JPS61502224A - 粗いタッチ・パネル入力を使用する精密なディスプレイ・ポジション指示システム - Google Patents

粗いタッチ・パネル入力を使用する精密なディスプレイ・ポジション指示システム

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JPS61502224A
JPS61502224A JP60503140A JP50314085A JPS61502224A JP S61502224 A JPS61502224 A JP S61502224A JP 60503140 A JP60503140 A JP 60503140A JP 50314085 A JP50314085 A JP 50314085A JP S61502224 A JPS61502224 A JP S61502224A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 粗いタッチ・パネル人力を使用する 精密なディスプレイ・ポジション指示システム発明の背景 この発明はタッチ・パネル・システムに関する。
ディスプレイ・ポジションを指示するためフェースプレートを横切って伸びる光 ビームの中断可能なアレイを提供することが多め提唱されて来ている。このタイ プのシステムを示す県架的な特許は、1973年10月9日に許可された米国特 許第3.764.813号、1913年11月27日に許可された米国特許第3 ,775,560月、及び1980年4月15日に許可された米国特許第4.1 98.623号を含む。その様なシステムの使用に於いては、例えば内申のX等 で必ることかできるビデオ・ポジション指示マーカ、即ちカーソルのようなディ スプレイ・マーカで所望のディスプレイ・ポジションを指示するために、指やポ インタを使用することが最も好ましい。しかしながら、指の限定された厚さや上 記光ビームの間隔に起因するタッチ検出ユニットの粗い精度は、ビデオ・ポジシ ョン指示マーカがいくらかの目的のため十分に精密に指示されないということを 意味することができる。
よって、本発明の重要な目的は、比較的粗いタッチ・パネル検出入力の使用にも 拘らず、ビデオ・ポジション指示マーカ、即ちカーソルのようなディスプレイ・ マーカを精密に配置することでおる。
タッチ・パネル・ディスプレイの適当な動作を時折妨げる他の問題は、最初の及 び終了過渡状態である。従って、角のおる入力又は蝉や伯の昆虫又はその一部が 覆うことのようなタッチ開始ダイナミックスは、光ビームの一つを部分的に遮る ことができ、これはカーソルの誤った位置を提供することができる。同様に、人 の指の使用を通してディスプレイ上への所望のビデオ・ポジションのマーキング の行為の終わりに、上記指は角度を逸らさせることができ、この有限過渡状態が ビデオ指示マーカ、即ちカーソルのボインティングで繰越すならば、エラーが導 かれることかできる。
よって、本発明の伯の目的は、しばしばディスプレイ上のポイントのマーキング の開始又は終わりに、過渡状態によって、又は−瞬の光ビームのランダムな中断 のようなタッチ検出装置からの入力によって、導かれることができるポジション ・エラーの発生を妨げることである。
泣団り要約 本発明の成る態様に従って、ビデオ・ポジション指示マーカのための新しいポジ ションは、ディスプレイ・スクリーン上のスポットを示すポインタの位置によっ てのみならずまた、時間的に継続的なインターバル間の上記ポインタのポジショ ンのシフトの方向及び大きさを含むく加速ファクタを含むことができる)速度相 関ファクタによって決定される。述べられる発明は、光のアレー、液晶、プラズ マ・パネル、点火スイッチのアレーのような他のタイプのディスプレイで使用さ れることができる。
本発明の他の態様に従って、光ビームの人力過渡状態、即ち一瞬の中断は、予め 設定された複数の走査が正及びビームの安定した中断を示すまで、ビデオ指示マ ーカのポジションのシフトを遅延する電子回路によつで除去される。また、指が タッチ人力装置から持りげられた時に取られた間違った経路であることができる カーソルを位置決めするだめのポインタの最後に観察された位置に従う代わり、 に、タッチ・パネルからポインタか取除かれた時、該システムは、タッチ人力装 置が付勢された最終走査からさかのぼる走査に基づいてカーソルのためのディス ブルイ・ポジションを選択する。
他の態様から見られl、:本発明は、いくらかの走査インク・レベルを越えて伸 びるポジション決定によって粗い入力データから精密カーソル・ボジシ」ン、及 び安定した中断されたビーム状態と中断されないビーム状態との間の移行での間 違ったデータの挿入の回避を含む。
本発明は、リッチ・パッド入力回路を中断する光ビームにと同様に、交差ツイヤ や他のスイッチ素子又はキャパシティブ・スイッチ/!−倉む他のタイプの優秀 な且つ比較的粗いタッチ・パネル人力装置に適用riJ能であるということにし また注意されたい、、さらに、入力タッチ・パネル・フェースプレー1・・要求 は、iイ、スプレィ・スクリーン七に重ならないが、しかし例えば、指のような ポインタをオペレータのボジショニングに起因するディスプレイ上のカーソルの 移動を、オペレータが見ることかできる間は、別々に位置決めされることができ る。
q鎖0胚1−502224 (5) 新しいシステムの効果は、タッチ入力装置のフェース11ノートの表面上の指の 位置によって示されたような比較的粗いポジション・データのみの可能性にも拘 らず、非常に正確なディスプレイ・ポジション指示の能力を含む。その上、誤っ た表示が防止され、ビデオ指示マーカの正確な最終ポジションが、指がフェース プレートに関して鋭角で挿入され又は取除かれる時でさえ可能である。その上、 ディスプレイを有するタッチ・パネルを正確に整列させるための要求が除去され 、視差問題やエラーもまた除去される。
他の有効な特徴は、ポインりによる初期タッチ付勢で、ディス“グレイ上の新し いポジションにカーソルを゛ジャンプさせること″の能力であり、それによって 、ディスプレイ上の新しいポジションを指示する前に、カーソルを配置する必要 を除去し、従ってオペレータ入力のスピードを増す。
本発明の他の目的、特徴、及び効果は、以下の詳細な説明の考慮から、及び添附 の図面から明らかに成るだろう。
肘肌0腹単鬼脛団 第1図は、本発明が適用可能なタイプのディスプレイ及びタッチ・パネル電子ユ ニツ1〜を示している。
第2図は、ディスプレイ及びタッチ・パネル・システムの概略的なブロック図C ′ある。
第3図は、タッチ・パネル光ビーム・システムの物理的構成を示すブラウン管及 びディスプレイ囲いを通る断面図である。
第4図は、フェースプレートをタッチし、光ビームのアレーを中断する人の人指 し指の使用を通して、どのように情報がタッチ・パネル・シフレ−に入力される かを示している。
第5図は、ディスプレイのフェースプレートを横切って伸第2図は、広いレベル で本発明の原理を示す概略的なブロック回路図である。特に、ディスプレイ22 は、他の図にさらに詳細に説明されるだろうようなビデオ・ディスプレイ22の 画像素子のサイズに関して比較的粗いポジション的情報を提供することのみが可 能である関連するタッチ・パネル24と共に提供される。タッチ・パネル・デー タ・プロセッサ26は、上記タッチ・パネル24を作るホトトランジスタ及び発 光ダイオードの周期的な走査、及び上記ホトトランジスタのそれぞれからのタイ ムド出力の走査の結果として、上記タッチ・パネル24上の人の指のようなポイ ンタの位置を決定する。上記タッチ・パネル上の人の指の位置に対するような情 報は、ディスプレイ・プロセッサ28に、上記タッチ・パネル・データ・プロセ ッサ26から供給される。背景ディスプレイ情報は、キ7ボード等で、ビデオ・ ポジション指示マーカが重ね合わされるマツプのような所望の背景情報を提供す るために、回路30からt記ディスプレイ・プロセッサ28に供給される。電子 システム32は、上記タッチ・パネルとディスプレイ・システムが、多くのタイ プのシステムの一つでおることができるさらに大きな電子システムにしばしば接 続されるので、上記ディスプレイ・プロセッサ28と上記背景ディスプレイ・デ ータ・ソース30の間の相互接続と共に、第2図に概略的に示されている。
第3図は、上記フェースプレート12に垂直の平面且つ上記フェースプレート1 2を通して水平線に沿って伸びる上記フェースプレート12及びハウジング14 を通して取られることができる一部所面図である。第3図に於いて、ブラ・クン 管34は、L記フェースプレート12に接近したそのディスプレイ表面を持つ。
第3図及び第4図に示されるように、印刷回路基板41乃至44のセラ1へは、 上記ブラウン管34及びフェースプレー1〜12の前面に近接して配置される。
これらの印刷回路基板のそれぞれは、発光ダイオード46のような光敢割源かま たはホト1〜ランジスタ48のような光検出器をイjしで提供される。」二記発 光ダイオード46は、上記フェースプレー1〜12に極め−C接近して横切って 伸びる赤外線のような光のビームを提供する。個々の光ビームは、上記フェース プレー1〜の他方の端上の対にされたホトトランジスタ48に、ト記フ1−スプ レートの一方の端上の一つの発光ダイオード46から伸びる。スイッチング回路 は、発光ダイオ・−ド46とホトトランジスタ48の連続的な対を連続的にイネ ーブルし、それぞれのホ1〜1ヘランジスタ48からの出力は連続的にサンプル される。出力がサンプリング期間の開側々のホl−1〜ランジスタ48から受信 されない時、これは光ビームが中断されるということを示す。発光ダイオード4 6とホ1〜1〜ランジスタ48の個々の対は、走査が上記フェースプレー1〜を 横切って連続的に行われるように、上記イネ−ブリング・スイッチング回路のサ ンプル・タイミングによって確認されることができる。これは、赤外線光の水平 に伸びるビームに関しで及び光の垂直に伸びるビームに関しての両方に関して同 時にかまたは連続的に成し遂げられることができる。
第5図は、上記光ビームの走査のためのテクニック、即ち光ビーム走査配列で使 用される発光ダイオード46とホトトランジスタ48の対を概略的に示している 。特に、それぞれの発光ダイオード46は、それと関連するイネ−1リング・ス イッチ52を持ち、それぞれのホト1〜ランジスタ48は、それに接続されたイ ネ−ブリング・スイッチ54を持つ。アドレス・バス56は、上記回路基板41 乃〒44にマイクロプロセッサ5Bとして概して示された信号処理回路から伸び ている。もちろん、マイク[コブ目せツサ−58は、カラン1へ・ロジックの代 わりに使用されることはできず、第5図の回路の動作の理解の容易のために示さ れているということが理解されるべきである。もちろん、上記スイッチ52及び 54は半導体スイッチであり、上記バス56で供給されたアドレスに従って順次 に付勢される。たった一つの光のビームと関連する半導体スイッチ52及び54 の対は、他のLEDスイッチヌはホト〜ランジスタ・スイッチのいずれも、連続 した動作のためにこのインターバルの間オンされないのに対して、それらが同時 にイネーブルされるように同一のアドレスを持っている。2つの放射源検出器ア レーの走査は、バス56」−にアドレスのシリーズの適用によって成し遂げられ る。バス56上に供給された上記アドレス情報は、パルス又は無パルスを示す上 記検出器アレーから、共通の水平出力パルス・プロセッサ及び増幅器回路60か ら、及び対応する垂直出力パルス・プロセッサ及び増幅器回路62からの出力信 号情報と相関される。上記出力パルス回路60及び62は、連続動作のため結合 されることができ、8゜H,コマディナ、 V、D、ラザリピッチ、及びA、H ,ビイイニングによって1983年7月11日に出願された米国特許出願番号第 061512.821号に開示されたそれらと同様であることができる。
第6図は、タッチ・パネル・データ・プロセッサ26がここに述べられた機能を 実行するため(マイクロプロセッサ実行)の一つの配列を示すブロック図である 。代わりに、ハード・ワイアード・ロジックが使用されることができる。第6゜ 図のアプローチに於いては、いくらかのタッチ・パネルからの情報は、マイクロ プロセッサ68と関連するKTPバス66にバッファ回路64を介して供給され ることができる。ちなみに、指示”KTP ”は、(図示されないキーボードか らの)キーボード入力もまた上記タッチ・パネルからの情報と共に上記バス66 に供給されることができるので、キーボード及びタッチ・パネルを表す。上記バ ッファ64上に有る文字“’UART”は、ユニバーザル非同期受信機送信機を 表し、ディジタル情報の連続バイトの取扱いを容易にする。上記バス66は、8 又は16本のパラレル・ワイヤとして実行されることができる。使用されたマイ クロプロセッサ68は、インテル・]−ボレーシシフによって1983年に版権 を取られた゛′マイクロプロセッサ及び周辺ハンドブック″に述べられたような インテル861016ビツトH−MOSマイクロプロセッサである。
使用されたIIARTバッファ64の一〇のタイプは、インテル・コーポレーシ ョンによって1983年に版権を取られた″マイクロプロセッサ及び周辺ハンド ブック″に述べられたインテル8251Aプログラマブル・コミュニケーション ・インターフェース・ユニバーサル同期/非同明受信機2/送信機である。
ROM70によって示された適当なメモリは、データ処理シーケンスを制御する ために提供され、十分なランダム・アクセス・メ[り即ちRAM72もまた提供 される。使用された一つのR,OMメモリ70は、インテル・コーポレーション によ・)で1983年に版権を取られたメモリ・コンポーネント・ハンドブック に述べられたインテル271616K ”2にずつ8”U。
■、消去可能なPRO14である。使用された一つのRAMメモリ72は、イン テル・メ[す・コンポーネント・ハンドブックにまた述べられたインデル218 6 ’“8ビット集積RAMによる8192”である。
第7図に示されているのは、第6図のそれよりも幾分詳細なものであり、あるい はデータ・シフト・レジスタ74.アクティブ・カウンタ76及び′″デアクチ イブ′カウンタフ8含むハードウェアであるとして示された成る回路コンポーネ ントの動作のモードを概略的に示している。使用されたシフト・レジスタ74は 、テキサス・インストルメンツ・カンパニイによって1981年に版権を取られ たメモリ・、]ンポーネンツ・ハンドブックに述べられたテキ音ナス・インスト ルメンツTl 5ULS165カンプラメンタリ出力を有するパラザル・ロード 8ビツト・シフlへ・レジスタで必る。使用されたアクティブ・カウンタ76は 、テキサス・インストルメンツ・メモリ・コンポーネント・ハンドブックに述べ られたテキサス・インストルメンツTl 5ULS163非同期4ビット・カウ ンタである。デアクデイブ・カウンタ76もまた、Tl 5ULS163非同期 4L’ット・カウンタであることがτ′きる。ンイクロゾロPツサ681及びバ スC56−1もまた、第7図に示されている1、第7図は、第8図及び9図のシ ーケンス図に関してより詳細に述べられるだろう1.ちらろΔ7、第ε3図及び 9図のシルケンス図はまた、インテル・−」−ボ1ノージョンぐよって1980 り■′に一版権を取られた8086/8087/8088マク[I・アセンブリ ・ランゲージ・リノi・レンズ・マニュアルに述べられたインテルAPH867 センブリ・ランゲージを使用する]ンピュータ・1[1グラムで実行されること かできる。
第8図は、上記リード・オンリ・メtす70のυ制御の下にL記フイク[1ブ「 1セツサ68によって取られたステップ、及び−上記人力、/′出力ボート82 (第6図参照)を通してホスト・システムによって提供されることができる他の 命令を示すシーケンス図である。゛上記人力/′出力ポート82は、インテル・ メモリ・]ンポーネ〕/ツ・ハンドブックに述べられたインテル8155112 048ピツ1〜・スタディツクHMO3RAMであることがCきる。第8図に示 さた動作のシーケンスは、タップパパネル実行シーケンス(王P−E X EC )として知られ゛(あり、その開始はブ]」ツク84(よって示されている。
シーケンスの第1のステップは、第6図に示されたようなバラ−ノン・回路64 のいずれか−っがらタッチ・パネル・データTP−DATA ADDRを選択す ることである。このステップは、タッチ・パネル“′O″からのデータが選択さ れることであり、もらろんその出力情報かタッチ・パネル“′0゛に関連するデ ィスプレイ・ニア−ニットに戻されるということを示すブロック8〔5によって 示されtいる。シーケンスの次のステップは、タッチ・パネル“°O゛の検査を 始めることであり、誰かがディスプレイの)I−スプレート12に指部らポイン タを当てたかどうかを見るためにタッチ・パネルに対する人力のステータスを決 定することである。サーチCALL TP−3EARCHのこの開始は、ブロッ ク88によつ、で示されている。
ステップ8Bに続いて、シーケンスの次のステラ1は、7丁−スプレートを横切 って伸びる光ビームのいずれかが中断されるかどうかを決定することである。こ れは、質問タッチパネル・アクディプ(丁P ACTIVE )ダイヤモンド9 0によって第8図に示されている。ビームのいずれかが中断されたならば、タッ チ・パネルはアクティブであり、答えは“イエス゛。
であり、タッチ・パネル゛O″がいくつかの継続的な走査の間シアクチイブであ るかどうか、即ちそれが7クテイ1である時間の数が予め設定された°°デアク チイブイニシャル・カランlへ°′に等しいか又は大ぎいかどうかを問う−AC TIVE O≧ACTIVF INIT、 CNT、ダイヤモンド92によって 示された質問に進む。このステップの理由は、例えば昆虫又は他の物が偶然ビー ムを遮り、光ビームの一つの一時的な隔離された中断を与えるならば、システム の過渡状態動作の発生を防止するためである。従って、上記″アクティブ゛カウ ンタ76(第7図)は、少なくとも一つのビームが個々の走査サイクルの開運ら れるということを示すリード94上に供給されるパルスによってインクリメント されることができるaアクティブ・カウンタ76からの出力は、上記カウンタ中 の出力バッファに保持されることができ、L記バス96を介して検知され又は読 まれることができる。
よって、タッチ・パネルが少なくとも予め設定された数の走査のためアクティブ でないならば、ダイヤモンド92に示さ−れた質問に対する答えは“ノー″cあ り、その結果、上記アクディプ・カウンタ76が、ブロック98によって示され たようにインクリメントされるだろうINCR(ACTIVE O)。
実際には、標準的41マイクロブ[]セッリーに於いては、ブロック76によっ て示されたような分離したハードワイヤード・シフクチイブ・カウンタの代わり に、第6図に示されたようなRAM72のようなランダム・アクセス・メモリの 使用を通しで、同様の機能が成し遂げられ、継続的な走査の間、上記RAM72 の特定のアドレスにス1〜7されたナンバは、次のより高いナンバにインクリメ ントされたメモリから引出され、選択されたランダム・アクセス・メモリ位置差 し戻される。
これは普通は全て、上記リード・オンリ・メモリ70のプログラム・シーケンス の制御の下に成し遂げられる。もちろん、他のメモリがRA N1172のよう に使用されることができ、又は他のメモリが10グラマプル・リード・オンリ・ メモリ(PROM>及び消去可能なPROM5 EPROM5のように使用され ることができる。
しかしながら、タッチ・パネルが少なくとも予め設定された数の走査の間アクデ ィプであるならば、ダイヤモンド92によって示されたアクティブティ問合わせ に対する答えは″イエス″テおり、次にシーケンス・ステップ1o2゜104及 び106が続く。ブロック102は、ステップのシリーズが、第9図に示された ような動きにコールされるだろうような、動作のシーケンスであるということを 示す。特に、これは、平滑化ルーチンCALL (TP−3)100TH)を含 み、それによってビデオ・ポジション指示マーカ、即ちカーソル50が、タッチ ・パネルのフェースプレート上の指の検出された位置の検出可能な精度よりも非 常に大きな精度を有して位置・決めされることかできる。これは、第9図に従っ ていくらが詳細に述べられるだろう。
シーケンス・ステップ104は、CALL UPDA丁[: =OUTPUTB UrnR”であり、これは第9図のシーケンスに従って引出されたカーソル50 のための新しいポジション・データが、ディスプレイ・ビデオ・スクリーン上に ビデオ・ポジシコン指示マーカ、即ちカーソル50を配置するために、上記ディ スプレイ・プロセッサ28によって使用される上記タッチ・パネル・データ・プ []セッサ26から供給されるということを意味する。
第8図のステップ106は、第7図のカウンタ78がOにリセットされること1 )E−AC’rIVE Oを示す。上記デアクチイブ・カウンタ78は、ユーザ が指をフェースプレー1へ12から離す際に使用され、このカウンタ78はタッ チ・パネルがいくらかの継続的な走査のためアクティブである時にOにリセッ1 −−される。
ここで、ダイヤモンド9 Q TP−ACTIVEに戻ると、タッチ、。
パネルがアクティブでなく、ビームか遮断されないならば、上記デ・アクティブ ・カウンタ78かインクリメントされることであるfNcR(叶−へCTIVl o )を示すブロック108に、ダイヤモンド90から垂直に下に伸びる分岐経 路に沿って進む。次のステップ110は、上記アクティブ・カウンタ76がOに リセットされることであるACTIVE O=Oを示す。
ダイヤモンド]12は、上記デ・アクティブ・カウンタ78かその最終カウント に達したかどうかに関しての質問叶−,ACTIVE 0=DE−ACTIVE  FINAL C0UNTを問つ。走査が1分当りほぼ30回起こる場合には、 上記デ・アクチーイブ・カウンタ゛78のための全カウントは、1分のほば1/ 10が遮断された後、指がノr−スプレートがら明確に引込められたと決断を七 すことかできるように、(N 3 tfにセットされることができる。ダイヤモ ンド112によって提出された質問の答が“′ノー゛′ならば、同様の処理かシ ステムでアドレスされた第2のタツトパネル、タッチ・パネル1のために成され るということを示71ブ1ツク114 TP DATA ADDRESS=TP  DATAI I、二進む。
L)かしながら、十記デ・アクチーイブ・力[ノンタフ8かその最終カウンタ( 例えば、3)に達したならば、答、は゛イ■ス′。
テアリ、”CALI SI OUT ACTIVATビ゛て示されたシーケンス ・ステツー1116に3Wむ。これは、ポジション・データか、フL−スゾレー ・i−から指が取除かれた時、それか角度を有して成されることができ、ビデオ ・ディスプレイに対する不所望の目一つ誤−〕だ人力位置データを生成り−るこ とかCきるということに繕いで、何スデツプか戻つCから選択される。よって、 ることによって、正確な以前の過渡状態ポジションか決定される。
ここで、第9図を見ると、このシーケンス図は、タッチ・パネルによって提供さ れた比較的粗い情報からビデオ・ポジション指示マーカ、即ちカーソルをポジシ フニングするための滑(うか且つ精密な人力データを得ることに関する。特に、 この事については、ビデオ・スクリーン上のポジョン・マーカが約1/ 100 0 (0,010>インチのオーダでおる一つの画像素子の精度に対して配置さ れることができるのに対して、継続的なビームtま17、′10インチ又tま0 .15インチである間隔“1う″だt′、J典型的に間隔が間けられている。全 ての基準から、及び以上に詳細に展開されるように、第9図のシーケンスは、移 動及び成る走査から次への指の移動のレートに塁づいた速度及びカロ速度補正と 共に、継続的な走査から指の位置データとカーソルのポジション・データを結合 すること(こよって増加され!、:精度を与える。この付加的な情報は、上記カ ーソル50の非常に精密なボジシ」ニングを許すだろう。
例えば、カーソル50がディスプレイ土のポジシ三1ンYPOIDにあり、P] つ新しいポジ・シ」ンYF)NEWに上記カーソル5()を移動することが所望 とされる時、上記タッチ・パネル・フェースプlノー1〜12十に置かれた指は 、上記カーソル50の新しいポジシ」ンを指示夛−るため動く。図示された実施 例(第4図)に於いて、指の垂直座標Y]:N開は、指か新しいポジションYP NEWにそれをポジシフニングする間、上記カーソル50を見ることを妨げない ように、上記カーソルの所望の新しい垂直座標YpNEWの下にオフ・セットさ れる。
ここで、第9図をみると、図面のこの図の最も上のブロック122は、第9図の シーケンスがフェースプレー(へを横切る光ビームの継続的な走査から提供され た比較的粗いポジション人力情報から決定されたような滑らかにされた位置デー タニ向けらレテイルというコトを示T ”TOlJCHPANEL 5)loO Tt(”か示されている。第2のブロック124は、水平叩ら゛X′′方向と垂 直即ち゛′Yパ方向の両方の指の新しいポジションif F ITがリードされ 且つストアされるということ新しい開始ポジションを確立させ及び°゛そこに飛 ばさせる°′ために、XPOLDが)C,FNEWにセットされ、YPOLDが YFNEWにセットされ、XV (X速度)がゼロにセットされ、且つY(Y速 度)がゼロにセットされる。ブロック12650の以前のポジションXpOLD との間の差ΔX Fを算出することである。ダイヤモンド128に従って、次の ステップは、ポインタ△XFの位置の変化が、前述されたように、1/10イン チ又はほぼ0.15インチより大きいことができるダイオードの間の間隔1m  D ITより大きいかどうかを決定することである。ちなみに、上記10ツク1 28は、Xポジションの変化△XFのための正の値に関する。同様に、ブロック 130は、負の方向のポインタ位置ΔXFの変化が間隔りよりも小さいかどうか に関しての決定を示す。ここで、ダイヤモンド128及び130からの出力の検 査の結果を考慮すると、上記変化がプラス又はマイナスDより小さいならば、そ の出力信号がノーて市り、次の計算の目的のため変数“°A゛がOに選択される ことを示すブロック132に達する。他方では1.出力信号がイエスでおり且つ ブロック134又は136に達すれば、それは、X方向のポジションのシフトが 光ビーム間隔より大きな絶対値を持ち、よって−・時記憶であり且つブロック1 38の式で使用される’TE)IP”で示されたが成し遂げられ、ブロック]3 2に示されたような且つブロック138で計算されたようなファクタAは、継続 的な走査とカーソル50の新しいポジションXPN四の間の指の移動に基づいた カーソルの移動のための速度×Vの計算に使用される。
新しいカーソル・ポジションP NEWが、古いカーソル・ポジションPO1, Dを使用することによって、及び×及びY座標の両方のため真を保持する以下の 一般化された関係、叩ちPNEW = POL[) +(VNFW −Δ−[) 但し、 P NEWは、カーソルの精密な新しいポジションであり、PO[0は、先の走 査から決定された精密な古いポジションであり、 V NEWは、新しい速度であり、 Δ丁は、走査量の時間インターバルである。
に従って、走査量のインターバル△T8速麿VN開倍に乗Qすることによって、 決定されるということをブロック140の2つの式から特に注意されることがで きる。
V NFWは、占い及び新しいカーソル・ポジション、占い及び新()いポイン タ位置、及びそれらの座標及び相対的ポジシ。
−1ン、速度、及びディスプレイ及びタッチ・パネル人力の大きさ及びボジシ」 ン的精度に基−5いた減衰ファクタK及び利得ツノ・ツタGの幾何学的イf値に よ−)で調節された加速度から導出された新しい速度関数である。
シチるん、こ11は距離が速麿×時間に等しいという良く知られた式である。し ・かしなから、本展開は、カーソルの非常に優秀なボジシコニングが、ボジシフ 〕/を使用するカーソルパフ9データからのポインタのポジション的補正、及び 例えば第9図に見られるようにカーソルを位置決めするための速度の理解に於い C独特であると思われる。
11」ツタ147′4を通してブロック142から伸びる第9図のシルケンス図 の次のセクションは、X方向ポジション及び速度変化に関する10ツク126乃 1=1.0に関して前述されたのと実買上同様のY7’5向のための計偉を示し ている。第9図の下方に向かったブ「1ツク14Gは、X即ら水平方向どY即ら 垂直方向の両方のポジション及び速度の新しい値(XPNEW 、 YPl[g W > (XVNEW 、 YVNEW ) f7)記憶を示す。その上、L記 11ツク146は、上記カーソル50の位置変えのための新しいポジション・デ ータの利用を示す。第9図の最後のブロック148は、第8図のシーケンス図の ブロック104によって示された第8図のメイン・シーケンスへの復帰を示して いる。
上記タッチ・パネルを使用する人の見地から例を要約すると、第9図のシーケン スを成し遂げることの結果は、以下のようである。第1に、平滑方程式が無視さ れ、カーソルは、フェースプレートに対する指の最初の適用に起因する新しいタ ッチ・パネル付勢のための指により指示された新しいビデオ・ポジションにジャ ンプする。この直接カーソル・ジA7ンブは、第9図のシーケンスのゼロ速度及 び利得/加速度補正計算に帰着するゼロ速度を有する新しい最初の指ポジション に等しくセットされるための新しい最初のカーソル・ポジションの強制に起因す る。第2(、カーソルは、フェースプレー1〜を横切って指をゆっくりか又は素 早く動かす指の移動に追従する。指のこの直接カーソル追従は、速度及び利得/ 加速度補正計算が指ポジション及び移動データに対応するように、利得G及び減 衰に定数を選択することに起因する。例えば、オペレータが指を素早く動かすな らば、古いポジションと新しいポジションの間の差、古いポジションから新しい ポジションへの変化の速度、及び古いポジションから新しいポジションへの加速 度は、カーソルが指ポジション及びこのタイプの移動と共により直線的に動く結 果と共によりゆっくりした移動のためであるよりも全て人きい。最後に、指がカ ーソルを非常に僅かな間隔を効果的に動かす時のように、非常にゆっくり且つ非 常に少しの指移動の範囲のために、指移動と共に、非常にゆっくり且つ非常に小 さな間隔であるが、し)かし指示された精密なディスプレイ位置と同様の方向の カーソル曲かった移動と共に、速度及び利得/加速度補正訓幹が非常に非線形で あるよ−うに、これらの同様の利得及び減衰定数はまた選択される。従って、た とえビーム間隔が例えば画(giI素子の寸法の107”J至15倍であるとし ても、一つの画像素子の間隔をカーソル50をちょっと動かすことが可能でおる 。
ついでに、第7図のシーノド・レジスタ74は、新しい速度及びポジション・デ ータか上記シフト・レジスタの上方にバス75を通って入れられ、連続する走査 インターバルの間、それぞれのレベルで、古いポジション及び速度データが利用 し得るように上記情報が■方にシフトされるということを概略的に示していると いうことに注意されたい。上記バス75はまた、いずれかの所望の最近の過去の 時間の期間からの、例えば、次の前走査からの、又は3又は4つの前の走査での 走査からの、情報の引出しを許す。情報の登録又は引出しののアクセスは、それ ぞれのシフト・レジスタ・ステージと関連する適当にアクセスされたゲートを通 して冶通に成し遂げられている。前の走査からのデータは、速度データを得るた めにいくつかの計締を使用されることができ、3又は4つの走査か予め行われた 走査からのポジション・データは、人がフェースプレートから指を離す時、一時 的なエラーの排除を含GcALL 5ENT OUT 八CTIVATE7o  ’/り116(第8図)の実行に使用される。
第9図のブロック124に関する他の点に関して、フェースプレート上の特定の ポジションに向かってボインティングする人が、所望のビデオ・ポジション及び カーソルの全ての視界を提供するように置かれることをカーソルに望む点の僅か に下に指を通常オフセラ1−するという事のため適応させるように、ポジション ・データはオフ廿ツ1〜された情報で提供される。よって、僅かなオフセットが 、X指ポジシフンのために提供されるが、しかし水平即ちY指示ジション位置の ためには提供されない。
入力タッチ・パネルがディスプレイを覆わない場合には、オフセラ1〜か必要で ないということにもまた、注意されたい。
従って、前述されたように、入力タッチ・パネルか、手の届く範囲外であるが児 える範囲のディスプレイと共に、オペレータの机に用い得るならば、オペレータ は、指が入力タッチ・パネルLの予め設定された位置にあり、且つ局部入カバネ ル士の指を動かずことによって正確な所望の点にカーソル移動を見ることのオペ レータ・フィードバックを提供する時、表示されたカーソル位置を見ることがで きる。ついでに、ディスプレイが、ブラウン管の代わりに、プラズマ・パネル、 液晶ディスプレイ、又は発光ダイオード又は他のディスプレイ・テクニックのア レーの形て必るということにもまた注意されたい。
成るさらなる点としで、上記カーソル50が、新しいカーソル・ポジションの決 定に於いて、入力位置データ、ポインタ即ち指速度データ、及び加速度ファクタ の計韓された関数として位置決めされるということに注意されたい。教理式の使 用及び計粋の実行の代わりとして、連続的な走査インターバルの間、検知された 入力ポジションの変化に依存するカーソルのポジションの変化のための値を与え る検索表が提供されることかできる。
終わるにあたって、前述の説明及び実施例は、本発明のタッチ・パネル・ディス プレイ・システムの実施の一つのモードのみを表す図で・水されているというこ とを理解するべきである。他の変形が、他のシーケンス・ステップ又は他のロジ ック・ハードウェアの使用を通して、同様の機能を成し遂げるために工夫される ことかできる。前述されたように、光ビームの代わりに、スイッチ即ちディスプ レイを覆う又はディスプレイ−J3s+ら隔たった透明の及び、/又はルキシプ ルのプレート上の容量性素子のような他のタイプのタッチパネル入力か使用され ることができる。そのうえ、ディスプレイ・チクノロシイとしてブラウン管に関 連し−C述べられたとはいえ、水シスーjムはまた、今まで提唱されCいる、又 は現在開発下のディスプレイの伯の形に応用可能である。よって、本発明は、明 白に図面に示されたような、及び前述されたようなそれに限定されるものではな い。
、ANNEX τ0 τ’KE INTERNATIONAL 5EARCHR EPORT ON

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.ディスプレイを提供するための手段と、予め設定されたポジション的精度に 前記ディスプレイ中にカーソルを配置するための手段と、上記ディスプレイの上 記予め設定されたポジション的精度と比較して比較的粗いポジション的精度を持 つ、前記ディスプレイのフェースに大体対応するタッチ・パネル入力手段と、 時間の連続的な走査インターバルの間、ポインタの位置に基づいて粗いポジショ ン・データを得るために、前記タッチ・パネル入力手段を周期的に走査するため の手段と、上記カーソルの前のポジションと上記ポインタの前の位置に基づいて それぞれの走査インターバルの間の新しい精密カーソル・ポジションと、それら の前のポジション及び位置とそれらの新しいポジションと位置の間の上記カーソ ル及びポインタの移動の速度とを、順次に決定するための手段と、及び、 前記ディスプレイ上の精密な新たに決定されたポジションに上記カーソルをポジ ショニングするための手段と、を具備する粗いタッチ・パネル入力を使用するデ ィスプレイ・ポジション指示システム。
  2. 2.新しい精密カーソル・ポジションを順次に決定するための前記手段は、上記 カーソルの座標ポジションと上記ポインタの座標位置、及びお互いに関して上記 カーソルのポジションと上記ポインタの位置に応じる、請求の範囲第1項のディ スプレイ・ポジション指示システム。
  3. 3.新しい精密カーソル・ポジションを順次に決定するための前記手段は、走査 インターバル間の上記カーソルとポインタの速度の変化に基づいた加速度ファク タに応じる、請求の範囲第1項のディスプレイ・ポジション指示システム。
  4. 4.上記加速度ファクタは、上記ディスプレイ及びタッチ・パネル入力手段のサ イズ及びポジション的解像度に基づいた利得及び減衰ファクタによってさらに調 節される、請求の範囲第3項のディスプレイ・ポジション指示システム。
  5. 5.新しい精密カーソル位置を順次に決定するための前記手段をバイパスするた め、及び上記ポインタの最初の位置に対応する新しいポジションに上記カーソル をジャンプさせるために、上記タッチ・パネルに対する上記ポインタの最初の応 用に応じるための手段を含む、請求の範囲第1項に定義されたような粗いタッチ ・パネル入力を使用するシステム。
  6. 6.上記カーソルのポジショニングは、上記ポインタの位置からオフセットされ 、それによって上記カーソルがオペレータによって容易に見られることができる 、粗いタッチ・パネル入力を使用する請求の範囲第1項のシステム。
  7. 7.ディスプレイを提供するための手段と、上記ディスプレイのフェースに大体 対応するタッチ・パネル人力手段と、 上記フェース・プレート上のポインタの位置に基づいた時間の連続的な走査イン ターバルの間、ポジション・データを得るために、前記タッチ・パネル入力手段 を周期的に走査するための手段と、及び、 タッチ・パネル・アレー上のポインタの位置が予め設定された複数の走査インタ ーバルの間走査されるまで、上記カーソルのポジションのどのような変化も遅延 することによってタッチ開始ダイナミックスのため補正するための手段と、 を具備するタッチ・パネル入力を使用するポジション指示システム。
  8. 8.ディスプレイを提供するための手段と、上記ディスプレイのフェースに大体 対応するタッチ・パネル入力手段と、 上記フェース・プレート上のポインタの位置に基づいて時間の連続的な走査イン ターバルの間、ポジション・データを得るために、前記タッチ・パネルディスプ レイ手段を周期的に走査するための手段と、及び、それによって上記ポインタの 角のある移動が上記ディスプレイ上の謝ったカーソル・ポジションを避けるよう に、タッチ・パネル・ポインタ入力表示の終了の前の最後のタッチ・パネル走査 より早い少なくとも一つのタッチ・パネル走査に基づいて前記ディスプレイ上の 精密な計算されたポジションに上記カーソルを配置することによってカーソル位 置終了過渡状態を取除くための手段と、を具備するタッチ・パネル入力を使用す るディスプレイ・ポジション指示システム。
  9. 9.ディスプレイを提供するための手段と、上記ディスプレイの上記予め設定さ れたポジション的精度と比較して比較的粗いポジション的精度を持つ、前記ディ スプレイの前面に大体対応するタッチ・パネル入力手段と、 時間の連続的な走査インターバルの間、ポインタからの粗いポジション・データ を得るために、前記タッチ・パネル入力手段を周期的に走査するための手段と、 前のポジション、移動の速度、及び前のポジションと新しいポジションの間の差 に基づいて、新しい精密カーソル位置を順次に決定するための手段と、上記ディ スプレイ上の精密な新しく決定されたポジションに上記カーソルをポインティン グするための手段と、上記タッチ・パネル入力手段上の位置が予め設定された複 数の走査インターバルの間中断されるまで、上記カーソルのポジションの変化を 遅延することによってタッチ開始ダイナミックスのため補正するための手段と、 及び、それによって上記ポインタの角のある移動が上記ディスプレイ上の謝った カーソル・ポジションを生成することを避けるように、タッチ・パネル入力表示 の終了の前の最後のタッチ・パネル走査より早い少なくとも一つのタッチ・パネ ル走査に基づいて前記ディスプレイ上の精密な計算されたポジションに上記カー ソルを配置することによってカーソル・ポジション終了過渡状態のための補正の ための手段と、を具備する粗いタッチ・パネル入力を使用するディスプレイ・ポ ジション指示システム。
  10. 10.前記タッチ・パネル入力手段は、選択されたポジションにポインタによっ て中断されることになっている光ビームのアレーを含む、請求の範囲9項に定義 されたような粗いタッチ・パネル入力を使用するシステム。
  11. 11.前記タッチ・パネル入力手段は、交差マトリクスの前記ディスプレイを横 切って伸びる中断可能な光ビームのアレーを含む、請求の範囲9項に定義された ような粗いタッチ・パネル入力を使用するシステム。
  12. 12.前記タッチ・パネルは、上記ディスプレイのフェースを横切って伸びる、 請求の範囲第9項に定義されたようなシステム。
  13. 13.ディスプレイを提供するための手段と、カーソルのポジションを指示する ための手段と、予め設定されたポジション的精度に前記ディスプレイのカーソル をポジショニングするための手段と、上記ディスプレイのフェースに大体対応し 、前記ディスプレイの前記予め設定されたポジション的精度と比べて比較的粗い ポジション的精度を持つ、タッチ・パネル入力手段と、 時間の連続的な走査インターバルの間、ポインタの位置からの前記粗いポジショ ン・データを得るために、前記タッチ・パネル入力手段を周期的に走査するため の手段と、連続的な走査インターバルの間、前記走査手段から引出された情報を ストアするための手段と、上記連続的な走査からストアされた情報に基づいて、 精密カーソル・ポジションを順次に決定するための手段と、及び、 連続的な走査間の上記カーソルと上記ポインタ・ポジションの位置の両方のポジ ションの変化に基づいて、それぞれ連続的な走査をフォローする前記ディスプレ イ上の精密な新しく決定された位置にカーソルをポジショニングするための手段 と、 を具備するタッチ・パネル入力を使用するディスプレイ・ポジション指示システ ム。
  14. 14.上記タッチ・パネル入力手段が複数の走査インターバルの間走査されるま で、カーソル・ポジションの変化を遅延するための手段を含む、請求の範囲第1 3項に定義されたような粗いタッチ・パネルを使用するシステム。
  15. 15.ポインタ入力表示の終了の前の最後のタッチ・パネル走査より早い少なく とも一つのタッチ・パネル走査に基づかれるカーソル・ポインタを選択するため 及び表示するための手段を含む、請求の範囲第14項に定義されたような粗いタ ッチ・パネルを使用するシステム。
  16. 16.前記タッチ・パネルは、ビデオ・ディスプレイのフェースを横切って伸び る、請求の範囲第13項に定義されたようなシステム。
  17. 17.以下の関係に従って新しい精密なポジション的情報を決定するための手段 を含む、請求の範囲第14項に定義されたような粗いタッチ・パネル人力を使用 するシステム。 即ち、 PNEW=POLD+(VNEW・△T)但し、 PNEWは、精密な新しいポジションであり、POLDは、前の走査から決定さ れた精密な古いポジションであり、 VNEWは、新しい速度であり、 △Tは、走査間のタイム・インターバルである。
  18. 18.ディスプレイを提供するための手段と、予め設定されたポジション的精度 に前記ディスプレイのカーソルをポジショニングするための手段と、上記ディス プレイのフェースに大体対応し、前記ディスプレイの上記予め設定されたポジシ ョン的精度と比べて比較的粗いポジション的精度を持つ、タッチ・パネル入力手 段と、 上記タッチ・パネル入力手段上にポインタを配置するオペレータに応じて前記粗 いポジション・データを得るために、前記タッチ・パネル・ディスプレイ手段か らのポジション情報を検知するための手段と、 少なくとも一つの前に検知されたポジション及び速度即ち前のポジションと新し く検知されたポジションの間の移動の時間に基づいて、新しい精密カーソル・ポ ジションを順次に決定するための手段と、及び、新しく決定された位置に上記カ ーソルを正確にポジショニングするための手段と、 を具備する粗いタッチ・パネル入力を使用するシステム。
  19. 19.前記タッチ・パネル入力手段は、光マトリクスを形成するため発光ダイオ ードとホトトランジスタのアレーを含む、請求の範囲第18項に定義されたよう な粗いタッチ・パネル入力を使用するシステム。
  20. 20.前記タッチ・パネルは、前記ディスプレイのフェースを横切って伸びてい る、請求の範囲第18項に定義されたようなシステム。
  21. 21.ディスプレイを提供するための手段と、予め設定されたポジション的精度 に前記ディスプレイのカーソルを配置するための手段と、上記ディスプレイのフ ェースに大体対応し、前記ディスプレイの前記予め設定されたポジション的精度 と比べて比較的粗いポジション的精度を持つ、タッチ・パネル入力手段と、 時間の連続的な走査インターバルの間、粗いポジョン・データを得るために前記 タッチ・パネル入力手段を周期的に走査するための手段と、 タッチ・パネル走査情報に基づいて、新しい精密カーソル位置を順次に決定する ための手段と、前記ディスプレイ上に精密な新しい計算されたポジションのカー ソルをポジショニングするための手段と、上記タッチ・パネル入力手段が複数の 走査インターバルの間走査されるまで、カーソルのポジションのどのような変化 も遅延することによってタッチ開始ダイナミックスを取除くための手段と、及び 、 それによって、上記ポインタの角のある移動が上記ディスプレイ上の誤ったカー ソル位置を生成しないように、タッチ・パネル入力表示の終了の前の最後のタッ チ・パネル走査により早い少なくとも一つのタッチ・パネル走査に基づいて前記 ディスプレイ上の精密な計算されたポジションに上記カーソルをポジショニング することによってカーソル位置終了過渡状態を補正するための手段と、を具備す る粗いタッチ・パネル入力を使用するディスプレイ・ポジション指示システム。
  22. 22.前記タッチ・パネル入力手段は、発光ダイオードとホトトランジスタのア レーを含む、請求の範囲第21項に定義されたような粗いタッチ・パネル入力を 使用するシステム。
  23. 23.以下の関係に従って新しい精密なポジション的情報を決定するための手段 を含む、請求の範囲第21項に定義されたような粗いタッチ・パネル入力を使用 するシステム。 即ち、 PNEW=POLD+(VNEW・△T)但し、 PNEWは、精密な新しいポジションであり、POLDは、前の走査から決定さ れた精密な古いポジションであり、 VNEWは、新しい速度であり、 △Tは、走査間のタイム・インターバルである。
  24. 24.前記タッチ・パネル入力手段は、前記ディスプレィのフェースを横切って 伸びる、請求の範囲第21項に定義されたようなシステム。
  25. 25.ディスプレイを提供するためのディスプレイ手段と、 上記ディスプレイのカーソルを配置するための手段と、 前記ディスプレイのフェースに大体対応するタッチ・パネル入力手段と、 時間の連続的な走査インターバルの間、ポインタ位置から入力ポジション・デー タを得るために、前記タッチパネル入力手段を周期的に走査するための手段と、 いくつかの走査インターバルを越えて伸びるタッチ・パネル走査情報に基づいて 、新しい精密カーソル・ポジションを順次に決定するための手段と、上記ディス プレイ上に精密な新しい計算されたポジションのカーソルをポジショニングする ための手段と、及び、 タッチ・パネル・アレーが複数の走査インターバルの間アクティブであるまで、 カーソルのポジションのどのような変化も遅延するための手段と、 を具備するシステム。
  26. 26.ディスプレイを提供するための手段と、上記ディスプィのカーソルを配置 するための手段と、 前記ディスプレイのフェースに大体対応するタッチ・パネル入力手段と、 時間の連続的な走査インターバルの間、ポインタから入力ポジション・データを 得るために、前記タッチ・パネル入力手段を周期的に走査するための手段と、い くつかの走査インターバルを越えて伸びるタッチ・パネル入力走査情報に基づい て、新しい精密カーソル・ポジションを順次に決定するための手段と、上記ディ スプレイ上に精密な新しい計算されたポジションのカーソルをポジショニングす るための手段と、及び、 それによって、上記ポインタの角のある移動が上記ディスプレイ上の誤ったカー ソル・ポジションを生成しないように、タッチ・パネル入力表示の終了の前の最 後のタッチ・パネル入力走査により早い少なくとも一つのタッチ・パネル入力走 査に基づいて前記ビデオ・ディスプレイ上の精密な計算されたポジションに上記 カーソルを配置することによってカーソル位置終了過渡状態のために補正するた めの手段と、 を具備するシステム。
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