(57)【要約】  容量型タッチスクリーン用の処理システムは、センサ回路及び制御ロジックを備える。センサ回路は、容量型タッチスクリーンのセンサ電極と通信可能に結合されるように構成されている。制御ロジックは、容量型タッチスクリーンを、第１レベルでの干渉感知と入力物体感知とを含む第１モードで動作させるように構成されている。制御ロジックは、容量型タッチスクリーンを、第１モードで測定された干渉が干渉条件を満たすこと、及び容量型タッチスクリーンの感知領域に入力があるという判定に応答して、第１モードではなく第２モードで動作させるようにも構成されている。第１モードで動作している間、ディスプレイ更新のない時間中に干渉感知が実施される。第２モードで動作している間、容量型タッチスクリーンを用いた干渉感知は、実施されない、又は第１レベルより忠実度が低い第２レベルで実施される。
2014512606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量型タッチスクリーン用の処理システムであって、
前記容量型タッチスクリーンのセンサ電極と通信可能に結合するように構成されているセンサ回路と、
前記容量型タッチスクリーンを、第１レベルでの干渉感知と、入力物体感知とを含む第１モードで動作させ、且つ
前記第１モードで測定された干渉が干渉条件を満たすこと、及び前記容量型タッチスクリーンの感知領域に入力があるという判定に応答して、前記容量型タッチスクリーンを前記第１モードではなく第２モードで動作させるように構成されている制御ロジックを備え、
前記第１モード中の干渉感知が、ディスプレイ更新が行なわれない期間中に実施される一方で、前記第２モード中には、干渉感知が、実施されないか、または前記第１レベルより忠実度が低い第２レベルで実施される、処理システム。
【請求項２】
前記処理システムが、前記容量型タッチスクリーンのディスプレイを更新するように構成された表示回路をさらに備え、
前記容量型タッチスクリーンの前記センサ電極が、前記ディスプレイの更新及び容量性感知に使用される共通電極を備える、請求項１に記載の処理システム。
【請求項３】
前記共通電極が、前記第１モードでの干渉感知の期間中に非伝送状態に維持される、請求項２に記載の処理システム。
【請求項４】
前記制御ロジックが、
前記第２モード中に、前記感知領域に入力がないという第２判定に応答して前記第２モードから出るようにさらに構成されている、請求項１に記載の処理システム。
【請求項５】
前記制御ロジックが、
前記感知領域で、所定の期間にわたって入力が感知されていないという第２判定に応答して前記第１モードに入るようにさらに構成されている、請求項１に記載の処理システム。
【請求項６】
前記制御ロジックが、
前記第２モード中に、信号破損を経験することに応答して前記第１モードに入るようにさらに構成されている、請求項１に記載の処理システム。
【請求項７】
前記制御ロジックが、
第２判定に応答して、前記容量型タッチスクリーンを第３モードで動作させるようにさらに構成されており、
前記第２判定が、前記感知領域で、所定の期間にわたって入力が感知されていないことを含み、
前記第３モードでは、入力感知が、前記第１モードより低い忠実度で実施される、請求項１に記載の処理システム。
【請求項８】
前記制御ロジックが、
第３判定に応答して、前記容量型タッチスクリーンを前記第１モードで動作させるようにさらに構成されており、
前記第３判定が、前記第３モード中に前記感知領域で入力が感知されていることを含む、請求項７に記載の処理システム。
【請求項９】
前記制御ロジックが、
前記第１モード中に、前記干渉条件を満たしていないことに応答して干渉回避動作を実施するようにさらに構成されている、請求項１に記載の処理システム。
【請求項１０】
前記干渉回避動作が、感知周波数を変更するステップと、フィルタリング操作を変更するステップと、符号分割多重感知方式で利用される符号長を増加するステップと、非線形フィルタリング技術を実施するステップとから成る干渉回避動作の群から選択される、請求項９に記載の処理システム。
【請求項１１】
容量型タッチスクリーンであって、
複数のセンサ電極と、
前記複数のセンサ電極に結合された処理システムと、
を備え、
前記処理システムは、
前記容量型タッチスクリーンを、第１レベルでの干渉感知と、入力物体感知とを含む第１モードで動作させ、且つ
前記第１モードで測定された干渉が干渉条件を満たすこと、及び前記容量型タッチスクリーンの感知領域に入力があるという判定に応答して、前記容量型タッチスクリーンを前記第１モードではなく第２モードで動作させるように構成され、
前記第１モード中の干渉感知が、ディスプレイ更新が行なわれない期間中に実施される一方で、前記第２モード中には、干渉感知が、実施されないか、または前記第１レベルより忠実度が低い第２レベルで実施される、容量型タッチスクリーン。
【請求項１２】
前記処理システムが、前記容量型タッチスクリーンのディスプレイを更新するように構成された表示回路を備え、
前記容量型タッチスクリーンの前記センサ電極が、前記ディスプレイの更新及び容量性感知に使用される共通電極を備える、請求項１１に記載の容量型タッチスクリーン。
【請求項１３】
前記共通電極が、前記第１モードでの干渉感知の期間中に非伝送状態に維持される、請求項１２に記載の容量型タッチスクリーン。
【請求項１４】
前記処理システムが、
前記第２モード中に、前記感知領域に入力がないという第２判定に応答して前記第２モードから出るようにさらに構成されている、請求項１１に記載の容量型タッチスクリーン。
【請求項１５】
前記処理システムが、
前記感知領域で、所定の期間にわたって入力が感知されていないという第２判定に応答して前記第１モードに入るようにさらに構成されている、請求項１１に記載の容量型タッチスクリーン。
【請求項１６】
前記処理システムが、
前記第２モード中に、信号破損を経験することに応答して前記第１モードに入るようにさらに構成されている、請求項１１に記載の容量型タッチスクリーン。
【請求項１７】
前記処理システムが、
第２判定に応答して、前記容量型タッチスクリーンを第３モードで動作させるようにさらに構成されており、
前記第２判定が、前記感知領域で、所定の期間にわたって入力が感知されていないことを含み、
前記第３モードでは、入力感知が、前記第１モードより低い忠実度で実施される、請求項１１に記載の容量型タッチスクリーン。
【請求項１８】
感知領域で感知するように構成された容量型タッチスクリーンを動作させる方法であって、
第１レベルでの干渉感知と、入力感知とを含む第１モードで動作させるステップと、
前記第１モード中に測定された干渉が干渉条件を満たすこと、及び前記感知領域に入力があるという判定に応答して、第２モードで動作させるように切り換えるステップ、
とを備え、
前記第１モード中の干渉感知が、ディスプレイ更新が行なわれない期間中に実施される一方で、前記第２モード中には、干渉感知が、実施されないか、または前記第１レベルより忠実度が低い第２レベルで実施される、方法。
【請求項１９】
前記感知領域に入力がないことを含む第２判定に応答して前記第２モードから出るステップをさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記感知領域で、所定の期間にわたって入力が感知されていないことを含む第２判定に応答して前記第１モードに入るステップをさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２モード中に、信号破損を経験することに応答して前記第１モードに入るステップをさらに備える請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記感知領域で、所定の期間にわたって入力が感知されていないことを含む第２判定に応答して第３モードに入るステップを更に備え、
前記第３モードでは、入力感知が、前記第２モードより低い忠実度で実施される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
第１の率での干渉感知を含む、前記第１モードで動作させるステップが、
前記容量型タッチスクリーンの送信機電極が伝送しない状態において、前記第１レベルで前記干渉感知を実施するステップを備える、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連する米国出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本出願は、本出願の譲受人に譲渡された、２０１１年３月２９日出願の、Ａｄａｍ  Ｓｃｈｗａｒｔｚによる、同時係属の「ＮＯＩＳＥ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＦＯＲ  ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＡＮＤ  ＳＥＮＳＩＮＧ」という名称の、米国特許仮出願第６１／４６９，０６５号（米国弁護士整理番号ＳＹＮＡ−２０１１０２０９−Ａ２．ＰＲＯ）に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
[0002]本出願は、本発明の譲受人に譲渡された、２０１１年９月２２日出願の、Ａｄａｍ  Ｓｃｈｗａｒｔｚらによる、「ＣＡＰＡＣＩＴＩＶＥ  ＩＮＰＵＴ  ＤＥＶＩＣＥ  ＩＮＴＥＲＦＥＲＥＮＣＥ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ」という名称の、米国特許出願第１３／２４０，３７７号（米国弁護士整理番号ＳＹＮＡ−２０１０１０２５−Ａ１）と関連するものである。
【背景】
【０００３】
[0003]近接センサデバイスを含む入力デバイス（一般にタッチパッド又はタッチセンサデバイスと称される）は、さまざまな電子システムで広く使用されている。近接センサデバイスは、一般に、大抵の場合は表面によって境界が画定される感知領域を含み、感知領域において、１つ又は複数の入力物体の存在、位置及び／又は運動を判定する。近接センサデバイスは、電子システム用のインターフェースを提供するために使用されることができる。例えば、近接センサデバイスは、より大きな計算システム用の入力デバイス（ノート型コンピュータ若しくはデスクトップコンピュータに一体化された、又はノート型コンピュータ若しくはデスクトップコンピュータの周辺機器である不透明タッチパッドなど）として使用されることが多い。近接センサデバイスは、より小さな計算システム（携帯電話及びタブレット型コンピュータに一体化されたタッチスクリーンなど）に使用されることも多い。このようなタッチスクリーン入力デバイスは、一般に電子デバイスのディスプレイ上に重ねられ、又は別の方法でディスプレイと並置される。
【概要】
【０００４】
[0004]容量型タッチスクリーン用の処理システムは、センサ回路及び制御ロジック(control logic)を備える。センサ回路は、容量型タッチスクリーンのセンサ電極と通信可能に結合されるように構成されている。制御ロジックは、容量型タッチスクリーンを、第１レベルでの干渉感知(interference sensing)と入力物体感知(input objectsensing)とを含む第１モードで動作させるように構成されている。制御ロジックは、第１モードで測定された干渉が干渉条件を満たし、容量型タッチスクリーンの感知領域に入力があるという判定に応答して、容量型タッチスクリーンを第１モードでなく第２モードで動作させるようにも構成されている。第１モードで動作している間、ディスプレイ更新のない時間(non-display update time)中に干渉感知が実施される。第２モードで動作している間、容量型タッチスクリーンによる干渉感知は、実施されないか、そうでなければ第１レベルより忠実度(fidelity)が低い第２レベルで実施される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
[0005]図面の簡単な説明で参照される図面は、別段特に示されていない限り、原寸に比例するものと理解されるべきでない。添付図面は、実施形態の説明に組み込まれてその一部分を形成し、種々の実施形態を示すものであり、実施形態の説明とともに、以下で論じられる原理について説明するのに役立ち、同じ記号は同じ要素を示す。
【０００６】
【図１】実施形態による例示的入力デバイスのブロック図である。
【０００７】
【図２Ａ】いくつかの実施形態によって、タッチスクリーンなどの入力デバイスの感知領域の全部又は一部分を生成するためにセンサにおいて使用されることができる例示的センサ電極パターンの一部分を示す図である。
【０００８】
【図２Ｂ】いくつかの実施形態によって、タッチスクリーンなどの入力デバイスの感知領域の全部又は一部分を生成するためにセンサにおいて使用されることができるセンサ電極パターンであって、複数の共通電極を含んでいるセンサ電極パターンを備える入力デバイスを示す図である。
【０００９】
【図３】種々の実施形態によって入力デバイスとともに使用されることができる処理システムの例示的ブロック図である。
【００１０】
【図４】種々の実施形態によって感知領域で感知するように構成された容量型入力デバイスを動作させる例示的方法のフローチャートである。
【図５】種々の実施形態によって感知領域で感知するように構成された容量型入力デバイスを動作させる例示的方法のフローチャートである。
【図６】種々の実施形態によって感知領域で感知するように構成された容量型入力デバイスを動作させる例示的方法のフローチャートである。
【００１１】
【図７Ａ】容量性フレーム率(capacitive frame rate)がディスプレイ更新のフレーム率(display update frame rate)の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの一例を示す図である。
【図７Ｂ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの一例を示す図である。
【図７Ｃ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの一例を示す図である。
【図７Ｄ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの一例を示す図である。
【図７Ｅ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの一例を示す図である。
【図７Ｆ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの一例を示す図である。
【００１２】
【図８Ａ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの別の一例を示す図である。
【図８Ｂ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの別の一例を示す図である。
【図８Ｃ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの別の一例を示す図である。
【図８Ｄ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの別の一例を示す図である。
【図８Ｅ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの別の一例を示す図である。
【図８Ｆ】容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一実施形態による一体化されたタッチスクリーンの別の一例を示す図である。
【００１３】
【図９Ａ】種々の実施形態によって感知領域で感知するように構成された容量型入力デバイスを動作させる例示的方法のフローチャートである。
【図９Ｂ】種々の実施形態によって感知領域で感知するように構成された容量型入力デバイスを動作させる例示的方法のフローチャートである。
【実施形態の説明】
【００１４】
[0014]以下の実施形態の説明は、例示のためにのみ提供されており、限定するものではない。さらに、先の技術分野、背景、概要、又は以下の詳細な説明で示される、明示的な、又は暗示的な、いかなる理論によっても、束縛されることは意図されていない。
【００１５】
（議論の概要）
[0015]本明細書では、入力デバイス（タッチスクリーンなど）、処理システム、表示デバイス、組み合わされた入力デバイス／表示デバイス（一体型タッチスクリーン）、及び有用性の改善を促進する方法を提供する種々の実施形態が説明される。本明細書に記載の種々の実施形態では、入力デバイスは、タッチスクリーンの形態の容量型入力デバイスでよく、容量型入力デバイスは、表示デバイスに関連し、表示デバイスと一体化されてもされなくてもよい。本明細書では、容量型タッチスクリーンの干渉検出及び動作に関連する実施形態が説明される。本明細書に記載の技法を利用すると、種々の要因に基づいて容量型タッチスクリーンの雑音検出と入力検出動作のバランスをとることにより、高効率が達成され得る。
【００１６】
[0016]例示的入力デバイスを説明することから議論が始まり、このデバイスを用いて、またこのデバイスに基づいて、本明細書に記載の種々の実施形態を実施することができる。次いで、いくつかの例示のセンサ電極パターンが、一体型タッチスクリーンにおける入力感知動作及びディスプレイ更新操作の両方に使用される共通電極を備えるセンサ電極パターンを含めて説明される。例示的処理システム及びいくつかの構成要素の説明がこれに続く。処理システムは、容量型感知タッチスクリーンなどの入力デバイスに利用されてもよい。感知及び更新のための種々のフレーム率が説明される。容量型タッチスクリーンの動作、処理システム、及びその構成要素が、次いで、感知領域で感知するように構成された容量型タッチスクリーンを動作させる種々の方法の説明とともにさらに説明される。
【００１７】
（例示的入力デバイス）
[0017]次に図に移ると、図１は、実施形態による例示的入力デバイス１００のブロック図である。入力デバイス１００は、電子システム（図示せず）に入力を供給するように構成されてもよい。本書に用いられる用語「電子システム(electronic system)」（又は「電子デバイス(electronicdevice)」）は、情報を電子的に処理することができる任意のシステムを、広義に指す。電子システムのいくつかの限定的でない一例には、デスクトップコンピュータ、ノート型コンピュータ、ネットブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、ウェブブラウザ、電子書籍端末、及び携帯情報端末（ＰＤＡ）などのすべてのサイズ及び形状のパーソナルコンピュータが含まれる。さらなる例示的電子システムには、入力デバイス１００及び独立したジョイスティック又はキースイッチを含んでいる物理的キーボードなどの複合入力デバイスが含まれる。さらなる例示的電子システムには、データ入力デバイス（リモコン及びマウスを含む）及びデータ出力装置（表示画面及びプリンタを含む）などの周辺装置が含まれる。他の一例には、遠隔端末装置、キオスク、及びテレビゲーム機（例えばテレビゲームコンソール、携帯用ゲームデバイスなど）が含まれる。他の一例には、通信デバイス（スマートフォンなどの携帯電話を含む）及びメディアデバイス（レコーダ、編集装置、及びテレビなどのプレーヤ、セットトップボックス、音楽プレーヤ、デジタル写真フレーム、及びデジタルカメラを含む）が含まれる。さらに、電子システムは、入力デバイスのホスト又はスレーブになり得る。
【００１８】
[0018]入力デバイス１００は、電子システムの物理的部分として実施することができ、又は電子システムと物理的に分離することもできる。入力デバイス１００は、必要に応じて、バス、ネットワーク、及び他の有線又は無線の相互接続のうちの任意の１つ又は複数を用いて、電子システムの一部分と通信してもよい。一例には、それだけではないが、アイ・スクウェア・シー（Ｉ２Ｃ）、シリアル周辺機器インターフェース（ＳＰＩ）、パーソナルシステム２（ＰＳ／２）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、無線周波数（ＲＦ）、及び赤外線データ協会（ＩｒＤＡ）が含まれる。
【００１９】
[0019]図１では、入力デバイス１００が、感知領域１２０における１つ又は複数の入力物体１４０によって与えられる入力を感知するように構成された近接センサデバイス（「タッチパッド」又は「タッチセンサデバイス」と称されることも多い）として示されている。図１に示されるように、例示的入力物体には指及びタッチペンが含まれる。
【００２０】
[0020]感知領域１２０には、入力デバイス１００の、上、まわり、内部、及び／又は近くの任意の空間が含まれ、入力デバイス１００は、同空間において、ユーザ入力（例えば１つ又は複数の入力物体１４０によって与えられたユーザ入力）を検出することができる。特定の感知領域のサイズ、形状、及び位置は、実施形態ごとに大きく異なり得る。いくつかの実施形態では、感知領域１２０は、信号対雑音比のために十分に正確な物体検出ができなくなるまで、入力デバイス１００の表面から１つ又は複数の方向で空間に延びる。種々の実施形態において、この感知領域１２０が特定の方向に延在する距離は、約１ミリメートル未満、数ミリメートル、数センチメートル、又はそれ以上でもよく、用いられる感知技術のタイプ及び所望の精度によって著しく変化する可能性がある。したがって、いくつかの実施形態は、入力デバイス１００の表面とのいかなる接触もない入力、入力デバイス１００の入力表面（例えば接触表面）と接触する入力、入力デバイス１００の入力表面と若干の付与力又は圧力で接触する入力、及び／又はその組合せを含む入力を感知する。種々の実施形態では、入力表面は、センサ電極を内蔵するケースの表面、センサ電極又は何らかのケースの上に付着された表面板(face sheet)などによって用意されてもよい。いくつかの実施形態では、感知領域１２０は、入力デバイス１００の入力表面に投影されたときに、矩形の形状を有する。
【００２１】
[0021]入力デバイス１００は、感知領域１２０のユーザ入力を検出するために、センサ構成要素と感知技術の任意の組合せも利用してもよい。入力デバイス１００は、ユーザ入力を検出するための１つ又は複数の感知要素を備える。限定的でない一例として、入力デバイス１００は、容量型技法を用いてもよい。
【００２２】
[0022]いくつかの実装形態は、１次元、２次元、３次元、又はより高次元の空間に及ぶ画像をもたらすように構成される。いくつかの実装形態は、特定の軸又は平面に沿った入力の投影をもたらすように構成される。
【００２３】
[0023]入力デバイス１００のいくつかの容量型の実装形態では、電圧又は電流が印加されて電界を生成する。近くの入力物体が電界を変化させて、容量結合(capacitive coupling)の検出可能な変化をもたらし、この変化が、電圧、電流などの変化として検出され得る。
【００２４】
[0024]いくつかの容量型の実装形態は、容量型感知要素の配列又は他の規則的パターン若しくは不規則パターンを利用して電界を生成する。いくつかの容量型の実装形態では、より大きなセンサ電極を形成するために、別個の感知要素が互いに抵抗性短絡(ohmically shorted)されていてもよい。いくつかの容量型の実装形態は、均一な抵抗性であり得る抵抗性のシート(resistive sheet)を利用する。
【００２５】
[0025]いくつかの容量型の実装形態は、センサ電極と入力物体の間の容量結合の変化に基づく「自己容量(self capacitance)」（又は「絶対容量(absolutecapacitance)」）の感知方法を利用する。種々の実施形態では、センサ電極の近くの入力物体によってセンサ電極の近くの電界が変わり、したがって測定される容量結合が変化する。一実装形態では、絶対的な容量感知方法は、基準電圧（例えばシステム接地）に対してセンサ電極を変調し、センサ電極と入力物体の間の容量結合を検出することによって動作する。
【００２６】
[0026]いくつかの容量型の実装形態は、センサ電極の間の容量結合の変化に基づく「相互容量(mutual capacitance)」（又は「トランスキャパシタンス(transcapacitance)」）の感知方法を利用する。種々の実施形態では、センサ電極の近くの入力物体によってセンサ電極の間の電界が変わり、したがって測定される容量結合が変化する。一実装形態では、トランスキャパシタンス型(transcapacitive)の感知方法は、１つ又は複数の送信機センサ電極（「送信機電極」又は「送信機」）と１つ又は複数の受信機センサ電極（「受信機電極」又は「受信機」）の間の容量結合を検出することによって動作する。送信機及び受信機は、まとめてセンサ電極又はセンサ要素と称することがある。送信機センサ電極は、送信機信号を伝送するために、基準電圧（例えばシステム接地）に対して変調されてもよい。受信機センサ電極は、もたらされる信号(resulting signal、結果信号)の受信を容易にするために、基準電圧に対して実質的に一定に保たれ得る。もたらされる信号には、１つ又は複数の送信機信号に対応する（１つ又は複数の）効果または影響(effect)、及び／又は１つ又は複数の環境上の干渉源（例えば他の電磁気信号）に対応する（１つ又は複数の）効果または影響が含まれ得る。センサ電極は、専用の送信機若しくは受信機でよく、又は送信も受信もするように構成され得る。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の受信機電極は、伝送している送信機電極が存在しないとき（例えば各送信機が無効になっているとき）には、もたらされる信号を受信するように動作することができる。このようにして、もたらされる信号は、感知領域１２０の動作環境において検出された雑音を表す。
【００２７】
[0027]図１では、処理システム１１０は、入力デバイス１００の一部分として示されている。処理システム１１０は、感知領域１２０の入力を検出するために入力デバイス１００のハードウェアを動作させるように構成されている。処理システム１１０は、１つ又は複数の集積回路（ＩＣ）及び／又は他の回路構成要素の一部分又はすべてを備える。（例えば、相互容量センサデバイス用の処理システムは、送信機センサ電極を用いて信号を伝送するように構成された送信機回路、及び／又は受信機センサ電極を用いて信号を受信するように構成された受信機回路を備えてもよい）。いくつかの実施形態では、処理システム１１０は、ファームウェア符号、ソフトウェア符号、及び／又は同様なものなどの電子的に読取り可能な指令も含む。いくつかの実施形態では、処理システム１１０を構成する構成要素は、入力デバイス１００の（１つ又は複数の）近接感知要素などと一緒に配置されている。他の実施形態では、処理システム１１０の構成要素は、入力デバイス１００の（１つ又は複数の）感知要素に近い１つ又は複数の構成要素及び他のどこかの１つ又は複数の構成要素とは、物理的に分離されている。例えば、入力デバイス１００は、デスクトップコンピュータに結合された周辺装置でもよく、処理システム１１０は、デスクトップコンピュータの中央処理装置、及び中央処理装置から分離された１つ又は複数のＩＣ（恐らく関連するファームウェアを伴う）上で動作するように構成されたソフトウェアを含んでもよい。別の一例として、入力デバイス１００が電話の中に物理的に組み込まれてもよく、処理システム１１０が、電話のメインプロセッサの一部分である回路及びファームウェアを備えてもよい。いくつかの実施形態では、処理システム１１０は、入力デバイス１００を実施するために専用に設けられている。他の実施形態では、処理システム１１０は、表示画面の操作、触覚アクチュエータの駆動などの他の機能も実施する。
【００２８】
[0028]処理システム１１０は、処理システム１１０の別々の機能を扱う１組のモジュールとして実施されてもよい。各モジュールが、処理システム１１０、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組合せの一部分である回路を備えてもよい。種々の実施形態において、モジュールの別々の組合せが用いられてもよい。例示的モジュールは、センサ電極及び表示画面などのハードウェアを動作させるためのハードウェア操作モジュール、センサ信号及び位置情報などのデータを処理するためのデータ処理モジュール、及び情報をレポートするための伝達モジュールを含む。さらなる例示的モジュールは、入力を検出するための（１つ又は複数の）感知要素を動作させるように構成されたセンサ操作モジュール、モードを変更するジェスチャなどのジェスチャを識別するように構成された識別モジュール、及び動作モードを変更するためのモード変更モジュールを含む。
【００２９】
[0029]いくつかの実施形態では、処理システム１１０は、感知領域１２０におけるユーザ入力（又はユーザ入力の欠如）に対して、１つ又は複数の行動を起こすことによって直接応答する。例示的行動には、動作モードの変更、並びにカーソル移動、選択、メニューナビゲーション、及び他の機能などのＧＵＩ行動が含まれる。いくつかの実施形態では、処理システム１１０は、電子システムのいくつかの部分に対して（例えば、電子システムに、処理システム１１０から分離した中央処理システムが存在する場合には、このような分離した中央処理システムに対して）入力（又は入力の欠如）に関する情報を与える。いくつかの実施形態では、電子システムのいくつかの部分が、モード変更行動及びＧＵＩ行動を含む行動のすべてを容易にするためなど、ユーザ入力に対して作用するために、処理システム１１０から受け取った情報を処理する。
【００３０】
[0030]例えば、いくつかの実施形態では、処理システム１１０は、入力デバイス１００の（１つ又は複数の）感知要素を動作させて、感知領域１２０の入力（又は入力の欠如）を表す電気信号を生成する。処理システム１１０は、電子システムに与える情報を生成するのに、電気信号に対して任意の適切な量の処理を実施してもよい。例えば、処理システム１１０は、センサ電極から得たアナログの電気信号をデジタル化することができる。別の一例として、処理システム１１０は、フィルタリング又は他の信号処理(signal conditioning)を実施してもよい。さらに別の一例として、処理システム１１０は、電気信号と基準の間の差を情報に反映するように、基準を減じる、又は別の方法で調整してもよい。さらなる一例として、処理システム１１０は、位置情報を求め、入力を指令として理解し、筆跡を理解することなどが可能である。
【００３１】
[0031]本明細書に用いられる「位置情報」は、絶対位置、相対位置、速度、加速度、及び他のタイプの空間的情報を広義に包含する。例示の「０次元の」位置情報は、近／遠の情報又は接触／非接触の情報を含む。例示の「１次元の」位置情報は、軸に沿った位置を含む。例示の「２次元の」位置情報は、平面内の運動を含む。例示の「３次元の」位置情報は、空間における瞬間速度又は平均速度を含む。さらなる一例には、空間的情報の他の表現が含まれる。例えば、ある期間にわたって位置、運動、又は瞬間速度を追跡する履歴データを含む１つ又は複数のタイプの位置情報に関する履歴データの判定及び／又は格納も行なわれ得る。
【００３２】
[0032]いくつかの実施形態では、入力デバイス１００は、処理システム１１０又は他のいくつかの処理システムによって操作される追加の入力構成要素を伴って実施される。これらの追加の入力構成要素は、感知領域１２０の入力に対して、冗長な機能又は他のいくつかの機能をもたらし得る。図１は、入力デバイス１００を用いて項目を選択するのを容易にするために使用されることができる、感知領域１２０の近くのボタン１３０を示す。他のタイプの追加の入力構成要素には、スライダ、ボール、ホイール、スイッチなどが含まれる。反対に、いくつかの実施形態では、入力デバイス１００は、他の入力構成要素なしで実施されてもよい。
【００３３】
[0033]いくつかの実施形態では、入力デバイス１００はタッチスクリーンでもよく、感知領域１２０は、表示画面１６０の活性化領域の少なくとも一部分とオーバーラップする。例えば、入力デバイス１００には、表示画面１６０を覆って、関連する電子システム用のタッチスクリーンをもたらす実質的に透明なセンサ電極が備わっていてもよい。表示画面１６０は、ユーザに対して視覚インターフェースを表示することができる任意のタイプの動的ディスプレイであり、任意のタイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機的ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマ、電界発光（ＥＬ）、又は他の表示技術を含み得る。入力デバイス１００と表示画面１６０は、物理的要素を共有してもよい。例えば、いくつかの実施形態は、表示及び感知のために同一の電気部品のうちのいくつかを利用してもよい。別の一例として、表示画面１６０は、処理システム１１０によって、部分的に、又は全体的に操作されてもよい。
【００３４】
[0034]多くの実施形態は、完全に機能する装置の状況で説明されているが、各機構が、さまざまな形態のプログラム製品（例えばソフトウェア）として分散され得ることを理解されたい。例えば、説明される機構は、電子プロセッサによる読取りが可能な、情報を載せて運ぶ媒体（例えば、処理システム１１０による読取りが可能で、非一時的な、コンピュータ可読の、及び／又は記録可能／書込み可能な、情報を載せて運ぶ媒体）上のソフトウェアプログラムとして実施され、且つ分配されてもよい。さらに、各実施形態は、分配を実行するのに用いられる媒体の特定タイプとは無関係に、同等に適用される。非一時的で電子的に読取り可能な媒体の一例には、種々のディスク、メモリスティック、メモリカード、メモリモジュールなどが含まれる。電子的に読取り可能な媒体は、フラッシュ記憶技術、光記憶技術、磁気記憶技術、ホログラフィ記憶技術、又はその他の有形の記憶技術に基づくものでもよい。
【００３５】
（例示のセンサ電極パターン）
[0035]図２Ａは、種々の実施形態によって、センサにおいて入力デバイス１００の感知領域のすべて又は一部分を生成するのに使用されることができる例示的センサ電極パターン２００Ａの一部分を示す。入力デバイス１００は、容量センサの電極パターンとともに利用されるときには、容量型入力デバイスとして構成される。図示及び説明の明瞭さのために、限定的でない、単純な長方形のセンサ電極パターン２００Ａが示されている。多数の他のセンサ電極パターンが採用され得ることが理解される。図示のセンサ電極パターンは、この一例では、互いに重なった複数の受信機電極２７０（２７０−０、２７０−１、２７０−２、．．．、２７０−ｎ）及び複数の送信機電極２６０（２６０−０、２６０−１、２６０−２、．．．、２６０−ｎ）で構成されている。図示の一例では、接触感知ピクセルは、送信機電極と受信機電極が交差する位置で中央におかれる。容量性ピクセル２９０は、センサ電極パターン２００Ａによって生成された容量性ピクセルのうちの１つを示す。図示の一例などの交差するセンサ電極パターンでは、一般に、送信機電極２６０と受信機電極２７０の間に、何らかの形態の絶縁材料又は絶縁基板が配置されることが理解される。しかし、いくつかの実施形態では、ルーティング技法及び／又はジャンパを用いことにより、送信機電極２６０と受信機電極２７０が互いに同じ層に配置されてもよい。さらに、他の実施形態では、複数の受信機電極２７０及び／又は複数の送信機電極２６０が、叉若しくは歯のある電極、Ｕ字形の電極、又は独特な形状を有する電極要素（例えばＨ字形若しくはＩ字形の電極要素）などの種々の形状に形成されてもよい。種々の実施形態では、接触感知には、入力デバイス１００の表面とのいかなる接触もない入力物体、入力デバイス１００の入力表面（例えば接触表面）と接触する入力物体、入力デバイス１００の入力表面との、若干の付与力又は圧力と結び付いた接触がある入力物体、及び／又はその組合せを含めて、感知領域１２０のいかなる場所における入力物体も含まれ得る入力物体を感知することが含まれる。
【００３６】
[0036]容量性ピクセル２９０などの容量性ピクセルは、送信機電極２６０と受信機電極２７０の間の局所的容量結合の領域である。送信機電極２６０と受信機電極２７０の間の容量結合は、送信機電極２６０及び受信機電極２７０と関連する感知領域における入力物体の近接及び運動によって変化する。
【００３７】
[0037]いくつかの実施形態では、センサ電極パターン２００Ａは、これらの容量結合を求めるために「走査(scan)される」。すなわち、送信機信号を伝送するために送信機電極２６０が駆動される。送信機は、１度に１つの送信機電極が伝送するように、又は複数の送信機電極が同時に伝送するように、動作してもよい。複数の送信機電極が同時に伝送する場合には、これらの複数の送信機電極が同一の送信機信号を伝送して、より大きな送信機電極を効果的に生成してもよく、又は、これらの複数の送信機電極が別々の送信機信号を伝送してもよい。例えば、複数の送信機電極が、受信機電極２７０のもたらされる信号(resulting signals)に対する、別々の送信機信号の結合した効果または影響(combined effect)を独立して求められるようにする、１つ又は複数の符号体系に従って、別々の送信機信号を伝送してもよい。
【００３８】
[0038]受信機電極２７０は、もたらされる信号を取得するために、単独で又は複合的に、動作することができる。もたらされる信号は、容量性ピクセルにおける容量結合の測定値を求めるのに使用されることができる。
【００３９】
[0039]容量性ピクセルからの１組の測定値により、ピクセルにおける容量結合を表す「容量性画像」（「容量性フレーム」とも称される）が形成される。複数の期間にわたって複数の容量性画像が取得されてもよく、容量性画像の間の差は、感知領域の入力に関する情報を導出するのに用いられる。例えば、連続した期間にわたって取得された連続の容量性画像は、１つ又は複数の、感知領域に入って来る入力物体、感知領域から出て行く入力物体、及び感知領域内の入力物体の（１つ又は複数の）運動を追跡するのに用いることができる。
【００４０】
[0040]センサデバイスの基準容量は、感知領域に入力物体がない状態に関連した容量性画像である。基準容量は、環境及び動作条件とともに変化し、種々のやり方で推定され得る。例えば、いくつかの実施形態は、入力物体が感知領域にあると判定できないときには、「基準画像」を採用して、基準容量の推定として用いる。
【００４１】
[0041]より効率的な処理のために、センサデバイスの基準容量に対して容量性画像を調節することができる。いくつかの実施形態は、「基準調節された容量性画像」を生成するために、容量性ピクセルにおける容量結合の測定値の「基準を調節する」ことにより、容量性画像の調節を行なう。すなわち、いくつかの実施形態は、容量画像を形成する測定値を、それらのピクセルに関連した「基準画像」の適切な「基準値」と比較して、同基準線画像からの変化を求める。
【００４２】
[0042]本明細書に記載のように、いくつかの実施形態は、送信機信号が伝送されていない期間中に、環境的な干渉（例えば周囲の雑音）を測定するように構成される。このような方法で、受信機電極が受け取るもたらされる信号は、送信機信号によるいかなる効果または影響も含まない。
【００４３】
[0043]図２Ｂは、いくつかの実施形態によって、センサにおいてタッチスクリーンなどの入力デバイスの感知領域のすべて又は一部分を生成するのに使用されることができるセンサ電極パターンであって、複数の共通電極を含んでいるセンサ電極パターンを備える入力デバイスを示す。図２Ｂは、センサ電極パターン２００Ｂ（共通電極２６０及び受信機電極２７０を備える）を有する入力デバイス１００Ｂ、及び処理システム１１０（１１０−１と１１０−２の２つの部分で示されている）を示す。
【００４４】
[0044]図２Ｂで、処理システムの一部分１１０−１は、受信機電極２７０と結合され、受信機電極２７０からもたらされる信号を受け取るように構成されている。処理システムの一部分１１０−２は、共通電極２６０と結合され、本明細書で「一体型タッチスクリーン」と称することがある表示画面１６０／タッチスクリーン１００の組合せに画像を表示するように構成された表示回路（図示せず）を備える。表示回路は、ピクセルのソース駆動回路（図示せず）によってディスプレイのピクセル電極に１つ又は複数のピクセル電圧を印加するように構成されている。表示回路は、共通電極２６０に１つ又は複数の共通の駆動電圧を与えて、共通電極２６０を、一体型タッチスクリーンの表示画面部分のＶ−ｃｏｍ電極として動作させるようにも構成されている。（いくつかの実施形態（例えば線反転の実施形態）では、表示回路は、表示画面部分の画像表示の駆動サイクルと同期して共通の駆動電圧を反転するようにも構成されている。）処理システム部分１１０−２は、共通電極２６０を、一体型タッチスクリーンのタッチスクリーン部分上の容量性感知(capacitive sensing)用の送信機電極として動作させるようにも構成されている。
【００４５】
[0045]図２Ｂの実施形態では、デバイスの処理システム（例えば図１の処理システム１１０の一例）は、２つの別個の部分１１０−１及び１１０−２を備える。他の実施形態では、処理システムは、より多くの部分として、又はより少ない部分として実施されてもよい。例えば、処理システム部分１１０−１及び処理システム部分１１０−２の機能は、１つの集積回路として実施されてもよい。別個の処理システム部分１１０−１、１１０−２などの間の同期は、同期機構２９１の各部分の間と通信することによって達成され得る。例えば、同期機構２９１は、同期したクロック、ディスプレイの更新状態に関する情報、容量性感知の状態に関する情報、更新するべき（又は更新するべきでない）表示回路の方向、感知するべき（又は感知するべきでない）容量型感知回路の方向、及び／又は同様なものを供給することにより、ディスプレイ更新と容量性感知を同期させてもよい。
【００４６】
[0046]種々の実施形態では、共通電極は、ディスプレイ更新用の信号と容量性感知用の信号を、同一の期間又は別々の期間に伝送する。例えば、共通電極は、行更新サイクルのディスプレイ更新時間中にディスプレイ更新用の信号を伝送し、列更新サイクルの非表示時間（例えば「水平帰線消去時間」とも称される）中に容量性感知用の信号を伝送してもよい。別の一例として、共通電極は、実際のディスプレイの行更新を伴って、行更新サイクルの期間中にディスプレイ更新用の信号を伝送し、実際のディスプレイの行更新のない、追加の「行更新サイクル」の期間（例えば、「垂直帰線消去時間」とも称されるフレームの更新部分又はフレーム全体の間の非表示時間）中に、容量性感知の信号を伝送してもよい。さらなる一例として、共通電極は、ディスプレイ更新用の信号と容量性感知用の信号を同時に伝送してもよいが、空間的には分離する。さらに別の一例として、共通電極は、ディスプレイ更新用及び容量性感知用の両方に同一の伝送を用いてもよい。
【００４７】
[0047]いくつかのタッチスクリーンの実施形態では、他の構成要素が、共通電極に加えて（又は共通電極の代わりに）共有される。例えば、１つの処理システムが、容量性感知機能とディスプレイ更新機能の両方を実施するのに使用されてもよい。
【００４８】
[0048]いくつかの実施形態は、送信機信号が伝送されていない期間中に、環境的な干渉（例えば周囲の雑音）を測定するように構成される。このようにして、受信機電極が受け取るもたらされる信号は、送信機信号によるいかなる効果または影響も含まない。
【００４９】
[0049]いくつかのタッチスクリーンの実施形態は、表示画面の動作に起因する干渉が、部分的に又は全体的に回避され、何らかの他のやり方（例えば、異なる周波数又は位相で動作させること、フィルタリングなど）で予想及び対処される、などとなるように、環境的な干渉の検出を表示画面の操作と同期させる。
【００５０】
[0050]同期性の容量性感知とディスプレイ更新を伴ういくつかのタッチスクリーンの実施形態は、ディスプレイ更新と容量性感知の間の同期を変化させたり、ディスプレイ更新シーケンスを乱したりすることなく、環境的干渉を検出するように構成される。例えば、共通電極を有するいくつかの実施形態は、非表示時間（例えば水平帰線消去時間、垂直帰線消去時間）中に、ディスプレイ更新又は容量性感知のための送信機信号を伝送するために共通電極を駆動することなく、環境的干渉を検出するように構成される。これらの実施形態は、別の非表示時間（例えば、実施形態が水平帰線消去時間中に干渉を感知する場合には垂直帰線消去時間又は水平帰線消去時間の別の部分、実施形態が垂直帰線消去時間中に干渉を感知する場合には水平帰線消去時間又は垂直帰線消去時間の別の部分）中に、入力物体を感知しても感知しなくてもよい。
【００５１】
[0051]別の一例として、いくつかの実施形態は、容量性フレーム期間の１つ又は複数の部分、さらには容量性フレーム期間全体にわたって、環境的干渉を検出し、入力物体は感知せず、その一方でディスプレイ更新は通常通り進行させるように構成される。ここで、「容量性フレーム期間」は、容量性感知用に割り当てられた期間を示すのに用いられ、通常は、容量性画像が取得されるとき（又は干渉を測定しなければ取得されているはずのとき）に相当する。容量性フレーム期間の一部分に関する干渉を検出する実施形態は、同じ容量性フレーム期間の別の部分中には、何らかの入力物体の検出を実施してもしなくてもよい。入力物体検出が実施される部分では、解像度が、干渉検出のないフレームの部分の解像度以下になる可能性がある。例えば、このような実施形態のいくつかは、感知領域の入力物体の存在／非存在を検出するように、又は位置情報をより粗い解像度で検出するように構成されてもよい。
【００５２】
[0052]同期性の容量性感知とディスプレイ更新を伴ういくつかのタッチスクリーンの実施形態は、ディスプレイ更新シーケンスを変化させるやり方で環境的干渉を検出するように構成される。例えば、いくつかの実施形態は、干渉を感知している間は、ディスプレイ更新を休止するように構成される。干渉が感知された後に、ディスプレイの更新が再開する。
【００５３】
[0053]さらに別の一例として、いくつかの実施形態は、入力物体の検出に関連した容量性走査を休止する一方でディスプレイの更新を継続することによって干渉を検出する。この手法は、容量性感知とディスプレイ更新の同期を変化させる可能性がある。これらの実施形態は、これらの変化に対処するために、入力物体の検出に関連した容量性走査とディスプレイ更新の間の関係を追跡し、別々のフレームタイプの各部分を容量性測定値の各部分に対してマッピングして、容量性測定値を適切に調節するように構成されてもよい。（「フレームタイプ」は、図７Ａ〜図７Ｆ及び図８Ａ〜図８Ｆとともに以下でさらに論じられる。）
【００５４】
[0054]種々の実施形態によるいくつかのタッチスクリーン及び／又は入力デバイスは、干渉感知状態で動作するステップと、別個に入力物体感知状態で動作するステップとを含む方法によって動作する。タッチスクリーン／入力デバイスは、干渉感知状態で干渉を感知している間には、送信機信号を伝送しなくてもよい。タッチスクリーン／入力デバイスは、入力物体感知状態で入力物体を感知している間に送信機信号を伝送する。
【００５５】
[0055]干渉感知状態と入力物体感知状態のそれぞれが、任意の適切な時間を有し得る。例えば、タッチスクリーン／入力デバイスは、干渉感知状態（又は入力物体感知状態）から切り換わる前、容量性フレームの一部分の間、その状態にあっても、多数の容量性フレームにわたって持続してもよい。別の一例として、タッチスクリーン／入力デバイスは、１つ又は複数の基準が満たされるまで干渉感知状態（又は入力物体感知状態）にあってもよい。例示的基準には、検出された干渉レベル、入力物体の存在（又は非存在）、検出された入力のタイプなどが含まれる。
【００５６】
[0056]種々の実施形態によるいくつかのタッチスクリーン／入力デバイスは、１つ又は複数の干渉回避動作がとられる干渉回避状態で動作するステップをさらに含む方法によって動作する。干渉回避状態は、同様に、任意の適切な時間だけ持続してもよい。例えば、いくつかのタッチスクリーン／入力デバイスは、容量性フレームの間に、１つ又は複数の容量性フレームの１つ又は複数の部分にわたって、或いは１つ又は複数の容量性フレームの全体にわたって生じる、干渉回避状態を伴って動作してもよい。
【００５７】
（例示的処理システム）
[0057]図３は、種々の実施形態によって、入力デバイスとともに（例えば入力デバイス１００の一部分として、処理システム１１０の代わりに）使用されることができる例示的処理システム１１０Ａのいくつかの構成要素のブロック図を示す。処理システム１１０Ａは、１つ又は複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣＳ）、１つ又は複数の集積回路（ＩＣ）、１つ又は複数のコントローラ、又はそれらいくつかの組合せを用いて実施され得る。一実施形態では、処理システム１１０Ａは、入力デバイス１００の感知領域１２０を実施する１つ又は複数の送信機電極及び受信機電極と通信可能に結合される。いくつかの実施形態では、処理システム１１０Ａ及びその一部分である入力デバイス１００が、電子デバイス１５０の中に配置されてもよく、又表示デバイス、コンピュータ、又は他の電子デバイスなどの電子デバイス１５０と通信可能に結合されてもよい。
【００５８】
[0058]入力デバイス１００の一実施形態では、処理システム１１０Ａは、とりわけ、センサ回路３１０、制御ロジック３２０、及び表示回路３３０を含む。処理システム１１０Ａ及び／又はその構成要素は、センサ電極パターン２００（２００Ａ、２００Ｂ）などの、センサ電極パターンのセンサ電極と結合されてもよい。例えば、センサ回路３１０は、センサ電極パターン（例えばセンサ電極パターン２００Ａ、２００Ｂなど）の１つ又は複数のセンサ電極と結合される。
【００５９】
[0059]センサ回路３１０は、感知領域１２０を生成するために利用されるセンサパターンの受信機センサ電極及び送信機センサ電極と対話するように動作する。これには、送信機電極が、「沈黙する」（例えば受け取った送信機信号を伝送しない）、又は送信機信号を伝送するように動作するステップが含まれる。これには、受信機センサ電極を、もたらされる信号及び干渉の可能性がある他の信号を受け取るのに利用するステップも含まれる。センサ回路３１０は、もたらされる（１つ又は複数の）受信信号から、感知領域１２０で入力が生じたと判定してもよく、また、感知領域１２０に対する入力の位置を求めてもよい。さらにセンサ回路３１０は、干渉が生じていると判定し、及び／又は干渉の性質を判定してもよい。図３に示されるように、センサ回路３１０は、送信機回路３１１、受信機回路３１２、演算回路３１３、及び干渉測定回路３１４のうちの１つ又は複数を含んでもよい。
【００６０】
[0060]送信機回路３１１は、１つ又は複数の送信機電極２６０上の受け取った送信機信号を、伝送するように動作する。送信機回路３１１は、複数の送信機電極２６０のうちの１つ又は複数上の送信機信号（波形）を、所与の時間間隔で、伝送してもよく、伝送しなくてもよい。送信機回路３１１は、複数の送信機電極２６０のうちの１つ又は複数の送信機電極２６０（及びそれぞれの（１つ又は複数の）送信機経路）を、高インピーダンスに、接地に、又はこのような送信機電極上の波形を伝送しないときには定電圧に結合するのにも使用されることができる。送信機信号は、矩形波、台形波、又は他のいくつかの波形でもよい。送信機回路３１１は、符号分割多重方式などで送信機信号を符号化してもよい。符号は、制御ロジック３２０の指示のもとに、符号の延長又は短縮などで変更されてもよい。符号の延長は、干渉を回避するための１つの技法である。送信機信号の波形は異なる周波数、位相、又は振幅でもよい。符号分割は、時間的に、又は空間的に分割され得る。
【００６１】
[0061]受信機回路３１２は、もたらされる信号を、受信機電極を介して受け取るように動作する。もたらされる受信信号は、送信機電極を介して伝送された（１つ又は複数の）送信機信号のいくつかのバージョンに相当し、いくつかのバージョンを含んでいる。しかし、これらの伝送された送信機信号は、浮遊容量、雑音、干渉、及び／又は、とりわけ回路の不完全性のために、もたらされる信号において改変される、又は変化させられることがあり、したがってこれらの伝送されたバージョンとは、わずかに、又は大幅に異なっている可能性がある。干渉を回避するために、受信機回路３１２には、１つ又は複数のフィルタリング操作を実施するための装備があってもよく、この操作は、線形フィルタリング技術と非線形フィルタリング技術の一方又は両方を利用することを含み得る。これらのフィルタは、アナログフィルタでもデジタルフィルタでもよい。フィルタのいくつかの限定的でない一例には、低域通過フィルタ／復調器、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、及び無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタが含まれる。本明細書でさらに説明されるように、フィルタリング操作には、制御ロジック３２０の指示のもとに、実施、非実施、及び／又は修正の可能性がある。もたらされる信号は、ある期間中に、１又は複数の受信機電極で受け取られ得る。受信機回路３１２は、複数の増幅器を、一般的には受信機電極当たり１つ含んでいる。このような増幅器は、本明細書では、増幅器、フロントエンド増幅器、積分増幅器などと称されることがあり、第１入力で基準電圧を受け取り、第２入力でもたらされる信号を受け取る。もたらされる信号は、容量センサデバイスの受信機電極からのものである。
【００６２】
[0062]演算回路３１３は、送信機電極と受信機電極の間の容量結合の変化の測定値を算出する／求めるように動作する。演算回路は、次いで、この測定値を、（入力物体が存在する場合には）感知領域１２０に対する入力物体の位置を求めるのに用いる。演算回路３１３は、もたらされる信号の品質の指標を与えることができる。例えば、入力物体のレポートされた位置を調べて、それが意図されたユーザ動作を表すものかどうか判定し、したがって、レポートされた位置が、「ジッタ」と思われる、又は別の形で非現実的なユーザ入力を再現している場合、もたらされる受信信号における干渉を示すものとすることができ、干渉回避動作を実施することができる。演算回路３１３は、復調信号の品質に関する信頼度指標をさらに生成することができる。
【００６３】
[0063]干渉測定回路３１４は、干渉がいつどの程度生じるかを測定するように動作する。これは、受信機センサ電極を使用して、干渉を能動的に感知し且つ測定するステップ、又は干渉の効果または影響を感知するステップを含むことができる。このような感知は、受信機センサ電極の、１つ、いくつか、又はすべての組合せで達成され得る。干渉の能動的感知及び測定が生じ得るのは、１つ又は複数の送信機電極が伝送しているとき、又は送信機電極が伝送していないとき（これには、単に伝送していないとき、又は加えて高インピーダンスに結合されているときが含まれ得る）である。一般に、干渉のこのような能動感知及び測定により、そうでなければ入力物体からの実際の入力を感知するのに用いられるはずの時間が占有される。干渉の発生を示す効果または影響には、送信機電極が伝送しているとき、受信機回路３１２がもたらされる信号(resulting signal)を感知することの困難性または不可能性（例えばクリッピング）、及び受信機回路３１２が、受信したもたらされる信号の破損（例えば既知の雑音源の一般的な干渉、又は入力物体が感知領域であちこちへ素速くジャンプしているように見えるなど、ユーザ入力の変則的な計算された位置／運動）を経験することの困難性または不可能性が含まれる。送信機電極は、容量性感知用の信号の伝送に関して「オフ状態」又は「沈黙状態」の間に、容量性感知に用いられない他の信号を伝送してもよい。例えば、送信機電極は、受信機電極には受信することが不可能な信号を伝送してもよく、このような信号には、受信機電極が追跡する周波数帯域に入らない信号、実質的に直交符号の信号、又は感知される閾値未満の信号がある。他の一例では、送信機電極は、シールド信号若しくはアース信号を伝送するのに利用されてもよく、又は受信機電極で受け取ることができる容量性感知信号と関係がないＲＦＩＤ信号又は他の通信信号を伝送してもよい。送信機が活動状態のときに干渉するものが存在するかどうか判定するために、受信機電極が受け取った信号の特定の態様を解析することができる。例えば、（送信機信号の伝送に応答して）電力、ピーク振幅、又は受け取った信号のスペクトルの１つ又は組合せを解析することができる。これらの態様又は他の態様を解析することにより、干渉の存在を求めることができ、容量性入力感知に関して、干渉が許容できる範囲内にあるか範囲外にあるか判定することができる。いくつかの実施形態では、送信機電極が（容量性感知のために）送信機信号で駆動されていない期間中に干渉を測定するときには、干渉がなければ静穏であるはずの受信機信号から、干渉を直接測定して解析することができる。干渉の効果または影響のタイプの多くは、受動的に測定することができる。干渉測定回路３１４は、干渉判定に関する情報を制御ロジック３２０に伝達してもよく、また、制御ロジック３２０の指示のもとに、干渉及びもたらされる信号の測定のやり方の１つ又は複数の態様を変更してもよい。あるいは、干渉モデル又はユーザ入力利用モデルに基づいた線形フィルタ若しくは非線形フィルタを、容量画像、位置レポートに適用してもよく、或いは１つ又は複数の干渉の測定値に基づいて中間表現に適用してもよい。
【００６４】
[0064]制御ロジック３２０は、処理システム１１０Ａ及びセンサ回路３１０に対して、種々の入力に基づいて、複数の別々の動作モードのうちの選択されたもので動作するように指示する意志決定論理を備える。このような入力のうちのいくつかの限定的でない一例には、入力デバイス１００の感知領域１２０において感知されている、又は感知されない、干渉及び／又は入力の指標の１つ又は複数の測定値が含まれる。制御ロジックは、ハードウェア（例えばハードウェア論理及び／又は他の回路）及び／又はハードウェアとコンピュータ可読記憶媒体に非一時的なやり方で格納された指令の組合せとしてとして実施されてもよい。
【００６５】
[0065]表示回路３３０は、含まれていれば、本明細書では一体型タッチスクリーンと称することがある表示画面／タッチスクリーンの組合せ（例えば図１、図２Ａ及び図２Ｂの１６０／１００）に画像を表示する。表示回路３３０は、ピクセルのソース駆動回路（図示せず）によって、ディスプレイのピクセル電極に１つ又は複数のピクセル電圧又はピクセル電流を印加する。表示回路３３０は、共通電極（例えば共通電極２６０）に１つ又は複数の共通の駆動電圧を印加して、共通電極を、一体型タッチスクリーンの表示画面部分のＶ−ｃｏｍ電極として動作させる。（いくつかの実施形態（例えば線反転の実施形態）では、表示回路３３０は、一体型タッチスクリーンの表示画面（例えば１６０）上の画像表示の駆動サイクルと同期して共通の駆動電圧を反転する。）
【００６６】
（容量型入力デバイスの干渉源の議論）
[0066]一般に、タッチスクリーンなどの容量性入力デバイスは、２つの異なるタイプの干渉を受ける。すなわち、指（又は他の物体）の接触なしで存在する雑音干渉(noise interference)、又は別の形で容量性入力デバイスの入力領域の近くに存在する雑音干渉、及び指（又は他の物体）が接触しているときだけ存在する雑音干渉、又は別の形で入力デバイスの入力領域の近くに存在する雑音干渉を受ける。
【００６７】
[0067]第１事例は、容量性入力デバイスの近傍の電子デバイスからの雑音干渉に関するものである。例えば、センサ電極パターンの下の、またはセンサ電極パターンとともに配置されたＬＣＤからの反結合雑音(back-coupled noise)は、雑音干渉の共通の源である。このような干渉源は、周波数成分がある期間にわたってかなり一定であるという意味で、大抵の場合固定的である。
【００６８】
[0068]第２事例は、入力デバイスの環境の雑音干渉が入力物体からセンサに結合されるとき生じる可能性がある。これは「入力物体に結合した干渉」と称されることが多い。第２事例は、電源充電器からの干渉により、センサ電極パターン（或いはその１つ又は複数のセンサ）の接地に対する電位が変化するとき、及び接地に結合されている入力物体が入力デバイスに触れるときにも生じる可能性がある。いずれの場合も、通常の方策は、入力物体に結合した干渉を迅速に検出して適切に対応しようとすることである。
【００６９】
[0069]従来、入力物体に結合した干渉を検出するために、２つのクラスのファームウェアのアルゴリズムが提案されている。１つの手法では、受信機電極から受け取った容量測定値に対して、線形又は非線形のフィルタリング操作が実施される。このフィルタリングは、所望の入力物体信号成分を好ましくない干渉構成要素から分離するように意図されている。この手法には、迅速で正確な仮説検定（すなわち信号が表すのは入力物体なのか、それとも干渉なのか、適時に判定すること）に関して、いくつかの短所がある。第２手法では、入力デバイスのセンサ電極パターンを走査する各フレームの専用部分が、送信機を停止して雑音を測定するのに費やされる。送信機が停止していると、入力物体信号が存在せず、干渉成分の検出がはるかに容易になる。この第２手法は、正確な干渉検出をもたらすが、そうでなければ入力物体の検出に用いられるはずの時間が占有され、したがって、センサ電極パターンを走査するフレーム率又はＳＮＲのどちらかが低下する。センサの整定時間が遅く、信号を伝送するときに多くの送信機電極走査しなければならない、大きなセンサ電極パターンの場合には、これは特に望ましくないことがある。したがって、このような大きなセンサ電極パターンでは、走査フレームの大部分の期間にわたって専用の雑音走査に必要な追加時間を容易に割くことができない。
【００７０】
[0070]本明細書で採用される容量型入力デバイスを動作させるための手法は、１）入力物体に結合した干渉があるのは、入力物体が存在し、どうにかして入力デバイスと対話しているときのみである、及び、２）入力物体に結合した干渉があるとすれば、この干渉は、入力物体が容量型入力デバイスの感知領域に触れている全期間を通じて存在する、といった２つの観測に依拠する。
【００７１】
[0071]具体的には、２番目の観測は、干渉するものが存在する場合、入力物体が入力デバイスの感知領域に最初に接触するときには存在しているはずである、ということを示唆する。逆もまた真であって、入力物体が入力デバイスの感知領域に最初に触れるとき干渉が存在しなければ、一般に、入力物体が入力デバイスの感知領域内で接触したままである間は、干渉するものが自発的に出現することはないはずである。
【００７２】
[0072]したがって、本明細書で説明されたこれらの観測のために、入力物体が検出されるときまで入力物体に結合した雑音をチェックするだけで十分である。一旦、入力物体が検出されると、干渉条件が満たされている（例えば干渉の閾値の超過がない、或いは（１つ又は複数の）干渉ヒューリスティックが生じないので、干渉が大きすぎるとは考えられないことを示している）場合には、入力物体が感知領域の入力デバイスと継続的に接触している限り、入力物体に結合した干渉を検出するのにかなりの時間を費やすことはもはや不要である。
【００７３】
（干渉を、検出し、回避し、且つ感知するための操作の例示的方法）
[0073]図４は、種々の実施形態によって感知領域で感知するように構成された容量型入力デバイスを動作させる例示的方法のフローチャート４００を示す。フローチャート４００によって示された方法では、雑音検出は、入力物体信号から誘起される誤検出(false positive)を受けなくなり、フレーム率又は信号対雑音比も、通常のフレーム処理の一部分を雑音処理に供することに悩まされなくなる。
【００７４】
[0074]プロシージャ４１０では、送信機は送信機信号を伝送しておらず、干渉が感知される。例えば、は、制御ロジック３２０は送信機回路３１１に、容量は型入力デバイス１００の送信機（例えば送信機電極２６０）で伝送しないように指示してもよい。送信機が伝送していない間に、容量型入力デバイス１００の受信機は、存在するあらゆる干渉を感知するように使用され得る。送信機電極２６０がタッチスクリーンと表示デバイスの両方で利用される共通電極である一実施形態では、共通電極を用いた伝送が、感知又はディスプレイ更新のいずれのためにも行なわれないように、ディスプレイ更新のない時間中に干渉が感知される。
【００７５】
[0075]プロシージャ４２０では、干渉測定回路３１４が干渉を測定し、制御ロジック３２０は、干渉が適切なパラメータの範囲内に入っているかそれとも範囲外かを（例えば効果的な入力物体感知に対して過大な干渉があるかどうか）、これらの測定値に基づいて判定する。例えば、制御ロジック３２０は、干渉が許容範囲内にあることを表す干渉条件が満たされているかどうか判定する。この判定は、１つ又は複数の干渉閾値との比較、種々のヒューリスティック(heuristic)の解析及び／又は干渉に関連したスペクトル若しくはヒストグラムの解析、及び／又は他の（１つ又は複数の）技法など、種々のやり方でなされ得る。干渉条件が満たされない場合、干渉が、入力感知の許容できる処理のための範囲外と見なされる。プロシージャ４２０において、制御ロジック３２０による、干渉条件が満たされているかどうかの判定は、それに加えて、又はその代わりに、電力検出器（２乗検波検出器など）を使用して、干渉に関連した電力を検出すること、干渉信号のフィルタリング（絶対差の和など）、又は干渉を求める他の技法のうちの１つ又は複数を伴ってもよい。
【００７６】
[0076]干渉条件が満たされていない場合（例えば、干渉があらかじめ決められたパラメータを上回っていると見なされた場合）には、プロシージャ４３０で、制御ロジック３２０が、１つ又は複数の干渉回避動作を実施するようにセンサ回路３１０に指示し、システムは、（１つ又は複数の）干渉回避動作を実施した後にプロシージャ４１０へ戻る。プロシージャ４３０で採用され得る修正処置のいくつかの限定的でない一例には、感知周波数の変更、適用するフィルタの次数の変更、使用される（１つ又は複数の）フィルタの（１つ又は複数の）周波数応答の変更、レポートのフレーム率の低減、送信機信号の符号又は符号長の変更などが含まれる。いくつかの実施形態では、システムは、プロシージャ４３０で干渉回避動作を実施した後に、プロシージャ４４０で入力物体の感知に取り掛かる。
【００７７】
[0077]干渉条件が満たされ、したがって、干渉が大きすぎることはないと考えられる場合には、制御ロジック３２０が、送信機回路３１１に対して送信機信号を伝送するように指示し、プロシージャ４４０で、容量型入力デバイス１００が、感知領域の（１つ又は複数の）入力を求めて走査する。
【００７８】
[0078]プロシージャ４５０で、演算回路３１３が、入力物体からの入力が検出されたかどうか判定する。この判定は、任意の適切な方法で達成され得る。例えば、処理システム１１０Ａは、プロシージャ４４０で今しがた取得された信号のみを用いてもよく、プロシージャ４４０で今しがた取得した信号をプロシージャ４４０の以前の実施で取得した信号とともに用いてもよく、信号４００をプロシージャ４１０の以前の実施で取得した信号とともに用いるなどしてもよい。別の一例として、処理システム１１０Ａの演算回路３１３は、プロシージャ４４０のいずれかの実施で取得した信号のうちのいくつか又はすべてを用いてもよい。１つ又は複数の入力が検出された場合には、処理システム１１０Ａはプロシージャ４４０にループで戻る。一実施形態では、（１つ又は複数の）入力が検出されなければ、処理システム１１０Ａはプロシージャ４５０からプロシージャ４１０へ戻る。これは、フローチャート４００の、プロシージャ４５０とプロシージャ４１０の間の戻りループで示されており、戻りループは、入力物体が検出されないことに応答して起こる。
【００７９】
[0079]フローチャート４００に示されたプロシージャには、多くの変形形態が可能である。種々の実施形態は、追加のプロシージャを有してもよく、プロシージャの数がより少なくてもよく、又はフローチャート４００によって示されたものとは別のプロシージャを有してもよい。実施形態は、プロシージャを別の順番で有してもよい。例えば、いくつかの実施形態は、干渉条件が許容範囲内にあるかどうかの判定を終了する以前に、入力物体からの入力を感知するように構成されてもよい。このような事例では、入力物体に対する走査を、干渉の量を評価する処理と並行して行なうことができ、干渉回避動作をとることなどのプロシージャは、別のやり方で他のプロシージャと関連付けられてもよい。いくつかの実施形態では、干渉感知に感知サイクルを挟み込んでもよい。いくつかの実施形態では、プロシージャ４４０中でいくつかの干渉感知を実施してもよいが、このような感知の忠実度は、プロシージャ４１０で達成される干渉感知の忠実度より低くなる。例えば、プロシージャ４４０で入力物体を感知した後に、何らかのより忠実度の低い干渉感知を行い、次いで、プロシージャ４５０に移行することなく、プロシージャ４４０が繰り返されてもよい。より忠実度の低い干渉感知で干渉が検出された場合には、いくつかの干渉回避動作（例えばフィルタリングを適用すること）が達成されてもよい。別の一例では、いくつかの実施形態は、入力物体検出４４０の期間中に入力物体が検出されている間に、干渉回避動作４３０を実施するように構成されてもよい。いくつかの実施形態は、入力物体検出４４０の期間中に入力物体が検出されている間に、ディスプレイ更新のない時間中に干渉を感知する（４１０）ように構成されてもよい。
【００８０】
[0080]図５は、種々の実施形態によって感知領域で感知するように構成された容量型入力デバイスを動作させる例示的方法のフローチャート５００を示す。フローチャート５００は、フローチャート４００で示された方法に基づく変形形態を示す。例えば、フローチャート５００は、（プロシージャ５５０で）最後のＮ個のフレームに基づいて入力物体を検出することを示す。フローチャート５００のプロシージャ４１０〜４４０は、フローチャート４００のプロシージャ４１０〜４４０と類似しているが、プロシージャ５５０はプロシージャ４５０の変形形態である。
【００８１】
[0081]プロシージャ５５０は、入力物体に関連した入力が感知領域１２０で感知されたのが、取得された最後のフレームの間であるか、選択された数の取得されたフレームの間であるか、取得された最後のＮ個のフレームの間であるか、特定の期間であるか、などを判定するように構成されていることにより、プロシージャ４５０とは異なる。一実施形態では、最後のＮ個のフレームで入力が検出されなければ、処理システム１１０Ａはプロシージャ５５０からプロシージャ４１０へ戻る。これは、フローチャート５００の、プロシージャ５５０とプロシージャ４１０の間の戻りループで示されており、戻りループは、最後のＮ個のフレームで入力物体が検出されないことに応答して起こる。一実施形態では、制御ロジック３２０は判定を行なう。判定が、より短い期間／より少数でより新しいフレームに基づくものであれば、プロシージャ５５０からプロシージャ４１０への移行は、一般に、より早急であって、フローチャート４００のプロシージャ４５０と４１０の間の移り変わりによく似ている。判定が、履歴に基づくもの（例えば、より長い期間のもの、現在より以前の期間からフレームを選択するもの、又は最後の２つ以上のＮ個のフレームなどの最新のサンプル含んでいる、若しくは含んでいないもの）であると、処理システム１１０Ａの、一般にプロシージャ５５０からプロシージャ４１０への変化は、プロシージャ４５０からプロシージャ４１０への変化より、さらに遅くなる。変化がより遅くなるのは、処理システム１１０Ａが、一般に、感知領域１２０に入力物体がないとの判定に応答して直ちに干渉感知を開始しないためである。どちらの手法にも利点がある。例えば、プロシージャ５５０における、履歴に基づく入力物体検出期間を有する処理システム１００Ａは、入力物体による複数の連続したタップを伴ういくつかのジェスチャ感知及び処理では、入力物体が持ち上げられた後に、雑音検出が直ちに始まるわけではないので、より効率的であり得る。例えば、Ｎ＞１であれば、高速の指タップは、最初のタップが検出された後に、より効率的に処理される。
【００８２】
[0082]変形形態の別の一例として、いくつかの実施形態は、感知領域で（１つ又は複数の）入力物体が検出されても、感知領域で入力物体が検出されない場合より遅い速度で干渉を感知するように構成されている。例えば、いくつかの実施形態は、感知領域で（１つ又は複数の）入力物体が検出されたとき、Ｍフレーム毎に干渉を感知するように構成されている。さらなる一例として、いくつかの実施形態は、取得した入力物体データが何らかの基準又はさらなる干渉条件を満たす、又は満たさない（例えば、計算された入力物体位置などのヒューリスティックモデルが、予期された利用モデルから外れている、或いはセンサ回路が、（１つ又は複数の）受信機に関して非線形の条件を検出するなど、もたらされる受信信号が損なわれていると思われる）という判定に応答して干渉を感知するように構成されている。ヒューリスティックモデルは、全体の画像又は入力物体が感知された場所の近くの画像の部分のいずれかに基づくものであり得る。変形形態のさらに別の一例として、種々の実施形態は、感知領域で検出される（１つ又は複数の）入力に変化（例えば、入力表面に接触していない（１つ又は複数の）入力の、入力表面上での浮遊、及び／又は感知領域への付加及び／又は感知領域からの除去）があったと判定される場合には、干渉を感知してもよい。
【００８３】
[0083]プロシージャ４１０及び４４０の感知のタイミングを実施するやり方には選択があることを理解されたい。選択肢の１つは、プロシージャ４４０が、入力物体が存在するときには希望のフレーム率を有するが、入力物体が存在しないときは、追加の時間で雑音を検出することができるようにタイミングを選択することである。この事例では、入力物体の検出における待ち時間がわずかに増加することになる。例えば、入力物体処理のフレーム率が１００Ｈｚで、２５％の付加的な時間が雑音検出に使われる場合、入力物体検出の待ち時間が２．５ｍＳだけ増加し得る。しかし、一旦入力物体が検出されると、フレーム率は最大値に達する。第２事例では、入力物体が存在しないとき、雑音検出がアクティブであってもなくてもフレーム率は同一であって、プロシージャ４４０で使われる時間はより短くなる。この場合、初期の入力物体の位置の精度がわずかに低下し、また、プロシージャ４１０と４４０で実行される感知ではフィルタの整定が異なるので、いくらか複雑になる可能性がある。
【００８４】
[0084]図６は、種々の実施形態によって感知領域で感知するように構成された容量型入力デバイスを動作させる例示的方法のフローチャート６００を示す。フローチャート６００は、フローチャート５００に示された方法に対するいくつかの例示の変形形態及び翻案を示す。フローチャート６００では、プロシージャ４１０〜４４０及び５５０は、フローチャート５００のプロシージャ４１０〜４４０及び５５０と似ている。フローチャート６００では、最後のＮ個（Ｎは１でもよい）のフレームの期間中に感知領域で入力が検出されないことに応答して、制御ロジック３２０は、プロシージャ６６０で、入力物体が移動してから、又は除去されてから、Ｐ個（ＰはＮ以上である）のフレームが経過したかどうかチェックする。最後のＰ個のフレームで入力が検出されている場合には、制御ロジック３２０は、処理システム１１０Ａをプロシージャ４１０に戻し、処理システム１１０Ａに対して干渉を感知するように指示する。最後のＰ個のフレームで入力が検出されていない場合には、制御ロジック３２０は、プロシージャ６７０で、処理システム１１０Ａ及び入力デバイス１００を低電力状態（例えば、容量型入力デバイス１００が利用する電力が通常動作のときより少ない節電モード(sleep mode)）にする。この低電力状態では、処理システム１１０Ａは、制御ロジック３２０によって、任意の適切な方法を用いて感知領域１２０の入力を周期的に感知するように構成されてもよい。制御ロジック３２０は、このような入力の感知に応答して、処理システム１１０Ａをプロシージャ４１０へ導いてもよい。ＰとＮが等しければ、プロシージャ５５０と６６０は同一のプロシージャになり得る。入力信号（又は干渉）の時間がより長い場合には（例えば帯域幅が複数ある、又は帯域幅がより狭い場合には）、その（１つ又は複数の）測定における忠実度又は信頼度が改善され得る。
【００８５】
[0085]いくつかの実施形態は、感知領域１２０で１つ又は複数の入力物体からの入力があったと判定されるかどうかにかかわらず、全部の容量性フレームを同じ忠実度で取得するように構成される。これは、制御ロジック３２０が、センサ回路３１０に対してフレーム率を変化させるように指示することによって行なわれてもよい。例えば、前フレーム（又は最近の履歴）で、感知領域１２０において、１つ又は複数の入力物体に関連した入力が検出されている場合には、制御ロジック３２０は、（上記で説明された２つの観測に従って）、センサ回路３１０に対して、干渉の感知に使う時間を減らすように、又は干渉の感知に時間を使わないように指示し、したがって、入力デバイス１００は、入力物体に関連した入力を、より高い容量性フレーム率で感知する。それと対照的に、前フレーム（又は最近の履歴）で、感知領域に入力物体がないと判定されている場合には、制御ロジック３２０は、センサ回路３１０に対して、より多くの時間を干渉感知に使うように指示し、したがって、入力デバイス１００は、入力物体を、より低い容量性フレーム率で、又はより低い忠実度での時間をより短くして、感知する。本明細書では、「フレーム率」という用語は、容量性フレーム率を指し、処理システム１１０Ａがもたらす新規の物体検出レポートの頻度（レポート率）を表す。フレーム時間のうち、一部分は接触感知の専用でもよく、一部分は雑音検出又は干渉検出の専用でもよい。入力条件（例えば低干渉／干渉なし）に確信があれば、現在経験している干渉条件の計算結果に基づいて性能を改善するために、もたらされる信号の測定と干渉のトレードオフが可能になり得る。すなわち、干渉の減少若しくは干渉ゼロを達成すること、又は干渉感知の忠実度を低下させることができ、これに対応して、入力物体感知の忠実度が向上する。いくつかの実施形態では、制御ロジック３２０は、センサ回路３１０に対して、感知領域に入力物体があると判定されるかどうかにかかわらず同一の容量性フレーム率で感知するように指示する。これは種々の方法で達成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、センサ回路３１０は、感知領域１２０に１つ又は複数の入力物体に関連した（１つ又は複数の）入力があると判定された場合には、全部の容量性フレームを（例えば最大限の忠実度で）取得するように指示され、感知領域１２０には入力物体に関連した入力がないと判定された場合には、全部より少数の容量性フレームを（例えば、最大限の忠実度未満で且つ走査時間を短縮して）取得するように指示される。別の一例として、いくつかの実施形態では、制御ロジック３２０は、センサ回路３１０に対して、感知領域１２０に、１つ又は複数の入力物体に関連した（１つ又は複数の）入力があると判定された場合には、（同一のフレーム率で）より多くの時間を１回の走査に使い、感知領域１２０には入力物体に関連した入力がないと判定された場合には、１回の走査に使う時間をより短くするように指示してもよい。しかし、走査時間を短縮することにより、制御ロジック３２０が誤差を増大させる可能性がある（例えば、整定時間の短縮、測定回数の減少、及び／又は選択した帯域幅の低減を行なう）ことに留意されたい。整定時間を短縮することによって誤差が増加する可能性は、利用しているセンサ電極パターンに多少固有のものであり、したがって、特定のセンサ電極パターンについては、走査時間がいくらか短縮することを考慮に入れる必要がある。忠実度の低下は、空間分解能の低下、周波数選択性の低下、ダイナミックレンジの縮小、測定値数の減少、信頼度の低下などに相当する可能性がある。
【００８６】
[0086]いくつかの実施形態では、制御ロジック３２０は、センサ回路３１０に対して、感知領域１２０で入力物体に関連した入力が検出されることに応答して、容量性フレーム率及び感知の忠実度の両方を変更するよう指示するように構成されている。用いられる感知忠実度のレベルを測定するのに、周波数、ダイナミックレンジ、及び分解能などの数的指標を利用することができる。
【００８７】
（フレーム率の議論）
[0087]種々のタッチスクリーン実施形態において、「容量性フレーム率(capacitive frame rate)」（連続した容量性画像が取得される割合）は、「表示フレーム率(display frame rate)」（同一の画像を再表示するための画面のレフレッシュを含む、表示画像の更新の割合）と、同一でも異なってもよい。２つの割合が異なるいくつかの実施形態では、連続した容量性画像は、異なるディスプレイ更新状態において取得され、異なるディスプレイ更新状態が、取得される容量性画像に影響を及ぼす可能性がある。すなわち、ディスプレイ更新は、特に、基準の容量性画像に影響を及ぼす。したがって、ディスプレイ更新が第１状態のとき第１容量性画像が取得され、ディスプレイ更新が第２状態のとき第２容量性画像が取得される場合には、第１容量性画像と第２容量性画像とが、感知領域におけるユーザ入力の変化のためではなく、ディスプレイ更新の状態に関連した基準容量性画像の差のために、異なる可能性がある。このことは、容量型感知電極とディスプレイ更新電極が互いに接近している場合、又はそれらが共有されている（例えば共通電極）とき、より可能性が高い。
【００８８】
[0088]説明の便宜上、特定のディスプレイ更新状態の期間中に得られる容量性画像は、特定のフレームタイプであると見なされる。すなわち、特定のフレームタイプは、特定の容量性感知シーケンス（例えば送信機のフレーム走査）の、特定のディスプレイシーケンス（例えば更新された表示行(display line)の半分）へのマッピングに関連付けられる。したがって、第１ディスプレイ更新状態（例えば、すべての送信機電極を急速に走査して、表示行の上半分を更新する）の期間中に得られる第１容量性画像は、第１フレームタイプであると見なされ、第２ディスプレイ更新状態（例えば、すべての送信機電極を急速に走査して、表示行の下半分を更新する）の期間中に得られる第２容量性画像は、第２フレームタイプであると見なされ、第１ディスプレイ更新状態（例えば、上半分の送信機電極をゆっくりと走査して、表示行の上半分を更新する）の期間中に得られる第３容量性画像は、第３フレームタイプであると見なされ、以下同様である。ディスプレイ更新状態と容量性画像取得の関係が周期的な場合には、取得される容量性画像はフレームタイプが循環し、次いで繰り返す。
【００８９】
[0089]ここでの議論は共通電極を有する実施形態に焦点を当てるが、ディスプレイ操作が容量性感知に十分に影響を及ぼす場合には、共通電極のない実施形態にも当てはまる。また、以下の議論は、通常は、容量性フレーム率とディスプレイのフレーム率の比が２：１であって、２つのフレームタイプ（したがって２つの基準画像）を有する一例を参照する。これは説明を容易にするために行なわれるものである。種々の実施形態が種々の比を有し得る。例えば、いくつかの実施形態は、容量性感知フレーム率とディスプレイのフレーム率の比が３：１であり、３つのフレームタイプを有する。別の一例として、いくつかの実施形態は、容量性感知フレーム率とディスプレイのフレーム率の比が５：３であり、１５のフレームタイプを有する。
【００９０】
[0090]図７Ａ〜図７Ｆは、容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、このような一体化されたタッチスクリーンの実施例を示す。
【００９１】
[0091]この一例では、図７Ａ〜図７Ｆのそれぞれが、１つの行更新サイクルの期間中の動作を表し、図７Ａ〜図７Ｆの組は、ディスプレイフレームを更新するのに必要とされる時間にわたる。表示画面７１０の薄い灰色の水平の破線は、ディスプレイ更新と容量性感知の両方に使用されている共通電極（例えばＶ−ｃｏｍ電極）を表し、これらの共通電極は、図２Ａ及び図２Ｂの送信機電極２６０と同じように実装することができ、互換性もある。太くて黒い水平線７２０（７２０ａ〜７２０ｆ）は、その行更新サイクルの期間中に関連する行を更新するのに使用される共通電極を表し、灰色の長方形７６０（７６０ａ〜７６０ｃ）は、それらの行更新サイクルの期間中に、容量性感知用の送信機信号を伝送するのに使用される複数の共通電極を表す。この一例では、灰色の単一長方形７６０ａ、７６０ｂ、７６０ｃが表す複数の共通電極は、一緒に駆動されて、より大きい効果的な電極をもたらす。図７Ａ〜図７Ｆに見られるように、第１完全な容量性フレームがディスプレイ更新期間の前半を通じて取得され、第２完全な容量性フレームがディスプレイ更新期間の後半を通じて取得される。
【００９２】
[0092]図８Ａ〜図８Ｆは、容量性フレーム率がディスプレイ更新のフレーム率の２倍になる、一体化されたタッチスクリーンの実施例の別の具体例を示す。この一例では、図８Ａ〜図８Ｆのそれぞれが、１つの行更新サイクルの期間中の動作を表し、図８Ａ〜図８Ｆの組は、ディスプレイフレームを更新するのに必要とされる時間の半分にわたる。
【００９３】
[0093]表示画面８１０の薄い灰色の水平線は、ディスプレイ更新と容量性感知の両方に使用されている共通電極（例えばＶ−ｃｏｍ電極）を表し、これらの共通電極は、図２Ａ及び図２Ｂの送信機電極２６０と同じやり方で実装することができ、互換性もある。太くて黒い水平線８２０（８２０ａ〜８２０ｆ）は、その行更新サイクルの期間中に関連する行を更新するのに使用される共通電極を表し、灰色の長方形８６０（８６０ａ〜８６０ｃ）は、それらの行更新サイクルの期間中に、容量性感知用の送信機信号を伝送するのに使用される複数の共通電極を表す。この一例では、灰色の単一長方形８６０ａ、８６０ｂ、８６０ｃが表す複数の共通電極は、一緒に駆動されて、より大きい効果的な電極をもたらす。図８Ａ〜図８Ｃでは、共通電極は、ディスプレイ更新のためにのみ駆動され、図８Ｃの終わりまでにディスプレイの半分が更新される。次いで、図８Ａ〜８Ｆでは、共通電極は、容量性感知のためにのみ駆動され、容量性フレームの全体が取得される。図示されていないが、これらステップの残りでは、共通電極が、ディスプレイの他の半分を更新するためにのみ再び駆動され、次いで容量性感知のためにのみ再び駆動されて、別の容量性フレームが取得される。このような手法で、容量性フレームが取得される非表示時間を、別々のディスプレイフレーム率の間で表示行の更新率を実質的に同一に保つのに用いられる非表示時間（「消去時間」と称されることもある）の一部分又はすべてに一致させてもよい。このようにして、図８Ａ〜図８Ｆの一例では、第１完全な容量性フレームがディスプレイ更新期間の前半を通じて取得され、第２完全な容量性フレームがディスプレイ更新期間の後半を通じて取得される。
【００９４】
[0094]図７Ａ〜図７Ｆ及び図８Ａ〜図８Ｆの一例は、「ラスタ走査」タイプのやり方で容量性画像を収集する。すなわち、容量性画像は、上から下へ１行ずつ取り込まれる。しかし、他の実施形態が容量性画像を走査する他のやり方には、中央から外へ走査すること、隣接していない部分を順番に走査すること、複数の独立した符号化シーケンスで同時に走査すること、又は時間に関して独立したシーケンス（例えば別々の位相符号、周波数符号、又は振幅符号）で走査することなどが含まれ得る。同様に、図７Ａ〜図７Ｆ及び図８Ａ〜図８Ｆの一例は、「ラスタ走査」タイプのやり方でディスプレイを更新し、他の実施形態は、ディスプレイを他のやり方で更新してもよい。
【００９５】
[0095]図７Ａ〜図７Ｆ及び図８Ａ〜図８Ｆの一例では、容量性画像の走査とディスプレイ更新の走査の間の関係は周期的である。具体的には、ディスプレイ更新サイクルの第１部分を通じて得られた容量性画像が臨むディスプレイ動作条件は、ディスプレイ更新サイクルの第２部分を通じて得られた容量性画像が臨むディスプレイ動作条件とは別のものである。しかし、ディスプレイ更新サイクルの第１部分を通じて得られた容量性画像のすべてが、第１ディスプレイ動作条件の類似の組に臨み、ディスプレイ更新サイクルの第２部分を通じて得られた容量性画像のすべてが、第２ディスプレイ動作条件の類似の組に臨む。したがって、ディスプレイ更新サイクルの第１部分を通じて得られた容量性画像は第１フレームタイプであり、ディスプレイ更新サイクルの第２部分を通じて得られた容量性画像は第２フレームタイプである。
【００９６】
[0096]いくつかの実施形態では、別々のフレームタイプ間の差が干渉測定での変動を引き起こす。このような事例では、互いに異なるフレームタイプで得られた干渉測定を比較したり、別々のフレームタイプで得られた干渉測定に対して同一の基準を適用したりすると、干渉の指標が不正確になる。
【００９７】
[0097]この課題に直面するいくつかの実施形態は、１つのフレームタイプのみの干渉測定を採用する。例えば、いくつかの実施形態では、第１フレームタイプで得るのは干渉測定のみであり、感知領域の感知、干渉回避動作などには他のフレームタイプを用いる。いくつかの実施形態は、別々のフレームタイプに対して別々の干渉測定及び基準を保ち、例えば、いくつかの実施形態は、別々のフレームタイプに対して許容できる干渉の別個の閾値を保つ。いくつかの実施形態は、別々のフレームタイプの干渉測定を、類似の基準及び縮尺に、オフセットし、正規化し、又は別の方法で調節する。
【００９８】
[0098]いくつかのタッチスクリーンの実施形態は、入力物体との結合による干渉が顕著なのは、入力物体が感知領域で感知されたときのみであるという仮定を伴って構成される。したがって、顕著な干渉なしで入力物体が感知領域に達すると、これらの実施形態は、この入力物体が感知領域に留まっている期間にわたって、この入力物体からの顕著な干渉は生じないはずであるという仮定を伴って動作することになる。
【００９９】
（容量型タッチスクリーンを動作させる例示的方法）
[0099]図９Ａ及び図９Ｂは、種々の実施形態によって感知領域で感知するように構成された容量型タッチスクリーンを動作させる例示的方法９００のフローチャートを示す。例証のために、フローチャート７００の説明を通じて、図１の入力デバイス１００の構成要素、図２Ａ、図２Ｂ及び図３のセンサ電極、図３に示された（図１、図２Ａ及び図２Ｂにも示されている）処理システム１１０の構成要素、及びフローチャート４００、５００、及び６００に示されたプロシージャが参照されることになる。いくつかの実施形態では、フローチャート９００で説明されたプロシージャのすべてが実施されるわけではない。いくつかの実施形態では、説明されたものに加えて他のプロシージャが実施されてもよい。いくつかの実施形態では、フローチャート９００で説明されたプロシージャが、図示のもの及び／又は説明されたものとは別の順序で実施されてもよい。
【０１００】
[00100]一実施形態では、フローチャート９００の９１０で、容量型入力デバイス１００は、タッチスクリーンとして実施されてもよく、第１モードで動作する。例えば、制御ロジック３２０は、センサ回路３１０に対してこの第１モードで動作するように指示してもよい。この第１動作モードは、フローチャート４００、５００、及び６００のプロシージャ４１０及び４２０とともに説明される。第１モードは、第１レベルでの干渉感知を含み、さらに入力感知を含む。干渉感知は、タッチスクリーン１００に関連したディスプレイ（例えばディスプレイ１６０）の更新が行なわれない期間中に達成される。第１モードは、制御ロジック３２０が、センサ回路３１０に対して、フレームの特定の部分が干渉感知の専用であって、フレームの特定の部分が入力感知の専用である第１フレーム率を利用するように指示するステップを含んでもよい。一実施形態では、制御ロジック３２０により、第１動作モードで実施される干渉感知のいくつか又はすべてを、容量型入力デバイス１００の送信機電極が非伝送状態(non-transmitting state)で実施するように指示される。送信機電極がタッチスクリーン／表示デバイス用の共通電極である場合には、干渉感知は、送信機電極が伝送していないとき、したがって入力感知又はディスプレイ更新が行なわれていないときに達成される。
【０１０１】
[00101]この第１動作モードの間に、干渉条件を満たさない（したがって大きすぎると見なされる）干渉が感知されると、１つ又は複数の干渉回避動作が実施されてもよい。第１動作モードの間のこの干渉回避動作は、フローチャート４００、５００、及び６００のプロシージャ４３０で説明されている。干渉回避動作のいくつかの限定的でない一例は、単独で、又は感知周波数の変更、フィルタリング操作の変更、符号分割多重感知方式で利用される符号長の増加、非線形フィルタリング技術の実施を含む種々の組合せで、実施されてもよい。有効なレポート率を引き下げること、又は待ち時間を増加する（例えば、受信機帯域幅を狭くしたり、無限インパルス応答フィルタ、有限インパルス応答フィルタ、又はカイザーフィルタを適用したりする）ことにより、全体的な信号品質を高めることもできる。
【０１０２】
[00102]一実施形態では、フローチャート９００の９２０で、容量型入力デバイスは、第１モードではではなく第２モードで動作するように切り換えられる。この第２モードと、この第２モードへの切換えとは、フローチャート４００、５００、及び６００のプロシージャ４２０及び４４０で説明されている。一実施形態では、制御ロジック３２０は、センサ回路３１０に対して第２モードで動作するように指示する。第２モードへの切換えは、２つの条件が生じることに応答して行なわれる。第１条件は、第１モードの間に容量型入力デバイス１００で測定された干渉が、干渉条件を満たしており、したがって入力感知のための有効範囲内にない（例えば干渉があまり大きくない）ものと見なされることである。第２条件は、容量型入力デバイス１００の感知領域に入力があると判定されることである。第２モードの間、容量型入力デバイス１００を用いた干渉感知は、実施されない、又は干渉感知の第１レベルより忠実度が低い第２レベルで実施される。より低い忠実度は、さまざまな要因によるものであり得る。このような要因のいくつかの限定的でない一例には、別々の干渉検出技法が利用されること、フレーム率の変更、及びフレームの小部分が干渉感知の専用であって、その一部分が第１モードでの干渉感知に利用されることが含まれる。
【０１０３】
[00103]一実施形態では、９１０及び９２０で説明された方法は、フローチャート９００の９３０で、感知領域１２０で入力が感知されていないと判定するステップを含んでいる第２判定に応答して第２モードを終了するステップさらに含む。この第２判定は、フローチャート４００のプロシージャ４５０で説明されており、また、フローチャート５００及び６００のプロシージャ５５０では変更されたやり方で説明されている。一実施形態では、制御ロジックは、この第２判定のため、及びセンサ回路３１０に対して第２モードを終了するように指示するために、演算回路３１３からの情報を利用する。
【０１０４】
[00104]一実施形態では、９１０及び９２０で説明された方法は、フローチャート９００の９４０で、感知領域１２０で入力が感知されていないと判定するステップを含んでいる第２判定に応答して第１モードに入るステップさらに含む。この第２判定は、フローチャート４００のプロシージャ４５０で説明されており、また、フローチャート５００及び６００のプロシージャ５５０では変更されたやり方で説明されている。一実施形態では、制御ロジック３２０は、演算回路３１３からの情報を使用し、この第２判定を行い、またセンサ回路３１０に対して第２モードを出て第１モードに入るように指示する。この第１モードに入ることは、第１動作モードに最初に入ることであっても、第２モードなどの別の動作モードから出て第１動作モードに再び入ることであってもよい。
【０１０５】
[00105]一実施形態では、９１０及び９２０で説明された方法は、フローチャート９００の９５０で、第２モードの間に信号の破損(corruption)を経験することに応答して第１モードに入るステップさらに含む。この破損検出は、フローチャート５００及び６００のプロシージャ５５０の一態様として上記で説明されている。一実施形態では、制御ロジック３２０は、演算回路３１３からの情報を使用し、信号破損が生じているかどうか、したがって第２モードを出て第１モードに入るべきかどうか判定する。この第１モードに入ることは、第１動作モードに最初に入ることであっても、第２モードなどの別の動作モードから出て第１動作モードに再び入ることであってもよい。
【０１０６】
[00106]一実施形態では、９１０及び９２０で説明された方法は、フローチャート９００の９６０で、第２判定に応答して第３動作モードに入るステップさらに含む。この第３モード及び第２判定は、フローチャート６００のプロシージャ５５０、６６０、及び６７０の説明とともに上記で説明されている。いくつかの実施形態では、第２判定は、制御ロジック３２０によってなされ、感知領域１２０では所定の期間にわたって入力が感知されていないという判定を含む。期間は、時間の期間又は容量型入力デバイス１００の複数のフレームでもよい。この第３モードでは、入力感知は、第２モードより低い忠実度で実施される。より低い忠実度は、１つ又は複数の要因の結果であり得る。忠実度が低くなる要因のいくつかには、それだけではないが、使用されるセンサ電極がより少ないこと、感知する頻度が低いこと、別々の率で感知すること、及び入力感知を行なうのに用いるフレーム部分(segment of a frame)が小さいことが含まれる。
【０１０７】
[00107]一実施形態では、第３判定に応答して、第３モードを出て、第１モードに入る。この第３判定は、一実施形態では、制御ロジック２３０によって、演算回路３１３からの入力に基づいてなされる。第３判定は、容量型入力デバイス１００が第３モードで動作している間に、感知領域１２０で入力が感知されていることを含む。第３低電力モードから第１モードに戻るこの転換は、フローチャート６００において、プロシージャ６７０からプロシージャ４１０への移行で示されている。
【０１０８】
[00108]したがって、本明細書で説明された一例は、最もよく説明し、特定の用途を説明することにより、当業者が、説明された一例の実施形態を製作して利用することができるように示されている。しかし、当業者なら、前述の説明及び一例は、説明及び例示のためにのみ示されていることを理解するであろう。説明された記述は、実施形態を網羅する、又は開示された正確な形態に限定するように意図されたものではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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