(57)【要約】  【課題】  【解決手段】本発明は、電位差式タッチセンサを利用して角度位置を決定する。このセンサは底基板の上面に環状抵抗部材を備える。導電線は抵抗部材に放射状に延在し、当該抵抗部材と電気接続される。上部基板は底基板上面の上側に設けられる。上部基板の下面の導電検知層は抵抗部材の上側に設けられる。ユーザのタッチにより上部基板または底基板のいすれかに加わる圧力によって、導電検知層の一部が、対応する環状抵抗部材の部分に接触する。加わる圧力の角度位置は、少なくとも１本の導電線と導電検知層との間の少なくとも１つの電気的なパラメータを測定することにより決定される。 【選択図】図１
2007538339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状型タッチセンサであって：
底基板と；
前記底基板の上面の環状抵抗部材と；
それぞれが前記抵抗部材に放射状に延在して前記抵抗部材と電気接続する複数の導電線と；
前記底基板の上面の上側に間隔をあけて配置された上部基板と；
前記上部基板の下面に設けられ、前記抵抗部材の上側に配置される導電検知層とを備え；
前記上部基板または前記底基板のいずれかに加わる圧力により、前記導電検知層の一部が、前記環状抵抗部材の対応する部分に接触し、これにより加えられた圧力の角度位置が、少なくとも１本の前記導電線と前記導電検知層との間の少なくとも１つの電気的パラメータを測定することにより決定し得ることを特徴とするタッチセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載の環状型タッチセンサにおいて、前記複数の導電線は２本の導電線であることを特徴とするタッチセンサ。
【請求項３】
請求項２に記載の環状型タッチセンサにおいて、前記２本の導電線は前記環状抵抗部材上で近くに配置されることを特徴とするタッチセンサ。
【請求項４】
請求項２に記載の環状型タッチセンサにおいて、前記２本の導電線は前記抵抗部材の環形の反対側に設けられることを特徴とするタッチセンサ。
【請求項５】
請求項２に記載の環状型タッチセンサがさらに、第３の導電性タイブレーカー線を備えることを特徴とするタッチセンサ。
【請求項６】
請求項１に記載の環状型タッチセンサにおいて、前記複数の導電線は前記環状抵抗部材に間隔をあけて配置された３本の導電線であることを特徴とするタッチセンサ。
【請求項７】
請求項１に記載の環状型タッチセンサがさらに、前記底基板と前記上部基板との間に粘着性スペーサ層を備え、当該粘着性スペーサ層が前記底基板と前記上部基板を空間的に離した状態で固定することを特徴とするタッチセンサ。
【請求項８】
請求項１に記載の環状型タッチセンサがさらに、前記底基板の下面に裏面接着剤を備え、前記底基板がホスト装置に接着されることを特徴とするタッチセンサ。
【請求項９】
請求項１に記載の環状型タッチセンサがさらに、前記上部基板層の上面に接着される外側保護層を備えることを特徴とするタッチセンサ。
【請求項１０】
請求項１に記載の環状型タッチセンサがさらに、前記複数の導電性ドライブラインおよび前記導電検知層と電気的に通信するプロセッサを備え、当該プロセッサが：
前記導電検知層と第１の導電性ドライブラインとの間の第１の電圧を測定し；
前記導電検知層と第２の導電性ドライブラインとの間の第２の電圧を測定し；
前記環状型タッチセンサに加わる圧力の角度位置を第１の測定電圧および第２の測定電圧に基づいて決定するよう動作することを特徴とするタッチセンサ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の環状型タッチセンサにおいて、前記プロセッサがさらに、
前記導電検知層と、前記環状抵抗部材と電気的に通信する第３の導電線との間の第３の電圧を測定し、前記環状型タッチセンサに加わる圧力の角度位置がさらに第３の測定電圧に基づいて決定するよう動作することを特徴とするタッチセンサ。
【請求項１２】
タッチセンサの角度位置を決定する方法であって：
環状抵抗部材に延在する第１の導電線と、前記環状抵抗部材に延在する第２の導電線との間に第１の試験電圧を加えるステップと；
前記第１の導電線と、決定対象となる前記角度位置に加わる圧力により前記抵抗部材に接触する導電検知層との間の第１の測定電圧を測定するステップと；
前記第２の導電線と前記第１の導電線との間に第２の試験電圧を加えるステップと；
前記第２の導電線と前記導電検知層との間の第２の測定電圧を測定するステップと；
前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧に基づいて前記角度位置を決定するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載するタッチセンサの角度位置を決定する方法がさらに：
前記第１の導電線と、前記環状抵抗部材に延在する第３の導電線との間に第３の試験電圧を加えるステップと；
導電検知層と、前記第１の導電線または前記第３の導電線との間の第３の測定電圧を測定するステップと；
さらに前記第３の測定電圧に基づいて前記角度位置を決定するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載するタッチセンサの角度位置を決定する方法において、前記第３の測定電圧を測定するのに前記第１の導電線または前記第３の導電線のどちらを使用するかは、前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧のうちの少なくとも１つに基づくことを特徴とする方法。
【請求項１５】
タッチセンサの角度位置を決定する方法であって：  
環状抵抗部材に延在する第１の導電線と、前記環状抵抗部材に延在する第２の導電線との間に、第１の試験電圧を加えるステップと；
決定対象である前記角度位置に加わる圧力により前記環状抵抗部材に接触する導電検知層と、前記第１の導電線または第２の導電線のいずれかとの間の第１の測定電圧を測定するステップと；
前記第１の導電線と、前記環状抵抗部材に延在する第３の導電線との間に第２の試験電圧を加えるステップと；
前記導電検知層と、前記第１の導電線または前記第３の導電線のいずれかとの間の第２の測定電圧を測定するステップと；
前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧に基づいて前記角度位置を決定するステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願のクロスリファレンス
本出願は、２００４年５月１８日に出願された米国暫定特許出願第６０／５７２，１５５号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、グラフィカルユーザインタフェースを備える電子入力装置として一般に利用されている角度位置センサに関する。
【背景技術】
【０００３】
スクロールホイール、スクロールリング、およびジョグホイール等として知られている角度入力センサは、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を利用して、リストのようにほぼ直線的に配列されまたは環状型のリストのように環状に配列されたアイテムを選択するのによく使用される直観的な入力装置である。選択可能なオプションや選択物は、テレビのチャネルのように別々であったり、オーディオのボリュームのように連続的である。スクロールホイールは多くの場合、平らな円盤またはホイールで構成される。使用時には、ユーザは円盤の表面または端部にタッチして当該円盤を回転させてＧＵＩの選択物を操作する。
【０００４】
角度入力装置は、環状型のタッチセンサのように構成してもよい。１つの例は、ポータブルミュージックプレーヤであるＡｐｐｌｅ社のｉＰｏｄである。ｉＰｏｄの表面にあるリング形状をした静電容量センサは指が触れた角度位置を報告し、液晶ディスプレイ上のメニューを操作する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなセンサは、手持ちサイズのポータブルな電子機器において有用であるためにスペースや電力消費といった厳しい要求を満たさなければならない。理想的には、センサは小さなマイクロコントローラにより測定される。少ない電力を節約すべく、センサは、ユーザが触れることによりマイクロコントローラを省電力のスリープモードから起動させることと、反対にマイクロコントローラに頻繁な起動や動作中のタッチのチェックを要求することとを両立させなければならない。角度センサは、安価で製造し易く、容易に完成品が製造できなければならない。好ましくは、設計は単純な円形のリングの他にさまざまな形状に適応するものでなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電位差式タッチセンサを利用して角度位置を決定する。
【０００７】
環状型タッチセンサが提供される。このセンサは、底基板の上面に環状抵抗部材を備える。導電性ドライブラインが、前記抵抗部材に放射状に延在して前記抵抗部材と電気接続される。上部基板は前記底基板の上面の上側に設置される。前記上部基板の下面にある導電検知層は、前記抵抗部材の上側に設置される。
【０００８】
前記上部基板または前記底基板のいずれかに加わるユーザの指圧等の圧力により、前記導電検知層の一部が、前記環状抵抗部材の対応する部分に接触する。この加えられた圧力による角度位置は、少なくとも１本の前記導電性ドライブラインと前記導電検知層との間の少なくとも１つの電気的パラメータを測定することにより決定される。
【０００９】
２本のドライブラインが使用される。ある実施例では、前記ドライブラインは前記環状抵抗部材の上で近接して設置される。別の実施例では、前記２本のドライブラインは前記環状抵抗部材の反対側に設けられる。センサはまた、第３の導電性タイブレーカー線を備えてもよい。代替的に、３本のドライブラインを使用してもよい。ある実施例では、これらのドライブラインは前記環状抵抗部材に均等に設置されている。
【００１０】
本発明の別の実施例ではさらに、前記底基板と前記上部基板との間にある粘着性スペーサ層が、前記底基板と前記上部基板を空間的に離した状態で固定する。前記底基板の下面に裏面接着剤を設けて、前記センサをホスト装置に接着してもよい。さらに、外側の保護層が上部検知層の上面に接着される。
【００１１】
さらに別の実施例では、前記環状型タッチセンサは、前記導電性ドライブラインおよび前記導電検知層と電気的に通信するプロセッサを備える。このプロセッサは、前記導電検知層と第１の導電性ドライブライン間の第１の電圧を測定し、前記導電検知層と第２の導電性ドライブライン間の第２の電圧を測定する。前記環状型タッチセンサにかかる圧力による角度位置は、第１の測定電圧および第２の測定電圧に基づいて決定される。このプロセッサはまた、前記導電検知層と、前記環状抵抗部材と電気的に通信する第３の導電線との間の第３の電圧を測定してもよい。前記加わる圧力による角度位置はさらに、この第３の測定電圧に基づいてもよい。
【００１２】
タッチセンサの角度位置を決定する方法もまた提供される。第１の試験電圧が、環状抵抗部材に延在する第１の導電線と、前記環状抵抗部材に延在する第２の導電線との間に加えられる。第１の測定電圧は、前記第１の導電線と、決定対象となる前記角度位置に加わる圧力により前記抵抗部材に接触する導電検知層との間で測定される。第２の試験電圧が、前記第２の導電線と前記第１の導電線との間に加えられる。第２の測定電圧は、前記第２の導電線と前記導電検知層との間で測定される。前記角度位置は、前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧に基づいて決定される。
【００１３】
本発明のある実施例では、前記方法はさらに、前記抵抗部材に延在する第３の導電線に第３の試験電圧をかけるステップを含む。第３の測定電圧が、前記導電検知層と、前記第１の導電線または前記第２の導電線との間で測定される。前記角度位置はさらに、この第３の測定電圧に基づいて決定される。この第３の測定電圧を測定するのに前記第１の導電線または前記第２の導電線のどちらを使用するかは、前記第１の測定電圧および前記第２の測定電圧のうちの少なくとも１つに基づく。
【００１４】
さらに、タッチセンサの角度位置を決定する別の方法が提供される。少なくとも１つの第１の試験電圧が、環状抵抗部材に延在する第１の導電線と、前記環状抵抗部材に延在する第２の導電線との間に加えられる。少なくとも１つの第１の測定電圧が、導電検知層と、前記第１の導電線または前記第２の導電線のうちの少なくとも１つとの間で測定される。前記角度位置は、この第１の測定電圧に基づいて決定される。前記角度位置が前記抵抗部材に延在する前記第２の導電線または第３の導電線のいずれよりも前記第１の導電線に近い場合は、少なくとも１つの第２の試験電圧が前記第２の導電線と前記第３の導電線との間に加えられる。この後、前記角度位置は第２の測定電圧に基づいて決定される。前記角度位置が前記第１の導電線または前記第３の導電線のいずれよりも前記第２の導電線に近い場合は、少なくとも１つの第３の試験電圧が、前記第１の導電線と前記第３の導電線との間に加えられる。この後、前記角度位置は少なくとも１つの第３の測定電圧に基づいて決定される。
【００１５】
本発明の上記目的およびその他の目的、特徴、ならびに利点は、添付図面と関連して、以下の本発明の実施例の詳細な説明を考慮することにより容易に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１を参照すると、本発明の実施例によるセンサ１００の分解斜視図が示されている。センサ１００は、タッチによる角度位置を決定する平坦な環状電位差式センサである。センサ１００は“平面”であり、検知部材の直径は数十ミリメートルであり、厚さはたった０．５ｍｍ程である。センサ１００は“電位差式”であり、電位差が生じる抵抗部材と、当該抵抗部材に接する検知部材とを備え、検知部材により検知される電位差はタッチ位置に比例する。センサ１００は“タッチ”センサであり、寸法や操作時の力の範囲は、軽い人の指の力を検知するのに適している。
【００１７】
好適な実施例は必須の層を備える。柔軟または硬質な底基板１０２は、環状抵抗部材１０４の内側または上面に設けられる。２本以上の高導電率のドライブライン（図示せず）が抵抗部材１０４を横切り、好ましくは抵抗部材に延在する。抵抗部材１０４は、カーボンインクを適切にスクリーン印刷したポリマー厚膜とすることができる。高導電性素材は、銀インクのポリマー厚膜とすることができる。
【００１８】
柔軟な上部基板１０８が、導電検知層１１０の内側または下面に設けられる。この導電検知層１１０は、機械的なポテンシオメータのワイパーと似ている。この導電検知層１１０は、無地パターンまたはメッシュのグリッドパターンであってもよい。導電検知層１１０は通常、銀のポリマー厚膜であるが、カーボンまたは他の導電性あるいは半導性の素材としてもよい。
【００１９】
底基板１０２および柔軟な上部基板１０８は、粘着スペーサ層１１４により環状部分半径の内側および外側部分で貼り合わされる。このスペーサ層１１４は、ユーザ（図示せず）が柔軟な上部基板１０８または底基板１０２に触れるとき以外、上部基板１０８と底基板１０２の内側面が接触するのを防止するのに十分な厚みを有する。
【００２０】
底基板１０２は底部伸張ピグテール１１２ａを備え、上部基板１０８は上部伸張ピグテール１１２ｂを備える。各伸張ピグテール１１２は、以下にさらに説明するように、ドライブライン、検知層１１０、およびセンサ１００の他の部材と電気的に接触する電気線（図示せず）を備える。伸張ピグテール１１２の端部はコネクタを備えてもよく、また、この分野で周知のように、ピグテール１１２を直接コネクタに挿入してもよい。センサ１００を電気接続するその他の構成もまた可能である。
【００２１】
センサ１００は、裏面または底面接着部１０６を備え、センサ１００をプリント回路基板のようなホスト装置（図示せず）に接着する。センサ１００はまた、上部保護層１１８が貼り付けられる上部接着層１１６を備える。上部保護層１１８には、特定の色、模様、またはロゴ等がプリントされていてもよい。
【００２２】
本発明の説明には、明確にするために上部や底といった空間的な表現が使われる。センサ１００はどのような向きでも使用することができる。さらに、センサ１００は通常、上部面１０８に触れて当該上部面１０８を底基板１０２に押しつけて動作するように説明されるが、センサ１００はまた、底基板１０２に触れて当該底基板１０２を押して上部基板１０８に接触させても動作する。
【００２３】
ここで図２を参照して、本発明の実施例によるセンサ１００の平面図を説明する。３つのノッチ１２０はホスト装置との整列用である。テール１１２は、センサ１００をホスト装置の回路に接続する。センサ１００の構造を単純にするために、テール１１２の一部は、底層１０２から構成され上向きの導体を備える底部ピグテール１１２ａである。テール１１２の他の部分は、上部層１０８で構成され下向きの導体を備える上部ピグテール１１２ｂである。
【００２４】
ここで図３を参照して、本発明の実施例による上部基板１０８の底面図を説明する。高導電の線１２６の細かいグリッドが検知層１１０を構成しており、センサ１００が触られたときに抵抗リング１０４に押しつけられる。この層への単一の接続部１３０は上部ピグテール１１２ｂから延在する。
【００２５】
ここで図４を参照して、本発明の一実施例にかかる、近設された２本の導電線（１４０ａ，１４０ｂ）を備える底基板１０２の平面図を説明する。本実施例は、抵抗リング１０４内のギャップ１４２と、３本の導電線（１４０ａ−１４０ｃ）とを備える。ギャップ１４２近くの２本のドライブライン（１４０ａ，１４０ｂ）は、リング１０４に電位差を発生させるのに用いられる。第３の線１４０ｃはタイブレーカーであり、その動作は後により詳細に説明される。ドライブライン（１４０ａ，１４０ｂ）およびタイブレーカー（１４０ｃ）の導電線１４０は、底部ピグテール１１２ａに延在する。
【００２６】
ここで図５を参照して、本発明の実施例による離れて設置された２本の導電線（１４０’ａ，１４０’ｂ）を備える底基板１０２の平面図を説明する。この実施例では、リング１０４の反対側に各々設置される２本のドライブライン（１４０’ａ，１４０’ｂ）を有する抵抗部材１０４のギャップの無いリングを備える。タイブレーカーである導電線１４０’ｃは、リング１０４の頂部で抵抗リング１０４と交わる。ドライブライン（１４０’ａ，１４０’ｂ）およびタイブレーカー（１４０’ｃ）の導電線１４０’は、底部ピグテール１１２ａに延在する。
【００２７】
ここで図６を参照して、本発明の実施例による３本の導電線１４０’’を備える底基板１０２の平面図を説明する。本実施例は、１２０°間隔で抵抗部材１０４に設けられる３本のドライブライン（１４０’’ａ−１４０’’ｃ）を備える。ドライブライン（１４０’’ａ−１４０’’ｃ）で構成される導電線１４０’’は、底部ピグテール１１２ａに延在する。
【００２８】
ここで図７ａ−７ｅを参照して、本発明の実施例による環状抵抗部材（１０４’−１０４’’’’’）の概略図を説明する。円形または円状の抵抗部材１０４の他に、様々な種類の環状形状を使用してもよい。図７ａは三角形の環状部材１０４’を示す。図７ｂは六角形の環状部材１０４’’を示す。図７ｃは長方形の環状部材１０４’’’を示す。図７ｄは卵形の環状部材１０４’’’’を示す。図７ｅは半円形の環状部材１０４’’’’’を示す。本分野の通常の技術により理解できるように、様々な形をした抵抗部材を本発明に使用してもよい。
【００２９】
ここで図８を参照して、本発明の実施例による２本の導電線（１４０’ａ、１４０’ｂ）およびタイブレーカー線１４０’ｃを備えるセンサ１００の概略図１６０を説明する。円は環状抵抗部材１０４を表す。３本のドライブライン１４０’は、西側を“Ｗ”、東側を“Ｅ”、タイブレーカーを“ＴＢ”とする。検知線１６２はＳとする。
【００３０】
東側１４０’ａおよび西側１４０’ｂドライブラインを１８０°離すことにより、ギャップ１４２を中央に設けることなく環状抵抗部材１０４を使用することができる。これは、ユーザの指がこの小さなギャップ１４２を通過するときに検知線１６２に加わる電圧が不明確になったり、誤って読み取られるのを回避するのに役立つ。ここで、東側１４０’ａおよび西側１４０’ｂドライブラインを１８０°離すことにより、アルゴリズムが環状部材１０４の北半分と南半分とを区別することができないという問題が発生する。タイブレーカーラインによりこの問題が解決する。タイブレーカーライン１４０’ｃをｈｉｇｈまたはｌｏｗの双方にして検知線１６２の２回の読み取りを行うことにより、センサ１００の半分のどちら側が触られたのかが示される。
【００３１】
このセンサ１００は基本的に、細いギャップにより隔てられた、導電性あるいは部分的に導電性の２つの膜である。ドライブライン１４０’が急速に変化することにより、センサ１００が触れられていない場合でも、検知線１６２に加わる電圧が容量結合する場合がある。この問題は、ドライブライン１４０’が変化する間に検知線１６２を出力ｌｏｗに切り替え、ライン１４０’が安定した後に検知線１６２をアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）入力に切り替えることにより解決される。代替的に、付加的な通常用途のＩ／Ｏ“ドレイン”線（図示せず）を用いてもよい。ドライブライン１４０’が測定用に設けられているため、このドレインは検知線をｌｏｗに保つのに使われる。ＡＤＣを読み取る直前に、ドレイン線は、ハイインピーダンス入力状態に切り替えられ、実質的に回路から除外することができる。
【００３２】
ここで図９を参照して、本発明の実施例によるプロセッサ１７０の概略図１９０を説明する。ロジックは、タッチ位置を決定するマイクロプロセッサ内で実現される。このシステム１９０は、通常マイクロコントローラに使用されるクロック回路１７２およびシリアル通信回路１７４等を備える。図示されている実施例では、マイクロコンピュータは、検知線用にアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）入力線（すなわちＲＡ０）を備える。ＡＤＣ線は電流を流し、または図９にピンＲＢ０として示すように、別のドレインを使用することができる。ドレイン線（ＲＢ０）は、ハイインピーダンス入力として設定することができ、実質的に回路から除外することができる。さらに、３本の線（すなわちＲＡ１−ＲＡ３）は、西側、タイブレーカー、および東側の線を動作させるのに使われる。これらは各々独立して、出力ｈｉｇｈ、出力ｌｏｗ、またはハイインピーダンス入力として設定可能である。
【００３３】
ここで図１０を参照して、本発明の実施例によるセンサ（すなわち１００）に加わる圧力による角度位置を２本の導電線（すなわち１４０’ａ、１４０’ｂ）およびタイブレーカー（すなわち１４０’ｃ）により決定する方法を示すフロー図２００を説明する。この分野の通常の技術を有する者であれば理解できるように、フロー図２００に示される操作は連続的な操作である必要はない。各ステップの順番は、本発明の意図および目的の範囲内で変更してもよい。本発明は特定の実装より広範なものであり、実施例は説明を簡単にするために連続的なフローチャート形式で示されている。以下の説明では、８ｂｉｔＡＤＣを想定する。東側端縁には変換数０の角度が割り当てられ、西側端縁には変換数２５５の角度が割り当てられる。３６０°全体は変換数５１０で表わされる。
【００３４】
少なくとも１回、検知線（すなわち１６２）から第１の読み取りが行われる（ステップ２１０）。ある実施例では、第１の読み取りが２回行われる。初めにドレインピン（ＲＢ０）は出力に設定されてｌｏｗにセットされる。タイブレーカーライン（すなわち１４０’ｃ）はハイインピーダンス入力として設定される。西側の線（すなわち１４０’ｂ）はＶｃｃ（すなわち５ＶＤＣ）に設定され、東側の線（すなわち１４０’ａ）は接地されまたは基準とされる。この後、ドレインピンはハイインピーダンスに設定される。設定およびＡＤＣサンプリングコンデンサの充電等により、２０μ秒程度の遅延が生ずることがある。この後、検知線はＡＤＣにより測定される。この測定は、Ｖｅｗまたは、東側から西側にかかる試験電圧を用いた検知電圧として参照される。
【００３５】
２回目の第１の読み取りが、ドレインピンを出力ｌｏｗに、タイブレーカーラインをハイインピーダンス入力に再設定することにより行われる。東側の線はＶｃｃに設定され、西側の線は接地される。ドレインピンはハイインピーダンスとして設定される。遅延の後、検知線はＡＤＣにより測定される。この測定はＶｗｅとして参照される。
【００３６】
有効なタッチがあった場合はチェックが実行される（判定ブロック２１２）。センサがタッチされたか否かに拘わらず、検知線のＡＤＣの読みは包括的に８ｂｉｔ出力の０から２５５の結果として与えられるため、システムは、タッチされていない状態かあるいはセンサが正確に東側または西側端部でタッチされたかを識別しなければならない。これは、ドライブラインの極性を逆にして連続的に素早く２回測定することにより行われる。ユーザは、短時間で正確な東側端部にタッチして正確な西側端部にタッチすることができないので、両方の測定がＡＤＣの算出値で０（またはとても低い値）である場合、センサはタッチされていないことになる。
【００３７】
代替的にまたは前述のチェックに加えて、ドレイン線を“変動による起動”線として機能するよう設定し、ユーザがセンサにタッチしたときに制御部（すなわち１７０）がスリープから起動するようにしてもよい。マイクロチップのマイクロコントローラでは、これはＲＢ０により行われる。このピンはまた、オンとオフの切替を容易に行うことができるプルアップ抵抗を内部に備える。この分野で周知のように、他の“タッチによる起動”ストラテジーも可能である。
【００３８】
タッチが有効である場合（ブロック２１２のＹＥＳの矢印）、角度の半分が算出される（ステップ２１４）。角度の半分は、東側と西側の線との間の上側（北側）または下側（南側）半分のいずれかに決められるセンサのタッチ位置である。角度の半分は第１の読み取りの一方または両方に基づいて算出される。
【００３９】
１回以上の第２の読み取りが行われ、タッチが上側半分あるいは下側半分にされたか否か判定することができる（ステップ２１６）。一実施例では、第２の読み取りが２回行われる。初めの第２の読み取りでは、ドレインピンは出力に設定されｌｏｗにセットされる。タイブレーカーラインは出力としてセットされる。Ｖｅｗがスケールの半分より大きい場合、タイブレーカーラインはｌｏｗに設定され（例えば接地）、そうでない場合タイブレーカーはｈｉｇｈに設定される（例えばＶｃｃ）。これにより、検知測定の最大識別出力が保証される。西側の線はＶｃｃにセットされ、東側の線は接地される。ドレインピンはハイインピーダンスとして設定される。遅延の後、検知線はＡＤＣにより測定される。この測定はＶｗｅ＿ｔｂとして参照される。
【００４０】
次の第２の読み取りでは、ドレインピンは出力ｌｏｗに設定され、タイブレーカーラインは出力に設定される。Ｖｗｅがスケールの半分より大きい場合、ブレーカーラインはｌｏｗに設定され、そうでない場合タイブレーカーがｈｉｇｈに設定される。これにより、検知測定の最大識別出力が保証される。東側の線はＶｃｃにセットされ、西側のピンは接地される。ドレインピンはハイインピーダンス入力として設定される。遅延の後、検知線はＡＤＣにより測定される。この測定はＶｅｗ＿ｔｂとして参照される。角度はこの後、算出される。タッチ位置は少なくとも一つの第２の読み取りを用いて決定される。
【００４１】
第１および第２の読み取りの処理は、以下のアルゴリズム例に示すようにプロセッサ内部で行われる。初めに、センサが触れられたかどうか判定がなされる。ＶｅｗおよびＶｗｅの両方がゼロの場合、センサは触れられていない：
2007538339.tif 000003
１または２のＡＤＣ算出値の閾値を用いてノイズを考慮した場合は、以下である：
2007538339.tif 000004
また、測定中にセンサに触れたり離したりする場合もある。この状態は、ＶｗｅおよびＶｅｗが互いに正しいかチェックすることにより確認することができる。
2007538339.tif 000005
次に角度が算出される（ステップ２１８）。初めに、どちらの半分（北側または南側）が触れられたに拘わらず東側および西側の間のタッチ位置が算出される。これを行うために、正反対の２つの読み取りが平均化される：
2007538339.tif 000006
この後、タイブレーカーを使用した場合とタイブレーカーを使用しない場合との読み取り値の差異により、北側あるいは南側半分のどちら側でタッチがされたのかが分かる。
2007538339.tif 000007
最終的な結果は、角度０°から３６０°に相当する０から５１０の間の数値である。複数の測定結果が合計された場合、最大角度は相応じて大きくなる。例えば、４つの測定結果が合計された場合、最大角度は２０４０になる。
【００４２】
ここで図１１を参照して、本発明の実施例による３本の導電線（１４０’’）を備えるセンサ１００の概略図２３０を説明する。これは、２本脚バージョン（例えば、図８）のような４線デバイスである。円は環状抵抗部材１０４を表している。図示されている実施例では、ドライブライン１４０’’は円弧上で１２０°離れている。
【００４３】
図８に示されている２本脚センサでは、ドライブライン（１４０’ａ、１４０’ｂ）が設けられている３時と９時の位置近辺に問題がある。検知層１１０の一部がこれらのドライブライン（１４０’ａ、１４０’ｂ）のいずれかに押しつけられた場合、タッチ位置が約５度以内のときに生じるように、タッチ位置がドライブライン（１４０’ａ、１４０’ｂ）上に現れる。ユーザからすると、これはドライブライン（１４０’ａ、１４０’ｂ）近くの小さなデッドゾーンである。これを解決する一つの方法は、図１１に略示するような３本のドライブライン（１４０’’ａ−１４０’’ｃ）を使用することである。
【００４４】
３本のドライブライン１４０’’を設けることにより、３本のうちの２本を同時に使用することができる。タッチ位置から最も離れた２本の線を選んで使用することで、タッチ位置の算出において、タッチによって検知層１１０がアクティブなドライブラインと接触する状況を回避することができる。これによりデッドゾーンの問題を解決することができる。
【００４５】
ここで図１２を参照して、図１１のセンサ１００の抵抗モデルの概略図を説明する。環状抵抗部材１０４は、Ｔ１、Ｔ２、およびＴ３と名付けられた終端に接続された抵抗として図示されている。２つの隣り合う終端間の抵抗をＲと定義する。タッチ位置は矢印で示される。
【００４６】
ここで図１３を参照して、本発明の実施例によるセンサ（例えば、１００）に加わる圧力による角度位置を３本の導電線（例えば、１４０’’ａ−１４０’’ｃ）により決定する方法のフロー図２７０を説明する。この技術分野の知識を有する者であれば理解できるように、フロー図２７０に示す操作は、連続的な操作である必要はない。各ステップの順番は本発明の意図および目的の範囲内で変更することができる。本発明は特定の実装より広範なものであり、実施例は説明を簡単にするために連続的なフローチャート形式で示されている。
【００４７】
初めに、有効なタッチを受けたかどうか判定するチェックがなされる（判定ブロック２７２）。これは、“変動による起動”線を使用して、２つの異なる測定電圧を連続して素早く調べること、または類似の方法により行われる。
【００４８】
有効なタッチが検出されると（ブロック２７２のＹＥＳの矢印）、あるいは部分的に有効なタッチが検出されると、Ｔ１終端とＴ２終端との間に１以上の電圧をかけて、少なくとも１回検知線の読み取りが行われる（ステップ２７４）。この読み取りは、前述の図８〜１０に関連する説明と同様の方法で行われる。終端Ｔ３はタイブレーカーとして使用される。タッチ角度がこの読み取りに基づいて決定される（ステップ２７６）。タッチがＴ１やＴ２よりもＴ３に近いと判定された場合（判定ブロック２７８のＹＥＳの矢印）、最終的な角度が決まる。
【００４９】
タッチ角度がＴ２やＴ３よりもＴ１に近いと判定された場合（判定ブロック２８０のＹＥＳの矢印）、Ｔ２終端とＴ３終端との間に１以上の電圧をかけて、少なくとも１回検知線の読み取りが行われる（ステップ２８２）。Ｔ１はタイブレーカーとして使用される。タッチ角度がＴ１やＴ３よりもＴ２に近いと判定された場合（判定ブロック２８０のＮＯの矢印）、Ｔ１終端とＴ３終端との間に１以上の電圧をかけて、少なくとも１本の検知線の読み取りが行われる（ステップ２８４）。Ｔ２はタイブレーカーとして使用される。これらの読み取りは、前述の図８〜１０に関する説明と同様の方法で行われる。こうして１回以上の読み取りによりタッチ角度が決定される（ステップ２８６）。
【００５０】
本発明の実施例が図示され、説明されているが、これらの実施例は本発明の総ての可能な形態を図示し、説明していることを意味するものではない。むしろ、明細書で使用された語は、限定ではなく説明としての語であり、また、本発明の意図及び目的を超えない限りにおいて、様々な変形例を実現できると解される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明の実施例によるセンサの分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施例によるセンサの平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例による上部基板の底面図である。
【図４】図４は、本発明の実施例による近くに設置された導電線を備える底基板の平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施例による離れて設置された導電線を備える底基板の平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施例による３本の導電線を備える底基板の平面図である。
【図７】図７ａ−ｅは、本発明の実施例による環状抵抗部材の概略図である。
【図８】図８は、本発明の実施例による２本の導電線およびタイブレーカー線を備えるセンサの概略図である。
【図９】図９は、本発明の実施例によるプロセッサの概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例によるセンサに加わる圧力による角度位置を２本の導電線およびタイブレーカーにより決定する方法を示すフロー図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例による３本の導電線を備えるセンサの概略図である。
【図１２】図１２は、図１１のセンサの抵抗モデルの概略図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例によるセンサに加わる圧力による角度位置を３本の導電線により決定する方法のフロー図である。
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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