JP3810981B2 - 座標位置検出方法及びこれを用いた表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標位置検出方法及びこれを用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）やブラウン管（以下、ＣＲＴという）に用いられるタッチパネル等の表示装置においては、指などが触れた位置を座標上で検出する場合がある。
タッチパネル上で指などが触れた場合の位置を検出する方式の一つとして、指の位置を座標上で割り出す方式があり、この方式の一例として、例えば、図１０に示すような光学的に座標を割り出す構成が知られている。
図１０において、表示面１の一方の縦辺と横辺には複数の発光素子Ａｘ１〜Ａｘｎ及びＡｙ１〜Ａｙｍがそれぞれ配列され、これら発光素子と対向する他方の縦辺と横辺には複数の受光素子Ｂｘ１〜Ｂｘｎ及びＢｙ１〜Ｂｙｍとがそれぞれ配列されている。これら各発光素子から照射される光、この場合には、対向する受光素子によって赤外線ビームが受光されるようになっている。
【０００３】
このタッチパネルは、指やタッチペンなどによって表示面１上の任意の点（以下、タッチ位置という）ｐがタッチされると、このタッチ位置ｐにおいて、横辺及び縦辺の対応する発光素子から照射される光が遮断されてそれぞれ対向する受光素子に受光されなくなるので、この横辺と縦辺の受光していない受光素子の配列位置からタッチ位置ｐのＸ軸とＹ軸との座標位置を検出することにより、タッチ位置ｐを特定するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のタッチパネルでは、上述したように、所定間隔を以て配列されている一対の発光素子と受光素子とが必要となる。このため、素子の配列数に応じた解像度が得られることになり、解像度を向上させるには発光素子と受光素子との数を増やすことになり、このことが部品点数の増加によるコスト上昇を招く原因となる。しかも、発光素子や受光素子を増やすには、それ相応のスペースが必要となるが、タッチパネルが設置される場所の広さなどによる制約によって限界があり、闇雲に素子の増設を行うことができない。仮に、各素子の増設が可能な場合でも、増設に伴う信号処理のための回路基板の大型化という新たな問題が生じる。従って、限られているスペースを用いた場合には、素子の増設が難しいことから高い解像度（分解能）を得ることが困難であるという問題があった。
【０００５】
一方、上述した構成を用いて各方向での座標位置を求める場合、横方向（Ｘ軸方向）では、Ａｘ１からＡｘｎ迄を順次走査することにより赤外線ビームが遮断された位置に基づき座標位置が検出され、縦方向（Ｙ軸方向）では、同じくＡｙ１からＡｙｎ迄を順次走査することにより赤外線ビームが遮断された位置に基づき座標位置が検出される。つまり、Ｙ軸方向の各列毎にＸ軸方向での各発光素子を用いた走査を行い、この走査をＹ軸方向の各列を対象として繰り返している。
しかし、このような従来の走査方法では座標検出に要する時間が長大化して操作性が悪化する。
すなわち、例えば、配列された順番に従って、Ｘ軸方向の各先頭の発光素子（Ａｘ１，Ａｙ１）から順に点灯走査が最後段の発光素子（Ａｘｎ、Ａｙｎ）に至るまで繰り返される必要があり、座標位置検出ポイント数が増加するとそれに応じて走査時間が長くなり、座標検出に要する時間が長くなり操作性が悪くなる。
【０００６】
本発明の目的は、前記従来の座標位置割り出しに際しての問題に鑑み、解像度（分解能）を向上させるとともに座標検出に要する時間を短縮して操作性を向上させることができる座標位置検出方法及びこれを用いた表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本願の各請求項に係る発明は、以下の特徴を具備するものである。
【０００８】
第１に、水平方向及び垂直方向で所定の間隔を以って配列された発光素子及びこれらに対向する受光素子を用い、各発光素子と受光素子との間に構成される光路が遮光物体により遮断されることにより前記遮光物体の座標位置を検出する方法であって、前記遮光物体の動きを検出した直近の過去のＮ個の座標データを記憶し、前記Ｎ個の座標データの内のｎ個（１≦ｎ≦Ｎ）を用いて前記遮光物体の座標位置を算出すると共に、前記遮光物体の動き速度に応じて、前記座標位置の算出に用いる前記座標データの個数ｎを変更する座標位置検出方法において、全ての発光素子を含む第１の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出する第１モードと、光ビームが遮断された位置の発光素子を含む、前記第１の範囲よりも狭い第２の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出する第２モードとを設定し、前記第１モードにより座標位置を算出した後、前記遮光物体の連続的な動きに対する座標位置の算出を前記第２モードにより行うことを特徴とする。
【０００９】
第２には、前記遮光物体の動き速度が速い場合には前記座標位置を算出するのに用いる前記座標データの個数ｎを少なくし、前記遮光物体の動き速度が遅い場合には前記座標位置を算出するのに用いる前記座標データの個数ｎを多くすることを特徴とする。
【００１０】
第３には、前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き方向側を走査する発光素子数を動き方向とは反対側を走査する発光素子数に比して多くすることを特徴とする。
【００１１】
第４には、前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き方向側を走査する発光素子数を動き方向とは反対側を走査する発光素子数に比して多くすることを特徴とする。
【００１２】
第５には、前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き速度が小さい場合に比して該動き速度が大きい場合に、前記第２の範囲を広げて前記動き速度に対応した検出を可能にすることを特徴とする。
【００１３】
第６には、水平方向及び垂直方向で所定の間隔を以って配列された発光素子及びこれらに対向する受光素子を用い、各発光素子と受光素子との間に構成される光路が遮光物体により遮断されることにより前記遮光物体の座標位置を検出する方法であって、前記遮光物体の動きを検出した直近の過去のＮ個の座標データを記憶し、前記Ｎ個の座標データの内のｎ個（１≦ｎ≦Ｎ）を用いて前記遮光物体の座標位置を算出すると共に、前記遮光物体の動き速度に応じて、前記座標位置の算出に用いる前記座標データの個数ｎを変更する座標位置検出方法において、全ての発光素子を含む第１の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出する第１モードと、光ビームが遮断された位置の発光素子を含む、前記第１の範囲よりも狭い第２の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出すると共に前記第２の範囲を除く前記第１の範囲内で発光素子を間引いて走査して遮光物体の座標位置を検出する第２モードとを設定し、前記第１モードにより座標位置を算出した後、前記遮光物体の連続的な動きに対する座標位置の算出を前記第２モードにより行うことを特徴とする。
【００１４】
第７には、前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き方向側を走査する発光素子数を動き方向とは反対側を走査する発光素子数に比して多くすることを特徴とする。
【００１５】
第８には、前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き速度が小さい場合に比して該動き速度が大きい場合に、前記第２の範囲を広げて前記動き速度に対応した検出を可能にすることを特徴とする。
【００１６】
第９には、前述のいずれかに記載の座標位置検出方法を用いる表示装置であって、対向する辺部の一方に配列されて赤外線ビームを出射可能な複数の発光素子と、対向する辺部の他方に配列されて赤外線ビームを受光可能な複数の受光素子とを備えた表示面と、前記発光素子及び受光素子がそれぞれ接続されている制御部とを有することを特徴とする。
【００１８】
【作用】
このような特徴を有する本発明は、以下の作用を有する。一つには、検出された座標位置に関する直近の過去のデータを記憶した座標データに基づいて座標位置を算出できるようにすることで、新たなデータサンプリングによる座標位置の新たな算出を行う手間を簡略化することができる。しかも、算出の際には遮光物体の動き速度に応じて取り込まれる座標データの個数を変化させるので、動き速度に応じた解像度（分解能）を得られるようにして座標位置の算出に必要なサンプリング時間の冗長化を防止できる。
【００１９】
また、遮光物体が検出された座標位置の前後所定数の発光素子を用いて順番に走査し、それ以外の発光素子を間引いて走査するので、解像度（分解能）を低下させることなく座標位置の算出に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
また、遮光物体の移動方向に順じた方向の発光素子の数を遮光物体の移動方向と反対側のものよりも多くし、及び／又は遮光物体の移動量が小さい場合に比して移動量が大きい場合に発光素子の数を多くしているので、遮光物体の移動に先んじて発光素子による密な走査が行えるとともに、移動方向と反対側、換言すれば、遮光物体が位置しない側では発光素子の間引きを行うことができるので、遮光物体の移動方向での座標検出に対する解像度（分解能）を上げるとともに走査時間を短縮することができる。
【００２１】
また、全ての発光素子を対象として順番に走査する第１のモードと光ビームが遮断された位置の発光素子を含んで前記全ての発光素子よりも少ない発光素子を対象として順番に走査する第２のモードとを設定し、第１モードで算出された座標位置から遮断位置が変化した場合には、その変化する位置を第１モードではなく、第２モードで算出することができるので、一々、第１モードによる全ての発光素子を対象としたフルストロークでの走査ではなく、ショートストロークによる走査によって遮断位置を割り出すことができ、第１モードを実行する場合に比べて遮断位置の算出時間を短くすることができる。
【００２２】
また、第２モードでの遮断物体の動き速度に応じて発光素子の数を変更できるので、解像度を低下させることなく遮断位置の算出時間を短くすることができる。
【００２３】
また、制御部により、遮断物体の動き速度に対応して発光素子の走査態位を設定することにより、解像度（分解能）を低下させることなく遮断位置の算出時間を短縮することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施例により本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明実施例による座標位置検出方法を用いる表示装置を示す図である。
同図において、タッチパネルなどの表示装置１０における表示面１１は、水平及び垂直方向で対向する辺部を有している。
水平、垂直方向の各辺部において、水平方向の辺部の一方及び垂直方向の辺部の一方には、辺部に沿ってＸ側発光器１２Ａ、Ｙ側発光器１２Ｂが等間隔を以て複数配列されている。
水平、垂直方向の各辺部の他方には、辺部に沿って受光部を構成するＸ側検出器１２Ａ’、Ｙ側検出器１２Ｂ’が発光器１２Ａ、１２Ｂと正対する関係を以て複数配列されている。
各方向での発光器１２Ａ、１２Ｂには、これら発光器の点灯駆動を行うための駆動制御部１２Ａ１，１２Ｂ１が接続され、各方向での検出器１２Ａ’、１２Ｂ’には、検出器から出力された光電信号を後述する制御部１３に対して出力する出力選択部１２Ａ１’、１２Ｂ１’が接続されている。
本実施例での発光器１２Ａ、１２Ｂ及び検出器１２Ａ’、１２Ｂ’は、発光素子及び受光素子を１ブロックに８素子備え、水平方向に２８ブロック（２２４素子）、垂直方向に１６ブロック（１２８素子）が配列されている。
【００２５】
制御部１３は、出力選択部１２Ａ１’、１２Ｂ１’からの信号に基づき座標位置を検出する座標検出部１３Ａと、発光器１２Ａ、１２Ｂに対する点灯順序を設定する駆動順序制御部１３Ｂと、座標検出部１３Ａにおいて割り出された座標位置を座標データ信号として変換するデータ変換部１３Ｃとを備えている。
【００２６】
制御部１３では、表示面１１において発光器１２Ａ、１２Ｂから出射された赤外線ビームが検出器１２Ａ’、１２Ｂ’に至る途中で遮断された座標位置を割り出すようになっている。
座標位置を特定するために、制御部１３では、高分解能座標位置検出モードが設定されている。
このモードは、遮光物体（スタイラス）を検出した際の過去の所定数（Ｎ）の座標データを記憶し、それに応じて光学素子間の中間の座標を検出して解像度（分解能）を上げる方式において、遮光物体（スタイラス）の移動量に応じて座標検出に用いる検出座標データの個数を変更するモードである。このモードを設定する理由は次の通りである。
光学式座標検出装置による検出座標をそのままディスプレイ上のポインタの座標に反映させると、遮光物体（スタイラス）の微妙な揺れが原因してディスプレイ上のポインタが隣接する画素間で位置が定まらないドリフト現象が発生する。このために、ゆっくりと直線を描くと、まっすぐに描くことができず、いわゆる、ギザギザ（階段状となる）状態が発生する。
一方、光学式座標検出装置による解像度はディスプレイの解像度よりも低いという関係であるので、座標位置検出に用いられる光学素子の中間座標を生成する一つの方法として、光学式座標検出装置における過去の検出座標をメモリに記憶し、直近の数個の座標データの演算によりディスプレイ上のポインタの座標を算出する方法がある。この演算に用いられるデータの数を多くすると上述したギザギザ状態を解消することができる。しかし、多くのデータを用いて演算する場合には、遮光物体の動きに対してポインタの追随性が悪くなり、座標位置を割り出す際の時間的な冗長感が発生して操作性が低下する。このため、ギザギザ状態の解消とポインタの追随性とは相反する関係となる。
【００２７】
本実施例では、遮光物体の動き速度に応じて演算に用いる座標データの個数を変更することにより前記両者間の相反する関係を同時に満足させるようにしている。具体的には、遮光物体の動き速度が速い場合には、演算に用いるデータの数を少なくして追随性を改善し、遮光物体の動き速度が遅い場合には、演算に用いるデータの数を多くしてギザギザ状態を解消するようにしている。
【００２８】
図２は、高分解能座標位置検出モードを実行する制御部１３での動作を説明するフローチャートであり、同図において、
Ｌ：積分レベル
Ｐ１〜Ｐ４：記憶されている過去データ
ａ１（Ｌ）〜ａ４（Ｌ）：係数（Ｌの関数）
ＰＩ：検出座標
ＰＯ：出力座標
とし、遮光物体の動きの量に応じて、演算に用いるデータの個数（積分レベル）を最小２，最大４とした場合、遮光物体（スタイラス）の検出が開始され、遮光物体により赤外線ビームが遮断されると（ＳＴ１）、その遮断位置検出座標位置が算出されて記憶されるとともに出力される（ＳＴ２）。
遮光物体の検出座標位置が出力されると、その前後所定数の発光素子を用いた走査が行われ（ＳＴ３）、新たな領域、つまり先に検出された遮光物体の座標位置前後での走査に基づき得られた検出座標位置が記憶され（ＳＴ４）、ステップＳＴ２とＳＴ４との座標位置から遮光物体の移動量が検出され（ＳＴ５）、その移動量に応じて出力座標に導出するために用いられる検出座標の個数がチェックされ（ＳＴ６）、新たに設定された場合には設定された個数の検出座標位置を用いて遮光物体の座標位置が算出される（ＳＴ７）。この処理は、電源がオフするまでの間継続されて遮光物体の座標位置割り出しが維持される（ＳＴ８）。
【００２９】
図３は、データの個数を決定する際の動作を説明するための模式図であり、同図において、
al(2)=0.5,a2(2)=0.5,a3(2)=0,a4(2)=0
a2(3)=0.33,a2(3)=0.33,a3(3)=0.33,a4(3)=0
a2(4)=0.25,a2(4)=0.25,a3(4)=0.25,a4(4)=0.25
とした場合の例を示す。同図において、検出座標ＰＩ１〜ＰＩ５までと、ＰＩ８〜ＰＩ９までは移動量が少なく、ＰＩ６〜ＰＩ８までは移動量が多い。
各出力座標は、移動量に応じた個数の検出座標を用いて次のように導出される。
（Ａ）L=1:PO1=PI1
（Ｂ）L=2:PO2=0.5*PI1+0.5*PI2,
PO7=0.5*PI6+0.5PI7,PO8=0.5*PI7+0.5*PI8
（Ｃ）L=3:PO3=0.33*PI1+0.33*PI2+0.33*PI3,PO6=0.33*PI4+0.33*PI5+0.33* PI6,PO9=0.33*PI7+0.33*PI8+0.33PI9
（Ｄ）L=4:P04
PO4=0.25*PI1+0.25PI2+0.25PI3+0.25*PI4
PO5=0.25*PI2+0.25PI3+0.25PI4+0.25*PI5
このように、（Ｂ）においては、過去の２個のデータを、（Ｃ）においては過去の３個のデータを、（Ｄ）においては過去の４個のデータをそれぞれ使用するというように、移動量が小さくなるほど、データの個数を多くしており、例えば、移動量が少ない場合であるＰＯ５に関する出力座標は、ＰＩ１〜ＰＩ４の４個のデータを用い、また、移動量が多い場合であるＰＯ７に関する出力座標はＰＩ６〜ＰＩ７の２個のデータが用いられ、移動量が少ない場合での描画特性を向上させて分解能を高めるようになっている。
【００３０】
前記モードにおいては、遮光物体（スタイラス）を検出するまでの間での発光素子の数を間引き、遮光物体が検出された時点でその検出した位置を境にして上述したように検出位置の発光素子を境にしてその前後所定数の発光素子を走査することも可能である。
このように、遮光物体の検出位置を境にして走査状態を異ならせることにより、走査時間が無用に長大化するのを防止することができる。
【００３１】
次に、本発明の別実施例について説明する。
図４は、制御部１３に設定されている第１，第２モードを説明するための模式図であり、これら第１，第２モードは、図２において説明した高分解能座標位置検出モードと併せて実行される。
（１）フルスキャンモード（第１モード）
このモードは、画面上での全領域を走査する。このモードについて図４を用いて説明すると次の通りである。
なお、図４は、図１に示した発光器１２Ａ、１２Ｂ及び検出器１２Ａ’、１２Ｂ’の配列状態を示す模式図であり、同図では、Ｘ軸方向の発光器（図１において符号１２Ａで示す部材）が符号Ａｘ１〜Ａｘｎで示され、Ｘ軸方向での検出器（図１において符号１２Ａ’で示した部材）がＢｘ１〜Ｂｘｎで示されており、これら各符号で示した発光器及び検出器は、上述した８素子を有するブロックが相当している。また、Ｙ軸方向での発光器（図１において符号１２Ｂで示した部材）及び検出器（図１において符号１２Ｂ’で示した部材）は、符号Ａｙ１〜Ａｙｎ及びＢｙ１〜Ｂｙｎで示してある。
同図において、フルスキャンモード（第１モード）は、走査開始位置の発光素子ブロックでの先頭に位置する発光素子（便宜上、図４において、発光器の符号であるＡｘ１で示す）から走査終了位置の発光素子ブロックでの最終位置に設けられている発光素子（便宜上、図４において、発光器の符号であるＡｘｎで示す）迄を用いて順番に赤外線ビームを出射させ、これを水平方向及び垂直方向で繰り返して走査する。
【００３２】
（２）ショートスキャンモード（第２モード）
このモードは、第１モードにおいて検出された赤外線ビームの遮断位置を含ませてフルスキャンモード（第１モード）での走査範囲よりも狭い範囲に限定し、その範囲内で順番に走査する。
図４において、例えば、符号（Ａ）で示す位置が遮断位置である場合、この遮断位置を割り出すことができる発光素子を有した発光素子ブロックＸ２（発光器Ａｘｉ）の前後を新たな走査範囲として設定し、発光素子ブロックＸ２（Ａｘｉ）の一つ前の発光素子ブロックＸ１（発光器Ａｘ（ｉ−１））における先頭位置の発光素子から走査を開始し、発光素子ブロックＸ２（発光器Ａｘｉ）の一つ後ろの発光素子ブロックＸ３（発光器Ａｘ（ｉ＋１））における最後位置の発光素子迄を用いた走査を行う。
このモードでは、水平方向で該当する発光素子ブロックＡｘ１〜Ａｘｎに対応する垂直方向においても同様な走査が行われる。
【００３３】
制御部１３では、フルスキャンモード（第１モード）による走査時に赤外線ビームが遮断されると、その遮断された座標位置の発光素子ブロックを境にした前後位置に配列されているブロックを対象として第２モードを実行することで走査対象範囲を狭くする。
これにより、フルスキャンモード（第１モード）を実行する場合に比較してショートスキャンモード（第２モード）での走査範囲が狭くなるので、走査に要する時間がそれだけ短縮されることになる。
ショートスキャンモード（第２モード）では、限定された範囲内での走査において赤外線ビームが遮断された位置の座標位置がフルスキャンモード（第１モード）と同様に算出される。従って、ショートスキャンモード（第２モード）において遮断された位置の座標位置が算出された場合、その座標位置が、仮に、限定された範囲内で最後に位置する発光素子ブロックよりも前の位置であると、最後までの走査を行なわずに、その算出された座標位置に対応する発光素子を有する発光素子ブロックを境にして新たにその前後に位置する発光素子ブロックを対象とした範囲で走査が再開される。
【００３４】
図５は、フルスキャンモード（第１モード）からショートスキャンモード（第２モード）に切り換えられる際の走査状態を説明するための模式図であり、同図において、フルスキャンモード（第１モード）において赤外線ビームが遮断されると、遮断された位置の座標上に位置する発光素子ブロックを境にしてその前後の発光素子ブロックを対象とした走査に切り換えられる。このため、ショートスキャンモード（第２モード）では、フルスキャンモード（第１モード）での行程に対して赤外線ビームが遮断された座標位置から一つ前の位置を始点としてその座標位置から一つ後ろの位置までを対象とした行程が設定される。
従って、フルスキャンモード（第１モード）により遮断された座標位置が割り出されると、次回の走査範囲がＸ、Ｙ各軸方向での全領域ではなく、遮断された座標位置を含む前後の領域のみとされるので、走査に要する時間が短縮されることになる。
ショートスキャンモード（第２モード）は、限定された範囲内で赤外線ビームの遮断された位置が割り出されると、その座標上にある発光素子を有した発光素子ブロックを境にしてその前後位置の発光素子ブロックを新たな走査範囲として繰り返される。
【００３５】
図６は、制御部１３の作用を説明するためのフローチャートであり、同図において、表示装置１０の電源が投入されると走査が開始され（便宜上、図６ではスタートと表示している）、まずフルスキャンモード（第１モード）が実行される（ＳＴ９）。
フルスキャンモードにおいて赤外線ビームが遮断された場合には、前述した高分解能座標位置検出処理と同様に、その遮断位置検出座標位置が算出されて記憶されるとともに出力される（ＳＴ２）。
遮光物体の検出座標位置が出力されると、検出された座標位置を境にして前後所定数の発光素子を用いたショートスキャンモードによる走査が行われ（ＳＴ１０）、新たな領域、つまり先に検出された遮光物体の座標位置前後での走査に基づき得られた検出座標が記憶され（ＳＴ４）、ステップＳＴ２とＳＴ４との座標位置から遮光物体の移動量が検出され（ＳＴ５）、その移動量に応じて出力座標を導出するために用いられる検出座標の個数がチェックされ（ＳＴ６）、新たに設定された場合にはその設定された個数の検出座標位置を用いて遮光物体の座標位置が算出される（ＳＴ７）。この処理は、電源がオフするまでの間継続されて遮光物体の座標位置割り出しが維持される（ＳＴ８）。
本実施例によれば、フルスキャンモードを実行している過程で遮光物体の座標位置が検出されると、フルスキャンモードから所定範囲内のみを走査するショートスキャンモードが実行されるので、座標の検出スピードを速めることができる。
【００３６】
次に本発明のさらに別の実施例を説明する。
図７は、制御部１３において設定されている疎密スキャンモードを説明するための模式図であり、このモードでは、図２に示した高分解能座標位置検出処理モードに併せて遮光物体の座標位置を検出した場合にその座標位置の周辺部での発光素子の数を増やし、それ以外の範囲での発光素子の数を減らすことで１周期あたりの走査時間を短縮するようになっている。
図７において、白丸及び黒丸は発光素子群を示しており、白丸は走査する発光素子を、また黒丸は走査しない発光素子をそれぞれ示している。
走査する発光素子（白丸）は、スタイラスＡが検出された周辺部が該当し、それ以外の箇所での発光素子（黒丸）は、例えば１個毎に走査を行うようになっている。本実施例では、図７における（１）で示した走査手順と（２）で示した走査手順とのいずれかあるいは両方を交互に組み合わせる等して走査が行われる。
【００３７】
図８は、制御部１３において疎密スキャンモードを実行するためのフローチャートであり、同図において、図６に示した処理と同様に、まずフルスキャンモード（第１モード）が実行される（ＳＴ９）。
フルスキャンモードにおいて赤外線ビームが遮断された場合には、前述した高分解能座標位置検出処理と同様に、その遮断位置の検出座標位置が算出されて記憶されるとともに出力される（ＳＴ２）。
遮光物体の検出座標位置が出力されると、検出された座標位置を基準としてその周辺部の発光素子を用いて順番に走査するとともにそれ以外の箇所での発光素子による走査を図７に示した手順に基づき行う疎密スキャンモードが実行される（ＳＴ１１）。
ステップＳＴ１０において疎密スキャンモードが実行されると、その検出座標位置の周辺部での走査に基づき得られた検出座標が記憶され（ＳＴ４）、ステップＳＴ２とＳＴ４との座標位置から遮光物体の移動量が検出され（ＳＴ５）、その移動量に応じて出力座標を導出するために用いられる検出座標の個数がチェックされ（ＳＴ６）、新たに設定された場合にはその設定された個数の検出座標位置を用いて遮光物体の座標位置が算出される（ＳＴ７）。この処理は、電源がオフするまでの間継続されて遮光物体の座標位置割り出しが維持される（ＳＴ８）。
本実施例によれば、図６に示した場合と同様に、遮光物体の周辺部以外での走査が間引かれることになるので、一周期での走査時間がフルスキャン時に比べて短縮されることになる。
【００３８】
図９は図７に示した手順の変形例を示す模式図であり、同図においては、遮光物体の座標位置が検出されると、遮光物体の移動方向に応じて発光素子の走査方向をずらして（図中、発光素子群の欄に示した矢印方向への移動）、いわゆる、走査の重み付けを行うことで移動方向と反対側での発光素子の走査を少なくできるようにして移動方向と反対側の走査範囲での無駄な走査を抑止するようになっている。これにより、遮光物体の移動方向と反対側の発光素子が遮光物体の検出に寄与しない場合には走査を行わないようにして走査時間をより限定された範囲に特定することで走査時間をより短縮化することができる。
【００３９】
検出された座標位置に関する直近の過去のデータを記憶した座標データに基づいて座標位置を算出できるようにすることで、新たなデータサンプリングによる座標位置の新たな算出を行う手間を簡略化することができる。しかも、算出の際には遮光物体の動き速度に応じて取り込まれる座標データの個数を変化させるので、動き速度に応じた解像度（分解能）を得られるようにして座標位置の算出に必要なサンプリング時間の冗長化を防止できる。
【００４０】
遮光物体が検出された座標位置の前後所定数の発光素子を用いて順番に走査し、それ以外の発光素子を間引いて走査するので、解像度（分解能）を低下させることなく座標位置の算出に要する時間を短縮して操作性を向上させることが可能となる。
【００４１】
遮光物体の移動方向に順じた方向の発光素子の数を遮光物体の移動方向と反対側のものよりも多くし、及び／又は遮光物体の移動量が小さい場合に移動量が大きい場合に比して発光素子の数を多くしているので、遮光物体の移動に先んじて発光素子による密な走査が行えるとともに、移動方向と反対側、換言すれば、遮光物体が位置しない側では発光素子の間引きを行うことができるので、遮光物体の移動方向での座標検出に対する解像度（分解能）を上げるとともに走査時間を短縮することができ、操作性の向上と解像度の向上とが両立可能となる。
【００４２】
全ての発光素子を対象として順番に走査する第１のモードと光ビームが遮断された位置の発光素子を含んで前記全ての発光素子よりも少ない発光素子を対象として順番に走査する第２のモードとを設定し、第１モードで算出された座標位置から遮断位置が変化した場合には、その変化する位置を第１モードではなく、第２モードで算出することができるので、一々、第１モードによる全ての発光素子を対象としたフルストロークでの走査ではなく、ショートストロークによる走査によって遮断位置を割り出すことができ、第１モードを実行する場合に比べて遮断位置の算出時間を短くすることができる。
【００４３】
第２モードでの遮断物体の動き速度に応じて発光素子の数を変更できるので、解像度を低下させることなく遮断位置の算出時間を短くすることができ、操作性の向上が可能となる。
【００４４】
制御部により、遮断物体の動き速度に対応して発光素子の走査態位を設定することにより、解像度（分解能）を低下させることなく遮断位置の算出時間を短縮させることができ、操作性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例による表示装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２に示したフローチャートで実行される高分解能座標位置検出モードの動作を説明するための模式図である。
【図４】図１に示した制御部で実行される第１，第２モードの動作を説明するための模式図である。
【図５】図４に示したモードの概要を説明するための模式図である。
【図６】図４に示した第１，第２モードを含む制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示した制御部で実行される疎密スキャンモードの動作を説明するための模式図である。
【図８】図７に示した疎密スキャンモードを含む制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図７に示した疎密スキャンモードの変形例を説明するための模式図である。
【図１０】表示装置の一例であるタッチパネルに用いられる座標位置検知構造の従来例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０ 表示装置の一例であるタッチパネル
１１ 表示面
１２Ａ 発光素子
１２Ｂ 受光素子
１３ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標位置検出方法及びこれを用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）やブラウン管（以下、ＣＲＴという）に用いられるタッチパネル等の表示装置においては、指などが触れた位置を座標上で検出する場合がある。
タッチパネル上で指などが触れた場合の位置を検出する方式の一つとして、指の位置を座標上で割り出す方式があり、この方式の一例として、例えば、図１０に示すような光学的に座標を割り出す構成が知られている。
図１０において、表示面１の一方の縦辺と横辺には複数の発光素子Ａｘ１〜Ａｘｎ及びＡｙ１〜Ａｙｍがそれぞれ配列され、これら発光素子と対向する他方の縦辺と横辺には複数の受光素子Ｂｘ１〜Ｂｘｎ及びＢｙ１〜Ｂｙｍとがそれぞれ配列されている。これら各発光素子から照射される光、この場合には、対向する受光素子によって赤外線ビームが受光されるようになっている。
【０００３】
このタッチパネルは、指やタッチペンなどによって表示面１上の任意の点（以下、タッチ位置という）ｐがタッチされると、このタッチ位置ｐにおいて、横辺及び縦辺の対応する発光素子から照射される光が遮断されてそれぞれ対向する受光素子に受光されなくなるので、この横辺と縦辺の受光していない受光素子の配列位置からタッチ位置ｐのＸ軸とＹ軸との座標位置を検出することにより、タッチ位置ｐを特定するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のタッチパネルでは、上述したように、所定間隔を以て配列されている一対の発光素子と受光素子とが必要となる。このため、素子の配列数に応じた解像度が得られることになり、解像度を向上させるには発光素子と受光素子との数を増やすことになり、このことが部品点数の増加によるコスト上昇を招く原因となる。しかも、発光素子や受光素子を増やすには、それ相応のスペースが必要となるが、タッチパネルが設置される場所の広さなどによる制約によって限界があり、闇雲に素子の増設を行うことができない。仮に、各素子の増設が可能な場合でも、増設に伴う信号処理のための回路基板の大型化という新たな問題が生じる。従って、限られているスペースを用いた場合には、素子の増設が難しいことから高い解像度（分解能）を得ることが困難であるという問題があった。
【０００５】
一方、上述した構成を用いて各方向での座標位置を求める場合、横方向（Ｘ軸方向）では、Ａｘ１からＡｘｎ迄を順次走査することにより赤外線ビームが遮断された位置に基づき座標位置が検出され、縦方向（Ｙ軸方向）では、同じくＡｙ１からＡｙｎ迄を順次走査することにより赤外線ビームが遮断された位置に基づき座標位置が検出される。つまり、Ｙ軸方向の各列毎にＸ軸方向での各発光素子を用いた走査を行い、この走査をＹ軸方向の各列を対象として繰り返している。
しかし、このような従来の走査方法では座標検出に要する時間が長大化して操作性が悪化する。
すなわち、例えば、配列された順番に従って、Ｘ軸方向の各先頭の発光素子（Ａｘ１，Ａｙ１）から順に点灯走査が最後段の発光素子（Ａｘｎ、Ａｙｎ）に至るまで繰り返される必要があり、座標位置検出ポイント数が増加するとそれに応じて走査時間が長くなり、座標検出に要する時間が長くなり操作性が悪くなる。
【０００６】
本発明の目的は、前記従来の座標位置割り出しに際しての問題に鑑み、解像度（分解能）を向上させるとともに座標検出に要する時間を短縮して操作性を向上させることができる座標位置検出方法及びこれを用いた表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本願の各請求項に係る発明は、以下の特徴を具備するものである。
【０００８】
第１に、水平方向及び垂直方向で所定の間隔を以って配列された発光素子及びこれらに対向する受光素子を用い、各発光素子と受光素子との間に構成される光路が遮光物体により遮断されることにより前記遮光物体の座標位置を検出する方法であって、前記遮光物体の動きを検出した直近の過去のＮ個の座標データを記憶し、前記Ｎ個の座標データの内のｎ個（１≦ｎ≦Ｎ）を用いて前記遮光物体の座標位置を算出すると共に、前記遮光物体の動き速度に応じて、前記座標位置の算出に用いる前記座標データの個数ｎを変更する座標位置検出方法において、全ての発光素子を含む第１の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出する第１モードと、光ビームが遮断された位置の発光素子を含む、前記第１の範囲よりも狭い第２の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出する第２モードとを設定し、前記第１モードにより座標位置を算出した後、前記遮光物体の連続的な動きに対する座標位置の算出を前記第２モードにより行うことを特徴とする。
【０００９】
第２には、前記遮光物体の動き速度が速い場合には前記座標位置を算出するのに用いる前記座標データの個数ｎを少なくし、前記遮光物体の動き速度が遅い場合には前記座標位置を算出するのに用いる前記座標データの個数ｎを多くすることを特徴とする。
【００１０】
第３には、前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き方向側を走査する発光素子数を動き方向とは反対側を走査する発光素子数に比して多くすることを特徴とする。
【００１１】
第４には、前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き方向側を走査する発光素子数を動き方向とは反対側を走査する発光素子数に比して多くすることを特徴とする。
【００１２】
第５には、前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き速度が小さい場合に比して該動き速度が大きい場合に、前記第２の範囲を広げて前記動き速度に対応した検出を可能にすることを特徴とする。
【００１３】
第６には、水平方向及び垂直方向で所定の間隔を以って配列された発光素子及びこれらに対向する受光素子を用い、各発光素子と受光素子との間に構成される光路が遮光物体により遮断されることにより前記遮光物体の座標位置を検出する方法であって、前記遮光物体の動きを検出した直近の過去のＮ個の座標データを記憶し、前記Ｎ個の座標データの内のｎ個（１≦ｎ≦Ｎ）を用いて前記遮光物体の座標位置を算出すると共に、前記遮光物体の動き速度に応じて、前記座標位置の算出に用いる前記座標データの個数ｎを変更する座標位置検出方法において、全ての発光素子を含む第１の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出する第１モードと、光ビームが遮断された位置の発光素子を含む、前記第１の範囲よりも狭い第２の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出すると共に前記第２の範囲を除く前記第１の範囲内で発光素子を間引いて走査して遮光物体の座標位置を検出する第２モードとを設定し、前記第１モードにより座標位置を算出した後、前記遮光物体の連続的な動きに対する座標位置の算出を前記第２モードにより行うことを特徴とする。
【００１４】
第７には、前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き方向側を走査する発光素子数を動き方向とは反対側を走査する発光素子数に比して多くすることを特徴とする。
【００１５】
第８には、前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き速度が小さい場合に比して該動き速度が大きい場合に、前記第２の範囲を広げて前記動き速度に対応した検出を可能にすることを特徴とする。
【００１６】
第９には、前述のいずれかに記載の座標位置検出方法を用いる表示装置であって、対向する辺部の一方に配列されて赤外線ビームを出射可能な複数の発光素子と、対向する辺部の他方に配列されて赤外線ビームを受光可能な複数の受光素子とを備えた表示面と、前記発光素子及び受光素子がそれぞれ接続されている制御部とを有することを特徴とする。
【００１８】
【作用】
このような特徴を有する本発明は、以下の作用を有する。一つには、検出された座標位置に関する直近の過去のデータを記憶した座標データに基づいて座標位置を算出できるようにすることで、新たなデータサンプリングによる座標位置の新たな算出を行う手間を簡略化することができる。しかも、算出の際には遮光物体の動き速度に応じて取り込まれる座標データの個数を変化させるので、動き速度に応じた解像度（分解能）を得られるようにして座標位置の算出に必要なサンプリング時間の冗長化を防止できる。
【００１９】
また、遮光物体が検出された座標位置の前後所定数の発光素子を用いて順番に走査し、それ以外の発光素子を間引いて走査するので、解像度（分解能）を低下させることなく座標位置の算出に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
また、遮光物体の移動方向に順じた方向の発光素子の数を遮光物体の移動方向と反対側のものよりも多くし、及び／又は遮光物体の移動量が小さい場合に比して移動量が大きい場合に発光素子の数を多くしているので、遮光物体の移動に先んじて発光素子による密な走査が行えるとともに、移動方向と反対側、換言すれば、遮光物体が位置しない側では発光素子の間引きを行うことができるので、遮光物体の移動方向での座標検出に対する解像度（分解能）を上げるとともに走査時間を短縮することができる。
【００２１】
また、全ての発光素子を対象として順番に走査する第１のモードと光ビームが遮断された位置の発光素子を含んで前記全ての発光素子よりも少ない発光素子を対象として順番に走査する第２のモードとを設定し、第１モードで算出された座標位置から遮断位置が変化した場合には、その変化する位置を第１モードではなく、第２モードで算出することができるので、一々、第１モードによる全ての発光素子を対象としたフルストロークでの走査ではなく、ショートストロークによる走査によって遮断位置を割り出すことができ、第１モードを実行する場合に比べて遮断位置の算出時間を短くすることができる。
【００２２】
また、第２モードでの遮断物体の動き速度に応じて発光素子の数を変更できるので、解像度を低下させることなく遮断位置の算出時間を短くすることができる。
【００２３】
また、制御部により、遮断物体の動き速度に対応して発光素子の走査態位を設定することにより、解像度（分解能）を低下させることなく遮断位置の算出時間を短縮することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施例により本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明実施例による座標位置検出方法を用いる表示装置を示す図である。
同図において、タッチパネルなどの表示装置１０における表示面１１は、水平及び垂直方向で対向する辺部を有している。
水平、垂直方向の各辺部において、水平方向の辺部の一方及び垂直方向の辺部の一方には、辺部に沿ってＸ側発光器１２Ａ、Ｙ側発光器１２Ｂが等間隔を以て複数配列されている。
水平、垂直方向の各辺部の他方には、辺部に沿って受光部を構成するＸ側検出器１２Ａ’、Ｙ側検出器１２Ｂ’が発光器１２Ａ、１２Ｂと正対する関係を以て複数配列されている。
各方向での発光器１２Ａ、１２Ｂには、これら発光器の点灯駆動を行うための駆動制御部１２Ａ１，１２Ｂ１が接続され、各方向での検出器１２Ａ’、１２Ｂ’には、検出器から出力された光電信号を後述する制御部１３に対して出力する出力選択部１２Ａ１’、１２Ｂ１’が接続されている。
本実施例での発光器１２Ａ、１２Ｂ及び検出器１２Ａ’、１２Ｂ’は、発光素子及び受光素子を１ブロックに８素子備え、水平方向に２８ブロック（２２４素子）、垂直方向に１６ブロック（１２８素子）が配列されている。
【００２５】
制御部１３は、出力選択部１２Ａ１’、１２Ｂ１’からの信号に基づき座標位置を検出する座標検出部１３Ａと、発光器１２Ａ、１２Ｂに対する点灯順序を設定する駆動順序制御部１３Ｂと、座標検出部１３Ａにおいて割り出された座標位置を座標データ信号として変換するデータ変換部１３Ｃとを備えている。
【００２６】
制御部１３では、表示面１１において発光器１２Ａ、１２Ｂから出射された赤外線ビームが検出器１２Ａ’、１２Ｂ’に至る途中で遮断された座標位置を割り出すようになっている。
座標位置を特定するために、制御部１３では、高分解能座標位置検出モードが設定されている。
このモードは、遮光物体（スタイラス）を検出した際の過去の所定数（Ｎ）の座標データを記憶し、それに応じて光学素子間の中間の座標を検出して解像度（分解能）を上げる方式において、遮光物体（スタイラス）の移動量に応じて座標検出に用いる検出座標データの個数を変更するモードである。このモードを設定する理由は次の通りである。
光学式座標検出装置による検出座標をそのままディスプレイ上のポインタの座標に反映させると、遮光物体（スタイラス）の微妙な揺れが原因してディスプレイ上のポインタが隣接する画素間で位置が定まらないドリフト現象が発生する。このために、ゆっくりと直線を描くと、まっすぐに描くことができず、いわゆる、ギザギザ（階段状となる）状態が発生する。
一方、光学式座標検出装置による解像度はディスプレイの解像度よりも低いという関係であるので、座標位置検出に用いられる光学素子の中間座標を生成する一つの方法として、光学式座標検出装置における過去の検出座標をメモリに記憶し、直近の数個の座標データの演算によりディスプレイ上のポインタの座標を算出する方法がある。この演算に用いられるデータの数を多くすると上述したギザギザ状態を解消することができる。しかし、多くのデータを用いて演算する場合には、遮光物体の動きに対してポインタの追随性が悪くなり、座標位置を割り出す際の時間的な冗長感が発生して操作性が低下する。このため、ギザギザ状態の解消とポインタの追随性とは相反する関係となる。
【００２７】
本実施例では、遮光物体の動き速度に応じて演算に用いる座標データの個数を変更することにより前記両者間の相反する関係を同時に満足させるようにしている。具体的には、遮光物体の動き速度が速い場合には、演算に用いるデータの数を少なくして追随性を改善し、遮光物体の動き速度が遅い場合には、演算に用いるデータの数を多くしてギザギザ状態を解消するようにしている。
【００２８】
図２は、高分解能座標位置検出モードを実行する制御部１３での動作を説明するフローチャートであり、同図において、
Ｌ：積分レベル
Ｐ１〜Ｐ４：記憶されている過去データ
ａ１（Ｌ）〜ａ４（Ｌ）：係数（Ｌの関数）
ＰＩ：検出座標
ＰＯ：出力座標
とし、遮光物体の動きの量に応じて、演算に用いるデータの個数（積分レベル）を最小２，最大４とした場合、遮光物体（スタイラス）の検出が開始され、遮光物体により赤外線ビームが遮断されると（ＳＴ１）、その遮断位置検出座標位置が算出されて記憶されるとともに出力される（ＳＴ２）。
遮光物体の検出座標位置が出力されると、その前後所定数の発光素子を用いた走査が行われ（ＳＴ３）、新たな領域、つまり先に検出された遮光物体の座標位置前後での走査に基づき得られた検出座標位置が記憶され（ＳＴ４）、ステップＳＴ２とＳＴ４との座標位置から遮光物体の移動量が検出され（ＳＴ５）、その移動量に応じて出力座標に導出するために用いられる検出座標の個数がチェックされ（ＳＴ６）、新たに設定された場合には設定された個数の検出座標位置を用いて遮光物体の座標位置が算出される（ＳＴ７）。この処理は、電源がオフするまでの間継続されて遮光物体の座標位置割り出しが維持される（ＳＴ８）。
【００２９】
図３は、データの個数を決定する際の動作を説明するための模式図であり、同図において、
al(2)=0.5,a2(2)=0.5,a3(2)=0,a4(2)=0
a2(3)=0.33,a2(3)=0.33,a3(3)=0.33,a4(3)=0
a2(4)=0.25,a2(4)=0.25,a3(4)=0.25,a4(4)=0.25
とした場合の例を示す。同図において、検出座標ＰＩ１〜ＰＩ５までと、ＰＩ８〜ＰＩ９までは移動量が少なく、ＰＩ６〜ＰＩ８までは移動量が多い。
各出力座標は、移動量に応じた個数の検出座標を用いて次のように導出される。
（Ａ）L=1:PO1=PI1
（Ｂ）L=2:PO2=0.5*PI1+0.5*PI2,
PO7=0.5*PI6+0.5PI7,PO8=0.5*PI7+0.5*PI8
（Ｃ）L=3:PO3=0.33*PI1+0.33*PI2+0.33*PI3,PO6=0.33*PI4+0.33*PI5+0.33* PI6,PO9=0.33*PI7+0.33*PI8+0.33PI9
（Ｄ）L=4:P04
PO4=0.25*PI1+0.25PI2+0.25PI3+0.25*PI4
PO5=0.25*PI2+0.25PI3+0.25PI4+0.25*PI5
このように、（Ｂ）においては、過去の２個のデータを、（Ｃ）においては過去の３個のデータを、（Ｄ）においては過去の４個のデータをそれぞれ使用するというように、移動量が小さくなるほど、データの個数を多くしており、例えば、移動量が少ない場合であるＰＯ５に関する出力座標は、ＰＩ１〜ＰＩ４の４個のデータを用い、また、移動量が多い場合であるＰＯ７に関する出力座標はＰＩ６〜ＰＩ７の２個のデータが用いられ、移動量が少ない場合での描画特性を向上させて分解能を高めるようになっている。
【００３０】
前記モードにおいては、遮光物体（スタイラス）を検出するまでの間での発光素子の数を間引き、遮光物体が検出された時点でその検出した位置を境にして上述したように検出位置の発光素子を境にしてその前後所定数の発光素子を走査することも可能である。
このように、遮光物体の検出位置を境にして走査状態を異ならせることにより、走査時間が無用に長大化するのを防止することができる。
【００３１】
次に、本発明の別実施例について説明する。
図４は、制御部１３に設定されている第１，第２モードを説明するための模式図であり、これら第１，第２モードは、図２において説明した高分解能座標位置検出モードと併せて実行される。
（１）フルスキャンモード（第１モード）
このモードは、画面上での全領域を走査する。このモードについて図４を用いて説明すると次の通りである。
なお、図４は、図１に示した発光器１２Ａ、１２Ｂ及び検出器１２Ａ’、１２Ｂ’の配列状態を示す模式図であり、同図では、Ｘ軸方向の発光器（図１において符号１２Ａで示す部材）が符号Ａｘ１〜Ａｘｎで示され、Ｘ軸方向での検出器（図１において符号１２Ａ’で示した部材）がＢｘ１〜Ｂｘｎで示されており、これら各符号で示した発光器及び検出器は、上述した８素子を有するブロックが相当している。また、Ｙ軸方向での発光器（図１において符号１２Ｂで示した部材）及び検出器（図１において符号１２Ｂ’で示した部材）は、符号Ａｙ１〜Ａｙｎ及びＢｙ１〜Ｂｙｎで示してある。
同図において、フルスキャンモード（第１モード）は、走査開始位置の発光素子ブロックでの先頭に位置する発光素子（便宜上、図４において、発光器の符号であるＡｘ１で示す）から走査終了位置の発光素子ブロックでの最終位置に設けられている発光素子（便宜上、図４において、発光器の符号であるＡｘｎで示す）迄を用いて順番に赤外線ビームを出射させ、これを水平方向及び垂直方向で繰り返して走査する。
【００３２】
（２）ショートスキャンモード（第２モード）
このモードは、第１モードにおいて検出された赤外線ビームの遮断位置を含ませてフルスキャンモード（第１モード）での走査範囲よりも狭い範囲に限定し、その範囲内で順番に走査する。
図４において、例えば、符号（Ａ）で示す位置が遮断位置である場合、この遮断位置を割り出すことができる発光素子を有した発光素子ブロックＸ２（発光器Ａｘｉ）の前後を新たな走査範囲として設定し、発光素子ブロックＸ２（Ａｘｉ）の一つ前の発光素子ブロックＸ１（発光器Ａｘ（ｉ−１））における先頭位置の発光素子から走査を開始し、発光素子ブロックＸ２（発光器Ａｘｉ）の一つ後ろの発光素子ブロックＸ３（発光器Ａｘ（ｉ＋１））における最後位置の発光素子迄を用いた走査を行う。
このモードでは、水平方向で該当する発光素子ブロックＡｘ１〜Ａｘｎに対応する垂直方向においても同様な走査が行われる。
【００３３】
制御部１３では、フルスキャンモード（第１モード）による走査時に赤外線ビームが遮断されると、その遮断された座標位置の発光素子ブロックを境にした前後位置に配列されているブロックを対象として第２モードを実行することで走査対象範囲を狭くする。
これにより、フルスキャンモード（第１モード）を実行する場合に比較してショートスキャンモード（第２モード）での走査範囲が狭くなるので、走査に要する時間がそれだけ短縮されることになる。
ショートスキャンモード（第２モード）では、限定された範囲内での走査において赤外線ビームが遮断された位置の座標位置がフルスキャンモード（第１モード）と同様に算出される。従って、ショートスキャンモード（第２モード）において遮断された位置の座標位置が算出された場合、その座標位置が、仮に、限定された範囲内で最後に位置する発光素子ブロックよりも前の位置であると、最後までの走査を行なわずに、その算出された座標位置に対応する発光素子を有する発光素子ブロックを境にして新たにその前後に位置する発光素子ブロックを対象とした範囲で走査が再開される。
【００３４】
図５は、フルスキャンモード（第１モード）からショートスキャンモード（第２モード）に切り換えられる際の走査状態を説明するための模式図であり、同図において、フルスキャンモード（第１モード）において赤外線ビームが遮断されると、遮断された位置の座標上に位置する発光素子ブロックを境にしてその前後の発光素子ブロックを対象とした走査に切り換えられる。このため、ショートスキャンモード（第２モード）では、フルスキャンモード（第１モード）での行程に対して赤外線ビームが遮断された座標位置から一つ前の位置を始点としてその座標位置から一つ後ろの位置までを対象とした行程が設定される。
従って、フルスキャンモード（第１モード）により遮断された座標位置が割り出されると、次回の走査範囲がＸ、Ｙ各軸方向での全領域ではなく、遮断された座標位置を含む前後の領域のみとされるので、走査に要する時間が短縮されることになる。
ショートスキャンモード（第２モード）は、限定された範囲内で赤外線ビームの遮断された位置が割り出されると、その座標上にある発光素子を有した発光素子ブロックを境にしてその前後位置の発光素子ブロックを新たな走査範囲として繰り返される。
【００３５】
図６は、制御部１３の作用を説明するためのフローチャートであり、同図において、表示装置１０の電源が投入されると走査が開始され（便宜上、図６ではスタートと表示している）、まずフルスキャンモード（第１モード）が実行される（ＳＴ９）。
フルスキャンモードにおいて赤外線ビームが遮断された場合には、前述した高分解能座標位置検出処理と同様に、その遮断位置検出座標位置が算出されて記憶されるとともに出力される（ＳＴ２）。
遮光物体の検出座標位置が出力されると、検出された座標位置を境にして前後所定数の発光素子を用いたショートスキャンモードによる走査が行われ（ＳＴ１０）、新たな領域、つまり先に検出された遮光物体の座標位置前後での走査に基づき得られた検出座標が記憶され（ＳＴ４）、ステップＳＴ２とＳＴ４との座標位置から遮光物体の移動量が検出され（ＳＴ５）、その移動量に応じて出力座標を導出するために用いられる検出座標の個数がチェックされ（ＳＴ６）、新たに設定された場合にはその設定された個数の検出座標位置を用いて遮光物体の座標位置が算出される（ＳＴ７）。この処理は、電源がオフするまでの間継続されて遮光物体の座標位置割り出しが維持される（ＳＴ８）。
本実施例によれば、フルスキャンモードを実行している過程で遮光物体の座標位置が検出されると、フルスキャンモードから所定範囲内のみを走査するショートスキャンモードが実行されるので、座標の検出スピードを速めることができる。
【００３６】
次に本発明のさらに別の実施例を説明する。
図７は、制御部１３において設定されている疎密スキャンモードを説明するための模式図であり、このモードでは、図２に示した高分解能座標位置検出処理モードに併せて遮光物体の座標位置を検出した場合にその座標位置の周辺部での発光素子の数を増やし、それ以外の範囲での発光素子の数を減らすことで１周期あたりの走査時間を短縮するようになっている。
図７において、白丸及び黒丸は発光素子群を示しており、白丸は走査する発光素子を、また黒丸は走査しない発光素子をそれぞれ示している。
走査する発光素子（白丸）は、スタイラスＡが検出された周辺部が該当し、それ以外の箇所での発光素子（黒丸）は、例えば１個毎に走査を行うようになっている。本実施例では、図７における（１）で示した走査手順と（２）で示した走査手順とのいずれかあるいは両方を交互に組み合わせる等して走査が行われる。
【００３７】
図８は、制御部１３において疎密スキャンモードを実行するためのフローチャートであり、同図において、図６に示した処理と同様に、まずフルスキャンモード（第１モード）が実行される（ＳＴ９）。
フルスキャンモードにおいて赤外線ビームが遮断された場合には、前述した高分解能座標位置検出処理と同様に、その遮断位置の検出座標位置が算出されて記憶されるとともに出力される（ＳＴ２）。
遮光物体の検出座標位置が出力されると、検出された座標位置を基準としてその周辺部の発光素子を用いて順番に走査するとともにそれ以外の箇所での発光素子による走査を図７に示した手順に基づき行う疎密スキャンモードが実行される（ＳＴ１１）。
ステップＳＴ１０において疎密スキャンモードが実行されると、その検出座標位置の周辺部での走査に基づき得られた検出座標が記憶され（ＳＴ４）、ステップＳＴ２とＳＴ４との座標位置から遮光物体の移動量が検出され（ＳＴ５）、その移動量に応じて出力座標を導出するために用いられる検出座標の個数がチェックされ（ＳＴ６）、新たに設定された場合にはその設定された個数の検出座標位置を用いて遮光物体の座標位置が算出される（ＳＴ７）。この処理は、電源がオフするまでの間継続されて遮光物体の座標位置割り出しが維持される（ＳＴ８）。
本実施例によれば、図６に示した場合と同様に、遮光物体の周辺部以外での走査が間引かれることになるので、一周期での走査時間がフルスキャン時に比べて短縮されることになる。
【００３８】
図９は図７に示した手順の変形例を示す模式図であり、同図においては、遮光物体の座標位置が検出されると、遮光物体の移動方向に応じて発光素子の走査方向をずらして（図中、発光素子群の欄に示した矢印方向への移動）、いわゆる、走査の重み付けを行うことで移動方向と反対側での発光素子の走査を少なくできるようにして移動方向と反対側の走査範囲での無駄な走査を抑止するようになっている。これにより、遮光物体の移動方向と反対側の発光素子が遮光物体の検出に寄与しない場合には走査を行わないようにして走査時間をより限定された範囲に特定することで走査時間をより短縮化することができる。
【００３９】
検出された座標位置に関する直近の過去のデータを記憶した座標データに基づいて座標位置を算出できるようにすることで、新たなデータサンプリングによる座標位置の新たな算出を行う手間を簡略化することができる。しかも、算出の際には遮光物体の動き速度に応じて取り込まれる座標データの個数を変化させるので、動き速度に応じた解像度（分解能）を得られるようにして座標位置の算出に必要なサンプリング時間の冗長化を防止できる。
【００４０】
遮光物体が検出された座標位置の前後所定数の発光素子を用いて順番に走査し、それ以外の発光素子を間引いて走査するので、解像度（分解能）を低下させることなく座標位置の算出に要する時間を短縮して操作性を向上させることが可能となる。
【００４１】
遮光物体の移動方向に順じた方向の発光素子の数を遮光物体の移動方向と反対側のものよりも多くし、及び／又は遮光物体の移動量が小さい場合に移動量が大きい場合に比して発光素子の数を多くしているので、遮光物体の移動に先んじて発光素子による密な走査が行えるとともに、移動方向と反対側、換言すれば、遮光物体が位置しない側では発光素子の間引きを行うことができるので、遮光物体の移動方向での座標検出に対する解像度（分解能）を上げるとともに走査時間を短縮することができ、操作性の向上と解像度の向上とが両立可能となる。
【００４２】
全ての発光素子を対象として順番に走査する第１のモードと光ビームが遮断された位置の発光素子を含んで前記全ての発光素子よりも少ない発光素子を対象として順番に走査する第２のモードとを設定し、第１モードで算出された座標位置から遮断位置が変化した場合には、その変化する位置を第１モードではなく、第２モードで算出することができるので、一々、第１モードによる全ての発光素子を対象としたフルストロークでの走査ではなく、ショートストロークによる走査によって遮断位置を割り出すことができ、第１モードを実行する場合に比べて遮断位置の算出時間を短くすることができる。
【００４３】
第２モードでの遮断物体の動き速度に応じて発光素子の数を変更できるので、解像度を低下させることなく遮断位置の算出時間を短くすることができ、操作性の向上が可能となる。
【００４４】
制御部により、遮断物体の動き速度に対応して発光素子の走査態位を設定することにより、解像度（分解能）を低下させることなく遮断位置の算出時間を短縮させることができ、操作性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例による表示装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２に示したフローチャートで実行される高分解能座標位置検出モードの動作を説明するための模式図である。
【図４】図１に示した制御部で実行される第１，第２モードの動作を説明するための模式図である。
【図５】図４に示したモードの概要を説明するための模式図である。
【図６】図４に示した第１，第２モードを含む制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１に示した制御部で実行される疎密スキャンモードの動作を説明するための模式図である。
【図８】図７に示した疎密スキャンモードを含む制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図７に示した疎密スキャンモードの変形例を説明するための模式図である。
【図１０】表示装置の一例であるタッチパネルに用いられる座標位置検知構造の従来例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０ 表示装置の一例であるタッチパネル
１１ 表示面
１２Ａ 発光素子
１２Ｂ 受光素子
１３ 制御部
Claims (5)
- 水平方向及び垂直方向で所定の間隔を以って配列された発光素子及びこれらに対向する受光素子を用い、各発光素子と受光素子との間に構成される光路が遮光物体により遮断されることにより前記遮光物体の座標位置を検出する方法であって、
前記遮光物体の動きを検出した直近の過去のＮ個の座標データを記憶し、前記Ｎ個の座標データの内のｎ個（１≦ｎ≦Ｎ）を用いて前記遮光物体の座標位置を算出すると共に、前記遮光物体の動き速度に応じて、前記座標位置の算出に用いる前記座標データの個数ｎを変更する座標位置検出方法において、
全ての発光素子を含む第１の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出する第１モードと、光ビームが遮断された位置の発光素子を含む、前記第１の範囲よりも狭い第２の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出する第２モードとを設定し、
前記第１モードにより座標位置を算出した後、前記遮光物体の連続的な動きに対する座標位置の算出を前記第２モードにより行い、
前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き方向側を走査する発光素子数を動き方向とは反対側を走査する発光素子数に比して多くすると共に、前記遮光物体の動き速度が小さい場合に比して該動き速度が大きい場合に、前記第２の範囲を広げて前記動き速度に対応した検出を可能にすることを特徴とする座標位置検出方法。 - 前記遮光物体の動き速度が速い場合には前記座標位置を算出するのに用いる前記座標データの個数ｎを少なくし、前記遮光物体の動き速度が遅い場合には前記座標位置を算出するのに用いる前記座標データの個数ｎを多くすることを特徴とする請求項１記載の座標位置検出方法。
- 前記第２モードにおいて、前記遮光物体の検出された座標位置の前後所定数の発光素子のみを順番に走査して前記遮光物体の座標位置を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の座標位置出方法。
- 水平方向及び垂直方向で所定の間隔を以って配列された発光素子及びこれらに対向する受光素子を用い、各発光素子と受光素子との間に構成される光路が遮光物体により遮断されることにより前記遮光物体の座標位置を検出する方法であって、
前記遮光物体の動きを検出した直近の過去のＮ個の座標データを記憶し、前記Ｎ個の座標データの内のｎ個（１≦ｎ≦Ｎ）を用いて前記遮光物体の座標位置を算出すると共に、前記遮光物体の動き速度に応じて、前記座標位置の算出に用いる前記座標データの個数ｎを変更する座標位置検出方法において、
全ての発光素子を含む第１の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出する第１モードと、光ビームが遮断された位置の発光素子を含む、前記第１の範囲よりも狭い第２の範囲内で発光素子を順番に走査して光ビームを出射し、光ビームが遮断された座標位置を算出すると共に前記第２の範囲を除く前記第１の範囲内で発光素子を間引いて走査して遮光物体の座標位置を検出する第２モードとを設定し、
前記第１モードにより座標位置を算出した後、前記遮光物体の連続的な動きに対する座標位置の算出を前記第２モードにより行い、
前記第２モードにおいて、前記遮光物体の動き方向側を走査する発光素子数を動き方向とは反対側を走査する発光素子数に比して多くすると共に、前記遮光物体の動き速度が小さい場合に比して該動き速度が大きい場合に、前記第２の範囲を広げて前記動き速度に対応した検出を可能にすることを特徴とする座標位置検出方法。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の座標位置検出方法を用いて前記遮光物体の座標位置を出力する制御部を備え、前記遮光物体の表示面上の座標位置に応じて前記表示面の表示を制御する表示装置であって、
前記発光素子は、前記表示面の対向する辺部の一方に配列されて赤外線ビームを出射可能な複数の発光素子であり、
前記受光素子は、前記表示面の対向する辺部の他方に配列されて赤外線ビームを受光可 能な複数の受光素子であり、
前記制御部は、前記発光素子の走査と前記受光素子の受光に基づいて前記座標位置を出力することを特徴とする表示装置。
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