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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023044408
(43)【公開日】2023-03-30
(54)【発明の名称】入力処理方法
(51)【国際特許分類】
   G06F 3/041 20060101AFI20230323BHJP
   G06F 3/045 20060101ALI20230323BHJP
【FI】
G06F3/041 590
G06F3/045 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021152429
(22)【出願日】2021-09-17
(71)【出願人】
【識別番号】512093491
【氏名又は名称】株式会社アスコ
(71)【出願人】
【識別番号】501160863
【氏名又は名称】株式会社ユニテック
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】市瀬 浩
(57)【要約】
【課題】複数のタッチの検出の精度を高める。
【解決手段】入力処理方法は、前記タッチパネルにタッチされていない状態、または1点タッチの状態を検出し、前記タッチパネルの抵抗膜と直列に抵抗を挿入されており、該抵抗膜と該抵抗との間の電位を測定し、測定した前記電位をADコンバータで変換し、前記ADコンバータで変換して得られた値に、符号付きの所定の値を加算し、前記加算して得られた値をDAコンバータで出力する第1の処理と、前記タッチパネルにタッチされている状態を検出し、タッチされているときのオペアンプの出力を測定し、前記測定された測定値に基づいて、前記タッチが2点タッチであると仮定した場合の2点間の距離を推定する第2の処理とを含む。
【選択図】図22
【特許請求の範囲】
【請求項1】
抵抗膜方式を適用したタッチパネルにおける入力処理方法であって、
第1の処理と、第2の処理とを含み、
前記第1の処理は、
前記タッチパネルにタッチされていない状態、または1点タッチの状態を検出し、
前記タッチパネルの抵抗膜と直列に抵抗を挿入されており、該抵抗膜と該抵抗との間の電位を測定し、
測定した前記電位をADコンバータで変換し、
前記ADコンバータで変換して得られた値に、符号付きの所定の値を加算し、
前記加算して得られた値をDAコンバータで出力し、
前記第2の処理は、
前記タッチパネルにタッチされている状態を検出し、
タッチされているときのオペアンプの出力を測定し、
前記測定された測定値に基づいて、前記タッチが2点タッチであると仮定した場合の2点間の距離を推定する、入力処理方法。
【請求項2】
2点のタッチ座標を出力するタッチパネルにおける入力処理方法であって、
前記2点として分離できる最も近接したときに算出される座標に対して、2点間の距離をより近接した座標に変更して出力する、入力処理方法。
【請求項3】
抵抗膜の抵抗値の変化量に基づいて2点タッチ時の2点間の距離あるいは距離の程度を算出するタッチパネルにおける入力処理方法であって、
閾値獲得手段と、倍率獲得手段とを含み、
前記閾値獲得手段は、
1点タッチを行うことを要請して、1点タッチを仮定した安定したタッチが行われるのを待つ、第1の閾値獲得段階を実施し、
抵抗膜の抵抗値の変化量を測定し、測定した変化量を閾値とする、第2の閾値獲得段階を実施し、
前記倍率獲得手段は、
あらかじめ定めた2つの位置をタッチした状態で抵抗膜の抵抗値の変化量を測定する、第1の倍率獲得段階を実施し、
上記2つの位置は、タッチパネルの対角線上の2点であり、
上記測定された変化量と、あらかじめ定めた2つの位置にもとづく2つの位置の間の距離との比を倍率とする、第2の倍率獲得段階を実施する、入力処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タッチパネルへの入力に適用する入力処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、タッチパネルにおけるタッチを検出する方式として抵抗膜方式と呼ばれる方式がある。抵抗膜方式は、透明電極が形成された透明のフィルム等の基板を、電極が向かい合うように貼り合わせた2層構造になっており、パネルが押されると上部基板がたわみ、上下の電極が接触して導通することにより入力を検知するものである。
【0003】
また、特許文献1には、抵抗膜方式のタッチセンサーを備えた入力装置であって、座標の単位時間当たりの変化量と座標の変化の方向とに基づいて、タッチ操作によって行われたジェスチャの種類を判定するジェスチャ判定部を備えた入力処理装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2017-84216
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述のような従来技術については、複数のタッチの検出に関して、改良の余地がある。
【0006】
本発明の一態様は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、抵抗膜方式のタッチパネルにおいて、複数のタッチの検出の精度を高めた入力処理装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る入力処理方法は、抵抗膜方式を適用したタッチパネルにおける入力処理方法であって、第1の処理と、第2の処理とを含み、前記第1の処理は、前記タッチパネルにタッチされていない状態、または1点タッチの状態を検出し、前記タッチパネルの抵抗膜と直列に抵抗を挿入されており、該抵抗膜と該抵抗との間の電位を測定し、測定した前記電位をADコンバータで変換し、前記ADコンバータで変換して得られた値に、符号付きの所定の値を加算し、前記加算して得られた値をDAコンバータで出力し、前記第2の処理は、前記タッチパネルにタッチされている状態を検出し、タッチされているときのオペアンプの出力を測定し、前記測定された測定値に基づいて、前記タッチが2点タッチであると仮定した場合の2点間の距離を推定する方法である。
【0008】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る入力処理方法は、2点のタッチ座標を出力するタッチパネルにおける入力処理方法であって、前記2点として分離できる最も近接したときに算出される座標に対して、2点間の距離をより近接した座標に変更して出力する方法である。
【0009】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る入力処理方法は、抵抗膜の抵抗値の変化量に基づいて2点タッチ時の2点間の距離あるいは距離の程度を算出するタッチパネルにおける入力処理方法であって、閾値獲得手段と、倍率獲得手段とを含み、前記閾値獲得手段は、1点タッチを行うことを要請して、1点タッチを仮定した安定したタッチが行われるのを待つ、第1の閾値獲得段階を実施し、抵抗膜の抵抗値の変化量を測定し、測定した変化量を閾値とする、第2の閾値獲得段階を実施し、前記倍率獲得手段は、あらかじめ定めた2つの位置をタッチした状態で抵抗膜の抵抗値の変化量を測定する、第1の倍率獲得段階を実施し、上記2つの位置は、タッチパネルの対角線上の2点であり、上記測定された変化量と、あらかじめ定めた2つの位置にもとづく2つの位置の間の距離との比を倍率とする、第2の倍率獲得段階を実施する、入力処理方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、2点タッチの検出の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明に関するタッチパネルの構造を説明するための図である。
図2】本発明に関するタッチパネルの構造を説明するための図である。
図3】抵抗膜方式を用いたタッチパネルにおけるタッチ位置の座標を検出する方法を説明するための図である。
図4】抵抗膜方式を用いたタッチパネルにおけるタッチ位置の座標を検出する方法を説明するための図である。
図5】抵抗膜方式を用いたタッチパネルにおけるタッチ位置の座標を検出する方法を説明するための図である。
図6】抵抗膜方式を用いたタッチパネルにおけるタッチ位置の座標を検出する方法を説明するための図である。
図7】多点(2点以上)のタッチを検出する方法を説明するための図である。
図8】多点(2点以上)のタッチを検出する方法を説明するための図である。
図9】多点(2点以上)のタッチを検出する方法を説明するための図である。
図10】多点(2点以上)のタッチを検出する方法を説明するための図である。
図11】多点(2点以上)のタッチを検出する方法を説明するための図である。
図12】多点(2点以上)のタッチを検出する方法を説明するための図である。
図13】抵抗値の変化量の測定方法を説明するための図である。
図14】抵抗値の変化量の測定方法を説明するための図である。
図15】抵抗値の変化量の測定方法を説明するための図である。
図16】2点タッチを検出する方法を説明するための図である。
図17】2点タッチを検出する方法を説明するための図である。
図18】2点タッチを検出する方法を説明するための図である。
図19】2点タッチを検出する方法を説明するための図である。
図20図13に示すタッチパネルの等価回路を示す図である。
図21】2点タッチがあったときの等価回路を示す図である。
図22】本発明の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
まず、本実施形態に係る入力処理方法の前提として、抵抗膜方式を用いたタッチパネルにおいて、複数(例えば2点)のタッチを検出する仕組みについて説明する。
【0013】
〔前提技術の説明〕
〔多点押しを検出し排除する技術〕
従来、抵抗膜方式のタッチパネルにおいて、検出対象となるタッチは1点のみであった。そこで、2点以上のタッチがあった場合は、測定結果を破棄する処理が行われていた。破棄する場合としては、例えば、1点タッチの状態から、急にタッチ位置が変動した場合に破棄する、抵抗膜の両端の電極間の抵抗値が低下した場合に破棄する、電位測定する側の抵抗膜の両端の電位差が大きい場合に破棄する、ということが行われていた。
【0014】
その後、2点以上のマルチタッチを検出する構成が普及するにつれて、マルチタッチを2点タッチであると仮定し、マルチタッチの判定で利用する検出量を2点タッチの間隔として扱うことで、2点タッチを検出する技術が確立されている。
【0015】
例えば、上述した1点タッチの状態から、急にタッチ位置が変動した場合、その変動のX座標、Y座標それぞれの変動値が、2点間の距離の1/2であるとして、2点のタッチを検出することできる。また、抵抗膜の両端の電極間の抵抗値が低下した場合、その低下分が、当該座標の2点間の距離であるとして2点のタッチを検出することができる。
【0016】
また、4線式で抵抗膜方式を用いたタッチパネルにおいて、ジェスチャを検出する機能を持ったものも存在する。ジェスチャを検出する場合、ジェスチャの開始、ジェスチャの位置、ジェスチャ量、ジェスチャの終了をタッチパネルのコントローラからホストへ伝達する。抵抗膜方式のタッチパネルを用いたシステムでは、ホスト側の構成が簡素なものである場合が多い。よって、ジェスチャを検出する機能をコントローラに割り当てる必要があった。
【0017】
一方、ホスト側がパーソナルコンピュータである等の充実した機能を持つシステムであれば、タッチパネルは2点タッチの検出データのみをホストに伝達し、ホスト側でジェスチャを検出することも可能である。なお、ホスト側でジェスチャを検出する機能を受け持つ構成要素をジェスチャエンジンという。パーソナルコンピュータのタッチパネル、タッチパッド、スマートホン等におけるジェスチャの検出は、この構成によって成り立っている。
【0018】
なお、ホストにジェスチャエンジンを備えるシステムにおいて、コントローラにジェスチャを検出する機能を有している場合であっても、ホストは、ジェスチャを求め、受けとる機能を持っていない。したがって、パーソナルコンピュータ、スマートホン等のホストにジェスチャエンジンを有するシステムでは、コントローラから2点タッチの座標をホストへ伝達する必要がある。
【0019】
〔抵抗膜方式のパネル構造〕
次に、図1図2を参照して抵抗膜方式のタッチパネルの構造について説明する。図1および図2は、抵抗膜方式を用いたタッチパネルの構造を示す図である。図1に示すように、タッチパネル110は、略矩形の抵抗膜101と同じく略矩形の抵抗膜102とが、ドットスペーサ131(後述する)を介して貼り合わされた2層構造となっている。
【0020】
抵抗膜101は、導電性透明素材(例えば、ITO)により透明電極が形成されているとともに、一方の辺に電極111が接続され、電極111と対向する辺に電極112が接続されている。
【0021】
同様に、抵抗膜102は、導電性透明素材により透明電極が形成され、一方の辺に電極113が接続され、電極113の対向する辺に電極114が接続されている。
【0022】
なお、抵抗膜101と抵抗膜102とが貼り合わされたときに、抵抗膜101に接続された電極111および電極112と、抵抗膜102に接続された電極113および電極1114とは、向かい合わない辺に接続されている。
【0023】
タッチパネル110の電極111~電極114には、コントローラ100から配線が接続されている。コントローラ100は、タッチパネル110におけるタッチ位置の検出処理等を実行するものであり、電極111および電極112に電圧を印加して、電極113および電極114の電位を測定するとともに、電極113および電極114に電圧を印加して、電極111および電極112の電位を測定することができる。
【0024】
また、コントローラ100は、抵抗膜101および抵抗膜102の抵抗値の変化量を測定可能である。さらに、コントローラ100は、ホスト(図示せず)と接続する手段および電源を受ける手段が実装されている。また、コントローラ100は記憶手段(図支持せず)を備え、電源がオフとなっても記憶を維持する機能を有する。
【0025】
なお、タッチパネル110およびコントローラ100を含めた装置をタッチパネル装置と呼んでもよい。
【0026】
図2の202は、201に示すタッチパネル110を、2A-2Aで示すラインで切ったときの断面を示す。図2の202に示すように、タッチパネル110は、タッチされていない状態で、抵抗膜101と抵抗膜102とが接触しないように、抵抗膜101と抵抗膜102との間にドットスペーサ131が配されている。ドットスペーサ131は、透明で半球状の絶縁性のある樹脂素材でできている。ドットスペーサ131の高さと配置間隔は、タッチしない状態で抵抗膜101と抵抗膜102が接触しない程度の高さで、かつ、タッチされた状態で抵抗膜101と抵抗膜102とが容易に接触する程度に設定されている。
【0027】
ドットスペーサ131は,糊剤(図示せず)で抵抗膜102へ張り付けて配置される。
【0028】
また、図2の202に示すように、抵抗膜101の外側、すなわちタッチされる側にガラス121が設けられる。なお、ガラス121に代えて、PETなどの透明なプラスチック素材であってもよい。タッチによってたわみを生じる必要があるためである。
【0029】
ガラス121に、ガラスを適用する目的は、透過性を上げて、反対側に張り合わせて画面表示を行うLCD等の表示装置の表示が美しく見えるようにするためである。ガラスはフィルムに比べて光の透過性が優れているため、画面表示が鮮明となる。また、平坦度が高く、画面表示のゆがみが少ないなどの利点もある。なお、ガラスの場合であってもタッチによってたわみを生じる必要があるので、ガラスは薄いものとなる。また,割れることは望ましくないので、割れにくい素材を用いる、割れ防止を施す等を行うことが望ましい。
【0030】
抵抗膜102の外側、すなわち抵抗膜101とは反対側にガラス122が設けられる。なお、ガラスが用いることのできない等の場合、ガラス122に代えてフィルムが用いられてもよい。仮に、フィルムが用いられた場合であっても、外周を両面テープなどでLCDへ張り付けるため、LCDによってタッチによるたわみを受け止めることができ、全体が大きくたわんでしまうことはない。
【0031】
抵抗膜101は、タッチを行う側の抵抗膜の役割を持つ。抵抗膜101は、フィルムまたはガラス上に、印刷技術によって形成されている。同様に、抵抗膜102も、フィルムまたはガラス上に形成される。
【0032】
電極111~電極114は、銀ペーストなどでできており、印刷技術によって形成され、熱を加えるなどして固化して、抵抗膜101、抵抗膜102との電気的接続を確保している。また、電極111~電極114の厚みはおおむね均一である。
【0033】
タッチパネル110の形成は、電極111~電極114を形成後、糊剤141を外周に塗布して、ガラス121およびガラス122を張り合わせることにより行う。糊剤141が固化することにより、張り合わせの強度、例えば、はがれない、押し縮められない、ずれないという点を確保することができる。
【0034】
〔抵抗膜方式の座標検出方法〕
次に、図3図6を参照して、抵抗膜方式を用いたタッチパネルにおけるタッチ位置の座標を検出する方法について説明する。座標を検出するとは、タッチ位置のタッチパネル上における2次元座標の値を、電気的な測定値から算出することをいう。
【0035】
図3に示すように、まず、電極111を接地(または0Vに接続)し、電極112に電圧Vccを印加する。この状態で、抵抗膜101上にタッチがあると、タッチ位置Aで抵抗膜101と抵抗膜102とが接触する。抵抗膜102には、タッチ位置Aの電位が伝わるので、電極114に電圧計Vを接続すれば、電極114の電位を測定することができる。図4に、図3の状態の等価回路を示す。
【0036】
抵抗膜101は、電気的に均一な状態となっているので、X軸方向に、電極111からX1の位置をタッチしたとき、
R1:(R1+R2)=X1:Xmax …(1)
となる関係を有する。
ここで、(R1+R2)は、抵抗膜101全体の抵抗値であり、R1は、電極111からタッチ位置Aまでの距離に対応する抵抗値である。また、Xmaxは、電極111から電極112までの距離である。
【0037】
また、本実施形態において、X軸方向とは、電極111から電極112への方向を示す。
【0038】
電極114において測定した電位V1と、R1およびR2との関係は、以下の通りである。
V1=Vcc×(R1/(R1+R2)) …(2)
(2)式を(1)式に代入することにより、
X1=Xmax/Vcc×V1
となり、これにより、X1、すなわちタッチ位置AのX座標を算出することができる。
【0039】
Y座標の値については、電極113および電極114を、電極111および電極112と同様に接続することにより算出できる。すなわち、図5に示すように、電極113を0V(ゼロボルト)に接続し、電極114に電圧Vccを印加する。この状態で、抵抗膜101上にタッチがあると、タッチ位置Aで抵抗膜101と抵抗膜102とが接触する。抵抗膜101には、タッチ位置Aの電位が伝わるので、電極112でその電位を測定することができる。図6に、図5の状態の等価回路を示す。
【0040】
抵抗膜102は、電気的に均一な状態となっているので、Y軸方向に、電極113からY1の位置をタッチしたとき、
R3:(R3+R4)=Y1:Ymax …(3)
となる関係を有する。
ここで、(R3+R4)は、抵抗膜102全体の抵抗値であり、R3は、電極113からタッチ位置Aまでの距離に対応する抵抗値である。また、Ymaxは、電極113から電極114までの距離である。
【0041】
また、本実施形態において、Y軸方向とは、電極113から電極114への方向を示す。
【0042】
電極112において測定した電位V2と、R3およびR4との関係は、以下の通りである。
V2=Vcc×(R3/(R3+R4)) …(4)
(4)式を(3)式に代入することにより、
Y1=Ymax/Vcc×V2
となり、これにより、Y1、すなわちタッチ位置AのY座標を算出することができる。
【0043】
以上により、タッチ位置Aの2次元座標を算出することができる。
【0044】
なお、X座標を算出する方法において、上記では電極114の電位を測定した。電極113と電極114との電位は概ね同じ値となるので、どちらの電極を用いてもよいが、場合により両者の値に差異が生じる場合がある。そこで、電極113で測定した電位と電極114で測定した電位との平均値を用いて、X座標を算出することもできる。これはY座標についても同様である。
【0045】
〔多点(2点以上)を検出する方法〕
次に、図7図12を参照して、多点(2点以上)のタッチを検出する方法について説明する。
【0046】
まず、図7に、タッチがない状態を示す。この場合の等価回路を図8に示す。R0は、抵抗膜101の全体の抵抗値である。
【0047】
図9に、1点のタッチ(タッチ位置A)があった場合の状態を示す。この場合の等価回路を図10に示す。
【0048】
1点のタッチがあった場合、きわめて小さな面積で抵抗膜101と抵抗膜102とが接触するため、
R1+R2=R0
の関係が成立する。
【0049】
図11に、2点のタッチ(タッチ位置A1、A2)があった場合の状態を示す。この場合の等価回路を図12に示す。
【0050】
2点のタッチがある場合、抵抗膜101と抵抗膜102とが接触する箇所が2か所になる。そして、タッチ位置A1とタッチ位置A2との間では、抵抗が並列接続となるため、抵抗値が低下する。
【0051】
抵抗膜101上のタッチ位置A1とタッチ位置A2との間の抵抗値をR12、抵抗膜102上のタッチ位置A1とタッチ位置A2との間の抵抗値R22、タッチ位置A1における抵抗膜101と抵抗膜102の間の接触抵抗の抵抗値をR21、タッチ位置A2における抵抗膜101と抵抗膜102の間の接触抵抗の抵抗値をR23とすると、電極111と電極112との間の抵抗値は、以下の通りとなる。
R11+(R12//(R21+R22+R23))+R13
ここで、「//」は並列接続である。すなわち、
(R12//(R21+R22+R23))
=(R12×(R21+R22+R23))/(R12+R21+R22+R23)
である。
【0052】
また、
R11+R12+R13=R1+R2=R0
の関係が成立する。
【0053】
したがって、タッチされていない状態から、2点タッチされたことにより生じた抵抗値の変化は以下の通りとなる。
R0-(R11+(R12//(R21+R22+R23))+R13)
これを抵抗値の変化量とする。2点タッチにおける2点間の距離が大きくなると、電極111と電極112との間の抵抗値は低下し、この変化量は大きくなる。
【0054】
例えば、電極111と電極112との間の長さが30cm、R0=800Ω、タッチ位置A1とタッチ位置A2との距離2cmであった場合、
R0-(R11+(R12//(R21+R22+R23))+R13)=1Ω
となる。
【0055】
また、抵抗値の変化量は、2点タッチにおける2点の位置関係(2点間の距離、水平面内での傾きあるいは方向)が同じであれば、抵抗膜上のどの位置でも、ほぼ同じ値となる。さらに、2点間の距離と抵抗値の変化量は比例関係にはなく、おおむね2点間の距離の2乗に従う傾向にある。
【0056】
また、抵抗値の変化量は、抵抗膜の構造に応じて、以下の特徴を有する。
【0057】
抵抗膜の縦横比は、主に、横:縦=4:3(標準あるいはスタンダードと呼ばれる)と、横:縦=16:9(ワイドと呼ばれる)との2通りがある。一般的に、抵抗膜のサイズは、LCD等のディスプレイ装置の画面の寸法に合わせたものとなっている。また、抵抗膜は、サイズによらず、厚さは一定である。
【0058】
そして、同じ縦横比の抵抗膜は、サイズが異なっても、電極111と電極112との間の抵抗値は同じ値を示し、電極113と電極114との間の抵抗値は同じ値を示す。
【0059】
また、同じ縦横比の抵抗膜の場合、2点タッチ時の2点間の距離と抵抗値の変化量との関係は、2点間の距離を抵抗膜のサイズで比例配分した値となる。例えば、サイズS1の抵抗膜Aに2点タッチしたときの2点間が距離D1のときの抵抗値の変化量と、抵抗膜Aと同じ縦横比でサイズがS2の抵抗膜Bに2点タッチしたときの2点間距離がD2のときの抵抗値の変化量とは、D2=D1×S2/S1である場合、同じである。
【0060】
以上の方法により、タッチしていないとき(または1点タッチのとき)と比べて、抵抗膜の両端の電極間の抵抗値が大きく変化したとき、例えば所定の値を超えたとき、多点(2点以上)タッチがあったと判定することができる。
【0061】
なお、抵抗膜のサイズとは、タッチパネルのサイズ、あるいはタッチパネル装置のサイズと同一視した表現として扱ってもよい。電気的には、電極を接続したときに電気経路となる部分のみが測定に関与するサイズとなる。
【0062】
また、例えば、15インチの抵抗膜と称した場合、15インチのLCDの表示領域(アクティブエリアと称する)に合致する部分よりも、抵抗膜のサイズ(縦横の長さ)は、若干大きくなる。アクティブエリアと同一サイズの抵抗膜を使用すると、抵抗膜の端部分をタッチしたときに得られるべき測定値が得られにくくなるためである。抵抗膜のサイズをアクティブエリアよりも若干大きくした場合、アクティブエリアよりも外側へのタッチに対しては、タッチがないと判定するか、または最も外側の座標値(0、最大値)を出力することになる。
【0063】
〔抵抗値の変化量の検出方法〕
図13図15を参照して、抵抗値の変化量の測定方法について説明する。
【0064】
電極111を0Vに接続し、電極112に電圧Vccを印加している状態では、電極111と電極112との電位は固定されているため、電位を測定しても、抵抗膜101の抵抗値の変化量を測定することはできない。そこで、以下の手法を用いて測定を行うことが考えられる。
【0065】
(1)抵抗膜101と直列接続をなす電流計を挿入する。
【0066】
(2)抵抗膜101と直列接続をなす抵抗を挿入し、2点タッチによって生じる抵抗値の低下に伴う電極111と電極112との間の電圧降下の変化を測定する。
【0067】
電位差もしくは電位差の変化量によって、抵抗値の変化量を測定するには、図13図15に示す回路構成のいずれかを用いることになる。図13図15は、抵抗膜101と直列接続をなす抵抗を挿入し、2点タッチによって生じる抵抗値の低下に伴う電極111と電極112との間の電圧降下の変化を測定する回路の例である。
【0068】
図13に示す測定回路1301は図15に示す測定回路1303においてRLb=0Ωとしたものと同一である。図14に示す測定回路1302は、図15に示す測定回路1303においてRLa=0Ωとしたものと同一である。
【0069】
〔2点タッチを検出する方法]〕
図16図19を参照して、2点タッチを検出する方法について説明する。
【0070】
上述した多点(2点以上)を検出する方法において得られる抵抗値の変化量を、2点間の距離に応じた値である仮定することにより、2点間のX座標上の距離、およびY座標上の距離を推定することができる。
【0071】
なお、多点(2点以上)を検出する方法において得られる抵抗値の変化量を、2点間の距離に応じた値として扱った場合、以下に示す2通りのタッチ状態が区別できないことになる。
【0072】
具体的には、図16に示す、タッチ位置A11とタッチ位置A12との2点タッチ(タッチAと呼ぶ)と、タッチ位置B11とタッチ位置B12との2点タッチ(タッチBと呼ぶ)である。タッチ位置A11とタッチ位置B11とのX座標、およびタッチ位置A12とタッチ位置B12とのX座標は一致している。また、タッチ位置A11とタッチ位置B12のY座標、およびタッチ位置A1とタッチ位置B11のY座標は一致している。
【0073】
タッチAのタッチ位置、およびタッチBのタッチ位置は、ともに2点間のX座標の距離およびY座標の距離が同じである。よって、抵抗値の変化量を計測するだけでは、タッチAであるのか、タッチBであるのかを判別することができない。
【0074】
そこで、電圧を印加していない抵抗膜、すなわち、抵抗膜101に電圧を印加している場合は抵抗膜102、逆に抵抗膜102に電圧を印加している場合は抵抗膜101の両端の電極の電位を利用して判別を行う。
【0075】
図17に示すように、タッチAのタッチがある場合、電極113の電位を測定して得られる電圧V3と、電極114の電位を測定して得られる電圧V4とは、以下の関係となる。
V3 < V4
これは、以下の理由による。
・タッチ位置A11の抵抗膜101上の電位は、タッチ位置A12の抵抗膜101上の電位よりも低い。
・電極113は、タッチ位置A12よりもタッチ位置A11の方が近いので、タッチ位置A12の抵抗膜101上の電位よりも、タッチ位置A11の抵抗膜101上の電位の影響を強く受けた電位が測定される。
・電極114は、タッチ位置A11よりもタッチ位置A12の方が近いので、タッチ位置A11の抵抗膜101上の電位よりも、タッチ位置A12の抵抗膜101上の電位の影響を強く受けた電位が測定される。
【0076】
同様に、図18に示すように、タッチBのタッチがある場合、電極113の電位を測定して得られる電圧V3と、電極114の電位を測定して得られる電圧V4とは、以下の関係となる。
V3 > V4
以上より、V3とV4との大小関係によって、タッチAであるのか、タッチBであるのかを判別することができる。すなわち、以下の通りである。
V3 < V4の場合はタッチA(図17
V3 > V4の場合はタッチB(図18
なお、電圧を印加する抵抗膜を抵抗膜102とし、抵抗膜101の両端の電極の電位を測定して得られる結果を用いても、同様の判別を行うことができる。また、抵抗膜101に電圧を印加して抵抗膜102の両端の電極の電位を測定する場合と、抵抗膜102に電圧を印加して抵抗膜102の両端の電極の電位を測定する場合とで、判別の結果は一致する。よって、電圧の測定は、抵抗膜101および抵抗膜102のいずれか一方の抵抗膜に対して行えば充分である。
【0077】
〔2点タッチ時の中点の座標を検出する方法〕
図17に示した状態において、V3とV4とは等しくない。よって、一方の電圧値、たとえばV3を、2点タッチ時の中点の座標を示す電圧であるとして扱った場合、実際の中点よりもX座標がずれることになる。図17に示す例でいれば、X座標は、マイナス側にずれることになる。
【0078】
この場合、図19に示すように、抵抗膜101へ印加する電圧を入れ換え、電極112を0Vにし、電極111に電圧Vccを印加する。そして、入れ換え後の電極113における電位V3aを測定し、
(V3+V3a)/2
を算出すれば、2点タッチ時の中点の座標を正確に算出することができる。
【0079】
なお、電極113と電極114との両方の電位の測定が可能であれば、電圧の印加方向を反転させて電極113の電位の測定を行う必要はない。電極113の電位の測定結果と電極114の電位の測定結果との平均値から、2点の中点の座標を算出すればよい。
【0080】
〔2点タッチの座標値の計算方法のまとめ〕
以上をまとめると、2点タッチされている場合の2次元座標の算出方法は以下の通りとなる。
【0081】
1点目の座標を(X1,Y1)、2点目の座標を(X2,Y2)とする。
【0082】
(1)2点の中点のX座標、Y座標を求め、(Xc,Yc)とする。
【0083】
(2)X座標の2点間の距離を求め、ΔXとし、Y座標の2点間の距離を求め、ΔYとする。
【0084】
(3)左上配置(図17参照)であるか、右上配置(図18参照)であるかかを決定する。
【0085】
(4)左上配置の場合、
X1=Xc-ΔX/2,Y1=Yc-ΔY/2
X2=Xc+ΔX/2,Y2=Yc+ΔY/2
とする。
【0086】
一方、右上配置の場合、
X1=Xc-ΔX/2,Y1=Yc+ΔY/2
X2=Xc+ΔX/2,Y2=Yc-ΔY/2
とする。
【0087】
これにより、1点目の座標を(X1,Y1)、および2点目の座標を(X2,Y2)を算出することができる。
【0088】
〔データ補正について〕
以下、上述した技術を前提とした入力処理方法について説明する。なお、以下では単に、「タッチパネル」、「抵抗膜」、「電極」等と記載するが、タッチパネルは、上述したタッチパネル110であってよく、抵抗膜は、上述した抵抗膜101、抵抗膜102であってよく、電極は電極111、電極112、電極113、電極114であってよい。
【0089】
〔データ補正における課題〕
近年、スマートホン等において、2フィンガーによるジェスチャ操作を行うことが増えている。静電容量方式のタッチパネルよりも廉価な抵抗膜方式のタッチパネルにおいても、その実現が要求されている。
【0090】
従来から、抵抗膜方式のタッチパネルにおいても、ジェスチャを検出してホストへジェスチャの発生、ジェスチャの量、ジェスチャの終わりを伝達する技術は存在した。
【0091】
しかし、情報端末や産業機器で使用されるヒューマンインタフェースにおいて、デスクトップコンピュータに相当する充実した機能を有するオペレーティングシステムが採用されるようになってきているにもかかわらず、上述したようなジェスチャを受け取る機能が、当該オペレーティングシステムに用意されない場合が多くなってきている。
【0092】
すなわち、昨今の普及したオペレーティングシステムでは、デバイスドライバ等のインストールを行うことなく、電気的に接続するだけで機能するタッチパネルであることが要請されている。
【0093】
このようなオペレーティングシステムでは、当該オペレーティングシステムが内蔵するジェスチャエンジンが、外部から入力した操作に基づいてジェスチャの開始、ジェスチャの量、ジェスチャの終わりを算出している。このジェスチャエンジンが必要とする外部からの入力は、タッチパネル、タッチパッド、あるいはデジタイザについては、1点あるいは多点のタッチ入力の座標(タッチ座標)である。
【0094】
また、オペレーティングシステムとして、Windows(登録商標)、Linux(登録商標)、Linuxを内蔵したAndroid(登録商標)等では、外部からタッチ入力を受け取る機能として、USBやI2Cなどの物理インタフェースを介してHID仕様のインタフェースを持った外部装置を接続できる機能を有している。
【0095】
また、抵抗膜方式のタッチパネルにおいても、2点タッチを検出して2点の座標値をホストへ出力する技術があった。この技術は、抵抗膜上を2点でタッチしたときに、抵抗膜を駆動して得られた測定値から、当該抵抗膜上の物理的位置に概ね一致するように、複数の補正を行う必要があった。よって、補正を行わなかった場合は、性能が低下することになる。
【0096】
また、この技術は、2点タッチによる抵抗膜の両端の電極間の抵抗値の微小な変化量、あるいは当該変化量を反映した当該電極間に流れる電流の微小な変化量に基づいて2点間の距離を算出していた。よって、きわめて接近した2点を分離することが困難となっていた。
【0097】
例えば、静電容量方式のタッチパネルであれば、約5mm程度のタッチ位置の間隔があれば、2点を分離して判別することができる、すなわち2点タッチと判断できる。一方で、抵抗膜方式のタッチパネルでは、約1cm程度のタッチ位置の間隔がないと、2点と判断できない、すなわち2点タッチを判断できない。
【0098】
〔データ補正を行う方法1〕
本方法は、4線式タッチパネルについて適用できるものであり、従来の4線式タッチパネルをそのまま使用することができるものである。
【0099】
昨今のオペレーティングシステムを利用した情報端末や産業機器で使用されるヒューマンインタフェースで求められているものは、マルチタッチ状態による描画ではない。また、多くの場合、画面上の2か所以上の表示物を個別にタッチすることでもない。最もよく求められる動作は、スマートホンによって普及したジェスチャ操作、特に、拡大と縮小、および回転の操作である。
【0100】
抵抗膜方式のタッチパネルにおいて、2点タッチを検出する場合、上述したように、2点タッチによって生じる抵抗膜の抵抗値の変化量を測定しなければならない。
【0101】
そのためには、測定する対象となる物理的な量を適切な精度で測定しなければならない。
【0102】
上述したように、抵抗膜に直列に抵抗を挿入して、抵抗膜と抵抗の間の接続点の電位を測定する場合を考える(図13参照)。測定対象とする接続点の電位の微小な変化を最大の感度で測定するためには、直列に挿入する抵抗の抵抗値は、以下に示すように、抵抗膜の両端の電極間の抵抗値(抵抗膜の抵抗値)とほぼ等しいことが望まれる。図20に、図13の等価回路を示す。なお、図20では、挿入する抵抗の抵抗値をRLとしている。
【0103】
抵抗膜の抵抗値をR0とし、挿入する抵抗の抵抗値をRLとした場合、
RL=R0
とすることが望まれる。
【0104】
図21に、2点タッチがあったときの等価回路を示す。ここで、ΔRは2点タッチによる抵抗値の変化量(減少量)を表す。
【0105】
図20に示す等価回路における電位の測定値をV11、図21に示す等価回路における電位の測定値をV21とした場合、以下の式が成り立つ。
V11=Vcc(RL/(RL+R0))
V21=Vcc(RL/(RL+R0-ΔR))
ΔV=V21-V11=V0((RL/(RL+R0-ΔR))-(RL/(RL+R0)))
=ΔR・(RL/R0)/((1+RL/R0-ΔR/R0)・(RL+R0))
ここで ΔR<<R0であるとし,
≒ΔR・(RL/R0)/((1+RL/R0)・(RL+R0))
=(ΔR/R0)・(R0/RL)/(1+(R0/RL))
となる。
RLについては、上に凸であるので,ΔVが最大となるRLは,
d(ΔV)/dRL=(ΔR/R0)・d((R0/RL)/(1+(R0/RL)))/dR
=(ΔR/(RL))・(((R0/RL)+1)・((R0/RL)-1))/((R0/RL)+1)
=0
以上より、(R0/RL)-1=0→RL=R0
がΔVを最大とするRLの値となる。
【0106】
抵抗膜の抵抗値は、抵抗膜の厚さと縦横比が同一であれば同一となることから、直列に挿入する抵抗の抵抗値は、抵抗膜すなわちタッチパネルのサイズが異なっても同じ値で満足することができる。なお、発明者ら行った実験によれば、縦横比が標準の場合であっても、ワイドの場合であっても、同じ値の抵抗値を適用することにより大きな性能の違いは生じなかった。
【0107】
以上の方法により、抵抗膜の抵抗値の変化量を測定する場合、概ね電圧Vccすなわち電源電圧(現実的には5Vあるいは3.3V等の値)の1/2の電圧を測定することとなる。
【0108】
電源電圧Vccを5V、抵抗膜の抵抗値を800Ω、2点タッチによる抵抗値の変化量(低下量)を1Ωとした場合、電圧の測定点において、2.5Vの電圧の水準に対し、下記式に示すように、1.6mVを検出できなければならない。
(5×800/(800+800-1))-(5×800/(800+800))=1.6mV
0~5Vの入力レンジの12ビットのADコンバータでは、下記式に示すように、1ビットあたり1.22mVの解像度しかない。
5/4096=1.22mV
よって、1点タッチと2点タッチを判別する、あるいは2点タッチの最小の距離を判別するのは難しい。
【0109】
したがって、タッチしていない、もしくは、タッチしているときの電位を測定し、これを基準の電位とする場合、および、2点タッチしたときの電位を測定し、基準電位との差を算出して、その値を2点間の距離の算出に用いる場合、2点間の距離の算出結果の精度は低いものとなる。
【0110】
これに対して、本発明は、電位の測定においてオペアンプを使用し、測定対象の電位の変動を拡大する。さらに、通常0Vへ接続されるオペアンプの入力の非測定電位側を、特定の電位(バイアス電圧)として、オペアンプの入力端子間の電圧の差分が小さくなるようにすることにより、抵抗膜の抵抗値の変化量を拡大するものである。
【0111】
図22に、本発明の回路構成を示す。本発明を電子回路のみで実現すると回路が複雑となるため、本発明では、安価なマイコンでも通常実装されているADコンバータとDAコンバータを使用している。
【0112】
図22に示すように、本発明に係る入力処理装置1は、タッチパネル110へ所定の電圧を印加するとともに、タッチパネル110で測定された電位を取得するものであり、制御部10、およびオペアンプ15を含む。また、制御部10には、DAコンバータ11、ADコンバータ12、およびADコンバータ13が含まれる。
【0113】
ADコンバータ12は、タッチパネル110で測定された電位Vinが入力され、デジタルデータに変換して、DAコンバータ11に送信する。
【0114】
DAコンバータ11は、ADコンバータ12から送信されたデータをアナログデータに変換する。そして変換したデータを、抵抗Rbを介してオペアンプ15の反転入力端子への入力とする。
【0115】
オペアンプ15の非反転入力端子には、タッチパネル110で測定された電位Vinが入力される。そして、オペアンプ15から出力は制御部10に入力され、制御部10のADコンバータ13によってデジタルデータへと変換される。
【0116】
タッチされていない状態、または1点タッチの状態において、VinをADコンバータ12で変換し、得られた値をDとする。Dを使用して、Vinと同じ電位を出力するように、DAコンバータ11を作動させる。これにより、タッチされていない状態もしくは1点タッチの状態においては、DAコンバータ11の出力Vdaは、以下の通りとなる。
Vda=Vin
この場合、オペアンプ15の出力は、以下に示すように0Vとなる。
Vout=0V
仮に、電源電圧Vccを5V、抵抗膜の抵抗値を800Ω、2点タッチによる抵抗値の変化量(低下)を、2点間の距離が2cmの場合1Ω、10cmの場合25Ωとしたとき、タッチしていない状態もしくは1点タッチの状態と、2点タッチしたときの状態とにおけるVinの電位は以下の通りとなる。
2点間の距離が2cmの時
(5×800/(800+800-1))-(5×800/(800+800))=1.6mV
2点間の距離が10cmの時
(5×800/(800+800-25))-(5×800/(800+800))=39.7mV
となる。
【0117】
この値をもとにして、オペアンプ15の増幅率について、適切な値を導き出す。
【0118】
まず,オペアンプ15の入力となる電位差は、上記の通り最小値1.6mVから最大値39.7mVとなる。すなわち、最大の入力電位差は39.7mVである。よって、オペアンプ15の出力が5Vとなるための増幅率は、以下の通り126倍になる。
5V/39.7mV=126
そこで、この値を目安とし、126倍に近い値で簡易な値として、101倍を選択すると、以下に示すように、オペアンプ15の入力の電位差が49.5mVになれば、オペアンプ15の出力は5Vとなる。
5/101=49.5mV
0~49.5mVの中間の値は24.5mV(49.5/2)であり、オペアンプ15の入力となる電位差の最小値1.6mVと最大値39.7mVの中間の値は、20.5mV((1.6+39.7)/2)である。そこで、4mV(24.5-20.5)をAD変換した結果に相当する値3(4mV/(5V/4096))を、上記のDの値に加算し、加算した結果の値をDAコンバータ11に与えてVdaを出力する。
【0119】
これにより、2点タッチ時の抵抗膜の抵抗値の変化量によって得られるVinの値の全域を、オペアンプ15の入力の範囲の中央に位置付けることができる。よって、最大値の近辺においてオペアンプ15の出力となるVoutが最大値に飽和してしまうことを防止しつつ、オペアンプ15の増幅率を大きな値に設定することができる。
【0120】
以上をまとめると、本実施形態に係る入力処理装置1は、以下のように表現できる。
【0121】
タッチパネル110にタッチされていない状態、または1点タッチの状態を検出し、タッチパネル110の抵抗膜101と直列に抵抗を挿入するとともに、該抵抗膜101と該抵抗との間の電位Vinを測定し、電位VinをADコンバータ12で変換し、変換して得られた値に、符号付きの所定の値を加算し、加算して得られた値をDAコンバータ11で出力する、第1の処理と、タッチパネル110にタッチされている状態を検出し、タッチされているときのオペアンプ15の出力を測定し、測定値に基づいて、上記タッチが2点タッチであると仮定した場合の2点間の距離を推定する、第2の処理と、タッチパネル装置の入力処理方法。
【0122】
なお、タッチの検出は、以下の方法により行ってもよい。すなわち、具体的には、抵抗膜101の一方の電極である電極111を特定の電位(例えば0V)に接続し、抵抗膜102の一方の電極である電極113に異なる電位(例えば5V)に接続する。そして、抵抗膜102の電極114の電位を測定したときに、5Vまたはそれに近似する値が得られず、0Vの影響を受けた電位が測定された場合、タッチがあったとする、すなわちタッチを検出する。
【0123】
また、推定された2点間の距離が、所定の値より小さな場合は1点タッチであると判別してもよい。また、2点の座標値を算出した結果において、所定の値よりも小さな2点間距離となる場合1点タッチであると判別してもよい。
【0124】
1点タッチであると判別した場合、中点の座標値として得られている値を当該1点タッチの座標として採用してもよい。
【0125】
〔データ補正を行う方法2〕
抵抗膜方式のタッチパネルにおいて、2点タッチによるジェスチャを検出するとき、例えば拡大操作を検出するときにおいて、拡大する対象となる画面表示物を特定する場合、2点タッチのそれぞれのタッチ位置の座標がともに、その拡大する対象となる画面表示物の範囲内に位置する必要がある。
【0126】
しかし、抵抗膜方式を用いたタッチパネルにおいて、2点タッチ時における各タッチ位置の座標を、実際にタッチされた位置に一致するように算出すると以下の問題がある。
・指の操作で、タッチ位置の間隔を2cmないし1cmより近接させるのは容易ではない。
・爪等を利用して、5mm程度のきわめて近接した2点タッチを行った場合、指で1点タッチした場合と同程度の測定結果となる。このため、2点タッチとしての判別ができない。
【0127】
そこで、本方法では、2点のタッチ位置がおおむね2cm程度に近接している場合に、ホストへ通知する座標の値を2cmよりも小さな値、例えば2mmまで近接させた値に変更して算出する。具体的には、次のとおりである。
【0128】
まず、抵抗膜の抵抗値の変化量を測定する。そして、その変化量、あるいは、その変化量から算出した2点間の距離が、2点であると判別する変化量あるいは距離に満たない場合(例えば2cmに満たない場合)、1点タッチであったと判別し、中点の座標をもつ1点タッチとする。
【0129】
1点タッチであったと判別しない場合、以下のように処理する。
【0130】
〔第1の方法〕
測定によって得られた変化量、またはその変化量から算出した2点間の距離の値に対して、あらかじめ設けた特定の値を差し引く演算を行う。特定の値は、例えば、2cmから2mmを差し引いた1.8cmに相当する値である。
【0131】
この処理によれば、この処理を行わなかった場合に比べて、2点によるタッチ位置が、どの状況下においても一律に1.8cm接近することになる。
【0132】
〔第2の方法〕
予め2つの補正値を定めておく。第1の補正値は、1点タッチと2点タッチとを判別するための抵抗膜の抵抗値の変化量に対して適用する。例えば、2点間の距離が2cmのとき、第1の補正値は、1Ωである。
【0133】
第2の補正値は、間隔が十分に開いている2点タッチのときの抵抗膜の抵抗値の変化量に対して適用する。例えば、2点間の距離が10cmのとき、第2の補正値は25Ωである。
【0134】
タッチがあったときに測定された抵抗膜の抵抗値の変化量をrとする。rに対して,上記2つの補正値を使用して、以下の比例計算を行う。
d=0.2 + (10-0.2)×(r-1)/(25-1)
上式により、rが25Ωであったときは10cmであるように算出され,rが1Ωであったときは2cmではなくて0.2cm(2mm)と算出される。なお、算出した結果が0.2を下回る場合は、算出の結果を0.2であるとする。
【0135】
以上をまとめると、本実施形態に係る入力処理方法は以下のように表現できる。
【0136】
2点のタッチ座標を出力するタッチパネルにおける入力処理方法であって、2点として分離できる最も近接したときに算出される座標に対して、2点間の距離をより近接した座標に変更して出力する入力処理方法。
【0137】
入力処理方法は、算出された座標値をから所定の数値を差し引く方法であってもよい。
【0138】
入力処理方法は、算出された座標に対し、2点間の距離に応じた数値の変更を行う方法であってもよい。例えば、2点間が遠ざかるにしたがって差し引く値が小さくなる方法であってもよいし、さらに遠ざかる場合に値を加算する方法であってもよい。
【0139】
なお、本方法は、抵抗膜方式を用いたタッチパネルに限定されるものではない。
【0140】
〔データ補正を行う方法3〕
抵抗膜方式のタッチパネルにおいて、2点タッチ時にそれぞれのタッチ位置の座標を算出するためには、2点タッチであるか1点タッチであるかを判別するための閾値が必要となるとともに、抵抗膜の抵抗値の変化量に応じて2点間の距離を算出することが必要となる。
【0141】
上述したように、抵抗膜は、厚さおよび縦横比が同じ場合、両端部に接続した電極間の抵抗値は、サイズによらず同じである。
【0142】
例えば、縦横比が標準(4x3)の15インチの抵抗膜で2点タッチにおける2点間の距離が2cmであったときの抵抗膜の抵抗値の変化量が1Ωであった場合、厚さおよび縦横比が同じ5インチの抵抗膜で、2点タッチの2点間の距離が2cmであれば抵抗膜の抵抗値の変化量がおおむね9Ωとなる。
【0143】
ここで、5インチの抵抗膜に人差し指の腹でタッチして生じた直径1cm程度の抵抗膜間の接触によって抵抗膜の抵抗値の変化量が1Ωと測定された場合、1点タッチであるにもかかわらず、2点タッチであると誤判別してしまうこととなる。
【0144】
つまり、抵抗膜のサイズが大きく異なる場合、縦横比が大きく異なる場合、厚さが異なる場合、または抵抗膜の材料が異なるなどの場合、抵抗膜の抵抗値の変化量あるいはその変化量から算出される2点間の距離を表す数値に対して、2点タッチの状態であるか1点タッチの状態であるかを判別するための閾値を見直す必要がある。
【0145】
また、2つの抵抗膜の間に設けているドットスペーサの材質、大きさ、配置間隔によっても、測定される抵抗膜の抵抗値の変化量は影響を受ける。
【0146】
コントローラにおいて、タッチパネルの抵抗膜のサイズを自動的に判別することはできないので、タッチパネルのサイズに適応した閾値を設定する必要がある。
【0147】
そこで、本実施形態に係る入力処理方法では、1点タッチを行っているときに取得した抵抗膜の抵抗値の変化量、またはその変化量から算出した2点の距離とした場合の距離を、当該閾値とする。
【0148】
すなわち、本実施形態では、閾値獲得手段が、まず、1点タッチを要請し、1点タッチが安定した状態となるのを待ち(第1の閾値獲得段階)、次に、抵抗膜の抵抗値の変化量を測定し、測定した変化量を閾値とする(第2の閾値獲得段階)。
【0149】
安定したタッチが行われることは、繰り返しタッチがあることが持続していることを確認することによって行う。このとき、通常の1点タッチを行うタッチパネルとして座標を検出した結果で判断してもよい。この場合、簡易な方法で1点タッチを確認できる。
【0150】
また、座標検出で得られた座標が所定の範囲内にあること、すなわちタッチした指が移動していないことを加味することで、抵抗膜の抵抗値の変化量の測定結果を安定させることができる。
【0151】
抵抗膜の抵抗値の変化量の測定は、複数回行って平均値を算出する等の演算を行うことにより、測定結果のばらつきを抑制することができる。また、測定を複数回行っている間、または最後の測定の後に、タッチなしの状態を検出した、または1点タッチであると仮定して得られた座標値が所定の範囲を逸脱した場合、直前に取得した測定結果を破棄する、または1点タッチの要請に戻る等の処理を構成することにより、誤った測定結果に基づく誤った閾値の算出を回避することができる。
【0152】
次に,本方法における、抵抗膜の抵抗値の変化量に応じた2点間の距離を算出する方法について説明する。
【0153】
上述したように、抵抗膜方式のタッチパネルにおいて、2点タッチした場合に2点のそれぞれの座標を、実際のタッチ位置に一致させるためには補正が必要である。また、上述したように、2点タッチによる抵抗膜の抵抗値の変化量は、2点タッチしている2点間の距離と比例関係にはなく、非線形な関係にある。そのため、複数の補正点をあらかじめ準備するか、あるいは補正値を取得すための処理をコントローラ毎に用意し、タッチされたときの抵抗膜の抵抗値の変化量の測定結果に対して、コントローラに用意しておいた補正点を使用して、補完処理を行って、2点タッチの2点間の距離を算出するようにしている。
【0154】
ただし、本発明に係る方法が寄与する対象となるホストにおいては、2点タッチ時の各点の座標が実際のタッチ位置に、必ずしも一致している必要はない。ジェスチャの開始からの操作に伴う抵抗膜の抵抗値の変化量が、2点間の距離を広げる際に当該変化量が増し、2点間の距離を縮める際に当該変化量が減るものであれば充分である。すなわち、測定で得られた抵抗膜の抵抗値の変化量に対して、あるいは当該測定で得られた変化量に対して一定の規則に従った数値の増減を加味した値に対して、一定の係数をかけて得られる数値を2点間の距離としても問題ない。
【0155】
なお、抵抗膜の抵抗値の変化量から2点間の距離を算出する場合、サイズの小さいタッチパネルでは、タッチされた2点間の距離がほんのわずかであるにもかかわらず、算出された2点の座標が画面の端に達してしまう、サイズの大きなタッチパネルでは、タッチした2点間の距離を大きく広げても、算出された2点の座標の距離が広くならない、という状況が生じうる。
【0156】
そこで、本方法では、抵抗膜の抵抗値の変化量に応じた2点間の距離を算出するにあたり、以下の処理により倍率を獲得し、この倍率を用いて算出を行う。
・タッチパネルの4隅のいずれかの対角線をなす直線上に、2か所のタッチ位置を定め、当該各タッチ位置のタッチパネル上での座標値をあらかじめ算出する。
・2つのタッチ位置を用いて2点タッチすることを要請する。
・2点タッチされている状況で抵抗膜の抵抗値の変化量を測定する。
・測定して得られた変化量と、あらかじめ算出しておいた2点(これを的(まと)と称する)の座標から算出される2点間の距離との比を求め、これを倍率とする。
【0157】
抵抗膜の抵抗値の変化量に応じた2点間の距離を算出するときには、あらかじめ設定された倍率、または上記処理で得られた倍率を、測定して得られた変化量に乗じて得られた値から2点間の距離を算出する。
【0158】
さらに,上記処理において、2つのタッチ位置をそれぞれ1点ずつで2点タッチすることを要請することに代えて、2つのタッチ位置のうち一つに対して上記閾値を算出する処理を実行し、当該タッチしている状態を維持しつつもう一つのタッチ位置をタッチすることを要請し、上記倍率の算出処理を実行するとすることで、閾値と倍率の両方を一連の処理で取得することができる。
【0159】
この場合、上記閾値を算出するために要請した1点タッチによって得られた座標値を座標値1とし、2点タッチを要請して得られた中点の座標値を座標値2とし、座標値1と座標値2とから算出される2点目の座標値を座標値3とすれば、あらかじめ算出しておいた2点の座標を座標値1と座標値3とで置き換えることができる。これによれば、2つの的の位置はおおむね対角線上に位置していればよく、的の位置の正確さは不要となる。
【0160】
サイズの小さいタッチパネルにおいて、2点タッチされた2点間の距離がわずかであるにもかかわらず、算出された2点の座標が画面の端に達してしまう場合、的(まと)の上もしくは的(まと)よりも外側を倍率を取得する処理におけるタッチ位置とすることによって、適切な倍率を取得することができる。
【0161】
また,サイズの大きいタッチパネルにおいて、2点タッチされた2点間の距離を大きく広げても、算出された2点の座標が広くならない場合、的(まと)よりも内側、すなわち、2点間の中点方向にずれた対角線上の位置を、倍率を取得する処理におけるタッチ位置とすることによって、適切な倍率を取得することができる。
【0162】
抵抗膜の抵抗値の変化量の測定は、複数回行って平均値を算出する等の演算を行うことにより、測定結果のばらつきを抑制することができる。また、測定を複数回行っている間、または最後の測定の後に、タッチなしの状態を検出した、または1点タッチを検出した場合、直前に取得した測定結果を破棄する、または倍率を取得する処理を中止するように構成することにより、誤った測定結果に基づく誤った閾値の算出を回避することができる。
【0163】
以上をまとめると、本実施形態に係る入力処理方法は以下のように表現できる。
【0164】
抵抗膜の抵抗値の変化量に基づいて2点タッチ時の2点間の距離あるいは距離の程度を算出するタッチパネル装置における入力処理方法であって、抵抗膜の抵抗値の変化量または当該変化量から算出される距離または距離の程度に対して、その値が閾値以上であったときに2点タッチであると判断するものであり、抵抗膜の抵抗値の変化量に倍率をかけることによって、2点タッチ時の2点間の距離または距離の程度を算出するものである入力処理方法。
【0165】
また、入力処理方法は、上記閾値を、1点タッチを行うことを要請し、1点タッチを仮定した安定したタッチが行われるのを待つ第1の段階と、抵抗膜の抵抗値の変化量を測定し、測定した変化量を閾値とする第2の段階とを含むものであってよい。
【0166】
また、上記入力処理方法は、倍率獲得手段が、あらかじめ定めた2つの位置をタッチした状態で抵抗膜の抵抗値の変化量を測定する第1の段階(第1の倍率獲得段階)と、当該2つの位置は、タッチパネルの対角線上の2点であり、当該測定された変化量と、あらかじめ定めた2つの位置にもとづく2つの位置の間の距離との比を倍率とする第2の段階(第2の倍率獲得段階)とを実施するものであってよい。
【0167】
閾値の取得における第2の段階において、変化量の測定は複数回実施してもよい。複数回実施した場合は各測定で得られた測定値の平均値や中央値を算出する等の演算を行った結果の値を測定結果としてもよい。
【0168】
閾値の取得における第2の段階において、1点タッチの状態が不安定であると判断した場合、当該判断をした直前の変化量の測定における測定値を破棄する、閾値の取得を失敗したとして終了する、または、第1の段階へ戻るというように構成してもよい。
【0169】
1点タッチの状態が不安定であるかどうかの判断は、タッチが検出されなかったことであってもよい。また、通常の1点タッチによる抵抗膜方式のタッチパネルにおける座標算出方法で算出した座標が所定の範囲から逸脱したと判断したことであってもよい。ここで、所定の範囲から逸脱したとは、ばらつきが大きいという意味である。
【0170】
倍率の取得における第1の段階において、変化量の測定は,複数回実施してもよい。複数回実施した場合は各測定で得られた測定値の平均値や中央値を算出する等の演算を行った結果の値を測定結果としてもよい。
【0171】
倍率を取得する第2の段階において、2点タッチの状態が不安定であると判断した場合,当該判断をした直前の変化量の測定における測定値を破棄する、倍率の取得を失敗したとして終了する、または、第1の段階へ戻るように構成してもよい。
【0172】
2点タッチの状態が不安定であるかどうかの判断は、タッチが検出されなかったことであってもよく,1点タッチとなったことであってもよい。
【0173】
倍率の取得の第1の段階において、閾値の取得処理を行ってもよい。
【0174】
〔ソフトウェアによる実現例〕
入力処理装置1(以下、「装置」と呼ぶ)の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロックとしてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
【0175】
この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも1つの制御装置(例えばプロセッサ)と少なくとも1つの記憶装置(例えばメモリ)を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。
【0176】
上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、1または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。
【0177】
また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。
【0178】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【0179】
1 入力処理装置
10 制御部
11 DAコンバータ
12、13 ADコンバータ
15 オペアンプ
100 コントローラ
101、102 抵抗膜
111、112、113、114、 電極
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