(57)【要約】  タッチスクリーン、タッチシステム及びタッチシステムにおけるタッチオブジェクトの位置決定方法が開示される。タッチスクリーンは、赤外線管ペアアレイを有し、赤外線管ペアアレイは、タッチスクリーンの端部に配置される。赤外線管ペアアレイを導入することにより、本発明のタッチスクリーンは既存のタッチスクリーンにおける無効なタッチエリアを除去し、マルチポイントの位置決定における偽の接点を防止することができる。【選択図】図４
2013506213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチスクリーンの端部に配置された赤外線管ペアアレイを有することを特徴とするタッチスクリーン。
【請求項２】
前記タッチスクリーンは、抵抗膜方式タッチスクリーン、静電容量方式タッチスクリーン、投影型静電容量方式タッチスクリーン、光学式タッチスクリーン、表面弾性波方式タッチスクリーン、及び屈曲波方式タッチスクリーンのうちの１つである、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項３】
前記タッチスクリーンは、
タッチパネルと、
タッチオブジェクトの画像情報を取得するための、前記タッチパネルの端部に配置された２つのイメージセンサと、
前記２つのイメージセンサに光を与えるための、前記タッチパネルの端部に配置された少なくとも２つの光源と、
を更に備える光学式タッチスクリーンであって、
前記赤外線管ペアアレイは、前記タッチパネルの２つの対向する端部に配置されている、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項４】
前記タッチスクリーンは、
タッチパネルと、
フレームと、
２つのイメージセンサと、
少なくとも２つの光源と、
逆反射ストリップと、
を更に備える光学式タッチスクリーンであって、
前記２つのイメージセンサは、前記フレームの２つの隣接するコーナーに搭載され、
前記の光源は、前記のイメージセンサの近傍に搭載され、
前記逆反射ストリップは、前記フレームの３つの端部に搭載され、
前記赤外線管ペアアレイは、前記フレームの同一のまたは２つの対向する端部に搭載されている、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項５】
前記赤外線管ペアアレイは、前記フレームの同一の端部に搭載され、
前記赤外線管ペアアレイにおける赤外線放射管と赤外線受信管とが互いに重なるように配置され、
遮光板が、前記赤外線放射管と前記赤外線受信管との間に配置されている、請求項４に記載のタッチスクリーン。
【請求項６】
前記赤外線管ペアアレイは、前記フレームの同一の端部に搭載され、
前記赤外線管ペアアレイにおける赤外線放射管と赤外線受信管とが並行に配置され、
遮光板が、前記赤外線放射管の両側に配置されている、請求項４に記載のタッチスクリーン。
【請求項７】
前記赤外線管ペアアレイは、複数の赤外線管ペアを有し、
前記の赤外線管ペアの各々は、赤外線放射管と赤外線受信管とを含み、
光制限孔が、前記の赤外線管ペアの各々の前に配置されている、請求項４に記載のタッチスクリーン。
【請求項８】
遮光板が、前記のイメージセンサと前記の光源との間に配置され、
前記遮光板は、前記のイメージセンサの撮像方向に沿って延在している、請求項４乃至７のうちのいずれか一項に記載のタッチスクリーン。
【請求項９】
前記２つのイメージセンサ及び前記赤外線管ペアアレイが、前記逆反射ストリップが備えられていない端部に配置されている、請求項４乃至７のうちのいずれか一項に記載のタッチスクリーン。
【請求項１０】
前記赤外線管ペアアレイは、赤外線放射管グループと赤外線受信管グループとを有し、
前記赤外線放射管グループ及び前記赤外線受信管グループは、それぞれ、前記逆反射ストリップが備えられていない端部及びこれと対向する端部に配置されている、請求項４に記載のタッチスクリーン。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちのいずれか一項に記載のタッチスクリーンと、
前記のイメージセンサからの画像情報を処理して、前記タッチスクリーンの前記逆反射ストリップにタッチオブジェクトによって形成された影により、前記のイメージセンサに形成された画像の中心の座標値を決定するための、前記タッチスクリーンにおける前記のイメージセンサに接続された画像処理モジュールと、
前記赤外線管ペアアレイにおいて赤外線を受信しない赤外線管ペアの番号情報を決定し、前記の決定された赤外線を受信しない赤外線管ペアの番号情報に従って、前記赤外線管ペアアレイが備えられた端部に沿った方向におけるタッチオブジェクトの座標情報を決定するための、前記タッチスクリーンにおける前記赤外線管ペアアレイに接続された信号処理モジュールと、
前記画像処理モジュールからの座標値及び前記信号処理モジュールからの座標情報に従って、タッチオブジェクトの接点を決定するための、前記画像処理モジュール及び前記信号処理モジュールに接続されたメインコントローラと、
を有する、タッチシステム。
【請求項１２】
タッチシステムのタッチスクリーンにおける逆反射ストリップの画像情報及び赤外線管ペアアレイの受信状態情報を取得し、
前記逆反射ストリップの画像情報及び前記赤外線管ペアアレイの受信状態情報に従って、タッチオブジェクトの実際の位置情報を取得する、
ことを特徴とするタッチシステムにおけるタッチオブジェクトの位置決定方法。
【請求項１３】
前記逆反射ストリップの画像情報及び前記赤外線管ペアアレイの受信状態情報に従って、タッチオブジェクトの実際の位置情報を取得する段階は、
前記逆反射ストリップの画像情報に従って、タッチオブジェクトの位置情報を決定する段階と、
前記赤外線管ペアアレイの受信状態情報に従って、前記赤外線管ペアアレイが備えられた端部に沿った方向におけるタッチオブジェクトの座標情報を決定する段階と、
前記の決定されたタッチオブジェクトの位置情報及び前記座標情報に従って、タッチオブジェクトの実際の位置情報を決定する段階と、
を含む、請求項１２に記載のタッチオブジェクトの位置決定方法。
【請求項１４】
前記逆反射ストリップの画像情報は、前記逆反射ストリップにタッチオブジェクトによって形成された影により、前記タッチスクリーンの前記２つのイメージセンサに形成された画像の中心の座標値Ｎ１及びＮ２を含む、請求項１３に記載のタッチオブジェクトの位置決定方法。
【請求項１５】
前記赤外線管ペアアレイの受信状態情報は、赤外線を受信しない赤外線管ペアの番号情報を含む、請求項１４に記載のタッチオブジェクトの位置決定方法。
【請求項１６】
前記逆反射ストリップの画像情報に従って、タッチオブジェクトの位置情報を決定する段階は、
座標値Ｎ１及びＮ２に従って、下記の式を用いてｔ１及びｔ２を算出する段階と、
【数１】
2013506213.tif 000018
Ｖ：２つのイメージセンサの各々の電荷結合素子の１ライン上の総画素数
前記の算出された値ｔ１及びｔ２に従って、タッチオブジェクトの位置と前記２つのイメージセンサとの間の線と前記２つのイメージセンサが備えられた共通の端部との間にそれぞれ形成される角度θ１及びθ２を下記の式を用いて算出する段階と、
【数２】
2013506213.tif 000019
ｍ：ｔの指数の最大値、Ａ1，Ａ2．．．Ａm：定数
前記の算出された角度θ１及びθ２に従って、下記の式を用いてタッチオブジェクトの位置情報（ｘ，ｙ）を算出する段階と、
【数３】
2013506213.tif 000020
を含む、請求項１５に記載のタッチオブジェクトの位置決定方法。
【請求項１７】
前記赤外線管ペアアレイの受信状態情報に従って、前記赤外線管ペアアレイが備えられた端部に沿った方向におけるタッチオブジェクトの座標情報を決定する段階は、
赤外線を受信しない赤外線管ペアの番号情報に従って、タッチオブジェクトの水平座標情報を決定する段階を含む、請求項１６に記載のタッチオブジェクトの位置決定方法。
【請求項１８】
前記の決定されたタッチオブジェクトの位置情報及び前記座標情報に従って、タッチオブジェクトの実際の位置情報を決定する段階は、
前記水平座標情報に基づいて、タッチオブジェクトの偽の接点を除去する段階と、
タッチオブジェクトの実際の接点の座標情報（ｘ，ｙ）における水平座標ｘ及び水平座標情報ｘ１に従って、下記の式を用いてタッチオブジェクトの実際の位置情報における水平座標ｘfinalを算出する段階と、
【数４】
2013506213.tif 000021
タッチオブジェクトの実際の接点の座標情報（ｘ，ｙ）における垂直座標ｙに従って、ｙfinalを得るためにｙfinal＝ｙを用い、これによりタッチオブジェクトの実際の座標情報（ｘfinal、ｙfinal）を取得する段階と、
を含む、請求項１７に記載のタッチオブジェクトの位置決定方法。
【請求項１９】
下記の式が成立する、請求項１８に記載のタッチオブジェクトの位置決定方法。
【数５】
2013506213.tif 000022
【請求項２０】
ｋx＝１である、請求項１９に記載のタッチオブジェクトの位置決定方法。
【請求項２１】
タッチオブジェクトの仮の位置情報を取得するためにタッチオブジェクトの位置を決定するメインタッチ位置決定システムと、
タッチオブジェクトの１次元位置情報を決定するための赤外線管ペアアレイと、
前記メインタッチ位置決定システムからのタッチオブジェクトの仮の位置情報及び前記赤外線管ペアアレイからのタッチオブジェクトの１次元位置情報に従って、タッチオブジェクトの位置情報を決定するための、前記メインタッチ位置決定システム及び前記赤外線管ペアアレイに接続された処理ユニットと、
を含むことを特徴とするタッチシステム。
【請求項２２】
前記メインタッチ位置決定システムは、抵抗膜方式タッチスクリーン、静電容量方式タッチスクリーン、投影型静電容量方式タッチスクリーン、光学式タッチスクリーン、表面弾性波方式タッチスクリーン、及び屈曲波方式タッチスクリーンのうちの１つである、請求項２１に記載のタッチシステム。
【請求項２３】
前記赤外線管ペアアレイは、赤外線放射管グループと赤外線受信管グループとを有し、
前記赤外線放射管グループ及び前記赤外線受信管グループは、それぞれ、前記メインタッチ位置決定システムの２つの対向する端部に配置されている、請求項２１に記載のタッチシステム。
【請求項２４】
前記処理ユニットは、前記赤外線放射管グループにおける赤外線放射管が同時に発光するように制御するための制御ユニットを含む、請求項２３に記載のタッチシステム。
【請求項２５】
タッチシステムにおけるメインタッチ位置決定システムを利用することにより複数のタッチオブジェクトの位置を決定して、各タッチオブジェクトの仮の位置情報を取得し、
前記タッチシステムにおける赤外線管ペアアレイによって各タッチオブジェクトの１次元位置情報を決定し、
各タッチオブジェクトの前記仮の位置情報及び前記１次元位置情報に従って、各タッチオブジェクトの位置情報を決定する、
ことを特徴とするタッチシステムにおけるマルチポイント位置決定方法。
【請求項２６】
タッチオブジェクトの前記１次元位置情報は、同一方向におけるタッチオブジェクトの位置情報である、請求項２５に記載のマルチポイント位置決定方法。
【請求項２７】
タッチオブジェクトの前記仮の位置情報及び前記位置情報は、水平または垂直座標で表される、請求項２５に記載のマルチポイント位置決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電検出の技術分野に関し、特にタッチスクリーン、タッチシステム及びタッチシステムにおけるタッチオブジェクトの位置決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチメディア情報技術の進展に伴い、光学技術に基づくタッチスクリーンが、ますます広く利用されてきている。図１は、従来の光学式タッチスクリーンの構造の概略図である。図１に示すように、光学式タッチスクリーンは、フレーム１１００と、タッチパネル１２００と、逆反射ストリップ１３００と、イメージセンサとしての２つのカメラ１４００と、２つの光源１５００と、を有する。フレーム１１００は、第１端部１１０１と、第２端部１１０２と、第３端部１１０３と、第４端部１１０４と、を有する。タッチパネル１２００は、フレーム１１００で囲まれている。逆反射ストリップ１３００は、フレーム１１００の第２端部１１０２、第３端部１１０３、及び第４端部１１０４の上に設置されている。２つのカメラ１４００は、それぞれ、第１端部１１０１と第２端部１１０２との間のコーナー及び第１端部１１０１と第４端部１１０４との間のコーナーに設置され、２つの光源１５００は、それぞれ、２つのカメラ１４００の上に設置されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１における光学式タッチスクリーンには以下の問題点があった。
【０００４】
第１に、２つのカメラ１４００が設置されている２つのコーナーの間の共通の端部（即ち、端部１１０１）の周辺には無効なタッチエリアが存在する。図２は、図１に示したタッチスクリーンにおける無効なタッチエリアの概略図である。図２に示すように、タッチオブジェクトがＰ１からＰ２に移動するとき、水平方向の移動距離が大きいが、逆反射ストリップ１３００上でタッチオブジェクトによって形成される影の移動距離は非常に小さい。このため、影の位置に従って、Ｐ１とＰ２の位置を正確に決定することができない。さらに、光学式タッチスクリーン上に２つのタッチオブジェクトＰ１、Ｐ２がある場合、即ち、マルチタッチが生じた場合、タッチパネル上での２つのタッチオブジェクトＰ１とＰ２との間の間隔が大きいにも拘らず、逆反射ストリップ１３００上での２つのオブジェクトによってそれぞれ形成される影の間隔は非常に小さく、それぞれの影の位置に従ってＰ１及びＰ２の正確な位置を決定することができない。
【０００５】
第２に、２つ以上のタッチオブジェクトがタッチスクリーン上でタッチ操作を実行する場合、偽の接点（あるいは「ゴーストポイント」）が生じる。図３は、図１に示したタッチスクリーン上での偽の接点の概略図を示す。図３に示すように、Ｔ１及びＴ２が２つのタッチオブジェクトの実際の接点であるが、三角測量法に従うと、これら２つのタッチオブジェクトについて４つの接点Ｔ１、Ｔ２、Ｇ１、Ｇ２が得られ、Ｇ１、Ｇ２が偽の接点である。この場合、複数のタッチオブジェクトの実際の接触位置を決定することはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の技術的な問題点を考慮して提案されたものであり、本発明の目的は、新型のタッチスクリーン、タッチシステム及びタッチシステムにおけるタッチオブジェクトの位置決定方法を提供することであって、これによりタッチスクリーン上の無効なタッチエリアをなくし、偽の接点の問題を解決することができる。
【０００７】
本発明の第１の側面によれば、タッチスクリーンの端部に配置された赤外線管ペアアレイを有するタッチスクリーンが提供される。
【０００８】
本発明の第２の側面によれば、上記のタッチスクリーンと、イメージセンサからの画像情報を処理して、タッチスクリーンの逆反射ストリップ上にタッチオブジェクトにより形成された影により、イメージセンサに形成された画像の中心座標値を決定するためのタッチスクリーンにおけるイメージセンサに接続された画像処理モジュールと、赤外線管ペアアレイのうち赤外線を受信しない赤外線管ペアの番号情報を決定し、決定された赤外線を受信しない赤外線管ペアの番号情報に従って赤外線管ペアアレイが設けられた端部に沿った方向におけるタッチオブジェクトの座標情報を決するための、タッチスクリーンにおいて赤外線管ペアアレイに接続された信号処理モジュールと、画像処理モジュールからの座標値及び信号処理モジュールからの座標情報に従ってタッチオブジェクトの接点を決定するための、画像処理モジュール及び信号処理モジュールに接続されたメインコントローラと、を有するタッチシステムが提供される。
【０００９】
本発明の第３の側面によれば、タッチシステムのタッチスクリーンにおける逆反射ストリップの画像情報及び赤外線管ペアアレイの受信状態情報を取得し、逆反射ストリップの画像情報及び赤外線管ペアアレイの受信状態情報に従って、タッチオブジェクトの実際の位置情報を決定する、ことを特徴とする、タッチシステムにおけるタッチオブジェクトの位置決定方法が提供される。
【００１０】
本発明の第４の側面によれば、タッチオブジェクトの仮の位置情報を取得するためにタッチオブジェクトの位置を決定するメインタッチ位置決定システムと、タッチオブジェクトの１次元位置情報を決定するための赤外線管ペアアレイと、メインタッチ位置決定システムからのタッチオブジェクトの仮の位置情報及び赤外線管ペアアレイからのタッチオブジェクトの１次元位置情報に従ってタッチオブジェクトの位置情報を決定するための、メインタッチ位置決定システム及び赤外線管ペアアレイに接続された処理ユニットと、を有することを特徴とするタッチシステムが提供される。
【００１１】
本発明の第５の側面によれば、複数のタッチオブジェクトの仮の位置情報を取得するために、タッチシステムにおけるメインタッチ位置決定システムを用いて複数のタッチオブジェクトの位置を決定し、タッチシステムにおける赤外線管ペアアレイを用いて複数のタッチオブジェクトの１次元位置情報を決定し、複数のタッチオブジェクトの仮の位置情報及び１次元位置情報に従って、複数のタッチオブジェクトの位置情報を決定する、ことを特徴とするタッチシステムにおけるマルチポイント位置決定方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のタッチスクリーンの概略的な構成図である。
【図２】図１に示したタッチスクリーンにおける無効なタッチエリアの概略図である。
【図３】図１に示したタッチスクリーン上での偽の接点の概略図である。
【図４】本発明の一実施例によるタッチスクリーンの概略的な構成図である。
【図５】図４に示したタッチスクリーンにおける赤外線管ペアアレイの配置図である。
【図６】赤外線管ペアと赤外線管ペアアレイにおける光制限孔の断面図である。
【図７】赤外線管ペアの構成図である。
【図８】赤外線管ペアアレイにおける赤外線管ペアの概略的な配置図である。
【図９】赤外線管ペアアレイにおける赤外線管ペアの他の概略的な配置図である。
【図１０】図４に示したタッチスクリーンにおけるカメラ及び光源の配置図である。
【図１１】本発明の実施例によるタッチシステムの構成図である。
【図１２】図１１に示したタッチシステムにおける無効なタッチエリアの除去を示す概略図である。
【図１３】図１１に示したタッチシステムにおいて複数のタッチオブジェクトがタッチ操作を実行した場合における偽の接点の除去を示す概略図である。
【図１４】本発明の実施例によるタッチシステムにおけるタッチオブジェクトの位置決定方法のフローチャートである。
【図１５】図１４に示す方法において、逆反射ストリップの画像情報及び赤外線管ペアアレイの受信状態情報に従って、タッチオブジェクトの実際の位置情報を決定するステップのフローチャートである。
【図１６】図１５に示す方法において、逆反射ストリップの画像情報に従って、タッチオブジェクトの位置情報を決定する方法を表す概略図である。
【図１７】図１４に示す方法を用いることによって、複数のタッチオブジェクトがタッチ操作を実行した場合に、各タッチオブジェクトの位置情報を決定する方法を表す概略図である。
【図１８】本発明の実施例による他のタッチシステムの構成図である。
【図１９】図１８に示したタッチシステムの変形例の概略図である。
【図２０】本発明の実施例によるタッチシステムにおいて、マルチポイント位置決定方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の上記の及び他の目的、特徴、効果は、好適な実施例に関する以下の詳細な説明及び図面により明らかとなるであろう。
【００１４】
本発明の実施例において、タッチスクリーンは、赤外線管ペアアレイを有し、赤外線管ペアアレイは、タッチスクリーンの端部に設けられている。本発明の実施例において、タッチスクリーンは、例えば、電子式ホワイトボード、抵抗膜方式タッチスクリーン、静電容量方式タッチスクリーン、投影型静電容量方式タッチスクリーン、光学式タッチスクリーン、表面弾性波方式タッチスクリーン、屈曲波方式タッチスクリーン等を用いることができる。しかしながら、上記タッチスクリーンは、赤外線方式タッチスクリーンは含まない。
【００１５】
以下の説明では、光学式タッチスクリーンを例に挙げる。図４は、本発明の一実施例によるタッチスクリーンの概略的な構成図である。本実施例について、図面を用いて詳細に説明する。図４に示すように、光学式タッチスクリーンは、タッチパネル１２００と、フレーム１１００と、逆反射ストリップ１３００と、イメージセンサとしての２つのカメラ１４００と、２つの光源１５００と、赤外線管ペアアレイ２６００と、を有する。フレーム１１００は、第１端部１１０１と、第２端部１１０２と、第３端部１１０３と、第４端部１１０４と、を含み、タッチパネル１２００を囲んでいる。逆反射ストリップ１３００は、フレーム１１００の３つの端部、即ち、第２端部１１０２、第３端部１１０３、第４端部１１０４に設置されている。２つのカメラ１４００は、それぞれフレーム１１００の第１端部１１０１に配置されている。換言すれば、２つのカメラ１４００は、それぞれ第１端部１１０１と２つの隣接する端部（即ち、第２端部１１０２及び第４端部１１０４）との間のコーナーに配置されている。２つの光源１５００は、それぞれ２つのカメラ１４００の近傍、例えば、カメラ１４００の上に配置されている。赤外線管ペアアレイ２６００は、逆反射ストリップ１３００が設置されていないフレーム１１００の端部（即ち、第１端部１１０１）に設置されている。つまり、赤外線管ペアアレイ２６００は、フレーム１１００の同一端部に配置されている。本実施例から、赤外線管ペアアレイがフレームの同一端部に配置されている場合、逆反射ストリップは赤外線管ペアアレイとは反対のフレームの端部に配置される必要があることがわかる。あるいは、赤外線管ペアアレイ２６００は、フレーム１１００の第２端部１１０２または第４端部１１０４に配置されるようにしてもよい。
【００１６】
他の実施例において、タッチスクリーンはフレーム１１００を含まない。この場合、逆反射ストリップ１３００はタッチパネル１２００の３つの端部に配置され、２つのカメラ１４００は、それぞれ逆反射ストリップ１３００が設置されていないタッチパネル１２００の端部と２つの隣接する端部との間のコーナーに配置され、２つの光源１５００は、それぞれ２つのカメラ１４００の近傍に配置され、赤外線管ペアアレイ２６００は図４に示した実施例と同一であって、例えば、逆反射ストリップ１３００が設置されていないタッチパネル１２００の端部に配置される。
【００１７】
本実施例においては、赤外線管ペアアレイ２６００が備えられる端部は、フレーム１１００、またはタッチパネル１２００の長手方向の端部である。
【００１８】
図５は、図４に示したタッチスクリーンにおける赤外線管ペアアレイ２６００の配置図である。図５に示すように、赤外線管ペアアレイ２６００は、複数の完全に同一の赤外線管ペア２６０１を含み、各赤外線管ペア２６０１は、フレーム１１００の第１端部１１０１の内部に均等に配置されている。光制限孔２６０２が、各赤外線管ペア２６０１の照射範囲を制限するために、各赤外線管ペア２６０１の前に、即ち、フレーム１１００の第１端部１１０１の前面に配置されている。図６は、赤外線管ペア２６０１及び光制限孔２６０２の断面図である。光制限孔２６０２がない場合、赤外線管ペア２６０１の照射角度範囲は（点線で示すように）θ１である。光制限孔２６０２がある場合、赤外線管ペア２６０１の照射角度範囲は（実線で示すように）θ２である。照射角度範囲は、赤外線管ペア２６０１と光制限孔２６０２との間の距離を調節することにより調節することができる。さらに、光制限孔２６０２を用いることにより、赤外線管ペア２６０１における赤外線受信管において、逆反射ストリップ１３００によって反射された光線の干渉を減少させることができる。
【００１９】
図７は、赤外線管ペア２６０１の構成図である。図７に示すように、赤外線管ペア２６０１は、赤外線放射管Ｅと、赤外線受信管Ｒと、を含む。図８及び図９は、それぞれ赤外線管ペアアレイ２６００における赤外線管ペア２６０１の２通りの配置を示す。図８に示す配置では、各赤外線管ペア２６０１の赤外線放射管Ｅ及び赤外線受信管Ｒは並行に配置され、遮光板Ｓが各赤外線管ペア２６０１の赤外線放射管Ｅの両側に配置されている。図９に示す他の配置では、各赤外線管ペア２６０１の赤外線放射管Ｅ及び赤外線受信管Ｒは互いに重なるように配置され、遮光板Ｓ１が赤外線放射管Ｅと赤外線受信管Ｒとの間に配置されている。遮光板Ｓ１を設置することによって、赤外線受信管Ｒ上での赤外線放射管Ｅから放射された赤外線の干渉を防止することができる。
【００２０】
図１０は、図４に示したタッチスクリーンにおけるカメラ１４００及び光源１５００の配置図である。図１０に示すように、光源１５００はカメラ１４００の上部表面に設置されており、遮光板Ｓ２がカメラ１４００と光源１５００との間に設けられ、カメラ１４００の撮像方向に沿って延びている。遮光板Ｓ２は、独立して配置してもよいし、カメラ１４００の上部表面と一体化させて配置してもよいし、光源１５００の下部表面と一体化させて配置してもよい。遮光板Ｓ２を用いることによって、光源１５００から放射された光の照射角度範囲を（実線で示すように）α１からα２に狭くすることができる。タッチオブジェクトがカメラ１４００に接近するとき、遮光板Ｓ２は光源１５００から放射された光をカメラ１４００の近傍に制限するように遮光するため、タッチオブジェクトが光源１５００からの光を反射することがなく、カメラ１４００の位置での反射光の干渉を避けることができる。
【００２１】
他の実施例において、図４に示した光学式タッチスクリーンにおける逆反射ストリップを光源に置き換えることもできる。この実施例において、光源をタッチパネルまたはフレームの１つ以上の端部に配置することができる。この場合、赤外線管ペアアレイを赤外線放射管グループ及び赤外線受信管グループを含むように構成することができ、それぞれタッチパネルまたはフレームの２つの対向する端部に配置されるように構成することができる。換言すれば、赤外線放射管グループが配置されているタッチパネルまたはフレームの端部は、赤外線受信管グループが配置されているタッチパネルまたはフレームの端部と対向している。
【００２２】
図１１は、本発明の実施例によるタッチシステムの構成図である。本実施例について、以下の段落で図面を用いて詳細に説明する。ここで、上記実施例の構成と同一の構成には同一の参照符号を使用し、これらの構成に関する説明は適宜省略する。
【００２３】
図１１に示すように、本実施例のタッチシステムは、図４に示したタッチスクリーンと、タッチスクリーンの各カメラ１４００にそれぞれ接続された画像処理モジュール２７００と、タッチスクリーンの赤外線管ペアアレイ２６００に接続された信号処理モジュール２８００と、画像処理モジュール２７００及び信号処理モジュール２８００に接続されたメインコントローラ２９００と、を有する。さらに、メインコントローラ２９００にホスト２０００を接続してもよい。
【００２４】
本実施例のタッチシステムにおいて、画像処理モジュール２７００は、タッチスクリーン上のタッチオブジェクトの画像情報を収集するために、各カメラ１４００を制御する。カメラ１４００が画像情報のフレームを収集した後、カメラ１４００の電荷結合素子（ＣＣＤ）上に形成され、逆反射ストリップにタッチオブジェクトによって形成された影によって形成された画像の中心の座標値を決定するために、画像情報のフレームを受信し、処理し、メインコントローラ２９００に座標情報を送信する。一方、信号処理モジュール２８００は、赤外線管ペアアレイ２６００において、赤外線管ペアの通し番号（ｓｅｒｉａｌ  ｎｕｍｂｅｒ）など、赤外線を受信しない赤外線管ペアの番号情報を決定し、赤外線管ペアアレイが配置された端部に沿った方向におけるタッチオブジェクトの座標情報を決定する。メインコントローラ２９００は、画像処理モジュール２７００からの座標値、及び信号処理モジュール２８００からの座標情報に従って、タッチオブジェクトの接点を決定する。さらに、メインコントローラ２９００は、タッチオブジェクトの接点をホスト２０００に伝達し、ホスト２０００は、接点に従って対応するタスクを実行する。ホスト２０００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、テレビ、プリンタ、スキャナ、ＧＰＳナビゲータ、携帯電話等の装置とすることができる。
【００２５】
図１２は、図１１に示したタッチシステムにおける無効なタッチエリアの除去を示す概略図である。図１２に示したタッチシステムにおいて、タッチスクリーンの左上コーナーを原点、赤外線管ペアアレイ２６００が備えられた端部１１０１に沿った方向をＸ軸、端部１１０２に沿った方向をＹ軸と仮定する。図１２に示すように、タッチオブジェクトＰが、２つのカメラ１４００が設置された２つのコーナーの間の共通の端部（即ち、端部１１０１）の近傍に存在する場合、タッチシステムは、２つのカメラ１４００によって収集された画像情報に基づいてタッチオブジェクトＰの水平座標及び垂直座標を決定し、赤外線管ペアアレイ２６００を用いてタッチオブジェクトＰの他の水平座標を決定し、これら２つの水平座標の加重和に基づいてタッチオブジェクトＰの実際の水平座標を決定し、これにより無効なタッチエリアを除去することができる。
【００２６】
図１３は、図１１に示したタッチシステムにおいて複数のタッチオブジェクトがタッチ操作を実行した場合における偽の接点の除去を示す概略図である。同様に、図１３に示したタッチシステムにおいて、タッチスクリーンの左上コーナーを原点、赤外線管ペアアレイ２６００が備えられた端部１１０１に沿った方向をＸ軸、端部１１０２に沿った方向をＹ軸と仮定する。図１３に示すように、タッチスクリーン上にタッチ操作を実行する２つのタッチオブジェクトＴ３及びＴ４が存在する場合、２つのカメラ１４００によって収集された画像情報に従って、三角測量法を用いることによって４点Ｔ３、Ｔ４、Ｇ３、Ｇ４の座標が得られる。同時に、赤外線管ペアアレイ２６００によってＴ３及びＴ４の水平座標を決定することができ、２つの偽の接点Ｇ３及びＧ４を除去することができる。その後、取得したタッチオブジェクトＴ３及びＴ４の２つの水平座標に基づいて、それらの最終的な水平座標を決定し、これによりタッチオブジェクトの実際の座標位置が正確に決定される。
【００２７】
上記の説明からわかるように、赤外線管ペアアレイ２６００を導入することによって、上記の実施例のタッチスクリーン及びタッチパネルは、既存のタッチスクリーンにおける無効なタッチエリア及び偽の接点の問題を解決する。
【００２８】
図１４は、本発明の実施例によるタッチシステムにおける少なくとも１つのタッチオブジェクトの位置決定方法のフローチャートである。本実施例について、以下の段落で図面を用いて詳細に説明する。ここで、上記実施例の構成と同一の構成に関する説明は適宜省略する。
【００２９】
本実施例において、タッチシステムは、図１１に示したタッチシステムを採用する。
【００３０】
図１４に示すように、ステップ４１００において、タッチシステムにおけるタッチスクリーンの逆反射ストリップ１３００の画像情報及び赤外線管ペアアレイ２６００の受信状態情報を取得する。
【００３１】
タッチスクリーンのタッチパネル１２００上にタッチオブジェクトが存在する場合、タッチオブジェクトは光源１５００から放射された光線を遮光するため、逆反射ストリップ１３００上に影の領域が形成される。影の領域はカメラ１４００のＣＣＤ上で撮像した後、黒色の領域を形成し、そのため逆反射ストリップ１３００上で影がない領域は白色の背景を形成する。本実施例において、逆反射ストリップ１３００の画像情報は、逆反射ストリップ１３００上でタッチオブジェクトによって形成された影により、２つのカメラ１４００上に形成された画像の中心の座標値である。さらに、タッチオブジェクトは、タッチオブジェクトと丁度反対側にある赤外線管ペアアレイ２６００における赤外線管ペア２６０１の赤外線放射管Ｅによって放射された光線を遮光するため、あるいは逆反射ストリップ１３００によって反射されタッチオブジェクトと丁度反対側にある赤外線管ペアアレイ２６００における赤外線管ペア２６０１の赤外線受信管Ｒに向かう光線を遮光するため、あるいは、赤外線放射管Ｅによって放射された光線を遮光すると同時に、逆反射ストリップ１３００によって反射され赤外線受信管Ｒに向かう光線を遮光するため、赤外線管ペアアレイ２６００における赤外線管ペア２６０１の赤外線受信管Ｒは光線を受信することができない。この場合、タッチオブジェクトの水平座標は、赤外線を受信しない赤外線管ペア２６０１の番号を記録するだけで決定することができる。本実施例において、赤外線管ペアアレイ２６００の受信状態情報は、赤外線を受信しない赤外線管ペア２６０１の番号情報である。
【００３２】
次に、ステップ４２００において、タッチオブジェクトの実際の位置情報が、逆反射ストリップ１３００の画像情報及び赤外線管ペアアレイ２６００の受信状態情報に従って決定される。図１５は、ステップ４２００のフローチャートを示す。
【００３３】
図１５に示すように、ステップ５１００において、逆反射ストリップ１３００の画像情報に従って、タッチオブジェクトの位置情報が決定される。本ステップについて図１６を用いて詳細に説明する。
【００３４】
図１６に示すように、２つのカメラ１４００の光学的な中心をＡ及びＢと仮定し、２つのカメラの視野角はそれぞれタッチパネル１２００全体をカバーすることができると仮定する。タッチオブジェクトＴがタッチパネル１２００上に存在する場合、タッチオブジェクトＴは逆反射ストリップ１３００上に２つの影を形成し、これら２つの影の中心点はそれぞれＳｈ１及びＳｈ２である。カメラ１４００のＣＣＤ上に２つの影によって形成される画像の中心は、それぞれＳｈ１’及びＳｈ２’である。線ＡＢと、点Ｓｈ１及びＳｈ１’を結ぶ線との間の角度をθ１、線ＢＡの延長線と、点Ｓｈ２及びＳｈ２’を結ぶ線との間の角度をθ３と仮定すると、θ１＝θ３である。線ＡＢと、点Ｓｈ２及びＳｈ２’を結ぶ線との間の角度をθ２、線ＡＢの延長線と、点Ｓｈ２及びＳｈ２’を結ぶ線との間の角度をθ４と仮定すると、θ２＝θ４である。点Ａを原点、ＡＢ方向をＸ軸の正の方向、ＡＣ方向をＹ軸の正の方向とし、直交座標平面を定め、線分ＡＢの長さをｗとすると、タッチオブジェクトＴの座標（ｘ，ｙ）は以下の式によって計算することができる。
【００３５】
【数１】
2013506213.tif 000003
【００３６】
θ１及びθ２の計算は同様であるため、ここでは例としてθ１の計算について説明する。カメラ１４００のＣＣＤの実効的利用エリアをＶ*２０ピクセルと仮定し、点Ｓｈ１'の画素値をＮ１とし、ｔを以下のように定義する。
【００３７】
【数２】
2013506213.tif 000004
【００３８】
そうすると、θ１は下記の式によって計算される。
【００３９】
【数３】
2013506213.tif 000005
ここで、Ａiは既知の定数である。
【００４０】
本実施例において、Ａiの値は下記のキャリブレーション方法によって決定することができる。
【００４１】
具体的には、タッチ操作はタッチシステムにおいてｎ回実行される。ここで、ｍ＜ｎであって、各タッチ操作における点Ｓｈ１’の画素値ｎk及び対応する角度θ１kが記録される。ここで、ｋ＝１，２，３．．．ｎであり、数のペア（ｎk，θ１k）が各タッチ操作に対して生成される。
【００４２】
ここで、ｔkを以下のように定義する。
【００４３】
【数４】
2013506213.tif 000006
従って、数のペア（ｔk，θ１k）が得られ、式（４）に従って、θ１kの計算された値であるθ１k’が計算される。
【００４４】
【数５】
2013506213.tif 000007
【００４５】
θ１k’ とθ１kとの間の誤差を最小にするためには、式（７）が最小値をとればよい。
【００４６】
【数６】
2013506213.tif 000008
即ち、
【００４７】
【数７】
2013506213.tif 000009
【００４８】
式（８）はＡ1，Ａ2．．．Ａmの多変数関数であるため、Ｉ＝Ｉ（Ａ1，Ａ2，Ｌ，Ａm）の極値を求めることが実際に問題となる。
【００４９】
【数８】
2013506213.tif 000010
即ち、
【００５０】
【数９】
2013506213.tif 000011
【００５１】
式（１０）はＡ1，Ａ2．．．Ａmの線形方程式であり、方程式の係数行列は正定値対称行列であるため、方程式は単一の解を有し、Ａ1，Ａ2．．．Ａmの値を決定することができる。
【００５２】
従って、角度θ１の値は、逆反射ストリップ１３００においてタッチオブジェクトによって形成された影により、カメラ１４００に形成された画像の画素値Ｎ１によって計算することができる。同様にして、角度θ２の値も得ることができる。従って、タッチオブジェクトＴの座標（ｘ，ｙ）を式（１）及び（２）によって計算することができる。
【００５３】
その後、ステップ５２００において、赤外線管ペアアレイ２６００の受信状態情報に従って、赤外線管ペアアレイ２６００が備えられた端部に沿った方向におけるタッチオブジェクトの座標情報、即ち、水平座標情報が決定される。
【００５４】
上述のように、赤外線管ペアアレイ２６００の受信状態情報は、赤外線を受信しない赤外線管ペア２６０１の番号情報である。タッチオブジェクトＴの他の水平座標ｘ１を上記の番号情報に基づいて決定することができる。複数のタッチオブジェクトがタッチ操作を実行する場合、タッチオブジェクトの偽の接点を水平座標によって除去することができる。
【００５５】
次に、ステップ５３００において、タッチオブジェクトの実際の位置情報が、ステップ５１００で決定されたタッチオブジェクトの位置情報及びステップ５２００で決定されたタッチオブジェクトの他の水平座標に従って、決定される。本実施例において、タッチオブジェクトＴの最終的な位置は、以下の式に従って決定される。
【００５６】
【数１０】
2013506213.tif 000012
即ち、タッチオブジェクトの最終的な垂直座標は、ステップ５１００で決定された垂直座標であり、タッチオブジェクトの最終的な水平座標は、ステップ５１００で決定された水平座標及びステップ５２００で決定された他の水平座標に基づいて決定される。
【００５７】
式（１１）において、「ｒ」は加重値を表し、ｒは、ｙの関数である。
【００５８】
【数１１】
2013506213.tif 000013
【００５９】
【数１２】
2013506213.tif 000014
ここで、ｋx及びｋyは定数である。
【００６０】
さらに、ｋx＝１の場合は、以下の式が成立する。
【００６１】
【数１３】
2013506213.tif 000015
【００６２】
式（１５）にｆ（ｗ／２）＝１を代入すると、以下の式が得られる。
【００６３】
【数１４】
2013506213.tif 000016
従って、以下の式が得られる。
【００６４】
【数１５】
2013506213.tif 000017
【００６５】
図１７は、図１４に示す方法を用いることによって、複数のタッチオブジェクトがタッチ操作を実行した場合に、複数のタッチオブジェクトのそれぞれの位置情報を決定する方法を表す概略図である。図１７に示すように、タッチパネル１２００においてタッチ操作を実行する２つのタッチオブジェクトＴ５及びＴ６が存在する場合、まず、ステップ４１００及び５１００に従って、式（１）及び（２）を用いることによって、２つのタッチオブジェクトＴ５及びＴ６の４つの位置情報、即ち、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ５’及びＴ６’が取得される。その後、ステップ５２００に従って、タッチオブジェクトＴ５及びＴ６の他の水平座標が取得される。Ｔ５’及びＴ６’は赤外線管ペアアレイ２６００によって放射された光線を遮光できない偽の接点であるため、偽の接点は、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ５’及びＴ６’の水平座標をステップ５２００において取得された水平座標と比較することによって除去することができる。最終的に、ステップ５３００に従って各タッチオブジェクトの実際の位置情報は方程式（１１）及び（１２）を用いることによって決定される。
【００６６】
本実施例について、ステップ５１００をステップ５２００の前に実行するという順序で説明したが、実際には、ステップ５２００はステップ５１００の前に実行してもよく、あるいは２つのステップを同時に実行してもよい。
【００６７】
図１８は、本発明の実施例による他のタッチシステムの構成図である。本実施例について、図面を用いて詳細に説明する。ここで、上記実施例の構成と同一の構成に関する説明は適宜省略する。
【００６８】
図１８に示すように、本実施例のタッチシステムは、タッチオブジェクトの仮の位置情報を取得するためのタッチオブジェクトの位置決定用のメインタッチ位置決定システムと、タッチオブジェクトの１次元の位置情報を決定するための赤外線管ペアアレイと、メインタッチ位置決定システムからのタッチオブジェクトの仮の位置情報及び赤外線管ペアアレイからのタッチオブジェクトの１次元の位置情報に従ってタッチオブジェクトの位置情報を決定するための、メインタッチ位置決定システム及び赤外線管ペアアレイに接続された処理ユニット１０７と、を有する。
【００６９】
本実施例において、メインタッチ位置決定システムは、例えば、電子式ホワイトボード、抵抗膜方式タッチスクリーン、静電容量方式タッチスクリーン、投影型静電容量方式タッチスクリーン、光学式タッチスクリーン、表面弾性波方式タッチスクリーン、屈曲波方式タッチスクリーン等とすることができる。以下の説明においては、光学式タッチスクリーンを例に挙げる。図１８に示すように、光学式タッチスクリーンは、タッチパネル１０１と、逆反射ストリップ１０２と、２つの光源１０３と、２つの赤外線カメラ１０４と、処理装置（図示せず）と、を有する。タッチパネル１０１は、第１端部１１０と、第２端部１１１と、第３端部１０８と、第４端部１０９と、を有する。逆反射ストリップ１０２は、タッチパネル１０１の３つの端部、例えば、第２端部１１１、第３端部１０８、第４端部１０９上に設置され、光源１０３から放射された光を光源１０３の近傍に反射させ、これにより赤外線カメラ１０４にタッチオブジェクトの画像情報を取得するために必要な光を提供する。赤外線カメラ１０４は、それぞれ、タッチパネル１０１の隣接する２つのコーナーに設置される。例えば、赤外線カメラ１０４は、それぞれ、第１端部１１０と第２端部１１１との間のコーナー及び第１端部１１０と第４端部１０９との間のコーナーに配置される。光源１０３は、それぞれ、２つの赤外線カメラ１０４の近傍に配置されており、本実施例では光源１０３は、赤外光源である。処理装置は、赤外線カメラからの画像情報に従って三角測量法を用いることにより、タッチオブジェクトの仮の位置情報を計算するために使用される。あるいは、処理装置は処理ユニット１０７の内部に配置されるようにしてもよい。
【００７０】
赤外線管ペアアレイは、赤外線放射管グループ１０５と赤外線受信管グループ１０６とを有し、タッチオブジェクトの１次元位置情報を取得する。赤外線放射管グループ１０５及び赤外線受信管グループ１０６は、それぞれ、タッチパネルの２つの対向する端部に配置される。図１８において、赤外線放射管グループ１０５は、タッチパネル１０１の第３端部１０８に搭載され、赤外線受信管グループ１０６は、タッチパネル１０１の第１端部１１０に搭載される。タッチパネル１０１の第３端部１０８において、逆反射ストリップ１０２が赤外線放射管グループ１０５上に配置される。
【００７１】
処理ユニット１０７は、タッチオブジェクトの仮の位置情報及び１次元位置情報に従って、タッチオブジェクトの位置情報を決定する。図１８において、処理ユニット１０７とタッチパネル１０１とは分離して配置されているが、当業者であれば一体化することもできることが理解できるであろう。
【００７２】
さらに、処理ユニット１０７は、赤外線放射管グループ１０５における全ての赤外線放射管が同時に発光するように制御するための制御ユニットを含む。
【００７３】
加えて、逆反射ストリップ１０２を光源に置き換えることもできる。この場合、光源はタッチパネルまたはフレームの１つ以上の端部に配置することができる。
【００７４】
図１９は、図１８に示したタッチシステムの変形例の概略図である。この変形例においては、メインタッチ位置決定システムは、表面弾性波方式タッチスクリーンである。
【００７５】
図１９に示すように、表面弾性波方式タッチスクリーンは、タッチパネル１０１と、２つの超音波送信トランスデューサ２０１ａ及び２０３ａと、２つの超音波受信トランスデューサ２０１ｂ及び２０３ｂと、４つの反射アレイ２０２ａ、２０２ｂ、２０４ａ及び２０４ｂと、処理装置（図示せず）と、を有する。２つの超音波送信トランスデューサ２０１ａ及び２０３ａと、２つの超音波受信トランスデューサ２０１ｂ及び２０３ｂは、タッチパネル１０１の３つのコーナー、例えば、第１端部１１０と第４端部１０９との間のコーナー、第２端部１１１と第３端部１０８との間のコーナー、及び第３端部１０８と第４端部１０９との間のコーナーに搭載することができる。４つの反射アレイ２０２ａ、２０２ｂ、２０４ａ及び２０４ｂは、それぞれタッチパネル１０１の４つの端部に搭載される。この変形例において、タッチパネル１０１はもちろん、反射アレイ２０２ａ、２０２ｂ、２０４ａ及び２０４ｂは、音波を送信することができる。
【００７６】
赤外線管ペアアレイは、赤外線放射管グループ１０５と赤外線受信管グループ１０６とを有し、赤外線放射管グループ１０５は、タッチパネル１０１の第３端部１０８に搭載され、赤外線受信管グループ１０６は、タッチパネル１０１の第１端部１１０に搭載される。タッチパネル１０１の第１端部１１０において、赤外線受信管グループ１０６は、反射アレイ２０２ａ上に搭載される。タッチパネル１０１の第３端部１０８において、赤外線放射管グループ１０５は、反射アレイ２０２ｂ上に搭載される。
【００７７】
処理装置は、受信トランスデューサ２０１ｂ及び２０３ｂによって受信された音波情報に従って仮の位置情報を決定する。
【００７８】
処理ユニット１０７は、２つの超音波受信トランスデューサ２０１ｂ、２０３ｂ及び赤外線管ペアアレイに接続され、タッチオブジェクトの仮の位置情報及び１次元位置情報に従ってタッチオブジェクトの位置情報を決定する。
【００７９】
図２０は、本発明の実施例によるタッチシステムにおいて、マルチポイント位置決定方法のフローチャートである。本実施例について、図面を用いて詳細に説明する。ここで、上記実施例の構成と同一の構成に関する説明は適宜省略する。
【００８０】
図２０に示すように、ステップ３００において、複数のタッチオブジェクトがタッチシステムにおけるメインタッチ位置決定システムによって位置が決定され、複数のタッチオブジェクトの仮の位置情報が取得される。
【００８１】
本実施例において、タッチオブジェクトの仮の位置情報は、タッチオブジェクトの座標値であってもよいし、あるいはタッチオブジェクトの位置を表す他の情報であってもよい。
【００８２】
例えば、図１８に示すタッチシステムにおいて、２つのタッチオブジェクトがタッチ操作を実行している。ステップ３００が実行され、タッチオブジェクトの仮の位置情報、即ち、Ａ（Ｘ１，Ｙ１）、Ｂ（Ｘ２，Ｙ２）、Ｃ（Ｘ３，Ｙ３）及びＤ（Ｘ４，Ｙ４）が決定される。
【００８３】
例えば、図１９に示したタッチシステムにおいて、タッチ操作を実行する２つのタッチオブジェクトが存在する場合、ステップ３００を実行することによって取得されるタッチオブジェクトの仮の位置は、Ｅ（Ｘ５，Ｙ５）、Ｆ（Ｘ６，Ｙ６）、Ｇ（Ｘ７，Ｙ７）及びＨ（Ｘ８，Ｙ８）である。
【００８４】
次に、ステップ３０１において、複数のタッチオブジェクトの１次元位置情報が、タッチシステムの赤外線管ペアアレイによって決定される。
【００８５】
本実施例において、タッチオブジェクトの１次元位置情報は、同一方向におけるタッチオブジェクトの位置情報である。タッチオブジェクトの１次元位置情報は、タッチオブジェクトの座標情報であってもよいし、タッチオブジェクトの１次元位置情報を表す他の情報であってもよい。しかしながら、タッチオブジェクトの１次元位置情報及びタッチオブジェクトの仮の位置情報は、同一の情報を利用するものとする。タッチオブジェクトの仮の位置情報がタッチオブジェクトの座標であるとすれば、タッチオブジェクトの１次元位置情報はタッチオブジェクトの水平または垂直座標となる。
【００８６】
例えば、図１８に示したタッチシステムにおいて、ステップ３０１によって取得されるタッチオブジェクトの１次元位置情報は、それぞれＸ１及びＸ２である。
【００８７】
例えば、図１９に示したタッチシステムにおいて、ステップ３０１によって取得されるタッチオブジェクトの１次元位置情報は、それぞれＫ１１及びＫ２１である。ここで、Ｋ１１は点線２０５が配置される位置であり、Ｋ２１は点線２０６が配置される位置である。
【００８８】
次に、ステップ３０２において、ステップ３００において決定される複数のタッチオブジェクトの仮の位置情報及びステップ３０１において決定される複数のタッチオブジェクトの１次元位置情報に従って、複数のタッチオブジェクトの位置情報が決定される。
【００８９】
例えば、図１８に示すタッチシステムにおいて、２つのタッチオブジェクトの仮の位置情報は、Ａ（Ｘ１，Ｙ１）、Ｂ（Ｘ２，Ｙ２）、Ｃ（Ｘ３，Ｙ３）及びＤ（Ｘ４，Ｙ４）であり、２つのタッチオブジェクトの１次元位置情報は、Ｘ１及びＸ２である。従って、２つのタッチオブジェクトの位置情報は、Ａ（Ｘ１，Ｙ１）及びＢ（Ｘ２，Ｙ２）と決定され、一方、Ｃ（Ｘ３，Ｙ３）及びＤ（Ｘ４，Ｙ４）は偽の接点の位置情報となる。
【００９０】
例えば、図１９に示すタッチシステムにおいて、２つのタッチオブジェクトの仮の位置情報は、Ｅ（Ｘ５，Ｙ５）、Ｆ（Ｘ６，Ｙ６）、Ｇ（Ｘ７，Ｙ７）及びＨ（Ｘ８，Ｙ８）であり、２つのタッチオブジェクトの１次元位置情報は、Ｋ１１及びＫ２１である。Ｅ（Ｘ５，Ｙ５）は点線２０６上にあり、Ｆ（Ｘ６，Ｙ６）は点線２０５上にあるため、２つのタッチオブジェクトの位置情報は、Ｅ（Ｘ５，Ｙ５）及びＦ（Ｘ６，Ｙ６）と決定され、一方、Ｇ（Ｘ７，Ｙ７）及びＨ（Ｘ８，Ｙ８）は偽の接点の位置情報となる。
【００９１】
本実施例において、ステップ３００をステップ３０１の前に実行すると説明したが、実際には、ステップ３０１をステップ３００の前に実行してよく、あるいは２つのステップを同時に実行してもよい点に注意されたい。
【００９２】
以上説明したとおり、本実施例の方法は、タッチオブジェクトの仮の位置情報に基づいて、赤外線管ペアアレイによって得られた１次元位置情報を考慮することにより、タッチオブジェクトの位置を決定し、その結果、偽の接点を効果的に除去するものである。
【００９３】
当業者であれば、上記実施例はハードウエアまたは一般的なハードウエアプラットフォームによって実行可能であることが理解できるであろう。
【００９４】
本発明の好適な実施例について、図面を用いて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例には限定されず、当業者は本発明の精神及び範囲内であらゆる種類の改良及び変更を行うことができる。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定されているに過ぎない。
【図１】
2013506213.tif 000023
【図２】
2013506213.tif 000024
【図３】
2013506213.tif 000025
【図４】
2013506213.tif 000026
【図５】
2013506213.tif 000027
【図６】
2013506213.tif 000028
【図７】
2013506213.tif 000029
【図８】
2013506213.tif 000030
【図９】
2013506213.tif 000031
【図１０】
2013506213.tif 000032
【図１１】
2013506213.tif 000033
【図１２】
2013506213.tif 000034
【図１３】
2013506213.tif 000035
【図１４】
2013506213.tif 000036
【図１５】
2013506213.tif 000037
【図１６】
2013506213.tif 000038
【図１７】
2013506213.tif 000039
【図１８】
2013506213.tif 000040
【図１９】
2013506213.tif 000041
【図２０】
2013506213.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月18日(2012.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる方向において接点の位置を検出し、検出信号を出力するように構成されたメインタッチ検出装置と、
アレイが延在する方向において前記接点の位置を検出し、前記検出信号を出力するように構成された、タッチスクリーンの端部に配置された赤外線管ペアアレイと、
を有するタッチスクリーンであって、
前記メインタッチ検出装置によって出力された前記検出信号及び前記赤外線管ペアアレイによって出力された前記検出信号が、接点の実際の座標情報を決定するために使用される、
ことを特徴とするタッチスクリーン。
【請求項２】
前記メインタッチ検出装置は、抵抗膜方式タッチ検出装置、静電容量方式タッチ検出装置、投影型静電容量方式タッチ検出装置、イメージセンサを利用した光学式タッチ検出装置、表面弾性波方式タッチ検出装置、及び屈曲波方式タッチ検出装置のうちの１つである、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項３】
前記メインタッチ検出装置は、
タッチオブジェクトの画像情報を取得するように構成された、前記タッチスクリーンの端部に配置された２つのイメージセンサと、
前記２つのイメージセンサに光を提供するように構成された、前記タッチスクリーンの端部に配置された光源と、
を有し、
前記赤外線管ペアアレイは、前記タッチスクリーンの２つの対向する端部または同一の端部に配置されている、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項４】
フレーム及び逆反射ストリップをさらに有し、
前記２つのイメージセンサは、前記フレームの２つの隣接するコーナーに搭載され、
前記の各光源は、各々のイメージセンサの近傍に搭載され、
前記逆反射ストリップは、前記フレームの３つの端部に搭載され、
前記赤外線管ペアアレイは、前記フレームの同一の端部または２つの対向する端部に配置されている、請求項３に記載のタッチスクリーン。
【請求項５】
前記赤外線管ペアアレイは、前記フレームの同一の端部に配置され、
前記赤外線管ペアアレイにおける赤外線放射管及び赤外線受信管が、互いに重なるように、あるいは互いに並行となるように配置され、
遮光板が、前記赤外線放射管と前記赤外線受信管との間に配置されている、請求項４に記載のタッチスクリーン。
【請求項６】
前記赤外線管ペアアレイは、複数の赤外線管ペアを有し、
前記の各赤外線管ペアは、赤外線放射管及び該赤外線放射管に隣接する赤外線受信管を含み、
光制限孔が、前記の各赤外線管ペアの前に配置されている、請求項４に記載のタッチスクリーン。
【請求項７】
前記光源は、前記イメージセンサに隣接し、
遮光板が、前記イメージセンサと前記光源との間に配置され、
前記遮光板は、前記イメージセンサの撮像方向に沿って延びている、請求項４に記載のタッチスクリーン。
【請求項８】
前記２つのイメージセンサ及び前記赤外線管ペアアレイは、前記逆反射ストリップが搭載されていない端部に配置されている、請求項４に記載のタッチスクリーン。
【請求項９】
前記赤外線管ペアアレイは、赤外線放射管グループ及び赤外線受信管グループを有し、
前記赤外線放射管グループ及び前記赤外線受信管グループは、それぞれ、前記逆反射ストリップが搭載されていない端部、及びそれと対向する端部に配置されている、請求項４に記載のタッチスクリーン。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載のタッチスクリーンと、
前記メインタッチ検出装置からの前記検出信号を処理して、前記タッチスクリーンにおける接点の仮の２次元位置情報を決定し、それをメインコントローラに送信するように構成された、前記タッチスクリーンにおいて前記メインタッチ検出装置に接続された第１信号処理モジュールと、
赤外線を受信しない赤外線受信管の数の情報に従って、前記赤外線管ペアアレイの延在方向において、接点の１次元位置情報を決定し、それを前記メインコントローラに送信するように構成された、前記タッチスクリーンにおいて前記赤外線管ペアアレイに接続された第２信号処理モジュールと、
前記第１信号処理モジュールからの前記仮の２次元位置情報及び前記第２信号処理モジュールからの前記１次元位置情報に従って、接点の実際の位置を決定するように構成された、前記第１信号処理モジュール及び前記第２信号処理モジュールに接続されたメインコントローラと、
を有する、タッチシステム。
【請求項１１】
接点の仮の２次元位置情報を取得すると同時に、赤外線管ペアアレイを用いてアレイが延在する方向における接点の１次元位置情報を取得し、
前記２次元位置情報及び前記１次元位置情報に従って、接点の実際の位置情報を決定する、
ことを特徴とするタッチシステムにおける接点の位置決定方法。
【請求項１２】
接点の仮の２次元位置情報を取得するための装置は、タッチスクリーンの２つの隣接するコーナーに搭載された２つのイメージセンサと、光源と、逆反射ストリップと、を含み、
前記の２次元情報を取得するステップは、
前記逆反射ストリップに接点によって形成された２つの影により、前記２つのイメージセンサに形成された画像の中心の座標値Ｎ（Ｎ１及びＮ２）を取得するステップと、
前記座標値Ｎ１及びＮ２に従って、下記の式を用いてＮ１及びＮ２にそれぞれ対応する値ｔ（ｔ１及びｔ２）を算出する段階と、
【数１】
2013506213.tif 000043
Ｖ：２つのイメージセンサの各々の電荷結合素子の１ラインの総画素数
前記の算出された値ｔ１及びｔ２に従って、タッチオブジェクトの２つの影の中心と前記２つのイメージセンサに形成された画像の中心との間の線と、前記２つのイメージセンサが備えられた共通の端部との間にそれぞれ形成される角度θ（θ１及びθ２）を下記の式を用いて算出する段階と、
【数２】
2013506213.tif 000044
ｍ：ｔの指数の最大値、Ａ1，Ａ2．．．Ａm：定数
前記の算出された角度θ１及びθ２に従って、下記の式を用いて接点の位置情報（ｘ，ｙ）を算出する段階と、
【数３】
2013506213.tif 000045
ｗ：前記共通の端部の長さ
を含む、請求項１１に記載の接点の位置決定方法。
【請求項１３】
前記赤外線管ペアアレイによって取得された、アレイの延在方向における接点の１次元位置情報は、前記アレイの延在方向において赤外線を受信しない赤外線受信管の位置情報である、請求項１２に記載の接点の位置決定方法。
【請求項１４】
前記１次元位置情報は、水平座標ｘ１であり、
前記２次元位置情報（ｘ，ｙ）における水平座標ｘ及び水平座標ｘ１に従って、下記の式を用いて接点の実際の位置情報における水平座標ｘfinalを算出し、
【数４】
2013506213.tif 000046
前記２次元位置情報（ｘ，ｙ）における垂直座標ｙに従って、ｙfinalを得るためにｙfinal＝ｙを用い、これにより前記接点の実際の位置情報（ｘfinal、ｙfinal）を取得する、
請求項１２に記載の接点の位置決定方法。
【請求項１５】
下記の式が成立する、請求項１４に記載の接点の位置決定方法。
【数５】
2013506213.tif 000047
【請求項１６】
ｋx＝１である、請求項１５に記載の接点の位置決定方法。
【請求項１７】
接点の仮の位置情報を取得するために接点の位置を決定するように構成されたメインタッチ位置決定システムと、
接点の１次元位置情報を決定するように構成された赤外線管ペアアレイを含む１次元位置情報決定システムと、
前記メインタッチ位置決定システムからの接点の仮の２次元位置情報及び前記１次元位置情報決定システムからの前記接点の１次元位置情報に従って、接点の実際の位置情報を決定するように構成された、前記メインタッチ位置決定システム及び前記１次元位置情報決定システムに接続された処理ユニットと、
を含むことを特徴とするタッチシステム。
【請求項１８】
前記メインタッチ位置決定システムは、抵抗膜方式タッチ位置決定システム、静電容量方式タッチ位置決定システム、投影型静電容量方式タッチ位置決定システム、光学式タッチ位置決定システム、表面弾性波方式タッチ位置決定システム、及び屈曲波方式タッチ位置決定システムのうちの１つである、請求項１７に記載のタッチシステム。
【請求項１９】
前記赤外線管ペアアレイは、赤外線放射管グループと赤外線受信管グループとを有し、
前記赤外線放射管グループ及び前記赤外線受信管グループは、それぞれ、前記メインタッチ位置決定システムの２つの対向する端部に配置されている、請求項１７に記載のタッチシステム。
【請求項２０】
前記処理ユニットは、前記赤外線放射管グループにおける赤外線放射管が同時に発光するように制御するように構成された制御ユニットを含む、請求項１９に記載のタッチシステム。
【国際調査報告】
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