JP3814106B2

JP3814106B2 - Coordinate detection device

Info

Publication number: JP3814106B2
Application number: JP21269499A
Authority: JP
Inventors: 賢一竹川; 務小笠原; 貴弘伊藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: JP2001043019A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標検出装置にかかり、特に光学式の座標検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、指やペンで触れられた所定のパネル面（タッチパネル）上の位置を座標として検出する座標検出装置がある。このような座標検出装置は、通常、コンピュータなどの機器と接続し、オペレータがこのタッチパネルからコンピュータに検出した座標を入力できるように構成されていて、座標検出装置、あるいは座標入力装置とも呼ばれている。
【０００３】
こうした座標検出装置の先行例には、例えば、特開平９−９１０９４号公報に記載されたものがある。この発明は、タッチパネルのほぼ全面に光束を照射し、この光束が指やペンによって遮蔽されたことを、照射光の反射光が受光されないことによって検出する。そして、この遮蔽位置（つまり指やペンの位置）を演算回路で座標として検出する座標検出装置である。このような座標検出装置は、光学式座標検出装置とも呼ばれ、構成が比較的簡易であるという長所から広く利用されている。
【０００４】
ところで、光学式の座標検出装置では、光照射に用いられる光源や反射部材、さらには受光装置が正常に機能して座標検出のシステムが所定の精度を保っているか否かを独自に判断する、自己診断機能を持つものがある。このような自己診断機能によってなされる診断は、一般的にタッチパネル上に何も触れていない状態で照射された反射光のデータを例えばラインメモリに取り込み、この１ライン分のデータのすべてが所定の値以上の値を持てば正常、一部でも所定の値以下の値があれば異常と判断することによってなされていた。
【０００５】
また、上記した自己診断によって正常と判定されたデータは、シェーディング補正を行うための基準データとして使用されることがある。シェーディング補正とは、光を照射および受光する光学系、あるいはＣＣＤのような受光装置の特性を座標検出処理に考慮するためになされる補正である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、自己診断機能を有する座標検出装置では、自己診断中にタッチパネル上に遮蔽物が触れることを禁止する構成が特に設けられていない。このため、自己診断中にも関わらずタッチパネル上に遮蔽物がある状態でデータの取得がなされる可能性がある。
【０００７】
このような場合、取得されたデータは、所定の値以下の部分があれば異常と判定される。しかし、例えば図７のように、遮蔽物による光の遮蔽が充分でなく、遮蔽によって低下した反射光の強度が部位Ｃのように正常判定値以上であるときに、このデータが正常と判定されてシェーディング補正に使用されることが懸念される。なお、図７は、図中に示したように横軸には光が反射された反射位置を示し、縦軸には受光装置で受光された反射光の強度を示す値をそれぞれ示したものである。
【０００８】
図８は、図７に示したようなデータをシェーディング補正に使用した場合の不具合を説明する図である。図８も、図７と同様に、横軸には光が反射された反射位置を示し、縦軸には受光装置で受光された反射光の強度を示す値をそれぞれ示している。図８のうち、（ａ）はシェーディング補正に使用されるシェーディング補正データ、（ｂ）は座標検出のために取得された座標検出データ、（ｃ）は（ａ）によって（ｂ）のデータをシェーディング補正したデータを示す図である。
【０００９】
図８（ｂ）のように、座標検出データに充分光の遮蔽が検出できる部位Ｃ’があったとしても、これを（ａ）のように部位Ｃを持つシェーディング補正データを用いてシェーディング補正すると、（ｃ）のようにＣとＣ'との差だけがシェーディング補正後のデータに残る。この結果、シェーディング補正後のデータの部位Ｃ”は、遮蔽判定基準値（その位置で光が遮蔽されたと判断する基準となる値）以上の値になる。このような場合、タッチパネル上に指やペンで触れて座標を入力しているにもかかわらず、この入力を座標入力装置が受けつけず、入力が失敗することになる。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、より適切な基準データを用いて自己診断、シェーディング補正を行って自己診断の信頼性と共に座標の検出精度を高めることができる座標検出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上述べた課題は、以下の手段によって解決できる。すなわち、
請求項１記載の発明は、タッチパネル面上に光を射出すると共に出射した光の反射光を受光する光学ユニットと、光学ユニットから出射された出射光を反射し、光学ユニットに向かう反射光を生成する反射部材と、光学ユニットから出射された光が遮蔽され、光学ユニットによる反射光の受光が妨げられることによってタッチパネル上の遮蔽物の座標を検出する座標検出部と、座標検出部による座標検出が正常であるか否かを診断する自己診断部とを有してなり、自己診断部は、自己診断に使用される基準データを記憶する基準データ記憶部を有し、基準データと反射部材で生成された反射光に基づく反射光データとを比較することによって自己診断を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
このように構成することにより、自己診断部は、自己診断に使用される基準データを予め記憶しておき、この基準データと反射部材で生成された反射光に基づく反射光データとを比較することによって自己診断を行うことができるようになる。このため、基準データを各座標検出装置の自己診断に専用のものとし、各座標検出装置の自己診断に最適な基準データを設定することが容易にできるようになる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、基準データ記憶部が、基準データを更新できることを特徴とするものである。
【００１４】
このように構成することにより、基準データを座標検出装置の状態に合わせて更新し、座標検出装置の経時変化や使用される環境によらず座標検出の自己診断に最適な基準データを設定することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、基準データ記憶部に記憶される基準データが、自己診断がなされる座標検出装置自身で取得されたデータであることを特徴とするものである。
【００１６】
このように構成することにより、自己診断で比較される基準データと反射光データとが同じ座標検出装置で取得されたものとなる。このため、両者を比較するにあたり、座標検出装置のばらつきや特性の相違の影響を考慮する必要が無くなる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、基準データおよび反射光データが、反射部材上の反射位置と反射光強度との関係を示す波形データであり、自己診断部は、すべての反射位置について基準データと反射光データとの反射光強度とを比較して自己診断することを特徴とするものである。
【００１８】
このように構成することにより、座標検出装置の特性上反射位置に依存する反射光のばらつきがある場合にも、このばらつきが基準データとの相違と誤判定されることがなくなる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、光学ユニットが、前記タッチパネル上の異なる位置に計２個設置されると共に、それぞれがタッチパネル面に略平行かつ設置位置を中心とする扇状の光を出射する光源と、光源から出射された光の反射光を受光する受光部とを一体的に組み込んで構成されることを特徴とするものである。
【００２０】
このように構成することにより、光源や受光部の位置関係に生じる誤差やばらつきが抑えられ、座標検出装置における光学系のばらつきを低減することができる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、自己診断部が自己診断を実行している最中であることを外部に示す自己診断中表示手段をさらに有することを特徴とするものである。
【００２２】
このように構成することにより、座標検出装置が自己診断中に操作されることがなくなり、自己診断のためのデータ取得中、タッチパネル上に遮蔽物が置かれることを防ぐことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態の座標検出装置の構成を説明する図である。本実施の形態の座標検出装置は、タッチパネル面上に光を射出すると共に出射した光の反射光を受光する光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂと、光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂから出射された光を反射し、光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂに向かう反射光を生成する反射部材１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃと、光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂから出射された光が遮蔽され、光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂによる受光が妨げられることによってタッチパネル１０１上の遮蔽物の座標を検出すると共にパーソナルコンピュータ（パソコン、図中にはＰＣと記す）１０８に入力する演算部１０４と、演算部１０４とパソコン１０８との間でデータの授受を行うインターフェイス部１０５とを有している。
【００２４】
また、図１の座標検出装置は、タッチパネル１０１の外側の外枠１０６、外枠１０６上に設けられた表示部材１０７を有している。この表示部材１０７は、座標検出装置が自己診断中であることを外部に対して示す本実施の形態の自己診断中表示手段である。このような表示部材１０７は、座標検出装置が周囲に自己診断中であることを示すことにより、自己診断中にタッチパネル１０１上に遮蔽物が置かれることを防いで適正な自己診断データが取得されるようにするものである。なお、本実施の形態では、上記した表示部材１０７を常時点灯しておくように構成し、自己診断中にだけ消灯するようにした。このような表示部材１０７の具体的な動作については、後述するものとする。
【００２５】
本実施の形態の演算部１０４は、座標検出が正常になされているか否かを自己診断するよう構成されていて、自己診断に使用されるデータ（基準データ）を記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erassable Read-Only Memory）２０４（図２）を有している。そして、この基準データと、反射部材１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃで生成された反射光に基づいて生成されて自己診断に用いられるデータ（自己診断データ）とを比較することによって自己診断を行う。
【００２６】
上記した構成のうち、本実施の形態では、タッチパネル１０１に液晶ディスプレイを用いている。また、反射部材１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃは、照射された光を再帰的に反射する部材で、ここで生成された反射光は出射時と同じ光軸を通って光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂに向かって受光されるよう構成されている。
【００２７】
また、光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂは、それぞれタッチパネル１０１上の異なる位置に計２個設置されている。各光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂは、同様の構成を有するものであり、タッチパネル１０１に略平行かつ設置位置を中心とする扇状の光を出射する光源１と、光源１から出射された光の反射光を受光する受光部２とが一体的に組み込まれている。
【００２８】
光源１から出射される出射光と受光部２で受光される反射光とは、例えば光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂ内部にあるハーフミラー（図示せず）などで分離される。受光部２は、分離された反射光だけを受光できる位置に設置されている。本実施の形態では、このような受光部２にＣＣＤ（Charged Coupled Device）ラインセンサを用いている。
【００２９】
以上のように構成された座標検出装置では、タッチパネル１０１上に遮蔽物が置かれると、光源１から出射した光のうち、光軸が遮蔽物の位置を通る光だけが反射部材１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃに達することができない。このような光軸を持つ光は、当然のことながら受光部２で受光されることがない。このため、ＣＣＤラインセンサでなる受光部２には、本来この光軸の光が受光されるべき位置にある素子にだけ強度の低い反射光が入射する（または反射光が全く入射しない）ことになり、この光軸が特定できる。そして、２箇所に設けられた光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂでそれぞれこの光軸を特定することにより、遮蔽物の座標が２つの光軸の交点として検出できることになる。
【００３０】
図２は、以上の座標検出を実行する演算部１０４を説明するためのブロック図である。演算部１０４は、光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂの受光部２で取得されたアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換機２０６、変換された信号を処理して受光部で撮像された画像のデータ（画像データ）を作成する画像処理ＬＳＩ２０５、作成された画像データをＣＣＤラインセンサの１ライン分ずつ記憶するラインメモリ２０７とを有している。
【００３１】
さらに、図２の構成は、ラインメモリ２０７に記憶された画像データに基づいて座標検出のための演算を実行するＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、ＥＥＰＲＯＭ２０４を有している。このＥＥＰＲＯＭ２０４は、本実施の形態の基準データ記憶部であり、自己診断データと比較される基準データが記憶されている。ＥＥＰＲＯＭ２０４に基準データを最初に記憶する作業は、製造側の組み付け、あるいは出荷前の調整を行う段階で行われる。ＥＥＰＲＯＭ２０４は、周知のように書き換え可能な記憶装置である。このため、オペレータは、製造側でＥＥＰＲＯＭ２０４に記憶された基準データを座標検出装置自身で取得されたデータに更新することができる。
【００３２】
基準データを座標検出装置自身で取得されたデータに更新することにより、自己診断データと基準データとが同じ座標検出装置で取得されたデータになる。したがって、座標検出装置光学系組み付け時に起きるばらつき、特性のばらつきといった装置個々の相違によって基準データと自己診断データとに相違が生じることがなく、自己診断の信頼性や座標検出装置の検出精度をいっそう高めることができる。
【００３３】
また、座標検出装置では、光学系が経時的に変化（光源の光量低下など）することによって取得されるデータに相違が生じることが考えられる。さらに光学式の座標検出装置にあっては、その使用環境（周囲の照明の状態、室内、室外の別）によっても取得データに相違が生じることも考えられる。
【００３４】
このような取得データの相違が異常と判定されることを防ぐため、本実施の形態では、定期的にこの基準データの書き換えを行うようにする。あるいは、使用環境が変化する場合には、その環境でデータを取得して基準データとするようにする。このようにすれば、常に座標検出装置の状態に合わせて基準データを設定することができ、自己診断の信頼性や座標検出装置の検出精度をいっそう高めることができる。
【００３５】
次に、基準データと自己診断データとを比較する方法について、図３を用い、具体的に説明する。図３（ａ）は、基準データＡを例示する図で、（ｂ）は、自己診断のために座標検出装置自身で取得された自己診断データＢを例示する図、（ｃ）は、（ａ）の基準データＡと（ｂ）の自己診断データＢとを比較した状態を示す図である。図示したように、基準データおよび自己診断データは、反射部材上１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの反射位置を横軸に、反射光強度を縦軸にとって両者の関係を示す波形データである。演算部１０４では、図示したすべての反射位置について基準データと自己診断データとの反射光強度とを比較して自己診断する。
【００３６】
ＣＰＵ２０１は、パソコン１０８から自己診断の指示がなされると、先ず、表示部１０７を、図４（ａ）のように消灯し、座標検出装置が使用できないことを示す。そして、光学ユニット１０２Ａ、１０２Ｂの光源１を点灯し、タッチパネル１０１上に光を照射する。そして、この反射光に基づいて生成された信号を演算部１０４で変換し、１ライン分の画像データを自己診断データとしてラインメモリ２０７に記憶する。
【００３７】
また、ＣＰＵ２０１は、ＥＥＰＲＯＭ２０４から基準データを読み出すと共にラインメモリ２０７からも自己診断データを読出し、両者を例えばＲＡＭ２０３に展開して図３（ｃ）のように比較する。図３（ｃ）で示したように、基準データＡ（実線で示す）と自己診断データＢ（破線で示す）とは、図中、拡大して示した部分で相違している。
【００３８】
ＣＰＵ２０１は、このような基準データＡと自己診断データＢとを１〜数画素の単位で比較していき、例えば、この差分ｄが、差分ｄが生じた反射位置における基準データＡの±１０％の範囲であれば正常、それ以上であった場合には異常と判断するようにする。この判断が完了すると、図４（ｂ）のように表示部材１０７を点灯し、自己診断が終了して座標検出装置が使用可能であることを示す。
【００３９】
このような構成によれば、基準データ、自己診断データの両方が波形データであるから、両者の差分を検出するにあたって反射位置による反射光強度の変化といった座標検出装置自身の特性によるデータの相違が無くなる。したがって、このような構成は、従来のように自己診断データを一定の値と比較する方法に比べ、いっそう信頼性の高い自己診断を行うことができるものといえる。
【００４０】
また、このような構成によれば、自己診断中であることを外部に対して明らかにするので、オペレータは、座標検出装置が使用可能な状態か否か、さらにはタッチパネル１０１に触れて良いか否かが簡単に判断できる。したがって、本実施の形態の座標検出装置は、タッチパネル１０１上に遮蔽物がある状態で取得したデータを自己診断データとすることによって座標検出装置が異常と誤判断されてしまうことを防ぐことができ、自己診断の信頼性をいっそう高めることができる。また、タッチパネル１０１上に遮蔽物がある状態で取得したデータを基準データとし、シェーディング補正を行うことによって起こる座標の誤検出を防ぎ、座標の検出精度をも高めることができる。
【００４１】
次に、以上説明した本実施の形態の処理を、図５のようにフローチャートにして説明する。
図５のフローチャートは、例えば、パソコン１０８から自己診断の指示が演算部１０４になされた時点でスタートする。この指示により、演算部１０４では表示部材１０７を消灯して自己診断中であることを外部に示す（Ｓ１）。続いて演算部１０４は、自己診断データとなる画像データをラインメモリ２０７に取り込む（Ｓ２）。次に、取り込んだ画像を、ＥＥＰＲＯＭ２０４に記憶されている基準データと比較する（Ｓ３）。
【００４２】
ステップＳ３の比較の結果、自己診断データと基準データとの差分が所定のレベル以上であるか否か判断し（Ｓ４）、所定のレベル以上であった場合には（Ｓ４：Ｙｅｓ）、エラー表示後（Ｓ９）、表示部材１０７を消灯して処理を終了する（Ｓ８）。また、ステップＳ４の判断で、差分が所定のレベル以下であった場合には（Ｓ４：Ｎｏ）、座標検出のシステムが正常であることを示すＯＫ表示を例えばパソコン１０８のディスプレイなどに表示する（Ｓ５）。
【００４３】
次に、演算部１０４は、ここで取得した自己診断データを基準データとして更新するか否か判断し（Ｓ６）、更新しない場合にはこのまま処理を終了する（Ｓ６：Ｎｏ）。一方、基準データを更新する場合には（Ｓ６：Ｙｅｓ）、基準データを今回取得した自己診断データに書き換えることによって更新し（Ｓ７）、この後に表示部材１０７を点灯して処理を終了する（Ｓ８）。
【００４４】
なお、ステップＳ６の基準データを更新するか否かの判断は、オペレータに対して基準データ更新を選択できる画面をパソコン１０８に表示し、この画面からオペレータが入力した内容に基づいて行うようにしても良い。
【００４５】
また、本発明は、以上述べた実施の形態に限定されるものでなく、例えば、本発明の基準データ記憶部は、ＥＥＰＲＯＭに限定されるものでなく、データの更新が可能な記憶装置であれば他の構成であっても良い。さらに、本発明のタッチパネルは、ディスプレイの構成に限定されるものでなく、ホワイトボードなど他の構成であっても良い。
【００４６】
さらに、本実施の形態の自己診断中表示手段は、表示部材１０７に限定されるものでなく、例えば、図６に示したようにディスプレイとして構成されたタッチパネル上に文字が表示されるよう構成されたものであっても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べた本発明は、以下の効果を奏する。すなわち、
請求項１記載の発明は、各座標検出装置の自己診断に最適なデータを基準データとして設定することが容易にできるようになる。このため、より自己診断の信頼性を高めることができる。また、このような基準データを用いてシェーディング補正などの画像処理を行うことにより、座標の検出精度をも高めることができる。
【００４８】
請求項２記載の発明は、座標検出装置の経時変化や使用される環境に即した基準データを設定することができ、自己診断の信頼性をいっそう高めることができる。
【００４９】
請求項３記載の発明は、自己診断の結果が、座標検出装置のばらつきや特性の相違に影響されることがなくなり、自己診断の信頼性をいっそう高めることができる。
【００５０】
請求項４記載の発明は、自己診断の結果が、座標検出装置の反射位置に依存する反射光のばらつきに影響されることがなくなり、自己診断の信頼性をいっそう高めることができる。
【００５１】
請求項５記載の発明は、座標検出装置における光学系のばらつきを低減し、自己診断の信頼性をいっそう高めることができる。
【００５２】
請求項６記載の発明は、自己診断のためのデータ取得中、タッチパネル上に遮蔽物が置かれることを防ぎ、自己診断の信頼性をいっそう高めることができる。このような請求項１〜６の発明によれば、より適切な基準データを用いて自己診断、シェーディング補正を行って自己診断の信頼性と共に座標の検出精度を高めることができる座標検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態における座標検出装置の構成を説明する図である。
【図２】図１に示した演算部を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態における基準データと自己診断データとを比較する方法説明する図であって、（ａ）は、基準データＡを例示する図、（ｂ）は自己診断データを例示する図、（ｃ）は基準データと自己診断データとを比較した状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態における座標検出装置が使用できないことを示す構成を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施の形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態の自己診断中表示手段の他の例を説明するための図である。
【図７】従来の座標検出装置における自己診断時の課題を説明する図である。
【図８】従来の座標検出装置における自己診断時の課題を説明する他の図である。
【符号の説明】
１光源
２受光部
１０１タッチパネル
１０２Ａ、１０２Ｂ光学ユニット
１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ反射部材
１０４演算部
１０５インターフェイス部
１０６外枠
１０７表示部材
１０８パソコン
２０１ＣＰＵ
２０２ＲＯＭ
２０３ＲＡＭ
２０４ＥＥＰＲＯＭ
２０５画像処理ＬＳＩ
２０６Ａ／Ｄ変換機
２０７ラインメモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coordinate detection device, and more particularly to an optical coordinate detection device.
[0002]
[Prior art]
Currently, there is a coordinate detection device that detects, as coordinates, a position on a predetermined panel surface (touch panel) touched with a finger or a pen. Such a coordinate detection device is usually connected to a device such as a computer, and is configured so that an operator can input coordinates detected by the touch panel to the computer, and is also called a coordinate detection device or a coordinate input device. Yes.
[0003]
A prior example of such a coordinate detection device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-91094. In the present invention, a light beam is irradiated on almost the entire surface of the touch panel, and the fact that this light beam is shielded by a finger or a pen is detected by not receiving the reflected light of the irradiated light. And it is a coordinate detection apparatus which detects this shielding position (namely, the position of a finger | toe or pen) as a coordinate with an arithmetic circuit. Such a coordinate detection device is also called an optical coordinate detection device, and is widely used because of its relatively simple configuration.
[0004]
By the way, in the optical coordinate detection device, it is uniquely determined whether the light source and reflection member used for light irradiation, and further the light receiving device functions normally and the coordinate detection system maintains a predetermined accuracy. Some have a self-diagnosis function. Diagnosis performed by such a self-diagnosis function is generally performed by fetching reflected light data irradiated in a state where nothing is touched on the touch panel, for example, into a line memory, and all of the data for one line is predetermined. This is done by judging that it is normal if it has a value greater than or equal to the value, and abnormal if any part of the value is less than or equal to a predetermined value.
[0005]
In addition, data determined to be normal by the above self-diagnosis may be used as reference data for performing shading correction. Shading correction is correction that is performed in order to take into account the characteristics of an optical system that emits and receives light, or the characteristics of a light receiving device such as a CCD.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the coordinate detection device having the self-diagnosis function is not particularly provided with a configuration that prohibits the touching object from touching the touch panel during the self-diagnosis. For this reason, there is a possibility that data may be acquired in a state where there is an obstacle on the touch panel even during self-diagnosis.
[0007]
In such a case, the acquired data is determined to be abnormal if there is a portion equal to or less than a predetermined value. However, for example, as shown in FIG. 7, when the light is not sufficiently shielded by the shielding object, and the intensity of the reflected light reduced by the shielding is equal to or higher than the normal determination value as in the part C, this data is determined to be normal. There is a concern that it may be used for shading correction. In FIG. 7, as shown in the figure, the horizontal axis indicates the reflection position where the light is reflected, and the vertical axis indicates the value indicating the intensity of the reflected light received by the light receiving device. is there.
[0008]
FIG. 8 is a diagram for explaining a problem when the data as shown in FIG. 7 is used for shading correction. In FIG. 8, similarly to FIG. 7, the horizontal axis indicates the reflection position where the light is reflected, and the vertical axis indicates the value indicating the intensity of the reflected light received by the light receiving device. 8, (a) is the shading correction data used for shading correction, (b) is the coordinate detection data acquired for coordinate detection, (c) is the shading of the data of (b) by (a). It is a figure which shows the data corrected.
[0009]
As shown in FIG. 8B, even if there is a part C ′ where the light shielding can be detected sufficiently in the coordinate detection data, if shading correction is performed using the shading correction data having the part C as shown in FIG. As in (c), only the difference between C and C ′ remains in the data after shading correction. As a result, the portion C ″ of the data after shading correction becomes a value equal to or greater than the shielding determination reference value (a value used as a reference for determining that light is blocked at that position). Although the coordinates are input by touching with the pen, the input is not accepted by the coordinate input device, and the input fails.
[0010]
The present invention has been made in view of the above points, and is a coordinate detection apparatus capable of performing self-diagnosis and shading correction using more appropriate reference data to improve the accuracy of coordinate detection as well as the reliability of self-diagnosis. The purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The problems described above can be solved by the following means. That is,
The invention described in claim 1 emits light onto the touch panel surface and receives reflected light of the emitted light, reflects the emitted light emitted from the optical unit, and generates reflected light toward the optical unit. And a coordinate detection unit that detects the coordinates of the shielding object on the touch panel by blocking the light emitted from the optical unit and preventing the reflected light from being received by the optical unit, and coordinate detection by the coordinate detection unit. A self-diagnosis unit for diagnosing whether or not it is normal, the self-diagnosis unit has a reference data storage unit for storing reference data used for self-diagnosis, and is generated by the reference data and the reflecting member The self-diagnosis is performed by comparing the reflected light data based on the reflected light.
[0012]
With this configuration, the self-diagnosis unit stores in advance reference data used for self-diagnosis, and compares the reference data with reflected light data based on reflected light generated by the reflecting member. The self-diagnosis can be performed. For this reason, the reference data is dedicated to the self-diagnosis of each coordinate detection device, and it becomes possible to easily set the reference data optimum for the self-diagnosis of each coordinate detection device.
[0013]
The invention described in claim 2 is characterized in that the reference data storage unit can update the reference data.
[0014]
By configuring in this way, the reference data is updated according to the state of the coordinate detection device, and the optimum reference data for the self-diagnosis of the coordinate detection is set regardless of the change over time of the coordinate detection device and the environment used. Can do.
[0015]
The invention described in claim 3 is characterized in that the reference data stored in the reference data storage unit is data acquired by the coordinate detection apparatus itself that performs self-diagnosis.
[0016]
With this configuration, the reference data and reflected light data compared in the self-diagnosis are acquired by the same coordinate detection device. For this reason, in comparing the two, it is not necessary to consider the influence of the variation of the coordinate detection device and the difference in characteristics.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, the reference data and the reflected light data are waveform data indicating the relationship between the reflection position on the reflecting member and the reflected light intensity, and the self-diagnostic unit performs the reference data and reflection for all the reflection positions. The self-diagnosis is performed by comparing the reflected light intensity with the optical data.
[0018]
With this configuration, even when there is a variation in reflected light depending on the reflection position due to the characteristics of the coordinate detection device, this variation is not erroneously determined as a difference from the reference data.
[0019]
The invention according to claim 5 is that a total of two optical units are installed at different positions on the touch panel, and a light source that emits fan-shaped light that is substantially parallel to the touch panel surface and centered on the installation position; A light receiving unit that receives the reflected light of the light emitted from the light source is integrally incorporated.
[0020]
With this configuration, errors and variations that occur in the positional relationship between the light source and the light receiving unit can be suppressed, and variations in the optical system in the coordinate detection apparatus can be reduced.
[0021]
The invention described in claim 6 further includes a self-diagnosis display means for indicating to the outside that the self-diagnosis unit is in the middle of executing the self-diagnosis.
[0022]
By comprising in this way, a coordinate detection apparatus is no longer operated during self-diagnosis, and it can prevent that a shield is placed on a touch panel during the data acquisition for self-diagnosis.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the coordinate detection apparatus according to the present embodiment. The coordinate detection apparatus according to the present embodiment reflects light emitted from the optical units 102A and 102B and the optical units 102A and 102B, which emits light onto the touch panel surface and receives reflected light of the emitted light. The reflective members 103A, 103B, and 103C that generate reflected light toward the units 102A and 102B and the light emitted from the optical units 102A and 102B are shielded, and light reception by the optical units 102A and 102B is hindered. An arithmetic unit 104 that detects the coordinates of the shielding object and inputs it to a personal computer (PC, referred to as PC in the figure) 108, and an interface unit 105 that exchanges data between the arithmetic unit 104 and the personal computer 108. Have.
[0024]
1 has an outer frame 106 outside the touch panel 101 and a display member 107 provided on the outer frame 106. The display member 107 is a self-diagnosis display unit of the present embodiment that indicates to the outside that the coordinate detection device is performing a self-diagnosis. Such a display member 107 indicates that the coordinate detection device is performing self-diagnosis in the surrounding area, thereby preventing a shield from being placed on the touch panel 101 during self-diagnosis and obtaining proper self-diagnosis data. It is to make it. In the present embodiment, the above-described display member 107 is configured to be constantly lit, and is turned off only during self-diagnosis. The specific operation of the display member 107 will be described later.
[0025]
The calculation unit 104 according to the present embodiment is configured to self-diagnose whether or not coordinate detection is normally performed, and stores an EEPROM (Electrically Erassable Read-) that stores data (reference data) used for self-diagnosis. Only Memory) 204 (FIG. 2). Then, self-diagnosis is performed by comparing the reference data with data (self-diagnosis data) generated based on the reflected light generated by the reflecting members 103A, 103B, and 103C and used for self-diagnosis.
[0026]
Among the configurations described above, in the present embodiment, a liquid crystal display is used for the touch panel 101. The reflecting members 103A, 103B, and 103C are members that recursively reflect the irradiated light. The reflected light generated here is received toward the optical units 102A and 102B through the same optical axis as that at the time of emission. It is configured to be.
[0027]
Further, a total of two optical units 102A and 102B are installed at different positions on the touch panel 101, respectively. Each of the optical units 102A and 102B has the same configuration, and the light source 1 that emits fan-shaped light that is substantially parallel to the touch panel 101 and centered at the installation position, and the reflected light of the light emitted from the light source 1 are used. A light receiving unit 2 for receiving light is integrally incorporated.
[0028]
The outgoing light emitted from the light source 1 and the reflected light received by the light receiving unit 2 are separated by, for example, a half mirror (not shown) inside the optical units 102A and 102B. The light receiving unit 2 is installed at a position where only the separated reflected light can be received. In the present embodiment, a CCD (Charged Coupled Device) line sensor is used for such a light receiving unit 2.
[0029]
In the coordinate detection apparatus configured as described above, when the shielding object is placed on the touch panel 101, only the light whose optical axis passes through the position of the shielding object among the light emitted from the light source 1 is reflected by the reflecting members 103A, 103B, 103C cannot be reached. As a matter of course, the light having such an optical axis is not received by the light receiving unit 2. For this reason, reflected light having low intensity is incident on the light receiving unit 2 formed of a CCD line sensor only on an element at a position where the light of the optical axis should be received (or no reflected light is incident at all). Thus, this optical axis can be specified. Then, by specifying the optical axis with the optical units 102A and 102B provided at two places, the coordinates of the shielding object can be detected as the intersection of the two optical axes.
[0030]
FIG. 2 is a block diagram for explaining the calculation unit 104 that performs the above coordinate detection. The arithmetic unit 104 is an A / D converter 206 that performs A / D conversion of the analog signal acquired by the light receiving unit 2 of the optical units 102A and 102B into a digital signal, and the converted signal is processed and imaged by the light receiving unit. It has an image processing LSI 205 that creates image data (image data), and a line memory 207 that stores the created image data for each line of the CCD line sensor.
[0031]
Further, the configuration of FIG. 2 includes a CPU 201, a ROM 202, a RAM 203, and an EEPROM 204 that execute calculations for coordinate detection based on the image data stored in the line memory 207. The EEPROM 204 is a reference data storage unit according to the present embodiment, and stores reference data to be compared with self-diagnosis data. The operation of first storing the reference data in the EEPROM 204 is performed at the stage of assembly on the manufacturing side or adjustment before shipment. The EEPROM 204 is a rewritable storage device as is well known. Therefore, the operator can update the reference data stored in the EEPROM 204 on the manufacturing side with data acquired by the coordinate detection device itself.
[0032]
By updating the reference data with data acquired by the coordinate detection device itself, the self-diagnosis data and the reference data become data acquired by the same coordinate detection device. Therefore, there is no difference between the reference data and the self-diagnosis data due to individual differences such as variations and characteristic variations that occur during assembly of the coordinate detection device optical system, and the self-diagnosis reliability and the detection accuracy of the coordinate detection device are further improved. Can be increased.
[0033]
In the coordinate detection device, it is conceivable that a difference occurs in data acquired when the optical system changes with time (such as a decrease in the light amount of the light source). Furthermore, in the optical coordinate detection device, it is also conceivable that the acquired data may differ depending on the use environment (ambient illumination state, indoor or outdoor).
[0034]
In order to prevent such a difference in acquired data from being determined as abnormal, in this embodiment, the reference data is periodically rewritten. Alternatively, when the use environment changes, data is acquired in the environment and used as reference data. In this way, the reference data can always be set in accordance with the state of the coordinate detection device, and the reliability of the self-diagnosis and the detection accuracy of the coordinate detection device can be further increased.
[0035]
Next, a method for comparing the reference data and the self-diagnosis data will be specifically described with reference to FIG. 3A is a diagram illustrating the reference data A, FIG. 3B is a diagram illustrating the self-diagnosis data B acquired by the coordinate detection apparatus itself for self-diagnosis, and FIG. It is a figure which shows the state which compared the reference data A of () and the self-diagnosis data B of (b). As shown in the figure, the reference data and the self-diagnosis data are waveform data indicating the relationship between the reflection positions of the reflecting members 103A, 103B, and 103C on the horizontal axis and the reflected light intensity on the vertical axis. The arithmetic unit 104 performs self-diagnosis by comparing the reflected light intensity of the reference data and the self-diagnosis data for all the reflection positions shown in the figure.
[0036]
When an instruction for self-diagnosis is issued from the personal computer 108, the CPU 201 first turns off the display unit 107 as shown in FIG. 4A, indicating that the coordinate detection apparatus cannot be used. Then, the light sources 1 of the optical units 102 </ b> A and 102 </ b> B are turned on to irradiate the touch panel 101 with light. Then, the signal generated based on the reflected light is converted by the calculation unit 104 and the image data for one line is stored in the line memory 207 as self-diagnosis data.
[0037]
Further, the CPU 201 reads out the reference data from the EEPROM 204 and also reads out the self-diagnosis data from the line memory 207, expands them in the RAM 203, for example, and compares them as shown in FIG. As shown in FIG. 3C, the reference data A (shown by a solid line) and the self-diagnosis data B (shown by a broken line) are different in an enlarged portion in the drawing.
[0038]
The CPU 201 compares the reference data A and the self-diagnosis data B in units of one to several pixels. For example, the difference d is ± 10% of the reference data A at the reflection position where the difference d occurs. If it is within the range, it is judged as normal, and if it is above, it is judged as abnormal. When this determination is completed, the display member 107 is turned on as shown in FIG. 4B, indicating that the self-diagnosis is completed and the coordinate detection apparatus can be used.
[0039]
According to such a configuration, since both the reference data and the self-diagnosis data are waveform data, there is a difference in data due to the characteristics of the coordinate detection device itself such as a change in reflected light intensity depending on the reflection position in detecting the difference between the two. Disappear. Therefore, it can be said that such a configuration can perform self-diagnosis with higher reliability than the conventional method of comparing the self-diagnosis data with a constant value.
[0040]
Further, according to such a configuration, since it is made clear to the outside that the self-diagnosis is being performed, whether or not the operator can touch the touch panel 101 as to whether or not the coordinate detection device is usable. It can be easily judged whether or not. Therefore, the coordinate detection device according to the present embodiment can prevent the coordinate detection device from being erroneously determined to be abnormal by using the data acquired in a state where there is an obstacle on the touch panel 101 as self-diagnosis data. The reliability of self-diagnosis can be further increased. In addition, it is possible to prevent erroneous detection of coordinates caused by performing shading correction using data acquired in a state where there is an obstacle on the touch panel 101, and to improve the accuracy of coordinate detection.
[0041]
Next, the processing of the present embodiment described above will be described with reference to a flowchart as shown in FIG.
The flowchart of FIG. 5 starts when, for example, a self-diagnosis instruction is given from the personal computer 108 to the arithmetic unit 104. By this instruction, the calculation unit 104 turns off the display member 107 to indicate to the outside that the self-diagnosis is being performed (S1). Subsequently, the arithmetic unit 104 takes in image data as self-diagnosis data into the line memory 207 (S2). Next, the captured image is compared with reference data stored in the EEPROM 204 (S3).
[0042]
As a result of the comparison in step S3, it is determined whether or not the difference between the self-diagnosis data and the reference data is equal to or higher than a predetermined level (S4). After (S9), the display member 107 is turned off and the process is terminated (S8). If it is determined in step S4 that the difference is equal to or lower than a predetermined level (S4: No), an OK display indicating that the coordinate detection system is normal is displayed on the display of the personal computer 108, for example ( S5).
[0043]
Next, the calculation unit 104 determines whether or not the self-diagnosis data acquired here is to be updated as reference data (S6), and if not updated, the processing ends (S6: No). On the other hand, when the reference data is updated (S6: Yes), the reference data is updated by rewriting the self-diagnosis data acquired this time (S7), and then the display member 107 is turned on to end the processing (S8). ).
[0044]
Whether or not to update the reference data in step S6 is displayed on the personal computer 108 on the personal computer 108 so that the operator can select whether to update the reference data, and based on the contents input by the operator from this screen. Also good.
[0045]
Further, the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the reference data storage unit of the present invention is not limited to the EEPROM, and may be a storage device capable of updating data. Other configurations may be used. Furthermore, the touch panel of the present invention is not limited to the configuration of the display, and may have other configurations such as a whiteboard.
[0046]
Furthermore, the display means during self-diagnosis of the present embodiment is not limited to the display member 107, and for example, is configured to display characters on a touch panel configured as a display as shown in FIG. It may be.
[0047]
【The invention's effect】
The present invention described above has the following effects. That is,
According to the first aspect of the present invention, it is possible to easily set data optimum for self-diagnosis of each coordinate detection device as reference data. For this reason, the reliability of a self-diagnosis can be improved more. Further, by performing image processing such as shading correction using such reference data, it is possible to improve the coordinate detection accuracy.
[0048]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to set reference data in accordance with the time-dependent change of the coordinate detection device and the environment in which it is used, and the reliability of self-diagnosis can be further enhanced.
[0049]
According to the third aspect of the present invention, the result of the self-diagnosis is not affected by the variation or difference in characteristics of the coordinate detection apparatus, and the reliability of the self-diagnosis can be further enhanced.
[0050]
In the invention according to claim 4, the result of the self-diagnosis is not affected by the variation in reflected light depending on the reflection position of the coordinate detection apparatus, and the reliability of the self-diagnosis can be further improved.
[0051]
The invention according to claim 5 can reduce the variation of the optical system in the coordinate detection apparatus, and can further improve the reliability of the self-diagnosis.
[0052]
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to prevent a shield from being placed on the touch panel during data acquisition for self-diagnosis, and to further improve the reliability of the self-diagnosis. According to such inventions of claims 1 to 6, there is provided a coordinate detection device capable of performing self-diagnosis and shading correction using more appropriate reference data to increase the accuracy of coordinate detection along with the reliability of self-diagnosis. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a coordinate detection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram for explaining a calculation unit shown in FIG. 1;
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining a method for comparing reference data and self-diagnosis data according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a diagram illustrating reference data A, and FIG. 3B is self-diagnosis data; (C) is a figure which shows the state which compared reference | standard data and self-diagnosis data.
FIG. 4 is a diagram for explaining a configuration indicating that a coordinate detection apparatus according to an embodiment of the present invention cannot be used.
FIG. 5 is a flowchart for explaining processing according to an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram for explaining another example of display means during self-diagnosis according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a problem during self-diagnosis in a conventional coordinate detection apparatus.
FIG. 8 is another diagram for explaining a problem during self-diagnosis in a conventional coordinate detection apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Light-receiving part 101 Touch panel 102A, 102B Optical unit 103A, 103B, 103C Reflective member 104 Operation part 105 Interface part 106 Outer frame 107 Display member 108 Personal computer 201 CPU
202 ROM
203 RAM
204 EEPROM
205 Image processing LSI
206 A / D converter 207 Line memory

Claims

An optical unit that emits light on the touch panel surface and receives reflected light of the emitted light;
A reflecting member that reflects the emitted light emitted from the optical unit and generates reflected light toward the optical unit;
A coordinate detector that detects the coordinates of the shield on the touch panel by blocking the light emitted from the optical unit and preventing the optical unit from receiving reflected light;
A self-diagnosis unit that diagnoses whether the coordinate detection by the coordinate detection unit is normal,
The self-diagnosis unit includes a reference data storage unit that stores reference data used for self-diagnosis, and compares the reference data with reflected light data based on reflected light generated by the reflecting member. A coordinate detection apparatus characterized by performing diagnosis.

The coordinate detection apparatus according to claim 1, wherein the reference data storage unit can update reference data.

The coordinate detection device according to claim 1, wherein the reference data stored in the reference data storage unit is data acquired by the coordinate detection device itself that performs self-diagnosis.

The reference data and the reflected light data are waveform data indicating the relationship between the reflected position on the reflecting member and the reflected light intensity, and the self-diagnosis unit reflects the reflected light of the reference data and the reflected light data for all the reflected positions. The coordinate detection apparatus according to claim 1, wherein self-diagnosis is performed by comparing the intensity.

Two optical units are installed at different positions on the touch panel, and each of the optical units emits fan-shaped light that is substantially parallel to the touch panel surface and centered on the installation position, and is emitted from the light source. The coordinate detection apparatus according to claim 1, wherein the coordinate detection apparatus is integrally configured with a light receiving unit that receives reflected light of the reflected light.

The coordinate detection apparatus according to claim 1, further comprising a self-diagnosis display unit that externally indicates that the self-diagnosis unit is executing a self-diagnosis. .