JPH09218745A - センサ− パネルに対する物体の相対的速度に基づいて物体のタッチを検出するための方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサ− パネルに対する接近中の物体の相
対的速度に基づいてセンサ− パネルに物体がタッチし
たことを検出する際に、物体がセンサ− パネルにタッ
チした時の時刻を、使用者毎の身体上の物理的特性の相
違等に左右されることなく、高い信頼性でもって検出す
る。 【解決手段】 接近してくる物体がセンサ− パネル１
４にタッチした時の時刻を決定するタッチ時刻決定方法
は：センサ− パネル１４に接続されたコントロ−ラ１
６を使用し（ａ）、センサ− パネル１４とコントロ−
ラ１６との間に流れる電流に基づいて、接近物体の速度
値を決定し（ｂ）、上記速度値が最大値に達するまで、
上記速度値決定工程（ｂ）を繰りし（ｃ）、上記速度値
が上記最大値に達した時に、接近物体がセンサ− パネ
ル１４にタッチしていることを表示する信号を発生する
（ｄ）、各工程からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にタッチ入
力式デバイスに関し、更に詳しくは、コンピユ−タに組
み合わされたセンサ− パネルに対する物体の相対的速
度に基づいて、当該物体がセンサ− パネルにタッチし
たことを検出するための方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】センサ− パネル、即ちデジタル化タブ
レットと関連したタッチの第一の用途は、スタイラス
ペンなどの物体でもって、ボタンすなわちスイッチを押
すこと、即ち当該スイッチにタッチすることによって当
該スイッチを作動させることである。

【０００３】

【発明が解決しようする課題】実際にいつ物体がスクリ
−ンにタッチして、静電式デジタル化タブレットのアプ
リケ−ション ソフトにおける選択が行なわれたかと言
うことを、物理的なスイッチの閉路によって決定しよう
としても通常はできない。当該決定を行なうシステムに
とって入手可能な唯一の情報は、デイスプレイ スクリ
−ン上のＸ−Ｙ座標平面による物体の位置、即ち物体の
Ｘ−Ｙ座標値、および当該デイスプレイの表面からの物
体までの相対的な距離、即ち物体のＺ座標値の双方につ
いての情報のみである。当該Ｚ座標値は、物体がデイス
プレイに接近するにつれて増大して行き、デイスプレイ
の表面において、何らかの最大値に達する。しかしなが
ら、当該最大値は、個々の使用者毎に変動する。その理
由は、使用者個人毎に、その人の体のインピ−ダンスの
ような物理的特性が互いに相違するからである。更に、
当該最大値は、その時々の気候条件や温度条件によって
も左右される。

【０００４】物体がデイスプレイの表面にタッチした、
即ち着地した時の時刻を検出するために上記最大値の絶
対数を仮に使用した場合には、物体が未だデイスプレイ
スクリ−ンの上空にあるにも拘らず、着地したとの誤
った検出がなされる恐れがある。同様の問題は、物体が
デイスプレイ スクリ−ンの表面から離陸する時に、そ
の離陸時刻を検出する場合にも存在する。以上の理由に
よって、上記Ｚ座標値の閾値を使用することは、ボタン
選択の信頼性を失わせるので許されない。

【０００５】以上のことから明らかな通り、現在、必要
とされているものは、物体がセンサ− パネルにタッチ
した時の時刻を、使用者の身体上の物理的特性やその時
々の気候条件に左右されることなく、高い信頼性でもっ
て決定することができるタッチ時刻決定方法とその装置
である。

【０００６】従って、本発明の目的の一つは、物体がセ
ンサ− パネルにタッチした時の時刻を、使用者毎の身
体上の物理的特性の相違に左右されることなく、高い信
頼性でもって決定することができる新規で有用なタッチ
時刻決定方法を提供することである。

【０００７】本発明のもう一つの目的は、物体がセンサ
− パネルにタッチした時の時刻を、使用者毎の身体上
の物理的特性の相違に左右されることなく、高い信頼性
でもって決定することができる新規で有用なタッチ時刻
決定装置を提供することである。

【０００８】本発明の更にもう一つの目的は、物体がセ
ンサ− パネルにタッチした時の時刻を、その時々の気
候条件に左右されることなく、高い信頼性でもって決定
することができる新規で有用なタッチ時刻決定方法を提
供することである。

【０００９】本発明の更になおもう一つの目的は、物体
がセンサ− パネルにタッチした時の時刻を、その時々
の気候条件に左右されることなく、高い信頼性でもって
決定することができる新規で有用なタッチ時刻決定装置
を提供することである。

【００１０】本発明の更にもう一つの目的は、物体がセ
ンサ− パネルにタッチした時の時刻を、センサ− パ
ネルに対する物体の相対的な近さの変化に基づいて、決
定することができる新規で有用なタッチ時刻決定方法を
提供することである。

【００１１】本発明の更にもう一つの目的は、物体がセ
ンサ− パネルにタッチした時の時刻を、センサ− パ
ネルに対する物体の相対的な近さに基づいて、決定する
ことができる新規で有用なタッチ時刻決定装置を提供す
ることである。

【００１２】本発明の更になおもう一つの目的は、物体
がセンサ− パネルにタッチした時の時刻を、センサ−
パネルに対する物体の相対的な速度に基づいて、決定
することができる新規で有用なタッチ時刻決定方法を提
供することである。

【００１３】本発明の更になおもう一つの目的は、物体
がセンサ− パネルにタッチした時の時刻を、センサ−
パネルに対する物体の相対的な速度に基づいて、決定
することができる新規で有用なタッチ時刻決定装置を提
供することである。

【００１４】本発明の上記目的や、特徴および長所は、
下記の詳細な説明と添付図面によって明らかにされる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第一態様に従って提供される、接近してく
る接近物体がセンサ− パネルにタッチした時の時刻を
決定するタッチ時刻決定方法は：上記センサ− パネル
に対する上記接近物体の相対的速度の速度値を決定する
速度値決定工程（ａ）と、上記速度値が最大値に達する
まで上記速度値決定工程（ａ）を繰り返す繰返し工程
（ｂ）と、そして上記速度値が上記最大値に達した時
に、上記物体が上記センサ− パネルにタッチしている
ことを表示するフラッグ信号を発生するフラッグ信号発
生工程（ｃ）と、を有する。

【００１６】更に上記目的を達成するために、本発明の
第二態様に従って提供される、接近してくる接近物体が
センサ− パネルにタッチした時の時刻を決定するタッ
チ時刻決定方法は：上記センサ− パネルに接続された
コントロ−ラを使用するコントロ−ラ使用工程（ａ）
と、上記センサ− パネルと上記コントロ−ラとの間に
流れる電流に基づいて上記接近物体の速度値を決定する
速度値決定工程（ｂ）と、上記速度値が最大値に達する
まで、上記速度値決定工程（ｂ）を繰り返す繰返し工程
（ｃ）と、そして上記速度値が上記最大値に達した時
に、上記物体が上記センサ− パネルにタッチしている
ことを表示する信号を発生する信号発生工程（ｄ）と、
を有する。

【００１７】更に上記目的を達成するために、本発明の
第三態様に従って提供される、接近してくる接近物体が
センサ− パネルにタッチした時の時刻を決定するタッ
チ時刻決定装置は：上記センサ− パネルに対する上記
接近物体の相対的速度の速度値を決定する速度値決定機
構と、上記速度値が最大値に達した時の時刻を決定する
最大値到達時刻決定機構と、そして上記速度値が上記最
大値に達した時に、上記接近物体が上記センサ− パネ
ルにタッチしていることを表示するフラッグ信号を発生
するフラッグ信号発生機構と、を有する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を実施例に基づき説明する。本発明につ
いては、種々の変形例や、改修例および代替例を容易に
作ることができるのであるが、ここでは本発明の特定の
実施例について図面に例示的に示し、それに基づいて詳
細な説明を進める。従って、ここで了解しておくべきこ
とは、本発明を、ここに開示する特定の形態例のみに限
定する意図は全くないと言うことである。即ち、本発明
は、本願明細書の特許請求の範囲の欄に記載されている
通りの本発明の精神および技術的範囲に属する全ての変
形例や均等物を含むと言うことを了解すべきである。

【００１９】以下に説明される方法と装置は、センサ−
パネルに接近する物体の当該センサ− パネルに対す
る相対的な速度を検出し決定することによって、物体が
センサ− パネルにタッチした時の時刻を決定し、それ
によってセンサ− パネル上の当該タッチによるボタン
選択を可能にするための方法とその装置である。ここ
で、了解しておくべき一つの事柄がある。それは、上記
物体は、センサ− パネルに対して静電容量的な負荷と
して働くことができるものでなければならないと言うこ
とである。例えば、当該物体としては、使用者の指先
や、手持ち式のスタイラス ペンなどがある。この技術
を用いれば、センサ− パネルの表面に対する物体の着
地や離陸などの動作を、コンピユ−タを使用している個
人毎の身体上の物理的特性の相違やその時々の気候条件
に左右されずに、高い信頼をもって検出することが可能
になる。

【００２０】図１を参照すると、ここに示されているも
のは、ノ−トブック型すなわち手持ち型コンピユ−タの
ようなコンピユ−タ１０の機能上のブロック線図であ
る。コンピユ−タ１０には、本発明の特徴が組み込まれ
ている。当該コンピユ−タ１０は、本体すなわちフレ−
ム１２と、フレ−ム１２に固定された通常の静電式デイ
スプレイ スクリ−ンすなわちセンサ− パネル１４
と、コントロ−ラ１６と、そして、通常の中央演算処理
装置（ＣＰＵ）１８と、を有する。センサ− パネル１
４は、コ−ナ通信線２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ
（以下、２０ａ−２０ｄと略称する）を介して、コント
ロ−ラ１６に効果的に接続される。一方、コントロ−ラ
１６は、シリアル ポ−トのようなシリアル デ−タ通
信線２２を介してＣＰＵ１８に効果的に接続される。

【００２１】静電式センサ− パネル１４は、図２に示
される通り、既知の材料からなる幾つかの層を有する。
図示の実施例において、ガラス層２４は、ＬＣＤ（液晶
デイスプレイ）スクリ−ン２６を保護する。当該ＬＣＤ
スクリ−ン２６は、ガラス層２４の下側に配置される。
ガラス層２４の上面は、手持ち式スタイラス ペン（図
示せず）や使用者の指先などの物体による書込み／タッ
チ用表面を形成する。一方、ガラス層２４の下面は、当
該下面に張り付けられた反応性センサ−層２８を有す
る。反応性センサ−層２８は、反応性センサ−材から作
られる。図示の実施例において、当該反応性センサ−材
は、透明なインジウム−錫−酸化物（以下、ＩＴＯと言
う）からなる薄い皮膜であり、静電式センサ− パネル
用の用途において一般的に用いられるものである。

【００２２】各々のコ−ナ通信線２０ａ−２０ｄは、反
応性センサ−層すなわち反応性ＩＴＯ層２８の個々のコ
−ナ部分に電気的に接続されて電流を受け取る。当該電
流は、後で更に説明されるように、物体がガラス層２４
に接近したり、タッチしたり、或はまた当該ガラス層２
４から物体が離れていく結果として、発生させられる。
ポリエステル製の砕片飛散防止シ−ルド３０は、反応性
ＩＴＯ層２８の下側に取り付けられ、万が一ガラス層２
４が割れた場合に、当該ガラス層２４が砕け散るのを防
ぐ。砕片飛散防止シ−ルド３０の下面は、空気間隙３２
によって、ＬＣＤスクリ−ン２６の上面から隔てられ
る。

【００２３】作用に関して説明すると、反応性ＩＴＯ層
２８には、コントロ−ラ１６から供給される電圧による
バイアスが掛けられる。更に詳しく説明すると、コント
ロ−ラ１６は、バイアス電圧を、各々のコ−ナ通信線２
０ａ−２０ｄを介して、反応性ＩＴＯ層２８の各々のコ
−ナ部分に印加する。コンピユ−タ１０が休止状態にあ
る時（即ち、物体がセンサ− パネル１４に接近してい
ない時）、センサ−パネル１４には、コントロ−ラ１６
から供給される電圧によるバイアスが掛けられて、理想
的には、コ−ナ通信線２０ａ−２０ｄに電流が流れない
ようにされる。しかしながら、ここで了解しておく必要
がある事柄が一つだけ存在する。それは、センサ− パ
ネル１４が休止状態にある時には、反応性ＩＴＯ層２８
と当該反応性ＩＴＯ層２８の近くのコンピユ−タ１０の
金属製コンポ−ネントとの間には迷容量的（ｓｔｒａｙ
ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）結合が存在すると言うこと、
そして、当該迷容量的結合による負荷効果に起因して、
コ−ナ通信線２０ａ−２０ｄを通って或る有限量の電流
が流れると言うことである。

【００２４】物体がデイスプレイ スクリ−ン１４に接
近すると、当該物体はますます静電容量的な負荷として
働いて、反応性ＩＴＯ層２８との間の静電容量的な結合
の度合いを強める。更に詳しく説明すると、物体が反応
性ＩＴＯ層２８に近付けば近付くほど、当該物体と反応
性ＩＴＯ層２８との間の静電容量的結合力はそれだけま
すます増大する。即ち、反応性ＩＴＯ層２８と静電容量
的に結合している当該物体は、反応性ＩＴＯ層２８上で
静電容量的な負荷として働くので、このことによって電
流が発生させられる。当該電流は、反応性ＩＴＯ層２８
の各々のコ−ナ部分を通って流れ、それ故、コ−ナ通信
線２０ａ−２０ｄを介して外部に取り出される。

【００２５】ここで一つだけ了解しておく必要がある。
それは、間にガラス層２４が存在するために、物体は反
応性ＩＴＯ層２８に直接的にタッチすることはできない
と言うことである。物体が反応性ＩＴＯ層２８に最も接
近するのは、当該物体がガラス層２４の表面にタッチし
た時である。物体と反応性ＩＴＯ層２８との間の静電容
量的な結合力は、物体がガラス層２４の表面にタッチし
た時に最も強くなる。反応性ＩＴＯ層２８と静電容量的
に結合している物体に起因して、当該反応性ＩＴＯ層２
８の各々のコ−ナ部分（即ち、各々のコ−ナ通信線２０
ａ−２０ｄ）を通って流れる電流の大きさは、反応性Ｉ
ＴＯ層２８の各々のコ−ナ部分と、例えば図１に示され
るガラス層２４の物体位置３１に位置する物体との間に
存在する当該反応性ＩＴＯ層２８の各々の部分の導電率
に比例する。更に詳しく説明すると、物体位置３１から
反応性ＩＴＯ層２８の各々のコ−ナ部分まで伸びる各々
の矢印の相対的な太さによって、反応性ＩＴＯ層２８の
各々のコ−ナ部分を通って流れる電流の大きさが示され
る。当該電流は、反応性ＩＴＯ層２８に対する物体の相
対的な位置に起因して発生する。

【００２６】このようにして、物体が反応性ＩＴＯ層２
８の特定のコ−ナ部分に近付けば近付くほど、物体と当
該特定のコ−ナ部分との間の区間の反応性ＩＴＯ層２８
の導電率は、それだけますます大きくなり、それ故、当
該特定のコ−ナ部分を流れる電流の量も、それだけます
ます増大する。このことは、物体位置３１から反応性Ｉ
ＴＯ層２８の各々のコ−ナ部分まで伸びる各々の矢印の
相対的な太さによって示される通りである。同様にし
て、物体が反応性ＩＴＯ層２８の特定のコ−ナ部分から
離れれば離れるほど、物体と当該特定のコ−ナ部分との
間の区間の反応性ＩＴＯ層２８の導電率は、それだけま
すます低下し、それ故、当該特定のコ−ナ部分を流れる
電流の量も、それだけますます減少する。ここで了解し
ておくべきことが一つある。それは、物体の静電容量的
な負荷効果は、使用者毎に変化すると共に、その時々の
気候条件によっても、また変化すると言うことである。
従って、反応性ＩＴＯ層２８の四つのコ−ナ部分で測定
した電流の大きさのみに基づいて、物体がタッチした時
の時刻を正確に決定しようとしても、それはできない。

【００２７】次に、図３乃至図６を参照しながら、物体
がセンサ− パネル１４に接近する時の時刻、及び／又
はセンサ− パネル１４にタッチする時の時刻を決定す
る本発明の方法を説明する。図３のグラフが示す関係
は、物体がセンサ− パネル１４に接近しタッチし、そ
して当該センサ− パネル１４から離れていく際の、コ
−ナ通信線２０ａ−２０ｄを通って流れる電流の合計量
と時間軸との間の関係と、そして、その際の物体の速度
（以下、物体速度と言う）と時間軸との間の関係の二つ
の関係である。

【００２８】更に詳しく説明すると、図３は、時間軸の
区間（ｔ−３からｔ０まで）において、物体がセンサ−
パネル１４に接近して行くことを示す。このことは、
コ−ナ通信線２０ａ−２０ｄを通って流れる電流の合計
量によって証明されるし、更に、接近していく物体の速
度が図３のグラフでプラス方向に増加していることから
も証明される。図３のグラフにおいて、時間軸の区間
（ｔ０からｔ１８まで）は、物体がセンサ− パネル１
４のガラス層２４にタッチしているか、または少なくと
も当該ガラス層２４に隣接していることを示す。このこ
とは、コ−ナ通信線２０ａ−２０ｄを通って流れる電流
が最大値のレベルを保っていることから証明されるし、
更に、物体の速度が検出されないことからも証明され
る。時間軸の区間（ｔ１８からｔ２１まで）は、物体が
センサ− パネル１４から離れていくことを示す。この
ことは、物体と反応性ＩＴＯ層２８との間の静電容量的
な結合力が低下し、その結果、コ−ナ通信線２０ａ−２
０ｄを通って流れる電流の合計量が落ち込んでいること
から証明されるし、更に、離れつつある物体の速度が図
３のグラフでマイナス方向に増加していることからも証
明される。

【００２９】図４は、図３のグラフの時間軸の区間（ｔ
−３からｔ０まで）における、コ−ナ通信線２０ａ−２
０ｄを通って流れる電流の合計量と時間軸との間の関係
と、そして、その際の物体速度と時間軸との間の関係の
それぞれのグラフの拡大部分を示す。ここで了解してお
くべきことが一つある。それは、物体速度が、コ−ナ通
信線２０ａ−２０ｄを通って流れる電流に対し、相対的
な時間上のずれを生じると言うことである。当該ずれ
は、物体の合計デ−タをデジタル的にフイルタリング
（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）する際に生ずる時間遅れに起因
して生ずる。すなわち、図３および図４に示される物体
速度の値は、デジタル的にフイルタリングされたデ−タ
を表わす。当該デ−タは、生デ−タ値（即ち、未だデジ
タル的にフイルタリングされてないデ−タの値）に対
し、相対的な時間上のずれを生じる。即ち、物体速度が
そのピ−ク値に到達する地点は、コ−ナ通信線２０ａ−
２０ｄを通って流れる電流の合計量対時間軸のグラフの
勾配がゼロになる時間軸上の地点（ｔ０）である。これ
と対峙する生デ−タ値である生速度値がそのピ−ク値に
到達する地点は、通常、上記電流の合計量対時間軸のグ
ラフの勾配が最大になる時間軸上の地点（ｔ−１）であ
る。

【００３０】図５および図６のフロ−チャ−トが示す本
発明の最適実施例において、コントロ−ラ１６は、物体
がセンサ− パネル１４にタッチした時の、及び／又は
当該センサ− パネル１４から離れた時の時刻を決定す
る。特に、コントロ−ラ１６の作動は、ＣＰＵ１８が図
５および図６のフロ−チャ−トによって表わされるル−
チン作業を実行できるようにするために、通常の方法で
定期的に中断させられる。本発明の当該実施例におい
て、コントロ−ラ１６は、通常の方法で構成されてお
り、何度も繰り返される上記ル−チン作業相互間の時間
的な間隔を、約５から約２０ミリ秒の間の所望の長さに
調節することができる。即ち、当該ル−チン作業相互間
の時間的な間隔は、使用者によって通常の方法で選択さ
れる。

【００３１】次に、図５を参照すると、当該フロ−チャ
−トの最初の工程５０は、接近する物体がセンサ− パ
ネル１４にタッチした時の時刻を決定するための工程で
あって、更に詳しくは、その時々の上記ル−チン作業の
反復によってセンサ− パネル１４に対する物体の相対
的な速度を決定するための工程である。図６が示すル−
チン作業は、センサ− パネル１４に対する物体の相対
的な速度を決定するためのものである。当該ル−チン作
業の工程５２を参照すると、ここでコントロ−ラ１６が
決定する接近物体の速度は、その時々の上記ル−チン作
業の反復によって、各々のコ−ナ通信線２０ａ−２０ｄ
を通って流れる電流のサンプルを最初に取り出すことに
より当該電流の大きさを決定することによって求められ
る。ここで了解しておくべきことが一つある。それは、
センサ− パネル１４に対して接近する物体が仮に存在
しない場合には、上記電流の大きさは実質的にゼロにな
ると言うことである。

【００３２】先に説明した通り、センサ− パネル１４
上の静電容量的な負荷は、物体がセンサ− パネル１４
に近付くにつれてますます大きくなり、その結果、電流
が発生する。したがって、当該電流は、各々のコ−ナ通
信線２０ａ−２０ｄを通って流れることになる。各々の
コ−ナ通信線２０ａ−２０ｄを通って流れる電流の量
は、コントロ−ラ１６内で通常の方法でアナログ量から
デジタル量に変換されてバイナリ−値にされる。このよ
うにして得られたバイナリ−値は、その時々の上記ル−
チン作業の反復時において、各々のコ−ナ通信線２０ａ
−２０ｄ及びセンサ− パネル１４の個々のコ−ナ部分
を通って流れる各々の電流の大きさを表わす。

【００３３】各々のコ−ナ通信線２０ａ−２０ｄを通っ
て流れる各々の電流の大きさを表わす各々の当該バイナ
リ−値は、工程５４において一つに合算され、電流の合
計量を表わす一つの変数として取り扱われる。次いで、
工程５６において、コントロ−ラ１６は、接近物体の速
度を決定する。当該決定に際しては、既知の技術が用い
られて、上記電流の合計量としての変数の一次導関数が
算出される。ここで了解しておくべきことが一つある。
それは、当該一次導関数の算出に際しては、コントロ−
ラ１６の有するハ−ドウエアか又はソフトウエアのいず
れか一方を用いることができると言うことである。接近
物体の速度を表わす当該算出値は、物体速度と称する変
数として取り扱われる。ここでも了解しておくべきこと
がある。それは、物体がセンサ− パネル１４に接近す
る際には、物体速度の値はプラスになり、そして、反対
に、物体がセンサ− パネル１４から離れる際には、物
体速度の値はマイナスになると言うことである。更に
又、センサ− パネル１４に対して接近する物体が存在
しない場合には、物体速度の値は実質的にゼロになると
言うことである。

【００３４】上記電流の合計量と物体速度の値が決定さ
れると、当該ル−チン作業は工程５８（図５参照）に進
む。当該工程５８と次の工程６０の目的は、先のル−チ
ン作業の反復時にセンサ− パネル１４にタッチしたこ
とが判明した物体（即ち、後で説明されるドラッグ フ
ラッグが既にセットされた物体）が、現在、センサ−パ
ネル１４から離れて行っているのか否かを決定すること
である。当該決定に際して、特にコントロ−ラ１６は、
後で説明されるオフセット量と称する変数を、上記工程
５４で決定した上記電流の合計量としての変数から減算
し、それによって、当該減算結果の値が、後で説明され
る離陸閾値と称される所定の閾値未満であるか否かを決
定する。

【００３５】上記工程５８の結果が真であれば（即ち、
上記電流の合計量から上記オフセット量を引いた値が、
上記離陸閾値未満であれば）、物体はセンサ− パネル
１４から既に離れていることが判明する。ここで、上記
電流の合計量は、この時のル−チン作業の反復によって
決定される変数であり、そして、上記オフセット量およ
び上記離陸閾値は、先のル−チン作業の反復によって決
定される変数である。これらの変数については後で更に
説明される。即ち、この時のル−チン作業の反復は、図
３のグラフの時間軸の区間（ｔ１８からｔ２１まで）内
で行なわれる。次いで、当該ル−チン作業は、工程６０
に進んで、上記ドラッグ フラッグが取り外されて、物
体がもはやセンサ− パネル１４にタッチしていないこ
とが表示される。次いで、当該ル−チン作業は工程６２
に進む。

【００３６】工程５８の結果が偽（即ち、上記電流の合
計量から上記オフセット量を引いた値が、上記離陸閾値
に等しいか又はそれ以上であれば）、当該ル−チン作業
は、直に工程６２に進む。工程６２において、コントロ
−ラ１６は、物体がセンサ−パネル１４に接近している
のか否かを、物体速度と所定の速度閾値とを比較するこ
とによって決定する。この際、特にコントロ−ラ１６
は、上記物体速度と称する変数の値が、上記速度閾値と
称する定数の値を越えているのか否かを決定する。図３
及び図４に示される通り、上記速度閾値と称する定数の
値は、諸々の雑音や干渉によって物体がセンサ− パネ
ル１４に接近しているとの誤った表示がなされないよう
に保証する上で必要な最小限の値として選択され設定さ
れる。従って、センサ− パネル１４に接近する物体が
存在しなければ、上記物体速度の変数値は、実質的にゼ
ロになり、それ故、上記速度閾値と称する定数の値未満
になる。

【００３７】工程６２において、コントロ−ラ１６が、
上記物体速度の変数値は上記速度閾値に等しいか又はそ
れ未満であると決定した場合、物体はセンサ− パネル
１４に接近していないことになる。従って、ル−チン作
業は工程６４に進み、ここで現在のル−チン作業の反復
を終了する。所定の時間が経った後、コントロ−ラ１６
は、再び作動を中断され、それによって、図５及び図６
に示される通り、工程５０からスタ−トする次回のル−
チン作業の反復が実行される。更に詳しく説明すると、
先の諸々の工程は、コントロ−ラ１６が工程６２におい
て物体速度の変数値が速度閾値を越えたと決定するまで
（即ち、物体がセンサ− パネル１４に接近していると
決定するまで）、繰り返される。従って、現在のル−チ
ン作業の反復は、図４のグラフの時間軸の区間（ｔ−１
からｔ０まで）において実行される。工程６８の目的
は、接近物体がセンサ− パネル１４にタッチしたか否
かについての決定を下すことである。当該決定は、物体
速度の変数値が増加しているのか否かを決定することに
よってなされる。その際、特にコントロ−ラ１６は、物
体速度の現在の変数値（当該ル−チン作業の工程５６に
おいて既に決定済）を、先のル−チン作業の反復によっ
て決定された物体速度の先の変数値と比較する。

【００３８】コントロ−ラ１６が、物体速度の上記現在
の変数値は上記先の変数値よりも大であると決定した場
合、物体はセンサ− パネル１４に未だタッチしていな
いことになる。即ち、当該ル−チン作業の反復は、未だ
図４の上記時間軸の区間（ｔ−１からｔ０まで）で実行
されることになる。従って、物体速度の現在の変数値
は、図４に示される通り、未だそのピ−ク値すなわち最
大値に達していないことになる。換言すれば、物体速度
の現在の変数値は、未だ増加しつつある。次いで、当該
ル−チン作業は、工程７０に進む。

【００３９】工程７０において、コントロ−ラ１６は接
近フラッグをセットして、物体がセンサ− パネル１４
に接近していることを表示する。次いで、ル−チン作業
は工程６４に進み、ここで当該ル−チン作業は終了す
る。所定の時間が経過した後、コントロ−ラ１６は、再
び作動を中断され、それによって、図５及び図６に示さ
れる通り、工程５０からスタ−トする次回のル−チン作
業の反復が実行される。更に詳しく説明すると、物体速
度の変数値が自身のピ−ク値すなわち自己の最大値に達
し、もはやそれ以上増大しないと言うことをコントロ−
ラ１６が決定するまで、先の諸々の工程は、当該次回の
ル−チン作業においても繰り返される。

【００４０】再び、工程６８を参照すると、例えば、コ
ントロ−ラ１６が、物体速度の現在の変数値を先の物体
速度の変数値未満であるか又はそれと等しいと決定した
場合、物体はセンサ− パネル１４に最終的にタッチし
たことになる。換言すれば、当該ル−チン作業の反復
は、未だ図４の上記時間軸の区間（ｔ−１からｔ０ま
で）で実行される。従って、物体速度の現在の変数値
は、図４に示される通り、そのピ−ク値すなわち最大値
に達したことになる。次いで、当該ル−チン作業は工程
７２に進む。

【００４１】工程７２の目的は、上記接近フラッグが現
在セットされているのか否かと言うこと（即ち、先のル
−チン作業の反復において、物体がセンサ− パネル１
４に接近しつつあったのか否かと言うこと）を決定する
ことである。コントロ−ラ１６が、上記接近フラッグが
現在セットされていると決定した場合、当該ル−チン作
業は工程７４に進む。反対に、コントロ−ラ１６が、上
記接近フラッグは未だセットされていないと決定した場
合には、当該ル−チン作業は工程６４に進み、ここで当
該ル−チン作業の反復は終了する。

【００４２】工程７４と工程７６は互いに協働して、一
種のフイ−ドバック（ｌｏｏｐｉｎｇ）処理を実現す
る。当該フイ−ドバック処理は、上記オフセット量と称
するオフセット変数値を決定すると言う目的を有する。
当該オフセット変数値は、次回のル−チン作業の反復に
おける工程５８において、上記電流の合計量から減算さ
れる。当該オフセット変数値は、物体がセンサ− パネ
ル１４にタッチしたことが決定された後は、センサ−
パネル１４に対する物体の相対的な位置を正確に決定す
る上で有用である。図３及び図４に示される通り、当該
オフセット変数値を算出する上で必要なことは、コント
ロ−ラ１６が、当該ル−チン作業における上記フイ−ド
バック処理の最後の工程７６において、物体速度の変数
値はゼロに等しいと言うことを決定することである。例
えば、上記フイ−ドバック処理の最後は、図３に示され
る通り、時間軸の時刻（ｔ−２）に対応し、当該対応位
置において物体速度の変数値はゼロになる。

【００４３】工程７４において、タイムと称されるカウ
ント値（ｔ）には、初期値として０（ゼロ）の値が与え
られ、それから、ル−チン作業が工程７６に進む前に、
当該カウント値（ｔ）は、漸次、一つずつ減少させられ
る（即ち、０から−１へと）。従って、工程７６におい
て、コントロ−ラ１６は、反復時刻（ｔ−１）における
物体速度の値がゼロの値を越えたか否かを決定する。反
復時刻（ｔ−１）における物体速度の値はゼロの値より
も大きいので、当該ル−チン作業は工程７４に戻り、そ
こで再び上記カウント値（−１）が更に減少させられる
（即ち、−１から−２へと）。次いで、当該ル−チン作
業は工程７６に戻り、そこでコントロ−ラ１６は、カウ
ント値（−２）における物体速度の値がゼロの値を越え
たか否かを決定する。

【００４４】先の物体速度の値が、例えば、図４に示さ
れるカウント値（−２）における物体速度の値のように
０（ゼロ）の値を越えていないことが判明した後、当該
ル−チン作業は工程７８に進む。工程７８において、コ
ントロ−ラ１６が設定するオフセット量の変数値は、当
該カウント値によって同定される反復時刻の工程５４に
おける決定値である上記合計電流の変数値と等しい。例
えば、コントロ−ラ１６が設定するオフセット量の変数
値は、図４に示される反復時刻（ｔ−２）によって同定
される上記合計電流の変数値と等しい。

【００４５】次いで、当該ル−チン作業は工程７６に進
み、ここでセンサ− パネル１４に対する物体の着陸信
号すなわちタッチ完了信号が発生させられる。説明中の
本発明の実施例において、上記物体のタッチ完了信号
は、ドラッグ フラッグのセット（設定）の形を取る。
当該ドラッグ フラッグ信号あるいはそれと同等の他の
何らかの手段によって表示される内容は、物体が現在セ
ンサ− パネル１４にタッチしており、そのためコント
ロ−ラ１６が他の仕事として、例えば、センサ−パネル
１４に対する当該タッチ完了物体の相対的な位置を決定
する仕事を行なうことが実質的に可能になったと言う内
容である。ドラッグ フラッグがセットされた後、当該
ル−チン作業は、工程８２に進み、ここで接近フラッグ
のセット（設定）を解除し、それから工程８４に進む。
当該工程８４において、次のル−チン作業の反復の際に
用いられる離陸（Ｌｉｆｔ Ｏｆｆ）閾値の値が決定さ
れる。

【００４６】工程８４において、コントロ−ラ１６が決
定する上記離陸閾値の値は、上記電流の合計量の値から
現在のオフセット値を減算し、次いで当該減算結果を任
意の定数Ｋで乗算することによって得られる。図３に示
される通り、上記離陸閾値の値は、物体がセンサ− パ
ネル１４から離れる時の時刻を表わす。即ち、次のル−
チン作業の反復の際に、このとき物体はセンサ− パネ
ル１４にタッチしているのであるが、工程５４で決定さ
れた上記電流の合計値が、物体の静電容量的な負荷の変
動に起因して変化する。

【００４７】例えば、上記任意の定数Ｋの値が０．９の
場合は、物体がセンサ− パネル１４から離れる（即
ち、離陸する）前に、上記電流の合計値の低下率は約１
０パ−セントになるはずである。従って、このようなこ
とから、誤った離陸表示を防ぐことができる。即ち、工
程５８（図５参照）において、コントロ−ラ１６は、上
記電流の合計値から上記オフセット値を引いた値が上記
離陸閾値未満であるか否かを決定する。

【００４８】以上において説明されたものは、タッチ動
作によるボタン選択を可能にするための方法とその装置
である。当該ボタン選択は、タッチする物体がセンサ−
パネルにタッチした時の時刻を決定することによって
なされ、当該時刻の決定は、センサ− パネルに対する
接近中の物体の相対的な速度を検出することよってなさ
れる。ここで了解しておくべきことが一つある。それ
は、当該物体は、使用者の指先や、手持ち式のスタイラ
ス ペンや、或は又、センサ− パネル上で静電容量的
な負荷として働くことができるその他の如何なるもので
もよいと言うことである。この技術を用いれば、コンピ
ユ−タを誰が使用しても、又、その時々の天候が如何な
るものであっても、センサ− パネル上での物体の着陸
や離陸を高い信頼性をもって検出することができる。

【００４９】上記の通り、本発明は図面と上記説明とに
よって詳細に図解され記述されたが、当該図解と記述
は、その性格上、あくまでも例示的なものであって決し
て限定的なものではない。従って、ここで了解すべきこ
とは、上記最適実施例は単なる例示であり、それ故、本
発明の精神に基づく上記実施例の全ての変形例や改修例
は本発明に属すると言うことである。

【００５０】

【発明の効果】本発明の方法とその装置は、センサ−
パネルに対する接近中の物体の相対的速度に基づいて、
センサ− パネルに物体がタッチしたことを検出する
際、物体がセンサ− パネルにタッチした時の時刻を、
使用者毎の身体上の物理的特性の相違やその時々の気候
条件に左右されることなく、高い信頼性でもって検出す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の特徴を組込んだノ−トブック型コン
ピユ−タの機能上のブロック線図である。

【図２】 図１の２−２線の矢印方向に見たノ−トブッ
ク型コンピユ−タのセンサ− パネルの斜視図である。

【図３】 物体が、図２のセンサ− パネルに対して接
近させられ、タッチさせられ、そして当該センサ− パ
ネルから引き離される時の、電流対時間と、速度対時間
の間のそれぞれの関係を示すグラフである。

【図４】 図３のグラフの時間軸における一つの区間
（ｔ−３からｔ０まで）の拡大部を示すグラフである。

【図５】 図１のノ−トブック型コンピユ−タのセンサ
− パネルに物体がタッチした時の時刻を決定するため
のフロ−チャ−トである。

【図６】 図２のセンサ− パネルに対して物体が遠近
動する際の当該物体の速度を決定するためのフロ−チャ
−トである。

【符号の説明】

１０ コンピユ−タ １２ フレ−ム １４ センサ− パネル １６ コントロ−ラ １８ ＣＰＵ ２０ａ−２０ｄ コ−ナ通信線 ２２ シリアル デ−タ通信線 ２４ ガラス層 ２６ 液晶デイスプレイ スクリ−ン ２８ 反応性センサ−層（即ち、反応性ＩＴＯ層） ３０ 砕片飛散防止シ−ルド ３１ 物体位置 ５０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４、６
８、７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２、８４
フロ−チャ−トの各工程 ｔ−３、ｔ−２、ｔ−１、ｔ０、ｔ３、ｔ６、ｔ９、ｔ
１２、ｔ１５、ｔ１８、ｔ２１ 反復時刻

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビリー ビー．ダンカン アメリカ合衆国 コロラド州 80909 コ ロラド スプリングス、ウォーウィック レーン 1935 (72)発明者 ウィリアム ケイ．ペティ アメリカ合衆国 コロラド州 80917 コ ロラド スプリングス、シエラ ドライブ 2765 (72)発明者 マーク エス．スナイダー アメリカ合衆国 コロラド州 80922 コ ロラド スプリングス、ファブレイ レー ン 4963

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の工程からなる、接近してくる接近
   物体がセンサ− パネルにタッチした時の時刻を決定す
   るタッチ時刻決定方法：該センサ− パネルに対する該
   接近物体の相対的速度の速度値を決定する速度値決定工
   程（ａ）と、 該速度値が最大値に達するまで該速度値決定工程（ａ）
   を繰り返す繰返し工程（ｂ）と、そして該速度値が該最
   大値に達した時に、該物体が該センサ− パネルにタッ
   チしていることを表示するフラッグ信号を発生するフラ
   ッグ信号発生工程（ｃ）。
2. 【請求項２】 該速度値決定工程（ａ）は、 該接近物体の近さが変化するにつれて電流を変化させる
   反応性センサ−層を使用する反応性センサ−層使用工程
   と、 該電流の電流値を決定する電流値決定工程と、そして該
   電流値の一次導関数を計算して、該速度値を決定する一
   次導関数計算工程と、を有する、請求項１記載のタッチ
   時刻決定方法。
3. 【請求項３】 該速度値決定工程（ａ）は、 該接近物体の近さが変化するにつれて反応性センサ−層
   のコ−ナ部分における電流を変化させる、該反応性セン
   サ−層を使用する反応性センサ−層使用工程と、 該反応性センサ−層の該コ−ナ部分における該電流値を
   決定する電流値決定工程と、 該反応性センサ−層の該コ−ナ部分の各々における各々
   の該電流値を合算して合計電流値を決定する合計電流値
   決定工程と、そして該合計電流値の一次導関数を計算し
   て、該速度値を決定する一次導関数計算工程と、を有す
   る、請求項１記載のタッチ時刻決定方法。
4. 【請求項４】 該接近物体は使用者の指先である、請求
   項１記載のタッチ時刻決定方法。
5. 【請求項５】 該接近物体はスタイラス ペンである、
   請求項１記載のタッチ時刻決定方法。
6. 【請求項６】 下記の工程からなる、接近してくる接近
   物体がセンサ− パネルにタッチした時の時刻を決定す
   るタッチ時刻決定方法：該センサ− パネルに接続され
   たコントロ−ラを使用するコントロ−ラ使用工程（ａ）
   と、 該センサ− パネルと該コントロ−ラとの間に流れる電
   流に基づいて該接近物体の速度値を決定する速度値決定
   工程（ｂ）と、 該速度値が最大値に達するまで、該速度値決定工程
   （ｂ）を繰り返す繰返し工程（ｃ）と、そして該速度値
   が該最大値に達した時に、該物体が該センサ− パネル
   にタッチしていることを表示する信号を発生する信号発
   生工程（ｄ）。
7. 【請求項７】 該センサ− パネルは、該物体が該セン
   サ− パネルに接近するにつれて電流を変化させる反応
   性センサ−層を有する、請求項６記載のタッチ時刻決定
   方法。
8. 【請求項８】 該反応性センサ−層の各々のコ−ナ部分
   は、通信線を介して該コントロ−ラに接続されて、該反
   応性センサ−層と該コントロ−ラとの間を流れる電流の
   検出を容易にする、請求項７記載のタッチ時刻決定方
   法。
9. 【請求項９】 該速度値決定工程（ｂ）は、 各々の該通信線を流れる該電流の電流値を決定する電流
   値決定工程と、 各々の該通信線を流れる該電流の各々の該電流値を一つ
   に合算して合計電流値を決定する合計電流値決定工程
   と、そして該合計電流値の一次導関数を計算して、該セ
   ンサ− パネルに対する該物体の相対的速度の速度値を
   決定する一次導関数計算工程と、を有する、請求項８記
   載のタッチ時刻決定方法。
10. 【請求項１０】 該反応性センサ−層は、インジウム−
    錫−酸化物（ＩＴＯ）を有する、請求項７記載のタッチ
    時刻決定方法。
11. 【請求項１１】 該接近物体は、使用者の指先である、
    請求項６記載のタッチ時刻決定方法。
12. 【請求項１２】 該接近物体は、スタイラス ペンであ
    る、請求項６記載のタッチ時刻決定方法。
13. 【請求項１３】 下記の構成要素からなる、接近してく
    る接近物体がセンサ− パネルにタッチした時の時刻を
    決定するタッチ時刻決定装置：該センサ− パネルに対
    する該接近物体の相対的速度の速度値を決定する速度値
    決定手段と、 該速度値が最大値に達した時の時刻を決定する最大値到
    達時刻決定手段と、そして該速度値が該最大値に達した
    時に、該接近物体が該センサ− パネルにタッチしてい
    ることを表示するフラッグ信号を発生するフラッグ信号
    発生手段。
14. 【請求項１４】 該センサ− パネルは、該物体が該セ
    ンサ− パネルに接近するにつれて電流を変化させる反
    応性センサ−層を有する、請求項１３記載のタッチ時刻
    決定装置。
15. 【請求項１５】 該速度値決定手段は、 該電流の電流値を決定する手段と、そして該電流値の一
    次導関数を計算して、該センサ− パネルに対する該接
    近物体の該速度値を決定する一次導関数計算手段と、を
    有する、請求項１４記載のタッチ時刻決定装置。
16. 【請求項１６】 該反応性センサ−層は、複数のコ−ナ
    部分を有し、そして該電流は、該センサ− パネルに該
    物体が接近するにつれて、該複数のコ−ナ部分の間で分
    割される、請求項１４記載のタッチ時刻決定装置。
17. 【請求項１７】 更に、下記の構成要素を有する、請求
    項１６記載のタッチ時刻決定装置：該複数のコ−ナ部分
    の各々における該電流の各々の電流値を決定するコ−ナ
    部分電流値決定手段と、 各々の該電流値を一つに合算して合計電流値を決定する
    合計電流値決定手段と、そして該合計電流値の一次導関
    数を計算して、該センサ− パネルに対する該物体の相
    対的速度の速度値を決定する一次導関数計算手段。
18. 【請求項１８】 該センサ− パネルは、静電式センサ
    − パネルであり、そして該反応性センサ−層は、イン
    ジウム−錫−酸化物（ＩＴＯ）を有する、請求項１４記
    載のタッチ時刻決定装置。
19. 【請求項１９】 該接近物体は、使用者の指先である、
    請求項１３記載のタッチ時刻決定装置。
20. 【請求項２０】 該接近物体は、スタイラス ペンであ
    る、請求項１３記載のタッチ時刻決定装置。