パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための走査特性変更式分析用電子回路
本発明は、パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサ（１）のための分析用電子回路であって、このマトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する手段と、このマトリックスの他方の軸による電気的特性を、これら２つの軸のノードにおいて検出する手段と、を有し、少なくとも１つの走査特性を局所的または時間的に変更することを特徴とする分析用電子回路に関する。本発明は、このような分析用電子回路をさらに有するパッシブマトリックス式多点接触タッチセンサ（１）にも関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための走査特性変更式分析用電子回路に関する。
【０００２】
本発明は、パッシブマトリックス式の透明多点接触タッチセンサに関する。
【背景技術】
【０００３】
このタイプのセンサは、好ましくはグラフィックインターフェイスを通じてある装置を制御することを目的として、センサ表面における複数の指の位置、圧力、サイズ、形状、移動を同時に取得する手段を有する。
【０００４】
このセンサは、パーソナルコンピュータ（ラップトップまたはデスクトップ）、携帯電話、自動窓口（銀行、店頭、切符売場）、ゲーム機のコンソール、携帯式マルチメディアリーダ（ディジタル再生プレイヤ）、オーディオビジュアル装置または家電製品のコントローラ、工業生産装置のコントローラ、ＧＰＳナビゲータなどのためのインターフェイスとして利用できる。
【０００５】
従来技術では、同時に複数の接触点の存在と状態を検出できる多点接触センサを有する透明タッチセンサが知られている。このようなセンサは、マトリックス式にすることができる。マトリックスの各ノードの端子における電圧の測定が順次迅速になされ、センサの画像が１秒に複数回作成される。
【０００６】
このセンサが検知できないくらい短い反応時間が要求される用途（タイピング、ビデオゲーム、音楽またはマルチメディアの用途）で利用するには、指の動きを最大で２０ミリ秒の遅延時間で測定できねばならない。
【０００７】
従来技術では、仏国特許発明第２，８６６，７２６号の中に１つの解決法が記載されており、多点接触タッチディスプレイ上で仮想グラフィックオブジェクトを操作することによる制御装置に照準が当てられている。この装置は、センサからデータをサンプリング周波数１００Ｈｚで取得して分析することのできる分析用電子回路をさらに有する。このセンサは複数の領域に分割することができ、これらの領域に対して並列処理を実行する。このセンサは、複数の導線からなるマトリックスを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この解決法の欠点は、分析用電子回路による測定の精度にある。この精度は、サンプリング周波数に直接依存するため、センサの所定の領域への接触とは無関係にセンサ全体で同じである。同様に、各走査段階で走査の解像度が高い必要がある。
【０００９】
したがって十分に高精度な測定ができるためには、センサ全体で高周波数および高解像度の走査を無駄に行なう必要がある。すると分析用電子回路が組み込まれるタッチスクリーンでの電力消費が多くなる。
【００１０】
本発明の目的は、所定の取得段階での走査特性を変更できるパッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための電子制御装置を提案することによってこの欠点をなくすことである。
【００１１】
この変更は、走査を条件付きで局所的に制御して走査周波数を調節することで、低周波数でマトリックス式センサ全体を走査することと、高周波数でこのセンサの１つまたはいくつかの領域を走査することとが同時にできるようにすることと、からなる。
【００１２】
この変更は、マトリックス式センサ走査の解像度を調節すること、すなわち低解像度でマトリックス式センサ全体を走査することと、高解像度でこのセンサの１つまたはいくつかの高精度領域を走査することと、からなる。
【００１３】
本発明は、これら２つの変更モードを組み合わせることもできる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的において、本発明では、パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための分析用電子回路であって、このマトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する手段と、このマトリックスの他方の軸による電気的特性を、これら２つの軸のノードにおいて検出する手段と、を有し、少なくとも１つの走査特性を局所的または時間的に変更することを特徴とする分析用電子回路を提案する。
【００１５】
第１の実施態様によれば、変更は、走査周波数を局所的または時間的に変更することからなる。
【００１６】
第２の実施態様によれば、変更は、走査の解像度を局所的または時間的に変更することからなる。
【００１７】
第３の実施態様によれば、変更は、走査の解像度および周波数を局所的または時間的に変更することからなる。
【００１８】
走査は、センサの表面全体に対しては一群の低い走査特性に従って実行され、少なくとも１つの小さな領域に対しては少なくとも一群の高い走査特性に従って実行されることが好ましい。
【００１９】
本発明の別の特定の実施態様によれば、
−少なくとも１つの小さな領域は、一群の低い走査特性に従って実行される走査の間に検出された接触を内部に含む接触領域であり、
−少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査は、一群の低い走査特性に従って実行される走査の際に発生しうる接触領域の検出を条件とし、
−少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の境界は、一群の低い走査特性に従って実行される走査の際に検出される接触領域の輪郭に応じて決定され、
−少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の境界は、一群の低い走査特性に従って実行される走査のそれぞれの後に更新され、
−少なくとも一群の高い走査特性は、走査する領域のサイズの関数である。
【００２０】
したがって本発明により、電力の消費が最適化された状態でより迅速かつより確実な分析がなされる。
【００２１】
本発明の別の特定の実施態様によれば、
−少なくとも１つの小さな領域は、グラフィックオブジェクトの位置に対応する領域であり、
−グラフィックオブジェクトの位置に対応する少なくとも１つの小さな領域の走査は、一群の高い走査特性に従って実行され、この一群の高い走査特性は、そのグラフィックオブジェクトの特性の関数であり、
−少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の分析は、一群の低い走査特性に従って実行されるセンサの表面全体の分析の際に実施されるフィルタリングよりも高度なフィルタリングステップをさらに有する。
【００２２】
したがって本発明により、走査とそれに関連するグラフィックオブジェクトの形態の結び付きを改善することができる。
【００２３】
本発明の特定の一実施態様によれば、変更は、タッチスクリーンに表示されるグラフィック要素の関数である。
【００２４】
本発明の特定の一実施態様によれば、変更は、発生しうる接触点の検出の結果による。
【００２５】
本発明の特定の一実施態様によれば、タッチスクリーンでグラフィックオブジェクトを含まない部分に対しては走査がなされない。したがって、接触の情報が必要でない領域で無駄な取得がなされることが回避される。
【００２６】
本発明の特定の一実施態様によれば、分析用電子回路は、１つの走査段階において、一方の網の複数のラインに順次電力を供給し、第２の網の複数のラインのそれぞれにおける応答を検出することによってセンサを制御する。
【００２７】
本発明は、マトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する電気的手段と、このマトリックスの他方の軸による電気的特性を、これら２つの軸のノードにおいて検出する手段と、を有し、上に説明したいずれかの特徴を持つ分析用電子回路をさらに有するパッシブマトリックス式多点接触タッチセンサに関する。
【００２８】
この明細書では、高品質の走査がなされるときの高い走査特性について説明する。また、低品質の走査がなされるときの低い走査特性についても説明する。特に、走査に関する高解像度と高周波数は、高い走査特性に対応する。走査に関する低解像度と低周波数は、低い走査特性に対応する。
【００２９】
本発明は、添付の図面に記載した例示としての非限定的実施例に関する詳細な説明を読めばよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】パッシブマトリックス式多点接触タッチディスプレイの図である。
【図２】従来の電子回路によって実現されてセンサ全体でデータを取得する処理“取得１”のフローチャートである。
【図３】従来の電子回路によって実現されてデータを分析する処理“分析１”のフローチャートである。
【図４】本発明の電子回路によって実現されてセンサを条件付きで局所的に制御する処理“制御１”のフローチャートである。
【図５】マトリックス式センサの図であり、このセンサの表面で接触が実現される。
【図６】マトリックス式センサの図であり、このセンサの表面で接触が実現される。
【図７】本発明の電子回路によって実現されてデータを取得する処理“取得２”のフローチャートである。
【図８】本発明の電子回路によって実現されてデータを分析する処理“分析２”のフローチャートである。
【図９】条件付きで局所的に制御する処理で実行される２つのループのタイミング図である。
【図１０】本発明による公知のタイプのグラフィックユーザーインターフェイスである。
【図１１】本発明の電子回路によって実現されて表示領域の違いに応じてデータを分析する処理のフローチャートである。
【図１２】条件付きで局所的に制御する処理で実行されて異なるタッチ領域を規定するためのさまざまなループのタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の分析用電子回路は、マトリックス式多点接触タッチセンサに組み込まれることを目的とする。このセンサは、パッシブマトリックス式、すなわちマトリックスに配置された透明な導電材料からなる２つの層が１つの絶縁層によって分離された方式のもの、またはアクティブマトリックス式、すなわちマトリックスの各ノードが能動素子（トランジスタやダイオードなど）で構成されているものが可能である。
【００３２】
図１は、電子タッチ装置の図であり、
−マトリックス式タッチセンサ１と、
−スクリーン２と、
−センサインターフェイス３と、
−主プロセッサ４と、
−グラフィック用プロセッサ５と、を有する。
【００３３】
このタッチ装置の第１の基本要素は、センサインターフェイス３を用いた取得（多点接触操作）のために必要なタッチセンサ１である。センサインターフェイス３は、取得と分析のための電子回路を有する。
【００３４】
このタッチセンサ１はマトリックス式である。このセンサは、データ取得の高速化のため、場合によっては複数の部分に分割して各部分を同時にスキャンすることができる。
【００３５】
センサインターフェイス３からのデータは、フィルタリングされた後、主プロセッサ４に送られる。主プロセッサ４は、スクリーン２に表示して操作するグラフィックオブジェクトにセンサのデータを関連付けることのできるローカルプログラムを実行する。
【００３６】
また、主プロセッサ４は、スクリーン２に表示するデータをグラフィックインターフェイス５に送る。このグラフィックインターフェイスはさらに、グラフィック用プロセッサで制御することができる。
【００３７】
タッチセンサは以下のように制御される。第１の走査段階では一方の網のラインに順番に電力を供給し、第２の網の各ラインで応答を検出する。その応答に従って、状態が休止状態と比べて変化したノードに対応する接触領域を決定する。状態が変化した隣接するノードの一つまたは複数の集合を決定する。隣接したこのようなノードの１つの集合が、１つの接触領域を規定する。ノードのこの集合を元にして、本発明の意味でカーソルと名づける位置情報を算出する。アクティブでない領域によって隔てられたノードの集合が複数ある場合には、同じ走査段階の間に互いに独立な複数のカーソルを決定する。
【００３８】
この情報は、新しい走査段階を通じて周期的にリフレッシュされる。
【００３９】
カーソルは、連続した走査の間に得られた情報に基づいて作成され、追跡され、消去される。カーソルは、例えば接触領域の重心を求める関数によって算出される。
【００４０】
一般的な原理は、タッチセンサ上で検出された領域と同数のカーソルを作成し、その時間変化を追跡するというものである。利用者が自分の指をセンサから引っ込めると、付随するカーソルが消去される。このようにして、タッチセンサ上にある複数の指の位置と時間変化を同時に捉えることができる。
【００４１】
マトリックス式センサ１は、例えば抵抗方式のセンサ、または投影型静電容量方式のセンサである。このセンサは、導線に対応する複数の行または列が表面に配置された透明な２つの層で構成されている。したがってこれらの層は複数の導線からなるマトリックス状の網を形成する。
【００４２】
ある行がある列と接触してセンサ１上の１つの接触点を決定したか否かを知りたいときには、マトリックスの各ノードの端子における電気的特性（電圧、容量、インダクタンス）を測定する。
【００４３】
この装置により、センサ１と主要プロセッサ４の中に組み込まれた命令回路とを用いて、約１００Ｈｚのサンプリング周波数にてセンサ１全体でデータを取得することができる。
【００４４】
主プロセッサ４は、センサのデータを、操作のために表示スクリーン２に表示されるグラフィックオブジェクトと関連づけることのできるプログラムを実行する。
【００４５】
図２は、従来の電子回路によって実現されて領域Ｚ１でデータを取得する処理“取得１”１１のフローチャートである。
【００４６】
この処理は、マトリックス式センサ１の領域Ｚ１の各点の状態、すなわちその点への接触があるかないかを決定する機能を有する。センサの領域Ｚ１はＭ行Ｎ列であり、センサ全体に対応する。
【００４７】
この領域のサンプリング周波数は行と列に関して１００Ｈｚである。
【００４８】
この処理は、マトリックスのその領域の全ノードの測定に対応する。マトリックスの各ノードで測定される電気的特性は、例えば電圧である。この行列は、各点（Ｉ，Ｊ）に、第Ｉ行と第Ｊ列が交差することによって形成されるノードの端子で測定された電圧の値を有する行列［Ｎ，Ｍ］である（ただし１≦Ｉ≦Ｎかつ１≦Ｊ≦Ｍ）。この処理により、所定の瞬間におけるマトリックス式センサ１の各ノードの状態が与えられる。
【００４９】
取得する処理“取得１”１１は、前の取得時に得られたデータの初期化ステップ１２から始まる。
【００５０】
ここでは列の軸が電力供給軸を構成し、行の軸が検出軸を構成する。
【００５１】
処理１１は、最初に第１列の走査を実行する。この列には例えば５ボルトが供給される。電子回路は、この列に関し、この列と、第１行〜第Ｎ行のそれぞれとの間のノードにおける電気的特性（例えば電圧）を測定する。
【００５２】
第Ｎ行の測定が実行されたとき、この処理は次の列に移り、対象となる新しい列と、第１行〜第Ｎ行のそれぞれとの間のノードの端子における電圧の測定を再び開始する。
【００５３】
すべての列が走査されたとき、マトリックス式センサ１の各点の端子における電圧が測定され終えている。するとこの処理は終了し、電子回路は、得られた“電圧”行列の分析に進むことができる。
【００５４】
図３は、従来の電子回路によって実現されてデータを分析する処理“分析１”２１のフローチャートである。
【００５５】
この処理は、以下のステップを実現する一連のアルゴリズムからなる。
−１回または複数回のフィルタリング２２。
−各接触領域を取り囲む領域の決定２３。
−各接触領域の重心の決定２４。
−接触領域の補間２５。
−接触領域の軌跡の予測２６。
【００５６】
分析する処理“分析１”２１が終了すると、ソフトウエアは、タッチスクリーンをリアルタイムでリフレッシュさせるため、そのタッチスクリーンの仮想グラフィックオブジェクトに異なる特定の処理を行なうことができる。データの取得ステップ１１で検出された接触領域を取り囲んだ領域も規定される。
【００５７】
従来技術によれば、電子回路はこれらの処理１１および１２を約１００Ｈｚの周波数でループにして繰り返す。このような電子回路の欠点は、電力の過剰消費の原因となる過重な計算量と、接触点の状態に関する測定の細かさの間のバランスが難しいことである。その結果として、タッチスクリーンの信頼性と感度が不足する。
【００５８】
従来技術のこの欠点をなくすため、電子回路には、センサの走査を条件付きで局所的に制御する処理が組み込まれるとともに、２つの走査モード、すなわち
−センサの領域Ｚ１（この領域Ｚ１は、例えばマトリックス式センサの表面全体に対応する）に対する低周波数Ｆ１および低解像度Ｒ１による第１の走査モードと、
−領域Ｚ１に含まれ第１の走査モードによる領域Ｚ１の走査結果の全体分析の際に規定される接触領域Ｚ２だけに対する、それぞれがＦ１およびＲ１と等しいかそれよりも高い周波数Ｆ２および解像度Ｒ２による第２の走査モードと、が採用されている。
【００５９】
例えば走査用の低周波数Ｆ１は２０ヘルツ以下であり、例えば１ヘルツである。走査用の高周波数Ｆ２は１００ヘルツ以上であり、例えば２００ヘルツである。
【００６０】
周波数と解像度は、走査の特性として定義される。
【００６１】
図４は、本発明の電子回路によって実現されてセンサを条件付きで局所的に制御する処理“制御１”３１のフローチャートである。
【００６２】
この処理は、連続したステップ１１および２１、すなわちマトリックス式センサ（１）の領域Ｚ１のデータを取得するステップと分析するステップに対応する第１のループ３２を有する。
【００６３】
この第１のループ（３２）は、マトリックス式センサの領域Ｚ１全体に対し、低周波数Ｆ１および低解像度Ｒ１で実行される。
【００６４】
低周波数Ｆ１は例えば２０ヘルツに等しい。低解像度Ｒ１のほうは、マトリックス式センサの解像度を整数で割った値である。例えばこの第１のループにおいて半分の行に電力が供給され、半分の列で測定がなされる。その場合、Ｒ１はＭ×Ｎ／４に等しい。
【００６５】
この第１のループ３２が終了すると、条件付きかつ局所的な制御が実行される。領域Ｚ１全体で少なくとも１つの接触点が検出された場合、この処理は、連続したステップ３４、５１および６１に対応する第２のループ３３に入る。
【００６６】
この第２のループ３３は、図５に示してあるように、接触領域４１を取り囲んだ領域４２を更新する第１のステップ３４を有する。この領域４２は、第１のループ３２の分析ステップ２１の際に領域Ｚ１全体に関するデータが分析された後に得られる。
【００６７】
第２のループ３３は周波数Ｆ２で実行される。この周波数はＦ１よりも高い。周波数Ｆ２は例えば１００ヘルツに等しくすることができる。第２のループ３３は、Ｒ１とは異なる解像度Ｒ２で実行される。Ｒ２は、例えばマトリックス式センサの解像度に等しくすることができる。その場合、Ｒ２はＭ×Ｎに等しい。領域Ｚ２でこれ以上接触が検出されない場合、ループ３３は停止する。
【００６８】
この第２のループ３３が実行されている全期間を通じて第１のループ３２は実行され続ける。第１のループ３２が１回終わるごとに条件付きかつ局所的な制御が新たに実行される。新たな接触点が検出されると第２のループ３３が再び開始される。
【００６９】
分析ステップ２１の出口でのデータにより、センサ１の各点の状態を知ること、特に１つまたは複数の接触の位置を特定することができる。
【００７０】
図６からわかるように、ある物体がマトリックス式センサ１と接触したとき、取得ステップ１１の後に接触領域４１がセンサ上に検出される。この接触領域４１は次に分析ステップ２１において処理され、この接触領域４１を取り囲んだ領域４２がさらに決定される。この領域４２の形状は、電子回路のレベルでパラメータ化することができる。本発明の第１の実施態様では、長方形タイプの形状にすることができる。しかし本発明は、他のどのようなタイプの形状の領域でも実施することができる。
【００７１】
電子回路がマトリックス式センサ１全体で異なる複数の接触領域４１を検出した場合には、それらを取り囲んだ複数の領域４２が規定される。
【００７２】
取り囲んだ領域４２は、図６からわかるように領域Ｚ２の座標と境界線を規定する。この領域Ｚ２は、第２の走査モードにおいて分析される。
【００７３】
図５と図６は、２つの走査モードの解像度の違いも示している。領域２の走査解像度Ｒ２は、領域１の走査解像度Ｒ１の５倍に等しい。したがって図５に示した領域Ｚ１の走査は、図６に示した領域Ｚ２の走査と比べて１／５の解像度でなされる。
【００７４】
実際、領域Ｚ１に関する図５に示した分割４３は、領域Ｚ２に関する図６に示した分割４４よりも５倍粗い。
【００７５】
図７は、本発明の電子回路によって実現されてデータを取得する処理“取得２”５１のフローチャートである。
【００７６】
この場合には、処理５１は、電子回路によって領域Ｚ１全体に対して周波数Ｆ１でなされるデータ取得処理“取得１”１１と同様である。
【００７７】
しかし処理５１は、算出された接触領域を取り囲んだ領域、すなわち領域Ｚ２に対してだけ取得が実行される点が異なっている。
【００７８】
検出された領域４１が１つだけであり、取り囲んだ領域４２が長方形である場合、輪郭線は、整数パラメータＩ１、Ｉ２、Ｊ１、Ｊ２によって規定される。処理５１は、各列Ｊ１〜Ｊ２の位置で行Ｉ１〜Ｉ２の走査を実行し、長方形［Ｉ１，Ｉ２，Ｊ１，Ｊ２］の各点の端子における電圧を測定する。
【００７９】
ここには長方形の領域４２に関する例が示されている。もちろんこの形状に限られることはなく、当業者であれば、必ずしも長方形ではない他の任意の形状の領域４２で処理５１を実行できることを理解するであろう。
【００８０】
図８は、本発明の電子回路によって実現されてデータを分析する処理“分析２”６１のフローチャートである。
【００８１】
分析ステップ６１が実行される領域Ｚ２は、上に説明した領域４１を取り囲んだ領域４２に対応する。領域Ｚ２が領域Ｚ１よりもかなり小さくなる程度に、分析する処理６１は、フィルタリングステップ６２において、フィルタリングステップ２２で実行されるフィルタリングよりも高度なフィルタリングを実行することが好ましい。
【００８２】
説明のため、図９は、条件付きかつ局所的な制御３１で実行される２つのループ３２および３３のタイミング図を示している。これは、最初の２つの周期において接触が検出され、３番目の周期では接触がまったく検出されない場合である。
【００８３】
条件付きかつ局所的な制御３１により、第１のループ３２の出口で発生しうる接触点の検出の結果に応じて、第２のループ３３を周波数Ｆ２および解像度Ｒ２で始動させることができる。したがってこの第２のループ３３は、周波数Ｆ２で実行される。
【００８４】
本発明によれば、周波数Ｆ２は周波数Ｆ１よりも大きい。
【００８５】
“接触１”関数は、２つの値、すなわち少なくとも１つの接触がセンサ１の表面全体で検出された場合の高い値と、そうでない場合の低い値を取ることのできる関数として定義される。“接触１”関数は、周波数Ｆ１の第１のループ３２の終わりに再更新される。
【００８６】
“接触１”関数が高い値に移行すると第２のループ３３が周波数Ｆ２で実行される。この第２のループ３３は、“接触１”関数と同様の“接触２”関数もさらに生成させるが、第１のループ３２の出口で得られてステップ３４で更新された領域４２に関してだけである。
【００８７】
この例では、“接触１”関数は、最初の２つの周期で高い値を取る。すると“接触２”関数も高い値に移行する。
【００８８】
３番目の周期では、マトリックス式センサ全体でこれ以上接触は検出されないため、“接触１”関数は、低い値に移行し、その結果として第２のループ３３が停止する。
【００８９】
本発明の別の一実施態様は、タッチスクリーン上に表示されるグラフィック要素に応じて走査の解像度を局所的に変えることからなる。走査の解像度を減少させるのは、接触の確率が小さい１つまたは複数の領域、それどころか触覚機能をなくしたい領域に限定することができる。
【００９０】
例えば図１０は、公知のタイプのグラフィックユーザーインターフェイス７７（ＧＵＩ）を示している。このＧＵＩは、グラフィックオブジェクトの集合からなる。これらのグラフィックオブジェクトは、グラフィックユーザーインターフェイス７７の部分集合に含まれることがある。グラフィックユーザーインターフェイス７７のこの部分集合は、一般に“ウインドウ”と呼ばれる。
【００９１】
したがって、ウインドウ７１および７４は、インターフェイス７７の部分集合である。オブジェクト７３はウインドウ７１に含まれ、オブジェクト７５はウインドウ７４の一部をなす。インターフェイス７７は、触覚的にニュートラルな領域７６、すなわち利用者が操作可能ないかなるグラフィックオブジェクトも含まない領域も含んでいる。
【００９２】
ウインドウ７２および７４に含まれるオブジェクトは、タイプが異なっている。オブジェクト７３は、接触によってアクティブにされるボタンである。これらのボタンは、例えばツールまたは関数を選択するのに役立つ。オブジェクト７５は、例えばソフトウエアまたは装置のパラメータを変更するために指を滑らせて操作するスライドバーである。
【００９３】
タイプが異なるこれらのオブジェクトは、同じ触覚精度である必要はない。実際には、ボタンは高い解像度である必要はないのに対し、スライドバーは、細かい調節ができるようにするためできるだけ高い解像度である必要がある。逆に、ボタンをアクティブにするには時間的に優れた応答が要求されるのに対し、スライドバーの移動は、時間というこのパラメータに関して感度がより低くてもよい。
【００９４】
ニュートラルな領域７６は、高解像度も高周波数も必要としない。場合によってはこの領域を走査しなくてもよい。
【００９５】
碁盤の目のようになった図１０は、グラフィックユーザーインターフェイス７７の異なる部分集合において好ましい異なるレベルの解像度を示している。
【００９６】
本発明のこの実施態様では、触覚データの取得の改善と最適化は、対応するグラフィックオブジェクトに応じて規定されるタッチ領域に応じた走査の解像度と周波数を適応することによってなされる。
【００９７】
そうするため命令回路を主プロセッサ４の制御下に置き、そのプロセッサが、表示されるグラフィックオブジェクトに応じて走査パラメータをダイナミックに変化させることができるようにする。
【００９８】
書き込み機能がアクティブにされた特定の一実施態様によると、多点接触タッチセンサのマトリックスの取得は、接触領域の存在によって書き込みが検出された領域においてより高い解像度で実行される。解像度がより高いこの領域は、接触領域よりも広い領域を取り囲んでいる。したがって解像度は、検出された最後の接触点の周囲の小さな領域で高くなっている。このようにすると、次の取得の際にスタイレットの移動を予測することができる。したがって、可能な限り正確な触覚情報が接触領域の近傍において得られる。
【００９９】
特定の一実施態様によると、接触がないときには、グラフィックオブジェクト７３または７４上で低周波数および低解像度での取得が実行され、接触が検出された後にその接触が常に検出されるときには、そのグラフィックオブジェクト上で高周波数および高解像度での取得が実行される。
【０１００】
特定の一実施態様によると、所定のグラフィックオブジェクト７４または７５に関し、接触が検出された後にその接触が常に検出されるときには、解像度は、接触領域に近い領域ではより高く、より離れた領域ではより低い。このようにすると、カーソルを素早く移動させる際に、接触の移動に関するよりよい情報を得ることができる。
【０１０１】
特定の一実施態様によると、一方の軸（電力供給軸または検出軸）を他方の軸よりも高い解像度（または周波数）にすることができる。これは、一方の軸に沿ったカーソルの移動を優先的に分析するときに有用である。
【０１０２】
図１１は、この実施態様による制御処理“制御２”８１のフローチャートを示している。上に説明した走査ループ３２と同じ第１の走査ループ８２では、領域Ｚ１全体が、周波数Ｆ１および解像度Ｒ１で走査される。この領域は、例えばセンサ全体、またはグラフィックユーザーインターフェイス全体に対応させることができる。
【０１０３】
このループ８２が終了したとき、グラフィック（ウインドウまたはオブジェクト）の少なくとも１つの部分集合がスクリーンに表示されていると、第２のループ８３が開始される。
【０１０４】
このループ８３は、最初に、グラフィックオブジェクトの諸パラメータ（位置、サイズ、周波数、解像度）を読み取るステップ８４を有する。
【０１０５】
領域Ｚ２の座標は、スクリーンに表示されるグラフィックオブジェクトの座標によって決まる。走査の周波数Ｆ２および解像度Ｒ２は、グラフィックオブジェクトのタイプ（例えばボタン、スライドバーなど）に応じて決まる。
【０１０６】
例えばボタンタイプのオブジェクトでは、周波数Ｆ２は１００Ｈｚに調節され、解像度Ｒ２は４列×４行である。同様に、バータイプのオブジェクトでは、周波数Ｆ２は６０Ｈｚになり。解像度Ｒ２は４０列×１０行になる。
【０１０７】
次に、領域Ｚ２が周波数Ｆ２および解像度Ｒ２で走査される。
【０１０８】
スクリーンにグラフィックオブジェクトの複数個の部分集合が表示されている場合には、そのすべてが走査されるまで、取得ステップ５１と分析ステップ６１が、そのそれぞれの部分集合に対して同様に順次実行される。領域Ｚ１に含まれるグラフィックオブジェクトに対応する領域がすべて走査されると、領域Ｚ１に対する新たな走査が実行される。
【０１０９】
図１２は、異なる表示領域に対応する別々の走査が並列して行なわれることを示すタイミング図である。
【０１１０】
タッチ領域Ｚ１全体は周波数Ｆ１で走査される。このタッチ領域の異なる部分集合がそれぞれ周波数Ｆ２およびＦ３で並列に走査される。例えば走査２は、“スライドバー”タイプのオブジェクトが表示される領域に対応するのに対し、走査３は、“ボタン”タイプのオブジェクトが表示される領域に対応する。
【０１１１】
これまでに説明したいずれかの実施態様に従う分析用電子回路を組み込んだタッチスクリーンは、接触の検出に関して従来技術のタッチスクリーンよりもはるかに優れた感度と精度を提供しつつ、電流の過剰な消費を必要とせず、超高性能プロセッサを利用する必要もないという利点を有する。
【０１１２】
これまでに説明した本発明の実施態様は例として与えたものであり、本発明がこれら実施態様に限定されることは決してない。当業者であれば、発明の枠組から逸脱することなく、本発明のさまざまな実施態様を実現することさえできるのは当然である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための走査特性変更式分析用電子回路に関する。
【０００２】
本発明は、パッシブマトリックス式の透明多点接触タッチセンサに関する。
【背景技術】
【０００３】
このタイプのセンサは、好ましくはグラフィックインターフェイスを通じてある装置を制御することを目的として、センサ表面における複数の指の位置、圧力、サイズ、形状、移動を同時に取得する手段を有する。
【０００４】
このセンサは、パーソナルコンピュータ（ラップトップまたはデスクトップ）、携帯電話、自動窓口（銀行、店頭、切符売場）、ゲーム機のコンソール、携帯式マルチメディアリーダ（ディジタル再生プレイヤ）、オーディオビジュアル装置または家電製品のコントローラ、工業生産装置のコントローラ、ＧＰＳナビゲータなどのためのインターフェイスとして利用できる。
【０００５】
従来技術では、同時に複数の接触点の存在と状態を検出できる多点接触センサを有する透明タッチセンサが知られている。このようなセンサは、マトリックス式にすることができる。マトリックスの各ノードの端子における電圧の測定が順次迅速になされ、センサの画像が１秒に複数回作成される。
【０００６】
このセンサが検知できないくらい短い反応時間が要求される用途（タイピング、ビデオゲーム、音楽またはマルチメディアの用途）で利用するには、指の動きを最大で２０ミリ秒の遅延時間で測定できねばならない。
【０００７】
従来技術では、仏国特許発明第２，８６６，７２６号の中に１つの解決法が記載されており、多点接触タッチディスプレイ上で仮想グラフィックオブジェクトを操作することによる制御装置に照準が当てられている。この装置は、センサからデータをサンプリング周波数１００Ｈｚで取得して分析することのできる分析用電子回路をさらに有する。このセンサは複数の領域に分割することができ、これらの領域に対して並列処理を実行する。このセンサは、複数の導線からなるマトリックスを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この解決法の欠点は、分析用電子回路による測定の精度にある。この精度は、サンプリング周波数に直接依存するため、センサの所定の領域への接触とは無関係にセンサ全体で同じである。同様に、各走査段階で走査の解像度が高い必要がある。
【０００９】
したがって十分に高精度な測定ができるためには、センサ全体で高周波数および高解像度の走査を無駄に行なう必要がある。すると分析用電子回路が組み込まれるタッチスクリーンでの電力消費が多くなる。
【００１０】
本発明の目的は、所定の取得段階での走査特性を変更できるパッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための電子制御装置を提案することによってこの欠点をなくすことである。
【００１１】
この変更は、走査を条件付きで局所的に制御して走査周波数を調節することで、低周波数でマトリックス式センサ全体を走査することと、高周波数でこのセンサの１つまたはいくつかの領域を走査することとが同時にできるようにすることと、からなる。
【００１２】
この変更は、マトリックス式センサ走査の解像度を調節すること、すなわち低解像度でマトリックス式センサ全体を走査することと、高解像度でこのセンサの１つまたはいくつかの高精度領域を走査することと、からなる。
【００１３】
本発明は、これら２つの変更モードを組み合わせることもできる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的において、本発明では、パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための分析用電子回路であって、このマトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する手段と、このマトリックスの他方の軸による電気的特性を、これら２つの軸のノードにおいて検出する手段と、を有し、少なくとも１つの走査特性を局所的または時間的に変更することを特徴とする分析用電子回路を提案する。
【００１５】
第１の実施態様によれば、変更は、走査周波数を局所的または時間的に変更することからなる。
【００１６】
第２の実施態様によれば、変更は、走査の解像度を局所的または時間的に変更することからなる。
【００１７】
第３の実施態様によれば、変更は、走査の解像度および周波数を局所的または時間的に変更することからなる。
【００１８】
走査は、センサの表面全体に対しては一群の低い走査特性に従って実行され、少なくとも１つの小さな領域に対しては少なくとも一群の高い走査特性に従って実行されることが好ましい。
【００１９】
本発明の別の特定の実施態様によれば、
−少なくとも１つの小さな領域は、一群の低い走査特性に従って実行される走査の間に検出された接触を内部に含む接触領域であり、
−少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査は、一群の低い走査特性に従って実行される走査の際に発生しうる接触領域の検出を条件とし、
−少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の境界は、一群の低い走査特性に従って実行される走査の際に検出される接触領域の輪郭に応じて決定され、
−少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の境界は、一群の低い走査特性に従って実行される走査のそれぞれの後に更新され、
−少なくとも一群の高い走査特性は、走査する領域のサイズの関数である。
【００２０】
したがって本発明により、電力の消費が最適化された状態でより迅速かつより確実な分析がなされる。
【００２１】
本発明の別の特定の実施態様によれば、
−少なくとも１つの小さな領域は、グラフィックオブジェクトの位置に対応する領域であり、
−グラフィックオブジェクトの位置に対応する少なくとも１つの小さな領域の走査は、一群の高い走査特性に従って実行され、この一群の高い走査特性は、そのグラフィックオブジェクトの特性の関数であり、
−少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の分析は、一群の低い走査特性に従って実行されるセンサの表面全体の分析の際に実施されるフィルタリングよりも高度なフィルタリングステップをさらに有する。
【００２２】
したがって本発明により、走査とそれに関連するグラフィックオブジェクトの形態の結び付きを改善することができる。
【００２３】
本発明の特定の一実施態様によれば、変更は、タッチスクリーンに表示されるグラフィック要素の関数である。
【００２４】
本発明の特定の一実施態様によれば、変更は、発生しうる接触点の検出の結果による。
【００２５】
本発明の特定の一実施態様によれば、タッチスクリーンでグラフィックオブジェクトを含まない部分に対しては走査がなされない。したがって、接触の情報が必要でない領域で無駄な取得がなされることが回避される。
【００２６】
本発明の特定の一実施態様によれば、分析用電子回路は、１つの走査段階において、一方の網の複数のラインに順次電力を供給し、第２の網の複数のラインのそれぞれにおける応答を検出することによってセンサを制御する。
【００２７】
本発明は、マトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する電気的手段と、このマトリックスの他方の軸による電気的特性を、これら２つの軸のノードにおいて検出する手段と、を有し、上に説明したいずれかの特徴を持つ分析用電子回路をさらに有するパッシブマトリックス式多点接触タッチセンサに関する。
【００２８】
この明細書では、高品質の走査がなされるときの高い走査特性について説明する。また、低品質の走査がなされるときの低い走査特性についても説明する。特に、走査に関する高解像度と高周波数は、高い走査特性に対応する。走査に関する低解像度と低周波数は、低い走査特性に対応する。
【００２９】
本発明は、添付の図面に記載した例示としての非限定的実施例に関する詳細な説明を読めばよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】パッシブマトリックス式多点接触タッチディスプレイの図である。
【図２】従来の電子回路によって実現されてセンサ全体でデータを取得する処理“取得１”のフローチャートである。
【図３】従来の電子回路によって実現されてデータを分析する処理“分析１”のフローチャートである。
【図４】本発明の電子回路によって実現されてセンサを条件付きで局所的に制御する処理“制御１”のフローチャートである。
【図５】マトリックス式センサの図であり、このセンサの表面で接触が実現される。
【図６】マトリックス式センサの図であり、このセンサの表面で接触が実現される。
【図７】本発明の電子回路によって実現されてデータを取得する処理“取得２”のフローチャートである。
【図８】本発明の電子回路によって実現されてデータを分析する処理“分析２”のフローチャートである。
【図９】条件付きで局所的に制御する処理で実行される２つのループのタイミング図である。
【図１０】本発明による公知のタイプのグラフィックユーザーインターフェイスである。
【図１１】本発明の電子回路によって実現されて表示領域の違いに応じてデータを分析する処理のフローチャートである。
【図１２】条件付きで局所的に制御する処理で実行されて異なるタッチ領域を規定するためのさまざまなループのタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の分析用電子回路は、マトリックス式多点接触タッチセンサに組み込まれることを目的とする。このセンサは、パッシブマトリックス式、すなわちマトリックスに配置された透明な導電材料からなる２つの層が１つの絶縁層によって分離された方式のもの、またはアクティブマトリックス式、すなわちマトリックスの各ノードが能動素子（トランジスタやダイオードなど）で構成されているものが可能である。
【００３２】
図１は、電子タッチ装置の図であり、
−マトリックス式タッチセンサ１と、
−スクリーン２と、
−センサインターフェイス３と、
−主プロセッサ４と、
−グラフィック用プロセッサ５と、を有する。
【００３３】
このタッチ装置の第１の基本要素は、センサインターフェイス３を用いた取得（多点接触操作）のために必要なタッチセンサ１である。センサインターフェイス３は、取得と分析のための電子回路を有する。
【００３４】
このタッチセンサ１はマトリックス式である。このセンサは、データ取得の高速化のため、場合によっては複数の部分に分割して各部分を同時にスキャンすることができる。
【００３５】
センサインターフェイス３からのデータは、フィルタリングされた後、主プロセッサ４に送られる。主プロセッサ４は、スクリーン２に表示して操作するグラフィックオブジェクトにセンサのデータを関連付けることのできるローカルプログラムを実行する。
【００３６】
また、主プロセッサ４は、スクリーン２に表示するデータをグラフィックインターフェイス５に送る。このグラフィックインターフェイスはさらに、グラフィック用プロセッサで制御することができる。
【００３７】
タッチセンサは以下のように制御される。第１の走査段階では一方の網のラインに順番に電力を供給し、第２の網の各ラインで応答を検出する。その応答に従って、状態が休止状態と比べて変化したノードに対応する接触領域を決定する。状態が変化した隣接するノードの一つまたは複数の集合を決定する。隣接したこのようなノードの１つの集合が、１つの接触領域を規定する。ノードのこの集合を元にして、本発明の意味でカーソルと名づける位置情報を算出する。アクティブでない領域によって隔てられたノードの集合が複数ある場合には、同じ走査段階の間に互いに独立な複数のカーソルを決定する。
【００３８】
この情報は、新しい走査段階を通じて周期的にリフレッシュされる。
【００３９】
カーソルは、連続した走査の間に得られた情報に基づいて作成され、追跡され、消去される。カーソルは、例えば接触領域の重心を求める関数によって算出される。
【００４０】
一般的な原理は、タッチセンサ上で検出された領域と同数のカーソルを作成し、その時間変化を追跡するというものである。利用者が自分の指をセンサから引っ込めると、付随するカーソルが消去される。このようにして、タッチセンサ上にある複数の指の位置と時間変化を同時に捉えることができる。
【００４１】
マトリックス式センサ１は、例えば抵抗方式のセンサ、または投影型静電容量方式のセンサである。このセンサは、導線に対応する複数の行または列が表面に配置された透明な２つの層で構成されている。したがってこれらの層は複数の導線からなるマトリックス状の網を形成する。
【００４２】
ある行がある列と接触してセンサ１上の１つの接触点を決定したか否かを知りたいときには、マトリックスの各ノードの端子における電気的特性（電圧、容量、インダクタンス）を測定する。
【００４３】
この装置により、センサ１と主要プロセッサ４の中に組み込まれた命令回路とを用いて、約１００Ｈｚのサンプリング周波数にてセンサ１全体でデータを取得することができる。
【００４４】
主プロセッサ４は、センサのデータを、操作のために表示スクリーン２に表示されるグラフィックオブジェクトと関連づけることのできるプログラムを実行する。
【００４５】
図２は、従来の電子回路によって実現されて領域Ｚ１でデータを取得する処理“取得１”１１のフローチャートである。
【００４６】
この処理は、マトリックス式センサ１の領域Ｚ１の各点の状態、すなわちその点への接触があるかないかを決定する機能を有する。センサの領域Ｚ１はＭ行Ｎ列であり、センサ全体に対応する。
【００４７】
この領域のサンプリング周波数は行と列に関して１００Ｈｚである。
【００４８】
この処理は、マトリックスのその領域の全ノードの測定に対応する。マトリックスの各ノードで測定される電気的特性は、例えば電圧である。この行列は、各点（Ｉ，Ｊ）に、第Ｉ行と第Ｊ列が交差することによって形成されるノードの端子で測定された電圧の値を有する行列［Ｎ，Ｍ］である（ただし１≦Ｉ≦Ｎかつ１≦Ｊ≦Ｍ）。この処理により、所定の瞬間におけるマトリックス式センサ１の各ノードの状態が与えられる。
【００４９】
取得する処理“取得１”１１は、前の取得時に得られたデータの初期化ステップ１２から始まる。
【００５０】
ここでは列の軸が電力供給軸を構成し、行の軸が検出軸を構成する。
【００５１】
処理１１は、最初に第１列の走査を実行する。この列には例えば５ボルトが供給される。電子回路は、この列に関し、この列と、第１行〜第Ｎ行のそれぞれとの間のノードにおける電気的特性（例えば電圧）を測定する。
【００５２】
第Ｎ行の測定が実行されたとき、この処理は次の列に移り、対象となる新しい列と、第１行〜第Ｎ行のそれぞれとの間のノードの端子における電圧の測定を再び開始する。
【００５３】
すべての列が走査されたとき、マトリックス式センサ１の各点の端子における電圧が測定され終えている。するとこの処理は終了し、電子回路は、得られた“電圧”行列の分析に進むことができる。
【００５４】
図３は、従来の電子回路によって実現されてデータを分析する処理“分析１”２１のフローチャートである。
【００５５】
この処理は、以下のステップを実現する一連のアルゴリズムからなる。
−１回または複数回のフィルタリング２２。
−各接触領域を取り囲む領域の決定２３。
−各接触領域の重心の決定２４。
−接触領域の補間２５。
−接触領域の軌跡の予測２６。
【００５６】
分析する処理“分析１”２１が終了すると、ソフトウエアは、タッチスクリーンをリアルタイムでリフレッシュさせるため、そのタッチスクリーンの仮想グラフィックオブジェクトに異なる特定の処理を行なうことができる。データの取得ステップ１１で検出された接触領域を取り囲んだ領域も規定される。
【００５７】
従来技術によれば、電子回路はこれらの処理１１および１２を約１００Ｈｚの周波数でループにして繰り返す。このような電子回路の欠点は、電力の過剰消費の原因となる過重な計算量と、接触点の状態に関する測定の細かさの間のバランスが難しいことである。その結果として、タッチスクリーンの信頼性と感度が不足する。
【００５８】
従来技術のこの欠点をなくすため、電子回路には、センサの走査を条件付きで局所的に制御する処理が組み込まれるとともに、２つの走査モード、すなわち
−センサの領域Ｚ１（この領域Ｚ１は、例えばマトリックス式センサの表面全体に対応する）に対する低周波数Ｆ１および低解像度Ｒ１による第１の走査モードと、
−領域Ｚ１に含まれ第１の走査モードによる領域Ｚ１の走査結果の全体分析の際に規定される接触領域Ｚ２だけに対する、それぞれがＦ１およびＲ１と等しいかそれよりも高い周波数Ｆ２および解像度Ｒ２による第２の走査モードと、が採用されている。
【００５９】
例えば走査用の低周波数Ｆ１は２０ヘルツ以下であり、例えば１ヘルツである。走査用の高周波数Ｆ２は１００ヘルツ以上であり、例えば２００ヘルツである。
【００６０】
周波数と解像度は、走査の特性として定義される。
【００６１】
図４は、本発明の電子回路によって実現されてセンサを条件付きで局所的に制御する処理“制御１”３１のフローチャートである。
【００６２】
この処理は、連続したステップ１１および２１、すなわちマトリックス式センサ（１）の領域Ｚ１のデータを取得するステップと分析するステップに対応する第１のループ３２を有する。
【００６３】
この第１のループ（３２）は、マトリックス式センサの領域Ｚ１全体に対し、低周波数Ｆ１および低解像度Ｒ１で実行される。
【００６４】
低周波数Ｆ１は例えば２０ヘルツに等しい。低解像度Ｒ１のほうは、マトリックス式センサの解像度を整数で割った値である。例えばこの第１のループにおいて半分の行に電力が供給され、半分の列で測定がなされる。その場合、Ｒ１はＭ×Ｎ／４に等しい。
【００６５】
この第１のループ３２が終了すると、条件付きかつ局所的な制御が実行される。領域Ｚ１全体で少なくとも１つの接触点が検出された場合、この処理は、連続したステップ３４、５１および６１に対応する第２のループ３３に入る。
【００６６】
この第２のループ３３は、図５に示してあるように、接触領域４１を取り囲んだ領域４２を更新する第１のステップ３４を有する。この領域４２は、第１のループ３２の分析ステップ２１の際に領域Ｚ１全体に関するデータが分析された後に得られる。
【００６７】
第２のループ３３は周波数Ｆ２で実行される。この周波数はＦ１よりも高い。周波数Ｆ２は例えば１００ヘルツに等しくすることができる。第２のループ３３は、Ｒ１とは異なる解像度Ｒ２で実行される。Ｒ２は、例えばマトリックス式センサの解像度に等しくすることができる。その場合、Ｒ２はＭ×Ｎに等しい。領域Ｚ２でこれ以上接触が検出されない場合、ループ３３は停止する。
【００６８】
この第２のループ３３が実行されている全期間を通じて第１のループ３２は実行され続ける。第１のループ３２が１回終わるごとに条件付きかつ局所的な制御が新たに実行される。新たな接触点が検出されると第２のループ３３が再び開始される。
【００６９】
分析ステップ２１の出口でのデータにより、センサ１の各点の状態を知ること、特に１つまたは複数の接触の位置を特定することができる。
【００７０】
図６からわかるように、ある物体がマトリックス式センサ１と接触したとき、取得ステップ１１の後に接触領域４１がセンサ上に検出される。この接触領域４１は次に分析ステップ２１において処理され、この接触領域４１を取り囲んだ領域４２がさらに決定される。この領域４２の形状は、電子回路のレベルでパラメータ化することができる。本発明の第１の実施態様では、長方形タイプの形状にすることができる。しかし本発明は、他のどのようなタイプの形状の領域でも実施することができる。
【００７１】
電子回路がマトリックス式センサ１全体で異なる複数の接触領域４１を検出した場合には、それらを取り囲んだ複数の領域４２が規定される。
【００７２】
取り囲んだ領域４２は、図６からわかるように領域Ｚ２の座標と境界線を規定する。この領域Ｚ２は、第２の走査モードにおいて分析される。
【００７３】
図５と図６は、２つの走査モードの解像度の違いも示している。領域２の走査解像度Ｒ２は、領域１の走査解像度Ｒ１の５倍に等しい。したがって図５に示した領域Ｚ１の走査は、図６に示した領域Ｚ２の走査と比べて１／５の解像度でなされる。
【００７４】
実際、領域Ｚ１に関する図５に示した分割４３は、領域Ｚ２に関する図６に示した分割４４よりも５倍粗い。
【００７５】
図７は、本発明の電子回路によって実現されてデータを取得する処理“取得２”５１のフローチャートである。
【００７６】
この場合には、処理５１は、電子回路によって領域Ｚ１全体に対して周波数Ｆ１でなされるデータ取得処理“取得１”１１と同様である。
【００７７】
しかし処理５１は、算出された接触領域を取り囲んだ領域、すなわち領域Ｚ２に対してだけ取得が実行される点が異なっている。
【００７８】
検出された領域４１が１つだけであり、取り囲んだ領域４２が長方形である場合、輪郭線は、整数パラメータＩ１、Ｉ２、Ｊ１、Ｊ２によって規定される。処理５１は、各列Ｊ１〜Ｊ２の位置で行Ｉ１〜Ｉ２の走査を実行し、長方形［Ｉ１，Ｉ２，Ｊ１，Ｊ２］の各点の端子における電圧を測定する。
【００７９】
ここには長方形の領域４２に関する例が示されている。もちろんこの形状に限られることはなく、当業者であれば、必ずしも長方形ではない他の任意の形状の領域４２で処理５１を実行できることを理解するであろう。
【００８０】
図８は、本発明の電子回路によって実現されてデータを分析する処理“分析２”６１のフローチャートである。
【００８１】
分析ステップ６１が実行される領域Ｚ２は、上に説明した領域４１を取り囲んだ領域４２に対応する。領域Ｚ２が領域Ｚ１よりもかなり小さくなる程度に、分析する処理６１は、フィルタリングステップ６２において、フィルタリングステップ２２で実行されるフィルタリングよりも高度なフィルタリングを実行することが好ましい。
【００８２】
説明のため、図９は、条件付きかつ局所的な制御３１で実行される２つのループ３２および３３のタイミング図を示している。これは、最初の２つの周期において接触が検出され、３番目の周期では接触がまったく検出されない場合である。
【００８３】
条件付きかつ局所的な制御３１により、第１のループ３２の出口で発生しうる接触点の検出の結果に応じて、第２のループ３３を周波数Ｆ２および解像度Ｒ２で始動させることができる。したがってこの第２のループ３３は、周波数Ｆ２で実行される。
【００８４】
本発明によれば、周波数Ｆ２は周波数Ｆ１よりも大きい。
【００８５】
“接触１”関数は、２つの値、すなわち少なくとも１つの接触がセンサ１の表面全体で検出された場合の高い値と、そうでない場合の低い値を取ることのできる関数として定義される。“接触１”関数は、周波数Ｆ１の第１のループ３２の終わりに再更新される。
【００８６】
“接触１”関数が高い値に移行すると第２のループ３３が周波数Ｆ２で実行される。この第２のループ３３は、“接触１”関数と同様の“接触２”関数もさらに生成させるが、第１のループ３２の出口で得られてステップ３４で更新された領域４２に関してだけである。
【００８７】
この例では、“接触１”関数は、最初の２つの周期で高い値を取る。すると“接触２”関数も高い値に移行する。
【００８８】
３番目の周期では、マトリックス式センサ全体でこれ以上接触は検出されないため、“接触１”関数は、低い値に移行し、その結果として第２のループ３３が停止する。
【００８９】
本発明の別の一実施態様は、タッチスクリーン上に表示されるグラフィック要素に応じて走査の解像度を局所的に変えることからなる。走査の解像度を減少させるのは、接触の確率が小さい１つまたは複数の領域、それどころか触覚機能をなくしたい領域に限定することができる。
【００９０】
例えば図１０は、公知のタイプのグラフィックユーザーインターフェイス７７（ＧＵＩ）を示している。このＧＵＩは、グラフィックオブジェクトの集合からなる。これらのグラフィックオブジェクトは、グラフィックユーザーインターフェイス７７の部分集合に含まれることがある。グラフィックユーザーインターフェイス７７のこの部分集合は、一般に“ウインドウ”と呼ばれる。
【００９１】
したがって、ウインドウ７１および７４は、インターフェイス７７の部分集合である。オブジェクト７３はウインドウ７１に含まれ、オブジェクト７５はウインドウ７４の一部をなす。インターフェイス７７は、触覚的にニュートラルな領域７６、すなわち利用者が操作可能ないかなるグラフィックオブジェクトも含まない領域も含んでいる。
【００９２】
ウインドウ７２および７４に含まれるオブジェクトは、タイプが異なっている。オブジェクト７３は、接触によってアクティブにされるボタンである。これらのボタンは、例えばツールまたは関数を選択するのに役立つ。オブジェクト７５は、例えばソフトウエアまたは装置のパラメータを変更するために指を滑らせて操作するスライドバーである。
【００９３】
タイプが異なるこれらのオブジェクトは、同じ触覚精度である必要はない。実際には、ボタンは高い解像度である必要はないのに対し、スライドバーは、細かい調節ができるようにするためできるだけ高い解像度である必要がある。逆に、ボタンをアクティブにするには時間的に優れた応答が要求されるのに対し、スライドバーの移動は、時間というこのパラメータに関して感度がより低くてもよい。
【００９４】
ニュートラルな領域７６は、高解像度も高周波数も必要としない。場合によってはこの領域を走査しなくてもよい。
【００９５】
碁盤の目のようになった図１０は、グラフィックユーザーインターフェイス７７の異なる部分集合において好ましい異なるレベルの解像度を示している。
【００９６】
本発明のこの実施態様では、触覚データの取得の改善と最適化は、対応するグラフィックオブジェクトに応じて規定されるタッチ領域に応じた走査の解像度と周波数を適応することによってなされる。
【００９７】
そうするため命令回路を主プロセッサ４の制御下に置き、そのプロセッサが、表示されるグラフィックオブジェクトに応じて走査パラメータをダイナミックに変化させることができるようにする。
【００９８】
書き込み機能がアクティブにされた特定の一実施態様によると、多点接触タッチセンサのマトリックスの取得は、接触領域の存在によって書き込みが検出された領域においてより高い解像度で実行される。解像度がより高いこの領域は、接触領域よりも広い領域を取り囲んでいる。したがって解像度は、検出された最後の接触点の周囲の小さな領域で高くなっている。このようにすると、次の取得の際にスタイレットの移動を予測することができる。したがって、可能な限り正確な触覚情報が接触領域の近傍において得られる。
【００９９】
特定の一実施態様によると、接触がないときには、グラフィックオブジェクト７３または７４上で低周波数および低解像度での取得が実行され、接触が検出された後にその接触が常に検出されるときには、そのグラフィックオブジェクト上で高周波数および高解像度での取得が実行される。
【０１００】
特定の一実施態様によると、所定のグラフィックオブジェクト７４または７５に関し、接触が検出された後にその接触が常に検出されるときには、解像度は、接触領域に近い領域ではより高く、より離れた領域ではより低い。このようにすると、カーソルを素早く移動させる際に、接触の移動に関するよりよい情報を得ることができる。
【０１０１】
特定の一実施態様によると、一方の軸（電力供給軸または検出軸）を他方の軸よりも高い解像度（または周波数）にすることができる。これは、一方の軸に沿ったカーソルの移動を優先的に分析するときに有用である。
【０１０２】
図１１は、この実施態様による制御処理“制御２”８１のフローチャートを示している。上に説明した走査ループ３２と同じ第１の走査ループ８２では、領域Ｚ１全体が、周波数Ｆ１および解像度Ｒ１で走査される。この領域は、例えばセンサ全体、またはグラフィックユーザーインターフェイス全体に対応させることができる。
【０１０３】
このループ８２が終了したとき、グラフィック（ウインドウまたはオブジェクト）の少なくとも１つの部分集合がスクリーンに表示されていると、第２のループ８３が開始される。
【０１０４】
このループ８３は、最初に、グラフィックオブジェクトの諸パラメータ（位置、サイズ、周波数、解像度）を読み取るステップ８４を有する。
【０１０５】
領域Ｚ２の座標は、スクリーンに表示されるグラフィックオブジェクトの座標によって決まる。走査の周波数Ｆ２および解像度Ｒ２は、グラフィックオブジェクトのタイプ（例えばボタン、スライドバーなど）に応じて決まる。
【０１０６】
例えばボタンタイプのオブジェクトでは、周波数Ｆ２は１００Ｈｚに調節され、解像度Ｒ２は４列×４行である。同様に、バータイプのオブジェクトでは、周波数Ｆ２は６０Ｈｚになり。解像度Ｒ２は４０列×１０行になる。
【０１０７】
次に、領域Ｚ２が周波数Ｆ２および解像度Ｒ２で走査される。
【０１０８】
スクリーンにグラフィックオブジェクトの複数個の部分集合が表示されている場合には、そのすべてが走査されるまで、取得ステップ５１と分析ステップ６１が、そのそれぞれの部分集合に対して同様に順次実行される。領域Ｚ１に含まれるグラフィックオブジェクトに対応する領域がすべて走査されると、領域Ｚ１に対する新たな走査が実行される。
【０１０９】
図１２は、異なる表示領域に対応する別々の走査が並列して行なわれることを示すタイミング図である。
【０１１０】
タッチ領域Ｚ１全体は周波数Ｆ１で走査される。このタッチ領域の異なる部分集合がそれぞれ周波数Ｆ２およびＦ３で並列に走査される。例えば走査２は、“スライドバー”タイプのオブジェクトが表示される領域に対応するのに対し、走査３は、“ボタン”タイプのオブジェクトが表示される領域に対応する。
【０１１１】
これまでに説明したいずれかの実施態様に従う分析用電子回路を組み込んだタッチスクリーンは、接触の検出に関して従来技術のタッチスクリーンよりもはるかに優れた感度と精度を提供しつつ、電流の過剰な消費を必要とせず、超高性能プロセッサを利用する必要もないという利点を有する。
【０１１２】
これまでに説明した本発明の実施態様は例として与えたものであり、本発明がこれら実施態様に限定されることは決してない。当業者であれば、発明の枠組から逸脱することなく、本発明のさまざまな実施態様を実現することさえできるのは当然である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための分析用電子回路であって、
前記マトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する手段と、
前記マトリックスの他方の軸による電気的特性を、前記２つの軸の間のノードにおいて検出する手段と、を有し、
少なくとも１つの走査特性を局所的または時間的に変更することを特徴とする分析用電子回路。
【請求項２】
前記変更が、走査周波数を局所的または時間的に変更することからなることを特徴とする、請求項１に記載の分析用電子回路。
【請求項３】
前記変更が、走査の解像度を局所的または時間的に変更することからなることを特徴とする、請求項１に記載の分析用電子回路。
【請求項４】
前記変更が、走査の解像度および周波数を局所的または時間的に変更することからなることを特徴とする、請求項１に記載の分析用電子回路。
【請求項５】
前記走査が、センサの表面全体に対しては一群の低い走査特性に従って実行され、少なくとも１つの小さな領域に対しては少なくとも一群の高い走査特性に従って実行されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項６】
前記少なくとも１つの小さな領域が、前記一群の低い走査特性に従って実行される走査の間に検出された接触を内部に含む接触領域であることを特徴とする、請求項５に記載の分析用電子回路。
【請求項７】
前記少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査が、前記一群の低い走査特性に従って実行される走査の際に発生しうる接触領域の検出を条件とすることを特徴とする、請求項６に記載の分析用電子回路。
【請求項８】
前記少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の境界が、前記一群の低い走査特性に従って実行される走査の際に検出される接触領域の輪郭に応じて決定されることを特徴とする、請求項６または７に記載の分析用電子回路。
【請求項９】
前記少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の境界が、前記一群の低い走査特性に従って実行される走査のそれぞれの後に更新されることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１０】
前記少なくとも一群の高い走査特性が、走査する領域のサイズの関数であることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの小さな領域が、グラフィックオブジェクトの位置に対応する領域であることを特徴とする、請求項５〜１０のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１２】
前記グラフィックオブジェクトの位置に対応する前記少なくとも１つの小さな領域の走査が、一群の高い走査特性に従って実行され、前記一群の高い走査特性は、前記グラフィックオブジェクトの特性の関数であることを特徴とする、請求項１１に記載の分析用電子回路。
【請求項１３】
前記一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の分析が、前記一群の低い走査特性に従って実行されるセンサの表面全体の分析の際に実施されるフィルタリングよりも高度なフィルタリングをさらに有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１４】
前記変更が、タッチスクリーンに表示されるグラフィック要素の関数であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１５】
前記変更が、発生しうる接触点の検出の結果によることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１６】
タッチスクリーンでグラフィックオブジェクトを含まない部分に対しては走査がなされないことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１７】
１つの走査段階において、一方の網の複数のラインに順次電力を供給し、第２の網の複数のラインのそれぞれにおける応答を検出することによって前記センサを制御することを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１８】
マトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する電気的手段と、
前記マトリックスの他方の軸による電気的特性を、前記２つの軸のノードにおいて検出する手段と、を有し、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の分析用電子回路をさらに有するパッシブマトリックス式多点接触タッチセンサ。
【請求項１】
パッシブマトリックス式多点接触タッチセンサのための分析用電子回路であって、
前記マトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する手段と、
前記マトリックスの他方の軸による電気的特性を、前記２つの軸の間のノードにおいて検出する手段と、を有し、
少なくとも１つの走査特性を局所的または時間的に変更することを特徴とする分析用電子回路。
【請求項２】
前記変更が、走査周波数を局所的または時間的に変更することからなることを特徴とする、請求項１に記載の分析用電子回路。
【請求項３】
前記変更が、走査の解像度を局所的または時間的に変更することからなることを特徴とする、請求項１に記載の分析用電子回路。
【請求項４】
前記変更が、走査の解像度および周波数を局所的または時間的に変更することからなることを特徴とする、請求項１に記載の分析用電子回路。
【請求項５】
前記走査が、センサの表面全体に対しては一群の低い走査特性に従って実行され、少なくとも１つの小さな領域に対しては少なくとも一群の高い走査特性に従って実行されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項６】
前記少なくとも１つの小さな領域が、前記一群の低い走査特性に従って実行される走査の間に検出された接触を内部に含む接触領域であることを特徴とする、請求項５に記載の分析用電子回路。
【請求項７】
前記少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査が、前記一群の低い走査特性に従って実行される走査の際に発生しうる接触領域の検出を条件とすることを特徴とする、請求項６に記載の分析用電子回路。
【請求項８】
前記少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の境界が、前記一群の低い走査特性に従って実行される走査の際に検出される接触領域の輪郭に応じて決定されることを特徴とする、請求項６または７に記載の分析用電子回路。
【請求項９】
前記少なくとも一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の境界が、前記一群の低い走査特性に従って実行される走査のそれぞれの後に更新されることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１０】
前記少なくとも一群の高い走査特性が、走査する領域のサイズの関数であることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの小さな領域が、グラフィックオブジェクトの位置に対応する領域であることを特徴とする、請求項５〜１０のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１２】
前記グラフィックオブジェクトの位置に対応する前記少なくとも１つの小さな領域の走査が、一群の高い走査特性に従って実行され、前記一群の高い走査特性は、前記グラフィックオブジェクトの特性の関数であることを特徴とする、請求項１１に記載の分析用電子回路。
【請求項１３】
前記一群の高い走査特性に従って実行される走査の領域の分析が、前記一群の低い走査特性に従って実行されるセンサの表面全体の分析の際に実施されるフィルタリングよりも高度なフィルタリングをさらに有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１４】
前記変更が、タッチスクリーンに表示されるグラフィック要素の関数であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１５】
前記変更が、発生しうる接触点の検出の結果によることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１６】
タッチスクリーンでグラフィックオブジェクトを含まない部分に対しては走査がなされないことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１７】
１つの走査段階において、一方の網の複数のラインに順次電力を供給し、第２の網の複数のラインのそれぞれにおける応答を検出することによって前記センサを制御することを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の分析用電子回路。
【請求項１８】
マトリックスの２つの軸の一方に電力を供給する電気的手段と、
前記マトリックスの他方の軸による電気的特性を、前記２つの軸のノードにおいて検出する手段と、を有し、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の分析用電子回路をさらに有するパッシブマトリックス式多点接触タッチセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２０１１−５０７１２３（Ｐ２０１１−５０７１２３Ａ）
【公表日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３８８４８（Ｐ２０１０−５３８８４８）
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００８／００１８０９
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１１２６４９
【国際公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（５０９２７０５４６）
【氏名又は名称原語表記】ＳＴＡＮＴＵＭ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００８／００１８０９
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１１２６４９
【国際公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（５０９２７０５４６）
【氏名又は名称原語表記】ＳＴＡＮＴＵＭ
【Ｆターム（参考）】
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