JP6545453B2 - タッチパネル装置及びタッチパネルの座標補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル装置及びタッチパネルの座標補正方法に関する。

タブレット型端末装置及び携帯型ゲーム機などの携帯型電子機器の普及に伴い、表示画面内の入力座標を検出するタッチパネルが広く用いられている。４線式や５線式などの抵抗膜方式のタッチパネルにおいて、入力座標は、タッチパネルの入力面内の押下点に対応する抵抗膜の電位に基づいて検出される。

しかし、検出された入力座標は、抵抗膜内の等電位線が、例えば抵抗膜の端部に設けられた電極の抵抗値の影響によって湾曲するように歪むため、押下点の真の座標との間に誤差がある。入力座標の誤差は、抵抗値が低い電極を採用すれば低減され得るが、電極に接続されたトランジスタなどの電子部品に過電流が流れるために故障の危険が生ずる。さらに、高耐圧の電子部品を採用することもできるが、タッチパネル装置のコストが増加してしまう。

これに対し、例えば特許文献１〜３には、タッチパネルの入力座標を補正する手法が開示されている。

特開２００９−４８２７７号公報 特開２００５−１３４９９２号公報 特表２００７−５０３０３７号公報

しかし、特許文献１に開示された手法によると、タッチパネルの入力座標を、１次の多項式を用いて補正するため、例えば、外形が異形（円形など）の４線式や５線式のタッチパネルのように、等電位線が湾曲するように歪む場合、入力座標を高精度に補正できないという問題がある。なお、特許文献２には、１次及び２次の多項式を用いてタッチパネルの入力座標を補正する手法が開示されているが、複数段階にわたる複雑な近似処理が行われるため、多くの処理時間を要するだけでなく、大容量メモリなどの大規模なハードウェアも必要となる。

そこで本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、タッチパネルの座標を高精度に補正することができるタッチパネル装置及びタッチパネルの座標補正方法を提供することを目的とする。

本明細書に記載のタッチパネル装置は、互いに対向する一対の抵抗膜を備えたタッチパネルの入力面に電位勾配を発生させる制御部と、前記入力面内の押下により前記一対の抵抗膜同士が接触した点の座標を前記電位勾配に基づき検出する検出部と、前記検出部により検出された座標を補正座標に補正する補正部とを有し、前記補正部は、前記入力面内に配列された所定の複数の基準点が押下されたとき、前記検出部により検出された前記複数の基準点の各座標を通る複数の曲線を２次以上の多項式でそれぞれ近似し、前記入力面内の任意の点が押下されたとき、前記入力面を前記複数の曲線で分割して得られる複数の領域のうち、前記検出部により検出された前記任意の点の座標が含まれる領域を、該座標を前記２次以上の多項式に代入して得られる別の座標に基づき特定し、前記検出部により検出された前記任意の点の座標から、前記複数の曲線のうち、該特定された領域を規定する各曲線までの距離を前記２次以上の多項式により算出し、前記入力面内における前記特定された領域の位置及び前記各曲線までの距離に基づいて前記補正座標を算出する。

本明細書に記載のタッチパネルの座標補正方法は、互いに対向する一対の抵抗膜を備えたタッチパネルの入力面に電位勾配を発生させ、前記入力面内の押下により前記一対の抵抗膜同士が接触した点の座標を前記電位勾配に基づき検出し、検出された座標を補正座標に補正するタッチパネルの座標補正方法において、前記入力面内に配列された所定の複数の基準点が押下されたとき、検出された前記複数の基準点の各座標を通る複数の曲線を２次以上の多項式でそれぞれ近似し、前記入力面内の任意の点が押下されたとき、前記入力面を前記複数の曲線で分割して得られる複数の領域のうち、検出された前記任意の点の座標が含まれる領域を、該座標を前記２次以上の多項式に代入して得られる別の座標に基づき特定し、検出された前記任意の点の座標から、前記複数の曲線のうち、該特定された領域を規定する各曲線までの距離を前記２次以上の多項式により算出し、前記入力面内における前記特定された領域の位置及び前記各曲線までの距離に基づいて前記補正座標を算出する方法である。

本発明によれば、タッチパネルの座標を高精度に補正することができる。

タッチパネル装置の一例を示す構成図である。 ４線式タッチパネルの一例を示す構成図である。 ５線式タッチパネルの一例を示す構成図である。 ５線式タッチパネルの場合の低抵抗時及び高抵抗時における格子状の座標パタンの歪み特性を示す図である。 比較例による補正後の格子状の座標パタンを示す図である。 曲線の近似処理の一例を示すフローチャートである。 補正点の一例を示す図である。 補正点の座標を通る複数の曲線の一例を示す図である。 座標の補正処理の一例を示すフローチャートである。 実施例により補正後の格子状の座標パタンを示す図である。 実施例及び比較例における配線抵抗値に対する補正座標の誤差を示すグラフである。 実施例及び比較例における補正点数に対する補正座標の誤差を示すグラフである。 ４線式タッチパネルの格子状の座標パタンの歪み特性を示す図である。

図１は、タッチパネル装置の一例を示す構成図である。タッチパネル装置は、タッチパネル１００Ａ，１００Ｂと、ディスプレイ１０１と、制御装置６とを備える。タッチパネル１００Ａ，１００Ｂは、例えば４線式または５線式のタッチパネルである。

ディスプレイ１０１は、例えば液晶モニタであり、表示面が、正面視でタッチパネル１００Ａ，１００Ｂの入力面に重複するように設けられている。

制御装置６は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサ４と、プロセッサ４を駆動するプログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）５０と、ワークメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）５１と、係数保持メモリ５２とを有する。プロセッサ４は、タッチパネル１００Ａ，１００Ｂ及びディスプレイ１０１に接続され、また、バス６０を介してＲＯＭ５０、ＲＡＭ５１、及び係数保持メモリ５２と接続されている。

プロセッサ４は、電源投入時、ＲＯＭ５０からプログラムを読み込むと、機能として、制御部４０、検出部４１、補正部４２、及び表示部４３が形成される。制御部４０は、例えば、タッチパネル１００Ａ，１００Ｂを駆動するスイッチを制御する。検出部４１は、タッチパネル１００Ａ，１００Ｂの入力面内の押下された点の座標を検出する。検出部４１は、後述するように、該押下点の電位に基づいて座標を算出する。

補正部４２は、検出部４１により検出された座標を補正座標に補正する。タッチパネル１００Ａ，１００Ｂの抵抗膜の等電位線は、例えば導電膜の端部に設けられた電極の抵抗値の影響よって湾曲するように歪むため、検出部４１により検出された座標は、押下点の真の座標との間に誤差がある。補正部４２は、後述する補正処理において算出した近似式の係数を係数保持メモリ５２に書き込む。係数保持メモリ５２としては、例えばフラッシュメモリが挙げられる。

表示部４３は、ディスプレイ１０１の表示処理を行う。表示部４３は、例えば、近似式の係数の算出処理において、タッチパネル１００Ａ，１００Ｂの入力面内に配列された基準点である補正点の位置をディスプレイ１０１に表示する。

次に、タッチパネル１００Ａ，１００Ｂの構成を説明する。先に４線式タッチパネル１００Ａの構成を述べ、次に５線式タッチパネル１００Ｂの構成を述べる。

図２は、４線式タッチパネル１００Ａの一例を示す構成図である。４線式タッチパネル１００Ａは、互いに対向する抵抗膜１０Ａ，２０Ａ、電極１１Ａ，１２Ａ，２１Ａ，２２Ａ、スイッチ３１Ａ，３２Ａ，３４Ａ，３５Ａを備えている。なお、図２において、電極２１Ａに平行な方向をＸ方向とし、電極１１Ａに平行な方向をＹ方向とする。

抵抗膜１０Ａ，２０Ａは、一例として矩形形状を有しているが、他形状を有してもよい。スイッチ３１Ａ，３２Ａ，３４Ａ，３５Ａとしては、トランジスタを挙げるが、これに限定されない。スイッチ３１Ａ，３２Ａ，３４Ａ，３５Ａは、ベースが制御部４０に接続されており、制御部４０によりオンオフ制御される。

抵抗膜１０ＡのＸ方向の両端には、電極１１Ａ及び１２Ａがそれぞれ設けられている。電極１１Ａ及び１２Ａは、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の薄膜により形成されている。

電極１１Ａには、スイッチ３１Ａのコレクタ及び検出部４１が接続されている。スイッチ３１Ａのエミッタは接地されている。電極１２Ａには、スイッチ３２Ａのコレクタが接続されており、スイッチ３２Ａのエミッタには、電源電圧Ｖｃｃが印加されている。

抵抗膜２０ＡのＹ方向の両端には、電極２１Ａ及び２２Ａがそれぞれ設けられている。電極２２Ａには、スイッチ３５Ａのコレクタが接続されており、スイッチ３５Ａのエミッタには、電源電圧Ｖｃｃが印加されている。電極２１Ａには、検出部４１及びスイッチ３４Ａのコレクタが接続されている。スイッチ３４Ａのエミッタは接地されている。

抵抗膜１０Ａ，２０Ａは、不図示のドットスペーサーを挟んで対向するように重ね合わされている。抵抗膜１０Ａ，２０Ａは、ドットスペーサーの厚みで規定される間隔だけ離れており、タッチペンなどによる押圧により接触する。検出部４１は、入力面Ｓ内の押圧点ＰのＸ座標及びＹ座標を、押圧点Ｐの電圧及び押圧点Ｐに接触する抵抗膜２０Ａ内の接触点Ｐ’の電圧からそれぞれ検出する。

制御部４０は、押圧点ＰのＸ座標を検出するとき、スイッチ３１Ａ，３２Ａをオンし、スイッチ３４Ａ，３５Ａをオフする。これにより、抵抗膜１０Ａの電極１１Ａ，１２Ａ間に電源電圧Ｖｃｃが印加されるので、Ｘ方向に電位勾配Ｖｘが発生する。このとき、検出部４１には、抵抗膜２０Ａを介して押圧点Ｐの電圧が入力される。

また、制御部４０は、押圧点ＰのＹ座標を検出するとき、スイッチ３４Ａ，３５Ａをオンし、スイッチ３１Ａ，３２Ａをオフする。これにより、抵抗膜２０Ａの電極２１Ａ，２２Ａ間に電源電圧Ｖｃｃが印加されるので、Ｙ方向に電位勾配Ｖｙが発生する。このとき、検出部４１には、抵抗膜１０Ａを介して接触点Ｐ’の電圧が入力される。

検出部４１は、押圧点Ｐの電圧及び接触点Ｐ’の電圧をデジタル値に変換し、変換で得た値に基づいて押圧点Ｐの座標を検出する。なお、制御部４０は、押圧点ＰのＸ座標を検出する状態と、押圧点ＰのＹ座標を検出する状態とを交互に繰り返す。

図３は、５線式タッチパネル１００Ｂの一例を示す構成図である。５線式タッチパネル１００Ｂは、互いに対向する抵抗膜１０Ｂ，２０Ｂ、電極１１Ｂ，２２Ｂ〜２５Ｂ、及びスイッチ３２Ｂ〜３７Ｂを備えている。図３において、電極２３Ｂから電極２４Ｂに延びる方向をＸ方向とし、電極２３Ｂから電極２２Ｂに延びる方向をＹ方向とする。

抵抗膜１０Ｂ，２０Ｂは、一例として矩形形状を有しているが、他形状を有してもよい。スイッチ３２Ｂ〜３７Ｂとしては、トランジスタを挙げるが、これに限定されない。抵抗膜１０Ｂの外周には、電極１１Ｂが設けられている。電極１１Ｂは、検出部４１に接続されている。スイッチ３２Ｂ〜３７Ｂは、ベースが制御部４０に接続されており、制御部４０によりオンオフ制御される。

抵抗膜２０Ｂの４角には、電極２２Ｂ〜２５Ｂが設けられている。電極２２Ｂは、スイッチ３２Ｂ及び３３Ｂのコレクタに接続されている。スイッチ３２Ｂのエミッタには、電源電圧Ｖｃｃが印加されている。スイッチ３３Ｂのエミッタは、接地されている。電極２３Ｂはスイッチ３４Ｂのコレクタに接続されている。スイッチ３４Ｂのエミッタは、接地されている。

電極２４Ｂは、スイッチ３５Ｂ及び３６Ｂのコレクタに接続されている。スイッチ３５Ｂのエミッタには、電源電圧Ｖｃｃが印加されている。スイッチ３６Ｂのエミッタは、接地されている。電極２５Ｂは、スイッチ３７Ｂのコレクタに接続されている。スイッチ３７Ｂのエミッタには、電源電圧Ｖｃｃが印加されている。

抵抗膜１０Ｂ，２０Ｂは、不図示のドットスペーサーを挟んで対向するように重ね合わされている。抵抗膜１０Ｂ，２０Ｂは、ドットスペーサーの厚みで規定される間隔だけ離れており、タッチペンなどによる押圧により接触する。検出部４１は、入力面Ｓ内の押圧点ＰのＸ座標及びＹ座標を、押圧点Ｐに接触する抵抗膜２０Ｂ内の接触点Ｐ’の電圧から検出する。

制御部４０は、押圧点ＰのＸ座標を検出するとき、スイッチ３４Ｂ，３５Ｂ，３３Ｂ，３７Ｂをオンし、スイッチ３６Ｂ，３２Ｂをオフする。これにより、抵抗膜２０Ｂの電極２４Ｂ，２５Ｂ及び電極２２Ｂ，２３Ｂ間に電源電圧Ｖｃｃが印加されるので、Ｘ方向に電位勾配Ｖｘが発生する。このとき、検出部４１には、抵抗膜１０Ｂの電極１１Ｂを介して押圧点Ｐの電圧が入力される。

また、制御部４０は、押圧点ＰのＹ座標を検出するとき、スイッチ３２Ｂ，３４Ｂ，３６Ｂ，３７Ｂをオンし、スイッチ３３Ｂ，３５Ｂをオフする。これにより、抵抗膜２０Ｂの電極２２Ｂ，２５Ｂ及び電極２３Ｂ，２４Ｂ間に電源電圧Ｖｃｃが印加されるので、Ｙ方向に電位勾配Ｖｙが発生する。このとき、検出部４１には、抵抗膜１０Ｂの電極１１Ｂを介して押圧点Ｐの電圧が入力される。

検出部４１は、押圧点Ｐの電圧をデジタル値に変換し、変換で得た値に基づいて押圧点Ｐの座標を検出する。なお、制御部４０は、押圧点ＰのＸ座標を検出する状態と、押圧点ＰのＹ座標を検出する状態とを交互に繰り返す。

このようにして検出された押下点の座標は、上述したように誤差を含む。座標の誤差は、電極１１Ａ，１２Ａ，２１Ａ，２２Ａ，２２Ｂ〜２５Ｂ（つまり、Ｘ方向及びＹ方向の各２辺）の配線抵抗が高いほど大きくなる。

図４（ａ）及び図４（ｂ）には、５線式タッチパネル１００Ｂの場合の低抵抗時及び高抵抗時における格子状の座標パタンの歪み特性がそれぞれ示されている。すなわち、図４（ａ）及び図４（ｂ）は、押下点の真の座標を入力面Ｓ内の格子パタンとした場合の座標の検出結果（シミュレーション結果）を示す。このため、格子の歪みが大きい箇所ほど、検出された座標の誤差が大きいことになる。

図４（ａ）に示されるように、電極２２Ｂ〜２５Ｂの抵抗値が低い場合、座標の誤差は小さい。しかし、この場合、電極２２Ｂ〜２５Ｂに接続されたスイッチ３２Ｂ〜３７Ｂなどの電子部品に過電流が流れるために故障の危険が生ずる。さらに、高耐圧の電子部品を採用することもできるが、タッチパネル装置のコストが増加してしまう。

したがって、補正部４２は、検出部４１で検出された座標を補正座標に補正する。このとき、配線抵抗は、インキの体積抵抗値や製造条件（特に印刷条件）の変動によりばらつくため、ばらつきの影響を受けにくい補正手法が望ましい。

図５には、比較例による補正後の格子状の座標パタンが示されている。本比較例は、上記の特許文献１に開示された手法と類似の手法により補正処理を行った例である。また、本比較例は、５線式タッチパネル１００Ｂにおいて、入力面Ｓ内の所定の９個の補正点Ａ〜Ｉ（３×３に配置）を用いた補正処理を行った場合（つまり９点補正）の座標パタンのシミュレーション結果を示す。

特許文献１に開示された手法によると、押下点の座標を、１次の多項式を用いて補正するため、例えば５線式のタッチパネル１００Ｂのように、等電位線が湾曲するように歪む場合、座標を高精度に補正できない。このため、外周部の座標には十分な補正が行われず、例えば補正点Ａ―Ｂ間やＢ−Ｃ間に見られるような湾曲部分が存在する。

もっとも、補正点数を増やすことにより、入力面Ｓのサイズによっては湾曲の程度を低減することは可能であるが、タッチパネル装置の製造工程において、補正点を押下する調整作業の時間が増加するという問題がある。したがって、少ない補正点数で高精度な座標の補正が可能な手法が望ましい。

そこで、実施例に係るタッチパネル装置は、以下に述べるように、座標の湾曲特性を２次以上の多項式で近似することにより、高精度な補正処理を行う。さらに、実施例に係るタッチパネル装置は、特許文献２に開示された手法とは異なり、複数段階にわたる複雑な近似処理を行わないので、大規模なハードウェアを必要とせず、短時間で補正処理を行うことができる。

図６は、曲線の近似処理の一例を示すフローチャートである。なお、本例では、便宜上、２０点補正（５×４）の場合を挙げるが、以下に述べる処理は、９点補正の場合でも、２０点以上の補正でも同様に行われる。

表示部４３は、ディスプレイ１０１に補正点を表示する（ステップＳｔ１）。図７には、補正点の一例が示されている。ディスプレイ１０１の表示面（Ｘ−Ｙ平面）には、等間隔で縦横に配列された２０個の補正点Ｐ１１〜Ｐ５４が表示される。補正点Ｐ１１〜Ｐ５４は、入力面Ｓ内に配列された所定の複数の基準点に対応する。補正点Ｐ１１，Ｐ１４，Ｐ５１，Ｐ５４は、矩形の表示面の角部に配置されている。なお、補正部４２は、各補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の真の座標を予め保持している。

次に、検出部４１は、各補正点Ｐ１１〜Ｐ５４にタッチ入力が有った場合（ステップＳｔ２のＹｅｓ）、図２及び図３を参照して述べた手法により座標を検出する（ステップＳｔ３）。一方、タッチ入力がない場合（ステップＳｔ２のＮｏ）、再びステップＳｔ１の処理が行われる。

次に、補正部４２は、検出部４１により検出された各補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の座標を通る複数の曲線の近似式の係数を算出する（ステップＳｔ４）。図８には、補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の座標を通る複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４の一例が示されている。なお、図８は、５線式タッチパネル１００Ｂの場合の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４の例を示す。

符号Ｐ１１’〜Ｐ５４’は、検出部４１により検出された補正点Ｐ１１〜Ｐ５４のＸ−Ｙ平面内の座標をそれぞれ示す。補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の座標は、図４（ａ）及び図４（ｂ）と同様に、歪んだ格子状のパタンを示す。

補正部４２は、配列された補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の行と列ごとに、各座標Ｐ１１’〜Ｐ５４’を通る曲線を２次の多項式で近似する。例えば、曲線Ｌｘ１は、１列目の補正点Ｐ１１〜Ｐ１４の座標Ｐ１１’〜Ｐ１４’を通り、曲線Ｌｘ２は、２列目の補正点Ｐ２１〜Ｐ２４の座標Ｐ２１’〜Ｐ２４’を通る。また、曲線Ｌｙ１は、１行目の補正点Ｐ１１〜Ｐ５１の座標Ｐ１１’〜Ｐ５１’を通り、曲線Ｌｙ２は、２行目の補正点Ｐ１２〜Ｐ５２の座標Ｐ１２’〜Ｐ５２’を通る。

ｘ_ｒ＝ａ_ｒｙ^２＋ｂ_ｒｙ＋ｃ_ｒ（ｒ＝１，２，・・・，ｑ） ・・・（１）
ｙ_ｎ＝ａ_ｎｘ^２＋ｂ_ｎｘ＋ｃ_ｎ（ｎ＝１，２，・・・，ｍ） ・・・（２）

より具体的には、補正部４２は、検出部４１により検出された座標を（ｘ，ｙ）とすると、Ｙ方向に延びる曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５を上記の式（１）で近似し、Ｘ方向に延びる曲線Ｌｙ１〜Ｌｙ４を上記の式（２）で近似する。変数ｘ_ｒは、曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５のＸ座標を示し、変数ｙ_ｎは、曲線Ｌｙ１〜Ｌｙ４のＹ座標を示す。

また、数値ｑは、Ｘ方向に配置された補正点数、つまり補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の列数であり、本例ではｑ＝５である。一方、数値ｍは、Ｙ方向に配置された補正点数、つまり補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の行数であり、本例ではｍ＝４である。したがって、整数ｒは、曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５の識別番号であり、整数ｎは、曲線Ｌｙ１〜Ｌｙ４の識別番号である。

補正部４２は、検出部４１により検出された座標Ｐ１１’〜Ｐ５４’から式（１）の係数ａ_ｒ，ｂ_ｒ，ｃ_ｒ及び式（２）の係数ａ_ｎ，ｂ_ｎ，ｃ_ｎを算出する。すなわち、補正部４２は、入力面Ｓ内に配列された所定の複数の補正点Ｐ１１〜Ｐ５４が押下されたとき、検出部４１により検出された各座標Ｐ１１’〜Ｐ５４’を通る複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４を２次の多項式でそれぞれ近似する。もっとも、近似式としては、２次の多項式に限定されず、２次以上（３次、４次など）の多項式が用いられてもよい。

次に、補正部４２は、算出した係数ａ_ｒ，ｂ_ｒ，ｃ_ｒ，ａ_ｎ，ｂ_ｎ，ｃ_ｎを係数保持メモリ５２に書き込む（ステップＳｔ５）。本実施例の補正点Ｐ１１〜Ｐ５４は、行数が５で列数が４であるため、３×（５＋４）＝２７個の係数が係数保持メモリ５２に保持される。このようにして、曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４の近似処理は行われる。なお、近似処理は、例えばタッチパネル装置の製造における調整工程で実行される。

補正部４２は、近似処理算出した係数ａ_ｒ，ｂ_ｒ，ｃ_ｒ，ａ_ｎ，ｂ_ｎ，ｃ_ｎを用いて座標を補正する。以下に、座標の補正処理を説明する。

図９は、座標の補正処理の一例を示すフローチャートである。入力面Ｓ内の任意の点のタッチ入力があった場合（ステップＳｔ２１のＹｅｓ）、検出部４１は、当該押圧点の座標を検出する（ステップＳｔ２２）。一方、タッチ入力がない場合（ステップＳｔ２１のＮｏ）、処理は終了する。

次に、補正部４２は、係数保持メモリ５２から係数ａ_ｒ，ｂ_ｒ，ｃ_ｒ，ａ_ｎ，ｂ_ｎ，ｃ_ｎを読み出す（ステップＳｔ２３）。次に、補正部４２は、図８に示されるように、入力面Ｓを複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４で分割して得られる複数の領域のうち、検出部４１により検出された座標Ｐｄ（ｘ，ｙ）を含む領域Ｚを特定する（ステップＳｔ２４）。すなわち、補正部４２は、入力面Ｓ内の任意の点が押下されたとき、検出部４１により検出された座標が含まれる領域Ｚを特定する。

本例において、押圧点の座標Ｐｄ（ｘ，ｙ）は、補正点Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ３２，Ｐ３３の座標Ｐ２２’，Ｐ２３’，Ｐ３２’，Ｐ３３’に囲まれる領域Ｚに含まれる。領域Ｚの特定手段に限定はないが、例えば、押圧点の座標Ｐｄ（ｘ，ｙ）を上記の近似式（１）．（２）に代入することにより領域Ｚを特定することができる。

より具体的には、補正部４２は、押圧点のＹ座標を近似式（１）に代入して得られるＸ座標ｘ_ｒから、Ｘ方向において座標Ｐｄに最も近い２つの曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５を特定する。また、補正部４２は、押圧点のＸ座標を近似式（２）に代入して得られるＹ座標ｙ_ｎから、Ｙ方向において座標Ｐｄに最も近い２つの曲線Ｌｙ１〜Ｌｙ４を特定する。本例において、補正部４２は、座標Ｐｄに近い曲線Ｌｘ２，Ｌｘ３，Ｌｙ２，Ｌｙ３を特定する。言い換えれば、補正部４２は、近似式（１），（２）の整数ｒ，ｎの値を特定する。

このように、補正部４２は、入力面Ｓ内の任意の点が押下されたとき、検出部４１により検出された座標Ｐｄから近似式（１），（２）を用いて算出した座標ｘ_ｒ，ｙ_ｎに基づいて、検出部４１により検出された座標Ｐｄが含まれる領域Ｚを特定する。

次に、補正部４２は、特定した領域Ｚを規定する曲線Ｌｘ２，Ｌｘ３，Ｌｙ２，Ｌｙ３の近似式の係数ａ_ｒ，ｂ_ｒ，ｃ_ｒ，ａ_ｎ，ｂ_ｎ，ｃ_ｎを選択する（ステップＳｔ２５）。これにより、補正部４２は、補正座標の算出に用いる近似式を確定させる。

次に、補正部４２は、検出部４１により検出された任意の点の座標Ｐｄから、複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４のうち、該特定された領域Ｚを規定する各曲線Ｌｘ２，Ｌｙ２までの距離Δｘ，Δｙを近似式により算出する（ステップＳｔ２６）。図８の符号Ｇは、特定された領域Ｚの拡大図を示す。本例において、補正部４２は、領域Ｚを規定する各曲線Ｌｘ２，Ｌｘ３，Ｌｙ２，Ｌｙ３のうち、原点に近い曲線Ｌｘ２，Ｌｙ２について距離Δｘ，Δｙを算出するが、全ての曲線Ｌｘ２，Ｌｘ３，Ｌｙ２，Ｌｙ３について算出してもよい。

Δｘ＝ｘ−ｘ_ｒ ・・・（３）
Δｙ＝ｙ−ｙ_ｎ ・・・（４）

より具体的には、補正部４２は、上記の式（３），（４）から距離Δｘ，Δｙを算出する。ここで、Ｘ座標ｘ_ｒ及びＹ座標ｙ_ｎは、ステップＳｔ２５で選択した係数を適用した曲線Ｌｙ２，Ｌｘ２の近似式（１），（２）から算出される。

次に、補正部４２は、入力面Ｓ内における特定された領域Ｚの位置及び各曲線までの距離Δｘ，Δｙに基づいて補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出する（ステップＳｔ２７）。補正部４２は、入力面Ｓの縦横の画素数（ピクセル数）ＰＸＬを用いて補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出する。なお、画素数ＰＸＬは、入力面Ｓの座標検出の分解能の指標である。

ＰＸＬ＿ｘ＝ＰＸＬ／（ｑ−１） ・・・（５）
ＰＸＬ＿ｙ＝ＰＸＬ／（ｍ−１） ・・・（６）

Ｘ方向及びＹ方向における１つの領域当たりの画素数ＰＸＬ＿ｘ，ＰＸＬ＿ｙは、上記の式（５），（６）によりそれぞれ算出される。図８の例では、補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の列数ｑ＝５であるため、Ｘ方向における１つの領域当たりの画素数ＰＸＬ＿ｘはＰＸＬ／４である。一方、補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の行数ｍ＝４であるため、Ｙ方向における１つの領域当たりの画素数ＰＸＬ＿ｙは、ＰＸＬ／３である。

補正部４２は、上記の画素数ＰＸＬ＿ｘ，ＰＸＬ＿ｙから、ステップＳｔ２５で算出した距離Δｘ，Δｙに相当する画素数ＰＸＬ＿ｄｘ，ＰＸＬ＿ｄｙを算出する。図８の符号Ｇを参照すると理解されるように、Ｘ方向の距離Δｘに相当する画素数ＰＸＬ＿ｄｘは、押圧点の座標Ｐｄを通る領域ＺのＸ方向の幅Ｘａに対する距離Δｘの比から算出される。一方、Ｙ方向の距離Δｙに相当する画素数ＰＸＬ＿ｄｙは、押圧点の座標Ｐｄを通る領域ＺのＹ方向の高さＹａに対する距離Δｙの比から算出される。

ＰＸＬ＿ｄｘ＝ＰＸＬ＿ｘ・（Δｘ／Ｘａ） ・・・（７）
ＰＸＬ＿ｄｙ＝ＰＸＬ＿ｙ・（Δｙ／Ｙａ） ・・・（８）

したがって、補正部４２は、画素数ＰＸＬ＿ｄｘ，ＰＸＬ＿ｄｙを上記の式（７），（８）からそれぞれ算出する。ここで、幅Ｘａ及び高さＹａは、特定された領域Ｚに応じて決定される整数ｒ，ｎから、近似式（１），（２）を用いてそれぞれ算出される。本例では、幅Ｘａは、押圧点の座標Ｐｄを挟んだ曲線Ｌｘ２，Ｌｘ３間の距離であり、高さＹａは、押圧点の座標Ｐｄを挟んだ曲線Ｌｙ２，Ｌｙ３間の距離である。

Ｘａ＝ｘ_ｒ＋１−ｘ_ｒ ・・・（９）
Ｙａ＝ｙ_ｎ＋１−ｙ_ｎ ・・・（１０）

したがって、幅Ｘａ及び高さＹａは、上記の式（９），（１０）からそれぞれ算出される。

ＰＸＬ＿ｄｘ＝｛ＰＸＬ／（ｑ−１）｝・｛（ｘ−ｘ_ｒ）／（ｘ_ｒ＋１−ｘ_ｒ）｝・・・（１１）
ＰＸＬ＿ｄｙ＝｛ＰＸＬ／（ｍ−１）｝・｛（ｙ−ｙ_ｎ）／（ｙ_ｎ＋１−ｙ_ｎ）｝・・・（１２）

よって、画素数ＰＸＬ＿ｄｘ，ＰＸＬ＿ｄｙは、式（７），（８）に、式（５），（６），（９），（１０）を代入することで、上記の式（１１），（１２）で表される。もっとも、画素数ＰＸＬ＿ｄｘ，ＰＸＬ＿ｄｙの算出手法は、上記に限定されない。例えば、幅Ｘａは、距離Δｘに、押下点の座標Ｐｄと曲線Ｌｘ３の距離を加算することで算出してもよいし、高さＹａは、距離Δｙに、押下点の座標Ｐｄと曲線Ｌｙ３の距離を加算することで算出してもよい。

補正部４２は、このようにして算出した画素数ＰＸＬ＿ｄｘ，ＰＸＬ＿ｄｙに、入力面Ｓ内の領域Ｚの位置に応じたオフセット画素数ＰＸＬ＿ｆｘ，ＰＸＬ＿ｆｙを加算することで、補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出する。オフセット画素数ＰＸＬ＿ｆｘ，ＰＸＬ＿ｆｙは、それぞれ、Ｘ−Ｙ平面の原点に相当する入力面Ｓの角部から領域Ｚ（本例では座標Ｐ２２’）までのＸ方向及びＹ方向の距離である。

ＰＸＬ＿ｆｘ＝ＰＸＬ・｛（ｒ−１）／（ｑ−１）｝ ・・・（１３）
ＰＸＬ＿ｆｙ＝ＰＸＬ・｛（ｎ−１）／（ｍ−１）｝ ・・・（１４）

オフセット画素数ＰＸＬ＿ｆｘ，ＰＸＬ＿ｆｙは、領域Ｚに応じて決定される整数ｒ，ｎに基づき、上記の式（１３），（１４）からそれぞれ算出される。図８の例ではｒ＝２、ｎ＝２であるため、ＰＸＬ＿ｆｘ＝ＰＸＬ／４、ＰＸＬ＿ｆｙ＝ＰＸＬ／３である。

（Ｘｃ，Ｙｃ）＝（ＰＸＬ＿ｆｘ＋ＰＸＬ＿ｄｘ，ＰＸＬ＿ｆｙ＋ＰＸＬ＿ｄｙ）
・・・（１５）

補正部４２は、オフセット画素数ＰＸＬ＿ｆｘ，ＰＸＬ＿ｆｙと画素数ＰＸＬ＿ｄｘ，ＰＸＬ＿ｄｙを算出した後、補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を上記の式（１５）により算出する。このように、補正部４２は、入力面Ｓ内における特定された領域Ｚの位置（ｒ，ｎ）及び各曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４までの距離Δｘ、Δｙに基づいて補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出する。このため、補正部４２は、特許文献２とは異なり、複数段階にわたる複雑な近似処理を行うことなく、補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出できる。

なお、式（１５）は、曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４で分割された各領域内において、座標、つまり電位分布が均一であることを前提とする。しかし、電位分布が不均一の場合でも、式（１５）に補正用の変数を適用することにより、高精度に補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出することができる。

再び図９を参照すると、補正部４２は、算出した補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を、例えば、プロセッサ４または他のプロセッサにより実行されるアプリケーションに出力する（ステップＳｔ２８）。このようにして、座標Ｐｄの補正処理は行われる。

このように、実施例に係るタッチパネル装置は、２次の多項式により曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４を近似するため、比較例（特許文献１の開示手法）より高精度に座標を補正できる。

図１０には、実施例により補正後の格子状の座標パタンが示されている。図１０は、５線式タッチパネル１００Ｂにおいて９点補正を行った場合の座標パタンを示す。

図５に示された比較例と比較すると理解されるように、本実施例における格子状の座標パタンには湾曲部分が見られない。つまり、本実施例の座標補正方法によると、補正座標の誤差が比較例より低減される。

また、図１１は、実施例及び比較例における配線抵抗値に対する補正座標の誤差を示すグラフである。図１１において、横軸は、電極２２Ｂ〜２５Ｂの配線抵抗値の基準値に対する倍数（１倍、１．５倍、２倍）を示し、縦軸は、５線式タッチパネル１００Ｂにおける真の座標に対する補正座標の誤差（％）を示す。

比較例における誤差は、上述したように、配線抵抗値が大きいほど増加する傾向を示す。これに対し、実施例における誤差は、配線抵抗値が大きくなっても増加が抑制されている。このため、実施例によると、配線抵抗値が、インキの体積抵抗値や製造条件（特に印刷条件）の変動によりばらつく場合でも、補正座標の誤差を低減できる。

また、図１２は、実施例及び比較例における補正点数に対する補正座標の誤差を示すグラフである。図１２において、横軸は、補正点数（９個、２０個）を示し、縦軸は、５線式タッチパネル１００Ｂにおける真の座標に対する補正座標の誤差（％）を示す。

比較例における誤差は、上述したように、補正点数が減ると誤差が増加する傾向を示す。これに対し、実施例における誤差は、補正点数が減っても低く抑えられている。すなわち、実施例によると、補正点数による補正の精度への影響が低減される。

これまで５線式タッチパネル１００Ｂに関する実施例を挙げて説明したが、４線式タッチパネル１００Ａに関しても、上記の補正手法を用いることで同様の作用効果が得られる。図１３には、４線式タッチパネル１００Ａの格子状の座標パタンの歪み特性が示されている。ここで、４線式タッチパネル１００Ａの入力面Ｓの形状は、一例として円形としている。

図４（ａ）及び図４（ｂ）の５線式タッチパネル１００Ｂの歪み特性と比較すると理解されるように、４線式タッチパネル１００Ａの格子状の座標パタンは、曲線の形態が複雑化している。このため、補正部４２は、当該曲線を例えば４次以上の多項式で近似することで、５線式タッチパネル１００Ｂの場合と同様に、高精度な補正を行うことができる。なお、実施例に係る座標補正方法は、４線式タッチパネル１００Ａ及び５線式タッチパネル１００Ｂに限定されず、他方式のタッチパネルに適用されてもよい。

これまで述べたように、本発明に係るタッチパネル装置は、タッチパネル１００Ａ，１００Ｂの入力面Ｓ内の押下された点の座標を検出する検出部４１と、検出部４１により検出された座標を補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）に補正する補正部４２とを有する。補正部４２は、入力面Ｓ内に配列された所定の複数の補正点Ｐ１１〜Ｐ５４が押下されたとき、検出部４１により検出された各座標Ｐ１１’〜Ｐ５４’を通る複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４を２次以上の多項式でそれぞれ近似する。

また、補正部４２は、入力面Ｓ内の任意の点が押下されたとき、入力面Ｓを複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４で分割して得られる複数の領域のうち、検出部４１により検出された座標Ｐｄが含まれる領域Ｚを特定する。さらに、補正部４２は、検出部４１により検出された任意の点の座標Ｐｄから、複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４のうち、該特定された領域Ｚを規定する各曲線Ｌｘ２，Ｌｙ２までの距離Δｘ，Δｙを２次以上の多項式により算出する。そして、補正部４２は、入力面Ｓ内における特定された領域Ｚの位置（ｒ，ｎ）及び各曲線Ｌｘ２，Ｌｙ２までの距離Δｘ，Δｙに基づいて補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出する。

本発明に係るタッチパネル装置によると、補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の座標Ｐ１１’〜Ｐ５４’を通る複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４を、２次以上の多項式を用いて近似するため、高精度に補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出できる。

また、補正部４２は、入力面Ｓ内における特定された領域Ｚの位置（ｒ，ｎ）及び各曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４までの距離Δｘ、Δｙに基づいて補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出する。このため、本発明に係るタッチパネル装置によると、特許文献２とは異なり、複数段階にわたる複雑な近似処理を行うことなく、補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出できる。

また、本発明に係るタッチパネルの座標補正方法は、タッチパネル１００Ａ，１００Ｂの入力面Ｓ内の押下された点の座標を検出し、検出された座標を補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）に補正する方法において、以下の工程を含む。
工程（１）：入力面Ｓ内に配列された所定の複数の補正点Ｐ１１〜Ｐ５４が押下されたとき、検出された複数の補正点Ｐ１１〜Ｐ５４の各座標Ｐ１１’〜Ｐ５４’を通る複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４を２次以上の多項式でそれぞれ近似する。
工程（２）：入力面Ｓ内の任意の点が押下されたとき、入力面Ｓを複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４で分割して得られる複数の領域のうち、検出された任意の点の座標Ｐｄが含まれる領域Ｚを特定する。
工程（３）：検出された任意の点の座標Ｐｄから、複数の曲線Ｌｘ１〜Ｌｘ５，Ｌｙ１〜Ｌｙ４のうち、該特定された領域Ｚを規定する各曲線Ｌｘ２，Ｌｙ２までの距離Δｘ，Δｙを２次以上の多項式により算出する。
工程（４）：入力面Ｓ内における特定された領域Ｚの位置（ｒ，ｎ）及び各曲線Ｌｘ２，Ｌｙ２までの距離Δｘ、Δｙに基づいて補正座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を算出する。

本発明に係るタッチパネルの座標補正方法は、上記のタッチパネル装置と同様の構成を含むため、上記の内容と同様の作用効果を奏する。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

４１ 検出部
４２ 補正部
１００Ａ，１００Ｂ タッチパネル
入力面 Ｓ

Claims (2)

1. 互いに対向する一対の抵抗膜を備えたタッチパネルの入力面に電位勾配を発生させる制御部と、
   前記入力面内の押下により前記一対の抵抗膜同士が接触した点の座標を前記電位勾配に基づき検出する検出部と、
   前記検出部により検出された座標を補正座標に補正する補正部とを有し、
   前記補正部は、
   前記入力面内に配列された所定の複数の基準点が押下されたとき、前記検出部により検出された前記複数の基準点の各座標を通る複数の曲線を２次以上の多項式でそれぞれ近似し、
   前記入力面内の任意の点が押下されたとき、前記入力面を前記複数の曲線で分割して得られる複数の領域のうち、前記検出部により検出された前記任意の点の座標が含まれる領域を、該座標を前記２次以上の多項式に代入して得られる別の座標に基づき特定し、
   前記検出部により検出された前記任意の点の座標から、前記複数の曲線のうち、該特定された領域を規定する各曲線までの距離を前記２次以上の多項式により算出し、
   前記入力面内における前記特定された領域の位置及び前記各曲線までの距離に基づいて前記補正座標を算出することを特徴とするタッチパネル装置。
2. 互いに対向する一対の抵抗膜を備えたタッチパネルの入力面に電位勾配を発生させ、前記入力面内の押下により前記一対の抵抗膜同士が接触した点の座標を前記電位勾配に基づき検出し、検出された座標を補正座標に補正するタッチパネルの座標補正方法において、
   前記入力面内に配列された所定の複数の基準点が押下されたとき、検出された前記複数の基準点の各座標を通る複数の曲線を２次以上の多項式でそれぞれ近似し、
   前記入力面内の任意の点が押下されたとき、前記入力面を前記複数の曲線で分割して得られる複数の領域のうち、検出された前記任意の点の座標が含まれる領域を、該座標を前記２次以上の多項式に代入して得られる別の座標に基づき特定し、
   検出された前記任意の点の座標から、前記複数の曲線のうち、該特定された領域を規定する各曲線までの距離を前記２次以上の多項式により算出し、
   前記入力面内における前記特定された領域の位置及び前記各曲線までの距離に基づいて前記補正座標を算出することを特徴とするタッチパネルの座標補正方法。
   

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