(57)【要約】そこへの複数のタッチおよびそれらの力を検出可能な投影容量式タッチおよび力センサは、多重タッチおよび力解読能力を有するデジタルデバイスと結合される。タッチが確立されると、その力は、投影容量式タッチおよび力センサの走査の間に決定された容量値の変化の大きさに基づいて、タッチに割り当てられ得る。関連付けられた追跡タッチ点からのタッチセンサに加えられるタッチ力は、３次元ジェスチャ、例えば、Ｘ、Ｙ、およびＺの位置および力をさらに決定する際に利用され得る。
2017511520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ感知表面上の複数のタッチおよび前記複数のタッチの力を解読する方法であって、前記方法は、
軸上に整列させられた複数のチャネルを走査し、前記複数のチャネルの各々の自己容量値を決定するステップと、
前記自己容量値を比較し、前記チャネルのうちのどれが局所最大自己容量値を有するかを決定するステップと、
前記局所最大自己容量値を有する少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査し、前記ノードの相互値を決定するステップと、
前記相互値を比較し、前記ノードのうちのどれが最も大きな相互容量値を有するかを決定するステップであって、前記局所最大自己容量値チャネル上の最も大きな相互容量値を有するノードは、潜在的タッチ場所である、ステップと、
前記潜在的タッチ場所への無タッチ中およびタッチ中の前記潜在的タッチ場所におけるノードの相互容量値の変化から、前記潜在的タッチ場所における力を決定するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記自己値のうちの少なくとも１つが自己タッチ閾値を上回るかどうかを決定するステップをさらに含み、
「はい」である場合、前記最も大きな自己値を有する前記少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップに進み、
「いいえ」である場合、完了として、タッチ検出フレームを終了する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの自己値に対する左および右勾配値を決定するステップをさらに含み、
前記左勾配値は、前記少なくとも１つの自己値から前記少なくとも１つのチャネルの左のチャネルの自己値を引いた値に等しく、
前記右勾配値は、前記少なくとも１つの自己値から前記少なくとも１つのチャネルの右のチャネルの自己値を引いた値に等しい、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記左勾配値がゼロ（０）を上回り、かつ前記右勾配値がゼロ（０）未満であるかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップに戻り、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
前記左勾配値がゼロ（０）を上回り、かつ前記右勾配値を上回るかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップに戻り、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
前記左勾配値がゼロ（０）未満であり、かつ前記右勾配値のある割合を上回るかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップに戻り、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
別の自己値が存在するかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記別の自己値を使用して、前記自己値のうちの少なくとも１つが、前記自己タッチ閾値を上回るかどうかを決定するステップに戻り、
「いいえ」である場合、完了として、タッチ検出フレームを終了する、
ステップと
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記相互値のうちの少なくとも１つが相互タッチ閾値を上回るかどうかを決定するステップをさらに含み、
「はい」である場合、前記最も大きな自己値を有する前記少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップに進み、
「いいえ」である場合、完了として、前記タッチ検出フレームを終了する、
請求項２に記載の方法。
【請求項６】
次の勾配値を決定するステップであって、前記次の勾配値は、現在の相互値から次のノードの次の相互値を引いた値に等しい、ステップと、
前の勾配値を決定するステップであって、前記前の勾配値は、前記現在の相互値から前のノードの前の相互値を引いた値に等しい、ステップと
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記次の勾配値がゼロ（０）未満であり、かつ前記前の勾配値がゼロ（０）を上回るかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記ノードを検証するステップを開始し、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
前記次の勾配値がゼロ（０）を上回り、かつ前記前の勾配値のある割合未満であるかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記ノードを検証するステップを開始し、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
前記次の勾配値がゼロ（０）未満であり、かつ前記前の勾配値を上回るかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記ノードを検証するステップを開始し、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
別の相互値が存在するかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記相互値のうちの少なくとも１つが前記相互タッチ閾値を上回るかどうかを決定するステップに戻り、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
別の自己値が存在するかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、別の自己値を検討し、および前記自己値のうちの少なくとも１つが自己タッチ閾値を上回るかどうかを決定するステップに戻り、
「いいえ」である場合、完了として、前記タッチ検出フレームを終了する、
ステップと
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ノードを検証するステップは、
局所最大相互値を有するノードを現在のノードとして識別するステップと、
前記現在のノードの北に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップであって、
「いいえ」である場合、前記現在のノードの南に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップに進み、
「はい」である場合、前記北ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、
ステップと、
前記北ノードが前記現在のノードを上回るかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記北ノードを前記現在のノードにし、タッチ点がこのノードにすでに存在するかどうかを決定するステップに進み、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
前記現在のノードの南に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップであって、
「いいえ」である場合、前記現在のノードの東に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップに進み、
「はい」である場合、前記南ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、
ステップと、
前記南ノードが前記現在のノードを上回るかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記南ノードを前記現在のノードにし、タッチ点がこのノードにすでに存在するかどうかを決定するステップに進み、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
前記現在のノードの東に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップであって、
「いいえ」である場合、前記現在のノードの西に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップに進み、
「はい」である場合、前記東ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、
ステップと、
前記東ノードが前記現在のノードを上回るかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記東ノードを前記現在のノードにし、タッチ点がこのノードにすでに存在するかどうかを決定するステップに進み、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
前記現在のノードの西に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップであって、
「いいえ」である場合、前記現在のノードの左に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップに進み、
「はい」である場合、前記西ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、
ステップと、
前記西ノードが前記現在のノードを上回るかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、前記西ノードを前記現在のノードにし、タッチ点がこのノードにすでに存在するかどうかを決定するステップに進み、
「いいえ」である場合、次のステップに進む、
ステップと、
前記現在のノードの左に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップであって、
「いいえ」である場合、中心相互値から右相互値を引いた値として左相互値を定義し、前記ノードに対する微細位置を決定するステップに進み、
「はい」である場合、前記左ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、
ステップと、
前記現在のノードの右に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップであって、
「いいえ」である場合、前記中心相互値から前記左相互値を引いた値として前記相互値を定義し、前記ノードに対する微細位置を決定するステップに進み、
「はい」である場合、前記右ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、
ステップと、
前記左値を前記右値から減算し、この差異を前記中心値で除算し、その結果を６４で乗算することによって、前記ノードの微細位置を決定し、次のステップに進むステップと、
補間が各軸に対して行われたかどうかを決定するステップであって、
「はい」である場合、別のタッチ点を全検出されたタッチ点のリストに追加し、追加の相互値が存在するかどうかを決定するステップに戻り、
「いいえ」である場合、前記現在のノードの左に有効ノードが存在するかどうかを決定するステップを再び開始するために、他の軸の左および右ノードを使用することによって、前記他の軸を補間する、
ステップと
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
視覚的ディスプレイを有するタッチ感知表面上のジェスチャ運動および前記ジェスチャ運動の力を決定するためのシステムであって、前記システムは、
第１の軸を有し、平行配向に配列されている第１の複数の電極であって、前記第１の複数の電極の各々は、自己容量を備えている、第１の複数の電極と、
前記第１の軸に実質的に垂直な第２の軸を有し、平行配向に配列されている第２の複数の電極であって、前記第１の複数の電極は、前記第２の複数の電極の上に位置し、前記第１の複数の電極と第２の複数の電極との重複交差点を備えている複数のノードを形成し、前記複数のノードの各々は、相互容量を備えている、第２の複数の電極と、
前記第１の複数の電極を覆う可撓性電気伝導性カバーであって、前記可撓性電気伝導性カバーの面は、前記タッチ感知表面を形成する、可撓性電気伝導性カバーと、
前記可撓性電気伝導性カバーと前記第１の複数の電極との間の複数の変形可能スペーサであって、前記複数の変形可能スペーサは、前記可撓性電気伝導性カバーと前記第１の複数の電極との間の距離を維持する、複数の変形可能スペーサと、
デジタルプロセッサおよびメモリであって、前記デジタルプロセッサのデジタル出力は、前記第１および第２の複数の電極に結合されているデジタルプロセッサおよびメモリと、
前記第１および第２の複数の電極に結合されているアナログフロントエンドと、
前記デジタルプロセッサに結合されている少なくとも１つのデジタル出力を有するアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）と
を備え、
前記自己容量の値は、前記第１の複数の電極の各々に対して、前記アナログフロントエンドによって測定され、
前記測定された自己容量の値は、前記メモリ内に記憶され、
自己容量の最も大きな値のうちの少なくとも１つを有する、前記第１の電極のうちの少なくとも１つのノードの相互容量の値は、前記アナログフロントエンドによって測定され、
前記測定された相互容量の値は、前記メモリ内に記憶され、
前記デジタルプロセッサは、前記記憶された自己および相互容量値を使用し、ジェスチャ運動および前記タッチ感知表面に加えられる前記ジェスチャ運動に関連付けられた少なくとも１つの力を決定する、
システム。
【請求項１０】
前記デジタルプロセッサ、メモリ、アナログフロントエンド、およびＡＤＣは、デジタルデバイスによって提供される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記デジタルデバイスは、マイクロコントローラを備えている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記可撓性電気伝導性カバーは、可撓性金属基板を備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記可撓性電気伝導性カバーは、可撓性非金属基板およびその表面上の電気伝導性コーティングを備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記可撓性電気伝導性カバーは、実質的に光透過性の可撓性基板および前記可撓性基板の表面上のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のコーティングを備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記可撓性電気伝導性カバーは、実質的に光透過性の可撓性基板および前記可撓性基板の表面上のアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）のコーティングを備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定するための請求項９に記載の方法であって、前記方法は、
前記視覚的ディスプレイに示されているオブジェクトを、第１の力で前記オブジェクトをタッチすることによって選択するステップを含む、方法。
【請求項１７】
第２の力で前記オブジェクトをタッチすることによって、前記オブジェクトを定位置にロックするステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
第３の力で前記オブジェクトをタッチし、前記タッチを前記タッチ感知表面を横断する方向に移動させることによって、前記オブジェクトに対するロックを解除するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記オブジェクトに対する第１の力におけるタッチを除去し、次いで、再び、第２の力で前記オブジェクトをタッチすることによって、前記オブジェクトに対するロックを解除するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の力は、前記第１の力を上回る、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定するための請求項９に記載の方法であって、前記方法は、
第１の力で前記視覚的ディスプレイに示されているオブジェクトの右部分をタッチするステップと、
第２の力で前記オブジェクトの左部分をタッチするステップと
を含み、
前記第１の力が前記第２の力を上回るとき、前記オブジェクトは、第１の方向に回転し、前記第２の力が前記第１の力を上回るとき、前記オブジェクトは、第２の方向に回転する、方法。
【請求項２２】
前記第１の方向は、時計回りであり、前記第２の方向は、反時計回りである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記オブジェクトの左部分におけるタッチが、前記オブジェクトの右部分に向かって移動するとき、前記オブジェクトは、第３の方向に回転し、前記オブジェクトの右部分におけるタッチが、前記オブジェクトの左部分に向かって移動するとき、前記オブジェクトは、第４の方向に回転する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１および第２の方向は、前記第３および第４の方向に略垂直である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定するための請求項９に記載の方法であって、前記方法は、
ある力で前記オブジェクトの一部をタッチすることによって、前記視覚的ディスプレイに示されているオブジェクトのサイズを変化させるステップであって、前記力が大きくなるほど、前記オブジェクトのサイズも大きくなる、ステップを含む、方法。
【請求項２６】
前記オブジェクトのサイズは、前記タッチおよび前記力が前記オブジェクトから離れると、固定される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記オブジェクトのサイズは、前記オブジェクトに加えられる力の量に比例して変動する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定するための請求項９に記載の方法であって、前記方法は、
ページをめくるために十分な力でドキュメントの一部をタッチすることによって、前記視覚的ディスプレイに示されている前記ドキュメントの前記ページを取り扱うステップを含む、方法。
【請求項２９】
現在見えているページにおけるタッチを前記タッチ感知表面と平行な第１の方向に移動させることによって、前記現在見えているページを除去するステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
新しいドキュメント近傍において力を加えて前記除去されるページをタッチすることによって、前記除去されるページを前記新しいドキュメントの中に挿入するステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定するための請求項９に記載の方法であって、前記方法は、
異なる力で英数文字をタッチすることによって、前記視覚的ディスプレイに示されている前記英数文字の値を変化させるステップを含み、
第１の力は、前記英数文字をインクリメントさせ、第２の力は、前記英数文字をデクリメントさせるであろう、方法。
【請求項３２】
前記英数文字の値は、前記タッチが前記英数文字から離れるように、かつ前記タッチ感知表面と平行に移動されると、ロックされる、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定するための請求項９に記載の方法であって、前記方法は、
ある力で英数文字の上側部分をタッチすることによって、前記視覚的ディスプレイに示されている前記英数文字の値をインクリメントさせるステップと、
前記力で前記英数文字の下側部分をタッチすることによって、前記英数文字の値をデクリメントさせるステップと
を含む、方法。
【請求項３４】
前記英数文字の値は、前記タッチが前記英数文字から離れるように、かつ前記タッチ感知表面と平行に移動されると、ロックされる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記英数文字の値をインクリメントまたはデクリメントさせる速度は、それぞれ、前記英数文字の上側部分または下側部分に加えられる力の大きさに比例する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記英数文字は、数字である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記英数文字は、アルファベットの文字である、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、米国特許出願第１３／８３０，８９１号（２０１３年３月１４日出願）の一部継続出願であり、上記出願は、米国仮特許出願第６１／６１７，８３１号（２０１２年３月３０日出願）に対する優先権を主張する。本願は、米国特許出願第１４／０９７，３７０号（２０１３年１２月５日出願）の一部継続出願であり、上記出願は、米国仮特許出願第６１／７７７，９１０号（２０１３年３月１２日出願）に対する優先権を主張する。これらの出願の全ては、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
【０００２】
（技術分野）
本開示は、容量式タッチ感知に関し、より具体的には、タッチ場所およびタッチ場所において加えられる圧力（力）の両方を決定するタッチ感知に関する。
【背景技術】
【０００３】
ヒューマンインターフェースデバイスは、タッチされると、容量値を変化させる容量式センサを使用するタッチ感知表面（例えば、パッド、画面等）に基づくタッチ制御システムを含む。タッチセンサ上のタッチを１つ以上のタッチ場所に変換することは、簡単ではない。タッチセンサ上の１つ以上のタッチの追跡もまた、困難である。高度タッチ制御システムは、タッチスクリーン等のタッチ感知表面上の単一タッチおよび／または移動のみではなく、ユーザが２つ以上の場所をタッチする、および／またはそれぞれのタッチ感知表面の上で２本以上の指を移動させるいわゆる多重タッチシナリオ（例えば、ジェスチャ）も検出可能である。
【０００４】
多重タッチシステムの重要な課題は、例えば、限定されないが、８ビットマイクロコントローラアーキテクチャの処理能力等、低コストシステムの制限された処理速度であり、これらのアーキテクチャは、タッチ感知デバイスによって発生されるそれぞれの信号を処理するための高等数学を行うことが不可能であり得る。制限されたタッチ走査性能も存在し得、例えば、システム全体は、「フレーム」毎にタッチセンサまたは画面の平面全体を合理的にサンプリングすることが不可能であり得る。他の課題は、簡便で、モジュール式であり、かつ汎用のタッチ場所決定プログラムを提供するために十分なプログラムメモリ空間を有することを含む。制限されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）空間は、タッチ決定システムが、同時に、タッチ検出の複数の「画像」全体およびその場所を記憶することを不能にし得る。
【０００５】
故に、タッチ決定方法を改善および簡略化する必要性が存在する。従来の解決策は、閾値ベースであり、複雑な計算を要求していた。故に、よりロバストであり、かつあまり計算集約的ではないタッチ決定方法の必要性が存在する。さらに、例えば、限定されないが、低コスト８ビットマイクロコントローラアーキテクチャが実装され得る、高品質多重タッチ解読、特に、方法および／またはシステムの必要性が存在する。
【０００６】
現在の技術のタッチセンサは、概して、タッチセンサに対するタッチの場所のみを決定し、タッチ感知表面へのタッチの力値を決定することはできない。タッチのＸ−Ｙ座標場所だけではなく、そのタッチの力も決定可能であることは、そのような力感知特徴を伴うタッチ感知表面を有するデバイスとともに使用され得る別の制御オプションを与える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の問題は、本明細書に開示されるタッチ場所および力決定方法ならびにシステムによって、解決され、その他およびさらなる利点も達成される。
【０００８】
ある実施形態によると、タッチ感知表面上の複数のタッチおよび前記複数のタッチの力を解読する方法は、複数のチャネルの各々の自己容量値を決定するために、軸上に整列させられた複数のチャネルを走査するステップと、自己容量値を比較し、チャネルのうちのどれが局所最大自己容量値を有するかを決定するステップと、ノードの相互値を決定するために、局所最大自己容量値を有する少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップと、相互値を比較して、ノードのうちのどれが最も大きな相互容量値を有するかを決定するステップであって、局所最大自己容量値チャネル上の最も大きな相互容量値を有するノードは、潜在的タッチ場所であり得る、ステップと、そこへの無タッチ中およびタッチ中の潜在的タッチ場所におけるノードの相互容量値の変化から、潜在的タッチ場所における力を決定するステップとを含み得る。
【０００９】
さらなる実施形態によると、本方法は、自己値のうちの少なくとも１つが、自己タッチ閾値を上回り得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、最も大きな自己値を有する少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップに進み、「いいえ」である場合、完了として、タッチ検出フレームを終了する、ステップを含み得る。さらなる実施形態によると、本方法は、少なくとも１つの自己値に対する左および右勾配値を決定するステップであって、左勾配値は、少なくとも１つの自己値から少なくとも１つのチャネルの左のチャネルの自己値を引いた値に等しくあり得、右勾配値は、少なくとも１つの自己値から少なくとも１つのチャネルの右のチャネルの自己値を引いた値に等しくあり得る、ステップを含み得る。
【００１０】
さらなる実施形態によると、本方法は、左勾配値が、ゼロ（０）を上回り得、かつ右勾配値が、ゼロ（０）未満であり得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップに戻り、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、左勾配値が、ゼロ（０）を上回り、かつ右勾配値を上回り得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップに戻り、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、左勾配値が、ゼロ（０）未満であり、かつ右勾配値のある割合を上回り得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップに戻り、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、別の自己値であり得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、別の自己値を使用して、自己値のうちの少なくとも１つが、自己タッチ閾値を上回り得るかどうかを決定するステップに戻り、「いいえ」である場合、完了として、タッチ検出フレームを終了する、ステップとを含み得る。
【００１１】
さらなる実施形態によると、本方法は、相互値のうちの少なくとも１つが、相互タッチ閾値を上回り得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、最も大きな自己値を有する少なくとも１つのチャネルの複数のノードを走査するステップに進み、「いいえ」である場合、完了として、タッチ検出フレームを終了する、ステップを含み得る。さらなる実施形態によると、本方法は、次の勾配値を決定するステップであって、次の勾配値は、現在の相互値から次のノードの次の相互値を引いた値に等しくあり得る、ステップと、前の勾配値を決定するステップであって、前の勾配値は、現在の相互値から前のノードの前の相互値を引いた値に等しくあり得る、ステップとを含み得る。
【００１２】
さらなる実施形態によると、本方法は、次の勾配値が、ゼロ（０）未満であり得、かつ前の勾配値が、ゼロ（０）を上回り得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、ノードを検証するステップを開始し、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、次の勾配値が、ゼロ（０）を上回り、かつ前の勾配値のある割合未満であり得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、ノードを検証するステップを開始し、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、次の勾配値が、ゼロ（０）未満であり、かつ前の勾配値を上回り得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、ノードを検証するステップを開始し、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、別の相互値が存在し得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、相互値のうちの少なくとも１つが、相互タッチ閾値を上回り得るかどうかを決定するステップに戻り、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、別の自己値が存在し得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、別の自己値を検討し、自己値のうちの少なくとも１つが、自己タッチ閾値を上回り得るかどうかを決定するステップに戻り、「いいえ」である場合、完了として、タッチ検出フレームを終了する、ステップとを含み得る。
【００１３】
本方法のさらなる実施形態によると、ノードを検証するステップは、局所最大相互値を有するノードを現在のノードとして識別するステップと、現在のノードの北に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップであって、「いいえ」である場合、現在のノードの南に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップに進み、「はい」である場合、北ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、ステップと、北ノードが現在のノードを上回り得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、北ノードを現在のノードにし、タッチ点がこのノードにすでに存在するかどうかを決定するステップに進み、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、現在のノードの南に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップであって、「いいえ」である場合、現在のノードの東に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップに進み、「はい」である場合、南ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、ステップと、南ノードが現在のノードを上回り得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、南ノードを現在のノードにし、タッチ点がこのノードにすでに存在するかどうかを決定するステップに進み、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、現在のノードの東に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップであって、「いいえ」である場合、現在のノードの西に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップに進み、「はい」である場合、東ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、ステップと、東ノードが現在のノードを上回り得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、東ノードを現在のノードにし、タッチ点がこのノードにすでに存在するかどうかを決定するステップに進み、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、現在のノードの西に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップであって、「いいえ」である場合、現在のノードの左に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップに進み、「はい」である場合、西ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、ステップと、西ノードが現在のノードを上回り得るかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、西ノードを現在のノードにし、タッチ点がこのノードにすでに存在するかどうかを決定するステップに進み、「いいえ」である場合、次のステップに進む、ステップと、現在のノードの左に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップであって、「いいえ」である場合、中心相互値から右相互値を引いた値として、左相互値を定義し、ノードに対する微細位置を決定するステップに進み、「はい」である場合、左ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、ステップと、現在のノードの右に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップであって、「いいえ」である場合、中心相互値から左相互値を引いた値として、相互値を定義し、ノードに対する微細位置を決定するステップに進み、「はい」である場合、右ノードに対して相互測定を行い、次のステップに進む、ステップと、左値を右値から減算し、この差異を中心値で除算し、その結果を６４で乗算することによって、ノードの微細位置を決定し、次のステップに進むステップと、補間が各軸に対して行われたかどうかを決定するステップであって、「はい」である場合、別のタッチ点を全検出されたタッチ点のリストに追加し、追加の相互値が存在し得るかどうかを決定するステップに戻り、「いいえ」である場合、再び、現在のノードの左に有効ノードが存在し得るかどうかを決定するステップを開始するために、他の軸の左および右ノードを使用することによって、他の軸を補間する、ステップとを含み得る。
【００１４】
別の実施形態によると、視覚的ディスプレイを有するタッチ感知表面上のジェスチャ運動およびジェスチャ運動の力を決定するためのシステムは、第１の軸を有し、平行配向に配列されている第１の複数の電極であって、各々は、自己容量を備え得る、第１の複数の電極と、第１の軸に実質的に垂直な第２の軸を有し、平行配向に配列されている第２の複数の電極であって、第１の複数の電極は、第２の複数の電極の上に位置し、第１の複数の電極と第２の複数の電極との重複交差点を備え得る、複数のノードを形成し得、複数のノードの各々は、相互容量を備えている、第２の複数の電極と、第１の複数の電極を覆う可撓性電気伝導性カバーであって、その面は、タッチ感知表面を形成する、可撓性電気伝導性カバーと、可撓性電気伝導性カバーと第１の複数の電極との間の複数の変形可能スペーサであって、可撓性電気伝導性カバーと第１の複数の電極との間の距離を維持する、複数の変形可能スペーサと、デジタルプロセッサおよびメモリであって、デジタルプロセッサのデジタル出力は、第１および第２の複数の電極に結合され得る、デジタルプロセッサおよびメモリと、第１および第２の複数の電極に結合されているアナログフロントエンドと、デジタルプロセッサに結合されている少なくとも１つのデジタル出力を有するアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）とを備え得、自己容量の値は、アナログフロントエンドによって、第１の複数の電極毎に決定され得、測定された自己容量の値は、メモリ内に記憶され得、自己容量の最も大きな値のうちの少なくとも１つを有する、第１の電極のうちの少なくとも１つのノードの相互容量の値は、アナログフロントエンドによって測定され得、測定された相互容量の値は、メモリ内に記憶され得、デジタルプロセッサは、ジェスチャ運動およびタッチ感知表面に加えられるそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定するために、記憶された自己および相互容量値を使用する。
【００１５】
さらなる実施形態によると、デジタルプロセッサ、メモリ、アナログフロントエンド、およびＡＤＣは、デジタルデバイスによって提供され得る。さらなる実施形態によると、デジタルデバイスは、マイクロコントローラを備え得る。さらなる実施形態によると、可撓性電気伝導性カバーは、可撓性金属基板を備え得る。さらなる実施形態によると、可撓性電気伝導性カバーは、可撓性非金属基板およびその表面上の電気伝導性コーティングを備え得る。さらなる実施形態によると、可撓性電気伝導性カバーは、実質的に光透過性の可撓性基板および可撓性基板の表面上のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のコーティングを備え得る。さらなる実施形態によると、可撓性電気伝導性カバーは、実質的に光透過性の可撓性基板および可撓性基板の表面上のアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）のコーティングを備え得る。
【００１６】
さらに別の実施形態によると、ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定する方法は、視覚的ディスプレイに示されているオブジェクトを、第１の力でオブジェクトをタッチすることによって選択するステップを含み得る。さらなる実施形態によると、本方法は、第２の力でオブジェクトをタッチすることによって、オブジェクトを定位置にロックするステップを含み得る。さらなる実施形態によると、本方法は、第３の力でオブジェクトをタッチし、タッチをタッチ感知表面を横断する方向に移動させることによって、オブジェクトに対するロックを解除するステップを含み得る。さらなる実施形態によると、本方法は、オブジェクトに対する第１の力におけるタッチを除去し、次いで、再び、第２の力でオブジェクトをタッチすることによって、オブジェクトに対するロックを解除するステップを含み得る。本方法のさらなる実施形態によると、第２の力は、第１の力を上回り得る。
【００１７】
さらに別の実施形態によると、ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定する方法は、第１の力で視覚的ディスプレイに示されているオブジェクトの右部分をタッチするステップと、第２の力でオブジェクトの左部分をタッチするステップとを含み得、第１の力が第２の力を上回り得るとき、オブジェクトは、第１の方向に回転し、第２の力が第１の力を上回り得るとき、オブジェクトは、第２の方向に回転する。
【００１８】
本方法のさらなる実施形態によると、第１の方向は、時計回りであり得、第２の方向は、反時計回りであり得る。本方法のさらなる実施形態によると、オブジェクトの左部分におけるタッチが、オブジェクトの右部分に向かって移動するとき、オブジェクトは、第３の方向に回転し、オブジェクトの右部分におけるタッチが、オブジェクトの左部分に向かって移動するとき、第４の方向に回転し得る。本方法のさらなる実施形態によると、第１および第２の方向は、第３および第４の方向に略垂直であり得る。
【００１９】
さらなる実施形態によると、ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定する方法は、ある力でオブジェクトの一部をタッチすることによって、視覚的ディスプレイに示されているオブジェクトのサイズを変化させるステップであって、力が大きくなるほど、オブジェクトのサイズも大きくなる、ステップを含み得る。本方法のさらなる実施形態によると、オブジェクトのサイズは、タッチおよび力がオブジェクトから離れ得るとき、固定され得る。本方法のさらなる実施形態によると、オブジェクトのサイズは、オブジェクトに加えられる力の量に比例して変動する。
【００２０】
さらなる実施形態によると、ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定する方法は、視覚的ディスプレイに示されているドキュメントのページを、ページをめくるために十分な力でドキュメントの一部をタッチすることによって、取り扱うステップを含み得る。本方法のさらなる実施形態によると、現在見えているページを除去するステップはさらに、現在見えているページにおけるタッチをタッチ感知表面と平行な第１の方向に移動させるステップを含み得る。本方法のさらなる実施形態によると、除去されるページを新しいドキュメントの中に挿入するステップは、新しいドキュメントの近傍において、力を加えて除去されるページをタッチするステップを含み得る。
【００２１】
さらなる実施形態によると、ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定する方法は、視覚的ディスプレイに示されている英数文字の値を、異なる力で英数文字をタッチすることによって変化させるステップであって、第１の力は、英数文字をインクリメントさせ、第２の力は、英数文字をデクリメントさせるであろう、ステップを含み得る。本方法のさらなる実施形態によると、英数文字の値は、タッチが、英数文字から離れ、タッチ感知表面と平行に移動され得るとき、ロックされ得る。
【００２２】
さらなる実施形態によると、ジェスチャ運動およびそれに関連付けられた少なくとも１つの力を決定する方法は、視覚的ディスプレイに示されている英数文字の値を、ある力で英数文字の上側部分をタッチすることによって、インクリメントさせるステップと、英数文字の値を、力で英数文字の下側部分をタッチすることによって、デクリメントさせるステップとを含み得る。本方法のさらなる実施形態によると、英数文字の値は、タッチが、英数文字から離れ、タッチ感知表面と平行に移動され得るとき、ロックされ得る。本方法のさらなる実施形態によると、英数文字の値をインクリメントまたはデクリメントさせる速度は、それぞれ、英数文字の上側部分または下側部分に加えられる力の大きさに比例し得る。本方法のさらなる実施形態によると、英数文字は、数字であり得る。本方法のさらなる実施形態によると、英数文字は、アルファベットの文字であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本明細書の本開示のより完全な理解は、付随の図面と関連して検討される以下の説明を参照することによって得られ得る。
【図１】図１は、本開示の教示による、容量式タッチセンサ、容量式タッチアナログフロントエンド、およびデジタルプロセッサを有する、電子システムの概略ブロック図を図示する。
【図２】図２は、本開示の教示による、容量式タッチセンサを覆う金属の概略立面図を図示する。
【図３】図３は、本開示の教示による、そこへのタッチの場所およびそれらのタッチの力の両方を検出可能なタッチセンサの概略立面図を図示する。
【図４Ａ】図４Ａ−４Ｄは、本開示の教示による、種々の容量式タッチセンサ構成を有する、タッチセンサの基本構想図を図示する。
【図４Ｂ】図４Ａ−４Ｄは、本開示の教示による、種々の容量式タッチセンサ構成を有する、タッチセンサの基本構想図を図示する。
【図４Ｃ】図４Ａ−４Ｄは、本開示の教示による、種々の容量式タッチセンサ構成を有する、タッチセンサの基本構想図を図示する。
【図４Ｄ】図４Ａ−４Ｄは、本開示の教示による、種々の容量式タッチセンサ構成を有する、タッチセンサの基本構想図を図示する。
【図４Ｅ】図４Ｅおよび４Ｆは、本開示の教示による、タッチセンサへの単一タッチの自己および相互容量式タッチ検出の基本構想図を図示する。
【図４Ｆ】図４Ｅおよび４Ｆは、本開示の教示による、タッチセンサへの単一タッチの自己および相互容量式タッチ検出の基本構想図を図示する。
【図４Ｇ】図４Ｇ−４Ｋは、本開示の教示による、タッチセンサへの２つのタッチの自己および相互容量式タッチ検出の基本構想図を図示する。
【図４Ｈ】図４Ｇ−４Ｋは、本開示の教示による、タッチセンサへの２つのタッチの自己および相互容量式タッチ検出の基本構想図を図示する。
【図４Ｉ】図４Ｇ−４Ｋは、本開示の教示による、タッチセンサへの２つのタッチの自己および相互容量式タッチ検出の基本構想図を図示する。
【図４Ｊ】図４Ｇ−４Ｋは、本開示の教示による、タッチセンサへの２つのタッチの自己および相互容量式タッチ検出の基本構想図を図示する。
【図４Ｋ】図４Ｇ−４Ｋは、本開示の教示による、タッチセンサへの２つのタッチの自己および相互容量式タッチ検出の基本構想図を図示する。
【図５】図５は、本開示の具体的例示的実施形態による、図１に示されるようなタッチセンサの多重タッチおよび力解読のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図６】図６は、本開示の具体的例示的実施形態による、単一タッチピーク検出データのグラフを図示する。
【図７】図７は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの潜在的タッチおよび相互タッチ場所の概略平面図を図示する。
【図８】図８は、本開示の具体的例示的実施形態による、そのキャッシュデータウィンドウを示す、タッチセンサの基本構想図を図示する。
【図９】図９は、本開示の具体的例示的実施形態による、２つのタッチピーク検出データに対する自己走査値のグラフおよび相互走査値の表を図示する。
【図１０】図１０および１１は、本開示の教示による、点重み付けの実施例のために使用される、履歴および現在の点場所の概略図を図示する。
【図１１】図１０および１１は、本開示の教示による、点重み付けの実施例のために使用される、履歴および現在の点場所の概略図を図示する。
【図１２】図１２は、本開示の教示による、通常指タッチおよび平坦指タッチの概略図を図示する。
【図１３】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図１４】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図１５】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図１６】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図１７】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図１８】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図１９】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図２０】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図２１】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図２２】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図２３】図１３−２３は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図を図示する。
【図２４】図２４は、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの表面をタッチする手の指の基本構想図を図示する。
【図２５】図２５は、本開示の別の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの表面をタッチする２本の手の指の基本構想図を図示する。
【図２６】図２６は、本開示のさらに別の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの表面上に投影されたオブジェクトをタッチする手の指の基本構想図を図示する。
【図２７】図２７は、本開示のなおも別の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの表面上に投影されたドキュメントをタッチする手の指の基本構想図を図示する。
【図２８】図２８は、本開示の別の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの表面上に投影された数字の１桁をタッチする手の指の基本構想図を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本開示は、種々の修正および代替形態を受け得るが、その具体的例示的実施形態が、図面に図示され、本明細書に詳細に説明されている。しかしながら、具体的例示的実施形態の本明細書における説明は、本開示を本明細書に開示される特定の形態に限定することを意図するものではなく、対照的に、本開示は、添付の請求項によって定義される、あらゆる修正および均等物を対象とすることを理解されたい。
【００２５】
種々の実施形態によると、表面（例えば、タッチセンサディスプレイまたはパネル）上に行列に配列される複数の（電気）伝導性列および行を走査する一連の最適化されたプロセスが提供され、表面への複数のタッチならびに複数のタッチの力を識別および追跡する、得る。これらのプロセスは、本開示の具体的実施形態に従って、低コスト８ビットマイクロコントローラと動作するために、さらに最適化され得る。
【００２６】
タッチが確立されると、タッチの力は、上により完全に説明されるように、タッチセンサの走査の間に決定された容量値の変化の大きさに基づいて、そのタッチに割り当てられ得る。関連付けられた追跡タッチ点からのタッチセンサに加えられるタッチ力は、３次元ジェスチャ（例えば、Ｘ、Ｙ、およびＺの位置ならびに力）をさらに決定する際に利用され得る。例えば、タッチ場所における比例力は、タッチセンサの画面上に投影されたオブジェクトの３次元制御を可能にする。例えば、２つ以上のタッチ（タッチセンサの面をタッチする複数の指）の間の複数の点上の異なる圧力は、オブジェクト回転制御を可能にする。ある力におけるタッチは、オブジェクトの選択を可能にし得、ある差異におけるタッチ、例えば、より大きな力は、タッチセンサのディスプレイ上のオブジェクトの場所を固定するために使用され得る。
【００２７】
可変タッチ力を生み出すための揺動多重タッチ押圧は、オブジェクトの回転のために使用され得る。垂直運動、例えば、垂直スライド押圧は、オブジェクトの垂直サイズをスケーリングするために使用され得る。水平運動、例えば、水平スライド押圧は、オブジェクトの水平サイズをスケーリングするために使用され得る。可変力を伴うタッチは、ドキュメントのページをめくるために使用され得る。可変力は、ページをドキュメントのページのスタックの中に挿入するために使用され得る。垂直または水平ジェスチャおよび力は、機能を作動させる（例えば、ゴミ箱アイコンを空にする）ために使用され得る。可変タッチ圧力は、別のディスプレイへの伝送のために、ドキュメントからページを取り出すために使用され得る。可変タッチ圧力は、ジェスチャ移動の範囲を変化させ、例えば、フルドキュメントの代わりに、写真を選択する。掃引ジェスチャを伴う押圧は、オブジェクト解放および廃棄のために使用され得る。可変タッチ圧力は、英数文字を選択するために、または機能ボックスをドロップするために使用され得る。
【００２８】
種々の実施形態によると、これらのプロセスは、自己および相互走査の両方を使用して、タッチ感知のために使用される複数の伝導性列および行の最適化された走査を行う。それを基本として使用することによって、提案されるプロセスは、タッチ場所識別および追跡のための全必要処理を行うために、複数の伝導性列および行からのデータの一部を使用し得る。種々の実施形態は、タッチ場所識別および追跡を達成するための低リソース要件解決策に特に焦点を当てる。
【００２９】
種々の実施形態によると、伝導性列または行のいずれかの自己容量が、最初に測定され、次いで、それらの伝導性列または行のみの相互容量が、伝導性行または列の他の軸と組み合わせて測定され得る。本明細書に開示される種々の実施形態は、本明細書に前述されるように、これらの自己および相互容量測定を１つ以上のタッチおよび１つ以上のタッチの力に変換し、伝導性列または行の容量測定の複数のフレームを通して、これらの１つ以上のタッチおよびその力を追跡する問題を克服する。
【００３０】
種々の実施形態によると、少なくとも１つのプロセスは、本明細書に開示および請求される種々の独特の技法を使用して、行列に配列される複数の伝導性列および行を走査し、最大Ｎ個のタッチを検出および追跡し得る。ピーク検出のためのプロセスは、勾配比を検討し、ピーク測定値を正確かつ迅速に決定する。種々の実施形態によると、複数のタッチ場所を追跡する課題は、複数の伝導性列または行の関連付けられたものに関して、時間の経過に伴って解決され得る。
【００３１】
種々の実施形態は、異なる指位置のタッチ（例えば、平坦指等）を補償するために、Ｎ個のタッチを考慮し、これは、誤タッチを防止し、実質的に、不正確なタッチを除外し得る。
【００３２】
種々の実施形態によると、真のピークのみに目を向ける代わりに、正確なタッチを迅速に識別するためのプロセスが提供され、「仮想」ピークが、タッチ識別のために本明細書に開示される種々の技法を使用して、勾配比を検討することによって、見出され得る。本開示の教示による独特のプロセスの組み合わせが、多重タッチ解読のためのより優れた精度および速度改良を達成するために使用され得る。例えば、ピーク検出プロセスは、測定される伝導性列間の勾配の符号だけではなく、勾配関係を検討する、「ファジー」ピーク検出プロセスとして実装され得る。さらに、いわゆる「微調整技法」が、使用され、それに隣接する値を検討することによって、潜在的タッチ場所を最良場所に「微調整」し得る。「ウィンドウ化された」データキャッシュが、低容量ＲＡＭ環境、例えば、８ビットマイクロコントローラにおいて、処理を加速させるために使用され得る。補間が、それに隣接する測定された値に基づいて、タッチ場所分解能を増加させるために使用され得る。多重タッチ追跡が、Ｎ個のタッチを時間の経過に伴って識別するために使用され得る。多重タッチ追跡が、Ｎ個のタッチを時間の経過に伴って追跡するために使用され得る。重み付きマッチングが、タッチ点を経時的にベストマッチさせるための重み付け方法において使用され得る。「エリア」検出は、所与のタッチ場所に対する微調整された値の和に基づいて、容易なエリアおよび／または圧力検出を可能にするプロセスを使用し得る。
【００３３】
解読の有意な精度および速度の改良は、低メモリ容量および低コストデジタルプロセッサ、例えば、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）等において使用するために、新規技法の組み合わせを使用し得る。種々の実施形態は、例えば、限定されないが、３．５インチタッチセンサ容量式センサアレイ上の８つ以上のタッチおよびそれらの力を追跡し得る。例えば、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  ＰＩＣ１８Ｆ４６Ｋ２２（６４ＫＲＯＭ、＜４Ｋ  ＲＡＭ）マイクロコントローラを使用する場合。
【００３４】
次に、図面を参照すると、具体的例示的実施形態の詳細が、図式的に図示される。図面中の同一要素は、同一番号で表され、類似要素は、異なる小文字の添え字を伴う、同一番号によって表されるであろう。
【００３５】
図１を参照すると、描写されるのは、本開示の教示による、容量式タッチセンサと、容量式タッチアナログフロントエンドと、デジタルプロセッサとを有する電子システムの概略ブロック図である。デジタルデバイス１１２は、デジタルプロセッサおよびメモリ１０６と、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）コントローラ１０８と、容量式タッチアナログフロントエンド（ＡＦＥ）１１０とを備え得る。デジタルデバイス１１２は、タッチセンサ１０２に結合され得、タッチセンサ１０２は、行列に配列された複数の伝導性列１０４および行１０５から成り、それを覆う可撓性電気伝導性カバー１０３を有する。伝導性行１０５および／または伝導性列１０４は、例えば、限定ではないが、クリア基板、例えば、ディスプレイ／タッチスクリーン等上の印刷回路基板導体、ワイヤ、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）もしくはアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）コーティング、または任意のそれらの組み合わせであり得ることが想定され、これは、本開示の範囲内である。可撓性電気伝導性カバー１０３は、金属、伝導性非金属材料、可撓性クリア基板（プラスチック）上のＩＴＯまたはＡＴＯコーティング等を備え得る。デジタルデバイス１１２は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理アレイ（ＰＬＡ）等を備え得、さらに、パッケージ化または非パッケージ化された１つ以上の集積回路（図示せず）を備え得る。
【００３６】
図２を参照すると、描写されるのは、本開示の教示による、容量式タッチセンサを覆う金属の概略立面図である。容量式センサ２３８は、基板２３２上にある。容量式センサ２３８の両側には、スペーサ２３４があり、電気伝導性可撓性カバー１０３、例えば、金属、ＩＴＯまたはＡＴＯコーティングプラスチック等が、スペーサ２３４の上部に位置し、容量式センサ２３８の上にチャンバ２３６を形成する。力２４２が、可撓性カバー１０３上の場所に加えられると、可撓性カバー１０３は、容量式センサ２３８に向かって移動し、それによって、容量式センサ２３８の容量を増加させる。容量式センサ２３８の容量値は、測定され、その容量値の増加は、力２４２（例えば、タッチ）の場所を示すであろう。容量式センサ２３８の容量値は、可撓性カバー１０３が容量式センサ２３８の面に向かって近づくほど増加するであろう。メタルオーバーキャパシティブタッチ技術は、ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ．ｃｏｍにおいて利用可能なＫｅｉｔｈ  ＣｕｒｔｉｓおよびＤｉｅｔｅｒ  ＰｅｔｅｒによるアプリケーションノートＡＮ１３２５「ｍＴｏｕｃｈＴＭ  Ｍｅｔａｌ  ｏｖｅｒ  Ｃａｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」により完全に説明されており、あらゆる目的のために、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００３７】
図３を参照すると、描写されるのは、本開示の教示による、タッチセンサに対するタッチの場所とそれらのタッチの力との両方を検出可能なタッチセンサの概略立面図である。概して、番号１０２によって表される、タッチセンサに対するタッチの場所とタッチセンサに対するそれらのタッチの力との両方を検出可能なタッチセンサは、複数の伝導性行１０５と、複数の伝導性列１０４と、複数の変形可能スペーサ３３４と、可撓性電気伝導性カバー１０３とを備え得る。
【００３８】
伝導性列１０４および伝導性行１０５は、タッチの場所を決定する際に使用され得（上記で参照された技術告示ＴＢ３０６４「ｍＴｏｕｃｈＴＭ  Ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ  Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ」により完全に説明される）、タッチ場所およびその周囲における伝導性列１０４の容量値の変化の大きさは、力２４２（タッチ場所において加えられる圧力の量）を決定する際に使用され得る。複数の変形可能スペーサ３３４は、力２４２が可撓性電気伝導性カバー１０３に加えられていない場合に、可撓性伝導性カバー１０３と伝導性列１０４の正面表面との間に一定間隔を維持するために使用され得る。力２４２が、可撓性電気伝導性カバー１０３上の場所に加えられると、可撓性電気伝導性カバー１０３は、少なくとも１つの伝導性列１０４に向かって偏らせられ、それによって、その容量を増加させるであろう。容量値および／または容量値の比率の直接測定は、タッチ場所に加えられている力２４２の大きさを決定する際に使用され得る。
【００３９】
図１に戻って参照すると、デジタルデバイス１１２、ここでは、例えば、マイクロコントローラは、そのような容量値変化の検出および評価を向上させる、周辺機器を含む。種々の容量式タッチシステムの用途のより詳細な説明は、ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ．ｃｏｍにおいて利用可能なＭｉｃｈｒｏｐｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄのアプリケーションノートＡＮ１２９８、ＡＮ１３２５、およびＡＮ１３３４により完全に開示されており、全て、あらゆる目的のために、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００４０】
そのような用途の１つは、容量式分圧器（ＣＶＤ）法を利用し、容量値を決定し、および／または容量値が変化したかどうかを評価することである。ＣＶＤ法は、ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｐｈｉｐ．ｃｏｍにおいて利用可能なアプリケーションノートＡＮ１２０８により完全に説明されており、ＣＶＤ法のより詳細な説明は、Ｄｉｅｔｅｒ  Ｐｅｔｅｒによる共有に係る米国特許出願第ＵＳ２０１０／０１８１１８０号「Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｉｎｇｕｓｉｎｇ  ａｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ  ｏｆ  ａｎ  Ａｎａｌｏｇ−Ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ（ＡＤＣ）  ａｎｄ  ａ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ」に提示されており、両方とも、あらゆる目的のために、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００４１】
充電時間測定ユニット（ＣＴＭＵ）が、非常に正確な容量測定のために使用され得る。ＣＴＭＵは、ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ．ｃｏｍにおいて利用可能なＭｉｒｏｃｈｉｐアプリケーションノートＡＮ１２５０およびＡＮ１３７５と、両方とも、Ｊａｍｅｓ  Ｅ．Ｂａｒｔｌｉｎｇによる、共有に係る米国特許第ＵＳ７，４６０，４４１Ｂ２号「Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ａ  ｌｏｎｇ  ｔｉｍｅ  ｐｅｒｉｏｄ」およびＵＳ７，７６４，２１３Ｂ２号「Ｃｕｒｒｅｎｔ−ｔｉｍｅ  ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−ａｎａｌｏｇ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ」とにより完全に説明されており、全て、あらゆる目的のために、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００４２】
必要分解能を有する任意のタイプの容量測定回路が、複数の伝導性列１０４およびノード（列１０４および行１０５の交差点）の容量値を決定する際に使用され得ること、および電子機器の当業者および本開示の利益を有する者がそのような容量測定回路を実装し得ることが想定され、本開示の範囲内である。
【００４３】
図４Ａから４Ｄを参照すると、描写されるのは、本開示の教示による、種々の容量式タッチセンサ構成を有するタッチセンサの基本構想図である。図４Ａは、伝導性列１０４および伝導性行１０５を示す。伝導性列１０４の各々は、休止状態であるときに個々に測定され得る「自己容量」を有するか、または伝導性行１０５の全てが、伝導性列１０４の各１つがその自己容量が測定されている間、能動的に励起され得る。伝導性行１０５の全ての能動的励起は、伝導性列１０４の個々の容量測定のためのより強い測定信号を提供し得る。
【００４４】
例えば、自己容量走査の間に伝導性列１０４のうちの１つにおいて検出されたタッチが存在する場合、検出されたタッチを有するその伝導性列１０４のみ、その相互容量走査の間にさらに測定される必要がある。自己容量走査は、伝導性列１０４のうちのどれがタッチされたかのみを決定し得、タッチされたその伝導性列１０４の軸に沿った場所は決定しない。相互容量走査は、１つずつ、伝導性行１０５を個々に励起（駆動）し、伝導性行１０５に交わる（それを交差する）その伝導性列１０４上の場所の各１つに対する相互容量値を測定することによって、その伝導性列１０４の軸に沿ったタッチ場所を決定し得る。伝導性列１０４と伝導性行１０５との間に、絶縁非伝導性誘電体（図示せず）が存在し、それらを分離し得る。伝導性列１０４が、伝導性行１０５に交わる（それを交差する）場合、相互コンデンサ１２０が、それによって、形成される。前述の自己容量走査の間、伝導性行１０５全てに、論理信号によって接地または駆動のいずれかが行われ、それによって、伝導性列１０４の各１つに関連付けられた個々の列コンデンサを形成し得る。
【００４５】
図４Ｂおよび４Ｃは、伝導性列１０４および伝導性行１０５の菱形パターンのインターリービングを示す。この構成は、伝導性列１０４と伝導性行１０５との間により僅かな重複を伴って、タッチに対する各軸伝導性列および／または行のばく露（例えば、より優れた感度）を最大限にし得る。図４Ｄは、串状の絡み合った指を備えている、受信機（上部）伝導性行（例えば、電極）１０５ａおよび送信機（底部）伝導性列１０４ａを示す。伝導性列１０４ａおよび伝導性行１０５ａは、隣り合った平面図に示されるが、通常、上部伝導性行１０５ａは、底部伝導性列１０４ａを覆って存在するであろう。自己および相互容量式タッチ検出は、ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ．ｃｏｍにおいて利用可能なＴｏｄｄＯ'ＣｏｎｎｏｒによるＴｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ＴＢ３０６４「ｍＴｏｕｃｈＴＭ  Ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ  Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ」、およびＪｅｒｒｙ  Ｈａｎａｕｅｒによる共有に係る米国特許出願公開第ＵＳ２０１２／０１１３０４７号「Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｓｉｎｇ  Ｂｏｔｈ  Ｓｅｌｆ  ａｎｄ  Ｍｕｔｕａｌ  Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ」（両方とも、あらゆる目的のために、参照することによって本明細書に組み込まれる）により完全に説明されている。
【００４６】
図４Ｅおよび４Ｆを参照すると、描写されるのは、本開示の教示による、タッチセンサへの単一タッチの自己および相互容量式タッチ検出の基本構想図である。図４Ｅでは、指の一部の写真によって表される、タッチが、ほぼＸ０５、Ｙ０７の座標にある。自己容量式タッチ検出の間、行Ｙ０１からＹ０９の各１つが、その容量値を決定するために測定され得る。行Ｙ０１からＹ０９の各１つに対するそれへのタッチを伴わない基線容量値が得られており、メモリ（例えば、メモリ１０６−図１）に記憶されていることに留意されたい。行Ｙ０１からＹ０９の基線容量値に対する任意の有意な容量変化が明白であり、指タッチとして見なされるであろう。図４Ｅに示される実施例では、指は、行Ｙ０７をタッチしており、その行の容量値は、変化し、それへのタッチを示すであろう。しかしながら、タッチが生じたこの行上の場所は、依然として、自己容量測定からは不明である。
【００４７】
タッチされた行（Ｙ０７）が、その自己容量変化を使用して決定されると、相互容量検出は、タッチされた行（Ｙ０７）上のタッチが生じた場所を決定する際に使用され得る。これは、列Ｘ０１からＸ１２の各々が、個々に励起されているとき、行Ｙ０７の容量値を測定しながら、１つずつ、列Ｘ０１からＸ１２の各々を励起する（例えば、電圧パルスをかける）ことによって達成され得る。行Ｙ０７の容量値の最大変化を生じさせる列（Ｘ０５）励起は、列Ｘ０５と行Ｙ０７の交差点に対応する、その行上の場所であり、したがって、単一タッチは、点またはノードＸ０５、Ｙ０７においてである。自己および相互容量式タッチ検出の使用は、タッチセンサ１０２上のＸ、Ｙタッチ座標を得るための行および列走査の数を有意に低減させる。この例では、合計９＋１２＝２１回の走査回数に対して、９つの行が自己容量式タッチ検出の間に走査され、１２の列が相互容量式タッチ検出の間に走査された。各ノード（場所）に対して、個々のｘ−ｙ容量式タッチセンサが使用される場合、９ｘ１２＝１０８回の走査回数が、有意な差異であるこの１つのタッチを見つけるために必要となるであろう。列Ｘ０１からＸ２１の自己容量が、最初に決定され、次いで、相互容量が、各行Ｙ０１からＹ０９を励起し、選択された列上のタッチ場所を見出すことによって、選択された列から決定され得ることも想定され、これは、本開示の範囲内である。
【００４８】
図４Ｇから４Ｋを参照すると、描写されるのは、本開示の教示による、タッチセンサに対する２つのタッチの自己および相互容量式タッチ検出の基本構想図である。図４Ｇでは、２本の指の一部の写真によって表される、２つのタッチは、ほぼ、タッチ＃１の場合、Ｘ０５、Ｙ０７の座標、タッチ＃２の場合、Ｘ０２、Ｙ０３の座標にある。自己容量式タッチ検出の間、行Ｙ０１からＹ０９の各１つが、その容量値を決定するために測定され得る。行Ｙ０１からＹ０９の各１つに対するそれへのタッチを伴わない基線容量値が、得られており、メモリ（例えば、メモリ１０６−図１）に記憶されていることに留意されたい。行Ｙ０１からＹ０９の基線容量値に対する任意の有意な容量変化が明白であり、指タッチとして見なされるであろう。図４Ｈに示される例では、第１の指は、行Ｙ０７をタッチしており、第２の指は、行Ｙ０３をタッチしており、それらの２つの行の容量値は、変化し、それらへのタッチを示すであろう。しかしながら、これらの２つの行上のタッチが生じた場所は、依然として、自己容量測定からは不明である。
【００４９】
タッチされた行（Ｙ０７およびＹ０３）が、その自己容量変化を使用して決定されると、相互容量検出が、タッチが生じたこれらの２つのタッチされた行（Ｙ０７およびＹ０３）上の場所を決定する際に使用され得る。図４Ｉを参照すると、これは、例えば、列Ｘ０１からＸ１２の各々が、個々に、励起されているときに、行Ｙ０７の容量値を測定する間、１つずつ、列Ｘ０１からＸ１２の各々を励起する（例えば、それに電圧パルスをかける）ことによって達成され得る。行Ｙ０７の容量値の最大変化を生じさせる列（Ｘ０５）励起は、列Ｘ０５と行Ｙ０７の交差点に対応する、その行上の場所であろう。図４Ｊを参照すると、同様に、列Ｘ０１からＸ１２の各々が、個々に励起されているとき、行Ｙ０３の容量値を測定することによって、タッチ＃２が生じた列Ｙ０３上の場所が決定される。図４Ｋを参照すると、２つのタッチは、点またはノード（Ｘ０５、Ｙ０７）および（Ｘ０２、Ｙ０３）にある。選択された行の２つ以上、例えば、Ｙ０７およびＹ０３の容量が、同時に測定されることができる場合、１組のみの個々の列Ｘ０１からＸ１２励起が、タッチセンサ１０２に対する２つのタッチを決定する際に必要とされることも想定され、これは、本開示の範囲内である。
【００５０】
図５を参照すると、描写されるのは、本開示の具体的例示的実施形態による、図１に示されるようなタッチセンサの多重タッチおよび力解読の概略プロセス流れ図である。多重タッチ解読のためのプロセスは、データ取得５０２、タッチ識別５０４、力識別５０５、タッチおよび力追跡５０６、およびデータ出力５０８のステップを含み得る。タッチ識別５０４のステップはさらに、以下により完全に説明される、ピーク検出５１０、微調整５１２、および補間５１４のステップを含み得る。
【００５１】
（データ取得）
データ取得５０２は、複数の伝導性列１０４または伝導性行１０５の自己容量測定と、次いで、複数の伝導性列１０４または伝導性行１０５のうちの選択されたものと、それと複数の伝導性行１０５または伝導性列１０４の交差点の相互容量測定とを行い、タッチ識別データを取得するプロセスである。タッチ識別データはさらに、以下により完全に説明されるように、それぞれ、タッチ識別５０４および力識別５０５のプロセスを使用して、処理され、タッチセンサ１０２上の潜在的タッチおよびそこへの力を特定し得る。
【００５２】
（タッチ識別）
タッチ識別５０４は、データ取得５０２のプロセスの間に取得されたタッチ識別データを使用して、タッチセンサ１０２上の潜在的タッチを特定するプロセスである。以下は、その自己容量測定を使用して、複数の伝導性列１０４または伝導性行１０５のうちのどれをそれへのタッチを有するとして選択すべきかと、その相互容量測定を使用して、タッチが生じ得た選択された伝導性列１０４または伝導性行１０５上の場所とを決定する一連のプロセスステップである。
【００５３】
・ピーク検出
ピーク検出５１０は、タッチセンサ１０２上にあり得る潜在的タッチ場所を識別するプロセスである。しかしながら、本開示の教示によると、実際の検出された「ピーク」のみに目を向ける代わりに、ピーク検出は、意図的に「ファジー」にされ得、例えば、低−高−低の値の一続きだけではなく、勾配値の差異の比ならびに勾配「符号」を見つけることによって、潜在的ピークを識別する。「仮想」ピークが、勾配比、例えば、２：１の勾配比を検討することによって、検出され得、勾配の変化は、潜在的ピークとして識別され得る。これは、追加のピークが検出されなくなるまで、繰り返され得る。
【００５４】
・微調整
微調整５１２は、潜在的タッチ場所が識別されると、潜在的タッチ場所の各隣接する場所を検討するプロセスである。隣接する場所が、既存のタッチ潜在的場所より大きい値を有する場合、現在の潜在的タッチ場所を除外し、潜在的タッチ場所（図８および以下のその説明参照）としてより大きい値を有する隣接する場所を識別する。
【００５５】
・補間
タッチ場所が識別されると、補間５１４は、より高い分解能場所を発生させるために隣接する値を検査するプロセスである。
【００５６】
（力識別）
力識別５０５は、タッチ識別５０４のプロセスの間に識別された潜在的タッチ場所と組み合わせて、データ取得５０２のプロセスの間に取得されたタッチ識別データのいくつかを使用するプロセスである。タッチ識別５０４のプロセスの間に決定される、潜在的タッチ場所に関連付けられた相互容量測定は、タッチがそこに加えられていないそれらの同一場所の参照容量値（より小さい容量値）と比較され得る。容量変化の大きさは、それによって、事前に決定された関連付けられた潜在的タッチによって加えられた力を決定する際に使用され得る。
【００５７】
（タッチおよび力追跡）
タッチおよび力追跡５０６は、タッチ識別データの時系列「フレーム」を比較し、次いで、どの複数のタッチが、順次フレーム間で関連付けられるかを決定するプロセスである。重み付けと「最良推測」マッチングとの組み合わせが、本明細書に前述されるデータ取得５０２のプロセスの間、複数のフレームを通してタッチおよびその力を追跡するために使用され得る。これは、検出された全てのピーク、および前のフレーム上で識別された全てのタッチに対して繰り返される。「フレーム」は、特定の時間において、単一組のタッチを捕捉するための複数の伝導性列１０４または伝導性行１０５の自己および相互容量測定の組である。所与の時間にタッチセンサ１０２のタッチ識別データを取得するための複数の伝導性列１０４または伝導性行１０５の自己および相互容量測定の各フルセットの走査（「フレーム」）は、そのフレームに関連付けられる。
【００５８】
タッチおよび力追跡５０６は、あるフレーム内の所与のタッチと後続フレーム内に所与のタッチを関連付ける。タッチおよび力追跡は、タッチフレームの履歴を作成し、現在のフレームのタッチ場所と前のフレームまたは複数のフレームのタッチ場所を関連付け得る。前のタッチ場所を現在の潜在的タッチ場所に関連付けるために、「重み」関数が、使用され得る。（異なるフレームの）時系列タッチ場所間の重み値（「重み」および「重み値」は、本明細書では、同義的に使用されるであろう）は、（異なるフレームの）時系列タッチ場所が、互いに関連付けられている可能性を表す。距離計算が、これらの関連付けられたタッチ場所間に重み値を割り当てるために使用され得る。タッチ場所間の重み値を決定するための「厳密」であるが、複雑かつプロセッサ集約的計算は、以下である。
重み値＝ＳＱＲＴ［（Ｘｐｒｅｖｉｏｕｓ−Ｘｃｕｒｒｅｎｔ）２＋（Ｙｐｒｅｖｉｏｕｓ−Ｙｃｕｒｒｅｎｔ）２］  式（１）
以下のように、△Ｘおよび△Ｙを測定し、次いで、それらを一緒に加算する、簡略化された距離（重み値）計算が、使用され得る。
重み値'＝ＡＢＳ（Ｘｐｒｅｖｉｏｕｓ−Ｘｃｕｒｒｅｎｔ）＋ＡＢＳ（Ｙｐｒｅｖｉｏｕｓ−Ｙｃｕｒｒｅｎｔ）  
式（２）
前述の簡略化された重み値計算式（２）は、より複雑な重み値計算式（１）の円形パターンの代わりに、所与の重み値に対して菱形形状のパターンを作成する。式（２）の使用は、単純処理システムにおける重み値計算の速度のために最適化され得、距離は、Ｘ−距離の変化およびＹ−距離の変化の和、例えば、前述の式（２）に基づいて計算され得る。より良い重み値が、順次タッチ場所間のより小さい距離として定義され得る。
【００５９】
各新しいタッチ場所に対して、重み値が、前のフレームからの全タッチ場所に対して計算され得る。新しいタッチ場所は、次いで、その間に最良重み値を有する前のタッチ場所に関連付けられる。前のタッチ場所が、前のフレームからの関連付けられたタッチ場所をすでに有する場合、各タッチ場所に対する二次的第２の最良重み値が検討され得る。より低いコストの第２の最良重み値を伴うタッチ場所が、次いで、その第２の最良場所にシフトされ得、他方のタッチ場所は、最良タッチ場所として保たれ得る。本プロセスは、全タッチ場所が前のフレームタッチ場所に関連付けられるまで、または新しいタッチ場所に近接する前のフレームからのタッチ場所を伴わない新しい場所を有する、「新しいタッチ」として識別されるまで、繰り返される。
【００６０】
前述の重み付けプロセスの代替は、前の２つの場所から作成されたベクトルを利用して、最も可能性の高い次の場所を作成するベクトルベースのプロセスであり得る。このベクトルベースの重み付けプロセスは、前述の重み付けプロセスと同一の距離計算を使用して、それを複数の点から起動させ、どの点から測定が行われたかに基づいて、重み値を修正し得る。
【００６１】
タッチの前の２つの場所に目を向けることによって、そのタッチの次の「最も可能性の高い」場所が、予測され得る。外挿された場所が決定されると、その場所は、重み値の基礎として使用され得る。外挿された場所におけるマッチングを改善させるために、「加速モデル」が、外挿された場所に対して、および外挿された場所を越えて、ベクトルに沿って、重み付け点を追加するために使用され得る。これらの追加の点は、タッチ移動の速度変化の検出を補助するが、タッチ運動の方向を決定するには理想的ではない場合がある。
【００６２】
タッチ場所が確立されると、そこへの力が、上記により完全に説明されるように、データ取得５０２のプロセスの間に決定された容量値の変化の大きさに基づいて、これらのタッチ場所に割り当てられ得る。関連付けられた追跡されるタッチ点からタッチセンサ１０２に加えられる力は、３次元ジェスチャ、例えば、Ｘ、Ｙ、およびＺ方向をさらに決定する際に利用され得る。
【００６３】
図１０および１１を参照すると、描写されるのは、本開示の教示による、点重み付け例のために使用される、履歴および現在の点場所の概略図である。重みが生成されると、重み値と関連付けられたタッチとの最良組み合わせが、生成され得る。あるタッチシナリオは、ほぼ同じ重み値を生じさせ得、その場合、第２の最良重み値が、比較され、関連付けが、適切にシフトされるべきである。動作の順序に応じて、点ＡおよびＤが、最初に、関連付けられ得る。Ｂに対する重み値が生成されると、ＢＤが、ＢＣより良いマッチングとなる。この場合、二次的重み値に目を向ける。Ｃに関連付けられるようにＡをシフトさせる方がよりコストが小さいか、またはＣに関連付けられるようにＢをシフトさせる方がよりコストが小さいか？
この一連の動作を拡張することによって、全点が、最良局所マッチングではなく、最良全体マッチングに対してシフトされた関連付けを有することができる。再重みづけの無限ループを防止するために、何らかの注意が必要とされ得る。これは、シフト数を有限数に制限することによって達成され得る。次に、図１１を参照すると、点ＡおよびＢは、既存の点であり、点１および２は、関連付けられる必要がある、「新しい」点である。
ステップ１）タッチ場所間の重み値を計算する：
Ａ⇔１加重＝５（（△Ｘ＝２）＋（△Ｙ＝３）＝５）
Ａ⇔２加重＝４
Ｂ⇔１加重＝１０
Ｂ⇔２加重＝５
ステップ２）各既存のタッチ場所に対して「最良」ペア（最低加重）を選択する：
Ａ⇔２加重＝４およびＢ⇔２加重＝５
ステップ３）２つ以上の既存のタッチ場所が、所与の新しいタッチ場所とペアを組む場合、各々に対する第２の最良タッチ場所、および最良から第２の最良対までの重み値の差（「コスト」）に目を向ける：
Ａ⇔１（加重：５）  コスト＝１：（Ａ⇔１加重）−（Ａ⇔２加重４）
Ｂ⇔１（加重：１０）  コスト＝５：（Ｂ⇔１加重）−（Ｂ⇔２加重５）
ステップ４）ペア組みを最低コストペアにシフトさせ、それによって、他のタッチ場所が、元々のペア組みを維持することを可能にする：
Ａ⇔１
Ｂ⇔２
ステップ５）全ペア組が１：１となるまで、ステップ２）から４）を繰り返す。既存のタッチ場所より多いタッチ場所が存在する場合、新しいタッチ場所の追跡を開始する。新しいタッチ場所が既存の「最重マッチング」タッチ場所より少ない場合、これらの最重マッチングタッチ場所は、喪失され得、もはや追跡されない。
【００６４】
（平坦指識別）
図１２を参照すると、描写されるのは、本開示の教示による、通常指タッチおよび平坦指タッチの概略図である。タッチを識別する課題の１つは、「平坦指」シナリオである。これは、指先端１０２２ではなく、指１０２０の側面または平坦部分が、タッチセンサ１０２上に置かれるときである。平坦指１０２０は、２つ以上の潜在的タッチ場所１０２４および１０２６を発生させ得ることに留意されたい。本開示の教示を使用して、各ピークに対して微調整された全ノードの値の和を累積することによって、平坦指１０２０を検出することが可能である。これらの値の和が、閾値を上回る場合、それは、平坦指タッチによって生じる可能性が高い。平坦指タッチが検出される場合、平坦指ピーク近傍の他のタッチは、抑制され得る。加えて、２つ以上の潜在的タッチ場所１０２４および１０２６に関連付けられた力の比較はまた、平坦指１０２０状況を検出する際に使用され得る。
【００６５】
（データ出力）
図５に戻って参照すると、データ出力５０８は、決定されたタッチ場所座標およびそこに加えられる関連付けられた力をデータパケットで、さらなる処理のために、ホストシステムに提供するプロセスである。
【００６６】
（タッチ決定）
タッチデータのアレイが与えられると、タッチデータの値間の差異を検討し、さらなる検討のために、ある鍵となるシナリオを潜在的ピークとしてフラグする。閾値を下回る全タッチデータ値は、タッチ場所を決定する場合、無視され得る。
【００６７】
・鍵となるシナリオ１：真のピーク
図６を参照すると、潜在的ピークとして、正から負の勾配の遷移を識別する。これは、図６に示される例示的データ値の列７において丸で囲まれた点となるであろう。
【００６８】
・鍵となるシナリオ２：閾値を超える勾配比（「ファジー」ピーク検出）
勾配比の鍵となる閾値が、追加のピークをフラグするために使用され得る。使用される閾値は、例えば、限定ではないが、２：１であり得、したがって、２：１を上回る勾配の変化が存在する事例は、潜在的ピークとして識別され得る。これは、正および負の勾配に適用される。これは、図６に示される例示的データ値の列６において丸で囲まれた点となるであろう。
【００６９】
・なぜ勾配符号だけに目を向けないのか？
自己走査は、２軸センサアレイの１つのみの軸（例えば、図１のタッチセンサ１０２の伝導性行１０５および伝導性列１０４）であるため、２つのタッチが、単一「バー」（例えば、列）分だけずれ、単一ピークのみを示すことが可能性として考えられる。例示的データでは、２つのタッチ、すなわち、６、６に１つ、７、７にもう１つ存在し得る（図６および９参照）。追加のピーク検出なしに、６、３におけるタッチは、検出されないこともある。
【００７０】
（場所精緻化の微調整）
潜在的タッチ場所が識別されると、各隣接するタッチ場所が検討され、それらがより大きい値を有するかどうかを決定され得る。より大きい値が存在する場合、現在の潜在的タッチ場所を除外し、より大きい値のタッチ場所を潜在的タッチ場所として識別する。本プロセスは、局所ピークが識別されるまで繰り返される。
【００７１】
図６を参照すると、描写されるのは、本開示の具体的例示的実施形態による、単一タッチピーク検出データのグラフである。タッチセンサ１０２のある列（例えば、列７）に対するデータ値の例示的グラフが、示され、列７の自己および相互容量測定から決定された最大データ値が、行７、列７に位置する容量式タッチセンサ１０４のエリアに生じる。閾値、例えば、図６に示されるグラフ表現内の約１２を下回る全データ値は、無視され得る。したがって、行６（データ値＝３０）および行７（データ値＝４０）において得られたデータ値のみ、タッチセンサ１０２へのタッチの場所を決定する際に処理される必要がある。勾配は、列内の一続きの隣接する行データ値を減算し、正または負いずれかの勾配値を生成することによって決定され得る。勾配値が正であるとき、データ値は、増加し、勾配値が負であるとき、データ値は、減少する。真のピークは、潜在的ピークとして、正から負への勾配の遷移として識別され得る。正勾配から負勾配への遷移は、図６に示されるグラフのデータ値４２２に示される。
【００７２】
しかしながら、別のタッチも、列６に生じ得、直接、列７走査では測定されないが、列７走査の間、データ値４２０として現れる。勾配符号遷移以外の別の試験がない場合、列６における潜在的タッチは、見逃され得る。したがって、勾配比の閾値がさらに、追加の潜在的ピークをフラグするために使用され得る。勾配は、隣接する伝導性列１０４の２つのデータ値間の差異である。この勾配比の閾値は、例えば、限定ではないが、２：１であり得、したがって、２：１を上回る勾配の変化が存在する事例は、別の潜在的ピークとして識別され得る。これは、正および負両方の勾配に適用され得る。例えば、行６で得られたデータ値４２０は、左勾配２３：１（３０−７）および右勾配１０：１（４０−３０）を有する。行７で得られたデータ値４２２は、左勾配１０：１（４０−３０）および右勾配−３０：１（１０−４０）を有する。行６に対する勾配比２３：１０は、例示的２：１閾値を超え、さらなる処理のために、標識されるであろう。全他のデータ値は、データ値閾値を下回り、無視され得る。
【００７３】
図７を参照すると、描写されるのは、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの潜在的タッチおよび相互タッチ場所の概略平面図である。潜在的タッチ場所が識別されると、そこに隣接する各場所が検討され、それらのうちのいずれかが、現在の潜在的タッチ場所（図７（ａ）および７（ｂ）では「Ｃ」として標識される）より大きいデータ値を有し得るかどうかを決定し得る。より大きいデータ値が見つかる場合、現在の潜在的タッチ場所は、除外され得、より大きい値を有するタッチ場所が、潜在的タッチ場所として識別され得る。これは、本明細書では、微調整５１２のプロセスと称され、データピークが識別されるまで繰り返され得る。
【００７４】
行の列のデータ取得走査の間、層１ノード（図７（ａ）および７（ｂ）では「１」（現在の潜在的タッチ場所に隣接する場所）として標識される）のみ、検討される。これらの層１ノードのいずれかが、現在の潜在的タッチ場所のデータ値より大きいデータ値を有する場合、新しい現在のタッチ場所は、最高データ値を有するそのノードにシフト（「微調整」）され、微調整５１２のプロセスが、繰り返される。層１ノードが、異なる潜在的ピークとすでに関連付けられている場合、さらなる検索は、必要とされず、現在のデータピークは、無視され得る。層２ノード（図７（ａ）および７（ｂ）では「２」（層１ノードに隣接する場所）として標識される）が、タッチセンサ１０２の大エリア起動の潜在性が存在する場合、検討される。
【００７５】
ある伝導性列１０４が、相互容量値に関して走査された後、微調整５１２のプロセスは、その１列の相互容量データ値をキャッシュメモリ内に記憶し、次いで、キャッシュメモリ内に記憶された相互容量データ値から、最初に、その１列の層１ノードに、次いで、層２ノードに微調整５１２のプロセスを行うことによって、加速化され得る。次いで、その１列に行うべきさらなる微調整が存在しなくなった後のみ、微調整５１２のプロセスは、微調整５１２のプロセスがそこで行われた列の両側における２つの各隣接する列の相互容量測定走査からの層１および層２ノードを検討するであろう。
【００７６】
潜在的タッチ場所の補間が、ピークデータ値ノード（タッチ場所）と、にそこに隣接する各ノード（例えば、前の微調整５１２のプロセスからの層１ノード）とを使用して、各ノード間にサブステップを作成することによって行われ得る。例えば、限定されないが、１２８ステップが、各ノード間に作成され得る。図７（ｃ）を参照すると、ノードＡは、潜在的タッチ場所であり、ノードＢ、Ｃ、Ｄ、およびＥは、そこに隣接する層１ノードである。補間されたＸ、Ｙの場所は、以下の式を使用して、見つけられ得る。
場所ｘ＝（ＤＶａｌｕｅ−ＢＶａｌｕｅ）／ＡＶａｌｕｅ＊６４
場所ｙ＝（ＥＶａｌｕｅ−ＣＶａｌｕｅ）／ＡＶａｌｕｅ＊６４
上式の変形例が値の比および除算の分子の符号に基づいて使用され得ることも想定され、これは、本開示の範囲内である。
【００７７】
図８を参照すると、描写されるのは、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの基本構想図であり、そのキャッシュデータウィンドウを示す。タッチセンサ１０２の伝導性列１０４は、全伝導性列１０４が走査されるまで、自己容量値に対して、列毎に走査され得る。自己容量データから潜在的タッチを示す各伝導性列１０４は、連続して、その相互容量値（タッチデータ）を決定するために走査され得、ピークが発見されると、それらは、列走査と同時に処理され得る。さらに、タッチデータは、さらなる処理のために、キャッシュメモリ内に記憶され得る。微調整プロセス５１２は、第１の層ノード、次いで、必要に応じて第２の層ノードに目を向けるので、伝導性列１０４の全てからのタッチデータが全て、１度に記憶される必要があるわけではない。これは、最小量のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を使用して、単純キャッシュシステムを可能にする。例えば、５列のタッチデータをキャッシュ内に記憶する。その５列は、連続的であり、キャッシュウィンドウは、１度に１列１０４ずつ、タッチセンサ１０２の列１０４を横断して移動し得る。５列より多いまたは少ないタッチデータが、キャッシュメモリ内に記憶され、そこから処理され得、および／または列の代わりに、行毎の自己容量走査が、代わりに、使用され得ることも想定され、これは、本開示の範囲内である。本明細書における全説明は、行の自己容量走査、次いで、自己容量走査データから選択されたそれらの行の列毎の相互容量走査にも等しく適用可能であり得る。
【００７８】
第１または第２の層ノード（容量式センサ１０４）の相互走査が要求されるときは常に、最初に、キャッシュメモリから呼び出され得る。要求されるノードタッチデータが、キャッシュメモリ内に存在する場合、キャッシュメモリは、その第１または第２の層ノードの要求されるタッチデータを返す。しかしながら、要求されるタッチデータが、キャッシュメモリ内に存在しない場合、以下が生じ得る。１）要求されるタッチデータの列が、キャッシュウィンドウの範囲内にある場合、その列の相互走査を行い、タッチデータをキャッシュメモリに追加するか、または、２）要求されるタッチデータの列が、本キャッシュウィンドウの範囲内にない場合、キャッシュウィンドウ範囲をシフトさせ、新しい列の相互走査を行い、新しいキャッシュウィンドウから結果として生じるタッチデータをキャッシュメモリに追加する。
【００７９】
図９を参照すると、描写されるのは、本開示の具体的例示的実施形態による、２つのタッチピーク検出データに対する、自己走査値のグラフおよび相互走査値の表である。自己走査は、１つのみの軸（例えば、１列）内で行われるため、２つのタッチが、単一列分だけずれ、単一ピークのみを示すことが可能性として考えられる。図９に示される例示的データ値の場合、自己走査データ値４２２に１つと、自己走査データ値４２０に示される１つの２つのタッチが、生じ得る。２：１を上回る勾配の変化に気付かない場合、自己走査データ値４２０によって表される潜在的タッチは、見逃され得る。第１のタッチが、データ値４２２を生じさせ得、第２のタッチが、データ値４２０を生じさせ得る。本明細書に前述されるように、ピーク検出５１０および微調整５１２のプロセス（図５）は、本明細書に説明されるように、これらの複数のタッチを定義し得る。各複数のタッチが定義されると、その力は、決定され、そのそれぞれのタッチに関連付けられ得る。
【００８０】
図２４を参照すると、描写されるのは、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの表面をタッチする手の指の基本構想図である。概して、番号２４００によって表されるユーザの手が、例えば、タッチスクリーンまたはパネルのタッチセンサ１０２の面にかざされ得、タッチセンサ１０２は、本明細書に開示されるように、複数の場所のうちの少なくとも１つが、手２４００の指２４０２によってタッチされると、タッチセンサ１０２の面上の場所およびそこへの力が、検出され、さらなる処理のために、記憶される複数の場所を有する。例えば、タッチセンサ１０２の面上への指２４０２の軽いタッチは、それと一体型の視覚的ディスプレイによって表示されるオブジェクト（図示せず）を選択し得る。指２４０２がタッチ場所を少し強く押圧することによって、選択されたオブジェクトは、定位置にロックされ得る。ロックされたオブジェクトをさらに強く押圧すると、次いで、オブジェクトを移動させるためのジェスチャが、オブジェクトのロックを解除し得る。別の実施例として、オブジェクト（図示せず）の押圧は、オブジェクトを選択し、次いで、より強く押圧することによって、オブジェクトの場所を固定する。オブジェクト上の圧力（力）を解放し、次いで、オブジェクトを再び強く押圧すると、オブジェクトを解放し、再び移動させるであろう。
【００８１】
図２５を参照すると、描写されるのは、本開示の別の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの表面をタッチする２本の手の指の基本構想図である。タッチセンサ１０２の左部分を覆う指２５０４と、タッチセンサ１０２の右部分を覆う別の指２５０６は、それと一体型の視覚的ディスプレイによって表示されるオブジェクト（図示せず）を回転させるために使用され得る。例えば、左に配向された指２５０４が、右に配向された指２５０６より強く押圧すると、オブジェクトは、手首／腕の軸と平行な軸を中心として、反時計回りに回転し得る。右に配向された指２５０６が、左に配向された指２５０４より強く押圧すると、オブジェクトは、手首／腕の軸と平行な軸を中心として、時計回りに回転し得る。指２５０４および２５０６がタッチセンサ１０２の面をタッチしている間、手首が、回転されると、オブジェクト（図示せず）は、手首／腕の軸に略垂直（タッチセンサ１０２の面と略平行）に、指２５０４および２５０６の回転方向に回転し得る。
【００８２】
図２６を参照すると、描写されるのは、本開示のさらに別の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの表面上に投影されたオブジェクトをタッチする手の指の基本構想図である。指２４０２でオブジェクト２６０８を覆ってタッチセンサ１０２の面を押圧することは、オブジェクトのサイズをスケーリングするために使用され得る。例えば、指２４０２による押圧（タッチ）の力が大きいほど、表示され得るオブジェクトのサイズが大きくなる。オブジェクトは、新しいより大きいサイズのままであり得るか、またはタッチセンサの面に加えられる力に比例して、サイズを変動させ得、例えば、押圧が強いほど、オブジェクトのサイズが大きくなり、押圧が弱いほど、オブジェクトのサイズが小さくなるであろう。オブジェクトのサイズは、指２４０２によってタッチセンサ１０２の面に加えられる力の量に追従し得る。
【００８３】
図２７を参照すると、描写されるのは、本開示のなおも別の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの表面上に投影されたドキュメントをタッチする手の指の基本構想図である。ドキュメント２７１０は、タッチセンサ１０２の面上で入れ替えられ得る。指２４０２によるドキュメント２７１０の一部への十分な力のタッチは、そのページをめくるために使用され得る。例えば、限定ではないが、右への指２４０２の移動は、ドキュメント２７１０の現在見えているページを除去し得る。別の新しいドキュメント（図示せず）近傍で除去されるページを押圧することは、新しいドキュメント（図示せず）をめくるために使用され得、および／または除去されるページの新しいドキュメントの中への挿入を可能にし得る。例えば、ドキュメント２７１０を押圧することは、ドキュメントページのスタックをめくる。指２４０２が、次いで、ドキュメントから離れる場合、選択されたページは、除去され得る。ドキュメントに隣接する単一ページを押圧することは、ドキュメントをめくり得、次いで、それがドキュメント上にドラッグされると、ページを挿入し得る。
【００８４】
図２８を参照すると、描写されるのは、本開示の別の具体的例示的実施形態による、タッチセンサの表面上に投影された数字の１桁をタッチする手の指の基本構想図である。少なくとも１つの数字または文字、例えば、英数文字２８１４が、タッチセンサの面上に表示され得る。指２４０２は、文字２８１４の一部を押圧し得、指２４０２による力の量は、適宜、文字２８１４の値を英数字的に増加または減少させ得る。文字２８１４が、所望の値であるとき、指２４０２は、例えば、上下または左右にスライドし、文字２８１４の編集を終了し得る。英数字の値の増加は、指２４０２が文字２８１４の上側部分を押圧することによって制御され得、英数字の値の減少は、指２４０２が文字２８１４の下側部分を押圧することによって制御され得る。英数字の値の増加または減少の速度は、指２４０２によってタッチセンサ１０２の表面に加えられる力の量に比例し得る。２つ以上の指が、同時に、２つ以上の英数文字を増加および／または減少させるために使用され得る。例えば、指２４０２は、数字（示される１２４７７９）の１桁２８１４を押圧し得、それによって、１桁２８１４は、連続して、数字の値、例えば、０〜９をフリップさせ得る。所望の数字の値に入れ替わると、指２４０２は、その桁から離され、選択された数字の値を残し得る。
【００８５】
図１３から２３を参照すると、描写されるのは、本開示の具体的例示的実施形態による、タッチ解読および解読されたタッチの力決定のための概略プロセス流れ図である。図１３は、タッチセンサ１０２対応デバイスのための多重タッチ解読および力決定のための可能なプロセスの一般的概要を示す。より多い、より少ない、および／またはいくつかの異なるプロセスが、タッチセンサ１０２対応デバイスとともに使用され得、依然として、本開示の範囲、意図、および精神内であることも想定され、これは、本開示の範囲内である。ステップ１０５０では、デバイスは、ステップ１０５２において、電力がデバイスに印加されると、始動、作動等される。ステップ１０５４では、デバイスは、初期化され得、その後、ステップ１０５６において、タッチ識別５０４のプロセスが、開始し得る。ステップ１０５６におけるタッチ識別５０４のプロセスが、タッチ場所を決定すると、ステップ１０５７は、それらのタッチ場所の各々に加えられた力を決定する。ステップ１０５８では、タッチおよび力追跡が、ステップ１０５６において識別されたそれらのタッチに対して行われ得る。ステップ１０６０では、タッチおよび力データは、必要に応じて、さらに処理され得、そうでなければ、ステップ１０６２におけるデバイスの意図された目的の表示および／または制御のために、デバイスの処理および制御論理に伝送され得る。
【００８６】
以下のプロセスステップの説明では、「上」または「北」チャネルもしくはノードの言及は、別のチャネルまたはノードの上方のチャネルもしくはノードを意味し、「下」または「南」チャネルもしくはノードは、別のチャネルまたはノードの下方のチャネルもしくはノードを意味し、「左」または「西」チャネルもしくはノードは、別のチャネルまたはノードの左のチャネルもしくはノードを意味し、「右」または「東」チャネルもしくはノードは、別のチャネルまたはノードの右のチャネルもしくはノードを意味するであろう。
【００８７】
図１４を参照すると、タッチ識別５０４のプロセスの流れ図が、示され、以下に説明される。ステップ１１０２では、タッチ識別５０４のプロセス（図５）が開始する。ステップ１１０４では、ある軸上の全チャネル（例えば、全列または全行のいずれか）の自己走査が行われ得る。ステップ１１０６では、第１の自己走査値が、検討され得る。ステップ１１０８では、（第１または後続の）自己走査値が、自己タッチ閾値と比較され得る。
【００８８】
自己ピーク検出プロセス１１００は、ステップ１１１０から１１１８を含み得、ピーク検出５１０の全体的プロセス（図５）の一部である。自己走査値が、ステップ１１０８において決定されるような自己タッチ閾値未満である場合、ステップ１２３８（図１５）は、検討されるべき任意の追加の自己走査値が存在するかどうかを決定し得る。しかしながら、自己走査値が、ステップ１１０８において決定されるような自己タッチ閾値以上である場合、ステップ１１１０は、自己走査値と本チャネルの左のチャネルの自己走査値との間の左勾配を計算し得る。次いで、ステップ１１１２は、自己走査値と本チャネルの右のチャネルの自己走査値との間の右勾配を計算し得る。
【００８９】
ステップ１１１４は、左勾配がゼロを上回り得（正勾配）、かつ右勾配がゼロ未満であり得る（負勾配）かを決定し、ピークを識別する。ステップ１１１４において結果が「はい」である場合、ステップ１１２０は、自己走査データから選択されたチャネルの各ノードに対して相互走査測定を行い得る。ステップ１１１４において結果が「いいえ」である場合、ステップ１１１６は、左勾配がゼロを上回り（正勾配）、かつ右勾配を上回り得るか（例えば、限定ではないが、右勾配より２倍大きくあり得るか）どうかを決定し得る。ステップ１１１６において結果が「はい」である場合、ステップ１１２０において、相互走査測定が、選択された自己走査チャネルの各ノードに行われ得る。ステップ１１１６において結果が「いいえ」である場合、ステップ１１１８は、左勾配が、例えば、限定ではないが、ゼロ未満（負勾配）であり、かつ右勾配のある割合、例えば、５０％を上回り得るかどうかを決定し得る。ステップ１１１６において結果が「はい」である場合、ステップ１１２０は、自己走査データから選択されたチャネルの各ノードに対して相互走査測定を行い得る。ステップ１１１６において結果が「いいえ」である場合、ステップ１２３８（図１５）は、その自己走査値に基づいて、検討されるべき任意の追加の列が存在するかどうかを決定し得る。ステップ１１２２は、第１の相互走査値を検討し得る。
【００９０】
図１５を参照すると、相互ピーク検出プロセス１２４４は、ステップ１２２６から１２３４を含み得、全体的ピーク検出プロセス５１０（図５）の一部である。ステップ１２２４は、（第１または後続の）相互走査値と相互タッチ閾値を比較し得、相互走査値が、相互タッチ閾値未満である場合、ステップ１２３６は、検討されるべき任意の追加の相互走査値が存在するかどうかを決定し得る。しかしながら、相互走査値が、相互タッチ閾値以上である場合、ステップ１２２６は、次の相互走査値ノードに対する勾配を計算し得、次いで、ステップ１２２８は、前の相互走査値ノードに対する勾配を計算し得る。
【００９１】
ステップ１２３０は、次の勾配が、ゼロ未満であり得（負勾配）、かつ前の勾配がゼロを上回り得る（正勾配）かどうかを決定し得る。ステップ１２３０において結果が「はい」である場合、ステップ１３５０（図１６）は、微調整５１２のプロセスおよび／または補間５１４のプロセス（図５）を始動させ得る。ステップ１２３０において結果が「いいえ」である場合、ステップ１２３２は、次の勾配が、例えば、限定ではないが、ゼロを上回り（正勾配）、かつ前の勾配のある割合未満であり得るかどうかを決定し得る。ステップ１２３２において結果が「はい」である場合、ステップ１３５０（図１６）は、微調整５１２のプロセスおよび／または補間５１４のプロセス（図５）を始動させ得る。ステップ１２３２において結果が「いいえ」である場合、ステップ１２３４は、次の勾配が、例えば、限定ではないが、ゼロ未満であって（負勾配）、かつ前の勾配を上回り得るかどうかを決定し得る。ステップ１２３４において結果が「はい」である場合、ステップ１３５０（図１３）は、微調整５１２のプロセスおよび／または補間５１４のプロセス（図５）を始動させ得る。ステップ１２３４において結果が「いいえ」である場合、ステップ１２３６は、検討されるべき任意の追加の相互値が存在し得るかどうかを決定する。ステップ１２３６において結果が「はい」である場合、ステップ１２４２は、次の相互値を検討し得る。ステップ１２３６において結果が「いいえ」である場合、ステップ１２３８は、検討されるべき任意の追加の自己走査値が存在し得るかどうかを決定する。ステップ１２３８において結果が「はい」である場合、ステップ１２４０は、次の自己走査値を検討し、そのさらなる処理のために、ステップ１１０８（図１４）に戻され得る。ステップ１２３８において結果が「いいえ」である場合、ステップ１２４４において、タッチ検出フレームが、完了し得る。
【００９２】
図１６−１８を参照すると、微調整５１２および補間５１４のプロセス（図５）の流れ図が、示され、以下に説明される。ステップ１３５０は、タッチ識別５０４のプロセス（図５）からのピーク場所を使用することによって、微調整５１２のプロセスおよび／または補間５１４のプロセスを始動させ得、以下のプロセスステップを含み得る。ステップ１３５２は、北に有効ノードが存在し得るかどうかを決定する。ステップ１３５２において結果が「いいえ」である場合、ステップ１３６０に進む。ステップ１３５２において結果が「はい」である場合、ステップ１３５４は、北のノードの相互走査測定を行い得る。ステップ１３５６は、北ノードの相互走査データが現在のノードを上回り得るかどうかを決定し得る。ステップ１３５６において結果が「いいえ」である場合、ステップ１３６０に進む。ステップ１３５６において結果が「はい」である場合、ステップ１３５８において、北ノードは、現在のノードとなり得、次いで、ステップ１４８６（図１７）に進む。
【００９３】
ステップ１３６０は、南に有効ノードが存在し得るかどうかを決定する。ステップ１３６０において結果が「いいえ」である場合、ステップ１４７０（図１７）に進む。ステップ１３６０において結果が「はい」である場合、ステップ１３６２は、南のノードの相互走査測定を行い得る。ステップ１３６４は、南ノードの相互走査データが現在のノードを上回り得るかどうかを決定し得る。ステップ１３６４において結果が「いいえ」である場合、ステップ１４７０（図１７）に進む。ステップ１３６４において結果が「はい」である場合、ステップ１３６６において、南ノードは、現在のノードとなり得、次いで、ステップ１４８６（図１７）に進む。
【００９４】
図１７を参照すると、ステップ１４７０は、東に有効ノードが存在し得るかどうかを決定する。ステップ１４７０において結果が「いいえ」である場合、ステップ１４７８に進む。ステップ１４７０において結果が「はい」である場合、ステップ１４７２は、東のノードに対して相互走査測定を行い得る。ステップ１４７４は、東のノードの相互走査データが現在のノードを上回り得るかどうかを決定し得る。ステップ１４７４において結果が「いいえ」である場合、ステップ１４７８に進む。ステップ１４７４において結果が「はい」である場合、ステップ１４７６において、東ノードは、現在のノードとなり得、ステップ１４８６に進む。
【００９５】
ステップ１４７８は、西に有効ノードが存在し得るかどうかを決定する。ステップ１４７８において結果が「いいえ」である場合、ステップ１５０２（図１８）に進む。ステップ１４７８において結果が「はい」である場合、ステップ１４８０は、西のノードの相互測定を行い得る。ステップ１４８２は、西ノードの相互走査データが現在のノードを上回り得るかどうかを決定し得る。ステップ１４８２において結果が「いいえ」である場合、ステップ１５０２（図１８）に進む。ステップ１４８２において結果が「はい」である場合、ステップ１４８４において、西ノードは、現在のノードとなり得る。ステップ１４８６は、タッチ点が、選択されたノードにすでに存在し得るかどうかを決定する。ステップ１４８６において結果が「いいえ」である場合、ステップ１３５２（図１６）に進む。ステップ１４８６において結果が「はい」である場合、ステップ１４８８は、現在のピークを除外し得、次いで、ステップ１２３６（図１５）に進む。
【００９６】
図１８を参照すると、補間５１４のプロセスの流れ図は、ステップ１５０２―１５１８を含み得る。ステップ１５０２は、左に有効ノードが存在し得るかどうかを決定する。ステップ１５０２において結果が「いいえ」である場合、ステップ１５１０に進み、左ノード値は、中心値から右値を引いた値として定義され得、次いで、ステップ１５０６に進む。ステップ１５０２において結果が「はい」である場合、ステップ１５０４は、左のノードに対して相互走査測定を行い得る。次いで、ステップ１５０６は、右に有効ノードが存在し得るかどうかを決定する。ステップ１５０６において結果が「いいえ」である場合、ステップ１５１２に進み、右ノード値は、中心値から左値を引いた値として定義され得、次いで、ステップ１５１６に進む。ステップ１５０６において結果が「はい」である場合、ステップ１５０８は、右のノードに対して相互走査測定を行い得る。ステップ１５１６は、左値を右値から減算し、その差異を中心値で除算し、次いで、その結果を、例えば、限定ではないが、６４という数字で乗算することによって、微細位置を決定し得る。有効ピークおよびノードを決定する多くの方法が、タッチ検出および追跡の当業者が、本開示の教示に基づく知識を有することによって容易に実装し得るように使用され得ることが想定され、これは、本開示の範囲および精神内である。
【００９７】
ステップ１５１６が前述の計算を完了後、ステップ１５１４は、補間５１４が各軸に対して行われ得たかどうかを決定する。ステップ１５１４において結果が「いいえ」である場合、ステップ１５１８は、別の軸を補間し得、その後、ステップ１５０２から１５１６は、各ステップにおいて「上」を「左」に置き換え、「下」を「右」に置き換え、繰り返され得る。ステップ１５１４において結果が「はい」である場合、ステップ１５２０は、本タッチ点を全検出されたタッチ点のリストに追加し得る。次いで、ステップ１５２２は、検討されるべき任意の追加の相互走査値のために、ステップ１２３６（図１２）に戻り得る。
【００９８】
図１９を参照すると、力識別５０５のプロセスの流れ図が、示され、以下に説明される。新しいタッチ点が、ステップ１５２０において追加された後（図１８）、ステップ１５５０は、そのタッチ点においてタッチセンサ１０２に加えられた力を決定するプロセスを開始する。タッチセンサ１０２上の各点の非タッチ相互容量が、タッチセンサ１０２の全点の「無タッチ」較正走査が行われた後、デジタルプロセッサ１０６のメモリ内に記憶され得る。力がタッチ場所に加えられると、そのタッチ場所の相互容量の値は、増加するであろう。ステップ１５５２では、相互容量変化が、決定され得、ステップ１５５４では、相互容量変化が、力値に変換され得る。この力値が決定されると、ステップ１５５６において、力値が、次いで、新しいタッチ点に関連付けられ、全検出されたタッチのリスト内に記憶され得る。
【００９９】
図２０、２１、および２２を参照すると、タッチおよび力追跡５０６のプロセスの流れ図が、示され、以下に説明される。ステップ１６０２では、タッチおよび力追跡５０６のプロセスは、前に見つかったタッチ場所および現在のタッチ場所を使用することによって始動し得る。ステップ１６０４は、任意の現在のタッチ場所が存在し得るかどうかを決定する。ステップ１６０４において結果が「はい」である場合、ステップ１６０６は、現在のタッチ場所の第１のタッチ場所を選択し得、その後、ステップ１７２２（図２１）に進み得る。ステップ１６０４において結果が「いいえ」である場合、ステップ１６１０は、任意の前のタッチ場所が存在し得るかどうかを決定する。ステップ１６１０において結果が「はい」である場合、ステップ１６１２は、第１の前のタッチ場所を選択し得る。ステップ１６１０において結果が「いいえ」である場合、ステップ１６１１において、追跡は、完了する。
【０１００】
ステップ１６１４は、前のタッチ場所が、現在のタッチ場所に関連付けられ得るかどうかを決定し得る。ステップ１６１４において結果が「いいえ」である場合、ステップ１６０８は、「タッチが前のタッチ場所にもはや存在せず、追跡を停止する」という出力をアサートし、次いで、ステップ１６１６に戻り得る。ステップ１６１４において結果が「はい」である場合、ステップ１６１６は、任意のさらなる前のタッチ場所が存在し得るかどうかを決定する。ステップ１６１６において結果が「いいえ」である場合、ステップ１６２０において、タッチ場所を追跡することは、完了し、タッチ場所データは、マイクロコントローラ１１２（図１）によって、さらなる処理のために、データ出力５０８（図５）として伝送され得る。ステップ１６１６において結果が「はい」である場合、ステップ１６１８は、次の前のタッチ場所を選択し、その後、ステップ１６１４に戻り得る。
【０１０１】
図２１を参照すると、ステップ１７２２は、任意の前のタッチ場所が存在し得るかどうかを決定する。ステップ１７２２において結果が「いいえ」である場合、ステップ１８６８（図２２）に進み、現在の場所において、「追跡するための新しいタッチが、識別され」、その後、ステップ１８５６（図２２）に進む。ステップ１７２２において結果が「はい」である場合、ステップ１７２４は、一時的重み値を最大重み値に設定し得る。ステップ１７２６は、前のタッチ場所の第１のタッチ場所を選択し得る。次いで、ステップ１７２８は、選択された現在のタッチ場所と選択された前のタッチ場所との間の距離を測定し、その間の現在の距離（重み値）を決定し得る。ステップ１７３０は、現在の重み値が、一時的重み値未満であり得るかどうかを決定する。ステップ１７３０において結果が「はい」である場合、ステップ１７３２は、一時的重み値を現在の重み値に設定し、その後、選択された前のタッチ場所を一時的場所として記録し、ステップ１７３４に進み得る。ステップ１７３０において結果が「いいえ」である場合、ステップ１７３４は、さらなる前のタッチ場所が存在し得るかどうかを決定する。ステップ１７３４において結果が「はい」である場合、ステップ１７３６は、次の前のタッチ場所を選択し、その後、ステップ１７２８に戻り得る。ステップ１７３４において結果が「いいえ」である場合、ステップ１７３８は、一時的場所が、異なる現在の場所にすでに割り当てられているかどうかを決定し得る。ステップ１７３８において結果が「はい」である場合、ステップ１７４０は、現在の場所および割り当てられた現在の場所に対する次の最重重み値を計算し、その後ステップ１８６０（図２２に進み得る。ステップ１７３８において結果が「いいえ」である場合、ステップ１８５０（図２２）に進む。
【０１０２】
図２２を参照すると、ステップ１８５０は、重み値が、最大関連付け閾値を下回り得るかどうかを決定し得る。ステップ１８５０において結果が「いいえ」である場合、ステップ１８５４は、追跡のための新しいタッチ場所を識別し得る。ステップ１８５０において結果が「はい」である場合、ステップ１８５２は、新しい一時的場所を現在の場所に割り当て、次いで、ステップ１８５６に進み得る。ステップ１８６０は、現在の場所に対する次の最重重み値が、割り当てられた場所に対する次の最重重み値未満であり得るかどうかを決定する。ステップ１８６０において結果が「はい」である場合、次いで、ステップ１８６２は、一時的場所を次の最重場所に設定し、その後、ステップ１８５６に進み得る。ステップ１８６０において結果が「いいえ」である場合、ステップ１８６４は、割り当てられた場所を次の最重重み値に設定し得る。ステップ１８６６は、移動した割当場所を選択し、その後、ステップ１７２２（図２１）に戻り得る。ステップ１８５６は、さらなる現在のタッチ場所が存在し得るかどうかを決定する。ステップ１８５６において結果が「はい」である場合、ステップ１８５８は、次の現在のタッチ場所を選択し、その後、ステップ１７２２（図２１）に戻り得る。
【０１０３】
図２３を参照すると、描写されるのは、本開示の具体的例示的実施形態による、列キャッシュのためのプロセス流れ図である。ステップ１９０２は、相互走査場所要求を受信し得る。ステップ１９０４は、要求される相互走査エリア場所が、キャッシュメモリ内に記憶されているかどうかを決定し得る。ステップ１９０４において結果が「はい」である場合、ステップ１９２０は、キャッシュメモリ内に記憶された相互走査データが、有効であり得るかどうかを決定し得る。ステップ１９２０において結果が「はい」である場合、ステップ１９２２は、相互走査データをキャッシュメモリに返し得る。ステップ１９２０において結果が「いいえ」である場合、ステップ１９１８は、要求される場所において相互走査を行い得、ステップ１９１６は、その場所に対する相互走査データをキャッシュメモリ内に書き込み、次いで、ステップ１９２２に戻り得る。
【０１０４】
ステップ１９０４において結果が「いいえ」である場合、ステップ１９０６は、要求されるタッチ場所が、キャッシュの右縁を超え得るかどうかを決定し得る。ステップ１９０６において結果が「はい」である場合、ステップ１９０８は、キャッシュメモリからの相互走査データの最左列の割振を解除し得る。ステップ１９１０では、割当が解除された相互走査データは、その縁値を移動させるように、キャッシュメモリの右縁に割り振られ、その後、ステップ１９０４に戻り得る。ステップ１９０６において結果が「いいえ」である場合、ステップ１９１４は、キャッシュメモリからのデータの最右列の割振を解除し得る。ステップ１９１２では、割当が解除された相互走査データは、その縁値を移動させるように、キャッシュメモリの左縁に割り振られ、その後、ステップ１９０４に戻り得る。
【０１０５】
本開示の実施形態が、描写され、説明され、本開示の例示的実施形態を参照することによって定義されるが、そのような参照は、本開示の限定を含意するものではなく、そのような限定が、推測されるべきではない。開示される主題は、それらの当業者および本開示の利益を有するものに想起されるであろうように、形態および機能における多数の修正、改変、ならびに均等物が可能である。本開示の描写および説明される実施形態は、実施例にすぎず、本開示の範囲の包括ではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図４Ｊ】
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【図４Ｋ】
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【図５】
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【図６】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図７（ｃ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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