(57)【要約】【課題】それぞれがポテンシャルポイントのセットを識別するために用いられる少なくとも２個のステレオ対の光センサを有する光学式タッチ検出システム及びポテンシャルポイントのうちのいずれが正しいタッチポイントであるかを決定する方法。【解決手段】第１の対の光センサは、第１のセットのポテンシャルポイントを識別するために用いられ、第２の対の光センサは、第２のセットのポテンシャルポイントを識別するために用いられる。その後、ポテンシャルポイント対は、第１のセットのポテンシャルポイントと第２のセットのポテンシャルポイントとの間で比較され、すなわち、各ポテンシャルポイント対は、第１のセットからのポテンシャルポイント及び第２のセットからのポテンシャルポイントを有する。構成されるポテンシャルポイント間の距離を決定するために各ポテンシャルポイント対が調べられる。正しいタッチポイントは、構成されるポテンシャルポイント間の最短距離を有するポテンシャルポイント対を選択することによって識別される。少なくとも２対の光センサを用いることによって、正しいタッチポイントを決定するために調べる必要があるポテンシャルポイント対の総数が減少し、したがって、必要なコンピュータ分析が減少する。【選択図】図２
2012504817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチタッチ状況を解像するタッチ検出システムであって、
タッチエリアと、
前記タッチエリアにエネルギーを放出する一つ以上の発光体と、
前記タッチエリアの少なくとも一つのエッジに沿って配置された第１の対の光センサと、
前記タッチエリアの少なくとも一つのエッジに沿って配置された第２の対の光センサと、
前記第１の対の光センサ及び前記第２の対の光センサに適合した演算システムと、を備え、前記演算システムは、
前記第１の対の光センサによって検出された第１の複数の影及び前記第２の対の光センサによって検出された第２の複数の影を表すデータ信号を受信し、前記第１の複数の影及び前記第２の複数の影は、複数の正しいタッチポイントによって生じ、
第１のセットのポテンシャルポイントを決定するために、前記第１の複数の影を、三角法を用いて測定するとともに、第２のセットのポテンシャルポイントを決定するために、前記第２の複数の影を、三角法を用いて測定し、
前記第１のセットのポテンシャルポイント及び前記第２のセットのポテンシャルポイントの組合せを備えるポテンシャルポイント対を決定し、
前記ポテンシャルポイント対のそれぞれに対して、構成されるポテンシャルポイント間の距離を計算し、
前記構成されるポテンシャルポイント間の最短距離を有する複数のポテンシャルポイント対が正しいタッチポイントであると決定するように構成されたことを特徴とするタッチ検出システム。
【請求項２】
前記タッチエリアは、ベゼルにより三方に境界が設定され、
前記第１の対の光センサ及び前記第２の対の光センサはそれぞれ、前記ベゼルを撮像するように配置された請求項１に記載のタッチ検出システム。
【請求項３】
前記発光素子の少なくとも一つは、前記第１の対の光センサ及び前記第２の対の光センサにそれぞれ近接するように配置され、
前記ベゼルは、各発光体により対応する光センサの方向に放出されたエネルギーを再帰反射する再帰反射性表面を有する請求項２に記載のタッチ検出システム。
【請求項４】
前記第１の対の光センサの各光センサ及び前記第２の対の光センサの各光センサは、前記発光体の少なくとも一つを備えるアッセンブリに収容された請求項１に記載のタッチ検出システム。
【請求項５】
前記第１の対の光センサは、第１の光センサ及び第２の光センサを備え、
前記第２の対の光センサは、第３の光センサ及び第４の光センサを備え、
前記第１の光センサ及び前記第３の光センサは、互いに隣接して配置され、前記第２の光センサ及び前記第４の光センサは、互いに隣接して配置された請求項１に記載のタッチ検出システム。
【請求項６】
前記第１の光センサ及び前記第３の光センサは、単一のアセンブリに収容された請求項５に記載のタッチ検出システム。
【請求項７】
前記第２の光センサ及び前記第４の光センサは、単一のアセンブリに収容された請求項５に記載のタッチ検出システム。
【請求項８】
前記第１の光センサ及び前記第３の光センサは、前記タッチエリアの第１のコーナーに配置され、
前記第２の光センサ及び前記第４の光センサは、前記タッチエリアの第２のコーナーに配置された請求項５に記載のタッチ検出システム。
【請求項９】
前記第１の対の光センサは、第１の三角法の基線によって分離され、前記第２の対の光センサは、第２の三角法の基線によって分離され、
前記第１の三角法の基線及び前記第２の三角法の基線の各々は比較的長い請求項１に記載のタッチ検出システム。
【請求項１０】
前記タッチエリアの少なくとも一つのエッジに沿って配置されるとともに前記演算装置に適合した少なくとも第３の対の光センサを更に備えた請求項１に記載のタッチ検出システム。
【請求項１１】
前記第１の対の光センサ及び前記第２の対の光センサのうちの少なくとも一つの光センサは、ラインスキャンセンサ、エリアイメージセンサ又はビデオカメラである請求項１に記載のタッチ検出システム。
【請求項１２】
前記第１の対の光センサ及び前記第２の対の光センサのうちの少なくとも一つの光センサは、エリアイメージセンサである請求項１に記載のタッチ検出システム。
【請求項１３】
前記エリアイメージセンサは映像データを取得する請求項１２に記載のタッチ検出システム。
【請求項１４】
マルチタッチ状況を撮像する方法であって、
タッチエリアにエネルギーを放出し、
前記タッチエリアの少なくとも一つのエッジに沿って配置された第１の対の光センサを用いて第１の複数の影を検出し、
前記タッチエリアの少なくとも一つのエッジに沿って配置された第２の対の光センサを用いて第２の複数の影を検出し、前記第１の複数の影及び前記第２の複数の影は、複数の正しいタッチポイントによって生じ、
第１のセットのポテンシャルポイントを決定するために、前記第１の複数の影を、三角法を用いて測定するとともに、第２のセットのポテンシャルポイントを決定するために、前記第２の複数の影を、三角法を用いて測定し、
前記第１のセットのポテンシャルポイント及び前記第２のセットのポテンシャルポイントの組合せを備えるポテンシャルポイント対を決定し、
前記ポテンシャルポイント対の各々に対して、構成されるポテンシャルポイント間の距離を計算し、
前記構成されるポテンシャルポイント間の最短距離を有する複数の前記ポテンシャルポイント対が前記正しいタッチポイントであることを決定することを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記第１の複数の影の三角法を用いた測定は、前記第２の複数の影の三角法を用いた測定と同時に行う請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポテンシャルポイント対は、前記第１のセットのポテンシャルポイントからの１個のポテンシャルポイント及び前記第２のセットのポテンシャルポイントからの１個のポテンシャルポイントを備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
周辺光の変化の影響を減少させるために、前記タッチエリアに放出されたエネルギーのレベルを調整することを更に備えた請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
複数のポテンシャルポイントから正しいタッチポイントを識別するようプロセッサを操作することができるプログラムコードをタンジブルに実行するコンピュータ読取可能媒体であって、
タッチエリアの少なくとも一つのエッジに沿って配置された第１の対の光センサによって検出された第１の複数の影を表すデータ信号を受信するプログラムコードと、
タッチエリアの少なくとも一つのエッジに沿って配置された第２の対の光センサによって検出された第２の複数の影を表すデータ信号を受信し、前記第１の複数の影及び前記第２の複数の影が、複数の正確なタッチポイントによって生じるプログラムコードと、
第１のセットのポテンシャルポイントを決定するために、前記第１の複数の影を、三角法を用いて測定するとともに、第２のセットのポテンシャルポイントを決定するために、前記第２の複数の影を、三角法を用いて測定するプログラムコードと、
前記第１のセットのポテンシャルポイント及び前記第２のセットのポテンシャルポイントの組合せを備えるポテンシャルポイント対を決定するプログラムコードと、
前記ポテンシャルポイント対のそれぞれに対して、構成されるポテンシャルポイント間の距離を計算するプログラムコードと、
前記構成されるポテンシャルポイント間の最短距離を有する複数のポテンシャルポイント対が正しいタッチポイントであると決定するプログラムコードと、を備えるコンピュータ読取可能媒体。
【請求項１９】
マルチタッチ状況を解像するタッチ検出システムであって、
タッチエリアと、
前記タッチエリアの少なくとも一つのエッジに沿って配置された第１の対の光センサと、
前記タッチエリアの少なくとも一つのエッジに沿って配置された第２の対の光センサと、
前記第１の対の光センサ及び前記第２の対の光センサに適合した演算システムと、を備え、前記演算システムは、
前記第１の対の光センサから受信したデータ信号に基づいて前記タッチエリアの第１の複数の画像を生成するとともに、前記第２の対の光センサから受信したデータ信号に基づいて前記タッチエリアの第２の複数の画像を生成し、
前記第１の複数の画像及び前記第２の複数の画像の各々に対して、複数の正確なタッチポイントに作用するために用いられるタッチオブジェクトの相対位置を決定し、
第１のセットのポテンシャルポイントを決定するために、前記第１の複数の画像の前記タッチオブジェクトの相対位置を、三角法を用いて測定するとともに、第２のセットのポテンシャルポイントを決定するために、前記第２の複数の画像の前記タッチオブジェクトの相対位置を、三角法を用いて測定し、
前記第１のセットのポテンシャルポイント及び前記第２のセットのポテンシャルポイントの組合せを備えるポテンシャルポイント対を決定し、
前記ポテンシャルポイント対のそれぞれに対して、構成されるポテンシャルポイント間の距離を計算し、
前記構成されるポテンシャルポイント間の最短距離を有する複数のポテンシャルポイント対が正しいタッチポイントであると決定するように構成されたことを特徴とするタッチ検出システム。
【請求項２０】
前記第１の対の光センサの各光センサ及び前記第２の対の光センサの各光センサを、エリアイメージカメラの少なくとも一つを備えるアッセンブリに収容された請求項１９に記載のタッチ検出システム。
【請求項２１】
前記第１の対の光センサは、第１の三角法の基線によって分離され、前記第２の対の光センサは、第２の三角法の基線によって分離され、
前記第１の三角法の基線及び前記第２の三角法の基線の各々は比較的長い請求項１９に記載のタッチ検出システム。
【請求項２２】
前記第１の対の光センサは、第１のエリアイメージカメラ及び第２のエリアイメージカメラを備え、
前記第２の対の光センサは、第３のエリアイメージカメラ及び第４のエリアイメージカメラを備え、
前記第１のエリアイメージカメラ及び前記第３のエリアイメージカメラは、互いに隣接して配置され、前記第２のエリアイメージカメラ及び前記第４のエリアイメージカメラは、互いに隣接して配置された請求項１９に記載のタッチ検出システム。
【請求項２３】
前記第１のエリアイメージカメラ及び前記第３のエリアイメージカメラは、前記タッチエリアの第１のコーナーに配置され、
前記第２のエリアイメージカメラ及び前記第４のエリアイメージカメラは、前記タッチエリアの第２のコーナーに配置された請求項２２に記載のタッチ検出システム。
【請求項２４】
前記第１の複数の画像及び前記第２の複数の画像は、前記タッチエリアのビデオ画像を備える請求項１９に記載のタッチ検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本願は、２００８年１０月２日に出願された表題が「マルチタッチを解像するステレオカメラタッチスクリーン」(STEREO CAMERA TOUCH SCREEN RESOLVING MULTITOUCH)であるニュージーランド国仮特許出願第５７１，６８１号の優先権を主張し、その内容は、参照によりそのままここに組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本主題は、表面又はその付近をタッチすることによりユーザが一つ以上の処理装置と情報のやり取りを行うことができるタッチ検出システムに関連する。
【背景技術】
【０００３】
背景技術
図１は、タッチされた表面の上(on or above)のエリア１０４（ここでは「タッチエリア」）の一つ以上の検出面に存在する光路を伝播する光の検出に依存する光学式タッチ検出システム１００の一例を示す。図２は、システム１００の一部の斜視図を描く。例えば、光センサ技術に基づくタッチ検出システムは、ラインスキャンセンサ又は（エリアイメージカメラとも称する）エリアイメージセンサ、デジタル信号処理、前方照明又は背景照明、及びタッチのポイント又はエリアを決定するアルゴリズムの組合せを用いることができる。図１及び図２に示す例において、ベゼル(bezel)１０６（そのセグメントを１０６Ａ，１０６Ｂ，１０６Ｃで表す。）の方向を指す視界を有する二つの光センサ１０２Ａ，１０２Ｂが、タッチエリア１０４の一つ以上のエッジに沿って配置される。ラインスキャンセンサ又はエリアイメージセンサとすることができる光センサ１０２Ａ，１０２Ｂは、視界内の光の遮断を検出することによってタッチエリア１０４内の任意のオブジェクト(object)の移動を追跡するよう正しい方向に向けられる。一つの光センサ１０２Ａの視界１１０及び光学中心１１２を一例として示す。
【０００４】
あるシステムにおいて、光センサ１０２Ａ，１０２Ｂを、光を出射する部品も含む光アッセンブリ内に含めることができる。例えば、図２は、光センサ１０２Ｂ及び一つ以上の発光体(optical emitters)１１４を有する光アッセンブリ１０３を示す。発光体１１４を、ＩＲ−ＬＥＤ又は他の適切な発光素子とすることができる。（一つ以上の）発光体を、光センサ１０２Ｂの光学中心に整列し又はそこからオフセットすることができる。他のシステムにおいて、オブジェクトによる遮断が存在しない場合には光がタッチエリア１０４を横切って光センサ１０２に向かうようにするように、発光体１１４を、タッチエリア１０４の一つ以上のエッジに沿って装着される個別の部品（すなわち、光アッセンブリ１０３内に統合されないもの）とすることができる。
【０００５】
あるタッチ検出システムは、光を（一つ以上の）発光体１１４から光センサ１０２に反射し又は案内するためにタッチエリア１０４の周辺に配置された（例えば、ベゼル１０６等に装着された）反射性材料又は再帰反射性(retroreflective)材料を有する。従来知られているように、再帰反射性材料は、光が出射した方向とほぼ同一の方向に光が戻るように設計される。図２に一例として示すように、再帰反射性材料１０７は、ベゼル１０６の所定のセグメントに沿って配置され又はそこに装着される。（発光体１１４が光センサ１０２Ｂに組み込まれ又はそれに近接して配置されていると仮定すると、）図１に示す典型的な光線追跡１０８は、光がベゼル１０６から光センサ１０２Ｂに戻るように再帰反射していることを示す。戻ってきた光は、図２に示すように、光センサ１０２Ｂの（レンズを含んでも含まなくてもよい）窓１１６を通じて受光される。
【０００６】
図２の斜視図に示すように、オブジェクト１１８（本例ではスタイラスペン）が検出面において光を遮断すると、オブジェクトは、再帰反射された光の減少として検知されるベゼル（本例ではベゼル部１０６Ａ）上の影１２０を投じる。影１２０の逆方向に落とされる影１２１を、図２において部分的にのみ示す。この特定例において、（図２に示さない）光センサ１０２Ａは、ベゼルセグメント１０６Ａに投じられた影の方向を決定するために影１２０の位置を検知し、それに対して、光センサ１０２Ｂは、視界内でベゼルセグメント１０６Ｃに投じられた影１２１を検知する。当業者は、出射された光の形状(geometry)及びタイプ並びに周囲条件に応じて他の影がベゼル１０６のセグメントに生じうることを理解する。
【０００７】
図３は、システム１００のタッチエリア１０４に対するタッチポイントＴの位置を含む配置を示す。検出された光の遮断に基づいて、タッチポイントＴを、２本のライン１２２，１２４の交差から三角法を用いて測定することができる。ライン１２２，１２４はそれぞれ、光センサ１０２Ａによって検出された影の中心からの光線追跡及び光センサ１０２Ｂによって検出された影の中心からの光線追跡に対応する。一つの影の境界１２１，１２３を、光センサ１０２Ｂによって検出された光に対して示す。光センサ１０２Ａと光センサ１０２Ｂとの間の距離Ｗが知られており、角度α及び角度βをライン１２２及びライン１２４から決定することができる。タッチポイントＴの座標（Ｘ，Ｙ）を、式tanα＝Ｙ／Ｘ及びtanβ＝Ｙ（Ｗ−Ｘ）によって決定することができる。
【０００８】
しかしながら、図４に示すように、二つのポイントが同時にタッチされた場合に問題が生じることがあり、この場合、「同時に」とは、光の遮断を調べる所定の時間間隔内に生じるタッチを意味する。特に、図４は、二つのタッチポイントＴ１及びタッチポイントＴ２と、タッチエリア１０４のエッジにおける結果的に得られた四つの影１２６，１２８，１３０，１３２を示す。本例では中心線を示さないが、タッチポイントＴ１を、光センサ１０２Ａ及び光センサ１０２Ｂを介してそれぞれ検出されるような影１２６及び影１２８の各中心線から三角法を用いて測定することができる（中心線を、影１２６及び影１２８の各エッジ間の距離を等分することによって決定することができる。）。タッチポイントＴ２を、光センサ１０２Ａ及び１０２Ｂを介してそれぞれ検出されるような影１３０及び影１３２の各中心線から三角法を用いて測定することができる。影１２６及び影１３２はＧ１で交差し、影１２８及び影１３０はＧ２で交差し、交差部は、「ゴースト」ポイント("ghost" points)として検出される。タッチポイント座標を計算するために用いることができる三角法ソフトウェアに対して、ゴーストポイントＧ１，Ｇ２及びタッチポイントＴ１，Ｔ２が、これらのうちのいずれが正しいタッチポイントであるかを決定するために調べる必要がある「ポテンシャルポイント」(potential point)として出現する。二つの光センサを有する従来の光タッチ検出システム（及び大抵のマトリックベースタッチ検出システム(matrix based touch detection system)）は、正しいタッチポイントとゴーストポイントとを区別する(resolving)ことができない。
【０００９】
同一出願人により本出願人に譲渡された同時係属中の（２００９年５月１日に出願された表題が「ソフトウェアフィルタを用いてマルチタッチ状況を解像するシステム及び方法」(Systems and Methods for Resolving Multi-touch Scenarios Using Software Filters")である米国特許出願第１２／４９４，２１７号及び（２００９年２月１０日に出願された表題が「光学式タッチスクリーン用のマルチタッチ状況を解像するシステム及び方法」(Systems and Methods for Resolving Multi-touch Scenarios for Optical Touchscreens")である同時係属中の米国特許出願第１２／３６８，３７２号は、いずれも２個の光センサのみを用いてゴーストポイントと正しいタッチポイントとの間の区別を行う光学式タッチ検出システム及び方法の発明を記載している。これらの出願の両方は、参照によりそのままここに組み込まれる。
【００１０】
ゴーストポイントと正しいタッチポイントとの間の区別を行う他の方法は、観測軸の数を増加させること、すなわち、タッチエリア１０４に沿って配置された光センサ１０２の数を増加させることである。図５において、例えば、４個の光センサ１０２Ａ〜１０２Ｄが存在し、その各々は、タッチエリア１０４の各コーナーに配置される。光センサ１０２の個数を増加させることによって三角法を用いた測定の精度が向上するとしても、正しいタッチポイント（Ｔ１，Ｔ２）を決定するために調べる必要があるポテンシャルポイントの数も増加する。例えば、図５に示すように、２個の正しいタッチポイント（Ｔ１，Ｔ２）及び４個の光センサ１０２Ａ〜１０２Ｄによって、図４の場合よりも多い数の影の交差部（すなわち、ゴーストポイント）が生じる。
【００１１】
また、正しいタッチポイントの数が増加すると、ゴーストポイント（したがって、ポテンシャルポイント）の数も増加する。例えば、図５において、第３のタッチポイントＴ３（図示せず）がタッチエリア１０４に導入されると、更に多くの影の交差部（すなわち、ゴーストポイント）が結果的に生じる。Ｎ個の正しいタッチポイント及びＬ個の光センサが存在する場合、ポテンシャルポイントの数“ＰＰ”を、式
【数１】
2012504817.tif 000003
を用いて計算することができる。図５において、合計が２４個のポテンシャルポイントＰＰに対する４個の光センサ１０２Ａ〜１０２Ｄ（Ｌ＝４）及び２個のタッチポイントＴ１，Ｔ２（Ｎ＝２）が存在する。図５のシステムにおいて、４個のタッチポイント（Ｎ＝４）が存在すると仮定すると、９６個のポテンシャルポイントＰＰが存在し、５個のタッチポイント（Ｎ＝５）が存在すると仮定すると、１５０個のポテンシャルポイントＰＰが存在する。
【００１２】
「ポテンシャルポイント対」(potential point pair)は、２個のポテンシャルポイントＰＰの対である。対の中の各ポテンシャルポイントＰＰが互いに近接する場合、対が正しいタッチポイントを表す可能性が高くなる。したがって、図５のシステムにおいてＮ個の実際のタッチポイントを見つけるために、分析は、最小距離であるポテンシャルポイント対の全ての組合せを探索することと、頻度に応じてビニング(binning)及びソーティング(sorting)を行うことによってこのセットからＮ個の正しいタッチポイントを選択することと、を伴う。この文脈における「組合せ」(combinations)は、ポテンシャルポイントＰＰの総数からのポテンシャルポイント対のあり得る配置の全てを意味する。組合せの数を、以下の式から取得することができる。
【数２】
2012504817.tif 000004
【００１３】
４個のポテンシャルポイントＰＰが存在すると仮定すると、距離を決定するために調べる必要があるポテンシャルポイント対の組合せは６個である。９６個のポテンシャルポイントＰＰが存在すると仮定すると、ポテンシャルポイント対は４５６０個であり、１５０個のポテンシャルポイントＰＰが存在すると仮定すると、ポテンシャルポイント対は１１１７５個である。上述したように、一度全てのポテンシャルポイント対が識別されると、どの対が正しいタッチポイントを表すかを決定するために、各対内の各ポテンシャルポイントＰＰの間の距離を算出し、算出した距離を比較する必要がある。この分析は、計算が集約される(computationally intensive)。その理由は、この分析が各ポテンシャルポイント対に対するｘ，ｙの差の平方根を取り出すことを伴うからである。したがって、正しいタッチポイントの位置を最終的に決定するのに必要な分析は、従来のタッチ検出システムでは光センサ１０２の数が増加するに従って劇的に増加する。図５に示すような４個の光センサの配置に伴う更に別の問題は、タッチエリア１０４の底部に沿って配置された２個の光センサ１０２Ｃ，１０２Ｄは、埃、破片(debris)及び明るい周辺光に更に頻繁にさらされることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本主題の目的及び利点は、本願の開示を精査し及び／又は特許請求の範囲に記載された主題の一つ以上の実施の形態を実施することによって当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本主題の一つ以上の態様によれば、タッチ検出システムのポテンシャルポイント対の総数を、少なくとも２対の光センサを設けることによって減少させることができ、これによって、ゴーストポイントと正しいタッチポイントとの間の区別を行うのに必要なコンピュータ分析を減少させることができる。したがって、本発明の一態様は、光センサの総数を増加させるが、同時に、マルチタッチ状況を解像するために調べる必要があるポテンシャルポイント対の総数を減少させる。
【００１６】
光センサの各対は、三角法の基線によって互いに分離された２個の個別のセンサを備えることができる。一実施の形態において、光センサの対は、タッチエリアの第１のコーナーに配置された第１のセンサと、タッチエリアの第２のコーナーに配置された第２のセンサと、を有する。したがって、三角法の基線は、タッチエリアの第１のコーナーと第２のコーナーとの間の距離を備えることができる。しかしながら、他の実施の形態において、対の中の個別の光センサは、タッチエリアのエッジに沿った任意の場所（すなわち、タッチエリアのコーナーである必要はない。）に配置され、したがって、三角法の基線は、タッチエリアのコーナー間の距離に制限されない。したがって、少なくとも２対の光センサを、種々の方法で相対的に配置することができる。
【００１７】
光センサの各対を、ポテンシャルポイントのそれ自体のセットを検出し及び計算するために使用することができる。換言すれば、第１の光センサの対は、第１のセットのポテンシャルポイントを識別するために使用され、第２の光センサの対は、第２のセットのポテンシャルポイントを識別するために使用される。その後、ポテンシャルポイント対を、第１のセットのポテンシャルポイントと第２のセットのポテンシャルポイントとを比較することによって決定し、すなわち、各ポテンシャルポイント対は、第１のセットからのポテンシャルポイントと、第２のセットからのポテンシャルポイントと、を有する。構成されるポテンシャルポイント間の距離を決定するために、各ポテンシャルポイント対を調べる。正しいタッチポイントは、構成要素となるポテンシャルポイント間の最小距離を有するポテンシャルポイントを選択することによって識別される。
【００１８】
添付した特許請求の範囲を実施するベストモードを含み、当業者に向けられた完全かつ実施可能な開示を、明細書の残りの部分で更に詳しく説明する。明細書は、以下の添付図面を言及し、同様な参照番号の使用は、同様又は類似の構成要素を説明することを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、第１の典型的な従来の光学式タッチ検出システムを示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の斜視図である。
【図３】図３は、典型的な光学式タッチ検出システムにおけるタッチポイントの計算を伴う配置を示す図である。
【図４】図４は、複数の同時のタッチが光学式タッチ検出システムで生じたときの「ゴーストポイント」の発生を示す図である。
【図５】図５は、４個の光センサを有する第２の典型的な従来の光学式タッチ検出システムを示すブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の所定の実施の形態による、２個のステレオ対の光センサを有する典型的なタッチ検出システムを示すブロック図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示すタッチエリアの一部の拡大図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の他の所定の実施の形態による、２個のステレオ対の光センサを有する典型的なタッチ検出システムを示すブロック図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の更に別の所定の実施の形態による、２個のステレオ対の光センサを有する典型的なタッチ検出システムを示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明の所定の実施の形態による、光センサの対が比較的短い三角法の基線を有する典型的なタッチ検出システムを部分的に示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明の所定の実施の形態による、２個のステレオ対の光センサを形成するために３個の光センサを使用する典型的なタッチ検出システムを示すブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の所定の実施の形態による、２個の光センサを有する光アッセンブリのブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の所定の実施の形態による、少なくとも２対の光センサを用いてマルチタッチ状況を区別する典型的な方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の所定の実施の形態による、典型的なタッチ検出システム及びその一部を形成する典型的な演算装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
種々の及び他の典型的な実施の形態並びに添付図面に対する言及を詳細に行う。各例を説明として提供し、制限のために提供しない。開示及びクレームの範囲又は精神を逸脱することなく変更及び変形を行うことができることを当業者は理解する。例えば、一実施の形態の一部として説明し又は記載した特徴を、更に別の実施の形態を作り出すために他の実施の形態で用いることができる。したがって、本開示が添付した特許請求の範囲及びその等価物の範囲内に入るようにあらゆる変更及び変形を含むことを意図する。
【００２１】
本発明は、少なくとも２個のステレオ光センサ対を用いることによってマルチタッチを解像する(resolving)光学式タッチ検出システム及び方法を提供する。光センサ対は、別々に範囲及び三角形のタッチ位置を計算する。ここでは、用語「光センサ」は、光が存在するか否か、すなわち、画素のような所定のエリア内の光子量を検出することができるとともにその情報を表すデータ信号を生成することができるあらゆるタイプのセンサ装置を広く言及するために用いられる。例えば、光センサを、ラインスキャンセンサ又は（エリアイメージカメラとも称される）エリアイメージセンサとすることができる。ある光センサは、静的な光学データを取得し、他の光センサは、動的な光学データ（すなわち、動画ビデオ）を取得するために用いることができる。ある光学センサは、光強度の変動（すなわち、白黒の光学データ）のみを検出し、ある光学センサは、色を検出する。
【００２２】
ここで説明する実施の形態において、光センサは、影、すなわち、タッチエリア内のタッチポイントによって生じた反射光の遮断を検出するために用いられる。しかしながら、他の実施の形態において、取得されたデータ及び所定のタイプの光センサ（例えば、エリアイメージセンサ）による出力を、影が用いられるのと同一又は同様の方法でタッチポイント座標を計算するために画像の（一つ以上の）タッチオブジェクトのエッジ及び／又は中心線を用いることができるタッチエリアの画像（すなわち、光学的な複写(optical duplicates)）を生成するために用いることができる。例えば、各画像のタッチオブジェクトのエッジ及び／又は中心線を、影に関して後に説明するようにポテンシャルポイント(potential point)を決定するために三角法を用いて測定することができるタッチオブジェクトの相対位置を決定するために用いることができる。したがって、記載した実施の形態は、影座標の検出及び三角法を用いた測定を言及するが、本発明の原理を画像座標の検出及び三角法を用いた測定にも適用することを認識すべきである。ここで用いられるように、用語「タッチオブジェクト」は、指、スタイラスペン又は他のポインタのようなタッチポイントをもたらすために用いられる任意のオブジェクトを言及することを意図したものである。
【００２３】
図６Ａは、本発明の一つ以上の実施の形態で構成された典型的なタッチ検出システム２００を示す。本例において、エッジ２０４Ａ，２０４Ｂ，２０４Ｃ，２０４Ｄを有するタッチエリア２０４が存在する。従来知られているように、タッチエリア２０４は、ベゼル又は他のタイプのフレームによって境界が設定される。所定の実施の形態において、再帰反射性材料は、ベゼルに装着又は貼付され、プリズムフィルム、プリズムテープ又はプリズムペイント(prismatic film, tape or paint)を備えることができる。例えば、再帰反射性材料を、タッチエリア２０４のエッジ２０４Ａ，２０４Ｂ，２０４Ｃに隣接するベゼルの少なくとも三方に付けることできる。他の実施の形態において、再帰反射性材料を、ミラー、プリズム等を含む他のタイプの反射性材料又は屈折性材料に置き換えることができる。さらに、本発明の原理は、前方照明技術又は背景照明技術を用いるシステムで有効である。
【００２４】
また、図６は、タッチエリア２０４のエッジ２０４Ｄに沿って配置された２対の光センサ２０６，２０８を示す。第１の対の光センサ２０６は、第１の光センサ２０６Ａ及び第２の光センサ２０６Ｂを備えることができる。同様に、第２の対の光センサ２０８は、第３の光センサ２０８Ａ及び第４の光センサ２０８Ｂを備えることができる。各対内の個別の光センサの相対配置及び光センサ対の相対的な配置は、後に十分詳しく説明するように、本主題の態様に影響を及ぼす。
【００２５】
一部の実施の形態において、各光センサ２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８Ａ及び２０８Ｂを、一つ以上の発光体も含む光アッセンブリの構成要素とすることができる。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を、検出面の一つ以上の光路を伝播する赤外（ＩＲ）放射を生成するために用いることができる。ＥＭスペクトルの他の部分又は他のタイプのエネルギーを、適切な発光体及びセンサデバイスとともに適用できるように用いることができる。他の実施の形態において、タッチエリア２０４を、一つの照明光源又はそれ以上の個別の照明光源によって照明することができる。
【００２６】
一般的な事項として、光センサ２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８Ａ，２０８Ｂのそれぞれを、これらの視界がベゼルの周囲に向けられるようにタッチセンサ２０４の周辺に配置する。すなわち、光センサ２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８Ａ，２０８Ｂは、タッチエリア２０４を照明する光又は他のエネルギーを遮断するタッチオブジェクト（例えば、指、スタイラスペン、ポインタ等）によってベゼルに投影される影を検出する。既に説明したように、これらの影の位置を、ポテンシャルタッチポイントの位置を計算するために三角法を用いた測定を行うことができる。そのような計算は、規定通りに、不一致（例えば、レンズの歪み、周囲条件、タッチスクリーン又は他のタッチされた表面の損傷又は障害）を補償するアルゴリズムを含むことができる。本発明による光センサ２０６，２０８の対を設けることによって、いずれのポテンシャルポイントがゴーストポイントであるか及びどれが正しいタッチポイントであるかを確定するのに必要な演算の複雑さが著しく減少する。
【００２７】
光センサ２０６，２０８の各対内の個別の光センサは、「三角法の基線」によって分離される。例えば、光センサ２０６Ａ及び２０６Ｂは、タッチエリア２０４の対向するコーナー又はその付近に配置され、第１の三角法の基線２１０によって分離されている。同様に、光センサ２０８Ａ及び２０８Ｂは、タッチエリア２０４の対向するコーナー又はその付近に配置され、第２の三角法の基線２１２によって分離されている。光センサ２０６，２０８の各対内の個別の光センサがタッチエリア２０４の対向するコーナー又はその付近に配置されているので、第１の三角法の基線２１０及び第２の三角法の基線２１２は、タッチエリア２０４の幅にほぼ等しい。当然、各三角法の基線２１０，２１２の正確な長さを、例えば、タッチ検出システム２００が構成され及び／又は検査されるときに容易に計算することができる。
【００２８】
しかしながら、光センサ２０６，２０８を、タッチエリア２０４のコーナーに配置する必要がなく、したがって、三角法の基線２１０，２１２は、他の実施の形態において他の寸法を有することができる。例えば、図７Ａは、光センサ２０６Ａがタッチエリア２０４のエッジ２０４Ｄに沿って配置されるとともにエッジ２０４Ａ及びエッジ２０４Ｂが接するコーナーに光センサ２０６Ｂが配置される実施の形態を示す。図７Ａは、タッチエリア２０４のエッジ２０４Ｄに沿って配置された光センサ２０８Ａ及びエッジ２０４Ａに沿って配置された光センサ２０８Ｂも示す。
【００２９】
図６Ａ及び図７Ａにおいて、光センサ２０６，２０８の対は、互いに近接して配置される。例えば、二つのＡの文字を付した光センサ２０６Ａ，２０８Ａは、互いに隣接して配置され、二つのＢの文字を付した光センサ２０６Ｂ，２０８Ｂは、互いに隣接して配置される。しかしながら、他の実施の形態において、光センサ２０６，２０８の対を、互いに近接又は隣接して配置しなくてもよい。例えば、図７Ｂにおいて、二つのＡの文字を付した光センサ２０６Ａ，２０８Ａは、互いに隣接して配置されず、二つのＢの文字を付した光センサ２０６Ｂ，２０８Ｂも、互いに隣接して配置されない。したがって、光センサ２０６，２０８の対の多数の相対位置が可能である。
【００３０】
一般的に、三角法の基線２１０，２１２が比較的長い実施の形態は、三角法の基線２１０，２１２が比較的短い実施の形態よりも高い精度となる傾向にある。例えば、図８は、比較的短い三角法の基線２１０を有する光センサ２０６Ａ，２０６Ｂの対を示す。図示したように、三角法の基線２１０を短くすることによって、光センサ２０６Ａ，２０６Ｂは、非常に似た視野を有し、これによって、システムの三角法を用いた測定の精度が悪くなる。短い三角法の基線を有する光センサ対の精度が一部の実施の形態では許容されるが、長い三角法の基線を有する光センサ対の向上した精度が、他の実施の形態において好ましい。
【００３１】
本発明によれば、光センサ２０６，２０８の対は、互いに独立して動作し、各対は、個別のセットのポテンシャルポイントＰＰを計算するのに用いられる。すなわち、第１の対の光センサ２０６は、第１のセットのポテンシャルポイントＰＰ１を計算するのに用いられ、第２の対の光センサ２０８は、第２のセットのポテンシャルポイントＰＰ２を計算するのに用いられる。２セット(dual sets)のポテンシャルポイント（ＰＰ１，ＰＰ２）の使用は、互いに独立して動作する二つの重なり合ったタッチ検出システムを有効にシミュレートする。
【００３２】
図６Ａに示す例において、タッチエリア２０４中の円によって表された同時に発生する四つの正しいタッチポイント（Ｔ１〜Ｔ４）が存在する。光センサ２０６，２０８が光の存在又は不存在を検出する所定の時間窓内にタッチポイントが生じる場合、これらのタッチポイントは、「同時に発生したもの」と考えることができる。例えば、タッチポイントは、同一のサンプリング間隔で又はまとめて考えられる複数のサンプリング間隔に亘って生じうる。タッチポイントは、例えば、種々のタッチオブジェクト（例えば、指、スタイラスペン、これらの組合せ等）又は異なる位置でタッチエリア２０４に割り込む同一のタッチオブジェクトの異なる部分によって生じうる。
【００３３】
各タッチポイントＴ１〜Ｔ４は、光センサ２０６，２０８によって影として検出される光の妨げ(disturbances)を作り出す。４個のタッチポイントＴ１〜Ｔ４の場合、各光センサ２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８Ａ，２０８Ｂは、４個の影を検出する。参照しやすいように、各影の代表的な影の中心線のみを図６Ａに示す。光センサ２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８Ａ，２０８Ｂによって生成されるデータに基づいたこのような中心線の計算は周知である。したがって、第１の対の光センサ２０６によって検出された影を、図において円Ｔ１〜Ｔ４によって表された４個の正しいタッチポイント及び黒塗りの四角形によって表された１２個のゴーストポイントを備える第１のセットの１６個のポテンシャルポイントに対する座標を決定するために三角法を用いた測定を行うことができる。同様に、第２の対の光センサ２０８によって検出された影を、図において円Ｔ１〜Ｔ４によって表された４個の正しいタッチポイント及び黒塗りの丸によって表された１２個のゴーストポイントを備える第２のセットの１６個のポテンシャルポイントに対する座標を決定するために三角法を用いた測定を行うことができる。
【００３４】
全てのポテンシャルポイントの座標が一度決定されると、第１のセットのポテンシャルポイントＰＰ１と、第２のセットのポテンシャルポイントＰＰ２とを比較することによって、正しいタッチポイントと、ゴーストポイントとを区別することができる。これを、第１のセットのポテンシャルポイントＰＰ１の各ポテンシャルポイントと第２のセットのポテンシャルポイントＰＰ２の各ポテンシャルポイントとの間の距離を計算することによって行うことができる。したがって、調べるべきポテンシャルポイント対は、第１のセットのポテンシャルポイントＰＰ１からのポテンシャルポイント及び第２のセットのポテンシャルポイントＰＰ２からのポテンシャルポイントからそれぞれ構成される。既に説明したように、ポテンシャルポイント対のポテンシャルポイントが互いに近くなるに従って、ポテンシャルポイント対が正しいタッチポイントに対応する可能性が高くなる。
【００３５】
したがって、全てのポテンシャルポイント対を演算し及び分析する必要がないので、本発明により光センサを対にすることは有益である。その代わりに、光センサの一方の対２０６によって識別された第１の対のポテンシャルポイントＰＰ１と光センサの他方の対２０８によって識別された第２の対のポテンシャルポイントＰＰ２とを比較するだけでよい。さらに、本発明の態様は、光センサの対２０６，２０８の一方が故障した場合の冗長性を提供する。したがって、一方の対が故障した場合、他方の対は、機能したままであり、それ自体のセットのポテンシャルポイントＰＰを収集することができる。
【００３６】
図６Ａの例において、４個のタッチポイントは、光センサの対２０６，２０８のそれぞれに対して１６個のみのポテンシャルポイントＰＰとなり、これは、２５６個のポテンシャルポイント対となる（Ｎ４＝４４＝２５６）。一方、図５の従来のシステムの４個のタッチポイントは、合計で９６個のポテンシャルポイントＰＰ及び４５６０個のポテンシャルポイント対となり、システム中の正しいタッチポイントとゴーストポイントとの間の区別を行なうためにこれらの全てを分析する必要がある。したがって、本発明は、図６Ａに示すとともに図６Ａを参照しながら説明したシステムにおいて実施されるように、従来のシステムの約１／１８の分析用のポテンシャルポイント対を生み出す。このような改善によって、ゴーストポイントと正しいタッチポイントとを区別するのに必要なコンピュータ分析が減少する。
【００３７】
図６Ｂは、図６Ａに示すタッチエリア２０４の一部２１５の拡大図である。図示したように、第１のセットのポテンシャルポイントＰＰ１からのポテンシャルポイントの４個にＰＰ１−１，ＰＰ１−２，ＰＰ１−３，ＰＰ１−４を付し、第２のセットのポテンシャルポイントＰＰ２からのポテンシャルポイントの４個にＰＰ２−１，ＰＰ２−２，ＰＰ２−３，ＰＰ２−４を付す。二つのセットのポテンシャルポイントＰＰ１，ＰＰ２からのポテンシャルポイントのこのようなサブセットが与えられると、調べるための１６個のポテンシャルポイント対（１）ＰＰ１−１及びＰＰ２−１（２）ＰＰ１−１及びＰＰ２−２（３）ＰＰ１−１及びＰＰ２−３（４）ＰＰ１−１及びＰＰ２−４（５）ＰＰ１−２及びＰＰ２−１（６）ＰＰ１−２及びＰＰ２−２（７）ＰＰ１−２及びＰＰ２−３（８）ＰＰ１−２及びＰＰ２−４（９）ＰＰ１−３及びＰＰ２−１（１０）ＰＰ１−３及びＰＰ２−２（１１）ＰＰ１−３及びＰＰ２−３（１２）ＰＰ１−３及びＰＰ２−４（１３）ＰＰ１−４及びＰＰ２−１（１４）ＰＰ１−４及びＰＰ２−２（１５）ＰＰ１−４及びＰＰ２−３（１６）ＰＰ１−４及びＰＰ２−４が存在する。図示したように、ポテンシャルポイントＰＰ１−２とポテンシャルポイントＰＰ２−２との間の距離は、他のポテンシャルポイント対間の距離より著しく小さい。これと同一の手順を図６Ａの例に適用することによって、２５６個のポテンシャルポイント対は、これらが構成されるポテンシャルポイント間の最短距離を有する４個のポテンシャルポイント対を識別するために調べられ、これら４個のポテンシャルポイント対は、４個の正しいタッチポイントに対応するように決定される。
【００３８】
本発明の他の実施の形態において、光センサの所望のステレオ対を、３個の光センサで取得することができる。例えば、図９に示すように、第１の光センサ２０６Ａは、第１の光センサ対を形成するために第２の光センサ２０６Ｂと対をなすことができる。また、光センサ２０６Ａは、第２の光センサ対を形成するために個別に第３の光センサ２０８と対をなすことができる。そのような配置において、第１の光センサ対（２０６Ａ，２０６Ｂ）は、第２の光センサ対（２０６Ａ，２０８Ａ）とは異なる視界を有し、したがって、正しいタッチポイントとゴーストポイントとの間の区別を行うために上述した三角法の手法を用いることができる。さらに、第１の光センサ２０６Ａによって検出される同一の影を、第１のセットのポテンシャルポイントＰＰ１及び第２のセットのポテンシャルポイントＰＰ２に対して用いることができるので、ポテンシャルポイント座標の計算をこのような配置において簡単化することができる。更に別の実施の形態において、少なくとも２個のステレオ対の光センサは、４個を超える光センサの種々の対を備えることができる。したがって、個別の光センサを少なくとも２対に配置し及び配列することが可能であり、本発明は、図示した特定の配置又は位置に決して限定されるものではない。
【００３９】
ここでは、各光センサ２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８Ａ，２０８Ｂを個別の素子として説明したが、所定の実施の形態において、少なくとも２個の光センサを、（１個以上の発光体も有することができる）単一の光アッセンブリに収容することができる。例えば、図１０は、２個の光センサ２０６Ａ，２０６Ｂを有する１個の光アッセンブリ２１４を示す。両方の光センサ２０６Ａ，２０６Ｂを、単一の回路基板に取り付け、及び／又は、レンズ配線(lenses wiring)、ハウジング構成要素等の共通の構成要素から構成することができる。既に説明したように、所望の三角法の基線を取得するために、光センサ２０６Ａ，２０６Ｂのそれぞれは他の光センサと対をなすことができる。一部の実施の形態において、光アッセンブリ２１４は、発光体（図示せず）又は他の構成要素を更に有する。
【００４０】
図１１は、少なくとも２個のステレオ対の光センサを用いてマルチタッチ状態を解像する典型的な方法３００を示すフローチャートである。方法３００は、開始ステップ３０１で開始し、この場合、本発明によるタッチ検出システムのタッチエリア内で複数のタッチが同時に行われると仮定される。また、同時に行われるタッチの回数が単一の光センサによって検出される影（すなわち、タッチエリア２０４に放出されるエネルギーの遮断）の数と同一であると仮定される。換言すれば、単一のセンサ２０６Ａが４個の影を検出する場合、システムは、同時に４回のタッチが生じたこと及び４個の正しいタッチポイントの位置を計算する必要があることを決定する。
【００４１】
典型的な方法は、ステップ３０１からステップ３０２に進み、この場合、タッチエリア２０４内に同時に生じたタッチ（例えば、４個のポイントＴ１〜Ｔ４）により投影された複数の影が、第１の対の光センサ２０６及び第２の対の光センサ２０８によって検出される。次に、ステップ３０４において、第１のセットのポテンシャルポイントＰＰ１を決定するために、第１の対の光センサ２０６によって検出された影の座標を、三角法を用いて測定する。同様に、ステップ３０６において、第２のセットのポテンシャルポイントＰＰ２を決定するために、第２の対の光センサによって検出された影の座標を、三角法を用いて測定する。当業者は、一部の実施の形態においてステップ３０４及びステップ３０６が並列に又は逆の順序で生じうることを理解する。
【００４２】
次に、ステップ３０８において、ポテンシャルポイント対の組合せを決定し、各対は、第１のセットのポテンシャルポイント（ＰＰ１）からのポテンシャルポイント及び第２オセットのポテンシャルポイント（ＰＰ２）からのポテンシャルポイントを有する。既に説明したように、‘Ｎ’個のタッチポイントに対して、ポテンシャルポイントの各セットのポテンシャルポイントの個数はＮ２となる。したがって、ポテンシャルポイント対の組合せの数はＮ４となる。ある実施の形態において、そのようなポテンシャルポイント対の全ての組合せを決定することができる。しかしながら、他の実施の形態において、正しいタッチポイントを表していると思われないポテンシャルポイント対を除外するために他の論理を用いることができ、したがって、調べるのに必要なポテンシャルポイント対の個数が減少する。例えば、光センサのステレオ対２０６，２０８が同様な視界を有する場合、各セットのポテンシャルポイントを、順番に従って(according to order)対にすることができ、他のあり得る組合せの全てを無視する。換言すれば、（セットＰＰ１とセットＰＰ２のそれぞれがタッチエリアに対して同一の順序となっていると仮定すると、）ＰＰ１の第１のポテンシャルポイントとＰＰ２の第１のポテンシャルポイントとを対にすることができる。
【００４３】
ステップ３１０において、構成されるポテンシャルポイント間の距離を決定するために各ポテンシャルポイント対を調べる。その後、ステップ３１２において、構成されるポテンシャルポイント間の最短距離を有するポテンシャルポイント対の個数‘Ｎ’を識別するために、各ポテンシャルポイント対を互いに比較する。この場合、‘Ｎ’は、任意の１個の光センサ（例えば、２０６Ａ）によって検出される影の数に等しい。ステップ３１４において、‘Ｎ’個のポテンシャルポイント対は、正しいタッチポイントとして指定され、その後、ステップ３１６において、典型的な方法を終了する。
【００４４】
一度「実際の」ポイントが識別されると、三角法から決定した座標を、任意の適切な方法で用いることができる。例えば、タッチスクリーンを通じて提供される入力を処理するユーザインタフェース又は他のシステム構成要素を、同時に発生するタッチポイントを参照することによって特定されるマルチタッチジェスチャをサポートするように構成することができる。ここでの例は「タッチ」ポイントを言及したが、当業者は、上記影が「ホバー」動作(hover action)又は実際のコンタクトがタッチ表面に生じない他のゼスチャに起因しうることを理解することができる。
【００４５】
図１２は、典型的なタッチ検出システム２００を示すとともにその一部を形成する典型的な演算装置４０１を示すブロック図である。演算装置４０１を、有線接続及び／又は無線接続によってタッチスクリーンシステム２００の他の構成要素に機能的に結合することができる。演算装置４０１を、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯端末（ＰＤＡ）、デジタル及び／又は携帯電話、ページャ、ビデオゲーム機等のプロセッサ駆動装置を含む任意の適切な演算装置とすることができるが、それに限定されるものではない。これら及び他のタイプのプロセッサ駆動装置は、当業者に明らかである。この考察で用いられるように、用語「プロセッサ」を、マイクロプロセッサを含む任意のタイプのプログラマブル論理装置又は他の任意のタイプの同様な装置とすることができる。
【００４６】
演算装置４０１は、例えば、プロセッサ４０２、システムメモリ４０４及び種々のシステムインタフェースコンポーネント４０６を有することができる。プロセッサ４０２、システムメモリ４０４、デジタル信号処理（ＤＳＰ）ユニット４０５及びシステムインタフェース４０６を、システムバス４０８を通じて機能的に接続することができる。システムインタフェースコンポーネント４０６によって、プロセッサ４０２が周辺装置と通信を行うことができる。例えば、記憶装置インタフェース４１０は、プロセッサ４０２とディスクドライブのような記憶装置４１１（取外し可能及び／又は固定(removable and/or non-removable)）との間のインタフェースを提供することができる。ネットワークインタフェース４１２を、プロセッサ４０２とネットワーク通信装置（図示せず）との間のインタフェースとして提供することができ、その結果、演算装置４０１をネットワークに接続することができる。
【００４７】
表示スクリーンインタフェース４１４は、プロセッサ４０２とタッチ検出スクリーン２００の表示装置との間のインタフェースを提供することができる。例えば、インタフェース４１４は、ＤＶＩ，ＶＧＡ又は他の適切な接続上の表示装置によって表される適切なフォーマットのデータを提供することができる。表示装置は、ＣＲＴ，ＬＣＤ，ＬＥＤ又は他の適切なコンピュータディスプレイを備えることができ、例えば、テレビジョンを備えることができる。
【００４８】
一つ以上の入力／出力（“Ｉ／Ｏ”）ポートインタフェース４１６を、プロセッサ４０２と種々の入力装置及び／又は出力装置との間のインタフェースとして提供することができる。例えば、光センサ２０６，２０８を、演算装置４０１に接続することができ、光センサ２０６，２０８は、入力ポートインタフェース４１６を通じて、プロセッサ４０２に対する光の検出パターンを表す入力信号を提供することができる。同様に、発光体及び他の構成要素を、演算装置４０１に接続することができ、発光体及び他の構成要素は、出力ポートインタフェース４１６を通じてプロセッサ４０２からの出力信号を受信することができる。
【００４９】
複数のプログラムモジュールを、システムメモリ４０４、記憶装置４１１（例えば、ハードディスクドライブ）に関連した他の任意のコンピュータ読取可能な媒体及び／又は演算装置４０１によってアクセス可能な他の任意のデータ源に格納することができる。プログラムモジュールは、オペレーティングシステム４１７を有することができる。プログラムモジュールは、画像又は他の情報を表示スクリーンに表示するコンピュータ実行可能な命令を備える情報表示プログラム４１９も有することができる。さらに、本発明の典型的な実施の形態の態様を、光アッセンブリを制御し、及び／又は、（例えば、典型的な方法３００又はその変形を実現することによって）タッチ位置を演算するとともに光センサから受信した信号に基づくタッチエリアに対する相互作用状態を識別するタッチパネル制御プログラムモジュール４２１で実施することができる。
【００５０】
一部の実施の形態において、タッチパネル制御プログラムモジュール４２１に属した機能の一部又は全てを実行するためにＤＳＰユニット４０５が含まれる。従来知られているように、ＤＳＰユニット４０５を、フィルタリング、データサンプリング、三角法及び他の演算を含む多数のタイプの演算を実行するとともに照明系の調整及び／又は他の特性を制御するように構成することができる。ＤＳＰユニット４０５は、ソフトウェアで実現される一連のスキャニングイメージャー(scanning imager)、デジタルフィルタ及びコンパレータを有することができる。したがって、ＤＰＳユニット４０５を、従来知られているようにタッチ位置を計算するとともに他の相互作用特性(interaction characteristics)を識別するようプログラムすることができる。
【００５１】
オペレーティングシステム４１７によって制御することができるプロセッサ４０２を、種々のプログラムモジュールのコンピュータ実行可能な命令を実行するように構成することができる。本主題の一つ以上の態様による方法を、そのような命令を実行することによって実施することができる。さらに、情報表示プログラムモジュール４１９によって表示される画像又は他の情報及び本発明の態様によって用いられる他のデータを、演算装置４０１に関連し又は演算装置４０１によってアクセス可能な任意のコンピュータ読取可能媒体に格納することができる一つ以上の情報データファイル４２３に格納することができる。
【００５２】
ユーザがタッチエリア２０４又はその付近をタッチすると、一つ以上の検出面のタッチエリア２０４を伝播するエネルギービームの強度に変動が生じる。光センサ２０６，２０８は、反射され又はタッチエリア２０４で散乱したエネルギービームの強度を検出するように構成され、そのような強度の変動を検出するのに十分な感度となるべきである。タッチエリア２０４に対するタッチポイントの位置を決定するために、センサ２０６，２０８によって生成されたデータ信号を、演算装置４０１によって用いることができる。演算装置４０１は、タッチに対する適切な応答を決定することもできる。
【００５３】
一部の実現によれば、タッチが存在しない（一つ以上の）検出面を伝播するエネルギービームの典型的な強度レベルをモニタするために、光センサ２０６，２０８からのデータを演算装置４０１によって周期的に処理することができる。これによって、システムは、周辺光レベル及び他の周囲条件の変化の影響を考慮し、したがって、その影響を減少させることができる。演算装置４０１は、必要に応じて、発光体から出射したエネルギービームの強度を任意に増減することができる。次に、エネルギービームの強度の変動が光センサ２０６，２０８によって検出された場合、一つ以上のタッチがタッチエリア内で生じたことを決定するために、演算装置４０１はこの情報を処理することができる。
【００５４】
上記例の幾つかを、表示スクリーンを有し又は表示スクリーンに重ねたタッチ検出システムに関連して説明した。しかしながら、ここで開示した原理を表示スクリーンがない場合でも適用できることを理解すべきである。例えば、タッチエリアは、静止画像を包囲し若しくは覆い、又は画像を全く包囲せず若しくは覆わない。
【００５５】
ここで説明した種々のシステムは、ある特定のハードウェアアーキテクチャ又は形態に制限されない。既に説明したように、演算装置は、一つ以上の入力によって調整された結果を提供する任意の適切な構成要素の配置を含むことができる。適切な演算装置は、格納されたソフトウェアにアクセスする多目的のマイクロプロセッサを用いた(microprocessor-based)コンピュータシステムだけでなく、アプリケーション特有の集積回路、他のプログラマブル論理及びその組合せも有する。ここでソフトウェアに含まれる教示を実現するために、任意の適切なプログラミング言語、スクリプト言語若しくは他のタイプの言語又は言語の組合せを用いることができる。
【００５６】
ここで開示した方法の実施の形態を、一つ以上の適切な演算装置によって実施することができる。そのような（一つ以上の）システムは、ここで開示した方法の一つ以上の実施の形態を実施するのに適合した一つ以上の演算装置を備える。既に説明したように、そのような装置は、少なくとも一つのコンピュータによって実行するときに、少なくとも一つのコンピュータが本主題の方法の一つ以上の実施の形態を実施するコンピュータ読取可能命令を実行する一つ以上のコンピュータ読取可能媒体にアクセスすることができる。ソフトウェアが利用されるとき、ソフトウェアは、一つ以上の構成要素、プロセス及び／又はアプリケーションを備えることができる。ソフトウェアに追加して又はソフトウェアの代わりに、（一つ以上の）演算装置は、本主題の方法の一つ以上を実施するよう（一つ以上の）装置を動作させる回路を備えることができる。
【００５７】
ここで開示した主題を実施し又は実行するために、ディスケット、ドライブ、磁気記憶媒体、（ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ及びその変形を含む）ディスクを含む光記憶媒体、フラッシュ、ＲＡＭ，ＲＯＭ、他の記憶装置等を含む一つ以上の任意の適切なコンピュータ読取可能媒体を用いることができるが、コンピュータ読取可能媒体はこれらに限定されない。
【００５８】
本主題を、その特定の実施の形態に関して詳細に説明したが、そのような実施の形態の変更、変形及び等価物を上記の理解に基づいて容易に作り出せることは、当業者によって容易に理解される。したがって、当業者には容易に理解されるように、本開示が制限のためではなく例示のために説明され、そのような変更、変形及び／又は本主題に対する追加を除外しないことを理解すべきである。
【図１】
2012504817.tif 000005
【図２】
2012504817.tif 000006
【図３】
2012504817.tif 000007
【図４】
2012504817.tif 000008
【図５】
2012504817.tif 000009
【図６Ａ】
2012504817.tif 000010
【図６Ｂ】
2012504817.tif 000011
【図７Ａ】
2012504817.tif 000012
【図７Ｂ】
2012504817.tif 000013
【図８】
2012504817.tif 000014
【図９】
2012504817.tif 000015
【図１０】
2012504817.tif 000016
【図１１】
2012504817.tif 000017
【図１２】
2012504817.tif 000018
【国際調査報告】
2012504817.tif 000019
2012504817.tif 000020
2012504817.tif 000021