JP5532656B2

JP5532656B2 - Coordinate correction method

Info

Publication number: JP5532656B2
Application number: JP2009084290A
Authority: JP
Inventors: 博一高柳; 成大澤; 英夫門井; 欣一小澤
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010237913A

Description

本発明は、指やペンなどの座標指示器により指示した位置を検出する座標入力システムの座標補正方法に関する。 The present invention relates to a coordinate correction method for a coordinate input system that detects a position indicated by a coordinate indicator such as a finger or a pen.

指やペンなどの座標指示器により指示した位置を検出する座標入力システムとしては、例えば、面抵抗体と指やペンとの静電容量結合を利用したタッチパネルやペンタブレット、また赤外線と超音波の速度差などを利用して測定した距離を用いた三辺測量により座標を決定するデジタルペンなどが挙げられる。このような座標入力システムにおいては、検出したままの座標値は、必ずしも正確な座標値と一致するとは限らない。
例えば、静電容量結合を利用する座標入力システムにおいては、面抵抗体と、面抵抗体を取り囲む抵抗性周囲電極の電気抵抗の大きさの関係などにより、検出座標が正確な位置からずれることがある。また、赤外線と超音波を利用する座標入力システムにおいては、温度に関する処理が十分でなかったり不可能な構成であったりすると、検出座標が正確な位置からずれることがある。 As a coordinate input system for detecting a position indicated by a coordinate indicator such as a finger or a pen, for example, a touch panel or a pen tablet using capacitive coupling between a surface resistor and the finger or pen, or infrared and ultrasonic wave For example, a digital pen that determines coordinates by triangulation using a distance measured using a speed difference or the like. In such a coordinate input system, the detected coordinate value does not necessarily match the exact coordinate value.
For example, in a coordinate input system using capacitive coupling, the detection coordinates may deviate from the correct position due to the relationship between the surface resistance and the electrical resistance of the resistive surrounding electrode surrounding the surface resistance. is there. In addition, in a coordinate input system using infrared rays and ultrasonic waves, detection coordinates may deviate from an accurate position if the temperature-related processing is not sufficient or impossible.

このように、正確な位置からずれた検出座標を補正する方法としては、例えば、特許３５０５９７０号（特許文献１）に開示されているようなものが知られている。特許文献１に開示されている方法は、入力範囲を四角形のセルを持つ格子に分割し、格子点位置の正確な基準座標値と、基準座標の位置を座標指示器によって指示したときに実際に検出される基準検出座標値を予め記憶しておき（基準座標値については格子のセルサイズを一定として算出してもよい）、基準検出座標を格子点として形成される（歪んだ）格子の特定のセル内に検出された検出座標について、検出座標を通る水平線及び垂直線がそのセルの四辺と交わる点の情報に基づいて、検出座標を補正するものである。 As described above, as a method for correcting the detected coordinates shifted from the accurate position, for example, a method disclosed in Japanese Patent No. 3505970 (Patent Document 1) is known. In the method disclosed in Patent Document 1, the input range is divided into a grid having square cells, and when the accurate reference coordinate value of the grid point position and the position of the reference coordinate are indicated by the coordinate indicator, the method is actually performed. The reference detection coordinate value to be detected is stored in advance (for the reference coordinate value, the cell size of the lattice may be calculated as constant), and the lattice that is formed (distorted) using the reference detection coordinate as the lattice point is specified. For the detected coordinates detected in the cell, the detected coordinates are corrected based on the information of the points where the horizontal and vertical lines passing through the detected coordinates intersect with the four sides of the cell.

この方法では、特許文献１の数式（８）及び数式（９）によって検出座標を補正する。基準検出座標の歪み方によるが、すべてのセルが凸四角形であっても、例えば、セルの右辺近傍において、ｂｃ＞ａｄ且つｇ／ｈ＜（ｂｃ−ｂｄ）／（ｂｃ−ａｄ）、もしくはｂｃ＜ａｄ且つｇ／ｈ＞（ｂｄ−ｂｃ）／（ａｄ−ｂｃ）なる条件を満たす領域が存在する場合（表記は引用文献１に従う）、その領域内に検出された座標は、基準座標を格子点として形成される格子の対応するセルの外部に補正されてしまう。このため、基準検出座標の歪み方によっては、座標指示器によって、基準検出座標を格子点として形成される格子の複数のセル間をまたがって連続して移動する入力が行われたとき、座標が格子のセル間で不自然に補正されることがあった。因みに、凸四角形とは、四角形のいずれの内角も１８０度未満であるような四角形を意味する。 In this method, the detected coordinates are corrected by Equation (8) and Equation (9) of Patent Document 1. Depending on how the reference detection coordinates are distorted, even if all the cells are convex squares, for example, bc> ad and g / h <(bc-bd) / (bc-ad) or bc in the vicinity of the right side of the cell. If there is a region satisfying the condition of <ad and g / h> (bd-bc) / (ad-bc) (the notation conforms to the cited reference 1), the coordinates detected in the region are lattice coordinates. It is corrected outside the corresponding cell of the grid formed as a point. For this reason, depending on how the reference detection coordinates are distorted, when the coordinate indicator performs an input to move continuously across a plurality of cells of the grid formed using the reference detection coordinates as grid points, the coordinates are changed. In some cases, unnatural correction was made between cells of the lattice. Incidentally, the convex quadrangle means a quadrangle whose inner angle is less than 180 degrees.

また、特許文献１に開示されている方法は、各セル内で直線的な補正を行う方法であり、基準検出座標の歪み方によっては、複数のセル間をまたがって連続して移動する入力が行われたとき、補正結果がセルの境界で折れ曲がるように見えることがあった。 Further, the method disclosed in Patent Document 1 is a method of performing linear correction within each cell, and depending on how the reference detection coordinates are distorted, there is an input that moves continuously across a plurality of cells. When done, the correction results could appear to bend at cell boundaries.

特許３５０５９７０号Patent 3505970

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、基準検出座標を格子点として形成される格子を構成するすべてのセルが凸多角形であれば、セル内に検出された座標を、基準座標を格子点として形成される格子の対応するセル内に必ず補正し、また複数のセル間をまたがって連続して移動する入力が行われたときに、補正結果が複数のセルの境界で滑らかに連続するように補正する補正方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and if all the cells constituting the grid formed using the reference detection coordinates as grid points are convex polygons, the coordinates detected in the cells are determined. , The correction is always corrected within the corresponding cell of the grid formed with the reference coordinates as the grid point, and when the input moves continuously across multiple cells, the correction result is the boundary of multiple cells. It is an object of the present invention to provide a correction method for correcting so as to be smoothly continuous.

本発明は、指やペンなどの座標指示器により指示した位置を検出する座標入力システムにおいて、検出した座標値を補正する座標補正方法であって、入力範囲を少なくとも複数の四角形のセルを持つ格子に分割し、すべての格子点位置の正確な基準座標値と、該基準座標の位置を前記座標指示器によって指示したときに実際に検出される基準検出座標値を予め記憶しておき、前記基準検出座標を格子点として形成される格子の特定のセル内に検出された検出座標を、上辺と下辺においては、各辺の全長にわたって左端から右端へと均等に動かしていった点を結んだ直線上に前記検出座標が乗ったときの、上辺の全長に対する上辺上の左端からの距離の比をもって左右方向の位置比率とし、左辺と右辺においては、各辺の全長にわたって下端から上端へと均等に動かしていった点を結んだ直線上に前記検出座標が乗ったときの、左辺の全長に対する左辺上の下端からの距離の比をもって上下方向の位置比率とし、前記基準座標を格子点として形成される格子の対応するセル内において、該セル左端から、前記セルの幅に対して前記左右方向の位置比率だけ離れ、前記セル下端から、前記セルの高さに対して前記上下方向の位置比率だけ離れた座標へと座標変換することを特徴とする座標補正方法を要旨とする。 The present invention relates to a coordinate correction method for correcting a detected coordinate value in a coordinate input system for detecting a position indicated by a coordinate indicator such as a finger or a pen, wherein the input range is a grid having at least a plurality of rectangular cells. The reference reference coordinate value of all the grid point positions and the reference detection coordinate value actually detected when the position of the reference coordinate is indicated by the coordinate indicator are stored in advance. A straight line connecting points detected in a specific cell of the grid formed with the detection coordinates as the grid points, and the upper and lower sides are moved uniformly from the left end to the right end over the entire length of each side The ratio of the distance from the left edge on the upper edge to the entire length of the upper edge when the detection coordinates are on the left and right is the position ratio in the left-right direction. The ratio of the distance from the lower end on the left side to the total length of the left side when the detected coordinate is on a straight line connecting the points that have been moved uniformly to the upper end is taken as the position ratio in the vertical direction, and the reference coordinate is In the corresponding cell of the grid formed as a grid point, the cell is separated from the left end of the cell by the position ratio in the left-right direction with respect to the width of the cell, and from the lower end of the cell to the height of the cell. The gist of the present invention is a coordinate correction method characterized by performing coordinate conversion into coordinates separated by a position ratio in the direction .

本発明に係る座標補正方法においては、基準検出座標を格子点として形成される格子を構成するすべてのセルが凸多角形であれば、検出座標を格子点として形成される格子の各セル内に検出された座標を、基準座標を格子点として形成される格子の対応するセル内の座標に変換し、且つ検出座標を格子点として形成される格子の辺上に検出された座標を、基準座標を格子点として形成される格子の辺上の座標に変換するような座標変換関数となっている。このため、複数のセルの境界における不連続や不均等が生じない。 In the coordinate correction method according to the present invention, if all the cells constituting the grid formed using the reference detection coordinates as the grid points are convex polygons, each cell of the grid formed using the detection coordinates as the grid points is included in each cell. The detected coordinates are converted into coordinates in the corresponding cells of the grid formed with the reference coordinates as the grid points, and the coordinates detected on the sides of the grid formed with the detected coordinates as the grid points are converted into the reference coordinates. Is a coordinate conversion function that converts to a coordinate on a side of a grid formed as a grid point. For this reason, discontinuity and non-uniformity at the boundaries of a plurality of cells do not occur.

また、隣り合う２つの格子点を結ぶ辺を共有する２つのセルに関して、座標変換関数の、辺と直交する方向の微分が、どちらのセルの内部からその辺上に近づいても等しくなるようになっているので、補正結果は、セルの境界で滑らかに連続する。 In addition, regarding two cells sharing an edge connecting two adjacent lattice points, the differential of the coordinate transformation function in the direction orthogonal to the edge is equal regardless of which cell approaches the edge from the inside. Therefore, the correction result is smoothly continued at the cell boundary.

更に、座標変換は、複数の条件判定に基づいて、簡易な計算のみで結果を決定できる場合は簡易な計算を選択するような手順となっており、計算時間を含めて計算資源の消費をできる限り減じることができるようになっている。 Furthermore, the coordinate transformation is based on a procedure for selecting a simple calculation when the result can be determined only by a simple calculation based on a plurality of condition determinations, and the calculation resources including the calculation time can be consumed. It can be reduced as much as possible.

基準検出座標及び正規化基準座標の格子から抽出したセルを示す図The figure which shows the cell extracted from the lattice of the reference | standard detection coordinate and the normalization reference | standard coordinate （ｕ，ｖ）と（ｘ，ｙ）との間のマッピングの概念を示す図The figure which shows the concept of the mapping between (u, v) and (x, y) ｕの計算手順を示す流れ図Flow chart showing the calculation procedure of u ｖの計算手順を示す流れ図Flow chart showing the calculation procedure of v 格子点を結ぶ辺上の位置関係を示す図Diagram showing the positional relationship on the side connecting grid points 実施例１の構成を示す図The figure which shows the structure of Example 1. 実施例１及び比較例１の実験結果を示す図The figure which shows the experimental result of Example 1 and Comparative Example 1

以下、添付図面に従って、本発明に係る座標補正方法の好ましい実施の形態について詳説する。
入力範囲を、少なくとも複数の四角形のセルを持つ格子に分割する。ここでは、セルの横長さ及び縦長さは、ある入力システムにおいてそれぞれ一定であるとする。そして、入力範囲に構成した格子点位置の幾何学的に正確な位置を基準座標と呼ぶ。また、基準座標の位置を、指やペンなどの座標指示器によって指示したときに実際に検出される位置を基準検出座標と呼ぶ。更に、補正方法の説明のために、基準座標についてセルの横長さ及び縦長さを１に正規化したものを正規化基準座標と呼ぶ。正規化基準座標は、セルの大きさを乗じることにより、容易に実際の座標入力システムの座標にすることができる。従って、以下では、基準検出座標によって形成される格子上で検出された座標を、正規化基準座標によって形成される格子上の座標に変換する方法を説明する。
基準検出座標は、予め測定により決定し、記憶しておく。基準座標については、既知且つ特定の入力システムについては固定であるので、同様に記憶しておいてもよいし、セルの既知の横長さ及び縦長さを用いて、動作時に計算して求めてもよい。 Hereinafter, preferred embodiments of a coordinate correction method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The input range is divided into a grid having at least a plurality of rectangular cells. Here, it is assumed that the horizontal and vertical lengths of the cells are constant in a certain input system. A geometrically accurate position of the grid point position configured in the input range is referred to as a reference coordinate. A position actually detected when the position of the reference coordinate is indicated by a coordinate indicator such as a finger or a pen is referred to as a reference detection coordinate. Further, for the purpose of explaining the correction method, the standard coordinate obtained by normalizing the horizontal length and vertical length of the cell to 1 is referred to as a normalized reference coordinate. The normalized reference coordinates can be easily converted to the coordinates of the actual coordinate input system by multiplying the cell size. Therefore, a method for converting coordinates detected on the grid formed by the reference detection coordinates into coordinates on the grid formed by the normalized reference coordinates will be described below.
The reference detection coordinates are determined in advance by measurement and stored. Since the reference coordinates are fixed for a known and specific input system, they may be stored in the same manner, or may be calculated during operation using the known horizontal and vertical lengths of the cell. Good.

図１は、本発明にかかる座標補正方法を説明するために、基準検出座標及び正規化基準座標を格子点として形成される格子から、それぞれ対応する１つのセルを抽出して例示したものである。図１（ａ）には、座標系（ｘ，ｙ）において、基準検出座標（ｘ_１，ｙ_１）、（ｘ_２，ｙ_２）、（ｘ_３，ｙ_３）、及び（ｘ_４，ｙ_４）によって形成されるセルを示す。検出座標１は、（ｘ，ｙ）とし、ある点を座標指示器によって指示したときに検出された座標を表す。基準検出座標によって形成されるセルは、前記したような、座標入力システムにの方式などに由来する影響のため、一般的に長方形もしくは正方形にならないことが多い。ただし、基準検出座標を格子点として形成される格子は、すべてのセルが凸四角形である必要がある。 FIG. 1 illustrates a corresponding cell extracted from a lattice formed with reference detection coordinates and normalized reference coordinates as lattice points in order to explain a coordinate correction method according to the present invention. . FIG. 1A shows reference detection coordinates (x ₁ , y ₁ ), (x ₂ , y ₂ ), (x ₃ , y ₃ ), and (x ₄ , y) in the coordinate system (x, y). ₄ ) shows the cell formed. The detected coordinate 1 is (x, y) and represents a coordinate detected when a certain point is indicated by the coordinate indicator. In general, the cells formed by the reference detection coordinates are not generally rectangular or square due to the influence derived from the method of the coordinate input system as described above. However, in a grid formed using the reference detection coordinates as grid points, all cells need to be convex quadrangles.

図１（ｂ）には、座標系（ｕ，ｖ）において、対応するセルの正規化基準座標を示す。正規化基準座標によって構成される格子は、セルの横長さ及び縦長さが１の正方格子であるため、（ｕ_１，ｖ_１）が（ｘ_１，ｙ_１）に、（ｕ_１＋１，ｖ_１）が（ｘ_２，ｙ_２）に、（ｕ_１＋１，ｖ_１＋１）が（ｘ_３，ｙ_３）に、（ｕ_１，ｖ_１＋１）が（ｘ_４，ｙ_４）にそれぞれ対応する。正規化補正座標２は（ｕ_１＋ｕ，ｖ_１＋ｖ）とする。正規化補正座標２は、検出座標１（ｘ，ｙ）に対応する正規化された座標であり、これにセルの大きさを乗じることにより、座標入力システムにおける正確な座標を得ることができる。定義より、０≦ｕ≦１，０≦ｖ≦１である。 FIG. 1B shows the normalization reference coordinates of the corresponding cell in the coordinate system (u, v). Since the grid constituted by the normalized reference coordinates is a square grid with the horizontal length and vertical length of the cell being 1, (u ₁ , v ₁ ) is changed to (x ₁ , y ₁ ), (u ₁ +1, v ₁ ) corresponds to (x ₂ , y ₂ ), (u ₁ +1, v ₁ +1) corresponds to (x ₃ , y ₃ ), and (u ₁ , v ₁ +1) corresponds to (x ₄ , y ₄ ) To do. The normalized correction coordinate 2 is (u ₁ + u, v ₁ + v). The normalized correction coordinate 2 is a normalized coordinate corresponding to the detected coordinate 1 (x, y), and an accurate coordinate in the coordinate input system can be obtained by multiplying this by the cell size. By definition, 0 ≦ u ≦ 1, 0 ≦ v ≦ 1.

検出座標１（ｘ，ｙ）を正規化補正座標２（ｕ，ｖ）に変換するのが目的である。変換の方法としては、基準検出座標を格子点として形成される格子の特定のセル内に検出された検出座標１を、四角形のセルを構成する２組の互いに向かい合う辺の組のそれぞれについて、一方の辺から他方の辺へと傾きを連続的に変化させていったときに、検出座標１を通るような直線を求める。そして、正規化基準座標を格子点として形成される格子の対応するセル内において、先ほど求めた２つの直線に対応する２つの直線の交点の座標を求める。以下で、この座標変換と等価である手順をより詳細に説明する。 The purpose is to convert the detected coordinates 1 (x, y) into normalized correction coordinates 2 (u, v). As a conversion method, detection coordinates 1 detected in a specific cell of a lattice formed with reference detection coordinates as lattice points are converted into two pairs of opposite sides constituting a rectangular cell. A straight line passing through the detection coordinate 1 is obtained when the inclination is continuously changed from one side to the other side. Then, the coordinates of the intersection of the two straight lines corresponding to the two straight lines obtained earlier are obtained in the corresponding cells of the lattice formed using the normalized reference coordinates as the lattice points. Hereinafter, a procedure equivalent to this coordinate transformation will be described in more detail.

図２に、座標系（ｕ，ｖ）と、座標系（ｘ，ｙ）との間のマッピングがどうなっているかを示す。図２（ａ）に示すように、ｕは、セルの左辺で０、右辺で１であり、左辺から右辺へと、その傾きを連続的に変化させていくような線上で一定の値をとる。下辺と上辺においては、ｕは各辺の全長にわたって左端から右端へと均等に増加する。同様、図２（ｂ）に示すように、ｖは、セルの下辺で０、上辺で１である。 FIG. 2 shows how the mapping between the coordinate system (u, v) and the coordinate system (x, y) is performed. As shown in FIG. 2A, u is 0 on the left side of the cell and 1 on the right side, and takes a constant value on a line that continuously changes the slope from the left side to the right side. . In the lower side and the upper side, u increases evenly from the left end to the right end over the entire length of each side. Similarly, as shown in FIG. 2B, v is 0 on the lower side of the cell and 1 on the upper side.

検出座標１（ｘ，ｙ）が、不規則な形状をした、基準検出座標を格子点として形成される格子上で、どのセルの内部に存在するかを調べるには、例えば、よく知られた次のような方法を用いることができる。一般に、ある点が、凸多角形の内部にあることは、例えば凸多角形の辺上を反時計回りに一周する向きで考えると、点が、すべての辺に対して、辺の左側に存在することを確認することによって知ることができる。少なくともいずれかの辺については点がその右側に存在する場合は、点はその凸多角形の内部に存在しない。点がある辺のどちら側にあるかについては、辺の始点から点に向かうベクトルと、辺のベクトルとの外積の符号を調べることによって知ることができる。すべての外積の符号が負であれば、点は凸多角形の内部に存在する。外積の中に１つか２つの０が存在し、且つ残りの外積がすべて負であれば、点は凸多角形の辺上に存在する。 In order to investigate which cell the detection coordinate 1 (x, y) is in an irregular shape on the grid formed by using the reference detection coordinate as a grid point, for example, it is well known. The following method can be used. In general, if a point is inside a convex polygon, for example, if it is considered to rotate around the side of the convex polygon counterclockwise, the point exists on the left side of the side for all sides. You can know by making sure you do. If a point exists on the right side of at least one of the sides, the point does not exist inside the convex polygon. Which side a point is on can be known by examining the sign of the outer product of the vector from the start point of the side to the point and the vector of the side. If the sign of all the outer products is negative, the point is inside the convex polygon. If there are one or two zeros in the outer product and the remaining outer products are all negative, the point is on the side of the convex polygon.

検出座標１（ｘ，ｙ）を正規化補正座標２（ｕ，ｖ）に変換するのが目的であるが、歪んでいる方（検出座標１（ｘ，ｙ））を元にして変換するのは困難なので、変換方法の導出としては、正方格子上にある正規化補正座標２（ｕ，ｖ）から検出座標１（ｘ，ｙ）への変換を考え、その逆変換を求める方がよい。図２に示したような、（ｕ，ｖ）と（ｘ，ｙ）のマッピングを考慮すれば、ｕ，ｖを用いて、ｘ，ｙを次の数式１のように表すことができる。 The purpose is to convert the detected coordinate 1 (x, y) to the normalized correction coordinate 2 (u, v), but the conversion is based on the distorted one (detected coordinate 1 (x, y)). Therefore, as a derivation of the conversion method, it is better to consider the conversion from the normalized correction coordinate 2 (u, v) on the square lattice to the detection coordinate 1 (x, y) and obtain the inverse conversion. If the mapping of (u, v) and (x, y) as shown in FIG. 2 is considered, x and y can be expressed as in the following Equation 1 using u and v.

逆変換を求めるために、数式１をｕ，ｖについて解こうとすると、それぞれｕ，ｖについての２次方程式になる。０≦ｕ≦１，０≦ｖ≦１であることなどを考慮すると、ｕ，ｖは、それぞれ図３及び図４の流れ図に示すような手順で計算することができる。計算に当たっては、中間的な数値として、次の数式２に示す値を用いる。 In order to obtain the inverse transformation, when Equation 1 is solved for u and v, the quadratic equations for u and v are obtained. Considering that 0 ≦ u ≦ 1, 0 ≦ v ≦ 1, etc., u and v can be calculated by procedures as shown in the flowcharts of FIGS. 3 and 4, respectively. In the calculation, the value shown in the following formula 2 is used as an intermediate numerical value.

ｕを計算するには、まずａ，ｂ，ｃを計算し（Ｓ１）、ａ＝０であれば（Ｓ２）、ｕ＝−ｃ／ｂによってｕが決定される（Ｓ３）。ａ＝０でない場合は、ｂ^２−４ａｃ＝０であれば（Ｓ４）、ｕ＝−ｂ／（２ａ）によってｕが決定される（Ｓ５）。ｂ^２−４ａｃ＝０でない場合は、ａｕ^２＋ｂｕ＋ｃ＝０の２次方程式の解としてのｕのうち、０≦ｕ≦１の範囲にある値を選択する（Ｓ６）。 In order to calculate u, a, b, and c are first calculated (S1). If a = 0 (S2), u is determined by u = −c / b (S3). When a is not 0, if b ² -4ac = 0 (S4), u is determined by u = −b / (2a) (S5). When b ² -4ac is not 0, a value in the range of 0 ≦ u ≦ 1 is selected from u as a solution of the quadratic equation of au ² + bu + c = 0 (S6).

同様、ｖを計算するには、まずｄ，ｅ，ｆを計算し（Ｓ１１）、ｄ＝０であれば（Ｓ１２）、ｖ＝−ｆ／ｅによってｖが決定される（Ｓ１３）。ｄ＝０でない場合は、ｅ^２−４ｄｆ＝０であれば（Ｓ１４）、ｖ＝−ｅ／（２ｄ）によってｖが決定される（Ｓ１５）。ｅ^２−４ｄｆ＝０でない場合は、ｄｖ^２＋ｅｖ＋ｆ＝０の２次方程式の解としてのｖのうち、０≦ｖ≦１の範囲にある値を選択する（Ｓ１６）。 Similarly, to calculate v, first, d, e, and f are calculated (S11). If d = 0 (S12), v is determined by v = −f / e (S13). If not d = 0, if e ² −4df = 0 (S14), v is determined by v = −e / (2d) (S15). If not e ² −4df = 0, a value in the range of 0 ≦ v ≦ 1 is selected from v as a solution of the quadratic equation of dv ² + ev + f = 0 (S16).

算出したｕ，ｖを用いて、（ｕ_１＋ｕ，ｖ_１＋ｖ）により、正規化された座標を得ることができ、それにセルの大きさを乗じることにより、座標入力システムにおける正確な座標を得ることができる。 Using the calculated u and v, a normalized coordinate can be obtained by (u ₁ + u, v ₁ + v), and by multiplying the cell size by this, an accurate coordinate in the coordinate input system can be obtained. be able to.

次に、隣り合う２つの格子点を結ぶ辺を共有する２つのセルに関して、座標変換関数の、辺と直交する方向の微分が、どちらのセルの内部からその辺上に近づいても等しくなることを説明する。図５に、基準検出座標（ｘ_１，ｙ_１）、（ｘ_２，ｙ_２）、（ｘ_３，ｙ_３）、及び（ｘ_４，ｙ_４）によって形成されるセル３、基準検出座標（ｘ_２，ｙ_２）、（ｘ_５，ｙ_５）、（ｘ_６，ｙ_６）、及び（ｘ_３，ｙ_３）によって形成されるセル４を示す。セル３はその右辺を、セル４の左辺と共有している。 Next, with respect to two cells sharing an edge connecting two adjacent lattice points, the differential of the coordinate transformation function in the direction orthogonal to the edge should be the same regardless of which cell approaches the edge. Will be explained. FIG. 5 shows cell 3 formed by reference detection coordinates (x ₁ , y ₁ ), (x ₂ , y ₂ ), (x ₃ , y ₃ ), and (x ₄ , y ₄ ), reference detection coordinates ( The cell 4 formed by x ₂ , y ₂ ), (x ₅ , y ₅ ), (x ₆ , y ₆ ), and (x ₃ , y ₃ ) is shown. Cell 3 shares its right side with the left side of cell 4.

数式１に、ｘ，ｙをｕ，ｖの関数として示した。セル３とセル４それぞれの内部でｙをｖで微分した結果が、セル３とセル４が共有する辺上で等しくなれば、その辺を横切るときに傾きが変わらないことになるので、その共有する辺上を横切る滑らかな線は、同じく滑らかな線に変換されると言える。ｙをｖで微分し、セル３内でｕ→１（右辺）とすると、（ｄｙ／ｄｖ）（セル３の右辺）＝−ｙ_２＋ｙ_３となり、セル４内でｕ→０（左辺）とすると、（ｄｙ／ｄｖ）（セル４の左辺）＝−ｙ_２＋ｙ_３となって、等しくなる。同様に、上辺と下辺を共有する２つのセルに対して、ｘをｕで微分した結果について計算しても、等しいという結果を得る。従って、本補正方法による補正結果は、セルの境界で滑らかに連続することが保証される。 In Equation 1, x and y are shown as functions of u and v. If the result of differentiating y by v inside each of cell 3 and cell 4 is equal on the side shared by cell 3 and cell 4, the inclination will not change when crossing that side, so that sharing It can be said that a smooth line that crosses the side to be converted into a smooth line. If y is differentiated by v and u → 1 (right side) in cell 3, (dy / dv) (right side of cell 3) = − y ₂ + y ₃ and u → 0 (left side) in cell 4 Then, (dy / dv) (the left side of the cell 4) = − y ₂ + y ₃ and becomes equal. Similarly, if two cells sharing the upper side and the lower side are calculated with respect to the result obtained by differentiating x by u, the same result is obtained. Therefore, the correction result by this correction method is guaranteed to be smoothly continuous at the cell boundary.

以下、実施例及び比較例により、本発明を説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、本発明の技術範囲において、種々の変形例を含むものである。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples. The present invention is not limited to the following examples, and includes various modifications within the technical scope of the present invention.

（実施例１）
本実施例は、ペンを用いて入力する静電容量結合方式の座標入力システムの座標補正方法に関するものである。図６に座標入力システムの構成を示す。座標指示器（入力ペン）１１が入力パネル１２の座標入力領域１３内で指示した位置の座標（ｘ，ｙ）を検出する。入力パネル１２の座標入力領域１３の形状は、長方形とした。面抵抗体１４は、四角いガラス基材の上に、長方形の形状にＮＥＳＡ（酸化錫）膜を形成した。抵抗性周囲電極１５は、銀カーボンインクのスクリーン印刷によって、座標入力領域１３の四辺上に形成した。更に、座標入力領域１３をガラス系コーティング剤で絶縁処理することによって、入力ペン１１と面抵抗体１４との静電容量結合による信号伝達をさせるようにした。 Example 1
The present embodiment relates to a coordinate correction method of a capacitively coupled coordinate input system that inputs using a pen. FIG. 6 shows the configuration of the coordinate input system. The coordinate indicator (input pen) 11 detects the coordinates (x, y) of the position indicated in the coordinate input area 13 of the input panel 12. The shape of the coordinate input area 13 of the input panel 12 is a rectangle. The surface resistor 14 was formed by forming a NESA (tin oxide) film in a rectangular shape on a square glass substrate. The resistive surrounding electrodes 15 were formed on the four sides of the coordinate input area 13 by screen printing with silver carbon ink. Further, the coordinate input area 13 is insulated with a glass coating agent to transmit signals by capacitive coupling between the input pen 11 and the surface resistor 14.

座標入力領域１３の４つの頂点を駆動電極１６〜１９とし、そこにそれぞれ１本ずつ引き出し線２０〜２３を接続した。引き出し線２０〜２３を、それぞれスイッチ２４〜２７に接続した。 The four vertices of the coordinate input area 13 are set as drive electrodes 16 to 19, and lead lines 20 to 23 are connected to the drive electrodes 16 to 19, respectively. Lead wires 20-23 were connected to switches 24-27, respectively.

座標を検出するには、信号発生器２８によって面抵抗体１４にＡＣ電位勾配を与える。電位勾配の与え方は、まず駆動電極１６〜１９のうちから１つの駆動電極１６を選択し、引き出し線２０を通じて接続されているスイッチ２４を信号発生器２８の出力側に接続して、残りの駆動電極１７〜１９に接続されているスイッチ２５〜２７を接地側に接続する。このとき、面抵抗体１４の、入力ペン１１の先端に近い位置のＡＣ信号レベルは、静電容量結合を介して入力ペン１１に伝達され、更にケーブル２９を通じてアナログ信号処理部３０に伝達される。アナログ信号処理部３０は、図示しないが、増幅器、帯域通過フィルタ、ＡＣ／ＤＣ変換器（ＡＭ検波器）等を含み、入力したＡＣ信号レベルに比例したＤＣ信号レベルを出力する。Ａ／Ｄコンバータ（アナログ／デジタル変換器）３１は、アナログ信号処理部３０が出力したＤＣ信号レベルをデジタル値化し、ＣＰＵ３２に出力する。 In order to detect the coordinates, an AC potential gradient is applied to the surface resistor 14 by the signal generator 28. In order to apply the potential gradient, first, one drive electrode 16 is selected from the drive electrodes 16 to 19, the switch 24 connected through the lead-out line 20 is connected to the output side of the signal generator 28, and the remaining voltage is applied. The switches 25 to 27 connected to the drive electrodes 17 to 19 are connected to the ground side. At this time, the AC signal level of the surface resistor 14 at a position close to the tip of the input pen 11 is transmitted to the input pen 11 through capacitive coupling, and further transmitted to the analog signal processing unit 30 through the cable 29. . Although not shown, the analog signal processing unit 30 includes an amplifier, a band pass filter, an AC / DC converter (AM detector), and the like, and outputs a DC signal level proportional to the input AC signal level. The A / D converter (analog / digital converter) 31 converts the DC signal level output from the analog signal processing unit 30 into a digital value and outputs it to the CPU 32.

ＣＰＵ３２は、スイッチ２４〜２７の接続を、任意の組み合わせに設定する機能を有し（図示せず）、Ａ／Ｄコンバータ３１が出力したＤＣ信号レベルのデータを読み取ると、次に、駆動電極１６〜１９のうちから、次の駆動電極１７を選択し、対応するスイッチ２５のみを信号発生器２８の出力側に接続し、残りの駆動電極１６、１８及び１９に対応するスイッチ２４、２６及び２７を接地側に接続して、同様にアナログ信号処理部３０で処理し、Ａ／Ｄコンバータ３１が出力したデータをＣＰＵ３２が読み取る。
ＣＰＵ３２はこの操作を駆動電極の数だけ繰り返し、それらのデータを基にして、入力ペン１１の指示位置の座標を計算する。座標は、駆動電極１６〜１９のそれぞれを選択したときの検出値をそれぞれＶ_１６〜Ｖ_１９とすると、数式３によって計算することができる。これによって計算される座標は、座標入力領域１３全体を、−１≦ｘ≦１，−１≦ｙ≦１の範囲に合わせたものであり、後段の補正処理によって、一旦正規化基準座標に変換され、最後に座標入力領域１３の物理的な大きさに対応した座標に変換される。 The CPU 32 has a function of setting the connection of the switches 24 to 27 to an arbitrary combination (not shown), and when the data of the DC signal level output from the A / D converter 31 is read, next, the drive electrode 16 -19, the next drive electrode 17 is selected, only the corresponding switch 25 is connected to the output side of the signal generator 28, and the switches 24, 26 and 27 corresponding to the remaining drive electrodes 16, 18 and 19 are connected. Are connected to the ground side and similarly processed by the analog signal processing unit 30, and the CPU 32 reads the data output from the A / D converter 31.
The CPU 32 repeats this operation as many times as the number of drive electrodes, and calculates the coordinates of the indicated position of the input pen 11 based on those data. The coordinates can be calculated by Equation 3 assuming that the detected values when the drive electrodes 16 to 19 are selected are V _{16 to} V ₁₉ , respectively. The coordinates calculated in this way are obtained by adjusting the entire coordinate input area 13 to the range of −1 ≦ x ≦ 1, −1 ≦ y ≦ 1, and are converted into normalized reference coordinates once by the subsequent correction process. Finally, the coordinates are converted into coordinates corresponding to the physical size of the coordinate input area 13.

数式３によって計算した検出座標値を、ＣＰＵ３２から出力させ、シリアル通信によってパソコンに取り込むようにした。
一方、座標入力領域１３を、適当な一定の横長さ、縦長さのセルを持つ格子に分割し、予め、それぞれの格子点に入力ペン１１を載置したときに検出した座標を、基準検出座標としてパソコンに記憶させた。この時点で、基準検出座標によって形成される格子のすべてのセルが、凸四角形であることを確認した。 The detected coordinate value calculated by Expression 3 is output from the CPU 32 and is taken into the personal computer by serial communication.
On the other hand, the coordinate input area 13 is divided into grids having cells of appropriate constant horizontal and vertical lengths, and the coordinates detected when the input pen 11 is placed in advance at the respective grid points are used as reference detection coordinates. Was memorized in a personal computer. At this point, it was confirmed that all the cells of the lattice formed by the reference detection coordinates are convex quadrangles.

本実施例においては、ＣＰＵ３２では補正処理を行わず、パソコン上に補正処理を実装した。そして、ＣＰＵ３２が出力した座標をパソコンに取り込んで、補正処理の結果を評価した。補正処理の手順は、次のようなものである。まず、パソコンに取り込んだ座標が、予めパソコンに記憶した基準検出座標によって形成される格子のいずれのセル内もしくは辺上に存在するか、前記したように、セルを構成する４つの基準検出座標とＣＰＵ３２が出力した座標を用いたベクトルの外積計算によって判別する。この計算は、すべてのセルについて順番に行い、ＣＰＵ３２が出力した座標が内部もしくは辺上にあるセルが判明した段階で終了する。 In this embodiment, the CPU 32 does not perform the correction process, but implements the correction process on the personal computer. And the coordinate which CPU32 output was taken in into the personal computer, and the result of the correction process was evaluated. The procedure of the correction process is as follows. First, as described above, the coordinates acquired in the personal computer exist in any cell or side of the grid formed by the reference detection coordinates stored in advance in the personal computer, and as described above, the four reference detection coordinates constituting the cell and The determination is made by the vector cross product calculation using the coordinates output by the CPU 32. This calculation is performed for all the cells in order, and ends when a cell whose coordinates output by the CPU 32 are inside or on the side is found.

次に、ＣＰＵ３２が出力した座標と、その座標が内部もしくは辺上にあるセルを構成する４つの基準検出座標とを用いて、図３及び図４の流れ図に示したような手順を用いて、ｕ，ｖを決定する。最後に、そのせるの格子内の位置、及びセルの横長さと縦長さを用いて、座標入力領域１３内の座標を算出する。 Next, using the coordinates output by the CPU 32 and the four reference detection coordinates constituting the cell whose coordinates are inside or on the side, the procedure as shown in the flowcharts of FIGS. 3 and 4 is used. u and v are determined. Finally, the coordinates in the coordinate input area 13 are calculated using the position in the grid and the horizontal and vertical lengths of the cells.

入力ペン１１を、複数のセルにまたがって移動させたときの、補正処理を加えた結果の一例を、図７（ａ）に示す。点線は正規化基準座標によって形成される格子から、横２×縦２セルを抽出したものを示す。実線は、検出座標に補正処理を加えた結果である。 FIG. 7A shows an example of the result of applying the correction process when the input pen 11 is moved across a plurality of cells. A dotted line shows 2 × 2 cells extracted from a grid formed by normalized reference coordinates. The solid line is the result of applying correction processing to the detected coordinates.

（比較例１）
実施例１のシステムを用い、実施例１において補正処理を適用した同じデータに対して、特許文献１の補正処理を適用した。結果を図７（ｂ）に示す。 (Comparative Example 1)
Using the system of Example 1, the correction process of Patent Document 1 was applied to the same data to which the correction process was applied in Example 1. The results are shown in FIG.

結果として、実施例１に示した構成においては、入力ペン１１を複数のセルにまたがって移動させたときに、滑らかな線として補正することができた。それに対して、比較例１では、特に上から３点目の座標について、実際にはほぼ格子点を結ぶ線上にあったものの、左側のセルの内側に補正されてしまい、その部分で滑らかでない補正結果を得た。
従って、本発明に係る座標補正方法が、セル内に検出された座標を、基準座標を格子点として形成される格子の対応するセル内に必ず補正し、また複数のセル間をまたがって連続して移動する入力が行われたときに、補正結果が複数のセルの境界で滑らかに連続するように補正できることが確認された。 As a result, in the configuration shown in Example 1, when the input pen 11 was moved across a plurality of cells, it could be corrected as a smooth line. On the other hand, in the first comparative example, especially the third coordinate from the top is actually on the line connecting the lattice points, but is corrected to the inside of the left cell, and the correction is not smooth at that portion. The result was obtained.
Therefore, the coordinate correction method according to the present invention always corrects the coordinates detected in the cells within the corresponding cells of the grid formed with the reference coordinates as the grid points, and continues across multiple cells. It was confirmed that the correction result can be corrected so that the correction result is smoothly continuous at the boundary of a plurality of cells.

１検出座標
２正規化補正座標
３、４セル
１１座標指示器
１２入力パネル
１３座標入力領域
１４面抵抗体
１５抵抗性周囲電極
１６、１７、１８、１９駆動電極
２０、２１、２２、２３引き出し線
２４、２５、２６、２７スイッチ
２８信号発生器
２９ケーブル
３０アナログ信号処理部
３１Ａ／Ｄコンバータ
３２ＣＰＵ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection coordinate 2 Normalization correction coordinate 3, 4 Cell 11 Coordinate indicator 12 Input panel 13 Coordinate input area 14 Surface resistor 15 Resistive surrounding electrode 16, 17, 18, 19 Drive electrode 20, 21, 22, 23 Leader line 24, 25, 26, 27 Switch 28 Signal generator 29 Cable 30 Analog signal processor 31 A / D converter 32 CPU

Claims

In a coordinate input system for detecting a position indicated by a coordinate indicator such as a finger or a pen, a coordinate correction method for correcting a detected coordinate value, wherein an input range is divided into a grid having at least a plurality of rectangular cells, Accurate reference coordinate values of all grid point positions and reference detection coordinate values actually detected when the position of the reference coordinates is indicated by the coordinate indicator are stored in advance, and the reference detection coordinates are The detection coordinates detected in a specific cell of the grid formed as a point are detected on a straight line connecting points that are moved uniformly from the left end to the right end over the entire length of each side on the upper and lower sides. The ratio of the distance from the left end on the upper side to the total length of the upper side when the coordinates are on the left and right is the position ratio in the left-right direction, and on the left and right sides, from the lower end to the upper end over the entire length of each side The ratio of the distance from the lower end on the left side to the total length of the left side when the detected coordinate is on a straight line connecting the points moved to, etc. is the vertical position ratio, and the reference coordinate is a grid point Within the corresponding cell of the lattice to be formed, it is separated from the left end of the cell by the position ratio in the left-right direction with respect to the width of the cell, and the vertical position with respect to the height of the cell from the lower end of the cell. A coordinate correction method characterized by performing coordinate conversion into coordinates separated by a ratio .