(57)【要約】線形センサ（単一センサ）または単一層センサ（複数の平行平面電極）を提供する。電流を測定し、次いで統合することにより、２本指によるピンチ・ジェスチャを線形または単一層センサ上で検出することができ、その結果、指がセンサのエッジから離れて、もしくはエッジに向いて動いているかを判断することができる。または、指の間の距離が変化しているかを判断することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数オブジェクトによるピンチ・ジェスチャが実行されているかどうかを判定するための方法であって、
１）絶縁基板に備わる線形電極と前記線形電極のいずれかの端部における電流を測定する手段とを設けるステップであって、前記線形電極が前記基板上に配置され、絶縁体が前記線形電極上に配置される、ステップと、
２）信号を前記線形電極の第１のエッジに印加するステップと、
３）第１の短い開口測定および第１の長い開口測定を用いて、前記線形電極の第１エッジに最も近い第１の指を通じた第１の電流を測定するステップと、
４）第２の短い開口測定および第２の長い開口測定を用いて、前記線形電極の第１エッジに最も近い前記第１指を通じた第２の電流を測定するステップと、
５）ピンチ・ジェスチャが前記第１指で実行されているかを決定するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記方法は更に、
前記測定した第１電流を統合するステップと、
前記測定した第２電流を統合するステップと、
前記統合した第１電流および第２電流を比較して、前記第１指が動いているかを決定するステップと
を含む、方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、前記方法は更に、
１）前記第１指の第１の位置を決定するために、前記第１の短い開口測定を用いて前記第１電流を統合すると共に、前記第１の長い開口測定を用いて前記第１電流を統合するステップと、
２）前記第１指の第２の位置を決定するために、前記第２の短い開口測定を用いて前記第２電流を統合し、前記第２の長い開口測定を用いて前記第２電流を統合するステップと、
３）前記第１指の前記第１位置を前記第２位置に対して比較するステップであって、これにより、前記第１指が動いているかを決定する、ステップと
を含む、方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記方法は更に、
１）信号を前記線形電極の第２の端部に印加するステップと、
２）第１の短い開口測定および第１の長い開口測定を用いて、前記線形電極の前記第２端部に最も近い第２の指を通じた第１の電流を測定するステップと、
３）第２の短い開口測定および第２の長い開口測定を用いて、前記線形電極の前記第２端部に最も近い前記第２指を通じた第２の電流を測定するステップと、
４）ピンチ・ジェスチャが前記第２指で実行されているかを決定するステップと
を含む、方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法であって、更に、
前記測定した第１電流を統合するステップと、
前記測定した第２電流を統合するステップと、
前記統合した第１電流および第２電流を比較して、前記第２指が動いているかを決定するステップと
を含む、方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法において、前記方法は更に、
１）前記第２指の第１の位置を決定するために、前記第１の短い開口測定を用いて前記第１電流を統合すると共に、前記第１の長い開口測定を用いて前記第１電流を統合するステップと、
２）前記第２指の第２の位置を決定するために、前記第２の短い開口測定を用いて前記第２電流を統合し、前記第２の長い開口測定を用いて前記第２電流を統合するステップと、
３）前記第２指の前記第１位置を前記第２位置に対して比較するステップであって、これにより、前記第２指が動いているかを決定する、ステップと
を含む、方法。
【請求項７】
請求項３記載の方法において、前記方法は更に、前記第１指の第１位置が前記第１指の第２位置とは異なるときに、ピンチ・ジャスチャが実行されていると決定するステップを含む、方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法において、前記方法は更に、前記第２指の第１位置が前記第２指の第２位置とは異なるときに、ピンチ・ジャスチャが実行されていると決定するステップを含む、方法。
【請求項９】
複数オブジェクトによるピンチ・ジェスチャが線形電極上で実行されているかどうかを判定するためのシステムであって、
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に配置された単一の線形電極と、
前記線形電極の上部に配置されえる絶縁体と、
前記線形電極の第１の端部または第２の端部に結合することができる測定回路と、
前記線形電極の第１端部または第２端部に信号を印加するための信号発生器と、
前記線形電極の第１端部または第２端部において測定される電流を統合するためのプロセッサと
を備える、システム。
【請求項１０】
複数オブジェクトによるピンチ・ジェスチャがマルチ・タッチ・センサで実行されているかどうかを判定するためのシステムであって、
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に配置された複数の平行電極と、
前記複数の平行電極の上部に配置されえる絶縁体と、
前記複数の平行電極の第１の端部または第２の端部に結合することができる測定回路と、
前記複数の平行電極の第１端部または第２端部に信号を印加するための信号発生器と、
前記複数の平行電極の第１端部または第２端部において測定される電流を統合するためのプロセッサと
を備える、システム。
【請求項１１】
複数オブジェクトによるピンチ・ジェスチャが実行されているかを判定するための方法であって、
１）絶縁基板に備わる線形電極と前記線形電極のいずれかの端部における電流を測定する手段とを設けるステップであって、前記線形電極と前記線形電極のいずれかの端部における電流を測定する手段とを設けるステップであって、前記線形電極が前記基板上に配置され、絶縁体が前記線形電極上に配置される、ステップと、
２）信号を前記線形電極の第１のエッジに印加するステップと、
３）第１の短い開口測定および第１の長い開口測定を用いて、前記線形電極の第１エッジにおいて第１の電流を測定するステップと、
４）第２の短い開口測定および第２の長い開口測定を用いて、前記線形電極の第１のエッジおいて第２の電流を測定するステップと、
５）ピンチ・ジェスチャが第１の指で実行されているかを決定するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連発明への相互参照
本ドキュメントは、シリアル番号６１／５２１，４７５を有し２０１１年９月８日付けで出願された仮特許出願のドキュメント番号５０２０．ＣＩＲＱ．ＰＲに含まれる全ての主題に対し優先権を主張し、引用により組み込むものとすると共に、シリアル番号１２／７１９，７１７を有し２０１０年８月３日付けで出願された同時係属出願である４５１９．ＣＩＲＱ．ＣＩＰの一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、全般的に、表面型容量技術を用いたタッチパッドに関するものである。より詳細には、本発明は、１つの抵抗トレースまたは複数の抵抗トレースの近傍に定位された２本の指に基づきジェスチャを識別するための新規な方法である。
【背景技術】
【０００３】
容量式のタッチ・スクリーンは、多様な用途のために容易に利用可能である。タッチ検知スクリーンがより普及し、より有用になるにつれ、それらを実装する技術もまた進化している。
【０００４】
いくつかの異なるタッチ・スクリーンおよびタッチパッドの技術が、投射容量方法および表面容量方法を含んで出現している。投射容量方法は、表面上の２本以上の指即ち指示オブジェクトを同時に利用するジェスチャを実装するのに今のところ必要とされている。
【０００５】
例えば、図１は、複数のＸ（２）およびＹ（４）電極のような直交電極６のアレイの上面図であり、Ｃｉｒｑｕｅ（登録商標）社により製造されるタッチパッドおよびタッチ・スクリーン技術においてしばしば使用される。しかしながら、導電性表面に対し各電極パターンをエッチングするのに必要とされるより複雑なプロセスのために、投射容量方法は一般的に表面容量法よりもよりコストが掛かる。
【０００６】
表面容量技術の一例を図２に示す。このような表面キャップ・パネル１０は、ガラスのような絶縁基板１８上に配置された導電物質１６を有する固体シートであり、コーナーに配置される複数のセンサ１２を有する。指示オブジェクト１４の位置、即ち表面容量式タッチパッド１０上の「タッチ位置」を測定する従来の方法は、タッチ・パネルの導電層１６が有する全４つのコーナーに対してＡＣ信号を印加することである。この導電層１６は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩｔＯ）で構成することができる。
【０００７】
タッチパッド１０を製造するために、ガラス基板１８の表面は、浸される(flood)、即ち、シート提供を形成する抵抗性ＩＴＯ物質から成る実質的に均等な層で覆われる。絶縁体が、次いで、ＩＴＯ導電物質を覆うように塗布される。
【０００８】
ＡＣ信号を導電ＩＴＯ物質１６に印加した後、次のステップでは、各コーナーを通じて流れる電流を用いて接触位置を三角測量する。正弦波または矩形波のいずれかを印加するのが一般的である。
【０００９】
指１４のようなオブジェクトがタッチ・パネル１０の表面と接触する場合、コンデンサがＩＴＯ表面１６と指の先端１４の間で形成される。通例、容量値は非常に小さく、５０ｐＦのオーダーである。電荷の量、即ち、パネルの各コーナー１２に進入し、測定されることになる電流は、それ故非常に小さい。電流が非常に小さいので、システムは浮遊容量に非常に影響を受ける。つまり、タッチ・パネル１０の精度がしばしば問題となる。
【００１０】
これら異なる２つの接触技術を考慮すると、コンピュータのようなポータブルおよび固定された電子装置、スマート・フォン、その他接触インタフェースを利用可能なデバイスは、今まさに、「ピンチおよびズーム」、パン、回転等のジェスチャをサポートするために、（指および親指、即ち２つの指のような）接触の第２のポイントを使用しようとしている。他のアプリケーションでは、「次のおよび前の」ジェスチャについて第３の同時の接触を用い、アプリケーション間でスイッチするための第４の同時の接触までも用いる。
【００１１】
複数指によるジェスチャ(multi-finger gestures)はまた、Ｃｉｒｑｕｅ（登録商標）社によって教示される方法におけるような「領域ジェスチャ」を使用して実現することもできる。複数の接触は追跡されないものの、その替りとして、領域ジェスチャが、複数の接触を唯一で単一の大規模オブジェクトと見ることによって実現され、当該複数接触は、大規模オブジェクトの外部境界を規定するに過ぎない。それ故、複数の接触のポイントは、高さおよび幅を有するものと見なすことができる。
【００１２】
オペレーティング・システム・ソフトウェアおよびヒューマン・インタフェース・デバイス（ＨＩＧ）規格は、これら新規のジェスチャ、および接触検知表面との複数指の接触を報告する方法を含めるように修正されている。
【００１３】
残念なことに、あまり高価でない表面容量式タッチ・スクリーンまたはタッチパッド（以下、「表面キャップ・パネル」と称する。）を利用して、複数指によるジェスチャまたは領域ジェスチャをサポートすることは不可能とされてきた。何故ならば、複数の接触ポイントに対し、２以上の接触ポイントを追跡し、または、Ｃｉｒｑｕｅ（登録商標）社が有する大規模オブジェクトの外部境界を領域ジェスチャ方法で規定するのに使用可能な適切な方法がなかったからである。換言すれば、大規模オブジェクトの高さおよび幅を決定することは不可能であった。
【００１４】
したがって、タッチ・スクリーンとして、またタッチパッドとして用いられている表面キャップ・パネルとの複数の接触ポイントにより規定される領域ジェスチャを利用することは、技術水準を超えた有利なこととなろう。このようなシステムは、新規なマルチ・タッチ技術が、より単純なタッチ・スクリーンおよびタッチパッドの技術と共に使用されることを可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以下のシステム及び方法は、表面キャップ・パネル上の１本の指または複数の指の位置を決定するために、短い時間開口窓および長い時間開口窓(short and long aperture windows of time)における電流測定の使用にまずは向けられる。しかしながら、短い開口窓および長い開口窓(short and long aperture windows)を用いる技術は、単一または複数の電極を利用するより従来型のタッチパッド技術に、そして単一層の電極に対し適用されることがある。それ故、本発明を利用するために修正することができる相互容量型の検知技術を説明することは有用である。
【００１６】
ＣＩＲＱＵＥ（登録商標）社のタッチパッドは、相互容量式検知装置であり、一例を図３のブロック図に示す。このタッチパッド２１０では、Ｘ（１２）およびＹ（１４）電極の格子ならびに検知電極２１６を用いて、タッチパッドの接触感応エリア２１８を規定する。通例、タッチパッド２１０は、約１６×１２電極の矩形格子、または空間に制約がある場合には、８×６電極の矩形格子になっている。これらＸ（１２）およびＹ（１４）（即ち、行および列）電極と、１つの検知電極２１６が織り交ぜられている。全ての位置測定は、検知電極２１６を通じて行われる。
【００１７】
ＣＩＲＱＵＥ（登録商標）社のタッチパッド２１０は、検知線２１６上における電荷の不均衡を測定する。タッチパッド２１０上またはその近傍に指示オブジェクトがない場合、タッチパッド回路２２０は均衡状態にあり、検知線２１６上に電荷の不均衡はない。指示オブジェクトが接触表面（タッチパッド２１０の検知エリア２１８）に近づくまたは接触したときの容量性結合のために、指示オブジェクトが不均衡を生ずると、電極２１２，２１４上に容量変化が生ずる。測定するのは容量変化であって、電極２１２，２１４上における絶対容量値ではない。タッチパッド２１０は、この変化を判定するにあたり、検知線上で電荷の均衡を再度確立する、即ち、取り戻すために検知線２１６に注入しなければならない電荷量を測定する。
【００１８】
以上のシステムは、タッチパッド２１０上またはその近傍における指の位置を判定するために、次のように利用する。この例では、行電極２１２について説明するが、列電極２１４に対しても同様に繰り返される。行および列電極測定から得られる値は、タッチパッド２１０上またはその近傍にある、指示オブジェクトの重心となる交点を特定する。
【００１９】
第１ステップにおいて、第１組の行電極２１２をＰ，Ｎ発生器２２からの第１信号によって駆動し、異なるが隣接する第２組の行電極を、Ｐ，Ｎ発生器２２２からの第２信号によって駆動する。タッチパッド回路２２０は、どの行電極が指示オブジェクトに最も近いかを示す相互容量測定デバイス２２６を用いて、検知線２１６からの値を得る。しかしながら、何らかのマイクロコントローラ２２８の制御下にあるタッチパッド回路２２０は、指示オブジェクトが行電極のどちら側に位置するか判定することができず、更にタッチパッド回路２０は、指示オブジェクトが電極からどの位離れて位置するか判定することもできない。このため、このシステムは、駆動する電極２１２の１群を、１電極ずつずらして行く。言い換えると、この１群の一方側に電極を追加し、この１群の逆側の電極をもはや駆動しない。次いで、Ｐ，Ｎ発生器２２２によってこの新たな１群を駆動し、検知線２１６の第２測定値を取り込む。
【００２０】
これら２つの測定値から、行電極のどちら側に指示オブジェクトが位置するか、そしてどれ位離れているか判定することが可能になる。次いで、これら測定した２つの信号の大きさを比較する式を用いることによって、指示オブジェクトの位置判定を行う。
【００２１】
ＣＩＲＱＵＥ（登録商標）社のタッチパッドの感度または分解能は、１６×１２格子の行および列電極が暗示する(imply)よりも遙かに高い。分解能は、通例、１インチ当たり約９６０カウント以上である。正確な分解能は、構成部品の感度、同じ行および列における電極２１２、２１４間の間隔、ならびに本発明にとっては重要でないその他の要因によって決定される。
【００２２】
以上のプロセスは、Ｐ，Ｎ発生器２２４を用いて、Ｙ即ち列電極２１４毎に繰り返される。
以上で説明したＣＩＲＱＵＥ（登録商標）社のタッチパッドは、ＸおよびＹ電極２１２，２１４の格子、ならびに検知電極２１６を用いるが、検知電極は、実際には、多重化を用いることによって、ＸまたはＹ電極２１２，２１４とすることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、線形センサ（単一の線形電極）または単一層センサ（複数の平行および平面電極）であり、単一層センサにおいて使用することができる。２本の指によるピンチ・ジェスチャを、線形または単一層センサ上で測定により検出することができ、次いで、電流を統合して、指がセンサのエッジから、もしくはエッジに向かって動いているかを決定する、または、指の間の距離が変化しているかを判断することができる。
【００２４】
これらのおよび他の特徴、利点、そして本発明の代替の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面と組み合わせて行われる検討から、当該技術分野に属する通常の知識を有する当業者にとって明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、従来技術におけるＸ電極およびＹ電極の格子タッチパッドの斜視図である。
【図２】図２は、従来技術における表面キャップ・パネルの斜視図である。
【図３】図３は、従来技術における電極を有する従来型のタッチパッドの実施形態の動作についてのブロック図であり、本発明で用いるために適合可能である。
【図４】図４は、本発明の原理に従って製造される表面キャップ・パネル１０の斜視図である。
【図５】図５は、単一のオブジェクトが存在するときに、表面キャップ・パネルおよび電流測定センサを備える電流測定回路がどのように表面キャップ・パネルに適用されるかについてを示す回路図である。
【図６】図６は、複数のオブジェクトを検出することができる８ワイヤ法と共に使用するための第１の実施形態の表面キャップ・パネルの上面図である。
【図７】図７は、２つのコンデンサおよび２つの電流測定センサを備える電流測定回路がどのように表面キャップ・パネルに適用されて、複数のオブジェクトを検出するかについて示す回路図である。
【図８】図８は、異なる時間開口の間に行われる測定について示すグラフである。
【図９】図９は、複数のオブジェクトを検知するために、表面キャップ・パネルのどのコーナーにおいて、電流測定回路の電極が、行わなければならない８つの異なる測定のために配置されるかについて示す表面キャップ・パネルの上面図である。
【図１０】図１０は、本発明で用いることができる表面キャップ・パネルの代替の実施形態である。
【図１１】図１１は、２本指と接触する単一の線形電極の輪郭図(profile view)である。
【図１２】図１２は、図１０の電気回路図１０を表す概要図である。
【図１３】図１３は、１本の指が線形電極のエッジに相対的に近づいたときの統合電流を表す曲線、および指がそのエッジから相対的に離れたときの統合電流を表す曲線を示すグラフである。
【図１４】図１４は、単一層での複数の電極の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
これより、図面を参照するが、これらの図面において、本発明の種々の要素に参照番号が振られており、当業者が本発明を実施し使用することを可能にするように、本発明について論ずる。尚、以下の説明は、本発明の原理の例示に過ぎず、以下に続く特許請求の範囲を狭めるように捉えてはならないことは言うまでもない。
【００２７】
図４は、本発明の原理に従って製造される表面キャップ・パネル１０の斜視図である。同時係属出願において開示したように、タッチ・パネル上のオブジェクトの位置を決定するための新規(new and novel)な手法では、大容量コンデンサに荷電して、次いでこの「フライング・コンデンサ」をタッチ・パネル１０の２つの対向する端部に適用する。本発明のフライング・コンデンサの方法では、本方法は、一定の電圧勾配が表面にわたって単一の軸で生成されるときに、表面キャップ・パネル２０において表面への接触で誘起された瞬間的且つ総電流を測定する。図５に示すような感応電流測定回路３２が、この電流測定を行うために表面キャップ・パネル１０に適用される。フライング・コンデンサ３０は、表面キャップ・パネル１０を荷電するために用いられる。表面キャップ・パネル１０から除去される如何なる電荷もが、電流測定回路３２で測定される。
【００２８】
電圧勾配の線形性は、図４の表面キャップ・パネル１０の精度を改良させることができる。それ故、第１のステップでは、低抵抗物質が表面上のタッチ・パネル１０のエッジの周縁に添加されるのが望ましいが、このことは必須ではない。電圧勾配線２０は、上部エッジ２６から底部エッジ２８まで、より緊密かつ線形となる。
【００２９】
同時係属出願１２／５９２，２８３では、表面キャップ・パネル１０上の単一オブジェクトの位置を決定するためには、４つの測定値が必要であると説明した。本発明は、「８ワイヤ法」と称されるものを用いて、位置決定における「フライング・キャップ」方法の性能を拡張するものである。
【００３０】
８ワイヤ法のために使用する表面キャップ・パネル４０について図６に示す。この表面キャップ・パネル４０では、各コーナーにギャップ４２が生成され、その結果、個々の電極が、低抵抗性パスの各端部において低抵抗物質に接続することができる。つまり、電極は５０，５２，５４，５６，５８，６０，６２，６４において結合され、これらが８ワイヤ法における８つのワイヤとなる。低抵抗性パスは分離されるものの、各々は相互に十分に接近しており、その結果、同時係属出願における４ワイヤ法のような一定電圧勾配を形成することができる。
【００３１】
８ワイヤ法は、各イベントについての総電荷移動に加え、電荷移動速度を測定することによって実行される。イベントは、測定が行われる時間として規定される。電荷移動速度は、表面キャップ・パネル４０上の２つ接触ポイントの間の距離を決定するために用いられる。２つの接触ポイントの間の距離に関する高さおよび幅についての情報は、つまり、表面キャップ・パネル４０のコーナーにおける電極数を２倍にすることによって決定される。
【００３２】
図７は、８ワイヤ法で用いられる、修正された電流測定回路７０を示す。図７では、２つのフライング・コンデンサ７２および７４が、表面キャップ・パネル４０に同時に適用される。フライング・コンデンサ７２および７４を同時に適用することにより、接触点間の合計(aggregate)抵抗の比較測定や、表面キャップ・パネル４０上の水平および垂直方向の低抵抗性パスについての比較測定を可能にする。
【００３３】
具体的には、複数の指を通る電流を測定すると共に、接触点に対する各平行軸について有効なノートン抵抗を決定することによって、表面キャップ・パネル４０上の接触点の位置は決定される。
【００３４】
ノートン抵抗は、各軸の電流における連続した２つの統合によって導出される。長い時間開口および短い時間開口(short and long aperture of time)にわたり統合される２つの測定値によって、ＲＣ時定数を決定することができる。エッジに対する接触点の位置または近接性は、次いで、接触点とエッジの間における計算された抵抗から導出される。総統合電流（後述の曲線の下部領域）は、指の容量に比例する。
【００３５】
図８に示す１つの軸でのピンチ・ジェスチャは、接触点が離れて動くにつれ電流の時定数が変化することを例示する。２／１は、複数の指が共に接近し（２および４）、次いで離れた（１および３）ときの前後の測定値である。１対２のより大きい「短い測定値(short measurement)」は、その軸でのより大きいピンチを示す。
【００３６】
本発明はまた、容量の急速な変化を測定して第２の接触ポイントを検出することによって、以前の４ワイヤの「フライング・キャップ」方法の性能を拡張する。第１の接触ポイントを固定して維持し、第２の接触ポイントを動かすことにより、中間位置情報が提供される。中間位置情報は、これより、例えば「回転」ジェスチャについての情報を提供するのに用いることができる。
【００３７】
８ワイヤ法は、同時係属出願における４ワイヤ法と同様の原理で動作する。何故ならば、各電極は、当該電極のそれぞれの端部において低抵抗性物質に接続されるからである。低抵抗物質で誘起される電流は、１本の指または表面キャップ・パネル上の他の接触ポイントで誘起される電流よりも何倍も大きい。
【００３８】
図９は、本発明の表面キャップ・パネル４０についてのブロック図である。表面キャップ・パネルのコーナーはＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとラベル付けされる。Ｆ１は、第１指示オブジェクトについて任意に選択された接触ポイントである。Ｆ２は、第２の指示オブジェクトについて任意に選択された接触ポイントである。Ｏは、接点Ｆ１とＦ２の中間点としてラベル付けされる。
【００３９】
反対の位置に荷電されるコンデンサが、検知電極と駆動電極との間で連続して適用される。特定の時間開口において表面キャップ・パネルに残っている電荷は、特定の時間開口において蓄積される。電極パターンおよび蓄積の時間開口について８つの異なる組合せがある。採用しなければならない計８つの異なる測定値がある。８つの測定値、または電極および時間開口の組合せは、表１においてイテレーションとしてリストされる。
【００４０】
【表１】
2014525611.tif 000003
【００４１】
実行されなければならない計算は、以下の通りである。即ち、Ｚ１＝Ｍ１＋Ｍ２，Ｚ２＝Ｍ３＋Ｍ４，Ｘ＝Ｍ３／Ｚ２，Ｙ＝Ｍ１／Ｚ１，Ｚ＝Ｚ１＋Ｚ２である。そして、ピンチ移動を分析するための計算は、ピンチ＝Ｍ１／Ｍ５＋Ｍ２／Ｍ６＋Ｍ３／Ｍ７＋Ｍ４／Ｍ８として規定される。
【００４２】
接触点における垂直および水平の間隔に関連するアスペクト比は、各測定（Ｍ１からＭ８）について、ＡｘおよびＡｙの比率の平均によって決定される。つまり、ＭＲｎ＝（Ａｘｎ−Ａｙｎ）／（Ａｘｎ＋Ａｙｎ）である。また、アスペクト比＝（ＭＲ１／ＭＲ５＋ＭＲ２／ＭＲ６＋ＭＲ３／ＭＲ７＋ＭＲ４／ＭＲ８）／４である。
【００４３】
図１０は、表面キャップ・パネル４０の代替の実施形態として設けられる。この図では、小さいスロット８０が各コーナーの表面抵抗性物質で作成され電極５０，５２，５４，５６，５８，６０，６２，６４を更に分離させる。スロット８０は、外側のコーナーから伸び、表面キャップ・パネル４０のアクティブ領域まで突き出し、アクティブ領域では接触が行われる。
【００４４】
本発明の原理は、これより、単一電極を構成する線形センサに適用され、また、平面において複数の電極を構成する単一層のセンサに適用される。より具体的には、本発明の原理は、一般にピンチ・ジェスチャとして公知のジェスチャに向けられることもある。ピンチ・ジェスチャでは、２本の指、即ち１本の指および親指（以下、指と称する）がくっつけられるか、または離れて動く。ピンチ・ジェスチャについて通常の適用は、２本の指をくっつけるときに、「ズームイン」機能を実行し、２本の指が離れて動くときに、「ズームアウト」機能を実行することである。しかしながら、如何なる機能も、２本の指の一緒の動きおよび離れた動きに適用することができる。重要なことは、２本の指のジェスチャが認識されることであり、また、２本の指の動きが追跡され、これにより、適切な機能を実行できるように、指が共に動いているかまたは離れて動いているかを決定することである。
【００４５】
図１１は、単一または線形の電極９０の輪郭図である。２本の指９２および９４が、単一電極９０と接触しているように見える。ガラスのような非伝導性、即ち絶縁物質から成る層が指９２，９４を、単一電極９０を有する物理的な接触点から分離することを想定する。指９２によって実行されている動きは常に、指９４と同一の動きであると想定される。換言すれば、指９２，９４は、ピンチ・ジェスチャを実行している。ここでは、指９２および９４は、相互に向いて動いているか、相互から離れて動いているかのいずれかである。それ故、最も単純な場合では、指９２，９４が相互に向いて、または相互から離れて動いているかを認識するために、指の１本が単一電極９０のエッジから離れて、またはエッジに向いて動いているかどうかを認識することのみが必要である。指９２がエッジ１００から離れて動いている場合、指９２，９４は相互に向いて動いており、そして、指９２がエッジ１００に向いて動いている場合には、指９２，９４は相互から離れて動いている。
【００４６】
この実施形態では、本発明は、表面キャップの概念について先に説明した短い開口測定および長い開口測定を取り入れた技術を使用する。つまり、本発明が単一電極９０の外部エッジから各指の距離を決定するように使用することができ、また、それら測定値から指の間の距離を決定するが、その一方で、このような情報は、ピンチ・ジェスチャをまさに実行するのに必要としてもいいし、またはしなくてもいい。
【００４７】
具体的には、単一電極９０に沿った指９２，９４の間の距離は、エッジ１００から指９２までの電極抵抗、およびエッジ１０２から指９４までの電極抵抗を測定することによって決定される。しかしながら、ピンチ・ジェスチャを実行しているかを分かることのみが必要であるとすれば、指９２，９４の間の間隔が分かる必要はない。それにもかかわらず、単一電極９０の長さＤ１が分かっている場合、並びにエッジ１００と指９２の間の距離Ｄ２およびエッジ１０２と指９４の間の距離Ｄ４を判断することが可能な場合には、指９２，９４の間の距離Ｄ３を正確に決定することができる。
【００４８】
図１２は、図１１のブロック図を示す。第１の指９２は、接地した端部１１０、および単一電極９０上のガラス層による容量のようなコンデンサ１１２によって示される。同様に、第２の指９４は、接地した端部１１４、および電極９０上のガラス層による容量である容量１１６によって示される。
【００４９】
ＡＣ信号が容量１１２および１１６を伝わるために、当該信号は電極９０に印加される。測定回路は、指９２，９４を通過している電流を測定するために用いられる。信号は、各エッジからの各指の距離を決定するために、単一電極９０の各エッジから印加しなければならない。
【００５０】
ＲＣ時定数、グループ遅延または位相シフトは、単一電極９０の抵抗に比例し、短い開口測定および長い開口測定を使用している電流について２つの連続した測定値によって見つけることができる。
【００５１】
例えば、時間の関数として、統合された電流のグラフを示す図１３について検討する。信号は時間Ｔ１で印加され、そして、統合電流は時間Ｔ２および時間Ｔ３で測定される。時間Ｔ２は短い開口測定であり、時間Ｔ３は長い開口測定を表す。信号が電極９０に最初に印加されるときに、電流は初期は迅速に上昇し、次いで、等価機能のコンデンサが荷電されるにつれて横ばいになる。しかしながら、コンデンサが荷電される速度は、電極９０のエッジからの指の距離の関数となる。
【００５２】
指９２、およびエッジ１００から印加される矩形波のような信号について検討する。指９２とエッジ１００間の距離Ｄ２が相対的に短い場合には、単一電極９０の抵抗が小さくなるので、コンデンサ１１２は急速に荷電することになる。曲線１２０は、統合電流を表す。統合電流は時間Ｔ２および時間Ｔ３においてほとんど同一であることに注意すべきである。これは、相対的に短い距離Ｄ２の代表例である。
【００５３】
次に、曲線１２２を検討する。曲線１２２は、距離Ｄ２がより長く、つまり単一電極９２の抵抗がより大きいときに、結果として生じる統合電流の曲線である。つまり、比較、即ち統合電流について２つの連続した計算の比率は、距離Ｄ２がより短く、またはより長くなっているか否かを明らかにすることができる。
【００５４】
指９２の正確な位置は、指が動いているかを判断すること以外のみには必要とされない場合には、曲線１２０，１２２は、相互に比較することのみに必要とされる。これら曲線が実質的に同一である場合には、指９２は動いていない。第２の曲線が第１の曲線よりも平坦である場合には、指９２は、エッジ１００から離れて動いており、第１の曲線が第２の曲線よりも平坦である場合には、指９２は線形電極９０のエッジに向いて動いている。
【００５５】
データを特徴付ける他のやり方は、指に対する相対的な位置を与えることである。このことは、指が動いているかどうか、およびどの方向に動いているかを知ることのみが必要なときに有用である。第１の曲線は、つまり第１の位置であると見なすことができ、第２の曲線は第１のものと関連する第２の位置であると見なすことができる。
【００５６】
線形電極９０上にある指９２の正確な場所が必要とされる場合には、指９２に対する電流を測定し、時間にわたり電流を統合することによって、距離Ｄ２が最初に決定される。第１の測定、即ち短い開口測定は時間Ｔ２でなされ、第２の測定、即ち長い開口測定は時間Ｔ３でなされる。この情報は、正確な位置を決定するために用いることができる。次いで、距離Ｄ２がより大きく、またはより小さくなっているかを決定するために、後続する２つの測定値のサブセットおよび電流の統合が時間Ｔ２およびＴ３でなされる。
【００５７】
それ故、曲線１２０が第１のセットの計算を表し、曲線１２２が第２のセットの計算を表す場合には、指９２がエッジ１００から離れ、指９４に向いて動いていることが分かる。同様に、曲線１２２が第１のセットの計算を表し、曲線１２０が第２がセットの計算されることを表す場合には、指９２がエッジ１００に向いて、つまり指９４からは離れて動いていることが分かる。
【００５８】
本発明の態様は、単一電極９０の長さに沿った指９２の正確な位置が必要とされる場合に、正確な距離Ｄ２を決定することができる。
曲線１２０および１２２によって表される、統合電流の結果を分析する他のやり方は、時間Ｔ３での統合電流が時間Ｔ２での統合電流の量よりもわずかに大きいのみであるときに、曲線１２０の統合電流の比率について言及する(state)とこである。つまり、統合電流の比率は、距離Ｄ２が小さくなり、または指９２がエッジ１００により近づいて動くにつれて、１：１として特徴付けられる。同様に、時間Ｔ３での統合電流の比率が、時間Ｔ２での統合電流と比較したときによりも大きいことを言及するように曲線１２２を特徴付けることは可能である。何故ならば、指９２はエッジ１００から離れて動いているから、即ち単に１：１よりも大きいからである。それ故、我々は、曲線１２０が曲線１２２よりも少ない統合電流の比率を表すことを言及してもよい。
【００５９】
指９２、指９４または両指９２および９４の動きを追跡するために、電流について後続の測定および統合が行われる。相互に向く、または相互に離れる指９２および９４の動きは、ピンチ・ジェスチャに対応するものとみなすことができる。指９２、９４の一方または双方の動きが止まると、ジェスチャは終了することがあり、また、指の一方または双方の動きが再び始まると、ジャスチャは再開することがある。それ故、動きが指９２，９４のいずれかにおいて生じているかを知る必要がある場合には、単一電極のエッジ１００，１０２からの指９２，９４の動きを追跡することが必要とすることがある。
【００６０】
なお、様々な計算が、取り入れている電流の測定値から実行することができる。統合した電流、抵抗、電圧その他如何なる測定可能または計算可能な数量が、単一の電極９０に配置することができる測定回路から収集される情報を使用することができる。測定され、または計算された値は、次いで、相互に比較することができ、その結果、相対位置および一本または複数の指の動きの方向を決定することができる。
【００６１】
上記の実施形態が単一電極９０に向けられる一方で、原理はまた、図１４に示される複数の平行な電極１３０における単一の層にもまた適用可能である。本発明の原理はまた、複数層のタッチパッドに適用してもよい。
【００６２】
本発明で使用される測定回路は、少なくとも１つの電極を通じて、電流の流れを性格に測定できるものである。信号発生器によって生じる電流の流れは、少なくとも１つの電極および当該少なくとも１つの電極にわたり配置された絶縁物質との接触を行う少なくとも１つの指に信号を印可する。測定回路は、測定値を記録し、少なくとも１つの電極を通じた電流の流れを統合するためのプロセッサを含む。
【００６３】
尚、以上で説明した構成は、本発明の原理の応用を例示するに過ぎないことは言うまでもない。当業者には、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、多数の変更や代替構成も考案することができよう。添付した特許請求の範囲は、このような変更や構成を包含することを意図している。
【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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【図１４】
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【国際調査報告】
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