(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触面（１０４）上の少なくともひとつの物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）を判定する装置であって、
接触面（１０４）及び対向面（１０５）を規定する光透過パネル（１０３）と、
接触面（１０４）と対向面（１０５）間の内部反射による伝搬のため、光（Ｌ）を前記パネル（１０３）に導入するように構成された照明配置（１１１ｘ）と、
前記パネル（１０３）内を伝搬する光（Ｌ）を受光するように構成された光検出配置（１０９ｘ）と、
プロセッサユニット（１０２）であって、反復的に、
前記光検出配置（１０９ｘ）で受光された光の現在の信号プロファイル（Ｓｉ）を判定し、
条件が満たされるときに、前記光検出配置（１０９ｘ）で受光された光（Ｌ）のバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新し、
バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）及び現在の信号プロファイル（Ｓｉ）に応じて、現在の補償信号プロファイル（Ｔｉ）を計算し、及び、
物体（Ｃ）が接触面（１０４）に接触することにより前記パネル（１０３）内を伝搬する光（Ｌ）を減衰させるとき、補償信号プロファイル（Ｔｉ）に応じて位置（ｐｃ）を判定するよう構成された前記プロセッサユニット（１０２）と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記プロセッサユニット（１０２）は、現在の信号プロファイル（Ｓｉ）をバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）で割ることで、補償信号プロファイル（Ｔｉ）を計算するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロセッサユニット（１０２）は、現在の信号プロファイル（Ｓｉ）の対数からバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）の対数を減算することで、補償信号プロファイル（Ｔｉ）を計算するように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記プロセッサユニット（１０２）は、現在の信号プロファイル（Ｓｉ）からバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を減算することで、補償信号プロファイル（Ｔｉ）を計算するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記プロセッサユニット（１０２）は、補償信号プロファイル（Ｔｉ）から予め定められた補償信号プロファイル（Ｔｉ−１）を減算することで、位置（ｐｃ）を判定するように構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
各々の信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ、Ｓｉ、Ｔｉ）は、前記パネル（１０３）の第１の主方向（ｘ）の各信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ−ｘ、Ｓｉ−ｘ、Ｔｉ−ｘ）と、前記パネル（１０３）の第２の主方向（ｙ）の各信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ−ｙ、Ｓｉ−ｙ、Ｔｉ−ｙ）を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記照明配置（１１１ｘ）は、光（Ｌ）を導入するための一組の発光体（１１２ｘ）を備え、前記光検出配置（１０９ｘ）は、光（Ｌ）を受光するための一組の光検出器（１１０ｘ）を備え、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を形成するための光と、現在の信号プロファイル（Ｓｉ）を形成するための光が、同じ組の発光体（１１２ｘ）及び光検出器（１１０ｘ）により、各時刻で導入されて受光されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記プロセッサユニット（１０２）は、接触面（１０４）上に物体（Ｃ）が存在するのとは独立に、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記プロセッサユニット（１０２）は、物体（Ｃ）が接触面（１０４）に接触することにより前記パネル（１０３）内を伝搬する光（Ｌ）を減衰させるとき、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記プロセッサユニット（１０２）は、装置が起動されるとき、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記プロセッサユニット（１０２）は、予め定められた時間間隔でバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記プロセッサユニット（１０２）は、該プロセッサユニットが物体（Ｃ）が接触面（１０４）に接触していないと判定するとき、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記プロセッサユニット（１０２）は、現在測定された信号プロファイル及び以前に（Ｓｒｅｆｊ-1）更新されたバックグラウンド信号プロファイルに応じて、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセッサユニット（１０２）は、現在測定された信号プロファイルを、以前に更新されたバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ-1）よりも比較的低く重みづけすることで、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記プロセッサユニット（１０２）は、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）の第２セクション（Ｓｒｅｆｊ−Ｂ）と異なる、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）の第１セクション（Ｓｒｅｆｊ−Ａ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記プロセッサユニット（１０２）は、物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）を表すバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）の第１セクション（Ｓｒｅｆｊ−Ａ）を更新するように構成され、該第１セクションは、物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）を表さないバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）の第２セクション（Ｓｒｅｆｊ−Ｂ）とは異なることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記プロセッサユニット（１０２）は、物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）に応じて、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を判定することにより、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記プロセッサユニット（１０２）は、物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）が判定されてから経過した時間に応じて、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を判定することにより、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記プロセッサユニット（１０２）は、物体（Ｃ）が接触面（１０４）から取り除かれるとき、物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）と関連しないバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）の第２セクション（Ｓｒｅｆｊ−Ｂ）よりも速く、物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）に関連するバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）の第１セクション（Ｓｒｅｆｊ−Ａ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
前記プロセッサユニット（１０２）は、前記光検出配置（１０９ｘ）により受光された光の時間分布変動に応じて、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
前記プロセッサユニット（１０２）は、特定の時間間隔にわたって判定された物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）に応じて、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
接触面（１０４）上の少なくともひとつの物体の存在を表すデータを記憶するように構成されたメモリ装置（２４）を備え、前記プロセッサユニット（１０２）は、少なくともひとつの物体の存在に応じて、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記プロセッサユニット（１０２）は、予め定められた補償信号プロファイル（Ｔｉ−１）に応じて、物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）を判定するように更に構成されることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
前記光透過パネル（１０３）と整列配置されたグラフィカル・ユーザ・インタフェースを提供するインターフェイス装置（１０６）を備え、前記プロセッサユニット（１０２）は、グラフィカル・ユーザ・インタフェースに応じて、バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新するように構成されることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
接触面（１０４）及び対向面（１０５）を規定する光透過パネル（１０３）の接触面（１０４）上の少なくともひとつの物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）を判定する方法であって、
接触面（１０４）と対向面（１０５）間の内部反射による伝搬のため、光（Ｌ）をパネル（１０３）に導入するステップと、
パネル（１０３）内を伝搬する光（Ｌ）を受光するステップと、
反復的に、
光検出配置（１０９ｘ）で受光された光の現在の信号プロファイル（Ｓｉ）を判定する（４０１）ステップと、
条件が満たされるときに、光検出配置（１０９ｘ）で受光された光（Ｌ）のバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新する（４０３）ステップと、
バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）及び現在の信号プロファイル（Ｓｉ）に応じて、現在の補償信号プロファイル（Ｔｉ）を計算する（４０５）ステップと、
物体（Ｃ）が接触面（１０４）に接触することによりパネル（１０３）内を伝搬する光（Ｌ）を減衰させるとき、補償信号プロファイル（Ｔｉ）に応じて位置（ｐｃ）を判定する（４０６）ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
接触面（１０４）及び対向面（１０５）を規定する光透過パネル（１０３）の接触面（１０４）上の少なくともひとつの物体（Ｃ）の位置（ｐｃ）を判定する方法であって、
反復的に、
接触面（１０４）と対向面（１０５）間の内部反射による光透過パネル（１０３）内の伝搬後に光検出配置（１０９ｘ）で受光された光の現在の信号プロファイル（Ｓｉ）を判定する（４０１）ステップと、
条件が満たされるときに、光検出配置（１０９ｘ）で受光された光（Ｌ）のバックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）を更新する（４０３）ステップと、
バックグラウンド信号プロファイル（Ｓｒｅｆｊ）及び現在の信号プロファイル（Ｓｉ）に応じて、現在の補償信号プロファイル（Ｔｉ）を計算する（４０５）ステップと、
物体（Ｃ）が接触面（１０４）に接触することによりパネル（１０３）内を伝搬する光（Ｌ）を減衰させるとき、補償信号プロファイル（Ｔｉ）に応じて位置（ｐｃ）を判定する（４０６）ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
コンピュータに請求項２５又は２６に記載の方法を行わせるための処理命令を記憶することを特徴とするコンピュータ読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年９月２日出願のスウェーデンの特許出願第０９５０６２８−８号、２００９年９月２日出願の米国仮出願第６１／２７２２１９号、２００９年１０月１９日出願のスウェーデン特許出願第０９５０７６７−４号、２００９年１０月１９日出願の米国仮出願第６１／２７２６６６号の利益を主張するものであり、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、接触面上の物体の位置を検出するための技術に関する。接触面は、タッチセンシティブパネルの一部でもよい。
【背景技術】
【０００３】
タッチセンシティブパネルが、コンピュータ、電子測定及び試験機器、ゲーム装置などに入力データを提供するために使われつつある。パネルには、例えばポインタ、タッチペン又はひとつ又複数の指を使用して相互に作用するユーザ用グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）が設けられてもよい。ＧＵＩは、固定してもよいし動的でもよい。固定のＧＵＩは例えば、パネルの上、下又は内部に配置される印刷物の形でもよい。動的なＧＵＩは、パネルと統合されるか又はその下方に配置されるディスプレイスクリーンによって、又はプロジェクタによりパネルに投影されている画像によって提供されることができる。
【０００４】
接触感度をパネルに提供する多数の既知の技術があり、例えば、パネル上の接触の位置から離れて散乱した光を捕えるカメラを用いるものや、抵抗ワイア・グリッド、容量性センサ、歪み計などをパネルに組み込むことによるものがある。
【０００５】
米国特許出願公開ＵＳ２００４／０２５２０９１は、漏れ全反射（ＦＴＩＲ）に基づく代替の接触検知技術を開示する。２つの離れた光源からの異なるビームがパネルへ結合されて、全反射によりパネル内で伝搬する。各光源からの光は、パネル全体にわたって一様に分配される。光センサの配列がパネルの周辺部付近に位置し、光源からの光を検出する。物体がパネルの表面に接触すると、光は接触の点で局所的に減衰することになる。物体の位置は、光センサの列での各光源からの光の減衰に基づいて三角測量によって判定される。
【０００６】
米国特許第３，６７３，３２７号は、類似の接触検知技術を開示しており、そこでは光ビーム発信器の列がパネルの２つのエッジに沿って配置され、内部反射によりパネルを通って伝搬する光線を横切るグリッドをセットアップする。ビーム検出器の対応する列は、パネルの対向エッジに配置される。物体がパネルの表面に接触するとき、接触の位置で交差するビームは、減衰することになる。検出器の列上の減衰したビームは、直接物体の位置を識別する。
【０００７】
これらの周知のＦＴＩＲ技術は、とりわけ、光を測定するために、パネルに接触する物体を、おそらくパネルに現れる無関係な物体や他のものと十分に区別できる程度の精度を有する比較的複雑な装置の使用が必要なため、高コストであることが欠点である。
【発明の概要】
【０００８】
上述の点に鑑み、本発明の目的は、上述の技術及び従来技術の改良を提供することにある。より詳しくは、スクリーン上の関係のない物体を考慮し改良された解像度を有する装置を提供することを目的とする。
【０００９】
それゆえ、接触面上の少なくともひとつの物体の位置を判定する装置であって、接触面及び対向面を規定する光透過パネルと、接触面と対向面間の内部反射による伝搬のため、光をパネルに導入するように構成された照明配置と、パネル内を伝搬する光を受光するように構成された光検出配置と、反復的に、ｉ）光検出配置で受光された光の現在の信号プロファイルを判定し、ｉｉ）条件が満たされるときに、光検出配置で受光された光のバックグラウンド信号プロファイルを更新し、ｉｉｉ）バックグラウンド信号プロファイル及び現在の信号プロファイルに応じて、現在の補償信号プロファイルを計算し、及び、ｉｖ）物体が接触面に接触することによりパネル内を伝搬する光を減衰させるとき、補償信号プロファイルに応じて位置を判定するよう構成されたプロセッサユニットとを備えた装置が提供される。
【００１０】
ここで、光をパネルに導入する多くの技術とともに光を受光する技術があることに留意されたい。本発明の核は、どのようにプロセッサユニットが、物体の位置を判定するために使われる種々の信号プロファイルを処理するように調整できるかであるため、本発明に係る装置は、適切な光導入／受光技術を使用してもよいことを意味する。ここで、「信号プロファイル」は、光検出配置を用いて受光された（そして、暗に測定された）光のエネルギーを表すことができる。従って、照明配置がパネルのインカップリング箇所で光を導入し、一方、光検出配置がパネルのアウトカップリング箇所で光を検出する。よって、信号プロファイルは、アウトカップリング箇所の中の異なる空間位置での受光エネルギーを表す。ここで、現在の信号プロファイルは、現在の投影信号と呼ばれてもよく、バックグラウンド信号プロファイルは、バックグラウンド投影信号と呼ばれてもよく、そして、補償信号プロファイルは、補償投影信号と呼ばれてもよい。
【００１１】
光検出配置により受光された光のバックグラウンド信号プロファイルを更新することは、バックグラウンド信号プロファイルが、プロセッサユニットによって実行される各繰り返しの間に更新されなければならないことを意味するものではなく、むしろバックグラウンド信号プロファイルは、少し以前に又は現在の時間位置で、光検出配置により受光された光に基づいて判定される。
【００１２】
本発明の利点は、物体の位置を判定するときに、バックグラウンド信号プロファイルを断続的に更新することによって、例えば汚れ及び接触面の損傷／欠陥の影響を低減した点にあり、汚れ／損傷／欠陥で生じる信号特徴が自動的に抑制され、又は補償信号プロファイルにおいても除去されることになる。その結果、比較的単純で効率的なデータ処理によって、物体の位置のより正確な判定を得ることができる。また、本発明に係る装置は、物体の位置を判定することが光の減衰と、従って、比較的複雑な受光された光の現在の信号プロファイルとに基づくときに、特に適している。特に、パネルの内部反射が全（又はほぼ全部の）反射（ＴＩＲ）により生じ、そして、物体の接触によりＦＴＩＲが生じる場合に、得られた信号プロファイルを効率的に処理することに関して、本装置が驚くほど有望であることが見出された。
【００１３】
本装置は、汚れが接触面から取り除かれ、それが典型的には取り除かれた汚れの位置で減少した減衰をもたらすという状況を扱うことにも適している。この場合、バックグラウンド信号プロファイルを更新することは、汚れが接触面についたときと比較して、「ネガティブ」とみなされることができる。
【００１４】
プロセッサユニットは、反復的なプロセスを実行するための手段、そして、反復的な処理の間に、現在の信号プロファイルを判定し、バックグラウンド信号プロファイルを更新し、補償信号プロファイルを計算し、物体の位置を判定する手段とみなされることができる。また、当業者が気づくように、プロセッサユニットは、各々が記載される処理動作のひとつ又は複数を実行するひとつ又は複数のデータプロセッサを備えることができる。
【００１５】
上記のように、プロセッサユニットは、接触面に接触している物体の位置を判定するために反復的な動作を実行する。また、繰り返しは、物体が接触面に接触するかに関係なく、連続的に実行されることができる。また、プロセッサユニットの動作は、記載されているものとは異なる順番で実行されることができ、組み合わせてもよいし、下位動作に分けられてもよい。さらに、付加的な動作がプロセッサユニットによって実行されてもよく、プロセッサユニットが接触面に物体が接触することを判定するときのみ、所定の動作が実行されることができる。
【００１６】
ここで、光は、１０ｎｍから１ｍｍまでの範囲内で選択される波長を有する電磁放射と呼ばれ、すなわち、赤外線が多くの場合最も好ましい光であるが、紫外、可視及び赤外の光が、物体の位置の検出に使用できる。
【００１７】
プロセッサユニットは、現在の信号プロファイルをバックグラウンド信号プロファイルで割ることで、補償信号プロファイルを計算するように構成されてもよい。このようにプロセッサユニットを構成することにより、補償信号プロファイルは、いわゆる透過信号とみなされることができる。透過信号は、物体が接触面に接触するとき、信号プロファイルの局部的な低下がある約１の（相関的な）透過で本質的に均一の信号レベルを有することができる。
【００１８】
現在の信号プロファイルの透過信号への変換が、接触を表す関連信号の低下の識別を非常に容易にできることは当然である。従って、除算処理を用いて現在の信号プロファイルを透過信号に変換することにより、個々の接触する物体から透過信号の局部的な低下への寄与を切り離すことが可能である。
【００１９】
当業者が気づくように、除算によって補償信号プロファイルを算出するように構成されたプロセッサユニットは、除算だけによって補償信号プロファイルを算出することに制限されず、他に、数学的に対応する動作が同様に実行されてもよい。もちろん、同じことが、以下に記載する信号プロファイルの対数を減算する処理や、信号プロファイル自体を減算する処理に適用でき、後者は透過信号にはならないがむしろ信号レベルの絶対差をもたらす。
【００２０】
プロセッサユニットは、現在の信号プロファイルの対数からバックグラウンド信号プロファイルの対数を減算することで、補償信号プロファイルを計算するように構成されてもよい。
【００２１】
現在の信号プロファイルの対数からバックグラウンド信号プロファイルの対数を減算することで、補償信号プロファイルを計算するとき、減算処理は一般に除算より処理効果的な動作であるため、上述の分割の処理と同じ効果が得られ、計算コストが下がる。また、必要な計算効果を更に減らすために、所定の値の対数を判定することは、テーブル内の値とその対数をルックアップすることに基づくことができる。この場合、補償信号プロファイルは、上述の透過信号の対数に対応する。
【００２２】
プロセッサユニットは、現在の信号プロファイルからバックグラウンド信号プロファイルを減算することで、補償信号プロファイルを計算するように構成されてもよい。
【００２３】
このように減算を使用するとき、補償信号プロファイルは、透過信号の変化とみなされることができ、接触を表す減少した信号レベルを識別確認するために使われることができる。
【００２４】
プロセッサユニットは、補償信号プロファイルから予め定められた補償信号プロファイルを減算することで、位置を判定するように構成されてもよい。
【００２５】
各々の信号プロファイルは、パネルの第１の主方向の各信号プロファイルと、パネルの第２の主方向の各信号プロファイルを含んでもよい。よって、パネルの主方向を表す少なくとも４つの信号プロファイルが、物体の位置を判定するために使われることができ、現在の補償信号プロファイルの算出は、上述の除算／減算の２つの処理を含むことができる。デカルト座標系が物体の位置を規定するために使われる場合、４つの信号プロファイルは、典型的に、バックグラウンド信号プロファイルと現在の信号プロファイルそれぞれのｘ−成分及びｙ−成分を表す。
【００２６】
照明配置は、光を導入するための一組の発光体を備えても良く、光検出配置は、光を受光するための一組の光検出器を備えても良く、バックグラウンド信号プロファイルを形成するための光と、現在の信号プロファイルを形成するための光が、同じ組の発光体及び光検出器により、各時刻で導入されて受光される。ここで、検出器／発光体の「組」は、ひとつの検出器／発光体だけを含んでもよい。
【００２７】
プロセッサユニットは、接触面上に物体が存在するのとは独立に、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。よって、これは、バックグラウンド信号プロファイルを形成するために使用する光が、接触面上の物体による接触とは関係なく光検出配置で測定され、プロセッサユニットが、バックグラウンド信号の更新を含む反復的な処理を連続的に実行してもよいことを意味することができる。
【００２８】
プロセッサユニットは、物体が接触面に接触することによりパネル内を伝搬する光を減衰させるとき、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。この場合、物体が接触面に接触するときに、バックグラウンド信号は実際に更新される。しかし、この更新は、可能ではあるけれども、（物体が表面に接触するときに）その接触により引き起こされることを意味する必要性はない。装置にとっては、接触面上の物体の位置が判定できるとき、物体は接触面に接触することを判定できる。
【００２９】
プロセッサユニットは、装置が起動されるとき、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。典型的には、起動は、装置の従来の立ち上げ処理に含まれることができる。ひとつのバージョンでは、プロセッサユニットは、例えばリセットコマンド又はタッチパネルが調整されるグラフィック表示装置の自動調整コマンドなどのユーザコマンドに応答して、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されることもできる。例えば、ユーザコマンドは、接触面上の所与の位置で判定される接触によりプロセッサユニットに指示されることができる。
【００３０】
プロセッサユニットは、予め定められた時間間隔でバックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。所定の時間間隔を用いることで、例えば物体が接触面に接触するときに、バックグラウンド信号が偶然に更新されることができる。ここで時間間隔は、接触面上に比較的多くの接触がある時間にわたって判定できるときに減るように、動的にできる。対応する方法では、比較的少ない数の物体が接触面に接触するときに、時間間隔を増やすことができる。時間間隔は、例えば４秒ごと、繰り返しごと、又はプロセッサユニット実行される繰り返し１０：ｔｈごとなどにできる。
【００３１】
プロセッサユニットは、該プロセッサユニットが物体が接触面に接触していないと判定するとき、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。バックグラウンド信号プロファイルを更新するためのこの基準は、基準が矛盾するようにみえるかもしれないが、物体が接触面に接触するときに、例えばバックグラウンド信号プロファイルを更新する基準と組み合わせられることができる。例えば、物体が接触面に接触しないときにバックグラウンド信号を所定の回数更新した後に、物体が接触面に接触するとすぐに、バックグラウンド信号は更新されると決定できる。後者の場合、例えば物体の位置が以前の繰り返しにおいて判定されるときなど、物体の検出によって更新が引き起こされることができる。
【００３２】
プロセッサユニットは、現在測定された信号プロファイル及び以前に更新されたバックグラウンド信号プロファイルに応じて、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。そうすることで、接触面上の汚れ又はかき傷によって生じる信号プロファイルのピークを例えば取り除くことが可能である。以前に更新されたバックグラウンド信号プロファイルは、先に更新されたバックグラウンド信号プロファイルを有することができ、すなわち、最も最近に更新されたバックグラウンド信号プロファイルではない。
【００３３】
プロセッサユニットは、現在測定された信号プロファイルを、以前に更新されたバックグラウンド信号プロファイルよりも比較的低く重みづけすることで、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよく、それは、接触面上の汚れ、及び／又は、何度かの繰り返しにわたり接触面に残る接触から生じる信号のピークを無効にする可能性を与える。重みづけの例は、現在測定された信号プロファイルを０．０１％−１％で重みづけするのに対して、以前に更新されたバックグラウンド信号プロファイルを９９％−９９．９９％で重みづけすることを含むことができる。好ましくは、バックグラウンド信号プロファイルがより頻繁に更新されるときに、比較的低い重みが、現在測定された信号を与えられる。
【００３４】
プロセッサユニットは、バックグラウンド信号プロファイルの第２セクションと異なる、バックグラウンド信号プロファイルの第１セクションを更新するように構成されてもよい。ここで、セクションは、異なる位置でのパネルの光分布を表すことができ、しばしば、多少頻繁に使われるパネルの異なる部分として役立つことができる。この理解に基づき、及び、信号プロファイルがパネル内を伝搬する光の空間分布を示すことができる点をふまえると、実際には、しばしば信号プロファイルの異なる部分について、バックグラウンド信号プロファイルを更新する必要性が異なる。
【００３５】
プロセッサユニットは、物体の位置を表すバックグラウンド信号プロファイルの第１セクションを更新するように構成され、該第１セクションは、物体の位置を表さないバックグラウンド信号プロファイルの第２セクションとは異なってもよい。ここで、位置を「表わさない」とは、バックグラウンド信号プロファイルの一部とみなすことができ、それは、物体の位置が判定されることができない現在の又は補償信号プロファイルの一部に対応する。
【００３６】
信号プロファイルに関する２つのセクションを異なって更新することは、例えば、ひとつのセクションを更新するのに対して他のセクションを更新しないこと、異なる時間間隔でセクションを更新すること、及び／又は、各セクションを更新するために異なる計算を使用することを含む。
【００３７】
プロセッサユニットは、物体の位置に応じて、バックグラウンド信号プロファイルを判定することにより、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。物体の位置は、現在の又は補償信号プロファイルの所定のセクションによって、典型的に判定され、そしてこのセクションは、バックグラウンド信号プロファイルにマッピングされることができる。一旦マッピングがされると、接触を表すバックグラウンド信号プロファイルの対応するセクションは、所定の方法で更新されることができる。
【００３８】
プロセッサユニットは、物体の位置が判定されてから経過した時間に応じて、バックグラウンド信号プロファイルを判定することにより、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。例えば、これは、バックグラウンド信号プロファイルを、以前の光強度の測定の間に得られた信号プロファイルに設定することを含むことができる。このような遅延バックグラウンド信号プロファイルを使用するとき、例えばそれらの効果の前に補償されることができる歪められた接触の効果は、補償信号プロファイルに含まれる。
【００３９】
プロセッサユニットは、物体が接触面から取り除かれるとき、物体の位置と関連しないバックグラウンド信号プロファイルの第２セクションよりも速く、物体の位置に関連するバックグラウンド信号プロファイルの第１セクションを更新するように構成されてもよい。より速く更新することは、より頻繁に（時間内により何度も）更新することと共に、例えばより最近の測定信号プロファイルに、以前のバックグラウンド信号プロファイルに対するものより比較的高い重みファクターを適用することを含み、その信号プロファイルが、第１セクションを判定するための組合せで使われる。これは、以前、接触に空間的に対応したバックグラウンド信号プロファイルのあるセクションは、以前、接触に空間的に対応していないバックグラウンド信号プロファイルの他の部分よりも頻繁に更新されることができることを意味する。接触が取り除かれたときから所定回数の更新繰り返しの後に、第１セクションは、信号プロファイルの他の部分と同じ時間間隔で、又は、同じ割合で更新されることができ、すなわち、第１セクションは、接触に対応しない信号プロファイルに関する他のセクションと同様に扱われてもよい。
【００４０】
このように更新することは、例えば以前の接触の位置に残る指紋から共通に生じる信号特徴が、比較的速くバックグラウンド信号に含まれることができる点で有効である。
【００４１】
プロセッサユニットは、光検出配置により受光された光の時間分布変動に応じて、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。ここで、変動は、例えば、時間分布された変動が時間に対して所定の傾斜を有するとき、又は時間分布された変動が所定のリプルを有する場合、物体の接触を示すことができる。一旦接触が判定されると、この情報は、例えば接触に応じてバックグラウンド信号プロファイルを更新するときに、接触と、接触面上の汚れ又は損傷とを区別するために使われることができる。
【００４２】
プロセッサユニットは、特定の時間間隔にわたって判定された物体の位置に応じて、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。例えば、現在の信号プロファイルの一部が通常は接触に対応する形状を有するが、「接触」が３時間など非常に長い期間の間残った場合、バックグラウンド信号プロファイルの対応する部分は、あたかもそれが汚れと関連あって、しかるべく更新できるように扱われることができる。
【００４３】
接触面上の少なくともひとつの物体の存在を表すデータを記憶するように構成されたメモリ装置を備え、プロセッサユニットは、少なくともひとつの物体の存在に応じて、バックグラウンド信号プロファイルを更新するように構成されてもよい。
【００４４】
プロセッサユニットは、予め定められた補償信号プロファイルに応じて、物体の位置を判定するように更に構成されてもよい。
【００４５】
本発明の他の態様によると、接触面及び対向面を規定する光透過パネルの接触面上の少なくともひとつの物体の位置を判定する方法であって、接触面と対向面間の内部反射による伝搬のため、光をパネルに導入するステップと、パネル内を伝搬する光を受光するステップと、反復的に、ｉ）光検出配置で受光された光の現在の信号プロファイルを判定するステップと、ｉｉ）条件が満たされるときに、光検出配置で受光された光のバックグラウンド信号プロファイルを更新ステップと、ｉｉｉ）バックグラウンド信号プロファイル及び現在の信号プロファイルに応じて、現在の補償信号プロファイルを計算するステップと、ｉｖ）物体が接触面に接触することによりパネル内を伝搬する光を減衰させるとき、補償信号プロファイルに応じて位置を判定するステップを含む方法が提供される。
【００４６】
他の態様によれば、上述の方法であって、光を導入し受光するステップが省略される点が違う方法が提供される。この場合、その方法は、例えば接触装置のメモリにダウンロードされることができる処理指示の形態で実装されてもよく、そして、バックグラウンド信号プロファイルを更新する及び／又は接触の位置を判定するために指示を使用することができる。
【００４７】
本発明のさらに別の態様によると、処理部により実行されると上述の方法のいずれかを行う処理命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体が提供される。
【００４８】
本発明に係る方法は、本発明の装置に関連した上述の特徴のいずれかを実装する機能を含むことができ、対応する効果を共有し、すなわち、本方法は、プロセッサユニットの上述の処理に対応する多くのステップを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
添付図面を参照して、本発明の実施例を一例として説明する。
【図１】図１は、タッチセンシング装置の実施例の上面図である。
【図２】図２は、図１の断面図である。
【図３】図３は、図１の装置を伝搬する複数のビームの測定エネルギーを示す。
【図４】図４は、図１の装置によって実行される、物体の位置を判定する方法の実施例を示すフロー図である。
【図５ａ】図５ａは、バックグラウンド信号プロファイルと、光検出配置によって受光される光の現在の信号プロファイルを示す。
【図５ｂ】図５ｂは、バックグラウンド信号プロファイルと、光検出配置によって受光される光の現在の信号プロファイルを示す。
【図６】図６は、接触の間に測定される光の時間分布された減衰を示す。
【図７ａ】図７ａは、バックグラウンド信号プロファイル、現在の信号プロファイル、計算された透過、図１の装置での複数の接触間の透過の負の対数を示す。
【図７ｂ】図７ｄは、バックグラウンド信号プロファイル、現在の信号プロファイル、計算された透過、図１の装置での複数の接触間の透過の負の対数を示す。
【図８】図８は、現在の信号プロファイル及びバックグラウンド信号プロファイルの時間分布された値と、いくつかの関連する閾値レベルを示す。
【図９ａ】図９ａは、本明細書に記載されるいくつかの原理に従った、現在の信号プロファイル、バックグラウンド信号プロファイル及び計算された減衰の時間分布された値を示す。
【図９ｂ】図９ｂは、本明細書に記載されるいくつかの原理に従った、現在の信号プロファイル、バックグラウンド信号プロファイル及び計算された減衰の時間分布された値を示す。
【図９ｃ】図９ｃは、本明細書に記載されるいくつかの原理に従った、現在の信号プロファイル、バックグラウンド信号プロファイル及び計算された減衰の時間分布された値を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１〜２は、光透過パネル１０３を含むタッチセンシング装置１０１の実施例を図示する。パネル１０３は、平らか又は湾曲してもよく、接触面１０４と、接触面１０４に対向しほぼ平行な対向面１０５を規定する。パネル１０３は、光Ｌが内部反射によってパネル１０３内を伝搬できるように構成され、例えば矩形、円形及び楕円平面の形状を有することができる。
【００５１】
このため、光伝搬チャネルが、接触面１０４と対向面１０５の間に設けられ、それらは組み合わせてパネル１０３の２つの境界面を形成する。接触面１０４は、伝搬する光Ｌが例えば指又は針の形態のひとつ以上の接触物体（３つの物体Ｃ、Ｄ、Ｅが示されている）と作用しあうことを可能にする。指紋Ａの形態の接触面１０４上の汚れとともに、接触面１０４上のかき傷Ｂの形態の損傷も図示されている。ここで、損傷Ｂは汚れと称することもある。
【００５２】
物体との相互作用において、光Ｌの一部は物体によって散乱し、光Ｌの一部は物体により吸収され、光の一部は影響を受けずに伝搬し続けることができる。このように、物体Ｃ、Ｄ、Ｅのいずれかが接触面１０４に接触すると、透過光Ｌのエネルギーが減少する。異なる複数の（１より大きい）方向からパネル１０３を通って透過する光Ｌのエネルギーを測定することにより、接触している物体の位置（「接触位置」）が、例えば三角測量で検出できる。位置の例として、物体Ｃの位置が、参照符号ｐｃによって示される。
【００５３】
しかし、物体Ｃ、Ｄ、Ｅのように、汚れＡ、Ｂは、光Ｌの一部を散乱させるとともに光Ｌの一部を吸収させる。よって、パネル１０３を通って伝搬する光のエネルギーに基づいて接触する物体の位置を検出するとき、汚れによる課題が生じうる。
【００５４】
図１においては、デカルト座標系が導入され、本実施例において矩形形状のパネル１０３の側面と平行な座標軸ｘ、ｙを有する。デカルト座標系は、例えば物体Ｃの位置ｐｃをｘ−及びｙ−座標の点から記載するとき、及び、種々の方向をパネル１０３のｘ−及びｙ−方向に関連して記載するときの説明のためだけのものである。接触位置及び方向は、いかなるタイプの座標系、例えば極座標、楕円座標、放物線状の座標系で表されることもできる。
【００５５】
典型的には、パネル１０３はひとつ以上の層の固体材料でできている。接触面１０４での内部反射は、パネル１０３の材料と、典型的には空気である周囲の媒質と間の屈折率の違いから起こる、内部反射又は全反射（ＴＩＲ）によって生じる。対向する境界面１０５での反射は、ＴＩＲ、又は、対向する境界面１０５に塗布された反射コーティングのいずれかによって生じうる。光Ｌが、パネルの入射箇所での臨界角より大きいパネル１０３の法線に対する角度でパネル１０３に注入される限り、ＴＩＲは維持される。当業者に周知のように、臨界角は、入射箇所及び周囲の材料で光を受光する材料の屈折率で定まる。
【００５６】
上述の接触している物体と伝搬している光Ｌとの間の相互作用のプロセスは、物体がパネル表面材料を囲む材料よりも高い屈折率を有し、面１０４から数波長距離より短い範囲に配置される場合は、伝搬する光により形成されるエバネッセント波から物体へエネルギーが放散される、いわゆる漏れ全反射（ＦＴＩＲ）を含むことができる。通常、パネル１０３は、透過されたエネルギーの検出可能な測定を可能にする関連波長範囲で、十分な光量を透過するいかなる材料でもできていてもよい。このような材料は、ガラス及びポリカーボネートを含む。パネル１０３は、円周状のエッジ部分によって規定され、それは上面及び底面１０４、１０５と垂直であるか又は垂直でなくてもよい。
【００５７】
光Ｌは、パネル１０３のひとつ又は複数のインカップリング箇所１２０ｘ、１２０ｙを介して、パネル１０３に結合されることができ、アウトカップリング箇所１２１ｘ、１２１ｙを介してパネル１０３の外に結合される。例えば、そして図１及び２に示すように、光Ｌをｙ−方向の伝搬のためパネル１０３に結合する第１の照明配置１１１ｘによって、及び、光をｘ−方向の伝搬のためパネル１０３に結合する第２の照明配置１１１ｙによって、光Ｌはパネル１０３に結合される（導入される）ことができる。ｙ−方向に伝搬された光は、第１の光検出配置１０９ｘでアウトカップリングされ（受光され）るとともに、ｘ−方向に伝搬された光は、第２の光検出配置１０９ｙでアウトカップリングされる。光検出配置はそれぞれ、各アウトカップリング箇所で光のエネルギーを測定できる。
【００５８】
各照明配置１１１ｘ、１１１ｙは、発光体１１２ｘ、１１２ｙの各組を有し、一方、各光検出配置１０９ｘ、１０９ｙは、光検出器１１０ｘ、１１０ｙの各組を有する。全パネル１０３が照らされるように、各発光体はビームの形で光を発し、検出器群の対向する検出器で受光される。インカップリング箇所で導入された光は、ｘ、ｙの各方向で光のシートをつくるが、光は各アウトカップリング箇所に沿った異なる空間位置のアウトカップリング箇所で検出される。
【００５９】
パネル１０３に光をインカップリングし及びアウトカップリングする多数の他の方法があり、同様に使用できることに留意されたい。よって、最も一般的な定義では、パネル１０３は、光を導入するためのインカップリング箇所１２０ｘ、１２０ｙと、パネル１０３から光をアウトカップリングするためのアウトカップリング箇所１２１ｘ、１２１ｙを有するとみなされることができる。これは、エッジ部分を介して直接的にパネル１０３との間で光を結合するという可能性を含んでいる。あるいは、別々の細長い結合要素が、光をパネル１０３へ又はそこから導くために、エッジ部分に、又は、上部若しくは底面１０４、１０５に取り付けられることができる。このような結合要素は、例えば楔型を有することができる。また、インカップリング箇所は、パネル１０３のエッジ又は角の、わずかな位置だけでもよく、そして、使用する特定のイン／アウトカップリング技術に応じて、光はパネル１０３内を、実質的にまっすぐなビームとして、発散する／収束する／平行なビームとして、多重化を使用して符号化ビームなどとして伝搬できる。
【００６０】
検出器は、アウトカップリング箇所で受光される光のエネルギーを連続的に測定するか又はサンプルし、アウトカップリング箇所内の異なる空間位置での受光エネルギーを示す信号プロファイルになる。信号プロファイルの動作を実行するため、いわゆる「センシング・インスタンス」は、その時間間隔で信号プロファイルを示すデータが検索されることができるように、短い時間間隔の間に形成される。ここで、その後のセンシング・インスタンスの数は、アウトカップリング箇所及び異なる時点での信号プロファイルを記載するデータの組の数と同じになる。このため、センシング・インスタンスは、所定数の信号プロファイルを集めることで得られ、ここで各信号プロファイルは、上述のようにアウトカップリング箇所の多くの空間位置へパネル内を透過した光のエネルギーを表し、各空間位置は、パネル内の光の特定の経路に関連する。また、照明配置は、多重化された信号を伝える光を導入するくよう構成でき、この場合、アウトカップリング箇所の各空間位置は、光のいくつかの経路に関する情報を保持することができる。
【００６１】
装置の時間解像度は、信号プロファイルがどれくらいの頻度で検索されるかにより決まる。例えば、手書きの物の記録用に設計された装置については、少なくとも７５Ｈｚ（すなわち、１秒につき７５のセンシング・インスタンスが形成される）の信号プロファイル検索が望ましく、一方、他の用途では、より低いかより高い時間解像度が必要とされる。後述するように、信号プロファイルに関する動作は、反復的に繰り返し実行でき、繰り返し実行（反復動作）するときに、１つのセンシング・インスタンスが各繰り返しで使われる。よって、反復的な動作は、瞬間的な信号プロファイル、センシング・インスタンス又は繰り返しごとに実行できるといえる。
【００６２】
上で暗示したように、物体Ｃが、各インカップリング箇所から発した平行でない少なくとも２つのビームに影響を及ぼす場合、接触する物体Ｃの位置ｐｃが決定できる。パネルを通過した後に、各ビームのエネルギーは、パネル１０３のアウトカップリング箇所に光学的に結合する、対向の光検出器で測定される。
【００６３】
図１のタッチセンシング装置は、センシング・インスタンスの間に表面に接触する複数の物体の位置を決定するよう作動してもよい（「マルチタッチ」）。上述のように、光の一部だけが物体によって吸収／散乱され、一方、残りの光は物体を通過するビームの主方向に沿って伝搬し続ける。従って、たまたま２つの物体が、ビームの方向に次々に配置されると、ビームの一部は、両物体と相互に作用することになる。ビームエネルギーが十分であれば、残りのビームが光検出器に達することになり、測定信号を生成して両相互作用を識別できる。
【００６４】
図１では、物体Ｃ、Ｄが同時に（すなわち同一のセンシング・インスタンスの間に）パネル１０３に配置され、測定信号プロファイルＳｉ−ｘ、Ｓｉ−ｙが光検出器によって作成される。信号プロファイルＳｉ−ｘ、Ｓｉ−ｙは、センシング・インスタンス番号ｉの間にパネル１０３のアウトカップリング箇所で測定されたビームのエネルギーを表す。信号は、時間及び／又は所与の座標系におけるｘ−ｙ位置に応じた測定エネルギーを示す。図示するように、各々の接触する物体Ｃ、Ｄ、Ｅも汚れＡ、Ｂも、繰り返しごとの測定ビームエネルギーにおいて局所的な減少を生じる。具体的には、物体／汚れは、物体／汚れの見かけの大きさに依存する信号の特徴に起因し、ここで、信号の特徴は、物体／汚れの大きさとともに物体／汚れの吸収／散在特性にも依存する。ただし、信号プロファイルＳｉ−ｘ、Ｓｉ−ｙによって、処理部（ＣＰＵ）１０２が物体／汚れを区別できる場合、パネル１０３上のそれらの位置は上述のように例えば三角測量で測定できる。
【００６５】
図３を参照すると、測定信号プロファイルＳｉ−ｘ及びＳｉ−ｙが、更に詳細に記載されており、測定値Ｓ１−Ｓ８は、光が物体／汚れによって減衰したいくつかの経路の測定エネルギーを表す。よって、Ｓ１−Ｓ８の集合は、信号プロファイルＳｉ−ｘ及びＳｉ−ｙのピークを与える。ここで、信号プロファイルＳｉ−ｘ及びＳｉ−ｙから分かるように、測定Ｓ１−Ｓ８は、生じる減衰の幅に対応する信号プロファイル幅を有する。例えば、ｙ−方向のかき傷Ｂは、ｘ−方向よりもｙ−方向により広いプロファイルを生じる。当分野で公知のように、減衰は、パネル内での光の吸収及び／又は散乱を含み、アウトカップリング箇所での減少した光強度をもたらす。
【００６６】
物体と汚れを区別する処理部１０２（図２）は、接触面１０４上のそれらの位置を判定するためにも使われることができる。この目的のため、信号プロファイルＳｉ−ｘ、Ｓｉ−ｙが処理部１０２によって検索されるように、処理部１０２は光検出配置１０９ｘ、１０９ｙに接続される。さまざまな信号プロファイルを記憶できるようにし、処理部１０２で実行されると後述する動作方法のいずれかを実行する処理指示を記憶するために、メモリ装置１０８の形態のコンピュータ読み取り可能な媒体が、処理部１０２に接続される。
【００６７】
図１及び２の例において、装置は、少なくともパネル表面１０４の一部の範囲内でグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を提供するインターフェイス装置１０６を含む。インターフェイス装置１０６は、パネル１０３の上、下又はその中に配置される固定画像を有する基板の形態でもよい。あるいは、インターフェイス装置１０６は、装置１０１の下方に又はその内部に配置されるスクリーンでもよいし、装置１０１の下方に又はその上に配置され、画像をパネル１０３に投影するプロジェクタでもよい。このようなインターフェイス装置１０６は、コンピュータ・スクリーンにより提供されるＧＵＩと同様に、ダイナミックＧＵＩを提供できる。インターフェイス装置１０６は、ＧＵＩコントローラによって制御され、ＧＵＩコントローラは、例えば接触面上の物体又は汚れの位置を記載するための座標に対応する座標を用いて、ＧＵＩのグラフィカル・オブジェクトがどこに位置するか判定できる。
【００６８】
処理部１０２は、ＧＵＩのグラフィカル・オブジェクトの位置を記載している座標を受信でき、パネル表面１０４は、接触面の座標系に対応する座標系を使用するため、ＧＵＩの物体を接触面１０４上の接触と関連づけることができる。
【００６９】
パネル１０３へ光を導入する更なる例では、多くの平行でないビームの形態で光を導入する。ここで、各ビームは、インカップリング箇所１２０ｘなどのパネル１０３上のインカップリング箇所に沿って、入力スキャナ配置（図示せず）によりパネル１０３全体を掃引又はスキャンされることができる。このようなインカップリング箇所は、パネル１０３の左エッジ及び上部エッジに配置でき、パネル１０３全体が掃引されるときに各ビームを受光するように配置された検出配置により、パネル上のアウトカップリング箇所で、透過されたエネルギーが測定できる。この例では、アウトカップリング箇所は、パネル１０３の右エッジ及び下部エッジにある。また、別の実施例において、パネルの周辺に沿って互いの中間に発光体及び検出器を配置することが可能である。このことから、イン及びアウトカップリング箇所は、パネルの各エッジに配置できることになる。
【００７０】
接触面上の物体の位置を表す出力データを後述する動作方法で使用可能な、さらなる技術例がある点に留意されたい。このような他の技術を記載する目的のため、特許文献ＵＳ４２５４３３３、ＵＳ６９７２７５３、ＵＳ７４３２８９３、ＵＳ２００６／０１１４２３７、ＵＳ２００７／００７５６４８、ＷＯ２００９０４８３６５、ＷＯ２０１０／００６８８２、ＷＯ２０１０／００６８８３、ＷＯ２０１０／００６８８４、ＷＯ２０１０／００６８８５、ＷＯ２０１０／００６８８６及び国際出願番号ＰＣＴ／ＳＥ２０１０／０００１３５が、参照として組み入れられる。これらの文献は、光のいろいろな適切なインカップリング及びアウトカップリングとともに、光透過パネルでの光の空間分布を表すひとつ又は複数の信号と、具体的には、ひとつ又は複数のアウトカップリング箇所の中の異なる空間位置で受光される光を表す信号を得るための動作を記載している。当業者が気づくように、本発明は、図１及び２に関連して記載された特定の実施例に限定されない。
【００７１】
また、アウトカップリング箇所とインカップリング箇所の構造とは独立に、及び、照明配置及び光検出配置の厳密な構成とは独立に、照明配置は、適切な波長範囲、例えば赤外か可視波長領域において作動できる。光は、同一の波長で発生できるとともに、異なる発光体及び検出器に対して異なるようにして発光体の区別がつくようにできる。さらに、照明配置は、連続光かパルス光のいずれかを出力できる。
【００７２】
光は、ひとつ又は複数の光源によって発生でき、光源は、例えばダイオードレーザ、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）、もしくはＬＥＤ（発光ダイオード）、白熱灯、ハロゲン灯など、所望の波長範囲の光を発することができるいかなるタイプの装置でもよい。
【００７３】
光のエネルギーは、光を電気信号に変換できるいかなるタイプの光検出器で測定されてもよい。このような光検出器は、適宜の数の光検出要素を有してもよく、従って０次元、１次元（１Ｄ）、２次元（２Ｄ）の検出器でもよい。ひとつの検出器が、（光のインカップリング及びアウトカップリングに用いられる技術に応じて）ひとつビームのエネルギー測定するために用いられてもよいし、又は、複数のビームの個々のエネルギーを測定するために用いられてもよい。ある実施例では、検出器は、ひとつだけの光検出要素を有するフォトディテクタでもよく、それは大きな検出面があり低検出ノイズをもたらす。
【００７４】
図４を参照すると、物体の位置を判定する方法のフロー図が示される。以下の定義を使用する。
Ｓｉ：繰り返し（センシング・インスタンス）番号ｉの間に、アウトカップリング箇所で受光した光エネルギーを測定して得られる測定信号プロファイル。Ｓｉは、Ｓｉ−ｘ及びＳｉ−ｙを備えることができ、このため、物体の位置を完全に記述できる。以下において、測定信号プロファイルは、現在の信号プロファイルでもある。何の技術及び原理が、アウトカップリング箇所で受光した光のエネルギーを求め及びそれを表すのに使用されるかによって、Ｓｉは、付加的な又はＳｉ−ｘ及びＳｊ−ｙとは別の信号プロファイルを備えてもよい。例えばＷＯ２０１０／００６８８２に記載された技術が利用される場合、このような他の信号プロファイルを得ることができる。
Ｓｒｅｆｊ：特定の繰り返し（センシング・インスタンス）の間に、アウトカップリング箇所で受光された光エネルギーの測定信号プロファイルに基づいて得られるバックグラウンド信号プロファイル、番号ｊ。Ｓｒｅｆｊは、ｘ−ｙの構成要素Ｓｒｅｆｊ−ｘ及びＳｒｅｆｊ−ｙを備えてもよく、Ｓｒｅｆｊ−ｘは空間的にＳｉ−ｘに対応し、Ｓｒｅｆｊ−ｙは空間的にＳｉ−ｙに対応する。
Ｔｉ：Ｓｉ／Ｓｒｅｆｊによって定義される透過信号、物体の位置を判定するために汚れを考慮する。
【００７５】
処理部１０２は、パネル１０３に連続的に導入され、接触面１０４と対向面１０５の間の内部反射によって伝搬される光を使用する多くのステップを実行することにより接触位置を計算するよう構成されることができる。本方法は反復的であり、装置１０１が接触の位置を判定するためのモードにセットされる限り、実行される。
【００７６】
ステップ４０１において、現在の信号プロファイルＳｉが、装置の光検出器から測定信号を得ることで判定される。各測定信号は、（使用するインカップリング及びアウトカップリング技術によって）ひとつ又は複数のビームによってパネルを介して透過されたエネルギーを表す。ステップ４０１は、測定信号を空間位置にマッピングするこを含むことができ、（使用する具体的な技術によって）時間依存の測定信号をパネル座標系に変換することを含んでもよい。
【００７７】
ステップ４０２において、ひとつ又は複数の基準に基づいて、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊが更新されるかどうか判定される。典型的には、バックグラウンド信号プロファイルが、以前の繰り返しにおいて判定されていない場合、バックグラウンド信号プロファイルは更新される。より正確には、第１及び以降のバックグラウンド信号プロファイルは、装置の光検出器から測定信号を得ることで判定できる。
【００７８】
バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊが更新されるか判定するための他の基準として、バックグラウンド信号プロファイルを以前に更新してから予め定められた時間間隔が経過したか判定することを含んでもよい。予め定められた時間間隔を用いることで、バックグラウンド信号プロファイルは、例えば繰り返しごと、２分ごと又は繰り返し１００回ごとなど、時間に応じて定期的に更新されることができる。
【００７９】
さらに別の基準は、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊを更新することを含んでもよく、タッチパネルに接触がないとき、接触の位置が定期的に判定されるため、ステップ４０６に関連して記載されるように、接触位置が判定不能なことは、物体がないことを表すことができ、よって、バックグラウンド信号プロファイルを更新するための基準として使うことができる。
【００８０】
ステップ４０３において、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊは更新され、組合せか単独で、後述するように多くの動作を含むことができる。
【００８１】
典型的には、物体が接触面に接触しないと判定されるときに、すなわち、（例えばステップ４０６において）物体の位置が判定できないとき、又は、以前の繰り返しの間に接触が存在しなかった場合に、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊは、バックグラウンド信号プロファイルを現在の信号プロファイルＳｉに等しく設定することによって更新される。
【００８２】
それに代えて又は追加して、接触面が比較的汚れのないとき及び接触面に物体が接触しないとき、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊは、装置１０１を製造過程で判定されることができる。また、この場合、バックグラウンド信号プロファイルは、現在の信号プロファイルＳｉを判定するときと同様に、すなわち、アウトカップリング箇所での光の空間分布を測定することにより、判定されることができる。また、バックグラウンド信号プロファイルは、ユーザ初期設定に応答して、例えばリセット動作の一部として、現在の信号プロファイルに設定されることができる。
【００８３】
バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊを更新する他の方法は、ある時間に渡り測定されるアウトカップリング箇所での光の平均的空間分布としてバックグラウンド信号プロファイルを演算することを含む。この場合、光の空間分布は、一定の時間間隔で測定され、平均値は、より多くの汚れがパネルに付着するにつれてその時間の間に変化し、測定された空間分布から計算される。
【００８４】
また、いわゆる窓関数を用いることができ、ここでは所定の時間間隔内でアウトカップリング箇所で測定された光の空間分布平均として、例えば、現在時間から１０秒前の間隔内で測定される平均空間分布として、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊが計算される。
【００８５】
信号プロファイルバックグラウンドを更新するさらなる動作は、現在測定された信号プロファイルＳｉ及び以前に更新されたバックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊ-1に応じて、例えば、現在測定された信号プロファイルＳｉを、以前に更新されたバックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊ-1より比較的低く重みづけすることにより、バックグラウンド信号プロファイルを更新することを含む。これの例は、以下の式で示される。
0005582622.tif 000002
ただし０＜＝ε＜１である。より低い値のεを選択すると、現在の信号プロファイルは比較的低い重みを与えられ、更新されたバックグラウンド信号プロファイルの全てが最新の測定信号に依存するというわけではないため、例えば瞬間的な障害の影響を減らすことができる。εの値をゼロに設定すると、接触から生じる信号がバックグラウンド信号を妨害せず、本質的には、バックグラウンド信号を更新しないことに対応する。より高い値のεを選択すると、バックグラウンド信号のより速い更新を達成でき、特に接触がなくなったことが検出されたときに関係する。
【００８６】
バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊ及び光検出配置によって受光された光の現在の信号プロファイルＳｉを示す図５ａ及び５ｂを参照し、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊに対する他の更新動作は、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊの第２セクションＳｒｅｆｊ−Ｂと異なる、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊの第１セクションＳｒｅｆｊ−Ａを更新することを含む。セクションＳｒｅｆｊ−ＡとＳｒｅｆｊ−Ｂを更新する違いは、セクションＳｒｅｆｊ−ＡとＳｒｅｆｊ−Ｂの一方が接触を示すかどうかに基づくことができる。
【００８７】
より詳細には、そして図５ｂにみられるように、セクションＳｒｅｆｊ−Ａとともに更なるセクションＳｒｅｆｊ−Ｃは、信号レベルが減少した信号プロファイルＳｒｅｆｊの各部分を有し、それは後に詳しく述べるように典型的に接触を表す。信号プロファイルＳｒｅｆｊ及びＳｉはパネルのアウトカップリング箇所での同じ光の空間分布に対応するため、セクションＳｒｅｆｊ−Ａ及びＳｒｅｆｊ−Ｃは、接触を示すセクションＳｉ−Ａ及びＳｉ−Ｃを知ることで識別されることができる。このことから、Ｓｒｅｆｊ−Ａ及びＳｒｅｆｊ−Ｃは、接触に空間的に対応するセクションといえることになる。同様に、セクションＳｉ−Ｂは、空間的にセクションＳｒｅｆｊ−Ｂに対応し、よってそのセクションはパネル上の現在の接触による影響がない信号プロファイルの部分を示す。したがって、接触の位置を知ることで、例えば、セクションＳｒｅｆｊ−Ｂが更新でき、一方、セクションＳｒｅｆｊ−Ａ及びＳｒｅｆｊ−Ｃは、対応する接触が存在する間は更新されない。
【００８８】
バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊを更新するためのさらなる動作は、接触が接触面から取り除かれるとき、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊに関する他のセクションより速く、取り除かれた接触に空間的に対応するセクションを更新することを含む。より速く更新することは、接触が取り除かれたときから所定期間実行される。
【００８９】
換言すれば、接触がパネルからなくなるとすぐに、接触に空間的に対応するバックグラウンド信号プロファイルの部分は、バックグラウンド信号プロファイルの他の部分より速い割合で更新される。例えば、接触が取り除かれるとき、取り除かれた接触による影響のないバックグラウンド信号の他の部分は、５センシング・インスタンス毎に更新されるのに対して、バックグラウンド信号プロファイルの関連する部分は、以降の４０センシング・インスタンスについてセンシング・インスタンス毎に更新できる。この動作を実行することで、例えば以前の接触の位置上に残っている指紋から生じる信号寄与が、比較的急速に考慮されることができる。バックグラウンド信号が繰り返し毎に更新される場合、更新手順の時間的動きを変えることによってより速い更新ができ、それは例えば式（１）のεの値を上昇させることで達成されることができる。
【００９０】
そのセクションが、例えばコンピュータ・アイコンの形態における絵文字など、ＧＵＩの特定の物体に空間的に対応する場合、異なるバックグラウンド信号のセクションを更新することも可能である。
【００９１】
更なる更新動作は、時間に応じてバックグラウンド信号プロファイルを更新することを含む。例えば、バックグラウンド信号プロファイルは、少なくとも４秒前に、アウトカップリング箇所で得られた測定値に設定されることができる。このような動作は実用的であり、それは数センシング・インスタンス後まで検出できない出来事によりバックグラウンド信号プロファイルを歪めることができ、及び、遅延バックグラウンド信号プロファイルを用いることにより、それらが物体の位置を判定するための次の動作で使用されるバックグラウンド信号プロファイルに到達する前に、これらの出来事の効果は補償されることができるためである。
【００９２】
バックグラウンド信号プロファイルの更新は、現在の信号プロファイル又は以前のバックグラウンド信号プロファイルのいずれかを入力として使用し、一体化された制御システムとして実装されることもできる。このような制御システムの例は、以下の式によって数学的に記載できる。ただし、例えば、ｉ＝ｊであり、ａは、典型的には０．００１〜０．１の間の時間係数であり、Ｓｒｅｆｘは、典型的には、接触状態になる前の１から５０センシング・インスタンスの間のＳｒｅｆｊ値に設定される。
0005582622.tif 000003
接触状態が始まったあと、Ｓｒｅｆｘは通常更新されないが、それは、接触状態が始まる前にバックグラウンドはどんな状態だったかという基準となることに留意されたい。
【００９３】
ここで、「接触状態」は、接触に空間的に対応するバックグラウンド信号プロファイルの一部に関連し、すなわち、一例として図５ａ〜図５ｂの信号プロファイルを使用するとき、上で述べたセクションＳｒｅｆｊ−Ａ及びＳｒｅｆｊ−Ｃは、バックグラウンド信号プロファイルについての接触状態を示し、又は、その状態なっている。同様に、セクションＳｒｅｆｊ−Ｂは接触状態になってなく、そのため、Ｓｒｅｆｊ−Ｂを有するバックグラウンド信号プロファイルの部分は、式（２）の第１変形（Ｓｒｅｆｊは接触状態に属さない）に従って更新されるのに対して、接触状態部分（Ｓｒｅｆｊ−Ａ及びＳｒｅｆｊ−Ｃ）は、第２変形（Ｓｒｅｆｊは接触状態に属する）に従って更新される。
【００９４】
接触が生じたか又はなくなった直後に、係数ａは、すばやく以前のＳｒｅｆｊ値又は新規なＳｉ値に適応するため、通常高めの値、典型的には０．０１から１．０の範囲に設定される。
【００９５】
２つ以上の接触が、パネル内の光の同じ経路に沿った配列のために現在の信号プロファイルＳｉにまとまった減少をもたらすとき、バックグラウンド信号Ｓｒｅｆｊを更新する特別な状況が生じる。配列された接触のうちの１つが取り除かれても、現在の信号プロファイルＳｉの関連した部分はまだ接触を示す。しかし、同時に、取り除かれた接触による指紋が接触面上に残ることがあるため、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊの対応する部分は、より速い更新を必要とすることがある。これに対処するため、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊの対応する部分は、例えば、比較的より小さいａ値で、式（２）の第１変形を用いて関連した部分を更新することにより、通常接触が存在する場合より高い割合で更新できる。接触がなくなった関連部分のＳｒｅｆｊを更新する他の方法は、指紋信号をＳｒｅｆｘ値に加えることを含む。そして、この追加は、式（２）の第２変形がＳｒｅｆｊ値を指紋によって生じる減衰を含むように更新できる。典型的な指紋信号は、複数の指紋によって生じる平均減衰を推定することで、観察に基づいて決定されることができる。他の変形例は、指紋信号を、指紋を残した接触を示す現在の信号プロファイルに関するセクションの信号レベルの２−１５％に設定することを含む。例えば、以前のバックグラウンド信号プロファイルに指紋信号を直接加えるなど、指紋信号が、バックグラウンド信号プロファイルを更新するための他の動作に使用できることはもちろんである。
【００９６】
いくつかの接触はそれぞれ現在の信号プロファイルの同じ部分で信号レベルを低下させており、それらのひとつひとつの接触の除去の検出は、現在の信号プロファイルに関する各接触指示セクションについて信号変化のレベルをモニタすることに基づいてすることができる。例えば、信号変化が接触指示セクションでの所定の増加エネルギーレベルを示すのに対して、そのセクションのエネルギーレベルがまだ接触を表す場合、いくつかの配列された接触のひとつの接触の除去が検出される。好ましくは、０、１、２、３（など）を表すアウトカップリング箇所でのエネルギーレベルは、観察に基づいて検出される。
【００９７】
上述のように、バックグラウンド信号プロファイルの更新は、物体が接触面に接触するか否かに依存することができる。物体が表面に存在するか否かを決定することの変形例は、ｉ）以前の繰り返し又はセンシング・インスタンスの間に、物体の位置をうまく判定すること、ｉｉ）現在の信号プロファイル素早い変化を判定すること、及び、ｉｉｉ）現在の信号プロファイルの時間分布したリプルを判定することを含む。
【００９８】
後の２つの変形例ｉｉ）及びｉｉｉ）を示すため、例えば発光体／検出器の対により接触の場所で測定される光の時間分布された減衰のグラフである図６を参照する。減衰は、各センシング・インスタンス（時間間隔）で、例えば、接触を表す透過信号に関するセクションのうちの透過信号の平均の負の対数として判定されることができる。透過信号は以下で更に説明され、そして、減衰信号の代わりに、送信信号自体、現在の信号プロファイル、バックグラウンド信号プロファイル、又は、光検出器の生の信号が使われることができる。
【００９９】
現在の信号プロファイルの素早い変化を判定することは時折、傾斜検出と呼ばれ、時間分布された減衰の一部の変化を測定することを含む。変化が鋭く増加する場合、接触を示すことと考えられる。同様に、減衰がセンシング・インスタンスの間に鋭く減少する場合、接触が取り除かれると判定できる。
【０１００】
図６にみられるように、線Ｌ１で示すようにある短い時間間隔内で減衰の急激な増加と、Ｌ２で示すように減衰の急激な減少がある。上述のように、減衰は、多くのセンシング・インスタンスにわたって分布し、それはある時間にわたり分布する減衰に対応する。減衰の変化量は、一般に接触する物体の減衰（光散乱／吸収）特性に依存し、物体がパネルに、そして、装置において使用される特定のハードウェアコンポーネント及び材料に、どれくらい強く押されるかに依存する。変化量は、例えば、種々の一般的に用いられる物体で接触面に接触する／接触しないときにその大きさを測定することによって、タッチセンシング装置のタイプ毎に観察的に判定できる。
【０１０１】
信号プロファイルのリプルを判定することは、時間分布された減衰の特定の部分、すなわち光の減衰増加を示す部分、を調査することを含んでもよい。調査された部分の大きさがセンシング・インスタンスの間にある程度変化する場合、すなわちリプルが存在する場合、通常、リプルは人又はロボットによって開始された接触を表し、それは人と多くのロボットはめったに完全に静止していないという理解に基づく。正確にどれくらいのリプルが接触を表すかは、観察的に決定できる。
【０１０２】
このようなリプルの例は、図６によって示されており、ここでは信号プロファイルはセンシング・インスタンスΔＳｉの間隔にわたり減衰ΔＡの変化がある。減衰ΔＡにおける正確な変化は、観察に基づいて判定されることができるが、ともかく、使用される光検出配置のような電子測定装置に共通の信号ノイズからしばしば生じる小さな一般のリプルよりは大きい。ノイズから生じる小さいリプルの例は、セクション６０２により示される。
【０１０３】
後の２つの変形例ｉｉ）及びｉｉｉ）、すなわち信号プロファイルの素早い変化を判定すること、及び、信号プロファイルの時間分布されたリプルを判定することは、接触の存在及び／又は接触の位置を確認するための他の接触検知アプリケーションで使われることができることに留意されたい。よって、これらの変形例は、本明細書において記載される装置及び方法に限られない。両変形例は、接触の存在及び／又は位置を確認することについて、（アウトカップリング箇所での）光の時間配布に依存するので、他の接触検知装置に関して適用できる包括的方法は、アウトカップリング箇所で受光される光の時間分布変動に応じて、接触の存在及び／又は位置を判定することを含む。変形例ｉｉ）及びｉｉｉ）は、包括的方法のより詳細な実施例であり、組み合わせて用いることができる。包括的方法は、既存の方法が正しく接触の存在／位置を識別しているようであるか検査するために用いられることもできる。上に示すように、包括的方法は、入力として光検出器の生の信号を使用でき、又は、生の信号から派生する他の信号プロファイルを使用でき、そして、包括的方法は、例えば上で組み入れられた特許文献に記載の技術に適用されることができる。
【０１０４】
図４における方法を次に参照すると、ステップ４０４で、現在の信号プロファイルＳｉ及び任意にバックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊが、前処理される。例えば、信号プロファイルは、ローパスフィルタ、メジアンフィルタ、フーリエ面フィルタなどの標準的なフィルタリング技術を使用して、ノイズ減少のために処理されてもよい。さらに、発生した光のエネルギーが装置で測定される場合、信号プロファイルは、照明配置における時間的エネルギー変動を補償されてもよい。さらに、信号プロファイルは、関心の領域の外側、例えばパネルの検知領域の外側からのセンサ信号を含んでもよい。従って、信号プロファイルは、関連した部分を抽出することによって前処理されてもよい。さらに、信号は調整されてもよく、すなわち、パネル座標系の等距離のサンプリング距離を有するように変換されてもよい。このような調整は、非線形角度変数を有する各測定信号を挿入することを含んでもよく、パネル全体に均一に分布されるサンプルを有するデータセットになる。
【０１０５】
ステップ４０５において、透過信号Ｔｉの形態の補償信号プロファイルが、Ｔｉ＝Ｓｉ／Ｓｒｅｆｊで算出され、又は異なるが、等価な以下の式：ｌｏｇ（Ｔｉ）＝ｌｏｇ（Ｓｉ）−ｌｏｇ（Ｓｒｅｆｊ）を用いて算出される。
【０１０６】
図７ａを参照すると、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊの例が示され、アウトカップリング箇所で受光された光のエネルギー（縦軸）が、空間信号分布（横軸）に応じてプロットされている。言い換えると、バックグラウンド信号プロファイルは、透過されたエネルギーのアウトカップリング箇所の中の位置に応じたプロットとして与えられることができる。タッチパネル上に存在する汚れが、例えば減少６１０、６１１など、アウトカップリング箇所での光の減少を生じることがある。
【０１０７】
図７ｂに、３つの物体がパネル１０３に接触するときに得られる現在の信号プロファイルＳｉが例示され、測定された信号レベルは、接触に対応する位置６１２、６１３で、大幅に低くなる。しかし、そこにみられるように、汚れによる光の減少が、減少６１０に示すようにまだ信号プロファイルに含まれる。
【０１０８】
現在の信号プロファイルＳｉをバックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊで割ると、図７ｃで示すように透過分布を有する透過信号Ｔｉが得られる。ここで、接触を示す透過Ｔｉに関するセクション６１４、６１５は、透過の減少を示す。透過信号は、接触する物体によって生じるセクション６１４、６１５での（相対的な）約１の透過で、本質的に均一の信号レベルをもたらす。測定信号の透過信号への変換は、接触を表す関連したセクションの識別をとても容易にすることがわかる。異なるアウトカップリング箇所で得られる測定信号のセクション、及び／又は、パネル内を伝搬する異なるビームを比較することを可能にする。
【０１０９】
アウトカップリング箇所の方へ進む光の方向に並ぶ複数の接触がある場合、接触による全体の透過信号は、接触の個々の透過の積である。図７ｃにおいて、セクション６１４が典型的には２つの接触を表すのに対し、セクション６１５は、１つの接触を表す。
【０１１０】
対数処理が都合よく使われるため、そして、接触を正の信号として説明するのによく役立つため、Ｔｉの負の対数（−ｌｏｇ（Ｔｉ））が判定されることができ、それによって信号プロファイルが図７ｄのプロファイルのようになり、ピーク６１６がセクション６１４に対応するとともに、ピーク６１７がセクション６１５に対応する。
【０１１１】
透過信号は、例えば、汚れとともに、タッチパネルの他の光吸収障害を補償するため、透過信号は「補償」信号であると言える。
【０１１２】
図７ａ−７ｄの信号プロファイルは、パネルのｘ−及びｙ−方向の１つにおける光の空間分布を示すことができることに留意されたい。当業者が気づくように、接触のｘ−及びｙ−位置の各々が判定される場合、いくつかの信号プロファイルについての動作が、実行されなければならない。しかし、パネル内の光の全空間分布を表す集合した信号プロファイルを生成し処理することも可能である。
【０１１３】
ここで図４における方法を参照すると、ステップ４０６において、接触位置は透過信号に基づいて、また、オプションとして以前の繰り返しの間に算出された透過信号にも基づいて、判定される。要するに、接触の位置は、複数のセンシング・インスタンスにわたる透過の変化に基づいて判定されることができる。
【０１１４】
図７ｃのセクション６１４、６１５の大きさとともに、図７ｄのピーク６１６、６１７の大きさは、接触位置を示す。また、例えばピーク６１６、６１７の各々の下で統合した領域を表す領域値の大きさは接触位置を示すことができ、例えば、以前のセンシング・インスタンスの間に識別された接触位置に関する情報を用いて、接触位置についての推測的な知識が、接触位置の判定の精度及び／又は計算速度を上げるために使われることができる。
【０１１５】
また、本明細書に記載されるタッチセンシング装置は、透過断層撮影のために開発された適切な既知のアルゴリズムを使用するために作られてもよい。従って、接触位置は、ｆｅｗ−ｖｉｅｗアルゴリズムなどの利用できる画像再現アルゴリズムを使用して再現してもよい。再現は、装置の散乱によって生じる、信号幅とタッチパネルに沿った位置の間の予め定められた機能的な依存性を考慮してもよい。
【０１１６】
上の例から、接触の位置を知ることは、バックグラウンド信号プロファイルを更新するいくつかの例に関連しうることがわかる。この目的のため、接触に空間的に対応するバックグラウンド信号プロファイル（例えば図５ａのセクションＳｒｅｆｊ−Ａ）の部分の範囲が、タッチセンシング装置のメモリに保存される。接触がパネルに存在する限り、バックグラウンド信号プロファイルに関するセクションを示す接触を更新することを阻止できる。
【０１１７】
バックグラウンド信号プロファイルに関するセクションを示す接触を更新することを阻止することで、例えば、Ｔｉの負の対数の信号プロファイルは、接触指示ピークを維持することになる。
【０１１８】
一方、バックグラウンド信号を、例えば現在の測定信号プロファイル又はその平均、加重平均などに設定することによって、全バックグラウンド信号プロファイルが更新される場合、Ｔｉ＝Ｓｉ／Ｓｒｅｆｊであり、しばらくすると、ＳｉとＳｒｅｆｊの双方が、接触を示す位置で対応する信号レベルを含むことになる予定であるため、Ｔｉの負の対数の接触指示ピークは、時間を通じて小さくなる。この場合、最初の接触が検出されると、接触の位置に関する情報は、ある時間にわたり接触を識別するため、タッチセンシング装置のメモリに格納される。接触がパネルから取り除かれると、透過は、取り除かれた接触の位置で増加することになり、透過信号（図７ｃと比較）は、取り除かれた接触でピークを示すことになる。接触が取り除かれるとき、メモリ内の関連する接触指示情報は、その接触がもはや有効でないとして無視される。
【０１１９】
ステップ４０７において、判定された接触位置は出力され、次のセンシング・インスタンスの処理のためのステップ４０１に戻る。
【０１２０】
バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊが時間を通じてどのように変化できるかを示すため、図８が参照される。ここで、現在の信号プロファイルＳｉの時間分布された減衰値Ｖ−Ｓは、アウトカップリング箇所の特定の部分での減衰を表す。バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊの対応する時間分布された減衰値Ｖ−Ｓｒｅｆも示されている。既知のように、減衰は、信号レベルの増加として接触を示すのに対し、例えばセンサからの生の信号は、信号の減少として接触を示す。
【０１２１】
Ｖ−Ｓ値及びＶ−Ｓｒｅｆ値は、始めは、おおよそ同じ減衰レベルを有する。この点、現在の信号プロファイルはそうではないが、典型的には、ローパスフィルタを適用したバックグラウンド信号プロファイルによって、減衰のわずかな差が生じる場合がある。
【０１２２】
所定の時間位置ｔ１でＶ−Ｓ値は急激に増加し、それは典型的にパネルに接触する物体に対応する。バックグラウンド信号プロファイルが現在の信号プロファイルを使用する方法によって更新されると仮定すると、Ｖ−Ｓｒｅｆ値は全く同じ時間ｔ１で増加する。Ｖ−Ｓ値が曲線６６４で示す所定のレベルを上回って増加するので、物体がスクリーンに接触することが判定できる。時間ｔ１の接触によるＶ−Ｓｒｅｆ値の増加は、時間ｔ１の前の時点に有していた値に設定することにより修正できる。曲線６６２で示す閾値レベルは、接触がもはや存在しないとき、すなわちＶ−Ｓ値が時間位置ｔ２で閾値レベル６６２を下回るときを判定するのに用いることができ、接触がもはや存在しないことが判定できる。閾値レベル６６２は、例えば過去複数のセンシング・インスタンスで測定した最大Ｖ−Ｓ値の３０％に設定できる。
【０１２３】
物体がスクリーンに接触する限りＶ−Ｓｒｅｆ値は更新されないが、時間ｔ２で接触がなくなるとすぐに、Ｖ−Ｓｒｅｆ値は、Ｖ−Ｓｒｅｆ値が本質的にＶ−Ｓ値と同じ信号レベルを有するように現在のＶ−Ｓ値を考慮して更新される。時間ｔ１より前の信号レベルと比較して時間ｔ２の後の増加した信号レベル（減衰）は、典型的には以前の接触の位置に残っている指紋の形態の汚れにより生じる。時間ｔ２の後、所定のレベル６６４は、接触後及び前のＶ−Ｓ値の信号レベルの差に対応する量により更新される。
【０１２４】
図９ａ−ｃを参照すると、上述の計算の結果がより詳細に示される。
【０１２５】
図９ａは、アウトカップリング箇所の特定の部分について１０００センシング・インスタンスを通じてそれぞれ更新され測定されたときの、現在の信号プロファイルＳｉの時間分布された信号の値Ｖ−Ｓ’と、バックグラウンド信号プロファイルＳｒｅｆｊの時間分布された信号の値Ｖ−Ｓｒｅｆ’を示す。ここで、Ｖ−Ｓ’の値は、光検出配置から得られた生の信号レベルであり、そして、セクションＢ１でカバーされる測定位置の変動に見られるようなノイズを示す。セクションＡでカバーされる測定位置は、指による接触を示し、セクションＢ２でカバーされる測定位置は、セクションＢ１でカバーされる測定位置と比較すると減少した信号レベルを有し、それは指の接触により生じる指紋の典型的効果である。Ｖ−Ｓ’の値は、セクションＡでカバーされるセンシング・インスタンスの間、接触が現れたあとに直接実行される少しのリセットを除いて更新されない。
【０１２６】
図９ｂは、図９ａに対応するが、接触がなくなった後に参照信号をより速く更新する点に違いがある。より速い更新は、セクションＢ２’でカバーされるセンシング・インスタンスで実行される。通常の更新は、セクションＢ２でカバーされるセンシング・インスタンスで実行される。そこにみられるように、ここではＶ−Ｓｒｅｆ’の値は図９ａより速くＶ−Ｓ’の値を反映し、それにより指紋の効果がより早い段階で考慮されることができる。
【０１２７】
図９ｃは、１−Ｖ−Ｓ’／Ｖ−Ｓｒｅｆ’で計算された補償信号プロファイルの時間分布された値を例示し、ここでＶ−Ｓ’及びＶ−Ｓｒｅｆ’は図９ｂの値である。ここに見られるように、指紋が前の接触の位置に存在するけれども、セクションＢ２及びＢ２’の信号レベルは、基本的にはセクションＢ１の信号レベルに対応する。しかし、バックグラウンド信号プロファイルが記載のように更新されない場合、セクションＢ２及びＢ２’の信号レベルは大幅に高い。
【０１２８】
本発明の各実施形態が説明され、示されたが、本発明はそれに制限されず、請求の範囲で規定される主題の範囲において他の方法で実現されることもできる。特に、本発明は、パネル内の光の分布を表す信号プロファイルを得る他の技術を用いて実行されることができる。
【図１】
0005582622.tif 000004
【図２】
0005582622.tif 000005
【図３】
0005582622.tif 000006
【図４】
0005582622.tif 000007
【図５ａ】
0005582622.tif 000008
【図５ｂ】
0005582622.tif 000009
【図６】
0005582622.tif 000010
【図７ａ】
0005582622.tif 000011
【図７ｂ】
0005582622.tif 000012
【図７ｃ】
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【図７ｄ】
0005582622.tif 000014
【図８】
0005582622.tif 000015
【図９ａ】
0005582622.tif 000016
【図９ｂ】
0005582622.tif 000017
【図９ｃ】
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