JPH06175782A - 固定素子表示パネル用の接触画面の自動較正 - Google Patents

固定素子表示パネル用の接触画面の自動較正

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JPH06175782A
JPH06175782A JP23000593A JP23000593A JPH06175782A JP H06175782 A JPH06175782 A JP H06175782A JP 23000593 A JP23000593 A JP 23000593A JP 23000593 A JP23000593 A JP 23000593A JP H06175782 A JPH06175782 A JP H06175782A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 固定素子表示システムと共に使用される接触
感知パネルを自動的に較正する装置を提供する。 【構成】 接触画面表示部１４が、実際の使用中にまた
は長期間使用されなかった後に自動的に較正される。較
正接点が接触感知パネル１６の表面に接着または埋め込
まれ、較正中は基準に電気的に接続される。基準は、ア
ース、あるいは抵抗性、容量性、または誘導性負荷であ
る。 【効果】 固定素子表示システムと共に使用される接触
感知パネルを自動的に較正する装置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明の分野は、作業域内の力が
加えられた位置が、コンピュータ・システムにおいてデ
ータとして使用されるという、接触または押圧感知パネ
ルである。作業域は通常、表示画面の上に重なる接触感
知パネルの表面であり、力は通常ユーザの指によって加
えられる。より詳しくは、本発明は、このような入力装
置を自動的に較正する手段を対象としている。
【０００２】
【従来の技術】表示端末画面の上に重なる接触感知パネ
ルはよく知られている。端末は接触感知パネル上の作業
域内の任意の位置での接触に応答して、接触した部分の
位置を識別する。このようなシステムでは通常、容量性
感知技法を使用する。容量性感知システムは、一般的に
は、接触が検出されるまで、接触パネル全体を横切って
走査信号を連続的に送り、作業域をサンプリングする、
制御装置を有する。接触感知パネル上のある領域にユー
ザが接触すると、ユーザの身体の静電容量が回路に加え
られる。制御装置が、その結果生ずる静電容量の変化を
感知し、接触した特定の位置を識別する。
【０００３】接触感知式入力装置の信頼性が向上し、様
々なアプリケーション・ソフトウェアが開発されてくる
につれて、入力方法としての接触感知装置は、このよう
な入力装置の使用方法を学ぶのに訓練が不要なため、ま
すます広く使用されるものと期待される。したがって、
コンピュータのユーザは堪能なタイピストである必要は
なく、また入力装置やコンピュータの使用方法を知る必
要もない。そのハードウェア構成は、キーボードなどの
代替入力装置なしで使用でき、スペースと可搬性の点で
柔軟性がもたらされる。この種の接触感知式入力装置を
使用するアプリケーションには既に、それだけに限られ
るものではないが、診断分析、小売り用ＰＯＳ端末、シ
ミュレートされた航空機飛行管制、ロケータまたは情報
表示装置、対話式教育システム、機械制御、またはキー
ボードなしの入力システムが含まれる。
【０００４】容量性接触画面装置は、構成要素の温度、
構成要素の使用済み時間、及び漂遊容量に起因する変化
に敏感である。したがってこの装置は、正確さを維持す
るために、最初の使用の前、及びその後定期的に較正し
なければならない。従来技術で一般的に使用される較正
プロセスは、表示画面の活動ビデオ区域にマークを表示
し、覆っている接触感知パネル上に見える較正マークに
接触するようユーザに求め、内部接触制御装置に接触位
置情報を読み取らせて記憶させるものである。次いでこ
れを、一般的に２〜８回程度繰り返す。較正測定の結果
は、接触制御装置により標準値からの偏差として、また
は１組の補正係数として定量化され、接触制御装置の回
路中に記憶される。較正後、接触制御装置は新たな接触
ごとに自動的に補正係数を適用して、ホスト・システム
に送られる座標ができるだけ正確になるようにする。し
かしながら、このプロセスには、較正を実施するために
外部オペレータの介入という望ましくないステップがあ
る。
【０００５】したがって、固定素子表示システムと共に
使用される接触感知パネルを自動的に較正する手段を提
供する装置が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、固定
素子表示システムと共に使用される接触感知パネルを自
動的に較正する装置を提供することである。
【０００７】本発明の目的は、さらに、固定素子表示シ
ステムと共に使用される接触感知パネルを、実際の使用
中に定期的に、自動的に較正する装置を提供することで
ある。
【０００８】本発明の目的は、さらに、固定素子表示シ
ステムと共に使用される接触感知パネルを、長期間使用
されなかった後に、自動的に較正する装置を提供するこ
とである。
【０００９】本発明の目的は、さらに、オペレータの接
触または開始を必要としない自動的接触画面較正方法を
提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による接触感知式
入力装置は、固定素子表示部、接触感知パネル、及び接
触画面制御装置を含む。接触感知パネルは、イメージま
たは目標点あるいはその両方が接触感知パネルを通して
見えるように、固定素子表示部の上に重なっている。さ
らに、接触感知パネル上の任意の位置に選択的に接触を
加えることができる。加えられた接触の位置または座標
は、フィールド内にあり、あるいは好みに応じて、下に
ある固定素子表示部上に提供されるイメージ上にあり、
さらにデータ入力方法または対話式使用方法として機能
する。
【００１１】接触画面制御装置は、接触感知パネル上の
接触箇所を固定素子表示部上の指示された座標に変換す
る手段を提供する。接触画面制御装置はさらに、接触感
知パネルの固定素子表示部との位置合せを補正する手段
を提供する。この位置合せ補正手段に関して、接触画面
制御装置は、接触感知パネル上の接触箇所または接触座
標と固定素子表示部上の目標箇所または目標座標との間
の位置ずれを補正または他の形で調整する。
【００１２】本発明は、容量性接触感知パネルの表面に
接着された、あるいは組立ての際に接触感知パネルの表
面と接触する製品ハウジング中に組み込まれた、較正接
点を使用する。本発明はさらに、接地される、あるいは
抵抗性、容量性、または誘導性負荷に接続される、個別
の較正接点を選択する手段を提供する。この選択手段
は、使用中に定期的に、または長時間使用されなかった
後に、自動的に使用可能にされる。その際に、較正接点
および負荷は、普通なら較正手順中にオペレータが手動
で導入する、抵抗性、容量性、または誘導性負荷をシミ
ュレートすることができる。その結果、本発明は、補正
係数の算出に必要なすべての測定と共に、抵抗性、容量
性、または誘導性負荷を接地し、または他の方法で選択
することにより、完全に自動的な較正を提供する。
【００１３】
【実施例】図１のアセンブリは、接触感知表示端末中で
使用される。これには、表示画面１４を有する表示装置
１２が含まれる。図の表示装置１２は固定素子表示端末
であり、したがって表示画面１４は固定素子表示端末の
表面である。光学的に透明な接触感知パネル１６が、接
触パネルを通して画面が見えるように、端末の表示画面
１４の全体を覆って付着されている。接触感知パネル１
６は、その全表面を覆う（図３に示すような）導電性被
覆１８を有する。導電性被覆はパターン付けされず、表
示画面１４またはその、ユーザが選択可能な項目を表示
する部分を覆って連続して延びている。
【００１４】接触感知パネル１６に４つの変換器２０、
２２、２４、２６が付着され、導電性被覆１８に電気的
に接続されている。変換器２０、２２は、接触感知パネ
ルの水平方向に離れた互いに対向する周辺縁部にあり、
縦長で、互いに対向し平行な接触感知パネルの縁部に沿
って延びている。同様に、もう１つの変換器対２４、２
６は、接触感知パネルの対向する周辺縁部にあって垂直
方向に離れ、互いに対向し平行である。接触画面１６を
装着し、較正するとき、変換器（２０−２６）は、４つ
の変換器２０−２６に対する接触感知パネル１６上の位
置の決定が、周知の方式で、表示端末画面１４上の位置
に対応するように、端末画面１４に対して固定した位置
で接触感知パネル１６に取り付けられる。したがって、
接触感知パネル１６上の位置を決定することによって、
それに対応する表示画面１４上の位置が決定される。図
２はさらに、後で説明するように、接触感知パネル１
６、変換器２０−２６、及び接触感知パネル１６上の物
理的接触箇所を固定素子表示部上の指示された座標に変
換する手段を提供する接触画面制御装置３０の配置を示
す。
【００１５】接触感知パネル１６上の接触箇所のＸ座標
とＹ座標を決定する方法は、例えば参照により本明細書
に合体する、米国特許第４６８０４２９号に開示されて
いる。米国特許第４６８０４２９号では、関数発生器ま
たは信号源（図示せず）が交流電圧接触パネル走査信号
を発生させる。この信号が増幅されて、接触パネル駆動
変圧器（図示せず）の一次巻線に印加される。増幅され
た信号が、変圧器の二次巻線を駆動して、変圧器の二次
巻線を横切る交流電圧を確立する。マルチプレクサまた
は切替え回路（図示せず）が、駆動変圧器の二次巻線の
出力側からのパネル走査信号を、選択された変換器（２
０−２６）に印加する。接触感知パネルに接触すると、
これらの走査信号に応答して、パネル出力すなわち接触
電流信号が変圧器の中央タップで発生する。接触電流信
号はパネル出力信号手段によって処理され、濾過され、
整流され、積分され、ディジタル化される。次いで、例
えばマイクロプロセッサが、接触電流信号から接触位置
とその他の情報を計算する。マイクロプロセッサ（図示
せず）は、表示装置１２に接続されているホスト・コン
ピュータ（図示せず）と対話する。例えば、ホスト・コ
ンピュータは、選択された情報を画面１４上に表示させ
ることができる。またホスト・コンピュータは、ユーザ
が接触する接触感知パネル１６上の位置に応じて、コン
ピュータ内のソフトウェアによって決定されるように、
表示された情報を変更することもできる。
【００１６】図３は、本発明の部分的に分解された部分
の側面図を示す。光学的に透明な接触感知パネル１６
が、表示画面１４の上に重なりそれに付着されている。
接触感知パネル１６は、その表面全体の上に、または画
面１４の、ユーザが選択可能な項目を表示するために使
用される部分の上に、導電性被覆１８を有する。また、
接触感知パネル１６に付着された変換器の１つ２０が
（代表として）示されている。較正接点３２は、容量性
接触感知パネルの表面に接着し、または組立ての際に接
触感知パネルの表面と接触させて絶縁性囲壁３４と接触
感知パネル１６との間に埋め込むことができる。どちら
の実施例でも、接触感知パネル１６および較正接点３２
を、接触感知パネル１６の周辺全体にわたって望ましく
ない外部電源または漂遊容量から電気的に絶縁するため
に、絶縁性囲壁３４とガスケットまたはシール３６が設
けられる。さらに、任意の較正接点３２と選択手段との
間に単一の接触点を提供するために、各較正接点ごとに
絶縁された導体３８が設けられる。この選択手段は、１
組の制御線を変更することによって所望の較正接点３２
を基準６０（図５）と電気的に接触させる、電気機械式
またはソリッド・ステート・リレーと制御論理の組でよ
い。
【００１７】図４を参照すると、表示画面１４は、活動
ビデオ表示域４２、並びに活動ビデオ表示域４２の周囲
をとりまく非活動表示域４４を提供する。活動表示域４
２は、ホスト・システム（図示せず）によって表示され
るデータや情報を表示するために使用される画面１４の
区画を含む。好ましい実施例では、各較正接点３２は活
動ビデオ表示域４２の外側に保持されているので、較正
接点３２およびこれに接続する導体３８が、ユーザの活
動ビデオ表示域４２のビューを妨げることはない。
【００１８】図５を参照すると、マイクロコントローラ
５０、第１復号器５２、ラッチ５４、第２復号器５６、
及びアナログ・スイッチ５８を使用する選択手段が、各
較正接点３２に接続されている。スイッチ５８は、実際
には、各較正接点ごとに独立に動作可能な接点を使用す
る。接点は、リレーでもよく、また電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）などのソリッド・ステート・デバイスでも
よい。
【００１９】接点の動作は第１復号器５２からの信号に
よって制御される。スイッチ５８の個々の接点を制御す
る信号は、マイクロコントローラ５０によって生成さ
れ、データ・バス５１に加えられる。マイクロコントロ
ーラの回路は、データ・バス５１上に所望のデータ値を
置き、指定された入出力アドレスをアドレス・バス５３
に置き、メモリ書込みサイクルまたは入出力サイクルが
起っていることを示す制御信号を制御バス５５に置く。
ラッチ５４は、マイクロコントローラ５０がメモリ書込
み命令または出力命令を実行することにより、データ・
バス５１に印加された信号を記憶できるようにする。第
２復号器５６は、適切な時間に（適切な制御信号に基づ
いて）ラッチング・パルスを生成して、データ・バス値
をラッチ５４に記憶するよう指示し、これによってスイ
ッチ５８の接点の所望の状態を維持しながらマイクロコ
ントローラが他の機能を実施できるようにする。代替実
施例では、復号器５２を省略し、スイッチ５８の個々の
接点をラッチ５４を介して直接制御することができる。
【００２０】較正中に、スイッチ５８の接点のうちのど
れかが閉じると、接触感知画面１６の表面に接着された
対応する較正接点３２が基準６０に電気的に接続され
る。基準６０は、較正接点３２を接地する、あるいはそ
の他の方法で抵抗性、容量性、または誘導性負荷に接続
する手段を提供する。この基準６０の電位の性質は、接
触感知画面１６に加えられた接触または力をシミュレー
トするというものである。
【００２１】接触画面制御装置３０が、接触画面と電気
的に接続された基準６０によって接触画面測定を行う
と、基準６０が適用されなかった場合とは異なる結果に
達する。したがって、基準６０を接続して指示された座
標の測定を行うことにより、接触画面制御装置３０は、
接触画面上に特定の既知の座標を有するシミュレートさ
れた接触の効果を判定することができる。較正接点３２
のそれぞれが選択された後、各較正接点３２ごとに、指
示された座標と対応する既知の座標との差に基づいて較
正補正係数が生成される。指示された座標と既知の座標
の関係が、接触画面制御装置３０に記憶され、補正係数
として適用される。
【００２２】本発明の好ましい実施例では、選択手段は
接触画面制御装置３０の制御下に置かれる。較正プロセ
スは、ユーザやホスト・コンピュータの明らかな介入な
しで、いつでも始めることができる。一般的には、シス
テムがパワーアップされる度に、または（接触画面制御
装置３０内のタイマー機能に基づいて）使用中に定期的
間隔で、または長期間使用されなかった後に、自動的再
較正を行うことができる。これにより、本発明は、補正
係数の計算に必要なすべての測定と共に、個々の較正接
点を接地（またはその他の方法で選択）することによ
り、完全に自動的な較正手順を提供する。
【００２３】再較正プロセスの実施中にユーザが偶然に
画面に接触した場合には、所望のパラメータ群とは全く
異なる新しいパラメータ群がもたらされる。接触画面制
御装置３０は、古いパラメータと新しいパラメータの差
を予め設定されたしいき値と比較するようにプログラム
されており、新しい値が大幅に異なることが発見された
場合には、新しい値が拒絶され、後で再較正が試みられ
ることになる。再較正に繰り返し失敗した場合は、潜在
的ハードウェア欠陥として報告されることになる。
【００２４】本発明を図面に図示したその好ましい実施
例に関して述べたが、本発明の趣旨および範囲から逸脱
しない本発明の代替実施例が容易に実現できることを、
当業者は容易に理解するであろう。
【００２５】
【発明の効果】本発明によって、固定素子表示システム
と共に使用される接触感知パネルを自動的に較正する装
置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】表示画面、接触感知パネル、及び変換器の配置
を示す図である。
【図２】本発明による接触感知パネルの正面図である。
【図３】表示画面囲壁に組み込まれた較正接点を示す、
表示端末の部分側面図である。
【図４】接触感知パネルに接着された較正接点を示す、
表示画面の部分平面図である。
【図５】本発明による選択手段のブロック図である。
【符号の説明】
１２ 表示装置 １４ 表示画面 １６ 接触感知パネル １８ 導電性被覆 ２０ 変換器 ２２ 変換器 ２４ 変換器 ２６ 変換器 ３０ 接触画面制御装置 ３２ 較正接点 ３４ 絶縁性囲壁 ３６ ガスケットまたはシール ３８ 絶縁された導体 ４２ 活動ビデオ表示域 ４４ 非活動表示域 ５０ マイクロコントローラ ５１ データ・バス ５２ 第１復号器 ５３ アドレス・バス ５４ ラッチ ５５ 制御バス ５６ 第２復号器 ５８ アナログ・スイッチ ６０ 基準
フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・ジョゼフ・ピアッツァ アメリカ合衆国33428、フロリダ州ボカ・ ラトン、ファースト・プレイス、サウス・ ウェスト 9742

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】接触箇所に加えられた局部的接触の位置を
    示すデータをデータ処理装置に導入するための、自動較
    正式接触画面装置において、 固定素子表示部と、 前記固定素子表示部の上に重なった、導電性の被覆を有
    する接触感知パネルと、 前記接触感知パネルの前記導電性被覆上に付着された、
    少なくとも１つの較正接点と、 補正係数を利用した１組の接触座標についての１組の目
    標座標への変換を制御する手段と、 前記制御手段に応答して、前記較正接点の少なくとも１
    つを選択し、前記補正係数を生成する手段と、 前記較正接点に適用される、前記選択手段によって選択
    可能な基準と、 第１端が前記接触感知パネル上の前記較正接点で成端
    し、第２端が前記選択手段で成端する、前記各較正接点
    用の絶縁ワイヤとを備える、自動較正式接触画面装置。
  2. 【請求項２】さらに、前記接触感知パネルの正面に配置
    された、物理的接触を電気信号に変換するための複数の
    変換器を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】さらに、前記接触感知パネルを包含するた
    めの絶縁性囲壁と、 前記接触感知パネルの正面と前記絶縁性囲壁との間に挿
    入されたガスケットとを備えることを特徴とする、請求
    項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記接触感知パネルが、さらに活動ビデオ
    域と非活動ビデオ域を備え、前記較正接点が前記非活動
    ビデオ域中に挿入されることを特徴とする、請求項２に
    記載の装置。
  5. 【請求項５】前記選択手段が実際の使用中に定期的に使
    用可能にされることを特徴とする、請求項４に記載の装
    置。
  6. 【請求項６】前記選択手段が非使用期間中に定期的に使
    用可能にされることを特徴とする、請求項４に記載の装
    置。
  7. 【請求項７】接触感知パネルがその上に重なった固定素
    子表示部を有する、自動較正式接触感知式入力装置にお
    いて、 １組の目標座標を生成するため、前記接触感知パネル上
    の接触箇所の位置についての前記固定素子表示部上の対
    応する目標箇所への変換を制御するための、補正係数を
    含む手段と、 前記固定素子表示部上の対応する１組の既知座標を有す
    る前記接触感知パネル上の少なくとも１つの較正接点
    と、 前記接触感知パネルの正面に加えられた接触をシミュレ
    ートするために前記較正接点を選択し、さらに、前記較
    正接点の位置と前記の対応する１組の既知座標との間の
    差異を補正するために前記補正係数を生成する手段と、 を備える、自動較正式接触感知式入力装置。
  8. 【請求項８】さらに、前記接触感知パネルの正面に配置
    された、物理的接触を電気信号に変換するための複数の
    変換器を備えることを特徴とする、請求項７に記載の装
    置。
  9. 【請求項９】前記接触感知パネルが、さらに活動ビデオ
    域と非活動ビデオ域を備え、前記較正接点が前記非活動
    ビデオ域中に挿入されることを特徴とする、請求項８に
    記載の装置。
  10. 【請求項１０】さらに、第１端と第２端を有し、第１端
    が前記較正接点で成端し、第２端が前記選択手段で成端
    する、各前記較正接点用の絶縁ワイヤを含むことを特徴
    とする、請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】さらに、前記接触感知パネルを包含する
    ための絶縁性囲壁と、 前記接触感知パネルの正面と前記絶縁性囲壁との間に挿
    入されたガスケットとを備えることを特徴とする、請求
    項９に記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記選択手段が実際の使用中に定期的に
    使用可能にされることを特徴とする、請求項１０に記載
    の装置。
  13. 【請求項１３】前記選択手段が非使用期間中に定期的に
    使用可能にされることを特徴とする、請求項１０に記載
    の装置。
  14. 【請求項１４】接触箇所の位置を、固定素子平坦画面表
    示部上の１組の目標座標を有する目標箇所に変換する、
    接触画面制御装置を有する接触感知入力装置に較正情報
    を提供する方法であって、 複数の既知の較正接点から、１組の既知座標を有する較
    正接点を選択するステップと、 選択された較正接点と基準との間の電気的接触を完了す
    ることによって、シミュレートされた接触を提供し、さ
    らに１組の指示接触座標を提供するステップと、 選択された前記の各既知較正接点ごとに、前記指示接触
    座標を前記既知座標と位置合せするために、補正係数を
    確立するステップと、 前記補正係数を前記接触画面制御装置に提供するステッ
    プとを含む方法。
  15. 【請求項１５】較正接点を選択するステップが、実際の
    使用中に定期的に実施されることを特徴とする、請求項
    １４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】較正接点を選択するステップが、非使用
    期間中に定期的に実施されることを特徴とする、請求項
    １４に記載の方法。
  17. 【請求項１７】接触画面制御装置を有する接触感知式入
    力装置を自動的に較正する方法であって、 １組の既知座標を有する較正接点と基準との間の電気的
    接触を完了することによって、シミュレートされた接触
    を提供し、さらに１組の指示接触座標を提供するステッ
    プと、 選択された前記の各既知較正接点ごとに、前記１組の指
    示接触座標の位置を前記１組の既知座標の位置と位置合
    せするために、補正係数を確立するステップと、 前記補正係数を前記接触画面制御装置に提供するステッ
    プとを含む方法。
  18. 【請求項１８】較正接点を選択するステップが、実際の
    使用中に定期的に実施されることを特徴とする、請求項
    １７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】較正接点を選択するステップが、非使用
    期間中に定期的に実施されることを特徴とする、請求項
    １７に記載の方法。
JP23000593A 1992-09-21 1993-09-16 固定素子表示パネル用の接触画面の自動較正 Expired - Lifetime JP3014902B2 (ja)

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US947688 1992-09-21
US07/947,688 US5283559A (en) 1992-09-21 1992-09-21 Automatic calibration of a capacitive touch screen used with a fixed element flat screen display panel

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