(57)【要約】タッチスクリーン上のタッチ位置の確定に関連して、多くの基準レベルが設定される。１個以上の基準レベルを用いて、ゼロ押圧力状態とタッチイベントとの間のタッチ信号の差の変化を判定することができる。一手法においては、１個以上の基準レベルを選択し、タッチが加えられた時点でタッチスクリーンに影響を及ぼす各種の状態を補償する。タッチ位置情報が得られた時点でタッチ信号に影響を及ぼす状態を補償すべく１個以上の基準レベルを用いることで、タッチ位置特定の精度を向上させることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
力応答タッチ信号に対する複数の基準レベルを取得するステップと、
前記タッチ信号から取得した情報に基づいて前記複数の基準レベルから１個以上を選択するステップと、
前記選択した１個以上の基準レベルを用いてタッチ位置を特定するステップとを含む
タッチスクリーン上のタッチのタッチ位置を特定するタッチ位置特定方法。
【請求項２】
前記複数の基準レベルのうち、１個より多くの基準レベルを用いるステップを更に含む請求項１に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項３】
タッチが加えられている間、タッチ信号基準として前記複数の基準レベルの１個を用いる方式から、選択された基準レベルとして前記複数の基準レベルの別の１個を用いる方式へ移行するステップを更に含む請求項１に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項４】
１個の基準レベルから別の基準レベルへ移行するステップが、前記タッチスクリーンをタッチが移動する際に行なわれる請求項３に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項５】
所定の時間間隔の後で、特定されたタッチ位置から、１個以上の選択した基準レベルに関連する影響を除去するステップを更に含む請求項１に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項６】
力応答タッチ信号に対する第一の基準レベルを設定するステップと、
前記力応答タッチ信号に対する第二の基準レベルを設定するステップと、
前記第一および第二の基準レベルの少なくとも一方を用いてタッチ位置を特定するステップと
を含むタッチスクリーン上のタッチのタッチ位置を特定するタッチ位置特定方法。
【請求項７】
前記第一および第二の基準レベルの両方をタッチ位置の特定に用いる請求項６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項８】
前記第一の基準レベルを設定するステップが、タッチ信号静止期間中に取得された２個以上のタッチ信号サンプルの加重平均を求めるステップを含む請求項６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項９】
前記第一の基準レベルを設定するステップが、タッチ信号サンプルの強さと前記第一の基準レベルの強さとの差分が所定の値を下回る場合に、前記第一の基準レベルを所定の量により調整するステップを含む請求項６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項１０】
前記タッチスクリーンにタッチが加えられている期間中は、前記第一の基準が更新されない請求項９に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項１１】
前記第一の基準レベルを設定するステップが、
一時的な第一の基準レベルを設定するステップと、
タッチ信号と前記一時的な第一の基準レベルの差分が、所定の数のタッチ信号サンプルに対して所定の量を下回る場合に、前記一時的な第一の基準レベルを第一の基準レベルとして保存するステップとを含む請求項６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項１２】
前記一時的な第一の基準レベルを設定するステップが、
タッチ信号の静止期間中に２個以上のタッチ信号サンプルを取得するステップと、
タッチ信号サンプルと前記第一の基準値との第一の差分が第二の所定の量より大きく、前記タッチ信号サンプリングと前記一時的な第一の基準レベルとの第二の差異が第三の所定の量より小さい場合に、前記一時的な第一の基準レベルを第一の所定の量により調整するステップとを含む請求項１１に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項１３】
前記第二の基準レベルを設定するステップが、タッチ位置情報が最初に得られる前の所定の時点に取得されたタッチ信号サンプルを用いるステップを含む請求項６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項１４】
タッチ位置情報が、タッチ信号のピークで最初に得られる請求項１３に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項１５】
タッチ位置情報が取得される前の所定の時間が、約５０〜１００ｍｓの範囲にある請求項１３に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項１６】
第二の基準レベルを設定するステップが、タッチの印加に関連するトリガ・イベントに応答して前記第二の基準レベルを取得するステップを含む請求項６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項１７】
トリガ・イベントが検知される前に、１個以上のタッチ信号サンプルを用いて前記第二の基準レベルが更新される請求項１６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項１８】
前記タッチ信号が静止期間にない間、前記第二の基準レベルが不変に保たれる請求項１６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項１９】
前記タッチ信号が所定の閾値を下回り、かつ少なくとも１個のタッチ信号サンプルの値が直前のサンプルを下回る場合に、前記タッチ信号が静止期間にあると判定される請求項１８に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項２０】
所定の個数の連続したサンプルが所定の範囲の値に留まる場合、前記タッチ信号が静止期間にあると判定される請求項１８に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項２１】
前記トリガ・イベントが、所定の速度を超えるタッチ信号の立ち上がり速度である請求項１８に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項２２】
前記トリガ・イベントが、所定の値を超えるタッチ信号の強さである請求項１８に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項２３】
前記第二の基準レベルを設定するステップが、前記第二の基準レベルとして外挿値を用いるステップを含む請求項６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項２４】
前記第二の基準レベルとして外挿値を用いるステップが、
静止期間中に第一のタッチ信号サンプルを取得するステップと、
静止期間中に、第二のタッチ信号サンプルであって、前記第一のタッチ信号サンプルから所定個数サンプル相当の時間が経過した後で取得される第二のタッチ信号サンプルを取得するステップと、
前記第一および第二のタッチ信号サンプルを用いて前記静止期間中の前記タッチ信号の変化率を決定するステップと、
前記第一のタッチ信号サンプル、前記第二のタッチ信号サンプルおよび前記タッチ信号の変化率からタッチ位置情報が得られた時点でタッチ信号の値を外挿するステップと、
前記外挿値を第二の基準レベルとして用いるステップとを含む請求項２３に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項２５】
前記第二の基準レベルを設定するステップが、前記第二の基準レベルとして内挿値を用いるステップを含む請求項６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項２６】
前記第二の基準レベルとして内挿値を用いるステップが、
静止期間中に第一のタッチ信号サンプルを取得するステップと、
タッチの印加に続いて前記タッチ信号が静止状態に戻る際に第二のタッチ信号サンプルを取得するステップと、
前記第一のタッチ信号サンプルと前記第二のタッチ信号サンプルとの間のタッチ信号の変化率を決定するステップと、
前記第一のタッチ信号サンプル、前記第二のタッチ信号サンプルおよび前記タッチ信号の変化率からタッチ位置情報が得られた時点でタッチ信号の値を内挿するステップと、
前記内挿値を第二の基準レベルとして用いるステップとを含む請求項２５に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項２７】
前記タッチ位置を特定するステップが、前記第一の基準レベルを用いるものから前記第二の基準レベルを用いるものへ移行するステップを含む請求項６に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項２８】
前記第一の基準レベルを用いるものから前記第二の基準レベルを用いるものへ移行するステップが、
前記第一および第二の基準レベルの各々を用いてタッチ信号位置の値を計算するステップと、
各タッチ信号位置の値に重み付けするステップと、
前記重み付けされたタッチ信号位置の値に基づいてタッチ位置を特定するステップとを含む請求項２７に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項２９】
各タッチ信号位置の値に付与された前記重みが、前記タッチスクリーンをタッチが移動した距離に応じて変化する請求項２８に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項３０】
前記第一の基準レベルを用いるものから前記第二の基準レベルを用いるものへ移行するステップが、タッチが所定の距離移動した際に、前記第一または第二の基準レベルに関連する影響をタッチ位置特定から除去するステップを含む請求項２７に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項３１】
前記第一の基準レベルを用いる方式から前記第二の基準レベルを用いる方式へ移行するステップが、所定の時間間隔の後で、前記第一または第二の基準レベルに関連する影響をタッチ位置特定から除去するステップを含む請求項２７に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項３２】
前記第一の基準レベルを用いるものから前記第二の基準レベルを用いるものへ移行するステップが、ＸおよびＹタッチ位置座標を次式で計算するステップを含み、
Ｘ＝ＷＸref2＋（１−Ｗ）Ｘref1、
Ｙ＝ＷＹref2＋（１−Ｗ）Ｙref1、
式中、Ｗは重み付け係数、
Ｘref2およびＹref2は前記第二の基準レベルを用いて計算されたタッチ位置座標であり、
Ｘref1およびＹref1は前記第一の基準レベルを用いて計算されたタッチ位置座標である請求項２７に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項３３】
前記重み付け係数Ｗが次式で計算され、
【数１】
2005524914.tif 000007
式中、ＤはＸ方向またはＹ方向のいずれかに移動した最大距離であり、Ｓは前記タッチスクリーンの大きさである請求項３２に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項３４】
前記重み付け係数Ｗが、１秒間に１から０へ線型に減少する請求項３２に記載のタッチ位置特定方法。
【請求項３５】
押圧力を加える前に静止タッチ信号を検知するステップと、
前記押圧力の印加に応答するタッチ信号を検知するステップと、
前記押圧力の検知と同時に取得された１個以上のタッチ信号値に基づいて前記タッチ信号に対する基準レベルを確定するステップとを
含むタッチ信号に対する基準レベルを確定する基準レベル確定方法。
【請求項３６】
前記押圧力の検知と同時に取得された１個以上のタッチ信号値に基づいて前記タッチ信号に対する基準レベルを確定するステップが、前記押圧力を検知する前に、所定の時間間隔内に生起する１個以上のタッチ信号値を用いて前記基準レベルを確定するステップを含む請求項３５に記載の基準レベル確定方法。
【請求項３７】
前記所定の時間間隔が約１００ｍｓである請求項３６に記載の基準レベル確定方法。
【請求項３８】
前記押圧力の検知と同時に取得されたタッチ信号値に基づいて前記タッチ信号に対する基準レベルを確定するステップが、タッチ位置情報が最初に得られる所定時間前に取得されたタッチ信号サンプルを前記基準レベルとして用いるステップを含む請求項３５に記載の基準レベル確定方法。
【請求項３９】
前記タッチ信号のピークでタッチ位置情報が最初に得られる請求項３８に記載の基準レベル確定方法。
【請求項４０】
タッチ位置情報が得られる前の前記所定時間が約５０〜１００ｍｓの範囲にある請求項３８に記載の基準レベル確定方法。
【請求項４１】
前記押圧力の印加に応答するタッチ信号を検知するステップが、タッチの印加に関連付けられたトリガ・イベントを検知するステップを含む請求項３５に記載の基準レベル確定方法。
【請求項４２】
前記基準レベルを確定するステップが、前記基準レベルとして前記タッチ信号の遅延サンプルを用いるステップを含む請求項４１に記載の基準レベル確定方法。
【請求項４３】
前記タッチ信号の遅延サンプルが、前記トリガ・イベントの前の前記タッチ信号の先行サンプルである請求項４２に記載の基準レベル確定方法。
【請求項４４】
前記トリガ・イベントに応答して前記基準レベルを確定するステップが、前記トリガ・イベントが検知されるまでの第二の基準レベルの候補として、各タッチ信号サンプルを保存するステップを含む請求項４１に記載の基準レベル確定方法。
【請求項４５】
前記押圧力の印加を検知した後も前記基準レベルが不変に保たれる請求項３５に記載の基準レベル確定方法。
【請求項４６】
前記トリガ・イベントが、所定の速度を超える前記タッチ信号の立ち上がり速度である請求項４１に記載の基準レベル確定方法。
【請求項４７】
前記トリガ・イベントが、所定の値を超える前記タッチ信号の強さである請求項４１に記載の基準レベル確定方法。
【請求項４８】
前記基準レベルを確定するステップが、タッチ位置情報が得られる特定の時点に基づいて前記基準レベルを確定するステップを含む請求項３５に記載の基準レベル確定方法。
【請求項４９】
前記基準レベルを確定するステップが、
前記タッチスクリーンに押圧力が一切加えられていない期間の力応答タッチ信号を表わす静止タッチ信号を検知するステップと、
タッチ位置測定の前記特定時点まで前記静止タッチ信号を外挿するステップと、
タッチ位置が特定される前記特定時点における前記外挿された静止タッチ信号の値を前記基準レベルとして用いるステップとを含む請求項４８に記載の基準レベル確定方法。
【請求項５０】
前記基準レベルを決定するステップが、
前記タッチスクリーンにタッチが加えられる前の力応答タッチ信号を表わす第一の静止タッチ信号を検知するステップと、
前記タッチスクリーンからタッチが除去された後の力応答タッチ信号を表わす第二の静止タッチ信号を検知するステップと、
前記第一および第二の静止タッチ信号の間の内挿タッチ信号を決定するステップと、
タッチ位置が特定された前記特定時点における前記内挿タッチ信号の値を基準レベルとして用いるステップとを含む請求項４８に記載の基準レベル確定方法。
【請求項５１】
前記第二の静止タッチ信号が検知されるのは、前記タッチ信号サンプルが所定の閾値を下回り、かつ少なくとも１個の後続タッチ信号サンプルの値が前記タッチ信号サンプルより小さい場合である請求項５０に記載の基準レベル確定方法。
【請求項５２】
前記第二の静止タッチ信号が検知されるのは、所定個数の連続するサンプルの値が所定の範囲内に留まっている場合である請求項５０に記載の基準レベル確定方法。
【請求項５３】
タッチ面と、
複数のタッチセンサであって、各々が前記タッチ面に物理的に接続されていて、前記タッチ面に加えられたタッチに応答して力応答信号を生成するタッチセンサと、
前記タッチセンサに接続された制御システムであって、前記センサ信号を受信し、力応答信号に対する複数の基準レベルを取得して、前記力応答信号から取得された情報に基づいて前記複数の基準レベルから１個以上を選択し、前記１個以上の選択された基準レベルを用いてタッチ位置を特定すべく構成された制御システムと
を含むタッチスクリーンシステム。
【請求項５４】
前記タッチセンサが容量型力センサを含む請求項５３に記載のタッチスクリーンシステム。
【請求項５５】
前記タッチ面がほぼ長方形であって、前記タッチスクリーンの各隅に前記複数のタッチセンサの１個が配置されている請求項５３に記載のタッチスクリーンシステム。
【請求項５６】
各タッチセンサが、前記タッチセンサの位置を通過する力を表わすセンサ信号を生成する請求項５３に記載のタッチスクリーンシステム。
【請求項５７】
前記制御システムが、１個以上のセンサ信号を組み合わせることにより、１個以上の力応答タッチ信号を導出する請求項５３に記載のタッチスクリーンシステム。
【請求項５８】
前記制御システムが、第一および第二の基準レベルを設定し、前記第一および第二の基準レベルの少なくとも一方を用いてタッチ位置を特定する請求項５３に記載のタッチスクリーンシステム。
【請求項５９】
タッチ面と、
複数のタッチセンサであって、各々が前記タッチ面に物理的に接続されていて、前記タッチ面に加えられたタッチに応答して力応答信号を生成するタッチセンサと、
前記タッチセンサに接続された制御システムであって、前記センサ信号を受信し、力応答信号に対する複数の基準レベルを取得して、前記力応答信号から取得された情報に基づいて前記複数の基準レベルから１個以上を選択し、前記１個以上の選択された基準レベルを用いてタッチ位置を特定すべく構成された制御システムとを含むタッチスクリーン・システムと、
前記タッチスクリーン・システムを介して情報を表示するディスプレイとを含むタッチスクリーン表示システム。
【請求項６０】
前記ディスプレイが、液晶ディスプレイ、発光ダイオード・ディスプレイ、プラズマ・ディスプレイおよび有機エレクトロルミネセント・ディスプレイ、または陰極線管ディスプレイを含む請求項５９に記載のタッチスクリーン表示システム。
【請求項６１】
各タッチセンサが、前記タッチセンサを通過する押圧力を表わすセンサ信号を生成する請求項５９に記載のタッチスクリーン表示システム。
【請求項６２】
前記制御システムが、１個以上のセンサ信号を組み合わせることにより、１個以上のタッチ信号を導出する請求項５９に記載のタッチスクリーン表示システム。
【請求項６３】
タッチ面と、
複数のタッチセンサであって、各々が前記タッチ面に物理的に接続されていて、前記タッチ面に加えられたタッチに応答して力応答信号を生成するタッチセンサと、
前記タッチセンサに接続された制御システムであって、前記センサ信号を受信し、力応答信号に対する複数の基準レベルを取得して、前記力応答信号から取得された情報に基づいて前記複数の基準レベルから１個以上を選択し、前記選択された基準レベルを用いてタッチ位置を特定すべく構成された制御システムとを含むタッチスクリーン・システムと、
情報を表示するディスプレイと、
前記ディスプレイ上に表示するデータおよび前記タッチスクリーン・システムから受信した情報を処理すべく前記ディスプレイおよび前記タッチスクリーン・システムに接続されたプロセッサとを含む表示システム。
【請求項６４】
前記ディスプレイが前記タッチスクリーンを介して情報を表示する請求項６３に記載の表示システム。
【請求項６５】
前記ディスプレイが、液晶ディスプレイ、発光ダイオード・ディスプレイ、プラズマ・ディスプレイおよび有機エレクトロルミネセント・ディスプレイ、または陰極線管ディスプレイを含む請求項６３に記載の表示システム。
【請求項６６】
前記プロセッサが、前記ディスプレイに表示された情報に関して前記タッチスクリーンに加えられたタッチに関する情報を受信する請求項６３に記載の表示システム。
【請求項６７】
各タッチセンサが、前記タッチセンサの位置を通過する力を表わすセンサ信号を生成する請求項６３に記載の表示システム。
【請求項６８】
前記制御システムが、１個以上のセンサ信号を組み合わせることにより、１個以上のタッチ信号を導出する請求項６３に記載の表示システム。
【請求項６９】
データを保存すべく前記プロセッサに接続された１個以上のデータ記憶装置と、
前記プロセッサへ情報を転送する１個以上の入力装置と、
前記プロセッサから情報を転送する１個以上の出力装置とを更に含む請求項６３に記載の表示システム。
【請求項７０】
前記システムを１個以上のネットワークへ接続する１個以上のインターフェースを更に含む請求項６３に記載の表示システム。
【請求項７１】
力応答タッチ信号に対する複数の基準レベルを設定する手段と、
確定された前記複数の基準レベルのうち１個以上を用いてタッチ位置を特定する手段と
を含むタッチスクリーン上のタッチ位置を特定するタッチ位置特定システム。
【請求項７２】
前記タッチ位置を特定する手段が、タッチ信号基準として１個の基準レベルを用いるものから、前記タッチ信号基準として他の基準レベルを用いるものへ移行する手段を含む請求項７１に記載のタッチ位置特定システム。
【請求項７３】
前記タッチ信号基準として１個の基準レベルを用いるものから、前記タッチ信号基準として他の基準レベルを用いるものへの移行手段が、所定期間の後のタッチ位置の特定から１個以上の基準レベルに関連する影響を除去する手段を含む請求項７２に記載のタッチ位置特定システム。
【請求項７４】
力応答タッチ信号に対する第一および第二の基準レベルを設定する手段と、
前記第一および第二の基準レベルの少なくとも一方の基準レベルを用いてタッチ位置を特定する手段とを含むタッチスクリーン上のタッチ位置を特定するタッチ位置特定システム。
【請求項７５】
前記第一の基準レベルを設定する手段が、タッチ信号サンプリングの強さと前記第一の基準レベルの強さの差分が所定の値を下回る場合に、前記第一の基準レベルを所定の量により調整する手段を含む請求項７４に記載のタッチ位置特定システム。
【請求項７６】
前記第二の基準レベルを設定する手段が、押圧力の検知と同時に取得されたタッチ信号の値を前記第二の基準レベルとして確定する手段を含む請求項７４に記載のタッチ位置特定システム。
【請求項７７】
前記押圧力の検知と同時に取得されたタッチ信号の値を確定する手段が、トリガ・イベントを検知する手段を含む請求項７６に記載のタッチ位置特定システム。
【請求項７８】
トリガ・イベントを検知する手段が、所定の速度を超えるタッチ信号の立ち上がり速度を検知する手段を含む請求項７７に記載のタッチ位置特定システム。
【請求項７９】
トリガ・イベントを検知する手段が、所定の値を超えるタッチ信号の強さを検知する手段を含む請求項７７に記載のタッチ位置特定システム。
【請求項８０】
押圧力が加えられる前に、静止タッチ信号を検知する手段と、
前記押圧力の印加に応答するタッチ信号を検知する手段と、
前記押圧力の検知と同時に取得されたタッチ信号の値に基づいて、前記タッチ信号に対する基準レベルを確定する手段と
を含むタッチ位置の決定に用いるタッチ信号に対する基準レベルを確定する基準レベル確定システム。
【請求項８１】
前記押圧力の印加に応答するタッチ信号を検知する手段が、前記押圧力の印加に関連するトリガ・イベントを検知する手段を含む請求項８０に記載の基準レベル確定システム。
【請求項８２】
前記トリガ・イベントを検知する手段が、所定の速度を超える前記タッチ信号の立ち上がり速度を検知する手段を含む請求項８１に記載の基準レベル確定システム。
【請求項８３】
前記トリガ・イベントを検知する手段が、所定の値を超える前記タッチ信号の強さを検知する手段を含む請求項８１に記載の基準レベル確定システム。
【請求項８４】
前記基準レベルを確定する手段が、タッチ位置情報が得られた特定の時点に基づいて、前記基準レベルを確定する手段を含む請求項８０に記載の基準レベル確定システム。
【請求項８５】
１個以上のコンピュータにタッチスクリーン上のタッチ位置を特定する方法を実行させる実行可能な命令を含んで構成されたコンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
力応答タッチ信号に対する複数の基準レベルを取得するステップと、
前記タッチ信号から取得された情報に基づいて前記複数の基準レベルから１個以上を選択するステップと、
前記選択された基準レベルを用いてタッチ位置を特定するステップとを含む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、一般にはタッチセンサ、より具体的にはタッチスクリーン上のタッチ位置を正確に特定する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチスクリーンは、コンピュータまたはその他のデータ処理装置用に、簡単かつ直観的なインターフェースを提供するものである。ユーザーはデータの入力にキーボードを用いるのではなく、画面上でアイコンに触れたり、文字や絵を描くことによりタッチスクリーンを介して情報を送ることができる。タッチスクリーンは、各種の情報処理アプリケーションで利用されている。携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）および携帯またはラップトップ・コンピュータ等の用途には、透明なタッチスクリーンが特に有用である。
【０００３】
タッチ位置を特定するために、容量、抵抗、音響、および赤外線の技術を含む各種の方法が用いられてきた。タッチ位置はまた、タッチ面に接続された力センサを介して押圧力（ｔｏｕｃｈ  ｆｏｒｃｅ）を検知することにより特定することができる。押圧力を検知することにより動作するタッチスクリーンは、上述した他の技術よりもいくつかの点で優れている。第一に、力センサでは、抵抗型タッチセンサのようにタッチ面からの光透過を阻止する恐れのある特殊な材料でタッチ面を形成する必要がない。更に力センサでは、容量型タッチスクリーンで必要とされる損失のある電気接地によらないため、指でのタッチ、手袋をはめた手、指の爪、または他の非導電タッチ機器により動作させることができる。弾性表面波技術とは異なり、力センサはタッチ面上に汚れ、埃、または液体が溜まっても比較的耐性がある。最後に、力センサでは、赤外線タッチスクリーンに共通の問題である、近づいただけで実際にタッチしたものと誤検知する可能性が低い。
【０００４】
タッチスクリーンの力センサにより検知された力は、押圧力以外に各種の静的および動的要因を反映している。これらの要因は、タッチ信号に関してノイズ源とみなすことができる。ノイズにはタッチスクリーンの電子回路からもたらされるもの、または、本質的に機械的なものがある。電気的ノイズは、例えばタッチ検知、増幅、データ変換または信号処理の段階でもたらされる場合がある。機械的ノイズは、タッチスクリーンのねじれ、タッチスクリーン装置の動き、タッチスクリーンの振動、およびその他の過渡的な要因により生じる場合がある。更に、タッチスクリーン力センサは、タッチ面の重量の影響および製造中に力センサに予め加えられた力の影響を受ける場合がある。
【０００５】
押圧力は、タッチが持続する間に変化する。１箇所へタッチされる場合、押圧力信号の強さは、タッチが加えられるにつれて増大し、タッチが無くなるにつれて減衰する。タッチはまた、タッチスクリーンの表面を移動する場合があり、各力センサ毎に変化する信号を生成する。タッチの存在および位置を正確に特定するには、特定の時点にタッチスクリーンに影響を及ぼす、各種の副次的要因からの定常状態および過渡的ノイズ信号の除去だけでなく、押圧力により生じる押圧力信号の解析を必要とする。
【発明の開示】
【０００６】
一般的に言えば、本発明はタッチセンサ上のタッチ位置を検知する方法およびシステムに関する。本発明が特に有用なのは、透明なタッチスクリーンにより機能強化された表示装置を動作させるマイクロプロセッサ・ベースのシステムと組み合わせた場合である。
【０００７】
本発明の一実施形態に従い、タッチスクリーン上のタッチのタッチ位置を特定する方法は、力応答タッチ信号の複数の基準レベルを取得するステップと、タッチ信号から得られた情報に基づいて複数の基準レベルの１個以上を選択するステップと、選択された基準レベルを用いてタッチ位置を特定するステップとを含む。
【０００８】
本発明の別の実施形態は、力応答タッチ信号用の第一および第二の基準レベルを設定するステップと、設定した基準レベルの少なくとも１個を用いてタッチ位置を特定するステップとを含む。
【０００９】
本発明の別の実施形態に従い、タッチ信号用の基準レベルを確定する方法は、押圧力を加える前に静止タッチ信号を検知するステップと、押圧力の印加に応答するタッチ信号を検知するステップと、押圧力の検知と同時に得られたタッチ信号の値に基づいて当該タッチ信号用の基準レベルを確定するステップとを含む。
【００１０】
本発明の別の実施形態、すなわちタッチスクリーン・システムは、タッチ面および当該タッチ面に接続された複数のタッチセンサを含む。各タッチセンサは、タッチ面に加えられた押圧力に応答してセンサ信号を生成する。タッチセンサに接続されている制御システムは、センサ信号を受信し、力応答タッチ信号用の複数の基準レベルを設定して、タッチ信号から得られた情報に基づいて複数の基準レベルから１個以上を選択し、選択された基準レベルを用いてタッチ位置を特定する。
【００１１】
本発明の別の実施形態は、タッチスクリーン・ディスプレイシステムに関する。本実施形態において、タッチスクリーン・ディスプレイシステムはタッチ面および当該タッチ面に物理的に接続された複数のタッチセンサを含む。各タッチセンサは、タッチ面に加えられた押圧力に応答してセンサ信号を生成する。タッチセンサに接続された制御システムは、センサ信号を受信して、力応答タッチ信号用の複数の基準レベルを設定し、タッチ信号から得られた情報に基づいて複数の基準レベルから１個以上を選択し、選択された基準レベルを用いてタッチ位置を特定する。タッチスクリーン・ディスプレイシステムは、タッチスクリーンを介して情報を表示するディスプレイを更に含む。
【００１２】
本発明の別の実施形態は、タッチスクリーン・システムと、情報を表示するディスプレイと、当該タッチスクリーンおよびディスプレイに接続されていて、当該ディスプレイに表示されたデータおよび当該タッチスクリーン制御システムから受信した情報を処理するプロセッサとを含む表示システムに関する。タッチスクリーン・システムは、タッチ面および当該タッチ面に物理的に接続された複数のタッチセンサを含む。各タッチセンサは、タッチ面に加えられた押圧力に応答してセンサ信号を生成する。タッチセンサに接続された制御システムは、センサ信号を受信して、力応答タッチ信号用の複数の基準レベルを設定し、タッチ信号から得られた情報に基づいて複数の基準レベルから１個以上を選択し、選択された基準レベルを用いてタッチ位置を特定する。当該タッチスクリーン表示システムは、タッチスクリーンを介して情報を表示するディスプレイを更に含む。
【００１３】
本発明の別の実施形態に従い、システムは、力応答タッチ信号用の複数の基準レベルを設定する手段と、当該複数の基準レベルの１個以上を用いてタッチスクリーン上のタッチ位置を特定する手段とを含む。
【００１４】
本発明の更に別の実施形態は、力応答タッチ信号用の第一および第二の基準レベルを設定する手段と、当該第一または第二の基準レベルの少なくとも一方を用いてタッチ位置を特定する手段とを含む。
【００１５】
本発明の別に実施形態に従い、タッチ信号用の基準レベルを確定するシステムは、押圧力を加える前に静止タッチ信号を検知する手段と、押圧力の印加に応答するタッチ信号を検知する手段と、押圧力の検知と同時に得られたタッチ信号の値に基づいて基準レベルを確定する手段とを含む。
【００１６】
本発明の別の実施形態に従い、１台以上のコンピュータにタッチスクリーン上のタッチ位置を特定する方法を実行させる実行可能な命令によりコンピュータ可読媒体が構成されていて、当該方法は、力応答タッチ信号用の複数の基準レベルを取得するステップと、タッチ信号から得られた情報に基づいて複数の基準レベルの１個以上を選択するステップと、選択された基準レベルを用いてタッチ位置を特定するステップとを含む。
【００１７】
上で述べた本発明の概要は、本発明の各々の実施形態またはすべての実装形態を網羅することを目的としていない。以下の図面および詳細な説明により、これらの実施形態をより具体的に例示する。
【００１８】
本発明は、添付の図面と合わせて以下に述べる本発明の各種の実施形態を通じて、より完全に理解することができる。
【００１９】
本発明には、各種の変更および代替の形態が可能である。特定の実施形態を図面に示しており、以下詳しく説明する。しかし、説明する特定の実施形態に本発明を限定する意図はない点を理解されたい。逆に、添付の請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱することなく、あらゆる変更、均等物、および代替物を包含することを意図している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に示す実施形態の説明において、本明細書の一部をなすとともに、本発明を実施するための各種の実施形態を示す添付図面を参照する。しかし、他の実施形態を利用してもよく、発明の範囲を逸脱することなく構造および機能に変更を加えることができる。
【００２１】
上述のように、また本明細書を精査すれば明らかになる以下の理由により、各種のタッチ方式のタッチ位置特定精度を向上させるべくタッチ面面上での指によるタッチまたは器具によるタッチの存在を迅速かつ正確に検知する方法および装置が必要とされている。タッチがタッチパッドの上を横方向に移動した際に、タッチの存在と位置を正確に検知する方法およびシステムが更に必要とされている。
【００２２】
本発明は、タッチ検知技術に応用可能であり、透明なタッチスクリーンにより機能強化された表示装置を動作させるデータ処理システムと本発明の特徴を組み合わせた場合に、特に有用であると考えられる。例えば、本発明のタッチスクリーンは、デスクトップ、携帯またはラップトップ・コンピュータシステム、ＰＯＳ端末、携帯情報端末（ＰＤＡ）あるいは携帯電話に利用可能である。本明細書ではマイクロプロセッサ・ベースのシステムとの組合せを記述しているが、必要に応じて本発明のタッチスクリーン装置を任意の論理ベース・システムと組み合わせることができる。
【００２３】
本発明は、タッチ位置決定の精度を向上させるべく１個以上のタッチ信号基準値を決定することに向けられる。タッチは、力応答センサ信号を生成する多数のタッチセンサにより検知することができる。単一のセンサ信号から、または２個以上の力センサからのセンサ信号を組み合わせることにより、タッチ信号を導くことができる。正確なタッチ位置の特定には、ゼロ押圧力状態を表わすと考えられる押圧力の基準の強さを超えて増加する１個以上のタッチ信号の強さの測定が含まれる。
【００２４】
タッチ位置の特定には、タッチスクリーン・センサにより生成されたタッチ信号の解析が含まれる。タッチを加える前は、タッチ信号が静止レベルに留まっている。１箇所へタッチが行なわれた場合、押圧力信号の強さはタッチが加えられるにつれて増大し、タッチが無くなるにつれて減衰する。タッチ信号の速い変化はタッチの存在を示す。タッチは、一定期間タッチ面上にタッチが残る持続的タッチであってよい。例えば、タッチは一定期間１箇所に存在することもできる。更に、タッチは、１箇所にタッチが加えられて、タッチスクリーンの表面を移動し、他の位置で除去されるため、各センサで連続的に変化する信号が生成される「ストリームタッチ」であってよい。
【００２５】
タッチ信号は、各種の過渡的かつ定常状態のノイズ成分の影響を受け、タッチされていない場合である静止期間中にタッチ信号が一定のゼロレベルに留まらない場合がある。過渡的なノイズ要因には、タッチスクリーン電子部品内で発生したノイズ、またはタッチスクリーンの機械的振動、捩れその他の動きにより発生したノイズが含まれる。定常状態のノイズ要因には、例えば、タッチセンサの予荷重またはタッチスクリーンの重量が含まれる。
【００２６】
タッチ信号のノイズ成分は、タッチ位置計算の誤りを生じさせる。タッチ位置の正確な特定に影響を及ぼすエラーは、３種のグループに分類することができる。第一に、エラーは、タッチとは無関係のノイズに起因することがある。タッチとは無関係のエラーは、タッチ自身とは相関の無いノイズ源または外乱に起因し、変動が予測不可能な場合がある。第二に、静的エラーが、認識されたタッチ位置に存在することがある。静的タッチ位置特定エラーは、タッチ位置の、また定常状態の力の再現可能な関数である。最後に、動的タッチ位置特定エラーがタッチ自身によりもたらされる場合がある。動的タッチ位置特定エラーは、押圧力が加えられている最中、または急激に変化した直後に発生することがある。
【００２７】
タッチの存在および位置を検知するには、タッチスクリーンに加えられた押圧力により生じたタッチ信号の変化の識別が必要である。タッチの存在の検知およびタッチ位置の特定は、ゼロ押圧力状態を表わす確定された基準レベルに関するタッチ信号の変化の差分の測定に依存する。タッチ信号は一般に上述のような１種以上のエラーの影響を受ける結果、ゼロ押圧力状態にもかかわらず非ゼロタッチ信号が得られる場合がある。タッチ信号は、低周波雑音や長期ドリフト等、長期的影響により変化する場合がある。タッチ信号はまた、操作者がタッチスクリーン装置を握り締めたり揺するような、過渡的状態からなる短期的影響により変化する場合がある。
【００２８】
本発明による正確なタッチ位置の特定は、ゼロ押圧力状態を表わす１個以上のタッチ信号基準レベルの取得に依存する。基準レベルを用いて、ゼロ押圧力状態とタッチイベントの間でのタッチ信号の変化を判定する。本発明の方法によれば、ゼロ押圧力状態を表わす１個以上のタッチ信号基準レベルを取得して保持する。１個以上のタッチ信号基準レベルは、タッチ位置計算用のゼロ押圧力基準レベルを表わし、タッチスクリーンに影響を及ぼす各種の状態を補償すべく選択することができる。一例として、第一のタッチ信号基準レベルを用いて、タッチ信号の低周波雑音および長期ドリフトを補償することができる。第二のタッチ信号基準レベルを用いて、タッチイベントが始まる瞬間に存在し得る短期的影響を補償することができる。検知または予想されるタッチ信号の種類に基づいてタッチ位置を計算するために、第一または第二の基準レベル、あるいは両方を選択して使用できる。タッチ位置測定が行なわれた時点でタッチ信号に影響を及ぼす状態を補償する、１個以上の基準レベルを選択することにより、タッチ位置特定の精度を向上させることができる。
【００２９】
タッチスクリーンの概要図を図１に示す。タッチ面１００が１個以上の押圧力センサの近傍に配置されている。図に示す実施形態において、タッチセンサ１１０、１２０、１３０、１４０は長方形のタッチ面の４隅に配置されている。図１に示すタッチスクリーンは長方形で隅にセンサが配置されているが、タッチ面の形状が異なる３個以上のタッチセンサを用いた各種の構成であってもよい。
【００３０】
センサ１１０、１２０、１３０、１４０は例えば、間隙により分離された２枚のコンデンサ・プレートから構成された小さい容量型力センサであってよい。容量型力センサは、タッチ面に十分な大きさと方向の押圧力が加えられた場合に１個のコンデンサ・プレートが二番目のプレートの方へ撓むように、配置する。撓みによりコンデンサ・プレート間の距離が変わることによりセンサの静電容量が変化する。押圧力は制御システム回路により、タッチセンサに印加された交流電気信号の変化として測定可能である。タッチスクリーン用途に使用に適した容量型力センサの一実施形態が、２００１年４月１３日に出願された米国特許出願第０９／８３５，０４０号明細書「力ベースタッチ入力方法および装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｃｅ−Ｂａｓｅｄ  Ｔｏｕｃｈ  Ｉｎｐｕｔ）」に記載されている。力センサは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）その他の透明ディスプレイ用途に適しており、図２に概略的に示す。この特定の実施形態において、センサは容量型素子の静電容量の変化に基づいて、加えられた力を測定する。
【００３１】
タッチ面２１０またはオーバレイは、構造体または筐体２１５内に配置されている。タッチ面２１０は通常、タッチ面を通してディスプレイまたはその他の物体が見えるように透明である。他の用途ではタッチ面２１０は不透明であってよい。
【００３２】
構造体または筐体２１５は、ディスプレイを透過して見ることができる巨大な中央開口部を備えていてよい。必要に応じて、筐体２１５の下面がこのようなディスプレイの表面に直接接触した状態で、ディスプレイの動作領域を囲む境界上に据付けられていてよい。別の実施形態において、上述のようにオーバレイはＬＣＤ等のディスプレイ装置を含む構造で代替することができる。
【００３３】
タッチ面２１０と筐体２１５の間に容量型センサ２２０が配置される。ハンダ付け、接着またはその他の方法により、取付ランド２３３を有する相互接続部２２５を筐体２１５に接続する。導電領域が、相互接続部２２５上の第一の導電素子２３４を形成する。ディンプル等、中央突起２４０を有する第二の導電素子２３５は、例えばハンダ付けにより相互接続部２２５の取付ランド２３３に取り付けることができる。第二の導電素子２３５の形状により、または第二の導電素子２３５を相互接続部２２５に取り付ける過程で、第一の導電素子２３４と第二の導電素子２３５の間に小さい間隙２８０が形成される。間隙２８０の幅は、約０．０２５ｍｍ（１ｍｉｌ）であってもよい。間隙２８０により分離された導電素子２３４、２３５により、コンデンサが形成される。
【００３４】
オプションのベアリング面２７０は、タッチ面２１０と第二の導電素子２３５の間に挿入される。これにより、特にオーバレイがより柔らかい材料で作られている場合にタッチ面２１０を突起２４０によるへこみまたは損傷から保護することができる。ベアリング面２７０はまた、エラストマの薄い層（図示せず）または非常に柔軟な接着剤を介してタッチ面２１０に取付け可能であり、これにより横方向の緩衝機能を与える。通常の動作時に、タッチ面２１０またはベアリング面２７０は、突起２４０と接触している点を理解されたい。図を見やすくするためにこれらの要素を分離して示す。
【００３５】
第二の導電素子２３５は、バネおよびコンデンサ・プレートの機能を組み合わせる。タッチ面２１０に垂直方向の力が加えられるにつれて、第二の導電素子２３５は撓み、間隙２８０の幅を狭めてセンサ２２０の静電容量を増やす。静電容量の変化は測定されて、タッチ面２１０に加えられた力に関連付けられる。容量型力センサを用いるタッチスクリーンについて述べているが、例えば、圧電センサおよび歪み計センサを含む他の種類の力センサも同様に用いることができる。
【００３６】
力ベースのタッチスクリーンの利点の一つに、ディスプレイ装置とユーザーの間に配置される光学的に分かれた層の数が少ない点があげられる。通常は、ディスプレイ装置の上に配置されるオーバレイは、ガラスまたは比較的固いポリマー、例えばポリカーボネート等の単一の層であり、適切な光学特性が得られるように選択することができる。この点において、抵抗型または容量型タッチスクリーン等、光損失性が内在するいくつかの層をディスプレイ装置上に配置することが必要な他の種類のタッチスクリーンとは対照的である。抵抗型または容量型タッチスクリーンに必要とされる導電性薄膜は通常、高い撓み率を有するため、界面における反射損失が増大する。これは、導電層が物理的に接触している必要があるため、余分の固体／気体界面があって反射防止コーティングが役立たない抵抗型スクリーンで特に問題である。しかし、タッチタッチスクリーン用のスクリーン・オーバーレイは、上下面しかないため、反射損失を減らし、またグレアを減らすように、上下面を処理すればよい。例えば、オーバレイはマット面を備えて鏡面反射を減らすことができ、および／または反射防止コーティングを施して反射損失を減らすことができる。
【００３７】
図３にタッチスクリーンの斜視図を概略的に示す。タッチ面３００が、タッチ面３００の各隅に置かれた力センサ３１０、３２０、３３０、３４０に近接している様子を示す。スタイラス、指または他のタッチ器具３５２がタッチ面３００をタッチするにつれて、押圧力３５５がタッチ面３００のタッチ位置３５０に作用する。押圧力３５５により、タッチ面３００に垂直な力センサ３１０、３２０、３３０、３４０に力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４が生じる。力センサ３１０、３２０、３３０、３４０は交流電気信号により駆動されている。垂直な力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は力センサ３１０、３２０、３３０、３４０の静電容量を変化させることにより、力センサ３１０、３２０、３３０、３４０により得られる信号を変化させる。力センサ３１０、３２０、３３０、３４０から生じた力応答信号を用いてタッチ位置を計算することができる。
【００３８】
図４に示す代表的な実施形態において、タッチ面４０５は、タッチ面４０５の各隅に配置された４個の力センサ４０１、４０２、４０３、４０４に接近して構成されている。センサ４０１、４０２、４０３、４０４は、容量、圧電および歪みゲージセンサを含む各種の検知技術の中から選択することができる。センサ４０１、４０２、４０３、４０４は、センサ位置で検知された押圧力を測定するものであり、制御システム４５０内に配置された駆動／検知回路４１０、４２０、４３０、４４０に接続されている。あるいは、駆動／検知回路のいくつかの構成要素は対応するセンサの近傍に置かれていてよい。各センサ用の駆動回路４１２、４２２、４３２、４４２で生成された駆動信号を用いて、センサ４０１、４０２、４０３、４０４を駆動することができる。各センサ４０１、４０２、４０３、４０４は、タッチ面４０５を介してセンサに加えられた押圧力に対応する押圧力信号を生成する。各センサ４０１、４０２、４０３、４０４により生成された押圧力信号は、制御システム４５０内に配置された検知回路４１１、４２１、４３１、４４１により検知される。
【００３９】
各センサ位置における押圧力を表わすアナログ電圧が検知回路４１１、４２１、４３１、４４１により生成される。これらのアナログ電圧は次いでサンプリングされ、保持された値がサンプリング回路４６０により多重化される。サンプリング回路４６０は、タッチ位置を特定するために十分な信号を表現できるに足る速度でアナログ力センサ信号のサンプリングを行なう。サンプリングされた信号は、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ４７０へ送られて信号がデジタル化される。デジタル化されたタッチ信号サンプルはプロセッサ回路４８０へ送られて、フィルタリング４８２等の更なる信号処理を受け、タッチ位置を特定する計算が行なわれる。プロセッサ回路４８０は、メモリ回路４８６に接続され、メモリ回路４８６は、各種のタッチスクリーン較正パラメータと同様に、例えばサンプリングされたタッチ信号を表わすデータを保存する。プロセッサ回路４８０は、システム・タイミング、マルチプレクサ回路４６０およびＡ／Ｄコンバータ４７０の制御を含む、さらに多くのコントローラ機能を実行することができる。
【００４０】
タッチスクリーン制御システム４５０またはその同等物を単一の混合モード集積回路チップ上に実装することに利点があることがわかる。そのように実装すると、サンプリング回路４６０およびＡ／Ｄコンバータ４７０を、各センサチャネルに１個ずつ並列動作する１組のデルタ−シグマ・コンバータで代替する利点がもつ。
【００４１】
タッチ位置測定のタイミングをとる一方法が、整理番号５７４７０ＵＳ００２で識別される、共有米国特許出願「確定されたタッチ入力の位置特定の精度向上方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ  Ａｃｃｕｒａｃｙ  ｆｏｒ  ａ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ  Ｔｏｕｃｈ  Ｉｎｐｕｔ）」に記載されている。この方法によれば、タッチ信号の持続時間内の好適な時点で収集されたデータからタッチ位置を計算することができる。この方法によれば、タッチ位置計算用の好適な時点の正確な特定は、次の２種の決定を伴なう。１）タッチイベント開始の判定、および２）タッチ位置測定を行なう好適な時点が到来したとの決定。この方法の一例を図５に示す。タッチスクリーン上にタッチを加える前の静止期間５１５中は、タッチ信号が静止レベル５１０に留まっている。タッチが加えられた際に、スクリーンに加えられた力に応答してタッチ信号が立ち上がる。タッチに応答して信号が立ち上がるにつれて、静止期間５１５を終了させるタッチ信号の時点５２０に至る。静止期間５１５から静止終了５２５への移行は各種の技術により判定することができる。タッチイベントの開始は、タッチ信号が有効閾値点５３５で所定の有効タッチ閾値５３０を超えた際に決定することができる。有効タッチ信号５４０は、有効信号閾値５３０を超えて立ち上がり、次いでタッチが除去されるにつれて減衰することにより、有効タッチ期間５４５内を進行する。タッチ位置を特定すべく測定を行なう好適な時点に位置特定点５５０を確定することができる。タッチ位置情報を取得するために好適な時点は、タッチ信号の形状に基づいていてよい。
【００４２】
タッチ信号は、力応答タッチセンサ信号の組合せを表わす。センサ信号は、タッチの存在および位置を特定する目的で信号の十分正確な表現を取得できるに足る速度でサンプリングされる。他のサンプリング速度を用いてもよいが、センサ信号は、例えば１８３Ｈｚの速度でサンプリングすることができる。信号はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータによりデジタル化され、スケーリング、フィルタリング、および既に決定された較正係数に従う信号補正を含む、各種のデジタル信号処理ステップが実行されてよい。ゼロ押圧力状態を表わす１個以上の基準レベルを、タッチスクリーンに押圧力が加えられていない静止期間中に取得されたタッチ信号サンプルから得ることができる。タッチ位置の計算に用いられる基準レベルは、検知されたタッチ信号の種類に依存する。
【００４３】
これまでの説明において、基準レベルは、タッチ信号データストリームに対する正確なゼロ力基準レベルの現時点での最良推定値を表わす。低周波雑音および長期ドリフトを補償する基準レベルは、比較的長期間にわたる静止タッチ信号を反映している。このような基準レベル（ここではベースライン基準値と称する）は例えば、静止タッチ信号サンプルのリアルタイムの移動加重平均を求めることにより取得できる。
【００４４】
ベースライン基準値を取得する別の技術は、サンプル値が現在のベースラインのレベルに近い限り、各サンプルを取得する際にタッチ信号サンプル値の方向にベースライン基準値を調整することである。サンプル値が現在のベースライン基準値の値の近く、例えば有効タッチの閾値の２０％に等しい値を有するマージンをプラス／マイナスした値の範囲内にある場合、現在のベースライン基準値は一定かつ小さい増分だけ変更できる。変更する小さい増分として、ドリフトが静止信号に及ぼす影響に追従するが、短い信号変動によりベースラインが大きく変化することは避ける値が選ばれる。例えば、増分は、サンプリング時間毎に同じ方向に一様に適用された場合、結果的にベースラインを毎秒有効タッチの閾値の２％の割合で変更するように選択されてよい。サンプル値が現在のベースラインの推定値の近くにない場合に、現在のベースライン・レベルは不変のままである。
【００４５】
進行中のデータから一時的ベースラインも形成することができる。サンプル値が一定期間一時的ベースラインの十分近くに留まるならば、一時的ベースラインを現在のベースライン・レベルに代替することができる。一時的ベースラインを用いて現在のベースラインを代替する手順は、誤ったベースライン値から偽のタッチ検知が生じる状態を回避するために必要である。タッチスクリーンの傾斜角を変える等の普通に起ることによりゼロ押圧力信号に大きいステップ変化が生じる場合があり得る。適当な時間間隔の範囲内で現在のベースラインを代替可能な一時的ベースラインを取得する技術により、誤ったベースライン・レベルの影響が限定される。更に、押圧力はいかに慎重に維持されたとしても、力レベルにかなりの変動が現われる。従って、想定された現在のベースラインからかけ離れた定常ゼロ押圧力値の出現は、力の値にエラーがあり、現在のベースラインを正しいベースラインで代替する必要があることを示す。
【００４６】
図６は、本発明の実施形態に従い、現在のベースライン・レベルを取得する技術を示すフロー図である。利用可能なデジタル化サンプル値の次の組を取得する（６０５）。スケーリング、間引き、フィルタリング、および較正調整を含む各種の信号処理ステップをデジタル化タッチ信号に適用することができる（６１５）。サンプル値と現在のベースラインの差の絶対値が所定の値、例えば有効タッチの閾値の２０％未満である場合（６２０）、一時的ベースライン・カウンタがリセットされ（６２５）、現在のベースラインはサンプル値により調整される（６３０）。サンプル値が現在のベースラインの近くに無く（６２０）、一時的ベースラインの近くにある場合（６３２）、一時的ベースラインがサンプル値により更新され（６３５）、一時的ベースライン・カウンタが増やされる（６４０）。一時的ベースライン・カウンタがタイムアウト値に達した場合（６４５）、現在のベースラインは一時的ベースラインにより代替される（６５０）。一時的ベースライン・カウンタがタイムアウト値に達していない場合、現在のベースラインは不変のままである（６５５）。
【００４７】
タッチ位置の計算は、例えば力応答タッチセンサ信号の組合せを用いて実行することができる。タッチセンサにより生成された力応答信号を用いて、ｙ軸回りのモーメントＭy、ｘ軸回りのモーメントＭx、およびｚ軸方向の総力ＦTzを含む各種のタッチ信号を計算することができる。タッチ位置の座標は、式１のように力センサ信号から決定することができ、タッチスクリーン中央に基準点を、また押圧力以外にエラー、バックグラウンドの揺らぎや外乱が無い理想的な条件を仮定している。
【数１】
2005524914.tif 000003
式中、
Ｍy＝（Ｆ２＋Ｆ４）−（Ｆ１＋Ｆ３）−Ｍy_baseline、
Ｍx＝（Ｆ１＋Ｆ２）−（Ｆ３＋Ｆ４）−Ｍx_baseline、および
ＦTz＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４−ＦTz_baseline
【００４８】
式１によれば、Ｍy、ＭxおよびＦTzは、対応するタッチ信号と、それらに関連するベースライン基準値との間の差分値を表わす。
【００４９】
長期的なゼロ押圧力基準レベルを表わす現在のベースライン値の取得および更新に加え、より速く変動するバックグラウンド基準値レベルも取得することができる。バックグラウンド・レベルは、操作者がタッチしている間に器具を握り締めたり捩じる等のタッチスクリーンに及ぼす短期的な影響を補償する。このようなバックグラウンド基準値は、押圧力を加える直前の瞬間におけるタッチ信号状態を表わしていてもよい。
【００５０】
タッチスクリーンに及ぼす短期的影響に応答するバックグラウンド基準値は、押圧力の検知と同時に得られる１個以上のタッチ信号値を用いて確定することができる。基準値の確定に用いる１個以上のタッチ信号値は、押圧力の検知と時間的に近い時間間隔内で得られたタッチ信号値である。一例において、基準値の確定に用いるタッチ信号値は、押圧力の検知から１００ｍｓ以内に得られる。タッチ位置は次いで、位置特定点におけるタッチ信号からバックグラウンド基準値を差し引くことにより求められた差分値から計算することができる。
【００５１】
ベースライン基準値は、バックグラウンド基準値および位置特定点におけるタッチ信号の両方から差し引くことができる。バックグラウンド基準値と位置特定点におけるタッチ信号との差分値は、変化の遅いベースライン値がバックグラウンド基準値およびタッチ信号から既に減算されているか否かにかかわらず、同一である。このように本発明の別の実施形態においては、バックグラウンド基準値は、ベースライン基準値を最初に差し引くことなく、タッチ位置計算において求め、差し引かれてよい。この状況で、バックグラウンド基準値は、ゼロ押圧力基準レベルにおけるあらゆる速度の変動を補償する。このように簡略化された方式は、持続的タッチに対して持続的に応答する必要がないボタン型アプリケーションに特に適している。
【００５２】
本発明の一実施形態において、ベースライン基準値レベルおよびバックグラウンド基準値レベルの両方ともに上述の方法の一つに従って得られる。タッチの存在が検知された後で２箇所のタッチ位置が計算される。タッチ位置の座標が、上述の式１で計算される。この計算により、ベースライン基準値だけを参照するタッチ位置データが生成される。バックグラウンド変動に対して式１で得られた値を補正する第二のタッチ位置を計算することができる。第二のタッチ位置の座標は式２で計算することができる。
【数２】
2005524914.tif 000004
式中、Ｍy、Ｍx、ＦTzは、関連するベースライン基準値を減算した対応するタッチ信号を表わし、Ｍy_bc、Ｍx_bcおよびＦTz_bcは、各々Ｍy、Ｍx、ＦTzタッチ信号に関連するバックグラウンド基準値を表わす。
【００５３】
ベースライン基準値およびバックグラウンド基準値の両方を用いるシステムは、ドラッグ＆ドロップ操作に用いる持続的タッチについてより高い精度を示し、非常に緩やかに加えられるタッチの方をより良く検知できる。さらに、ベースライン基準値およびバックグラウンド基準値の両方を利用する場合、非常に緩やかに加えられたタッチがまた持続的タッチであるときに特に有利である。
【００５４】
タッチ信号Ｆ（ｔn）は、時点ｔnにおけるタッチ信号状態を記述する一組のスカラー値を表わすようにとることができる。この組は、例えば、センサの生の読み取りデータを含んでいても、あるいはＸ軸およびＹ軸回りの総力とモーメント等、これらの線型結合の十分な組を含んでいてもよい。この組はまた、フィルタリングされた信号値を含んでいてもよく、使用した場合、スローベースラインの減算を反映していてよい。本発明の範囲内で多くの異なる組合せが可能である。しかし、以下の議論を具体的かつ簡潔にすべく、完全なタッチ信号のサンプリング値は、Ｘ軸およびＹ軸回りのモーメントをもつトータルの力の組合せを含むように、さらに「タッチ信号レベル」および「タッチ信号の強さ」項目はトータルの力成分だけを示すようにとる。
【００５５】
本発明の一方法によると、バックグラウンド基準値レベルは、タッチ信号の遅延サンプルに対応する。例えば、現在のタッチ信号サンプルＦ（ｔn）が時点ｔnにおけるタッチ信号に対応する場合、バックグラウンド基準値は時点ｔn-m、すなわち現在のタッチ信号よりｍサンプル早く取得されたタッチ信号サンプルＦ（ｔn-m）と対応するように選択することができる。代替的な方法では、バックグラウンド基準値レベルは、現在のタッチ信号Ｆ（ｔn）のローパス・フィルタリングに、あるいは現在のタッチ信号サンプルよりｍサンプル前のタッチ信号のローパス・フィルタリングの値に対応していてよい。
【００５６】
一実施形態において、バックグラウンド基準値は、位置特定点の時間に関して取得されてもよい。例えば、位置特定点は、時点ｔnにおける信号レベルのピークの存在を判定することにより確定することができ、次いでその位置は、Ｆ（ｔn）で表わされる位置特定点におけるタッチ信号の成分から、Ｆ（ｔn-m）で表わされる時点ｔn-mにおけるタッチ信号の成分を差し引いた値から計算することができる。この簡単な手順において、ｍの値は、タッチプロファイルが位置特定点まで完全に達するまでに十分大きくなければならない。例えば、サンプリング速度２００Ｈｚにおいて、ｍを１０〜２０の間の値に設定すると、５０〜１００ｍｓの遅延をもたらすことができる。
【００５７】
しかし、ｍが大きいと、遅延は必要以上に大きい場合が多く、従って真のゼロ押圧力レベルがｔn-mとｔnの間で必要以上に変動する場合がある。一方、ｍの値が小さいほど、タッチ自体の一部がバックグラウンド基準値に含まれている場合がある。タッチ信号の立ち上がりの一部がバックグラウンド基準値に含まれていても、タッチスクリーンに最初にタッチが加えられた時点での初期タッチ位置、これをタッチダウン点と表示するが、この位置に対して計算された位置にさほど影響しないであろう。
【００５８】
バックグラウンド基準値へタッチ信号の立ち上がりを含ませることにより、移動しているタッチに用いる持続的タッチにおいて問題が生じる恐れがある。バックグラウンド基準値が、１箇所に加えられた押圧力の一部を反映している場合でも、タッチが他の位置へ移動した際にタッチ位置の計算に用いられると、エラーが生じる恐れがある。バックグラウンド取得方法が、バックグラウンド基準値が以前のタッチのひきずった後端に影響されないよう、信号レベルを静止レベルに戻すようにされていない限り、この問題はタッチが素早く連続的に行なわれた場合に影響を及ぼす。
【００５９】
別の実施形態において、タッチプロファイルの初期段階におけるトリガ・イベントに関するバックグラウンド基準値を取得することにより、タッチ信号の立ち上がりによるバックグラウンド基準値の劣化に関連する難点を最小限に抑えることができる。例えば、バックグラウンド基準値は、タッチ信号が急激に、または静止期間終了を通知する強さまで、立ち上がった時点で確定することができる。静止状態の消滅を通知するトリガ・イベントは、（ｉ）ミリ秒毎の有効タッチ閾値の１％等の所定の最小速度を超える、信号の立ち上がり速度で識別される、立ち上がりの速いトリガと、（２）遅いベースラインを超える所定の値、たとえば有効タッチ閾値の２０％等の値により表わされる静止状態消滅閾値を超えて立ち上がる信号レベルで識別される、立ち上がりの遅いトリガとのいずれか早い方を含む。このような静止状態消滅閾値は、有効タッチ閾値をはるかに下回るように選択することができるため、静止状態消滅イベントは常に位置特定点に到達する前に生起する。
【００６０】
静止状態の消滅イベントのトリガ起動により得られたバックグラウンド基準値は一定に保たれて、後続のタッチ位置計算で用いられ、タッチが除去されて静止状態が再現するまで保持される。時点ｔnで静止状態の消滅が認識された場合、バックグラウンド基準値はＦ（ｔn-m）であってもよい。押圧力プロファイルの開始点に極めて近いので、例えば２０ｍＳの遅延に相当するものでよく、この場合ｍはサンプリング・レート２００Ｈｚにおいて４に設定されている。静止状態消滅イベントとバックグラウンド基準値の間の遅延は、上述のバックグラウンド基準値がタッチ位置特定点に関して取得される状態に比べて、減少している。
【００６１】
図７および図８に、各々立ち上がりの速いトリガおよび立ち上がりが遅いトリガにより決定された静止状態消滅イベントにより区別される、静止信号期間から有効信号期間への移行を示す。図７に、立ち上がりの速いトリガ・イベントを示す。タッチ信号が静止信号７１０から有効信号７２０へ急速に移行している。静止状態消滅７０２は、ゼロ押圧力の期間を表わす静止期間７０１から、タッチスクリーンにタッチが加えられていると判定された期間を表わす有効信号期間７０３へ進行するか、または進行しないかもしれない状態への移行を識別する。図に示すように、十分な強さの典型的なタッチがタッチスクリーンに加えられ、これに応答する処理イベント群の全てのシーケンスが示されている。静止状態の消滅７０２は、タッチ信号の傾斜が所定の値を最初に超えた時点で判定される（７３０）。信号の傾斜は、現在のサンプル時点ｔnにおける信号の強さから、サンプル時点ｔn-1における信号の強さを差し引くことにより決定される。この差により表わされるその間の傾斜７３０に対応して、差が値を超える場合７３５、立ち上がりの速いイベントが生起しており、静止期間を終了させる。静止期間が終了する際に、立ち上がりの速いトリガであるとのトリガ・イベントの特性を後続の処理で使用すべく記録してもよい。
【００６２】
バックグラウンド基準値として使用する組は、静止期間７０１中にタッチ信号Ｆ（ｔn-m）の遅延値から、常時更新することができる。同様に、バックグラウンド基準値は、ちょうど静止期間の終了時点ｔn７０２で取得することができる。いずれの場合も、バックグラウンド基準値は、静止状態の終了７０２後も不変のままである。図示の場合、立ち上がりの速いトリガ７３５は静止期間７０１を終了させる。その理由は、時点７６５において信号レベルが静止状態消滅閾値７６０を超える前に、これが生起するためである。
【００６３】
信号レベルが有効タッチ閾値点７５５において有効タッチ閾値７５０を超えて立ち上がったならば、位置特定点を探索して、タッチダウン位置という最初のタッチ位置を認識することができる。信号レベルが時点７５６で立ち下がりタッチ閾値７５１を下回る前に、タッチの持続期間に多少依存しながら更なる位置特定点が認識される場合がある。信号レベルが立ち下がりタッチ閾値７５１を下回った後で、タッチアップ位置という最後のタッチ位置により、有効タッチ状態が消滅する前に最後にタッチされた位置を認識することができる。立ち下がりタッチ閾値７５１は、有効タッチ閾値７５０に等しく設定されてよい。あるいは、ユーザーがタッチを続けるつもりでいる間に想定外のドロップアウトを最小化するために、立ち下りタッチ閾値７５１を有効タッチ閾値７５０の７２％等の若干小さい値に設定してもよい。
【００６４】
信号レベルが時点７６６で、静止状態消滅閾値７６０と同じ値とすることができる、許容静止閾値７６１を下回った後で、追加の適当な条件によりさらに静止期間を示すようにしてもよい。最小限の追加条件として、直前のサンプルの信号値を下回る少なくとも１個の信号値の検知を含めると、立ち上がりの速いトリガが静止状態を通過した直後の期間中に静止状態が誤って再び発生しないようにできる。
【００６５】
図８に、立ち上がりの遅いトリガを示す。処理方法およびパラメータは図７の例から変わっていないが、この状況ではタッチ信号は静止タッチ信号８１０から有効信号８２０へ比較的緩やかに立ち上がる。静止状態の消滅８０２は、ゼロ押圧力の期間を表わす静止期間８０１から、タッチスクリーンにタッチが加えられている期間を表わす有効信号期間８０３への移行を識別する。静止状態の消滅８０２は、タッチ信号が時点８６５で所定の値７６０を最初に超えたときに決定される。タッチ信号は時点ｔnにおいて、最初に傾斜閾値７３０を超えないまま、静止状態消滅閾値７６０を通過する。タッチ信号が静止状態消滅閾値７６０を超えたときに、立ち上がりの遅いイベントが生起する。静止期間が終了した際に、立ち上がりの遅いトリガであるトリガ・イベントの特性が後続の処理で用いるべく記録される。その他の点において、図７のようにタッチが処理される。
【００６６】
信号レベルが有効タッチ閾値８５５において有効タッチ閾値７５０を超えて立ち上がったならば、位置特定点を探索して、タッチダウン位置を認識することができる。信号レベルが時点８５６で、立ち下がりタッチ閾値７５１を下回る前に、追加の位置特定点を記録してもよい。信号レベルが立ち下がりタッチ閾値７５１を下回った後で、タッチアップ位置により、有効タッチ状態が消滅する前に最後にタッチされた位置を認識することができる。立ち下がりタッチ閾値７５１は、有効タッチ閾値７５０に等しく設定されてよい。あるいは、上述のように、立ち下りタッチ閾値７５１を若干小さい値に設定してもよい。信号レベルが時点８６６で、静止状態消滅閾値７６０と同じ値でもよい、許容静止閾値７６１を下回った後で、図７に関連して上述したように、静止を示す追加の条件が満たされると、タッチ信号が再び静止期間に入るようにできる。
【００６７】
上述の実施形態の各種の変型例を考えることができる。一つの変型例において、静止期間への復帰を決定する条件が更に、３個等の多くの連続した先行サンプリング値が、有効タッチ閾値の５％等の狭い強度範囲にわたるとの要件を含んでいてよい。これは、大部分または一部が重なる力プロファイルを有する複数のタッチが急激に加えられた場合に、特に適している。これにより、若干早い時点に存在していた真のゼロ力レベルを反映したバックグラウンド値を保持することができ、信号から完全には消失していない１回の押圧力により悪影響をうけた後続の組により更新されることを防げる。
【００６８】
別の変型例では、ベースライン基準値の生成および減算を省略することができる。その場合閾値の比較において使用される信号レベルが、現在のタッチ信号レベルと、静止状態が設定される限り常時更新される一組のバックグラウンド値に反映されているタッチ信号レベルの差異として採用できる。この状態で、ベースライン基準値は、現在のタッチ信号およびバックグラウンド基準値のいずれからも減算されない。このような変型例は、持続的なタッチ応答が必要でなく、かつ非常に緩やかに加えられたタッチへの応答も必要とされないアプリケーションに最も適している。
【００６９】
別の変型例では、位置特定点においてバックグラウンド基準値を外挿することにより、精度の向上を実現することができる。先に述べたような方法を用いて、バックグラウンド基準値の第一の組が得られ、これらが時点ｔoでの位置特定点より約ｐサンプリング時間前の時点ｔo-pで測定された静止時点を表わすと仮定する。位置特定点より約ｐ＋ｑサンプル時間前の時点ｔo-p-qで測定された静止時点を表わす第二の組であるバックグラウンド値の第二の組が得られるように、更なる遅延も与えることができる。ここで、時点ｔo-pの値から時点ｔo-p-qの値を引いた差をｑで除算することにより、一組のバックグラウンド変化率を計算することができる。ここで、バックグラウンド変化率にｐを乗算した値を、サンプル時間ｔo-pに対応するバックグラウンド基準値の第一の組に加算することより、位置特定点のバックグラウンド基準値の外挿された組を求めることができる。このように計算された位置は、タッチの進行に要する時間内で変化率を大幅に変えない中速度イベントにより、ゼロ押圧力信号の変動が支配されるアプリケーションにおいて、最も正確であろう。
【００７０】
別の変型例では、位置特定点ｔoにおいてバックグラウンド値を内挿することにより、精度の向上を実現することができる。先に述べた方法を用いて、時点ｔo-pに対応するバックグラウンド値の第一の組が得られており、タッチが除去された後で静止状態に復帰したと考えられる第一の瞬間である時点ｔo+rに対応する第二の組が得られていると仮定する。ここで、一組のバックグラウンド変化率を、時点ｔo+rのタッチ信号値から時点ｔo-pのタッチ信号値を引いた差を期間ｐ＋ｒで除算することにより計算することができる。ここで、バックグラウンド変化率にｐを乗じた値を加えることにより、ｔo-pに対応するバックグラウンド基準値の第一の組から位置特定点のバックグラウンド基準値の内挿された組を求めることができる。位置特定点からの信号の値は保存可能であり、タッチ位置の認識は、内挿されたバックグラウンド値が計算されるまで遅延される。このように計算される位置は、支配的なタッチの種類がタップタッチであって、バックグラウンド補正が極力正確でなければならない用途に、最も適している。
【００７１】
タッチ位置情報が取得された時点に基準値を外挿また内挿するステップを含む本発明の方法は、力ベースのタッチスクリーンに適用可能である。更に、基準値を外挿または内挿する方法は、タッチ検知システムに利用する他の多くの方法と組み合わせることにより、力ベースの技術以外にもより広い適用性を有する。例えば、タッチ位置情報が得られる時点に基準レベルを外挿または内挿する方式を好適に利用して、容量、抵抗、音響、または赤外線技術を用いるタッチ検知システムにおけるタッチ位置の精度を向上させることができる。
【００７２】
本発明の方法によれば、広範かつ一般的に、タッチスクリーン上のタッチ位置が、タッチ信号用のゼロ押圧力レベルを表わす１個以上の特定の基準レベルを用いて計算される。各基準レベルは、タッチ信号に影響を及ぼす特定の状態を補償する。用いる特定の基準レベルは、タッチ位置測定がなされた時点で検知または予想される各種の信号状態を補償すべく選択することができる。タッチ信号に基づいて基準レベルを選択した結果、タッチ位置特定の精度が向上する。
【００７３】
図９Ａは、本発明のタッチ位置特定の処理方法を概念的に示すフロー図である。タッチ信号用の多くの基準レベルが静止信号から得られる（９１０）。タッチ信号から得られた情報に基づくタッチ信号基準レベルとして１個以上の基準レベルが選択される（９２０）。タッチ位置は、１個以上のタッチ信号基準レベルを用いて特定される（９３０）。
【００７４】
本発明の別の方法を図９Ｂに概念的に示す。第一の基準レベルおよび第二の基準レベルが設定される（９４０、９５０）。第一および第二の基準レベルの一方または両方を用いてタッチ位置が特定される（９６０）。
【００７５】
バックグラウンド基準値レベルを確定する方法を図９Ｃのフロー図に示す。押圧力を加える前に静止タッチ信号が検知される（９７０）。押圧力の印加が検知される（９８０）。押圧力の印加の検知と同時に得られたタッチ信号値に基づいてバックグラウンド基準値レベルが確定される（９９０）。
【００７６】
タッチ位置を特定するために用いる基準レベルの選択はタッチ信号の種類に基づく。１箇所へのタッチの場合、速いタップタッチまたはより慎重な遅いタッチのいずれにせよ、バックグラウンド基準値を利用すれば正確な結果が得られる。バックグラウンド基準値は、短時間タッチが行なわれている間に存在する短期的影響を補償する。しかし、持続的タッチ信号の場合、基準値としてバックグラウンド・レベルを用いる計算では、得られた結果は精度が劣る。
【００７７】
持続的タッチは一般に、バックグラウンド・レベルにより補償される短期的影響よりも長期間にわたり生じる。従って、バックグラウンド・レベルは、時間の経過に伴ない、より不正確な基準値になる恐れがある。更に、立ち上がりの遅いトリガにより開始された遅いタッチの場合、バックグラウンド・レベルは、押圧力により生じた有効タッチ信号の一部により悪影響をうける恐れがある。これらの不正確さを緩和すべく、信号基準値としてバックグラウンド・レベルを用いて計算されたタッチ位置から、信号基準値としてベースライン基準値だけを用いて計算されたタッチ位置へ、タッチ位置が滑らかに消去されるようにタッチ位置計算を処理することができる。従って、バックグラウンド補正位置および次式で計算されて出力される位置に、重みＷを割り当てることができる。
【数３】
2005524914.tif 000005
【００７８】
上述の消去は、現在のストリーミングタッチ位置がスクリーン上でタッチダウン位置から離れている距離に基づいて行われてよい。この状態で、Ｗにストリーミングタッチが移動した距離に関連付けられていてよい。タッチの移動が所定量、例えばタッチスクリーン幅の２０％、に達したならば、バックグラウンド・レベルの影響は完全に除去される。タッチダウン位置から保持されたＸおよびＹの値は、ＸtdおよびＹtdで表わすことができる。便宜上、移動距離Ｄは、Ｘ−ＸtdとＹ−Ｙtdの絶対値の大きい方を採用することができる。すなわち、Ｓがスクリーンの大きさである場合、Ｗを次式で設定することができる。
【数４】
2005524914.tif 000006
【００７９】
別の実施形態によれば、全てのストリーミングタッチを、時間の経過に伴ないバックグラウンド・レベルが徐々にタッチ位置計算から除去されるように、処理することができる。このように、Ｗは、たとえば２分の１の期間にわたって、線形に１からゼロまで減少することができる。
【００８０】
ストリーミングタッチの場合のタッチ位置計算の不正確さは、基本的に立ち上がりの遅いタッチ信号に関連している。不正確さが生じる原因は、遅いタッチが有効タッチ信号のある部分により悪影響を受ける場合があることによる。しかしながら、タッチ位置の精度は、静止状態消滅イベントが立ち上がりの遅いトリガにより起動されたか否かにかかわらず、上述の仕方で全てのストリーミングタッチを処理することにより向上させることができる。
【００８１】
図１０は、本発明の原理に従いタッチ位置を計算する方法を示すフロー図である。ベースライン・レベル１０１０およびバックグラウンド・レベル１０２０は、上述の方法により得られる。タッチ位置は、式１に従いベースライン・レベルを用いて計算される。また、タッチ位置は、式２に従いバックグラウンド・レベルを用いて計算される。タッチがストリーミングタッチでない場合（１０３０）、タッチ位置はバックグラウンド基準値レベルを用いて計算される（１０５０）。タッチがストリーミングタッチである場合（１０３０）、タッチ位置はバックグラウンド基準値レベルを用い最初に計算される。バックグラウンド基準値を使用すると、上述の方法のうちの一つによりベースライン基準値レベルへ移行する（１０４５）。
【００８２】
本発明のタッチスクリーンは、各種のデータ処理システムに好適に実装することができる。ここで図１１に、本発明の実施形態による一体化されたタッチスクリーンとディスプレイを用いるデータ処理システム１１００のブロック図を示す。システム１１００には、液晶ディスプレイ等、データ処理用途に適したディスプレイ１１０８上に配置された透明なタッチスクリーン１１０６を用いる。ＣＲＴディスプレイ、プラズマ・ディスプレイ、ＬＥＤ表示等、他のディスプレイを用いてもよい。ディスプレイ１１０８は、ディスプレイとデータ処理コンピュータ１１１０とのインターフェースを提供する表示制御システム回路１１０９を必要とする場合がある。タッチスクリーン制御システム１１０７は、本発明の実施形態によるタッチスクリーン制御システム・プロセッサに加え、上述の駆動／検知回路を含む。
【００８３】
データ処理装置１１１０は、コンピュータシステムの用途に応じて、各種の構成要素を含んでいてよい。例えば、データ処理装置はマイクロプロセッサ１１１２、各種のメモリ回路１１１４、電源１１１８、および１個以上の入出力インターフェース１１１６を含んでいてよい。入出力インターフェース１１１６により、データ処理システムはキーボード１１２１、位置指示機器１１２２、およびマイクロホンとスピーカを含む音声機器１１２３等、任意の個数の周辺入出力機器１１２０と接続することができる。本データ処理システムは更に、例えばハードディスク装置やＣＤ  ＲＯＭ等の大容量データ記憶装置１１３０を含んでいてよく、物理的または無線ネットワーク接続１１４０を介して他のデータ処理システムとネットワーク化することができる。
【００８４】
図１２に、本発明によるタッチスクリーン・システム１２００を示す。ここで図１〜１０に示した処理がコンピュータ可読媒体またはキャリア、例えば図１２に示す１個以上の固定および／または着脱可能データ記憶装置１２１０、あるいは他のデータ記憶またはデータ通信機器内に具体的に実装することができる。着脱可能データ記憶装置１２１０に実装された方法を表わす１個以上のコンピュータ・プログラム１２２０が、タッチスクリーン制御システム１２４０内に置かれた各種のメモリ素子１２３０にロードされて、本発明に従い動作するタッチスクリーン・システム１２００を構成することができる。コンピュータ・プログラム１２２０は、図１２のタッチスクリーン・システム・プロセッサ１２５０により読み込まれて実行された場合に、本発明の原理に従い、タッチスクリーン上のタッチ位置を特定するステップまたは要素の実行に必要なステップをタッチスクリーン・システム１２００に実行させるための命令を含んでいる。
【００８５】
本発明は、上述の特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、添付の請求項に完全に開示する本発明の全態様を包含するものと理解されたい。本発明が指向する分野の当業者が本明細書を精査したならば、本発明が適用可能な多数の構造だけでなく各種の改良、等価プロセスが明らかになろう。請求項は、そのような改良や装置を包含することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施形態による、タッチスクリーンの隅に力センサが配置されたタッチスクリーンの概略上面図を示す。
【図２】本発明の実施形態による、容量型力センサの概略断面図を示す。
【図３】本発明の実施形態による、タッチスクリーンの隅に力センサが配置されたタッチスクリーンの概略斜視図を示す。
【図４】本発明の実施形態によるタッチスクリーンおよびタッチスクリーン・コントローラのブロック図である。
【図５】本発明の実施形態による閾値点および位置特定点を示す。
【図６】本発明の実施形態によるベースライン基準値を取得する方法を示すフロー図である。
【図７】本発明の実施形態による静止状態の消滅を検知する立ち上がりの速いトリガを示す。
【図８】本発明の実施形態による静止状態の消滅を検知する立ち上がりの遅いトリガを示す。
【図９Ａ】本発明によるタッチ位置特定処理の各種の方法を示す概念的フロー図である。
【図９Ｂ】本発明によるタッチ位置特定処理の各種の方法を示す概念的フロー図である。
【図９Ｃ】本発明によるタッチ位置特定処理の各種の方法を示す概念的フロー図である。
【図１０】本発明の実施形態による、ベースライン基準値およびバックグラウンド基準値を用いてストリーミングタッチのタッチ位置を特定する方法を示すフロー図である。
【図１１】本発明の実施形態による、タッチ検知インターフェースを用いるデータ処理システムのブロック図である。
【図１２】本発明の実施形態による、タッチスクリーン・コントローラを示す。
【図１】
2005524914.tif 000008
【図２】
2005524914.tif 000009
【図３】
2005524914.tif 000010
【図４】
2005524914.tif 000011
【図５】
2005524914.tif 000012
【図６】
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【図７】
2005524914.tif 000014
【図８】
2005524914.tif 000015
【図９Ａ】
2005524914.tif 000016
【図９Ｂ】
2005524914.tif 000017
【図９Ｃ】
2005524914.tif 000018
【図１０】
2005524914.tif 000019
【図１１】
2005524914.tif 000020
【図１２】
2005524914.tif 000021
【国際調査報告】
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2005524914.tif 000023
2005524914.tif 000024