（Ｘ11，Ｙ11）と（Ｘ1m，Ｙ1m）とを算出する。これと同様に、二つ目の非活性ピクセル連続区域に対して、数式（６）の計算により、その非活性ピクセル連続区域の両端の端点座標位置が（Ｘ21，Ｙ21）と（Ｘ2n，Ｙ2n）を算出する。また、数式（２）の計算により、接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標（ＸP1，ＹP1）、（ＸP2，ＹP2）、（ＸP3，ＹP3）、および、（ＸP4，ＹP4）を算出した上、接触点Ｐの表示画面の矩形の頂点座標信号を出力する。
【００８３】
ステップＳ２２４：表示画面上に投影された矩形面積と、接触点Ｐが表示画面上に投影された幾何中心座標とを算出する。
【００８４】
ステップＳ２２４１：接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形の頂点座標（ＸP1，ＹP1）、（ＸP2，ＹP2）、（ＸP3，ＹP3）と（ＸP4，ＹP4）より、数式（３）の計算により、接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形の幾何中心座標（ＸPc，ＹPc）を算出し、接触点が表示画面上に投影された矩形の幾何中心座標信号（ＸPc，ＹPc）を出力する。
【００８５】
ステップＳ３：ステップＳ１に戻る。
【００８６】
本実施形態は、さらに微小電子機械走査タッチパネルによる接触点が表示画面上に投影された矩形の面積とその接触点が表示画面上に投影された質量中心座標の検出方法を提供し、以下のステップを含む。
【００８７】
接触点が表示画面上に投影された矩形の面積とその接触点が表示画面上に投影された質量中心座標の検出方法は、図１２Ｂに示す通り、以下のステップを含む。
【００８８】
ステップＳ０：微小電子機械反射ミラー５（５ａ、５ｂ）を起動し、微小電子機械反射ミラー５（５ａ、５ｂ）を所定の周波数と振幅によって共振振動が開始され、それに加えて光源モジュール３（３ａ、３ｂ）を起動させ、光源モジュール３（３ａ、３ｂ）からレーザービーム３１１（３１１ａ、３１１ｂ）が出力される。
【００８９】
ステップＳ１：サンプリング時間Ｔｓごとに、イメージセンサー４によって線画像４１１を捕捉する。その線画像４１１は、接触点によって遮断されていない活性ピクセルと、接触点によって遮断されている非活性ピクセル４２１とも表示される画像である。
【００９０】
ステップＳ２：接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形の頂点座標（ＸP1，ＹP1）、（ＸP2，ＹP2）、（ＸP3，ＹP3）と（ＸP4，ＹP4）を算出する。
【００９１】
ステップＳ２１：イメージ信号プロセッサー７によって、イメージセンサー４より捕捉された線画像４１１を電気信号に置き換えて、座標算出装置に伝送する。
【００９２】
ステップＳ２２：座標算出装置８より、イメージ信号プロセッサー７の電気信号に非活性ピクセル４２１が含まれているか否かを判断する。
【００９３】
ステップＳ２２１：非活性ピクセル４２１が含まれていない場合、接触点がないと示す信号を出力する。
【００９４】
ステップＳ２２２：一つのみの非活性ピクセル４２１が含まれている場合、接触点エラー信号を出力する。
【００９５】
ステップＳ２２３：二つの連続されていない非活性ピクセル４２１が含まれている場合、一つ目の非活性ピクセル連続区域に対して、数式（６）の計算により、その非活性ピクセル連続区域の両端の端点座標位置である（Ｘ11，Ｙ11）と（Ｘ1m，Ｙ1m）を算出する。二つ目の非活性ピクセル連続区域に対して、数式（６）の計算により、その非活性ピクセル連続区域の両端の端点座標位置が（Ｘ21，Ｙ21）と（Ｘ2n，Ｙ2n）を算出する。数式（２）の計算により、接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標（ＸP1，ＹP1）、（ＸP2，ＹP2）、（ＸP3，ＹP3）、および、（ＸP4，ＹP4）を算出した上、接触点Ｐが表示画面の矩形の頂点座標信号を出力する。
【００９６】
ステップＳ２２４：接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形面積と、接触点Ｐが表示画面上に投影された質量中心座標を算出する。
【００９７】
ステップＳ２２４２：接触点が表示画面上に投影された矩形の頂点座標（ＸP1，ＹP1）、（ＸP2，ＹP2）、（ＸP3，ＹP3）、および、（ＸP4，ＹP4）より、数式（４）の計算により、接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形面積ＡＰを算出し、この面積信号を出力する。
【００９８】
ステップＳ２２４３：接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形の頂点座標と、接触点Ｐが表示画面上に投影された矩形面積ＡＰより、数式（５）の計算式により、接触点Ｐが表示画面上に投影された質量中心座標（ＸPd，ＹPd）を算出し、接触点Ｐが表示画面上に投影された質量中心座標（ＸPd，ＹPd）を出力する。
【００９９】
ステップＳ３：ステップＳ１に戻る。
【０１００】
以上は、本発明の好ましい実施形態であり、本発明の権利範囲に制限を加わるものではない。よって、本発明の権利範囲および明細書の内容による効果等の変化や変更は、本発明の範囲に含まれるものとする。たとえば、本発明の微小電子機械走査タッチパネルの微小電子機械反射ミラーと微小電子機械コントローラーとを回転多面鏡と回転多面鏡コントローラーに置換しても、レーザービーム走査の効果が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上説明の通り、本発明に係る微小電子機械走査の座標検出方法とそのタッチパネルの効果は、微小電子機械反射ミラーの高速共振振動により、走査ビームを反射できるため、高速走査の長所を有する。タッチパネルの解像度が大幅に向上されるほか、接触点が表示画面の投影面積を算出でき、各種サイズの高解像度のタッチパネルに適用できる。
【符号の説明】
【０１０２】
１：タッチパネル、２：表示画面、２１：表示画面有効範囲、３、３ａ、３ｂ：光源モジュール、３１、３１ａ、３１ｂ：レーザー光源、３２、３２ａ、３２ｂ：コリメートレンズ、３３：ビームスプリッター、３３１、３３２：ビーム分割素子、３１１ａ、３１１ｂ：レーザービーム、４：イメージセンサー、４１：線画像、４２１：第１非活性ピクセル、４２２：第２非活性ピクセル、５ａ、５ｂ：微小電子機械反射ミラー、５１、５１ａ、５１ｂ：反射面、５１１ａ、５１１ｂ：走査ビーム、５２：共振軸、５３：反射面の中心部、５４ａ、５４ｂ：微小電子機械コントローラー、５５ａ、５５ｂ：遮光板、６：タッチパネルフレーム、７：イメージ信号プロセッサー、８：座標算出装置、９０１：表示画面、９０２ａ、９０２ｂ：光学素子、９０３：再帰反射板、９０４：出射光と戻り光、９０５：レーザー光源、９０６：光ビーム反射単体、９０７：受光モジュール、９０７１：受光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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