JP6426639B2 - データ伝達システム、タッチパネル装置、及びデータ伝達方法 - Google Patents

Description

本発明は、振動を検出可能なタッチパネルを介して任意のデータを伝達するデータ伝達システムに関する。本発明はさらに、振動を検出可能なタッチパネルを介して任意のデータを検出するタッチパネル装置、振動を入力するために用いる携帯装置を、任意のデータを振動信号に変換する手段として機能させるための振動変換プログラム、及び振動を検出可能なタッチパネルを介して任意のデータを伝達するためのデータ伝達方法に関する。

従来のタッチパネルでは、２枚の抵抗膜が接触したときに誘起された電圧レベルに応じて打点位置を検出する抵抗膜方式や、指先と導電膜との間の静電容量の変化に応じて打点位置を検出する静電容量方式などが公知である。さらに、特許文献１〜４には、振動を検出可能なタッチパネルを使用する種々の技術が開示されている。

特許文献１には、ペンの振動をタッチセンサに入力することによって座標を入力する装置が記載されている。かかる装置によれば、特定の座標が装置に入力される。

特許文献２には、ペンの振動をタッチセンサに入力することによって座標を入力するだけでなく、振動しているか否かを判定することによってコマンドを認識する装置が記載されている。かかる装置によれば、特定のコマンドが装置で認識される。

特許文献３には、異なる箇所に振動センサを備えることにより、どの振動センサに衝撃が入力されたかに基づいてコマンドを認識する装置が記載されている。かかる装置も特定のコマンドを認識するものである。

特許文献４には、表面に凹凸パターンを備えることにより、凹凸パターンから発生する摩擦振動に応じてデータを入力する装置が記載されている。かかる装置は、特定の凹凸パターンに応じて特定のデータを入力するものである。

特開平２−１４３３１６号公報 特許第２８７６６３０号公報 特開２００６−１１７６３号公報 特開２０１４−１７４６５０号公報

振動を検出可能なタッチパネルを介してデータを伝達する従来技術においては、比較的データ量の少ない特定のデータを入力できるものの、比較的データ量の多い任意のデータや任意のコマンドを入力できなかった。また、任意のデータをタッチパネル装置に伝達するためには、無線通信、例えばBluetooth（登録商標）や無線LANを拡張するか、又は有線通信、例えばUSB接続や有線LANを利用する必要があった。

しかしながら、無線通信は、事前に接続設定を必要とするため、簡単に接続できない。また、タッチパネル装置を利用する環境、例えば工場においては、電波の環境が悪いことや情報漏洩の危険性から、無線接続を使用したくないという要望がある。

他方、有線通信は、汎用の入出力インタフェースであるため、不特定のデバイスがタッチパネル装置に接続できるようになる。従って、有線接続では、セキュリティが脆弱になるという懸念がある。

そこで、任意のデータを携帯装置からタッチパネル装置に簡単かつ安全に伝達するとともに、タッチパネル装置で検出されるデータのエラーを低減する技術が求められている。

本発明の第１の態様は、振動を検出可能なタッチパネルを介してデータを伝達するデータ伝達システムであって、任意のデータを振動信号に変換する振動変換部と、振動信号のパターンに応じて振動を発生する振動発生部と、前記振動の周期又は振幅を変更する振動変更部と、を有する携帯装置と、携帯装置を接触させられることによって振動を入力する抵抗膜式タッチパネル、入力された振動による抵抗膜式タッチパネルの２枚の抵抗膜の接触及び非接触に応じて検出される電圧レベルを検出信号に変換する信号変換部と、検出信号のパターンに基づいてデータを検出するデータ検出部と、前記振動変更部によって変更された複数種類の振動のうち検出される前記データのエラーが最も少ない振動の周期又は振幅を特定する振動特定部と、を有するタッチパネル装置と、を備える、データ伝達システムを提供する。
本発明の第２の態様は、第１の態様において、振動変換部は、所定の振動パターンに基づいて前記任意のデータから複数のパケットを生成し、前記複数のパケットを含むメッセージを生成するとともに、同一のメッセージが複数回繰返された振動信号を生成する、データ伝達システムを提供する。
本発明の第３の態様は、第２の態様において、振動変更部は、同一のメッセージ毎に振動の周期又は振幅を変更する、データ伝達システムを提供する。
本発明の第４の態様は、第２の態様において、データ検出部は、メッセージから正しいデータを検出できない場合に、他の同一のメッセージから正しいデータの検出を試行する、データ伝達システムを提供する。
本発明の第５の態様は、振動を検出可能なタッチパネルを介してデータを検出するタッチパネル装置であって、任意のデータに対応する振動パターンを有する振動を入力できる抵抗膜式タッチパネルと、入力された振動による抵抗膜式タッチパネルの抵抗膜間の接触及び非接触に応じて検出される電圧レベルを検出信号に変換する信号変換部と、検出信号のパターンに基づいてデータを検出するデータ検出部と、前記データ検出部によって検出される前記データのエラーが最も少ない振動の周期又は振幅を特定する振動特定部と、を有する、タッチパネル装置を提供する。
本発明の第６の態様は、振動を検出可能なタッチパネルを介してデータを伝達するためのデータ伝達方法であって、携帯装置に、任意のデータを振動信号に変換させるとともに、振動信号のパターンに応じて振動を発生させるステップと、振動を発生した携帯装置を抵抗膜式タッチパネルに接触させることによって振動を抵抗膜式タッチパネルに入力するステップと、入力された振動による抵抗膜式タッチパネルの抵抗膜間の接触及び非接触に応じて検出される電圧レベルを検出信号に変換するステップと、検出信号のパターンに基づいてデータを検出するステップと、前記振動の周期又は振幅を変更するステップと、変更された複数種類の振動のうち検出される前記データのエラーが最も少ない振動の周期又は振幅を特定するステップと、を含む、データ伝達方法を提供する。

本発明の第１の態様によれば、携帯装置を抵抗膜式タッチパネルに接触させるという簡単な操作で任意のデータをタッチパネル装置に伝達できる。また、任意のデータは、汎用的でないデータ形式、すなわち振動信号のパターンに変換されてタッチパネル装置に伝達されるため、情報漏洩やセキュリティを懸念する必要がない。さらに、タッチパネル装置に入力される振動は、抵抗膜式タッチパネルの抵抗膜間の接触及び非接触というコンピュータ処理に適した２つの状態、すなわちデジタル信号に近い非線形な信号で検出されるため、振動全体を線形なアナログ信号で検出する場合に比べてノイズが少なくなり、タッチパネル装置で検出されるデータのエラーが低減される。従って、任意のデータを携帯装置からタッチパネル装置に簡単かつ安全に伝達できるだけでなく、タッチパネル装置で検出されるデータのエラーを低減できる。
本発明の第２の態様によれば、携帯装置からタッチパネル装置へ入力される振動の周期又は振幅が最適化されるため、タッチパネル装置で検出されるデータのエラーをさらに低減できる。
本発明の第３の態様によれば、同一のメッセージを複数回繰返した振動信号がタッチパネル装置に伝達されるため、メッセージ毎に振動の周期又は振幅を変更できる。この場合、同一のテスト信号を繰返し送信する必要がない。また、タッチパネル装置でメッセージから正しいデータを検出できない場合には、他の同一のメッセージから正しいデータの検出を試行できる。タッチパネル装置が携帯装置にメッセージの再送を要求する必要がない。
本発明の第４、第５及び第７の態様によれば、前述した第３の態様と同様の作用効果を奏する。
本発明の第６及び第８の態様によれば、前述した第１の態様と同様の作用効果を奏する。

本発明の一実施形態における例示的なデータ伝達システムを示す概略図である。 本発明の一実施形態における例示的なデータ伝達システムの機能ブロック図である。 本発明の代替実施形態における例示的なコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録された振動変換プログラムの機能ブロック図である。 本発明の一実施形態における例示的なデータ伝達システムにおいて伝達される振動信号のデータ形式の一例を示す図であり、ここではパケットの開始を表すスタートコードに対応する振動パターンが示されている。 本発明の一実施形態における例示的なデータ伝達システムにおいて伝達される振動信号のデータ形式の一例を示す図であり、ここでは任意のデータを振動信号に変換するために用いる２進数データに対応する振動パターンが示されている。 本発明の一実施形態における例示的なデータ伝達システムにおいて伝達される振動信号のデータ形式の一例を示す図であり、ここではスタートコード、データ本体、チェック用の１の補数データ、及びエンドコードを含む１つのパケットが示されている。 本発明の一実施形態における例示的なデータ伝達システムにおいて伝達される振動信号のデータ形式の一例を示す図であり、ここでは複数のパケットから構成された１つのメッセージが示されている。 本発明の一実施形態における例示的なデータ伝達システムにおいて伝達される振動信号のデータ形式の一例を示す図であり、ここでは同一のメッセージを複数回繰返した振動信号が示されている。 本発明の一実施形態におけるタッチパネル装置の座標検出処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるタッチパネル装置のデータ検出処理の一例を示すフローチャートである。 従来の抵抗膜式タッチパネル装置を示す概略図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同様の構成要素には同様の符号が付与されている。なお、以下に記載される内容は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲や用語の意義等を限定するものではない。

まず、従来のタッチパネル装置の座標検出処理について説明する。図６は、従来の抵抗膜式タッチパネル６０を示す概略図である。理解を容易にするため、図６には、水平方向の座標を検出する構成のみが示されている。かかる抵抗膜式タッチパネル６０では、第１の抵抗膜６１の水平方向の両端に配設された一対の電極６２、６３に電圧源６４が接続される。また、第２の抵抗膜６５の垂直方向の両端に配設された一対の電極６６、６７の一方にはアナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）６８が接続される。さらに、Ａ／Ｄ変換器６８には、種々の演算制御を行う図示しない演算制御部が接続される。

第１の抵抗膜６１の電極６２に電圧Ｖ１を印加した後、ユーザの手指Ｆが抵抗膜式タッチパネル６０に触れると、第１の抵抗膜６１が第２の抵抗膜６５に接触するとともに、第１の抵抗膜６１における水平方向の打点位置Ｐに対応する電圧が第２の抵抗膜６５の電極に誘起される。かかる電圧レベルは、Ａ／Ｄ変換器６８によってアナログデジタル変換され、変換されたデジタル信号に基づいて演算制御部によって水平方向の打点位置Ｐの座標が検出される。

引き続き、第１の抵抗膜６１が第２の抵抗膜６５に接触している場合には、垂直方向の座標を検出する処理が行われる。垂直方向の座標を検出する構成は、図示されないものの、図６に示す水平方向の座標を検出する構成に類似していて、第１の抵抗膜６１の電極６２、６３の一方にＡ／Ｄ変換器が接続されるとともに、第２の抵抗膜６５の電極６６、６７に電圧源が接続されるという点においてのみ異なる。続いて、第２の抵抗膜６５の電極に電圧Ｖ１を印加した後、ユーザの手指Ｆが第１の抵抗膜６１に触れると、第１の抵抗膜６１が第２の抵抗膜６５に接触するとともに、第２の抵抗膜６５における垂直方向の打点位置Ｐに対応する電圧が第１の抵抗膜６１の電極に誘起される。かかる電圧レベルは、Ａ／Ｄ変換器６８によってアナログデジタル変換され、変換されたデジタル信号に基づいて演算制御部によって垂直方向の打点位置Ｐの座標が検出される。

かかる従来の抵抗膜式タッチパネル６０では、比較的データ量の少ない特定のデータ、例えば座標を伝達するに過ぎない。これを踏まえ、図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態のデータ伝達システム１を示す概略図である。図１に示すように、本例のデータ伝達システム１は、携帯装置２８及びタッチパネル装置２９を備える。データ伝達システム１は、任意のデータを振動信号に変換するとともに、振動信号のパターンに応じて振動を発生する携帯装置２８を抵抗膜式タッチパネル１０に接触させることにより、タッチパネル装置２９に任意のデータを伝達するシステムである。かかるシステムによれば、携帯装置２８を抵抗膜式タッチパネル１０に接触させるという簡単な操作で任意のデータをタッチパネル装置２９に伝達できる。本例の任意のデータは、所定のデータ形式、すなわち振動信号のパターンに変換されてタッチパネル装置２９に伝達されるため、情報漏洩及びセキュリティを懸念する必要がない。以下、これら装置について順に説明する。

まず、本例の携帯装置２８について説明する。図２Ａは、本実施形態におけるデータ伝達システム１の機能ブロック図である。携帯装置２８は、振動を発生する携帯用コンピュータ、例えばスマートフォン、タブレットＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）又はウェアラブルコンピュータを備える。他の実施形態では、携帯装置２８が、振動を発生するよう構成された時計、タッチペンその他の装置として構成される。携帯装置２８は、種々のデータを記憶する記憶部２０、任意のデータを振動信号に変換する振動変換部２１、振動信号のパターンに応じて振動を発生する振動発生部２２、振動の周期又は振幅を変更する振動変更部２３、及び種々のデータを入力する入力部２４を有する。以下では、これら構成要素についてさらに詳細に説明する。

本例の記憶部２０は、種々のファイルデータ及び種々のプログラムを記憶するメモリ、例えばRAM（Random Access Memory）、ROM（Read Only Memory）又はフラッシュメモリを備える。記憶部２０に記憶されたファイルデータは、振動変換部２１において読出される。他の実施形態では、ファイルデータが外部装置から携帯装置２８に入力される。

次いで、本例の振動変換部２１について説明する。振動変換部２１は、任意のデータを振動信号に変換するプロセッサ、例えばCPU（Central Processing Unit）、DSP（Digital Signal Processor）又はFPGA（Field Programmable Gate Array）を備える。代替実施形態では、振動変換部２１が携帯装置２８の図示しないプロセッサにおいて実行される振動変換プログラムとして構成される。振動変換プログラム２１は、記憶部２０に記憶されるとともに、プロセッサによって記憶部２０から読出されて実行される。振動変換プログラム２１は、コンピュータ読取り可能な非一時的な記録媒体、例えばCD-ROMに記録されることによって提供される。以下、図２Ｂを参照して、代替実施形態の振動変換プログラム２１の詳細について説明する。

図２Ｂは、代替実施形態におけるコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録された振動変換プログラム２１の機能ブロック図である。振動変換プログラム２１は、所定の指令を選択的にユーザに入力させる指令データ入力手段４１、所定の振動パターンに基づいて任意のデータから複数のパケットを生成するパケット生成手段４２、複数のパケットを含むメッセージを生成するメッセージ生成手段４３、及び同一のメッセージが複数回繰返された振動信号を生成する振動信号生成手段４４を備える。以下、これら構成要素についてさらに詳細に説明する。

本例の指令データ入力手段４１は、入力部２４から所定の指令を選択的にユーザに入力させる。所定の指令は、携帯装置２８からタッチパネル装置２９へファイルを転送するためのファイル転送指令を含む。ファイル転送指令は、例えばファイル受信要求コマンド及びファイル送信要求コマンドを含む。ファイル転送指令の場合、指令データ入力手段４１は、ユーザによって指定されたファイルデータを記憶部２０又は外部装置から読出す。次いで、指令データ入力手段４１は、ファイル転送指令データ及びファイルデータをパケット生成手段４２に出力する。他方、所定の指令はさらに、タッチパネル装置２９に実行させる動作指令を含む。動作指令は、例えばシャットダウンコマンド、アプリケーションの起動コマンド、及びメニュー画面のオープンコマンドを含む。動作指令の場合、指令データ入力手段４１は、動作指令データのみをパケット生成手段４２に出力する。従って、本明細書における「任意のデータ」とは、所定の指令データだけでなく、指令に応じて種々のファイルデータを含む。

本例のパケット生成手段４２は、指令データ入力手段４１から入力する任意のデータから所定の振動パターンに基づいて複数のパケットを生成する。ここで、図３Ａ〜図３Ｃを参照して、本例のパケット３４について詳細に説明する。図３Ａは、パケット３４の開始を表すスタートコード３０に対応する振動パターンを示す。図３Ｂは、任意のデータを振動信号に変換するために用いる２進数データに対応する振動パターンを示す。図３Ｃは、スタートコード３０、データ本体３１、チェック用の１の補数データ３２、及びエンドコード３３を含む１つのパケット３４を示す。これら図面において、横軸が時間を表し、縦軸が振動信号の振幅を表す。図３Ａに示すように、振動信号の振幅の最大値は、抵抗膜式タッチパネル１０の２枚の抵抗膜が接触したときに検出される電圧レベルに対応する。他方、振動信号の振幅の最小値は、抵抗膜式タッチパネル１０の２枚の抵抗膜が接触しないときに検出される電圧レベルに対応する。

図３Ａに示すように、パケット３４の開始を表すスタートコード３０は、６周期の振動期間及び４周期の非振動期間を含む振動パターンに対応する。他方、パケット３４の終了を表すエンドコード３３は、図示しないものの、８周期の非振動期間を含む振動パターンに対応する。パケット生成手段４２は、これら振動パターンに対応するスタートコード３０及びエンドコード３３をパケット３４の先頭及び末尾に追加する。

図３Ｂに示すように、本例の２進数データ「１」は、６周期の振動期間及び３周期の非振動期間を含む振動パターンに対応する。他方、本例の２進数データ「０」は、３周期の振動期間及び６周期の非振動期間を含む振動パターンに対応する。パケット生成手段４２は、これら振動パターンに基づいて任意のデータから１バイトのデータ本体３１を生成する。任意のデータのうち所定の指令データは、最初のパケット３４のデータ本体３１に格納される。所定の指令がファイル転送指令である場合、ファイルデータは、後続の複数のパケット３４のデータ本体３１に格納される。

図３Ｃに示すように、パケット生成手段４２はさらに、データ本体３１をチェックするために用いる１の補数データ３２をデータ本体３１の後方に追加する。そうして、１つのパケット３４が生成される。パケット生成手段４２は、任意のデータのバイト数分、前述したパケット３４の生成を繰返す。パケット生成手段４２は、生成した複数のパケット３４をメッセージ生成手段４３に出力する。

次いで、図２Ｂを参照して、本例のメッセージ生成手段４３について説明する。メッセージ生成手段４３は、パケット生成手段４２によって生成された複数のパケット３４を含むメッセージ３５を生成する。図３Ｄは、複数のパケット３４から構成される１つのメッセージ３５を示す。また、メッセージ生成手段４３は、図示しないものの、メッセージ３５の開始を表す８周期の振動期間を含む振動パターンを複数のパケット３４の前方に追加するとともに、メッセージ３５の終了を表す８周期の非振動期間を含む振動パターンを複数のパケット３４の後方に追加する。メッセージ生成手段４３は、生成したメッセージ３５を振動信号生成手段４４に出力する。

続いて、図２Ｂを参照して、本例の振動信号生成手段４４について説明する。振動信号生成手段４４は、同一のメッセージ３５が複数回繰返された振動信号３６を生成する。図３Ｅは、同一のメッセージ３５が複数回繰返された振動信号３６を示す。また、振動信号生成手段４４は、図示しないものの、振動信号３６の開始を表す８周期の非振動期間を含む振動パターンを複数のメッセージ３５の前方に追加する。生成された振動信号３６は、例えば８個の同一のメッセージ３５を含む。後述するように、タッチパネル装置２９で１つのメッセージ３５から正しいデータを検出できない場合には、他の７個の同一のメッセージから正しいデータの検出を試行する。他の全ての同一のメッセージ３５から正しいデータを検出できない場合には、データを検出できなかった旨がタッチパネル装置２９において表示される。この場合、ユーザは、後述するように、振動の周期又は振幅を最適化するキャリブレーションを携帯装置２８に実行させる。８個の同一のメッセージを含む振動信号３６がタッチパネル装置２９に伝達されるため、メッセージ３５毎に振動の周期又は振幅を変更するだけで、同一のメッセージ３５に基づく複数種類の振動がタッチパネル装置２９に入力される。そうして、タッチパネル装置２８は最適な振動の周期又は振幅を特定できる。

他の実施形態において、振動信号生成手段４４は、入力部２４から同一のメッセージ３５を繰返す回数をユーザに入力させる。タッチパネル装置２９で検出されるデータのエラーが多い場合には、繰返す回数を多くすることによって堅牢性を向上できる。他方、タッチパネル装置２９で検出されるデータのエラーが少ない場合には、繰返す回数を少なくすることによって振動信号３６のデータ量を低減できる。振動信号生成手段４４は、生成した振動信号３６を振動発生部２２に出力する。他の実施形態では、振動信号３６が外部装置から携帯装置２８に入力される。

次に、図２Ａを参照して、本例の振動発生部２２について説明する。振動発生部２２は、振動信号３６のパターンに応じて振動を発生する振動発生モータ及びその駆動回路を備える。振動発生モータ及び駆動回路は、例えば偏心ウェイト付きステッピングモータ及びステッピングモータをパルス幅変調（PWM）により駆動する駆動回路である。振動発生部２２による振動の周期又は振幅は、振動信号３６のパルス幅の変更、例えば振動発生モータの回転数の上下により変更される。他の実施形態では、振動発生部２２が電磁誘導式の振動発生ピストン及び振動発生ピストンの駆動回路として構成される。

続いて、本例の振動変更部２３について説明する。振動変更部２３は、振動の周期又は振幅を変更するプロセッサ、例えばCPU、DSP又はFPGAを備える。代替実施形態では、振動変更部２３が携帯装置２８の図示しないプロセッサにおいて実行される振動変更プログラム２３として構成される。振動変更プログラム２３は、記憶部２０に記憶されるとともに、プロセッサによって記憶部２０から読出されて実行される。振動変更プログラム２３は、コンピュータ読取り可能な非一時的な記録媒体、例えばCD-ROMに記録されることによって提供される。他の実施形態では、振動変更部２３が前述した振動変換部２１を実装するプロセッサ又はプログラムに一体化される。

振動変更プログラム２３は、振動の周期又は振幅を最適化するキャリブレーションモードにおいてユーザにより起動される。振動変更プログラム２３は、振動発生部２２における振動の周期又は振幅を上限値から下限値まで掃引するため、振動変換プログラム２１に上限値及び下限値を出力する。次いで、振動変換プログラム２１は、前述したメッセージ３５毎に振動信号３６のパルス幅を変更する。メッセージ３５毎に振動の周期又は振幅を変更することにより、同一のテスト信号を繰返し送信する必要がない。振動変換プログラム２１によって変更された複数種類の振動がタッチパネル装置２９に入力されると、後述するタッチパネル装置２９の振動特定部２６は、検出されるデータのエラーが最も少ない最適な振動の周期又は振幅を特定する。振動特定部２６によって特定された最適な振動の周期又は振幅は、後述するタッチパネル装置２９の表示部２７に表示される。振動変更プログラム２３は、携帯装置２８の入力部２４を介して、タッチパネル装置２９の表示部２７に表示された最適な振動の周期又は振幅をユーザに入力させる。振動変更プログラム２３は、入力された最適な振動の周期又は振幅を、振動変換プログラム２１に出力するとともに記憶部２０に記憶する。そうして、振動変換プログラム２１は、振動発生部２２に発生させる振動の周期又は振幅を最適な振動の周期又は振幅に変更する。さらに、振動変換プログラム２１は、次回のデータ伝達において、記憶部２０に記憶された最適な振動の周期又は振幅を読出すとともに再利用する。かかる振動の周期又は振幅の最適化によれば、タッチパネル装置２９で検出されるデータのエラーがさらに低減される。

次いで、本例の入力部２４について説明する。入力部２４は、種々のデータを入力する入力インタフェース、例えばタッチパネル、ソフトウェアキーボード、ハードウェアキーボード、種々のボタン、無線若しくは有線インタフェース又はこれら組み合わせを備える。入力部２４は、前述した所定の指令を選択的に入力するとともに、前述した最適な振動の周期又は振幅データを選択的に入力する。入力部２４が無線インタフェースである場合、入力部２４は、無線通信を介して前述した最適な振動の周期又は振幅データをタッチパネル装置２９から携帯装置２８に自動的に入力する。最適な振動の周期又は振幅データの自動入力により、セキュリティを低下させることなく、かかるキャリブレーションが完全に自動化される。

次に、図２Ａを参照して、本例のタッチパネル装置２９について説明する。タッチパネル装置２９は、携帯装置２８を接触させられることによって振動を入力する抵抗膜式タッチパネル１０、入力された振動による抵抗膜式タッチパネル１０の２枚の抵抗膜１１、１５の接触及び非接触に応じて検出された電圧レベルを検出信号に変換する信号変換部１８、検出信号のパターンに基づいてデータを検出するデータ検出部２５、データ検出部２５で検出されるデータのエラーが最も少ない振動の周期又は振幅を特定する振動特定部２６、種々のデータを表示する表示部２７、データ検出部２５によって検出されたデータを所定の指令に変換する指令変換部１９、及び種々のデータを記憶する記憶部９を備える。タッチパネル装置２９に入力される振動は、抵抗膜式タッチパネル１０の２枚の抵抗膜１１、１５の接触及び非接触というコンピュータ処理に適した２つの状態、すなわちデジタル信号に近い非線形な信号で検出されるため、振動全体を線形なアナログ信号で検出する場合に比べてノイズが少なくなり、タッチパネル装置２９で検出されるデータのエラーが低減される。以下では、タッチパネル装置２９の構成要素についてさらに詳細に説明する。

本例の抵抗膜式タッチパネル１０は、図１に示すように、所定の距離を隔てられた第１の抵抗膜１１及び第２の抵抗膜１５を備える。第１の抵抗膜１１の水平方向の両端には一対の電極１２、１３が配設され、第２の抵抗膜１５の垂直方向の両端には一対の電極１６、１７が配設される。さらに、第１の抵抗膜１１の電極１２、１３には電圧源１４が配設される。他の実施形態では、第２の抵抗膜１５の電極１６、１７に電圧源が配設される。

続いて、図１を参照して、本例の信号変換部１８について説明する。信号変換部１８は、入力された振動による抵抗膜式タッチパネル１０の２枚の抵抗膜１１、１５の接触及び非接触に応じて検出される電圧レベルを検出信号に変換するＡ／Ｄ変換器又はパルス変換器を備える。信号変換部１８は、第２の抵抗膜１５の電極１６、１７の一方に接続される。他の実施形態では、信号変換部１８が、第１の抵抗膜１１の電極１２、１３の一方に接続される。

次いで、図２Ａを参照して、本例のデータ検出部２５について説明する。データ検出部２５は、信号変換部１８によって変換された検出信号のパターンに基づいて任意のデータを検出するプロセッサ、例えばCPU、DSP又はFPGAを備える。代替実施形態では、データ検出部２５が、タッチパネル装置２９の図示しないプロセッサにおいて実行されるデータ検出プログラムとして構成される。データ検出プログラム２５は、タッチパネル装置２９の記憶部９に記憶されるとともに、プロセッサによって記憶部９から読出されて実行される。データ検出プログラム２５は、コンピュータ読取り可能な非一時的な記録媒体、例えばCD-ROMに記録されることによって提供される。

本例のデータ検出部２５によって検出される検出信号のパターンは、前述した図３Ａ〜図３Ｅに示される振動信号３６のパターンと同一である。まず、データ検出部２５は、携帯装置１８が抵抗膜式タッチパネル１０に触れたことを検出した後、一定時間継続して第２の抵抗膜１５の電極１６に電圧が検出されないこと、すなわち検出信号３６の開始を表す８周期の非振動期間を検出する。これにより、データ検出部２５は、タッチパネル装置２９の通常動作である座標検出処理から本例のデータ検出処理に切替える。次いで、データ検出部２５は、一定時間継続して第２の抵抗膜１５の電極１６に電圧が検出されたこと、すなわちメッセージ３５の開始を表す８周期の振動期間を検出する。これにより、データ検出部２５は、１つのメッセージ３５からデータの検出を開始する。メッセージ３５の開始を表す８周期の振動期間を検出できない場合、データ検出処理を終了する。

続いて、データ検出部２５は、パケット３４のスタートコード３０を検出する。スタートコード３０が検出された場合、データ検出部２５は、２バイト分を読取り、データ本体３１とチェック用の１の補数データ３２との排他的論理和（ＸＯＲ）を演算することにより、正しいデータ本体３１を検出する。正しいデータ本体３１が検出された場合、データ検出部２５はパケット３４のエンドコード３３を検出する。パケット３４のエンドコード３３が検出された場合、１つのパケット３４におけるデータ検出が完了する。このようにパケット３４の一連の要素３０〜３３がエラーなく検出されることにより、１つのパケット３４のデータ検出が完了する。データ検出部２５は、正しいデータ本体３１をバッファに取込むとともに、指令変換部１９に出力する。次いで、データ検出部２５は、メッセージ３５の終了を表す８周期の非振動期間を検出するまで、後続のパケット３４のデータ検出を実行する。メッセージ３５の終了を表す８周期の非振動期間が検出された場合、後続のメッセージ３５のデータ検出を実行する。

データ検出部２５は、１つのパケット３４においてスタートコード３０、データ本体３１、及びエンドコード３３のいずれかの要素を検出できない場合には、データの検出エラーをカウントするとともに、他の同一のメッセージ３５からデータ検出を実行する。このようにタッチパネル装置２９において１つのメッセージ３５から正しいデータを検出できない場合には、他の同一のメッセージ３５から正しいデータの検出を試行できる。

他方、他の全ての同一のメッセージ３５から正しいデータを検出できない場合、データ検出部２５は、データを検出できなかった旨を表示部２７に表示させる。この場合、ユーザは、前述したように、振動の周期又は振幅を最適化するキャリブレーションを携帯装置２８に実行させるため、振動変更プログラム２３を起動させる。振動変更プログラム２３によって変更された複数種類の振動がタッチパネル装置２９に入力されると、データ検出部２５は、前述したように検出信号３６のパターンに基づいてデータを検出する。前述したように、振動の周期又は振幅、すなわち検出信号３６のパルス幅は、同一のメッセージ３５毎に変更されている。データ検出部２５は、複数種類の振動の周期又は振幅データ及び複数種類の振動の周期又は振幅に対応する検出エラーのカウント値を振動特定部２６に出力する。

次に、図２Ａを参照して、本例の振動特定部２６について説明する。振動特定部２６は、振動の周期又は振幅を最適化する前述したキャリブレーションモードにおいて、データ検出部２５によって検出されたデータのエラーが最も少ない周期又は振幅を特定するプロセッサ、例えばCPU、DSP又はFPGAを備える。代替実施形態では、振動特定部２６がタッチパネル装置２９の図示しないプロセッサにおいて実行される振動特定プログラムとして構成される。振動特定プログラム２６は、タッチパネル装置２９の記憶部９に記憶されるとともに、プロセッサによって記憶部９から読出されて実行される。振動特定プログラム２６は、コンピュータ読取り可能な非一時的な記録媒体、例えばCD-ROMに記録されることによって提供される。他の実施形態では、振動特定部２６が、データ検出部２５を実装するプロセッサ又はプログラムに一体化される。

本例の振動特定部２６は、データ検出部２５から入力した複数種類の振動の周期又は振幅データ、及び複数種類の振動の周期又は振幅に対応する検出エラーのカウント値に基づいて、データ検出部２５によって検出されたデータのエラーが最も少ない最適な周期又は振幅を特定する。次いで、振動特定部２６は、最適な振動の周期又は振幅を表示部２７に表示させる。さらに、振動特定部２６は、最適な振動の周期又は振幅データを記憶部９に記憶させるとともに、次回のデータ伝達において記憶部９から最適な振動の周期又は振幅データを読出して表示部２７に表示させる。タッチパネル装置２９が無線インタフェースを有する他の実施形態では、最適な振動の周期又は振幅データが無線通信を介してタッチパネル装置２９から携帯装置２８に転送される。これにより、セキュリティを低下させることなく、かかるキャリブレーションが完全に自動化される。

続いて、本例の表示部２７について説明する。表示部２７は、抵抗膜式タッチパネル１０の下層に配設されるとともに、種々のデータを表示する表示装置、例えば液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、又はプラズマディスプレイを備える。表示部２７は、データ検出部２５によってデータが検出できなかった旨及び振動特定部２６によって特定された最適な振動の周期又は振幅を表示する。表示部２７に表示された最適な振動の周期又は振幅は、携帯装置２８の振動変更プログラム２３に従ってユーザにより入力部２４に入力される。

次いで、本例の指令変換部１９について説明する。指令変換部１９は、データ検出部２５によって検出されたデータを所定の指令に変換するプロセッサ、例えばCPU、DSP又はFPGAを備える。代替実施形態では、指令変換部１９が、タッチパネル装置２９の図示しないプロセッサによって実行される指令変換プログラムとして構成される。指令変換プログラム１９は、タッチパネル装置２９の記憶部９に記憶されるとともに、プロセッサによって記憶部９から読出されて実行される。指令変換プログラム１９は、コンピュータ読取り可能な非一時的な記録媒体、例えばCD-ROMに記録されることによって提供される。

指令変換プログラム１９は、データ検出部２５によって検出されたデータのうち最初のパケット３４のデータ本体３１を所定の指令に変換する。所定の指令がファイル転送指令である場合、指令変換プログラム１９は、データ検出部２５によって検出されたデータのうち後続のパケット３４のデータ本体３１をファイルデータとして記憶部９に記憶する。他方、所定の指令が動作指令、例えばアプリケーションの起動コマンドである場合、指令変換プログラム１９は、特定のアプリケーションを起動させる。この際、指令変換プログラム１９は、動作ログを記憶部９に記憶する。

続いて、本例の記憶部９について説明する。記憶部９は、種々のファイルデータ及び種々のプログラムを記憶するメモリ、例えばRAM（Random Access Memory）、ROM（Read Only Memory）又はフラッシュメモリを備える。記憶部９は、所定の指令がファイル転送指令である場合、携帯装置２８から転送されたファイルデータを記憶する。他方、記憶部９は、所定の指令が動作指令である場合、動作ログを記憶する。

次に、図４及び図５を参照して、本実施形態におけるタッチパネル装置２９の処理について説明する。図４は、本実施形態におけるタッチパネル装置２９の処理の一例を示すフローチャートであり、図５は、本実施形態におけるタッチパネル装置２９のデータ検出処理の一例を示すフローチャートである。図４に示すように、まず、ステップＳ４０１では、第１の抵抗膜１１の一方の電極１２に電圧Ｖ１が印加される。次いで、ステップＳ４０２では、第２の抵抗膜１５の電極１６に電圧が検出されたこと、すなわち携帯装置２８が抵抗膜式タッチパネル１０に触れたこと、が検出される。ステップＳ４０２で第２の抵抗膜１５の電極１６に電圧が検出されない場合（ステップＳ４０２のＮＯ）、すなわち携帯装置２８が抵抗膜式タッチパネル１０に触れていない場合、ステップＳ４０１に戻る。他方、ステップＳ４０２で第２の抵抗膜１５の電極１６に電圧が検出された場合（ステップＳ４０２のＹＥＳ）、すなわち携帯装置２８が抵抗膜式タッチパネル１０に触れた場合、ステップＳ４０３に進む。

ステップＳ４０３では、第２の抵抗膜１５の電極１６に一定時間継続して電圧が検出されないこと、すなわち検出信号３６の開始を表す８周期の非振動期間が検出される。第２の抵抗膜１５の電極１６に一定時間継続して電圧が検出された場合（ステップＳ４０３のＹＥＳ）、すなわち検出信号３６の開始が検出されない場合、ステップＳ４０４に進み、タッチパネルの通常動作である座標検出処理が行われる。他方、第２の抵抗膜１５の電極１６に一定時間継続して電圧が検出されない場合（ステップＳ４０３のＮＯ）、すなわち検出信号３６の開始が検出された場合、ステップＳ４０５に進み、図５に示すデータ検出処理が行われる。

次に、図５を参照して、タッチパネル装置２９における本例のデータ検出処理の一例について説明する。まず、ステップＳ５０１では、第２の抵抗膜１５の電極１６に一定時間継続して電圧が検出されないこと、すなわちメッセージ３５の開始を表す８周期の振動期間が検出される。第２の抵抗膜１５の電極１６に一定時間継続して電圧が検出されない場合（ステップＳ５０１のＹＥＳ）、すなわちメッセージ３５の開始が検出されない場合、データ検出処理を終了し、図４のステップＳ４０１に戻る。他方、第２の抵抗膜１５の電極１６に一定時間継続して電圧が検出された場合（ステップＳ５０１のＮＯ）、すなわちメッセージ３５の開始が検出された場合、ステップＳ５０２に進む。次いで、ステップＳ５０２では、パケット３４の開始を表すスタートコード３０を検出する。スタートコード３０が検出されない場合（ステップＳ５０２のＮＯ）、ステップＳ５０８においてデータの検出エラーをカウントする。検出エラーのカウント値は、振動の周期又は振幅を最適化するキャリブレーションモードにおいて使用される。次いで、ステップＳ５０１に戻り、他の同一のメッセージ３５からデータ検出を試行する。他方、スタートコード３０が検出された場合（ステップＳ５０２のＹＥＳ）、ステップＳ５０３に進む。

続いて、ステップＳ５０３では、２バイト分のデータ、すなわちデータ本体（先頭の１バイト）及びチェック用の１の補数データ（後続の１バイト）が読取られる。次いで、ステップＳ５０４では、２バイトのデータ、すなわちデータ本体３１と、チェック用の１の補数データ３２との排他的論理和（ＸＯＲ）が演算される。次に、ステップＳ５０５では、ＸＯＲの結果に基づいてデータが正しいことを検出する。データが正しくない場合、ステップＳ５０８へ進み、データの検出エラーがカウントされる。続いて、ステップＳ５０１に戻り、他の同一のメッセージ３５からデータ検出を試行する。他方、データが正しい場合（ステップＳ５０５のＹＥＳ）、ステップＳ５０６に進む。

次に、ステップＳ５０６では、パケット３４の終了を表すエンドコード３３を検出する。エンドコード３３が検出されない場合（ステップＳ５０６のＮＯ）、ステップＳ５０８においてデータの検出エラーをカウントする。次いで、ステップＳ５０１に戻り、他の同一のメッセージ３５からデータの検出を試行する。他方、エンドコード３３が検出された場合（ステップＳ５０６のＹＥＳ）、ステップＳ５０７に進む。ステップＳ５０７では、検出されたデータが取込まれる。

続いて、ステップＳ５０９では、第２の抵抗膜１５の電極１６に一定時間継続して電圧が検出されないこと、すなわちメッセージ３５の終了を表す８周期の非振動期間が検出される。第２の抵抗膜１５の電極１６に一定時間継続して電圧が検出される場合（ステップＳ５０９のＮＯ）、すなわちメッセージ３５の終了が検出されない場合、後続のパケット３４のスタートコード３０が検出されたことになるため、ステップＳ５０３へ進み、後続のパケット３４のデータが検出される。他方、第２の抵抗膜１５の電極１６に一定時間継続して電圧が検出されない場合（ステップＳ５０９のＹＥＳ）、すなわちメッセージ３５の終了が検出された場合、ステップＳ５０１に戻り、メッセージ３５の開始を表す８周期の振動期間を検出する。そして、データ検出処理が繰返される。メッセージ３５の開始が検出されない場合（ステップＳ５０１のＹＥＳ）、データ検出処理を終了する。

ここで、本実施形態のデータ伝達システム１における作用効果について説明する。本例のデータ伝達システム１によれば、携帯装置２８を抵抗膜式タッチパネル１０に接触させるという簡単な操作で任意のデータをタッチパネル装置２９に伝達できる。また、任意のデータは、汎用的でないデータ形式、すなわち振動信号３６のパターンに変換されてタッチパネル装置２９に伝達されるため、情報漏洩やセキュリティを懸念する必要がない。さらに、タッチパネル装置２９に入力される振動は、抵抗膜式タッチパネル１０の２枚の抵抗膜１１、１５の接触及び非接触というコンピュータ処理に適した２つの状態、すなわちデジタル信号に近い非線形な信号で検出されるため、振動全体を線形なアナログ信号で検出するタッチパネルに比べてノイズが少なくなり、タッチパネル装置２９で検出されるデータのエラーが低減される。従って、任意のデータを携帯装置２８からタッチパネル装置２９に簡単かつ安全に伝達できるだけでなく、タッチパネル装置２９で検出されるデータのエラーを低減できる。

また、携帯装置２８からタッチパネル装置２９へ入力される振動の周期又は振幅が最適化されるため、タッチパネル装置２９で検出されるデータのエラーがさらに低減される。

さらに、同一のメッセージ３５を複数回繰返した振動信号３６がタッチパネル装置２９に伝達されるため、メッセージ３５毎に振動の周期又は振幅を変更できる。この場合、同一のテスト信号を繰返し送信する必要がない。また、タッチパネル装置２９でメッセージ３５から正しいデータを検出できない場合、他の同一のメッセージ３５から正しいデータの検出を試行できる。従って、タッチパネル装置２９が携帯装置２８にメッセージ３５の再送を要求する必要がない。

本明細書において種々の実施形態について説明したが、本発明は、前述した種々の実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更を行えることを認識されたい。

１ データ伝達システム
１０ 抵抗膜式タッチパネル
１１ 第１の抵抗膜
１２、１３ 電極
１４ 電圧源
１５ 第２の抵抗膜
１６、１７ 電極
１８ 信号変換部
１９ 指令変換部
９、２０ 記憶部
２１ 振動変換部
２２ 振動発生部
２３ 振動変更部
２４ 入力部
２５ データ検出部
２６ 振動特定部
２７ 表示部
２８ 携帯装置
２９ タッチパネル装置
３０ スタートコード
３１ データ本体
３２ チェック用の１の補数データ
３３ エンドコード
３４ パケット
３５ メッセージ
３６ 振動信号、検出信号
４０ コンピュータ読取り可能な記録媒体
４１ 指令データ入力手段
４２ パケット生成手段
４３ メッセージ生成手段
４４ 振動信号生成手段
６０ 従来の抵抗膜式タッチパネル
６１ 第１の抵抗膜
６２、６３ 電極
６４ 電圧源
６５ 第２の抵抗膜
６６、６７ 電極
６８ Ａ／Ｄ変換器
Ｐ 打点位置
Ｆ ユーザの手指

Claims (6)

1. 振動を検出可能なタッチパネルを介してデータを伝達するデータ伝達システムであって、
   任意のデータを振動信号に変換する振動変換部と、前記振動信号のパターンに応じて振動を発生する振動発生部と、前記振動の周期又は振幅を変更する振動変更部と、を有する携帯装置と、
   前記携帯装置を接触させられることによって前記振動を入力する抵抗膜式タッチパネルと、入力された前記振動による抵抗膜式タッチパネルの抵抗膜間の接触及び非接触に応じて検出される電圧レベルを検出信号に変換する信号変換部と、前記検出信号のパターンに基づいて前記データを検出するデータ検出部と、前記振動変更部によって変更された複数種類の振動のうち検出される前記データのエラーが最も少ない振動の周期又は振幅を特定する振動特定部と、を有するタッチパネル装置と、
   を備える、データ伝達システム。
2. 前記振動変換部は、
   所定の振動パターンに基づいて前記任意のデータから複数のパケットを生成し、
   前記複数のパケットを含むメッセージを生成するとともに、
   同一のメッセージが複数回繰返された振動信号を生成する、
   請求項１に記載のデータ伝達システム。
3. 前記振動変更部は、前記メッセージ毎に前記振動の周期又は振幅を変更する、請求項２に記載のデータ伝達システム。
4. 前記データ検出部は、前記メッセージから正しいデータを検出できない場合に、他の同一のメッセージから正しいデータの検出を試行する、請求項２に記載のデータ伝達システム。
5. 振動を検出可能なタッチパネルを介してデータを検出するタッチパネル装置であって、
   任意のデータに対応する振動パターンを有する振動を入力できる抵抗膜式タッチパネルと、
   入力された前記振動による抵抗膜式タッチパネルの抵抗膜間の接触及び非接触に応じて検出される電圧レベルを検出信号に変換する信号変換部と、
   前記検出信号のパターンに基づいて前記データを検出するデータ検出部と、
   前記データ検出部によって検出される前記データのエラーが最も少ない振動の周期又は振幅を特定する振動特定部と、
   を有する、タッチパネル装置。
6. 振動を検出可能なタッチパネルを介してデータを伝達するためのデータ伝達方法であって、
   携帯装置に、任意のデータを振動信号に変換させるとともに、前記振動信号のパターンに応じて振動を発生させるステップと、
   前記振動を発生した携帯装置を抵抗膜式タッチパネルに接触させることによって前記振動を抵抗膜式タッチパネルに入力するステップと、
   入力された前記振動による抵抗膜式タッチパネルの抵抗膜間の接触及び非接触に応じて検出される電圧レベルを検出信号に変換するステップと、
   前記検出信号のパターンに基づいて前記データを検出するステップと、
   前記振動の周期又は振幅を変更するステップと、
   変更された複数種類の振動のうち検出される前記データのエラーが最も少ない振動の周期又は振幅を特定するステップと、
   を含む、データ伝達方法。