JP2000173384A - タッチパネル一体型の画像表示装置、および画像表示盤に対するタッチパネルの位置補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスプレイとタッチパネルとの相対的な位
置関係を自動補正可能とし、そのためのイニシャライズ
作業を正確かつ瞬時に行うことができるとともに、高精
度な位置補正を行うことができるようにする。 【解決手段】 タッチパネルＡ２の複数箇所には、位置
決め用のマークＭ１〜Ｍ４が形成されているとともに、
マークＭ１〜Ｍ４の配列状況に合致して液晶ディスプレ
イＡ１には、複数のフォトセンサＳ１〜Ｓ４が形成され
ている。マイクロコンピュータは、各フォトセンサＳ１
〜Ｓ４から各マークＭ１〜Ｍ４の検出に応じて出力され
た信号に基づいて、液晶ディスプレイＡ１に面したタッ
チパネルＡ２の平面内位置を確定し、そうして確定した
タッチパネルＡ２の平面内位置に応じて、液晶ディスプ
レイＡ１にて表示される指標ポイントと、その指標ポイ
ントに対応すべきタッチパネルＡ２の触感ポイントとの
相対的な位置関係を補正している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、たとえば液晶デ
ィスプレイなどの画像表示盤にタッチパネルを貼着した
形態で、ポータブルコンピュータや携帯情報端末などに
組み込まれるタッチパネル一体型の画像表示装置、およ
びその画像表示盤に対するタッチパネルの位置補正方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえばポータブルコンピュータ
や携帯情報端末などには、軽量、薄型化に加え、操作性
を良くする観点から、液晶ディスプレイなどの画像表示
盤にタッチパネルを貼り合わせたタッチパネル一体型の
画像表示装置が組み込まれている。

【０００３】この種のタッチパネル一体型の画像表示装
置の製造にあたっては、画像表示盤に面してタッチパネ
ルを貼着した後、その画像表示盤にて表示された指標ポ
イントと、その指標ポイントに対して指などで接触すべ
きタッチパネルの触感ポイントとの相対的な位置関係が
補正される。

【０００４】図７は、従来におけるタッチパネル一体型
の画像表示装置の一例を示し、その画像表示盤に対する
タッチパネルの位置補正方法を説明するために示した説
明図である。この図に示すように、タッチパネル一体型
の画像表示装置Ｘは、２枚のガラス基板１００，１１０
間に図に見えない液晶を封入した液晶ディスプレイ（画
像表示盤）Ｘ１を主要構成部品として備えている。液晶
ディスプレイＸ１には、その表示面Ｘ１ａの真ん中付近
に面してタッチパネルＸ２が貼り合わされ、そうして最
終形態としての液晶表示装置Ｘが完成される。この段階
では、液晶ディスプレイＸ１に対するタッチパネルＸ２
の平面内位置が不確定状態にある。つまり、指などでタ
ッチパネルＸ２に接触したとしても、その接触箇所（触
感ポイント）にて表示されたコマンドボタン（指標ポイ
ント）などが機能しない。そこで、液晶ディスプレイＸ
１に対するタッチパネルＸ２の相対的位置関係を補正す
るために、以下に説明するイニシャライズ作業が行われ
る。

【０００５】タッチパネルＸ２のイニシャライズ作業
は、手作業によって行われる。まず、図に示すように、
イニシャライズ作業の開始にあたって補正処理プログラ
ムを実行することにより、液晶ディスプレイＸ１の表示
面Ｘ１ａには、たとえば５個の指標ポイントＰ１〜Ｐ５
が表示される。そして、作業者は、指標ポイントＰ１〜
Ｐ５を予め決められた順にタッチペンＹの先で指定す
る。そうすると、タッチペンＹの先がタッチパネルＸ２
に接触することで、各接触箇所が指標ポイントＰ１〜Ｐ
５に対応したタッチパネルＸ２の触感ポイントとして認
識される。触感ポイントを認識したあとは、触感ポイン
ト相互間の位置関係に基づいて、液晶ディスプレイＸ１
とタッチパネルＸ２の双方のポイントがマッピングされ
る。これにより、製品ユーザは、指などでタッチパネル
Ｘ２に接触して入力操作を行うことで、その接触箇所に
て表示されたコマンドボタンなどを機能させることがで
きる。つまり、液晶ディスプレイＸ１とタッチパネルＸ
２との相対的な位置関係は、タッチペンＹを用いた手作
業によるイニシャライズ作業によって補正されるのであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のタ
ッチパネル一体型の画像表示装置、および画像表示盤に
対するタッチパネルの位置補正方法では、液晶ディスプ
レイＸ１とタッチパネルＸ２との相対的な位置関係を補
正するために、タッチペンＹを用いた手作業によるイニ
シャライズ作業が行われていた。このような手作業によ
る補正方法では、タッチペンＹの先形状に応じて必然的
に指標ポイントＰ１〜Ｐ５を大きく表示しなければなら
ず、その結果、高精度な位置補正を行うことができない
という問題があった。

【０００７】逆に、指標ポイントＰ１〜Ｐ５を小さく表
示した場合には、人為的ミスなどにより正確に指標ポイ
ントＰ１〜Ｐ５を指し示すことができず、また、複数箇
所の指標ポイントＰ１〜Ｐ５を指定する必要があること
から、イニシャライズ作業が煩わしく作業時間を要する
といった問題があった。たとえば指標ポイントＰ１〜Ｐ
５からはずれた箇所を指定して誤ったイニシャライズ作
業を行った場合、そうして完成された製品では、ユーザ
が指などでタッチパネルＸ２に接触しつつ入力操作を行
っても、その接触箇所にて表示されたコマンドボタンな
どを正常に機能させることができないという不具合を生
じた。

【０００８】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、画像表示盤とタッチパネルとの相
対的な位置関係を自動補正可能とし、そのためのイニシ
ャライズ作業を正確かつ瞬時に行うことができるととも
に、高精度な位置補正を行うことができるタッチパネル
一体型の画像表示装置、および画像表示盤に対するタッ
チパネルの位置補正方法を提供することをその課題とす
る。

【０００９】

【発明の開示】上記課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【００１０】すなわち、本願発明の第１の側面により提
供されるタッチパネル一体型の画像表示装置は、画像表
示盤を有する画像表示装置に対し、その画像表示盤に面
してタッチパネルを貼着したタッチパネル一体型の画像
表示装置であって、上記タッチパネルの複数箇所に形成
された位置決め用のマークと、上記マークの配列状況に
合致して上記画像表示盤に形成された複数のフォトセン
サと、上記各フォトセンサから上記各マークの検出に応
じて出力された信号に基づいて、上記画像表示盤に面し
た上記タッチパネルの平面内位置を確定するパネル位置
確定手段と、上記パネル位置確定手段によって確定され
た上記タッチパネルの平面内位置に応じて、上記画像表
示盤にて表示される指標ポイントと、その指標ポイント
に対応すべき上記タッチパネルの触感ポイントとの相対
的な位置関係を補正するポイント位置補正手段とを備え
たことを特徴としている。

【００１１】また、本願発明の第２の側面により提供さ
れる画像表示盤に対するタッチパネルの位置補正方法
は、画像表示盤に面してタッチパネルを貼着した際に位
置補正するための画像表示盤に対するタッチパネルの位
置補正方法であって、上記タッチパネルの複数箇所に
は、位置決め用のマークが形成されている一方、そうし
て形成された上記マークの配列状況に合致して、上記画
像表示盤には、複数のフォトセンサが形成されており、
上記画像表示盤に面して上記タッチパネルを貼着した
際、上記各フォトセンサから上記各マークの検出に応じ
て出力された信号を演算ユニットに取り込みつつ、その
演算ユニットを介して上記画像表示盤に面して貼着され
た上記タッチパネルの平面内位置を確定するとともに、
そうして確定した上記タッチパネルの平面内位置に応じ
て、上記演算ユニットに所定の補正処理を実行させるこ
とにより、上記画像表示盤にて表示される指標ポイント
と、その指標ポイントに対応すべき上記タッチパネルの
触感ポイントとの相対的な位置関係を補正することを特
徴としている。

【００１２】上記技術的手段が講じられた第１の側面に
より提供されるタッチパネル一体型の画像表示装置、お
よび第２の側面により提供される画像表示盤に対するタ
ッチパネルの位置補正方法によれば、画像表示盤とタッ
チパネルとの相対的な位置関係を補正するためのイニシ
ャライズ作業は、人為的な手段を介することなくほぼ完
全に自動化される。つまり、イニシャライズ作業を行う
前にあらかじめ、タッチパネルには、位置決め用のマー
クを形成する一方、画像表示盤には、マーク検出用のフ
ォトセンサを形成しておく。そして、タッチパネルを画
像表示盤のあらかた決められた所定位置に貼り合わせた
後、イニシャライズ作業の開始とともに各フォトセンサ
から各マークに応じて検出された信号をパネル位置確定
手段となる演算ユニットに取り込む。次いで、その演算
ユニットをポイント位置補正手段として動作させること
により、画像表示盤にて表示される指標ポイントと、そ
の指標ポイントに対応すべきタッチパネルの触感ポイン
トとの相対的な位置関係を補正結果として得る。これに
より、画像表示盤とタッチパネルの双方のポイントが正
確にマッピングされ、そうして完成したタッチパネル一
体型の画像表示装置を利用するユーザは、指などでタッ
チパネルに接触して入力操作を行うことで、その接触箇
所（触感ポイント）にて表示されたコマンドボタン（指
標ポイント）などを正常に機能させることができる。し
たがって、結論として言えるのは、画像表示盤とタッチ
パネルとの相対的な位置関係がフォトセンサからの信号
に基づいて自動的に補正されるので、そのためのイニシ
ャライズ作業を手作業によることなく正確かつ瞬時に行
うことができるとともに、マークを検出するフォトセン
サの感度に応じて高精度な位置補正を行うことができる
ということである。

【００１３】なお、パネル位置確定手段およびポイント
位置補正手段を構成する演算ユニットとしては、画像表
示装置に内蔵され、あるいは画像表示盤に対して外付け
接続されたマイクロコンピュータによって実現される。

【００１４】好ましい実施の形態としては、上記各マー
クは、上記タッチパネルの外周付近に形成されていると
ともに、上記各フォトセンサは、上記画像表示盤の表示
エリア外に形成されている構成とすることができる。

【００１５】このような構成によれば、製造時において
のみ必要なマークおよびフォトセンサは、ユーザが製品
を使用する際に支障のないタッチパネルの外周付近、画
像表示盤の表示エリア外に形成されているので、ユーザ
の視界を遮ることなく正常に画像を表示することがで
き、高品位な表示を実現することができる。

【００１６】他の好ましい実施の形態としては、上記画
像表示盤は、２枚の透明基板間に液晶を封入した液晶デ
ィスプレイにより構成されているものとすることができ
る。

【００１７】このような構成によれば、画像表示盤が液
晶ディスプレイにより構成されるので、薄型、軽量、省
電力、デジタル信号に対応などといった液晶ディスプレ
イのメリットを装置全体にわたって生かすことができ
る。

【００１８】さらに、他の好ましい実施の形態として
は、上記各フォトセンサは、上記液晶ディスプレイの液
晶を封入した液晶層内に受光素子を形成することで構成
されているものとすることができる。

【００１９】このような構成によれば、各フォトセンサ
が画像表示盤内に形成されるので、画像表示盤に対して
タッチパネルを貼り合わせることによっても、双方の間
にフォトセンサが挟まれてその分厚みが増すといったよ
うなことはなく、画像表示盤を単独で構成した場合とほ
ぼ同程度の厚みをもってタッチパネル一体型の画像表示
装置を提供することができ、そのような装置を使用する
際に支障なくタッチパネルを介して入力操作を行うこと
ができる。

【００２０】さらに、他の好ましい実施の形態として
は、上記各フォトセンサは、複数個の受光素子を１セッ
トとして、これら受光素子を上記画像表示盤の平面内に
て回転対称状に位置させ、その回転中心部で各受光素子
の一部が上記マークの外周にさしかかる状態となるよう
に構成されているものとすることができる。

【００２１】このような構成において、上記パネル位置
確定手段は、上記各フォトセンサにおける上記各受光素
子の受光量に応じて出力された受光信号に基づいて、上
記画像表示盤の平面内における所定の基準位置からずれ
た上記タッチパネルのベクトル変位量を算出し、そうし
て算出したベクトル変位量に基づいて、上記ポイント位
置補正手段は、上記指標ポイントと上記触感ポイントと
の相対的な位置関係を補正するものとすることができ
る。

【００２２】上記と同様の好ましい実施の形態として
は、上記各フォトセンサは、複数個の受光素子を１セッ
トとして、これら受光素子を上記画像表示盤の平面内に
て回転対称状に位置させ、その回転中心部で各受光素子
の一部が上記マークの外周にさしかかる状態となるよう
に構成されており、上記タッチパネルの平面内位置を確
定する際、上記各フォトセンサにおける上記各受光素子
の受光量に応じて出力された受光信号を上記演算ユニッ
トに取り込みつつ、その演算ユニットを介して上記画像
表示盤の平面内における所定の基準位置からずれた上記
タッチパネルのベクトル変位量を算出するとともに、そ
うして算出したベクトル変位量に基づいて、上記演算ユ
ニットにより上記指標ポイントと上記触感ポイントとの
相対的な位置関係を補正するといった構成とすることも
できる。

【００２３】このような構成によれば、各フォトセンサ
においては、検出対象となるマークの影が複数個の受光
素子によって捉えられる。その際、各受光素子からは、
マークの外周にさしかかることで部分的な影の検出量に
応じた信号が出力される。つまり、一つのフォトセンサ
における各受光素子からの信号に基づいて差分などを算
出することができるので、一つのフォトセンサでそのセ
ンサ位置からずれた一箇所のマークの変位量と変位方向
をあらわすベクトル変位量を正確に算出することができ
る。そして、そのようなフォトセンサを複数用いてタッ
チパネルの複数箇所にわたるマークが検出されるので、
タッチパネルの複数箇所から求められたベクトル変位量
を総括してタッチパネル全体の平面内位置を正確に確定
することができ、画像表示盤とタッチパネルとの相対的
な位置関係についてより精度の高い位置補正を行うこと
ができる。

【００２４】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照して具体的に説明する。

【００２６】図１は、本願発明にかかるタッチパネル一
体型の画像表示装置の一実施形態を分解して示した分解
斜視図である。この図に示すように、タッチパネル一体
型の画像表示装置Ａは、２枚のガラス基板１０，１１間
に図に見えない液晶を封入した液晶ディスプレイ（画像
表示盤）Ａ１を主要構成部品として備えたものである。
液晶ディスプレイＡ１には、その表示面Ａ１ａの全体に
面してタッチパネルＡ２が貼り合わされ、これら液晶デ
ィスプレイＡ１とタッチパネルＡ２が一体となって画像
表示装置Ａが完成されている。さらに、タッチパネルＡ
２の外周コーナ付近４箇所には、位置決め用のマークＭ
１〜Ｍ４が形成されているとともに、液晶ディスプレイ
Ａ１の液晶層ＬＣ内には、上記マークＭ１〜Ｍ４の配列
状況に合致した４個のフォトセンサＳ１〜Ｓ４が埋め込
まれている。なお、図１においては、画像表示装置Ａの
ケースやバックライト光源、装置全体を制御するマイク
ロコンピュータなどは図示せず、マイクロコンピュータ
などの電子部品は、液晶ディスプレイＡ１およびタッチ
パネルＡ２と電気的に接続された状態でケース内に内蔵
されているものとする。

【００２７】さらに、図２は、センサ部付近の断面構造
を示した断面図、図３は、液晶ディスプレイを表示面側
から見た状態を示した平面図であって、特に図２に示す
ように、液晶ディスプレイＡ１は、液晶層ＬＣに接する
２枚のガラス基板１０，１１それぞれの内側面に、ＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide）膜などによる透明電極１０ａ，
１１ａを形成し、各ガラス基板１０，１１の外側表面に
貼着された偏光板（図示省略）を通じて、背面Ａ１ｂ側
のバックライト光源（図示省略）からの光を表示面Ａ１
ａへと導くものである。バックライト光源からの透過光
が液晶層ＬＣを通過する際、上記透明電極１０ａ，１１
ａの印加電圧によって液晶分子の配向性を駆動制御する
ことにより、液晶の駆動部分と非駆動部分とで光の明暗
パターンが形成され、表示面Ａ１ａの表示エリアＡ１ｃ
内においては、明暗パターンに応じた画像が表示される
こととなる。この種の液晶としては、たとえばネマティ
ック液晶が用いられるが、その他にコレステリック液
晶、あるいはスメクティック液晶などを用いてもよい。
また、一方のガラス基板１０は、他方のガラス基板１１
よりも大きな面積を有するものとされ、両ガラス基板１
０，１１を積層した状態では、一方のガラス基板１０の
一側部１０ｂが他方のガラス基板１１より側方にはみ出
た形態とされている。このガラス基板１０の一側部１０
ｂには、透明電極１０ａ，１１ａなどと外部のマイクロ
コンピュータとを電気的に接続するために、フレキシブ
ル配線板（図示省略）が接続される。なお、偏光板、バ
ックライト光源、フレキシブル配線板については、従来
より既知のものと同様の構成であることから、その詳細
な図示説明を省略する。

【００２８】フォトセンサＳ１〜Ｓ４は、光応答性素子
であるフォトダイオード、フォトトランジスタ、あるい
は抵抗素子などで構成されたものであって、図２に示す
ように、液晶層ＬＣに接する一方のガラス基板１０の内
側面に透明電極１０ａと同様にして薄膜形成されたもの
である。また、図３に示すように、各フォトセンサＳ１
〜Ｓ４は、一例として４個の受光素子（ａ〜ｄ）を１セ
ットとして、これら受光素子ａ〜ｄを液晶ディスプレイ
Ａ１の平面内にて回転対称状に位置させて構成されてい
る。タッチパネルＡ２と液晶ディスプレイＡ１との貼り
合わせ精度の問題から、各受光素子ａ〜ｄの大きさは、
一辺略０．１mm以上の正方形状とされており、互いに隣
接する各受光素子ａ〜ｄ間は、所定の間隔が空けられて
いる。各受光素子ａ〜ｄからの信号は、フレキシブル配
線板を通じて後述するマイクロコンピュータに通知され
るものとされている。さらに、各フォトセンサＳ１〜Ｓ
４は、液晶ディスプレイＡ１の表示エリアＡ１ｃ外とな
る各外周コーナ付近に配置されている。つまり、各フォ
トセンサＳ１〜Ｓ４において回転対称状に位置された受
光素子ａ〜ｄは、その回転中心部にて後述するタッチパ
ネルＡ２の各マークＭ１〜Ｍ４からの反射光を捉えるも
のとされており、そのような反射光の受光量変化に応じ
た受光信号が各受光素子ａ〜ｄからマイクロコンピュー
タに出力される。

【００２９】タッチパネルＡ２は、指で触れて生じる静
電容量の変化を検出する静電容量方式、あるいは抵抗の
変化を検出する抵抗膜方式のものが用いられ、その大き
さは、上記液晶ディスプレイＡ１の表示面Ａ１ａとほぼ
同程度とされている。このタッチパネルＡ２からの信号
も、上記フレキシブル配線板を通じてマイクロコンピュ
ータに通知されるものとされている。一方、各マークＭ
１〜Ｍ４は、タッチパネルＡ２の表示エリアＡ２ｃ外と
なる各外周コーナ付近に形成され、印刷処理などによっ
て遮光性を有する黒色の円形状とされている。これら各
マークＭ１〜Ｍ４は、上記各受光素子ａ〜ｄに匹敵する
程度の大きさをもって形成されている。つまり、各マー
クＭ１〜Ｍ４は、上記各フォトセンサＳ１〜Ｓ４の回転
対称状に位置された受光素子ａ〜ｄの回転中心部に位置
するように形成され、タッチパネルＡ２が液晶ディスプ
レイＡ１に貼り合わされた状態では、図３によく示され
るように、１セットとされた受光素子ａ〜ｄの一部が各
マークＭ１〜Ｍ４の外周にさしかかるような状態とされ
る。なお、タッチパネルＡ２の内部構造などについて
は、従来より既知のものと同様の構成であることから、
その詳細な図示説明を省略する。

【００３０】次に、図４は、液晶駆動用の電極およびフ
ォトセンサと接続されたマイクロコンピュータの構成を
示した回路ブロック図である。この図に示すように、マ
イクロコンピュータＡ３は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、
ＲＡＭ２２、ＥＥＰＲＯＭ２３、およびＩ／Ｆ２４など
を具備して構成されたものであって、上記透明電極１
０，１１およびフォトセンサＳ１〜Ｓ４との間で入出力
される信号を制御、演算するものである。ＣＰＵ２０、
ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、ＥＥＰＲＯＭ２３、およびＩ
／Ｆ（インターフェース）２４は、バス線２５により相
互に接続されている。バス線２５には、アドレスバス、
データバス、および制御信号線が含まれる。Ｉ／Ｆ２４
には、上記透明電極１０，１１がそれぞれ信号電極、走
査電極として接続されているとともに、上記各フォトセ
ンサＳ１〜Ｓ４が接続されている。なお、マイクロコン
ピュータＡ３は、ポータブルコンピュータや携帯情報端
末などに画像表示装置Ａが組み込まれた状態で、画像表
示を制御するユニットとしての機能も有している。

【００３１】ＣＰＵ２０は、上記透明電極１０，１１を
それぞれ信号電極、走査電極として、両電極間の電圧を
制御する機能を有するとともに、各フォトセンサＳ１〜
Ｓ４から出力された信号に基づいて、後述するタッチパ
ネルＡ２の位置補正を行う機能を有している。ＲＯＭ２
１は、ＣＰＵ２０が実行すべき制御プログラムなどを記
憶している。ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２０の作業領域や各
種データの格納領域を提供する。ＥＥＰＲＯＭ２３は、
各種のフラグや設定データなどを記憶する。Ｉ／Ｆ２４
は、信号電極および走査電極のそれぞれを駆動制御する
駆動回路を備えるとともに、各フォトセンサＳ１〜Ｓ４
からの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバ
ータなどを備えている。

【００３２】要点について説明すると、画像表示装置Ａ
を製造する際、液晶ディスプレイＡ１とタッチパネルＡ
２との相対的な位置関係は、イニシャライズ作業によっ
て補正する必要がある。イニシャライズ作業を行う前に
あらかじめ、タッチパネルＡ２には、位置決め用のマー
クＭ１〜Ｍ４を形成する一方、液晶ディスプレイＡ１に
は、マークＭ１〜Ｍ４検出用のフォトセンサＳ１〜Ｓ４
を形成しておく。これらマークＭ１〜Ｍ４とフォトセン
サＳ１〜Ｓ４とは、互いの平面内位置が正確に合致する
ように形成される。そして、タッチパネルＡ２を液晶デ
ィスプレイＡ１のあらかた決められた所定位置に貼り合
わせた後、透明電極１０，１１およびフォトセンサＳ１
〜Ｓ４がフレキシブル配線板などを通じてマイクロコン
ピュータＡ３に接続された状態とされる。その後、イニ
シャライズ作業を開始した際、タッチパネルＡ２から液
晶ディスプレイＡ１の方向に向けて、バックライト光源
とは別の光源、たとえば外光などを用いて光が照射され
る。そうすると、各フォトセンサＳ１〜Ｓ４から各マー
クＭ１〜Ｍ４に応じて検出された信号がマイクロコンピ
ュータＡ３に取り込まれる。マイクロコンピュータＡ３
のＣＰＵ２０は、各フォトセンサＳ１〜Ｓ４からの信号
に基づいて、液晶ディスプレイＡ１にて表示される指標
ポイントと、その指標ポイントに対応すべきタッチパネ
ルＡ２の触感ポイントとの相対的な位置関係を補正す
る。

【００３３】ここで、指標ポイントとは、液晶ディスプ
レイＡ１にて入力操作時に表示されるコマンドボタンな
どの平面内位置情報を示したものであり、一方、触感ポ
イントとは、上記コマンドボタンなどに応じて指で接触
されるタッチパネルＡ２の接触箇所の平面内位置情報を
示したものである。つまり、マイクロコンピュータＡ３
のＣＰＵ２０は、タッチパネルＡ２における触感ポイン
トの絶対的な平面内位置を、各フォトセンサＳ１〜Ｓ４
から各マークＭ１〜Ｍ４の検出に応じて出力された信号
に基づいて確定する。そして、ＣＰＵ２０は、フォトセ
ンサＳ１〜Ｓ４を基準に確定した触感ポイントの絶対的
な平面内位置に応じて、液晶ディスプレイＡ１にて表示
される指標ポイントと、その指標ポイントに対応すべき
タッチパネルＡ２の触感ポイントとの相対的な位置関係
を補正するのである。これにより、液晶ディスプレイＡ
１とタッチパネルＡ２の双方における指標ポイントおよ
び触感ポイントが正確にマッピングされる。そうしてイ
ニシャライズ作業により両ポイントのマッピングを終え
た後、液晶ディスプレイＡ１およびタッチパネルＡ２の
表示エリアＡ１ｃ，Ａ２ｃ外の部分は、装置全体を収め
るケースなどに包囲されて外部から見えない状態とされ
る。

【００３４】さらに具体的に説明するために、図５は、
一つのマークとフォトセンサとの相対的位置関係を説明
するために示した説明図であって、この図の（ａ）に示
すように、タッチパネルＡ２が液晶ディスプレイＡ１に
対して適正に貼り合わされた状態では、一つのマークＭ
１は、一つのフォトセンサＳ１内における各受光素子Ｓ
１ａ〜Ｓ１ｄが集中した回転中心部の真ん中に位置する
状態となる。この状態をマークＭ１の基準位置とする。
一方、タッチパネルＡ２が平面方向にわずかにずれて貼
り合わされると、同図の（ｂ）に一例として示すよう
に、一つのマークＭ１は、基準位置から左上方向にずれ
た状態となる。このような場合、フォトセンサＳ１の左
上に位置する受光素子Ｓ１ａは、右下に位置する受光素
子Ｓ１ｃよりもマークＭ１の外周に大幅にさしかかった
状態となり、両受光素子Ｓ１ａ，Ｓ１ｃの間でマークＭ
１の影として受光した信号にかなりのレベル差が生じる
こととなる。このような受光素子Ｓ１ａ〜Ｓ１ｄレベル
での信号格差は、他のフォトセンサＳ２〜Ｓ４において
も生じている。

【００３５】そして、ＣＰＵ２０は、各フォトセンサＳ
１〜Ｓ４における各受光素子ａ〜ｄからの受光信号をま
とめ、各信号レベルの差分などを算出することにより、
各フォトセンサＳ１〜Ｓ４の基準位置からずれた各マー
クＭ１〜Ｍ４の変位量と変位方向をあらわすベクトル変
位量を算出する。さらに、ＣＰＵ２０は、タッチパネル
Ａ２の４箇所にわたるマークＭ１〜Ｍ４のベクトル変位
量を算出して総括することにより、タッチパネルＡ２全
体の液晶ディスプレイＡ１に対する平面内位置を正確に
確定する。最終的に、ＣＰＵ２０は、確定したタッチパ
ネルＡ２の平面内位置に基づいて、液晶ディスプレイＡ
１とタッチパネルＡ２の双方における指標ポイントおよ
び触感ポイントをマッピングし、そうしてマッピングに
より決定された指標ポイントと触感ポイントとの相対的
な位置関係を示す位置情報をＥＥＰＲＯＭ２３に記憶さ
せる。これにより、完成した画像表示装置Ａを利用する
ユーザは、指などでタッチパネルＡ２に接触して入力操
作を行うことで、その接触箇所（触感ポイント）にて表
示されたコマンドボタン（指標ポイント）などを正常に
機能させることができる。

【００３６】次に、液晶ディスプレイＡ１に対するタッ
チパネルＡ２の位置補正を行う場合の動作について、図
面に基づいて詳細に説明する。

【００３７】図６は、タッチパネルＡ２の位置補正処理
を行う場合におけるＣＰＵ２０の動作手順を示したフロ
ーチャートである。この図に示すように、位置補正処理
が開始されると、ＣＰＵ２０は、まず、各フォトセンサ
Ｓ１〜Ｓ４の受光素子ａ〜ｄから出力された受光信号を
別々に取得する（Ｓ１１）。この際、たとえば受光信号
としては、マークＭ１〜Ｍ４の影、つまりマークＭ１〜
Ｍ４の外周にさしかかる各受光素子ａ〜ｄの部分が大き
いと低い電流値レベルで示され、逆に小さいと高い電流
値レベルで示されるような信号が検出される。

【００３８】そして、ＣＰＵ２０は、取得した受光信号
に基づいて、各フォトセンサＳ１〜Ｓ４における受光素
子ａ〜ｄの回転中心部を基準位置とした状態で、各マー
クＭ１〜Ｍ４がどの方向にどれだけの量をもって各基準
位置からずれているかを示すベクトル変位量を算出する
（Ｓ１２）。たとえば、図５の（ｂ）に示すような状態
では、マークＭ１のベクトル変位量は、基準位置から左
上の方向に所定量だけずれているとして算出される。

【００３９】各マークＭ１〜Ｍ４のベクトル変位量を算
出したＣＰＵ２０は、そうして算出した全結果に基づい
て、各マークＭ１〜Ｍ４のベクトル変位量を平均化する
（Ｓ１３）。この平均化されたベクトル変位量では、液
晶ディスプレイＡ１に対してタッチパネルＡ２の全体が
どの方向にどれだけの量をもってずれているかが示さ
れ、そのずれた位置においてタッチパネルＡ２の平面内
位置がＣＰＵ２０によって確定された状態となる。

【００４０】続いて、ＣＰＵ２０は、平均化したベクト
ル変位量に基づいて、液晶ディスプレイＡ１の指標ポイ
ントに対してタッチパネルＡ２の触感ポイントを割り当
てることにより、両ポイントの割り当て対応テーブルを
作成する（Ｓ１４）。この指標ポイントに対する触感ポ
イントの割り当てとは、両ポイントの平面内位置座標を
互いに対応付ける処理であって、つまり、タッチパネル
Ａ２を貼り合わせる前にあらかじめ定められていた触感
ポイントの平面内位置座標は、ベクトル変位量の分だけ
シフト補正されることとなる。これにより、液晶ディス
プレイＡ１に対するタッチパネルＡ２の相対的な位置関
係が補正された状態となる。

【００４１】最終的に、ＣＰＵ２０は、指標ポイントお
よび触感ポイントの割り当て対応テーブルをＥＥＰＲＯ
Ｍ２３などに記憶させ（Ｓ１５）、その後この位置補正
処理にかかるプログラムの実行を終了する。こうしてＥ
ＥＰＲＯＭ２３に記憶された、両ポイントの割り当て対
応テーブルは、実際にユーザが画像表示装置Ａを使用し
てタッチパネルＡ２を指で触った場合に用いられること
となる。

【００４２】したがって、上記構成、動作を有する画像
表示装置ＡおよびタッチパネルＡ２の位置合わせ方法に
よれば、液晶ディスプレイＡ１とタッチパネルＡ２との
相対的な位置関係がフォトセンサＳ１〜Ｓ４からの受光
信号に基づいて自動的に補正されるので、そのためのイ
ニシャライズ作業を手作業によることなく正確かつ瞬時
に行うことができるとともに、各マークＭ１〜Ｍ４を検
出する各フォトセンサＳ１〜Ｓ４の複数の受光素子ａ〜
ｄによって高精度な位置補正を行うことができる。

【００４３】また、各フォトセンサＳ１〜Ｓ４において
は、検出対象となるマークＭ１〜Ｍ４の影が４個の受光
素子ａ〜ｄによって捉えられる。その際、各受光素子ａ
〜ｄからは、マークＭ１〜Ｍ４の外周にさしかかること
で部分的な影の検出量に応じた信号が出力される。つま
り、一つのフォトセンサにおける各受光素子ａ〜ｄから
の信号に基づいて差分などを算出することができるの
で、一つのフォトセンサでそのセンサの基準位置からず
れた一箇所のマークの変位量と変位方向をあらわすベク
トル変位量を正確に算出することができる。そして、そ
のようなフォトセンサＳ１〜Ｓ４を４個用いてタッチパ
ネルＡ２の４箇所にわたるマークＭ１〜Ｍ４が検出され
るので、タッチパネルＡ２の４箇所から求められたベク
トル変位量を総括してタッチパネルＡ２全体の平面内位
置を正確に確定することができ、液晶ディスプレイＡ１
とタッチパネルＡ２との相対的な位置関係についてより
精度の高い位置補正を行うことができる。

【００４４】なお、上記一例として示した実施形態で
は、液晶ディスプレイＡ１において４個のフォトセンサ
Ｓ１〜Ｓ４、タッチパネルＡ２において４個のマークＭ
１〜Ｍ４を形成したが、このような数に限定する特段の
意味はなく、最低でも２組のフォトセンサとマークが互
いに合致する状態で設けられていればよい。

【００４５】また、一つのフォトセンサは、４個の受光
素子ａ〜ｄを１セットとして構成されているが、そのよ
うな１セットの個数に限定する特段の意味はなく、液晶
ディスプレイＡ１の複数箇所にわたって複数の受光素子
が２セット以上、最低でも対角位置の２箇所に配列され
た状態であればよい。

【００４６】さらに、フォトセンサＳ１〜Ｓ４は、ガラ
ス基板１１の表示面Ａ１ａ側に形成されているものであ
っても良い。

【００４７】さらにまた、液晶ディスプレイＡ１を画像
表示盤として採用したが、このような画像表示盤として
は、その他にＣＲＴ、プラズマ方式などの画像表示デバ
イスを採用することもできる。

【００４８】さらにまた、上記実施形態においては、画
像表示装置Ａを製造する際にタッチパネルＡ２の位置合
わせが行われるとして説明したが、そのような位置合わ
せは、ユーザが使用する際にワンタッチで行うようにＣ
ＰＵ２０に動作させても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明にかかるタッチパネル一体型の画像表
示装置の一実施形態を分解して示した分解斜視図であ
る。

【図２】センサ部付近の断面構造を示した断面図であ
る。

【図３】液晶ディスプレイを表示面側から見た状態を示
した平面図である。

【図４】液晶駆動用の電極およびフォトセンサと接続さ
れたマイクロコンピュータの構成を示した回路ブロック
図である。

【図５】一つのマークとフォトセンサとの相対的位置関
係を説明するために示した説明図である。

【図６】タッチパネルの位置補正処理を行う場合におけ
るＣＰＵの動作手順を示したフローチャートである。

【図７】従来におけるタッチパネル一体型の画像表示装
置の一例を示し、その画像表示盤に対するタッチパネル
の位置補正方法を説明するために示した説明図である。

【符号の説明】

Ａ 画像表示装置 Ａ１ 液晶ディスプレイ（画像表示盤） Ａ１ｃ，Ａ２ｃ 表示エリア Ａ２ タッチパネル Ａ３ マイクロコンピュータ Ｍ１〜Ｍ４ マーク Ｓ１〜Ｓ４ フォトセンサ ａ〜ｄ 受光素子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像表示盤を有する画像表示装置に対
   し、その画像表示盤に面してタッチパネルを貼着したタ
   ッチパネル一体型の画像表示装置であって、 上記タッチパネルの複数箇所に形成された位置決め用の
   マークと、 上記マークの配列状況に合致して上記画像表示盤に形成
   された複数のフォトセンサと、 上記各フォトセンサから上記各マークの検出に応じて出
   力された信号に基づいて、上記画像表示盤に面した上記
   タッチパネルの平面内位置を確定するパネル位置確定手
   段と、 上記パネル位置確定手段によって確定された上記タッチ
   パネルの平面内位置に応じて、上記画像表示盤にて表示
   される指標ポイントと、その指標ポイントに対応すべき
   上記タッチパネルの触感ポイントとの相対的な位置関係
   を補正するポイント位置補正手段と、 を備えたことを特徴とする、タッチパネル一体型の画像
   表示装置。
2. 【請求項２】 上記各マークは、上記タッチパネルの外
   周付近に形成されているとともに、上記各フォトセンサ
   は、上記画像表示盤の表示エリア外に形成されている、
   請求項１に記載のタッチパネル一体型の画像表示装置。
3. 【請求項３】 上記画像表示盤は、２枚の透明基板間に
   液晶を封入した液晶ディスプレイにより構成されてい
   る、請求項１または請求項２に記載のタッチパネル一体
   型の画像表示装置。
4. 【請求項４】 上記各フォトセンサは、上記液晶ディス
   プレイの液晶を封入した液晶層内に受光素子を形成する
   ことで構成されている、請求項３に記載のタッチパネル
   一体型の画像表示装置。
5. 【請求項５】 上記各フォトセンサは、複数個の受光素
   子を１セットとして、これら受光素子を上記画像表示盤
   の平面内にて回転対称状に位置させ、その回転中心部で
   各受光素子の一部が上記マークの外周にさしかかる状態
   となるように構成されている、請求項１ないし請求項４
   のいずれかに記載のタッチパネル一体型の画像表示装
   置。
6. 【請求項６】 上記パネル位置確定手段は、上記各フォ
   トセンサにおける上記各受光素子の受光量に応じて出力
   された受光信号に基づいて、上記画像表示盤の平面内に
   おける所定の基準位置からずれた上記タッチパネルのベ
   クトル変位量を算出し、そうして算出したベクトル変位
   量に基づいて、上記ポイント位置補正手段は、上記指標
   ポイントと上記触感ポイントとの相対的な位置関係を補
   正する、請求項５に記載のタッチパネル一体型の画像表
   示装置。
7. 【請求項７】 画像表示盤に面してタッチパネルを貼着
   した際に位置補正するための画像表示盤に対するタッチ
   パネルの位置補正方法であって、 上記タッチパネルの複数箇所には、位置決め用のマーク
   が形成されている一方、そうして形成された上記マーク
   の配列状況に合致して、上記画像表示盤には、複数のフ
   ォトセンサが形成されており、上記画像表示盤に面して
   上記タッチパネルを貼着した際、上記各フォトセンサか
   ら上記各マークの検出に応じて出力された信号を演算ユ
   ニットに取り込みつつ、その演算ユニットを介して上記
   画像表示盤に面して貼着された上記タッチパネルの平面
   内位置を確定するとともに、そうして確定した上記タッ
   チパネルの平面内位置に応じて、上記演算ユニットに所
   定の補正処理を実行させることにより、上記画像表示盤
   にて表示される指標ポイントと、その指標ポイントに対
   応すべき上記タッチパネルの触感ポイントとの相対的な
   位置関係を補正することを特徴とする、画像表示盤に対
   するタッチパネルの位置補正方法。
8. 【請求項８】 上記各フォトセンサは、複数個の受光素
   子を１セットとして、これら受光素子を上記画像表示盤
   の平面内にて回転対称状に位置させ、その回転中心部で
   各受光素子の一部が上記マークの外周にさしかかる状態
   となるように構成されており、上記タッチパネルの平面
   内位置を確定する際、上記各フォトセンサにおける上記
   各受光素子の受光量に応じて出力された受光信号を上記
   演算ユニットに取り込みつつ、その演算ユニットを介し
   て上記画像表示盤の平面内における所定の基準位置から
   ずれた上記タッチパネルのベクトル変位量を算出すると
   ともに、そうして算出したベクトル変位量に基づいて、
   上記演算ユニットにより上記指標ポイントと上記触感ポ
   イントとの相対的な位置関係を補正する、請求項７に記
   載の画像表示盤に対するタッチパネルの位置補正方法。