JP2011248553A

JP2011248553A - タッチパネル装置、タッチパネル装置のキャリブレーション方法及びタッチパネル装置のキャリブレーションプログラム

Info

Publication number: JP2011248553A
Application number: JP2010120008A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sato; 広行佐藤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】操作ぶれや座標検出誤差を抑制し、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーションを行うこと。
【解決手段】タッチパネル装置１００は、荷重と座標とを検出するセンサ１０と、センサ１０の検出した荷重に基づいてノックを検出するノック検出部３０と、ノック検出部３０がノックを検出した場合のセンサ１０の検出した座標に基づいて、センサ１０の検出する座標を補正するための補正値を算出するキャリブレーション処理部４０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネル装置、タッチパネル装置のキャリブレーション方法及びタッチパネル装置のキャリブレーションプログラムに関するものである。

特許文献１には、コーナー部および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を用いてキャリブレーションを行うタッチパネル装置が記載されている。特許文献１のタッチパネル装置では、キャリブレーションを行う際に、指定座標をペン等でタッチしている。

特開２００５−１３４９９２号公報

しかしながら、指定座標をタッチするときの操作では、タッチパネル上にペン（タッチペン）を落とす過程において操作ぶれや座標検知誤差などが発生しやすく、精度良いキャリブレーションが難しいという課題があった。タッチした座標を用いて補正を行うため、正しい座標を検出することが重要である。

本発明は、このような従来のタッチパネル装置の課題を解決するもので、操作ぶれや座標検出誤差を抑制した高精度なキャリブレーションを行うことができるタッチパネル装置、タッチパネル装置のキャリブレーション方法及びタッチパネル装置のキャリブレーションプログラムを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のタッチパネル装置は、荷重と座標とを検出するセンサと、前記センサの検出した荷重に基づいてノックを検出するノック検出部と、前記ノック検出部がノックを検出した場合の前記センサの検出した座標に基づいて、前記センサの検出する座標を補正するための補正値を算出するキャリブレーション処理部と、を備える。

この構成によれば、タッチやタップなどによるタッチパネル上にタッチペンを落とす過程で発生する操作ずれを抑制し、荷重がある程度掛かった状態でさらに荷重を掛けることにより、座標検出誤差を抑制するため、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーションを行うことができる。

また、本発明のタッチパネル装置は、前記キャリブレーション処理部は、前記ノック検出部がノックを検出しない場合は、前記センサが検出した座標を前記センサの検出した座標を補正するための座標としないものを含む。

この構成によれば、ユーザがタッチパネル等のセンサ上を指又はタッチペン等をスライド操作によって測定点まで移動させることができ、さらに、ユーザが目で見て位置を確認し、測定点までの移動を細かく微調整できるため、正しい位置に指又はタッチペンを移動させ、測定点をノックすることができるため、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーションを行うことができる。

また、本発明のタッチパネル装置は、前記センサの検出した座標を補正するための座標に対応する測定点を表示する表示部を備えるものを含む。

この構成によれば、ユーザがタッチパネル上をスライド操作によって測定点まで的確に移動することができ、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーションを行うことができる。

また、本発明のタッチパネル装置は、前記センサは、検出した荷重が第１の閾値以上の荷重の場合に座標を検出し、前記ノック検出部は、前記センサが検出した荷重が、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上の荷重の場合にノックを検出するものを含む。

この構成によれば、ノック操作を検出することができ、キャリブレーション方法の手段として用いることによって、タッチやタップなどによるタッチパネル上にタッチペンを落とす過程で発生す操作ずれを発生させず、荷重がある程度掛かった状態でさらに荷重を掛けることにより、座標検出誤差を抑制するため、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーションを行うことができる。

また、本発明のタッチパネル装置は、前記ノック検出部は、前記センサが検出した荷重が、第３の閾値以上の荷重の場合にノックを検出するものを含む。

この構成によれば、一定の圧力を検出することができ、キャリブレーション方法の手段として用いることによって、タッチやタップなどによるタッチパネル上にタッチペンを落とす過程で発生す操作ずれを発生させず、荷重がある程度掛かった状態でさらに荷重を掛けることにより、座標検出誤差を抑制するため、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーションを行うことができる。

また、本発明のタッチパネル装置のキャリブレーション方法は、センサが、荷重と座標とを検出する検出ステップと、ノック検出部が、前記検出ステップの検出した荷重に基づいてノックを検出するノック検出ステップと、キャリブレーション処理部が、前記ノック検出ステップがノックを検出した場合の前記検出ステップの検出した座標に基づいて、前記検出ステップの検出する座標を補正するための補正値を算出するキャリブレーションステップと、を備える。

また、本発明のタッチパネル装置のキャリブレーションプログラムは、タッチパネル装置に、荷重と座標とを検出する検出ステップと、前記検出ステップの検出した荷重に基づいてノックを検出するノック検出ステップと、前記ノック検出ステップがノックを検出した場合の前記検出ステップの検出した座標に基づいて、前記検出ステップの検出する座標を補正するための補正値を算出するキャリブレーションステップと、を実行させるためのタッチパネル装置のキャリブレーションプログラムである。

本発明のタッチパネル装置、タッチパネル装置のキャリブレーション方法及びタッチパネル装置のキャリブレーションプログラムによれば、操作ぶれや座標検出誤差を抑制し、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーションを行うことができる。

本発明の第１の実施形態におけるタッチパネル装置を示すブロック図第１の施形態におけるタッチパネル装置のキャリブレーション方法の一例を示すフローチャートタッチパネル装置のキャリブレーションを行うペンの動作を示す模式図タッチパネルのキャリブレーションを行う異なる３つの方法によるペンの動作と荷重特性と座標を確定する点を示した模式図横軸を荷重とし、縦軸を荷重に対する座標検出誤差を示したグラフ図４で示した３つキャリブレーション方法による確定座標の分散大きさを円で示した模式図タッチパネル上をペンでスライドをさせたときの模式図測定点に近づいたときにスライドさせたときの模式図本発明の第２の実施形態におけるタッチパネル装置を示すブロック図タッチパネル上に当てたペンを押し込んで圧力を掛けた動作を示す模式図第２の施形態におけるタッチパネル装置のキャリブレーション方法の一例を示すフローチャート

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
（構成の説明）
図１は、本発明の第１の実施形態におけるタッチパネル装置を示すブロック図である。

タッチパネル装置１００は、タッチパネル上により入力された操作（座標、荷重、圧力等）を検出し信号化するセンサ１０と、前記センサから入力された信号に基づいてタッチパネル情報（座標、荷重、圧力等）に変換する入力制御部２０と、センサ１０が検出して入力制御部２０により変換された荷重に基づいてノックを検出するノック検出部３０と、前記ノック検出部がノックを検出した場合に入力制御部２０により変換された座標を入力制御部２０の検出する座標のキャリブレーションを行うための座標として取得してキャリブレーションを行い、補正値を算出するキャリブレーション処理部４０と（すなわち、キャリブレーション処理部は、ノック検出部３０がノックを検出した場合のセンサ１０の検出した座標に基づいて、センサ１０の検出する座標を補正するための補正値を算出する）、前記キャリブレーション処理部が算出した補正値を用いて入力制御部２０が変換した座標に対して補正を行い、補正座標を算出する座標補正制御部５０と、補正座標の位置に指示子等を表示する表示部６０と、を備える。

（動作の説明）
センサ１０は、手の指やペンなどによる入力操作を検出し信号化するセンサである。

入力制御部２０は、センサ１０から入力された信号に基づいて、座標と荷重を含むタッチパネル情報に変換し、ノック検出部３０へ座標と荷重のタッチパネル情報を出力する。また、座標補正制御部５０に対しても座標を出力する。

ノック検出部３０は、座標と荷重を含むタッチパネル情報を逐次格納するタッチパネル情報記憶部３１と、タッチパネル情報記憶部３１が格納している荷重の変化に基づいて、ノック操作を検出し、ノック確定を行う荷重変化検出部３２と、を備える。

タッチパネル情報記憶部３１は、座標と荷重を含むタッチパネル情報を入力制御部２０から取得し、一定時間以上のタッチパネル情報を時系列に常時格納している、また、荷重変化検出部３２に対して格納している全ての荷重を出力し、キャリブレーション処理部４０に対して最新の座標を出力する。一定時間以上のタッチパネル情報を超えて格納する場合には、時系列で最も古いタッチパネル情報を破棄し、最新のタッチパネル情報を格納する。ここで、一定時間以上というは、ノック操作を検出しうる荷重の変化の状況を確実に把握できる時間である。

荷重変化検出部３２は、タッチパネル情報記憶部３１から格納している全ての荷重を取得し、時系列に応じて荷重の大きさを順次調査していき、荷重の変化の状況を見極め、荷重の変化がノック操作の変化とみなせる場合にはノック確定とし、キャリブレーション処理部４０にノック確定を通知する。荷重の変化がノック操作の変化とみなさない場合にはキャリブレーション処理部４０に通知を行わない。

キャリブレーション処理部４０は、荷重変化検出部３２からのノック確定の通知により確定座標を検出する確定座標検出部４１と、確定座標検出部４１で検出した確定座標を記憶する確定座標記憶部４２と、確定座標により座標を補正するための補正値を算出する補正値演算部４３と、算出した補正値を記憶する補正値記憶部４４と、を備える。

確定座標検出部４１は、荷重変化検出部３２からノック確定を受信したタイミングの直前にタッチパネル情報記憶部３１から受信している座標を確定座標として検出し、前記確定座標を確定座標記憶部４２に格納する。

補正値演算部４３は、確定座標記憶部４２に記憶している確定座標を用いて、入力制御部２０が変換した座標を補正するための補正値を算出し、前記補正値を補正値記憶部４４に格納する。なお、前記補正値は、タッチパネルの傾きや回転ずれ、表示エリアとの貼りずれ、異なる座標系を有する表示エリアと相互に対応するように座標の変換、ユーザの視野角による視野誤差等のずれに対して補正を行うための複数の係数であり、補正値記憶部４４は、複数の係数を格納できる。また、前記補正値を算出するには、確定座標が最低でも３点必要であり、確定座標記憶部４２は、前記確定座標を３点以上格納することができる。つまり、キャリブレーションを行う測定点も最低でも３点必要である。

座標補正制御部５０は、補正値記憶部４４が記憶している補正値を用いて入力制御部２０から受信した座標に対して補正処理を行い、補正座標を算出する。前記補正座標を表示部６０に出力する。

表示部６０は、座標補正制御部５０から受信した前記補正座標に基づいて表示制御を行う。例えば、液晶などの出力装置の画面上の表示エリアに対して指示子等の表示、アイコン等の選択等、表示を行う。

次に、上記構成のタッチパネル装置のキャリブレーション方法の一例について説明する。

図２は、本実施形態におけるタッチパネル装置のキャリブレーション方法の一例を示すフローチャートである。

はじめに、入力制御部２０は、センサ１０が信号化した信号に基づいて座標と荷重を検出し（Ｓ１０１）、検出した座標と荷重をタッチパネル情報記憶部３１に格納する（Ｓ１０２）。

荷重変化検出部３２は、格納している荷重を全て取得し、時系列に応じて荷重の大きさを調査し、荷重の変化を検出する（Ｓ１０３）。荷重の変化がノック操作の変化とみなせる場合には、ノック確定とし（Ｓ１０４）、確定座標検出部４１にノック確定通知を行う（Ｓ１０５）。一方、荷重の変化がノック操作の変化とみなせない場合にはノック未確定として、入力制御部２０が次回の座標と荷重の検出を行う（Ｓ１０１）。

次に、確定座標検出部４１が、荷重変化検出部３２から受信したノック確定を受信し、その直前にタッチパネル情報記憶部３１から受信した座標を確定座標とし（Ｓ１０６）、確定座標を確定座標記憶部４２に格納する（Ｓ１０７）。

確定座標記憶部４２は、キャリブレーションを行う全測定点の測定が完了したかを判断する（Ｓ１０８）。全測定点の測定が未完了の場合には、入力制御部２０が次回の座標と荷重の検出を行う（Ｓ１０１）。

一方、全測定点の測定が完了した場合、補正値演算部４３は、確定座標記憶部４２に格納している確定座標を用いて、座標を補正するための補正値を算出し（Ｓ１０９）、補正値記憶部４４に補正値を格納する（Ｓ１１０）。

図３は、タッチパネル装置のキャリブレーションを行うペンの動作を示す模式図である。

図３（ａ）は、タッチパネル上の任意の位置に当てていたペンを測定点上までスライド（破線矢印）させる。入力制御部２０は、スライドしている間継続して座標と荷重を検出する。荷重変化検出部３２は、荷重の変化がノック操作の変化とみなせないため、入力制御部２０が次回の座標と荷重の検出を行う（Ｓ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０４→Ｓ１０１）。

次に、図３（ｂ）は、タッチパネル上の測定点上でノック（実線矢印）させたときのノック確定動作を示している。入力制御部２０は、ノックしている間継続して座標と荷重を検出する。荷重変化検出部３２は、ペンを下まで完全に押し込んだ場合の荷重の変化がノック操作の変化とみなせるため、ノック確定し、確定座標検出部４１は、荷重変化検出部３２から受信したノック確定を受信し、その直前にタッチパネル情報記憶部３１から受信した座標を確定座標する（Ｓ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０４→Ｓ１０５）。

図３（ｃ）は、タッチパネル上の測定点上でのノック確定後の動作（実線矢印）を示している。ここでは、図３（ａ）と同様の動作を行う。

図４は、タッチパネルのキャリブレーションを行う異なる３つの方法によるペンの動作と荷重特性と座標を確定する点を示した模式図である。ここで、荷重特性の領域１と領域２について図５を用いて説明を行う。

図５は、横軸を荷重とし、縦軸を荷重に対する座標検出誤差を示したグラフである。領域１の荷重では、荷重が軽いためにセンサ１０がタッチパネル上の操作を検出することができず、入力制御部２０が座標を検出できない。一方、領域２では、荷重が重いためセンサ１０がタッチパネル上の操作を検出することができる。

しかしながら、領域２中でも、荷重が軽い領域１に近い部分は重い部分に比べて座標検出誤差が大きくなる。つまり、正確な座標を検出するには、座標検出誤差を少ない重い荷重をタッチパネルに与えることが必要である。

図４の模式図に戻り、図４（ａ）は、タッチパネル上の測定点にペンを落とすときのタッチにより確定座標を検出するキャリブレーション方法である。

タッチにより確定座標を検出するキャリブレーション方法では、タッチパネル上の測定点にペンを落とす過程において操作ぶれが発生する。さらに、座標検出誤差の多い荷重により確定座標を検出してしまう。

次に、図４（ｂ）は、タッチパネル上の測定点からペンを上げるときのリリースにより確定座標を検出するキャリブレーション方法である。

リリースにより確定座標を検出するキャリブレーション方法では、タッチパネル上にペンを当てた状態であるため操作ぶれは発生しないが、座標検出誤差の多い荷重により確定座標を検出してしまう。

また、図４（ｃ）は、タッチパネル上の測定点上の当てた状態のペンをノックにより確定座標を検出するキャリブレーション方法である。

ノックにより確定座標を検出するキャリブレーション方法では、タッチパネル上にペンを当てた状態であるため操作ぶれは発生しない。また、ペンを当てた状態からノック操作によりさらにペンを押し込むため荷重が重くなり、座標検出誤差の少ない荷重により確定座標を検出する。

図６は、図４で示した３つキャリブレーション方法による確定座標の分散大きさを円で示した模式図である。分散は、（ｃ）＜（ｂ）＜（ａ）となる。

図７は、タッチパネル上をペンでスライドをさせたときの模式図である。ユーザは、タッチパネル上にペンを当ててスライドさせながら測定点まで移動する。

図８は、測定点に近づいたときにスライドさせたときの模式図である。ユーザは、測定点まで細かな微調整を行いながら移動する。

以上のように、第１の実施形態におけるタッチパネル装置では、リリースにより確定座標を検出するキャリブレーション方法のような操作ぶれは発生させず、さらにタッチまた、リリースにより確定座標を検出するキャリブレーション方法のような座標検出誤差の少ない荷重により確定座標を検出することができるため、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーション方法を提供することができる。

また、ユーザがタッチパネル上をスライド操作によって測定点まで移動することができる。

さらに、ユーザが目で見て位置を確認し、測定点までの移動を細かな微調整ができるため、正しい位置にペンを移動させ、測定点をノックすることができるため、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーション方法を提供することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態におけるタッチパネル装置について説明する。

図９は、第２の実施形態におけるタッチパネル装置を示すブロック図である。図９に示すタッチパネル装置１１０は、第１の実施形態におけるタッチパネル装置１００と比較して、ノック検出部３０に代わり、圧力検出部７０が付加されている点が異なる。

入力制御部２０は、センサ１０から入力された信号に基づいて、座標、圧力のタッチパネル情報に変換し、圧力検出部７０に圧力を出力し、キャリブレーション処理部４０に座標を出力する。

圧力検出部７０は、圧力の大きさに基づいて、圧力閾値よりも大きい圧力を検出し、一定の圧力がタッチパネルに掛かったどうかを判断する。一定の圧力が掛かった場合には、確定座標検出部４１に一定圧力検出を通知する。

確定座標検出部４１は、一定圧力検出を受信したタイミングの直前に受信している座標を確定座標とする。

図１０は、タッチパネル上に当てたペンを押し込んで圧力を掛けた動作を示す模式図である。タッチパネル上のペンを押し込むとタッチパネルの表面に圧力がかかる。表面が凹むことで、ユーザに対して圧力が掛かったことを認識させる。

図１１は、本実施形態におけるタッチパネル装置のキャリブレーション方法の一例を示すフローチャートである。

はじめに、入力制御部２０は、センサ１０が信号化した信号に基づいて座標と圧力を検出し（Ｓ２０１）、検出した座標と圧力を圧力検出部７０に出力する（Ｓ２０２）。

圧力検出部７０は、取得した圧力が圧力閾値以上であるかどうかを判断し（Ｓ２０３）、圧力閾値未満の場合には、入力制御部２０が次回の座標と荷重の検出を行う（Ｓ２０１）。

一方、圧力閾値以上の場合には、圧力検出部７０が一定圧力検出を確定座標検出部４１に通知し（Ｓ２０４）、確定座標検出部４１は、一定圧力検出通知を受信した直前に入力制御部２０から受信した座標を確定座標とし（Ｓ２０５）、確定座標を確定座標記憶部４２に格納する（Ｓ２０６）。

確定座標記憶部４２は、キャリブレーションを行う全測定点の測定が完了したかを判断する（Ｓ２０７）。全測定点の測定が未完了の場合には、入力制御部２０が次回の座標と荷重の検出を行う（Ｓ２０１）。

一方、全測定点の測定が完了した場合、補正値演算部４３は、確定座標記憶部４２に格納している確定座標を用いて、座標を補正するための補正値を算出し（Ｓ２０８）、補正値記憶部４４に補正値を格納する（Ｓ２０９）。

以上のように、第２の実施形態におけるタッチパネル装置では、リリースにより確定座標を検出するキャリブレーション方法のような操作ぶれは発生させず、さらにタッチまた、リリースにより確定座標を検出するキャリブレーション方法のような座標検出誤差の少ない荷重により確定座標を検出することができるため、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーション方法を提供することができる。

本発明によれば、操作ぶれや座標検出誤差を抑制し、タッチパネル装置の高精度なキャリブレーションを行うことができる。このため、タッチパネル装置、タッチパネル装置のキャリブレーション方法及びタッチパネル装置のキャリブレーションプログラム等として有用である。

１０センサ
２０入力制御部
３０ノック検出部
３１タッチパネル情報記憶部
３２荷重変化検出部
４０キャリブレーション処理部
４１確定座標検出部
４２確定座標記憶部
４３補正値演算部
４４補正値記憶部
５０座標補正制御部
６０表示部
７０圧力検出部
１００、１１０タッチパネル装置

Claims

荷重と座標とを検出するセンサと、
前記センサの検出した荷重に基づいてノックを検出するノック検出部と、
前記ノック検出部がノックを検出した場合の前記センサの検出した座標に基づいて、前記センサの検出する座標を補正するための補正値を算出するキャリブレーション処理部と、
を備えるタッチパネル装置。
前記キャリブレーション処理部は、前記ノック検出部がノックを検出しない場合は、前記センサが検出した座標を前記センサの検出した座標を補正するための座標としない
請求項１に記載のタッチパネル装置。
前記センサの検出した座標を補正するための座標に対応する測定点を表示する表示部を備える
請求項１又は請求項２に記載のタッチパネル装置。
前記センサは、検出した荷重が第１の閾値以上の荷重の場合に座標を検出し、
前記ノック検出部は、前記センサが検出した荷重が、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上の荷重の場合にノックを検出する
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
前記ノック検出部は、前記センサが検出した荷重が、第３の閾値以上の荷重の場合にノックを検出する
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のタッチパネル装置。
センサが、荷重と座標とを検出する検出ステップと、
ノック検出部が、前記検出ステップの検出した荷重に基づいてノックを検出するノック検出ステップと、
キャリブレーション処理部が、前記ノック検出ステップがノックを検出した場合の前記検出ステップの検出した座標に基づいて、前記検出ステップの検出する座標を補正するための補正値を算出するキャリブレーションステップと、
を備えるタッチパネル装置のキャリブレーション方法。
タッチパネル装置に、
荷重と座標とを検出する検出ステップと、
前記検出ステップの検出した荷重に基づいてノックを検出するノック検出ステップと、
前記ノック検出ステップがノックを検出した場合の前記検出ステップの検出した座標に基づいて、前記検出ステップの検出する座標を補正するための補正値を算出するキャリブレーションステップと、
を実行させるためのタッチパネル装置のキャリブレーションプログラム。