(57)【要約】  本発明は、容量性タッチセンサーにおける漂遊容量を検出するシステムおよび方法を提供する。漂遊容量が存在すると、タッチの検出およびタッチ位置の決定における誤差を生じることがある。そのような誤差は、漂遊容量が検出されるときに、回避または修正することができる。漂遊容量の検出は、漂遊容量によるノイズ事象の特徴について信号を解析することを含む。そのような特徴には、漂遊容量によって生じた信号から決定されるテストタッチ位置の場所などの空間的特徴、ならびに検出された信号の変化率などの時間的特徴が含まれる。
2008543226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ領域を覆う抵抗層を有する容量性タッチセンサーと、前記抵抗層上の複数の場所と結合した電子回路であって、タッチ用具と前記抵抗層との容量結合に起因して前記複数の場所を貫流する電流に基づいてタッチ位置を決定するための電子回路と、を備えるタッチセンサーシステムにおける漂遊容量を検出する方法であって、
検出された信号レベルが閾値を超えるときにテストタッチ位置を決定することと、
漂遊容量が存在するかまたは存在しないかを判定するために前記テストタッチ位置を使用することと、を含む方法。
【請求項２】
漂遊容量が存在しないと判定されたときに、ベースライン信号レベルに対する更新を一時停止することと、漂遊容量が存在すると判定されたときに、ベースライン信号レベルに対する更新の一時停止を無効にすることと、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
漂遊容量が存在すると判定されたときに、漂遊容量による信号を独立して追跡することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
漂遊容量による前記信号は、前記ベースライン信号レベルを修正するために使用される請求項３に記載の方法。
【請求項５】
漂遊容量による前記信号は、１つ以上の信号閾値を調整するために使用される請求項３に記載の方法。
【請求項６】
漂遊容量が存在しないと判定されたときに、信号をフィルタ処理するために第１の時定数を使用することと、漂遊容量が存在すると判定されたときに、前記第１の時定数とは異なる第２の時定数を使用することと、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の時定数が前記第２の時定数よりも長い請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記容量性タッチセンサー上の規定された点から、決定された距離内にあるテストタッチ位置は、漂遊容量が存在することを示す請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記決定された距離が、事前設定される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記決定された距離が、タッチセンサー寸法を含む基準に基づいている請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記決定された距離は、前記規定された点の＋／−５％以内にある請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記決定された距離が、漂遊容量事象の記録された履歴に基づいて改良される請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記規定された点が、前記タッチセンサーの中心である請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記規定された点が、事前設定される請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記規定された点が、漂遊容量事象の記録された履歴に基づいて展開される請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
前記閾値が、タッチ閾値よりも低い請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記タッチ閾値が、漂遊容量が存在するかまたは存在しないかに基づいて動的に調整される請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
漂遊容量が存在するかまたは存在しないかを確認するために、信号レベルの変化率を使用することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
アクティブ領域を覆う抵抗層を有する容量性タッチセンサーと、前記抵抗層上の複数の場所と結合した電子回路であって、タッチ手段と前記抵抗層との容量結合に起因して前記複数の場所を貫流する電流に基づいてタッチ位置を決定するための電子回路と、を備えるタッチセンサーシステムにおける漂遊容量を検出する方法であって、
前記抵抗層上の信号を検出することと、
閾値を超える信号レベルの上昇を含む期間にわたって、前記信号に対するプロファイルを展開させることと、
前記上昇の間の前記信号のプロファイルにおける変化率を決定することと、
漂遊容量が存在するかまたは存在しないかを判定するために前記変化率を使用することと、を含む方法。
【請求項２０】
前記変化率が所定値を超えているとき、漂遊容量が存在することが示される請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
抵抗層を含む容量性タッチセンサーと、
前記抵抗層との容量結合によって生じた信号を検出するために、前記抵抗層上の複数の場所で前記抵抗層に結合された電子回路であって、前記容量結合に起因して前記複数の場所を貫流する電流に基づいて、タッチ手段が前記抵抗層と容量的に結合した場所を決定するように構成され、かつ漂遊容量の１つ以上の特徴に対して前記信号を解析することに基づいて、漂遊容量と前記抵抗層との結合によって生じた信号を、タッチ手段と前記抵抗層との結合によって生じた信号から区別するようにさらに構成される電子回路と、を含む容量性タッチスクリーンシステム。
【請求項２２】
前記容量性タッチセンサーに非常に接近して配設され、かつ前記容量性タッチセンサーを通じて視認できる電子ディスプレイをさらに含む請求項２１に記載のタッチセンサーシステム。
【請求項２３】
漂遊容量の前記１つ以上の特徴は、漂遊容量を示す決定された場所に対するテストタッチ位置の近接性であって、前記テストタッチ位置は前記信号が閾値を超えたときに計算される、近接性を含む請求項２１に記載のタッチセンサーシステム。
【請求項２４】
漂遊容量の前記１つ以上の特徴は、前記信号が閾値を超えるときの前記信号の変化率を含む請求項２１に記載のタッチセンサーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量性タッチセンサーに関し、また容量性タッチセンサーにおけるノイズを検出することと、ノイズを補正することに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチ入力装置は、コンピュータ、ビデオゲーム、公衆情報案内所、自動車のナビゲーションシステムなどのような電子システムとユーザーが対話するための、便利でかつ直観的な方法を提供することができる。これらのシステムの多くは、タッチセンサーを通じてディスプレイが見えるように、タッチセンサーの背後に非常に接近して配置されたディスプレイを含んでいる。様々なタッチセンシング技法には、容量式、投影型容量式、抵抗式、表面弾性波式、および赤外線式として当該技術分野において既知のものが挙げられる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、アクティブ領域を覆う抵抗層を有する容量性タッチセンサーと、前記抵抗層上の複数の場所と結合した電子回路であって、タッチ用具と前記抵抗層との容量結合に起因して前記複数の場所を貫流する電流に基づいてタッチ位置を決定するための電子回路と、を備えるタッチセンサーシステムにおける漂遊容量を検出する方法を提供する。この方法は、検出された信号レベルをある閾値、例えば、タッチダウンを位置合わせするための閾値よりも低い第１の閾値と比較することを含むことができる。別のステップは、閾値を超えたときにテストタッチ位置を決定すること、および、漂遊容量が存在するかまたは存在しないかを判定するためにそのテストタッチ位置を使用することである。本発明の方法は、抵抗層上の信号を検出することと、閾値を超える信号レベルの上昇を含む期間にわたって、信号に対するプロファイルを展開させることと、上昇の間の信号のプロファイルにおける変化率を決定することと、漂遊容量が存在するかまたは存在しないかを判定するために変化率を使用することと、を代替的にまたは付加的に含むことができる。
【０００４】
本発明はまた、抵抗層を組み込んだ容量性タッチセンサーと、抵抗層との容量結合によって生じた信号を検出するために、抵抗層上の複数の場所で抵抗層と結合された電子回路であって、容量結合に起因して複数の場所を貫流する電流に基づいて、タッチ手段が抵抗層と容量的に結合した場所を決定するように構成された電子回路と、を含む容量性タッチスクリーンシステムを提供する。その電子回路は、漂遊容量の１つ以上の特徴に対して信号を解析することに基づいて、漂遊容量と抵抗層との結合によって生じた信号を、タッチ手段と抵抗層との結合によって生じた信号から区別するようにさらに構成されている。
【０００５】
上記の本発明の概要は、本発明のそれぞれの実施形態または全ての実現形態を説明することを意図したものではない。本発明の利点および達成は、本発明のより完全な理解と共に、添付の図面に関連してなされた以下の詳細な説明および特許請求の範囲を参照することによって明らかになり、また評価されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、容量性タッチ入力システムにおいて、特に、存在する漂遊容量から、アクティブタッチ層を遮蔽する遮蔽層を有していない容量性タッチセンサーを組み込んだシステムにおいて、漂遊容量を検出することに関する。本発明は、漂遊容量に起因する信号を、タッチ入力または差し迫ったタッチ入力に起因する信号と区別する技法のいかなる組み合わせをも使用することができ、その技法には、三角測量された位置を事前タッチ信号から計算し、漂遊容量から予想される位置の目安と比較する空間的技法、ならびに、信号の変化率を、漂遊容量信号から予想される動作に対して比較する時間的技法などが挙げられる。これらの技法のいずれにおいても、静的なまたは動的な信号閾値は、トリガー事象として使用することができ、また、その空間的なまたは時間的な基準は、予め決められるだけでなく、システムが様々な漂遊容量事象を経験し記録するにつれて、時間と共に学習するかまたはさらに改良することができる。
【０００７】
原因は不明であるが、漂遊容量は、通知されるタッチ入力位置における位置誤差をもたらし、またさらには、有効なタッチ入力が通知されない原因になることもある。漂遊容量はしばしば、三角測量すると「幻影」位置を生じる信号を生成するが、その位置はタッチセンサーの予測可能な領域に集中している。漂遊容量はまた、非常に急激に増加する信号を生じるが、その信号は、有効なタッチ入力に先だってしばしば検出される漸次的な信号の増加に先行されることがなく、また、後にタッチ閾値を超えることもない。本発明では、タッチセンサーの特定の領域に集中するテストタッチ点の観測結果、および／または比較的平坦なベースラインから離れて急激に上昇する信号の観測結果を様々な信号閾値と共に使用して、漂遊容量を検出し、また場合によっては補正する。
【０００８】
典型的な動作において、容量性タッチセンサーの電子回路は、バックグラウンド信号を監視して信号ベースラインを展開させ更新することができる。タッチ入力が発生すると、結果として生じる信号がベースラインと関係付けられる。漂遊容量が存在すると、全体的な信号レベルが増加する。漂遊信号が、あまりにも長時間にわたってベースラインへと更新されており、一方でタッチがセンサーに接近している場合、タッチ閾値が相応して上昇され、したがってタッチ入力に対する感度が減じられる。結果として、漂遊信号のベースライン更新が好ましくは一時停止される信号レベルが存在する。漂遊容量信号のベースライン更新が早期に一時停止される場合、しかしながら、漂遊信号がタッチ入力信号内に折り返されるため、位置誤差が発生することがある。位置誤差は一般に、漂遊信号によって生じた幻影点に向かって真のタッチ場所からわずかに摂動する形式をとる。
【０００９】
ある容量性タッチセンサーシステムにおいて、それを超えると通常のベースライン更新が一時停止される閾値が定義される。この閾値を超えると、一般に、システムはいわゆる「ホバーモード」へと移る。漂遊容量の影響により、容量性タッチセンサーの電子回路が誤ってホバーモードに変化して、タッチ入力の検出が妨げられることがある。これによって、有効なタッチ入力が通知されなかったり、タッチ入力位置が誤って通知されたりすることがある。本発明のシステムおよび方法は、漂遊容量を認識し正常な応答を無視して、漂遊容量事象の存在下においてもタッチ入力を望ましく検出しかつ正確に通知するようにする。
【００１０】
ノイズの多い環境においては、ノイズ自体がホバー閾値をトリガし、タッチを予測して漂遊更新を誤って一時停止することがある。このことは、後部遮蔽層を有していない容量性タッチセンサーシステムにおいて特に起こりうる。後部遮蔽材は、タッチスクリーンの後面に配設された透明な導電層または格子であり、そのタッチスクリーンの後面は、下にあるディスプレイ装置に面する表面である。後部遮蔽材は、ディスプレイおよび他の漂遊容量との容量結合からタッチスクリーンを遮蔽する働きをする。そのような遮蔽材が存在しない場合、漂遊容量が急変すると、漂遊容量更新の一時停止が、長期間にわたって誤って生じることがある。後部遮蔽材を有するシステムにおいても、同様の影響を及ぼしうる漂遊容量が発生することがある（例えばタッチセンサーの前方の移動ベゼル）。
【００１１】
本発明のシステムおよび方法においては、追跡アルゴリズムを使用して、信号の変化率、信号閾値、タイムアウトの発生、ノイズフィルタ処理、ノイズ解析などを検出、実施、または比較することによって、実際のタッチ信号を漂遊容量信号から分離することができる。そのような解析は、たとえば、信号のプロファイルが、漂遊容量、ノイズ、または接近するタッチによって誘発された変化を示すものであるかどうかを判断するために、信号の変化率を解析することによって、時間領域信号を使用して行うことができる。また、たとえば、計算された「テストタッチ」場所が、タッチスクリーンの物理的中心など予め決定されているかまたは時間と共に展開するかに関わらず、制限された明確な領域からどれだけ外れているかを評価するためにファジィ論理を適用することによって、空間領域を使用することもできる。空間領域の解析では、漂遊容量によって誘発された信号の予想または観測される動作を利用することができる。
【００１２】
図１は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイパネル１２０の前方に配設された容量性タッチセンサー１１０を概略的に示す。容量性タッチセンサー１１０は、アクティブタッチ領域を覆う抵抗層を含んでいる。抵抗層の４つの角部（慣例によりＵＬ、ＵＲ、ＬＬおよびＬＲと指定する）が、制御用電子回路からのわずかなＡＣ電圧で励起されるが、そのＡＣ電圧を図１において各角部で印加される電圧Ｖで示している。ユーザーの手１３０の指１３５など、接地した導電性タッチ手段が、タッチセンサー１１０の抵抗層に十分に接近すると、指１３５とタッチセンサー１１０が、コンデンサ１３６を通じて結合される。この結合によって、それぞれの角部を通じてタッチ点Ｐへと抵抗層内を流れる電流ＩＵＬ、ＩＵＲ、ＩＬＬおよびＩＬＲによって図１に示すように、電流は抵抗層の角部のそれぞれを貫流する。タッチ点Ｐの場所は、展開したベースラインを超える電流の相対比を用い、それによってノイズおよび緩慢な変動を考慮することによって決定されるものであり、また、より多くの電流が、タッチにより近い角部を通過するという原理に基づいたものである。また、指によるタッチの位置的場所に幾分かの摂動をもたらす、ユーザーの手１３７の残りからの寄与に起因する容量結合１３８も存在することがあるが、この容量結合１３８は、より正確なタッチ位置の決定を達成するために差し引くことができる。
【００１３】
タッチ入力に応答して抵抗層を貫流する電流は、非常に接近したタッチスクリーンと他の項目との間で漂遊容量が結合することにより、抵抗層を貫流する電流に対して小さくなることがある。漂遊容量を生じる項目には、ディスプレイ（例えば、図１におけるディスプレイ１２０とタッチセンサー１１０との間の容量結合１２１）、タッチスクリーンディスプレイを囲むベゼル（不図示）、タッチ手段以外のユーザーの部分（例えば、ユーザーの胴、頭、もう一方の手など）、他の人、タッチスクリーンディスプレイシステムの中および周りから生じる様々な回路の静電容量などが挙げられる。
【００１４】
容量性タッチセンサーの安定性および位置確度は、一つには、漂遊容量の変化を検出することと補正することによって達成することができる。タッチセンサーの制御器用電子回路は、比較的長期間にわたって展開したベースライン信号に対して瞬間電流を比較することによって、角部電流の変化の様々な発生源を区別するために使用することができる。検出された電流が徐々に変化するとき、瞬時値における変化は、環境による効果として扱われ、時間と共にベースラインへとフィルタ処理される。検出された電流が急激に変化するとき、それらは、接近するタッチまたは「タッチダウン（touch down）」と呼ばれる実際のタッチ接触に起因する変化として解釈される。十分急速に変化する電流の場合、漂遊容量更新は、差し迫った予測される有効なタッチを検出し記録するために一時停止され、ベースライン更新は、「リフトオフ」と呼ばれる、タッチ入力が解放された後のある設定期間まで一般には最新にされない。この動作は、実際には差し迫っていないタッチダウンを記録することを予想して、漂遊容量によってベースライン更新の一時停止がトリガされる状況において、問題となることがある。
【００１５】
制御器用電子回路によって実行されるアルゴリズムは、漂遊容量のフィルタ処理の時定数より短い期間内（典型的には１秒〜６０秒の範囲内）に、角部電流の総計が所定の閾値を超えるかどうかに基づいて、確実な決定を行う。いくつかの閾値が予め決定されてもよく、その閾値とはすなわち、（ｉ）ゼロ信号の基準として使用される、低速で変化する漂遊容量ベースライン、（ｉｉ）それを超えると、タッチ位置の検出および通知ならびにタッチ位置データのストリーミングをトリガするタッチダウン事象を合図するタッチ閾値、（ｉｉｉ）信号が先にタッチ閾値を超えた後にリフトオフ閾値未満に下降したとき、リフトオフ事象が通報され、タッチ位置データストリーミングが停止するように、タッチ閾値未満のあるレベル、例えば、タッチ閾値の約９０％に設定されたリフトオフ閾値、（ｉｖ）タッチ閾値およびリフトオフ閾値よりも低いあるレベル、例えばタッチ閾値の約２５％に設定されており、それ未満となると、漂遊容量が低速な低域フィルタによってベースラインへと更新され、それを超えると、低速な漂遊容量更新が、高速な一時的な漂遊容量更新を可能にするために、一時停止されるホバー閾値、（ｖ）ホバー閾値とタッチ閾値との間のあるレベル、例えばタッチ閾値の約７５％に設定されており、それを超えると、すべてのベースライン更新が一時停止される高速漂遊閾値である。これらの閾値の定義の結果として、信号が高速漂遊閾値未満に低下すると（例えばリフトオフの後）、高速漂遊更新が再開され、また、信号がホバー閾値未満に低下すると、タッチが所定の期間にわたって存在しなくなるまで、高速漂遊更新が継続し、低速漂遊更新は再開されない。
【００１６】
図２（ａ）は、有効なタッチ入力事象を含む期間にわたって容量性タッチセンサーによって検出された信号に対する全信号のプロファイル２１０を示す。信号のプロファイル２１０は、タッチセンサーの角部のそれぞれを貫流する電流の合計を表している。プロファイル２１０は、ベースライン２０８と、タッチ物体が接近していることを示す、次第に上昇する領域２１２と、タッチ物体がセンサー表面にタッチダウンしていることを示す、急激に上昇する領域２１４と、タッチのリフトオフを示す、急激に減少する領域２１６とを含めて、いくつかの特徴を含んでいる。また、低速漂遊更新またはホバー閾値２４０、高速漂遊更新閾値２３０、およびタッチ閾値２２０を含めて、ベースライン２０８と関係付けられる様々な閾値レベルが示されている。全信号がタッチ閾値２２０を超えると、タッチ位置データが計算される。
【００１７】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す全信号に対する、角部ＵＬ、ＵＲ、ＬＬおよびＬＲのそれぞれを貫流する電流の個々の寄与を示す。タッチ入力は、タッチセンサーの左上角部に生じており、結果として、角部ＵＬからの寄与が最も高く、角部ＬＲからの寄与が最も低く、また角部ＵＲおよびＬＬからの寄与はそれらの間にある。各角部電流の全体的なプロファイルは、形状においては幾分か類似しているが、変化の厳密な特徴は、相対的な大きさを含めて非常に異なっている。タッチ位置は、各角部における検出電流とベースライン電流レベルとの差を用いて計算される。
【００１８】
図３（ａ）は、タッチセンサーの背後に配置されたＬＣＤをオンにすることによって生じた漂遊容量事象を含む期間にわたって、図２（ａ）および２（ｂ）に示す同じ容量性タッチセンサーによって検出された信号に対する全信号のプロファイル３１０を示す。プロファイル３１０は、ベースライン３０８およびＬＣＤをオンにしたときに発生するほぼ瞬間的な上昇３１４などの特徴を含んでいる。また、ホバー閾値のレベル２４０および高速漂遊更新閾値２３０のレベルが示されている。プロファイル３１０のプロファイル２１０に対する比較によって明らかになることとして、漂遊容量に起因する信号の上昇は、タッチ入力事象による上昇よりも高速であり、漂遊容量に起因する急速な信号の上昇は、ベースラインから直ちに生じるものであり、タッチダウンの前に生じる漸次的な上昇に続くものではなく、また、漂遊容量は、タッチ閾値よりも相当に低いながらも、ホバー閾値を超える信号レベルを確立することができる。
【００１９】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す全信号に対する、角部ＵＬ、ＵＲ、ＬＬおよびＬＲのそれぞれを貫流する電流の個々の寄与を示す。近接するＬＤＣに電源を投入することに起因する漂遊容量は、各角部電流にほぼ等しく影響を与える傾向があるため、各角部からの信号寄与はほぼ同じである。結果として、角部のそれぞれに対する信号のプロファイル、大きさ、および特徴は、非常にわずかな差異を示すか、または全く差異を示さず、また、急速な上昇３１４の後に計算されたテストタッチ位置は、タッチスクリーンの中心に、またはタッチスクリーンの中心付近に位置する。
【００２０】
漂遊容量を生じうる環境の変化には、室温の変動が挙げられるが、室温の変動は、タッチスクリーンに非常に近接するディスプレイをオンまたはオフにすることによって、さらに不安定になることがある。さらに、ＬＣＤはしばしば、ＡＣ電圧を伝えると共に接地に対する変動可能な実効インピーダンスを示す被駆動前層を有している。本発明者らが観察したところによれば、熱揺動およびＬＣＤに関連する変動などの漂遊容量の作用は、タッチスクリーン全体にわたって平均化され、したがって、タッチセンサーの４つの角部の電流にほぼ等しく影響を及ぼす。タッチセンサーの非線形性、スクリーンの歪み、ディスプレイの中心からのタッチセンサーの組み込みのオフセット、ディスプレイ用電子回路におけるバイアスなどは、角部電流のそれぞれが漂遊によって受ける影響の程度に何らかの不等性をもたらしうるが、そのようなオフセットは、時間と共にドリフトする場合にも、較正ルーチンまたは測定履歴によって決定可能なはずである。他の漂遊容量は、タッチスクリーンの中心以外の他の点の周りで局所化していることを示す信号を生じることがあるが、それらの点は、同様に予測可能であるか、または決定可能なはずである。
【００２１】
したがって、漂遊によって生じた信号は、タッチスクリーンの中心（または、ある点のまわりに局所化した他の領域）に接近するタッチ手段によって生じる信号に類似していることがある。この観測結果はそれだけで、実際のタッチ信号を漂遊によって生じた信号と区別するのに役立ちうるものである。たとえば、ホバー閾値を超えたとき、既存の信号は、テストタッチ場所を三角測量するために使用することができる。テストタッチ位置が、スクリーンの中心（または他の決定された点）にまたはその十分近くにない場合、大いにありうることとして、その信号は、ディスプレイ、熱的変動、または他の漂遊容量に起因するものではなく、有効なタッチ入力を予想して漂遊更新が一時停止されている可能性があることが示される。スクリーンの中心（もしくは他の決定された点）にまたはその中心の十分近くにあるテストタッチ場所は、漂遊容量を示し、したがって漂遊更新の一時停止を無効にすることがある。何を「十分近く」とみなすかは、観測または予測される動作に基づくことができ、また、スクリーン寸法などの要因を考慮するシステムの「スイートスポット」に基づくこともできる（たとえば、より大きなタッチスクリーンにおいて、「十分近く」とみなすものは、スクリーン寸法のパーセンテージとしてはより小さくても、全体の距離においてはより大きくてもよい）。漂遊容量を示す決定された領域は、事前設定し、時間と共に展開し、かつ／または較正ルーチンによって決定することができ、また、静的にまたは更新可能にすることができる。加えて、システムは、漂遊容量事象のログをメモリに保管し、それによって、新たな局所化されたどのタッチスクリーン領域を、漂遊容量の有望な位置識別子として指定できるかに基づいて、履歴を展開させることができる。また、信号の履歴をこのように使用すると、製造または設置の時点では既知でないかまたは予想されなかった漂遊容量に対する新たな位置識別子が、結果的に得られる。
【００２２】
環境の影響などの漂遊容量に起因する信号は、テストタッチ位置の場所に基づいて、タッチの影響に起因する信号から正常に分離することができる。たとえば、検出された信号の変化は、「コモンモード」の変化または「ディファレンシャルモード」の変化として類別することができる。コモンモードの変化は、タッチスクリーンの中心などタッチスクリーンの規定された点に幾何学的に集中する効果に対応しており、それによって漂遊容量の影響が示される。ディファレンシャルモードの変化は、たとえばタッチスクリーンの中心から離れた規定された点と十分に区別される効果に対応しており、それによって有効なタッチの影響が示される。コモンモード信号の変化は、事象間で一致しており、また、例えば図３（ｂ）に示すように、角部のそれぞれで同じ事象に対して検出された信号の間でしばしば一致している。ディファレンシャルモード信号の変化は、事象間で異なり、また、例えば図２（ｂ）に示すように、角部のそれぞれで同じ事象に対して検出された信号の間で異なっている。
【００２３】
本発明の一実現形態においては、漂遊容量の影響に対抗して有効なタッチ信号に対する感度の予想される低下を補正するために、たとえば、コモンモード信号に対してはディファレンシャルモード信号に対するよりも高速なフィルタを使用して、異なるフィルタ時定数をコモンモードおよびディファレンシャルモードに適用することができる。別の実現形態においては、信号が、タッチ閾値とは異なりかつ漂遊容量の影響を考慮する所定の適応閾値を超えると、タッチ入力場所が計算されるように、漂遊容量を監視することができる。示された場所がスクリーンの中心（または他の規定された点）に近いかどうかに応じて、信号を低速のドリフト（したがってベースラインへと更新される）として、またはタッチに関連する短期間の外乱（したがってベースライン更新を一時停止する）として扱うべきかを、アルゴリズムで決定することができる。
【００２４】
例示的実施形態においては、全信号がホバー閾値を超えているとき漂遊更新の一時停止を無効にする機能を、タッチ検出アルゴリズムに追加することができ、また、計算されたテストタッチ場所は、対角に１５インチ（３８．１センチメートル）のタッチスクリーンの幾何学的中心の＋／−５％以内の位置に対応するが、この＋／−５％は、ｘ方向（スクリーンの端から端の水平方向）およびｙ方向（スクリーンの端から端の垂直方向）の双方において取ったものである。この領域は、タッチスクリーンの全面積の中央の１％に対応しているが、有効なタッチ入力（スクリーンの中央の１％に位置する見込みはない）を検出し通知する能力を維持する一方で、環境またはディスプレイによって生じた典型的な漂遊容量を捕捉するのに十分なものである。この領域はまた、組み込みの間に生じうる、タッチセンサーとディスプレイとの間の位置合わせの変動など、スクリーン間のわずかな変動を考慮するのに十分であるはずである。漂遊更新の一時停止を無効にすると、漂遊容量信号がベースラインへと更新され、またタッチダウン事象が検出される。同じ＋／−５％（または他の望ましい量）を、漂遊を示すものとして識別されたタッチスクリーン上の他の点に適用することができる。例示的実施形態において、システムのファームウェアは、テストタッチ位置がタッチスクリーン上の所定点から決定された距離内にあるときには漂遊更新の一時停止を無効にするように事前設定することができ、また、漂遊容量事象の累積された履歴は、たとえば、一群の漂遊容量の位置の統計的中心に所定点を移動させるため、決定された点の周りの領域の寸法を減少させるため、または、漂遊を示す新たな点を定義するために使用することができる。
【００２５】
本発明は、他の種類のノイズまたは意図しないタッチ信号を区別するために一般的に利用されている技法を阻害することを要求するものではない。例えば、タッチスクリーンディスプレイのユーザーが、ディスプレイの側部に手を置くのは一般的なことであり、それによって漂遊容量信号に変化が生じることがある。そのような事象によってもたらされた漂遊は一般に、タッチスクリーンの１つの角部または１つの辺に、他の角部または辺よりも相当に大きく影響を及ぼす。三角測量された等価な「タッチ」点はしたがって、中心から外れており、コモンモードのノイズ源から容易に区別される。
【００２６】
また、ベースライン漂遊の更新を一時停止するかどうかの判断は、観測された信号の変化率に基づいて行うことができる。タッチ物体が容量性タッチセンサーに接近すると、そのセンサーが手、腕、指などと結合することによって信号が変化する。変化率は、図２（ａ）から分かるように、タッチ物体がセンサーと接触するときに増加する。異なる変化率は、有効なタッチ事象を漂遊と区別するために使用することができる。急でない信号の変化が先に生じることなく急に生じ、かつ／または、タッチ閾値を超えることなく急に生じる信号の変化は、タッチとの区別が可能なノイズ事象を示す可能性がある。本発明のシステムおよび方法は、そのような信号のプロファイルが検出されたときに、漂遊の追跡を継続することを可能にしている。この技法は、独立して使用することができ、また、「中心に十分近くの」方法などの空間的技法の識別子として使用することができる。識別子として、信号変化率法は、センサーの中心（または、漂遊事象を示すことが確認された他の領域）近くをうろつく差し迫ったタッチの間に生じる漂遊容量を検出し補正するために使用することができる。
【００２７】
本発明のいかなる実現形態においても、漂遊容量を補正するために、またノイズの存在下で望ましくなくホバーモードに移るのを回避するために、動的または適応的な閾値処理を使用することができる。動的な閾値処理は、検出されたノイズ包絡線の解析に基づいて、ホバー閾値など、規定された閾値の１つ以上を調整することを含む。タッチセンサー信号に重なるノイズは、一般に信号フィルタリングによって処理される瞬間的なオフセットを生成する。しかしながら、ノイズレベルが十分に大きい場合、ノイズがホバー閾値を超え、結果としてベースライン更新が一時停止されることがある。そのような場合、本発明を使用してノイズを検出することができ、また、ノイズの大きさの解析に基づいて、ホバー閾値をノイズレベルに釣り合う量だけ上昇させることができる。他の閾値のいずれも、そのような解析を使用して同様に調整することができる。
【００２８】
テストタッチ位置を漂遊容量の指標として使用するときに、有効なタッチ入力が、漂遊の指標として指定された領域内でどのようにして発生するかを理解されたい。一般に、本発明の方法およびシステムは、漂遊容量信号の指標として指定された領域における有効なタッチの位置合わせを阻害しない。しかしながら、低速な漂遊更新が一時停止される方法では、指定された領域における有効なタッチ入力の位置は、ある誤差を伴って通知されることがある。タッチスクリーンの中心部分が、指定された領域であるという特殊な場合において、漂遊容量信号は、有効な信号をタッチスクリーンの中心に向かってオフセットさせる傾向があり、したがって、中心における有効なタッチは悪影響を受けるはずがない。指定領域がタッチスクリーンの中心から離れている場合、有効なタッチの確認前に存在した信号は、漂遊容量の影響を取り除くと共に十分に正確なタッチ位置を与えるために、ベースラインとほぼ同様に差し引くことができる。
【００２９】
本発明の様々な実施形態についての上述の説明は、例示および説明を目的として提示したものである。完全なものにすること、または、本発明を、開示した厳密な形に限定することは意図していない。上記の教示を考慮すれば、多数の修正および変形が可能である。意図されていることとして、本発明の範囲は、この詳細な説明によってではなく、むしろ本明細書に添付された特許請求の範囲によって限定される。
【００３０】
本発明はさまざまな修正および代替の形態に容易に応じるが、その細部は、一例として図面に示してあり、また詳しく説明することにする。しかしながら、理解されたいこととして、その意図は、説明する特定の実施形態に本発明を限定することではない。逆に、その意図は、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲に含まれるすべての修正物、等価物、および代替物を含めることである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】容量性タッチスクリーンディスプレイの概略分解図。
【図２（ａ）】タッチ入力がタッチセンサーの左上角部付近で生じている間に、容量性タッチセンサーによって検出された全信号の例示的時間領域プロット。
【図２（ｂ）】信号の寄与を角部電流のそれぞれから分離する、図２（ａ）に示すものと同じ信号に対する時間領域プロット。
【図３（ａ）】漂遊容量がタッチセンサーに結合されている間に、容量性タッチセンサーによって検出された全信号の例示的時間領域プロット。
【図３（ｂ）】信号の寄与を角部電流のそれぞれから分離する、図３（ａ）に示すものと同じ信号に対する時間領域プロット。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【国際調査報告】
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