JP2010055613A - 多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーによるタッチパネル上の複数同時接触を識別できるようにする。
【解決手段】タッチセンサー装置、そのタッチセンサー装置に接続されたマイクロコントローラ、およびそのマイクロコントローラに接続された電子アプリケーションを備えたマルチタッチ検出システムであり、タッチセンサー装置は電気的に絶縁された複数の導電性領域を有し、導電性領域に対するユーザーによる複数同時接触を検出し、タッチセンサー装置は、複数同時接触のそれぞれに出力信号を発生し、その出力信号をマイクロコントローラに送信し、出力信号に応じて１以上のコントロール信号を発生するように構成されているマイクロコントローラが、出力信号を電子アプリケーションに送信し、複数のマンマシン対話型オブジェクトを表示するスクリーンを備えた電子アプリケーションが、コントロール信号に応じてスクリーン上のマンマシン対話型オブジェクトの外観を変更することを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は一般にタッチセンサーディスプレイ技術に関し、特に、多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法に関する。

現在、ほとんどすべての電子アプリケーションは、プッシュボタン、キーボード、およびマウスのようなマンマシン対話用ユーザー・インターフェースを備えている。

様々なユーザー・インターフェース関連技術の中で、タッチセンサーディスプレイ（“タッチスクリーン”や“タッチパネル”として知られている）は、直観的であり使いやすいことからますます一般的になってきている。タッチセンサーディスプレイは電子アプリケーション、特にポータブル装置や公共システムに広く使われている。

ユーザー・インターフェースとしてのタッチセンサーディスプレイは、ユーザーがディスプレイに触れたことを検出して電子信号に変換し、その電子信号をシグナルプロセッサに送信し、信号分析を通して、シグナルプロセッサはタッチセンサーディスプレイ上のユーザーの接触位置を特定し、ユーザーが触れた位置に応じて１以上の該当するオペレーションを実行する。

本発明は、既存技術におけるタッチセンサーシステムのオペレーションが複数同時接触箇所を識別できないという問題点を解決するためになされたものであり、多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法を提供することを目的とする。

本発明は、電気的に絶縁された複数の導電性領域を有するタッチセンサー装置で、
上記導電性領域に対するユーザーによる複数同時接触を検出し、
複数の出力信号を発生させ、それぞれの信号が複数同時接触のそれぞれに対応し、上記出力信号に応じて１以上のコントロール信号を発生するように構成されているマイクロコントローラに上記出力信号を送信し、
複数のマンマシン対話型オブジェクトを表示するスクリーンを有する電子アプリケーションに上記コントロール信号を送信し、
上記コントロール信号に応じて、上記スクリーン上の上記マンマシン対話型オブジェクトの外観を変更することを特徴とする多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法である。

本発明に係る多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法によれば、電気的に絶縁された複数の導電性領域を有するタッチセンサー装置で上記導電性領域に対するユーザーによる複数同時接触を検出し、上記複数同時接触にしたがって出力信号を発生させてマイクロコントローラとオペレーション装置による後続処理に用いることで、複数同時接触のような複雑な操作を識別することが可能になる。

上記した本発明の特徴および利点、さらにその付加的な特徴および利点をより明瞭に理解するため、図面を参照しながら好ましい実施例について詳しく説明する。
図１は電圧分配器を示すブロック図である。 図２は、２本の指が同時に触れられる単一のタッチセンサー領域を有する装置のブロック図である。 図３は、実施例に係る、６本の指が同時に触れるマルチタッチセンサー領域を有する装置のブロック図である。 図４Ａは、実施例に係る、図３に示したマルチタッチ装置が制御回路に接続され制御される構成を示したブロック図である。 図４Ｂは、実施例に係る、図３に示したマルチタッチ装置が制御回路に接続され制御される構成を示したブロック図である。 図５Ａは、実施例に係る、複数導電性領域を有するタッチセンサー装置を示すブロック図である。 図５Ｂは、実施例に係る、複数導電性領域を有するタッチセンサー装置を示すブロック図である。 図５Ｃは、実施例に係る、複数導電性領域を有するタッチセンサー装置を示すブロック図である。 図６は、実施例に係る、複数導電性領域を有する多点タッチセンサーパネルの断面図である。 図７は、実施例に係る、多点タッチセンサーシステム内でのデータの流れを示すフローチャートである。 図８は、実施例に係る、第一の多点タッチセンサーシステムを示すブロック図である。 図９は、実施例に係る、第二の多点タッチセンサーシステムを示すブロック図である。 図１０は、実施例に係る、多点タッチセンサーシステムの動作を示すフローチャートである。

以下、図面に示された実施例に基づいて本発明を詳しく説明する。

以下の詳細説明における多数の具体例は、本発明の主題を理解するために説明されたものであるが、この技術分野に熟練した者にとってそれらの詳細説明なしに上記主題を実施することができることは明らかである。また、実施例が不明瞭にならないように、他の例の、公知の方法、手段、構成および回路については詳細に記載していない。

各種産業上の利用を目的として、表面音響波タッチパネル、赤外線タッチパネル、静電容量タッチパネルおよび抵抗膜タッチパネルなど、種類の異なるタッチパネルを製造するにあたり多くの技術を利用することができる。

表面音響波タッチパネルは、タッチパネルの表面を通過する超音波を監視する。タッチパネルを指で触れると、音波の一部が吸収され、タッチパネル上にタッチイベントを形成する。

この超音波の変化が検出されることによってタッチ位置、すなわちタッチパネル上で指が触れた位置が推定される。

赤外線（ＩＲ）タッチパネルは、タッチ位置をとらえるために二つの方法を採用している。

第一の方法は、タッチパネルにおける表面抵抗から引き起こされた熱量の変化を検知する方法であり、第二の方法は、タッチパネル上に横および縦方向ＩＲセンサからなるアレイを配置し、タッチスクリーンの表面付近の変調光線の遮断を検知する方法である。

静電容量タッチパネルは、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、発光ポリマー（ＬＥＰ）などタッチパネルを通して電流を導くことができる、透明導電性材料でコーティングされたガラスパネルである。

静電容量タッチパネルはその横座標、縦座標の両方に電荷の蓄えられた領域が緻密に制御されているキャパシタとして動作する。人体もまた電荷を蓄えている電気的なデバイスとして働くため、同様に静電容量を示す。

静電容量タッチパネルの“正常な”静電容量界（その基準状態）が別の静電容量界、すなわち、ユーザーの指によって妨げられた場合、静電容量タッチパネルのコーナー部に配置されている電気回路は参照静電容量界内の“ひずみ”をタッチイベントとして検出し、その情報は、静電容量タッチパネル上のタッチイベントの位置を推定するのに使用することができる。

抵抗膜タッチパネルは、複数の層から構成され、２つの薄い電気的導電層、すなわち、上側導電層と下側導電層を有し、これらの層は薄い空隙によって離間している。

動作時において、下側導電層に電圧源が接続されると、下側導電層を通して電圧降下が生じ、電流が流れる。

抵抗膜タッチパネルの上側導電層をユーザーが例えば指やスタイラスペンでタッチすると、二つの導電層はある地点で接触する。

ある実施例では、上側導電層は接触ポイントでの電圧レベルに相当する信号を発生する。この電圧信号は、抵抗膜タッチパネル上の接触ポイントの位置を測定するのに使用される。

また、他の実施例では、一部の電流がその接触ポイントを通じて上側導電層に流れ込み、下側導電層を流れる電流値を変化させる。

この電流値の変化量は、タッチイベントとして検出され、タッチパネル上の接触ポイントの位置を推定するために使用される。

説明のために、電圧出力信号を発生する抵抗膜タッチパネルを本発明において詳細に説明するが、本実施例によって教示される同じことが電流の変化を検出するように構成された抵抗膜タッチパネルに応用できることは当該技術分野の熟練者にとって明らかである。

電圧ベースの抵抗膜タッチパネルは、出力端子を持つ電圧分配器として電気的に動作する。図１はそのような電圧分配器を示すブロック図である。

直列に接続された抵抗Ｚ_１とＺ_２は、上側導電層の接触ポイントによって分割された、下側導電層の２つの部分を表している。

二つの抵抗の反対側の二つの端部に電源Ｖ_ｉｎが供給されると、出力端子Ｖ_ｏｕｔの電圧信号は、

で示される。

説明を簡単にするため、電圧出力端子を有する抵抗膜タッチパネルを本発明の典型的な実施例として説明するが、本発明は抵抗膜タッチパネルに限定されるものではなく、当該技術分野で知られている他の技術に基づくタッチパネルに組み入れることが可能なことは当該技術分野の熟練者にとって明らかである。

図２は単一のタッチセンサー領域を有する装置を示したものであり、２本の指が同時に触れている状態を示すブロック図である。

抵抗膜タッチパネルは少なくとも２つの部分、即ち基板１００と接触層２００を備えている。

実施例によっては、基板１００は硬質材料（ガラスのような）で作られ、装置に要求される機械的な安定性を提供する。接触層２００は、例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）のような軟質材料で作られ、圧力が加えられた時に上記二つの部品が接続されるようにフレキシブル媒体を提供する。実施例によっては、基板１００の上面と樹脂接触層２００の底面はＩＴＯまたはＬＥＯのような透明導電性材料でコーティングされている。

抵抗膜タッチパネルはその特定の利用形態に応じ、定形または非定形など異なる形状を持つことができる。例えば、図２に示されるタッチパネルでは、４つのエッジ（辺）を有する長方形である。

４組の電極１１０は四つのエッジに沿って配設されており、基板１００の上面の導電層と電気的に接続されている。接触層２００は、その底面の導電層と接続される信号出力端子２１０を備えている。

具体的には、基層１００および接触層２００に付着されている導電層は、それぞれスペーサー層（図２では図示しない）により間隙を介して分離されている。

接触層２００の上面に対し圧力が加えられない場合には、上記二つの導電層は互いに電気的に絶縁されている。

一方、指先のような物体が接触層２００を押圧すると、接触層２００は下方に変形し上記二つの導電層が接触する。

二つの導電層の間に単一の接触ポイント、すなわち、図中“＋”記号で示されるポイントがある場合、タッチパネル上の接続ポイントの位置は、以下の手順で決定することができる。
（ｉ）基板１００の左右のエッジにある二組の電極に電源を供給して信号出力端子２１０の出力信号を測定し、（ｉｉ）基板１００の上側および下側エッジにある二組の電極に電源を供給して信号出力端子２１０のもう一つの出力信号を測定する。

２つの各出力信号は、二つの導電層における接触ポイントのｘ座標とｙ座標を決定するのに役立てることができ、したがって、接触ポイントの位置を示すことになる。

２以上の指がタッチパネルに同時に触れた場合、すなわち、少なくとも２つの接触ポイントがある場合、図２に示された構成によるタッチパネルでは、一つにみなされた接触ポイントのｘ座標およびｙ座標に対応する二つの出力信号しか発生することができない。

この場合、推定された位置は、おそらく、タッチパネル上の２以上の指接触ポイントの平均値を推定している。

平均された指接触位置と二つの実際の指接触位置が、タッチパネル上の異なるインターフェースオブジェクトに相当する場合、二つの指先接触ポイントの平均を測定すると、ユーザー・インターフェース装置としてのタッチパネルを使用する電子アプリケーションは、ユーザーの指示を正確に読み取ることができない。

この問題を回避するには、ユーザーはタッチパネルに対し、同時に二つの指接触が起こらないように十分注意しなければならない。このような制約は、タッチパネルを、より高機能なマンマシン対話型オペレーション用のマルチタッチ機能を必要とする支援アプリケーションにすることを阻んでいる。

図３はマルチタッチセンサー領域を有する装置であって、実施例に従って６本の指が同時に触れている状態を示すブロック図である。

図２に示したタッチパネルと同様に、図３に示すタッチパネルもまた、基板３００と接触層４００を備えており、それぞれ導電層がコーティングされている。

４組の電極が基板３００の４つのエッジに配設されており、マルチタッチ機能をサポートするために、接触層４００の底面側の導電層は、電気的に絶縁された６つの導電性領域４００−１〜４００−６に分割されている。

６つの導電性領域は互いに電気的に絶縁されているため、６つの各導電性領域に対して同時に指が触れると、各導電性領域は個別の出力信号を発生することができる。

図３に示すように、６つの各導電性領域に同時に指が触れ、基板３００の上側および下側電極にいっせいに電源Ｖ_ｉｎが供給されると、６つの出力端子に６つの電圧信号が発生する。

各電圧信号は対応する導電性領域内の接触ポイントから発生する。

次に、基板３００の上側および下側エッジの電極から電源Ｖ_ｉｎが外され、今度は基板３００の左側および右側エッジの電極に電源Ｖ_ｉｎが供給される。

タッチパネルの上面から６本の指を離さない限り、６つの出力端子に別の６つの電圧信号が発生する。その結果、６つの各導電性領域は一対の信号測定結果に関連付けられ、一方の信号測定結果は基板３００の左右のエッジと、他方の信号測定結果は基板３００の上側および下側エッジと関連する。

各信号測定結果対は、対応する導電性領域内の接触ポイントを推定するのに使用することができ、タッチパネル上の６点同時接触ポイントおよび唯一の接触ポイントを検出することができる。

図４Ａおよび４Ｂは、実施例に従って図３に示したマルチタッチ装置をどのようにしてコントロール回路に接続し制御するように構成したかを示すブロック図である。

基板３００内に破線で示した６つのボックスは、接触層４００における６つの導電性領域の投影を示している。ただし、隣接するいかなる導電層の間にも領域の重複はないものとする。

４つの各コントロール回路１１〜１４は、基板３００のエッジに沿った少なくとも一組の電極に接続されている。

実施例によっては、コントロール回路はマルチプルスイッチを備え、各スイッチは対応する電極でオン／オフ状態を制御するようになっている。

電極に接続されたスイッチがオンされた場合、スイッチと電極を含む電気的なループ回路が形成される。

６つの導電性領域のいずれかに指が触れると、対応する出力端子で電圧出力信号が発生する。

ある実施例では、タッチパネルは、４つのコントロール回路を介しタッチパネルマイクロコントローラのような特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と接続されそれによって制御される。

その他の実施例では、４つのコントロール回路はマイクロコントローラの一部をなしている。

その他の実施例では、タッチパネルはマルチプルタッチパネルマイクロコントローラと接続されており、各マイクロコントローラは１以上の指示についてタッチパネルの動作を制御するのに関与している。

図４Ａに戻り、特定の導電性領域内の指接触ポイント（すなわち、図中、Ｐ１）のｙ座標を測定するために、基板３００における上側および下側対向エッジの２組の電極に電源Ｖ_ｍが供給される。

コントロール回路１１および１２をいかに動作させるかにもよるが、タッチパネルは、指が触れた導電性領域に関連する出力端子で１以上の出力信号を発生する。

ある実施例では、基板３００の導電層内でのまくら状（pillow-shape）の電界ひずみによって発生するエラーを少なくする所定の方式に従って、２つのコントロール回路１１および１２内のスイッチは、オンとオフを切り替えるように構成されている。

例えば、コントロール回路１１および１２内の色々なスイッチは、指接触位置を検出している過程においてオンとオフを同時に切り替えることができる。

他の実施例では、一対のスイッチのうち、一つはコントロール回路１１内にありもう一つはコントロール回路１２内に対称的に配置され、オンおよびオフを同時に切り替える。

そうすることにより、同じ出力端子で複数の測定値が得られ、複数の測定値の平均値は、指接触ポイントのｙ座標計算に使用される。

実施例によっては、平均化測定は、基板３００のエッジに沿った一組のスイッチの位置に応じ、複数の測定値に重みづけすることによって測定される。

ただし、各コントロール回路内で満足できる測定値を得ることを目的としてマルチプルスイッチを操作する多くの手法については当該技術分野において知られており、２００８年５月６日に中国で出願された特許出願“タッチセンサー構造およびそのタッチセンサー構造を用いた抵抗膜タッチパネル”（出願番号CN200810096144.6）は、そっくりそのまま本発明に組み入れることができる。

上記中国特許出願に開示されている手法は本発明のいくつかの実施例によるタッチパネルに適用することができる。

抵抗膜多点タッチセンサー装置の接触層における、電気的に絶縁された導電性領域は、タッチパネル全体の大きさの他に電子アプリケーションからの要求内容に応じ、異なる形状および大きさとすることができる。

例えば、図４Ａでは６つの各導電性領域は同じ寸法からなる正方形である。

この構成は、接触ポイントのｘ座標およびｙ座標を測定するためにアプリケーションが同じかまたは共通する分解能要件を持っている場合に望ましい。

ある実施例では、各導電性領域は同じサイズかもしくは異なるサイズの矩形から構成されている。この場合、タッチパネルはｘ軸およびｙ軸に沿って異なる分解能要件を持つことができる。

また、ある実施例では、上記導電性領域は規則的あるいは不規則な多角形で構成することができ、さらにまた、円や楕円であってもよい。

図４Ｂは複数の導電性領域を有するタッチパネルの平面を示している。

上記タッチパネルは上側および下側導電層を備えている。上側導電層は６つの長方形導電性領域４３０−１〜４３０−６に分割されている。

下側導電性領域４２０は、その４つの角部に４つの電極１〜４を備えている。

接触ポイント“Ｐ７”のｙ座標を測定するため、電極１および２は電源の陽極に接続され、電極３および４は電源の陰極に接続されている。

接触ポイントＰ７において上側導電層は下側導電層４２０と接触するため、導電性領域４３０−４の出力端子には、接触ポイントのｙ座標に対して所定の関係（すなわち、比例関係）にある電圧信号が発生する。

ｙ座標の測定後、電極１および３が電源の陽極に接続され電極２および４は電源の陰極と接続される。

この場合、導電性領域４３０−４の出力端子には、接触ポイントのｘ座標に対して所定の関係（すなわち、比例関係）にある別の電圧信号が発生する。

ただし、ｘ座標およびｙ座標における電圧測定は、上側および下側導電層が接触ポイントＰ７で接触し、指がタッチパネルの上面から離れていない間の短時間で行われる。

図５Ａ〜５Ｃは実施例による複数の導電性領域を有するタッチセンサー装置を示すブロック図である。

図５Ａに示すように、タッチパネル５０５は長方形であり、その接触層は２０個の同じサイズの三角形に分割されている。

各三角形は固有の出力端子を備えた導電性領域５１０を示している。

電源がタッチパネル５０５の対向するエッジに供給された場合、電圧出力信号を測定する図３および図４に関連して上記と同様の手法を用いれば、タッチパネル５０５の色々な導電性領域での複数の指先同時接触ポイントについてｘ座標およびｙ座標を検出することが可能になる。

一般に、接触層を複数の小さな導電性領域に分割することは、多点タッチパネルの分解能を高めるのに役立つ。

図５Ｂは、異なる形状および異なるサイズの複数導電性領域を含む接触層を備えたタッチパネル５１５を示している。

ある導電性領域５２０は“Ｍ”形状をなし、他の導電性領域５３０，５４０は三角形状をなし、各導電性領域は独自に出力端子を備えている。

電圧出力信号を測定する図３および図４に関連して上記と同様の手法を用いれば、タッチパネル５１５の色々な導電性領域での複数の指同時接触ポイントについてｘ座標およびｙ座標を検出することが可能になる。

図５Ｂに示す構成のタッチパネルは、もし、異なる用途でそれゆえ異なる分解能要件を持つために、タッチパネル上に色々な領域および／または色々な指示を設計する場合に望ましい。

例えば、図５Ｂに示されるタッチパネル５１５では、タッチパネルのエッジ部分と横方向の分解能を、中心部と縦方向の分解能よりも高くすることができる。

図５Ｃは複数の導電性領域を有する六角形タイプのタッチパネル５２５を示している。

このタッチパネル５２５の接触層は６つの導電性領域５５０に分割され、個々の導電性領域は等辺三角形になっており、独自に出力端子を備えている。

この実施例において、特定の導電性領域に対し指接触ポイント“Ｐ”が存在するとものとする。

指接触ポイントの位置を測定するため、３つの異なった方向、すなわち、Ｘ−Ｘ′方向、Ｙ−Ｙ′方向およびＺ−Ｚ′方向に沿ってタッチパネル５２５に電源が供給され、各方向毎に、出力端子５６０に個別の出力信号が発生する。

この出力信号を用いれば特定の位置の接触ポイントを測定することができ、上記３つの方向について同様な手順を繰り返すことにより、接触ポイントについて３つの推定値が生成される。

３方向間の関係は既知であるため、３つの推定値のうち、任意の２つの推定値はタッチパネルでの接触ポイントを一意的に測定するのに使用することができ、そして三番目の推定値はタッチパネル５２５における接触ポイントの位置精度を高めるのに使用することができる。

タッチパネルの分解能をさらに高めることが必要な場合、当該技術分野の熟練者であれば上記以外の他の方向に沿ってさらに測定を実行することは容易に考えられる。

図６は、実施例に基づく多数の導電性領域を備えた多点タッチセンサーパネルの断面図である。

ただし、図示されている層の寸法は、例示を目的として示されているにすぎず、異なる層は必ずしも実際の寸法を示しているものではない。

導電層６７０は、タッチパネルの基板の上面にＩＴＯやＬＥＰのような透明導電性材料で被覆された層を示している。スペーサー層６６０は、導電層６７０上に積層されている。

実施例によっては、スペーサー層６６０は二次元配列されたマイクロドットスペーサーから構成されている。

マイクロドットスペーサーの配列は、上側導電層を下側導電層から分離させて不測のまたは意図しない接触を避けるようになっている。

実施例によっては、マイクロドットスペーサーの配列は、ドットサイズ、高さおよび密度の精密な制御が行える独自工程によって下側導電層６７０上に印刷される。

実施例によっては、所定のドット密度が、タッチパネルにおける操作方法を決定する。例えばドット密度が低いものは指による接触には十分であるが、スタイラス状の入力装置をサポートするにはよりドット密度の高いものが必要とされる。

実施例によっては、タッチパネルがよごれやほこりからダメージを受けることを避けるためおよび不測のまたは意図しない接触を避けるために、上側導電層と下側導電層の空隙に陽圧が僅かに付与されている。

下側電極層６５０は、導電層６７０のエッジに沿って設けられており、下側電極層６５０および導電層６７０は互いに電気的に接続されている。

実施例によっては、下側電極層６５０は電気的に絶縁された２以上の部分から構成され、各部分は、図３に示したように、基板３００の同じエッジに沿って配置された一対の電極と電気的に接続されている。

電源の陽極および陰極が、導電層６７０の対向する側のエッジにある２組の電極と接続されると、その導電層６７０を通じて電流が流れ、電圧降下が生じる。

導電層６１０は、タッチパネルの接触層の底面にＩＴＯやＬＥＰのような透明導電性材料で被覆された別の層を示している。

導電層６１０内の点線は、その層が電気的に絶縁された複数の領域６１０−１，６１０−２および６１０−Ｎに分割されていることを示している。

上側電極層６２０は導電層６１０のエッジに沿って配置されている。

実施例によっては、この上側電極層６２０は、電気的に絶縁された複数のセグメントに分割され、各セグメントは、上側導電層６１０における導電性領域６１０−１，６１０−２および６１０−Ｎのうちの一つと電気的に接続されている。

上側導電層６１０の導電性領域が下側導電層６７０と特定のポイントで接触するとき、電圧信号は上側電極層６２０のあるセグメントを通り、対応する出力端子に送信された後、タッチパネルに接続されているマイクロコントローラに送信される。

２つの絶縁体６３０はそれぞれ上側電極層６２０と下側電極層６５０の対向する側に付着されており、２つの電極層６２０および６５０が互いに接続することを避けるため、そして、マルチタッチパネルを用いた電子アプリケーションの潜在的な不良を避けるようになっている。

ある実施例では、２つの絶縁体６３０は両面接着層６４０によって一体化されており、その他の実施例では、上記両面接触層６４０自体が絶縁体である。この場合、二つの上側電極層６２０および下側電極層６５０は互いに、両面接着層６４０によって直接、付着されるため、２つの絶縁層６３０は省略することができる。

図７は、実施例に基づく多点タッチセンサーシステム内のデータの流れを示した概略フローチャートである。

多点タッチセンサーシステムはスクリーン７１０、アプリケーション−マイクロプロセッサ７２０、タッチパネル−マイクロコントローラ７３０、および上記した多点タッチパネル（以下、タッチパネルと呼ぶ）７４０を含んでいる。

ある実施例では、多点マルチタッチセンサーシステムは、例えば携帯電話、ゲーム機、衛星利用測位置システム（ＧＰＳ）、および携帯情報端末（ＰＤＡ）のようなポータブル式電子アプリケーション装置、又はそれらの一部である。

その他の実施例では、多点マルチタッチセンサーシステムは例えば銀行の支店にあるＡＴＭ機、駅の自動発券機、図書館の図書検索システムなどの公共システムまたはそれらの一部である。

その他の実施例では、多点マルチタッチセンサーシステムは、自動車電子コントロールシステムや製品製造コントロールシステムまたはそれらの一部である。

動作時において、タッチパネル−マイクロコントローラ７３０は、タッチパネル７４０に対しコントロール信号１９を介して指令を送信し、複数の指接触または複数のペンツールを用いてユーザーが同時に入力した指令や要求を検出する。

ユーザーの要求を受けて、タッチパネル７４０は上記した複数の導電性領域から複数の出力信号２０を発生し、その出力信号２０をタッチパネル−マイクロコントローラ７３０に送る。

タッチパネル−マイクロコントローラ７３０は、上記出力信号２０を処理して複数接触の位置関連情報１７を測定し、この位置関連情報１７をアプリケーション−マイクロプロセッサ７２０（例えばＣＰＵプロセッサ）に送る。

アプリケーション−マイクロプロセッサ７２０は、位置関連情報１７に基づいて所定の動作を実行し、動作結果１６をスクリーン７１０上に表示する。

例えば、ユーザーはスクリーン上に表示された画像を回転させるのに、多点指操作を行うことができる。

スクリーン上での複数の指の移動に基づいて、アプリケーション−マイクロプロセッサ７２０は初期画像を、例えば９０°回転させることにより回転した画像と置き換える。

実施例によっては、アプリケーション−マイクロプロセッサ７２０はまた、応答信号１８をタッチパネル−マイクロコントローラ７３０に戻すようになっている。その応答信号１８に基づき、タッチパネル−マイクロコントローラ７３０は新しい指令をタッチパネル７４０に発することができる。

また、実施例によっては、アプリケーション−マイクロプロセッサ７２０とタッチパネル−マイクロコントローラ７３０は、ＡＳＩＣのような一つの集積回路内の異なる回路領域に相当する。

図８は、実施例に係る第一の多点タッチセンサーシステムを示すブロック図である。

タッチパネル８１０とタッチパネルドライバ８２０の間に複数の通信路がある。

説明のため、タッチパネル８１０は図３に示したタッチパネルと同様な構成を持つものとする。出力端子Ｖ_ｉｎ１〜Ｖ_ｉｎ６はそれぞれ上側導電層の６個の導電性領域に接続されており、複数の指でタッチパネル８１０の上面に同時に触れたときに電圧信号を発生し、出力するようになっている。

６つの導電性領域のうちのいずれかから出力信号が検出されると、タッチパネルドライバ８２０は中断信号８２７を使用してタッチパネル−マイクロコントローラ８３０に通知する。

タッチパネル−マイクロコントローラ８３０はそれに応答して、オペレーション命令８２５をタッチパネルドライバ８２０に送信する。

６つの導電性領域測定用電圧出力を含むオペレーション命令８２５は、電圧出力があれば、その電圧出力を導電性領域におけるタッチイベントの座標に変換する。

実施例によっては、タッチパネルドライバ８２０は複数の電圧信号測定ユニットを含んでおり、各ユニットは１以上の導電性領域の監視を担当している。これら複数の電圧信号測定ユニットは、並行して働くことができる。

実施例によっては、タッチパネルドライバ８２０は単一の信号測定ユニットを含むことができる。

この場合、その信号測定ユニットは、タッチパネル上のすべての導電性領域を、一回に一つの領域の割合でシーケンシャルに監視することを担当する。

ある実施例では、タッチパネルドライバ８２０とタッチパネル−マイクロコントローラ８３０はかなり高い信号処理能力を持っている。そのため、多点タッチセンサーシステムは複数の導電性領域のいずれかにタッチイベントがあるかどうかを検出することができ、特定の導電性領域にタッチイベントがあれば、タッチイベントに相当する位置を推定することができる。

また、色々な導電性領域でタッチイベントが連続的に測定されるが、ユーザーの視点から見れば、それらは事実上同時に検知されることになる。タッチパネルドライバ８２０が単一または複数の信号測定ユニットを備えるかどうかは、多点タッチパネルが採用される特定のアプリケーションに依存する。

複数で、同時または実質的に同時であるようなタッチイベントの位置を測定した後、タッチパネル−マイクロコントローラ８３０は、スクリーン８４０上に表示され位置によって特定されているオブジェクトについてオペレーションを実行する。

例えば、スクリーン８４０上に表示されたイメージを回転させるのにユーザーが多点指操作を行った場合、タッチパネル−マイクロコントローラ８３０は、例えば９０°回転することにより、初期のイメージを回転後のイメージに置き換える。

図９は実施例に係る第二の多点タッチセンサーシステムを示すブロック図である。

マルチタッチパネル９１０はマイクロコントローラ９２０と接続されている。

ある実施例では、マイクロコントローラ９２０は複数の回路を含むＡＳＩＣチップからなり、その他の実施例では、マイクロコントローラ９２０は複数のＩＣから構成される電子システムからなり、各ＩＣは特定の機能を持っている。

例えば、パネルドライバ９３０は、例えば図４Ａに示される色々なコントロール回路においてスイッチをオン／オフに切り替える、スイッチング制御を担当している。

スイッチのオン／オフシーケンスを異なる方向に計画することで、多点タッチセンサーシステムは、同時であろうとなかろうと、異なる導電性領域でのタッチイベントにおけるｘ座標とｙ座標を測定することができる。

マルチタッチパネル９１０はその出力信号を、色々な導電性領域からノイズフィルタ９４０に送信する。

出力信号の解像度を高めタッチイベントの位置推定におけるエラーを低減することを目的として、当該技術分野で知られている多くのノイズ抑制アルゴリズムを、上記ノイズフィルタ９４０に実装することができる。

出力信号のノイズを抑制した後、ノイズフィルタ９４０はその出力信号をコントロール部回路９６０のＡＤ変換器９５０に与える。

ＡＤ変換器９５０はマルチタッチパネル９１０から生成されたアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。

上記ＡＤ変換器９５０の分解能は、ある程度、マルチタッチパネル９１０の分解能に影響を与える。多点タッチセンサーシステムにおける代表的なＡＤ変換器は少なくとも８ビットであり、１２ビット以上である可能性もある。

上記コントロール部回路９６０は、消去可能な記憶装置９７０を内蔵するかまたは接続している。

実施例によっては、上記記憶装置９７０は、デジタル出力信号に基づいてタッチイベントの位置を測定するための１以上の信号処理アルゴリズムを記憶している。代表的なメモリーチップは少なくとも４Ｋビットかそれ以上である。

上記コントロール部回路９６０は、上記記憶装置９７０から１以上の信号処理アルゴリズムを読み出し、そのアルゴリズムを、上記ＡＤ変換器９５０によって発生したデジタル出力信号に適用し、マルチタッチパネル９１０上のタッチイベントに対応する位置を測定する。

実施例によっては、マイクロコントローラ９２０は１以上のインターフェイス回路９８０を備えている。上記マイクロコントローラ９２０は上記インターフェイス回路９８０を介し、同じ電子アプリケーション内で他の装置（例えば、図７に示すマイクロプロセッサ７２０）または多点タッチセンサーシステムの外部にある、何らかの電子アプリケーションに接続されている。

タッチイベント情報は、インターフェイス回路９８０を介して他のデバイスまたはアプリケーションに送信される。他の装置またはアプリケーションはまた、インターフェイス回路９８０を介し、命令を多点タッチセンサーシステムに送信する。

ある実施例では、インターフェイス回路９８０は特定のアプリケーションのために設計された専用の装置であり、また、別の実施例では、インターフェイス回路９８０は、ＵＳＢやＲＳ−２３２のように標準Ｉ／Ｏプロトコルと互換性のあるインターフェイス回路である。

図１０は実施例に係る多点タッチセンサーシステムの動作を説明するフローチャートである。

図７〜９に関連して上述したように、マルチタッチ検出システムは、通常、タッチセンサー装置、そのタッチセンサー装置に接続されたマイクロコントローラ、およびそのマイクロコントローラに接続された電子アプリケーションを備えている。

上記タッチセンサー装置は、同時に起こる指接触を検出するように構成された電気的に絶縁された複数の導電性領域を持っている。

導電性領域に対しユーザーが複数同時接触したことを検出する（１０１０）のに応じて、タッチセンサー装置は複数の出力信号を発生する（１０２０）。

ある実施例では、複数の同時接触のそれぞれについて１つの信号が発生される。

また、ある実施例では、複数の出力信号が同時に発生される。

また、ある実施例では、複数の出力信号が連続的に発生される。

さらに別の実施例では、複数の出力信号が複数組に分割され、特定の組内の出力信号は連続的に発生される一方、異なる組から出力される出力信号は同時に発生される。

上記複数の出力信号はマイクロコントローラに送信される（１０３０）。

ある実施例では、マイクロコントローラはマルチ信号処理ユニットを備え、各ユニットは１以上の出力信号を処理することを担当している。上記マルチ信号処理ユニットは、複数の出力信号を並行処理する。

別の実施例では、マイクロコントローラは複数の出力信号について、一回に一つの信号の割合で連続的に処理する、単一の信号処理ユニットを有している。

さらにまた別の実施例では、マイクロコントローラは、出力信号に関連している導電性領域にしたがって出力信号に優先順位をつける。

例えば、タッチパネルにおける特定の領域（例えば中心領域）での導電性領域に関連している出力信号には高い優先度が与えられる。したがって、マイクロコントローラは、この出力信号を他の導電性領域（例えばタッチパネルのエッジ近傍）に関連している他の出力信号より優先させてまず一番目に処理する。

ある実施例では、導電性領域にランク付けまたは優先順位をつけるこの特徴は、その導電性領域の異なるサイズを考慮に入れている。例えば、広い導電性領域からの出力信号は、小さい導電性領域からの出力信号よりも先に処理される。

ある実施例では、導電性領域にランク付けまたは優先順位をつけるこの特徴は、多点タッチセンサーシステムを使用する電子アプリケーションによって要求される。

例えば、コンピューターゲーム機やＡＴＭ機は、タッチスクリーン上の別のオブジェクトについて同時かまたは先のユーザー選択があった場合にのみ、一つの指接触を通じ、ユーザーが行ったオブジェクトの選択に応じてタッチスクリーン上の一つのオブジェクトに関係する一つのオペレーションを実行することができる。

換言すれば、タッチスクリーン上の色々なオブジェクトに対するユーザー対話の固有のシーケンスは、オブジェクトに対するユーザーの同時指接触の処理命令を必要とする。

ある実施例では、マルチタッチパネル上の色々な導電性領域は、タッチセンサーシステムによってサポートされている色々なアプリケーションにふさわしい優先度が別々に付けられる。

ある実施例では、この優先度の変更はユーザーによって設定可能である。

マイクロコントローラは、出力信号に応じて１以上のコントロール信号を発生し、そのコントロール信号を電子アプリケーションに送信する（１０４０）ように構成されている。

電子アプリケーションは、複数のマンマシン・対話型オブジェクトを表示するスクリーンを含み、典型的なマンマシン・対話型オブジェクトは、テキスト、仮想のプッシュボタン、イメージ、および仮想キーパッドを含んでいる。

電子アプリケーションはコントロール信号に応じて、スクリーン上のマンマシン・対話型オブジェクトの外観を変更する（１０５０）。

例えば、電子アプリケーションは、スクリーン上でユーザーが選択した画像を回転させるかまたはハイライト表示させることができる。

上述した明細書は特定の実施例を参照して説明されているが、上述した具体的な説明は本発明のすべてを網羅するものではなく、実施例に記載されたそのままの形に限定されるものでもない。

本発明は上記実施例の教示に基づいて多くの改良や変更を加えることが可能である。

上記実施例は、本発明の原理およびその実用化について最も良く説明するために選択され説明されている。それにより、当該技術分野の熟練者であれば、意図する特別の用途に適用させるために本発明および各種の実施例に様々な改良を加えて最善の利用形態にすることができる。

１１〜１４ コントロール回路
１００ 基板
２００ 接触層
２１０ 信号出力端子
３００ 基板
４００ 接触層
４００−１〜４００−６ 導電性領域
４２０ 下側導電性領域（下側導電層）
４３０ 導電性領域
４３０−１〜４３０−６ 長方形導電性領域（上側導電層）
５０５ タッチパネル
５１５ タッチパネル
５２０ 導電性領域
５２５ タッチパネル
５３０，５４０ 他の導電性領域
５５０ 導電性領域
５６０ 出力端子
６１０ 導電層
６２０ 上側電極層
６５０ 下側電極層
６６０ スペーサー層
６７０ 導電層

Claims (15)

1. 電気的に絶縁された複数の導電性領域を有するタッチセンサー装置で、
   上記導電性領域に対するユーザーによる複数同時接触を検出し、
   複数の出力信号を発生させ、それぞれの信号が複数同時接触のそれぞれに対応し、
   上記出力信号に応じて１以上のコントロール信号を発生するように構成されているマイクロコントローラに上記出力信号を送信し、
   複数のマンマシン対話型オブジェクトを表示するスクリーンを有する電子アプリケーションに上記コントロール信号を送信し、
   上記コントロール信号に応じて、上記スクリーン上の上記マンマシン対話型オブジェクトの外観を変更することを特徴とする多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
2. 複数の出力信号の発生は、複数の出力信号を同時または連続的に発生させることを含む請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
3. 複数の出力信号の発生は、
   複数の導電性領域を複数組の導電性領域に分割し、
   同じ組の導電性領域からは上記出力信号を連続的に発生させ、
   異なる組の導電性領域からは上記出力信号を同時に発生させる手順をさらに含む、
   請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
4. 複数の出力信号の発生は、
   複数の導電性領域のそれぞれに優先度を個別に割り当て、
   上記出力信号と関係する上記導電性領域の優先度に従って上記出力信号を発生させる手順をさらに含む、
   請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
5. タッチセンサー装置の中心近くの導電性領域に高い優先度を割り当て、
   タッチセンサー装置のエッジ近くの導電性領域に低い優先度を割り当てる手順をさらに含む、
   請求項４記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
6. 複数同時接触のそれぞれについて、
   複数の導電性領域のうちの一つの導電性領域および接触に関連する出力信号を識別し、
   識別された上記出力信号を用いて接触の位置情報を確定し、
   上記位置情報を用いてマンマシン対話型オブジェクトのうちの一つを識別する手順をさらに含む、
   請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
7. 上記タッチセンサー装置によって発生した上記出力信号のノイズを減少させるように構成されたノイズフィルタに上記出力信号を送信する手順をさらに含む、
   請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
8. 上記タッチセンサー装置によって発生した上記出力信号をデジタル化するように構成されているＡＤ変換器に上記出力信号を送信する手順をさらに含む、
   請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
9. 電気的に絶縁された導電性領域が一つのサイズまたは少なくとも二つのサイズからなる請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
10. 電気的に絶縁された複数の導電性領域のうちの少なくとも一つの導電性領域が、正多角形あるいは変形多角形からなる請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
11. 電気的に絶縁された複数の導電性領域のうちの少なくとも一つの導電性領域の形状が、円、楕円、三角形、長方形、正方形および六角形からなるグループのうちから選択された一つである請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
12. マンマシン対話型オブジェクトが、テキスト、仮想プッシュボタン、イメージおよび仮想キーパッドを含む請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
13. マンマシン対話型オブジェクトにおける外観の変更が、さらに、複数の同時接触に応じてスクリーン上のイメージを回転させることを含む請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
14. 複数の導電性領域のうちの少なくとも一つの導電性領域が透明導電性材料で作られている請求項１記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。
15. 上記透明導電性材料がインジウムスズ酸化物または発光ポリマーである請求項１４記載の多点タッチセンサーシステムのオペレーション方法。

Images