JPH06175768A - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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JPH06175768A
JPH06175768A JP35094092A JP35094092A JPH06175768A JP H06175768 A JPH06175768 A JP H06175768A JP 35094092 A JP35094092 A JP 35094092A JP 35094092 A JP35094092 A JP 35094092A JP H06175768 A JPH06175768 A JP H06175768A
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JP
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input
coordinate
point
reference point
calibration
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JP35094092A
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English (en)
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Keiichi Tanioka
恵一 谷岡
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は座標入力装置に関し、オペレータを
介さず自動的にキャリブレーションを行うことを目的と
する。 【構成】 二次元平面の入力検出領域を有する入力部2
に対し、選択的に加圧して加圧位置の座標情報を検出す
る座標入力装置において、入力部2における入力検出領
域を決定する所定数の基準点P1,P2を入力するマイ
クロソレノイド12と、マイクロソレノイド12により
入力される基準点P1,P2の座標情報を検出し、座標
情報に基づいて該入力検出領域における検出座標を校正
する校正手段とを具備するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、座標入力装置に係り、
詳細には、表示画面上に重ねることにより表示位置と入
力位置とを対応させるアナログタッチパネルの分野に用
いて好適な、特性変化を自動的に校正する座標入力装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、座標入力装置として、例えば、ペ
ン入力パソコン、ペン入力ワープロ等における入力部に
用いられるアナログタッチパネルがある。
【0003】アナログタッチパネルは、操作性がよく、
省スペース化に有利なポインティングデバイスの一つで
あり、液晶表示装置等における表示画面上に座標入力部
を配し、座標入力部を加圧することにより位置情報を入
力するものである。
【0004】図5に従来のアナログタッチパネルの構成
を示す。
【0005】従来のアナログタッチパネル1は、入力部
2と検出部3とから構成され、入力部2は、X方向電極
4を形成した均一な透明導電膜(以下、ITO膜とい
う)5と、Y方向電極6を形成したITO膜7の二枚の
基板から構成されている。なお、各基板は、ガラス基板
(図示せず)上に公知の手法によりITO膜5,7を形
成したものであり、例えば、スクリーン印刷法や、感光
性樹脂材料を用いたフォトリソグラフによって絶縁膜及
びスペーサを形成することにより、2枚の電極が加圧時
にのみ接触するようになっている。
【0006】検出部3は、X−Y切換回路8、A/Dコ
ンバータ9、入力ポイント演算部10、処理装置11か
ら構成されている。
【0007】X−Y切換回路8は、入力部2におけるX
Y座標の読み取り座標を切り換えるものであり、X方向
電極4とY方向電極6との読み取り電極を切り換えるこ
とで、X座標の検出電圧とY座標の検出電圧とを交互に
A/Dコンバータ9に出力するものである。
【0008】すなわち、例えば、VCC=5V、GND=
0Vのとき、X方向の座標を検出する場合は、まず、X
方向電極4に検出用電圧として、VCC−GND=5Vの
電圧を印加し、Y方向電極6によって、この電圧を検出
する。このとき検出される電圧Vout は、入力点でのX
方向電極抵抗の分割比によって印加電圧を分割した電圧
値となっており、電極膜が均一に形成されていることを
条件として、X座標の検出電圧はVout /VCC=Vout
/5Vとなる。一方、Y方向の座標を検出する場合は、
X−Y切換回路8によって検出用電圧を印加する電極が
X電極からY電極に切り換えられ、以下、X方向の座標
を検出する場合と同様の手順でY座標の検出電圧を検出
する。
【0009】A/Dコンバータ9は、X−Y切換回路8
から出力されるX座標またはY座標の検出電圧(アナロ
グ信号)を0〜255段階の8ビット情報(デジタル信
号)に変換するものであり、これによってX座標の検出
レベル及びY座標の検出レベルを決定する。
【0010】入力ポイント演算部10は、A/Dコンバ
ータ9から出力されるX座標の検出レベルとY座標の検
出レベルとに基づいて入力部2において実際に押圧され
た点の座標値を演算により求め、この座標値を入力ポイ
ントとして処理装置11に出力するものである。
【0011】処理装置11は、入力ポイント演算部10
から出力される入力ポイントの値に基づいて種々の処理
を行うものである。
【0012】以上の構成によるアナログタッチパネルで
は、温度等の環境の変化や、経年変化によって特性にズ
レが生じ、同じ入力に対して異なる座標値が出力される
といったことが起こるので、特性のズレを補正するため
に時々校正(以下、キャリブレーションという)を行う
必要がある。
【0013】従来例におけるキャリブレーション処理を
図6に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0014】まず、X座標上の基準点間のドット数
(X)及びY座標上の基準点間のドット数(Y)を指定
し、読み取り範囲を設定する(ステップS1)。
【0015】次いで、入力部2における入力操作範囲
(矩形領域)を設定するために、例えば、矩形領域であ
る入力操作範囲の左上隅の点を基準点P1、同様に、右
下隅の点を基準点P2とし、オペレータの操作により基
準点P1を入力し(ステップS2)、基準点P1におけ
るX方向検出レベル及びY方向検出レベルを決定して確
保するとともに(ステップS3)、オペレータの操作に
より基準点P2を入力し(ステップS4)、基準点P2
におけるX方向検出レベル及びY方向検出レベルを決定
して確保する(ステップS5)。
【0016】最後に、基準点P1,P2におけるX方向
及びY方向の検出レベルからオフセット係数及びゲイン
係数を計算し、このオフセット係数及びゲイン係数に基
づいて特性のズレを補正してキャリブレーションを行う
(ステップS6)。
【0017】ここで、X方向のゲイン係数をKx、Y方
向のゲイン係数をKyとした場合のゲイン係数を求める
ための計算式を〈数1〉に示し、X方向のオフセット係
数をOx、Y方向のオフセット係数をOyとした場合の
オフセット係数を求めるための計算式を〈数2〉に示
す。なお、XはX座標上の基準点間のドット数、YはY
座標上の基準点間のドット数、x1は基準点P1のX方
向検出レベル、y1は基準点P1のY方向検出レベル、
x2は基準点P2のX方向検出レベル、y2は基準点P
2のY方向検出レベルである。
【0018】
【数1】
【0019】
【数2】 ゲイン係数Kx,Kyとは、1ドット当たりのレベル数
を示し、タッチパネルの1ドットがA/Dコンバータ9
における出力の何レベルに相当するかを意味するもので
あり、オフセット係数Ox,Oyとは、基準点P1(P
2)における入力電圧と基準点電圧との電位差をA/D
コンバータ9のレベルに直したものである。
【0020】つまり、X方向の出力レベルをXv、Y方
向の出力レベルをYvとしたとき、任意点Xn,Ynの
レベルは、〈数3〉となる。
【0021】
【数3】 したがって、従来のキャリブレーションは、タッチパネ
ル1の入力操作範囲の基準点P1,P2をオペレータが
指示することにより、基準点P1,P2でのオフセット
とタッチパネルの特性を示すゲイン係数とを取り込み、
環境等に対する特性のズレを補正するものであった。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の座標入力装置にあっては、タッチパネル1の
入力操作範囲の基準点P1,P2をオペレータが指示す
ることにより、基準点P1,P2でのオフセットとタッ
チパネルの特性を示すゲイン係数とを取り込み、環境等
に対する特性のズレを補正するという構成となっていた
ため、従来のアナログタッチパネルでキャリブレーショ
ンを行うためには、オペレータによってキャリブレーシ
ョンを行う度に毎回基準点P1,P2を押圧するという
繁雑な作業が必要であるという問題点があった。
【0023】本発明の課題は、オペレータが意識するこ
となく、自動的にキャリブレーションを行うことであ
る。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明の手段は次の通り
である。
【0025】請求項1記載の発明は、二次元平面の入力
検出領域を有する入力部に対し、選択的に加圧して加圧
位置の座標情報を検出する座標入力装置において、前記
入力部における入力検出領域を決定する所定数の基準点
を入力する基準点入力手段と、該基準点入力手段により
入力される該基準点の座標情報を検出し、該座標情報に
基づいて該入力検出領域における検出座標を校正する校
正手段と、を具備したことを特徴としている。
【0026】また、この場合、請求項2記載の発明のよ
うに、予め設定されたタイミングまたは時間に応じて前
記基準点入力手段を作動させる校正タイミング設定手段
を追加して設けることが望ましく、さらに、請求項3記
載の発明のように、前記基準点入力手段は、前記入力部
に対し、基準点となる点を機械的に加圧するマイクロソ
レノイドにより構成し、機械的に入力部をオン状態とす
ることで、この値を基準値として取り込むことが有効で
ある。
【0027】
【作用】本発明の手段の作用は次の通りである。
【0028】請求項1記載の発明によれば、基準点入力
手段により入力部に対して基準点が入力され、この基準
点の座標情報に基づいて校正手段により入力検出領域に
おける検出座標が校正される。
【0029】すなわち、オペレータの操作を必要とせず
に自動的にキャリブレーションが行われる。
【0030】また、請求項2記載の発明によれば、請求
項1記載の発明の作用に追加して、校正タイミング設定
手段により、例えば、起動時や、一定時間毎等のように
予め決められたタイミングまたは時間に応じて基準点入
力手段が作動されることにより、定期的にキャリブレー
ションが行われる。
【0031】さらに、請求項3記載の発明のように、基
準点入力手段としてマイクロソレノイドを用いることに
より、電気信号に応じて入力部の押圧が可能となる。
【0032】
【実施例】以下、図1,図2を参照して実施例を説明す
る。
【0033】図1,図2は本発明に係る座標入力装置の
一実施例を示す図である。
【0034】まず、構成を説明する。図1は本実施例に
おける座標入力装置の要部構成を示す概略ブロック図で
ある。図1において、座標入力装置である本実施例のア
ナログタッチパネル1は、上記図5に示した従来例と同
様に、入力部2と検出部3とから構成されており、従来
の構成に加えて基準点入力手段であるマイクロソレノイ
ド12a,12bを設け、入力部2を機械的に押圧する
機能を追加するとともに、入力ポイント演算部10に校
正手段としての機能を持たせ、さらに、処理装置11に
マイクロソレノイド12a,12bの動作タイミングを
制御し、予め設定されたタイミングまたは時間に応じて
作動させる校正タイミング設定手段13の機能を持たせ
たものとなっている。
【0035】X−Y切換回路8は、入力部2におけるX
Y座標の読み取り座標を切り換えるものであり、X方向
電極4とY方向電極6との読み取り電極を交互に切り換
えることでX座標の検出電圧とY座標の検出電圧とをA
/Dコンバータ9に出力するものである。
【0036】すなわち、X方向の座標を検出する場合に
は、X方向電極4に検出用電圧としてVCC−GNDの電
圧を印加し、Y方向電極6によって、この電圧を検出す
る。このとき検出される電圧Vout は、入力点でのX方
向電極抵抗の分割比によって印加電圧を分割した電圧値
となっており、X座標の検出電圧はVout /VCCとな
る。一方、Y方向の座標を検出する場合は、X−Y切換
回路8によって検出用電圧を印加する電極がX電極から
Y電極に切り換えられ、以下、X方向の座標を検出する
場合と同様の手順でY座標の検出電圧を検出する。
【0037】A/Dコンバータ9は、X−Y切換回路8
から出力されるX座標またはY座標の検出電圧(アナロ
グ信号)を0〜255段階の8ビット情報(デジタル信
号)に変換するものであり、これによってX座標の検出
レベル及びY座標の検出レベルを決定する。
【0038】入力ポイント演算部10は、A/Dコンバ
ータ9から出力されるX座標の検出レベル及びY座標の
検出レベルに基づいて入力部2において実際に押圧され
た点の座標値を演算により求めるものであり、入力部2
における入力操作範囲(矩形領域)を設定するために、
例えば、矩形領域である入力操作範囲の左上隅の点を基
準点P1、同様に、右下隅の点を基準点P2としたと
き、マイクロソレノイド12a,12bにより押圧され
た基準点P1,P2の座標値を演算するとともに、キャ
リブレーションのための基準座標値として設定し、以
後、入力部2に対する押圧入力点の座標はこの基準座標
値により校正され、入力ポイント情報として処理装置1
1に出力される。
【0039】処理装置11は、X−Y切換回路8、A/
Dコンバータ9、入力ポイント演算部10、及びマイク
ロソレノイド12a,12bにおける各種動作を制御す
るための制御信号を出力するとともに、入力ポイント演
算部10から出力される入力ポイント情報の値に基づい
て種々の処理を行うものであり、後述する校正タイミン
グ設定手段13の機能も含んでいる。
【0040】マイクロソレノイド12a,12bは、入
力検出領域である入力操作範囲の左上隅の点を基準点P
1、同様に、右下隅の点を基準点P2としたとき、処理
装置11から入力される所定の電気信号に応じて入力部
2における各基準点P1,P2を押圧するものであり、
従来、オペレータによって入力されていた各基準点P
1,P2の入力を、オペレータに代わって行うものであ
る。
【0041】校正タイミング設定手段13は、処理装置
11内に含まれ、例えば、起動時や、一定時間毎等のよ
うに、予め設定されたタイミングまたは時間に応じてマ
イクロソレノイド12a,12bを作動させるものであ
り、この設定タイミングによって入力ポイント演算部1
0により自動的にキャリブレーション処理を行わせるも
のである。
【0042】以下、図1に示すアナログタッチパネル1
におけるキャリブレーション処理について図2に示すフ
ローチャートを参照して説明する。
【0043】まず、X座標上の基準点間のドット数及び
Y座標上の基準点間のドット数を指定し、読み取り範囲
を設定する(ステップP1)。
【0044】次いで、入力部2における入力操作範囲
(矩形領域)を設定するために、例えば、矩形領域であ
る入力操作範囲の左上隅の点を基準点P1、同様に、右
下隅の点を基準点P2としたとき、校正タイミング設定
手段13によって設定されたタイミングに基づいて処理
装置11からマイクロソレノイド12a,12bに対し
て制御信号を出力し、マイクロソレノイド12a,12
bをそれぞれ駆動することにより、マイクロソレノイド
12aによって基準点P1を入力し(ステップP2)、
基準点P1におけるX方向検出レベル及びY方向検出レ
ベルを決定して確保するとともに(ステップP3)、マ
イクロソレノイド12bによって基準点P2を入力し
(ステップP4)、基準点P2におけるX方向検出レベ
ル及びY方向検出レベルを決定して確保する(ステップ
P5)。
【0045】最後に、基準点P1,P2におけるX方向
及びY方向の検出レベルからオフセット係数及びゲイン
係数を計算し、このオフセット係数及びゲイン係数に基
づいて特性のズレを補正してキャリブレーションを行う
(ステップP6)。なお、得られたオフセット係数とゲ
イン係数とによるキャリブレーションは前述した従来例
と同様の処理により行う。
【0046】すなわち、本実施例では、基準点P1,P
2の入力をマイクロソレノイド12a,12bによって
行うことで、オペレータはキャリブレーション作業から
開放され、さらに、オペレータが意識することなく、自
動的にキャリブレーションが行われる。
【0047】図3,図4は本発明に係る座標入力装置の
他の実施例を示す図であり、図3は本実施例における座
標入力装置の要部構成を示す概略ブロック図である。
【0048】本実施例の座標入力装置であるアナログタ
ッチパネル1では、アナログタッチパネル1と他のデバ
イスとの機構的な配置上の関係から、入力部2の後方に
マイクロソレノイド12a,12bを設置できない場合
に対処するものであり、図3に示すように、上記図1に
示した実施例と比較して、入力部2における実際の入力
操作範囲よりも入力可能領域を大きく取り、入力操作範
囲外の部分にマイクロソレノイド12a,12bを設置
し、キャリブレーションを行うものである。
【0049】すなわち、本実施例では、上記図1に示し
たように、通常のキャリブレーションと同様にオフセッ
ト係数とゲイン係数とを決定するため、入力操作範囲外
にあるマイクロソレノイド12a,12bが押圧する補
正位置での点Q1,Q2と、入力操作範囲内にある基準
点P1,P2との距離の差分からオフセット係数を決定
する必要があり、マイクロソレノイド12a,12bが
押圧する点Q1,Q2と、基準点P1,P2との物理的
距離の差分、つまり、マイクロソレノイドオフセット
を、物理的距離(mm)/分解能(ドット/mm)×ゲ
イン係数で算出するものである。
【0050】これにより本実施例では、前述した一実施
例と同様にキャリブレーション処理を行うことができ
る。
【0051】以下、図3に示すアナログタッチパネル1
におけるキャリブレーション処理について図4に示すフ
ローチャートを参照して説明する。
【0052】まず、X座標上の基準点間のドット数及び
Y座標上の基準点間のドット数を指定し、読み取り範囲
を設定する(ステップT1)。
【0053】次いで、入力部2における入力操作範囲
(矩形領域)を設定するために、例えば、矩形領域であ
る入力操作範囲の左上隅の点を基準点P1、同様に、右
下隅の点を基準点P2とし、基準点P1に対する補正位
置の点をQ1、基準点P2に対する補正位置の点をQ2
としたとき、前述のマイクロソレノイドオフセットを求
める式から、X方向の基準点P1と点Q1とのドット差
Hx1、Y方向の基準点P1と点Q1とのドット差Hy
1、X方向の基準点P2と点Q2とのドット差Hx2、
Y方向の基準点P2と点Q2とのドット差Hy2を計算
する(ステップT2)。
【0054】そして、校正タイミング設定手段13によ
って設定されたタイミングに基づいて処理装置11から
マイクロソレノイド12a,12bに対して制御信号を
出力し、マイクロソレノイド12a,12bをそれぞれ
駆動することによりマイクロソレノイド12aにより点
Q1を入力し(ステップT3)、点Q1から基準点P1
におけるX方向検出レベル及びY方向検出レベルを決定
して確保するとともに(ステップT4)、マイクロソレ
ノイド12bにより点Q2を入力し(ステップT5)、
点Q2から基準点P2におけるX方向検出レベル及びY
方向検出レベルを決定して確保する(ステップT6)。
【0055】最後に、前述の実施例と同様に、基準点P
1,P2におけるX方向及びY方向の検出レベルからオ
フセット係数及びゲイン係数を計算し、このオフセット
係数及びゲイン係数に基づいて特性のズレを補正してキ
ャリブレーションを行う(ステップT7)。
【0056】ここで、X方向のゲイン係数をKx、Y方
向のゲイン係数をKyとした場合のゲイン係数を求める
ための計算式を〈数4〉に示し、X方向のオフセット係
数をOx、Y方向のオフセット係数をOyとした場合の
オフセット係数を求めるための計算式を〈数5〉に示
す。なお、XはX座標上の基準点間のドット数、YはY
座標上の基準点間のドット数、x1は点Q1のX方向検
出レベル、y1は点Q1のY方向検出レベル、x2は点
Q2のX方向検出レベル、y2は点Q2のY方向検出レ
ベルを示し、Hx1はX方向の基準点P1と点Q1との
ドット差、Hy1はY方向の基準点P1と点Q1とのド
ット差、Hx2はX方向の基準点P2と点Q2とのドッ
ト差、Hy2はY方向の基準点P2と点Q2とのドット
差を示す。
【0057】
【数4】
【0058】
【数5】 以上説明したように、本実施例では、電気信号により機
械的な動作を行うマイクロソレノイド12a,12bを
設けることにより、オペレータが操作することなく、キ
ャリブレーション処理を行うことができ、例えば、アナ
ログタッチパネル1により文字認識を行っているときに
認識率が下がったような場合に自動的にキャリブレーシ
ョン処理を行うことができる。
【0059】なお、校正タイミング設定手段13による
特性校正の指示は、例えば、工場出荷時、エラー発生頻
度が高くなった時、あらかじめ設けられた特殊キー(例
えば、「特性校正」キー等)の操作時、定期的(例え
ば、24時間毎)等が考えられ、または、電源オンに応
答して起動時に毎回キャリブレーションを行うものであ
ってもよい。
【0060】また、基準点入力手段は、マイクロソレノ
イド12a,12bに限らず、電気信号に応じてアナロ
グタッチパネルの入力部を押圧するものであれば他の構
成によるものでもよく、さらに、入力操作範囲を設定す
るための基準点の数や位置は任意に変更可能であること
は勿論である。
【0061】
【発明の効果】本発明によれば、請求項1記載の発明で
は、基準点入力手段により入力する基準点の座標情報に
基づいて校正手段によって入力検出領域における検出座
標のキャリブレーションができ、オペレータの操作を必
要とせずに自動的にキャリブレーションを行うことがで
きる。
【0062】また、請求項2記載の発明では、請求項1
記載の発明の効果に追加して、校正タイミング設定手段
により、例えば、起動時や、一定時間毎等のように予め
決められたタイミングまたは時間に応じて基準点入力手
段を作動することで、所定時にキャリブレーションを行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例における座標入力装置の要部構成を示
す概略ブロック図。
【図2】本実施例の座標入力装置のキャリブレーション
処理のフローチャート。
【図3】他の実施例における座標入力装置の要部構成を
示す概略ブロック図。
【図4】他の実施例の座標入力装置のキャリブレーショ
ン処理のフローチャート。
【図5】従来例における座標入力装置の要部構成を示す
概略でブロック図。
【図6】従来例の座標入力装置のキャリブレーション処
理のフローチャート。
【符号の説明】
1 アナログタッチパネル 2 入力部 3 検出部 4 X方向電極 5 透明導電膜 6 Y方向電極 7 透明導電膜 8 X−Y切換回路 9 A/Dコンバータ 10 入力ポイント演算部 11 処理装置 12 マイクロソレノイド 13 校正タイミング設定手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二次元平面の入力検出領域を有する入力部
    に対し、選択的に加圧して加圧位置の座標情報を検出す
    る座標入力装置において、 前記入力部における入力検出領域を決定する所定数の基
    準点を入力する基準点入力手段と、 該基準点入力手段により入力される該基準点の座標情報
    を検出し、該座標情報に基づいて該入力検出領域におけ
    る検出座標を校正する校正手段と、 を具備したことを特徴とする座標入力装置。
  2. 【請求項2】予め設定されたタイミングまたは時間に応
    じて前記基準点入力手段を作動させる校正タイミング設
    定手段を具備したことを特徴とする請求項1記載の座標
    入力装置。
  3. 【請求項3】前記基準点入力手段は、前記入力部に対
    し、基準点となる点を機械的に加圧するマイクロソレノ
    イドにより構成することを特徴とする請求項1、または
    2記載の座標入力装置。
JP35094092A 1992-12-04 1992-12-04 座標入力装置 Pending JPH06175768A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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