JPH0635608A - タッチパネル装置の座標変換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 スクリーン１０には、中点及び４隅にマーク
を表示し、マークに対応する位置でタッチパネル１２に
接触してタッチパネルの座標を検出する。スクリーン上
のマークの既知の表示座標及び検出したタッチパネルの
座標から、各領域でタッチパネルの座標からスクリーン
の座標に変換するための校正された４つの１次変換式が
得る。特定の接触位置から境界線への距離に応じて、４
つの変換式を重み付けし、重み付けされた４つの変換式
を使用して、特定の接触位置に対応するスクリーンの表
示座標を求める。 【効果】複数に分割した領域での校正により、タッチパ
ネルのリニアリティ歪、台形歪等による誤差を正確に補
正でき、且つ、領域の境界線における不連続性、即ち、
接触位置の小さい変化に対して検出表示座標が大きく変
化することを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タッチパネルの座標を
表示スクリーンの座標に変換する際に、タッチパネルの
リニアリティ歪、台形歪等による誤差を補正するタッチ
パネル装置の座標変換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】タッチパネル装置は、操作者と画面上に
表示される情報との対話を可能にするデータ入力装置で
ある。例えば、画面上の特定の位置に接触することによ
り、コンピュータ・コマンドの１つを選択できる。タッ
チパネル装置は、接触した位置に対応するアドレス信号
を発生する。アドレス信号はコンピュータに送られ、コ
ンピュータは、アドレス信号に基づきコマンド項目のう
ちどれが選択されたかを判断する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に広く使用された
タッチパネル装置として、静電容量検出式タッチパネル
装置がある。図５に示す様に、この装置は、光学的に透
明で、予め選択した抵抗率の導電膜を形成したタッチパ
ネル１２を備えている。このタッチパネルは、陰極線管
等の表示装置のスクリーン１０の前に配置され、操作者
は、画面に表示された情報と重畳する位置の導電膜に、
静電容量を持ったスタイラス（操作者の指、ペン等）を
接触させる。この接触によるインピーダンスの変化を測
定及び分析して、スタイラス接触位置に対応するスクリ
ーン上の位置を決定することができる。

【０００４】この様なタッチパネル装置では、通常、そ
の操作前に、タッチパネル座標から、スクリーンの表示
座標へ変換するための校正を行う必要がある。表示座標
は、装置が発生するアドレス信号に対応している。図６
及び図７を参照して、タッチパネルの従来の校正及び座
標変換方法を説明する。図６は、表示装置のスクリーン
１０及びそれに重畳された透明タッチパネル１２の正面
図である。スクリーン１０の表示座標（Ｘ0 ，Ｙ0）及
び（Ｘ1 ，Ｙ1）で夫々表される左下点Ｓo及び右上点Ｓ
1に、例えば図示する様な十マークを表示する。操作者
が、Ｓ0及びＳ1点に一致する位置でタッチパネル１２に
触れると、Ｓ0及びＳ1点に夫々対応するタッチパネル座
標（ｘ0 ，ｙ0）及び（ｘ1 ，ｙ1）が検出される。

【０００５】図７は、タッチパネル１２の座標系及び表
示座標系の関係を水平軸に関し表した線図である。図か
ら分かる様に、タッチパネル座標系は、表示座標系を拡
大し、且つオフセットを与えることで得ることができ
る。したがって、タッチパネル座標値ｘ及び表示座標値
Ｘの関係は、次の１次式で表せる。 ｘ＝Ｘm・Ｘ＋Ｘoff （１） （Ｘmは係数、Ｘoffは水平オフセット値である。） （１）式をＸに関し解くと、次の式になる。 Ｘ＝（ｘ−Ｘoff）・１／Ｘm ＝ （ｘ−Ｘoff）・Ｘ’m （２） （ここで、Ｘ’m＝１／Ｘmである。） 垂直軸に関しても同様に、タッチパネル座標値ｙ及び表
示座標値Ｙの関係は、次の式で表せる。 Ｙ＝（ｙ−Ｙoff）・Ｙ’m （３） （Ｙ’mは係数、Ｙoffは垂直オフセット値である。）

【０００６】スクリーン上のＳ0及びＳ1点におけるタッ
チパネル座標値を用いて、Ｘ’m、Ｘoff及びＹ’m、Ｙo
ffを求める。 Ｘ0＝（ｘ0−Ｘoff）×Ｘ’m （４） Ｘ1＝（ｘ1−Ｘoff）×Ｘ’m （５） 式（４）、（５）の連立方程式を解き、次の結果が得ら
れる。 Ｘ’m＝（Ｘ1−Ｘ0）／（ｘ1−ｘ0） （６） Ｘoff＝（ｘ0−Ｘ0）／Ｘ’m （７） 垂直軸に関しても同様にして解き、次の結果が得られ
る。 Ｙ’m＝（Ｙ1−Ｙ0）／（ｙ1−ｙ0） （８） Ｙoff＝（ｙ0−Ｙ0）／Ｙ’m （９） Ｘ’m、Ｘoff、Ｙ’m及びＹoffを式（２）、（３）に代
入して、タッチパネル座標値から表示座標値への校正さ
れた１次変換式が完成する。

【０００７】しかし、静電容量検出式タッチパネルの如
きタッチパネルは、通常、パネル上の導電膜の不均一性
に起因するリニアリティ歪、台形歪等を有し、その座標
値の分布が不正確になる。したがって、校正手順で求め
たこれらの値を使用して、タッチパネル上の実際のタッ
チ位置から、それに対応する表示座標値を正確に得るこ
とができず、タッチパネル装置が誤差を含むアドレス信
号を発生する。

【０００８】図８は、従来の２点を使用する校正後のタ
ッチ位置に対するアドレス発生精度を得るための実験結
果を示す線図である。この実験では、縦横に等間隔に孔
を開けたテンプレートを、タッチパネル１２の表面に配
置し、左下端の孔及び右上端の孔を介してタッチパネル
に触れて、上述の２点を使用する校正を行った後、他の
各孔を介してタッチパネルに触れる。点線の交点は、タ
ッチ位置のタッチパネル座標から得られる理想的表示座
標を示し、×印は各タッチ位置に複数回のタッチを行っ
て得た表示座標である。この図では、６００と付した水
平点線に近接する表示座標は、左に行く程この点線から
離れ、８００と付した垂直点線に近接する表示座標は、
下に行く程この点線から離れることから、このタッチパ
ネルは、台形歪を有していることが分かる。

【０００９】したがって、本発明の目的は、タッチパネ
ル上のタッチ位置からそれに対応する所定アドレス信号
を正確に発生できるようにするタッチパネル装置の座標
変換方法に関する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、表示装置のス
クリーン前面に透明なタッチパネルを重畳して配置し、
特定の接触位置でのタッチパネルの座標をスクリーンの
座標に変換するタッチパネル装置の座標変換方法であ
る。スクリーンには、中点及び４隅にマークが表示さ
れ、マークに対応する位置でタッチパネルに接触して、
接触位置のタッチパネルの座標を検出する。スクリーン
上のマークの既知の表示座標及び検出したタッチパネル
の座標から、各領域でタッチパネルの座標からスクリー
ンの座標に変換するための校正された４つの１次変換式
が得られる。特定の接触位置から境界線への距離に応じ
て、４つの変換式を重み付けし、重み付けされた４つの
変換式を使用して、特定の接触位置に対応するスクリー
ンの表示座標を求める。

【００１１】

【作用】タッチパネルのリニアリティ歪、台形歪等によ
る誤差を、複数に分割した狭い領域での校正により、従
来に比して正確に補正でき、且つ、領域の境界線におけ
る不連続性、即ち、接触位置の小さい変化に対して検出
表示座標が大きく変化することを防止できる。

【００１２】

【実施例】図４は、本発明によるタッチパネル装置の校
正方法を実現するための構成を示すブロック図である。
タッチパネル装置１４は、表示器１６の表示スクリーン
１０’の前に配置された静電容量式タッチパネル１２’
を含む。バス１８を介して中央処理ユニット２０から送
られる命令により、表示コントローラ２２は、読出し専
用メモリ（以下ＲＯＭという）２４から例えばコマンド
選択用標識の表示情報を取込み、ビットマップを形成し
て表示メモリ２６に格納し、このビットマップ情報を周
期的に読出して、表示器１６に出力する。タッチパネル
装置１４は、タッチパネルの校正のため、又は、表示ス
クリーンに表示された複数のコマンド選択用標識のうち
１つを選択するために、操作者が接触した位置座標を検
出し、ＣＰＵ２０に送る。ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２４に
記憶されたプログラムに従い、本発明によるタッチパネ
ル装置の校正又はタッチ位置に対応するアドレス信号の
生成を行う。校正により得たパラメータは、ＲＡＭ２８
に記憶する。

【００１３】図１は、本発明のタッチパネル装置の校正
方法を説明するための表示器１６の表示スクリーン１
０’及びタッチパネル装置１４のタッチパネル１２’の
正面図である。図２は、斯る校正方法の手順を示す流れ
図である。始めに、表示器１６は、校正用点として、表
示座標（Ｘ0 ，Ｙ0）、（Ｘ1 ，Ｙ1）、（Ｘ2 ，Ｙ
2）、（Ｘ3 ，Ｙ3）及び（Ｘ4 ，Ｙ4）で夫々表される
スクリーン１０’の左下点Ｓ0、右下点Ｓ1、左上点Ｓ
2、右上点Ｓ3及び中央点Ｓ4に十マークを表示する（ス
テップ３０）。操作者は、これらの各点に一致する位置
でタッチパネル１２’に触れ、点Ｓ0、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及
びＳ4に夫々対応するタッチパネル座標（ｘ0 ，ｙ0）、
（ｘ1 ，ｙ1）、（ｘ2 ，ｙ2）、（ｘ3 ，ｙ3）及び
（ｘ4 ，ｙ4）が検出される。（ステップ３２）。

【００１４】スクリーン１０’は、点Ｓ0及び点Ｓ1の略
中点と、点Ｓ4と、点Ｓ2及びＳ3の略中点とを通る境界
線ＬV、並びに点Ｓ0及びＳ2の略中点と、点Ｓ4と、点Ｓ
3及びＳ1の略中点とを通る境界線ＬHにより、点Ｓ4を中
心として４つの領域Ａ0、Ａ1、Ａ2及びＡ3に分割でき
る。分割した各領域における表１に示す水平及び垂直方
向のオフセット値及び倍率即ち係数は、上述の式
（６）、（７）、（８）及び（９）を使用し、各領域の
２つの校正用点の表示座標及びタッチパネル座標を代入
して求めることができる。

【００１５】

【表１】

【００１６】求めた各領域のオフセット量及び係数を上
述の式（２）、（３）に代入することで、各領域毎に、
水平及び垂直方向の校正された１次変換式、即ち次に示
す８つの１次変換式を得る。（ステップ３４） 領域Ａ0： ＸA0＝（ｘ−Ｘoff0）・Ｘ’m0 （１０） ＹA0＝（ｙ−Ｙoff0）・Ｙ’m0 （１１） 領域Ａ1： ＸA1＝（ｘ−Ｘoff1）・Ｘ’m1 （１２） ＹA1＝（ｙ−Ｙoff1）・Ｙ’m1 （１３） 領域Ａ2： ＸA2＝（ｘ−Ｘoff2）・Ｘ’m2 （１４） ＹA2＝（ｙ−Ｙoff2）・Ｙ’m2 （１５） 領域Ａ3： ＸA3＝（ｘ−Ｘoff3）・Ｘ’m3 （１６） ＹA3＝（ｙ−Ｙoff3）・Ｙ’m3 （１７） （ここで、添字Ａ０、Ａ１、Ａ２及びＡ３は、それが表
す領域の１次変換式で求めたＸ及びＹであることを示
す。）

【００１７】しかし、各領域毎に異なる１次変換式を使
用すると、境界線ＬV及びＬHの近傍で、タッチ位置がわ
ずかに変化しても、検出表示座標が大きく変化するとい
う不連続が生じ、実用上好ましくない。本発明は、領域
間の１次変換式の切換えを滑らかに行うための重み付け
を行う。そのために、先ず、タッチパネル座標（ｘ，
ｙ）で表される特定タッチ位置の各領域Ａ0、Ａ1、Ａ2
及びＡ3に対する得点Ｐ0、Ｐ1、Ｐ2及びＰ3を次の式で
求める。得点が０以下の場合は、０とする。（ステップ
３６） Ｐ0＝（ｘ4−ｘ）＋（ｙ4−ｙ） （１８） Ｐ1＝（−ｘ4＋ｘ）＋（ｙ4−ｙ） （１９） Ｐ2＝（ｘ4−ｘ）＋（−ｙ4＋ｙ） （２０） Ｐ3＝（−ｘ4＋ｘ）＋（−ｙ4＋ｙ） （２１） これらの式から分かる様に、特定タッチ位置が存在する
領域内において、そのタッチ位置が線ＬV及びＬHから遠
い程その領域に対する得点が高く、線ＬV又はＬHに近づ
くと、近づいた線を介して隣接する領域に対する得点が
高くなり、そのタッチ位置が存在する領域に対する得点
が低くなる。

【００１８】次の式に示す様に、各得点Ｐ0、Ｐ1、Ｐ2
及びＰ3の全得点の総和ＰTに対する比を求め、夫々の比
を特定タッチ位置の領域Ａ0、Ａ1、Ａ2及びＡ3に対する
依存度Ｄ0、Ｄ1、Ｄ2及びＤ3とする。（ステップ３８） ＰT＝Ｐ0＋Ｐ1＋Ｐ2＋Ｐ3 （２２） Ｄ0＝Ｐ0／ＰT （２３） Ｄ1＝Ｐ1／ＰT （２４） Ｄ2＝Ｐ2／ＰT （２５） Ｄ3＝Ｐ3／ＰT （２６）

【００１９】次に、特定タッチ位置のタッチパネル座標
（ｘ，ｙ）を式（１０）〜（１７）に代入して、表示座
標ＸA0、ＸA1、ＸA2、ＸA3、ＹA0、ＹA1、ＹA2及びＹA3
を求める。即ち、特定タッチ位置が存在する領域に拘ら
ず、全ての領域の１次変換式を用いた表示座標を求め
る。（ステップ４０）水平及び垂直方向の各々に関し
て、補正された最終的表示座標を得るには、各領域の１
次変換式により得た表示座標ＸA0〜ＸA3又はＹA0〜ＹA3
に、上述で求めたその領域に対する依存度を乗算して、
その積の総和を求める。即ち、水平及び垂直方向の最終
的表示座標Ｘ及びＹは、次の式で表すことができる。
（ステップ４２） Ｘ＝ＸA0・Ｄ0＋ＸA1・Ｄ1＋ＸA2・Ｄ2＋ＸA3・Ｄ3 （２８） Ｙ＝ＹA0・Ｄ0＋ＹA1・Ｄ1＋ＹA2・Ｄ2＋ＹA3・Ｄ3 （３０）

【００２０】図３は、以上の本発明によるタッチパネル
装置の座標変換方法を実施した場合に、図８の同一の精
度実験を行った結果を示す線図である。この実験結果
は、タッチ位置から得た表示座標は、理想的表示座標に
略一致し、タッチ位置に対して正確な表示座標が得られ
ることを示している。

【００２１】

【発明の効果】タッチパネルのリニアリティ歪、台形歪
等による誤差を、複数に分割した狭い領域での校正によ
り、従来に比して正確に補正でき、且つ、領域の境界線
における不連続性、即ち、接触位置の小さい変化に対し
て検出表示座標が大きく変化することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタッチパネル装置の座標変換方法を説
明するためのスクリーン及びタッチパネルを示す簡略図
である。

【図２】本発明の方法の手順を示す流れ図である。

【図３】本発明による方法を実施した場合のアドレス発
生精度を調べる実験を行った結果を示す線図である。

【図４】本発明によるタッチパネル装置の校正方法を実
現するための構成を示すブロック図である。

【図５】従来のタッチパネル装置の構造を示す簡略図で
ある。

【図６】従来のタッチパネル装置の校正方法を説明する
ための表示装置のスクリーン及びタッチパネルを示す簡
略図である。

【図７】タッチパネル装置での、タッチパネルの座標系
及び表示座標系の関係を表した線図である。

【図８】図６で説明した２点を使用する校正後のアドレ
ス発生精度を調べる実験を行った結果を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１０’ スクリーン １２’ タッチパネル １４ タッチパネル装置 １６ 表示器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示器のスクリーン前面に透明なタッチ
   パネルを重畳して配置し、特定の接触位置での上記タッ
   チパネルの座標を上記スクリーンの座標に変換するタッ
   チパネル装置の座標変換方法において、 上記スクリーンを第１及び第２領域に境界線で分割し
   て、該第１及び第２領域に関し上記タッチパネルの座標
   から上記スクリーンの座標に変換するための第１及び第
   ２変換式を夫々求め、 上記特定の接触位置から上記境界線への距離に応じて、
   上記第１及び第２変換式を重み付けし、該第１及び第２
   変換式を使用して、上記特定の接触位置に対応する上記
   スクリーンの座標を求めることを特徴とするタッチパネ
   ルの座標変換方法。