JP4294122B2

JP4294122B2 - 座標入力装置

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Publication number: JP4294122B2
Application number: JP17637298A
Authority: JP
Inventors: 毅小椋; 春美高瀬; 昇慈鈴木; 晃柳内; 義之菊地
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2018-06-23
Also published as: TW434482B; US6359616B1; JP2000010726A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーソルやウィンドウなどを画面上で操作するために用いられる座標入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、コンピュータに接続されるポインティングデバイスとしてマウスやトラックボールなどが一般的に用いられている。また、最近になって、パッド，タッチパッド或いはトラックパッドなどの名称で呼ばれるポインティングデバイスも用いられてきている。パッドは、携帯型のノート型パーソナルコンピュータに埋め込まれ、デスクトップ型のコンピュータに外付けされた形態で使用され、マウスのように機器自体を移動させる必要がないことから、卓上などの限られたスペースであっても支障なく操作できるという特徴を有している。
【０００３】
このタッチパッドを使用して、画面上でカーソル（或いは、ポインタとも呼ばれる）を移動させるには、パッドに設けられた数センチ角の平板な操作面に指を置き、そのまま指を滑らせるだけで良い。タッチパッドにはマウスなどと同様に左ボタンと右ボタンが設けられているが、これに加えて、操作面を指で軽く叩くことによって、左ボタンをクリックしたのと同様に、画面に表示された物体の選択，移動など様々な操作が実現できる。
【０００４】
こうした操作を、特に「タップ」或いは「タッピング」と呼んでいる。また、このタッピングによって、上述したクリックの他に、左ボタンのクリックを２回連続して行う左ボタンダブルクリック（アプリケーションプログラムの起動などに用いる操作），ドラッグ（画面上の物体にカーソルを合わせて左ボタンを押しながら動かすことで、当該物体を所望の場所まで移動させる操作）といった操作が指一本で可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、タッチパッドは、その操作面を指で操作することにより、マウスを用いたカーソル移動操作や左ボタンのクリック操作と同等の機能を果たす。このパッドは、開口部の下面に取り付け、開口部を通して指などで表面を触れることでその座標位置情報をパーソナルコンピュータあるいはノート型パーソナルコンピュータへ出力する。
【０００６】
座標情報解析部は、タッチパッドから入力された座標位置情報を表示装置における座標値に変換する。すなわち、座標情報解析部は、入力側座標系から表示側座標系への座標系変換操作を行う。ここで、入力側座標系は、入力される２次元平面の座標位置情報における最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）と最小座標値（Ｘmin、Ｙmin）とで定義される。
【０００７】
しかしながら、前記従来の最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）と最小座標値（Ｘmin、Ｙmin）とは、タッチパッドを開口部に取り付ける位置によって製品毎に値が異なる欠点がある。すなわち、図６に示すように、製品Ａの開口部Ｋの取り付け位置に対して、製品Ｂの開口部Ｋに対する取り付け位置は、たとえば、横方向（Ｘ軸方向）に「ΔＸ」ずれる。図６（ａ）は、タッチパッドＴにケースＰの開口部Ｋを重ね合わせた平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の線Ｓ−Ｓ’における線視断面図である。
【０００８】
また、同様にして、タッチパッドＴの取り付け位置は、開口部にたいして縦方向（Ｙ軸方向）に「ΔＹ」ずれることもある。さらに、タッチパッドＴの取り付け位置は、開口部に対して横方向（Ｘ軸方向）に「ΔＸ」及び縦方向（Ｙ軸方向）に「ΔＹ」ずれることもある。これにより、場合によっては、最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）と最小座標値（Ｘmin、Ｙmin）とで規定される有効エリアが十分に座標入力に活用できなくなる。
【０００９】
このように、タッチパッドＴの取り付け位置は、製品毎に微妙にずれており、どの方向にどの程度ずれたかは出来上がってから検査するまで不明である。したがって、入力座標系は取り付け位置により異なるため、取り付ける製品毎に対して個々に設定するか、あるいはずれを予想して有効エリアを少し小さめに設定する既定位置による取り付けのみに限定せざるを得なかった。
【００１０】
本願発明はこのような背景の下になされたもので、入力座標系が製品毎にずれていても、この入力座標系のずれを開口部に対して補正する座標入力装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、座標入力装置において、筐体面に形成された窓から表面が露出されるようにこの筐体に取り付けられ、座標検出できる領域が前記露出される領域より広く、前記露出領域内で座標指示体による座標検出の有効な操作面領域が可変され、前記操作面上において前記座標指示体が指し示す位置を２次元座標の座標データとして出力する座標検出手段と、前記操作面において前記座標指示体による座標入力が行われる座標入力範囲を示す２次元座標の範囲座標データを記憶する記憶部と、前記座標指示体により入力される前記座標データに応じて範囲座標データを変更するデータ解析部と、前記範囲座標データに基づき、前記座標データを画像表示装置の表示画面の座標に対応する表示座標データに変換するデータ補正部と、前記表示座標データを前記画像表示装置の表示画面に表示する表示制御装置とを具備し、前記２次元座標の範囲座標データが前記露出される領域に入る値に初期設定されており、前記操作面での前記座標指示体によるタップ操作または移動操作に伴い、前記座標入力範囲を前記窓の内側の露出領域内に収束させることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の座標入力装置において、前記範囲座標データが矩形状の前記座標入力範囲の最小座標データと最大座標データとで構成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の座標入力装置において、前記データ解析部が前記座標データが前記最小データより小さい場合、この座標データを前記範囲座標データと置き換え、前記座標データが前記最大データより大きい場合、この座標データを前記範囲座標データと置き換えることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の座標入力装置において、前記座標入力範囲が前記窓の枠の内側に設定されることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１に記載の座標入力装置において、前記座標検出手段から出力されるタップ成分及び移動成分の情報により、前記座標指示体が操作面から離れたか否かを検出し、離れたことを検出した場合、座標の補正を行う処理を前記データ解析部に行わせるデータ処理部をさらに具備していることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は本実施形態による座標入力装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この座標入力装置は大きく分けて座標検出機器ＰＤと座標出力機器ＰＣの２つの機器から構成される。座標検出機器ＰＤは例えば上述したタッチパッドであり、座標出力機器ＰＣは例えばタッチパッドが接続されたパーソナルコンピュータである。
【００１６】
まず初めに、座標検出機器ＰＤの各構成要素を説明するが、その前に座標検出機器ＰＤの機械的構成を簡単に説明しておく。図２は座標検出機器ＰＤの外観を示す平面図であって、左ボタンＬＢ及び右ボタンＲＢはそれぞれマウスの左ボタン及び右ボタンに対応しており、その機能もマウスの各ボタンと同じである。また、開口部Ｋ内の符号ＳＦで示される矩形の領域は、座標指示体（ユーザの指）Ｍにより操作される操作面を表わしている。以下の説明において座標指示体が指であるとして説明している。
【００１７】
さて、図１に示すセンサ基板（タッチパッド）１は、複数の横配線走査線（図２のＸ軸方向）と縦配線走査線（図２のＹ軸方向）がマトリクス状に形成されており、指が操作面ＳＦに接触することで各走査線を流れる電流値が変化するように構成される。さらに詳しく言えば、本実施形態による座標検出機器ＰＤは、静電容量式のタブレットと呼ばれる方式を採用しており、静電フィルムの表面と裏面にそれぞれマトリックス状の電極が設けられ、静電フィルムの一端からパルスを与えて電界を形成させてある。
【００１８】
こうすると、指Ｍが操作面ＳＦを介して静電フィルムに触れることで接触部分の静電容量が減るので、この静電容量の変化を電流値の変化に変換して指Ｍの接触部分の位置が検知される。すなわち、接触部分の座標位置が横方向走査線と縦方向走査線との交点により指定されることになる。また、指Ｍが接触された後に離されたことを検出すれば、上述したタッピングの操作が検出できることになる。さらには、接触部分の位置の変化を算出することで、指Ｍを操作面ＳＦ上で滑らせる操作も検出することができる。
なお、パッドは静電容量式でなくとも良く、例えば感圧式などの方式を採用したものであっても良い。
【００１９】
次に、横方向走査部２は、センサ基板１の横方向の走査を行う回路であって、多数の信号出力がセンサ基板１の横方向走査線に接続される。
縦方向走査部３は、センサ基板１の縦方向の走査を行う回路であって、多数の信号入力がセンサ基板１の縦方向走査線に接続され、指Ｍの走査状態を表わすシリアル検出信号を発生させる。
【００２０】
このシリアル検出信号は、指Ｍをセンサ基板１の操作面ＳＦにタッピングさせた際に生じるタップ成分と、操作面ＳＦ上で指Ｍを滑らせた際に生じるスライド成分を含む。ここで、タップ成分には操作面ＳＦに指Ｍが接触している位置を示すアドレス成分が含まれており、スライド成分には操作面ＳＦ上を、指Ｍがどの位置からどの位置まで滑ったのかを表わすアドレス成分が含まれている。
【００２１】
制御駆動部４は、走査駆動信号を横方向走査部２及び縦方向走査部３にそれぞれ供給することで、これら横方向走査部２及び縦方向走査部３を駆動する。すなわち、制御駆動部４は、駆動信号を出力することにより、横方向操作部２と縦方向操作部３とを操作駆動する。これにより、センサ基板１の各走査線に操作信号が供給され、ユーザが指Ｍによりセンサ基板１の所望の場所に触れると、指Ｍの動きに対応したシリアル検出信号が縦方向操作部３からＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部５へ出力される。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換部５は、縦方向走査部３から入力されるアナログ信号であるシリアル検出信号をデジタル信号に変換する。また、Ａ／Ｄ変換部５は、デジタル信号に変換されたシリアル検出信号をタップ／スライド成分抽出部６へ出力する。
タップ／スライド成分抽出部６は、Ａ／Ｄ変換部５から入力されるデジタル信号に変換されたシリアル検出信号の中から、上述したタップ成分及びスライド成分を抽出したのち、これらを分離して３次元の座標値へ変換し、これをタップ成分及びスライド成分と一緒にデータ処理部７へ出力する。
【００２３】
データ処理部７は、タップ／スライド成分抽出部６から送られる３次元の座標値に基づいて、タッピングが実行されたか否かを判断するとともに、スライド成分からノイズを除去し、Ｘ軸／Ｙ軸から構成される操作面ＳＦの２次元座標における指Ｍの位置の変化を、滑らかな直線或いは曲線に補正する。また、データ処理部７は、補正されたＸ軸／Ｙ軸から構成される操作面ＳＦの２次元座標における指Ｍの位置の変化を示す情報をインターフェース部８へ出力する。
【００２４】
インターフェース部８は、座標出力機器ＰＣとの間の間でデータの授受を行うための回路である。また、インターフェース部８は、データ処理部７から送られた情報に基づいて、操作面ＳＦの２次元座標上の絶対座標（Ｘ，Ｙ）毎に、タップオン／オフの情報，左ボタンＬＢ及び右ボタンＲＢに関するそれぞれのオン／オフ情報を付加して、タップ成分及びスライド成分と一緒に出力ポート９へ送出する。
【００２５】
次に、座標出力機器ＰＣの各構成要素を説明する。
まず、インターフェース部１０は座標検出機器ＰＤとの間でデータの授受を行うための回路であって、入力ポート１１を介して上述したそれぞれの情報を受け取る。なお、座標出力機器ＰＣがパーソナルコンピュータであれば、インターフェース部１０は周知のシリアルポート又はマウスポートに相当する。
【００２６】
データ処理部１２は、座標検出機器ＰＤ側から送られる情報をインターフェース部１０から取り込んで処理を行い、タッピングが実行されたか否かを判断するとともに、操作面ＳＦ上の特定領域の範囲内で指Ｍを滑らせているかなどの判別処理を行い、この判別結果および絶対座標（Ｘ，Ｙ）をデータ解析部１３へ出力する。
【００２７】
データ解析部１３は、入力される絶対座標（Ｘ，Ｙ）があらかじめ設定されている操作面ＳＦにおける有効エリアを示す最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）と最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）とに対して、大きい値かまたは小さい値かの判別を行う。ここで、図４に示すように、有効エリアＦは、ケースＰの開口部Ｋ内（物理的有効エリア）に十分入るように最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）と最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）との初期値を設定しておく。
【００２８】
また、データ解析部１３は、センサ基板１がユーザの指Ｍの操作により出力した絶対座標（Ｘ，Ｙ）が初期値で規定した有効エリアの外部に位置する場合、初期設定されている有効エリアの座標を修正する。すなわち、データ解析部１３は、入力される絶対座標（Ｘ，Ｙ）が設定されている最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）より大きかった場合、最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）を絶対座標（Ｘ，Ｙ）の値と置き換える。また、データ解析部１３は、入力される絶対座標（Ｘ，Ｙ）が設定されている最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）より小さかった場合、最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）を絶対座標（Ｘ，Ｙ）の値と置き換える。
【００２９】
制御部１５は、データ解析部１３を制御し、置き換えられた最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）、最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）および絶対座標（Ｘ，Ｙ）の値をデータ補正部１４へ転送させる。データ補正部１４は、入力される置き換えられた最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）、最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）に基づき、同様に入力される絶対座標（Ｘ，Ｙ）を表示部１６に表示させる表示側座標に変換する。
【００３０】
すなわち、データ補正部１４は、最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）、最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）に基づき、入力側座標系における絶対座標（Ｘ，Ｙ）を、表示側座標系における最小座標値および最大座標値に対応する絶対座標（Ｘ’，Ｙ’）に変換する。さらに、データ補正部１４は、変換された表示側の絶対座標（Ｘ’，Ｙ’）を制御部１５へ出力する。
【００３１】
前記説明における入力側座標系における絶対座標（Ｘ，Ｙ）から表示側座標系における最小座標値および最大座標値に対応する絶対座標（Ｘ’，Ｙ’）に変換する処理内容について説明する。
図３に示す入力側座標系Ｚから表示側座標系Ｚ’への変換Ｆを
Ｆ（Ｚ）＝Ｚ’
と表す。図３は、入力側座標系Ｚから表示側座標系Ｚ’への変換Ｆを説明する概念図である。
【００３２】
この変換Ｆは、２次元空間上の拡大または縮小変換が行われ、以下に示す式を満足する。
（Ｘ’，Ｙ’）＝ａ＊（Ｘ，Ｙ）＋ｂ
ここで用いられる係数ａおよび係数ｂを求めるためには、入力側座標系Ｚおよび表示側座標系Ｚ’の両座標系上の対応する点同士の対応関係が求められれば良い。
【００３３】
このため、前記対応関係は、入力側座標系Ｚおよび表示側座標系Ｚ’の両座標系の最小座標値および最大座標値を与えることにより求められる。従って、データ補正部１４は、入力側座標系Ｚの最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）および最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）を本発明の処理により求め、また表示側座標系Ｚ’の最小座標値（Ｘmin’，Ｙmin’）および最大座標値（Ｘmax’，Ｙmax’）を表示部１６（ディスプレイ機器、グラフィックウインドウ等）から求める。
【００３４】
制御部１５は、表示部１６の表示画面上に、データ補正部１４から入力される絶対座標（Ｘ’，Ｙ’）の指し示す位置にウィンドウを移動させたり、またカーソルを移動させたりする画像表示を行う。表示部１６は、例えばパーソナルコンピュータのディスプレイ装置である。ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１７には制御部１５の動作プログラム，上述した絶対座標（Ｘ，Ｙ）のフォーマットで規定された操作面ＳＦの初期設定される有効エリアを示す最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）、最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）が格納されている。
【００３５】
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１８は、制御部１５が様々な処理を行う際に、データを一時的に蓄えるための記憶回路である。また、制御部１５は、座標出力機器ＰＣ起動時にＲＯＭ１７から最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）および最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）を読み出し、ＲＡＭ１８の所定の領域に書き込む。
【００３６】
さらに、データ解析部１３は、入力される絶対座標（Ｘ，Ｙ）の値と、ＲＡＭ１８の所定の領域に記憶されている最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）および最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）とを比較し、絶対座標（Ｘ，Ｙ）の値が最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）および最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）の示す領域外にあるとき、最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）または最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）を絶対座標（Ｘ，Ｙ）の値に更新する。
【００３７】
次に、図１、図４および図５を参照して、上述した座標入力装置の動作を説明する。図４は、座標入力装置の動作を説明する概念図である。図の下部には座標入力装置の平面視における概念図（Ｘ、Ｙ軸に対応）が示されており、図の上部にはこの概念図の平面に垂直な面における断面形状が示されている。図５は、座標入力装置の動作を示すフローチャートである。
まず、制御部１５は、座標出力機器ＰＣの起動時に操作面ＳＦ上の有効エリアの初期設定の値として、ＲＯＭ１７から最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）および最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）を読み出し、この最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）および最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）をＲＡＭ１８に書き込む。ここで、最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）は、図４の点Ｇ１の座標を示しており、最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）は、点Ｇ２の座標を示している。
【００３８】
そして、図２に示すように、ユーザが操作面ＳＦにおける点Ｇ３を指Ｍで触れたとする。座標検出機器ＰＤにおいては、制御駆動部４から出力される駆動信号により、横方向走査部２と縦方向走査部３とが走査駆動される。
【００３９】
そして、図１のセンサ基板１の各走査線に走査信号が供給されているときに、ユーザがセンサ基板１（操作面ＳＦ）上の所望の個所を指Ｍにより操作すると、指Ｍの操作状態に対応したシリアル検出信号が縦方向走査部３から出力される。このシリアル検出信号は、Ａ／Ｄ変換部５においてデジタル信号へ変換され、タップ／スライド成分抽出部６でタップ成分とスライド成分とが抽出される。
【００４０】
データ処理部７は、タップ成分をそのままインターフェース部８へ送出するとともに、スライド成分に対してノイズ除去の補正を行ったのちにインターフェース部８へ送出する。インターフェース部８は、タップオン／オフの情報とボタンのオン／オフの情報を生成し、これらの情報をデータ処理部７から送られたデータに付加し、出カポート９に供給して座標出力機器ＰＣへ送出する。すると、座標出力機器ＰＣでは、入カポート１１に供給された情報が、インターフェース部１０を介してデータ処理部１２に供給される。
【００４１】
これをもって、座標出力機器ＰＣにおける座標検出機器ＰＤからのデータ取り込み処理か完了する。このとき、データ処理部１２は、座標検出機器ＰＤ側から送られてくるタップオン／オフの情報により、タッピングが行われたことを検出する。これにより、制御部１５は、座標検出機器ＰＤにイベントが発生したことを検知し、図５のフローチャートに従った処理を開始する。
【００４２】
ステップＳ１において、データ処理部１２は、インターフェース部８およびインターフェース部１０を介して、インターフェース８が出力するセンサ基板１における点Ｇ３の２次元座標系の絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値が入力される。そして、データ処理部１２は、絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値をデータ解析部１３へ出力する。
【００４３】
次に、ステップＳ２において、データ解析部１３は、入力された絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値をＲＡＭ１８に記憶される最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）と比較する。すなわち、データ解析部１３は、絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値における「Ｘ3」が最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）における「Ｘmax」より大きいかまたは小さいかの判定を行う。
【００４４】
また、データ解析部１３は、絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値における「Ｙ3」が最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）における「Ｙmax」より大きいかまたは小さいかの判定を行う。このとき、点Ｇ３の絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）は、点Ｇ２の最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）より、Ｘ座標及びＹ座標とも大きくない。そのため、データ解析部１３は、処置をステップＳ３へ進める。
【００４５】
次に、ステップＳ３において、データ解析部１３は、入力された絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値をＲＡＭ１８に記憶される最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）と比較する。すなわち、データ解析部１３は、絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値における「Ｘ3」が最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）における「Ｘmin」より大きいかまたは小さいかの判定を行う。
【００４６】
また、データ解析部１３は、絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値における「Ｙ3」が最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）における「Ｙmax」より大きいかまたは小さいかの判定を行う。このとき、点Ｇ３の絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）は、点Ｇ２の最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）より、Ｘ座標及びＹ座標とも小さい。これにより、データ解析部１３は、処理をステップＳ４へ進める。
【００４７】
次に、ステップＳ４において、データ解析部１３は、「Xmin」の値を「Ｘ3」に更新し、「Ｙmin」の値を「Ｙ3」に更新する。この結果、図４に示すように、操作面ＳＦにおける有効エリアは、ＲＡＭ１８に記憶されている最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）が点Ｇ３の絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値に置き換わったため、有効エリアＱ１から有効エリアＱ２に変更される。そして、処理はステップＳ５へ進められる。
【００４８】
また、ステップＳ４において、絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値が最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）より大きかった場合、絶対座標（Ｘ3，Ｙ3）の値が有効エリアＱ１内にあることになるので、データ解析部１３は、ＲＡＭ１８に記憶されている最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）のデータの変更を行わない。そして、処理はステップＳ５へ進められる。
【００４９】
次に、ステップＳ５において、データ補正部１４は、ＲＡＭ１８に記憶されている最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）および最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）と、表示部１６の表示画面における表示有効エリアとに基づき、絶対座標（Ｘ3、Ｙ3）の値を表示部１６の表示画面上の表示座標（Ｘ3’、Ｙ3’）に変換する。
【００５０】
すなわち、操作面ＳＦの有効エリアが表示部１６の表示画面に比較して小さいため、データ補正部１４は、操作面ＳＦにおける有効エリアと、表示部１６の表示画面における表示有効エリアとのＸ軸方向およびＹ軸方向における比に対応して、絶対座標（Ｘ3、Ｙ3）の値を表示座標（Ｘ3’、Ｙ3’）の値に補正する。この結果、データ補正部１４は、補正された表示座標（Ｘ3’、Ｙ3’）の値を制御部１５へ出力する。そして、処理はステップＳ６へ進められる。
【００５１】
次に、ステップＳ６において、たとえば、制御部１５は、入力される表示座標（Ｘ3’、Ｙ3’）の値に基づき表示部１６の表示画面の座標（Ｘ3’、Ｙ3’）にカーソルを表示させる。そして、座標出力機器ＰＣは、座標検出機器ＰＤから次のイベントが発生するまで図５に示すフローチャートの起動を行わない。
【００５２】
次に、ユーザが指Ｍを図４に示す点Ｇ５に触れ、この触れた指Ｍを操作面ＳＦから離さずに点Ｇ４へ移動させて、点Ｇ４において指Ｍを離したとする。
このとき、データ処理部１２は、座標検出機器ＰＤ側から送られてくる情報により、タッピングが行われたことを検出する。
【００５３】
しかしながら、データ処理部１２は、座標検出機器ＰＤ側から入力されるスライド成分の情報から、ユーザの指Ｍが点Ｇ５から点Ｇ４まで操作面から離れずに移動することを検出する。従って、このユーザの指Ｍが点Ｇ５から点Ｇ４までの移動中、データ解析部１３は、タッピングが行われていることを示すイベントが発生しているものの図５に示すフローチャートに示す処理を行わない。
【００５４】
そして、ユーザの指Ｍの移動が点Ｇ４において停止したとき、データ処理部１２は、座標検出機器ＰＤ側から入力されるスライド成分の情報から、ユーザの指Ｍが点Ｇ４において停止したことを検出する。これにより、制御部１５は、座標検出機器ＰＤにイベントが発生し、指Ｍが停止したことにより、図５のフローチャートに従った処理を開始する。
【００５５】
ステップＳ１において、データ処理部１２には、インターフェース部８およびインターフェース部１０を介して、データ処理部７から出力されるセンサ基板１における点Ｇ４の絶対座標（Ｘ4，Ｙ4）の値が入力される。そして、データ処理部１２は、絶対座標（Ｘ4，Ｙ4）の値をデータ解析部１３へ出力する。
【００５６】
次に、ステップＳ２において、データ解析部１３は、入力された絶対座標（Ｘ4，Ｙ4）の値をＲＡＭ１８に記憶される最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）と比較する。すなわち、データ解析部１３は、絶対座標（Ｘ4，Ｙ4）の値における「Ｘ4」が最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）における「Ｘmax」より大きいかまたは小さいかの判定を行う。
【００５７】
また、データ解析部１３は、絶対座標（Ｘ4，Ｙ4）の値における「Ｙ4」が最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）における「Ｙmax」より大きいかまたは小さいかの判定を行う。このとき、点Ｇ４の絶対座標（Ｘ4，Ｙ4）は、点Ｇ２の最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）より、Ｘ座標及びＹ座標とも大きい。そのため、データ解析部１３は、処置をステップＳ７へ進める。
【００５８】
次に、ステップＳ７において、データ解析部１３は、「Ｘmax」の値を「Ｘ4」に更新し、「Ｙmax」の値を「Ｙ4」に更新する。この結果、図４に示すように、操作面ＳＦにおける有効エリアは、ＲＡＭ１８に記憶されている最小座標値（Ｘmax，Ｙmax）が点Ｇ４の絶対座標（Ｘ4，Ｙ4）の値に置き換わったため、有効エリアＱ２から有効エリアＱ３に変更される。これにより、有効エリアは、図４に示す有効エリアＱ３となり、開口部Ｋの内周まで広げられる。
そして、処理はステップＳ５へ進められる。
【００５９】
次に、ステップＳ５において、データ補正部１４は、ＲＡＭ１８に記憶されている最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）および最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）と、表示部１６の表示画面における表示有効エリアとに基づき、絶対座標（Ｘ4、Ｙ4）の値を表示部１６の表示画面上の表示座標（Ｘ4’、Ｙ4’）に変換する。
【００６０】
すなわち、操作面ＳＦの有効エリアが表示部１６の表示画面に比較して小さいため、データ補正部１４は、操作面ＳＦにおける有効エリアと、表示部１６の表示画面における表示有効エリアとのＸ軸方向およびＹ軸方向における比に対応して、絶対座標（Ｘ4、Ｙ4）の値を表示座標（Ｘ4’、Ｙ4’）の値に補正する。この結果、データ補正部１４は、補正された表示座標（Ｘ4’、Ｙ4’）の値を制御部１５へ出力する。そして、処理はステップＳ６へ進められる。
【００６１】
次に、ステップＳ６において、たとえば、制御部１５は、入力される表示座標（Ｘ4’、Ｙ4’）の値に基づき表示部１６の表示画面の座標（Ｘ4’、Ｙ4’）にカーソルを表示させる。そして、座標出力機器ＰＣは、座標検出機器ＰＤから次のイベントが発生するまで図５に示すフローチャートの起動を行わない。
【００６２】
また、ＲＡＭ１８に記憶されている更新された最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）および最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）を記憶保持させる設定を行うことで、次に座標入力装置を再起動した時点で、有効エリアは補正された有効エリアＱ３の範囲となっている。さらに、ＲＡＭ１８に記憶されている更新された最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）および最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）を記憶保持させない設定を行うことで、次に座標入力装置を再起動した時点で、有効エリアは有効エリアＱ１の初期設定の範囲となっている。
【００６３】
上述したように、一実施形態による座標入力装置は、ユーザの指Ｍの指し示す絶対座標（Ｘ、Ｙ）の値により、有効エリアを規定する最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）および最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）の値を書き換えるため、予め設定された有効エリアＱ１から、開口部Ｋの内周まで広げられる。
【００６４】
従って、最大座標値（Ｘmax，Ｙmax）および最小座標値（Ｘmin，Ｙmin）を開口部Ｋの内周より有効エリアＱ１を十分小さくなる値として初期設定することで、製品毎のセンサ基板１と開口部Ｋとの取り付け位置がずれたとしても、ユーザが指Ｍで操作面ＳＦを操作していると、開口部Ｋの内周内の操作面ＳＦが有効エリアＱ３に収束し、製品毎の有効エリアのずれは解消される。
【００６５】
また、座標検出機器（パッド、タッチパッド等）ＰＤをディスクトップ型のパーソナルコンピュータの座標入力に用いる外部装置として記述したが、ノート型パーソナルコンピュータに内蔵される座標検出機器として用いることも可能である。
さらに、座標検出機器ＰＤが座標出力機器ＰＣの表示部１６を除いた機能部分を取り込み、座標入力装置を構成することも可能である。すなわち、ユーザの指Ｍのタッピングを検出して、その時点において更新された有効エリアに対応させ、ユーザの指Ｍの触れている絶対座標（Ｘ，Ｙ）の値をパーソナルコンピュータにおいて表示画面に表示する表示座標（Ｘ’，Ｙ’）に変更できる状態に補正して、パーソナルコンピュータへ出力する。これにより、パーソナルコンピュータは、予め設定された比率により絶対座標（Ｘ，Ｙ）の値を表示座標（Ｘ’，Ｙ’）の値に変更して、表示部の表示画面に画像表示させることになる。
【００６６】
加えて、タッチパッド操作面ＳＦの開口部Ｋの大きさが異なる種類の製品においても、操作面における有効エリアのキャリブレーションが可能なので、同一のセンサ基板１を他種類の座標入力装置に用いることができる。すなわち、センサ基板１における初期設定の有効エリアを最も小さい開口部を有する座標入力装置に合わせ、図４に示すように初期設定する有効エリアをこの座標入力装置の開口部より十分小さく設定することにより、同一のセンサ基板を前期座標入力装置より開口部の大きな座標入力装置に対して特別な処理を行わずに使用することが可能となる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、筐体面に形成された窓から表面が露出されるようにこの筐体に取り付けられた、所定の大きさの座標指示体により操作される操作面が設けられ、前記操作面上において前記座標指示体が指し示す位置を２次元座標の座標データとして出力する座標検出手段と、前記操作面において前期座標指示体による座標入力が行われる座標入力範囲を示す２次元座標の範囲座標データを記憶する記憶部と、前期座標指示体により入力される前期座標データに応じて前期範囲座標データを変更するデータ解析部と、前記範囲座標データに基づき、前記座標データを画像表示装置の表示画面の座標に対応する表示座標データに変換するデータ補正部と、前期表示座標データを前期画像表示装置の表示画面に表示する表示制御装置とを具備するため、前期座標指示体指し示す座標データにより、前期座標入力範囲を規定する前期範囲座標データを書き換えるため、全ての座標入力装置の前期座標入力範囲を常に前期窓から露出する操作面に合わせることが可能となり、座標入力装置毎の操作面における前期座標入力範囲のずれを解消できる。
【００６８】
請求項２記載の発明によれば、前期範囲座標データが矩形状の前期座標入力範囲の最小座標データと最大座標データとで構成されるため、最大座標データおよび最小座標データの２点で矩形状の前期座標入力範囲を規定できる。
【００６９】
請求項３記載の発明によれば、前期データ解析部が前記座標データが前記最座標小データより小さい場合、この座標データを前記範囲座標データと置き換え、前記座標データが前期最座標大データより大きい場合、この座標データを前記範囲座標データと置き換えるため、全ての座標入力装置の前期座標入力範囲を常に前期窓から露出する操作面に合わせることが可能となり、座標入力装置毎の操作面における前期座標入力範囲のずれを解消できる。
【００７０】
請求項４記載の発明によれば、前期座標入力範囲が前期窓の枠の内側に設定されるため、予め設定された前期座標入力範囲から、前期窓の枠の内周まで広げられるので、座標入力装置の前期筐体面にある前期窓と、前期操作面の取り付けがずれたとしても、ユーザが前期座標指示体により前期操作面を操作していると、前期座標入力範囲が前期窓の内側の前期操作面に収束し、座標入力装置毎の前期座標入力範囲のばらつきは解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による座標入力装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態による座標検出機器ＰＤの外観を示す平面図である。
【図３】同実施形態による座標入力装置における座標変換の処理を説明する概念図である。
【図４】同実施形態による座標入力装置の入力動作を説明する概念図である。
【図５】同実施形態における座標入力装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】従来例による座標入力装置の問題を説明する座標入力装置の構成図である。
【符号の説明】
１…センサ基板、２…横方向走査部、３…縦方向走査部、４…制御駆動部、５…Ａ／Ｄ変換部、６…タップ／スライド成分抽出部、７…データ処理部、８，１０…インターフェース部、９…出力ポート、１１…入力ポート、１２…データ処理部、１３…データ解析部、１４…データ補正部、１５…制御部、１６…表示部、１７…ＲＯＭ、１８…ＲＡＭ、Ｋ…開口部、Ｍ…指、ＬＢ…左ボタン、ＰＣ…座標出力機器、ＰＤ…座標検出機器、ＲＢ…右ボタン、ＳＦ…操作面

Claims

筐体面に形成された窓から表面が露出されるようにこの筐体に取り付けられ、座標検出できる領域が前記露出される領域より広く、前記露出領域内で座標指示体による座標検出の有効な操作面領域（座標入力範囲）が可変され、前記操作面上において前記座標指示体が指し示す位置を２次元座標の座標データとして出力する座標検出手段と、
前記操作面において前記座標指示体による座標入力が行われる座標入力範囲を示す２次元座標の範囲座標データを記憶する記憶部と、
前記座標指示体により入力される前記座標入力範囲外の前記座標データに応じて範囲座標データを変更するデータ解析部と、
前記範囲座標データに基づき、前記座標データを画像表示装置の表示画面の座標に対応する表示座標データに変換するデータ補正部と、
前記表示座標データを前記画像表示装置の表示画面に表示する表示制御装置と
を具備し、
前記２次元座標の範囲座標データが前記露出される領域に十分入る値に初期設定されており、ユーザの前記操作面での前記座標指示体によるタップ操作または移動操作により、前記データ解析部は前記座標指示体により入力される前記座標入力範囲外の前記座標データに応じて範囲座標データを変更し、ユーザが前記操作面での前記座標指示体によるタップ操作または移動操作をしていると、前記座標入力範囲が前記窓の内側の露出領域内に収束されることを特徴とする座標入力装置。
前記範囲座標データが矩形状の前記座標入力範囲の最小座標データと最大座標データとで構成されることを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
前記データ解析部が前記座標データが前記最小データより小さい場合、この座標データを前記範囲座標データと置き換え、前記座標データが前記最大データより大きい場合、この座標データを前記範囲座標データと置き換えることを特徴とする請求項２記載の座標入力装置。
前記座標入力範囲が前記窓の枠の内側に設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の座標入力装置。
前記座標検出手段から出力されるタップ成分及び移動成分の情報により、前記座標指示体が操作面から離れたか否かを検出し、離れたことを検出した場合、範囲座標データの変更を行う処理を前記データ解析部に行わせるデータ処理部をさらに具備していることを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。