JP2020071736A - アナログ方式の抵抗膜式タッチパネルの歪み補正方法、アナログ方式の抵抗膜式タッチパネル装置 - Google Patents
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Abstract
Description
円形又は略円形の電極が配置されたアナログ方式の抵抗膜式タッチパネルの歪み補正方法であって、
前記電極の外側と内側とのそれぞれにおいて、相反する歪曲収差補正をそれぞれ行う第1補正ステップと、
前記電極に配置された複数の点のそれぞれについて倍率補正を行う第2補正ステップと、
をその順で含む。
前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正前のX座標及びY座標のそれぞれをXt及びYtのそれぞれとし、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正後のX座標及びY座標のそれぞれをXm及びYmのそれぞれとし、補正割合を示す正の値のパラメータをc1とした場合に、次式(1)〜(3)を適用させた補正であり、
前記第1補正ステップにおける、前記電極の内側における歪曲収差補正が、
前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正前のX座標及びY座標のそれぞれをXt及びYtのそれぞれとし、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正後のX座標及びY座標のそれぞれをXm及びYmのそれぞれとし、補正割合を示す負の値のパラメータをc1とした場合に、次式(1)〜(3)を適用させた補正である、とすることが好ましい。
R2=Xt2+Yt2 ・・・(1)
Xm=Xt+(Xt×c1×R2) ・・・(2)
Ym=Yt+(Yt×c1×R2) ・・・(3)
前記電極に配置された5つの点のそれぞれについて行う倍率補正であることが好ましい。
この発明によれば、以下の(1)〜(4)のケースに適切に対応することができる。すなわち、(1)使用する円形タッチパネル1が小型であり、9つの点についてキャリブレーションを行うほど高度な補正が要求されないケース。(2)使用するハードウェアのROM(Read Only Memory)の容量やCPU(Central Processing Unit)の性能が、高度な演算処理に耐えうるものではないケース。(3)レンズ収差補正ステップで利用する円形タッチパネル中心点に、5つの点についてキャリブレーションを行う場合に取得する中心点を利用し得るケース。(4)四角形タッチパネルのキャリブレーションとして実績のあるアルゴリズムを採用することで、トラブル要因を減らし、問題発生時の対応を容易にできると考えられるケース、に適切に対応することができる。
円形又は略円形の電極が配置されたアナログ方式の抵抗膜式タッチパネル装置であって、
前記電極の外側と内側とのそれぞれにおいて、相反する歪曲収差補正をそれぞれ行い、その後に前記電極に配置された複数の点のそれぞれについて倍率補正を行う制御部を備える。
この発明によれば、樽型の歪みと糸巻型歪みとのいずれの歪みについても補正可能とするアナログ方式の抵抗膜式タッチパネル装置を提供することができる。
前記電極の内側における歪曲収差補正として、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正前のX座標及びY座標のそれぞれをXt及びYtのそれぞれとし、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正後のX座標及びY座標のそれぞれをXm及びYmのそれぞれとし、補正割合を示す負の値のパラメータをc1とした場合に、次式(1)〜(3)を適用させた補正を行うことが好ましい。
R2=Xt2+Yt2 ・・・(1)
Xm=Xt+(Xt×c1×R2) ・・・(2)
Ym=Yt+(Yt×c1×R2) ・・・(3)
これにより、樽型の歪みと糸巻型歪みとのいずれの歪みについても補正することで、円形タッチパネル1におけるリニアリティを向上させることができる。
レンズ収差補正ステップは、レンズの歪みである歪曲収差の校正に用いられる所定の補正式によってタッチパネルの歪みを補正するステップである。
レンズ収差補正ステップでは、電極範囲よりも外側と内側とで発生する歪みの特性が異なることに基づき作成された補正式による補正を行う。すなわち、図2(A)及び(B)に示すように、電極範囲を示す曲線Aよりも外側では、押下位置を示す点Qよりも検出位置を示す点Pが内側になる歪曲収差が発生するという特性がある。つまり、点線L1で示すような糸巻型の歪みの特性を有するため、図3(A)に示す樽型の歪曲収差を反映させる。これにより、糸巻型の歪曲収差が発生するという特性を打ち消すことができる。また、電極範囲を示す曲線Aよりも内側では、樽型の歪曲収差が発生するという特性がある。つまり、破線L2で示すような樽型の歪みの特性を有するため、図3(B)に示す糸巻型の歪曲収差を反映させる。これにより、樽型の歪曲収差が発生するという特性を打ち消すことができる。
R2=Xt2+Yt2 ・・・(1)
Xm=Xt+(Xt×c1×R2) ・・・(2)
Ym=Yt+(Yt×c1×R2) ・・・(3)
すなわち、レンズ収差補正により、検出位置を示す座標が、押下位置を示す座標に近い値にすべて補正されていることがわかる。なお、押下位置を示す座標に対するレンズ収差補正後の位置を示す座標のばらつきを所定の評価手法により正規化した値は「15,865」になる。
キャリブレーションステップは、円形タッチパネル1−1〜1−nのそれぞれについて、キャリブレーション(倍率補正)を行うことで固有の歪みを補正するステップである。
キャリブレーションステップでは、円形タッチパネル1−1〜1−nの個体差をなくす補正(倍率補正)を行う。本実施形態では、図4に示すように、点C1〜C5の5つの点についてキャリブレーションが行われる。なお、キャリブレーションを行う点の数は特に限定されない。例えば、2つの点、4つの点、9つの点についてキャリブレーションを行うことができる。ただし、5つの点についてキャリブレーションを行うケースとして、以下の(1)〜(4)のケースを想定することができる。すなわち、(1)使用する円形タッチパネル1が小型であり、9つの点についてキャリブレーションを行うほど高度な補正が要求されないケース。(2)使用するハードウェアのROMの容量やCPUの性能が、高度な演算処理に耐えうるものではないケース。(3)レンズ収差補正ステップで利用する円形タッチパネル中心点に、5つの点についてキャリブレーションを行う場合に取得する中心点を利用し得るケース。(4)四角形タッチパネルのキャリブレーションとして実績のあるアルゴリズムを採用することで、トラブル要因を減らし、問題発生時の対応を容易にできると考えられるケース。
すなわち、キャリブレーションにより、レンズ収差補正後の位置を示す座標が、押下位置を示す座標に近い値に補正されていることがわかる。なお、押下位置を示す座標に対するキャリブレーション後の位置を示す座標のばらつきを所定の評価手法により正規化した評価値は「9、655」になった。ここで、評価値は、数値が少ない方が、より評価が高いことを意味している。このため、キャリブレーション後はレンズ収差補正後(15,865)よりもさらに評価値が良くなっていることがわかる。
円形タッチパネル1は、上述のように、レンズ収差補正ステップと、キャリブレーションステップとを経ることで、歪みを補正することができる。そして、その結果を、リニアリティを示す値として算出することもできる。
具体的には、図6に示すように、電極範囲を示す曲線Aの内側の84個の点Qのそれぞれを示す座標に関する情報を取得し、取得したすべての座標に対し所定の計算式を適用することでリニアリティを示す値を算出することができる。すなわち、Xnl及びYnlのそれぞれを、X軸方向及びY軸方向のそれぞれのリニアリティとし、Xm及びYmのそれぞれを、円形タッチパネル1における物理的な押下位置をAD値(アナログ/デジタル変換値)で表した値とし、Xt及びYtのそれぞれを、円形タッチパネル1をタッチしたときに検出されたAD値とした場合に、次式(4)及び(5)を適用することでリニアリティを示す値を算出することができる。なお、次式(4)及び(5)のうちABS()は、()内の値の絶対値を算出するための式である。
このように分類された結果から、レンズ収差補正ステップとキャリブレーションステップを経ることで全体的にリニアリティが向上していることがわかる。すなわち、レンズ収差補正ステップとキャリブレーションステップを経ることにより、樽型の歪みと糸巻型歪みとのいずれの歪みについても補正されるので、円形タッチパネルにおけるリニアリティを向上させることができる。
上述のように、本発明における抵抗膜式タッチパネルの歪み補正方法では、円形タッチパネル1の固有の歪みを補正する手法として、レンズ収差補正が採用されているが、これに限定されない。例えば、円・四角投影補正、グリッド補正を採用することもできる。
円・四角投影補正は、円形タッチパネル1に対し四角形タッチパネルの特性がそのまま投影されてしまった場合に生じた歪みを補正する。具体的には、円を四角に変形させる次式(6)〜(9)を用いて、円から四角にタッチ特性を投影することで歪みを補正する。
そして、図8(B)に示すように、曲線CL上の点bを、直線SL上の点aに投影する。つまり、図8(A)に示す補正とは逆の補正を行う。これにより、歪みの打ち消しを行うことができる。つまり、図8(B)に示す直線SL上の点aは、曲線CL上の点bが矢印Y2の方向に補正されたものとなる。
すなわち、円・四角投影補正により、領域F1及びF2に含まれる位置について、円・四角投影補正が行われたことによる悪化が見られる。これは、想定された概念モデルとは異なる特性が示されたことによるものである。
なお、押下位置を示す座標に対する円・四角投影補正後の位置を示す座標のばらつきを所定の評価手法により正規化した値は「21,646」になった。
グリッド補正は、「押下位置をタッチしたときの補正前位置を示す座標」(以下、「グリッドデータ」と呼ぶ)が予め数十点分記憶された状態で、記憶された座標から押下位置を示す座標を算出する。本実施形態では、121点のグリッドデータを使用して補正を行っている。
具体的には、グリッド補正は、図9(A)〜図9(D)に例示する手順(ステップS11〜S14)で行われる。なお、図9(A)〜図9(D)には、4点のグリッドデータ使用する例が示されている。
次に、点R1〜Q4の中心を押下することで、図9(B)に示すように、円形タッチパネルの特性により歪んだ点Uの位置を示す座標をとることができる(ステップS12)。
点Uの位置を示す座標がとることができたら、図9(C)に示すように、点Q1〜Q4のそれぞれから点Uまでのそれぞれの距離を割合として算出する(ステップS13)。
そして、図9(D)に示す、点R1〜R4を頂点とする点線で示された四角形に、点Q1〜Q4のそれぞれから点Uまでのそれぞれの距離の割合を適用する。これにより、押下された位置となる点Vを示す座標を算出することができる。
すなわち、グリッド補正により、領域F3〜F6に含まれる位置については、グリッドデータを取得することができなかった。このため、円形タッチパネル1の外周部についての補正が正しく行えなかった。グリッドデータを取得することができなかった原因は、グリッドデータを生成することが困難であったことを意味する。
なお、押下位置を示す座標に対するグリッド補正後の位置を示す座標のばらつきを所定の評価手法により正規化した値は「23,996」になった。
以上のように、レンズ収差補正と、円・四角投影補正と、グリッド補正との3種類の補正を行い、それぞれの結果を所定の評価手法を用いて比較すると、図10に示す結果となった。すなわち、円形タッチパネルの歪みを補正する前の評価値は「42,134」、レンズ収差補正の評価値は「15,865」、円・四角投影補正の評価値は「21,646」、グリッド補正の評価値は「23,996」となった。上述したように、評価値は数値が少ない方がより評価が高いことを示している。このため、レンズ収差補正と、円・四角投影補正と、グリッド補正とのうち、レンズ収差補正が最も良い補正結果が得られたことになる。
上述したように、円形タッチパネルの歪みを補正する場合、レンズ収差補正を行うことで最も良い補正結果を得ることができるが、どの円形タッチパネルに対しても同様にレンズ収差補正を行うことで最も良い補正結果を得ることができるのかについて実験を行った。
具体的には、図11に示すように、4枚の円形タッチパネル1−1〜1−4のそれぞれについて、各3回ずつ補正前のデータを取得した。その結果、円形タッチパネル1−1〜1−4のそれぞれの特性について、個体間で大きな差が存在しないことがわかった。このため、円形タッチパネルの歪みを補正する場合、どの円形タッチパネルに対しても同様にレンズ収差補正を行うことで最も良い補正結果を得ることができるといえる。
すなわち、本発明が適用される抵抗膜式タッチパネルの歪み補正方法は、
円形又は略円形の電極(例えば曲線Aで示される電極範囲)が配置されたアナログ方式の抵抗膜式タッチパネル(例えば円形タッチパネル1)の歪み補正方法であって、
前記電極の外側と内側とのそれぞれにおいて、相反する歪曲収差補正をそれぞれ行う第1補正ステップ(例えば図1のレンズ収差補正ステップ)と、
前記電極に配置された複数の点のそれぞれについて倍率補正(キャリブレーション)を行う第2補正ステップ(例えば図1のキャリブレーションステップ)と、
をその順で含む。
これにより、樽型の歪みと糸巻型歪みとのいずれの歪みについても補正して、円形タッチパネルにおけるリニアリティを向上させる手法を提供することができる。
前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正前のX座標及びY座標のそれぞれをXt及びYtのそれぞれとし、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正後のX座標及びY座標のそれぞれをXm及びYmのそれぞれとし、補正割合を示す正の値のパラメータをc1とした場合に、次式(1)〜(3)を適用させた補正であり、
前記第1補正ステップにおける、前記電極の内側における歪曲収差補正が、
前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正前のX座標及びY座標のそれぞれをXt及びYtのそれぞれとし、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正後のX座標及びY座標のそれぞれをXm及びYmのそれぞれとし、補正割合を示す負の値のパラメータをc1とした場合に、次式(1)〜(3)を適用させた補正である、とすることができる。
R2=Xt2+Yt2 ・・・(1)
Xm=Xt+(Xt×c1×R2) ・・・(2)
Ym=Yt+(Yt×c1×R2) ・・・(3)
前記電極に配置された5つの点のそれぞれについて行う倍率補正であることができる。
円形又は略円形の電極が配置されたアナログ方式の抵抗膜式タッチパネル装置であって、
前記電極の外側と内側とのそれぞれにおいて、相反する歪曲収差補正をそれぞれ行い、その後に前記電極に配置された複数の点のそれぞれについて倍率補正を行う制御部を備える。
これにより、樽型の歪みと糸巻型歪みとのいずれの歪みについても補正可能とするアナログ方式の抵抗膜式タッチパネル装置を提供することができる。
前記電極の内側における歪曲収差補正として、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正前のX座標及びY座標のそれぞれをXt及びYtのそれぞれとし、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正後のX座標及びY座標のそれぞれをXm及びYmのそれぞれとし、補正割合を示す負の値のパラメータをc1とした場合に、次式(1)〜(3)を適用させた補正を行うことができる。
R2=Xt2+Yt2 ・・・(1)
Xm=Xt+(Xt×c1×R2) ・・・(2)
Ym=Yt+(Yt×c1×R2) ・・・(3)
Claims (6)
- 円形又は略円形の電極が配置されたアナログ方式の抵抗膜式タッチパネルの歪み補正方法であって、
前記電極の外側と内側とのそれぞれにおいて、相反する歪曲収差補正をそれぞれ行う第1補正ステップと、
前記電極に配置された複数の点のそれぞれについて倍率補正を行う第2補正ステップと、
をその順で含む、アナログ方式の抵抗膜式タッチパネルの歪み補正方法。 - 前記第1補正ステップにおける、前記電極の外側における歪曲収差補正が、
前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正前のX座標及びY座標のそれぞれをXt及びYtのそれぞれとし、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正後のX座標及びY座標のそれぞれをXm及びYmのそれぞれとし、補正割合を示す正の値のパラメータをc1とした場合に、次式(1)〜(3)を適用させた補正であり、
前記第1補正ステップにおける、前記電極の内側における歪曲収差補正が、
前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正前のX座標及びY座標のそれぞれをXt及びYtのそれぞれとし、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正後のX座標及びY座標のそれぞれをXm及びYmのそれぞれとし、補正割合を示す負の値のパラメータをc1とした場合に、次式(1)〜(3)を適用させた補正である、
請求項1に記載のアナログ方式の抵抗膜式タッチパネルの歪み補正方法。
R2=Xt2+Yt2 ・・・(1)
Xm=Xt+(Xt×c1×R2) ・・・(2)
Ym=Yt+(Yt×c1×R2) ・・・(3) - 前記第2補正ステップにおける、前記倍率補正が、
前記電極に配置された5つの点のそれぞれについて行う倍率補正である、
請求項1又は2に記載のアナログ方式の抵抗膜式タッチパネルの歪み補正方法。 - 円形又は略円形の電極が配置されたアナログ方式の抵抗膜式タッチパネル装置であって、
前記電極の外側と内側とのそれぞれにおいて、相反する歪曲収差補正をそれぞれ行い、その後に前記電極に配置された複数の点のそれぞれについて倍率補正を行う制御部を備える、
ことを特徴とするアナログ方式の抵抗膜式タッチパネル装置。 - 前記制御部が、前記電極の外側における歪曲収差補正として、抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正前のX座標及びY座標のそれぞれをXt及びYtのそれぞれとし、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正後のX座標及びY座標のそれぞれをXm及びYmのそれぞれとし、補正割合を示す正の値のパラメータをc1とした場合に、次式(1)〜(3)を適用させた補正を行い、
前記電極の内側における歪曲収差補正として、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正前のX座標及びY座標のそれぞれをXt及びYtのそれぞれとし、前記抵抗膜式タッチパネルの中央を原点とした場合の補正後のX座標及びY座標のそれぞれをXm及びYmのそれぞれとし、補正割合を示す負の値のパラメータをc1とした場合に、次式(1)〜(3)を適用させた補正を行う、
請求項4に記載のアナログ方式の抵抗膜式タッチパネル装置。
R2=Xt2+Yt2 ・・・(1)
Xm=Xt+(Xt×c1×R2) ・・・(2)
Ym=Yt+(Yt×c1×R2) ・・・(3) - 前記制御部が、前記電極に配置された5つの点のそれぞれについて行う倍率補正を行う、
請求項4又は5に記載のアナログ方式の抵抗膜式タッチパネルの歪み補正方法。
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