▶ ケンブリッジ タッチ テクノロジーズ リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-13
(54)【発明の名称】力信号処理
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20220906BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20220906BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 600
G06F3/044 126
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021576545
(86)(22)【出願日】2020-06-17
(85)【翻訳文提出日】2021-12-23
(86)【国際出願番号】 GB2020051452
(87)【国際公開番号】W WO2021005327
(87)【国際公開日】2021-01-14
(31)【優先権主張番号】1909827.6
(32)【優先日】2019-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516247225
【氏名又は名称】ケンブリッジ タッチ テクノロジーズ リミテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｔｏｕｃｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ
(74)【代理人】
【識別番号】100091904
【弁理士】
【氏名又は名称】成瀬 重雄
(72)【発明者】
【氏名】ミッチ、リッカルド
(72)【発明者】
【氏名】ネイサン、アロキア
(57)【要約】
いくつかの力値を処理する方法が説明される。各々の力値は、センサ位置に対応する。センサ位置は、方向に沿って離れて間隔を空けられる。方法は、力値を受信すること（Ｓ１１）を含む。方法はまた、力値が１つ以上の候補ピークを含むかどうかを判定すること（Ｓ１２）を含む。各々の候補ピークは、力値の極大値に対応する。方法はまた、少なくとも１つの候補ピークが最小力閾値を上回ったことに応答して（Ｓ１３）、力値を補間し、補間済み力値及び最小力閾値を上回る候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定すること（Ｓ１４）を含む。
【選択図】図８
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の力値を処理する方法であって、各々の力値は、センサ位置に対応し、前記センサ位置は、方向に沿って離れて間隔を空けられ、前記方法は、前記複数の力値を受信することと、
前記複数の力値が１つ以上の候補ピークを含むかどうかを判定することであって、各々の候補ピークは、前記複数の力値の極大値に対応する、前記判定することと、
少なくとも１つの候補ピークが最小力閾値を上回ったことに応答して、
前記複数の力値を補間することと、
前記補間済み力値及び前記最小力閾値を上回る前記候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定することと、
を備えた、前記方法。
【請求項2】
少なくとも１つのピーク力値が第２の力閾値を上回ったことに応答して、前記第２の力閾値を上回る各々のピーク力値及び前記対応するピーク座標を出力することを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
各々のピーク座標に対し、前記ピーク座標が追跡済みタッチイベントと関連付けられたと判定したことに応答して、
前記追跡済みタッチイベントに対していくつかの前に推定されたピーク座標を記憶した座標バッファに前記ピーク座標を追加することと、
前記座標バッファに基づいて、平均座標を計算することと、
前記平均座標及び前記ピーク力値を出力することと、
前記ピーク座標がいずれかの追跡済みタッチイベントと関連付けられていないと判定したことに応答して、
新たな追跡済みタッチイベントに前記ピーク座標及び前記対応するピーク力値を記憶することと、
前記ピーク座標及び前記対応するピーク力値を出力することと、
を更に備えた、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記複数の力値を補間することは、前記複数の力値を使用して多項式スプラインを計算することを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
各々の候補ピークは、候補センサ位置及び候補力値に対応し、前記補間済み力値及び前記１つ以上の候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定することは、各々の候補ピークに対し、前記候補センサ位置が最小センサ位置または最大センサ位置に等しいと判定したことに応答して、
前記候補センサ位置及び隣接したセンサ位置を結合する第１のスプラインセグメントの定常点を計算することと、
最大値に対応する第１の定常点が前記第１のスプラインセグメントに内に位置するかどうかを判定することと、
正の判定に応答して、前記第１の定常点に等しいピーク座標を割り当て、前記ピーク座標において前記第１のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、
負の判定に応答して、前記候補センサ位置に等しいピーク座標を割り当て、前記候補力値に等しい対応するピーク値を割り当てることと、
前記候補センサ位置が最小センサ位置または最大センサ位置に対応しないと判定したことに応答して、
最大力値に対応する前記候補センサ位置及び前記隣接したセンサ位置を結合する第２のスプラインセグメントの定常点を計算することと、
最大値に対応する第２の定常点が前記第２のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、前記第２の定常点に等しいピーク座標を割り当て、前記ピーク座標において前記第２のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、
最大値に対応する定常点が前記第２のスプラインセグメント内に位置しないと判定したことに応答して、
前記候補センサ位置及び前記他の隣接したセンサ位置を結合する第３のスプラインセグメントの定常点を計算することと、
最大値に対応する第３の定常点が前記第３のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、前記第３の定常点に等しいピーク座標を割り当て、前記ピーク座標において前記第３のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、
を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
各々の候補ピークは、候補センサ位置及び候補力値に対応し、前記補間済み力値及び前記１つ以上の候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定することは、各々の候補ピークに対し、前記候補センサ位置が最小センサ位置または最大センサ位置に対応すると判定したことに応答して、
前記候補センサ位置及び隣接したセンサ位置を結合する第１のスプラインセグメントの定常点を計算することと、
最大値に対応する第１の定常点が前記第１のスプラインセグメントに内に位置するかどうかを判定することと、
正の判定に応答して、前記第１の定常点に等しいピーク座標を割り当て、前記ピーク座標において前記第１のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、
負の判定に応答して、前記候補センサ位置に等しいピーク座標を割り当て、前記候補力値に等しい対応するピーク値を割り当てることと、
前記候補センサ位置が最小センサ位置または最大センサ位置に対応しないと判定したことに応答して、
前記隣接したセンサ位置の１つに前記候補センサ位置を結合する第２のスプラインセグメントの定常点を計算することと、
最大値に対応する第２の定常点が前記第２のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、前記第２の定常点を有効及び高優先度として割り当てることと、
前記第２の定常点が第３のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、前記第２の定常点を有効及び低優先度として割り当てることと、
前記他の隣接したセンサ位置に前記候補センサ位置を結合する前記第３のスプラインセグメントの定常点を計算することと、
最大値に対応する第３の定常点が前記第３のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、前記第３の定常点を有効及び高優先度として割り当てることと、
最大値に対応する前記第３の定常点が前記第２のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、前記第３の定常点を有効及び低優先度として割り当てることと、
ピーク座標及び対応するピーク値を、
前記第２の定常点が有効であり、有効な第３の定常点が存在しないことに応答して、前記第２の定常点に等しい前記ピーク座標を割り当て、前記ピーク座標において前記第２のスプラインセグメントを評価することに等しい前記対応するピーク値を割り当てることと、
前記第３の定常点が有効であり、有効な第２の定常点が存在しないことに応答して、前記第３の定常点に等しい前記ピーク座標を割り当て、前記ピーク座標において前記第３のスプラインセグメントを評価することに等しい前記対応するピーク値を割り当てることと、
前記第２の定常点が高優先度であり、前記第３の定常点が低優先度であることに応答して、前記第２の定常点に等しい前記ピーク座標を割り当て、前記ピーク座標において前記第２のスプラインセグメントを評価することに等しい前記対応するピーク値を割り当てることと、
前記第３の定常点が高優先度であり、前記第２の定常点が低優先度であることに応答して、前記第３の定常点に等しい前記ピーク座標を割り当て、前記ピーク座標において前記第３のスプラインセグメントを評価することに等しい前記対応するピーク力値を割り当てることと、
前記第２の定常点及び前記第３の定常点の両方が高優先度であり、または前記第２の定常点及び前記第３の定常点の両方が低優先度であることに応答して、前記第２の定常点及び前記第３の定常点のどちらかが大きい方の力値に対応することに等しい前記ピーク座標を割り当て、前記ピーク座標において前記それぞれのスプラインセグメントを評価することに等しい前記対応するピーク力値を割り当てることと、
に従って割り当てることと、
を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項7】
前記複数の力値を補間することは、前記複数の力値に基づいて離散フーリエ変換を計算することによって、周波数スペクトルを取得することと、
前記周波数スペクトルの高周波数端において複数のゼロ値を挿入することによって、ゼロ挿入済み周波数スペクトルを生成することと、
前記ゼロ挿入済み周波数スペクトルの逆離散フーリエ変換を計算することに基づいて、補間済み力値を取得することと、
を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記補間済み力値及び前記１つ以上の候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定することは、各々の候補ピークに対し、候補ピークを開始位置として使用して、前記補間済み力値の極大値を探索することと、
別の候補ピークにまだ割り当てられていない前記補間済み力値の極大値を特定したことに応答して、前記極大値に等しいピーク力値を割り当て、前記極大値の位置に等しい対応するピーク座標を割り当てることと、
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
等間隔の位置に対応する複数の変換済み力値に、センサ位置に対応する前記複数の力値を変換することを更に備え、前記周波数スペクトルは、前記複数の変換済み力値の離散フーリエ変換を計算することによって取得される、請求項７または８に記載の方法。
【請求項10】
前記複数の変換済み力値への前記複数の力値の前記変換は、各々の等間隔の位置を一括するセンサ位置及び力値のペアに基づいた補間を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法に従って複数の第１の力値を処理することであって、各々の第１の力値は、第１のセンサ位置に対応し、前記第１のセンサ位置は、第１の方向に沿って離れて間隔が空けられる、前記処理することと、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法に従って複数の第２の力値を処理することであって、各々の第２の力値は、第２のセンサ位置に対応し、前記第２のセンサ位置は、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って離れて間隔が空けられる、前記処理することと、を備え、
前記第１の力値に基づいて推定されたピーク座標は、二次元座標を取得するよう、前記第２の力値に基づいて推定されたピーク座標と照合される、
方法。
【請求項12】
ピーク力値は、前記第１の力値に基づいて判定された第１のピーク値及び前記第２の力値に基づいて判定された第２のピーク値の平均または重み付け平均に基づいて推定される、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
複数の第１の電極と少なくとも１つの第２の電極との間に配列された圧電材料の層を含むタッチパネルからの信号を処理する方法であって、前記第１の電極から１つ以上の圧電信号を受信することと、
各々の圧電信号に対し、
前記圧電信号から第１のＤＣオフセット値を減算することによって、補正済み圧電値を計算することと、
前記補正済み圧電値が圧電信号閾値を上回るかどうかを判定することと、
正の判定に応答して、前の力値及び前記補正済み圧電値の合計に等しい力値を設定することと、
負の判定に応答して、前記前の力値に等しい力値を設定することと、
いくつかの前の力値を記憶したバッファに前記力値を追加し、またはいくつかの前の補正済み圧電値を記憶したバッファに前記補正済み圧電値を追加することと、
前記バッファに記憶された前記値の勾配値、平均値、及び分散値を計算することと、
前記勾配値が勾配閾値を下回るかどうか、及び前記分散値が分散閾値を下回るかどうかを判定することと、
正の判定に応答して、前記平均値に等しい第２のＤＣオフセット値を更新することと、
負の判定に応答して、前記第２のＤＣオフセット値を更新しないことと、
前記力値及び前記第２のＤＣオフセット値に基づいて、補正済み力値を計算することと、
を備えた、前記方法。
【請求項14】
前記複数の力値は、請求項１３に記載の方法に従って計算された補正済み力値に対応する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記複数の第１の力値及び前記複数の第２の力値は、請求項１３に記載の方法に従って計算された補正済み力値に対応する、請求項１１に記載の方法。
【請求項16】
請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されたコントローラを備えた、装置。
【請求項17】
複数の第１の電極と少なくとも１つの第２の電極との間に配列された圧電材料の層を含むタッチパネルから受信された圧電信号を処理する装置であって、複数の第１の力チャネルであって、各々の第１の力チャネルは、
第１の方向に沿って離れて間隔を空けられた第１のセンサ位置に対応する前記タッチパネルの１つ以上の第１の電極から圧電信号を受信し、
前記受信された圧電信号に対応する第１の力値を計算する、
ように構成された前記複数の第１の力チャネルと、
前記複数の第１の力値を受信するように構成された位置処理モジュールであって、
前記複数の第１の力値が１つ以上の第１の候補ピークを含むかどうかを判定し、各々の第１の候補ピークは、前記複数の第１の力値の極大値に対応し、
少なくとも１つの第１の候補ピークが最小力閾値を上回ったことに応答して、
前記複数の第１の力値を補間し、
前記補間された第１の力値及び前記最小力閾値を上回る前記第１の候補ピークに基づいて、いくつかの第１のピーク座標及び対応する第１のピーク力値を推定する、
前記処理モジュールと、
を備えた、前記装置。
【請求項18】
複数の第２の力チャネルであって、各々の第２の力チャネルは、前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って離れて間隔を空けられた第２のセンサ位置に対応する前記タッチパネルの１つ以上の第１の電極から圧電信号を受信し、
前記受信された圧電信号に対応する第２の力値を計算する、
ように構成された前記複数の第２の力チャネルを更に備え、
前記位置処理モジュールは、前記複数の第２の力値を受信するように更に構成され、
前記第１の方向とは異なる第２の方向に沿って離れて間隔を空けられた第２のセンサ位置に配列された第１の電極に対応する圧電信号に対応する複数の第２の力値を計算し、
前記複数の第２の力値が１つ以上の第２の候補ピークを含むかどうかを判定し、各々の第２の候補ピークは、前記複数の第２の力値の極大値に対応し、
少なくとも１つの第２の候補ピークが最小力閾値を上回ったことに応答して、
前記複数の第２の力値を補間し、
前記補間された第２の力値及び前記最小力閾値を上回る前記第２の候補ピークに基づいて、いくつかの第２のピーク座標及び対応する第２のピーク力値を推定し、
前記位置処理モジュールは、二次元座標を取得するよう、第１のピーク座標を第２のピーク座標と照合するように更に構成されている、
請求項１７に記載の装置。
【請求項19】
各々の第１の力チャネルまたは第２の力チャネルは、請求項１３に記載の方法に従って前記対応する力値を補正済み力値として計算するように構成されている、請求項１７または１８に記載の装置。
【請求項20】
請求項１７～１９のいずれか一項に記載の装置と、複数の第１の電極と少なくとも１つの第２の電極との間に配列された圧電材料の層を含むタッチパネルと、
を備えた、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
力検知のためのタッチパネルからの信号を処理する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
力検知能力を有するタッチスクリーンパネルは、三次元マルチタッチ対話を通じてユーザ経験を高めることができる。
【0003】
タッチパネルでは、投影型容量性タッチ検出のために駆動電極及び検知電極が使用される。力検出能力を加えるために、圧電層、電極（駆動電極及び検知電極であってもよい）、並びに固定電圧または接地において保持されるカウンタ電極が採用される。層を統合し、機械的ロバスト性をもたらすために、ＰＥＴ薄膜、接着剤、保護ガラスなどの追加の誘電層が含まれることがある。共に、センサスタック内の層の構成は、センサアーキテクチャを定める。
【0004】
容量性検知を圧電方式力検出能力と組み合わせたタッチセンサの例は、国際公開第ＷＯ２０１６／１０２９７５Ａ１号において記載されている。この文献はまた、パターン化電極がユーザ入力面と駆動電極及び検知電極との間に位置付けられた、組み込みタッチパネル（電極が偏光板などの表示素子と共に散在した）の例を記載している。容量性検知を圧電方式力検出能力と組み合わせたタッチセンサの更なる例は、国際公開第ＷＯ２０１７／１０９４５５Ａ１号において記載されている。
【0005】
欧州特許出願公開第２９０２８８６Ａ１号明細書は、タッチパネル、押下量計算ユニット、及びタッチ検出信号生成ユニットを含む、タッチ入力デバイスを記載している。タッチパネルは、圧電センサ及び静電気センサを含む。圧電センサは、押下量計算ユニットに、動作面を押下することによって取得された変位量に対応する押下信号を出力する。静電気センサは、タッチ検出信号生成ユニットに、タッチ及び非タッチに対応するタッチ信号を出力する。タッチ検出信号生成ユニットは、押下量計算ユニットに、タッチ状態及び非タッチ状態に従って二値化されたタッチ検出信号を出力する。押下量計算ユニットは、タッチ状態を示すタッチ検出信号が入力される期間の間に、押下信号と基準電位との差分を統合し、押下量検出信号を生成し、押下量検出信号を出力する。押下量計算ユニットは、非タッチ状態を示す非タッチ検出信号が入力される期間の間に、基準電位をリセットする。
【0006】
特開２０１５－０９７０６８号公報は、圧電体を有するタッチパネル、及びタッチパネルへの静的圧力負荷を検出するための圧力検出部を含む、タッチ入力デバイスを記載している。圧力検出部は、圧電体が押下されるときに発生した電気信号の統合された値に基づいて、静的圧力負荷を検出する。
【0007】
二次的位置検知法（例えば、抵抗性タッチ検知または容量性タッチ検知）なしの圧電方式力検出を使用したタッチパネルが提案されてきた。例えば、特開２０１０－０２６９３８号公報は、ポリフッ化ビニリデン四フッ化エチレンコポリマを包含する圧電素地層、圧電素地層の１つの表面上に設けられた第１の電極、及び圧電素地層の他の表面上に設けられた第２の電極を含む、タッチパネルを記載している。
【発明の概要】
【0008】
本発明の第１の態様に従って、いくつかの力値を処理する方法が提供される。各々の力値は、センサ位置に対応する。センサ位置は、方向に沿って離れて間隔を空けられる。方法は、力値を受信することを含む。方法はまた、力値が１つ以上の候補ピークを含むかどうかを判定することを含む。各々の候補ピークは、力値の極大値に対応する。方法はまた、少なくとも１つの候補ピークが最小力閾値を上回ったことに応答して、力値を補間し、補間済み力値及び最小力閾値を上回る候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定することを含む。
【0009】
方法はまた、力値に対応するセンサ位置を受信することを含んでもよい。方法はまた、力値に対応する記憶済みセンサ位置を取り出すことを含んでもよい。
【0010】
センサ位置の最小間隔未満の精度までピーク座標を推定することができる。言い換えると、推定済みピーク座標隣接したセンサ位置の間にあってもよい。
【0011】
推定されたピーク座標及び対応するピーク力値の数は、候補ピークの数以下であってもよい。
【0012】
方法はまた、いずれかの推定済みピーク座標及び対応するピーク力値を出力することを含んでもよい。
【0013】
方法はまた、少なくとも１つのピーク力値が第２の力閾値を上回ったことに応答して、第２の力閾値を上回る各々のピーク力値及び対応するピーク座標を出力することを含んでもよい。
【0014】
方法はまた、各々のピーク座標に対し、ピーク座標が追跡済みタッチイベントと関連付けられたと判定したことに応答して、追跡済みタッチイベントに対していくつかの前に推定されたピーク座標を記憶した座標バッファにピーク座標を追加することと、座標バッファに基づいて、平均座標を計算することと、平均座標及びピーク力値を出力することと、を含んでもよい。
【0015】
方法はまた、ピーク座標がいずれかの追跡済みタッチイベントと関連付けられていないと判定したことに応答して、新たな追跡済みタッチイベントにピーク座標及び＆対応するピーク力値を記憶することと、ピーク座標及び対応するピーク力値を出力することと、を含んでもよい。
【0016】
複数の力値を補間することは、複数の力値を使用して多項式スプラインを計算することを含んでもよい。多項式スプラインは、三次スプラインであってもよい。
【0017】
各々の候補ピークは、候補センサ位置及び候補力値に対応してもよい。補間済み力値及び１つ以上の候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定することは、各々の候補ピークに対し、候補センサ位置が最小センサ位置または最大センサ位置に等しいと判定したことに応答して、候補センサ位置及び隣接したセンサ位置を結合する第１のスプラインセグメントの定常点を計算することと、最大値に対応する第１の定常点が第１のスプラインセグメントに内に位置するかどうかを判定することと、正の判定に応答して、第１の定常点に等しいピーク座標を割り当て、ピーク座標において第１のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、負の判定に応答して、候補センサ位置に等しいピーク座標を割り当て、候補力値に等しい対応するピーク値を割り当てることと、を含んでもよい。
【0018】
補間済み力値及び１つ以上の候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定することは、各々の候補ピークに対し、候補センサ位置が最小センサ位置または最大センサ位置に対応しないと判定したことに応答して、最大力値に対応する候補センサ位置及び隣接したセンサ位置を結合する第２のスプラインセグメントの定常点を計算することと、最大値に対応する第２の定常点が第２のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、第２の定常点に等しいピーク座標を割り当て、ピーク座標において第２のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、最大値に対応する定常点が第２のスプラインセグメント内に位置しないと判定したことに応答して、候補センサ位置及び他の隣接したセンサ位置を結合する第３のスプラインセグメントの定常点を計算することと、最大値に対応する第３の定常点が第３のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、第３の定常点に等しいピーク座標を割り当て、ピーク座標において第３のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、を含んでもよい。
【0019】
各々の候補ピークは、候補センサ位置及び候補力値に対応してもよい。補間済み力値及び１つ以上の候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定することは、各々の候補ピークに対し、候補センサ位置が最小センサ位置または最大センサ位置に対応すると判定したことに応答して、候補センサ位置及び隣接したセンサ位置を結合する第１のスプラインセグメントの定常点を計算することと、最大値に対応する第１の定常点が第１のスプラインセグメントに内に位置するかどうかを判定することと、正の判定に応答して、第１の定常点に等しいピーク座標を割り当て、ピーク座標において第１のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、負の判定に応答して、候補センサ位置に等しいピーク座標を割り当て、候補力値に等しい対応するピーク値を割り当てることと、を含んでもよい。
【0020】
補間済み力値及び１つ以上の候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定することは、各々の候補ピークに対し、候補センサ位置が最小センサ位置または最大センサ位置に対応しないと判定したことに応答して、隣接したセンサ位置の１つに候補センサ位置を結合する第２のスプラインセグメントの定常点を計算することと、最大値に対応する第２の定常点が第２のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、第２の定常点を有効及び高優先度として割り当てることと、第２の定常点が第３のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、第２の定常点を有効及び低優先度として割り当てることと、他の隣接したセンサ位置に候補センサ位置を結合する第３のスプラインセグメントの定常点を計算することと、最大値に対応する第３の定常点が第３のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、第３の定常点を有効及び高優先度として割り当てることと、最大値に対応する第３の定常点が第２のスプラインセグメント内に位置すると判定したことに応答して、第３の定常点を有効及び低優先度として割り当てることと、を含んでもよい。ピーク座標及び対応するピーク値は、第２の定常点が有効であり、有効な第３の定常点が存在しないことに応答して、第２の定常点に等しいピーク座標を割り当て、ピーク座標において第２のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、第３の定常点が有効であり、有効な第２の定常点が存在しないことに応答して、第３の定常点に等しいピーク座標を割り当て、ピーク座標において第３のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、第２の定常点が高優先度であり、第３の定常点が低優先度であることに応答して、第２の定常点に等しいピーク座標を割り当て、ピーク座標において第２のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク値を割り当てることと、第３の定常点が高優先度であり、第２の定常点が低優先度であることに応答して、第３の定常点に等しいピーク座標を割り当て、ピーク座標において第３のスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク力値を割り当てることと、第２の定常点及び第３の定常点の両方が高優先度であり、または第２の定常点及び第３の定常点の両方が低優先度であることに応答して、第２の定常点及び第３の定常点のどちらかが大きい方の力値に対応することに等しいピーク座標を割り当て、ピーク座標においてそれぞれのスプラインセグメントを評価することに等しい対応するピーク力値を割り当てることと、に従って割り当てられてもよい。
【0021】
複数の力値を補間することは、複数の力値に基づいて離散フーリエ変換を計算することによって、周波数スペクトルを取得することと、周波数スペクトルの高周波数端においていくつかゼロ値を挿入することによって、ゼロ挿入済み周波数スペクトルを生成することと、ゼロ挿入済み周波数スペクトルの逆離散フーリエ変換を計算することに基づいて、補間済み力値を取得することと、を含んでもよい。
【0022】
補間済み力値を取得することは、ゼロ挿入済み周波数スペクトルの逆離散フーリエ変換を計算することと、力を入れた周期のアーチファクトを除去することを含んでもよい。反転されたゼロ挿入済みから力を入れた周期のアーチファクトを除去することは、力値の最小値または力値の終値未満である補間済み力値のセグメントを除去することを含んでもよい。補間済み力値のセグメントが除去されるとき、最小センサ位置座標と最大センサ位置座標との間で範囲に連続的に及ぶよう残りの補間済み力値がワープされてもよい。
【0023】
補間済み力値及び１つ以上の候補ピークに基づいて、いくつかのピーク座標及び対応するピーク力値を推定することは、各々の候補ピークに対し、候補ピークを開始位置として使用して、補間済み力値の極大値を探索することと、別の候補ピークにまだ割り当てられていない補間済み力値の極大値を特定したことに応答して、極大値に等しいピーク力値を割り当て、極大値の位置に等しい対応するピーク座標を割り当てることと、を含んでもよい。
【0024】
方法はまた、等間隔の位置に対応する複数の変換済み力値に、センサ位置に対応する力値を変換することを含んでもよく、周波数スペクトルは、変換済み力値の離散フーリエ変換を計算することによって取得される。
【0025】
変換済み力値への力値の変換は、各々の等間隔の位置を一括するセンサ位置及び力値のペアに基づいた補間を含んでもよい。
【0026】
方法は、いくつかの第１の力値及びいくつかの第２の力値を処理することを含んでもよい。各々の第１の力値は、第１のセンサ位置に対応してもよい。第１のセンサ位置は、第１の方向に沿って離れて間隔を空けられてもよい。各々の第２の力値は、第２のセンサ位置に対応してもよい。第２のセンサ位置は、第１の方向とは異なる第２の方向に沿って離れて間隔を空けられてもよい。第１の力値に基づいて推定されたピーク座標は、二次元座標を取得するよう、第２の力値に基づいて推定されたピーク座標と照合されてもよい。照合することは、対応するピーク力値を考慮してもよい。
【0027】
ピーク力値は、第１の力値に基づいて判定された第１のピーク値及び第２の力値に基づいて判定された第２のピーク値の平均または重み付け平均に基づいて推定されてもよい。
【0028】
本発明の第２の態様に従って、複数の第１の電極と少なくとも１つの第２の電極との間に配列された圧電材料の層を含むタッチパネルからの信号を処理する方法が提供される。方法は、第１の電極から１つ以上の圧電信号を受信することを含む。方法はまた、各々の圧電信号に対し、圧電信号から第１のＤＣオフセット値を減算することによって、補正済み圧電値を計算することを含む。方法はまた、各々の圧電信号に対し、補正済み圧電値が圧電信号閾値を上回るかどうかを判定することと、正の判定に応答して、前の力値及び補正済み圧電値の合計に等しい力値を設定することと、負の判定に応答して、前の力値に等しい力値を設定することと、を含む。方法はまた、各々の圧電信号に対し、いくつかの前の力値を記憶したバッファに力値を追加し、またはいくつかの前の補正済み圧電値を記憶したバッファに補正済み圧電値を追加することと、を含む。方法はまた、バッファに記憶された値の勾配値、平均値、及び分散値を計算することを含む。方法はまた、各々の圧電信号に対し、勾配値が勾配閾値を下回るかどうか、及び分散値が分散閾値を下回るかどうかを判定することと、正の判定に応答して、平均値に等しい第２のＤＣオフセット値を更新することと、負の判定に応答して、の第２のＤＣオフセット値を更新しないことと、を含む。方法はまた、各々の圧電信号に対し、力値及び第２のＤＣオフセット値に基づいて、補正済み力値を計算することを含む。
【0029】
第２のＤＣオフセット値は、ゼロに初期化されてもよい。方法は、補正済み力値を出力することを含んでもよい。
【0030】
バッファがいくつかの力値を記憶するとき、力値及び第２のＤＣオフセット値に基づいて補正済み力値を計算することは、力値から第２のＤＣオフセット値を減算することを含んでもよい。
【0031】
バッファがいくつかの補正済み圧電値を記憶するとき、力値及び第２のＤＣオフセット値に基づいて補正済み力値を計算することは、力値から第２のＤＣオフセット値及びバッファによって記憶された、いくつかの補正済み圧電値の積を減算することを含んでもよい。
【0032】
バッファがいくつかの補正済み圧電値を記憶するとき、力値及び第２のＤＣオフセット値に基づいて補正済み力値を計算することは、圧電信号閾値を上回る各々のバッファされた補正済み圧電値を減算することと、バッファされた補正済み圧電値及び第２のＤＣオフセットを上回る第２のＤＣオフセットの各々の差を加算することと、を含んでもよい。
【0033】
第１の態様によって処理された力値は、第２の態様に従って計算された補正済み力値に対応してもよい。
【0034】
第１の態様によって処理された第１の力値及び第２の力値は、第２の態様に従って計算された補正済み力値に対応してもよい。
【0035】
本発明の第３の態様に従って、第１の態様及び／または第２の態様の方法を実行するように構成されたコントローラを含む装置が提供される。
【0036】
本発明の第４の態様に従って、複数の第１の電極と少なくとも１つの第２の電極との間に配列された圧電材料の層を含むタッチパネルから受信された圧電信号を処理する装置が提供される。装置は、いくつかの第１の力チャネルを含む。各々の第１の力チャネルは、第１の方向に沿って離れて間隔を空けられた第１のセンサ位置に対応するタッチパネルの１つ以上の第１の電極から圧電信号を受信するように構成される。各々の第１の力チャネルは、受信された圧電信号に対応する第１の力値を計算するように構成される。装置はまた、複数の第１の力値を受信するように構成された位置処理モジュールを含む。位置処理モジュールはまた、第１の力値が１つ以上の第１の候補ピークを含むかどうかを判定するように構成される。各々の第１の候補ピークは、第１の力値の極大値に対応する。位置処理モジュールはまた、少なくとも１つの第１の候補ピークが最小力閾値を上回ったことに応答して、複数の第１の力値を補間し、補間された第１の力値及び最小力閾値を上回る第１の候補ピークに基づいて、いくつかの第１のピーク座標及び対応する第１のピーク力値を推定するように構成される。
【0037】
第１の力チャネル及び位置処理モジュールは、単一のデバイスにおいて実装されてもよい。第１の力チャネル及び位置処理モジュールは、１つ以上のマイクロコントローラまたは特定用途向け集積回路を使用して実装されてもよい。
【0038】
装置はまた、いくつかの第２の力チャネルを含んでもよい。各々の第２の力チャネルは、第１の方向とは異なる第２の方向に沿って離れて間隔を空けられた第２のセンサ位置に対応するタッチパネルの１つ以上の第１の電極から圧電信号を受信するように構成されてもよい。各々の第２の力チャネルは、受信された圧電信号に対応する第２の力値を計算するように構成されてもよい。位置処理モジュールは更に、複数の第２の力値を受信するように構成されてもよい。位置処理モジュールは更に、第１の方向とは異なる第２の方向に沿って離れて間隔を空けられた第２のセンサ位置に配列された第１の電極に対応する圧電信号に対応する第２の力値を計算するように構成されてもよい。位置処理モジュールは更に、第２の力値が１つ以上の第２の候補ピークを含むかどうかを判定するように構成されてもよい。各々の第２の候補ピークは、複数の第２の力値の極大値に対応してもよい。位置処理モジュールは更に、少なくとも１つの第２の候補ピークが最小力閾値を上回ったことに応答して、複数の第２の力値を補間し、補間された第２の力値及び最小力閾値を上回る第２の候補ピークに基づいて、いくつかの第２のピーク座標及び対応する第２のピーク力値を推定するように構成されてもよい。位置処理モジュールは更に、二次元座標を取得するよう、第１のピーク座標を第２のピーク座標と照合するように構成されてもよい。
【0039】
第１の力チャネル、第２の力チャネル、及び位置処理モジュールは、単一のデバイスにおいて実装されてもよい。第１の力チャネル、第２の力チャネル、及び位置処理モジュールは、１つ以上のマイクロコントローラまたは特定用途向け集積回路を使用して実装されてもよい。
【0040】
各々の第１の力チャネルまたは第２の力チャネルは、第２の態様に従って対応する力値を補正済み力値として計算するように構成されてもよい。
【0041】
システムは、装置及びタッチパネルを含んでもよい。タッチパネルは、いくつかの第１の電極と少なくとも１つの第２の電極との間に配列された圧電材料の層を含んでもよい。
【0042】
添付図面を例として参照して、本発明の特定の実施形態がここで説明される。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】圧電検知のためのタッチパネルの概略断面図である。
【図2】圧電検知のためのシステムを概略的に示す。
【図3】タッチパネルとのユーザ対話の力プロファイルを概略的に示す。
【図5】測定済み圧電信号の例を提示する。
【図6】力信号処理モジュールを概略的に示す。
【図7】対応する圧電信号から力値を計算する方法の処理フローチャートである。
【図8】ユーザ対話位置を判定する方法の処理フローチャートである。
【図9】いくつかの候補ピークを判定する方法の処理フローチャートである。
【図10】力情報を生成及び／または更新する方法の処理フローチャートである。
【図11】力値を補間し、ピークを推定する第１の方法の処理フローチャートである。
【図12】力値を補間し、ピークを推定する第２の方法の処理フローチャートである。
【図13】力値を補間し、ピークを推定する第３の方法の処理フローチャートである。
【図14】等間隔の位置に対応する変換済み力値を計算する方法を示す。
【図15】周波数スペクトルを示す。
【図17】補間済み力値の例を概略的に示す。
【図18】補正された補間済み力値の例を概略的に示す。
【図19】補間済み力値及び補正された補間済み力値の実験的な例を提示する。
【図20】三次多項式スプラインを使用して取得された補間済み力値に対する測定済み力値の比較を提示する。
【図21】フーリエ変換法を使用して取得された補正された補間済み力値に対する測定済み力値の比較を提示する。
【発明を実施するための形態】
【0044】
以下では、同一の部分は、同一の参照符号によって表される。
【0045】
圧電力検知において直面する問題は、圧電材料に力を加えることによって生成された信号が本質的に過渡的であることである。結果として、圧電力センサからの出力信号は、静的または低速に変化する加えられた力の測定を可能にする処理を必要とする。本明細書の方法は、圧電方式タッチパネルシステムを使用して測定された力の精度及び信頼性を改善すると共に、タッチパネルから受信された圧電力信号を処理する速度を維持または改善することに関連する。本明細書はまた、１つ以上のユーザ対話の存在及び／または位置（複数可）を検出するための容量検知などの二次的な測定方法に依存することなく、静的または低速に変化する加えられた力の測定を改善することに関連する。
【0046】
タッチパネルシステム
図１を参照して、圧電タッチパネル１の簡易断面図が示される。
図１を参照して、圧電タッチパネル１の簡易断面図が示される。
【0047】
タッチパネル１は、第１の層構造２及び第２の層構造３、共通電極４、いくつかの第１の検知電極５、並びにいくつかの第２の検知電極６を含む。
【0048】
第１の層構造２は、第１の面７及び第２の反対の面８を有する。第１の層構造２は、少なくとも圧電材料の層９を含む、１つ以上の層を含む。第１の層構造２に含まれる各々の層は全体的に、平面であり、厚さ方向ｚに垂直な第１の方向ｘ及び第２の方向ｙに延在する。第１の層構造２の１つ以上の層は、第１の面７と第２の面８との間に配列され、その結果、第１の層構造２の各々の層の厚さ方向ｚは、第１の面７及び第２の面８に垂直である。第１の検知電極５は、第１の層構造２の第１の面７上に配置され、共通電極４は、第１の層構造２の第２の面８上に配置される。
【0049】
好ましくは、圧電層９は、圧電ポリマ、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などの適切なフッ素ポリマから形成される。しかしながら、圧電層は代わりに、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電セラミックの層から形成されてもよい。
【0050】
第２の層構造３は、第３の面１０及び第４の反対の面１１を有する。第２の層構造３は、１つ以上の誘電層１２を含む。各々の誘電層１２は全体的に、平面であり、厚さ方向ｚに垂直な第１の方向ｘ及び第２の方向ｙに延在する。第２の層構造３の１つ以上の誘電層１２は、第３の面１０と第４の面１１との間に配列され、その結果、第２の層構造３の各々の誘電層１２の厚さ方向ｚは、第３の面１０及び第４の面１１に垂直である。第２の検知電極６は、第２の層構造３の第３の面１０上に配置され、第２の層構造３の第４の面１１は、第１の検知電極５に接触する。代わりに、第１の検知電極５は、第４の面１１上に配置されてもよい。
【0051】
好ましくは、誘電層（複数可）１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）または感圧接着剤（ＰＳＡ）材料などのポリマ誘電材料の層を含む。しかしながら、誘電層（複数可）１２は、酸化アルミニウムなどのセラミック絶縁材料の層を含んでもよい。
【0052】
好ましくは、共通電極４、第１の検知電極５、及び／または第２の検知電極６は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）から形成される。しかしながら、共通電極４、第１の検知電極５、及び／または第２の検知電極６は、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、またはポリ（３、４－エチレンジオキシチオフェン）ポリスチレンスルホナート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などの導電性ポリマから形成されてもよい。共通電極４、第１の検知電極５、及び／または第２の検知電極６は、アルミニウム、銅、銀、または薄膜としての堆積及びパターニングに適切な他の金属などの金属膜の形式を取ってもよい。共通電極４、第１の検知電極５、及び／または第２の検知電極６は、金属メッシュ、ナノワイヤ、任意選択で銀ナノワイヤ、グラフェン、またはカーボンナノチューブから形成されてもよい。
【0053】
本明細書において説明される実施例は、圧電力検知のための方法に主に関連するが、タッチパネル１は任意選択で、圧電力検知に加えて容量測定のために、例えば、各々の第１の電極５及び各々の第２の電極６の自己容量を測定するために、または第１の電極５及び第２の電極６のペアの間で相互容量を測定するために使用されてもよい。
【0054】
図２をも参照して、力検知システム１３が示される。
【0055】
力検知システム１３は、タッチパネル１、測定フロントエンド１４、及び力信号処理モジュール１５を含む。任意選択で、いくつかの実施例では、システム１３はまた、容量性信号処理モジュール１６を含んでもよい。
【0056】
第１の検知電極５は各々、第１の方向ｘに延在し、第１の検知電極５は、第２の方向ｙに均等に間隔が空けられたアレイ内に配置される。第２の検知電極６は各々、第２の方向ｙに延在し、第２の検知電極６は、第１の方向ｘに均等に間隔が空けられたアレイ内に配置される。共通電極４は、共通電極４が少なくとも部分的に第１の検知電極５及び第２の検知電極６の各々の下にあるように広がる。共通電極は、第１の層構造２の第２の面８と実質的に同一に広がる。
【0057】
任意選択の容量性信号処理モジュール１６が含まれるとき、第２の検知電極６との第１の検知電極５の各々の交差１７は、相互容量検知のための別個のタッチセンサを効果的に設けることができる。
【0058】
タッチパネル１は、力検知システム１３を組み込んだ電子デバイス（図示せず）のディスプレイの上で接合されてもよい。例えば、力検知システム１３は、携帯電話、タブレットコンピュータ、ポータブルコンピュータまたはラップトップコンピュータ、ディスプレイ、及びテレビなどに組み込まれてもよい。
【0059】
本明細書で、用語「ユーザ対話」は全体的に、タッチパネル１またはタッチパネル１の上にある材料の層をユーザが押下することを指す。ユーザ対話は、ユーザの指またはスタイラス（導電性であるか否かに関わらず）を伴うことがある。ユーザ対話は全体的に、圧電材料の層９の歪み及び検出可能な圧電応答を生じさせるのに十分な力により、タッチパネル１をユーザが押下することを伴うとして理解される。ユーザ対話の位置は、ユーザが指またはスタイラスを移動させる時間と共に変化することがある。タッチパネル１及びシステム１３は、「マルチタッチ」対話と称されることがある、１つ以上の同時ユーザ対話の測定及び追跡をサポートする。
【0060】
任意選択の容量性信号処理モジュール１６が含まれるとき、ユーザ対話は加えて、直接の物理接触なしに、または十分な力を加えることなく、ユーザの指または導電性スタイラスがタッチパネル１に近接することを含んでもよい。
【0061】
測定フロントエンド１４は、タッチパネル１に対して圧電力測定を実行する。測定フロントエンド１４は、１つ以上のユーザ対話に応答して、圧電層９の歪みにより第１の検知電極５と共通電極４との間で誘導された電圧を検出することによって、力を測定する。測定フロントエンド１４はまた、第２の検知電極６と共通電極４との間で誘導された電圧を測定する。このようにして、測定フロントエンド１４は、１つ以上のユーザ対話によりタッチパネル１に加えられた力の二次元分解測定をもたらすことができる。
【0062】
任意選択の容量性信号処理モジュール１６が含まれるとき、測定フロントエンド１４はまた、第１の検知電極５及び第２の検知電極６の各々の交差１７についての相互容量を測定してもよい。
【0063】
任意選択の容量性信号処理モジュール１６が含まれるとき、測定フロントエンド１４は、圧電力信号及び容量を同時に測定してもよい。例えば、測定フロントエンド１４は、国際公開第２０１７／１０９４５５Ａ１号明細書において説明され、または国際公開第２０１６／１０２９７５Ａ２号明細書において説明されるように構成されてもよく、両文献の全体的な内容は、参照によって以下に組み込まれる。特に、適切に組み合わされた力及び容量タッチパネルシステム１３が国際公開第２０１７／１０９４５５Ａ１号明細書の図４～２３に示され、国際公開第２０１７／１０９４５５Ａ１号明細書の図４～２３を参照して説明されている。更に、適切に組み合わされた力及びタッチパネルシステム１３が国際公開第２０１６／１０２９７５Ａ２号明細書の図１５～２９に示され、国際公開第２０１６／１０２９７５Ａ２号明細書の図１５～２９を参照して説明されている。
【0064】
測定フロントエンド１４は、圧電信号１８を出力する。圧電信号１８は、第１の検知電極５と共通電極４との間及び／または第２の検知電極６と共通電極４との間で誘導された、増幅した圧電電圧及び／または積分した圧電電圧に対応する。測定フロントエンド１４は、圧電材料の層９の焦電応答を除去するように構成された低周波数カットオフフィルタを含んでもよい。低周波数カットオフは、１ヘルツ～７ヘルツの値を取ってもよい。測定フロントエンド１４は、主配電周波数、例えば、５０ヘルツまたは６０ヘルツを除去するように構成されたノッチフィルタを含んでもよい。
【0065】
任意選択の容量性信号処理モジュール１６が含まれるとき、測定フロントエンド１４はまた、容量信号１９を出力してもよい。測定フロントエンド１４が圧電信号及び容量を同時に測定するように構成されるとき、例えば、測定フロントエンド１４が国際公開第２０１７／１０９４５５Ａ１号明細書において説明され、または国際公開第２０１６／１０２９７５Ａ２号明細書において説明されるように構成されるとき、圧電信号１８及び容量信号１９を取得するための各々の検知電極５、６に対応する信号の周波数分離によって、信号１８、１９が取得される。
【0066】
任意選択の容量性信号処理モジュール１６が含まれるとき、容量性信号処理モジュール１６は、容量情報２０を判定するよう、容量信号１９を受信及び処理し、容量情報２０は、いくつかのユーザ対話及び各々のユーザ対話のｘ－ｙ座標を含んでもよい。容量性信号処理モジュール１６は、従来の容量性タッチコントローラと同一の方式において機能してもよく、従来の容量性タッチコントローラによって設けられてもよい。いくつかの実施例では、容量性信号処理モジュール１６はまた、測定フロントエンド１４に、容量測定のための駆動信号を提供する。検知電極５、６の自己容量、または第１の検知電極５及び第２の検知電極６のいずれかのペアの間の相互容量は、既知の方法に従って容量性信号処理モジュール１６によって測定されてもよい。
【0067】
力信号処理モジュール１５は、圧電信号１８を受信する。力信号処理モジュール１５は、圧電信号１８を使用して、タッチパネル１に力を加えるユーザ対話に対応する１つ以上の出力Ｆを測定するように構成される。出力Ｆの計算は、容量情報２０の入力または未処理容量信号１９に依存しない。力信号処理モジュール１５は、ユーザ対話の回数、各々のユーザ対話のｘ－ｙ座標、及び各々のユーザ対話によって加えられた力をも含む力情報２１を判定するために、測定済み出力Ｆを分析するように構成される。
【0068】
任意選択の容量性信号処理モジュール１６が含まれるとき、力信号処理モジュール１５はまた、容量情報２０を受信してもよく、容量情報２０は、力情報２１を確認するために有用であることができる。
【0069】
第１の検知電極５及び第２の検知電極６が実質的に矩形であるとして示されたが、投影型容量タッチパネルにおける使用に既知のいずれかの他の電極形状またはパターンが使用されてもよい。例えば、第１の検知電極５及び第２の検知電極６に対して、ダイヤモンドパターン化電極が使用されてもよい。
【0070】
タッチパネル１の第１の層構造２は、第１の面７及び第２の反対の面８が圧電材料層９の面であるように、圧電材料の層９のみを含んでもよい。代わりに、第１の層構造２は、圧電材料の層９と第１の層構造２の第１の面７との間で積層された１つ以上の誘電層１２を含んでもよい。第１の層構造２は、第１の層構造２の第２の面８と圧電材料の層９との間で積層された１つ以上の誘電層１２を含んでもよい。
【0071】
第２の層構造３は、第３の面１０及び第４の反対の面１１が単一の誘電層１２の面であるように、単一の誘電層１２を含んでもよい。代わりに、第２の層構造３が使用される必要がなく、第２の検知電極６が代わりに、第１の検知電極５に沿って第１の面７上に配置されてもよい。
【0072】
図１及び図２では、ｘ及びｙとラベル付けされた直交する軸に沿って延在する第１の面７及び第２の面８並びに第１の層構造２及び第２の層構造３が示され、第１の層構造２及び第２の層構造３の各々の層の厚さ方向は、ｘ軸及びｙ軸に直交する、ｚとラベル付けされた軸と位置合わせされる。しかしながら、第１の方向ｘ、第２の方向ｙ、及び厚さ方向ｚは、示されるような右回りの直交系を形成する必要はない。例えば、第１の方向ｘ及び第２の方向ｙは、３０度もしくは４５度または０度よりも大きく９０度よりも小さいいずれかの他の角度において交差してもよい。
【0073】
先に説明されたタッチパネル１及びシステム１３、並びに国際公開第２０１７／１０９４５５Ａ１号明細書及び国際公開第２０１６／１０２９７５Ａ２号明細書を参照して議論される更なる詳細は、本明細書の方法を理解することを目的に提供されるが、本明細書の方法は、タッチパネル１及びシステム１３に限定されない。本明細書の方法は、圧電センサのアレイを含むいずれかのタッチパネルシステムと共に採用されてもよい。
【0074】
図３をも参照して、タッチパネル１に加えられる概略的な力入力２２が示される。
【0075】
圧電材料の層９は、分極しており、タッチパネル１に力を加えるユーザ対話により生じる歪みに応答して、分極Ｐにより分極化されるようになる。圧電材料の層９の分極Ｐは、共通電極４と検知電極５、６との間で発展する、対応する電荷Ｑｐｉｅｚｏ（ｔ）を結果としてもたらす。分極Ｐを生じさせる歪みは、圧縮及び張力から結果として生じてもよい。分極Ｐを生じさせる歪みは、圧電材料層９の面内での伸長であってもよい。圧電材料の層９と検知電極５、６との間の密な接触は必要とされない。全体的に、圧電材料の層９のより大きな歪み（より力のあるユーザ対話によって生じる）は、より大きな分極Ｐを結果としてもたらし、対応して、近接した検知電極５、６上で誘導されるより大きな規模の電荷Ｑｐｉｅｚｏ（ｔ）を結果としてもたらす。電荷Ｑｐｉｅｚｏ（ｔ）と関連付けられた電流である圧電応答Ｉｐｉｅｚｏ（ｔ）は、圧電信号１８を判定するよう増幅及び／または積分されてもよい。
【0076】
図４をも参照して、力入力２２に対応する理想的な圧電信号２３が示される。
【0077】
圧電信号２３は、圧電信号１８の理想的な例を表す。例えば、測定フロントエンド１４から出力され、及び／または測定フロントエンド１４によって増幅された圧電信号１８、２３は、過渡信号である。誘導された圧電電圧は、リーク電流に起因して時間と共に減衰する。その上、圧電電流Ｉｐｉｅｚｏを増幅するために使用することができる積分電荷増幅器の出力も、時間と共に減衰する。
【0078】
例えば、第１の負荷期間、ｔ０＜＝＜＝ｔ１の間、力２２は、ゼロから第１の力値Ｆ１まで着実に増大する。力２２の増大の速度が圧電信号２３の減衰の速度と比較して高速であると仮定して、対応する圧電信号２３は、第１の負荷期間ｔ０＜＝ｔ＜＝ｔ１の間に着実に減少し、力２２が第１の力値Ｆ１に到達するにつれて、Ｖ１の第１のピーク値に到達する。力２２は、第１の保持期間、ｔ１＜ｔ＜＝ｔ２の間にＦ１において一定に保持される。第１の保持期間、ｔ１＜ｔ＜＝ｔ２の間、圧電信号２３は、第１のピーク値Ｖ１から上昇して、理想のケースではゼロＤＣオフセットに向かって減衰する。
【0079】
力２２は、第２の負荷期間ｔ２＜ｔ＜＝ｔ３の間、第１の力値Ｆ１からａ第２の力値Ｆ２まで再度増大する。力２２の増大の速度が圧電信号２３の減衰の速度と比較して高速であると仮定して、対応する圧電信号２３は、第２の負荷期間ｔ２＜ｔ＜＝ｔ３の間に着実に減少し、力２２が第２の力値Ｆ２に到達するにつれて、Ｖ２の第２のピーク値に到達する。力２２は次いで、第２の保持期間、ｔ３＜ｔ＜＝ｔ４の間にＦ２において一定に保持される。第２の保持期間、ｔ３＜ｔ＜＝ｔ４の間、圧電信号２３は、第２のピーク値Ｖ２から上昇して、理想のケースではゼロ信号に向かって減衰する。
【0080】
第２の保持期間、ｔ３＜ｔ＜＝ｔ４の終わりに、ユーザ対話は、無負荷期間ｔ４＜ｔ＜＝ｔ５の間、力２２の解放により終了する。力２２の減少の速度が圧電信号２３の減衰の速度と比較して高速であると仮定して、対応する圧電信号２３は、無負荷期間ｔ４＜ｔ＜＝ｔ５の間に着実に増大し、力２２がゼロに到達するにつれて、第３のピーク値Ｖ３に到達する。負荷ではなく無負荷から結果として生じる第３のピーク値Ｖ３は、第１のピーク値Ｖ１及び第２のピーク値Ｖ２とは反対の兆候を有する。ユーザ対話の終わりに、圧電信号２３は、理想のケースではゼロＤＣオフセットに向かって減衰する。
【0081】
図４は、圧電信号２３が負荷に応答して負になり、無負荷に応答して正になることを示すが、圧電信号２３の極性は、タッチパネル１及びシステム１３の構成に応じて、他の実施例では反転してもよい。
【0082】
図４に示されるように、圧電信号２３が理想的であるとき、圧電信号２３の減衰は、圧電信号２３の勾配及び／または値に基づいて、例えば、圧電信号２３の単純な条件付き積分などの様々な方法によって補償されてもよい。圧電信号２３の勾配及び値が同一の兆候を有するときに圧電信号２３を積分することによって、加えられた力２２に比例した推定された推定済み測定値を回復することができる。
【0083】
しかしながら、組み合わされた力及び容量測定のためにタッチパネル１及びシステム１３が実際に使用されるとき、圧電信号２３は、ＤＣオフセットにおける変動及び著しい雑音源の影響を受けることがあり、それらは、単純な値及び勾配に基づいた条件付き積分の信頼できる演算を妨げることがある。
【0084】
理論または特定の詳細な実施例によって限定されることを望むことなく、タッチパネル１及びシステム１３についてのＤＣオフセット変動及び雑音の潜在的な源を議論することが、本明細書を理解するために有益になることができる。タッチパネル１及びシステム１３は、ハンドヘルドの、バッテリ動作デバイス（図示せず）に据え付けられることが多いことがある。そのようなデバイスは、典型的には接地されず、または不十分に接地されることが多く、それは、雑音ピックアップ及びＤＣオフセットにおける変動への影響を増大させることがある。加えて、ユーザは、それらの衣服、フットウェア、及び／またはそれらの環境の間の対話の結果として、静電気により頻繁に帯電されるようになることがある。これは更に、容量性結合によるＤＣオフセットにおける変動に貢献することがあり、また、タッチパネル１と最初に接触すると、ユーザの指及び／またはスタイラスの静電気放電を結果としてもたらすことがある。そのような結合及び／または静電気放電は、ユーザ対話に近い検知電極５、６に電荷Ｑｅｓを印加することがあり、電荷Ｑｅｓは、加えられた力から結果として生じる電荷Ｑｐｉｅｚｏに等しいことがあり、または更に相当に電荷Ｑｐｉｅｚｏを上回ることがある。更に、間断なくタッチパネル１をタップすることなどの短い対話は、１つのタップからの信号が次のタップが開始する前に完全に減衰していないことがあり、不正確な力の測定につながることを理由に、勾配及び値に基づいたアプローチを混乱させることがある。先述した議論は、排他的でなく、多くの追加の因子が、タッチパネル１及びシステム１３のＤＣオフセット変動及び雑音レベルに貢献することがある。したがって、感度及び／または計算速度を犠牲にすることなく、容量情報２０及び／または未処理容量信号１９を受信するためのいずれの要件をもなしに、改善された信頼度によりタッチパネル１に加えられた力を測定する方法に対する必要性が存在する。
【0085】
測定済み圧電信号の例
図５をも参照して、タッチパネル１及びシステム１３の例を使用して取得された測定済み圧電信号の例が示される。
図５をも参照して、タッチパネル１及びシステム１３の例を使用して取得された測定済み圧電信号の例が示される。
【0086】
測定済み圧電信号２４は、圧電信号１８の例である。測定済み圧電信号２４は、一次垂直軸に対抗してプロットされる。いくつかの方式において測定済み圧電信号２４が理想の圧電信号２３から逸脱することを観察することができる。特に、測定済み圧電信号２４は、雑音を含み、実質的に接触負荷を加える持続したユーザ対話の間のＤＣオフセットはゼロではない。
【0087】
【0088】
本明細書において詳述される方法は、ＤＣオフセットにおける変動及び他の雑音源に対してよりロバストである、タッチパネル１に加えられた力を測定する方法を提供することによって、圧電測定が実際に実装されるときに直面する問題に対処することを意図している。本明細書において詳述される方法はまた、ユーザ対話の位置を判定するために力値が使用されることを可能にする。このようにして、容量情報２０または未処理容量信号１９の入力に対する必要性なしに、いくつかのユーザ対話と共に、各々のユーザ対話の位置及び加えられた力を判定するために、力検知タッチシステム１３が使用されてもよい。これは、改善されたタッチパネルシステムを提供することができ、それは、位置及び力情報を提供するために容量性測定及び圧電測定の組み合わせを使用するタッチパネルシステムよりも複雑でない。同時に、本明細書において詳述される方法は、ユーザによって感知可能であることがある過度な待ち時間を導入することを回避するのに十分な速度において、コントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロコントローラ、またはマイクロプロセッサによって効率的に実行することができる。過度な待ち時間は、ユーザを悩ませることがあり、または待ち時間が非常に大きくなる場合、それは、正確な入力を提供することを困難にすることがあり、もしくは不可能にすることがある。
【0089】
圧電測定に基づいたタッチパネルシステムのみが提案されてきたが、そのようなシステムは、タッチパネルとしての使用のために広範囲には適合されていない。これは、問題となる雑音環境内で静的または低速に変化する力の信頼できる測定を得る際の先に議論された困難性を理由とし、また、圧電測定から正確なユーザ対話位置を判定する困難性を理由とすることが信じられている。本明細書の方法は、力値Ｆの測定における改善をもたらすことができ、また、１つ以上のユーザ対話の座標を判定する際の改善をもたらすことができる。
【0090】
力信号処理モジュール
図６をも参照して、力信号処理モジュール１５の１つの実施例の構成が示される。
図６をも参照して、力信号処理モジュール１５の１つの実施例の構成が示される。
【0091】
力信号処理モジュール１５は、いくつかの力チャネル２６及び位置処理モジュール２７を含む。各々の力チャネル２６は、フロントエンドモジュール１４から圧電信号１８を受信し、受信された圧電信号１８に対応する力値Ｆを計算する。力値Ｆは、図７を参照して以下に説明されるように計算されてもよい。
【0092】
各々の圧電信号１８は、単一の第１の電極５または第２の電極６に対応してもよい。代わりに、圧電信号１８は、２つ以上の隣接した第１の電極５のグループまたは２つ以上の隣接した第２の電極６のグループに対応してもよい。力チャネル２６の第１のグループ２８は、第１の電極５から生じる圧電信号１８を受信及び処理し、力チャネル２６の第２のグループ２９は、第２の電極６から生じる圧電信号を受信及び処理する。
【0093】
Ｐ（ｔ）は、概して時間依存圧電信号１８を表すものとする。Ｐｉは、時間ｔｉにおける圧電信号Ｐ（ｔｉ）を表すものとし、同様に、Ｐｉ＋１は、時間ｔｉ＋δｔにおける圧電信号Ｐ（ｔｉ＋δｔ）を表すものとし、δｔは、例えば、サンプリング周期である。同様に、Ｆ（ｔ）は、概して時間依存力値を表し、Ｆｉは、時間ｔｉにおける力値Ｆ（ｔｉ）を表すものとし、同様に、Ｆｉ＋１は、時間ｔｉ＋δｔにおける力値Ｆ（ｔｉ＋δｔ）を表すものとする。
【0094】
測定フロントエンド１４が、第１の電極５に対応する数Ｎの圧電信号１８、Ｐ（ｔ）を出力する場合、Ｐｙｎ（ｔ）は、Ｎ個の圧電信号１８、Ｐ（ｔ）のｎ番目を表すものとする。加えて、Ｐｙｎ、ｉは、時間ｔｉにおける圧電信号Ｐｙｎ（ｔｉ）を表すものとし、Ｐｙｎ、ｉ＋１は、時間ｔｉ＋δｔにおける圧電信号Ｐｙｎ（ｔｉ＋δｔ）を表すものとする。同様に、Ｆｙｎ（ｔ）は、Ｎ個の対応する力値Ｆ（ｔ）のｎ番目を表すものとする。加えて、Ｆｙｎ、ｉは、時間ｔｉにおける力値Ｆｙｎ（ｔｉ）を表すものとし、Ｐｙｎ、ｉ＋１は、時間ｔｉ＋δｔにおける力値Ｆｙｎ（ｔｉ＋δｔ）を表すものとする。ｙｎは、Ｎ個の圧電信号のｎ番目Ｐｙｎ、ｉ及びＮ個の力値のｎ番目Ｆｙｎ、ｉに対応するセンサ位置を表すものとする。センサ位置ｙｎは、特定の第１の電極５の重心または２つ以上の隣接した第１の電極５のグループの重心であってもよい。
【0095】
測定フロントエンド１４が、第２の電極６に対応する数Ｍの圧電信号１８、Ｐ（ｔ）を出力する場合、Ｐｘｍ（ｔ）は、Ｍ個の圧電信号１８、Ｐ（ｔ）のｍ番目を表すものとする。加えて、Ｐｘｍ、ｉは、時間ｔｉにおける圧電信号Ｐｘｍ（ｔｉ）を表すものとし、Ｐｘｍ、ｉ＋１は、時間ｔｉ＋δｔにおける圧電信号Ｐｘｍ（ｔｉ＋δｔ）を表すものとする。同様に、Ｆｘｍ（ｔ）は、Ｍ個の対応する力値Ｆ（ｔ）のｍ番目を表すものとする。加えて、Ｆｘｍ、ｉは、時間ｔｉにおける力値Ｆｘｍ（ｔｉ）を表すものとし、Ｐｘｍ、ｉ＋１は、時間ｔｉ＋δｔにおける力値Ｆｘｍ（ｔｉ＋δｔ）を表すものとする。ｘｍは、Ｍ個の圧電信号のｍ番目Ｐｘｍ、ｉ及びＭ個の力値のｍ番目Ｆｘｍ、ｉに対応するセンサ位置を表すものとする。センサ位置ｘｍは、特定の第２の電極６の重心または２つ以上の隣接した第２の電極６のグループの重心であってもよい。
【0096】
位置処理モジュール２７は、第１の電極５力値Ｆｙｎ、ｉ（第１の力値Ｆｙｎ、ｉとも称される）及び第２の電極力値Ｆｘｍ、ｉ（第２の力値Ｆｘｍ、ｉとも称される）を受信するように構成される。位置処理モジュール２７は、第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉを別個に処理する。第１の力値Ｆｙｎ、ｉの処理が説明されることになるが、第２の力値Ｆｘｍ、ｉの処理は同一である。
【0097】
位置処理モジュール２７は、第１の力値Ｆｙｎ、ｉが１つ以上の候補ピークＲ１、…、ＲＫｃを含むかどうかを判定するよう、第１の力値Ｆｙｎ、ｉを分析し、Ｋｃは、候補ピークの数を表し、Ｒｋは、Ｋｃ個の候補ピークのｋ番目を表すものとする。候補ピークＲｋを判定する例は、図９を参照して更に説明される。各々の候補ピークＲｋは、第１の力値Ｆｙｎ、ｉにおける極大値、例えば、センサ位置ｙｎの１つに等しい候補位置ｙｋにおける第１の力値Ｆｙｎ、ｉの１つに等しい最大値Ｆ＊
ｋに対応する。簡略して、Ｒｋ＝｛ｙｋ、Ｆ＊
ｋ｝は、Ｋｃ個の候補ピークのｋ番目に対応する値のペアを表すものとする。
【0098】
第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉに対して計算された候補ピークＲｋの間で区別する必要性があり、表記Ｒｙｋ＝｛ｙｋ、Ｆｙ＊
ｋ｝は、第１の力値Ｆｙｎ、ｉに対して判定された数Ｋｙｃの候補ピークのｋ番目を表すものとする。同様に、Ｒｘｋ＝｛ｘｋ、Ｆｘ＊
ｋ｝は、第２の力値Ｆｘｍ、ｉに対して判定された数Ｋｘｃの候補ピークのｋ番目を表すものとする。
【0099】
候補ピークＲｋのうちの少なくとも１つが最小力閾値Ｆｔｈｒｅｓｈを上回る、すなわち、Ｆ＊
ｋ＞Ｆｔｈｒｅｓｈであると仮定して、第１の力値Ｆｙｎ、ｉは、第１のセンサ位置ｙｎ以外の座標ｙに対応する補間済み力値Ｇを推定するよう補間される。使用される補間の性質に応じて、補間済み力値Ｇは、１つ以上の位置の連続関数、例えば、Ｇ（ｙ）に対応してもよい。代わりに、補間済み力値Ｇは、元のセンサ位置ｙｎよりも狭く間隔を空けられた、補間済み位置ｙｉｎｔ１、…、ｙｉｎｔｎ、…、ｙｉｎｔＮｉｎｔに対応する数Ｎｉｎｔの離散値Ｇ１、…、Ｇｎ、…ＧＮｉｎｔの形式を取ってもよい。
【0100】
第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉについての補間済み力値Ｇの間で区別する必要性があり、Ｇｙは、第１の力値Ｆｙｎ、ｉについての補間済み力値を表すものとし、Ｇｘは、第２の力値Ｆｘｍ、ｉについての補間済み力値を表すものとする。
【0101】
位置処理モジュール２７は、１つ以上のピークＨ１、…、ＨＫが存在するかどうかを判定するよう、補間済み力値Ｇ及び候補ピークＲｋを分析し、Ｋは、発見されたピークの総数を表し、Ｈｋは、Ｋ個のピークのｋ番目を表す。各々のピークＨｋは、ピーク座標ｙｐｋ及び対応するピーク力値Ｆｐｋを含む。簡略して、Ｈｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｐｋ｝は、Ｋ個の候補ピークのｋ番目に対応する値のペアを表すものとする。概して、ピークの数ｋは、候補ピーク数のＫｃ以下であってもよい。
【0102】
第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉについてのピークＨの間で区別する必要性があり、Ｈｙｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｙｐｋ｝は、第１の力値Ｆｙｎ、ｉに対して判定されたＫｙ個のピークのｋ番目に対応する値のペアを表すものとし、Ｈｘｋ＝｛ｘｐｋ、Ｆｘｐｋ｝は、第２の力値Ｆｘｍ、ｉに対して判定されたＫｘ個のピークのｋ番目に対応する値のペアを表すものとする。
【0103】
概して、第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉから判定されたピークの数は、同一、すなわち、Ｋｘ＝Ｋｙであるはずである。しかしながら、同一のユーザ対話に対応するピークＨｙｋ、Ｈｘｋの順序付けは、インデックスｋに関して異なってもよい。結果として、位置処理モジュール２７は、特定のユーザ対話についての二次元座標（ｘｐｋ、ｙｐｋ）を取得するよう、第１の力値Ｆｙｎ、ｉに基づいて推定されたピーク座標ｙｐｋを、第２の力値Ｆｘｍ、ｉに基づいて推定されたピーク座標ｘｐｋと照合するように構成されてもよい。照合することは好ましくは、ピーク力値Ｆｙｐｋ、Ｆｘｐｋ及び／または前の時間点から追跡されたユーザ対話に関する情報に基づいてもよい。
【0104】
力チャネル２６及び位置処理モジュール２７は、例えば、マイクロコントローラまたは特定用途向け集積回路などの単一のデバイスによって実装されてもよい。代わりに、力チャネル２６及び位置処理モジュール２７は、マイクロコントローラ及び特定用途向け集積回路などの２つ以上のデバイスを使用して実装されてもよい。いくつかの実施例では、力信号処理モジュール１５及びフロントエンドモジュール１４は、単一のデバイス、例えば、マイクロコントローラ及び特定用途向け集積回路などとして統合されてもよい。
【0105】
力値を計算する方法
図７をも参照して、対応する圧電信号Ｐｉ、１８から力値Ｆｉを計算する方法についての処理フローチャートが示される。
図７をも参照して、対応する圧電信号Ｐｉ、１８から力値Ｆｉを計算する方法についての処理フローチャートが示される。
【0106】
対応する圧電信号Ｐｉ、１８から力値Ｆｉを計算する方法は、各々の力チャネル２６によって実行されてもよい。
【0107】
圧電信号Ｐｉが受信される（ステップＳ１）。任意選択で、この段階において、全てのチャネルにわたる圧電信号Ｐｉの平均として取得された共通モード値ＰＣＭが圧電信号Ｐｉから減算されてもよい。例えば、測定フロントエンド１４は、共通モード値ＰＣＭを測定してもよく、力チャネルの各々に共通モード値ＰＣＭを出力してもよい。
【0108】
受信された圧電信号Ｐｉは、第１の電極５に対応する圧電信号Ｐｙｎ、ｉまたは第２の電極６に対応する圧電信号Ｐｘｍ、ｉであってもよい。
【0109】
圧電信号Ｐｉから第１のＤＣオフセット値Ｐｏｆｆを減算することによって、補正済み圧電値Ｐｃｉ＝Ｐｉ－Ｐｏｆｆが計算される（ステップＳ２）。いくつかの実施例では、第１のＤＣオフセットＰｏｆｆは、タッチパネル１０を組み込んだデバイス（図示せず）がパワーオンされ、スリープモードからウェイクし、または拡張した持続時間の間にアイドルであるときに実行される較正ルーチンによって初期化されてもよい。いくつかの実施例では、第１のＤＣオフセットＰｏｆｆは、事前較正されてもよい。いずれかのケースでは、第１のＤＣオフセットＰｏｆｆは、ユーザ対話が存在しない期間の間、圧電信号Ｐ（ｔ）に対して測定された平均値に基づいて設定されてもよい。この条件は、事前較正のケースについて確認するためにより簡易的であることができる。しかしながら、任意選択の容量性信号処理モジュール１６が含まれる場合、第１のＤＣオフセットを初期化または事前較正することの目的として、ユーザ対話がないことを確認するために容量情報２０が使用されてもよい。
【0110】
補正済み圧電値Ｐｃｉが圧電信号閾値Ｐｔｈｒｅｓｈに対して比較され（ステップＳ３）、例えば、条件Ｐｃｉ＞Ｐｔｈｒｅｓｈが試験されてもよい。代わりに及び好ましくは、条件｜Ｐｃｉ｜＞Ｐｔｈｒｅｓｈが試験されてもよい。この条件は、力チャネルがユーザ対話を検出しているかどうかを試験することにおおよそ対応する。厳密には、この条件は、加えられた力が変化しているかどうかを試験する。
【0111】
圧電信号閾値Ｐｔｈｒｅｓｈは、タッチパネル１０を組み込んだデバイス（図示せず）がパワーオンされ、スリープモードからウェイクし、または拡張した持続時間の間にアイドルであるときに実行されるルーチンによって、事前較正されてもよく、または較正されてもよい。いくつかの実施例では、圧電信号閾値Ｐｔｈｒｅｓｈは、ユーザ対話が存在しない期間の間、圧電信号Ｐｉに対して測定された標準誤差の３倍～５倍の倍数に設定されてもよい。この条件は、事前較正のケースについて確認するためにより簡易的であることができる。しかしながら、任意選択の容量性信号処理モジュール１６が含まれる場合、圧電信号閾値Ｐｔｈｒｅｓｈを較正することの目的として、ユーザ対話がないことを確認するために容量情報２０が使用されてもよい。
【0112】
補正済み圧電値Ｐｃｉが｜Ｐｃｉ｜＞Ｐｔｈｒｅｓｈを満たす場合、すなわち、ユーザ対話が発生した場合（ステップＳ３｜Ｙｅｓ）、力チャネル２６についての力値Ｆｉは、補正済み圧電値Ｐｃｉ及び前の力値Ｆｉ－１の合計に等しく設定される（ステップＳ４）。例えば、力値Ｆｉは、Ｆｉ＝Ｆｉ－１＋Ｐｃｉとして更新されてもよい。各々のチャネル２６についての力値Ｆｉは、タッチパネル１０を組み込んだデバイス（図示せず）がパワーオンされ、スリープモードからウェイクし、または拡張した持続時間の間にアイドルであるときにゼロに初期化または再初期化されてもよい。各々のチャネル２６についての力値Ｆｉはまた、例えば、拡張した持続時間の間にアイドルであることに応答して、ユーザが加えられた力を除去するときにユーザ対話を検出することなど、特定のイベントが検出されたときにゼロに再初期化されてもよい。
【0113】
補正済み圧電値Ｐｃｉが｜Ｐｃｉ｜＞Ｐｔｈｒｅｓｈ満たさない場合、すなわち、｜Ｐｃｉ｜＜＝Ｐｔｈｒｅｓｈであり、ユーザ対話が発生していない場合（ステップＳ３｜Ｎｏ）、チャネルについての力値Ｆｉは、前の力値Ｆｉ－１に等しく設定され（ステップＳ５）、すなわち、Ｆｉ＝Ｆｉ－１である。これは、チャネル力値Ｆｉを一定に保持すると共に、圧電信号Ｐｉ（または、好ましくはその規模｜Ｐｉ｜）が圧電信号閾値Ｐｔｈｒｅｓｈを下回る効果を有する。
【0114】
直近のチャネル力値Ｆｉ及び数Ｎｂｕｆｆ－１の前のチャネル力値Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－２、Ｆｉ－１を記憶したバッファ｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝に対して線形回帰分析が実行される（ステップＳ６）。例えば、力値Ｆｉは、バッファ｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ、…、Ｆｉ－２、Ｆｉ－１｝の先頭に追加され、最古の測定値Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆを退去させ、次いで、更新されたバッファ｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝に対して回帰分析が実行される。回帰分析は、勾配∂Ｆ／∂ｔ、バッファされた力値｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－２、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝の平均の形式にあるオフセットδＦ、及び分散σ２
Ｆを判定する。
【0115】
代替的に、力値｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝を記憶する代わりに、バッファは、処理済み圧電値のＮｂｕｆｆ個の前の値｛Ｐｃｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｐｃｉ－１、Ｐｃｉ｝を記憶してもよく、処理済み圧電信号Ｐｃを単位として、勾配∂Ｐｃ／∂ｔ、オフセットδＰｃ、及び分散σ２
Ｐｃを判定するよう、処理済み圧電信号Ｐｃｉの値に対して線形回帰分析（ステップＳ６）が行われてもよい。
【0116】
勾配∂Ｆ／∂ｔは、事前較正済み勾配閾値ΔＦに対して比較され、分散σ２
Ｆは、事前較正済み分散閾値σ２
ｔｈｒｅｓｈに対して比較される（ステップＳ７）。条件∂Ｆ／∂ｔ＜ΔＦ及びσ２
Ｆ＜σ２
ｔｈｒｅｓｈの両方が満たされる必要がある。この状況は、力チャネル２６の不活動に対応すると見なされる。
【0117】
不活動についての双条件は、ユーザ対話が相対的に一貫した力を加える活性期間から、勾配∂Ｆ／∂ｔ及び分散σ２
Ｆの両方が低いアイドル期間を区別することを可能にすることができる。発明者は、ユーザがタッチパネルに一貫した力を加えることを試みるとき、バッファ｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝の勾配∂Ｆ／∂ｔが相対的に低いことがあるが、バッファ｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝の分散σ２
Ｆが相対的に高いままであることを発見した。理論によって制限されることを望むことなく、そのような期間の間の相対的に高い分散σ２
Ｆは、人間が静的な力を正当に加えることが不可能であることから結果として生じることがあり、加えられた力における連続した小さな変化を結果としてもたらすことが推定される。勾配閾値ΔＦ及び分散閾値σ２
ｔｈｒｅｓｈは、ユーザ対話が存在しない期間の間に取得された勾配∂Ｆ／∂ｔ及び分散σ２
Ｆの値に基づいて較正されてもよい。
【0118】
代わりに、バッファが力値｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝の代わりに補正済み圧電値｛Ｐｃｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｐｃｉ－１、Ｐｃｉ｝を記憶するとき、事前較正済み勾配閾値ΔＰに対して勾配∂Ｐｃ／∂ｔを比較し、事前較正済み分散閾値σｐ２
ｔｈｒｅｓｈに対して分散σ２
Ｐｃを比較することによって、補正済み圧電値Ｐｃｉを単位として不活動の試験（ステップＳ７）が実行されてもよい。
【0119】
バッファ｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝がアイドル期間に対応すると判定される場合（ステップＳ７｜Ｙｅｓ）、第２のＤＣオフセット値Ｆｏｆｆは、オフセットδＦに等しいように更新される（ステップＳ８）。代わりに、バッファが力値｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝の代わりに補正済み圧電値｛Ｐｃｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｐｃｉ－１、Ｐｃｉ｝を記憶するとき、第２のＤＣオフセット値Ｐｏｆｆ２は、補正済み圧電値Ｐｃｉを単位として表現され、オフセットδＰに等しいように更新される。第２のＤＣオフセット値Ｆｏｆｆ、Ｐｏｆｆ２は、タッチパネル１０を組み込んだデバイス（図示せず）がパワーオンされる時にゼロに初期化される。
【0120】
バッファ｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝が活性期間に対応すると判定される場合（ステップＳ７｜Ｎｏ）、第２のＤＣオフセット値Ｆｏｆｆ、Ｐｏｆｆ２は更新されない。
【0121】
補正済み力値Ｆｃｉは、力値Ｆｉ及び第２のＤＣオフセット値Ｆｏｆｆ、Ｐｏｆｆ２に基づいて計算され、次いで、出力される（ステップＳ９）。例えば、補正済み力値Ｆｃｉは、位置処理モジュール２７に出力されてもよい。このようにして、補正済み力値Ｆｃｉの計算は、経時的な各々の力チャネル２６のＤＣオフセットにおけるドリフトを考慮することができる。
【0122】
補正済み力値Ｆｃｉは、力値Ｆｉから力Ｆｏｆｆを単位として第２のＤＣオフセットを減算することによって、Ｆｃｉ＝Ｆｉ－Ｆｏｆｆに従って計算されてもよい。
【0123】
代わりに、バッファが力値｛Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｆｉ－１、Ｆｉ｝の代わりに補正済み圧電値｛Ｐｃｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｐｃｉ－１、Ｐｃｉ｝を記憶するとき、補正済み力値Ｆｃｉは、力値Ｆｉから、補正済み圧電信号Ｐｏｆｆ２を単位としてバッファサイズＮｂｕｆｆ及び第２のＤＣオフセットの積を減算することによって、Ｆｃｉ＝Ｆｉ－Ｎｂｕｆｆ×Ｐｏｆｆ２に従って計算されてもよい。
【0124】
更なる代替例では、補正済み圧電信号Ｐｏｆｆ２を単位として第２のＤＣオフセットを使用した補正済み力値Ｆｃｉの計算は、よりロバストな方式において、以下によって実行されてもよい：
１．力値Ｆｉから、｜Ｐｃｉ｜＞Ｐｔｈｒｅｓｈを満たす各々のバッファされた補正済み圧電信号値｛Ｐｃｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｐｃｉ－１、Ｐｃｉ｝を減算すること、及び
２．力値Ｆｉに、｜Ｐｃｉ－Ｐｏｆｆ２｜＞Ｐｔｈｒｅｓｈを満たす各々のバッファされた補正済み圧電信号値｛Ｐｃｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｐｃｉ－１、Ｐｃｉ｝を加算すること。
１．力値Ｆｉから、｜Ｐｃｉ｜＞Ｐｔｈｒｅｓｈを満たす各々のバッファされた補正済み圧電信号値｛Ｐｃｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｐｃｉ－１、Ｐｃｉ｝を減算すること、及び
２．力値Ｆｉに、｜Ｐｃｉ－Ｐｏｆｆ２｜＞Ｐｔｈｒｅｓｈを満たす各々のバッファされた補正済み圧電信号値｛Ｐｃｉ－Ｎｂｕｆｆ＋１、…、Ｐｃｉ－１、Ｐｃｉ｝を加算すること。
【0125】
タッチパネル１０が使用中のままである間（ステップＳ１０）、計算が次の圧電信号Ｐｉ＋１の繰り返しから開始して繰り返される（ステップＳ１）。
【0126】
力値を計算する方法がシステム１３のコンテキストにおいて、及び位置処理モジュール２７に補正済み力値Ｆｃｉを提供することに関して説明されてきたが、過渡圧電信号Ｐｉ入力に基づいて補正済み力値Ｆｃｉを計算するために、前に説明された力値を計算する方法がいずれかの圧電タッチパネルにおいて使用されてもよい。例えば、国際公開第２０１７／１０９４５５Ａ１号明細書または国際公開第２０１６／１０２９７５Ａ２号明細書に説明されるように、組み合わされた力及び容量測定デバイスについての補正済み力値Ｆｃｉを計算するために、力値を計算する方法が使用されてもよい。
【0127】
補正済み力値Ｆｃｉがタッチパネル１０に加えられた力に比例すると共に、ニュートン（または同等の単位）にある実際の力値への変換は、１つ以上の較正係数の使用を必要とすることが認識されよう。概して、異なるセンサ位置ｙｎ、ｘｍに対応する力チャネル２６は、先述のセンサ位置ｙｎ、ｘｍにわたって直接加えられた同一の力に応答して、異なる圧電信号Ｐｉ、１８の規模を経験することがある。これは、境界条件及び／またはデバイス（図示せず）内のタッチパネル１０の支持との組み合わせで、タッチパネル１０の積み重ねの湾曲動作から結果として生じる。例えば、タッチパネル１０上で既知の位置に既知の力を加えることによって、各々の力チャネル２６に対して較正係数が事前に判定されてもよい。力チャネル２６は、出力された補正済み力値Ｆｃｉの計算におけるそのような事前較正済み幾何学的影響を含んでもよい。
【0128】
代わりに、事前較正済み幾何学的影響に対する力値Ｆｉの補正は、位置処理モジュール２７に従ってもよい。これは、使用する較正係数を判定するとき、より正確に推定されたピーク座標ｘｐｋ、ｙｐｋが使用されることを可能にすることができる。
【0129】
ユーザ対話位置を判定する方法
図８をも参照して、ユーザ対話位置を判定する方法の処理フローチャートが示される。
図８をも参照して、ユーザ対話位置を判定する方法の処理フローチャートが示される。
【0130】
ユーザ対話位置を判定する方法は、力値Ｆｉ、Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｘｍ、ｉに基づいて実行されてもよく、力値Ｆｉ、Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｘｍ、ｉは、図７を参照して説明された力値を計算する方法に従って計算された補正済み力値Ｆｃｉである。しかしながら、これは、必須ではなく、ユーザ対話位置を判定する方法は、いずれかの適切な方法に従って計算された力値Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｘｍ、ｉ、Ｆｉまたは補正済み力値Ｆｃｉに基づいて実行されてもよい。ユーザ対話位置を判定する方法は、位置処理モジュール２７のコンテキストにおいて説明される。しかしながら、ユーザ対話位置を判定する方法は、１つ以上の方向において間隔を空けられたセンサ位置ｘｍ、ｙｎに対応する力値Ｆｉを受信するいずれかの適切な装置によっても実行されてもよい。
【0131】
力値Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｘ１、ｉ、Ｆｘｍ、ｉが受信される（ステップＳ１１）。各々の力値Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｘｍ、ｉは、センサ位置ｙｎ、ｘｍに対応する。例えば、力値Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｘ１、ｉ、…、Ｆｘｍ、ｉは、システム１３の力チャネル２６の第１のグループ２８及び第２のグループ２９から受信される。
【0132】
力値Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｘ１、ｉ、…、Ｆｘｍ、ｉが１つ以上の候補ピークＲｋを含むかどうかを判定するよう、力値Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｘ１、ｉ、…、Ｆｘｍ、ｉが分析される（ステップＳ１２）。第１の電極５に対応する力値Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉは、Ｋｙｃ個の候補ピークＲｙｋ＝｛ｙｋ、Ｆｙ＊
ｋ｝の第１のセットを判定するよう処理され、第２の電極６に対応する力値Ｆｘ１、ｉ、…、Ｆｘｍ、ｉは、Ｋｘｃ個の候補ピークＲｘｋ＝｛ｘｋ、Ｆｘ＊
ｋ｝の第２のセットを判定するよう処理される。候補ピークＲｙｋ、Ｒｘｋを判定するためにいずれかの適切なピーク発見方法が使用されてもよく、以下に１つの実施例が説明される（図９を参照）。候補ピークＫｙｃ、Ｋｘｃの数はゼロであってもよく、言い換えると、いずれかの候補ピークＲｙｋ、Ｒｘｋが必ずしも存在しない。
【0133】
言い換えると、候補ピークを判定する処理（ステップＳ１２）は、センサ位置ｘｍ、ｙｎの間の間隔に等しい精度により、１つ以上のユーザ対話の位置の大まかな識別を実行することに対応する。
【0134】
位置処理モジュール２７は、いずれかの候補ピークＲｋが最小力閾値Ｆｔｈｒｅｓｈを上回るかどうかを試験する（ステップＳ１３）。最小力閾値を上回らないいずれかの候補ピークＲｋは、候補ピークＲｋのリストから除去される。第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉに対して試験が別個に行われ、第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉのそれぞれに対して異なる閾値Ｆｙｔｈｒｅｓｈ及びＦｘｔｈｒｅｓｈが使用されてもよい。例えば、第１の候補ピークＲｙｋは、条件Ｆｙ＊
ｋ＞Ｆｙｔｈｒｅｓｈに従って試験されてもよく、第２の候補ピークＲｘｋは、条件Ｆｘ＊
ｋ＞Ｆｘｔｈｒｅｓｈに従って試験されてもよい。
【0135】
第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉなどの２軸力データを処理するとき、位置処理モジュール２７は、等しい数Ｋｙｘ、Ｋｘｃの候補ピークＲｙｋ、Ｒｘｋを施行してもよい。例えば、閾値Ｆｔｈｒｅｓｈ、Ｆｙｔｈｒｅｓｈ、Ｆｘｔｈｒｅｓｈを下回る候補ピークＲｙｋ、Ｒｘｋの除去の後に、Ｋｙｃ＝０の第１のピークＲｙｋまたはＫｘｃ＝０の第２のピークＲｘｋのいずれかが存在する場合（ステップＳ１３｜Ｎｏ）、方法は、次の力値Ｆｙｎ、ｉ＋１、Ｆｘｍ、ｉ＋１を取得することに戻る（ステップＳ１１）。
【0136】
閾値Ｆｔｈｒｅｓｈ、Ｆｙｔｈｒｅｓｈ、Ｆｘｔｈｒｅｓｈを下回る候補ピークＲｙｋ、Ｒｘｋの除去の後に、異なる数Ｋｙｘ、Ｋｘｃの候補ピークＲｙｋ、Ｒｘｋが存在する場合（ステップＳ１３｜Ｙｅｓ）、位置処理モジュール２７は、数Ｋｙｘ、Ｋｘｃの候補ピークＲｙｋ、Ｒｘｋが等しくＫｙｘ＝Ｋｘｃになるまで、最小から最大の候補ピーク値Ｆｐ＊
ｋの順序において、第１の候補ピークＲｙｋまたは第２の候補ピークＲｘｋを除去する。例えば、Ｆｙ＊
ｋ＞Ｆｙｔｈｒｅｓｈを満たすＫｙｃ＝４の第１の候補ピークＲｙｋ、及びＦｘ＊
ｋ＞Ｆｘｔｈｒｅｓｈを満たすＫｘｃ＝２の第２の候補ピークＲｘｋが存在した場合、位置処理モジュール２７は、最小の候補ピーク値Ｆｙ＊
ｋを有する２つの第１の候補ピークＲｙｋを除去してもよい。
【0137】
いくつかの実施例では、各々の力チャネル２６は、別個に較正された最小力閾値を有してもよい。例えば、第１の候補ピークＲｙｋ＝｛ｙｋ、Ｆｙ＊
ｋ｝に対し、各々の候補ピーク値Ｆｙ＊
ｋは、対応する候補位置ｙｋに応じた最小力閾値Ｆｙｔｈｒｅｓｈ（ｙｋ）と比較されてもよい。第２の候補ピークＲｘｋ＝｛ｘｋ、Ｆｘ＊
ｋ｝を評価するために、同様の位置依存最小力閾値Ｆｘｔｈｒｅｓｈ（ｘｋ）が採用されてもよい。
【0138】
例えば、ユーザ対話が存在しない期間の間、対応する力チャネル（複数可）に対して測定された標準誤差の３倍～５倍の倍数に基づいて、較正実験から閾値Ｆｔｈｒｅｓｈまたは位置依存閾値Ｆｔｈｒｅｓｈ（ｘｋ）、Ｆｔｈｒｅｓｈ（ｙｋ）が判定されてもよい。
【0139】
少なくとも１つの候補ピークＲｋが最小力条件を満たす場合（ステップＳ１３｜Ｙｅｓ）、補間済み力値Ｇが対応する力値Ｆｉに基づいて判定され、いずれかのピークＨｋが補間済み力値Ｇ及び候補ピークＲｋに基づいて存在するかどうかが推定される（ステップＳ１４）。発見された数ＫのピークＨｋは、数Ｋｃの入力候補ピークＲｋ以下であってもよく、数ＫのピークＨｋがゼロであることが可能である。各々のピークＨｋは、ピーク座標ｙｐｋ、ｘｐｋ、及び対応するピーク力値Ｆｐｋを含む。理論では、数ＫのピークＨｋは、第１の電極５及び／または第２の電極６の分解能（間隔）のみによって制限される。実際には、数ＫのピークＨは典型的には、１つ、２つ、または３つであってもよい。例えば、多くの共通入力ジェスチャは、１本の指または２本の指を利用する。より多くの数ＫのピークＨｋ、例えば、４、５、またはそれ以上は、誤った検出を示すことがあり、測定品質の推定への要因となることがある。
【0140】
使用される補間の性質に応じて、補間済み力値Ｇは、１つ以上の位置の連続関数、例えば、Ｇ（ｙ）に対応してもよい。代わりに、補間済み力値Ｇは、元のセンサ位置ｙｎよりも狭く間隔を空けられた、補間済み位置ｙｉｎｔ１、…、ｙｉｎｔｎ、…、ｙｉｎｔＮｉｎｔに対応する数Ｎｉｎｔの離散値Ｇ１、…、Ｇｎ、…ＧＮｉｎｔの形式を取ってもよい。
【0141】
第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉなどの２軸データが処理されるとき、位置処理モジュール１７は、第１の補間済み力値Ｇｙ及び第１の候補ピークＲｙｋに基づいていずれかの第１のピークＨｙｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｙｐｋ｝について試験し、第２の補間済み力値Ｇｘ及び第２の候補ピークＲｘｋに基づいていずれかの第２のピークＨｘｋ＝｛ｘｐｋ、Ｆｘｐｋ｝について試験する前に、前に説明されたような、等しい数Ｋｙｃ＝Ｋｘｃ＞０の第１の候補ピークＲｙｋ及び第２の候補ピークＲｘｋ（ステップＳ１３｜Ｙｅｓ）を保証することができる。
【0142】
補間済み力値Ｇを判定することは、対応する力値Ｆｉを使用して多項式スプラインｈ（ｙ）を計算することに基づいてもよい。多項式スプラインｈ（ｙ）は好ましくは、三次スプラインである。多項式スプラインｈ（ｙ）を計算することに基づいて補間済み力値Ｇを判定する例は、以下で更に説明される（図１１）。
【0143】
代わりに、補間済み力値Ｇを判定することは、対応する力値Ｆｉにフーリエ変換法を適用することに基づいてもよい（図１３）。
【0144】
位置処理モジュール２７は、いずれかの推定されたピークＨ、Ｈｙｋ、Ｈｘｋが登録閾値Ｆｒｅｇを上回るピーク力Ｆｐｋ、Ｆｙｐｋ、Ｆｘｐｋに対応するかどうかをチェックする（ステップＳ１５）。登録閾値Ｆｒｅｇは、最小力閾値Ｆｔｈｒｅｓｈよりも大きく、異なる目的を有する。一方、最小力閾値Ｆｔｈｒｅｓｈは、入力力値Ｆｉ、Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｘｍ、ｉにおいて雑音を排除するよう較正され、システム１３がユーザ対話を登録する前に、登録閾値Ｆｒｅｇは、最小力、すなわち、最小信号を提供するよう設定される。登録閾値Ｆｒｅｇは、タッチパネル１０の意図した使用、ユーザの好み、及びシステム１３からの入力を受信するタッチパネル１０を含むデバイス（図示せず）によって実行されるオペレーティングシステムまたはソフトウェアによってなど、のうちの１つ以上に従って調節可能であってもよい。登録閾値Ｆｒｅｇは、ステアリングホイール、ジョイスティックまたはコンピューティングデバイスについての他のタイプコントローラ周辺機器の「デッドゾーン」と同様の方式において振る舞ってもよい。
【0145】
いくつかの実施例では、登録閾値Ｆｒｅｇを上回るときに入力における突然のジャンプを回避するために、位置処理モジュール２７は、出力の前に、ピーク力Ｆｐｋ、Ｆｙｐｋ、Ｆｘｐｋから登録閾値Ｆｒｅｇを減算する。
【0146】
位置処理モジュール２７は、この段階において等しい数Ｋｙ、ＫｘのピークＨｙｋ、Ｈｘｋを施行しない（Ｓ１７及び図１０を参照）。
【0147】
第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉのそれぞれに対して、異なる登録閾値Ｆｙｒｅｇ及びＦｘｒｅｇが使用されてもよい。例えば、第１のピークＨｙｋは、条件Ｆｙｐｋ＞Ｆｙｒｅｇに従って試験されてもよく、第２の候補ピークＲｘｋは、条件Ｆｘｐｋ＞Ｆｘｒｅｇに従って試験されてもよい。いくつかの実施例では、各々の力チャネル２６は、別個に調節可能な登録閾値を有してもよい。例えば、第１のピークＨｙｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｙｐｋ｝に対し、各々の候補ピーク値Ｆｙｐｋは、対応するピーク位置ｙｐｋに応じた登録閾値Ｆｙｒｅｇ（ｙｐｋ）と比較されてもよい。第２のピークＨｘｋ＝｛ｘｐｋ、Ｆｘｐｋ｝を評価するために、同様の位置依存登録閾値Ｆｘｒｅｇ（ｘｐｋ）が採用されてもよい。
【0148】
例えば、その各々が異なる登録閾値Ｆｒｅｇセットを有することができる、タッチパネル１０の表面上で２つ以上の異なる入力ゾーンを規定するために、システム１３からの入力を受信するオペレーティングシステムまたはソフトウェアによって、位置依存登録閾値Ｆｙｒｅｇ（ｙ）、Ｆｘｒｅｇ（ｘ）も調節されてもよい。
【0149】
少なくとも１つのピークＨ、Ｈｙｋ、Ｈｘｋが登録閾値（複数可）Ｆｒｅｇを上回る場合（ステップＳ１５｜Ｙｅｓ）、大域タッチフラグが真の値に設定され（ステップＳ１６）、力情報２１が生成または更新される（ステップＳ１７）。
【0150】
単軸データに対し、例えば、力値Ｆｉの１つのセットのみが処理される場合、力情報２１は単純に、推定済みピークＨｋを含んでもよい（ステップＳ１７）。任意選択で、位置処理モジュール２７は、１つ以上のアクティブタッチイベントＥ１、…、Ｅｊ、…、ＥＮｅに各々のピークＨを割り当てることを試みてもよく、Ｅｊは、Ｎｅ個のアクティブタッチイベントのｊ番目を表す。位置処理モジュール２７は、タッチイベントＥｊの前に測定された座標ｙｅｊ、ｘｅｊへのピーク位置ｙｐｋ、ｘｐｋの近接度に基づいて、アクティブタッチイベントＥｊにピークＨｋを割り当ててもよい。例えば、２つが過度な距離だけ分離されることを理由に、位置処理モジュール２７が既存のアクティブタッチイベントＥｊにピークＨｋを割り当てることが不可能である場合、位置処理モジュール２７は、ピークＨｋを記憶するよう、新たなタッチイベントＥｊを開始してもよい。同様に、既存のアクティブタッチイベントＥｊがそれに割り当てられたピークＨｋを有さない場合、そのイベントＥｊは、終了したと見なされ、アクティブイベントＥｊのリストから除去される。
【0151】
例えば、第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の力値Ｆｘｍ、ｉを処理する２軸データは、単軸データと同一の方式において単純に扱われてもよい。
【0152】
しかしながら、いくつかの実施例では、位置処理モジュール２７は好ましくは、例えば、二次元ピークＨ２ｋ＝｛（ｘ２ｋ、ｙ２ｋ）、Ｆ２ｋ）を生成するよう、第１のピークＨｙｋを対応する第２のピークＨｘｋと照合し、ｙ２ｋは、統合済みピークＨ２ｋの第１の座標であり、ｘ２ｋは、統合済みピークＨ２ｋの第２の座標であり、Ｆ２ｋは、統合済みピークＨ２ｋについての集約ピーク力である。第１の座標ｙ２ｋは、対応する第１のピーク座標ｙｐｋに等しく設定されてもよい。代わりに、位置処理モジュール２７がアクティブイベントＥｊに第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋのペアを割り当てる場合、第１の座標ｙ２ｋは、第１のピーク座標ｙｐｋ及び１つ以上の前に記憶されたイベント座標ｙｅｊの平均に等しく設定されてもよい。第２の座標ｘ２ｋは、第１の座標ｙ２ｋと同一の方式において設定されてもよい。集約ピーク力Ｆ２ｋは、対応する第１のピーク力Ｆｙｐｋ及び第２のピーク力Ｆｘｐｋの平均または重み付け平均として判定されてもよい。既知の座標ｘ、ｙに加えられた既知の力を使用して、重み付け係数が事前較正されてもよい。集約ピーク力Ｆ２ｋを計算するために使用される重み付け係数は、統合済みピークＨ２ｋの座標（ｘ２ｋ、ｙ２ｋ）に依存してもよい。
【0153】
理想の条件の下、数Ｋｙの第１のピークＨｙｋは、数Ｋｘの第２のピークＨｘｋに等しく、実際に、雑音または他の予測されない因子は、等しくない数Ｋｙ、Ｋｘの第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋを結果としてもたらすことがある。位置処理モジュール２７は任意選択で、統合済みピークＨ２ｋをアクティブタッチイベントＥｊと照合し、統合済みピークＨ２ｋを生成するとき、等しい数Ｋｙ＝Ｋｘの第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋを施行してもよい。
【0154】
例えば、数Ｋｙの第１のピークＨｙｋがＫｙ＝４であり、数Ｋｘの第２のピークＨｘｋがＫｘ＝２である場合、位置処理モジュール２７は、２つの第１のピークＨｙｋのみが残るまで、最低から最高のピーク値Ｆｙｐｋの順序において、第１のピークＨｙｋを破棄することを開始してもよい。残りのＫｙ＝２の第１のピークＨｙｋ及びＫｘ＝２の第２のピークＨｘｋは、統合済み２ＤピークＨ２ｋを生成するよう照合されてもよく、アクティブタッチイベントＥｊの割り当てのためにチェックされてもよい。第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋを照合するための１つのオプションは、相対的ピーク力値Ｆｙｐｋ、Ｆｘｐｋに基づいてもよい。例えば、４個のピークがＨｙ１＝｛ｙｐ１、Ｆｙｐ１｝、Ｈｙ２＝｛ｙｐ２、Ｆｙｐ２｝、Ｈｘ１＝｛ｘｐ１、Ｆｘｐ１｝、Ｈｘ２＝｛ｘｐ２、Ｆｘｐ２｝である場合、次いで、Ｆｙｐ１＞Ｆｙｐ２及びＦｘｐ１＜Ｆｘｐ２である場合、第１の２ＤピークＨ２１は、Ｈｙ１及びＨｘ２を統合することによって形成され、第２の２ＤピークＨ２２は、Ｈｙ２及びＨｘ１を統合することによって形成される。
【0155】
代わりに、数Ｋｙの第１のピークＨｙｋがＫｙ＝４であり、数Ｋｘの第２のピークＨｘｋがＫｘ＝２である場合、位置処理モジュール２７は、第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋのどちらが追跡済みイベントＥｊに対応するかを判定するために、アクティブタッチイベントＥｊの座標（ｘｅｊ、ｙｅｊ）に対して第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋの各々を比較してもよい。いずれかの余剰ピークＨｙｋ、Ｈｘｋは破棄されてもよい。２つのピーク、例えば、２つの第１のピークＨｙｋの両方が追跡済みイベントＥｊの予め定められた距離以内にあるとき、位置処理モジュール２７は、大きい方のピークＨｙｋを選択してもよい。
【0156】
ピークＨｙｋ、Ｈｘｋの２つ以上のペアを照合することを追跡済みイベントＥｊとの比較に基づかせることによって、タッチ位置の曖昧さを回避することができる。例えば、ユーザは、タッチパネル１０のスキャン速度においてタッチパネル１０に２つの指を同時にタッチしていると考えることがあるが、２つの指の接触時間は、少なくとも１つのサンプリング周期によって分離される可能性が高い。加えられる力を増大させる速度も異なってもよい。ピークＨｙｋ、Ｈｘｋを追跡済みイベントＥｊと比較することによって、初期タッチは、第１のイベントＥ１を開始し、第２のタッチが登録されるとき、イベントＥ１は、第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋと一致し、第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋの単一のペアを相互に一致させる。このアプローチは、第３のタッチイベントまたは更なるタッチイベントに明確に拡張されてもよい（既に言及しているが、３人よりも多いユーザの同時ユーザ対話が共通しなくてもよい）。
【0157】
一致する第１のピーク及び第２のピークの更なる例が、図１０を参照して述べられる。
【0158】
ピークＨ、Ｈｙｋ、Ｈｘｋが登録閾値（複数可）Ｆｒｅｇを上回らない場合（ステップＳ１５｜Ｎｏ）、大域タッチフラグが偽の値に設定される（ステップＳ１８）。いずれかの現在追跡されているタッチイベントＥｊも、大域タッチフラグが偽に設定されたことに応答してリセット／除去されてもよい。いくつかの実施例では、チャネル２６力値Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｘｍ、ｉのいくつかまたは全ても、大域タッチフラグが偽に設定されたことに応答してゼロにリセットされてもよい。
【0159】
力情報２１が出力される（ステップＳ１９）。力情報２１は、ピークＨｋ、Ｈｙｋ、Ｈｘｋ、統合済みピークＨ２ｋ、及び／またはアクティブタッチイベントＥｊを含んでもよい。力情報２１は、タッチパネル１０を組み込み、またはタッチパネル１０を周辺機器として使用するデバイス（図示せず）の１つ以上のプロセッサに出力されてもよい。
【0160】
システム１３がアクティブなままである間（ステップＳ２０｜Ｙｅｓ）、後続の力値Ｆｉ＋１、Ｆｙｎ、ｉ＋１、Ｆｘｍ、ｉ＋１が取得される（ステップＳ１１）。
【0161】
力チャネル２６の第１のグループ２８及び第２のグループ２９から取得された２軸データを主に参照して、ユーザ対話位置を判定する方法が説明されてきたが、方法は、２軸力値のいずれかのセットに等しく適用可能である。
【0162】
いくつかの実施例では、単軸の力測定が使用されてもよく、ユーザ対話位置を判定する方法は、そのような例に等しく適用可能である。例えば、力信号処理モジュール１５は、第１の電極５のみまたは第２の電極６のみに対応する圧電信号１８を取得してもよく、単軸の力検知をもたらす。スライド制御のために、または容量信号処理モジュール１６を含むシステム１３における二次元容量検知との組み合わせでそのような例が使用されてもよい。
【0163】
候補ピークを判定する例
図９をも参照して、いくつかの候補ピークＲｋ、Ｒｙｋ、Ｒｘｋを判定する例示的な方法についての処理フローチャートが示される（ステップＳ１２）。しかしながら、ユーザ対話位置を判定する方法（ステップＳ１２）は、候補ピークを判定するいずれかの適切な代替的な方法を採用してもよい。
図９をも参照して、いくつかの候補ピークＲｋ、Ｒｙｋ、Ｒｘｋを判定する例示的な方法についての処理フローチャートが示される（ステップＳ１２）。しかしながら、ユーザ対話位置を判定する方法（ステップＳ１２）は、候補ピークを判定するいずれかの適切な代替的な方法を採用してもよい。
【0164】
いくつかの候補ピークＲｙｋを判定する方法は、第１の力値Ｆｙｎ、ｉに関連して説明される。しかしながら、いくつかの候補ピークを判定する方法は、第２の力値Ｆｘｍ、ｉ、または方向に沿って間隔を空けられたセンサ位置に対応するいずれかの他の力値Ｆｉのセットに同一に適用されてもよい。
【0165】
第１の力値のセット｛Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ｝は、一時変数Ｆｍａｘに記憶される最大値を発見するよう探索され、対応するインデックスｎは、一時変数ｎ＊に記憶され、１＜＝ｎ＊＜＝Ｎである（ステップＳ２１）。最大値Ｆｍａｘ及び最大インデックスｎ＊は、いくつかの候補ピークＲｙｋを判定する方法に内在的な一時変数である。
【0166】
インデックスｎは、最大インデックスｎ＊に初期化され、増分変数ＩＮＣは、＋１の値に初期化され、ピーク候補カウンタｋは、１の値に設定される（ステップＳ２２）。
【0167】
インデックスｎは、増分変数ＩＮＣの加算によって新たな値に増分される（ステップＳ２３）。ステップＳ２２及びＳ２３の全体的な効果は、最大値Ｆｍａｘの位置から第１の力値｛Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ｝をスキャンすることを単純に開始することである。
【0168】
第１の力値｛Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ｝の空間勾配∂Ｆｙ／∂ｙは、Ｎ個の第１の力値のｎ番目Ｆｙｎ、ｉに対して判定され、勾配∂Ｆｙ／∂ｙの兆候が判定される（ステップＳ２４）。例えば、前進差分勾配、後進差分勾配、または中央差分勾配などの勾配のいずれかの適切な数値測定を使用して、空間勾配∂Ｆｙ／∂ｙが判定されてもよい。∂Ｆｙ／∂ｙの計算は、センサ位置ｙｎを考慮することができる。しかしながら、勾配∂Ｆｙ／∂ｙの兆候のみが必要とされるので、センサ位置ｙｎは、勾配∂Ｆｙ／∂ｙ計算から省略されてもよい。
【0169】
勾配∂Ｆｙ／∂ｙが負である場合（ステップＳ２４｜Ｙｅｓ）、現在インデックスｎに対応する第１の力値Ｆｙｎ、ｉは、別の一時変数Ｆｍｉｎに記憶される（ステップＳ２５）。最小力値Ｆｍｉｎは、最大力値Ｆｍａｘから離れてスキャンするときに見られる最低の第１の力値Ｆｙｎ、ｉを記録する。Ｆｍｉｎの新たな値は、そうでなければ、いずれかの既に記憶された値を上書きする。インデックスｎは、再度増分され（ステップＳ２３）、勾配∂Ｆｙ／∂ｙ条件が再試験される（ステップＳ２４）。
【0170】
勾配∂Ｆｙ／∂ｙがゼロまたは正である場合（ステップＳ２４｜Ｎｏ）、現在記憶されている最大力値と最小力値との間の差分Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎは、ピークシフト閾値Δｐｅａｋに対して比較される（ステップＳ２６）。この条件は、ピークの立下りエッジに対する雑音が誤って最小値として記録される可能性を低減させるために適用される。
【0171】
差分Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎがピークシフト閾値Δｐｅａｋ以下である場合（ステップＳ２６｜Ｎｏ）、２つのピークの間の最小値が発見されておらず、インデックスｎが増分される（ステップＳ２３）。
【0172】
差分Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎがピークシフト閾値Δｐｅａｋよりも大きい場合（ステップＳ２６｜Ｙｅｓ）、２つのピークの間の最小値が発見されており、最大インデックスｎ＊と現在インデックスｎとの間にあり、最大インデックスｎ＊及び現在インデックスｎを含むインデックス値に対応する第１の力値Ｆｙｎ、ｉは、いくつかの候補ピークを判定する方法によって更なる考慮から排除される（ステップＳ２７）。例えば、排除された（既に分析された）第１の力値Ｆｙｎ、ｉは、第１の力値のセット｛Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ｝から除去されてもよい。代わりに、長さＮのマスクベクトルが維持されてもよく、排除されていない第１の力値Ｆｙｎ、ｉについての真（１）の値、及び排除された第１の力値Ｆｙｎ、ｉについての偽の値（ゼロ）を保持する。排除された／排除されていない第１の力値Ｆｙｎ、ｉを追跡するいずれかの他の適切な方法が使用されてもよい。
【0173】
いくつかの実施例では、ｎ＊～ｎ－ＩＮＣの範囲に対応し、ｎ＊～ｎ－ＩＮＣを含む力値Ｆｘｉ、ｎは代わりに、ｎ番目の力値Ｆｘｉ、ｎがステップＳ２７において排除されないように、更なる考慮から排除されてもよい。
【0174】
増分変数ＩＮＣの値は、等式ＩＮＣ＝－１についてチェックされる（ステップＳ２８）。増分変数ＩＮＣが＋１に初期化されるので、この条件は、勾配スキャンが最大インデックスｎ＊から離れた両方向において実行されたかどうかをチェックすることに対応する。
【0175】
増分変数ＩＮＣが－１に等しくない場合（ステップＳ２８｜Ｎｏ）、増分変数ＩＮＣは、ＩＮＣ＝－１に設定され、最小発見ループが他の方向に移動して繰り返される（ステップＳ２９）。
【0176】
増分変数ＩＮＣがＩＮＣ＝－１を満たす場合（ステップＳ２８｜Ｙｅｓ）、両方向における最小発見ループが完了し、ピーク候補Ｒｙｋ＝｛ｙｋ、Ｆｙ＊
ｋ｝に候補位置ｙｋ＝ｙｎ＊及び候補ピーク値Ｆｙ＊
ｋ＝Ｆｍａｘが割り当てられる（ステップＳ３０）。
【0177】
いずれかの残りの排除されていないデータが存在する場合（ステップＳ３１｜Ｙｅｓ）、候補ピークカウンタｋがｋ＋１に増分され（ステップＳ３１ａ）、残りの排除されていない第１の力値Ｆｙｎ、ｉの最大値が発見される（ステップＳ２１）。
【0178】
全てのデータが排除された場合（ステップＳ３１｜Ｎｏ）、候補ピークＲｙｋが出力され、数Ｋｙｃの候補ピークＲｙｋが、カウンタｋの現在値として設定される。
【0179】
視覚的な簡易化のために図９には示されないが、インデックスｎがｎ＞Ｎまたはｎ＜１の値に増分される場合（ステップＳ２３）、方法がステップＳ２８に直接移動する。
【0180】
力情報を生成及び／または更新する方法
図１０をも参照して、力情報２１を生成及び／または更新する方法（ステップＳ１７）についての処理フローチャートが示される。しかしながら、力情報２１を生成及び／または更新する方法（ステップＳ１７）は、力情報２１を生成及び／または更新するいずれかの適切な代替的な方法を採用してもよい。
図１０をも参照して、力情報２１を生成及び／または更新する方法（ステップＳ１７）についての処理フローチャートが示される。しかしながら、力情報２１を生成及び／または更新する方法（ステップＳ１７）は、力情報２１を生成及び／または更新するいずれかの適切な代替的な方法を採用してもよい。
【0181】
上限インデックス値Ｋｔｏｔが判定される（ステップＳ３２）。単軸データＨｋに対し、上限インデックス値Ｋｔｏｔは、数ＫのピークＨｋ、Ｋｔｏｔ＝Ｋに等しく設定される。
【0182】
第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋが処理されるとき、上限インデックス値Ｋｔｏｔは、数Ｋｙ、Ｋｘの小さい方に設定され、すなわち、Ｋｔｏｔ＝ｍｉｎ｛Ｋｙ、Ｋｘ｝である。加えて、第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋのどちらが低い方の数を有しているかに関わらず、Ｋｙ、Ｋｘは、一次ピークセットとしてフラグ付けされる。例えば、Ｋｙ＝２及びＫｘ＝３である場合、第１のピークＨｙｋは、一次ピークとしてフラグ付けされ、第２のピークＨｘｋは、二次ピークとしてフラグ付けされる。これは、小さい方の数値ピークセットが誤り／偽ピークを包含する可能性が低いからである。
【0183】
力情報２１を生成及び／または更新する方法の残りは、第１のピークＨｙｋが２軸データについての一次ピークセットであることを前提に説明されるべきである。しかしながら、方法は、第２のピークＨｘｋが一次ピークセットであった場合に等価である。
【0184】
インデックスｋがｋ＝１に初期化される（ステップＳ３３）。
【0185】
Ｋｔｏｔ個のピークＨｋのｋ番目は、ピークＨｋが既にアクティブのタッチイベントＥｊに対応するかどうかを判定するよう、ゼロ以上のアクティブタッチイベントＥｊに対してチェックされる。
【0186】
前に定義されたように、Ｅｊは、Ｎｅ個のアクティブタッチイベントのｊ番目を表し、単軸データについての記憶された座標ｙｅｊ（もしくは、ｘｅｊ）または２軸データについての座標（ｘｅｊ、ｙｅｊ）と関連付けられる。力情報２１を生成及び／または更新する方法を説明する目的として、各々のアクティブタッチイベントＥｊについての更なる特性を定義することが有益であるはずである。特に、アクティブタッチイベントＥｊは、時間Ｅｊ（ｔ）に応じて追跡されてもよく、Ｅｊ（ｔｉ）は、Ｅｊ、ｉとして表され、Ｅｊ（ｔｉ＋δｔ）は、Ｅｊ、ｉ＋１として表される、などであるとする。同様に、時間ｔｉにおけるイベントＥｊの座標は、（ｘｅｊ、ｉ、ｙｅｊ、ｉ）と表わされてもよい、などである。
【0187】
各々のアクティブタッチイベントは、Ｅｊ、ｉ＝｛Ｆｅｊ、ｉ、（ｘｅｊ、ｙｅｊ）、Ｃｂｕｆｆｊ｝として表されてもよく、Ｆｅｊ、ｉは、時間ｔｉにおけるｊ番目のアクティブタッチイベントＥｊを表し、Ｃｂｕｆｆｊ＝｛（ｘｅｊ、ｉ、ｙｅｊ、ｉ）、…、（ｘｅｊ、ｉ－Ｎｂｕｆｆ２＋１、ｙｅｊ、ｉ－Ｎｂｕｆｆ２＋１）｝は、ｊ番目のアクティブタッチイベントＥｊの現在座標（ｘｅｊ、ｉ、ｙｅｊ、ｉ）及びＮｂｕｆｆ２－１の前の座標を記憶した座標バッファである。単軸データに対し、値ｙｅｊ、ｉまたはｘｅｊ、ｉのみが座標バッファＣｂｕｆｆｊによって記憶される。いくつかの実施例では、座標バッファＣｂｕｆｆｊは省略されてもよい。
【0188】
結果として、Ｋｔｏｔ個のピークＨｋのｋ番目がゼロ以上のアクティブタッチイベントＥｊに対してチェックされるとき、チェックは、時間ｔｉ－δｔからアクティブタッチイベントに対して行われ、すなわち、Ｈｋが、Ｅｊ、ｉ－１に対して試験される。
【0189】
例えば、ｋ番目のピークＨｋのピーク座標ｙｐｋと直近の座標ｙｅｊ、ｉ－１との間の絶対距離は、Ｎｅ個のアクティブタッチイベントＥｊ、ｉ－１の各々に対してチェックされてもよい。ｋ番目のピークとｊ番目のアクティブタッチイベントとの間の距離をｄｊとして表し、次いで、単軸データに対し、ｄｊ＝｜ｙｐｋ－ｙｅｊ、ｉ－１｜である。距離ｄｊが関連付け閾値ｄａｓｓｏｃ未満である場合、ｋ番目のピークＨｋは、ｊ番目のアクティブタッチイベントに対応するとして割り当てられる。各々の時間ｔｉにおけるアクティブタッチイベントに１つのピークＨｋのみが割り当てられてもよい。関連付け閾値ｄａｓｓｏｃは、タッチパネルの較正の間に設定または判定されてもよく、概して、それらに限定されないが、電極の間のピッチまたは分離、及び機械的支持条件などを含む因子に依存する。関連付け閾値ｄａｓｓｏｃは、相互に平行した指のペアについての典型的な幅または中心間距離に基づいて設定されてもよく、例えば、ｄａｓｓｏｃ＝２０ミリメートルである。
【0190】
２つ以上の距離ｄｊが関連付け閾値ｄａｓｓｏｃ未満である場合、ｋ番目のピークは、最も近い、すなわち、ｄｊの最低値を有するアクティブタッチイベントＥｊ、ｉ－１に割り当てられる。代わりに、２つ以上の距離ｄｊが関連付け閾値ｄａｓｓｏｃ未満であるケースでは、ｋ番目のピークは代わりに、ピーク力Ｆｐｋに値が最も近いイベント力値Ｆｅｊ、ｉを有するアクティブタッチイベントＥｊ、ｉ－１に割り当てられてもよい。他の実施例では、２つ以上の距離ｄｊが関連付け閾値ｄａｓｓｏｃ未満であるとき、曖昧さを解決するために、距離ｄｊ及び相対的力値Ｆｅｊ、ｉ、Ｆｐｋの組み合わせが使用されてもよい。
【0191】
距離ｄｊの全てが関連付け閾値ｄａｓｓｏｃ以上である場合、ｋ番目のピークは、いずれのアクティブタッチイベントＥｊにも割り当てられない（ステップＳ３４｜ｎｏ）。同様に、全てのタッチイベントＥｊが他のピークＨに既に割り当てられていることを理由に、ｋ番目のピークをアクティブタッチイベントに割り当てることができない場合、ｋ番目のピークは、いずれのアクティブタッチイベントＥｊにも割り当てられない（ステップＳ３４｜ｎｏ）。
【0192】
２軸データに対し、アクティブタッチイベントＥｊとの関連付けをチェックすることは、ユーザ対話の二次元座標に対応するペアを形成するよう、第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋを照合する処理をも含む。
【0193】
第１の段階では、単軸データについてと厳密に同一の方式において、ｋ番目の一次ピークＨｙｋがアクティブタッチイベントＥｊ、ｉ－１に対してチェックされる。
【0194】
ｋ番目の一次ピークＨｙｋがｊ番目のアクティブタッチイベントＥｊ、ｉ－１に対して照合される場合、Ｋｘ個の二次ピークＨｘｋ２（ｋ２は、インデックス１＜＝ｋ２＜＝Ｋｘである）の全てが、ｊ番目のアクティブタッチイベントＥｊ、ｉ＋１に対して照合するためにチェックされる。一致した二次ピークＨｘｋ２が発見される場合、ｋ番目の一次ピークＨｙｋ及びｋ２番目の二次ピークＨｘｋ２は、ｊ番目のアクティブタッチイベントＥｊ、ｉ－１に割り当てられる（ステップＳ３４｜ｙｅｓ）。任意選択で、ｋ番目の一次ピークＨｙｋ及びｋ２番目の二次ピークＨｘｋ２は、２ＤピークＨ２ｋに統合されてもよい。１つの一次ピークＨｙｋ及び１つの二次ピークＨｘｋのみが各々のタッチイベントＥｊ、ｉ－１に割り当てられてもよい。
【0195】
任意選択で、比率｜Ｆｙｐｋ－Ｆｘｐｋ２｜も事前較正済み閾値または一次ピーク力値Ｆｙｐｋの一部に対して試験されてもよく、差分｜Ｆｙｐｋ－Ｆｘｐｋ２｜が十分に低い場合のみ一致するとして、二次ピークＨｘｋ２が割り当てられてもよい。
【0196】
一致する二次ピークＨｘｋ２が発見されない場合、ｋ番目の一次ピークＨｙｋがアクティブタッチイベントＥｊ、ｉ－１に一致するかに関わらず、割り当ては行われない（ステップＳ３４｜Ｎｏ）。
【0197】
ｋ番目の一次ピークＨｙｋがいずれのアクティブイベントＥｊにも一致しない場合、割り当ては行われない（ステップＳ３４｜Ｎｏ）。
【0198】
ｋ番目のピークＨｋ（または、ｋ番目の一次ピークＨｙｋ）がアクティブタッチイベントＥｊ、ｉ－１に割り当てられない場合（ステップＳ３４｜Ｎｏ）、新たなタッチイベントＥｊ、ｉが開始及びポピュレートされる（ステップＳ３５）。例えば、数Ｎｅのイベントが１つだけ増分され、Ｎｅ＋１番目のイベントＥＮｅ＋１、ｉがポピュレートされ、ＦｅＮｅ＋１、ｉ＝Ｆｐｋとしてピーク力値に等しいイベント力値を設定し、座標バッファＣｂｕｆｆＮｅ＋１＝｛ｙｐｋ｝にピーク座標を追加する。
【0199】
２軸データが処理されているとき、新たなイベントＥＮｅ＋１、ｉを開始する前に、ｋ番目の一次ピークＨｙｋは、二次ピークＨｘｋと照合される必要はない。Ｋｘ個の二次ピークのｋ２番目Ｈｘｋ２を表すように再度インデックスｋ２を使用して、ｋ番目の一次ピークＨｙｋと各々の二次ピークＨｘｋ２との間のピーク差分値ｐｄｋ２＝｜Ｆｙｐｋ－Ｆｘｐｋ２｜が計算される。最小ピーク差分値ｐｄｋ２を有するｋ２番目の二次ピークＨｘｋ２は、ｋ番目の一次ピークＨｙｋと照合される。ｋ２番目の二次ピークＨｘｋ２は、一次ピークＨｙと照合するために利用可能な二次ピークＨｘのセットから除去される。
【0200】
任意選択で、第１の電極力値Ｆｙｎ、ｉ及び第２の電極力値Ｆｘｍ、ｉの応答性における幾何学及び境界条件導出差分を考慮して、ピーク差分値ｐｄｋ２の計算が重み付けられてもよい。例えば、ピーク差分値ｐｄｋ２は、ｐｄｋ２＝｜αＦｙｐｋ－βＦｘｐｋ２｜に従って計算されてもよい。係数α及びβは、タッチパネル１０に適用された実際の力に比例するよう力値を調節することができ、既知の位置に加えられた既知の力を使用して事前較正されてもよい。いくつかの実施例では、重み付け係数α、βは、ピーク座標の関数であってもよく、例えば、ピーク差分値ｐｄｋ２は、ｐｄｋ２＝｜α（ｙｐｋ）Ｆｙｐｋ－β（ｘｐｋ２）Ｆｘｐｋ２｜に従って計算されてもよい。重み付け済みピーク差分値ｐｄｋ２を使用することは、第１のピーク力値Ｆｙｐｋ及び第２のピーク力値Ｆｘｐｋ２の相対的高さのより信頼できる比較を可能にすることができる。
【0201】
ｋ番目の一次ピークＨｙｋをｋ２番目の二次ピークＨｘｋ２と対にすることが確立されると、ピーク座標ｙｅｊ、ｉ＝ｙｐｋに等しいイベント座標を設定し、ＦｅＮｅ＋１、ｉ＝０．５×（Ｆｙｐｋ＋Ｆｘｐｋ２）としてピーク力値の平均に等しいイベント力値を設定し、座標バッファが使用されるときに、座標バッファＣｂｕｆｆＮｅ＋１＝｛（ｘｐｋ２、ｙｐｋ）｝に第１のピーク座標及び第２のピーク座標を追加することによって、Ｎｅ＋１番目のイベントＥＮｅ＋１、ｉがポピュレートされてもよい。
【0202】
任意選択で、ＦｅＮｅ＋１、ｉ＝０．５×（αＦｙｐｋ＋βＦｘｐｋ２）に従って、重み付け係数α、βを使用してイベント力値ＦｅＮｅ＋１、ｉが計算されてもよい。いくつかの実施例では、重み付け係数α、βは、ピーク座標ｙｐｋ、ｘｐｋ２の関数であってもよく、イベント力値ＦｅＮｅ＋１、ｉは、ＦｅＮｅ＋１、ｉ＝０．５×（α（ｙｐｋ）Ｆｙｐｋ＋β（ｘｐｋ２）Ｆｘｐｋ２）として計算されてもよい。
【0203】
ｋ番目のピークＨｋ（または、ｋ番目の一次ピークＨｙｋ及びｋ番目の二次ピークＨｘｋ２）がｊ番目のアクティブタッチイベントＥｊ、ｉ－１に割り当てられる場合（ステップＳ３４｜Ｙｅｓ）、イベント力値Ｆｅｊ、ｉが更新される（ステップＳ３６）。単軸データに対し、ｊ番目のアクティブタッチイベントＥｊ、ｉの力値Ｆｅｊ、ｉは、ｋ番目のピーク力値Ｆｅｊ、ｉ＝Ｆｐｋとして割り当てられる。
【0204】
２軸データに対し、イベント力値Ｆｅｊ、ｉは、Ｆｅｊ、ｉ＝０．５×（Ｆｙｐｋ＋Ｆｘｐｋ２）に従って、ｋ番目の第１のピーク力値Ｆｙｐｋピーク力値及びｋ２番目の第２のピーク力値Ｆｘｐｋ２ピーク力値の平均に等しく設定される。任意選択で、Ｆｅｊ、ｉ＝０．５×（αＦｙｐｋ＋βＦｘｐｋ２）について、重み付け係数α、βを使用してイベント力値Ｆｅｊ、ｉが計算されてもよい。いくつかの実施例では、重み付け係数α、βは、ピーク座標の関数であってもよく、イベント力値Ｆｅｊ、ｉは、Ｆｅｊ、ｉ＝０．５×（α（ｙｐｋ）Ｆｙｐｋ＋β（ｘｐｋ２）Ｆｘｐｋ２）として計算されてもよい。
【0205】
イベント座標（ｘｅｊ、ｉ、ｙｅｊ、ｉ）が更新される（ステップＳ３７）。単軸データに対し、ｋ番目のピーク座標ｙは、座標バッファＣｂｕｆｆｊに追加される。座標バッファＣｂｕｆｆｊが満たされている場合、最古の座標ｙｅｊ、ｉ－Ｎｂｕｆｆ２＋１が退去される。イベント座標ｙｅｊ、ｉは、座標バッファＣｂｕｆｆｊに記憶されたＮｂｕｆｆ２座標の平均に等しく設定される。いくつかの実施例では、座標バッファＣｂｕｆｆｊは、単一の前の値、Ｎｂｕｆｆ２＝１を記憶してもよい。
【0206】
他の実施例では、座標バッファにわたる平均の代わりに、イベント座標ｙｅｊ、ｉは、以下に従って設定されてもよい。
【数1】
【0207】
ｆはインデックスであり、Ｃｆは重み係数であり、重み係数Ｃｆにわたる合計は、単一に評価する。Ｃｆの値は全体的に、例えば、ｆと共に相互にまたは指数関数的に、インデックスｆの値が増大すると共に減少する。このようにして、より最近の座標は、より古い座標よりもイベント座標ｅｙｊ、ｉにより著しく貢献することができる。
【0208】
サンプリング周期ｔｉ、ｔｉ＋δｔの間の計算済みピーク座標ｙｐｋ、ｘｐｋ２における変化を平滑化することができることを理由に、このようにして座標バッファＣｂｕｆｆｊを使用することは有益であることができ、ユーザ対話位置の「ジッタ」を回避する。
【0209】
他の実施例では、座標バッファＣｂｕｆｆｊが使用されなくてもよく、イベント座標ｙｅｊ、ｉは単純に、ｋ番目のピーク座標ｙｐｋに等しく設定されてもよい。
【0210】
２軸データについての処理は、関与する全ての座標が二次元ベクトルであることを除き同一である。
【0211】
インデックスｋが上限インデックスＫｔｏｔに等しくない場合（ステップＳ３８｜Ｎｏ）、インデックス値が増分され（ステップＳ３９）、タッチイベントＥｊを生成または更新する処理が繰り返される（ステップＳ３４～Ｓ３７）。
【0212】
インデックスｋが上限インデックスＫｔｏｔに等しくない場合（ステップＳ３８｜Ｎｏ）、力情報２０が蓄積される（ステップＳ４０）。ピークＨｋ（または、第１のピークＨｙｋ及び第２のピークＨｘｋのペア）が割り当てられていないいずれかのイベントＥｊは、イベントＥｊのリストから除去される。２軸データに対し、いずれかの一致しない二次ピークＨｘｋも除去されてもよい。力情報２１が蓄積され、更新され、及び／または新たに作成されたアクティブタッチイベントＥｊ、ｉを含む。任意選択で、力情報２１はまた、ピークＨｋ、Ｈｙｋ、Ｈｘｋ及び／または受信された力値Ｆｙｎ、ｉ、Ｆｙｍ、ｉを含んでもよい。
【0213】
多項式スプラインを使用する方法
図１１をも参照して、力値を補間し、ピークＨを推定する（ステップＳ１４）第１の例示的な方法の処理フローチャートが示される。しかしながら、力値を補間し、ピークＨを推定する（ステップＳ１４）方法は、力情報２１を生成及び／または更新するいずれかの適切な代替的な方法を採用してもよい。
図１１をも参照して、力値を補間し、ピークＨを推定する（ステップＳ１４）第１の例示的な方法の処理フローチャートが示される。しかしながら、力値を補間し、ピークＨを推定する（ステップＳ１４）方法は、力情報２１を生成及び／または更新するいずれかの適切な代替的な方法を採用してもよい。
【0214】
力値を補間し、ピークＨを推定する第１の方法は、第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び対応するセンサ位置ｙｎ、並びに候補ピークＲｙｋ＝｛ｙｋ、Ｆｙ＊
ｋ｝を参照して説明される。しかしながら、力値を補間し、ピークＨを推定する第１の方法は、第２の力値Ｆｘｍ、ｉ、または方向に沿って離れて間隔を空けられたセンサ位置に対応するいずれかの他の力値Ｆｉのセットに等しく適用可能である。
【0215】
力値Ｆｙｎ、ｉ及び対応するセンサ位置ｙｎに対して多項式スプラインｈ（ｙ）が計算される（ステップＳ４１）。補間済み力値Ｇ（ｙ）は、多項式スプラインＧ（ｙ）＝ｈ（ｙ）に相当する。多項式スプラインｈ（ｙ）は、数Ｎ－１のスプラインセグメントから構成される。Ｎ－１個のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）のｎ番目は、ｎ番目のセンサ位置ｙｎにおけるｎ番目の力値Ｆｙｎ、ｉをｎ＋１番目のセンサ位置ｙｎ＋１におけるｎ＋１番目の力値Ｆｙｎ＋１、ｉに結合する。多項式スプラインｈ（ｙ）の計算は、隣接したスプラインセグメントｈｎ（ｙ）及びｈｎ＋１（ｙ）の間で施行される連続性により、隣接したスプラインセグメントｈｎ（ｙ）及びｈｎ＋１（ｙ）の一連の１つ以上の導関数をも施行する、多項式スプラインの次数に応じて、従来通りである。
【0216】
定常点の効率的な計算を可能にする閉形式解を第１の導関数の二次求根が有することを理由に、三次多項式スプラインｈ（ｙ）が好ましい。しかしながら、用途及びスプラインセグメントｈｎ（ｙ）の定常点を発見するための利用可能な計算リソースに応じて、より低位の多項式スプラインｈ（ｙ）またはより高位の多項式スプラインｈ（ｙ）が使用されてもよい。
【0217】
前に判定された候補ピークＲｙｋのリストｙ（ステップＳ１２、ステップＳ４１～Ｓ６２）が取り指され、数Ｋｙｃの候補ピークＲｙｋが判定され、取り出される（ステップＳ４２）。
【0218】
Ｋｙｃ個の候補ピークＲｙｋの最初に対応して、インデックス値ｋがｋ＝１に設定される（ステップＳ４３）。
【0219】
ｋ番目の候補ピークＲｙｋがエッジチャネルに対応するかどうかをチェックする（ステップＳ４４）。これは、ｙｋ＝ｙ１またはｙｋ＝ｙＮであるかどうかをチェックすることに対応する。
【0220】
ｋ番目の候補ピークＲｙｋがエッジチャネルに対応する場合（ステップＳ４４｜Ｙｅｓ）、定常点Ｓｎは、候補センサ位置ｙｋ及び隣接したセンサ位置ｙｎを結合するスプラインセグメントに対して計算され、それに続き、最大値に対応するそれらの定常点Ｓｎを判定する（ステップＳ４５）。ｙｋ＝ｙ１である場合、スプラインセグメントｈ１（ｙ）の定常点Ｓ１が計算されるのに対し、ｙｋ＝ｙＮである場合、スプラインセグメントｈＮ－１（ｙ）の定常点Ｓ１が計算される。
【0221】
Ｎ－１個のスプラインセグメントのｎ番目ｈｎ（ｙ）の定常点Ｓｎは、Ｓｎ＝｛ｓｎ、１、…、ｓｎ、ｒ、…、ｓｎ、Ｎｄｅｇ－１｝として表されてもよく、Ｎｄｅｇは、多項式スプラインｈ（ｙ）の次数を表し、ｒは、インデックスであり、１＜＝ｒ＜＝Ｎｄｅｇである。実際には、Ｎｄｅｇは、少なくとも二次であり、すなわち、Ｎｄｅｇ＝２である。三次スプラインｈ（ｙ）の好ましい例では、Ｎｄｅｇ＝３及びＳｎ＝｛ｓｎ、１、ｓｎ、２｝（変曲点に対してｓｎ、１＝ｓｎ、２）である。三次スプラインの特定の例では、定常点ｓｎ、１、ｓｎ、２は、閉形式二次方程式を使用して判定されてもよい。より高位Ｎｄｅｇ＞３の多項式スプラインｈｎ（ｙ）の定常点Ｓｎは、数的求根方法を使用して解かれる必要があることがある。
【0222】
多項式スプラインｈ（ｙ）の全体の一部を定義するためにのみ、各々のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）が使用されるが、スプラインセグメントｈｎ（ｙ）が多項式スプラインｈ（ｙ）を定義したｙｎ～ｙｎ＋１の範囲外に定常点Ｓｎがあることがあるときでさえ、先述の定常点Ｓｎ（平方根）を発見するよう各々のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）についての式が解かれてもよい。
【0223】
力値を補間し、ピークＨを推定する方法の以下の処理の議論は、簡略して、多項式スプラインｈ（ｙ）が三次（Ｎｄｅｇ＝３）であることを想定する。しかしながら、力値を補間し、ピークＨを推定する方法は、三次よりも大きな次数または少ない次数Ｎｄｅｇの多項式スプラインｈ（ｙ）に拡張されてもよい。
【0224】
例えば、スプラインセグメントｈｎ（ｙ）についての式の第２の導関数の符号に基づいて、定常点Ｓｎ＝｛ｓｎ、１、ｓｎ、２）のどれが最大であるかが判定される。変曲点（または、次数に応じた起伏点）は、ゼロに等しい第２の導関数と共に、実際には可能性が低いと考えられ、そのような定常点が発生する場合、それらは、ピークを発見することを目的として無視される。この説明を目的として、定常点ｓｎ、１がｎ番目の三次スプラインセグメントｈｎ（ｙ）についての式の最大値を表すことを想定する。
【0225】
計算済み最大値ｓｎ、１の妥当性がチェックされる（ステップＳ４６）。対応するスプラインセグメントｈｎ（ｙ）が多項式スプラインｈ（ｙ）を定義した範囲内に最大値ｓｎ、１がある場合、最大値ｓｎ、１は、有効ピークに対応する（ステップＳ４６｜Ｙｅｓ）。例えば、ｙｋ＝ｙ１である場合、最大値ｓ１、１は、有効になるために、ｙ１＜＝ｓ１、１＜ｙ２を満たす必要がある。同様に、ｙｋ＝ｙＮ－１である場合、最大値ｓｎ、１は、有効になるために、ｙＮ１＜＝ｓＮ＜＝ｙＮを満たす必要がある。この条件は、多項式スプラインｈ（ｙ）に存在する最大値ｓｎ、１を発見することに対応する。セグメントｈｎ（ｙ）が多項式スプラインｈ（ｙ）を定義した範囲外ある最大値ｓｎ、１は、実際に多項式スプラインｈ（ｙ）に対して発生しない。
【0226】
計算済み最大値ｓｎ、１が有効である場合（ステップＳ４６｜Ｙｅｓ）、最大値ｓｎ、１に等しいピーク座標ｙｐｋを割り当て、スプラインセグメントｈｎ（ｓｎ、１）の値に等しいピーク力Ｆｙｐｋを最大限に割り当てることによって、ｋ番目のピークＨｙｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｙｐｋ｝が設定される（ステップＳ４７）。エッジチャネルに対し、ｎは、値１またはＮ－１を取ってもよい。
【0227】
計算済み最大値ｓｎ、１が有効でない場合（ステップＳ４６｜Ｎｏ）、候補座標ｙｋに等しいピーク座標ｙｐｋを割り当て、候補力値Ｆｙ＊
ｋに等しいピーク力Ｆｙｐｋを割り当てることによって、ｋ番目のピークＨｙｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｙｐｋ｝が設定される（ステップＳ４８）。
【0228】
ｋ番目の候補ピークＲｙｋがエッジチャネルに対応しない場合（ステップＳ４４｜Ｎｏ）、最大力値に対応する候補センサ位置ｙｋ及び隣接したセンサ位置ｙｎを結合し、それに続いて最大値ｓｎを判定するスプラインセグメントｈｎ（ｙ）についての定常点Ｓｎが計算される（ステップＳ４９）。
【0229】
ｙｋ＝ｙｎであり、次いで、Ｆｙｎ＋１、ｉ＞Ｆｙｎ－１、ｉである場合、スプラインセグメントｈｎ（ｙ）についての定常点Ｓｎが計算される一方で、Ｆｙｎ＋１、ｉ＜Ｆｙｎ－１、ｉである場合、スプラインセグメントｈｎ－１（ｙ）についての定常点Ｓｎ－１が計算される。定常点Ｓｎの計算は、エッジチャネルについて前に説明された（ステップＳ４５）のと同一である。対応する最大値ｓｎ、１またはｓｎ－１、１は、前に説明された定常点ＳｎまたはＳｎ－１から判定される。
【0230】
計算済み最大値ｓｎ、１またはｓｎ－１、１が有効性について試験される（Ｓ５０）。計算済み最大値ｓｎ、１またはｓｎ－１、１は、対応するスプラインセグメントｈｎ（ｙ）またはｈｎ－１（ｙ）が多項式スプラインｈ（ｙ）を定義した範囲内にそれがある場合に有効であり、そうでなければ無効である。これは、エッジチャネルに対して計算された最大値ｓ１、１、ｓＮ、１に適用された条件と同一である（ステップＳ４６）。
【0231】
計算済み最大値ｓｎ、１またはｓｎ－１、１が有効である場合（ステップＳ５０｜Ｙｅｓ）、ｋ番目のピークＨｙｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｙｐｋ｝が設定される（ステップＳ４７）。例えば、Ｆｙｎ＋１、ｉ＞Ｆｙｎ－１、ｉである場合、最大値ｓｎ、１に等しいピーク座標ｙｐｋを割り当て、スプラインセグメントｈｎ（ｓｎ、１）の値に等しいピーク力Ｆｙｐｋを最大限に割り当てることによって、ｋ番目のピークＨｙｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｙｐｋ｝が設定される。しかしながら、Ｆｙｎ＋１、ｉ＜Ｆｙｎ－１、ｉである場合、最大値ｓｎ－１、１に等しいピーク座標ｙｐｋを割り当て、スプラインセグメントｈｎ－１（ｓｎ－１、１）の値に等しいピーク力Ｆｙｐｋを最大限に割り当てることによって、ｋ番目のピークＨｙｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｙｐｋ｝が設定される。
【0232】
計算済み最大値ｓｎ、１またはｎ－１、１が有効でない場合（ステップＳ５０｜Ｎｏ）、候補センサ位置ｙｋ及び他の隣接したセンサ位置ｙｎを結合し、それに続いて最大値ｓｎ－１、１またはｓｎ、１を判定する他のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）についての定常点Ｓｎが計算される（ステップＳ５１）。
【0233】
例えば、ｎ番目のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）についての定常点Ｓｎ及び最大値ｓｎ、１が最初に計算されたように、Ｆｙｎ＋１、ｉ＞Ｆｙｎ－１、ｉであり（ステップＳ４９）、次いで、最初に計算された最大値ｓｎ、１が有効でない場合（ステップＳ５０｜ｎｏ）、ｎ－１番目のスプラインセグメントｈｎ－１（ｙ）についての定常点Ｓｎ－１及び最大値ｓｎ－１、１が２番目に計算される（ステップＳ５１）。代わりに、ｎ－１番目のスプラインセグメントｈｎ１（ｙ）についての定常点Ｓｎ－１及び最大値ｓｎ－１、１が最初に計算されたように、Ｆｙｎ＋１、ｉ＜Ｆｙｎ－１、ｉであり（ステップＳ４９）、次いで、最初に計算された最大値ｓｎ－１、１が有効でない場合（ステップＳ５０｜ｎｏ）、ｎ番目のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）についての定常点Ｓｎ及び最大値ｓｎ、１が２番目に計算される（ステップＳ５１）。
【0234】
２番目に計算された最大値ｓｎ－１、１またはｓｎ、１は必要に応じて、有効性についてチェックされる（ステップＳ５２）。２番目に計算された最大値ｓｎ－１、１またはｓｎ、１が有効である場合（ステップＳ５２｜Ｙｅｓ）、計算済み最大値ｓｎ－１、１またはｓｎ、１を使用してｋ番目のピークＨｙｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｙｐｋ｝が設定される（ステップＳ４７）。
【0235】
しかしながら、スプラインセグメントｈｎ（ｙ）、ｈｎ－１（ｙ）のいずれかにおいて有効な最大値ｓｎ、１が発見されなかった場合（ステップＳ５２｜Ｎｏ）、ピークＨが割り当てられず、ｋをｋ＋１に増分した後（ステップＳ５３）、ｋ＋１番目の候補ピークＲｙｋ＋１が処理される（ステップＳ４４）。
【0236】
ｋ番目のピークＨｙｋが設定された場合、全ての候補ピークＲｙｋが処理されたかどうか、すなわち、ｋ＜Ｋｃであるかどうかをチェックする（ステップＳ５４）。ｋ＜Ｋｃである場合（ステップＳ５４｜Ｙｅｓ）、処理する更なる候補ピークＲｙｋが存在し、ｋをｋ＋１に増分した後（ステップＳ５３）、ｋ＋１番目の候補ピークＲｙｋ＋１が処理される（ステップＳ４４）。
【0237】
ｋ＞＝である場合（ステップＳ５４｜Ｎｏ）、処理する更なる候補ピークＲｙｋが存在しない。
【0238】
多項式スプラインを使用する第２の方法
図１２をも参照して、力値を補間し、ピークＨを推定する第２の例示的な方法（ステップＳ１４）の処理フローチャートが示される。しかしながら、力値を補間し、ピークＨを推定する第２の例示的な方法（ステップＳ１４）は、力情報２１を生成及び／または更新するいずれかの適切な代替的な方法を採用してもよい。
図１２をも参照して、力値を補間し、ピークＨを推定する第２の例示的な方法（ステップＳ１４）の処理フローチャートが示される。しかしながら、力値を補間し、ピークＨを推定する第２の例示的な方法（ステップＳ１４）は、力情報２１を生成及び／または更新するいずれかの適切な代替的な方法を採用してもよい。
【0239】
力値を補間し、ピークＨを推定する第２の例示的な方法は、第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び対応するセンサ位置ｙｎ、並びに候補ピークＲｙｋ＝｛ｙｋ、Ｆｙ＊
ｋ｝を参照して説明される。しかしながら、力値を補間し、ピークＨを推定する第２の例示的な方法は、第２の力値Ｆｘｍ、ｉ、または方向に沿って離れて間隔を空けられたセンサ位置に対応するいずれかの他の力値Ｆｉのセットに等しく適用可能である。
【0240】
簡略して、力値を補間し、ピークＨを推定する第２の例示的な方法は、三次多項式スプラインｈ（ｙ）を参照し、Ｎ－１個のスプラインセグメントのｎ番目ｈｎ（ｙ）の最大値に対応するよう定常点ｓｎ、１を取って説明される。
【0241】
力値を補間し、ピークＨを推定する第２の例示的な方法は、エッジチャネルを処理する第１の方法と同一である（ステップＳ４１～Ｓ４８）。
【0242】
ｋ番目の候補ピークＲｙｋがエッジチャネルに対応しない場合（ステップＳ４４｜Ｎｏ）、差異が発生する。
【0243】
候補位置ｙｋに結合する両方のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）についての定常点Ｓｎ及び対応する最大値ｓｎ、１が計算される（ステップＳ５５及びＳ５６）。例えば、候補位置ｙｋがｎ番目のセンサ位置ｙｋ＝ｙｎに対応する場合、センサ位置ｙｎ－１及びｙｎを結合する第１のスプラインセグメントｈｎ－１（ｙ）についての第１の定常点Ｓｎ－１及び対応する第１の最大値ｓｎ－１、１が計算される（ステップＳ５５）。加えて、センサ位置ｙｎ及びｙｎ＋１を結合する第２のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）についての第２の定常点Ｓｎ及び対応する第２の最大値ｓｎ、１が計算されるステップＳ５６）。
【0244】
第１の最大値ｓｎ－１、１及び第２の最大値ｓｎ、１の有効性が試験される（ステップＳ５７）。第１の方法（ステップＳ５０、Ｓ５２）と比較して、第２の方法は、異なる基準に従って、第１の最大値ｓｎ－１、１及び第２の最大値ｓｎ、１の有効性を判定する。
【0245】
特に、第１の最大値ｓｎ－１、１が第１のスプラインセグメントｈｎ－１（ｙ）の範囲ｙｎ－１＜＝ｓｎ－１、１＜ｙｎ内にある場合、第１の最大値ｓｎ－１、１が有効として割り当てられ、高優先度としてフラグ付けされる。しかしながら、第１の最大値ｓｎ－１、１が第２のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）の範囲ｙｎ＜＝ｓｎ－１、１＜ｙｎ＋１内にある場合、第１の最大値ｓｎ－１、１がなおも有効として割り当てられるが、低優先度としてフラグ付けされる。第１の最大値ｓｎ－１、１が第１のスプラインセグメントｈｎ－１（ｙ）及び第２のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）の範囲外にある場合、すなわち、ｓｎ－１、１＜ｙｎ－１またはｙｎ＋１＜＝ｓｎ－１、１である場合、第１の最大値ｓｎ－１、１が無効として割り当てられる。
【0246】
同様に、第２の最大値ｓｎ、１が第２のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）の範囲ｙｎ＜＝ｓｎ、１＜ｙｎ＋１内にある場合、第２の最大値ｓｎ、１が有効として割り当てられ、高優先度としてフラグ付けされる。しかしながら、第２の最大値ｓｎ、１が第１のスプラインセグメントｈｎ－１（ｙ）の範囲ｙｎ－１＜＝ｓｎ、１＜ｙｎ内にある場合、第２の最大値ｓｎ、１がなおも有効として割り当てられるが、低優先度としてフラグ付けされる。第２の最大値ｓｎ、１が第１のスプラインセグメントｈｎ－１（ｙ）及び第２のスプラインセグメントｈｎ（ｙ）の範囲外にある場合、すなわち、ｓｎ、１＜ｙｎ－１またはｙｎ＋１＜＝ｓｎ、１である場合、第２の最大値ｓｎ、１が無効として割り当てられる。
【0247】
第１の最大値ｓｎ－１、１及び第２の最大値ｓｎ、１の両方が無効である場合（ステップＳ５７｜Ｎｏ）、ピークＨｙｋが割り当てられず、インデックスｋがｋ＋１に増分され（ステップＳ５３）、次の候補ピークＲｙｋが考慮される（ステップＳ４４）。
【0248】
第１の最大値ｓｎ－１、１が有効であり（ステップＳ５７｜Ｙｅｓ）、第２の最大値ｓｎ、１が無効である場合（ステップＳ５８｜Ｙｅｓ）、第１の最大値ｓｎ－１、１に基づいて、ｋ番目のピークＨｙｋが割り当てられる（ステップＳ５９）。
【0249】
両方の最大値ｓｎ－１、１、ｓｎ、１が有効であり（ステップＳ５７｜Ｙｅｓ）、第１の最大値ｓｎ－１、１が高優先度であると共に、第２の最大値ｓｎ、１が低優先度である場合（ステップＳ５８｜Ｙｅｓ）、第１の最大値ｓｎ－１、１に基づいて、ｋ番目のピークＨｙｋが割り当てられる（ステップＳ５９）。
【0250】
第２の最大値ｓｎ、１が有効であり（ステップＳ５７｜Ｙｅｓ）、第１の最大値ｓｎ－１、１が無効である場合（ステップＳ５８｜Ｎ０、ステップＳ６０｜Ｙｅｓ）、第２の最大値ｓｎ、１に基づいて、ｋ番目のピークＨｙｋが割り当てられる（ステップＳ６１）。
【0251】
両方の最大値ｓｎ－１、１、ｓｎ、１が有効であり（ステップＳ５７｜Ｙｅｓ）、第２の最大値ｓｎ、１が高優先度であると共に、第１の最大値ｓｎ－１、１が低優先度である場合（ステップＳ５８｜Ｎ０、ステップＳ６０｜Ｙｅｓ）、第２の最大値ｓｎ、１に基づいて、ｋ番目のピークＨｙｋが割り当てられる（ステップＳ６１）。
【0252】
両方の最大値ｓｎ－１、１、ｓｎ、１が有効であり（ステップＳ５７｜Ｙｅｓ）、両方の最大値ｓｎ－１、１、ｓｎ、１が等しい優先度を有する場合（ステップＳ５８｜Ｎ０、ステップＳ６０｜Ｎｏ）、第１の最大値ｓｎ－１、１または第２の最大値ｓｎ、１のどちらが多項式スプラインｈ（ｓｎ－１、１）、ｈ（ｓｎ、１）の最大値に対応するかに基づいて、ｋ番目のピークＨｙｋが割り当てられる。
【0253】
フーリエ変換を使用する方法
図１３をも参照して、力値を補間し、ピークＨを推定する第３の例示的な方法（ステップＳ１４）の処理フローチャートが示される。しかしながら、力値を補間し、ピークＨを推定する方法（ステップＳ１４）は、力情報２１を生成及び／または更新するいずれかの適切な代替的な方法を採用してもよい。
図１３をも参照して、力値を補間し、ピークＨを推定する第３の例示的な方法（ステップＳ１４）の処理フローチャートが示される。しかしながら、力値を補間し、ピークＨを推定する方法（ステップＳ１４）は、力情報２１を生成及び／または更新するいずれかの適切な代替的な方法を採用してもよい。
【0254】
力値を補間し、ピークＨを推定する第３の例示的な方法は、第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び対応するセンサ位置ｙｎ、並びに候補ピークＲｙｋ＝｛ｙｋ、Ｆｙ＊
ｋ｝を参照して説明される。しかしながら、力値を補間し、ピークＨを推定する第３の例示的な方法は、第２の力値Ｆｘｍ、ｉ、または方向に沿って離れて間隔を空けられたセンサ位置に対応するいずれかの他の力値Ｆｉのセットに等しく適用可能である。
【0255】
センサ位置ｙｎが等しく間隔を空けられない場合、力値Ｆｙｎ、ｉ及び対応するセンサ位置ｙｎは、等間隔の位置ｙ'ｎ及び変換済み力値Ｆｙ'ｎ、ｉにシフトされる（ステップＳ６３）。この処理は、センサ位置ｙｎがほぼ等しく間隔を空けられる場合に省略されてもよい。
【0256】
図１４をも参照して、変換済み力値Ｆｙ'ｎ、ｉを計算する例示的な方法が、以下に更に詳細に説明される。
【0257】
Φｎ＝Φ（ωｎ）は、Ｎ個の周波数のｎ番目ωｎに対応する複合振幅を表すものとし、周波数スペクトルΦｎは、力値Ｆｙｎ、ｉの離散フーリエ変換または変換済み力値Ｆｙ'ｎ、ｉを計算することによって取得される（ステップＳ６４）。値Φｎの半分のみは、ナイキスト周波数ωｎｙｑまで一意であり、残りの周波数ωｎ＞ωｎｑｙは、反映済み値Φｎに対応する。周波数スペクトルΦｎは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムを使用して取得されてもよい。
【0258】
例えば、図１５をも参照して、周波数スペクトルΦｎを記憶したアレイが概略的に示される。
【0259】
第１のブロック３０は、ωｎｑｙまでの周波数スペクトルΦｎの一意な値を保持する。第２のブロック３１は、ナイキスト周波数ωｎｙｑに関して反映された、周波数スペクトルΦｎの同一のＮ／２の値を保持する。言い換えると、インデックス値ｎ１＜Ｎ／２及びｎ２＝Ｎ－ｎ１＋１についてΦｎ１＝Φｎ２である。
【0260】
ナイキスト周波数ωｎｙｑを上回る数Ｎｚｅｒｏのゼロを挿入することによって、ゼロ挿入済み周波数スペクトルΦｚｅｒｏｎが取得される（ステップＳ６５）。ゼロ挿入済み周波数スペクトルΦｚｅｒｏｎは、合計で総数Ｎｉｎｔ＝Ｎ＋Ｎｚｅｒｏの値である。
【0261】
例えば、図１６をも参照して、ゼロ３２のブロックが第１のブロック３０と第２のブロック３１との間に挿入される。
【0262】
ゼロ挿入済み周波数スペクトルΦｚｅｒｏｎの逆離散フーリエ変換を計算することによって、補間済み力値Ｇが取得される（ステップＳ６６）。補間済み力値Ｇは、元のセンサ位置ｙｎよりも近くに間隔を空けられた補間済み位置ｙｉｎｔ１、…、ｙｉｎｔｎ、…、ｙｉｎｔＮｉｎｔに対応する、数Ｎｉｎｔ＝Ｎ＋Ｎｚｅｒｏの離散値Ｇ１、…、Ｇｎ、…ＧＮｉｎｔの形式を取る。補間済み位置ｙｉｎｔ１、…、ｙｉｎｔｎ、…、ｙｉｎｔＮｉｎｔは、ｙｉｎｔ１＝ｙ１及びｙｉｎｔＮｉｎｔ＝ｙＮであるように、センサ位置ｙｎと同一の範囲に及ぶことに留意されるべきである。
【0263】
補間済み力値Ｇから力を入れた周期のアーチファクトを除去することができる（ステップＳ６７）。
【0264】
図１７をも参照して、補間済み力値Ｇ、３３の例が示される。
【0265】
フーリエ変換を取得し（ステップＳ６４）、ゼロを挿入し（ステップＳ６５）、次いで、逆フーリエ変換を計算する（ステップＳ６６）処理は、補間済み力値Ｇを周期的にさせ、それは、テールアーチファクト領域３４を導入させることがある。
【0266】
図１８をも参照して、切り取られた補間済み力値Ｇｔｒｕｎ、３５を形成するよう、テールアーチファクト領域３４を除去することができる。切り取られた補間済み力値Ｇｔｒｕｎ、３５は次いで、ｙ１からｙＮのセンサ位置の元の範囲に及ぶ、取得され補正された補間済み力値Ｇｃｏｒ、３６に線形にワープされる。
【0267】
図１９をも参照して、テールアーチファクト領域除去の実験的な例が示される。
【0268】
Ｎ＝８の第１のセンサ５を含むタッチパネル１０の例から実験的データが取得されている。ゼロ挿入済み周波数スペクトルΦｚｅｒｏｎを反転させることから直接取得された補間済み力値３３、Ｇは、測定済み力値Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙ８、ｉに対する良好でない対応付けをもたらすことを観察することができ、それは、力を入れた周期のアーチファクトの結果であると信じられている。テールアーチファクト領域３４は、補間済み力値Ｇが最後の力値Ｆｙ８、ｉを下回って下がるｙｉｎｔＮｉｎｔ＝ｙＮへの領域ｙｉｎｔｔａｉｌ、すなわち、Ｇ＜Ｆｙ８、ｉである領域として定義される。テールアーチファクト領域３４の除去及び元の領域ｙ１～ｙ８に及ぶ線形ワープに続いて、補正された補間済み力値Ｇｃｏｒ、３６は、測定済み力値Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙ８、ｉへの改善された対応付けをもたらすことを観察することができる。
【0269】
他の実施例では、テールアーチファクト領域３４は、補間済み力値Ｇが最小力値ｍｉｎ｛Ｆｙ１、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ、…、Ｆｙｎ、ｉ｝を下回って下がる領域として定義されてもよい。
【0270】
図１３を再度参照して、Ｋｙｃ個の候補ピークＲｙｋ＝｛ｙｋ、Ｆｙ＊
ｋ｝のリストが取り出される（ステップＳ６８）。
【0271】
Ｋｙｃ個の候補ピークＲｙｋの最初を考慮して開始するよう、インデックスｋがｋ＝１に設定される（ステップＳ６９）。
【0272】
ｋ番目の候補ピークＲｙｋの位置ｙｋを開始点として使用して、極大値について補間済み力値Ｇ、または好ましくは補正された補間済み力値Ｇｃｏｒが探索される（ステップＳ７０）。例えば、補間済み力値Ｇまたは補正された補間済み力値Ｇｃｏｒに対して計算された数値勾配に基づいて、勾配降下法が使用されてもよい。発見された最大値の位置は、ｙｉｎｔｍａｘと表わされてもよく、対応する補正された補間済み力値は、Ｇｃｏｒ（ｙｉｎｔｍａｘ）と表わされてもよい。
【0273】
最大Ｇｃｏｒ（ｙｉｎｔｍａｘ）が一意であるかどうか、またはそれが前に処理されたピーク候補Ｒｙｋについて既に発見されたかどうかがチェックされるべきである（ステップＳ７１）。２つの候補ピークＲｙｋが同一の計算済み座標ｙｉｎｔｍａｘに収束する場合、別個の候補ピークＲｙｋとしての初期検出は、誤りである可能性が高く、１つの対応するピークＨｙｋのみが割り当てられるべきである。
【0274】
計算済み座標ｙｉｎｔｍａｘがそれまでに一意である場合（ステップＳ７１｜Ｙｅｓ）、ピーク位置ｙｐｋ＝ｙｉｎｔｍａｘを割り当て、ピーク力値Ｆｙｐｋ＝Ｇｃｏｒ（ｙｉｎｔｍａｘ）を割り当てることによって、ｋ番目のピークＨｙｋ＝｛ｙｐｋ、Ｆｙｐｋ｝が設定される（ステップＳ７２）。
【0275】
計算済み座標ｙｉｎｔｍａｘが既に発見されている場合（ステップＳ７１｜Ｎｏ）、新たなピークＨｙｋが割り当てられない（ステップＳ７２をスキップする）。
【0276】
インデックスｋ＝Ｋｙｃである場合（ステップＳ７３｜Ｙｅｓ）、全ての候補ピークＲｙｋが処理されている。
【0277】
インデックスｋ＜Ｋｙｃである場合（ステップＳ７３｜Ｎｏ）、インデックスｋがｋ＋１に増分され、次の候補ピークＲｙｋが処理される（ステップＳ７０）。
【0278】
図１４を再度参照して、等間隔の位置ｙ'ｎに対応する変換済み力値Ｆｙ'ｎ、ｉを計算する例が示される。しかしながら、変換済み力値Ｆｙ'を計算するいずれかの適切な代替的な方法が代わりに使用されてもよい。
【0279】
等間隔の位置ｙ'ｎに対応する変換済み力値Ｆｙ'ｎ、ｉを計算する例は、第１の力値Ｆｙｎ、ｉ及び対応するセンサ位置ｙｎを参照して説明される。しかしながら、等間隔の位置ｙ'ｎに対応する変換済み力値Ｆｙ'ｎ、ｉを計算する例は、第２の力値Ｆｘｍ、ｉ、または方向に沿って間隔を空けられたセンサ位置に対応するいずれかの他の力値Ｆｉのセットに等しく適用可能である。
【0280】
等間隔の位置ｙ'ｎに対応する変換済み力値Ｆｙ'ｎ、ｉは、センサ位置ｙｎ及び対応する力値Ｆｙｎ、ｉを一括する線形補間に基づいて単純に計算されてもよい。例えば、第２の変換済み力値Ｆｙ'２、ｉは、以下に従って計算されてもよい。
【数2】
【0281】
同様に、第３の変換済み力値Ｆｙ'３、ｉ、第４の変換済み力値Ｆｙ'４、ｉ、及び第５の変換済み力値Ｆｙ'５、ｉはそれぞれ、以下に従って計算されてもよい。
【数3】
【0282】
【0283】
多項式スプラインｈ（ｙ）の性質を仮定して説明されるように、補間済み力値Ｇは、測定済み力値Ｆｙｎ、ｉを通過する。ピークＨｙｋに対応する補間済み力値Ｇのピークがセンサ位置ｙｎの間にあることを観察することができる。
【0284】
【0285】
特に、補正された補間済み力値Ｇｃｏｒ、３８を取得するために、高速フーリエ変換法が使用されている。補正された補間済み力値Ｇｃｏｒ、３８は全体的に、測定済み力値Ｆｙｎ、ｉを辿るが、三次スプラインｈ（ｙ）、３７に対してとは異なり、補正された補間済み力値Ｇｃｏｒ、３８は、補正された補間済み力値Ｇｃｏｒ、３８を通過するよう制約されないことを観察することができる。
【0286】
図２２をも参照して、三次多項式スプラインｈ（ｙ）の形式にある補間済み力値Ｇ、３７、及びフーリエ変換法を使用して取得された補正された補間済み力値Ｇｃｏｒ、３８の比較が示される。
【0287】
２つの方法の結果３７、３８は広く一致しているが、推定済みピーク位置ｙｐｋ及びピーク力値Ｆｙｐｋにおける僅かな差異を観察することができ、それは、当初の測定済み力値Ｆｙｎ、ｉを通過する多項式スプラインｈ（ｙ）の制約からの結果であると考えられる。
【0288】
概して、特に、三次スプラインｈ（ｙ）が使用されるとき、多項式スプラインｈ（ｙ）法（図１１、１２）は、フーリエ変換法（図１３）よりも相対的に高速であることがある。しかしながら、フーリエ変換法（図１３）を使用して取得された補正された補間済み力値Ｇｃｏｒ、３８が当初の測定済み力値Ｆｙｎ、ｉを通過するよう制約されないことを理由に、フーリエ変換法（図１３）は、測定済み力値Ｆｙｎ、ｉにおけるいずれかの雑音にあまり影響されないことがある。
【0289】
修正
前に説明された実施形態に様々な修正が行われてもよいことが認識されよう。そのような修正は、本明細書で既に説明された特徴の代わりにまたは加えて使用することができる、タッチパネル及びその構成部品の設計、製造、及び使用において、並びにタッチパネルからの信号の処理において既に知られている同等の特徴及び他の特徴を伴ってもよい。１つの実施形態の特徴は、別の実施形態の特徴と置き換えられてもよく、または別の実施形態の特徴によって補足されてもよい。
前に説明された実施形態に様々な修正が行われてもよいことが認識されよう。そのような修正は、本明細書で既に説明された特徴の代わりにまたは加えて使用することができる、タッチパネル及びその構成部品の設計、製造、及び使用において、並びにタッチパネルからの信号の処理において既に知られている同等の特徴及び他の特徴を伴ってもよい。１つの実施形態の特徴は、別の実施形態の特徴と置き換えられてもよく、または別の実施形態の特徴によって補足されてもよい。
【0290】
測定フロントエンド１４、力信号処理モジュール１５、及び容量信号処理モジュール１６が別個の構成要素として示されてきたが、実際には、それらの要素のいくつかまたは全ては、例えば、マイクロコントローラまたは特定用途向け集積回路などの単一の統合化デバイスによって提供されてもよい。
【0291】
力チャネル２６及び位置処理モジュール２７が別個の構成要素として提供されてもよいが、いくつかの実施例では、力チャネル２６及び位置処理モジュール２７は、例えば、マイクロコントローラまたは特定用途向け集積回路などの単一の統合化デバイスによって提供されてもよい。力チャネル２６及び位置処理モジュール２７の機能は、測定フロントエンド１４及び／または容量信号処理モジュール１６の機能と単一のデバイスにおいて統合されてもよい。
【0292】
特許請求の範囲は、本願において、特徴の特定の組み合わせに対して説明されてきたが、本発明の開示の範囲は、明示的にもしくは暗示的に本明細書に開示する任意の新規特徴もしくは特徴の任意の新規組み合わせまたはその任意の一般論をも、それがいずれかの請求項で現在特許請求されているのと同じ発明に関するのか否か、及びそれが本発明が軽減するのと同じ技術的な問題のいずれかまたはすべてを軽減するか否かに関わらず、含むことを理解されたい。出願人は、本明細書により、本出願の、またはそこから派生するいずれかの更なる出願の出願経過の間に新たな請求項が、そのような特徴及び／またはそのような特徴の組み合わせに対して考案されてもよいことを告示する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【国際調査報告】