JP2008299490A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率のよい補正値の算出を可能にした入力装置を提供する。
【解決手段】 タッチパネル及び表示手段を備えた入力装置の座標補正のために、少なくとも外接円を構成する３個の補正画像を示し、これらに対して押下された３つの座標に加えて、これら３つの座標に基づいて算出された中心を用いた４つの座標関して補正値を算出し、これら４つの補正値を用いてずれを補正する入力装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力装置に関し、詳しくは画像表示手段とタッチパネルとより構成される入力装置に関する。

電子機器において、所定の機能を選択する際には複数の物理ボタンに各機能を割り当てることで機能選択が可能である。しかし高機能化する電子機器においては、複数のボタンが操作部を圧迫するために現実的でない。

そこで、選択対象となる入力画像を画像表示手段が表示し、ユーザがタッチパネルを介して所望する入力画像を押下することにより、所定の入力画像が選択された旨を検知するいわゆるタッチパネル式入力装置が知られている。

タッチパネル式入力装置では、選択に利用されるすべての物理ボタンを設ける必要がなく、例えば所定のシーンにて選択される可能性のある入力画像のみを表示すればよいため、操作部を小さくできるというメリットがある。

しかし近年では、電子機器の高機能化に伴い、一度に表示すべき入力画像が増加しているため、各入力画像のサイズを小さくし、あるいはタッチパネルの面積を大きくする必要が生じている。

ここで、入力画像のサイズを小さくする場合には、画像表示手段とタッチパネルとを重ね合わせて構成される入力装置にあっては、これらのずれが大きな問題となる。

即ち、タッチパネル式入力装置では、押下された座標と、入力画像の表示座標をもって、当該入力画像が選択されたことを判断する。そして、小さいサイズの入力画像の場合には入力画像が近接するため、繊細な判断が必要になる。この際に、上記ずれがある場合には、ユーザが意図する入力画像以外の入力画像が選択されたものと判断され、結果的に誤入力となってしまうのである。また、ユーザによってはその視線の位置や指の大きさ、又は癖などによって入力画像に対する押下座標が異なるため、これらによっても上記ずれと同様の問題が生じる。

上述のようなずれに対応するため、例えば特開平８−２２１２０７号公報（特許文献１）に記載の技術では、オペレータに応じて補正を行うことにより上記誤入力を防止できるとしている。
特開平８−２２１２０７号公報

ところで、補正を行う際には、ユーザが指定された補正用画像（入力画像）を実際に選択（押下）することで、当該補正用画像と押下座標とのずれを補正値として算出し、その補正値に基づいて以後の押下座標に対して補正を行う。

このような補正では、補正用画像を１つではなく複数個表示することで、複数の押下座標に基づいて補正値の算出を図っている。こうすることで、より正確な補正値を算出可能となるのである。ただし、むやみに補正用画像の表示個数を増やしても、増加に対して得られる効果が少なくなり、即ち効率が悪くなる。しかも、数が多いとユーザの集中力が持続せず、逆に補正値の精度が下がってしまうという問題がある。

このような問題を回避するために、補正用画像を例えば２〜４個表示し、これらに基づいて補正値を算出することが行われている。

本発明は、さらに効率のよい補正値の算出を可能にした入力装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。即ち本発明における入力装置においては、画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段の表示面上に設置された透光性を有するタッチパネルと、座標Ｏを中心とする円周上に少なくとも３個の補正画像を上記表示面に表示する補正画像表示手段と、補正画像に対して押下されたタッチパネル上の押下位置を示す押下座標を補正画像毎に検出する座標検出手段と、補正画像の表示座標と当該補正画像に対応して検出された押下座標とよりこれら２つの座標のずれを示す第一の補正値を算出する第一の補正値算出手段と、３個以上の補正画像に対応して押下された３以上の押下座標より各押下座標から等距離にある座標Ｏ'を算出する中心座標算出手段と、座標Ｏと上記中心座標算出手段により算出された座標Ｏ'とのずれを示す第二の補正値を算出する第二の補正値算出手段と、複数の第一の補正値と、第二の補正値算とに基づいて、タッチパネルに対して入力された押下座標を補正する補正手段とを備える。

また、補正画像表示手段は３個の補正画像を表示すると共に、補正手段は、３つの上記第一の補正値と１つの上記第二の補正値とに基づいて押下座標を補正する構成としてもよい。

座標補正のために少なくとも外接円を構成する３個の補正画像を示し、これらに対して押下された３つの座標に加えて算出された中心を用いた４つの座標に基づいてずれを補正している。これにより、ユーザに入力させた座標のみを用いた従来の補正よりも精度の高い補正ができる。結果的に、ユーザの入力負担を軽減すると同時に高精度の補正を実現することが可能になる。

また、外接円の中心Ｏをタッチパネルの中心（対角線を結んだ交点）とすることで、タッチパネル１０２のインピーダンスのばらつきやインピーダンス分布リニアリティ精度に起因する押下位置検出のずれを、タッチパネル前面に均一化して補正することができる。

またさらに、外接円の中心Ｏをタッチパネルの中心とし、さらに外接円の直径をタッチパネルの短辺の長さより長くすることで大きな外接円を設けることが可能となり、補正の精度を高めることができるとなる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

本発明の入力装置１００は、例えばプリンタやスキャナ単体、あるいはプリンタ、コピー、スキャナ、ファックス等を備えた複合機等の操作部に適用することができる。またこれら以外に、ＡＴＭ（Automated Teller Machine）やゲーム機などにも適用することが可能である。

まず、本発明に係る入力装置１００について説明する。

図１は、入力装置１００の機能ブロック図であり、各部の処理については後述する。なお、本発明に直接には関係しない各部の詳細は省略している。

上記入力装置１００は、図３の概略構成図に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３０４、タッチパネル１０２に対応するドライバ３０５、及び画像表示手段１０３である例えばＬＣＤに対応するドライバ３０７が内部バス３０６を介して接続されている。上記ＣＰＵ３０１は、例えばＲＡＭ３０２を作業領域として利用し、ＲＯＭ３０３やＨＤＤ３０４等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて上記ドライバ３０５とデータや命令を授受することにより図１に示した座標検出手段１０１、中心座標算出手段１０８、第一の補正値算出手段１０５、補正画像表示手段１０４、第二の補正値算出手段１０６、中心座標算出手段１０８、補正手段１０７、メニュー表示手段１０９、判定手段１１０として機能する。

図２は、タッチパネル１０２及び画像表示手段１０３よりなるパネル入力部１１１の構成の一例を示しており、側面視（図２Ａ）にてＬＣＤ（画像表示手段１０３）の表示面２０３上に、透光性を有するタッチパネル１０２を重ね合わせて構成されている。上記タッチパネル１０２及び画像表示手段１０３は、共に上面視（図２Ｂ）にてその平面が直行するＸ軸及びＹ軸よりなる座標平面を構成する。ユーザは、画像表示手段１０３の表示面２０１に表示された画像を、タッチパネル１０２を介して参照し、押下（選択）することが可能である。上記ＣＰＵ３０１は、押下された箇所を上記座標平面上の座標として、タッチパネル１０２のドライバ３０５を介して取得することができる。また、画像表示手段１０３上に表示した画像の、画像表示手段１０３上の座標と比較することにより、画像表示手段１０３上のどの画像が選択されたかを判断することができる。

図４は、電子機器における操作部として複合機の操作部を例示したものである。操作部４００は、例えばテンキー４０１や処理開始時に利用されるＳｔａｒｔボタン４０２、電源ボタン４０３などの物理ボタンと、上述したパネル入力部１１１とを備えており、ユーザの命令を受け付けるユーザインターフェイスとして機能する。

続いて、本発明に係る補正値算出処理の詳細について説明する。補正値算出処理とは、例えば電子機器の導入時などに、パネル入力部１１１における画像表示手段１０３の座標軸とタッチパネル１０２の座標軸とのずれを補正するための処理である。当該座標軸のずれは、物理的に独立したパネル入力部１１１の構造や、タッチパネル１０２のインピーダンスのばらつき、インピーダンス分布リニアリティ精度、ユーザの視点角度、利き目の違いなど、様々な理由により生じるものである。通常は、一度補正を行うことで補正値の算出が完了するが、必要に応じてユーザが適宜補正値算出処理を開始することも可能である。

まず最初に、補正値算出処理が開示されると、補正画像表示手段１０４は、画像表示手段１０３の表示面上にすくなくとも３つ以上の補正画像を表示する（図７：Ｓ７０１）。ここでは、３つの補正画像を表示するものとする（図５Ａ）。なお、上記補正画像は、ピンポイントで示すのが好ましいが、ピンポイントで示した場合にはユーザによる補正画像の位置の確認が困難となるため、この例では十字画像として表示する。補正画像が指し示す座標は十字画像の中心部である。なお、上記３つの補正画像は、中心Ｏ：座標（０，０）を中心とする円５０１の円周上に表示する。つまり、円５０１は、補正画像５０２の中心部：表示座標（Ｘａ，Ｙａ）、補正画像５０３の中心部：表示座標（Ｘｂ，Ｙｂ）、補正画像５０４の中心部：表示座標（Ｘｃ，Ｙｃ）からなる三角形の外接円を構成し、中心Ｏ=外心となる。また、上記中心Ｏは、例えばタッチパネルの中心の座標とすることができる。これら３つの表示座標データは、第一の補正値算出手段１０５に送信される。また、上記中心Ｏの座標データは、第二の補正値算出手段１０６に送信される。

なお、図５Ａは、円と補正画像との関係を示すための図であるが、実際にユーザに示される補正画像は図５Ｂとなる。また、必要に応じて、ユーザに補正画像を押下させるための表示、即ち「十字を押下してください」といった表示を加えてもよい。

上記表示に対してユーザが上記３つの補正画像をそれぞれ押下する。当該押下は、専用の光学ペン、あるいは指先などで行われるが、これらはタッチパネル１０２の検知方式により異なる。

上記補正画像に対して押下された３つの位置は、タッチパネル１０２を介して座標検知手段１０１にて検知され、押下座標データに変換される（図７：Ｓ７０２）。得られた押下座標データは、図６に示した（Ｘａ１，Ｙａ１）、（Ｘｂ１，Ｙｂ１）、（Ｘｃ１，Ｙｃ１）であるものとする。

上記座標検知手段１０１にて検知され、得られた押下座標データは、第一の補正値算出手段１０５及び中心座標算出手段１０８に送信される。

続いて、第一の補正値算出手段１０５は、補正画像表示手段１０４より受信した表示座標データと、座標検知手段１０１より受信した押下座標データとを比較することで、押下座標データと表示座標データとを関連付ける。具体的には、最も近い位置を示す押下座標データと表示座標データとをペアとする。この処理により、補正画像と当該補正画像に対して押下された座標とが関係付けられる。押下座標データと表示座標データとが関連付けられると、次に、各ペアにおける２つの座標のずれを算出する（図７：Ｓ７０３）。具体的には、補正画像５０２と押下座標５０２'、 補正画像５０３と押下座標５０３'、 補正画像５０４と押下座標５０４'のずれがそれぞれ算出される。当該座標のずれの算出方法はさまざまなものが考えられるが、例えば各ペアにおいて、押下座標（例えば（Ｘａ１，Ｙａ１））から表示座標（例えば（Ｘａ，Ｙａ））へのベクトルとすることができる。当該算出された３つの値（ずれ）は、３つの第一の補正値として補正手段１０７に送信される。

また、中心座標算出手段１０８では、上記座標検知手段１０１より受信した押下座標データを元に、これら３点の押下座標にて構成される三角形の外接円の中心Ｏ'（外心）の座標を算出する（図７：Ｓ７０４）。当該算出は、上記３つの押下座標から等距離にある点を算出することにより行われる。算出された中心Ｏ'の座標データ（Ｘ０，Ｙ０）は、第二の補正手段１０６に送信される。なお、上記第一の補正値算出手段１０５による処理と中心座標算出手段１０８による処理の順序は特には問われない
続いて、上記第二の補正手段１０６は、受信した外接円の中心Ｏ'の座標データと、中心Ｏの座標データとのずれを算出する（図７：Ｓ７０５）。具体的には、例えば中心Ｏ'の座標（Ｘ０，Ｙ０）から中心Ｏの座標（０，０）へのベクトルとすることができる。当該算出された値（ずれ）は、第二の補正値として補正手段１０７に送信される。

上記第一の補正値及び第二の補正値の算出が完了すると、補正値算出処理が終了する。

続いて、補正値に基づいた補正処理について説明を行う。

例えば、電子機器が機能を提供する際にタッチパネルに表示されるメニューは、メニュー表示手段１０９が画像表示手段１０３に対してメニュー画像を表示することにより行う（図７：Ｓ７１１）。表示の基本的な仕組みについては上記補正画像表示手段１０４と同様である。

上記メニュー画像に対して押下された位置は、タッチパネル１０２を介して座標検知手段１０１にて検知され、押下座標データに変換される（図７：Ｓ７１２）。得られた押下座標データは、メニュー選択座標データとして補正手段１０７に送信される。

補正手段１０７では、３つの上記第一の補正値と、１つの上記第二の補正値、即ち４つの補正値に基づいて、メニュー選択座標データのずれを補正する（図７：Ｓ７１３）。具体的には、例えば、ずれを示す上記４つのベクトルの和を、要素の数、即ち４で除したベクトル量分を、メニュー選択座標からずらした座標を補正座標とする。算出された補正座標データは、判定手段１１０に送信される。

判定手段１１０は、メニュー画像の表示座標をメニュー表示手段１０９より取得しており、当該表示座標と上記補正座標とに基づいて、選択されたメニューを判定する（図７：Ｓ７１４）。判定方法としては、例えば、補正座標に最も近い位置を示すメニュー画像データが、選択されたメニュー画像である。

選択されたメニュー画像が判定されると、その旨が電子機器全体を制御する例えば制御部に通知され、当該メニュー画像に対応する処理が実行される。

以上のように、座標補正のために少なくとも外接円を構成する３個の補正画像を示し、これらに対して押下された３つの座標に加えて算出された中心を用いた４つの座標に基づいてずれを補正している。これにより、ユーザに入力させた座標のみを用いた従来の補正よりも精度の高い補正ができる。結果的に、ユーザの入力負担を軽減すると同時に高精度の補正を実現することが可能になる。

また、外接円の中心Ｏをタッチパネルの中心（対角線を結んだ交点）とすることで、タッチパネル１０２のインピーダンスのばらつきやインピーダンス分布リニアリティ精度に起因する押下位置検出のずれを、タッチパネル前面に均一化して補正することができる。

なお、上記実施の形態では、３つの補正画像をもちいたが、３つ以上であれば高精度の補正を実現できる。即ち、例えば４つの補正画像に対して入力をさせた場合、得られる４つの押下座標のうちから任意の３つの押下座標を選択して上記４つの補正値を得る。そして、さらに選択されなかった１つの押下座標を含めた任意の３つの押下座標を選択して上記４つの補正値を得る。後段の処理にて得られた４つの補正値のうち、２つは前段の補正値と同一であるので、４つの入力に対して６つの補正値を得ることができる。したがって、補正のための入力に対してそれ以上に精度の高い補正を行うことが可能である。

また、上記実施の形態において示した、ベクトルを用いた補正方法はこれに限られるものではなく、４つの補正値が得られた後の補正方法はどのようなものであってもよい。

またさらに、外接円はタッチパネル内に収まる必要はなく、外接円の中心Ｏをタッチパネルの中心とし、さらに外接円の直径を、タッチパネルの短辺の長さより長くすることで大きな外接円を設けることが可能となり、補正の精度を高めることができる。

本発明に係る入力装置は、ユーザの入力負担を軽減すると同時に高精度の補正を実現した入力装置として有用である。

本発明に係る入力装置の機能ブロック図。 パネル入力部の構成の一例を示す図。 本発明に係る入力装置の概略構成図。 複合機の操作部の一例を示す図。 補正画像の位置を説明するための図。 押下位置及び補正画像の位置を説明するための図 入力装置の処理を示すフローチャート。

符号の説明

１００ 入力装置
１０１ 座標検出手段
１０２ タッチパネル
１０３ 画像表示手段
１０４ 補正画像表示手段
１０５ 第一の補正値算出手段
１０６ 第二の補正値算出手段
１０７ 補正手段
１０８ 中心座標算出手段
１０９ メニュー表示手段
１１０ 判定手段

Claims (2)

1. 画像を表示する画像表示手段と、
   上記画像表示手段の表示面上に設置された透光性を有するタッチパネルと、
   座標Ｏを中心とする円周上に少なくとも３個の補正画像を上記表示面に表示する補正画像表示手段と、
   上記補正画像に対して押下された上記タッチパネル上の押下位置を示す押下座標を、補正画像毎に検出する座標検出手段と、
   上記補正画像の表示座標と、当該補正画像に対応して検出された押下座標とより、当該２つの座標のずれを示す第一の補正値を算出する第一の補正値算出手段と、
   上記３個以上の補正画像に対応して押下された３以上の押下座標より、各押下座標から等距離にある座標Ｏ'を算出する中心座標算出手段と、
   上記座標Ｏと、上記中心座標算出手段により算出された座標Ｏ'とのずれを示す第二の補正値を算出する第二の補正値算出手段と、
   複数の上記第一の補正値と、上記第二の補正値算とに基づいて、上記タッチパネルに対して入力された押下座標を補正する補正手段と、
   を備える入力装置。
2. 上記補正画像表示手段は、３個の補正画像を表示すると共に、
   上記補正手段は、３つの上記第一の補正値と、１つの上記第二の補正値とに基づいて押下座標を補正する請求項１に記載の入力装置。

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