(57)【要約】【課題】  タッチセンサに対するホバー動作を探知することが可能な方法が提供される。【解決手段】  方法は、複数のゲインを設定することと、タッチセンサの電極にて、該タッチセンサの外部に存在するオブジェクトから伝送されて結合した電磁干渉信号を、上記複数のゲインに基づいて複数の感知深さで受信することと、上記電磁干渉信号を分析してタッチセンサに対するホバー動作を探知することとを含むことができる。【選択図】  図１３
2019032892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のゲインを設定する段階と、
タッチセンサの電極にて、前記複数のゲインに基づいて、該タッチセンサの外部に存在するオブジェクトから伝送されて結合した電磁干渉信号を複数の感知深さで受信する段階と、
前記電磁干渉信号を分析して前記タッチセンサに対するホバー動作を探知する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にオブジェクトとの相互作用（interaction）を感知する電子機器と係り、さらに詳細には、相互作用を探知するための表面接触センサまたは近接センサを利用する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチセンサは、例えば、ディスプレイ画面上に覆われているタッチセンサのタッチ感知領域内におけるオブジェクト（例えば、ユーザの指またはタッチペン）の近接、オブジェクトまたはタッチの位置及び存在を探知することができる。タッチ感知ディスプレイのアプリケーションにおいて、タッチセンサは、ユーザをして、マウスやタッチパッドを利用して、間接的に相互作用させる代わりに、画面にディスプレイされた内容と直接的に相互作用させる。タッチセンサは、デスクトップコンピュータ、ノート型パソコン、タブレットコンピュータ、ＰＤＡ（personal  digital  assistant）、スマートフォン、衛星航法装置、携帯用メディアプレーヤ、携帯用ゲームコンソール、キオスク（kiosk）コンピュータ、ＰＯＳ（point-of-sale)コンピュータ、またはいかなる適切な装置にも付着されたり、あるいはその一部として提供されたりする。家電機器上またはその他機器上の制御パネルは、タッチセンサを含むものである。
【０００３】
タッチセンサは、種類が多様であり、例えば、抵抗（resistive）タッチスクリーン、表面音波（surface  acoustic  wave）タッチスクリーン及び静電容量（capacitive）タッチスクリーンなどがある。本明細書において、タッチセンサに係わる言及は、適切に、タッチスクリーンを含み、その反対もまた然りである。オブジェクトが静電容量タッチスクリーンの表面に接近したりタッチしたりする場合、タッチスクリーン上の接近あるいはタッチの位置において、静電容量の変化が起こる。タッチセンサ・コントローラは、静電容量の変化を処理し、タッチスクリーン上の位置を決定することができる。
【０００４】
静電容量タッチは、電極から信号を送り、その間に存在する素材による変化を測定して作動する。自体的に電場を発するのは、装置のエネルギー使用量を増やし、反応速度を遅くする。その上、静電容量タッチセンサを非常に広い領域に広げることは、コストが非常に多くかかってしまう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つ以上の電極に連結された絶縁体を含み、環境内において、一つ以上の電極は、電荷の移動、または電磁気信号の特徴の変化を受動的に感知するように構成されていることを特徴とする装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、摩擦活性化に基づいて、オブジェクトの位置を決定する装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】摩擦作用（triboactivity）に基づいて、オブジェクトの位置を決定することができるトライボタッチ（TriboTouch）システムの例示を図示した図面である。
【図１Ｂ】摩擦作用（triboactivity）に基づいて、オブジェクトの位置を決定することができるトライボタッチ（TriboTouch）システムの例示を図示した図面である。
【図２Ａ】指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。
【図２Ｂ】指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。
【図２Ｃ】指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。
【図２Ｄ】指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。
【図２Ｅ】指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。
【図３】トライボタッチシステムの構造の例示を図示した図面である。
【図４】代替アナログ・フロントエンド（front-end）の例示を図示した図面である。
【図５】トライボタッチ動作の原則を図示した図面である。
【図６】信号のプロファイルに基づいて、接触の種類を決定する過程の例示を図示した図面である。
【図７】トライボタッチと静電容量感知の能力とを結合する例示を図示した図面である。
【図８】静電容量及びトライボタッチシステムのいずれについても、同一の受信機システムを使用している最中に、送信器と電極とを静電容量的に連結する例示を図示した図面である。
【図９】互いに異なる素材の配列で覆われた摩擦活性化表面を図示した図面である。
【図１０Ａ】互いに異なる素材が、全く同じパターンのセンサ配列と接触したときに生成される互いに異なる正負の電荷パターンを図示した図面である。
【図１０Ｂ】互いに異なる素材が、全く同じパターンのセンサ配列と接触したときに生成される互いに異なる正負の電荷パターンを図示した図面である。
【図１０Ｃ】互いに異なる素材が、全く同じパターンのセンサ配列と接触したときに生成される互いに異なる正負の電荷パターンを図示した図面である。
【図１１】ユーザ及び環境に係わるノイズタッチ（NoiseTouch）システムの構成例示を図示した図面である。
【図１２】ノイズタッチシステム構造の例示を図示した図面である。
【図１３】手の姿勢または位置を決定するプロセスの例示を図示した図面である。
【図１４】タッチとタッチペンデータとを分離する方法の例示を図示した図面である。
【図１５】タッチペンあるいはペンの接触による周辺ノイズの修正を特徴化する信号修正を探知することを図示した図面である。
【図１６】ユーザの状態及び環境を受動的に感知するプロセスの例示を図示した図面である。
【図１７】受動的に感知されるノイズ状態の例示を図示した図面である。
【図１８】ノイズタッチセンサを備えた装置と通信するために、状態感知システムを使用するプロセスの例示を図示した図面である。
【図１９】トライボノイズタッチ（TriboNoiseTouch）システム構造の例示を図示した図面である。
【図２０】ノイズデータから摩擦活性化データを分離する方法の例示を図示した図面である。
【図２１】摩擦電気に係わるイベントと、ノイズに係わるイベントとを識別するためのトライボノイズタッチ・プロセスの例示を図示した図面である。
【図２２】摩擦電気に係わるイベントと、ノイズに係わるイベントとを識別するためのトライボノイズタッチ・プロセスの例示を図示した図面である。
【図２３】摩擦電気に係わるイベントと、ノイズに係わるイベントとを識別するためのトライボノイズタッチ・プロセスの例示を図示した図面である。
【図２４】システムの摩擦活性化ザブシステムが、タッチセンサの表面に対する各自の微細な接触に基づいた高解像度データを生成し、ノイズに基づいた感知ザブシステムは、接触動作周辺またはホバー動作周辺の領域に液滴を生成し、また表面の上をホバリング（hovering）する手の「影」を生成する例示を図示した図面である。
【図２５】指接触の正確度を高める方法の例示を図示した図面である。
【図２６】指接触を探知し、不導体であるペンの接触と分離する方法の例示を図示した図面である。
【図２７】ペンまたは手の姿勢を、ペンを握っているか、あるいは接触している手のホバー影を探知して推定する例示を図示した図面である。
【図２８】トライボタッチが高解像度のタッチペン感知を提供し、トライボノイズ（TriboNoise）がメニュー及び機能を実行するためのボタンを備えた、特別に設計されたタッチペンを探知するところに利用される例示を図示した図面である。
【図２９】ホバー動作感知の動的範囲を発展させる方法の例示を図示した図面である。
【図３０】単一タッチ電極構成要素の例示を図示した図面である。
【図３１】２つの電極が互いに嵌め込まれた形態を有する例示を図示した図面である。
【図３２】２つのタッチ地点の位置を探知するところに使用される行・列電極格子を図示した図面である。
【図３３】単一タッチ電極の格子を利用したマルチタッチ配列構成を図示した図面である。
【図３４】単一タッチ電極の格子を利用したマルチタッチ配列構成を図示した図面である。
【図３５】抵抗シート（sheet）電極を利用した連続的な受動位置感知の例示を図示した図面である。
【図３６】連続的な二次元受動位置感知の例示を図示した図面である。
【図３７】連続的な二次元受動位置感知の例示を図示した図面である。
【図３８】電極シート構成の例示を図示した図面である。
【図３９】電極シート構成の例示を図示した図面である。
【図４０】電極シート構成の例示を図示した図面である。
【図４１】誘電体がエンコーディングされた受動位置感知の例示を図示した図面である。
【図４２】非線形素子の配列を利用した連続的な受動位置感知の例示を図示した図面である。
【図４３】非線形素子の配列を利用した連続的な受動位置感知の例示を図示した図面である。
【図４４】空間的に分配された座標エンコーディングの例示を図示した図面である。
【図４５】トライボタッチと抵抗タッチセンサとを組み合わせる例示を図示した図面である。
【図４６】トライボタッチと誘導式タッチセンサとを組み合わせる例示を図示した図面である。
【図４７】トライボタッチと誘導式タッチセンサとを組み合わせる例示を図示した図面である。
【図４８】例示的なコンピュータシステムを図示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
装置は、一つ以上の電極に連結された絶縁体を含み、環境内において、一つ以上の電極は、電荷の移動、または電磁気信号の特徴の変化を受動的に感知するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
前記装置において、一つ以上の電極は、電極の配列の一部であることを特徴とする。
【００１０】
前記装置において、絶縁体は、既知の単位面積当たり抵抗を有する抵抗シートを含んでもよい。
【００１１】
前記装置において、一つ以上の電極それぞれが感知した絶縁体に対する入力は、絶縁体の既知の抵抗と、絶縁体に対する入力の位置との関数として感知されることを特徴とする。
【００１２】
前記装置において、絶縁体は、エンコーディングされた誘電体表面を含んでもよい。
【００１３】
前記装置において、絶縁体は、非線形リアクタンス素子の格子、または非線形リアクタンスを有するシートのうち少なくとも一つを含んでもよい。
【００１４】
前記装置において、絶縁体は、既知の高さ変化を有する表面を含んでもよい。
【００１５】
前記装置において、絶縁体は、ピックアップ電極が、一次元的あるいは二次元的に置かれている、既知の単位面積当たり抵抗を有する抵抗シート；エンコーディングされた誘電体表面；非線形リアクタンス素子の格子または線形リアクタンスを有するシート；または既知の高さ変化を有する表面；を含んでもよい。
【００１６】
前記装置において、一つ以上の電極は、トップ電極及びボトム電極を含み、ピックアップは、トップ電極に置かれており、一つ以上の電極に、静電容量型センサが連結され、一つ以上の電極に、電磁気誘導センサが連結されていることを特徴とする。
【００１７】
装置は、装置環境内での電磁気信号の特徴の変化、または電荷の移動を受動的に感知するように構成されている一つ以上の電極；電極に連結された絶縁体；及び受動的に感知された装置環境内での電磁気信号の特徴の変化、または電荷の移動を分析する方法を遂行することができるロジックを記録したコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体；を含んでもよい。
【００１８】
前記装置において、一つ以上の電極は、電極の配列の一部であることを特徴とする。
【００１９】
前記装置において、絶縁体は、既知の単位面積当たり抵抗を有する抵抗シートを含んでもよい。
【００２０】
前記装置において、一つ以上の電極それぞれが感知した絶縁体に対する入力は、絶縁体の既知の抵抗と、絶縁体に対する入力の位置との関数として感知されることを特徴とする。
【００２１】
前記装置において、絶縁体は、エンコーディングされた誘電体表面を含んでもよい。
【００２２】
前記装置において、絶縁体は、非線形リアクタンス素子の格子、または非線形リアクタンスを有するシートのうち少なくとも一つを含んでもよい。
【００２３】
前記装置において、絶縁体は、既知の高さ変化を有する表面を含んでもよい。
【００２４】
前記装置において、絶縁体は、ピックアップ電極が一次元的あるいは二次元的に置かれている、既知の単位面積当たり抵抗を有する抵抗シート；エンコーディングされた誘電体表面；非線形リアクタンス素子の格子または非線形リアクタンスを有するシート；または既知の高さ変化を有する表面；を含んでもよい。
【００２５】
前記装置において、一つ以上の電極は、トップ電極及びボトム電極を含み、ピックアップは、トップ電極に置かれており、一つ以上の電極に静電容量型センサが連結され、一つ以上の電極に電磁気誘導センサが連結されていることを特徴とする。
【００２６】
図１Ａ及び図１Ｂは、摩擦作用に基づいて、オブジェクトの位置を決定することができるトライボタッチ（TriboTouch）システムの例示を図示した図面である。図１Ａは、電極に隣接した絶縁体表面を示している。図１Ｂに図示されているように、電極は、指のようなオブジェクト１３０が絶縁体に接触し、電荷の移動を起こすとき、オブジェクトの位置を決定することができるトライボタッチ・ハードウェアに連結されている。電荷の移動は、純電流（net  current  flow）ではなく、オブジェクトとの接触が除去されるとき、電荷の移動は反転される。このような絶縁体の内部電場の歪曲は、トライボタッチ・ハードウェアによって取り出され、接触イベント及び分離イベントとして解釈される。併せて、歪曲は、接触地点から一定地域に広がり、持続的な位置推定を可能にする。
【００２７】
図２Ａないし図２Ｅは、摩擦作用に基づいて、指の位置を決定するのに使用される、指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。２つのオブジェクトが接触するとき、表面の原子周辺の電子クラウドの相互作用によって、電荷が移動する。そのような効果は、摩擦電気（triboelectricity）、接触電位差（contact  potential  difference）、仕事関数（work  function）のような多様な名称として知られている。半導体産業では、そのような現象が、纎細な電子機器に損傷を負わせる静電放電（ＥＳＤ：electrostatic  discharge）を起こす。そのような現象を緩和させる試みを行う代わりに、動き効果と表面接触とを探知するための帯電メカニズム（charging  mechanism）を利用する「トライボタッチ」と呼ばれる技術を開示する。トライボタッチは、本明細書で記述されているような、表面感知を介した相互作用モードを可能にするために、絶縁体（例えば、グラブ、筆ブラシなど）を、強力な誘電体（例えば、指、伝導性ゴムなど）または導体に劣らず、直接に感知することができる。一側面において、トライボタッチは、接触による局所電荷移動を利用して、測定のために電場を発する必要がない。
【００２８】
トライボタッチシステムの一側面が、図２Ａないし図２Ｅに図示されている。図面において、指を利用しているが、いかなる伝導性あるいは非伝導性のオブジェクトも同じ効果を得ることができる。一側面において、トライボタッチは、２つのオブジェクトが接触するか、あるいは分離するとき、電荷移動を測定して動作する。感知されるオブジェクトにおいて、電荷を誘導するためのいかなる二次メカニズムも必要としない。その代わりに、電荷は、オブジェクトが感知表面に接触するとき、生成されて受信される。図２Ａは、絶縁体表面上の指を図示している。図２Ｂにおいて、指が表面に接触するとき、電荷の流れと電流とが感知される。図２Ｃにおいて、電流は、平衡状態で停止する。図２Ｄにおいて、指を離しながら電荷が再配置され、反対方向の電流が発生する。図２Ｅにおいて、再び平衡が回復される。
【００２９】
電荷の移動は、互いに異なる表面特性（例えば、構成、表面の微細構造など）を有する絶縁体、半導体及び伝導体の組み合わせの間で発生する。極性、表面電荷密度及び電荷の移動速度（「接触電流」）は、関連特定素材による。２つの素材間で移動した電荷の量は、経験的に既定の「摩擦電気シリーズ（帯電列；triboelectric  series）」で、各素材に該当する相対的な位置によって推定される。一般的に、収容されるシリーズは、正から負に配したとき、空気、人の肌あるいは皮、ガラス、人の毛髪、ナイロン、羊毛、猫の毛、シルク、アルミニウム、紙、綿、鉄、木、アクリル、ポリスチレン、ゴム、ニッケルあるいは銅、銀、アセテートあるいはレーヨン、スタイロフォーム、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニール（ＰＶＣ）、シリコン、テフロン（ＰＴＦＥ（登録商標））の順序である。トライボタッチは、根本的に、いかなる固体の接触も探知することができる。
【００３０】
図３は、トライボタッチシステムの構造の例示を図示した図面である。高インピーダンス増幅器３０６は、表面接触３０２に対する応答として、入力電極３０４から受信した入力信号３０５を増幅し、その次に、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）は、信号３０５をデジタル形式に変換する。入力電極３０４、高インピーダンス増幅器３０６及びＡＤＣ  ３０８は、信号３０５を、電極３０４で見られるまま、正確にデジタル形態に変換する。図４に図示されているように、他の実施形態は、シグマ−デルタ接近法、電荷カウンティング、電荷バランシングまたは他の方法で、少量の電荷移動を測定することができる。ゲイン制御システム３１０は、値をシステムに規定された範囲内に維持するために選択的に使用される。一つ、あるいはそれ以上の実施形態において、入力信号を受信し、デジタル形態に変換する構成要素は、本明細書において、アナログ・フロントエンド（analog  front-end）という。アナログ・フロントエンドは、入力電極３０４、増幅器３０６、ＡＤＣ  ３０８及びゲイン制御３１０を含み、各構成要素の部分であるプロセシング・システム３１２は、デジタル信号を受信し、位置データ３３２を生成する。プロセシング・システム３１２は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実施される。プロセシング・システム３１２は、段階３１４から始まり、段階３１６において、最初の校正（calibration  at）を行う。基準値は、調整方法３１８によって決定される。調整方法は、例えば、移動平均法、遮蔽電極（shield  electrode）に対する差動測定（differential  measurement）、測定場所の総合から計算した合成測定方式または他の方法にもなる。それは、システムの最初初期化から触発され、またはシステムが信号移動を探知するか、あるいは値に長期間にわたる定数オフセットがあるということから指示される。段階３２０において、基準値を差し引いた後、信号のノイズ（例えば、一般的な５０／６０Ｈｚノイズ、及びシステムの予想範囲より高いか、あるいは低い周波数を探知するためのもの）が、段階３２２でモデリングされて拒絶され、接触帯電効果による信号を残す。段階３２６において、接触帯電イベントが探知され、整合フィルタ、ウェーブレット変換または時間ドメイン分類（例えば、サポートベクターマシン）などの方法を利用して、時間ドメインプロファイルによって、接触、分離または動きに分類される。そのようなイベントは、システムをして、接触イベントあるいは分離イベントが、いつそしてどこで起こるかということを追跡させる感知表面での接触状態地図を作るために、段階３２８において、状態マシン（state  machine）によって統合される。結果的に、該地図は、段階３３０において、イベントの種類と座標とを推定するために使用される。トライボタッチは、接触状態に静止した場合、継続的な信号を生成しないということを留意しなければならない。しかし、接触時及び除去時、互いに異なる極性の信号を生成する。そのような互いに異なる極性の信号は、現在の接触地点近傍で、さらなる接触が形成されて除去されたかということを追跡するのに使用される。そのような接触の形態は、砂の上に指を引き伸ばしたときに示される���指の前後に跡が残る効果にたとえることができる。それと類似した「電荷痕跡」がシステムに示され、該電荷痕跡は、動きを決定するのに使用される。最終出力は、ユーザの行動を説明する高レベルイベントストリーム３３３にもなる。出力は、位置データ３３２を含んでもよい。一つ以上の実施形態において、指のような大きいオブジェクトは、主に同時に受信される大きい接触「サイト」を作る傾向があるために、さまざまなタッチ地点の集合として区別される。接触を時間に関連させることにより、トライボタッチシステムは、いかなる接触が互いに属しているかということを追跡することができる。２つのオブジェクトが近接するときにも、例えば、つまむ動作をするときのように、センサは、２つの接触の「頂点」が非常に近くにあるということを探知することができる。従って、接触の関係は維持される。
【００３１】
図４は、代替アナログ・フロントエンドの例示を図示した図面である。図３について説明するとき、アナログ・デジタル変換器３０８が後に従う高インピーダンス増幅器３０６の利用と係わり、トライボタッチはまた、電荷バランシング・シグマ−デルタ変換器を使用し、また２つの接近方法を結合することができる。図４に図示された配置によれば、電荷パケットを伝送し、それによって、入力電極電位を、入力増幅器４１０（または、１ビット・シグマ−デルタＡＤＣ内の比較器）の範囲内に維持するために、キャパシタ４０６が、スイッチ４０４によって、参照電源（Ｖｒｅｆ）４０８と入力電極４０２との間でスイチングされる。補助シグナルプロセシングチェーンは、入力電流を入力増幅器やＡＤＣのみによって可能であるとするよりも、さらに高い動的範囲に再構成するために、ＡＤＣ  ４１２の出力３１５と、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）４１４の出力とを結合する。再構成された入力電流は、プロセシング・システム３１２、または他の信号プロセシング・システムでもあるトライボタッチ信号プロセシング４１６に提供される。
【００３２】
前述のように、トライボタッチは、物理的接触によって生成された信号を直接に感知し、感知のために信号を送信する必要がない。従って、システムは、動作の結果として、一般的に、いかなる電気経路でも予測されるレベル以外の無意味な信号を放出する必要がなく、それは近傍に位置した、ノイズに敏感な電子機器をデザインすることと、ＥＭＩ規定を合わせることとを簡単にする。そのようなデザインのさらなる利益は、電力を節約することができることである。まず、場（field）を送信しなくてもよいことによる直接的な節約がある。その上、システム構造が単純になるので、電子機器の電力がそれ以上必要ではなくなるという利益がある。さらには、ハードウェアのさらなるノイズ拒絶を行う必要がないために、複雑度が低下し、さらなる節約が可能になる。
【００３３】
図５は、トライボタッチ動作の原理を図示している。絶縁体表面との接触による摩擦帯電は、誘電分極を介して電極と容量結合される。トライボタッチは、それによって、絶縁体表面における、オブジェクトの接触、動き及び分離を探知することができる。しかして、いかなるオブジェクト（指、グラブ、プラスチックタッチペン、絵筆、紙など）も、感知表面と相互作用を行うために使用される。データ処理システムは、イベント探知及び分類部５０６を利用して、表面と相互作用するオブジェクトの類型を決定することができる。イベント探知及び分類部５０６は、接触類型データ５０８を決定するために、オブジェクトの類型を確認する分類特徴５０４を利用する。分類特徴５０４は、互いに異なる類型のオブジェクトに対応する一つ以上の信号パターン５０２を含んでもよい。例えば、最初の信号パターン５１２は、指に対応し、２番目の信号パターン５１４は、グラブに対応し、３番目の信号パターン５１６は、プラスチックタッチペンに対応し、４番目の信号パターン５１８は、絵筆に対応する。イベント探知及び分類部５０６は、例えば、探知された摩擦帯電信号を信号パターン５０２と比較し、信号パターン５０２のうち一つを選択し、探知された信号と最も合うものを選択する。イベント探知及び分類部５０６はまた、図３で説明したように探知された信号の位置５１０を推定することができる。
【００３４】
図６は、信号のプロファイルに基づいて、接触の種類を決定する過程の例示を図示した図面である。トライボタッチは、オブジェクトと感知表面との接触、動き及び分離を感知することができるために、静電容量測定から、そのようなイベントを、アルゴリズムを利用して誘導する必要がない。従って、トライボタッチは、そのようなイベントを、静電容量感知が一般的に提供するより、さらに正確に識別することができる。それに加え、摩擦帯電の局所性のために、位置推定アルゴリズムは、静電容量感知方法よりよりさらに良好な時間及び空間の解像度を得ることができる。そのような高解像度は、例えば、図６に図示された過程を利用して、手の平拒絶、または他の非意図的な接触を拒絶するのに使用される。図６の過程は、段階６０２において、イベントを探知して分類する。段階６０４では、イベントを統合させ、例えば、図３で説明したように、状態マシンを利用して、感知表面での接触状態地図を生成する。該地図は、接触イベント及び分離イベントがいつどこで起きたかということを追跡し、イベントの類型と座標とを推定するために使用される。段階６０８は、位置データ６１２を生成するために、イベントの位置を推定する。段階６１０は、手とタッチペンとの姿勢データ６１４を生成するために、姿勢を探知する。図５で図示されたように、互いに異なる類型の接触は、互いに異なる信号プロファイル特徴を有することができ（実際、素材データによる例示は示さない）、受信した信号の特徴は、例えば、タッチペンで絵を描いていて、意図しない手の平の接触を探知するために使用される。一つ以上の実施形態において、特別なピックアップデザインなしにも、オブジェクトの接触プロファイルによって、互いに異なる類型が探知される。そのようなプロファイルは、区別される波形の特徴を取り出すアルゴリズム的試みの側面、あるいは例示波形の側面において、いずれも表現される。
【００３５】
トライボタッチシステムは、各タッチ位置において、前述のハードウェアのうち１つの例示を使用するか、あるいは連続的な大きな電極を使用し、電極を通過する信号の距離に基づいた変化に基づいて、位置を推定することもできる。変化は、覆い素材の素材特性、電極本体の抵抗、電極のリアクタンス、またはいかなる他の方法によっても起こる。従って、トライボタッチは、電極構造より高解像度で、位置を区別することができる。一つ以上の実施形態において、ハードウェアの例示が各タッチ位置で使用される場合、ハードウェアの例示は平行に動作され、従って、各電極は、個別的に扱われる。平行方式は、さらに迅速な読み取り速度を提供するが、ハードウェア複雑度を増大させる。その代わりに、それぞれの電極を順に調べることは、デジタル化システムがさらに迅速でなければならないために（そして、さらに多くの電力を消耗する）、長短はあるものの、全体的なシステムがさらに緻密になる（すなわち、電力消費を減らす）。
【００３６】
トライボタッチは、一つあるいは複数のタッチ地点に対して構成され、追加的に連続的な位置感知（例えば、電話あるいはタブレット）、及び離散的な位置感知（例えば、ボタン）のために構成される。すなわち、タッチスクリーンのように、位置及び動きが感知され、離散的なスイッチが使用されもする。一例として、４−接触抵抗ピックアップシステムが使用される。大体のところ、２個の同時接触を探知する行・列システムが使用されもする。他の代替として、抵抗システムにピックアップが追加されもする。他の例示において、５個の接触を探知するために、ピックアップの配列が使用されもする。特定のピックアップ配置は、ピックアップ及び電子機器デザインのオプションにもなる。離散的な位置感知を適用するにあたり、システムの堅固さが残り、自動車、海または工場など環境的なノイズあるいは汚染の憂慮がある状況において使用することができるようにシステムを有用にする。そのような場合、トライボタッチは、従来の静電容量感知に必要であったさらなる注意事項なしに、堅固な入力の利益を提供することができる。
【００３７】
図７は、トライボタッチと、静電容量感知の能力とを結合する例示を図示した図面である（例えば、伝導性及び非伝導性のオブジェクトとの接触を直接に感知すること）。２つの方法は、いずれも電荷移動の纎細な測定を必要とするために、本質的に、同一のフロントエンド・ハードウェアを利用して結合することが可能である。図７は、２つの感知方法で、電極７０２が共有される基本原理を図示している。静電容量感知は、送信器７０６を利用して、電極に、高周波数（一般的に、１２５ｋＨｚ以上）の安定したＡＣ信号を送信し、送信負荷または他の電極で受信した信号を測定して動作する。静電容量測定は、静電容量受信機７０８によって行われる。一方、トライボタッチは、受信機７１２を利用して、局所電荷移動を、低周波数（一般的に、１ｋＨｚ以下）で測定して動作する。キャパシタ７０４を利用して、静電容量感知回路７０８から電極７０２を静電容量的に分離することにより、摩擦電気電荷移動が維持され、２つの感知モードを時間多重化したり、あるいはトライボタッチアナログ・フロントエンドあるいはその後の信号処理での信号伝送をフィルタリングしたりすることによって分離されて測定される。時間多重化において、静電容量システム７１０は、トライボタッチシステム７１４が測定中であるときには、電極７０２に対する接近を猶予し、その反対も同じである。フィルタリングするときには、トライボタッチシステム７１４は、処理中のノイズ拒絶段階において、静電容量測定の効果を除去するために、静電容量システム７１０が送った信号に係わる知識及びフィルタを利用する。抵抗方式、静電容量方式及び誘導センサのような互いに異なる類型のタッチセンサを結合する例示は、下記図４５ないし図４７で説明する。
【００３８】
図８は、静電容量及びトライボタッチシステムのいずれについても、同一の受信機システム８０６を使用していて、送信器８０４と電極８０２とを静電容量的に連結する例示を図示した図面である。静電容量ソフトウェアと、トライボタッチソフトウェアは、１つのシステム８０８に結合される。その場合、静電容量ソフトウェアは、トライボタッチソフトウェアと同一ハードウェアを使用し、共有された資源を使用するために順番を待つ。
【００３９】
図９は、互いに異なる素材の配列９００で覆われた摩擦活性化表面を図示した図面である。図９に図示された実施形態は、トライボタッチ表面上の感知区域９０２，９０４，９０６にわたった互いに異なる摩擦陰性（tribonegativity）を利用して、素材をパターン化することによって、互いに異なる接触素材（例えば、肌、黒鉛、ゴム、ナイロンなど）を区分することを可能にする。その原理は、カラーフィルタ・マスクがピクセルセンサ上に重なっているカラーＣＭＯＳ（complementary  metal-oxide  semiconductor）イメージセンサと類似している。図９によれば、摩擦活性化表面は、強い摩擦陽性（tribopositive）素材９０２から強い摩擦陰性素材９０６まで、４種の互いに異なる素材からなる配列９００を覆っている。オブジェクトが、そのようなセンサの集合と相互作用を行うとき、オブジェクトの素材属性（すなわち、摩擦分光）を決定する変化パターンの特徴が生成される。一つ以上の実施形態において、配列は、互いに異なる電極上に置かれる。電極は、複数の電極を横切るために、小さい動きでも十分になるように、互いに近傍に集まっている。互いに異なる素材類型によって分離するのは、類型の探知速度を速めるために、少ない素材の類型を利用して行われる。
【００４０】
図１０Ａないし図１０Ｃは、互いに異なる素材が全く同じパターンのセンサ配列１００８と接触したときに生成される互いに異なる正負の電荷パターンを図示した図面である。図１０Ａによれば、指１００２との接触は、−−、＋及び−のセンサに、陰電荷を生成し、＋＋センサには、中性電荷パターンを生成する。従って、指１００２は、全般的に強い陰電荷パターンで特徴化される。図１０Ｂによれば、鉛筆１００４との接触は、＋と＋＋とのセンサに、陽電荷パターンを生成し、−と−−とのセンサには、陰電荷パターンを生成する。従って、鉛筆１００４は、全体的に中性的な電荷パターンで特徴化される。図１０Ｃにおいて、消しゴム１００６との接触は＋、−及び＋＋のセンサに、陽電荷パターンを生成し、−−センサに、中性電荷パターンを生成する。従って、消しゴム１００６は、強い陽電荷パターンで特徴化される。そのような特徴電荷パターンは、センサ配列１００８に接触した不明のオブジェクトを識別するところに使用される。
【００４１】
トライボタッチは、単一接触、二重タッチ（例えば、接触した２本の指を同時に探知すること）、マルチタッチ（例えば、接触した３本以上の指を同時に探知すること）、タッチの順序（例えば、人差し指が最初に接触した後、中指が接触した順序を探知すること）、最初のオブジェクト／指が最初の状態であり、２番目のオブジェクト／指が２番目の状態である、オブジェクト／指の状態（例えば、回転するとき、最初の指は、静止し、２番目の指は、最初の指に対して回転している）、近接した指、及びそうではない指、親指と異なる指及び補綴装置を探知することができる。トライボタッチはまた、動きを探知し、タッチ／動きの位置を探知することができる。
【００４２】
接触が探知されたとき、トライボタッチは、接触したオブジェクトの形態と素材類型とを決定し、探知された素材の類型に基づいて、制御を活性化し、探知された素材の形態と素材類型とに基づいて、モードを活性化し（例えば、筆ブラシ及び消しゴム）、接触した形態を利用して、接触を実在的に描き、接触した形態を利用して、オブジェクトがアプリケーションのモードを変更することを探知し、接触した形態を利用して、位置の正確度を高めることができる。
【００４３】
二重タッチ探知は,暗号やショートカットを作るためのズームジェスチャ、パンニングジェスチャ及びリズムジェスチャを探知することができる。それに加え、マルチタッチ探知は,アプリケーションを転換するためのパンニングジェスチャと、ゲームのための多重指（multi-finger）探知とを可能にする。
【００４４】
トライボタッチはまた、タッチの順序を探知させるので、例えば、ショートカットや暗号を作るために、リズム入力が使用される。隣接した指と、そうではない指との探知は、さまざまなキーが１つの字を形成する速記文字盤での入力を探知することができる。親指と異なる指の探知は、速記入力及び指のサイトを暗号として使用することができる修正されたキーボード入力モードを提供することができる。それに加え、動きが探知され、例えば、次のようなジェスチャが探知される：ズームイン、ズームアウト、パンニング、ドラッグ、スクロール、スワイプ、フリック、スライド、時計方向回転または反時計方向回転。前述の互いに異なる類型の接触、動き／ジェスチャ及び位置なども、ノイズタッチとトライボノイズタッチとを利用して探知される。
【００４５】
産業的な環境において、トライボタッチ（及びノイズタッチ）のノイズ抵抗、及び独特の信号特性は、騒々しく、湿気が多かったり汚かったりする環境での動作を可能にする。そのような環境は、一般的に、静電容量センサを使用することができず、その結果、現在使用されるシステムは、物理的ボタン、メンブレンスイッチまたは赤外線タッチスクリーンのように、相対的に原始的である（しかし、丈夫である）。トライボタッチ技術は、産業的な環境で、拭きやすい強化ガラスタッチコントロールのように、消費者が同種類のインターフェースを使用することを可能にする。
【００４６】
トライボタッチは、自ら電源がＯＮになるボタンの提供に使用され、例えば、静電容量的な感知なしにも、睡眠モードと活性化モードとに転換される。摩擦電気制御ピックアップに接触が発生した場合、電荷の小さい再配置が触発される。装置に連結された電気が十分に小さい電力を有しているとしても、そのような移動電流は、イベントによる短いメッセージの直接伝送に使用される。その代わりに、装置は、体積運動（bulk  motion）によって生産された静電気から電力を集め、追って適切な接触イベントがあるとき、電力を使用することができる。それは、電波送信機、または類似の装置と連結され、装置の完全な無線及び無バッテリ遠隔制御を可能にする。
【００４７】
トライボタッチは、間接的なタッチ機能を提供し、例えば、タッチスクリーン上に紙を置き、指、タッチペン、またはそれと類似したもので、紙に字を書くことを可能にする。トライボタッチ（及びノイズタッチ）表面は、電極と接触するオブジェクトとの間の絶縁体を有して動作する。しかし、電荷移動効果は、いかなる素材でも起こる。従って、タッチ表面は、紙または布のようなさらなる素材でも覆われ、それにより、動作が遅延されない。いかなる２素材の接触も、摩擦電気効果を起こすことができるために、接触している２素材（タッチ表面に接触している間）の構成は、紙、鉛筆、筆ブラシまたはカンバスになっても、接触探知において問題にならない。
【００４８】
摩擦活性化（triboactive）接触探知は、例えば、紙の上での消しゴムの動きが、紙上に描かれた内容に係わるデジタルコンテンツにそのまま従っていくことを探知することによって、削除を探知するところに利用される。特定入力の速度を速めるために、画面に付着物を付着させることもできる。例えば、ゲームアプリケーションのために、ユーザにさらに良好な感覚フィードバックを与えるために、反対方向に押したとき、画面と接触する柔らかい受動ジョイ・スティックを利用することができる。それと類似して、互いに異なるモード間及びツール間の迅速な転換が、一般的な３Ｄ（dimension）グラフィック描きのようなアプリケーションにおいて、迅速に動作を触発させるために使用される物理的な受動キーを提供するためのキーボード・テンプレートを利用することができる。摩擦活性化接触感知は、不導体素材の接触を感知することができるために、付着させる素材の選択肢が非常に広くなり、伝導体、あるいは電気的に活性化された構成要素が不要である。それは、非常に広い種類の入力経験を、非常に低い価格で提供し、プラスチック、紙または木のような多種の素材を付着物として使用することができる。
【００４９】
トライボタッチ技術を利用して、ジェスチャ入力が提供される。本明細書で述べたように、摩擦電気電荷移動は、指が通過しながら生ずる砂の移動にたとえることができる。指の角度の変化（左右に傾けること、あるいは傾きの角度など）は、砂が散らばる方法に影響を及ぼす。同様に、指の角度変化は、電荷の移動に影響を及ぼす。そのような移動の変化は、角度を含んだ手の姿勢、及びいずれの手を使用するかということなどを推定するために測定される。
【００５０】
図１１は、ユーザ及び環境に係わるノイズタッチシステムの構成例示を図示した図面である。人は、環境内の装置が放出した電場によって取り囲まれもする。そのような場は、一般的に、環境内の電磁気的干渉（ＥＭＩ）の一部として考慮することができる。そのような場は、体の至るところに運ばれ、装置の電極に、静電容量的に連結される。そのようなノイズを拒絶する試みの代わりに、本明細書において言及する技術は、ユーザのタッチを探知するために、体に伝導され、タッチセンサの電極によってピックアップされたノイズを利用する「ノイズタッチ」である。静電容量センサとの機能同等性が維持される（ホバー動作支援及びマルチタッチなど）。ノイズタッチは、環境のノイズを利用するので、ＥＭＩに免疫があり、ユーザの相互作用を感知するために、電場を排出する必要がない。ノイズタッチは、拡張及び縮小が可能であり、すなわち、いかなる形態や大きさを有する表面にも適用され、即座の反応が可能であり、低い複雑度を有する。
【００５１】
図１１によれば、環境のＥＭＩソース１１０６は、グラウンド１１０２にインピーダンス（Ｚｉｎ）１１０４を介して接地され、インピーダンス（Ｚａｉｒ）１１０８を利用して、人体に連結されもする。身体１１１０はまた、インピーダンス（Ｚｂ）１１１２を介して、グラウンド１１０２に連結されている。ＥＭＩ  １１０６は、電極１１１８に選択的絶縁体１１１６を介して連結され、インピーダンス（Ｚｈ）１１１４を介して、グラウンド１１０２に連結されたノイズタッチ・ハードウェア１１２０によって受信される。システム内の互いに異なる構成要素の接地に利用されたインピーダンス値の差、及びＥＭＩによって誘導された電場に対する露出の変化により、ハードウェア１１２０が感知する、周辺の全てのソースに対する少しの電位差が発生する。言い換えれば、人体１１１０のような大きいアンテナが電極１１１８に近接している場合、ノイズの特性は、人体１１１０が近接しない場合に比較したときに異なる。ノイズタッチシステム１１２０は、電極１１１８が受信したノイズの特性の変化を感知し、タッチを探知することができる。
【００５２】
図１２はノイズタッチシステム構造の例示を図示した図面である。環境的なノイズ（電源コード、家電機器、モバイル装置及びコンピュータ装置など）は、継続的に電場を放出し、環境的な電磁気干渉（ＥＭＩ、すなわち、電気的ノイズ）に寄与する。人体は、弱い導体であり、従って、そのような信号に対するアンテナとして作用する。人体が電極近くに近付けば、例えば、人体がタッチパネルをタッチするか、あるいはその上に浮いていれば（hover）、信号は、入力電極１２０６に静電容量的に連結される。高インピーダンス増幅器１２０８は、入力信号を増幅し、その後、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１２１４は、その信号をデジタル形態に変換する。
【００５３】
一つ以上の実施形態において、プロセシング・システム１２１６（例えば、コンピュータシステムで運用されるプロセシング・ソフトウェア）は、２つの機能を有する。まず、プロセシング・システム１２１６は、段階１２２０でのノイズを特徴化し、段階１２１８において、ゲイン適応を行い、信号は、増幅器１２０８を圧倒しなくなる。データプロセシング・システム１２２４は、段階１２２６において、続いてゲイン適応を行い、段階１２２８において、所望しない信号を拒絶し、段階１２３０において、位置を推定する。ゲイン適応に係わる情報は、高インピーダンス増幅器１２０８を制御するために、フロントエンド・ハードウェアの部分でもあるゲイン制御器１２１０にフィードバックされる。ゲイン適応は、増幅器１２０８からの信号をＡＤＣ  １２１４の範囲内に維持させる。
【００５４】
ノイズ特徴化システム１２２０は、ノイズ信号を帯域別に分離し、各帯域がいかように変わりなく維持されるかということにより、信頼度を特徴化し、各帯域が示す変動性を特徴化する。そのような分析により、各帯域のプロファイルが生成され、それは、ノイズソース選択システム１２２２によって、位置推定に必要な適切な帯域（あるいは、帯域の集合）を選択するのに使用される。そのような選択過程は、時間、ユーザの位置、及びユーザ周辺のノイズ環境の変化に基づいて、選択の変化を決定することができる。例えば、ユーザがＴＶ（television）の前に座る場合、特定の帯域が特に有用である。家を出るとき、その帯域は、車で生産される帯域（または、帯域の集合）に対しては、それ以上有用ではない。
【００５５】
動作中に、信号をハードウェアの範囲内に維持することが必要であるので、ゲイン適応は、前述のように続く。特徴化データを利用して、段階１２２８では、所望しない帯域のノイズを除去し、信号を利用して、ユーザがどこでいかように表面に接近するかということを推定する段階１２３０にデータをフィードバックする。段階１２３０はまた、線形化を行い、ユーザの位置が表面のエッジに対して均一な値で表現される。ピックアップの配列と共に利用したとき、トライボタッチの線形化は、本質的に配列から生成された位置データのノイズを除去する。各センサによって位置が探知されるので、位置データは、さらに整えられ、さらに柔らかい動きに合わせられる。本明細書で説明した電極ピックアップシステム（例えば、図３２ないし図４７）と共に利用した場合、線形化システムは、システムが生成した連続的な値の範囲から得た位置を、タッチ表面のデカルト座標に数学的にマッピングする。一つ以上の実施形態において、その過程は、タッチ位置のそれぞれのデカルト座標に対するマッピングに基づく。
【００５６】
図１２において、環境からのノイズが、人体によってピックアップされる。そのようなノイズは、人体の電場によって、入力電極１２０６に静電容量的に連結されもする。そして、電極からの信号がデジタル化される。デジタル化は、図１２に図示された、ＡＤＣ  １２１４に後続する高インピーダンス増幅器１２０８を含み、さまざまな方法によって行われる。信号は、計測増幅器（instrumentation  amplifier）、シグマ−デルタ変換器、電荷カウンタ及び電流計量接近法のような他の技術によっても変換される。たとえ高インピーダンス増幅器１２０８とＡＤＣ  １２１４とが、大体のところ、ゲイン制御が不要になるように、十分な解像度を得ることができるとしても、高インピーダンス増幅器１２０８のゲインは、プロセシング・システム１２１６のゲイン適応部１２１８によって選択的に制御される。後続するデジタル化において、データは、ハードウェアまたはソフトウェアで実施されるプロセシング・システム１２１６に提供される。必要な場合、ゲインを設定するために、最初の校正が行われる。段階１２２０は、ノイズを周波数帯域に特徴化する。システムはまた、多様なノイズ帯域の周期を決定することができる。そのような決定は、段階１２２２において、継続的利用可能性及び信号の強度に基づいて、信頼し得る帯域（あるいは、複数の帯域）を選択することにする。そのような情報は、段階１２２８において、所望しない信号を拒絶するのに利用される。段階１２３０は、位置推定を行う。処理段階で、信号の特性が異なる。そのような変化がある場合、システムは、中断しない動作を提供するために、さらなるゲイン適応１２２６またはノイズ特徴化１２２０を触発させることができる。電極構造により、連続シート（sheet）電極の非線形的な特性を補償するために、段階１２３０で線形化が行われるか、あるいは電極行列の行と列とで、本活動の中心から、位置が直接に推定される。段階１２３０は、結果位置データ１２３２を生成する。
【００５７】
一つ以上の実施形態において、ノイズタッチシステムは、信号の送信のための機能を含まない。ノイズタッチは、環境信号を感知し、環境信号を感知するために、信号を送信する必要がないために、信号送信機能は省略される。ＥＭＩを受信するために、受信ハードウェアが設計されるために、ＥＭＩソースによる干渉に抵抗することができる。それに加え、システムは、動作の結果として、一般的に、いかなる電気経路でも予測されるレベル以外の無意味な信号を放出する必要がなく、それは、近傍に位置した、ノイズに敏感な電子機器をデザインすることと、ＥＭＩ規定に合わせることとを簡単にする。そのようなデザインのさらなる利益は、電力を節約することができることである。まず、場を送信しなくてもよいことによる直接的な節約がある。その上、システム構造が単純になるので、電子機器の電力がそれほど必要にならないという利益がある。さらには、ハードウェアのさらなるノイズ拒絶を行う必要がないために、複雑度が低くなり、さらなる節約が可能となる。
【００５８】
図１３は、手の姿勢または位置を決定するプロセスの例示を図示した図面である。人体から伝導されたＥＭＩは、人体を取り囲んでいる電場を介して、電極と静電容量的に連結される。例えば、プロセスは、ユーザがいつ画面を左側または右側にホールドしていたりタッチしたりしているか、すなわち、姿勢情報を決定することができる。ＡＤＣ  １３０６は、増幅器１３０２からのアナログ入力信号をデジタル信号に変換する。段階１３０８及び１３０４において、システムのゲインを適切に調整することにより、ノイズタッチは、人体の接近を一定距離で探知することができる。しかして、ユーザが物理的な接触なしに、タッチ表面上に浮いていることを区別することができる。それに加え、ノイズタッチシステムに適用された速度により、段階１３１０において、複数のゲイン設定によって電極が連続的に探索され、それは、ホバー動作及びタッチの探知を同時に可能にする。複数のゲインを設定する探索は、例えば、手の平、または意図しない接触を拒絶すること、取っている姿勢（片手、両手、左手または右手など）の探知、及びそのようなものために使用される。段階１３１２は、互いに異なるゲインから読み取った信号を比較する。段階１３１４は、姿勢データを決定するために、手の姿勢のような姿勢ヒューリスティックス（heuristic）を利用する。段階１３１８では、ホバー動作の位置を決定するために、段階１３１２の信号比較結果を利用する。
【００５９】
複数のゲイン表面探索は、ユーザがノイズタッチセンサを含む装置を手にするとき、手の姿勢を探知することができる。複数のゲイン探索は、互いに異なる感知深さを提供し、ゲインの増大と共に、解像度の低下をもたらす。高ゲインにおいて、さらに遠い距離のオブジェクトを感知することができるが、低ゲインを使用したときほど、位置を正確に決定することはできない。例えば、複数のゲイン探索は、システムをして、右手のペン入力と、左手のペン入力とを、接触地点に対して手が浮いている位置を求めることによって区別させる。そのような位置は、接触中である手の位置をおおまかに感知するための高ゲイン表面探索設定を利用して決定される。複数のゲイン探索はまた、感知方式により、中間ゲインにおいて、１つまたは２つの「液滴」を感知したり、あるいは高ゲインにおいて、大小の「液滴」をそれぞれ感知し、片手あるいは両手が浮いていることを感知するのに一助となる。高ゲインにおいて、感知領域が１つの装置から一定距離に拡張されるので、ノイズタッチ画面を有した装置を、画面の位置に相対的にいかに手にしているかということを探知することができる。
【００６０】
一つ以上の実施形態において、「タッチ」の一部であるジェスチャ（例えば、複数のゲインによるホバー動作のようなもの）は、機械がホバーの存在に対して、いかに反応するかということによって分離することができる。例えば、もしユーザが右手で携帯電話を手にしているのであれば、キーボードは、自動的にタッチ地点を左に寄せ、ユーザがさらに容易にタイピングするようにできるようにする。また、タブレット上の操作部分を、タブレットを手にしている手にさらに近傍に現すことができる（または、その代わりに、タブレットの反対側部分に示され、反対側の手でさらに容易にタブレットをタッチすることができるようにすることもできる）。一側面において、ホバーは、ソフトウェアにおいて状況を知らせる信号にもなる。
【００６１】
図１４は、タッチとタッチペンデータとを分離する方法の例示を図示した図面である。図１２で説明したノイズタッチ技術と類似し、入力信号がＡＤＣ  １４２０から受信され、ノイズ特徴化段階（１４２２）で特徴化される。ノイズ分離は、修正されたノイズ分離段階（１４２４）によって行われ、位置データ１４２８は、位置推定及び線形化の段階（１４２６）によって決定される。以上の説明は、主にユーザの身体部位に集中したが、ノイズタッチは、伝導性であったり、部分的に伝導性であったりするオブジェクトについても、全く同じように良好に機能する。しかして、タッチペン、ペンまたは他の装置１４１０を利用しても、ノイズタッチによって探知される。そのような場合、タッチペン１４１０の設計は、位置推定（１４２６）段階及びノイズ特徴化（１４２２）段階で探知される特有の特徴を有するノイズ信号サイトを残すことができるインダクタ、キャパシタ（あるいは、受動素子の組み合わせ）のような受動リアクタンス素子を含んでもよい。そのような特有特徴の探知は、ノイズタッチにおいて、指とタッチペン１４１０とを区別させる。従って、分離された指位置データ１４２８と、タッチペン位置データ１４３０とが位置推定及び線形化段階（１４２６）によって生成される。
【００６２】
図１５は、タッチペンあるいはペン１５１０の接触による周辺ノイズの修正を特徴化する信号修正の探知を図示した図面である。図１５は、図１４に図示したシステムのアナログ・フロントエンド部分の互いに異なる地点での信号の例示を図示した図面である。ＥＭＩソースは、ＥＭＩ信号を放出する。タッチペン１５１０は、信号を放出し、他の信号が電極１４１８で受信される。電極１４１８が受信した信号は、タッチペンが絶縁体１４１６と接触していないとき、Ｚａｉｒを介して電極が受信するＥＭＩとは異なる。
【００６３】
装置の他の実施形態は、その後、区域内の位置を探知するのに十分な環境ＥＭＩを得ることができないところで使用される特定量の、制御されて一般化されたＥＭＩを装置から生産することができる。そのような機能は、環境ＥＭＩのレベルが、既プログラミング、あるいは動的に選択された臨界値以下に落ちる場合、自動化されたゲイン制御システムで自動的に転換される。ノイズタッチシステムは、装置の規定上、許諾されたＥＭＩ放出のみを利用するように調整され、他のソースでのノイズは、拒絶するであろう。それは、ＥＭＩプロファイルが動的に特徴化される必要がないようにすることによって、装置の堅固さを増大させるのである。
【００６４】
ノイズタッチシステムは、前述のハードウェアの例示のうち一つを、各タッチ位置で使用し、または連続的な大きい電極を使用し、電極を通過する信号の距離を基にした変化に基づいて、位置を推定することができる。そのような変化は、覆い素材の素材特性、電極本体の抵抗、電極のリアクタンス、またはいかなる他の方法によっても起こる。従って、ノイズタッチは、電極構造より高解像度で位置を区別することができる。
【００６５】
ノイズタッチは、一つあるいは複数のタッチ地点について構成され、追加的に、連続的な位置感知（例えば、電話あるいはタブレット）、及び離散的な位置感知（例えば、ボタン）のために構成される。後者を適用するにあたり、システムの堅固さが残り、自動車、海または工場など環境的なノイズあるいは汚染の恐れがある状況で使用するようにシステムを有用にする。そのような場合、ノイズタッチは、従来の静電容量感知に必要であったさらなる注意事項なしに、堅固な入力の利益を提供することができる。
【００６６】
図１６は、ユーザの状態及び環境を受動的に感知するプロセスの例示を図示した図面である。ノイズタッチは、環境的なＥＭＩを続いて感知して特徴化し、そのような能力は、ユーザの状態及び環境を受動的に感知するのに利用される。例えば、自宅において、ユーザが、ＴＶ、携帯電話及び冷蔵庫から出るＥＭＩに取り囲まれており、事務室において、ユーザは、デスクトップコンピュータ、事務室の照明器具、及び事務室の電話システムから出るＥＭＩに取り囲まれている。ユーザがノイズタッチシステムに接触する場合、例えば、装置を目覚めさせたり、あるいはオンロックにしたりする場合、ノイズタッチシステムは、特徴的なデータを獲得し、ノイズ及び環境に対する内部のデータベースと比較した後、ユーザの位置を推論するために、適切な類似度を利用する。
【００６７】
図１６のプロセスで、入力信号が信号獲得システム１６０２からノイズ特徴化モジュール１６０４に提供される。段階１６０４は、現在のノイズプロファイル１６１０を決定するために、ノイズ特徴化を行う。段階１６０４は、信号を帯域に分離し（例えば、ＦＦＴのように）、互いに異なる信号帯域の信号の大きさと、そのような大きさでの時間ドメイン変化とを分析する。位置判断に使用される信号は、段階１６０６で提供される。段階１６１６は、本明細書で説明したように、位置データ１６０８を生成するために、推定及び線形化を行う。ユーザ入力（１６０６）及びＧＰＳ、Ｗｉｆｉの位置決定のような自動感知（１６１８）から、段階１６２０は、装置が利益になる環境にあるか否かということ決定する。もしそうであるならば、現在のノイズプロファイルは、環境及び状態データベース１６２２に保存されるのである。データベースに保存された現在のプロファイルと構成員は、同じ環境及び状態に再び出くわしたとき、それを探知するために、環境及び状態認識器（１６１２）で利用され、また認識されたとき、それによるイベントが生成されるのである。
【００６８】
図１７は、受動的に感知されるノイズ状態の例示を図示した図面である。自宅または事務室の他の部屋は、互いに異なるノイズ状態を有する。例えば、図１７に図示されているように、休憩室は、コーヒーマシンからのＥＭＩを有し、会議室は、大きいＴＶまたはプロジェクタからのＥＭＩを含む。装置は、そのような状態推定を利用して、特定機能に容易に接続することができる。例えば、装置は、ユーザがプリンタに接近するとき、ユーザによってキューにためられた文書を自動的に出力可能にしたり、あるいはユーザが同じ部屋にいるとき、プロジェクタの制御を可能にしたりする。ユーザは、追加して、地域あたり、あるいは状態あたりを基準に、機能を構成し、業務の簡素化に一助となる。ノイズ特徴化は、ＴＶまたは照明が、消えているかついているかというような外部装置活動（１７０２）に基づいて行われる。留意しなければならない状態の設定は、自動化された状態認識（１７０４）、またはユーザの入力（１７０６）に基づく。自動状態認識（１７０４）は、状態が、例えば、「台所を出る」、「寝室にいる」または「運転中」というようなことを決定することができる。ユーザの入力（１７０６）は、例えば、「ＴＶ視聴中」、「寝室にいる」または「食事の後片付け中」などである。そのような要素に基づいて、環境及び状態データ１７０８が生成される。そして、状態関連、あるいは状態依存の自動化サービス１７１０の入力に利用される。
【００６９】
図１８は、ノイズタッチセンサを備えた装置と通信するために、状態感知システムを使用するプロセスの例示を図示した図面である。通信する装置は、装置の鉄製フレームあるいは遮蔽物のような静電容量表面に電圧を加えることによって、静電容量信号１８０４を放出することができる。信号１８０４は、環境的なＥＭＩ場１８０２と結合され、ノイズタッチによって受信される。信号は、段階１８０８において、ユーザまたはタッチペンによってエンコーディングされ、段階１８０８において、ＡＤＣ及び電極によって受信される。段階１８１０において、ノイズ特徴化が行われ、位置データ１８１４を生成するために、段階１８１２において、位置推定及び線形化が行われる。信号探知システム１８１８が使用され、探索パラメータの範囲を狭める、状態に係わるさらなる情報１８１６と共に使用されもする。その後、ノイズ信号が、段階１８２０において、フィルタリングされて伝送が行われる帯域のみを含み、該信号は、段階１８２２において、データ１８２４を受信するために復調化される。そのようなデータは、装置を唯一に識別するために使用され（例えば、近傍の機器に対する、即座であって直接的な制御を可能にする）、状態データ（オーブンが熱くなるために残った時間、または冷蔵庫の扉が開いているか否かということ）を伝送するために使用される。そのような意思疎通は、双方向性を有するように作われ、従って、位置伝送機能を備えていない装置であるとしても、状態及びデータを受信するためのノイズタッチ電極を含んでもよい。従って、タッチ機能のない装置（電子レンジのようなもの）も、制御及び機能に係わる質疑ために、近傍の装置からノイズタッチに基づいた意思疎通を受信することができる。
【００７０】
環境感知が利用される例示シナリオは、感知された状態に基づいて、電話機のホームスクリーンを変更すること、電話機が感知した状態を利用して、ユーザの位置を外部装置に伝送すること、外部装置の活動に対する標的感知及びエネルギー消費監視を含んでもよい。センサシステムは、ユーザが着用した時計、あるいはFitbit類型の装置に位置する。センサシステムは、ノート型パソコンあるいはＴＶにも位置する。例えば、ユーザが自宅に入るとき、電話機は、自宅のノイズ特徴を探知し、ホームスクリーンにアラーム、ＴＶ、オーディオシステムのように、自宅での制御が必要なアプリケーション集合を提供することができる。電話機のホームスクリーンは、感知された状態に基づいて変化する。ユーザが自宅に入るとき、電話機は、自宅のノイズ特徴を探知することができ、ホームスクリーンにアラーム、ＴＶ、オーディオシステムのように自宅での制御が必要なアプリケーション集合を提供することができる。例えば、タブレットあるいはスマートフォンにヘッドホーンが連結される場合、ホームスクリーンに音楽アプリケーションを含め、ディスプレイすることができる。同様に、ユーザが自宅にいるとき、照明システム、ＴＶ及び他の電子機器、ホームＨＶＡＣ制御などの多様な家電機器に対する制御機能を、インターフェースの特別ページに持ってくることができ、それは、接近をさらに簡便にすることができる。他の例示において、例えば、居間では、ＴＶの制御に優先権を与え、キッチンでは、タイマーに優先権を与えるように、自宅において、各部屋の装置に対する制御に必要なアプリケーションが提供される。ユーザが自宅において、部屋から部屋に移動するとき、ホームスクリーンは、感知された環境状態に基づいて変化する。その技術は、部屋単位基盤で適用される。例えば、ユーザは、勉強するときには、電子メールまたはビジネス文書管理のソフトウェアのようなビジネスに係わるアプリケーションのみを、居間では、ＴＶリモコン及び現在のＴＶ編成表を、寝室では、赤ちゃん監視、保安システム及びエアコン・コントロールのようなアプリケーションのみをディスプレイするようにページを調整することができる。それは、ユーザによって管理及び設定されるように設計される。
【００７１】
電話機によって感知された状態を利用して、ユーザの位置が外部装置に伝送される。例えば、ユーザが現在位置した部屋を探知し、現在部屋にある装置に情報を伝送することができる。ユーザが電話機を手にし、当該部屋に入るとき、明かりがつき、出るときに消え、既設定のプロファイルに基づいて、例えば、ユーザが居間に入るとき、特定の音楽または照明状態が自動的に始まり、自宅に入るとき、アラームが自動的に非活性化される。例えば、システムは、ユーザが出たとき、ＴＶにお知らせを提供することができる。そのような点において、ＴＶは、電力を消耗するディスプレイパネルを消し、音だけＯＮにすることにより、エネルギーを節約することができる。同様に、ユーザが出たとき、エアコンが節電モードになり、ユーザが入るとき、迅速に部屋を冷房することができる。ユーザは、自身が周辺に存在するか否かということに基づいて、特定の方法で装置を構成することができる。一つ以上の実施形態において、もしＴＶがＯＮになっていれば、電話機は、ユーザが以前に選択した好むプログラムを探索し、ユーザに特定チャンネルにおいて、ユーザが好きなショーを放送しているということを知らせる。
【００７２】
ノイズ探知はまた、ＴＶ、照明、オーディオシステムのような特定の外部装置の標的活動感知のために使用される。例えば、電話機は、場所を出る前に、廊下に照明がついているか否かということを探知し、ユーザに知らせることができる。他の例示において、電話機は、テレビがついているということを探知することができ、お勧めなどの動作が可能である。エネルギー消費監視のために、ノイズ探知は、電子機器の活動を監視し、全体的なエネルギー消費を感知するために、自宅の全体的なノイズレベルを感知することができる。全体的なノイズレベルにおいて信号を処理し、エネルギー監視はまた、各装置に特化され、標的監視が可能である。全ての電子機器において、活性化された状態においては、消えているとき、さらに多くのＥＭＩを生成する。全体的なＥＭＩの変化を感知し、システムは、ユーザが、一般的に、いつさらに多かったり少なかったりするエネルギーを使用するかということを決定し、装置自体に対する具体的な知識や、それぞれの装置を探知する必要なしに、全般的なフィードバックを提供することができる。従って、ユーザが部屋にいるとき、感知システムは、照明がついているか否かということを探知することができる。ユーザが他の地域に移動するとき、前述のように、ＥＭＩ環境の変化に基づいたシステムは、ユーザに照明をつけておいたということを知らせることができる。それは、追加的に特定地域にだけ設定され、自宅、事務室、またはそれ以外の地域でのみ適用される。その技術の一つ以上の実施形態は、照明または他の施設に対して特別な装置を必要とせず、従って、既存の変形されていない場所でも、容易に使用される。
【００７３】
それに加え、ノイズタッチとホバーは、単一エアタッチ／タップ、二重エアタッチ／タップ、多重指エアタッチ／タップ、隣接指ホバー動作、または親指と異なる指とのホバー動作を探知するところに使用される。さらには、ホバー動作を使用した動きは、例えば、ズームイン、ズームアップ、パンニング、ドラッグ、スクロール、スワイプ、フリック、スライド、時計方向回転及び反時計方向回転を探知することができる。それに加え、ホバー動作するオブジェクト下において、コンテンツの一部が拡大されたり、あるいはあらかじめ見られたりする。また、オブジェクトは、オブジェクトの伝導性がある部分を探知することによって認識される。さらには、絶縁体を手にしている場合、ノイズタッチは、インプリメントの角度、及び手とオブジェクトとの位置関係を探知することができる。
【００７４】
図１９は、トライボノイズタッチ・システム構造の例示を図示した図面である。一つ以上の実施形態において、トライボノイズタッチ技術は、トライボタッチ技術とノイズタッチ技術との組み合わせに基づいて開示される。一つ以上の実施形態において、ノイズタッチは、人体に伝導され、タッチセンサの電極によってピックアップされたノイズを利用して、ユーザのタッチ位置を探知する。一つ以上の実施形態において、トライボタッチは、２つのオブジェクトが接触したときに発生する電荷移動を利用する。そのような移動を測定し、トライボタッチは、いかなる素材において感知表面に接触しても、それを探知することができる。それは、現在の静電容量センサと類似した感知表面を利用して行われ、物理的な移動を必要としない（抵抗画面のように）。
【００７５】
一つ以上の実施形態において、トライボノイズタッチは、トライボタッチとノイズタッチとの機能を、同一のハードウェア、電極の幾何学的構造及びプロセシング構造を利用して組み合わせる。従って、トライボノイズタッチ・システムは、ノイズタッチのタッチ機能を有し、またトライボタッチの多様な素材を利用した接触感知機能を有する。トライボノイズタッチは、状況によって、各方法を利用して、さらに良好な機能を提供し、ひいては、接触探知をノイズタッチより迅速に発展させ、非接触及び大きい接触（例えば、手の平接触）の感知を提供する。トライボノイズタッチは、環境ノイズ及び表面相互作用を利用する。トライボノイズタッチは、ＥＭＩに免疫があり、電場を発する必要がない。トライボノイズタッチは、不導体素材の接触を感知することができる。それに加え、トライボノイズタッチは、２つの物理的現状の組み合わせを利用して、タッチを探知し、堅固さ、速度、及び互いに異なる素材による接触の区別（例えば、指及びタッチペン）を可能にする。ノイズタッチ技術とトライボタッチ技術との１パネルへの組み合わせは、複雑度を低減させ、エネルギーを節約し、ハードウェアリソース使用を減らすことができる。
【００７６】
ノイズ測定及び摩擦活性化測定のための信号のソースが異なるが、信号の特徴は、類似性がある。２つの信号は、一般的に、電極に、電場を介して静電容量的に連結されていて、従って、高インピーダンス増幅器によって、一般的に増幅される。それは、摩擦活性化及びノイズに基づいた位置感知のためのハードウェアを、経済的に１つのトライボノイズタッチ・システムに組み合わせる。トライボタッチ技術とノイズタッチ技術は、時間多重化と空間多重化とを利用して組み合わされる。例えば、全体パネルを読むことは、トライボタッチによって行われ、その後、ノイズタッチによって行われ、またはパネルの一部電極は、トライボタッチのために利用され、残りは、ノイズタッチのために利用され、さらに継続的な範囲確保のために、トライボタッチとノイズタッチとに利用される電極を選択的に転換することもできる。
【００７７】
図１９に図示されたトライボノイズタッチ・システムの例示によれば、環境的なノイズソース１９０２（電源コード、家電機器、モバイル装置及びコンピュータ装置など）は、継続的に電場を放出し、環境的な電磁気干渉（ＥＭＩ、すなわち、電気的ノイズ）に寄与する。人体１９０４は、弱い導体であり、従って、そのような信号に対するアンテナとして作用する。人体１９０４が、電極１９０６近くに近付けば、例えば、人体１９０４がタッチパネルをタッチするか、その上に浮いていれば、信号は、入力電極１９０６に静電容量的に連結される。それと同時に、タッチ表面に対する、人体または他のオブジェクトの接触は、摩擦電気信号１９０８を生成する。２つの信号は、いずれも電極に静電容量的に連結される。高インピーダンス増幅器または電気系１９１０は、入ってくる信号を探知し、その後、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１９１２は、その信号をデジタル形態に変換する。そのような構成要素は２つの信号の分離を助ける転換可能な特徴を追加して有することができる。
【００７８】
信号は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいは二つの組み合わせで実施されるプロセシング・システム１９１６によって処理される。プロセシング・システム１９１６は、校正を含み、開始地点及び内部において、経験的に信号がノイズが多いか、あるいは不規則になると判断されるときに校正することを含んでもよい。それは、例えば、平均と分散とを計算し、そのような値が一定範囲内にあることによって行われる。平均値の偏差はゲイン適応を選択し、過度な分散は、他のノイズ帯域の選択を可能にする。
【００７９】
プロセシング・システム１９１６は、２つの段階で実行される。摩擦活性化信号については、プロセシング・システム１９１６は、ノイズを段階１９２０で特性化し、段階１９１８において、ゲイン適応を行い、信号が増幅器を圧倒するようにしない。その段階は、プロセシング・システム１９１６が、ノイズ信号については、ノイズを段階１９２６において特性化し、段階１９２４において、ゲイン適応を行うことによって、摩擦活性化及びノイズ信号に対して分離して行われる。それに加え、オブジェクト周辺あるいは絶縁体に付着した電荷による読み取り結果のオフセットは、段階１９２２において、摩擦活性化信号に対するオフセットでもある。最初の条件が最初段階で計算される。ノイズ根源の選択は、段階１９２８で行われる。
【００８０】
初期化が行われた後、システムのデータ処理部分は、段階１９３０で始まる。段階１９３２は、測定方式を選択し、段階１９３４は、必要な信号のための最初フィルタを適用することによって信号を分離する。フィルタの特性は、ノイズ信号を選択するのに適し、また２つの測定方式を交差参照する方式を利用する。ノイズ信号については、プロセスは、段階１９３６でゲイン適応を続け、段階１９３８において、所望しない信号を拒絶する。摩擦活性化信号については、それぞれ段階１９４０及び１９４２での環境的移動を補償するために、ゲイン適応及びオフセット適応が行われる。ゲイン適応情報は、高インピーダンス増幅器１９１０を制御し、増幅器１９１０の信号をＡＤＣ  １９１２の範囲内に維持させるために、ゲイン制御段階（１９１４）にフィードバックされる。２つの信号経路の出力は、位置推定（１９４６）を計算するために、両測定方式において、さらに信頼でき、時間と係わる特徴を利用する選択的な位置推定及び線形化段階（１９４４）に提供される。
【００８１】
図２０は、ノイズデータから、摩擦活性化データを分離する方法の例示を図示した図面である。図示されているように、初期化段階において、ノイズ信号及び摩擦活性化信号の特徴プロファイルが、それぞれ段階２００２と段階２００８とで生成される。実行中には、信号分離段階（２０１４）は、摩擦活性化信号を、時間ドメイン及び周波数ドメインについて特徴化し、いかなる信号が摩擦活性化に由来するかということ示す。残りの信号が帯域に分析され、適切な帯域は、段階２０１６において、ノイズ分析のために選択される。
【００８２】
システムは、（オフラインでもある）特定の最初信号帯域を選択することによるシステムの初期化と共に始まる。信号分離は、時間ドメイン及び周波数ドメインで行われ、組み合わされた信号において、特定周波数帯域をフィルタリングすることによって行われる。実行中に、信号は、決定された初期化特性によって分離され、データは、プロセシングのために、独立的なストリーム（stream）に分離される。帯域選択は、位置、信号強度などに基づいて動的に変わる。
【００８３】
一つ以上の実施形態において、トライボノイズタッチ・システムは、信号の送信のための機能を含んでいなくてもよい。トライボノイズタッチは、環境信号を感知して接触し、環境信号を感知するために、信号を送信する必要がないために、信号送信機能は省略される。ＥＭＩを受信するために、受信ハードウェアが設計されるために、ＥＭＩソースによる干渉に抵抗する。それに加え、システムは、動作の結果として、一般的に、いかなる電気経路でも、予測されるレベル以外の無意味な信号を放出する必要がなく、それは、近傍に位置した、ノイズに敏感な電子機器をデザインすることと、ＥＭＩ規定に合わせることとを簡単にする。そのようなデザインのさらなる利益は、電力を節約することができることである。例えば、場を送信しなくてもよいことによる直接的な節約がある。その上、システム構造が単純になるので、電子機器の電力があまり必要ではなくなるという利益がある。さらには、ハードウェアのさらなるノイズ拒絶を行う必要がないために、複雑度が低減され、さらなる節約が可能である。
【００８４】
図２１ないし図２３は、摩擦電気に係わるイベントと、ノイズに係わるイベントとを識別するためのトライボノイズタッチ・プロセスの例示を図示した図面である。トライボノイズイベント感知を順序化するための３種の例示プロセスについて説明する。図２１のプロセスは、摩擦電気に係わるイベントを識別した後、ノイズに係わるイベントを識別する（すなわち、まず、トライボタッチ）。一つ以上の実施形態において、システムは、システムのトライボタッチ部分が一定時間が経った後にも、いかなる信号も受けることができなかった場合、ノイズタッチ・ザブシステムを触発させることができる。各トライボタッチイベントは、探知された場合、タッチイベントあるいは素材分類イベントを伝送する。
【００８５】
図２２のプロセスは、ノイズイベントを識別し、その後、摩擦電気イベントを識別する（すなわち、まず、ノイズタッチ）。一つ以上の実施形態において、ノイズタッチ優先設定の場合、与えられた時間が経つ間、トライボタッチ認識パイプラインから、いかなる干渉も伝送されない場合、ノイズゲイン設定をリセットするためのタイマが使用される。
【００８６】
図２３のプロセスは、広帯域の信号を獲得し、摩擦電気感知とノイズ感知とを併行するスウィーププロセス（sweep  process）の例示を図示した図面である。図２３のスウィーププロセスは、例えば、優先順位が高いレベルに、すなわち、アプリケーションレベルに設定された場合に使用される。例えば、絵版アプリケーションが、摩擦電気基盤感知にさらに近く係わっており、位置／状況に依存するアプリケーションは、ノイズ基盤感知にさらに近く係わっている。
【００８７】
トライボタッチ及びノイズタッチに係わる相対的な優先順位による選択は、装置及びアプリケーションによって異なる。摩擦電気優先処理方式は、ユーザがタッチ表面を多く使用するアプリケーションに適し、ノイズ優先接近方式は、状態感知と、表面より上の位置での相互作用とが同時に使用される、モバイル装置のようなさらに一般的なアプリケーション装置に適する。それと類似し、状態依存アプリケーションは、ノイズ感知に優先を置き、描き、色塗り、及びそれ以外の直接に操作しなければならないアプリケーションは、摩擦電気感知に優先を置く。
【００８８】
ノイズ測定及び摩擦活性化測定を組み合わせることにより、ノイズ基盤または静電容量測定方式で感知するには、十分な伝導性を有することができない素材を探知することが可能である。それに加え、摩擦活性化測定方式と係わる特徴接触読み取り方式は、タッチを探知するために、追加して臨界値を拡張させて推定する必要性を除去する。それは、システムが、ユーザがタッチペンを利用して、小文字ｉの点を付けるような短い接触イベントに反応することが可能であるということを意味する。システムの組み合わせはまた、身体部位、及び手にしたタッチペンのようなインプリメントの探知を可能にする。そのような場合、タッチペンは、ノイズ基盤測定方式では「見えない」絶縁体に簡単に作われ、それは、例えば、システムが、接触がタッチ表面上の手首によるものであるか、あるいはそのような手にしたタッチペンによるものであるかということを探知することを可能にする。
【００８９】
図１３では、前述のように、手の姿勢情報化ホバー動作の位置を同時に探知する過程を図示している。トライボノイズタッチ・システムは、いつ本当の接触がなされたかということを決定し、タッチ表面と近い指による意図しない認識、及び偶然な命令語の入力を防止することができる。それは、摩擦活性化信号は、直接的な接触によってのみ生成されるという事実の付随的な効果である。しかし、それと同時に、ホバー動作も探知し、従って、さらなる相互作用の方法を提供する。身体に伝導されたＥＭＩが体を覆った電場を介して、電極に静電容量的に結合されるために、システムのゲインを適切に調整することにより、ノイズタッチは、一定距離での身体部位の接近を探知することができる。トライボノイズタッチ・システムの速度により、いくつかのゲイン設定において、連続的に電極を探索し、それは、ホバー動作とタッチとを同時に探知可能にする。それは、例えば、手の平や意図しない接触の拒絶が可能にし、取っている姿勢（片手、両手、左手または右手など）を探知可能にする。
【００９０】
図１３に図示されたプロセスは、電極から主に接触を探知するために使用される名目上の設定以上の多様なゲイン設定による読み取りが可能である。高ゲインにおいて、さらに弱くて遠い距離の電場が探知される。互いに異なるゲインでのそのような弱いイメージを積み重ねることにより、システムは、何が感知表面に身近にあるかということを探知することができる。例えば、タッチゲイン設定Ｇが与えられるとき、その上に浮いている指は、Ｇ＋１設定で探知し、指関節の一部は、Ｇ＋２設定で探知され、手の一部及び手の平は、ゲイン設定Ｇ＋３で探知されるというようにである。遠く離れたオブジェクトは、センサでも「見えない」が、ユーザがホバー動作を行っているということ、どちらの手が装置を手にしているかということに係わる情報を収集して知らせる。
【００９１】
一実施形態において、トライボノイズタッチ・ハードウェアは、状態、ホバー動作、接触及び素材の種類を探知することを可能にする。状態に依存するタッチアプリケーションが提供される。状態が感知された後、特定のタッチアプリケーション及びさまざまな応用が触発され、例えば、居間に入るときには、リモコンアプリケーションが実行され、事務室に入るときには、絵版アプリケーションが実行される。それに加え、ユーザがいかなるアプリケーションと制御とを利用することができるかということを探知するために、状態情報は、装置が待機状態であるときにも使用される。さらには、トライボタッチが接触を探知するために使用されるとき、ノイズタッチは、補助的に使用されるか、あるいは電力を節約するために、完全にＯＦＦになる。トライボノイズタッチは、高正確度の入力を提供する。トライボタッチ及びノイズタッチを統合し、例えば、技術的な描きアプリケーション、または非常に高い鮮明度のディスプレイでの相互作用のような高い正確度の入力のために、接触感知調整が利用される。
【００９２】
装置の他の実施形態は、その後、区域内の位置を探知するのに十分な環境ＥＭＩを得ることができないところで使用される特定量の、制御されて一般化されたＥＭＩを装置から生産することができる。そのような機能は、環境ＥＭＩのレベルが既プログラミング以下、あるいは動的に選択された臨界値以下に落ちる場合、自動化されたゲイン制御システムにおいて、自動的に転換されるのである。そのようなロジックは、システムに対する要請を考慮し、ホバリング機能が必要ではない場合、システムは、摩擦活性化モードのみを利用するように転換され、接触類型に対する探知を排除しながらも、敏感度を維持することができる。システムにおいて、ノイズに敏感な構成要素は、装置の規定上、許諾されたＥＭＩ放出のみを利用するように調整され、他のソースでのノイズは、拒絶するのである。それは、ＥＭＩプロファイルが動的に特徴化される必要がないようにすることによって、装置の堅固さを増大させるのである。
【００９３】
トライボノイズタッチ・システムは、各タッチ位置において、前述のハードウェアのうち１つの例示を使用するか、あるいは連続的な大きい電極を使用して、電極を通過する信号の距離に基づいた変化に基づいて、位置を推定することもできる。変化は、覆い素材の素材特性、電極本体の抵抗、電極のリアクタンス、またはいかなる他の方法によっても起こりうる。そのような方法により、トライボノイズタッチは、電極構造より高解像度で位置を区別することができる。
【００９４】
トライボノイズタッチは、一つあるいは複数のタッチ地点に対して構成され、追加して連続的な位置感知（例えば、電話あるいはタブレット）、及び離散的な位置感知（例えば、ボタン）のために構成される。後者を適用するにあたり、システムの堅固さが残り、自動車、海または工場のような、環境的なノイズあるいは汚染の恐れがある状況で使用することができるようにシステムを有用にする。そのような場合、ノイズタッチは、従来の静電容量感知に必要であったさらなる注意事項なしに、堅固な入力の利益を提供することができる。その上、システムは、ユーザが大きいグラブを着用するか、非伝導性である道具を利用して制御するときにも敏感性を維持し、使用方法、及び環境的な汚染または干渉において、高い柔軟性を提供する。
【００９５】
トライボノイズタッチの、環境ＥＭＩを連続的に感知して特徴化することができる機能は、ユーザの環境及び状態を受動的に感知するのに利用される。例えば、自宅において、ユーザが、ＴＶ、携帯電話及び冷蔵庫から出るＥＭＩに取り囲まれ、事務室において、ユーザは、デスクトップコンピュータ、事務室の照明器具、及び事務室の電話システムから出るＥＭＩに取り囲まれもする。ユーザが、ノイズタッチシステムに接触する場合、例えば、装置を目覚めさせたり、オンロックにしたりする場合、ノイズタッチシステムは、特徴的なデータを獲得し、ノイズ及び環境に対する内部のデータベースと比較した後、ユーザの位置を推論するために、適切な類似度を利用する。そのプロセスは、図１６に図示されている。自宅や事務室のそれぞれ異なる部屋は、非常に異なるノイズ状態を有することができる。例えば、休憩室は、コーヒーマシンからのＥＭＩを有し、会議室は、大きいＴＶまたはプロジェクタからのＥＭＩを含む。装置は、そのような状態推定を利用して、特定機能に容易に接続することができる。例えば、装置は、ユーザがプリンタに接近するとき、ユーザによってキューにためられた文書を自動的に出力させたり、あるいはユーザが同じ部屋にいるとき、プロジェクタの制御を可能にさせたりする。ユーザは、追加して、地域あたりあるいは状態あたりを基準にして、機能を構成し、業務簡素化に一助となる。
【００９６】
システムの摩擦活性化部分は、タッチセンサの表面に対する各自の微細な接触に基づいた高解像度データを生成し、ノイズに基づいた感知ザブシステムは、接触動作周辺またはホバー動作周辺の領域に液滴を生成し、また表面の上をホバリングする手の「影」（図２４参照）を生成する。そのような３種のデータは組み合わされ、各感知モードが独自では行うことができないさらなる機能を作り上げることができる。
【００９７】
指接触の正確度は、トライボタッチとノイズタッチとの感知方法の組み合わせを利用して向上する。トライボタッチ類型は、一般的に、指の微細組職が感知電極と相互作用を行うために、指接触周辺に接触のクラウドを生成することができる。摩擦データがさらに整えられてノイズ液滴の一部分になることができるように、接触の中心に対してさらに正確な位置を提供するために、ノイズデータが同時に利用される。正確な摩擦接触位置は、形態、大きさ、及び意図された正確な接触位置を推定するために使用される。図２５は、そのような精製のための方法を提供する。
【００９８】
タッチ感知表面が素材を感知するようになっていなくても、またはそのようなアルゴリズムが活性化されていなくても、指の接触は探知され、不導体であるペンの接触と分離される。ペンは不導体であるために、ノイズに基づいた感知には登録されず、指の接触は、２類型いずれにもおいて、接触データを生成するのである。それは、ペンまたは指の接触に基づいた互いに異なる精製アルゴリズムに利用され、指とペンとの同時使用を可能にする。アルゴリズムは、図２６に図示されている。システムは、接触類型に基づいたさらに良好な位置と、接触イベント類型に係わるお知らせとを提供する。
【００９９】
ペンまたは手の姿勢がペンを手にしているか、あるいは接触している手のホバー影を探知して推定される。手の全体的な形態と、ペンを手にしている手の形態とがパターンマッチング・アルゴリズムまたは経験則を利用して探知され、それは、接触が左手または右手を利用してなされたかということと、ペンまたは指の傾きとを推定するのに使用される。傾きは、タッチペンまたはペンを手にした地点と、実際の接触地点とを計算して推定される。同じような大体の測定が、指と指との接触地点の角度について行われる。アルゴリズムは、図２７に図示されている。
【０１００】
さらなるデータが、スクリーン上のジェスチャを探知し、左手または右手の接触を明確に区分するために、クライアントプログラムで利用される。それは、例えば、２つの接触地点が、意図せずにつまむジェスチャを触発させることなしに、片手でタイピングを行い、他の手で操作を可能にする。
【０１０１】
前述のように、トライボタッチシステムは、多様な素材による電荷移動の差を調査することによって、接触した素材を探知するところに利用される。ノイズ信号は、伝導性及び抵抗がある素材を通過して伝送される。その結果、それは、伝導性によって素材を迅速に区分することによって、トライボノイズタッチ・ハードウェアによる素材の分類に一助となる。例えば、トライボノイズタッチが利用可能なディスプレイと相互作用するとき、鉛筆の末端部分が探知され、自動的に描くツールを実行することができ、鉛筆の消しゴムを利用して、消しゴム機能を実行させることができる。そのシナリオにおいて、ノイズタッチ・ハードウェアは、鉛筆の末端が伝導性があるので、それを探知し、ノイズ及び摩擦信号をいずれも触発させるのである。一方、消しゴムは、摩擦電気信号のみを生成させる。
【０１０２】
トライボノイズタッチは、ノイズタッチが、トライボタッチ・ハードウェアによって接触が感知された後にのみ実行されるように構成することができる。そのシステムは、タッチまたはペンの相互作用のような接触基盤相互作用にのみ集中し、ホバー動作のような表面より上に位置した相互作用を感知することができない。しかし、それは、電力を節約し、トライボ（Tribo）及びノイズ（Noise）のハードウェア（そして、それぞれの信号処理パイプライン）が相互作用イベントを積極的に待つことを防止することができる。双方いずれのためにも、同一のフロントエンドが使用されるために、計算過程の低減は、摩擦活性化基盤及びノイズ基盤の位置計算に利用されるデジタルロジックの動的な電力使用を減少させる。
【０１０３】
トライボタッチが、高解像度のタッチペン感知を提供し、トライボノイズは、メニュー及び機能を実行するためのボタンを備えた、特別に設計されたタッチペンを探知するところに利用される。タッチペンは、摩擦信号及びノイズ信号を共に利用して、位置を探索し、例えば、摩擦電気信号は、接触状態、分離状態及びドラッグ状態の感知を可能にし、ノイズ感知は、ドラッグ状態中の位置回復、ホールド及びボタンを押す動作から情報を得ることに一助となる（図２８参照）。タッチペンの中心軸は、ペンが表面に接触したとき、ノイズ信号をパネルに伝送するアンテナを含む。ボタンは、アンテナ経路にフィルタリング回路を加え、単一経路に、複雑なインピーダンスあるいは非線形的な行動（ダイオードのようなもの）を追加することによって、ノイズ信号に予測可能な影響を与える。ペンがパネルに注入された信号を分析することにより、システムは、ボタンが押されたか否かということを探知することができる。ボタンによって、インピーダンスが変化した場合、特定の周波数での振幅または位相の変化は、ボタンが押されたという信号にもなる。ダイオード、または他の非線形的な素子が使用された場合、ボタンを押せば、入力信号の切り取り（clipping）または変換（shaping）によって、特定の周波数において、高調波（harmonics）が感知されるのである。
【０１０４】
オブジェクトが接触を形成したり、あるいは崩したりする場合、摩擦電気の帯電が発生するので、そのようなイベントをトライボタッチ自体、あるいはノイズタッチまたは他の感知方法との組み合わせにより、さらに正確に探知することが可能である。対照的に、ノイズタッチ単独では、臨界値（調整可能である）を利用して、接触の発生を決定することができる。摩擦電荷の分配及び極性が、動きの方向（表面に向けて、表面から遠く及び表面に沿って）に依存するために、そのようなイベントは、ホバリングまたは近接イベントから区分される。それは、ホバー動作を行っていると考慮される値の範囲に対するさらに良好な調整を可能にし、従って、ホバー動作感知の動的範囲を発展させる（図２９参照）。
【０１０５】
トライボタッチは、接触、分離及び動き探知には好ましいが、静止したオブジェクトを探知することはできない。従って、それは、長い静止状態にある導体の形態及び位置を探知するノイズタッチの使用で補うことができる。
【０１０６】
他のシナリオは、トライボタッチが単独に探知することができる非伝導性のタッチペン、筆ブラシ、または他のオブジェクトと、トライボタッチとノイズタッチとがいずれも探知することができる指ジェスチャとを同時に組み合わせて使用するものである。アプリケーションは、トライボタッチ及びノイズタッチの特徴差があるために、指とタッチペンとを区分し、従って、それに対応するイベントを異なって処理することができる。例えば、タッチペンの入力は、絵を描くのに使用され、筆ブラシの入力は、色を塗るのに使用され、指の入力は、絵を拡大するのに使用される。例えば、それは、ユーザをして、ホバー動作を利用し、同時にプラスチックタッチペンを利用して、絵を描かせ、絵を描く間、絵を描く空間を調整し、タッチペンで絵を描く間、指で大きさを調整し、タッチペンで絵を描く同時に、筆ブラスに色強度のような描きパラメータを、ホバー動作を利用して調節することができる。
【０１０７】
オブジェクトに、伝導性及び非伝導性のオブジェクトをパターン化するにあたり、オブジェクトを認識するために、情報がエンコーディングされる。例えば、ゲーム断片の底には、ゲームの識別及び紹介を探知可能にする素材のパターンがエンコーディングされている。
【０１０８】
図３０は、本明細書で開示したトライボタッチ技術、ノイズタッチ技術及びトライボノイズタッチ技術で利用される電極構成のうち１類型である単一タッチ電極構成要素の例示を図示した図面である。他の電極構成も利用される。特に、本明細書で開示された電極の類型は、（１）単一タッチ電極、（２）二重タッチ電極、（３）図３４に図示された多重電極構成を含む配列マルチタッチ電極、（４）連続的な受動位置感知、（５）連続的な二次元受動位置感知、（６）誘電体がエンコーディングされた受動位置感知、（７）非線形素子の配列を利用した連続的な受動位置感知、（８）空間的に分配された座標エンコーディングなどを含んでもよい。類型（１）ないし（７）は、いかなるトライボタッチ、ノイズタッチ及びトライボノイズタッチでも利用される。類型（８）は、トライボタッチまたはトライボノイズタッチで利用される。そのうち、いかなる有効な電極探知組み合わせ（例えば、電極（１）ないし（８）のうち一つ以上と、トライボタッチ、ノイズタッチ及びトライボノイズタッチの探知技術のうち１つとの組み合わせ）でも、図３で言及したようなアナログ・フロントエンドで使用される。
【０１０９】
図３０によれば、単一タッチ電極は、スイッチと共に行動するように設計される。あるいは、広い表面の要素として配列内に配列される。構成要素と単一タッチ電極とが図３０に図示されている。構成要素は、絶縁体層及び感知電極を含む。遮蔽電極が感知電極と噛み合わさり、２電極間の距離が最小化される。それは、単純な噛み合いまたは空間充填曲線を利用して行われる。特定の例示は、噛み合わさったヒルベルト曲線を利用するのである。噛み合わされた電極の利用は、感知システムの高インピーダンス増幅器の出力を利用して、活発に電極を運用し、環境に係わる電極の寄生容量を低減させるために使用される。表面の前面及び反対方向からのシステムに対する入力を拒絶するために、さらなる遮蔽電極が利用される。それは、タブレットと同様に、透明なタッチ表面を有する応用において、ケース内のディスプレイのような、近傍の電子機器によって生成されたＥＭＩによる意図しない接触の探知を防止することができる。
【０１１０】
図３１は、２電極２６０２及び２６０４が互いに嵌め込まれた形態を有する例示を図示した図面である。互いに嵌め込まれた電極において、遮蔽電極及びピックアップ電極だけが図示された。電極は、ピックアップ及び遮蔽の間で交互に利用される。これは、互いに嵌め込まれた形態の簡単な例示において、電極の伝導性部分は、さらに複雑に絡み合っている。
【０１１１】
図３２は、２つのタッチ地点の位置を探知するところに使用される行・列電極格子を図示した図面である。静電容量タッチセンサと異なり、電極は、感知電極として利用され、摩擦活性化基盤センサ及びノイズ基盤センサにおいて、伝送電極が現存しないこともあるために、行・列構成は、複数のタッチ位置を感知することができる能力を直接に提供しない。そのような構成において、２つのタッチ地点が区別されるが、正確な位置は喪失する。しかし、それは、２本指タップ、あるいはつまんで／拡張するジェスチャのような一般的なジェスチャには十分である。他の例示ジェスチャは、画面に接触せずに行われる、揺れ動作あるいはは掃く動作にもなり、あるいは制御を越す（強調フィードバックを引き出す）ホバリング動きにもなる。
【０１１２】
図３３及び図３４は、単一タッチ電極の格子を利用したマルチタッチ配列構成を図示した図面である。各電極は、個別的に近傍の接触を取り出す。しかし、摩擦活性化によって生成された電場及び電子クラウドがソースになる電荷偏向位置から拡張されるために、図３４に図示されたように、場は、電極の近傍でも探知される。結果として、接触位置は、信号を受信する電極間を充填する。同様に、静電容量的連結は、一定距離をおいて行われるので、ノイズ基盤センサは、浮いている指のような伝導体の存在を探知することができ、ホバー動作を感知することができる。
【０１１３】
図３５は、抵抗シート電極を利用した連続的な受動位置感知の例示を図示した図面である。連続的な受動位置感知のために、面積当たり知られた均一な抵抗を有するシート電極が、抵抗シート３００２に位置したピックアップ電極と並んで使用される。図３５に図示された構成は、２つのピックアップ電極を有する線形センサを含む。連続的な受動位置感知は、接触による電荷移動の分配を探知して行われる。シートのインピーダンスが、（ほぼ）システムのインピーダンスとマッチするとするとき、各ピックアップで感知された値は、接触電荷クラウドからの距離の関数である。ピックアップから読み取ったところを特徴化及び線形化し、いかなる位置でも、システムのノイズ特徴、並びにデジタル電子機器の正確性及び精密性を満足しながら、接触位置を連続的に探知することが可能である。そのような処理方式は、電子機器をさらに単純にし、伝統的な抵抗シートをさらに単純にパターン化することにより、さらに低いコスト及び複雑度を有させる。接触位置は、全体的に取り出した信号に対する各ピックアップの出力の比率に基づいて計算される。反対に、表面に注入された電荷の総量を感知するために、全体的なノイズピックアップ層が、抵抗層の下に置かれ、従って、直接的な比較が可能にもなる。
【０１１４】
図３６及び図３７は、連続的な二次元受動位置感知の例示を図示した図面である。図３５で図示した受動位置感知技術は、図３６のように二次元的に拡張される。二次元技術は、知られたｍ個のピックアップ地点３１０６の分布を利用して、抵抗シート３１０２に誘導された信号から、ｎ個のタッチ地点３１０４を感知することができる。図３７に図示されているように、時間ｔに入力されたタッチ表面に対する入力は、各タッチ地点ごとに、ｎ個の座標（ｘｉ，ｙｉ）３２１２において、独立した電圧Ｖｉ（ｔ）を有する。電圧が、抵抗シート３１０２のエッジにあるｍ個の知られたピックアップ地点３２０４，３２０６，３２０８，３２１０及び３２１２で測定される。抵抗シートを、抵抗のＭｘＮネットワークとしておおまかに考慮し、既知の方法を利用すれば、ピックアップ地点とタッチ地点との距離が見い出される。与えられたピックアップ地点とタッチ地点との抵抗間の関係を利用して、与えられたピックアップ地点での電圧を決定する。結果方程式は、座標上ピックアップ位置の電圧レベルと、タッチ地点での入力電圧との相関性を示す。そのようなピックアップ地点での電圧レベルに係わる方程式において、タッチ地点座標（ｘｉ，ｙｉ）及び入力電圧Ｖｉ（ｔ）が発見される。必要なピックアップ地点位置の数ｍは、少なくとも３ｎではなければならず、さらに多数のピックアップが利用される場合、数値近似及び測定エラーによるエラーを減らすことができる。ピックアップ地点の知られた分布と、抵抗シートの非線形性とがタッチ地点の分離及び分布を可能にする。該方法は、ひいては接触地点（ｘｉ，ｙｉ）において知られていない３番目の座標を計算することによって、ホバー地点（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）として一般化することができる。ホバー地点に対する一般化は、ピックアップ個数ｍの最小値を３ｎから４ｎで増加させる。
【０１１５】
図３８ないし図４０は、電極シート構成の例示を図示した図面である。図３８及び図３９にそれぞれ図示されているように、電極は、互いに異なる層にあるピックアップ及び抵抗シートに設計されるか、あるいは同じ層にあるように設計される。図３８は、ピックアップ３３０６と抵抗シート３３０２とを、異なる層に配置し、ピックアップ接触部３３０４を利用して分離させた例示を図示した図面である。それに加え、接触読み取りの解像度を高めるために、ピックアップ電極が、単層の高解像度タッチ表面を作るために、いくつかのパッチが最小限の間隙をおき、互いの横に配列される。図３９は、ピックアップ接触部３４０２が、抵抗シート３４０４と同じ層にあることを図示した図面である。大体のところ、図４０に図示されているように、接触部３５０２は、２層を利用して、抵抗シート２５０４のエッジの代わりに内部に位置し、接触部３５０２のような電極を、複数のパッチ３５０６，３５０８において効率的に利用可能にする。
【０１１６】
図４１は、誘電体がエンコーディングされた受動位置感知の例示を図示した図面である。接触地点３６１２は、誘電体コードをタッチ表面に映し出し、単一ピックアップ電極にエンコーディングする。接触からの信号は、静電容量的に電極に伝送されるので、表面に信号がピックアップ電極に伝送されることによって修正されるようにする誘電パターンをエンコーディングすることが可能である。そのような誘電パターンは、エッチング、スクリーン印刷、リソグラフィ、機械的方法などを利用して生成することができる。誘電パターンを知ることにより、デコンボルーション（de-convolution）、または他の逆変換方法（３６１０，３６１４）を利用して、単一電極から位置を回復することが可能である。必要な接触地域及び解像度により、複数のパッチ３６０６，３６０８が完全なタッチ表面を生成し、コードを単純にし、各パッチの大きさに比べ、コードの大きさを大きくするために、互いの横に配置される。
【０１１７】
図４２及び図４３は、非線形素子３７０４の配列３７０２を利用した連続的な受動位置感知の例示を図示した図面である。連続的な受動位置感知処理方式は、指の位置を計算するための行・列格子を基にした位置感知と結合される。タッチ位置に対するシステムの非線形的応答のために、同じ行または列での複数タッチが区別される。従って、行・列格子を利用して、高解像度マルチタッチ位置を計算することが可能である。連続的な抵抗シートを使用する代わりに、抵抗シートを、非線形リアクティブ素子の格子、または非線形リアクタンスを有するシート素材に代替することが可能である。図４２は、単純化のために一次元格子を図示し、類似した原理が二次元格子にも適用される。そのような媒体に注入された信号は、媒体を通過しながら、距離及び周波数による相対的な位相変異を示すソリトン（単一刺激）の集合に分解される。図４３において、各ラインのパターンは、ピックアップから増大する距離を示す。ソリトンの位相変異は、各イベントのピックアップ地点からの距離計算に利用され、各イベントの位置を決定させる。一つ以上の実施形態において、非線形伝送線（格子または非線形リアクタンス素子）は、多数のピックアップ地点と共に使用される。そのような場合、表面は、区域あるいは断片に分離され、１つの配列に、それぞれの断片を担当させる。各配列は、線形的に連結されるか、あるいは行列構成において、近傍の元素に対して、２個以上の連結を有することができる。
【０１１８】
図４４は、空間的に分配された座標エンコーディングの例示を図示した図面である。一つ以上の実施形態において、感知表面での物理的変化の座標をエンコーディングし、その後、イベントによって生成された信号からデコーディングし、感知表面での接触イベントまたは動きイベントの位置を決定することができる。一例が図４４の交差部分に図示されている：指３９０２が、多様な高さプロファイル３９０６を有し、表面３９０４を横切って移動することにより、探知された信号３９０８は、動きの方向によって、プロファイルの変化を反映する。位置情報のそのような変化は、二次元セルフ記録コードを利用してエンコーディングされ、座標デコーダ３９１０による補助信号処理により、軌跡３９１２に沿う地点の位置及び速度を再構成することができる。その技術は、電極配列、及びそれと係わる電子機器を、単一電極及び増幅器で有利に代替することができ、それにより、入力動きを取り出すための加工された表面を加え、低コストのジェスチャ入力表面を作ることができる。
【０１１９】
図４５は、トライボタッチと抵抗タッチセンサとを組み合わせる例示を図示した図面である。システムの機能を、トライボタッチ技術が要求するところに合うようにアップグレードする間、既存の物理的設計を利用するために、または両方法の利益を利用するために、トライボタッチは、追加的な感知方法と組み合わされる。抵抗センサは、一般的に、抵抗素材にコーティングされた２層４００２，４００４を利用して、若干の距離をおいて離れている。各層の反対エッジに沿って、電極４００６，４００８がそれぞれ水平方向及び垂直方向にある。各層がタッチの圧力によって接触する場合、タッチ位置が感知される。電極は、代わりに、タッチの水平位置及び垂直位置を決定するために、受信機及び電源として利用される。トライボタッチは、ピックアップ４０１０を、抵抗センサに使用される上側の抵抗シート４００２に位置させることにより、抵抗センサと組み合わされる。ピックアップ４０１０は、上側の抵抗シート４００２に対する接触位置を導き出るために使用される。抵抗センサは、時折連結部として、エッジ全体を利用するために、追加的であるか、あるいは分離された接触が必要にもなる。抵抗感知能は、信号処理に対するインターリビング（interleaving）を介して維持される。代わりに、中断状態において、下層４００４が電源と連結されもし、上層４００２がトライボタッチのために利用されもする。もし下層に接触するほど十分な力の接触がある場合、トライボタッチシステムは、下層との接触による急激であって大きいオフセットを探知し、抵抗位置探知のために、抵抗システムに受け渡し、２つのシステムをいずれも利用するために、インターリービングを始める。そのような接近法は、転換を低減させ、電力消費を減らすことができる。
【０１２０】
トライボタッチはまた、静電容量タッチセンサと組み合わされる。図７及び図８で図示されたように、静電容量センサは、伝送された電場の変化を探知して動作する。２システム間の協力のために、静電容量センサＡＳＩＣを、直接にトライボタッチシステムのようなパッドに連結し、インターリービング感知方法を利用して、共存することができる。トライボタッチが高速動作可能とするために、既存の静電容量技術を大きく変形させずにも、使用することができる。静電容量信号は、形態及び周波数として認識される。従って、他の電極から送信された信号を受信すると同時に、トライボタッチモードにおいて、非送信電極を動作させることが可能である。そのような場合、トライボタッチ・プロセシング・システムからの静電容量信号を拒絶するためのフィルタが使用され、伝統的な周波数ドメインフィルタリング、または静電容量センサから生成された励起信号（excitation  signal）を利用した同期化フィルタリングを利用することができる。
【０１２１】
図４６及び図４７は、トライボタッチと誘導式タッチセンサとを組み合わせる例示を図示した図面である。誘導式センサは、線の網を利用した電流のパルスで活性化されたタッチペンを刺激することによって動作する。線が、刺激のために使用されていないときには、そのような線をトライボタッチの受信のために利用することができる。トライボタッチは、いかなる信号も送信しないので、線は、トライボタッチに直接に連結されもする。線の一末端が固定されたレール電位３９０２に、永久的に付着される場合、レールは、トライボタッチ信号を読み取ることが可能なように、連結を切らなければならない。それは、電気スイッチ３９０４を利用して行われる。その代わりに、図４７に図示されているように、誘導システムが電流パルスを利用して動作する場合、誘導システムは、電力レールに対する継続的な連結が存在しないように、キャパシタ４２０２，４２０４を介して、タッチ表面と静電容量的に連結される。トライボタッチ技術を含むことに係わるさらなる利益は、電力使用を減らすことができるという点である。誘導式感知は、電流の流れを利用して磁場を生成するので、それは、電力を多く消費する。トライボタッチ技術を利用して、低電力で最初の接触を探知することにより、誘導式センサは、接触がない場合に非活性化され、それは、システムが休息中であるとき、著しいエネルギー節約を可能にする。
【０１２２】
一つ以上の実施形態において、トライボタッチ、ノイズタッチ、トライボノイズタッチまたはそれらの組み合わせは、表面音波、赤外線または音響タッチセンサ、前述の抵抗センサ、静電容量センサ及び誘導式センサのような可能な他のタッチセンサ類型と組み合わされる。図３０で説明したように、トライボタッチ、ノイズタッチ、トライボノイズタッチはまた、トライボタッチとトライボノイズタッチとで利用可能な、空間的に分配された座標エンコーディング電極を除き、本明細書で言及した類型の電極を利用することができる。
【０１２３】
表面音波（ＳＡＷ）タッチセンサは、指が接触したときに吸収される超音波を生成するために、変換器を利用する。表面は、一般的に、ガラス、またはそれと類似した堅い素材である。表面は、トライボタッチシステムにピックアップを提供するために、透明な伝導性素材でパターン化される。ＳＡＷシステムは、位置を探知するために、表面を通過する電気信号を使用しないために、インターリービングは不要である。
【０１２４】
赤外線タッチセンサは、指が接触するときに吸収される赤外線光を生成する。表面は、トライボタッチシステムに、ピックアップを提供するために、透明な伝導性素材でパターン化される。赤外線システムは、位置を探知するために、表面を通過する電気信号を使用しないために、インターリービングは不要である。
【０１２５】
音響タッチセンサは、位置を探知するために、素材が感知表面をタッチするときに生成される特定の音を探知する。表面は、トライボタッチシステムに、ピックアップを提供するために透明な伝導性素材でパターン化される。音響システムは、位置を探知するために、表面を通過する電気信号を使用しないために、インターリービングは不要である。
【０１２６】
図４８は、例示的なコンピュータシステム４３００を図示した図面である。特定実施形態において、一つ以上のコンピュータシステム４３００は、本明細書に開示された一つ以上の方法の一つ以上の段階を遂行する。例えば、図３のプロセシング・システム３１２、図１２のノイズプロセシング・システム１２１６、または図１９のトライボノイズタッチプロセシング・システム１９１６のような、本明細書に開示されたプロセスとシステムは、一つ以上のコンピュータシステム４３００を利用して具現される。特定実施形態において、一つ以上のコンピュータシステム４３００は、本明細書に開示された機能性（functionality）を提供する。特定実施形態において、一つ以上のコンピュータシステム４３００上で実行されるソフトウェアは、本明細書に開示された一つ以上の方法の一つ以上のステップを遂行するか、あるいは本明細書に開示された機能性を提供する。例えば、図３のプロセシング・システム３１２、図１２のノイズプロセシング・システム１２１６、または図１９のトライボノイズタッチプロセシング・システム１９１６は、一つ以上のコンピュータシステム４３００上で実行されるソフトウェアによって遂行される方法として具現される。特定実施形態は、一つ以上のコンピュータシステム４３００の一つ以上の部分を含む。本明細書で参照するコンピュータシステムは、コンピュータ装置を含み、適切な場合には、反対の場合も可能である。さらに、本明細書で参照するコンピュータシステムは、適切な場合に一つ以上のコンピュータシステムを含んでもよい。
【０１２７】
本明細書の開示は、全ての適切数のコンピュータシステム４３００を考慮することができる。本明細書の開示は、全ての適切な物理的形態を取るコンピュータシステム４３００を考慮することができる。例えば、コンピュータシステム４３００は、インベッデッド・コンピュータシステム、システム・オンチップ（ＳＯＣ）、シングルボード・コンピュータシステム（ＳＢＣ）（例えば、コンピュータ・オンモジュール（ＣＯＭ）またはシステムオンモジュール（ＳＯＭ））、デスクトップ・コンピュータシステム、ラップトップまたはノート型パソコンのコンピュータシステム、相互作用するキオスク（kiosk）、メインフレーム、コンピュータシステムのメッシュ（ｍｅｓｈ）、モバイル電話、ＰＤＡ、サーバ、タブレットコンピュータシステム、またはそれらのうち２以上の組み合わせでもあるが、それらに制限されるものではない。適切な場合、コンピュータシステム４３００は、一つ以上のコンピュータシステムを含み、統合されるか、あるいは分散され、複数の位置を包括し、複数のマシンを包括し、複数のデータセンターを包括し、またはクラウドに位置し、一つ以上のネットワーク内の一つ以上のクラウド構成要素を含んでもよい。適切な場合、一つ以上のコンピュータシステム４３００は、実際的な空間的または時間的な制限なしに、本明細書に開示された一つ以上の方法の一つ以上の段階を遂行する。例えば、一つ以上のコンピュータシステム４３００は、リアルタイムまたはバッチモード（batch  mode）で、本明細書に開示された一つ以上の方法の一つ以上の段階を遂行するが、それに制限されるものではない。一つ以上のコンピュータシステム４３００は、適切な場合、異なる時間または異なる位置において、本明細書に開示された一つ以上の方法の一つ以上の段階を遂行する。
【０１２８】
特定実施形態において、コンピュータシステム４３００は、プロセッサ４３０２、メモリ４３０４、保存装置４３０６、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース４３０８、通信インターフェース４３１０及びバス４３１２を含む。本明細書は、特定数の構成要素を、特定配列で有する特定コンピュータシステムを開示して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切数の構成要素を、全ての適切な配列で有する全ての適切なコンピュータシステムを含む。
【０１２９】
特定実施形態において、プロセッサ４３０２は、コンピュータプログラムを構成するような命令語を実行するハードウェアを含む。一例として、命令語を実行するために、プロセッサ４３０２は、内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ４３０４または保存装置４３０６から命令語を持ってきて、それをデコーディングして実行し、一つ以上の結果を、内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ４３０４または保存装置４３０６に記録することができるが、前述のような例示に制限されるものではない。特定実施形態において、プロセッサ４３０２は、データ、命令語またはアドレスのための一つ以上の内部キャッシュを含んでもよい。本明細書の開示は、適切な場合、全ての適切数の全ての適切な内部キャッシュを含むプロセッサ４３０２を含む。一例として、プロセッサ４３０２は、一つ以上の命令語キャッシュ、一つ以上のデータキャッシュ、及び一つ以上の変換索引バッファ（ＴＬＢ）を含んでもよいが、それらに制限されるものではない。命令語キャッシュの命令語は、メモリ４３０４または保存装置４３０６のコピーでもあり、命令語キャッシュは、プロセッサ４３０２による命令語の引き出しを促進させることができる。データキャッシュのデータは、プロセッサ４３０２で実行する命令語が動作するメモリ４３０４または保存装置４３０６のデータや、プロセッサ４３０２で実行するそれ以後の命令語によってアクセスされたり、あるいはメモリ４３０４または保存装置４３０６に記録されたりするためのプロセッサ４３０２で実行される以前命令語の結果や、他の適切なデータのコピーでもある。データキャッシュは、プロセッサ４３０２による判読または記録動作を促進することができる。ＴＬＢは、プロセッサ４３０２の仮想アドレス翻訳を促進することができる。特定実施形態において、プロセッサ４３０２は、データ、命令語またはアドレスのための一つ以上の内部レジスタを含んでもよい。本明細書の開示は、適切な場合、全ての適切数の全ての適切な内部レジスタを含むプロセッサ４３０２を含む。適切な場合、プロセッサ４３０２は、一つ以上の算術演算装置（ＡＬＵ）を含み、マルチコアプロセッサでもあり、一つ以上のプロセッサ４３０２を含んでもよい。本明細書の開示は、特定プロセッサについて説明して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切なプロセッサを含む。
【０１３０】
特定実施形態において、メモリ４３０４は、プロセッサ４３０２が実行する命令語、またはプロセッサ４３０２が動作するデータを保存するメインメモリを含む。一例として、コンピュータシステム４３００は、保存装置４３０６、または他のソース（例えば、他のコンピュータシステム４３００）から命令語をメモリ４３０４にローディングするが（load）、それに制限されるものではない。その後、プロセッサ４３０２は、メモリ４３０４から、内部レジスタまたは内部キャッシュに命令語をローディングすることができる。命令語を実行するために、プロセッサ４３０２は、内部レジスタまたは内部キャッシュから命令語を取り出し、それらをデコーディングすることができる。命令語の実行中あるいは実行後に、プロセッサ４３０２は、一つ以上の結果（中間結果または最終結果）を、内部レジスタまたは内部キャッシュに記録することができる。プロセッサ４３０２は、その後、その一つ以上の結果を、メモリ４３０４に記録することができる。特定実施形態において、プロセッサ４３０２は、一つ以上の内部レジスタまたは内部キャッシュ、またはメモリ４３０４の命令語のみを実行するが、一つ以上の内部レジスタまたは内部キャッシュ、またはメモリ４３０４（保存装置４３０６または他のところではない）のデータによってのみ動作する。一つ以上のメモリバス（アドレスバス及びデータバスを含む）は、プロセッサ４３０２をメモリ４３０４に結合することができる。バス４３１２は、後述するように、一つ以上のメモリを含んでもよい。特定実施形態において、一つ以上のメモリ管理ユニット（ＭＭＵ）は、プロセッサ４３０２とメモリ４３０４との間に位置し、プロセッサ４３０２によって要請されたメモリ４３０４へのアクセスを促進する。特定実施形態において、メモリ４３０４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。ＲＡＭは、適切な場合、揮発性メモリでもあり、適切な場合、ＲＡＭは、動的ＲＡＭ（ＤＲＡＭ）または静的ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）でもある。さらに、適切な場合、ＲＡＭは、単一ポートまたは複数ポートのＲＡＭでもある。本明細書の開示は、全ての適切なＲＡＭを含む。適切な場合、メモリ４３０４は、一つ以上のメモリ４３０４を含んでもよい。本明細書の開示は、特定メモリについて説明して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切なメモリを含む。
【０１３１】
特定実施形態において、保存装置４３０６は、データまたは命令語のための大容量記憶装置を含む。一例として、保存装置４３０６は、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク装置、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープまたはＵＳＢ（universal  serial  bus）装置、あるいはそれらの２以上の組み合わせを含んでもよいが、それらに制限されるものではない。保存装置４３０６は、適切な場合、除去可能または除去不可能（または、固定された）な媒体を含んでもよい。適切な場合、保存装置４３０６は、内部または外部のコンピュータシステム４３００でもある。特定実施形態において、保存装置４３０６は、不揮発性、ソリッドステート（solid-state）のメモリである。特定実施形態において、保存装置４３０６は、ＲＯＭ（read  only  memory）を含む。適切な場合、ＲＯＭは、マスクプログラミングされたＲＯＭ、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、削除可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的削除可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、電気的変更可能ＲＯＭ（ＥＡＲＯＭ）またはフラッシュメモリ、あるいはそれらの２以上の組み合わせでもある。本明細書の開示は、全ての適切な物理的形態を取る大容量保存装置４３０６を含む。適切な場合、保存装置４３０６は、プロセッサ４３０２と保存装置４３０６との通信を促進する一つ以上の保存装置制御ユニットを含んでもよい。適切な場合、保存装置４３０６は、一つ以上の保存装置４３０６を含んでもよい。本明細書の開示は、特定保存装置について説明して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切な保存装置を含む。
【０１３２】
特定実施形態において、Ｉ／Ｏインターフェース４３０８は、コンピュータシステム４３００と、一つ以上のＩ／Ｏ装置との通信のための一つ以上のインターフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア、またはその二ついずれをも含む。コンピュータシステム４３００は、適切な場合、一つ以上のＩ／Ｏ装置を含んでもよい。一つ以上のそれらＩ／Ｏ装置は、人とコンピュータシステム４３００との通信が可能である。一例として、Ｉ／Ｏ装置は、キーボード、キーパッド、マイク、モニタ、マウス、プリンタ、スキャナ、スピーカ、スチルカメラ、スタイラス（stylus）、タブレット、タッチスクリーン、トラックボール、ビデオカメラ、また他の適切なＩ／Ｏ装置、またはそれらの２以上の組み合わせを含むが、それらに制限されるものではない。Ｉ／Ｏ装置は、一つ以上のセンサを含んでもよい。本明細書の開示は、全ての適切なＩ／Ｏ装置と、それらのための全ての適切なＩ／Ｏインターフェース４３０８とを含む。適切な場合、Ｉ／Ｏインターフェース４３０８は、プロセッサ４３０２をして、一つ以上のＩ／Ｏ装置を駆動させる一つ以上の装置またはソフトウェアドライバを含んでもよい。Ｉ／Ｏインターフェース４３０８は、適切な場合、一つ以上のＩ／Ｏインターフェース４３０８を含む。本明細書の開示は、特定Ｉ／Ｏインターフェースについて説明して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切なＩ／Ｏインターフェースを含む。
【０１３３】
特定実施形態において、通信インターフェース４３１０は、コンピュータシステム４３００と、一つ以上の他のコンピュータシステム４３００、または一つ以上のネットワークとの通信（例えば、パケット基盤通信）のための一つ以上のインターフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア、またはそれら二ついずれも含む。一例として、通信インターフェース４３１０は、ネットワーク・インターフェース制御器（ＮＩＣ）またはイーサネット（Ethernet（登録商標））と通信するためのネットワークアダプダ、または他の有線ネットワーク、無線ＮＩＣ（ＷＮＩＣ）またはＷｉ−Ｆｉ（wireless  fidelity）ネットワークのような無線ネットワークと通信するための無線アダプダを含むが、それらに制限されるものではない。本明細書の開示は、全ての適切なネットワークと、そのための全ての適切な通信インターフェース４３１０とを含む。一例として、コンピュータシステム４３００は、アドホック（adhoc）ネットワーク、ＰＡＮ（personal  areanet  work）、ＬＡＮ（local  area  network）、ＷＡＮ（wide  are  anetwork）、ＭＡＮ（metropolitan  area  network）、ＢＡＮ（body  area  network）またはインターネットの一つ以上の部分、あるいはそれらの２以上の組み合わせと通信することができる。そのような一つ以上のネットワークの一つ以上の部分は、有線でもあって無線でもある。一例として、コンピュータシステム４３００は、無線ＰＡＮ（ＷＰＡＮ）（例えば、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標）ＷＰＡＮ）、ＷＩ−ＦＩネットワーク、ＷＩ−ＭＡＸネットワーク、セルラー電話ネットワーク（例えば、ＧＳＭ（登録商標）ネットワーク）、または他の適切な無線ネットワーク、あるいはそれらの２以上の組み合わせと通信することができる。コンピュータシステム４３００は、適切な場合、それらネットワークのための全ての適切な通信インターフェース４３１０を含んでもよい。通信インターフェース４３１０は、適切な場合、一つ以上の通信インターフェース４３１０を含んでもよい。本明細書の開示は、特定通信インターフェースについて説明して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切な通信インターフェースを含む。
【０１３４】
特定実施形態において、バス４３１２は、コンピュータシステム４３００の構成要素を互いに結合するハードウェア、ソフトウェア、またはそれら二ついずれも含む。一例として、バス４３１２は、ＡＧＰ（accelerated  graphics  port）または他のグラフィックバス、ＥＩＳＡ（enhanced  industry  standard  architecture）バス、ＦＳＢ（front-side  bus）、ＨＴ（HYPERTRANSPORT）相互接続、ＩＳＡ（industry  standard  architecture）バス、ＩＮＦＩＮＩＢＡＮＤ相互接続、ＬＰＣ（low-pin-count）バス、メモリバス、ＭＣＡ（micro  channel  architecture）バス、ＰＣＩ（peripheral  component  interconnect）バス、ＰＣＩｅ（ＰＣＩ−Express）バス、ＳＡＴＡバス、ＶＬＢ（Video  Electronics  Standards  Association  locaｌ）バス、または他の適切なバス、あるいはそれらの２以上の組み合わせを含んでもよいが、それらに制限されるものではない。バス４３１２は、適切な場合、一つ以上のバス４３１２を含んでもよい。本明細書の開示は、特定バスについて説明して図示しているが、本明細書の開示は、全ての適切なバスまたは相互接続（interconnect）を含む。
【０１３５】
本明細書において、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体は、一つ以上の半導体基盤回路または他の直接回路（ＩＣ）（例えば、ＦＰＧＡまたはアプリケーション特定ＩＣ（ＡＳＩＣ）、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、ハイブリッドハード装置（ＨＨＤ））を含んでもよい。コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体は、適切な場合、揮発性、不揮発性、または揮発性と不揮発性との組み合わせでもある。
【０１３６】
本明細書の「または」は、別途に明示されるか、あるいは文脈上指示されていない以上、「含む」という意味の表現であり、排除するものではない。従って、明確に異なって指示されるか、あるいは文脈上異なって指示されていない以上、本明細書において、「ＡまたはＢ」は「Ａ、Ｂ、または二つとも」を意味する。さらに、別途に明示されるか、あるいは文脈上指示されていない以上、「及び」は、結合的であり、複数的な意味をいずれも有する。従って、別途に明示されるか文脈上指示されていない以上、「Ａ及びＢ」は、「Ａ及びＢ、結合的及び複数的に」を意味する。
【０１３７】
本明細書の開示の範囲は、本明細書の、開示されて図示された実施形態に対して、本技術分野の当業者が理解することができる全ての変更、代替、変形、変更及び修正を含む。本明細書の開示の範囲は、本明細書に開示されて図示された全ての実施形態に制限されるものではない。さらに、本明細書の開示は、それぞれの実施形態が特定構成要素、要素、特徴、機能、動作または段階を含むと説明して図示するが、全ての実施形態は、本技術分野の当業者が理解することができる本明細書の全てのところに説明されて図示された構成要素、要素、特徴、機能、動作、または段階の全ての組み合わせまたは置換を含んでもよい。さらには、適用され、配置され、機能を有し、構成され、可能になり、動作することができるようにし、特定の機能を遂行可能にするための装置、システム、または装置やシステムの構成要素について、添付された特許請求の請求に言及された内容は、そのような装置、システム、または装置やシステムの構成要素が適用され、配置され、機能を有し、構成され、可能にし、動作することができる限り、そのような特定機能が活性化されたり、ＯＮになったり、あるいはアンロック（unlock）されているかということにかかわらず、そのような装置、システム、または装置やシステムの構成要素を含む。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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