JP6437775B2

JP6437775B2 - タッチパネル装置およびタッチパネルのタッチ位置座標算出方法

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Publication number: JP6437775B2
Application number: JP2014200039A
Authority: JP
Inventors: 中屋　秀雄; 秀雄中屋
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2018-12-12
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Description

本発明は、タッチパネルにおいて、タッチ座標を算出する処理を、高速化かつ高精度化することで操作性の向上を実現するタッチパネル装置およびタッチパネルのタッチ位置座標算出方法に関する。

図７は、従来の一般的なタッチパネル装置におけるタッチ位置座標算出方法に関する一連処理を示したフローチャートである。また、図８は、従来の一般的なタッチパネル装置のブロック構成図である。

従来のタッチパネル装置は、タッチパネル１０、タッチ制御ＩＣ２０、ＭＣＵ（ＭｉｃｒｏＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＵｎｉｔ）３０、およびホストコントローラ４０を備えて構成されている。

タッチパネル１０には、図示していないが、縦横にそれぞれ複数配列され、タッチ位置を検出するためのタッチセンサが設けられている。そして、タッチパネル１０は、タッチ制御ＩＣ２０からの制御命令を受け、各タッチセンサのＲａｗｄａｔａを、アナログ信号として出力する（ステップＳ７０１に相当）。

タッチ制御ＩＣ２０は、タッチパネル１０のセンシングの仕方等を制御するとともに、タッチパネルから受けたアナログＲａｗｄａｔａを、デジタル信号に変換して出力する。

ＭＣＵ３０は、ノイズフィルタ３１、差分データ生成部３２、座標算出部３３、および座標ＩＤ設定部３４を含んで構成されている。タッチ制御ＩＣ２０によりデジタル変換されたＲａｗｄａｔａは、ノイズフィルタ３１により、ノイズの低減、除去が行われる。そして、差分データ生成部３２は、ノイズフィルタリング後のＲａｗｄａｔａに基づいて、差分データを生成する（ステップＳ７０２に相当）。次に、座標算出部３３は、差分データを用いて、タッチ有無の検出とタッチ位置の座標算出を行う（ステップＳ７０３に相当）。さらに、座標ＩＤ設定部３４は、座標データにＩＤを付与し（ステップＳ７０４に相当）、座標データ信号をホストコントローラ４０に出力する（ステップＳ７０５に相当）。

ここで、タッチパネルのエッジ部の座標算出に関しては、以下のような従来技術がある（例えば、特許文献１参照）。図９は、特許文献１における従来のタッチパネル装置によるタッチ位置座標算出方法に関する説明図である。図９において、Ｘ１〜Ｘ５は、Ｘ方向のタッチセンサを表しており、Ｙ１〜Ｙ５は、Ｙ方向のタッチセンサを表している。この特許文献１では、タッチペンあるいは指によるタッチ領域が、複数のタッチセンサにまたがっている場合（すなわち、タッチセンサの検出幅よりも、タッチ領域が広い場合）のタッチ位置を問題としている。

図９（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、以下の内容の説明図である。
図９（ａ）：Ｘ方向の各タッチセンサＸ１〜Ｘ５の差分値に関して、タッチセンサＸ２の出力がピーク位置となっている場合の例示図。
図９（ｂ）：Ｘ方向の各タッチセンサＸ１〜Ｘ５の差分値に関して、タッチセンサＸ１の出力がピーク位置となっており、タッチ領域の一部がタッチセンサＸ１の検出範囲をはみ出している場合の例示図。
図９（ｃ）：Ｙ方向ではタッチ領域のはみ出しがなく、Ｘ方向ではタッチ領域のはみ出しが発生している場合の例示図。
図９（ｄ）：図９（ｃ）の状態でのタッチ領域に関して、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれで、タッチセンサの検出範囲と重なっている部分を「重なり幅」として示した図。

タッチ領域が複数のタッチセンサにまたがっていることが前提になるが、特許文献１に係る従来のタッチパネル装置は、タッチセンサの出力のピーク位置がパネルのエッジにあるか否かを判断している。そして、タッチセンサの出力のピーク位置がパネルのエッジにあると判断した場合には、タッチ領域を円（または楕円）と仮定して、Ｘ方向とＹ方向の重なり幅から、タッチ領域の中心の位置を算出している。

すなわち、特許文献１では、図９（ａ）のような通常の位置での座標計算は、タッチセンサの出力の差分値を閾値と比較し、その重心位置を算出することでタッチ位置を算出している。さらに、特許文献１では、図９（ｂ）のようなエッジ部分におけるタッチ位置に関しては、単に重心位置を求めるのではなく、図９（ｄ）に示したような「重なり幅」を考慮した上で重心位置を求めることで、位置検出の高精度化を図っている。

なお、重心位置の算出は、下式（１）を用いて行うことができる。

特開２０１１−４８６６３号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
上述した特許文献１に開示された技術は、１つのタッチセンサによる検出幅が、タッチペンによるタッチ領域の幅よりも小さいことが前提となっている。従って、この前提とは逆に、タッチペンによるタッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合には、この従来技術１に開示された技術は適用できない。

また、タッチペンとタッチセンサの相対的な位置関係を一定量ずつ水平方向および垂直方向に移動させながら、重心計算によりタッチ座標を求めると、真の位置と計算された重心位置とは、それぞれのタッチセンサの感度のばらつき、あるいは配列のばらつき等によって、誤差が生じることとなる。

さらに、タッチペンによるタッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合には、次のような問題がある。図１０は、タッチペンによるタッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合の例示図であり、具体的には、タッチペンによるタッチ領域の幅が４．０ｍｍ（すなわち、タッチ領域が直径４．０ｍｍの円領域）であり、タッチセンサによる検出幅が６．４ｍｍである場合を例示している。

さらに、図１１は、図１０のようなタッチペンとタッチセンサを用いて、重心位置に基づくタッチ位置検出を行うときの問題点を説明するための図である。より具体的には、図１１のケース１〜ケース３は、それぞれ、以下の内容の説明図である。

ケース１：タッチペンによるタッチ領域が、Ｘ方向、Ｙ方向とも、１つのタッチセンサの検出幅に収まっている場合の、重心位置の算出結果を示した図。
ケース２：タッチペンによるタッチ領域が、Ｘ方向に関しては、２つのタッチセンサの検出幅にまたがり、Ｙ方向に関しては、１つのタッチセンサの検出幅に収まっている場合の、重心位置の算出結果を示した図。
ケース３：タッチペンによるタッチ領域が、Ｘ方向、Ｙ方向とも、２つのタッチセンサの検出幅にまたがっている場合の、重心位置の算出結果を示した図。

ケース１のように、２つのタッチセンサにまたがらないような位置にタッチしたことで、１つのタッチセンサの出力に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向の重心位置を算出した場合には、その１つのタッチセンサ自身の中心位置が求まることとなり、精度が粗くなってしまう。

これに対して、ケース２の場合には、Ｙ方向に関しては、タッチセンサの中心位置が重心位置として求まってしまうが、Ｘ方向に関しては、２つのタッチセンサの出力に基づく重心位置を求める結果、タッチ領域が２つのタッチセンサのそれぞれと重なる状態に応じた位置を求めることができ、Ｙ方向に比べてＸ方向の位置検出精度が向上することとなる。

さらに、ケース３の場合には、Ｘ方向、Ｙ方向とも、２つのタッチセンサの出力に基づいて重心位置を算出できるため、両方向とも、タッチセンサの中心位置以外の位置として重心位置を求めることができる。従って、タッチ位置により、検出できる位置間隔に粗密が生じることとなる。

さらに、タッチパネルのエッジ部において、タッチ領域のはみ出しが発生した場合には、他のタッチセンサにまたがることがなく、常に一番端のタッチセンサの中心位置が検出されることとなり、さらに誤差が大きくなる。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、タッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合において、タッチ座標の算出処理を高速化かつ高精度化することで、操作性の向上を実現するタッチパネル装置およびタッチパネルのタッチ位置座標算出方法を得ることを目的とする。

本発明に係るタッチパネル装置は、タッチ位置を検出するための複数のタッチセンサを備えて構成されたタッチパネル装置であって、複数のタッチセンサの出力値から重心計算によってタッチ座標を算出する座標算出部と、タッチパネルをタッチした際のタッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合に、タッチパネルの全面に関して、タッチパネルの真のタッチ位置と、座標算出部により算出されたタッチ座標との対応関係を取得し、２つ以上の真のタッチ位置に対して重複するタッチ座標が算出された場合には、２つ以上の真のタッチ位置の重心位置と重複するタッチ座標とを１対１の変換データとし、１つの真のタッチ位置に対して他のタッチ位置とは重複しない１つのタッチ座標が算出された場合には、１つの真のタッチ位置と１つのタッチ座標とを１対１の変換データとし、変換データに基づいて、座標算出部により算出されたタッチ座標から１つのタッチ位置を抽出するためのルックアップテーブルを作成し、ルックアップテーブルを記憶部に記憶させておく変換データ作成部と、実際にタッチパネルがタッチされた際に、座標算出部により算出されたタッチ座標に対応するタッチ位置を、記憶部に記憶されたルックアップテーブルから抽出することで、補正タッチ座標として出力する座標補正部とを備えるものである。

また、本発明に係るタッチパネルのタッチ位置座標算出方法は、タッチ位置を検出するための複数のタッチセンサを備えて構成されたタッチパネルのタッチ位置座標算出方法であって、複数のタッチセンサの出力値から重心計算によってタッチ座標を算出する座標算出ステップと、タッチパネルをタッチした際のタッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合に、タッチパネルの全面に関して、タッチパネルの真のタッチ位置と、座標算出ステップにより算出されたタッチ座標との対応関係を取得する対応表作成ステップと、対応関係において、２つ以上の真のタッチ位置に対して重複するタッチ座標が算出された場合には、２つ以上の真のタッチ位置の重心位置と重複するタッチ座標とを１対１の変換データとし、１つの真のタッチ位置に対して他のタッチ位置とは重複しない１つのタッチ座標が算出された場合には、１つの真のタッチ位置と１つのタッチ座標とを１対１の変換データとし、変換データに基づいて、座標算出ステップにより算出されたタッチ座標から１つのタッチ位置を抽出するためのルックアップテーブルを作成し、ルックアップテーブルを記憶部に記憶させておく変換データ作成ステップと、実際にタッチパネルがタッチされた際に、座標算出ステップにより算出されたタッチ座標に対応するタッチ位置を、記憶部に記憶されたルックアップテーブルから抽出することで、補正タッチ座標として出力する座標補正ステップとを備えるものである。

本発明によれば、重心位置座標を補正するＬＵＴをあらかじめ作成し、このＬＵＴを適用することで、それぞれのタッチセンサの感度のばらつき、あるいは配列のばらつき等によって生じる誤差要因を考慮した上で、タッチ座標算出精度を向上させることができる。この結果、タッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合において、タッチ座標の算出処理を高速化かつ高精度化することで、操作性の向上を実現するタッチパネル装置およびタッチパネルのタッチ位置座標算出方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１におけるタッチパネル装置のブロック構成図である。本発明の実施の形態１におけるタッチパネル装置で利用される変換テーブルの作成方法を説明するための図である。本発明の実施の形態２におけるセンサ出力の量子化を説明するための図である。本発明の実施の形態２における複数の変換テーブルを用いたタッチ座標補正の原理図である。本発明の実施の形態２において、シミュレーションにより複数の変換テーブルを作成するための一連処理を示したフローチャートである。本発明の実施の形態２において、複数の変換テーブルによりタッチ座標を補正する一連処理を示したフローチャートである。従来の一般的なタッチパネル装置によるタッチ位置座標算出方法に関する一連処理を示したフローチャートである。従来の一般的なタッチパネル装置のブロック構成図である。特許文献１における従来のタッチパネル装置によるタッチ位置座標算出方法に関する説明図である。タッチペンによるタッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合の例示図である。図１０のようなタッチペンとタッチセンサを用いて、重心位置に基づくタッチ位置検出を行うときの問題点を説明するための図である。

以下、本発明のタッチパネル装置およびタッチパネルのタッチ位置座標算出方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

実施の形態１．
まず始めに、本発明の概念について、説明し、その後、細部の説明を行う。
タッチパネルでは、タッチ点に対応して得られるタッチセンサの出力から、タッチ領域を検出し、各タッチセンサの出力値から重心座標を計算することで、タッチ座標を算出している。しかしながら、上述したように、タッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合には、タッチした位置により、計算された重心座標と、真のタッチ位置座標との一致度に関する精度が悪くなることがある。

そこで、本発明は、あらかじめシミュレーションまたは実験により、真のタッチ位置座標と、算出された重心位置座標との対応関係を対応表として求め、その対応表を使用して、算出された重心位置座標から、真の位置座標を読み出すための変換テーブル（ＬＵＴ：ＬｏｏｋＵｐＴａｂｌｅ：以下の説明では、変換テーブルのことを、単に「ＬＵＴ」と記載する）を作成し、ハードウェアに実装することを技術的特徴としている。

このような構成を備えることで、実装時の動作においては、タッチパネルのセンサ出力から算出された重心位置座標をＬＵＴに入力し、真の位置座標をＬＵＴから読み出すことで、高速かつ正確なタッチ座標を算出することができる。

図１は、本発明の実施の形態１におけるタッチパネル装置のブロック構成図である。本実施の形態１におけるタッチパネル装置は、タッチパネル１０、タッチ制御ＩＣ２０、ＭＣＵ（ＭｉｃｒｏＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＵｎｉｔ）３０、およびホストコントローラ４０を備えて構成されている。

先の図８に示した従来の構成と比較すると、本実施の形態１におけるタッチパネル装置は、ＭＣＵ３０内に、ノイズフィルタ３１、差分データ生成部３２、座標算出部３３、座標ＩＤ設定部３４に加えて、ＬＵＴによる座標補正部３５をさらに有している点が異なっている。そこで、このような構成および概念を実現するための具体的な方法について、次に説明する。

（１）変換テーブルの作成について
Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにタッチセンサが配置されたタッチパネルに対して、ペンを相対的に移動させながら、重心計算によるタッチ座標算出を行い、真の位置座標と重心計算による位置座標との関係を対応表にまとめる作業を行う。

１つの簡易的な方法としては、以下のような条件下で、シミュレーションによって、対応表の作成を行うことができる。
・例えば、先の図１０で示したように、タッチセンサによる検出領域を正方形のエリアとして規定し、タッチペンのタッチ領域を円形のエリアとして規定する。
・タッチペンを等ピッチで順次移動させ、タッチペンとタッチセンサの接触面積が出力に比例すると仮定して、センサ出力を求める。
・このようにして、タッチパネルの全面について、従来技術として説明した数式（１）を使用して、重心座標を計算する。
・タッチパネル全面にわたってのタッチ位置を真の位置座標とし、それぞれの位置での重心座標との対応表を作成する。

一方、正確な実測に基づいて、以下のような手順で対応表の作成を行うこともできる。
・実際のパネルに対して、実験的にタッチペンとタッチセンサとの相対関係を、ＸＹステージ等を利用して、正確に移動させる。
・タッチパネル全面に順次タッチペンをタッチさせ、実際のタッチ位置の座標と、その際のタッチセンサによるＲａｗｄａｔａ（センサ出力）とを、対応付けて読み出す。
・センサ出力に対して、ノイズ除去処理した後、バックグラウンドとの差分データを生成し、有効な信号部分であるタッチ領域を検出する。
・各タッチ位置におけるタッチ領域の重心座標を、数式（１）を使用して計算する。
・タッチパネル全面にわたってのタッチ位置を真の位置座標とし、それぞれの位置での重心座標との対応表を作成する。

これらのいずれかの方法により作成した対応表のデータは、対応表メモリとして格納することができ、この場合、アドレスが真のタッチ位置のＸＹ座標、格納されるデータが計算された重心座標となる。

次に、作成した対応表から、ＬＵＴを作成する方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態１におけるタッチパネル装置で利用される変換テーブル（ＬＵＴ）の作成方法を説明するための図である。具体的には、図２（ａ）は、すでに作成済みの対応表であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の対応表に基づいて作成されるＬＵＴを示している。

真の位置座標と、計算された重心座標とが、１：１の関係にあるならば、重心座標の入力に対し、真の位置座標を出力するような動作をするＬＵＴを作成し、メモリに実装する。

真の位置座標と重心計算による位置座標は、１対１に対応していることが望ましい。しかしながら、タッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合には、例えば、先の図１１（ａ）のような状況で、１つのタッチセンサの検出範囲内で、タッチ領域が移動した場合には、複数の真の位置座標が、ある１点の重心座標に縮退することになる。

図２（ａ）は、このような場合を例示したものである。すなわち、図２（ａ）に示した対応表では、真値（Ｘ１、Ｙ１）、および（Ｘ５、Ｙ５）に対しては、１対１に対応した重心座標として、それぞれ（Ｘｃ１，Ｙｃ１）、（Ｘｃ３、Ｙｃ３）が求まったものの、３つの真値（Ｘ２、Ｙ２）、（Ｘ３、Ｙ３）、（Ｘ４、Ｙ４）に対しては、縮退した１つの重心座標（Ｘｃ２、Ｙｃ２）が求まっている。

この場合、可能な限り、誤差を最小化するためには、ある１点の重心座標に縮退する真の位置座標の集合を作成し、その集合の重心位置あるいは平均値を算出し、その値をＬＵＴに実装する必要がある。

図２（ｂ）は、このような考えに基づいて、重心座標をアドレスとし、それに対応して出力するタッチ位置の座標をＬＵＴとしてまとめたものを示している。すなわち、このようなＬＵＴには、次のようなタッチ位置の座標が格納されることとなる。
・重心座標（Ｘｃ１、Ｙｃ１）は、１対１対応が取れているため、（Ｘ１、Ｙ１）をタッチ位置座標として格納する。
・同様に、重心座標（Ｘｃ３、Ｙｃ３）も、１対１対応が取れているため、（Ｘ５、Ｙ５）をタッチ位置座標として格納する。
・一方、重心座標が（Ｘｃ２、Ｙｃ２）の場合には、対応する複数の真値があるため、複数の真値の平均値を求め、（（Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４）／３、（Ｙ２＋Ｙ３＋Ｙ４）／３）をタッチ位置座標として格納する。

このようなＬＵＴを作成し、実装しておくことで、実際の動作時においては、タッチパネルのセンサ出力から算出された重心位置座標をＬＵＴに入力し、真の位置座標をＬＵＴから読み出すことで、高速かつ正確なタッチ座標を算出することができる。

なお、図２（ｂ）に示したＬＵＴは、複数の真値が、１つの重心位置に縮退されて構成されている。従って、アドレスとして規定される値は、等ピッチではなく、ＬＵＴとして規定されないアドレス値が存在することとなる。

シミュレーションの場合には、そのようなアドレス値が存在しない場所をアクセスすることは生じない。しかしながら、実機動作を考慮すると、ノイズ等によって重心計算結果にぶれが生じた場合には、データのないところをアクセスする可能性がある。その場合、このままのＬＵＴでは、重心座標補正が行えないという問題が生じる。

そこで、このような場合には、ＬＵＴの欠損部を埋める処理を行う必要がある。より具体的には、データが存在しないアドレス値の前後のアドレスと、それらに対応する重心座標値から、補間処理を行うことで、全ての重心計算結果に応じて、ＬＵＴを利用して、適切な重心座標を出力することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、タッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合において、重心位置座標を補正するＬＵＴをあらかじめ作成し、このＬＵＴを適用することで、タッチ座標算出精度を向上させることができる。特に、実際のパネルを用いて正確な実測に基づいてＬＵＴを作成しておけば、それぞれのタッチセンサの感度のばらつき、あるいは配列のばらつき等によって生じる誤差要因を考慮した上で、タッチ座標算出精度を向上させることができる。

さらに、ＬＵＴの欠損部を補間処理することで、ノイズの影響などによる欠損部アクセスの誤動作を防ぐことができ、全ての重心計算結果に応じて、ＬＵＴを利用して、適切な重心座標を出力することができる。この結果、タッチ座標の算出処理を高速化かつ高精度化することで、操作性の向上を実現するタッチパネル装置およびタッチパネルのタッチ位置座標算出方法を得ることができる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、タッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合に、タッチパネルのエッジ部において、タッチ領域のはみ出しが発生した場合にも、高精度にタッチ位置座標を算出できる方法について説明する。

タッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合に、タッチパネルのエッジ部で、タッチ領域のはみ出しが発生するような状況においては、１つのタッチセンサの出力から単純に重心座標を求めると、そのタッチセンサ自身の中心位置がタッチ位置座標として算出されてしまう。すなわち、タッチパネルのコーナーエッジ部では、タッチセンサ自身の重心位置よりもエッジ側の領域に、タッチ座標を算出することができない。

しかしながら、このようなエッジ部では、隣のタッチセンサの出力を得ることはできないものの、該当する１つのタッチセンサの出力値の大きさが、はみ出す領域が大きくなるに従って、低下することとなる。

そこで、本実施の形態２では、センサ出力値の大きさに応じて量子化を行って、センサ出力値を複数の範囲に分割し、それぞれの範囲ごとにＬＵＴを個別に作成しておくことで、タッチセンサ自身の中心位置よりもエッジ側の領域でのタッチ座標の算出を可能とし、高精度化を実現している。すなわち、本実施の形態２では、タッチ位置がエッジにかかるほど、センサ出力レベルが低下するので、この情報を利用して、タッチ位置の検出精度を向上させる仕組みを実装する。

具体的には、センサ出力レベルに対し、ｎビット量子化を行い、その量子化値に対応した複数のＬＵＴを持つようにする。コストを考えると、ＬＵＴを無限種類持つことができないので、例えば、ｎ＝２とすると、４種類の変換テーブルを用意することになる。

なお、タッチパネルのセンター部では、タッチ領域のはみ出しが発生することはなく、他のタッチセンサとまたがった位置をタッチした場合には、１つのタッチセンサによる出力の低下分が、別のタッチセンサの出力に反映される。従って、複数のタッチセンサの出力値の合計レベルが一定の範囲に保たれることで、センサ出力レベルと重心位置の関係は、ぶれることがない。そこで、パネルのセンター部では、ＬＵＴは、１種類とし、エッジ部のみ複数種類のＬＵＴを持つこととする。

図３は、本発明の実施の形態２におけるセンサ出力の量子化を説明するための図である。また、図４は、本発明の実施の形態２における複数のＬＵＴを用いたタッチ座標補正の原理図である。ここでは、２ビット量子化を行い、４種類のＬＵＴを作成する場合を例に、具体的に説明する。

ｎ＝２として、２ビット量子化するに当たって、まずは、図３に示すように、センサ出力に対して、上限値と下限値を設定する。この場合、量子化値は、下式（２）として求めることができる。

従って、上式（２）に従えば、図４中の×印の出力値に対応する量子化値は、２として求まることとなる。そして、図４に示したように、真値、センサ出力、および量子化値に基づいて、重心座標を算出することで、量子化値ごとの対応表を作成することができる。さらに、重心座標とタッチ位置座標の対応関係を規定するＬＵＴを、量子化値ごとに作成することができる。

図５は、本発明の実施の形態２において、シミュレーションにより複数のＬＵＴを作成するための一連処理を示したフローチャートである。まず始めに、タッチペン、タッチセンサの形状、物理サイズ、走査の方法、表示方法、ファイル出力など、シミュレーションの各種パラメータを設定する（ステップＳ５０１、ステップＳ５０２に相当）。さらに、ペンの走査の開始位置と終了位置を決める（ステップＳ５０３に相当）。

次に、タッチペンの位置を、増分ＸＤＩＶ、ＹＤＩＶずつ移動する（ステップＳ５０４に相当）。次に、タッチペンとタッチセンサの重なる面積を計算し、それに比例したセンサの出力値を算出する（ステップＳ５０５に相当）。そして、タッチペンの周囲のタッチセンサの出力値から、重心位置を算出する（ステップＳ５０６に相当）。また、ステップＳ５０６と平行して、センサ出力値をｎビット量子化する（ステップＳ５０７）。

そして、走査の終了位置に来たか否かを判断し、まだならは、ステップＳ５０４に戻り、ループを繰り返す（ステップＳ５０８に相当）。一方、走査を終了した場合には、量子化値および真の位置から、重心座標に関する複数の対応表を作成する（ステップＳ５０９に相当）。さらに、複数の対応表から、複数のＬＵＴを作成する（ステップＳ５１０に相当）。

次に、このようにして作成された複数のＬＵＴを用いて、タッチ座標の出力値を得る手順について、フローチャートを用いて、具体的に説明する。図６は、本発明の実施の形態２において、複数のＬＵＴによりタッチ座標を補正する一連処理を示したフローチャートである。

まず始めに、タッチペン、タッチセンサの形状、物理サイズ、走査の方法、表示方法、ファイル出力など、シミュレーションの各種パラメータを設定する（ステップＳ６０１、ステップＳ６０２に相当）。さらに、ペンの走査の開始位置と終了位置を決める（ステップＳ６０３に相当）。

次に、タッチペンの位置を、増分ＸＤＩＶ、ＹＤＩＶずつ移動する（ステップＳ６０４に相当）。次に、タッチペンとタッチセンサの重なる面積を計算し、それに比例したセンサの出力値を算出する（ステップＳ６０５に相当）。そして、タッチペンの周囲のタッチセンサの出力値から、重心位置を算出する（ステップＳ６０６に相当）。また、ステップＳ５０６と平行して、センサ出力値をｎビット量子化する（ステップＳ６０７）。

そして、すでに求めた複数のＬＵＴを用いて、重心位置を補正する（ステップＳ６０８に相当）。次に、補正した重心位置を十字で表示するとともに、補正した重心位置の移動軌跡を線で描画する（ステップＳ６０９に相当）。そして、画像をウィンドウ表示する（ステップＳ６１０）。最後に、走査の終了位置に来たか否かを判断し、まだなら、ステップＳ６０４に戻り、ループを繰り返す（ステップＳ６１１に相当）。一方、走査を終了した場合には、一連の処理を終了する。

以上のように、実施の形態２によれば、タッチパネルのエッジ部において、タッチセンサの出力値に応じて複数のＬＵＴを用いて、タッチ座標算出を行っている。この結果、タッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合に、タッチパネルのエッジ部において、タッチ領域のはみ出しが発生した場合にも、高精度にタッチ位置座標を算出することができる。

特に、タッチ位置座標の算出に当たっては、あらかじめ作成しておいてＬＵＴを参照すればよく、大幅なタッチ座標算出精度の向上が実現できるとともに、高速にタッチ座標を算出することが可能になり、操作感のよいタッチパネルを提供することができる。

１０タッチパネル、２０タッチ制御ＩＣ、３０ＭＣＵ、３１ノイズフィルタ、３２差分データ生成部、３３座標算出部、３４座標ＩＤ設定部、３５ＬＵＴによる座標補正部、４０ホストコントローラ。

Claims

タッチ位置を検出するための複数のタッチセンサを備えて構成されたタッチパネル装置であって、
前記複数のタッチセンサの出力値から重心計算によってタッチ座標を算出する座標算出部と、
タッチパネルをタッチした際のタッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合に、タッチパネルの全面に関して、前記タッチパネルの真のタッチ位置と、前記座標算出部により算出された前記タッチ座標との対応関係を取得し、２つ以上の真のタッチ位置に対して重複するタッチ座標が算出された場合には、前記２つ以上の真のタッチ位置の重心位置と前記重複するタッチ座標とを１対１の変換データとし、１つの真のタッチ位置に対して他のタッチ位置とは重複しない１つのタッチ座標が算出された場合には、前記１つの真のタッチ位置と前記１つのタッチ座標とを１対１の変換データとし、前記変換データに基づいて、前記座標算出部により算出された前記タッチ座標から１つのタッチ位置を抽出するためのルックアップテーブルを作成し、前記ルックアップテーブルを記憶部に記憶させておく変換データ作成部と、
実際にタッチパネルがタッチされた際に、前記座標算出部により算出された前記タッチ座標に対応するタッチ位置を、前記記憶部に記憶された前記ルックアップテーブルから抽出することで、補正タッチ座標として出力する座標補正部と
を備えるタッチパネル装置。
前記座標補正部は、前記座標算出部により算出された前記タッチ座標に対応する値が、前記ルックアップテーブル内に存在しない場合には、前記タッチ座標の前後のタッチ座標に対応するタッチ位置を前記ルックアップテーブルから抽出し、補間処理を行うことで、前記補正タッチ座標を出力する
請求項１に記載のタッチパネル装置。
前記タッチパネルのエッジ部におけるタッチセンサの出力値を２ビット以上で量子化し、複数個の量子化値を算出する量子化部をさらに備え、
前記変換データ作成部は、前記エッジ部に関しては、前記量子化部で算出された前記複数個の量子化値に対応して前記ルックアップテーブルを複数個作成し、複数個の前記ルックアップテーブルを前記記憶部に記憶させておき、
前記座標補正部は、前記エッジ部に関しては、前記量子化部で算出された前記複数個の量子化値を用いて、前記座標算出部により算出された前記タッチ座標に対応するタッチ位置を、前記記憶部に記憶された前記量子化値に対応するルックアップテーブルから抽出することで、前記補正タッチ座標を出力する
請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
前記量子化部は、前記タッチセンサの出力値のオーバーヘッドを考慮して上限値、下限値を設定し、前記上限値と前記下限値の間を細分化することで量子化を行う
請求項３に記載のタッチパネル装置。
タッチ位置を検出するための複数のタッチセンサを備えて構成されたタッチパネルのタッチ位置座標算出方法であって、
前記複数のタッチセンサの出力値から重心計算によってタッチ座標を算出する座標算出ステップと、
タッチパネルをタッチした際のタッチ領域の幅が、１つのタッチセンサによる検出幅よりも小さい場合に、タッチパネルの全面に関して、前記タッチパネルの真のタッチ位置と、前記座標算出ステップにより算出された前記タッチ座標との対応関係を取得する対応表作成ステップと、
前記対応関係において、２つ以上の真のタッチ位置に対して重複するタッチ座標が算出された場合には、前記２つ以上の真のタッチ位置の重心位置と前記重複するタッチ座標とを１対１の変換データとし、１つの真のタッチ位置に対して他のタッチ位置とは重複しない１つのタッチ座標が算出された場合には、前記１つの真のタッチ位置と前記１つのタッチ座標とを１対１の変換データとし、前記変換データに基づいて、前記座標算出ステップにより算出された前記タッチ座標から１つのタッチ位置を抽出するためのルックアップテーブルを作成し、前記ルックアップテーブルを記憶部に記憶させておく変換データ作成ステップと、
実際にタッチパネルがタッチされた際に、前記座標算出ステップにより算出された前記タッチ座標に対応するタッチ位置を、前記記憶部に記憶された前記ルックアップテーブルから抽出することで、補正タッチ座標として出力する座標補正ステップと
を備えるタッチパネルのタッチ位置座標算出方法。