(57)【要約】【課題】高解像度でタッチ位置を検出することのできるタッチ検出システム及び方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施態様によれば、高解像度を有するタッチ検出システム及び方法は、交互になったエミッタ及び検出器の集積アレイを形成することにより達成される。集積技術を使用することにより、エミッタと検出器との間のギャップを比較的小さく維持する一方で、検出器をエミッタよりずっと大きく作ることができる。かくして、高解像度が、エミッタ／検出器対の数を劇的に増やすことなく、達成される。一実施例において、各アレイは、ディスプレイのエッジ上に配置され、１つのアレイのエミッタは、ディスプレイの向こう側の検出器と一列に並ぶ。一実施例において、タッチ検出システム及び方法は、向かい合ったアレイから到着する信号の振幅を検出して、タッチ位置の場所を正確に求める働きをする。軸外し走査を用いて、感度を高めることも可能である。【選択図】図３
2006172470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互配置されたエミッタ及び検出器を有する少なくとも２つの向かい合ったアレイを備え、前記各アレイは、単一ユニットをなすように集積化されている、タッチ位置決定装置。
【請求項２】
エミッタと次の隣接検出器との間の各ギャップが１ｍｍ未満である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記向かい合う交互配置されたエミッタと検出器との間に挿入された物体の位置を決定する手段をさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記向かい合ったアレイが、１つのアレイからのエミッタが前記向かい合ったアレイの検出器と対をなすように配置され、前記位置決定手段が、
前記エミッタ／検出器対の各エミッタを順次使用可能にし、前記エミッタ／検出器対の各検出器から出力信号レベルを同時に読み取って、前記物体の少なくとも１つのエッジを検出する手段、
を備えている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記位置決定手段が、前記エミッタ／検出器対の一部を繰り返し使用可能にすることによって前記物体の境界を決定する手段をさらに備えている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記位置決定手段が、前記物体の概略座標と精密座標の両方を決定する手段を備えている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
境界領域内におけるタッチ位置を決定するための方法であって、
前記境界領域の向かい合ったエッジ上に、交互配置されたエミッタと検出器との集積アレイを配置するステップと、
１つのアレイ上の少なくとも１つの検出器によって、前記向かい合ったアレイ上の少なくとも１つのエミッタから送られてくる信号を検出するステップと、
を含む方法。
【請求項８】
前記検出するステップが、前記検出器からの少なくとも１つの信号振幅を含んでいる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記検出するステップが、妨害信号に基づくものであり、該妨害信号は、複数のエミッタから送られてくる信号によって生じる、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記妨害信号の少なくとも１つが、検出する検出器と同じ集積アレイ上のエミッタから送られてくる、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記検出するステップが、複数の検出器からの振幅出力の和を求めるステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも部分的に、前記検出するステップに基づいて、前記境界領域内のタッチ位置を決定するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記決定するステップが、軸上走査および軸外し走査の両方を利用する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
向かい合った交互配置のエミッタ及び検出器の少なくとも２つの集積アレイによって境界づけられた表面と、
前記境界づけられた表面に関して、一時的にタッチされた位置を決定する手段と、
を備えている、タッチ位置検知装置。
【請求項１５】
前記検出器のサイズが、前記エミッタ・サイズに比べて比較的大きい、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学タッチ位置決定システムに関するものであり、とりわけ、交互配置されたエミッタ及び検出器を利用し、最大振幅信号検出及び処理を利用する、こうしたシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
赤外線光学タッチ・パネルは、さまざまなシステムにおいて見出すことが可能であり、ＡＴＭ端末、自動販売機、及び売店端末のような１０インチ〜１５インチ（約２５．４ｃｍ〜約３８．１ｃｍ）のＬＣＤディスプレイ・システムにおいて最も顕著である。ＬＣＤディスプレイの向こう側の対応する検出器と対をなす赤外線エミッタでＬＣＤを包囲することにより、タッチ・パネルは、スクリーンとの接触に応答することが可能になる。こうした応答は、赤外線エミッタのそれぞれを走査して、対応する検出器によって受信される赤外線信号が「妨害された」か否かを判定することによって実施される。妨害された信号が見つかると、「タッチ」が検知され、タッチ位置が、「妨害された」検出器に基づいて計算される。
【０００３】
上述のＬＣＤディスプレイのような大型ＬＣＤディスプレイの場合、エミッタ及び検出器のサイズはこうした比較的大型のディスプレイ・システムでは大きな制約にはならないので、システムのまわりに多数のエミッタ／検出器対を配置するのは容易である。多数の対形成によって、比較的高感度のスクリーンが得られ、ユーザはスクリーンの多くの領域に接触することが可能になる。
【０００４】
しかし、携帯用装置における赤外線ディスプレイに対する需要は、これらの装置の市場における成長と結びついている。携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、計算器等に高感度の赤外線ディスプレイを取り入れることが、ますます市場性を高めるようになってきた。これらのシステムに赤外線ディスプレイを取り入れることによって、メーカは、伝統的なキーパッドの代わりとし、これらの装置のサイズをさらに縮小することが可能になる。
【０００５】
これらの携帯用装置のサイズを縮小する結果として、こうした限られたスペースにきわめて正確な赤外線光学タッチ・パネルを実装することが、主たる技術上の課題になってきている。携帯用装置にこれらの赤外線システムを実装するのに利用可能なスペースは、かなり減少するので、メーカは、これらの装置における赤外線システムの幅及び厚さを最小限に保ちたいと切望する。この目標を実現するため、エミッタ／検出器対のサイズは、これらのコンパクトなシステムの寸法に合うように、極めて薄型になるように設計しなければならない。
【０００６】
携帯用装置における赤外線パネルの利用は、正確さ及び感度が要求されることによりさらに制約を受ける。従って、こうした装置は、比較的細い先端を備えるスタイラス並びに手書き文字認識の利用をサポートできなければならない。これにより、さらに、高解像度で高感度のディスプレイの必要が増すことになる。従って、こうしたシステムには、多数のエミッタ／検出器対を組み込まなければならず、その結果、装置の全体サイズ及びかさが増すか、あるいは、サイズが比較的コンパクトな、高解像度で高感度の赤外線パネルが得られるようにするための、エミッタ／検出器対形成のアルゴリズム及び代替設計が用いられることになる。
【発明の開示】
【０００７】
タッチ検出システム及び方法は、交互になったエミッタ及び検出器の集積アレイでＬＣＤを包囲することによって実現される。アレイを１つのユニットに集積化することによって、検出器のサイズがエミッタのサイズをはるかに超え、各エミッタとその隣接検出器との間のスペースが比較的わずかな量にまで縮小されるようにすることが可能になる。実施態様の１つでは、交互になったエミッタ及び検出器の集積アレイを形成することによって、高解像度を備えたタッチ検出システム及び方法が実現される。集積技法を利用すると、検出器をエミッタよりはるかに大きくすることが可能になり、同時に、エミッタと検出器との間のギャップは、比較的わずかに保たれる。従って、エミッタ／検出器対の数を劇的に増大させることなく、高解像度が実現される。実施態様の１つでは、各アレイは、１つのアレイのエミッタが、向かい合ったディスプレイの検出器と一列に並ぶ（軸上に位置する）ように、ディスプレイのエッジに配置される。実施態様の１つでは、タッチ検出システム及び方法は、向かい合ったアレイから到着する信号の振幅を検出して、タッチ位置の場所を正確に求める働きをする。軸外し走査を用いて、感度を高めることも可能である。ディスプレイの１つのエッジのエミッタとディスプレイの向こう側のアレイ上の対応する検出器とを一列に並べることによって、赤外線信号によってカバーされるディスプレイ・スクリーンのパーセンテージが大きくなり、その結果、タッチ検出システムの感度及び解像度が向上する。
【０００８】
実施態様の１つでは、光信号の振幅に変化が生じるのが検出され、ディスプレイ・スクリーンに接触している物体の位置を計算すると、より高い正確度を実現することが可能になる。
【０００９】
以上は、後に続く本発明の詳細な説明がより深く理解されるように、本発明の特徴及び技術上の利点をかなり大まかに概要説明したものである。本発明の請求項の内容をなす本発明のさらなる特徴及び利点については後述することにする。当然明らかなように、開示の概念及び特定の実施態様は、本発明の同じ目的を実施するため、修正を加えるか、または他の構造を設計するための基礎として容易に活用することが可能である。また、理解しておくべきは、こうした同等の構成は、付属の請求項に記載の本発明から逸脱するものではないということである。その構成及び動作方法の両方に関して、本発明の特性を示すものと思われる新規の特徴については、さらなる目的及び利点と共に、添付の図に関連づけて検討すれば、下記の説明からより深い理解が得られるであろう。ただし、明確に理解しておくべきは、図は、それぞれ、例証及び解説だけを目的として提示されており、本発明の限定を定義するものとして意図されているわけではないという点である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１には、先行技術による光学タッチ・システムの１つが描かれている。縦軸に関して、エミッタは、ディスプレイ１０の左側に配置され、一方、対応する検出器は、ディスプレイの向かい側のエッジに配置されており、その結果、縦（ｙ）軸に沿ってエミッタ／検出器対００１〜００７が形成されている。各対（対００１のような）に、エミッタ（エミッタＥ００１のような）と検出器（検出器Ｄ００１）が含まれる点に留意されたい。同じ対形成が、ディスプレイ１０の横軸でも行われ、エミッタがディスプレイ１０の上部に配置され、対応する検出器がディスプレイの下部に配置されて、横（ｘ）軸に沿ってエミッタ／検出器対０１１〜０１６が形成されている。先行技術下では、接触１３０が検知される際、システムが、エミッタ／検出器対００１〜００７を順次起動して、ｙ座標を走査する。従って、エミッタ／検出器対Ｅ００１及びＤ００１から始めて、システムは、エミッタと対応する検出器との間で赤外線信号が妨害されたか否かを確かめる。このプロセスは、システムがエミッタＥ００４及び検出器Ｄ００４を起動するまで行われ、エミッタＥ００４と検出器Ｄ００４の間の信号が妨害されたことが認識される。こうして、接触１３０のｙ座標が分る。システムは、次に、エミッタ／検出器対０１１〜０１６を順次起動することによって、ｘ軸を走査し、赤外線信号が妨害されたか否かを確かめる。エミッタＥ０１５を起動すると、システムは、検出器Ｄ０１５に対する信号が妨害されたことを認識し、これにより、接触１３０のｘ座標が分る。横軸と縦軸の両方の走査が済むと、この時点で、接触１３０の位置が分る。実際に実施する場合には、いくつかのビームが妨害され（スタイラスが極めて小さくない限り）、その位置は、ｘ位置の平均を求め、次に、ｙ位置の平均を求めることによって決定されることになる。
【００１１】
従来のタッチ・スクリーン・システムは、大きい物体がスクリーン上の特定位置に接触し、２つの交差するエミッタ・検出器対によって生じる赤外線信号を完全に妨害する場合には、比較的うまく機能する。しかし、従来の技術では、いくつかの問題が生じる。図１に描かれているように、ディスプレイ・スクリーンの解像度は、エミッタ／検出器対の密度によって制限される。エミッタから放出される赤外線信号は、形状が円錐形のため、パネルを横切るにつれて「扇形に」広がりがちであり、従って、１つの検出器からの信号は、真向かいにあるダイオードだけではなく、隣接するダイオードにも向けられることになる。このため、クロストークが生じることになるが、エミッタ／ダイオード対を順次動作可能にすることによって、こうしたクロストークが低減する。信号が円錐形ビームであるため、検出可能な領域は、検出ダイオードの幅によって制限される。後述するように、これによって、タッチの検出範囲にサイズの小さい「穴」が生じ、その結果、赤外線信号によってカバーされないディスプレイ１０の領域が生じることになる。例えば、ちょうど位置１０１、１１０、１２０、１３０、または１４０において、接触が生じると、交差信号の妨害が認識され、正確な接触位置を確認することができる。しかし、位置１０５、１１５、１２５、または１３５において接触が生じる場合、縦軸と横軸の両方でエミッタ／検出器対を順次起動させると、信号は妨害されず、接触は記録されない。従来の方法を利用すると、接触が検出されるのはスクリーンの５０％未満においてであり、盲点１００のような盲点が生じる。これは、スタイラスのサイズが小さければ、スタイラスが、１００、１０５、１１５、１２５、または１３５のような領域にタッチしている場合にビームを妨害することはできないので、重大な問題を生じることになる。
【００１２】
図１には、図示のように、赤外線信号の密度を高めようとする先行技術による試みの１つが描かれており、既存のエミッタＥ００１〜Ｅ００７の間に追加エミッタが配置されている。しかし、ただ単に、追加エミッタＥ００２．５のような追加エミッタを挿入するだけでは、ダイオードＤ００２とＤ００３の間に整合するダイオードを挿入するのに十分なスペースがないので、うまく機能しない。追加検出器のためのスペースを設けるためには（これによって感度が高まる）、各検出器のサイズを小さくしなければならず、その結果、検出器の感度が実際には低下し（光が照射可能な量が減少する）、従って、感度を維持するには、各エミッタのパワーを増大させなければならない。
【００１３】
物体によって赤外線信号が部分的にのみ妨害される場合には、他の問題も生じる。例えば、接触領域１６０は、ｘ軸エミッタ／検出器対０１２を妨害している間、ｙ軸上の任意のエミッタ／検出器対によって生じる交差信号を妨害することができず、接触領域１７０は、エミッタ／検出器対００４と０１２の間の信号を部分的にしか妨害しない。１つの信号だけしか部分的にまたは完全に妨害されない場合、１つの座標だけしか得られず、システムは、代替方法を用いて物体のもう１つの座標を求めなければならない。軸外し掃引（off-axis sweeping）が、この問題に対して可能性のある対応策として提案されている。しかし、軸外し掃引をしようとする場合、システムは、不均一な（交差軸）グリッドから均一なグリッドに写像するのに、より高速の処理能力とより複雑なアルゴリズムを必要とする。
【００１４】
図２に描かれているように、図１に関して述べた密度問題を改善しようとして、ディスプレイ２０のようなディスプレイまわりにエミッタ及び検出器を交互配置する試みがなされてきた。この構成では、エミッタ２０１が検出器２０２に隣接して配置され、検出器２０２がエミッタ２０３に隣接して配置され、等々といったことになる。ディスプレイ２０の向かい側で、検出器２１０がエミッタ２０１から信号を受信し、エミッタ２１１が検出器２０２によって受信される信号を発生し、等々。従来のタッチ・スクリーン法に対して改善されるが、この代替方式では、やはり、赤外線信号でカバーされるのはディスプレイ２０の５０％未満ということになる。
【００１５】
図３には、高解像度のタッチ・スクリーンの実施態様の１つが描かれている。各横軸及び縦軸に沿って、エミッタ及びダイオードが交互配置され、アレイをなすように集積化されている。これらのアレイにおいて、エミッタ・サイズは、かなり小さく、検出器の直径はかなり大きい。対応するエミッタに比例して検出器のサイズを拡大することによって、センサの感度が維持され、従って、エミッタによって必要とされる電力消費が減少する。さらに、エミッタと検出器との間のギャップが、できるだけ小さく保たれ（ほぼ１ｍｍ程度）、そのため、典型的な検出器がエミッタ・サイズの少なくとも３倍になるある特定領域において、ディスプレイ・システムまわりに挿入可能なエミッタ及び検出器の数が増加する。こうしたギャップ・サイズが小さく、エミッタ／検出器の、長さに対する比率が小さい、交互配置構成の結果として、信号の検出範囲が広くなるので、接触に対するシステムの総合感度が向上する。
【００１６】
集積回路技術を利用してこれらのアレイを構成することにより、アレイは、ディスプレイ３０の４つのエッジまわりに配置することが可能になり、０．４ｍｍの高さと、０．４ｍｍの幅を備えることが可能になる。この結果、ある軸上のエミッタと、ディスプレイ３０を横切って同じ軸上の検出器とのアライメントがとれることになる。例えば、左のｙ軸を構成するアレイは、エミッタＥ３０１が検出器Ｄ３０２にすぐ隣接して配置されるように構成されている。対応する検出器Ｄ３０１及びエミッタＥ３０２が、ディスプレイ３０の向こう側の、右のｙ軸上に配置されている。同じ対形成が横軸上で実施され、ディスプレイ３０上部のエミッタＥ３１４が、ディスプレイ３０の下部の検出器Ｄ３１４と対をなし、ディスプレイ３０上部のエミッタＥ３２４がディスプレイ３０下部の検出器Ｄ３２４と対をなしている。
【００１７】
比較的大きいスタイラスに関する図４Ａに示すように、システムは、ｘ及びｙ方向に軸上掃引を実施して、スタイラスの概略位置（Ｘｉ，Ｙｉ）及びサイズ情報を提供する。この概略情報は、（Ｘ１，Ｘ２；Ｙ１，Ｙ２）であり、ここで、Ｘ１及びＸ２（Ｘ２＞＝Ｘ１）は、ｘ方向における開始及び終了概略座標であり、Ｙ１及びＹ２（Ｙ２＞＝Ｙ１）は、ｙ方向における開始及び終了概略座標である。Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２で検出される振幅は、０以上であり（部分的または完全に妨害されている）、それらの間の座標における振幅は、０である（完全に妨害されている）。
【００１８】
図４Ａに描かれているように、ｘ軸上のエミッタ及び検出器対は、ＥＸ００、ＤＸ００、ＥＸ０１、ＤＸ０１、〜ＥＸ１３、ＤＸ１３と表示され、ｙ軸上のエミッタ及び検出器対は、ＥＹ００、ＤＹ００、〜ＥＹ２１、ＤＹ２１と表示されている。概略Ｘ座標は０〜１３まで定められＹ座標は０〜２１まで定められる。ＸまたはＹ軸上において、任意の数の対を利用可能であるという点に留意されたい。パネルは、精密ｘ座標が０〜５０になり、精密ｙ座標が０〜９６になるように分割される。パネル・サイズ、エミッタ・検出器対の比率、及びギャップ・サイズが異なれば、精密座標の分割も異なる可能性がある。座標分割の設定には、ごくわずかな近似が必要とされる。
【００１９】
コントローラは、任意の順にエミッタ／検出器対を同時に起動する。１つの例では、Ｘ００、Ｘ０２、Ｘ０４、．．．Ｘ２０、Ｘ０１、Ｘ０３、．．．Ｘ２１、Ｙ００、Ｙ０２、Ｙ０４、．．．Ｙ２４、Ｙ０１、Ｙ０３、．．．Ｙ２５を順次走査することになる。もう１つの例では、Ｘ００、Ｘ０１、Ｘ０２、．．．Ｘ２１、Ｙ００、Ｙ０１、Ｙ０２、．．．Ｙ２５を順次走査することになる。概略座標及び検出信号の振幅が、（完全にまたは部分的に）妨害された対に関して記録される。概略ｘ座標の開始及び終了は、Ｘ１及びＸ２で表わされ、概略ｙ座標の開始及び終了は、Ｙ１及びＹ２で表わされる。これら４つの検出器の信号振幅は、ＡＸ１、ＡＸ２、ＡＹ１、ＡＹ２である。例えば、スタイラス位置４１０が、図４ＡにおけるようにＸ１＝７、Ｘ２＝１０、Ｙ１＝７、Ｙ２＝１０で示される場合、ＡＸ１＝１０％、ＡＸ２＝６０％、ＡＹ１＝７０％、ＡＹ２＝７０％になる。Ｎｅ、Ｎｄ、及びＮｇは、エミッタ、検出器、及びギャップの精細グリッド数として表示されている。Ｎｘ及びＮｙは、概略Ｘ及びＹ座標の最大値として表示されている。この例の場合、Ｎｅ＝１、Ｎｄ＝５、Ｎｇ＝１、ＮＸ＝１３、ＮＹ＝２１である。ＡＸ及びＡＹは、信号に妨害されている部分のない、各検出器の振幅として表示されている。説明を簡略化するため、ＡＸ及びＡＹが１であると仮定する。上記情報を利用し、以下で示すアルゴリズムに従って、精密開始及び終了ｘ及びｙ座標が計算されることになる。この方法では、信号振幅に対する（に比例した）妨害されない検出器幅とスタイラス位置における妨害されるビーム幅との間の相似三角形の関係が利用される。この計算には、概略座標（Ｘ１＋Ｘ２）／２、（Ｙ１＋Ｙ２）／２、及びＮＸ、ＮＹで表わされるスタイラスの幾何学的重心がかかわることになる。
【００２０】
下記は、検出器の開始及び終了概略座標（Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）＋振幅（ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＹ１，ＡＹ２）を精密座標（ｘｘ１，ｘｘ２，ｙｙ１，ｙｙ２）に写像するためのアルゴリズムの実施態様の１つである。
／／ｘｘ１を決定する。
ｉｆ（Ｘ１％２＝＝１）｛  ／／開始Ｘ座標が上部にある場合：ここではそうなっているが。
ｘｘ１＝ｉｎｔ（Ｘ１*（Ｎｅ＋Ｎｄ＋Ｎｇ*２）／２．０−（１．０／２．０−ＡＸ１／ＡＸ）*Ｎｄ*（Ｙ１＋Ｙ２）／２．０／ＮＹ）；
｝
ｅｌｓｅ｛  ／／開始Ｘ座標が下部にある場合：
ｘｘ１＝ｉｎｔ（Ｘ１*（Ｎｅ＋Ｎｄ＋Ｎｇ*２）／２．０−（１．０／２．０−ＡＸ１／ＡＸ）*Ｎｄ*（１．０−（Ｙ１＋Ｙ２）／２．０／ＮＹ））；
｝
／／ｘｘ２を決定する。
ｉｆ（Ｘ２％２＝＝１）｛  ／／終了Ｘ座標が上部にある場合：
ｘｘ２＝ｉｎｔ（Ｘ２*（Ｎｅ＋Ｎｄ＋Ｎｇ*２）／２．０＋（１．０／２．０−ＡＸ２／ＡＸ）*Ｎｄ*（Ｙ１＋Ｙ２）／２．０／ＮＹ）；
｝
ｅｌｓｅ｛  ／／終了Ｘ座標が下部にある場合：ここではそうなっているが。
ｘｘ２＝ｉｎｔ（Ｘ２*（Ｎｅ＋Ｎｄ＋Ｎｇ*２）／２．０＋（１．０／２．０−ＡＸ２／ＡＸ）*Ｎｄ*（１．０−（Ｙ１＋Ｙ２）／２．０／ＮＹ））；
｝
／／ｙｙ１を決定する。
ｉｆ（Ｙ１％２＝＝１）｛  ／／開始Ｙ座標が右側にある場合：ここではそうなっているが。
ｙｙ１＝ｉｎｔ（Ｙ１*（Ｎｅ＋Ｎｄ＋Ｎｇ*２）／２．０−（１．０／２．０−ＡＹ１／ＡＹ）*Ｎｄ*（１．０−（Ｘ１＋Ｘ２）／２．０／ＮＸ））；
｝
ｅｌｓｅ｛  ／／開始Ｙ座標が左側にある場合：
ｙｙ１＝ｉｎｔ（Ｙ１*（Ｎｅ＋Ｎｄ＋Ｎｇ*２）／２．０−（１．０／２．０−ＡＹ１／ＡＹ）*Ｎｄ*（Ｘ１＋Ｘ２）／２．０／ＮＸ）；
｝
／／ｙｙ２を決定する。
ｉｆ（Ｙ２％２＝＝１）｛  ／／終了Ｙ座標が右側にある場合：
ｙｙ２＝ｉｎｔ（Ｙ２*（Ｎｅ＋Ｎｄ＋Ｎｇ*２）／２．０＋（１．０／２．０−ＡＹ２／ＡＹ）*Ｎｄ*（１．０−（Ｘ１＋Ｘ２）／２．０／ＮＸ））；
｝
ｅｌｓｅ｛  ／／終了Ｙ座標が左側にある場合：ここではそうなっているが。
ｙｙ２＝ｉｎｔ（Ｙ２*（Ｎｅ＋Ｎｄ＋Ｎｇ*２）／２．０＋（１．０／２．０−ＡＹ２／ＡＹ）*Ｎｄ*（Ｘ１＋Ｘ２）／２．０／ＮＸ）；
｝
【００２１】
図４Ｂに示すように、スタイラス４００のようなスタイラスが小さい場合、ビーム内で位置付けられることがある。この場合、Ｘ１＝Ｘ２及び／またはＹ１＝Ｙ２である。この場合、精密座標を得るには、軸外し掃引が必要になる。例えば、図４Ｂに示すように、初期走査に関して、概略座標Ｙ１＝Ｙ２＝３が得られる。近くのＬＥＤ  ＥＹ０２を起動し、次に、向かい側にある検出器を順次起動することにより、右側フレームの妨害領域を確認することができる。再び、２つの三角形間における相似関係を利用して、ｙ座標の正確な情報を得ることが可能である。起動されるＬＥＤの選択は、スタイラスの位置（概略座標）に基づくものである点に留意されたい。例えば、スタイラスがパネルの第１象限に配置される場合、精密ｙ座標を決定するためのＬＥＤは、左側における、概略座標のすぐ上のＬＥＤであり、精密ｘ座標を決定するためのＬＥＤは、上部において、概略座標のすぐ左側にあるはずである。この原理は、幅の小さい値をフレームに「射影」して、それを「増幅」することである。
【００２２】
タッチされた位置の座標を計算すると、これによりシステムは、正確な接触座標を利用して、限定するわけではないが、手書き文字分析、さまざまなアプリケーションの呼び出し、名前認識ダイヤル呼び出し、メモ機能、及びユーザ優先度の変更を含む無数の活動を実施することが可能になる。
【００２３】
図５には、このシステムの実施態様の１つを制御する論理回路が例示されている。ディスプレイ５０が、ケーブル５２によってコントローラ５１に接続されているが、この接続は、一般には、フレキシブルＰＣＢのようにワイヤ・ライン接続になるが、所望の場合には、無線とすることも可能である。コントローラ５１は、一般に、ディスプレイ５０の一部として、おそらく、その背面に形成されるか、または近接して取り付けられる独立した制御装置をなすことになる。コントローラ５１内において、読取装置マルチプレクサ５０７と駆動装置マルチプレクサ５０２との同期がとられて、駆動装置マルチプレクサが、エミッタＥ３１３のようなエミッタをオンにすると、マルチプレクサ５０７が、エミッタＥ３１３と整合した、ダイオードＤ３１３をオンにするようになっている。軸外し掃引の場合、１つのエミッタが使用可能になると、フレームの向かい側のフォトダイオードも、同じ増幅器／フィルタ／ＡＤＣ回路を共用しているので、順次使用可能になる。軸上スクリーニングの場合、他の全てのダイオードは、クロストークを回避するため、接地にスイッチされる。従って、軸上スクリーニングのために、装置周辺のダイオード・エミッタ対を順次使用可能にすることができるようになる。軸外しスクリーニングの場合、エミッタの１つが使用可能になると、向かい側のエッジに沿ったダイオードの全てが順次使用可能になる。これによって、小さいスタイラスの検出が可能になる。読取装置マルチプレクサ５０７は、増幅器／フィルタ５０６に接続され、増幅器／フィルタは、さらに、アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）５０５に接続されている。ＡＤＣ５０５、メモリ／ソフトウェア５０１、及び、駆動装置／マルチプレクサ５０２及び読取装置マルチプレクサ５０７は、全て、マイクロコントローラ５０４に接続される。メモリ５０１のソフトウェアは、所望の場合、マイクロコントローラ５０４を制御することが可能であり、コントローラ５１は、所望の場合、１つ以上のＡＳＩＣとすることが可能である点に留意されたい。実施態様の１つでは、マイクロコントローラ５０４は、携帯電話またはＰＤＡの場合に行われるように同じ物理的位置に配置することもできるし、あるいは、他のタイプのタッチ・スクリーンのために、遠隔地にあって無線によってアクセスすることも可能な、コンピュータ５０３のようなホスト・コンピュータに接続される。
【００２４】
集積回路上にエミッタと検出器を交互配置したアレイを利用すると、先行技術に生じるいくつかの問題が解決される。まず、ディスプレイ・スクリーン上の「盲点」が少なくなる。エミッタ及び検出器を交互配置し、両者間のギャップを少なくし、検出器のサイズを大きくすることによって、本システムは、エミッタ／ダイオード対をあまり増やさなくても、先行技術に対して、赤外線信号の密度を大幅に高めることが可能になる。この密度の増大によって、より小さいスタイラス及びより優れた座標写像の利用が可能になる。第２に、ビームが妨害されたか否かを検出することによってタッチ座標を決定するのではなく、本システムでは、さらに、赤外線信号の振幅変化を求めることによって、また、軸外しスクリーニングを行うことによって座標を決定することにより、その検出の論拠とする。
【００２５】
本発明及びその利点について詳述してきたが、もちろん、これらを考慮して、付属の請求項によって定義された本発明から逸脱することなく、さまざまな変更、置換、及び改変を施すことが可能である。さらに、本出願の範囲は、本明細書に解説のプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、及びステップの特定の実施態様に限定されるものではない。本開示から容易に明らかになるように、本明細書に解説の対応する実施態様とほぼ同じ機能を実施するか、またはほぼ同じ結果を実現する、現存するか、または今後開発されることになるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップを利用することが可能である。従って、付属の請求項は、その範囲内に、こうしたプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、または、ステップを包含するように意図されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】先行技術によるスクリーン・システムを示す図である。
【図２】先行技術によるスクリーン・システムを示す図である。
【図３】高解像度のタッチ・スクリーンの実施態様の１つを示す図である。
【図４Ａ】比較的大きいスタイラスに関して、「タッチ」座標を決定することが可能な方法を例示した図である。
【図４Ｂ】小さいスタイラスに関して、「タッチ」座標を決定することが可能な方法を例示した図である。
【図５】システムの実施態様の１つを制御する論理回路を例示した図である。
【符号の説明】
【００２７】
３０：タッチ位置決定装置
Ｄ３０１〜Ｄ３１３：検出器
Ｅ３０１〜Ｅ３１３：エミッタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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