JPH07319613A - タッチパネル入力装置及びその制御方法 - Google Patents
タッチパネル入力装置及びその制御方法Info
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- JPH07319613A JPH07319613A JP10869094A JP10869094A JPH07319613A JP H07319613 A JPH07319613 A JP H07319613A JP 10869094 A JP10869094 A JP 10869094A JP 10869094 A JP10869094 A JP 10869094A JP H07319613 A JPH07319613 A JP H07319613A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は超音波方式タッチパネルにおいて、位
置検出方法を提供することにより、受信信号に含まれる
ノイズ及びサンプリング誤差を軽減し、検出位置の分解
能を向上させる。 【構成】表面弾性波が伝播可能なパネルで、かつパネル
上の接触物によって表面弾性波の減衰を伴うパネルと、
表面弾性波の送出手段、受信手段、その表面弾性波の送
信及び受信回路手段、増幅手段、検波手段、Ａ／Ｄ変換
手段、Ａ／Ｄ変換後の値を記憶する記憶手段、タッチに
よる表面弾性波の減衰箇所を検出するための比較手段、
受信波形の減衰量によりタッチ位置を決定するサンプル
点選択手段及び演算手段により構成される。
置検出方法を提供することにより、受信信号に含まれる
ノイズ及びサンプリング誤差を軽減し、検出位置の分解
能を向上させる。 【構成】表面弾性波が伝播可能なパネルで、かつパネル
上の接触物によって表面弾性波の減衰を伴うパネルと、
表面弾性波の送出手段、受信手段、その表面弾性波の送
信及び受信回路手段、増幅手段、検波手段、Ａ／Ｄ変換
手段、Ａ／Ｄ変換後の値を記憶する記憶手段、タッチに
よる表面弾性波の減衰箇所を検出するための比較手段、
受信波形の減衰量によりタッチ位置を決定するサンプル
点選択手段及び演算手段により構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、指またはペンを用いて
入力可能なタッチパネル入力装置に関し、特に入力位置
信号の処理に関する。
入力可能なタッチパネル入力装置に関し、特に入力位置
信号の処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の技術には、指入力方式とペ
ン入力方式とがある。その中で、指入力を対象とするも
の、特に表面弾性波（超音波）方式タッチパネルは、特
開昭６１−２３９３２２号に開示された以下に説明する
ごときものであった。その制御ブロックを図２に示し、
これを用いてＸ方向の検出制御につき説明する。ＣＰＵ
７により送信部２を起動し、バースト波を電気的に発生
させる。電気振動はパネル上のＸ方向送信用トランスデ
ューサ２２により機械振動に変換されパネル上には、表
面弾性波が送出される。送出された表面弾性波は直進性
を持ち、図中のＸ方向にほぼ直進的に進行する。直進的
に進行する表面弾性波の一部はパネル上のＸ方向反射素
子群１７中の１の反射素子により反射されて９０度偏向
され、残りは透過する。透過した表面弾性波はＸ方向反
射素子群１７の次の反射素子により同様な作用を受け
る。この様に反射作用を受けた表面弾性波はパネルのＸ
方向反射素子群１７に垂直方向に経路差に応じた時間差
を持って進行する。経路差に応じた時間差を持った表面
弾性波は、Ｘ方向反射素子群１８により再度反射されて
９０度の偏向を受ける。そこで、再度反射を受けた複数
の表面弾性波は同一の経路を通り、Ｘ方向受信用トラン
スデューサ２３に受信される。こうしてＸ方向受信用ト
ランスデューサ２３で受信した機械振動は再度電気振動
に変換され受信部３へ送られる。変換された電気振動
は、増幅器４により増幅され、検波器５によって検波さ
れる。この様にしてＸ方向受信用トランスデューサ２３
から出力される電気振動は図３に示す実線の波形に変換
される。その波形をＡ／Ｄ変換器６により量子化し、Ｒ
ＡＭａ９ａに格納する。図３は非タッチ時の受信波形
で、図中、横軸は時間軸であり、送信部から出力されて
から受信部へ入力されるまでの経路長に応じて所用時間
も異なるため、Ａ／Ｄ変換器６の出力は図のような分布
を示す。次にタッチ時の受信波形を図４に示す。パネル
上のタッチされた点を通過する表面弾性波はタッチした
物体により吸収されて減衰を受けるため、その位置を通
過する経路に対応する時刻の受信信号レベルは小さくな
る。このように非タッチ時の受信波形をＲＡＭｂ９ｂに
格納し、タッチ時の受信波形と比較することによって、
タッチ位置を確定することができる。タッチ位置は減衰
の箇所が最大になる部分であり、その位置を正確に求め
るにはサンプリング間隔を細分化するか、受信波形を微
分してゼロクロスを検出する。以上、Ｘ方向の位置検出
について説明したが、Ｙ方向でも同様の検出を行うこと
によりパネル上のタッチ位置のＸ及びＹ座標を検出でき
る。ここで、タッチパネルの基本の分解能はサンプリン
グ間隔に大きく依存し、サンプリング間隔ｔ、表面弾性
波の伝播速度をνとすると、分解能は次式で表される。
ン入力方式とがある。その中で、指入力を対象とするも
の、特に表面弾性波（超音波）方式タッチパネルは、特
開昭６１−２３９３２２号に開示された以下に説明する
ごときものであった。その制御ブロックを図２に示し、
これを用いてＸ方向の検出制御につき説明する。ＣＰＵ
７により送信部２を起動し、バースト波を電気的に発生
させる。電気振動はパネル上のＸ方向送信用トランスデ
ューサ２２により機械振動に変換されパネル上には、表
面弾性波が送出される。送出された表面弾性波は直進性
を持ち、図中のＸ方向にほぼ直進的に進行する。直進的
に進行する表面弾性波の一部はパネル上のＸ方向反射素
子群１７中の１の反射素子により反射されて９０度偏向
され、残りは透過する。透過した表面弾性波はＸ方向反
射素子群１７の次の反射素子により同様な作用を受け
る。この様に反射作用を受けた表面弾性波はパネルのＸ
方向反射素子群１７に垂直方向に経路差に応じた時間差
を持って進行する。経路差に応じた時間差を持った表面
弾性波は、Ｘ方向反射素子群１８により再度反射されて
９０度の偏向を受ける。そこで、再度反射を受けた複数
の表面弾性波は同一の経路を通り、Ｘ方向受信用トラン
スデューサ２３に受信される。こうしてＸ方向受信用ト
ランスデューサ２３で受信した機械振動は再度電気振動
に変換され受信部３へ送られる。変換された電気振動
は、増幅器４により増幅され、検波器５によって検波さ
れる。この様にしてＸ方向受信用トランスデューサ２３
から出力される電気振動は図３に示す実線の波形に変換
される。その波形をＡ／Ｄ変換器６により量子化し、Ｒ
ＡＭａ９ａに格納する。図３は非タッチ時の受信波形
で、図中、横軸は時間軸であり、送信部から出力されて
から受信部へ入力されるまでの経路長に応じて所用時間
も異なるため、Ａ／Ｄ変換器６の出力は図のような分布
を示す。次にタッチ時の受信波形を図４に示す。パネル
上のタッチされた点を通過する表面弾性波はタッチした
物体により吸収されて減衰を受けるため、その位置を通
過する経路に対応する時刻の受信信号レベルは小さくな
る。このように非タッチ時の受信波形をＲＡＭｂ９ｂに
格納し、タッチ時の受信波形と比較することによって、
タッチ位置を確定することができる。タッチ位置は減衰
の箇所が最大になる部分であり、その位置を正確に求め
るにはサンプリング間隔を細分化するか、受信波形を微
分してゼロクロスを検出する。以上、Ｘ方向の位置検出
について説明したが、Ｙ方向でも同様の検出を行うこと
によりパネル上のタッチ位置のＸ及びＹ座標を検出でき
る。ここで、タッチパネルの基本の分解能はサンプリン
グ間隔に大きく依存し、サンプリング間隔ｔ、表面弾性
波の伝播速度をνとすると、分解能は次式で表される。
【０００３】分解能＝ｔ×ν／２ ・・・式−１ しかもサンプリング誤差を加味するとその実際に得られ
る分解能は次式となる。
る分解能は次式となる。
【０００４】分解能＝ｔ×ν ・・・式−２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の位置検出装置で
は、タッチパネルの分解能は受信波形のサンプリング間
隔ｔ及び重畳するノイズに大きく依存する。その検出位
置のバラツキと減衰波形との関係を図９に示す。図９
は、ノイズが重畳した場合、非タッチ時の波形とタッチ
時の波形との差分を表す波形で、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ
タッチ幅を変化させた場合の減衰波形を示している。図
では破線の部分がノイズによって得られる減衰波形のバ
ラツキを示し、図中の太線はピーク検出法によって、タ
ッチ位置を検出した場合の検出位置のバラツキの幅を示
す。ここで、検出位置のバラツキを分解能と定義すると
太線の長さが分解能ということになる。図９からわかる
様に、検出位置をピーク値検出法によって判断すると、
ａに示すようにタッチ幅が広い場合に、ピーク値は飽和
し、分解能は悪化する。逆にｂに示すタッチ幅が小さい
場合も、急峻な減衰波形は得られないため、分解能は悪
くなる。このように、ピーク位置をタッチ位置とする方
法ではタッチ位置検出を確実には行えないという問題を
有する。この問題は微分によりゼロクロスする位置をタ
ッチ位置とする位置検出方法に於いても同様に存在す
る。しかも受信信号波形に対してノイズ成分がある場
合、サンプリング間隔ｔを小さくしても分解能は改善さ
れないという問題を有する。
は、タッチパネルの分解能は受信波形のサンプリング間
隔ｔ及び重畳するノイズに大きく依存する。その検出位
置のバラツキと減衰波形との関係を図９に示す。図９
は、ノイズが重畳した場合、非タッチ時の波形とタッチ
時の波形との差分を表す波形で、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ
タッチ幅を変化させた場合の減衰波形を示している。図
では破線の部分がノイズによって得られる減衰波形のバ
ラツキを示し、図中の太線はピーク検出法によって、タ
ッチ位置を検出した場合の検出位置のバラツキの幅を示
す。ここで、検出位置のバラツキを分解能と定義すると
太線の長さが分解能ということになる。図９からわかる
様に、検出位置をピーク値検出法によって判断すると、
ａに示すようにタッチ幅が広い場合に、ピーク値は飽和
し、分解能は悪化する。逆にｂに示すタッチ幅が小さい
場合も、急峻な減衰波形は得られないため、分解能は悪
くなる。このように、ピーク位置をタッチ位置とする方
法ではタッチ位置検出を確実には行えないという問題を
有する。この問題は微分によりゼロクロスする位置をタ
ッチ位置とする位置検出方法に於いても同様に存在す
る。しかも受信信号波形に対してノイズ成分がある場
合、サンプリング間隔ｔを小さくしても分解能は改善さ
れないという問題を有する。
【０００６】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、受信信号波形のノイズ成分による分解
能低下への影響を軽減し、サンプリング間隔ｔよりも高
い分解能を実現し、指入力だけでなく比較的減衰振幅の
小さいペンによる入力をも可能にするタッチパネル入力
装置を提供するものである。
なされたもので、受信信号波形のノイズ成分による分解
能低下への影響を軽減し、サンプリング間隔ｔよりも高
い分解能を実現し、指入力だけでなく比較的減衰振幅の
小さいペンによる入力をも可能にするタッチパネル入力
装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のタッチパネル入
力装置は、表面弾性波を発生する表面弾性波発生手段
と、表面弾性波の一部を反射し偏向せしめる複数の表面
弾性波反射手段と、複数の表面弾性波反射手段によって
偏向された複数の表面弾性波を検出して電気信号に変換
する表面弾性波検出手段と、表面弾性波発生手段、複数
の表面弾性波反射手段及び表面弾性波検出手段を備え、
表面弾性波を伝播せしめるパネルと、電気信号からパネ
ル上に接触している接触物体の接触位置を求める位置検
出手段とを有するタッチパネル入力装置に於いて、位置
検出手段は、接触物体が存在しないときの電気信号の波
形と位置検出を行う際の電気信号の波形とを比較して差
分波形を出力する波形比較手段と、差分波形を所定のし
きい値と比較するしきい値比較手段と、差分波形の内、
しきい値近傍の波形を補正して補正波形を得る波形補正
手段と、補正波形としきい値との２の交点からパネル上
の接触物体の位置を求める位置演算手段とを有してなる
ことを特徴とする。
力装置は、表面弾性波を発生する表面弾性波発生手段
と、表面弾性波の一部を反射し偏向せしめる複数の表面
弾性波反射手段と、複数の表面弾性波反射手段によって
偏向された複数の表面弾性波を検出して電気信号に変換
する表面弾性波検出手段と、表面弾性波発生手段、複数
の表面弾性波反射手段及び表面弾性波検出手段を備え、
表面弾性波を伝播せしめるパネルと、電気信号からパネ
ル上に接触している接触物体の接触位置を求める位置検
出手段とを有するタッチパネル入力装置に於いて、位置
検出手段は、接触物体が存在しないときの電気信号の波
形と位置検出を行う際の電気信号の波形とを比較して差
分波形を出力する波形比較手段と、差分波形を所定のし
きい値と比較するしきい値比較手段と、差分波形の内、
しきい値近傍の波形を補正して補正波形を得る波形補正
手段と、補正波形としきい値との２の交点からパネル上
の接触物体の位置を求める位置演算手段とを有してなる
ことを特徴とする。
【０００８】また、位置検出手段は、電気信号を一定の
時間間隔のデータ列に変換するサンプリング手段を更に
備えてなることを特徴とする。
時間間隔のデータ列に変換するサンプリング手段を更に
備えてなることを特徴とする。
【０００９】更に、このサンプリング手段は、Ａ／Ｄコ
ンバータからなることを特徴とする。
ンバータからなることを特徴とする。
【００１０】そして、位置検出手段は、接触物体が存在
しないときの電気信号の波形を記憶する第１の記憶手段
と、位置検出を行う際の電気信号の波形を記憶する第２
の記憶手段とを更に有してなることを特徴とする。
しないときの電気信号の波形を記憶する第１の記憶手段
と、位置検出を行う際の電気信号の波形を記憶する第２
の記憶手段とを更に有してなることを特徴とする。
【００１１】また、波形補正手段は、データ列の内、し
きい値に最も近い２の最近接データと、このデータに隣
接する他のデータとを用いて近似曲線を得る、近似曲線
生成手段であることを特徴とする。
きい値に最も近い２の最近接データと、このデータに隣
接する他のデータとを用いて近似曲線を得る、近似曲線
生成手段であることを特徴とする。
【００１２】この他のデータは最近接データの内、しき
い値との差の小さい方の最近接データに隣接するデータ
であることを特徴とする。
い値との差の小さい方の最近接データに隣接するデータ
であることを特徴とする。
【００１３】また、位置演算手段は補正波形としきい値
との２の交点の中点をパネル上の接触物体の位置とする
如く構成されてなることを特徴とする。
との２の交点の中点をパネル上の接触物体の位置とする
如く構成されてなることを特徴とする。
【００１４】そして、本発明のタッチパネル入力装置の
制御方法は、接触物体が存在しないときの電気信号の波
形と位置検出を行う際の電気信号の波形とを比較して差
分波形を出力する波形比較工程と、差分波形を所定のし
きい値と比較するしきい値比較工程と、差分波形の内、
しきい値近傍の波形を補正して補正波形を得る波形補正
工程と、補正波形としきい値との２の交点からパネル上
の接触物体の位置を求める位置演算工程とを有すること
を特徴とする。
制御方法は、接触物体が存在しないときの電気信号の波
形と位置検出を行う際の電気信号の波形とを比較して差
分波形を出力する波形比較工程と、差分波形を所定のし
きい値と比較するしきい値比較工程と、差分波形の内、
しきい値近傍の波形を補正して補正波形を得る波形補正
工程と、補正波形としきい値との２の交点からパネル上
の接触物体の位置を求める位置演算工程とを有すること
を特徴とする。
【００１５】
【作用】本発明の位置検出手段は、電気信号を一定の時
間間隔のデータ列に変換するＡ／Ｄコンバータ等のサン
プリング手段を備え、波形比較手段で第１の記憶手段に
記憶された接触物体が存在しないときの電気信号の波形
と、第２の記憶手段に記憶された位置検出を行う際の電
気信号の波形とを比較して差分波形を出力する。この差
分波形はしきい値比較手段に於いて所定のしきい値と比
較される。波形補正手段は、データ列の内、しきい値に
最も近い２の最近接データと、この最近接データの内、
しきい値との差の小さい方の最近接データに隣接する他
のデータとを用いて近似曲線を得る。そして位置演算手
段は、この近似曲線としきい値との２の交点の中点をパ
ネル上の接触物体の位置として求める。
間間隔のデータ列に変換するＡ／Ｄコンバータ等のサン
プリング手段を備え、波形比較手段で第１の記憶手段に
記憶された接触物体が存在しないときの電気信号の波形
と、第２の記憶手段に記憶された位置検出を行う際の電
気信号の波形とを比較して差分波形を出力する。この差
分波形はしきい値比較手段に於いて所定のしきい値と比
較される。波形補正手段は、データ列の内、しきい値に
最も近い２の最近接データと、この最近接データの内、
しきい値との差の小さい方の最近接データに隣接する他
のデータとを用いて近似曲線を得る。そして位置演算手
段は、この近似曲線としきい値との２の交点の中点をパ
ネル上の接触物体の位置として求める。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例におけるタッチ
パネル入力装置のブロック構成を示す図である。送信部
２はパネル１上に表面弾性波バーストを発生させる。パ
ネル１上に発生した表面弾性波バーストはＸ方向反射素
子群１７により複数の経路に分岐される。複数の経路に
分岐した表面弾性波バーストはＸ方向反射素子群１８に
より、各々の経路長に対応する時間差をもって、同一の
経路に再度合流し、受信部３により受信される。受信さ
れた信号波形は増幅器４により増幅、検波器５により検
波され、図３の連続した曲線に示すような実線波形とな
る。その信号波形をＡ／Ｄ変換器６により一定周期で量
子化すると図３の曲線上のサンプル点（白丸で示す点）
になる。この一定周期で量子化したデータを、ＲＡＭａ
９ａに格納する。次にタッチされたか否かを検出するた
めに、同様に表面弾性波バーストを送出し、表面弾性波
の受信を行い、ＲＡＭｂ９ｂに格納する。その時、タッ
チが行われればその受信信号波形は図４に示す曲線上の
実線の波形となり、Ａ／Ｄ変換器６により量子化すれば
曲線上のサンプル点となる。図中の斜線部分はタッチに
よる表面弾性波の減衰を示す。ＲＡＭａ９ａとＲＡＭｂ
９ｂに格納されたそれぞれのデータを比較手段１３によ
り処理して対応する時刻毎に差分を取ったデータとし、
図５に白丸でプロットした減衰波形を得る。実線はサン
プリング点（白丸の点）を実験データから推定して描い
たものである。図６は図５の減衰箇所の拡大図で、便宜
的に減衰箇所を示すために各サンプリング点をＰｎ−
１、Ｐｎ、Ｐｎ＋１、・・・Ｐｎ＋７とする。この減衰
箇所に対して、スレシホールドレベルＴＨを設定し、Ｔ
Ｈより大きいサンプリング点がある場合に、波形の減衰
があったと判断できる。通常スレシホールドレベルＴＨ
は受信信号波形に重畳するノイズレベルより大きい値に
設定される。減衰箇所が検出され、タッチが行われたと
判断すると、次にサンプル点選択手段１２により演算手
段１１に渡される減衰点が決定される。即ち、サンプル
点選択手段１２では、図６に示す様な減衰波形に対して
スレシホールドレベルＴＨ近傍の連続する３つのサンプ
リング点を減衰箇所の立ち上がり部分に於いて選択す
る。次に立ち下がり部分でも同様の連続する３点を選択
する。ここで連続する３点はスレシホールドレベルＴＨ
を挟む２点と、更にその２点に隣あう一方の点を選択す
る。その第３の点の選択方法を以下に詳細に説明する。
パネル入力装置のブロック構成を示す図である。送信部
２はパネル１上に表面弾性波バーストを発生させる。パ
ネル１上に発生した表面弾性波バーストはＸ方向反射素
子群１７により複数の経路に分岐される。複数の経路に
分岐した表面弾性波バーストはＸ方向反射素子群１８に
より、各々の経路長に対応する時間差をもって、同一の
経路に再度合流し、受信部３により受信される。受信さ
れた信号波形は増幅器４により増幅、検波器５により検
波され、図３の連続した曲線に示すような実線波形とな
る。その信号波形をＡ／Ｄ変換器６により一定周期で量
子化すると図３の曲線上のサンプル点（白丸で示す点）
になる。この一定周期で量子化したデータを、ＲＡＭａ
９ａに格納する。次にタッチされたか否かを検出するた
めに、同様に表面弾性波バーストを送出し、表面弾性波
の受信を行い、ＲＡＭｂ９ｂに格納する。その時、タッ
チが行われればその受信信号波形は図４に示す曲線上の
実線の波形となり、Ａ／Ｄ変換器６により量子化すれば
曲線上のサンプル点となる。図中の斜線部分はタッチに
よる表面弾性波の減衰を示す。ＲＡＭａ９ａとＲＡＭｂ
９ｂに格納されたそれぞれのデータを比較手段１３によ
り処理して対応する時刻毎に差分を取ったデータとし、
図５に白丸でプロットした減衰波形を得る。実線はサン
プリング点（白丸の点）を実験データから推定して描い
たものである。図６は図５の減衰箇所の拡大図で、便宜
的に減衰箇所を示すために各サンプリング点をＰｎ−
１、Ｐｎ、Ｐｎ＋１、・・・Ｐｎ＋７とする。この減衰
箇所に対して、スレシホールドレベルＴＨを設定し、Ｔ
Ｈより大きいサンプリング点がある場合に、波形の減衰
があったと判断できる。通常スレシホールドレベルＴＨ
は受信信号波形に重畳するノイズレベルより大きい値に
設定される。減衰箇所が検出され、タッチが行われたと
判断すると、次にサンプル点選択手段１２により演算手
段１１に渡される減衰点が決定される。即ち、サンプル
点選択手段１２では、図６に示す様な減衰波形に対して
スレシホールドレベルＴＨ近傍の連続する３つのサンプ
リング点を減衰箇所の立ち上がり部分に於いて選択す
る。次に立ち下がり部分でも同様の連続する３点を選択
する。ここで連続する３点はスレシホールドレベルＴＨ
を挟む２点と、更にその２点に隣あう一方の点を選択す
る。その第３の点の選択方法を以下に詳細に説明する。
【００１７】まず、スレシホールドレベルＴＨを挟むサ
ンプリング点に対して次の演算を行う。図７は図６の立
ち上がり部分に関しての演算方法を説明する図である。
図７の様に、スレシホールドレベルを挟む点、Ｐｎ＋
１、Ｐｎ＋２を選択する。次にその点に関する減衰量
（Ａ／Ｄ値）に対して次の様な比較を行う。
ンプリング点に対して次の演算を行う。図７は図６の立
ち上がり部分に関しての演算方法を説明する図である。
図７の様に、スレシホールドレベルを挟む点、Ｐｎ＋
１、Ｐｎ＋２を選択する。次にその点に関する減衰量
（Ａ／Ｄ値）に対して次の様な比較を行う。
【００１８】 ＤＩＦ１＝ＴＨ−Ａ／Ｄ（Ｐｎ＋１） ・・・式−３ ＤＩＦ２＝Ａ／Ｄ（Ｐｎ＋２）−ＴＨ ・・・式−４ ここで、Ａ／Ｄ（Ｐｘ）は、サンプリング点Ｐｘ点に於
けるＡ／Ｄ値を示している。ＤＩＦ１≧ＤＩＦ２の場
合、即ちＰｎ＋２のＡ／Ｄ値の方がＰｎ＋１のＡ／Ｄ値
よりもスレシホールド値ＴＨに近い場合には、第３のサ
ンプリング点はＰｎ＋２に隣接するサンプリング点Ｐｎ
＋３とされる。従って、演算手段に渡す点はＰｎ＋１、
Ｐｎ＋２、Ｐｎ＋３となる。次にＤＩＦ１＜ＤＩＦ２の
場合、即ちＰｎ＋１のＡ／Ｄ値の方がＰｎ＋２のＡ／Ｄ
値よりもスレシホールド値ＴＨに近い場合には、第３の
サンプリング点はＰｎ＋１に隣接するサンプリング点Ｐ
ｎとされる。従って、演算手段に渡す点はＰｎ、Ｐｎ＋
１及びＰｎ＋２となる。
けるＡ／Ｄ値を示している。ＤＩＦ１≧ＤＩＦ２の場
合、即ちＰｎ＋２のＡ／Ｄ値の方がＰｎ＋１のＡ／Ｄ値
よりもスレシホールド値ＴＨに近い場合には、第３のサ
ンプリング点はＰｎ＋２に隣接するサンプリング点Ｐｎ
＋３とされる。従って、演算手段に渡す点はＰｎ＋１、
Ｐｎ＋２、Ｐｎ＋３となる。次にＤＩＦ１＜ＤＩＦ２の
場合、即ちＰｎ＋１のＡ／Ｄ値の方がＰｎ＋２のＡ／Ｄ
値よりもスレシホールド値ＴＨに近い場合には、第３の
サンプリング点はＰｎ＋１に隣接するサンプリング点Ｐ
ｎとされる。従って、演算手段に渡す点はＰｎ、Ｐｎ＋
１及びＰｎ＋２となる。
【００１９】また、サンプリング点がスレシホールドレ
ベルＴＨに一致する場合は、そのサンプリング点と前後
の点とを演算手段１１に渡す。立ち下がり部分に関して
も同様である。
ベルＴＨに一致する場合は、そのサンプリング点と前後
の点とを演算手段１１に渡す。立ち下がり部分に関して
も同様である。
【００２０】サンプル点選択手段１２により選択された
立ち上がり部分の３点、立ち下がり部分の３点、合計６
点を用いて演算手段１１は、減衰波形が立ち上がり、た
ち下がりのそれぞれに於いてスレシホールドレベルＴＨ
と等しくなる時刻Ｔｈｓ及びＴｈｅを算出する。演算手
段１１では渡された３点の内の任意の２点間を必要な時
間軸の分解能に応じて更にＭ等分する。即ち、時間軸の
原点を第１のサンプリング点の対応する時刻とし、単位
を１／Ｍとした新たな座標系を用いる訳である。する
と、立ち上がりに関する時刻Ｔｈｓを得る場合の３点は
（０，Ａ／Ｄ（Ｐｎ））、（Ｍ，Ａ／Ｄ（Ｐｎ＋
１））、（２Ｍ，Ａ／Ｄ（Ｐｎ＋２））に座標変換され
ることになる。以降の演算処理を図８を用いて更に詳細
に説明する。図８に示す様に、上述のようにして黒丸で
示される３点がサンプル点選択手段１２で選択され、そ
の３点を使用した最小自乗法による直線補間を行うと、
近似した一次関数からスレシホールドレベルＴＨと等し
くなる時刻が０〜２Ｍの数値で得られる。この様にして
設定したスレシホールドレベルに対し、減衰波形の立ち
上がり部分、立ち下がり部分がスレシホールドレベルＴ
Ｈと等しくなる時刻を、最小自乗法により近似した一次
関数から求めることにより、サンプリング間隔ｔよりも
細分化した時刻が得られる。そして、このようにして求
めたＴｈｓ、Ｔｈｅの中点をタッチ位置とすることによ
りタッチパネル上のＸ又はＹの一次元の位置を正確に特
定することができる。こうして得られる分解能は次式５
で表される。
立ち上がり部分の３点、立ち下がり部分の３点、合計６
点を用いて演算手段１１は、減衰波形が立ち上がり、た
ち下がりのそれぞれに於いてスレシホールドレベルＴＨ
と等しくなる時刻Ｔｈｓ及びＴｈｅを算出する。演算手
段１１では渡された３点の内の任意の２点間を必要な時
間軸の分解能に応じて更にＭ等分する。即ち、時間軸の
原点を第１のサンプリング点の対応する時刻とし、単位
を１／Ｍとした新たな座標系を用いる訳である。する
と、立ち上がりに関する時刻Ｔｈｓを得る場合の３点は
（０，Ａ／Ｄ（Ｐｎ））、（Ｍ，Ａ／Ｄ（Ｐｎ＋
１））、（２Ｍ，Ａ／Ｄ（Ｐｎ＋２））に座標変換され
ることになる。以降の演算処理を図８を用いて更に詳細
に説明する。図８に示す様に、上述のようにして黒丸で
示される３点がサンプル点選択手段１２で選択され、そ
の３点を使用した最小自乗法による直線補間を行うと、
近似した一次関数からスレシホールドレベルＴＨと等し
くなる時刻が０〜２Ｍの数値で得られる。この様にして
設定したスレシホールドレベルに対し、減衰波形の立ち
上がり部分、立ち下がり部分がスレシホールドレベルＴ
Ｈと等しくなる時刻を、最小自乗法により近似した一次
関数から求めることにより、サンプリング間隔ｔよりも
細分化した時刻が得られる。そして、このようにして求
めたＴｈｓ、Ｔｈｅの中点をタッチ位置とすることによ
りタッチパネル上のＸ又はＹの一次元の位置を正確に特
定することができる。こうして得られる分解能は次式５
で表される。
【００２１】分解能＝ｔ×ν／２Ｍ ・・・式−５ この様な処理をＸ方向、Ｙ方向でそれぞれ行うことによ
りタッチパネル上の２次元のタッチ位置を正確に特定す
ることができる。こうして算出したタッチ位置の座標
は、通信手段１０を介してＰＣ等ホストに転送される。
りタッチパネル上の２次元のタッチ位置を正確に特定す
ることができる。こうして算出したタッチ位置の座標
は、通信手段１０を介してＰＣ等ホストに転送される。
【００２２】
【発明の効果】このようにして、ノイズの影響、サンプ
リング誤差を軽減することで、サンプリング間隔から得
られる分解能よりも高い分解能を得ることを可能とし、
表面弾性波方式タッチパネル入力装置において、ペン入
力としても使用可能とし、しかも分解能を上げるために
サンプリング間隔を小さくすることから発生する記憶手
段の容量増加を抑制することを可能とする。
リング誤差を軽減することで、サンプリング間隔から得
られる分解能よりも高い分解能を得ることを可能とし、
表面弾性波方式タッチパネル入力装置において、ペン入
力としても使用可能とし、しかも分解能を上げるために
サンプリング間隔を小さくすることから発生する記憶手
段の容量増加を抑制することを可能とする。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック構成図。
【図２】従来技術の例を示すブロック構成図。
【図３】図１、２のａの部分にて観測される非タッチ時
の受信波形をサンプリングした波形を示す図。
の受信波形をサンプリングした波形を示す図。
【図４】図１、２のａの部分にて観測されるタッチ時の
受信波形をサンプリングした波形を示す図。
受信波形をサンプリングした波形を示す図。
【図５】図３の受信波形から図４の受信波形との差をと
り減衰量を示す図。
り減衰量を示す図。
【図６】図５の減衰量を示す波形を拡大した図。
【図７】図５において演算手段に渡すサンプル点を選択
する点を示す図。
する点を示す図。
【図８】図６の減衰波形の立ち上がり部分・立ち下がり
部分のスレシホールドレベルを挟む点と他の１点で最小
自乗法により直線補間を行った図。
部分のスレシホールドレベルを挟む点と他の１点で最小
自乗法により直線補間を行った図。
【図９】従来の位置検出方法による検出位置のバラツキ
を作図的に表現した図。
を作図的に表現した図。
１・・・パネル ２・・・送信部 ３・・・受信部 ４・・・増幅器 ５・・・検波器 ６・・・Ａ／Ｄ変換器 ７・・・ＣＰＵ ８・・・ＲＯＭ ９ａ・・ＲＡＭａ ９ｂ・・ＲＡＭｂ １０・・通信手段 １１・・位置検出手段 １２・・サンプル点選択手段 １３・・比較手段 １５・・Ｙ方向反射素子群 １６・・Ｙ方向反射素子群 １７・・Ｘ方向反射素子群 １８・・Ｘ方向反射素子群 ２０・・Ｙ方向送信用トランスデューサ ２１・・Ｙ方向受信用トランスデューサ ２２・・Ｘ方向送信用トランスデューサ ２３・・Ｘ方向受信用トランスデューサ
Claims (12)
- 【請求項１】 表面弾性波を発生する表面弾性波発生手
段と、 前記表面弾性波の一部を反射し偏向せしめる複数の表面
弾性波反射手段と、 前記複数の表面弾性波反射手段によって偏向された複数
の表面弾性波を検出して電気信号に変換する表面弾性波
検出手段と、 前記表面弾性波発生手段、前記複数の表面弾性波反射手
段及び前記表面弾性波検出手段を備え、前記表面弾性波
を伝播せしめるパネルと、 前記電気信号から前記パネル上に接触している接触物体
の接触位置を求める位置検出手段とを有するタッチパネ
ル入力装置に於いて、 前記位置検出手段は、前記接触物体が存在しないときの
前記電気信号の波形と位置検出を行う際の前記電気信号
の波形とを比較して差分波形を出力する波形比較手段
と、 前記差分波形を所定のしきい値と比較するしきい値比較
手段と、 前記差分波形の内、前記しきい値近傍の波形を補正して
補正波形を得る波形補正手段と、 前記補正波形と前記しきい値との２の交点から前記パネ
ル上の前記接触物体の位置を求める位置演算手段とを有
してなることを特徴とするタッチパネル入力装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のタッチパネル入力装置に
於いて、前記位置検出手段は、前記電気信号を一定の時
間間隔のデータ列に変換するサンプリング手段を更に備
えてなることを特徴とするタッチパネル入力装置。 - 【請求項３】 請求項２記載のタッチパネル入力装置に
於いて、前記サンプリング手段は、Ａ／Ｄコンバータか
らなることを特徴とするタッチパネル入力装置。 - 【請求項４】 請求項３記載のタッチパネル入力装置に
於いて、前記位置検出手段は、前記接触物体が存在しな
いときの前記電気信号の波形を記憶する第１の記憶手段
と、位置検出を行う際の前記電気信号の波形を記憶する
第２の記憶手段とを更に有してなることを特徴とするタ
ッチパネル入力装置。 - 【請求項５】 請求項２乃至４記載のタッチパネル入力
装置に於いて、前記波形補正手段は、前記データ列の
内、前記しきい値に最も近い２の最近接データと該デー
タに隣接する他のデータとを用いて近似曲線を得る、近
似曲線生成手段であることを特徴とするタッチパネル入
力装置。 - 【請求項６】 請求項５記載のタッチパネル入力装置に
於いて、前記他のデータは、前記最近接データの内、前
記しきい値との差の小さい方の最近接データに隣接する
データであることを特徴とするタッチパネル入力装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至６記載のタッチパネル入力
装置に於いて、前記位置演算手段は前記補正波形と前記
しきい値との２の交点の中点を前記パネル上の前記接触
物体の位置とする如く構成されてなることを特徴とする
タッチパネル入力装置。 - 【請求項８】 表面弾性波を発生する表面弾性波発生手
段と、 前記表面弾性波の一部を反射し偏向せしめる複数の表面
弾性波反射手段と、 前記複数の表面弾性波反射手段によって偏向された複数
の表面弾性波を検出して電気信号に変換する表面弾性波
検出手段と、 前記表面弾性波発生手段、前記複数の表面弾性波反射手
段及び前記表面弾性波検出手段を備え、前記表面弾性波
を伝播せしめるパネルと、 前記電気信号から前記パネル上に接触している接触物体
の接触位置を求める位置検出手段とを有するタッチパネ
ル入力装置の制御方法に於いて、 前記接触物体が存在しないときの前記電気信号の波形と
位置検出を行う際の前記電気信号の波形とを比較して差
分波形を出力する波形比較工程と、 前記差分波形を所定のしきい値と比較するしきい値比較
工程と、 前記差分波形の内、前記しきい値近傍の波形を補正して
補正波形を得る波形補正工程と、 前記補正波形と前記しきい値との２の交点から前記パネ
ル上の前記接触物体の位置を求める位置演算工程とを有
することを特徴とするタッチパネル入力装置の制御方
法。 - 【請求項９】 請求項８記載のタッチパネル入力装置の
制御方法に於いて、前記波形比較工程は、前記電気信号
を一定の時間間隔のデータ列に変換するサンプリング工
程と、前記接触物体が存在しないときの前記電気信号の
波形を記憶する第１の記憶工程と、位置検出を行う際の
前記電気信号の波形を記憶する第２の記憶工程とを更に
有してなることを特徴とするタッチパネル入力装置の制
御方法。 - 【請求項１０】 請求項９記載のタッチパネル入力装置
の制御方法に於いて、前記波形補正工程は、前記データ
列の内から前記しきい値に最も近い２の最近接データと
該データに隣接する他のデータとを抽出する近接データ
抽出工程と、該近接データを用いて近似曲線を得る近似
曲線生成工程とからなることを特徴とするタッチパネル
入力装置の制御方法。 - 【請求項１１】 請求項１０記載のタッチパネル入力装
置の制御方法に於いて、前記近接データ抽出工程は、前
記２の最近接データと前記しきい値との差を求め、該差
の小さい方の最近接データに隣接するデータを前記他の
データとすることを特徴とするタッチパネル入力装置の
制御方法。 - 【請求項１２】 請求項８乃至１１記載のタッチパネル
入力装置の制御方法に於いて、前記位置演算工程は、前
記補正波形と前記しきい値との２の交点の中点を求め、
該中点を前記パネル上の前記接触物体の位置とすること
を特徴とするタッチパネル入力装置の制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10869094A JP3417053B2 (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | タッチパネル入力装置及びその制御方法 |
| EP94119257A EP0657842B1 (en) | 1993-12-07 | 1994-12-06 | Touch panel input device and method of generating input signals for an information processing device |
| US08/350,596 US5638093A (en) | 1993-12-07 | 1994-12-06 | Touch panel input device and control method thereof |
| DE69416960T DE69416960T2 (de) | 1993-12-07 | 1994-12-06 | Berührungstafeleingabevorrichtung und Methode zur Erzeugung von Eingangsignalen für eine Informationverarbeitungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10869094A JP3417053B2 (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | タッチパネル入力装置及びその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07319613A true JPH07319613A (ja) | 1995-12-08 |
| JP3417053B2 JP3417053B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=14491187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10869094A Expired - Fee Related JP3417053B2 (ja) | 1993-12-07 | 1994-05-23 | タッチパネル入力装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417053B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007226764A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-09-06 | Epson Imaging Devices Corp | タッチパネル、電気光学装置及び電子機器 |
| US7667694B2 (en) | 2002-11-01 | 2010-02-23 | Fujitsu Limited | Touch panel device and contract position detection method |
| GB2490422A (en) * | 2011-04-27 | 2012-10-31 | Elliptic Laboratories As | Interaction surface with acoustic signals transmitted above the surface |
| JP2016506571A (ja) * | 2012-12-20 | 2016-03-03 | 朝亮 杜 | タッチ位置及びタッチエネルギーの測定方法ならびに表示装置 |
| CN110554791A (zh) * | 2018-06-04 | 2019-12-10 | 北京钛方科技有限责任公司 | 触控面板信号检测方法及装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN100346274C (zh) * | 2004-03-25 | 2007-10-31 | 升达科技股份有限公司 | 以起始位置及移动方向定义的输入方法、控制模块及产品 |
| CN106886343B (zh) * | 2013-06-14 | 2019-12-24 | 成都吉锐触摸技术股份有限公司 | 一种声波触摸屏实现真实多点触摸的方法 |
-
1994
- 1994-05-23 JP JP10869094A patent/JP3417053B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7667694B2 (en) | 2002-11-01 | 2010-02-23 | Fujitsu Limited | Touch panel device and contract position detection method |
| US8269752B2 (en) | 2002-11-01 | 2012-09-18 | Fujitsu Limited | Touch panel device and contact position detection method |
| JP2007226764A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-09-06 | Epson Imaging Devices Corp | タッチパネル、電気光学装置及び電子機器 |
| US7952568B2 (en) | 2006-01-27 | 2011-05-31 | Sony Corporation | Surface acoustic wave touch panel, electrooptical device, and electronic apparatus having spacers between first and second touch panel substrates |
| GB2490422A (en) * | 2011-04-27 | 2012-10-31 | Elliptic Laboratories As | Interaction surface with acoustic signals transmitted above the surface |
| GB2490422B (en) * | 2011-04-27 | 2019-06-19 | Elliptic Laboratories As | Interaction surfaces |
| JP2016506571A (ja) * | 2012-12-20 | 2016-03-03 | 朝亮 杜 | タッチ位置及びタッチエネルギーの測定方法ならびに表示装置 |
| CN110554791A (zh) * | 2018-06-04 | 2019-12-10 | 北京钛方科技有限责任公司 | 触控面板信号检测方法及装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3417053B2 (ja) | 2003-06-16 |
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