(57)【要約】本発明は、接触又は近接検知インターフェースを有する装置に係る。インターフェースは、インターフェースに触れる又は近づくユーザ部分を介して１又はそれ以上の身体結合通信信号を受信するよう構成されるセンサ電極配置と、受信された１又はそれ以上の身体結合通信信号に基づきユーザ部分の位置を検出するよう構成される検出器とを有する。実施形態はインタラクティブ面を設け、インタラクティブ面は、自身に接触している指又は他の部分の位置を検出するためのセンサ電極配置を有する。センサ電極配置により受信される身体結合通信信号は、位置検出の感度を高めるよう評価される。
2012528372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触又は近接検知インターフェースを有する装置であって、該インターフェースは、
前記インターフェースに触れる又は近づくユーザ部分を介して１又はそれ以上の身体結合通信信号を受信するよう構成されるセンサ電極配置、及び
前記１又はそれ以上の身体結合通信信号に基づき前記ユーザ部分の位置を検出するよう構成される検出器
を有する装置。
【請求項２】
前記センサ電極配置は、前記インターフェースの内部に組み込まれている容量センサ配置である、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記センサ電極配置は、少なくとも２つの検知電極の第１の組と、少なくとも２つの検知電極の第２の組とを有し、前記検知電極の第１の組は、前記検知電極の第２の組に対して角度を有して配置される、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
アクティブプレート、パッシブプレート、及びそれらのプレートの少なくとも１つに付加される検知電極のうち、少なくとも１つを有する、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記センサ電極配置は、検知電極、少なくとも１つの検知増幅器、及び前記検知電極を前記少なくとも１つの検知増幅器に接続するスイッチを有する、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記インターフェースは、接触検知ディスプレイ、タッチスクリーン、液晶ディスプレイ、近接検知ディスプレイ、及びインタラクティブ面のうち、少なくとも１つを有する、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ユーザ部分を介して受信される受信身体結合通信信号をユーザ身体に送信される通信信号と相関させるよう構成される相関器を有する、
請求項１に記載の装置。
【請求項８】
受信器は、ユーザ身体に結合される符号化信号を受信するよう構成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項９】
識別機能を提供するよう構成される手段を有し、該識別機能は、前記センサ電極配置を介して受信される符号化信号によりユーザを特定するよう構成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
セキュリティ機能を提供するよう構成される手段を有し、該セキュリティ機能は、前記センサ電極配置を介して受信される符号化信号によりユーザを特定するよう構成され、該セキュリティ機能は、前記特定の結果に依存して当該装置へのアクセスを制御すること、ユーザインターフェースをカスタマイズすること、異なるユーザごとに特定の機能を有効／無効にすること、光源スイッチ等の装置を個人化することのうち、少なくとも１つを行うよう構成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
当該装置のユーザの身体へ通信信号を送信するよう構成される送信器を有し、該送信器は、当該装置に組み込まれ、又は当該装置とは別に設けられる、
請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
当該装置は、液晶ディスプレイ装置、携帯型装置、携帯電話機、リモートコントロール、又は機器コントローラであり、あるいは、液晶ディスプレイ装置、携帯型装置、携帯電話機、リモートコントロール、又は機器コントローラを有する、
請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
接触又は近接検知インターフェースのセンサ電極配置を介して１又はそれ以上の身体結合通信信号を受信するステップ、及び
前記インターフェースに触れる又は近づくユーザ部分の位置を、該ユーザ部分及び前記センサ電極配置を介して受信される前記１又はそれ以上の身体結合通信信号に基づき検出するステップ
を有する方法。
【請求項１４】
接触又は近接検知インターフェースのセンサ電極配置を介して１又はそれ以上の身体結合通信信号を受信するソフトウェアコード部、及び
前記インターフェースに触れる又は近づくユーザ部分の位置を、該ユーザ部分及び前記センサ電極配置を介して受信される前記１又はそれ以上の身体結合通信信号に基づき検出するソフトウェアコード部
を有するコンピュータプログラム。
【請求項１５】
コンピュータ可読媒体に記憶される請求項１４に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触又は近接検知インターフェースの分野に係り、より具体的には、インターフェースに触れる又は近づく位置を検出するよう構成されるインターフェースに係る。更に、本発明は、夫々の方法及びコンピュータプログラムプロダクトに係る。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５７９６８２７号明細書（特許文献１）は、人体結合を用いる近接場暗号化通信のためのシステムを開示する。人によって身に着けられた送信器は、その人の指によって触れられる受信器電極へ人体を介して送信される電気信号を生成する。受信器に接続されている認証器は、受信された暗号化データを処理して、送信の信頼性を確かめる。
【０００３】
一般的に、人体を用いた受信器への送信器によって生成された電気信号の送信は、身体結合通信（body-coupled  communication）（ＢＣＣ）とも呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５７９６８２７号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態に従って、一例としてタッチスクリーン等の接触又は近接検知インターフェースを有する装置が提供される。前記インターフェースは、該インターフェースに触れる又は近づくユーザ部分の位置を検出するよう構成されるセンサ電極配置を有する。前記ユーザ部分は、例えば、人の指であってよく、あるいは、例えば、人が手に持つ導電性ピン又はスタイラス等の少なくとも部分的に電気的に導通する装置であってよい。更に、望ましくは、受信器が設けられ、１又はそれ以上の身体結合通信信号を受信するよう構成される。それらの信号は、当該装置を用いて人体を介して送信されてよい。この実施形態においては、例えば、装置のタッチスクリーンを指し示す又は該タッチスクリーンに触れる指等のユーザ部分の位置は、例えば、容量検知技術を用いる場合に、高い信頼性を有して検出され得る。
【０００６】
実施形態の１又はそれ以上に従って、装置は接触又は近接検知インターフェースを有しい、該インターフェースは、該インターフェースに触れる又は近づくユーザ部分を介して１又はそれ以上の身体結合通信信号を受信するよう構成されるセンサ電極配置と、前記１又はそれ以上の身体結合通信信号に基づき前記ユーザ部分の位置又はコード等の他の情報を検出するよう構成される検出器とを有する。
【０００７】
前記センサ電極配置は、前記インターフェースの内部に組み込まれている容量センサ配置であってよく、非接触検知及び検知部の保護を可能にする。
【０００８】
前記センサ電極配置は、少なくとも２つ、３つ又はそれ以上の検知電極の第１の組と、少なくとも２つ、３つ又はそれ以上の検知電極の第２の組とを有してよく、前記検知電極の第１の組は、前記検知電極の第２の組に対して角度を有して配置される。このような配置は、高い位置分解能を可能にする。
【０００９】
当該装置は、アクティブプレート、パッシブプレート、及びそれらのプレートの少なくとも１つに付加される検知電極の行列のうち、少なくとも１つを有してよい。液晶は、前記アクティブプレートと前記パッシブプレートとの間に配置されてよい。小型構造が提供される。
【００１０】
前記センサ電極配置は、任意にグリッド又はＸ−Ｙ構成の形で配置される検知電極と、少なくとも１つの検知増幅器と、前記検知電極を前記少なくとも１つの検知増幅器に接続するスイッチとを有してよい。このマトリクス配置は、前記電極の迅速な走査及び小型且つ信頼できる構造を可能にする。
【００１１】
前記インターフェースは、接触検知ディスプレイ、タッチスクリーン、液晶ディスプレイ、近接検知ディスプレイ、及びインタラクティブ面のうち、少なくとも１つを有してよい。
【００１２】
当該装置は、前記ユーザ部分を介して受信される受信身体結合通信信号をユーザ身体に送信される通信信号と相関させるよう構成される相関器を有してよい。このような相関は正確な検出を提供する。
【００１３】
受信器は、ユーザ身体に結合される符号化信号を受信するよう構成されてよい。当該装置は、識別機能を提供するよう構成される手段を有してよく、該識別機能は、前記センサ電極配置を介して受信される符号化信号によりユーザを特定するよう構成される。従って、高い安全性が確保され得る。当該装置は、セキュリティ機能を提供するよう構成される手段を有してよく、該セキュリティ機能は、前記センサ電極配置を介して受信される符号化信号によりユーザを特定するよう構成され、該セキュリティ機能は、前記特定の結果に依存して当該装置へのアクセスを制御すること、ユーザインターフェースをカスタマイズすること、異なるユーザごとに特定の機能を有効／無効にすること、光源スイッチ等の装置を個人化することのうち、少なくとも１つを行うよう構成される。
【００１４】
１又はそれ以上の実施形態に従って、当該装置は、当該装置のユーザの身体へ通信信号を送信するよう構成される一体化された又は別個の送信器を有してよく、ＢＣＣ信号の有効な結合を可能にする。
【００１５】
当該装置は、液晶ディスプレイ装置、携帯型装置、携帯電話機、リモートコントロール、又は機器コントローラであってよく、あるいは、液晶ディスプレイ装置、携帯型装置、携帯電話機、リモートコントロール、又は機器コントローラを有してよい。
【００１６】
１又はそれ以上の実施形態に従って、方法は、
接触又は近接検知インターフェースのセンサ電極配置を介して１又はそれ以上の身体結合通信信号を受信するステップ、及び
情報、すなわち、前記インターフェースに触れる又は近づくユーザ部分の位置を、該ユーザ部分及び前記センサ電極配置を介して受信される前記１又はそれ以上の身体結合通信信号に基づき検出するステップ
を有する。
【００１７】
１又はそれ以上の実施形態に従って、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラムプロダクトは、接触又は近接検知インターフェースのセンサ電極配置を介して１又はそれ以上の身体結合通信信号を受信するソフトウェアコード部と、前記インターフェースに触れる又は近づくユーザ部分の位置又は他の情報を、該ユーザ部分及び前記センサ電極配置を介して受信される前記１又はそれ以上の身体結合通信信号に基づき検出するソフトウェアコード部とを有してよい。
【００１８】
前記プログラムは、例えば、コンピュータ可読媒体に記憶されてよい。
【００１９】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下で説明される実施形態から明らかとなり、それらの実施形態によって説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】Ａ〜Ｃは、ディスプレイの基本構造を表すとともに、プレート構造の例の拡大詳細図を示す。
【図２】本発明の１又はそれ以上の実施形態において使用される身体結合通信の原理を表す。
【図３】本発明に従う携帯型装置の実施形態を示す。
【図４】センサ電極配置及び関連する回路の実施形態を表す。
【図５】携帯型装置と、該携帯型装置から物理的に分離された追加のポータブル装置とを有する実施形態を示す。
【図６】例えば図５の実施形態に関し使用されるセンサ電極の配置及び関連する回路の実施形態を示す。
【図７】本発明に従う方法の実施形態のフロー図を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
タッチインターフェースを組み込むディスプレイは、例えば、携帯電話機、リモートコントロール、コンピュータ装置等の様々な民生用携帯型装置のための又はその内部の幅広い応用のために使用されてよい。ここで使用される語「タッチインターフェース」は、例えば、ユーザ等の人の指による、あるいは、ユーザが手に持っている又はユーザに取り付けられている導電性ペンシル等のあらゆる種類のツールによる直接接触に応答する接触検知インターフェースを包含するよう意図される。更に、語「タッチインターフェース」は、指若しくは他の部分等の身体部位又は他の何らかのタイプのツールの先とインターフェース表面との間に依然として１０から２０ミリメートルといった若干の距離が存在する場合でさえ、ディスプレイ又はインターフェースに近づく場合に指又はツールの存在及び／又は位置を検出するよう構成されるあらゆる近接検知タイプのインターフェースも包含する。
【００２２】
また、タッチディスプレイは、汚れ等の可能性を回避するために、キーボードを掃除する困難さのためにキーボードが好ましい解決法ではない病院又は他のタイプの汚れが重大な結果に関わる場所において、機器の制御のために使用されてよい。
【００２３】
本発明の１又はそれ以上の実施形態において、非接触相互作用が提供されてよく、ディスプレイへの指又は他のツールの近接によって引き起こされるキャパシタンス変化が、指又は他のタイプの身体部位若しくはツールの位置を見つけるために使用されてよい。更に、タッチ機能は、円の描画等のジェスチャ、あるいは、移動の速度及び／又は方向を認識するためにも使用されてよい。キャパシタンス変化は、例えば、ディスプレイの端の周囲に置かれた電極を用いて測定されてよい。１又はそれ以上の実施形態において、タッチ機能は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ自体に組み込まれてよい。ディスプレイ又は他の何らかのタイプの装置自体へのタッチ機能の一体化は、費用のみならず、ディスプレイ又は他のタイプの装置の厚さを減らすことができる。更に、更なる駆動エレクトロニクスが不要となる。接触位置は、例えば、指又はツールの存在によって引き起こされるキャパシタンス変化が行及び列電極又はｘ／ｙ電極等の電極のアレイ又はグリッドを介して測定されるように、容量式で検出され得る。他の実施形態においては、抵抗式検知が使用されてよく、接触する指又はツールは２つの抵抗層又はストリップライン電極を接触位置で接触又は短絡させ、ディスプレイの端又は角に対する抵抗又は抵抗差が位置検出のために測定されてよい。
【００２４】
図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃは、ＬＣＤ装置１の図表示を示す。図１Ａは基本的なＬＣＤ構造を表し、装置１はパッシブプレート２及びアクティブプレート４を有し、それらの間には液晶層３が挟まれている。
【００２５】
図１Ａの詳細５は、図１Ｂにおいてより詳細に図示されている。カラーフィルタ６及びコモン電極７がパッシブプレート２と液晶層３との間に配置されている。カラーフィルタ６は、表示される情報の所望の着色を提供する。コモン電極７は、高い精度を伴う所望の態様でＬＣＤ１の画素を駆動するようにアクティブプレート４に供給される駆動回路のための基準電位を提供する。
【００２６】
図１Ｃの実施は、追加の検知電極８をディスプレイ１に設けることによってディスプレイ１にタッチ機能を加えるのに有効である。本発明の実施に従う図１Ｃの実施形態において、検知電極８は、コモン電極７の上でパッシブプレート２とカラーフィルタ６との間に挟まれている。検知電極８は、他の実施形態では、他の層又は部分に設けられてもよい。図１Ｃの配置は、指又はツールがＬＣＤディスプレイ１に触れることによって引き起こされるダメージに対する検知電極８の有効な保護を小型構造に提供する。カラーフィルタ６は、着色機能に加えて、検知電極８とコモン電極７との間の絶縁を提供する。
【００２７】
図１Ａ乃至Ｃの実施形態において、ＬＣＤ１のアクティブプレート４は、例えば、画素トランジスタ及び行／列ドライバ又は他のタイプのマトリクスドライバ等の電子回路を有する。アクティブプレート４は、アモルファスシリコン又はポリシリコン等のシリコン（Ｓｉ）の薄膜から形成され、又は該薄膜を有してよい。パッシブプレート２は、接地電極であってよいコモン電極７と、１又はそれ以上のカラーフィルタ６とを有する又は収容する。図１Ｃに図示されるように、タッチ機能は、検知電極８として機能する行及び列電極のマトリクスをパッシブプレート構造に加えることによって、組み込まれる。図１Ｃの実施形態において、電極８はディスプレイ１に組み込まれ、パッシブプレート２は指若しくは人体の他の部位又はツールと電極８との間に位置付けられる。
【００２８】
図１Ｃの実施形態において、指若しくは人体の他の部位若しくはツール等の位置は、隣接する行及び列電極８の間で指又はツールの存在により引き起こされるキャパシタンスの変化を測定することによって、決定されてよい。
【００２９】
本発明の１又はそれ以上の実施形態において、例えば図１Ｃの実施形態を用いる検出メカニズムの感度は、身体結合通信ＢＣＣと呼ばれる技術を用いることによって、高められ得る。
【００３０】
本発明の実施形態は、容量検知メカニズムの十分に高い感度を確かにするとともに、例えば、ディスプレイ１の上に別個のオーバーレイを有することに代えて、容量性接触感知機能のための電極８をディスプレイ１に組み込む場合でさえ、信頼できる動作を確かにする。
【００３１】
検知電極８と他の（導電性）指示装置との間のキャパシタンスの変化の低下をもたらす検知電極８と接触している指との間のパッシブ表示プレート２の存在、及び／又は検知電極８と接地との間に大きなキャパシタンスを導入するコモン電極７の近接にもかかわらず、本発明の１又はそれ以上、あるいは全ての実施形態に従う接触検知メカニズムは、高い精度及び信頼性、従って、高い感度を提供する。ディスプレイ、インターフェース、あるいは他のタイプの入力及び／又は出力装置に身体結合通信を採用することは、容量検知メカニズムの感度を高めるのに有効である。
【００３２】
加えて、又は本発明の他の実施形態において、身体結合通信の使用は、例えば、所与のユーザがアプリケーションの特定の機能を使用すること又は装置全体を使用すること等を選択的に認める／認めないよう、アプリケーションにメカニズムを提供する。
【００３３】
図２は、身体結合通信ＢＣＣの原理の略図を示す。通信は、人間の身体２１に取り付けられている送信器装置２１を有することによって行われる。送信器装置２１は、また、身体２１と別個に設けられてもよく、身体部位によって触れられてよく、あるいは、身体２１に近接配置され又は容量結合されてよい。受信器２２は、送信器２０によって生成されて、身体２１を介して受信器２２へ送信される信号を受信するよう構成される。受信器装置２２は、身体２１に取り付けられてよく、あるいは、近接又は接触の場合に身体２１に容量結合されるように指等の身体２１の部位によって触れられ又は接近されてよい。
【００３４】
図２の図面において身体２１の向かって左側に示されている送信器装置２１によって生成される信号は、身体２１に容量結合される。身体２１の向かって右側に示されている受信器装置２２は、送信器２２によって生成されて、身体２１を介して送信されるそれらの信号を検出する。信号は身体２１を介して伝播し、実質的に身体２１から放射されないので、通信は身体２１に対する近接近においてのみ可能である。従って、他の人物とのネットワークのような、隣接した身体結合通信ネットワークの間には、ほとんど干渉がない。更に、この概念は、身体センサシステムのセットアップの安全性及び容易性に関し利点をもたらす。
【００３５】
少なくとも１つの若しくはより多くの又は任意に全ての実施形態は、接触検知メカニズムの感度を高めるために身体結合通信メカニズムを使用するよう構成されてよい。検知電極８に対するコモン電極７の近接が、幾つのアプリケーションにおいて、場合により、小さなキャパシタンスの変化を測定すること及び検知電極エレクトロニクスにノイズを結合することにおいて困難を提示する大きなキャパシタンスを検知電極８と接地との間に導入すべき場合でさえ、ここで記載される実施形態の感度は高く、接触検知メカニズムの高い精度及び信頼性を可能にし、基本的に、検知電極８と指等の接触する又は接近する人体部分との間の表示パッシブプレート２の存在によって影響されない。
【００３６】
図３は、例えば、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話機、携帯型ラップトップ又はネットブック、リモートコントローラ等の携帯型装置３０として実施される実施形態を表す。
【００３７】
装置３０は、接触検知ディスプレイ３１と、電源３２と、ユーザに容量結合される身体結合通信（ＢＣＣ）送信器３３と、コントローラ３４とを有する。動作において、ユーザは、ＢＣＣ送信器３３に容量結合されるように、一方の手、例えば左手に装置３０を持って、他方の手の指３５でディスプレイ３１を指示してよい。
【００３８】
電源３２は電源を装置３０に供給し、例えば、バッテリ、蓄電池等として実施されてよい。コントローラ３４は、表示コンテンツ、触れる又は近づく指３５の検出、キー若しくはソフトボタンの作動及び／又は他の動作命令の入出力等の装置３０の機能の少なくとも一部又は全てを制御するよう構成される。ディスプレイ３１は、代替的に又は組み合わせて選択可能であるようにディスプレイ３１に表示される異なる機能及び／又は名称を有するソフトボタン等の幾つかの別々の領域を表示してよい。
【００３９】
ＢＣＣ送信器３３は、ユーザの身体上に信号を結合するために装置３０の下面又はいずれかの他の適切な部分に設けられてよく、次いで、信号は、例えば、接触検知ディスプレイ３１上の所望の位置又は部分に使用される指３５を含む身体（図２の身体２１）の表面を介して伝播する。
【００４０】
ユーザがディスプレイ３１を指し示している間、送信器３３によって生成されるＢＣＣ信号は、次いで、ディスプレイ３１内の検知電極（図１Ｃを参照）によって検出される。検知電極８は、行及び列検知電極等の行列態様で配置されてよく、行電極は互いに並行しており、列電極は互いに並行しているが、行検知電極に対してある角度を有している。その角度は９０°の値を有してよく、行及び列電極は互いに直交しており、あるいは、９０°とは異なる値、例えば４５°又は０°から１８０°の間の他のいずれかの値を有してよい。
【００４１】
図３の実施形態において、更に、任意に、以下で記載される他の実施形態においても、指等の身体部位の位置を検出するためにキャパシタンスの変化を検出するのではなく、装置又はシステムは、この場合に、ＢＣＣ送信器３３によって生成されている信号を検出してよい。更なる実施においては、システムは、検知電極（例えば、図１Ｃの電極８）によって検知されるように、ＢＣＣ送信器３３によって生成される信号を検出してよく、付加的に又は排他的に、指又はツールが指し示している位置を検出するために指若しくは他の身体部位又はツールの場所を決定するようキャパシタンスの変化を検出してよい。
【００４２】
指３５若しくは他の部位又はツールが接触検知ディスプレイ３１及びそのスクリーンに（例えば、ディスプレイ表面の大体１センチメートル以内で）近接近している場合に、ＢＣＣ信号は予め検知電極８を介して検出され得る。従って、ユーザは、所望のシンボル、機能、ラベル等を示すディスプレイ表面上の所望の位置に物理的に触れる必要がない。接触は、受信信号の大きさが、指が物理的にディスプレイ表面に触れていない点にある閾レベルを上回って増大する場合に起こったと考えられ得る。この近接検出は、一連の入力コマンド又は選択を入力するためにディスプレイの異なる部分を連続的に指し示す場合に、指示位置、従って、コマンド又は選択肢の選択をより速やかに変更するためにユーザによって有利に使用されてよい。
【００４３】
ＢＣＣ送信器３３によって送信される信号は、例えば、以下のように接触検知メカニズムの感度を高めるために使用されてよい。デジタルコード等の特定のコードは、身体にＢＣＣ送信器３３によって繰り返し送信されてよい。受信エレクトロニクスにおいて、相関器に基づくアプローチは、先に又は以下で記載される実施形態等の１又はそれ以上の実施形態において、この送信されたコードを検出するために使用されてよい。このアプローチは、感度の更なる改善を提供する。相関器に基づく検出メカニズムの使用は、例えば最大で２０デシベルの信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の改善を提供することができる。
【００４４】
図３に図示される実施形態において、身体結合通信は容量結合を用いて動作する。携帯型装置の下面に設けられているＢＣＣ送信器３３は、装置３０の筐体に完全に封入されてよく、ユーザへのガルバニック接続を有する必要がない。図３に図示されるように、ＢＣＣ送信器３３は、装置３０の筐体内に設けられ、装置３０を持ったユーザへの容量結合によってＢＣＣ信号を送信する。１又はそれ以上の実施形態において、下部外装に並行し且つ送信器３３に接続されている線によって表される送信器３３の送信電極は、装置の筐体の内面に配置され得る。筐体は、先に記載されるように容量結合によりユーザの身体へのＢＣＣ信号の有効な送信を可能にするプラスチック材料又は他の適切な材料から成ってよい。
【００４５】
図４は、ディスプレイ３１のパッシブプレート（図１Ｃのパッシブプレート２）に組み込まれる検知電極又は検出電極８の構造又は配置を示す。図４の実施形態において、検知電極４０、４３は、Ｘ−Ｙ構造等の行列態様において配置されている。検知電極４０、４３は、複数の平行な列電極Ｃｏｌ０乃至ＣｏｌＮと、複数の平行な行電極Ｒｏｗ０乃至ＲｏｗＮとを有する。列及び行電極４０、４３は、図４の実施形態においては等距離で配置されている。列電極４０と行電極４３との交点は、位置検出格子点の密集パターンを提供し、高い位置分解能を有して、例えば図３の手の指３５の指示位置の検出を可能にする。従って、接触検知ディスプレイ３１は、例えばＸ及びＹ方向において配置される複数の隣接した選択フィールドを提示し又は示すよう配置されてよい。その場合に、所望の選択フィールドは、例えば所望の選択ボタン、機能、情報等を表示する所望のフィールドに近づく又は触れることによって、高い精度を有してユーザによって選択され得る。
【００４６】
図４に図示されるように、行電極４３の夫々は、一連のスイッチ４１の夫々のスイッチ４１に接続されている。スイッチ制御４２は、連続的な態様において検知増幅器４５の入力部に行電極の１つを接続するように、連続的な態様においてスイッチ４１の開閉のタイミング制御を提供する。
【００４７】
同様に、複数のスイッチ４４は、検知増幅器４５の入力部への接続のために列電極４０の１つを相次いで選択するように、列電極４０に接続される。スイッチ制御４２は、スイッチ４１のスイッチオン及びスイッチオフと協調した適切なタイミングでスイッチ４４のスイッチングを制御するよう構成される。検知増幅器４５の他の入力部は、接地又は他の基準電位に接続されてよい。図４の実施形態においては、ただ１つの検知増幅器４５しか設けられておらず、この検知増幅器４５が一連のスイッチ４１、４４に接続されている。他の実施形態においては、２又はそれ以上の検知増幅器が設けられてよく、例えば、同時に読み出される電極のサブグループを形成することによって検知電極の走査速度の更なる改善を可能にする。
【００４８】
図４は、参照符号４８によって表されるユーザの身体に結合されるＢＣＣ信号を生成するよう構成されるＢＣＣ送信器４７を示す。ＢＣＣ送信器４７は、例えば、図３に図示される送信器３３に対応してよい。
【００４９】
ＢＣＣ送信器４７の信号は、ユーザ４８に容量結合されるのみならず、相関器４６の入力部に直接に適用される。ＢＣＣ送信器４７の出力部はユーザ、例えばバッファ駆動送信器電極に接続される。ＢＣＣ送信器４７の第２の出力部は、相関器４６に接続される。相関器４６及びユーザ４８、例えば送信器電極への信号は同じタイミングシーケンスを有するが、１又は幾つかの実施形態においては別々にバッファリングされてよく、また、１又は幾つかの実施形態においては異なる大きさを有してよい。相関器４６の他の入力部は、検知増幅器４５の出力部に接続される。相関器４６の出力部は、相関信号を評価して指示位置、選択された表示フィールド、所望のコマンド、コード等を検出するために、プロセッサ４９の入力部に接続される。
【００５０】
以下で、図３及び図４の実施形態の動作の例が説明される。電極４０、４３（行又は列）の第１の電極、例えば電極Ｒｏｗ０は、スイッチ制御４２の制御下で、その電極Ｒｏｗ０に接続される夫々のスイッチ４１をオンすることによって、検知増幅器４５の入力部に接続される。先の工程は、行及び列の両方向において、検知電極ごとに繰り返され、任意に、１度に１つの検知電極のみが増幅器４５の入力部に接続され、スイッチ４１、４４のオンオフを適切に制御することによって相次いで全ての電極４０、４３を走査する。
【００５１】
ＢＣＣ送信器４７は、例えば連続的に又は断続的に、送信器信号（例えば、デジタルコード）を送出する。ＢＣＣ送信器４７は、装置の電源によって（例えば、装置３０をオンし、そして、電源３２を切り替えて装置３０をオフする場合に図３のＢＣＣ送信器３３（すなわち、４７）への電力供給を終了する場合に、図３の電源３２によって）給電されてよい。
【００５２】
ＢＣＣ送信器３３、４７によって生成されるデジタルコード等の送信器信号は、例えば、ユーザ４８の指が増幅器４５に現在接続されている電極（例えば、Ｒｏｗ０）の近くでディスプレイ３１を指し示している場合に、ユーザ４８の身体を介して伝送され、次いで、検知増幅器４５によって検出され得る。
【００５３】
検知増幅器４５の出力部は、例えば相関器４６のような評価又は検出回路の入力部に接続される。
【００５４】
図４に図示されるように、相関器４６の他の入力部は、ユーザ４８に結合されるＢＣＣ信号を生成するＢＣＣ送信器４７に接続される。その場合に、ユーザ４８によって触れられる指３５若しくはいずれかの他の身体部位又はツールからの信号は、指若しくは他の身体部位又はツールの存在がどのように電極間キャパシタンスを乱すのかを測定するメカニズムと比較して、より一層高められた感度を有して検出され得る。
【００５５】
更に、あるいは、１又はそれ以上の他の実施形態において、検知増幅器４５の数は２又はそれ以上に増やされてよく、同時に１よりも多い検知電極からの信号の検出を提供し、走査速度の改善を提供する。かかる実施形態においては、電極４０、４３の行及び列電極はグループを形成してよい。例として、全ての行電極４３が、スイッチバンク４１を介して検知増幅器の１つの入力部に接続されてよく、電極４０の全ての列電極が、スイッチ４４を介して第２の検知増幅器の入力部に接続されてよく、行及び列電極並びにスイッチ４１、４４の走査の並列動作を可能にする。その場合に、相関器４６は、第２の検知増幅器の出力を適用する更なる入力部を有してよい。また、行及び列電極は他のグループにまとめられてよく、例えば４つの検知増幅器の場合に行電極の４分の１及び列電極の４分の１を夫々のスイッチを介して検知増幅器のうち第１の検知増幅器に接続し、同様にしてこのグループ分けスキームを他の検知増幅器に適用してよい。４つの検知増幅器を用いることで、走査速度を４倍だけ速くすることができる。
【００５６】
全ての検知電極４０、４３からの信号が相関器４６又は評価回路によって受信された場合に、指若しくは接触部位又はツールの位置は、例えば、共通重心（common-centroid）アルゴリズム等の適切なアルゴリズムを用いて、決定され得る。指若しくは他の部位又はツールの位置の決定は、相関器４６の出力部に接続されているプロセッサ４９によって達成され得る。他の実施形態においては、相関器４６又は他の評価機能及びプロセッサ４９は、位置検出回路と組み合わされてよい。いずれの場合においても、指若しくは他の身体部位又はツールの位置は、高い分解能を有して高い精度で検出され得る。
【００５７】
図３及び図４の実施形態において、ユーザは、通常、一方の手に装置３０を持ち、他方の手により指又は他のツールを用いてディスプレイ３１を指し示す。
【００５８】
装置３０は、例えば、電話機、パーソナルデジタルアシスタント、ラップトップ、ナビゲーションシステム等の如何なるタイプの携帯型装置であってもよい。
【００５９】
ＢＣＣ送信器３３、４７によって生成されてユーザの身体に結合される信号は、更に、デジタルコード等に加えて、同期信号等の特定の信号を有してよく、身体及び場合により空気又は中間成分を介して検知電極へＢＣＣ信号を送信する場合の如何なる潜在的な遅延も補償することによって相関検出並びに位置検出及び評価の精度及び品質を高めるために、相関器／プロセッサが、身体に結合されるＢＣＣ送信器信号を身体から検知電極４０、４３を介して受信されるＢＣＣ信号と同期させることを可能にする。
【００６０】
図５及び図６は、本発明に従う更なる実施形態を表し、携帯型装置５０と、ＢＣＣ送信器５７を有する別個のポータブル装置５６とを有する。携帯型装置５０からのＢＣＣ送信器５７の分離は別として、図３及び図４の実施形態に関して先に論じられた他の実施特徴は全て、別なふうに明示されない限りは、任意に図５及び図６の実施形態においても設けられてよい。
【００６１】
図５及び図６に図示される実施形態は、スタンドアローン型の、例えば、携帯型ではない装置として実施される。例えば、当該実施形態は、病院、又は工場等のその他の機関におけるモニタリング設備として、実施されてよい。図５及び図６の実施形態において、ユーザは、装置５６のようなＢＣＣ送信装置を身に着けている。装置５６は、例えば、ユーザの衣服のポケットにおいて運ばれる装置又はリストバンドであってよい。スタンドアローン型設備５０は、接触検知ディスプレイ３１に対応してよい接触検知ディスプレイ５１を有し、接触検知ディスプレイ５１の表面に触れる又は近接近するユーザの指５５若しくは身体部位又はツールを用いて作動してよい。電源５２は、設備５０に組み込まれてよく、あるいは、電力線への接続等によって提供されてよい。設備５０は、更に、接触検知ディスプレイ５１を指し示す又は該接触検知ディスプレイ５１に触れる指又は他のツールの位置を検出し及び／又は評価するために値を記憶するメモリ５３と、接触／指示位置検出のためのコントローラ５４とを有してよい。
【００６２】
図６は、接触検知ディスプレイ５１に組み込まれている検知電極６０、６３の配置を示す。電極６０、６３は、検知増幅器６５へ制御可能な接続のためにスイッチ制御６２によって制御されるスイッチ６１、６４に接続される。検知増幅器６５の出力部は、指５５又は他のツールの接触又は指示位置を評価し検出するためのプロセッサ６６に接続される。図３及び図４の構成要素３０乃至３４、４０乃至４９並びにあらゆる論じられたオプションに関して与えられた先の説明は、ＢＣＣ送信器５７の分離設置は別として、同じように、図５及び図６の実施形態並びに構成要素５０、５７、６０、６６に有効である。
【００６３】
図５及び図６の実施形態において、別個のポータブル装置５６及びＢＣＣ送信器５７から送信されるＢＣＣコードは、ディスプレイ５１内の検知電極６０、６３によって検出され得る。
【００６４】
ＢＣＣ送信器４７、５７によって送信されるＢＣＣコードは、装置３０又はスタンドアローン型設備５０において、何らかの他の形態へとプログラムされ、又は該形態において提供されてよい。設備５０は、他の実施形態においても、ＢＣＣコードを生成して、このコードを、ＢＣＣ送信器５７での使用のためにポータブル装置５６に記憶するために、この装置５６に送信するように、実施されてよい。図５に図示される実施形態において、ＢＣＣコードは、設備５０のメモリに記憶されてよい。メモリに記憶され又は設備５１において別なふうに記憶され若しくは生成されるＢＣＣコードは、検知電極６０、６３によって検出される受信信号と送信器５７によって生成されるＢＣＣ信号との相関のための、設備５０の受信エレクトロニクス（例えば、コントローラ５４）における相関のために使用され得る。
【００６５】
ＢＣＣコードの供給は、例えば、ユーザの又は該ユーザに割り当てられたコードが、ポータブル装置５６を運ぶユーザによって制御されるべきポータブル装置３０、５６及び／又は設備５０に入力されるセットアップ動作の形で達成されてよい。
【００６６】
１又はそれ以上の実施形態において、一意のＢＣＣコードは、複数のユーザの夫々について供給されてよく、どのユーザが実際に設備５０を用いているのかを検出するようにユーザ各位の識別のために有利に使用されてよい。
【００６７】
ユーザが接触検知ディスプレイ５１のスクリーンに触れる又は近づく場合に、プロセッサ６６のような検知電極駆動エレクトロニクスは、実際に受信されたＢＣＣコードを検出して現在のユーザを検出するように、既知のユーザの組について一意の相関コード又はＢＣＣコードの全てを検索することができる。このようにして、先に記載された実施形態において見られたように、改善された感度の利点が保たれる。加えて、ユーザが識別され得る。
【００６８】
ユーザの識別は、例えば、異なる表示情報を異なるユーザに提供する、あるいは、代替的に若しくは付加的に、異なるユーザごとに特定の機能を有効若しくは無効にするために使用されるユーザのインターフェースのカスタマイズのために、使用されてよい。例えば、削除機能等の機能がユーザのうちの１人又はそれ以上、例えばユーザＡにのみ認められる場合において、削除機能等の機能は、ユーザＡのような権限のあるユーザが表示されている削除ボタン又は他の機能ボタンに触れる場合に動作する。削除機能等の夫々の機能を実行することを認められていないユーザＢのような他のユーザが削除ボタンに触れた場合には、所望の機能はトリガ及び許可されない。また、システムは、ユーザＢの指が削除ボタンに近づく場合に、例えば、許可されないボタンを薄暗くするといった適切なフィードバックを与えるよう構成されてよい。
【００６９】
本発明の実施形態は、例えば、リモートコントロール又は固定装置等の携帯型装置におけるタッチディスプレイにおいて、実施されてよい。加えて、又は他の実施形態においては、装置の個人化が提供され得る。例として、例えば設備５０を組み込む光源スイッチにおいて、光源スイッチは、該光源スイッチに触れる又は近づくユーザを認識して、適切な照明シーンをセットアップしてよい。
【００７０】
本発明の実施形態に従う１又はそれ以上のタッチディスプレイは、また、病院等におけるスタンドアローン型設備においても使用されてよい。当該設備は、ユーザを認識することができ、どのユーザが設備を使用しているのかに依存して特定の機能を選択的に有効／無効にしてもよい。また、ユーザの認識は、設備を使用したユーザ及び／又は使用の時間を追跡するためにも使用されてよい。本発明の実施形態は、インタラクティブ面において又は該インタラクティブメントして実施されてもよく、インタラクティブ面又は該面に接続される設備は、インタラクティブ面に触れる又は近づくユーザに依存して制御されてよい。例として、インタラクティブ面は、接触検知面において組み込まれている、図４及び図６に図示される検知電極配置を有してよく、接触検知面は、アクティブ型ディスプレイとして実施されず、例えば、幾つかの機能のうちの１つに割り当てられたフィールドに触れる場合にその機能をトリガするための異なる、特別に設けられた機能フィールドに対応する固定ラベリングを備えた固定フィールドのみを示してよい。
【００７１】
図７は、本発明に従う方法の実施形態を表す。ブロック７１において図示されるように、身体結合信号は、接触検知ディスプレイ３１、５１又はインタラクティブ面等の受信器において受信される。ブロック７２において、受信された身体結合信号は、例えば、受信信号と期待される信号又は送信器から身体へ送信される信号との相関によって、評価される。受信信号の評価に基づき、人の指等の身体部位の接触若しくは近接位置、及び／又は受信信号のコードが、ブロック７３において検出される。ブロック７４において図示されるように、装置は、指等の接触若しくは近接部分の検出された位置に依存して、及び／又はＢＣＣ信号の検出されたコードに依存して、制御される。
【００７２】
ＢＣＣ接触入力は、何らかのパターンの電極、例えば少数の固定のボタン／指電極とともに使用されてよい。図示される１又はそれ以上の実施形態において、ＢＣＣ接触入力は、電極のＸ−Ｙグリッドとともに使用される。
【００７３】
単一のプロセッサ又は他のユニット若しくはコントローラは、特許請求の範囲及び先の記載において挙げられている位置若しくはそれ以上又は全ての手段の機能を満たしてよい。先の記載される若しくは図面に図示される、又は別々の従属若しくは独立請求項に挙げられている特徴は、何らかの任意の組み合わせにおいて有利に組み合わされてよい。
【００７４】
本発明は図面及び先の記載において詳細に図示及び説明されてきたが、そのような図示及び説明は単なる例示であって限定でない考えられるべきであり、本発明は開示される実施形態に限定されない。
【００７５】
開示される実施形態にする様々な変形は、図面、本開示及び添付の特許請求の範囲の検討により、請求される発明を実施するように当業者によって理解及び達成され得る。明細書及び特許請求の範囲において。語「有する（comprising）」は他の要素又はステップを排除せず、冠詞「１つの（a又はan）」は複数個を排除しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲において挙げられている１つ、幾つか又は全ての項目の機能を満足してよい。幾つかのプロセッサが、特許請求の範囲において挙げられている又は先に述べられている幾つかの項目の機能を満たすよう提供されてよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に挙げられている単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示さない。コンピュータプログラムは、例えば、他のハードウェアとともに又はその一部として供給される光学記録媒体又はソリッドステート媒体等の適切な媒体に記憶／分配されてよいが、例えば、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介するような他の形態において分配されてもよい。特許請求の範囲における如何なる参照符号も、適用範囲を限定すると解されるべきではない。先に開示される特徴又は機能のいずれもが、夫々の構成要素において提供されるコンピュータプログラム又はソフトウェアの形で実施されてよい。例として、実施形態において、相関器４６の相関機能及び／又はプロセッサ４９、６６の評価機能は、相関器又はプロセッサ又は装置部分にロード可能な又はそれらにおいて提供されるルーチン又はソフトウェアの形で提供されてよい。
【図１Ａ−１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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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