(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出の単位ユニットを各座標位置に対応させて複数対配列し、当該単位ユニットによりタッチ操作の有無を検知してタッチ位置の座標を求めるタッチパネル装置において、
当該装置が検出した位置検出対象物の検出位置の補正方法であって、
所定時間毎に、位置検出手段により当該位置検出対象物の位置を検出し、検出された第１の検出位置と第２の検出位置との間の位置を第１の補正位置とし、次に、この第１の補正位置と第３の検出位置との間の位置を第２の補正位置とし、次に、この第２の補正位置と第４の検出位置との間の位置を第３の補正位置とし、以下、同様に、次の検出位置（ｘn）とその前に定めた補正位置（Ｘn-1）との間の位置を、次の補正位置［Ｘn ＝Ａ・（ｘn −Ｘn-1 ）＋Ｘn-1（但し、Ａは、０＜Ａ＜１であって、ディスプレイの分解能に応じて適切に設定される補正係数ある。）］とする処理を繰り返し行うことで、当該装置が検出した位置検出対象物の検出位置を補正することを特徴とする、位置検出対象物の検出位置の補正方法。
【請求項２】
位置検出の単位ユニットを各座標位置に対応させて複数対配列し、当該単位ユニットによりタッチ操作の有無を検知してタッチ位置の座標を求めるタッチパネル装置であって、
位置検出対象物の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段によって検出した位置を補正する処理を行う情報処理手段とを有し、この情報処理手段は、
各座標系において、下記式で表される演算を行って補正位置を求める処理を含む処理を行って検出位置の補正を行い、当該装置が検出した位置検出対象物の検出位置を補正することを特徴とするタッチパネル装置。
ｎ＝１の場合
Ｘn ＝Ａ・（ｘn −ｘn-1 ）＋ｘn-1
ｎ≧２の場合
Ｘn ＝Ａ・（ｘn −Ｘn-1 ）＋Ｘn-1
（ｎ＝ｎ＋１）
但し、ｎ；正の整数
Ｘn ，Ｘn-1 ；補正位置の座標
Ａ；０＜Ａ＜１であって、ディスプレイの分解能に応じて適切に設定される補正係数
ｘn ，ｘn-1 ；検出位置の座標。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、タッチパネル装置におけるタッチ位置等の検出位置を補正する検出位置の補正方法及びその装置並びにタッチパネル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディスプレイ等の表示画面上の特定の画像位置に指等でタッチ操作を行った場合に、その画像位置を検出して所定の入力処理を行うタッチパネル装置が知られている。このタッチパネル装置に用いられる位置検出装置として、発光素子と受光素子との対からなる位置検出の単位ユニットを複数対配列し、発光素子からの光の受光素子への遮断の有無を検知してタッチ位置を検出する光学式位置検出装置が知られている。この光学式位置検出装置は、単位長さあたりに配列できる発光素子及び受光素子の数が限定され、また、入力手段たる指等は一定以上の大きさがあること等から、検出分解能に限界が生じ、例えば、図４に示すように、点線で示される文字を描く入力をした場合、入力された文字の表示は実線で示されるような階段状の文字になる。
【０００３】
この階段状の文字をできるだけ点線の文字に近付けるために本願出願人は先に特許第２５２８５２７号公報に示される装置を提案した。この提案にかかる装置は、タッチ操作を行った指が複数の受光素子にわたって光を遮った場合に、これら受光素子で受光した受光量を個々に計測することによって、指による光の遮断の中心位置を求めてこれを指の中心位置とするものである。この装置によって、従来の装置に比較してかなり点線に近い滑らかさを得ることが可能になった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記装置によっても、実際に描いた文字に比較すると、入力によって認識・表示される文字は、従来の場合との比較では細かいが、やはり階段状になり、必ずしも十分に滑らかなものということはできないものであった。近年における表示装置の高解像度化の進展にともなって、より実際の入力軌跡に近い文字その他の図形認識・表示が望まれている。
【０００５】
本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、より実際の入力軌跡に近い文字その他の図形認識・表示を可能にする検出位置の補正方法及びその装置並びにタッチパネル装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として、第１の手段は、第１の検出位置と第２の検出位置との間の位置を第１の補正位置とし、この第１の補正位置と第３の検出位置との間の位置を第２の補正位置とし、この第２の補正位置と第４の検出位置との間の位置を第３の補正位置とし、以下、同様に、次の検出位置とその前に定めた補正位置との間の位置を次の補正位置として定める処理を繰り返し行うことによって検出位置の補正を行うことを特徴とする検出位置の補正方法である。
【０００７】
第２の手段は、位置検出対象物の位置を検出する位置検出手段と、この位置検出手段によって検出した位置を補正する処理を行う情報処理手段とを有し、この情報処理手段は、第１の検出位置と第２の検出位置との間の位置を第１の補正位置とし、この第１の補正位置と第３の検出位置との間の位置を第２の補正位置とし、この第２の補正位置と第４の検出位置との間の位置を第３の補正位置とし、以下、同様に、次の検出位置とその前に定めた補正位置との間の位置を次の補正位置にしていく処理を繰り返し行うことによって検出位置の補正を行うものであることを特徴とする検出位置の補正装置である。
【０００８】
第３の手段は、前記情報処理手段は、各座標系において、下記式で表される演算を行って補正位置を求める処理を含む処理を行うことを特徴とする第２の手段に記載の検出位置の補正装置である。
【０００９】
ｎ＝１の場合
Ｘn ＝Ａ・（ｘn −ｘn-1 ）＋ｘn-1
ｎ≧２の場合
Ｘn ＝Ａ・（ｘn −Ｘn-1 ）＋Ｘn-1（ｎ＝ｎ＋１）
但し、ｎ；正の整数
Ｘn ，Ｘn-1 ；補正位置の座標
Ａ；補正係数（０＜Ａ＜１）
ｘn ，ｘn-1 ；検出位置の座標
第４の手段は、発光素子と受光素子との対からなる位置検出の単位ユニットを各座標位置に対応させて複数対配列し、発光素子から受光素子への光路中に光遮蔽物を介在させるタッチ操作の有無を検知してタッチ位置の座標を求める光学式位置検出装置を有するタッチパネル装置において、前記光学式位置検出装置は、位置検出手段によって検出した位置を補正する処理を行う情報処理手段を有し、この情報処理手段は、第１の検出位置と第２の検出位置との間の位置を第１の補正位置とし、この第１の補正位置と第３の検出位置との間の位置を第２の補正位置とし、この第２の補正位置と第４の検出位置との間の位置を第３の補正位置とし、以下、同様に、次の検出位置とその前に定めた補正位置との間の位置を次の補正位置にしていく処理を繰り返し行うことによって検出位置の補正を行うものであることを特徴とするタッチパネル装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例にかかる検出位置の補正方法を示すフローチャート図、図２は本発明の一実施例にかかるタッチパネル装置の構成を示すブロック図、図３は検出位置補正回路５で行われる処理を模式的に示した説明図である。以下、これらの図面を参照にしながら、本発明の一実施例にかかるタッチパネル装置を説明し、あわせて一実施例にかかる検出位置の補正方法及びその装置を説明する。
【００１１】
図２に示されるように、一実施例のタッチパネル装置は、ＬＣＤディスプレイ１の表示画面の周囲のｘ軸方向（図の水平方向）に沿う一辺にｘ軸発光素子群２ａが配置され、このｘ軸発光素子群２ａに対向する位置に該ｘ軸発光素子群２ａと対をなすｘ軸受光素子群２ｂが配置されている。また、ＬＣＤディスプレイ１の表示画面の周囲のｙ軸方向（図の水平方向）に沿う一辺にｙ軸発光素子群３ａが配置され、このｙ軸発光素子群３ａに対向する位置に該ｙ軸発光素子群３ａと対をなすｙ軸受光素子群３ｂが配置されている。ｘ軸発光素子群２ａ及びｙ軸発光素子群３ａはそれぞれ発光素子駆動回路２０ａ及び発光素子駆動回路３０ａを介してタッチパネル制御回路４に接続されている。さらに、ｘ軸受光素子群２ｂ及びｙ軸受光素子群３ｂはそれぞれマルチプレクサ２０ｂ及びマルチプレクサ３０ｂを介してタッチパネル制御回路４に接続されている。そして、タッチパネル制御回路４は検出位置補正回路５に接続されている。
【００１２】
なお、実施例のＬＣＤディスプレイ１は１０．４インチディスプレイであり、そのドット数は６４０×４８０である。また、発光素子群２ａ，３ａ及び受光素子群２ｂ，３ｂの各素子のピッチ（間隔）は６ｍｍである。さらに、図示しないが、タッチパネル制御回路４は、ＬＣＤディスプレイ１を制御する制御回路等の周知の回路に接続されており、これらの間でタッチ入力に必要な所定の処理がなされるようになっている。
【００１３】
上述の構成のタッチパネル装置は、ＬＣＤディスプレイ１の表示画面の表面にタッチ手段としての指Ｆ等を接触又は近接させるタッチ操作をした場合、そのタッチ操作がなされた特定の表示画面及び特定の位置に対応した特定の入力がなされる装置である。例えば、表示画面が指の軌跡に対応した線図を描く画面である場合においては、表示画面に指を接触させながら所望の軌跡を描くタッチ操作を行うことによりその軌跡に対応した線図が入力されて画面上に表示されるものである。タッチパネル制御回路４は、これらタッチパネル装置として従来から知られている機能を行うための制御を行うもので、周知の入出力回路、位置検出回路、演算回路、記憶回路等を内蔵するものである。
【００１４】
本実施例のタッチパネル装置の特徴は、上記タッチパネル制御回路４に加えて検出位置補正回路５を設けたことである。この検出位置補正回路５は、タッチパネル制御回路４との間で情報の交換を行い、タッチパネル制御回路４によって検出されたタッチ位置の座標等を入力し、位置補正の処理を施してタッチパネル制御回路４に送り返すものである。したがって、その処理に必要な入出力回路、演算回路及び記憶回路等を備えている。
【００１５】
図１は検出位置補正回路５によって行われる検出位置補正処理の一例の基本的フローを示すフロー図である。なお、このフロー図は、表示画面が指の軌跡に対応した線図を描く入力画面に設定されている場合であって、この入力画面に指を接触させながら所望の軌跡を描くタッチ操作を行うことによりその軌跡に対応した線図を入力するとともに画面上に表示する場合の例である。また、このフロー図は、ｘ軸座標の処理についてのみ示すものであるが、実際には、この処理と同様の処理がｙ軸座標についても行われて補正位置のｘーｙ座標が定められる。
【００１６】
図１において、この処理は、ステップ１０１の開始ステップで開始される。この開始ステップ１０１は、表示画面を上記線図入力の画面に設定するステップである。次に、ステップ１０２において、タッチ操作の有無が判断される。所定時間内にタッチ操作がない場合（ＮＯの場合）はステップ１０８に進んで処理を終了する。タッチ操作があった場合（ＹＥＳの場合）はステップ１０３の処理を行う。ステップ１０３においては、タッチ操作のあった座標位置を第１の初期検出位置座標ｘ0 として取り込んで記憶する。次に、ステップ１０４に進んで再度タッチ操作の有無が判断される。同様に、タッチ操作がない場合はステップ１０８の終了に進み、タッチ操作があった場合には次のステップ１０５に進む。
【００１７】
ステップ１０５では、上記タッチ操作があった位置の座標を第２の初期検出位置座標ｘ1 として取り込んで記憶するとともに、上記第１の初期検出位置座標ｘ0 と第２の初期検出位置座標ｘ1 との中間の位置の座標を持つ初期補正位置Ｘ1 を、Ｘ1 ＝Ａ・（ｘ1 −ｘ0 ）＋ｘ0 の式の演算を行うことによって算出し、記憶する。ここで、Ａは補正係数であり、０＜Ａ＜１である。この補正係数は、０に近いほど実際の指の軌跡により近い線図入力が得られる可能性が増すが、逆にこの値を限りなく０に近付けると、実際に検出されたタッチ操作のあった検出位置のうちの初期の部分の補正値しか得られなくなるおそれがあるので、ディスプレイの分解能等に応じた適切な値に設定する必要がある。
【００１８】
次に、ステップ１０６に進み、タッチ操作の有無が判断され、ＮＯの場合はステップ１０８に進んで終了し、ＹＥＳの場合は、ステップ１０７に進む。ステップ１０７では、新たに検出された検出位置の座標ｘn を取り込んで記憶し、同時に、この座標位置ｘn と先に求めた補正位置Ｘn-1 との中間の位置の座標を持つ補正位置Ｘn を、Ｘn ＝Ａ・（ｘn −Ｘn-1 ）＋Ｘn-1 の式の演算を行うことによって算出し、記憶する。この場合、先の補正位置の座標がＸn である場合に、このｎの代りにｎ＋１を用いて演算を行う。この場合、ステップ１０５から１０６を通じて１０７に進んだ場合は、先の補正位置の座標がＸ1 であり、ｎ＝１である。この場合には、上記式で求めるＸn 並びにｘn のｎは上記先の補正位置Ｘn のｎに１をプラスしたｎ＋１＝２を用いる。こうして求めた補正位置Ｘn は記憶され、また、タッチパネル制御回路４に送られて表示等の処理に供される。このステップ１０７が終了すると、ステップ１０６に戻り、以後、これらのステップが繰り返される。
【００１９】
図３は上述の検出位置補正回路５で行われる処理を模式的に示した説明図である。図３は、指Ｆによって図の一点鎖線で示される軌跡を描くタッチ入力操作を行った場合の補正処理の結果を模式的に示すもので、図の黒丸で示される点Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，…が実際に検出されるタッチ位置である。すなわち、指Ｆによるタッチ操作では、指のタッチ幅Ｄf と、発光素子群２ａ等の各素子のピッチ（６ｍｍ）とに対応して、実際に検出される座標位置は黒丸で示される点Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 等の飛び飛びの位置になる。したがって、これら点を単純に結んだだけでは、極めて粗い階段状の線図（点線）になり、実際に入力操作を行った一点鎖線の軌跡とはかけ離れた線図として入力・表示される。これに対して、上述の補正処理を行うと、補正位置は図の白丸で示される点Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，…として求められ、これが入力されることになる。そうすると、これら点を結んだ線図（実線）は、実際に入力操作を行った一点鎖線の軌跡にかなり近くなることがわかる。なお、この図に示される例は、説明を単純にするために、Ａ＝１／２とした場合の例である。
【００２０】
ここで、上述の通り、発光素子群２ａ，３ａ及び受光素子群２ｂ，３ｂの各素子のピッチ（間隔）が６ｍｍである。これを１０．４インチのＬＣＤディスプレイ１上におけるドット数に対応させると、３５×２６になる。すなわち、実際に検出できる位置検出の分解能はドット数で３５×２６である。先に本願出願人が提案した特許第２５２８５２７号公報に示される装置を用いると、この分解能を約４倍に高めることができる。すなわち、ドット数で１３７×１０１にまで高めることができる。しかしながら、この程度の分解能では、滑らかな曲線のタッチ入力操作を行っても、実際に入力されて表示される線図は目視ではっきり階段状と認識できる程度の粗いものにすぎない。
【００２１】
本実施例によれば、こうして得られた４倍精度の検出位置に補正処理を施すことによりさらに飛躍的に精度を高めることが可能になる。例えば、１０．４インチのＬＣＤディスプレイ１の表示分解能は、通常、ドット数で６４０×４８０である。本実施例においては、Ａ＝０．２１とすることにより、補正位置の精度をこの１０．４インチのＬＣＤディスプレイ１の表示分解能にほぼ等しい６４０×４８０のドット数で表されるまでに高められることが確認されている。すなわち、目視ではほとんど階段状の線図として認識できないレベルにまで比較的容易に高めることができる。なお、Ａ＝０．１３７ではドット数で９９８×７３４、Ａ＝０．００３９ではドット数で３５１２８×２５８９７の分解能にすることが可能である。但し、無闇にこの分解能を高くしても表示ディスプレイの分解能がそれ以下であれば、特殊な場合を除き、あまり意味がない。また、分解能を高くするにしたがって演算処理の時間が無視できなくなってくる。さらには、Ａを限りなく０に近付けると、実際に検出されたタッチ操作のあった検出位置のうちの初期の部分の補正値しか得られなくなるおそれがあるので、ディスプレイの分解能等に応じた適切な値に設定する必要がある。
【００２２】
なお、上述の実施例では、Ａの値を一定にした場合を示したが、これは必ずしも一定にする必要はなく、例えば、上述の演算式におけるｎの値に対応させて変化させてもよい。あるいは、タッチ操作の指の移動速度を検出してその速度に対応して変化させてもよい。
【００２３】
また、上述の実施例では、本発明の検出位置の補正方法及びその装置を光学検知方式のタッチパネル装置に適用した例を掲げたが、本発明は、静電容量検知方式、あるいは、抵抗検知方式等の他の方式のタッチパネル装置にも適用でき、さらには、タッチパネル装置以外でも、例えば、次々と位置を検出しあるいは定めていく場合における他の用途ににも適用できる。さらには、実際の軌跡が階段状である場合において、これを何等かの理由によって滑らかな曲線にしたいような場合にも適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、第１の検出位置と第２の検出位置との間の位置を第１の補正位置とし、この第１の補正位置と第３の検出位置との間の位置を第２の補正位置とし、この第２の補正位置と第４の検出位置との間の位置を第３の補正位置とし、以下、同様に、次の検出位置とその前に定めた補正位置との間の位置を次の補正位置として定める処理を繰り返し行うことによって検出位置の補正を行うことを特徴とするもので、これにより、より実際の入力軌跡に近い文字その他の図形認識・表示を可能にする検出位置の補正方法及びその装置並びにタッチパネル装置を得ているものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる検出位置の補正方法を示すフローチャート図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。
【図３】検出位置補正回路５で行われる処理を模式的に示した説明図である。
【図４】従来のタッチパネル装置による入力図形の説明図である。
【符号の説明】
１…ＬＣＤディスプレイ
２ａ…ｘ軸発光素子群
２ｂ…ｘ軸受光素子群
３ａ…ｙ軸発光素子群
３ｂ…ｙ軸受光素子群
４…タッチパネル制御回路
５…検出位置補正回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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