(57)【要約】  本発明は、・信号を絶えず放射するように構成されている１つのアクティブスタイラス８００と、・フィンガータッチ感知フェーズ２０００によって追従されるリセットフェイズ１０００にあるように構成された１つの静電容量型タッチデバイス２００とを有し、指の接触が、専らこのフィンガータッチ感知フェーズ（２０００）中に感知される静電容量型タッチシステムに関する。  当該静電容量型タッチデバイス２００は、当該リセットフェーズ１０００中に当該アクティブスタイラス８００からの信号を感知するように構成されている。  当該静電容量型タッチデバイス２００は、・１つの入力部ＣＳｉと１つの出力部ｃｓａｏｕｔとを有する１つのチャージセンサアンプ３０５と、・この入力部ＣＳｉとこの出力部ｃｓａｏｕｔとの間の１つのスイッチＳｗ１とから構成された少なくとも１つのチャージセンサ２０８、２１３を備える。  当該リセットフェーズ１０００中に非ゼロ抵抗値Ｒｏｎの前記スイッチＳｗ１を通じて当該アクティブスタイラス８００の信号を伝達するために、当該チャージセンサアンプ３０５が配置されている。
2016528602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・１つのアクティブスタイラス（８００）を有し、このアクティブスタイラス（８００）は、信号を連続して放射するように構成された１つの発振器（１，１０１）を有し、
・１つのリセットフェーズ（１０００）とは違うフィンガータッチ感知フェーズ（２０００）によって追従され、このリセットフェーズ（１０００）が存在するように構成された１つの静電容量型タッチデバイス（２００）を有し、指の接触が、専らこのフィンガータッチ感知フェーズ（２０００）中に感知される当該静電容量型タッチシステムにおいて、
前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、前記リセットフェーズ（１０００）中に前記アクティブスタイラス（８００）から前記信号を感知するように構成され、
前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、少なくとも１つのチャージセンサ（２０８，２１３）を有し、
前記チャージセンサ（２０８，２１３）は、
・１つの入力部（ＣＳｉ）と１つの出力部（ｃｓａｏｕｔ）とを有する１つのチャージセンサアンプ（３０５）と、
・前記入力部（ＣＳｉ）と前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）との間の、開閉するように配置されている１つのスイッチ（Ｓｗ１）とを有し、
前記入力部（ＣＳｉ）を前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）に接続するように、前記スイッチ（Ｓｗ１）が閉じられるときに、前記スイッチ（Ｓｗ１）の非ゼロ抵抗値（Ｒｏｎ）を通じて前記入力部（ＣＳｉ）から前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）まで前記アクティブスタイラス（８００）の信号を伝達するために、前記チャージセンサアンプ（３０５）が配置されている当該静電容量型タッチシステム。
【請求項２】
前記リセットフェーズ（１０００）は、前記入力部（ＣＳｉ）を前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）に接続するように、前記スイッチ（Ｓｗ１）が閉じられている期間に相当する請求項１に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項３】
前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、１つのトークン（ｔｋ）によってシーケンシャルにイネーブル状態にされる複数のライン（Ｙ［１］，．．．，Ｙ［ｎ］）を有し、前記静電容量型タッチデバイス（２００）では、１つのラインが、各時間ごとにイネーブル状態にされ、前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、前記フィンガータッチ感知フェーズ（２０００）によって追従される前記リセットフェーズ（１０００）が存在するように構成されていて、指の接触が、専ら前記フィンガータッチ感知フェーズ中に感知され、アクティブスタイラスが、専ら前記リセットフェーズ中に感知される請求項１又は２に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項４】
前記アクティブスタイラス（８００）から放射された信号の周波数が、前記リセットモード（１０００）中の前記チャージセンサアンプ（３０５）の帯域通過特性の周波数範囲に属する請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項５】
各チャージセンサ（２０８）が、前記アクティブスタイラス（８００）のＸ座標を計算するためのスタイラス信号振幅検出及び変換モジュール（３１２）を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項６】
前記静電容量型タッチシステムは、Ｎ個のチャージセンサ（２１３）の出力部を、前記アクティブスタイラス（８００）のＸ座標を計算するためのただ１つのスタイラス信号振幅検出及び変換モジュール（２１５）にシーケンシャルに接続するために配置された少なくとも１つのＮ〜１マルチプレクサ（２１４）を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項７】
前記静電容量型タッチシステムは、少なくとも１つのチャージドライバ（２０６，２１０）を有し、各チャージドライバ（２０６，２１０）は、１つの入力信号（ｔｋ）に応じて１つのドライビング信号を前記静電容量型タッチデバイス（２００）の対応する１つの行にアドレス付けするように構成され、前記チャージドライバ（２０６，２１０）は、前記アクティブスタイラス（８００）から来る信号を読み出すように、前記チャージドライバ（２０６，２１０）がフィンガータッチを検出するために使用されない間のタイムスロット中にハイインピーダンスモードにあるように構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項８】
各チャージドライバ（２０６，２１０）は、
・１つのハイサイドスイッチ（２８）、
・１つのローサイドスイッチ（３０）、
・１つのレストサイドスイッチ（３２）、
・１つのハイサイドドライバ（２５）、
・１つのローサイドドライバ（２７）、
・１つのレストサイドドライバ（２６）、
・前記ハイサイドドライバ（２５）と前記ハイサイドスイッチ（２８）との間に設置された１つのブールＡＮＤ論理ゲート（３５）、
・前記ローサイドドライバ（２７）と前記ローサイドスイッチ（３０）との間に設置された１つのブールＡＮＤ論理ゲート（３７）、
・前記レストサイドドライバ（２６）と前記レストサイドスイッチ（３２）との間に設置された１つのブールＡＮＤ論理ゲート（３６）、
・前記ハイサイドスイッチ（２８）、前記ローサイドスイッチ（３０）及び前記レストサイドスイッチ（３２）をオフ状態にし、次いで前記ハイインピーダンスモードにするように配置された１つのハイインピーダンス制御入力部（ｈｉｚ）を有する請求項７に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項９】
前記チャージドライバ（２０６，２１０）がフィンガータッチを検出するために使用されない間の前記タイムスロットは、前記リセットモード（１０００）に相当する請求項７又は８に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項１０】
各チャージドライバ（２０６）は、前記アクティブスタイラス（８００）のＹ座標を計算するための１つのスタイラス信号振幅検出及び変換モジュール（５０６）を有する請求項７〜９のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項１１】
前記静電容量型タッチシステムは、前記アクティブスタイラス（８００）のＹ座標を計算するための全てのチャージドライバ（２１０）用のただ１つのスタイラス信号振幅検出及び変換モジュール（２１１）を有する請求項７〜９のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項１２】
前記静電容量型タッチシステムは、１つのスイッチ（Ｓｗ２）によって各チャージドライバ（２１０）の出力部（ＣＤ）に接続された１つのワイヤードＯＲライン（ＷＯ）を有し、前記チャージドライバ（２１０）がフィンガータッチを検出するために使用されない間のタイムスロットを規定するトークン（ｔｋ）及び信号（ｒｘｔｘｂ）が印加されるときに、起動されるように、前記スイッチ（Ｓｗ２）が配置されていて、前記ワイヤードＯＲライン（ＷＯ）が、前記スタイラス信号振幅検出及び変換モジュール（２１１）に接続されている請求項１１に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項１３】
前記アクティブスタイラス（８００）は、エンコード及び／又は変調されたペンデジタルデータを前記静電容量型タッチデバイス（２００）に送信するための１つのエンコーダ（１０１）及び／又は１つの変調器（１０１）を有し、前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、連続する２つのフレーム（ＴＰ＿ｆｒａｍｅ＿ｓｙｎｃ）を分離する期間に前記データを抽出するように配置されていて、各フレームは、前記トークン（ｔｋ）が前記静電容量型タッチパネル（２００）の第１行（Ｙ［１］）から最後の行（Ｙ［ｎ］）まで循環する期間に相当する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項１４】
１つのアクティブスタイラス（８００）と１つの静電容量型タッチデバイス（２００）とを有する静電容量型タッチシステムのための方法において、
前記アクティブスタイラス（８００）は、１つの発振器（１，１０１）を有し、前記発振器（１，１０１）は、信号を絶えず放射するように構成されていて、
前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、少なくとも１つのチャージセンサ（２０８，２１３）を有し、前記チャージセンサ（２０８，２１３）は、
・１つのチャージセンサアンプ（３０５）を有し、前記チャージセンサアンプ（３０５）は、１つの入力部（ＣＳｉ）と１つの出力部（ｃｓａｏｕｔ）と、
・前記入力部（ＣＳｉ）と前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）との間の、開閉するように配置されている１つのスイッチ（Ｓｗ１）とを有し、
前記方法は、以下の：
・専らフィンガータッチ感知フェーズ（２０００）中に１つ又はそれより多い指の接触を感知するステップと、
・前記フィンガータッチ感知フェーズ（２０００）とは違うリセットフェーズ（１０００）中に前記アクティブスタイラス（８００）からの信号を感知するステップとを有し、
前記アクティブスタイラス（８００）からの信号を感知するステップは、
・前記入力部（ＣＳｉ）を前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）に接続するように、前記スイッチ（Ｓｗ１）が閉じられるときに、非ゼロ抵抗値（Ｒｏｎ）の前記スイッチ（Ｓｗ１）を通じて前記入力部（ＣＳｉ）から前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）まで前記アクティブスタイラス（８００）の信号を伝達するステップを有する当該方法。
【請求項１５】
・エンコードされた及び／又は変調されたペンデジタルデータを、前記アクティブスタイラス（８００）から前記静電容量型タッチデバイス（２００）へ送信するステップと、
・連続する２つのフレーム（ＴＰ＿ｆｒａｍｅ＿ｓｙｎｃ）に分離する期間中に前記データを前記静電容量型タッチデバイス（２００）によって抽出するステップであって、各フレームは、１つのトークン（ｔｋ）が前記静電容量型タッチパネル（２００）の第１行（Ｙ［１］）から最後の行（Ｙ［ｎ］）まで循環する期間に相当するステップとを有する請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量型タッチシステム、特にアクティブスタイラスを有する静電容量型タッチシステム、及び静電容量型タッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量型タッチ装置は、タッチパッド、タッチパネル、タッチスクリーン又は投影型静電容量型ディスプレイのような、しかしこれらに限定されない、物体の存在の検出が含まれる様々な応用分野で使用される静電容量型センサを有する。
【０００３】
静電容量型タッチデバイス上に書き込むことになると、スタイラス（又はペン）の使用は、このユーザと設置されているアプリケーションとの間のより快適で且つ正確な相互作用を可能にする。スタイラスは、パッシブ式でもよく又はアクティブ式でもよい。パッシブスタイラスは、任意の信号を送信しない。換言すれば、このパッシブスタイラスは、当該静電容量型タッチデバイスに接触している物体であり、指を模擬する物体である。パッシブスタイラスは、簡単で且つ安価で、スケッチ用に容認できる解決策を提供するものの、当該パッシブスタイラスは、ペンの接触と指の接触との識別を容易に可能にしない。さらに、当該パッシブスタイラスは、幾つかのアプリケーションにおいて有用であり得る任意のデータの送信を可能にしない。ペンの先端が、当該タッチデバイスにパッシブ式に送られる静電容量の充電のために十分に大きい必要がある。
【０００４】
アクティブスタイラスは、例えばスタイラスが短い曲線又は短い距離に沿って速く移動するときに、より高い書き込み性能を有する。さらに、当該アクティブスタイラスは、このスタイラス上又はその内部に設置されたセンサから来るアナログ又はデジタルのデータ（例えば、スタイラスチップが、静電容量型タッチスクリーンに印加される力）を送信できる。
【０００５】
従来のアクティブスタイラスは、或る期間中だけ送信する。このとき、同期が、当該スタイラスと静電容量型タッチデバイスとの間で要求される。換言すれば、当該スタイラスから送信された信号のフェーズが、任意でなく、静電容量型タッチデバイス内の内部タイミング信号に対する或る関係を示す、例えば、どの行が起動されるかを示すトークン（ｔｏｋｅｎ）を示す。このような同期を実行するためには、当該スタイラスは、静電容量型タッチデバイスのフェーズ情報を受信するための受信機を有する必要がある。当該スタイラスは、有用な信号をこの静電容量型タッチデバイスに送信するための送信機も有する。したがって、当該公知のアクティブスタイラスは、受信機及び送信機を有し、その結果複雑であり、高価であり、扱いにくい。
【０００６】
さらに、従来の解決策は、スタイラス自体が比較的かなり複雑になる傾向にあり、当該スタイラスは、説明したように受信部分及び送信部分を有する。当該アクティブスタイラスの信号は、指の接触（例えば、同じ極性又は反対の極性を有する）の改良されたバージョンとして解釈される。
【０００７】
他方で、上記公知の静電容量型タッチデバイスは、同期情報を当該スタイラスに送信するための送信機を必要とする。さらに、指の接触とスタイラスの接触との識別が、複雑であり且つ時間がかかる。
【０００８】
図１は、公知の静電容量型タッチデバイス２００の一例を示す。この静電容量型タッチデバイス２００は、ｎ（Ｙ［１］〜Ｙ［ｎ］）個の行から成る第１の数と、ｍ（Ｘ［１］〜Ｘ［ｍ］）個の列から成る第２の数とを有する。検知用コンデンサが、これらの静電容量型タッチデバイス２００の交点にある。
【０００９】
１つのチャージセンサ（ＣＳ）２０４が、各列Ｘ［１］〜Ｘ［ｍ］に対応して存在する。１つのチャージドライバ（ＣＤ）２０３が、各行Ｙ［１］〜Ｙ［ｎ］に対応して存在する。Ｍ個のチャージセンサ２０４が、ｎ個のチャージドライバによって送信された電圧の印加に応答する。複数のチャージドライバ２０３が、シフトレジスタ２０２の内部で循環する１つの電圧信号である１つのトークンによってシーケンシャルに作動される。タイミング制御装置２０１が、適切な操作のために必要な全てのタイミングを生成する。１つのトークンが、全てのチャージドライバ２０３を通過したときに、タッチコラムデータ取得モジュール２０５が、１つ又はそれより多い指の接触を検出するように、ｍ×ｎ個の充電画像に対応するデータを処理する。
【００１０】
チャージドライバ２０３の構成の一例が、図２に示されている。チャージドライバ２０３は、トークンｔｋを受信し、低い出力インピーダンスを有するドライバ５０２に送信するための信号を規定するプリドライバ５０１を有する。チャージドライバ２０３の出力信号ＣＤが、予め設定された一組の電圧レベルを有する。当該電圧レベルは、静電容量型タッチデバイス２００の対応する行に送信される。
【００１１】
図２のプリドライバ５０１とドライバ５０２との一例を示す図３の実施の形態では、出力信号ＣＤは、３つの電圧レベルである１つの高電圧レベル（Ｖｈ）、１つの低電圧レベル（Ｖ１）及び１つの「レスト」レベル（Ｖｒ）を有する。トークンｔｋが、第１ブールＡＮＤ論理ゲート２１及び第２ブールＡＮＤ論理ゲート２３に送信される。第１ブールＡＮＤ論理ゲート２１の入力部のハイサイドタイミング信号Ｔｈと第２ブールＡＮＤ論理ゲート２３の入力部のローサイドタイミング信号Ｔｌとが、ハイサイドドライバ２５とローサイドドライバ２７とをイネーブル状態にする。高電圧レベルＶｈと低電圧レベルＶｌとを出力部ＣＤで生成するため、ハイサイドドライバ２５とローサイドドライバ２７とはそれぞれ、ハイサイドスイッチ２８とローサイドスイッチ３０とに接続されている。
【００１２】
トークンｔｋが、非活動であるときに、ドライバモジュール２６とスイッチ３２とが、上記ドライバを非活動状態にすることを可能にする。したがって、ＣＤ出力は、図４に示されたように休止（「レスト」）レベルＶｒを有する。
【００１３】
図５は、タッチ検出用に構成された公知のチャージセンサアンプを示す。このチャージセンサアンプは、電圧の印加ＣＤによって引き起こされる充電変化を出力電圧ｃｓａｏｕｔに変換するように、仮想接地レベルにある入力部（ＣＳｉ）を有するアンプ３０５を備える。
【００１４】
静電容量型タッチデバイス２００の１つの行ＲＮと１つの列ＣＭとの交点の静電容量Ｃｍｕが、当該検討された行に対応する静電容量型ドライバ２０３から来る信号ＣＤを受け取り、この信号ＣＤを、この列ＣＭの１つの端部でアンプ３０５の仮想接地ＣＳｉに結合する。
【００１５】
図５のチャージセンサアンプは、フィンガータッチ感知フェーズ（又はモード）中に及び指の接触が感知されないリセットフェーズ（モード）にあるときに、静電容量型タッチデバイス２００上の１つの指の起こり得る存在を感知するように構成されている。このリセットフェーズ（又はモード）では、チャージセンサアンプ３０５の入力部ＣＳｉが、閉じられたスイッチ（図５のＳｗ１）によってこのチャージセンサアンプ３０５の出力部ｃｓａｏｕｔに接続されている。複数の行及び複数の列が、ｍ×ｎ個の画像レベルで指検出を可能にする。
【００１６】
図６は、図５のチャージセンサアンプ２０４のタイムチャートの一例を示し、特にフィンガータッチ感知フェーズ２０００が後続するリセットフェーズ１０００のタイムチャートを示す。図示されたように、リセットフェーズ１０００は、ＣＳＡｒ信号がハイである、すなわちスイッチＳｗ１が閉じられている時間間隔に相当する。
【００１７】
信号ＣＳＡｒが、スイッチＳＷ１を閉じるように、チャージセンサアンプのリセットフェーズ１０００中に印加される。したがって、出力電圧ｃｓａｏｕｔが、ＣＳｉ入力部に場合によっては存在し得るオフセット電圧を蓄え得る。図６に示されているように、ＣＤの活動が、この期間中に発生しない。
【００１８】
フィンガータッチ感知フェーズ２０００の開始が、チャージセンサアンプ３０５のリセットフェーズ１０００の終了に追従する。信号ＣＳＡｒが、スイッチＳＷ１を開くように変化し、次いでこのアンプ３０５が、Ｃｆｂに対するＣｍｕの比によって規定された利得で設定される。その結果、ＣＤ電圧の揺れによって又は指の接触の存在によって引き起こされるデバイス内の充電Ｃｍｕの変化が、出力電圧ｃｓａｏｕｔで目視可能な電圧の変化に変換される。したがって、この感知フェーズ中では、当該静電容量型タッチデバイス上の１つ又はそれより多い指の存在を感知することが可能である。
【００１９】
国際公開第２０１２０３４７１４号パンフレットは、チャージセンサアンプの一例を示す。
【００２０】
図７は、図１で見て取れるような公知のチャージセンサ２０４の一部を示す。電圧変換機能に対する充電が、チャージセンサアンプ３０５によって保証される。ノイズフィルタリングモジュール３０８が、チャージセンサアンプ３０５に追従する。当該充電の変化の取得及び処理並びにＡＤ変換が、ノイズフィルタ３０８の後方のモジュール３０９によって実行され得る。
【００２１】
記載されているチャージドライバ２０３（図２及び３）とチャージセンサ２０４（図７）は、静電容量型タッチデバイスに接触しているアクティブスタイラスのＸＹ位置を同時に測定することを可能にしない。
【００２２】
欧州特許第２３５４９０９号明細書（Ｗａｃｏｍ）は、２つの符号生成部を有し、第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２を転送するために配置されたアクティブスタイラスに関する。第１符号Ｃ１は、ペンの位置の検出を実行するために使用される一方で、第１符号Ｃ１及び第２符号Ｃ２は、圧力の検出を実行するために使用される。期間が、先行する第２符号Ｃ２の送信とその次の第１符号Ｃ１の送信との間にあるので、アクティブスタイラスの送信が連続しない。当該アクティブスタイラスの送信は、異なる複数の周期で、（拡散符号生成部を使用することによって）指の位置を検出するために使用され、且つ（第１符号Ｃ１を利用することによって）このアクティブスタイラスの位置を検出するために使用されるタッチデバイスにも関する。
【００２３】
米国特許２０１２０１０５３６２号明細書（Ｃｙｐｒｅｓｓ）は、静電容量型センスアレイを有するスタイラスを同期するための方法及びシステムに関する。
【００２４】
欧州特許第２５１５２１２号明細書（Ｓａｍｓｕｎｇ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、２つのセンス回路を有する静電容量型タッチデバイスに関する。駆動回路が、選択装置と第１センス回路との間に設置されている。
【００２５】
上記選択装置は、ｎ個のスイッチを有し、各スイッチは、３つの接点：第１接点、第２接点及び第３接点を有する。
・第１接点は、１つのラインを上記駆動回路に接続する。
・第２接点は、１つのラインを上記第１センス回路に接続する。
・第３接点は、１つのラインを接地する。
【００２６】
したがって、１つのラインが、このライン上の指の検出を可能にするように、上記選択装置の第１接点を介して上記駆動回路に結合されるときに、この駆動回路に結合されたこのラインに隣接していない複数のラインが、ペンの検出を同時に可能にするように、上記第２接点を介して上記第１センス回路に結合される。この駆動回路に結合されたこのラインに隣接するこの駆動回路に結合された複数のラインが、上記第３接点を介して接地接続される。
【００２７】
米国第２０１００１５５１５３号明細書（Ｎ−Ｔｒｉｇ）は、粗い第１検出モード中にタッチパネルから送信された信号と非同期である、すなわち同期にないスタイラスに関する。当該スタイラスが検出されると、細かい第２検出モードが存在する。この第２検出モードでは、当該タッチパネルが、当該スタイラスと同期される。
【００２８】
米国特許第５７９０１０６号明細書（Ａｌｐｓ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）は、時分割で第１接点と第２接点との間でＣＰＵによって自動的に切り替えられ得るアナログスイッチを有する静電容量型タッチデバイスに関する。このアナログスイッチが、その第１接点に切り替えられるときに、この静電容量型タッチデバイスが、指を検出するために使用される。このアナログスイッチが、その第２接点に切り替えられるときに、この静電容量型タッチデバイスは、ペンを検出するために使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】国際公開第２０１２０３４７１４号パンフレット
【特許文献２】欧州特許第２３５４９０９号明細書
【特許文献３】米国特許２０１２０１０５３６２号明細書
【特許文献４】欧州特許第２５１５２１２号明細書
【特許文献５】米国第２０１００１５５１５３号明細書
【特許文献６】米国特許第５７９０１０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
したがって、本発明の課題は、アクティブスタイラスと静電容量型タッチデバイスとを有する従来の静電容量型タッチシステムに関する少なくとも幾つかの欠点を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明によれば、この課題は、添付された特許請求の範囲による静電容量型タッチシステムと静電容量型タッチシステムのための方法とによって解決される。
【００３２】
本発明による静電容量型タッチシステムは、
・１つのアクティブスタイラスを有し、このアクティブスタイラスは、信号を連続して送信するように構成された１つの発振器を有し、
・１つのリセットフェーズとは違うフィンガータッチ感知フェーズによって追従されるこのリセットフェーズが存在するように構成された１つの静電容量型タッチデバイスを有し、指の接触が、専らこのフィンガータッチ感知フェーズ中に感知されるものである。
【００３３】
有利には、上記静電容量型タッチデバイスは、リセットフェーズ中にアクティブスタイラスから信号を感知するように構成され、
有利には、上記静電容量型タッチデバイスは、専らリセットフェーズ中にアクティブスタイラスから信号を感知するように構成される。
【００３４】
本発明の文脈では、表現「信号を連続して送信する」は、いったん電力が供給され、スタンドバイモードでないならば、少なくとも静電容量型タッチデバイスの上の操作のときに、アクティブスタイラスが、妨害なしに信号を送信することを意味する。
【００３５】
説明したように、フィンガータッチの検出は、チャージドライバ２０３によって起動され、チャージセンサ２０４によって処理される比較的大きい信号揺れの使用に依存する。これらの活動は、専用のタイムスロット中に起こる。当該有益なスタイラス信号は、当該専用のタイムスロット中に規定のフィンガータッチチャージ変換出力から識別することが困難である。
【００３６】
本発明の有益な側面は、スタイラス信号を処理するためのこれらの専用のタイムスロットを回避することにある。換言すれば、チャージセンサアンプは、フィンガータッチ感知フェーズ（又はモード）中に静電容量型タッチデバイス上の１つ又はそれより多い指の起こり得る存在を感知するように、及び指の接触が感知されないリセットフェーズ（モード）中にアクティブスタイラスから信号を感知するように構成されている。このリセットフェーズ（又はモード）では、チャージセンサのチャージセンサアンプの入力部が、閉じられたスイッチによってこのチャージセンサアンプの出力部に接続されている。
【００３７】
したがって、上記アクティブスタイラスは、可能な限り簡単に目標に定められる。何故なら、このアクティブスタイラスは、（少なくともパネルの上の操作中のときに）信号を絶えず送信し、静電容量型タッチデバイスから任意の信号を受信するための任意の受信部を必要としないからである。
【００３８】
上記アクティブスタイラスのＸ及びＹ座標の検出が、正常なフィンガータッチ操作に影響しない。何故なら、当該検出は、静電容量型タッチデバイスがリセットフェーズにあるときに実行されるからである。この検出は、指の接触の検出のために使用されないタイミングスロットと、フィンガ―タッチシステム、特にチャージセンサの非理想特性との開発によって可能である。当該静電容量型タッチデバイスは、
・１つの入力部と１つの出力部とを有する１つのチャージセンサアンプと、
・この入力部とこの出力部との間の、開閉するように配置されている１つのスイッチとを有する少なくとも１つのチャージセンサを備える。
【００３９】
有利には、上記チャージセンサアンプの入力部をその出力部に接続するように、上記スイッチが閉じられるときに、非ゼロ抵抗値のこのスイッチを通じて当該入力部から当該出力部までアクティブスタイラスの信号を伝達するために、このチャージセンサアンプが配置されている。
【００４０】
好適な１つの実施の形態では、上記リセットフェーズは、チャージセンサアンプの入力部をその出力部に接続するように、上記スイッチが閉じられている期間に相当する。
【００４１】
本発明の可能な独立した側面による静電容量型タッチシステムは、１つのアクティブスタイラスと、１つのトークンによってシーケンシャルにイネーブル状態にされる複数の行又は複数のラインを有する１つの静電容量型タッチデバイスとを有する。
・このアクティブスタイラスは、信号を絶えず送信するように構成された１つの発振器を有する。
・この静電容量型タッチデバイスでは、１つの行又はラインが、イネーブル状態にされる各時間ごとに、１つのリセットフェーズとは違うフィンガータッチ感知フェーズによって追従されるこのリセットフェーズが存在するように構成されている。指の接触が、専らこのフィンガータッチ感知フェーズ中に感知される。アクティブスタイラスが、専らこのリセットフェーズ中に感知される。
【００４２】
別の実施の形態では、１つの行又はラインが、イネーブル状態にされる各時間ごとに、上記静電容量型タッチデバイスは、１つのフィンガータッチ感知フェーズとは違うリセットフェーズによって追従されるこのフィンガータッチ感知フェーズが存在するように構成されている。指の接触が、専らこのフィンガータッチ感知フェーズ中に感知され、アクティブスタイラスが、専らこのリセットフェーズ中に感知される。
【００４３】
換言すれば、いったん１つの行Ｙ［ｉ］が、１つのトークンによってイネーブル状態にされると（Ｙ［ｉ］とは違うその他の行は、接地接続される）、静電容量型タッチデバイスのラインＹ［ｉ］上のペンの起こり得る存在を検出するように、行Ｙ［ｉ］が、ハイインピーダンスモードに置かれ、全ての列が、この静電容量型タッチデバイス上のペンの起こり得るＸ座標を（シーケンシャルに又は同時に）検出する（リセットフェーズ）。このリセットフェーズは、フィンガータッチ感知フェーズによって追従される。このフィンガータッチ感知フェーズでは、行Ｙ［ｉ］が、もはやハイインピーダンスモードになく、この静電容量型タッチデバイスの全ての列は、接触がこの静電容量型タッチデバイス上に存在するか否かを（シーケンシャルに又は同時に）チェックする。
【００４４】
いったんフィンガータッチ感知フェーズが、行Ｙ［ｉ］に対して終了されると、上記トークンが、後続する行Ｙ［ｉ＋１］をイネーブル状態にし、行Ｙ［ｉ］が接地接続される。Ｙ［ｉ］及びＹ［ｉ＋１］とは違うその他の行は接地接続されたままである。いったん行Ｙ［ｉ＋１］が、このトークンによってイネーブル状態にされると、まず行Ｙ［ｉ＋１］上のペンの起こり得る存在を検出するように、行Ｙ［ｉ＋１］が、ハイインピーダンスモードに置かれ、全ての列が、この静電容量型タッチデバイス上のペンの起こり得る第２座標Ｘを（シーケンシャルに又は同時に）検出する（リセットフェーズ）。次いで、行Ｙ［ｉ］は、ハイインピーダンスモードでなくなり、この静電容量型タッチデバイスの全ての列は、接触がこの静電容量型タッチデバイス上に存在するか否かを（シーケンシャルに又は同時に）チェックする（フィンガータッチ感知フェーズ）。
【００４５】
いったんフィンガータッチ感知フェーズが、行Ｙ［ｉ＋１］に対して終了されると、上記トークンが、後続する行Ｙ［ｉ＋２］をイネーブル状態にし、Ｙ［ｉ＋１］は接地接続される、等々。
【００４６】
本発明による静電容量型タッチシステム用の方法は、以下の：
・専らフィンガータッチ感知フェーズ中に１つ又はそれより多い指の接触を感知するステップと、
・リセットフェーズ中にアクティブスタイラスからの信号を感知するステップとを有する。
【００４７】
有利には、アクティブスタイラスからの信号を感知するステップは、
・上記チャージセンサアンプの入力部をこの出力部に接続するように、上記スイッチが閉じられるときに、このチャージセンサアンプの非ゼロ抵抗値のこのスイッチを通じて当該入力部から当該出力部までアクティブスタイラスの信号を伝達することを有する。
【００４８】
有利には、上記方法は、以下の：
・エンコードされた及び／又は変調されたペンデジタルデータを、アクティブスタイラスから静電容量型タッチデバイスへ送信するステップと、
・連続する２つのフレームに分離する期間中に当該データを当該静電容量型タッチデバイスによって抽出し、各フレームは、トークンが静電容量型タッチパネルの第１行から最後の行まで循環する期間に相当するステップとを有し得る。
【００４９】
本発明は、例示され且つ図面によって示された実施の形態の説明によってより良好に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】公知の静電容量型タッチデバイスの図である。
【図２】プリドライバとドライバとを有する公知のチャージドライバの図である。
【図３】図２のプリドライバとドライバとの１つの実施の形態である。
【図４】図３のチャージドライバのタイムチャートの一例を示す。
【図５】公知のチャージセンサアンプの図である。
【図６】図５のチャージセンサアンプのタイムチャートの一例を示す。
【図７】公知のチャージセンサの一部の図である。
【図８】本発明によるアクティブスタイラスの１つの実施の形態である。
【図９】本発明によるアクティブスタイラスの別の実施の形態である。
【図１０】リセットフェーズ中のチャージセンサアンプの図である。
【図１１】リセットスイッチの有限ＯＮ抵抗の効果と、チャージセンサアンプのオペアンプの狭い利得帯域幅創出の効果とを含むリセットフェーズ中の図１０のチャージセンサアンプの利得伝達関数を示す。
【図１２】本発明によるチャージセンサの１つの実施の形態である。
【図１３ａ】本発明によるチャージセンサの別の実施の形態の第１部分を示す。
【図１３ｂ】本発明によるチャージセンサの別の実施の形態の第２部分を示す。
【図１４】本発明によるチャージドライバのプリドライバとドライバとの１つの実施の形態である。
【図１５】本発明によるチャージドライバの第１の実施の形態である。
【図１６】本発明によるチャージドライバの第２の実施の形態である。
【図１７】本発明によるチャージドライバの第３の実施の形態である。
【図１８】ＳＳＡＤＣ（スタイラス信号振幅検出及び変換）モジュールの１つの実施の形態である。
【図１９】ＳＤＸ（スタイラスデータエクストラクタ）の１つの実施の形態である。
【図２０】本発明による静電容量型タッチシステムに関するタイムチャートである。
【図２１】本発明による静電容量型タッチデバイスの第１の実施の形態である。
【図２２】本発明による静電容量型タッチデバイスの第２の実施の形態である。
【図２３】本発明による静電容量型タッチデバイスの第３の実施の形態である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図８は、本発明によるアクティブスタイラス８００の１つの実施の形態である。アクティブスタイラス８００は、信号を所定の周波数で生成又は送信する発振器１を有する。
【００５２】
本発明の文脈では、表現「信号を連続して送信する」は、ひとたび起動され、スタンドバイモードでないときに、静電容量型タッチデバイスの上方で少なくとも操作中のときに、アクティブスタイラス８００が、中断なしに信号を送信することを意味する。
【００５３】
上記信号は、任意のフェーズを有する。換言すると、スタイラス８００は、静電容量型タッチデバイス２００と同期されない。利点としては、静電容量型タッチデバイス２００との同期が要求されないので、このスタイラスは、静電容量型タッチデバイスのフェーズ情報を受信するための受信機を有しない。
【００５４】
好適な実施の形態では、上記信号は、周期的である。任意の周期的な波形が、この信号のために選択され得る。しかしながら、好適な実施の形態では、要求されるスタイラス信号の帯域幅を最小限にし、望まない電磁放射を制限するように、上記発振器１は、正弦波信号を生成する。
【００５５】
図８の実施の形態では、スタイラス８００は、上記発振器の信号をスタイラスチップ３に提供するための増幅器２を有する。当該注入された信号が、スタイラスチップ３と静電容量型タッチデバイス２００の検出ＸＹ電極との間で種々の層（エアギャップ、トップスクリーンガラス等）を通過する必要がある。当該層は、図８に注入インピーダンス４によって示されている。注入インピーダンス４は、本質的に静電容量インピーダンスである。
【００５６】
図９は、本発明によるアクティブスタイラス８００の別の実施の形態である。このアクティブスタイラス８００は、チップ力若しくは他のアナログセンシングデータ及び／又はスイッチ状態のようなペンデータを静電容量型タッチデバイス２００に送信することを可能にする。図８に示された基本的な実装に関して、このアクティブスタイラス８００は、メッセージエンコーダモジュール１００を有する。さらに、発振器１０１は、変調器も有する。メッセージエンコーダモジュール１００は、発振器及び変調器モジュール１０１の出力を変調するために使用される。好適な実施の形態では、モジュール１００は、クロック及びデータ回復用のマンチェスターコードを有する。別の実施の形態では、モジュール１００は、「１／４  ３／４」エンコーダを有する。別の好適な実施の形態では、発振器及び変調器モジュール１０１は、その単純性及びロバスト性のために一定包絡線変調装置、好ましくは周波数偏移（ＦＳＫ）変調装置から構成されている。しかしながら、本発明は、マンチェスターエンコーダ又はＦＳＫ変調装置に限定されないこと、及び、発振器及び変調器モジュール１０１は、例えばＰＳＫ変調装置のような他のエンコーディング方法及び他の変調技術によって取得され得ることが理解される必要がある。別の実施の形態では、当該アクティブスタイラスは、任意のエンコーダモジュールを有さず、例えばＮＲＺ（非ゼロ復帰）データを使用する。
【００５７】
図９の実施の形態では、アクティブスタイラス８００は、このスタイラス上又はその内部に信号を感知するための１つ又はより多いアナログセンサ１０７を有する。例えば、ユーザによってスタイラスチップ３に印加される力を感知するように、１つのアナログセンサ１０７が、力伝達接続部１０６を介してスタイラスチップ３に接続され得る。この場合、アナログセンサ１０７は、例えば、１つ又は幾つかのセンサ素子から成るゲージブリッジを使用して実装され得る。アナログセンサ１０７の出力部の情報が、マルチプレクサ１１１を使用して選択され、次いでＡＤＣ１０８によって変換され、最終的にメッセージエンコーダモジュール１００に送信され得る。別の実施の形態では、最初に、アナログセンサ１０７からの情報が、ＡＤＣ１０８によって変換され、次いでマルチプレクサ１１１によって選択される。
【００５８】
好適な実施の形態では、アクティブスタイラス８００は、１つ又はそれより多いスイッチ又はボタン１１０を有する。これらのスイッチ又はボタン１１０からのデジタル信号が、デジタルデータモジュール１１２を介してエンコーディング用のメッセージエンコーダモジュール１００に供給される。
【００５９】
したがって、本発明のアクティブスタイラスは、可能な限り簡単であり、上記静電容量型タッチデバイスからの同期信号を受信するための任意の受信機を必要としない。さらに、このアクティブスタイラスは、製造が簡単で且つ安価である。
【００６０】
提唱されたアクティブスタイラス８００は、信号を上記静電容量型タッチデバイス内に絶えず注入する。それ故に、スタイラス８００のチップ３が、この静電容量型タッチデバイスの表面に十分に近づくと、当該注入された信号の減衰された信号が、チャージセンサの出力部で確認され得る。当該スタイラスの最小検出距離は、スタイラスチップ３の幾何構造、静電容量型タッチデバイス２００の特性及びスタイラス信号検出装置の性能（特に、スタイラス信号検出装置の信号雑音比の性能）を含む幾つかのパラメータの関数である。実際には、数ミリメートル、例えば１０ミリメートル未満のホバリング距離が想定され得る。
【００６１】
説明したように、フィンガータッチの検出は、チャージドライバ２０３によって起動され、チャージセンサ２０４によって処理される比較的大きい信号揺れを用いることに依存する。これらの活動は、専用のタイムスロット中に起こる。当該有益なスタイラス信号は、当該専用のタイムスロット中に規定のフィンガータッチチャージ変換出力から識別することが困難である。
【００６２】
本発明の有益な側面は、スタイラス信号を処理するためのこれらの専用のタイムスロットを回避することにある。
【００６３】
説明したように、チャージセンサの入力ＣＳｉは、常に仮想接地レベルにある。スタイラス信号を伝達するため、提唱されたシステムは、スタイラス８００のＸの位置を発見するように、非理想性の結果と関連してチャージセンサアンプ３０５のリセットモードを使用する。
【００６４】
図５を参照して説明したように、信号ＣＳＡｒが出力されると、スイッチＳｗ１が閉じられ、チャージセンサアンプ３０５が、オフセットストレージモード（又はリセットモード）にあり、フィンガータッチ検出処理中に作動しない。
【００６５】
図１０は、アクティブスタイラスからの信号の注入点（Ｖｉｎ）とチャージセンサアンプの出力Ｖｏｕｔとの間の、このリセットモード中のチャージセンサアンプ３０５の図である。キャパシタンスＣｉｎは、スタイラス８００の注入点をオペアンプ３０５の負の入力に接続する実効キャパシタンスを示す。チャージセンサアンプ３０５のスイッチＳｗ１は、非理想的であるので、その「オン」抵抗値は、０Ωでなく、この抵抗値は、図１０に抵抗器Ｒｏｎによって示されている。
【００６６】
オペアンプ３０５（有限開ループゲインＡ０及び利得帯域幅積ＧＢＷ）の複数の不完全項を無視すると、その伝達関数Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎは、以下のように与えられる。
【００６７】
Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ＝（−ｊ・Ｒｏｎ・Ｃｉｎ・ω）／（１＋ｊ・Ｒｏｎ・Ｃｆｂ・ω）
この伝達関数は、原点で０を示し、それ故に高域フィルタの動作に相当する。ω→∞のときの制限項「−Ｃｉｎ／Ｃｆｂ」が、非常に高い周波数に対する利得の最大値を示す。
【００６８】
上記オペアンプの複数の不完全項が導入される場合、これらの不完全項は、利得帯域幅積（ＧＢＷ）の値を超える高い周波数での利得をさらに制限する。全体として、伝達関数Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎは、上記オペアンプの利得帯域幅積の値を超える、一般に数ＭＨｚ、例えば１０ＭＨｚ未満の高周波ロールオフを有する帯域通過特性を示す。この伝達関数Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎは、図１１に示されている。
【００６９】
上記アクティブスタイラスから送信された信号の周波数が、正しく選択される場合、すなわちこのアクティブスタイラスから送信された信号の周波数が、リセットモードにあるチャージセンサアンプ３０５の帯域通過特性の周波数範囲に属する場合、タッチパネルとリセットモードにあるＣＳＡとの組み合わせが、減衰されているものの、信号を当該リセットモードにあるＣＳＡの出力部に伝達することができる。この信号は、このアクティブスタイラスのＸ座標を決定するための情報を含む。
【００７０】
図１２は、本発明によるチャージセンサ２０８の第１の実施の形態である。このチャージセンサ２０８は、図２１及び２２の実施の形態による静電容量型タッチデバイスで使用され得る。このチャージセンサ２０８は、図７の公知のチャージセンサ２０４と異なる。何故なら、このチャージセンサ２０８は、アクティブスタイラス８００のＸ座標（ｓｔｙｓ［ｋ：０］）をデジタル信号処理モジュール（ＤＳＰ）に伝達するためのモジュール３１２を有するからである。このデジタル信号処理モジュール（ＤＳＰ）は、スタイラス信号振幅検出及び変換（ＳＳＡＤＣ）と呼ばれる。
【００７１】
一般なＳＳＡＤＣモジュールの例が、図１８に示されている。このＳＳＡＤＣモジュールは、アンプ６０２によって後続されるフィルタ６０１を有する。好適な実施の形態では、フィルタ６０１は、対象となる周波数だけ、すなわちアクティブスタイラス８００から送信された信号の周波数だけを当該アンプに供給するような帯域通過フィルタである。アンプ６０２の出力が、ピーク検出器６０３に供給される。ピーク検出器６０３は、当該回路が印加された信号「ｅｎ」（イネーブル）によって有効にされている期間中に当該アクティブスタイラスからの入力信号によって示される最大振幅を記憶するために配置されている。場合によっては、このピーク振幅は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）６０４によって変換され、ＡＤＣ６０４は、さらなる処理のためのスタイラス座標ｓｔｙｃ［ｋ：０］を含むデジタル座標ワードを生成する。
【００７２】
上記ＳＳＡＤＣモジュールは、図２１及び２２の実施の形態に示されたような各チャージセンサ２０８内に設置され得るか、又は図２３の好適な実施の形態に示されたように、「Ｎ」個のチャージセンサ２１３ごとに１つ設置され得る。
【００７３】
図２３の好適な実施の形態では、１つのマルチプレクサ２１４、例えば１つのＮ〜１マルチプレクサが、「Ｎ」個のチャージセンサ２１３の複数の出力をただ１つのＳＳＡＤＣモジュール２１５に接続している。次いで、ｍ／Ｎ個のＳＳＡＤＣモジュール２１５の出力が、スタイラス座標データ取得モジュール２０９を介してＤＳＰに供給される。この実施の形態のチャージセンサ２１３の詳細が、図１３ａ及び図１３ｂに示されている。
【００７４】
上記チャージセンサが、１つ又はより多いフィンガ―タッチを検出するように感知モードにあるときに、これらの出力スタイラス座標データ取得モジュール２０９が、タッチコラムデータ取得モジュール２０５を介してＤＳＰに供給される。
【００７５】
上記ＤＳＰ内では、複数のタッチの座標及び／又はスタイラス８００の座標が、例えば、限定されることはないが、国際公開第２０１２０３４７１５号パンフレットに記載された方法を使用することによって計算される。別の実施の形態では、幾つかの方式の二次元補間法が実行される必要があるので、静電容量型タッチデバイス２００の上のスタイラスチップ３の正確な位置確認が、隣接した幾つかの行と隣接した幾つかの列とからデータを要求する。注入された信号の能動性に起因して、及び、減少したチップの直径のために、この補間は、フィンガ―タッチの位置決めのために使用される技術と異なり得る。
【００７６】
上記チャージドライバは、通常は複数の行ラインの入力部で低いインピーダンス値を示す。アクティブスタイラス８００から来る信号を読み出すためには、トークンｔｋによって現時点で選択されているチャージドライバを、フィンガ―タッチ検出用に使用されないタイムスロット中に、すなわち好ましくは当該チャージセンサのリセットフェーズ中に高いインピーダンスモードに置くことが必要である。何故なら、当該チャージドライバは、通常はこの期間中に非活動モードにあるからである。
【００７７】
図１４は、本発明によるチャージドライブのプリドライバとドライバとの実施の形態である。図３の公知のプリドライバとドライバとに対して、この実施の形態は、点線によって規定された領域内に構成されたモジュール、すなわち高いインピーダンスの制御入力（信号ｈｉｚ）を有する。当該制御入力が、モジュール３８を介してブールＡＮＤ論理ゲート３５，３６及び３７に供給される。ブールＡＮＤ論理ゲート３５は、ハイサイドドライバ２５とハイサイドスイッチ２８との間に設置されていて、ブールＡＮＤ論理ゲート３６は、非活動状態ドライバ２６とレストサイドスイッチ３２との間に設置されていて、ブールＡＮＤ論理ゲート３７は、ローサイドドライバ２７とローサイドスイッチ３０との間に設置されている。
【００７８】
高いインピーダンスの制御入力（信号ｈｉｚ）に起因して、上記チャージドライバのハイサイドスイッチ２８、ローサイドスイッチ３０及びレストサイドスイッチ３２が、オフ状態にされ得る。その結果、当該チャージドライバが、フィンガ―タッチの検出のために使用されないときに、このチャージドライバは、ハイインピーダンスモードになる。
【００７９】
特に、レストサイドスイッチ３２が、上記スタイラスのリスニングフェーズ中のオフ状態に置かれることを実際に要求する。ハイサイドスイッチ２８及びローサイドスイッチ３０は、この特定の時にそれぞれ基本的に既にオフにされている。
【００８０】
予想されるように、好適な実施の形態では、上記チャージドライバが、チャージセンサのレストフェーズに対応するタイムスロット中にハイインピーダンスモードになる。実際に、当該チャージドライバは、この時間窓（ｔｉｍｅ  ｗｉｎｄｏｗ）中にＶｒによって決定される一定のＤＣレベルでは通常はアイドル状態にある。
【００８１】
図１５は、本発明によるチャージドライバ２０６の第１の実施の形態であり、例えば図２１の静電容量型タッチデバイスで使用される。この静電容量型タッチデバイスは、トークン入力ｔｋ及びｒｘｔｘｂ信号を入力されたブールＡＮＤ論理モジュール５０５の出力５０４によって作動されるＳＳＡＤＣブロック５０６を有する。
【００８２】
上記ｒｘｔｘｂ信号は、ＣＤ信号が非活動であるときに印加される信号として規定される。一例では、このｒｘｔｘｂ信号は、タッチドライバがフィンガ―タッチの検出のために使用されないときに印加される信号として規定される。好適な実施の形態では、このｒｘｔｘｂ信号は、ＣＳＡｒ信号（例えば図６で見て取れる）が印加されるときに印加される。その結果、ｒｘｔｘｂ信号は、チャージセンサアンプのレストモード中に印加される。こうして、フィンガ―タッチの検出のために自動的に生成されるＣＳＡｒ信号によって与えられるタイミングを使用することが可能である。
【００８３】
別の実施の形態では、上記ｒｘｔｘｂ信号は、ＣＳＡｒ信号に対応せず、これらの２つの信号間の一時的なシフトが、手動又は自動的な方法で調整可能である。１つの実施の形態では、この調整は、制御レジスタによって手動で設定される。
【００８４】
したがって、ＳＳＡＤＣブロック５０６は、スタイラスＹ座標ｓｔｙｙ［ｋ：０］を決定するために静電容量型タッチデバイスの複数の行に接続され得る。これらの座標は、図２１で見て取れるＹアクティブスタイラスとＹスタイラス座標データ取得モジュール２０７とを介してＤＳＰに送信される。
【００８５】
ただ１つのトークンｔｋが、同時にアクティブであるので、好適な実施の形態では、１つの信号ＳＳＡＤＣ２１１が、全てのチャージドライバによって共有されている。この好適なチャージドライバの一例が、図１７及び図２２及び図２３に示されている。この場合には、ワイヤードＯＲライン（図１７の信号「ＷＯ」）が、スイッチＳｗ２によって場合によっては当該チャージドライバの出力ＣＤに接続される。信号ｒｘｔｘｂによって規定されるトークンｔｋ及びタイムスロットが、ブールＡＮＤ論理モジュール５０５を使用することによって印加されると常に、このスイッチＳｗ２が作動される。
【００８６】
全てのワイヤードＯＲラインが、一緒に結合され、図２２及び２３の１つのＳＳＡＤＣブロック２１１に接続されている。このことは、図２０で提案されたタイムチャートでも見て取れる。ここでは、スタイラスのＹ位置に対して使用される正弦波レベルが、トークンｔｋの循環によって課されるペースで連続して測定される。
【００８７】
上記静電容量型タッチデバイスのＸ及びＹ境界線でインピーダンスの平衡を保つため、場合によっては、循環するトークンｔｋによって選択されない複数のＣＤドライバが、レストサイドスイッチ３２によって課されるインピーダンスとは違う別のインピーダンスを使用してロードされ得る。換言すると、当該未選択の複数のＣＤドライバが、所定のインピーダンスを未選択の行に提供する一方で、行使された１つのＣＤドライバが、実際にハイインピーダンスにあり、このＣＤドライバの行が、ワイヤードＯＲラインに接続される。
【００８８】
上記ワイヤードＯＲライン（信号「ｍｘｒｏｗ」）が、場合によっては、ＳＳＡＤＣブロック２１１によって処理するための信号「ｒｘｔｘｂ」によって課されるタイムスロット中にスタイラス信号を搬送する。
【００８９】
概要：
・図２１の実施の形態：
アクティブスタイラスのＸ座標：（図１２の実施の形態に相当する）各チャージセンサ２０８は、ＳＳＡＤＣモジュール３１２を有する。ＳＳＡＤＣモジュール３１２は、チャージセンサ２０８のレストモード中のアクティブスタイラス８００のＸ座標ｓｔｙｘ［ｋ：０］の決定を可能にする。当該Ｘ座標ｓｔｙｘ［ｋ：０］は、Ｘスタイラス座標データ取得モジュール２０９′を介してＤＳＰに送信される。
アクティブスタイラスのＹ座標：（図１５の実施の形態に対応する）各チャージドライバ２０６は、ＳＳＡＤＣモジュール５０６を有する。ＳＳＡＤＣモジュール５０６は、ｒｘｔｘｂ信号によって決定されるペースでのアクティブスタイラス８００のＹ座標ｓｔｙｙ［ｋ：０］の決定を可能にする。好適な実施の形態では、このｒｘｔｘｂ信号が、当該チャージセンサのレストモード中に印加される。その結果、アクティブスタイラス８００のＹ座標ｓｔｙｙ［ｋ：０］が、チャージセンサ２０８のレストモード中に決定される。当該Ｙ座標ｓｔｙｙ［ｋ：０］は、Ｙスタイラス座標データ取得モジュール２０７を介してＤＳＰに送信される。
【００９０】
・図２２の実施の形態：
アクティブスタイラスのＸ座標：図２１の実施の形態に関する。
アクティブスタイラスのＹ座標：ただ１つのＳＳＡＤＣ２１１が、（図１７の実施の形態に相当する）全てのチャージドライブ２１０によって共有される。アクティブスタイラス８００のＹ座標ｓｔｙｙ［ｋ：０］が、ｒｘｔｘｂ信号によって決定されるペースで決定される。好適な実施の形態では、このｒｘｔｘｂ信号が、当該チャージセンサのレストモード中に印加される。その結果、アクティブスタイラス８００のＹ座標ｓｔｙｙ［ｋ：０］が、チャージセンサ２０８のレストモード中に決定される。当該Ｙ座標ｓｔｙｙ［ｋ：０］は、Ｘ座標を決定するために使用されるものと同じスタイラス座標データ取得モジュール２０９を介してＤＳＰに送信される。
【００９１】
・図２３の実施の形態：
アクティブスタイラスのＸ座標：ただ１つのＳＳＡＤＣ２１５が、（図１３ａ及び１３ｂの実施の形態に相当する）Ｎ個のチャージセンサ２１３によって共有される。アクティブスタイラス８００のＸ座標ｓｔｙｘ［ｋ：０］が、チャージセンサ２１３のレストモード中に決定される。当該Ｘ座標ｓｔｙｘ［ｋ：０］は、Ｙ座標を決定するために使用されるものと同じスタイラス座標データ取得モジュール２０９を介してＤＳＰに送信される。
アクティブスタイラスのＹ座標：図２２の実施の形態に関する。
【００９２】
図２１〜２３によって示されないアクティブスタイラス８００のＸ座標及びＹ座標を発見するために提唱された複数の方法の任意の組み合わせが可能である。例えば、図２３に示されたようなアクティブスタイラス８００のＸ座標を発見すること、及び、図２１に示されたようなアクティブスタイラス８００のＹ座標を発見することが可能である。
【００９３】
基準画像が、フィンガ―タッチの検出のために、少なくとも１つのフレームを使用して取得される。これにより、「ｍ」個の列の信号から成る「ｎ」個の行の連続する取得に対応するデジタルデータが記憶される。この図式が、図２１及び２２によって示されたように当該スタイラス基準画像を取得するために再生され得る。
【００９４】
上記スタイラス位置及び注入条件が、１つのフレーム中に著しく変化しない場合、このことは、Ｙの位置の弱関数とみなされるＸ座標データが、「ｎ」回平均化されることを意味する。換言すると、非常に似たＸデータが「ｎ」回取得される。このことは、図２３で提唱された好適な実施の形態に対する理由である。Ｎ〜１マルチプレクサ２１４が、Ｘ座標を決定するために使用されるので、ｍ＊（Ｎ−１）／Ｎ個の冗長なデータが、各行の取得中に削減される。行「ｎ」の数が、「Ｎ」の前で大きい場合には、各列のＸ座標が、それにもかかわらず取得された各フレームに対してｍ／Ｎ回平均化される。上記スタイラスのＸ座標及びＹ座標の決定を実行するためのこれらの様々な可能性は、当該スタイラスの位置確認の複雑さと精度との妥協点の余地を与える。
【００９５】
図９の実施の形態では、アクティブスタイラス８００が、場合によっては、エンコードされた「ペンデジタルデータ」を送信し、変調波として静電容量型タッチデバイス２００内に注入され得る。フィンガ―タッチ検出システムを妨害することなしに、これらのデータを抽出するように、当該スタイラスが、絶えず送信し、静電容量型タッチデバイス２００と同期しないので、データプロセッサが、入って来るデータストリームから当該ペンデータ（「ペイロード」）を抽出し位置確認するように、十分に長い連続するタイムスロットの利点を奏する。
【００９６】
このため、上記の提唱されたシステムは、２つのフレームを分離する時間の利点を奏し、この時間は、「ＴＰ＿ｆｒａｍｅ＿ｓｙｎｃ」と呼ばれる。この時間は、図２０の第１行に見て取れる。
【００９７】
図２０は、最初の列（Ｙ［１］）から最後の列（Ｙ［ｎ］）まで循環する所定の列を選択するトークンｔｋを示す。第１行にループバックし、別のフレームを走査し始める前に、印加される信号「ｆｒｘ」によって特徴付けられる入手可能なタイムスロット、すなわちＴＰ＿ｆｒａｍｅ＿ｓｙｎｃ周期が存在する。
【００９８】
図１７に示されているように、ブールＯＲ論理モジュール５０７に起因して、印加された信号「ｆｒｘ」が、トークンｔｋ及びｒｘｔｘｂ入力信号の状態に関係なく、全てのチャージドライバをハイインピーダンスモードに置く。その結果、信号「ＷＯ」が、静電容量型タッチデバイス２００の全ての行から起こり得る注入信号を収集し、場合によっては当該スタイラス変調データを、図２２及び２３に見て取れるスタイラスデータ抽出器（ＳＤＸ）モジュール２１２の入力部に接続する。
【００９９】
このようなＳＤＸモジュール２１２の一例が、図１９に示されている。信号「ｅｎ」によって許可されるときに、図２２及び２３の実施の形態におけるライン「ｍｘｒｏｗ」に接続されている「ｃｄｉ」入力信号が、データストリームを抽出するために復調器７０１によって最初に復調され、次いでクロック及びデータが、クロック及びデータ回復（ＣＤＲ）モジュール７０２内で回復される。最後に、ペイロードが、当該データストリームから確認され、並列語ｓｔｙｄ［１；０］を生成するためにデータ抽出器及び直並列変換器モジュール７０４によって直並列変換される。
【０１００】
図２１の実施の形態では、各チャージドライバ２０６が、図１５に見て取れるようにＳＤＸモジュール５０９を有する。このような場合には、図２１のモジュール２０７は、アクティブスタイラス８００のＹ座標を決定しないだけではなくて、ペンデジタルデータも決定しない。
【０１０１】
本発明の説明された実施の形態に対する様々な実施の形態及びバリエーションは、添付された特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から離れることなしに当業者にとって自明である。本発明は、特定の好適な実施の形態に関連して記載されているものの、請求された本発明は、このような特定の実施の形態に不当に限定されてはならないと理解しなければならない。
【符号の説明】
【０１０２】
１  発振器
２  増幅器
３  スタイラスチップ
４  注入インピーダンス
２１  第１ブールＡＮＤ論理ゲート
２３  第２ブールＡＮＤ論理ゲート
２５  ハイサイドドライバ
２６  非活動状態ドライバ
２７  ローサイドドライバ
２８  ハイサイドスイッチ
３０  ローサイドスイッチ
３２  レストサイドスイッチ
３５  ブールＡＮＤ論理ゲート
３６  ブールＡＮＤ論理ゲート
３７  ブールＡＮＤ論理ゲート
３８  モジュール
１００  メッセージエンコーダモジュール
１０１  発振器及び変調器モジュール
１０６  力伝達接続部
１０７  アナログセンサ
１０８  ＡＤＣ
１１０  スイッチ又はボタン
１１１  マルチプレクサ
１１２  デジタルデータモジュール
２００  静電容量型タッチデバイス
２０１  タイミング制御装置
２０２  シフトレジスタ
２０３  チャージドライバ
２０４  チャージセンサ
２０５  タッチコラムデータ取得モジュール
２０６  チャージドライバ
２０７  Ｙスタイラス座標データ取得モジュール
２０８  チャージセンサ
２０９  スタイラス座標データ取得モジュール
２０９′Ｘスタイラス座標データ取得モジュール
２１０  チャージドライバ
２１１  ＳＳＡＤＣブロック
２１２  スタイラスデータ抽出器モジュール
２１３  チャージセンサ
２１４  マルチプレクサ
２１５  ＳＳＡＤＣモジュール
３０５  チャージセンサアンプ
３０８  ノイズフィルタリングモジュール
３０９  モジュール
３１２  ＳＳＡＤＣモジュール
５０１  プリドライバ
５０２  ドライバ
５０４  出力
５０５  ブールＡＮＤ論理モジュール
５０６  ＳＳＡＤＣブロック
５０７  ブールＯＲ論理モジュール
５０９  ＳＤＸモジュール
６０１  フィルタ
６０２  アンプ
６０３  ピーク検出器
６０４  アナログデジタル変換器
７０１  復調器
７０２  クロック及びデータ回復モジュール
７０４  データ抽出器及び直並列変換器モジュール
８００  アクティブスタイラス
【図１】
2016528602.tif 000003
【図２】
2016528602.tif 000004
【図３】
2016528602.tif 000005
【図４】
2016528602.tif 000006
【図５】
2016528602.tif 000007
【図６】
2016528602.tif 000008
【図７】
2016528602.tif 000009
【図８】
2016528602.tif 000010
【図９】
2016528602.tif 000011
【図１０】
2016528602.tif 000012
【図１１】
2016528602.tif 000013
【図１２】
2016528602.tif 000014
【図１３ａ】
2016528602.tif 000015
【図１３ｂ】
2016528602.tif 000016
【図１４】
2016528602.tif 000017
【図１５】
2016528602.tif 000018
【図１６】
2016528602.tif 000019
【図１７】
2016528602.tif 000020
【図１８】
2016528602.tif 000021
【図１９】
2016528602.tif 000022
【図２０】
2016528602.tif 000023
【図２１】
2016528602.tif 000024
【図２２】
2016528602.tif 000025
【図２３】
2016528602.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月13日(2016.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・１つのアクティブスタイラス（８００）を有し、このアクティブスタイラス（８００）は、信号を連続して放射するように構成された１つの発振器（１，１０１）を有し、
・１つのリセットフェーズ（１０００）とは違うフィンガータッチ感知フェーズ（２０００）によって追従され、このリセットフェーズ（１０００）が存在するように構成された１つの静電容量型タッチデバイス（２００）を有し、指の接触が、専らこのフィンガータッチ感知フェーズ（２０００）中に感知される当該静電容量型タッチシステムにおいて、
前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、前記リセットフェーズ（１０００）中に前記アクティブスタイラス（８００）から前記信号を感知するように構成され、
前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、少なくとも１つのチャージセンサ（２０８，２１３）を有し、
前記チャージセンサ（２０８，２１３）は、
・１つの入力部（ＣＳｉ）と１つの出力部（ｃｓａｏｕｔ）とを有する１つのチャージセンサアンプ（３０５）と、
・前記入力部（ＣＳｉ）と前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）との間の、開閉するように配置されている１つのスイッチ（Ｓｗ１）とを有し、
前記入力部（ＣＳｉ）を前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）に接続するように、前記スイッチ（Ｓｗ１）が閉じられるときに、非ゼロ抵抗値（Ｒｏｎ）の前記スイッチ（Ｓｗ１）を通じて前記入力部（ＣＳｉ）から前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）まで前記アクティブスタイラス（８００）の信号を伝達するために、前記チャージセンサアンプ（３０５）が配置されていること、及び
前記リセットフェーズ（１０００）は、前記入力部（ＣＳｉ）を前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）に接続するように、前記スイッチ（Ｓｗ１）が閉じられている期間に相当する当該静電容量型タッチシステム。
【請求項２】
前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、１つのトークン（ｔｋ）によってシーケンシャルにイネーブル状態にされる複数のライン（Ｙ［１］，．．．，Ｙ［ｎ］）を有し、前記静電容量型タッチデバイス（２００）では、１つのラインが、各時間ごとにイネーブル状態にされ、前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、前記フィンガータッチ感知フェーズ（２０００）によって追従される前記リセットフェーズ（１０００）が存在するように構成されていて、指の接触が、専ら前記フィンガータッチ感知フェーズ中に感知され、アクティブスタイラスが、専ら前記リセットフェーズ中に感知される請求項１に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項３】
前記チャージセンサアンプ（３０５）は、１つのフィードバックコンデンサ（Ｃｆｂ）を有し、前記アクティブスタイラス（８００）から放射された信号の周波数が、前記リセットモード（１０００）中の前記チャージセンサアンプ（３０５）の帯域通過特性の周波数範囲に属する請求項１又は２に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項４】
各チャージセンサ（２０８）が、前記アクティブスタイラス（８００）のＸ座標を計算するためのスタイラス信号振幅検出及び変換モジュール（３１２）を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項５】
前記静電容量型タッチシステムは、Ｎ個のチャージセンサ（２１３）の出力部を、前記アクティブスタイラス（８００）のＸ座標を計算するためのただ１つのスタイラス信号振幅検出及び変換モジュール（２１５）にシーケンシャルに接続するために配置された少なくとも１つのＮ〜１マルチプレクサ（２１４）を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項６】
前記静電容量型タッチシステムは、少なくとも１つのチャージドライバ（２０６，２１０）を有し、各チャージドライバ（２０６，２１０）は、１つの入力信号（ｔｋ）に応じて１つのドライビング信号を前記静電容量型タッチデバイス（２００）の対応する１つの行にアドレス付けするように構成され、前記チャージドライバ（２０６，２１０）は、前記アクティブスタイラス（８００）から来る信号を読み出すように、前記チャージドライバ（２０６，２１０）がフィンガータッチを検出するために使用されない間のタイムスロット中にハイインピーダンスモードにあるように構成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項７】
前記チャージドライバ（２０６，２１０）がフィンガータッチを検出するために使用されない前記タイムスロットは、前記リセットモード（１０００）に相当する請求項６に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項８】
前記アクティブスタイラス（８００）は、エンコード及び／又は変調されたペンデジタルデータを前記静電容量型タッチデバイス（２００）に送信するための１つのエンコーダ（１０１）及び／又は１つの変調器（１０１）を有し、前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、連続する２つのフレーム（ＴＰ＿ｆｒａｍｅ＿ｓｙｎｃ）を分離する期間に前記データを抽出するように配置されていて、各フレームは、前記トークン（ｔｋ）が前記静電容量型タッチパネル（２００）の第１行（Ｙ［１］）から最後の行（Ｙ［ｎ］）まで循環する期間に相当する請求項１〜７のいずれか１項に記載の静電容量型タッチシステム。
【請求項９】
１つのアクティブスタイラス（８００）と１つの静電容量型タッチデバイス（２００）とを有し、
前記アクティブスタイラス（８００）は、１つの発振器（１，１０１）を有し、前記発振器（１，１０１）は、信号を絶えず放射するように構成されていて、
前記静電容量型タッチデバイス（２００）は、少なくとも１つのチャージセンサ（２０８，２１３）を有し、
前記チャージセンサ（２０８，２１３）は、
・１つのチャージセンサアンプ（３０５）を有し、前記チャージセンサアンプ（３０５）は、１つの入力部（ＣＳｉ）と１つの出力部（ｃｓａｏｕｔ）と、
・前記入力部（ＣＳｉ）と前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）との間の、開閉するように配置されている１つのスイッチ（Ｓｗ１）とを有し、
前記方法は、以下の：
・専らフィンガータッチ感知フェーズ（２０００）中に１つ又はそれより多い指の接触を感知するステップと、
・前記フィンガータッチ感知フェーズ（２０００）とは違うリセットフェーズ（１０００）中に前記アクティブスタイラス（８００）からの信号を感知するステップとを有し、
前記アクティブスタイラス（８００）からの信号を感知するステップが、
・前記入力部（ＣＳｉ）を前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）に接続するように、前記スイッチ（Ｓｗ１）が閉じられるときに、非ゼロ抵抗値（Ｒｏｎ）の前記スイッチ（Ｓｗ１）を通じて前記入力部（ＣＳｉ）から前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）まで前記アクティブスタイラス（８００）の信号を伝達する方法において、
前記リセットフェーズ（１０００）は、前記入力部（ＣＳｉ）を前記出力部（ｃｓａｏｕｔ）に接続するように、前記スイッチ（Ｓｗ１）が閉じられている期間に相当する当該方法。
【請求項１０】
・エンコードされた及び／又は変調されたペンデジタルデータを、前記アクティブスタイラス（８００）から前記静電容量型タッチデバイス（２００）へ送信するステップと、
・連続する２つのフレーム（ＴＰ＿ｆｒａｍｅ＿ｓｙｎｃ）に分離する期間中に前記データを前記静電容量型タッチデバイス（２００）によって抽出するステップであって、各フレームは、１つのトークン（ｔｋ）が前記静電容量型タッチパネル（２００）の第１行（Ｙ［１］）から最後の行（Ｙ［ｎ］）まで循環する期間に相当するステップとを有する請求項９に記載の方法。
【国際調査報告】
2016528602.tif 000027
2016528602.tif 000028
2016528602.tif 000029