JP4165711B2

JP4165711B2 - 抵抗タッチパッドの信号処理方法

Info

Publication number: JP4165711B2
Application number: JP2004292585A
Authority: JP
Inventors: 仁君王; 聯 ▲しん▼ 李; 昭松李
Original assignee: 仁寶電腦工業股▲ふん▼有限公司; 時緯科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2024-10-05
Also published as: JP2006107106A

Description

本発明は信号処理方法に関し、特に、抵抗タッチパッドの信号処理方法に関する。

図１ａと図１ｂは、従来の抵抗タッチパッドの一部を示す回路図である。

図１ａと図１ｂに示す抵抗タッチパッドは、等価抵抗９１１を有する第１の導電体９１と等価抵抗９２１を有する第２の導電体９２を具備し、等価抵抗９１１にＤＣ電源９３により、Ｘ方向に電圧が印加され、等価抵抗９２１にＤＣ電源９４により、Ｙ方向に電圧が印加されている。

第１の導電体９１は第２の導電体９２と接触するように、ペンや指で第１の導電体９１をタッチし、図１ａと図１ｂに示す抵抗タッチパッドは入力信号を生成する。

図２は、従来の抵抗タッチパッドの動作を示す回路図である。

図２に示す従来の抵抗タッチパッドは、さらに、アナログ／ディジタル・コンバータ（ＡＤＣ）９５、キャパシタ９７、及びコントローラ９６を備えている。

ＡＤＣ９５は、抵抗タッチパッド上のタッチポイント８に位置する対象物（例えば、指など）の移動に対応する入力信号Ｖｔをサンプリングし、入力信号Ｖｔに対応したＸ方向信号とＹ方向信号を生成する。しかし、ＡＤＣ９５の高い入力インピーダンスによるノイズ、及び大きな機械的な公差によって、入力信号Ｖｔに誤差が生じる。

実際の操作中に、抵抗タッチパッド上の対象物の振動や、対象物に対する不規則な押し付けなどにより、入力信号Ｖｔは精度が低く、そのため、入力信号Ｖｔに対応する抵抗タッチパッドの出力信号は変形が生じる。

図３ａと図３ｂは、従来の抵抗タッチパッドが生成した入力信号と出力信号の波形を示す。

図３ａに示すように、上記した抵抗タッチパッド上の対象物の振動や、対象物に対する不規則な押し付けなどにより、入力信号の波形は４箇所で不連続しており、そのため、図３ｂに示ように、抵抗タッチパッドの出力信号は変形している。

本発明の目的は、上記の問題を解決する抵抗タッチパッドの信号処理方法を提供することにある。

本発明の第１の観点の信号処理方法は、抵抗タッチパッドが生成した入力信号を処理する方法であって、ａ）所定の時間間隔に対象物が前記抵抗タッチパッド上に移動する際のＸ方向信号分散の基準値とＹ方向信号分散の基準値を規定する工程と、ｂ）前記所定の時間間隔より短い検出期間において前記対象物の前記抵抗タッチパッド上の変位に応じた入力信号について、Ｘ方向信号分散とＹ方向信号分散を計算する工程と、ｃ）前記入力信号のＸ方向信号分散は前記Ｘ方向信号分散の基準値より大きいか否か、また、前記入力信号のＹ方向信号分散は前記Ｙ方向信号分散の基準値より大きいか否かを判断する工程と、ｄ）前記入力信号のＸ方向信号分散は前記Ｘ方向信号分散の基準値より大きい場合、または、前記入力信号のＹ方向信号分散は前記Ｙ方向信号分散の基準値より大きい場合、前記入力信号の前記検出期間に対応する部分を除去する工程とを有する。

本発明の第２の観点の信号処理方法は、抵抗タッチパッドが生成した入力信号を処理する方法であって、ａ）対象物が前記抵抗タッチパッド上に移動する際のＸ方向信号分散の基準値とＹ方向信号分散の基準値を規定する工程と、ｂ）前記入力信号の波形において不連続部が存在するか否かを検出する工程と、ｃ）前記入力信号の波形における不連続部が存在する場合に、前記不連続部の時間幅を計算する工程と、ｄ）前記不連続部の時間幅は、第１の時間間隔の幅以下となる第１の範囲にあるか否か、または、第１の時間間隔の幅から前記第１の時間間隔より長い第２の時間間隔の幅までとなる第２の範囲にあるか否か、または、前記第２の時間間隔の幅以上となる第３の範囲にあるか否かを判断する工程と、ｅ）前記判断結果に基づいて、前記入力信号の波形における不連続部を処理する工程とを有する。

好適に、前記工程ｅ）において、前記不連続部の時間幅は前記第１の範囲にある場合に、前記不連続部を線形に補償する。

好適に、前記工程ｅ）において、前記不連続部の時間幅は前記第２の範囲にある場合に、前記不連続部に対応するＸ方向信号分散は前記Ｘ方向信号分散の基準値より大きいか否か、また、前記不連続部に対応するＹ方向信号分散は前記Ｙ方向信号分散の基準値より大きいか否かを判断し、前記不連続部に対応するＸ方向信号分散は前記Ｘ方向信号分散の基準値より大きい場合、または、前記不連続部に対応するＹ方向信号分散は前記Ｙ方向信号分散の基準値より大きい場合、前記不連続部をそのまま維持し、前記不連続部に対応するＸ方向信号分散は、前記Ｘ方向信号分散の基準値以下であり、かつ、前記不連続部に対応するＹ方向信号分散は、前記Ｙ方向信号分散の基準値以下である場合、前記不連続部を線形に補償する。

好適に、前記工程ｅ）において、前記不連続部の時間幅は、前記第３の範囲にある場合に、前記不連続部以前の期間及び前記不連続部以降の期間における前記対象物の前記抵抗タッチパッド上の移動経路を判断し、前記不連続部以前の期間における前記対象物の移動経路は、前記不連続部以降の期間における前記対象物の移動経路と一致しない場合に、前記不連続部をそのまま維持し、前記不連続部以前の期間における前記対象物の移動経路は、前記不連続部以降の期間における前記対象物の移動経路と一致する場合に、前記不連続部を線形に補償する。

本発明の第３の観点の信号処理方法は、抵抗タッチパッドが生成した入力信号を処理する方法であって、ａ）基準信号レベルＡを規定する工程と、ｂ）前記入力信号から、Ｘ方向レベル値がＸ_ｎ−１であり、Ｙ方向レベル値がＹ_ｎ−１である第（ｎ−１）のサンプルポイントと、Ｘ方向レベル値がＸ_ｎであり、Ｙ方向レベル値がＹ_ｎであり、前記第（ｎ−１）のサンプルポイントと隣接する第ｎのサンプルポイントを抽出する工程と、ｃ）（Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロであるか否か、及び（Ｙ_ｎ−Ｙ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロであるか否かを判断する工程と、ｄ）（Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロでない場合は、当該余りを前記入力信号から抽出された第（ｎ＋１）のサンプルポイントのＸ方向レベル値Ｘ_ｎ＋１に加算し、（Ｙ_ｎ−Ｙ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロでない場合は、当該余りを前記入力信号から抽出された第（ｎ＋１）のサンプルポイントのＹ方向レベル値Ｙ_ｎ＋１に加算する工程とを有する。

以上のように、抵抗タッチパッドによる入力信号に対して処理を行うことにより、抵抗タッチパッドによる出力信号の変形を抑えることができる。

次に、添付した図面を参照しながら、本発明の記憶装置の好適な実施形態を詳細に説明する。

図４ａと図４ｂは本発明に係る信号処理方法を示すフローチャートである。具体的に、図４ａと図４ｂは抵抗タッチパッド（図示されていない）が生成した入力信号（例えば、電圧信号）を処理する方法を示す。

ステップＳ１１において、所定の時間間隔△Ｔａにおいて、抵抗タッチパッド上に、例えば、ユーザの指などの対象物の移動に対応するＸ方向の信号分散の基準値（ＦＸ）とＹ方向の信号分散の基準値（ＦＹ）を規定する。

例えば、Ｘ方向の信号分散の基準値ＦＸとＹ方向の信号分散の基準値ＦＹは、抵抗タッチパッドに印加された電源電圧の振幅、サンプリング・レート、抵抗タッチパッドのサイズなどに基づいて定められる。

例えば、時間間隔△Ｔａは０．０１秒である。また、Ｘ方向信号分散の基準値ＦＸは、時間間隔△Ｔａにおいて対象物が抵抗タッチパッド上にＸ方向に３ｍｍ変位した場合の入力信号の信号分散に相当する。また、Ｙ方向信号分散の基準値ＦＹは、時間間隔△Ｔａにおいて対象物が抵抗タッチパッド上にＹ方向に３ｍｍ変位した場合の入力信号の信号分散に相当する。

ステップＳ１２において、時間間隔△Ｔａより短い検出期間△ｔにおいて、対象物の抵抗タッチパッド上の変位に応じた入力信号について、Ｘ方向信号分散△Ｘと、Ｙ方向信号分散△Ｙを計算する。

ステップＳ１３において、Ｘ方向信号分散△ＸはＸ方向信号分散の基準値ＦＸより大きいか否か、及び、Ｙ方向信号分散△Ｙは、Ｙ方向信号分散の基準値ＦＹより大きいか否かを判断する。

ステップＳ１４において、Ｘ方向信号分散△ＸはＸ方向信号分散の基準値ＦＸより大きい場合、または、Ｙ方向信号分散△ＹはＹ方向信号分散の基準値ＦＹより大きい場合、検出期間△ｔに対応する入力信号の部分を除去する。

図５ａ、図５ｂ、及び図５ｃは、入力信号の最初の波形及び処理後の波形の一例を示すグラフである。

例えば、図５ａにおいて、破線で囲まれた部分は、検出期間△ｔに対応する入力信号の部分であり、図５ｂに示すように、この部分は除去され、図５ｃのような入力信号が得られる。即ち、検出期間△ｔに対応する入力信号の部分を異常な部分とする。

入力信号に異常が生じた場合に、その入力信号を次のステップＳ２１〜Ｓ２８のように処理し、入力信号におけるひずみを最小限にする。

ステップＳ２１において、入力信号の波形において不連続部が存在するか否かを検出する。

ステップＳ２２において、入力信号の波形における不連続部が存在する場合に、当該不連続部の時間幅△Ｔを計算する。

ステップＳ２３において、不連続部の時間幅△Ｔは、第１の時間間隔△Ｔ_ｄ１以下（第１の範囲）であるか否か、または、第１の時間間隔△Ｔ_ｄ１から△Ｔ_ｄ１より長い第２の時間間隔△Ｔ_ｄ２までとなる第２の範囲にあるか否か、または、前記第２の時間間隔△Ｔ_ｄ２以上（第３の範囲）であるか否かを判断する。

例えば、第１の時間間隔△Ｔ_ｄ１は０．０１秒であり、上記の時間間隔△Ｔａと同じである。また、第２の時間間隔△Ｔ_ｄ２は０．１秒である。

ステップＳ２３における判断結果に基づいて、入力信号の波形における不連続部に対してステップＳ２４、ステップＳ２６、及びステップＳ２８に示す異なる処理を行う。

ステップＳ２４において、不連続部の時間幅△Ｔは第１の範囲にある場合に、不連続部を線形に補償する。

例えば、図５ｂにおいて除去された異常が生じた不連続の部分は、線形に補償される。図５ｃは補償される入力信号の波形を示す。

ステップＳ２５において、不連続部の時間幅△Ｔは第２の範囲にある場合に、不連続部に対応するＸ方向信号分散△Ｘは、Ｘ方向信号分散の基準値ＦＸより大きいか否か、及び、不連続部に対応するＹ方向信号分散△Ｙは、Ｙ方向信号分散の基準値ＦＹより大きいか否かを判断する。

ステップＳ２６において、不連続部に対応するＸ方向信号分散△Ｘは、Ｘ方向信号分散の基準値ＦＸより大きい場合、または、不連続部に対応するＹ方向信号分散△Ｙは、Ｙ方向信号分散の基準値ＦＹより大きい場合、不連続部をそのまま維持する。即ち、対象物は抵抗タッチパッド上に不連続に操作される場合、２つの不連続的な操作の間の空き時間に起因して、入力信号において不連続部が生じる。

一方、不連続部に対応するＸ方向信号分散△Ｘは、Ｘ方向信号分散の基準値ＦＸ以下であり、かつ、不連続部に対応するＹ方向信号分散△Ｙは、Ｙ方向信号分散の基準値ＦＹ以下である場合、ステップ２４のように、不連続部は線形に補償される。

図６ａ及び図６ｂは、入力信号の最初の波形及び処理後の波形の他の例を示すグラフである。

例えば、図６ａにおいて、入力信号における不連続部の時間幅△Ｔは第２の範囲にあり、また、不連続部に対応するＸ方向信号分散△ＸはＸ方向信号分散の基準値ＦＸ以下であり、かつ、不連続部に対応するＹ方向信号分散△ＹはＹ方向信号分散の基準値ＦＹ以下であるので、この不連続部は線形に補償される。図６ｂは補償される入力信号の波形を示す。

ステップＳ２７において、不連続部の時間幅△Ｔは第３の範囲にある場合に、不連続部以前の期間及び前記不連続部以降の期間における前記対象物の前記抵抗タッチパッド上の移動経路を判断する。

図７は、入力信号の波形の他の例を示すグラフである。

図７に示すように、不連続部以前の期間における対象物の移動経路は、不連続部以降の期間における対象物の移動経路と一致しない場合に、ステップ２６のように、不連続部をそのまま維持する。

ステップＳ２８において、不連続部以前の期間における対象物の移動経路は、不連続部以降の期間における対象物の移動経路と一致する場合に、不連続部は線形に補償される。

このように、入力信号に不連続部が生じた場合に、ステップＳ２１〜Ｓ２８の処理を行うことにより、その入力信号が処理され、入力信号におけるひずみを最小限にすることができる。

図４ｂにおけるステップＳ３１において、基準信号レベルＡを規定する。

例えば、基準信号レベルＡは抵抗タッチパッドの分解能である。また、基準信号レベルＡは対象物が抵抗タッチパッド上に０．８ｍｍ〜４ｍｍ変位した場合の入力信号の信号分散に相当する。

ステップＳ３２において、入力信号から、隣接する第（ｎ−１）のサンプルポイントと第ｎのサンプルポイントを抽出する。第（ｎ−１）のサンプルポイントは、Ｘ方向レベル値がＸ_ｎ−１であり、Ｙ方向レベル値がＹ_ｎ−１である。第ｎのサンプルポイントは、Ｘ方向レベル値がＸ_ｎであり、Ｙ方向レベル値がＹ_ｎである。

ステップＳ３３において、割り算（Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロであるか否か、または、割り算（Ｙ_ｎ−Ｙ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロであるか否かを判断する。

ここで、例えば、Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１＝Ａ＊ｕ＋ｖ、Ｙ_ｎ−Ｙ_ｎ−１＝Ａ＊ｐ＋ｑ。

ステップＳ３４において、（Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロである、即ち、ｖ＝０の場合に、或いは、（Ｙ_ｎ−Ｙ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロである、即ち、ｑ＝０の場合に、Ｘ方向レベル値Ｘ_ｎ、及びＹ方向レベル値Ｙ_ｎを出力する。

ステップＳ３５において、（Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロである、即ち、ｖ＝０と判断した場合に、ステップＳ３６に進む。また、（Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロでない、即ち、ｖ≠０と判断した場合に、ステップＳ３７に進む。

ステップＳ３６において、Ｘ方向レベル値Ｘ_ｎ及びＹ方向レベル値Ｙ_ｎを出力する。ここで、出力されたＹ_ｎ＝Ｙ_ｎ−１＋Ａ＊ｐ。また、（Ｙ_ｎ−Ｙ_ｎ−１）／Ａの余りｑを入力信号から抽出された第（ｎ＋１）のサンプルポイントのＹ方向レベル値Ｙ_ｎ＋１に加算する。

ステップＳ３７において、（Ｙ_ｎ−Ｙ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロである、即ち、ｑ＝０と判断した場合に、ステップＳ３８に進む。また、（Ｙ_ｎ−Ｙ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロでない、即ち、ｑ≠０と判断した場合に、ステップＳ３９に進む。

ステップＳ３８において、Ｘ方向レベル値Ｘ_ｎ及びＹ方向レベル値Ｙ_ｎを出力する。ここで、出力されたＸ_ｎ＝Ｘ_ｎ−１＋Ａ＊ｕ。また、（Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１）／Ａの余りｕを入力信号から抽出された第（ｎ＋１）のサンプルポイントのＸ方向レベル値Ｘ_ｎ＋１に加算する。

ステップＳ３９において、（Ｘ_ｎ−Ｘ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロでない、即ち、ｖ≠０、また、（Ｙ_ｎ−Ｙ_ｎ−１）／Ａの余りがゼロでない、即ち、ｑ≠０と判断した場合に、Ｘ方向レベル値Ｘ_ｎ及びＹ方向レベル値Ｙ_ｎを出力する。ここで、出力されたＸ_ｎ＝Ｘ_ｎ−１＋Ａ＊ｕ、Ｙ_ｎ＝Ｙ_ｎ−１＋Ａ＊ｐ。また、余りｖを入力信号から抽出された第（ｎ＋１）のサンプルポイントのＸ方向レベル値Ｘ_ｎ＋１に加算し、余りｑを第（ｎ＋１）のサンプルポイントのＹ方向レベル値Ｙ_ｎ＋１に加算する。

例えば、対象物が抵抗タッチパッド上に移動した結果、入力信号が生成され、この入力信号から隣接するサンプルポイントが抽出され、これらサンプルポイントのレベル値が３、１２、１５、１９である。また、基準信号レベルＡは５とする。従って、１２−３＝５＊１＋４であるので、出力された第２のレベルの値は、８＊（３＋５＊１）であり、また、１５＋４−１２＝５＊１＋２であるので、出力された第３のレベルの値は、１３＊（８＋５＊１）であり、また、１９＋２−１５＝５＊１＋１であるので、出力された第４のレベルの値は、１８＊（１３＋５＊１）である。このように、第２から第４のレベルはの信号偏差は、基準信号レベルＡを単位とする。

図８は、有効な信号分散がなく抵抗タッチパッド上に移動する対象物の移動軌跡を示す図である。

図９は、有効な信号分散があり抵抗タッチパッド上に移動する対象物の移動軌跡を示す図である。

図８及び図９に示すように、ステップ３１〜ステップ３９までの処理により、抵抗タッチパッド上に対象物の振動などの影響を抑え、比較的に小さい信号分散を有する入力信号を得ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。

従来の抵抗タッチパッドの一部を示す回路図である。従来の抵抗タッチパッドの一部を示す回路図である。従来の抵抗タッチパッドの動作を示す回路図である。従来の抵抗タッチパッドが生成した入力信号の波形を示すグラフである。従来の抵抗タッチパッドが生成した出力信号の波形を示すグラフである。本発明に係る信号処理方法を示すフローチャートの一部である。本発明に係る信号処理方法を示すフローチャートの他の一部である。入力信号の最初の波形の一例を示すグラフである。入力信号における不連続部を除去したあとの波形を示すグラフである。入力信号が補償された後の波形を示すグラフである。入力信号の最初の波形の他の一例を示すグラフである。入力信号における不連続部を補償した後の波形を示すグラフである。入力信号の波形の他の例を示すグラフである。有効な信号分散がなく抵抗タッチパッド上に移動する対象物の移動軌跡を示す図である。有効な信号分散があり抵抗タッチパッド上に移動する対象物の移動軌跡を示す図である。

符号の説明

９１第１の導電体
９１１等価抵抗
９２第２の導電体
９２１等価抵抗
９３、９４ＤＣ電源
９５ＡＤＣ
９６コントローラ
９７キャパシタ

Claims

抵抗タッチパッドが生成した入力信号を処理する方法であって、
ａ）対象物が前記抵抗タッチパッド上に移動する際のＸ方向信号分散の基準値とＹ方向信号分散の基準値を規定する工程と、
ｂ）前記入力信号の波形において不連続部が存在するか否かを検出する工程と、
ｃ）前記入力信号の波形における不連続部が存在する場合に、前記不連続部の時間幅を計算する工程と、
ｄ）前記不連続部の時間幅は、第１の時間間隔の幅以下（第１の範囲と称する）であるか否か、または、第１の時間間隔の幅から前記第１の時間間隔より長い第２の時間間隔の幅までとなる第２の範囲にあるか否か、または、前記第２の時間間隔の幅以上（第３の範囲と称する）であるか否かを判断する工程と、
ｅ）前記判断結果に基づいて前記入力信号の波形における不連続部を処理する工程と
を有し、
前記工程ａ）において、前記Ｘ方向信号分散の基準値は、所定の時間幅内に前記対象物の前記抵抗タッチパッド上におけるＸ方向の変位により生じた入力信号の信号分散に相当し、
前記Ｙ方向信号分散の基準値は、所定の時間幅内に前記対象物の前記抵抗タッチパッド上におけるＹ方向の変位により生じた入力信号の信号分散に相当する
信号処理方法。
前記工程ｅ）において、前記不連続部の時間幅は前記第１の範囲にある場合に、前記不連続部を線形に補償する
請求項１に記載の信号処理方法。
前記工程ｅ）において、前記不連続部の時間幅は前記第２の範囲にある場合に、
前記不連続部に対応するＸ方向信号分散は、前記Ｘ方向信号分散の基準値より大きいか否か、また、前記不連続部に対応するＹ方向信号分散は、前記Ｙ方向信号分散の基準値より大きいか否かを判断し、
前記不連続部に対応するＸ方向信号分散は、前記Ｘ方向信号分散の基準値より大きい場合、または、前記不連続部に対応するＹ方向信号分散は、前記Ｙ方向信号分散の基準値より大きい場合、前記不連続部をそのまま維持し、
前記不連続部に対応するＸ方向信号分散は、前記Ｘ方向信号分散の基準値以下であり、かつ、前記不連続部に対応するＹ方向信号分散は、前記Ｙ方向信号分散の基準値以下である場合、前記不連続部を線形に補償する
請求項１に記載の信号処理方法。
前記工程ｅ）において、前記不連続部の時間幅は前記第３の範囲にある場合に、前記不連続部以前の期間及び前記不連続部以降の期間における前記対象物の前記抵抗タッチパッド上の移動経路を判断し、
前記不連続部以前の期間における前記対象物の移動経路は、前記不連続部以降の期間における前記対象物の移動経路と一致しない場合に、前記不連続部をそのまま維持し、
前記不連続部以前の期間における前記対象物の移動経路は、前記不連続部以降の期間における前記対象物の移動経路と一致する場合に、前記不連続部を線形に補償する
請求項１に記載の信号処理方法。
前記第１の時間間隔は、０．０１秒であり、前記第２の時間間隔は、０．１秒である
請求項１から４の何れかに記載の信号処理方法。
前記Ｘ方向信号分散の基準値は、０．０１秒間に前記対象物が前記抵抗タッチパッド上にＸ方向に３ｍｍ変位した場合の入力信号の信号分散に相当する
請求項１から４の何れかに記載の信号処理方法。
前記Ｙ方向信号分散の基準値は、０．０１秒間に前記対象物が前記抵抗タッチパッド上にＹ方向に３ｍｍ変位した場合の入力信号の信号分散に相当する
請求項１から４の何れかに記載の信号処理方法。