JP5878598B2 - 投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法、装置、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法、装置、プログラムおよび記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、投影型静電容量式タッチパネルの座標の計算に関し、特には、投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法、装置、プログラムおよび記録媒体に関する。
近年、投影型静電容量式タッチパネルにおけるタッチ座標の計算には、加重平均法が多く用いられる。このような計算方法は、様々な応用における精度要求を満たしている。しかしながら、タッチ位置がタッチパネルの周縁部に近い位置になると、このような計算方法により計算された周縁部の座標に大きい誤差が発生してしまい、ユーザインタフェースに対する誤タッチが発生することがある。
図1は、従来技術に係る投影型静電容量式タッチパネル上のタッチ座標を計算する計算方法を例示する模式図である。6行8列のセンサマトリックスを例にした場合、P11、P12およびP13はそれぞれ三つのタッチ点を示し、各点それぞれの十字線中心は各点の実際の位置を示し、太線枠により囲まれた範囲はタッチ感知範囲を示すとする。
この場合、公知の座標計算方法により、P11、P12およびP13の三点それぞれのx座標を計算すると、以下のようになる。
以上の計算結果によれば、非周縁部タッチ点(例えばP12)の場合、従来の計算方法により算出されたx座標と実際のx座標との間の誤差が比較的小さいものの、周縁部タッチ点(例えばP11およびP13)の場合、従来の計算方法により算出されたx座標と実際のx座標との間には比較的大きい誤差が発生する、ことが分かる。
従来技術において、y座標の計算方法はx座標の計算方法に類似している。したがって、従来の計算方法により算出された周縁部タッチ点のy座標と実際のy座標との間にも、比較的多きい誤差が同様に発生する。
発明の開示
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、投影型静電容量式タッチパネルの周縁部にあるタッチ点座標の精度を向上できる投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法および装置を提供することをその目的とする。
本発明は、一方向に沿って配列された感知ラインL、L、……Lを含む(但し、LおよびLは周縁部感知ラインである)投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法に関するものである。前記方法は、周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得し、仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得し、前記仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度と前記周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度に対し加重平均をとることにより、座標値を取得する、ことを特徴とする。
本発明は、一方向に沿って配列された感知ラインL、L、……Lを含む(但し、LおよびLは周縁部感知ラインである)投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善装置に関するものである。当該装置は、周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得するための第1の取得モジュールと、仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得するための第2の取得モジュールと、前記仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度と前記周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度に対し加重平均をとることにより、座標値を取得するための演算モジュールとを含むことを特徴とする。
また、本発明は、投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善プログラムに関するものである。当該プログラムは、一方向に沿って配列されたM本の感知ラインL、L、……Lを含む(但し、LおよびLは周縁部感知ラインである)投影型静電容量式タッチパネルを備える設備に内蔵のプロセッサに、周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得し、仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得し、前記仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度と前記周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度に対し加重平均をとることにより、座標値を取得する手順を実行させることを特徴とする。
本発明は、上記のプログラムが記録された記録媒体に関するものである。
従来技術に係る加重平均法によりタッチ点の座標を計算する際に、座標算出のために、通常、少なくとも3本の感知ラインからのタッチ信号が必要となる。しかし、周縁部タッチ点の場合、2本の感知ラインからのタッチ信号しか得られない。これらの2本の感知ラインからのタッチ信号のみにより座標値を計算する場合(本願の背景技術にて言及した計算方法をご参照)、算出した座標値が実際の座標値より小さくなってしまう。
本発明の実施例においては、周縁部タッチ点の座標を計算する際に、外側に隣り合う仮想感知ラインを生成し、この仮想感知ラインを含む3本の感知ラインからのタッチ信号を用いて加重平均法により座標を確定する。それゆえ、算出された座標は実際の座標より小さくはならない。
従来技術に係る投影型静電容量式タッチパネル上のタッチ座標を計算する計算方法を例示的に示す模式図である。 本発明の実施例に係る投影型静電容量式タッチパネルを示す平面模式図である。 本発明の実施例に係る投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法の流れを模式的に示すフロチャートである。 本発明の実施例に係る投影型静電容量式タッチパネルを例示的に示す模式図である。 本発明の実施例に係る投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善装置を示す模式図である。
図2は、本発明の実施例に係る投影型静電容量式タッチパネルを示す平面模式図である。当該投影型静電容量式タッチパネルは、一方向(例えばx軸方向)に沿って配列されたM本の感知ラインであるL、L、……Lを含む。但し、LとLは周縁部感知ラインである。P21、P22およびP23はそれぞれ三つのタッチ点を示し、各点それぞれの十字線中心は各点の実際の位置を示し、太線枠により囲まれた範囲はタッチ感知範囲を示すとする。
図3は、本発明の実施例に係る投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法を模式的に示すフロチャートである。当該図に示すように、当該方法は以下のようなステップを含む。
ステップ(以下Sと略す)101:周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得する。
S102:仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得する。
本発明の実施例において、周縁部タッチ点の座標を計算する際に、複数本の仮想感知ラインを生成する。例えば、x座標を計算する際に、周縁部タッチ点(例えばP23)が感知ラインL上に位置し、且つP23のタッチ感知範囲内に感知ラインLおよびLが含まれている(このうち、Lが感知できる信号が最も強い)とすれば、感知ラインLの左側に位置する仮想感知ラインLを生成し、仮想感知ラインLの仮想信号強度を取得する。
また、例えば、x座標を計算する際に、周縁部タッチ点(例えばP21)が感知ラインL上に位置し、且つP21のタッチ感知範囲内に感知ラインLM−1およびLが含まれている(このうち、Lが感知できる信号が最も強い)とすれば、感知ラインLの右側に位置する仮想感知ラインLM+1を生成し、仮想感知ラインLM+1の仮想信号強度を取得する。
以下、本発明の実施例において仮想信号強度を確定する方法について説明する。
感知ラインにより感知された信号強度は、理想的な状況において、有効タッチ面積に線形比例する。P21点を例にする場合、P21点のタッチ感知範囲は、仮想感知ラインLM+1上の面積と感知ラインLM−1上の面積の和が感知ラインL上の面積に等しい。それゆえ、感知ラインLにより感知された信号強度Sは、仮想感知ラインLM+1により感知された信号強度SM+1と感知ラインLM−1により感知された信号強度SM−1の和と等しくなる。即ち、SM−1+SM+1=Sが成立する。したがって、感知ラインLM+1により感知された仮想信号強度はS−SM−1により確定することができる。同様に、感知ラインLにより感知された仮想信号強度はS−Sにより確定することができる。
しかしながら、あらゆるタッチパネルにとって、感知ラインにより感知された信号強度が有効タッチ面積に線形比例するとは言えない。それゆえ、本発明では、補正係数Rを用いて調整を行なうことにより、異なるタッチパネル設計に適応するようにしている。補正係数を用いる場合、感知ラインLM+1により感知された仮想信号強度はR・S−SM−1により確定することができる。Rは、例えば0.5乃至1.5の値をとることができる。
同様に、感知ラインLにより感知された仮想信号強度はR・S−Sにより確定することができる。
S103:仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度と周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度とに対し加重平均をとることにより、座標値を取得する。
具体的には、周縁部タッチ点が感知ラインL上に位置する場合、以下の公式(1)により周縁部タッチ点の座標値を算出することができる。
但し、xは仮想感知ラインLの座標であり、xは感知ラインLの座標であり、xは感知ラインLの座標であり、Xは周縁部タッチ点のx軸座標値である。
周縁部タッチ点が感知ラインL上に位置する場合、以下の公式(2)により周縁部タッチ点の座標値を算出することができる。
但し、xM−1 感知ラインLM−1の座標であり、xは感知ラインLの座標であり、xM+1は仮想感知ラインLM+1の座標である。
以下、本発明に係る方法について、具体的な例を挙げて説明するようにする。
図4は、本発明の実施例に係る投影型静電容量式タッチパネルを例示的に示す模式図である。図4には、6行8列のセンサマトリックスが示されている。当該マトリックスは、x方向に沿って配列された8本の感知ラインとy方向に沿って配列された6本の感知ラインを含む。P31、P32およびP33はそれぞれ三つのタッチ点を示し、各点それぞれの十字線中心は各点の実際の位置を示し、太線枠により囲まれた範囲はタッチ感知範囲を示すとする。
非周縁部タッチ点(例えばP32)に対しては、公知の加重平均法を用いることができる。例えば、P32のタッチ感知範囲内の感知ラインL、LおよびLの座標はそれぞれ4、5および6であり、これらの感知ラインにより感知された信号強度はそれぞれ0.75、1および0.25であるとすると、P32のx座標は
になる。
左側の周縁部タッチ点P33の場合、例えば、x座標を計算する際に、まず、周縁部タッチ点P33のタッチ感知範囲内の感知ラインLにより感知された信号強度(例えば1)および感知ラインLにより感知された信号強度(例えば0)を取得し、次に、仮想感知ラインLの仮想座標0および仮想信号強度(1−0)を取得する。本実施例では、R=1とする。
上記のようにして取得した各信号強度および座標を公式(1)に代入すれば、周縁部タッチ点P33のx座標値である
が得られる。このx座標値はP33の実際位置座標0と等しい。
右側の周縁部タッチ点P31の場合、例えば、x座標を計算する際に、まず、周縁部タッチ点P31のタッチ感知範囲内の感知ラインLにより感知された信号強度(例えば0.25)および感知ラインLにより感知された信号強度(例えば0.25)を取得し、次に、仮想感知ラインLの仮想座標9および仮想信号強度(1−0.25)を取得する。本実施例では、R=1とする。
上記のようにして取得した各信号強度および座標を公式(2)に代入すれば、周縁部タッチ点P31のx座標値である
が得られる。このx座標値は、P31の実際位置座標7.75と等しい。
本発明の実施例に係る計算方法により算出されたx座標値と従来技術に係る加重平均法により算出されたx座標値を比較すると、本発明の実施例に係る計算方法により算出された周縁部タッチ点のx座標値は当該点の実際のx座標値と一致するようになり、x座標の精度が向上されたことが分かる。
y座標の計算方法は、x座標の計算方法と同様であり、同様にy座標の精度を向上することができる。
以下、本発明に係る計算方法を用いた場合投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度が向上できる理由について説明する。
従来技術に係る加重平均法によりタッチ点の座標を計算する際には、座標確定のために、通常、少なくとも3本の感知ラインからのタッチ信号が必要となる。しかし、周縁部タッチ点の場合、2本の感知ラインからのタッチ信号しか得られない。これらの2本の感知ラインからのタッチ信号のみにより座標値を計算する場合(本願の背景技術にて言及した計算方法をご参照)、算出した座標値が実際の座標値より小さくなってしまう。
本発明の実施例においては、周縁部タッチ点の座標を計算する際に、外側に隣り合う仮想感知ラインを生成し、この仮想感知ラインを含む3本の感知ラインからのタッチ信号を用いて加重平均法により座標を確定する。なお、周縁部タッチ点のタッチ感知範囲のうち、3本の感知ラインそれぞれ上に位置する各部分の面積関系により、仮想感知ラインの仮想信号強度を確定する。例えば、周縁部タッチ点が前記感知ラインL上に位置する場合、仮想感知ラインLの仮想信号強度をR・S−Sにより確定し、周縁部タッチ点が感知ラインL上に位置する場合、仮想感知ラインLM+1の仮想信号強度をR・S−SM−1により確定する。それゆえ、算出された座標は実際の座標より小さくならない。
また、補正係数Rにより仮想信号強度を調整することで、算出された座標が様々なタッチパネル設計に適応できるようになり、座標の精度をさらに改善することができる。
図5は、本発明の実施例に係る投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善装置を示す模式図である。当該投影型静電容量式タッチパネルは、一方向に沿って配列されたM本の感知ラインL、L、……Lを含む。但し、LとLは周縁部感知ラインである。当該装置は、第1の取得モジュール41、第2の取得モジュール42および演算モジュール43を含む。当該第1の取得モジュール41は、周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得するためのものであり、当該第2の取得モジュール42は、仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得するためのものである。演算モジュール43は、第1の取得モジュール41および第2の取得モジュール42と接続され、第2の取得モジュール42により取得された仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度と第1の取得モジュール41により取得された周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度との加重平均をとることにより座標値を取得するためのものである。
周縁部タッチ点が感知ラインL上に位置し、且つLおよびLが周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内に位置する場合、仮想感知ラインはLになり、第2の取得モジュール42により取得される仮想信号強度はR・S−Sになる。
周縁部タッチ点が感知ラインL上に位置し、且つLM−1およびLが周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内に位置する場合、仮想感知ラインはLM+1になり、仮想信号強度はR・S−SM−1になる。
本発明の一実施例によれば、当該投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善装置は、投影型静電容量式タッチパネルを備える設備(例えば、移動端末、ノートパソコン、デスクトップパソコン)に内蔵のプロセッサ(例えばCPU)により実現することができる。本発明の実施例に係る投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法は、ソフトウェアにより実現することができる。例えば、投影型静電容量式タッチパネルを備える設備の記憶モジュールに組込まれたファームウェア(firmware)として開発され、プロセッサが当該ファームウェアにしたがって本発明に係る精度改善方法を実行することができる。
以上、幾つかの実施例を参照しながら本発明について説明したが、上記の実施例において用いた用語は、本発明を説明するための例示的なものであって、本発明に対する限定として捕らえてはいけない。本発明は、発明の精神および趣旨を遺脱してない限り、様々な形態により具体的に実施可能であるため、上記の実施例は、その具体的な内容に限定されず、添付の特許請求の範囲により限定される趣旨及び範囲内で広く解釈すべきであるので、特許請求の範囲またはその均等の範囲内のすべての変形および改良は添付の特許請求の範囲に含まれる、と理解すべきである。

Claims (10)

  1. 一方向に沿って配列されたM本の感知ラインL、L、……Lを含む(但し、LおよびLは周縁部感知ラインである)投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法において、
    周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得し、
    仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得し、
    前記仮想感知ラインの前記仮想座標および前記仮想信号強度と前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度に対し加重平均をとることにより、座標値を取得し、
    前記周縁部タッチ点が前記感知ラインL 上に位置し、前記感知ラインL および前記感知ラインL が前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内に位置し、仮想感知ラインはL になり、且つ、前記タッチ感知範囲は、前記仮想感知ラインL 上の面積と前記感知ラインL 2 上の面積の和が前記感知ラインL 1 上の面積に等しい場合、前記仮想信号強度はR・S −S になる(但し、S は前記感知ラインL により感知された信号強度であり、S は前記感知ラインL により感知された信号強度であり、Rは補正係数である)
    ことを特徴とする投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法。
  2. 前記周縁部タッチ点の座標値は

    である(但し、xは前記仮想感知ラインLの座標であり、xは前記感知ラインLの座標であり、xは前記感知ラインLの座標である) ことを特徴とする請求項に記載の投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法。
  3. 一方向に沿って配列されたM本の感知ラインL 、L 、……L を含む(但し、L およびL は周縁部感知ラインである)投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法において、
    周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得し、
    仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得し、
    前記仮想感知ラインの前記仮想座標および前記仮想信号強度と前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度に対し加重平均をとることにより、座標値を取得し、
    前記周縁部タッチ点が前記感知ラインL 上に位置し、前記感知ラインL M−1 および前記感知ラインL が前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内に位置し、仮想感知ラインはL M+1 になり、且つ、前記タッチ感知範囲は、前記仮想感知ラインL M+1 上の面積と前記感知ラインL M−1 上の面積の和が前記感知ラインL 上の面積に等しい場合、前記仮想信号強度はR・S −S M−1 になる(但し、S は前記感知ラインL により感知された信号強度であり、S M−1 は前記感知ラインL M−1 により感知された信号強度であり、Rは補正係数である)
    ことを特徴とする投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法。
  4. 前記周縁部タッチ点の座標値は
    である(但し、xM−1は前記感知ラインLM−1の座標であり、xは前記感知ラインLの座標であり、xM+1は前記仮想感知ラインLM+1の座標である)
    ことを特徴とする請求項に記載の投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法。
  5. Rの値は0.5〜1.5である
    ことを特徴とする請求項のいずれか1項に記載の投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善方法。
  6. 一方向に沿って配列された感知ラインL、L、……Lを含む(但し、LおよびLは周縁部感知ラインである)投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善装置において、
    周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得するための第1の取得モジュールと、
    仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得するための第2の取得モジュールと、
    前記仮想感知ラインの前記仮想座標および前記仮想信号強度と前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度に対し加重平均をとることにより、座標値を取得するための演算モジュールと
    を含み、
    前記周縁部タッチ点が前記感知ラインL 上に位置し、前記感知ラインL および前記感知ラインL が前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内に位置し、仮想感知ラインはL になり、且つ、前記タッチ感知範囲は、前記仮想感知ラインL 上の面積と前記感知ラインL 2 上の面積の和が前記感知ラインL 1 上の面積に等しい場合、前記仮想信号強度はR・S −S になる(但し、S は前記感知ラインL により感知された信号強度であり、S は前記感知ラインL により感知された信号強度であり、Rは補正係数である)
    ことを特徴とする投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善装置。
  7. 一方向に沿って配列された感知ラインL 、L 、……L を含む(但し、L およびL は周縁部感知ラインである)投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善装置において、
    周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得するための第1の取得モジュールと、
    仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得するための第2の取得モジュールと、
    前記仮想感知ラインの前記仮想座標および前記仮想信号強度と前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度に対し加重平均をとることにより、座標値を取得するための演算モジュールと
    を含み、
    前記周縁部タッチ点が前記感知ラインL 上に位置し、前記感知ラインL M−1 および前記感知ラインL が前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内に位置し、仮想感知ラインはL M+1 になり、且つ、前記タッチ感知範囲は、前記仮想感知ラインL M+1 上の面積と前記感知ラインL M−1 上の面積の和が前記感知ラインL 上の面積に等しい場合、前記仮想信号強度はR・S −S M−1 になる(但し、S は前記感知ラインL により感知された信号強度であり、S M−1 は前記感知ラインL M−1 により感知された信号強度であり、Rは補正係数である)
    ことを特徴とする投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善装置。
  8. 一方向に沿って配列されたM本の感知ラインL、L、……Lを含む(但し、LおよびLは周縁部感知ラインである)投影型静電容量式タッチパネルを備える設備に内蔵のプロセッサに、
    周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得し、
    仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得し、
    前記仮想感知ラインの前記仮想座標および前記仮想信号強度と前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度に対し加重平均をとることにより、
    座標値を取得する手順を実行させ
    前記周縁部タッチ点が前記感知ラインL 上に位置し、前記感知ラインL および前記感知ラインL が前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内に位置し、仮想感知ラインはL になり、且つ、前記タッチ感知範囲は、前記仮想感知ラインL 上の面積と前記感知ラインL 2 上の面積の和が前記感知ラインL 1 上の面積に等しい場合、前記仮想信号強度はR・S −S になる(但し、S は前記感知ラインL により感知された信号強度であり、S は前記感知ラインL により感知された信号強度であり、Rは補正係数である)
    ことを特徴とする投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善プログラム。
  9. 一方向に沿って配列されたM本の感知ラインL 、L 、……L を含む(但し、L およびL は周縁部感知ラインである)投影型静電容量式タッチパネルを備える設備に内蔵のプロセッサに、
    周縁部タッチ点のタッチ感知範囲内の感知ラインにより感知された信号強度を取得し、
    仮想感知ラインの仮想座標および仮想信号強度を取得し、
    前記仮想感知ラインの前記仮想座標および前記仮想信号強度と前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内の感知ラインの座標および感知された信号強度に対し加重平均をとることにより、
    座標値を取得する手順を実行させ、
    前記周縁部タッチ点が前記感知ラインL 上に位置し、前記感知ラインL M−1 および前記感知ラインL が前記周縁部タッチ点の前記タッチ感知範囲内に位置し、仮想感知ラインはL M+1 になり、且つ、前記タッチ感知範囲は、前記仮想感知ラインL M+1 上の面積と前記感知ラインL M−1 上の面積の和が前記感知ラインL 上の面積に等しい場合、前記仮想信号強度はR・S −S M−1 になる(但し、S は前記感知ラインL により感知された信号強度であり、S M−1 は前記感知ラインL M−1 により感知された信号強度であり、Rは補正係数である)
    ことを特徴とする投影型静電容量式タッチパネルの周縁部座標の精度改善プログラム。
  10. 求項に記載のプログラムが記録された記録媒体。
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