JP5527782B2 - タッチセンサシステムおよびその動作の制御方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2009年9月2日に出願されたスウェーデン特許出願第0901145−3号および2009年9月2日に出願された米国仮出願第61/272,215号の利益を主張するものである。両出願は、引用により本明細書に援用されるものである。
所定の放射パターンによるパネル内の伝播のために、放射体を有する照射装置によりパネル内に光を導入するステップと、
検出器を有する光検出装置により、パネルを伝播する光を受信するステップと、
接触面上の1またはそれ以上の接触を検出するために光検出装置で受信した光をモニタリングするステップであって、1またはそれ以上の接触がパネルを伝播する光を減衰するステップと、
接触面上の接触の発生に応じて放射パターンについてのモードを選択するステップと、
選択されたモードに従って放射パターンを制御するステップとを備え、照射装置内のアクティブな放射体(作動中の放射体)の数と、放射体により発せられる光の強度との少なくとも一方を変えることにより、放射パターンが制御される。
ここで、kは、平均窓におけるフレームの数、dniは、フレームn、走査ラインiについての検出されたエネルギー値、Nは、平均窓の終わりである。また、現在のフレームと平均窓の終わりとの間の時間ギャップ(temporal gap)を使用して、エネルギー値の最も最近の時間的動きに対する基準信号の依存を減らすことも可能である。窓平均に使用されるフレームの数kは、一般に、5−1000の範囲内にある。可能性のあるギャップNは、一般に、100フレーム未満である。
ここで、パラメータεは、システムの時間的動きに従い選択され、0に比較的近い値、例えば、0.01未満で、0.000001よりも大きくなる。パラメータdtiは、現在のフレームの走査ラインSiについての検出されたエネルギー値を示す。方程式(3)は、最新のエネルギー値が古いエネルギー値よりも大きな影響を有するという点を除いて、時間窓平均と類似している。また、多くの値を記録する必要もない。上記の2例では、原信号値dtiが処理されるが、それは、透過値Tiを処理するのと実質的に同じである。
ここで、閾値qは、特定のシステムがどれだけ多くの接触相互作用を有するのかに従って設定する必要がある。閾値は、一般に、ユーザが接触面を横断して指を軽くドラッグしたときに生じ得る弱い接触に反応するのに十分に低く設定すべきであり、それは、0.1%の周辺またはそれよりも僅かに下の透過値の変化に対応する。一般に、閾値は、大凡0.01%と5%の間の範囲の透過変化に対応させる必要がある。
Claims (35)
- 接触面(1a)およびその反対面(1b)を規定する光透過パネル(1)と、
所定の放射パターンによる前記パネル(1)内の伝播のために前記パネル(1)内に光を導入するように構成された放射体(2)を有する照射装置(3)と、
前記パネル(1)内を伝播する光を受信するように構成された検出器(4)を有する光検出装置(5)とを備えるタッチセンサシステムであって、
前記照射装置(3)を制御する制御ユニット(6)をさらに備え、
前記制御ユニットが、前記接触面(1a)上の1またはそれ以上の接触を検出するために前記光検出装置(5)で受信した光をモニタリングするとともに、前記接触面(1a)上の接触の発生に応じて放射パターンについてのモードを選択するように構成されたモードセレクタ(7)をさらに備え、前記1またはそれ以上の接触が前記パネル(1)内を伝播する光を減衰するものであり、
前記制御ユニット(6)が、前記選択したモードに従って放射パターンを制御するように構成され、
前記制御ユニット(6)が、前記照射装置(3)のアクティブな放射体(2)の数と、前記放射体(2)により発せられる光の強度との少なくとも一方を変えることにより、放射パターンを制御するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項1に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット(6)がさらに、フレームレートを制御するように構成され、前記フレームレートが、すべての関連する検出器(4)および放射体(2)からデータが集められて接触座標の計算が行われる頻度であることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項1または2に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ(7)が、前記接触面(1a)上の接触数を数えて、その接触数に応じて、放射パターンについてのモードを選択するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項1乃至3の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ(7)が、前記接触面(1a)上の接触の幾何学的な位置を判定して、その接触の幾何学的な位置に応じて、放射パターンについてのモードを選択するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項4に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ(7)が、単一の幾何学的な接触位置が前記接触面(1a)上で検出されるときに、シグネチャモードを選択するように構成され、それに応じて、前記制御ユニット(6)が、放射体(2)の調整されたサブセットを作動させることにより前記単一の幾何学的な接触位置を正確にカバーすべく、前記照射装置(3)の放射体(2)を制御するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項4に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ(7)が、判定される幾何学的な接触位置の数が限界数を超えるときに、通常モードを選択するように構成され、それに応じて、前記制御ユニット(6)が、すべての利用可能な放射体(2)を作動させることにより全接触面(1a)を正確にカバーすべく、放射体(2)を制御するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項6に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ(7)が、判定される幾何学的な接触位置の数が前記限界数未満であるが1を超えるときに、混合モードを選択するように構成され、それに応じて、前記制御ユニット(6)が、放射体(2)の調整されたサブセットを作動させることにより、判定される幾何学的な接触位置の数を正確にカバーすべく、前記照射装置(3)の放射体(2)を制御するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項1乃至7の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット(6)が、1フレームにおいて1またはそれ以上の接触を検出した後に、同じフレーム内の接触座標の計算を可能にするために、同じフレーム内で放射パターンを変更するように構成され、フレームが、すべての関連する放射体(2)および検出器(4)のペアからデータが集められて接触座標の計算が行われる期間であることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項1乃至8の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット(6)が、一連のフレームにおいて作動させるように構成され、前記制御ユニット(6)が、各フレーム内で、放射体(2)のサブセットを作動させるように構成され、前記モードセレクタ(7)が、各フレーム内で、前記サブセットから前記光検出装置(5)により受信したモニタリングした光に基づいてモードを選択するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項9に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ(7)が、前記サブセットから前記光検出装置(5)により受信したモニタリングした光に基づいて前記接触面(1a)上に接触が存在しないことが検出される場合に、待機モードを選択するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項10に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット(6)が、各フレーム内で、前記待機モード中に前記サブセットのみを作動させるように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項9乃至11の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ(7)が、前記サブセットから前記光検出装置(5)により受信したモニタリングした光に基づいて前記接触面(1a)上に接触の存在が検出される場合に、通常モードを選択するように構成され、前記制御ユニット(6)が、前記通常モード中にすべての放射体を作動させるように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項9乃至11の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット(6)が、前記サブセットから前記光検出装置(5)により受信したモニタリングした光に基づいて、前記接触面(1a)上の接触数を判定するように構成され、前記モードセレクタ(7)が、前記接触数に基づいてモードを選択するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項13に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット(6)が、前記サブセットから前記光検出装置(5)により受信したモニタリングした光に基づいて、前記接触面(1a)上の接触の幾何学的な位置を判定し、その接触の幾何学的な位置に基づいて放射パターンを決定するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項1乃至14の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ(7)が、作動された放射体(2)と検出器(4)との間の複数の光路上の受信エネルギーを示す信号の時間的動きを分析することにより、前記接触面(1a)上の接触を検出するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項15に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記モードセレクタ(7)が、前記複数の光路上の受信エネルギーを示す信号を基準信号と比較することにより、前記時間的動きを分析するように構成され、各基準信号が、それぞれの光路上で以前受信されたエネルギーの平均表現として得られることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 請求項1乃至16の何れか一項に記載のタッチセンサシステムにおいて、
前記制御ユニット(6)が、作動された放射体と検出器との間の複数の光路上の光透過率を示す信号に基づいて、前記接触面の減衰マップを再構成することにより、前記接触面(1a)上の接触の幾何学的な位置を示す接触座標を計算するように構成され、前記制御ユニット(6)が、前記接触面(1a)上に接触が無い状態で前記光路について測定されたエネルギーを表すバックグラウンド値により、各光路について測定されたエネルギー値を割ることにより、前記信号を生成するように構成されていることを特徴とするタッチセンサシステム。 - 接触面(1a)およびその反対面(1b)を規定する光透過パネル(1)を有するタッチセンサシステムを制御する方法であって、
所定の放射パターンによる前記パネル(1)内の伝播のために、放射体(2)を有する照射装置(3)により前記パネル内に光を導入するステップと、
検出器(4)を有する光検出装置(5)により、前記パネル(1)内を伝播する光を受信するステップと、
前記接触面(1a)上の1またはそれ以上の接触を検出するために前記光検出装置(5)で受信した光をモニタリングするステップであって、前記1またはそれ以上の接触が前記パネル(1)内を伝播する光を減衰するステップと、
前記接触面(1a)上の接触の発生に応じて放射パターンについてのモードを選択するステップと、
前記選択されたモードに従って放射パターンを制御するステップとを備え、
前記照射装置(3)のアクティブな放射体(2)の数と、前記放射体(2)により発せられる光の強度との少なくとも一方を変えることにより、放射パターンが制御されることを特徴とする方法。 - 請求項18に記載の方法において、
フレームレートを制御するステップをさらに備え、前記フレームレートが、すべての関連する検出器(4)および放射体(2)からデータが集められて接触座標の計算が行われる頻度であることを特徴とする方法。 - 請求項18または19に記載の方法において、
前記接触面(1a)上の接触数を数えるステップと、その接触数に応じて、放射パターンについてのモードを選択するステップとを備えることを特徴とする方法。 - 請求項18乃至20の何れか一項に記載の方法において、
前記接触面(1a)上の接触の幾何学的な位置を判定するステップと、その接触の幾何学的な位置に応じて、放射パターンについてのモードを選択するステップとを備えることを特徴とする方法。 - 請求項21に記載の方法において、
単一の幾何学的な接触位置が前記接触面(1a)上で検出されるときに、シグネチャモードを選択するステップと、放射体(2)の調整されたサブセットを作動させることにより前記単一の幾何学的な接触位置を正確にカバーすべく、前記照射装置(3)の放射体(2)を制御するステップとを備えることを特徴とする方法。 - 請求項21に記載の方法において、
判定される幾何学的な接触位置の数が限界数を超えるときに、通常モードを選択するステップと、すべての利用可能な放射体(2)を使用することにより全接触面(1a)を正確にカバーすべく、放射体(2)を制御するステップとを備えることを特徴とする方法。 - 請求項23に記載の方法において、
判定される幾何学的な接触位置の数が前記限界数未満であるが1を超えるときに、混合モードを選択するステップと、放射体(2)のサブセットを作動させることにより、判定される幾何学的な接触位置の数を正確にカバーすべく、前記照射装置(3)の放射体(2)を制御するステップとを備えることを特徴とする方法。 - 請求項18乃至24の何れか一項に記載の方法において、
1フレームにおいて1またはそれ以上の接触を検出した後に、同じフレーム内の接触座標の計算を可能にするために、同じフレーム内で放射パターンを変更するステップを備え、フレームが、すべての関連する検出器(4)および放射体(2)のペアからデータが集められて接触座標の計算が行われる期間であることを特徴とする方法。 - 請求項18乃至24の何れか一項に記載の方法において、
当該方法が一連のフレームで行われるものであり、各フレームが、放射体(2)のサブセットを作動させるステップと、前記サブセットから前記光検出装置(5)により受信したモニタリングした光に基づいてモードを選択するステップとを備えることを特徴とする方法。 - 請求項26に記載の方法において、
前記サブセットから前記光検出装置(5)により受信したモニタリングした光に基づいて前記接触面(1a)上に接触が存在しないことが検出される場合に、待機モードを選択するステップをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項27に記載の方法において、
各フレームについて、前記待機モード中に前記サブセットのみを作動させるステップをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項26乃至28の何れか一項に記載の方法において、
前記サブセットから前記光検出装置(5)により受信したモニタリングした光に基づいて前記接触面(1a)上に接触の存在が検出される場合に、通常モードを選択するステップと、前記通常モード中にすべての放射体を作動させるステップとをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項26乃至28の何れか一項に記載の方法において、
前記サブセットから前記光検出装置(5)により受信したモニタリングした光に基づいて、前記接触面(1a)上の接触数を判定するステップと、前記接触数に基づいてモードを選択するステップとをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項30に記載の方法において、
前記サブセットから前記光検出装置(5)により受信したモニタリングした光に基づいて、前記接触面(1a)上の接触の幾何学的な位置を判定するステップと、その接触の幾何学的な位置に基づいて放射パターンを決定するステップとをさらに備えることを特徴とする方法。 - 請求項18乃至31の何れか一項に記載の方法において、
前記接触面(1a)上の接触を検出するステップが、作動された放射体(2)と検出器(4)との間の複数の光路上の受信エネルギーを示す信号の時間的動きを分析するステップを備えることを特徴とする方法。 - 請求項32に記載の方法において、
時間的動きを分析するステップが、前記複数の光路上の受信エネルギーを示す信号を基準信号と比較するステップを備え、各基準信号が、それぞれの光路上で以前受信されたエネルギーの平均表現として得られることを特徴とする方法。 - 請求項18乃至33の何れか一項に記載の方法において、
作動された放射体(2)と検出器(4)との間の複数の光路上の光透過率を示す信号に基づいて、前記接触面の減衰マップを再構成することにより、前記接触面(1a)上の接触の幾何学的な位置を示す接触座標を計算するステップをさらに備え、前記接触面上に接触が無い状態で前記光路について測定されたエネルギーを表すバックグラウンド値により、各光路について測定されたエネルギー値を割ることにより、前記信号が生成されることを特徴とする方法。 - コンピュータ可読媒体であって、データプロセッサ(8)により実行されるときに、請求項18乃至34の何れか一項に記載の方法を行う処理命令を格納することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
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