(57)【要約】【課題】  特に、入力デバイス及び表示装置の補正アルゴリズムを提供することを目的とする。【解決手段】  一定の測定期間、各荷重センサの出力変化量の絶対値が所定の閾値α以下であるとき、各荷重センサのセンサ出力に対するゼロ点補正を実行する手段、各荷重センサのセンサ出力を用いて位置データを算出するとともに、各荷重センサの全荷重Ｚを算出する手段、前記全荷重Ｚの変化量の絶対値｜ｄＺ／ｄｔ｜が閾値β以下であるとき、それら算出データを正常と判断する手段、全荷重の絶対値｜Ｚ｜が閾値γ以上であるとき、その算出データを入力有と判断する手段、算出手段により連続して得られた各算出データのうち、最初と最後の所定数のデータを除去する手段、を有する。【選択図】図５
2012056795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルと、パネル下の異なる位置に配置された複数の荷重センサと、を有し、各荷重センサの荷重に応じて得られたセンサ出力に基づき、パネル表面を操作する操作体の入力位置を算出可能な入力デバイスにおいて、
一定の測定期間、各荷重センサの出力変化量の絶対値が所定の閾値α以下であるとき、各荷重センサのセンサ出力に対するゼロ点補正を実行する第１の処理手段と、
ゼロ点補正を実行した各荷重センサのセンサ出力を用いて位置データを算出するとともに、各荷重センサの全荷重Ｚを算出する算出手段と、
前記算出手段によって得られた算出データのうち、前記全荷重Ｚの変化量の絶対値｜ｄＺ／ｄｔ｜と所定の閾値βとを比較し、前記全荷重Ｚの変化量の絶対値｜ｄＺ／ｄｔ｜が前記閾値β以下であるとき、それら算出データを正常と判断し、前記閾値βよりも大きい場合には異常と判断して高周波ノイズの異常データを除去する第２の処理手段と、
前記算出手段によって得られた算出データのうち、前記全荷重の絶対値｜Ｚ｜と所定の閾値γとを比較し、前記全荷重の絶対値｜Ｚ｜が前記閾値γ以上であるとき、その算出データを前記操作体による入力有と判断し、前記閾値γよりも小さい場合には未入力と判断してこの低荷重のデータを除去する第３の処理手段と、
前記算出手段により連続して得られた各算出データのうち、最初と最後の所定データ数を除去する第４の処理手段と、
を有することを特徴とする入力デバイス。
【請求項２】
前記第１の処理手段では、各荷重センサから夫々、所定数の更新データを取得し、且つ全ての出力変化量の絶対値が閾値α以下であるときにゼロ点補正を実行する請求項１記載の入力デバイス。
【請求項３】
初期オフセット補正により、各荷重センサのセンサ出力に対するゼロ点補正を実行した後、前記第１の処理手段で、ゼロ点補正の更新を行う請求項１又は２に記載の入力デバイス。
【請求項４】
初期設定として、前記位置データを算出する際に必要な各荷重センサのＸ位置係数及びＹ位置係数を、複数の測定データを用いて、最小２乗法により求める請求項１ないし３のいずれか１項に記載の入力デバイス。
【請求項５】
各算出データを移動平均する第５の処理手段を有し、前記第５の処理手段は、前記第４の処理手段より前のタイミングで実行される請求項１ないし４のいずれか１項に記載の入力デバイス。
【請求項６】
前記荷重センサは、前記パネルの四隅に配置されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の入力デバイス。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の入力デバイスと、透明な前記パネルの下側に設置された表示ディスプレイとを有し、
各処理手段を経て得られた前記位置データに基づいて、画面表示が更新されることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パネル下に荷重センサを備えた入力デバイスに係り、特に位置検出の補正アルゴリズムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パネル下の異なる位置に複数の荷重センサ（フォースセンサ）を配置し、パネル表面を押圧したときの荷重バランスにより入力位置を検出する入力デバイスは、パネルの振動や自重等によるノイズ、外乱の影響により、何の処理も施さないと位置検出ずれが頻繁に生じ、また非入力操作時でも不要な位置データが出力される問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３１８１２８号公報
【特許文献２】特開２００５−３３２０６３号公報
【特許文献３】特開昭６３−１４７２１７号公報
【特許文献４】特開平５−２５００８６号公報
【特許文献５】特開平８−５０５２８号公報
【特許文献６】特開昭６３−５８５２８号公報
【特許文献７】特開平１１−３０５９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の各特許文献には、パネル下に荷重センサを配置した入力デバイスにおいて、位置検出の補正アルゴリズムについては何も記載されていない。【０００５】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、入力デバイス及び表示装置の補正アルゴリズムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、パネルと、パネル下の異なる位置に配置された複数の荷重センサと、を有し、各荷重センサの荷重に応じて得られたセンサ出力に基づき、パネル表面を操作する操作体の入力位置を算出可能な入力デバイスにおいて、
一定の測定期間、各荷重センサの出力変化量の絶対値が所定の閾値α以下であるとき、各荷重センサのセンサ出力に対するゼロ点補正を実行する第１の処理手段と、
ゼロ点補正を実行した各荷重センサのセンサ出力を用いて位置データを算出するとともに、各荷重センサの全荷重Ｚを算出する算出手段と、
前記算出手段によって得られた算出データのうち、前記全荷重Ｚの変化量の絶対値｜ｄＺ／ｄｔ｜と所定の閾値βとを比較し、前記全荷重Ｚの変化量の絶対値｜ｄＺ／ｄｔ｜が前記閾値β以下であるとき、それら算出データを正常と判断し、前記閾値βよりも大きい場合には異常と判断して高周波ノイズの異常データを除去する第２の処理手段と、
前記算出手段によって得られた算出データのうち、前記全荷重の絶対値｜Ｚ｜と所定の閾値γとを比較し、前記全荷重の絶対値｜Ｚ｜が前記閾値γ以上であるとき、その算出データを前記操作体による入力有と判断し、前記閾値γよりも小さい場合には未入力と判断してこの低荷重のデータを除去する第３の処理手段と、
前記算出手段により連続して得られた各算出データのうち、最初と最後の所定データ数を除去する第４の処理手段と、
を有することを特徴とするものである。【０００７】
上記により、パネル下の異なる位置に夫々、荷重センサが配置され、荷重バランスにより位置検出を行う入力デバイスに対して、良好な補正アルゴリズムを確立でき、これにより位置検出ずれや非入力操作時における不要な位置データ（異常データ）の出力を抑制することが可能になる。【０００８】
本発明では、前記第１の処理手段では、各荷重センサから夫々、所定数の更新データを取得し、且つ全ての出力変化量の絶対値が閾値α以下であるときにゼロ点補正を実行することが好ましい。【０００９】
また本発明では、初期オフセット補正により、各荷重センサのセンサ出力に対するゼロ点補正を実行した後、前記第１の処理手段で、ゼロ点補正の更新を行うことが好ましい。これによりゼロ点補正を確実に行うことができ、位置検出精度をより効果的に向上させることができる。【００１０】
また本発明では、初期設定として、前記位置データを算出する際に必要な各荷重センサのＸ位置係数及びＹ位置係数を、複数の測定データを用いて、最小２乗法により求めることが好ましい。本発明の入力デバイスは、荷重バランスの変動により入力位置を検出するが、個々の荷重センサに特性差やパネルの歪等があるため、初期状態で前記荷重バランスが均衡を保っておらず、位置検出精度の悪化を招く。よって、初期設定として、各荷重センサのＸ位置係数及びＹ位置係数を、予め最小２乗法で求めておき、各位置係数を、算出部で位置データを算出する際に適用することで、位置検出精度を効果的に向上させることが可能になる。【００１１】
また本発明では、各算出データを移動平均する第５の処理手段を有し、前記第５の処理手段は、前記第４の処理手段より前のタイミングで実行されることが好ましい。これにより、電気的なホワイトノイズを除去でき、また、各算出データ全てを適切に移動平均することが出来る。【００１２】
また本発明では、前記荷重センサは、前記パネルの四隅に配置されていることが好ましい。【００１３】
また本発明における表示装置は、上記に記載の入力デバイスと、透明な前記パネルの下側に設置された表示ディスプレイとを有し、
各処理手段を経て得られた前記位置データに基づいて、画面表示が更新されることを特徴とするものである。【００１４】
これにより、位置検出ずれに基づく画面表示の更新や、非入力操作時における画面表示の更新等を適切に防止でき、押圧入力位置に基づき、画面表示を安定して更新させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、パネル下の異なる位置に夫々、荷重センサが配置され、荷重バランスにより位置検出を行う入力デバイスに対して、良好な補正アルゴリズムを確立でき、これにより位置検出ずれや非入力操作時における不要な位置データ（異常データ）の出力を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における入力デバイス（タッチパネル）及び表示装置を模式的に示した平面図である。
【図２】図１に示すＥ−Ｅ線に沿って切断し矢印からみた部分縦断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本実施形態における荷重センサ（フォースセンサ）の部分拡大縦断面図である。図３（ｂ）は、荷重センサを構成するセンサ基材の裏面図である。
【図４】本実施形態における入力デバイスのブロック図である。
【図５】本実施形態における入力デバイスの動作フローである。
【図６】図５に示すステップＳＴ３内で行われる内容を細かく示す詳細フローである。
【図７】本実施形態における入力デバイスの初期測定フローである。
【図８】Ｘ位置係数及びＹ位置係数を求める際に使用する測定テーブルである。
【図９】各荷重センサのセンサ出力及び図５のステップＳＴ４で算出された算出データを示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本実施形態における入力デバイス（タッチパネル）及び表示装置を模式的に示した平面図である。図２は、図１に示すＥ−Ｅ線に沿って切断し矢印からみた部分縦断面図である。図３（ａ）は、本実施形態における荷重センサ（フォースセンサ）の部分拡大縦断面図である。図３（ｂ）は、荷重センサを構成するセンサ基材の裏面図である。図４は、本実施形態における入力デバイスのブロック図である。
【００１８】
本実施形態における入力デバイス（タッチパネル）１は、図１、図２に示すように、透明なガラス基材等からなるパネル２と、パネル２の下に配置された複数の荷重センサ（フォースセンサ）Ａ〜Ｄとを有して構成される。
【００１９】
なお本実施形態において、入力デバイス１の下側に液晶表示ディスプレイ４が設置された構成は、「表示装置１９」である。
【００２０】
図２に示すように、荷重センサＡ〜Ｄは透明な支持板３上に設置される。図示していないが、例えば支持板３の中央には、その下側に配置される液晶表示ディスプレイ４と対向する穴が形成されてもよい。
【００２１】
ここで、「透明」や「透光性」とは可視光線透過率が６０％以上（好ましくは８０％以上）の状態を指す。更にヘイズ値が６以下であることが好適である。
【００２２】
図１に示すように、４個の荷重センサＡ〜Ｄは、パネル２の四隅に配置されている。
例えば、パネル２には、その中央に表示領域５が設けられ、前記表示領域５の周囲に加飾領域６が設けられる。
【００２３】
加飾領域６では、例えばパネル２の下面側に加飾層（図示せず）が設けられ、非透光性となっている。一方、表示領域５には、前記加飾層は設けられておらず透光性となっている。図１、図２に示すように、各荷重センサＡ〜Ｄは、加飾領域６に配置される。また図２に示すように、表示領域５と高さ方向で対向する位置に液晶表示ディスプレイ４が配置される。
【００２４】
なお、荷重センサＡ〜Ｄを透明な材質で形成する等して、液晶表示ディスプレイ４と荷重センサＡ〜Ｄとが高さ方向に重なっていても問題なければ、荷重センサＡ〜Ｄの設置位置まで表示領域５を広げることもできる。
【００２５】
荷重センサＡ〜Ｄの構造について図３を用いて説明する。
図３（ａ）に示すように荷重センサＡ〜Ｄは、センサ基材１１と、ベース基材１０と受圧部１３とを有する。
【００２６】
センサ基材１１は、その中央が荷重により高さ方向に変位する変位部１２である。図３（ａ）に示すように、センサ基材１１の表面（上面）１１ａに外部からの荷重を受ける受圧部１３が形成されている。受圧部１３とセンサ基材１１とを別々に形成することもできるし、一体で形成することもできる。
【００２７】
センサ基材１１の裏面（下面）１１ｂには、図３（ａ）（ｂ）に示すように、歪検出素子として複数のピエゾ抵抗素子１５、複数のセンサ側電気接続部１６ａ、複数の回路配線部１７及びセンサ側支持部１８ａが設けられている。
【００２８】
ベース基材１０の表面（上面）には、図３（ａ）に示すように、ベース側電気接続部１６ｂや、ベース側支持部１８ｂ等が形成されている。
【００２９】
図３（ｂ）に示すピエゾ抵抗素子１５は、変位部１２の周縁部に沿う位置に設けられている。
【００３０】
センサ基材１１とベース基材１０とは、センサ側電気接続部１６ａとベース側電気接続部１６ｂとを介して電気的に接続されている。
【００３１】
また、センサ側支持部１８ａとベース側支持部１８ｂとが圧着されて、センサ基材１１とベース基材１０とが接合されている。
【００３２】
各電気接続部１６ａ，１６ｂ及び、各支持部１８ａ，１８ｂを同じ導電性材料や金属材料で形成することができる。
また、ベース基材１０及びセンサ基材１１をシリコンで形成することができる。
【００３３】
図２に示すように、各荷重センサＡ〜Ｄは、その受圧部１３をパネル２の下面２ａに当接した状態で配置される。
【００３４】
パネル２の表示領域５を操作者が指やペン等の操作体を用いて押圧により入力操作すると、各荷重センサＡ〜Ｄが受圧部１３により荷重を受け、変位部１２が変位する。すると、その変位量に応じて、複数のピエゾ抵抗素子１５の電気抵抗が変化する。４つのピエゾ抵抗素子１５のうち２つのピエゾ抵抗素子１５の電気抵抗値が大きくなれば、残り２つのピエゾ抵抗素子１５の電気抵抗値は小さくなるように、各ピエゾ抵抗素子１５が形成されている。そして、各ピエゾ抵抗素子１５はブリッジ回路を構成しており、上記した各ピエゾ抵抗素子１５の抵抗変化によりブリッジ回路の中点電位が変動することで、センサ出力（電圧値）を得ることが出来る。
【００３５】
例えば操作者が図１に示す操作点Ｍを押圧すると、パネル２下の異なる位置に配置された各荷重センサＡ〜Ｄに夫々、個別の荷重が加わる。そして、各荷重センサＡ〜Ｄから得られたセンサ出力に基づいて、操作点（入力位置）Ｍを検出することが可能となっている。
【００３６】
操作点Ｍ（入力位置）は、各荷重センサＡ〜Ｄからのセンサ出力を取得して、様々な処理を行う制御部（ＩＣ）２０内の算出部２２（図４参照）により算出することができる。図４に示すように、制御部２０には、算出部２２のほかに、テーブル２１、高周波ノイズ判断部２４、データ平滑部２５、低荷重判断部２６及びデータ前後除去部２７を有して構成される。なお図４に示す制御部２０内の構成図は概念的なものであり、図５に説明する動作フローを実行できる構成であれば、制御部２０内の構成を図４のように限定するものでない。
【００３７】
以下、本実施形態における入力デバイスの動作フローを主に図５〜図７を用いて説明する。
【００３８】
図５に示すステップＳＴ１では初期オフセット補正が実行される。図５に示す初期オフセット補正（ステップＳＴ１）は、例えば入力デバイス１に対する電源投入後に一回、各荷重センサＡ〜Ｄからのセンサ出力に対してゼロ点補正を実行する。図５のステップＳＴ１でのゼロ点補正は、電源投入後での各荷重センサＡ〜Ｄのセンサ出力がゼロでなく、ばらついているときにゼロとなるように調整するためのものである。
【００３９】
この初期オフセット補正で得たゼロ点補正値を、各荷重センサＡ〜Ｄから得られたセンサ出力に反映させて、テーブル２１を形成する。すなわちテーブル２１の各センサ出力は、ゼロ点補正されたものである。
【００４０】
また初期設定として図７に示す初期測定フローを実行することが好ましい。この初期設定は、例えば入力デバイス１の出荷前に行う。あるいは、入力デバイス１を購入した一般利用者が、初期設定を行うようにすることも出来る。なお、この初期設定は一回だけ行えば足りる。
【００４１】
まず図７では、入力デバイス１の電源が投入されると図５で説明した初期オフセット補正を実行する（ステップＳＴ１１）。
【００４２】
続いて、データ取得ループ（ステップＳＴ２）に移行する。まずパネル２上の既存の位置に一定の荷重を印加する（ステップＳＴ３）。
【００４３】
そして、ステップＳＴ１４では、各荷重センサＡ〜Ｄのセンサ出力（ＤａｔＡ、ＤａｔＢ、ＤａｔＣ、ＤａｔＤ）を測定する。
【００４４】
このような測定データの取得を、パネル２上の異なる既存位置で、繰り返し行い、少なくとも４ポイント以上の測定データを得る（ステップＳＴ１５）。４ポイント以上とするのは変数が「４」であるためである。
【００４５】
図４に示すテーブル２１には、図８に示す測定テーブル（模式図）が得られる。ここで、図８に示す測定テーブルの各位置ｘ，ｙ及びセンサ出力の値を、全て「○○○」で図示しているが、これは「数値を特定していない」という意味である。
【００４６】
「位置ｘ，位置ｙ」は、上記したように、既存の位置であるから、固定値である。「ＤａｔＡ」は、荷重センサＡのセンサ出力、「ＤａｔＢ」は、荷重センサＢのセンサ出力、「ＤａｔＣ」は、荷重センサＣのセンサ出力、「ＤａｔＤ」は、荷重センサＤのセンサ出力を示している。図８に示す各センサ出力（ＤａｔＡ、ＤａｔＢ、ＤａｔＣ、ＤａｔＤ）は、ステップＳＴ１１の初期オフセット補正によるゼロ点補正を反映した値になっている。
【００４７】
この図８の測定テーブルを用い、４変数の線形方程式として、最小２乗法により、Ｘ位置係数（Ａｘ、Ｂｘ、Ｃｘ、Ｄｘ）及びＹ位置係数（Ａｙ、Ｂｙ、Ｃｙ、Ｄｙ）を求めることが出来る。
【００４８】
本実施形態の入力デバイス１は、荷重バランスの変動により入力位置を検出するが、個々の荷重センサＡ〜Ｄに特性差やパネル２の歪等があるため、初期状態で前記荷重バランスが均衡を保っておらず、位置検出精度の悪化を招く。よって、初期設定として、各荷重センサＡ〜ＤのＸ位置係数及びＹ位置係数を、予め最小２乗法で求めておき、各位置係数を、算出部２２（図４参照）で位置データ（ｘ，ｙ）を算出する際に適用することで、位置検出精度を効果的に向上させることが可能になる。
【００４９】
上記した初期設定により得られたＸ位置係数（Ａｘ、Ｂｘ、Ｃｘ、Ｄｘ）及びＹ位置係数（Ａｙ、Ｂｙ、Ｃｙ、Ｄｙ）は制御部２０内に保存されている。
【００５０】
本実施形態において、初期設定後の通常ルーチンとして、図５の初期オフセット補正（ステップＳＴ１）を実行した後、処理ループ（ステップＳＴ２）に移行する。処理ループ（ステップＳＴ２）では、ステップＳＴ３からステップＳＴ９までが繰り返し行われることになる。
【００５１】
まず図５のステップＳＴ３（第１の処理手段）では、一定の測定期間、各荷重センサＡ〜Ｄの出力変化量の絶対値が所定の閾値α以下であるとき、ゼロ点補正の更新を行う。
【００５２】
例えば図５に示すステップＳＴ３（第１の処理手段）内は、図６に示す複数のステップに分かれている。
【００５３】
まず図６のステップＳＴ１６では、サンプリング時間確認として、Ｔ1（ｓｅｃ）が経過したか否かを判定する。
【００５４】
ステップＳＴ１６で、Ｔ1の時間が経過するごとに得られた各荷重センサＡ〜Ｄのセンサ出力（ＤａｔＡ、ＤａｔＢ、ＤａｔＣ、ＤａｔＤ）をゼロ点補正の更新データとして保存する。
【００５５】
ここで、今、図９に示すデータ１〜１０が得られているとする。各データ１〜１０は、Δｔの時間間隔ごとに得ることが出来る。各データ１〜１０のセンサ出力（ＤａｔＡ、ＤａｔＢ、ＤａｔＣ、ＤａｔＤ）は、初期オフセット補正によるゼロ点補正を反映したものである。
【００５６】
ここで、Ｔ1の時間間隔（Δｔの時間間隔よりも大きい）で得られたデータは例えば、データ１、４、７及び１０であるとする。よって、これら各データ１，４，７，１０を更新データとして保存する（図６のステップＳＴ１７）。
【００５７】
続く図６のステップＳＴ１８では、更新データがＴ2以上（Ｔ2は複数）になったか否か判断される。測定データがＴ2以上でなければ、Ｔ2以上になるまで更新データを保存し続ける。測定データがＴ2以上になったらステップＳＴ１９に移行する。
【００５８】
例えば、図６のステップＳＴ１８における更新データ数Ｔ2が４であれば、データ１，４，７，１０を保存したら、ステップＳＴ１９に移行する。
【００５９】
図６のステップＳＴ１９では、各荷重センサＡ〜Ｄにおける更新データの出力変化量の絶対値が、全て所定の閾値α以下であるか否か判断される。ここで、閾値αの単位は例えば「ＬＳＢ」である。
【００６０】
ここで「出力変化量」とは、基準値からの変化量を意味し、本実施形態では、例えば、出力ゼロを「基準値」と定めることができる。また、各測定データの出力変化量は正（プラス）である場合と負（マイナス）である場合があるため、閾値αと比較する時は出力変化量を絶対値としている。
【００６１】
図６のステップＳＴ１９で、各測定データの出力変化量の絶対値が全て、所定の閾値α以下であると判断されると、ステップＳＴ２０に移行する。そして、ステップＳＴ２０では、ゼロ点補正値を更新する。このステップＳＴ２０では、例えば、Ｔ2以上の各更新データを各荷重センサＡ〜Ｄの出力変化量ごとに平均して、各出力変化量の平均値を、各荷重センサＡ〜Ｄの初期ゼロ点補正値に夫々、加算する。
【００６２】
更新されたゼロ点補正値は、図９に示すデータ１０以降に取得される各データに反映される。
【００６３】
ステップＳＴ２０が終了したら、ステップＳＴ２１では、ゼロ点補正の更新のために保存していたＴ2以上の更新データをクリアして、再び、ステップＳＴ１６に戻る。また、ステップＳＴ１９で、各更新データのいずれかの出力変化量の絶対値が、所定の閾値αよりも大きいと判断されると、ステップＳＴ２１に移行して、保存していた各更新データをクリアし、ステップＳＴ１６に戻される。
【００６４】
ゼロ点補正の更新は、図６のステップで実行されるものであるから、ステップＳＴ４〜ＳＴ９の実行状況に係らず行われる。
【００６５】
図５に示すステップＳＴ３及び図６のゼロ点補正の更新は、入力デバイス１を傾けたときのパネル２の自重や、温度ドリフト等による経時変化に伴うゼロ点補正ずれを補正（更新）する必要があるために行う。
【００６６】
図５に示す初期オフセット補正（ステップＳＴ１）を行わず、経時変化に伴うゼロ点補正（図５のステップＳＴ３、図６）のみを行うことも可能であるが、初期オフセット補正によりゼロ点補正を実行した後に、ゼロ点補正を更新していくことが好適である。
【００６７】
初期オフセット補正を行わないと、電源投入後、図６のステップＳＴ１８におけるＴ2以上の更新データが保存されるまでの間のデータ（例えば図９のデータ１〜１０）については、ゼロ点補正が反映されず、また電源投入直後、図６のステップＳＴ１８におけるＴ2以上の更新データが保存される前に、操作者が入力操作をしてしまうと、ゼロ点補正が行われないまま、位置検出を行うことになり、位置検出精度の低下を招く。よって、初期オフセット補正によるゼロ点補正を実行した後に、ゼロ点補正を更新していく処理手段とすることが、位置検出精度の向上を図るうえで好ましい。
【００６８】
次に図５に示すステップＳＴ４では、図４に示す算出部２２にて、位置データ及び各荷重センサＡ〜Ｄの全荷重Ｚを算出する。
【００６９】
図４に示すテーブル２１からセンサ出力（ＤａｔＡ、ＤａｔＢ、ＤａｔＣ、ＤａｔＤ）が算出部２２に送られる。算出部２２に送られるセンサ出力は、ゼロ点補正（ステップＳＴ１，ＳＴ３）を反映したものである。
【００７０】
算出部２２では、以下の［数１］により、位置ｘ、位置ｙ、及び全荷重Ｚが算出される。
【００７１】
【数１】
2012056795.tif 000003
【００７２】
ここで、Ｗは、図１におけるＸ方向の幅寸法を示し、図１に示すように、荷重センサＢ（荷重センサＡ）の中心と荷重センサＣ（荷重センサＤ）の中心間の幅寸法で規定される。またＬは、図１におけるＹ方向の長さ寸法を示し、図１に示すように、荷重センサＡ（荷重センサＤ）の中心と荷重センサＢ（荷重センサＣ）の中心間の幅寸法で規定される。また、Ｘ位置係数（Ａｘ、Ｂｘ、Ｃｘ、Ｄｘ）及びＹ位置係数（Ａｙ、Ｂｙ、Ｃｙ、Ｄｙ）は、図７の初期測定フローにより最小２乗法で求めることが出来る。
【００７３】
これにより図９に示すように、時間、センサ出力、及び、算出データ（位置データｘ，ｙび全荷重Ｚ）のテーブルを得ることができる。
【００７４】
算出部２２では、センサ出力（ＤａｔＡ、ＤａｔＢ、ＤａｔＣ、ＤａｔＤ）を取得すると、常に位置データｘ，ｙ及び全荷重Ｚの算出を行う。この時点では、まだ、人が入力操作をしたのか否かまで判別していない。そこで、ステップＳＴ５以降で、算出された算出データの適正化を行う。
【００７５】
まずステップＳＴ５では、各荷重センサＡ〜Ｄの全荷重Ｚの変化量の絶対値｜ｄＺ／ｄｔ｜が所定の閾値β以下であるとき、各算出データを正常と判断し、閾値βよりも大きい場合には異常と判断して高周波ノイズの異常データを除去する（第２の処理手段）。また、この各荷重センサＡ〜Ｄの全荷重Ｚの変化量も各荷重センサの出力変化量と同様、正の場合と負の場合があるため、閾値βと比較する時は絶対値としている。
【００７６】
ステップＳＴ５では、常に例えば最新の３つの算出データを取得して実行する。例えば図９に示すデータ１０をちょうど取得した段階にあるとき、データ８〜１０を図４のテーブル２１から高周波ノイズ判断部２４に送り、高周波ノイズ判断部２４にて、｜荷重Ｚ０−荷重Ｚ１｜及び、｜荷重Ｚ１−荷重Ｚ２｜の各ｄＺ／ｄｔ（絶対値）が、共に、閾値β（単位は例えばＬＳＢ／ｍｓ）を越えている場合、荷重Ｚ１を異常データと判断して、データ９をテーブル２１から除去する。
【００７７】
すなわち、全荷重Ｚの変化量の絶対値｜ｄＺ／ｄｔ｜が非常に大きい場合、操作者の通常の入力操作ではなく、パネル２への衝撃や電気的な異常ノイズが瞬間的に作用したものによると判断される。このため、全荷重Ｚの変化量の絶対値｜ｄＺ／ｄｔ｜が所定の閾値βよりも大きい場合には人が操作したものでない高周波ノイズと判断し、異常データとして除去する。
【００７８】
一方、全荷重Ｚの変化量の絶対値｜ｄＺ／ｄｔ｜が所定の閾値β以下であればステップＳＴ６に移行する。
【００７９】
ステップＳＴ６では、ホワイトノイズ除去のために、各算出データを図４のデータ平滑部２５により移動平均して平滑化する（第５の処理手段）。移動平均の計算は、連続する複数の位置データｘ，ｙ及び全荷重Ｚを夫々、平均化して求めることが出来る。図９に示すデータ１０を移動平均するとき、例えば、データ１０と、前の３つのデータ７〜９を用いて前記データ１０を移動平均化することが出来る。このデータ平滑化は全ての算出データについて行う。
【００８０】
ただし、ステップＳＴ６では、各位置データｘ，ｙおよび全荷重Ｚは必ず移動平均するのが好ましいが、全荷重Ｚの移動平均は必要に応じて行っても良い。
【００８１】
なお、後述するように、算出部２２により得られた連続する算出データのうち、最初と最後の所定数の算出データを除去するステップ（図５のステップＳＴ８：第４の処理手段）があるが、データの平滑化処理（第５の処理手段）は、前後の算出データを除去するステップよりも前に実行することが好適である。画面更新（図５のステップＳＴ９）に用いる全ての算出データを確実にデータ平滑化するためである。
【００８２】
次に図５のステップＳＴ７では、図４の低荷重判断部２６にて、各荷重センサＡ〜Ｄの全荷重の絶対値｜Ｚ｜が所定の閾値γ以上であるとき、算出データを指やペン等の操作体による入力有と判断し、前記閾値γよりも小さい場合には未入力と判断して低荷重の未入力と判断したデータを除去する（第３の処理手段）。
【００８３】
図９に示すように、人の操作の有無に関わらず、取得したセンサ出力（ＤａｔＡ、ＤａｔＢ、ＤａｔＣ、ＤａｔＤ）に基づいて、算出部２２では、位置データｘ，ｙ及び全荷重Ｚを算出する。
【００８４】
このとき、図５のステップＳＴ３のように、経時変化によるゼロ点補正の更新を行うことで、非入力操作時、高周波ノイズを除いて、各センサ出力（ＤａｔＡ、ＤａｔＢ、ＤａｔＣ、ＤａｔＤ）をゼロに近づけることができるが、いずれかのセンサ出力（ＤａｔＡ、ＤａｔＢ、ＤａｔＣ、ＤａｔＤ）がゼロでない場合、全荷重Ｚは微小ながらも出力される。
【００８５】
このとき図５のステップＳＴ６までは、低荷重側を判断していないので、ステップＳＴ７では、通常、人が操作したときに得られるであろう全荷重の絶対値｜Ｚ｜に対する最低限の閾値γを設けておき、全荷重の絶対値｜Ｚ｜が閾値γよりも低い場合には低荷重のノイズと判断し、そのデータを未入力データとして除去する。
【００８６】
全荷重の絶対値｜Ｚ｜が閾値γ以上であれば、ステップＳＴ８に移行する。全荷重の絶対値｜Ｚ｜が、閾値γよりも低ければ、ステップＳＴ２に戻される。なお、全荷重Ｚの値も正と負の場合があり、閾値γと比較する時は絶対値としている。
【００８７】
続いて、ステップＳＴ８では、図４のデータ前後除去部２７にて、連続的に得られた各データのうち、最初と最後の所定数のデータを除去する（第４の処理手段）。
【００８８】
すなわち図９に示すデータ１〜１０までが連続的に得られたデータであるとき、例えば最初のデータ１〜３と、後のデータ８〜１０を除去して、データ４〜７のみを残す。
【００８９】
例えば指やペン等の操作体がパネル２の表面に接触した瞬間、及び操作体がパネル２から離れる瞬間、パネル２の撓みや振動により位置検出ずれを生じやすい。よって、ステップＳＴ８では、最初と最後の所定数のデータを除去している。
【００９０】
次に、ステップＳＴ９では、図２に示す液晶表示ディスプレイ４のパネル２を介して表示される表示画面を更新する。このとき図４に示す制御部２０から液晶表示ディスプレイ４の駆動部（図示しない）には少なくとも位置データｘ，ｙを送信する。必要であれば全荷重Ｚのデータも送信することが出来る。
画面更新後、再び、処理ループＳＴ２に戻される。
【００９１】
本実施形態では、パネル２下に複数の荷重センサＡ〜Ｄを配置した入力デバイスに対して、図５の動作フローにより良好な補正アルゴリズムを確立でき、これにより、位置検出ずれや不要な異常データの出力を抑制することが可能になる。
【００９２】
本実施形態では、図５に示す動作フローを必ずしも、図５に示す順番どおりに行わなくてもよい。例えば、ステップＳＴ６をステップＳＴ７の後に行ってもよいし、ステップＳＴ５をステップＳＴ７の後に行ってもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１  入力デバイス
２  パネル
４  液晶表示ディスプレイ
５  表示領域
６  加飾領域
１０  ベース基材
１１  センサ基材
１２  変位部
１５  ピエゾ抵抗素子
１９  表示装置
２０  制御部
２１  テーブル
２２  算出部
２４  高周波ノイズ判断部
２５  データ平滑部
２６  低荷重判断部
２７  データ前後除去部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年5月10日(2013.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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【国際調査報告】
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