(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチデバイスの感知パネルの下に２つ以上のセンサーを分散して設置し、感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーですべてのグリッドを１つずつタッチし、各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルを取得し、タッチを一度検知した場合、センサーによって測定された信号のエネルギーにより、対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルを計算し、それを各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと比較することにより、タッチした位置のグリッドの番号を確定して、タッチした位置を確定することを特徴とするタッチ位置の測定方法。
【請求項２】
１）タッチデバイスの感知パネルの下に２つ以上のセンサーを分散して設置し、番号ｍ（ｍ＝１、２、３…）をつけるステップと、
２）使用精度の要求に応じて感知パネルのタッチ検知エリアをいくつかのグリッドに区分し、番号ｎ（ｎ＝１、２、３…）をつけるステップと、
３）所定の基準エネルギーＥ０にてステップ２）で区分されたグリッドを１つずつタッチし、各グリッドの基準エネルギー分布ベクトルとして、各グリッドをタッチした際に各センサーによって検出された信号エネルギー
【数１】
0006043880.tif 000042
を記録するステップと、
４）ステップ３）の各グリッドそれぞれの基準エネルギー分布ベクトル
【数２】
0006043880.tif 000043
に基づき、下記式によって各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数３】
0006043880.tif 000044
を計算するステップと、
【数４】
0006043880.tif 000045
５）タッチを一度検知した場合、当該タッチが未知のグリッドＹ内に位置したことを仮定し、各センサーによって信号エネルギー（Ｅ１Ｙ,Ｅ２Ｙ,Ｅ３Ｙ,…,ＥｍＹ）が検出され、下記式によって対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数５】
0006043880.tif 000046
を計算するステップと、
【数６】
0006043880.tif 000047
６）比較計算法によって、ステップ５）のタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数７】
0006043880.tif 000048
とステップ４）のすべてのグリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数８】
0006043880.tif 000049
とを比較し、
【数９】
0006043880.tif 000050
があるグリッドＸの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと最も近似した場合、タッチ位置がグリッドＸ内に位置し、すなわち、Ｙの値がＸであることが表わされることを特徴とする請求項１に記載のタッチ位置の測定方法。
【請求項３】
単位エネルギー分布ベクトルを計算する際、分母としての信号のエネルギーはいずれのセンサーによって測定された信号のエネルギーが選択されてもよいが、ステップ４）及びステップ５）に選択された分母としての信号のエネルギーが同一のセンサーによって測定されたものが選択されるべきであることを特徴とする請求項２に記載のタッチ位置の測定方法。
【請求項４】
前記タッチ位置がグリッドＸに位置することが求められた後、下記式によってタッチエネルギーＥが求められることを特徴とする請求項２に記載のタッチ位置の測定方法。
【数１０】
0006043880.tif 000051
（ここで、Εは現在のタッチのタッチエネルギーであり、Ε０は所定の基準エネルギーを表し、
【数１１】
0006043880.tif 000052
は所定の基準エネルギーΕ０でタッチした際、番号ｍのセンサーによって測定されたグリッドＸがタッチされて発生した基準信号のエネルギーであり、ΕｍＸは現在のグリッドＸへのタッチで、番号ｍのセンサーによって測定された信号のエネルギーであり、ａ、ｂは設定された経験係数である。）
【請求項５】
タッチを検知した場合、各センサーは下記式によって、検出された信号のエネルギーを計算することを特徴とする請求項２に記載のタッチ位置の測定方法。
【数１２】
0006043880.tif 000053
（ここで、Ｅｍｎはグリッドｎをタッチした場合、センサーｍによって記録された信号のエネルギーであり、Ｓｍｎ（ｔ）はグリッドｎをタッチした場合、センサーｍによって記録された信号の波形振幅であり、Ｔｍｎはセンサーｍによって検出された信号の波形振幅がある所定のノイズ閾値Ｓｎｏｉよりも大きい際の時間であり、
【数１３】
0006043880.tif 000054
はセンサーｍによって検出された信号の波形振幅がある所定の減衰判別値Ｓａｔｔよりも小さい際の時間である。）
【請求項６】
タッチを検知した場合、各センサーは下記式によって、検出された信号のエネルギーを計算することを特徴とする請求項２に記載のタッチ位置の測定方法。
【数１４】
0006043880.tif 000055
（ここで、Ｅｍｎはグリッドｎをタッチした場合、センサーｍによって記録された信号のエネルギーであり、Ａｍｎ（ｋ）はグリッドｎをタッチした場合、センサーｍによって記録されたｋ番目のサンプリングの波信号幅値であり、ｋ１はタッチ波のサンプリングの開始点であり、ｋ２はタッチ波のサンプリングの終了点である。）
【請求項７】
前記タッチデバイスは、タッチパネルディスプレイ、タッチ操作パネル、感知パネル付き電子楽器、タッチパネル付きゲーム機、自動検知ターゲットまたは打撃センサー付き機器設備のうちの一方であることを特徴とする請求項１に記載のタッチ位置の測定方法。
【請求項８】
前記感知パネルは、平面パネル及び曲面パネルのうちの一方であることを特徴とする請求項１に記載のタッチ位置の測定方法。
【請求項９】
前記感知パネルは、金属、ガラス、プラスチック、木板、複合材料または皮革によって製造されることを特徴とする請求項１に記載のタッチ位置の測定方法。
【請求項１０】
前記センサーは、圧電センサー、電気抵抗センサー及び光ファイバーセンサーのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載のタッチ位置の測定方法。
【請求項１１】
前記比較計算法は、関係係数法、標準分散法、共分散法、角余弦法、Ｍｉｎｋｏｗｓｋｙ距離法、Ｃａｍｂｅｒｒａ距離法、最大相違係数法、相対誤差距離法のうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項２に記載のタッチ位置の測定方法。
【請求項１２】
表示素子と、
前記表示素子の上方に設置される感知パネルと、
前記感知パネルの下面に分散して設置される２つ以上のセンサーと、を備え、
感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーにてすべてのグリッドを１つずつタッチし、各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルを取得し、タッチを一度検知した場合、センサーによって測定された信号のエネルギーにより、対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルを計算し、それを各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと比較することにより、タッチが位置したグリッドの番号を確定して、タッチした位置を確定することを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
前記表示装置は、感知パネル付き携帯電話、タブレットＰＣ、ノート型コンピュータ、コンピュータディスプレイ、液晶テレビであることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子システムの入力及び出力デバイスに関して、特に、タッチ位置及びタッチエネルギーの測定方法及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチデバイスは、操作が簡単・迅速であるため、現在、インターフェース用デバイスとして用いられており、工業から家庭まで、仕事からレジャーまで、どこにでもある。人たちは、正確・安定・便利・迅速を図ると同時に、より多くの期待や要求を提出した。例えば、さらに価格と消費電力を低減し、タッチのエネルギーや力に対する検知を向上する。
【０００３】
現在の市場において、例えば、電気抵抗型、静電容量型、赤外線型、サーフェス音波型、電磁気型、近接場結像型など多くのタッチ測定技術がある。これらのタッチ測定技術では、タッチ位置に対する検知精度が非常に高いが、共に、１．タッチのエネルギーや力を検知できないことと、２．タッチ検知領域を大きくすると、タッチ検知装置のコストが大幅に増加してしまうこととの2つの欠点がある。力を検知できないことに対して、現在、主にタッチパネルの下に分布されたセンサーによって前述した問題を解決するが、いくつかの欠点がある。１．センサーはその近傍の力しか検知できないので、多数のセンサーを設置してグループを構成しなければ、タッチパネル全体を覆うことができないが、センサーを多数設置することで、装置が重くなり、構造が複雑化し、消費電力も増加する。２．センサーとタッチした指の間に、さらに複数の部材（例えば、ガラス）が介在することで、指のタッチエネルギーや力が部材によって分散されてから、センサーによって検知されるため、精度が低くなってしまう。
【０００４】
また、コストを低減するための好適な解消方案が提案されていない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した問題を解決するために、本発明の実施例は、タッチデバイスの感知パネルの下に２つ以上のセンサーを分散して設置し、感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーですべてのグリッドを1つずつタッチし、各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルを取得し、タッチを一度検知した場合、センサーによって測定された信号のエネルギーにより、対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルを計算し、それを各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと比較することにより、タッチした位置のグリッドの番号を確定して、タッチした位置を確定するタッチ位置の測定方法を提供する。
【０００６】
本発明の実施例は、タッチデバイスの感知パネルの下に１つのセンサーを設置し、感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーですべてのグリッドを1つずつタッチし、各グリッドをタッチした際にセンサーによって測定された基準信号のエネルギーを取得することと、タッチのエネルギーを一度検知した場合、まず、センサーによって現在の信号のエネルギーを取得し、そして、前述したタッチ位置測定方法または静電容量法、赤外線法、サーフェス音波法などのタッチ位置測定方法によって、タッチの位置を取得し、最後に、この前に測定されたこのタッチ位置の基準信号のエネルギーと現在の信号のエネルギーとを比較して、タッチエネルギーを算出することができることと、を備えるタッチエネルギーの測定方法をさらに提供する。
【０００７】
本発明の実施例は、表示素子と、表示素子の上方に設置される感知パネルと、感知パネルの下面に分散して設置される2つ以上のセンサーと、を備え、感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーですべてのグリッドを1つずつタッチし、各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルを取得し、タッチを一度検知した場合、センサーによって測定された信号のエネルギーにより、対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルを計算し、それを各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと比較することにより、タッチした位置のグリッドの番号を確定し、そして、タッチした位置を確定する表示装置をさらに提供する。
【０００８】
本発明の実施例は、表示素子と、前記表示素子の上方に設置される感知パネルと、前記感知パネルの下面に設置される１つのセンサーと、を備え、感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーですべてのグリッドを1つずつタッチし、各グリッドをタッチした際に前記センサーによって測定された基準信号のエネルギーを取得し、タッチのエネルギーを一度検知した場合、まず、センサーによって現在の信号のエネルギーを取得し、そして、前述したタッチ位置測定方法または静電容量法、赤外線法、サーフェス音波法などのタッチ位置測定方法によって、タッチの位置を取得し、最後に、この前に測定されたこのタッチ位置の基準信号のエネルギーと現在の信号のエネルギーとを比較して、タッチエネルギーを算出することができる表示装置をさらに提供する。
【０００９】
本発明のタッチ位置及びタッチエネルギーの測定方法ならびに表示装置によれば、以下のメリットを有する。１．本発明のタッチ位置測定では、タッチデバイスの感知パネルの下に２つ以上のセンサーを配置してタッチ点からの衝撃波を受け、音波の伝搬原理により、タッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルと基準信号の単位エネルギー分布ベクトルとを比較してタッチ位置を確定する方法によって、タッチデバイスの生産コストを大幅に低減し、システムの複雑さを低減することができる。２．本発明のタッチエネルギーの測定方法では、従来技術においてアレイ式のセンサー等のグループセンサーを設置してタッチエネルギーを検知する必要がある方法を変更することで、必要なセンサーの数量を大幅に削減し、さらに、タッチデバイスのコスト、複雑さ及び電力消費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例によるタッチ位置の測定方法の原理の模式図である。
【図２】本発明のタッチ位置の測定方法を適用した単一電子楽器の模式図である。
【図３】本発明のタッチ位置の測定方法を適用したマルチ電子楽器の模式図である。
【図４】本発明のタッチ位置の測定方法を適用したタブレットＰＣの模式図である。
【図５】本発明のタッチ位置の測定方法を適用した自動検知ターゲットの模式図である。
【図６】本発明のタッチ位置の測定方法を適用したロボット検知システムの模式図である。
【図７】本発明のタッチ位置の測定方法を適用した表示装置の構成の模式図である。
【図８】本発明の実施例によるタッチエネルギーの測定方法の原理の模式図である。
【図９】本発明のタッチエネルギーの測定方法を適用した表示装置の構成の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施例は、タッチデバイスの感知パネルの下に２つ以上のセンサーを分散して設置し、感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーですべてのグリッドを1つずつタッチし、各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルを取得し、タッチを一度検知したときの、センサーによって測定された信号のエネルギーにより、対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルを計算し、それを各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと比較することにより、タッチした位置のグリッドの番号を確定して、そして、タッチした位置を求めることを備えるタッチ位置の測定方法を提供する。
【００１２】
以下、タッチパネル付きタッチデバイスを例として、図面を参照して本発明のタッチ位置の測定方法を詳述する。
【００１３】
図１に示すように、タッチデバイスのタッチパネルの下に、番号ｍ（ｍ＝１、２、３…）が付けられている４つのセンサーが分散して設置される。人の指や他の物でタッチパネルの１点をタッチした場合、タッチ点で衝撃波が発生する。衝撃波はタッチパネルに沿って各方向へ伝搬し、それに伴い、タッチパネルの下に位置する４つのセンサーに対応する衝撃波の信号が検出される。タッチパネルへの永久の歪みや損傷を招かないタッチについては、低速衝撃とみなすことができる。低速衝撃によって、タッチパネルに弾性変形しか発生しないようにさせる。タッチ位置とセンサーの間の距離が変わらない場合、タッチエネルギーはセンサーによって検出された衝撃波信号のエネルギーに比例する。
【００１４】
以下、各ステップについて説明する。
【００１５】
１）使用精度の要求に応じて、感知パネルのタッチ検知エリア（図１に示すタッチパネルの内矩形領域）を適当な長さ（例えば、５ｍｍ）でいくつかのグリッドに区分し、番号ｎ（ｎ＝１、２、３…）をつける（図１の場合はグリッド１からグリッド９であるが、グリッドの数はこれに限定されない）。
【００１６】
２）所定の基準エネルギーＥ０でステップ１）で区分されたグリッドを1つずつタッチし、各グリッドの基準エネルギー分布ベクトルとして、各グリッドをタッチした際に各センサーによって検出された信号エネルギー
【数１】
0006043880.tif 000002
を記録する。
【００１７】
３）ステップ２）の各グリッドの基準エネルギー分布ベクトル
【数２】
0006043880.tif 000003
に基づき、下記式によって各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数３】
0006043880.tif 000004
を計算する。
【数４】
0006043880.tif 000005
ここで、単位エネルギー分布ベクトルを計算する際、いずれのセンサーに記録された信号のエネルギーで割ってもよく、すなわち、分母の信号のエネルギーはいずれのセンサーによって測定された信号のエネルギーでもよい。
【００１８】
４）タッチを一度検出した場合、そのタッチは未知のグリッドＹ内に位置したと仮定する。各センサーによって信号エネルギー（Ｅ１Ｙ,Ｅ２Ｙ,Ｅ３Ｙ,…,ＥｍＹ）が検出され、下記式によって対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数５】
0006043880.tif 000006
を計算する。
【数６】
0006043880.tif 000007
この数式において、分母としての信号のエネルギーとステップ３）の分母としての信号のエネルギーとは、同一のセンサーによって測定されたものであるべきことに注意する必要がある。
【００１９】
５）比較計算法によって、ステップ４）のタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数７】
0006043880.tif 000008
とステップ３）のすべてのグリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数８】
0006043880.tif 000009
とを比較し、
【数９】
0006043880.tif 000010
があるグリッドＸの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと最も近似した場合、タッチ位置がグリッドＸ内に位置し、すなわち、Ｙの値がＸであることが表わされる。本実施例において、前述した比較計算法は、関係係数法、標準分散法、共分散法、角余弦法、Ｍｉｎｋｏｗｓｋｙ距離法、Ｃａｍｂｅｒｒａ距離法、最大相違係数法、相対誤差距離法のうちいずれか一つであればよい。
【００２０】
以上の方法によって、タッチ位置を測定することができる。また、本発明のタッチ位置測定では、タッチデバイスの感知パネルの下に配置した２つ以上のセンサーがタッチ点からの衝撃波を受け、音波の伝搬原理により、タッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルと基準信号の単位エネルギー分布ベクトルとを比較してタッチ位置を確定する方法によって、タッチデバイスの生産コストを大幅に低減し、システムの複雑さを低減することができる。
【００２１】
前述した方法によってタッチ位置が求められた後、さらに計算によってタッチエネルギー求めることができ、以下の方法を採用してよい。タッチ位置がグリッドＸに位置することが求められた後、下記式によってタッチエネルギーＥが求められる。
【数１０】
0006043880.tif 000011
ここで、Εは現在のタッチのタッチエネルギーであり、Ε０は所定の基準エネルギーを表し、
【数１１】
0006043880.tif 000012
は所定の基準エネルギーΕ０でタッチした際、番号ｍのセンサーによって測定されたグリッドＸで発生した基準信号のエネルギーであり、ΕｍＸは現在のグリッドＸへのタッチで、番号ｍのセンサーによって測定された信号のエネルギーであり、ａ、ｂは設定された経験係数である。
【００２２】
一実施例において、タッチ位置及びタッチエネルギーを測定した場合、すなわち、タッチを検知した場合、各センサーは下記式によって、検出された信号のエネルギーを計算することができる。
【数１２】
0006043880.tif 000013
ここで、Ｅｍｎはグリッドｎをタッチした場合、センサーｍによって記録された信号のエネルギーであり、Ｓｍｎ（ｔ）はグリッドｎをタッチしたときの、センサーｍによって記録された信号の波形振幅であり、Ｔｍｎはセンサーｍによって検出された信号の波形振幅がある所定のノイズ閾値Ｓｎｏｉよりも大きい際の時間であり、
【数１３】
0006043880.tif 000014
はセンサーｍによって検出された信号の波形振幅がある所定の減衰判別値Ｓａｔｔよりも小さい際の時間である。
【００２３】
他の実施例において、各センサーは下記式によって、検出された信号のエネルギーを計算することもできる。
【数１４】
0006043880.tif 000015
ここで、Ｅｍｎはグリッドｎをタッチしたときのセンサーｍによって記録された信号のエネルギーであり、Ａｍｎ（ｋ）はグリッドｎをタッチしたときのセンサーｍによって記録されたｋ番目のサンプリングの波信号幅値であり、ｋ１はタッチ時に生じる衝撃波のサンプリングの開始点であり、ｋ２はタッチ時に生じる衝撃波のサンプリングの終了点である。
【００２４】
前述した実施例は本発明の適用例に過ぎず、電子設備のタッチパネルに限定されるものではなく、以下の分野に適用されてもよい。
【００２５】
１）感知パネル付き電子楽器を図２に示す。打楽器設備の感知パネルに、打った位置およびエネルギーを検知するために、信号処理部と接続されるセンサーを配置することで、且つ音響設備によって、同じエネルギーで本物の楽器の同じ位置に打つことによって出る音と同じまたは類似する音が出る。
【００２６】
２）感知パネル付きマルチ電子楽器を図３に示す。前述した技術の基で、当該感知パネルを複数の領域に区分し、複数の異なる楽器、例えば、銅鑼、シンバル及び太鼓を模擬し、本発明によって打たれた位置がある領域に属することを識別した後、信号処理部によってその領域に割り振られている楽器の音の特徴を再生し、さらにその楽器を模擬する。マルチ電子楽器の感知パネルは、１人または複数の人によって操作されて楽団を創ることができる。
【００２７】
３）タッチパネル付きゲーム機、例えば、タブレットＰＣを図４に示す。本発明によって、ゲーム制御器に対して打撃した位置およびエネルギーを検知することにより、ゲーム操作を実現する。例えば、異なるエネルギーで感知パネルの異なる位置を打撃して制御することにより、ゲーム中のキャラクタへの打撃を模擬することができる。
【００２８】
４）自動検知ターゲットを図５に示す。射撃ターゲットのパネルの下に、信号処理部と接続されているセンサーを配置し、信号処理部によって結果が解析・算出された後、射撃成績スコアボードに送信して表示される。本発明を適用すれば、正確で迅速に射撃点の位置や力を検知し、自動的な射撃評価を実現することができる。
【００２９】
５）打撃センサー付き機器設備を図６に示す。例えば、ロボット検知システムに、ロボットの制御中枢と接続されているセンサーが配置され、制御中枢には、センサーによって採集された情報を計算・解析するための信号処理部が設置され、制御中枢は信号処理部による解析結果、例えば、打撃された位置や力に基づき、ロボットが異なる動作をするようにロボットの駆動設備を制御する。
【００３０】
本実施例において、感知パネルは平面パネル、曲面パネルまたは他の形のパネルであってよい。
【００３１】
本実施例において、感知パネルは金属、ガラス、プラスチック、木板、皮革または複合材料によって製造されてよい。
【００３２】
本実施例において、センサーは圧電センサー、電気抵抗センサー、光ファイバーセンサーまたは他の変形測定センサーであってよい。
【００３３】
前述の実施例に対応して、本発明は、前述した実施例のタッチ位置の測定を実現することができ、図７に示すように、表示素子１０と、前記表示素子１０の上方に配置される感知パネル２０と、前記感知パネル２０の下面に分散して設置される2つ以上のセンサー３０とを備える表示装置をさらに提供する。
【００３４】
感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーにてすべてのグリッドを1つずつタッチし、各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルを取得し、タッチを一度検知したときの、センサーによって測定された信号のエネルギーにより、対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルを計算し、それを各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと比較することにより、タッチ位置のグリッドの番号を確定し、そして、タッチ位置を求めることができる。
【００３５】
本実施例において、表示装置は、感知パネル付き携帯電話、タブレットＰＣ、ノート型コンピュータ、コンピュータディスプレイ、液晶テレビなどである。
【００３６】
前述の実施例に開示された、タッチ位置を取得し、さらにタッチエネルギーを求める方法に加え、本発明の実施例は、図８に示すように、タッチデバイスの感知パネルの下に１つのセンサーを設置し、感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーＥ０ですべてのグリッドを1つずつタッチし、各グリッドをタッチした際にセンサーによって測定された基準信号のエネルギー
【数１５】
0006043880.tif 000016
を取得することと、
一度タッチした場合、位置検知システムによってタッチ位置を取得し、グリッドｍに位置したことを仮定し、センサーによって測定された現在の信号のエネルギーはＥｍであることと、
下記式によって今度のタッチのタッチエネルギーＥを計算することと、を備える、他のタッチエネルギーの測定方法をさらに提供する。
【数１６】
0006043880.tif 000017
ここで、Ｅ０は所定の基準エネルギーを表し、
【数１７】
0006043880.tif 000018
は所定の基準エネルギーでタッチした際、センサーによって測定されたグリッドｍの基準信号のエネルギーであり、Ｅｃは現在のタッチで、センサーによって測定されたグリッドｍの信号のエネルギーであり、ａ、ｂは任意の定数である。本実施例において、ａ、ｂは実験により確定され、異なるタッチパネルについて、その値がある相違を有する。一般に、ａを１、ｂを０とすると、測定エネルギーの誤差は大体１０%以内に抑えられることができる。タッチパネルが大きい場合（平面サイズが４０インチ以上）、測定エネルギーの精度を向上させるために、ａを１.１、ｂを０.００１（ジュール）としてよい。
【００３７】
本実施例において、タッチを一度検知した場合、いずれの位置検知システムでタッチ位置を求めてもよい。例えば、電気抵抗型、静電容量型、赤外線型、サーフェス音波型、電磁気力型、光学型または近接場結像型の位置測定方法によって前記タッチ位置を求め、あるいは、本発明の前記実施例に記載した方法によって前記タッチ位置を求めることができる。
【００３８】
本発明の前記実施例に記載した方法によってタッチ位置を求める場合、２つ以上のセンサーでタッチ位置を求める必要があり、従来の電気抵抗型、静電容量型、赤外線型、サーフェス音波型、電磁気力型、光学型または近接場結像型の位置測定方法を採用する場合、タッチデバイスの感知パネルに余分のセンサーを設置してタッチ位置を求める必要がない。
【００３９】
静電容量型のタッチパネル技術は、人体の電流に反応することによって動作するものである。静電容量型のタッチパネルは、4つの層を有する複合ガラススクリーンであり、ガラススクリーンの内面及び介設層にＩＴＯがそれぞれ塗布され、最外層が薄いシリカガラス保護層であり、介設層のＩＴＯコートが動作面であり、四隅に4つの電極が引き出され、内層のＩＴＯは動作環境を良好に保障するためのシールド層である。指を金属層にタッチすると、人体の電界により、ユーザーとタッチパネルの表面との間に容量が形成され、高周波電流の場合、容量が導体となるので、指に接触点から一部の電流が流れる。この電流はタッチパネルの四隅の電極からそれぞれ流れ、且つ、この４つの電極を流れる電流が指から四隅までの距離に比例し、コントローラは、この４つの電流の比を正確に計算することによって、タッチ点の位置を求めることができる。
【００４０】
赤外線タッチパネルは、タッチパネルの外筺に取付けられた赤外線発信器と受信検出素子によって構成され、スクリーンの表面に赤外線検出ネットが形成され、いずれかのタッチオブジェクトがタッチ点での赤外線を変更してタッチパネルへの操作を実現することができる。赤外線型のタッチパネルの動作原理は、サーフェス音波式タッチと類似し、赤外線発信器と受信センサーを使用する。これらの要素によってスクリーンの表面に赤外線検出ネットが形成され、タッチ操作をするオブジェクト（例えば、指）がタッチ点の赤外線を変更でき、さらに、タッチの座標位置に変換されて操作に対する応答を実現することができる。赤外線型のタッチパネルには、パネルの四辺に配置された回路基板装置に、赤外線発信器管と赤外線受信器とが対応して縦横に交差した赤外線マトリクスが形成されている。
【００４１】
本実施例において、感知パネルは平面パネル及び曲面パネルのうちの一方である。
【００４２】
本実施例において、感知パネルは金属、ガラス、プラスチック、木板、複合材料または皮革によって製造される。
【００４３】
前述の実施例に対応して、本発明は、図９に示すように、表示素子１０’と、前記表示素子１０’の上方に設置される感知パネル２０’と、前記感知パネル２０’の下面に設置される１つのセンサー３０’と、を備え、
感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーＥ０ですべてのグリッドを1つずつタッチし、各グリッドをタッチした際にセンサーによって測定された基準信号のエネルギー
【数１８】
0006043880.tif 000019
を取得し、
一度タッチした場合、位置検知システムによってタッチ位置を取得し、グリッドｍに位置することを仮定し、前記センサーによって測定された現在の信号のエネルギーはＥｍであり、
下記式によって今度のタッチのタッチエネルギーＥを計算する表示装置をさらに提供する。
【数１９】
0006043880.tif 000020
ここで、Ｅ０は所定の基準エネルギーを表し、
【数２０】
0006043880.tif 000021
は所定の基準エネルギーでタッチした際、センサーによって測定されたグリッドｍの基準信号のエネルギーであり、Ｅｃは現在のタッチで、センサーによって測定されたグリッドｍの信号のエネルギーであり、ａ、ｂは設定された経験係数である。本実施例において、ａ、ｂの値は実験により確定され、異なるタッチパネルについて、その値がある相違を有する。一般に、ａを１、ｂを０とすると、測定エネルギーの誤差は大体１０%以内に抑えられることができる。タッチパネルが大きい場合（平面サイズが４０インチ以上）、測定エネルギーの精度を向上させるために、ａを１.１、ｂを０.０１としてよい。
【００４４】
本実施例において、前記表示装置は、感知パネル付き携帯電話、タブレットＰＣ、ノート型コンピュータ、コンピュータディスプレイ、液晶テレビなどであってよい。
【００４５】
本発明は、以上の技術方案を採用したため、以下のメリットを有する。１．本発明のタッチ位置測定では、タッチデバイスの感知パネルの下に２つ以上のセンサーを配置してタッチ点からの衝撃波を受け、音波の伝搬原理により、タッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルと基準信号の単位エネルギー分布ベクトルとを比較することによってタッチ位置を確定する方法によって、タッチデバイスの生産コストを大幅に低減し、システムの複雑さを低減することができる。２．本発明のタッチエネルギーの測定方法では、従来技術においてアレイ式のセンサー等のグループセンサーを設置してタッチエネルギーを検知する必要がある方法を変更し、必要なセンサーの数量を大幅に削減し、さらに、タッチデバイスのコスト、複雑さ及び電力消費を低減することができる。本発明は、例えば、タブレットＰＣ、スマートホーン、サービス端末、ゲームコントロールパネル、射撃ターゲット、電子楽器などの感知パネルを有する様々なデバイスに適用されることができる。
（付記）
（付記１）
タッチデバイスの感知パネルの下に２つ以上のセンサーを分散して設置し、感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーですべてのグリッドを1つずつタッチし、各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルを取得し、タッチを一度検知した場合、センサーによって測定された信号のエネルギーにより、対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルを計算し、それを各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと比較することにより、タッチした位置のグリッドの番号を確定して、タッチした位置を確定することを特徴とするタッチ位置の測定方法。
（付記２）
１）タッチデバイスの感知パネルの下に２つ以上のセンサーを分散して設置し、番号ｍ（ｍ＝１、２、３…）をつけるステップと、
２）使用精度の要求に応じて感知パネルのタッチ検知エリアをいくつかのグリッドに区分し、番号ｎ（ｎ＝１、２、３…）をつけるステップと、
３）所定の基準エネルギーＥ０にてステップ２）で区分されたグリッドを1つずつタッチし、各グリッドの基準エネルギー分布ベクトルとして、各グリッドをタッチした際に各センサーによって検出された信号エネルギー
【数２１】
0006043880.tif 000022
を記録するステップと、
４）ステップ３）の各グリッドそれぞれの基準エネルギー分布ベクトル
【数２２】
0006043880.tif 000023
に基づき、下記式によって各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数２３】
0006043880.tif 000024
を計算するステップと、
【数２４】
0006043880.tif 000025
５）タッチを一度検知した場合、当該タッチが未知のグリッドＹ内に位置したことを仮定し、各センサーによって信号エネルギー（Ｅ１Ｙ,Ｅ２Ｙ,Ｅ３Ｙ,…,ＥｍＹ）が検出され、下記式によって対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数２５】
0006043880.tif 000026
を計算するステップと、
【数２６】
0006043880.tif 000027
６）比較計算法によって、ステップ５）のタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数２７】
0006043880.tif 000028
とステップ４）のすべてのグリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトル
【数２８】
0006043880.tif 000029
とを比較し、
【数２９】
0006043880.tif 000030
があるグリッドＸの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと最も近似した場合、タッチ位置がグリッドＸ内に位置し、すなわち、Ｙの値がＸであることが表わされることを特徴とする付記１に記載のタッチ位置の測定方法。
（付記３）
単位エネルギー分布ベクトルを計算する際、分母としての信号のエネルギーはいずれのセンサーによって測定された信号のエネルギーが選択されてもよいが、ステップ４）及びステップ５）に選択された分母としての信号のエネルギーが同一のセンサーによって測定されたものが選択されるべきであることを特徴とする付記２に記載のタッチ位置の測定方法。
（付記４）
前記タッチ位置がグリッドＸに位置することが求められた後、下記式によってタッチエネルギーＥが求められることを特徴とする付記２に記載のタッチ位置の測定方法。
【数３０】
0006043880.tif 000031
（ここで、Εは現在のタッチのタッチエネルギーであり、Ε０は所定の基準エネルギーを表し、
【数３１】
0006043880.tif 000032
は所定の基準エネルギーΕ０でタッチした際、番号ｍのセンサーによって測定されたグリッドＸがタッチされて発生した基準信号のエネルギーであり、ΕｍＸは現在のグリッドＸへのタッチで、番号ｍのセンサーによって測定された信号のエネルギーであり、ａ、ｂは設定された経験係数である。）
（付記５）
タッチを検知した場合、各センサーは下記式によって、検出された信号のエネルギーを計算することを特徴とする付記２に記載のタッチ位置の測定方法。
【数３２】
0006043880.tif 000033
（ここで、Ｅｍｎはグリッドｎをタッチした場合、センサーｍによって記録された信号のエネルギーであり、Ｓｍｎ（ｔ）はグリッドｎをタッチした場合、センサーｍによって記録された信号の波形振幅であり、Ｔｍｎはセンサーｍによって検出された信号の波形振幅がある所定のノイズ閾値Ｓｎｏｉよりも大きい際の時間であり、
【数３３】
0006043880.tif 000034
はセンサーｍによって検出された信号の波形振幅がある所定の減衰判別値Ｓａｔｔよりも小さい際の時間である。）
（付記６）
タッチを検知した場合、各センサーは下記式によって、検出された信号のエネルギーを計算することを特徴とする付記２に記載のタッチ位置の測定方法。
【数３４】
0006043880.tif 000035
（ここで、Ｅｍｎはグリッドｎをタッチした場合、センサーｍによって記録された信号のエネルギーであり、Ａｍｎ（ｋ）はグリッドｎをタッチした場合、センサーｍによって記録されたｋ番目のサンプリングの波信号幅値であり、ｋ１はタッチ波のサンプリングの開始点であり、ｋ２はタッチ波のサンプリングの終了点である。）
（付記７）
前記タッチデバイスは、タッチパネルディスプレイ、タッチ操作パネル、感知パネル付き電子楽器、タッチパネル付きゲーム機、自動検知ターゲットまたは打撃センサー付き機器設備のうちの一方であることを特徴とする付記１に記載のタッチ位置の測定方法。
（付記８）
前記感知パネルは、平面パネル及び曲面パネルのうちの一方であることを特徴とする付記１に記載のタッチ位置の測定方法。
（付記９）
前記感知パネルは、金属、ガラス、プラスチック、木板、複合材料または皮革によって製造されることを特徴とする付記１に記載のタッチ位置の測定方法。
（付記１０）
前記センサーは、圧電センサー、電気抵抗センサー及び光ファイバーセンサーのうちのいずれか一つであることを特徴とする付記１に記載のタッチ位置の測定方法。
（付記１１）
前記比較計算法は、関係係数法、標準分散法、共分散法、角余弦法、Ｍｉｎｋｏｗｓｋｙ距離法、Ｃａｍｂｅｒｒａ距離法、最大相違係数法、相対誤差距離法のうちのいずれか一つであることを特徴とする付記２に記載のタッチ位置の測定方法。
（付記１２）
タッチデバイスの感知パネルの下に１つのセンサーを設置し、感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーにてすべてのグリッドを１つずつタッチし、各グリッドをタッチした際に前記センサーによって測定された基準信号のエネルギー
【数３５】
0006043880.tif 000036
を取得することと、
一度タッチした場合、位置検知システムによってタッチ位置を取得し、グリッドｍに位置したことを仮定し、前記センサーによって測定された現在の信号のエネルギーはＥｍであることと、
下記式によって今度のタッチのタッチエネルギーＥを計算することと、を備えることを特徴とするタッチエネルギーの測定方法。
【数３６】
0006043880.tif 000037
（ここで、Ｅ０は所定の基準エネルギーを表し、
【数３７】
0006043880.tif 000038
は所定の基準エネルギーでタッチした際、センサーによって測定されたグリッドｍの基準信号のエネルギーであり、Ｅｃは現在のタッチで、センサーによって測定されたグリッドｍの信号のエネルギーであり、ａ、ｂは設定された経験係数である。）
（付記１３）
タッチを一度検知した場合、位置検知システムによってタッチ位置を取得し、
前記タッチデバイスの感知パネルの下に２つ以上のセンサーを分散して設置し、感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーにてすべてのグリッドを1つずつタッチし、各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルを取得し、タッチを一度検知した場合、センサーによって測定された信号のエネルギーにより、対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルを計算し、それを各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと比較することにより、タッチが位置したグリッドの番号を確定して、タッチした位置を確定することと、を備えることを特徴とする付記１２に記載のタッチエネルギーの測定方法。
（付記１４）
タッチを一度検知した場合、位置検知システムによってタッチ位置を取得し、
電気抵抗型、静電容量型、赤外線型、サーフェス音波型、電磁気力型、光学型または近接場結像型の位置測定方法によって前記タッチ位置を取得することと、を備えることを特徴とする付記１２に記載のタッチエネルギーの測定方法。
（付記１５）
前記感知パネルは、平面パネル及び曲面パネルのうちの一方であることを特徴とする付記１２に記載のタッチエネルギーの測定方法。
（付記１６）
前記感知パネルは、金属、ガラス、プラスチック、木板、複合材料または皮革によって製造されることを特徴とする付記１２に記載のタッチエネルギーの測定方法。
（付記１７）
表示素子と、
前記表示素子の上方に設置される感知パネルと、
前記感知パネルの下面に分散して設置される２つ以上のセンサーと、を備え、
感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーにてすべてのグリッドを１つずつタッチし、各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルを取得し、タッチを一度検知した場合、センサーによって測定された信号のエネルギーにより、対応するタッチ信号の単位エネルギー分布ベクトルを計算し、それを各グリッドの基準信号の単位エネルギー分布ベクトルと比較することにより、タッチが位置したグリッドの番号を確定して、タッチした位置を確定することを特徴とする表示装置。
（付記１８）
前記表示装置は、感知パネル付き携帯電話、タブレットＰＣ、ノート型コンピュータ、コンピュータディスプレイ、液晶テレビであることを特徴とする付記１７に記載の表示装置。
（付記１９）
表示素子と、
前記表示素子の上方に設置される感知パネルと、
前記感知パネルの下面に設置される１つのセンサーと、を備え、
感知パネルをいくつかのグリッドに区分し、所定の基準エネルギーＥ０にてすべてのグリッドを１つずつタッチし、各グリッドをタッチした際に前記センサーによって測定された基準信号のエネルギー
【数３８】
0006043880.tif 000039
を取得し、
一度にタッチした場合、位置検知システムによってタッチ位置を取得し、グリッドｍに位置したことを仮定し、前記センサーによって測定された現在の信号のエネルギーはＥｍであり、
下記式によって今度のタッチのタッチエネルギーＥを計算することを特徴とする表示装置。
【数３９】
0006043880.tif 000040
（ここで、Ｅ０は所定の基準エネルギーを表し、
【数４０】
0006043880.tif 000041
は所定の基準エネルギーでタッチした際、センサーによって測定されたグリッドｍの基準信号のエネルギーであり、Ｅｃは現在のタッチで、センサーによって測定されたグリッドｍの信号のエネルギーであり、ａ、ｂは設定された経験係数である。）
（付記２０）
前記表示装置は、感知パネル付き携帯電話、タブレットＰＣ、ノート型コンピュータ、コンピュータディスプレイ及び液晶テレビであることを特徴とする付記１９に記載の表示装置。
【図７】
0006043880.tif 000056
【図９】
0006043880.tif 000057
【図１】
0006043880.tif 000058
【図２】
0006043880.tif 000059
【図３】
0006043880.tif 000060
【図４】
0006043880.tif 000061
【図５】
0006043880.tif 000062
【図６】
0006043880.tif 000063
【図８】
0006043880.tif 000064