JP2005134992A - Touch panel device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディスプレイ表面に設置され、指やペン等による押圧位置を検出するタッチパネル装置に関する。 The present invention relates to a touch panel device that is installed on a display surface and detects a pressed position by a finger, a pen, or the like.
従来のタッチパネルとして、片側表面に抵抗膜が形成された2つの基板を、各抵抗膜が対向するようにスペーサを介して積層した抵抗膜式が知られており、携帯電話、PDA(携帯情報端末)、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータなどに広く用いられている。タッチパネルの一例として、5線式のものが公知である。 As a conventional touch panel, there is known a resistance film type in which two substrates each having a resistance film formed on one surface are laminated via a spacer so that the respective resistance films face each other. ), Widely used in car navigation, personal computers and the like. As an example of the touch panel, a 5-wire type is known.
5線式のタッチパネルは、可動基板にセンシング用の配線が1本接続され、可動基板と対向する固定基板に電源供給用の配線が4本接続されることにより、合計5本の配線を備えて構成されており、可動基板の抵抗膜の抵抗値が均一でない場合や抵抗値の経年変化などが生じた場合でも、検出精度に影響を及ぼすおそれが少なく高寿命であるという利点を有している。 The 5-wire touch panel has a total of five wires by connecting one wiring for sensing to the movable substrate and four wires for supplying power to the fixed substrate facing the movable substrate. Even when the resistance value of the resistance film of the movable substrate is not uniform or when the resistance value changes over time, it has the advantage of having a long life with little risk of affecting the detection accuracy. .
この一方で、5線式のタッチパネルは、固定基板における抵抗膜の周囲に4つの電極を配置する必要があるので、これらの電極抵抗によって等電位線が湾曲し、検出位置と実際の押圧位置との誤差が生じやすくなるという問題がある。このため、例えば特許文献1においては、所定の計算式を用いて電極抵抗の最適値を求め、上記誤差を軽減することが提案されている。
上記特許文献1に記載されたタッチパネルによれば、押圧位置の検出精度を良好に維持することができる一方で、電極の最適な抵抗値を得るために電極形状を非直線状にしなければならず、可動基板における抵抗膜の周囲に必要な配線の取り回しスペース(配線スペース)が大きくなる。このため、小型のモニタに設置する場合や、大型であっても枠部が狭いモニタに設置する場合等においても、必要な配線スペースを確保できるようにする点で更に改良の余地があった。
According to the touch panel described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、検出精度が高く且つ配線スペースの狭小化が可能なタッチパネル装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a touch panel device with high detection accuracy and capable of narrowing a wiring space.
本発明の前記目的は、矩形状の導電膜を有し該導電膜の各辺に沿って電極が配置された固定基板と、前記各電極の交点に接続され前記導電膜の押圧に伴う電位を検出する電位検出手段と、前記電位検出手段により検出された電位に基づいて前記導電膜の押圧位置に対応する検出座標を算出する検出座標取得手段と、前記押圧位置の検出座標から押圧座標を求める押圧位置判定手段とを備えるタッチパネル装置であって、前記押圧位置判定手段は、前記導電膜の検出領域におけるコーナー部および前記各コーナー部の中点、並びに中心部の少なくとも9点に予め設定された指定座標と、前記各指定座標の押圧により前記検出座標取得手段において得られた検出座標とに基づいて、補正演算式を決定するキャリブレーション処理部と、前記検出領域における任意の位置の押圧により前記検出座標取得手段において得られた検出座標から、前記補正演算式に基づいて押圧座標を算出する補正演算部とを備えるタッチパネル装置により達成される。 The object of the present invention is to provide a fixed substrate having a rectangular conductive film on which electrodes are arranged along each side of the conductive film, and a potential caused by pressing of the conductive film connected to an intersection of the electrodes. A potential detection unit for detecting, a detection coordinate acquisition unit for calculating a detection coordinate corresponding to the pressing position of the conductive film based on the potential detected by the potential detection unit, and a pressing coordinate from the detection coordinate of the pressing position. A touch panel device including a pressing position determination unit, wherein the pressing position determination unit is preset in at least nine points of a corner portion in the detection region of the conductive film, a midpoint of each corner portion, and a center portion. A calibration processing unit for determining a correction arithmetic expression based on the designated coordinates and the detected coordinates obtained in the detected coordinate acquisition means by pressing the designated coordinates; Wherein the resulting detected coordinates the detection coordinate acquisition unit is achieved by the touch panel device and a correction calculating unit for calculating the pressing coordinates based on the correction calculation equation by pressing the arbitrary position.
本発明によれば、検出精度が高く且つ配線スペースの狭小化が可能なタッチパネル装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a touch panel device with high detection accuracy and capable of narrowing a wiring space.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るタッチパネル装置の概略構成図である。図1に示すように、タッチパネル装置は、例えばパーソナルコンピュータ、販売機、発券装置、ゲーム機などの端末装置Tの表示部Dに取り付けられるタッチパネル本体2と、制御装置30とを備えて構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a touch panel device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the touch panel device includes a
タッチパネル本体2は、スペーサ(図示せず)を介して対向配置された可動基板10及び固定基板20を有している。可動基板10及び固定基板20の対向面には、矩形状の導電膜12,22がそれぞれ形成されている。可動基板10と固定基板20とは、両面粘着テープなどで周囲を貼り合わせることにより一体化されている。
The
導電膜12,22の材料としては、ITO(酸化インジウム錫)膜が一般に用いられるが、スズ酸化膜、銅、アルミニウム、ニッケル、クロムなどを用いることも可能であり、更に、これら2種以上の材料の積層体や合金を用いてもよい。導電膜12,22は、可動基板10または固定基板20にスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などのPVD法の他、CVD法、塗装法、印刷法などにより形成することができ、アンダーコート層を介在させることにより、可動基板10または固定基板20への密着性や透明性を高めることができる。導電膜12,22のシート抵抗値は、可動基板10の導電膜12が通常100〜500Ω/□であり、固定基板20の導電膜22が通常500〜3000Ω/□である。
As a material for the
可動基板10は、耐熱性、耐候性、非収縮性、対薬品性等の他、機械的強度に優れるフィルム基板であることが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、ポリアクリル、又は、熱可塑性ノルボルネン系ポリマーなどの各種フィルムや、これら2種以上のフィルムの積層体などを例示することができる。可動基板10の厚みは、通常0.05〜5mm程度、好ましくは0.1〜0.3mm程度であり、全光線透過率(JIS K 7361)は、通常50%以上、好ましくは70%以上、更に好ましくは90%以上である。可動基板10の表面側には、ハードコート加工や反射防止加工を施してもよく、或いはこのような加工処理に代えて、ハードコートフィルム、反射防止フィルム、偏光フィルムなどを積層してもよい。
The
可動基板10の導電膜12からは、信号線が引き出されている。信号線は、可動基板10から直接引き出すようにしてもよく、或いは、固定基板20を経て引き出すようにしてもよい。
A signal line is drawn from the
固定基板20は、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどのガラス基板を好適に用いることができ、高温加工が可能である。固定基板20の厚みは、0.05〜5mm程度が好ましく、0.1〜3mm程度がより好ましい。固定基板20は、可動基板10と同様にフィルム基板とすることも可能であり、ガラス基板又はフィルム基板からなる固定基板20に支持体を積層して補強することもできる。
As the
図2に示すように、固定基板20には、導電膜22が外周に沿って一定幅をエッチング除去されることにより、配線の取り回しスペースとなる配線スペース23が形成されている。配線スペース23の形成は、必ずしも導電膜22の一部を除去して行う必要はなく、配線スペース23に相当する領域の絶縁性が保たれるようにレーザ加工で導電膜22を切断して行ってもよい。
As shown in FIG. 2, the
固定基板20の配線スペース23には、断面一定で直線状に延びる4つの電極24a,24b,24c,24dが、導電膜22の各辺に沿って枠体を形成するように配置されており、各電極24a〜24dの交点(4カ所)からそれぞれ配線25a,25b,25c,25dが引き出されている。配線25a〜25dは、印刷などによって配線スペース23上に設けられ、先端部が1カ所に集められてフレキシブルコネクタ26により熱圧着されている。
In the
電極24a〜24dは、銀、銅、銀及びカーボンなどのペースト状材料を用いて、例えばスクリーン印刷により形成することができる。電極24a〜24dの材料としては、体積抵抗を略一定に保つことができる安定な材料であれば他の材料を選定することも可能であり、所望の電極抵抗値が得られるように体積抵抗値を決定すればよい。
The
電極24a〜24dの抵抗値は、導電膜22への過電流を防止すると共に等電位線の湾曲歪みを小さくする観点から、30〜500Ωが好ましく、60〜200Ωがより好ましく、80〜100Ωが更に好ましい。また、各電極24a〜24dの抵抗値のばらつきは、湾曲歪みを小さくする観点から±20%以内であることが好ましい。導電膜22の長辺および短辺の長さが異なるために各電極24a〜24dの長さが同一でない場合には、電極幅を変えることによって抵抗値を調節することができる。
The resistance values of the
制御装置30は、フレキシブルコネクタ26に接続され可動基板10の押圧に伴う電位を検出する電位検出部31と、検出された電位から押圧位置に対応する検出座標を算出する検出座標取得部33と、押圧位置の検出座標から押圧座標を求める押圧位置判定部35とを備えている。制御装置30は、端末装置Tに内蔵されていてもよく、端末装置Tに対して外付け可能に構成されていてもよい。或いは、端末装置Tに必要なプログラムをインストールすることにより、端末装置T自体を制御装置30として機能させることも可能である。
The
押圧位置判定部35は、補正演算式を決定するキャリブレーション処理部32と、固定基板20の任意の押圧位置における検出座標から補正演算式を用いて実際の押圧座標を算出する補正演算部34と、キャリブレーション処理部32及び補正演算部34における処理用データや処理結果などを格納するメモリ部36とを備えている。
The pressing
次に、上記構成を備えたタッチパネル装置の作動について説明する。タッチパネル装置の購入時やメンテナンス時においては、タッチパネル装置の入力操作前にキャリブレーションを行うことが好ましい。この手順を、図3に示すフローチャートを参照しながら説明する。 Next, the operation of the touch panel device having the above configuration will be described. At the time of purchase or maintenance of the touch panel device, it is preferable to perform calibration before the input operation of the touch panel device. This procedure will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、タッチパネル装置が装着された端末装置Tの操作に基づいて制御装置30にキャリブレーション信号が入力されると、キャリブレーション処理部32は、以下の手順によりキャリブレーション処理を行う。
First, when a calibration signal is input to the
まず、端末装置Tの表示部Dにキャリブレーション画面を表示させる(ステップS1)。図4に示すように、導電膜22の検出領域におけるコーナー部P1,P3,P7,P9および各コーナー部の中点P2,P4,P6,P8、並びに中心部P5の計9点が予め指定座標として設定されてメモリ部36に格納されており、キャリブレーション画面においては、各指定座標P1〜P9にマーカ(例えば×印)が順次表示される。
First, a calibration screen is displayed on the display unit D of the terminal device T (step S1). As shown in FIG. 4, a total of nine points including corner portions P1, P3, P7, and P9, and midpoints P2, P4, P6, and P8 of each corner portion and a central portion P5 in the detection region of the
操作者が、表示されたマーカを指やペンなどで押圧すると、可動基板10および固定基板20の導電膜12,22同士が点接触し、電位検出部31において電位が検出される。検出座標取得部33は、この検出電位に基づいて押圧位置に対応する検出座標(X座標及びY座標)を算出する。検出電位に基づく座標の算出方法は周知の技術であるため、詳細な説明を省略する。こうして得られた各指定座標P1〜P9に対応する検出座標は、タッチ座標T1(XT1,YT1),T2(XT2,YT2),・・・,T9(XT9,YT9)としてメモリ部36に格納される(ステップS2)。
When the operator presses the displayed marker with a finger or a pen, the
キャリブレーション処理部32は、まず一次補正に用いる数式(一次補正式)を決定する(ステップS3)。この一次補正式の基本形は、指定座標を(X,Y)とし、タッチ座標を(x,y)としたときに、下記の数式(5)及び数式(6)で表される。
The
X=ax+by+cxy+d ・・・(5)
Y=ex+fy+gxy+h ・・・(6)
数式(5)及び数式(6)における係数a〜hは、検出領域の各コーナー部の指定座標P1,P3,P7,P9と、タッチ座標T1(XT1,YT1),T3(XT3,YT3),T7(XT7,YT7),T9(XT9,YT9)とに基づいて、算出することができる。本実施形態においては、コーナー部の指定座標P1,P3,P7,P9をそれぞれ(0,1000),(1000,1000),(0,0),(1000,0)に設定しているが、押圧を検出することができる検出領域の大きさに基づいて適宜定めればよい。尚、ベゼル等との関係で上記座標が押圧できない場合には、コーナー部の指定座標を(10,990)や(990,990)などとしてもよい。
X = ax + by + cxy + d (5)
Y = ex + fy + gxy + h (6)
The coefficients a to h in the formulas (5) and (6) are the designated coordinates P1, P3, P7, and P9 of the corners of the detection area and the touch coordinates T1 (X T1 , Y T1 ), T3 (X T3 , Y T3 ), T7 (X T7 , Y T7 ), and T9 (X T9 , Y T9 ) can be calculated. In the present embodiment, the designated coordinates P1, P3, P7, and P9 of the corner portion are set to (0, 1000), (1000, 1000), (0, 0), and (1000, 0), respectively. What is necessary is just to determine suitably based on the magnitude | size of the detection area | region which can detect a press. If the coordinates cannot be pressed due to the bezel or the like, the designated coordinates of the corner may be (10, 990), (990, 990), or the like.
こうして係数a〜hを求めることにより、一次補正式は下記の数式(7)及び数式(8)で表される。ここで、一次補正座標CAnは(XCAn,YCAn)で表し、タッチ座標Tnは(XTn,YTn)で表している。 By obtaining the coefficients a to h in this way, the primary correction formula is expressed by the following formula (7) and formula (8). Here, the primary correction coordinates CAn are represented by (X CAn , Y CAn ), and the touch coordinates Tn are represented by (X Tn , Y Tn ).
XCAn=aXTn+bYTn+cXTnYTn+d ・・・(7)
YCAn=eXTn+fYTn+gXTnYTn+h ・・・(8)
次に、この数式(7)及び(8)を用いて、各指定座標P1〜P9に対応するタッチ座標T1(XT1,YT1)〜T9(XT9,YT9)から、一次補正座標CA1(XCA1,YCA1)〜CA9(XCA9,YCA9)を算出する(ステップS4)。こうして得られた一次補正座標CA1〜CA9は、各コーナー部の指定座標P1,P3,P7,P9に対応するCA1,CA3,CA7,CA9については指定座標に一致するが、各コーナー間の指定座標P2,P4,P6,P8に対応するCA2,CA4,CA6,CA8については、図5に示すように指定座標よりも中心側にずれた状態となる。この現象は、検出領域における等電位線が湾曲していることに基づくと考えられるので、湾曲線を直線に修正する二次補正が必要になる。
X CAn = aX Tn + bY Tn + cX Tn Y Tn + d (7)
Y CAn = eX Tn + fY Tn + gX Tn Y Tn + h (8)
Next, using these mathematical formulas (7) and (8), from the touch coordinates T1 (X T1 , Y T1 ) to T9 (X T9 , Y T9 ) corresponding to the designated coordinates P1 to P9, the primary correction coordinates CA1 are obtained. (X CA1 , Y CA1 ) to CA9 (X CA9 , Y CA9 ) are calculated (step S4). The primary correction coordinates CA1 to CA9 thus obtained coincide with the designated coordinates for CA1, CA3, CA7, and CA9 corresponding to the designated coordinates P1, P3, P7, and P9 of each corner, but the designated coordinates between the corners. CA2, CA4, CA6, and CA8 corresponding to P2, P4, P6, and P8 are shifted to the center side from the designated coordinates as shown in FIG. This phenomenon is considered to be based on the equipotential line in the detection region being curved, so that secondary correction for correcting the curved line to a straight line is necessary.
そこで、まず各コーナーの一次補正座標CA1,CA3,CA7,CA9から、一次補正座標CA2,CA4,CA6,CA8が頂点近傍となるように湾曲線L1,L2,L3,L4を近似する(ステップS5)。例えば、一次補正座標CA7,CA8,CA9を結ぶ湾曲線L1、及び、一次補正座標CA1,CA4,CA7を結ぶ湾曲線L2は、それぞれ以下の数式9及び数式10で表すことができ、CA7(XCA7,YCA7),CA8(XCA8,YCA8),CA9(XCA9,YCA9)、および、CA1(XCA1,YCA1),CA4(XCA4,YCA4),CA7(XCA7,YCA7)に基づいて、係数i〜k及び係数l〜nを算出することができる。湾曲線L3及びL4についても同様である。
Therefore, the curved lines L1, L2, L3, L4 are first approximated from the primary correction coordinates CA1, CA3, CA7, CA9 of each corner so that the primary correction coordinates CA2, CA4, CA6, CA8 are in the vicinity of the vertex (step S5). ). For example, the curved line L1 connecting the primary correction coordinates CA7, CA8, and CA9 and the curved line L2 connecting the primary correction coordinates CA1, CA4, and CA7 can be expressed by the following
YCAn=iXCAn 2+jXCAn+k ・・・(9)
(n=7,8,9)
XCAn=lYCAn 2+mYCAn+n ・・・(10)
(n=1,4,7)
こうして得られた4つの湾曲線L1〜L4に基づいて、二次補正に用いる数式を以下のように決定する(ステップS6)。例えば、図5に示すように、湾曲線L1上の点PL1(XL1,YL1)については、Y方向の補正量Pyがその点における湾曲線L1のたわみ量に一致するためPy=YCA7(又はYCA9)−YL1であり、湾曲線L2上の点PL2(XL2,YL2)については、X方向の補正量Pxがその点における湾曲線L2のたわみ量に一致するためPx=XCA1(又はXCA7)−XL2である。
Y CAn = iX CAn 2 + jX CAn + k (9)
(N = 7, 8, 9)
X CAn = lY CAn 2 + mY CAn + n (10)
(N = 1, 4, 7)
Based on the four curved lines L1 to L4 thus obtained, a mathematical expression used for the secondary correction is determined as follows (step S6). For example, as shown in FIG. 5, for a point PL1 (X L1 , Y L1 ) on the curved line L1, the correction amount P y in the Y direction matches the deflection amount of the curved line L1 at that point, P y = Y CA7 (or Y CA9 ) −Y L1 , and for the point PL2 (X L2 , Y L2 ) on the curved line L2, the correction amount P x in the X direction matches the deflection amount of the curved line L2 at that point. Therefore, P x = X CA1 (or X CA7 ) −X L2 .
これに対し、湾曲線L1〜L4で囲まれた検出領域の内部においては、検出領域の中心に近づくにつれて湾曲度(曲率)が小さくなり、検出領域の中心においては湾曲度が0になる。したがって、湾曲度の変化に応じた補正量の修正が必要になる。この湾曲度の変化率は、X方向又はY方向に対して略一定であると近似することができるので、例えば、検出領域の下半分(境界線を含む)における任意の点(Xu,Yu)については、上述した湾曲線L1上の点に対するY方向補正量に基づいて、Y方向の補正量Pyを下記の数式11により求めることができる。 On the other hand, in the detection region surrounded by the curved lines L1 to L4, the curvature (curvature) decreases as the center of the detection region is approached, and the curvature becomes 0 at the center of the detection region. Therefore, it is necessary to correct the correction amount according to the change in the degree of curvature. Since the change rate of the curvature can be approximated to be substantially constant with respect to the X direction or the Y direction, for example, an arbitrary point (X u , Y in the lower half (including the boundary line) of the detection region is included. For u ), the correction amount P y in the Y direction can be obtained from the following equation 11 based on the Y direction correction amount for the point on the curved line L1 described above.
Py=(YCA7−(iXu 2+jXu+k))×(Ym−Yu)/Ym …(11)
(但し、Ym=Y1−Y7/2)
検出領域の上半分(境界線を含まない)の点についても、上述と同様、まず湾曲線L3上の点に対するY方向補正量を求め、これに基づいてY方向の補正量を算出することができる。
P y = (Y CA7 - (
(Where, Y m = Y 1 -Y 7 /2)
For the upper half (not including the boundary line) of the detection region, the Y direction correction amount for the point on the curved line L3 is first obtained, and the Y direction correction amount is calculated based on this. it can.
また、検出領域の左半分(境界線を含む)における任意の点(Xl,Yl)については、上述した湾曲線L2上の点に対するY方向補正量に基づいて、X方向の補正量PXを、下記の数式12により求めることができる。
For any point (X l , Y l ) in the left half (including the boundary line) of the detection region, the correction amount P in the X direction is based on the Y direction correction amount for the point on the curved line L2. X can be obtained by the following
Px=(XCA1−(lYu 2+mYu+n))×(Xm−Xl)/Xm …(12)
(但し、Xm=X1−X3/2)
検出領域の右半分(境界線を含まない)の点についても、上述と同様、まず湾曲線L4上の点に対するX方向補正量を求め、これに基づいてX方向の補正量を算出することができる。
P x = (X CA1 - (
(Where, X m = X 1 -X 3 /2)
For the right half point (not including the boundary line) of the detection area, the X direction correction amount for the point on the curved line L4 is first obtained, and the X direction correction amount is calculated based on this. it can.
こうして、上記数式11及び数式12などの二次補正に用いる数式(二次補正式)を決定した後、この二次補正式を用いて、一次補正座標CA1〜CA9から二次補正座標CB1〜CB9を算出する(ステップS7)。二次補正座標CB1〜CB9は、各コーナー部の指定座標P1,P3,P7,P9に対応するCB1,CB3,CB7,CB9については指定座標に一致し、直線状に補正された検出領域の枠線上に、CB2,CB4,CB6,CB8が位置する。
Thus, after determining the mathematical expression (secondary correction expression) used for the secondary correction such as the mathematical expression 11 and the
ところが、こうして得られた二次補正座標CB2,CB4,CB6,CB8は、必ずしも指定座標P2,P4,P6,P8に一致するとは限らず、二次補正座標CB5についても、指定座標P5に一致するとは限らない。そこで、二次補正座標CB1〜CB9に基づいて、三次補正に用いる数式を決定する(ステップS8)。 However, the secondary correction coordinates CB2, CB4, CB6, and CB8 obtained in this way do not necessarily coincide with the designated coordinates P2, P4, P6, and P8, and the secondary correction coordinates CB5 also coincide with the designated coordinate P5. Is not limited. Therefore, based on the secondary correction coordinates CB1 to CB9, a mathematical expression used for the tertiary correction is determined (step S8).
三次補正座標CC1〜CC9のうち、CC2(XCC2,YCC2),CC4(XCC4,YCC4),CC5(XCC5,YCC5),CC6(XCC6,YCC6),CC8(XCC8,YCC8)については、対応する各指定座標P2(500,1000),P4(0,500),P5(500,500),P6(1000,500),P8(500,0)の座標とそれぞれ一致するように予め設定されており、メモリ部36に格納されている。
Among tertiary correction coordinate CC1~CC9, CC2 (X CC2, Y CC2), CC4 (X CC4, Y CC4), CC5 (X CC5, Y CC5), CC6 (X CC6, Y CC6), CC8 (X CC8, Y CC8 ) is the same as the corresponding designated coordinates P2 (500, 1000), P4 (0, 500), P5 (500, 500), P6 (1000, 500), P8 (500, 0), respectively. This is set in advance so as to be stored in the
三次補正においては、図6に示すように、まず指定座標P1〜P9が分割領域の四隅に位置するように検出領域を分割する。すなわち、検出領域を、P1,P2,P4およびP5を各コーナーとする領域(領域1)と、P2,P3,P5およびP6を各コーナーとする領域(領域2)と、P4,P5,P7およびP8を各コーナーとする領域(領域3)と、P5,P6,P8およびP9を各コーナーとする領域(領域4)との4つの領域に分割し、分割された領域毎に、一次補正の場合と同様に三次補正に用いる式を決定する。例えば、領域3については、P4,P5,P7およびP8に対応する二次補正座標CB4(XCB4,YCB4),CB5(XCB5,YCB5),CB7(XCB7,YCB7),CB8(XCB8,YCB8)と、三次補正座標CC4(XCC4,YCC4),CC5(XCC5,YCC5),CC7(XCC7,YCC7),CC8(XCC8,YCC8)とに基づいて、以下の数式7及び8における係数o〜r及びs〜vを算出することにより、三次補正に用いる数式が得られる。 In the tertiary correction, as shown in FIG. 6, the detection area is first divided so that the designated coordinates P1 to P9 are positioned at the four corners of the division area. That is, the detection areas are the areas having P1, P2, P4 and P5 as corners (area 1), the areas having P2, P3, P5 and P6 as corners (area 2), P4, P5, P7 and In the case of primary correction for each of the divided areas, the area is divided into four areas, namely, an area having P8 as each corner (area 3) and an area having P5, P6, P8, and P9 as each corner (area 4). The equation used for the third-order correction is determined in the same manner as described above. For example, for the regions 3, P4, P5, P7 and secondary correction coordinate corresponding to P8 CB4 (X CB4, Y CB4 ), CB5 (X CB5, Y CB5), CB7 (X CB7, Y CB7), CB8 ( and X CB8, Y CB8), tertiary correction coordinate CC4 (X CC4, Y CC4) , CC5 (X CC5, Y CC5), CC7 (X CC7, Y CC7), based on the CC8 (X CC8, Y CC8) By calculating the coefficients o to r and s to v in the following formulas 7 and 8, formulas used for the third order correction are obtained.
XCCn=oXCBn+pYCBn+qXCBnYCBn+r ・・・(13)
(n=4,5,7,8)
YCCn=sXCBn+tYCBn+uXCBnYCBn+v ・・・(14)
(n=4,5,7,8)
こうして、分割された全ての領域に対して三次補正に用いる数式(三次補正式)を決定することにより、キャリブレーションが完了する。
X CCn = oX CBn + pY CBn + qX CBn Y CBn + r (13)
(N = 4, 5, 7, 8)
Y CCn = sX CBn + tY CBn + uX CBn Y CBn + v (14)
(N = 4, 5, 7, 8)
Thus, the calibration is completed by determining the mathematical expression (third-order correction expression) used for the third-order correction for all the divided areas.
実際の入力操作時においては、補正演算部34が、押圧による検出座標に対して上述の一次補正、二次補正及び三次補正を順次行うことにより、位置補正を行う。この手順を、図7に示すフローチャートを参照しながら説明する。
At the time of actual input operation, the
例えば、検出領域における左下部領域(図6の領域3に相当)の任意の点が押圧され、検出座標が(Xlu,Ylu)である場合、まず、上記数式7及び数式8と同様の下記数式15及び数式16により一次補正を行い、一次補正座標(Xlu1,Ylu1)を算出する(ステップS11)。 For example, when an arbitrary point in the lower left area (corresponding to the area 3 in FIG. 6) in the detection area is pressed and the detection coordinates are (X lu , Y lu ), first, the same as the above Expression 7 and Expression 8 Primary correction is performed by the following formulas 15 and 16, and primary correction coordinates (X lu1 , Y lu1 ) are calculated (step S11).
Xlu1=aXlu+bYlu+cXluYlu+d ・・・(15)
Ylu1=eXlu+fYlu+gXluYlu+h ・・・(16)
次に、一次補正座標(Xlu1,Ylu1)から、上記数式11及び数式12と同様の下記数式17及び数式18によりY方向補正量Py及びX方向補正量Pxを求め、下記数式19及び数式20により、二次補正座標(Xlu2,Ylu2)を算出する(ステップS12)。
X lu1 = aX lu + bY lu + cX lu Y lu + d (15)
Y lu1 = eX lu + fY lu + gX lu Y lu + h (16)
Next, from the primary correction coordinates (X lu1 , Y lu1 ), the Y direction correction amount P y and the X direction correction amount P x are obtained by the following equation 17 and equation 18 similar to the above equation 11 and
Py=(YCA7−(iXlu1 2+jXlu1+k))×(Ym−Yu)/Ym
…(17)
(但し、Ym=YCA1−YCA7/2)
Px=(XCA1−(lYlu1 2+mYlu1+n))×(Xm−Xl)/Xm
…(18)
(但し、Xm=XCA1−XCA3/2)
Xlu2=Xlu1+Px ・・・(19)
Ylu2=Ylu1+Py ・・・(20)
ついで、二次補正座標(Xlu2,Ylu2)から、上記数式13及び数式14と同様の下記数式21及び数式22により三次補正を行い、三次補正座標(Xlu3,Ylu3)を算出する(ステップS13)。
P y = (Y CA7 − (iX lu1 2 + jX lu1 + k)) × (Y m −Y u ) / Y m
... (17)
(However, Y m = Y CA1 -Y CA7 / 2)
P x = (X CA1 − (lY lu1 2 + mY lu1 + n)) × (X m −X l ) / X m
... (18)
(However, X m = X CA1 -X CA3 / 2)
X lu2 = X lu1 + P x (19)
Y lu2 = Y lu1 + P y (20)
Then, the secondary correction coordinate (X lu2, Y lu2), by the equation 13 and equation 14 similar to the following equations 21 and
Xlu3=oXlu2+pYlu2+qXlu2Ylu2+r ・・・(21)
Ylu3=sXlu2+tYlu2+uXlu2Ylu2+v ・・・(22)
そして、この三次補正座標(Xlu3,Ylu3)を、補正後の押圧座標(Xlua,Ylua)として出力する(ステップS14)。以上は、検出領域における左下部領域の点が押圧された場合の説明であるが、他の領域が押圧された場合も、キャリブレーション処理により求めた二次補正及び三次補正に用いる数式を利用して、補正後の押圧座標を求めることができる。
X lu3 = oX lu2 + pY lu2 + qX lu2 Y lu2 + r (21)
Y lu3 = sX lu2 + tY lu2 + uX lu2 Y lu2 + v (22)
Then, the tertiary correction coordinates (X lu3 , Y lu3 ) are output as corrected press coordinates (X lua , Y lua ) (step S14). The above is the explanation when the point in the lower left area in the detection area is pressed, but also when other areas are pressed, the mathematical formulas used for the secondary correction and the tertiary correction obtained by the calibration process are used. Thus, the corrected press coordinates can be obtained.
図8(a)〜(d)は、1000×1000の検出領域において、検出座標、一次補正後の座標、二次補正後の座標、及び三次補正後の座標をそれぞれ黒丸で表しており、破線の各交点が実際の押圧位置に対応している。図8から明らかなように、三次補正後の座標は実際の押圧位置に略一致することを確認した。 8A to 8D show the detected coordinates, the coordinates after the primary correction, the coordinates after the secondary correction, and the coordinates after the tertiary correction, respectively, with black dots in the 1000 × 1000 detection region, Each intersection point corresponds to the actual pressing position. As is clear from FIG. 8, it was confirmed that the coordinates after the tertiary correction substantially coincide with the actual pressing position.
このように、本実施形態のタッチパネル装置によれば、従来のように電極の形状や配置などを特に考慮することなく、制御装置30におけるソフトウェア処理により押圧位置の位置補正を正確に行うことができる。したがって、良好な検出精度が得られるだけでなく、断面が一定の直線状の電極を用いて配線スペースの狭小化を達成することができる。
Thus, according to the touch panel device of the present embodiment, the position correction of the pressed position can be accurately performed by software processing in the
本実施形態においては、キャリブレーション処理時において、画面上の9点P1〜P9にマーカを表示させることにより、9点のタッチ座標T1〜T9を取得するようにしているが、より多くのタッチ座標を取得するようにしてもよい。例えば、25点のタッチ座標を取得する場合、三次補正において、4分割された領域に対して上記と同様に位置補正を行った後、分割された各領域を更に4分割して同様の位置補正を行うことができるので、より精度の高い位置補正が可能になる。 In the present embodiment, at the time of calibration processing, nine points of touch coordinates T1 to T9 are obtained by displaying markers at nine points P1 to P9 on the screen. May be obtained. For example, in the case of obtaining 25 touch coordinates, after performing position correction on the four divided areas in the same manner as described above in the tertiary correction, each divided area is further divided into four to perform the same position correction. Therefore, position correction with higher accuracy becomes possible.
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様が上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、可動基板を設ける代わりに信号線が接続されたワイヤードペンを備えた構成にすることも可能である。或いは、可動基板を設けずに固定基板を直接指やペンで触れるように構成された、いわゆる静電容量式のタッチパネルとしてもよい。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was explained in full detail, the specific aspect of this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the said embodiment, it is also possible to set it as the structure provided with the wired pen to which the signal wire | line was connected instead of providing a movable board | substrate. Or it is good also as what is called a capacitive touch panel comprised so that a fixed board | substrate may be directly touched with a finger | toe or a pen, without providing a movable board | substrate.
2 タッチパネル本体
10 可動基板
12 導電膜
20 固定基板
22 導電膜
23 配線スペース
24a〜24d 電極
25a〜25d 配線
30 制御装置
32 キャリブレーション処理部
34 補正演算部
36 メモリ部
T 端末装置
D 表示部
2
Claims (4)
前記各電極の交点に接続され前記導電膜の押圧に伴う電位を検出する電位検出手段と、
前記電位検出手段により検出された電位に基づいて前記導電膜の押圧位置に対応する検出座標を算出する検出座標取得手段と、
前記押圧位置の検出座標から押圧座標を求める押圧位置判定手段とを備えるタッチパネル装置であって、
前記押圧位置判定手段は、前記導電膜の検出領域におけるコーナー部および前記各コーナー部の中点、並びに中心部の少なくとも9点に予め設定された指定座標と、前記各指定座標の押圧により前記検出座標取得手段において得られた検出座標とに基づいて、補正演算式を決定するキャリブレーション処理部と、
前記検出領域における任意の位置の押圧により前記検出座標取得手段において得られた検出座標から、前記補正演算式に基づいて押圧座標を算出する補正演算部とを備えるタッチパネル装置。 A fixed substrate having a rectangular conductive film and electrodes disposed along each side of the conductive film;
A potential detection means for detecting a potential associated with pressing of the conductive film connected to the intersection of the electrodes;
Detection coordinate acquisition means for calculating detection coordinates corresponding to the pressed position of the conductive film based on the potential detected by the potential detection means;
A touch panel device comprising a press position determination means for obtaining press coordinates from the detection coordinates of the press position,
The pressing position determining means is configured to detect the corner portion in the detection region of the conductive film, a middle point of each corner portion, and designated coordinates set in advance at least nine points in the center portion, and press the designated coordinates. A calibration processing unit that determines a correction arithmetic expression based on the detected coordinates obtained in the coordinate acquisition unit;
A touch panel device comprising: a correction calculation unit that calculates a pressed coordinate based on the correction calculation formula from the detected coordinate obtained by the detected coordinate acquisition unit by pressing an arbitrary position in the detection region.
前記指定座標を(X,Y)とし前記検出座標を(x,y)としたときに、
X=a1x+a2y+a3xy+a4 ・・・(1) および
Y=a5x+a6y+a7xy+a8 ・・・(2)
の2式において、各コーナー部に対応する前記指定座標及び該指定座標に対応する前記検出座標から係数a1〜a8を求めることにより一次補正式を決定し、
前記各指定座標に対応する検出座標から前記一次補正式を用いて一次補正座標を算出し、前記導電膜の各辺に対応する前記一次補正座標を結ぶ湾曲線を近似して、該湾曲線のたわみ量に基づき二次補正式を決定し、
前記補正演算部は、
前記一次補正式を用いて前記検出座標から前記一次補正座標を算出し、前記二次補正式を用いて前記一次補正座標から前記二次補正座標を算出することにより、前記押圧座標を算出する請求項1に記載のタッチパネル装置。 The calibration processing unit
When the designated coordinates are (X, Y) and the detected coordinates are (x, y),
X = a 1 x + a 2 y + a 3 xy + a 4 (1) and Y = a 5 x + a 6 y + a 7 xy + a 8 (2)
In the two equations, a primary correction equation is determined by obtaining coefficients a 1 to a 8 from the designated coordinates corresponding to each corner and the detected coordinates corresponding to the designated coordinates,
A primary correction coordinate is calculated from the detection coordinates corresponding to each of the designated coordinates using the primary correction formula, approximating the curved line connecting the primary correction coordinates corresponding to each side of the conductive film, Determine the secondary correction formula based on the amount of deflection,
The correction calculation unit is
The primary coordinate is calculated from the detected coordinate using the primary correction equation, and the secondary coordinate is calculated from the primary correction coordinate using the secondary correction equation, thereby calculating the pressed coordinate. Item 10. The touch panel device according to Item 1.
前記指定座標が各分割領域の四隅に位置するように前記検出領域を分割し、
前記指定座標を(X,Y)とし前記二次補正座標を(x,y)としたときに、
X=b1x+b2y+b3xy+b4 ・・・(3) および
Y=b5x+b6y+b7xy+b8 ・・・(4)
の2式において、前記分割領域の四隅に対応する前記指定座標及び該指定座標に対応する前記二次補正座標から係数b1〜b8を求めることにより三次補正式を決定し、
前記補正演算部は、
前記三次補正式を用いて前記二次補正座標から前記三次補正座標を算出することにより、前記押圧座標を算出する請求項2に記載のタッチパネル装置。 The calibration processing unit
Dividing the detection area so that the designated coordinates are located at the four corners of each division area,
When the designated coordinates are (X, Y) and the secondary correction coordinates are (x, y),
X = b 1 x + b 2 y + b 3 xy + b 4 (3) and Y = b 5 x + b 6 y + b 7 xy + b 8 (4)
In the two equations, a tertiary correction equation is determined by obtaining coefficients b 1 to b 8 from the designated coordinates corresponding to the four corners of the divided area and the secondary correction coordinates corresponding to the designated coordinates,
The correction calculation unit is
The touch panel device according to claim 2, wherein the pressed coordinates are calculated by calculating the tertiary correction coordinates from the secondary correction coordinates using the tertiary correction formula.
4. The touch panel device according to claim 1, wherein the electrode has a constant cross section and is arranged to extend linearly along each side of the conductive film. 5.
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