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CN115904120A - 非接触输入装置 - Google Patents

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CN115904120A
CN115904120A CN202210995685.2A CN202210995685A CN115904120A CN 115904120 A CN115904120 A CN 115904120A CN 202210995685 A CN202210995685 A CN 202210995685A CN 115904120 A CN115904120 A CN 115904120A
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CN
China
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sharpness
row
determination unit
sensor electrodes
value
Prior art date
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Pending
Application number
CN202210995685.2A
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English (en)
Inventor
内田庆太郎
太田真喜
高田正博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

本发明提供非接触输入装置,能够判定有无非接触操作和操作的位置。非接触输入装置包括:多个传感器电极,检测与对操作部的操作面以非接触进行操作输入的手向所述操作面的接近状态相应的静电电容;以及判定部,基于由所述多个传感器电极检测的静电电容,来在俯视时不同的多个位置计算所述手的尖锐度,基于多个所述尖锐度来判定所述操作输入的位置。

Description

非接触输入装置
技术领域
本发明涉及非接触输入装置。
背景技术
以往,存在一种触摸板输入装置,具备控制部,该控制部具有对探测由接近操作面的物体引起的电变量的变化而计算出的所述物体的接触区域是基于指尖的区域还是基于掌(手掌)的区域进行判定的防掌触(Palm Rejection)功能。利用指尖和手掌中的哪一个进行了操作的判定是基于接触区域的面积来进行的(例如,参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-141425号公报
发明内容
-发明所要解决的课题-
以往的触摸板输入装置以手与操作面接触为前提。然而,存在想要手不接触操作面而非接触地进行操作输入的情况。
因此,本发明的目的在于提供一种能够判定有无非接触操作和操作的位置的非接触输入装置。
本发明的实施方式的非接触输入装置包括:多个传感器电极,检测与对操作部的操作面以非接触进行操作输入的手向所述操作面的接近状态相应的静电电容;以及判定部,基于由所述多个传感器电极检测的静电电容,在俯视时不同的多个位置计算所述手的尖锐度,基于多个所述尖锐度来判定所述操作输入的位置。
-发明效果-
能够提供能够判定有无非接触操作和操作的位置的非接触输入装置。
附图说明
图1是表示包括实施方式的非接触输入装置的电子设备100的结构的一个例子的图。
图2是表示包括实施方式的非接触输入装置的电子设备100的结构的一个例子的图。
图3是表示包括实施方式的非接触输入装置的电子设备100的结构的一个例子的图。
图4是表示实施方式的非接触输入装置100A的结构的一个例子的图。
图5是表示针对手H与静电传感器120的电极面的关系的差分值ΔAD以及倒数的分布的一个例子的图。
图6是表示手H的长度方向以及宽度方向上的倒数的分布的一个例子的图。
图7是说明对指尖FT和手掌P拟合的二次曲线的例示性的二次系数的图。
图8是表示求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图9是表示求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图10是表示求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图11是表示求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图12是表示求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图13是表示求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图14是表示差分值ΔAD的分布、倒数的分布、以及给出Column(i)所表示的倒数的最小值Minimum(i)的列j的图。
图15是表示计算尖锐度的对象、最小值Minimum(i)、尖锐度计算的结果、最大的尖锐度以及坐标的图。
图16是表示基于第1变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。
图17是表示xz坐标与指尖FT的关系的图。
图18是表示基于第二变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。
图19是表示基于第三变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。
图20是表示基于第四变形例的子例程“sub指尖确定”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。
图21是表示第五变形例的求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图22是表示第五变形例的求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图23是表示第五变形例的求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图24是表示由5行6列的传感器电极121得到的差分值ΔAD的顺位、BigX(i)的方差的绝对值、BigX(i)和BigY(i)的协方差的绝对值的图。
图25是表示图20所示的第四变形例的确定指尖的处理中的判定结果的图。
图26是表示第六变形例的求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图27是表示第六变形例的求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图28是表示第六变形例的求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图29是表示第六变形例的求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。
图30是表示基于第七变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。
图31是表示基于第八变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。
图32是表示基于第九变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。
图33是表示非接触输入装置100A的静电传感器120的具体结构的图。
-附图标记说明-
100 电子设备
100A 非接触输入装置
105 操作面
110 显示装置
120 静电传感器
121、121X、121Y 传感器电极
122、122X、122Y 布线
130 控制装置
131 主控制部
132 AD变换部
133 计数器
134 判定部
135 动作控制部
136 显示控制部
137 存储器
具体实施方式
以下,对应用了本发明的非接触输入装置的实施方式进行说明。
<实施方式>
图1、图2以及图3是表示包括实施方式的非接触输入装置的电子设备100的结构的一例的图。图4是表示实施方式的非接触输入装置100A的结构的一例的图。在图2以及图3中示出电子设备100的利用者的手H。更具体而言,示出了手H的指尖FT和手掌(palm)P。指尖FT作为一个例子是食指,但也可以是食指以外的手指。
以下,定义XYZ坐标系来进行说明。与X轴平行的方向(X方向)、与Y轴平行的方向(Y方向)、与Z轴平行的方向(Z方向)相互正交。此外,以下,将-Z方向作为接近静电传感器120的方向,将+Z方向作为远离静电传感器120的方向进行说明。此外,俯视指的是进行XY面观察。此外,以下有时为了容易理解结构而夸张地表示各部分的长度、粗细、厚度等。
电子设备100包括壳体101、显示装置110、静电传感器120以及控制装置130。虽然在图1至图3中省略了控制装置130(参照图4),但作为一个例子,控制装置130在壳体101的内部设置于显示装置110以及静电传感器120的下侧。如图4所示,非接触输入装置100A包括静电传感器120以及控制装置130。
壳体101是收容显示装置110、静电传感器120以及控制装置130的树脂制或者金属制等的外壳。作为一个例子,显示装置110配置于透明的静电传感器120的下侧,能够经由设置于位于壳体101的上部的开口部的透明面板等的上表面即操作面105进行视觉辨认。
电子设备100能够在不使指尖FT以及手掌P与电子设备100的操作面105接触的情况下,在使指尖FT以及手掌P非接触地接近操作面105的状态下进行操作。在图2以及图3中,作为一个例子,示出利用位于从操作面105离开距离D(参照图2)的位置的指尖FT对操作部111进行操作输入的状态。电子设备100检测未与操作面105接触的指尖FT的位置,接受非接触下的操作输入。非接触下的操作输入是指不用指尖FT与操作面105接触地利用指尖FT对电子设备100进行操作。
电子设备100例如可以是配置于店铺、设施等且不特定的大量利用者利用的平板型的输入装置、ATM(Automatic Teller Machine,自动取款机)的输入部。此外,电子设备100也可以是个人利用的平板计算机、智能手机、游戏机等。
作为一个例子,显示装置110是液晶显示器、有机EL(Electroluminescence,电致发光)显示器等。显示装置110用GUI(Graphic User Interface)显示操作部111的图像。作为一个例子,操作部111在俯视下呈矩阵状配置。
在图1至图3中,作为一个例子而示出5行×6列的30个操作部111。在30个操作部111上(行,列)标记(1,1)~(5,6)。关于配置成矩阵状的30个操作部111,5个行在X方向上延伸,在Y方向上平行地排列。6个列在Y方向上延伸,在X方向上并列排列。另外,电子设备100也可以是不包括显示装置110而包括通过印刷等显示于操作面105的操作部的方式。
静电传感器120重叠配置于显示装置110之上,如图4所示,具有在X方向上排列有6个、在Y方向上排列有5个的合计30个传感器电极121。30个传感器电极121经由30根布线122分别与控制装置130连接。在图4中示出布线122为1根,但实际上分别经由30根布线122将30个传感器电极121独立地连接于控制装置130。作为一个例子,这样的静电传感器120能够使用在透明玻璃的表面形成ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)等透明导电膜并图案形成为传感器电极121以及布线122的静电传感器。静电传感器120的静电电容被输入到控制装置130。
在此,作为一个例子,示出30个传感器电极121分别配置成与30个操作部111重叠的结构。关于30个传感器电极121的行和列的关系与操作部111相同。因此,30个传感器电极121以5行6列排列,与30个操作部111同样地以(行,列)标记(1,1)~(5,6)。30个传感器电极121的位置用行编号和列编号表示。
以下,将行设为i,将列设为j,将各传感器电极121的位置用(i,j)表示。在此,作为一个例子,行i为1~5,列j为1~6。作为一个例子,第1行的传感器电极121位于+Y方向侧的端部,第五行的传感器电极121位于-Y方向侧的端部。第1列的传感器电极121位于-X方向侧的端部,第六列的传感器电极121位于+X方向侧的端部。
此外,与某行i的-Y方向侧相邻的行是行i+1,是下一行的行。此外,与某行i的+Y方向侧相邻的行是行i-1,是上一行的行。此外,位于最靠-X方向侧的列的列编号j为1(j=1),作为一个例子,位于最靠+X方向侧的列的列编号j为最大的列编号。在此,最大的列编号j是6。
以下,在不特别区分传感器电极121(i,j)的情况下,简称为传感器电极121。此外,在此对传感器电极121和操作部111以1对1对应的方式进行说明,但也可以一个操作部111与多个传感器电极121对应。
控制装置130通过包括CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、输入输出接口以及内部总线等的计算机来实现。
控制装置130具有主控制部131、AD(Analog to Digital,模拟-数字)变换部132、计数器133、判定部134、动作控制部135、显示控制部136以及存储器137。主控制部131、AD变换部132、计数器133、判定部134、动作控制部135以及显示控制部136将控制装置130执行的程序的功能(faction)表示为功能块。此外,存储器137功能性地表示控制装置130的存储器。
主控制部131是统括控制装置130的处理的处理部,执行AD变换部132、计数器133、判定部134、动作控制部135以及显示控制部136执行的处理以外的处理。例如,主控制部131进行30个传感器电极121的扫描。
AD变换部132将静电传感器120的输出变换为数字值。AD变换部132的输出是静电传感器120的各传感器电极121与周边的导体间的静电电容的检测值。计数器133对AD变换部132的输出相对于基准值的差分值进行计数并输出。差分值是相对于输出的基准值的变化量的计数值。以下,标记为差分值ΔAD。AD变换部132的输出是各传感器电极121与周边的导体间的静电电容。基准值是在各传感器电极121的周边没有手指的情况下的各传感器电极121与周边的导体间的静电电容。差分值ΔAD是各传感器电极121与手指之间的静电电容。
由于差分值ΔAD是针对各传感器电极121而得到的,因此从静电传感器120的输出得到30个差分值ΔAD。将根据传感器电极121(i,j)的静电电容而得到的差分值表示为差分值ΔAD(i,j)。AD变换部132将传感器电极121(i,j)的静电电容变换为数字值,计数器133对AD变换部132的输出相对于基准值的变化量进行计数,输出关于30个传感器电极121(i,j)的差分值ΔAD(i,j)。另外,在不特别区分差分值ΔAD(i,j)的情况下,仅标记为差分值ΔAD。
判定部134基于从计数器133输出的差分值ΔAD来判定指尖FT的位置、手掌P的位置、指尖FT以及手掌P不存在的位置。在电子设备100以及非接触输入装置100A中,判定部134将指尖FT的前端的位置判定为利用者所进行的操作输入的位置。关于判定部134执行的判定方法,使用流程图在后面叙述。
动作控制部135基于由判定部134判定的操作输入的位置,来控制电子设备100的动作。显示控制部136基于由判定部134判定的操作输入的位置来控制显示装置110的显示。存储器137存放主控制部131、判定部134、动作控制部135以及显示控制部136执行处理时使用的程序、数据等。此外,存储器137存放表示传感器电极121的行数和列数的数据。
图5是表示针对手H与静电传感器120的电极面的关系的差分值ΔAD以及倒数的分布的一个例子的图。电极面是30个传感器电极121的表面。倒数是差分值ΔAD的倒数。
若将图5的左侧所示那样指尖FT以及手掌P接近电极面的情况、和图5的右侧所示那样指尖FT以及手掌P比左侧稍微远离电极面的情况下的差分值ΔAD进行比较,则左侧那样指尖FT以及手掌P接近电极面的情况与右侧那样稍微远离的情况相比,差分值ΔAD变大。差分值ΔAD是由静电传感器120检测的静电电容的手所引起的变化量,ΔAD是与电极面与指尖FT以及手掌P之间的距离成反比例的值。此外,由于与距离成反比例,所以即使手H的姿势相同,若电极面与指尖FT以及手掌P之间的距离不同,则表示差分值ΔAD的分布的波形也不同。在图5中,在左侧以及右侧中的哪一个中,都采取了使食指的指尖FT伸出的姿势。
相对于此,表示倒数的分布的波形与表示差分值ΔAD的分布的波形相比,电极面与指尖FT以及手掌P之间的距离的差异所带来的影响少,得到比较类似的波形。这是因为,差分值ΔAD的倒数是电极面与指尖FT以及手掌P之间的距离的函数。
图6是表示手H的长度方向以及宽度方向上的倒数的分布的一个例子的图。手H的长度方向是指从手腕通过手掌P到达指尖FT的方向。手H的宽度方向是指在俯视时与手H的长度方向正交的方向,是朝向拇指和小指的方向。
在图6中,手H的左侧的分布(A)表示长度方向上的倒数的分布,手H的右侧的上半部分的分布(B)表示指尖FT的位置处的倒数的宽度方向的分布,手H的右侧的下半部分的分布(C)表示手掌P的位置处的倒数的宽度方向的分布。
在分布(A)的手H的长度方向上的倒数的分布中,在存在手H的区间,倒数的分布是平缓的曲线,但如箭头FT所示,在存在指尖FT的部分与比指尖FT靠前方的没有手H的部分的边界,倒数大幅变化。因此,如果确定倒数大幅变化的位置,就能够基于倒数的分布来判别指尖FT在长度方向上的位置。
此外,在分布(B)的指尖FT的位置处的倒数的宽度方向的分布中,仅在指尖FT所处的区间,呈V字型的倒数变小。因此,若确定倒数V字型变化的位置,就将能够基于倒数的分布来判别指尖FT在宽度方向上的位置。在倒数呈V字型变化的曲线中,能够拟合二次曲线。
此外,在分布(C)的手掌P的位置处的倒数的宽度方向的分布中,手掌P所处的区间的倒数比手掌P不位于的两端变小,遍及比指尖FT宽度方向上更宽的区间取较小的值。因此,若确定了在比指尖FT宽度方向上更宽的区间取较小的值的位置,就能够基于倒数的分布来判别宽度方向上的手掌P的位置。在与手掌P的形状相应的曲线中,能够拟合比指尖FT平缓的二次曲线、圆。认为在对指尖FT拟合的二次曲线和对手掌P拟合的二次曲线中,二次系数产生大的差。
图7是说明对指尖FT和手掌P拟合的二次曲线的例示性的二次系数的图。在图7的上侧从正面表示将食指伸出的手H。对指尖FT拟合用虚线表示的二次曲线10FT,对手掌P拟合用实线表示的二次曲线10P。
如图7的下半部分所示,二次曲线10FT以及10P是通过将z=ax2中的二次系数a分别设定为1(a=1)以及8(a=8)而得到的二次曲线。这样,通过将二次系数a设定为适当的值,能够求出对指尖FT以及手掌P拟合的二次曲线10FT以及10P。二次曲线10FT以及10P能够通过曲线拟合来求出。
此外,由于指尖FT和手掌P的宽度较大地不同,因此通过曲线拟合而拟合的二次曲线的二次的系数a大不相同。如图7所示,作为一个例子,对指尖FT拟合的二次曲线的二次系数a为8,对手掌P拟合的二次曲线的二次系数a为1。因此,若求出差分值ΔAD的倒数的分布并通过曲线拟合求出进行拟合的二次曲线的二次的系数a,就能够判别指尖FT和手掌P。若能够求出指尖FT的位置,则能够实现非接触下的操作输入。
通过对差分值ΔAD的倒数的分布进行曲线拟合而得到的二次曲线的二次系数a越大,二次曲线越尖锐成V字状。在此,求出二次系数a作为二次曲线的尖锐度,基于尖锐度确定指尖FT的位置。尖锐度是指二次曲线的V字形状尖锐的程度。
接下来,使用图8至图13的流程图,对指尖FT的位置的求出方法进行说明。图8至图13是表示求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。该处理由判定部134执行。图8表示主流程,图9至图13分别表示图8中的步骤S3~S7的子例程处理的流程。另外,在此,作为一个例子,说明为有如下规则:如图3所示,从在电子设备100的-Y方向侧在X方向上延伸的端边的一侧朝向+Y方向侧,在操作面105的上方将手H罩在电子设备100上而进行操作输入。
当处理开始时,判定部134从存储器137读入传感器电极121的行数和列数(步骤S1)。AllRows表示传感器电极121的行数,AllColumns表示传感器电极121的列数。作为一个例子,AllRows为5行,AllColumns为6列。
接下来,判定部134取得关于全部传感器电极121的差分值ΔAD(1,1)~ΔAD(AllRows,AllColumns)(步骤S2)。通过步骤S2的处理,作为一个例子,得到关于30个传感器电极121的30个差分值AD(1,1)~ΔAD(AllRows,AllColumns)。
接下来,判定部134调用子例程“sub倒数变换”,将全部差分值ΔAD(1,1)~ΔAD(AllRows,AllColumns)变换为倒数(步骤S3)。
接下来,判定部134调用子例程“sub最小值判定”,判定全部行中的倒数的最小值,进行求出表示倒数的最小值的列的处理(步骤S4)。
接下来,判定部134调用子例程“sub除外行确定”,进行确定出除外行的处理(步骤S5)。除外行是指不存在手H的行,是通过确定并除外不存在手的行,从而筛选到存在手的行的处理。
接下来,判定部134调用子例程“sub尖锐度计算”,对存在手的行进行计算尖锐度的处理(步骤S6)。
接下来,判定部134调用子例程“sub指尖确定”,基于针对在步骤S6中存在手的全部行计算出的尖锐度,进行确定出指尖FT的行的处理(步骤S7)。
最后,判定部134基于在步骤S7中确定的指尖的行,输出表示指尖FT的前端的位置的坐标(步骤S8)。在此,row表示指尖FT所在的行编号。此外,column(i)表示在i行倒数为最小的列编号,因此column(row)表示在row行中倒数最小的列编号。
接下来,使用图9,对基于图8的步骤S3的子例程“sub倒数变换”进行的倒数变换处理进行说明。
判定部134进行如下的循环处理:一边从i=1至AllRows一个一个地选择行i,一边运算关于全部行i中所包括的全部列j的差分值ΔAD(i,j)的倒数(步骤S11~S15)。i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地选择一边进行倒数的运算。
判定部134针对所选择的行i进行如下的循环处理:一边从j=1至AllColumns一个一个地选择列j,一边对全部列的差分值ΔAD(i,j)的倒数进行运算(步骤S12~S14)。j=1,AllColumns,1意味着从列数i=1至AllColumns一列一列地进行倒数的运算。
判定部134针对所选择的行i,依次选择列j来运算差分值ΔAD(i,j)的倒数Reciprocal(i,j)(步骤S13)。判定部134将步骤S13中的运算结果作为以行编号i以及列编号j为要素的排列数据存放在存储器137中。差分值ΔAD(i,j)的倒数Reciprocal(i,j)通过Reciprocal(i,j)=1/ΔAD(i,j)求出。
判定部134针对所选择的行i,进行步骤S12~S14的循环处理,直到运算全部列j的差分值ΔAD(i,j)的倒数为止(步骤S14)。判定部134针对所选择的行i,反复进行步骤S12~S14的处理,由此运算所选择的行i中的全部列j的差分值ΔAD(i,j)的倒数。
判定部134进行步骤S11~S15的循环处理,直到运算针对全部行i所包括的全部列j的差分值ΔAD(i,j)的倒数为止。判定部134通过反复进行步骤S11~S15的处理,一边一行一行地选择全部行,一边针对各行所包括的全部列运算差分值ΔAD的倒数。
接下来,使用图10,对基于图8的步骤S4的子例程“sub最小值判定”进行的判定全部行中的倒数的最小值的处理进行说明。
判定部134进行如下的循环处理:一边从i=1至AllRows一个一个选择行i,一边确定出全部行i所包括的全部列j的倒数的最小值和给出该最小值的传感器电极121(i,j)(步骤S21~S28)。i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行进行选择,一边进行传感器电极121(i、j)的确定。
判定部134将所选择的行i中的倒数的最小值Minimum(i)的初始值设定为接近判定阈值(步骤S22)。通过反复步骤S23至步骤S27的处理,所选择的行i中的倒数的最小值Minimum(i)成为针对所选择的行i所包括的全部列j求出的倒数的最小值。此外,接近判定阈值是判定指尖FT是否为了进行操作输入而接近操作面105的阈值。在行i中的差分值ΔAD(i,j)的倒数Reciprocal(i,j)在全部列j中为接近判定阈值以下的情况下,对行i中的倒数的最小值Minimum(i)代入接近判定阈值。代入了接近判定阈值的行i如后述那样被确定为除外行。另外,倒数的最小值Minimum(i)的初始值只要设定为接近判定阈值以上的值即可。例如,也可以设定为在程序语言的制约上能够代入到最小值Minimum(i)的最大的值。在这种情况下,总是将行i中的倒数的最小值代入到Minimum(i)。
判定部134在所选择的行i中,进行确定出全部列j的倒数的最小值和给出该最小值的传感器电极121(i,j)的循环处理(步骤S23~S27)。j=1,AllColumns,1意味着从列数j=1至AllColumns一列一列地进行最小值和传感器电极121(i、j)的确定。
判定部134判定倒数Reciprocal(i,j)是否小于最小值Minimum(i)(步骤S24)。
当判定部134判定倒数Reciprocal(i,j)小于最小值Minimum(i)(步骤S24:是)时,将最小值Minimum(i)置换为倒数Reciprocal(i,j)(步骤S25)。这是为了更新第i行中的最小值Minimum(i)。判定部134将在步骤S25中更新的最小值Minimum(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
判定部134对在第i行给出最小值Minimum(i)的列Column(i)代入j(步骤S26)。即,成为Column(i)=j。Column(i)表示在第i行中倒数最小的列编号。例如,在第2行中,若第3列最小,则Reciprocal(2,3)<Minimum(2)成立。进而,Reciprocal(2,4)<Minimum(2)、Reciprocal(2,5)<Minimum(2)、Reciprocal(2,6)<Minimum(2)不成立。因此,成为Column(2)=3。判定部134将在步骤S26中求出的值存放在存储器137中。
判定部134针对所选择的行i,为了确定出倒数的最小值和给出该最小值的传感器电极121(i,j)而进行步骤S23~S27的循环处理。
判定部134进行步骤S21~S28的循环处理,直到确定出全部行中的倒数的最小值和给出该最小值的传感器电极121(i,j)为止。由此,确定全部行中的倒数的最小值和给出该最小值的传感器电极121(i,j)。
接下来,使用图11,对基于图8的步骤S5的子例程“sub除外行确定”进行的确定除外行的处理进行说明。
判定部134针对从i=1至AllRows-1的全部行i,进行若行i中的倒数的最小值为下一行的行i+1中的倒数的最小值的2倍以上就将行i除外的循环处理(步骤S31~S34)。
在此,下一行的行i+1是与某行i的-Y方向侧相邻的行。i=1,AllRows-1,1意味着一边从行数i=1至AllRows-1一行一行地进行选择一边进行除外的行的确定。反复进行到行数AllRows-1的处理是因为针对行AllRows不存在下一行的行。
在确定出除外行的处理中,若行i中的倒数的最小值为下一行的行i+1中的倒数的最小值的2倍以上,则将行i除外是为了不将接近指尖FT的空间误识别为手指。即使在与传感器电极121(i,j)对置的位置没有手指,若在传感器电极121(i,j)的附近存在手指,则静电电容变大。因此,仅通过静电电容的倒数与阈值的比较,有时将空间误识别为手指。若手指不与传感器电极121对置,在传感器电极121的附近存在手指,则传感器电极121(i,j)的静电电容值与相邻的传感器电极121(i+1,j)的静电电容值大不相同。与指尖FT的前端重叠的行的倒数的最小值较小,由于与指尖FT的前端重叠的行的上一行的行不与指尖FT的前端重叠,因此倒数的最小值变大。在这样的与指尖FT的前端重叠的行和上一行的行中,倒数的最小值大不相同。在此,作为一个例子,将倒数的最小值为2倍以上的位置捕捉为指尖FT的前端的上一行的位置,若行i中的倒数的最小值为下一行的行i+1中的倒数的最小值的2倍以上,则将行i除外。在该情况下,行i+1与指尖FT的前端重叠,行i不与指尖FT的前端重叠,因此被除外。
判定部134针对所选择的行i,判定行i中的倒数的最小值Minimum(i)是否为下一行的行i+1中的倒数的最小值Minimum(i+1)的2倍以上(步骤S32)。
判定部134若判定为最小值Minimum(i)为最小值Minimum(i+1)的2倍以上(S32:是),就在Except1(i)中代入“除外”(步骤S33A)。在Except1(i)中代入了“除外”的行i是成为后述的尖锐度的计算的对象外的行。判定部134将Except1(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
另一方面,判定部134若判定为最小值Minimum(i)不是最小值Minimum(i+1)的2倍以上(S32:否),则在Except1(i)中代入“对象”(步骤S33B)。在Except1(i)中代入了“对象”的行i是能够成为后述的尖锐度的计算的对象的行。判定部134将Except1(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
判定部134针对全部行i进行步骤S31~S34的循环处理,直到若行i的倒数的最小值为下一行的行i+1中的倒数的最小值的2倍以上就将行i作为除外行进行存储的处理结束为止。
接下来,判定部134将最下方的行即AllRows设定为对象的行(步骤S35)。即,成为Except1(AllRows)=“对象”。作为第1最下方的行即AllRows由于不存在下一行的行,因此在此设定为对象。
接下来,判定部134针对从i=2到AllRows的全部行i,进行若行i中的倒数的最小值为上一行的行i-1中的倒数的最小值的2倍以上就将行i除外的循环处理(步骤S36~S39)。
在此,上一行的行i-1是与某行i的+Y方向侧相邻的行。i=2,AllRows,1意味着一边从行数i=2到AllRows一行一行地选择一边进行除外的行的确定。将行数i=1除外是因为针对最上方的行不存在上一行的行。
在确定出除外行的处理中,若行i中的倒数的最小值是上一行的行i-1中的倒数的最小值的2倍以上就将行i除外是为了不将接近指尖FT的空间误识别为手指。若是2倍以上就将行i除外是因为,若在行i和上一行的行i-1双方存在指尖FT,则行i中的倒数的最小值不会成为上一行的行i-1中的倒数的最小值的2倍以上,此外,与步骤S31~S34的循环处理一致。
判定部134针对所选择的行i,判定行i中的倒数的最小值Minimum(i)是否为上一行的行i-1中的倒数的最小值Minimum(i-1)的2倍以上(步骤S37)。
判定部134若判定为最小值Minimum(i)为最小值Minimum(i-1)的2倍以上(S37:是),就将“除外”代入到Except2(i)中(步骤S38A)。在Except2(i)中代入了“除外”的行i是成为后述的尖锐度的计算的对象外的行。判定部134将Except2(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
另一方面,若判定部134判定为最小值Minimum(i)不是最小值Minimum(i-1)的2倍以上(S37:否),则将“对象”代入到Except2(i)(步骤S38B)。在Except2(i)中代入了“对象”的行i是能够成为后述的尖锐度的计算的对象的行。判定部134将Except2(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
判定部134针对全部行i,进行步骤S36~S39的循环处理,直到若行i中的倒数的最小值为上一行的行i-1中的倒数的最小值的2倍以上就将行i作为除外行进行存储的处理结束为止。
接下来,判定部134将最上方的行即i=1设定为对象的行(步骤S40)。即,成为Except2(1)=“对象”。最上方的行不存在上一行的行,因此在此设定为对象。
接下来,判定部134针对从i=1至AllRows的全部行i,进行若行i中的倒数的最小值为接近判定阈值以上就将行i除外的循环处理(步骤S41~S44)。
i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地进行选择一边进行除外的行的确定。此外,若行i中的倒数的最小值为接近判定阈值以上,则将行i除外是为了判定在行i中是否存在指尖FT。
判定部134针对所选择的行i,判定行i中的倒数的最小值Minimum(i)是否为接近判定阈值以上(步骤S42)。
判定部134若判定为最小值Minimum(i)为接近判定阈值以上(S42:是),就将“除外”代入到Except3(i)中(步骤S43A)。若小于接近判定阈值,则在传感器电极121(i,j)的附近没有导体。在Except3(i)中代入了“除外”的行i是成为后述的尖锐度的计算的对象外的行。判定部134将Except3(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。在本实施方式中,在行i中的倒数的最小值为接近判定阈值以上的情况下,设定Minimun(i)=接近判定阈值。为此,倒数的最小值为接近判定阈值以上的行i在Except3(i)中代入“除外”。
另一方面,判定部134若判定为不是接近判定阈值以上(S42:否),则将“对象”代入到Except3(i)中(步骤S43B)。在Except3(i)中代入了“对象”的行i是能够成为后述的尖锐度的计算的对象的行。判定部134将Except3(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
判定部134针对全部行i进行步骤S41~S44的循环处理,直到若行i中的倒数的最小值为接近判定阈值以上就将行i除外的处理结束为止。
接下来,判定部134进行如下的循环处理:一边从i=1至AllRows一行一行地选择行i,一边决定除外的行(步骤S45~S48)。i=1,AllRows,1意味着从i=1至AllRows,一行一行地选择为了决定除外的行逐次选择一行而选择的行。
判定部134针对所选择的行i,判定是否是Except1(i)=“对象”、Except2(i)=“对象”,并且,Except3(i)=“对象”(步骤S46)。
判定部134若在步骤S46中判定为“是”,就将“对象”代入到Except(i)中(步骤S47A)。在Except(i)中代入了“对象”的行i是成为后述的尖锐度的计算的对象的行。在Except(i)中代入了“对象”的行i存在与手对置的传感器电极121(i,j)。判定部134将Except(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。当结束步骤S47A的处理时,判定部134前进至步骤S48。
另一方面,若Except1(i)、Except2(i)、Except3(i)中的至少一个为“除外”,则判定部134在步骤S46中判定为“否”。若在步骤S46中判定为“否”,则将“除外”代入到Except(i)(步骤S47B)。在Except(i)中代入了“除外”的行i是不成为后述的尖锐度的算出的对象的行。在Except(i)中代入了“除外”的行i不存在与手对置的传感器电极121(i,j)。换句话说,在Except(i)中代入了“除外”的行i的传感器电极121(i,j)与空间对置。判定部134将Except(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
判定部134针对全部行i进行步骤S45~S48的循环处理,直到决定除外的行的处理结束为止。通过以上,来从全部行i中决定除外的行i。
接下来,使用图12,对计算基于图8的步骤S6的子例程“sub尖锐度计算”进行的尖锐度的处理进行说明。图12是表示计算基于子例程“sub尖锐度计算”进行的尖锐度的处理的流程图的图。
判定部134进行一边从i=1至AllRows一行一行地选择行i一边计算尖锐度的循环处理(步骤S51~S57)。i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地进行选择,一边进行尖锐度的计算。
判定部134针对所选择的行i,判定是否是Except(i)=“对象”(步骤S52)。若不是对象则不计算尖锐度。
判定部134若判定为Except(i)=“对象”(S52:是),就判定在第i行给出最小值Minimum(i)的列Column(i)是否是第1列(步骤S53)。即,针对第i行,判定是否是Column(i)=1。这是为了判定在第i行中是否能在第1列(-X方向侧的端部的列)得到最小值Minimum(i)。
判定部134若判定为不是Column(i)=1(S53:否),就判定是否是Column(i)=AllColumns(步骤S54)。即,针对第i行判定是否是Column(i)=AllColumns。这是为了判定在第i行中是否能在以AllColumns表示的+X方向侧的端部的列得到最小值Minimum(i)。
判定部134若判定为不是Column(i)=AllColumns(S54:否),就将Column(i)代入到j中(步骤S55A)。即,在Column(i)表示端部以外的情况下,将Column(i)代入到j。Column(i)表示在第i行中表示最小值Minimum(i)的列(参照步骤S26)。
判定部134计算尖锐度Apex(i)(步骤S56)。尖锐度Apex(i)按照下式求出。
Apex(i)=Reciprocal(i,j-1)-2Reciprocal(i,j)+Reciprocal(i,j+1)
判定部134若在步骤S52中判定为不是Except(i)=“对象”(S52:否),就将尖锐度Apex(i)设定为零(步骤S52A)。即,成为尖锐度Apex(i)=0。由于是未成为尖锐度的计算的对象的行,所以将尖锐度Apex(i)设定为零。如后所述,尖锐度Apex(i)在确定出指尖所在的行时使用。通过在不成为尖锐度的计算的对象的行的尖锐度Apex(i)中设定特定的数值(零),能够以相同的步骤对成为尖锐度的计算的对象的行和不成为尖锐度的计算的对象的行进行处理。如后所述,在本实施方式中,若计算尖锐度,则计算正值。如后所述,将尖锐度最大的行判定为有指尖的行。因此,将尖锐度Apex(i)设定为零等同于将i行设定为不是有指尖的行。判定部134如结束步骤S52A的处理,则前进至步骤S57
此外,判定部134若在步骤S53中判定为Column(i)=1(S53:是)时,就设定为j=2(步骤S53A)。这是因为,由于在第i行给出最小值Minimum(i)的列Column(i)是-X方向侧的端部的列(第1列),所以将用于尖锐度的计算的三个列的中央的列j设定为第2列,使用第1列至第3列的三个倒数来计算尖锐度。判定部134在结束步骤S53A的处理时,前进至步骤S56,计算尖锐度。
此外,判定部134若在步骤S54中判定为Column(i)=AllColumns(S54:是)时,就设定为j=AllColumns-1(步骤S55B)。由于在第i行给出最小值Minimum(i)的列Column(i)是+X方向侧的端部的列(以AllColumns表示的第六列),所以将用于尖锐度的计算的三个列的中央的列j设定为AllColumns-1(第5列),使用第4列到第6列的3个倒数计算尖锐度。判定部134若结束步骤S55B的处理,就前进至步骤S56,计算尖锐度。
判定部134针对全部行i,进行步骤S51~S57的循环处理,直到尖锐度的计算结束为止。
接下来,使用图13,对基于图8的步骤S7的子例程“sub指尖确定”进行的确定指尖FT的位置的处理进行说明。指尖FT的位置被确定为包括表示尖锐度的最大值的最大尖锐度MaxApex的行i中的Column(i)所表示的列j的位置。Column(i)表示针对各行求出的倒数最小的列(参照步骤S26)。
判定部134将最大尖锐度MaxApex的初始值设定为零(步骤S61)。
判定部134进行一边从i=1至AllRows一个一个地选择行i一边确定出指尖FT的位置的循环处理(步骤S62~S66)。i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地进行,一边进行指尖FT的位置的确定。
判定部134针对所选择的行i,判定尖锐度Apex(i)是否大于最大尖锐度MaxApex(步骤S63)。通过反复进行步骤S63的处理来更新最大尖锐度MaxApex,最终确定出给出最大尖锐度MaxApex的行i。
判定部134在判定为尖锐度Apex(i)比最大尖锐度MaxApex大(S63:是)时,将最大尖锐度MaxApex更新为尖锐度Apex(i)(步骤S64)。
判定部134将给出最大尖锐度MaxApex的尖锐度Apex(i)的行i代入到变量row。(步骤S65)。
判定部134针对全部行i进行步骤S61~S66的循环处理,由此将表示最大尖锐度的行编号代入row。
当步骤S61~S66的循环处理结束时,进行前述的图8的主循环的S8的处理。如上所述,手指的前端所在的行的编号被代入row。此外,在Column(i)中代入在各行中倒数成为最小的列编号。因此,输出(row,Column(row))作为手指的前端的坐标(步骤S8)。
接下来,使用图14以及图15,对从得到差分值ΔAD到确定出指尖FT的位置为止的具体例进行说明。图14是表示差分值ΔAD的分布、倒数的分布以及给出Column(i)所表示的倒数的最小值Minimum(i)的列j的图。
图14的(A)是表示由5行6列的传感器电极121得到的差分值ΔAD的分布的图。如图2以及图3所示,对第2行第3列的传感器电极121(2、3)进行操作输入。
图14的(B)表示将图14的(A)所示的差分值ΔAD的倒数的1000倍的值。图14的(C)是表示ΔAD的倒数的1000倍的值的各行中的最小值Minimum(i)与表示最小值Minimum(i)的电极的列编号Column(i)的关系的图。其中,在第1行中,将接近判定阈值的5代入到最小值Minimum(1)。在第1行中,由于差分值ΔAD的倒数的1000倍的值全部超过接近判定阈值的5,所以将设定为最小值Minimum(1)的初始值的接近判定阈值(5)作为最小值而代入。此外,第1行的最小值的列Column(i)不确定值,在图14的(C)中记载为“-”。另外,在最小值的列Column(i)未被确定的情况下,维持前次的运算结果。无论哪种情况,最小值Minimum(1)被设定为接近判定阈值(5),因此,不成为尖锐度计算的对象。不管不成为尖锐度计算的对象的i行的Column(i)的值是什么,也不会对处理结果赋予影响。另外,在将最小值Minimum(i)的初始值设定为能够代入到最小值Minimum(i)的最大的值的情况下,总是将实际的最小值代入到最小值Minimumu(i)。在这种情况下,也不会成为尖锐度计算的对象,所以之后的处理相同。
图15是表示计算尖锐度的对象、最小值Minimum(i)、尖锐度计算的结果、最大的尖锐度以及坐标的图。图15的(A)是表示根据最小值Minimum(i)的大小、与相邻的行的最小值Minimum(i-1)、Minimum(i+1)的比较而各行是否作为指尖的位置的候补成为计算尖锐度的对象的图。第1行由于“接近判定阈值以下”不成立(FALSE),因此成为对象外(对象为FALSE)。
图15的(B)表示各行中的最小值Minimum(i)和其左右的差分值ΔAD的倒数的1000倍的值。由于第1行是尖锐度计算的对象外,所以在图15的(B)中记载了“-”。
图15的(C)是各行中的尖锐度计算的结果。在此,作为一个例子,尖锐度使用二次函数的二次系数。尖锐度计算的对象外的行(第1行)设为0。
图15的(D)示出最大的尖锐度和表示该最大的尖锐度的坐标。在此,作为一个例子,尖锐度使用二次函数的二次系数。在图15的(C)中,最大值为0.73,因此最大的二次系数为0.73。最大的二次系数(0.73)记载于图15的(C)的第2行,因此最大的二次系数的行是第2行。第2行中的最小值的列Column(2)根据图14的(C)是第3列。因此,第2行的第3列是指尖的位置。
如上所述,能够确定指尖FT的位置。因此,能够提供一种能够高精度地判定位于远离传感器电极121的位置的指尖FT的位置的非接触输入装置100A。即,能够提供能够判定有无非接触操作和操作的位置的非接触输入装置100A。
<第1变形例的计算尖锐度的处理>
图16是表示基于第1变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。图16所示的处理使步骤S56的处理与图12所示的步骤S56的处理的不同。在此,对与图12所示的处理的差异进行说明。
在图16所示的处理中,判定部134计算穿过接下来的3个点的圆的曲率作为尖锐度Apex(i)(步骤S56)。3个点由(j-1,Reciprocal(i,j-1))、(j,Reciprocal(i,j))、(j+1,Reciprocal(i,j+1))表示。
在此,在将列j设为x轴、将倒数Reciprocal设为z轴的xz坐标中,将j-1、j、j+1设为x1、x2、x3,将Reciprocal(i,j-1)、Reciprocal(i,j)、Reciprocal(i,j+1)设为z1、z2、z3。该状态如图17所示。图17是表示xz坐标与指尖FT的关系的图。
穿过3个点的圆的中心的坐标(xp,zp)由下式(1)、(2)表示。
[数学式1]
Figure BDA0003804403580000211
[数学式2]
Figure BDA0003804403580000212
此外,当使用穿过3个点的圆的中心的坐标(xp,zp)时,圆的半径r能够通过下式(3)求出。
[数学式3]
Figure BDA0003804403580000213
判定部134将尖锐度Apex(i)作为曲率(半径的倒数1/r)求出。即,尖锐度Apex(i)=1/r。
<第二变形例的计算尖锐度的处理>
图18是表示基于第二变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。图18所示的处理使步骤S56的处理与图12所示的步骤S56的处理不同。在此,对与图12所示的处理的差异进行说明。
在图18所示的处理中,判定部134使用在i行中相邻的5个点,通过基于最小二乘法的曲线拟合来求出与5个点近似的二次曲线,计算曲线的二次系数作为尖锐度Apex(i)(步骤S56)。
在i行中相邻的5个点是(j-2,Reciprocal(i,j-2))、(j-1,Reciprocal(i,j-1))、(j,Reciprocal(i,j))、(j+1,Reciprocal(i,j+1))、(j+2,Reciprocal(i,j+2))。
<第三变形例的计算尖锐度的处理>
图19是表示基于第三变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。图19所示的处理使步骤S56的处理与图12所示的步骤S56的处理不同。在此,对与图12所示的处理的差异进行说明。
在图19所示的处理中,判定部134使用在i行中相邻的5个点,通过曲线拟合,用最小二乘法求出与5个点近似的圆周,计算曲线的曲率作为尖锐度Apex(i)(步骤S56)。
在i行中相邻的5个点是(j-2,Reciprocal(i,j-2))、(j-1,Reciprocal(i,j-1))、(j,Reciprocal(i,j))、(j+1,Reciprocal(i,j+1))、(j+2,Reciprocal(i,j+2))。
<第四变形例的确定出指尖的处理>
图20是表示基于第四变形例的子例程“sub指尖确定”进行的确定指尖的处理的流程图的图。图20所示的处理能够代替图13所示的流程而执行。
判定部134进行如下的循环处理:一边从i=1至AllRows一个一个地选择行i,一边判定是手指、手掌P、空间中的哪一个(步骤S71~S74)。i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地进行选择,一边进行手指、手掌P、空间的判定。
判定部134判定在步骤S6中计算出的尖锐度Apex(i)是否为手掌阈值以上(步骤S72)。手掌阈值是区分尖锐度Apex(i)是手指的尖锐度还是手掌P的尖锐度的值,为是指尖FT的情况下的最小值。
判定部134在判定为尖锐度Apex(i)为手掌阈值以上(S72:是)时,判定为Palm(i)是手指(步骤S73A)。
判定部134在步骤S72中判定为尖锐度Apex(i)不是手掌阈值以上(S72:否)时,判定尖锐度Apex(i)是否为正值(步骤S72A)。这是为了判定是存在手掌P、还是不存在手掌P而为空间。
判定部134在判定为尖锐度Apex(i)为正值(S72A:是)时,判定为Palm(i)是手掌(步骤S73B)。
另一方面,判定部134在步骤S72A中判定为尖锐度Apex(i)不是正值(S72A:否)时,判定为Palm(i)是空间(步骤S73C)。在图12的步骤S52A中,在空间的情况下,对Apex(i)输入0。
判定部134针对全部行i进行步骤S71~S74的循环处理,由此将表示手掌P的行编号代入到Palm(i)。
判定部134进行如下的循环处理:一边从i=AllRows-1至第1行一个一个地选择行i,一边判定从下侧的手掌P出来的手指(步骤S75~S77)。i=AllRows-1,1,-1意味着一边从行数i=AllRows-1至第1行一行一行地进行选择,一边进行从下侧的手掌P出来的手指的判定。另外,从下侧的手掌P出来的手指,是指手掌P位于-Y方向侧,手指在+Y方向上。
判定部134判定是否Palm(i)是手指且Palm(i+1)是手掌P(步骤S76)。是判定是否在第i行具有手指、在-Y方向侧的第i+1行是否有手掌P的处理。
判定部134若判定为Palm(i)为手指且Palm(i+1)为手掌P(S76:是),就使流程前进至步骤S78。另一方面,若不存在满足Palm(i)为手指且Palm(i+1)为手掌P的行i,则判定部134结束“判定从下侧的手掌出来的手指”的循环处理(S75至S77),使流程前进至步骤S83。
判定部134针对全部行i进行步骤S75~S77的循环处理,由此判定是否为从下侧的手掌P出来的手指。
判定部134进行一边从i=AllRows-1至第2行一行一行地选择行i、一边判定指尖FT所在的行i的“判定指尖”的循环处理(步骤S78至步骤S80)。i=AllRows-1,2,-1意味着一边从行数i=AllRows-1至第2行一行一行地进行选择,一边进行从下侧的手掌P出来的手指的判定。
判定部134判定是否Palm(i)为手指且Palm(i-1)为空间(步骤S79)。是判定是否在第i行具有手指且在+Y方向侧的第i-1行具有空间的处理。
判定部134在判定为Palm(i)为手指且Palm(i-1)为空间(S79:是)时,使流程前进至步骤S82。另一方面,若不存在满足Palm(i)为手指且Palm(i-1)为空间的行i,判定部134就结束“判定指尖”的循环处理(S78至S80),使流程前进至步骤S81。
判定部134在步骤S81中将1代入到i(步骤S81)。在从手掌P延伸的手指到达静电传感器120的端部的情况下,视为在静电传感器120的端部存在指尖FT。换句话说,在+Y方向侧没有空间的情况下,视为指尖FT位于第1行。判定部134若结束步骤S81的处理则使流程前进至步骤S82。
判定部134在步骤S81的接下来的步骤S82中,将在步骤S81中决定的i行代入到变量row(步骤S82)。即,row=1。指尖FT位于第1行。
当结束步骤S82的处理时,判定部134结束图20所示的子例程“sub指尖确定”的确定指尖的位置的处理(end),进行前述的主循环S8的处理。
此外,在步骤S79中,判定部134若判定为Palm(i)是手指且Palm(i-1)是空间(S79:是),则前进至步骤S82。在该情况下,将Palm(i)是手指且Palm(i-1)是空间(S79:是)的i行代入到变量row(步骤S82)。指尖FT位于在步骤S79中判定为Palm(i)是手指且Palm(i-1)是空间(S79:是)的i行。
当结束步骤S82的处理时,判定部134结束图20所示的子例程“sub指尖确定”的确定指尖的位置的处理(end)。
判定部134在步骤S83中,进行一边从i=2至AllRows一个一个地选择行i、一边判定从上侧的手掌P出来的手指的循环处理(步骤S83~S85)。i=2,AllRows,1意味着一边从行数i=2至AllRows一行一行地进行选择,一边进行从上侧的手掌P出来的手指的判定。另外,从上侧的手掌P出来的手指,是指手掌P位于+Y方向侧,手指在-Y方向上。
判定部134判定是否Palm(i)是手指且Palm(i-1)是手掌P(步骤S84)。是判定是否在第i行具有手指且在+Y方向侧的第i-1行具有手掌P的处理。
判定部134在判定为Palm(i)为手指且Palm(i-1)为手掌P(S84:是)时,使流程前进至步骤S86。另一方面,若不存在满足Palm(i)为手指且Palm(i-1)为手掌P的行i,则判定部134结束“判定从上侧的手掌出来的手指”的循环处理(步骤S83~S85),使流程前进至步骤S90。在手掌P位于比静电传感器120更靠外侧的情况下,前进至步骤S90。
判定部134针对全部行i进行步骤S83~S85的循环处理,由此判定是否为从上侧的手掌P出来的手指。
判定部134进行一边从i=2至AllRows一行一行地选择行i、一边判定指尖FT所在的行i的“判定指尖”的循环处理(步骤S86至步骤S89)。i=2,AllRows,1意味着一边从行数i=2至AllRows一行一行地进行选择,一边进行从下侧的手掌P出来的手指的判定。
判定部134判定是否Palm(i)是手指且Palm(i+1)是空间(步骤S87)。是判定是否在第i行具有手指且在-Y方向侧的第i+1行具有空间的处理。
在步骤S87中,判定部134在判定为Palm(i)为手指且Palm(i+1)为空间(S87:是)时,使流程前进至步骤S82。在这种情况下,判定部134将Palm(i)为手指且Palm(i+1)为空间(S87:是)的i行代入到变量row(步骤S82)。指尖FT位于在步骤S87中判定为Palm(i)为手指且Palm(i+1)为空间(S87:是)的i行。
另一方面,若不存在满足Palm(i)为手指且Palm(i+1)为空间的行i,则判定部134结束“判定指尖”的循环处理,使流程前进至步骤S89。
判定部134将Allrows代入到i(步骤S89)。在从手掌P延伸的手指到达静电传感器120的端部的情况下,视为在静电传感器120的端部存在指尖FT。换句话说,在-Y方向侧没有空间的情况下,视为指尖FT位于静电传感器120的端部的行的Allrows。
在手掌P位于静电传感器120的外侧的情况下,判定部134将最大尖锐度MaxApex的初始值设定为零(步骤S90)。
判定部134一边从i=1至AllRows一个一个地选择行i,一边进行“指尖位置确定”的循环处理(步骤S91至步骤S95)。i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地进行选择,一边进行指尖FT的位置的确定。
判定部134针对所选择的行i,判定尖锐度Apex(i)是否大于最大尖锐度MaxApex(步骤S92)。通过反复进行步骤S91~S95的处理来更新最大尖锐度MaxApex,最终确定出给出最大尖锐度MaxApex的行i。
判定部134在判定为尖锐度Apex(i)比最大尖锐度MaxApex大(S92:是)时,将最大尖锐度MaxApex更新为尖锐度Apex(i)(步骤S93)。
判定部134将给出最大尖锐度MaxApex的尖锐度Apex(i)的行i代入到变量row。(步骤S94)。
判定部134通过针对全部行i进行步骤S91~S95的循环处理,来将将表示最大尖锐度的行编号代入到row(步骤S95)。
判定部134在结束步骤S91~S95的循环处理时,进行前述的主循环的S8的处理。
<第五变形例的指尖FT的位置的求出处理>
接下来,使用图21至图23的流程图,对第五变形例的指尖FT的位置的求出方法进行说明。图21至图23是表示第五变形例的求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。该处理由判定部134执行。图21表示主流程,图22以及图23分别表示图21中的步骤S103以及S109的子例程处理的流程。此外,针对图21中的步骤S104至S108的子例程处理,引用图9至图13的“sub倒数变换”、“sub最小值判定”、“sub除外行确定”、“sub尖锐度计算”、“sub指尖确定”,在此省略说明。另外,在此,作为一个例子,设为能够从图3所示的电子设备100的-Y方向侧、+Y方向侧、-X方向侧、+X方向侧的全部方向朝向操作面105将手H罩在电子设备100来进行操作输入的情况进行说明。
当处理开始时,判定部134从存储器137读入传感器电极121的行数和列数(步骤S101)。TemporalAllRows表示传感器电极121的行数,TemporalAllColumns表示传感器电极121的列数。作为一个例子,TemporalAllRows为5行,TemporalAllColumns为6列。
接下来,判定部134取得关于全部传感器电极121的差分值ΔAD(1,1)~ΔAD(AllRows,AllColumns),并输入到TemporalCapa(1,1)~TemporalCapa(AllRows,AllColumns)(步骤S102)。通过步骤S102的处理,作为一个例子,得到关于30个传感器电极121的30个差分值TemporalCapa(1,1)~TemporalCapa(AllRows,AllColumns)。
接下来,判定部134调用子例程“sub纵横变换”,在需要纵横变换的情况下,更换行i和列j,将TemporalCapa(i,j)输入至Capacitance(j,i)。判定部134在不需要纵横变换的情况下,将TemporalCapa(i,j)输入至Capacitance(步骤S103)。
接下来,判定部134调用子例程“sub倒数变换”,将全部的差分值ΔAD(1,1)~ΔAD(AllRows,AllColumns)变换为倒数(步骤S104)。
接下来,判定部134调用子例程“sub最小值判定”,判定全部行中的倒数的最小值,进行求出表示倒数的最小值的列的处理(步骤S105)。
接下来,判定部134调用子例程“sub除外行确定”,进行确定出除外行的处理(步骤S106)。除外行是指不存在手H的行,是通过确定并除外不存在手的行从而筛选到存在手的行的处理。
接下来,判定部134调用子例程“sub尖锐度计算”,针对存在手的行进行计算尖锐度的处理(步骤S107)。
接下来,判定部134调用子例程“sub指尖的行的确定”,基于在步骤S107中针对存在手的全部行计算出的尖锐度,进行确定出指尖FT的行的处理(步骤S108)。
接下来,判定部134调用子例程“sub纵横返回”,进行纵横返回处理(步骤S109)。
最后,判定部134输出表示指尖FT的前端的位置的坐标(步骤S110)。在此,row表示指尖FT所在的行编号。此外,column(i)表示在i行倒数为最小的列编号,因此column(row)表示在row行中倒数最小的列编号。
接下来,使用图22,对基于图21的步骤S103的子例程“sub纵横变换”进行的纵横变换处理进行说明。
判定部134从在步骤S102的处理中得到的TemporalCapa(1,1)~TemporalCapa(AllRows,AllColumns)中,取得BigX(1)=静电电容值最大的传感器电极121的X坐标、BigY(1)=静电电容值最大的传感器电极121的Y坐标、BigX(2)=静电电容值第二大的传感器电极121的X坐标、BigY(2)=静电电容值第二大的传感器电极121的Y坐标、BigX(3)=静电电容值第三大的传感器电极121的X坐标、BigY(3)=静电电容值第三大的传感器电极121的Y坐标、BigX(4)=静电电容值第四大的传感器电极121的X坐标、BigY(4)=静电电容值第四大的传感器电极121的Y坐标、BigX(5)=静电电容值第五大的传感器电极121的X坐标,以及BigY(5)=静电电容值第五大的传感器电极121的Y坐标(步骤S111)。另外,X坐标是传感器电极121的列j的编号,Y坐标是行i的编号。
判定部134根据(BigX(1),BigY(1))、(BigX(2),BigY(2))、(BigX(3),BigY(3))、(BigX(4),BigY(4))、(BigX(5),BigY(5)),来计算BigX(i)与BigY(i)的协方差的绝对值以及BigX(i)的方差的绝对值(步骤S112)。
判定部134判定“BigX(i)和BigY(i)的协方差的绝对值”是否为“BigX(i)的方差的绝对值”以下(步骤S113)。
判定部134在“BigX(i)和BigY(i)的协方差的绝对值”为“BigX(i)的方差的绝对值”以下(S113:是)的情况下,为了更换行和列,将TemporalAllColumns代入到AllRows,将TemporalAllRows代入AllColumns(步骤S114A)。即,成为AllRows=TemporalAllColumns、AllColumns=TemporalAllRows。
判定部134进行一边从i=1至AllRows一个一个地选择行i一边更换全部行i的循环处理(步骤S115A~S119A)。i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地进行选择,一边进行更换行i的处理。
判定部134进行一边从j=1至AllColumns一个一个地选择列j一边更换全部的列j的循环处理(步骤S116A~S118A)。j=1,AllColumns,1意味着一边从列数j=1至AllColumns一列一列地进行选择,一边进行更换列j的处理。
判定部134将TemporalCapa(i,j)代入到位置(j,i)的静电电容Capacitance(j,i)(步骤S117A)。由此,列和行被变换。
判定部134进行步骤S116A~S118A的循环处理直到更换全部的列j为止(步骤S118A)。
判定部134进行步骤S115A~S119A的循环处理,直到更换全部行i为止。以上,子例程“sub纵横变换”的处理结束(end)。
在步骤S113中,在“BigX(i)和BigY(i)的协方差的绝对值”比“BigX(i)的方差的绝对值”大(S113:否)的情况下,判定部134将TemporalAllRows代入到AllRows,将TemporalAllColumns代入到AllColumns(步骤S114B)。即,成为AllRows=TemporalAllRows、AllColumns=TemporalAllColumns。
判定部134进行一边从i=1至AllRows一个一个地选择行i、一边复制全部行i的差分值ΔAD的循环处理(步骤S115B~S119B)。i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地进行选择,一边进行复制的处理。
判定部134进行一边从j=1至AllColumns一个一个地选择列j、一边进行复制全部的列j的差分值ΔAD的循环处理(步骤S116B~S118B)。j=1,AllColumns,1意味着一边从列数j=1至AllColumns一列一列地进行选择,一边进行复制的处理。
判定部134将TemporalCapa(i,j)代入到位置(i,j)的静电电容Capacitance(i,j)(步骤S117B)。在这种情况下,列和行不被变换。
判定部134进行步骤S116B~S118B的循环处理,直到复制全部的列j为止。
判定部134进行步骤S115B~S119B的循环处理,直到复制全部的行i为止。以上,子例程“sub纵横变换”的处理结束(end)。
接下来,使用图23,对基于图21的步骤S109的子例程“sub纵横返回”进行的处理进行说明。
判定部134判定“BigX(i)和BigY(i)的协方差的绝对值”是否为“BigX(i)的方差的绝对值”以下(步骤S121)。这是为了判定是否进行纵横返回。步骤S121的分支条件与步骤S113相同。在更换纵横而进行了一系列的处理的情况下,通过更换输出的坐标的纵横,来正确地输出指尖的位置。
判定部134在判定为“BigX(i)和BigY(i)的协方差的绝对值”为“BigX(i)的方差的绝对值”以下(S121:是)时,更换变量row的值和变量column(Row)的值。因此,在变量j中保存变量row的值之后,将column(Row)代入到变量row,将变量j的值代入到变量column(Row)(步骤S122)。判定部134若结束步骤S122的处理,就结束子例程“sub纵横返回”的处理(end)。
判定部134在步骤S121中判定为“BigX(i)和BigY(i)的协方差的绝对值”大于“BigX(i)的方差的绝对值”(S121:否)时,结束子例程“sub纵横返回”的处理(end)。
接下来,使用图24以及图25,对从得到差分值ΔAD到确定出指尖FT的位置为止的具体例进行说明。如图2以及图3所示,对2行3列的传感器电极121(2,3)进行操作输入。此外,在此,说明为在步骤S104的“sub倒数变换”的处理中得到与图14的(A)所示的差分值ΔAD相同的结果,并且在步骤S107的“sub尖锐度计算”中得到图15的(C)的尖锐度的情况。
图24是表示由5行6列的传感器电极121得到的差分值ΔAD的顺位、BigX(i)的方差的绝对值、和BigX(i)和BigY(i)的协方差的绝对值的图。图24的(A)示出由5行6列的传感器电极121得到的差分值ΔAD的顺位。30个之差分值ΔAD中最大的传感器电极121(2,3)为第1位,最小的传感器电极121(1,6)为第30位。
图24的(B)表示图24的(A)所示的差分值ΔAD中的、第1位至第五位的传感器电极121的X坐标(列j)和Y坐标(行i)。第1位至第五位的传感器电极121是第1静电电容值第1大到第五大的传感器电极121。
图24的(C)示出根据第1静电电容值第1大到第五大的传感器电极121的X坐标求出的“BigX(i)的方差的绝对值”(0.16)、和“根据X坐标以及Y坐标求出的BigX(i)以及BigY(i)的协方差的绝对值”(0.24)。『“根据X坐标以及Y坐标求出的BigX(i)以及BigY(i)的协方差的绝对值”(0.24)≤“BigX(i)的方差的绝对值”(0.16)』不成立。因此,在该例子中,不更换纵横。
图25是表示图20所示的第四变形例的确定出指尖的处理中的判定结果的图。在图25的(A)中示出,基于图15的(C)的尖锐度来确定出图20所示的指尖的处理中的“空间”、“手指”、“手掌”的判定结果,如图15的(C)从上到下所示,在尖锐度为0.00、0.73、0.41、0.34、0.03的情况下,判定为“空间”、“手指”、“手指”、“手指”、“手掌”。
图25的(B)是对从下侧的手掌P出来的手指进行判定的循环处理的判定结果,设为将图25的(A)的5个判定结果从上起依次各组合2个而得到的结果,判定为FALSE或者TRUE。在此,从上侧起进行判定。在图25的(B)中的最上方,由于是“空间”、“手指”,因此为FALSE,从上方起第二个为“手指”、“手指”,因此为FALSE,从上方起第三个为“手指”、“手指”,因此为FALSE,从上方起第四个(最下方)为“手指”、“手掌”,因此为TRUE。由于存在TRUE,因此判断为从下侧的手掌P向上侧伸出了手指。
图25(C)表示判定在i行是否具有指尖FT的循环处理的判定结果。由于判断为手指从下侧的手掌P伸出,因此在此从下侧起进行判定。根据图25的(A)的判定结果,如图25的(C)所示,从上方起第四个(最下方),i行为“手指”且i-1行为“手指”,因此为FALSE,从上方起第三个,i行为“手指”且i-1行也为“手指”,因此为FALSE,从上方起第二个,i行为“手指”且i-1行为“空间”,因此为TRUE,在最上方不存在i-1行,因此不进行判定,用“-”表示。从成为TRUE的上数第2行,存在指尖FT。
图25的(D)示出指尖的位置的确定结果。第2行中的最小值的列Column(2)根据图14的(C)为第3列。因此,第2行的第3列是指尖的位置。
如上所述,能够确定指尖FT的位置。因此,能够提供一种能够高精度地判定位于远离传感器电极121的位置的指尖FT的位置的非接触输入装置100A。
<第六变形例的指尖FT的位置的求出处理>
接下来,使用图26至图29的流程图,对第六变形例的指尖FT的位置的求出方法进行说明。图26至图29是表示第六变形例的求出指尖FT的位置的处理的流程图的图。该处理由判定部134执行。图26表示主流程,图27至图29分别表示图26中的步骤S134至S136的子例程处理的流程。此外,针对图26中的步骤S133、S137以及S138的子例程处理,引用图22、图13以及图23“sub纵横变换”、”sub指尖的行的确定”、“sub纵横返回”,在此省略说明。另外,在此,作为一个例子,设为能够从图3所示的电子设备100的-Y方向侧、+Y方向侧、-X方向侧、+X方向侧的全部方向朝向操作面105将手H罩在电子设备100来进行操作输入的情况进行说明。
当处理开始时,判定部134从存储器137读入传感器电极121的行数和列数(步骤S131)。TemporalAllRows表示传感器电极121的行数,TemporalAllColumns表示传感器电极121的列数。作为一个例子,TemporalAllRows为5行,TemporalAllColumns为6列。
接下来,判定部134取得关于全传感器电极121的差分值ΔAD(1,1)~ΔAD(AllRows,AllColumns),并输入到TemporalCapa(1,1)~TemporalCapa(AllRows,AllColumns)(步骤S132)。通过步骤S102的处理,作为一个例子,得到关于30个传感器电极121的30个差分值TemporalCapa(1,1)~TemporalCapa(AllRows,AllColumns)。
接下来,判定部134调用子例程“sub纵横变换”(参照图22)。子例程“sub纵横变换”(参照图22)在其他例子中说明结束,因此省略说明。
接下来,判定部134调用子例程“sub最大值判定”(参照图27),判定各行的Capacitance(i,j)的最大值(步骤S134)。
接下来,判定部134调用子例程“sub除外行确定”(参照图28),进行确定出除外行的处理(步骤S135)。除外行是指不存在手H的行,是通过确定并除外不存在手的行从而筛选到存在手的行的处理。
接下来,判定部134调用子例程“sub尖锐度计算”(参照图29),对存在手的行进行计算尖锐度的处理(步骤S136)。
接下来,判定部134调用子例程“sub指尖确定”(参照图13),基于在步骤S136中针对存在手的全部行计算出的尖锐度,来进行确定出指尖FT的行的处理(步骤S137)。
接下来,判定部134调用子例程“sub纵横返回”(参照图23),进行纵横返回处理(步骤S138)。
最后,判定部134输出表示指尖FT的前端的位置的坐标(步骤S139)。在此,row表示指尖FT所在的行编号。此外,column(i)表示在i行静电电容值最大的列编号,因此column(Row)表示在row行中静电电容值最大的列编号。
接下来,使用图27,对基于图26的步骤S134的子例程“sub最大值判定”进行的最大值判定处理进行说明。
判定部134开始一边从i=1至AllRows一个一个的选择行i、一边确定出各行i的静电电容值的最大值和其电极的循环处理(步骤S141~S148)。i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地进行选择,一边进行确定出最大值和其电极的处理。
判定部134将行i的静电电容值的最大值Maximum(i)的初始值设定为0(步骤S142)。即,成为Maximum(i)=0。
判定部134开始一边从j=1至AllColumns一个一个地选择列j、一边确定i行的静电电容值的最大值和其电极的循环处理(步骤S143~S147)。j=1,AllColumns,1意味着一边从列数j=1至AllColumns一列一列地进行选择,一边进行确定最大值和其电极的处理。
判定部134判定静电电容值Capacitance(i)是否大于最大值Maximum(i)(步骤S144)。
判定部134在判定为静电电容值Capacitance(i)比最大值Maximum(i)大(S144:是)时,将最大值Maximum(i)置换为静电电容值Capacitance(i,j)(步骤S145)。这是为了更新第i行中的最大值Maximum(i)。判定部134将在步骤S145中更新的第i行中的最大值Maximum(i)存放在存储器137中。
判定部134对在第i行给出最大值Maximum(i)的列Column(i)代入j(步骤S146)。即,成为Column(i)=j。Column(i)表示在第i行中静电电容值最大的列编号。判定部134将在步骤S146中求出的值存放在存储器137。
判定部134针对所选择的行i,为了确定出静电电容值的最大值和给出该最大值的传感器电极121(i,j)而进行步骤S143~S147的循环处理。
判定部134进行步骤S141~148的循环处理,直到确定出全部行中的静电电容值的最大值和和给出该最大值的传感器电极121(i,j)为止。由此,特定出全部行中的静电电容值的最大值和给出该最大值的传感器电极121(i,j)。
接下来,使用图28,来说明基于图26的步骤S135的子例程“sub除外行确定”进行的确定除外行的处理。
判定部134针对从i=1至AllRows-1为止的全部行i,进行若行i中的静电电容值的最大值小于下一行的行i+1中的静电电容值的最大值的1/2就将行i除外的循环处理(步骤S151~S154)。
在此,下一行的行i+1是与某行i的-Y方向侧相邻的行。i=1,AllRows-1,1意味着一边从行数i=1至AllRows-1一行一行地进行选择一边进行除外的行的确定。反复进行到行数AllRows-1的处理是因为针对行AllRows不存在下一行的行。
在确定除外行的处理中,若行i中的静电电容值的最大值小于下一行的行i+1中的静电电容值的最大值的1/2,则将行i除外是为了找到指尖FT的前端。与指尖FT的前端重叠的行的静电电容值的最大值大,由于与指尖FT的前端重叠的行的上一行的行不与指尖FT的前端重叠,因此静电电容值的最大值变小。在这样的与指尖FT的前端重叠的行和上一行的行中,静电电容值的最大值较大地不同。在此,作为一个例子,将静电电容值的最大值小于1/2的位置捕捉为指尖FT的前端的上一行的位置,若行i中的静电电容值的最大值小于下一行的行i+1中的静电电容值的最大值的1/2,则将行i除外。在该情况下,行i+1与指尖FT的前端重叠,行i由于不与指尖FT的前端重叠,因此被除外。
判定部134针对所选择的行i,判定行i中的静电电容值的最大值Maximum(i)是否小于下一行的行i+1中的静电电容值的最大值Maximum(i+1)的1/2(步骤S152)。
判定部134若判定为小于1/2(S152:是),则将“除外”代入到Except1(i)(步骤S153A)。在Except1(i)中代入了“除外”的行i是成为后述的尖锐度的计算的对象外的行。判定部134将Except1(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
另一方面,判定部134若判定为不是小于1/2(S152:否),则将“对象”代入Except1(i)(步骤S153B)。在Except1(i)中代入了“对象”的行i是能够成为后述的尖锐度的计算的对象的行。判定部134将Except1(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
判定部134针对全部行i,进行步骤S151~S154的循环处理,直到若行i中的静电电容值的最大值小于下一行的行i+1中的静电电容值的最大值的1/2就将行i除外的处理结束为止。
接下来,判定部134将最下方的行即AllRows设定为对象的行(步骤S155)。即,成为Except1(AllRows)=“对象”。由于作为第1最下方的行的AllRows不存在下一行的行,因此在此设定为对象。
接下来,判定部134针对从i=2至AllRows的全部行i,进行若行i中的静电电容值的最大值小于上一行的行i-1中的静电电容值的最大值的1/2就将行i除外的循环处理(步骤S156~S159)。
在此,上一行的行i-1是与行i的+Y方向侧相邻的行。i=2,AllRows,1意味着一边从行数i=2至AllRows一行一行地进行选择,一边进行除外的行的确定。将行数i=1是因为针对最上方的行不存在上一行的行。
在确定出除外行的处理中,若行i中的静电电容值的最大值小于上一行的行i-1中的静电电容值的最大值的1/2就将行i除外是为了不将接近指尖FT的空间误识别为手指。若小于1/2就将行i除外是因为,若在行i和上一行的行i-1双方存在指尖FT,则行i中的静电电容值的最大值不会小于上一行的行i-1中的静电电容值的最大值的1/2,此外,与步骤S151~S154的循环处理一致。
判定部134针对所选择的行i,判定行i中的静电电容值的最大值Maximum(i)是否小于上一行的行i-1中的静电电容值的最大值Maximum(i-1)的1/2(步骤S157)。
判定部134若判定为小于1/2(S157:是),则判定为行i是除外行(Except2(i)=“除外”)(步骤S158A)。被判定为Except2(i)=“除外”的行i是成为后述的尖锐度的计算的对象外的行。判定部134将步骤S158A中的判定结果作为以行编号i为要素的数据而存放于存储器137。
另一方面,判定部134若判定为不是小于1/2(S157:否),则将“对象”代入到Except2(i)(步骤S158B)。在Except2(i)中代入了“对象”的行i是能够成为后述的尖锐度的计算的对象的行。判定部134将Except2(i)作为以行编号i为要素的排列数据,将步骤S158B中的判定结果存放在存储器137中。
判定部134针对全部行i进行步骤S156~S159的循环处理,直到若行i中的静电电容值的最大值小于上一行的行i-1中的静电电容值的最大值的1/2就将行i除外的处理结束为止。
接下来,判定部134将最上方的行即i=1设定为对象的行(步骤S160)。即,将“对象”代入到Except2(1)。由于最上方的行不存在上一行的行,因此在此设定为对象。
接下来,判定部134针对从i=1至AllRows的全部行i,开始若行i中的静电电容值的最大值小于接近判定阈值就将行i除外的循环处理(步骤S161~S164)。
i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地进行选择,一边进行除外的行的确定。此外,若行i中的静电电容值的最大值小于接近判定阈值就将行i除外是为了判定在行i中是否存在指尖FT。
判定部134针对所选择的行i,判定行i中的静电电容值的最大值Maximum(i)是否小于接近判定阈值(步骤S162)。
判定部134在判定为静电电容值的最大值Maximum(i)小于接近判定阈值(S162:是)时,将“除外”代入到Except3(i)(步骤S163A)。在Except3(i)中代入了“除外”的行i是成为后述的尖锐度的计算的对象外的行。判定部134将Except3(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放于存储器137。
另一方面,判定部134若判定为静电电容值的最大值Maximum(i)不小于接近判定阈值(S162:否),则将“对象”代入到Except3(i)(步骤S163B)。在Except3(i)中代入了“对象”的行i是能够成为后述的尖锐度的计算的对象的行。判定部134将Except3(i)作为以行编号i为排列要素的排列数据存放于存储器137。
判定部134针对全部行i进行步骤S161~S164的循环处理,直到若行i中的静电电容值的最大值小于接近判定阈值就将行i除外的处理结束为止。
接下来,判定部134进行一边从i=1至AllRows一个一个地选择行i、一边进行决定除外的行的循环处理(步骤S165~S168)。i=1,AllRows,1意味着从i=1至AllRows一行一行地选择为了决定除外的行而选择的行。
判定部134针对所选择的行i,判定是否是Except1(i)=“对象”、Except2(i)=“对象”并且,Except3(i)=“对象”(步骤S166)。
判定部134在步骤S166中判定为“是”时,将“对象”代入到Except(i)(步骤S167A)。代入了Except(i)=“对象”的行i是成为后述的尖锐度的计算的对象的行。判定部134将Except(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
另一方面,若Except1(i)、Except2(i)、Except3(i)中的至少一个为“除外”,则判定部134在步骤S166中判定为“否”。若在步骤S166中判定为“否”,则将“除外”代入到Except(i)(步骤S167B)。在Except(i)中代入了“除外”的行i是不成为后述的尖锐度的计算的对象的行。判定部134将Except(i)作为以行编号i为要素的排列数据存放在存储器137中。
判定部134针对全部行i进行步骤S165~S168的循环处理,直到决定除外的行的处理结束为止。通过以上,从全部行i中决定除外的行i。
接下来,使用图29,来说明基于图26的步骤S136的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理。图29是表示基于子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。
判定部134进行一边从i=1至AllRows一个一个地选择行i、一边计算尖锐度的循环处理(步骤S171~S177)。i=1,AllRows,1意味着一边从行数i=1至AllRows一行一行地进行选择,一边进行尖锐度的计算。
判定部134针对所选择的行i,判定是否是Except(i)=“对象”(步骤S172)。这是因为,若不是对象则不计算尖锐度。
判定部134在判定为Except(i)=“对象”(S172:是)时,判定在第i行给出最大值Maximum(i)的列Column(i)是否是第1列判定(步骤S173)。即,针对第i行判定是否是Column(i)=1。这是为了判定在第i行中最大值Maximum(i)是否是在第1列(-X方向侧的端部的列)得到的。
判定部134若判定为不是Column(i)=1(S173:否),则判定是否是Column(i)=AllColumns(步骤S174)。即,针对第i行判定是否是Column(i)=AllColumns。这是为了判定在第i行中最大值Maximum(i)是否是在以AllColumns表示的+X方向侧的端部的列得到的。
判定部134若判定为不是Column(i)=AllColumns(S174:否),则将Column(i)代入到j(步骤S175A)。即,在Column(i)表示端部以外的情况下,将Column(i)代入到j。Column(i)表示在第i行中示出最大值Maximum(i)的列(参照步骤S26)。
判定部134计算尖锐度Apex(i)(步骤S176)。尖锐度Apex(i)能够按照下式求出。判定部134若计算出尖锐度Apex(i),则前进至步骤S177。
Apex(i)=-Capacitance(i,j-1)+2Capacitance(i,j)+Capacitance(i,j+1)
判定部134在步骤S172中,若判定为不是Except(i)=“对象”(S172:否),则将尖锐度Apex(i)设定为零(步骤S172A)。即,将0代入到尖锐度Apex(i)。由于是不成为尖锐度的计算的对象的行,因此将尖锐度Apex(i)设定为零。如后所述,尖锐度Apex(i)在确定出指尖所在的行时使用。通过对不成为尖锐度的计算的对象的行的尖锐度Apex(i)设定特定的数值(零),能够在相同的步骤中对成为尖锐度的计算的对象的行和不成为尖锐度的计算的对象的行进行处理。如后所述,在本实施方式中,若计算出尖锐度,就计算出正值。如后所述,将尖锐度最大的行判定为有指尖的行。因此,尖锐度Apex(i)设定为零等同于将i行设定为不是指尖。
此外,判定部134若在步骤S173中,判定为Column(i)=1(S173:是),则设定为j=2(步骤S173A)。这是因为,由于在第i行给出最大值Maximum(i)的列Column(i)是-X方向侧的端部的列(第1列),因此将用于尖锐度的计算的三个列的中央的列j设定为第2列,使用第1列~第3列的三个倒数来计算尖锐度。判定部134若结束步骤S173A的处理,就前进至步骤S176来计算尖锐度。
此外,判定部134若在步骤S174中判定为Column(i)=AllColumns(S174:是),就设定为j=AllColumns-1(步骤S175B)。因为在第i行中给出最大值Maximum(i)的列Column(i)是+X方向侧的端部的列(用AllColumns表示的第6列),因此将用于尖锐度的计算的三个列的中央的列j设定为AllColumns-1(第5列),使用第4列到第6列的三个倒数来计算尖锐度。判定部134若结束步骤S175B的处理,就前进至步骤S176来计算尖锐度。
判定部134针对全部行i,进行步骤S171~S177的循环处理,直到尖锐度的计算结束为止。
<第七变形例的计算尖锐度的处理>
图30是表示基于第七变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。图30所示的处理使步骤S176的处理与图29所示的步骤S176的处理不同。在此,对与图29所示的处理的差异进行说明。
在图30所示的处理中,判定部134计算穿过如下的三个点的圆的曲率作为尖锐度Apex(i)(步骤S176)。三个点由(j-1,Capacitance(i,j-1))、(j,Capacitance(i,j))、(j+1,Capacitance(i,j+1))表示。
在此,在将列j设为x轴、将静电电容值Capacitance设为y轴的xy坐标中,将j-1、j、j+1设为x1、x2、x3,将Capacitance(i,j-1)、Capacitance(i,j)、Capacitance(i,j+1)设为y1、y2、y3。这是代替在图17中作为y轴的倒数Reciprocal而将静电电容值Capacitance设为y轴。在此省略图示。
判定部134通过同样地求出穿过三个点的圆的半径r,来对对尖锐度Apex(i)输入曲率(半径的倒数1/r)。即,是尖锐度Apex(i)=1/r。
<第八变形例的计算尖锐度的处理>
图31是表示基于第八变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。图31所示的处理使步骤S176的处理与图29所示的步骤S176的处理不同。在此,对与图29所示的处理的差异进行说明。
在图31所示的处理中,判定部134使用在i行中相邻的5个点,通过曲线拟合,用最小二乘法求出与5个点近似的二次曲线,因此,计算曲线的二次的系数作为尖锐度Apex(i)(步骤S176)。
在i行中相邻的5个点是(j-2,Capacitance(i,j-2))、(j-1,Capacitance(i,j-1))、(j,Capacitance(i,j))、(j+1,Capacitance(i,j+1))、(j+2,Capacitance(i,j+2))。判定部134若计算出尖锐度Apex(i),就前进至步骤S177。
<第九变形例的计算尖锐度的处理>
图32是表示基于第九变形例的子例程“sub尖锐度计算”进行的计算尖锐度的处理的流程图的图。图32所示的处理使步骤S176的处理与图29所示的步骤S176的处理不同。在此,对与图29所示的处理的差异进行说明。
在图32所示的处理中,判定部134使用在i行中相邻的5个点,用最小二乘法进行曲线拟合,求出与5个点近似的圆周,计算圆周的曲率作为尖锐度Apex(i)(步骤S176)。
在i行中相邻的5个点是(j-2,Capacitance(i,j-2))、(j-1,Capacitance(i,j-1))、(j,Capacitance(i,j))、(j+1,Capacitance(i,j+1))、(j+2,Capacitance(i,j+2))。判定部134若计算出尖锐度Apex(i),则前进至步骤S177。
<静电传感器120的结构>
图33是表示非接触输入装置100A的静电传感器120的具体结构的图。
静电传感器120重叠配置在显示装置110之上,如图33所示,具有在X方向上延伸的多个传感器电极121X和在Y方向上延伸的多个传感器电极121Y。传感器电极121X、121Y经由布线122X、122Y而分别与控制装置130连接。作为一个例子,这样的静电传感器120能够使用在透明玻璃的表面形成ITO(Indium Tin Oxide:氧化铟锡)等的透明导电膜、并在传感器电极121X、121Y以及布线122X、122Y上进行图案形成的静电传感器。静电传感器120的静电电容被输入到控制装置130。
在图33中,作为一个例子表示12根传感器电极121X以及20根传感器电极121Y。关于12根传感器电极121X以及20根传感器电极121Y的行和列的关系,与操作部111相同。因此,排列有12行的传感器电极121X以及20列的传感器电极121Y。另外,传感器电极121X的行数和传感器电极121Y的列数是一个例子。
12行的传感器电极121X一行一行地进行扫描,并且20列的传感器电极121Y一列一列地进行扫描,AD变换部132将12行的传感器电极121X与20列的传感器电极121Y的240个交点处的静电电容变换为数字值,计数器133对AD变换部132的输出的变化量进行计数,输出240个交点处的差分值ΔAD。以下用(i,j)表示交点的坐标。在此,行i为1~12,列j为1~20。
以上,对本发明的例示性的实施方式的非接触输入装置进行了说明,但本发明并不限定于具体公开的实施方式,能够在不脱离权利要求书的范围内进行各种变形、变更。

Claims (21)

1.一种非接触输入装置,其特征在于,包括:
多个传感器电极,检测与对操作部的操作面以非接触的方式进行操作输入的手向所述操作面的接近状态相应的静电电容;以及
判定部,基于由所述多个传感器电极检测的静电电容,来在俯视时不同的多个位置计算所述手的尖锐度,基于多个所述尖锐度来判定所述操作输入的位置。
2.根据权利要求1所述的非接触输入装置,其中,
所述多个传感器电极配置成格子状,
所述判定部基于沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上的包括静电电容的倒数成为最小值的所述传感器电极在内的2n+1个所述传感器电极的静电电容的倒数,进行曲线拟合来计算所述尖锐度,
所述判定部在与所述直线平行的其他多条直线上,也计算各所述尖锐度。
3.根据权利要求2所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部对相邻的直线上的各静电电容的倒数的最小值进行比较,
将与比相邻的所述直线上的静电电容的倒数的给定倍大的静电电容的倒数对应的位置视为空间。
4.根据权利要求3所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部将所述各静电电容的倒数的最小值与接近判定阈值进行比较,
将与比所述接近判定阈值大的静电电容的倒数对应的位置视为所述空间。
5.根据权利要求2~4中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
在沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上的静电电容的倒数成为最小值的所述传感器电极从所述多个传感器电极的端部离开了n个以上的情况下,所述判定部基于沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上的静电电容的倒数成为最小值的所述传感器电极和该传感器电极的两侧各n个的所述传感器电极这2n+1个所述传感器电极的静电电容的倒数,来进行曲线拟合来计算所述尖锐度,
在沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上的静电电容的倒数成为最小值的所述传感器电极未从所述多个传感器电极的端部离开了n个以上的情况下,所述判定部基于沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上的从所述端部起2n+1个所述传感器电极的静电电容的倒数,来进行曲线拟合来计算所述尖锐度。
6.根据权利要求1所述的非接触输入装置,其中,
所述多个传感器电极配置成格子状,
所述判定部基于沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上的包括静电电容成为最大值的所述传感器电极在内的2n+1个所述传感器电极的静电电容,进行曲线拟合来计算所述尖锐度,
所述判定部在与所述直线平行的其他多条直线上,也计算各所述尖锐度。
7.根据权利要求6所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部对相邻的直线上的各静电电容的最大值进行比较,
将与比相邻的所述直线上的静电电容的给定倍小的静电电容对应的位置视为空间。
8.根据权利要求7所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部对所述各静电电容的最大值与接近判定阈值进行比较,
将与比所述接近判定阈值小的静电电容对应的位置视为空间。
9.根据权利要求6~8中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
在沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上的静电电容成为最大值的所述传感器电极从所述多个传感器电极的端部离开了n个以上的情况下,所述判定部基于沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上的静电电容成为最大值的所述传感器电极和该传感器电极的两侧各n个的所述传感器电极这2n+1个所述传感器电极的静电电容,进行曲线拟合来计算所述尖锐度,
在沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上的静电电容成为最大值的所述传感器电极从端部离开了n个以上的情况下,所述判定部基于沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上的从所述端部起2n+1个所述传感器电极的静电电容,进行曲线拟合来计算所述尖锐度。
10.根据权利要求2~9中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部拟合为二次函数作为所述曲线拟合,计算所述二次函数的二次的系数作为所述尖锐度。
11.根据权利要求2~9中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部拟合为圆作为所述曲线拟合,计算所述圆的曲率作为所述尖锐度。
12.根据权利要求2~11中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部用于计算所述尖锐度的所述传感器电极的个数为3个。
13.根据权利要求2~11中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部用于计算所述尖锐度的所述传感器电极的个数为5个以上,所述判定部利用最小二乘法,进行所述曲线拟合来计算所述尖锐度。
14.根据权利要求2~13中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
在沿着所述多个传感器电极的配置方向的直线上,连续相邻的所述2n+1个所述传感器电极排列成收在10mm以上且100mm以下的长度。
15.根据权利要求1~14中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部将与所述多个尖锐度中的最大的尖锐度对应的位置判定为所述操作输入的位置。
16.根据权利要求1~14中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部将与所述多个尖锐度中的表示手指的尖锐度的阈值以上的尖锐度对应的位置判定为所述手指的位置。
17.根据权利要求16所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部将与所述多个尖锐度中的小于表示手指的尖锐度的阈值的尖锐度对应的位置判定为手掌的位置,
所述判定部将与所述手掌的位置相反一侧的所述手指的前端的位置判定为所述操作输入的位置。
18.根据权利要求1~17中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
所述非接触输入装置与显示装置重叠设置,
所述判定部在沿着所述显示装置的横向的直线上,计算所述尖锐度。
19.根据权利要求1~17中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
所述判定部将通过最小二乘法对所述多个传感器电极中的所述静电电容比其他大的给定数量的传感器电极的位置进行近似而得到的直线视为手指方向,
所述判定部确定计算所述尖锐度的方向,以使得用于计算所述尖锐度的方向与所述指方向相交的角度变大。
20.根据权利要求1~19中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
所述多个传感器电极排列配置有矩形的电极。
21.根据权利要求1~19中的任一项所述的非接触输入装置,其中,
所述非接触输入装置具有正交的多个布线,
通过所述布线的交叉部位来形成各所述传感器电极。
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