JP7358575B2 - タッチパネルに適用可能なノブに対する較正方法及び較正装置 - Google Patents

Description

本発明は、ユーザインターフェース（ＵＩ）の機構設計に関し、特に、タッチパネルに適用可能なノブに対する較正方法に関する。

ノブ装置は、オーディオプレーヤーの音量調整用ノブ、ラジオの周波数調整用ノブ、及びカーコンソールの空調／風量調整用ノブ等の一般的な電子装置に使用されることが多く、これらの電子装置の多くはタッチパネルを備えている。従って、どのようにしてノブ装置とタッチパネルとを統合してユーザの制御を支援するかが問題となっている。タッチパネルがノブを備えている場合、何らかの理由でノブの位置がオフセットされることがある。例えば、ノブの位置は、老朽化による積層材料の劣化又は位置決めエラーのためにオフセットされることがある。位置のオフセットは、ノブの回転角度の間違った決定を引き起こし、さらにノブの安定性及び信頼性に影響を及ぼすことがある。従って、新規の較正方法及び関連するアーキテクチャが、いかなる副作用も導入することなく、又は副作用を導入する可能性がより少ない方法で必要とされる。

従って、ノブの新しい中心を得るための較正方法及び関連する較正装置を提供することが本発明の目的である。

本発明の少なくとも１つの実施形態は、タッチパネルに適用可能なノブに対する較正方法を提供する。ノブは、少なくとも１つの感知パッドを含む。当該較正方法は：タッチパネルを介して各感知パッドの位置を感知することによって、上記の少なくとも１つの感知パッドの上記の各感知パッドの少なくとも１つの感知位置を得るステップ；及び、上記の各感知パッドの上記の少なくとも１つの感知位置に従った外接円の半径の公式を使用することによって、ノブの中心の位置を計算するステップ；を含む。

本発明の少なくとも１つの実施形態は、タッチパネルに適用可能なノブに対する較正装置を提供する。ノブは、少なくとも１つの感知パッドを含む。当該較正装置は、感知処理回路と、計算回路とを含む。感知処理回路は、タッチパネルを介して各感知パッドの位置を感知することによって、上記の少なくとも１つの感知パッドの上記の各感知パッドの少なくとも１つの感知位置を得るように構成される。計算回路は、上記の各感知パッドの上記の少なくとも１つの感知位置に従った外接円の半径の公式を使用することによって、ノブの中心の位置を計算するように構成される。

本発明の較正方法及び較正装置は、計算することによってノブの新しい中心を得ることができる。ノブを押すか又は回転させることを介して、１つ以上の感知パッドの位置を得ることができる。ノブの新しい中心を、１つ以上の感知パッドの十分な感知位置に従って計算することができる。本発明の較正方法は、ノブの中心の正確な位置を提供し、それによって、ノブの回転角度が誤って決定されるのを防ぎ、ノブの安定性及び信頼性を改善している。

本発明のこれら及び他の目的は、少しの疑いもなく、様々な図及び図面において例示されている以下の好ましい実施形態の詳細な説明を読んだ後に、当業者には明らかになる。

本発明の一実施形態による、タッチパネルに適用可能なノブに対する較正装置の図である。 ノブの位置のオフセット及び影響を受ける回転角度を例示した図である。 本発明の一実施形態による、ノブに対する較正方法の流れ図である。 本発明の一実施形態による、１つの単一の感知パッドのみを有するノブに対する較正方法を例示した図である。 本発明の一実施形態による、２つの単一の感知パッドを有するノブに対する較正方法を例示した図である。 本発明の一実施形態による、分布範囲がノブの四分円よりも小さい３つの単一の感知パッドを有するノブに対する較正方法を例示した図である。 本発明の一実施形態による、分布範囲がノブの四分円よりも小さくない３つの単一の感知パッドを有するノブに対する較正方法を例示した図である。

図１を参照されたい。図１は、本発明の一実施形態による、タッチパネル２００に適用可能なノブ１００に対する較正装置１８０の図である。図１において示されているように、ノブ１００は、タッチパネル２００上に配置され、少なくとも１つの感知パッド１２０を含む。一実施形態において、ノブ１００は、１つの単一の感知パッド１２０のみを含んでもよい。別の実施形態において、ノブ１００は、複数の感知パッド１２０を含んでもよい。簡潔にするために、１つの感知パッド１２０のみが図１において示されている。１つの単一の感知パッド１２０のみを有するノブ１００を一例とすると、ユーザがノブ１００に接触することによってノブ１００を動作させる場合、ノブ１００は、感知パッド１２０を通る導電経路を形成する。この経路は、ノブ１００に触れたユーザの指が、導電経路を介してタッチパネル２００に接続されるのを可能にし、これは、ユーザがタッチパネル２００を間接的に制御するのを可能にするのと同等である。言い換えると、ユーザがノブ１００に触れると、タッチパネル２００は、タッチパネル２００、ノブ１００、及びユーザによって形成されたループに応答して感知信号を生成する。感知信号は、感知パッド１２０の位置情報を含む。さらに、ユーザがノブ１００を回転させると、回転角度を、感知パッド１２０の位置を介して計算することができるように、タッチパネル２００は、感知パッド１２０の移動及び位置に応答して複数の感知信号を生成する。加えて、ノブ１００に対する較正装置１８０が、ノブの位置に対する較正を行うために提供される。較正装置１８０は、感知処理回路１４０及び計算回路１６０を含む。感知処理回路１４０は、タッチパネル２００を介して各感知パッド１２０の位置を感知することによって、各感知パッド１２０の少なくとも１つの感知位置を得るように構成される。計算回路１６０は、ノブ１００の中心の新しい位置を得て、ノブ１００の中心の元の位置と置き換えることができるように、各感知パッド１２０の少なくとも１つの感知位置に従った外接円の半径の公式を使用することによって、ノブ１００の中心の位置を計算するように構成される。

回転角度が、ノブのオフセットされた中心に対して誤って決定され得るように、ノブの位置は、何らかの理由でオフセットされることがある。図２を参照されたい。図２は、ノブ１００の位置のオフセットと、影響を受ける回転角度とを例示した図である。図２において示されているように、例えば、ノブ１００は、ノブ１００の中心もオフセットされるように、元の位置からオフセットされた位置までオフセットされる。感知パッド１２０が（オフセットされた位置における）位置Ａから位置Ｂまで回転されると仮定すると、感知パッド１２０の位置Ｂは感知位置であるため、感知パッド１２０はオフセット中心に対して回転角度θ１だけ回転されていると決定される。しかし、ノブ１００の中心がオフセットされ且つ較正されていないと仮定すると、中心の位置は、元の中心の位置としてみなされる。その結果、感知パッド１２０の感知位置は位置Ｂであるため、元の中心に対する感知パッド１２０の回転角度はθ２であると計算されるため、ノブの回転角度は回転角度θ２として誤って決定される。従って、ノブの中心の位置は修正されなければならない。

図３を参照されたい。図３は、本発明の一実施形態による、ノブ１００に対する較正方法の流れ図３００である。本発明の較正方法３００は、図１において示されている較正装置１８０によって利用されてもよく、以下のステップを含んでもよい。

ステップ３０２：タッチパネルを介して感知パッドの位置を感知することによって、各感知パッドの少なくとも１つの感知位置を得る；
ステップ３０４：ノブ１００によって利用される感知パッドの量を決定する。ノブ１００は、Ｎの感知パッドを有し、Ｎは正の整数である。ノブ１００が１つの単一の感知パッドのみを有する（簡潔にするために、図３においては「Ｎ＝１」とラベルされている）場合、流れはステップ３０６に進み；ノブ１００が２つの感知パッドのみを有する（簡潔にするために、図３においては「Ｎ＝２」とラベルされている）場合、流れはステップ３１２に進み；ノブ１００が３つ以上の感知パッドを有する（簡潔にするために、図３においては「Ｎ≧３」とラベルされている）場合、流れはステップ３２０に進む；
ステップ３０６：単一の感知パッドの感知位置に従って、単一の感知パッドの回転トラックを感知し、この回転トラックは、少なくともノブの四分円を横断する；
ステップ３０８：単一の感知パッドの移動トラックとして回転トラックを整理する、及び
ステップ３１０：移動トラックに従った外接円の半径の公式を使用することによって、ノブの中心の位置を計算する。

ステップ３１２：それぞれ、２つの感知パッドの感知位置に従って、２つの感知パッドの回転トラックを感知し、２つの感知パッドの回転トラックを合計することによって形成された総トラックが、少なくともノブの四分円を横断する；
ステップ３１４：２つの感知パッドの移動トラックとして総トラックを整理する；及び
ステップ３１６：移動トラックに従った外接円の半径の公式を使用することによって、ノブの中心の位置を計算する。

ステップ３１８：ノブ上のＮ（Ｎ≧３）の感知パッドの分布範囲が、ノブの四分円よりも小さいかどうかを決定する。はいの場合、流れはステップ３２０に進み；いいえの場合、流れはステップ３２６に進む。

ステップ３２０：それぞれ、Ｎの感知パッドの感知位置に従って、Ｎの感知パッドの回転トラックを感知し、Ｎの感知パッドの回転トラックを合計することによって形成された総トラックは、少なくともノブの四分円を横断する；
ステップ３２２：Ｎの感知パッドの移動トラックとして総トラックを整理する；及び、
ステップ３２４：移動トラックに従った外接円の半径の公式を使用することによって、ノブの中心の位置を計算する。

ステップ３２６：Ｎの感知パッドの単一の感知位置に従った外接円の半径の公式を使用することによって、ノブの中心の位置を計算し、感知パッドの各感知位置は、ノブに触れ且つ押す事象に応答して得られる１つの単一の感知位置のみを含む。

当該較正方法は、外接円の半径の公式を使用して、１つ又は複数の感知パッドの複数の感知位置に従ってノブの中心の新しい位置を計算する。複数の感知位置の分布範囲は、計算の精度を得るために、ノブの四分円よりも大きく（例えば、それ以上で）なくてはならない。従って、異なる数の感知パッドを有するノブに応答して、ノブは、異なる角度で回転されるか又は押される必要がある。

図４を参照されたい。図４は、本発明の一実施形態による、１つの単一の感知パッド１２０のみを有するノブ１００に対する較正方法を例示した図である。ノブ１００の四分円よりも小さくはない部分的な周囲長に沿って分布された感知位置を得るために、１つの単一の感知パッド１２０のみを有するノブ１００は、少なくともノブの四分円回転させる必要がある。言い換えると、１つの単一の感知パッド１２０のみを有するノブ１００は、少なくとも９０度回転させる必要がある。感知位置は、ノブ１００に触れ且つ回転させる事象に応答して生成される。感知パッド１２０の元の位置及び最終の位置は、ノブの四分円よりも小さくない部分的な周囲長に沿って分布されるため、１つの単一の感知パッド１２０の元の位置、最終の位置、及び移動トラック上の任意の位置を使用して、ノブ１００の中心の位置を計算することができる。

図５を参照されたい。図５は、本発明の一実施形態による、２つの感知パッド１２０を有するノブ１００に対する較正方法を例示した図である。同様に、ノブ１００の四分円よりも小さくない部分的な周囲長に沿って分布された感知位置を得るために、２つの感知パッド１２０Ａ及び１２０Ｂを有するノブ１００を回転させる必要がある。感知位置は、ノブ１００に触れ且つ回転させる事象に応答して生成される。２つの感知パッド１２０Ａ及び１２０Ｂは、それぞれ２つの回転トラックを有する。総トラックは、２つの感知パッド１２０Ａ及び１２０Ｂの回転トラックを合計することによって形成され、総トラックは、少なくともノブの四分円を横断しなければならない。図５において示されているように、感知パッド１２０Ａの元の位置及び感知パッド１２０Ｂの最終の位置は、ノブの四分円よりも小さくない部分的な周囲長に沿って分布されるため、感知パッド１２０Ａの元の位置、感知パッド１２０Ｂの最終の位置、及び任意の感知パッドの回転トラック上の任意の位置を使用して、ノブ１００の中心の位置を計算することができる。２つの回転トラックの重複部分は、総トラックにおいて１つの回転トラックとしてみなされることが注意されるべきである。

図６を参照されたい。図６は、本発明の一実施形態による、３つの単一の感知パッド１２０を有するノブ１００に対する較正方法を例示した図であり、分布範囲は、ノブの四分円よりも小さい。同様に、ノブ１００の四分円よりも小さくはない部分的な周囲長に沿って分布された感知位置を得るために、３つの感知パッド１２０Ａ、１２０Ｂ、及び１２０Ｃを有するノブ１００を回転させる必要がある。感知位置は、ノブ１００に触れ且つ回転させる事象に応答して生成される。３つの感知パッド１２０Ａ、１２０Ｂ、及び１２０Ｃは、それぞれ３つの回転トラックを有する。総トラックは、３つの感知パッド１２０Ａ、１２０Ｂ、及び１２０Ｃの回転トラックを合計することによって形成され、総トラックは、少なくともノブの四分円を横断しなければならない。図６において示されているように、感知パッド１２０Ａの元の位置及び感知パッド１２０Ｃの最終の位置は、ノブの四分円よりも小さくない部分的な周囲長に沿って分布されるため、感知パッド１２０Ａの元の位置、感知パッド１２０Ｃの最終の位置、及び任意の感知パッドの回転トラック上の任意の位置を使用して、ノブ１００の中心の位置を計算することができる。３つの回転トラックの重複部分は、総トラックにおいて１つの回転トラックとしてみなされることが注意されるべきである。さらに、ノブが３つ以上の感知パッドを有し、分布範囲がノブの四分円よりも小さい場合も、必要な感知位置を得るために、総トラックは少なくともノブの四分円を横断しなければならない。

図７を参照されたい。図７は、本発明の一実施形態による、３つの単一の感知パッド１２０を有し、分布範囲がノブの四分円よりも小さくないノブ１００に対する較正方法を例示した図である。ノブの四分円よりも小さくない部分的な周囲長に沿って分布された感知位置を得るために、３つの感知パッド１２０Ａ、１２０Ｂ、及び１２０Ｃを有するノブ１００は、回転されることなく直接押されてもよい。図７において示されているように、３つの感知パッド１２０Ａ、１２０Ｂ、及び１２０Ｃは、ノブの四分円よりも小さくない部分的な周囲長に沿って分布されているため、３つの感知パッド１２０Ａ、１２０Ｂ、及び１２０Ｃの位置を使用して、ノブ１００の中心の位置を計算することができる。感知位置は、ノブ１００に触れ且つ押す事象に応答して生成される。ノブ１００を押す事象は、３つの感知パッド１２０Ａ、１２０Ｂ、及び１２０Ｃの位置を得ることであるということが注意されるべきである。一部の実施形態では、わずかに触れることによって、タッチパネルに、ノブの３つの感知パッドの位置を感知させることができる。さらに、ノブが３つ以上の感知パッドを有し、分布範囲がノブの四分円よりも小さくない場合、ノブの中心の位置を、感知パッドの元の位置に従って計算することができる。

具体的には、回転トラックにおける異なる感知位置に従って計算されたノブの中心の位置において、ある程度の差が実際には生じる。従って、ノブの中心の少なくとも１つの別の位置を、各感知パッドの別の感知位置に従って計算することができ、ノブの中心の平均位置を、ノブの中心の複数の計算された位置に対する平均計算を行うことによって得て、中心の較正された位置をより正確にすることができ、ここで、複数の計算された位置は、ノブの中心の位置と別の位置とを含む。

上記の構成によると、本発明の較正方法及び較正装置は、計算することによってノブの中心の新しい位置を得ることができる。ノブを押すか又は回転させることを介して、１つ以上の感知パッドの位置を得ることができる。ノブの中心の新しい位置を、１つ以上の感知パッドの十分な感知位置に従って計算することができる。本発明の較正方法は、ノブの中心の正確な位置を提供し、それによって、ノブの回転角度が誤って決定されるのを防ぎ、ノブの安定性及び信頼性を改善している。

当業者は、本発明の教示を保持しながら、装置及び方法の多くの修正及び変更を行うことができることを容易に観察することになる。従って、上記の開示は、添付の特許請求の範囲の境界によってのみ限定されると解釈されるべきである。

Claims (11)

1. タッチパネルに適用可能なノブに対する較正方法であって、前記ノブは、少なくとも１つの感知パッドを含み、当該較正方法は、
   前記タッチパネルを介して各感知パッドの位置を感知することによって、前記少なくとも１つの感知パッドの前記各感知パッドの少なくとも１つの感知位置を得るステップと、
   前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置に従った外接円の半径の公式を使用することによって、前記ノブの中心の位置を計算するステップと、
   を含み、
   前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置は、前記ノブが単一の感知パッドのみを含む場合に複数の感知位置を含み、
   前記ノブの中心の位置は、前記ノブが単一の感知パッドのみを含む場合、前記ノブが２つの感知パッドのみを含む場合、及び、前記ノブが、３以上の正の整数であるＮの感知パッドを含む場合に異なって計算される、較正方法。
2. 前記タッチパネルを介して前記各感知パッドの位置を感知することによって、前記各感知パッドの少なくとも１つの別の感知位置を得るステップであって、前記各感知パッドの前記少なくとも１つの別の感知位置は、前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置と同一ではない、ステップと、
   前記各感知パッドの前記少なくとも１つの別の感知位置に従った前記外接円の半径の公式を使用することによって、前記ノブの中心の別の位置を計算するステップと、
   前記ノブの中心の複数の計算された位置に対して平均計算を行うことによって、前記ノブの中心の平均位置を得るステップであって、前記複数の計算された位置は、前記位置及び前記別の位置を含む、ステップと、
   をさらに含む、請求項１に記載の較正方法。
3. 前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置は、前記ノブに触れ且つ回転させる事象に応答して得られた複数の感知位置を含む、請求項１に記載の較正方法。
4. 前記ノブは、１つの単一の感知パッドのみを含み、前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置に従った外接円の半径の公式を使用することによって、前記ノブの中心の位置を計算するステップは、
   前記単一の感知パッドの感知位置に従って前記単一の感知パッドの回転トラックを感知することであって、前記回転トラックは、少なくとも前記ノブの四分円を横断することと、
   前記回転トラックを、前記単一の感知パッドの移動トラックとして整理することと、
   前記ノブの中心の位置を、前記移動トラックに従った前記外接円の半径の公式を使用することによって計算することと、
   を含む、請求項３に記載の較正方法。
5. 前記ノブは、２つの感知パッドのみを含み、前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置に従った外接円の半径の公式を使用することによって、前記ノブの中心の位置を計算するステップは、
   それぞれ前記２つの感知パッドの感知位置に従った前記２つの感知パッドの回転トラックを感知することであって、前記２つの感知パッドの前記回転トラックを合計することによって形成される総トラックは、少なくとも前記ノブの四分円を横断することと、
   前記２つの感知パッドの移動トラックとして前記総トラックを整理することと、
   前記ノブの中心の位置を、前記移動トラックに従った前記外接円の半径の公式を使用することによって計算することと、
   を含む、請求項３に記載の較正方法。
6. 前記２つの感知パッドの回転トラックの重複部分は、１つの回転トラックとしてみなされる、請求項５に記載の較正方法。
7. 前記ノブは、Ｎの感知パッドを含み、Ｎは、３以上の正の整数であり、前記ノブ上の前記Ｎの感知パッドの分布範囲は、前記ノブの四分円より小さく、前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置に従った外接円の半径の公式を使用することによって、前記ノブの中心の位置を計算するステップは、
   それぞれ前記Ｎの感知パッドの感知位置に従って前記Ｎの感知パッドの回転トラックを感知することであって、前記Ｎの感知パッドの前記回転トラックを合計することによって形成される総トラックが、少なくとも前記ノブの四分円を横断することと、
   前記総トラックを、前記Ｎの感知パッドの移動トラックとして整理することと、
   前記ノブの中心の位置を、前記移動トラックに従った前記外接円の半径の公式を使用することによって計算することと、
   を含む、請求項３に記載の較正方法。
8. 前記Ｎの感知パッドの回転トラックのうち少なくとも２つから生じる重複部分は、１つの回転トラックとしてみなされる、請求項７に記載の較正方法。
9. 前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置は、前記ノブが単一の感知パッドのみを含む場合を除き、前記ノブに触れ且つ押す事象に応答して得られた単一の感知位置のみを含む、請求項１に記載の較正方法。
10. 前記ノブは、Ｎの感知パッドを含み、Ｎは、３以上の正の整数であり、前記ノブ上の前記Ｎの感知パッドの分布範囲は、前記ノブの四分円より小さくなく、前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置に従った外接円の半径の公式を使用することによって、前記ノブの中心の位置を計算するステップは、
    前記Ｎの感知パッドの単一の感知位置に従った前記外接円の半径の公式を使用することによって前記ノブの中心の位置を計算すること
    を含む、請求項９に記載の較正方法。
11. タッチパネルに適用可能なノブに対する較正装置であって、前記ノブは、少なくとも１つの感知パッドを含み、当該較正装置は、
    前記タッチパネルを介して各感知パッドの位置を感知することによって、前記少なくとも１つの感知パッドの前記各感知パッドの少なくとも１つの感知位置を得るように構成された感知処理回路と、
    前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置に従った外接円の半径の公式を使用することによって、前記ノブの中心の位置を計算するように構成された計算回路と、
    を含み、
    前記各感知パッドの前記少なくとも１つの感知位置は、前記ノブが単一の感知パッドのみを含む場合に複数の感知位置を含み、
    前記ノブの中心の位置は、前記ノブが単一の感知パッドのみを含む場合、前記ノブが２つの感知パッドのみを含む場合、及び、前記ノブが、３以上の正の整数であるＮの感知パッドを含む場合に異なって計算される、較正装置。