JP6546948B2 - タッチセンサ表面に対するタッチ事象を分類するための方法及び装置 - Google Patents

タッチセンサ表面に対するタッチ事象を分類するための方法及び装置 Download PDF

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Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、本明細書で十分に記載されたかのうように引用により本明細書中に組み込ま
れている2011年10月18日出願の米国仮特許出願第61/627,831号の利益を主張するものであ
る。
本発明は、タッチ対話の向上に関し、詳細には、タッチセンサ表面に対するタッチ事象
を分類するための方法及び装置に関する。
コンピュータは、キオスク及び対話型テーブルトップなどの多様な形態で見られる直接
タッチ式インターフェイスから、タブレットコンピュータ及び手持ち式携帯機器まで益々
多様化している。現在、タッチスクリーンでの指入力は、非常に単純に手に持って操作で
き、多くの場合、結局はX/Y座標である。異なるタイプの入力をデジタル化することがで
きる多数の技術が存在する。能動型と受動型の2つの主なタッチセンサ方式が存在する。
能動型方式の主なマイナス面は、電子機器（及び有線でない場合は、バッテリ）で実行さ
れる明確な物体（explicit object）（例えば、特殊なペン）を使用しなければならない
ことである。例えば、先端部に赤外線放射源が設けられたペンを、市販のMicrosoft Surf
aceで使用することができる。例えば、ペイントアプリケーション用の赤外線発光ブラシ
を含むペンよりも先進的な取り組みが行われている。現在のシステムは、一般に、異なる
ペンを区別しようとしない（恐らく、ペンと指での入力のみを区別）。可変的に変調され
る赤外線は、識別を可能にするが、特殊なハードウエアを必要とする。加えて、超音波を
入力の位置確認に使用することができ、超音波は、ペンIDも提供することができる。静電
結合により、ユーザ又は物体の位置確認及び識別が可能になるが、これは、機能させるた
めには接地板又は物理的な接続を必要とする。
電磁共鳴に基づいて検出する別の方法は、能動と受動との間で動作する。器具及び有形
物（tangible）には電力を供給する必要はないが、これらの器具及び有形物は、これらが
操作される特殊なタブレットによって生成される、隣接する電磁場によって励起される共
振コイルを備える。IDを提供できることを含め、高性能であるが、テーブルサイズの装置
は、現在は、異常なほど高価である。RFIDと視覚処理との組み合わせにより物体の識別を
支援することも可能であり、スケーラビリティが一層向上する。
基準マーカは、まさに受動方式である。基準マーカは、一意にパターン化されたタグ（
多くの場合、ステッカーフォームファクター（sticker form factor））によって物体のI
Dを提供する。この方法は、非常に有効であり、唯一の主な欠点は、マーカのサイズであ
り、該マーカは、一般に、ペンの先端部のような小さい表面に配置することができない。
加えて、物体の形状を、光学的に捕捉することができ、かつ分類（例えば、マウスとキー
パッド）に使用することができる。
一般に、前述の技術は、物体が入力を行うために器具の使用を必要とするが、指の場合
は問題である（即ち、人は、指や手に物体を装着することを好まない）。研究者は、ピン
チング（pinching）やフリッキング（flicking）などの指と指の動作を分類できる手首に
装着される音響センサにも着目した。また、指でのタップは、音響指紋技術により体に限
定され得る。しかしながら、音響指紋技術システムでは、センサをユーザに配置する必要
がある。
機器を使用しないで、指の一部の領域を、コンピュータビジョン（例えば、パッド対先
端部）によって決定することができる。加速度計を用いて、弱いタップと強いタップを区
別することができる。最後に、飛行時間分析を使用して、タッチ事象を物体の表面に限定
することができる。
現代の対話表面は、一般に、指のタッチを1回の入力として処理する（この一部の例外
が、指紋スキャニングシステムであり、該指紋スキャニングシステムは、高解像度指紋画
像を捕捉して、指の三次元の「姿勢」を得ることができ；また、光学又は容量検出による
接触領域を、追加の入力次元と見なすことができる）。しかしながら、これは、全体の単
純化であり、指は、運動能力及び解剖学的構造の両方の点で多様性のある付属器である。
能動素子又は受動素子を用いてユーザを機器として使用することは侵襲的であるため、指
入力の補助的な追加の次元は、殆どが無視されている。
（開示）
（技術的な問題）
現在は、空間の一点で指が様々な操作を行うためには、典型的には、指でのタップとホ
ールド時間又はコーディング（例えば、右クリックは2本指のタップ）によって開始され
る過負荷が指にかかるはずである。これにより、一過性の文章メニューを開始することが
でき、ユーザがいくつかの操作の1つを選択することができる。指の過負荷の代替手段は
、機能を1つ以上のボタンに分けることである。例えば、1つのボタンがウィンドウを最小
化し、もう1つのボタンがウィンドウを閉じるという方式が存在する。しかしながら、こ
れは、画面領域が限られている携帯機器では困難である。
上記を鑑みて、本発明は、タッチセンサ表面に対するタッチ事象を分類するための装置
及び方法を提供する。
（技術的解決）
本発明の一態様によって、タッチ事象を分類するための装置が提供され、該装置は：物
体がタッチセンサ表面に接触したときにタッチ事象を生成するように構成された該タッチ
センサ表面であって、該タッチ事象が、該表面との接触時の機械振動を伴う、該タッチセ
ンサ表面；タッチの開始を検出するように構成されたタッチ事象検出器；及び該タッチ事
象を分類して該タッチ事象に使用された物体を特定するように構成されたタッチ事象分類
器を備える。
例示的な一実施態様では、タッチ事象分類器は：機械振動信号を電気信号に変換するよ
うに構成された変換ユニット；該電気信号からタッチ事象の代表的な一連の特徴を取り出
すように構成された抽出ユニット；及び該特徴を用いてタッチ入力を分類して該タッチ事
象に使用された物体を特定するように構成された分類ユニットを備える。
例示的な一実施態様では、タッチ事象検出器は、タッチ事象を検出するために装置に組
み込まれる。
例示的な一実施態様では、タッチ事象検出器は、タッチ事象を検出するためにタッチセ
ンサ表面に取り付けられる。
例示的な一実施態様では、機械振動は音響信号を含む。
例示的な一実施態様では、機械振動は、指先端部、指腹、指爪、及び関節を含む指のい
ずれか1つの部分によって生成される、又は、タッチセンサ表面に衝突する受動器具の使
用によって生成される。
例示的な一実施態様では、指の各部分は、タッチベースのインターフェイスに入力する
ために使用され、かつ異なるユーザインターフェイス操作に限定することができる。
本発明の別の態様によって、タッチ事象を分類するための方法が提供され、この方法は
：タッチ事象を検出するステップであって、該タッチ事象が、タッチセンサ表面に接触/
衝当する物体によって生成され、かつ該タッチセンサ表面に衝突することによる音響信号
の生成を伴う、該ステップ；該音響信号から該タッチ事象の代表的な一連の特徴を取り出
すステップ；及び該特徴を用いて該タッチ事象を分類して、該タッチ事象に使用された物
体を特定するステップを含む。
例示的な一実施態様では、タッチ事象を検出するステップは、機械振動信号を捕捉する
ステップを含む。
例示的な一実施態様では、タッチ事象を分類するステップは、機械振動信号を電気信号
に変換するステップ；該電気信号からタッチ事象の代表的な一連の特徴を抽出するステッ
プ；及び該特徴を用いて該タッチ事象を分類して、該タッチ事象に使用された物体を特定
するステップを含む。
例示的な一実施態様では、機械振動は、先端部、腹、指爪、及び関節を含む指の多数の
部分のいずれか1つによって生成される、又は、タッチセンサ表面に衝突する受動器具の
使用によって生成される。
例示的な一実施態様では、指の各部分は、タッチベースのインターフェイスを提供する
ために使用され、かつ二次動作を入力するために使用される。
本発明の上記及び他の目的及び特徴は、添付の図面を用いて示される以下の実施態様の
説明から明らかになるであろう。
図1は、本発明の第1の実施態様による、タッチセンサ表面に対するタッチ事象を分類するための装置のブロック図である。 図2は、本発明の実施態様による、異なるタッチ事象を生成する指の異なる部分を例示している。 図3は、本発明の実施態様による、4つの指入力型のスペクトログラムを示している。 図4は、異なる材料が先端部に取り付けられた6つの受動器具（即ち、電力を必要としない物体）、例えば、左から右に、ポリカーボネート突起、木製ノブ、アクリルボール、金属ねじ、ピンポン玉、及び発泡体を示している。 図5Aは、色又はモードを切り替えずに、幾人かのユーザが同時に絵を描くことができる、異なる「ブラシ」の色を表している受動器具（即ち、電力を必要としない物体）を示している。 図5Bは、タッチセンサ表面がどのユーザがどんな動作を行っているかを特定することができる受動ペン（即ち、電力を必要としない固形材料）を示している。
（最適の形態）
以下に、本発明の実施態様を、同様の参照符号及び同様の構成要素が同様の要素を指す
添付の図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施態様によるタッチセンサ表面に対するタッチ事象を分類する
ための装置のブロック図を例示している。
第1の実施態様の装置は、タッチセンサ表面100、タッチ事象検出器110、及びタッチ事
象分類器120を備える。
タッチセンサ表面100は、電子表示装置であり、指又は他の受動物体、例えば、スタイ
ラスを用いて該電子表示装置に対して行われるタッチ事象の存在を検出し、その位置を追
跡することができる。タッチセンサ表面100は、対話式ユーザインターフェイス102を備え
、該対話式ユーザインターフェイス102に対する様々なタッチ事象がユーザによって生成
される。タッチ事象は、指のタッチを用いたタッチ事象、図2に例示されているような指
の異なる部分を用いたタッチ事象、及び図4に例示されているような受動器具を用いたタ
ッチ事象を含み得る。光学式、抵抗式、及び容量式タッチスクリーンを含む様々な技術を
用いて、タッチ事象の存在を検出し、その位置を追跡することができる。例えば、タッチ
センサ表面100は、携帯機器、例えば、限定されるものではないが、携帯電話、PDA、及び
スマートフォンなどに利用することができる。
タッチセンサ表面100は、ユーザインターフェイス、例えば、該タッチセンサ表面100上
の仮想ソフトキーパッド104を提供することができる。仮想キーパッド104は、文章をタイ
プするために使用されるキー又はボタン上のアルファベット文字セットを有する。一次文
字をタイプするためには、ユーザは、通常通り指の腹を使用することができる。携帯機器
上のこのようなソフトキーボードは、特に問題であり、僅かなスペースに多数のキーを設
ける必要がある。それに応じて、キーボードは、典型的には、モードボタンで切り替えら
れるキーのいくつかの「ページ」に分割しけなければならない。これは、タイピング操作
に余分なクリックを増やすだけではなく、小さい画面が、一層密集することにもなる。
この実施態様の装置は、指の各部分又は受動器具を含む物体によるタッチ事象を利用す
ることによってこれらの問題の一部を緩和することを目的とする。該装置は、平行に動作
する2つのキーセットを特徴とし得る。
指は、運動能力及び解剖学的構造の両方の点で多様性のある付属器である。1本の指は
、図2に例示されているように、様々な部分、例えば、1つ以上の指関節、先端部、腹、及
び指の爪を有する。これらの指の各部分を利用して、タッチ事象を生成することができる
。さらに、図4に示されている、電力を必要としない一揃いの受動物体を利用してタッチ
事象を生成することができる。受動物体は、異なる材料が先端部に取り付けられた6つの
器具、例えば、左から右に、ポリカーボネート突起、木製ノブ、アクリルボール、金属ね
じ、ピンポン玉、及び発泡体を含み得る。これらの受動物体は、ドライ消去マーカの頭部
に接着された単に異なる材料である。
物体が表面に衝当すると、機械振動の集合体が、材料を通って外側に伝播する。典型的
には、対話表面は、硬質材料、例えば、双方ともに迅速に分散させ、かつ忠実に信号を維
持するプラスチック又はガラスを使用する。従って、指の各部分又は各受動器具を用いた
物理的衝突事象は、タッチセンサ表面100に接触したときに機械振動を発生させる。機械
振動は、それぞれの指の部分又は受動器具に対して異なる特徴を伴う。例えば、図3は、4
つのタイプのタッチ入力のスペクトログラムを示している。図3から分かるように、指の
異なる部分は、異なる機械振動（即ち、音響）シグナチャを生成する。
例示的な一実施態様によると、本装置は、異なる特徴に基づいて少数組の受動器具を認
識すると共に指の異なる部分を識別するように設計されている。どの物体がタッチ事象に
使用されたかを特定するこの能力は、特徴の分類によって達成される。これは、異なる材
料が、異なる特徴を生成し、図3に例示されているような異なる共振周波数を有するとい
う物理的原理に依存する。
例示的な一実施態様では、指のタッチ事象を通常通り使用して、従来のタッチ式インタ
ーフェイスを提供する場合は、物体によるタッチ事象を使用して、指によって押圧された
他のキーの機能又はタッチ事象を変更する二次動作を表すことができる。例えば、「ALT
」入力は、指の関節を用いたタッチセンサ表面100に対する物理的衝突事象によって達成
することができ（これは、デスクトップコンピュータシステムの「右クリック」に相当し
得る）、「BACKSPACE」入力は、指の爪などを用いたタッチセンサ表面100に対する物理的
衝突事象によって達成することができる。衝突の強さは、大きくする必要はない。実際、
ユーザは、キーボードのタイプに必要な強さと同じくらいの強さでタップすれば良い。こ
の方式の主な特性は、タッチセンサ表面100に衝当する製品が、能動部品を必要としない
ことである。入力物体は、異なる材料から単純に構成され、完全に受動的である。従って
、ユーザは、ページを切り替えずに全ての文字セットにアクセスすることができる。
再び図1を参照すると、タッチ事象検出器110は、図2に例示されている指部分又は図5に
例示されている受動器具を用いたタッチ事象によって生じる機械振動を検出するために配
設されている。
タッチ事象検出器110は、タッチセンサ表面100によって、又は画面に接触する物体から
生じる適切な機械振動の開始によって始動され得る。事象及びそれに続く機械振動を捕捉
するために、タッチ事象検出器110は、1つ以上の衝突センサ、振動センサ、加速度計、歪
みゲージ、又は音響センサ、例えば、コンデンサマイクロホン、圧電マイクロホン、又は
MEMSマイクロホンなどを含み得る。
タッチ事象による機械振動信号が、タッチ事象検出器110によって捕捉されると、タッ
チ事象分類器120が、機械振動信号を処理してタッチ事象を分類し、これにより、該タッ
チ事象に使用された物体を特定することができる。
タッチ事象分類器120は、機械振動信号をデジタル表現にセグメント化するように構成
されたセグメンテーションユニット122；デジタル振動信号を電気信号に変換するように
構成された変換ユニット124；該電気信号から一連の特徴を取り出すように構成された特
徴抽出ユニット126；及び該特徴を用いて指又は受動器具のどの部分がタッチ入力に使用
されたかを特定してタッチ事象を分類するように構成されている分類ユニット128を備え
る。
セグメンテーションユニット122は、機械振動信号の43ミリ秒のセグメントを含む4096
のスライディングウィンドウを用いて、例えば、96 kHzのサンプリングレートで機械振動
信号をサンプリングする。
次に、変換ユニット124が、例えば、サンプリングされた時間依存振動信号に対して、
フーリエ変換を行って、周波数ドメイン表現を有する電気信号を生成する。例えば、この
ウィンドウのフーリエ変換により、2048の帯域の周波数出力を生成することができる。そ
の中で、0〜10 kHzの音響（即ち、機械振動）出力を表す下側の500の帯域を、そのさらな
る処理のために選択することができる。あるいは、他の周波数帯域、例えば、1 kHz未満
の帯域を選択することができ、これは、図3に示されているように表現される。
タッチ事象分類器120は、このデータを追加のベクトル（即ち、10のバケット）にさら
にダウンサンプリングして、異なるエイリアシングを得ることができる。加えて、さらな
る特徴を、機械振動信号、例えば、平均絶対振幅、全絶対振幅、絶対振幅の標準偏差、な
らびにセグメント化入力信号及びフーリエ変換された信号の両方の質量中心から計算する
ことができる。
特徴抽出ユニット126は、機械振動の周波数ドメイン表現、例えば、衝突波形の基本周
波数から一連の特徴を計算することもできる。
分類ユニット128は、特徴を用いてタッチ事象を分類して、該タッチ事象を生成するた
めにどの物体が使用されたかを特定する。
分類を容易にするために、ユーザは、補助的な訓練サンプルを分類器に提供することが
できる。
例示的な一実施態様では、分類ユニット128は、特徴を分類するためのサポートベクト
ルマシン（SVM）を用いて実施することができる。SVMは、分類及び回帰分析に使用される
、データを分析してパターンを認識する関連学習アルゴリズムを備える教師あり学習モデ
ルである。
分類が行われたら、得られたタイプを使用して、割り当てられていない入力点にラベル
を付け、これを、多数のタッチセンサ技術の1つによってデジタル化する。このマッチン
グプロセスは、いくつかの方法で行うことができる。例示的な一実施態様では、これは、
最も近い開始タイムスタンプを有する入力事象を選択することによって行うことができる
。衝突の開始から始まる全分類プロセスは、100ミリ秒以下で行うことができ、リアルタ
イムの対話が可能となる。
実際、この方法は、かなり上手く機能することが分かり、多数の入力物体を有する幾人
かのユーザが、共通の表面で同時に作業することができる。しかしながら、このプロセス
が停止し、迅速な解決策がない１つの特殊なケース、即ち、タイミングの不一致が存在す
る。特に、2つの物体が、十分に接近した時間内でタッチセンサ表面に衝当すると、それ
らの振動信号が、別個にセグメント化されない、従って、正確な分類ができない。この時
間の長さは、4つの因子：（1）セグメンタの積極性（aggressiveness）（分類が、例えば
、機械振動信号の最初の10ミリ秒を使用する可能性がある）、（2）衝突材料の共振周波
数（周波数が低いほど、消失に時間がかかる）、（3）タッチセンサ表面の減衰（前の衝
突を消失させる）、及び（4）タッチセンサ表面のサイズ（質量が重いほど、減衰に時間
がかかる）によって決定される。
代替の解決策は、衝突音を集中させて、これらを異なる音響波形に分けることができる
高度なアルゴリズム（例えば、ビーム形成）を利用することである。これは、一般に、環
境ノイズ、例えば、会話に適用されているが、この原理を、タッチ表面に適用することも
できる。しかしながら、この問題は、携帯機器では、その小さいサイズと軽量さにより音
響エネルギーが迅速に減少するため殆ど関係ない。タップは、実施態様の装置では、約50
ミリ秒と短い間隔で起こり得る。さらに、携帯機器は、典型的には、ユーザが1人である
。これにより、同時に衝突する可能性が減少する。
本発明の実施態様は、タッチ入力に使用された物体のタイプをタッチセンサ表面が特定
することができるタッチ対話の改善について示して説明している。この実施態様はまた、
多様なアプリケーションドメイン及び使用コンテキスト、例えば、以下のような単純なペ
イントインターフェイスにも使用することができる。
例えば、フリーハンドで描く際には、ユーザは、ブラシのように指の腹を単純に使用す
ることができる。線分を引く際には、指先端部で、タッチセンサ表面をタップし、次いで
望ましい位置までドラッグする。最後の線を取り消す際には、ユーザは、対話タッチスク
リーンのどこかを爪でタップすれば良い。これは、第1の実施態様のキーボードのデモと
同様に、対話によりモードボタンをなくして、この複雑さを非常に器用な指に任せる単純
な方法を例示している。他の対話は、器具（例えば、記入器具、消去器具）及びモード（
例えば、ブラシの厚さ、不透明度、色）の迅速な切り替えを伴い得る。
興味深いことに、人間は、痒いところを掻くとき、キーボードをタイプするとき、同僚
の肩を叩くとき、又はドアをノックするときに指の異なる部分を様々な方法で使用する。
慎重な設計により、従来の指の動きをデジタルドメインに移植して、該デジタルドメイン
に適合し得るようにこれらの基準を引き上げることも可能であろう。
例えば、関節「ノック」を使用してファイル又はアプリケーションを開くシステムを考
慮されたい。指の先端部でのタップ（即ち、突くこと）は、何らかの注意、恐らく最大限
の注目又は所与の注目を引くために使用することができ、指の爪の「弾き」は、アイテム
を最小化又は削除するために使用することができる。この機能は、ポインティング及び「
クリック」が指の腹に依存しがちな、従来の指で駆動されるインターフェイスと調和し得
る。
人間は、手持ち式器具を驚くほど器用に使いこなし、様々な研究計画が、対話システム
に対する物理的マニプレータを導入した。このようなマニプレータは、しばしば、ペン、
ポインティングデバイス、スタンプ（例えば、インスタンシエーション用）、及びその他
の器具（例えば、ダイアル、スライダ、ガイド）の形態である。
このような製品は、音響的に異なる材料を容易に含むことができ、本物のペンや鉛筆の
ように小さくして先を尖らせることができる。このような製品は、非常に耐久性に優れ、
安価に大量生産することができる。
さらに、例えば、従来の対話表面に対するペイントアプリケーションは、典型的には、
パレットベースの色モード選択を使用する。ある色が選択されると、全てのユーザが、そ
の色に切り替えざるを得ない。しかしながら、図5Aに示されているように、第2の実施態
様の装置では、多数のユーザが、図4に示されている6つの器具に対していくつかのカラー
「ブラシ」の1つを選択して、6つの器具を同時に使用することができる。さらに、各端部
に異なる材料を有する器具を使用して、鉛筆のように、線を引いた後に上下を逆さにして
該線を消すことができる。
一意に識別される入力器具をユーザに割り当てることも可能である。これにより、シス
テムに対する操作を、特定の人、例えば、図5Bに示されているようにGreg、Bill、又はEi
leenに帰属させることができる。この実施態様は、例えば、共同で行う文書の編集、個々
の取り消しスタック、及び読み取り/書き込み許可にも使用することができる。
好ましい実施態様に基づいて本発明を示して説明してきたが、本発明は、該実施態様に限定されるものではない。当業者であれば、以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を行うことができることを理解されよう。
本件出願は、以下の構成の発明を提供する。
（構成１）
タッチ事象を分類するための装置であって、
物体又は指がタッチセンサ表面に接触したときに該タッチ事象を生成するように構成された該タッチセンサ表面であって、該タッチ事象が、該表面との接触時に生成される機械振動を伴う、該タッチセンサ表面と、
タッチの開始を検出するように構成されたタッチ事象検出器と、
該タッチ事象を分類して該タッチ事象に使用された物体を特定するように構成されたタッチ事象分類器と、を備える、前記装置。
（構成２）
前記タッチ事象分類器が、
機械振動信号を電気信号に変換するように構成された変換ユニット、
該電気信号から前記タッチ事象の代表的な一連の特徴を取り出すように構成された抽出ユニット、及び
該特徴を用いてタッチ入力を分類して前記タッチ事象に使用された物体を特定するように構成された分類ユニットを備える、構成1記載の装置。
（構成３）
前記機械振動が音響信号を含む、構成1記載の装置。
（構成４）
前記タッチ事象検出器が、前記タッチ事象を検出するために前記装置に組み込まれている、構成1記載の装置。
（構成５）
前記タッチ事象検出器が、前記タッチ事象を検出するために前記タッチセンサ表面に取り付けられている、構成1記載の装置。
（構成６）
前記機械振動が、先端部、腹、指爪、及び関節を含む指のいずれか1つの部分によって生成される、構成1記載の装置。
（構成７）
前記指の各部分が、タッチベースのインターフェイスを提供するために使用される、構成6記載の装置。
（構成８）
前記指の各部分が、異なるユーザインターフェイス操作に限定されている、構成6記載の装置。
（構成９）
前記音響信号が、前記タッチセンサ表面に衝突する受動器具の使用によって生成される、構成2記載の装置。
（構成１０）
タッチ事象を分類するための方法であって、
タッチ事象を検出するステップであって、該タッチ事象が、タッチセンサ表面に接触/衝当する物体によって生成され、かつ該タッチセンサ表面に衝突することによる音響信号を伴う、該ステップと、
該音響信号から該タッチ事象の代表的な一連の特徴を取り出すステップと、
該特徴を用いて該タッチ事象を分類して、該タッチ事象に使用された物体を特定するステップと、を含む、前記方法。
（構成１１）
前記タッチ事象を検出する前記ステップが、機械振動信号を捕捉するステップを含む、構成10記載の方法。
（構成１２）
前記タッチ事象を分類する前記ステップが、
前記機械振動信号を電気信号に変換するステップ、
該電気信号から該タッチ事象の代表的な一連の特徴を抽出するステップ、及び
該特徴を用いて該タッチ事象を分類して、該タッチ事象に使用された物体を特定するステップを含む、構成11記載の方法。
（構成１３）
前記機械振動が、先端部、腹、指爪、及び関節を含む指のいずれか1つの部分によって生成される、構成10記載の方法。
（構成１４）
前記指の各部分が、タッチベースのインターフェイスに入力するために使用される、構成13記載の方法。
（構成１５）
前記指の各部分が、異なるユーザインターフェイス動作を入力するために使用される、構成13記載の方法。
（構成１６）
前記機械振動が、前記タッチセンサ表面に衝突する受動器具の使用によって生成される、構成10記載の装置。

Claims (20)

  1. 硬質表面と接触している指又は受動物体によって生じる、該硬質表面における機械振動を分類するための装置であって、
    該硬質表面における機械振動を示す電気信号を受け取るサンプラーであって、該機械振動の少なくとも一部の代表的なデジタル化されたサンプルセグメントを連続的に生成する、該サンプラー；及び
    非一時的なストレージに作動的に接続されたプロセッサであって、実行された場合に、該プロセッサに下記を行わせる指示を含む、該プロセッサ：
    該デジタル化されたサンプルセグメントのデジタル信号分析を行い、該機械振動の特徴を特定すること；及び
    個々の特定された特徴の組合せを複数の種類のタッチ事象の1つに分類すること（ここで、該個々の特定された特徴の組合せが、少なくとも1つの該機械振動の平均絶対振幅、少なくとも1つの該機械振動の全絶対振幅、及び該機械振動の絶対振幅の標準偏差からなる第1の群から少なくとも一部選択される第1の複数の特徴を含む）
    を含む、前記装置。
  2. 前記個々の特定された特徴の組合せが、下記からなる第2の群から選択される第2の複数の特徴を更に含む、請求項１記載の装置：
    少なくとも1つの前記機械振動のあらかじめ決定されたスペクトログラム；
    少なくとも1つの前記機械振動の少なくとも1つの特定の周波数成分と関連する出力；
    少なくとも1つの前記機械振動の基本周波数成分；
    少なくとも1つの前記機械振動のあらかじめ決定された周波数スペクトル内容物；及び
    2以上の前記機械振動の組合せの周波数スペクトル。
  3. 前記電気信号が、衝突センサ、振動センサ、加速度計、歪みゲージ、コンデンサマイクロホン、圧電マイクロホン、又はマイクロエレクトロメカニカルマイクロホンの少なくとも1つによって生成される、請求項１記載の装置。
  4. 前記サンプラーが、前記機械振動を検出するために前記装置に組み込まれている、請求項１記載の装置。
  5. 前記機械振動が、前記硬質表面に取り付けられた部品によってアクティブに誘発されない、請求項１記載の装置。
  6. 前記機械振動が、先端部、腹、指爪、又は関節を含む少なくとも1つの指の部分によって生成される、請求項１記載の装置。
  7. 前記複数の種類のタッチ事象が、前記先端部、腹、指爪、又は関節の各々によってそれぞれ生成される前記機械振動において特定される特徴の異なる組合せに対応する少なくとも1つの異なるタッチ事象を含む、請求項６記載の装置。
  8. 前記少なくとも1つの指の部分の各々が、異なるユーザインターフェイス操作に結び付けられている、請求項７記載の装置。
  9. 前記機械振動が、前記硬質表面に衝突する受動器具によって生成される、請求項１記載の装置。
  10. 硬質表面と接触している指又は受動物体によって生じる、該硬質表面における機械振動を分類するための方法であって、
    電気信号をサンプリングして、該機械振動の代表的なデジタル化されたサンプルを生成すること；
    該機械振動の特徴を連続的に特定するために、該デジタル化されたサンプルを分析すること；及び
    少なくとも1つの個々の特定された特徴を複数のタッチ事象の1つに分類すること（ここで、該少なくとも1つの個々の特定された特徴が、少なくとも1つの該機械振動の平均絶対振幅、少なくとも1つの該機械振動の全絶対振幅、及び該機械振動の絶対振幅の標準偏差からなる群から少なくとも一部選択される複数の特徴を含む）
    を含む、前記方法。
  11. 前記少なくとも1つの個々の特定された特徴の分類が、少なくとも2つの個々の特定された特徴を、前記複数のタッチ事象の1つに分類することを含む、請求項１０記載の方法。
  12. 前記硬質表面と接触している指又は受動物体によって生じる、該硬質表面における機械振動の分類が、接触の開始の間、接触の間、又は接触の直後に、該硬質表面における少なくとも1つの機械振動を誘発することを含む、請求項１１記載の方法。
  13. 前記機械振動を先端部、腹、指爪、又は関節を含む少なくとも1つの指の部分によって生成することを更に含む、請求項１０記載の方法。
  14. 前記少なくとも1つの指の部分の各々を利用して、タッチベースのインターフェイスに入力を提供することを更に含む、請求項１３記載の方法。
  15. 前記少なくとも1つの指の部分の各々を利用して、異なるユーザインターフェイス動作を入力することを更に含む、請求項１３記載の方法。
  16. 前記硬質表面に衝突する受動器具の使用によって、前記機械振動を生成することを更に含む、請求項１０記載の方法。
  17. 前記少なくとも1つの個々の特定された特徴の分類が、前記先端部、腹、指爪、及び関節によって生じる機械振動間を、該機械振動の少なくとも1つの周波数成分と関連する出力に少なくとも一部基づいて識別することを含む、請求項１３記載の方法。
  18. 硬質表面と接触している指又は受動物体によって生じる、該硬質表面における機械振動を分類するための装置であって、
    該機械振動を示す電気信号を受け取るように作動的に接続されたサンプラーであって、該機械振動の少なくとも一部の代表的なデジタル化されたサンプルセグメントを連続的に生成する、該サンプラー；及び
    メモリ及び非一時的なストレージに作動的に接続された1以上のプロセッサであって、実行された場合に、該プロセッサに下記を行わせる指示を含む、該プロセッサ：
    該機械振動の特徴を特定するために、該デジタル化されたサンプルセグメントのデジタル信号分析を行うこと（ここで、該特徴が、少なくとも1つの該機械振動の平均絶対振幅、少なくとも1つの該機械振動の全絶対振幅、及び該機械振動の絶対振幅の標準偏差からなる群から少なくとも一部選択される複数の特徴を含む）；及び
    限定された時間にわたる該機械振動の少なくとも2つの周波数成分と関連するエネルギー量に少なくとも一部基づいて、特徴を複数のタッチ事象の1つに分類すること
    を含む、前記装置。
  19. 前記複数のタッチ事象が、前記指の先端部、腹、指爪、又は関節とそれぞれ関連する4つの異なるタッチ事象の少なくとも1つを含み、該4つの異なるタッチ事象の各々の特徴の識別が、該4つのタッチ事象の各々と関連したそれぞれ有限数のサンプルセグメントによって表された前記機械振動の各部分のエネルギースペクトル密度を含む、請求項１８記載の装置。
  20. 前記複数のタッチ事象が、異なる機械振動の発生源を前記硬質表面上の2つの異なる地点に局限することによって、実質的に同時に検出され、かつ識別される該異なる機械振動に少なくとも一部基づいて分類された2つの異なるタッチ事象の少なくとも1つを含む、請求項１８記載の装置。
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