JP5107635B2

JP5107635B2 - タッチパネル上の座標を真の表示座標に補正する方法

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Publication number: JP5107635B2
Application number: JP2007211656A
Authority: JP
Inventors: 宏規下橋; 学豊田; 佳史坂本; 知巳井上
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-08-15
Also published as: US8164576B2; CN101369199A; CN101369199B; JP2009048277A; US20090046079A1

Description

本発明は、タッチパネルに関する。本発明は、より詳細には、タッチパネル上の座標を真の表示座標に補正する方法に関する。

タッチパネルは、各種装置のデイプレイの前面に設けられ、指やペンが接触した表面の部分の情報（位置）を装置に入力するために使われる。タッチパネルは、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）、各種券売機、多機能周辺装置（ＭＦＰ）などで、１つの入力デバイスとして使われている。入力情報を正確に装置へ伝えるために、タッチパネルのタッチ位置とデイプレイの実施の（真の）表示位置とはできるだけ一致していることが望ましい。

しかし、タッチパネルをデイスプレイに取り付ける際に両者間の位置ずれが発生する場合がある。また、抵抗膜を用いたタッチパネルでは、抵抗膜の不均一性によって、抵抗値に応じて定まる位置情報の線形性が低下する場合がある。その結果、タッチしたパネルへの入力位置と実際の（真の）表示位置にずれを生じる。一般に、パネルの中央部で抵抗値のバラツキが大きくなるので、そのタッチしたパネル入力位置と真の表示位置とのずれもパネルの中央部で大きくなる傾向がある。

表示位置ずれを補正する従来方法として、パネル上の数点をタッチする、あるいは線をパネル上に描き、それらの補正点（線）をもとにパネル全体の表示位置ずれを推測する方法がある。しかし、いずれの方法においても、パネル上の数点（補正点）やその線上での表示位置ずれを補正するのみで、補正点（線）以外の場所における表示位置ずれは補正されない。

表示位置ずれを補正する他の従来方法として、日本の公開特許公報61-101829に、パネルを複数の領域に分割し、その各領域の補正係数を求めて、その補正係数を用いて検出された座標を補正して真の表示座標を求める方法が開示されている。しかし、この方法は、パネルを機械的に同形の三角形に分割して、その分割数Ｎに応じて位置ずれの誤差αを小さく（α／Ｎ）することを開示するものであって、パネルの位置に応じて表示位置ずれが大きく変わる場合、そのズレの大きさを十分に補正しきれない場合がある。言い換えれば、この従来の方法では、パネルの位置に応じた極めの細かい位置ズレ補正をおこなうことができない。パネルに応じて表示位置ズレの傾向は変わる場合があるので、この従来の方法では、パネルに応じた適切な補正ができない可能性が大きい。

公開特許公報、61-101829

本発明の目的は、タッチパネル上の座標を真の表示座標に補正することである。

本発明の目的は、タッチパネル上の位置ズレの大きさに応じた精度で位置ズレ補正をおこなうことである。

本発明の目的は、タッチパネルの位置に応じた極めの細かい位置ズレ補正をおこなうことである。

本発明によれば、タッチパネル上の座標を真の表示座標に補正する法であって、タッチパネル上の離間した４つの第一タッチ座標を検出するステップと、タッチパネル上の検出された４つの第一タッチ座標で囲まれる領域を２つの三角形からなる領域に分割するステップと、各々の三角形からなる領域について、頂点となる３つの検出された第一タッチ座標を用いて第一補正係数を求めるステップと、各々の三角形からなる領域内の選択された一つの第二タッチ座標を検出するステップと、検出された第二タッチ座標を、第一補正係数を用いて第一補正座標に変換するステップと、第一補正座標と第二タッチ座標に対応する真の表示座標との差異を検出するステップと、検出された差異が所定のしきい値よりも大きい場合、その第二タッチ座標が含まれる三角形からなる領域を、さらに当該第二タッチ座標を共通の頂点とする３つの三角形からなる領域に分割するステップと、３つの三角形からなる領域の各々について、頂点となる第二タッチ座標および第一タッチ座標を用いて第二補正係数を求めるステップと、を含む方法が提供される。

本発明について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の方法の一実施形態のフローを示す図である。（ａ）でタッチパネル10上に、離間した４つの補正点（第一タッチ座標）A（x1、y1）、B（x2、y2）、C（x3、y3）、D（x4、y4）を表示する。その表示は、パネル上の各座標の位置を点滅させる等の方法でおこなう。この４つの補正点の座標は、本来の表示すべき座標（真の座標）に相当する。４つの補正点は、一般にタッチパネル10の４隅の近くに設定するのが望ましい。ただし、タッチパネルの狭い領域で補正をおこないたい場合は、その領域を含むように４点を決めてもよい。オペレータに４つの補正点をタッチさせる。タッチされた点の座標A’（x1’、y1’）、B’（x2’、y2’）、C’（x3’、y3’）、D’（x4’、y4’）を実測（検出）する。その検出は、通常のタッチパネルの位置検出と同様に、抵抗値や容量値の値（変化）を演算装置（ＣＰＵ等）が検出する。ここで、通常検出された座標A’、B’、C’、D’と最初に表示された座標A、B、C、Dの間には差（ズレ）が生ずる。

図１の（ｂ）で、４つの補正点で囲まれる領域（４角形）を２つの三角形（ABDとBCD）に分割する。各三角形の頂点は補正点からなる。（ｂ）の例示に代わって、三角形ABCとACDの２つを選択してもよい。三角形ABDとBCDの各々について、頂点となる３つの検出された補正点の座標A’B’D’またはB’C’D’を用いて第一補正係数を求める。まず、補正後の座標（x、y）と補正前の座標（x’、y’）の関係を次の一次式で近似する。
x = a・x’ + b・y’ + c （１）
y = d・x’ + e・y’ + f （２）
aからfは、求めるべき補正係数である。三角形ABDの頂点である補正点の３座標A（x1、y1）、B（x2、y2）、D（x4、y4）とその実測座標A’（x1’、y1’）、B’（x2’、y2’）、D’（x4’、y4’）を上の２つの式に代入して、合計６つの関係式を得る。その６つの式を行列で表すと以下のようになる。

この行列（３）から、補正係数a〜fは、以下の式から求めることができる。三角形BCDについての補正係数を求める場合も同様である。

図１（ｂ）で、各三角形内に評価点（第二タッチ座標）P（x5、y5）、Q（x6、y6）を表示する。評価点P、Qは三角形の中央部にあるのが望ましい。その理由は、三角形の頂点である３つの実測された補正点から最も離れた位置にあたる中央部の位置ずれが大きく、補正の必要性がより高いからである。オペレータに２つの評価点をタッチさせる。タッチされた評価点の座標P’（x5’、y5’）、Q’（x6’、y6’）を実測（検出）する。なお、評価点P、Qの表示およびその検出は、上述した４つの補正点A、B、C、Dの表示およびその検出と同時におこなってもよい。検出した評価点P、Qの座標P’（x5’、y5’）、Q’（x6’、y6’）を、式（１）、（２）に代入して、第一補正座標P’’（X5、Y5）、Q’’（X6、Y6）に変換する。このとき、式（１）と（２）における係数aからfは、式（４）から求めた値を用いる。

第一補正座標P’’（X5、Y5）、Q’’（X6、Y6）とこれに対応する真の表示座標P（x5、y5）、Q（x6、y6）との差異を検出する。検出された差異が所定のしきい値よりも大きい場合、その評価点が含まれる三角形からなる領域を、その評価点を共通の頂点とする３つの三角形からなる領域に分割する。この場合、所定のしきい値は表示特性上問題になるか否か、経験上この程度のズレならば問題ない等の情報を基にして定める。そのしきい値はパネルの位置（例えば中央か周辺か）に応じてその値を任意に変えることができる。図１（ｃ）に三角形BCDをさらに３分割した場合の例を示す。三角形BCDは、評価点Qを共通の頂点とする３つの三角形QBD、QBC、QCDからなる。この場合、Q’’（X6、Y6）とこれに対応する真の表示座標Q（x6、y6）との差異が所定のしきい値よりも大きい。すなわち、タッチパネルのタッチ座標と真の表示座標とのズレが大きいことを意味する。

三角形QBD、QBC、QCDの各々について、頂点となる３つの検出された補正点および評価点の座標Q’B’D’、Q’B’C’またはQ’C’D’を用いて第二補正係数を求める。補正係数の求め方は、式（１）から（４）を用いて求めた三角形ABDの場合と同様である。ここでは、各三角形に対応した３つの第二補正係数a〜fが得られる。

図１（d）で、３つの三角形QBP、QBC、QCDの中に評価点（第三タッチ座標）Q1（x7、y7）、Q2（x8、y8）、Q3（x9、y9）を表示する。評価点Q1、Q2、Q3は各三角形の中央部にあるのが望ましい。その理由は、中央部の位置ずれが大きく、補正の必要性がより高いからである。オペレータに３つの評価点をタッチさせる。タッチされた評価点の座標Q1’（x7’、y7’）、Q2’（x8’、y8’）、Q3’（x9’、y9’）を実測（検出）する。なお、評価点Q1〜Q3の表示およびその検出は、上述した２の評価点P、Qの表示およびその検出と同時におこなってもよい。検出した評価点Q1〜Q3の座標Q1’（x7’、y7’）、Q2’（x8’、y8’）、Q3’（x9’、y9’）を、式（１）、（２）に代入して、第二補正座標Q1’’（X7、Y7）、Q2’’（X8、Y8）、Q3’’（X9、Y9）に変換する。このとき、式（１）と（２）における係数aからfは、式（３）から求めた値を用いる。

第二補正座標Q1’’（X7、Y7）、Q2’’（X8、Y8）、Q3’’（X9、Y9）とこれに対応する真の表示座標Q1（x7、y7）、Q2（x8、y8）、Q3（x9、y9）との差異を検出する。検出された差異が所定のしきい値よりも大きい場合、その評価点が含まれる三角形からなる領域を、さらにその評価点を共通の頂点とする３つの三角形からなる領域に分割する。図１（ｄ）に三角形QCDをさらに３分割した場合の例を示す。三角形QCDは、評価点Q3を共通の頂点とする３つの三角形Q3QD、Q3QC、Q3CDからなる。この分割により得られた三角形Q3QD、Q3QC、Q3CDについて、同様に式（１）〜（４）を用いて補正係数を求めることができる。以下、同様に、新たな補正点の表示、検出、評価（比較）、分割...を繰り返すことにより、より詳細な補正をおこなうことができる。

タッチパネルは、表示装置上に設置され、１つの入出力装置を構成する。入出力装置はコントローラとメモリを内蔵あるいはこれらに接続される。上述した補正係数はメモリに格納され、座標補正の際にコントローラによって呼び出される。コントローラは式（１）、（２）、行列（３）または（４）を用いた演算をおこなう。

本発明について、図１を例にとり説明をした。しかし、本発明はこの実施形態に限られるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲でいかなる変形も可能であることは当業者には明らかであろう。例えば、図２に示すように、タッチパネル10の中心点を補正点Rとして追加し、図１（ｃ）に代わって、三角形BCDを最初に２つの三角形RBCとRCDに分割することもできる。この場合、２つの三角形RBCとRCDは、評価点Q、Sを用いてさらに各々３つの三角形に分割される。なお、中心点を補正点Rとして選ぶのは、タッチパネルの中央部での位置ずれ比較的大きくなる傾向があるからである。

このように、本発明の方法では、評価点を用いた評価の結果、より精度の高い補正モデル（係数）が必要となった場合、追加で補正点を表示部に表示させ、より小さい三角形領域を作成する。より小さい三角領域では、表示位置ずれをより精度よく表現する事ができる。したがって、評価の結果に応じて適応性のある補正プロセスを提供することが出来る。
具体的には、以下の内容が可能となる。
ａ）補正点以外の場所における表示位置ずれを評価できる。
ｂ）補正点を用いた評価の結果により、さらに正確な補正モデルの構築が必要とされる場合、評価に使った点を補正点としてより詳細なモデルを構築できる。
ｃ）補正モデルの構築に必要な補正点の数を、タッチパネルに応じて最適化できる。

本発明の方法のフローを示す図である。本発明の分割方法の一例を示す図である。

符号の説明

１０タッチパネル

Claims

タッチパネル上の座標を真の表示座標に補正する方法であって、
タッチパネル上の離間した４つの補正点を表示させるステップと、
オペレータによりタッチされた前記４つの補正点の座標を第一タッチ座標として検出するステップと、
タッチパネル上の検出された４つの第一タッチ座標で囲まれる領域を２つの三角形からなる領域に分割するステップと、
各々の三角形からなる領域について、頂点となる３つの検出された第一タッチ座標を用いて第一補正係数を求めるステップと、
各々の三角形からなる領域内の選択された一つの第一評価点を表示させるステップと、
オペレータによりタッチされた前記第一評価点の座標を第二タッチ座標として検出するステップと、
検出された第二タッチ座標を、第一補正係数を用いて第一補正座標に変換するステップと、
第一補正座標と第二タッチ座標に対応する真の表示座標との差異を検出するステップと、
検出された差異が所定のしきい値よりも大きい場合、その第二タッチ座標が含まれる三角形からなる領域を、さらに当該第二タッチ座標を共通の頂点とする３つの三角形からなる領域に分割するステップと、
３つの三角形からなる領域の各々について、頂点となる第二タッチ座標および第一タッチ座標を用いて第二補正係数を求めるステップと、を含む方法。
さらに、前記３つの三角形からなる領域の各々の中の選択された一つの第二評価点を表示させるステップと、
オペレータによりタッチされた前記第二評価点の座標を第三タッチ座標として検出するステップと、
検出された第三タッチ座標を、前記第二補正係数を用いて第二補正座標に変換するステップと、
第二補正座標と第三タッチ座標に対応する真の表示座標との差異を検出するステップと、
検出された差異が所定のしきい値よりも大きい場合、その第三タッチ座標が含まれる三角形からなる領域を、さらに当該第三タッチ座標を共通の頂点とする３つの三角形からなる領域に分割するステップと、を含む請求項１の方法。
前記検出された差異が所定のしきい値よりも小さい場合、前記第一補正座標を対応する前記真の表示座標とみなすステップをさらに含む、請求項１の方法。
前記検出された差異が所定のしきい値よりも小さい場合、前記第二補正座標を対応する前記真の表示座標とみなすステップをさらに含む、請求項２の方法。
前記第一評価点は前記三角形からなる領域内のほぼ中央に位置する、請求項１の方法。
前記第二評価点は前記三角形からなる領域内のほぼ中央に位置する、請求項２の方法。
前記タッチパネルはメモリに接続され、さらに、
前記第一および第二の補正係数をメモリに格納するステップを含む、請求項１ないし６のいずれか１項の方法。