JP2007317201A - タッチセンサ式ユーザインターフェース - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量センサ方式のキーボードにおける、複数の同時活性化キーの何れがユーザによって選択の対象にされたキーであるかを判別する。
【解決手段】キーボードのキーは、キーボード内のそれらの位置に基づいて、ユーザ対象キーとして優先的に選択される。従って、例えば、キーが対象キーに隣接するため、所望キーに接近中、ユーザの指は通常、そのキーを通り越すので、ユーザが別のキーを選択する場合、誤活性化されることが多いキーは、それらの相対位置に基づいて所望キーに対して抑制されることができる。例えば、キーはキーボード内のそれらの位置に従う所定順位に関連し、使用時、キーはそれらの順位に従って優先的に選択される。また、キー由来の信号は、それらの位置に関連する重み付け係数によって、スケーリングされ、その重み付け信号に従って、キーが選択され得る。
【選択図】図１

Description

この発明は、感知要素の配列を具備するタッチセンサ式ユーザインターフェースと、同時検出した複数の感知要素のうちの何れがユーザによって選択の対象にされているかを判定する方法とに関する。従って、本発明は、例えば、静電容量キーボードにおける選択キーに隣接するキー由来の偶発的な誤入力の防止に役立つべく、タッチセンサ式ユーザインターフェースを制御する方法と装置に関する。

例えば、キーパッドにおけるキーのような静電容量近接センサの使用が一般的になりつつある。静電容量センサは、幾つかの理由のため、機械的スイッチよりも好まれることが多い。例えば、静電容量センサは、可動部を必要としないので、それらの機械的対応部分よりも磨耗し難い。静電容量センサはまた、比較的小さなサイズで製造できるので、それに対応して小さく、密集したキーパッド配列を提供することができる。更に、静電容量センサは、環境面から密閉された外表面の下に設けることができる。これは、湿潤環境においてか、或いは引力制御される装置にゴミや液体が侵入する危険性がある場合に使用する。更にまた、そのようなインターフェースは、ユーザによって、従来型機械入力機構（例えば、プッシュボタン)よりも見た目が美しいとみなされることがよくあるので、製造業
者は、自社製品において、静電容量センサに基づくインターフェースを好んで用いることが多い。

単一結合板を用いる静電容量場センサと接地結合板、Ｃｘの静電容量における変化を検出する方法が教示され、本明細書において特許文献１により盛り込まれている（特許文献１参照)。特許文献１において教示される装置は、結合板を充電し、次に電荷を結合板か
ら電荷検出器に伝送するパルス回路を具備し、前記装置は、サンプリングコンデンサＣｓであり得る。伝送動作は、結合板と電荷検出器の間に電気連結された切り替えスイッチを用いることによって行われる。

接地静電容量を測定するパルス回路が教示され、本明細書において特許文献２によって盛り込んである（特許文献２参照)。前記回路は、複数の電気切り替え要素を具備し、各
々の電気切り替え要素は、電源電圧か回路接地点の何れかに電気的に連結される一側面を具備する。キーボード及び他の多くの適用に用いられ得るこの回路装置は、一般的に少なくとも一つの切り替え素子浮遊の一側面を具備した先行技術のパルス回路よりも利用可能な集積回路設計と製造実践に互換性がある。これらの改良された配列は、従って、低製造コストで優れた性能を提供する。

静電容量センサに関する上記のキーイング曖昧性問題を検討すべく行われた試みが教示され、本明細書において特許文献３，４によって盛り込まれている（特許文献３，４参照）。

特許文献３は、近接センサの配列を具備するキーボード上のキーイング曖昧性を減らす方法と装置を記載している。曖昧性は、キーとユーザの間の結合度に応じて、それぞれの出力信号を備えた配列において各々のキーに関連する検出信号強度を繰り返し測定することと、測定信号強度の全てを比較することによって、最大値を見つけることと、最大信号強度を具備するキーが固有のユーザ選択キーであると判定することと、前記キー由来の信号が閾値よりも下に減少するまで、ユーザ選択キーを維持することとからなる反復技法によって軽減される。他の全キー由来の信号は、維持段階中、抑制又は無視される。

特許文献４は、配列において各々のキーに関連する検出信号強度を測定することによって、キーボード上のキーイング曖昧性を除去し、測定信号強度を比較することによって、最大値を見つけ、最大信号強度を具備するキーが固有のユーザ選択第一キーであると判定し、第一キーの信号強度がある閾値レベルよりも下に減少するか、第二キーの信号強度が第一キーの信号強度を超える何れかまで、前記選択を維持する反復方法と装置を記載している。任意のキーが選択されると、その信号強度値は、他の全キーを非選択状態にするため、他の全キーに対して増強され得る。
米国特許第５，７３０，１６５号明細書 米国特許第６，４６６，０３６号明細書 米国特許第６，９９３，６０７号明細書 米国特許出願公開第２００６−０１９２６９０号明細書 米国特許第６，４５２，５１４号明細書

しかし、静電容量センサの配列に基づくインターフェースの短所は、感知すべき物体、例えば、ユーザの指示指はよく、同時に複数の静電容量センサに静電容量結合され得ることである。これは、複数の静電容量センサが、同時に活性化されるように見え、配列における何れの静電容量センサが選択対象にされるかについて、曖昧性をもたらし得ることを意味する。この問題は、例えば、携帯電話のキーパッドにおける密集した配列内に配列されたセンサにとって特に、明らかであり得る。このような小型キーパッドでは、ユーザの指は、同時に複数キー、すなわち、選択対象キーとまた、それに隣接するキーの双方に重なる可能性がある。これは、ユーザの指が大きい場合、或いはユーザが指を変形させるのに十分な力でセンサ上方のパネルを押すので、指先の有効面積が増加する場合、特に問題であり得る。キーボード上に伝導膜が流出するとき、同種の作用が認められる。この場合、ユーザの指は溜まりのサイズであるかのように感知される。この種の問題は、飲物及び食品ソースがこぼれることが多い、外食施設で用いられるレジキーボードにおいて特に重大である。指示本体以外の体部に静電容量応答するため、例えば、ユーザの指示指手を感知することに加えて、ユーザの手を感知するため、「ハンドシャドウ」効果として公知な静電容量キーパッドに関して別の問題が生じる。

本発明の第一面に従って、タッチセンサ式ユーザインターフェースが提供され、該タッチセンサ式ユーザインターフェースは、感知領域内に配列された複数の感知区域であって、各々の感知区域は感知領域内に位置を具備することと、感知区域に結合された測定回路であって、該測定回路は、指示物体と各々一つの感知区域の間の結合に応じて出力信号を生成するように作動することと、測定回路から出力信号を受信するように作動する制御装置であって、該制御装置は、感知区域に関連する出力信号と、感知領域内の感知区域の位置との双方を考慮することによって、感知区域のうちの選択された一つを判定することとを具備する。

ユーザインターフェースは更に、感知区域のうちの選択された一つを示す出力信号を出力するように作動し得る。
ユーザインターフェースは、静電容量効果、すなわち、指示物体と各々一つの感知区域の間の結合が静電容量結合であるように静電容量効果に基づき得る。ユーザインターフェースはまた、例えば、磁気結合のような他の結合機構に基づき得る。

感知領域内の感知区域の位置及びそれらの関連出力信号を考慮することによって、制御装置は、同時検出した感知領域（キーパッド／キーボード)における複数の感知区域（キ
ー）のうちの何れの一つがユーザによって選択の対象にされるかをより確実に判定するこ
とができる。これは、キーパッドにおける何れのキーが、特に、指示物体の方向性に対するそれらの位置により、ユーザによって対象にされるとき、誤選択される可能性がより高いかを考慮に入れるように制御装置が構成され得るからである。例えば、ユーザが所望のキーを選択する場合、指示物体が通常、所定キー叉は複数の所定キーを通り越すキーパッドにおいて、制御装置は、指示物体がそれらの位置に基づいて通り過ぎる非ユーザ選択由来の信号を実質的に抑制することができる。

例えば、各々の感知区域は、感知領域内のその位置に従う所定優先順位に関連し、制御装置はそれらの順位に従って感知区域を優先的に選択するように作動し得る。従って、行と列の形で配列されたキーを具備するキーパッドでは、上部行におけるキー（指示物体の方向性に対して)は、下部行におけるキーよりも高い順位に割り当てられ得るので、下部
行のキーよりも優先的に選択され得る。

順位体系は、キーの出力信号に基づいて同時に活性化されているとみなされる複数のキーにおける最高順位キーが、ユーザ選択キーに選ばれるように適用され得る。複数の活性化キーが同じ順位を有する場合及びこの順位が全活性化キーのうちの最高順位である場合、従来型の技法を用いることによって、何れのキーを選択すべきかを判定する。例えば、優先性が同じ（及び最高優先性)キーでは、最大出力信号を具備するキー、最初に活性化
されるべきキー、又はキーのうちの任意の一つが選択され得る。また、空白応答が報告され得るので（すなわち、選択されるキーがない）、ユーザにそれらの指示を再調整させる。

また、順位体系は、制御装置が感知領域における対応感知区域の位置に従って、出力信号に重み付けを行うことによって、選択された一つの感知区域を判定すべく、配列されるようになり得る。重み付けは、より高いスケール係数に関連する感知区域がより低いスケール係数を具備する感知区域よりも優先的に選択され得るように、対応感知区域に関連するスケール係数で出力信号をスケーリングすることによって行い得る。これは、より低い順位を具備する活性化キーの出力信号が十分に高い場合、すなわち、十分に高い出力信号がより低い順位を克服できる場合、別の活性化キーよりも低い順位を具備する活性化キーがそれでも選択される利点がある。これは、最低順位キーの完全な「ブロックアウト」が、さもなければ生じ得る懸念がある場合、役に立ち得る。

感知領域の所定部分から遠い位置にある感知区域よりも感知領域の所定部分に近い位置にある感知区域を優先的に選択することによって、感知区域のうちの選択された一つを判定する場合、制御装置は、感知領域内の感知区域の位置を考慮するように作動し得る。例えば、感知領域の所定部分は、指示物体がスクリーンに接近する方向に沿ってユーザから最も遠い部分であり得る。これは、ユーザが感知領域の一つの所定部分の感知領域（例えば、上部行か上部角)における感知区域の選択を望むとき、指示物体が通り越す感知領域
の部分における感知区域を抑制する。

ユーザインターフェースは、通常の使用において、指示物体が通常接近方向（指示物体の範囲の方向にも対応する可能性があり得る)から感知領域に接近し、感知区域が、通常
接近方向に沿ったそれらの位置に従って優先的に選択されるようになり得る。更に、ユーザインターフェースは、通常の使用において、指示物体が複数の通常接近方向のうちの一つから感知領域に接近し、感知区域が一つより多くの通常接近方向に沿ったそれらの位置に従って優先的に選択されるようになり得る。従って、制御装置は、ユーザインターフェースが通常、ユーザに対して如何に配向されるかを考慮に入れてユーザ選択キーを判定するように作動する。

感知区域は、行と列の形で配列され、制御装置は、一つの行における感知区域を別の行
の感知区域よりも優先的に選択することによって、選択感知区域を判定する場合、感知区域の位置を考慮し得る。更に、あるいはまた、一つの列における感知区域は、別の列の感知区域よりも優先的に選択され得る。

タッチセンサ式ユーザインターフェースは、更に別の感知領域内に配列された更に複数の感知区域を具備し、更に別の各々の感知区域は更に別の感知領域内に位置を具備し得る。測定回路は、更に別の感知区域に結合され、指示物体と各々一つの更に別の感知区域の間の結合（例えば、静電容量又は磁気結合)に応じて、更に出力信号を生成するように作
動する。制御装置は更に、測定回路由来の更に別の出力信号を受信し、更に別の感知区域に関連する更に別の出力信号と、更に別の感知領域内の更に別の感知区域の位置との双方を考慮することによって、更に別の感知区域のうちの選択された一つを判定するように作動する。

タッチセンサ式ユーザインターフェースがそのような更に複数の感知区域を具備する場合、制御装置は更に、最初に述べた感知区域のうちの選択された一つと、更に別の感知区域のうちの選択された一つとのうちから、これらの選択感知区域に関連した出力信号に基づいて選択された一つを判定するように作動する。

本発明の第二面に従って、本発明の第一面に従うタッチセンサ式ユーザインターフェースを具備する装置／デバイスが提供される。装置／デバイスは、例えば、携帯電話、オーブン、グリル、洗濯機、タンブラー乾燥機、食器洗浄器、電子レンジ、食品ミキサ、パン焼き器、ジューサ、コンピュータ、家庭用視聴覚機器、携帯メディヤプレイヤ、ＰＤＡなどであり得る。

本発明の第三面に従って、タッチセンサ式ユーザインターフェースの感知領域における複数の感知区域のうちの何れの一つが指示物体によって選択されるかを判定する方法が提供され、該方法は、指示物体と各々一つの感知区域との間の結合（例えば、静電容量結合か磁気結合)を測定することと、それに応答して出力信号を生成することと、感知区域に
関連する出力信号と感知領域内の感知区域の位置との双方を考慮することによって、選択感知区域にすべき一つ感知区域を判定することとを具備する。

前記方法は更に、測定感知区域にすべく判定された感知区域を示す出力信号を出力することを具備する。
本発明の他の面と特徴は以下の通りである。

本発明の一面は、配列における各々のキーに関連する検出信号を測定することによって、キーイング曖昧性を除去することと、測定信号を比較することと、下部キー信号に対して上部キー信号が固有のユーザ選択キーであると判定することと、上部キーの信号強度がある閾値レベルより下に減少するか、第二キーの信号強度が上部キーの信号強度を越えるかの何れかまで、前記選択を維持することとからなる方法が提供され得ることである。上部キーと下部キーがユーザによって押される場合、上部キーが優先的に選択され、その信号強度値は、他のキーを非選択状態にするため、他のキーに対して増強され得る。この面において、検討中の配列は、キーボードか、又はその任意の便利なサブセットであり得る。

本発明は、特許文献２と特許文献４を超える改善を提供する。これらの特許において、キーパッドの上部キーは、上部キー由来の信号が下部キーか複数キー由来の信号よりも弱くても、下部キーよりも優先的に選択されることができる。これは、これまで以上に小型で「薄い」携帯電話機を求める消費者需要のため、技術の進歩と共にサイズが益々小さくなりつつある携帯電話のような小型キーボード又はキーパッドにとって特に有利である。
小型の携帯電話機では、キーは共に非常に密接した間隔で配置される可能性がある。すなわち、特に、ユーザが大きな指の持ち主である場合、対象キーを押し難いことを意味する。ユーザは、選択を望んだ対象キーを含めて、同時に一つより多くのキーを押してしまうことがよくあり得る。本発明は、上部キーがユーザの対象キーであることが多いので、同様に押されたかもしれない他の隣接キー又は静電容量結合が検出されたかもしれないキー由来の信号を抑制することによって、上部キーを選択できるようにする。

本発明は、特許文献４の教示と組み合わせて使用し得るが、キーパッド上の上部キーに関連する信号と下部キーに関連した信号が存在すると認められる場合、上部キーが、下部キーよりも優先的に選択され得る。従って、本発明は、「位置依存性」キー曖昧性の減少と称され、これは、一群のキー由来のタッチが静電容量的に検出され、キー間に上部／下部キー関係が存在する場合、特許文献４において開示される検出積分器カウンタ（ＤＩ）システムに優越し得る。

特許文献４は、各々のキーがそれに関連した各々の検出積分器カウンタ（ＤＩ）を具備する静電容量キーの配列に関する実施形態を開示する。各々のＤＩは、関連キー由来の信号強度がある公称閾値より上にある間、静電容量取得サイクルごとに一増分値をカウントアップするクロックカウンタ（Ｃｌｏｃｋｅｄ ｃｏｕｎｔｅｒ)であって、前記クロッ
クカウンタは、信号強度が公称値未満の場合、０に向かってカウントダウンする。制御装置は各々のＤＩから夫々の入力を受信し、前記キーに関連する検出積分器（ＤＩ）計数値が各々の選択最終計数値、すなわちＴＣを満たす場合、一つのキーが選択される、例えば、勝利すると判定する。カウントダウンに用いられる増分の大きさは、カウントアップと同じにでき、例えば、１、或いは、ノイズを一層抑制し易くするため、勝利（ｗｉｎｎｉｎｇ)工程よりもカウントダウン「敗北（ｌｏｓｉｎｇ)」工程を優先的に加速すべく、異なり得る、例えば２。任意のＤＩカウンタをカウントダウンする割合もまた、完全値にできる。すなわち、ＤＩは一サイクルでクリアされることができる。この実施形態において、二つ以上のキーがそれらの公称閾値より上の信号強度を具備する場合、この状態が存在する間、より弱い信号強度のキーは、サイクルごとに減少又はクリアされた関連ＤＩを具備することになる。任意の二つ以上のキーが等しく、最大信号強度を具備する場合、そのようなキーのＤＩは、最初にそのＴＣに到達するキーが「勝利し」、固有のユーザ選択キーとして設定されるまで、値を増加し続けることになる。

別の実施例において、第二キーが、第一キーの信号強度よりも大きな信号強度のために、後の時点で選択されることになる場合、前記キーの信号強度が閾値より上であり、更にそのＤＩがその関連ＴＣ値と同じであっても、最初の時点で選択されたキーのＤＩは、減少又はクリアされ、前記キーは非選択状態にされ得る。関連閾値より上の信号強度を備えた複数のキーが存在する場合、一つのキーのＤＩが最終的にそのＴＣに等しくなり、先に選択されたキーを含む他の全キーに勝利するまで、それらの関連ＤＩは、競合してカウントアップ及びダウンし得る。

上記の議論において、当然のことながら、他方よりも大きな一信号を具備する原理は、説明のため、幾らか簡略化されている。多かれ少なかれ同じ信号強度を具備する二つ以上のキー間の不明確性を防ぎ、揺動を排除するため、勝利キーは、決定工程の次の反復において、好ましくは僅かな有利性を与えられ得る。これは、例えば、現選択キーの信号を少量だけ超えるべく、非選択キーの信号を要求することによって行い得る。これは、非選択キーの信号から少量だけ差し引くことによって、或いは選択キーの信号に少量を加算することによって行うことができる。

実施形態において、検出閾値に接近しつつある二つのキーであって、該キーが双方とも規定キーボードの近傍にある二つのキーの信号強度が、共に閾値を超え、同時にそれらの
信号強度が互いに等しい場合（又は選択トレランス値内である場合)、制御装置によって
実行されるアルゴリズムを用いることによって、二つのキーのうちの一つを活性に、他方を不活性に宣言し得る。当然のことながら、様々な種類のアルゴリズムが可能であり、限定するものではないが、活性キーの無作為か擬似無作為選択、或いは最初に読み取られたキーに基づく活性の宣言を含む。別の実施形態において、二つのキーが閾値を超え、同時にそれらの信号強度が互いに等しい場合、一つの信号が最大信号強度を具備すると同定できるようにするため、ユーザが対象キーを再度押すまで、両キー由来の信号をキャンセルすべく、制御装置によって実行されるアルゴリズムが使用され得る。

キーボード分野における技術者は、上記に述べた近傍が様々な種類の方法で規定できることを理解し得る。場合によっては、所定キーの近傍は、所定キーに直接隣接したキーからなり得るか、又はそれらと所定キーの間に一つのキーしかないキーを含み得る。他の場合において、近傍は、マトリックス配列、例えば、一度に一つのキーしか活性にならないので、入力桁の配列が固有に判定される数値データ入力アプリケーションにおいて使用するキーボードのキー全てを具備し得る。タイピングかコンピュータ入力キーボードのような、別の場合では、キーの近傍は、大文字転換キー、制御キー等のような特殊用途キー以外のキーボードにおける他の全キーを具備し得る。しかも、キーボードは、配列における様々なキーを選択的に考慮又は無視するように制御装置をプログラムするユーザによって構成され得る。場合によっては、キー曖昧性の解決を目的として、各々が他方から独立して作動する二つの近傍が存在し得る。

前述のむしろ広義の要約的な説明は、当業者及び本発明の実施方法を知りたい者には役に立ち得ると思われるが、当然のことながら、前述の詳説は、特徴及び利点の全てを記載しようとするものではない。当業者には、本発明の同じ目的を成し遂げる他の構成を設計する基礎として以下の詳細な説明において開示される根本的な考え及び具体的な実施形態の両方を容易に使用し得ることと、そのような等価な構造物がその極めて広い形態における本発明の趣旨と範囲内にあることは明らかであろう。しかも、本発明の様々な実施形態が、本発明の引用した特徴と利点の様々な組み合わせを提供し得ることと、決して全てではない引用された特徴と利点が幾つかの実施形態において提供され得ることに留意するものとする。

当然のことながら、本発明の一面と結びつけて上記で説明した特徴は、本発明の他の面に等しく適用でき得ることが多く、更に本発明の他の面と組み合わせ得る。
本発明をより良く理解するため、及び前記が如何に機能し得るかを示すため、次に、一例として添付図面に言及する。

図１は、本発明の実施形態に従うタッチセンサ式ユーザインターフェース（ＵＩ）１００の斜視図を図式的に示す。ＵＩは、離散した静電容量感知区域１０４の配列を備えた感知領域１０２を具備する。この実施例において、３×４配列で配列された１２個の感知区域が存在する。感知領域１０２は、便宜上、キーボード又はキーパッドと称し、感知区域１０４は便宜上、キーと称し得る。また、図１において指示物体１１０が図示されるが、この場合、ユーザの指は一つのキーを選択すべくキーパッドに接近している。

キーパッド１０２は、従来型の設計であり得る。この実施形態において、キーパッドは、感知電極を提供すべく、その底面上に被着された導電材料の離散区域を具備するプラスチック基板から形成される。電極の形状と部位は、キーボード／キーパッドの対応感知区域の形状と部位を規定する。

感知電極は、静電容量測定回路における複数の静電容量測定チャネル１０６のうちの各
々一つに連結される。静電容量測定チャネルは、関連電極とシステム基準（接地)電位と
の静電容量結合を測定し、測定静電容量を示す対応出力信号Ｃ１〜１２を生成するためである。静電容量測定チャネルは、任意の公知な種類からなり得る。例えば、ＲＣ回路、弛張発振器、位相シフト測定、位相ロックループ回路又は静電容量分圧器に基づく回路を使用し得る。この例において、静電容量測定チャネルは、特許文献１又は特許文献２に記載されるような電荷伝送技法に基づく。ここでは個別の静電容量測定チャネルが、キーパッドにおける各々のキーに設けられる。しかし、他の実施形態において、少数の静電容量測定チャネル、例えば単一チャネルは、適当な多重化で用いられ得る。

ＵＩ１００は更に、制御装置１０８を具備する。制御装置は、静電容量測定チャネルから出力信号Ｃ１〜１２を受信し、受信出力信号から、存在する場合、キーのうちの何れのキーが、ユーザによって選択されるかを判定し、対応キー選択出力信号Ｏ／Ｐを出力するためである。次に、キー選択出力信号Ｏ／Ｐは、通常の方法でＵＩに関連するデバイスの主要制御装置に引き継がれ、前記主要制御装置によって適切に実行され得る。制御装置の機能性は、例えば、適切にプログラムされた汎用処理装置によって、或いは特殊用途ハードウエアを用いることによって提供され得る。例えば、制御装置１０８は、適切に構成された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＧＰＡ）、又は離散要素の配列を具備し得る。

この実施例におけるキーパッドは、配置において典型的な電話のキーパッドに対応する。従って、１２個の感知区域（キー）１０４は、図において示すように、番号０〜９及び符号＊（星）と＃（ポンド記号）にそれぞれ関連する。感知領域は、キーの感受性区域と、更にそれらの関連機能を規定する下層の電極の形状と部位をユーザに示すべく、グラフィックデカールが重ねられる。所望キーを選択するため、ユーザは、指を感知区域の適当な部分に向かって移動させ（グラフィック・デカール・オーバーレイによってユーザに示されるように）、その結果、ユーザの指は対応電極に近づく。キーを選択するこの行動は、キーを「押す」と称されることもあり得る。しかし、当然のことながら、この用語は便宜上用いられ、指示物体と選択感知区域の間の何らかの形の物理的接触を必ず包含すると解釈すべきではない。

図１において、番号７に関連したキーを選択するユーザが示される。ユーザの指と番号７に関連した電極の近さは、電極と接地の静電容量結合を増加させる。これは、関連静電容量測定チャネル由来の出力信号の変化につながる。用いられる静電容量測定チャネルの性質に依存して、静電容量結合の増加は、出力信号の増加（正の相関）か出力信号の減少（逆相関）の何れかに至る。簡単にするため、更に、前後関係が別に要求しなければ、出力信号の増加への言及は、測定静電容量と出力信号の間に正か逆相関が存在するか否かにかかわりなく（すなわち、静電容量測定チャネルの種類によって用いられる出力信号のパラメータ化が測定静電容量の増加に応じて上がるか下がるかにかかわりなく）、関連電極と接地の測定静電容量結合の増加を示す出力信号の変化を意味するものとして、この説明を通して読むべきである。制御装置は、測定静電容量の増加特性（例えば、大きさ、持続期間）が、キーを活性化状態とみなすべきようになっているか否かを判定するように作動する。これは、従来の技法に従って、例えば、超えるべき所定活性化出力信号レベルを要求することによって、行うことができ、更に閾値化、ドリフト補償、フィルタリング等のような技法を用い得る。

従って、図１を参照すると、ユーザの指と所望キー、ここではキー「７」との近さは、制御装置にキー「７」が活性化されると判定させる量だけ、キー関連出力信号Ｃ７を増加させる（例えば、出力信号は、十分に長期間、十分に大きな量によって変化したままであったからである）。しかし、上で述べたように、一般的に、所望のキー「７」の感知区域に隣接して存在するユーザの指１１０はまた、これらのキーとも近いため、感知領域内の
近傍キーの接地との静電容量結合の増加をもたらし得る。その上、選択対象ではないキーに関連する出力信号の増加は、制御装置がこれらのキー由来の出力信号も、活性化とみなされる要件を満たすと判定するのに十分であり得る。従って、図１に図示される場合では、キー「４」、「５」、「８」、「０」及び「＊」に関連する出力信号もまた、ユーザの指の接近に応じて有意な増加を示し得るので、活性化されているように見え得る。「＊」キーは、ユーザの指先がこのキーに近いことに加えて、ユーザの指の主要部分もまた、その上方に位置するので（ハンドシャドウ）、最も有意にもたらされそうである。このため、「＊」キーは、キー「７」よりも出力信号の大きな変化を示しさえする。

本発明の一実施形態に従って活性化されたとみなされる要件に適合する出力信号の十分な増加を複数のキーが示す場合、何れのキーがユーザによる選択対象になるべきかを判定すべく、図１に示すＵＩに対して制御装置１０８が如何に作動できるかを以下に述べる。

本発明の実施形態に従ってユーザによって選択対象にされた複数の同時活性化キーのうちの最も可能性のある一つを判定する上で考慮することは、通常の使用中に指示物体が接近する通常方向に対する感知領域（キーパッド）の方向性である。簡単にするため、上部の、下部の、左の、右の等のような用語は、ここでは全般的に接近方向にも対応し得る指示物体の範囲の方向が、キーパッドの下部から上部に走る方向に実質的に平行である方向性に従う感知領域におけるキーの相対関係を記載するために用いられる。従って、図１において図示するような携帯（セル式）電話キーパッドについては、ユーザは通常、列と実質的に平行な方向から指を接近させ、キー「＊」、「０」及び「＃」を含む行からキー「１」、「２」及び「３」を含む行へ移動させることによって（図１において図式的に示すように)、キーを選択することになる。従って、キー「＊」、「０」及び「＃」を含む行
は、キーパッドの最下（底)行と称し、キー「１」、「２」及び「３」を含む行はキーパ
ッドの最上（最高）行と称し得る。この専門用語は、キーパッドの平面が任意になるように（例えば、水平に)、ユーザが電話機を保持し得るという事実にもかかわらず、使用さ
れ得る。同様に、キー「１」、「４」、「７」及び「＊」を含む列は、キーパッドの最左列と称し、キー「３」、「６」、「９」及び「＃」を含む列はキーパッドの最右列と称し得る。

図２は、図１において図示したＵＩの感知領域部分１０２の平面図を図式的に示し、ユーザの指は、キー「１」を選択しようとする状態で示される。ユーザの指は、対象キー「１」に十分近いので、このキーに関連する出力信号Ｃ１の変化は、制御装置が前記キーを活性化と判定するようになっている。これは、キー「１」に陰影を付けることによって図において図式的に示される。ユーザの指はまた、キーパッドにおける他のキー、とりわけキー「２」、「５」及び「４」由来の出力信号を増加させる。ここでは、キー「４」が、最も有意に影響され得ると想定される。これは、キー「４」が、対象キーの下方に配置されるので、ユーザの指の範囲の方向が直接このキーの上方に及ぶからである（ハンドシャドウ）。従って、キー「４」もまた、活性化と考えられる要件に適合するとみなされることが想定される。従って、キー「４」もまた、図において陰影を付けて示される。キー「２」と「５」は、この場合、活性化とみなす十分な影響を受けないと想定されるので、図２において陰影は付けられていない。この状況において（少なくとも、どの時点でも選択されるとき、一つのキーだけが判定され得る場合では)、制御装置は、ＵＩ由来の適切な
キー選択出力信号Ｏ／Ｐを生成できるようにするため、キー「１」と「４」の何れがユーザによって選択対象とされるかを決定しなければならない。

従来型のタッチセンサ式ユーザインターフェースにおいて、キー「４」と「１」の何れがユーザ選択キー（すなわち、ユーザによって選択対象とされるキー)とされるべきかの
選択は通常、二つのキーに関連する出力信号の大きさか（すなわち、最大出力信号を示すキーが選択キーとみなされる）、タイミング（すなわち、最初に活性化になるキーが選択
キーとみなされる）の何れかに基づくことになる。しかし、これらの取り組みは双方とも容易に誤判定を招き得る。例えば、図２においてユーザはキー「１」を選択しようとするが、キー「４」に関連する出力信号Ｃ４の変化は事実上、より大きくなり得る。これは、ユーザの指の主要部分によって接地に提供された付加的静電容量結合のためであるか（ハンドシャドウ）、単にキー「４」がキー「１」より感受性が高いためである。配列におけるタッチセンサ式キーは、一般的に異なる感受性を具備することになる。感受性の差は、製造トレランスと環境効果（例えば、一つのキーが、感受性を低下させる傾向があり得るグラウンド層により近くなり得る）の双方に起因し得る。更に、ユーザはキー「１」を選択しようとするが、キー「４」に関連する出力信号Ｃ４の変化の特徴は、キー「４」がまず活性化される（活性化になる）とみなされるようになり得る。例えば、キー「１」の選択において、ユーザの指は最初にキー「４」の上方を移動するからである。従って、大きさとタイミングに基づく従来型のキー選択体系は共に、容易に対象キーの誤判定を招き得る。

本発明の実施形態に従うユーザインターフェースは、ユーザが選択した一つの感知区域（すなわち、対象キー)を判定する場合、キーパッドにおけるキー由来の出力信号とキー
パッド内のそれらの位置の双方を考慮することによって、この問題を克服する。これは、キーパッドにおけるキーの位置に従って活性化キーから優先的に選択することによって、すなわち、その位置に従ってキーパッドにおける各々のキーに優先性を割り当て、より高い優先性を備えたキーを優先的に選択することによって、達成し得る。

図３は、本発明の実施形態に従う図１と図２において示すキーパッドのキーに対する優先順位体系を図式的に示す。各々のキーについて優先順位は、キー機能に関連した符号の上付き文字で示される。従って、最上（最高)行上にあるキーは全て、優先順位１に割り
当てられる。これらは、最高優先キーであり、前記キーの優先性は互いに等しい。キー「４」、「５」及び「６」は全て、優先順位２に割り当てられる。キー「７」、「８」及び「９」は、優先順位３に割り当てられる。最後に、最下行（接近する指に対して）上にあるキーは、最低優先順位４に割り当てられる。

同時活性化とみなされる複数のキーの何れがユーザの選択対象キーにされるべきかの判定において、制御装置は、活性化キーの相対優先順位を考慮するよう作動する。
これを達成する一つの方法は、例えば、活性化における最高順位のキーが選択キーであるとみなされる絶対的方法における（例えば、同じ最高順位の複数の選択キーである場合、最高順位と最大出力信号を備えるキーか、最初に活性化された最高順位を具備するキーが選択され得る）。従って、図２と図３を参照すると、キー「１」と「４」は、活性化されている。キー「１」の順位は１であり、キー４の順位は２である。従って、キー「１」はキー「４」（順位２）よりも優先性（順位）が高いので、キー「１」がユーザ対象選択キーとみなされる。

制御装置が活性化キーの相対優先順位を考慮し得る別の方法は、より高い順位に関連する位置のキーを優先的に選択すべく、出力信号重み付けによる。従って、制御装置は、感知領域における対応キーの位置に従って出力信号に重み付けを行うべく配列され得る。例えば、スケール係数は、各々の優先順位に関連し（すなわち、各々のキーが所定スケール係数に関連できるように）、より高いスケール係数に関連するキーは、より低いスケール係数を備えるキーよりも優先的に選択され得る。例えば、再び図２と図３を参照すると、優先順位１は、スケール係数２に関連し、優先順位２はスケール係数１．５に関連し、優先順位３はスケール係数１．０に関連し、優先順位４はスケール係数０．５に関連し得る。従って、図２において示す場合では、活性化キーの出力信号は、それらの各々の所定スケール係数に従ってスケーリングされる。次に、最高重み付け出力信号を具備するキーは、選択キーとみなされる。これは、より低順位キーの出力信号が、より高順位キーの出力
信号と比較して十分に高い場合、それでも、低順位キーが高順位キーよりも選択され得る点で、上に述べた絶対優先順位体系よりも利点を具備する（すなわち、最低順位キーが、選択から強硬にブロックアウトされすぎることはない）。

出力信号重み付けに基づく幾つかの実施例において、何れのキーが活性化されているかを最初に判定する段階は存在し得ない。その代わり、全キー由来の出力信号は、それらの適切な所定スケール係数でスケーリングされ得る。前記キーは選択キーにされる最大重み付け出力信号を具備する。（できる限り、キーパッドが実際に使用されていない場合、制御装置に選択キーを報告させないように、最大重み付け出力信号が、信号の大きさと持続期間のような、選択を報告する所定要件に適合することを最初に判定した後。）
図４は、図３に類似しており、図３から理解され得る。しかし、図４は、図１と図２において示したキーパッドのキーに対する別の順位体系を示す。図３に関するように、図４における各々のキーについて、優先順位はキー機能に関連する符号の上付き文字で示される。図３に図示し、上に述べた順位体系は、通常の使用において指示物体が、キー列に実質的に平行な方向から接近し、前記方向に沿って延びるキーパッドにとって最適であり得る。従って、同じ行のキーは同じ優先性が割り当てられる。しかし、図４において示した順位体系については、キーは主として、それらの行に従って優先順位が割り当てられるが、それらの列にも従って優先順位が割り当てられる。従って、最上行におけるキーは、次の下方行におけるキーよりも高順位が付けられ、それらのキー自体は、次の下方行におけるキーよりも高い順位が付けられるなどである。更に、各々の行内において、左列におけるキーは中央列におけるキーよりも高い順位が付けられ、次に、中央列におけるキーは、右列におけるキーよりも高い順位が付けられる。この順位体系は、通常の使用において、指示物体がキーパッドの右下方から（図４において図示する方位に対して）接近するキーパッドにとって、より適切であり得る。これは、例えば、主に右利きのユーザの携帯電話キーパッドの場合であり得る。例えば、ユーザが右手の掌内に電話機を包み込み、親指を指示物体として使用するか、電話を左手にもち、右人差し指を指示物体として使用し得る。これら両方の場合において、対象キーの右のキーは、それらのキーにユーザの親指／指先が相対的に近くなり、親指／指の主部がそれらのキーを通り越すことによって、それらキーの出力信号を過度に増加させ得る高い危険性が存在する。従って、キーパッドの左手側に向かうキーは、キーパッドの右手側に向かうキーよりも優先順位（図においてより高い数字の上付き文字によって示される）が割り当てられる。（この順位体系の左右逆転は、主に左利きユーザによって使用されるべきキーパッドにとって有利になり得る。従って、ＵＩは、順位体系間でユーザに選択させるように構成され得る）。

図５は、図３と図４に類似し、これらの図から理解され得る。図５において示される順位体系について、キーはこの場合も、主としてそれらの行に従う優先順位が割り当てられ、図４に関するように、それらの列に従っても優先順位が付けられる。しかし、列に従う順位は、図４の順位と異なる。行順位は、最上行におけるキーが次の下方行におけるキーよりも高い順位が付けられ、それらのキー自体は、次の下方行におけるキーよりも高い順位が付けられるなどにおいて概して同じである。しかし、各々の行内において、左列と右列におけるキーは等しく順位が付けられ、中央列におけるキーよりも高い順位が付けられる。この順位体系は、通常の使用において、キーパッドの左下方か右下方の何れかから（図において図示した方向性に対して）指示物体が接近するキーパッドにとって好ましくなり得る。これは、例えば、左利きか右利きか何れかのユーザによって使用され得る携帯電話キーパッド、又は指示物体として使用される両親指で両手の掌の間に保持されるデバイスの場合であり得る。図５において図示した順位体系の基礎をなす原理は、指示物体が右から接近し、キー「４」を選択しようとする場合、キー「５」は、下方順位のため抑制されるので、キー「５」は、選択キーと誤報告される可能性が低い。その一方でキー「６」は、キー「４」と同じ順位を具備する。しかし、キー「６」は、ユーザの指先から更に離れて行くことになり、従って有意に低い出力信号を示すと予測され得るため、ユーザがキ
ー「４」を選択しようとする場合、一般的にキー「６」が誤選択される確率は低くなり得る（すなわち、直接隣接するキーに対してよりも直接隣接しない近くのキーが誤選択される可能性は低い。従って、同じ順位を具備することは、そんなに重要ではない）。同じことが、左から接近し、キー「６」を選択しようとする指示物体にあてはまる（すなわち、キー「５」は下方順位のため抑制され、キー「４」は、ユーザ対象キー「６」からの距離が大きいため、選択される可能性がなくなり得る）。

理解し易くなり得るように、任意の所定優先順位体系の具体的な詳細、例えば、異なるキーに対する適切なスケール係数又は絶対順位は、手元にある具体的なキーボードレイアウト、キーの相対サイズ、指示物体のサイズと形状に対するキー間の間隔、使用時におけるキーボードの通常方向性と指示物体の性質、及びキーの選択時、指示物体が通常、キーボードに向かって、その上方に移動する方向に依存することになる。従って、順位体系の具体的な詳細は、特定のキーボード配置の通常使用中、順位体系が使用されない場合、何れのキーが誤選択される傾向にあるかを同定し、それらを抑制するため、これらのキーにそれに対応した低い順位を提供することによって、実験的に判定することができる。

例えば、三つのキー［Ａ」、「Ｂ」及び「Ｃ」を具備するキーボードを検討する。実験において、キーは等しく順位が付けられ、ユーザは、通常使用中に予測される方法で各々のキーを１００回押す（すなわち、通常使用方向から通常の指示物体でキーパッドに接近する）。正しいキー選択の判定に関して上で述べた問題のため、制御装置は、キー「Ａ」が１５０回、キー「Ｂ」が１００回、及びキー「Ｃ」が５０回選択されると誤判定すると想定される。これらの統計を考慮して、キーは、従って、例えば、キー「Ａ」由来の出力信号は係数２／３でスケーリングされ、キー「Ｂ」由来の出力信号は、係数１でスケーリングされ、キー「Ｃ」由来の出力信号は、係数２でスケーリングされ得るように、順位付けられ得る。

図６は、図２において示すＵＩの感知領域部分の平面図を図式的に示す。従って、図６は図２に類似しているので、図２から理解され得る。しかし、図６に図示したＵＩの部分は、陰影を重ねることによって、本発明の実施形態において使用し得る幾つかの所定キーグループ（この場合では３）を示す。陰影によって示されるキーグループは、グループキーが他のグループキーと異なる任意の特定の特徴を共有することを意味するのではなく、むしろグループは、概念的なものであり、本発明の幾つかの実施形態に従って選択キーを判定する工程の幾つかの面について共に考慮し、更に他のキーに関係なく考慮し得るキーの一群を示すにすぎない。図６において示すように、キー「１」、「４」、「７」及び「＊」は、集合的に第一キーグループを形成し、キー「２」、「５」、「８」及び「０」は、集合的に第二キーグループを形成し、キー「３」、「６」、「９」及び「＃」は、集合的に第三キーグループを形成する。本発明者は、ユーザ対象キーの判定工程を二段階で行うと、キー選択における信頼性の改善が得られることを見出した。第一段階において、例えば、キーがグループ内のそれらの位置に従って優先的に選択される上記の原理を用いることによって、各々の所定グループ内で最も可能性の高いキーが判定され、第二段階において、各々のグループ由来の最も可能性の高いキーのうちの総合的に最も可能性の高いキーが判定される。

例えば、図６を参照すると、制御装置は最初に、第一グループ内のキー（すなわち、キー「１」、「４」、「７」及び「＊」）由来の出力信号だけを考慮し、前記グループ内の何れのキーが前記グループの選択キーとみなされるべきかを判定する（他のグループにおけるキー由来の出力信号に関係なく）。これは、中間選択キーと考えられ得る。キーはグループ内のキーの中から選択されるとはいえ、これは別のグループに由来し得るので、総じてキーパッドから最終的に判定されたユーザ選択キーでなくてもよいからである。各々のグループ由来の中間選択キーの選択は、上記の方法の何れかを用いて感知領域内のキー
の出力信号と位置を考慮することによって行い得る。実際には、この段階において、キー「１」、「４」、「７」及び「＊」のグループは、他のキーと関係なく四つのキーだけを含む自給式感知領域とみなされる。次に、制御装置は、他の二つのグループについて同じことを行う。これらの二つのグループもまた、実際には、自給式感知領域である。（当然のことながら、三つのキーグループは、異なる系列で又は並行して同様に考えられ得る。）従って、この方法に関して、ＵＩは三つの分離独立した感知領域とみなし得る。従って、結果は、各々のグループから一つ、すなわち三つの独立した選択（中間)キーになる。
（ここでは、活性化と考えられる要件を満たす出力信号特性を具備する少なくとも一つのキーが、各々のグループにおいて存在すると想定される。しかし、多くの場合、活性化と考えられ得るキーがグループ内に存在しないので、前記特定キーグループに対してゼロ結果（選択とみなされるキーがない）が判定され得るかもしれない。）
次の段階は、独立した三つの中間選択キーの何れが唯一のユーザ選択キーに判定されるべきかを判定することである。これは、幾つかの方法、例えば、複数キーの間で選択する公知な技法に基づいて行い得る（例えば、最大出力信号、最初の活性化、等）。また、選択は、個別のグループ内からキーを選択するため使用される体系に類似した方法で行い得る（すなわち、総じてＵＩ内の、第一段階において選択されたキーの位置を考慮することによって、おそらく、キーはこの段階において第一段階に比較して異なる優先順位を具備する）。

特に図１を参照した先の説明は、受容感知技術と呼ばれ得る技法に基づく静電容量センサ、すなわち、感知領域における感知区域を規定する全電極が、指示物体と各々一つの感知区域との間の静電容量結合に個々に反応するセンサ（すなわち、特許文献１と特許文献２において記載された種類のセンサ）に焦点を当てた。しかし、本発明の実施形態はまた、活性静電容量感知技法と呼ばれ得る技法、例えば、感受性区域が対になった駆動と受信電極（例えば、特許文献５参照）に基づくセンサに基づき得る。駆動と受信電極は、キー（感知区域）が行と列の形になった電極間の重なり領域によって規定される行列配列で配列し得る。この種類のセンサに関して、指示物体と各々一つの感知区域の間の静電容量結合の変化は、駆動電極から受信電極へ駆動信号の転送を変更する。

更に、上記の説明は物理的に離散した感知区域を具備するユーザインターフェースを中心にしたが、本発明の実施形態は、「仮想」感知区域が規定される連続二次元（２Ｄ）感知領域を具備するユーザインターフェースに基づき得る。例えば、連続２Ｄ領域は、仮想離散キーの配列に概念的に分割し得る。

当然のことながら、本発明を具現する位置センサは、様々な更に別の特徴を組み入れ得る。例えば、幾つかのアプリケーションにおいて、「目覚まし」機能を具備することが望ましく、それによって、デバイス全体が「スリープする」か、又は一部静止か背景状態になる。そのような場合にはたいてい、人体の一部分のほんの近くから幾らか遠く離れて目覚まし信号を有するのが望ましい。前記要素は位置評定に関係なく、単一の大きな静電容量電極として駆動できるが、前記ユニットは背景状態にある。この状態中、電子ドライバ論理は、必ずしも２Ｄ座標として処理するのに十分ではないが、物体又は人間が近くにいると判定するのに十分な信号の非常に小さな変化を探す。次に、電子機器はシステム全体を「目覚めさせ」、前記要素は、再度、真の位置センサになるために駆動される。

また、用語「タッチ」が、この説明において使用され得るが、上で述べた種類の位置センサは、十分に感受性であり得るので、物理的接触を要さずに近くの指（又はスタイラス（stylus）・ペンのような他の物体)の位置を登録できる。従って、本明細書において使
用されるような用語「タッチ」は、しかるべく解釈されるべきである。

当然のことながら、本発明の特定の実施形態を記載してきたが、本発明の範囲内で多く
の改造／付加及び／又は置換を行い得る。従って、記載した特定の実施例は、制限しようとするものではなく、例示しようとするだけである。更に、本発明の実施形態の特徴を添付の請求項にはっきりと設定されたもの以外の方法で組み合わせ得ることは、上記の説明から理解されよう。
（他の実施形態）
この説明を検討する上で、読者は、この特許文書を通じて使用される特定の語句の定義に留意することによって助けられ得る。それらの定義が何れに提供されようとも、当業者は、ほとんどの場合とは言わないが、多くのそのような定義は、そのように定義された語句の先行及び以下の用途の双方に適用することを理解すべきである。この説明の最初に、用語「含む」と「具備する」及びそれらの派生語は、制限なしに含有を意味し、用語「または」は、及び／又はの意味を含んでいることに留意するものとする。この開示物において全般的に用いられる用語「キー」は、実際は双安定性ではない機械的か電気的変換装置のタッチ部分を指す。この用語は、具体的には、二つ以上の伝導体が互いに接触したり、離れたりすることによって、電気を結合又は切断する従来型の機械式スイッチを除外する。用語「キーボード」、「キーパッド」等は、配列のサイズ又は構成に関して、制限のないデータ入力のキー配列を指す。「キー」はまた、ＸＹタッチスクリーン又は「トラックパッド」のような次元感知表面、或いは物体又は身体部分センサのような通常のヒトデータ入力を対象にしない感知ゾーンであり得る。「タッチ」は、キーに対するヒトか機械による接触又はキーに近いことの何れかを意味することができる。「ユーザ」は、ヒトか機械的物体の何れかを意味することができる。「指」は、とりわけ、ヒトの指、機械的指かスタイラス・ペンであり得る。「上部」キーは、キーパッド上の別のキーに対して上方の離れた位置にあるキーを意味することができる。「下部」キーは、キーパッド上の別のキーに対して下方の離れた位置にあるキーを意味することができる。

開放型であれ閉鎖型であれ、双安定性電気機械スイッチと違う静電容量センサは、ユーザの指とキーボードの感知要素の間のタッチか範囲か結合の度合で変動する信号を提供する。所定センサ由来の出力が、起動力の増加と共に増す圧電型センサ配列のような他の非双安定性タッチセンサは、多くの静電容量キーの性質を共有する。従って、その後の開示物の多くは、キーとユーザの指、スタイラス・ペン又は、キーに近接した他のキー活性化又は指示器具の間の結合の度合いに応じた出力信号もまた提供する非静電容量キーに関連すると理解すべきである。

図７を参照すると、本発明から利益を享受し得る、キーパネル１０における密集した「Ｎ」静電容量キーの配列が示される。そのような小型キーパネルを使用する場合、指が対象キーよりずっと多くを含み得ることは避けられない。主たる所望キー電極１２にタッチする指は、点線で示すように、「指紋」の輪郭２０を容易に生じ得る。指紋は重心位置Ａを具備する。この指紋は、対象キー以外のキー１４も含む。非タッチキーであっても、ただ指に近いためだけ及びタッチパネル内の周辺野効果のために、信号の増加を見得るが、点線と各々のキー区域の間の交差表面積量は、各々の交差キーがタッチによって受信し得る信号レベルの変化量を合理的に表示する。

この場合、望まれるのは、指紋によって交差された隣接キー由来の出力を抑制しながら、ユーザによって対象とされる唯一のキーを選択することである。この「位置依存性」キー抑制発明において、上部キー１２由来の出力信号は、下部キー１４由来の信号よりも優先される。この場合、キー１２由来の信号は、キー１４由来の信号よりも強くはあるが。

図８と図９を参照すると、輪郭２２（点線で）によって示される指紋が、四つの異なるキー１２，１４，１６，１８を含むキーパネル１０における静電容量キーの配列が示される。ユーザの指紋２２は、キー１４の真上でキー１２，１４の間にある重心位置Ａを具備する。出力信号は、各々のキー１２，１４，１６，１８から測定されるが、キー１４由来
の信号は、指紋の輪郭２２がキー１４の全体を包含するので最大強度を具備する。図９（ａ）において図示するように、各々のキー１２と１４由来の信号は、閾値より上にある。キー１４は、最初に優先キーになり得る。しかし、本発明に従って図９（ｂ）において示すように、キー１４由来の出力信号は抑制され、キー１２由来の出力信号は増強されるので、上部キー１２は「勝利し」、ユーザ選択キーになる。本発明において、キー１４，１６，１８由来の信号は、抑制されることができ、及び／又はキー１２由来の信号は強調されることができる。従って、本発明は、キー１２由来の測定信号が閾値より低くても、より弱い信号を具備した上部キー（図８におけるキー１２）をより強い信号を具備した下部キー（図８におけるキー１４）に対して優勢にならせる。タッチされるキーの領域において前記キーが上部位置にあるため、信号増強は、「対象」キー１２に向けられ得る。アルゴリズムは、キー１２由来の測定信号を増強又は活性化すべく、制御装置によって実行され得る。別の実施形態において、静電容量キーの配列を具備するキーパッドは、静電容量タッチスクリーン又はタッチパッドの形態であり得る。

図１０を参照すると、図８において示されるものと類似したキーパネルの静電容量キーの配列を具備する携帯電話機３０が示される。図１０における対応形状構成は、図８におけるものと同じ参照番号を具備する。キー１２（キーパネル上の５番を示す）由来の出力信号は、キー１４（キーパネル上の８番を示す）由来の信号に対して増強されるので、キー１２は、ユーザ選択キーになる。本発明は、対象キー１２を押したいにもかかわらず、不注意にユーザがキー１４と１８にタッチする場合、特に有用である。

図１１を参照すると、携帯電話機の部分を形成し得るキーパネル５０の密集した静電容量キーの配列が示される。キーパネル５０のキーは、数字１〜９を示す。キー１，２及び３は、キーパネル５０の上位指定Ａに配置され、キー４，５及び６は中位指定Ｂに配置され、キー７，８及び９は、キーパネルの下位指定Ｃに配置される。輪郭５２（点線の）によって示される指紋は、七つの異なるキー１，２，４，５，６，８，９を包含する。ユーザの指紋５２は、５番キー上にある重心位置を具備する。点線と各々のキー区域の間の交差表面積量は、タッチにより各々の交差キーが受信し得る信号レベルの変化量を合理的に表示する。ユーザの指が選択すべき対象キーに接近するとき、指がキーパネル上のキーに対してある角度をなすことが多い。指の輪郭５２は、指（表示なし）がキーパネルにタッチするとき、キーに対してある角度をなすキーパネル５０上のタッチを例示する。ユーザによって選択されるべき対象キーは、上位Ａの１番キーである。指先はキー１にタッチしているが、指紋はキー２，４，５，６，８及び９も包含する。キー５由来の出力信号は、最大信号強度を具備する。キー１，２，４及び８由来の信号は、閾値よりも上の方にある。キー５は、最高信号強度を有するので最初に優先キーになり得るが、本発明に従って、上位Ａ上のキー１と２は、それらの信号強度を増強し、キー４，５，６，８及び９由来の信号を抑制することによって、選択される。本発明は、他のキーに対するキーの位置に基づき、及び人間の指によるタッチ角度に基づいて、上部キーを優先的に選択する。

この場合、ユーザの指との静電容量結合に起因する、各々のキー１と２由来の出力信号は、閾値より上にあり、実質的に同じ強度である。アルゴリズムは、ユーザが指をキー２から離れて対象キー１に移動させ、その結果、キー２由来の信号が低下するまで、キー１と２に由来する信号を無視すべく、制御装置によって実行され得る。

ユーザがキーパネルの同じレベル上の二つのキー、例えば、下位Ｃのキー７と８にタッチする場合、特許文献４において開示されるＤＩシステムを用いることによって、所望キーを選択し得る。

別の実施形態において、対象キー１由来の出力信号は、そのキーをユーザ選択キーにすべく増強されなくてもよい。制御装置によって実行されるアルゴリズムは、図１１におい
て例示するタッチのベクタに基づいて、キー１，２，４，５，６，８及び９由来の信号を処理でき、キー１をユーザ選択キーにし得る。前記アルゴリズムは、ユーザ選択キー、この場合上位Ａのキー１を判定するため、様々なタッチベクタを処理するように配列することができる。

もちろん、前記操作の可能な多くの変形および拡張が存在する。例えば、一つは、タッチ点が正確に二つのキーの間に存在できるように、ユーザが指をキーボードに到るまでもっていく稀なケースと考え得る。この場合、それらのキーのうちの一つだけを選択するか（例えば、公知な偽乱数選択アルゴリズムを用いることによるか、又はサンプルシーケンスオーダーによって）、或いはユーザが指を十分移動させて、二つのキーのうちの一つが他方より高い出力を具備してしまうまで、両キーの出力を抑制することの何れかによって、表示工程を変更し得る。

更に、上記は静電容量感知技法に焦点を当てたが、本発明の実施形態は、他の結合機構、例えば、磁気結合機構に基づき得る。例えば、感知区域は、磁場センサによって提供され、指示物体は、磁場センサがその近傍に感受性になれるように、磁化され得る。他の非接触結合機構も使用し得る。

従って、静電容量センサに基づくキーボードにおいて、複数の同時活性化キーの何れがユーザによって選択の対象にされるキーであるかを選択する装置と方法が説明される。本発明の実施形態において、キーはキーボード内のそれらの位置に基づいて、ユーザ対象キーとして優先的に選択される。従って、例えば、キーが対象キーと隣接するため、及び所望キーに接近する間、通常、ユーザの指がそのキーを通り越すため、ユーザが別のキーを選択するとき、よく誤活性化されるキーは、それらの相対位置に基づいて所望のキーに対して抑制されることができる。例えば、キーはキーボード内のそれらの位置に従う所定順位に関連し得る。使用時、キーはそれらの順位に従って優先的に選択される。また、前記キー由来の信号は、それらの位置に関連する重み付け係数によって、スケーリングされ、その重み付け信号に従ってキーが選択され得る。

本発明の実施形態に従うタッチセンサ式ユーザインターフェース（ＵＩ）の概略斜視図。 図１に示すＵＩの感知領域部分の概略平面図。 本発明の実施形態に従う図１と図２に示すキーパッドのキーに対する優先順位体系の概略図。 本発明の他の実施形態に従う図１と図２に示すキーパッドのキーに対する優先順位体系の概略図。 本発明の他の実施形態に従う図１と図２に示すキーパッドのキーに対する優先順位体系の概略図。 三つの個別キーグループを示すために用いられる陰影を付けた図１に示すＵＩの感知領域部分の概略平面図。 密集した静電容量ボタンの配列。 密集した静電容量ボタンの配列。 指との静電容量結合に起因する、図８に示す各々のキーに関連する信号の大きさのグラフ。 密集した静電容量ボタンの配列を具備する携帯電話機の概略図。 携帯電話機のキーパッドの概略図。

Claims (15)

1. タッチセンサ式ユーザインターフェースであって、該タッチセンサ式ユーザインターフェースは、
   感知領域内に配列された複数の感知区域であって、各々の感知区域は、前記感知領域内に位置を具備することと、
   前記感知区域に結合された測定回路であって、前記測定回路は、指示物体と各々一つの前記感知区域の間の結合に応答して出力信号を生成するように作動することと、
   前記測定回路から前記出力信号を受信するように作動する制御装置であって、前記制御装置は、前記感知区域に関連する前記出力信号と、前記感知領域内の前記感知区域の前記位置との双方を考慮することによって、前記感知区域のうちの選択された一つを判定するように作動することと
   を具備するタッチセンサ式ユーザインターフェース。
2. 前記結合は、静電容量結合であることを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
3. 各々の感知区域は、前記感知領域内のその位置に従う所定順位に関連し、前記制御装置は、それらの順位に従って感知区域を優先的に選択するように作動することを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
4. 前記制御装置は、前記感知領域における前記対応感知区域の前記位置に従って前記出力信号に重み付けを行うことによって、前記感知区域のうちの選択された一つを判定するように配列されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
5. 前記重み付けは、前記感知領域におけるそれらの位置に従って前記対応感知区域に関連するスケール係数で前記出力信号をスケーリングすることによって行われ、前記制御装置は、スケーリングされた前記出力信号の比較に基づいて前記感知区域のうちの選択された前記一つを判定するように作動することを特徴とする請求項４に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
6. 前記感知領域の前記所定部分から遠くに配置された位置を具備する感知区域よりも前記感知領域の所定部分に近く配置された位置を具備する感知区域を優先的に選択することによって、前記感知区域のうちの選択された前記一つを判定する場合、前記制御装置は、前記感知領域内の前記感知区域の前記位置を考慮するように作動することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
7. 通常の使用において、指示物体は、通常接近方向から前記感知領域に接近し、感知区域は、前記通常接近方法に沿ったそれらの位置に従って優先的に選択されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
8. 通常の使用において、前記指示物体は、複数の通常接近方向のうちの一つから前記感知領域に接近し、感知区域は、前記通常接近方法に沿ったそれらの位置に従って優先的に選択されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
9. 前記感知区域は、行と列の形で配列され、一つの行における感知区域は別の行における感知区域よりも優先的に選択されることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
10. 前記感知区域は、行と列の形で配列され、一つの列における感知区域は、別の列における感知区域よりも優先的に選択されることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
11. 前記タッチセンサ式ユーザインターフェースは、更に別の感知領域内に配列された更に複数の感知区域であって、
    各々の更に別の感知区域は、更に別の前記感知領域内に位置を具備することを更に具備し、
    前記測定回路は、更に別の前記感知区域に結合され、該制御装置は、前記指示物体と各々一つの更に別の前記感知区域の間の結合に応答して更に別の出力信号を生成するように作動し、
    前記制御装置は更に、前記測定回路由来の更に別の前記出力信号を受信するように作動し、該制御装置は、更に別の前記感知区域に関連する更に別の前記出力信号と、更に別の前記感知領域内の更に別の前記感知区域の前記位置との双方を考慮することによって、更に別の前記感知区域のうちの選択された一つを判定するように作動することを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
12. 前記制御装置は更に、最初に述べた前記感知区域のうちの選択された前記一つと、更に別の前記感知区域のうちの選択された前記一つとのうちから、これらの選択感知区域に関連する前記出力信号に基づいて選択された一つを判定するように作動することを特徴とする請求項１１に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェース。
13. 請求項１〜１２の何れか一項に記載のタッチセンサ式ユーザインターフェースを具備する装置。
14. タッチセンサ式ユーザインターフェースの感知領域における複数の感知区域のうちの何れの一つが、指示物体によって選択されるかを判定する方法であって、該方法は、
    前記指示物体と各々一つの前記感知区域との間の結合を測定し、それらに応答して出力信号を生成することと、
    前記感知区域に関連する前記出力信号と、前記感知領域内の前記感知区域の前記位置との双方を考慮することによって、前記選択感知区域になる一つの前記感知区域を判定することとを具備する方法。
15. 前記結合は静電容量結合であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。

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