專利名稱：檢測物體的接觸或靠近的傳感器裝置和搭載了它的顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測物體的接觸或靠近的傳感器裝置(例如觸摸傳感器)和搭載 了它的顯示裝置，尤其涉及實現(xiàn)了坐標檢測精度的高精度化的傳感器裝置和顯示裝置。
背景技術(shù)：
在便攜式電子設(shè)備、各種家電產(chǎn)品、無人售貨機等的擱置型顧客導(dǎo)引終端中，使用 包含具有利用手指等的觸摸操作進行輸入的功能的輸入裝置(以下稱為觸摸傳感器)的顯 示裝置。作為觸摸傳感器的檢測方式，已知有檢測因發(fā)生接觸而導(dǎo)致的電阻值變化的電阻 膜方式、檢測電容值變化的靜電電容耦合方式、以及檢測因光被遮擋造成的光量變化的光 傳感器方式等。近年來，在搭載具有觸摸傳感器的顯示裝置的設(shè)備增加的同時，在使用觸摸傳感 器的應(yīng)用中開始要求實現(xiàn)復(fù)雜的功能。因此，用來將觸摸傳感器可同時檢測的輸入點數(shù)從 過去的一點向多點擴展的、即多點觸摸傳感器化的技術(shù)研發(fā)活躍起來。作為與該多點觸摸傳感器有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)例，可舉出日本特表2007-533044號公 報。該現(xiàn)有技術(shù)例公開的技術(shù)使用靜電電容耦合方式作為觸摸傳感器的檢測方式。它是對 從觸摸傳感器得到的信息進行處理，分別算出被同時輸入的多個輸入點坐標的方式。該觸 摸傳感器具有多個X電極和多個Y電極。多個X電極和多個Y電極在被電絕緣的不同層上 形成。多個X電極與X坐標對應(yīng)，多個Y電極與Y坐標對應(yīng)。多個X電極和多個Y電極的交 點分別是正交坐標系的檢測點。如果手指等的導(dǎo)體接觸該觸摸傳感器，則在接觸點附近的 電極的交點處，形成X電極和Y電極通過手指表面耦合那樣的靜電電容的電路。該靜電電 容的電路相對于不接觸導(dǎo)體時的電極間電容是并聯(lián)連接，結(jié)果電極的靜電間電容增加。這 樣，通過在各電極交點處檢測因檢測對象物的接觸導(dǎo)致的靜電電容的增減，進行坐標檢測。 更具體地，從Y電極中選擇1個電極，從它輸入電壓信號，由X電極檢測以與上述電極交點 的靜電電容成比例的方式傳達的信號。對全部的Y電極依次反復(fù)進行該工序，獲得與XY平 面內(nèi)全部交點處的靜電電容有關(guān)的信息。在該現(xiàn)有技術(shù)例中，用來根據(jù)這樣地獲得的信息 計算坐標的步驟如下所述。大致由4個步驟構(gòu)成，分別如下所述。(步驟1)對檢測信號分 布進行過濾，除去噪聲。(步驟2)生成檢測到的信號強度分布的梯度數(shù)據(jù)。(步驟3)基于 上述算出的梯度數(shù)據(jù)計算由多個輸入點構(gòu)成的分布的邊界。(步驟4)計算被上述邊界分離 的各區(qū)域的坐標。上述例子的步驟2和步驟3所示的處理是多點觸摸傳感器特有的處理。這是因 為，在多點觸摸傳感器中，如上所述，必須將在不同位置上同時輸入的多個輸入點分別判斷 為不同的輸入點。該現(xiàn)有技術(shù)例中公開了，尤其在步驟3的判斷輸入點的邊界線的計算中 使用分水嶺算法(watershred algorithm)。該分水嶺算法是指在由步驟2求得的檢測信號 強度分布的梯度的極小點處設(shè)定標記，使標記朝著梯度的增加方向擴大，將標記相互疊加 的位置作為分離檢測信號分布的邊界線，將其內(nèi)側(cè)視為組(group)的處理。
在上述現(xiàn)有技術(shù)例中公開了上述那樣的用來作為多點觸摸傳感器實現(xiàn)功能的信 號的檢測方法以及檢測信號的處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
近年來，在多點觸摸傳感器中，開始還要求應(yīng)對精度更高的多點同時輸入，例如利 用記錄筆(stylus pen)等的多點同時輸入。在上述現(xiàn)有技術(shù)例中將手指假定為主要的輸 入裝置。在利用手指輸入時，一般有以下的特征。首先，由于指尖的接觸面積大小，輸入點 范圍大，所以輸入微細位置的必要性低。另外，由于用手指輸入，所以發(fā)生多個輸入點間的 距離極其窄的情況的頻率低，輸入點間的距離充分分離的情況的頻率高等。另一方面，在假定利用記錄筆等進行輸入時，要求與用手指輸入時相反的特性。 即，有如下的特性由于筆尖足夠小而指示微細的位置，即使筆尖極其靠近也能要求輸入點 判別等。另外，不言而喻，優(yōu)選地，不僅是利用記錄筆等進行的多點同時輸入，而且在利用多 個手指進行多點同時輸入時或者利用手指和記錄筆等進行多點同時輸入時，也可以進行精 度更高的輸入點判斷。本發(fā)明要解決的問題是，在檢測物體的接觸或靠近的傳感器裝置中，即使表示多 個輸入點的每一個的檢測信號分布是重合的狀態(tài)，也可以判斷輸入點。為了解決上述問題，在本發(fā)明中，在根據(jù)檢測信號分布算出各輸入點的坐標的處 理工序中，設(shè)置用來使靠近的輸入點的分離變得容易的處理工序。而且，用簡單的步驟構(gòu)成 該處理工序，且可以抑制處理電路等的規(guī)模擴大。根據(jù)本發(fā)明，可實現(xiàn)一種檢測物體的接觸或靠近的傳感器裝置，該傳感器裝置對 于多點輸入，也能與輸入點間的距離無關(guān)地、高精度地計算坐標。


圖1是說明搭載觸摸傳感器的顯示裝置的構(gòu)成的圖。圖2是說明電容檢測部的構(gòu)成的例子的圖。圖3A和圖3B是說明檢測信號的例子的圖。圖4A和圖4B是說明多點輸入時的檢測信號的例子的圖。圖5A和圖5B是說明的現(xiàn)有的處理步驟的圖。圖6A和圖6B是說明靠近的兩點輸入時的檢測信號的圖。圖7A和圖7B是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式的處理步驟的圖。圖8是說明實施例1中的構(gòu)成的圖。圖9A、9B和圖9C是說明實施例1中的處理內(nèi)容的圖。
圖IOA和圖IOB是說明實施例1中的處理內(nèi)容的圖。圖11是說明實施例2中的構(gòu)成的圖。圖12A和圖12B是說明信號檢測系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的圖。圖13A和圖13B是說明檢測信號與向空間頻率的變換結(jié)果的圖。圖14A和圖14B是說明利用實施例2處理的結(jié)果的圖。(附圖標記說明)101 多點觸摸傳感器；102 電容檢測部；103 控制運算部；104 系統(tǒng)；105 顯示控制電路；106 顯示裝置；107 檢測用布線；108 電容檢測信號；109 檢測控制信號；110 I/F信號(檢測坐標)；111 顯示信號；112 顯示控制信號；113 控制部；114 運算部；200 運算放大器；201 積分電容；202 保持電容；203 開關(guān)；204 電壓緩沖器；205 開關(guān)；206 模數(shù)變換器；207、208 開關(guān)；209 波形；210 信號讀出部；211 信號輸入部；212 存儲部； 705 峰值分析處理；800 —維數(shù)據(jù)生成處理；801 =Y數(shù)據(jù)處理；802 峰值檢測；803 =Y閾值 算出；804 :Χ數(shù)據(jù)處理；805 峰值檢測；806 =X閾值算出；807 閾值設(shè)定；808 閾值處理； 1100 將輸入信號變換成空間頻率分布；1101 檢測信號系統(tǒng)信號傳遞函數(shù)的空間頻率分 布；1102 反卷積(deconvlution)運算；1103 閾值設(shè)定；1104 閾值處理
具體實施例方式首先，用圖1 圖5說明現(xiàn)有技術(shù)中的檢測方式的構(gòu)成的例子和處理步驟的例子。圖1是說明具有觸摸傳感器的顯示裝置的構(gòu)成的圖。圖1中，101是多點觸摸傳感器。多點觸摸傳感器101具有電容檢測用的X電極XP 和Y電極YP。圖1中X電極有4個(XPl XP4)，Y電極有4個(YPl YP4)，但電極數(shù)不 限于此。多點觸摸傳感器101設(shè)置在顯示裝置106的上表面上。多點觸摸傳感器101的X 電極XP和Y電極YP通過檢測用布線107與電容檢測部102連接。利用從控制運算部103 包含的控制部113輸出的檢測控制信號109控制電容檢測部102。電容檢測部102通過該 控制，檢測多點觸摸傳感器101內(nèi)形成的各電極間的電容，向控制運算部103輸出與各電極 間的電容值相應(yīng)地變化的電容檢測信號108。控制運算部103包含的運算部114根據(jù)各電 極間的電容檢測信號108計算各電極間的信號成分，且根據(jù)各電極間的信號成分計算檢測 坐標?？刂七\算部103用I/F信號110向系統(tǒng)104傳送檢測坐標。如果系統(tǒng)104接收到通 過接觸等的輸入的多點觸摸傳感器101得到的檢測坐標110，則生成與該輸入操作對應(yīng)的 顯示圖像，作為顯示控制信號112傳送到顯示控制電路105。顯示控制電路105根據(jù)用顯示 控制信號112傳送的顯示圖像生成顯示信號111，在顯示裝置106上顯示圖像。圖2是示出上述電容檢測部102的詳細構(gòu)成的例子的圖。檢測電容的構(gòu)成不限于 圖2的構(gòu)成。在本例中，電容檢測部102由向Y電極輸入信號的信號輸入部211、從X電極 讀出信號的信號讀出部210、以及存儲部212構(gòu)成。在圖2中，針對與一對X電極XPl對應(yīng)的信號讀出部210和與Y電極YPl對應(yīng)的 信號輸入部211示出了電路構(gòu)成，但對于在多點觸摸傳感器101上形成的各X電極XPn和 各Y電極YPn也連接了同樣構(gòu)成的信號讀出部210-n、信號輸入部211_n。信號輸入部211通過切換開關(guān)207、208選擇性地向Y電極YP供給基準電位Vap 和Vref中的一個電壓。波形209表示向Y電極YP施加的電壓。信號讀出部210包括由運算放大器200、積分電容(Cr) 201和重置開關(guān)205構(gòu)成 的積分電路，由取樣開關(guān)203和保持電容202構(gòu)成的取樣保持電路，電壓緩沖器204，以及模 數(shù)變換器206。下面，說明電容檢測部102的動作的大概。下面，對電容檢測部的初始狀態(tài)為積分 電容201未被充電的情況進行說明。從初始狀態(tài)開始，首先利用上述信號輸入部211向Y電極YPl施加電壓Vap。由 此，X電極與Y電極之間的耦合電容Cdv被充電，直到Y(jié)電極YPl到達施加電壓Vap為止。此時，X電極XPl的電位因運算放大器200的負反饋作用而被一直固定在基準電位(在本 例的情況下是接地電位)。因此，因充電產(chǎn)生的電流經(jīng)由積分電容201流到運算放大器200 的輸出端子。該動作導(dǎo)致的積分電路的輸出電壓Vo與X電極和Y電極之間的耦合電容Cdv 的大小有關(guān)。在此Vo為-Vap(CdV/Cr)。然后，將取樣保持電路的取樣開關(guān)203控制成接通 并經(jīng)過預(yù)定時間后斷開。由此，保持電容202保持由前面的動作決定的積分電路的輸出電 位Vo，該被保持的電位經(jīng)由電壓緩沖器204輸入到模數(shù)變換器206，該被保持的電位變換成 數(shù)字數(shù)據(jù)。與上述X電極XPl以外的各個X電極XP連接的信號讀出部210，也進行與連接到 XPl電極的信號讀出部210同樣的動作。因來自Y電極YPl的輸入信號產(chǎn)生的積分電路的 輸出電位與X電極XPl的輸出電位同時被讀出。上述與各X電極XP連接的信號讀出部210的輸出被輸入存儲部212。信號讀出部 210的輸出數(shù)據(jù)被保持在存儲部212中。該存儲部212與圖1所示的控制運算部103之間 進行保持的數(shù)據(jù)的發(fā)送接收。在以上述YPl為輸入的檢測之后，向與上述Y電極YPl不同的Y電極YP施加電壓， 進行電容檢測。在該電容檢測之前，對重置開關(guān)205進行通斷控制，重置各積分電路的積分 電容201。以后反復(fù)進行同樣的檢測動作。圖3A和圖3B針對多點觸摸傳感器101的各坐標，示出了通過上述檢測步驟檢測 完了多點觸摸傳感器101的整個表面的狀態(tài)下的上述存儲部212中保持的檢測數(shù)據(jù)的例 子。各格子300是多點觸摸傳感器101上的檢測點，格子內(nèi)的數(shù)值301表示檢測數(shù)據(jù)。下 面，以有針對多點觸摸傳感器101的輸入時該輸入點處數(shù)值增大的情況進行說明。圖3A是 沒有對多點觸摸傳感器101輸入時的檢測數(shù)據(jù)的例子。各格子內(nèi)的數(shù)值基本上一樣。相對 于此，圖3B是有對多點觸摸傳感器101的輸入時的例子。對應(yīng)于XP2和XP3與YP2和YP3 的交點的檢測數(shù)據(jù)比沒有輸入時大。這樣，以沒有輸入的狀態(tài)為標準，存在比它大的檢測數(shù) 據(jù)時就判斷為有輸入，進行輸入點的坐標計算。圖4A和圖4B是檢測利用上述多點觸摸傳感器101同時輸入的多個輸入點時的例 子。在本例中，Χ、γ坐標分別由15個電極構(gòu)成。另外，與上述同樣地，格子400是多點觸摸 傳感器101上的檢測點，與未輸入檢測數(shù)據(jù)時相比，因輸入增加的點用布滿斜線的格子表 示，無輸入的點用無斜線的格子表示。像圖4Α所示那樣，在用圓圈表示的坐標(Χ，Υ) = (5， 5)和(Χ，Υ) = (11，12)這兩點處有輸入時，在包含這些輸入點的多個坐標處產(chǎn)生大的檢測 信號。將這樣獲得的檢測數(shù)據(jù)像圖4Β所示那樣分組，針對每一組算出坐標402、403。圖5Α和圖5Β是用圖4說明過的、檢測利用上述多點觸摸傳感器101同時輸入的多 個輸入點時的數(shù)據(jù)處理步驟的例子。首先，如果多點觸摸傳感器101的整個面上的電容檢 測511結(jié)束，則像圖5Β的(a)部所示那樣，得到檢測信號強度501的針對XY 二維坐標500 的分布。根據(jù)圖5B的(a)部，在XY 二維坐標500的各點處產(chǎn)生與輸入狀態(tài)對應(yīng)的信號強 度501。對該二維數(shù)據(jù)進行閾值判斷處理(噪聲處理)512。它是通過設(shè)置決定數(shù)據(jù)有效性 的閾值，只殘留該閾值以上的數(shù)據(jù)，除去噪聲、偏移(offset)值的工序。其結(jié)果，檢測信號 強度501的分布從圖5B的(a)部所示的狀態(tài)變成圖5B的(b)部所示的狀態(tài)。然后，對由 上述工序得到的檢測信號分布進行檢測信號的分區(qū)和分組(步驟513)。在該工序中，通過 分析該時刻的構(gòu)成檢測信號強度分布的各數(shù)據(jù)的相關(guān)性，判斷是不是相同的輸入點導(dǎo)致的信號。在該工序中進一步分割數(shù)據(jù)的存在區(qū)域，針對各屬于相同的輸入點的數(shù)據(jù)進行分組。 作為具體的方法，可舉出分析信號強度的傾斜的分水嶺(watershred)法、著眼于數(shù)據(jù)的存 在點的連續(xù)性的標注處理等，但并不限于這些方法。利用本工序，檢測信號強度分布，像圖 5B的(c)部所示那樣，分成屬于不同輸入點的兩個組(組1和2)。然后，針對各組運算坐 標(步驟514)。在此，坐標的定義方法(計算方法)有分布的中央、重心等多種，但也可以 是任意的定義。如果基于某種定義進行計算，則在圖5B的(d)部的例子中得到坐標502和 503。通過以上說明的構(gòu)成和處理步驟，根據(jù)來自多點觸摸傳感器的檢測信號獲得多個 輸入點各自的輸入坐標。但是，像圖6A和圖6B所示那樣，在輸入點靠近時，產(chǎn)生它們不能分離成獨立點的 問題。圖6A是對于多點觸摸傳感器101在靠近的兩點進行輸入的例子。圖6A中的圓圈是 輸入點，在包含它們的多個區(qū)域中產(chǎn)生信號(帶斜線的格子)。另外，圖6A和圖6B所示的 檢測信號分布是進行了上述閾值處理(噪聲處理)512后的檢測信號分布。作為閾值以下 的檢測信號強度的格子，除去信號強度，成為0 (無斜線的格子)。如果針對該檢測信號分布 進行上述處理步驟的檢測信號分區(qū)和分組513，則像圖6B那樣，由于信號重疊，被作為一個 組認識，只算出一個坐標601。圖7A和圖7B是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式的處理步驟的圖。圖7A中，步驟711 714的工序分別與圖5A的步驟511 514所示的工序相同。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的處理 步驟，相對于圖5A所示的處理步驟進一步包含峰值分析處理705。在此，通過圖1的控制 運算部103所含的控制部113的控制由電容檢測部102進行電容檢測711。閾值判斷處理 (噪聲除去)712、峰值分析處理705、檢測信號分區(qū)和分組713以及每組的坐標算出714的 各處理由圖1的控制運算部103所含的運算部114進行。像圖6A所示那樣的在靠近的兩點進行輸入時，其檢測信號強度分布像圖7B的(a) 部所示那樣。與此相對，與上述現(xiàn)有的處理方法(步驟512)同樣地進行閾值判斷處理和噪 聲除去處理712。由此，閾值以下的信號被除去，得到像圖7B的(b)部所示那樣的檢測信 號強度分布。在現(xiàn)有的處理方法中，針對該檢測信號強度分布進行分區(qū)、分組。此時，像圖 7B的(f)部所示那樣，盡管輸入點是兩點，也判斷為一個組。結(jié)果，像圖7B的(g)部所示那 樣，只算出一個坐標704。與此相對，在根據(jù)本發(fā)明的實施方式的處理方法中，針對由步驟712得到的檢測 信號強度分布進行峰值分析處理705。在該峰值分析處理705中，接收上述閾值判斷處理 (噪聲除去)712的結(jié)果，分析其信號分布結(jié)構(gòu)，探明是否存在可分割的峰值。圖7B的(b)部所示的分布，在與上述閾值判斷處理同樣的處理中，通過將閾值設(shè) 定得高一些，可以對分布進行分割。針對利用該峰值分析處理705得到的圖7B的(c)部所 示的信號分布，進行檢測信號分區(qū)和分組713。這樣的話，可以將分布分成兩組。其結(jié)果，得 到兩個坐標702、703。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的觸摸傳感器的運算部114是在現(xiàn)有的觸摸傳感器的運 算部上增加了進行峰值分析處理705的分析部。該分析部基于由電容檢測711得到的信號 強度的空間分布，確定用來將信號強度的空間分布分離成多個區(qū)域的條件。另外，在圖7A中，進行電容檢測711后，進行閾值判斷處理(噪聲除去)712，然后進行峰值分析處理705，但是，也可以省略閾值判斷處理(噪聲除去)712，在進行電容檢測 711后，進行峰值分析處理705。另外，在以上說明的本發(fā)明的實施方式中，以電容檢測型的 觸摸傳感器為例進行了說明，但一般地，只要是檢測物體的接觸或靠近的傳感器裝置，在將 同時產(chǎn)生的多個接觸或靠近位置分離并算出各個位置坐標的運算部中增加進行峰值分析 處理705的分析部即可。下面，基于實施例更加詳細地說明本發(fā)明的實施方式的峰值分析處理705。(實施例1)下面，用圖8、圖9和圖10說明本發(fā)明的實施例1。圖8是說明本發(fā)明的實施例1的圖。在本實施例中，上述峰值分析處理705包含 一維數(shù)據(jù)生成處理800、X數(shù)據(jù)處理804、Y數(shù)據(jù)處理801、閾值設(shè)定807和閾值處理808。而 且，X數(shù)據(jù)處理804包含峰值檢測805和X閾值算出806。另外，Y數(shù)據(jù)處理801包含峰值 檢測802和Y閾值算出803。首先，一維數(shù)據(jù)生成處理800是將圖7Β的(b)部所示的信號強度的分布分別對X 軸、Y軸進行正投影的處理。由此，將圖7B的(b)部所示的二維分布變換成X軸上和Y軸 上的兩個一維分布。此時，不喪失二維分布具有的峰值的信息。其次，分別利用X數(shù)據(jù)處理804和Y數(shù)據(jù)處理801處理通過上述一維數(shù)據(jù)生成處 理800生成的X軸上和Y軸上的一維分布數(shù)據(jù)，。在此，首先，進行分析一維數(shù)據(jù)的分布的 峰值檢測805、802。峰值檢測的方法有多種，哪種方法都可以。根據(jù)峰值檢測805、802的結(jié) 果判斷X軸上和Y軸上的一維分布數(shù)據(jù)中是否分別存在幾個峰值，并計算出各峰值間的最 小值等的與峰值有關(guān)的信息。在此之后，分別進行X閾值算出806和Y閾值算出803。這是 基于與由上述峰值檢測得到的X軸上和Y軸上的一維分布數(shù)據(jù)有關(guān)的峰值信息，針對X軸 數(shù)據(jù)和Y軸數(shù)據(jù)分別算出最佳閾值的工序。在此，最佳閾值定義為分別針對X軸數(shù)據(jù)和Y 軸數(shù)據(jù)可分離的峰值數(shù)目為最大。作為獲得該最佳條件的方式，作為一例可以舉出將從上 述各峰值間的最小值到最大值之間的值選擇為閾值的方式等。用到此為止的工序分別針對 X軸數(shù)據(jù)和Y軸數(shù)據(jù)選定最佳閾值。然后，在閾值設(shè)定807中，將上述X軸數(shù)據(jù)用閾值和Y 軸數(shù)據(jù)用閾值與上述峰值信息放在一起進行比較等，進行最終的閾值設(shè)定。具體地，將與可 分離的峰值數(shù)目多的軸數(shù)據(jù)有關(guān)的閾值優(yōu)先，或與值小的軸數(shù)據(jù)有關(guān)的閾值優(yōu)先等。最后， 對原始二維分布應(yīng)用通過閾值設(shè)定807確定的最終閾值。圖8的(a)部、(b)部、(C)部所示的波形表示各處理階段的分布數(shù)據(jù)(為了簡化 說明，以一維分布的圖像進行說明)的變化。在到峰值分析處理705的輸入階段，像(a)部 所示的波形那樣，分布數(shù)據(jù)是呈現(xiàn)出微小分離那樣的分布。如果在峰值分析處理705中進 行到此為止說明過的各處理，則到閾值設(shè)定807的階段為止，像(b)部所示的波形那樣，設(shè) 定用來抽出微小分離的閾值。通過在閾值處理808中用該閾值對(a)部所示的輸入分布再 次處理，則得到(c)部所示的分布波形。圖9A到圖9C是從數(shù)據(jù)的角度出發(fā)說明上述峰值分析處理的圖。圖9A示出一維數(shù)據(jù)生成處理800的過程。用該處理將二維分布分別正投影到X 軸上、Y軸上，變換成一維數(shù)據(jù)900、901。圖9B和圖9C示出針對由上述一維數(shù)據(jù)生成處理 800得到的一維數(shù)據(jù)900、901的峰值檢測處理。圖9B是X軸上的一維數(shù)據(jù)且整體構(gòu)成一個 峰值902的分布。與此相對，圖9C所示的Y軸上的一維數(shù)據(jù)是具有兩個峰值903和902的分布。作為分割這兩個峰值902、903的最佳閾值，將兩個峰值902和903之間的最小值設(shè) 定為閾值Y904。最后，作為閾值設(shè)定，將與可分離的峰值數(shù)多的Y軸有關(guān)的閾值優(yōu)先，設(shè)定 閾值904。通過應(yīng)用以上說明的峰值分析處理，像圖IOA所示那樣的利用靠近的輸入點得到 的二維信號分布成為像圖IOB所示那樣被分離成表示兩點的區(qū)域的信號分布，可以算出與 輸入點對應(yīng)的兩個坐標1000、1001。以上，具體說明了根據(jù)實施例1的峰值分析處理。一般地，在峰值分析處理中，只 要分析由檢測得到的信號強度的空間分布的結(jié)構(gòu)，根據(jù)信號強度的空間分布的結(jié)構(gòu)確定用 來將信號強度的空間分布分離成多個區(qū)域的條件(與上述實施例的“閾值”對應(yīng))，然后，進 行與用該條件加工二維分布的檢測信號(與上述實施例的“閾值處理”對應(yīng))的處理即可。(實施例2)用圖11到圖14說明本發(fā)明的實施例2。圖11是說明峰值分析處理705的處理步驟構(gòu)成的圖。在本實施例中，峰值分析處 理705包含將輸入信號變換成空間頻率分布的處理1100、使用檢測信號系統(tǒng)信號傳遞函數(shù) 的空間頻率分布1101和上述將輸入信號變換成空間頻率分布的處理1100的處理結(jié)果的反 卷積運算1102、根據(jù)該運算結(jié)果設(shè)定閾值的閾值設(shè)定1103、以及利用設(shè)定的閾值處理原始 數(shù)據(jù)的閾值處理1104。圖11的(a)部、(b)部、(C)部所示的波形表示各處理階段的分布數(shù)據(jù)(其中，為 了簡化說明，以一維分布的圖像進行說明)的變化。在到峰值分析處理705的輸入階段，像 (a)部所示那樣，分布數(shù)據(jù)是呈現(xiàn)出微小分離那樣的分布。如果在峰值分析處理705中進行 上述的各處理，則到閾值設(shè)定1103的階段為止，像(b)部所示的波形那樣，求出從輸入分布 除去了裝置固有的信號擴展成分的分布。針對(b)部所示的波形設(shè)定閾值(1103)。然后， 通過在閾值處理1104中用該閾值對(b)部所示的分布再次處理，得到(c)部所示的分布波 形。圖12A和圖12B是說明上述檢測信號系統(tǒng)信號傳遞函數(shù)的空間頻率分布1101的 圖。圖12A示出對多點觸摸傳感器進行一點輸入時的信號的空間分布。另外，空間坐標軸 表示成使輸入點(用十字表示)與坐標軸原點一致。這樣，如果對多點觸摸傳感器進行輸 入，則檢測到的信號形成以輸入點為峰值的同心圓狀的分布。例如，如果輸入點處的強度為 100，則是隨著距離變遠信號強度降低的分布。圖12B示出該信號強度的空間分布變換成空 間頻率分布的結(jié)果。橫軸、縱軸都表示空間頻率的相對值。圖中的曲線將空間頻率的強度 表示為等高線。例如，在空間頻率的橫軸刻度1、縱軸刻度1附近，空間頻率強度為100，是 強度從該處緩慢降低的分布。上述圖11所示的檢測信號系統(tǒng)信號傳遞函數(shù)的空間頻率分布1101是存儲了預(yù)先 測定的圖12B所示的分布的分布。在此，檢測信號系統(tǒng)信號傳遞函數(shù)的空間頻率分布可以通過準備基本上是一點、 例如檢測區(qū)域中央的信號來應(yīng)對。而且，為了考慮檢測區(qū)域內(nèi)的特性波動，也可以是準備檢測區(qū)域內(nèi)的不同的多個 點處的檢測信號系統(tǒng)信號傳遞函數(shù)的空間頻率分布、并根據(jù)輸入點的位置適當(dāng)選用的方式。
圖13A和圖13B是向多點觸摸傳感器輸入靠近的兩點時的信號強度分布。圖13A 的圓圈是輸入點，對與其輸入有關(guān)的檢測信號進行閾值處理，剩余的區(qū)域表示為用斜線填 滿的格子。在本實施例中，圖11所示的將輸入信號變換成空間頻率分布的處理1100是對 該閾值處理結(jié)果進行處理。圖13B示出其結(jié)果。圖13B的橫軸、縱軸都表示空間頻率的相 對值。圖中的曲線將空間頻率的強度表示為等高線。例如，在空間頻率的橫軸刻度1、縱軸 刻度1附近，空間頻率強度為100，是強度從該處緩慢降低的分布。該分布是因向上述多點 觸摸傳感器輸入的輸入狀態(tài)變化而變化的分布，并且包含圖12B所示的成分。因此，通過從 圖13B所示的分布除去圖12B所示的成分，得到有力反映向上述多點觸摸傳感器輸入的輸 入狀態(tài)的分布。因此，在本實施例中，在圖13B所示的分布與圖12B所示的分布之間進行反 卷積運算1102。其結(jié)果，得到圖14A的分布。通過將該結(jié)果變換成信號強度的空間分布， 得到像圖14B那樣降低檢測信號系統(tǒng)信號傳遞函數(shù)的影響，有力反映向上述多點觸摸傳感 器輸入的輸入狀態(tài)的信號強度的空間分布。與此相對，通過進行閾值設(shè)定1103、閾值處理 1104，得到與兩個輸入點對應(yīng)的坐標1400、1401。以上，具體說明了實施例2的峰值分析處理。一般地，在峰值分析處理中，只要用 與信號檢測系統(tǒng)有關(guān)的輸入輸出傳遞特性(與上述實施例的“檢測信號系統(tǒng)信號傳遞函數(shù) 的空間頻率分布”對應(yīng))，確定用來將信號強度的空間分布分離成多個區(qū)域的條件(與上述 實施例的“閾值”對應(yīng))即可?；谝陨系恼f明，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的多點觸摸傳感器，該多 點觸摸傳感器對于利用像記錄筆等那樣的接觸面積小的輸入裝置的多點輸入，也能夠與輸 入點間的距離無關(guān)地、高精度地計算坐標。當(dāng)然，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的多點觸摸傳感器，該多點 觸摸傳感器對于利用多個手指的多點輸入、利用一個或多個記錄筆等和一個或多個手指的 多點輸入，也能夠與輸入點間的距離無關(guān)地、高精度地計算坐標。例如，像在便攜式小型電 子設(shè)備的顯示裝置上顯示全鍵盤，用左手手指按下該全鍵盤的Shift鍵、Ctrl鍵、Alt鍵，用 右手拿著的記錄筆按下文字鍵、符號鍵、數(shù)字鍵、Delete鍵等的情況下，也可以進行高精度 的多點輸入。以上對本發(fā)明的實施方式進行了說明，但是顯然可以對該實施方式進行各種變 更。在本發(fā)明的技術(shù)范圍和構(gòu)思范圍內(nèi)的這些變更的實施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
一種傳感器裝置，用于檢測物體的接觸或靠近，其特征在于具有將同時產(chǎn)生的多個接觸或靠近位置分離并算出各個位置坐標的運算部，上述運算部具有基于通過檢測得到的信號強度的空間分布來確定用來將上述信號強度的空間分布分離成多個區(qū)域的條件的分析部。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于上述分析部分析通過檢測得到的信號強度的空間分布的結(jié)構(gòu)，并根據(jù)上述信號強度的 空間分布的結(jié)構(gòu)確定用來將上述信號強度的空間分布分離成多個區(qū)域的條件。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器裝置，其特征在于上述分析部通過將上述信號強度的二維分布變換成多個一維分布，并分析該變換結(jié) 果，來確定用來將上述信號強度的空間分布分離成多個區(qū)域的條件。
4.如權(quán)利要求3所述的傳感器裝置，其特征在于上述多個一維分布是與上述二維分布的各軸相當(dāng)?shù)膬蓚€一維分布。
5.如權(quán)利要求3所述的傳感器裝置，其特征在于上述分析部通過將原始二維分布對要變換的一維的軸正投影來進行到一維分布的變換。
6.如權(quán)利要求3所述的傳感器裝置，其特征在于上述分析部通過在從二維分布變換得到的多個一維分布的每一個中求出能夠?qū)⒎植?內(nèi)存在的峰值分離成最多數(shù)目的條件，來確定用來將信號強度的空間分布分離成多個區(qū)域 的條件。
7.如權(quán)利要求2所述的傳感器裝置，其特征在于上述分析部在得到用來將信號強度的空間分布分離成多個區(qū)域的條件后，利用上述條 件加工二維分布的檢測信號。
8.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其特征在于上述分析部利用與信號檢測系統(tǒng)有關(guān)的輸入輸出傳遞特性來確定用來將信號強度的 空間分布分離成多個區(qū)域的條件。
9.如權(quán)利要求8所述的傳感器裝置，其特征在于上述分析部為了取得上述與信號檢測系統(tǒng)有關(guān)的輸入輸出傳遞特性，針對向傳感器裝 置的基準輸入，預(yù)先測量通過檢測部得到的二維分布。
10.如權(quán)利要求9所述的傳感器裝置，其特征在于上述分析部通過針對向傳感器裝置的基準輸入將由檢測部得到的二維分布變換成空 間頻率分布，取得上述與信號檢測系統(tǒng)有關(guān)的輸入輸出傳遞特性。
11.如權(quán)利要求10所述的傳感器裝置，其特征在于上述分析部通過將測量的信號強度的二維分布變換成空間頻率分布，用該空間頻率分 布和預(yù)先存儲的針對上述基準輸入的上述空間頻率分布進行反卷積運算。
12.—種顯示裝置，其特征在于該顯示裝置搭載有如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種檢測物體的接觸或靠近的傳感器裝置和搭載了它的顯示裝置。該檢測物體的接觸或靠近的傳感器裝置，包括將同時產(chǎn)生的多個接觸或靠近位置分離并算出各個位置坐標的運算部。上述運算部具有基于由檢測得到的信號強度的空間分布來確定用來將上述信號強度的空間分布分離成多個區(qū)域的條件的分析部。
文檔編號G06F3/044GK101901074SQ20101018922
公開日2010年12月1日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日
發(fā)明者萬場則夫, 早川浩二, 永田浩司, 熊谷俊志 申請人:株式會社日立顯示器