(57)【要約】【課題】マルチタッチセンサにおいて、入力点の検出信号が大きく重なり合うような状態であっても入力点の判別を可能にする技術を提供する。【解決手段】従来のマルチタッチセンサでは、図７（ａ）のように入力点の検出信号が大きく重なり合うような状態では、図７（ｇ）の７０４のように１つの座標しか検出できなかった。本発明のマルチタッチセンサは、容量検出７１１により得られた信号強度の空間分布に基づいて、前記信号強度の空間分布を複数の領域に分離するための条件を決定するピーク分析処理７０５を行う。これにより、図７（ａ）のように入力点の検出信号が大きく重なり合うような状態でも、図７（ｄ）のように２つのグループに分割することができ、図７（ｅ）の７０２、７０３のように２つの座標を検出することができる。【選択図】図７
2010272064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の接触または近接を検出するセンサ装置であって、
同時に発生する複数の接触または近接箇所を分離し、個々の位置座標を算出する演算部を備え、
前記演算部は、検出により得られた信号強度の空間分布に基づいて、前記信号強度の空間分布を複数の領域に分離するための条件を決定する分析部を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記分析部は、検出により得られた信号強度の空間分布の構造を分析し、信号強度の空間分布の構造に応じて、信号強度の空間分布を複数の領域に分離するための条件を決定することを特徴とするセンサ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサ装置であって、
前記分析部は、信号強度の２次元分布を、複数の１次元分布に変換し、該変換結果を分析することにより信号強度の空間分布を複数の領域に分離するための条件を決定することを特徴とするセンサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記複数の１次元分布は、前記２次元分布の各軸に相当する２つの１次元分布であることを特徴とするセンサ装置。
【請求項５】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記分析部は、１次元分布への変換を、元の２次元分布を変換すべき１次元の軸に対して正射影をとることにより行うことを特徴とする記載のセンサ装置。
【請求項６】
請求項３に記載のセンサ装置であって、
前記分析部は、２次元分布から変換された複数の１次元分布の各々において分布内に存在するピークを最多数に分離可能な条件を求めることにより、信号強度の空間分布を複数の領域に分離するための条件を決定することを特徴とするセンサ装置。
【請求項７】
請求項２に記載のセンサ装置であって、
前記分析部は、信号強度の空間分布を複数の領域に分離するための条件が得られた後、２次元分布の検出信号を前記条件により加工することを特徴とするセンサ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のセンサ装置であって、
前記分析部は、信号検出系統にかかわる入出力伝達特性を用いて、信号強度の空間分布を複数の領域に分離するための条件を決定することを特徴とするセンサ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のセンサ装置であって、
前記分析部は、前記信号検出系統にかかわる入出力伝達特性を取得するために、センサ装置への基準入力に対して検出部により得られる２次元分布を予め計測することを特徴とするセンサ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のセンサ装置であって、
前記分析部は、センサ装置への基準入力に対して検出部により得られる２次元分布を空間周波数分布に変換することにより、前記信号検出系統にかかわる入出力伝達特性を取得することを特徴とするセンサ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のセンサ装置であって、
前記分析部は、計測する信号強度の２次元分布を空間周波数分布に変換し、該空間周波数分布と予め記憶されている前記基準入力に対する前記空間周波数分布とでデコンボリューション演算することを特徴とするセンサ装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のセンサ装置を搭載す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、物体の接触または近接を検出するセンサ装置（例えばタッチセンサ）、及びそれを搭載した表示装置に関し、特に、座標検出精度の高精度化を図る演算処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
指などで触れる操作による入力機能をもつ入力装置（以下、タッチセンサ）を備えた表示装置は、携帯型の電子機器、各種の家電製品、無人受付機等の据置型顧客案内端末に用いられている。タッチセンサの検出方式としては、触れられたことによる抵抗値変化を検出する抵抗膜方式、容量値変化を検出する静電容量結合方式、さらに光が遮蔽されることによる光量変化を検出する光センサ方式、などが知られている。
【０００３】
近年、タッチセンサを備える表示装置を搭載する機器が増加すると共に、タッチセンサを用いるアプリケーションには、複雑な機能の実現が求められるようになってきている。そのため、タッチセンサが同時検出可能な入力点数を、従来の一点から複数点に拡張する、すなわちマルチタッチセンサ化するための技術開発が盛んになっている。
【０００４】
このマルチタッチセンサに関する従来技術例として、特許文献１が挙げられる。本従来技術例が開示する技術は、タッチセンサの検出方式として電容量結合方式を用い、それにより得られた情報を処理し、同時に入力される複数の入力点座標を個別に算出する方式である。タッチセンサは、電気的に絶縁された別々の層に形成されるそれぞれ複数のＸ電極とＹ電極を有し、それらのＸ電極とＹ電極が構成する直行座標系の各電極交点が検出点となる構造である。このタッチセンサに対し、指などの導体が触れると、接触点付近の電極交点では、元々の電極間容量に対して並列に、Ｘ電極とＹ電極が指表面を介して結合するような静電容量が形成され、静電容量が増加する。このように、検出対象物の接触による静電容量の増減を、各電極交点において検出することで、座標検出を行う。より具体的には、Ｙ電極の中から１電極を選択し、そこから電圧信号を入力し、前記電極交点の静電容量に比例するように伝達する信号を、Ｘ電極で検出する。この工程を、順次繰り返し、全てのＹ電極に対して行い、ＸＹ平面内全ての交点における静電容量に関する情報を得る。本従来技術例においては、このようにして得られた情報から座標を算出するための手順を、以下の通りにしている。大きく４つの手順で構成され、夫々は、下記の通りである。
（手順１）検出信号分布にフィルタをかけ、ノイズを除去する。
（手順２）検出された信号強度分布の勾配データを生成する。
（手順３）上記算出された勾配データに基づいて、多数の入力点により構成される分布の境界を計算する。
（手順４）上記境界により分離された各領域の座標を計算する。
【０００５】
上記例の手順２及び手順３で示される処理は、マルチタッチセンサに特有の処理である。これは、マルチタッチセンサでは、先に述べたように、同時に入力される異なる位置への複数の入力点を、それぞれ別々の入力点として判別しなくてはならないためである。本従来技術例では、特に手順３の入力点を判別する境界線の計算に、分水界アルゴリズムを用いることが開示されている。この、分水界アルゴリズムは、手順２で求めている検出信号強度分布の勾配の極小点にマーカを設定し、マーカを勾配の増加方向に拡大させていき、マーカ同士がぶつかった位置を、検出信号分布を分離する境界線にしてその内側をグループとみなす処理である。
【０００６】
以上のように、上記従来技術例では、マルチタッチセンサとして機能を実現するための、信号の検出方法、及び検出信号の処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５３３０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、マルチタッチセンサには、より精度の高い多点同時入力、例えばスタイラスペンなどによる多点同時入力への対応も求められ始めている。上記従来技術例では、指を主な入力手段として想定している。指による入力の場合には、一般的に次のような特徴があると言える。先ず、指先の接触面積の大きさから、入力点範囲が大きくなるため、細かい位置指示への要求が緩和される。また、指での入力であるため、入力点間の距離が極端に狭くなる場合の頻度は低く、十分離れている入力点間の判別が多い、等である。
【０００９】
一方、スタイラスペンなどによる入力を想定する場合には、指の場合とは逆の特性が要求される。つまり、ペン先が十分に小さいため細かな位置指示が求められる。また、ペン先が極端に近づいた場合にも入力点判別が求められる、等である。また、スタイラスペンなどによる多点同時入力だけでなく、複数の指による多点同時入力の場合や、指とスタイラスペンなどによる多点同時入力の場合でも、より精度の高い入力点判断ができることが望ましいことはいうまでもない。
【００１０】
本発明が解決すべき課題は、物体の接触または近接を検出するセンサ装置において、入力点の検出信号が大きく重なり合うような状態であっても入力点の判別を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明では、検出信号分布から各入力点の座標を算出する処理工程に、近接した入力点の分離を容易にするための処理工程を設けている。さらに、該処理工程を、簡便な手順、且つ処理回路などの規模拡大を抑制可能とする構成にしている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、多点入力に対しても、入力点間の距離によらない高精度な座標算出が可能な物体の接触または近接を検出するセンサ装置の実現が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】タッチセンサを搭載する表示装置の構成を説明する図である。
【図２】容量検出部の構成例を説明する図である。
【図３】検出信号例を説明する図である。
【図４】複数点入力時の検出信号例を説明する図である。
【図５】従来の処理手順を説明する図である。
【図６】近接した２点入力時の検出信号を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態を説明する図である。
【図８】第一の実施例における構成を説明する図である。
【図９】第一の実施例における処理内容を説明する図である。
【図１０】第一の実施例における処理内容を説明する図である。
【図１１】第二の実施例における構成を説明する図である。
【図１２】信号検出系の伝達関数を説明する図である。
【図１３】検出信号と空間周波数への変換結果を説明する図である。
【図１４】第二の実施例による処理結果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
初めに、図１から図５により従来一般的に用いられている検出方式の構成例、処理手順例を説明する。
【００１５】
図１は、マルチタッチセンサを備える表示装置の構成を説明する図である。
【００１６】
図１において、１０１はマルチタッチセンサである。マルチタッチセンサ１０１は、容量検出用のＸ電極ＸＰとＹ電極ＹＰを有する構造である。図中、Ｘ電極を４本（ＸＰ１〜ＸＰ４）、Ｙ電極を４本（ＹＰ１〜ＹＰ４）としているが、電極数はこれに限られるものではない。マルチタッチセンサ１０１は表示装置１０６の上面に設置されている。マルチタッチセンサ１０１のＸ電極とＹ電極は、検出用配線１０７により容量検出部１０２に接続されている。容量検出部１０２は、制御演算部１０３の制御部１１３から出力される検出制御信号１０９により制御され、マルチタッチセンサ内に形成されている各電極間の容量を検出し、各電極の容量値によって変化する容量検出信号１０８を制御演算部１０３に出力する。制御演算部１０３の演算部１１４は、各電極の容量検出信号１０８から各電極の信号成分を計算するとともに、各電極の信号成分から検出座標を演算して求める。制御演算部１０３はＩ／Ｆ信号１１０を用いて検出座標をシステム１０４に転送する。システム１０４は、接触等の入力のマルチタッチセンサ１０１による検出座標１１０を受信すると、その入力操作に応じた表示画像を生成し、表示制御信号１１２として表示制御回路１０５に転送する。表示制御回路１０５は、表示制御信号１１２により転送される表示画像に応じて表示信号１１１を生成し、表示装置１０６に画像を表示する。
【００１７】
図２は、上記容量検出部１０２の詳細構成例を示す図である。容量検出のための構成は、本例の構成に限られるものではない。本例では、容量検出部１０２は、Ｙ電極に信号を入力する信号入力部２１１とＸ電極から信号を読み出す信号読み出し部２１０、及びメモリ部２１２で構成されるものとする。
【００１８】
一対のＸ電極ＸＰ１とＹ電極ＹＰ１についてのみ回路構成を図示しているが、マルチタッチセンサ１０１上に形成されている各Ｘ電極、Ｙ電極に対して同様の構成の信号読み出し部２１０−ｎ、信号入力部２１１−ｎが接続されているものとする。
【００１９】
信号入力部２１１は、基準電位ＶａｐとＶｒｅｆをスイッチ２０７、２０８の切り替えにより、波形２０９の如くＹ電極に対して電圧を印加する。
【００２０】
信号読み出し部２１０は、演算増幅器２００、積分容量（Ｃｒ）２０１、リセットスイッチ２０５からなる積分回路、サンプルスイッチ２０３、ホールド容量２０２からなるサンプルホールド回路、電圧バッファ２０４、及びアナログデジタル変換器２０６で構成される。
【００２１】
以下、容量検出部動作の概略を説明する。尚、容量検出部の初期状態では積分容量（Ｃｒ）２０１は充電されていない状態にあるものとする。
【００２２】
初期状態から、先ず上記信号入力部２１１によりＹ電極ＹＰ１に電圧が印加される。これによりＸ電極Ｙ電極間の結合容量Ｃｄｖは、Ｙ電極ＹＰ１が印加電圧Ｖａｐに到達するまで充電される。このとき、Ｘ電極ＸＰ１の電位は、演算増幅器２００の負帰還作用により常に基準電位（この例の場合はグランド電位）に固定されている。従って、充電電流は、積分容量（Ｃｒ）２０１を経由して演算増幅器２００の出力端子に流れる。この動作による積分回路の出力電圧Ｖｏは、Ｖｏ＝−Ｖａｐ（Ｃｄｖ／Ｃｒ）と表され、Ｘ電極Ｙ電極間の結合容量の大きさＣｄｖに依存する。上記動作により積分回路の出力電位Ｖｏが決定した後、該電位をサンプルホールド回路のサンプルスイッチ２０３をＯＮし、所定時間経過後にＯＦＦとする制御により、ホールド容量２０２に保持する。該保持された電位は、電圧バッファ２０４を経由してアナログデジタル変換器２０６でデジタルデータに変換される。
【００２３】
上記Ｘ電極ＸＰ１以外のＸ電極についても、それぞれに接続された信号読み出し部が、ＸＰ１電極に接続された信号読み出し部２１０と同様の動作を行い、上記Ｙ電極ＹＰ１からの入力信号による積分回路出力電位が上記Ｘ電極ＸＰ１と同時に読み出される。
【００２４】
上記、各Ｘ電極に接続されている信号読み出し部の出力は、メモリ部２１２に入力され、その出力データがメモリ部２１２に保持される。該メモリ部２１２は、図１に示す演算制御部１０３との間で保持するデータの授受を行う。
【００２５】
上記ＹＰ１を入力とする検出に続けて、上記Ｙ電極ＹＰ１とは異なるＹ電極に電圧を印加し、容量検出を行うが、それに先立ってリセットスイッチ（２０５）をＯＮ、ＯＦＦ制御して各積分回路の積分容量（２０１）をリセットする。以降、同様の検出動作を繰り返す。
【００２６】
図３は、上記検出手順によりマルチタッチセンサ１０１の全面に亘る検出が完了した状態における上記メモリ部２１２に保持されている検出データを、マルチタッチセンサ１０１の座標に合わせて示した図である。各枡３００は、マルチタッチセンサ１０１上の検出点であり、枡内の数値３０１は、検出データを示す。マルチタッチセンサ１０１に対する入力がある場合、その入力点において数値が大きくなるものとする。図３（ａ）は、マルチタッチセンサ１０１に入力がない場合の検出データ例である。各枡内の数値はほぼ一様である。これに対して、図３（ｂ）は、マルチタッチセンサ１０１に入力があった場合の例である。ＸＰ２、３及びＹＰ２、３の検出データが、入力がない場合に対して大きくなっている。このように、入力のない状態を規準として、それよりも大きな検出データが存在する場合に、入力ありと判断し、入力点の座標算出を行う。
【００２７】
図４は、上記マルチタッチセンサ１０１により、同時に入力された複数の入力点を検出する場合の例である。本例では、Ｘ、Ｙ座標はそれぞれ１５電極で構成されているものとする。また、図示した枡４００は、前記同様に、マルチタッチセンサ１０１上の検出点であり、入力により検出データが入力なしの場合に対して増加した点を黒表示し、入力が無い点は白表示、としている。図４（ａ）に示すように、白丸で示す座標、（Ｘ、Ｙ）＝（５、５）と（Ｘ、Ｙ）＝（１１、１２）の２点に入力がある場合、それらの入力点を含む複数の座標に大きな検出信号が発生する。このように得られた検出データは、図４（ｂ）に示すように、グループ化がなされ、グループ毎に座標４０２、４０３が算出される。
【００２８】
図５は、図４を用いて説明した、マルチタッチセンサ１０１により、同時に入力された複数の入力点を検出する際のデータ処理手順の例である。先ず、マルチタッチセンサ１０１の全面に亘る容量検出５１１が完了すると、図５（ａ）のように、検出信号強度５０１のＸＹ２次元座標５００に対する分布が得られる。この図のように、ＸＹ２次元座標５００の各点に入力状態に応じた信号強度５０１が発生している状況が捉えられている。この２次元データに対して、閾値処理（ノイズ処理）５１２を施す。これは、データの有効性を決定する閾値を設け、それ以上のデータのみを残すことにより、ノイズやオフセット値を除去する工程である。その結果、検出信号強度の分布は、図５（ａ）の状態から、図５（ｂ）の状態になる。次に、上記工程で得られた検出信号分布に対して検出信号の領域分割、グループ化が行われる（５１３）。これは、この時点の検出信号強度分布を構成する各データの関連性を分析することで、共通の入力点に起因する信号であるか否かを判別し、データの存在領域を分割し、共通の入力点に帰属するデータ毎にグループ化するものである。具体的な方法としては、信号強度の傾斜を分析する分水界法（ｗａｔｅｒｓｈｅｄ法）や、データの存在点の連続性に着目するラベリング処理などがあげられるが、唯一に限定されるものではない。本工程の結果、検出信号強度分布は、図５（ｃ）のように、別々の入力点に帰属する２つのグループ（１と２）に分けられる。最終的に、各グループについて座標を演算する（５１４）。ここで、座標は、分布の中央、重心等、定義の仕方は多種あるが、任意の定義が可能である。何れかの定義に基づき計算を行い、座標５０２と５０３が得られる。
【００２９】
以上、説明したような構成及び処理手順によれば、マルチタッチセンサからの検出信号が処理され、複数の入力点、夫々の入力座標が得られる。
【００３０】
しかしながら、図６に示すように、入力点が近接するような場合、それらが独立点として分離できないという課題が生じる。図６（ａ）は、マルチタッチセンサ１０１に対して近接した２点に入力がなされた例である。図中の白丸が入力点であり、それらを含む複数の領域に信号が発生している（黒表示）。尚、これは、前記閾値処理（ノイズ処理）５１２を行った後の検出信号分布であるため、閾値以下の検出信号強度であった枡は信号強度が除去され０となっているとする（白表示）。この分布状態に対して、前記処理手順の検出信号領域分割、グループ化５１３を施すと、図６（ｂ）のように、信号が重なっているため一つのグループとして認識されてしまい、１つの座標６０１のみが算出される。
【００３１】
図７は、本発明の実施形態を説明する図である。図７において、７１１〜７１４は図５の５１１〜５１４と同じである。本発明の実施形態は、図５の従来技術にピーク分析処理７０５を加えたものである。ここで、容量検出７１１は図１の制御演算部１０３の制御部１１３の制御により容量検出部１０２が行い、閾値判定処理（ノイズ除去）７１２、ピーク分析処理７０５、検出信号領域分割グループ化７１３、およびグループ毎に座標算出７１４の各処理は、図１の制御演算部１０３の演算部１１４が行う。
【００３２】
図６に示すように、近接した２点の入力がなされた場合、その検出信号強度分布は図７（ａ）のようになる。これに対して、上記従来の処理方法と同様に閾値判定処理及びノイズ除去処理を行う。これにより、閾値以下の信号は除去され、図７（ｂ）に示すような検出信号強度分布が得られる。上記従来の処理方法では、この検出信号強度分布に対して領域分割、グループ化を行うため、図７（ｆ）に示すように、入力点が２点であるにもかかわらず、１つのグループと判別されてしまう。結果、図７（ｇ）に示すように、１つの座標７０４のみが算出される。
【００３３】
これに対して、本発明の実施形態による処理は、得られた検出信号強度分布に対して、ピーク分析処理７０５を加えた構成となっている。このピーク分析処理７０５は、上記閾値判定処理（ノイズ除去）７１２の結果を受け、その信号分布構造を分析し、分割可能なピークが存在するか否かを見極めるための工程である。
【００３４】
図７（ｂ）に示す分布は、上記閾値判定処理と同様の処理において、閾値を若干高く設定することにより、分布を分割することが可能である。このピーク分析処理７０５により得られた、図７（ｃ）に示す信号分布に対して、検出信号領域分割、グループ化７１３を行うことで、分布を２つにグループ化可能である。その結果、２つの座標７０２、７０３が得られる。
【００３５】
本発明の実施形態のタッチセンサの演算部１１４は、従来のタッチセンサの演算部にピーク分析処理７０５を行う分析部を加えたものであり、この分析部が、容量検出７１１により得られた信号強度の空間分布に基づいて、信号強度の空間分布を複数の領域に分離するための条件を決定する。
【００３６】
なお、図７では、容量検出７１１を行った後、閾値判定処理（ノイズ除去）７１２を行い、その後、ピーク分析処理７０５を行っているが、閾値判定処理（ノイズ除去）７１２を省略して、容量検出７１１を行った後、ピーク分析処理７０５を行うようにしてもよい。また、以上説明した本発明の実施形態では容量検出型のタッチセンサを例にして説明しているが、一般的には、物体の接触または近接を検出するセンサ装置であって、同時に発生する複数の接触または近接箇所を分離し、個々の位置座標を算出する演算部に、ピーク分析処理７０５を行う分析部を加えたものであればよい。
【００３７】
以下、本発明の実施形態のピーク分析処理７０５について、実施例に基づいて更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００３８】
以下、本発明の第一の実施例について図８、図９、及び図１０を用いて説明する。
【００３９】
図８は、本発明の第一の実施形態を説明する図である。本実施例では、上記ピーク分析処理７０５の処理を、１次元データ生成処理８００、Ｘデータ処理８０４、Ｙデータ処理８０１、閾値設定８０７、閾値処理８０８、により構成している。さらに、Ｘデータ処理８０４は、ピーク検出８０５とＸ閾値算出８０６により構成されている。また、Ｙデータ処理８０１は、ピーク検出８０２とＹ閾値算出８０３により構成されている。
【００４０】
先ず、１次元データ生成処理８００は、図７（ｂ）に示す分布をＸ軸、Ｙ軸の夫々に対して正射影をとる処理である。これにより、図７（ｂ）の２次元分布は、Ｘ軸上とＹ軸上の１次元分布に変換される。このとき、２次元分布が持つピークの情報は失われない。
【００４１】
次に、上記１次元データ生成処理により生成されたＸ軸上とＹ軸上の１次元分布データは、夫々Ｘデータ処理８０４とＹデータ処理８０１により処理される。ここでは初めに、１次元データの分布を分析するピーク検出８０５、８０２が行われる。ピーク検出の方法は多種あるが、唯一の方法に限定されるものではない。ピーク検出８０５、８０２の結果から、Ｘ軸上とＹ軸上の１次元分布データに夫々いくつのピークが存在するか、また、各ピーク間の最小値、等のピークに関する情報が算出される。これに引き続き、Ｘ閾値算出８０６とＹ閾値算出８０３がそれぞれ実行される。これは、上記ピーク検出により得られたＸ軸上とＹ軸上の１次元分布データに関するピーク情報に基づき、Ｘ軸データとＹ軸データのそれぞれについて最適な閾値を算出する工程である。ここで、最適な閾値とは、Ｘ軸データ、Ｙ軸データのそれぞれについて、分離可能なピーク数が最大になることと定義する。該最適条件を得る方式としては、上記各ピーク間の最小値から、最大値を閾値として選択する方式等が一例として挙げられる。ここまでの工程で、Ｘ軸データ、Ｙ軸データ夫々について、最適な閾値が選定されていることになる。次に閾値設定８０７において、前記Ｘ軸データ用閾値とＹ軸データ用閾値を、上記ピーク情報を併せて比較等し、最終的な閾値設定を行う。具体的には、分離可能なピーク数が多い方の軸データに関する閾値を優先する、値の小さいほうの軸データに関する閾値を優先する、等である。最後に、該閾値設定８０７で決定された最終閾値を、元の２次元分布に対して適用する。
【００４２】
図中の波形（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各処理段階における分布データ（但し、説明の簡便化のため、１次元分布のイメージ）の変化の様子を示している。本ピーク分析処理への入力段階では、分布データは、波形（ａ）のように、わずかな分離を示すような分布となっている。本ピーク分析処理中の上記説明の各処理を行うことで、閾値設定８０７の段階までには、波形（ｂ）のように、わずかな分離を抽出するための閾値が設定される。この閾値により閾値処理８０８で入力分布（ａ）を再度処理することにより分布波形（ｃ）が得られる。
【００４３】
図９は、上記ピーク分析処理についてデータの観点から説明する図である。
【００４４】
図９（ａ）は、前記１次元データ生成処理８００の過程を示す。本処理により、２次元分布は、Ｘ軸上、Ｙ軸上、夫々に正射影され、１次元データ９００、９０１に変換される。図９（ｂ）、図９（ｃ）は、上記１次元データ生成処理８００により得られた１次元データ９００、９０１に対するピーク検出処理を示している。図９（ｂ）は、Ｘ軸上の１次元データであり全体が１つのピーク９０２を構成する分布になっている。これに対して、図９（ｃ）に示すＹ軸上の１次元データは、２つのピーク９０３と９０２を有する分布である。この２つのピーク９０２、９０３を分割する最適な閾値として、両ピーク９０２と９０３の間の最小値を閾値Ｙ９０４と設定している。最後に、閾値設定として分離可能なピーク数が多いＹ軸に関する閾値を優先し、閾値９０４が設定される。
【００４５】
以上説明したピーク分析処を適用することにより、図１０（ａ）に示すように、近接した入力点による２次元信号分布は、図１０（ｂ）に示すように、２点として分離され、入力点に対応する２つの座標１０００、１００１を算出可能となる。
【００４６】
以上、第一の実施例のピーク分析処理を具体的に説明したが、一般的には、検出により得られた信号強度の空間分布の構造を分析し、信号強度の空間分布の構造に応じて、信号強度の空間分布を複数の領域に分離するための条件（上記実施例の「閾値」に対応する。）を決定し、その後、２次元分布の検出信号をその条件により加工（上記実施例の「閾値処理」に対応する。）するものであればよい。
【実施例２】
【００４７】
図１１から図１４により本発明の第２の実施例を説明する。
【００４８】
図１１は、ピーク分析処理７０５の処理手順構成を説明する図である。本実施例では、ピーク分析処理７０５は、入力信号を空間周波数分布に変換する処理１１００、検出信号系信号伝達関数の空間周波数分布１１０１と前記入力信号を空間周波数分布に変換する処理１１００とを用いたデコンボリューション演算１１０２、該演算結果から閾値を設定する閾値設定１１０３、及び設定された閾値により元データを処理する閾値処理１１０４により構成されている。
【００４９】
図中の波形（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各処理段階における分布データ（但し、説明の簡便化のため、１次元分布のイメージ）の変化の様子を示している。本ピーク分析処理への入力段階では、分布データは、（ａ）のように、わずかな分離を示すような分布となっている。本ピーク分析処理中の上記説明の各処理を行うことで、閾値設定１１０３の段階までには、波形（ｂ）のように、入力分布から装置固有の信号広がり成分が除去された分布に処理されている。この波形（ｂ）に対して閾値を設定する（１１０３）。そして、この閾値により閾値処理１１０４で波形（ｂ）の分布を再度処理することにより分布波形（ｃ）が得られる。
【００５０】
図１２は、上記検出信号系信号伝達関数の空間周波数分布１１０１を説明する図である。図１２（ａ）は、マルチタッチセンサに１点入力した際の信号の空間分布を示している。尚、空間座標軸は、入力点（十字で表示）を座標軸原点に一致させて表示している。このように、マルチタッチセンサに対して入力を行うと、検出される信号は入力点がピークとなる同心円状の分布を形成する。例えば、入力点での強度を１００とすると、距離が離れるに従って信号強度が低下する分布である。この信号強度の空間分布を空間周波数分布に変換した結果を、図１２（ｂ）に示す。横軸、縦軸共に空間周波数の相対値を示している。図中の曲線は、空間周波数の強度を等高線として表したものである。例えば、空間周波数の横軸目盛り１、縦軸目盛り１の付近では、空間周波数強度が１００となっており、そこから徐々に強度が低下するような分布である。
【００５１】
上記、図１１に示した検出信号系信号伝達関数の空間周波数分布１１０１は、図１２（ｂ）の分布を予め測定し、記憶しておくものである。
【００５２】
ここで、検出信号系信号伝達関数の空間周波数分布は、基本的に１点、例えば検出領域中央の信号を用意しておくことで、対応可能である。
【００５３】
更に、検出領域内の特性ばらつきを考慮する目的で、検出領域内の異なる複数の点における検出信号系信号伝達関数の空間周波数分布を用意し、入力点の位置に応じて適宜使い分けるという方式も可能である。
【００５４】
図１３は、近接した２点がマルチタッチセンサに入力された際の信号強度分布である。図１３（ａ）の白丸が入力点であり、その入力に関する検出信号を閾値処理し、残った領域が黒表示されている。本実施例では、この閾値処理結果が図１１に示す入力信号を空間周波数分布に変換１１００により処理される。その結果を、図１３（ｂ）に示す。図１３（ｂ）は、横軸、縦軸共に空間周波数の相対値を示している。図中の曲線は、空間周波数の強度を等高線として表したものである。例えば、空間周波数の横軸目盛り１、縦軸目盛り１の付近では、空間周波数強度が１００となっており、そこから徐々に強度が低下するような分布である。この分布は、上記マルチタッチセンサへの入力状態によって変化するものであると共に、前記図１２（ｂ）の成分を含んでいる。従って、図１３（ｂ）の分布から図１２（ｂ）の成分を除去することで、マルチタッチセンサへの入力状態を強く反映する分布が得られる。そのために、本実施例では、デコンボリューション演算１１０２を上記図１３（ｂ）の分布と上記図１２（ｂ）の分布との間で行う。その結果、図１４（ａ）の分布が得られる。該結果を、信号強度の空間分布に変換することで、図１４（ｂ）のように、検出信号系信号伝達関数の影響を低減し、マルチタッチセンサへの入力状態を強く反映する信号強度の空間分布が得られる。これに対して、閾値設定１１０３、閾値処理１１０４を行うことで２つの入力点に対応する座標１４００、１４０１が得られる。
【００５５】
以上、第二の実施例のピーク分析処理を具体的に説明したが、一般的には、信号検出系統にかかわる入出力伝達特性（上記実施例の「検出系信号伝達関数の空間周波数分布」に対応する。）を用いて、信号強度の空間分布を複数の領域に分離するための条件（上記実施例の「閾値」に対応する。）を決定するものであればよい。
【００５６】
以上説明したとおり、本発明の実施形態によれば、スタイラスペン等のように、接触面積が小さい入力手段による多点入力に対しても、入力点間の距離によらない高精度な座標算出が可能なマルチタッチセンサの実現が可能になる。もちろん、複数の指による多点入力や、１または複数のスタイラスペン等と１または複数の指による多点入力においても、入力点間の距離によらない高精度な座標算出が可能なマルチタッチセンサの実現が可能になることはいうまでもない。例えば、携帯型小型電子機器の表示装置にフルキーボードを表示させ、そのフルキーボードのＳｈｉｆｔキーやＣｔｒｌキーやＡｌｔキーを左手の指で押さえ、右手に持ったスタイラスペンで文字キー、記号キー、数字キー、Ｄｅｌｅｔｅキー等を押したりするような場合にも、高精度な多点入力を行うことができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０１…マルチタッチセンサ、１０２…容量検出部、１０３…制御演算部、１０４…システム、１０５…表示制御回路、１０６…表示装置、１０７…検出用配線、１０８…容量検出信号、１０９…検出制御信号、１１０…Ｉ／Ｆ信号（検出座標）、１１１…表示信号、１１２…表示制御信号、１１３…制御部、１１４…演算部、２００…演算増幅器、２０１…積分容量、２０２…ホールド容量、２０３…スイッチ、２０４…電圧バッファ、２０５…スイッチ、２０６…アナログデジタル変換器、２０７、２０８…スイッチ、２０９…波形、２１０…信号読み出し部、２１１…信号入力部、２１２…メモリ部、７０５…ピーク分析処理、８００…１次元データ生成処理、８０１…Ｙデータ処理、８０２…ピーク検出、８０３…Ｙ閾値算出、８０４…Ｘデータ処理、８０５…ピーク検出、８０６…Ｘ閾値算出、８０７…閾値設定、８０８…閾値処理、１１００…入力信号を空間周波数分布に変換、１１０１…検出信号系信号伝達関数の空間周波数分布、１１０２…デコンボリューション演算、１１０３…閾値設定、１１０４…閾値処理
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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