(57)【要約】  曲げモードセンサー及び多数の異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を生成するタッチ感知システム及びタッチ感知方法。多数の曲げモードセンサーを触覚面に連結させる。多数の異なるタッチ位置検出技術を提供し、少なくともこれらの１つは曲げモードセンサーによって生成される信号を用いる。タッチ位置情報は、異なるタッチ位置検出技術を用いて作成させる。タッチ位置情報には、触覚面へのタッチの位置を含めてもよい。
2008539514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ感知方法であって、
触覚面に連結される複数の曲げモードセンサーを用意することと、
少なくとも１つのタッチ位置検出技術が前記曲げモードセンサーによって生成された信号を用いるものである複数の異なるタッチ位置検出技術を用意することと、
前記異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を作成することと、
を含むタッチ感知方法。
【請求項２】
前記タッチ位置情報を作成することが、タッチ位置を求めることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の異なるタッチ位置検出技術の少なくとも２つが、前記曲げモードセンサーによって生成された信号を用いる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記曲げモードセンサーによって生成された信号を用いる、前記複数の異なるタッチ位置検出技術の前記少なくとも２つが、周波数応答が異なるものである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の異なるタッチ位置検出技術を用意することが、
タッチ位置決定に関連する第１精度を提供する第１のタッチ位置検出技術を用意することと、
前記タッチ位置決定に関連する第２精度を提供する第２のタッチ位置検出技術を用意することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記タッチ位置情報を作成することが、前記複数のタッチ位置検出技術の第１のタッチ位置検出技術に関連する前記タッチ位置情報を用いて、前記複数のタッチ位置検出技術の第２のタッチ位置検出技術によるタッチ位置決定を改善することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の異なるタッチ位置検出技術の少なくとも幾つかが、単独でタッチ位置を検出できる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の異なるタッチ位置検出技術を用意することが、
前記触覚面に対するタッチ位置のｘ座標及びｙ座標を求める第１のタッチ位置検出技術を用意することと、
前記触覚面に対するｚ座標を測定する第２のタッチ位置検出技術を用意することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の異なるタッチ位置検出技術を用意することが、前記複数の曲げモードセンサーの少なくとも１つの曲げモードセンサーによって生成された前記信号に対して分散補正を行う少なくとも１つのタッチ位置検出技術を用意することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記タッチ位置情報を生成することが、前記複数のタッチ位置検出技術の少なくとも１つを用いて前記触覚面の変位を求めることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記タッチ位置情報を生成することが、前記複数のタッチ位置検出技術の少なくとも１つを用いて、前記触覚面へのタッチによって生成される屈曲波の飛行時間を求めることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記タッチ位置情報を作成することが、前記複数の曲げモードセンサーの少なくとも１つの曲げモードセンサーによって生成される前記信号の分散を補正することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記タッチ位置の情報を作成することが、
前記複数のタッチ検出技術の第１の検出技術を用いて前記触覚面へのタッチを確認することと、
前記複数のタッチ検出技術の第２の検出技術を用いて前記触覚面への前記タッチの位置を求めることとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
タッチ感知装置であって、
触覚面へのタッチに起因する該触覚面の屈曲を検出するように構成される複数のタッチセンサーと、
前記複数のタッチセンサーによって生成された信号を用いるために実行されるものである複数の異なるタッチ位置検出技術を実行するとともに、それら異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を作成するように構成される処理回路と、
を具備する装置。
【請求項１５】
前記複数のタッチセンサーの少なくとも１つが、第１の周波数範囲に感応し、前記複数のタッチセンサーの少なくとも他の１つが、前記第１の周波数範囲とは異なる第２の周波数範囲に感応する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数の異なるタッチ位置検出技術の少なくとも１つが、第１の周波数範囲に感応し、前記複数の異なるタッチ位置検出技術の少なくとも他の１つが、前記第１の周波数範囲とは異なる第２の周波数範囲に感応する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記複数のタッチセンサーが同一の周波数に感応する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記複数の異なるタッチ位置検出技術の少なくとも幾つかが、単独でタッチ位置を検出できる、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記タッチ位置情報が、前記触覚面への前記タッチの位置を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記タッチ位置情報が、前記触覚面に対する前記タッチのｚ座標を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２１】
前記タッチ位置情報が、前記触覚面への前記タッチの力を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項２２】
前記複数の異なるタッチ位置検出技術の少なくとも幾つかが、前記複数のタッチセンサーの幾つかによって感知される屈曲波を用いて前記タッチ位置情報を作成する、請求項１４に記載の装置。
【請求項２３】
前記複数の異なるタッチ位置検出技術の少なくとも幾つかが、前記複数のタッチセンサーの少なくとも１つによって感知される前記触覚面の変位を用いて前記タッチ位置情報を作成する、請求項１４に記載の装置。
【請求項２４】
前記処理装置が、前記複数のタッチ検出技術の第１の検出技術を用いて前記触覚面へのタッチを確認するとともに、前記複数のタッチ検出技術の第２の検出技術を用いて前記触覚面への前記タッチの位置を求めるように構成される、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチ感知装置に関し、より詳細には、少なくとも１つが曲げモードセンサーによって生成された信号を用いるものである複数のタッチ位置検出技術を用いる方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチ感知装置は、コンピュータ又はその他のデータ処理装置用に、簡便で直観的なインターフェースを用意するものである。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、タッチセンサーパネル上でアイコンに触れたり、文字や絵を描くことにより情報を送ることができる。タッチパネルは、各種の情報処理アプリケーションで利用されている。対話的な視覚ディスプレイには、何らかの形のタッチセンサーパネルが搭載されていることが多い。タッチセンサーパネルと視覚ディスプレイとの一体化は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドコンピュータ、ラップトップコンピュータなど次世代ポータブルマルチメディア装置の出現に伴い、更に一般的になっている。現在では、多種多様なアプリケーション、例えば現金自動預け払い機、ゲーム機、カーナビゲーション、レストラン管理システム、食料品店のレジ、ガソリンポンプ、案内所、ハンドヘルドのデータ管理システムなどで日常的に電子ディスプレイを目にする。
【０００３】
タッチセンサーパネル上のタッチ位置の決定には、これまで様々な方法が用いられてきた。タッチ位置は、例えば、タッチパネルに連結されている多数の力センサーを用いて求められると思われる。力センサーは、タッチに反応して変化する電気信号を生成する。力センサーによって生成される信号の相対振幅は、タッチ位置の決定に用いられているだろう。
【０００４】
容量タッチ位置法には、タッチパネル上のタッチによって作成される容量連結に起因する電流変化を感知することが含まれている。少量の電圧をタッチパネルの複数の位置、例えばタッチ画面の各角部に加える。タッチ画面上のタッチは、各角部から流れる電流を変化させる電気容量に連結する。容量タッチシステムは電流を測定し、その電流の相対振幅を基にしてタッチ位置を決定する。
【０００５】
抵抗タッチパネルは、通常、スペーサによって分離されている可撓性の最上層及び剛性の最下層を有する多層装置である。最上層及び最下層の反対面には、導電性材又は導電性配列が配置されている。最上層を屈曲させる接触によって、対向する導電面の間に接触が生じる。システムは、接触によって発生したタッチパネルの電気抵抗の変化に基づいて、タッチ位置を決定する。
【０００６】
タッチ位置の決定は、光信号又は音響信号に依存させてもよい。タッチパネルで用いられる赤外線技術は、通常、水平軸及び垂直軸に沿って赤外光線を放つ、特殊なベーゼルを用いる。センサーは、赤外線ビームを破断するタッチを検出する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
表面弾性波（ＳＡＷ）タッチ位置プロセスは、ガラス画面の表面上の高周波伝播を用いる。指とガラス画面の表面との接触に起因する波の減衰をタッチ位置の検出に用いる。ＳＡＷは、通常、「飛行時間（time-of-flight）」法を用いる。これは、外乱がピックアップセンサーに到達するまでの時間を用いて、タッチ位置を検出する。このような方法は、波速が対象周波数範囲にわたって大幅に変化しないように、媒質が非分散的に作用する場合に可能である。
【０００８】
屈曲波タッチ技術は、タッチによってタッチセンサー基材のバルク材料内で作成される振動を感知する。これらの振動は屈曲波（bending waves）と呼ばれ、通常、機材の端部に配置されているセンサーを用いて検出される。センサーによって生成された信号は、分析されてタッチ位置が決定される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、曲げモードセンサー及び多数の異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を生成するタッチ感知システム及び方法に関するものである。一実施形態によると、この方法は、触覚面に連結されている多数の曲げモードセンサーを用意することを含む。多数の異なるタッチ位置検出技術が用意されており、少なくともこれらの１つは、曲げモードセンサーによって生成された信号を用いる。この方法は、更に、異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を作成することを含む。このタッチ位置情報は、例えば触覚面へのタッチ位置を含むことができる。
【００１０】
一態様では、第１のタッチ位置検出技術がタッチ位置決定に関連する第１精度を提供し、第２のタッチ位置検出技術がタッチ位置決定に関連する第２精度を提供する。別の態様では、タッチ位置情報を作成することが、第１のタッチ位置検出技術に関連するタッチ位置情報を用いて、第２のタッチ位置検出技術によって行われたタッチ位置決定を改善することを含む。典型的に、異なるタッチ位置検出技術の少なくとも幾つかが、単独でタッチ位置を検出できる。
【００１１】
更なる態様によれば、第１のタッチ位置検出技術が、触覚面に対してタッチ位置のｘ座標及びｙ座標を決定する。第２のタッチ位置検出技術が、触覚面に対してｚ座標を決定する。
【００１２】
別の態様では、少なくとも１つのタッチ位置検出技術が、少なくとも１つの曲げモードセンサーによって生成される信号に対して分散補正を行う。別の態様では、タッチ位置情報を生成することが、少なくとも１つのタッチ位置検出技術を用いて触覚面の変位を求めることを含む。タッチ位置情報を作成することは、少なくとも１つのタッチ位置検出技術を用いて、触覚面へのタッチによって生成される屈曲波の飛行時間を求めることを含むこともできる。タッチ位置情報を作成することは、更に、少なくとも１つの曲げモードセンサーによって生成される信号の分散を補正することを含むこともできる。タッチ位置情報を作成することは、更に、第１のタッチ感知方法を用いて触覚面上のタッチを確認するとともに、第２のタッチ感知方法を用いて触覚面上のタッチの位置を求めることを含むこともできる。
【００１３】
別の実施形態によると、タッチ感知装置には、触覚面へのタッチに起因する触覚面の屈曲を検出するように構成されている多数のタッチセンサーを備える。この装置は、更に、多数の異なるタッチ位置検出技術を実行するように構成されている処理回路を備える。タッチ位置検出技術は、タッチセンサーによって生成される信号を用いるため、及び異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を作成するために実行される。
【００１４】
一態様では、少なくとも１つのタッチセンサーが、第１の周波数範囲に感応し、少なくとも１つの別のタッチセンサーが、第１の周波数範囲とは異なる第２の周波数範囲に感応する。別の態様では、少なくとも１つの異なるタッチ位置検出技術が、第１の周波数範囲に感応し、少なくとも別の１つの異なるタッチ位置検出技術が、第１の周波数範囲とは異なる第２の周波数範囲に感応する。更なる態様では、タッチセンサーは、同一の周波数範囲に感応する。
【００１５】
上記の課題を解決するための手段は、本発明の各実施形態又はあらゆる実施を説明しようとは意図していない。本発明の利点及び効果、並びに本発明に対するより完全な理解は、添付図面と共に下記の発明を実施するための形態及び請求項を参照することによって明らかになり、評価されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態を用いてもよく、また、構造的変更が行なってもよいことを理解すべきである。
【００１７】
本発明は、多数のタッチ変換器によって感知するためのタッチ基材を介して伝播する振動を感知するために用意する、タッチによって起動する、ユーザー対話的な装置及び方法に関するものである。より詳細には、本発明は、タッチ基材を介して伝播する屈曲波の振動を感知するように構成されている変換器を使用するタッチ感知装置及び方法に関するものであり、異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を求めてもよい。
【００１８】
本発明によって提供されるタッチ感知装置には、本明細書に記載の１つ以上の特徴、構造、方法、又はこれらの組み合わせを組み入れてもよい。このような装置又は方法には、本明細書に記載のすべての特徴及び機能を含める必要はないが、選択された特徴及び機能を搭載し、これらを組み合わさて有用な構造及び／又は機能性を用意することを意図している。
【００１９】
本発明の実施形態は、多数の異なるタッチ位置プロセスを組み合わせて、タッチパネル上のタッチ位置を決定することを目的としている。本明細書に記載の実施形態の一部は、異なる種類のタッチ位置技術を用いる、２つ以上のタッチ位置プロセスを使用する。他の実施形態は、同一の種類のタッチ位置技術を用いるが、タッチ位置の決定には別の手法を用いる２つ以上のタッチ位置プロセスを使用する。
【００２０】
タッチ基材へのタッチ位置を特定することには、静的タッチ位置を決定する、及び／又はドラッグ操作、描画操作、又は書き込み操作で用いられる動作など動的な移動タッチのパスを決定することを含めてもよい。動的タッチの測定には、タッチダウンの前、間、及び／又は後にデータを流すことを含めてもよい。タッチ情報には、平面上のタッチに関する位置情報、例えば平面パネル上のタッチ位置のｘ座標及びｙ座標を含めてもよい。更に、タッチ位置の決定には、ｚ軸情報を取得することを含めてもよい。ｚ軸のタッチ情報には、例えば、タッチダウン及び／又はリフトオフの検出、タッチダウン及び／又はリフトオフの速度、タッチパネル上の距離及び／又はタッチパネル上の触圧レベルを含めてもよい。タッチ情報には、意図したタッチ事象と意図しないタッチ事象（例えば、真／偽タッチの識別、手操作の拒否など）を識別する上で、及びタッチスタート機能を実行する上で有益な情報を含めてもよい。
【００２１】
信号内のノイズは、不正確なタッチ位置決定の原因となる場合がある。例えば、ノイズは、静電放電、電磁妨害、振動、捻転、周辺光、ディスプレイ装置からのノイズ、音響ノイズ、表面の汚染、及び／又は他のノイズ源によって発生する可能性がある。ノイズの除去は、タッチ位置プロセスにとって重要な要因と思われる。幾つかのタッチ位置法では、特定の発生源からのノイズに対する感度が低減されている。幾つかの実施形態では、ノイズ除去性を強化するためにタッチ位置プロセスが組み合わされている。
【００２２】
タッチ位置プロセスは、タッチ位置測定の精度、測定の解像度、測定が取得される速度、及びタッチ位置方法によって消費されるリソース、例えば消費された電力又はプロセッサ時間など様々なプロセスパラメータに関連付けられている。単一のタッチ位置プロセスは、上記のタッチ位置パラメータの１つに関して優れた性能を用意する場合がある。しかし、特定のタッチ位置プロセスは、あらゆる条件下においてタッチパラメータを測定するためには最適ではない場合がある。
【００２３】
本明細書に記載されている本発明の実施形態に示されているように、タッチ位置プロセスの組み合わせを有利に使用して、１つ以上の上記のパラメータに関して優れた性能をもたらしてもよい。例えば、２つ以上のタッチ位置法から得た情報を組み合わせて、１つ以上の上記のプロセスパラメータ又は他のプロセスパラメータを向上させてもよい。タッチ位置を決定するために複数の個別のプロセスの結果を組み合わせると、単一の方法を使用した場合を上回る多数の利点を得られる。本明細書に記載のタッチ位置を決定するための混合アプローチによって、例えばタッチ位置精度の向上、タッチ位置計算の複雑度の低減、タッチ位置決定速度の向上、電力消費量の低減、タッチ位置感度の向上、ノイズに対する耐性の向上、及び／又はｚ軸情報の向上のうち、任意又は全ての利点をもたらしてもよい。
【００２４】
屈曲波振動という用語は、例えば、接触による振動を指し、面変位からの一部が屈曲波振動に対応できる部材に伝達される。多くの材料は屈曲する。幾つかの材料は、完全平方根の分散関係を示す純曲げだが、一部は、純曲げと剪断曲げの混合である。分散関係は、波の面内速度の波周波数に対する依存度を示す。屈曲という用語は、加重した場合、例えばタッチパネルの表面に加えられたタッチに対してタッチパネルがたわんだ場合（例えば湾曲した場合）、面外変位又は部材のたわみにも当てはまる。この際、タッチパネルの一面は圧縮状態で配置されており、一方反対面は、緊張状態で配置されている。これによって、タッチパネルの湾曲が生じる。このようなタッチパネルの湾曲は、本明細書に記載の種類の曲げモードセンサーを用いて及び下記に記載の方法で検出してもよい。
【００２５】
圧電センサーを備えている振動感知式タッチ入力装置では、例えば、タッチパネルプレートの平面に伝播する振動によって圧電センサーに圧力が加わり、センサー全体で検出可能な電圧が発生する。受信された信号は、直接タッチ入力の衝撃、若しくは痕跡（摩擦）によるエネルギーの投入によって直接発生した振動、又は既存の振動に影響するタッチ入力、例えば振動の減衰によって生成される可能性がある。受信された信号は、意図しない入力、例えばユーザーによるタッチ入力装置の取り扱い、若しくは取り扱いミス、又は外的であるが、タッチ入力装置によって感知される環境要因によって発生する可能性もある。
【００２６】
図１を参照すると、屈曲波振動を検出し、多数の異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置を決定するための特徴及び機能を組み入れるタッチ感知装置１００の１つの構成が示されている。この実施形態によると、タッチ感知装置１００には、タッチ基材１２０及びタッチ基材１２０の上面に連結されている振動センサー１３０が備わっている。この説明に役立つ実例では、タッチ基材１２０の上面が触覚面を形成している。センサー１３０はタッチ基材１２０の上面に連結した状態で示されているが、センサー１３０は、或いはタッチ基材１２０の下面に連結することもできる。別の実施形態では、１つ以上のセンサー１３０が上面に連結し、１つ以上の他のセンサー１３０がタッチ基材１２０の下面に連結していてもよい。振動センサー１３０Ａ〜１３０Ｄは、タッチプレートで伝播する振動を振動センサーで検出できる十分な程度に機械的に連結している限り、例えば接着剤、はんだ、又はその他の好適な材料など任意の好適な方法で、タッチプレート１２０に連結できる。代表的な振動センサー及び振動センサーの配置は、同一出願人による米国特許出願第１０／４４０，６５０号及び同１０／７３９，４７１号に開示されており、これらは参照によって本明細書に全て組み込まれる。
【００２７】
タッチ基材１２０は、屈曲波振動など対象振動に対応する任意の基材でよい。代表的な基材１２０としては、アクリル樹脂、若しくはポリカーボネートなどのプラスチック、ガラス、又は他の好適な材料が挙げられる。タッチ基材１２０は透明でも不透明でもよく、所望により他の層を備えたり、組み込んだり、他の機能に対応してもよい。例えば、タッチ基材１２０は、引っかき抵抗性、汚れ抵抗性、グレア低減、反射防止特性、方向指定又はプライバシーのための調光、フィルタリング、偏光、光学的補償、摩擦テクスチャリング、着色、グラフィックイメージなどを提供できる。
【００２８】
一般に、タッチ感知装置１００には、タッチ入力の位置を２次元で決定するために少なくとも３つのセンサー１３０が備わっている。幾つかの実施形態では、４つのセンサー１３０（図１にセンサー１３０Ａ、１３０Ｂ、センサー１３０Ｃ、及び１３０Ｄとして示す）が備わっているのが望ましい。これらの例は、国際公開ＷＯ２００３／００５２９２号及び同ＷＯ０１／４８６８４号、並びに同一譲受人による米国特許出願第０９／７４６，４０５号に記載されており、これらは参照によって本明細書に全て組み込まれる。
【００２９】
本発明において、センサー１３０は、好ましくはタッチ基材１２０に対するタッチ入力を示す振動を感知できる圧電センサーである。有用な圧電センサーは、ユニモルフ圧電センサー、バイモルフ圧電センサーなどである。圧電センサーは、例えば良い感応度、比較的低価格、十分な堅牢性、潜在的にスモールフォームファクター、十分な安定性、応答線形性など多数の有益な特徴を提供する。振動感知式タッチ感知装置１００に使用できる他のセンサーは、電歪、ピエゾ抵抗、音響、容量性、及び可動コイル変換器／装置である。
【００３０】
ある実施形態では、全てのセンサー１３０がタッチ基材１２０の振動を感知するように構成されている。センサー１３０は、技術的及び機能的に実質的に同一でもよい。例えば、全てのセンサー１３０は、同一の部品番号又はＩＤで特定の製造業者によって製造されている曲げモードセンサーでもよい。他の実施形態では、センサー１３０は技術的には実質的に同一であるが、機能的には異なってもよい。例えば、全てのセンサー１３０は特定の製造業者によって製造された曲げモードセンサーであるが、幾つかのセンサーは屈曲波を検出するために実装してもよく、他のセンサーはプレートのたわみを検出するために実装してもよい。幾つかの実施形態では、１つ以上のセンサー１３０は、曲げモードセンサー以外のセンサーでもよい。
【００３１】
他の実施形態によると、１つ以上のセンサー１３０は、他のセンサー１３０によって感知可能な信号を放出するエミッター装置として使用できる。この信号は、基準信号として用いられる、又は変更された振動がセンサー１３０によって感知され、タッチ位置を決定できるようにタッチ入力によって変更可能な振動を作成する。動電型変換器は、好適なエミッター装置として使用してもよい。更に、１つ以上のセンサー１３０は、２つの目的を兼ねた感知及び励振変換器として構成させることができる。例えば、これまでに組み込まれた国際公開ＷＯ２００３／００５２９２号及び同ＷＯ０１／４８６８４号、並びに同一譲受人による米国特許出願第１０／７５０，５０２号に公開されており、これらは参照によって本明細書に全て組み込まれる。
【００３２】
タッチ感知装置１００を用いる多くの用途では、タッチ感知装置１００経由のディスプレイ情報を表示するために電子ディスプレイも用いられる。ディスプレイは典型的に方形であるので、方形のタッチ感知装置１００を用いることが典型的であり、便利である。したがって、センサー１３０が取り付けられるタッチ基材１２０の形は、典型的に方形であり、他の形状も望ましいことは理解されよう。
【００３３】
ある構成によると、センサー１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄは、好ましくはタッチ基材１２０の角部付近に配置する。多くの用途では、タッチ感知装置１００を経由して表示されるディスプレイが必要となるので、センサー１３０Ａ〜Ｄがディスプレイ可視領域を望ましくなく侵害しないように、これらのセンサーをタッチ基材の端部付近に配置することが望ましい。タッチ基材１２０の角部にセンサー１３０Ａ〜Ｄを配置することによって、パネルの端部からの音響反射の影響も低減できる。
【００３４】
タッチ感知装置１００によって感知される接触は、スタイラスペン（手持ち式ペンの形式でもよい）によるタッチの形式でもよい。タッチ基材１２０上でのスタイラスペンの動作は、タッチ基材１２０上のスタイラスペンの位置、圧力、及び速度の影響を受ける、連続信号を生成してもよい。このスタイラスペンは、例えばゴム製の可撓性の先端を備えていてもよく、この先端に可変力を加えることによってタッチ基材１２０で屈曲波が生成される。可変力は先端によって提供されてもよく、或いはタッチ基材１２０の表面に付着する又は表面全体を滑るように進む。或いは、接触は、タッチ基材１２０で屈曲波を生じさせ得る、指によるタッチの形式でもよい。これは、受動感知及び／又は能動感知によって検出してよい。屈曲波には、超音波領域（＞２０ｋＨｚ）の周波数成分を含めてもよい。
【００３５】
図１に示したタッチ感知装置１００は、コントローラ１５０に通信的に連結されている。センサー１３０Ａ〜Ｄは、ワイヤー又はタッチ基材１２０上に作成された印刷電極パターンを介してコントローラ１５０に電気的に連結されている。コントローラ１５０には、典型的に、センサー１３０に信号を適用し、信号又は信号の変化を測定するフロントエンドの電極が備わっている。他の構成では、コントローラ１５０には、フロントエンドの電極に加えてマイクロプロセッサが更に備わっていてもよい。コントローラ１５０は、下記に詳述するように、一連の異なるタッチ位置検出技術から選択した１つ以上のタッチ位置検出技術を実行できる。様々なタッチ位置検出技術の選択は、上記の基準に基づいて行ってもよく、このような選択は、タッチ刺激の特性、動作環境、環境条件などの変化に応じて変更してもよい。
【００３６】
典型的な配置構成では、タッチ感知装置１００は、ホストコンピュータシステム（図示なし）のディスプレイと組み合わせて用いられ、ユーザーとホストコンピュータシステムとの間に視覚的及び触知的対話を用意する。ホストコンピュータシステムは、ネットワークインターフェースなど通信インターフェースを備え、タッチ感知装置１００を組み入れるタッチパネルシステムとリモートシステムとの間の通信を円滑化してもよい。例えば様々なタッチパネルシステムの診断、較正、及び保守業務は、タッチパネルシステムとリモートシステムとの間の共同の通信によって実行させてもよい。
【００３７】
図２は、本発明の実施形態による、曲げモードセンサーの信号及び異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を作成する方法を説明するフローチャートである。図２に示した方法には、触覚面に連結されている曲げモードセンサーを用意するという２０２が含まれている。多数の異なるタッチ位置検出技術は、２０４で提供される。少なくとも１つのこれらの技術が、曲げモードセンサー信号を用いる。タッチ位置情報は、異なるタッチ位置検出技術を用いて２０６で作成される。
【００３８】
タッチ位置情報を作成することには、触覚面上のタッチ位置を決定することを含めてもよい。少なくとも幾つかの異なるタッチ位置検出技術は、単独でタッチ位置を検出できる。例えば、第１のタッチ位置検出技術が触覚面に対してタッチ位置のｘ座標及びｙ座標を求め、第２のタッチ位置検出技術が触覚面に対してｚ座標を求めることができる。
【００３９】
タッチ位置情報には、タッチパネルシステムの較正を促進する、又はシステムの診断や保守を行う際に有用な情報を含めてもよい。幾つかの実施形態では、曲げモードセンサーによって生成される信号を用いる、少なくとも２つの異なるタッチ位置検出技術が提供される。例えば、２つ以上のタッチ位置検出技術は、曲げモードセンサーによって生成される信号を用いるが、周波数応答、又はタッチ位置測定の精度、測定の解像度、測定値を取得できる速度、タッチ位置プロセスによって消費されるリソースなど他の特性に関して相互に異なってもよい。
【００４０】
更なる例として、２つ以上のタッチ位置検出技術は、曲げモードセンサー信号を処理してタッチ位置情報を生成するプロセスに関して相互に異なってもよい。ある実施形態では、特定のタッチ位置検出技術は、２つ以上の異なる方法で屈曲波信号に作用し、タッチ位置情報を生成してもよい。別の実施形態では、２つ以上の異なるタッチ位置検出技術は、実質的に同一の方法で屈曲波信号に作用し、タッチ位置情報を生成してもよい。
【００４１】
図３のフローチャートは、本発明の実施形態による、曲げモードセンサー信号及び異なるタッチ位置検出技術の使用を含むタッチ位置情報を向上する方法を説明している。図３に示した方法には、少なくとも１つが曲げモードセンサー信号を用いる、多数の異なるタッチ位置検出技術を用意するという３０２が含まれている。第１の一連のタッチ位置情報は、第１のタッチ位置検出技術を用いて３０４で作成される。第１の一連のタッチ情報は、第２のタッチ位置検出技術によって行われたタッチ位置決定を向上するために３０６で用いられる。
【００４２】
図４は、本発明の実施形態による、曲げモードセンサーの信号及び異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を作成する別の方法を説明するフローチャートである。図４に示した方法には、少なくとも１つが曲げモードセンサー信号を用いる、多数の異なるタッチ位置検出技術を用意するという４０２が含まれている。第１のタッチ位置検出技術は、４０４でタッチ位置決定に関連する第１精度を提供する。第２のタッチ位置検出技術は、４０６でタッチ位置決定に関連する第２精度を提供してもよい。例えば、第１の技術は、タッチ位置に関して粗精度を提供し、第２の技術はタッチ位置に関して精密精度を提供してもよい。
【００４３】
第１の一連のタッチ位置情報は、第１のタッチ位置検出技術を用いて４０８で作成される。第２の一連のタッチ位置情報は、第２のタッチ位置検出技術を用いて４１０で作成される。例えば、第１の技術はタッチが発生した触覚面の領域を予測するために用いてもよい。第２の技術は、第１の技術によって推測された領域内で、より正確なタッチ位置の予測を提供するために用いてもよい。
【００４４】
図５は、本発明の実施形態による、異なるタッチ位置検出技術を実行するためのシステム５００のブロック図である。図５に示したように、システム５００は、多数の曲げモードセンサー５０１を備えており、所望により他の種類のセンサー５０２(例えば、容量センサー、抵抗センサー、力センサー、表面弾性波センサー、又は光学センサー）を備えていてもよい。センサー５０１及び５０２は、触覚面（図示なし）及びコントローラ５０４に連結されている。コントローラ５０４は、多数の異なるタッチ位置検出技術（ＴＬＤＴ）５１０を実行するために構成されており、これらの技術はコントローラ５０４に連結されているメモリによって格納されたり、このメモリからアクセスされてもよい。コントローラ５０４は、異なるタッチ位置検出技術５１０を用いて、タッチ位置などタッチ位置情報を生成する。
【００４５】
例えば、ＴＬＤＴ−１の技術は、機能性又は前述の観点についてＴＬＤＴ−２〜ＴＬＤＴ−Ｎの各技術とは異なる。この点に関して、ＴＬＤＴ−１の技術は、ＴＬＤＴ−２〜ＴＬＤＴ−Ｎの技術とは異なるタッチ位置検出技術と見なされる。更なる例として、ＴＬＤＴ−１技術などの所定の技術は、各技術が同様の方法で曲げモードセンサーを処理するにもかかわらず、異なるタッチ位置情報を提供するように複数の方法で実行してもよい。例えば、ＴＬＤＴ−１は、一般的な言い方をすると、曲げモードセンサー信号の周波数分析を実行するタッチ位置検出技術を表してもよい。例えばＴＬＤＴ−１Ａ技術は、ＴＬＤＴ−１Ｎ技術に関連する周波数とは異なる周波数を分析するために実行してもよい。これらの技術のそれぞれが曲げモードセンサー信号の処理に関して一般的な方法を共有するにもかかわらず、これらの技術は、このような信号の異なる特性を分析することによって共有するので、異なるタッチ位置検出情報を生成する。したがって、ＴＬＤＴ−１技術は、ＴＬＤＴ−１Ｎ技術とは異なるタッチ位置検出技術と見なされる。
【００４６】
図６は、本発明の実施形態による、異なるタッチ位置検出技術を実行するためのシステム６００のブロック図である。システム６００は曲げモードセンサー信号６０２を受信し、所望により他の種類のタッチセンサー信号６０３を受信してもよい。コントローラ６０４は、多数の異なるタッチ位置検出技術６１０〜６１８を実行するために構成される。コントローラ６０４は、異なるタッチ位置検出技術６１０〜６１８を用いてタッチ位置情報を生成する。ある方法では、コントローラ６０４が、異なるタッチ位置検出技術６１０〜６１８のうち選択された一部を有効化及び無効化できる制御信号６０５を生成する。図６に示したこの実施形態によると、異なるタッチ位置検出技術には、差分速度式タッチ位置技術６１０、差分到着時間式タッチ位置技術６１２、曲げ比率式タッチ位置技術６１４、分散補正式タッチ位置技術６１６、及び反復式タッチ位置技術６１８が含まれている。これらの各タッチ位置技術６１０〜６１８については、下記に更に詳しく記載する。
【００４７】
差分速度式タッチ位置技術６１０は、振動波のパケット分散現象を活用してタッチ基材へのタッチ位置を決定する技術を指す。差分速度式タッチ位置技術６１０では、振動波のパケット分散自体を用いて距離測定を行い、その結果からタッチ位置を算定させてもよい。ある差分速度式タッチ位置技術６１０によると、タッチセンサー基材へのタッチによって発生した分散振動波パケットは各曲げモードセンサーで感知される。特定の１つ又は複数の周波数を含む波パケットコンテンツは各センサーで検出される。特定の１つ又は複数の周波に関連する波パケットコンテンツの到着の相対時間遅延は各センサーで算定される。各センサーとタッチ事象との距離は、相対時間遅延を用いて算定される。そうしてタッチ位置は、算定済みの距離を用いて求められる。
【００４８】
この点において、差分速度式タッチ位置技術６１０は、波分散の差異のみを用いてタッチ位置を測定して波の移動時間及び移動距離を算定するために実行してもよい。分散性媒質内の振動波パケットの異なる１つ又は複数の周波数もしくは周波数バンドは、デジタル又はアナログフィルタリングによって分離することができ、各特定の１つ又は複数の周波数もしくは周波数バンドの到着時間は個別に決定できる。
【００４９】
別の方法によると、タッチ事象によって発生し、感知された振動波パケットは、較正プロセス中に様々な既知の位置でのタッチによって生成された基準波形と相互に関連付けることができる。この相互関連付けプロセスによって、既知の位置から生じた特定の波形との最適な一致が判明する。較正波形の発生源は既知であるので、タッチ事象の距離は、含まれる様々な周波数でのエネルギーの分離時間の最適な一致に基づいて決定できる。本発明の方法及び装置に用いるのに適したこの差分速度式タッチ位置技術及び他の差分速度式タッチ位置技術の更なる詳細は、２００４年１２月２９日に代理人整理番号第６００８４ＵＳ００２号で申請された同一所有者の米国特許出願第１１／０２５，３８９号、名称「振動波パケット分散を用いたタッチ位置決定」（Touch Location Determinations Using Vibration Wave Packet Dispersion））及び米国特許第５，６３５，６４３号に記載されており、これらは参照によって本明細書に組み込まれる。
【００５０】
引き続き図６を参照すると、差分到着時間式タッチ位置技術６１２には、第１のエネルギーが各曲げモードセンサーに到着する時間に基づいたタッチ位置の決定が含まれている。例えば、各センサーへの到着時間は、各センサーのエネルギーが事前に設定された閾値を超えた時に求めることができる。閾値を超えるエネルギーの到着時間の差異は、タップのような最初のタッチの位置の算定に用いてもよい。この技術６１２は、移動する連続的なタッチ、例えばドラッグの位置測定には効果的ではない。しかし、差分到着時間法は、他のより堅牢な技術よりもはるかに単純で、またおそらく消費電力の少ない処理によりタッチを測定できる。このような他の技術は、より細かい（より的確な）タッチ位置の算定、及び／又はドラッグ操作中の位置の算定に用いられる。有用な差分到着時間法は、更に米国特許第５，６９１，９５９号及び国際公開ＷＯ０１／４８６８４号に記載されており、これらは参照によって本明細書に組み込まれる。
【００５１】
図６に示した曲げ比率式タッチ位置技術６１４は、プレートの湾曲と振幅の単比の測定及び算定とを組み合わせて用い、タッチ位置を測定する。図７は、オーバーレイ７４１、及びオーバーレイ７４１の長波長の屈曲を測定する両端のセンサー７４２を備えている、システム７４０を示す。センサー７４２は、両端の全長又は端長の一部に沿って延びてよい。パネル７４１は、パネル７４１を垂直方向に制約する角部の支持体７４７及び７４８によって基盤７４９に取り付けられている。オーバーレイ７４１は、基盤７４９に取り付けられている端部７４４及び７４５によって横方向（例えばオーバーレイ７４１の平面内）に移動しないように制約されている。
【００５２】
（図７に示される曲げモードの）典型的なガラスタッチセンサーの振動の半波長の基本周波数は、ガラス厚、端長、及びサスペンションの特性に応じて５０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲である。指によるタッチの最大エネルギーは、周波数が５Ｈｚ〜１ｋＨｚなので、曲げモード半波長の周波数付近での測定によってタッチを検出すると、信号レベルが良好になる。この周波数範囲で信号を測定すると、パネル７４１を浮遊させるコンポーネント７４４、７４５、７４７及び７４８内でのヒステリシス効果及び非線形性が、静的に近い（０〜１０Ｈｚ）測定と比べて、低減される。
【００５３】
引き続き図６を参照すると、分散補正式タッチ位置技術６１６は、曲げモード信号を用いてタッチ位置情報を作成するために用いてもよい。伝搬媒質が分散性媒質の場合、多数の周波数で構成されている振動波パケットは伝播するに従って散開して減衰し、信号の解読を困難にさせる。したがって、非分散性媒質に伝播したように解読できるように、受信信号の変換が提案されている。振動波パケットの分散について、このような分散を補正した代表的信号を生成する代表的な技術は、国際公開ＷＯ２００３／００５２９２号公報、同ＷＯ０１／４８６８４号公報、及び米国特許第６，８７１，１４９号に公開されており、これらは参照によって本明細書に組み込まれる。
【００５４】
振動波パケットの分散を補正する、ある方法によると、例えば、屈曲波に対応できる構造に実装されている第１の曲げモードセンサーが最初に測定された屈曲波信号を測定する。第２の曲げモードセンサーは、２番目に測定された屈曲波信号を求めるための構造に実装されている。２番目に測定された屈曲波信号は、最初に測定された屈曲波信号と同時に測定される。２つの測定された屈曲波信号の分散修正関数が算定され、これは、分散修正相関関数、分散修正畳み込み関数、分散修正コヒーレンス関数、又は他の位相等価関数にしてよい。測定された屈曲波信号は処理されて、分散修正関数を適用することによって接触に関する情報が算定される。この方法に関する詳細は、これまでに組み込まれた国際公開ＷＯ２００３／００５２９２号、同ＷＯ０１／４８６８４号、及び米国特許第６，８７１，１４９号に公開されている。
【００５５】
例えば、図８は、オーバーレイ８２１の振動を典型的には音声周波数で測定する曲げモード圧電変換器センサー８２２及び８２３を備えているオーバーレイ８２１を示している。タッチ位置は、周波数補正された音波の飛行時間から算定してもよい。対応サスペンション８２４もガスケットとして機能し、オーバーレイ８２１の端部で音響信号を減衰してもよい。更なる例では、分散補正の実施の有無にかかわらず、時間領域技術を用いて最初の位置情報を作成し、位相差で機能する技術を用いて、時間領域技術で作成された最初の位置情報を精緻化させてもよい。
【００５６】
図６にも示したように、対話的なタッチ位置技術６１８は、多数の改良された機能をもたらす。例えば、単純な計算を用いて取得されたタッチの概算位置は、反復プロセスを介して更に的確なタッチ位置分析を通知するために用いることができる。概算的な又は中間的なタッチ位置は、単純な計算の精度を向上できるようにセンサー信号を反復的に調整するために用いることができる。
【００５７】
他のタッチ位置方法は、用いられるタッチ位置技術に固有の精度でタッチ位置を決定する。反復式タッチ位置技術６１８は、源波形の正確な復元を目指して反復する機能を用意する。したがって、このような反復式技術を用いると、所望の、又は必要な精度までタッチ位置を求めることができる。
【００５８】
一例として、タッチ位置信号を、上述のプロセスなどタッチプレート上のタッチによって作成された振動に応じて作成する。タッチの概算タッチ位置を求める。タッチの概算タッチ位置は、適宜選択した位置でも、作成された信号に基づいても、又は他の方法で概算させたものでもよい。あるシナリオでは、第１のタッチ位置技術をタッチ位置を概算するために用い、第２のタッチ位置技術を、反復プロセスを介してタッチ位置をより正確に求めるために用いてもよい。
【００５９】
生成された信号は、タッチの概算位置に基づいて調整させる。タッチ位置は、調整された信号に基づいて算定させる。新たに決定された中間的なタッチ位置を用いて、反復プロセスを続行して再度信号を調整し、任意の回数の反復に対してタッチ位置を再算定してもよい。反復プロセスは、所望の、又は必要なタッチ位置の精度を達成するために、複数周期繰り返してもよい。必要回数の周期を完了したら、又は所望の精度を達成したら、タッチ位置アルゴリズムは終了し、反復プロセスによって決定された最終タッチ位置に戻る。反復式タッチ位置技術６１８の例は、２００５年１月１０日に代理人整理番号第６００８３ＵＳ００２号で発行された同一所有者の米国特許出願第１１／０３２，５７２号、名称「タッチ位置を決定するための反復法」（Iterative Method for Determining Touch Location））に記載されており、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００６０】
次の例では、本発明の実施形態による、複数の異なるタッチ位置技術を用いてタッチ位置情報を生成する方法について説明する。ある方法によると、パネル湾曲の低周波測定及び湾曲比率分析（例えば湾曲比率式タッチ位置技術６１４）では、音声周波数分散補正測定と周波数ドメイン解析（例えば、分散補正式タッチ位置技術６１６）とを組み合わせて、タッチ位置の補完的な粗測定及び精密測定を行う。
【００６１】
例えば図９には、オーバーレイ９６１並びに両端のセンサー９６２及び９６３を備えたシステム９６０が示されている。センサー９６２及び９６３は、オーバーレイ９６１の湾曲を測定する。センサー９６２及び９６３は、分散補正式タッチ位置技術６１６を曲げ比式タッチ位置技術６１４と組み合わせて用いた場合に音声周波振動を測定する同一のセンサーであることが望ましい。対応サスペンション９６４は、パネル９６１の周囲を囲むストリップである。サスペンション９６４は、タッチシステムのガスケットとしても機能することが望ましく、その減衰特性は、特定の分散補正式タッチ位置技術６１６の音声周波数要件及び特定の曲げ比式タッチ位置技術６１４の低周波プレート湾曲要件に適合する必要がある。サスペンション９６４は、図に示されるように接触パネル９６１の上面、下面、又は両面に接触してもよい。
【００６２】
前述したように、典型的なガラスタッチセンサーの振動の半波長曲げモードの基本周波数は、５０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲であり、指によるタッチの最大エネルギーは、周波数が５Ｈｚ〜１ｋＨｚである。したがって、半波長曲げモードの周波数付近での測定によってタッチを検出すると、信号レベルが良好になる。前述したように、この低周波の曲げモード範囲（５０Ｈｚ〜１ｋＨｚ）で信号を測定すると、サスペンション６４のばね定数内でのヒステリシス効果及び非線形性が、静的に近い（０〜１０Ｈｚ）測定と比べて、低減される。図９に示した曲げシステムも、空中音波など大面積の「ノイズ」力には比較的影響を受けない。しかし、解像度及び精度は、サスペンション９６４を経由してパネル９６１と基盤９６９との間を移動する非測定（エラー）力によって限定されると思われる。これらの力には、基盤のたわみ及びサスペンション９６４の不均一性による曲げ力も含まれる。
【００６３】
幾つかのタッチ位置検出技術は、タッチセンサー基材上のタッチの粗位置を求めるのに最適であり、他の技術は、タッチセンサー基材上のタッチの精密位置を求めるのに最適である。以下の具体的な方法には、複数の技術の１つを用いてタッチの粗位置を求めることが含まれており、更に複数の他の技術の１つを用いてタッチの精密位置を求めることが含まれている。
【００６４】
工程Ａ−複数の方法の１つによってタッチの粗位置を検出する。
【００６５】
１．時間ベースの波形の比較差分到着時間を測定する（例えば、技術６１２）。例えば、各センサーでエネルギーが閾値を超える(第１の）時間を測定する。閾値を超えるエネルギーの到着時間の差分を用いて、粗位置を算定してもよい。この大雑把な方法の計算は、例えば分散補正式タッチ位置技術６１６よりも単純であり、少ない処理能力で、短時間で実行できる。
【００６６】
２．分散は時間に比例するので、受信波の分散量（例えば、３ｋＨｚのエネルギーを受信する時と１５ｋＨｚのエネルギーを受信する時とを比較した場合の遅延）を用いて、波の伝播時間を算定できる（例えば、差分速度式タッチ位置技術６１０）。粗位置は、この分散差異の単純な測定及び算定を用いて決定する。次に、下記の「精密位置」オプションに概説する方法によって精密位置を求める。
【００６７】
３．静的／低周波プレート曲げ信号を用いて、曲げ比式タッチ位置技術６１６に関する上述の方法によってタッチの粗位置を生成してもよい。ラム波音響信号の測定（例えば、分散補正式タッチ位置技術６１６）に用いられるパネル、パネルサスペンション、及びセンサーを、低周波プレート曲げ信号の測定に用いてもよい。これによって、１組のセンサーで２種類の信号を測定できる（例えば、どちらも異なる周波数範囲及び距離測定基準で屈曲波を用いる、曲げ比及び分散補正）。異なる信号の種類（及び異なる計算法）を組み合わせると、いずれか１つの方法のみで得られるよりも良い結果を得られると考えられる。
【００６８】
４．前述したように、反復式タッチ位置技術６１８を用いて粗位置を生成してもよい。この方法は、周波数領域で多数の比較的単純な計算を行う反復的な方法を用いて、分散補正式タッチ位置技術６１６で用いられるような、パネル内の（受動的）音響データからタッチ位置を特定する。
【００６９】
ａ．このアルゴリズムの多数のパスを用いて、タッチを特定するために必要な粗精度及び精密精度の両方を算定できる。又は
ｂ．このアルゴリズムの１つ（又は複数）のパスを用いて、音響データから粗位置を算定し、次に分散補正アルゴリズムを用いて、同一の音響データから精密（より精度の高い）位置を算定してもよい。
【００７０】
ｃ．測定した音響データに対して分散補正簡易アルゴリズム（低解像度の高速フーリエ変換（ＦＦＴ））を用いて粗位置を算定し、次にこの反復アルゴリズムの１つ（又は複数）のパスを用いて同一の音響データから精密位置を算定してもよい。
【００７１】
工程Ｂ−複数の方法の１つによって精度の高い精密位置へと精緻化する。
【００７２】
１．周波数領域ベースの反復式タッチ位置技術６１８を用いて、上記１、２、若しくは３の時間領域法、又は上記の周波数領域ベース法４から得られた粗位置を精度の高い位置へと精緻化してもよい。
【００７３】
２．概算位置の単純な時間ベースの測定によるタッチ検出（上記のプロセス１、２、又は３）によって、精度の高い位置を算定する既知のＦＦＴアルゴリズム（例えば、反復又は分散補正）を開始させてもよい。タッチ位置はドラッグ／書き込み操作中に移動するので、差分到着時間式タッチ位置技術６１２及び差分速度式タッチ位置技術６１０は、信号振幅の欠如、信号の変化の欠如、及び反響による干渉のために精度を欠くことがある。したがって、ドラッグ中の位置の探知には分散補正法６１６又はおそらく反復法６１８を用いるものと思われる。
【００７４】
３．時間ベースの補正−タッチの概算位置を前提とする。
【００７５】
ａ．概算位置に基づいて、各センサーの分散量（Ｄ）を算定する。
【００７６】
ｂ．分散量に応じて、各センサーのＴＤ（ｔ）テンプレートを生成することができる。
【００７７】
ｃ．次に、受信した波で分散テンプレートＴＤ（ｔ）を補正してもよい。
【００７８】
ｄ．最大正相関によって、各端部のセンサーの分散（したがって、タッチ位置までの距離）が正確であることを確認する。
【００７９】
ｅ．最大相関よりも低い相関は、エラー補正が更に必要なことを示す。
【００８０】
幾つかの場合において、粗位置は、５％〜２０％の精度のタッチ座標をもたらせば十分である。例えば、ディスプレイに４〜８個の間隔が広いボタンから成るメニューで開始されるアプリケーションの場合、タッチされたボタンを区別するには＋／−２０％の精度で十分であると考えられる。その後のタッチ操作ではより高い精度が必要な場合があるので、第２のタッチ位置技術を用いてよい。
【００８１】
更なる例として、異なるタッチ位置検出技術を用いて手操作拒否（例えば、誤タッチ）法を実行してもよい。説明に役立つある実例では、分散補正法６１６（例えば、分散補正した音響測定）及び曲げ比法６１４（例えば、静的／低周波プレート曲げ測定）を組み合わせて用いて、手操作拒否法を実行してもよい。
【００８２】
手書き入力に用いられるタッチパネルには、パネル上に置かれた手及び書き込みに用いられるスタイラスペンの先という２つのタッチポイントが存在する。分散補正法でスタイラスペンの位置を測定する一方で、手の位置を把握することは有用である。手は、音響エネルギーを発生させる。また、書き込み中にスタイラスペンによって発生されたエネルギーの一部を吸収したり、反響したりする。これは、手の圧力が大きい場合に特に当てはまる。スタイラスペンの動作及び位置は、音響周波が高い場合に最も効率的に測定される。手の位置は、手を動かした時の（一般に低周波）音響信号と手をタブレットの表面に置いている時の超低周波曲げ比の測定との組み合わせとして、個別に測定してもよい。
【００８３】
手によって生成された信号及びスタイラスペンの信号に対する手の影響の代償として、スタイラスペンの位置測定の精度が向上することもある。
【００８４】
１．スタイラスペンでの書き込み中には、手による音響ノイズ及び反響は無視するか、（幾つかの非常に複雑な）計算によって積極的に減じてもよい。
【００８５】
２．スタイラスペンと１つの角部との間で手が検出された場合、その角部で受信された、反復信号又は分散補正された信号は無視（通常、位置計算に４角部の信号は不要）、又は修正する。
【００８６】
タッチ起動法又はタッチ確認法は、曲げモードセンサー及び多数の異なるタッチ位置検出技術を用いて実行してもよい。例えば、タッチ起動法には、タッチ基材に付与された屈曲波の振動の感知及びこのような波振動がタッチ基材への意図したタッチによるものか又は意図しないタッチによるものかの判断が含まれる。特定の意図したタッチのみが起動タッチ信号として検出されるように、タッチ基材への幾つかのタッチは、異なるタッチ器具又は異なるタッチ力を用いて行われた他のタッチと区別することもできる。様々なタッチ起動法の詳細は、２００３年１０月１０日に申請された米国特許出願第１０／６８３，３４２号に公開されており、参照によって本明細書に組み込まれる。リフトオフ検出及び軽いタッチに対する感度の向上を目的とする様々な方法は、同一譲受人による米国特許出願第１０／７５０，２９１号に記載されており、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００８７】
更なる例として、ある低消費電力の方法を用いて、主要タッチ測定システムを起動し、別の（高消費電力の方法）を用いてタッチ位置を測定してもよい。これらの異なる各技術は、曲げモードセンサーを用いることが好ましい。例えば差分到着時間法６１２、差分速度法６１０、曲げ比法６１４など時間ベースの技術は、分散補正法６１６などＦＦＴベースの方法よりも所要処理能力が低いこともあるため、時間ベースの技術をタッチ検出プロセスの起動に用いることもある。
【００８８】
図１０を参照すると、本発明の実施形態による、向上したタッチ位置決定を実行するのに好適なタッチ画面システムの実施形態が示されている。図１０に示したタッチシステム１０２０には、タッチパネル１０２２が備わっている。このタッチパネルは、コントローラ１０２６に通信的に連結されている。コントローラ１０２６には、タッチパネル１０２２に信号を印加し、タッチ信号又はタッチ信号の変化を測定し、２つ以上の異なるタッチ位置検出技術を実行してタッチ位置情報を作成する、電子回路１０２５（例えば、フロントエンドの電子機器）が少なくとも備わっている。より堅牢な構成では、コントローラ１０２６には、フロントエンドの電子機器１０２５に加えて、更にマイクロプロセッサ１０２７を備えることができる。典型的な配置構成では、タッチパネル１０２２をホストコンピュータマシン１０２８のディスプレイ１０２４と組み合わせて用いて、ユーザーとホストコンピュータシステム１０２８との間に視覚的及び触覚的対話を用意する。
【００８９】
タッチパネル１０２２は、ホストコンピュータシステム１０２８のディスプレイ１０２４から独立した装置として実行できるが、このディスプレイと共に作動できることは理解されよう。或いは、タッチパネル１０２２は、タッチパネル１０２２を取り込みやすい、プラズマ、ＬＣＤ、又はその他の種類のディスプレイテクノロジなどのディスプレイ装置を備える単一システムの一部として実装できる。更に、本発明のタッチ位置検出技術を共に実行できるセンサー１０２２及びコントローラ１０２６のみを備えるように定義されたシステムに有用性が認められることも理解されよう。
【００９０】
図１０に示した、説明に役立つ構成では、タッチパネル１０２２とホストコンピュータシステム１０２８との間の通信は、コントローラ１０２６を経由して成立する。１つ以上のコントローラ１０２６は、１つ以上のタッチパネル１０２２及びホストコンピュータシステム１０２８と通信的に連結できる。コントローラ１０２６は、典型的には、本発明の原則に基づいたタッチパネルの動作のエラー補正など、タッチパネル１０２２に加えられたタッチの検出を行うファームウェア／ソフトウェアを実行するように構成されている。コントローラ１０２６によって実行される機能及び動作は、或いはホストコンピュータシステム１０２８のプロセッサ又はコントローラによって成立可能であることは理解されよう。
【００９１】
本発明の多様な実施形態を例証と説明の目的で述べてきた。それは、包括的であることも、開示されたまさにその形態に本発明を限定することも意図していない。以上の教示を考慮すれば、多くの修正形態及び変形形態が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明によって制限されず、むしろ添付の特許請求の範囲によって制限されるものとする。
【００９２】
本発明は様々な変更例及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。しかし本発明を説明する特定の実施形態に限定しようとするものではないことは理解されよう。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、及び代替物が含まれることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施形態による、異なるタッチ位置検出技術を実行するよう構成されている曲げモードセンサー及びコントローラを備えているタッチパネルシステムを示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態による、曲げモードセンサー信号及び異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を作成及び向上する複数の方法を説明するフローチャート。
【図３】本発明の実施形態による、曲げモードセンサー信号及び異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を作成及び向上する複数の方法を説明するフローチャート。
【図４】本発明の実施形態による、曲げモードセンサー信号及び異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置情報を作成及び向上する複数の方法を説明するフローチャート。
【図５】本発明の実施形態による、異なるタッチ位置検出技術を実行するためのシステムを説明するブロック図。
【図６】本発明の実施形態による、異なるタッチ位置検出技術を実行するための別のシステムのブロック図。
【図７】本発明の実施形態による、異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置検出を実行するための１つ以上の曲げモードセンサーを備えているタッチパネルシステムの断面を示す図。
【図８】本発明の実施形態による、異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置検出を実行するための１つ以上の曲げモードセンサーを備えているタッチパネルシステムの断面を示す図。
【図９】本発明の実施形態による、異なるタッチ位置検出技術を用いてタッチ位置検出を実行するための１つ以上の曲げモードセンサーを備えているタッチパネルシステムの断面を示す図。
【図１０】本発明の実施形態による、向上したタッチ位置決定を実行するための好適なタッチ画面システムのブロック図。
【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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【国際調査報告】
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