JP2012533810A - 対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

対象物（１０；３０）のタッチ面（２４）上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する本位置特定方法は、対象物の少なくとも１つの発信点（Ｅ１、Ｅ２）から発信される機械的弾性波を対象物のタッチ面に伝搬し（１０２）、対象物の少なくとも１つの受信点（Ｒ１、Ｒ２）で前記機械的弾性波を検出することによって少なくとも１つのタッチ接触を監視し、少なくとも１つの捕捉信号を得るステップ（１００）と、捕捉信号の特性を基準特性の集合と比較することによって、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定するステップ（２００）を有する。監視ステップ（１００）では、発信波の伝搬の過渡位相で始まる（ｔ_３）時間間隔の間に捕捉した信号の測定し（１０４、１０６）、前記少なくとも１つのタッチ接触よって乱れた放射情報を前記少なくとも１つの受信点（Ｒ１、Ｒ２）に供給する。
【選択図】図６

Description

本発明は、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する方法に関する。本発明はまた、この方法を実施するための装置にも係る。

タッチ面を備える多くの対象物のなかでも特に、携帯電話またはその他の携帯情報端末装置が知られている。これらの対象物のタッチインターフェースは一般に、平面かつ長方形のパネルであり、ユーザはスタイラスまたは１本以上の指を用いてこのパネルと相互作用することができる。しかし、本発明はより一般に、平面や外周が必ずしも長方形でなくてもよいタッチ面を備えるあらゆるタイプの対象物に適用されることがわかるであろう。

これらの対象物それぞれに、１つまたは複数の検出技術を用いて少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する方法を実施する。

国際特許出願公報第２００６／１３３０１８号には、複数の別々の技術を用いてタッチ面上のタッチ接触位置を特定する方法が開示されており、これらの技術では、それぞれ位置特定を推定し、さまざまな技術に従って得られた推定結果を突き合わせるステップを含んで精度が向上した最終結果を得る。検討した技術のうち、ある技術では、タッチ面に例えば表面音波などの機械的弾性波を繰り返し発信してこの機械的弾性波を検出し、検出した波に対するこのタッチ接触の乱れを解析することによってタッチ接触位置を特定する技術が使用されている。この文献で検討されているこの技術を使用してもそれほど正確な推定結果は出ないため、他の技術を組み合わせて推定の精度を上げることが有利である。しかし、位置特定技術を多数用いると、捕捉した信号の処理が重くなってしまう。

検出した信号を検出し、解析する技術を１つのみ使用する位置特定方法が好ましい。とりわけ本発明は、さらに正確には、タッチ面に起きる機械的弾性波の伝搬に対する単一または複数のタッチ接触の乱れを解析することによって位置特定する技術を１つのみ使用し、この技術のみで正確な推定結果を供給することができる方法に関する。

したがって本発明は、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法であって、
− 対象物の少なくとも１つの発信点から発信される機械的弾性波を対象物のタッチ面に伝搬し、対象物の少なくとも１つの受信点で前記機械的弾性波を検出することによって少なくとも１つのタッチ接触を監視し、少なくとも１つの捕捉信号を得るステップと、
− 捕捉信号の特性を基準特性の集合と比較することによって、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定するステップ
を有する位置特定方法に適用される。

このような方法が、国際特許出願公報第２００８／１４２３４５号に記載されている。この方法は、対象物の固有振動周波数と一致する周波数成分が複数ある波を伝搬させることによって正確な位置特定を達成している。この波をタッチ面に一定時間伝搬させることにより、さまざまな波長を持つ振動パターンを作成することができ、とりわけ湾曲モードの共振図を作成することができる。この共振図は、対象物のタッチ面の平面での振動モードの共振図よりも強く乱れているという特徴があるため、表面と接触した指によって生じる減衰は、この表面が厚い場合であっても、固有モードから他のモードへ、接触位置から他の位置へ、測定できる程度でさまざまに変化する。したがって、対象物の表面に対して十分な数の共振図を作成すれば、学習方法によりタッチ接触の位置特定が可能になる。

しかし、この方法ではいくつかの問題、とりわけ複数のタッチ接触の共振、位置特定および解釈が解決されていない。実際、文献ＷＯ２００８／１４２３４５には、減衰は（共振モードの空間で選定する場合を除いて）必ずしも湾曲面の線形関数にはならないと教示されており、湾曲面の線形関数になる場合にタッチ接触位置の特定が常に可能であるかどうかは記載されていない。その上、減衰が接触面の線形関数となるには、対象物の表面にエネルギーが均質に分散される必要がある。しかしこの場合はもはや共振はなく、よって振動の節も腹もない。そのため、タッチ接触位置を判別できるものはなにもない。

複数のタッチ接触を認識かつ／または解釈するための他の方法が知られている。

国際特許出願公報第２００５／１１４３６９号には、例えば透明のタッチ画面が記載されており、この画面上で容量性技術の原則に従って複数のタッチ接触が検出される。しかしながらこの技術には欠点があり、透明な電子層および容量性センサのノード行列を必要とする。

国際特許出願公報第２００８／０８５７８５号には、取得したタッチイメージを分割し、所定の型を用いて離散化パターンを識別することによる解析で、複数の接触（親指、手のひら）の性質を識別、判別することができる方法の別の例が記載されている。この方法には、とりわけ離散化したタッチインターフェースを必要とする欠点がある。

国際特許出願公報第２００８／０８５７５９号には、インターフェースのデータを複数のタッチ接触と融合させることができる方法の別の例が記載されている。しかし、この方法では少なくとも１つの二次的装置および複数の装置のデータの同期が必要である。

最後に、国際特許出願公報第２００８／０８５７８４号には、複数のタッチ接触を関数と結びつける身振りの辞書を使用するタッチ画面を有する装置が記載されている。しかし、この方法を使用すると、動きを認識するのに所定の素子すべてを比較しなければならず、複数のタッチ接触の簡潔なパラメータしか計算に入らない。

文献ＷＯ２００８／１４２３４５に記載されている方法のもう一つの問題は、共振図の選択性が強いことと、共振ピークの振幅を測定したり、接触のある、またはない共振ピークの値を補外するために少なくとも補間処理を実行できるようにしたりするのに、周波数解像度が良好である必要があることである。ところが、この方法は、共振図がないと正確に動作しない。対象物の固有振動周波数以外で作業すると、タッチ面で伝搬の定常状態が得られるが、得られた図はそれほど判別できるものではない。

この方法のさらにもう一つの問題は、共振図を得るのに必要な、タッチ面における伝搬の定常状態の確率時間にある。この時間により、タッチ接触位置を特定する処理時間が長引く。

国際特許出願公報第２００６／１３３０１８号 国際特許出願公報第２００８／１４２３４５号 国際特許出願公報第２００５／１１４３６９号 国際特許出願公報第２００８／０８５７８５号 国際特許出願公報第２００８／０８５７５９号 国際特許出願公報第２００８／０８５７８４号

したがって、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法を提供し、前述の問題および制約の少なくとも一部を緩和することができるようにすることが望まれる。

よって本発明は、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法であって、
− 対象物の少なくとも１つの発信点から発信される機械的弾性波を対象物のタッチ面に伝搬し、対象物の少なくとも１つの受信点で前記機械的弾性波を検出することによって少なくとも１つのタッチ接触を監視し、少なくとも１つの捕捉信号を得るステップと、
− 捕捉信号のいくつかのスペクトル特性を基準特性の集合と比較することによって、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定するステップ
を有する位置特定方法において、
監視ステップで、
発信波の伝搬の過渡位相で始まる時間間隔の間に捕捉した信号を測定し、前記少なくとも１つのタッチ接触によって乱れた放射情報を前記少なくとも１つの受信点に供給する位置特定方法を目的とする。

この過渡位相は、機械的弾性波の発信開始の目印となる加振の瞬間から始まり、対象物のタッチ面の縁に最初に反射する瞬間まで続くこともあることがわかるであろう。

本発明では、機械的弾性波の伝搬を利用する従来の試行とは異なる試行を実施する。実際、驚くべきことに、定常の共振図を確立することだけでなく、伝搬の過渡位相の前の段階でタッチ面に機械的弾性波を伝搬することも考慮に入れ、特にパルス状態での回折現象を考慮すると、単一または複数のタッチ接触の位置特定に応じて判別可能な信号も捕捉されることが明らかになる。さらに、このように対象物の固有周波数に依存せずに実施すると、共振ピークの選択性の問題および安定性の問題を緩和することができることがわかった。これにより一層幅広い周波数の決定も可能になる。

定常図、特に共振図を得て観察する代わりに、通常「回折のパルス図」と呼ばれ、単一または複数のタッチ接触によって乱れた伝搬が特徴である放射の過渡図を得る。このほか、この過渡図は定常図よりも迅速に得られるため、単一または複数のタッチ接触の位置特定結果を得るのに捕捉したデータの処理は加速することになる。この過渡図は、対象物の固有周波数であってもなくても加振周波数にも左右される。

このほか、測定したものは、必ずしもタッチ面上にタッチ接触が起こることによる振動の減衰ではなく、単一または複数のタッチ接触の存在が受信器のある領域に対して曝露される度合いが大きいか小さいかによって増加したり減衰したりする信号であることもわかる。

選択的に、捕捉信号の測定は、少なくとも１つの受信点の照明情報を供給するために、発信波の伝搬の定常位相を確立したあとまで継続する。

同じく選択的に、前記基準特性は、タッチ面の所定の領域での単一タッチ接触および複数のタッチ接触にそれぞれ一致する。

同じく選択的に、発信波は、対象物の固有振動周波数とはまったく異なる所定の周波数成分を複数有する。

同じく選択的に、発信波の各周波数成分は、対象物の任意の固有振動周波数と一致する共振のエネルギーピークの幅の１０倍以上の周波数距離に位置するように決定する。

同じく選択的に、基準特性と比較した捕捉信号の特性は、いわゆる「測定した」ベクトルを形成する前記所定の周波数成分を持つ捕捉信号のスペクトルの振幅であり、基準特性の集合は、それぞれが単一または複数のタッチ接触と関連する基準ベクトル集合を有し、この基準集合は監視ステップとほぼ同じである事前学習ステップで作成し、このステップで基準となる単一および複数のタッチ接触を測定する。

同じく選択的に、基準ベクトルはノルムの値に応じて基準集合で順序付けし、位置特定ステップは以下のサブステップ：
− 測定したベクトルのノルムを計算するステップ
− 測定したベクトルのノルムの所定の近似値内のノルム幅を表す部分集合を基準集合から選択するステップ
− 所定の距離に応じて測定したベクトルに最も近い基準ベクトルをこの部分集合から検索するステップ
を含む。

本発明は、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定装置であって、対象物のタッチ面に伝播する機械的弾性波を発信し、捕捉するように設計した少なくとも１つのトランスデューサと、前記少なくとも１つのトランスデューサに接続する中央電子装置であって、
− 対象物のタッチ面に前記少なくとも１つのトランスデューサから機械的弾性波を伝搬させ、前記少なくとも１つのトランスデューサによって前記機械的弾性波を検出させて少なくとも１つの捕捉信号を得て、
− 捕捉信号のスペクトルのいくつかの特性を基準特性の集合と比較することによって、対象物のタッチ面上に起きた少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する
ようにプログラムする中央電子装置とを有する位置特定装置において、
中央電子装置をさらに、発信波の伝搬の過渡位相で始まる時間間隔の間に捕捉信号を測定し、前記少なくとも１つのタッチ接触によって乱れた放射情報を前記少なくとも１つの受信点に供給するようにプログラムする位置特定装置を目的とする。

選択的に、本発明によるタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定装置はさらに、対象物と、そのタッチ面と、このタッチ面を対象物に保持し、タッチ面の周縁の連続性が途絶える凸状領域の辺りに配置する手段とを有する。

同じく選択的に、中央電子装置をさらに、
− タッチ面上で順次位置特定した複数のタッチ接触から単一または複数の軌跡を少なくとも１つ明らかにし、
− この軌跡のいくつかの特性を基準特性の集合と比較することによって、実行する所定の関数として単一または複数のこの軌跡を解釈する
ように設計する。

本発明は、添付の図を参照しながら例のみを目的として挙げた以下の説明文を読めばよりよく理解できるであろう。

本発明の第１の実施形態による、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定装置の概略的斜視図である。 本発明の第２の実施形態による、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定装置の概略的斜視図である。 図１または図２に示す装置の動作構造の概略図である。 図１または図２に示す装置の第１の変形例によるタッチ画面の正面図である。 図１または図２に示す装置の第２の変形例によるタッチ画面の正面図である。 本発明の一実施形態による、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法の連続ステップを示す図である。 本発明のもう一つの局面による、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触を解釈する方法の連続ステップを示す図である。 さまざまな単一のタッチ接触を順次さまざまに位置特定するさまざまな解釈を記号で表示した概略図である。 複数のタッチ接触の順次さまざまに位置特定するさまざまな解釈を記号で表示した概略図である。

図１に示した対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定装置１０は、
− とりわけ画面１４およびキーボード１６を備えるマイクロコンピュータ１２と、
− 有線または無線の連結２０によってマイクロコンピュータ１２に接続する相互作用型タブレット型対象物１８と
を有する。

相互作用型タブレット１８は、フレーム２２およびこのフレームの周縁の少なくとも一部で支持するタッチ面２４を有する。タッチ面２４は、例えば金属、ガラスまたはプラスチック製のボード形状であり、機械的弾性波がこのボードの厚み内に伝搬すると振動する。このタブレットは長方形で、とりわけ４：３の比率にすることができる。具体的には、長さ１００ｍｍ、幅７５ｍｍ、厚みは長さと幅に対して比較的薄く、とりわけ１００μｍ〜４ｍｍの間で例えば４５０μｍにすることができる。この厚みは、触れられる可能性があるタッチ面２４の１領域の特徴的寸法と比べてきわめて薄く、ユーザの指１本では一般に直径が１センチメートル前後のタッチ接触となる。

図１に示した例では、３つの圧電トランスデューサＥ、Ｒ１およびＲ２は、タッチボード２４の内面すなわちタッチ接触できないフレーム２２の内側を向いている面に固定している。これらの圧電トランスデューサは特に、導電性エポキシ接着剤またはシアノアクリレート系接着剤を用いてボード２４に接着させることができる。

これらの圧電トランスデューサは、例えばＰＺＴ系強誘電体セラミック製のトランスデューサである。これらの圧電トランスデューサは、
− 例えば非対称のラム波のような機械的弾性波（すなわち、広意義での音波）を湾曲モードで発信し、タッチボード２４に伝搬させることができる発信トランスデューサＥと、
− タッチボード２４を湾曲モードで伝搬する機械的弾性波を捕捉することができる２つの受信トランスデューサＲ１およびＲ２とを有する。

この３つのトランスデューサは、タッチボード２４の対称軸をすべて除外して配置することが好ましい。その上、小型で何らかの立体形状にすることができる。特に、前述の寸法（７５ｍｍ×１００ｍｍ×０．４５ｍｍ）のタッチボード２４の場合、トランスデューサの面積は数平方ミリメートルから１平方センチメートルとすることができる。発信トランスデューサＥを１０Ｖの信号で加振すると、受信トランスデューサＲ１およびＲ２が供給する受信信号は、増幅せずに０．２Ｖに達することができる。

トランスデューサＥ、Ｒ１およびＲ２は制御用の中央電子装置に接続し、この装置を例えばマイクロコンピュータ１２に搭載し、
− 圧電トランスデューサＥからの機械的弾性波をタッチボード２４に伝搬させ、圧電トランスデューサＲ１およびＲ２によってこの機械的弾性波を検出させて２つの捕捉信号を得て、
− 捕捉信号のいくつかの特性を基準特性の集合と比較することによってタッチボード２４上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する
ようにプログラムする。

本発明の第１の局面によれば、マイクロコンピュータ１２の中央電子装置は、さらに正確には、圧電トランスデューサＥから発信された波が伝搬する過渡位相で始まる時間間隔の間に捕捉信号を測定し、圧電トランスデューサＲ１およびＲ２が作成する受信点に放射情報を供給するようにプログラムする。これはのちに図６を参照して詳述する方法に従って行う。

圧電トランスデューサＥからタッチボード２４に発信される機械的弾性波は、実際には、少なくとも１本の指またはスタイラスがボードと接触すると、局地的に吸収されたり、阻止されたり、部分的に反射したりする。これによって、伝搬の過渡位相の状態で受信点Ｒ１およびＲ２に供給される放射情報に乱れが生じる。例えばこの乱れた放射情報、いわゆる「乱れた回折のインパルス応答」のいくつかの振幅パラメータおよび所定の周波数を持つ位相のパラメータを引き出すことで、これらのパラメータを、所定のタッチ接触と関連するパラメータライブラリから引き出した基準パラメータ、または（例えばパルス状態でキルヒホッフ−ゾンマーフェルトタイプの式を用いて）単一または複数のタッチ接触によって乱れた回折のインパルス応答をモデル化する関数から引き出した基準パラメータと比較することができるとともに、そこから単一または複数のタッチ接触の可能性のある位置を推測することができる。

タッチボード２４上の単一または複数のタッチ接触が、それぞれ１本または複数本の指またはスタイラスを用いて行われた場合、この単一または複数のタッチ接触位置を特定し、それを例えばマイクロコンピュータ１２の画面上に表示することができる。広義には、タッチボード２４上で検出した単一または複数のタッチ接触が継続して単一または複数の軌跡２６を形成した場合、この軌跡２６の位置特定を、検出した単数または複数の軌跡２６を補間処理することによって得られる運動曲線２８の形でマイクロコンピュータの画面１２上に表示することができる。

図２に示した本発明のもう一つの実施形態によれば、タッチボード２４は透明で、携帯電話またはその他の携帯情報端末装置などの携帯型電子装置３０に搭載することができる。この場合、タッチボードは、検出した軌跡２６を補間処理することによって得られる運動曲線２８を表示する画面の機能を果たすこともできる。

図３に示したように、装置１０または３０は、算術ユニットまたは論理ユニットを与えられたマイクロコントローラ３２を有することができ、装置１０の場合はマイクロコンピュータ１２がこのユニットを操作する。このマイクロコントローラ３２は、ＤＡ変換器３４に接続する出力を有し、この出力は、必要に応じてアンプ３６を介して発信トランスデューサＥに接続する。

このほか、２つの受信トランスデューサＲ１およびＲ２は、２つのＡＤ変換器３８および４０に接続することができ、この変換器自体は、マイクロコントローラ３２に接続するか、マイクロコントローラの構成部品に接続することができる。ＡＤ変換器３８、４０およびマイクロコントローラ３２は、捕捉信号を少なくとも８ビット、好ましくは１０ビット、さらには１２ビット以上で、少なくとも２００ｋＨｚのレートでサンプリングすることができる。

一実施変形例によれば、または特に実験台の場合では、ＡＤ変換器およびＤＡ変換器をデータ収集ボードおよび任意関数発生器に代替することができる。

トランスデューサＥ、Ｒ１およびＲ２への接続は、とりわけオーディオタイプの同軸ケーブルまたはこれ以外のあらゆるシールド接続で構成することができる。

図４は、第１の実施変形例による、図１または図２の装置のタッチボード２４の正面図である。長方形のボード２４を、長方形の４つの角に位置するほぼ点状の４つの領域Ｐでフレーム２２に固定する。これらの領域は、ボードに機械的外力がかかる唯一の領域である。したがってこれらの領域は、機械的弾性波の伝搬による接触が最も少ないボード２４の箇所、とりわけボードの周縁の角領域にあることが好ましい。

図５に示した第２の実施変形例によれば、ボード２４は、長方形よりも複雑な形状である。この形状の第１の利点は、伝搬の過渡位相にある放射情報、または縁への最初の反射を計算に入れたパルス状態の回折情報が、さらに複雑である可能性があるため、単一または複数のタッチ接触が取り得るさまざまな位置特定に応じてさらに判別しやすくなることである。実際一般に、固体対象物で特に伝搬を誘導した場合、振動エネルギーは長手方向と横断方向の成分を含み、両者の比率は周波数によって変化する。ところが、固体対象物の境界への反射条件および音響モードの変換条件は、振動の性質に依存するため、過渡状態にある固体対象物の音響証明条件、および対象物のいくつかの領域で起こる連続的反射の最中の振動エネルギーの蓄積条件は、加振周波数に依存し、この依存は、対象物の輪郭および切り口（とりわけ側面の仕上がり）が複雑になるほどさらに顕著になる。さらに、より複雑なこの形状には、より多くの角領域Ｐがあり、この領域では機械的弾性波の放射がより小さく、単一または複数のタッチ接触の位置特定能力が乱れるリスクなしにボード２４をフレーム２２に固定することができる。

したがって、本発明によれば、対象物のタッチ面を、変化の多い輪、または例えばのこぎり歯、好ましくはボード用の凸状多角形などの複雑な形状に沿って、あるいはさまざまな振動幅または３次元に振動するように切ったり成形したりすることが有利になる。

また、本発明の範囲内で、圧電発信トランスデューサおよび／または受信トランスデューサを多少なりとも備えることができ、検討できる最低限のものは、発信と受信を順次行う単一のトランスデューサである。図５に非限定的に示した例では、２つの発信トランスデューサＥ１、Ｅ２および２つの受信トランスデューサＲ１、Ｒ２を備えるようにした。

トランスデューサの数およびその動作モードの選定は、検討する適用によって異なるが、とりわけ、
− 発信波の複雑性が増し、発信トランスデューサおよび／または受信トランスデューサの数がとりわけトランスデューサを正反対の領域に分布している場合に増加し、
− 複数のトランスデューサが同一周波数を交互に発信する際に、さまざまな放射を記録することができる
ことがみられることを判断材料とする。

次に、前述の装置１０または３０の動作を、図６を参照して詳述する。

例えば１秒あたり数十回、とりわけ１秒あたり５０〜１００回の測定率などの規則的な間隔で、マイクロコンピュータ１２またはマイクロコントローラ３２は、タッチボード２４の外面を監視するステップ１００を開始したのち、単一または複数のタッチ接触位置を特定するステップ２００に移る。

各監視ステップ１００では、ｔ_０の時点で、機械的弾性波をボード２４に発信する（１０２）。この機械的弾性波は、２つの異なる伝搬段階に従って伝搬する。過渡的に伝搬する第１の段階は、ｔ_０の時点からｔ_１の時点までであり、この段階では発信波の先頭は、１回または複数回反射した後に直接または間接的に受信器に到達するが、この時点では受信波が合流した波はまだ安定していない。静的に伝搬する第２の段階は、ｔ_１の時点から監視が終了するｔ_２までであり、この段階では、新たな受信波が加わることによって構造本来の減衰と相殺されるため、その時のピークからピークまでの信号の振幅は安定する。このように過渡位相では、「流れ」の概念により、回折のインパルス応答について説明したり、図式的に受信点で受信した放射情報について説明したりすることができる。一方定常位相では、この流れの安定した結果の概念によって、受信点での照明情報について説明する。

ボード２４に機械的弾性波を発信１０２したあと、監視ステップ１００では、ボード２４の少なくとも１つの受信点でこれらの機械的弾性波を検出して１０４少なくとも１つの捕捉信号を得る。この検出１０４は、ｔ_３の時点で開始され、この時間間隔の間に捕捉した信号を測定して検出が終了する１０６ｔ_４の時点まで続く。本発明によれば、この測定は、発信波の伝搬の過渡位相の間に始まり、受信点で放射情報を供給することがわかる。換言すると、測定を開始する時点ｔ_３は、時点ｔ_０からｔ_１の間である。測定が終了する時点ｔ_４も同じく時点ｔ_０からｔ_１の間であるため、測定は総合的に過渡位相で実施する。しかし、変形例では、捕捉信号の測定は、発信波の伝搬の定常位相を確認したあとまで延長し、前述の放射情報に加えて受信点の照明情報を供給することができる。換言すると、測定が終了する時点ｔ_４は、ｔ_１からｔ_２の間にすることができる。

監視ステップ１００の後は、単一または複数のタッチ接触位置を特定するステップ２００であり、このステップでは、起こり得るタッチ接触またはタッチボード２４に同時に起こる複数のタッチ接触を識別し、位置特定する。

次に、この監視ステップ１００と位置特定ステップ２００の２つを説明する。

監視ステップ１００
各監視ステップ１００では、マイクロコンピュータ１２またはマイクロコントローラ３２は、発信トランスデューサＥまたは（さまざまな放射図となるように）対象物上の対極の位置に配置する発信トランスデューサＥ１、Ｅ２から機械的弾性波、とりわけラム波、さらに詳細には非対称のラム波を発信させる。発信トランスデューサＥ、または発信トランスデューサＥ１、Ｅ２は、放射図および照明図を対照させるように同時ではなく交互に発信する（同時発信すると放射および照明が均質になり、空間的に判別しやすい特性が消失する作用が起きる）。等方性のボードに起こるラム波のほか、トランスデューサＥ、またはトランスデューサＥ１、Ｅ２は、平らまたは湾曲した均質または不均質の外殻に湾曲モードで波を発信することができる。

このステップでも同じく、複数の発信器を有する本発明の一実施形態では、これらの発信器はすべて同時に少なくとも１回発信し、タッチボード２４を全体にわたって画一的に照明して測定することができ、この測定のノルムは、単一または複数のタッチ接触および湾曲面を示すものである。

発信波は、所定のＱ個の周波数で構成される。この発信波は、１回または複数回反射したあと、伝播の過渡位相になると作動する受信トランスデューサＲ１、Ｒ２によって直接または間接的に捕捉される。前述したように、タッチボード２４の縁に複数回反射したのち、同じく受信トランスデューサＲ１、Ｒ２によって捕捉することができる照明図と関連する定常波が生じる。

この所定の周波数の数Ｑは一般に１０よりも多く、好ましくは１００よりも多く、さらには２００〜５００である。この所定の周波数は、対象物の共振ピーク付近のものではない。この周波数は、むしろ共振ピークの中間の高さ（エネルギー）の幅の２倍以上あり、対象とする対象物に搭載されているタッチボード２４の任意の固有周波数に共振ピークがあることがわかる。この周波数は、受信トランスデューサＲ１、Ｒ２が捕捉する信号スペクトルをもとに決定することができる。また、この周波数が生み出す放射情報および／または照明図の複雑性に応じても決定される。例えば、生じた放射図および／または照明図が複雑であり対称性が低いほど、対応する周波数の利益は多い。

所定の周波数は、とりわけ１〜１００ｋＨｚの空間周波数の観点から広いスペクトルをカバーする周波数範囲にあるＱ個の周波数の分布をもとに決定することもできる。例えば周波数範囲が２０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚにわたる場合、割り当てられたＱ個の周波数Ｆｉは、次式によってあらかじめ決定することができる。

（単位：ｋＨｚ、１≦ｉ≦Ｑ）

Ｑ個の所定の周波数で監視ステップ１００を実行する場合、マイクロコンピュータ１２またはマイクロコントローラ３２は、トランスデューサＥまたはトランスデューサＥ１、Ｅ２によってＱ個の所定の周波数に重なったＱ個の波形を有するフレームを発信させることができる。この発信は、定常波がボード２４で構成されるように、十分な時間の発信時間枠の間に実行することができる。この時間は、例えば２〜２５ｍｓ、とりわけおよそ５ｍｓにすることができる。この発信は、５ｍｓの時間枠に対してＱ個の周波数を重ねて生じる任意の信号を発生させることによって、連続的または反復的に絶え間なく実行することができる。

監視ステップでは、機械的波は、発信時間枠のあとに始まる受信時間枠の間に受信トランスデューサＲ１およびＲ２によって捕捉して定常波を確認できるようにするか、あるいは発信時間枠の始めに捕捉し、直接の信号を受信してすぐと、ボード２４の縁に対して最初の反射が連続的に起こる間とに現れる対象物の音響放射の過程を把握できるようにする。このように、例えば５あるいは２ｍｓなど数ミリ秒で測定した信号を得ることを考案することができる。比較してみると、文献ＷＯ２００８／１４２３４５に開示されている先行技術によれば、このような取得枠では、迅速なフーリエ変換によって５００Ｈｚでしか周波数解像できない。このような解像度では、共振ピークの幅は２００〜３００Ｈｚ付近であることを考えるとかなり不十分である。

発信が断続的な場合の変形例では、受信時間枠を最初の発信フレームのあとに始めることができる。さらに、受信時間枠のあとは、発信時間枠を重複することなく続けることができる。この場合、場合によっては発信と受信の役割を同時に果たす圧電トランスデューサ１つのみを使用してもよい。同じくこの場合、受信トランスデューサは、過渡位相に加えて定常位相に関わることはなく、対象物の音響が消滅する段階を含む純粋なパルスの位相のみを検出する。

受信トランスデューサＲ１、Ｒ２が捕捉し、時間Ｔ＝ｔ_４−ｔ_３＝Ｎ^＊Ｔｅ（式中Ｎは取得点の数、Ｔｅはサンプリング周期）の取得時間枠でサンプリングした信号をもとに、以下の離散フーリエ変換で計算することによって例えば周波数ベクトルを引き出すことができる。
Ｐ_ｍ＝（Ａ１_ｍ，Ａ２_ｍ，．．．Ａｉ_ｍ，．．．ＡＮ_ｍ）
式中ｍは、使用するＭ個の受信トランスデューサから１つの受信トランスデューサを識別する指数を指す。

Ｎは２０００未満であり、取得周波数は４００ｋＨｚを上回ることが好ましい。

ベクトルＰ_ｍは、Ｆｅ／Ｎと周波数幅１／Ｔで受信するサンプリング周波数Ｆｅとの間の周波数で受信した信号スペクトルの振幅すべてを含む。Ａｉは、周波数Ｆｉの信号の振幅であり、
Ｆｉ＝ｉＦｅ／Ｎ （１≦ｉ≦Ｎ）
の関係を確認する。

最後に、受信トランスデューサＲ１、Ｒ２が捕捉し、サンプリングした信号をもとに、Ｍ個のベクトルＰ_ｍを融合して生じる拡張ベクトルＰｅ＝｛Ｐｉ，．．．，Ｐ_Ｍ｝を構成することができる。

変形例では、得られたベクトルまたは拡張ベクトルは、周波数が２０ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの信号スペクトルの振幅のみを有する。

同じく変形例では、得られたベクトルまたは拡張ベクトルは、Ｑ個の所定の周波数の振幅のみを含むこともできる。

同じく変形例では、引き出した特性は、フーリエ変換によって得られた信号の位相を有することができる。

位置特定ステップ２００
各位置特定ステップ２００では、測定したベクトル、例えばベクトルＰ_ｍの少なくとも１つを、デカルト座標（ｕ，ｖ，ｗ）でタッチボード２４の表面にサンプリングした基準位置の集合｛（ｘ_ｕ，ｙ_ｖ，ｚ_ｗ）｝に全単射的に関連している基準ベクトル集合｛Ｐ_ｍｒｅｆ（ｘ_ｕ，ｙ_ｖ，ｚ_ｗ）｝の基準ベクトルと比較する。このようにして、監視ステップ１００で測定したベクトルに（所定の距離に応じて）最も近い基準ベクトルを選択し、タッチ接触の座標を供給する。

前述の概念は、単一のタッチ接触の検出に関するものだが、この概念は複数のタッチ接触の位置特定、つまり同時に起こるｋ個のタッチ接触（ｋ＞１）の位置特定まで容易に拡大することができる。さらに正確には、デカルト座標（ｕ，ｖ，ｗ）でタッチボード２４の表面にサンプリングした基準位置の集合｛（ｘ_ｕ１，ｙ_ｖ１，ｚ_ｗ１，．．．，ｘ_ｕｉ，ｙ_ｖｉ，ｚ_ｗｉ，．．．，ｘ_ｕｋ，ｙ_ｖｋ，ｚ_ｗｋ）｝に全単射的に関連している基準ベクトル集合｛Ｐ_ｍｒｅｆ（ｘ_ｕ１，ｙ_ｖ１，ｚ_ｗ１，．．．，ｘ_ｕｉ，ｙ_ｖｉ，ｚ_ｗｉ，．．．，ｘ_ｕｋ，ｙ_ｖｋ，ｚ_ｗｋ）｝のなかからこの測定したベクトルに（所定の距離に応じて）最も近い基準ベクトルを検索し、測定したベクトルＰ_ｍに関連する複数のｋ個のタッチ接触のｋ個の位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１，．．．，ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ，．．．，ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）を推測する。

この位置特定ステップ２００で使用した距離関数には、周知のさまざまな式を取ることができる。

したがってこの関数を、マンハッタン距離：

またはユークリッド距離：

またはミンコフスキー距離：

（式中ｐは任意の整数）
またはチェビシェフ距離：

と定義することができる。

この関数は、上記以外のあらゆる種類の定義でもよい。特に、測定したベクトルを作成するのにＱ個の所定の周波数で受信した信号スペクトルの振幅を決定する場合、およびこの振幅を中心に据えて標準化する場合、測定したベクトルと基準ベクトルとの間の距離の計算は、前述の文献ＷＯ２００８／１４２３４５に記載されている相互相関関数の計算とほぼ同じになる。

本発明の一実施形態では、決定する距離は、位置特定の認識を誤る率が最も低くなる距離とすることができ、この率は、タッチ面に与えたランダムなタッチ接触の証拠となる集合に対してさまざまな距離をテストする事前のテストステップで推定する。

本発明の一実施形態では、単一または複数のタッチ接触の認識を確認するため、最短距離を検索することによって位置を特定するステップで、Ｍ個の受信器すべてがタッチ接触の単一または複数の同じ位置を識別するようにする必要がある。Ｍ個の受信器に対して同時認識がなければ、その位置は却下すればよい。Ｍ個のセンサが実行する測定をこのように融合することは簡単なことであり、複雑な処理も特別な同期も必要ない。

変形例では、Ｍ個の受信器をさまざまに異なる優先度にすることができる。そのため、１つの主要受信点と複数の二次的受信点を持つことができる。二次的受信点によって主要受信点の測定要素が豊富になり、測定した複数のベクトルを単一の拡張ベクトルに融合することができる。

本発明の一実施形態では、タッチ接触を基準ベクトル集合から検出し、検索するが、以下の２つの規準：
− 測定したベクトルのノルムは、タッチ接触がないときの周知の安定性の範囲外であること、
− 測定したベクトルのノルムは、基準ベクトル集合のノルムが取り得る変動範囲内であること、
を同時に確認した場合に限る。

安定性の範囲は、タッチ接触がないときの変動を、所定の連続測定数を通して確認することによって決定する。例えば、安定性の範囲外となることを考えるには、測定したノルムは、１００回連続で測定して確認したノルムの平均値の絶対値で２％以上の差がある必要がある。

本発明の一実施形態では、単一または複数のタッチ接触に対して識別した位置の確実性を、２回または３回連続測定してテストする。連続測定して単一または複数のタッチ接触の位置が同じになれば、この識別は有効である。変形例では、位置特定ステップ２００の反応度を上げるため、このテストをより寛容にし、４回または５回の連続測定全体のうち２回または３回の測定だけで同じ位置になれば許容、つまり単一または複数のタッチ接触の位置特定を有効とするには十分とする。

本発明の一実施形態では、複数のさまざまな発信点から機械的弾性波を伝搬させることができる。その結果、基準集合には統合した平均ノルムがあるか、ベクトルＰ_ｍｒｅｆ（ｘ_ｕ，ｙ_ｖ，ｚ_ｗ）のノルムの幅にはばらつきがあり、（ｘ_ｕ，ｙ_ｖ，ｚ_ｗ）にはそれほど依存しない。

最後に、本発明の一実施形態では、残響率が比較的低く、とりわけ１ｋＨｚあたり１０ｍｓ未満、かつ７０ｋＨｚあたり１ｍｓであるタッチボード２４を選定し、これによって測定率を上昇させることができる。この残響率は、周期の最初に、ボードに起こるインパルスのあとに残留する信号が初期の信号の３６％未満となる、つまり１／ｅｘｐ（１）に相当する減衰が起こる率と定義する。

上で説明したように、位置特定ステップでは、少なくとも１つの測定したベクトルを基準ベクトル集合と比較する。この基準ベクトル集合は、次に詳述する事前学習ステップで作成することができる。

この事前学習ステップは、それぞれのタッチボードに個別に実施するか、サイズが同じで同じトランスデューサを有し、このトランスデューサを同一方法で同じ位置に接着させた一連のタッチボードの代表である標準タッチボードに実施することができ、このボード自体は基台を形成するフレームに同じ方法で搭載する。ボードが同じように見えることがある場合でも、例えば気泡があったり接着材の厚みに幅があったりしてわずかな変化がみられることがあり、同じとみなした一連のボードに対して共振周波数のばらつきが起こる原因となることがあるため、共振周波数以外の周波数を持つ波を加振することが有利である。

事前学習ステップは、前述した監視ステップ１００と同じように実施するが、単一または複数のタッチ接触によって前述の基準ベクトルが得られ、タッチ面を有する装置の正常な使用状態でこの基準ベクトルを次の位置特定ステップで使用するという所定の条件をつける。

この事前学習ステップでは、単一のタッチ接触の基準ベクトル｛Ｐ_ｍｒｅｆ（ｘ_ｕ，ｙ_ｖ，ｚ_ｗ）｝または複数のタッチ接触の基準ベクトル｛Ｐ_ｍｒｅｆ（ｘ_ｕ１，ｙ_ｖ１，ｚ_ｗ１，．．．，ｘ_ｕｉ，ｙ_ｖｉ，ｚ_ｗｉ，．．．，ｘ_ｕｋ，ｙ_ｖｋ，ｚ_ｗｋ）｝を監視ステップ１００でベクトルＰ_ｍを決定するのと同じ方法で決定することができる。この値｛Ｐ_ｍｒｅｆ（ｘ_ｕ，ｙ_ｖ，ｚ_ｗ）｝または｛Ｐ_ｍｒｅｆ（ｘ_ｕ１，ｙ_ｖ１，ｚ_ｗ１，．．．，ｘ_ｕｉ，ｙ_ｖｉ，ｚ_ｗｉ，．．．，ｘ_ｕｋ，ｙ_ｖｋ，ｚ_ｗｋ）｝は、タッチボード２４上で１つまたは複数（ｋ個）のタッチ接触があるときの捕捉信号のスペクトルの周波数の振幅に相当し、タッチボードに対してサンプリングした座標｛（ｘ_ｕ，ｙ_ｖ，ｚ_ｗ）｝（単一の場所）または｛（ｘ_ｕ１，ｙ_ｖ１，ｚ_ｗ１，．．．，ｘ_ｕｉ，ｙ_ｖｉ，ｚ_ｗｉ，．．．，ｘ_ｕｋ，ｙ_ｖｋ，ｚ_ｗｋ）｝（複数の場所）の所定の場所で、（ｕ，ｖ，ｗ）は、タッチボード２４上のタッチ接触の可能な位置に関わる指数を３次元座標で表現したものである。

基準となる単一または複数のタッチ接触は、１本以上の人工指、スタイラスあるいは使用者の指によるものとすることができる。

離散化した位置特定結果を９ｘ９の格子状に分割したタッチ面の場合、単一のタッチ接触の位置特定には８１個の基準ベクトルが必要になる。２つのタッチ接触の位置特定には、Ｃ^２ _８１＝３２４０個の基準ベクトルが必要になる。より一般的には、Ｕ×Ｖの離散化した位置特定のサンプリングを行う格子上で同時に起きたｋ個のタッチ接触（先験的にこのタッチ接触は同じであり置換可能とする）を位置特定する場合、必要な基準ベクトル数は、Ｕ×Ｖ個の素子の集合のうちｋ個の素子を組み合わせた数、すなわちＣ^ｋ _ＵｘＶである。

本発明の一実施形態によれば、より確実な最終の位置特定結果を得るため、単一または複数の所定位置に対して単一または複数のタッチ接触の事前学習ステップを何回か繰り返し、平均値のみを採用することができる。とりわけ、例えば同じ学習１０回に対する平均値のみを採用することができる。よって基準ベクトル集合は、何らかの標準偏差を用いて、各基準位置に対して連続的に取得したＳ個（例えばＳ＝１０）の平均で作成する。したがって、各基準ベクトルは、係数それぞれに対して、対象とする周波数を持つ平均的減衰を示す現実部分と、以下の標準偏差を示す推測部分とを有する複合ベクトルの形を取ることができる。
Ｐ_ｍｒｅｆ＝（（Ａ１_ｍ，σ１_ｍ），．．．（Ａｉ_ｍ，σｉ_ｍ），．．．（ＡＮ_ｍ，σＮ_ｍ））

本発明の一実施形態によれば、それぞれの基準ベクトルがタッチ接触の数ｋに相当する複数の基準ベクトル集合を使用することができる。とりわけ、同時に起きた解釈可能なタッチ接触の数がｋ個に達する場合、ｋ個の基準ベクトル集合にはそれぞれＣ^ｋ _ＵｘＶ個の基準ベクトルがあるようにすることができる。

したがって、これらの集合を１つのみの基準集合に統合することもでき、この集合では基準ベクトルをノルムの大きいベクトル順に並べる。このように基準集合内で基準ベクトルを並べると、基準集合内で可能なノルムを、例えば測定したベクトルのノルムの事前に定めた近似値内に限定した範囲を事前に選択することで、測定したベクトルに最も近い基準ベクトルを検索するステップを加速させることが可能になる。このようにして、基準部分集合の検索をなしにする。さらに、測定したベクトルのノルムにより、タッチ面の切断状態とその環境が明らかになる。特に、タッチ面上の１つまたは同時に起こる複数のタッチ接触によって、測定したベクトルのノルムに変化が生じ、その結果この変化は同時に起こるタッチ接触の数ｋと強い相関関係を持つ。

本発明の第２の局面によれば、前述した装置の中央電子装置はさらに、
− タッチ面上で順次位置特定した複数のタッチ接触から単一または複数の軌跡を少なくとも１つ明らかにし、
− この軌跡のいくつかの特性を、単一または複数の基準軌跡を識別する特性の集合と比較することによって、単一または複数のこの軌跡を解釈する
ように設計する。

さらに正確には、図１を参照して指摘したように、タッチボード２４上で検出した単一または複数のタッチ接触が継続して単一または複数の軌跡２６を形成する場合、この軌跡２６の位置特定結果を、検出した軌跡２６を補間処理することによって得られる運動曲線２８の形でマイクロコンピュータの画面１２に表示することができる。単一または複数のタッチ接触の位置特定は実際に、合計時間が１０ｍｓ、さらには５ｍｓ未満であるステップ全体を含み、継続的に循環する過程となり、その結果、測定率は上昇し、単一または複数の軌跡は容易に得ることができる。

運動曲線２８はさらに、複数のセグメントで構成することができ、セグメントの最後の点、それに続くセグメントの最初の点は、例えば５０ｍｓ〜１５０ｍｓの事前に定めた最短時間の間にタッチボード２４との接触が途切れたことの特徴を表している。

連続する単一または複数のタッチ接触を解釈することにより、例えばタッチ面を有する対象物が、
− 動きのあるタッチ接触（すなわち軌跡）をサンプリングし、
− 動きのあるタッチ接触の速度および加速度を計算し、
− タッチ接触のノルムを測定してこのノルムとタッチ接触力との対応関係を確立し、
− タッチ接触の始めとタッチ接触の終わりを識別し、
− 軌跡の補間処理によって運動曲線を描き、
− 撫でるような接触、「１回」たたくような接触、「２回」たたくような接触に関する相互作用など、単一または複数のタッチ接触となるタッチ面との動的な相互作用のサインを作成し、
− コンピュータのオペレーティングシステムのグラフィックス対象物（例えばコンピュータ支援設計、写真、文書など）をコンピュータワークスペース（例えば画面１４または２４）内で描き、動かし、
− タッチ接触の移動方向に沿って仮想空間内で対象物を描き、動かし、向きを設定し、
− 単一または複数の軌跡、速度、加速度に応じてタッチ接触を解釈し、所定の身振り言葉に沿った機能（迅速な前進、迅速な後退、選択、拡大表示、縮小表示、回転、ｋ個の変形点からの自由な変形など）を実現する
ように設計することができる。

図７は、本発明の第２の局面による、対象物のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触を解釈する論理的方法を示した一例の連続ステップを示す。

この方法ではまず、複数の一連の位置特定ステップ２００を実行し、中央電子装置によって単一または複数の軌跡を決定する。

次に、テストステップ３００では、解釈する軌跡が単一か複数かを判断する。それが単一の軌跡であれば、その軌跡の状況および特徴に応じてステップ３０２、３０４または３０６のいずれかに移る。

ステップ３０２では、仮想空間および／または作業空間で対象物を表示する状況で、とりわけ軌跡の最初のタッチ接触が問題の対象物の方を指している場合、図８で符号５０を付した軌跡のような単一の軌跡を、この対象物の移動命令と解釈する。図８に示した軌跡は、右、左、上または下への移動の（単純な例として挙げた）軌跡であり、白い点は出発位置（軌跡の始まり）を指し、グレーの点は到着点（軌跡の終わり）を指す。

ステップ３０４では、仮想空間および／または作業空間で対象物を表示する状況、または任意の対象物のリストを走査する状況では、図８で符号５２を付した軌跡のような単一の軌跡を、表示する対象物の移動の加速命令または提示されているリスト内の迅速な前進または後退命令と解釈する。この状況では、軌跡の方向だけでなく、軌跡の速度および／または加速度も計算に入れる。したがって、右向きに加速する軌跡を迅速な後退と解釈し、左向きに加速する軌跡を迅速な前進と解釈する。

ステップ３０６では、複数頁ある文書を読むという状況で、図８で符号５４を付した軌跡のような単一の軌跡を、前頁に戻ったり次頁に進んだりする命令と解釈する。この状況でも同じく、軌跡の方向だけでなく、軌跡の速度および／または加速度も計算に入れる。したがって、４分の１回転したあとに軌跡の終わりで加速する軌跡を、軌跡の向きに応じて次頁または前頁への改頁と解釈する。

ステップ３００で解釈する軌跡が複数あると判断した場合、別のテストステップ４００へ移ってこの軌跡が２つあるのか、同時に起きたタッチ接触が３つ以上あるのかを判断する。軌跡が２つの場合、状況および軌跡の特徴に応じてステップ４０２または４０４のいずれかに移る。

ステップ４０２では、仮想空間および／または作業空間で対象物を表示する状況で、とりわけ軌跡の最初の２つのタッチ接触が問題の対象物の方を指している場合、図９で符号５６を付した軌跡のような２つの軌跡を、この対象物の拡大表示または縮小表示命令と解釈する。ズームの幅は、軌跡の行程で同時に起きた２つのタッチ接触間の距離の変化に応じて決定する。従来の方法では、このズーム機能を可視化した対象物のスケーリング変形命令と解釈して表示する。

ステップ４０４では、仮想空間および／または作業空間で対象物を表示する状況で、とりわけ軌跡の最初の２つのタッチ接触が問題の対象物の方を指している場合、図９で符号５８を付した軌跡のような２つの半円形の２つの軌跡を、この対象物の回転命令と解釈する。

ステップ４００で解釈する軌跡に同時に起きたタッチ接触が３つ以上あると判断した場合、同時に起きたタッチ接触が少なくとも３つある軌跡を解釈するステップ５００に移る。本発明の一実施形態では、対象物が自由変形するステップ５０２に移る。

このステップ５０２では、仮想空間および／または作業空間で対象物を表示する状況で、図９で符号６０を付した軌跡のような少なくとも３つの軌跡を、対象物を自由に変形させる命令と解釈する。特に軌跡６０は３つである。この軌跡は例えば最初に対象物の３つの点を指し、この３つの点それぞれの３つの軌跡に沿った移動が、対象物に適用するのに適したベクトルの変形を決定する。

ステップ３０２、３０４、３０６、４０２、４０４および５０２に続いて、前述のように解釈した機能を実行し、その結果を例えば画面１４（図１の場合）または２４（図２の場合）に表示するステップ６００に移る。

最終的には、検出した単一または複数のタッチ接触の解釈に関して図７、８、９を参照して説明した本発明の第２の局面は、図１〜図６を参照して説明した第１の局面と組み合わせることが有利だが、タッチ接触または（一連のタッチ接触としての）軌跡を位置特定する、これ以外のあらゆる単一または複数の方法を使用してタッチ接触の解釈を実施することができるという意味から、第１の局面とは別のものであることがわかるであろう。

前述したようなタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する方法により、タッチ面の放射および／または照明に対するこれらのタッチ接触の作用を解析することにより、タッチ面における機械的弾性波の伝搬の過渡位相から単一または複数のタッチ接触の可能性を解析する従来の方法よりも確実に短い処理時間を達成することが可能になることは明らかである。さらに正確には、従来の方法では５０ｍｓに及ぶほどの取得時間がかかっていたところ、この時間を１０前後の因数で割った時間になる。すると、１秒当たりに多数の測定を処理することができ、「ドラッグアンドドロップ」（英語の「ｄｒａｇ ａｎｄ ｄｒｏｐ」）を実行する従来の機能に匹敵する軌跡を判断することができる。

その上この処理は簡単なため、市販のマイクロコントローラに実装できる。

さらに、本方法は、タッチ面を有する対象物の固有振動数に依存しないため、実験した周波数で選択性が高い必要も安定している必要もない。とりわけ対象物の厚みが発信波の波長および指の特徴的寸法に対してきわめて弱い場合に、対象物の共振周波数を作動させる必要がない。よって、液晶画面またはプラスチックの外殻のボード上面（ユーザ側の面）の場合のように、厚みが薄く（１ミリメートル未満）大幅に減衰したタッチボードにも実施できる。このほか、放射および／または照明の図を解析するのに使用できる周波数に対して選定の幅が広まる。

もう一つの利点は、納得のいく結果が得られることであり、例えば限定数の発信器および捕捉器をもとに、ミリメートル単位の正確な位置特定ができる。とりわけ、発信と受信を順次行うトランスデューサが最低１つあれば十分である。２つの発信器と２つの受信器をタッチ面の周縁に非対称に配置すると、きわめて良好な推定ができる。さらに、この発信器および受信器は小型であってもよく、とりわけわずか数平方ミリメートルであってもよい。

前述したように、単一のタッチ接触と複数のタッチ接触とを判別することも可能である。

もう一つの利点も、判別しやすい放射および／または照明の図の作成に（妨害せずに）加担する（とりわけ接着による）固定点を介してフレームにタッチボードを搭載することができる点である。

また、本発明はガラス製の平面に限定されるものではなく、湾曲面およびプラスチック製または金属製の外殻にも適用されるため、可能な適用例が多数あることも説明した。前述したような方法より、輪郭が複雑かつ不規則なタッチ面から利益を引き出し、タッチ接触に応じた判別しやすい放射および照明が構成されることがより明らかになる。

最後に、本発明の第２の局面によれば、前述の方法により、キーボードショートカットと同じようだがより直観的にコンピュータの機能コマンドで解釈できるタッチ操作可能な言語や身振りを作り出すことができる。

前述の装置および方法の利用が可能ないくつかの産業上の適用例は、とりわけ、
− 単一または複数のタッチ接触を動的に解釈するマンマシンインターフェースがある状況でのゲームコンソール、携帯電話、携帯情報端末および液晶画面に用いる、複数のタッチ接触に対してタッチ操作可能なタッチパネル、
− 平坦または湾曲したタッチキーボード、複雑な形の対象物に設けるタッチコマンドボタン、
− 撫でる、たたくなどのさまざまな種類のタッチ接触を感知することができるロボットに対するタッチ操作可能な外殻
があるが、これらに限定されるものではない。

このほか、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではないことがわかるであろう。ここに開示した教示に照らし合わせて、上に記載した実施形態にさまざまな修正を加えてもよいことは当業者には明らかであろう。以下の請求項では、使用した用語が請求項を本明細書で明らかにした実施形態に限定するものと解釈してはならず、本文の記載およびそこから予見される内容は、ここに開示した教示の実装に一般知識を応用することによって当業者が到達しうる範囲内であることから、請求項が範囲に含めると想定するあらゆる同等のものも含まれると解釈すべきである。

Claims (10)

1. 対象物（１０；３０）のタッチ面（２４）上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法であって、
   − 対象物の少なくとも１つの発信点（Ｅ１、Ｅ２）から発信される機械的弾性波を前記対象物の前記タッチ面に伝搬し（１０２）、前記対象物の少なくとも１つの受信点（Ｒ１、Ｒ２）で前記機械的弾性波を検出することによって少なくとも１つのタッチ接触を監視し、少なくとも１つの捕捉信号を得るステップ（１００）と、
   − 捕捉信号の特性を基準特性の集合と比較することによって、前記対象物の前記タッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定するステップ（２００）
   とを有する位置特定方法において、
   前記前記監視ステップ（１００）で、発信波の伝搬の過渡位相で始まる（ｔ_３）時間間隔の間に捕捉した信号の測定し（１０４、１０６）、前記少なくとも１つのタッチ接触よって乱れた放射情報を前記少なくとも１つの受信点（Ｒ１、Ｒ２）に供給する位置特定方法。
2. 前記捕捉信号の前記測定（１０４、１０６）は、少なくとも１つの受信点（Ｒ１、Ｒ２）の照明情報を供給するために、前記発信波の伝搬の定常位相を確立した（ｔ_１）あとまで継続する（ｔ_４）、請求項１に記載のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法。
3. 前記基準特性は、前記タッチ面の所定の領域での単一タッチ接触および複数のタッチ接触にそれぞれ一致する、請求項１または２に記載のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法。
4. 前記発信波は、前記対象物の固有振動周波数とはまったく異なる所定の周波数成分を複数有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法。
5. 前記発信波の各周波数成分は、前記対象物の任意の固有振動周波数と一致する共振のエネルギーピークの幅の１０倍以上の周波数距離に位置するように決定する、請求項４に記載のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法。
6. 基準特性と比較した捕捉信号の特性は、いわゆる「測定した」ベクトルを形成する前記所定の周波数成分を持つ捕捉信号のスペクトルの振幅であり、基準特性の集合は、それぞれが単一または複数のタッチ接触と関連する基準ベクトル集合を有し、前記基準集合は監視ステップとほぼ同じである事前学習ステップで作成し、前記ステップで基準となる単一および複数のタッチ接触を測定する、請求項４または５に記載のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法。
7. 前記基準ベクトルはノルムの値に応じて基準集合で順序付けし、前記位置特定ステップ（２００）は以下のサブステップ：
   − 測定したベクトルのノルムを計算する
   − 測定したベクトルのノルムの所定の近似値内のノルム幅を表す部分集合を基準集合から選択する
   − 所定の距離に応じて測定したベクトルに最も近い基準ベクトルをこの部分集合から検索する
   を含む、請求項６に記載のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定方法。
8. 対象物（１８；３０）のタッチ面（２４）上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定装置（１０；３０）であって、対象物のタッチ面に伝播する機械的弾性波を発信し、捕捉するように設計した少なくとも１つのトランスデューサ（Ｅ１、Ｅ２、Ｒ１、Ｒ２）と、前記少なくとも１つのトランスデューサに接続する中央電子装置（１２、３２）であって、
   − 前記対象物の前記タッチ面に前記少なくとも１つのトランスデューサから機械的弾性波を伝搬させ、前記少なくとも１つのトランスデューサによって前記機械的弾性波を検出させて少なくとも１つの捕捉信号を得て、
   − 前記捕捉信号のスペクトルのいくつかの特性を基準特性の集合と比較することによって、前記対象物の前記タッチ面上に起きた少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する
   ようにプログラムする中央電子装置（１２、３２）とを有する位置特定装置において、
   前記中央電子装置（１２、３２）をさらに、発信波の伝搬の過渡位相で始まる時間間隔の間に前記捕捉信号を測定し、前記少なくとも１つのタッチ接触によって乱れた放射情報を前記少なくとも１つの受信点に供給するようにプログラムする位置特定装置（１０；３０）。
9. 前記位置特定装置はさらに、対象物（３０）と、そのタッチ面（２４）と、このタッチ面を対象物に保持し、タッチ面の周縁が途切れる凸状領域の辺りに配置する手段（Ｐ）とを有する、請求項８に記載のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定装置。
10. 前記中央電子装置（１２、３２）をさらに、
    − タッチ面（２４）上で順次位置特定した複数のタッチ接触から単一または複数の軌跡（２６；５０、５２、５４、５６、５８、６０）を少なくとも１つ明らかにし、
    − 前記軌跡のいくつかの特性を基準特性の集合と比較することによって、実行する所定の関数として単一または複数の前記軌跡（２６；５０、５２、５４、５６、５８、６０）を解釈する
    ように設計する、請求項８または９に記載のタッチ面上の少なくとも１つのタッチ接触位置を特定する位置特定装置。