(57)【要約】【課題】タッチセンシングデバイスにおけるタッチを示さない、タッチセンシングデバイスにおける望ましくない容量変化を補償する。【解決手段】タッチセンシングデバイスは、タッチセンサパネルにおけるタッチを感知するタッチセンサを有するタッチセンサパネルと、タッチセンサパネルからの感知したタッチ信号を伝送するフレキシブル回路と、伝送された信号を受信して処理するタッチコントローラと、を有する。容量変化を補償するために、タッチセンシングデバイスは、タッチセンシングデバイス内のノータッチ容量を測定するため、タッチセンシングデバイスのタッチセンサから分離した１つまたはそれ以上のレファレンス導電トレースを有する。タッチセンシングデバイスは、タッチ信号からノータッチ容量を実質上減らしまたは除去するために、ノータッチ容量の測定値を使用してタッチセンサからのタッチ信号を調整する。【選択図】図１
2012033172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上に配置され、センサにおけるタッチを感知する少なくとも１つの容量性センサと、
第２の基板上に配置され、前記センサに接続され、前記タッチを示すタッチ容量測定値を伝送する第１の導電トレースと、
前記第２の基板上に配置され、前記センサから分離され、前記第１の導電トレースに隣接した第２の導電トレースと、を有し、
前記タッチ容量測定値の伝送中のノータッチ容量変化を補償するために、前記第２の導電トレースは、前記ノータッチ容量変化を示すレファレンス容量測定値を伝送し、
前記ノータッチ容量変化は、前記第１の基板または前記第２の基板のうち少なくとも１つと関連する、ことを特徴とするタッチセンシングデバイス。
【請求項２】
さらに、前記第２の基板上に配置され、前記センサから分離され、前記第１の導電トレースに隣接した第３の導電トレースを少なくとも有し、
前記タッチ容量測定値の伝送中のノータッチ容量変化を補償するために、前記第３の導電トレースは、前記ノータッチ容量変化を示す別のレファレンス容量測定値を伝送する、ことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンシングデバイス。
【請求項３】
前記第２の基板は、その上に配置された前記第１および第２の導電トレースを有するフレキシブル回路を備え、
前記ノータッチ容量変化が前記フレキシブル回路と関連している、ことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンシングデバイス。
【請求項４】
前記第１の基板は、その上に配置された前記センサと前記第１および第２の導電トレースの一部とを有するタッチセンサパネルを備え、
前記ノータッチ容量変化が前記タッチセンサパネルと関連している、ことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンシングデバイス。
【請求項５】
前記第１の基板は、その上に配置された前記センサと前記第１および第２の導電トレースの一部と導電素子とを有するタッチセンサパネルを備え、
前記導電素子は、前記第１の基板に関するノータッチ容量変化を測定し、
前記第２の導電トレースが前記導電素子に接続され、前記タッチ容量測定値の伝送中の前記第１の基板に関するノータッチ容量変化を補償するために、前記導電素子からのレファレンス容量測定値を伝送し、
前記ノータッチ容量変化が前記タッチセンサと関連している、ことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンシングデバイス。
【請求項６】
前記第１の基板は、その上に配置された前記センサと前記第１および第２の導電トレースの一部とを有するタッチセンサパネルを備え、
前記第２の基板は、その上に配置された前記第１および第２の導電トレースの残りの部分を有するフレキシブル回路を備え、
前記ノータッチ容量変化が前記タッチセンサパネルおよび前記フレキシブル回路と関連している、ことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンシングデバイス。
【請求項７】
前記第２の導電トレースは、前記第１の導電トレースより短い長さを有し、前記第１の導電トレースの一部だけと隣接している、ことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンシングデバイス。
【請求項８】
移動電話機、デジタルメディアプレイヤ、またはパーソナルコンピュータのうち少なくとも１つに組み込まれる、ことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンシングデバイス。
【請求項９】
回路であって
自身の上にセンサを有し、前記回路内の状態変化を感知可能である第１の基板と、
自身の上に少なくとも２つの導電トレースを有し、前記回路内の状態変化を感知可能である第２の基板であって、第１の導電トレースが前記センサと関連して前記センサからの信号を伝送し、第２の導電トレースが前記センサと関連しない、第２の基板と、
前記第２の導電トレースから、前記第２の基板における前記状態変化の容量効果を判定し、前記伝送された信号内の前記判定された容量効果を減らすロジック回路と、を有することを特徴とする回路。
【請求項１０】
前記回路内の前記状態変化は、環境条件の変化、または前記回路の動作の変化のうち少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１１】
前記第２の基板は、前記センサと関連しない第３の導電トレースを有し、
前記ロジック回路は、前記第３の導電トレースから、前記第２の基板における前記状態変化の前記容量効果を判定し、前記伝送された信号内の前記第３の導電トレースから判定された前記容量効果を減らす、ことを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１２】
前記第１の基板は、その上にセンサトレースを有し、前記センサを前記第１の導電トレースに接続し、前記センサから前記第１の導電トレースへ前記信号を伝送し、
前記第２の基板上の前記第２の導電トレースが、前記センサトレースに隣接するように前記第１の基板に延長し、
前記ロジック回路は、前記第２の導電トレースから、前記第１および第２の基板における前記状態変化の前記容量効果を判定し、前記伝送された信号内の前記判定された容量効果を減らす、ことを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１３】
前記第１の基板は、その上に導電素子およびセンサトレースを有し、前記センサトレースは前記センサを前記第１の導電トレースに接続し、前記センサからの前記信号を前記第１の導電トレースへ伝送し、
前記第２の基板上の前記第２の導電トレースが、前記導電素子に接続するように、前記センサトレースに隣接するように前記第１の基板に延長し、
前記ロジック回路は、前記第２の導電トレースから、前記第１および第２の基板における前記状態変化の前記容量効果を判定し、前記伝送された信号内の前記判定された容量効果を減らす、ことを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１４】
前記容量効果は、前記第１または第２の基板のうち少なくとも１つの誘電率の変化と関連している、ことを特徴とする請求項９に記載の回路。
【請求項１５】
タッチセンシングデバイスにおけるタッチを測定するステップであって、前記タッチの測定値は、前記タッチセンシングデバイスのタッチ領域の第１の容量と、前記タッチ領域に接続された前記タッチセンシングデバイスの伝送領域の第２の容量とを含み、前記第１の容量は前記タッチセンシングデバイスにおけるタッチを示し、前記第２の容量は前記タッチセンシングデバイスの環境変化を示す、ステップと、
前記タッチ領域から分離されたレファレンス導電トレースを使用して、前記伝送領域内の前記第２の容量を測定するステップと、
前記タッチの測定値に対して前記タッチセンシングデバイスの前記環境変化を補償するため、前記第２の容量の測定値に基づいて前記タッチの測定値を調整するステップと、を有することを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記第１の容量は、前記タッチセンシングデバイスの前記環境変化も示し、
前記タッチの測定値の調整は、
前記タッチの測定値に基づいた前記タッチ領域内の容量変化と、前記環境変化の前の前記タッチ領域内の容量とを計算するステップと、
前記第２の容量の測定値に基づいた前記伝送領域内の容量変化と、前記環境変化の前の前記伝送領域内の容量とを計算するステップと、
前記タッチの測定値に対して前記タッチセンシングデバイスの前記環境変化を補償するため、前記タッチの測定値から、前記タッチ領域内および前記伝送領域内の前記計算された容量変化を減算するステップと、を有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記タッチの測定値を調整するステップは、
前記第２の容量の測定値と、前記環境変化の前の前記伝送領域内の容量との間の比率を判定するステップと、
前記タッチの測定値に対して前記タッチセンシングデバイスの前記環境変化を補償するため、前記環境変化の前の前記タッチ領域内の容量に、前記判定した比率を適用するステップと、を有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記環境変化は、温度変化、湿度変化、または気圧変化のうち少なくとも１つを含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
タッチセンシングデバイスであって、
前記タッチセンシングデバイスにおけるタッチを感知する、基板上に配置された複数のタッチセンサと、
前記感知されたタッチを示す前記タッチセンサからのタッチ信号を伝送する、前記タッチセンサに接続されたフレキシブル回路であって、前記タッチ信号を伝送する第１の導電トレースと、前記タッチセンシングデバイスの環境変化の効果を測定する第２の導電トレースとを有する、フレキシブル回路と
前記伝送されたタッチ信号を処理する、前記フレキシブル回路に接続されたセンシング回路であって、前記処理は、前記伝送されたタッチ信号に対して前記環境変化の前記測定された効果を補償することを含む、センシング回路と、を有し、
前記基板、前記フレキシブル回路、または前記センシング回路のうち少なくとも１つは、前記環境変化を感知可能であることを特徴とするタッチセンシングデバイス。
【請求項２０】
タッチセンシングデバイスのタッチセンサに接続された第１の導電トレースを使用して、前記タッチセンシングデバイスにおけるタッチに関連する第１の容量変化を測定するステップと、
前記第１の導電トレースと平行に配置され、前記タッチセンサから分離された第２の導電トレースを使用して、前記タッチセンシングデバイスにおける第２の容量変化を測定するステップであって、前記第２の容量変化は前記タッチと関連せず前記タッチセンシングデバイスの動作変化と関連する、ステップと、
前記第２の容量変化を補償するため、前記第２の容量の測定値に基づいて前記第１の容量の測定値を調整するステップと、を有する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、概してタッチセンシングデバイスに関し、特にタッチセンシングデバイスにおける望ましくない容量変化の補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチセンシティブデバイスは、それらの価格低下とともに、それらの操作の容易性および汎用性のため、コンピューティングシステムの入力デバイスとしてかなり普及してきている。タッチセンシティブデバイスは、タッチセンシティブ表面を備えたクリアパネルたりうるタッチセンサパネル、および、タッチセンシティブ表面がディスプレイデバイスの可視領域の少なくとも一部を覆うことができるように、パネルの背後に部分的にまたは全面的に配置されうる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなディスプレイデバイスを具備しうる。タッチセンシティブデバイスは、ディスプレイデバイスによって表示されているユーザインターフェイス（ＵＩ）によってしばしば示される位置で、指、スタイラスまたは他の物体を使用してタッチセンサパネルに触れることによって、ユーザが種々の機能を実行することを可能にする。一般的に、タッチセンシティブデバイスは、タッチイベント、およびタッチセンサパネル上のタッチイベントの位置を認識することができ、そして、コンピューティングシステムは、タッチイベントの時に現われている表示に従ってタッチイベントを解釈することができ、その後、タッチイベントに基づいて１つまたはそれ以上のアクションを実行することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
時々、環境条件およびデバイス操作が、タッチセンシティブデバイスのタッチイベントを認識する能力に悪影響を与えることがある。例えば、周囲温度変化あるいはデバイス部品からの熱に起因するデバイス温度変化による容量変化は、実際のタッチイベントをマスクし、または虚偽のタッチイベントを間違って示すおそれがある。タッチセンシティブデバイスは、動作中の熱の生成を防ぐことができないし、外部環境を制御することもできないので、タッチイベント認識のエラーを防ぐことは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、タッチセンシングデバイスにおける望ましくない容量変化の補償に関する。タッチによってではなく、環境変化および／またはデバイス動作変化によって起こるうる容量変化は、デバイスにおける実際のタッチをマスクし、および／または、虚偽のタッチを間違って示すおそれがある。このような容量変化を補償するために、タッチセンシングデバイスは、ノータッチ（非接触）の容量を測定するため、デバイスのタッチセンサから分離された(decoupled)１つまたはそれ以上のレファレンス（基準）導電トレースを具備しうる。そして、タッチセンシングデバイスは、ノータッチ容量の測定値を用いてタッチ信号を調整して、その信号からノータッチ容量を、実質上、減らしまたは除去することができる。一例において、レファレンストレースは、タッチセンシングデバイスのフレキシブル回路上に、デバイスのタッチセンサパネルからのタッチ信号を伝送する導電トレースと平行に配置され、それによって、導電トレースによってもたらされたノータッチ容量の指標を与える。他の例では、レファレンストレースは、タッチセンサからフレキシブル回路上の導電トレースにタッチ信号を伝送するタッチセンサトレースと平行にタッチセンサパネル上を伸長し、それによって、タッチセンサトレースおよび導電トレースによってもたらされたノータッチ容量の指標を与える。さらに他の例では、レファレンストレースは、さらにタッチセンサパネル上を伸長し、タッチセンサのノータッチ容量を測定するパネル上の導電素子に接続し、それによって、タッチセンサ、タッチセンサトレースおよび導電トレースによってもたらされたノータッチ容量の指標を与える。他の例では、タッチセンシングデバイスのタッチコントローラ（そこに、レファレンストレースが、タッチセンサ、タッチセンサトレース、および／または導電トレースのノータッチ容量を伝送する）に接続されたレファレンストレースは、タッチコントローラ上の種々の部品によってもたらされたノータッチ容量の指標を与える。タッチセンシングデバイスにおける望ましくない容量変化の補償は、デバイスが動作する条件および環境にかかわらず、より正確で信頼性の高いタッチ信号を有利に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】種々の実施形態による、容量変化を補償することができるタッチセンシングデバイスの一例を示す図である。
【図２】種々の実施形態による、容量変化を補償することができるタッチセンシングデバイスの他の例を示す図である。
【図３】種々の実施形態による、容量変化を補償することができるタッチセンシングデバイスの他の例を示す図である。
【図４】種々の実施形態による、容量変化を補償することができるタッチセンシングデバイスの他の例を示す図である。
【図５】種々の実施形態による、タッチセンシングデバイスで容量変化を補償する方法の一例を示す図である。
【図６】種々の実施形態による、容量変化を補償することができるコンピューティングシステムの一例を示す図である。
【図７】種々の実施形態による、容量変化を補償することができる移動電話機の一例を示す図である。
【図８】種々の実施形態による、容量変化を補償することができるデジタルメディアプレイヤの一例を示す図である。
【図９】種々の実施形態による、容量変化を補償することができるパーソナルコンピュータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
種々の実施形態の以下の説明において、その一部を形成する添付図面について参照がなされ、ここにおいて、実施可能な実例の特定の実施形態により示される。種々の実施形態の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が用いられ、構造的変更がなされることが理解されるであろう。
【０００７】
本実施形態は、容量変化がデバイスにおけるタッチを示さず、環境変化またはデバイス動作変化を示すような、タッチセンシングデバイスにおける望ましくない容量変化の補償に関する。環境変化は、周囲温度、湿度、および大気圧の変化を含みうる。デバイス動作変化は、スタートアップ、シャットダウン、およびデバイス部品の長期の動作を含みうる。このような容量変化を補償するために、タッチセンシングデバイスは、そのデバイスのノータッチ（非接触）容量を測定するため、そのデバイスのタッチセンサから分離された１つまたはそれ以上のレファレンス（基準）導電トレースを具備しうる。そして、タッチセンシングデバイスは、信号から実質上、ノータッチ容量を減らしまたは除去するために、ノータッチ容量の測定値を用いてタッチセンサからのタッチ信号を調整することができる。
【０００８】
タッチセンシングデバイスは、そのパネルにおけるタッチを感知する１つまたはそれ以上のタッチセンサを有するタッチセンサパネル、そのパネルから感知されたタッチ信号を伝送するフレキシブル回路、および伝送された信号を受信して処理するタッチコントローラを具備しうる。一実施形態において、レファレンストレースは、パッチセンサパネルからタッチコントローラへタッチ信号を伝送する導電トレースと平行にフレキシブル回路上に配置され、それによって、導電トレースによってもたらされるノータッチ容量の指標を与える。レファレンストレースの一端は、ノータッチ容量をタッチコントローラに伝送するためにタッチコントローラに接続されうる。レファレンストレースの他端は、フレキシブル回路上でフリー（無接続）である。
【０００９】
他の実施形態において、レファレンストレースは、タッチセンサからフレキシブル回路上の導電トレースへタッチ信号を伝送するタッチセンサトレースと平行に、タッチセンサパネル上で延長し、それにより、タッチセンサトレースおよび導電トレースによってもたらされるノータッチ容量の指標を与える。レファレンストレースの一端は、タッチコントローラにノータッチ容量を伝送するためにタッチコントローラに接続される。レファレンストレースの他端は、タッチセンサパネル上でフリー（無接続）である。
【００１０】
さらに他の実施形態において、レファレンストレースは、タッチセンサのノータッチ容量を測定するパネル上の導電素子と接続するためにタッチセンサパネル上をさらに延長し、それにより、タッチセンサ、タッチセンサトレース、および導電トレースによってもたらされたノータッチ容量の指標を与える。レファレンストレースの一端は、ノータッチ容量をタッチコントローラに伝送するために、タッチコントローラに接続されうる。レファレンストレースの他端は、パネル上の導電素子に接続されうる。
【００１１】
他の実施形態において、タッチコントローラに接続されたレファレンストレースは、導電トレース、タッチセンサトレース、および／またはタッチセンサのタッチ容量とともに、タッチコントローラ上の種々の部品によってもたらされるノータッチ容量の指標を与えうる。
【００１２】
望ましくない容量変化を補償することは、タッチセンシングデバイスが動作する条件および環境にかかわらず、より正確で信頼性のあるタッチ測定を有利に実現する。
【００１３】
図１は、種々の実施形態による、望ましくない容量変化を補償することができるタッチセンシングデバイスの一例を示す。図１の例において、タッチセンシングデバイス１００は、タッチセンサパネル１２０、フレキシブル回路１３０、およびタッチコントローラ１４０を具備し、デバイスへのタッチまたは近似タッチ（ホーバー（hover）、空中で停止）を感知する。物体がパネル１２０に近づくと、その物体と、その物体に近い容量性タッチセンサ１２２との間に小さな容量が形成されうる。この小さな容量と、物体を感知するタッチセンサ１２２−ａの位置によって起こる容量変化を示すタッチ信号は、センサトレース１２６に沿って、フレキシブル回路１３０を通って、処理のためにタッチコントローラ１４０に伝送されうる。容量性タッチセンサ１２２は、自己容量に基づく。
【００１４】
自己容量センサパネルにおいて、タッチセンサの自己容量は、いくつかの基準、例えばグランド、に対して測定されうる。タッチセンサ１２２は、離間された電極でありうる。タッチセンサ１２２は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）または他の適当な導電材料でありうる。各電極がタッチセンサ１２２を画定しうる。電極は、導電トレース（図示せず）を介して駆動回路に接続され、センサトレース１２６を介してセンシング回路（感知回路）、例えばタッチコントローラ１４０、に接続されうる。センサトレース１２６は、銀、銅、または他の適当な導電材料でありうる。タッチセンサ電極１２２のそれぞれは、センサトレース１２６を持ちうる。タッチ、近似タッチ（ホーバー（hover）、空中で停止）、およびジェスチャは、タッチセンサ１２２を形成する電極の容量変化を測定することによってパネル１２０で検知されうる。
【００１５】
動作の間、センシング経路に沿ったすべての容量は、タッチセンサ１２２からタッチコントローラ１４０へ測定されうる。通常の条件において、いくつかの実施形態では、タッチセンサ１２２の容量は約１２ピコファラッド（ｐＦ）であり、センサトレース１２６の容量は約２ｐＦであり、導電トレース１３２の容量は約８〜１０ｐＦであり、タッチコントローラ１４０の種々の部品の容量は約２ｐＦである。一実施形態において、タッチセンサ１２２へのタッチは、全容量を０．３〜１．５ｐＦ増加させうる。この増加を測定することによって、タッチコントローラ１４０は、パネル１２０にタッチがあったことを推定することができ、それに従ってさらなる処理を実行する。
【００１６】
しかし、例えば、デバイス温度の増加を引き起こすような環境変化またはデバイスの動作変化がデバイスに対して起きたとき、誘電率および／またはデバイス材料の構造が変化し、それによって、隣接する導電部品の容量が増加する。時には、環境変化またはデバイスの動作変化に起因する容量変化が、タッチに起因する容量変化を超えるであろう。いくつかの材料は、他のものより、環境またはデバイス変化に対してより敏感であり、それらの誘電率がより変化する傾向がある。例えば、タッチセンサパネル基板は、ガラスなどの基板であり、変化に対してそれほど敏感ではないが、フレキシブル回路基板は、ポリイミドなどの柔軟なポリマーであり、変化に対してより敏感である。ある場合には、環境変化またはデバイスの動作変化があったとき、フレキシブル回路の導電部品が、容量の増加の大半に影響するかもしれない。したがって、少なくともフレキシブル回路の部品から受ける影響を除去しまたは減らすことは、事実上、変化の影響を減らしまたは除去することになる。
【００１７】
したがって、ふたたび図１を参照すると、レファレンストレース１３４は、導電トレース１３２と平行にフレックス回路１３０上に配置されるが、タッチセンサ１２２−ａに接続されない。このように、レファレンストレース１３４は、導電トレース１３２と同じまたは同様の容量を提供しうる。例えば、フレキシブル回路１３０において、温度上昇を引き起こすような環境またはデバイス動作の変化があったとき、レファレンストレース１３４および導電トレース１３２の容量は増加し、もしくは同じように変化するであろう。導電トレースもまたタッチ信号を含んでいるので、増加の量は、導電トレース１３２上で容易に明らかではないかもしれない。しかし、レファレンストレース１３４はタッチセンサ１２２−ａから分離されているので、レファレンストレースは、測定した容量だけを有する。したがって、容量増加の量をレファレンストレース１３４から測定することができ、伝送されたタッチ信号に適用し、タッチ信号から、導電トレースの容量増加を実質上減らしまたは除去することができる。このことは、望ましくない容量変化にもかかわらず、より正確なタッチ測定を提供することができる。
【００１８】
同様に、伝送されたホーバー信号にレファレンストレース１３４からの容量測定値を適用することによって、ホーバー（hover，空中停止）の測定も、調整することができ、信号から、導電トレースの容量変化を、事実上、減らしまたは除去することができる。伝送されたタッチおよびホーバー信号から導電トレースの容量変化を実質上減らしまたは除去するために、タッチおよびホーバー測定値は、同様に調整されうる。
【００１９】
他の実施形態において、１つまたはそれ以上の追加のレファレンストレースが、導電トレースと平行してフレキシブル回路上に配置されうるが、タッチセンサからは分離している。容量は、トレースと寄生的に結合する隣接したトレースの数に応じて、フレキシブル回路上の位置によっていくらか変化しうる。したがって、１つのレファレンストレースはフレキシブル回路の中央に置かれるが、他のレファレンストレースはフレキシブル回路の端に置かれる。そして、適当な端および／または中央のレファレンストレースは、端または中央のトレースのいずれかであるのかに応じて、隣接する導電トレースを補償するのに使用される。また、望ましくない容量変化を補償するために、レファレンストレースからの平均容量が計算され、タッチ測定に適用されうる。または、導電トレースにもっとも近いレファレンストレースの容量がタッチ測定に適用されうる。
【００２０】
当然のことながら、タッチセンサの配置は、ここで示されたものに限定されず、デバイスの必要に応じて、放射状、環状、菱形状、対角状などの配置をとりうる。
【００２１】
さらに当然のことながら、タッチセンシングデバイスは自己容量に限定されず、相互容量などに基づくものであってもよい。相互容量のセンサパネルにおいて、タッチセンサの相互容量は２つの導電体の間で測定されうる。タッチセンサは、離間した駆動ラインおよび感知ラインを形成するパターン化された導電体の交差によって、または駆動ラインおよび感知ラインをお互いに隣接して配置することによって、形成されうる。駆動回路は駆動ラインに接続され、センシング回路は感知ラインに接続されうる。タッチセンサに関する駆動ラインと感知ラインの間の容量変化を測定することによって、タッチ、近似タッチ（ホーバー（hover）、空中で停止）、およびジェスチャが、パネルで検知される。
【００２２】
図２は、種々の実施形態による、望ましくない容量変化を補償することができるタッチセンシングデバイスの他の例を示す。図２のデバイスは、以下の追加点を除いて図１のデバイスと同じである。図２の例において、レファレンスイトレース２３４は、センサトレース２２６に隣接するようにタッチセンサパネル２２０上へ延長している。結果として、レファレンストレース２３４は、導電トレース２３２と同じまたは同様な容量を持つのに加えて、センサトレース２２６と同じまたは同様な容量を持つことができる。フレキシブル回路２３０は、望ましくない容量変化に対して貢献することができるが、パネルの影響を除去しまたは事実上減らすことが同様に効果的であるように、タッチセンサパネル２２０もまた、貢献することができる。例えば、タッチセンサパネル２２０において、温度上昇を引き起こすような環境またはデバイス動作の変化があったとき、レファレンストレース２３４およびセンサトレース２２６の容量が増加しうる。センサトレースはタッチ信号を含んでいるので、センサトレース２２６上で増加の量は、容易に明らかではないかもしれない。しかし、レファレンストレース２３４はタッチセンサ２２２−ａから分離されているので、レファレンストレースは、容量測定値のみを持ちうる。したがって、増加の量は、レファレンストレース２３４から測定することができ、センサトレースの容量増加を信号から実質的に減らしまたは除去するために、伝送されたタッチ信号に適用することができる。図１に示されているように、導電トレース２３２の容量の増加量もまた、レファレンストレース２３４から測定することが可能であり、導電トレースの容量増加を信号から実質的に減らしまたは除去するために、伝送されたタッチ信号に適用することが可能である。レファレンストレース容量の測定値の利用は、望ましくない容量変化にもかかわらず、より正確なタッチ測定を提供することができる。
【００２３】
図３は、種々の実施形態による、望ましくない容量変化を補償することができるタッチセンシングデバイスの他の例を示す。図３のデバイスは、以下の追加点を除いて図２のデバイスと同じである。図３の例において、レファレンストレース３３４は、さらに導電素子３２８へ接続されるようにタッチセンサパネル３２０上へ延びている。導電素子３２８として、タッチセンサ３２２と同様にＩＴＯを使用することができる。結果として、導電素子３２８は、タッチセンサ３２２と同じまたは同様の容量を持つことができる。例えば、タッチセンサパネル３２０において、温度上昇を引き起こすような環境またはデバイス動作の変化があったとき、導電素子３２８およびタッチセンサ３２２の容量が増加し、もしくは同様に変化する。センサはタッチ信号も含んでいるので、増加量は、タッチセンサ３２２上で容易に明らかではないかもしれない。しかし、導電素子３２８はタッチセンサ３２２−ａに接続されていないので、導電素子は、環境またはデバイス動作の変化に関連する容量測定のみを持つことができる。したがって、その増加量が、導電素子３２８およびレファレンストレース３３４から測定され、伝送されたタッチ信号に適用され、信号から、タッチセンサのノータッチ容量の増加を実質上減らしまたは除去することが可能になる。図２に示すように、センサトレース３２６内の増加量と導電トレース３３２の容量もまた、レファレンストレース３３４から測定することができ、伝送されたタッチ信号に適用して、センサトレースおよび導電トレースの容量増加を信号から実質上減らしまたは除去することが可能になる。レファレンストレース容量測定値の適用は、望ましくない容量変化にもかかわらず、より正確なタッチ測定を提供する。
【００２４】
他の実施形態において、レファレンストレースが、タッチセンサパネル上のタッチセンサとフレキシブル回路上の導電トレースの容量増加を提供できるように、センサトトレースを追従することなく、レファレンストレースが導電素子に接続している。パネル上のスペースが限られている場合または他の相当の理由のため、この実施形態は、センサトレースの容量増加がそれほど顕著でない場合に有用であろう。
【００２５】
図４は、種々の実施形態による、望ましくない容量変化を補償することができるタッチセンシングデバイスの他の例を示す。図４のデバイスは、以下の点を除いて図１のデバイスと同じである。図４の例において、レファレンストレース４３４は、導電トレース４３２の長さの一部のみ延びている。この配置は、フレキシブル回路４３０のスペースが限られている場合に有用である。図１のレファレンストレース１３４と同様に、図４のレファレンストレース４３４は、フレキシブル回路４３０に影響を及ぼす環境またはデバイス動作の変化によって生ずる導電トレース４３２内の容量変化を示す容量測定値を伝送することができる。したがって、その増加量は、レファレンストレース４３４から測定され、伝送されたタッチ信号に適用され、その信号から、導電トレース４３２の容量増加分を実質上減らしまたは除去する。伝送されたタッチ信号に適用される容量の量は、比例させて、もしくは短縮されたレファレンストレースに導電トレース４３２の容量がより近くなるように、スケーリング（拡大縮小）される。レファレンストレース容量測定値の適用は、望ましくない容量変化にもかかわらず、より正確なタッチ測定を提供することができる。
【００２６】
図１〜図４に示したように、レファレンストレースは、タッチコントローラに容量測定値を伝送するため、タッチコントローラに接続される。タッチコントローラの種々の部品もまた、タッチセンシングデバイスの中に望ましくない容量変化をもたらす。したがって、レファレンストレースは、これらの部品の容量変化を測定することが可能であり、それは、フレキシブル回路上の導電トレース、タッチセンサパネル上のセンサトレース、および／または、タッチ測定を調整するためのタッチセンサパネル上の導電素子に関連する測定とともに使用されうる。
【００２７】
図５は、種々の実施形態による、タッチセンシングデバイス内の望ましくない容量変化を補償する方法の一例を示す。図５の例において、タッチコントローラは、タッチセンサに接続されたフレキシブル回路上の導電トレースを介してタッチコントローラに伝送されるタッチセンサからのタッチ信号を測定することができる（５１０）。タッチ信号は、タッチセンサへのタッチを示す第１の容量と、フレキシブル回路に影響を与える環境またはデバイス動作の変化を示す第２の容量を含む。タッチコントローラは、タッチセンサから分離されて導電トレースに隣接して平行な、フレキシブル回路上のレファレンストレースからの第２の容量を測定することができる（５２０）。そして、タッチコントローラは、第２の容量値に基づいてタッチ測定値を調整することができ、望ましくない容量変化をタッチ測定値に補償することができる（５３０）。その結果は、容量変化にもかかわらず、より正確なタッチ測定値でありうる。
【００２８】
他の実施形態において、タッチコントローラは、タッチセンサパネル上およびフレキシブル回路上のレファレンストレースから第２の容量を測定することができるが、レファレンストレースの一部は、パネル上のセンサトレースに隣接して平行であり、レファレンストレースの他の部分は、フレキシブル回路上の導電トレースに隣接して平行である（５２０）。
【００２９】
他の実施形態において、パネル上のセンサトレースおよび／またはフレキシブル回路上の導電トレースに隣接して平行であるのに加えて、タッチコントローラは、タッチセンサパネル上の導電素子に接続されたレファレンストレースから第２の容量を測定することができる（５２０）。
【００３０】
図５の方法は、種々の実施形態に従って実現されうる。一実施形態において、その方法は、フレキシブル回路上のレファレンストレース内の変化を測定し、その結果をそれ相応にスケーリングすることによる、測定されたタッチセンサ容量の変更からなる。
【００３１】
この方法は、タッチされていないセンサの容量は、フレキシブル回路基板容量Ｃflex＋タッチセンサパネル基板容量Ｃpanelで構成され、フレキシブル回路容量はフレキシブル回路上のレファレンストレースの測定から完全に分かっているという仮定から始めることができる。
【数１】
2012033172.tif 000003
【００３２】
容量変化を測定するため、ベースライン値（基準値）が、フレキシブル回路（レファレンストレース）およびタッチセンサ全体（パネル＋フレキシブル回路）で分かっている。これらの値は、工場での較正の間など、センサがタッチされていないときいつでも得ることができる。温度補償の例を考慮して、較正測定が温度Ｔ１で行われて、現在の測定が温度Ｔ２で行われると仮定する。したがって、フレキシブル回路での容量変化は、次式のようになり、
【数２】
2012033172.tif 000004
そして、センサでの容量変化は、次式のようになる。
【数３】
2012033172.tif 000005
【００３３】
式（１）、式（２）、および式（３）を使用して、パネル基板での容量変化は、次式のようになる。
【数４】
2012033172.tif 000006
【００３４】
パネル基板容量はフレキシブル回路容量に追従し（track）、容量の比率に従ってスケーリングすることが可能であり（すなわち、パーセント容量変化が追従する（track））、パネル基板とフレキシブル回路の温度係数が異なる場合は、さらにスケーリングファクタαを持つことが可能である。このことは、次式のように表すことができる。
【数５】
2012033172.tif 000007
【００３５】
温度Ｔ１でのＣflex_T1およびＣsensor_T1の元の値が分かっていて、フレキシブル回路容量の変化がレファレンストレースから分かっている場合、次の式を使用して、温度Ｔ２でのセンサ測定値が、レファレンス温度Ｔ１にスケールバックされる（scaled back）。
【数６】
2012033172.tif 000008
ここで、ΔＣpanelは、式（５）と測定されたΔＣflexから推定される。式（５）から式（６）に置換すると、補償されたセンサ測定値は、次式のように表すことができる。
【数７】
2012033172.tif 000009
ここで、補償されたセンサ測定値を提供するために、フレキシブル回路容量の変化とパネル基板容量の変化が、センサ測定値から減算されうる。スケーリングファクタαは、通常、０．５から２まで変化するが、パネル基板とフレキシブル回路の温度感度が大きく異なり、一方が他方より温度に敏感である場合は、より広い範囲に及ぶ。
【００３６】
図４に示されるように、レファレンストレースが導電トレースより短い場合、上記の方法を適用する前に、容量変化が、レファレンストレース４３４に対する導電トレース４３２の長さによって最初にスケーリングされる。
【００３７】
他の方法は、次式に従って、全体のセンサ測定値がフレキシブル回路容量に比例するものと単に仮定することができる。
【数８】
2012033172.tif 000010
【００３８】
ここで、パネル基板の温度係数がフレキシブル回路の温度係数と整合し、したがって、考慮されるべき追加の誤差を有するものと仮定することができる。
【００３９】
これらの例示的な方法は、温度補償を対象としているが、それらは、他の環境変化、例えば湿度および気圧、および設計動作変化に対して等しく適用することが可能である。
【００４０】
当然のことながら、図５の方法は、これらの実施形態に限定されず、環境またはデバイス動作の変化のためのタッチ測定の補償に適した他の方法を含むことが可能である。
【００４１】
図６は、ここで説明された種々の実施形態による、タッチセンシングデバイスにおける望ましくない容量変化を補償することが可能なコンピューティングシステム６００の一例を示す。図６の例において、コンピューティングシステム６００は、タッチコントローラ６０６を具備しうる。タッチコントローラ６０６は、ＡＲＭ９６８プロセッサまたは同様の機能および能力を持つ他のプロセッサのような１つまたはそれ以上のメインプロセッサを含む、１つまたはそれ以上のプロセッササブシステム６０２を有する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である。しかし、他の実施形態では、プロセッサの機能は、ステートマシンのような代わりの専用ロジック回路で実現される。プロセッササブシステム６０２はまた、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他のタイプのメモリまたは記憶装置や、ウォッチドッグタイマなどの周辺回路（図示せず）を具備しうる。タッチコントローラ６０６はまた、１つまたはそれ以上のセンスチャンネル（図示せず）のタッチ信号６０３や、センサ６１１のような他のセンサからの他の信号などの信号を受信するための受信部６０７を具備しうる。タッチコントローラ６０６はまた、多段ベクトル復調エンジンのような復調部６０９、パネルスキャンロジック回路６１０、およびパネルを駆動するために刺激信号（stimulation signals）６１６をタッチセンサパネル６２４に送信するための送信部６１４を具備しうる。パネルスキャンロジック回路６１０は、ＲＡＭ６１２にアクセスすることが可能であり、センスチャンネルから自動的にデータを読み込むことが可能であり、センスチャンネルの制御を提供する。さらに、パネルスキャンロジック回路６１０は、タッチセンサパネル６２４の行に選択的に適用可能な種々の周波数および位相の刺激信号６１６を生成するために送信部６１４を制御することが可能である。
【００４２】
タッチコントローラ６０６はまた、送信部６１４用の供給電圧を生成するのに使用されるチャージポンプ６１５を具備しうる。刺激信号６１６は、チャージポンプ６１５を形成するとともに、コンデンサなどの２つの電荷保存デバイスをカスケードにすることによって最大電圧よりも大きい振幅を持つことができる。したがって、刺激電圧は、単一コンデンサが処理できる電圧レベル（例えば３．６Ｖ）よりも高い（例えば６Ｖ）。図６では、チャージポンプ６１５が送信部６１４と分離して示されているが、チャージポンプは送信部の一部であってもよい。
【００４３】
タッチセンサパネル６２４は、パネルへのタッチを検知するための電極を有する容量性の感知媒体を具備しうる。この電極は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）またはアンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）のような透明の導電媒体で形成されうるが、銅のような他の透明および不透明の材料もまた使用可能である。各電極は、容量性の感知ノードを表し、ピクチャーエレメント（ピクセル）６２６として見られるが、これは、タッチセンサパネル６２４がタッチの「イメージ」を取り込むものとして見られるときに特に有用である。言い換えれば、タッチセンサパネル内の各タッチセンサでタッチイベントが検知されたか否かをタッチコントローラ６０６が判定した後、タッチイベントが発生したパネル内のタッチセンサのパターンを、タッチの「イメージ」として見ることが可能である（例えば、パネルをタッチしている指のパターン）。
【００４４】
コンピューティングシステム６００はまた、プロセッササブシステム６０２からの出力を受信し、以下に限定されるものではないが、カーソルまたはポインタのようなオブジェクトの移動、スクローリングまたはパニング（panning）、コントロールセッティングの調整、ファイルまたはドキュメントのオープン、メニューの表示、選択の実行、命令の実行、ホストデバイスに接続された周辺デバイスの操作、電話呼び出しへの応答、電話をかけること、電話を切ること、ボリュームまたはオーディオセッティングを変更すること、アドレス、頻度の高い電話番号、受信した電話、間違い電話のような電話通信に関する情報を保存すること、コンピュータまたはコンピュータネットワーク上に記録すること（logging）、コンピュータまたはコンピュータネットワークの限定領域への権限を有する個人によるアクセスを許可すること、コンピュータデスクトップのユーザの好ましい編成に関連するユーザプロファイルをロードすること、ウェブコンテンツへのアクセスを許可すること、特定のプログラムを起動すること（launching）、メッセージを暗号化または符号化すること、などを含むアクションをその出力に基づいて実行するためのホストプロセッサ６２８を具備しうる。ホストプロセッサ６２８はまた、パネル処理とは関係ないかもしれない追加機能を実行し、プログラムストレージ６３２と、デバイスのユーザにＵＩを提供するためのＬＣＤディスプレイのようなディスプレイデバイス６３０に接続されうる。いくつかの実施形態において、図に示すように、ホストプロセッサ６２８は、タッチコントローラ６０６とは別の部品であってもよい。いくつかの実施形態において、ホストプロセッサ６２８は、タッチコントローラ６０６の一部に含まれてもよい。さらに他の実施形態において、ホストプロセッサ６２８の機能が、プロセッササブシステム６０２によって実行され、および／またはタッチコントローラ６０６の他の部品の間に分散して配置されるようにしてもよい。タッチセンサパネル６２４と一緒のディスプレイデバイス６３０は、タッチセンサパネルの下に部分的にまたは全体的に置かれるとき、またはタッチセンサパネルと一体化されたとき、タッチスクリーンのようなタッチセンシングデバイスを形成しうる。
【００４５】
容量変化の補償は、サブシステム６０２内のプロセッサ、ホストプロセッサ６２８、ステートマシンのような専用ロジック回路、または種々の実施形態による、それらの組み合わせによって決定されうる。
【００４６】
上述の１つまたはそれ以上の機能は、例えば、メモリ（例えば、周辺回路の１つ）内に保存されたファームウェアによって、プロセッササブシステム６０２によって実行され、または、プログラムストレージ６３２に保存されたファームウェアによって、ホストプロセッサ６２８によって実行されることにより、実施されうることに注目すべきである。また、ファームウェアは、命令実行システム、装置またはデバイスから命令をフェッチすることができ、その命令を実行することができるコンピュータベースシステム、プロセッサコンテイニングシステムまたは他のシステムなどの、命令実行システム、装置またはデバイスが使用するため、またはそれらとともに使用するため、任意のコンピュータが読み取り可能な記録媒体の中に保存され、および／または、移送されるようにしてもよい。この文書の文脈において、「コンピュータが読み取り可能な記録媒体」とは、命令実行システム、装置またはデバイスによって使用されまたはそれらとともに使用されるプログラムを含みまたは保存することが可能ないずれの媒体であってもよい。コンピュータが読み取り可能な記録媒体には、これに限定されるものではないが、電子、磁気、光学的、電磁気、赤外線、または半導体システム、装置またはデバイス、携帯コンピュータディスケット（磁気）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（磁気）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）（磁気）、消去可能なプログラム可能リードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）（磁気）、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲまたはＤＶＤ−ＲＷなどの携帯型光ディスク、またはコンパクトフラッシュ(登録商標)カード、セキュアードデジタルカード、ＵＳＢメモリデバイス、メモリスティックなどのフラッシュメモリなどが含まれる。
【００４７】
また、ファームウェアは、コンピュータベースシステム、プロセッサコンテイニングシステム、または命令実行システム、装置またはデバイスから命令をフェッチすることができ、その命令を実行することができる他のシステムのような命令実行システム、装置またはデバイスによって使用され、またはそれらとともに使用されるように、いずれかの移送媒体の中に伝送されるようにしてもよい。この文書の文脈において、「移送媒体」とは、命令実行システム、装置またはデバイスが使用し、またはそれらとともに使用されるプログラムと通信、伝送または移送することができるいずれかの媒体であってもよい。移送媒体には、これに限定されるものではないが、電子、磁気、光学的、電磁気または赤外線の有線または無線の伝送媒体が含まれる。
【００４８】
図７は、ディスプレイ７３６と、種々の実施形態により容量変化を補償することができるタッチセンサパネル７２４を具備する移動電話機７００の一例を示す。
【００４９】
図８は、ディスプレイ８３６と、種々の実施形態により容量変化を補償することができるタッチセンサパネル８２４を具備するデジタルメディアプレイヤ８００の一例を示す。
【００５０】
図９は、タッチ感知ディスプレイ９３６およびタッチセンサパネル（トラックパッド）９２４を具備するパーソナルコンピュータ９００の一例を示し、タッチ感知ディスプレイおよびトラックパッドは、種々の実施形態により容量変化を補償することができる。
【００５１】
図７〜図９の移動電話機、メディアプレイヤ、およびパーソナルコンピュータは、様々な動作条件に有利に適合することができ、種々の実施形態により容量変化を補償することができるタッチセンサパネルで、より正確なタッチ感知を提供することが可能である。
【００５２】
実施形態はタッチセンサについて述べたが、当然のことながら、類似の、または他の種類のセンサにも、使用することが可能である。さらに当然のことながら、種々の実施形態によるタッチセンシングデバイスは、望ましくない容量変化のため、ホーバー測定、タッチとホーバー測定との組み合わせなどに使用することも可能である。
【００５３】
したがって、上記を考慮して、いくつかの開示の実施形態は、自身の上にセンサを有し、回路内の状態変化を感知可能である第１の基板と；自身の上に少なくとも２つの導電トレースを有し、回路内の状態変化を感知可能である第２の基板であって、第１の導電トレースはセンサからの信号を伝送するようにセンサと関連し、第２の導電トレースはセンサと関連しない、第２の基板と；第２の導電トレースから、第２の基板における状態変化の容量効果を判定し、伝送された信号内の判定された容量効果を減らすロジック回路と、を有する回路を対象とする。他の実施形態において、第１の基板はガラスである。他の実施形態において、第２の基板はフレキシブルポリマーである。他の実施形態において、第１および第２の基板は、状態変化に対して異なる感度を有する。
【００５４】
いくつかの開示の実施形態は、デバイスにおけるタッチを感知する、基板上に配置された複数のタッチセンサと；感知したタッチを示す、タッチセンサからのタッチ信号を伝送する、タッチセンサに接続されたフレキシブル回路であって、タッチ信号を伝送する第１の導電トレースと、デバイス上の環境変化の効果を測定する第２の導電トレースとを含むフレキシブル回路と；伝送されたタッチ信号に対して環境変化の測定された効果を補償することを含み、伝送されたタッチ信号を処理する、フレキシブル回路に接続されたセンシング回路と、を有し、基板、フレキシブル回路、またはセンシング回路のうち少なくとも１つは、環境変化を感知可能である、タッチセンシングデバイスを対象とする。他の実施形態において、センサは自己容量センサである。他の実施形態において、センサは相互容量センサである。
【００５５】
添付された図面を参照して、実施形態を詳細に説明してきたが、種々の変更および修正が、当業者にとって明らかとなるであろうという点に注目すべきである。このような変更および修正は、添付された特許請求の範囲によって確定された、種々の実施形態の範囲内に含まれるものとして理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012033172.tif 000014
【図５】
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【図６】
2012033172.tif 000016
【図７】
2012033172.tif 000017
【図８】
2012033172.tif 000018
【図９】
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【外国語明細書】
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