JP2013508876A

JP2013508876A - 入力装置及びその装置の接触位置検出方法

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Publication number: JP2013508876A
Application number: JP2012536651A
Authority: JP
Inventors: シャオリン・ウ; バン−ウォン・イ; セ−エウン・ジャン; チョル−ヨン・ジュン
Original assignee: エーティーラブ・インコーポレーテッド
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2013-03-07
Also published as: US20120200530A1; TWI439894B; TW201120707A; CN102597927A; KR101190276B1; WO2011052914A3; KR20110046129A; WO2011052914A2

Abstract

本発明は入力装置及びその装置の接触位置検出方法を公開する。
この装置は、接触位置に応じて互いに異なる複数個の測定値を発生させ、該複数個の測定値を出力するタッチパネル部と、前記測定値を入力し、閾値を用いて前記複数個の測定値から少なくとも１つ以上のクラスタを含むクラスタリングされた測定値を出力するクラスタリング部と、前記クラスタリングされた測定値を入力し、加重値平均を用いて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力する中心点計算部を備えることを特徴とする。

Description

本発明は、入力装置に関し、特にタッチパネルを備えた入力装置において、接触位置をより精密に検出することができる入力装置及びその装置の接触位置検出方法に関する。

パソコン、携帯用送信装置、その他の情報処理装置などは、入力装置を用いて多様な機能を実行する。最近、このような入力装置としてタッチパネルを備えた入力装置が多く使用されている。

一般的に、タッチパネルは、ＣＲＴ、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＥＬ（electroluminescence）などのようなディスプレイ装置の表面に設けられて接触による接触位置を検出することができる装置であって、ＩＴＯ（インジウム−錫の複合酸化物）フィルムを用いて製造することができる。

このようなタッチパネルを備えた入力装置は、使用者がタッチパネル上の特定位置に接触物体（例えば、指やスタイラスペンなど）を接触して多様な情報を画面上に表現するか、または前記入力装置を備えた機器が多様な機能を実行することができるように構成することができる。ところで、前記入力装置が小型化されるとか、前記入力装置を備えた機器がより多様な機能を実行することができるように構成するためには、アイコンなどの接触物体が接触されるべき面積がより小さくなる。したがって、このような場合には、接触物体の接触位置をより精密に測定しなければならない。

本発明の目的は、より精密に接触位置を検出することができる入力装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記目的を達成するための入力装置の接触位置検出方法を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明の入力装置は、接触位置に応じて互いに異なる複数個の測定値が発生され、前記複数個の測定値を出力するタッチパネル部と、前記測定値を入力し、閾値を用いて前記複数個の測定値から少なくとも１つ以上のクラスタを含むクラスタリングされた測定値を出力するクラスタリング部と、前記クラスタリングされた測定値を入力し、加重値平均を用いて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力する中心点計算部と、を備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の前記クラスタは、前記測定値のうちの前記閾値より大きい値を有する前記測定値で構成されることを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の前記クラスタリング部は、前記測定値を入力して前記測定値の極大値の数を検出し、前記測定値から前記極大値の数と同一数のクラスタを含む前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の前記タッチパネル部は、複数個のタッチパターンを備えるタッチパターン部と、前記複数個のタッチパターンのうちの少なくとも１つ以上のタッチパターンに入力信号を出力し、前記複数個のタッチパターンのうちの少なくとも１つ以上のタッチパターンを介して発生した出力信号を入力して前記複数個の測定値を計算する測定部と、を備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第１の実施形態の前記タッチパターン部は、第１方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、前記第１方向と直交する第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、を備え、前記複数個の第１タッチパターンのそれぞれは、前記第２方向に配置された複数個の第１タッチパッドと、前記複数個の第１タッチパッドのそれぞれを接続する第１接続パッドと、を備え、前記複数個の第２タッチパターンのそれぞれは、前記第１方向に配置された複数個の第２タッチパッドと、前記複数個の第２タッチパッドのそれぞれを接続する第２接続パッドと、を備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第１の実施形態の前記測定部は、前記第１タッチパターンのそれぞれに第１基準パルスを前記入力信号として印加し、前記第１タッチパターンのそれぞれを介して発生される第１遅延パルスを前記出力信号として入力し、前記第１遅延パルスのそれぞれと前記第１基準パルスとの遅延時間差を測定して第１測定値を計算し、前記第２タッチパターンのそれぞれに第２基準パルスを前記入力信号として印加し、前記第２タッチパターンのそれぞれを介して発生される第２遅延パルスを前記出力信号として入力し、前記第２遅延パルスのそれぞれと前記第２基準パルスとの遅延時間差を測定して第２測定値を計算し、前記第１測定値及び前記第２測定値を前記測定値として出力することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第１の実施形態の前記クラスタリング部は、前記第１測定値のうちの第１閾値より大きい値を有する少なくとも１つの第１クラスタを含むクラスタリングされた第１測定値及び前記第２測定値のうちの第２閾値より大きい値を有する少なくとも１つの第２クラスタを含むクラスタリングされた第２測定値を前記クラスタリングされた測定値として出力することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第１の実施形態の前記中心点計算部は、前記第１クラスタのそれぞれに対して加重値平均を用いて第１方向の座標を計算し、前記第２クラスタのそれぞれに対して加重値平均を用いて第２方向の座標を計算し、前記第１方向の座標及び前記第２方向の座標を組み合わせて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第２の実施形態の前記タッチパターン部は、第１方向に伸張され、前記第１方向の一側が前記測定部と接続され、第２方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、前記第１方向に伸張され、前記第１方向の他側が前記測定部と接続され、前記第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、を備え、前記複数個の第１タッチパターンのそれぞれは前記第１方向の前記他側に行くほど接触面積が減少し、前記複数個の第２タッチパターンのそれぞれは前記第１方向の前記一側に行くほど接触面積が減少することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第２の実施形態の前記測定部は、前記第１タッチパターンのそれぞれに対して、前記第１方向の前記一側に第１基準パルスを前記入力信号として印加し、前記第１方向の前記一側から発生された第１遅延パルスを前記出力信号として入力し、前記第１基準パルスと前記第１遅延パルスとの遅延時間差を測定して第１測定値を計算し、前記第２タッチパターンのそれぞれに対して、前記第１方向の前記他側に第２基準パルスを前記入力信号として印加し、前記第１方向の前記他側から発生された第２遅延パルスを前記出力信号として入力し、前記第２基準パルスと前記第２遅延パルスとの遅延時間差を測定して第２測定値を計算し、前記第１測定値と前記第２測定値を前記測定値として出力することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第２の実施形態の前記クラスタリング部は、前記第１測定値を入力して第１閾値を用いてクラスタリングされた第１方向の第１測定値を計算し、前記第２測定値を入力して前記第１閾値を用いてクラスタリングされた第１方向の第２測定値を計算し、前記第１測定値及び前記第２測定値のうちの前記第２方向の対応する位置に配置された前記第１タッチパターン及び前記第２タッチパターンに対する前記第１測定値と前記第２測定値を加算した第２方向の測定値を計算し、前記第２方向の測定値を入力して第２閾値を用いてクラスタリングされた第２方向の測定値を計算し、前記クラスタリングされた第１方向の第１測定値、前記クラスタリングされた第１方向の第２測定値、及び前記クラスタリングされた第２方向の測定値を前記クラスタリングされた測定値として出力することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第２の実施形態の前記中心点計算部は、前記クラスタリングされた第１方向の第１測定値及び前記クラスタリングされた第１方向の第２測定値のうちの対応する値の加重値平均を用いて前記クラスタの前記第１方向の座標を計算し、前記クラスタリングされた第２方向の測定値の加重値平均を用いて前記クラスタの第２方向の座標を計算することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第３の実施形態の前記タッチパターン部は、第１方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、前記第１方向と直交する第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、を備え、前記複数個の第１タッチパターンのそれぞれは、前記第２方向に配置された複数個の第１タッチパッドと、前記複数個の第１タッチパッドのそれぞれを接続する第１接続パッドと、を備え、前記複数個の第２タッチパターンのそれぞれは、前記第１方向に伸張される第１バーと、前記第１バーと接続され、前記第２方向に伸張され、前記第１タッチパッドのそれぞれの前記第１方向の側辺に配置される複数個の第２バーと、を備えることを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第３の実施形態の前記測定部は、前記第２タッチパターンのそれぞれに前記入力信号を印加し、前記第１タッチパターンのそれぞれから発生される前記出力信号を入力して前記第１タッチパターンのそれぞれと前記第２タッチパターンのそれぞれとの間のキャパシタンスを測定し、測定された前記キャパシタンスを前記測定値として出力することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第３の実施形態の前記クラスタリング部は、基準値から前記測定値を減算した後、減算した結果値のうちの前記閾値より大きい値で構成される少なくとも１つの前記クラスタを含む前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置の第３の実施形態の前記中心点計算部は、前記クラスタのそれぞれに対して、前記クラスタリングされた測定値のうちの前記第１方向の測定値の加重値平均を用いて前記第１方向の座標を計算し、前記クラスタリングされた測定値のうちの前記第２方向の測定値の加重値平均を用いて前記第２方向の座標を計算し、前記第１方向の座標及び前記第２方向の座標を組み合わせて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力することを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の入力装置は、前記測定値を入力してノイズを除去して標準化された測定値を出力するか、または前記測定値を入力して校正作業を行って標準化された測定値を出力するプリプロセッシング部をさらに備え、前記クラスタリング部は前記標準化された測定値を入力して前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法は、接触位置に応じて互いに異なる複数個の測定値が発生され、前記複数個の測定値を出力するタッチパネル部を備える入力装置において、前記測定値を入力し、閾値を用いて前記複数個の測定値から少なくとも１つ以上のクラスタを含むクラスタリングされた測定値を出力するクラスタリング段階と、前記クラスタリングされた測定値を入力し、加重値平均を用いて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力する中心点計算段階と、を備えることを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の前記クラスタは、前記測定値のうちの前記閾値より大きい値を有する測定値で構成されることを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の前記クラスタリング段階は、前記測定値を入力して前記測定値の極大値の数を検出し、前記測定値から前記極大値の数と同一数のクラスタを含む前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の第１形態の前記タッチパネル部は、第１方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、前記第１方向と直交する第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、を備え、前記第１タッチパターンのそれぞれは、前記第２方向に配置された複数個の第１タッチパッドと、前記複数個の第１タッチパッドのそれぞれを接続する第１接続パッドと、を備え、前記第２タッチパターンのそれぞれは、前記第１方向に配置された複数個の第２タッチパッドと、前記第２タッチパッドのそれぞれを接続する第２接続パッドと、を備え、前記接触位置検出方法は、前記第１タッチパターンのそれぞれに基準パルスを印加し、前記第１タッチパターンのそれぞれを介して発生される遅延パルスと前記基準パルスとの遅延時間差を測定して第１測定値を計算し、前記第２タッチパターンのそれぞれに前記基準パルスを印加し、前記第２タッチパターンのそれぞれを介して発生される遅延パルスのそれぞれと前記基準パルスとの遅延時間差を測定して第２測定値を計算し、前記第１測定値及び前記第２測定値を前記測定値として出力する測定段階をさらに備えることを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の第１形態の前記クラスタリング段階は、前記第１測定値のうちの第１閾値より大きい値を有する少なくとも１つの第１クラスタを含むクラスタリングされた第１測定値及び前記第２測定値のうちの第２閾値より大きい値を有する少なくとも１つの第２クラスタを含むクラスタリングされた第２測定値を前記クラスタリングされた測定値として出力することを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の第１形態の前記中心点計算段階は、前記第１クラスタのそれぞれに対して加重値平均を用いて前記第１方向の座標を計算し、前記第２クラスタのそれぞれに対して加重値平均を用いて前記第２方向の座標を計算し、前記第１方向の座標及び前記第２方向の座標を組み合わせて前記クラスタのそれぞれに対する座標を出力することを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の第２形態の前記タッチパネル部は、第１方向に伸張され、第２方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、前記第１方向に伸張され、前記第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、を備え、前記複数個の第１タッチパターンのそれぞれは、前記第１方向の一側に行くほど接触面積が減少し、前記複数個の第２タッチパターンのそれぞれは前記第１方向の他側に行くほど接触面積が減少し、前記接触位置検出方法は前記第１タッチパターンのそれぞれに対して、前記第１方向の前記一側に基準パルスを印加し、前記基準パルスと前記第１方向の前記一側から発生された遅延パルスとの遅延時間差を測定して第１測定値を計算し、前記第２タッチパターンのそれぞれに対して、前記第１方向の前記他側に基準パルスを印加し、前記基準パルスと前記第１方向の前記他側から発生された遅延パルスとの遅延時間差を測定して第２測定値を計算し、前記第１測定値と前記第２測定値を前記測定値として出力する測定段階をさらに備えることを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の第２形態の前記クラスタリング段階は、前記第１測定値を入力して第１閾値を用いてクラスタリングされた第１方向の第１測定値を計算し、前記第２測定値を入力して前記第１閾値を用いてクラスタリングされた第１方向の第２測定値を計算し、前記第１測定値及び前記第２測定値のうちの前記第２方向の対応する位置に配置された前記第１タッチパターン及び前記第２タッチパターンに対する前記第１測定値と前記第２測定値を加算した第２方向の測定値を計算し、前記第２方向の測定値を入力して第２閾値を用いてクラスタリングされた第２方向の測定値を計算し、前記クラスタリングされた第１方向の第１測定値、前記クラスタリングされた第１方向の第２測定値、及び前記クラスタリングされた第２方向の測定値を前記クラスタリングされた測定値として出力することを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の第２形態の前記中心点計算段階は、前記クラスタリングされた第１方向の第１測定値及び前記クラスタリングされた第１方向の第２測定値のうちの対応する値の加重値平均を用いて前記クラスタの前記第１方向の座標を計算し、前記クラスタリングされた第２方向の測定値の加重値平均を用いて前記クラスタの第２方向の座標を計算することを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の第３形態の前記タッチパネル部は、第１方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、前記第１方向と直交する第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、を備え、前記第１タッチパターンのそれぞれは、前記第２方向に配置された複数個の第１タッチパッドと、前記複数個の第１タッチパッドのそれぞれを接続する第１接続パッドと、を備え、前記第２タッチパターンのそれぞれは、前記第１方向に伸張される第１バーと、前記第１バーと接続され、前記第２方向に伸張され、前記第１タッチパッドのそれぞれの前記第１方向の側辺に配置される複数個の第２バーと、を備え、前記接触位置検出方法は、前記第２タッチパターンのそれぞれに前記入力信号を印加し、前記第１タッチパターンのそれぞれから発生される前記出力信号を入力して前記第１タッチパターンのそれぞれと前記第２タッチパターンのそれぞれとの間のキャパシタンスを測定して、測定された前記キャパシタンスを前記測定値として出力することを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の第３形態の前記クラスタリング段階は、基準値から前記測定値を減算した後、減算した結果値のうちの前記閾値より大きい値で構成される少なくとも１つの前記クラスタを含む前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする。

前記他の目的を達成するための本発明の入力装置の接触位置検出方法の第３形態の前記中心点計算段階は、前記クラスタのそれぞれに対して、前記クラスタリングされた測定値のうちの前記第１方向の測定値の加重値平均を用いて前記第１方向の座標を計算し、前記クラスタリングされた測定値のうちの前記第２方向の測定値の加重値平均を用いて前記第２方向の座標を計算し、前記第１方向の座標及び前記第２方向の座標を組み合わせて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力することを特徴とする。

したがって、本発明の入力装置及びその装置の接触位置検出方法は、少ない数のタッチパターンを備えても精密な接触位置検出が可能である。

本発明における入力装置の実施例の構成を示す図である。図１の本発明における入力装置のタッチパネル部の実施例の構成を示す図である。図２の本発明における入力装置のタッチパネル部のタッチパターン部の一実施例の構成を示す図である。図２の本発明の入力装置のタッチパネル部のタッチパターン部の他の実施例の構成を示す図である。図２の本発明の入力装置のタッチパネル部のタッチパターン部のさらに他の実施例の構成を示す図である。タッチパターン部が図５のさらに他の実施例の構成を有した場合のクラスタリング部の動作を説明するための図である。タッチパターン部が図５のさらに他の実施例の構成を有した場合のクラスタリング部の動作を説明するための図である。タッチパターン部が図５のさらに他の実施例の構成を有した場合のクラスタリング部の動作を説明するための図である。本発明の入力装置の接触位置検出方法を説明するための動作フローチャートである。

以下、添付された図面を参照にして本発明の入力装置及びその装置の接触位置検出方法を説明する。

図１は本発明の入力装置の実施例の構成を示す図であって、本発明の入力装置は、タッチパネル部１００、プリプロセッシング部２１０、クラスタリング部２２０、ゴーストパターン除去部２３０、及び中心点計算部２４０を備えて構成することができる。

次に、図１に示すブロックのそれぞれの機能を説明する。
タッチパネル部１００は複数個のタッチパターンを備えて構成することができ、接触物体の接触位置に応じて互いに異なる複数個の測定値Ｐ＿Ｖを出力する。測定値Ｐ＿Ｖは接触物体の接触位置に応じて可変する遅延時間とすることができる。

プリプロセッシング部２１０は前記測定値Ｐ＿Ｖを入力してノイズなどを除去し、工程変化または環境変化による影響を相殺するための校正作業などを行って標準化された測定値ｎＰ＿Ｖを出力する。プリプロセッシング部２１０はフィルタを用いるか、閾値などを設定することでノイズなどを除去することができる。また、ノイズ除去及び校正作業のうちのいずれか１つだけを行うように構成することができる。

クラスタリング部２２０は、前記標準化された測定値ｎＰ＿Ｖを入力してクラスタリング作業を行い、少なくとも１つのクラスタを含むクラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣを出力する。前記クラスタは、接触物体の接触位置に対応する前記測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）の集合を意味する。例えば、クラスタリング部２２０は、所定の閾値を用いてクラスタリング作業を行うことができる。この場合、前記クラスタは、前記測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）のうち前記閾値より大きい値を有する測定値に構成することができる。すなわち、標準化された測定値ｎＰ＿Ｖのうち前記所定の閾値より小さい値は０に変換して出力することでクラスタリング作業が行われるように構成することができる。また、クラスタリング部２２０は、前記標準化された測定値ｎＰ＿Ｖのうち極大値を検出してクラスタの数を決定して、決定されたクラスタの数に応じてクラスタリング作業を行うように構成することができる。前記極大値は前記標準化された測定値ｎＰ＿Ｖが所定の方式を介して定められた区間（または与えられた集合値）に区分される場合、前記区間（または集合値）内での局所的な最大値を意味する。また、クラスタの数は接触位置の数に対応する。

ゴーストパターン除去部２３０は、クラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣを入力してゴーストパターンを除去する。例えば、ゴーストパターン除去部２３０はクラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣを入力して前記測定値を相互比較してゴーストパターンを除去することができ、前記測定値が順に入力された場合には、先に入力された測定値を用いてゴーストパターンを除去することができる。

中心点計算部２４０は、ゴーストパターンが除去された測定値ｎＰ＿ＶＣＧを用いて加重値平均を用い、各クラスタに対する座標Ｔ＿Ｐを計算して出力する。各クラスタに対する座標Ｔ＿Ｐは接触物体の接触位置の中心点を意味する。

クラスタリング部２２０及び中心点計算部２４０に対する具体的な動作は後述する。また、本発明の入力装置は、プリプロセッシング部２１０及び／またはゴーストパターン除去部２３０を備えない場合もある。すなわち、本発明の入力装置は、プリプロセッシング部２１０及び／またはゴーストパターン除去部２３０を必要な場合にだけ備えるように構成することができる。ゴーストパターン除去部２３０が備えられない場合に、中心点計算部２４０はクラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣを用いて接触位置の中心点を計算する。

図２は、図１に示す本発明における入力装置のタッチパネル部１００の実施例の構成を示す図であって、タッチパネル部１００はタッチパターン部１１０及び測定部１２０を備えて構成することができる。

次に、図２に示すブロックのそれぞれの機能を説明する。
タッチパターン部１１０は複数個のタッチパターンを備えて構成することができ、接触位置に応じて可変する出力信号を発生させる。前記出力信号は接触位置に応じて互いに異なる遅延時間を有する遅延パルスＰ＿ｄとすることができる。すなわち、タッチパターン部１１０は、接触物体の接触有無及び接触位置に応じて互いに異なる遅延時間を有する遅延パルスをそれぞれ出力する複数個のタッチパターンを備えて構成することができる。例えば、タッチパターン部１１０を構成する複数個のタッチパターンのそれぞれは基準パルスＰ＿ｒを入力し、接触物体の接触有無及び接触位置に応じて互いに異なる遅延時間を有する遅延パルスＰ＿ｄを発生することができる。

測定部１２０は入力信号を出力し、タッチパターン部１００を介して発生した出力信号を入力して複数個の測定値Ｐ＿Ｖを出力する。前記入力信号は基準パルスＰ＿ｒとすることができ、前記出力信号は遅延パルスＰ＿ｄとすることができる。すなわち、測定部１２０は基準パルスＰ＿ｒを出力し、タッチパターン部１１０を介して発生した遅延パルスＰ＿ｄと前記基準パルスＰ＿ｒとの遅延時間差を計算して前記遅延時間差に対応する測定値Ｐ＿Ｖを出力することができる。例えば、測定部１２０は、前記基準パルスＰ＿ｒを前記タッチパターン部１１０の複数個のタッチパターンのそれぞれに順次に（または同時に）印加し、前記タッチパターン部１１０の複数個のタッチパターンのそれぞれを介して発生される前記遅延パルスＰ＿ｄを順次に（または同時に）入力し、前記複数個のタッチパターンのそれぞれに対する前記遅延時間差を計算して前記測定値Ｐ＿Ｖが出力できるように構成することができる。

図２では、接触有無及び接触位置に応じて遅延パルスの遅延時間が変化することを利用すること、すなわち、基準パルスと遅延パルスとの遅延時間差を測定値として出力する場合を例に説明したが、多様な方法で接触有無及び接触位置を検知することができる。例えば、前記タッチパターン部１１０の複数個のタッチパターンのそれぞれに順次に（または同時に）所定の電流を印加して電圧の変化（例えば、電圧が所定の閾値電圧に到逹する時間または所定時間が経過した後の電圧の大きさ）を測定して前記測定値を出力することができる。または、前記タッチパターン部１１０の複数個のタッチパターンのそれぞれに順次に（または同時に）所定のパルス幅を有するパルス信号を印加し、前記パルス信号が測定されるか否か（例えば、前記パルス信号が所定の閾値電圧以上に測定されるか否か）を判断して前記測定値を出力することができる。

図３は、図２に示すタッチパネル部１００のタッチパターン部１１０の第１の実施形態の構成を示す図であって、タッチパターン部１１０は第１方向に配置された複数個の第１タッチパターンｘ０〜ｘ５及び前記第１方向と直交する第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０を備えて構成することができる。図３で、Ｔ＿Ｏ１、及びＴ＿Ｏ２のそれぞれは接触物体が接触された部分を示す。

斜線の第１タッチパターンｘ０〜ｘ５と点の第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０は交差する部分が互いに絶縁されるように形成される。例えば、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５はＩＴＯフィルムの前面に、第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０はＩＴＯフィルムの裏面に形成されるか、ＩＴＯフィルムの片面に第１タッチパターンｘ０〜ｘ５及び第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０を配置し、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５のそれぞれと第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０のそれぞれとの交差する部分は電気的に接続しないように形成するか、または第１タッチパターンｘ０〜ｘ５と第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０とをそれぞれに互いに異なるＩＴＯフィルムに形成するなど、多様な方法で形成することができる。

第１タッチパターンｘ０〜ｘ５のそれぞれを介して接触物体の接触有無及び接触位置に応じて互いに異なる遅延時間を有する遅延パルスＰ＿ｄが発生され、第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０のそれぞれを介して第１タッチパターンｘ０〜ｘ５と同様に、接触物体が接触有無及び接触位置に応じて互いに異なる遅延時間を有する遅延パルスＰ＿ｄが発生される。

例えば、測定部１２０は、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５及び第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０のそれぞれの一側に順次に（または同時に）基準パルスＰ＿ｒを印加し、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５及び第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０のそれぞれの他側に発生される遅延パルスＰ＿ｄを順次に（または同時に）入力して前記測定値Ｐ＿Ｖを計算して出力することができる。測定部１２０は、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５及び第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０のそれぞれの一側に基準パルスＰ＿ｒを印加し、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５及び第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０のそれぞれの前記一側から発生される遅延パルスＰ＿ｄを入力するように構成することができる。

また、図３に示すように、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５のそれぞれは、第２方向（例えば、ｙ軸方向）に配置された複数個の第１タッチパッドＰＤ１と前記複数個の第１タッチパッドＰＤ１のそれぞれを接続する第１接続パッドＣＰ１を備えて構成することができ、第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０のそれぞれは第１方向（例えば、ｘ軸方向）に配置された複数個の第２タッチパッドＰＤ２と前記複数個の第２タッチパッドＰＤ２のそれぞれを接続する第２接続パッドＣＰ２とを備えて構成することができる。

また、図３では、第１タッチパッドＰＤ１及び第２タッチパッドＰＤ２のそれぞれが菱形を有するものとして例示したが、第１タッチパッドＰＤ１及び第２タッチパッドＰＤ２のそれぞれは円または他の多角形形態とすることができる。すなわち、第１タッチパッドＰＤ１及び第２タッチパッドＰＤ２のそれぞれは、所定の形状を有する特定領域に均一に形成されたパッドとすることができる。

次に、タッチパターン部１１０が図３のような形態を有する場合に、本発明のクラスタリング部２２０及び中心点計算部２４０の動作を説明する。

図３に示すように、接触物体が接触された場合、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５のそれぞれを介して発生した測定値Ｐ＿Ｖ（または、標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）、すなわち、遅延パルスの遅延時間は次のように示すことができる。ｄｘ０〜ｄｘ５のそれぞれは、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５それぞれを介して発生した第１測定値（または、標準化された第１測定値）を示す。
（ｄｘ０、ｄｘ１、ｄｘ２、ｄｘ３、ｄｘ４、ｄｘ５）
＝（０、６、１３７、８４、９、４）

また、第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０のそれぞれを介して発生した測定値Ｐ＿Ｖ（または、標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）、すなわち、遅延パルスの遅延時間は次のように示すことができる。ｄｙ０〜ｄｙ１０のそれぞれは、第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０のそれぞれを介して発生した第２測定値（または、第２標準化された測定値）を示す。
（ｄｙ０、ｄｙ１、ｄｙ２、ｄｙ３、ｄｙ４、ｄｙ５、ｄｙ６、ｄｙ７、ｄｙ８、ｄｙ９、ｄｙ１０）
＝（１、４、４５、２５、２、２、１３、５２、５８、１５、４）

すなわち、測定部１２０（または、プリプロセッシング部２１０）は、前記第１及び第２測定値（または、標準化された第１測定値及び標準化された第２測定値）を前記測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）に出力する。

クラスタリング部２２０は、前記測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）を入力して次のような方法でクラスタリング作業を行う。

第１方向（例えば、ｘ軸）及び第２方向（例えば、ｙ軸）のそれぞれに対する閾値を２０に設定したと仮定すると、クラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣはそれぞれ次のように示すことができる。ｎＰ＿ＶＣｘは第１測定値を用いて発生されたクラスタリングされた第１測定値を、ｎＰ＿ＶＣｙは第２測定値を用いて発生されたクラスタリングされた第２測定値をそれぞれ示す。
ｎＰ＿ＶＣｘ＝（０、０、１３７、８４、０、０）
ｎＰ＿ＶＣｙ＝（０、０、４５、２５、０、０、０、５２、５８、０、０）

前記クラスタリングされた第１測定値ｎＰ＿ＶＣｘから、極大値は１つ１３７であることがわかるため、クラスタの数は１つであると判断することができる。また、前記クラスタリングされた第２測定値ｎＰ＿ＶＣｙから、極大値は２つ４５、５８であることがわかるため、クラスタの数は２つであると判断することができる。よって、２次元平面においてクラスタの数は２つであると判断することができる。

万一、閾値が大きく設定されるとクラスタの大きさは小さくなり中心点の座標の精密度が制限され、閾値が小さく設定されるとクラスタの大きさが大きくなり中心点座標の計算がノイズに脆弱となる。よって、閾値は実験的にまたはその他の適切な方法を介して設定することができる。また、閾値は入力装置を生産する過程において設定することができ、使用者によって設定することもできる。例えば、閾値はクラスタとの間の距離は接触物体（例えば、指）が触れる大きさの２倍程度になるように設定することができる。

以上のように、クラスタリング部２２０により測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）が所定個数のクラスタにクラスタリングされる。クラスタの数はクラスタリング部２２０によって決定される。

次に、中心点計算部２４０は前記クラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣを入力して加重値平均を用い、各クラスタの座標、すなわち、接触位置の中心点を計算する。すなわち、クラスタリングされた測定値ｎｐ＿ＶＣのそれぞれに対して加重値を乗じて加えた値を、クラスタリングされた測定値ｎｐ＿ＶＣを加えた値に割って各クラスタの座標を計算する。

まず、接触位置Ｔ＿Ｏ１に対するクラスタの第１方向（例えば、ｘ軸）座標Ｔ＿Ｐｘ及び第２方向（例えば、ｙ軸）座標Ｔ＿Ｐｙのそれぞれは次のように計算することができる。
Ｔ＿Ｐｘ＝（１３７＊２＋８４＊３）／（１３７＋８４）＝２．３８
Ｔ＿Ｐｙ＝（４５＊２＋２５＊３）／（４５＋２５）＝２．３６

したがって、中心点計算部２４０は接触位置Ｔ＿Ｏ１に対するクラスタの座標、すなわち、計算された中心点座標２．３８、２．３６を接触位置Ｔ＿Ｏ１の座標に出力する。

次に、接触位置Ｔ＿Ｏ２に対するクラスタの第１方向（例えば、ｘ軸）の座標Ｔ＿Ｐｘ及び第２方向（例えば、ｙ軸）の座標Ｔ＿Ｐｙのそれぞれは次のように計算されることができる。
Ｔ＿Ｐｘ＝（１３７＊２＋８４＊３）／（１３７＋８４）＝２．３８
Ｔ＿Ｐｙ＝（５２＊７＋５８＊８）／（５２＋５８）＝７．５３

したがって、中心点計算部２４０は接触位置Ｔ＿Ｏ２に対するクラスタの座標、すなわち、計算された中心点座標２．３８、７．５３を接触位置Ｔ＿Ｏ２の座標に出力する。

図４は、図２に示すタッチパネル部１００のタッチパターン部１１０の他の実施例の構成を示す図であって、タッチパターン部１１０は第２方向（例えば、ｙ軸方向）に配置された複数個の第１タッチパターンＰ０＿１〜Ｐ５＿１及び第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンＰ０＿２〜Ｐ５＿２を備えて構成することができる。

また、複数個の第１タッチパターンＰ０＿１〜Ｐ５＿１のそれぞれの第１方向（例えば、ｘ軸方向）の一側が測定部１２０と接続され、複数個の第２タッチパターンＰ０＿２〜Ｐ５＿２のそれぞれの第１方向の他側が測定部１２０と接続するように構成することができる。また、図４に示すように、複数個の第１タッチパターンＰ０＿１〜Ｐ５＿１のそれぞれは、前記第１方向の前記一側から前記他側に行くほど接触面積が小さくなるように形成され、複数個の第２タッチパターンＰ０＿２〜Ｐ５＿２のそれぞれは前記第１方向の前記他側から前記一側に行くほど接触面積が小さくなるように形成することができる。図４では、複数個の第１タッチパターンＰ０＿１〜Ｐ５＿１及び複数個の第２タッチパターンＰ０＿２〜Ｐ５＿２のそれぞれが歯車状に形成された場合を例示したが、複数個の第１タッチパターンＰ０＿１〜Ｐ５＿１及び複数個の第２タッチパターンＰ０＿２〜Ｐ５＿２のそれぞれは二等辺三角形または直角三角形などの多様な形状に形成することができる。

タッチパターン部１１０が図４に示すような形状を有する場合に、測定部１２０は複数個の第１タッチパターンＰ０＿１〜Ｐ５＿１のそれぞれの第１方向の一側の第１チャンネルＣＨ０＿１〜ＣＨ５＿１及び複数個の第２タッチパターンＰ０＿２〜Ｐ５＿２のそれぞれの前記第１方向の他側の第２チャンネルＣＨ０＿２〜ＣＨ５＿２に順次に（または同時に）基準パルスＰ＿ｒを出力し、前記第１チャンネルＣＨ０＿１〜ＣＨ５＿１及び前記第２チャンネルＣＨ０＿２〜ＣＨ５＿２から発生された遅延パルスＰ＿ｄを順次に（または同時に）入力して基準パルスＰ＿ｒと遅延パルスＰ＿ｄとの遅延時間差を測定して測定値Ｐ＿Ｖを出力することができる。

図４に示すように、接触物体が２箇所Ｔ＿Ｏ１、Ｔ＿Ｏ２で接触されたら、前記測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）は次のように測定することができる。ｄ１１〜ｄ５１は第１チャンネルＣＨ０＿１〜ＣＨ５＿１から発生した遅延パルスＰ＿ｄの遅延時間に対応する第１測定値を示し、ｄ１２〜ｄ５２は第２チャンネルＣＨ０＿２〜ＣＨ５＿２から発生した遅延パルスＰ＿ｄの遅延時間に対応する第２測定値を示す。
（ｄ１１、ｄ２１、ｄ３１、ｄ４１、ｄ５１）
＝（５、３５、１５、５１、２３、４）＝ｎＰ＿Ｖｘ０
（ｄ１２、ｄ２２、ｄ３２、ｄ４２、ｄ５２）
＝（２、２２、７、５６、２４、３）＝ｎＰ＿Ｖｘ１

前記測定値は、第１方向の第１測定値ｎＰ＿Ｖｘ０及び第１方向の第２測定値ｎＰ＿Ｖｘ１となる。

また、クラスタリング部２２０は前記測定値を用いて第２方向の測定値ｎＰ＿Ｖｙを計算する。すなわち、クラスタリング部２２０は、第２方向の同一位置に配置されたタッチパターン（Ｐ０＿１、ＰＯ＿２）、（Ｐ０＿１、ＰＯ＿２）、（Ｐ０＿１、ＰＯ＿２）、（Ｐ０＿１、ＰＯ＿２）、（Ｐ０＿１、ＰＯ＿２）のそれぞれを介して発生した測定値を加算して第２方向の測定値ｎＰ＿Ｖｙを計算する。第２方向の測定値ｎＰ＿Ｖｙは次のように示すことができる。
ｎＰ＿Ｖｙ＝（７、５７、２２、１０７、４７、７）

第２方向の閾値が４０に設定されたら、クラスタリングされた第２方向の測定値ｎＰ＿ＶＣｙは次のように示すことができる。
ｎＰ＿ＶＣｙ＝（０、５７、０、１０７、４７、０）

したがって、クラスタリングされた第１方向の第１測定値ｎＰ＿ＶＣｘ０及びクラスタリングされた第１方向の第２測定値ｎＰ＿ＶＣｘ１は次のように示すことができる。
ｎＰ＿ＶＣｘ０＝（０、３５、０、５１、２３、０）
ｎＰ＿ＶＣｘ１＝（０、２２、０、５６、２４、０）

すなわち、クラスタリング動作は第２方向に対して行いことができる。クラスタリングされた第２方向の測定値ｎＰ＿ＶＣｙから、極大値の数は２つ（すなわち、５７及び１０７）であるため、クラスタの数が２つであることをわかる。

中心点計算部２４０は、前記クラスタリングされた第１方向の第１測定値ｎＰ＿ＶＣｘ０、クラスタリングされた第１方向の第２測定値ｎＰ＿ＶＣｘ１、及びクラスタリングされた第２方向の測定値ｎＰ＿ＶＣｙを入力して接触位置Ｔ＿Ｏ１、Ｔ＿Ｏ２それぞれに対するクラスタの座標、すなわち、接触位置Ｔ＿Ｏ１、Ｔ＿Ｏ２のそれぞれの中心点座標を計算する。中心点計算部２４０が、接触位置のそれぞれの中心点を計算する方法は図３で説明したことと類似する。

まず、接触位置Ｔ＿Ｏ１に対するクラスタの第１方向の座標は次のように計算することができる。
（３５＊０＋２２＊１）／（３５＋２２）＝０．３９

接触位置Ｔ＿Ｏ１に対するクラスタの第２方向の座標は次のように計算することができる。
（５７＊１）／５７＝１

したがって、中心点計算部２４０は接触位置Ｔ＿Ｏ１に対するクラスタの座標、すなわち、計算された中心点座標０．３９、１を接触位置Ｔ＿Ｏ１の座標として出力する。

次に、接触位置Ｔ＿Ｏ２に対するクラスタの第１方向の座標は次のように計算することができる。
（（５１＋２３）＊０＋（５６＋２４）＊１）／（（５１＋２３）＋（５６＋２４））＝０．５２

接触位置Ｔ＿Ｏ２に対するクラスタの第２方向の座標は次のように計算することができる。
（１０７＊３＋４７＊４）／（１０７＋４７）＝３．３１

したがって、中心点計算部２４０は接触位置Ｔ＿Ｏ２に対するクラスタの座標、すなわち、計算された中心点座標０．５２、３．３１を接触位置Ｔ＿Ｏ２の座標として出力する。

以上では、第２方向（例えば、ｙ軸方向）の座標を、クラスタリング作業を介して計算することを例示したが、タッチパターン部１１０が図４に示すような同一構成を有する場合にはどのタッチパターンに接触物体が接触されているかを判断することで、第２方向座標を計算することができる。よって、タッチパターン部１１０が図４に示すような同一構成を有する場合には、第１方向（例えば、ｘ軸方向）の座標だけをクラスタリング作業を介して計算することができる。例えば、接触物体が同一のロウに配置されたタッチパターンＰ１＿１、Ｐ１＿２にだけ接触された接触位置Ｔ＿０１の場合、ｘ軸方向の座標だけをクラスタリング作業を介して計算することができる。

図５は、図２に示すタッチパネル部１００のタッチパターン部１１０のさらに他の実施例の構成を示す図であって、タッチパターン部１１０は、第１方向に配置された複数個の第１タッチパターンｘ０〜ｘ６及び第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンｙ０〜ｙ４を備えて構成することができる。

図５に示すように、第１タッチパターンｘ０〜ｘ６のそれぞれは、第２方向（例えば、ｙ軸方向）に配置された複数個のタッチパッドと前記複数個のタッチパッドのそれぞれを接続する接続パッドとを備えて構成することができ、第２タッチパターンｙ０〜ｙ４のそれぞれは第１方向（例えば、ｘ軸方向）に伸張されるバーと、前記第１方向に伸張されるバーと接続され、前記第２方向に伸張され、前記第１タッチパターンｘ０〜ｘ６のそれぞれの複数個のタッチパッドのそれぞれの第１方向の側面に配置される複数個のバーを備えて構成することができる。

また、図３で説明したように、第１タッチパターンｘ０〜ｘ６と第２タッチパターンｙ０〜ｙ４とは互いに絶縁されるように形成することができる。

タッチパターン部１１０が図５に示すように形成される場合に、測定部１２０は、第２タッチパターンｙ０〜ｙ４に順に信号を印加し、第１タッチパターンｘ０〜ｘ６のそれぞれから出力される信号を入力してタッチパターンのそれぞれとの間のキャパシタンスを測定する。接触物体が接触されたタッチパターンとの間のキャパシタンスの大きさは、接触物体によりフリンジ電界（fringe field）が遮断されて減少する。よって、タッチパターン部１１０が図５のように形成される場合には、測定部１２０が入力される信号、すなわちカップリングされた信号を測定してタッチパターンとの間のキャパシタンスを計算することができる。カップリングされた信号を測定してキャパシタンスを測定する回路は多様に構成することができ、これについては具体的に回路が公知されているため、本出願ではその説明を省略する。

図６は、タッチパターン部１１０が図５のように形成され、接触物体が図５のように、２箇所Ｔ＿Ｏ１、Ｔ＿Ｏ２に接触された場合の測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）を示すものである。以下に、説明の便宜のために、測定されたキャパシタンスの大きさの代わりに測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）を用いて説明する。

図７及び図８は、タッチパターン部１１０が図５のような形態を有する場合のクラスタリング部２２０の動作を説明するための図である。タッチパターン部１１０が図５のような形態を有する場合、クラスタリング部２２０は所定の基準値に図６に示す測定値を減算した後、減算した結果値のうちの所定閾値より大きい値で構成される、少なくとも１つのクラスタを含むクラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣを出力する。このとき、前記所定の基準値は接触物体が接触されない場合の測定値と等しい値とすることができる。

図７は、所定の基準値（例えば、１０）から図６に示す測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）のそれぞれを減算した値を示すものである。

図８は、図７に示す測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）を用いてクラスタリングを実行した結果を示す図であって、第１方向に対する閾値及び第２方向に対する閾値が２の場合を示す図である。

中心点計算部２４０は、前記図８に示すクラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣを用いて接触位置Ｔ＿Ｏ１、Ｔ＿Ｏ２のそれぞれに対応するクラスタのそれぞれの座標、すなわち、接触位置Ｔ＿Ｏ１、Ｔ＿Ｏ２のそれぞれの中心点座標を計算する。各クラスタの座標を計算する方法は、図３において説明したものと類似する。すなわち、中心点計算部２４０は、クラスタのそれぞれに対して、各クラスタを構成するクラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣのうちの第１方向の測定値の加重値平均を用いて第１方向の座標を計算し、各クラスタを構成するクラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣのうちの第２方向の測定値の加重値平均を用いて第２方向の座標を計算し、前記第１方向の座標及び前記第２方向の座標を組み合わせて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力する。

すなわち、接触位置Ｔ＿Ｏ１に対するクラスタの第１方向の座標は、次のように計算することができる。
（１０＊１＋１０＊２）／（１０＋１０）＝１．５

接触位置Ｔ＿Ｏ１に対するクラスタの第２方向の座標は、次のように計算することができる。
（１０＊１）／１０＝１

したがって、中心点計算部２４０は、（１．５、１）を接触位置Ｔ＿Ｏ１に対するクラスタの座標、すなわち、接触位置Ｔ＿Ｏ１の座標として出力する。

次に、接触位置Ｔ＿Ｏ２に対するクラスタの第１方向の座標は、次のように計算することができる。
（（３＋８）＊４＋（３＋８）＊５）／（３＋８）＋（３＋８）＝４．５

接触位置Ｔ＿Ｏ２に対するクラスタの第２方向の座標は、次のように計算することができる。
（（３＋３）＊２＋（８＋８）＊３）／（３＋３）＋（８＋８）＝２．６４

したがって、中心点計算部２４０は、（４．５、２．６４）を接触位置Ｔ＿Ｏ２に対するクラスタの座標、すなわち、接触位置Ｔ＿Ｏ２の座標として出力する。

タッチパターン部１１０は、図３、図４、及び図５に示したものを多様に変形して用いることができる。例えば、図３に示すタッチパターン部１１０の場合、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５及び第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０のそれぞれの両側端に配置された第１及び第２タッチパッドＰＤ１及びＰＤ２は菱形（または、他の所定形状）を半分にした形状である三角形形状（または、前記他の所定形状を半分にした形状）に形成することができ、第１及び第２タッチパッドＰＤ１及びＰＤ２のそれぞれの面積が互いに異なるか、または互いに異なった形状に形成することができる。また、図４に示すタッチパターン部１１０の場合、第１タッチパターンＰ０＿１〜Ｐ５＿１及び第２タッチパターンＰ０＿２〜Ｐ５＿２のそれぞれの両側端が互いに接続されて形成することができる。

上述のように、タッチパターン部１１０を変形して用いる場合、タッチパッド上に透明ウィンドウ（またはレンズ）を凸状にするなどの工程が追加されてタッチパッドでの表面間隔が均一でない場合、または、製造工程上の組立散布などによってタッチパッドとタッチパッドの下部にあるディスプレイ装置の表面との間の間隔が均一でない場合などに、前記測定値Ｐ＿Ｖ（または、標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）をそのまま用いると正確な接触位置の中心点を計算することが困難である場合には、前記測定値Ｐ＿Ｖ（または、標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）にオフセット値を加減するか、前記測定値Ｐ＿Ｖ（または、標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）に別途の加重値を掛け算した値を用いて接触位置の中心点を計算することができる。オフセット値を加減することは閾値を適応的に変更することと類似する。別途の加重値を掛け算することは凸状にした透明ウィンドウによる厚差及び／または測定端子と接触位置との間の距離差による抵抗差などのような非線形性を校正する、さらに他の機能を実行することができる。

図９は、本発明の入力装置の接触位置検出方法を説明するための動作フローチャートを示す。

次に、図９を参考して本発明の入力装置の接触位置検出方法を説明する。
まず、閾値より大きい測定値Ｐ＿Ｖ（または、標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）があるか否かを判断する（Ｓ３００段階）。Ｓ３００段階で判断した結果、閾値より大きい測定値Ｐ＿Ｖがなければ終了する。

次に、測定値Ｐ＿Ｖ（または、標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）を用いてクラスタの数を判断する（Ｓ３１０段階）。例えば、測定値Ｐ＿Ｖ（または、標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ）から極大値を検出し、極大値の数をクラスタの数と判断することができる。

次に、閾値を用いてクラスタリングする（Ｓ３２０段階）。上述のように、クラスタリングは、前記閾値より小さい測定値を０に置換する方法で行うことができる。クラスタリング結果、クラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣは、少なくとも１つのクラスタを有することになる。

次に、ゴーストパターンが存在するか否かを判断する（Ｓ３３０段階）。例えば、タッチパターン部１１０が図３と同一構成を有する場合、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５から発生した測定値から第１方向に対して２箇所以上の接触位置が存在し、第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０から発生した測定値から第２方向に対して２箇所以上の接触位置が存在した場合、ゴーストパターンが存在するものと判断することができる。

Ｓ３３０段階で判断して、ゴーストパターンが存在したらゴーストパターンを除去し、実際接触位置を判断する（Ｓ３４０段階）例えば、タッチパターン部１１０が図３と同一構成を有する場合、第１タッチパターンｘ０〜ｘ５から発生した２箇所以上の接触位置に対する測定値を互いに比較し、第２タッチパターンｙ０〜ｙ１０から発生した２箇所以上の接触位置に対する測定値を互いに比較してゴーストパターンを除去し、実際接触位置を判断することができる。

次に、クラスタリングされた測定値ｎＰ＿ＶＣを入力して加重値平均を用いて各クラスタの座標を計算する（Ｓ３５０段階）。すなわち、各クラスタ（すなわち、それぞれの接触位置）に対して、加重値平均を用いて計算された各クラスタの座標を計算して前記接触位置の座標として出力する。

上述では、接触された部分の中心点（例えば、加重値平均を利用した中心点）を計算し、前記中心点を接触位置の座標として出力する場合を例で説明したが、前記計算された中心点に、接触物体によるオフセットを考慮した座標を接触位置の座標として出力することができる。例えば、接触物体が指に認識される場合、指のタッチ値（例えば、測定値Ｐ＿Ｖ（または標準化された測定値ｎＰ＿Ｖ））による等高線を算出して指のテンプレート（template）の大きさを算出し、前記計算された中心点の座標に該当するオフセットを加えた座標を接触位置の座標として出力することができる。

上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。

１００タッチパネル部
１１０タッチパターン部
１２０遅延時間測定部
２１０プリプロセッシング部
２２０クラスタリング部
２３０ゴーストパターン除去部
２４０中心点計算部

Claims

接触位置に応じて互いに異なる複数個の測定値が発生され、前記複数個の測定値を出力するタッチパネル部と、
前記測定値を入力し、閾値を用いて前記複数個の測定値から少なくとも１つ以上のクラスタを含むクラスタリングされた測定値を出力するクラスタリング部と、
前記クラスタリングされた測定値を入力し、加重値平均を用いて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力する中心点計算部と、
を備えることを特徴とする入力装置。
前記クラスタは、
前記測定値のうちの前記閾値より大きい値を有する前記測定値で構成されることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
前記クラスタリング部は、
前記測定値を入力して前記測定値の極大値の数を検出し、前記測定値から前記極大値の数と同一数のクラスタを含む前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
前記タッチパネル部は、
複数個のタッチパターンを備えるタッチパターン部と、
前記複数個のタッチパターンのうちの少なくとも１つ以上のタッチパターンに入力信号を出力し、前記複数個のタッチパターンのうちの少なくとも１つ以上のタッチパターンを介して発生した出力信号を入力して前記複数個の測定値を計算する測定部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
前記タッチパターン部は、
第１方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、
前記第１方向と直交する第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
前記複数個の第１タッチパターンのそれぞれは、
前記第２方向に配置された複数個の第１タッチパッドと、
前記複数個の第１タッチパッドのそれぞれを接続する第１接続パッドと、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の入力装置。
前記複数個の第２タッチパターンのそれぞれは、
前記第１方向に配置された複数個の第２タッチパッドと、
前記複数個の第２タッチパッドのそれぞれを接続する第２接続パッドと、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の入力装置。
前記測定部は、
前記第１タッチパターンのそれぞれに第１基準パルスを前記入力信号として印加し、前記第１タッチパターンのそれぞれを介して発生される第１遅延パルスを前記出力信号として入力し、前記第１遅延パルスのそれぞれと前記第１基準パルスとの遅延時間差を測定して第１測定値を計算し、
前記第２タッチパターンのそれぞれに第２基準パルスを前記入力信号として印加し、前記第２タッチパターンのそれぞれを介して発生される第２遅延パルスを前記出力信号として入力し、前記第２遅延パルスのそれぞれと前記第２基準パルスとの遅延時間差を測定して第２測定値を計算し、前記第１測定値及び前記第２測定値を前記測定値として出力することを特徴とする請求項７に記載の入力装置。
前記クラスタリング部は、
前記第１測定値のうちの第１閾値より大きい値を有する少なくとも１つの第１クラスタを含むクラスタリングされた第１測定値及び前記第２測定値のうちの第２閾値より大きい値を有する少なくとも１つの第２クラスタを含むクラスタリングされた第２測定値を前記クラスタリングされた測定値として出力することを特徴とする請求項８に記載の入力装置。
前記中心点計算部は、
前記第１クラスタのそれぞれに対して加重値平均を用いて第１方向の座標を計算し、前記第２クラスタのそれぞれに対して加重値平均を用いて第２方向の座標を計算し、前記第１方向の座標及び前記第２方向の座標を組み合わせて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力することを特徴とする請求項９に記載の入力装置。
前記タッチパターン部は、
第１方向に伸張され、前記第１方向の一側が前記測定部と接続され、第２方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、
前記第１方向に伸張され、前記第１方向の他側が前記測定部と接続され、前記第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、を備え、
前記複数個の第１タッチパターンのそれぞれは前記第１方向の前記他側に行くほど接触面積が減少し、前記複数個の第２タッチパターンのそれぞれは前記第１方向の前記一側に行くほど接触面積が減少することを特徴とする請求項４に記載の入力装置。
前記測定部は、
前記第１タッチパターンのそれぞれに対して、前記第１方向の前記一側に第１基準パルスを前記入力信号として印加し、前記第１方向の前記一側から発生された第１遅延パルスを前記出力信号として入力し、前記第１基準パルスと前記第１遅延パルスとの遅延時間差を測定して第１測定値を計算し、
前記第２タッチパターンのそれぞれに対して、前記第１方向の前記他側に第２基準パルスを前記入力信号として印加し、前記第１方向の前記他側から発生された第２遅延パルスを前記出力信号として入力し、前記第２基準パルスと前記第２遅延パルスとの遅延時間差を測定して第２測定値を計算し、前記第１測定値と前記第２測定値を前記測定値として出力することを特徴とする請求項１１に記載の入力装置。
前記クラスタリング部は、
前記第１測定値を入力して第１閾値を用いてクラスタリングされた第１方向の第１測定値を計算し、前記第２測定値を入力して前記第１閾値を用いてクラスタリングされた第１方向の第２測定値を計算し、前記第１測定値及び前記第２測定値のうちの前記第２方向の対応する位置に配置された前記第１タッチパターン及び前記第２タッチパターンに対する前記第１測定値と前記第２測定値を加算した第２方向の測定値を計算し、前記第２方向の測定値を入力して第２閾値を用いてクラスタリングされた第２方向の測定値を計算し、前記クラスタリングされた第１方向の第１測定値、前記クラスタリングされた第１方向の第２測定値、及び前記クラスタリングされた第２方向の測定値を前記クラスタリングされた測定値として出力することを特徴とする請求項１２に記載の入力装置。
前記中心点計算部は、
前記クラスタリングされた第１方向の第１測定値及び前記クラスタリングされた第１方向の第２測定値のうちの対応する値の加重値平均を用いて前記クラスタの前記第１方向の座標を計算し、前記クラスタリングされた第２方向の測定値の加重値平均を用いて前記クラスタの第２方向の座標を計算することを特徴とする請求項１３に記載の入力装置。
前記複数個の第２タッチパターンのそれぞれは、
前記第１方向に伸張される第１バーと、
前記第１バーと接続され、前記第２方向に伸張され、前記第１タッチパッドのそれぞれの前記第１方向の側辺に配置される複数個の第２バーと、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の入力装置。
前記測定部は、
前記第２タッチパターンのそれぞれに前記入力信号を印加し、前記第１タッチパターンのそれぞれから発生される前記出力信号を入力して前記第１タッチパターンのそれぞれと前記第２タッチパターンのそれぞれとの間のキャパシタンスを測定し、測定された前記キャパシタンスを前記測定値として出力することを特徴とする請求項１５に記載の入力装置。
前記クラスタリング部は、
基準値から前記測定値を減算した後、減算した結果値のうちの前記閾値より大きい値で構成される少なくとも１つの前記クラスタを含む前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする請求項１６に記載の入力装置。
前記中心点計算部は、
前記クラスタのそれぞれに対して、前記クラスタリングされた測定値のうちの前記第１方向の測定値の加重値平均を用いて前記第１方向の座標を計算し、前記クラスタリングされた測定値のうちの前記第２方向の測定値の加重値平均を用いて前記第２方向の座標を計算し、前記第１方向の座標及び前記第２方向の座標を組み合わせて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力することを特徴とする請求項１７に記載の入力装置。
前記入力装置は、
前記測定値を入力してノイズを除去して標準化された測定値を出力するプリプロセッシング部をさらに備え、
前記クラスタリング部は、前記標準化された測定値を入力して前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
前記入力装置は、
前記測定値を入力して校正作業を行って標準化された測定値を出力するプリプロセッシング部をさらに備え、
前記クラスタリング部は、前記標準化された測定値を入力して前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
接触位置に応じて互いに異なる複数個の測定値が発生され、前記複数個の測定値を出力するタッチパネル部を備える入力装置において、
前記測定値を入力し、閾値を用いて前記複数個の測定値から少なくとも１つ以上のクラスタを含むクラスタリングされた測定値を出力するクラスタリング段階と、
前記クラスタリングされた測定値を入力し、加重値平均を用いて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力する中心点計算段階と、
を備えることを特徴とする接触位置検出方法。
前記クラスタは、
前記測定値のうちの前記閾値より大きい値を有する測定値で構成されることを特徴とする請求項２１に記載の接触位置検出方法。
前記クラスタリング段階は、
前記測定値を入力して前記測定値の極大値の数を検出し、前記測定値から前記極大値の数と同一数のクラスタを含む前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする請求項２１に記載の接触位置検出方法。
前記タッチパネル部は、
第１方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、前記第１方向と直交する第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、を備え、前記第１タッチパターンのそれぞれは、前記第２方向に配置された複数個の第１タッチパッドと、前記複数個の第１タッチパッドのそれぞれを接続する第１接続パッドと、を備え、前記第２タッチパターンのそれぞれは、前記第１方向に配置された複数個の第２タッチパッドと、前記第２タッチパッドのそれぞれを接続する第２接続パッドと、を備え、
前記接触位置検出方法は、
前記第１タッチパターンのそれぞれに基準パルスを印加し、前記第１タッチパターンのそれぞれを介して発生される遅延パルスと前記基準パルスとの遅延時間差を測定して第１測定値を計算し、前記第２タッチパターンのそれぞれに前記基準パルスを印加し、前記第２タッチパターンのそれぞれを介して発生される遅延パルスのそれぞれと前記基準パルスとの遅延時間差を測定して第２測定値を計算し、前記第１測定値及び前記第２測定値を前記測定値として出力する測定段階をさらに備えることを特徴とする請求項２１に記載の接触位置検出方法。
前記クラスタリング段階は、
前記第１測定値のうちの第１閾値より大きい値を有する少なくとも１つの第１クラスタを含むクラスタリングされた第１測定値及び前記第２測定値のうちの第２閾値より大きい値を有する少なくとも１つの第２クラスタを含むクラスタリングされた第２測定値を前記クラスタリングされた測定値として出力することを特徴とする請求項２４に記載の接触位置検出方法。
前記中心点計算段階は、
前記第１クラスタのそれぞれに対して加重値平均を用いて前記第１方向の座標を計算し、前記第２クラスタのそれぞれに対して加重値平均を用いて前記第２方向の座標を計算し、前記第１方向の座標及び前記第２方向の座標を組み合わせて前記クラスタのそれぞれに対する座標を出力することを特徴とする請求項２５に記載の接触位置検出方法。
前記タッチパネル部は、
第１方向に伸張され、第２方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、前記第１方向に伸張され、前記第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、を備え、前記複数個の第１タッチパターンのそれぞれは、前記第１方向の一側に行くほど接触面積が減少し、前記複数個の第２タッチパターンのそれぞれは前記第１方向の他側に行くほど接触面積が減少し、
前記接触位置検出方法は、
前記第１タッチパターンのそれぞれに対して、前記第１方向の前記一側に基準パルスを印加し、前記基準パルスと前記第１方向の前記一側から発生された遅延パルスとの遅延時間差を測定して第１測定値を計算し、前記第２タッチパターンのそれぞれに対して、前記第１方向の前記他側に基準パルスを印加し、前記基準パルスと前記第１方向の前記他側から発生された遅延パルスとの遅延時間差を測定して第２測定値を計算し、前記第１測定値と前記第２測定値を前記測定値として出力する測定段階をさらに備えることを特徴とする請求項２１に記載の接触位置検出方法。
前記クラスタリング段階は、
前記第１測定値を入力して第１閾値を用いてクラスタリングされた第１方向の第１測定値を計算し、前記第２測定値を入力して前記第１閾値を用いてクラスタリングされた第１方向の第２測定値を計算し、前記第１測定値及び前記第２測定値のうちの前記第２方向の対応する位置に配置された前記第１タッチパターン及び前記第２タッチパターンに対する前記第１測定値と前記第２測定値を加算した第２方向の測定値を計算し、前記第２方向の測定値を入力して第２閾値を用いてクラスタリングされた第２方向の測定値を計算し、前記クラスタリングされた第１方向の第１測定値、前記クラスタリングされた第１方向の第２測定値、及び前記クラスタリングされた第２方向の測定値を前記クラスタリングされた測定値として出力することを特徴とする請求項２７に記載の接触位置検出方法。
前記中心点計算段階は、
前記クラスタリングされた第１方向の第１測定値及び前記クラスタリングされた第１方向の第２測定値のうちの対応する値の加重値平均を用いて前記クラスタの前記第１方向の座標を計算し、前記クラスタリングされた第２方向の測定値の加重値平均を用いて前記クラスタの第２方向の座標を計算することを特徴とする請求項２８に記載の接触位置検出方法。
前記タッチパネル部は、
第１方向に配置された複数個の第１タッチパターンと、前記第１方向と直交する第２方向に配置された複数個の第２タッチパターンと、を備え、前記第１タッチパターンのそれぞれは、前記第２方向に配置された複数個の第１タッチパッドと、前記複数個の第１タッチパッドのそれぞれを接続する第１接続パッドと、を備え、前記第２タッチパターンのそれぞれは、前記第１方向に伸張される第１バーと、前記第１バーと接続され、前記第２方向に伸張され、前記第１タッチパッドのそれぞれの前記第１方向の側辺に配置される複数個の第２バーと、を備え、
前記接触位置検出方法は、
前記第２タッチパターンのそれぞれに前記入力信号を印加し、前記第１タッチパターンのそれぞれから発生される前記出力信号を入力して前記第１タッチパターンのそれぞれと前記第２タッチパターンのそれぞれとの間のキャパシタンスを測定して、測定された前記キャパシタンスを前記測定値として出力することを特徴とする請求項２１に記載の接触位置検出方法。
前記クラスタリング段階は、
基準値から前記測定値を減算した後、減算した結果値のうちの前記閾値より大きい値で構成される、少なくとも１つの前記クラスタを含む前記クラスタリングされた測定値を出力することを特徴とする請求項３０に記載の接触位置検出方法。
前記中心点計算段階は、
前記クラスタのそれぞれに対して、前記クラスタリングされた測定値のうちの前記第１方向の測定値の加重値平均を用いて前記第１方向の座標を計算し、前記クラスタリングされた測定値のうちの前記第２方向の測定値の加重値平均を用いて前記第２方向の座標を計算し、前記第１方向の座標及び前記第２方向の座標を組み合わせて前記クラスタのそれぞれに対する座標を計算して出力することを特徴とする請求項３１に記載の接触位置検出方法。