JPH09511086A - 多入力近接検出器およびタッチパッドシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 キーパッドアレイ、デジタイジングタブレット、タッチ画面または電子マウスを構成しうるタッチパッドである。このタッチパッドは、適当な誘電媒体を通して操作可能であり、静電容量的作用により動作し、モニタ画面と結合してコンピュータインタフェースとしての使用、または、たとえば現金引出し用キーパッドのような、いくつかの用途におけるコンピュータ入力装置としての使用に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 多入力近接検出器および タッチパッドシステム 本発明は、たとえば、キーパッドアレイ、デジタイジングタブレット、タッチ 画面または電子マウスを構成しうる、いろいろな厚さのガラスまたは他の誘電媒 体を通して操作可能な多入力近接検出器／タッチパッドシステムに関し、より詳 細には、たとえば、直交配置された導電性エレメントを重ね合せることで、大き なキー行列または大きなタッチ感知領域を形成しうる多入力近接検出器／タッチ パッドシステムの設計に関する。特に導電性エレメントおよび当該導電エレメン トに仕える電子走査システムは最適な感度が得られるように配置される。 ヨーロッパ特許第ＥＰ−０１８５６７１号には、１枚のガラスの一面に取り付 けられるタッチ作動式キーボードであって、お互いに隣接して所望のパターンに 配置された複数のキーパッドと、当該キーパッドの状態を評価し、ユーザにより １以上のキーパッドが操作されている時を示す問合せ手段と、しきい値発生およ びドリフト補償の手段を提供する電子走査処理システムとからなるものが記載さ れている。 しきい値発生手段は、キーパッドがユーザにより操作されていることを示すた め、どのキーパッドにも関係する所要の静電容量レベルを所定の時間間隔で繰り 返し決定する。 ドリフト補償手段は、変化するバックグラウンド状態に起因する静電容量の変 動を補償する。 本発明は、キーパッドアレイ、デジタイジングタブレット、タッチ画面または 電子マウスを構成でき、「接触感知」表面領域、以下タッチパ ッドという、に接触しまたはきわめて接近しているユーザの指または他の物体の 位置を、多数の導体エレメントに対するその指の静電容量的効果によって決定す る（以下キーストロークという）多入力近接検出器／タッチパッドシステムの構 成、および、特に接触感知領域が比較的大きくなる場合の、キーパッドの感度の 最適化に向けられている。この明細書中、「指」という表現は、タッチパッドで 検出可能な静電容量的影響をもたらす任意の物体を含むものとする。 留意すべきは、通常の操作形態ではユーザの指はタッチパッド表面またはそれ と関係を持った表面と接触するであろうけれども、「キーパッド」またはタッチ パッドの領域の活性化は、タッチパッドの表面を押すことなく、さらにはそれと 物理的に接触することさえなくても達成できる。 他の既知タイプのタッチパッド、たとえば、２組の導体を対向してなる膜スイ ッチなどでは、２つの導電性エレメントの交点でこれら導電性エレメントに圧力 を加える必要がある。導電性エレメントのペアは系統的に走査して、もしあれば 交点が押されているかどうを決定することができる。このシステムの欠点は、可 動部（たとえば、ユーザの指に提供される上面）がありしたがってそれが損傷を 受ける場合があること、また、ユーザの指の位置決めが導電性エレメントの交点 と一致しなければならないことである。この方法は１組の駆動導体および１組の 検出導体を用いる。 しかし、本発明は、検出導体のみを使用し、また、可動部を持たない。したが って、タッチパッドを覆うガラスまたは他の誘電媒体によってユーザによる損傷 から十分に保護できる。導電性エレメントの電子走査は、ある時点でただ１つの エレメントとの接続を必要とし、他のすべてのエレメントは、走査されていない 時、干渉を減らす状態に置くことができ る。本発明は、さらに、タッチパッドの有効面上の任意の点におけるユーザの指 の検出を可能にし、この場合には、個々のキーパッドとして解釈されるタッチパ ッドの所定領域、または「箱」を割り当てるように電子走査メカニズムを配置す ることができる。 このようなタッチパッドシステムにとって基本的に重要なのは、静電容量の通 常の変動と比べたときの指の近接に対する装置の感度である。これは、前述した ような故意の「キーストローク」を確実に表示し、そしてその指の位置を高い精 度で決定するのを保証する。指の位置は、「箱」またはタッチパッドの所定領域 が１組の可能な箱または所定領域から活性化されているディジタル表現でも、ま た、たとえば、ｘｙ座標による位置のアナログ表現でもよい。 本発明は、さらに、単独で使用しまたはお互いに結合して使用しうるいくつか の選択可能な実施態様によって、このような所要感度を達成することに向けられ ている。 このようなタッチパッドの用途は多種多様であって、たとえば、 キーボードが、たとえば、陰極線管または液晶表示装置などの表示装置のすぐ 前にある、コンピュータシステムのタッチ画面インタフェースとして、 ふつう特定のまたは異なる種類の商品に対して多くのボタンがある現金引出し 用キーパッドとして（本発明では簡単にきれいに拭き取りできるなめらかなガラ スをキーパッド表面に提供できるため、本発明は引出し操作者が汚れたまたは脂 ぎった手をしていそうなこのような用途に特に適している）、 人の指をタッチパッドの表面を横切って動かすことにより画面のカーソルを動 かすコンピュータシステムの「マウス」入力装置の同等物として、 敵対環境で使用される標準レイアウトのキーボードとして、 多くの個々の近接検出キーとしての用途である。 陰極線管または他の静電気もしくは干渉発生装置の環境では、既知の手段、た とえば、透明の接地シールドによって、タッチパッドをそのような静電気から保 護する必要がある。また、アクティブに駆動される背面を使用することも可能で ある。 概括的には、本発明は、２以上の独立したセンサ入力を並置して指の近接を決 定する多入力近接検出器を提供するものであって、そのような検出はすべてのセ ンサ入力が有効な検出を示すときに有効として認められるだけであり、そのよう な入力は、どんな１つの組合せでもそれの個々のすべての入力について真の検出 をもたらすときにただ１つの有効な検出が決定されるようなただ１つの組合せで 、他の入力の範囲の隣に並置することができる。 本発明によれば、電気的絶縁膜で当該膜の第１面上にある第１シリーズの間隔 を置いて離れている導体とそれの上または近傍にある第２シリーズの間隔を置い て離れている導体とを有するものからなるタッチパッドであって、前記第１およ び第２シリーズの導体間には電気的接触がなく、前記シリーズの各導体は指の近 接を感知して前記導体の静電容量を変更しその導体の近くにある前記指の存在を 検出するタッチパッドが提供される。好ましくは、第１および第２の導体は、好 ましくはサイズが１０ミクロンと２０ミクロンの間の細い電線からなっており、 タッチパッドをタッチ画面として用いる場合にはほとんど目に見えない。 以下、本発明の実施態様を次の添付図面を参照して例によって説明する。 図１は本発明によるタッチパッドを示す平面図である。 図２ａ、図２ｂおよび図２ｃはそれぞれ選択可能な実施態様における 図１のタッチパッドを通るＡ−Ａ断面図であって、縮尺どおりではない。 図３ａおよび図３ｂはそれぞれ２つの導電性エレメントの交点の実施態様を示 す図である。 図４は多数の導電性エレメントを持った大面積タッチパッドに適した本発明の 一実施態様の平面図である。 図５は導電性エレメント間を接続しうる本発明の一実施態様の断面図である。 図６はタッチパッド表面の小部分を示す図である。 図７は各交点に多数のキーパッド領域が与えられている本発明の一実施態様を 示すタッチパッド表面の一部を示す図である。 図８は前記タッチパッドと一緒に使用するのに適した走査装置の一実施態様を 示す概略図である。 図９は標準的なタイプライターキーボードのレイアウトの様式で使用するのに 適した導体エレメントのパターンを示す図である。 図１０は多重化されたタッチパッドの一実施態様を示す導体エレメントのパタ ーンを示す図である。 図１および図２ａを参照して、本発明の一実施態様によると、薄い誘電膜１０ を備え、その上に、一端または両端が適当に接続された第１シリーズの平行な導 体エレメント１２を形成する電気的導電材料のパターンが、一方の面上にスクリ ーン印刷法または類似の石版印刷法などの適当な技術により付着されている。薄 い誘電膜１０の他方の面上には、同様の技術により、一端または両端が適当に接 続されそして第１シリーズと直交するが電気的には接触していない第２シリーズ の平行な導体エレメント１４を形成する電気的導電材料のパターンを備えている 。したがって、第１および第２シリーズの導体エレメントは複数の交点２０を形 成する。これら導体エレメント１２、１４に適した材料は、たとえば、 銀をベースにした導電性インクである。タッチパッドが表示システムの前で使用 されている場合に導体エレメントの可視性を低くする場合には、酸化インジウム が適当な材料である。 他の実施態様では、第１および第２シリーズの導体エレメントは平行である必 要はなく、また、第１および第２シリーズの導体エレメントが相互に直交する必 要もない。第２シリーズの導体エレメントは別の薄い誘電膜上に付着させてもよ い。この第２の薄膜は、誘電体層により第１および第２シリーズの導体エレメン トを分離するという同様の効果を達成するため、第１誘電膜の上に重ねる。 また、導電性エレメントは別の方法で重ね合わせることもできる。たとえば、 図２ｂでは、薄い誘電膜１０の上に第１シリーズの導体エレメント１２を付着し 、その上に絶縁層１３を付着する。それから、その絶縁層の上に第２シリーズの 導電性エレメント１４を付着する。したがって、絶縁層１３は第１および第２シ リーズの導電性エレメントの間に膜構造を形成する。 しかし、絶縁層１３はタッチパッドの表面全体にわたって連続的である必要は なく、単に、第１および第２シリーズの導体エレメントの交点を絶縁する必要が あるのみである。図２ｃでは、この配置が示されており、そこでは、小領域の絶 縁材料１３′が、提案された交点において第１シリーズの導電性エレメント１２ の上に付着されている。その後、第２シリーズの導体エレメント１４を付着する 。この例では、小領域の絶縁材料１３′は絶縁膜１０と合同して第１および第２ シリーズの導体エレメントを分離する膜構造を形成する。 導体エレメント１２や導体エレメント１４に対する接続は、導体エレメント１ ２、１４と同様の方法で付着および／または限定された別の導電性エレメント３ ２、３４によってそれぞれなされる。タッチパッド走 査システムへの接続はコネクタ３０により適当な接続システムを用いて行われる 。 図１および図２ａ〜図２ｃの実施態様では、導体エレメント１２、１４の幅１ ６はエレメント間の間隔１８と比べて小さい。導体エレメント１２、１４を形成 するのに使用されている導電材料が低い導電率をしている場合には、後述するよ うに別のパターンの導体エレメントを用いることができる。 他の実施態様では、エレメント間の間隔１８は導体エレメントの隣接するペア のおのおのについて同一である必要はない。 タッチパッドの感度およびそれの外的干渉に対する不感受性は、図２ａ〜図２ ｃに示すように、誘電膜１０および導電性エレメント１２、１４、３２、３４を 誘電性積層物の中に封入するで高まることが分かっている。誘電性積層物はプラ スチックフィルムで差し支えなく、ヒートシールのようなよく知られた技術を用 いて形成することができる。これは、導体エレメントのすぐ近くに一定の誘電環 境を提供し、また、さもなくば導体エレメント上に存在するであろう湿気による 影響を除去し、さらに、装置の丈夫さを向上させる。 指または他の物体の近接に起因する導体エレメントまたは導体エレメント群の 静電容量の変化に対する高い感度は、導体エレメント１２と導体エレメント１４ の間の相互結合容量を最小化することで達成される。これは、１つの実施態様で は、交点２０の静電容量が小さくなるように、高導電性材料（銀など）を使用し かつ前述したように導体間の間隔１８と比べて幅が非常に狭い導体エレメントを 形成することで達成できる。万一、低い導電率の材料（たとえば、酸化インジウ ム）の使用が望ましい場合や、タッチパッドの大きさが十分大きいため導体エレ メントに沿って電気抵抗が実在する場合には、図３ａおよび図３ｂで具現化され る ような別のパターンを考慮してもよい。 図３ａでは、導体エレメントはかなりの幅２２を有するが、交点２０では幅２ ４が非常に小さくなっている。 図３ｂでは、導体エレメント１２、１４は一定の幅２２をまるまる維持してい るが、第２の導体エレメント１４は導電性材料が存在しない「窓」領域２８を有 している。この「窓」によって第１の導体エレメント１２との必要な容量結合が 許容される。窓領域２８は完全に開いている必要はない。破線２９で示されるよ うに、第２の導体エレメント１４から電気的に分離された導体材料の領域は、実 際上窓２８の中に残すことができ、それでもまだ第１の導体エレメント１２との 必要な容量結合を提供することができる。 したがって、導体エレメントの相対厚さは、使用される材料の導電率、トラッ クの長さ、その他の制約要因に適合するように変えることができる。留意すべき は、トラックの幅が小さくなればなるほど分解能が良くなり動作速度も早くなる が、より幅の広いトラックの使用はより低い分解能、より低い感度、またはより 遅い要求において容認することができる。 他の実施態様では、大面積タッチパッドへの指または他の物体の近接に起因す る静電容量の変化に対する感度は、図４に示すように、いくつかの導体エレメン ト１２、１４を群をなして互いに接続することで高められる。この実施態様は、 タッチパッドの面積の増大を選んでキーストロークの所要位置分解能を妥協でき る場合に好ましい。この実施態様は、図４の実施態様に示すように、エレメント 群のおのおのを両端で接続した場合、当該装置に対し、導体エレメント１２また は１４の１つが損傷しそのエレメントが切断されたとしてもシステムの動作に影 響を及ぼさないという付加的な利益をもたらす。細い電線を使って大面積を検出 す る場合には、電線をその面積上でジグザグにすべきである。電線は１インチの１ ／４〜１／５の間隔でジグザグにすることができる。 必要なら、図４および図５に示すように誘電膜１０の適当な位置に穴３６を設 けて導体エレメントを誘電膜１０の反対側の面のエレメントと電気的に接続する ことができる。このとき、前記穴３６は導電性材料で詰まっており、これを通し て、たとえば導体エレメント１２が導体エレメント３２に接続されているため、 コネクタ３０は誘電膜１０の一方の面との接触が要求されるのみである。このよ うなシステムは、また、特に複雑な導体パターンについて必要なら、導体エレメ ントの「アンダーパス」を形成するのに用いてもよい。これら「アンダーパス」 は第１シリーズの導体エレメント１２と第２シリーズの導体エレメント１４の交 点を得るために使用してもよい。 さらに留意すべきは、その長さに沿ってかなりの電気抵抗を持つ導体エレメン トを使用する場合には、これが持つ影響力を、導体エレメント１２、１４の両端 とそれぞれ接触する導体エレメント３２、３４を提供することで最小にすること ができる。さらに、高導電率の材料で導体エレメント３２、３４を提供し、また 、より低い導電率の材料で、既知の方法で結合される導体エレメントを提供する ことができる。 本発明の一実施態様では、任意に与えられたエレメントの静電容量の変化に対 する当該システムの所要感度は、サンプリング中の導体エレメントを除くすべて の導体エレメント１４-１…１４-ｎおよび１２-１…１２-ｎを同じ電位（たとえ ば、接地電位またはＶ_supply、以下「接地電位」という）に確実に保持すること で高められる。非サンプリング中のすべての導体エレメントを接地することでサ ンプリング中のエレメントに対するタッチパッドの他の部分からの浮遊容量の影 響が大幅に低減されるので、走査中の導体エレメントに起こったかもしれないど んな容 量変化でもより高い精度で測定される。 ヨーロッパ特許第０１８５６７１号に記載されているような、キーボードを走 査するための適当なシステムは、多少の修正を加えて本タッチパッドに容易に適 用することができる。図８に示す一実施態様において、導体エレメント１２-１ 〜１２-４および１４-１〜１４-３はおのおの一端が、検出回路のインピーダン ス、たとえば１０ｋΩと比べて１００ｋΩと高い値を持つ抵抗器７１と接続され ている。（使用する具体的な抵抗値は例示であり、システムの構成に応じて大幅 に変えてもよい。）抵抗器はおのおの、たとえば、接地電位に接続されている。 おのおのの導体エレメント１２-１〜１２-４および１４-１〜１４-３の他端は順 にアナログマルチプレクサ７５を介して出力線７２に接続されている。 導体エレメント１２、１４の長さに沿ってかなりの電気抵抗がある場合、検出 システムの性能向上は、図８に示すように抵抗器７１を導体エレメント１２、１ ４の反対側に置くことによって達成できる。換言すれば、抵抗器はタッチパッド のマルチプレクサ７５に向かって置かれ、大地または後述するアクティブ大地に 接続されている。 出力線７２は容量制御オシレータ８５の入力に接続され、容量制御オシレータ ８５の出力はデータ出力をライン９２に供給するｎ除算回路９０に接続されてい る。ライン８２上の遠隔クロックにより計時されるインデクシングカウンタ８０ は、アナログマルチプレクサを制御し、容量制御オシレータ８５およびｎ除算回 路９０をリセットする。図示しない処理手段は、ｎ除算回路９０からのライン９ ２上のデータを受け取り、それを、おのおの導体エレメント１２、１４の１つ１ つに割り当てられた複数の位置に記憶する。ｎ除算回路９０およびその他インデ クシングカウンタ８０などの構成部品は、適当な標準マイクロプロセッサによっ て提供可能である。 したがって、走査システムは、アナログマルチプレクサのシーケンスに従って 順に各導体エレメントをサンプリングし、各容量値をメモリに記憶する。これら の値は、キーストロークを検出するため、前の走査からの基準値、および同じ走 査における他の導体エレメントからの他の容量値と比較される。キーストローク が有効となるためにはしきい値を超えなければならない。いくつかのしきい値を 持つことにより、キーを押す力または指がキーから離れている距離を決定するこ とができる。これは、たとえば、画面を横切ってカーソルを動かした後選んだ点 をもっと強く押して選択を行う場合に役に立つであろう。 走査メカニズムの残りの特徴は引用書類に十分記載されているため、ここでは これ以上議論しない。 任意の１回の走査シーケンスにおける１以上の導体エレメントの検出容量変化 は、それら導体エレメント間でキーストロークの補間を可能にする。２次元の場 合、図６に示すように、導体エレメント１４-３と導体エレメント１４-４は導体 エレメント１２-１と１２-２を横切っている。位置４０にある指または他の物体 は、Ｘ方向についてはエレメント１４-４に対するエレメント１４-３の静電容量 の相対効果により、また、Ｙ方向についてはエレメント１２-２に対するエレメ ント１２-１の静電容量の相対効果により決定することができる。一般的な適用 では、導体エレメント１２-１,１２-２…１２-ｎおよび１４-１,１４-２…１４- ｎは走査システムにより順次サンプリングされる。明らかに、同じことが、導体 エレメントが群をなして配列され導体エレメントの各群の中心線４５の間で補間 がなされるタッチパッドの実施態様に当てはまる（図４）。 補間技術によって、タッチパッド上の指位置のアナログ表現の作成が可能とな るばかりでなく、図７に示すように、エレメントの交点の数よりも多い数の「箱 」または所定のキー領域６０、６１の使用が許容され ることは明らかである。そのような「箱」またはキーパッド領域はシステムによ り解析可能な任意の数の形状に配置することができる。 別の実施態様では、アクティブ背面をタッチ画面に組み入れてもよい。たとえ ば、導電性フィルムをコーティングしたプラスチック板をタッチ画面に張り合わ せる。出力７２は単一利得非反転増幅器７３に接続されている。この増幅器７３ の出力はキーパッドの全部または一部を覆う背面導体（図示せず）に接続されて いる。背面はこれにかかる電圧がライン７２上の出力により変わるため活性とな る。 背面は、また、非作動状態のキーを「シールド」するためキーパッドの前の領 域にまで伸長できる。 また、このようにして生成される背面電位を適当に接続して、アクティブにサ ンプリングされていないすべての導体１２-ｎ，１４-ｎを前述したような共通の 接地電位よりむしろアクティブ背面電位と等しい共通の電位に維持することがで きる。 これは、タッチ画面の一定の使用において、完全導電性背面フィルムの要求を なくすことができる。 図９には、通常はタイプライタキーボードに関連付けられるようなキーパッド 構成をシミュレートした適当なエレメントパターンの一例が示されている。この 実施態様は、水平導電性エレメント１２、垂直導電性エレメント１４、図１と図 ２を参照して説明した実施態様と同様の方法でコネクタ３０と接続するための導 電性エレメント３２、３４からなっている。システムの感度は別の導電性エレメ ント４２、４４を追加することでさらに高めることができる。ここで、エレメン ト４２は導電性エレメント１２と電気的に接続され、また、エレメント４４は導 電性エレメント１４と電気的に接続されており、エレメント４２は当該エレメン ト４２により限定される箱の中心がエレメント４４により限定される箱 の中心と重なるように配置され、エレメント１２、４２は薄い誘電膜１０の一方 の面上にあり、エレメント１４、４４は薄い誘電膜１０の他方の面上にある。異 なるエレメント４２、４４は図９の図面の横に概略的に示されている。 前述したように、第１および第２シリーズの導体エレメント１２、１４は同じ 誘電膜の反対側の面に付着させる必要はなく、一方を他方の上に重ねた別々の誘 電膜の上に付着させてもよい。この原理は、おのおの別々の導体エレメントパタ ーンを持った複数の薄膜を含むように拡大解釈してもよい。これらは、たとえば 、既知タイプのＰＣＢ（プリント回路基板）である。 導体エレメント１２、１４、３２、３４は、好ましくはたとえばエナメル被覆 で絶縁されている細い電線から形成することができる。電線１２、１４は交点２ ０で接触してもよいが、電気的接触は絶縁被覆によって防止されている。または 、電線は載置に適した薄膜のどちらか一方の面上に配置することもできる。電線 はたとえば直径が１０〜２５ミクロンであるため、本発明をタッチ画面として用 いる場合には肉眼では見えない。 本発明の他の実施態様、特に、たとえば、その上に導体エレメントを持つ複数 の薄膜を含む実施態様では、多重化技術を用いることができる。まったく同じ２ 組のＮ個の小さなタッチパッドを配置して大きなタッチパッドアレイを形成する 。このアレイはＭ個のキー（ＭはＮと等しくできる）を持ったより大きなタッチ パッドの上に重ねられる。第１タッチパッドに最も近い指または他の物体の位置 は、当該システムにより、Ｎ個の可能な位置の中の任意の１つにおけるキースト ロークとして判断される。第２のより大きなグリッドパターンはＭ個の可能な重 複キーパッドのうちどちらがタッチされているかを判断するために用いられ、こ れ によって指の位置の明確な判断が可能となる。 図１０を参照すると、エレメントＡ〜ＤとＷ〜Ｚの繰返しパターンからなる第 １グリッドパターンがある。すなわち、すべてのＡエレメントは電気的に接続さ れ、すべてのＢエレメントは電気的に接続されているなどである。したがって、 ４つの第１グリッド水平接続Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと４つの第１グリッド垂直接続Ｗ， Ｘ，Ｙ，Ｚがあるのは明らかである。第２グリッドは第１グリッドの真上に配置 されており、当該第２グリッドは４つの接続ａ，ｂ，ｃ，ｄを持った４つの水平 エレメントと４つの接続ｗ，ｘ，ｙ，ｚを持った４つの垂直エレメントとを備え ている。第１グリッド上に四角でマークした位置にある指は、第１グリッドによ りエレメントＡとＺの干渉として示されることになる。そのような干渉はこのグ リッド上の１６個の位置については同じになるであろうが、しかし第２グリッド はｃがｂよりも強いエレメントｃとｂの干渉、および、ｘがｙよりも強いエレメ ントｘとｙの干渉を示すことになる。これにより、干渉物体の位置をただ一つ決 定することができる。したがって、容易に明らかなように、ちょうど１６個の電 気接続によって２５６個の位置を決定することができる。補間技術を使用すれば ２５６を超える位置を決定することができる。 エナメル被覆電線を使用すれば、これらはお互いに絶縁されているので、分離 膜を用いることなく複数のマトリックス電線配列をお互いの上に置くことができ る。 接続の順序を二重にしまたは再配列しそしてただ一つの最良値と次に最良な値 とを決定することで、より多くのキーを決定することができる。たとえば、上記 のようなＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの代わりに順序Ｄ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｂを使用すること ができる。 上記の例においてＤが最良値を与えＣが次に最良であれば、選択され ているのは次善のＤである。 Ｄが最良値を与えＡが次に最良である場合には、選択されているのは１番目の Ｄである。 この例は、より多くのキー位置を提供するため直線パターンまたはグリッドパ ターンで達成することができ、したがって、さらにもっと多くのキー位置を提供 するため補間技術と組み合わせて使用することができる。 グリッドパターンは図１０に示すように等間隔を置いて配列することができる が、同時におのおの４つずつのパターン（Ａ-Ｄ，Ｗ-Ｚ）をタッチパッド表面ま たは別の表面上の任意の位置に配置して１６個のまったく別の４つずつのアレイ を提供することができるのも無理はない。極端な場合、各アレイを単一キーに構 成することができ、このような例は２５６個のキーを離れた位置に提供するが必 ずしも所定のパターンである必要はない。 非常に大きなキーボードでは、エレメントをより迅速にサンプリングする必要 があるかもしれない。これはいくつかのエレメントを同時にサンプリングするこ とによって容易に達成できる。たとえば、１６×８アレイの場合、列１と９を同 時にサンプリングし、以下同様に２と１０、３と１１などというようにである。 たった一つのキーパッドがいつ何時操作されようとも、列は迷走信号が生じない 程度に十分遠く離れているため、はっきりした決定を得ることができる。 出力はマルチプレクサ回路の異なった入力に与えられそれから共通の検出回路 に与えられる。２つの有効な出力を受け取った場合には、比較を行って最良信号 を決定し、または次のキーストロークを要求する誤りを示す。 多層の誘電膜の使用はお互いに通じているいくつかの検出回路によっ て容易に走査できることはきわめて明らかである。 さらに留意すべきは、前述したような第１シリーズの薄い導体エレメントを効 率的に用いて、たとえば図９のエレメント４２のような分離したパッド領域であ っておのおの別のコネクタラインが走査メカニズムにつながっているものを、第 ２シリーズの導体エレメントを使用することなく、形成することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 電気的絶縁膜（１０）で当該膜（１０）の第１面上にある第１シリーズの 間隔を置いて離れている導体（１２）とそれの上または近傍にある第２シリーズ の間隔を置いて離れている導体（１４）とを有するものからなるタッチパッドで あって、前記第１および第２シリーズの導体（１２，１４）間には電気的接触が なく、前記シリーズの各導体は指の近接を感知して前記導体の静電容量を変更し その導体の近くにある前記指の存在を検出するタッチパッド。 ２． 前記第１および第２の導体（１２，１４）は非常に細い電線からなる請求 項１記載のタッチパッド。 ３． 前記細い電線はエナメル被覆されており１０ミクロンと２５ミクロンの間 である請求項２記載のタッチパッド。 ４． 前記第２シリーズの間隔を置いて離れている導体（１４）は前記膜（１０ ）の第２面上に形成されている請求項１記載のタッチパッド。 ５． 前記第２シリーズの間隔を置いて離れている導体（１４）は第２絶縁膜（ １３）に取り付けられている請求項１記載のタッチパッド。 ６． 前記第２シリーズの間隔を置いて離れている導体（１４）は前記絶縁膜（ １０）の前記第１面に取り付けられ、前記第１シリーズの導体（１２）は絶縁材 料の分離領域（１３′）により前記第２シリーズの導体（１４）から絶縁されて いる請求項１記載のタッチパッド。 ７． 前記第１および第２シリーズの導体（１２，１４）の両方から導体を１つ ずつ順にサンプリングしてそのそれぞれの導体に関係する静電容量の値を測定し 記憶する走査システムを含む上記請求項のいずれか１つに記載のタッチパッドを 含むタッチパッドシステム。 ８． 前記第１および第２シリーズの導体（１２，１４）は複数の交点（２０） を形成するように配置されている請求項１記載のタッチパッド。 ９． 前記導体は端から端までの長さの大きい方の部分について第１の幅（２２ ）を持ち、第２の幅（２４）は各交点（２０）において前記第１の幅よりもかな り小さい請求項８記載のタッチパッド。 １０． 前記走査システムはすべての導体（１２-ｎ，１４-ｎ）が当該走査シス テムによりアクティブにサンプリングされていないとき前記導体を共通の電位に 維持する請求項７記載のタッチパッドシステム。 １１． 前記導体はおのおの複数の電気的に接続された導電性エレメントから形 成されている請求項１記載のタッチパッド。 １２． 前記走査システムは２以上の導体に関係する前記指の位置を前記導体間 の補間によって決定することができる請求項７および１０記載のタッチパッドシ ステム。 １３． 前記タッチパッド表面領域は複数の箱（６０，６１）に分割されており 、任意の１つの箱にある指の存在は当該システムにより任意の他の箱にある指か ら識別可能である請求項１０記載のタッチパッドシス テム。 １４． 前記電気的絶縁膜（１０，１３，１３′）ならびに前記第１および第２ シリーズの導体（１２，１４）はプラスチックまたは他の誘電体の被膜（５０） の間に積層されている請求項１記載のタッチパッド。 １５． おのおの少なくとも１シリーズの導体エレメント（１２）を有しかつお のおの一方が他方の上に重ねられている複数の誘電膜（１０）が、複数の走査メ カニズムにより走査される請求項１、４、５または６のいずれか１つに記載のタ ッチパッド。 １６． 前記タッチパッドはアクティブ背面装置を備えている請求項１〜１５の いずれか１つに記載のタッチパッド。 １７． 前記走査システムはすべての導体が当該走査システムによりアクティブ にサンプリングされていないとき前記導体を前記アクティブ背面装置と同じ電位 に維持する請求項１６記載のタッチパッドシステム。 １８． 前記細い電線により広い領域をカバーできるようにするため当該電線は ジグザグになっている請求項２または３記載のタッチパッド。 １９． 情報を処理システムに入力する方法であって、 １以上の電気的絶縁膜（１０）でこの上に少なくとも当該膜構造の第１面上に ある第１シリーズの間隔を置いて離れている導体（１２）とそれの上または近傍 にある第２シリーズの間隔を置いて離れている導体（１４）とが位置し、前記第 １および第２シリーズの導体間に電気的接 触がないもののすぐ近くに指または他の干渉物を持って来る段階と、 前記指の存在を利用して１以上の前記導体の静電容量を同時に変更する段階と 、 導体１つ１つの静電容量を決定するため繰り返し前記導体（１２，１４）おの おのの静電容量を順に走査しそれの静電容量を系統的に測定する段階と、 前記静電容量測定値を処理手段に供給し、当該処理手段は各静電容量値をメモ リ内の所定の位置に記憶する段階と、 前記記憶した静電容量値を前に記憶した静電容量値と比較して前記指に起因す る各エレメントに関する静電容量のいかなる変化をも決定する段階と、 前記比較により前記導体の平面とほぼ平行な平面内における前記導体に関する 前記指の正確な位置を決定する段階と、 を含む前記方法。 ２０． 前記処理システムは少なくとも２つの検出可能なしきい値を与えること で軽いタッチと強い押しとの差を検出するように構成されている請求項１９記載 の情報を処理システムに入力する方法。 ２１． ２以上の独立したセンサ入力を並置して指の近接を決定する多入力近接 検出器であって、そのような検出はすべてのセンサ入力が有効な検出を示すとき に有効として認められるだけであり、そのような入力は、どんな１つの組合せで もそれの個々のすべての入力について真の検出をもたらすときにただ１つの有効 な検出が決定されるようなただ１つの組合せで、他の入力の範囲の隣に並置する ことができる多入力近接検出器。