JPS6366628A - タツチスクリ−ンの視差補正方法 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はＣＲＴ表示装置の表示画面の前面に取付けて用
いられ、スイッチやキーボードを操作する代わりに上記
表示画面に直接触れることによりデータの入力操作を行
なうタッチスクリーンの視差補正方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 近年、マンマシンインターフェイスの向上が叫ばれる中
で、ＣＲＴ表示装置の表示画面に直接触れることにより
データの入力操作を行なう装置が出現してきている。こ
の種の装置としては、身近なものに街角のキャプテンシ
ステムの端末や。

銀行のキャッシュディスペンサー等があるが、ここでは
産業制御システムでプラントの運転・監視等を行なうカ
ラーＣＲＴ表示装置に適用したタッチスクリーンについ
て説明する。

まずタッチスクリーンは、ＣＲＴ表示装置の表示画面の
前面に取付けて用いられ、通常の操作中上に配置された
押しボタンスイッチを操作して夫、々に対応した機能を
選択する代わりに、ＣＲＴ表示ＨＨの表示画面に押しボ
タンスイッチの絵を表示し、これに直接触れて夫々の機
能を選択することによりデータの入力操作を行なうもの
である。

かかるタッチスクリーンの実現に際しては、抵抗膜方式
、容量方式２表面弾性彼方式、および赤外線方式等があ
る。そして、これらの各方式にはそれぞれ長所、短所が
有るが、産業制御システムには高信頼性、耐環境性、寿
命、および画面の透過性の点から、赤外線方式のタッチ
スクリーンが多く採用されてきている。

次に、この種の赤外線方式のタッチスクリーンの原理に
ついて、第２図に示す一例を用いて説明する。

第２図において、図示しないＣＲＴ表示装置の表示画面
の前面に取付けられるタッチスクリーンのフレームの内
部には、図示のように発光ダイオード１１とフォトトラ
ンジスタ１２どをベアで対向させ、表示画面に向かって
右側および下側には発光ダイオード７１が、また同じく
左側および上側にはフォトトランジスタ１２がそれぞれ
配置されている。この結果、赤外線ビームが縦、横に格
子状に走ることになる。従って、ＣＲＴ表示装置の表示
画面に指等で直接触れると、この指によって赤外線ビー
ムがしゃ断されることから、このしゃ断された赤外線ビ
ームが横方向で何番目、縦方向で何番目かを検出するこ
とにより、ＣＲＴ表示＠回の表示画面上のいずれの位置
が触れられたかを知ることができる。

しかしながら、上述したような赤外線方式のタッチスク
リーンにおいては、次のような問題がある。すなわち、
赤外線は光であることから直進性を有するため、上述の
赤外線ビームが走る検出面は平面上となる。これに対し
て、ＣＲＴ表示装置の表示画面つまり表示管の前面は球
面の一部となっており、画面中心部に比べて画面周辺部
はかなり輿に引込んでいる。このため、ＣＲＴ表示装置
の表示画面の周辺部では、画面に表示されているポイン
トに向かって操作員が指を触れても、赤外線ビームが指
によってしゃ断される位置つまり検出位置と表示位置と
の間に、実際にはずれが生じてしまうことになる。この
ずれについて、第３図を用いて説明する。すなわち、第
３図において視点位置ｖから表示面２２に表示されたＳ
点に向がって指を触れると、検出面２１ではＴ点位訝で
赤外線ビームをしゃ断することになり、結果的にαだけ
のずれを生じる。このずれαは、表示面２２の球面の曲
りが大きい程、また表示面２２と検出面２１との間の距
離が離れている程大きくなる。

そこで、このようなずれを少なくするために、縦方向の
赤外線ビームおよび横方向の赤外線ビームをそれぞれ円
筒状に配置する方法も考えられてきているが、かかる方
法においても表示面２２の球面と一致するのは画面の中
心線上のみであり、画面の四角では表示面２２と検出面
２１との間が離隔してしまい、上述のようなずれを無く
することはできない。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように、ＣＲＴ表示装置の表示画面の前面に取付
けて用いられる従来のタッチスクリーンにおいては、操
作員の視点の位置によって検出位置と表示位置との間に
ずれが生じてしまうという問題があった。

本発明は上述のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的は視点位置による検出位置と表示位置と
の間のずれを補正して正しい検出位置を求めることが可
能なタッチスクリーンの視差補正方法を提供することに
ある。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段と作用）上記の目的を達
成するために本発明では、ＣＲＴ表示装置の球面状の表
示画面の前面に取付けて用いられ、上記表示画面に触れ
た時にその触れられた位置を検出する平面状の検出面を
有すると共に、上記表示画面に直接触れることによりデ
ータの入力操作を行なうタッチスクリーンにおいて、上
記ＣＲＴ表示装置の表示画面と上記検出面との間が離隔
している場合に、上記表示画面と検出面との間の距離２
．視点位置から上記検出面までの距ＩＭＬ、および上記
検出面における実際の検出位置の座標Ｘ−，Ｙ′を用い
て、上記検出面に５ける正規の検出位置の座標Ｘ、Ｙを Ｘ＝Ｚ／Ｌ　　Ｘ”＋Ｘ−。

Ｙ−Ｚ／Ｌ　　Ｙ−＋Ｙ＝ により補正して求めるようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明によるタッチスクリーンの視差補正方
法を説明するための図であり、前述した第３図と同一部
分には同一符号を付して示している。本実施例によるタ
ッチスクリーンの視差補正は、次のようにして行なう。

すなわち第１図に示すように、画面の横方向にｙ軸、縦
方向にｙ軸、そして奥行方向に２軸を夫々とるものとす
ると、表示位置Ｓから検出面２１に垂線を降ろした位置
Ｃの座標（Ｘ、Ｙ）が正しい検出位置である。この場合
、表示位置Ｓと正しい検出位置Ｃとの間の距離Ｚは、次
のようにして求めることができる。表示位′ａＳから２
軸に垂線を降ろした位置をＵとすると、この表示位置Ｓ
と位置Ｕとの間の距離は次のように表わされる。

０び］コ０　　　・・・・・・（１） また、表示面２２の球面の中心位置Ｐと位置Ｕとの間の
距離は ４Ｒ２−−−・・・・・・（２） のように表わされる。ここで、表示面２２の表示位置Ｓ
と検出＠２１の検出位置Ｕとの間の距ｗｉＺは位置Ｏと
位置Ｕとの間の距だに等しいことから、Ｚ＝Ｄ＋Ｒ−Ｊ
Ｒ２−Ｘ２−Ｙ２ ・・・・・・（３） となる。

一方、実際の検出位置Ｔの座標を（Ｘ−、Ｙ′’）とす
ると、三角形ＶＯＴと三角形ＳＣＴとの相似性から Ｌ：Ｚ＝Ｘ＝：（Ｘ−Ｘ′）　　　　・・・−・・（４
）−Ｙ′＋＜Ｙ−Ｙｌ　　　　・・・・・・（５）の関
係があり、これから正しい検出位置Ｃの座標（Ｘ、Ｙ）
を次のようにして求めることができる。

Ｘ−Ｚ／Ｌ　　　Ｘ−＋Ｘ　−・・・・・・　（６）Ｙ
−Ｚ／Ｌ　　　Ｙ”＋Ｙ′　　　　　・・・・・・　（
７）ここで、Ｚには座標（Ｘ、Ｙ）を含むため二次元連
立法定式となるが、簡略化のために２を最も外側におけ
る表示面２２と検出面２１との間の距離Ｚ′で置換えて
も誤差はほとんどない。

Ｘ　＝　Ｚ　′／　Ｌ　　Ｘ　−＋　Ｘ　−−−−−−
・（８）Ｙ−Ｚ′／Ｌ　　Ｙ−＋Ｙ−・・・・・・（９
）このように、タッチスクリーンの検出面２１における
実際の検出位置Ｔの座標＜Ｘ”、Ｙ′）を用いて、（８
）、（９）式により視差位置Ｖによるずれを補正した正
しい検出位＠Ｃの座１ｍ　（Ｘ。

Ｙ）を求めることができる。

ところで、上述した各式ではＣＲＴ表示装置の表示画面
上のポイントは、画面の中心を原点とした座標で表現さ
れている。一方、第２図に示したタッチスクリーンでは
、発光ダイオード１１とフォトトランジスタ１２とのベ
アが横方向（ｙ軸）にＯ〜９５の９６対、縦方向（ｙ軸
）にＯ〜４１の４２対それぞれ配置されており、その原
点は図示左上となっている。このため、例えば実際の検
出位置Ｔの座標は（Ｍ−、Ｎｌのように表わされる（　
Ｍ　−＝　０〜９５．Ｎ−＝０〜４１であり、共に整数
）。そして、このＭ′、Ｎ−から上述のＸ′、Ｙ”を求
めるには、横方向の赤外線ビームの間隔をΔＸ、縦方向
の赤外線ビームの間隔をΔＹとすると、次のように表わ
される。

ｘ＝＝＜Ｍ−−４，ｓ＞ΔＸ＋１／２　　ΔＸ・・・・
・・（１０） Ｙ−−＜２１−Ｎ′）ΔＹ−１／２　　ΔＹ・・・・・
・（１１） これらの（１０）、（１１）式からＸ−、Ｙ−を求め、
次に（８）、（９）式にてＸ、Ｙを求める。しかし、こ
こでもＸ、Ｙは画面中心を原点とした座標であるため、
次のように変換して赤外線ビームの座標１１＝、Ｎ′）
を求める。

〜１−Ｘ／△Ｘ−！−４８−Ｌ・／２ ・・・・・・（１２） Ｎ＝２１−Ｙ／ΔＹ＋１．’２ ・・・・・・（１３） なお、Ｍ、Ｎは整数であるので、（１２）。

（１３）式の右辺を四捨五入して求めろ。

上述したように本実施例では、ＣＲＴ表示装置の球面状
の表示面２２の画面に取付けて用いられ、上記表示面２
２に指等が触れた時にその触れられた位置を発光ダイオ
ード１１．フォトトランジスタ１２により検出する平面
状の検出面２１を有すると共に、上記表示面２２に直接
触れることによりデータの入力操作を行なう赤外線方式
のタッチスクリーンにおいて、上記ＣＲＴ表示装置の表
示面２２と上記検出面２１との間がｉ隔している場合に
、画面の最も外側にあける上記表示面２２と検出面２１
との間の距離Ｚ−１視点位置Ｖから上記検出面２１まで
の距離し、横方向、縦方向の赤外線ビームの間隔ΔＸ、
ΔＹ等を用いて、上記検出面２１における正しい検出位
置の座標Ｍ、Ｎを、（８）〜（１３）により補正して求
めるようにしたので、視点位ａ　Ｖによる検出位置と表
示位置との間のずれを補正して正しい検出位置を求める
ことが可能となる。

尚、本発明は上述した実話例に限定されるものではなく
、その要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施する
ことができるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、ＣＲＴ表示装置の
球面状の表示画面の前面に取付けて用いられ、上記表示
画面に触れた時にその触れられた位置を検出する平面状
の検出面を有すると共に。

上記表示画面に直接触れることによりデータの入力操作
を行なうタッチスクリーンにおいて、上記ＣＲＴ表示装
置の表示画面と上記検出面との間が離隔している場合に
、上記表示画面と検出面との間の距ｍｚ、視点位置から
上記検出面までの距離Ｌ、および上記検出面における実
際の検出位置の座標Ｘ−，Ｙ−を用いて、上記検出面に
おける正規の検出位置の座標Ｘ、Ｙを Ｘ＝Ｚ／Ｌ　　Ｘ−＋Ｘ−。

Ｙ＝Ｚ／Ｌ　　Ｙ−＋Ｙ” により補正して求めるようにしたので、視点位置による
検出位置と表示位置との間のずれを補正して正しい検出
位置を求めることが可能なタッチスクリーンの視差補正
方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるタッチスクリーンの視差補正方法
の一実施例を説明するための図、第２図は赤外線方式の
タッチスクリーンの原理の一例を説明するための図、第
３図は従来の問題点を説明するための図である。 １１・・・発光ダイオード、１２・・・フォトトランジ
スタ、２１・・・検出面、２２・・・表示面。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 １２　　　　　　　２才）■−７シンスタ第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＣＲＴ表示装置の球面状の表示画面の前面に取付けて用
   いられ、前記表示画面に触れた時にその触れられた位置
   を検出する平面状の検出面を有すると共に、前記表示画
   面に直接触れることによりデータの入力操作を行なうタ
   ッチスクリーンにおいて、前記ＣＲＴ表示装置の表示画
   面と前記検出面との間が離隔している場合に、前記表示
   画面と検出面との間の距離Ｚ、視点位置から前記検出面
   までの距離Ｌ、および前記検出面における実際の検出位
   置の座標Ｘ′、Ｙ′を用いて、前記検出面における正規
   の検出位置の座標Ｘ、Ｙを Ｘ＝Ｚ／ＬＸ′＋Ｘ′、 Ｙ＝Ｚ／ＬＹ′＋Ｙ′ により補正して求めるようにしたことを特徴とするタッ
   チスクリーンの視差補正方法。