(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触面（１ａ）およびその反対面（１ｂ）を規定する光透過パネル（１）と、
所定の放射パターンによる前記パネル（１）内の伝播のために前記パネル（１）内に光を導入するように構成された放射体（２）を有する照射装置（３）と、
前記パネル（１）内を伝播する光を受信するように構成された検出器（４）を有する光検出装置（５）とを備えるタッチセンサシステムであって、
前記照射装置（３）を制御する制御ユニット（６）をさらに備え、
前記制御ユニットが、前記接触面（１ａ）上の１またはそれ以上の接触を検出するために前記光検出装置（５）で受信した光をモニタリングするとともに、前記接触面（１ａ）上の接触の発生に応じて放射パターンについてのモードを選択するように構成されたモードセレクタ（７）をさらに備え、前記１またはそれ以上の接触が前記パネル（１）内を伝播する光を減衰するものであり、
前記制御ユニット（６）が、前記選択したモードに従って放射パターンを制御するように構成され、
前記制御ユニット（６）が、前記照射装置（３）のアクティブな放射体（２）の数と、前記放射体（２）により発せられる光の強度との少なくとも一方を変えることにより、放射パターンを制御するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット（６）がさらに、フレームレートを制御するように構成され、前記フレームレートが、すべての関連する検出器（４）および放射体（２）からデータが集められて接触座標の計算が行われる頻度であることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ（７）が、前記接触面（１ａ）上の接触数を数えて、その接触数に応じて、放射パターンについてのモードを選択するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ（７）が、前記接触面（１ａ）上の接触の幾何学的な位置を判定して、その接触の幾何学的な位置に応じて、放射パターンについてのモードを選択するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ（７）が、単一の幾何学的な接触位置が前記接触面（１ａ）上で検出されるときに、シグネチャモードを選択するように構成され、それに応じて、前記制御ユニット（６）が、放射体（２）の調整されたサブセットを作動させることにより前記単一の幾何学的な接触位置を正確にカバーすべく、前記照射装置（３）の放射体（２）を制御するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項６】
請求項４に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ（７）が、判定される幾何学的な接触位置の数が限界数を超えるときに、通常モードを選択するように構成され、それに応じて、前記制御ユニット（６）が、すべての利用可能な放射体（２）を作動させることにより全接触面（１ａ）を正確にカバーすべく、放射体（２）を制御するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ（７）が、判定される幾何学的な接触位置の数が前記限界数未満であるが１を超えるときに、混合モードを選択するように構成され、それに応じて、前記制御ユニット（６）が、放射体（２）の調整されたサブセットを作動させることにより、判定される幾何学的な接触位置の数を正確にカバーすべく、前記照射装置（３）の放射体（２）を制御するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット（６）が、１フレームにおいて１またはそれ以上の接触を検出した後に、同じフレーム内の接触座標の計算を可能にするために、同じフレーム内で放射パターンを変更するように構成され、フレームが、すべての関連する放射体（２）および検出器（４）のペアからデータが集められて接触座標の計算が行われる期間であることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット（６）が、一連のフレームにおいて作動させるように構成され、前記制御ユニット（６）が、各フレーム内で、放射体（２）のサブセットを作動させるように構成され、前記モードセレクタ（７）が、各フレーム内で、前記サブセットから前記光検出装置（５）により受信したモニタリングした光に基づいてモードを選択するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ（７）が、前記サブセットから前記光検出装置（５）により受信したモニタリングした光に基づいて前記接触面（１ａ）上に接触が存在しないことが検出される場合に、待機モードを選択するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット（６）が、各フレーム内で、前記待機モード中に前記サブセットのみを作動させるように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項１２】
請求項９乃至１１の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ（７）が、前記サブセットから前記光検出装置（５）により受信したモニタリングした光に基づいて前記接触面（１ａ）上に接触の存在が検出される場合に、通常モードを選択するように構成され、前記制御ユニット（６）が、前記通常モード中にすべての放射体を作動させるように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項１３】
請求項９乃至１１の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット（６）が、前記サブセットから前記光検出装置（５）により受信したモニタリングした光に基づいて、前記接触面（１ａ）上の接触数を判定するように構成され、前記モードセレクタ（７）が、前記接触数に基づいてモードを選択するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット（６）が、前記サブセットから前記光検出装置（５）により受信したモニタリングした光に基づいて、前記接触面（１ａ）上の接触の幾何学的な位置を判定し、その接触の幾何学的な位置に基づいて放射パターンを決定するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ（７）が、作動された放射体（２）と検出器（４）との間の複数の光路上の受信エネルギーを示す信号の時間的動きを分析することにより、前記接触面（１ａ）上の接触を検出するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ（７）が、前記複数の光路上の受信エネルギーを示す信号を基準信号と比較することにより、前記時間的動きを分析するように構成され、各基準信号が、それぞれの光路上で以前受信されたエネルギーの平均表現として得られることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項１７】
請求項１乃至１６の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット（６）が、作動された放射体と検出器との間の複数の光路上の光透過率を示す信号に基づいて、前記接触面の減衰マップを再構成することにより、前記接触面（１ａ）上の接触の幾何学的な位置を示す接触座標を計算するように構成され、前記制御ユニット（６）が、前記接触面（１ａ）上に接触が無い状態で前記光路について測定されたエネルギーを表すバックグラウンド値により、各光路について測定されたエネルギー値を割ることにより、前記信号を生成するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。
【請求項１８】
接触面（１ａ）およびその反対面（１ｂ）を規定する光透過パネル（１）を有するタッチセンサシステムを制御する方法であって、
所定の放射パターンによる前記パネル（１）内の伝播のために、放射体（２）を有する照射装置（３）により前記パネル内に光を導入するステップと、
検出器（４）を有する光検出装置（５）により、前記パネル（１）内を伝播する光を受信するステップと、
前記接触面（１ａ）上の１またはそれ以上の接触を検出するために前記光検出装置（５）で受信した光をモニタリングするステップであって、前記１またはそれ以上の接触が前記パネル（１）内を伝播する光を減衰するステップと、
前記接触面（１ａ）上の接触の発生に応じて放射パターンについてのモードを選択するステップと、
前記選択されたモードに従って放射パターンを制御するステップとを備え、
前記照射装置（３）のアクティブな放射体（２）の数と、前記放射体（２）により発せられる光の強度との少なくとも一方を変えることにより、放射パターンが制御されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、
フレームレートを制御するステップをさらに備え、前記フレームレートが、すべての関連する検出器（４）および放射体（２）からデータが集められて接触座標の計算が行われる頻度であることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の方法において、
前記接触面（１ａ）上の接触数を数えるステップと、その接触数に応じて、放射パターンについてのモードを選択するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１８乃至２０の何れか一項に記載の方法において、
前記接触面（１ａ）上の接触の幾何学的な位置を判定するステップと、その接触の幾何学的な位置に応じて、放射パターンについてのモードを選択するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、
単一の幾何学的な接触位置が前記接触面（１ａ）上で検出されるときに、シグネチャモードを選択するステップと、放射体（２）の調整されたサブセットを作動させることにより前記単一の幾何学的な接触位置を正確にカバーすべく、前記照射装置（３）の放射体（２）を制御するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法において、
判定される幾何学的な接触位置の数が限界数を超えるときに、通常モードを選択するステップと、すべての利用可能な放射体（２）を使用することにより全接触面（１ａ）を正確にカバーすべく、放射体（２）を制御するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、
判定される幾何学的な接触位置の数が前記限界数未満であるが１を超えるときに、混合モードを選択するステップと、放射体（２）のサブセットを作動させることにより、判定される幾何学的な接触位置の数を正確にカバーすべく、前記照射装置（３）の放射体（２）を制御するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１８乃至２４の何れか一項に記載の方法において、
１フレームにおいて１またはそれ以上の接触を検出した後に、同じフレーム内の接触座標の計算を可能にするために、同じフレーム内で放射パターンを変更するステップを備え、フレームが、すべての関連する検出器（４）および放射体（２）のペアからデータが集められて接触座標の計算が行われる期間であることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項１８乃至２４の何れか一項に記載の方法において、
当該方法が一連のフレームで行われるものであり、各フレームが、放射体（２）のサブセットを作動させるステップと、前記サブセットから前記光検出装置（５）により受信したモニタリングした光に基づいてモードを選択するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法において、
前記サブセットから前記光検出装置（５）により受信したモニタリングした光に基づいて前記接触面（１ａ）上に接触が存在しないことが検出される場合に、待機モードを選択するステップをさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、
各フレームについて、前記待機モード中に前記サブセットのみを作動させるステップをさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２６乃至２８の何れか一項に記載の方法において、
前記サブセットから前記光検出装置（５）により受信したモニタリングした光に基づいて前記接触面（１ａ）上に接触の存在が検出される場合に、通常モードを選択するステップと、前記通常モード中にすべての放射体を作動させるステップとをさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２６乃至２８の何れか一項に記載の方法において、
前記サブセットから前記光検出装置（５）により受信したモニタリングした光に基づいて、前記接触面（１ａ）上の接触数を判定するステップと、前記接触数に基づいてモードを選択するステップとをさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法において、
前記サブセットから前記光検出装置（５）により受信したモニタリングした光に基づいて、前記接触面（１ａ）上の接触の幾何学的な位置を判定するステップと、その接触の幾何学的な位置に基づいて放射パターンを決定するステップとをさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項１８乃至３１の何れか一項に記載の方法において、
前記接触面（１ａ）上の接触を検出するステップが、作動された放射体（２）と検出器（４）との間の複数の光路上の受信エネルギーを示す信号の時間的動きを分析するステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の方法において、
時間的動きを分析するステップが、前記複数の光路上の受信エネルギーを示す信号を基準信号と比較するステップを備え、各基準信号が、それぞれの光路上で以前受信されたエネルギーの平均表現として得られることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項１８乃至３３の何れか一項に記載の方法において、
作動された放射体（２）と検出器（４）との間の複数の光路上の光透過率を示す信号に基づいて、前記接触面の減衰マップを再構成することにより、前記接触面（１ａ）上の接触の幾何学的な位置を示す接触座標を計算するステップをさらに備え、前記接触面上に接触が無い状態で前記光路について測定されたエネルギーを表すバックグラウンド値により、各光路について測定されたエネルギー値を割ることにより、前記信号が生成されることを特徴とする方法。
【請求項３５】
コンピュータ可読媒体であって、データプロセッサ（８）により実行されるときに、請求項１８乃至３４の何れか一項に記載の方法を行う処理命令を格納することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサシステムおよびそのようなシステムの動作制御方法に関するものである。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００９年９月２日に出願されたスウェーデン特許出願第０９０１１４５−３号および２００９年９月２日に出願された米国仮出願第６１／２７２，２１５号の利益を主張するものである。両出願は、引用により本明細書に援用されるものである。
【背景技術】
【０００３】
近年、タッチパネルは、コンピュータ、電子測定および試験機器、ゲーム機などに入力を与えるために益々使用されるようになっている。パネルには、ユーザが、例えば、ポインタ、スタイラスまたは１またはそれ以上の指を使用して情報を遣り取りするためのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）が設けられることもある。
【０００４】
パネルに接触感度を提供できるようにするために、パネル上の接触点から散乱する光を捕捉すべく、カメラが使用されることもあり、あるいは抵抗素子グリッド、容量センサ、歪みゲージなどがパネルに組み込まれることもある。パネルは、数多くの同時接触に対する相互作用機能を提供することができる。
【０００５】
国際公開公報ＷＯ２００６／０９５３２０は、パネル表面上に光を発して検知するシステムを開示している。その表面をユーザが接触するとき、結合点間およびそこからの光の透過が妨げられて、システムが、それら点間の光の存在の有無を検知する。システムが使用されていないときに実行される省エネルギー機能が開示されている。表示画面が指紋等で汚れている場合、光透過路が予期せずに遮断されて、汚れた表面が接触を感知しなくなるため、システムから取り出される情報が、誤りまたは不完全となる。表面上を使用可能にするにはパネル周辺のベゼルが必要とされるため、光透過により表面全体がカバーされるという保証はない。汚染物質が放射体または検出器の一方の前に集められる場合、阻まれた光路が常に存在することとなる。パネル表面の周囲にベゼルを有するシステムは、ベゼルの位置に埃や油などを非常に集め易い。このため、ベゼルの位置に放射体または検出器を配置することは望ましくなく、その結果、表面全体を照らすことが難しいものとなる。
【０００６】
米国出願公開ＵＳ２００８／００６２１５０には、接触面上に照明を有する別のタッチスクリーンが開示されている。タッチスクリーンは、予め設定された時間接触されなかった場合に、スキャン速度、すなわち、接触面を横断する光を発する光源を順次作動させる頻度を低下させる省エネルギー機能を実装する。
【０００７】
国際公開公報ＷＯ２００９／０７７９６２は、信号伝達ポートを含む断層撮影装置を使用するパネルの形式のタッチスクリーンを開示している。パネルに導かれる断層撮影プロセス信号は、接触により生じた信号の変化を検知する。タッチセンサ技術は、漏れ全反射（ＦＴＩＲ）に基づくものとすることができ、それは、光が、パネル内にその境界から注入されて、パネル内を伝播することを意味している。使用されるアルゴリズムは、ＦＴＩＲシステムの変化を検知するのに特に適したものではない。例えば、開示の断層撮影装置は、透過光の検出を使用するが、検出信号からバックグラウンド信号を差し引くことにより得られる信号に基づいて、接触の位置を判定している。しかしながら、汚染物質がパネルを通るパスに沿った光の一部を吸収するだけであるため、ＦＴＩＲシステムは、パネル上の指紋や油のような汚染物質に対する感受性が低くなる可能性がある。このため、ＦＴＩＲシステムは、ユーザとの間で信頼性のある着実な情報の遣り取りを可能にする。発明者等は、ＦＴＩＲ技術に特に適した省エネルギー機能の必要性が存在することに気付いた。
【０００８】
すなわち、本発明の目的は、ＦＴＩＲ技術に基づくタッチセンサシステムのエネルギー消費を低減すること、特に、タッチセンサシステムの使用時におけるエネルギー消費を低減することである。
【発明の概要】
【０００９】
以下の説明から明らかになるであろうこの目的およびその他の目的は、独立請求項に係るタッチセンサシステム（touch-sensitive systems）、方法およびコンピュータ可読媒体によって少なくとも部分的に達成され、その実施形態は、従属請求項により規定される。
【００１０】
本発明の一態様は、タッチセンサシステムであり、このシステムは、接触面および反対面を規定する光透過パネルと、所定の放射パターンによるパネル内の伝播のためにパネルに光を導入するように構成された放射体（emitters）を有する照射装置と、パネル内を伝播する光を受信するように構成された検出器を有する光検出装置とを備え、当該システムはさらに、照射装置を制御する制御ユニットを備え、制御ユニットがさらに、接触面上の１またはそれ以上の接触を検出するために光検出装置で受信した光をモニタリングするとともに、接触面上の接触の発生に応じて放射パターンについてのモードを選択するように構成されたモードセレクタを備え、前記１またはそれ以上の接触がパネルを伝播する光を減衰するものであり、制御ユニットが、選択されたモードに従って放射パターンを制御するように構成され、制御ユニットが、照射装置のアクティブな放射体の数と、放射体により発せられる光の強度との少なくとも一方を変えることにより、放射パターンを制御するように構成されている。
【００１１】
この態様によれば、モードセレクタが、パネルのサイドに沿って内結合点および外結合点を有するタッチセンサシステムのエネルギーを節約するのに適したものとすることができる。この態様の利点の一つは、タッチセンサシステムのエネルギー消費を低減するために放射パターンを変更し、かつ／または所与のエネルギー消費についてタッチセンサシステムのより高い更新頻度（フレームレート）を可能にする能力である。放射パターンの変化は、接触面の異なる部分で異なる解像度を達成するために使用することもできる。例えば、多くの接触を有する接触面の部分で解像度を選択的に増加させることができる。
【００１２】
本発明の実施形態は、タッチセンサシステムの非アクティブな（接触面上に接触が無い）使用中およびアクティブな使用中の両方でエネルギー消費を低減することが可能に設計されている。
【００１３】
本発明の実施形態は、接触面上の実際のアクティビティに対してエネルギー消費の動的適応を提供するように設計されている。
【００１４】
本発明の実施形態は、接触面上の新しい接触に対して高速応答を提供するように設計されている。
【００１５】
本発明の別の態様は、接触面および反対面を規定する光透過パネルを有するタッチセンサシステムを操作する方法であって、
所定の放射パターンによるパネル内の伝播のために、放射体を有する照射装置によりパネル内に光を導入するステップと、
検出器を有する光検出装置により、パネルを伝播する光を受信するステップと、
接触面上の１またはそれ以上の接触を検出するために光検出装置で受信した光をモニタリングするステップであって、１またはそれ以上の接触がパネルを伝播する光を減衰するステップと、
接触面上の接触の発生に応じて放射パターンについてのモードを選択するステップと、
選択されたモードに従って放射パターンを制御するステップとを備え、照射装置内のアクティブな放射体（作動中の放射体）の数と、放射体により発せられる光の強度との少なくとも一方を変えることにより、放射パターンが制御される。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、データプロセッサにより実行されるときに、上述した方法を行う処理命令を格納するためのコンピュータ可読媒体である。
【００１７】
本発明の更なる実施形態は、従属請求項、詳細な説明および図面中に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
次の添付図面を参照して、本発明の以下の実施形態を説明することとする。
【図１】図１は、一実施形態に係るタッチセンサシステムの平面図である。
【図２】図２は、接触する物体によって伝播光が如何に減衰されるのかを示す光透過パネルの側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るタッチセンサシステム内に光を放射する対向辺の６の選択された放射体を示している。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係るタッチセンサシステム内に光を放射する隣接辺の６の選択された放射体を示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態のフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施形態のフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施形態のフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施形態のフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係るタッチセンサシステム内に光を放射する全辺の１２の選択された放射体を示している。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
説明全体を通じて、対応する構成要素／ステップを識別するために、同じ符号を使用する。
【００２０】
タッチセンサシステムの一例が図１に示されている。このシステムは、パネル１と、放射体２および照射制御ユニット３Ａを有する照射装置３と、検出器４および検出制御ユニット５Ａを有する光検出装置５とを備える。タッチセンサシステムは、一実施形態によれば、マルチタッチシステムであり、よって、複数の接触を検出できるものである。放射体２は、内結合点（in-coupling points）でパネル内に光Ｌを導入する。内結合点は、放射体２からの光Ｌがパネル１に入るパネル１上の点として定義する。検出器４は、外結合点（out-coupling points）で光のエネルギーを検出する。外結合点は、検出器４による後の検出のために、パネル１内を伝播する光がパネル１から離れる位置におけるパネル上の点として定義する。パネルの外縁に沿って配置しなければならないのは、それぞれ検出器４および放射体２の内結合点および外結合点のみであり、検出器４および放射体２は、パネル１から一定の距離の位置に配置することができる。光は、例えば、適当な光結合要素の使用により、パネル１の縁部を介して、またはパネルの上面または下面を介して、パネル１に入るとともに、そこから離れる。図中の放射体２および検出器４の数および位置（および内および外結合点）は、例示のみを目的とするものであり、当然のことながら、放射体２および検出器４の数および位置（および内および外結合点）は、図示のものとは異なるものであってもよい。例えば、図１に示すように、放射体２および検出器４はグループ化する必要はないが、その代りに、混合させた順序で配置させるようにしてもよい。放射体２は、多数の発散ビームをパネル１内に入射するために、整列して配置させることができ、検出器４は、透過光エネルギーを検出するために、整列して配置させることができる。走査ライン（図１において点線で示される）は、１の内結合点と１の外結合点との間の光路であり、走査ライン両端の放射体２および検出器４は、放射体・検出器ペアと呼ばれる。なお、単一の放射体２は、当該放射体からの光が発散ビーム、すなわち、パネル１の平面内で広がるビームとして入射される場合に、複数の走査ラインを規定することができる。同様に、単一の検出器４は、広範囲の角度にわたって光を検出するように構成される場合には、複数の走査ラインを規定することができる。そのような実施形態は、図１に示されている。代替的な実施形態（図示省略）では、少なくとも一部の光が１またはそれ以上の非発散ビームとして入射され、かつ／または１またはそれ以上の検出器が、狭い視野で構成されるものであってもよい。
【００２１】
タッチセンサシステムの様々な実施形態では、検出器が、光ダイオード、ＣＣＤまたはＣＭＯＳアレイ等のような０、１または２次元の光検出器であってもよく、放射体がＬＥＤ、レーザダイオード、ランプ、レーザ等であってもよい。
【００２２】
パネル１は、様々な種類の幾何学的形状を有することができ、また湾曲されているもの、すなわち平坦でなくともよい。接触面は、図示のように矩形状に制限されるものではない。
【００２３】
図には示されていないが、システムは、パネル表面の少なくとも一部内にグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を提供するインターフェースデバイスを含むことができる。インターフェースデバイスは、パネル１の上、下または内部に固定されたイメージが配置された基板であってもよい。代替的には、インターフェースデバイスは、パネル１下方のスクリーン（ＬＣＤ、ＯＬＥＤ、プラズマディスプレイなど）、またはパネル１上にイメージを投影して、コンピュータ画面上のＧＵＩに似た動的ＧＵＩを形成するように配置されたプロジェクタとすることができる。
【００２４】
放射体２からの光Ｌは、図２に示すように、光透過パネル１に入射し、上面１ａおよび下面１ｂに反射しながらパネル１内を伝播する。光は、接触面を形成する少なくとも上面１ａにおいて、全反射、ＴＩＲにより反射されるものであってもよい。底面１ｂは、ＴＩＲで、または底面１ｂに塗布された反射コーティング（図示省略）によって、光を反射するものであってもよい。パネル１の他端においては、透過光のエネルギーが検出器４によって検出される。パネル１の接触面に物体が接触する場合には、物体が、パネル１の内部の光線と相互に作用して、ＴＩＲを妨げる。伝播光により形成されるエバネセント波から物体内にエネルギーが消散する漏れ全反射（ＦＴＩＲ）は、物体がパネル表面材料周囲の材料よりも高い屈折率を有し、かつ物体が表面から数波長未満の距離にある場合に、本発明において使用することができる。ＴＩＲのフラストレーション中に、光線の一部が物体に吸収され、別の部分が物体により反射および／または散乱されることとなる。残りの光線は、それまで通り全反射を続けるが、僅かに細い線で図２に示すように、吸収、反射および散乱により減衰される。
【００２５】
システムは、異なる検出された走査ラインについて測定されたエネルギー値（energy values）の集合を分析することにより、接触面上の接触を検出する。後で詳細に説明するように、１またはそれ以上の接触の発生は、エネルギー値の集合における変化を識別することにより判定されるものであってもよい。接触面の複数の接触の位置を判定するために、走査ラインについてのエネルギー値を透過値（transmission values）に変換することが有利である場合もある。
【００２６】
各検出器４は、特定の走査ラインＳｉについての透過光のエネルギー（ここではｄｔｉで示す）を測定し、このエネルギー値ｄｔｉが、走査ラインについてのバックグラウンド値ｄｂｉと比較される。走査ラインＳｉについての透過は、Ｔｉ＝ｄｔｉ／ｄｂｉとして計算することができる。変形例として、透過は差分値Ｔｉ＝ｄｔｉ−ｄｂｉとして計算することもできる。そのような差分値は、例えば、測定されるエネルギー値から大凡の接触データを迅速に導き出すために（例えば、後でより詳細に説明する接触識別ステップ５０２または接触分析ステップ５０６において）使用することができる。
【００２７】
バックグラウンド値は、様々な方法で得ることができる。最も簡単な例は、始動時に（または製造中に工場に置いて）システムを較正する、すなわち、接触面に接触する物体が無いときに走査ラインＳｉについて測定されるエネルギーと等しくなるようにバックグラウンド値ｄｂｉを設定することにより、得ることができる。
【００２８】
図２に示すように、透過光は複数の接触に関する情報を伝えることができる。ＦＴＩＲシステムでは、各接触点ｐｎ（接触する物体に対応する）が透過率τｎを有し、これが一般に０−１の範囲であるが、通常は０．７−０．９９の範囲となる。走査ラインＳｉに沿う全透過率Ｔｉは、その走査ライン上の接触点ｐｎの個々の透過率τｎの積により少なくとも近似的に与えられる。
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【００２９】
例えば、光路Ｓｉ上で、透過率０．９および０．８をそれぞれ有する２の接触点ｐ１およびｐ２は、総透過率Ｔｉ＝０．７２を与える。第２接触点ｐ２は、第２接触点に達する光Ｌの一部を減衰するため、乗算となる。バックグラウンドのセクションで述べたような面上のセットアップ（above-surface setup）と、ＦＴＩＲのセットアップとの差異は、接触点がすべての光をブロックするため、すべての接触点の透過率が面上のセットアップにおいて０であるということである。よって、それらセットアップには乗算性（multiphcativity）は存在しない。このため、ＦＴＩＲセットアップにより、パネル１上の接触を“見通す”ことが可能となる。
【００３０】
パネル１は、関連する波長範囲において十分な光量を伝えて透過エネルギーの抑制の利いた測定を可能にする任意の材料から構成することができる。そのような材料には、ガラス、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）およびポリカーボネート（ＰＣ）が含まれる。 
【００３１】
図１に関して、タッチセンサシステムは、パネル１内を伝播する光Ｌの放射を制御するように構成された制御ユニット６をさらに備える。一実施形態によれば、制御ユニット６は、放射体を選択的に作動させることにより、例えば、アクティブな放射体２の数を変えることにより、放射パターンを制御するように構成されている。アクティブな放射体２の数を変更することにより、接触面上のアクティビティに応じて、放射体２の数を調整することが可能となる。接触が存在しない場合には、システムのエネルギー消費量を削減するために幾つかの放射体のスイッチを切ることができる。また、制御ユニット６は、個々の放射体２からの放射光のエネルギー／強度を変更することにより、光の放射パターンを制御するように構成することもできる。システムのエネルギー消費量を削減する別の方法は、最大強度が必要ではないとき、例えば、接触面上に接触が存在しないときに、光の強度を低下させるものである。システムが新たな接触を検出するのに十分に良好な信号対ノイズ比を達成することが、確実とならなければならない。光強度の低下と組み合わせてアクティブな放射体２の数を減少させることは、エネルギー消費量を削減するために有利となり得る本発明に係る別の実施形態である。
【００３２】
図１の例では、制御ユニット６は、照射制御ユニット３Ａを介して放射パターンを制御することができ、照射制御ユニットは、放射体２への電力の供給を選択的に制御することができる。図１では、制御ユニット６は、検出制御ユニット５Ａを介して検出器４からデータを集めることもでき、検出制御ユニットは、検出器４からのデータを読み込むことができる。代替的な実施例では、制御ユニット６は、放射体２および／または検出器４に直接接続されるものであってもよい。
【００３３】
一実施形態によれば、制御ユニット６がフレームレートを制御するように構成されている。フレームレートは、すべての関連する検出器４および放射体２からデータが集められて接触座標が計算される頻度として定義される。このため、各フレームは、すべての放射体またはそのサブセットの作動により開始し、関連する各走査ラインについての記録されたエネルギーの評価により終了する。よって、各フレームは、接触データ、例えば、接触面上の各接触の位置を示す接触座標をもたらす。接触面上に接触が存在しない場合には、接触データは空のデータセットにより表わされる。フレームレートの変更によって、データを処理する制御ユニット６内のプロセッサ８のエネルギー消費量を低減することができ、よってエネルギー消費量を低減することが可能となる。
【００３４】
一実施形態では、異なる放射体２がフレーム内で順次作動されて、各放射体が個別に作動され、それにより、透過光のエネルギーが、作動された放射体からの光を受信する各検出器で測定できるようになる。このため、フレーム中、各走査ラインについてエネルギー値が測定される。
【００３５】
代替的な実施例では、放射体２のグループが同時に作動され、各放射体が、それぞれの放射体を識別するコードを放射光により送信するように制御される。光検出装置５の各検出器４により測定されたエネルギーは、送信されたコードに基づいて、各走査ラインのエネルギー値に分離されるようにすることができる。そのような放射体作動スキームは、“多重化”を意味し、ＰＣＴ公開公報ＷＯ２０１０／０６４９８３にさらに説明されている。これは、本出願人に譲渡されたものであり、引用により本明細書に援用されるものである。
【００３６】
また、システムは、光検出装置５に受信された光をモニタリングして、パネル１を伝播する光を減衰する接触面上の接触を検出するように構成されたモードセレクタ７も備える。モードセレクタ７は、接触面上の接触の発生に応じて放射パターンについてのモードを選択し、その選択したモードに従って、制御ユニット６が、放射パターンを制御するように構成されている。その後、選択されたモードは、どの放射体が作動されるか、作動される放射体の数量、光の強度および／またはフレームレートを規定する。
【００３７】
一実施形態によれば、制御ユニット６は、各フレームの開始時に、利用可能な放射体２のサブセットのみを作動させる。以下の開示では、このサブセットが“第１サブセット”として示される。その後、選択されたモードに応じて、さらに多くの放射体を作動させることができる。アクティブな放射体の第１サブセットの例は、図３および図４の平面図に示され、それら図では、対向する辺および隣接する辺からそれぞれ６の選択された放射体が、光の発散ビーム（点線で示される）をパネル１内に入射するように作動されている。なお、図３および図４では、作動された放射体のみが示されており、作動されていない放射体は省略されていることに留意されたい。それら例は、例示的なものに過ぎず、当然のことながら、アクティブな放射体の限定されたセットを有するその他の第１サブセットがパネル１の表面をカバーする（すなわち、照射する）ことも可能である。有利には、第１サブセットが、少なくとも１の走査ラインで接触面全体を対象とするように選択される。その後、モードセレクタ７は、放射体の第１サブセットと関連する走査ラインのセット上の検出されたエネルギーをモニタリングする。モードセレクタ７は、透過値Ｔｉにおける変化、あるいは生データ値ｄｔｉを直接的に求めるようにしてもよい。
【００３８】
以下に、図５乃至８のフローチャートと関連させて、放射パターンを制御する方法の様々な実施形態を説明する。ここでは、制御ユニット６（図１）の制御の下で、様々なステップが実行される。各フローチャートは、一連のフレームにおける単一のフレーム中に実行されるステップを示している。このため、図５乃至８の図面に示されるそれぞれのステップは、点線の矢印で示すように、タッチセンサシステムの動作中に継続的に繰り返される。
【００３９】
図５は、モードセレクタ７（図１）が待機モードと通常モードとの間でシステムを切り替えることができる本発明の一実施形態のフローチャートである。この実施形態では、本発明のその他の実施形態と同様、放射体の第１サブセットが、パネルの内部を照射するために最初に作動される（ステップ５０１）。上述したように、第１サブセットが、検出される異なる走査ラインＳｉについて、エネルギー値ｄｔｉの第１集合をもたらす。続く接触識別（ステップ５０２）では、エネルギー値ｄｔｉの第１集合、または計算される場合には、透過値Ｔｉが、任意の接触する物体の存在の特定のために分析される。接触する物体が示され、かつシステムが待機モードにある場合には、選択的には遅延期間（以下を参照）の後に、システムが通常モードに入り、既に通常モードにある場合には、システムはそのまま通常モードの状態を保つ。接触する物体が示されず、かつシステムが通常モードにある場合には、システムは待機モードに入り、既に待機モードにある場合には、システムはそのまま待機モードの状態を保つ。待機モードでは、それ以上多くの放射体が作動されることはなく、システムは、次のフレームが開始する前に、所与の残り時間、待機する（ステップ５０３）。残り時間の長さは、システムの所要のフレームレートによって与えられ、フレームレートは、システムが待機モードにある間に接触の発生を検出する所望の応答時間を決定する。システムが待機モードのままである間に、継続的に、または予め設定されたステップにおいて、徐々に、残り時間が増加することが考えられる。通常モードでは、システムが、すべての放射体を作動させるように制御される（ステップ５０４）。これは、第１サブセットに含まれない放射体（すなわち、“残り”の放射体）を作動し、検出器から得られる走査ラインについてエネルギー値の第２集合を集め、第１集合および第２集合を組み合わせて、すべての走査ラインについてエネルギー値の完全な集合を形成することにより、行うことができる。代替的には、放射体はすべて再作動されて、エネルギー値の完全な集合が検出器から集められる。作動ステップ５０４に続いて、エネルギー値の完全な集合に基づいて、あるいは計算される場合には、透過値に基づいて、接触する物体の位置が判定される（ステップ５０５）。
【００４０】
図５の実施形態の変形例では、システムが、接触判定ステップ５０５が接触座標をもたらす限りは、フレーム毎に、通常モード内で順次“ループ”するように構成されている。図６は、そのような実施形態の通常モードについてのフローチャートである。図示のように、このシステムは、第１サブセットのみを作動させる代わりに、各フレームの開始時にすべての放射体を作動させる（ステップ５０１’）。このため、ステップ５０１’では、エネルギー値の完全な集合が検出器から集められる。その後、ステップ５０５では、エネルギー値の完全な集合、あるいは計算される場合には、透過値に基づいて、接触する物体の位置が判定される。システムがステップ５０５において位置を判定できない場合は常に、接触面に接触している物体が無いことを示していると捉えて（ステップ５０２’）、システムが図５に示すステップのシーケンスに戻る、すなわち、次のフレームの開始時に第１サブセットを作動させる。１またはそれ以上の接触位置がステップ５０５’で判定される場合には、次のフレームがステップ５０１’の実行により通常モードで開始される。
【００４１】
図７は別の実施形態のフローチャートである。図５の実施形態と比較すると、システムが、待機モードおよび通常モードに加えて、シグネチャモード（signature mode）に入ることもできる。この実施形態では、接触面上で単一の接触する物体が識別されるときは常に、シグネチャモードに入る。接触する物体が複数識別される場合には、システムは、図５および図６に関して上述したように動作するために、通常モードに入る。この目的を達成するために、制御方法は、接触分析ステップ５０６を備え、このステップにおいては、接触面上に、単一の接触する物体と、複数の接触する物体とを提供することによる両者間の違いをシステムが識別する。典型的には、ステップ５０６は、基礎的な（低解像度および低精度の）接触判定ステップを含む。当然のことながら、図７に示す実施形態は、第１集合のエネルギー値（ステップ５０１で放射体の第１サブセットから得た）が、ステップ５０６において接触数を識別できるか、または１の接触と複数の接触との違いを少なくとも識別できるようにするために十分な情報を含むと仮定している。変形例では、ステップ５０６に先だって、更なる作動ステップ（図示省略）が行われ、このステップでは、放射体の第１サブセットからの情報を補ってステップ５０６における識別を容易／可能にするために、放射体の第２サブセットが作動される。
【００４２】
シグネチャモードにおいては、システムが、単一の接触物体に関する十分に正確な情報を得るのに必要とされる数のエネルギー値を集めるためだけに適切に制御される。実施例にもよるが、放射体の第１サブセットと、選択的な放射体の第２サブセットとから得られるエネルギー値の集合は、この目的に十分となり得る。図７に示すように、シグネチャモードは、接触判定ステップ５０５も含むことができ、このステップにおいては、エネルギー値の集合が接触位置の判定のために処理される。変形例（図示省略）では、接触判定ステップ５０５が省略されて、その代わりに、ステップ５０６の基礎的接触判定により判定された１または複数の接触位置が出力される。図７にさらに示すように、シグネチャモードは、選択的には、十分な情報の収集を可能にするために放射体の更なるサブセットを作動させるステップを含むことができる（ステップ５０７）。補助的な作動ステップ５０７は、幾何学的に調整されたサブセットを作動させるステップ（後述）を含むことができる。
【００４３】
一般に、シグネチャモードは、放射体の限られたセットを作動させるステップを含む。これは、計算時間と、検出器から関連する走査ラインについてのエネルギー値を集めるのに必要な時間をともに節約する。システムは、通常モードと同じフレームレートをシグネチャモードにおいて維持するように制御されるものであってもよい。変形例では、例えばシステムのより高い時間分解能を可能にするために、通常モードと比較して、シグネチャモードにおけるフレームレートが増加されるが、それは、接触物体が接触面を高速で通り過ぎるとき、例えば、ユーザが接触面上でスクロールジェスチャまたは手書きジェスチャを入力したときに、望ましい可能性がある。
【００４４】
図８はさらに別の実施形態のフローチャートである。図７の実施形態と比較すると、システムは、待機モード、通常モードおよびシグネチャモードに加えて、混合モードに入ることができる。この実施形態では、接触物体の数が所定の範囲（２−Ｍ）に入る場合（Ｍは、典型的には４乃至８である）は常に、この混合モードに入る。Ｍよりも多い接触物体が識別される場合には、システムが通常モードに入り、単一の接触物体が識別される場合には、図７に関して上述したように、システムがシグネチャモードに入るものとされる。図８の実施形態では、接触分析ステップ５０６が、接触数を識別して、それに応じてモードを選択するように構成される。典型的には、ステップ５０６は、基礎的な（低解像度および低精度の）接触判定ステップを含む。当然のことながら、図８に示す実施形態は、放射体の第１サブセットから得たエネルギー値の集合が、ステップ５０６において接触数を識別できるようにするために十分な情報を含むと仮定している。変形例では、ステップ５０６に先だって、更なる作動ステップ（図示省略）が行われ、このステップでは、放射体の第１サブセットからの情報を補ってステップ５０６を容易／可能にするために、放射体の第２サブセットが作動される。
【００４５】
典型的には、混合モードは、後続の接触判定（ステップ５０５）に十分なデータを収集可能とするために放射体の更なるサブセットを作動させるステップ（ステップ５０７）を含む。図８に示すように、補助的な作動ステップ５０７は、幾何学的に調整されたサブセットを作動させるステップを含むことができ、それは、接触物体の位置で高い精度を達成する一方で、接触が存在しない領域で低い／不確定の精度となるようにするために、放射体が選択的に作動されることを意味する。精度は、典型的には、交差する走査ラインの数により与えられる。このため、放射体は、接触面上の特定位置において走査ラインの所望の密度を得るために作動される。これら特定位置は、現在のフレームにおいてステップ５０６で判定される接触位置、および／または１またはそれ以上前のフレームにおいて接触判定ステップ５０５により計算された接触位置に基づいて決定することができる。
【００４６】
典型的には、混合モードで作動される放射体の数は、通常モードで作動される放射体のフルセットよりも少ない。待機モードおよびシグネチャモードのように、通常モードから、フレームレートが変更されるものであってもよい。例えば、通常モードとほぼ同じ信号対ノイズ比を維持しながら、混合モードにおいてフレームレートを増加させるようにしてもよい。一実施形態では、フレームレートが、混合モードにおいてデータ収集および接触判定を行うのに必要な時間に従って継続的に調整される。
【００４７】
上述した実施形態および実施例のすべてにおいて、接触識別ステップ５０２または接触分析ステップ５０６がモード間の切替の条件を満たしていることを最初に特定してから数フレームまたは数秒経過するまで、モード変更を遅らせるために、時間遅延を導入するようにしてもよい。例えば、ダブルタップを高精度で検知することが必要とされる場合もある。このため、接触識別ステップ５０２（図５−８）は、接触面上に接触物体が存在しないことを識別したときは常に、待機モードに切り替えるために時間遅延を有するように構成されるものであってもよい。時間遅延は、ダブルタップにおける接触間の期待時間を超えるように設定することができる。時間遅延は、システムの構築時に設定されるものであっても、ユーザの選択によって設定されるものであっても、あるいはモードセレクタにより決定されるものであってもよい。別の実施例では、接触識別ステップ５０２（図５−８）が、接触面上に接触物体が存在することを識別したときは常に、待機モードから切り替えるために時間遅延を有するように構成されるものであってもよい。そのような時間遅延は、信号ノイズによりシステムが期せずして待機モードのまま放置されることを防ぐのに好都合である場合もある。
【００４８】
前述の実施例に示したように、待機モードにおいて照射装置の少ない数のアクティブな放射体（作動された放射体）を使用することができ、制御ユニット６は、アクティブな放射体２の数を減少させることができる。制御ユニット６は、接触面上で何かが起こったことを検知した場合には、接触面上の１または複数の接触に従い放射パターンを調整する別のモードを選択するようにしてもよい。
【００４９】
前述の実施例で示したように、モードセレクタ７は、接触面上の接触が存在する場合には、その幾何学的な位置を判定するとともに、その接触の幾何学的な位置に基づいて放射パターンについてのモードを選択するように構成することができる。本明細書に使用される“幾何学的な位置（geometrical position）”は、接触面に関連する座標系における座標によって与えられる位置を示すことが意図される。このため、接触の幾何学的な位置を知ることにより、放射体２からの光の放射パターンを調整して、有利には同じフレーム内において、その幾何学的な位置を正確にカバー／照射することが可能となる。これにより、接触が存在する位置を正確に検出しながらも、システムのエネルギー消費量を低減することが可能となる。
【００５０】
前述の実施例で示したように、接触面上で単一の幾何学的位置が検出される場合に、モードセレクタ７が、シグネチャモードを選択するように構成されるようにしてもよく、それに応じて、制御ユニット６が、照射装置３の放射体２を制御して、放射体２の調整されたサブセットを使用して単一の幾何学的位置を正確にカバーするように構成されるようにしてもよい。幾何学的な位置を正確にカバーすることは、走査ラインの数が、その位置の接触を確実に検出するのに十分な数であることを意味する。
【００５１】
前述の実施例で示したように、複数の幾何学的な接触位置が検出される場合に、モードセレクタ７が、通常モードを選択するように構成されるようにしてもよく、それに応じて、制御ユニット６が、放射体２を制御して、利用可能なすべての放射体２を使用して全接触面を正確にカバーするように構成されるようにしてもよい。
【００５２】
前述の実施例で示したように、モードセレクタ７は、接触面上で限られた数の幾何学的な接触位置が検出されるときに混合モードを選択するように構成してもよく、それに応じて、制御ユニット６が、照射装置の放射体２を制御して、放射体２の調整されたサブセットを使用して限られた数の幾何学的な接触位置を正確にカバーするように構成されるようにしてもよい。混合モードは、接触面上で検出される接触の位置と数に応じて通常モードとシグネチャモードとの間の“連続的”スケール（continuous scale）に沿って選択されるモードとして定義されるものであってもよい。放射体の調整されたサブセットは、フレームの開始時に作動される放射体の第１サブセットを置換または補完するように作動されるものであってもよい。シグネチャモードまたは混合モードにおける照射パターンの一例が図９に示されており、この図では、パネル１のすべての辺に沿って配置される１２の選択された放射体が光を発するように作動されている。例えば、接触面上のすべての位置が、平行に近づき過ぎない少なくとも２の走査ラインによりカバーされるように、光を発するものであってもよい。このため、好ましくは同じフレーム内で所望の放射パターンで光を発するように放射体２を調整することが可能である。その後、システムが少ないエネルギーを消費する一方で、幾つかの幾何学的な位置をカバーすることができる。
【００５３】
本開示においては、放射体の調整されたサブセットを設定する様々な方法が存在する。一実施形態では、制御ユニット６が、走査ラインの現在のセット（すなわち、現在作動中の放射体の走査ライン）に関する接触の幾何学的な位置を分析し、所望性能をもたらす走査ラインの現在のセットを得るために、既知の幾何学的な位置で更なる走査ラインを規定する１またはそれ以上の放射体を選択的に作動させるように構成されている。別の実施形態では、接触面が予め設定されたサブエリアにさらに分割されて、各サブエリアが、放射体の特定のグループと関連するものとされる。ここで、グループの作動によりサブエリアの適当な照射が与えられることが知られているものとする。このため、制御ユニット６は、１またはそれ以上のサブエリアを識別するために接触の幾何学的位置を分析し、こうして識別したサブエリアに基づいて、放射体の１またはそれ以上のグループを選択的に作動させるように構成されている。上記実施例の両方において、例えば、各幾何学的位置で、所定数の交差する走査ライン、および／または交差する走査ライン間の所定角度を達成するために、放射体を作動させるようにしてもよい。さらに別の実施形態では、例えば、接触数の関数として所与の数の放射体を作動させるように制御ユニット６を構成することにより、接触数のみに基づいて、調整された数の放射体が設定される。例えば、２の接触が、利用可能な放射体の１／４の作動をもたらし、３の接触が、利用可能な放射体の１／３の作動をもたらす等であってもよい。適切には、接触数の増加に伴って走査ラインの密度を増加させるべく、放射体のそのような各セットが、接触面を横断する走査ラインの一様格子を生成するように設定される。
【００５４】
前述の実施例で示したように、制御ユニット６は、接触が検出されたフレームと同じフレーム内で放射パターンを変化させて、同じフレーム内で高精度で接触を検出することを可能にするように構成されるものであってもよい。このため、モードを選択するために、放射体の第１サブセットを作動した後に、接触の分析が最初になされる。モードが選択されて、放射体の適切なセットが作動された後に、放射体のセットからの走査ラインに沿って伝達される光を使用して、接触判定がなされるものであってもよい。それにより、接触判定を高精度で行うことができる。
【００５５】
前述の実施例で示したように、モードセレクタ７は、特に、放射体の第１サブセットから得られたエネルギー値の第１集合に基づいて、待機モードに切り替えるとき、または待機モードから切り替えるときを判定するために、物体がパネルの接触面に接触しているか否かを識別するように、構成されるものであってもよい。モードセレクタ７は、一実施形態によれば、エネルギー値の時間的動き（temporal behavior）、あるいは計算される場合には透過値をモニタリングすることにより、物体を識別するように構成されている。特に、モードセレクタ７は、各走査ラインＳｉについての基準信号ｄｒｉを得て、現在のエネルギーまたは透過値ｄｔｉ、Ｔｉをこの基準信号と比較するように構成されている。基準信号ｄｒｉは、走査ラインについてのそれぞれの現在のエネルギー／透過値の“履歴（history）”、すなわち、走査ラインについての先行するエネルギー／透過値のセットのある種の平均表示を示すことにより、決定されるものであってもよい。例えば、基準信号ｄｒｉは、先行するフレーム中に特定の走査ラインについて検出された一連のエネルギー／透過値をフィルタリングすることにより、決定されるものであってもよい。その使用されるフィルタは、例えば、低域通過または帯域通過タイプのフィルタとすることができる。代替的には、広域通過フィルタを使用することができ、その場合、基準信号がフィルタの入力と出力との間の差により示される。その他の選択肢においては、基準信号の決定に、時間窓平均関数、指数フォゲット関数（exponential forget function）または積分関数を使用することができる。以下に、２例のアルゴリズムをさらに詳細に説明する。異なる走査ラインについて得られたエネルギー／透過値の高速の経時変化（fast temporal change）を検出する機能を有するその他の方法も考えられる。
【００５６】
時間窓平均関数を使用して基準信号ｄｒｉを計算するために、以下の方程式を使用することができる。
0005527782.tif 000003
ここで、ｋは、平均窓におけるフレームの数、ｄｎｉは、フレームｎ、走査ラインｉについての検出されたエネルギー値、Ｎは、平均窓の終わりである。また、現在のフレームと平均窓の終わりとの間の時間ギャップ（temporal gap）を使用して、エネルギー値の最も最近の時間的動きに対する基準信号の依存を減らすことも可能である。窓平均に使用されるフレームの数ｋは、一般に、５−１０００の範囲内にある。可能性のあるギャップＮは、一般に、１００フレーム未満である。
【００５７】
指数フォゲット方法における基準信号ｄｒｉは、次のように計算することができる。
0005527782.tif 000004
ここで、パラメータεは、システムの時間的動きに従い選択され、０に比較的近い値、例えば、０．０１未満で、０．０００００１よりも大きくなる。パラメータｄｔｉは、現在のフレームの走査ラインＳｉについての検出されたエネルギー値を示す。方程式（３）は、最新のエネルギー値が古いエネルギー値よりも大きな影響を有するという点を除いて、時間窓平均と類似している。また、多くの値を記録する必要もない。上記の２例では、原信号値ｄｔｉが処理されるが、それは、透過値Ｔｉを処理するのと実質的に同じである。
【００５８】
モードセレクタ７は、一実施形態によれば、光検出装置のすべての関連する走査ラインについて基準信号および現在の信号値（透過または原）を使用してノルム（‖‖）を計算することにより、エネルギー／透過値の変化を検出し、物体が接触面に接触しているか否かを判定するためにノルムの値を使用するように構成されている。ノルムは、例えば、１，２または無限の次元のものであり、現在の信号値と基準信号との差または比をとることにより、計算することができる。これにより、放射パターンを調整することができるように、異なるモード間を区別する方法が達成される。ノルムが閾値未満である場合には、待機モードが選択され、そうでない場合には、その他のモードのうちの一つが選択される。
【００５９】
上述した評価基準の例は、次のように与えられる。
0005527782.tif 000005
ここで、閾値ｑは、特定のシステムがどれだけ多くの接触相互作用を有するのかに従って設定する必要がある。閾値は、一般に、ユーザが接触面を横断して指を軽くドラッグしたときに生じ得る弱い接触に反応するのに十分に低く設定すべきであり、それは、０．１％の周辺またはそれよりも僅かに下の透過値の変化に対応する。一般に、閾値は、大凡０．０１％と５％の間の範囲の透過変化に対応させる必要がある。
【００６０】
モードセレクタ７は、別の実施形態によれば、基準信号と現在の信号値との間の相関値を使用するとともに、接触が接触面上に存在するかどうかを判定するために相関値を使用するように構成されている。相関値がある閾値未満に落ちた場合、待機モードが選ばれる。
【００６１】
前述の実施例で示したように、通常モードとシグネチャモードとの間の選択（または、混合モードにおいて放射体の調整されたセットを設定すること）は、放射体の第１サブセットを作動したときと、任意には放射体の少数の追加セットを作動したときに、検出器から得られたエネルギー値の集合に基づいて判定される接触位置を分析することにより、行うことができる。接触数を数えて、場合によっては、それらの幾何学的な位置も分析することにより、モードの切替を決定することができ、例えば、１の接触しか存在しない場合にはシグネチャモードに切り替え、複数の接触が存在する場合には通常モードに切り替え、あるいは限られた数の接触が存在する場合には混合モードに切り替えるように、決定することができる。
【００６２】
変形例では、モード間の切替が、幾何学的な位置のみに基づいて決定されるものであってもよい。例えば、モードセレクタは、接触面上の１またはそれ以上の特定の接触領域内に所定数の接触が識別される場合は常に、シグネチャ／混合モードに切り替えるように構成されるものであってもよい。そのような接触領域は、固定的、すなわち、システムで予め設定されたものか、または動的、すなわち、動的ＧＵＩ上に一時的に生成される領域に関連するものの何れかとすることができる。
【００６３】
接触面上の接触の幾何学的な位置は、一実施形態によれば、接触面の減衰マップを再構成することによって判定される。すなわち、透過値Ｔｉのセットに基づいて接触位置が判定される。そのような減衰マップは、システムの実際の光学的設計に応じて平行な走査配列または扇形ビーム配列を有する透過断層撮影用に開発された既知のアルゴリズムを使用して再構成することができる。本質的には、接触位置は、任意の利用可能な画像再構成アルゴリズムを使用して再構成されるものであってもよい。走査ラインの限られたセットが存在する場合、特別に設計された小視野（few-view）アルゴリズムを使用することが有効である可能性がある。
【００６４】
図５乃至図８に関連して説明した例示的な実施形態は、図１０のフローチャートを参照してここで説明する制御方法に一般化することができる。この制御方法においては、光透過パネル１を有するタッチセンサシステムにおける放射パターンを制御するように操作される。ステップ１００１では、放射体２を有する照射装置３により、光がパネル内に導入される。ステップ１００２では、パネル１内を伝播する光が、検出器４を有する光検出装置５により受信される。ステップ１００３では、受信された光が、接触面上の接触を検出するためにモニタリングされ、接触面は、その接触により、パネル１を伝播する光を減衰する。その後、ステップ１００４において、接触面上の接触の発生に応じて放射パターンについてのモードが選ばれる。最後に、ステップ１００５において、選択されたモードに従って放射パターンが制御される。このため、高精度および／またはフレーム間の低待ち時間で接触位置を判定しながらも、エネルギー消費を低減するために、放射パターンを、接触面上で検出された接触の発生に適したものとすることができる。
【００６５】
一実施形態によれば、利用可能な放射体２のサブセットのみが、アクティブで、モードが選択されたときにモニタリングされる。このため、モード選択は、数の減少したアクティブな放射体からの信号に基づくものであってもよい。このため、場合によってはエネルギー消費をさらに低減しながらも、モード選択ステップ１００４が、接触判定の十分な精度、すなわち、接触が存在する接触面における位置を得るために、どのモードを選択するのかを決定する前に、放射体のサブセット（“第１サブセット”）のみから光が発せられるため、使用するエネルギーが少なくなる。この方法は、一実施形態によれば、アクティブな放射体２の数を変更することにより放射パターンを制御するステップ、および／またはアクティブな放射体２からの放射光の強度／エネルギーを変更するステップ、および／またはフレームレートを制御するステップであって、フレームレートが、すべての関連する検出器４および放射体２からデータを集めて接触座標を計算する頻度であるステップを備える。このため、接触面上の接触の出現に従い放射体のサブセットを調整することが可能である。
【００６６】
このため、接触面上のアクティビティに従って、モード選択ステップ１００４により、異なるモードが選択される。例えば、接触面上の接触数を数えることにより、その接触数に応じて、放射パターンについてのモードが選択されるものであってもよい。また、この方法は、スクリーン面上の接触の幾何学的な位置を判定するステップと、接触の幾何学的な位置に応じて放射パターンについてのモードを選択するステップとを含むことができる。このため、接触の数だけでなく、それらの幾何学的な位置にも応じて、モードを選択することができる。
【００６７】
本発明の更なる態様によれば、データプロセッサ（図１の符号８）により実行されるときに、上述した方法を行う処理命令を格納するためのコンピュータ可読媒体が提供される。
【００６８】
本発明は上述した好ましい実施形態に限定されるものではない。様々な代替物、変更物および均等物が使用されるものであってもよい。したがって、上記実施形態は、本発明の範囲を限定するものとして取るべきではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲により規定されるものである。
【図１】
0005527782.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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