(57)【要約】【課題】タッチメディアがスクリーンに触れることなく、タッチ操作を実現可能であり、タッチ操作を利便迅速にし、製品の面白さを向上させることができる。【解決手段】本発明は、少なくとも１つの位置センサーと、上記少なくとも１つの位置センサーに接続されるコントローラーとを備え、上記位置センサーは、上記タッチデバイスのスクリーンの非表示領域に設けられ、その上方の空中タッチ操作を感知するために用いられ、上記コントローラーは、上記空中タッチ操作から空中タッチ情報を取得し、さらに上記空中タッチ情報に応じて操作を行うために用いられているタッチデバイスを開示する。【選択図】図１
2016024804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの位置センサーと、前記少なくとも１つの位置センサーに接続されるコントローラーとを備え、
前記位置センサーは、前記タッチデバイスのスクリーンの非表示領域に設けられ、その上方の空中タッチ操作を感知するために用いられ、前記コントローラーは、前記空中タッチ操作から空中タッチ情報を取得し、さらに前記空中タッチ情報に応じて操作を行うために用いられる、
ことを特徴とするタッチデバイス。
【請求項２】
前記少なくとも１つの位置センサーは、具体的に、タッチデバイスのスクリーンの上方におけるタッチポイントの位置センサー自身のセンサー座標系に対するセンサー座標値を取得するために用いられ、
前記コントローラーは、１つの位置センサーにより得られたセンサー座標値のみを読み取った場合に、読み取った前記センサー座標値によって、前記タッチポイントの前記タッチデバイスのスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出するために用いられ、また、少なくとも２つの位置センサーによりそれぞれ得られたセンサー座標値を読み取った場合に、前記少なくとも２つの位置センサーの優先レベルに従って、所定のレベルの位置センサーによるセンサー座標値を選択し、前記所定のレベルの位置センサーによるセンサー座標値によって、前記タッチポイントの前記タッチデバイスのスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出するために用いられ、
前記コントローラーは、さらに、前記空中タッチ情報である前記スクリーン座標値に応じて操作を行うために用いられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチデバイス。
【請求項３】
前記センサー座標値は、前記タッチポイントの前記タッチデバイスのスクリーンに平行する平面における座標値であり、前記コントローラーは、具体的に、読み取った前記センサー座標値に対応する位置センサーのセンサー座標系とタッチデバイスのスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、前記読み取ったセンサー座標値を、前記タッチポイントの前記タッチデバイスのスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値に変換するために用いられる、
ことを特徴とする請求項２に記載のタッチデバイス。
【請求項４】
前記位置センサーの一部は、前記タッチデバイスのスクリーンの上側の非表示領域に設けられ、その他の前記位置センサーは、前記タッチデバイスのスクリーンの下側の非表示領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチデバイス。
【請求項５】
前記位置センサーの一部は、前記タッチデバイスのスクリーンの左側の非表示領域に設けられ、その他の前記位置センサーは、前記タッチデバイスのスクリーンの右側の非表示領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチデバイス。
【請求項６】
前記位置センサーの一部は、前記タッチデバイスのスクリーンの左側の非表示領域に設けられ、その他の前記位置センサーは、前記タッチデバイスのスクリーンの下側の非表示領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチデバイス。
【請求項７】
少なくとも１つの位置センサーと、前記少なくとも１つの位置センサーに接続されるコントローラーとを備え、
前記位置センサーは、前記タッチデバイスのスクリーンの非表示領域に設けられ、その上方の空中タッチ操作を感知するために用いられ、前記コントローラーは、前記空中タッチ操作から空中タッチ情報を取得し、さらに前記空中タッチ情報に応じて操作を行うために用いられ、
前記位置センサーのうちの１つは、タッチデバイスの前面カメラである、
ことを特徴とするタッチデバイス。
【請求項８】
前記位置センサーの一部は、前記タッチデバイスのスクリーンの上側の非表示領域に設けられ、その他の前記位置センサーは、前記タッチデバイスのスクリーンの下側の非表示領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項７に記載のタッチデバイス。
【請求項９】
前記位置センサーの一部は、前記タッチデバイスのスクリーンの左側の非表示領域に設けられ、その他の前記位置センサーは、前記タッチデバイスのスクリーンの右側の非表示領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項７に記載のタッチデバイス。
【請求項１０】
前記位置センサーの一部は、前記タッチデバイスのスクリーンの左側の非表示領域に設けられ、その他の前記位置センサーは、前記タッチデバイスのスクリーンの下側の非表示領域に設けられている、
ことを特徴とする請求項７に記載のタッチデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ技術分野に関し、特にタッチデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のマウスやキーボードの操作方式と比べて、現在の指が直接にスクリーンに触れるタッチ操作方式は、操作が簡単で直觀的で、面白さが強いといった利点があり、タッチ技術が種々の電子製品に広く適用されていることで、例えば、タッチスクリーン付きのスマートフォン、ＭＰ３、デジタルカメラ、現金自動預け払い機、ＧＰＳナビゲーター、展示用のコマーシャルディスプレイなど、益々多くの電子製品がタッチスクリーンの機能を備えるようになる。タッチスクリーンは、簡単、便利、自然的な人間と機械の対話モードであり、指やタッチペンのようなタッチメディアでスクリーンに表示された図形テキストに触れるだけで、ホストへの操作を実現することができ、人間と機械の対話がストレートになり、製品への操作の難しさが大きく低減される。
【０００３】
従来の技術において、タッチスクリーン機能を備える製品、例えば、タッチスクリーン付きのスマートフォンを操作する場合には、一般的に、指で直接に携帯電話のスクリーンにおける図形テキストに触れ、携帯電話が指のスクリーンにおける位置に応じて操作を実現し、即ち、指が携帯電話のスクリーンに接触しなければ、タッチ操作を実現することができず、それに、タッチの感度を確保するために、一般的に、指のスクリーンに接する箇所をきれいにする必要があり、また、ユーザが洗濯や他の仕事で忙しい時に、携帯電話を操作しようとする場合によく面倒であり、タッチ操作を行うために、例えば、まず、指を乾かしたり、やっている仕事を中止して携帯電話に近づいたりしなければならない。このように、ユーザの使用に非常に不便な上に、タッチ操作の面白さも低減されてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、タッチメディアがスクリーンに触れることなく、タッチ操作を実現可能であり、タッチ操作を利便迅速にし、製品の面白さを向上させることができるタッチデバイスを提供することを主に解決しようとする技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した技術課題を解決するために、本発明による一態様は、少なくとも１つの位置センサーと、上記少なくとも１つの位置センサーに接続されるコントローラーとを備え、上記位置センサーは、上記タッチデバイスのスクリーンの非表示領域に設けられ、その上方の空中タッチ操作を感知するためであり、上記コントローラーは、上記空中タッチ操作から空中タッチ情報を取得し、さらに上記空中タッチ情報に応じて操作を行うためであるタッチデバイスを提供する。
【０００６】
ここで、上記少なくとも１つの位置センサーは、具体的に、タッチデバイスのスクリーンの上方におけるタッチポイントの位置センサー自身のセンサー座標系に対するセンサー座標値を取得するためであり、上記コントローラーは、１つの位置センサーにより得られたセンサー座標値のみを読み取った場合に、読み取った上記センサー座標値によって、上記タッチポイントの上記タッチデバイスのスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出するためであり、また、少なくとも２つの位置センサーによりそれぞれ得られたセンサー座標値を読み取った場合に、上記少なくとも２つの位置センサーの優先レベルに従って、所定のレベルの位置センサーによるセンサー座標値を選択し、上記所定のレベルの位置センサーによるセンサー座標値によって、上記タッチポイントの上記タッチデバイスのスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出するためであり、上記コントローラーは、さらに、上記空中タッチ情報である上記スクリーン座標値に応じて操作を行うためである。
【０００７】
ここで、上記センサー座標値は、上記タッチポイントの上記タッチデバイスのスクリーンに平行する平面における座標値であり、上記コントローラーは、具体的に、読み取った上記センサー座標値に対応する位置センサーのセンサー座標系とタッチデバイスのスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、上記読み取ったセンサー座標値を、上記タッチポイントの上記タッチデバイスのスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値に変換するためである。
【０００８】
ここで、上記位置センサーの一部は、上記タッチデバイスのスクリーンの上側の非表示領域にあり、その他の上記位置センサーは、上記タッチデバイスのスクリーンの下側の非表示領域にある。
【０００９】
ここで、上記位置センサーの一部は、上記タッチデバイスのスクリーンの左側の非表示領域にあり、その他の上記位置センサーは、上記タッチデバイスのスクリーンの右側の非表示領域にある。
【００１０】
ここで、上記位置センサーの一部は、上記タッチデバイスのスクリーンの左側の非表示領域にあり、その他の上記位置センサーは、上記タッチデバイスのスクリーンの下側の非表示領域にある。
【００１１】
上述した技術課題を解決するために、本発明による他の態様は、少なくとも１つの位置センサーと、上記少なくとも１つの位置センサーに接続されるコントローラーとを備え、上記位置センサーは、上記タッチデバイスのスクリーンの非表示領域に設けられ、その上方の空中タッチ操作を感知するためであり、上記コントローラーは、上記空中タッチ操作から空中タッチ情報を取得し、さらに上記空中タッチ情報に応じて操作を行うためであり、上記位置センサーのうちの１つは、タッチデバイスの前面カメラであるタッチデバイスを提供する。
【００１２】
ここで、上記位置センサーの一部は、上記タッチデバイスのスクリーンの上側の非表示領域にあり、その他の上記位置センサーは、上記タッチデバイスのスクリーンの下側の非表示領域にある。
【００１３】
ここで、上記位置センサーの一部は、上記タッチデバイスのスクリーンの左側の非表示領域にあり、その他の上記位置センサーは、上記タッチデバイスのスクリーンの右側の非表示領域にある。
【００１４】
ここで、上記位置センサーの一部は、上記タッチデバイスのスクリーンの左側の非表示領域にあり、その他の上記位置センサーは、上記タッチデバイスのスクリーンの下側の非表示領域にある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の有益な効果として、従来技術とは異なり、本発明にかかるタッチデバイスは、位置センサーでその上方の空中タッチ操作を感知し、コントローラーにより、空中タッチ操作から空中タッチ情報を取得し、さらにこの空中タッチ情報に応じて操作を行うことにより、ユーザが操作デバイスを操作する時に、直接に操作デバイスに接触することがなく、位置センサーの感知範囲内に空中タッチ操作を行えばよく、これにより、位置センサーが空中タッチ操作を感知すると、タッチデバイスに操作を行うようにトリガーするタッチ情報を取得し、タッチデバイスへの操作を実現することができ、従来の直接に操作デバイスに触れる操作方式と比べて、より利便迅速な上に、操作の面白さをさらに強くし、より良いユーザ体験をもたらすことができる。さらに、位置センサーをタッチデバイスに集積することにより、別途にタッチ装置を設ける必要がないので、生産コストを低減することができるとともに、ユーザの持ち運びに便利である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明にかかるタッチデバイスの一実施形態の構造を示す図である。
【図２】図２は本発明にかかるタッチデバイスの他の実施形態の構造を示す図である。
【図３】図３は本発明にかかるタッチデバイスのさらに他の実施形態におけるセンサー座標系とスクリーン座標系との位置関係を示す図である。
【図４】図４は本発明にかかるタッチデバイスのさらに他の実施形態におけるセンサー座標系とスクリーン座標系との位置関係を示す図である。
【図５】図５は本発明にかかるタッチデバイスのさらに他の実施形態の構造を示す図である。
【図６】図６は本発明にかかるタッチデバイスのさらに他の実施形態の構造を示す図である。
【図７】図７は本発明にかかるタッチデバイスのさらに他の実施形態の構造を示す図である。
【図８】図８は本発明にかかるタッチデバイスのさらに他の実施形態の構造を示す図である。
【図９】図９は本発明にかかるタッチデバイスのさらに他の実施形態の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、主に、例えば、モバイルタッチデバイス（例えば、タブレットＰＣ、スマートフォンなど）、デスクトップ・コンピューター、ノートパソコンや情報展示用のディスプレイといったタッチスクリーン機能付きのタッチデバイスの空中タッチを実現するためであり、即ち、タッチデバイスのタッチスクリーンに触れることなく、タッチデバイスへの操作を実現可能にするためである。
【００１８】
以下、添付図面及び実施形態と合わせて、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明にかかるタッチシステムの一実施形態において、タッチデバイス１０は、非表示領域１０１と表示領域１０３を有し、好ましくは、スマートフォン又はタブレットＰＣである。ここで、タッチデバイス１０は、位置センサー１０２と、位置センサー１０２に接続されるコントローラー１０４とを備えている。コントローラー１０４は、タッチデバイス１０のＣＰＵに相当し、タッチデバイス１０の本体に設けられている。
【００２０】
本実施形態において、位置センサー１０２は、スクリーンの非表示領域１０１に設けられ、その上方の空中タッチ操作を感知するためである。コントローラー１０４は、空中タッチ操作から空中タッチ情報を取得し、さらに空中タッチ情報に応じて操作を行うためである。
【００２１】
ここで、空中タッチ操作とは、タッチデバイス１０の外に空中の操作を行い、さらにタッチデバイス１０そのものへの操作を実現することであり、この場合、タッチデバイス１０は、従来のタッチスクリーンを集積することがなく、単純な表示機能付きのスクリーンを備えればよい。無論、操作デバイスは、例えば、タッチスクリーン機能付きの商業広告ディスプレイ、ＭＰ３やデスクトップ・コンピューターなどの他のタッチスクリーン機能付きの電子デバイスであってもよい。タッチスクリーン機能付きの操作デバイスを操作する場合に、従来の操作方法は、例えば、指やタッチペンのようなタッチメディアでタッチスクリーンに表示された図形テキストに触れ、操作デバイスがタッチポイントの位置を識別することによりタッチ情報を取得し、タッチ情報に応じて対応する操作を行うことが一般的であり、例えば、タッチポイントの位置がブラウザーのアイコンの存在する位置であると識別した場合に、ブラウザーを開く操作を実行する。従来の操作方法とは異なり、本発明の実施形態において、タッチデバイス１０のスクリーンの非表示領域１０１に位置センサー１０２が設けられているので、位置センサー１０２によりスクリーンの上方のタッチ操作を感知することができ、この場合、指やタッチペンのようなタッチメディアは、タッチデバイス１０のスクリーンに触れる必要がなく、タッチデバイス１０の外、例えば、スクリーンから上方へ一定の距離を離れた所に設けられてもよく、この距離が位置センサー１０２の最大感知距離を超えるべきではなく、これにより、位置センサー１０２がタッチメディアによる空中でのタッチ操作を感知可能であり、コントローラー１０４がこの空中タッチ情報に応じて操作を行うことで、位置センサー１０２の作用により、ユーザがタッチデバイス１０に触れることなく、タッチデバイス１０への操作を実現可能であり、操作をさらに利便迅速にし、操作の面白さを向上させ、より良いユーザ体験をもたらすことができる。
【００２２】
タッチスクリーン機能と本発明の空中タッチ機能を兼ね備える電子デバイスの実施形態において、２つのタッチ機能は、その一方を起動して他方を禁止してもよく、両方を同時に起動してもよい。
【００２３】
無論、タッチデバイス１０は、タッチスクリーン機能を備えるデバイスにも制限されず、空中タッチ情報を識別可能であるとともに、空中タッチ情報に応じて対応する操作を行うことができれば、タッチスクリーン機能を備えていない他のデバイスであってもよい。
【００２４】
本実施形態において、位置センサー１０２は、数が４つであり、それぞれ、第１の位置センサー１０２−１、第２の位置センサー１０２−２、第３の位置センサー１０２−３、及び第４の位置センサー１０２−４である。
【００２５】
ここで、４つの位置センサー１０２は、それぞれ、スクリーンの４つの隅の位置に設けられ、図１に示すように、第１の位置センサー１０２−１はスクリーンの左上隅にあり、第２の位置センサー１０２−２はスクリーンの右上隅にあり、第３の位置センサー１０２−３はスクリーンの左下隅にあり、第４の位置センサー１０２−４はスクリーンの右下隅にある。４つの位置センサー１０２は、表示領域の周りにおいて対称的に分布していることで、タッチデバイス１０をさらにきれいにすることができる。
【００２６】
無論、他の実施形態において、図２に示すように、４つの位置センサー１０２は、非表示領域１０１の他の位置に設けられてもよく、例えば、第１の位置センサー１０２−１及び第４の位置センサー１０２−４が左側の非表示領域１０１にあり、タッチデバイス１０のスクリーンの横方向中心線を対称軸として対称的に分布し、第２の位置センサー１０２−２及び第３の位置センサー１０２−３がタッチデバイス１０の右側の非表示領域１０１にあり、タッチデバイス１０のスクリーンの横方向中心線を対称軸として対称的に分布し、異なる辺にある対向している２つの位置センサー１０２がタッチデバイス１０のスクリーンの縦方向中心線を対称軸として対称的に分布してもよく、これにより、タッチシステムをさらにきれいにすることができる。
【００２７】
ここで、図１に示すように、図中の４つの破線部分の領域は、各々の位置センサー１０２の感知範囲をそれぞれ示し、各々の位置センサー１０２の感知範囲は、少なくともタッチデバイス１０の４分の１をカバーし、例えば、第１の位置センサー１０２−１の感知範囲は、タッチデバイス１０の左上領域をカバーし、第２の位置センサー１０２−２の感知範囲は、タッチデバイス１０の右上領域をカバーし、第３の位置センサー１０２−３の感知範囲は、タッチデバイス１０の右下領域をカバーし、第４の位置センサー１０２−４の感知範囲は、タッチデバイス１０の左下領域をカバーしている。各々の位置センサー１０２の非表示領域１０１における位置を設けることにより、タッチデバイス１０のスクリーン全体を位置センサー１０２の感知範囲内に位置することができる。ユーザは、指でタッチデバイス１０に対して空中タッチ操作を行う場合に、タッチデバイス１０の存在する感知領域において操作を行うことが一般的であるが、タッチデバイス１０が位置センサー１０２の感知範囲内にあるので、位置センサー１０２がユーザの空中タッチ操作を感知可能なことを確保することができる。
【００２８】
ここで、本実施形態の空中タッチ情報とは、タッチポイントのタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値である。タッチスクリーンは、一般的に、タッチメディアのタッチスクリーンでのタッチポイントのスクリーンにおける座標値を取得することによりタッチ機能が実現されるが、本実施形態においては、ユーザの指がタッチデバイス１０のスクリーンに触れないので、空中タッチの方式により操作を行い、即ち、指が空中でタッチ操作を実行し、位置センサー１２で空中タッチ動作を感知することにより、指によるタッチポイントのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を取得し、さらに空中タッチ情報を取得する。
【００２９】
４つの位置センサー１０２は、具体的に、タッチデバイス１０のスクリーンの上方におけるタッチポイントの位置センサー１０２自身のセンサー座標系に対するセンサー座標値を取得するためであり、このセンサーの座標値は、タッチポイントのタッチデバイス１０のスクリーンに平行する平面における座標値である。
【００３０】
ここで、位置センサー１０２は、センサー機能及び撮影機能を備えるセンサーであり、カメラと、赤外線センサーとを有し、赤外線センサーは、スクリーンの上方にユーザの指のようなタッチメディアがあるか否かをリアルタイムに検出するためにであり、カメラは、赤外線センサーがスクリーンの上方にタッチメディアがあることを検出した場合に、撮影してタッチメディアに関するイメージを取得するもので、タッチメディアのイメージを分析して、タッチメディアによるタッチポイントのイメージにおける座標値を取得し、さらにタッチポイントの位置センサー１０２のセンサー座標系に対するセンサー座標値を取得することができる。例えば、タッチメディアが指である場合に、タッチポイントは、一般的に指の指先領域であるので、指の指先領域を特徴付ける特徴情報を予め設定しておき、指のイメージを得た後、イメージを分析することにより、予め設定された指先領域の特徴情報に合致するイメージ情報を探し出し、このイメージ情報に対応するイメージ部分のイメージ画面全体における位置がタッチポイントのイメージにおける位置となるので、タッチポイントを決定することができ、さらにタッチポイントのイメージにおける座標値を得ることができる。
【００３１】
ここで、各々の位置センサー１０２は、それぞれのセンサー座標系を有し、各々の位置センサー１０２のセンサー座標系の基準点が異なっている可能性があるので、各々の位置センサー１０２により得られたセンサー座標値は、当該位置センサー１０２自身のセンサー座標系に対するものである。
【００３２】
コントローラー１０４は、位置センサー１０２により得られたセンサー座標値を繰り返して読み取るためである。図１に示すように、各々の位置センサー１０２の感知範囲は、一部のタッチデバイス１０しかカバーしていないので、いずれの位置センサー１０２もスクリーンの上方にあるタッチメディアを感知できるものではなく、即ち、ユーザがスクリーンの上方において空中タッチ操作を行う際に、場合によっては、いずれの位置センサー１０２もタッチポイントのそれ自身のセンサー座標系に対するセンサー座標値を感知することができるものではない。さらに、４つの位置センサー１０２の感知範囲は、重ね合っている可能性があり、即ち、ユーザが空中タッチ操作を行う際に、２つ、３つ又は４つの位置センサー１０２がタッチメディアを同時に感知可能であり、つまり、２つ、３つ又は４つの位置センサー１０２が全てセンサー座標値を取得した可能性がある。
【００３３】
従って、コントローラー１０４は、１つの位置センサー１０２によるセンサー座標値のみを読み取った場合に、例えば、図１に示すように、タッチポイントＡが第１の位置センサー１０２−１による感知範囲内のみにあり、即ち、この場合、空中タッチ操作が第１の位置センサー１０２−１の感知範囲内のみに行われ、その他の位置センサー１０２−２，１０２−３，１０２−４が空中タッチ操作を感知できないので、第１の位置センサー１０２−１だけが、感知データ、即ち、タッチポイントＡのセンサー座標値（ｘ１，ｙ１）を検出した場合に、コントローラー１０４は、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標値（ｘ１，ｙ１）のみを読み取り、読み取ったセンサー座標値（ｘ１，ｙ１）からタッチポイントＡのタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出する。コントローラー１０４は、また、空中タッチ情報であるスクリーン座標値に応じて操作を行うことにより、タッチデバイス１０の空中操作を実現するためであり、即ち、タッチメディアがスクリーンに接触することがなく、操作デバイス１２への操作を実現することができる。
【００３４】
コントローラー１０４は、２つ以上の位置センサー１０２によりそれぞれ得られたセンサー座標値を読み取った場合に、例えば、図１に示すように、タッチポイントＢが第３の位置センサー１０２−３と第４の位置センサー１０２−４の感知範囲の重ね合った領域内にある時に、第３の位置センサー１０２−３により得られたタッチポイントＢの第３の位置センサー１０２−３のセンサー座標系に対するセンサー座標値が（ｘ３，ｙ３）であり、第４の位置センサー１０２−４により得られた第４の位置センサー１０２−４のセンサー座標系に対するタッチポイントＢのセンサー座標値が（ｘ４，ｙ４）である。コントローラー１０４は、２つの位置センサー１０２−３，１０２−４のセンサー座標値（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４）を読み取った場合に、２つ位置センサー１０２−３，１０２−４の優先レベルによって、所定のレベルの位置センサーによるセンサー座標値を選択し、所定のレベルの位置センサーによるセンサー座標値からタッチポイントＢのタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出する。コントローラー１０４は、また、空中タッチ情報であるスクリーン座標値に応じて操作を行うことにより、タッチデバイス１０の空中操作を実現するためである。
【００３５】
さらに、本実施形態において、４つの位置センサー１０２は、優先レベルの高い順に、順次に第１の位置センサー１０２−１、第２の位置センサー１０２−２、第３の位置センサー１０２−３、第４の位置センサー１０２−４である。コントローラー１０４は、少なくとも２つの位置センサー１０２によりそれぞれ得られたセンサー座標値を読み取った場合に、最高レベルの位置センサーに対応するセンサー座標値を選択してスクリーン座標値を算出することができる。従って、上記の場合に、コントローラー１０４は、第３のセンサー１０２−３と第４のセンサー１０２−４のセンサー座標値（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４）を読み取った際に、第３のセンサー１０２−３と第４のセンサー１０２−４のレベルの高さによって、第３のセンサー１０２−３のセンサー座標値（ｘ３，ｙ３）を実効座標値として選択して、タッチポイントＢのタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出する。無論、４つの位置センサー１０２の優先レベルの順番は、その他の並び方、例えば、高い順に、順次に第１の位置センサー１０２−１、第３の位置センサー１０２−３、第４の位置センサー１０２−４、第２の位置センサー１０２−２であってもよい。さらに、所定のレベルは、最低レベルであってもよく、所定のレベルを予め設定しなくて、実際の操作中に自ら判断し、或いは他の予め設定された条件によって選択してもよいが、これを制限しない。
【００３６】
以上、コントローラー１０４が２つの位置センサー１０２のセンサー座標値を読み取った場合のみを挙げたが、３つ又は４つの場合は、同様の原理によって、そのうちの１つのセンサー座標値を選択して計算することができるので、ここでは繰り返して説明しない。
【００３７】
さらに、コントローラー１０４は、具体的に、読み取ったセンサー座標値に対応する位置センサーのセンサー座標系とタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、読み取ったセンサー座標値を、タッチポイントのタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値に変換するためである。具体的には、コントローラー１０４は、１つの位置センサー１０２に対応するセンサー座標値、例えば、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標値（ｘ１，ｙ１）のみを読み取った場合に、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系とタッチデバイス１０のスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、センサー座標値（ｘ１，ｙ１）を、タッチデバイス１０のスクリーン座標系のスクリーン座標値に換算し、コントローラー１０４は、２つ以上の位置センサー１０２に対応するセンサー座標値、例えば、第３のセンサー１０２−３と第４のセンサー１０２−４のセンサー座標値（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４）を読み取った場合に、第３のセンサー１０２−３のセンサー座標値（ｘ３，ｙ３）を実効座標値として選択すると、第３の位置センサー１０２−３のセンサー座標系とタッチデバイス１０のスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、センサー座標値（ｘ３，ｙ３）をタッチデバイス１０のスクリーン座標系のスクリーン座標値に換算する。
【００３８】
ここで、異なる位置センサーは、その対応するセンサー座標系も異なる可能性があるので、位置センサーは、型番や性能によって、その対応するセンサー座標系とタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係が異なる可能性もあり、そして、同一の位置センサーは、非表示領域１０１における位置によって、そのセンサー座標系とスクリーン座標系との間のマッピング関係が異なる可能性もあるため、位置センサー及びその非表示領域１０１における位置が決定されると、位置センサーのセンサー座標系とタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係も決定されるので、位置センサー自身の特性及び位置センサーのタッチデバイス１０に対する位置によって、位置センサーのセンサー座標系とタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係を得ることができる。
【００３９】
センサー座標値とスクリーン座標値との具体的な換算方法を説明するために、以下、２種の異なるマッピング関係を例示して説明する。ここで、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系を例として説明する。
【００４０】
第１種のマッピング関係：説明すべきことに、タッチポイントがスクリーンの上方にあるので、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系は、スクリーンに平行してスクリーンの上方にある平面におけるセンサー座標系であり、２つの座標系は、それぞれ、互いに平行している２つの平面にある。第１の位置センサー１０２−１の非表示領域１０１における位置が決定されると、センサー座標系の座標原点Ｃ１も決定される。図３に示すように、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系とタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系の比例関係が同様であり、例えば、第１の位置センサー１０２−１の横軸の目座り単位が１であり、縦軸の目座り単位が２であると、スクリーン座標系の横軸の目座り単位も１であり、縦軸の目座り単位も２であり、さらに、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系の座標原点Ｃ１のスクリーンが存在する平面における垂直投影がスクリーンのスクリーン座標系の座標原点Ｄの左側にある場合に、センサー座標系の比例関係とスクリーン座標系の比例関係との間の関係（即ち、両者の比例関係が同様である。）、及びセンサー座標系の座標原点Ｃ１が存在する位置とスクリーン座標系の座標原点Ｄの存在する位置によって、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系とスクリーン座標系との間のマッピング関係は、
ｘｐ１＝ｘ１−ｄｘ１，ｙｐ１＝ｙ１−ｄｙ１…………………（１）
と得ることができる。
【００４１】
ただし、（ｘｐ１，ｙｐ１）は、第１の位置センサー１０２−１の感知範囲内におけるタッチポイントＥ１のスクリーン座標系に対するスクリーン座標値であり、（ｘ１，ｙ１）は、タッチポイントＥ１の第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系に対するセンサー座標値であり、（ｄｘ１，ｄｙ１）は、スクリーンの左上隅の極点Ｄ（即ち、スクリーン座標系の原点）の第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系に対する座標値である。これにより、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系とスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係を得ることができ、コントローラー１０８は、第１の位置センサー１０２−１に対応するセンサー座標値を選択すると、上記マッピング関係によって換算してスクリーン座標値を得ることができる。
【００４２】
より具体的に、その他の位置センサーのセンサー座標系とスクリーン座標系との間のマッピング関係は、下記の通りである。引き続き図３に示すように、スクリーン座標系の座標原点Ｄ（０，０）は、スクリーンの左上隅にあり、第１の位置センサー１０２−１、第２の位置センサー１０２−２、第３の位置センサー１０２−３及び第４の位置センサー１０２−４のセンサー座標系は、それぞれ、座標原点をＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とする座標系である。図に示すように、スクリーンの解像度をＰｘ＊Ｐｙとすると、スクリーンの４つの極点のスクリーン座標系に対する座標値は、Ｄ（０，０）、Ｍ（Ｐｘ，０）、Ｎ（Ｐｘ，Ｐｙ）、Ｋ（０，Ｐｙ）である。
【００４３】
これにより、第２の位置センサー１０２−２のセンサー座標系とスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係は、
ｘｐ２＝Ｐｘ−（ｄｘ２−ｘ２），ｙｐ２＝ｙ２−ｄｙ２…………………（２）
である。
【００４４】
ただし、（ｘｐ２，ｙｐ２）は、第２の位置センサー１０２−２の感知範囲内におけるタッチポイントＥ２のスクリーン座標系に対するスクリーン座標値であり、（ｘ２，ｙ２）は、タッチポイントＥ２の第２の位置センサー１０２−２のセンサー座標系に対するセンサー座標値であり、（ｄｘ２，ｄｙ２）は、スクリーンの右上隅の極点Ｍの第２の位置センサー１０２−２のセンサー座標系に対する座標値である。
【００４５】
第３の位置センサー１０３−３のセンサー座標系とスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係は、
ｘｐ３＝Ｐｘ−（ｄｘ３−ｘ３），ｙｐ３＝Ｐｙ−（ｄｙ３−ｙ３）…………（３）
である。
【００４６】
ただし、（ｘｐ３，ｙｐ３）は、第３の位置センサー１０３−３の感知範囲内におけるタッチポイントＥ３のスクリーン座標系に対するスクリーン座標値であり、（ｘ３，ｙ３）は、タッチポイントＥ３の第３の位置センサー１０３−３のセンサー座標系に対するセンサー座標値であり、（ｄｘ３，ｄｙ３）は、スクリーンの右下隅の極点Ｎの第３の位置センサー１０３−３のセンサー座標系に対する座標値である。
【００４７】
第４の位置センサー１０２−４のセンサー座標系とスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係は、
ｘｐ４＝ｘ４−ｄｘ４，ｙｐ４＝Ｐｙ−（ｄｙ４−ｙ４）…………………（４）
である。
【００４８】
ただし、（ｘｐ４，ｙｐ４）は、第４の位置センサー１０２−４の感知範囲内におけるタッチポイントＥ４のスクリーン座標系に対するスクリーン座標値であり、（ｘ４，ｙ４）は、タッチポイントＥ４の第４の位置センサー１０２−４のセンサー座標系に対するセンサー座標値であり、（ｄｘ４，ｄｙ４）は、スクリーンの左下隅の極点Ｋの第４の位置センサー１０２−４のセンサー座標系に対する座標値である。
【００４９】
これにより、上記各位置センサー１０２のセンサー座標系とスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、タッチポイントのスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を得ることができる。
【００５０】
さらに、換算結果をさらに正確にするために、上述した換算公式を基にして経験係数をかけることにより、公式（１），（２），（３），（４）は、それぞれ、
ｘｐ１＝（ｘ１−ｄｘ１）＊ｎ，ｙｐ１＝（ｙ１−ｄｙ１）＊ｎ…………（１）
ｘｐ２＝Ｐｘ−（ｄｘ２−ｘ２）＊ｎ，ｙｐ２＝（ｙ２−ｄｙ２）＊ｎ…………（２）
ｘｐ３＝Ｐｘ−（ｄｘ３−ｘ３）＊ｎ，ｙｐ３＝Ｐｙ−（ｄｙ３−ｙ３）＊ｎ…………（３）
ｘｐ４＝（ｘ４−ｄｘ４）＊ｎ，ｙｐ４＝Ｐｙ−（ｄｙ４−ｙ４）＊ｎ…………（４）
となる。
【００５１】
ただし、ｎは経験係数であり、生産テストプロセスにより得られ、位置センサーの解像度とスクリーンの解像度によって、経験係数が異なる。
【００５２】
さらに、指ぶれと位置センサーの測定誤差を解消して測定の正確性を向上させるために、本発明の実施形態において、位置センサー１０２は、スクリーンの上方にあるタッチポイントを感知した場合に、タッチポイントの位置センサー１０２自身のセンサー座標系に対するｍ個のセンサー座標値を取得し、ただし、ｍが２以上である。ｍの値は、位置センサーの感知速度によって設定されてもよく、位置センサーの感知頻度が早いと、ｍが大きい値に設定されてもよく、位置センサーの感知頻度が遅いと、ｍが小さい値に設定されてもよい。コントローラー１０８は、位置センサー１０２によるｍ個のセンサー座標値を読み取り、ｍ個のセンサー座標値に対して平均値を求めて平均センサー座標値を取得し、さらに、平均センサー座標値からタッチポイントのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出するためである。平均値を求める方式によって、測定の正確性を向上させることができる。
【００５３】
第２種のマッピング関係：図４に示すように、第１の位置センサー１０２−１を例として、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系とタッチデバイス１０のスクリーンのスクリーン座標系の比例関係が異なり、両方の座標系における横軸の目座り単位の比率がｆｘで、縦軸の目座り単位の比率がｆｙで、例えば、第１の位置センサー１０２−１の横軸の目座り単位が１で、縦軸の目座り単位も１であるが、スクリーン座標系の横軸の最小単位が１で、縦軸の最小単位も１である時に、ｆｘもｆｙも１であり、また、第１の位置センサー１０２−１のセンサー座標系の座標原点Ｃのスクリーンが存在する平面における垂直投影と、スクリーンのスクリーン座標系の座標原点Ｄとが重ね合っている、即ち、基準点が同様であることに相当する場合に、センサー座標系とスクリーン座標系の目座り単位の比率関係によって、センサー座標系とスクリーン座標系との間のマッピング関係は、（ｘ，ｙ）＝（ｘ１／ｆｘ，ｙ１／ｆｙ）と得ることができる。コントローラー１０４は、第１の位置センサー１０２−１に対応するセンサー座標値を選択すると、上述したマッピング関係によって換算してスクリーン座標値を得ることができる。以上、２種類のマッピング関係のみを例示したが、その他の種類のマッピング関係は、同様の原理によって得ることができるので、それについて一々例示しない。
【００５４】
上述した第１種のマッピング関係も、第２種のマッピング関係も、ひいては２種以上のマッピング関係が共存する場合も、タッチポイントがタッチデバイス１０のスクリーンの範囲内に限定されてもよく、即ち、タッチデバイス１０のスクリーンの正投影上方におけるタッチポイントが実効的なタッチポイントと定義され、タッチデバイス１０のスクリーンの正投影上方を超えた周辺におけるタッチ操作が無效と定義されてもよく、この場合、ユーザにとっては、平面におけるタッチ範囲が従来のタッチスクリーンと同様である。
【００５５】
無論、タッチデバイス１０のスクリーンの正投影上方を超えても、そのタッチポイントが実効的であると定義されてもよいが、この場合、さらに下記のように２つに分けられる。
【００５６】
１）タッチデバイス１０のスクリーンの正投影上方の外におけるタッチポイントは、タッチデバイス１０のスクリーンとマッピング関係がないと定義されているが、補助的に制御可能であり、例えば、タッチポイントがスクリーンの正投影上方からスクリーンの正投影上方の外に移動されたことを感知すると、ページをめくるなどの操作を行う。
【００５７】
２）タッチデバイス１０のスクリーンの正投影上方及びスクリーンの正投影上方の外におけるタッチポイントは、タッチデバイス１０のスクリーンと統一的なマッピング関係を形成すると定義されている場合に、スクリーンの正投影上方の外に操作を行っても、タッチデバイス１０のスクリーンにその操作の痕跡を表示し、対応するスクリーンタッチ指示に応答することができ、ユーザがスクリーンのサイズを超えた広範囲な空中タッチを行うことに便利である。
【００５８】
さらに、異なる位置センサーは、その検出したセンサー座標値がさらにタッチポイントとスクリーンとの間の距離値にも影響され、つまり、タッチポイントのスクリーンからの高さによって、得られたタッチポイントのセンサー座標系に対するセンサー横軸値も少々異なっているので、検出したセンサー座標値をさらに正確にするために、位置センサー１０２は、タッチポイントからスクリーンまでの距離を検出してもよく、この距離によってセンサー横軸値が決定され、例えば、予め設定された距離と横軸との間の誤差表によって座標値を修正し、正確性を向上させる。
【００５９】
ここで、ユーザによるタッチデバイス１０への空中タッチ操作は、空中でマウスのカーソルをスライドさせる操作や、空中でスライドしてアンロックする操作などであってもよい。
【００６０】
例えば、指がタッチデバイス１０のスクリーンの上方を移動する場合、位置センサー１０２が指のタッチポイントの移動中における複数のセンサー座標値を常に取得し、コントローラー１０４が実効的なセンサー座標値から複数の対応するスクリーン座標値を算出し、タッチデバイス１０が複数のスクリーン座標値に応じて、タッチデバイス１０のマウスのカーソルを複数のスクリーン座標値からなる軌跡に沿って移動させることにより、空中でマウスのカーソルをドラッグする操作を実現することができる。
【００６１】
また、例えば、タッチデバイス１０のスライドアンロック操作を実現させる場合に、タッチデバイス１０は、受信したスクリーン座標値によって、指が空中でスライドした曲線を得る。アンロックの曲線を予め設定することにより、得られた曲線を予め設定された曲線と比較し、２本の曲線の類似性が１つの閾値以上、例えば、８０％又は９０％以上になると、ユーザによるマニピュレーション操作がアンロック操作と認められ、この時にタッチデバイス１０がアンロック機能を実行する。
【００６２】
ここで、本発明の実施形態において、位置センサーは、また、空中タッチ物のサイズ及び空中タッチ物と位置センサーとの間の距離を取得し、さらに空中タッチ物のサイズ及び空中タッチ物と位置センサーとの間の距離に応じて空中タッチ操作を実現するためである。
【００６３】
図５に示すように、本発明にかかるタッチシステムの他の実施形態において、図１と図２に示す実施形態とは異なり、本実施形態の位置センサー２０２は、数が６つであり、それぞれ、第１の位置センサー２０２−１、第２の位置センサー２０２−２、第３の位置センサー２０２−３、第４の位置センサー２０２−４、第５の位置センサー２０２−５、第６の位置センサー２０２−６である。
【００６４】
ここで、第１の位置センサー２０２−１と第２の位置センサー２０２−２がスクリーンの右側の非表示領域２０１にあり、スクリーンの横方向中心線を対称軸として対称的に分布し、第４の位置センサー２０２−４と第５の位置センサー２０２−５がスクリーンの左側の非表示領域２０１にあり、スクリーンの横方向中心線を対称軸として対称的に分布し、第３の位置センサー２０２−３がスクリーンの下側の非表示領域２０１にあり、第６の位置センサー２０２−６がスクリーンの上側の非表示領域２０１にあり、第３の位置センサー２０２−３と第６の位置センサー２０２−６がスクリーンの横方向中心線を対称軸として対称的に分布していることにより、タッチシステムをさらにきれいにすることができる。さらに、第１の位置センサー２０２−１と第５の位置センサー２０２−５がスクリーンの縦方向中心線を対称軸として対称的に分布しているが、その他がこのように類推する。無論、３つの位置センサー２０２がスクリーンの同一側の非表示領域２０１にあり、他の３つの位置センサー２０２が他側の非表示領域２０１にあり、対向した位置センサーがスクリーンの縦方向中心線を対称軸として対称的に分布するようにしてもよい。
【００６５】
各々の位置センサー２０２の感知範囲は、少なくともタッチデバイス２０の６分の１をカバーしているが、無論、タッチデバイス２０全体が感知範囲内にあることを確保すれば、タッチデバイスにおける他の範囲をカバーしてもよい。
【００６６】
ここで、６つの位置センサーは、優先レベルの高い順に、順次に第１の位置センサー２０２−１、第２の位置センサー２０２−２、第３の位置センサー２０２−３、第４の位置センサー２０２−４、第５の位置センサー２０２−５、第６の位置センサー２０２−６である。コントローラー２０４は、１つの位置センサー２０２のセンサー座標値のみを読み取った場合に、この読み取ったセンサー座標値からタッチポイントのタッチデバイス２０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を取得し、具体的に、読み取ったセンサー座標値に対応する位置センサー２０２のセンサー座標系とタッチデバイス２０のスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、読み取ったセンサー座標値を、タッチポイントのタッチデバイス２０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値に変換し、当該マッピング関係が位置センサー２０２のタッチデバイス２０に対する位置に関わっている。コントローラー２０４は、２つ以上の位置センサー２０２によりそれぞれ得られたセンサー座標値を読み取った場合に、上記２つ以上の位置センサー２０２の優先レベルによって所定のレベルの位置センサーのセンサー座標値を実効的なセンサー座標値として選択し、具体的に、最高レベルの位置センサーのセンサー座標値を実効的なセンサー座標値として選択し、この最高レベルの位置センサーのセンサー座標値からタッチポイントのタッチデバイス２０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出する。
【００６７】
コントローラー２０４は、また、空中タッチ情報であるスクリーン座標値に応じて操作を行うことにより、タッチデバイス２０の空中操作を実現するためである。
【００６８】
図６に示すように、本発明にかかるタッチシステムのさらに他の実施形態において、図１と図２に示す実施形態とは異なり、本実施形態の位置センサー３０２は、数が２つであり、それぞれ、第１の位置センサー３０２−１と第２の位置センサー３０２−２である。ここで、２つの位置センサー３０２は、スクリーンの上下両側の非表示領域３０１にあり、タッチデバイス３０のスクリーンの横方向中心線を対称軸として対称的に分布している。無論、２つの位置センサー３０２は、必要に応じて、タッチデバイス３０の周りの異なる位置に設けられてもよく、例えば、左右両側の非表示領域３０１に設けられ、又は、ともに同一側の非表示領域３０１に設けられてもよい。
【００６９】
各々の位置センサー３０２の感知範囲は、少なくともタッチデバイス３０の２分の１をカバーし、即ち、図に示す２つの破線円領域のように、第１の位置センサー３０２−１の感知範囲がタッチデバイス３０の上半部地域を、第２の位置センサー３０２−２の感知範囲がタッチデバイス３０の下半部地域をカバーしている。無論、その感知範囲がカバーしたタッチデバイスは、他の場合にされてもよく、例えば、一方の位置センサー３０２の感知範囲がタッチデバイス３０の４分の１のみをカバーし、他方の位置センサー３０２の感知範囲がタッチデバイスの４分の３強をカバーしてもよいが、タッチデバイス３０全体を感知範囲内に位置することができればよい。
【００７０】
ここで、２つの位置センサーは、優先レベルの高い順に、順次に第１の位置センサー３０２−１、第２の位置センサー３０２−２である。コントローラー３０４は、１つの位置センサー３０２のセンサー座標値のみを読み取った場合に、この読み取ったセンサー座標値からタッチポイントのタッチデバイス３０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出し、具体的に、読み取ったセンサー座標値に対応する位置センサー３０２のセンサー座標系とタッチデバイス３０のスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、読み取ったセンサー座標値を、タッチポイントのタッチデバイス３０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値に変換し、当該マッピング関係が位置センサー３０２のスクリーンにおける位置に関わっている。コントローラー３０４は、２つの位置センサー３０２によりそれぞれ得られたセンサー座標値を読み取った場合に、上記２つの位置センサー３０２の優先レベルによって所定のレベルの位置センサーのセンサー座標値を実効的なセンサー座標値として選択し、具体的に、最高レベルの位置センサーのセンサー座標値を実効的なセンサー座標値として選択し、この最高レベルの位置センサーのセンサー座標値から、タッチポイントのタッチデバイス３０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出する。
【００７１】
コントローラー３０４は、また、空中タッチ情報であるスクリーン座標値に応じて操作を行うことにより、タッチデバイス３０の空中操作を実現するためである。
【００７２】
図７に示すように、本発明にかかるタッチシステムのさらに他の実施形態において、図１と図２に示す実施形態とは異なり、本実施形態の位置センサー４０２は、数が５つであり、それぞれ、第１の位置センサー４０２−１、第２の位置センサー４０２−２、第３の位置センサー４０２−３、第４の位置センサー４０２−４、第５の位置センサー４０２−５である。ここで、第１の位置センサー４０２−１と第２の位置センサー４０２−２がスクリーンの右側の非表示領域４０１にあり、タッチデバイス４０のスクリーンの横方向中心線を対称軸として対称的に分布し、第３の位置センサー４０２−３と第４の位置センサー４０２−４がスクリーンの左側の非表示領域４０１にあり、タッチデバイス４０のスクリーンの横方向中心線を対称軸として対称的に分布し、第５の位置センサー４０２−５がスクリーンの下側の非表示領域４０１にあり、一部の位置センサー４０２を対称的に分布させることにより、タッチシステムをさらにきれいにすることができる。無論、５つの位置センサー４０２は、必要に応じてタッチデバイス４０の周りの異なる位置に設けられてもよい。
【００７３】
各々の位置センサー４０２の感知範囲は、少なくともタッチデバイス４０の５分の１をカバーしているが、無論、その感知範囲がカバーしたタッチデバイスの範囲は、他の場合にされてもよいが、タッチデバイス４０全体を感知範囲内に位置することができれば、それを制限しない。
【００７４】
ここで、５つの位置センサーは、優先レベルの高い順に、順次に第１の位置センサー４０２−１、第２の位置センサー４０２−２、第３の位置センサー４０２−３、第４の位置センサー４０２−４、第５の位置センサー４０２−５である。コントローラー４０４は、１つの位置センサー４０２のセンサー座標値のみを読み取った場合に、この読み取ったセンサー座標値からタッチポイントのタッチデバイス４０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を取得し、具体的に、読み取ったセンサー座標値に対応する位置センサー４０２のセンサー座標系とタッチデバイス４０のスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、読み取ったセンサー座標値を、タッチポイントのタッチデバイス４０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値に変換し、当該マッピング関係が位置センサー４０２のスクリーンにおける位置に関わっている。コントローラー４０４は、２つ以上の位置センサー４０２によりそれぞれ得られたセンサー座標値を読み取った場合に、上記２つ以上の位置センサー４０２の優先レベルによって所定のレベルの位置センサーのセンサー座標値を実効的なセンサー座標値として選択し、具体的に、最高レベルの位置センサーのセンサー座標値を実効的なセンサー座標値として選択し、この最高レベルの位置センサーのセンサー座標値からタッチポイントのタッチデバイス４０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出する。
【００７５】
コントローラー４０４は、また、空中タッチ情報であるスクリーン座標値に応じて操作を行うことにより、タッチデバイス４０の空中操作を実現するためである。
【００７６】
図８に示すように、本発明にかかるタッチシステムのさらに他の実施形態において、図１と図２に示す実施形態とは異なり、本実施形態の位置センサー５０２は、数が３つであり、それぞれ、第１の位置センサー５０２−１、第２の位置センサー５０２−２、第３の位置センサー５０２−３である。本実施形態において、第１の位置センサー５０２−１がスクリーンの右側の非表示領域５０１にあり、第２の位置センサー５０２−２がスクリーンの左側の非表示領域５０１にあり、第３の位置センサー５０２−３がスクリーンの上側の非表示領域５０１にあり、第１の位置センサー５０２−１と第２の位置センサー５０２−２がタッチデバイス５０のスクリーンの縦方向中心線を対称軸として対称的に分布していることにより、タッチデバイス５０をさらにきれいにする。
【００７７】
各々の位置センサー５０２の感知範囲は、少なくともタッチデバイス５０の３分の１をカバーしているが、無論、その感知範囲がカバーしたタッチデバイスの範囲は、他の場合にされてもよいが、タッチデバイス４０全体を感知範囲内に位置することができれば、それを制限しない。
【００７８】
ここで、３つの位置センサーは、優先レベルの高い順に、順次に第１の位置センサー５０２−１、第２の位置センサー５０２−２、第３の位置センサー５０２−３である。コントローラー５０４は、１つの位置センサー５０２のセンサー座標値のみを読み取った場合に、この読み取ったセンサー座標値からタッチポイントのタッチデバイス５０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出し、具体的に、読み取ったセンサー座標値に対応する位置センサー５０２のセンサー座標系とタッチデバイス５０のスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、読み取ったセンサー座標値を、タッチポイントのタッチデバイス５０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値に変換し、当該マッピング関係が位置センサー５０２のタッチデバイス５０に対する位置に関わっている。コントローラー５０４は、２つ以上の位置センサー５０２によりそれぞれ得られたセンサー座標値を読み取った場合に、上記２つ以上の位置センサー５０２の優先レベルによって所定のレベルの位置センサーのセンサー座標値を実効的なセンサー座標値として選択し、具体的に、最高レベルの位置センサーのセンサー座標値を実効的なセンサー座標値として選択し、この最高レベルの位置センサーのセンサー座標値からタッチポイントのタッチデバイス５０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出する。
【００７９】
コントローラー５０４は、また、空中タッチ情報であるスクリーン座標値に応じて操作を行うことにより、タッチデバイス５０の空中操作を実現するためである。
【００８０】
図９に示すように、本発明にかかるタッチシステムのさらに他の実施形態において、図１と図２に示す実施形態とは異なり、本実施形態の位置センサー６０２は、数が１つで、即ち、第１の位置センサー６０２−１である。本実施形態において、第１の位置センサー６０２−１は、スクリーンの上側の非表示領域６０１にある。無論、位置センサー６０２−１は、必要に応じてタッチデバイス６０の非表示領域６０１の異なる位置に設けられてもよい。
【００８１】
１つの位置センサー６０２−１の感知範囲は、タッチ操作を感知可能なことを確保し、感知の感度を向上させるために、図９に示す破線円領域のように、少なくともタッチデバイス６０全体をカバーしている。
【００８２】
コントローラー６０４は、位置センサー６０２−１のセンサー座標値を読み取った場合に、この読み取ったセンサー座標値からタッチポイントのタッチデバイス６０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を算出し、具体的に、読み取ったセンサー座標値に対応する位置センサー６０２−１のセンサー座標系とタッチデバイス６０のスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係によって、読み取ったセンサー座標値を、タッチポイントのタッチデバイス６０のスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値に変換し、当該マッピング関係が位置センサー６０２のタッチデバイス６０に対する位置に関わっている。
【００８３】
コントローラー６０４は、また、空中タッチ情報であるスクリーン座標値に応じて操作を行うことにより、タッチデバイス６０の空中操作を実現するためである。
【００８４】
さらに、センサー座標系とスクリーン座標系との間のマッピング関係によって換算してタッチポイントのスクリーンのスクリーン座標系に対するスクリーン座標値を取得するのではなく、例えば、位置センサーのタッチデバイスに対する位置、及びタッチポイントと位置センサーとの間の距離によって、このスクリーン座標値を算出してもよい。
【００８５】
本発明にかかるタッチデバイスの実施形態において、位置センサーは、タッチデバイスのスクリーンにおける前面カメラであってもよく、即ち、タッチデバイスの前面カメラをそのうちの１つの位置センサーとして利用し、この前面カメラに赤外線感知機能を付与し、それをタッチデバイスの前面カメラとしても、位置センサーとしても機能させることができることにより、空中タッチ操作の感知を実現することが可能となる。
【００８６】
本発明の各実施形態において、位置センサーは、赤外線センサーとカメラとの組み合わせに限定しないが、距離センサーなどの空中タッチ操作を検出可能ないかなるデバイスであってもよい。２つ以上の位置センサーにより空中タッチ操作を検出する態樣において、１つの位置センサーにより検出された座標値を択一的に選択するのに代わって、２つ以上の位置センサーにより検出されたデータを結合して１つの総合値を算出する方法を採用することにより、精度を向上させてもよく、例えば、三角演算式を利用して、２つ以上の位置センサーにより検出された同一の物体の２つ以上の距離値、及びこの２つ以上の位置センサーの間の距離値又は物体の各位置センサーに対する角度値によって、物体の座標値を取得してもよく、ひいては、位置センサー自身の座標系の平面が必ずしもスクリーンの平面に平行しなくてもよく、各々の位置センサー又は各グループの位置センサーに１つのタッチ平面を定義し、この１つ又は複数のタッチ平面をスクリーンの平面に平行しないようすることにより、空中タッチのみならず、三次元多面タッチも実現可能である。
【００８７】
本発明の各実施形態において、センサー座標値に対応する位置センサーのセンサー座標系とタッチデバイスのスクリーンのスクリーン座標系との間のマッピング関係は、予め設けられてもよいが、無論、デバイスに関連するハードウェアの情報を採集して計算することにより取得されてもよく、これにより、本発明を異なるサイズのタッチデバイスのスクリーンや異なる解像度のスクリーンに適用する場合に、ユーザにより設けられることがなく、自動的にマッチングすることができ、本発明の適用性がさらに強くなる。
【００８８】
以上、本発明の実施形態のみを説明したが、それによって本発明の特許請求の範囲を制限するのではなく、本発明の明細書や図面の内容によりなされた等価の構造や等価の流れの変換、或いは他の関連技術分野における直接的又は間接的な応用が、いずれも同じく本発明の特許請求の範囲内に含まれる。
【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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