(57)【要約】  本発明は、パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサ（１）のための分析用電子回路であって、このマトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する手段と、このマトリックスの他方の軸による電気的特性を、これら２つの軸の交点において検出する手段とを有し、電力供給軸と検出軸とを交替させることを特徴とする分析用電子回路に関する。本発明は、マトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する手段と、このマトリックスの他方の軸による電気的特性を、これら２つの軸の交点において検出する手段とを有し、上記のような分析用電子回路をさらに有するパッシブマトリックス式多点接触タッチセンサ（１）にも関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための分析用電子回路であって、
前記マトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する手段と、
前記マトリックスの他方の軸による電気的特性を、前記２つの軸の交点において検出する手段と、を有し、
電力供給軸と検出軸とを交替させることを特徴とする分析用電子回路。
【請求項２】
測定される前記電気的特性が抵抗であることを特徴とする、請求項１に記載の分析用電子回路。
【請求項３】
測定される前記電気的特性が容量であることを特徴とする、請求項１に記載の分析用電子回路。
【請求項４】
電力供給軸と検出軸との前記交替が周期的であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項５】
電力供給軸と検出軸との前記交替が、アーチファクトの検出を条件とすることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項６】
電力供給軸と検出軸との前記交替が、命令信号の受信を条件とすることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項７】
１つの走査段階において、一方の網のラインに順番に電力を供給し、第２の網の各ライン上の応答を検出することによってセンサを制御することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項８】
電力供給軸と検出軸との前記交替が、列を電力供給軸とし、行を検出軸とした走査段階と、行を電力供給軸とし、列を検出軸とした走査段階との間の交替に対応することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項９】
マトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する手段と、
前記マトリックスの他方の軸による電気的特性を、前記２つの軸の交点において検出する手段と、を有し、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の分析用電子回路をさらに有するパッシブマトリックス式多点接触タッチセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための電力供給軸／検出軸交替式分析用電子回路に関する。
【０００２】
本発明は、パッシブマトリックス式の透明多点接触タッチセンサに関する。
【背景技術】
【０００３】
このタイプのセンサは、好ましくはグラフィックインターフェイスを通じてある装置を制御することを目的として、センサ表面における複数の指の位置、圧力、サイズ、形状、移動を同時に取得する手段を有する。
【０００４】
このセンサは、パーソナルコンピュータ（ラップトップまたはデスクトップ）、携帯電話、自動窓口（銀行、店頭、切符売場）、ゲーム機のコンソール、携帯式マルチメディアリーダ（ディジタル再生プレイヤ）、オーディオビジュアル装置または家電製品のコントローラ、工業生産装置のコントローラ、ＧＰＳナビゲータなどのためのインターフェイスとして利用できる。
【０００５】
従来技術では、透明な多点接触タッチセンサが知られている。このセンサは、互いに平行ではない２つの網を有する触覚相互作用面で構成されている。それぞれの網は、一般に、互いに平行なラインの集合で構成されている。これらの網は、その両者間に複数のノードを規定している。そのノードの位置は、一方の網と他方の網の交点を投影した位置である。これらのノードには、対応する接触領域上の存在に応じて情報を供給する物理的測定手段が設けられている。このセンサにより、複数の接触領域の状態を同時に知ることができる。各ノードに対して行なう測定は、対象とするノードに関係する網の２つの要素の端子における電圧または容量の測定に対応する。各網を順番に迅速に走査し、センサの画像を１秒に複数回作成する。適切な応答時間を保証するには、指の動きを最大で２０ミリ秒の遅延時間で測定できなければならない。
【０００６】
従来技術では、仏国特許発明第２，８６６，７２６号の中に１つの解決法が記載されており、多点接触タッチディスプレイ上で仮想グラフィックオブジェクトを操作することによる制御装置に照準が当てられている。この装置は、センサからデータをサンプリング周波数１００Ｈｚで取得して分析することのできる分析用電子回路をさらに有する。このセンサは複数の領域に分割することができ、これらの領域に対して並列処理を実行する。このセンサは、複数の導線からなるマトリックスを有する。このマトリックスは、２つの軸の一方に電力を供給する手段と、他方の軸上の電気的特性を、これら２つの軸の交点において検出する手段と、を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この解決法の欠点は、その分析用電子回路によって測定されて処理されるデータが、雑音現象の影響と、材料の抵抗率に関係する問題（特にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を堆積させた透明な導電性材料の場合）を受けやすいことである。したがって測定されて処理されたデータは、実装されたタッチセンサの精度と感度に大きな影響を与える。
【０００８】
本発明の目的は、発生しうるアーチファクトを検出して回避するように構成された分析用電子回路を提供してこの欠点をなくすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的において、本発明では、パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための分析用電子回路であって、このマトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する電気的手段と、このマトリックスの他方の軸による電気的特性を、これら２つの軸の交点において検出する手段と、を有し、電力供給軸と検出軸とを交替させることを特徴とする分析用電子回路を提案する。
【００１０】
第１の実施態様によれば、測定される電気的特性は抵抗である。
【００１１】
第２の実施態様によれば、測定される電気的特性は容量である。
【００１２】
特定の一実施態様によれば、電力供給軸／検出軸の交替は周期的である。
【００１３】
別の特定の一実施態様によれば、電力供給軸／検出軸の交替はアーチファクトの検出を条件とする。
【００１４】
別の特定の一実施態様によれば、電力供給軸／検出軸の交替は命令信号の受信を条件とする。
【００１５】
別の特定の一実施態様によれば、分析用電子装置は、１つの走査段階において、一方の網のラインに順番に電力を供給し、第２の網の各ライン上の応答を検出することによってセンサを制御する。
【００１６】
別の特定の一実施態様によれば、電力供給軸と検出軸との交替は、列を電力供給軸とし、行を検出軸とした走査段階と、行を電力供給軸とし、列を検出軸とした走査段階との間での交替に対応する。
【００１７】
本発明は、マトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する電気的手段と、このマトリックスの他方の軸による電気的特性を、これら２つの軸の交点において検出する手段と、を有し、上で説明したいずれかの分析用電子回路をさらに有するパッシブマトリックス式多点接触タッチセンサにも関する。
【００１８】
本発明は、添付の図面に記載した例示としての非限定的実施例に関する詳細な説明を読めばよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】パッシブマトリックス式多点接触タッチディスプレイの図である。
【図２】本発明の電子回路によって実現されて、列を電力供給軸とし、行を検出軸としてタッチセンサ全体でデータを取得する処理のフローチャートである。
【図３】本発明の電子回路によって実現されて、行を電力供給軸とし、列を検出軸としてタッチセンサ全体でデータを取得する処理のフローチャートである。
【図４】本発明の電子回路によって実現されてデータを分析する処理のフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施態様による電子回路によって実現されてデータの取得と分析を行なう処理のフローチャートである。この処理は、電力供給軸／検出軸の周期的交替を含んでいる。
【図６】本発明の第２の実施態様による電子回路によって実現されてデータの取得と分析を行なう処理のフローチャートである。この処理は、発生しうるアーチファクトの検出を条件とする電力供給軸／検出軸の交替を含んでいる。
【図７】本発明の第３の実施態様による電子回路によって実現されてデータの取得と分析を行なう処理のフローチャートである。この処理は、命令信号の受信を条件とする電力供給軸／検出軸の交替を含んでいる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明による分析用電子回路は、パッシブマトリックス式多点接触タッチディスプレイに組み込まれることを目的とする。
【００２１】
本発明による分析用電子回路は、パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサに組み込まれることを目的とする。
【００２２】
図１は、電子タッチ装置の図であり、
−マトリックス式タッチセンサ１と、
−スクリーン２と、
−センサインターフェイス３と、
−主プロセッサ４と、
−グラフィック用プロセッサ５と、を有する。
【００２３】
このタッチ装置の第１の基本要素は、センサインターフェイス３を用いた取得（多点接触操作）のために必要なタッチセンサ１である。センサインターフェイス３は、取得と分析のための電子回路を有する。
【００２４】
このタッチセンサ１はマトリックス式である。このセンサは、データ取得の高速化のため、場合によっては複数の部分に分割して各部分を同時にスキャンすることができる。
【００２５】
センサインターフェイス３からのデータは、フィルタリングされた後、主プロセッサ４に送られる。主プロセッサ４は、スクリーン２に表示して操作するグラフィックオブジェクトにセンサのデータを関連付けることのできるローカルプログラムを実行する。
【００２６】
また、主プロセッサ４は、スクリーン２に表示するデータをグラフィックインターフェイス５に送る。このグラフィックインターフェイスはさらに、グラフィック用プロセッサで制御することができる。
【００２７】
タッチセンサは以下のように制御される。第１の走査段階では一方の網のラインに順番に電力を供給し、第２の網の各ラインで応答を検出する。その応答に従って、状態が休止状態と比べて変化したノードに対応する接触領域を決定する。状態が変化した隣接するノードの一つまたは複数の集合を決定する。隣接したこのようなノードの１つの集合が、１つの接触領域を規定する。ノードのこの集合を元にして、本発明の意味でカーソルと名づける位置情報を計算する。アクティブでない領域によって隔てられたノードの集合が複数ある場合には、同じ走査段階の間に互いに独立な複数のカーソルを決定する。
【００２８】
この情報は、新しい走査段階を通じて周期的にリフレッシュされる。
【００２９】
カーソルは、連続した走査の間に得られた情報に基づいて作成され、追跡され、消去される。カーソルは、例えば接触領域の重心を求める関数によって計算される。
【００３０】
一般的な原理は、タッチセンサ上で検出された領域と同数のカーソルを作成し、その時間変化を追跡するというものである。利用者が自分の指をセンサから引っ込めると、付随するカーソルが消去される。このようにして、タッチセンサ上にある複数の指の位置と時間変化を同時に捉えることができる。
【００３１】
ある行がある列と接触してセンサ１上の１つの接触点を決定したか否かを知りたいときには、マトリックスの各ノードの端子における電気的特性（電圧、容量、インダクタンス）を測定する。
【００３２】
主プロセッサ４は、センサのデータを、操作のために表示スクリーン２に表示されるグラフィックオブジェクトと関連づけることのできるプログラムを実行する。
【００３３】
図２は、この電子回路によって実現されて、列を電力供給軸とし、行を検出軸としてタッチセンサ全体でデータを取得する処理１１（“取得１”）のフローチャートを表わしている。このセンサは、Ｍ行Ｎ列を有する。
【００３４】
この処理は、マトリックス式センサ１の各ノードの状態を決定する機能、すなわちそのノードがアクティブであるか否かを決定する機能を有する。
【００３５】
この処理は、“電圧”行列のあらゆるノードの測定に対応する。この行列は、各点（Ｉ，Ｊ）に、第Ｉ行と第Ｊ列の交点の端子で測定された電圧の値を含む行列［Ｎ，Ｍ］である（ただし１≦Ｉ≦Ｎかつ１≦Ｊ≦Ｍ）。この行列により、所定の瞬間におけるマトリックス式センサ１の各点の状態を与えることができる。
【００３６】
データを取得する処理１１は、前の取得時に得られたデータの初期化ステップ１２から始まる。
【００３７】
列の軸は電力供給軸を構成し、行の軸は検出軸を構成する。
【００３８】
処理１１は、最初に第１列を走査する。この列には例えば５ボルトが供給される。電子回路は、この列に関し、この列と、第１行〜第Ｎ行のそれぞれとの交点における電気的特性を測定する。
【００３９】
第Ｎ行の測定が実行されたとき、この処理は次の列に移り、対象となる新しい列と、第１行〜第Ｎ行のそれぞれとの交点における電気的特性の測定を再び開始する。
【００４０】
すべての列を走査し終わったとき、マトリックス式センサ（１）の各点の端子における電圧を測定し終わっている。するとこの処理は終了し、電子回路１０は、得られた“電圧”行列の分析に進むことができる。
【００４１】
図３は、電子回路によって実現されて、行を電力供給軸とし、列を検出軸としてタッチセンサ全体でデータを取得する処理２１（“取得２”）のフローチャートを表わしている。
【００４２】
この処理２１は、データを取得する処理１１“取得１”と同様である。実際には、電力供給軸と検出軸を交替させただけである。
【００４３】
この処理は、前の取得時に得られたデータの初期化ステップ１２から始まる。
【００４４】
次に、最初に第１行を走査する。この行には例えば５ボルトが供給される。電子回路は、この行に関し、その行と、第１列〜第Ｍ列のそれぞれとの間のノードの端子における電圧を測定する。
【００４５】
測定が第Ｍ列で実行されたとき、この処理は次の行に移り、対象となる新しい行と、第１列〜第Ｍ列のそれぞれとの交点の端子における電圧の測定を再び開始する。
【００４６】
すべての行を走査し終わったとき、マトリックス式センサ１の各点の端子における電圧を測定し終わっている。するとこの処理は終了し、電子回路は、得られた“電圧”行列の分析に進むことができる。
【００４７】
図４は、従来の電子回路によって実現されたデータを分析する処理“分析”３１のフローチャートである。
【００４８】
この処理は、以下のステップを実現する一連のアルゴリズムからなる。
−１回または複数回のフィルタリング３２。
−各接触領域を取り囲む領域の決定３３。
−各接触領域の重心の決定３４。
−接触領域の補間３５。
−接触領域の軌跡の予測３６。
【００４９】
分析処理３１が終了すると、ソフトウエアは、電子タッチ装置をリアルタイムでリフレッシュさせるため、その電子タッチ装置の仮想グラフィックオブジェクトに特有の多様な処理を行なう。データの取得ステップ１１または２１で検出された接触領域を取り囲む領域も規定される。
【００５０】
図５は、本発明の第１の実施態様に従う電子回路によって実行される取得と分析の処理４１のフローチャートを示している。この処理４１は、電力供給軸／検出軸が周期的に交替する処理である。
【００５１】
この実施態様によれば、電子回路は、順番に取得ステップ１１と分析ステップ３１の連続処理を実行する。連続する取得ステップ１１と分析ステップ３１は、列を電力供給軸とし、行を検出軸とした取得−分析に対応する。
【００５２】
取得ステップ１１と分析ステップ３１の後、行を電力供給軸とし、列を検出軸として連続した取得ステップ２１と分析ステップ３１を新たに実行し、取得−分析を行なう。
【００５３】
処理４１は、連続したステップ１１、３１、２１、３１を含むループを実現する。したがってこのループにより、電力供給軸と検出軸を交替させることができる。
【００５４】
この実施態様の別の一例では、この処理は、第１の連続したステップ１１および３１をＫ回実行し、第２の連続したステップ２１および３１をＬ回実行する。ただしＫとＬは、少なくとも一方が必ず１よりも大きい整数である。
【００５５】
リフレッシュ周波数は例えば約１００Ｈｚである。
【００５６】
図６は、本発明の第２の実施態様に従う電子回路によって実行される取得と分析の処理５１のフローチャートを示している。この処理５１は、電力供給軸／検出軸が交替する処理であり、その交替は、発生しうるアーチファクトの検出を条件としている。
【００５７】
この実施態様によれば、処理５１は、連続したステップ（１１、３１）と連続したステップ（２１、３１）を実行する。
【００５８】
ステップ（１１、３１）とステップ（２１、３１）の一方から他方への移行は、実行される各分析ステップ３１の結果として、発生しうるアーチファクトが検出されることを条件とする。
【００５９】
連続したステップ（１１、３１）または連続したステップ（２１、３１）において実行される分析ステップ３１が終了するごとに、電子回路は、マトリックス式センサ１の各ノードの状態に関するデータを取得して分析し、そのセンサの少なくとも一部にアーチファクト型の雑音現象が存在するか否かを決定する。連続したステップ（１１、３１）または連続したステップ（２１、３１）の終わりにいかなるアーチファクトも検出されない場合には、この処理はループとなって同じステップに戻る。アーチファクトが検出された場合には、この処理は連続したステップを交替する。例えばアーチファクトがステップ（１１、３１）の終わりに検出されない場合、この処理はループになってステップ（１１、３１）に戻るが、アーチファクトが実際に検出された場合には、この処理はステップ（２１、３１）と交替する。
【００６０】
図７は、本発明の第３の実施態様に従う電子回路によって実行される取得と分析の処理６１のフローチャートを示している。この処理６１は、電力供給軸／検出軸が交替する処理であり、その交替は、命令信号の検出を条件とする。
【００６１】
この実施態様によれば、この処理は、連続したステップ（１１、３１）と連続したステップ（２１、３１）を実行する。
【００６２】
ステップ（１１、３１）とステップ（２１、３１）の一方から他方への移行は、命令信号の受信を条件とする。
【００６３】
連続したステップ（１１、３１）または連続したステップ（２１、３１）において実行される分析ステップ３１が終了するごとに、電子回路は、その連続したステップと連続したステップとの間に命令信号を受け取ったか否かを調べる。いかなる命令信号も受け取っていない場合、この処理はループになって同じステップに戻る。命令信号を受け取った場合、この処理は連続したステップを交替する。例えばステップ（１１、３１）の終わりに命令信号を受け取らなかった場合、この処理はループになってそのステップ（１１、３１）に戻るが、命令信号を実際に受け取った場合には、この処理はステップ（２１、３１）に交替する。
【００６４】
これまでに説明したいずれかの実施態様による分析用電子装置が組み込まれた多点接触タッチセンサを有する電子タッチ装置は、雑音現象の出現と、材料の抵抗率に関係する問題に対する十分な解決法を提供するという利点を有する。
【００６５】
これまでに説明した本発明の実施態様は例として与えたものであり、本発明がこれら実施態様に限定されることは決してない。当業者であれば、発明の枠組から逸脱することなく、本発明のさまざまな実施態様を実現することさえできるのは当然である。
【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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【国際調査報告】
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2011507124.tif 000012
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