TWI654554B - 輸入裝置、要素資料構成方法及程式 - Google Patents

輸入裝置、要素資料構成方法及程式

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TWI654554B
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Abstract

[課題] 提供一種能夠將代表在操作面上的複數之區塊中之物體之接近程度的要素資料,根據較此區塊數量而更少之數量的檢測資料來藉由簡易之演算而構成的輸入裝置。   [解決手段] 資料構成處理係至少被反覆進行2次,將藉由前一個的資料構成處理所得到的要素資料之第1假定值(PAj t = 1 )和藉由後一個的資料構成處理所得到的要素資料之第2假定值(PAj t = 2 )之間之差,乘上特定之比例係數γ,並將其結果所得到之值與第1假定值(PAj t = 1 )之和,作為近似於要素資料之收斂值的值,來針對M個的區塊之各者A1 ~AM 而算出。相較於反覆進行多數次之資料構成處理來得到要素資料之收斂值的情況,資料構成處理之反覆次數係大幅度地減少。

Description

輸入裝置、要素資料構成方法及程式
本發明,係有關於在電腦或智慧型手機等之資訊機器中而被使用於資訊之輸入中的輸入裝置,特別是有關於將手指或筆等之物體所對於操作面作了接近的區域特定出來並基於該特定出之區域而輸入資訊的輸入裝置。
在根據靜電電容之變化來特定出手指之接觸位置並輸入資訊的觸控板或觸控面板等之輸入裝置中,能夠同時地檢測出複數之接觸位置的影像感測方式係成為一般性的方式。
又,作為檢測出靜電電容之變化的方式,係存在有將在2個的電極間之靜電電容之變化檢測出來的相互電容方式、和將電極-接地間之靜電電容檢測出來的自我電容方式。在實現將位於從操作面而分離的位置處之手指的操作之懸浮功能等的情況時,靜電電容之檢測感度為高之自我電容方式之感測器係為有利。
然而,在一般性的自我電容方式之感測器中,由於係藉由1個的電極來檢測出1個場所的靜電電容,因此,在將此適用於影像感測方式中的情況時,隨著解析度變高,電極數量係會變得非常多。針對此問題,在下述之專利文獻1中,係揭示有一種輸入裝置,其係將在被設定於操作面上之複數之區塊的各者處之靜電電容的資料(要素資料),基於藉由較此區塊而更少之數量的電極所檢測出來之靜電電容之資料(檢測資料)來構成之。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開WO2016/021356號
在上述之專利文獻1所記載之輸入裝置中,為了從n個的檢測資料來構成m個(m>n)的要素資料,資料構成處理係被反覆作實行。在各資料構成處理中,係根據假定之要素資料來算出假定之檢測資料,並基於假定之檢測資料和實際之檢測資料之間的比較,來對於假定之要素資料作修正。若是資料構成處理之反覆次數越多,則所構成的要素資料之精確度係越提昇。然而,從減輕演算負載的觀點來看,係期望將資料構成處理之反覆次數減少。
本發明,係為有鑑於此種事態所進行者,其目的,係在於提供一種能夠將代表在操作面上的複數之區塊中之物體之接近程度的要素資料,根據較此區塊數量而更少之數量的檢測資料來藉由簡易之演算而構成的輸入裝置、其之要素資料構成方法、以及程式。
本發明之第1觀點,係有關於輸入與對於操作面之物體之接近相對應的資訊之輸入裝置。此輸入裝置,係具備有:感測器部,係在前述操作面上之1以上的檢測區域中而分別檢測出前述物體之接近的程度,並在各前述檢測區域之每一者中分別產生與該檢測結果相對應之1以上的檢測資料,並作為全體而產生N個的前述檢測資料;和處理部,係具備有控制部和要素資料構成部以及座標計算部,並對於前述輸入裝置之動作進行控制;和記憶部,係記憶在處理部處之處理中所被使用之資料:和介面部,係用以對於資料進行交換處理,前述控制部,係對於前述感測部之內部的各電路進行控制,前述要素資料構成部,係基於前述N個的檢測資料,而構成在將前述操作面假想性地作區分之M個的區塊之各者處的前述物體之接近程度之M個的要素資料,其中,M係代表較N而更大之自然數。前述座標計算部,係基於藉由前述要素資料構成部所構成的前述要素資料而算出座標。前述M個的區塊之各者,係具有1以上之與前述檢測區域之間的重疊部分。前述M個的要素資料之各者,係身為對於前述N個的檢測資料之各者來以依據感測部之構成所制定的特定之比例而被作分配的部分要素資料之和,前述N個的檢測資料之各者,係近似於從前述M個的要素資料之各者來以前述特定之比例而被作分配的前述部分要素資料之和。前述要素資料構成部,係至少反覆進行2次之資料構成處理,該資料構成處理,係作為從前述M個的要素資料之假定值之各者來以前述特定之比例而被作分配的前述部分要素資料之 和,而分別算出前述N個的檢測資料之假定值,並以使該算出了的N個的檢測資料之假定值會接近於前述N個的檢測資料的方式,來基於對於前述M個的要素資料之各者所設定了的N個的前述特定之比例而對於前述M個的要素資料之假定值作修正。又,前述要素資料構成部,係基於針對前述M個的要素資料之各者而藉由2次的前述資料構成處理所得到之2個的前述假定值,來算出若是在各要素資料中之該2個的假定值之差異變得越大則絕對值會變得越小之係數。而,前述要素資料構成部,係將藉由前一個的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之第1假定值和藉由後一個的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之第2假定值之間之差,乘上前述係數,並將其結果所得到之值與前述第1假定值之和,作為藉由前述資料構成處理之反覆進行所得到的前述要素資料之推測值,來針對前述M個的區塊之各者而算出。
若依據此構成,則將前述操作面假想性地作區分之前述M個的區塊之各者,係具有1以上之與前述檢測區域之間的重疊部分,在前述感測器部處,係在各前述檢測區域之每一者中而產生1以上之前述檢測資料。因此,針對前述M個的區塊之各者,係產生有代表前述物體之接近之程度的1以上之前述檢測資料。
又,前述M個的要素資料之各者,係為對於前述N個的檢測資料之各者來以特定之比例而被分配的部分要素資料之和,前述N個的檢測資料之各者,係近似於從前述M個的要素資料之各者來以前述特定之比例而被分配的前述部分要素資料之和。亦即是,藉由在前述M個的要素資料之各者中所被作設定的N個的前述特定之比例,從前述M個的要素資料而至前述N個的檢測資料之轉換係被作規定。
在前述資料構成處理中,係作為從前述M個的要素資料之假定值之各者來以前述特定之比例而被作分配的前述部分要素資料之和,而分別算出前述N個的檢測資料之假定值。又,係以使該算出了的N個的檢測資料之假定值會接近於前述N個的檢測資料的方式,來基於對於前述M個的要素資料之各者所設定了的N個的前述特定之比例而對於前述M個的要素資料之假定值作修正。藉由反覆進行多數次之此資料構成處理,係能夠得到適合於前述N個的檢測資料之前述要素資料之收斂值。   然而,在前述要素資料構成部中,前述資料構成處理係至少被反覆進行2次,將藉由前一個的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之第1假定值和藉由後一個的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之第2假定值之間之差,乘上前述係數,並將其結果所得到之值與前述第1假定值之和,作為藉由前述資料構成處理之反覆進行所得到的前述要素資料之推測值,來針對前述M個的區塊之各者而算出。故而,相較於反覆進行多數次之前述資料構成處理來得到前述要素資料之收斂值的情況,演算係變得簡易。
又,作為在前述第1假定值和前述第2假定值之間之差上乘上前述係數所得到之值與前述第1假定值之和而得到的前述要素資料之推測值,相對於將前述資料構成處理作多數次的反覆進行所得到之前述要素資料之收斂值,係產生有某種程度的誤差。在會使此誤差成為最小的前述係數中,係存在有若是在各要素資料中之前述2個的假定值之差異變得越大則絕對值會變得越小之傾向。故而,藉由基於針對前述M個的要素資料之各者而藉由2次的前述資料構成處理所得到之2個的前述假定值,來以若是在各要素資料中之該2個的假定值之差異變得越大則絕對值會變得越小的方式來算出前述係數,相較於將前述係數設定為固定之值的情況,前述誤差係變小。
較理想,係亦可構成為:前述要素資料構成部,係算出與在前述M個的要素資料之各者中之前述2個的假定值之相異度相對應的評價值,並將以前述評價值作為變數的特定之函數之值,作為前述係數而取得之。   藉由此,係取得與在前述M個的要素資料之各者中之前述2個的假定值之相異度相對應的適當之前述係數。
較理想,前述評價值,係若是在前述M個的要素資料之各者中之前述2個的假定值之前述相異度變得越大,則值會變得越大。較理想,前述特定之函數,係相較於在前述評價值為較臨限值而更大的範圍中之微分係數之絕對值,在前述評價值為較前述臨限值而更小的範圍中之微分係數之絕對值係為大。
隨著接近前述操作面之複數之物體的距離變短,在前述M個的要素資料之各者中之前述2個的假定值之前述相異度,係會有變小的傾向。又,當前述複數之物體的距離為近的情況時,藉由將前述係數增大,前述複數之物體間的邊界係會有變得明瞭之傾向。故而,藉由相較於在前述評價值為較臨限值而更大的範圍中之前述微分係數之絕對值而將在前述評價值為較前述臨限值而更小的範圍中之前述微分係數之絕對值增大,在隨著前述複數之物體的距離相互接近而前述評價值變小的情況時,前述係數係容易增大,前述複數之物體間的邊界係成為容易變得明瞭。
較理想,前述相異度,係為前述2個的假定值之差的絕對值。前述要素資料構成部,係亦可算出與對應於前述M個的要素資料之M個的前述相異度之和相對應的前述評價值。於此情況,前述特定之函數,係可為具有負的斜率之一次函數。又,於此情況,前述評價值,係可構成為若是在前述M個的要素資料之各者中之前述2個的假定值之前述相異度變得越大,則值會變得越大。前述特定之函數,係可構成為相較於在前述評價值為較臨限值而更大的範圍中之斜率之絕對值,在前述評價值為較前述臨限值而更小的範圍中之斜率之絕對值係為大。
隨著接近前述操作面之複數之物體的距離變短,在前述M個的要素資料之各者中之前述2個的假定值之前述相異度,係會有變小的傾向。又,當前述複數之物體的距離為近的情況時,藉由將前述係數增大,前述複數之物體間的邊界係會有變得明瞭之傾向。故而,藉由相較於在前述評價值為較臨限值而更大的範圍中之前述斜率之絕對值而將在前述評價值為較前述臨限值而更小的範圍中之前述斜率之絕對值增大,在隨著前述複數之物體的距離相互接近而前述評價值變小的情況時,前述係數係容易增大,前述複數之物體間的邊界係成為容易變得明瞭。
較理想,前述評價值,係亦可構成為因應於接近前述操作面之複數之物體的相對性之位置關係而改變。
較理想,前述2個的假定值,係可為前述第1假定值以及前述第2假定值。   藉由此,相較於前述2個的假定值為與前述第1假定值以及前述第2假定值相異的情況,演算係變得簡易。
較理想,前述第1假定值,係可為藉由第1次的前述資料構成處理所得到之前述要素資料之假定值,前述第2假定值,係可為藉由第2次的前述資料構成處理所得到之前述要素資料之假定值。   藉由此,由於前述資料構成處理之反覆次數係僅需要2次即可,因此演算係變得簡易。
較理想,前述資料構成處理,係可構成為,係包含有:第1處理,係基於對於前述M個的要素資料之各者所設定了的N個的前述特定之比例,而將前述M個的要素資料之假定值轉換為前述N個的檢測資料之假定值;和第2處理,係算出代表為了使前述N個的檢測資料之假定值會成為與前述N個的檢測資料相等而應該在前述N個的檢測資料之假定值上所乘上之倍率之N個的第1係數;和第3處理,係基於對於前述M個的要素資料之各者所設定了的N個的前述特定之比例,而將前述N個的第1係數,轉換為代表應該在前述M個的要素資料上所乘上的倍率之M個的第2係數;和第4處理,係將前述M個的要素資料之假定值,基於前述M個的第2係數來進行修正。
較理想,前述要素資料構成部,係可構成為,係在前述第1處理中,將關連於從1個的前述要素資料所被分配至1個的前述檢測資料處之1個的前述部分要素資料之前述特定之比例,作為1個的成分,並基於由與前述M個的要素資料以及前述N個的檢測資料相對應之M×N個之成分所成的第1轉換矩陣,來將以前述M個的要素資料之假定值作為成分之矩陣,轉換為以前述N個的檢測資料之假定值作為成分之矩陣。
較理想,前述要素資料構成部,係可構成為,係在前述第3處理中,將關連於從1個的前述要素資料所被分配至1個的前述檢測資料處之1個的前述部分要素資料之前述特定之比例,作為1個的成分,並基於由與前述M個的要素資料以及前述N個的檢測資料相對應之M×N個之成分所成的第2轉換矩陣,來將以前述N個的第1係數作為成分之矩陣,轉換為以前述M個的第2係數作為成分之矩陣。
較理想,前述要素資料構成部,係可構成為,在第1次的前述資料構成處理中,係將前述第1處理省略,並作為前述N個的檢測資料之假定值,使用特定之N個的初期值,來進行前述第2處理。藉由將前述第1處理省略,處理速度係提昇。
較理想,前述要素資料構成部,係可構成為,在第1次的前述資料構成處理中,係作為前述M個的要素資料之假定值,使用基於緊接於其之前所構成之至少1組之M個的要素資料所得到之M個的初期值,來進行前述第1處理。   藉由使用基於緊接於其之前所構成的要素資料所得到之初期值來進行前述第1處理,所構成的前述M個的要素資料之精確度係提昇。
較理想,係可構成為,前述感測器部,係包含有:N個的電極,係被形成於互為相異的前述檢測區域處;和靜電電容檢測部,係將與接近前述操作面之物體和前述電極之間之第1靜電電容相對應的檢測資料,針對前述N個的電極之各者而分別產生之。係可構成為:1個的前述部分要素資料,係近似於在1個的前述區塊中之1個的前述電極之重疊部分和前述物體之間之第2靜電電容,1個的前述要素資料,係近似於將在1個的前述區塊中之所有的前述第2靜電電容作了合成的第3靜電電容。   於此情況,係可構成為:1個的前述特定之比例,係具有與在1個的前述區塊中之1個的前述電極之重疊部分和在該1個的區塊中之所有的前述電極之重疊部分之間的面積比相對應之值。
若依據上述構成,則在前述操作面上之前述M個的區塊之各者處,係被構成有與1以上之前述電極之重疊部分和前述物體之間之靜電電容相對應的前述要素資料。
較理想,係可構成為,前述感測器部,係包含有:被形成於互為相異之前述檢測區域處,並分別具有複數之端子,且作為全體而具有N個的前述端子之複數之電極;和從前述N個的端子而分別輸入在接近前述操作面之物體和前述電極之間所積蓄的電荷,並基於該輸入了的電荷,而針對前述N個的端子之各者來分別產生與前述物體和前述電極之間之靜電電容相對應的前述檢測資料之靜電電容檢測部。係可構成為,前述靜電電容檢測部,係將被積蓄在1個的前述電極處之前述電荷,從被設置在該1個的電極處之複數之前述端子而同時輸入。係可構成為,藉由前述同時輸入,在1個的前述區塊中之被積蓄於1個的前述電極之重疊部分和前述物體之間之部分電荷,係因應於從該重疊部分起直到複數之前述端子之各者為止的電導(conductance),來作為分配電荷而被分配至該複數之端子的各者處。係可構成為,1個的前述部分要素資料,係近似於藉由前述同時輸入而被分配至1個的前述端子處之前述分配電荷。係可構成為,1個的前述要素資料,係近似於將在1個的前述區塊中之被積蓄於所有的前述電極之重疊部分處之所有的前述部分電荷作了合成的合成電荷。
於此情況,係可構成為,1個的前述特定之比例,係具有與在1個的前述區塊中之1個的前述電極之重疊部分和在該1個的區塊中之所有的前述電極之重疊部分之間的面 積比、以及從在該1個的電極處之1個的前述端子起直到該重疊部分為止的電導和在該1個的電極處之所有的前述端子起直到該重疊部分為止的電導之間之比,而相互對應之值。
若依據上述構成,則在前述操作面上之前述M個的區塊之各者處,係被構成有與1以上之前述電極之重疊部分和前述物體之間之靜電電容相對應的前述要素資料。又,由於在1個的前述電極處係被設置有複數之前述端子,在各前述端子之每一者處係被產生有1個的前述檢測資料,因此,前述電極之數量係成為較前述檢測資料之數量而更少,前述感測器部之構成係成為簡易。
本發明之第2觀點,係有關於一種要素資料構成方法,其係使具備有在操作面上之複數之相異的檢測區域中而分別檢測出物體之接近的程度並產生與該檢測結果相對應之N個的檢測資料之感測器部的輸入裝置,基於前述N個的檢測資料,而構成在將前述操作面假想性地作區分之M個的區塊之各者處的前述物體之接近程度之M個的要素資料,其中,M係代表較N而更大之自然數。前述M個的區塊之各者,係具有1以上之與前述檢測區域之間的重疊部分。前述M個的要素資料之各者,係身為對於前述N個的檢測資料之各者來以依據感測部之構成所制定的特定之比例而被作分配的部分要素資料之和,前述N個的檢測資料之各者,係近似於從前述M個的要素資料之各者來以前述特定之比例而被作分配的前述部分要素資料之和。此要素資料構成方法,係進行有:至少反覆進行2次之資料構成工程,該資料構成工程,係作為從前述M個的要素資料之假定值之各者來以前述特定之比例而被作分配的前述部分要素資料之和,而分別算出前述N個的檢測資料之假定值,並以使該算出了的N個的檢測資料之假定值會接近於前述N個的檢測資料的方式,來基於對於前述M個的要素資料之各者所設定了的N個的前述特定之比例而對於前述M個的要素資料之假定值作修正;和基於針對前述M個的要素資料之各者而藉由2次的前述資料構成處理所得到之2個的前述假定值,來算出若是在各要素資料中之該2個的假定值之差異變得越大則絕對值會變得越小之係數;和將藉由前一個的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之第1假定值和藉由後一個的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之第2假定值之間之差,乘上前述係數,並將其結果所得到之值與前述第1假定值之和,作為藉由前述資料構成處理之反覆進行所得到的前述要素資料之推測值,來針對前述M個的區塊之各者而算出之。
本發明之第3觀點,係為一種程式,其特徵為:係用以使電腦實行上述第2觀點之要素資料構成方法。
若依據本發明,則係能夠將代表在操作面上的複數之區塊中之物體之接近程度的要素資料,根據較此區塊數量而更少之數量的檢測資料來藉由簡易之演算而構成之。
<第1實施形態>   圖1,係為對於本發明之第1實施形態的輸入裝置之構成的其中一例作展示之圖。圖1中所示之輸入裝置,係具備有感測器部10、和處理部20、和記憶部30、以及介面部40。本實施形態之輸入裝置,係為藉由使手指或筆等之物體接近被設置有感測器之操作面,來輸入與該接近之位置相對應的資訊之裝置。另外,在本說明書中之所謂「接近」,係指存在於附近,而並不對於接觸之有無作限定。
(感測器部10)   感測器部10,係在操作面11上之1以上的檢測區域R處而分別檢測出物體(手指或筆等)之接近的程度,並作為全體而產生N個的檢測資料S1 ~SN 。感測器部10,係針對各檢測區域R之每一者而分別產生1以上的檢測資料Si 。另外,「i」係代表1~N之整數。在以下之說明中,係會有並不對於N個的檢測資料S1 ~SN 之各者作區分地而記載為「檢測資料S」的情況。
例如,感測器部10,係將被配設在檢測區域R處的電極與物體之間之靜電電容檢測出來,並將該檢測結果作為檢測資料Si 而產生之。感測器部10,係亦可基於靜電電容以外之物理量(例如,與接觸壓力相對應之電阻變化等),來檢測出對於檢測區域R之物體的接近程度。
感測器部10之操作面11,係如同在圖2A中所示一般,藉由複數之區塊A而被假想性地作區分。在圖2A之例中,複數之區塊A係被區隔為格子狀。又,複數之區塊A之各者,係具備有1以上之與檢測區域R之間的重疊部分。在圖2B之例中,1個的區塊A,係具備有4個的與檢測區域R之間的重疊部分。故而,感測器部10,係針對複數之區塊A之各者,而產生代表物體之接近的程度之1以上的檢測資料S。以下,係將區塊A之數量設為較N而更多的M個(M>N)。又,係會有對於區塊A之各者作區分而記載為「區塊Aj 」的情況。「j」係代表1~M之整數。
本實施形態之輸入裝置,係基於N個的檢測資料S1 ~SN ,來構成代表在M個的區塊A1 ~AM 之各者中的物體之接近程度之M個的要素資料P1 ~PM 。在以下之說明中,係會有並不對於M個的要素資料P1 ~PM 作區分地而記載為「要素資料P」的情況。
在M個的要素資料P1 ~PM 與N個的檢測資料S1 ~SN 之間,係成立有一定的關係。亦即是,M個的要素資料P1 ~PM 之各者,係藉由對於N個的檢測資料S1 ~SN 之各者而以特定之比例被作分配的部分要素資料U之和來作表現。若是將從要素資料Pj 所被分配檢測資料Si 處之部分要素資料U設為「Uij 」,則要素資料Pj 係藉由下式來作表現。
又,N個的檢測資料S1 ~SN 之各者,係近似於從M個的要素資料P1 ~PM 之各者而以特定之比例被作分配的部分要素資料Uij 之和。檢測資料Si 係藉由下式來作表現。
圖3,係為對於N個的檢測資料S1 ~SN 與M個的要素資料P1 ~PM 之間之關係作圖解之圖,並為將數式(1)以及(2)之關係以圖來作了表現者。如同根據圖3而可得知一般,檢測資料Si ,係近似於將從N個的檢測資料S1 ~SN 而分別被作分配的部分要素資料Ui1 ~UiM 作了加算後之值。因此,若是能夠根據要素資料P1 ~PM 而算出部分要素資料Ui1 ~UiM ,則藉由數式(2),係亦能夠算出檢測資料Si
在本實施形態之輸入裝置中,係假定在1個的要素資料Pj 中而被分配至1個的檢測資料Si 處的部分要素資料Uij 之比例係為一定。若是將此特定之比例設為「常數資料Kij 」,則常數資料Kij 係藉由下式來作表現。
若是將根據數式(3)所導出的部分要素資料Uij 代入數式(2)中,則檢測資料Si 係藉由下式來作表現。
圖4,係為用以對於從M個的要素資料P1 ~PM 而至N個的檢測資料S1 ~SN 之轉換作說明之圖。藉由數式(4)所表現的從要素資料P1 ~PM 而至檢測資料S1 ~SN 之轉換,係藉由N×M個的常數資料Kij 而被作規定。此轉換,如同根據圖4亦可得知一般,係使用矩陣而如同下式一般地來作表現。
在數式(5)之左邊的N×M之矩陣(第1轉換矩陣K),係為感測器部10之各檢測區域R與各區塊A之間的重疊方式和在各區塊A中的各檢測區域R之重疊部分之檢測感度等的基於感測器部10之構成所制定之既知的資料。
[處理部20]   處理部20,係為對於輸入裝置之全體性的動作作控制之電路,例如,係包含有依據被儲存在記憶部30中之程式31的指令碼來進行處理之電腦或實現特定之功能的邏輯電路,而構成之。處理部20之處理,係可使其之全部均在電腦中基於程式來實現,亦可使其之一部分或全部藉由專用的邏輯電路來實現。
在圖1之例中,處理部20,係具備有控制部21、和要素資料構成部22、以及座標計算部23。
控制部21,係對於在感測器部10處之檢測的時序作控制。例如,控制部21,係以會使對於實行檢測之檢測區域R的選擇和對於作為檢測結果所得到的類比訊號之取樣、由A/D轉換所致之檢測資料S之產生等會被以適當的時序而進行的方式,來對於感測器部10之內部的各電路作控制。
要素資料構成部22,係進行基於在感測器部10處所產生的N個的檢測資料S1 ~SN 來構成與M個的區塊A相對應的M個的要素資料P1 ~PM 之處理。
要素資料構成部22,雖然亦能夠藉由將下述之資料構成處理反覆進行多數次,來使M個的要素資料P1 ~PM 收斂於一定之值,但是,為了使演算處理成為簡易,係實行2次的資料構成處理。而,要素資料構成部22,係基於藉由此2次的資料構成處理所分別得到之M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM ,來藉由較為單純之演算處理,而求取出M個的要素資料P1 ~PM (確定值)。在以下之說明中,係會有並不對於M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM 作區分地而記載為「假定值PA」的情況。
首先,針對資料構成處理作說明。   要素資料構成部22,係在1次的資料構成處理中,作為從M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM 之各者而以特定之比例(常數資料Kij )被作分配的部分要素資料Uij 之和,而分別算出N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN 。之後,要素資料構成部22,係以會使該算出了的N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN 會朝向身為感測器部10之檢測結果之N個的檢測資料S1 ~SN 而接近的方式,來基於N×M個的常數資料Kij 而對於M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM 作修正。
此資料構成處理,具體而言,係包含有4個處理(第1處理~第4處理)。
(第1處理)   在第1處理中,要素資料構成部22,係基於身為既知之資料的N×M個的常數資料Kij ,來將M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM 轉換為N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN 。此轉換,根據數式(5)之關係,係可使用第1轉換矩陣K而如同下式一般地來作表現。
圖5,係為用以對於從M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM 而至N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN 之轉換作說明之圖。由於第1轉換矩陣K係為既知之資料,因此,若是被賦予有M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM ,則係可藉由數式(6)來算出N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN
(第2處理)   在第2處理中,要素資料構成部22,係算出代表為了使N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN 會成為與N個的檢測資料S1 ~SN 相等而應與N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN 相乘之倍率之N個的第1係數α1 ~αN 。第1係數αi ,係藉由下式來作表現。
在第2處理中之第1係數α1 ~αN 的計算,係使用矩陣而如同下述一般地作表現。
(第3處理)   在第3處理中,要素資料構成部22,係算出代表應與M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM 相乘之倍率之M個的第2係數β1 ~βM 。亦即是,要素資料構成部22,係基於N×M個的常數資料Kij ,來將N個的第1係數α1 ~αN 轉換為M個的第2係數β1 ~βM
如同在數式(3)中所示一般,從要素資料Pj 而被分配至檢測資料Si 之部分要素資料Uij ,係相對於要素資料Pj 之全體,而佔據相當於常數資料Kij 之比例。若是常數資料Kij 越大,則要素資料Pj 與檢測資料Si 之間之相關性係變得越高。故而,可以推測到,若是常數資料Kij 越大,則第1係數αi 與第2係數βj 之間的相關性也會變高。因此,要素資料構成部22,在算出第2係數βj 的情況時,係並非為將N個的第1係數α1 ~αN 單純地作平均,而是對於第1係數α1 ~αN 之各者而賦予常數資料Kij 之權重並作平均。亦即是,第2係數βj ,係藉由下式來作表現。
圖6,係為用以對於從N個的第1係數α1 ~αN 而至M個的第2係數β1 ~βM 之轉換作說明之圖。如同根據此圖亦可得知一般,數式(9)之關係,係使用矩陣而如同下式一般地來作表現。
在數式(10)中之左邊的M×N之矩陣(第2轉換矩陣KT ),係為第1轉換矩陣K之轉置矩陣。
(第4處理)   在第4處理中,要素資料構成部22,係基於在第3處理中所得到之M個的第2係數β1 ~βM ,來將現在的要素資料之假定值PA1 ~PAM 修正為新的假定值PA’1 ~PA’M
在第4處理中之要素資料之假定值PA’1 ~PA’M 的計算,係使用矩陣而如同下式一般地作表現。
要素資料構成部22,係將以上所述之資料構成處理,至少反覆進行2次。之後,要素資料構成部22,係基於藉由前一次的資料構成處理所得到之要素資料的假定值PAj (第1假定值)和藉由後一次的資料構成處理所得到之要素資料的假定值PAj (第2假定值),來算出要素資料Pj 之確定值。亦即是,要素資料構成部22,係將在第1假定值和第2假定值之間之差上乘上係數γ所得到之值與第1假定值之和,作為要素資料Pj 之確定值而算出之。要素資料Pj 之確定值,係藉由下式來作表現。
在數式(13)中,「t」係代表資料構成處理之反覆的順序。又,「PAj t=1 」,係代表藉由第1次的資料構成處理所得到之要素資料的假定值PAj (第1假定值),「PAj t=2 」,係代表藉由第2次的資料構成處理所得到之要素資料的假定值PAj (第2假定值)。
如同於後參考圖10A、圖12A、圖14A等而進行說明一般,藉由資料構成處理之反覆進行所得到之要素資料的收斂值與第1假定值之間之差,係具有與第2假定值和第1假定值之間之差成正比的傾向。故而,在第1假定值與第2假定值之間之差上而乘上比例係數γ所得到之值和第1假定值之和,係近似於藉由資料構成處理之反覆進行所得到的要素資料之收斂值。要素資料構成部22,係針對M個的區塊A1 ~AM 之各者,而藉由數式(13)來算出要素資料Pj 之確定值。
另外,「q」以及「r」係為適當之正整數,當q<r的情況時,係亦可將數式(13)之「t=1」置換為「t=q」,並將「t=2」置換為「t=r」。亦即是,係亦可基於藉由第q次的資料構成處理所得到之第1假定值PAj t=q 、和藉由較此而更之後之第r次的資料構成處理所得到之第2假定值PAj t=r ,來算出要素資料Pj 之確定值。
接下來,針對為了求取出M個的要素資料P1 ~PM (確定值)所使用之係數γ之算出方法作說明。
如同於後參考圖10~14等而進行說明一般,若是接近操作面11之物體的相對性之位置關係有所變化,則針對M個的要素資料P之各者而藉由2次的資料構成處理所得到之2個的假定值PA之差異(相異度)係會改變。又,係數γ,係有著若是在各要素資料P中之2個的假定值PA之差異(相異度)變得越大則其之絕對值會變得越小之傾向。故而,要素資料構成部22,係以若是在各要素資料P中之2個的假定值PA之差異(相異度)變得越大則絕對值會變得越小的方式,來算出係數γ。
例如,要素資料構成部22,係算出與在M個的要素資料P之各者中之2個的假定值PA之相異度相對應的評價值D,並將以此評價值D作為變數的特定之函數之值,作為係數γ來取得之。
2個的假定值PA之相異度,例如,係為2個的假定值PA之差之絕對值。要素資料構成部22,係算出與對應於M個的要素資料P之M個的相異度(2個的假定值PA之差之絕對值)之和相對應的評價值D。
如同於後參考圖15等而進行說明一般,在將與M個的要素資料P相對應之M個的相異度(2個的假定值PA之差之絕對值)之和作為評價值D的情況時,係數γ,係可藉由以評價值D作為變數之具有負的斜率之一次函數來作近似。
評價值D和係數γ,例如係藉由下式而被算出。
數式(14-1)之評價值D,係為將藉由第1次的資料構成處理所得到之要素資料之第1假定值PAj t=1 和藉由第2次的資料構成處理所得到之第2假定值PAj t=2 之間之差之絕對值(相異度)作了合計後之值。又,數式(14-2)之係數γ,係為斜率為「a1 」而截距為「b1 」之一次函數。
另外,在評價值D之算出中所使用的要素資料P之2個的假定值PA,係並非絕對需要為與在要素資料P之確定值之算出中所使用的第1假定值以及第2假定值(數式13)相同。例如,在本發明之其他實施形態中,係亦可將藉由第q次(q為較1而更大之整數)之資料構成處理所得到的假定值PAj t=q 和藉由第r次(r為較q而更大之整數)之資料構成處理所得到的假定值PAj t=r 之間之差之絕對值,作為與要素資料Pj 相對應之2個的假定值PA之相異度。於此情況,亦同樣的,評價值D,係可藉由將對應於M個的要素資料P之M個的相異度作加算,來算出之。
又,2個的假定值之相異度,係並不被限定於2個的假定值之差之絕對值。在本發明之其他實施形態中,係亦可藉由2個的假定值PA之比值來對於相異度作規定。例如,係可藉由將2個的假定值PA中之較大者作為分子並將較小者作為分母的比值,來對於相異度作規定。就算是如此這般所規定的相異度,亦同樣的,若是2個的假定值PA之差異變得越大,則值會變得越大。
進而,將係數γ作近似之評價值D之函數,係亦可為一次函數以外之函數(2次以上之多項式之函數等)。對於係數γ作規定的評價值D之函數,例如,係亦可根據係數γ與評價值D之間之模擬結果或者是實際測定之結果,來藉由最小平方法等而決定之。
又,對於從評價值D而至係數γ之轉換作規定的函數,係並不被限定於藉由數式來作表現者。例如,係亦可基於對於評價值D與係數γ之間之對應關係作展示的資料表,來對於從評價值D而至係數γ之轉換作規定。   以上,係為要素資料構成部22之說明。
座標計算部23,係基於藉由要素資料構成部22所構成的要素資料P1 ~PM ,來計算出物體(手指或筆等)所作了接近的操作面11上之座標。例如,座標計算部23,係將藉由要素資料P1 ~PM 所表現的二維資料作2值化,並將代表物體有所接近一事之資料所作了集合的區域,作為各個的物體之接近區域而特定出來。之後,座標計算部23,係針對所特定出的物體之接近區域之橫方向和縱方向的各者,而分別作成輪廓資料。橫方向之輪廓資料,係為將在操作面11之縱方向上之一群的要素資料Pj 之和,針對各列之每一者而分別算出,並將該要素資料Pj 之和依照操作面11之橫方向的順序來作了配列者。縱方向之輪廓資料,係為將在操作面11之橫方向上之一群的要素資料Pj 之和,針對各行之每一者而分別算出,並將該要素資料Pj 之和依照操作面11之縱方向的順序來作了配列者。座標計算部23,係針對此橫方向之輪廓資料和縱方向之輪廓資料的各者,而演算出要素資料Pj 之峰值的位置和重心的位置。藉由此演算所求取出的橫方向之位置和縱方向之位置,係代表在操作面11上而物體作了接近的座標。座標計算部23,係將藉由此種演算所求取出的座標之資料,儲存在記憶部30之特定之記憶區域中。
[記憶部30]   記憶部30,係記憶在處理部20處而被使用於處理中之常數資料和變數資料。當處理部20為包含有電腦的情況時,記憶部30,係亦可記憶在該電腦中而被實行的程式31。記憶部30,例如,係包含DRAM或SRAM等之揮發性記憶體、快閃記憶體等之非揮發性記憶體、硬碟等,而構成之。
[介面部40]   介面部40,係為用以在輸入裝置與其他的控制裝置(搭載輸入裝置的資訊機器之控制用IC等)之間而對資料作處理的電路。處理部20,係將被記憶在記憶部30中之資訊(物體之座標資訊、物體數量等)從介面部40而對於未圖示之控制裝置作輸出。又,介面部40,係亦可將在處理部20之電腦中而被實行的程式31,從光碟或USB記憶體等之非暫時性之記錄媒體或者是網路上之伺服器等處而取得,並載入至記憶部30中。
於此,參考圖7以及圖8之流程圖,針對本實施形態之輸入裝置中的要素資料P之構成處理作說明。
ST100:   處理部20,係取得在感測器部10處所產生的N個的檢測資料S1 ~SN
ST105:   處理部20,係取得在後述之資料構成處理(ST110)中所使用之要素資料之假定值PA1 ~PAM 的初期值。要素資料構成部22,例如係將預先儲存在記憶部30中的常數資料,作為初期值而取得之。
另外,要素資料構成部22,係亦可將作為前一次之構成結果(確定值)所得到的要素資料P1 ~PM ,作為初期值而取得之。或者是,要素資料構成部22,係亦可基於作為緊接於其之前之複數次之構成結果(確定值)所得到的複數組之要素資料P1 ~PM ,來例如算出各要素資料之移動平均值,並將此作為此次之初期值而取得之。藉由使用基於緊接於其之前所構成的1組以上之要素資料P1 ~PM 所得到之初期值來進行第1次的資料構成處理(ST110),相較於使用與要素資料之間之誤差為大之初期值的情況,所構成的要素資料之精確度係提昇。
ST110:   處理部20,係進行由4個的處理(第1處理~第4處理)所成之資料構成處理(圖8)。
首先,處理部20,在第1處理(ST200)中,係基於M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM 和第1轉換矩陣K,而藉由數式(6)之演算,來算出N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN 。   接著,處理部20,在第2處理(ST205)中,係基於N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN 和N個的檢測資料S1 ~SN ,來藉由數式(8)之演算而算出N個的第1係數α1 ~αN 。   接著,處理部20,在第3處理(ST210)中,係基於N個的第1係數α1 ~αN 和第2轉換矩陣KT ,來藉由數式(10)之演算而算出M個的第2係數β1 ~βM 。   接著,處理部20,在第4處理(ST215)中,係藉由使用有第2係數β1 ~βM 的數式(12)之演算,來對於M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM 分別作修正。
處理部20,係藉由上述之資料構成處理,來算出M個的第1假定值PA1 t=1 ~PAM t=1
ST115:   處理部20,係藉由對於M個的第1假定值PA1 t=1 ~PAM t=1 而進行與上述相同之資料構成處理(圖8),來算出M個的第2假定值PA1 t=2 ~PAM t=2
ST120:   處理部20,係基於M個的第1假定值PA1 t=1 ~PAM t=1 和M個的第2假定值PA1 t=2 ~PAM t=2 ,來藉由數式(14-1)而算出評價值D。
ST125:   處理部20,係基於在步驟ST120中所算出的評價值D,來藉由數式(14-2)而算出係數γ。
ST145:   要素資料構成部22,係基於藉由2次的資料構成處理(ST110、ST115)所得到之要素資料之第1假定值PAj t=1 以及第2假定值PAj t=2 和比例係數γ,而藉由數式(13)來算出要素資料Pj 之確定值。
接著,參考圖9~圖14,針對進行了具體性的要素資料之構成的模擬結果作說明。圖9~圖14,係對於反覆進行多數次之資料構成處理(圖8)來得到要素資料P之收斂值的方法和根據2次的資料構成處理之結果來得到要素資料P之推測值的方法,而分別進行模擬,並對於其結果作展示。
於此,係針對接近於操作面11之2個的物體(手指等)之相對性位置關係互為相異之3個的情形來進行了模擬。圖9以及圖10,係對於當2個的物體之距離為較近的情況時之模擬結果作展示,圖11以及圖12,係對於當2個的物體之距離為中等程度的情況時之模擬結果作展示,圖13以及圖14,係對於當2個的物體之距離為較遠的情況時之模擬結果作展示。
圖9、圖11以及圖13,係對於反覆進行多數次之資料構成處理來求取出要素資料P之收斂值的模擬結果作展示。圖9A、圖11A以及圖13A,係對於作為模擬之條件而假想性地設定了的物體之接近程度Px之2維分布作展示。模擬,係基於此接近程度Px來算出感測器部10之N個的檢測資料S1 ~SN ,並基於檢測資料S1 ~SN 而構成要素資料P1 ~PM 。接近程度Px之數值,係為無因次之相對性之值。圖9B、圖11B以及圖13B,係對於反覆進行1000次之資料構成處理而收斂了的要素資料Pc之2維分布作展示。要素資料Pc之數值,亦係為無因次之相對性之值。
另外,在對於2維分布作展示之圖中的「X」和「Y」,係為代表各區塊A之位置的座標軸,而座標軸上之數字係代表座標之值。
如同根據圖9B、圖11B以及圖13B而可得知一般,反覆進行多數次之資料構成處理而收斂了的要素資料Pc之2維分布,係概略近似於物體之接近程度Px的2維分布。
另一方面,圖10、圖12以及圖14,係對於根據2次的資料構成處理(圖8)之結果來得到要素資料P之推測值的本實施形態之要素資料構成處理的模擬結果作展示。圖10,係對於在與圖9A相同之條件(當2個的物體之距離為較近的情況)時之模擬結果作展示,圖12,係對於在與圖11A相同之條件(當2個的物體之距離為中等程度的情況)時之模擬結果作展示,圖14,係對於在與圖13A相同之條件(當2個的物體之距離為較遠的情況)時之模擬結果作展示。
圖10A、圖12A以及圖14A,係對於從第2假定值(PAj t=2 )來減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值、和從收斂值(PAj t=L )而減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值,此兩者間之相關關係作展示。各圖之橫軸,係代表從藉由第2次之資料構成處理所得到的第2假定值PAj t=2 來減去藉由第1次之資料構成處理所得到的第1假定值PAj t=1 後之值。各圖之縱軸,係代表從藉由第L次(L=1000)之資料構成處理所得到的假定值PAj t=L (收斂值)來減去了第1假定值PAj t=1 後之值。在圖10A、圖12A以及圖14A中之各個的描繪點,係對應於1個的要素資料Pj
如同根據圖10A、圖12A以及圖14A而可得知一般,在從第2假定值(PAj t=2 )來減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值和從收斂值(PAj t=L )而減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值之間,係存在有比例關係。代表此比例關係之斜率的係數,係相當於上述之係數γ。各圖之直線,係代表藉由數式(14-1)以及(14-2)所算出的係數γ。此些之直線,係概略配合於描繪點之分布所展現的比例關係之斜率。
圖10A、圖12A以及圖14A之描繪點之分布所展現的比例關係之斜率,係因應於接近於操作面11之2個的物體之相對性位置關係而改變,若是物體彼此間之距離變得越遠,則斜率係變得越平緩。又,因應於接近於操作面11之2個的物體之相對性位置關係,橫軸之值(從第2假定值來減去了第1假定值後之值)的分布範圍係改變,若是物體彼此間之距離變得越遠,則從第2假定值來減去了第1假定值後之值的絕對值係全體性地變大。故而,根據此些之模擬結果,可以得知,若是在各要素資料中之2個的假定值之差之絕對值全體性地變得越大,則圖10A、圖12A以及圖14A之描繪點之分布所展現的比例關係之斜率係變得越平緩。
圖10B、圖12B以及圖14B,係對於使用藉由數式(14-1)以及(14-2)所算出的係數γ而推測出之要素資料P之2維分布作展示。如同對於圖10B、圖12B以及圖14B之模擬結果和圖9B、圖11B以及圖13B之模擬結果作比較而可得知一般,根據2次的資料構成處理之結果所推測出的要素資料P之2維分布,係成為概略近似於藉由反覆進行1000次的資料構成處理而收斂的要素資料Pc之2維分布者。
圖15,係為對於藉由數式(14-1)所算出的評價值D與係數γ之間之相關關係作展示之圖。在圖15中之縱軸之係數γ,係為基於代表從第2假定值(PAj t=2 )來減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值和從收斂值(PAj t=L )來減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值之間的相關關係之模擬結果(圖10A、圖12A、圖14A等),而藉由數值計算所求取出之最適當之係數。在圖15中之各個的描繪點,係對應於1個的模擬結果(圖10A、圖12A、圖14A等)。藉由對於接近於操作面11之複數的物體之相對性位置關係作各種的改變並進行模擬,係如同圖15中所示一般地而得到評價值D之相異之描繪點。
如同根據圖15而可得知一般,代表從第2假定值(PAj t=2 )來減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值和從收斂值(PAj t=L )而減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值之間之比例關係的係數γ,係具有近似於以評價值D作為變數之具備有負的斜率之一次函數的傾向。在數式(14-2)中之斜率「a1 」和截距「b1 」,係可根據如同圖15中所示一般之模擬結果或實際測定的結果,來藉由最小平方法等之數值計算而求取出來。
圖16,係為對於在使用了較基於評價值D而藉由數式(14-2)所算出的係數γ而更大之係數γ'來進行了要素資料構成處理的情況時之模擬結果作展示之圖,並對於在與圖13A相同之條件(當2個的物體之距離為相互遠離的情況)下的模擬結果作展示。圖16A,係對於從第2假定值(PAj t=2 )來減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值、和從收斂值(PAj t=L )而減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值,此兩者間之相關關係作展示。圖16B,係對於使用係數γ'而藉由數式(13)所推測出之要素資料P之2維分布作展示。
如同對於圖16B和圖14B作比較而可得知一般,在使用了從適當值而偏移了的係數γ’的情況時,所推測出的要素資料P之2維分布,相對於應該再現的2維分布(圖13A)之誤差係變大。特別是,在圖16B中之以虛線所作了包圍的區域中,要素資料P係成為負的值,而成為較實際上更小。假設就算是在此區域中存在有代表遠方之物體的存在之弱的峰值,起因於負方向之誤差,該峰值也會有被消除的可能性。故而,係數γ,較理想,係使用因應於接近於操作面11之物體彼此間之相對性位置關係所算出的適當之值。藉由此,上述一般之要素資料之誤差係變小。
如同以上所作了說明一般,若依據本實施形態,則在對於操作面11作假想性區分之M個的區塊A1 ~AM 之各者處,係具有1以上之與檢測區域R之間之重疊部分,在感測器部10處,係針對各檢測區域R之每一者而產生1以上之檢測資料S。因此,針對M個的區塊A1 ~AM 之各者,係產生有代表物體之接近的程度之1以上之檢測資料S。   又,M個的要素資料P1 ~PM 之各者,係身為對於N個的檢測資料S1 ~SN 之各者而以特定之比例(常數資料Kij 、數式(3))所被分配的部分要素資料Uij 之和(數式(1)),N個的檢測資料S1 ~SN 之各者,係近似於從M個的要素資料P1 ~PM 之各者而以特定之比例(常數資料Kij )所被分配的部分要素資料Uij 之和(數式(2))。亦即是,藉由被設定於M個的要素資料P1 ~PM 之各者處之N個的常數資料Kij ,從M個的要素資料P1 ~PM 而至N個的檢測資料S1 ~SN 之轉換係被作規定(數式(5))。在要素資料構成部22之資料構成處理中,係作為從M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM 之各者而以特定之比例(常數資料Kij )被作分配的部分要素資料Uij 之和,而分別算出N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN (數式(6))。又,係以會使該算出了的N個的檢測資料之假定值SA1 ~SAN 會朝向N個的檢測資料S1 ~SN 而接近的方式,來基於M×N個的常數資料Kij 而對於M個的要素資料之假定值PA1 ~PAM 作修正。藉由反覆進行多數次之此資料構成處理,係能夠得到適合於N個的檢測資料S1 ~SN 之M個的要素資料之收斂值(圖9、圖11、圖13)。   然而,在要素資料構成部22中,資料構成處理係至少被反覆進行2次,將藉由前一個的前述資料構成處理所得到的要素資料之第1假定值(PAj t=1 )和藉由後一個的前述資料構成處理所得到的要素資料之第2假定值(PAj t=2 )之間之差,乘上係數γ,並將其結果所得到之值與第1假定值(PAj t=1 )之和,作為藉由資料構成處理之反覆進行所得到的要素資料P之推測值,來針對M個的區塊A1 ~AM 之各者而算出(數式(13))。故而,相較於反覆進行多數次之資料構成處理來得到要素資料P之收斂值的情況,係成為能夠將資料構成處理之反覆次數大幅度地減少,演算係成為簡易。
若依據本實施形態,則藉由使用第1次之資料構成處理之假定值(PAj t=1 )和第2次之資料構成處理之假定值(PAj t=2 )來算出要素資料P之推測值(數式(13)),係僅需要進行2次的資料構成處理即可,演算係變得非常簡易。
又,作為在第1假定值(PAj t=1 )和第2假定值(PAj t=2 )之間之差上乘上係數γ所得到之值與第1假定值(PAj t=1 )之和而得到的要素資料P之推測值,相對於將資料構成處理作多數次的反覆進行所得到之要素資料P之收斂值,係產生有某種程度的誤差。在會使此誤差成為最小的係數γ中,係存在有若是在各要素資料P中之2個的假定值PA之差異變得越大則絕對值會變得越小之傾向。故而,藉由基於針對M個的要素資料P之各者而藉由2次的資料構成處理所得到之2個的假定值PA,來以若是在各要素資料P中之該2個的假定值PA之差異變得越大則絕對值會變得越小的方式來算出係數γ,相較於將係數γ設定為固定之值的情況,係能夠使與係數γ之適當值之間的誤差減少。
進而,若依據本實施形態,則係算出與在M個的要素資料P之各者中之2個的假定值PA之相異度相對應的評價值D,並將以評價值D作為變數的特定之函數之值,作為係數γ來取得之。藉由此,係能夠取得與在M個的要素資料P之各者中之2個的假定值PA之相異度相對應的適當之係數γ。
並且,由於係亦將在要素資料P之推測值之算出(數式(13))中所使用的第1假定值(PAj t=1 )以及第2假定值(PAj t=2 )使用在係數γ之算出中(數式(14)),因此係能夠簡易地進行係數γ之演算。
<第2實施形態>   接下來,針對本發明之第2實施形態作說明。   第2實施形態之輸入裝置,係為對於在第1實施形態之輸入裝置中的要素資料構成部22之處理的一部分作了變更者,其他之構成,係與第1實施形態之輸入裝置相同。
圖17,係為用以對於在第2實施形態之輸入裝置中而由N個的檢測資料來構成M個的要素資料之方法的其中一例作說明之流程圖。圖17中所示之流程圖,係為將圖7所示之流程圖中的步驟ST125置換為步驟ST130、ST135以及ST140者,其他之步驟,係與圖7中所示之流程圖相同。
要素資料構成部22,係因應於評價值D與臨限值TH之間的大小關係,來從下述之2個的數式中選擇在係數γ之算出中所使用的函數。
要素資料構成部22,當在步驟ST120中所算出的評價值D係較臨限值TH而更大的情況時(ST130,Yes),係將係數γ藉由數式(15-1)來算出(ST135),當評價值D為臨限值TH以下的情況時(ST130,No),係將係數γ藉由數式(15-2)來算出(ST140)。
圖18,係為對於藉由數式(14-1)所算出的評價值D與係數γ之間之相關關係作展示之圖。圖18中所示之圖表,基本上係為與圖15相同,相較於圖15,縱軸之係數γ的範圍係為廣。
如同圖18中所示一般,要素資料構成部22,係以臨限值TH作為邊界,來對於在係數γ之算出中所使用的一次函數作切換。亦即是,要素資料構成部22,當評價值D係較臨限值TH而更大的情況時,係將係數γ藉由負的斜率之絕對值為較小之數式(15-1)來算出,當評價值D為臨限值TH以下的情況時,係將係數γ藉由負的斜率之絕對值為較大之數式(15-2)來算出。
圖19,係為對於在本實施形態之輸入裝置中之要素資料構成處理的模擬結果之其中一例作展示之圖,並對於在與圖9A相同之條件(2個的物體之距離為近的情況)下的模擬結果作展示。圖19A,係對於從第2假定值(PAj t=2 )來減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值、和從收斂值(PAj t=L )而減去了第1假定值(PAj t=1 )後之值,此兩者間之相關關係作展示。圖19B,係對於使用藉由本實施形態之方法所求取出的係數γ而推測出之要素資料P之2維分布作展示。
如同對於圖19B和圖9B作比較而可得知一般,在圖19B所示之2維分布中,相較於圖9B中所示之2維分布,2個的物體間之邊界(圖19B之箭頭之位置)係變得明瞭。故而,係可得知,當2個的物體之距離為近的情況時(當評價值D為小的情況時),藉由將在係數γ之算出中所使用的一次函數之斜率之絕對值增大,2個的物體間之邊界係會變得明瞭。
如同以上所作了說明一般,若依據本實施形態,則隨著接近操作面11之物體間的距離變短,在M個的要素資料P之各者中之2個的假定值PA之相異度係會有變小的傾向,起因於此,評價值D係會變小。又,當物體間之距離為近的情況時,藉由將係數γ增大,接近於操作面11之物體間的邊界係會有變得明瞭之傾向(圖19)。故而,藉由相較於在評價值D為較臨限值TH而更大的範圍中之一次函數之斜率(a1 )之絕對值而將在評價值D為較臨限值TH而更小的範圍中之一次函數之斜率之絕對值(a2 )增大,在接近於操作面11之物體間的距離相互接近而評價值D變小的情況時,係數γ係成為容易增大。藉由此,相較於藉由反覆進行資料構成處理而收斂了的要素資料P之分布,係能夠使物體間之邊界成為更加明瞭。
另外,從評價值D而算出係數γ之函數,係並不被限定於一次函數,而亦可為包含有曲線之二次函數等。於此情況,藉由使用相較於在評價值D為較臨限值而更大的範圍中之微分係數之絕對值而在評價值D為較臨限值而更小的範圍中之微分係數之絕對值係會變大一般之函數來算出係數γ,係能夠得到與上述構成相同之效果。亦即是,藉由相較於在評價值D為較臨限值而更大的範圍中之微分係數之絕對值而將在評價值D為較臨限值而更小的範圍中之微分係數之絕對值增大,在接近於操作面11之物體間的距離相互接近而評價值D變小的情況時,由於係數γ係成為容易增大,因此係能夠使物體間之邊界成為明瞭。
<第3實施形態>   接下來,針對本發明之第3實施形態作說明。   圖20,係為對於第3實施形態的輸入裝置之構成的其中一例作展示之圖。本實施形態之輸入裝置,係為將在第1實施形態之輸入裝置中的感測器部10作為靜電電容方式之感測器來作了具體化者,全體性之構成,係與第1實施形態之輸入裝置相同。
在本實施形態之輸入裝置中的感測器部10A,係具備有被形成於互為相異之檢測區域R處之N個的電極E1 ~EN 。在以下之說明中,係會有並不對於N個的電極E1 ~EN 之各者作區分地而記載為「電極E」的情況。
又,感測器部10A,係具備有產生與對於操作面11作接近的物體和電極E之間之靜電電容(第1靜電電容)相對應的檢測資料S之靜電電容檢測部12。靜電電容檢測部12,係針對N個的電極E之各者而分別產生檢測資料S。
靜電電容檢測部12,係分別驅動N個的電極E,並對於被形成於電極E與物體之間之靜電電容相對應的電荷作取樣,而輸出與該取樣結果相對應的檢測資料S。靜電電容檢測部12,具體而言,係包含有驅動電路、和靜電電容-電壓轉換電路(CV轉換電路)、以及A/D轉換電路。驅動電路,係依循於處理部20之控制而對於N個的電極E依序作選擇,並對於該所選擇了的電極E反覆施加特定振幅之脈衝電壓,而將被形成於電極E與物體之間的靜電電容反覆充電或放電。CV轉換電路,係將伴隨著此充電或放電而在電極E處所被傳輸的電荷(或者是與此成正比的電荷)移送至參照用之電容器處並作積蓄,而輸出與在參照用之電容器處所產生的電壓相對應之訊號。A/D轉換電路,係依循於處理部20之控制,而將CV轉換電路之輸出訊號以特定之周期來轉換為數位訊號,並作為檢測資料S而輸出。在以下之說明中,係將電極Ei 之靜電電容的檢測資料記載為「Si 」。
圖21,係為用以對於在1個的區塊Aj 中之1個的電極Ei 之重疊部分Eij 與物體1之間之第2靜電電容CEij 作説明之圖。在圖21中之「Eij 」,係代表相對於區塊Aj 之電極Ei 所具有的重疊部分。又,「CEij 」,係代表在電極Ei 之重疊部分Eij 與手指等之物體1之間所形成的靜電電容(第2靜電電容)。
電極E1 ~EN ,相較於區塊A1 ~AM ,係為較少,但是,係以在各區塊A處而1以上之電極E為具備有重疊部分Eij 的方式而被作配設。
又,電極E1 ~EN ,係以具有重疊部分之區塊A之組合會成為互為相異的方式而被作配設。例如,當電極E1 為在區塊A1 以及A2 處具備有重疊部分的情況時,其他之電極E係以在(A1 ,A2 )以外之組合的區塊A處而具有重疊部分的方式來被作配設。另外,當存在有複數之具有重疊部分之區塊A之組合會成為相同之電極E的情況時,在該些之電極E處,係亦可構成為至少在一部分的區塊內之重疊部分的面積會互為相異。   亦即是,電極E1 ~EN ,係以與區塊A1 ~AM 之間之重疊方式的形態會成為互為相異的方式,而在操作面11上被作配設。
當將在被包含於區塊Aj 中之電極E之重疊部分Eij 的全體與物體1之間所形成之靜電電容作為「第3靜電電容CAj 」的情況時,此第3靜電電容CAj 之變化ΔCAj ,由於係成為與將在區塊Aj 中之各電極E之第2靜電電容之變化ΔCEij 作了加算者略相等,因此,係藉由下式來作表現。
在數式(16)中,當區塊Aj 與電極Ei 係並不具有重疊部分Eij 的情況時,係將第2靜電電容之變化ΔCEij 設為零。
當將被形成於電極Ei 與物體之間之靜電電容設為「第1靜電電容CEi 」的情況時,此第1靜電電容CEi 之變化ΔCEi ,由於係成為與將隸屬於電極Ei 之全部的重疊部分Eij 之第2靜電電容之變化ΔCEij 作了加算者略相等,因此,係藉由下式來作表現。
在1個的重疊部分Eij 與物體1之間所形成之第2靜電電容CEij ,係與此重疊部分Eij 之面積略成正比。又,在被包含於區塊Aj 中之全部的電極Ei 之重疊部分與物體1之間所形成之第3靜電電容CAj(數式(16)),係與在區塊Aj 中所包含之全部的重疊部分之面積略成正比。因此,若是將位置於同一區塊Aj 內之1個的重疊部分Eij與全部的重疊部分之間之面積比以常數資料Kij 來作表現,則如同在下式中所示一般,常數資料Kij ,係代表第2靜電電容之變化ΔCEij 與第3靜電電容之變化ΔCAj 之間之比。
若是使用數式(18)之關係,則數式(17)係如同下式一般地來作表現。
數式(19),係使用矩陣而如同下式一般地來作表現。
於此,區塊Aj 之要素資料Pj 係與第3靜電電容之變化ΔCAj 成正比,由靜電電容檢測部12所致之靜電電容之檢測資料Si ,係與第1靜電電容之變化ΔCEi 成正比,重疊部分Eij 之部分要素資料Uij ,係與第2靜電電容之變化ΔCEij 成正比。亦即是,以下之數式係成立。
藉由數式(21-1)~(21-3),本實施形態之數式(16)~(20),係成為與已作了說明的數式(1)~(5)相等。故而,在本實施形態中,亦與第1實施形態相同的,係能夠由N個的檢測資料S1 ~SN 來構成M個的要素資料P1 ~PM
圖22,係為對於在第3實施形態的輸入裝置中之電極之圖案的其中一例作展示之圖。圖22A,係對於操作面11之20個的區塊(A1 ~A20 )作展示,圖22B,係對於與各區塊A相互重疊之18個的電極之圖案(E1 ~E18 )作展示。圖23,係為對於在圖22B中所展示的電極之圖案(E1 ~E18 )的詳細內容作展示之圖。圖23A,係對於被形成於上層處之8個的電極的圖案(E1 ~E8 )作展示,圖23B,係對於被形成於下層處之10個的電極的圖案(E9 ~E18 )作展示。
在圖22之例中,感測器部10A之操作面11係為略矩形,並藉由20個的區塊A1 ~A20 而被區隔為4行5列之格子狀圖案。區塊A1 ~A5 ,係從第1行之第1列起朝向第5列而以編號順序作排列,區塊A6 ~A10 ,係從第2行之第1列起朝向第5列而以編號順序作排列,區塊A11 ~A15 ,係從第3行之第1列起朝向第5列而以編號順序作排列,區塊A16 ~A20 ,係從第4行之第1列起朝向第5列而以編號順序作排列。
在圖23A之例中,電極E1 ~E4 ,係在格子狀圖案之第1行~第4行而以此順序作配置,並分別從第1列而朝向第4列作延伸。電極E1 ~E4 之在各區塊中所佔據的面積之比例,係在第1列處成為4/8,並在第2列處成為3/8,並在第3列處成為2/8,並且在第4列處成為1/8。   又,電極E5 ~E8 ,係在格子狀圖案之第1行~第4行而以此順序作配置,並分別從第5列而朝向第2列作延伸。電極E5 ~E8 之在各區塊中所佔據的面積之比例,係在第5列處成為4/8,並在第4列處成為3/8,並在第3列處成為2/8,並且在第2列處成為1/8。
在圖23B之例中,電極E9 ~E13 ,係在格子狀圖案之第1列~第5列而以此順序作配置,並分別從第1行而朝向第3行作延伸。電極E9 ~E13 之在各區塊中所佔據的面積之比例,係在第1行處成為3/6,並在第2行處成為2/6,並且在第3行處成為1/6。   又,電極E14 ~E18 ,係在格子狀圖案之第1列~第5列而以此順序作配置,並分別從第4行而朝向第2行作延伸。電極E14 ~E18 之在各區塊中所佔據的面積之比例,係在第4行處成為3/6,並在第3行處成為2/6,並且在第2行處成為1/6。
若是對第1行之電極E1 作注目,則電極E1 係在區塊A1 中佔據4/8之面積,並在區塊A2 中佔據3/8之面積,並在區塊A3 中佔據2/8之面積,並且在區塊A4 中佔據1/8之面積。因此,電極E1 之相對於區塊A1 的常數資料K11 係為4/8,電極E1 之相對於區塊A2 的常數資料K12 係為3/8,電極E1 之相對於區塊A3 的常數資料K13 係為2/8,電極E1 之相對於區塊A4 的常數資料K14 係為1/8。藉由相同的計算,由18×20個的常數資料Kij 所成之第1轉換矩陣K,係如同下式一般地被求取出來。
如同以上所作了說明一般,在基於靜電電容而檢測出物體之接近程度的第3實施形態之輸入裝置中,亦係與第1實施形態同樣的,係能夠藉由被作了簡易化之演算處理,來構成較檢測資料S之數量而更多的要素資料P。
<第4實施形態>   接下來,針對本發明之第4實施形態作說明。   圖24,係為對於第4實施形態的輸入裝置之構成的其中一例作展示之圖。本實施形態之輸入裝置,係為將在第3實施形態之輸入裝置中的感測器部10A置換為感測器部10B者,全體性之構成,係與第3實施形態之輸入裝置相同。
感測器部10B,係具備有被形成於互為相異之檢測區域R處之J個的電極ER1 ~ERJ 。在以下之說明中,係會有並不對於J個的電極ER1 ~ERJ 之各者作區分地而記載為「電極ER」的情況。
電極ER,係分別具有複數之端子T,J個的電極ER係作為全體而具有N個的端子T。在圖24之例中,由於各電極ER係具備有2個的端子T,因此電極ER之數量J係為端子T之數量N的一半。另外,在本實施形態之其他之例中,係亦可為具備有3個以上的端子T之電極ER。
電極ER,係藉由相較於一般性之金屬而電阻值為高的材料(例如在透明導電膜中所使用之ITO等)而被形成。
靜電電容檢測部12,係將在接近操作面11之物體與電極ER之間所積蓄的電荷,從N個的端子T而分別輸入,並基於此輸入了的電荷,來針對N個的端子T之各者而產生與物體和電極ER之間之靜電電容相對應的檢測資料S。
又,靜電電容檢測部12,於輸入被積蓄在1個的電極ER處之電荷的情況時,係從被設置在此1個的電極ER處之複數之端子T而同時輸入電荷。藉由此,被積蓄於電極ER上之電荷,係成為被分配至複數之端子T處。此時,可以預測到,電荷之分配的比例,係會與從在電極ER上而電荷被作積蓄之場所起而至端子T為止之電導(電阻值之倒數)成正比。亦即是,對於電導為大之端子T,係分配有更多的電荷。
圖25,係為對於在1個的區塊Aj 中之1個的電極ERk 之重疊部分ERkj 與物體1之間而被積蓄有部分電荷QPkj 之狀態作展示之圖。圖26,係為對於此部分電荷Qkj 被分配至電極ERk 之2個的端子Tk(1) 、Tk(2) 處的狀態作展示之圖。另外,「k」係代表1~J之整數。又,「k(1)」以及「k(2)」,係分別代表被與整數k相互附加有關連的1~N之整數。
在圖25以及圖26中,「Gk(1)j 」,係代表從重疊部分ERkj 起而至端子Tk(1) 為止之電導,「Gk(2)j 」,係代表從重疊部分ERkj 起而至端子Tk(2) 為止之電導。又,「CERkj 」,係代表重疊部分ERkj 與物體1之間之靜電電容。
在圖26中,「QDk(1)j 」,係代表部分電荷QPkj 中之被分配至端子Tk(1) 處的分配電荷。又,「QDk(2)j 」,係代表部分電荷QPkj 中之被分配至端子Tk(2) 處的分配電荷。
靜電電容檢測部12,係具備有從2個的端子Tk(1) 、Tk(2) 而同時輸入電荷之2個的充電放大器12-k(1)、12-k(2)。充電放大器12-k(1)、12-k(2),係分別具備有運算放大器OP和電容Cf以及開關SW1、SW2。電容Cf和開關SW1,係被並聯連接於運算放大器OP之輸出與反轉輸入端子之間。開關SW3,係對於運算放大器之非反轉輸入端子而選擇性地輸入接地電位或驅動電壓V。運算放大器OP之反轉輸入端子,係被與電極ERkj 之所對應的端子T作連接。
在圖25之狀態下,充電放大器12-k(1)、12-k(2)之開關SW1係分別成為ON,開關SW2係分別將驅動電壓V輸入至運算放大器之非反轉輸入端子處。藉由此,在2個的端子Tk(1) 、Tk(2) 處係被施加有驅動電壓V,在重疊部分ERkj 與物體1之間係積蓄有部分電荷QPkj
在圖26之狀態下,充電放大器12-k(1)、12-k(2)之開關SW1係分別同時成為OFF,開關SW2係分別將接地電位輸入至運算放大器之非反轉輸入端子處。藉由此,以使2個的端子Tk(1) 、Tk(2) 會成為接地電位的方式,電荷係被傳輸至充電放大器12-k(1)、12-k(2)處。此電荷之傳輸,係略同時地被開始。
部分電荷QPkj ,係為被分配至端子Tk(1) 處之分配電荷QDk(1)j 和被分配至端子Tk(2) 處之分配電荷QDk(2)j 之和,下式係成立。
分配電荷QDk(1)j 以及QDk(2)j ,係與從重疊部分ERkj 起而至2個的端子Tk(1) ,Tk(2) 為止之電導Gk(1)j ,Gk(2)j 成正比。若是將代表電導比之係數設為「KGk(1)j 」、「KGk(2)j 」,則分配電荷QDk(1)j 以及QDk(2)j 係分別藉由下式來作表現。
係數KGk(1)j 、KGk(1)j ,係分別藉由電導Gk(1)j 、Gk(2)j 來以下式作表現。
又,係將把在區塊Aj 中之被積蓄在全部的電極ERk 之重疊部分ERkj 處之全部的部分電荷QPkj 作了合成的合成電荷,設為「Qj 」。此合成電荷Qj ,係藉由下式來作表現。
部分電荷QPkj ,係與在區塊Aj 中之重疊部分ERkj 與物體1之間的靜電電容CERkj 成正比,靜電電容CERkj 係與重疊部分ERkj 之面積略成正比。故而,若是將在區塊Aj 中之電極ERk 之重疊部分ERkj 與全部電極之重疊部分之間的面積比設為「KSkj 」,則部分電荷QPkj ,係藉由下式來表現。
若是將數式(27)代入至數式(24-1)、(24-2)中,則係得到下式。
若是在數式(28-1)、(28-2)中,將被與合成電荷Qj 相乘之係數置換為「Kk(1)j 」、「Kk(2)j 」,則此些之係數係分別藉由下式來作表現。
由於「k(1)」、「k(2)」係為1~N之整數,因此,若是將此置換為整數i,則數式(29-1)、(29-2)係藉由下式來作表現。
若是將數式(30)代入至數式(28-1)、(28-2)中,則分配電荷QDij 係藉由下式來作表現。
若是將從端子Ti 而輸入至靜電電容檢測部12處之檢測電荷設為「QDi 」,則由於檢測電荷QDi 係為將關連於端子Ti 之全部的分配電荷QDij 作了加算者,因此,根據數式(31),係能夠得到下式。
數式(32),係使用矩陣而如同下式一般地來作表現。
又,區塊Aj 之合成電荷Qj ,由於係為將關連於區塊Aj 之全部的分配電荷QDij 作了加算者,因此,係藉由下式來作表現。
於此,區塊Aj 之要素資料Pj 係與合成電荷Qj 成正比,由靜電電容檢測部12所致之端子Ti 之檢測資料Si 係與檢測電荷QDi 成正比,重疊部分Eij 之部分要素資料Uij 係與分配電荷QDij 成正比。亦即是,以下之數式係成立。
藉由數式(35-1)~(35-3),本實施形態之數式(31)、(32)、(33)、(34),係成為與已作了說明的數式(3)、(4)、(5)、(1)相等。故而,在本實施形態中,亦與第1實施形態相同的,係能夠由N個的檢測資料S1 ~SN 來構成M個的要素資料P1 ~PM
圖27,係為對於在第4實施形態的輸入裝置中之電極之圖案的其中一例作展示之圖。圖27A,係對於操作面11之20個的區塊(A1 ~A20 )作展示,圖27B,係對於與各區塊A相互重疊之9個的電極之圖案(ER1 ~ER9 )作展示。圖28,係為對於在圖27B中所展示的電極之圖案(ER1 ~ER9 )的詳細內容作展示之圖。圖28A,係對於被形成於上層處之4個的電極的圖案(ER1 ~ER4 )作展示,圖28B,係對於被形成於下層處之5個的電極的圖案(ER5 ~ER9 )作展示。
圖27A中所示之20個的區塊A1 ~A20 ,係與圖22A相同的,成為4行5列之格子狀圖案。
在圖28A之例中,電極ER1 ~ER4 ,係在格子狀圖案之第1行~第4行而以此順序作配置,並分別從第1列起而一直延伸至第5列為止。電極ER1 ~ER4 之在各區塊中所佔據的面積之比例,係全部成為1/2。電極ER1 ~ER4 ,係在第1列側之端部處具備有端子T1 ~T4 ,並在第5列側之端部處具備有端子T5 ~T8
在圖28B之例中,電極ER5 ~ER9 ,係在格子狀圖案之第1列~第5列而以此順序作配置,並分別從第1行起而一直延伸至第4行為止。電極ER5 ~ER9 之在各區塊中所佔據的面積之比例,係全部成為1/2。電極ER5 ~ER9 ,係在第1行側之端部處具備有端子T9 ~T13 ,並在第4行側之端部處具備有端子T14 ~T18
作為其中一例,對於電極ER1 之端子T1 作注目。在區塊A1 與電極ER1 之間之重疊部分ER11 處,端子T1 係被直接作連接。因此,被積蓄在重疊部分ER11 處之部分電荷QP11 ,係近似於全部被分配至端子T1 處者。又,部分電荷QP11 ,根據在區塊A1 中所佔據的重疊部分ER11 之面積的比例,係為合成電荷Q1 之1/2。故而,電極ER1 之相對於區塊A1 的常數資料K11 係成為1/2。
區塊A2 與電極ER1 之間之重疊部分ER12 ,係隔開1個區塊地而被與端子T1 作連接,並隔開3個區塊地而被與端子T5 作連接。因此,在被積蓄在重疊部分ER12 處之部分電荷QP12 中,係近似於3/4為被分配至端子T1 處而1/4為被分配至端子T5 處者。又,部分電荷QP12 ,根據在區塊A2 中所佔據的重疊部分ER12 之面積的比例,係為合成電荷Q2 之1/2。故而,電極ER1 之相對於區塊A2 的常數資料K12 係成為3/8。
區塊A3 與電極ER1 之間之重疊部分ER13 ,係隔開2個區塊地而被與端子T1 作連接,並隔開2個區塊地而被與端子T5 作連接。因此,在被積蓄在重疊部分ER13 處之部分電荷QP13 中,係近似於1/2為被分配至端子T1 處而1/2為被分配至端子T5 處者。又,部分電荷QP13 ,根據在區塊A3 中所佔據的重疊部分ER13 之面積的比例,係為合成電荷Q3 之1/2。故而,電極ER1 之相對於區塊A3 的常數資料K13 係成為1/4。
區塊A4 與電極ER1 之間之重疊部分ER14 ,係隔開3個區塊地而被與端子T1 作連接,並隔開1個區塊地而被與端子T5 作連接。因此,在被積蓄在重疊部分ER14 處之部分電荷QP14 中,係近似於1/4為被分配至端子T1 處而3/4為被分配至端子T5 處者。又,部分電荷QP14 ,根據在區塊A4 中所佔據的重疊部分ER14 之面積的比例,係為合成電荷Q4 之1/2。故而,電極ER1 之相對於區塊A4 的常數資料K14 係成為1/8。
區塊A5 與電極ER1 之間之重疊部分ER15 處,係直接被與端子T5 作連接。因此,被積蓄在重疊部分ER15 處之部分電荷QP15 ,係近似於全部被分配至端子T5 處者。故而,電極ER1 之相對於區塊A5 的常數資料K15 係成為0。
若是對以上內容作統整,則常數資料K11 、K12 、K13 、K14 、K15 係分別成為1/2、3/8、1/4、1/8、0。藉由相同的計算,係能夠求取出由18×20個的常數資料Kij 所成之第1轉換矩陣K。第1轉換矩陣K,係成為與數式(22)相同。
如同以上所作了說明一般,在本實施形態中,亦係與第1實施形態同樣的,係能夠藉由被作了簡易化之演算處理,來構成較檢測資料S之數量而更多的要素資料P。
又,若依據本實施形態,則由於在1個的電極ER處係被設置有複數之端子T,在各端子T之每一者處係被產生有1個的檢測資料S,因此,電極ER之數量係成為較檢測資料S之數量而更少。故而,係能夠將感測器部10B設為更為簡易之構成。
另外,本發明,係並非為僅被限定於上述之實施形態,而亦包含有各種之變形。
在上述之實施形態中,雖係列舉出作為反覆實行之資料構成處理的初期值而使用固定值的例子來作了說明,但是,本發明係並不被限定於此。
圖29,係為用以對於由N個的檢測資料S來構成M個的要素資料P之處理的變形例作說明之流程圖。   在圖7之流程圖中,當進行初次之資料構成處理(ST110)時,係將在步驟ST105中所取得的要素資料之假定值PA1 ~PAM 作為初期值,而計算檢測資料之假定值SA1 ~SAN 。然而,由於此計算結果係並不依存於檢測資料S1 ~SN 地而恆常為一定,因此,係亦可並不在每次構成要素資料P1 ~PM 時均進行計算。因此,在圖29所示之變形例的流程圖中,當進行初次之資料構成處理(ST110A)時,檢測資料之假定值SA1 ~SAN 的計算步驟(第1處理)係被省略。
亦即是,要素資料構成部22,在進行初次之資料構成處理(ST110A)時,係並不進行檢測資料之假定值SA1 ~SAN 之計算步驟(第1處理,圖8之ST200),並從記憶部30等來將檢測資料之假定值SA1 ~SAN 作為初期值而取得之(ST105A)。要素資料構成部22,在進行第2次之資料構成處理(ST115)時,係基於藉由前一次之資料構成處理(ST110A)所修正了的要素資料之假定值PA1 ~PAM ,來計算檢測資料之假定值SA1 ~SAN (第1處理)。
如此這般,藉由在進行初次之資料構成處理(ST110A)時將檢測資料之假定值SA1 ~SAN 的計算步驟(第1處理)省略,係能夠使處理速度提昇。
圖30,係為用以對於由N個的檢測資料S來構成M個的要素資料P之處理的其他變形例作說明之流程圖。   在上述之實施形態中,雖係根據2個的資料構成處理之結果來算出藉由多數次之資料構成處理所得到的結果之推測值,但是,當檢測資料S之值為小的情況等時,誤差係會有變大的可能性。於此情況,係亦可構成為藉由圖30之流程圖的處理,來將資料構成處理反覆進行多數次(L次),並提高要素資料P1 ~PM 之確定值的精確度。在圖30中所示之流程圖中的步驟ST300~ST305,係與在圖7中所示之流程圖中的步驟ST100~ST105相同。要素資料構成部22,係藉由步驟ST310~ST325之處理,而將資料構成處理(圖8)反覆進行L次。要素資料構成部22,係將藉由L次之資料構成處理所得到的要素資料之假定值PA1 ~PAM ,作為要素資料P1 ~PM 之確定值而取得之(ST330)。
10、10A、10B:感測器部 11:操作面 12:靜電電容檢測部 20;處理部 21:控制部 22:要素資料構成部 23:座標計算部 30:記憶部 31:程式 40:介面部 A:區塊 R:檢測區域 E、ER:電極 T:端子
[圖1] 係為對於第1實施形態的輸入裝置之構成的其中一例作展示之圖。   [圖2] 係為針對將操作面假想性地作區分的複數之區塊而作了圖解之圖。圖2A係對於複數之區塊作展示,圖2B係對於區塊與檢測區域之間的重疊作展示。   [圖3] 係為對於N個的檢測資料與M個的部分要素資料之間之關係作了圖解之圖。   [圖4] 係為用以對於從M個的要素資料而至N個的檢測資料之轉換作說明之圖。   [圖5] 係為用以對於從M個的要素資料之假定值而至N個的檢測資料之假定值之轉換作說明之圖。   [圖6] 係為對於從N個的第1係數而至M個的第2係數之轉換作說明之圖。   [圖7] 係為用以對於在第1實施形態之輸入裝置中而由N個的檢測資料來構成M個的要素資料之方法的其中一例作說明之流程圖。   [圖8] 係為用以對於資料構成處理的其中一例作說明之流程圖。   [圖9] 係為對於當2個的物體之距離為較近的情況時之要素資料構成處理的模擬結果之其中一例作展示之圖,並對於反覆進行了多數次的資料構成處理的情況時之模擬結果作展示。圖9A,係對於作為模擬之條件而假想性地設定了的物體之接近程度之2維分布作展示。圖9B,係對於反覆進行1000次之資料構成處理而收斂了的要素資料之2維分布作展示。   [圖10] 係為對於在第1實施形態之輸入裝置中之要素資料構成處理的模擬結果之其中一例作展示之圖,並對於在與圖9A相同之條件下的模擬結果作展示。圖10A,係對於從第2假定值而減去了第1假定值後之值、和從收斂值而減去了第1假定值後之值,此兩者間之相關關係作展示。圖10B,係對於使用根據2次的資料構成處理之結果而算出的係數所推測出之要素資料之2維分布作展示。   [圖11] 係為對於當2個的物體之距離為中等程度的情況時之要素資料構成處理的模擬結果之其中一例作展示之圖,並對於反覆進行了多數次的資料構成處理的情況時之模擬結果作展示。圖11A,係對於作為模擬之條件而假想性地設定了的物體之接近程度之2維分布作展示。圖11B,係對於反覆進行1000次之資料構成處理而收斂了的要素資料之2維分布作展示。   [圖12] 係為對於在第1實施形態之輸入裝置中之要素資料構成處理的模擬結果之其中一例作展示之圖,並對於在與圖11A相同之條件下的模擬結果作展示。圖12A,係對於從第2假定值而減去了第1假定值後之值、和從收斂值而減去了第1假定值後之值,此兩者間之相關關係作展示。圖12B,係對於使用根據2次的資料構成處理之結果而算出的係數所推測出之要素資料之2維分布作展示。   [圖13] 係為對於當2個的物體之距離為較為遠離的情況時之要素資料構成處理的模擬結果之其中一例作展示之圖,並對於反覆進行了多數次的資料構成處理的情況時之模擬結果作展示。圖13A,係對於作為模擬之條件而假想性地設定了的物體之接近程度之2維分布作展示。圖13B,係對於反覆進行1000次之資料構成處理而收斂了的要素資料之2維分布作展示。   [圖14] 係為對於在第1實施形態之輸入裝置中之要素資料構成處理的模擬結果之其中一例作展示之圖,並對於在與圖13A相同之條件下的模擬結果作展示。圖14A,係對於從第2假定值而減去了第1假定值後之值、和從收斂值而減去了第1假定值後之值,此兩者間之相關關係作展示。圖14B,係對於使用根據2次的資料構成處理之結果而算出的係數所推測出之要素資料之2維分布作展示。   [圖15] 係為對於與藉由2次的資料構成處理所得到之2個的假定值之相異度相關連的評價值D與係數γ之間之相關關係作展示之圖。   [圖16] 係為對於在使用了較基於評價值D所算出的係數γ而更大之係數γ'來進行了要素資料構成處理的情況時之模擬結果作展示之圖,並對於在與圖13A相同之條件下的模擬結果作展示。圖16A,係對於從第2假定值而減去了第1假定值後之值、和從收斂值而減去了第1假定值後之值,此兩者間之相關關係作展示。圖16B,係對於使用係數γ'所推測出之要素資料之2維分布作展示。   [圖17] 係為用以對於在第2實施形態之輸入裝置中而由N個的檢測資料來構成M個的要素資料之方法的其中一例作說明之流程圖。   [圖18] 係為對於與藉由2次的資料構成處理所得到之2個的假定值之相異度相關連的評價值D與係數γ之間之相關關係作展示之圖,並對於使用斜率為相異之2種類的一次函數來對於從評價值D而至係數γ之轉換作規定的情形作展示。   [圖19] 係為對於在第2實施形態之輸入裝置中之要素資料構成處理的模擬結果之其中一例作展示之圖,並對於在與圖9A相同之條件下的模擬結果作展示。圖19A,係對於從第2假定值而減去了第1假定值後之值、和從收斂值而減去了第1假定值後之值,此兩者間之相關關係作展示。圖19B,係對於使用根據2次的資料構成處理之結果而算出的係數所推測出之要素資料之2維分布作展示。   [圖20] 係為對於第3實施形態的輸入裝置之構成的其中一例作展示之圖。   [圖21] 係為用以對於在1個的區塊中之1個的電極之重疊部分與物體之間的第2靜電電容作說明之圖。   [圖22] 係為對於在第3實施形態的輸入裝置中之電極之圖案的其中一例作展示之圖。圖22A,係對於操作面之複數之區塊作展示,圖22B,係對於與各區塊相重疊之電極的圖案作展示。   [圖23] 係為對於圖22中所示之電極的圖案之詳細內容作展示之圖。圖23A,係對於被形成於上層處之電極的圖案作展示,圖23B,係對於被形成於下層處之電極的圖案作展示。   [圖24] 係為對於第4實施形態的輸入裝置之構成的其中一例作展示之圖。   [圖25] 係為用以對於在1個的區塊中之1個的電極之重疊部分與物體之間而積蓄有電荷的狀態作展示之圖。   [圖26] 係為用以對於被積蓄在1個的區塊中之1個的電極處之電荷被分配至2個的端子處之狀態作展示之圖。   [圖27] 係為對於在第4實施形態的輸入裝置中之電極之圖案的其中一例作展示之圖。圖27A,係對於操作面之複數之區塊作展示,圖27B,係對於與各區塊相重疊之電極的圖案作展示。   [圖28] 係為對於圖27中所示之電極的圖案之詳細內容作展示之圖。圖28A,係對於被形成於上層處之電極的圖案作展示,圖28B,係對於被形成於下層處之電極的圖案作展示。   [圖29] 係為用以對於由N個的檢測資料來構成M個的要素資料之處理的變形例作說明之流程圖。   [圖30] 係為用以對於由N個的檢測資料來構成M個的要素資料之處理的其他之變形例作說明之流程圖。

Claims (20)

  1. 一種輸入裝置,係為輸入與對於操作面的物體之接近相對應的資訊之輸入裝置,其特徵為,係具備有:感測器部,係在前述操作面上之1以上的檢測區域中而分別檢測出前述物體之接近的程度,並在各前述檢測區域之每一者中分別產生與該檢測結果相對應之1以上的檢測資料,並作為全體而產生N個的前述檢測資料;和處理部,係具備有控制部和要素資料構成部以及座標計算部,並對於前述輸入裝置之動作進行控制;和記憶部,係記憶在處理部處之處理中所被使用之資料:和介面部,係用以對於資料進行交換處理,前述控制部,係對於前述感測部之內部的各電路進行控制,前述要素資料構成部,係基於前述N個的檢測資料,而構成在將前述操作面假想性地作區分之M個的區塊之各者處的前述物體之接近程度之M個的要素資料,其中,M係代表較N而更大之自然數,前述座標計算部,係基於藉由前述要素資料構成部所構成的前述要素資料而算出座標,前述M個的區塊之各者,係具有1以上之與前述檢測區域之間的重疊部分,前述M個的要素資料之各者,係身為對於前述N個的檢測資料之各者來以依據感測部之構成所制定的特定之比例而被作分配的部分要素資料之和,前述N個的檢測資料之各者,係近似於從前述M個的要素資料之各者來以前述特定之比例而被作分配的前述部分要素資料之和,前述要素資料構成部,係至少反覆進行2次之資料構成處理,該資料構成處理,係作為從前述M個的要素資料之假定值之各者來以前述特定之比例而被作分配的前述部分要素資料之和,而分別算出前述N個的檢測資料之假定值,並以使該算出了的N個的檢測資料之假定值會接近於前述N個的檢測資料的方式,來基於對於前述M個的要素資料之各者所設定了的N個的前述特定之比例而對於前述M個的要素資料之假定值作修正,基於針對前述M個的要素資料之各者而藉由2次的前述資料構成處理所得到之2個的前述假定值,來算出若是在各要素資料中之該2個的假定值之差異變得越大則絕對值會變得越小之係數,將藉由前一個的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之第1假定值和藉由後一個的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之第2假定值之間之差,乘上前述係數,並將其結果所得到之值與前述第1假定值之和,作為藉由前述資料構成處理之反覆進行所得到的前述要素資料之推測值,來針對前述M個的區塊之各者而算出。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之輸入裝置,其中,前述要素資料構成部,係算出與在前述M個的要素資料之各者中之前述2個的假定值之相異度相對應的評價值,並將以前述評價值作為變數的特定之函數之值,作為前述係數而取得之。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之輸入裝置,其中,前述評價值,係若是在前述M個的要素資料之各者中之前述2個的假定值之前述相異度變得越大,則值會變得越大,前述特定之函數,係相較於在前述評價值為較臨限值而更大的範圍中之微分係數之絕對值,在前述評價值為較前述臨限值而更小的範圍中之微分係數之絕對值係為大。
  4. 如申請專利範圍第2項所記載之輸入裝置,其中,前述相異度,係為前述2個的假定值之差之絕對值,前述要素資料構成部,係算出與對應於前述M個的要素資料之M個的前述相異度之和相對應的前述評價值。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之輸入裝置,其中,前述特定之函數,係為具有負的斜率之一次函數。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之輸入裝置,其中,前述評價值,係若是在前述M個的要素資料之各者中之前述2個的假定值之前述相異度變得越大,則值會變得越大,前述特定之函數,係相較於在前述評價值為較臨限值而更大的範圍中之斜率之絕對值,在前述評價值為較前述臨限值而更小的範圍中之斜率之絕對值係為大。
  7. 如申請專利範圍第2~6項中之任一項所記載之輸入裝置,其中,前述評價值,係因應於接近前述操作面之複數之物體的相對性之位置關係而改變。
  8. 如申請專利範圍第1~6項中之任一項所記載之輸入裝置,其中,前述2個的假定值,係為前述第1假定值以及前述第2假定值。
  9. 如申請專利範圍第1~6項中之任一項所記載之輸入裝置,其中,前述第1假定值,係為藉由第1次的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之假定值,前述第2假定值,係為藉由第2次的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之假定值。
  10. 如申請專利範圍第1~6項中之任一項所記載之輸入裝置,其中,前述資料構成處理,係包含有:第1處理,係基於對於前述M個的要素資料之各者所設定了的N個的前述特定之比例,而將前述M個的要素資料之假定值轉換為前述N個的檢測資料之假定值;和第2處理,係算出代表為了使前述N個的檢測資料之假定值會成為與前述N個的檢測資料相等而應該在前述N個的檢測資料之假定值上所乘上之倍率之N個的第1係數;和第3處理,係基於對於前述M個的要素資料之各者所設定了的N個的前述特定之比例,而將前述N個的第1係數,轉換為代表應該在前述M個的要素資料上所乘上的倍率之M個的第2係數;和第4處理,係將前述M個的要素資料之假定值,基於前述M個的第2係數來進行修正。
  11. 如申請專利範圍第10項所記載之輸入裝置,其中,前述要素資料構成部,係在前述第1處理中,將關連於從1個的前述要素資料所被分配至1個的前述檢測資料處之1個的前述部分要素資料之前述特定之比例,作為1個的成分,並基於由與前述M個的要素資料以及前述N個的檢測資料相對應之M×N個之成分所成的第1轉換矩陣,來將以前述M個的要素資料之假定值作為成分之矩陣,轉換為以前述N個的檢測資料之假定值作為成分之矩陣。
  12. 如申請專利範圍第10項所記載之輸入裝置,其中,前述要素資料構成部,係在前述第3處理中,將關連於從1個的前述要素資料所被分配至1個的前述檢測資料處之1個的前述部分要素資料之前述特定之比例,作為1個的成分,並基於由與前述M個的要素資料以及前述N個的檢測資料相對應之M×N個之成分所成的第2轉換矩陣,來將以前述N個的第1係數作為成分之矩陣,轉換為以前述M個的第2係數作為成分之矩陣。
  13. 如申請專利範圍第10項所記載之輸入裝置,其中,前述要素資料構成部,在第1次的前述資料構成處理中,係將前述第1處理省略,並作為前述N個的檢測資料之假定值,使用特定之N個的初期值,來進行前述第2處理。
  14. 如申請專利範圍第10項所記載之輸入裝置,其中,前述要素資料構成部,在第1次的前述資料構成處理中,係作為前述M個的要素資料之假定值,使用基於緊接於其之前所構成之至少1組之M個的要素資料所得到之M個的初期值,來進行前述第1處理。
  15. 如申請專利範圍第1~6項中之任一項所記載之輸入裝置,其中,前述感測器部,係包含有:被形成於互為相異之前述檢測區域處之N個的電極;和針對前述N個的電極之各者,而分別產生與接近前述操作面之物體和前述電極之間的第1靜電電容相對應之檢測資料之靜電電容檢測部,1個的前述部分要素資料,係近似於在1個的前述區塊中之1個的前述電極之重疊部分和前述物體之間之第2靜電電容,1個的前述要素資料,係近似於將在1個的前述區塊中之所有的前述第2靜電電容作了合成的第3靜電電容。
  16. 如申請專利範圍第15項所記載之輸入裝置,其中,1個的前述特定之比例,係具有與在1個的前述區塊中之1個的前述電極之重疊部分和在該1個的區塊中之所有的前述電極之重疊部分之間的面積比相對應之值。
  17. 如申請專利範圍第1~6項中之任一項所記載之輸入裝置,其中,前述感測器部,係包含有:被形成於互為相異之前述檢測區域處,並分別具有複數之端子,且作為全體而具有N個的前述端子之複數之電極;和從前述N個的端子而分別輸入在接近前述操作面之物體和前述電極之間所積蓄的電荷,並基於該輸入了的電荷,而針對前述N個的端子之各者來分別產生與前述物體和前述電極之間之靜電電容相對應的前述檢測資料之靜電電容檢測部,前述靜電電容檢測部,係將被積蓄在1個的前述電極處之前述電荷,從被設置在該1個的電極處之複數之前述端子而同時輸入,藉由前述同時輸入,在1個的前述區塊中之被積蓄於1個的前述電極之重疊部分和前述物體之間之部分電荷,係因應於從該重疊部分起直到複數之前述端子之各者為止的電導(conductance),來作為分配電荷而被分配至該複數之端子的各者處,1個的前述部分要素資料,係近似於藉由前述同時輸入而被分配至1個的前述端子處之前述分配電荷,1個的前述要素資料,係近似於將在1個的前述區塊中之被積蓄於所有的前述電極之重疊部分處之所有的前述部分電荷作了合成的合成電荷。
  18. 如申請專利範圍第17項所記載之輸入裝置,其中,1個的前述特定之比例,係具有與在1個的前述區塊中之1個的前述電極之重疊部分和在該1個的區塊中之所有的前述電極之重疊部分之間的面積比、以及從在該1個的電極處之1個的前述端子起直到該重疊部分為止的電導和在該1個的電極處之所有的前述端子起直到該重疊部分為止的電導之間之比,而相互對應之值。
  19. 一種要素資料構成方法,係使具備有在操作面上之複數之相異的檢測區域中而分別檢測出物體之接近的程度並產生與該檢測結果相對應之N個的檢測資料之感測器部的輸入裝置,基於前述N個的檢測資料,而構成在將前述操作面假想性地作區分之M個的區塊之各者處的前述物體之接近程度之M個的要素資料,其中,M係代表較N而更大之自然數,該要素資料構成方法,其特徵為:前述M個的區塊之各者,係具有1以上之與前述檢測區域之間的重疊部分,前述M個的要素資料之各者,係身為對於前述N個的檢測資料之各者來以依據感測部之構成所制定的特定之比例而被作分配的部分要素資料之和,前述N個的檢測資料之各者,係近似於從前述M個的要素資料之各者來以前述特定之比例而被作分配的前述部分要素資料之和,至少反覆進行2次之資料構成工程,該資料構成工程,係作為從前述M個的要素資料之假定值之各者來以前述特定之比例而被作分配的前述部分要素資料之和,而分別算出前述N個的檢測資料之假定值,並以使該算出了的N個的檢測資料之假定值會接近於前述N個的檢測資料的方式,來基於對於前述M個的要素資料之各者所設定了的N個的前述特定之比例而對於前述M個的要素資料之假定值作修正,基於針對前述M個的要素資料之各者而藉由2次的前述資料構成處理所得到之2個的前述假定值,來算出若是在各要素資料中之該2個的假定值之差異變得越大則絕對值會變得越小之係數,將藉由前一個的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之第1假定值和藉由後一個的前述資料構成處理所得到的前述要素資料之第2假定值之間之差,乘上前述係數,並將其結果所得到之值與前述第1假定值之和,作為藉由前述資料構成處理之反覆進行所得到的前述要素資料之推測值,來針對前述M個的區塊之各者而算出。
  20. 一種程式,其特徵為:係用以使電腦實行如申請專利範圍第19項所記載之要素資料構成方法。
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