(57)【要約】  タッチセンシティブデバイスに関する使用のための細長い本体を有するスタイラスが開示され、そのタッチセンシティブデバイスは、その表面に隣接するタッチ検出信号を生成する。一実施形態において、スタイラスは、タッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するのに適した１つ以上のペン先構成要素を有するペン先を含み、１つ以上の可変回路は、スタイラス本体、または周囲のアースの他のソースに、１つ以上のペン先構成要素を動作可能に接続する。一実施形態において、スタイラスは、タッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するのに適した複数のペン先構成要素を含むペン先を有し；複数のペン先構成要素の各々は、複数のペン先構成要素の少なくとも２つを可変的に接続する可変回路を除いて、互いに絶縁される。また、変更された電気的接続の検出量に基づき、タッチセンシティブデバイスに対するスタイラスの位置、角度、および回転を検知する方法が開示される。【選択図】図４Ａ
2018526734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ検出操作に関するタッチ面に隣接するタッチ検出信号を生成する、タッチセンシティブデバイスに関する使用のためのスタイラスであって、該スタイラスが：
ａ．第１の端部と、第２の端部を有する細長いスタイラス本体であって、該細長いスタイラス本体が手で把持するのに適する、細長いスタイラス本体と；
ｂ．細長いスタイラス本体の第１の末端で支持され、それから絶縁されるペン先であって、該ペン先が、タッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するのに適する、ペン先と；
ｃ．ペン先および細長いスタイラス本体に動作可能に接続された第１の可変回路であって、該第１の可変回路が、ペン先および細長いスタイラス本体との間の第１の電気的接続を変更するのに適する、第１の可変回路と；
を含むことを特徴とする、スタイラス。
【請求項２】
ａ．第１の可変回路を操作するのに十分な能力を提供する、第１の可変回路に動作可能に接続された電力源：
をさらに含む、請求項１に記載のスタイラス。
【請求項３】
第１の電気的接続が、振幅、時間、周波数、位相、およびコードから成るグループから選択される少なくとも１つのパラメーターを変更することにより変更される、請求項１に記載のスタイラス。
【請求項４】
ａ．ペン先が、他のペン先から絶縁される第１のペン先および第２のペン先構成要素を含み、該第１のペン先構成要素および第２のペン先構成要素が、細長いスタイラス本体に対して方向付けされており、その結果、スタイラスがタッチセンシティブデバイスに対して第１の位置にあるとき、第１のペン先構成要素が第２のペン先構成要素よりもタッチセンシティブデバイスに接近し、そして、スタイラスがタッチセンシティブデバイスに対して第２の位置にあるとき、第２のペン先構成要素が第１のペン先構成要素よりもタッチセンシティブデバイスに接近し；
ｂ．第１の可変回路が、第１のペン先構成要素に動作可能に接続され；ならびに
ｃ．第２の可変回路が、ペン先構成要素および細長いスタイラス本体に動作可能に接続され、該第２の可変回路が、第２のペン先構成要素と、細長いスタイラス本体との間の第２の電気的接続を変更するのに適している；
請求項１に記載のスタイラス。
【請求項５】
第１の可変回路および第２の可変回路が、単一の集積回路の一部である、請求項４に記載のスタイラス。
【請求項６】
第１の可変回路が、第１の手法で第１の電気的接続を変更するのに適し、そして第２の可変回路が、第２の手法で第２の電気的接続を変更するのに適する、請求項４に記載のスタイラス。
【請求項７】
第１の手法により第１の割合で振幅を変化させ、そして第２の手法により第２の割合で振幅を変化させている、請求項６に記載のスタイラス。
【請求項８】
ａ．ペン先が、他のペン先から絶縁される第１のペン先構成要素および第２のペン先構成要素を含み、第１のペン先構成要素および第２のペン先構成要素が、タッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するのに適し；
ｂ．第１の可変回路が、第１のペン先構成要素に動作可能に接続され；ならびに
ｃ．第２の可変回路が、第２のペン先構成要素および細長いスタイラス本体に動作可能に接続され、該第２の可変回路が、第２のペン先構成要素と、細長いスタイラス本体との間の第２の電気的接続を変更するのに適している；
請求項１に記載のスタイラス。
【請求項９】
タッチ検出操作に関するタッチ面に隣接するタッチ検出信号を生成する、タッチセンシティブデバイスに関する使用のためのスタイラスであって、該スタイラスが：
ａ．第１の端部と、第２の端部を有するスタイラス本体であって、該スタイラス本体が手で把持するのに適する、スタイラス本体と；
ｂ．スタイラス本体の第１の端部で支持され、そこから絶縁された複数のペン先構成要素であって、互いに、該複数のペン先構成要素の各々が、タッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するのに適している、複数のペン先構成要素と；
ｃ．複数のペン先構成要素の各々と、スタイラス本体に動作可能に接続された可変回路であって、該可変回路が、複数のペン先構成要素の各々と、スタイラス本体との間の電気的接続を変更するのに適する、可変回路と；
を含むことを特徴とする、スタイラス。
【請求項１０】
タッチ検出操作に関するタッチ面に隣接するタッチ検出信号を生成する、タッチセンシティブデバイスに関する使用のためのスタイラスであって、該スタイラスが：
ａ．第１の端部および第２の端部を有し、外側面を有するスタイラス本体であって、該スタイラス本体が手で把持するのに適する、スタイラス本体と；
ｂ．スタイラス本体によって支持される導電性領域であって、該導電性領域がスタイラスを把持する手と接触しうるように、スタイラス本体の外側面に隣接して位置決めされる、導電性領域と；
ｃ．スタイラス本体の第１の端部で支持される第１のペン先構成要素であって、該第１のペン先構成要素が、タッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するのに適する、第１のペン先構成要素と；
ｄ．第１のペン先構成要素および導電性領域に動作可能に接続された可変回路であって、該可変回路が、第１のペン先構成要素と導電性領域との間の電気的接続を変更するのに適する、可変回路と；
を含むことを特徴とする、スタイラス。
【請求項１１】
タッチセンシティブデバイスに近接してスタイラスのペン先からのスタイラス識別情報を提供するための方法であって、該スタイラスが導電性領域を有し、該方法が：
手でスタイラスを把持する工程であって、手の少なくとも一部が導電性領域に導電的に接している、工程と；
ペン先がタッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するように、タッチセンシティブデバイスに近接してスタイラスのペン先を配置する工程と；
ペン先と導電性領域との間の電気的接続を変更して、それによってスタイラスのペン先からの位置決め情報を提供する工程と；
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１２】
タッチセンシティブデバイスに近接してスタイラスのペン先からのスタイラス識別情報および方向付け情報を提供するための方法であって、スタイラスのペン先が、複数のペン先構成要素を含み、該スタイラスが導電性領域を有し、該方法が：
手でスタイラスを把持する工程であって、手の少なくとも一部が導電性領域に導電的に接している、工程と；
ペン先がタッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するように、タッチセンシティブデバイスに近接してスタイラスのペン先を配置する工程と；
複数の電気的接続を変更する工程であって、複数の電気的接続の各々が、複数のペン先構成要素のうち１つと導電性領域との間にあり、該変更する工程が、複数のペン先構成要素の少なくとも２つに対して相違する、工程と；
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１３】
タッチ検出操作に関するタッチ面に隣接するタッチ検出信号を生成する、タッチセンシティブデバイスに関する使用のためのスタイラスであって、該スタイラスが：
ａ．第１の端部と第２の端部を有する細長いスタイラス本体であって、該細長いスタイラス本体が手で把持するのに適する、細長いスタイラス本体と；
ｂ．細長いスタイラス本体の第１の端部で支持され、そこから絶縁されたペン先であって、該ペン先が、２つのペン先構成要素を含み、かつタッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するのに適する、ペン先と；
ｃ．互いに絶縁される２つのペン先構成要素と；
ｄ．２つのペン先構成要素の各々に動作可能に接続される第１の可変回路であって、該第１の可変回路が、２つのペン先構成要素の間の第１の電気的接続を変更するのに適する、第１の可変回路と；
を含むことを特徴とする、スタイラス。
【請求項１４】
２つのペン先構成要素の各々が、複数の電気的に接続された下位構成要素から形成される、請求項１３に記載のスタイラス。
【請求項１５】
各ペン先構成要素の複数の電気的に接続された下位構成要素が、互いに重ねられる、請求項１４に記載のスタイラス。
【請求項１６】
ペン先が、
ａ．２つの付加的なペン先構成要素と；
ｂ．互いに絶縁される２つの付加的なペン先構成要素と；
ｃ．２つの付加的なペン先構成要素の各々に動作可能に接続された第２の可変回路であって、第２の可変回路が、２つの付加的なペン先構成要素の間の第１の電気的接続を変更するのに適する、第２の可変回路と；
をさらに含む、請求項１３に記載のスタイラス。
【請求項１７】
２つの付加的なペン先構成要素の各々が複数の電気的に接続された下位構成要素から形成される、請求項１６に記載のスタイラス。
【請求項１８】
各付加的なペン先構成要素の複数の電気的に接続された下位構成要素が、互いに重ねられる、請求項１７に記載のスタイラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１５年９月１１日に出願された「Ｓｅｍｉ−Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｓｔｙｌｕｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ」と題された特許文献１の非仮出願であり、それに対する優先権を主張する。
【０００２】
開示されたシステムおよび方法は、一般的にユーザー入力の分野に関し、そして特に新規なセミパッシブスタイラスを提供するユーザー入力システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
スタイラスまたは触知可能オブジェクト（以下時折、触知可能物）は、以下の３つの異なる方法で動作することができる：（１）スタイラスが、バッテリーまたは他の電力源を全く持たず、その機能を実行するために外部信号のエネルギーに依存する、パッシブ（ｐａｓｓｉｖｅ）；（２）スタイラスが、内部の電子機器を作動させるため、および信号を送信するために使用される、それ自体の電力源を有する、アクティブ（ａｃｔｉｖｅ）；および（３）本明細書に開示されるように、スタイラスが、内部の電子機器を作動させるために使用されるが、信号を生成するため、または送信するためには使用されない、それ自体のバッテリーまたは電力源を有する、セミパッシブ（ｓｅｍｉ−ｐａｓｓｉｖｅ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国仮特許出願第６２／２１７，４２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存の投影型アクティブ静電容量（ＰＣＡＰ）スタイラスは、ハイアクティブな電力、および入力データおよびコンテキストを収集するための異種のデジタル的、アナログ的、および機械的なセンサーの配列における信頼性が原因で、高価で、重く、本体が厚いヒューマンインタフェースデバイスである。それらのハイアクティブな電力はまた、連続操作を確実にするために、周期的な充電またはバッテリー交換を必要とする、エンドユーザにとって不便となる直接的な原因を結果としてもたらす可能性がある。これらの制限によって、アクティブＰＣＡＰスタイラスの広範囲な商用導入が遅れている。しかしながら、これらの妥協案（ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅｓ）によって、アクティブＰＣＡＰスタイラスに接続されたコンピューターシステムは：スタイラスイベントとタッチとの間の入力区別と；複数のアクティブスタイラス間の入力区別と；１つ以上のアクティブスタイラスのペン先およびイレーザとの間の区別と；優れたパームリジェクション（ｐａｌｍ  ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）と；薄いスタイラスのペン先と；を提供することができる。
【０００６】
一方で、アクティブスタイラスは、他のタッチおよびスタイラスと判別されるように設計されてもよいが、そうすることによって、著しい量の電力を費やす。したがって、アクティブスタイラスは、大型のバッテリー、ならびに／または頻繁に充電および／もしくは交換をしなければならないバッテリーを一般的に必要とする。
【０００７】
パッシブ（すなわちバッテリーがない）ＰＣＡＰスタイラスは、同時のスタイラスのペン先、スタイラスのイレーザ、およびタッチによる入力を確実に区別できる能力を断念することにより、これらのコストおよび電力制限の問題を解決する。パッシブスタイラスはまた、バッテリーおよび複合可能コンポーネント（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｅｎａｂｌｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）の必要性を排除することにより、アクティブペンの人間工学的な限界を部分的に解決する。しかしながら、パッシブスタイラスの設計の単純化が、スタイラスの本体を合理化し薄くする一方、そうするには、入力の信号対雑音比を犠牲にして、それによってペン先の厚みが損なわれ、１つの人間工学的欠陥を別の欠陥と効果的に交換する。パッシブスタイラスは、例えば人間の指を模倣する導電性ロッドまたは誘電体ロッドであってもよく、多数のパッシブスタイラスが、現存のＣＯＴＳタブレットコンピュータと共に使用するために販売されている。しかしながら、それらの入力が、他のパッシブスタイラス、またはタッチと判別不可能であることが、パッシブスタイラスに関する問題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
今日のアクティブスタイラスおよびパッシブスタイラスと比較して、本明細書において開示されるセミパッシブスタイラスは、低い電力消費を達成し、設計複雑性を維持し、そしてパッシブおよびアクティブスタイラスと比較して、関連するコストを減少させる。本明細書に開示されているセミパッシブスタイラスは、必要とされる、または有益なスタイラスの特性を損なうことなく、これらの利点のうちのいくつかまたはすべてを提供してもよい。スタイラスはまた、ほとんど電力を必要とせず、そしてペン先の厚みは、本明細書において開示される恩恵を享受するためには関係ない。例えば、一実施形態において、小さなバッテリーであっても、セミパッシブスタイラスの限定された電力消費により、数年どころかデバイスが壊れるまで持続する可能性がある。さらに、開示されたセミパッシブスタイラスは、スタイラスイベントとタッチとの間の入力区別、複数のスタイラス間の入力区別、１つ以上のアクティブスタイラスのペン先とイレーザとの間の区別、およびパームリジェクション（意図しないタッチ入力を防止するために使用される）を可能にする。したがって、本明細書に開示されるように、セミパッシブスタイラスは、アクティブスタイラスとパッシブスタイラスに関する欠点を克服し、他のスタイラスおよび指と判別可能であるように設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の前述の、および他のオブジェクト、特徴、および利点は、添付の図面で例証されるような実施形態の以下の特定の記載から明白になるであろう。図中、参照文字は図面全体にわたって同一の部品を指す。図面は必ずしも同一縮尺である必要はなく、その代わりに開示された実施形態の例証原則に重点が置かれている。
【図１】低レイテンシタッチセンサーデバイスの実施形態を例示する、ハイレベルブロック図を提供する。
【図２Ａ】行および列を有する投影型静電容量タッチ面の実施形態を示す。
【図２Ｂ】行のセットおよび列のセットとの間の連結を提供するタッチを示す。
【図２Ｃ】行および列との間の連結を提供するスタイラスまたは他の触知可能物を示す。
【図３Ａ】セミパッシブスタイラスにおいてパラメトリックに変調されている静電容量の例示的な実施形態を示す。
【図３Ｂ】セミパッシブスタイラスにおいてパラメトリックに変調されている静電容量の例示的な実施形態を示す。
【図３Ｃ】セミパッシブスタイラスにおいてパラメトリックに変調されている静電容量の例示的な実施形態を示す。
【図４Ａ】セミパッシブスタイラスの例示的な実施形態を示す。
【図４Ｂ】セミパッシブスタイラスの例示的な実施形態を示す。
【図５Ａ】スタイラスの相互に作用している先端のさらなる例示的な実施形態を示す。
【図５Ｂ】スタイラスの相互に作用しているペン先のさらなる例示的な実施形態を示す。
【図５Ｃ】スタイラスの相互に作用しているペン先のさらなる例示的な実施形態を示す。
【図６Ａ】スタイラスの相互に作用しているペン先においてパラメトリックに変調されている静電容量の例示的な実施形態を示す。
【図６Ｂ】スタイラスの相互に作用しているペン先においてパラメトリックに変調されている静電容量の例示的な実施形態を示す。
【図６Ｃ】スタイラスの相互に作用しているペン先においてパラメトリックに変調されている静電容量の例示的な実施形態を示す。
【図７Ａ】３つの異なる静電容量部に分割され、タッチ面に対して３つの異なる方向付け（左、中心および右）で示されるそのペン先を備えるスタイラスの別の例示的な実施形態を示す。
【図７Ｂ】先に図７Ａにおいて示される左、中心、および右のスタイラスの位置に対する変調のレベルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書において例示されるものを含む様々な実施形態において、本開示は、設計、生産、およびそれらの操作に関する、タッチセンシティブなオブジェクトおよび方法を対象とする。例となる構成要素または幾何学的形状は、本発明を例示する目的で開示されるが、他の構成要素および幾何学的形状は、開示の範囲および精神から逸脱することなく、本開示の観点から、当技術分野において本明細書において当業者に明白となる。
【００１１】
本出願は、高速マルチタッチセンサーなどのユーザーインタフェース、および「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｓｔｙｌｕｓ  ａｎｄ  Ｓｅｎｓｏｒ．」と題される、２０１６年１月１２日に出願された米国特許出願第１４／９９３，８６８号に開示されるような他のインターフェースに関する。その出願の開示全体は、引用によって本明細書に組み込まれる。
【００１２】
本開示全体にわたって、用語「ホバリングする（ｈｏｖｅｒ）」、「タッチ（ｔｏｕｃｈ）」、「タッチ（ｔｏｕｃｈｅｓ）」、「接触（ｃｏｎｔａｃｔ）」、「接触（ｃｏｎｔａｃｔｓ）」、「圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ）」、もしくは「圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ）」、または他の記述は、ユーザーの指、スタイラス、オブジェクト、または本体部分がセンサーによって検出されるイベントもしくは期間を記載するために使用されてもよい。いくつかの実施形態において、かつ単語「接触（ｃｏｎｔａｃｔ）」によって一般的に示されるように、これらの検出は、ユーザーが、センサー、またはセンサーが統合されているデバイスと物理接触している状態に限り、生じる。他の実施形態において、かつ用語「ホバリングする（ｈｏｖｅｒ）」によって一般的に引用されるように、センサーは、タッチ面の上のある距離をホバリングしているか、そうでなければタッチセンシティブデバイスから離される「タッチ（ｔｏｕｃｈｅｓ）」または「接触（ｃｏｎｔａｃｔｓ）」の検出を可能にするために調整されてもよい。本明細書において使用されるように、「タッチ面」は実際の特徴を持っていても、持っていなくてもよく、全般的に特徴がまばらな面であってもよい。感知された物理接触への依存を示す本説明内の言葉の使用は、記載された技術がそれらの実施形態にのみしか適用されないことを意味するように解釈するべきではなく；実際に、一般的に、本明細書において記載されるものは、一様に「接触（ｃｏｎｔａｃｔ）」および「ホバリングする（ｈｏｖｅｒ）」に当てはまり、その用語が本明細書において使用されているように、それら各々は、「タッチ（ｔｏｕｃｈ）」である。より一般的に、本明細書において使用されるように、用語「タッチ（ｔｏｕｃｈ）」は、本明細書において開示されるセンサーのタイプによって検出することができる行為を指し、したがって、本明細書において使用されるように、用語「ホバリングする（ｈｏｖｅｒ）」は、「タッチ（ｔｏｕｃｈ）」が本明細書において意図される意味の、ほんの１つのタイプの「タッチ（ｔｏｕｃｈ）」である。「圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ）」は、ユーザーが、タッチセンシティブオブジェクトの表面に指または手（もしくはスタイラスなどの別のオブジェクト）を押しつける力を指す。「圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ）」の量は、「接触（ｃｏｎｔａｃｔ）」の程度、すなわちタッチ領域であってもよく、またはそうでなければ、記載されるように、タッチの圧力に関連する程度でもよい。タッチは、「ホバリングする（ｈｏｖｅｒ）」、「接触（ｃｏｎｔａｃｔ）」、「圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ）」、または「把持（ｇｒｉｐ）」の状態を指すが、「タッチ（ｔｏｕｃｈ）」が無い状態は、センサーによる正確な計測値の閾値外の信号の変化によって一般的に特定される。他のタイプのセンサーが本明細書に開示される実施形態に関して活用されてもよく、それらのセンサーは、カメラ、近接センサー、光センサー、回転速度センサー、ジャイロスコープ、磁力計、温度センサー、圧力センサー、静電容量センサー、電力管理集積回路読み取り装置、運動センサー、および同種の物を含む。
【００１３】
明細書において使用されるように、および特許請求の範囲内に含むように、第１と第２などの順序の用語は、それら自体は、順番、時間または独自性を示唆するように意図されず、しかしむしろ、別のものから、１つの構成、例えば１つの請求された構成を区別するために使用される。本コンテキストが規定するいくつかの使用において、これらの用語は、第１と第２が独自の物であることを示唆してもよい。例えば、イベントが第１の時間で発生し、別のイベントが第２の時間で発生する場合には、第１の時間が第２の時間の前に発生するようには意図されてはいない。しかしながら、第２の時間が第１の時間の後であるというさらなる限定が、請求項において示される場合、本コンテキストは、独自の時間となる、第１の時間と第２の時間を読み取ることを必要とするだろう。同様に本コンテキストがそのように規定するか、可能にする場合には、順序の用語は、２つの特定された特許請求の範囲の構成が、同じ特性、または異なる特性の構成でありうるように、広く解釈されるように意図される。したがって、例えば、さらなる限定が存在しない、第１のおよび第２の周波数は同じ周波数、―例えば１０Ｍｈｚである第１の周波数、および１０Ｍｈｚである第２の周波数であってもよく；または、異なる周波数−例えば１０Ｍｈｚである第１の周波数、および１１Ｍｈｚである第２の周波数であってもよい。そうでなければ、例えば、コンテキストは、第１のおよび第２の周波数が互いに対して直交であることにさらに限定する場合を規定する可能性があり、その場合には、それらは同じ周波数となりえない。
【００１４】
本明細書に開示されているシステムおよび方法は、静電容量タッチセンサーを設計、製造、および使用する工程を提供し、該システムは、限定されないが、周波数分割多重化（ＦＤＭ）、符号分割多重化（ＣＤＭ）、またはＦＤＭおよびＣＤＭの方法の両方を組み合わせるハイブリッド変調技術などの、直交信号に基づく多重化機構を利用する静電容量タッチセンサーを含む。本明細書における周波数への言及は、他の直交信号ベースも言及しうる。静電容量ＦＤＭ、ＣＤＭ、またはＦＤＭ／ＣＤＭハイブリッドタッチセンサーは、本明細書に開示されているセンサーに関して使用されてもよい。そのようなセンサーにおいて、タッチは、行からの信号が列に結合される（増大する）か、列から分断される（低下する）ときに、感知されてもよく、その結果、信号はその列上で受信される。
【００１５】
本開示は、ある高速マルチタッチセンサーの操作をまず記載し、そのセンサーは、本明細書に記載されるタッチセンシティブオブジェクトに関して、または設計、製造およびそれらの操作のための本システムおよび方法を実施するために使用されてもよい。本明細書に開示されているセミパッシブスタイラスの詳細は、以下の表題「セミパッシブスタイラス」に記載される。
【００１６】
本明細書において使用されるように、フレーズ「タッチイベント」、および名詞として使用されたときの単語「タッチ」は、ニアタッチ（ｎｅａｒ  ｔｏｕｃｈ）、ニアタッチイベント（ｎｅａｒ  ｔｏｕｃｈ  ｅｖｅｎｔ）、またはセンサーを使用して特定することができる他のいかなるジェスチャを含む。一実施形態に従って、タッチイベントは、検出、処理され、そして例えば１０ミリ秒以下、または１ミリ秒以下の非常に低いレイテンシを用いる終了段階の計算プロセスに供給されてもよい。
【００１７】
一実施形態において、開示された高速マルチタッチセンサーは、タッチイベントの高い更新レートおよび低いレイテンシ計測値のために強められた投影型静電容量の方法を活用する。本技術は、上記利点を得るために、並列ハードウェアおよびより高い周波数波形を使用することができる。一実施形態において、開示された方法および装置は、感度がよく強固な測定を行うために使用することができ、この方法は透明な表示面上で使用されてもよいし、それによって、技術を利用する製品の経済的な製造を可能にしてもよい。この点に関し、本明細書において使用されるような「静電容量オブジェクト」は、指、人体の他の部分、スタイラス、またはセンサーが感知可能な任意のオブジェクトでありえる。本明細書において開示されるセンサーと方法は、静電容量に頼る必要はない。例えば光センサーに関して、一実施形態は、タッチイベントを感知するために光トンネリングおよび光リーキング（ｌｅａｋｉｎｇ）を活用し、本明細書において使用されるような「静電容量オブジェクト」は、そのような感知と互換性があるスタイラスまたは指などのオブジェクトを含む。同様に、明細書において使用されるような「タッチ位置」および「タッチセンシティブデバイス」は、静電容量オブジェクトと開示されたセンサーとの間の実際のタッチ接触を必要としない。
【００１８】
図１は、一実施形態に従った高速マルチタッチセンサー（１００）の特定の原理を例証している。参照番号（１０２）では、差動（ｄｉｆｆｅｒｉｎｇ）信号が複数の行へと同時に送信される。差動信号は「直交」である、即ち、互いに分離可能且つ区別可能である。参照番号（１０３）では、受信器は各列に付けられる。受信器は、他の信号及び／又は雑音とともに又はそれらなしで、送信された信号のいずれか、またはそれらの恣意的な組み合わせを受けるように、および列の各々に存在する同時に送信された信号の各々に対して、少なくとも１つの尺度、例えば量を個々に判定するように設計されている。センサーのタッチ面（１０４）は、一連の行と列（全て図示されず）を含み、それらに沿って直交信号は伝搬することができる。一実施形態では、行および列は、タッチイベントにさらされないときに、より少量の又は無視できるほど少量の信号がその間で結合されるように設計され、一方で、行および列がタッチイベントにさらされるときに、より多量の又は無視できないほど多量の信号がその間で結合されるように設計され得る。一実施形態では、その逆も可能であり、即ち、信号の量が少なければタッチイベントを表わし、信号の量が多ければタッチの不足を表わす。タッチセンサーは、結合における変化によりタッチを最終的に検知するため、特定の実施形態に明白であり得る理由を除いて、タッチ関連の結合が、列上に存在する行信号の量の増加または列上に存在する行信号の量の減少を引き起こすかどうかは特別に重要ではない。上記で議論されたように、タッチ、またはタッチイベントは、物理的なタッチではないが、但し、タッチは、結合された信号のレベルに影響を及ぼすイベントである。
【００１９】
図１を引き続き参照すると、一実施形態において、一般的に、行および列両方に接近したタッチイベントの容量性の結果は、列に結合される行上に存在する信号の量の無視できない変化を引き起こし得る。より一般的には、タッチイベントは、列上で受信された信号を生じさせ、および故にそれに対応する。行上の信号が直交であるため、多数の行信号が、列に結合され、受信器によって区別され得る。同様に、各行上の信号は多数の列に結合され得る。与えられた行に結合された各カラムに関して（および結合が列上に存在する行信号の増加または減少を引き起こすかどうかにかかわらず）は、列上で見られる信号は、どの行がその列に接近してタッチされているかを示す情報を含んでいる。受信された各信号の量は、一般に、対応する信号を運ぶ列と行の間の結合の量に関連し、および故に、タッチするオブジェクトのタッチ面までの距離、タッチによって覆われるタッチ面の領域及び／又はタッチの圧力を示し得る。
【００２０】
タッチが与えられた行および列に接近して生じるときに、行上に存在する信号のレベルは、対応する列において変化させられる（結合は列上の行信号の増加または減少を引き起こし得る）。（上記で議論したように、用語「タッチ（ｔｏｕｃｈ）」または「タッチされた（ｔｏｕｃｈｅｄ）」は、実際の物理的な接触ではなく、相対的な接近を要求する。）実際に、タッチデバイスの様々な実装において、行及び／又は列とタッチの指または他のオブジェクトとの間に保護バリアが存在し得るため、行及び／又は列との物理的接触は起こりそうもない。さらに、一般に、行および列自体は、互いに接触していないが、むしろ、ある量の信号がその間で結合されることを可能にするように接近して置かれ、その量はタッチで変化する（増加または減少する）。通常、行−列の結合は、その間の実際の接触によるものでも、タッチの指または他のオブジェクトからの実際の接触によるものでもなく、むしろ、指（または他のオブジェクト）を接近させることによる容量効果によってもたらされるものであり、容量効果をもたらすこの接近は、タッチとして本明細書で言及される。
【００２１】
行および列の性質は恣意的であり、特定の方向付けは関連性がない。実際、用語「行」および「列」は、正方格子よりもむしろ、信号が送信される（行）および信号が結合され得る（列）導体を指すように意図されている。（信号が行上で送信される及び列自体上で受信される概念は恣意的であり、信号は、容易に、恣意的に列と指定された導体上に送信され得る且つ恣意的に行と命名された導体上で受信され得るか、両方とも恣意的に他の何かと命名され得る）。さらに、行および列が格子状である必要はない。本明細書に記載されるように、他の形状および方向付けも可能である。但しこれは、タッチイベントが、「行」および「列」の交差に影響を与え、それらの間の結合のいくらかの変化を引き起こす。例えば、二次元では、「行」は同心円であり得、「列」は中心から外に放射するスポーク（ｓｐｏｋｅｓ）であり得る。また、「行」および「列」はいずれも幾何学的または空間的なパターンに従う必要はなく、したがって、例えば、送信アンテナおよび受信アンテナが、恣意的に、行および列を（それらの相対位置に関連して又は関連せずに）形成するために結合され得る。さらに、行および列の代わりに、信号の伝搬チャネルが２種類のみである必要はなく、一実施形態において、チャネル「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」を設けてもよく、「Ａ」上に送信された信号は「Ｂ」および「Ｃ」上で受信されるか、または一実施形態において、「Ａ」および「Ｂ」上に送信された信号は「Ｃ」上で受信されてもよい。信号の伝搬チャネルが、送信器および受信器を支持する様々な時間で機能を交互に行うことも可能である。また、信号の伝播チャネルが、送信器および受信器を同時に支持することができることも熟考されるが、送信される信号は、受信される信号と分離可能である。多くの代替的な実施形態が可能であり、これらは本開示の観点から当業者に明白となる。
【００２２】
上述のように、一実施形態において、タッチ面（１０４）は、一連の行および列とで構成され、それに沿って信号は伝搬し得る。上に議論されるように、行および列は、タッチされていないときに、ある量の信号がそれらの間で結合され、タッチされているときに、別の量の信号がそれらの間で結合されるように設計されている。それらの間で結合された信号における変化は、一般にタッチに比例し得るか又は反比例し得（しかし必ずしも線形比例しない）、それにより、タッチは、イエスかノーで答える問題ではなく、むしろ漸次的変化であり、これによって、タッチ間の区別、例えばより強いタッチ（つまり、より近い又はより堅い）およびより弱いタッチ（つまり、より遠い又はより柔らかい）、およびタッチなしの区別さえも可能にする。タッチが行／列の交差に接近して生じるときに、列上に存在する信号は変化させられる（正または負に）。列上へと結合される信号の量は、タッチの接近性、圧力または領域に関連し得る。
【００２３】
受信器が各カラムに付けられる。受信器は、直交信号、直交信号の恣意的な組み合わせ、および存在する雑音または他の信号のいずれかを含む、各列上に存在する信号を受信するように設計されている。一般に、受信器は、列上に存在する信号のフレームを受信するように、およびそのフレームに存在する行信号の各々を定量化するように設計されている。一実施形態では、フレームは各列上でＡＤＣによって捕捉され、ＡＤＣによって捕捉された時間領域データは、行上で送信される各々の異なる周波数に対する「バケット」で反射する周波数領域データに変換される。一実施形態では、受信器（または受信器のデータに関連付けられた信号プロセッサ）は、信号のフレームは捕捉された時間の間にその列上に存在する直交の送信信号の量に関連付けられた尺度を判定し得る。このように、各列とタッチ状態にある行の識別に加えて、受信器は、タッチに関する付加的な（例えば、質的な）情報を提供することができる。概して、タッチイベントは、列上の受信された信号に対応し得る（または逆に対応し得る）。一実施形態では、各列について、その上で受信された異なる信号は、対応する行のどの行が、その列に近接してタッチされているのかを示す。一実施形態では、対応する行と列の間に結合される量は、例えば、タッチによって覆われたタッチ面の領域、タッチの圧力などを示し得る。一実施形態では、対応する行と列の間の経時的な結合における変化は、２つの行および列の交点でのタッチにおける変化を示す。
【００２４】
＜シヌソイドの例証＞
一実施形態では、行上へと送信されている直交信号は、未変調のシヌソイドであり得、その各々は異なる周波数を有しており、該周波数は、受信器において互いに区別され得るように選択される。一実施形態では、周波数は、受信器において互いに容易に区別され得るように、それらの間に十分な間隔を設けるように選択される。一実施形態では、周波数は、選択された周波数間に単純な調波関係が存在しないように選択される。単純な調波関係の欠如は、１つの信号に別の信号を模倣させ得る非線形のアーチファクト（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ  ａｒｔｉｆａｃｔｓ）を緩和し得る。
【００２５】
通常、隣接する周波数間の間隔が一定である且つ最も高い周波数が最低の周波数の２倍未満である、周波数の「コム（ｃｏｍｂ）」は、周波数間の間隔であるΔｆが、測定期間τの少なくとも逆数である場合に、これらの基準を満たすことになる。例えば、どの行信号が１ミリ秒当たり（τ）に１回存在するかを判定するために（例えば列からの）信号の組み合わせを測定することが望まれる場合、周波数間隔（Δｆ）は、１キロヘルツを超えなければならない（つまり、Δｆ＞１／τ）。この計算によると、１０行での実例の場合には、以下の周波数を使用することができた：
行１：５．０００ＭＨｚ    行６：５．００５ＭＨｚ
行２：５．００１ＭＨｚ    行７：５．００６ＭＨｚ
行３：５．００２ＭＨｚ    行８：５．００７ＭＨｚ
行４：５．００３ＭＨｚ    行９：５．００８ＭＨｚ
行５：５．００４ＭＨｚ    行１０：５．００９ＭＨｚ
【００２６】
周波数間隔が、ロバスト設計を可能にするためにこの最小よりも実質的に大きい場合があることが、本開示の当業者に明白となる。一例として、０．５ｃｍの行／列の間隔がある２０ｃｍ×２０ｃｍのタッチ面は、４０の行および４０の列を必要とし、４０の異なる周波数でシヌソイドを必要とし得る。１ミリ秒当たり１回の分析速度が１ｋＨｚの間隔しか必要としない一方で、恣意的に大きな間隔は、よりロバストな実施のために利用される。一実施形態では、恣意的に大きな間隔は、最高周波数が最低周波数よりも２倍より大きくなるべきではない（即ち、ｆｍａｘ＜２（ｆｍｉｎ））という制約にさらされる。したがって、この例では、５ＭＨｚに設定された最低周波数を有する１００ｋＨｚの周波数間隔が使用されてもよく、これにより、５．０ＭＨｚ、５．１ＭＨｚ、５．２ＭＨｚなどの、最大８．９ＭＨｚまでの周波数リストが得られる。
【００２７】
一実施形態では、周波数リリスト上のシヌソイドの各々は、信号発生器によって生成され、信号発信器または送信器によって別々の行上に送信されてもよい。タッチに接近した行と列を識別するために、受信器は列上に存在する信号のフレームを受信し、信号プロセッサは、信号を分析して、存在する場合、周波数リスト上にどの周波数が現れるかを判定する。一実施形態では、識別は、周波数分析技術（例えば、フーリエ変換）により、またはフィルタバンクの使用により支持され得る。一実施形態では、受信器は列信号のフレームを受信し、そのフレームはＦＦＴによって処理され、したがって、各周波数に対する度合いが判定される。一実施形態では、ＦＦＴは、各フレームのために、各周波数に対する同相および直角位相の度合いを提供する。
【００２８】
一実施形態では、各列の信号から、受信器／信号プロセッサは、その列上の信号において見られた周波数のリストからの各周波数に対する値（および一実施形態では同相おおよび直角位相の値）を判定することができる。一実施形態では、周波数に対応する値が、いくらかの閾値より大きいか又は小さい場合に、または先の値から変化する場合に、その周波数に対応する列と行の間のタッチイベントを識別するために、その情報が使用される。一実施形態では、行／列の交差からのタッチの距離、タッチオブジェクトの大きさ、オブジェクトが押し下げる圧力、タッチされている行／列の交差の部分等を含む、様々な物理現象に対応し得る信号強度の情報が、タッチイベントの領域を局在化する助けとして使用されてもよい。一実施形態では、判定された値は、タッチの自己決定の値ではなく、むしろ、タッチイベントを判定するために他の値と共にさらに処理される。
【００２９】
一旦、直交周波数の各々に対する値が、少なくとも複数の周波数（各々が行に対応する）または少なくとも複数の列に対して判定されると、二次元マップを作成することができ、その値は、その行／列の交点でのマップの値に比例／反比例するものとして使用される。一実施形態では、タッチ面またはタッチ領域に対するマップを作るために、タッチ面上の複数の行／列の交点で値が判定される。一実施形態では、タッチ面またはタッチ領域に対するマップを作るために、タッチ面上の、またはタッチ面の領域におけるあらゆる行／列の交差に対して値が判定される。一実施形態では、信号の値は、各列の上にある各周波数に対して計算される。一旦信号値が計算されると、二次元または三次元のマップが作成され得る。一実施形態では、信号値は、その行／列の交点でのマップの値である。一実施形態では、信号値は、その行／列の交点でのマップの値として使用される前に、雑音を減少させるように処理される。一実施形態では、（雑音を減少させるように処理された後に）信号値に比例するか、反比例するか、またはそうでなければ関連する別の値が、その行／列の交点でのマップの値として利用される。一実施形態では、異なる周波数でのタッチ面における物理的相違により、信号値は、与えられたタッチのために標準化されるか、または較正される。同様に、一実施形態では、タッチ面に渡る又は交差間にある物理的相違により、信号値は、与えられたタッチのために標準化されるか、または較正される。
【００３０】
一実施形態では、マップのデータは、タッチイベントをより良く識別、判定、または分離するために閾値処理（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｅｄ）されてもよい。一実施形態では、マップのデータは、タッチ面をタッチするオブジェクトの形状や方向付けなどに関する情報を推測するために使用される。
【００３１】
一実施形態では、本明細書に記載されるそのような解析およびタッチ処理は、タッチセンサーの離散的なタッチ制御装置上で実行され得る。別の実施形態では、そのような解析およびタッチ処理は、限定されないが、１つ以上のＡＳＩＣ、ＭＣＵ、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＳｏＣ、ＤＳＰまたは専用回線などの、他のコンピュータシステムコンポーネント上で実行され得る。本明細書で使用されるような用語「ハードウェアプロセッサ」は、上記のデバイスのいずれか、または計算上の機能を実行する他のデバイスを意味する。
【００３２】
行の上で送信される信号の議論に戻ると、シヌソイドは、上述の構成に使用され得る唯一の直交信号ではない。実際、上記で議論されるように、互いに判別され得る信号の任意のセットが、機能することになる。それにもかかわらず、シヌソイドは、より単純な工学技術、及びこの技術を使用する装置の更にコスト効率の良い製造を可能にし得る、幾つかの有利な特性を持つ場合がある。例えば、シヌソイドは、（定義により）非常に狭い周波数プロファイルを有しており、ＤＣの付近で低周波数に下がる（ｅｘｔｅｎｄ  ｄｏｗｎ）必要はない。更に、シヌソイドは、１／ｆの雑音による影響を比較的受けず、この雑音は、より低い周波数にまで広がる、より広域な信号に影響を及ぼし得る。
【００３３】
一実施形態において、シヌソイドはフィルタバンクにより検出され得る。一実施形態において、シヌソイドは周波数分析技術（例えばフーリエ変換／高速フーリエ変換）により検出され得る。周波数分析技術は比較的効率的な方法で実施され得、及び、優れたダイナミックレンジの特徴を持つ傾向があり、これにより周波数分析技術が多数の同時のシヌソイド間で検出及び判別を行うことが可能となる。広範囲の信号処理期間において、受信器の複数のシヌソイドの復号化は、周波数分割多重化の形態として考慮され得る。一実施形態において、時分割及び符号分割多重化などの他の変調技術も使用され得る。時分割多重化は、優れたダイナミックレンジの特徴を持つが、典型的には、限定された時間をタッチ面への送信（又は、そこからの受信信号の分析）に費やすことを要求する。符号分割多重化は、周波数分割多重化と同じ同時の性質を持つが、ダイナミックレンジの問題に遭遇する場合もあり、且つ複数の同時信号の間で容易に判別されない場合もある。
【００３４】
変調されたシヌソイドの説明
一実施形態において、変調されたシヌソイドは、前記シヌソイドの実施形態の代わりとして、それと組み合わせて、及び／又は、それを改良したものとして（ａｓ  ａｎ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｏｆ）、使用され得る。未変調のシヌソイドの使用は、タッチ面付近で他の装置に無線周波干渉を引き起こし、故に、それらを使用する装置は、規制当局による試験（例えばＦＣＣ、ＣＥ）を通過するという問題に遭遇しかねない。加えて、未変調のシヌソイドの使用は、精密な（ｄｅｌｉｂｅｒａｔｅ）送信器又は他の干渉装置（恐らく、更に別の同一のタッチ面）の何れかからの環境において、他のシヌソイドからの干渉を受けやすい場合もある。一実施形態において、そのような干渉は、記載の装置において、誤った又は劣化したタッチ測定を引き起こし得る。
【００３５】
一実施形態において、干渉を回避するために、シヌソイドは、一旦信号が受信器に到達すると復調され得る（かき乱されない（ｕｎｓｔｉｒｒｅｄ））方法で、送信器によって送信される前に変調されるか、又は「かき乱され（ｓｔｉｒｒｅｄ）」得る。一実施形態において、可逆的な変換（又は、ほぼ可逆的な変換）を使用することで、この変換が補われ且つ信号が受信器に到達すると実質的に復元され得るように信号を変調してもよい。当業者にも明らかなように、本明細書に記載されるようなタッチ装置に変調技術を使用して発せられる又は受信される信号は、他のものとはあまり関連付けられず、故に、環境中に存在する他の信号に類似し及び／又は他の信号からの干渉にさらされると考えられるよりもむしろ、単なる雑音に近いものとして作用する。
【００３６】
周波数変調
シヌソイドの全体のセットの周波数変調は、「シヌソイドをスミア処理する（ｓｍｅａｒｉｎｇ  ｔｈｅｍ  ｏｕｔ）」ことにより同じ周波数でシヌソイドが現われるのを防ぐ。規制当局による試験は通常、固定周波数に関係するため、周波数変調される送信されたシヌソイドは、より低い振幅で現われ、故にあまり関心の対象となることはない。受信器は、それ自体へのシヌソイド入力を「スミア処理しない（ｕｎ−ｓｍｅａｒ）」ので、等しく且つ対称的な様式で、精密に変調され且つ送信されたシヌソイドは復調され得、その後、実質的にそれらが変調される前のように現れる。しかし、環境から進入する（例えば、干渉する）任意の固定周波数のシヌソイドは、「スミア処理しない」動作によって「スミア処理され」、故に、意図した信号に対する効果の減少又は排除が生じることになる。従って、そうでなければセンサーに引き起こされ得る干渉は、例えば、一実施形態においてタッチセンサーに使用される周波数のコムに対し、周波数変調を利用することにより和らげられる。
【００３７】
一実施形態において、シヌソイドの全体のセットは、それ自体が変調される単一基準周波数から全てを生成することにより、周波数変調され得る。例えば、１００ｋＨｚの間隔を持つ１セットのシヌソイドは、同じ１００ｋＨｚの基準周波数に異なる整数を掛け合わせることにより生成され得る。一実施形態において、この技術は位相ロックループを使用して遂行され得る。最初の５．０ＭＨｚのシヌソイドを生成するために基準に５０を掛け合わせたり、５．１ＭＨｚのシヌソイドを生成するために基準に５１を掛け合わせるといったことが、可能である。受信器は、検出と復調の機能を行なうために、同じ変調された基準を使用することができる。
【００３８】
直接シーケンス拡散スペクトラムの変調
一実施形態において、シヌソイドは、送信器と受信器の両方に知らされる、擬似ランダムな（又は真にランダムな）スケジュール上でシヌソイドを定期的に逆転することにより、変調され得る。故に、一実施形態において、各シヌソイドがその対応する行に送信される前に、各シヌソイドは、選択可能なインバーター回路を通過し、その出力は、「逆転選択」入力の状態に依存して、＋１又は−１を掛け合わせた入力信号である。一実施形態において、これら「逆転選択」入力は全て、同じ信号から動作され、それにより、各行のシヌソイドは全て、同時に＋１又は−１を掛け合わされる。一実施形態において、「逆転選択」入力を動作する信号は、任意の信号から独立した疑似ランダムな機能、又は、環境に存在し得る機能であってもよい。シヌソイドの擬似ランダムな逆転は、周波数でシヌソイドを拡散して、シヌソイドをランダム雑音のように生じさせ、その結果シヌソイドは、接触し得る任意の装置を無視できるほどにしか干渉しない。
【００３９】
受信器上で、列からの信号は、行の上の信号と同じ擬似ランダムな信号によって動作される、選択可能なインバーター回路を通過し得る。その結果、送信信号は、たとえ周波数で拡散されたとしても、＋１又は−１を２回掛け合わせられ、未変調状態のまま残るか又は未変調状態に戻るので、受信器の前に逆拡散される（ｄｅｓｐｒｅａｄ）。直接シーケンス拡散スペクトラムの変調の適用により、列の上に存在する任意の妨害信号が拡散され得、その結果、妨害信号は雑音としてのみ作用し、意図したシヌソイドのセットの何れかを模倣することはない。
【００４０】
一実施形態において、選択可能なインバーターは、少数の単純なコンポーネントから作られ、及び／又は、ＶＬＳＩプロセスにおいて送信器中に実装され得る。
【００４１】
多くの変調技術が互いに独立しているので、一実施形態において、複数の変調技術（例えば、シヌソイドセットの周波数変調及び直接シーケンス拡散スペクトラム変調）が同時に利用され得る。
実施が潜在的に更に複雑となるが、そのような複数の変調された実施は、より優れた耐干渉性を達成し得る。
【００４２】
環境中で特定の疑似ランダムな変調に遭遇することは非常に稀であるので、本明細書に記載されるマルチタッチセンサーは、真のランダムな変調スケジュールを必要としない可能性がある。１つの例外は、同じ実施を伴う１より多くのタッチ面が同じ人物によってタッチされるという場合であり得る。そのような場合において、たとえ非常に複雑な疑似ランダムなスケジュールを使用しても、タッチ面が互いに干渉することが、起こり得る。故に、一実施形態において、不一致（ｃｏｎｆｌｉｃｔ）が起こりそうにない疑似ランダムなスケジュールを設計することに、注意が払われる。一実施形態において、真のランダム性の中には、変調スケジュールに導入されるものもあり得る。一実施形態において、ランダム性は、真のランダムソースから疑似ランダム発生器にシード値を与えること（ｓｅｅｄｉｎｇ）により、及び、（繰り返しの前に）ランダム性が十分に長い出力を持つことを確実にすることにより、導入される。そのような実施形態により、２つのタッチ面が同時にシーケンスの同じ部分を使用する可能性が非常に低くなる。一実施形態において、ランダム性は、真のランダムシーケンスで擬似ランダムシーケンスを排他的論理和する（ＸＯＲ）ことにより、導入される。ＸＯＲ機能は、その出力のエントロピーがどの入力よりも決して少なくならないように、その入力のエントロピーを組み合わせる。
【００４３】
シヌソイド検出
一実施形態において、シヌソイドは、フーリエ変換検出スキームを備えた完全な無線受信器を使用して、受信器において検出され得る。そのような検出は、高速ＲＦ波形をデジタル化し、その後にデジタル信号処理を行なうことを必要とし得る。別々のデジタル化及び信号処理は、タッチ面の全ての列に対して実施されてもよく、これにより、信号プロセッサは、どの行の信号がその列とタッチ状態にあるのかを発見することが可能となる。上述の例において、タッチ面に４０の行と４０の列があると、この信号チェーンの４０のコピーが必要となる。今日、デジタル化及びデジタル信号処理は、ハードウェア、コスト、及び動力に関して、比較的高価な動作である。シヌソイドを検出する、よりコスト効率の良い方法、特に、容易に複製可能であり且つ動力をほとんど必要としない方法を利用することが、有用である。
【００４４】
一実施形態において、シヌソイドはフィルタバンクを使用して検出され得る。フィルタバンクは、入力信号を取り上げ且つそれを各フィルタに関連した周波数成分に分割することができる、バンドパスフィルタのアレイを含む。離散フーリエ変換（ＤＦＴ、そのＦＦＴは効率的な実施である）は、周波数分析に使用され得る、均一に間隔を置いたバンドパスフィルタを備えたフィルタバンクの形態である。ＤＦＴはデジタルで実施されてもよいが、デジタル化工程は高価な場合がある。パッシブＬＣ（インダクタ及びキャパシタ）又はＲＣアクティブフィルタなどの個々のフィルタから、フィルタバンクを実装することが可能である。インダクタはＶＬＳＩプロセス上で十分に実施するのが難しく、離散インダクタは大きく且つ高価なものであり、そのため、フィルタバンクにおいてインダクタを使用することはコスト効率が良くない場合もある。
【００４５】
より低い周波数（約１０ＭＨｚ、及びそれ未満）で、ＶＬＳＩ上にＲＣアクティブフィルタのバンクを作ることが可能である。そのようなアクティブフィルタは十分に実行されるが、多くのダイスペース（ｄｉｅ  ｓｐａｃｅ）を取り、所望されるよりも多くの動力を必要とし得る。
【００４６】
より高い周波数で、表面音響波（ＳＡＷ）フィルタ技術によりフィルタバンクを作ることが可能である。これにより、ほぼ恣意的なＦＩＲフィルタの形状が可能となる。ＳＡＷフィルタ技術は、直線の（ｓｔｒａｉｇｈｔ）ＣＭＯＳ  ＶＬＳＩよりも高価な圧電材料を必要とする。更に、ＳＡＷフィルタ技術は、単一のパッケージへと十分に多くのフィルタを統合し、それにより製造原価を上げるほど十分な同時のタップを可能にしない場合もある。
【００４７】
一実施形態において、シヌソイドは、ＦＦＴのような「バタフライ」トポロジーを利用する標準ＣＭＯＳ  ＶＬＳＩプロセス上で、スイッチドキャパシタ技術により実施されるアナログフィルタバンクを使用して、検出され得る。そのような実施に必要なダイ領域は典型的にチャネルの数の二乗の関数であり、これは、同じ技術を使用する６４のチャネルのフィルタバンクが、１０２４のチャネルのバージョンのダイ領域の内、１／２５６しか必要としないことを意味する。一実施形態において、低レイテンシタッチセンサのための完全な受信システムは、フィルタバンク及び適切な増幅器、スイッチ、エネルギー検出器などの適切なセットを含む、複数のＶＬＳＩのダイの上に実装される。一実施形態において、低レイテンシタッチセンサのための完全な受信システムは、フィルタバンク及び適切な増幅器、スイッチ、エネルギー検出器などの適切なセットを含む、単一のＶＬＳＩのダイの上に実装される。一実施形態において、低レイテンシタッチセンサのための完全な受信システムは、ｎ−チャネルのフィルタバンクのｎ個のインスタンスを含み、且つ、適切な増幅器、スイッチ、エネルギー検出器などのための空間を残す、単一のＶＬＳＩのダイの上に実装される。
【００４８】
シヌソイド生成
主に、各行が１つの信号の生成を必要とする一方で、列の受信器は多くの信号間で検出且つ判別を行なわなければならないので、低レイテンシタッチセンサにおける送信信号（例えばシヌソイド）の生成は通常、検出ほどあまり複雑ではない。一実施形態において、シヌソイドは、一連の位相ロックループ（ＰＬＬ）により生成され得、その各々は共通の基準周波数に異なる倍数を掛け合わせる。
【００４９】
一実施形態において、低レイテンシタッチセンサの設計は、送信されたシヌソイドが非常に高品質であることを要求しないが、むしろ、より多くの位相雑音、周波数変動（時間や温度等にわたる）、高調波歪、及びラジオ回路において通常は可能である又は望ましい他の欠陥を持つ、送信されたシヌソイドを収容し得る。一実施形態において、大多数の周波数はデジタル手段によって生成され、その後、比較的粗いデジタル／アナログ変換プロセスを使用してもよい。上記で議論されるように、一実施形態において、生成された行の周波数は、互いとの単純な調波関係を有しておらず、記載された生成プロセスにおける任意の非線状性は、セットにおける１つの信号に「エイリアスを生じさせ（ａｌｉａｓ）」ないか、又は別のものを模倣させない。
【００５０】
一実施形態において、周波数コムは、フィルタバンクによってフィルタ処理される連続した狭いパルスを持つことにより生成され、フィルタバンク中の各フィルタは、行の上での送信のために信号を出力する。周波数「コム」は、受信器によって使用され得るフィルタバンクと同一であるフィルタバンクによって作られる。一例として、一実施形態において、１００ｋＨｚのレートで反復される１０ナノ秒のパルスが、５ＭＨｚで開始する周波数成分のコムを分離するように設計されるフィルタバンクに通されて、そして１００ｋＨｚに分離される。定義されるようなパルス列は、１００ｋＨｚから数十ＭＨｚまでの周波数成分を持ち、故に、送信器において全ての行に対して信号を持つ。故に、パルス列が同一のフィルタバンクを通って上述のものへと進み、それにより受信した列信号のシヌソイドを検出する場合、後にフィルタバンク出力はそれぞれ、行に送信され得る１つのシヌソイドを包含する。
【００５１】
＜セミパッシブスタイラス＞
本明細書中に開示されるセミパッシブスタイラスは、より低い電力消費量を達成し、設計の複雑性を維持し、パッシブスタイラスおよびアクティブスタイラスと比較して関連コストを低減する。開示されるセミパッシブスタイラスは、可変回路等の変調構成要素を利用することにより、スタイラスイベントとタッチ入力を区別でき、複数のスタイラスの入力を区別でき、１つ以上のスタイラスのペン先とイレーザとを区別でき、パームリジェクション（意図しないタッチ入力を防止するために使用される）を可能にする。スタイラスの変調構成要素は信号をパラメトリックに変調する。一実施形態では、スタイラスは、通常のセンサー信号と相互作用して、その位置、および随意に、その傾斜角度および／または回転の角度の検出を可能にする。一実施形態では、上述したようなセンサハードウェアを、本明細書に記載するセミパッシブスタイラスと共に使用することができる。スタイラスには、タッチセンシティブデバイスに近接したときにタッチ検出に使用される信号と相互作用しうるペン先が設けられている。一実施形態では、スタイラスには、それ自体で複数の電気的に絶縁された部分を含むペン先が設けられ、その部分のそれぞれは、タッチセンシティブデバイスに近接したときにタッチ検出に使用される信号とそれぞれ相互作用することができる。一実施形態では、複数の電気的に絶縁された部分が、傾斜角度および回転角度の区別を支援する。一実施形態では、異なるスタイラスは異なる変調を使用し、したがってスタイラス間の容易な識別が可能になる。一実施形態では、スタイラス上のスイッチまたは他の制御が、異なる変調方式の選択を可能にし、したがって、１つのスタイラスが、一般に知られる４色のペンのように、例えば「黒」、「赤」、「青」および「緑」のインクの固有性（ｉｄｅｎｔｉｔｉｅｓ）など、別々の固有性を有することを可能にする。一実施形態では、スタイラスには、複数のペン先が設けられてもよく、例えば一端がペン先、他端がイレーザなどであってもよい。
【００５２】
上述したように、例示的なＰＣＡＰタッチ面（２００）からの行（２０１）および列（２０２）が図２Ａに示されている。ＰＣＡＰセンサーは、このような行（２０１）および列（２０２）のグリッドを含む。行（２０１）上に送信された信号（２０３）は、列（２０２）に結合する。オブジェクト（２０５）（例えば、指、スタイラスまたは触知可能物）がその交点に近接したタッチ面にタッチする（例えば、接近または接触する）と、列（２０２）上の信号（２０３）の結合が変化する。一実施形態では、オブジェクト（２０５）は導電性または高誘電性である。異なる実施形態では、信号は、周囲のアースに向かって、かつ、列受信機から離れるように容量結合されてもよい。各行と列との間に残留電気信号がある場合、信号は、行／列の交点がタッチされたときに変化（例えば、減少）する。（信号（２０３）、（２０４）が「例示」されているが、該例示は、特定の種類の信号を表すことを意図していない。他の箇所で議論されるように、一般に、信号（２０３）は互いに直交していてもよく、信号（２０４）は信号（２０３）のいくつかの任意の組み合わせを含んでもよい。）
【００５３】
図２Ｂでさらに示されるように、タッチは行（２０１）と列（２０２）との間の結合（２０６）における変化を提供する。列（２０２）上で受信された信号（２０４）は、行と列との間の結合における変化を測定するために使用することができる。行と列との間の結合における変化を分析することによって、結合が変化しているタッチ面上の位置を測定することができる。
【００５４】
同様に、図２Ｃは、タッチセンシティブデバイス（２００）上の行（２０１）と列（２０２）との間の結合における変化を生成するために、例示的なスタイラス（２０７）およびその関連するペン先（２０８）がどのように使用されるかを示す。
【００５５】
一つのタッチしているオブジェクトを他と判別するために、列（または行）上で受け取ることができる新しい信号が生成されるか、または、タッチしているオブジェクトが行から列に結合された信号を変更または変調してもよい。前者は典型的にはアクティブスタイラスによって実行され、後者は、本開示のセミパッシブスタイラスによって実行される。
【００５６】
一実施形態では、セミパッシブスタイラスからの少量の電力（例えば、バッテリまたは電源からのもの）を使用して、スタイラス（または他の触知可能物）を「通過」する信号を変更してもよい。結果として、一実施形態では、スタイラスの位置、および潜在的にはＩＤ情報、ならびにタッチセンシティブデバイスに対する傾斜および回転の情報を測定することができる。一実施形態では、複数の直交する行信号が、タッチセンシティブデバイスの複数の行の導体のうちの少なくともいくつかのそれぞれの１つに放たれる。スタイラスがタッチセンシティブデバイスに近接して配置される場合、スタイラスは、複数の行の導体のうちの少なくとも１つと、タッチセンサデバイスの複数の列の導体の少なくとも１つと、の間で結合された信号と相互作用することができる。変調構成要素または可変回路は、スタイラスのペン先と、スタイラスの細長い本体、または、ユーザーの手と導電性接触（ｉｎ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｃｏｎｔａｃｔ  ｗｉｔｈ）しているスタイラスの他の導電性部分との間で変調する（すなわち、電気的接続を変化させる）。タッチセンシティブデバイスは、変調信号を検出して、タッチセンシティブデバイスに対するスタイラスの同一性、位置、位置および／または回転の角度を検出することができる。
【００５７】
図３Ａ〜３Ｃは、スタイラスがタッチセンシティブデバイスのタッチ検出信号と相互作用することができる、３つの例示的な実施形態を示す。図３Ａ〜図３Ｃは、ペン先とスタイラス本体との間の可変回路を示しており、これにより、ペン先をユーザーの手に可変的に結合し、したがって潜在的には周囲のアースに結合させる。
【００５８】
一実施形態では、時間の関数としてパラメーターの値を変更することによって、ペン先構成要素とスタイラスの本体との間で結合信号を変調して、元の信号には存在しなかった周波数成分を生成することができることを図３Ａは示している。一実施形態では、結合はパラメーターである。一実施形態では、パラメーターは静電容量であり、ユーザー／スタイラス本体からタッチ面に結合される信号の量が概ね静電容量に比例するので、静電容量を変調することで、結合された信号の振幅が効果的に変調される。一実施形態では、静電容量は周波数Ｆｍのシヌソイドとして変調され、したがって、側波帯が、周波数において＋Ｆｍおよび−Ｆｍ離れている元の結合信号に加えられる。そのような側波帯はタッチセンシティブデバイス中のハードウェア、ファームウェアまたはソフトウェアによって検出しうる。
一実施形態では、側波帯は、タッチを、周波数Ｆｍで変調しているスタイラス／触知可能物によって生成されるものとして識別する。一実施形態では、異なるスタイラス／触知可能物は、それらの異なる変調波形によって識別することができる。図３Ａにさらに示されているように、変調は、例えば、振幅、周波数、位相、コード、時間など、またはこれらの任意の組み合わせであってもよい。
【００５９】
図３Ｂに示す実施形態では、スタイラスまたは触知可能物の結合（またはその一部）は、例えばオンおよびオフスイッチを使用することによって、ペン先構成要素を介してタッチパネルへ、パラメトリックに変調することができる。これにより、スイッチを使用することで、結合されたスタイラスまたは触知可能物の信号に振幅変調の方形波が生成される（または方形波に近似する）。これにより、スイッチを使用することで、所与のスタイラスまたは触知可能物と、他のスタイラスまたは触知可能物と、および／またはタッチと、を判別するために使用できる周波数側波帯を生成しうる。異なる実施形態は、直列または並列の結合静電容量のいずれかを取り変えることができる。スタイラスのペン先の、例えば近接検出器または圧力センサーを含む、任意の種類のスイッチとすることができるスイッチは、変調デバイスがオンまたはオフのときを制御するために使用することができる。
そして、スタイラスは、通常の動作条件下で、スタイラスがタッチセンシティブデバイスの表面に接触しているかまたは近接しているときにスイッチがオンになるように構成することができる。一実施形態では、スタイラスは、信号を恒常的に変調するように構成され、かつ、スイッチの状態は、信号の周波数、振幅などの１つ以上の信号の特性を変更できる。恒常的に変調することで、スタイラスがタッチセンシティブデバイスの表面と接触しているときだけでなく、わずかに上にあるときにも使用されることができ、「ホバー」機能を提供する。一実施形態では、スタイラスは、動きを検出するために加速度計を使用し、それによって変調を引き起こすことができる。一実施形態では、スタイラスはユーザーの把持を検出して変調を引き起こすことができる。変調が開始および／または停止されうる方法における変形は、本開示の範囲および精神の範囲内にあり、本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。
【００６０】
図３Ｃに示す実施形態では、回路（例えば、変調器または可変回路）が結合経路に配置され、そのような回路が結合信号を変調するために使用されてもよい。変調は、少なくとも１つのパラメーター、例えば、振幅、周波数、位相、コード、時間、またはそれらの任意の組み合わせを変化させることによって達成しうる。例えば、回路はパラメーター的増幅器を用いて結合信号を増幅することもできる。他の回路構成およびパラメーター変調は、この開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。
【００６１】
一実施形態では、タッチセンサーは、タッチイベント中にスタイラスがタッチセンサデバイスのタッチ検出信号とどのように相互作用するかを決定するモードで動作することができる。一実施形態では、スタイラスは表面と相互作用し、結合はスタイラスなしで存在する残留結合以上に増加する。一実施形態では、スタイラスは表面と相互作用し、結合は残留結合よりも減少する。セミパッシブスタイラスは、スタイラスの相互作用の結果として結合が増加するか減少するかに関わらず、タッチ検出システムに使用されてもよい。
【００６２】
一実施形態では、変調によって引き起こされる周波数成分（限定されないが、側波帯など）は、変調なしでは存在しないため、スタイラスの存在下では、増加するだけであり、減少しえない。したがって、タッチされたときのＰＣＡＰ表面の結合が残留結合よりも減少する実施形態では、特定の周波数成分の増加をスタイラス誘導変調に関連付けることができ、それによって、スタイラスとタッチ入力とを区別することができる。
【００６３】
一実施形態では、周囲のアースとの接続が結合の変化において役割を果たす場合、その結合は、ユーザーの身体、および、ユーザーがスタイラスまたは触知可能物をどのように保持しているか、に大きく影響を受ける可能性がある。一実施形態では、この結合を変調するために、ユーザーとスタイラスまたは触知可能物のペン先との間に、回路（例えば、変調器、スイッチング手段、または可変回路）を配置してもよい。図４Ａは、周囲のアースに結合するためにユーザーの身体（４０１）を使用するセミパッシブスタイラス（４００）の実施形態を示す。一実施形態では、スタイラス（４００）の導電性ペン先構成要素（４０２）は、スタイラス（４００）の導電性または高誘電性本体（４０３）に直接接続されてもよく、その結果、ユーザーの手（４０１）がペン先構成要素（４０２）に結合される。図４Ａで描写される実施形態のように、回路（４０４）をスタイラス本体（４０３）とペン先（４０２）との間に配置することにより、この結合は、所与のスタイラスと、同時に感知された他のタッチ入力信号とを確実に区別できるようにするために、低電力で変調することができる。絶縁部（４０５）は、ペン先（４０２）と、例えばスタイラス（４００）の導電性または高誘電性本体（４０３）との間に配置されてもよい。
【００６４】
図４Ｂは、周囲のアースに結合するためにユーザーの身体（４０１）を使用しうるセミパッシブスタイラス（４００）の実施形態を示す。スタイラス本体（４０３）は、第１のペン先構成要素（４０２Ａ）および第２のペン先構成要素（４０２Ｂ）を有するペン先を支持する。一実施形態では、第１のペン先構成要素（４０２Ａ）および第２のペン先構成要素（４０２Ｂ）は、可変回路（４０４Ａ）、（４０４Ｂ）を介してスタイラス（４００）の伝導性または高誘電性本体（４０３）に接続される。このような構成において、可変回路（４０４Ａ）、（４０４Ｂ）は、手（４０１）と２つのペン先構成要素（４０２Ａ）、（４０２Ｂ）との間の伝導性結合を、それぞれ制御する。図４Ｂで描写される実施形態のように、第１の可変回路（または変調構成要素）（４０４Ａ）および第２の可変回路（または変調構成要素）（４０４Ｂ）をスタイラス本体（４０３）と２つのペン先構成要素（４０２Ａ）、（４０２Ｂ）との間に配置することによって、この結合を低電力で変調できる。第１の可変回路（４０４Ａ）と第２の可変回路（４０４Ｂ）とを異なる方法で変化させることにより、それらの間の信頼性の高い区別が達成され得る。一実施形態では、第１の可変回路（４０４Ａ）は第１のペン先構成要素（４０２Ａ）に接続され、第１のペン先構成要素（４０２Ａ）と、細長いスタイラス本体（４０３）、または、ユーザーの手（４０１）に導電性接触しているスタイラスの他の導電性部分との間の電気的接続を変化させる（または変調する）。第２の可変回路（４０４Ｂ）は、第２のペン先構成要素（４０２Ｂ）に接続され、第２のペン先構成要素（４０２Ｂ）と細長いスタイラス本体（４０３）またはユーザーの手（４０１）との間の第２の電気的接続を変化させる。可変回路（４０４Ａ）、（４０４Ｂ）は、それらのそれぞれの第１ペン先構成要素（４０２Ａ）と、細長いスタイラス本体（４０３）、または、ユーザーの手（４０１）と導電性接触しているスタイラスの他の導電性部分との間で、互いに異なりかつ判別可能な方法で、電気的接続を変えるように、それぞれ適合される。一実施形態では、可変回路（４０４Ａ）、（４０４Ｂ）は、異なる比率でそれぞれの電気的接続を変える。絶縁部（４０５）はペン先構成要素（４０２Ａ）、（４０２Ｂ）の間、例えばスタイラス（４００）の伝導性または高誘電性本体（４０３）、に配置されてもよい。一実施形態では、スタイラス本体（４０３）は絶縁性であってもよいが、伝導性の領域（図示せず）が、可変回路（４０４Ａ）、（４０４Ｂ）とユーザーの手（４０１）との間の接続を結びつけるためのその外表面上に存在してもよい。
【００６５】
一実施形態では、第１のペン先構成要素と、１つ以上の追加のペン先構成要素とは、タッチセンシティブデバイスに対して配向されて、スタイラスが第１の位置にある時は、第１のペン先構成要素は、追加のペン先構成要素のどれよりもタッチセンシティブデバイスに近く、かつ、スタイラスが第２の位置にある時は、追加のペン先構成要素の少なくとも一つは、第１のペン先構成要素よりもタッチセンシティブデバイスに近くなる。一実施形態では、可変回路は追加のペン先構成要素の各々に接続され、かつ、これらの可変回路は、それらのそれぞれのペン先構成要素と、細長いスタイラス本体またはユーザーの手と導電性接触するスタイラスの別の導電性部分と、の間の電気的接続を変化させるように、それぞれ適合させられる。一実施形態では、可変回路はすべて１つの集積回路で実装される。
【００６６】
一実施形態において、周囲のアースへの接続がさほど役割を果たしていない場合、スタイラスのペン先の一部（あるいは、触知可能物の一部がタッチセンサーと接触する）とＰＣＡＰタッチ面との間の静電容量接続は変調される。図５Ａは、ペン先が２つのペン先構成要素（例えば「Ａ」と「Ｂ」）に分割され、それらが可変回路（図示せず）によって接続されていることを除けば、互いから電気的に隔離されている、実施形態を示す。一実施形態において、ペン先は「正方形」を用いて例示されているが、全体としては一般的に丸くなければならない。図５Ｂで示される一実施形態において、ペン先構成要素の各々は、多くの下位構成要素あるいは要素を有し、２つのペン先構成要素「Ａ」と「Ｂ」の要素は、互いに噛み合っているか、あるいは互いに重ねられている。一実施形態において、２つのペン先構成要素の要素は、各ペン先構成要素の少なくともいくつがタッチセンサーと接触するように方向づけられる。一実施形態において、２つのペン先構成要素は、互いから電気的に隔離される（あるいは絶縁される）（例えば、半分は個々の「Ａ」部分の中で相互連結され、他の半分は個々の「Ｂ」部分で相互連結される）。一実施形態において、２つの部分は可変回路によって接続可能である。一実施形態において、２つの部分をまとめて接続する可変回路は、スタイラスのペン先とＰＣＡＰタッチ面との間の結合を変調するために、やがて接続を変化させる。一実施形態において、「Ａ」と「Ｂ」部分の接続はともに結合静電容量を増加させる。一実施形態において、「Ａ」と「Ｂ」部分の分離は結合静電容量を減少させる。
【００６７】
ここで、図５Ｃに目を向けると、８つのペン先構成要素（例えば「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」、「Ｇ」、および「Ｈ」）が示される。一実施形態において、ペン先構成要素の各々は複数の電気的に接続している下位構成要素から形成される。例示される実施形態では、８つのペン先構成要素は、４つのペン先の四分円（例えば半球、あるいは球体の４分の１）に分かれており、各ペン先の四分円は、２つのペン先構成要素（つまり、Ａ／Ｂ、Ｃ／Ｄ、Ｅ／Ｆ、およびＧ／Ｈ）を含む。一実施形態において、それぞれのペン先構成要素は８つの下位構成要素あるいは要素を含む。ペン先構成要素と下位構成要素の構成は、スタイラスに対する感度、あるいは角度または回転感知能力を向上させるために設計されることもある。ペン先構成要素と下位構成要素の数の変動は、各々の構成と同様に、本開示を考慮して当業者に明白となる。したがって、本開示に照らして当業者に理解されるように、ペン先は、任意の数の部分、四分円、および／または、他のグループ分けに分割可能である。本開示に照らして当業者にさらに理解されることになるように、図５Ａ−図５Ｃは２次元の概略図であり、本明細書に記載される本開示の実施は、曲線状の、または丸いペン先で達成されることもある。
【００６８】
図６Ａ−図６Ｃに目を向けると、多構成のペン先に対する使用される様々なタイプの可変回路の効果が例示されている。図６Ａに従って、一実施形態において、時間関数としてのパラメーターの値を変えることにより、もとの信号にはなかった周波数成分を生成するために、行と列の間で結合される信号はスタイラス変調の影響を受けることがある。一実施形態において、結合はパラメーターである。一実施形態において、行から列に結合された信号の量が静電容量にほぼ比例するため、静電容量の変調は結合された信号の振幅を有効に変調する。一実施形態において、静電容量が周波数Ｆｍのシヌソイドとして変調される場合、側波帯は、周波数で＋Ｆｍと−Ｆｍ離れているもとの結合された信号に加えられる。一実施形態において、このような側波帯は、タッチシステムにおけるハードウェア、ファームウェア、あるいはソフトウェアによって検知可能であり、周波数Ｆｍで変調しているスタイラス／触知可能物によってタッチが生成されていると識別することになる。一実施形態において、様々なスタイラス／触知可能物は、例えば、振幅、周波数、位相、コード、時間など、あるいはこれらの任意の組み合わせにおける、その様々な変調波形によって識別可能である。
【００６９】
図６Ｂに目を向けると、一実施形態では、スタイラスまたは触知可能物の結合（あるいはその一部）は、オンオフスイッチを用いて、ペン先を介してタッチパネルへとパラメトリックに変調可能である。オンオフスイッチを用いることで、結合されたスタイラスまたは触知可能物の信号上で振幅変調の方形波（あるいはそれに近似する波）が形成され、かつ、所定のスタイラスまたは触知可能物を、別のスタイラスまたは触知可能と、および／またはタッチと区別するために使用することができる周波数側波帯が形成される。様々な実施形態は、内外の直列または並列の結合静電容量を変えることができる。
【００７０】
図６Ｃに目を向けると、一実施形態では、回路は結合パスの中に挿入され、こうした回路は結合された信号を変調するために使用されてもよい。変調は、例えば、振幅、周波数、位相、コードあるいはその任意の組み合わせであってもよい。一実施形態において、回路はさらにパラメトリック増幅器を用いて結合された信号を増幅することもある。
【００７１】
一実施形態において、スタイラスは、細長いスタイラス本体と、ペン先にある２つのペン先構成要素の各々に動作可能に接続された第１の可変回路を含む。２つのペン先構成要素を含むペン先は、タッチ面に存在するタッチ検知信号と相互に作用するのに適している。２つのペン先構成要素の各々は、複数の電気的に接続された下位構成要素から形成される。一実施形態において、各ペン先構成要素の複数の電気的に接続された下位構成要素は、互いに重ねられている。一実施形態において、２つのペン先構成要素は互いから絶縁される。第１の可変回路は、２つのペン先構成要素間の第１の電気的接続を変えるのに適している。一実施形態において、ペン先は、互いから絶縁される２つの追加のペン先構成要素をさらに含む。第２の可変回路は、２つの追加のペン先構成要素の各々に動作可能に接続され、２つの追加のペン先構成要素間の第１の電気的接続を変えるのに適している。一実施形態において、２つの追加のペン先構成要素の各々は、複数の電気的に接続された下位構成要素から形成される。一実施形態において、各追加のペン先構成要素の複数の電気的に接続された下位構成要素は、互いに重ねられている。
【００７２】
一実施形態において、ペン先は複数のペン先構成要素を有し、ペン先構成要素の各々は、それ自体の変調または切り替えのハードウェア手段を有する。一実施形態において、複数のペン先構成要素は、ペン先がタッチ面に押し付けられるときに、複数の部分がタッチ面と接触し得るように、配される。一実施形態において、スタイラスがタッチ面に近接しているか、タッチ面を押しているとき、タッチ検出器において検出可能な変化がある。一実施形態において、タッチ面に対するスタイラスの角度は、複数のペン先構成要素の各々とタッチ面との近さを決定する。一実施形態において、タッチ面に対するスタイラスの角度によっては、システムは、複数のペン先構成要素の各々からの様々なレベルの変調された信号を検出する。一実施形態において、タッチ検出器は、複数のペン先構成要素からタッチ検出器表面までの近さに関して、複数のペン先構成要素の各々から変調された信号のレベルを検出する。
【００７３】
図７Ａに目を向けると、スタイラスは（例示目的のために）３つのペン先構成要素とともに示されている。図７Ａはさらに、タッチ表面に対して３つの様々な（２次元）配向で保持されたスタイラスを示す。一実施形態において、スタイラスのペン先構成要素（各々が独自の変調を備えた）とタッチ面との関係を前提として、図７Ａで示される３つのスタイラス位置の各々における各ペン先構成要素の変調のレベルが図７Ｂで示されている。図７Ｂで示されるように、ペン先構成要素がタッチ面の近くに、またはタッチ面に接して配される場合、タッチ面から遠く離れているペン先構成要素と比較して、その所定のペン先構成要素についてより高い変調が得られることもある。反対に、ペン先構成要素がタッチ面から離れている場合、そのペン先構成要素によって生成される変調はより低いこともある。別の表現で言うと、所定のペン先構成要素によって生成される変調の量は、それぞれのペン先構成要素のタッチ面への近さに比例する（あるいは、少なくとも相関している）。それぞれのペン先構成要素によって生成される変調に基づいて、タッチ面に対するスタイラスの角度、位置、および回転を決定することができる。本開示に照らして当業者に理解されることになるように、複数の識別可能なペン先構成要素の使用は、周囲のアースへの静電容量結合が多かれ少なかれ重要である実施形態で採用されることもある。
【００７４】
さらに、タッチセンシティブデバイスに近接するスタイラスのペン先からスタイラス識別情報を提供する方法も開示され、ここで、スタイラスは導電性領域を有する。一実施形態において、該方法は、手でスタイラスをつかむステップであって、手の少なくとも一部が導電性領域に導電的に接している、ステップと、ペン先がタッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するように、タッチセンシティブデバイスへ近接してスタイラスのペン先を配するステップと、ペン先と導電性領域との間の電気的接続を変えるステップであって、それによってスタイラスのペン先から位置決め情報を提供する、ステップを含む。別の実施形態では、該方法は、手でスタイラスをつかむステップであって、手の少なくとも一部が導電性領域に導電的に接している、ステップと、ペン先がタッチ面上に存在するタッチ検出信号と相互に作用するように、タッチセンシティブデバイスへ近接してスタイラスのペン先を配するステップと、複数の電気的接続を変えるステップであって、複数の電気的接続の各々は、複数のペン先構成要素の１つと導電性領域との間にあり、ここで、複数の電気的接続を変えることは、複数のペン先構成要素の少なくとも２つで異なる。
【００７５】
この例示は２Ｄの配向を示しているが、スタイラスの複数の方向への傾きやその主軸のまわりの回転さえも感知するために、この手法をどのようにして拡張することができるか、本開示を考慮すれば、当業者には明らかとなるであろう。
【００７６】
本システムと方法は、パラメーターの変調を駆使して、セミパッシブスタイラスを提供するユーザー入力システムに関して上に記載されている。アナログまたはデジタルのハードウェアとコンピュータープログラム命令によって、それぞれの操作に関する例示が実行され得ることが理解される。コンピュータープログラム命令は、コンピュータあるいは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサによって実行されるコンピュータープログラム命令が、指定された機能／行為を実行するように、汎用コンピュータ、専用のコンピュータ、ＡＳＩＣ、あるいは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供されてもよい。上記の議論によって明示的に制限されることを除けば、いくつかの交互の実施において、機能／行為は操作に関する例示に明記された順序以外で生じることもある。
【００７７】
本発明はその好ましい実施形態に関して具体的に示され、記載されてきた一方で、形態と詳細の様々な変化は本発明の精神と範囲から逸脱することなくなされ得るということが当業者に理解されよう。
【図１】
2018526734.tif 000003
【図２Ａ】
2018526734.tif 000004
【図２Ｂ】
2018526734.tif 000005
【図２Ｃ】
2018526734.tif 000006
【図３Ａ】
2018526734.tif 000007
【図３Ｂ】
2018526734.tif 000008
【図３Ｃ】
2018526734.tif 000009
【図４Ａ】
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2018526734.tif 000011
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2018526734.tif 000013
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2018526734.tif 000015
【図６Ａ】
2018526734.tif 000016
【図６Ｂ】
2018526734.tif 000017
【図６Ｃ】
2018526734.tif 000018
【図７Ａ】
2018526734.tif 000019
【図７Ｂ】
2018526734.tif 000020
【国際調査報告】
2018526734.tif 000021
2018526734.tif 000022