(57)【要約】【課題】処理効率の低下を防ぎつつ、検出対象となるタッチ領域の座標を正確に算出することのできる座標検知装置を提供する。【解決手段】座標入力面１０１上のタッチ領域の座標を検知する座標検知装置１００であって、タッチ領域のタッチ方向およびタッチ幅を検知する第１検知手段１０２ａおよび第２検知手段１０２ｂと、複数のタッチ領域が検知された場合に、各タッチ方向およびタッチ幅に基づいて、検知対象となる対象タッチ領域を特定する対象タッチ領域特定手段１０５と、対象タッチ領域の相対的位置を保持する相対位置保持手段１０５と、相対位置に基づいて特定される対象タッチ領域に対して第１検知手段１０２ａおよび第２検知手段１０２ｂが検知したタッチ領域方向に基づいて、対象タッチ領域の座標を算出する算出制御手段１０５とを備えた。【選択図】        図１
2007213135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標入力面上をタッチされたタッチ領域の座標を検知する座標検知装置であって、
前記座標入力面に近接して配置され、配置された位置を基準とした前記タッチ領域の方向であるタッチ方向および前記タッチ領域の幅であるタッチ幅を検知する第１検知手段と、
前記座標入力面に近接し、かつ前記第１検知手段と異なる位置に配置され、配置された位置を基準とした前記タッチ領域の方向であるタッチ方向および前記タッチ幅を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段および前記第２検知手段が、複数のタッチ領域を検知した場合に、各タッチ領域の前記タッチ方向および前記タッチ幅に基づいて、複数のタッチ領域のうち、検知対象となる対象タッチ領域を特定する対象タッチ領域特定手段と、
前記対象タッチ領域特定手段により特定された前記対象タッチ領域の、複数のタッチ領域に対する相対的位置を保持する相対位置保持手段と、
前記第１検知手段および前記第２検知手段が、複数のタッチ領域を検知した場合に、前記相対位置保持手段が保持する前記相対位置に基づいて特定される前記対象タッチ領域に対して前記第１検知手段が検知した前記タッチ領域方向および前記第２検知手段が検知した前記タッチ領域方向に基づいて、前記対象タッチ領域の座標を算出する算出制御手段と
を備えたことを特徴とする座標検知装置。
【請求項２】
前記対象タッチ領域特定手段は、前記複数のタッチ領域のうち、前記座標入力面のＸ方向の最も左側のタッチ領域の幅が最も狭い場合には、前記最も左側の前記タッチ領域を前記対象タッチ領域として特定することを特徴とする請求項１に記載の座標検知装置。
【請求項３】
前記対象タッチ領域特定手段は、前記複数のタッチ領域のうち、前記座標入力面のＸ方向の最も右側のタッチ領域の幅が最も狭い場合には、前記最も右側の前記タッチ領域を前記対象タッチ領域として特定することを特徴とする請求項１または２に記載の座標検知装置。
【請求項４】
前記第１検知手段および前記第２検知手段は、前記座標入力面へのタッチ開始をさらに検知し、
前記対象タッチ領域特定手段は、前記第１検知手段および前記第２検知手段が、複数のタッチ領域の前記タッチ開始を検知したときに、前記相対的位置を保持することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の座標検知装置。
【請求項５】
前記第１検知手段および前記第２検知手段は、当該タッチ開始に続く、タッチ領域の移動をさらに検知し、
前記対象タッチ領域特定手段は、前記第１検知手段および前記第２検知手段が前記タッチ領域の移動を検知したときに、前記相対位置保持手段が保持する前記相対位置に基づいて、前記対象タッチ領域を特定し、
前記算出制御手段は、前記対象タッチ領域特定手段により特定された前記対象タッチ領域の座標を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の座標検知装置。
【請求項６】
前記第１検知手段および前記第２検知手段は、前記座標入力面へのタッチの終了をさらに検知し、
前記第１検知手段および前記第２検知手段が、前記座標入力面へのタッチの終了をさらに検知した場合に、前記相対位置保持手段が保持する前記相対位置を削除する削除手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の座標検知装置。
【請求項７】
前記第１検知手段および前記第２検知手段が３つ以上のタッチ領域を検知した場合に、前記３つ以上のタッチ領域のうち所定の２つのタッチ領域間の領域間距離を算出するタッチ領域間距離算出手段をさらに備え、
前記対象タッチ領域特定手段は、前記タッチ領域間距離算出手段により算出された前記領域間距離が予め定められた規定値以下である場合に、前記２つのタッチ領域のいずれか一方を前記対象タッチ領域として特定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の座標検知装置。
【請求項８】
前記第１検知手段および前記第２検知手段が２つのタッチ領域を検知した場合に、前記２つのタッチ領域間の領域間距離を算出するタッチ領域間距離算出手段をさらに備え、
前記対象タッチ領域特定手段は、前記タッチ領域間距離算出手段により算出された前記領域間距離が予め定められた規定値以下である場合に、前記２つのタッチ領域のいずれか一方を前記対象タッチ領域として特定することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の座標検知装置。
【請求項９】
前記第１検知手段および前記第２検知手段が２つのタッチ領域を検知した場合に、前記２つのタッチ領域間の領域間距離を算出するタッチ領域間距離算出手段と、
前記タッチ領域間距離算出手段により算出された前記領域間距離が予め定められた規定値より大きい場合に、ユーザに警告を通知する警告手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の座標検知装置。
【請求項１０】
前記算出制御手段は、前記第１検知手段および前記第２検知手段が複数のタッチ領域を検知した場合には、前記対象タッチ領域特定手段が前記対象タッチ領域を特定した後に、前記対象タッチ領域の座標を算出することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の座標検知装置。
【請求項１１】
座標入力面上をタッチされたタッチ領域の座標を検知する座標検知方法であって、
前記座標入力面に近接して配置された第１検知手段が配置された位置を基準とした前記タッチ領域の方向であるタッチ方向および前記タッチ領域の幅であるタッチ幅を検知する第１検知ステップと、
前記座標入力面に近接し、かつ前記第１検知手段と異なる位置に配置された第２検知手段が配置された位置を基準とした前記タッチ領域の方向であるタッチ方向および前記タッチ幅を検知する第２検知ステップと、
前記第１検知ステップおよび前記第２検知ステップにおいて、複数のタッチ領域を検知した場合に、各タッチ領域の前記タッチ方向および前記タッチ幅に基づいて、複数のタッチ領域のうち、検知対象となる対象タッチ領域を特定する対象タッチ領域特定ステップと、
前記対象タッチ領域特定ステップにおいて特定された前記対象タッチ領域の、複数のタッチ領域に対する相対的位置を相対位置保持手段に保持させる相対位置保持ステップと、
前記第１検知ステップおよび前記第２検知ステップにおいて複数のタッチ領域を検知した場合に、前記相対位置保持手段が保持する前記相対位置に基づいて特定される前記対象タッチ領域に対して前記第１検知手段が検知した前記タッチ領域方向および前記第２検知手段が検知した前記タッチ領域方向に基づいて、前記対象タッチ領域の座標を算出する算出制御ステップと
を有することを特徴とする座標検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標入力面上のタッチ領域の座標を検知する座標検知装置および座標検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、タッチペンなどによりタッチパネルに文字や図形を描画することのできるタッチパネルが知られている。これは、タッチペンの接触しているタッチ領域の座標を検知することにより、タッチペンにより描画された文字等を表示したりするものである。
【０００３】
一般に、ペンを使って手書きで文字や図形を描画する場合には、筆記者は、ペン先を筆記面に接触させながら、ペン操作安定のために手指の一部を筆記面に接触させることが多い。タッチパネルにおいてもこのように、ペン先と手指とが同時に接触することが多い。
【０００４】
タッチパネルにおいての描画においては、一般的な手書きと同様の操作により文字等を入力できるのが好ましい。ただし、上述のように、ペン先の他に手指などが接触している場合には、手指が光を遮蔽することになる。
【０００５】
このため、ペン先が接触しているタッチ領域と手指が接触しているタッチ領域の両方が検出されることとなり、いずれが入力すべき座標かを判別できないという不都合がある。このような問題を解決するものとして、例えば、受光部における遮蔽物の幅により、実際に筆記しているペンと、手指とを区別する方法が開示されている（例えば、「特許文献１」参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３１７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のように、受光部における遮蔽物の幅によりペンと手指とを区別することとした場合には、処理に時間がかかるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、処理効率の低下を防ぎつつ、検出対象となるタッチ領域の座標を正確に算出することのできる座標検知装置および座標検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、座標入力面上をタッチされたタッチ領域の座標を検知する座標検知装置であって、前記座標入力面に近接して配置され、配置された位置を基準とした前記タッチ領域の方向であるタッチ方向および前記タッチ領域の幅であるタッチ幅を検知する第１検知手段と、前記座標入力面に近接し、かつ前記第１検知手段と異なる位置に配置され、配置された位置を基準とした前記タッチ領域の方向であるタッチ方向および前記タッチ幅を検知する第２検知手段と、前記第１検知手段および前記第２検知手段が、複数のタッチ領域を検知した場合に、各タッチ領域の前記タッチ方向および前記タッチ幅に基づいて、複数のタッチ領域のうち、検知対象となる対象タッチ領域を特定する対象タッチ領域特定手段と、前記対象タッチ領域特定手段により特定された前記対象タッチ領域の、複数のタッチ領域に対する相対的位置を保持する相対位置保持手段と、前記第１検知手段および前記第２検知手段が、複数のタッチ領域を検知した場合に、前記相対位置保持手段が保持する前記相対位置に基づいて特定される前記対象タッチ領域に対して前記第１検知手段が検知した前記タッチ領域方向および前記第２検知手段が検知した前記タッチ領域方向に基づいて、前記対象タッチ領域の座標を算出する算出制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の座標検知装置であって、前記対象タッチ領域特定手段は、前記複数のタッチ領域のうち、前記座標入力面のＸ方向の最も左側のタッチ領域の幅が最も狭い場合には、前記最も左側の前記タッチ領域を前記対象タッチ領域として特定することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２に記載の座標検知装置であって、前記対象タッチ領域特定手段は、前記複数のタッチ領域のうち、前記座標入力面のＸ方向の最も右側のタッチ領域の幅が最も狭い場合には、前記最も右側の前記タッチ領域を前記対象タッチ領域として特定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の座標検知装置であって、前記第１検知手段および前記第２検知手段は、前記座標入力面へのタッチ開始をさらに検知し、前記対象タッチ領域特定手段は、前記第１検知手段および前記第２検知手段が、複数のタッチ領域の前記タッチ開始を検知したときに、前記相対的位置を保持することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５にかかる発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の座標検知装置であって、前記第１検知手段および前記第２検知手段は、当該タッチ開始に続く、タッチ領域の移動をさらに検知し、前記対象タッチ領域特定手段は、前記第１検知手段および前記第２検知手段が前記タッチ領域の移動を検知したときに、前記相対位置保持手段が保持する前記相対位置に基づいて、前記対象タッチ領域を特定し、前記算出制御手段は、前記対象タッチ領域特定手段により特定された前記対象タッチ領域の座標を算出することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６にかかる発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の座標検知装置であって、前記第１検知手段および前記第２検知手段は、前記座標入力面へのタッチの終了をさらに検知し、前記第１検知手段および前記第２検知手段が、前記座標入力面へのタッチの終了をさらに検知した場合に、前記相対位置保持手段が保持する前記相対位置を削除する削除手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７にかかる発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の座標検知装置であって、前記第１検知手段および前記第２検知手段が３つ以上のタッチ領域を検知した場合に、前記３つ以上のタッチ領域のうち所定の２つのタッチ領域間の領域間距離を算出するタッチ領域間距離算出手段をさらに備え、前記対象タッチ領域特定手段は、前記タッチ領域間距離算出手段により算出された前記領域間距離が予め定められた規定値以下である場合に、前記２つのタッチ領域のいずれか一方を前記対象タッチ領域として特定することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８にかかる発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の座標検知装置であって、前記第１検知手段および前記第２検知手段が２つのタッチ領域を検知した場合に、前記２つのタッチ領域間の領域間距離を算出するタッチ領域間距離算出手段をさらに備え、前記対象タッチ領域特定手段は、前記タッチ領域間距離算出手段により算出された前記領域間距離が予め定められた規定値以下である場合に、前記２つのタッチ領域のいずれか一方を前記対象タッチ領域として特定することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９にかかる発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の座標検知装置であって、前記第１検知手段および前記第２検知手段が２つのタッチ領域を検知した場合に、前記２つのタッチ領域間の領域間距離を算出するタッチ領域間距離算出手段と、前記タッチ領域間距離算出手段により算出された前記領域間距離が予め定められた規定値より大きい場合に、ユーザに警告を通知する警告手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０にかかる発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の座標検知装置であって、前記算出制御手段は、前記第１検知手段および前記第２検知手段が複数のタッチ領域を検知した場合には、前記対象タッチ領域特定手段が前記対象タッチ領域を特定した後に、前記対象タッチ領域の座標を算出することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１１にかかる発明は、座標入力面上をタッチされたタッチ領域の座標を検知する座標検知方法であって、前記座標入力面に近接して配置された第１検知手段が配置された位置を基準とした前記タッチ領域の方向であるタッチ方向および前記タッチ領域の幅であるタッチ幅を検知する第１検知ステップと、前記座標入力面に近接し、かつ前記第１検知手段と異なる位置に配置された第２検知手段が配置された位置を基準とした前記タッチ領域の方向であるタッチ方向および前記タッチ幅を検知する第２検知ステップと、前記第１検知ステップおよび前記第２検知ステップにおいて、複数のタッチ領域を検知した場合に、各タッチ領域の前記タッチ方向および前記タッチ幅に基づいて、複数のタッチ領域のうち、検知対象となる対象タッチ領域を特定する対象タッチ領域特定ステップと、前記対象タッチ領域特定ステップにおいて特定された前記対象タッチ領域の、複数のタッチ領域に対する相対的位置を相対位置保持手段に保持させる相対位置保持ステップと、前記第１検知ステップおよび前記第２検知ステップにおいて複数のタッチ領域を検知した場合に、前記相対位置保持手段が保持する前記相対位置に基づいて特定される前記対象タッチ領域に対して前記第１検知手段が検知した前記タッチ領域方向および前記第２検知手段が検知した前記タッチ領域方向に基づいて、前記対象タッチ領域の座標を算出する算出制御ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１にかかる発明によれば、第１検知手段が、座標入力面に近接して配置され、配置された位置を基準としたタッチ領域の方向であるタッチ方向およびタッチ領域の幅であるタッチ幅を検知し、第２検知手段が、座標入力面に近接し、かつ第１検知手段と異なる位置に配置され、配置された位置を基準としたタッチ領域の方向であるタッチ方向およびタッチ幅を検知し、対象タッチ領域特定手段が、第１検知手段および第２検知手段が、複数のタッチ領域を検知した場合に、各タッチ領域のタッチ方向およびタッチ幅に基づいて、複数のタッチ領域のうち、検知対象となる対象タッチ領域を特定し、相対位置保持手段が、対象タッチ領域特定手段により特定された対象タッチ領域の、複数のタッチ領域に対する相対的位置を保持し、算出制御手段が、第１検知手段および第２検知手段が、複数のタッチ領域を検知した場合に、相対位置保持手段が保持する相対位置に基づいて特定される対象タッチ領域に対して第１検知手段が検知したタッチ領域方向および第２検知手段が検知したタッチ領域方向に基づいて、対象タッチ領域の座標を算出するので、処理効率の低下を防ぎつつ、検出対象となるタッチ領域の座標を正確に算出することができるという効果を奏する。
【００２１】
また、請求項２にかかる発明によれば、対象タッチ領域特定手段が、複数のタッチ領域のうち、座標入力面のＸ方向の最も左側のタッチ領域の幅が最も狭い場合には、最も左側のタッチ領域を対象タッチ領域として特定するので、右手で描画している場合には、常に左側のタッチ領域の座標を対象タッチ領域とし、この座標を正確に算出することができるという効果を奏する。
【００２２】
また、請求項３にかかる発明によれば、対象タッチ領域特定手段が、複数のタッチ領域のうち、座標入力面のＸ方向の最も右側のタッチ領域の幅が最も狭い場合には、最も右側のタッチ領域を対象タッチ領域として特定するので、左手で描画している場合に、常に右側のタッチ領域を対象タッチ領域とし、この座標を正確に算出することができるという効果を奏する。
【００２３】
また、請求項４にかかる発明によれば、第１検知手段および第２検知手段が、座標入力面へのタッチ開始をさらに検知し、対象タッチ領域特定手段が、第１検知手段および第２検知手段が、複数のタッチ領域のタッチ開始を検知したときに、相対的位置を保持するので、いずれが対象領域かを特定し、相対的位置を保持する処理は、タッチ開始時のみに行えばよく、処理効率を向上させることができるという効果を奏する。
【００２４】
また、請求項５にかかる発明によれば、第１検知手段および第２検知手段が、当該タッチ開始に続く、タッチ領域の移動をさらに検知し、対象タッチ領域特定手段が、第１検知手段および第２検知手段がタッチ領域の移動を検知したときに、相対位置保持手段が保持する相対位置に基づいて、対象タッチ領域を特定し、算出制御手段が、対象タッチ領域特定手段により特定された対象タッチ領域の座標を算出するので、連続した描画においては、タッチ領域の幅によらず、相対位置に基づいて対象タッチ領域を特定することができ、処理効率を向上させることができるという効果を奏する。
【００２５】
また、請求項６にかかる発明によれば、第１検知手段および第２検知手段が、座標入力面へのタッチの終了をさらに検知し、削除手段が、第１検知手段および第２検知手段が、座標入力面へのタッチの終了をさらに検知した場合に、相対位置保持手段が保持する相対位置を削除するので、筆記者がかわり、右手での描画から左手の描画に変更した場合であっても、正しく対象タッチ領域を特定することができるという効果を奏する。
【００２６】
また、請求項７にかかる発明によれば、タッチ領域間距離算出手段が、第１検知手段および第２検知手段が３つ以上のタッチ領域を検知した場合に、３つ以上のタッチ領域のうち所定の２つのタッチ領域間の領域間距離を算出し、対象タッチ領域特定手段が、タッチ領域間距離算出手段により算出された領域間距離が予め定められた規定値以下である場合に、２つのタッチ領域のいずれか一方を対象タッチ領域として特定するので、対象タッチ領域となり得ないタッチ領域を除外し、処理効率を向上させることができるという効果を奏する。
【００２７】
また、請求項８にかかる発明によれば、タッチ領域間距離算出手段が、第１検知手段および第２検知手段が２つのタッチ領域を検知した場合に、２つのタッチ領域間の領域間距離を算出し、対象タッチ領域特定手段が、タッチ領域間距離算出手段により算出された領域間距離が予め定められた規定値以下である場合に、２つのタッチ領域のいずれか一方を対象タッチ領域として特定するので、対象タッチ領域となり得ないタッチ領域を除外し、処理効率を向上させることができるという効果を奏する。
【００２８】
また、請求項９にかかる発明によれば、タッチ領域間距離算出手段が、第１検知手段および第２検知手段が２つのタッチ領域を検知した場合に、２つのタッチ領域警告手段と間の領域間距離を算出し、警告手段が、タッチ領域間距離算出手段により算出された領域間距離が予め定められた規定値より大きい場合に、ユーザに警告を通知するので、誤検出の原因となるタッチ領域を排除することができるので、正確な座標を検出することができるという効果を奏する。
【００２９】
また、請求項１０にかかる発明によれば、算出制御手段が、第１検知手段および第２検知手段が複数のタッチ領域を検知した場合には、対象タッチ領域特定手段が対象タッチ領域を特定した後に、対象タッチ領域の座標を算出するので、仮想的な座標を算出することがなく、正確な座標を算出することができるという効果を奏する。
【００３０】
また、請求項１１にかかる発明によれば、第１検知ステップにおいて、座標入力面に近接して配置された第１検知手段が配置された位置を基準としたタッチ領域の方向であるタッチ方向およびタッチ領域の幅であるタッチ幅を検知し、第２検知ステップにおいて、座標入力面に近接し、かつ第１検知手段と異なる位置に配置された第２検知手段が配置された位置を基準としたタッチ領域の方向であるタッチ方向およびタッチ幅を検知し、対象タッチ領域特定ステップにおいて、第１検知ステップおよび第２検知ステップにおいて、複数のタッチ領域を検知した場合に、各タッチ領域のタッチ方向およびタッチ幅に基づいて、複数のタッチ領域のうち、検知対象となる対象タッチ領域を特定し、相対位置保持ステップと、対象タッチ領域特定ステップにおいて特定された対象タッチ領域の、複数のタッチ領域に対する相対的位置を相対位置保持手段に保持させ、算出制御ステップにおいて、第１検知ステップおよび第２検知ステップにおいて複数のタッチ領域を検知した場合に、相対位置保持手段が保持する相対位置に基づいて特定される対象タッチ領域に対して第１検知手段が検知したタッチ領域方向および第２検知手段が検知したタッチ領域方向に基づいて、対象タッチ領域の座標を算出するので、処理効率の低下を防ぎつつ、検出対象となるタッチ領域の座標を正確に算出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる座標検知装置および座標検知方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００３２】
図１は、実施の形態１にかかる座標検知装置を含むタッチパネル付きディスプレイ装置１００を示す図である。以下、図１を参照しつつタッチパネル付きディスプレイ装置１００の特徴的な構成および機能について説明する。タッチパネル付きディスプレイ装置１００は、座標入力面１０１と、第１光学ユニット１０２ａ、第２光学ユニット１０２ｂと、座標入力面１０１の外縁に設けられた反射部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃと、第１方向検知部１０４ａ、第２方向検知部１０４ｂと、メイン制御部１０５と、インターフェース部１０６とを備えている。座標入力面１０１は、矩形の面であって、ユーザがタッチペンなどの指示棒や指によりタッチすることにより、タッチ点（図では位置Ａ）を入力するときに利用される。
【００３３】
第１光学ユニット１０２ａ、第２光学ユニット１０２ｂは、いずれも座標入力面１０１に近接して配置され、配置された位置を基準として、この位置におけるタッチ点の方向であるタッチ点方向を検知する。
【００３４】
各光学ユニット１０２ａ，１０２ｂは、いずれも発光部および受光部を有している。発光部および受光部については、後に図３−１、図３−２および図４を参照しつつ詳述する。発光部は、扇形に広がる光を照射する。受光部は、反射部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃで反射され再帰的に戻ってきた光を受光する。各光学ユニット１０２ａ，１０２ｂの受光部は、いずれも同一のタイミングで光を受光する。なお、受光部は、例えばラインセンサを有しており、これにより指や指示棒などによって遮蔽された方向であるタッチ点方向を検知する。すなわち、同一のタイミングでタッチ点方向を検知する。
【００３５】
第１方向検知部１０４ａ、第２方向検知部１０４ｂは、それぞれ対応する第１光学ユニット１０２ａ、第２光学ユニット１０２ｂが検知したタッチ点方向を検知する。なお、より具体的には、各方向検知部１０４は、光学ユニット１０２が検知した光の情報をアナログデータとして入力する。なお、アナログデータは、扇状に照射された光のうち、受光部の光を受光しなかった位置で本来受光されるはずの光の光軸、すなわちタッチ点方向を示す情報である。
【００３６】
ここで、第１光学ユニット１０２ａと第１方向検知部１０４ａの組み合わせは、第１方向検知手段を構成する。同様に、第２光学ユニット１０２ｂと第２方向検知部１０４ｂの組み合わせは、第２方向検知手段を構成する。
【００３７】
メイン制御部１０５は、各方向検知部１０４ａ，１０４ｂからタッチ点方向を受け取り、タッチ点方向に基づいてタッチ点の座標であるタッチ点座標を算出する。メイン制御部１０５はまた、各光学ユニット１０２の駆動を制御する。ここで、メイン制御部１０５は、対象タッチ領域特定手段、相対位置保持手段、算出制御手段、削除手段およびタッチ領域間距離算出手段として機能する。インターフェース部１０６は、メイン制御部１０５からタッチ点座標を受け取り外部装置としてのパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１０に送る。
【００３８】
図２は、方向検知部１０４およびメイン制御部１０５がタッチ点座標を算出する原理を説明するための図である。本図を用いて、第１光学ユニット１０２ａおよび第２光学ユニット１０２ｂが検知したタッチ点方向に基づいてタッチ点Ｔの座標を算出する場合について説明する。
【００３９】
ここで、座標入力面１０１の高さ、すなわち短辺の長さをＨとする。また、第１光学ユニット１０２ａと第２光学ユニット１０２ｂの間の距離をＷとする。まず、第１光学ユニット１０２ａとタッチ点Ｔとを通る直線５１０と第１光学ユニット１０２ａと第２光学ユニット１０２ｂとを通る直線５１４とのなす角の角度θ１を算出する。すなわち、角度θ１は、第１光学ユニット１０２ａが検知したタッチ点方向を示す。また、第２光学ユニット１０２ｂとタッチ点Ｔとを通る直線５１２と直線５１４とのなす角の角度をθ２を算出する。すなわち、角度θ２は、第２光学ユニット１０２ｂが検知したタッチ点方向を示す。さらに、角度θ１，θ２を以下の式に代入することによってタッチ点Ｔの座標(ｘ，ｙ)を算出する。
ｘ＝（Ｗ×ｔａｎθ２）／（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２）    …（１）
ｙ＝（Ｗ×ｔａｎθ１×ｔａｎθ２）／（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２）…（２）
【００４０】
図３−１および図３−２は、光学ユニット１０２の詳細な構成を示す図である。図３−１は、光学ユニット１０２を、座標入力面１０１に平行な面内で照射光の進行方向に直交する向き、すなわちｘ軸方向から見た状態を示している。また、図３−２は、光学ユニット１０２を照射光の進行方向、すなわちｙ軸方向から見た状態を示している。光学ユニット１０２は、光源１２２と、光源１２２から射出された光を扇状に拡散するレンズ１２３ｂ，１２３ｃと、反射光を受光するレンズ１２６と、受光部としてのＣＣＤ１２７と光学軸上に配置されているハーフミラー１２４とを有している。ＣＣＤ１２７は、複数の素子が配列されラインセンサとして機能する。
【００４１】
これらはユニット化されている。これにより、光源１２２とＣＣＤ１２７との位置合わせ（距離および中心位置合わせ）の調整をユニット単位で行うことができ、容易に調整することができる。
【００４２】
図４は、受光部１２５がタッチ点方向を検知する原理を説明するための模式図である。座標入力面１０１上のある位置Ｔに指が接触すると照射光が遮断され、その方向に対応するＣＣＤ１２７上の対応する点に反射光が到達しなくなる。すなわち、図６に示すように座標入力面１０１上の位置Ｔに光を遮る指が接触すると、ここを通過する光が遮られ、ＣＣＤ１２７上では位置Ｄにおいて受光強度の小さい領域（暗点）が生じる。この暗点Ｄの位置は、遮蔽方向（位置Ｔ）と一対一に対応する。したがって、ＣＣＤ１２７が検知した暗点Ｄに基づいて遮蔽方向、すなわちタッチ点方向を検知することができる。
【００４３】
なお、ＣＣＤ１２７における受光強度が均一になるように、シリンドリカルレンズ１２３ｃの後段もしくはＣＣＤ１２７の前段に濃淡のついたフィルタを設けてもよい。これにより、ＣＣＤ１２７の各素子に対して方向に依存した閾値を設定する必要が無くなり、制御が容易となる。
【００４４】
図５は、座標入力面１０１がタッチされたときの、タッチパネル付きディスプレイ装置１００による座標検知処理を示すフローチャートである。ユーザがタッチペンなどにより座標入力面１０１をタッチすると各光学ユニット１０２ａ，１０２ｂはタッチ領域に対応して遮蔽された方向、すなわちタッチ領域方向を検知する（ステップＳ１００）。さらに、このとき、タッチ領域の幅を検知する。具体的には、タッチ領域に対応するＣＣＤ１２７の画素数、すなわち受光強度の小さい画素の数を検知する。そして、メイン制御部１０５は、入力されたタッチ領域の数を特定する（ステップＳ１０２）。
【００４５】
２つの光学ユニット１０２ａ，１０２ｂが、１つのタッチ領域方向のみを検知した場合には、タッチ領域は１つであることがわかる。この場合には(ステップＳ１０４，Ｙｅｓ)、メイン制御部１０５は、２つの光学ユニット１０２ａ，１０２ｂが検知したタッチ領域方向に基づいて、前述の式（１）および式（２）によりタッチ領域座標を算出する（ステップＳ１０６）。なお、タッチ領域が点に近い場合には、この点の座標を算出すればよく、タッチ領域が比較的大きい場合には、その中心の座標を算出すればよい。なお、タッチ領域が比較的大きい場合には、タッチ領域のうちいずれの位置の座標を算出するかは予め定めておけばよく、実施の形態に限定されるものではない。
【００４６】
一方、メイン制御部１０５が複数のタッチ領域方向を検知した場合には、タッチ領域は２つ以上であることがわかる。この場合には(ステップＳ１０４，Ｎｏ)、メイン制御部１０５は、さらにこのタッチ領域が検知開始時のものか否かを判断する。ユーザがタッチペンで文字を書く際には、描画開始時にタッチペンを座標入力面１０１に接触させ、その後、タッチペンを座標入力面１０１に接触させたまま、文字を描く。この描画開始時か否かを判断する。すなわち、直前にタッチ領域が検知されていない場合には、検知開始時であると判断する。
【００４７】
なお、他の例としては、所定の時間以上タッチ領域が検知されない場合には、次にタッチ領域が検知された場合に、このときを検知開始時であると判断することとしてもよい。これにより、１文字、１単語または１つのまとまった文書などを連続した描画と判断することができる。
【００４８】
タッチ領域検知開始時である場合には(ステップＳ１１０，Ｙｅｓ)、複数のタッチ領域の中から、検知対象となる対象領域を特定する(ステップＳ１１４)。複数のタッチ領域が検知される場合とは、例えば、タッチペン先とともに、ユーザの手や袖が座標入力面１０１に接触している場合などが想定される。この場合には、タッチペンに対応するタッチ領域を対象領域として特定する。
【００４９】
なお、複数のタッチ領域に対応して検知される複数のタッチ領域方向に基づいて、タッチ領域座標を算出した場合、実際に存在しないタッチ領域座標が算出されてしまい、タッチ領域座標を正確に算出するのが困難になる。
【００５０】
図６は、複数のタッチ領域方向が検知された場合に算出されるタッチ領域座標について説明するための図である。座標入力面１０１に手をついて、タッチペンなどにより入力した場合には、図６に示すように、タッチペンが接触したタッチ領域Ｍと、ついた手が接触したタッチ領域Ｎとが検知される。この場合、メイン制御部１０５は、タッチ領域Ｍ，Ｎに加えて、仮想的なタッチ領域Ｋ，Ｌのタッチ領域座標も算出してしまう。図５のステップＳ１１４に示すように、タッチ領域座標を算出する前に対象領域を特定しておくことにより、このような不都合を解消することができる。
【００５１】
具体的には、タッチペンは、手や袖に比べて小さい。この点に着目し、タッチ領域の面積が最も小さいものをタッチペンと判断することとする。具体的には、タッチ領域の幅に対する画素数が最も少ないものを対象領域に対するタッチ領域方向と特定する。
【００５２】
次に、メイン制御部１０５は、対象領域の他のタッチ領域との相対的な位置関係を示す相対位置を保持する(ステップＳ１１６)。
【００５３】
図７および図８は、ステップＳ１１５およびステップＳ１１６の処理を説明するための図である。ＣＣＤ１２７ａには、開始画素１２８ａから終了画素１２９ａまで連続してＣＣＤが配列されている。図７に示すように、右手で描画された場合には、タッチペンに対応するタッチ領域の右側において検知される手に対応するタッチ領域の方が大きくなる。すなわち、開始画素１２８ａ側のタッチ領域の幅は、終了画素１２９ａ側のタッチ領域の幅に比べて広くなる。そこで、メイン制御部１０５は、座標入力面１０１における最も左側、すなわちＣＣＤ１２７の最も開始画素側であることを相対位置として保持する。
【００５４】
同様に、左手で描画された場合には、図８に示すように、タッチペンに対応するタッチ領域の左側において検知される手に対応するタッチ領域の方が大きくなる。すなわち、開始画素１２８ａ側のタッチ領域の幅は、終了画素１２９ａ側のタッチ領域の幅に比べて狭くなる。そこで、メイン制御部１０５は、座標入力面１０１における最も右側、すなわちＣＣＤ１２７の最も終了画素側であることを相対位置として保持する。
【００５５】
次に、ステップＳ１１６において、対象領域の相対位置を保持すると、ステップＳ１０６に進み、対象領域の座標を算出する。
【００５６】
一方、ステップＳ１１０において、検知開始時でない場合には(ステップＳ１１０，Ｎｏ)、検知開始時に前述のように、メイン制御部１０５は対象領域の相対位置を保持しているので、相対位置に基づいて、対象領域を特定する(ステップＳ１１２)。次に、ステップＳ１０６に進み、対象領域の座標を算出する。以上で、座標検知処理が完了する。
【００５７】
他の例としては、例えば、複数のタッチ領域方向が検知された場合には、複数のタッチ領域方向間の距離が予め定められた規定値以下である場合にのみ、ステップＳ１１４、ステップＳ１１６の処理を行うこととしてもよい。タッチペンと手に対するタッチ領域である場合には、ある程度の距離範囲に２つのタッチ領域が検知されることが想定される。そこで、この距離範囲、例えば２０ｃｍを規定値とし、この範囲内の場合にのみ、ステップＳ１１４等の処理を行うこととする。
【００５８】
具体的には、２０ｃｍに対応するＣＣＤの画素数を保持しておき、この画素数と、実際に検知された２つのタッチ領域方向の間の画素数とを比較して判断する。
【００５９】
２つのタッチ領域方向が検知された場合には、この２つのタッチ領域方向間の距離と規定値とを比較する。また、３つ以上のタッチ領域方向が検知された場合には、３つのうち所定の２つのタッチ領域方向間の距離と規定値とを比較する。
【００６０】
さらに、規定値以上であると判断された場合には、タッチペンと手以外のものが座標入力面１０１に接触していると判断し、スピーカ（図示せず）から注意や警告のメッセージまたは警告音を出すこととしてもよい。これにより、対象とする接触物以外の接触物を排除することができ、正確に対象領域の座標を算出することができる。すなわち、スピーカは、警告手段として機能する。なお、警告手段は、スピーカに限定されるものでなく、例えば表示装置であってもよい。この場合には、警告内容を示す文字列を表示してもよい。
【００６１】
また、他の例としては、メイン制御部１０５は、２つの光学ユニット１０２ａ，１０２ｂがタッチ領域を検知しなくなったときに、対象領域の相対位置を削除してもよい。この場合、右手での筆記から、左手の筆記に切り替る可能性がある。そこで、この場合には、一度相対位置を削除し、再度筆記が開始された際に、再び対象領域の相対位置を特定する。これにより、筆記者が変わった場合であっても、正確に対象領域を特定することができる。
【００６２】
次に、図９を参照しつつ、タッチパネル付きディスプレイ装置１００の詳細なハードウェア構成について説明する。なお、本図においては、便宜的に１つの光学ユニット１０２および１つの方向検知部１０４のみを示しているが、タッチパネルディスプレイ装置１００に含まれる２つの光学ユニット１０２ａ，１０２ｂおよび２つの方向検知部１０４ａ，１０４ｂは、本図に示す光学ユニット１０２および方向検知部１０４と同一の構成および機能である。
【００６３】
光学ユニット１０２は、ＬＤ１２２を含む発光ユニット２００と、ＣＣＤ１２７を含む受光ユニット２１０とを有している。ＣＣＤ１２７は、方向検知部１０４の画像処理ＬＳＩ（後述）によって駆動される。
【００６４】
方向検知部１０４は、方向検知部１０４全体を制御するＣＰＵ４０１と、座標検知プログラムを格納するＲＯＭ４０２と、ワークメモリとして使用されるＲＡＭ４０３と、画像処理などを行う画像ＬＳＩ４０４と、光学ユニット１０２からのデータを格納するデータ格納メモリ４０５と、シェーディング補正を行う基準となるデータを格納するシェーディングメモリ４０６とを有している。
【００６５】
メイン制御部１０５は、メイン制御部１０５全体を制御するＣＰＵ５０１と、システムを制御するプログラムを格納するＲＯＭ５０２と、ワークメモリとして使用されるＲＡＭ５０３と、インターフェース部１０６を制御するインターフェース制御部５０４とを有している。
【００６６】
複数の光学ユニットが独立して駆動すると、座標入力面１０１にタッチ点が入力された場合に、一の光学ユニットにおいてはタッチ点方向が検知されるが、他の光学ユニットにおいてはタッチ点が検知されないといった不具合が生じてしまう。このため、メイン制御部１０５のＣＰＵ５０１は、トリガを生成し、生成したトリガに応じてＬＤ１２２を駆動させることにより、各ＬＤのタイミングを同一にする。また、それぞれの方向検知部１０４の画像ＬＳＩ４０４にトリガ信号５２０を送る。そして、画像処理ＬＳＩ４０４は、トリガ信号に応じてＣＣＤ１２７を駆動させる。これにより、ＣＣＤ１２７は、同一のタイミングで、タッチ点方向を検知することができる。
【００６７】
これにより、２つ光学ユニット１０２ａ、１０２ｂは、同期して駆動されるので、２つ光学ユニット１０２ａ、１０２ｂが、同一のタイミングで、タッチ点方向を検知することができる。すなわち、メイン制御部１０５の制御により、発光部１２１は、同一のタイミングで光を照射し、受光部１２５は、同一のタイミングで反射光を受光する、すなわち、タッチ点方向を検知する。
【００６８】
また、方向検知部１０４のＣＰＵ４０１とメイン制御部１０５のＣＰＵ５０１とはシリアル通信を行っており、検知を開始させる旨を示す検知開始指示や、検知したタッチ点方向（５１０）の送受信を行う。
【００６９】
なお、本実施の形態においては、シリアルインターフェースを用いているが、他の例としては、装置内部での通信なので、専用のインターフェースを用いてもよい。
【００７０】
先に述べた座標検知プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（Ｒ）ディスク（ＦＤ）、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００７１】
この場合には、座標検知プログラムは、タッチパネル付きディスプレイ装置１００において上記記録媒体から読み出して実行することにより主記憶装置上にロードされ、上記ソフトウェア構成で説明した各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００７２】
また、本実施の形態の座標検知プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。
【００７３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施の形態１にかかる座標検知装置を含むタッチパネル付きディスプレイ装置１００を示す図である。
【図２】方向検知部１０４およびメイン制御部１０５がタッチ点座標を算出する原理を説明するための図である。
【図３−１】光学ユニット１０２の詳細な構成を示す図である。
【図３−２】光学ユニット１０２の詳細な構成を示す図である。
【図４】受光部１２５がタッチ点方向を検知する原理を説明するための模式図である。
【図５】座標入力面１０１がタッチされたときの、タッチパネル付きディスプレイ装置１００による座標検知処理を示すフローチャートである。
【図６】複数のタッチ領域方向が検知された場合に算出されるタッチ領域座標について説明するための図である。
【図７】ステップＳ１１５およびステップＳ１１６の処理を説明するための図である。
【図８】ステップＳ１１５およびステップＳ１１６の処理を説明するための図である。
【図９】タッチパネル付きディスプレイ装置１００の詳細なハードウェア構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００  タッチパネルディスプレイ装置
１０１  座標入力面
１０２ａ，１０２ｂ第１、第２光学ユニット
１０３ａ〜１０３ｃ  反射部
１０４ａ、１０４ｂ  第１、第２方向検知部
１０５  メイン制御部
１０６  インターフェース部
１２１  発光部
１２３ｃ  シリンドリカルレンズ
１２５  受光部
１２７  ＣＣＤ
２００  発光ユニット
２１０  受光ユニット
４０１  ＣＰＵ
４０２  ＲＯＭ
４０３  ＲＡＭ
４０４  画像ＬＳＩ
４０５  データ格納メモリ
４０６  シェーディングメモリ
５０１  ＣＰＵ
５０２  ＲＯＭ
５０３  ＲＡＭ
５０４  インターフェース制御部
【図１】
2007213135.tif 000003
【図２】
2007213135.tif 000004
【図３−１】
2007213135.tif 000005
【図３−２】
2007213135.tif 000006
【図４】
2007213135.tif 000007
【図５】
2007213135.tif 000008
【図６】
2007213135.tif 000009
【図７】
2007213135.tif 000010
【図８】
2007213135.tif 000011
【図９】
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