(57)【要約】  本発明はタッチ入力によるタッチプレート上の振動から生じる信号を電磁干渉から生じる信号と区別する振動感知タッチ入力装置で用いるシステムおよび方法を開示する。本発明において電磁干渉による信号の位相応答を、少なくとも１つの信号伝送路における振動による信号の位相応答に対して反転することができるため、様々な信号路のペアの相互相関が電磁干渉により生じる信号を明らかにする。電磁干渉が識別されると、システムにより無視されるかまたは適切に考慮される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチプレートに機械的に結合され、タッチ入力により前記タッチプレート内を伝播する振動に応じて振動信号を生成するとともに、前記振動信号を関連する信号伝送路を介してコントローラ電子機器に伝達するように構成された複数の振動センサを備え、
前記振動センサおよび伝送路が、前記伝送路上で受信された相互相関信号が振動信号を電磁干渉により生じた信号と区別するように配向されていることを特徴とするタッチ入力装置。
【請求項２】
前記コントローラ電子機器が、前記振動信号からタッチ入力箇所を判断するように構成されている請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項３】
前記振動センサが圧電変換器である請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項４】
前記各振動センサが配向方向を有し、さらに前記振動センサのうちの１つまたは複数が、前記タッチプレートの外形に関しておよび他の振動センサの配向方向に対して反転された配向方向で配置されている請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項５】
前記反転配向で配置された１つまたは複数の振動センサに関連する前記信号伝送路が信号インバータを含む請求項４に記載のタッチ入力装置。
【請求項６】
前記信号伝送線のうちの１つまたは複数が、それらの関連する振動センサとの接続に関しておよび他の信号伝送線の配向に対して反転されている請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項７】
前記反転信号伝送線が信号インバータをさらに含む請求項６に記載のタッチ入力装置。
【請求項８】
前記振動センサが、前記タッチプレートに平行な平面内に向く配向方向を有する４つの矩形圧電変換器であり、前記タッチプレートが矩形であり、前記各圧電変換器が前記タッチプレートの異なる角部に配置され、前記圧電変換器のうちの２つが前記タッチプレートの中心に向く配向方向を有するとともに、他の２つの圧電変換器が前記タッチプレートの中心から離れる方に向く配向方向を有する請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項９】
前記振動センサが、前記タッチプレートに対して垂直な方向に向く配向方向を有する圧電変換器であり、前記圧電変換器のうちの少なくとも１つが前記タッチプレートの方に向く配向方向を有するとともに、他の圧電変換器が前記タッチプレートから離れる方に向く配向方向を有する請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項１０】
前記振動センサが、前記タッチプレートの外形に対して同一配向で配置された圧電変換器であり、前記圧電変換器のうちの少なくとも１つが前記タッチプレートの一方の側に結合されているとともに、他の圧電変換器が前記タッチプレートの他方の側に結合されている請求項１に記載のタッチ入力装置。
【請求項１１】
タッチプレートに結合された複数の振動センサを含むシステム内で、タッチ入力に関連する情報を判断する方法であって、
前記複数の振動センサはタッチ入力による前記タッチプレート内の振動を検出するとともに、前記振動センサに関連する信号伝送路を介してコントローラ電子機器に伝達される対応振動信号を生成し、
伝送路の一部で振動信号に対する位相応答を電磁干渉により生じる信号に対して反転するステップと、
前記伝送路上で受信される信号を相互に関連付けて、振動信号を電磁干渉と区別するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記位相応答を反転するステップが、前記振動センサの一部を他の振動センサと比べて振動に対して反転応答を有するように配向するステップと、前記反転応答を有するように配向された前記振動センサに関連する前記信号伝送路を介して前記コントローラ電子機器に伝達される前記信号を位相反転するステップとを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記位相応答を反転するステップが、関連する振動センサにおける前記信号伝送路の一部の接続を他の信号伝送路に対して反転するステップと、前記反転信号伝送路を介して前記コントローラ電子機器に伝達される前記信号を反転するステップとを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
振動感知タッチ入力装置を作製する方法であって、
複数の振動センサをタッチプレートに結合するステップと、
前記振動センサの一部が他の振動センサに対して前記タッチプレートの外形に関して反転されるように前記振動センサを配向するステップと、
前記振動センサを前記各振動センサに関連する伝送路を介して、前記各伝送路上で受信された信号を相互に関連付けるように構成されたコントローラ電子機器に電気的に接続するステップと、
前記反転された振動センサに関連する前記伝送路を介して前記コントローラに伝達される信号の反転を提供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】
本発明はタッチプレート内を伝播する振動を利用してタッチ入力に関連する情報を判断するタッチ入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチ入力装置は、コンピュータ、携帯機器、販売時点管理（ＰＯＳ）および公衆情報端末、娯楽およびゲーム機等を含む電子システムと通信する、便利で直感的方法を提供することができる。静電容量方式、抵抗膜方式、誘電方式、投影容量方式、表面弾性波式、赤外線方式、圧力方式等を始めとする様々なタッチ入力装置技術が開発されてきた。タッチ入力によりタッチプレート内を伝播する振動を検出するとともに検出された振動からタッチ箇所を判断する振動センサを備えたタッチプレートでタッチ入力装置を形成することも可能である。
【発明の開示】
【０００３】
本発明はタッチプレートに機械的に結合され、さらにタッチ入力によりタッチプレート内を伝播する振動に応じて振動信号を生成するとともに、振動信号を関連する信号伝送路を介してコントローラ電子機器に伝達するように構成された複数の振動センサを含むタッチ入力装置を提供する。振動センサおよび伝送路は、伝送路上で受信された相互相関信号が振動信号を電磁干渉により生じた信号と区別するように配向されている。いくつかの実施形態において振動センサの一部を他の振動センサに対して反転することができる。いくつかの実施形態において関連する振動センサへの信号伝送路の一部の接続を他の信号伝送路接続に対して反転することができる。
【０００４】
また本発明はタッチ入力によるタッチプレート内の振動を検出するとともに、振動センサに関連する信号伝送路を介してコントローラ電子機器に伝達される対応振動信号を生成する、タッチプレートに結合された複数の振動センサを含むシステム内で、タッチ入力に関連する情報を判断する方法を提供する。本方法は伝送路の一部で振動信号に対する位相応答を電磁干渉により生じる信号に対して反転するステップと、伝送路上で受信された信号を相互に関連付けて、振動信号を電磁干渉と区別するステップとを含む。
【０００５】
本発明は複数の振動センサをタッチプレートに結合するステップと、振動センサの一部が他の振動センサに対してタッチプレートの外形に関して反転されるように振動センサを配向するステップと、振動センサを各振動センサに関連する伝送路を介して、各伝送路上で受信される信号を相互に関連付けるように構成されたコントローラ電子機器に電気的に接続するステップと、反転された振動センサに関連する伝送路を介してコントローラに伝達される反転信号を提供するステップとを含む、振動感知タッチ入力装置を作製する方法をさらに提供する。
【０００６】
本発明は添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を考慮することでより完全に理解されよう。
【０００７】
本発明は様々な変更例および代替形状が可能であるが、その具体例を一例として図面に示すとともに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は振動センサ、例えば圧電変換器を利用してタッチプレート内を伝播する振動を検出することにより、タッチプレート上のタッチ箇所などのタッチ入力に関連する情報を判定するのに用いることができる信号を生成する、振動感知タッチ入力装置に関する。本発明はタッチプレート内で機械的外乱から生じる信号を、ともすれば機械的外乱として誤って解釈され得る無用な電磁干渉と区別することができる、振動センサおよび信号伝送路を配向する方法を提供する。この方法は信号を処理するために用いられるコントローラ電子機器が、振動センサの様々なペア（若しくは複数）からの信号を相互に関係付けて、対応する相関関数のピークの位置を見てタッチ位置を判断する場合に適切に適用することができる。
【０００９】
本発明は均一な位相応答の信号伝送路では、電磁干渉源と機械的外乱源とが容易に区別され得ないという問題を克服する。本発明はシステムの応答を変更することにより、振動感知タッチ入力装置が電磁干渉源をパネル上の機械的振動源と間違える可能性を低減して、電磁干渉を機械的外乱と区別できるようにする。これによりシステムはいかなる干渉信号も無視あるいは適正に処理することができる。
【００１０】
振動感知タッチ入力装置に近接位置する電磁干渉源は、２つ以上の信号路に無用なノイズをもたらすことがある。電子ノイズはセンサをコントローラの回路基板へ接続する伝送線を介して測定システムに入るおそれがある。このタイプのノイズは強い相関性があり、様々な信号センサのペアからの信号を相互に関係付ける相関関数に対する体系的寄与が予測できることを意味する。干渉による信号はそのため、タッチ入力により生じるタッチプレート振動などの機械的外乱源による有効信号と非常に間違えられやすい。
【００１１】
いくつかの潜在的電磁干渉源がある。１つはスイッチモードＤＣ−ＤＣコンバータにより生成される周期信号などの放射ノイズである。これは関連する表示装置の内側または外側にあることがある。ＬＣＤディスプレイ内ではＤＣ−ＤＣコンバータは、概してバックライトに電力供給するための電圧を上げるために用いられる。ディスプレイを動作する電子機器内の電圧レベルを変更するために他の同様なスイッチングコンバータがある場合もある。ディスプレイの外では、同様なコンバータを近接配置された他の電子機器内で用いることがあるが、その場合ノイズが他の電子機器から放射されて信号伝送路に捕らえられる場合がある。ＤＣ電圧を流出する電子機器（ディスプレイを含む）はＡＣ−ＤＣ電圧コンバータにより電力供給されることが多く、ＡＣ−ＤＣ電圧コンバータは所望の電圧レベルを高い効率で与えるためにスイッチング回路を含むことが多く、そのため干渉を生じ得る。
【００１２】
処理または通信および制御からのデジタル信号は通常、電圧レベル間の迅速な切り替えを含む。これらのデジタル信号は捕捉され得るノイズを放射することがある。このようなノイズはディスプレイの内部電子機器から、ディスプレイ内外の映像信号から、タッチスクリーンコントローラ上でのデジタル処理から、外部ＰＣまたは他のデジタル機器等から発生し得る。ＣＲＴは磁気コイルを用いて電子ビームを方向付ける。これらのコイル、特に水平掃引コイルへの信号は素早く変化し得る。このようなコイルはのこぎり波が印加されて、モニタの面全体にわたって漸進的に電子ビームを掃引した後、ビームを敏速に掃引の開始点まで戻す。これが電流の急変を生じ、それが捕捉され得るノイズを放射することになる。プラズマスクリーンにおいて生成されたプラズマは概して捕捉され得る電磁ノイズを放射する。
【００１３】
本発明のタッチ入力装置において捕捉されて干渉を生じる得る他のタイプのノイズとして、伝導ノイズがある。上述したノイズ源に加えて伝導ノイズは、グランドまたはタッチスクリーンコントローラへの電力接続に存在し得る。このようなノイズはセンサに取り付けられた電気テールに沿って、振動センサに関連する増幅回路へ直接、またはさらに例えばコントローラ内の信号路に沿って、信号路内に伝導され得る。このノイズを最小限に抑える努力は、例えば電源の平滑化または調整により行うことができる。しかしこのような伝導ノイズはなお起こり得るとともに、本発明により区別することができる。
【００１４】
金属ベゼル上への静電放電（ＥＳＤ）も捕捉されるノイズを生じるおそれがある。放電の場合、伝導および放射ノイズの両方が存在することになる。グランド接続を介して結合された伝導ノイズがＥＳＤの場合に目立ちやすいが、それは回路の厳密な構成による場合がある。実際の放電がない状況においても、そのような何らかの高電圧生成事象が放射ノイズ捕捉を生じるおそれがある。
【００１５】
タッチによる機械的外乱から生じる信号と相関する電磁干渉から生じる信号との区別は、少なくとも１つの振動センサの振動に対する位相応答が他のものに対して変調されるが電磁干渉に対するすべての伝送路の位相応答は同一であるように、タッチプレート上に振動センサを配列することにより達成できる。代替的にはすべての振動センサは測定された振動に対して同一の位相応答を持つが、少なくとも１つの信号伝送路は電磁干渉に対して異なる位相応答を持つようにしてもよい。より一般的には振動センサの機械的応答と対応する伝送路の電気的応答との間の位相差は、信号を相互相関用コントローラに伝達する伝送路全体にわたって非均一である。
【００１６】
圧電変換器などの振動センサは、センサ出力の位相の特性である特別な軸を有することが多い。タッチプレートのある形状的特徴（例えば角、縁または面）に関するこの軸の配向は、センサにより測定される機械的量とセンサの出力との間の位相関係を決定する。例えばセンサ軸の反転はセンサ出力の対応する反転を生成する。一実施形態において２つ以上の振動センサが、少なくとも１つのセンサが他のセンサのものとは異なる軸の配向を有する状態で、パネル上に載置されている。他の実施形態において２つ以上の振動センサが、それらの軸がパネルのある形状的特徴に対して同一に配向した状態で、パネル上に載置されているとともに、少なくとも１つの振動センサに対する電気接続構成が他のセンサのものとは異なり、対応する信号伝送路が振動に対して異なる位相応答を有するようになっている。
【００１７】
記載した構成はコントローラ電子機器が無用な電磁干渉源を、タッチ入力を表し得る機械的外乱源と区別可能にする信号を生成することができる。そのため電磁干渉信号寄与の排除を必要とせずに、本発明はプロセッサ電子機器が電磁干渉による信号を認識するとともに、適宜それらを処理することを可能にする。いくつかの実施形態において電磁干渉によるものとして認識された信号を無視することができる。
【００１８】
本発明を図１に概略的に示した振動感知タッチ入力装置１００を用いて実施することができる。振動感知タッチ入力装置１００は、タッチプレート１１０に結合された振動センサ１２０Ａ〜１２０Ｄと、信号線１３０Ａ〜１３０Ｄを介して振動センサからの信号を受信するように構成されたコントローラ電子機器１４０とを含む。振動センサ１２０Ａ〜１２０Ｄは、タッチプレート上のタッチ器具の接触または摩擦移動による機械的外乱により生じ得る、タッチプレート内を伝播する振動を検出するように構成されている。感知された振動は、例えば共に全体的に本明細書に引用して援用する、国際公開第０１／４８６８４号パンフレットおよび国際公開第０３／００５２９２号パンフレットに記載されているように、コントローラがそれらを用いてタッチ入力の位置を判断することができるように、デジタル化且つ相互に関係付けられた信号に変換される。
【００１９】
図示の目的のため、図１は矩形のタッチプレートの各角に１つずつ、４つの振動センサを示しているが、より少ないまたは多い振動センサを用いることが可能であるとともに、多様な異なる配列で配置することができる。ディスプレイがタッチプレートを介して見えるようにタッチプレートをディスプレイ上で使用しようとする場合、視界外、例えばタッチプレートの角部または縁部付近に振動センサを配置することが好ましい。検出された振動は概してバルク振動（タッチプレート面に限定されない）を含むため、振動センサをタッチプレートの上（タッチ）面上またはタッチプレートの背面上のいずれかに取り付けることができる。
【００２０】
振動センサはタッチプレート内を伝播する振動を検出可能な任意のセンサとすることができる。圧電材料は代表的な振動センサを提供し得る。振動センサにより検出され得るタッチプレート内を伝播する振動に対して達成される機械的結合が十分である限り、振動センサ１２０Ａ〜１２０Ｄを任意の好適な手段により、例えば接着剤、はんだまたは他の好適な材料を用いて、タッチプレート１１０に接着することができる。例示的な振動センサおよび振動センサ装置は、同一譲受人による米国特許出願第１０／４４０，６５０号明細書および同第１０／７３９，４７１号明細書に開示されている。
【００２１】
タッチプレート１１０は感知される振動を保持可能な任意の材料とすることができる。好適にはタッチプレート１１０は硬質プレートあるとともに、ガラス、プラスチック（ポリアクリレート、ポリカーボネート等）、木、ボール紙、金属等などの任意の適当な材料とすることができる。タッチプレートは用途に応じて可視光透過性であってもなくてもよい。表示された画像がタッチセンサを介して視認されるように作られている場合、少なくともある程度の可視光透過性を有することが望ましい。タッチプレートは、タッチセンサがタッチプレートを介して視認可能なディスプレイと一緒に用いられていようとなかろうと、静止図形（永久また除去可能、積層あるいは付着、もしくは近接保持、およびタッチプレートの上方または下方に位置決めされた）を組み込むこともできる。タッチプレートをその上に画像が投影されるようにも構成することができる。またタッチプレートは、ユーザが表面にわたって指または他のタッチ器具をドラッグする際に、検出可能な振動を生成するのに役立ち得る粗い表面を組み込むことができる。粗面はぎらつき低減も提供することができる。
【００２２】
本発明によれば振動感知タッチ入力装置を、タッチプレート振動から生じた信号への応答が、電磁干渉から生じた信号への応答と区別できるように構成することができる。図２は一実施形態を概略的に図示する。タッチ入力システム２００は振動感知タッチセンサ２０５とコントローラ２４０とを含む。タッチセンサ２０５はタッチプレート２１０と４つの振動センサ２２０Ａ〜２２０Ｄとを含む。各振動センサは信号線２３０Ａ〜２３０Ｄと、コントローラ２４０内の内部グランド２５０に接続するグランド線２３１Ａ〜２３１Ｄとに接続されている。信号線およびグランド線はワイヤまたは印刷されたトレンチであり得るとともに、信号をコントローラに伝達するケーブル（図示せず）に接続可能（例えばタッチプレートに取り付けられたテール、図示せず、を介して）である。各変換器からの信号はプレート（図示せず）上に近接配置された回路により増幅してもよい。各信号線２３０Ａ〜２３０Ｄは、コントローラ２４０内の対応するアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）２６０Ａ〜２６０Ｄまで送られている。そしてデジタル化信号が相互相関プロセッサ２８０内の入力として用いられ、プロセッサ２８０の出力が様々な相関関数２９０であり、相関関数２９０は、Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｃ、Ｂ−ＤおよびＣ−Ｄで表示されたデジタル化信号の様々なペア状組み合わせ間の相互相関を表わす。
【００２３】
タッチシステム２００において、各変換器２２０Ａ〜２２０Ｄは配向軸２２７Ａ〜２２７Ｄを有して示されている。各変換器の配向軸は測定されたプレート振動の検出位相を決定する。図示のようにすべての変換器の軸は、タッチプレート２１０のそれぞれの角部で交わる両縁部に対して４５°に配向されている。変換器のうちの２つ、変換器２２０Ａおよび変換器２２０Ｄの場合、軸２２７Ａおよび２２７Ｄはタッチプレート２１０の本体の方を向いている。他の２つの変換器、変換器２２０Ｂおよび変換器２２０Ｃの場合、軸２２７Ｂおよび２２７Ｃはタッチプレート２１０の本体から離れる方を向いている。振動に応答する位相はそのため、変換器２２０Ｂおよび２２０Ｃに対して変換器２２０Ａおよび２２０Ｄで反転される。１つの変換器を他の変換器に対して位相応答を反転する他の方法には、図３ａおよび図３ｂにより図示されるとともに以下に説明するように、１つの変換器をタッチプレートの上面上に、および他の変換器をタッチプレートの下面上に取り付けることがある。コントローラ２４０内では、変換器２２０Ｂおよび２２０Ｃに関連する伝送路はインバータ２７０（ハードウェアまたはファームウェアにより達成できる）を用いて位相反転されるため、すべての伝送路が振動に対する応答が再度均一になるとともに電磁干渉に対する応答が非均一になる。なお図示の装置において、変換器２２０Ｂおよび２２０Ｃに関連する伝送路または２２０Ａおよび２２０Ｄに関連する伝送路を反転することができる。
【００２４】
１つの変換器が他の変換器に対して反対配向されている場合、その信号伝送路内でインバータを用いることが反対配向の効果を逆転するため、相関関数のピークからタッチ位置を判断する方法は変わらない。しかし電磁干渉は変換器配向に影響されないため、電磁干渉の位相はすべての伝送路上で同一である。そのためインバータは変換器配向によって与えられた振動信号の反転を逆転させつつ、電磁信号を非反転伝送路に対して反転させる。このようにタッチプレート上で検出された機械的信号は変更されないように処理されるのに対して、捕捉されたいかなる電磁干渉も反対符号に変更される。相関関数においてすべての機械的信号はそのため正のピークを生じる（信号が反転ポーリングと組み合わせてインバータに与えられた同じ符号を有するため）ことになるのに対して、電磁干渉から生じるはずの信号相関関数のピークは異なる状況を生成することになる。反転路を非反転路と比べた場合、その結果は負のピークである。４つの伝送路がある場合、そのうちの２つは反転され、これが負のピークを生じる４つの相互相関になる。このようにこれらの４つの組み合わせの１つまたは複数をみることにより、正のピークが振動信号を表すとともに、負のピークが無視できる干渉を表わす。
【００２５】
圧電変換器などの振動センサの特性位相応答の軸は、変換器内の圧電材料のポーリングおよびセンサ上の電極の配列により規定される。例示的な実施形態において変換器は図３ａに概略的に示されるとともに、上記に示した同一譲受人による米国特許出願第１０／７３９，４７１号明細書に記載されているような、一連のポーリング配列を有し、それにより振動センサ３２０Ａは、下部から上部を向く第１のポーリング方向３２５Ａを表わす第１の領域と、上部から下部を向く第２のポーリング方向３２６Ａを表わす第２の隣接する領域とを有する圧電材料３２１Ａを含む。第１のコンタクト電極３２２Ａが下面の第１の領域に接続し、第２のコンタクト電極３２４Ａが下面の第２の領域に接続し、さらに共通電極３２３Ａが上面で第１および第２の領域に一緒に接続している。位相応答軸３２７Ａがセンサを押圧した時の電圧応答の方向により決定され、この場合図３ａにおいて左から右へ向いている。このタイプの振動センサの場合、タッチプレートの角部に取り付けられている場合、位相応答軸はタッチプレートの平面に平行に且つ角部において交わるタッチプレート縁部の各々に対して４５°に配向されていることが好ましい。そして軸は例えば図２の振動センサ２２０Ａ〜２２０Ｄに対して示されるように、基板の本体に向かってまたは基板の角部に向かって指すように方向付けられ得る。
【００２６】
他の実施形態において、いわゆる「ユニモルフ」装置などのより従来の圧電変換器を用いることができる。図３ｂは単一方向３２５Ｂに均一に分極した圧電材料３２１Ｂを含むような装置３２０Ｂを概略的に図示する。第１のコンタクト電極３２２Ｂが装置３２０Ｂの下部に配置されているとともに、第２のコンタクト電極３２４Ｂが装置の上部に配置されている。位相応答軸３２７Ｂは均一なポーリング方向３２５Ｂと同じ方向を向いている。このタイプのセンサは位相応答軸がタッチプレートの平面に垂直になるように取り付けられていることが好ましい。センサを軸がタッチプレートに向かってまたはタッチプレートから離れるように配向することができる。例えば図２において振動センサ２２０Ａおよび２２０Ｄをそれらの位相応答軸がタッチプレートから離れる上方を向いた状態で配向することもできるとともに、振動センサ２２０Ｂおよび２２０Ｃをそれらの位相応答軸がタッチプレートに向かって下方を向いた状態で配向することもできる。
【００２７】
図４は、タッチプレート振動から生じる信号に対する応答を、電磁干渉から生じる信号に対する応答と区別することができる、振動感知タッチ入力システム４００の他の実施形態を概略的に図示する。タッチ入力システム４００は振動感知タッチセンサ４０５とコントローラ４４０とを含む。タッチセンサ４０５はタッチプレート４１０と４つの振動センサ４２０Ａ〜４２０Ｄとを含む。各振動センサは信号線４３０Ａ〜４３０Ｄと、コントローラ４４０内の内部グランド４５０に接続するグランド線４３１Ａ〜４３１Ｄとに接続されている。各信号線４３０Ａ〜４３０Ｄは、コントローラ４４０内の対応するＡＤＣ４６０Ａ〜４６０Ｄまで送られている。そしてデジタル化信号が相互相関プロセッサ４８０内の入力として用いられ、プロセッサ４８０の出力が様々な相関関数４９０であり、相関関数４９０は、Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｃ、Ｂ−ＤおよびＣ−Ｄとして表示された、デジタル化信号の様々なペア状組み合わせ間の相互相関を表わす。
【００２８】
タッチシステム４００において、各変換器４２０Ａ〜４２０Ｄは配向軸４２７Ａ〜４２７Ｄを有して示されている。図示のようにすべての変換器の軸は、タッチプレート４１０のそれぞれの角部で交わる両縁部に対して４５°に配向されているとともに、すべてがタッチプレート４１０の本体の方を向いている。信号線４３０Ｂおよび４３０Ｃは信号線４３０Ａおよび４３０Ｄに対して逆転されている。そのためコントローラ４４０内では変換器４２０Ｂおよび４２０Ｃから受信された信号は、振動に対して、変換器４２０Ａおよび４２０Ｄから受信された信号の位相応答とは反対の位相応答を有する。コントローラ４４０内では、変換器４２０Ｂおよび４２０Ｃに関連する伝送路はインバータ４７０を用いて位相反転されるため、すべての伝送路が振動に対する応答が再度均一になるとともに電磁干渉に対する応答が非均一になる。結果は図２に示したシステム２００で提供された変調応答と類似した、タッチプレート内の機械的振動から生じる信号による相互相関位相応答に対して反転された電磁干渉に対する相互相関位相応答となる。なお図示の装置において、変換器４２０Ｂおよび４２０Ｃに関連する伝送路または４２０Ａおよび４２０Ｄに関連する伝送路を反転することができる。
【００２９】
図２および図４に示した構成において、電磁干渉源は信号ワイヤに容量結合された電圧源のように行動する場合がある。デジタル化信号に対するノイズ源の寄与は４つの伝送路すべてで均一位相であると予測され得る。４つの変換器、例えば図２の２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃおよび２２０Ｄから、６つの相互相関関数（Ａ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｃ、Ｂ−ＤおよびＣ−Ｄ）を算出することができる。図２においてこれらの相関関数のうちの４つは対向配向された変換器のペア、すなわちＡ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ｂ−ＤおよびＣ−Ｄから生じるとともに、残りの２つの相関関数は同一配向された変換器のペア、すなわちＡ−ＤおよびＢ−Ｃから生じる。図４においてＡ−Ｂ、Ａ−Ｃ、Ｂ−ＤおよびＣ−Ｄ相関関数は、伝送路ＢおよびＣ内の信号反転により対向配向された信号線の対から生じるのに反して、Ａ−ＤおよびＢ−Ｃ相関関数は同一配向された信号線の対から生じる。通常動作中、プロセッサは正のピークについての相関関数を検討する。これらのピークの位置は機械的振動源の位置を明らかにし得る。
【００３０】
相互相関ピークは、アナログ−デジタルコンバータ（図２の２６０Ａ〜２６０Ｄおよび図４の４６０Ａ〜４６０Ｄ）により収集されたデータセット、すなわち必要な場合には反転されたデータセット（図２および図４に示す）から生成される。振動センサに関連する各伝送路の場合、任意の伝送路Ｘに対してｗxで示される、Ｎ個の連続データサンプル列が同時に集められ、必要な場合には反転される。図２および図４に示したシステムにおいて、ｗBおよびｗCで示されたＢおよびＣ伝送路に関連するデータに反転が適用される。そして以下のステップにより従来の相互相関関数ＧXYが得られる。
【００３１】
１）２つのデータ列ｗXおよびｗYにフーリエ変換を行って、以下の式により示されるような
【数１】
2008515088.tif 000003
および
【数２】
2008515088.tif 000004
を得る。データはラップアラウンド効果（プレス（Ｐｒｅｓｓ）ら著「Ｃ言語による数値計算法（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｒｅｃｉｐｅｓ  ｉｎ  Ｃ）」ケンブリッジ大学出版、１９９７年、第２版、１３．１章参照）を回避するためにまずゼロで「パディング」される。
【数３】
2008515088.tif 000005
【００３２】
２）２つのフーリエ変換されたデータセットを合成する。
【数４】
2008515088.tif 000006
【００３３】
結果を逆フーリエ変換して相互相関関数を得る。
【数５】
2008515088.tif 000007
【００３４】
国際公開第０３／００５２９２号パンフレットに開示されているように、データを「周波数領域」から「波数ベクトル領域」に変換するステップ３の前に、
【数６】
2008515088.tif 000008
に分散補正を行ってもよい。
【００３５】
図５は対向配向された変換器および／または反転信号路を含む、図２または図４に示したものと同様なタッチシステム内で生成された信号から生じた相関関数５００のグラフの例を示す。相関関数を、例えば国際公開第０３／００５２９２号パンフレットに記載されているように、屈曲波信号の分散伝播の効果について補正してもよい。電磁干渉源の存在下では信号は、強い中心の負のピーク５１０を示すグラフ５００に示すような相関関数を生じる。機械的振動源は図２のタッチシステム２００または図４のシステム４００と同様なタッチシステムで正のピークを示すことになる。このようにピーク５１０は信号が電磁干渉によるものであってタッチ入力ではなく、データを無視することができるということを示す。
【００３６】
図５の中心の負のピークを囲んでいるのは２つの正のピークである。コントローラがこれらの正のピークを機械的振動源と解釈しないことが好ましい。この目的のためコントローラを、相関関数の中心値よりも大きさが小さいいかなる正のピークも無視するようにプログラムしてもよい。代替的または追加的には３つ以上の相関関数の正のピーク位置を解析して、パネル上の単一の仮定箇所との整合性を得てもよい。一般に干渉による正のピークの位置は単一の仮定箇所と一致しない。
【００３７】
図６は、同一配向された変換器を含み、伝送路反転のないタッチシステム内で生成された信号から生じた相関関数６００のグラフを示す。グラフ６００は強い中心の正のピーク６１０を示す。電磁干渉源の存在下では相関関数は強い正のピークを示すことになり、機械的振動源もこのシステムで正のピークを示すことになる。そのためピークの存在が干渉によるものか機械的振動によるものかはこの相関関数からは明らかではない。
【００３８】
本発明のシステムにおいてコントローラを、相関関数における大きい負の値を識別することにより電磁干渉の存在を推測するようにプログラムすることができる。コントローラをその後信号処理方法を適用して電磁干渉の寄与を低減するようにプログラムしてもよい。このような方法には適応型ノイズ除去、入力信号の有限インパルス応答（ＦＩＲ）または無限インパルス応答（ＩＩＲ）デジタルフィルタリング（ＦＩＲおよびＩＩＲは既知のデジタル信号処理技術であるとともに、上記に引用した「Ｃ言語による数値計算法（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｒｅｃｉｐｅｓ  ｉｎ  Ｃ）」に記載されている）、およびフーリエ領域内のデータの振幅の正規化がある。
【００３９】
本発明は上述した特定の例に限定して考えられるべきではなく、添付の特許請求の範囲に正しく記載されたように本発明のすべての態様を網羅するものと考えるべきものである。本明細書を検討すれば本発明を適用可能な様々な変更例、等価物および多数の構造は本発明が対象とする技術の当業者には容易に明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】振動感知タッチ入力装置を概略説明図である。
【図２】本発明による振動感知タッチ入力装置の一実施形態の概略説明図である。
【図３ａ】本発明において有用な異なる圧電変換器に対する配向軸の規定を概略的に図示する。
【図３ｂ】本発明において有用な異なる圧電変換器に対する配向軸の規定を概略的に図示する。
【図４】本発明による振動感知タッチ入力装置の一実施形態を概略説明図である。
【図５】本発明の振動感知タッチ入力装置の信号の相互相関から生じる相関関数のグラフである。
【図６】本発明の振動感知タッチ入力装置の信号の相互相関から生じる相関関数のグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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