JP2002091685A - 座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲光の影響によってディップ検出が行えな
くなることを確実に防ぐと共に、周囲光による誤検出を
防ぐこと。 【解決手段】 光源２０１を点灯させ、点灯状態におい
てＣＣＤ２０４の各受光素子が受光する光量データを点
灯時データとして入力し、光源２０１を消灯させ、消灯
状態においてＣＣＤ２０４の各受光素子が受光する光量
データを消灯時データとして入力する入力制御手段と、
各受光素子の消灯時データに基づいて、受光素子毎の補
正用閾値データを設定する設定手段とを備え、補正用閾
値データを用いて、受光素子毎に閾値を補正し、受光素
子毎の点灯時データと受光素子毎の補正後の閾値とを比
較して、タッチパネル上の座標を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タッチパネル上で
指定された座標を光学的に検出し、コンピュータなどの
機器に入力する座標入力装置に関し、より詳細には、太
陽光や白熱電球の光などのように装置の置かれた環境か
らの光（周囲光）による外乱（ノイズ）を除去可能な座
標入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、タッチパネル上の任意の位置を指
やペンで指定することにより、指定された位置の座標を
コンピュータなどの機器に入力する座標入力装置があ
る。特に光学式の座標入力装置は、比較的構成が簡易で
ありながら充分な精度で座標の検出ができるという長所
を有するため、電子黒板、ディスプレイ一体型のタブレ
ットなどに多く用いられている。

【０００３】光学式の座標入力装置の多くは、タッチパ
ネルの略全面に光を照射できる照射部と、照射部が照射
した光を反射する反射部材と、反射部材で反射された光
を受光する複数の受光素子が配列されたＣＣＤ（Ｃｈａ
ｒｇｅｄ ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）などの受光部
とを備えている。タッチパネル上に指やペンを置くと、
照射された光が指などによって遮られ、該当する位置の
受光素子に受光されなくなる。座標入力装置は、受光素
子の受光状態から指などが置かれた位置の座標を検出す
るものである。

【０００４】このような座標入力装置では、受光部が受
光する光は照射部から照射された光の反射光のみを受光
することを前提として、受光部で受光した反射光の状況
によってタッチされているか否か、タッチされた場所
（座標位置）はどこか検出している。ところが、実際に
は、タッチパネルが使用されている場所によっては、周
囲光（太陽光や照明光など）が直接または反射して受光
部に入射してしまうことがある。

【０００５】受光部は、照射部が照射する光の強度（光
量）に基づいて、予め光学的な調整がなされているが、
周囲光が受光部に入射してしまった場合には、その光量
分だけ受光部に入る光量も増大するため、受光部の受光
素子で受光可能な光量の最大値を超えて、受光素子が飽
和してしまうことがある。

【０００６】受光素子が飽和すると、照射された光が指
などによって遮られた場合に減少する受光素子の光量変
化（ディップ量）が小さくなり、ディップ検出（遮蔽検
出）ができなくなってしまうという不具合が発生する。

【０００７】この不具合に対処するために従来の座標入
力装置では、照射部から照射される光の波長のみを通す
フィルタを受光部の前に設けることが一般的に行われて
いる。

【０００８】また、関連する従来の技術として、特開平
２０００−８９９０３号公報「光走査型タッチパネル」
に開示されている装置がある。この光走査型タッチパネ
ルは、走査光をオフとして、そのオフ期間に、走査光が
オフである場合の受光素子での受光結果に基づいて、走
査光の遮断位置を検出するための比較用基準信号（しき
い値レベル）を設定することにより、比較用基準信号を
所望のタイミングで設定できるようにしたものである。
また、所定時間にわたって走査光をオフして光走査部を
作動させ、その間の受光素子での受光結果の最大値と最
小値との差を求め、求めた差を所定の基準値と比較する
ことにより、外乱光の影響の程度を検知し、誤った検出
動作を防ぐようにしたものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術によれば、フィルタを受光部の前に設けた場合
でも、周囲光である太陽光や白熱電球などにも、色々な
波長の光が混ざっているおり、周囲光の全部をカットす
ることは不可能であるため、周囲光の強さによって受光
素子が飽和してディップ検出が行えなくなるという問題
点があった。

【００１０】また、特開平２０００−８９９０３号公報
によれば、走査光がオフである場合の受光素子での受光
結果に基づいて、走査光の遮断位置を検出するための比
較用基準信号（しきい値レベル）を設定しているもの
の、具体的には、受光素子での受光結果の最大値と最小
値との差から閾値（比較用基準信号）を決定し、１回の
光走査の時間内に受光素子から出力される全ての受光信
号に対して、前記決定した閾値（比較用基準信号）を用
いてディップ検出を行っているため、特定方向の周囲光
が強い場合や、タッチパネル上の遮蔽位置（座標位置）
によっては必ずしも周囲光の影響を防ぐことができない
という問題点があった。換言すれば、周囲光の影響によ
って誤検出が発生する虞があった。

【００１１】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、周囲光の影響によってディップ検出が行えなくな
ることを確実に防ぐと共に、周囲光による誤検出を防ぐ
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決し、
目的を達成するため、請求項１に記載の発明にかかる座
標入力装置は、タッチパネルと、前記タッチパネルの面
に対して略平行に広がる扇状の光を照射する光照射手段
と、前記光照射手段が照射した光の反射光を受光するた
めの複数の受光素子から成る受光手段と、前記光照射手
段によって照射された光を前記受光手段に向けて反射す
る反射手段と、前記受光手段の各受光素子が受光した反
射光の光量データと予め設定された閾値とを比較して、
前記タッチパネル上の座標を検出する座標検出手段と、
を有する座標入力装置において、前記光照射手段を点灯
させ、点灯状態において前記受光手段の各受光素子が受
光する光量データを点灯時データとして入力し、前記光
照射手段を消灯させ、消灯状態において前記受光手段の
各受光素子が受光する光量データを消灯時データとして
入力する入力制御手段と、前記入力制御手段で入力した
各受光素子の消灯時データに基づいて、受光素子毎の補
正用閾値データを設定する設定手段と、を備え、前記座
標検出手段は、前記補正用閾値データを用いて、前記受
光素子毎に前記閾値を補正し、前記受光素子毎の点灯時
データと前記受光素子毎の補正後の閾値とを比較して、
前記タッチパネル上の座標を検出するものである。

【００１３】この請求項１に記載の発明によれば、入力
制御手段が、光照射手段を点灯させ、点灯状態において
受光手段の各受光素子が受光する光量データを点灯時デ
ータとして入力する制御を行うと共に、光照射手段を消
灯させ、消灯状態において受光手段の各受光素子が受光
する光量データを消灯時データとして入力する制御を行
う。この入力制御手段の入力制御によって点灯時データ
および消灯時データがそれぞれのタイミングで入力され
る。設定手段は、各受光素子の消灯時データを入力する
と、各受光素子の消灯時データに基づいて、受光素子毎
の補正用閾値データを設定する。次に、座標検出手段
は、受光素子毎の補正用閾値データを用いて、受光素子
毎に閾値を補正し、受光素子毎に、該当する点灯時デー
タと補正後の閾値とを比較して、ディップ検出を行い、
その結果からタッチパネル上の座標を検出する。

【００１４】また、請求項２に係る座標入力装置は、請
求項１に記載の座標入力装置において、前記入力制御手
段が、前記点灯時データの入力と前記消灯時データの入
力を交互に行うものである。

【００１５】この請求項２に記載の発明によれば、入力
制御手段が、点灯時データの入力と消灯時データの入力
を交互に行う。したがって、１回の点灯時データ（また
は消灯時データ）の入力が行われると、続いて消灯時デ
ータ（または点灯時データ）が入力されることになり、
設定手段における補正用閾値データの設定も消灯時デー
タが入力される度に、すなわち、点灯時データを入力す
るのと同じ回数だけ行われる。

【００１６】また、請求項３に係る座標入力装置は、請
求項１に記載の座標入力装置において、前記入力制御手
段が、１０ｍｓｅｃ以下の周期で前記消灯時データの入
力を行うものである。

【００１７】この請求項３に記載の発明によれば、入力
制御手段が、１０ｍｓｅｃ以下の周期で消灯時データの
入力を行う。一般的に人間がタッチパネルを押下して、
光を遮蔽するときの動作速度（動きの速さ）は、大凡、
１００ｍｓｅｃ単位であり、速い場合でも、せいぜい１
０ｍｓｅｃであるので、１０ｍｓｅｃ以下の周期で消灯
時データの入力を行うことにより、タッチパネルが押下
される直前の消灯時データが入力される。

【００１８】また、請求項４に係る座標入力装置は、請
求項１、２または３に記載の座標入力装置において、前
記設定手段が、前記補正用閾値データとして、前記各受
光素子の消灯時データの値に比例した値を設定するもの
である。

【００１９】この請求項４に記載の発明によれば、設定
手段において、各受光素子の消灯時データの値に比例し
た値が補正用閾値データとして設定される。

【００２０】また、請求項５に係る座標入力装置は、請
求項１〜４のいずれか一つに記載の座標入力装置におい
て、前記補正用閾値データおよび前記補正後の閾値が、
予めルックアップテーブルとして記憶されており、前記
座標検出手段が、前記ルップアップテーブルを参照して
前記補正後の閾値を求めるものである。

【００２１】この請求項５に記載の発明によれば、補正
用閾値データおよび補正後の閾値が、予めルックアップ
テーブルとして記憶されている。座標検出手段は、特別
な演算処理などを行うことなく、設定手段で設定された
補正用閾値データに基づいてルップアップテーブルを参
照し、補正後の閾値を求める。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の座標入力装置の実
施の形態について、添付を図面を参照して詳細に説明す
る。

【００２３】図１は、本実施の形態の座標入力装置の概
略を説明する図である。図１に示した座標入力装置は、
タッチパネル１０１と、タッチパネルの２箇所に設けら
れた光学ユニット１０２ａ、１０２ｂと、タッチパネル
１０１の三方に設けられた反射部１０３ａ、１０３ｂ、
１０３ｃと、光学ユニット１０２ａ、１０２ｂの受光状
態（暗点の有無および位置）からタッチパネル１０１に
入力された座標を検出する制御部１０４と、制御部１０
４で検出した座標を外部機器であるパーソナルコンピュ
ータ（ＰＣ）１０６などへ出力するためのインターフェ
イス部１０５とを備えている。なお、１０７は、制御部
１０４とインターフェイス部１０５が搭載されたＭＢＵ
（マザー・ボード・ユニット）を示す。

【００２４】図２は、光学ユニット１０２ａ、１０２ｂ
の構成を説明するための図である。本実施の形態のタッ
チパネル１０１は、四角形の平面であり、光学ユニット
１０２ａ、１０２ｂは、タッチパネル１０１の面におけ
る同一の辺の両端に生じる２つの角部分にそれぞれ１つ
ずつ設けられている。

【００２５】図２に示した光学ユニット１０２ａは、光
源２０１、拡散レンズ２０２、受光レンズ２０３、複数
の受光素子が配列されたＣＣＤ（受光手段）２０４およ
びハーフミラー２０５を有している。光源２０１は、タ
ッチパネル１０１の面と光軸が略平行な光を照射する。
光源２０１から照射された光は、拡散レンズ２０２によ
ってタッチパネル１０１の面と略平行に広がる扇状の光
に拡散されてタッチパネル１０１上に照射される。

【００２６】図示を省略するが、光学ユニット１０２ｂ
も光学ユニット１０２ａと同様に構成されていて、光学
ユニット１０２ａと同様にタッチパネル１０１の面と略
平行に広がる扇状の光をタッチパネル１０１上に照射す
る。２つの光学ユニット１０２ａ、１０２ｂから照射さ
れる光は、タッチパネルの全域に広がって照射され、反
射部１０３ａ〜１０３ｃによって再帰的に反射される。
反射された光（反射光）は、受光レンズ２０３で集光さ
れ、ＣＣＤ２０４によって受光される。

【００２７】制御部１０４は、ＣＣＤ２０４における反
射光の受光状態に基づいて、タッチパネル１０１に入力
された（置かれた）指やペンといった遮蔽物の座標を検
出する。

【００２８】図３は、光学ユニット１０２ａ、１０２ｂ
およびＭＢＵ１０７を説明するためのブロック図であ
る。図示するように、光学ユニット１０２ａは、ＬＤ
（レーザダイオード）からなる光源２０１を備えたＬＤ
Ｕ（レーザダイオードユニット）４０２、ＣＣＤ（Char
ge Coupled Device ）２０４を備えたＳＢＵ（センサ・
ボード・ユニット）４０３を備えている。また、光学ユ
ニット１０２ｂは、ＬＤ（レーザダイオード）からなる
光源２０４を備えたＬＤＵ（レーザダイオードユニッ
ト）４０４、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）２０４
を搭載した基板であるＳＢＵ（センサ・ボード・ユニッ
ト）４０５を備えている。

【００２９】ＭＢＵ１０７は、ＣＰＵ（Central Proces
sor Unit）４０１と、ＳＢＵ４０３のＣＣＤ２０４が出
力する光量データ（アナログ信号）をディジタル信号に
変換する画像処理ＬＳＩ４０６と、変換された信号をラ
インごとに格納するデータ格納メモリ４０７と、ＳＢＵ
４０５のＣＣＤ２０４が出力する光量データ（アナログ
信号）をディジタル信号に変換する画像処理ＬＳＩ４０
９と、変換された信号をラインごとに格納するデータ格
納メモリ４０８と、を備えている。

【００３０】さらに、ＭＢＵ１０７は、ＣＰＵ４０１で
使用されるプログラムなどを記録したＲＯＭ（Read Onl
y Memory）４１０と、ＣＰＵ４０１のワークエリアとし
て使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）４１１
と、ＰＣ１０６とのインターフェイスとして機能するイ
ンターフェイス部１０５と、を備えている。

【００３１】以上の構成において、先ず、タッチパネル
の動作の一連の処理について簡単に説明する。ＣＰＵ４
０１がＲＯＭ４１０のプログラムを実行して、ＬＤ点灯
信号をＬＤＵ４０２，４０４に送信すると、ＬＤＵ４０
２，４０４は点灯信号に基づいて、ＬＤ（光源）２０１
を点灯する。ＳＢＵ４０３，４０５は、ＬＤ（光源）２
０１が点灯しているときに、ＳＢＵ４０３，４０５内の
ＣＣＤ２０４にて受光したデータをＭＢＵ１０７の画像
処理ＬＳＩ４０６，４０９に送出する。

【００３２】画像処理ＬＳＩ４０６，４０９は、受け取
ったデータをデジタル変換してシェーディング等の画像
処理を行い、データ格納メモリ４０７，４０８に格納す
る。データ格納メモリ４０７，４０８に格納されたデー
タはＣＰＵ４０１にて読み出され、ディップ検出処理が
行われ、その後、ディップ検出に基づいて座標位置が算
出され、算出された座標位置がインターフェィス部１０
５を介して外部のＰＣ１０６に送出される。

【００３３】ここで、タッチパネル１０１が指等の遮蔽
物で遮られたとき、その遮られた座標位置を算出する算
出式について説明する。図４は座標位置の検出方法をよ
り詳細に説明するための図である。タッチパネル１０１
は、図中の横方向の長さ（幅）Ｗを有する長方形の板で
ある。また、タッチパネル１０１の三辺には反射部材１
０３（１０３ａ〜ｃ）が設けられている。ここでは、タ
ッチパネル１０１上の点Ｐの座標を検出する場合を例に
して座標の検出方法を説明する。

【００３４】前述したように光源２０１およびＣＣＤ２
０４は、一体的なユニット（光学ユニット１０２ａ，１
０２ｂ）として構成されている。また、反射部材１０３
は、照射された光の光軸と反射された光の光軸とが同一
の軸となるように光を反射する再帰性の反射部材であ
る。このため、光源２０１から照射された光は、反射部
材１０３で再帰的に反射され、光源２０１と共に光学ユ
ニット１０２ａ，１０２ｂに組み込まれているＣＣＤ２
０４で受光される。図４では、光学ユニット１０２ａ，
１０２ｂが、タッチパネル１０１の２つの角部分にそれ
ぞれ１つずつ配置されおり、光学ユニット１０２ａ，１
０２ｂの固定点を、図中に点ＣＬ，点ＣＲとして示すも
のとする。

【００３５】タッチパネル１０１上の一点Ｐに指が置か
れると、点Ｐと点ＣＬとを結ぶ直線ｌ2 と直線ｌ1 とは
角度θＬをなす。また、点Ｐと点ＣＲとを結ぶ直線ｌ3
と直線ｌ1 とは角度θＲをなす。点Ｐに指が置かれたこ
とにより、光源から照射された光の一部が指によって遮
蔽され、点Ｐを通る反射光がＣＣＤ２０４で受光されな
くなり、ＣＣＤ２０４の受光素子上に暗点が生じる。

【００３６】このとき、点Ｐの座標（ｘ，ｙ）は、以下
の式によって算出される。 ｘ＝（ｔａｎθＲ・Ｗ）／（ｔａｎθＬ＋ｔａｎθＲ） …（１） ｙ＝（ｔａｎθＬ・ｔａｎθＲ・Ｗ）／（ｔａｎθＬ＋ｔａｎθＲ） ＝ｘ・ｔａｎθＬ …（２）

【００３７】ところで、ＣＣＤ２０４が受光する光に
は、光源２０１から照射された光が反射部材２０３で反
射された反射光と、該反射光以外の光（すなわち、周囲
光）がある。ＣＣＤ２０４にて周囲光が受光された場合
には、ＣＣＤ２０４は通常、反射光のみを受光する場合
より、周囲光の分だけ受光する光量が増大する。例え
ば、周囲光が殆どない（周囲光なし）場合のＣＣＤ２０
４の受光光量（所謂、白データ）を、図５（ａ）とする
と、周囲光がある場合のＣＣＤ２０４の受光光量は、図
５（ｂ）のようになり、周囲光の分だけ光量が増大す
る。

【００３８】ＣＣＤ２０４の各受光素子は、周囲光を受
光していない状態で光学調整されているため、周囲光を
受光している所では、ＣＣＤ２０４の受光素子が飽和し
てしまうことがある。このような場合には、タッチパネ
ル１０１を指等でさわり、光を遮ったときに、図６
（ａ），（ｂ）に点線で示すように、周囲光なしの状態
のディップ量よりも周囲光ありの状態のディップ量が小
さくなるので、ディップ検出ができなくなってしまう。

【００３９】なお、ＣＣＤ２０４が周囲光を受光してい
るかどうかは、通常、光源２０１を点灯している状態の
データでは、シェーディング補正を行っているために、
殆どのデータが周囲光の入っていない状態でも白（０ｘ
ＦＦ）に近い値となっているので判断できない。図７
（ａ），（ｂ）は、周囲光なしの場合と、周囲光ありの
場合のＣＣＤ２０４のデータにシェーディング補正を行
った後のシェーディング補正後データを示している。図
示の如く、シェーディング補正後データからはＣＣＤ２
０４が周囲光を受光しているかどうかの判断を行うこと
はできない。

【００４０】ＣＣＤ２０４が周囲光を受光していた場合
には、光源２０１を点灯していない状態のときでも、Ｃ
ＣＤ２０４ではその周囲光の光量分だけ明るいデータと
なるので、光源２０１を点灯していない状態のデータを
使って周囲光がＣＣＤ２０４で受光されているか否かを
判断する。しかしながら、タッチパネル１０１を使用す
る状態のときに、むやみに光源２０１を消灯してしまう
と、タッチパネル１０１が使用できなくなる。そこで、
本実施の形態では、速い周期で光源２０１を点滅（点灯
／消灯を繰り返す）させ、タッチパネル１０１を使用し
ているときでもタッチパネル１０１が使えなくなったり
することなく、光源２０１を消灯させた状態のデータ
（消灯時データ）を取り込んで周囲光がＣＣＤ２０４で
受光されているかどうか判断可能とする。図８（ａ）
は、周囲光なしの場合のＣＣＤ２０４の消灯時データを
示し、図８（ｂ）は周囲光ありの場合のＣＣＤ２０４の
消灯時データを示している。図示の如く、光源２０１を
消灯した状態でも、周囲光によってＣＣＤ２０４のデー
タ（所謂、黒データ）が持ち上げられている。

【００４１】なお、光源２０１を点滅させる周期は、人
間の動作速度が一般的には、１００ｍｓｅｃ単位である
ので（速い人でも、せいぜい１０ｍｓｅｃ）、本実施の
形態では、それよりも十分速い５ｍｓｅｃ周期で点滅さ
せることとする。また、光源２０１の点滅は、ソフトウ
ェアの処理速度の低下を防ぐために、ソフトウェアでは
点灯命令を出力し、ハードウェアにて点滅動作をする。
図９は、５ｍｓｅｃ周期で光源２０１を点滅させた場合
の、点灯時データと消灯時データの入力タイミングを示
している。

【００４２】次に、タッチパネル１０１が触れられたか
否かの検出（ディップ検出）について説明する。通常、
タッチパネル１０１が触れられたかどうかの検出は、光
源２０１が点灯しているときの点灯時データにて、予め
設定してある閾値よりも小さいデータが２画素以上連続
して存在するかどうかで検出を行っている。ここで設定
されている閾値は予め機械の特性を調査して、タッチパ
ネル１０１のどの位置に触れられても検出できるように
設定してあるが、周囲光がＣＣＤ２０４で受光されてい
た場合には、上述したようにディップ量が変化してしま
うので検出できなくなる。

【００４３】そこで、本実施の形態では、光源２０１を
点灯していない場合のデータ（消灯時データ）を検出
し、周囲光が入っていた場合には、閾値を補正（消灯時
データの光量分可変させる）してタッチパネル１０１が
触れられたかどうか検出する。したがって、ＣＣＤ２０
４に周囲光が入った場合でも、ディップ検出ができなく
なることはない。

【００４４】閾値の補正は、ＣＣＤ２０４に入る周囲光
の強さ（光量）と、そのときのディップ量の影響とを調
査しておき、さらにその機械の特性にあったデータを調
査して、周囲光の光量に対応する補正用閾値データ（周
囲光の光量分の閾値）を作成し、テーブル化しておき、
ディップ検出時に予め設定されている閾値からマイナス
する（白データに近くなる方向）ことで行うことができ
る。例えば、 補正後の閾値＝（予め設定されている閾値）−（周囲光
の光量分の閾値）

【００４５】または、予め設定されている閾値が調整不
可能（すなわち、固定値）な場合には、補正用閾値デー
タ（周囲光の光量分の閾値）と補正後の閾値とを、予め
ルックアップテーブルとして記憶し、ルップアップテー
ブルを参照して補正後の閾値を求めるようにしても良
い。

【００４６】いずれの場合にも、周囲光の光量分の閾値
をテーブル化することで、不必要な計算が必要なくな
り、処理速度の低下を最低限に抑えることができる。

【００４７】また、周囲光がＣＣＤ２０４に受光する様
子は、状況によってＣＣＤ２０４全体に受光したり、一
部のみに受光したりする。このような場合に、周囲光が
あるからといって、補正後の閾値をＣＣＤ２０４全体に
対して、すなわち、ＣＣＤ２０４の各受光素子に対し
て、一律に固定値として用いると周囲光が入っていない
受光素子の部分では、閾値のレベルがシビアになるため
ノイズ等によって発生するディップもすべてディップと
して検出して、多点検出が発生する。したがって、本実
施の形態では、この多点検出を回避するために、周囲光
によって可変させる閾値（補正する閾値）は、受光素子
毎に行う。これによって、ＣＣＤ２０４に配列された受
光素子のうち、周囲光を受光している部分も、受光して
いない部分も共に適切な閾値を設定でき、ノイズ等によ
る多点検出も回避できる。

【００４８】さらに、ＣＣＤ２０４が受光する周囲光、
特に太陽光などは、時間によって刻々と変化する。ま
た、タッチパネル１０１を使用する人がＣＣＤ２０４に
入る周囲光を遮って周囲光が入っていない状態が発生す
ることもある。このため、光源２０１を点灯していない
状態のデータ（消灯時データ）はタッチパネル１０１が
使用可能な状態において、常にディップ検出用の点灯時
データと共に取り込むことにする。これによって、周囲
光の経時的な変化や、一瞬の変化にも対応でき、常に同
じ条件でディップ検出を行うことができる。

【００４９】次に、図１０〜図１２のフローチャートを
参照して、本実施の形態のディップ検出処理、点灯時デ
ータ・消灯時データの入力制御、閾値の補正処理につい
て説明する。

【００５０】ステップＳ１：座標入力装置の電源が投入
されると、ディップ検出が開始され、ＬＤ（光源２０
１）を点灯して、シェーディング処理を行う。 ステップＳ２：Ｒ側の光源２０１が消灯するのを待ち。
消灯したら次のステップへ進む。 ステップＳ３：Ｒ側の光源２０１が点灯するのを待ち。
点灯したら次のステップへ進む。 ステップＳ４：Ｒ側の黒データ入力を開始する。実際に
は、次のラインから開始されるので、Ｒ側の光源２０１
が点灯していないデータ（消灯時データ）を入力する。 ステップＳ５：入力が終了したか否かを判定し、Ｒ側の
光源２０１が点灯していないデータ（消灯時データ）の
入力終了待ち状態となる。 ステップＳ６：Ｌ側の黒データ入力を開始する。実際に
は、次のラインから開始されるので、Ｌ側の光源２０１
が点灯していないデータ（消灯時データ）を入力する。 ステップＳ７：入力が終了したか否かを判定し、Ｌ側の
光源２０１が点灯していないデータ（消灯時データ）の
入力終了待ち状態となる。

【００５１】ステップＳ８：Ｌ側の白データ入力を開始
する。実際には、次のラインから開始されるので、Ｌ側
の光源２０１が点灯しているデータ（点灯時データ）を
入力する。 ステップＳ９：入力が終了したか否かを判定し、Ｌ側の
光源２０１が点灯しているデータ（点灯時データ）の入
力終了待ち状態となる。 ステップＳ１０：Ｒ側の白データ入力を開始する。実際
には、次のラインから開始されるので、Ｒ側の光源２０
１が点灯しているデータ（点灯時データ）を入力する。 ステップＳ１１：入力が終了したか否かを判定し、Ｒ側
の光源２０１が点灯しているデータ（点灯時データ）の
入力終了待ち状態となる。 ステップＳ１２：Ｒ側の黒データ入力を開始する。実際
には、次のラインから開始されるので、Ｒ側の光源２０
１が点灯していないデータ（消灯時データ）を入力す
る。

【００５２】以降、ステップＳ５〜ステップＳ１２を繰
り返す。このステップＳ５〜ステップＳ１２は、ＣＰＵ
が介在しないＤＭＡ処理およびＤＭＡの終了割り込み内
にて行い、ＣＰＵはメイン処理として、以降の処理を行
う。

【００５３】ステップＳ１３：Ｌ側ディップ検出開始、
Ｌ側の白データ（点灯時データ）および黒データ（消灯
時データ）からディップ検出を開始する。 ステップＳ１４：ディップ検出を行う開始アドレス、終
了アドレスをセットする。 ステップＳ１５：アドレスを開始アドレスにセットす
る。 ステップＳ１６：光源２０１の消灯時データ（黒デー
タ）からセットされているアドレスのデータ（Ｄｂ０）
と、セットされているアドレスの次のアドレスのデータ
（Ｄｂ１）を抽出する。

【００５４】ステップＳ１７：抽出した消灯時データ
（Ｄｂ０、Ｄｂ１）を用いて、予め記憶してあるルック
アップテーブルから補正用閾値データ（ＴＨｃ０、ＴＨ
ｃ１）を抽出して設定する。 ステップＳ１８：予め設定されている固定閾値（ＴＨ
ｓ）と、補正用閾値データ（ＴＨｃ０、ＴＨｃ１）とを
用いて、補正後の閾値（ＴＨ０、ＴＨ１）を算出する。
具体的には、 ＴＨ０＝ＴＨｓ−ＴＨｃ０ ＴＨ１＝ＴＨｓ−ＴＨｃ１ で求める。

【００５５】ステップＳ１９：光源２０１の点灯時デー
タ（白データ）からセットされているアドレスのデータ
（Ｄｗ０）と、セットされているアドレスの次のアドレ
スのデータ（Ｄｗ１）を抽出する。 ステップＳ２０：ディップの開始位置を検出しているの
か、終了位置を検出しているのかを判定する。ここで、
最初はディップの開始位置の検出へと進む。ステップＳ
２１〜Ｓ２５の処理でディップ開始位置が検出されてい
る場合にはＣＣＣ（ステップＳ２６）へ進む。 ステップＳ２１：（Ｄｗ０≦ＴＨ０）＆＆（Ｄｗ１≦Ｔ
Ｈ１）か否か確認する。すなわち、Ｄｗ０がＴＨ０以下
であり、かつ、Ｄｗ１がＴＨ１以下であるか確認する。 ステップＳ２２：ステップＳ２１で肯定である場合、セ
ットされているアドレスをディップ開始位置とし、ステ
ップＳ２４ｂへ進む。

【００５６】ステップＳ２３：（Ｄｗ０≧ＴＨ０）＆＆
（Ｄｗ１≦ＴＨ１）か否か確認する。すなわち、Ｄｗ０
がＴＨ０以上であり、かつ、Ｄｗ１がＴＨ１以下である
か確認する。 ステップＳ２４ａ：ステップＳ２３で否定である場合、
セットされているアドレスに＋１をする。 ステップＳ２４ｂ：ステップＳ２３で肯定である場合、
セットされているアドレスに＋２をする。 ステップＳ２５：アドレスが終了アドレスに達したか確
認する。ここで、終了アドレス未満の場合にはステップ
Ｓ１６へ戻り、終了アドレス以上の場合にはＢＢＢへ進
む（ステップＳ１１へ戻る）。

【００５７】ステップＳ２６：（Ｄｗ０≧ＴＨ０）＆＆
（Ｄｗ１≧ＴＨ１）か否か確認する。すなわち、Ｄｗ０
がＴＨ０以上であり、かつ、Ｄｗ１がＴＨ１以上である
か確認する。 ステップＳ２７：ステップＳ２６で肯定である場合、セ
ットされているアドレスをディップ終了位置とし、ステ
ップＳ３１へ進む。

【００５８】ステップＳ２８：（Ｄｗ０≦ＴＨ０）＆＆
（Ｄｗ１≦ＴＨ１）か否か確認する。すなわち、Ｄｗ０
がＴＨ０以下であり、かつ、Ｄｗ１がＴＨ１以下である
か確認する。 ステップＳ２９ａ：ステップＳ２８で否定である場合、
セットされているアドレスに＋１をする。 ステップＳ２９ｂ：ステップＳ２３で肯定である場合、
セットされているアドレスに＋２をする。 ステップＳ３０：アドレスが終了アドレスに達したか確
認する。ここで、終了アドレス未満の場合にはＤＤＤへ
進み（ステップＳ１６へ戻り）、終了アドレス以上の場
合にはＢＢＢへ進む（ステップＳ１１へ戻る）。

【００５９】ステップＳ３１：Ｒ側の白データ（点灯時
データ）および黒データ（消灯時データ）からディップ
検出を開始する。なお、Ｒ側のディップ検出の内容は、
Ｌ側のディップ検出（ステップＳ１３〜ステップＳ３
０）と同じであるため省略する。 ステップＳ３２：検出したＬ側ディップ位置とＲ側ディ
ップ位置から座標位置を算出する。 ステップＳ３３：算出した座標位置をインターフェイス
部１０５を介してＰＣ１０６へ送出する。この後、ステ
ップＳ１１に戻り、処理を繰り返す。２つの光学ユニッ
トの光源２０１を点滅させて、点灯時データと消灯時デ
ータとを入力するタイミングは、図９に示した通りであ
る。

【００６０】なお、本実施の形態では、２つの光学ユニ
ットの光源２０１を点滅させるタイミングを交互に行う
ことにしているが、これは実施の形態の装置構成におい
て、ハード的な制約により、２チャンネル（光学系Ｌ，
Ｒ）同時にデータ送出することができないという条件が
あるため、その中で一番効率が良くなるように交互に点
滅させているだけであり、交互点滅でなく同時点滅でも
何ら問題はない。

【００６１】前述したように本実施の形態の座標入力装
置では、ＣＣＤ２０４で周囲光が受光された場合でも、
タッチパネル１０１のディップ検出を確実に行うことが
できる。また、どのような状況でもディップ検出を同一
の条件で精度良く行うことができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明にかかる座標入力装置は、入力制御手段が、光照射
手段を点灯させ、点灯状態において受光手段の各受光素
子が受光する光量データを点灯時データとして入力する
制御を行うと共に、光照射手段を消灯させ、消灯状態に
おいて受光手段の各受光素子が受光する光量データを消
灯時データとして入力する制御を行い、各受光素子の消
灯時データを入力すると、設定手段が、各受光素子の消
灯時データに基づいて、受光素子毎の補正用閾値データ
を設定し、座標検出手段が、受光素子毎の補正用閾値デ
ータを用いて、受光素子毎に閾値を補正し、受光素子毎
に、該当する点灯時データと補正後の閾値とを比較し
て、ディップ検出を行い、その結果からタッチパネル上
の座標を検出するため、周囲光の影響によってディップ
検出が行えなくなることを確実に防ぐと共に、周囲光に
よる誤検出を防ぐことができる。また、受光素子毎に閾
値の補正を行えるので、周囲光を受光している部分の受
光素子、受光していない部分の受光素子のそれぞれに適
当な閾値を設定でき、ノイズ等による多点検出の発生も
回避することができる。

【００６３】また、請求項２に記載の発明によれば、入
力制御手段が、点灯時データの入力と消灯時データの入
力を交互に行うため、１回の点灯時データ（または消灯
時データ）の入力が行われると、続いて消灯時データ
（または点灯時データ）が入力されることになり、設定
手段における補正用閾値データの設定も消灯時データが
入力される度に、すなわち、点灯時データを入力するの
と同じ回数だけ行われる。換言すれば、常に点灯時デー
タを入力したときの条件に近い条件の補正用閾値データ
を用いて、補正後の閾値を求めることができる。

【００６４】また、請求項３に記載の発明によれば、入
力制御手段が、１０ｍｓｅｃ以下の周期で消灯時データ
の入力を行うので、タッチパネルが押下される直前の消
灯時データを入力することができる。換言すれば、常に
点灯時データを入力したときの条件に近い条件の補正用
閾値データを用いて、補正後の閾値を求めることができ
る。

【００６５】また、請求項４に記載の発明によれば、設
定手段において、各受光素子の消灯時データの値に比例
した値が補正用閾値データとして設定されるので、さら
に閾値の補正を精度良く行うことができる。

【００６６】また、請求項５に記載の発明によれば、補
正用閾値データおよび補正後の閾値が、予めルックアッ
プテーブルとして記憶されているので、処理速度の低下
を最低限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の座標入力装置の概略を説明する
図である。

【図２】本実施の形態の光学ユニットの構成を示す説明
図である。

【図３】本実施の形態の光学ユニットおよびＭＢＵを説
明するためのブロック図である。

【図４】座標位置の検出方法をより詳細に説明するため
の図である。

【図５】周囲光なしの場合と周囲光ありの場合の受光光
量（白データ）の違いを示す説明図である。

【図６】周囲光なしの場合と周囲光ありの場合のディッ
プ量の違いを示す説明図である。

【図７】周囲光なしの場合と周囲光ありの場合のシェー
ディング補正後データを示す説明図である。

【図８】周囲光なしの場合の周囲光ありの場合のＣＣＤ
の消灯時データを示す説明図である。

【図９】５ｍｓｅｃ周期で光源を点滅させた場合の点灯
時データと消灯時データの入力タイミングを示す説明図
である。

【図１０】本実施の形態のディップ検出処理、点灯時デ
ータ・消灯時データの入力制御、閾値の補正処理を示す
フローチャートである。

【図１１】本実施の形態のディップ検出処理、点灯時デ
ータ・消灯時データの入力制御、閾値の補正処理を示す
フローチャートである。

【図１２】本実施の形態のディップ検出処理、点灯時デ
ータ・消灯時データの入力制御、閾値の補正処理を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１０１ タッチパネル １０２ａ、１０２ｂ 光学ユニット １０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ 反射部（反射部材） １０４ 制御部 １０５ インターフェイス部 １０７ ＭＢＵ（マザー・ボード・ユニット） ２０１ 光源 ２０４ ＣＣＤ ４０２、４０４ ＬＤＵ（レーザダイオードユニット） ４０３、４０５ ＳＢＵ（センサ・ボード・ユニット）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タッチパネルと、前記タッチパネルの面
   に対して略平行に広がる扇状の光を照射する光照射手段
   と、前記光照射手段が照射した光の反射光を受光するた
   めの複数の受光素子から成る受光手段と、前記光照射手
   段によって照射された光を前記受光手段に向けて反射す
   る反射手段と、前記受光手段の各受光素子が受光した反
   射光の光量データと予め設定された閾値とを比較して、
   前記タッチパネル上の座標を検出する座標検出手段と、
   を有する座標入力装置において、 前記光照射手段を点灯させ、点灯状態において前記受光
   手段の各受光素子が受光する光量データを点灯時データ
   として入力し、前記光照射手段を消灯させ、消灯状態に
   おいて前記受光手段の各受光素子が受光する光量データ
   を消灯時データとして入力する入力制御手段と、 前記入力制御手段で入力した各受光素子の消灯時データ
   に基づいて、受光素子毎の補正用閾値データを設定する
   設定手段と、 を備え、 前記座標検出手段は、前記補正用閾値データを用いて、
   前記受光素子毎に前記閾値を補正し、前記受光素子毎の
   点灯時データと前記受光素子毎の補正後の閾値とを比較
   して、前記タッチパネル上の座標を検出することを特徴
   とする座標入力装置。
2. 【請求項２】 前記入力制御手段は、前記点灯時データ
   の入力と前記消灯時データの入力を交互に行うことを特
   徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
3. 【請求項３】 前記入力制御手段は、１０ｍｓｅｃ以下
   の周期で前記消灯時データの入力を行うことを特徴とす
   る請求項１に記載の座標入力装置。
4. 【請求項４】 前記設定手段は、前記補正用閾値データ
   として、前記各受光素子の消灯時データの値に比例した
   値を設定することを特徴とする請求項１、２または３に
   記載の座標入力装置。
5. 【請求項５】 前記補正用閾値データおよび前記補正後
   の閾値は、予めルックアップテーブルとして記憶されて
   おり、前記座標検出手段は、前記ルップアップテーブル
   を参照して前記補正後の閾値を求めることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれか一つに記載の座標入力装置。