(57)【要約】異種タッチマニホールドが開示される。一実施形態では、行導体の層、列導体の層、および追加の行導体の層が設けられ、列導体と追加の行導体の各々は、信号を受信する受信回路との接続に適しており、複数の固有の直交信号の各々の信号強度のヒートマップを提供する。別の実施形態において、行導体の層、列導体の層、およびインターリーブされたアンテナが設けられ、列導体とインターリーブされたアンテナの各々は、信号を受信する受信回路との接続に適しており、複数の固有の直交信号の各々の信号強度のヒートマップを提供する。一実施形態では、複数の固有の直交信号が信号発生器によってもたらされ、それらの固有の直交信号は行導体に提供され、少なくとも１つの追加の固有の直交信号は信号インジェクターに提供される。【選択図】図２２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の行層に複数の行導体、および第１の列層に複数の列導体を有するタッチセンサーであって、
前記行導体の各々の経路と前記列導体の各々の経路は、タッチ面に近いタッチ事象が前記行導体の少なくとも１つと前記列導体の少なくとも１つとの間で結合の変化を引き起こすように、配向され、複数の列導体の各々は、その関連する列導体上に存在する信号を受信するのに適した列受信機に関連付けられ、
前記タッチセンサーは、
第２の行層上の第２の複数の行導体であって、第２の複数の行導体の各々が、その関連する行導体上に存在する信号を受信するのに適した行受信機に関連付けられる、第２の複数の行導体；および、
各々の行受信機と各々の列受信機によって受信された信号中の複数の固有の直交信号の各々の測定値を決定するのに適したプロセッサーを含む、
タッチセンサー。
【請求項２】
前記第１の行層、前記第１の列層、および前記第２の行層から形成されたマニホールドをさらに含む、請求項１に記載のタッチセンサー。
【請求項３】
前記第１の行層と前記第１の列層は共通の基板の対向する側に配される、請求項２に記載のタッチセンサー。
【請求項４】
前記マニホールドがある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適した表面を有する、請求項２に記載のタッチセンサー。
【請求項５】
複数の列受信機と複数の行受信機は１つの集積回路の一部である、請求項１に記載のタッチセンサー。
【請求項６】
複数の行導体と複数の列導体を有するタッチセンサーであって、
前記行導体の各々の経路と前記列導体の各々の経路は、タッチセンサーに近いタッチ事象が前記行導体の少なくとも１つと前記列導体の少なくとも１つとの間で結合の変化を引き起こすように、配向され、複数の列導体の各々は、その関連する列導体上に存在する信号を受信するのに適した列受信機に関連付けられ、
前記タッチセンサーは、
前記行導体と前記列導体との間でインターリーブされた複数のアンテナを含み、前記複数のアンテナの各々は、その関連付けられるアンテナ上に存在する信号を受信するのに適したアンテナ受信機に関連付けられる、
タッチセンサー。
【請求項７】
各々のアンテナ受信機と各々の列受信機によって受信された信号中の複数の固有の直交信号の各々の測定値を決定するのに適したプロセッサーをさらに含む、請求項６に記載のタッチセンサー。
【請求項８】
前記行導体と前記列導体との間でインターリーブされた複数の信号注入導体をさらに含む、請求項６に記載のタッチセンサー。
【請求項９】
第１の複数の行導体上の第１の複数の直交信号を送信するのに適した第１の駆動信号回路であって、第１の複数の直交信号の各々が第１の複数の直交信号の互いに対して直交する、第１の駆動信号回路；
複数のアンテナの少なくとも１つに少なくとも１つの追加の直交信号を送信するのに適した第２の駆動信号回路であって、少なくとも１つの追加の直交信号が第１の複数の直交信号の各々に直交している、第２の駆動信号回路；および、
各々の列受信機によって受信された信号中の複数の固有の直交信号の各々と、少なくとも１つの追加の直交信号の各々の測定値を決定するのに適したプロセッサー、
をさらに含む、請求項６に記載のタッチセンサー。
【請求項１０】
前記行導体と前記列導体との間でインターリーブされた複数の信号注入導体をさらに含む、請求項６に記載のタッチセンサー。
【請求項１１】
複数の行導体と複数の列導体から形成されたマニホールドをさらに含む、請求項６に記載のタッチセンサー。
【請求項１２】
センサーシステムであって、
身体上に位置付けられる信号注入導体であって、身体を通って信号を送信するのに適している、信号注入導体と；
身体を通って送信された信号を受信するのに適している、複数のアンテナと；
身体を通って送信された信号の各々の測定値を決定するのに適したプロセッサーであって、前記測定値が、あらかじめ定められたモデルと比較されるとき、身体の一部の位置を決定するために使用される、プロセッサーと、
を含む、センサーシステム。
【請求項１３】
複数のアンテナの各々は接地によって囲まれる、請求項１２に記載のセンサーシステム。
【請求項１４】
タッチセンサーであって、
複数の行導体と複数の列導体を有するマニホールドであって、前記行導体の各々の経路と前記列導体の各々の経路は、前記マニホールドに近いタッチ事象が行導体の少なくとも１つと列導体の少なくとも１つとの間で結合の変化を引き起こすように、配向され、前記マニホールドがある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適した表面を有する、マニホールド；
複数の列受信機であって、複数の列受信機の各々が複数の導電性の列の各々に関連付けられ、複数の列受信機の各々が持続時間（τ）の間、前記列に存在する信号を受信するのに適している、複数の列受信機；
複数の直交周波数の各々の信号測定値を決定するために列受信機によって受信された信号を処理するのに適した信号プロセッサーであって、前記複数の直交周波数が少なくとも持続時間の逆数（１／τ）によって互いから距離をおいて配置され（Δｆ）、
決定された信号測定値から第１の範囲中の直交周波数の第１のセットを識別し、かつ、第１の範囲中の信号測定値を反映する第１のヒートマップを作成し；ならびに、
決定された信号測定値から第２の範囲中の直交周波数の第２のセットを識別し、かつ、第２の範囲中の信号測定値を反映する第２のヒートマップを作成する、信号プロセッサー、
を含む、タッチセンサー。
【請求項１５】
マニホールド中の裂け目をさらに含み、マニホールド中の前記裂け目は少なくとも第１の領域と第２の領域を形成する、請求項１４に記載のタッチセンサー。
【請求項１６】
前記第１の範囲と前記第２の範囲は周波数の範囲である、請求項１４に記載のタッチセンサー。
【請求項１７】
タッチセンサーであって、
複数の行導体と複数の列導体を有するマニホールドであって、前記複数の行導体の各々の経路と前記複数の列導体の各々の経路は、前記マニホールドに近いタッチ事象が前記複数の行導体の少なくとも１つと前記複数の列導体の少なくとも１つとの間で結合の変化を引き起こすように、配向され、前記マニホールドがある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適した表面を有する、マニホールド；
それぞれ複数の行導体の各々で第１の複数の直交信号を送信するのに適した第１の駆動信号回路であって、第１の複数の直交信号の各々が第１の複数の直交信号の互いに対して直交する、第１の駆動信号回路；
少なくとも１つの注入信号導体で追加の直交信号を伝導するのに適した第２の駆動信号回路であって、各々の追加の直交信号が第１の複数の直交信号の各々に直交している、第２の駆動信号回路、
を含む、タッチセンサー。
【請求項１８】
タッチセンサーであって、前記タッチセンサーは、
複数の行導体と複数の列導体を有するマニホールドであって、前記複数の行導体の各々の経路と前記複数の列導体の各々の経路は、前記マニホールドに近いタッチ事象が前記複数の導電性の行の少なくとも１つと前記複数の導電性の列の少なくとも１つとの間で結合の変化を引き起こすように、配向され、前記マニホールドがある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適した表面を有する、マニホールド；
複数の信号注入導体；
それぞれ行導体上で第１の複数の直交信号を送信するのに適した第１の駆動信号回路；
それぞれ前記複数の信号注入導体上で第２の複数の直交信号を伝導するのに適した第２の駆動信号回路；
を含み、
第１の複数の直交信号と第２の複数の直交信号の各々は、第１の複数の直交信号と第２の複数の直交信号の互いに対して直交する、
タッチセンサー。
【請求項１９】
複数の受信された信号から、第１と第２の複数の直交信号の各々の測定値を決定し；
第１の決定された測定値を有し、かつ、第１の決定された測定値を反映する第１のタッチに関連するヒートマップを作成する、直交周波数の第１のセットを識別し；
第２の決定された測定値を有し、かつ、第２の決定された測定値を反映する第２のタッチに関連するヒートマップを作成する、直交周波数の第２のセットを識別する、
のに適した信号プロセッサーをさらに含む、
請求項１８に記載のタッチセンサー。
【請求項２０】
手動式のコントローラであって、前記コントローラは：
ユーザーの指が巻き付くこともある湾曲した指領域を有する、本体部分であって、前記指領域が垂直軸を有する、本体部分；
第１の層中の複数の行導体と、
第２の層中の複数の列導体と、
第３の層中の複数の追加の行導体とを含む、
マニホールドであって、第１の層中の前記行導体の各々の経路と第２の層中の前記列導体の各々の経路は、前記マニホールドに近いタッチ事象が前記複数の行導体の少なくとも１つと前記複数の列導体の少なくとも１つとの間で結合の変化を引き起こすように、配向され、前記マニホールドが前記本体部分の少なくとも一部の表面に配されている、マニホールド；
少なくとも１つの信号注入導体；
を含み、
前記第１の層の複数の行導体の各々と前記少なくとも１つの注入導体の各々が、駆動信号回路に関連付けられ、
前記駆動信号回路が各々の固有の直交信号を送信するのに適しており、
各々の固有の直交信号は固有の直交信号に互いに直交し；
複数の列導体の各々は、その関連する列導体上に存在する信号を受信するのに適した列受信機に関連付けられ、および、
第３の層の複数の追加の行導体の各々は、そこに存在する信号を受信するのに適した行受信機に関連付けられる、
コントローラ。
【請求項２１】
複数の受信された信号から、各々の固有の直交信号の測定値を決定し；
第１の決定された測定値を有し、かつ、第１の決定された測定値を反映する第１のタッチに関連するヒートマップを作成する、直交周波数の第１のセットを識別し；および、
第２の決定された測定値を有し、かつ、第２の決定された測定値を反映する第２のタッチに関連するヒートマップを作成する、直交周波数の第２のセットを識別する、
のに適した信号プロセッサーをさらに含む、
請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
本体部分の垂直軸に垂直な横軸を有する親指部分；
第１の親指部分層中の複数の親指部分行導体と、
第２の親指部分層中の複数の親指部分列導体を含む、
第２のマニホールドであって、前記親指部分行導体の各々の経路と前記親指部分列導体の各々の経路は、前記第２のマニホールドに近いタッチ事象が前記複数の親指部分行導体の少なくとも１つと前記複数の親指部分列導体の少なくとも１つとの間で結合の変化を引き起こすように、配向され、前記第２のマニホールドが親指部分の少なくとも一部の表面に配されている；第２のマニホールド、
をさらに含む、請求項２０に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１７年３月２０日出願の米国仮特許出願第６２／４７３，９０８号、表題「Ｈａｎｄ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」；２０１７年４月２２日出願の米国仮特許出願第６２／４８８，７５３号、表題「Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｏｕｓ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」；２０１７年１１月１７日出願の米国仮特許出願第６２／５８８，２６７号、表題「Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」；２０１８年１月１９日出願の米国仮特許出願第６２／６１９，６５６号、表題「Ｍａｔｒｉｘ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｃｅｉｖｅ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ」；および２０１８年１月２４日出願の米国仮特許出願第６２／６２１，１１７号、表題「Ｍａｔｒｉｘ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｃｅｉｖｅ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ」の利益を主張するものであり、前記出願の内容は全て参照により本明細書に本明細書に組み込まれる。
【０００２】
開示されたシステムおよび方法は、概して、接触感知および非接触感知の分野、具体的には、接触および非接触事象を感知し且つ解釈するためのセンシングコントローラおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
本出願は、高速マルチタッチセンサー、並びに、２０１４年３月１７日出願の米国特許第９，０１９，２２４号、表題「Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ」；２０１４年３月１７日出願の米国特許第９，２３５，３０７号、表題「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｓｔｙｌｕｓ  Ａｎｄ  Ｓｅｎｓｏｒ」；２０１４年３月１７日出願の米国特許出願第１４／２１７，０１５号、表題「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｗｉｔｈ  Ｕｓｅｒ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」；２０１４年３月１７日出願の米国特許出願第１４／２１６，７９１号、表題「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ」；２０１３年１１月１日出願の米国特許第９，１５８，４１１号、表題「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｐｏｓｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」；２０１５年１月２２日出願の米国特許出願第１４／６０３，１０４号、表題「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｏｓｓｉｂｌｅ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ｉｎ  ａ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｏｒ」；２０１５年２月４日出願の米国特許出願第１４／６１４，２９５号、表題「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｉｎ  ａ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｏｒ」；２０１４年８月２２日出願の米国特許出願題１４／４６６，６２４号、表題「Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ  Ｔｏｕｃｈ  Ｕｓｅｒ，  Ｈａｎｄ  ａｎｄ  Ｏｂｊｅｃｔ  Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」；２０１５年７月２９日出願の米国特許出願第１４／８１２，５２９号、表題「Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｒｏｓｓ−Ｔａｌｋ  ｉｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｏｒｓ」；および２０１６年５月２３日出願の米国特許出願第１５／１６２，２４０号、表題「Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ  Ｓｅｎｓｏｒｓ」に開示される他の方法および技術などの、ユーザーインターフェースに関する。それら出願の全体的な開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
近年、タッチスクリーン用の静電容量タッチセンサーは、マルチタッチ技術の発達と共に、人気を得てきた。静電容量性タッチセンサーは、（時折、一般的な基板の前面と後面に）空間的に離間された層の導電性材料の行および列を含む。センサーを操作するために、行は励起信号により刺激される。各行および列との間の結合の量は、行と列との間の接続点に隣接するオブジェクト（すなわち、タクセル（ｔａｘｅｌ））により影響を受ける場合がある。言い換えれば、行と列との間の静電容量の変化は、指などのオブジェクトが行および列の交差の領域に近いセンサー（例えばスクリーン）をタッチしていることを示すことができる。行を順次励起し、且つ列にて励起信号の結合を測定することにより、静電容量変化、および従って近接度を反映するヒートマップが、作成され得る。
【０００５】
一般的に、タクセルデータはヒートマップへと集められる。その後、これらのヒートマップは、タッチ事象を識別するために後処理され、タッチ事象は、限定されないがジェスチャーを含むタッチインタラクション、およびそれらジェスチャーが実行されるオブジェクトを理解しようと努める下流プロセスへとストリームされる。
【０００６】
２０１３年、米国特許第９，０１９，２２４号に繋がる出願が提出された（以下、「’２２４特許」と称す）。’２２４特許は、高速マルチタッチセンサーおよび方法を記載する。とりわけ、’２２４特許は、各行の上で固有の周波数直交信号を使用する行の同時の励起を記載する。’２２４特許に従い、信号間の周波数間隔（Δｆ）は少なくとも測定期間（τ）の逆数である。故に、’２２４特許に例示されるように、１ｋＨｚ間隔を空けた（すなわち、１，０００サイクル／秒のΔｆを有する）周波数は、１ミリ秒の測定期間につき少なくとも１回要求される（すなわち、１秒の１／１，０００のτを有する）。同時の直交信号伝達スキームにより駆動される信号を使用するインタラクションセンシングに関する多数の特許出願が提出されており、限定されないが、出願人の以前の２０１３年３月１５日出願の米国特許出願番号１３／８４１，４３６号、表題「Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ」、および、２０１３年１１月１日出願の米国特許出願第１４／０６９，６０９号、表題「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｐｏｓｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」が挙げられる。
【０００７】
これらシステムおよび方法は概して、平面センサー上でのマルチタッチセンシングに関する。ユーザーの、タッチ、ジェスチャー、およびオブジェクトとのインタラクションを理解するために情報を得ることは、無数の可能性を導入するが、手に持てる大きさのオブジェクトが例えば多くの形状で現れるので、センサーがユーザーのジェスチャーおよび携帯オブジェクトとの他のインタラクションに関する情報を提供できるように、コントローラ、ボール、スタイラス、ウェアラブルデバイスなどのオブジェクトへと静電容量タッチセンサーを組み込むことは、困難であり得る。
【０００８】
高速マルチタッチセンサーは、平面および非平面上でのより高速なセンシングを可能とする一方、センサー表面から数ミリメートル以上離れて生じる非接触タッチ事象の詳細な検出を提供する実質的な性能を欠いている。高速マルチタッチセンサーは、ユーザーがジェスチャーまたは他のインタラクションを実行している間の、身体部分（例えば、指、手、腕、肩、脚など）の識別、および／または位置と配向に関する、より詳細な情報を提供する実質的な性能も欠いている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の前述および他の目的、特徴、および利点は、添付図面に示されるような実施形態の、以下のより詳細な説明から明らかとなり、図中、参照符号は様々な視点を通じて同じ部分を指す。図面は、必ずしも正確な縮尺ではなく、その代わりに重点は、開示された実施形態の原理を概説することに置かれている。
【図１】２つの導電層を持つ低レイテンシのタッチセンサー装置の実施形態を例示する、高位のブロック図を提供する。
【図２Ａ】振幅測定のためのセットアップを示す。
【図２Ｂ】振幅測定のためのセットアップの別の視点を示す。
【図３】手の領域にわたって実施された注入信号に関する、ｍＶｐｐでの例示的な振幅測定の表である。
【図４】アンテナセンサーのための配線および遮蔽のスキームの実施形態を示す。
【図５】長方形グリッド上のアンテナセンサーの２×２のグリッドを備えたセットアップを例証する。
【図６】一実施形態に係る着用可能グローブを例示し、該着用可能グローブは、指での周波数の分離を支持するための信号注入導体および電極の両方を有している。
【図７Ａ】アンテナセンサーの２×２のグリッド、およびアンテナセンサー中を移動する周波数注入された人差し指を用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図７Ｂ】アンテナセンサーの２×２のグリッド、およびアンテナセンサー中を移動する周波数注入された人差し指を用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図７Ｃ】アンテナセンサーの２×２のグリッド、およびアンテナセンサー中を移動する周波数注入された人差し指を用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図７Ｄ】アンテナセンサーの２×２のグリッド、およびアンテナセンサー中を移動する周波数注入された人差し指を用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図８Ａ】人差し指と中指が２つのアンテナセンサーを同時にタッチした時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図８Ｂ】人差し指と中指が２つのアンテナセンサーを同時にタッチした時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図８Ｃ】人差し指と中指が２つのアンテナセンサーを同時にタッチした時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図９Ａ】手がアンテナセンサーの方へおよびそこから離れて動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図９Ｂ】手がアンテナセンサーの方へおよびそこから離れて動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図９Ｃ】手がアンテナセンサーの方へおよびそこから離れて動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図９Ｄ】手がアンテナセンサーの方へおよびそこから離れて動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１０Ａ】人差し指がアンテナセンサーの中を動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１０Ｂ】人差し指がアンテナセンサーの中を動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１０Ｃ】人差し指がアンテナセンサーの中を動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１０Ｄ】人差し指がアンテナセンサーの中を動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１１Ａ】薬指がアンテナセンサーの中を動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１１Ｂ】薬指がアンテナセンサーの中を動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１１Ｃ】薬指がアンテナセンサーの中を動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１１Ｄ】薬指がアンテナセンサーの中を動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１２Ａ】人差し指と薬指がアンテナセンサーの中を同時に動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１２Ｂ】人差し指と薬指がアンテナセンサーの中を同時に動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１２Ｃ】人差し指と薬指がアンテナセンサーの中を同時に動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１２Ｄ】人差し指と薬指がアンテナセンサーの中を同時に動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１３Ａ】手がアンテナセンサーの方へおよびそこから離れて動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１３Ｂ】手がアンテナセンサーの方へおよびそこから離れて動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１３Ｃ】手がアンテナセンサーの方へおよびそこから離れて動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１３Ｄ】手がアンテナセンサーの方へおよびそこから離れて動く時にアンテナセンサーの２×２のグリッドを用いて達成される、ｄＢでの２つの注入周波数に関する結果を例示する。
【図１４】異種センサーに使用される導体層の実施形態を例示する。
【図１５】典型的な異種層センサーの概略的なレイアウトを例示する。
【図１６】インターリーブされたアンテナセンサーおよび２つの導電層を持つ、異種センサーの実施形態の図を示す。
【図１７】インターリーブされたアンテナセンサーとそれらの関連する受信機回路との接続の図を示す。
【図１８】インターリーブされたアンテナセンサーとそれらの関連する回路との接続を伴う、図１６に示されるようなインターリーブされたアンテナセンサーおよび２つの導電層を持つ異種センサーの実施形態の図を示す。
【図１９】インターリーブされたアンテナセンサー、信号注入導体、および２つの導電層を持つ、異種センサーの別の実施形態の図を示す。
【図２０】図１９のような実施形態における、インターリーブされたアンテナセンサーと、それらの関連する受信機回路と、信号注入導体と、それらの関連する信号駆動回路との接続の図を示す。
【図２１】図１９に示されるような、インターリーブされたアンテナセンサー、それらの関連する受信機回路、信号注入導体、およびそれらの関連する信号駆動回路を持つ、異種のセンサーの実施形態の図を示す。
【図２２】手に持てる大きさのコントローラの実施形態の図である。
【図２３Ａ】コントローラに関するストラップ構成の図である。
【図２３Ｂ】コントローラに関するストラップ構成の別の図である。
【図２４】手に持てる大きさのコントローラなどの、曲面上で使用可能な多層センサーマニホールドの実施形態の図である。
【図２５】アンテナセンサーを持つ多層センサーマニホールドの実施形態の図である。
【図２６】アンテナセンサーを付加的に持つ、ほぼ図２４に示されるような多層センサーマニホールドの実施形態の図である。
【図２７】アンテナセンサーを持つ多層センサーマニホールドの別の実施形態の図である。
【図２８】図２４および２６に示されるものとは異なる行および列の設計を持つ、多層センサーマニホールドの別の実施形態の図である。
【図２９】異なる行および列の設計を持ち、且つアンテナセンサーおよび信号注入導体電極を持つ、多層センサーマニホールドの別の実施形態の図である。
【図３０】裂け目または分配された行および列の設計を持ち、且つアンテナセンサーおよび信号注入導体電極を持つ、多層センサーマニホールドの別の実施形態の図である。
【図３１Ａ】コントローラの親指中心部分との使用のためのセンサーパターンの例示的な実施形態を示す。
【図３１Ｂ】コントローラの親指中心部分との使用のためのセンサーパターンの例示的な実施形態を示す。
【図３１Ｃ】コントローラの親指中心部分との使用のための三層センサーパターンの例示的な実施形態を示す。
【図３１Ｄ】コントローラの親指中心部分との使用のための三層センサーパターンの例示的な実施形態を示す。
【図３１Ｅ】コントローラの親指中心部分との使用のための三層センサーパターンの例示的な実施形態を示す。
【図３２Ａ】アンテナセンサーを付加的に持つ、ほぼ図３１Ａおよび３１Ｂに示されるようなコントローラの親指中心部分との使用のためのセンサーパターンの例示的な実施形態、並びに、どのようにしてアンテナセンサーが別個のマニホールドに位置づけられるのかを示すが、上から見た時に別のマニホールドの行および列と重なっているように見える。
【図３２Ｂ】アンテナセンサーを付加的に持つ、ほぼ図３１Ａおよび３１Ｂに示されるようなコントローラの親指中心部分との使用のためのセンサーパターンの例示的な実施形態、並びに、どのようにしてアンテナセンサーが別個のマニホールドに位置づけられるのかを示すが、上から見た時に別のマニホールドの行および列と重なっているように見える。
【図３２Ｃ】どのようにしてアンテナセンサーが別個のマニホールドに位置づけられるのかを示すが、上から見た時に別のマニホールドの行および列内にインターリーブされているように見える。
【図３２Ｄ】どのようにしてアンテナセンサーが別個のマニホールドに位置づけられるのかを示すが、上から見た時に別のマニホールドの行および列内にインターリーブされているように見える。
【図３３】本発明の一実施形態に係る、人の手、および、装置に関連する手の一連の関節および骨格の図を示す。
【図３４】センサーに対して手および指の骨格位置を推量するためにセンサーデータを使用する方法の一実施形態を示す、高位のフロー図を例示する。
【図３５】骨格上の手および指の再建モデル作成ワークフローの実施形態を示すブロック図である。
【図３６】リアルタイムの骨格上の手および指の再建ワークフローの実施形態を示すブロック図である。
【図３７】コントローラを握る指のヒートマップを例示する。
【図３８】離れた領域での動きを処理するための複合プロセスのフローチャートを示す。
【図３９】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映する例示的なヒートマップを示す。
【図４０】図３９に示されるヒートマップ上での分割された極大値計算の結果の図を示す。
【図４１】図３９のヒートマップ上での図４０に例示される極大値の重ね合わせを示す。
【図４２Ａ】サークルフィットの例示的な例、および余分なデータを除くための典型的な方法の図を示す。
【図４２Ｂ】サークルフィットの例示的な例、および余分なデータを除くための典型的な方法の図を示す。
【図４３】図３９に示される非余分な極大値上で重ね合わさった指の分離を示す。
【図４４】バウンディングボックスにおいて拡大した極大値を示す図を示す。
【図４５】図４４において示されるものとは異なる手に関する、バウンディングボックスにおいて拡大した極大値を示す図を示す。
【図４６】図４５に示されるバウンディングボックスにおいて拡大した極大値の上で重ね合わさった例示的な指の分離を示す。
【図４７】図４６に反映された数字位置上で束ねられた指から結果としてもたらされる小さなセグメントエラーを示す図を提供する。
【図４８】ストラップを持つ手に持てる大きさのコントローラの実施形態を示し、ストラップおよび他の遮蔽材料（ｃｏｎｃｅａｌｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）は移動して信号注入領域を示す。
【図４９】図３９のヒートマップ上での信号注入データおよび例示的な指の分離のヒートマップ（グラフ）の重ね合わせを示す。
【図５０Ａ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｂ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｃ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｄ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｅ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｆ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｇ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｈ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｉ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｊ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｋ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５０Ｌ】図２２に示されるものなどの、手に持てる大きさのコントローラに記録された数字位置を反映するヒートマップ；数字位置を反映するヒートマップから計算された非余分な極大値；信号注入データのヒートマップ（グラフ）；および重ね合わさった指の分離の線を示す。
【図５１】親指の位置および動きを処理するための複合プロセスのフローチャートを示す。
【図５２】本発明の実施形態に係る、図３３に例示されるような骨格データの表現を反映する表を示す。
【図５３】ユーザーの指の情報を表わすために使用可能なデータ構造の実施形態を示す。
【図５４】典型的な右手の骨格姿勢の実施形態を例示する表である。全ての位置（ｘ、ｙ、ｚ）はメートルである。図３３に例示されるように、各骨の軸は、骨の原型（ａｎｃｅｓｔｏｒｓ）の何れかによって行われる回転を考慮する。全ての並進運動および回転は骨の親に相関する。与えられた全ての量は、小数点第５位まで正確である。デフォルトにより、全てのスケール値（ｓｘ、ｓｙ、ｓｚ）は１．０の値を有し、表には含まれていない。
【図５５】典型的な右手の骨格姿勢の実施形態を例示する表である。全ての位置（ｘ、ｙ、ｚ）はメートルである。図３３に例示されるように、各骨の軸は、骨の原型（ａｎｃｅｓｔｏｒｓ）によって行われる回転を考慮する。全ての並進運動および回転は骨の親に相関する。与えられた全ての量は、小数点第５位まで正確である。デフォルトにより、全てのスケール値（ｓｘ、ｓｙ、ｓｚ）は１．０の値を有し、表には含まれていない。
【図５６Ａ】多重信号が１つ以上の装置からのユーザーへと注入されている実施形態を示す。
【図５６Ｂ】多重信号が１つ以上の装置からのユーザーへと注入されている実施形態を示す。
【図５７】多重信号が１つ以上の装置からの多数のユーザーへと注入されている図を示し、ここでユーザーは自身を保持するまたは保持しない場合がある。
【図５８】手に対する信号注入システムの一実施形態の概略図である。
【図５９】図５８に示される信号注入システムの別の実施形態の概略図である。
【図６０Ａ】ゲームコントローラなどのオブジェクトに対する手の姿勢の図である。
【図６０Ｂ】ゲームコントローラなどのオブジェクトに対する手の姿勢の図である。
【図６０Ｃ】ゲームコントローラなどのオブジェクトに対する手の姿勢の図である。
【図６０Ｄ】ゲームコントローラなどのオブジェクトに対する手の姿勢の図である。
【図６０Ｅ】ゲームコントローラなどのオブジェクトに対する手の姿勢の図である。
【図６０Ｆ】ゲームコントローラなどのオブジェクトに対する手の姿勢の図である。
【図６１】図５８に示される信号注入システムの実施形態の、両手を必要とする変形の概略図である。
【図６２Ａ】本発明の一実施形態に係るソフトセンサーの感度を例示する。
【図６２Ｂ】本発明の一実施形態に係るソフトセンサーの感度を例示する。
【図６２Ｃ】一実施形態に係るソフトセンサーの感度を例示する。
【図６３】別の実施形態に係る骨格の位置決めを推量するために使用されているソフトフォームセンサーの実施形態を示す。
【図６４】一般的なインターフェースにアクセスするように個別に識別されている車の中の２人の周波数注入された使用者を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の全体にわたり、用語「タッチ（ｔｏｕｃｈ）」、「タッチ（ｔｏｕｃｈｅｓ）、「接触（ｃｏｎｔａｃｔ）、「接触（ｃｏｎｔａｃｔｓ）」、「ホバリング（ｈｏｖｅｒ）」、「ホバリング（ｈｏｖｅｒｓ）」、または他の記述語は、ユーザーの指、スタイラス、オブジェクト、または身体部分がセンサーにより検出される、事象または期間について記載するために使用されてもよい。幾つかのセンサーにおいて、検出は、ユーザーがセンサーまたはセンサーが埋め込まれる装置と物理的に接触した場合にのみ行われる。幾つかの実施形態において、用語「接触」によって一般的に示されるように、これらの検出は、センサーまたはセンサーが埋め込まれるデバイスとの物理接触の結果として行われる。他の実施形態において、時折用語「ホバリング」によって一般的に言及されるように、センサーは、導電性または静電容量性のオブジェクト、例えば指が表面と実際に物理接触状態にないという事実にもかかわらず、タッチ面の上を一定距離ホバリングし、或いはセンサー装置から分離されるおよび認識可能な変化を引き起こす、「タッチ」の検出を可能にするように調整され得る。それ故、感知された物理接触への依存を示す本記載内における言葉の使用は、記載された技術がそれらの実施形態にしか適用されないと意味するようには解釈するべきではなく；実際に、全てではないが、本明細書に記載されるものほぼ全ては、各々「タッチ」である「接触」および「ホバリング」に等しく適用される。一般的に、本明細書で使用されるように、用語「ホバリング」は非接触式のタッチ事象またはタッチを指し、且つ、本明細書で使用されるように、用語「ホバリング」は、「タッチ」が本明細書で意図されるという意味で「タッチ」の一種である。故に、本明細書で使用されるように、句「タッチ事象」および用語「タッチ」は、名詞として使用される場合、近くのタッチ、および近くのタッチ事象、またはセンサーを使用して識別され得る他のジェスチャーを含む。「圧力」は、オブジェクトの表面に対するユーザー接触（例えば、ユーザーの指または手を押す）によって及ぼされる、単位面積当たりの力を指す。「圧力」の量は同様に、「接触」、すなわち「タッチ」の尺度である。「タッチ」は、「ホバリング」、「接触」、「圧力」、または「グリップ」の状態を指すが、「タッチ」の不足は、センサーによる正確な測定のための閾値より下にある信号によって一般的に識別される。一実施形態に従い、タッチ事象は、非常に低いレイテンシ、例えば、約１０ミリ秒以下、または約１ミリ秒未満で検出され、処理され、および、ダウンストリームの計算プロセスに供給され得る。
【００１１】
本明細書、特に特許請求の範囲内で使用されるように、第１（ｆｉｒｓｔ）および第２（ｓｅｃｏｎｄ）などの順序の用語は、それら自体で、順序、時間、または一意性を示唆することは意図されず、むしろ１つの主張された構成を別のものと区別するために使用される。文脈が規定する幾つかの使用において、これらの用語は、第１と第２が一意的であることを示唆することもある。例えば、事象が第１の時間に生じ、別の事象が第２の時間に生じると、第１の時間が第２の時間の前に生じるという意図された示唆は存在しない。しかし、第２の時間が第１の時間の後であるという更なる制限が請求項に示される場合、文脈は、第１の時間と第２の時間が固有の時間であると読み取ることを要求する。同様に、文脈がそのように規定または容認する場合、順序の用語は、２つの識別された請求項の構成が同じ特徴または異なる特徴となり得るように広く解釈されるように、意図される。故に、例えば、第１および第２の周波数は、限定されないが、同じ周波数であり、例えば、第１の周波数が１０Ｍｈｚであり、第２の周波数が１０Ｍｈｚであり；或いは、異なる周波数であってもよく、例えば、第１の周波数が１０Ｍｈｚであり、第２の周波数が１１Ｍｈｚである。文脈はそれ以外に、例えば、第１および第２の周波数が互いに周波数直交するよう更に制限されることを示す場合があり、その場合、これらは同じ周波数ではない。
【００１２】
本開示の異種センサーおよび方法は、タッチおよび非接触式タッチ事象の検出を提供し、より多くのデータを検出し、および、センサー表面上に生じるタッチ事象とセンサー表面から離れて生じるタッチ事象（近いおよび遠い非接触式タッチ事象を含む）から結果として生じる更に正確なデータを解決する。
【００１３】
高速マルチタッチセンシング（ＦＭＴ）
図１は、一実施形態に係る高速マルチタッチセンサ（１００）の特定の原理を例示する。送信機（２００）は、異なる信号を、表面の行の各々に送信する。通常、信号は「直交」である、すなわち、互いに分離可能且つ区別可能である。受信機（３００）が各列に付けられる。受信機（３００）は、送信信号の何れか、またはそれらの恣意的な組み合わせを受信するように、および、列に存在する直交送信信号の各々の量を個々に測定するように、設計される。センサー（１００）のタッチ面（４００）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が伝搬可能である。
【００１４】
一実施形態において、行−列の接続点に隣接する、またはその近辺にあるタッチ事象は、行と列との間の結合の変化を引き起こす。一実施形態において、行と列がタッチ事象にさらされていない場合、より少量のまたは微小な量の信号がそれらの間で結合され、一方で、行と列がタッチ事象にさらされると、より多量のまたは微小でない量の信号がそれらの間で結合され得る。一実施形態において、行と列がタッチ事象にさらされていない場合、より多量の信号がそれらの間で結合され、一方で、行と列がタッチ事象にさらされると、より少量の信号がそれらの間で結合され得る。上記で議論されたように、タッチ、またはタッチ事象は、物理的なタッチではなく、むしろ、結合された信号のレベルに影響を及ぼす事象を必要とする。
【００１５】
行の上の信号が直交であるので、多数の行信号は列に結合され、受信機により区別され得る。同様に、各行の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列について、列に見出される信号は、どの行が列と同時にタッチされているかを示す情報を包含している。受信された各信号の信号強度または量は通常、対応する信号を運ぶ列と行との結合の量に関連し、および故に、表面までのタッチオブジェクトの距離、タッチにより覆われる表面の領域、および／またはタッチの圧力を示す場合がある。
【００１６】
一実施形態において、行に送信される直交信号は、未変調のシヌソイドであってもよく、その各々は、受信機において互いに容易に区別可能に選択される、異なる周波数を有している。一実施形態において、周波数は、受信機において互いに容易に区別可能に、それらの間に十分な間隔を設けるために選択される。一実施形態において、単純な調波音関係は、選択された周波数の間には存在しない。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、非線形アーチファクト（ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ａｒｔｉｆａｃｔｓ）を緩和する場合がある。
【００１７】
一実施形態において、周波数の「コム」が利用され得る。一実施形態において、隣接した周波数間の間隔は一定である。一実施形態において、最高の周波数は最小の２倍未満である。一実施形態において、周波数間の間隔、Δｆは、少なくとも測定期間τの逆数である。一実施形態において、列上に存在する行信号の強度を判定するために、列上の信号は測定期間τにわたり受信される。一実施形態において、列は、１キロヘルツの周波数間隔（Δｆ）を使用して１ミリ秒（τ）にわたり測定され得る（すなわち、Δｆ＝１／τ）。一実施形態において、列は、１キロヘルツ以上の周波数間隔（Δｆ）を使用して１ミリ秒（τ）にわたり測定される（すなわち、Δｆ＞１／τ）。一実施形態において、列は、１キロヘルツ以上の周波数間隔（Δｆ）を使用して１ミリ秒（τ）にわたり測定され得る（すなわち、Δｆ≧＝１／τ）。１ミリ秒の測定期間（τ）は単に例示的であり、他の測定期間も使用可能であることが、本開示の観点から当業者に明白となる。周波数間隔は、ロバスト設計を可能にするために最小のΔｆ＝１／τよりも実質的に大きい場合があることが、本開示の観点から当業者に明白となる。
【００１８】
一実施形態において、固有の直交シヌソイドは、駆動回路または信号発生器によって生成され得る。一実施形態において、固有の直交シヌソイドは、送信機によって別個の行の上に送信され得る。タッチ事象を識別するために、受信機は、列上に存在する信号を受信し、信号プロセッサは、固有の直交シヌソイドの各々の強度を判定するために信号を分析する。一実施形態において、識別は周波数分析技術により、またはフィルタバンクを用いることによって支持され得る。一実施形態において、識別はフーリエ変換により支持され得る。一実施形態において、識別は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により支持され得る。一実施形態において、識別は離散フーリエ変換（ＤＦＴ）により支持され得る。一実施形態において、ＤＦＴは、均一に間隔を空けたバンドパスフィルタを備えたフィルタバンクとして使用される。一実施形態において、分析前に、受信信号は、より低いまたはより高い中心周波数へと推移することができる（例えば、ヘテロダイン化される）。一実施形態において、信号を推移させると、固有の直交信号の周波数間隔が維持される。
【００１９】
一旦、信号の強度が（例えば、（行に対応する）少なくとも２つの周波数、または少なくとも２つの列について）計算されると、二次元ヒートマップが作成され、信号強度は、その行／列の交差におけるマップの値である。一実施形態において、信号の強度は、各列の上にある各周波数について計算される。一実施形態において、信号強度は、その行／列の交差におけるヒートマップの値である。一実施形態において、後処理は、ヒートマップが描く事象をより正確に反映することを可能にするために実行され得る。一実施形態において、ヒートマップは、各行−列の接続点を表わす１つの値を有し得る。一実施形態において、ヒートマップは、各行−列の接続点を表わす２つ以上の値（例えば求積値）を有し得る。一実施形態において、ヒートマップは、よりロバストなまたは追加のデータを提供するために補間され得る。一実施形態において、ヒートマップは、インタラクトするオブジェクトのサイズ、形状、および／または配向に関する情報を推量するために使用され得る。
【００２０】
一実施形態において、変調または撹拌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、および／または、それを改良したものとして（ａｓ  ａｎ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｏｆ）、使用され得る。一実施形態において、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ために使用され得る。一実施形態において、シヌソイドのセットは、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。一実施形態において、シヌソイドは、送信機と受信機の両方に知らされる、偽似ランダム（または真にランダム）なスケジュール上でそれらを定期的に逆転することにより、変調され得る。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およ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。実装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装は、より優れた耐干渉性を達成し得る。
【００２１】
上記の議論は規模に焦点を置いたが、信号の移相も有用な情報を提供し得る。与えられたビン（例えば、（Ｉ２＋Ｑ２）または（Ｉ２＋Ｑ２）１／２）における信号強度に相当する尺度は、ティクセル（ｔｉｘｅｌ）に隣接するタッチ事象の結果に応じて変化することが理解されている。平方根機能が計算上高いので、前者（Ｉ２＋Ｑ２）は多くの場合、好ましい測定値である。おそらく、関連しないシステムにおいて、受信された信号の位相はフレーム間で無作為となる傾向があるので、タッチまたは他のセンサーインタラクションの結果として生じる移相に注意が向けられている。近年のフレーム位相同期の発達は、ノイズまたは他のアーチファクトが、ＦＭＴセンサーでの妨害、それにおけるジッター、或いはその上でのファントムタッチを引き起こす、特定の状態を克服した。それにもかかわらず、フレーム位相同期は、信号強度をより良く測定する労力に使用された。
【００２２】
しかし、フレーム間の位相の同期は、タッチ事象が信号の位相に影響を与え、故に、タッチ事象が受信周波数（例えばビン）に相当する位相の変化を調べることによって検出され得るという発見に繋がった。故に、受信信号の強度に加えて、受信信号位相も検出を知らせる。一実施形態において、位相変化は事象を検出するために使用される。一実施形態において、信号強度の変化と位相の変化との組み合わせは、タッチ事象を検出するために使用される。一実施形態において、事象δ（相変化、および受信信号の信号強度の変化を表わすベクトル）が算出される。一実施形態において、事象は、経時的にδでの変化を調べることによって検出される。
【００２３】
フレーム位相同期の実施は、事象を検出、識別、および／または測定するために使用され得るデータの別の潜在的なソースを得る機会を提供する。信号強度の測定値に影響を与えるノイズの少なくとも一部は、位相の測定値に影響を与えない場合がある。故に、この位相測定値は、タッチ事象を検出、識別、および／または測定するために単一の信号強度測定値の変わりに、またはそれと組み合わせて使用され得る。受信信号の測定値は、位相の測定値、信号強度の判定値、および／またはその両方を指し得る。疑問の回避のために、ホバリング（非タッチ）、接触、および／または圧力を検出、識別、および／または測定することは、事象を検出、識別、および／または測定することの範囲内にある。
【００２４】
フレーム位相同期が存在ぜず、（タッチなどの）他の刺激がない場合でさえ、位相は、フレーム間で安定したままではない場合もある。一実施形態において、位相がフレーム間で変化した場合（例えば、同期の欠如による）、位相の変化から抽出された情報は、事象に関する有意な情報を明らかにしない場合がある。一実施形態において、他の刺激がない状態での（例えば、記載された方法による）各フレームの位相の同期において、位相はフレーム間で安定したままであり、意味（ｍｅａｎｉｎｇ）が位相のフレーム間の変化から抽出され得る。
【００２５】
静電容量センシングのための多数の用途がタッチスクリーンに関与している。従って、タッチセンサーの視覚的な透明性のレベルは、当業者に重要であった。しかし、幾つかの実施形態における本開示の技術および革新の特性のため、視覚的な透明性は重量な考慮ではないことが、本開示の観点から当業者に明白となる。幾つかの実施形態において、視覚的な透明性は二次的な考慮であり得る。幾つかの実施形態において、視覚的な透明性は全く考慮されない。
【００２６】
周波数注入（導入）
一般的に、用語が本明細書で使用されるように、周波数注入（導入とも称される）は、ユーザーの身体に特定の周波数（または複数の特定の周波数）の信号を送信し、身体（またはその一部）がアクティブ送信ソースになるのを可能にするプロセスを指す。一実施形態において、電気信号は、手（または身体の他の部分）へと注入され、この信号は、手（または指、或いは身体の他の部分）がタッチ面と直接接触していないときでさえ、静電容量タッチ検出器により検出され得る。これは、手（または指、或いは他の一部の身体部分）の近接および配向が表面に対して決定されることを可能にする。一実施形態において、信号は身体によって運ばれ（例えば、実行され）、関与する周波数に応じて、同様に表面付近または表面より下に運ばれ得る。一実施形態において、少なくともｋＨｚ範囲の周波数が周波数注入に使用され得る。一実施形態において、ＭＨｚ範囲での周波数が周波数注入に使用され得る。
【００２７】
一実施形態において、周波数注入インタラクションは、最大１０ｃｍ離れて情報のホバリングを提供することができる。一実施形態において、周波数注入インタラクションは、１０ｃｍを超える距離で情報のホバリングを提供することができる。一実施形態において、周波数注入インタラクションは、距離とほぼ一直線の信号レベル（ｄＢ）を提供する。一実施形態において、受信信号レベルは、低振幅電圧、例えば１ボルトのピーク・トゥ・ピーク（Ｖｐｐ）の注入によって達成可能である。単一または多重周波数が各信号注入導体により注入され得る。本明細書で使用されるように、用語「信号注入導体」は電極を指し；用語「電極」、「電極ドット」、「ドット電極」、および「ドット」は、用語「信号注入導体」と交換可能に使用されてもよい。一実施形態において、皮膚接触のために、ドット電極は、イオン信号と電気信号との間の変換に有効な接触物質を利用することができる。一実施形態において、ドット電極は、銀または塩化銀のセンシング素子を使用することができる。一実施形態において、３Ｍから入手可能な、Ｆｏａｍ  Ｔａｐｅ  ａｎｄ  Ｓｔｉｃｋｙ  Ｇｅｌを備えたＲｅｄ  Ｄｏｔ（商標）Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅが、信号注入導体として利用され得る。
【００２８】
一実施形態において、単一のドット電極が１つ以上の周波数を注入するために使用され得る。一実施形態において、互いから一定間隔で配置された複数のドット電極の各々は、単一または多重周波数を注入するために使用され得る。一実施形態において、ドット電極は、手の上で複数のディジットに信号を注入するために使用され得る。一実施形態において、ドット電極は、１つまたは複数の他の身体部分にてユーザーの中またはその上へと１つ以上の周波数を注入するために使用され得る。これらは、耳、鼻、口、および顎、足およびつま先、肘および膝、胸、性器、臀部などを含み得る。一実施形態において、ドット電極は、シート、レスト、または拘束具（ｒｅｓｔｒａｉｎｔ）上の１つまたは複数の位置においてユーザーに信号を注入するために使用され得る。
【００２９】
一実施形態において、ユーザーとドット電極との接触の程度は、使用される振幅電圧に影響し得る。一実施形態において、高度な導電接続がユーザーとドット電極との間になされる場合、より低い振幅電圧が使用され、一方でより少ない導電接続がユーザーとドット電極との間になされる場合、より高い振幅電圧が使用され得る。一実施形態において、実際の接触はドット電極とユーザーの皮膚との間に必要とされない。一実施形態において、衣類および／または他の層は、ドット電極とユーザーとの間に存在し得る。
【００３０】
一実施形態において、注入点がユーザーインタラクション点にほぼ接近している場合、より低い振幅電圧が使用されてもよいが、ユーザーの身体が信号を伝えるのを可能とし、且つ、ドット電極自体が有意なレベルでインタラクションを測定する様々な受信機とインタラクトするほど注入点がユーザーインタラクション点に近づきすぎないようにするために注意を払わなければならない。本明細書中の注入点またはインタラクション点に本明細書に言及すると、これは実際の点ではなく、信号が注入される或いはインタラクションが生じる領域をそれぞれ指す。一実施形態において、注入点は比較的小さな領域である。一実施形態において、インタラクション点は比較的小さな領域である。一実施形態において、インタラクション点は指腹である。一実施形態において、インタラクション点は大きな領域である。一実施形態において、インタラクション点は手全体である。一実施形態において、インタラクション点は人全体である。
【００３１】
一実施形態において、ドット電極は中指に位置し、指先はインタラクション領域の本体側面として使用され得る。一実施形態において、多数の注入点が身体に使用される場合、身体の他の位置は信号をより良く単離するように接地され得る。一実施形態において、周波数は複数のディジット上で中指に注入され、その一方で接地接触（ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ  ｃｏｎｔａｃｔ）が近位の指関節の１つ以上の付近に配される。接地接触は、形態および特徴において電極ドットと同様（または同一）であり得る。一実施形態において、皮膚への直接使用のために、銀または塩化銀のセンシング素子を利用する同様のドット電極が使用され得る。一実施形態において、特定のセンサーに近い指の同一性は、各指に異なる周波数を注入し、且つそのまわりおよび／またはその間に接地することによって増強される。一例として、５つのインジェクターパッドが５つの指関節に隣接して位置づけられてもよく、そこでは、指は手に結合され、且つ１０の固有の周波数直交信号（他の注入信号およびタッチ検出器により使用される信号との周波数直交）が５つのインジェクターパッドの各々を介して手に注入される。一例において、５つのインジェクターパッドの各々は２つの分離信号を注入し、一実施形態において、信号の各ペアは、より高いおよび低い周波数に異なる検出特徴があることから、互いに比較的離れた周波数である。
【００３２】
一実施形態において、ドット電極は、信号を注入（例えば送信）且つ受信するために使用され得る。一実施形態において、注入された信号は周期的であり得る。一実施形態において、注入された信号は正弦波であり得る。一実施形態において、注入信号は、固有の直交信号のセットの１つ以上を含み得る。一実施形態において、注入信号は、固有の直交信号のセットの１つ以上を含み、ここで、そのセットの他の信号が他のドット電極に送信される。一実施形態において、注入信号は、固有の直交信号のセットの１つ以上を含み、ここで、そのセットの他の信号が異種センサーの行に送信される。一実施形態において、注入信号は、固有の直交信号のセットの１つ以上を含み、ここで、そのセットの他の信号が、他のドット電極および異種センサーの行の両方に送信される。一実施形態において、正弦波信号には１Ｖｐｐがある。一実施形態において、正弦波信号は駆動回路によって生成される。一実施形態において、正弦波信号は波形発生装置を含む駆動回路によって生成される。一実施形態において、波形発生装置の出力は、信号を注入するために用いられる各ドット電極に供給される。一実施形態において、波形発生装置の１より多くの出力は、信号を注入するために用いられる各ドット電極に供給される。
【００３３】
一実施形態において、送信されたシヌソイドが非常に高品質であることは要求されないが、むしろ、本開示のシステムと方法は、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、およびラジオ回路において通常は可能であるまた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、多数の周波数はデジタル手段によって生成され、その後、比較的粗いアナログ−デジタル変換プロセスを使用してもよい。一実施形態において、生成された直交周波数は、互いとの単純な調和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形性は、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、または別のものを模倣させない。
【００３４】
典型的な実施形態において、単一周波数は、手の上の多数の異なる位置の１つに配されたドット電極を介して手に注入される。実験的な測定値は、１Ｖｐｐを使用して、少なくとも幾つかの周波数で、手が優れた導体であること、および注入信号は手の全ての位置からの欠損がほぼ無い状態で測定され得ることを、示している。一実施形態において、信号を注入した手は、ホバリングを含むタッチに関する追加のデータを提供し得る。
【００３５】
故に、一実施形態において、信号を注入した手は、受信アンテナまたは行のための信号のソースと見なすことができる。本明細書で使用されるように、アンテナまたは受信アンテナとの用語は、アンテナ上の入射信号を検出することができる受信機に適切に接続された導電性材料を指し；「ドットセンサー」、「ドット」、「点」、「スポット」、または「局所的なスポット」も、アンテナとの用語と交換可能に使用され得る。
【００３６】
一実施形態において、手の異なる位置に異なる直交周波数が注入される。信号注入導体の空間的に別個の位置にもかかわらず、特定の周波数およびＶｐｐ範囲内で、全ての注入周波数に、手全体にわたり一定の振幅がある。一実施形態において、接地領域は手の異なる部分における異なる周波数を単離するために使用され得る。
【００３７】
１つの周波数が人差し指に位置する電極を介して注入される例を考慮すると、直交周波数は薬指に位置する別の電極を介して注入される。一実施形態において、両方の注入周波数は、手全体にわたって比較的一定の振幅を有している。一実施形態において、導電性材料、限定されないが例えば、銅テープは、近位の指関節のまわりに配置され、指へと注入された周波数の実質的な単離を達成するためにアース（ｇｒｏｕｎｄ）に接続することができる。一実施形態において、アースは４本の指全てのまわり、およびそれらの間を流れ、それらの指各々に単離を提供する。一実施形態において、アースシンクは、ドット電極をアースに接続し且つ２つの注入電極間の位置にて皮膚に接触させてドット電極を配することによって、配置され得る。一実施形態において、接地された導体は、特により遠く離れたインジェクターから測定点までの経路が接地された導体をわたる場合、１つのインジェクターに近い振幅を、別のより遠く離れたインジェクターの振幅よりも著しく高くさせる場合がある。一実施形態において、指関節のまわりの接地された導体は、人差し指の周波数の振幅を薬指の周波数の振幅よりも著しく高くさせる場合がある。
【００３８】
一実施形態において、指の単離は、センサーデータ、すなわち最も高い振幅信号での周波数からの異なる指の識別を可能とし、そこでは周波数が、例えば、行、アンテナ、またはドットセンサー上で受信される。
【００３９】
図２ＡおよびＡＢは典型的な測定値のセットアップを示す。一実施形態において、注入信号導体は、人差し指の後部に配され、測定値は、人差し指、中指、薬指、および手のひらの、手のひら側に配されたドット電極にて得られる。一実施形態において、アースは、手の後側および前側で指関節を全て覆う銅テープを用いて確立される。一実施形態において、アースは指関節のまわりの編み込まれた銅を用いて確立されてもよい。
【００４０】
図３は、様々なドット電極位置、すなわち、人差し指、中間、薬指、および手のひらに対して１Ｖｐｐの正弦波信号の周波数を増大するための、周波数注入した人差し指からの典型的な振幅測定値を示す。
【００４１】
図３は、一実施形態において、注入指、すなわち、人差し指にて測定された振幅が全ての周波数に関して他の位置よりも高いことを例示する。一実施形態において、単離された指と他の領域との間の振幅の差異は、周波数の増大につれて増加する。一実施形態において、ある範囲内で、より高い周波数が、より低い周波数よりも十分に単離され得る。典型的な実施形態において、手のひらの測定値は薬指の測定値よりも高い。手のひらの電極が注入電極に接近しているので、手のひらの測定値は薬指の測定値よりも高い場合がある。薬指と人差し指との間により多くの接地カバーがあるので、手のひらの測定値は薬指の測定値よりも高い場合がある。典型的な実施形態において、中指の測定値は、薬指および手のひらの測定値よりも高い。中指の測定値は、互いに接近すると人差し指と中指との間に漏洩電流が存在するため、薬指および手のひらの測定値よりも高い場合がある。それにもかかわらず、一実施形態において、アースおよび信号インジェクターを使用して、人差し指以外の位置は、特により高い周波数に関して、人差し指（すなわち、対象の周波数のソース）よりも著しく低い同様の電圧を示す。一実施形態において、各指の周波数は、受信センサーがその周波数によってインタラクトする指を識別できるように、単離され得る。
【００４２】
図４を参照すると、局所的ドットセンサーの配線および遮蔽のスキームが示されている。一実施形態において、２つの主要構成要素、ドットセンサーおよびアダプターボード（標識されたＦＦＣボード）がある。一実施形態において、ドットセンサーは、数平方センチメートルおよび何分の１（ａ  ｆｒａｃｔｉｏｎ  ｏｆ）平方センチメートルの間の表面積を有し得る。一実施形態において、ドットセンサーはおよそ１ｃｍ２の表面積を有し得る。一実施形態において、ドットセンサーの表面はほぼ平らである。一実施形態において、ドットセンサーの表面はドーム形である。一実施形態において、ドットセンサーの表面は、意図した感度の方向に対し垂直に配向される。ドットセンサーは任意の形状でもよい。一実施形態において、ドットセンサーは正方形である。一実施形態において、ドットセンサーは１０ｍｍ×１０ｍｍである。一実施形態において、ドットセンサーの内部は銅ブレードを用いて製造され、ドットセンサーの外部は銅テープで製造される。
【００４３】
一実施形態において、ドットセンサーは、アダプターボード上の受信機チャネルに電気接続される。一実施形態において、ドットセンサーは、遮蔽された同軸ケーブルを介して、アダプターボード上の受信機チャネルに電気接続される。一実施形態において、遮蔽された同軸ケーブルからの内部導体ケーブルの一端は、ドットセンサーに接合される。一実施形態において、同軸ケーブルからの内部導体ケーブルの一端はドットセンサーの銅編組内部に接合され、内部導体の他端はアダプターボード上の受信機チャネルに接続される。一実施形態において、同軸編組シールド（すなわち、外部導体）は接地される。一実施形態において、同軸編組シールドはアダプターボード上の接地点に接地される。一実施形態において、同軸シールドの接地は、受信機チャネルとドットセンサーとの間の干渉（ＥＭＩ／ＲＦＩ）を減少することができる。一実施形態において、同軸シールドの接地は、受信信号と他のケーブルまたは電子デバイスとの間の妨害またはクロストークを減少することができる。一実施形態において、同軸シールドの接地は、同軸ケーブル自体からの静電容量効果を減らす。
【００４４】
アダプターボードは、ドットセンサーと、ドットセンサーにて受信される直交信号の強度を測定可能な回路（図４の標識されたＦＦＣボード）との間のインターフェースである。アダプターボードはまた、信号および注入電極を生成可能な回路間のインターフェースとして使用され得る。アダプターボードは、望ましいドットセンサーの数に対して十分な受信チャネルを持つように選択されるべきである。一実施形態において、アダプターボードは、望ましい注入信号導体の数に対して十分な信号生成チャネルを持つように選択されるべきである。一実施形態において、フレックスコネクタが、直交信号を生成するまたは受信した直交信号の強度を測定することができる回路にアダプターボードを接続するために使用され得る。
【００４５】
一実施形態において、周波数注入は、ホバリング、すなわち、非接触タッチのより正確な測定を可能にする。一実施形態において、ＦＭＴ静電容量センシングは、周波数注入によって支持されると改善され得る。ＦＭＴ静電容量センサーの説明については、一般的に、本出願人の以前の出願である、「Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ」と題された２０１３年３月１５日出願の米国特許出願第１３／８４１，４３６号、および「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｐｏｓｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」と題された２０１３年１１月１日出願の米国特許出願第１４／０６９，６０９号を参照。周波数注入がユーザーの身体に周波数、または多重周波数を適用するので、ユーザーの身体はＦＭＴ静電容量センサー上に対するその周波数の導体として作用することができる。一実施形態において、注入周波数は、ＦＭＴ静電容量センサー送信機に送信される周波数に直交する周波数である。一実施形態において、複数の注入周波数は、互いに対して直交する周波数、およびＦＭＴ静電容量センサー送信機に伝達される周波数に直交する周波数である。一実施形態において、周波数注入をＦＭＴと組み合わせると、列は付加的に、注入周波数を聞き取るための受信機として使用される。一実施形態において、周波数注入をＦＭＴと組み合わせると、行と列の両方は付加的に、注入周波数を聞き取るための受信機として使用される。一実施形態において、周波数注入した身体と高速マルチタッチセンサーとの間のインタラクションは、周波数注入を使用することなく同様のインタラクションよりも更に遠く離れた距離でホバリング情報を提供する。
【００４６】
実証的な周波数注入の実施形態
一実施形態において、第１の周波数は２つの指電極の１つに適用され、第２の電極はアースに接続される。一実施形態において、第１の周波数は２つの指電極の１つに適用され、第２の周波数は２つの指電極の他方に適用され、一方で第３の電極がアースに接続される。一実施形態において、第１の周波数は３つの指電極の１つに適用され、第２の周波数は他の２つの指電極の１つに適用され、第３の周波数は他の指電極に適用され、第４の電極はアースに接続される。一実施形態において、第１の周波数は４つの指電極の１つに適用され、第２の周波数は他の３つの指電極の１つに適用され、第３の周波数は他の２つの指電極の１つ用され、第４の周波数は他の指電極に適用され、第５の電極はアースに接続される。一実施形態において、第１の周波数は５つの指電極の１つに適用され、第２の周波数は他の４つの指電極の１つに適用され、第３の周波数は他の３つの指電極の１つに適用され、第４の周波数は他２つの指電極の１つに適用され、第５の周波数は他の指電極に適用され、一方で第６の電極はアースに接続される。一実施形態において、受信チャネルからの信号強度値を伴うヒートマップは、手袋などを着用する手の指が上記の空間中を移動し、且つ図５に示されるものなどの異なるドットセンサーと接触状態にあると、生成される。
【００４７】
図５は、平面上に正方形および円形の様式で等距離に配置されたドットセンサーの２×２のグリッドで構成される、典型的な実施形態を示す。本明細書で使用されるように、典型的な実施形態での用語は、実施形態が実証的な実施形態または例示的な実施形態であることを反映しており；典型的な用語は、実施形態が別の実施形態よりも好ましい或いは更に望ましいこと、またはそれが最良の実施形態を表すことを推論するようには意図されていない。一実施形態において、各ドットセンサーは、互いに１０−１５ｍｍ離れて配置される。ドットセンサーの各々は、遮蔽した同軸ケーブルを介してアダプターボード（標識されたＦＦＣボード）の受信チャネルに接続される。一実施形態において、同軸遮蔽は接地される。一実施形態において、オペアンプを備えた電圧バッファも言及される。一実施形態において、同軸の外側シールドを接地する代わりに、これは電圧バッファの出力部に接続され、一方でバッファの入力部はアダプターボードの受信チャネルに接続される。
【００４８】
図６は、手および指の上の様々な位置にドット電極を配する典型的な実施形態を示す。一実施形態において、２つのドットの電極が人差し指および薬指の後部にそれぞれ位置づけられ、一方で第３のドット電極が手の後部に位置づけられる。指に位置づけられた２つのドット電極は注入信号導体として使用され、一方で第３のドット電極が指の上の電極に送信される別個の直交周波数の単離を支持するためにアースに接続されている。一実施形態において、指がない手袋が、その内側側面に付けられる電極と共に利用され得る。一実施形態において、電極を配置する他の手段が使用され得る（例えば、指のあるグローブ、異なる材料およびサイズのグローブ、ストラップ、ハーネス、自己粘着性電極など）。
【００４９】
図７Ａ−７Ｄは、手が図５に示される２×２のドットセンサー付近をホバリングするおよびそれに接するときにユーザーの手の後部に配される信号注入電極を介した単一周波数の注入から結果として生じる、２×２のヒートマップを示す。本実施形態において、人体（すなわち、手）は、受信ドットセンサーに対するアクティブな信号源として作用する。典型的な実施形態において、１１７，１８７．５Ｈｚの１Ｖｐｐの正弦波が、手の後部に配される電極を介して注入される。各ドットセンサーに対する受信信号レベルは、信号のＦＦＴ値を介してｄＢで測定される（注入周波数に対する受信信号のＦＦＴのｌｏｇ１０の２０倍）。一実施形態において、受信信号が強力なほど、ＦＦＴ値が高くなる。結果に示されるｄＢ値は、周波数注入された手がドットセンサーグリッドの１０ｃｍ上に持ち上げられたときにキャプチャされる各センサーの基準値との正の差異である。２×２のヒートマップ（本明細書でＦＦＴグリッドとも称される）は、４つのドットセンサーの各々に対して１つの値を反映する。一実施形態において、多数（例えば求積）の値がドットセンサーの各々に対して提供され得る。インタラクトする手は、この典型的な実施形態における唯一の送信源であり、故に、ＦＦＴグリッド上の値は、離れたホバリングからドットセンサーとの接触へと手が動くにつれて増大する。図７Ａ−７Ｄにおいて、ＦＦＴグリッドは、指が接触し、その接触が１０ｃｍの基準較正から２０ｄＢよりも多くの値を生む、ドットセンサーに対する最高の振幅を示す。
【００５０】
図８Ａ−８Ｃは同様に、同じ手が２つのドットのセンサーと接触している結果を反映するＦＦＴグリッドを示す。図７と同様に、ＦＦＴグリッドは、指が接触するドットセンサーに対する高い振幅を示す。試験的な実施形態において、接触のないセンサーが大抵、１５ｄＢ以上の値を示すことに注意されたい；このような高い信号値は、電流回路基板上で受信チャネル間の望まれないクロストークによるものと考えられ、チャネルをより効果的に単離することによって妨げることができる。
【００５１】
図９Ａ−９Ｄは、手がドットセンサーグリッドの方へ移動するときの結果を反映するＦＦＴグリッドを示す。図９Ａ−９Ｄは、周波数注入された手がドットセンサーグリッドの方へと１０ｃｍ離れて移動すると、信号値において１１ｄＢを超える差異を示す。一実施形態において、ｄＢ値は、グリッドにおけるドットセンサーの全てに対して実質的に線形の様式で変化する。
【００５２】
一実施形態において、多重周波数の使用は、インタラクトする指を同時に識別することが可能であるという長所を持つ。一実施形態において、各周波数に対するＦＦＴグリッドは、振幅に基づいたセンサーとの接触の検出を可能にする。一実施形態において、各グリッドに対する振幅も、複数の注入された指が同時に異なるセンサーをタッチする場合に識別を可能にする。一実施形態において、複数の電極を用いる多重周波数注入は、手の異なる部分を、各周波数においてタッチ信号強度（すなわち、ホバリングおよび接触の信号強度）を使用してセンサーグリッド上でそれらを継続的にマッピングするべく特徴づけるのに有効な方法である。
【００５３】
図１０Ａ−１０Ｄは、２つの直交周波数が注入される様々な手の動きから結果として生じる２×２のヒートマップを示す。典型的な実施形態において、２つの直交周波数は、２つの別個の注入電極、人差し指上の電極と薬指上の電極を介して注入され、接地電極は、図５に示される２×２のドットセンサーグリッドの範囲で移動する（すなわち、ホバリングおよび接触する）手の後部に配される。この典型的な実施形態において、手は２つの直交周波数のアクティブな信号源として作用するが、記載された典型的な構成のため、２つの直交周波数の振幅は手の部分にわたって変動する。典型的な実施形態において、１１７，１８７．５Ｈｚおよび１２１，０９３．７５Ｈｚの２つの１Ｖｐｐの正弦波が、人差し指および指電極にそれぞれ送信される。各ドットセンサーに対する受信信号レベルは、信号のＦＦＴ値を介してｄＢで測定される（注入周波数に対する受信信号のＦＦＴのｌｏｇ１０の２０倍）。一実施形態において、より強力な受信信号は、より高いＦＦＴ値として反映される。上述のように、ｄＢ値は、周波数注入された指がドットセンサーグリッドの１０ｃｍ上に持ち上げられたときにキャプチャされる各センサーの基準値との正の差異である。２×２のヒートマップ（本明細書でグリッドとも称される）は、上部の４つのドットセンサーの各々に対する１つの値、および下の４つのドットセンサーの各々に対する１つの値を反映し、値の２つのセットは２つの直交信号の強度に相当する。一実施形態において、多数（例えば求積）の値が、ドットセンサーの各々に関する周波数の各々に対して提供され得る。インタラクトする指は、この典型的な実施形態における唯一の送信源であり、故に、ＦＦＴグリッド上の値は、離れたホバリングからとの接触へと指自体のタッチを動かすにつれて増大する。注入された人差し指の位置、および各周波数の各センサーに対する値が、図１０Ａ−１０Ｄで確認できる。ＦＦＴグリッドは、注入された人差し指が接触し、その接触が１０ｃｍの基準較正から２０ｄＢよりも多くの値を生む、ドットセンサーに対する最高の振幅を示す。
【００５４】
注入された薬指の位置、および各周波数の各センサーに対する値が、図１１Ａ−１１Ｄで確認できる。ＦＦＴグリッドは、注入された薬指が接触し、その接触が１０ｃｍの基準較正が少なくとも２２ｄＢの値、多くの場合は３０ｄＢを超える値を生む、ドットセンサーに対する最高の振幅を示す。上記で議論されるように、実証的な実施形態において、非接触センサーの高い信号レベル値は、試験環境回路基板上の受信チャネル間の望まれないクロストークによるものと考えられる。望まれないクロストークはチャネルをより効果的に単離することによって軽減可能である。
【００５５】
図１２Ａ−１２Ｄは、２つの直交周波数が指へと注入される様々な手の移動から結果として生じる２×２のヒートマップを示し、両方の注入された指がドットセンサーのまわりを移動し且つそれと接触する。測定値は、図１０Ａ−１０Ｄおよび１１Ａ−１１Ｄと関連して記載されるものと同じ典型的なセットアップを使用して得られる。注入された人差し指および薬指の位置、および各周波数の各センサーに対する値が、図１２Ａ−１２Ｄで確認できる。上記のように、ＦＦＴグリッドは、注入された指が接触し、その接触が１０ｃｍの基準較正から２０ｄＢよりも多くの値を生む、ドットセンサーに対する最高の振幅を示す。上記のように、実証的なセットアップにおいて、非接触センサーの値は多くの場合、試験環境回路基板上の受信チャネル間の望まれないクロストークによるものと考えられる、高い信号レベルを示す。望まれないクロストークはチャネルをより効果的に単離することによって軽減可能である。
【００５６】
図１３Ａ−１３Ｄは、２つの直交周波数が指へと注入される様々な手の移動から結果として生じる２×２のヒートマップを示し、手はドットセンサーグリッドの上を移動し、且つそれと接触する。測定値は、図１０Ａ−１０Ｄおよび１１Ａ−１１Ｄと関連して記載されるものと同じ典型的なセットアップを使用して得られる。注入された人差し指および薬指を備えた手の位置、および各周波数の各センサーに対する値が、図１２Ａ−１２Ｄで確認できる。図１２Ａ−１２Ｄとは異なり、指は互いにタッチしており、故に接地電極の単離効果を軽減することに注意されたい。ＦＦＴグリッドは、振幅の実質的に線形の変化を示し、これは、二重の周波数注入された手がドットセンサーに近づくにつれ増大する。接触は、ドットセンサーの全てにおいて１０ｄＢに近い値を生む。
【００５７】
これらの例示的且つ典型的な実施形態は、ドットセンサーが受信する周波数を実証し、これは、従来の静電容量センシングシステムまたは図１に示されるような高速マルチタッチシステムから入手可能なものよりも遥かに多く、確実な非接触タッチ（すなわち、ホバリング）情報を提供する。しかし、少なくとも部分的にドットセンサーのサイズおよび間隔が原因で、ニアコンタクトでの分解能、および接触の感度は、従来の静電容量センシングまたは高速マルチタッチシステムによってもたらされる感度未満であり得る。
【００５８】
一実施形態において、身体を介する導電率の効率は、注入信号の周波数により影響を受ける場合がある。一実施形態において、接地電極またはストリップは、注入信号の周波数が身体を介する導電率の効率に影響を及ぼすようにするために位置決めされ得る。一実施形態において、多重の直交周波数は単一の電極から注入される。様々な有意な情報が、同じ電極によって注入された直交信号の異なる振幅から判定され得る。一例として、より低い周波数およびより高い周波数の信号が共に単一の電極を介して注入されることを考慮する。一実施形態において、より低い周波数信号（例えば１０ｋＨｚの信号）は、より高い周波数信号（例えば１ＭＨｚの信号）よりも遅い速度で距離にわたる振幅を損失させると知られている。一実施形態において、２つの周波数が検出される場合（例えば、行またはドットのセンサー）、振幅（例えばＶｐｐ）の差異は、信号によって横断された距離に関する情報を判定するために使用され得る。一実施形態において、手の片側に行われる多周波数注入は、各指の先端にて区別され得る。一実施形態において、身体上の様々な位置で受信された信号は、これら信号を提供する電極の位置に関する情報を提供するために使用され得る。一実施形態において、同じ注入電極によって注入され、且つ身体上の別の位置にて感知される２つの信号における振幅間のδは、電極からセンシング点までの経路および／またはセンシング点に対する電極の相対的位置に関する情報を提供することができる。一実施形態において、注入構成は、各々が多重周波数を用いる複数の電極を含み得ることが、本開示の観点から当業者に明白となる。
【００５９】
異種センサーマニホールド
一実施形態において、センサーのパターンは、異種またはそうでなくとも、オブジェクトの上、オブジェクトと共に、オブジェクト内に置くことができ、或いはオブジェクトのまわりに巻くことができる、マニホールドに形成され得る。一実施形態において、センサーのパターンは、オブジェクトの上、オブジェクトと共に、オブジェクト内に置くことができ、或いはオブジェクトのまわりに巻くことができる、複数のマニホールドによって形成され得る。用語「パターン」は、２つの前述の文章で使用されるように、通常は導電性材料を指し、これは、幾つかの実施形態においてグリッドまたはメッシュであり、且つ、センサーによって感知された動きまたは他の物によって影響を受ける。一実施形態において、パターンは基板に配置される。一実施形態において、パターンは層内に生成される。一実施形態において、行および列は、同じ基板の反対側面上に形成され得る（例えば、フィルム、プラスチック、或いは他の物質が、必要な物理距離、およびそれらの間の絶縁を提供する）。一実施形態において、行および列は、異なる空間位置において、同じ基板の同じ側面上に形成され得る（例えば、フィルム、プラスチック、或いは他の物質が、必要な物理距離、およびそれらの間の絶縁を提供する）。一実施形態において、行および列は、可撓性基板の同じ側面上に形成され得る。一実施形態において、行および列は、可撓性基板の反対側面に形成され得る。一実施形態において、行および列は、別個の基板上に形成され、それらの基板はマニホールドまたはその一部として一体的にもたらされる。
【００６０】
一実施形態において、センサーマニホールドは、表面上またはその付近、或いはそこから幾つか離れた場所での接触および非接触事象のセンシングを可能とするために、表面に配することができる。一実施形態において、マニホールドセンサーは、少なくとも１つの半径のまわりで湾曲するのに十分な可撓性を持つ。一実施形態において、マニホールドセンサーは、通常のまたは細長い球体、或いは環状体の形状などへの複合湾曲に耐えるのに十分な可撓性を持つる。一実施形態において、マニホールドセンサーは、ゲームコントローラの少なくとも一部のまわりで湾曲するのに十分な可撓性を持つ。一実施形態において、マニホールドセンサーは、ステアリングホイールの少なくとも一部のまわりで湾曲するのに十分な可撓性を持つ。一実施形態において、マニホールドセンサーは、例えば限定されないがコンピュータマウスといった恣意的に形成されたオブジェクトの少なくとも一部のまわりで湾曲するのに十分な可撓性を持つ。
【００６１】
図１４は、異種センサーに使用される導体層の実施形態を例示する。一実施形態において、図１４に例示されるように、追加の行導体（１０）は、マニホールドセンサーに接合される層の上に設けられる。一実施形態において、行および列は、それらの層間に物理的間隙を設けるプラスチック基板の各側面に配置され、一方で追加の行導体（１０）は、センサーマニホールドの一部として近接してもたらされる、別個の片のプラスチック、および２枚のプラスチックシート上に配置される。
【００６２】
図１５は、行導体（１２）および列導体（１４）を持つ典型的な異種センサー（２０（ａ））の概略的なレイアウトを例示する。一実施形態において、（別個の層における）追加の行導体（１０）は、他の行導体（１２）とほぼ平行に配向される。一実施形態において、行導体（１２）および追加の行導体（１０）は、共通の基板の反対側面にあってもよい（観察を用意にするために、図１５には示さず）。一実施形態において、行導体（１２）および追加の行導体（１０）は異なる基板上にあってもよい。一実施形態において、追加の行導体（１０）は各々、追加の行導体（１０）の上に存在する信号を受信し、且つ少なくとも１つの固有の信号に対する強度を判定するのに適した、行受信機回路に関連付けられる。一実施形態において、行受信機回路は、追加の行導体（１０）の上に存在する信号を受信し、且つ複数の直交信号に対する強度を判定するのに適している。一実施形態において、行受信機回路は、追加の行導体（１０）の上に存在する信号を受信し、且つ、列の上の受信信号に関連付けられる回路と同じ複数の信号に対する信号強度を判定するのに適している。故に、一実施形態において、行受信機は、送信信号の何れか、またはそれらの恣意的な組み合わせを受信するように、および、追加の行導体（１０）の上に存在する直交送信信号の各々の量を個々に測定するように、設計される。
【００６３】
一実施形態において、行信号は、ユーザーの異種センサー（２０（ａ））とのインタラクションによって１つの行導体（１２）から追加の行導体（１０）へと処理され得る。一実施形態において、行受信機回路は、追加の行導体（１０）の上に存在する信号を受信し、且つ送信された直交信号の各々に対する信号強度を判定するのに適している。一実施形態において、行受信機回路は、追加の行導体（１０）の上に存在する信号を受信し、且つ送信された直交信号の１つ以上に対する信号強度を判定するのに適している。一実施形態において、送信された直交信号の各々に対する信号強度の判定は、ユーザーの異種センサー（２０（ａ））とのインタラクションに関する付加的な情報を提供する。一実施形態において、信号注入導体（図１５には示さず）は、ユーザーの身体へと固有の直交信号を付与し得る。一実施形態において、行受信機回路は、追加の行導体（１０）の上に存在する信号を受信し、且つ１つ以上の注入信号に対する信号強度を判定するのに適している。一実施形態において、信号強度は、各行に対する信号の各々について判定される。一実施形態において、信号強度はヒートマップで表わされる。
【００６４】
図１６は、インターリーブされたアンテナ（１１）を持つ異種のセンサー（２０（ｂ））の実施形態の図を示す。図１７は、インターリーブされたアンテナ（１１）およびその関連する受信機回路との接続の図を示す。図１８は、インターリーブされたアンテナ（１１）およびその関連する受信機回路との接続を伴う、インターリーブされたアンテナ（１１）を持つ異種のセンサー（２０（ｂ））の実施形態の図を示す。本明細書で使用されるように、用語「アンテナ」または「受信アンテナ」は、アンテナ、ドットセンサーまたはドット、或いは局在化スポット上に入射する信号を検出可能な受信機に適宜接続される導電性材料を指し、アンテナとの用語と交換可能に使用され得る。
【００６５】
本明細書で使用されるように、用語「インターリーブされた」は、アンテナが行または列との低い結合を持つ（例えば、実質的な電気接触をなさない）配向を説明するために使用される。この定義に従いインターリーブされるにもかかわらず、行導体（１２）または列導体（１４）とアンテナ（１１）との間にある程度の静電容量性インタラクションが存在し得ることが、当業者に明白となる。一実施形態において、アンテナ（１１）は、行導体（１２）および／または列導体（１４）と同じ基板に配置または固定され得る。一実施形態において、アンテナ（１１）は、行導体（１２）および列導体（１４）とは別個の基板に配置または固定され得る。
【００６６】
一実施形態において、アンテナ（１１）はホバリングの方向とほぼ垂直に配向される。一実施形態において、アンテナ（１１）はほぼ平坦であり且つ導電性である。一実施形態において、アンテナ（１１）はドーム形であり且つ導電性であり、および／または、尖っており且つ導電性であり得る。一実施形態において、アンテナ（１１）は、例えば限定されないが、銅編組および銅テープ、導電性金属、銅、またはこれらの物質の全ての組み合わせで作られる。一実施形態において、アンテナ（１１）は、行導体（１２）および列導体（１４）でインターリーブされるほど十分に小さい。一実施形態において、アンテナ（１１）は、一辺がわずか約１ｃｍの正方形である。一実施形態において、アンテナ（１１）は、一辺がわずか０．５ｃｍの正方形である。一実施形態において、アンテナ（１１）は、ほぼ正方形である。一実施形態において、アンテナ（１１）はまた、長方形、円形であり、および／または、線、ポリライン（ｐｏｌｙｌｉｎｅ）、または曲線の形状を持つ場合がある。一実施形態において、アンテナ（１１）は、そのような形状の組み合わせで構成され得る。
【００６７】
一実施形態において、アンテナ（１１）は、信号が表面の行の各々に送信され、それによって線、ポリライン、および／または曲線を形成するように、配向される。一実施形態において、アンテナは、信号が表面の列の各々に送信され、それによって線、ポリライン、および／または曲線を形成するように、配向される。一実施形態において、アンテナ（１１）の行または列はグリッドのレイアウトにおいて組み立てられる（ｏｒｇａｎｉｚｅｄ）。一実施形態において、アンテナ（１１）の行または列は、表面または装置のマニホールドの形状と同様の様式で空間的レイアウトにおいて組み立てられる。
【００６８】
一実施形態において、アンテナ受信機回路は、アンテナ（１１）の上に存在する信号を受信し、且つ送信された直交信号の各々に対する信号強度を判定するのに適している。一実施形態において、アンテナ受信機回路は、アンテナ（１１）の上に存在する信号を受信し、且つ送信された直交信号の１つ以上に対する信号強度を判定するのに適している。一実施形態において、アンテナ受信機回路は、アンテナ（１１）の上に存在する信号を受信し、且つ１つ以上の注入信号に対する信号強度を判定するのに適している。一実施形態において、強度は、各アンテナ（１１）に対する信号の各々について判定される。一実施形態において、信号強度はヒートマップで表わされる。
【００６９】
図１９は、インターリーブされたアンテナ（１１）および信号注入導体（１３）を持つ異種センサー（２０（ｃ））の別の実施形態の図を示す。一実施形態において、信号注入導体（１３）およびアンテナ（１１）はほぼ同一である。一実施形態において、信号注入導体（１３）およびアンテナ（１１）は交換可能であり得る。一実施形態において、信号注入導体（１３）は、マニホールドの表面と水平、または平行である。一実施形態において、信号注入導体（１３）はマニホールドの表面より下に配置されるまたは埋め込まれる。一実施形態において、信号注入導体（１３）は、注入の対象との優れた接触を確実にするためにマニホールドから突出している。一実施形態において、信号注入導体（１３）は、ドーム形状でマニホールドから突出している。一実施形態において、信号注入導体（１３）は、オブジェクトの組み立てまたは分解に関連付けられる、ネジまたはリベットから形成される。
【００７０】
図２０は、インターリーブされたアンテナ（１１）とそれらの関連する受信機回路との接続、並びに信号注入導体（１３）とそれらの関連する信号駆動回路との接続の実施形態の図を示す。図２１は、図１９に示されるように、インターリーブされたアンテナ（１１）と信号注入導体（１３）を持つ異種センサー（２０（ｃ））の実施形態の図を示す。アンテナ（１１）および信号注入導体（１３）の構成および配向は、単に例示的である。信号注入導体（１３）は、信号の注入を確実にするために第１の様式、および適切な信号が望ましい信号位置に達するのを確実にするための第２の様式で配されることが、本開示の観点から当業者に明白となる。また、アンテナ（１１）は適切な信号の受信および分解を確実にするための様式で配されることも、本開示の観点から当業者に明白となる。一実施形態において、動きは、オブジェクト（例えばゲームコントローラ）によって制限され、信号注入導体（１３）およびアンテナ（１１）の配置は制限を考慮に入れることができる。
【００７１】
一実施形態において、異種センサー（２０（ａ））、（２０（ｂ））、および（２０（ｃ））は、本明細書で例示されるように（例えば図１６、１９、および２１を参照）、２つのセンシング形式、すなわち高速マルチタッチと周波数注入を相乗的に組み合わせ、同じ直交信号セットの利点、および２つの形式の異なる特性および要件を得る。一実施形態において、注入信号は、例えば列受信機、行受信機、および／またはドットセンサー受信機の上で増加した信号として受信されるが、行信号は多くの場合、列および行の受信機上での信号の減少として受信される。故に、一実施形態において、注入信号および行信号は受信機上で異なる範囲で現れ、一方は正であり、他方は負である。一実施形態において、注入信号および行信号は、どの周波数が注入されおよびどの信号が行に送信されるのかに関する演繹的な知識を用いることなく、受信信号の処理によって区別され得る。一実施形態において、注入信号は、行の上で送信された周波数直交信号の１８０度の位相オフセットにより生成され得る。一実施形態において、注入信号の位相の推移はタッチδを拡大する。
【００７２】
実証的な手に持てる大きさのコントローラ
用語「コントローラ」は、本明細書で使用されるように、人−機械のインターフェースの機能を提供する物理的対象を指すように意図される。一実施形態において、コントローラは手に持てる大きさのである。一実施形態において、手に持てる大きさのコントローラは、本明細書に記載される感知されたタッチ入力およびホバリング入力から別個に計数されるように、６つの自由度（例えば、上／下、左／右、前／後、ピッチ、ヨー、およびロール）を提供する。一実施形態において、コントローラは６つ未満の自由度を提供し得る。一実施形態において、コントローラは、一般的に２７の自由度を持つと考慮される人の手の動きのレプリカにおけるように、より多くの自由度を提供し得る。全体にわたって、用語「６−ＤＯＦコントローラ」は、コントローラが追跡可能な自由度の合計数を厳密に計数するのではなく、コントローラの位置および配向が空間において追跡される実施形態を指し；すなわち、コントローラは、タッチ追跡、ホバリング追跡、ボタンプッシュ、タッチパッド、またはジョイスティックの入力などの、追加の自由度が可能であるかどうかにかかわらず、「６−ＤＯＦ」と呼ばれる。更に、６未満の寸法で追跡され得るコントローラ、例えば、そのロール／ピッチ／ヨーではなく３Ｄ位置が追跡されるコントローラ、或いは、動きが２つの寸法または１つの寸法でのみ追跡されるが、その配向は３の自由度、またはおそらくはそれよりも少ない自由度で追跡されるコントローラへの言及のために、６−ＤＯＦとの用語を使用する。
【００７３】
一実施形態において、コントローラは、ユーザーの手のひら内に全体的に適合するように設計される。一実施形態において、コントローラは、左または右手の何れかでの使用を許容する様式で設計される。一実施形態において、専用のコントローラが、左および右手の各々に使用される。
【００７４】
静電容量センサーパターンは通常、行および列を持つと見なされる。多数の静電容量センサーパターンがこれまでに提唱されており、例えば、開示内容全体、および参照によりその中に組み込まれる出願が参照によって本明細書に組み込まれる、２０１６年４月１４日出願の米国特許出願第１５／０９９，１７９号、表題「Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｐａｔｔｅｒｎｓ」を参照。しかし、本明細書で使用されるように、用語「行」と「列」は、正方格子よりもむしろ、信号が送信される導体のセット（行）、および、信号が結合され得る導体のセット（列）を指すように意図される。信号が行上で送信されるおよび列自体の上で受信される概念は恣意的であり、そのため信号は、恣意的に列を指定された導体上に容易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、或いは両方とも恣意的に他の何かと命名することができ；更には、同じ導体が送信機および受信機の両方として作動し得る。以下に詳しく議論されるように、行および列はグリッドを形成する必要はなく；行−列の交点に隣接するタッチが行と列との結合を増大または減少させる限り、多くの形状が可能である。一実施形態において、２つ以上のセンサーパターンが単一のコントローラに利用することができる。一実施形態において、３つのセンサーパターンが単一の携帯型コントローラに利用される。一実施形態において、１つのセンサーパターンが親指中心の検出のために利用され、別のセンサーパターンがトリガー中心の検出のために利用され、また別のセンサーパターンがコントローラの本体のまわりの他の位置での検出のために利用される。
【００７５】
センサーパターンの全てまたは何れかの組み合わせに対する送信機および受信機は、求められる信号を送受信可能な単一の集積回路に操作可能に接続され得る。一実施形態において、集積回路の性能（すなわち、送信および受信チャネルの数）、およびセンサーパターンの要件（すなわち、送信および受信チャネルの数）が許容される場合、コントローラ上の複数のセンサーパターンの全てに対する送信機と受信機の全てが、一般的な集積回路により操作される。一実施形態において、一般的な集積回路による、コントローラ上の複数のセンサーパターン全てに対する送信機および受信機の全ての操作は、複数の集積回路を使用するよりも効率的であり得る。
【００７６】
図２２は、１つ以上の静電容量、注入、および／または異種のセンシング要素と共に使用され得る手に持てる大きさのコントローラ（２５）の実施形態の図である。一実施形態において、手に持てる大きさのコントローラ（２５）は、片手で使用可能となるように対称的である。曲線状の「指」部分（１つの半径のみで湾曲）は、静電容量、注入、または異種のセンサーが巻かれるもののまわりに設けられる。一実施形態において、湾曲部分には複合湾曲（すなわち、多数の曲率半径）があってもよい。例えば、一実施形態において、手に持てる大きさのコントローラ（２５）の湾曲部分（垂直軸を持つ）は、指が既知の位置に存在し得る指凹み部（横軸を持つ）を有し得る。
【００７７】
図２２はまた、静電容量、注入、または異種のセンシング要素を含み得る、手に持てる大きさのコントローラ（２５）の平面で視認可能な細長い親指部分（２６）を示す。一実施形態において、親指中心のセンサーは、細長い親指部分（２６）に配置され、これは、コントローラが保持されるように親指に最も近い比較的平らな表面である。タクセル密度はセンサーパターンごとに変動し得る。一実施形態において、センサーパターンは、３．５ｍｍ〜７ｍｍの間のなど、比較的高いタクセル密度を持つ親指中心領域に対して選択される。一実施形態において、親指中心領域は、感知されたデータが正確に親指をモデルするように使用されることを可能にするべく忠実度を十分に改善するために、５ｍｍのタクセル密度で提供される。一実施形態において、親指中心領域は、忠実度をより良く改善するために３．５ｍｍのタクセル密度で提供される。
【００７８】
タクセル密度の選択に加えて、センサーパターンは、接触とは対照的に、遠く、近く、または中央のホバリングを検出する能力に基づいて選択され得る。一実施形態において、親指中心センサーに対するセンサーパターンは、最大３ｍｍ〜１０ｍｍのホバリングを検出するために選択される。一実施形態において、親指中心センサーに対するセンサーパターンは、少なくとも３ｍｍのホバリングを検出するために選択される。一実施形態において、親指中心センサーに対するセンサーパターンは、少なくとも４ｍｍのホバリングを検出するために選択される。一実施形態において、親指中心センサーに対するセンサーパターンは、少なくとも５ｍｍのホバリングを検出するために選択される。一実施形態において、親指中心センサーに対するセンサーパターンは、感知されたデータが意図したユーザーの集団の親指を正確にモデル化するように使用されるのを十分に可能にする距離のホバリングを検出するために選択され得る。
【００７９】
図２３Ａ−２３Ｂは、手に持てる大きさのコントローラ（２５）に対するストラップ構成の図である。一実施形態において、単一のストラップ（２７）は、その上面および下面の真下であるが、右面と左面の外部にある手に持てる大きさのコントローラ（２５）の周囲を巻く。一実施形態において、ストラップ（２７）は、上面または下面の何れかでの摺動可能な接続を有することによって片手で使用可能である。一実施形態において、ストラップ（２７）は、各側上で弾性であることによって片手で使用可能である。一実施形態において、１つ以上の電極が周波数注入のためにストラップ（２７）に配される。一実施形態において、１つ以上の電極は、手がストラップ（２７）と手に持てる大きさのコントローラ（２５）との間のあるときに、手と電極との実質的な接触を引き起こす位置において手に持てる大きさのコントローラ（２５）の表面に配される。一実施形態において、ストラップ（２７）またはランヤード（或いはウェアラブルソースまたは環境ソース）からの注入信号は、ストラップ（２７）またはランヤード（或いはウェアラブルソースまたは環境ソース）が実際にユーザーにより着用されているか（または、適度に隣接しているか）どうか、或いは、手に持てる大きさのコントローラ（２５）が、ストラップ（２７）またはランヤード（或いはウェアラブルソースまたは環境ソース）の使用無しに保持されているかどうかを判定するために使用される。
【００８０】
図２４は、手に持てる大きさのコントローラ（２５）などの、曲面上で使用可能な多層センサーマニホールド（３０（ａ））の実施形態の図である。一実施形態において、多層センサーマニホールド（３０（ａ））は、短い物理的距離だけ離れた行導体（３２（ａ））の層および列導体（３４（ａ））の層を有している。一実施形態において、導電性リードが、行導体（３２（ａ））と列導体（３４（ａ））への接続のために使用される。一実施形態において、行導体（３２（ａ））に対する導電性リードの少なくとも一部は、行導体（３２（ａ））と同じ層の上にある。一実施形態において、列導体（３４（ａ））に対する導電性リードの少なくとも一部は、列導体（３４（ａ））と同じ層の上にある。一実施形態において、可撓性基板は、行導体（３２（ａ））および列導体（３４（ａ））の層を分離するために使用される。一実施形態において、行導体（３２（ａ））および列導体（３４（ａ））は、それらを分離するために使用される可撓性基板の反対側面上へとエッチングされ、印刷され、または固定される。一実施形態において、行導体（３２（ａ））および列導体３４（ｂ）は、マニホールド（３０（ａ））において互いに近接している別個の基板上に固定される。
【００８１】
多層マニホールド（３０（ａ））は追加の行の層（図示せず）を更に含む。一実施形態において、導電性リードは追加の行への接続のために使用される。一実施形態において、追加の行に対する導電性リードの少なくとも一部は、追加の行と同じ層の上にある。一実施形態において、可撓性基板は、行および／または列から追加の行の層を分離するために使用される。一実施形態において、追加の行、および行と列のうち１つは、それらを分離するために使用される可撓性基板の反対側面上へとエッチングされ、印刷され、または固定される。一実施形態において、追加の行は、マニホールド（３０（ａ））において行導体（３２（ａ））および列導体（３４（ａ））を有する基板に近接する別個の基板に固定される。
【００８２】
一実施形態において、マニホールド（３０（ａ））は、手に持てる大きさのコントローラ（２５）の湾曲部分の周囲に巻き付けられ得る。一実施形態において、マニホールド（３０（ａ））は、図２２に示される手に持てる大きさのコントローラ（２５）の湾曲部分の単純な湾曲部の周囲に巻き付けられ得る。一実施形態において、マニホールド（３０（ａ））は、複合湾曲を伴う手に持てる大きさのコントローラ（２５）または他の形状の周囲に巻き付けられ得る。
【００８３】
図２５は、アンテナ（３１）を持つ多層センサーマニホールド（３０（ｂ））の実施形態の図である。マニホールド（３０（ｂ））は、図２２に示される手に持てる大きさのコントローラ（２５）と関連して使用される可撓性センサーシートであり得る。図２５のアンテナ（３１）も、「ドットセンサー」、「電極」または「スポットセンサー」と称され得る。図２５において、アンテナ（３１）は、接地された面において島（ｉｓｌａｎｄｓ）として位置している。アンテナ（３１）の各々のまわりはアースである。アンテナ（３１）の各々は、必要とされた信号を送受信可能な集積回路に操作可能に接続される。アンテナ（３１）は、マニホールド（３０（ｂ））上の他のアンテナ（３１）の各々からの接地された単離によりセンシングを改善した。信号注入導体は、マニホールド（３０（ｂ））以外の身体の至るところに位置付けられ得る。信号注入導体は、身体へと信号を注入し（導入とも称される）、信号は後にアンテナ（３１）にて受信される。受信信号はその後、手または身体部分の動きをモデル化するために使用される。
【００８４】
図２５において、１つの行当たり３つのアンテナ（３１）から成るアンテナ（３１）の５つの行が示され、これらの数は恣意的で、後述の考慮に影響され、且つ多くても少なくてもよい。一実施形態において、１５のアンテナ（３１）は、人の手に注入された注入（導入）信号を受信するよう適合される。注入（導入）信号は、様々な位置にある様々な手段、例えば、リストバンド、シート、更にはコントローラ（２５）上のあらゆる場所にある電極を介して、注入され得る。注入（導入）信号がどこでどのように生成されるかにかかわらず、手の上の信号により、信号は手の全ての点から拡散する。一実施形態において、同じまたは異なる位置からの多数の導入信号が使用される。
【００８５】
一実施形態において、マニホールド（３０（ｂ））は、手に持てる大きさのコントローラ（２５）などの曲面上で使用され得る。一実施形態において、アンテナ（３１）は、マニホールド（３０（ｂ））上で行または列に配される。一実施形態において、アンテナ（３１）は、マニホールド（３０（ｂ））上で行または列に配されない。一実施形態において、アンテナ（３１）は１つの配列に配置される。一実施形態において、アンテナ（３１）は、無作為に分布される。一実施形態において、アンテナ（３１）は所定の位置に位置付けられ、アンテナ（３１）のクラスタは特定の位置にある。一実施形態において、アンテナ（３１）は高密度でプログラム可能な配列に配置され、アンテナは役割を変えるようにプログラムされ得る。一実施形態において、アンテナ（３１）の少なくとも１つは、それらが載っている層の表面と同じ高さにある。一実施形態において、アンテナ（３１）の少なくとも１つは、それらが載っている層から突出している。一実施形態において、アンテナ（３１）の少なくとも１つは回路を駆動するために電気接続される。一実施形態において、アンテナ（３１）の少なくとも１つは、受信機回路に電気接続される。一実施形態において、アンテナ（３１）の少なくとも１つは、遮蔽された同軸ケーブルを介して回路に電気接続される。一実施形態において、アンテナ（３１）は、遮蔽された同軸ケーブルを介して回路に電気接続される。一実施形態において、シールドが接地される場合、アンテナ（３１）は遮蔽された同軸ケーブルを介して回路に電気接続される。一実施形態において、アンテナ（３１）は、ドットセンサーとして使用可能な受信アンテナである。一実施形態において、アンテナ（３１）は、周波数注入（導入）に使用可能な信号注入電極である。
【００８６】
更に図２５のマニホールド（３０（ｂ））を参照すると、一実施形態において、手がコントローラ（２５）の周囲を動くおよび／または巻き付くと、１つ以上の個々の指は、アンテナ（３１）からのそれらの相対的距離を変更する。注入信号が指とアンテナ（３１）との間の距離とともに減少するので、一実施形態において、アンテナ（３１）に更に近い指が、遠くの指よりも強力な寄与をなす。例示された実施形態において、３つのアンテナ（３１）の５つの行が使用され、隣接するアンテナの各対はコントローラ（２５）の周囲に巻き付けられた指の位置に相当し、アンテナ（３１）の各々はコントローラ（２５）の周囲に巻き付けられた指セグメントの１つの位置に相当する。一実施形態において、３つのアンテナ（３１）の４つの行が使用され、受信機の各々はコントローラ（２５）の周囲に巻き付けられた指の位置に相当し、アンテナ（３１）の各々はコントローラ（２５）の周囲に巻き付けられた指セグメントの１つの位置に相当する。一実施形態において、３つのアンテナ（３１）の３つの行が使用され、行の各々はコントローラ（２５）の周囲に巻き付けられた手の指間に相当し、（３１）の各々はコントローラ（２５）の周囲に巻き付けられた指セグメントの１つの位置に相当する。
【００８７】
感知の際にアンテナ（３１）は全方向性であるので、受信機のボリューム内の探り針（例えば指）の位置を識別するのは困難であり得る。故に、より容易に探り針の位置を識別するために、受信機のボリュームを制限または操作することが望ましいかもしれない。手を再構成するとき、例えば、人差し指に近い未制限の受信機は、中指、薬指、および小指からの寄与を受信することができる。この行動は信号の混同を導入し、指の動きを再構成することを更に困難にする。一実施形態において、単離トレース（ａ／ｋ／ａの単離導体、単離アンテナ）は、そのセンシングボリュームを制限するためにアンテナ（３１）付近に配され得る。
【００８８】
図２６は、全体として図２４に示されるような多層センサーマニホールド（３０（ｃ））の実施形態の図であるが、（図２５におけるような）アンテナ（３１）を付加的に有している。一実施形態において、マニホールド（３０（ｃ））は、手に持てる大きさのコントローラ（２５）などの曲面上で使用され得る。一実施形態において、アンテナ（３１）は、行層または列層の１つの上の行（３２（ａ））および列（３４（ａ））でインターリーブされる。一実施形態において、アンテナ（３１）は、別個の層の上の行（３２（ａ））および列（３４（ａ））でインターリーブされる。一実施形態において、アンテナ（３１）の少なくとも１つは、それらが載っている層の表面と同じ高さにある。一実施形態において、アンテナ（３１）の少なくとも１つは、それらが載っている層から突出している。一実施形態において、アンテナ（３１）の少なくとも１つは回路を駆動するために電気接続される。一実施形態において、アンテナ（３１）の少なくとも１つは、受信機回路に電気接続される。一実施形態において、アンテナ（３１）の少なくとも１つは、遮蔽された同軸ケーブルを介して回路に電気接続される。一実施形態において、アンテナ（３１）は、遮蔽された同軸ケーブルを介して回路に電気接続される。一実施形態において、シールドが接地される場合、アンテナ（３１）は遮蔽された同軸ケーブルを介して回路に電気接続される。一実施形態において、アンテナ（３１）は、ドットセンサーとして使用可能な受信アンテナである。一実施形態において、アンテナ（３１）は、周波数注入に使用可能な信号注入電極である。
【００８９】
図２７は、アンテナ（３１）および追加の信号注入導体（３３）を持つ、全体として図２６に示されるような多層センサーマニホールド（３０（ｄ））の別の実施形態の図である。一実施形態において、マニホールド（３０（ｄ））は、図２２に示されるものなどの手に持てる大きさのコントローラ（２５）のまわりで湾曲している。一実施形態において、信号注入導体（３３）が設けられる。一実施形態において、信号注入導体（３３）は、周波数インジェクターおよびドットセンサーの組み合わせとして使用される。追加の信号注入導体（３３）の数、配向、および利用は、センサーマニホールド（３０（ｄ））が使用される用途により変動し得ることが、本開示の観点から当業者に明らかとなる。
【００９０】
一実施形態において、信号注入導体（３３）は、左および右側で最も外側にある電極である。一実施形態において、信号注入導体（３３）は、複数の固有の直交信号を提供する回路（図示せず）を駆動させる電気接続される。一実施形態において、駆動回路は、複数の固有の周波数直交信号の少なくとも１つを信号注入導体（３３）の各々に同時に提供する。一実施形態において、駆動回路は、多数の固有の周波数直交信号を信号注入導体（３３）の各々に同時に提供する。一実施形態において、駆動回路は、複数の固有の周波数直交信号の少なくとも１つを、信号注入導体（３３）の各々に、および行導体（３２（ａ））の各々に同時に提供する。一実施形態において、駆動回路は、複数の固有の周波数直交信号の多数を信号注入導体（３３）の各々に、および、複数の固有の周波数直交信号のその他少なくとも１つを行導体（３２（ａ））の各々に同時に提供する。
【００９１】
一実施形態において、左側の５つの最も内側にあるアンテナ（３１）、および右側の５つの最も内側のアンテナ（３１）は、ドットセンサーである。一実施形態において、ドットセンサーは、信号注入導体（３３）によって発せられた直交信号を少なくとも含む複数の直交信号に対する信号強度を判定することができる、受信回路（図示せず）に電気接続される。一実施形態において、ドットセンサーは、信号注入導体（３３）によって発せられた直交信号および行導体（３２（ａ））に送信される直交信号を少なくとも含む複数の直交信号に対する信号強度を判定することができる、受信回路（図示せず）に電気接続される。
【００９２】
一実施形態において、異種マニホールドセンサー（３０（ｄ））は図２２の手に持てる大きさのコントローラ（２５）の表面の周囲に巻きつけられ、行導体（３２（ａ））および信号注入導体（３３）は各々、駆動回路により提供される複数の直交信号の異なる１つ以上を有し、ドットセンサーアンテナ（３１）および列導体（３４（ａ））は各々、各センサーアンテナ（３１）または列導体（３４（ａ））に関して、複数の直交信号の各々に関連付けられる信号強度を判定可能な受信回路に電気接続されている。更なる実施形態において、信号強度は、センサーに対する手の位置および配向を判定するために使用される。また更なる実施形態において、ストラップ（２７）は、手への移動の部分的に制限された自由度を提供するように手の上の手に持てる大きさのコントローラ（２５）を支持するために使用される。
【００９３】
図２８は、アンテナ（３１）を多層センサーマニホールド（３０（ｅ））の別の実施形態の図である。多層センサーマニホールド（３０（ｅ））は、パターンで形成される行導体（３２（ｂ））および列導体（３４（ｂ））を有している。
【００９４】
図２９は、アンテナ（３１）およびの信号注入導体（３３）を持つ、多層センサーマニホールド（３０（ｆ））のまた別の実施形態の図である。加えて、多層センサーマニホールド（３０（ｆ））は、図２８に示されるものと同じパターンを持つ行導体（３２（ｂ））および列導体（３４（ｂ））を有している。
【００９５】
図３０は、多層センサーマニホールド（３０（ｇ））の実施形態の図である。図３０において、列導体（３４（ｃ））および行導体（３２（ｃ））は、裂け目（３６）により分離された２つの異なる領域にある。第１および第２の領域の各々は、列導体（３４（ｃ））および行導体（３２（ｃ））を有する。裂け目（３６）（または、空洞）は、列導体（３４（ｃ））および行導体（３２（ｃ））の領域を分離する。２つの異なる領域は、例えば、手で持てるコントローラー（２５）と共に用いることができるマニホールド（３０（ｇ））を形成する。
【００９６】
一実施形態では、信号の注入導体（図示せず）は、コントローラの異なる領域にあるか、または身体上にあり、２つの異なる領域上の列導体（３４（ｃ））および行導体（３２（ｃ））で受信される信号を提供する。一実施形態では、２つの領域は、異なる集積回路に動作可能に接続される。一実施形態では、２つの領域は、同じ集積回路に動作可能に接続される。
【００９７】
一実施形態では、アンテナ（３１）は、行導体（３２（ｃ））および列導体（３４（ｃ））を有する１つの領域上にあり、信号注入電極（３３）は、行導体（３２（ｃ））および列導体（３４（ｃ））を有する異なる領域上にある。一実施形態では、アンテナ（３１）および信号注入導体（３３）は両方の領域上にある。一実施形態は、２つの異なる領域を結果としてもたらす１つの裂け目（３６）を有し得る。一実施形態は、１つ以上の裂け目（３６）を有し、多くの異なる領域を結果としてもたらし得る。一実施形態は、多数の多層センサーマニホールド（３０（ｇ））から構成され得る。行および列は異なる方向に配向されるが、図２８、２９、および３０に適用可能な上記説明は、図２４、２５、２６、および２７に同様に適用可能である。
【００９８】
次に、図３１Ａ−３１Ｅを参照すると、コントローラの親指中心部分と関連して使用されるセンサーパターンが示される。一実施形態では、親指中心センサーパターンは、行導体および列導体のグリッドで構成される。一実施形態では、親指中心センサーパターンの行列の配向は、コントローラ上で配向される際に、行および列が親指中心のセンサーパターンの面にわたって対角線上に延びるような角度で配される。一実施形態では、親指中心センサーパターンの行導体および列導体は、およそ３０度のコントローラ上のそれぞれの向きに対して斜めに配される。一実施形態では、親指中心センサーパターンの行導体および列導体は、およそ６０度のコントローラ上のそれぞれの向きに対して斜めに配される。一実施形態では、親指中心センサーパターンは、コントローラの親指中心部分に対して一般的に対角線上に延びる受信機の２つの層、および受信機の該２つの層の上で、下で、またはその間で作動する送信機の第３の層を含む３つの層で作られ、コントローラの親指の中心部分に対して通常は水平にあるいは通常は垂直に配向される。
【００９９】
ここで、図３１Ａ−３１Ｃに移ると、本発明と関連する親指中心センサーパターンとして利用され得る３つのセンサーパターンが例示的に示される。これらの特定の例は容認可能な結果をもたらすことが分かっているが、本発明と関連する親指中心センサーパターンとして他のセンサーパターンを使用することは、本開示の範囲および精神内である。本開示を考慮して、親指中心センサーパターンとして使用するための他の多数のセンサーパターンが当業者に明らかだろう。
【０１００】
行導体および列導体（例えば、送信アンテナ並びに受信アンテナ）が実線および破線で示される、図３１Ａのセンサーパターンは、適切に機能する。図３１Ｂで示されるセンサーパターンは、また実線並びに破線で行導体および列導体を示す。図３１Ｂのセンサーパターンは、フィードライン近くを走る分断線をさらに含む。図３１Ｃおよび３１Ｄは３層センサーの層を示し、図３１Ｃの実線および破線はそれぞれセンサーの層を表わし、並びに図３１Ｄの実線は別の層を表わす。一実施形態では、図３１Ｃの実線および破線は、列（例えば、受信アンテナ）として全てに使用され、図３１Ｄの実線は送信機として使用される。一実施形態では、３層センサーは、本明細書に説明されるようなコントローラにおける親指中心センサーパターンの高品質画像化をもたらす。図３１Ｃにおけるセンサーパターンは、フィードライン近くを走るより幅の広い分断線（分断面とも呼ばれ得る）をさらに含む。明確さのために、図３１Ｃの部分的な詳細も提供されている。
【０１０１】
指などの静電容量性のオブジェクトがフィードラインに近づくにつれて、スミア処理が生じ得る。一実施形態では、スミア処理を軽減するために、例えば、親指中心センサーパターン領域を拡大させることによって、フィードラインをより遠隔地に移動させることができる。一実施形態では、スミア処理を軽減するために、フィードラインを表面から遠ざけて、オブジェクトへと向けることができる。これらの各々は、当業者には明らかである欠点がある。一実施形態では、スミア処理を軽減するために、図３１Ｂに示される分断線または図３１Ｃに示されるより広い分断面が加えられてもよい。
【０１０２】
図３２Ａ−３２Ｂは、図３１Ａ−３１Ｅにおいて一般的に示されるものに加えて、アンテナ（３１）および／または信号注入アンテナ（３３）を有する親指中心センサーパターンの実施形態の図である。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）は、行層または列層の１つにおける行導体および列導体でインターリーブされる。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）は、別個の層上の行導体および列導体でインターリーブされる。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）は、行層または列層の１つにおける行導体および／または列導体と重なる。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）は、別個の層上の行導体および／または列導体と重なる。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）の少なくとも１つは、それらがある層の表面と同じ高さにある。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）の少なくとも１つは、それらがある層から突出する。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）の少なくとも１つは、駆動回路に電気的に接続される。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）の少なくとも１つは、受信機回路に電気的に接続される。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）の少なくとも１つは、保護された同軸ケーブルを介して回路に電気的に接続される。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）は、保護された同軸ケーブルを介して回路に電気的に接続される。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）は、シールドが接地される保護された同軸ケーブルを介して、回路に電気的に接続される。一実施形態では、アンテナ（３１）および／または信号注入導体（３３）は、ドットセンサーとして使用できる得る受信アンテナである。一実施形態では、アンテナ（３１）は、周波数注入（注入）に使用できる信号の注入アンテナである。
【０１０３】
一実施形態では、アンテナ、信号注入導体、行導体および列導体の特徴をリアルタイムで変更して、動的にセンサー設計の動作を調整することができる。表面積に加えて、各アンテナの動作、信号注入導体、行導体および／または列導体をリアルタイムで変更し、プログラムによってセンサー設計を変えることができる。各々が、例えば、５ｘ５ｍｍの正方形の形状を有するＮｘＭアンテナのマトリックスであること考慮すると、各要素の動作を送信機または受信機として動的に指定することができる。さらに、上で説明された受信機の単離方法を考慮すると、いくつかのアンテナは、所与の受信機の反応量を単離するために、注入送信機（例えば、アイソレータ）として指定され得る。同様に、近くの受信機の反応を減少させるために、いくつかのアンテナを接地することができる。
【０１０４】
識別するにとどまらず、センサーの表面積もプログラムすることができる。実施例：並列の平板コンデンサモデルは、プレートの表面積が増加するにつれて、静電容量が増加するだろうということを実証する。各々が、例えば、５ｘ５ｍｍの表面を有する正方形アンテナおよび各アンテナ間の１セットの物理的なスイッチを考慮すると、動的にアンテナの表面積を変更することは可能である。これらの正方形アンテナの組み合わせは、それらのスイッチを用いて接続することができる。例えば、２本のアンテナのグループを接続して、５０ｍｍ２（すなわち、５ｘ１０ｍｍ）の表面積を作り出すことができ、４つのアンテナのグループを接続して、１００ｍｍ２の面積（すなわち、１０ｘ１０ｍｍ）を作り出すことなどができる。もちろん、５ｘ５サイズは単に例示的であり、この原理は、より小さいおよびより大きいアンテナのアレイに等しく適用可能である。
【０１０５】
一実施形態では、例えば、グリップコントローラを用いる場合、各アンテナの役割が更新されて、手または指の新たな位置を反映することができる。コントローラの表面に対して手の位置が変わる場合、以前は送信機だったアンテナが受信機として指定されて、指のさらに局所的なビューを確実にする。
【０１０６】
手の追跡をサポートする周波数注入
一実施形態では、１つ以上のオーバーレイされたセンサーは、異なる情報を追跡するために使用され得る。一実施形態では、ＦＭＴ静電容量センサー接触検出、手の追跡、およびホバリング測定は、周波数注入によってサポートされる場合、改善することができる。ＦＭＴ静電容量センサーの説明については、一般的に、本出願人の以前の出願である、「Ｌｏｗ−Ｌａｔｅｎｃｙ  Ｔｏｕｃｈ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ」と題された２０１３年３月１５日出願の米国特許出願第１３／８４１，４３６号、および「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｐｏｓｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」と題された２０１３年１１月１日出願の米国特許出願第１４／０６９，６０９号を参照。周波数注入は、１つの周波数または多数の周波数をユーザーの体に適用することを指し、したがって、ユーザーの体をＦＭＴ静電容量センサーへのその周波数の導体として使用する。一実施形態において、注入周波数は、ＦＭＴ静電容量センサー送信機に送信される周波数に直交する周波数である。一実施形態において、複数の注入周波数は、互いに対して直交する周波数、およびＦＭＴ静電容量センサー送信機に伝達される周波数に直交する周波数の両方である。
【０１０７】
一般的に、ＦＭＴは、行が周波数送信機として作用し、列が周波数受信機として作用するセンサーパターンを利用する（上述のように、行および列の指定は任意であり、例えば、グリッド状の組織を指定するように意図されず、または一般的な直線形状を指定するようにも意図されない）。一実施形態において、周波数注入をＦＭＴと組み合わせると、列は付加的に、注入周波数を聞き取るための受信機として使用される。一実施形態において、周波数注入をＦＭＴと組み合わせると、行と列の両方は付加的に、注入周波数を聞き取るための受信機として使用される。
【０１０８】
一実施形態では、既知の周波数は、１つ以上の別個の送信機を用いて、例えば、ユーザーの手へと伝えられる。一実施形態では、１つ以上の要素（例えば、送信機）は、それらが装置の操作中にユーザーの手と接触する可能性が高い装置の表面上に、またはその表面の近くに配される。一実施形態では、１つ以上の送信機は、それらが装置本体の操作中にユーザーの手と接触する可能性が高い装置本体の表面上、またはその表面の近くに配される。装置の操作中に手の十分なタッチがある場合、信号は手を介して出入りし、それはセンサーによって検出することができる。送信ループは、信号発生器から、装置の本体上の要素、手、受信アンテナ（例えば、列）まで進み、そこでＦＭＴによって測定される。一実施形態では、手が送信機および受信アンテナにタッチしている場合（必ずしも接触している必要はない）、送信ループは閉じている。一実施形態では、要素（例えば、アンテナ）は、例えば、限定されないが、装置、ハンドストラップ、リング、腕輪、衣服、据え付けパッド、椅子、テーブルの天板、フロアマット、肘掛け、または装置の操作中にユーザーと接触する可能性が高い他の任意のオブジェクトの上に配される。ストラップ要素が、例えば、ユーザーの手のひらではなく、手の後部に接触することを除いて、送信ループは、装置本体の要素を用いて上記のように作成される。一実施形態では、信号注入システムは以下の形態を取るか、あるいは少なくとも部分的に以下の形態を取る：リストバンド；時計；スマートウォッチ；携帯電話；手袋；リング；スタイラス；ポケットに入る大きさのオブジェクト；シートクッションまたは他の据え付けパッド；フロアマット；肘掛け；デスク面；ベルト；靴；ウェアラブルコンピューティングデバイス、またはコントローラの操作中にユーザーと接触する可能性が高い他の任意のオブジェクト。一実施形態では、送信ループは、注入信号ソースと受信アンテナとの間のユーザーの身体によって同様に作成される。
【０１０９】
一実施形態では、注入された既知の周波数によって、ＦＭＴは、各受信機における既知の周波数の強度を測定することができる。一実施形態では、注入された既知の周波数によって、ＦＭＴは、受信機および信号プロセッサを各行および各列と関連付けることによって、各行および各列における既知の周波数の強度を測定することができる。一実施形態では、各行における注入された周波数に対する信号強度の測定値は、注入された周波数を伝導する身体部分の位置に関する情報を提供する。
【０１１０】
一実施形態では、各行および各列における注入された周波数に対する信号強度の測定値は、注入された周波数を伝導する身体部分の位置に関するより詳細な情報を提供する。一実施形態では、行および列からの位置情報は、信号強度の測定値の２つの別個の一次元のセットを提供する。一実施形態では、２つの一次元のセットは、２Ｄヒートマップ（従来のＦＭＴ送信機／受信機ヒートマップと同様）などの中間体表現を生成するために使用することができる記述子を提供する。一実施形態では、２つの一次元のセットは、センサーの近くでの指の動きの再構築におけるより良い忠実度を可能とするために使用することができる記述子を提供する。一実施形態では、検出された周波数注入信号は、ＦＭＴセンサーパターンの範囲のみにわたって増加したホバリング範囲を提供する。一実施形態では、ＦＭＴと周波数注入との組み合わせは、手のモデリングの範囲を４ｃｍ超えて効果的に拡張した。一実施形態では、ＦＭＴと周波数注入との組み合わせは、手のモデリングの範囲を５ｃｍ超えて効果的に拡張した。一実施形態では、ＦＭＴと周波数注入との組み合わせは、手のモデリングの範囲を６ｃｍ超えて効果的に拡張した。一実施形態では、ＦＭＴと周波数注入との組み合わせは、手のモデリングの範囲を完全な屈曲（すなわち、手の動きの全範囲）に効果的に拡張した。
【０１１１】
一実施形態では、周波数注入記述子は、指の個別の位置のセットに相当する信号強度の予め定められたプロファイルを作成するために使用される。一実施形態では、記述子は、ベースラインおよび騒音低下技術または他の多次元の分析技術（参照、例えば、本出願人の以前の出願である、「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｐｏｓｔ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」と題された２０１３年１１月１日出願の米国特許出願第１４／０６９，６０９号、および「Ｆａｓｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｕｃｈ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ」と題された２０１４年３月１７日出願の米国特許出願第１４／２１６，７９１号）と組み合わせられて、これらの記述子から指の動きに相関する意味のある情報を抽出する。一実施形態では、この周波数強度信号上でＦＭＴヒートマップ処理技術を使用することもできる。ＦＭＴヒートマップ処理と検出された周波数注入信号から結果としてもたらされる記述子とを組み合わせることによって、忠実度が改善され得る。一実施形態では、信号発生器から要素までの信号の強度は、４ｃｍの範囲を超える手の検出を可能にするのに十分でなければならない。一実施形態では、信号発生器から要素までの信号の強度は、５ｃｍの範囲を超える検出を可能にしなければならない。一実施形態では、信号の強度は、７ｃｍを超える検出を可能にする。一実施形態では、信号の強度は、手の完全な屈曲の検出を可能にする。一実施形態では、信号の強度は、１つ以上の指の完全な外転（すなわち、指と指の接触）の検出を可能にする。一実施形態では、信号の強度は、手のひら幅の検出を可能にする。一実施形態では、信号の強度は、指の長さ、指の厚み、および／または関節の厚みの検出を可能にする。一実施形態では、信号の強度は、交差した指の検出を可能にする。一実施形態では、信号の強度は、交差した指のホバリングの検出を可能にする。
【０１１２】
一実施形態では、手の追跡は、実際の手を記述するための仮想の手の階層的な骨格ベースの記述（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  ｓｋｅｌｅｔｏｎ  ｂａｓｅｄ  ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）を用いて計算される。一実施形態では、周波数注入記述子は、仮想の手のその階層的な骨格ベースの記述の連続的なリアルタイム・アニメーションまたは他のデジタル表現へとマッピングされ、したがって、実際の手の動きを模倣する。
【０１１３】
直線または非線形の関数を用いて、リアルタイムでマッピングを達成し、信号のフィードを指の角度のフィードあるいは骨格の角度のフィードへと翻訳できるということが当業者には明らかだろう。一実施形態では、信号強度サンプルとグラウンドトゥルース基準との間の相関特性が利用され得る。一実施形態では、グラウンドトゥルース基準は、限定されないが、モーション・キャプチャー、他の視覚ベースの処理技術、またはあらかじめ定められたキャプチャされたポーズなどの、別の技術を用いてキャプチャされ得る。
【０１１４】
それは、上記手に適用され、上記手から測定される信号注入の固有特性が、モデルマッピングを定義するための基礎として使用され得ることが当業者には明らかだろう。一実施形態では、以下の一般化されたデータ技術の１つ以上が、そのようなマッピングのために利用することができる：手動または自動の教師あり学習あるいは教師なし学習、データマイニング、分類、または回帰手法。一実施形態では、データ技術は、手のモデリング、したがって手の追跡目的のために使用され得るマッピング機能の適切な定義を識別するために使用される。一実施形態では、上で説明されるように、上記のような信号注入ハードウェアおよびソフトウェアはＦＭＴ性能と結合することができ、同じＦＭＴセンサーパターン、送信機、および受信機を活用する。一実施形態では、上記に説明される信号の注入ハードウェアおよびソフトウェアは、ＦＭＴ性能と結合することができ、したがって、追加の受信機でＦＭＴタッチセンサーシステムを補足する。一実施形態では、上述される信号の注入ハードウェアおよびソフトウェアは、ＦＭＴ性能と組み合わされることが可能であり、したがって、追加の注入された周波数を認識する能力でＦＭＴタッチセンサーシステムを補足する。
【０１１５】
指および手の曲がり
図３３は、ヒト手および該ヒト手の一連の関節並びに骨格の図を含む。図および使用されるモデルは、一部（例えば、手根）が生成されたモデルに関連しないか、または関連しないないかもしれない程度に単純化され得る。具体的には、図３３はヒト手における各骨の相当する位置（または、単純化の位置）を示し、それは、他の骨格に対する階層である（例えば、Ｊ４の親はＪ３、Ｊ３の親はＪ２、Ｊ２の親はＪ１、およびＪ１の親はＪ０である）。一実施形態では、前腕（Ｊ０）のノードはルートノードであり、親がない。「Ｈａｎｄ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」と題された、同時係属中の米国仮特許出願第６２／４７３，９０８号は、指屈曲のセンシングを説明および記載する。一実施形態では、これは複数の指屈曲を感知するように拡張され得る。
【０１１６】
一実施形態では、複数の指屈曲はホバリング、並びに高速マルチタッチセンサーおよび方法を介した接触データを使用して使用して感知される。一実施形態では、トリガー中心のセンサーパターンからのホバリングおよび接触のデータは、人差し指、中指、薬指、および小指の屈曲を感知するために使用される。一実施形態では、複数の指屈曲は、本明細書に記載される信号注入およびドットセンサーを使用して感知される。一実施形態では、複数の指屈曲は、本明細書に記載される異種センサーおよびインジェクターを使用して感知される。
【０１１７】
一実施形態では、基準フレームは記憶される。一実施形態では、基準フレームは、コントローラが静止しているときの指屈曲を検出するセンサーの状態を反映し、すなわち、接触の結果として検出可能な信号が受信されない。一実施形態では、生信号データの単一のＮｘＭフレームがベースラインとして保存される。一実施形態では、生信号データのＮｘＭフレームおよびドットセンサーの状態は、ベースラインとして保存される。
【０１１８】
一実施形態では、ベースラインを用いて、入ってくるフレーム（ｉｎｃｏｍｉｎｇ  ｆｒａｍｅ）はデシベルに変換される（すなわち、−２０．０ｆ＊ｌｏｇ１０（入ってくる／ベースライン））。変換された、入ってくるフレームはヒートマップと呼ばれ得る。一実施形態では、入ってくるフレームは、ドットセンサーのアンテナからのデータを含む。
【０１１９】
一実施形態では、平均信号値は行周波数のために算出される。平均信号値は複数の指の波形と呼ばれる。一実施形態では、ヒートマップにおける各列Ｍに関しては、列の平均信号値は複数の指波形として算出される。一実施形態では、複数の指の波形は各行Ｎについて算出される。一実施形態では、複数の指の波形は、行および列の信号値の組み合わせから算出される。一実施形態では、複数の指の波形の計算のための情報の選択は、センサーパターンに依拠する。
【０１２０】
一実施形態では、各指の平均信号値は算出され得る。平均信号値は指の波形と呼ばれる。一実施形態では、ヒートマップにおける各列Ｍに関しては、列の平均信号値は指の波形として算出される。一実施形態では、指の波形は各行Ｎについて算出される。一実施形態では、指の波形は行および列の信号値の組み合わせから算出される。一実施形態では、指の波形の計算のための情報の選択は、センサーパターンに依拠する。一実施形態では、複数の指の波形の値が算出されてもよい。［１］一実施形態では、ほぼ垂直な指（上から見る時、すなわち、コントローラから離れて伸びる）を表わす複数の指の波形は、テンプレートとして保存され得る。一実施形態では、テンプレートは、ほぼ垂直の人差し指、中指、薬指、および小指で握られたコントローラから作成され得る。一実施形態では、テンプレートは、テンプレートが獲得された手またはユーザーに関連付けられる。一実施形態では、多数のテンプレート（例えば、多数の手および／またはユーザー、および／または同じ手に対して）も、今後の使用のために保存される。一実施形態では、多数のテンプレートは組み合わせることができる。テンプレートは、情報を正規化するか、または手および指に関する統計データを得るために組み合わされてもよい。
【０１２１】
一実施形態では、典型的な動きの間、入ってくる複数の指の波形をテンプレートに対して比較することができる。一実施形態では、入ってくる波形およびテンプレートの類似尺度を提供するために、正規化された平均二乗偏差（ＮＲＭＳＤ）が算出される。
【０１２２】
一実施形態では、１つ以上のドットセンサーにおいて検出されるように、注入された周波数は、指の位置および配向の決定を支援することができる。
【０１２３】
一実施形態では、類似尺度の精度を改善するために、入ってくる波形およびテンプレートは、指（近位、中間、遠位）の個々の骨格、およびセンサーに沿う指の骨格の位置に相当する３つの領域へと分割される。一実施形態では、３つのＮＲＭＳＤ値が算出される（指（ＮＲＭＳＤ近位、ＮＲＭＳＤ中間、ＮＲＭＳＤ遠位）の各段落に１つ）。その後、入ってくる指の波形の各々部分は鋳型に対して比較される。
【０１２４】
一実施形態では、各関節での回転を算出するために、ＮＲＭＳＤ値が重さとして使用される。例えば：Ｒｐｒｏｘｉｍａｌ＝ＮＲＭＳＤｐｒｏｘｉｍａｌ＊Ａｎｇｌｅ＿Ｍａｘｉｍｕｍｐｒｏｘｉｍａｌ。Ｒｍｉｄｄｌｅ＝ＮＲＭＳＤｍｉｄｄｌｅ＊Ａｎｇｌｅ＿Ｍａｘｉｍｕｍｍｉｄｄｌｅ。Ｒｄｉｓｔａｌ＝ＮＲＭＳＤｄｉｓｔａｌ＊Ａｎｇｌｅ＿Ｍａｘｉｍｕｍｄｉｓｔａｌ。
【０１２５】
一実施形態では、ＮＲＭＳＤが常に正であるため、テンプレートおよび入ってくる指の波形の積分が、人差し指がいつ伸ばされるかを判定するために算出され得る。入ってくる波形およびテンプレートの積分は０未満だろう。一実施形態において、Ｒｐｒｏｘｉｍａｌ＝ＮＲＭＳＤｐｒｏｘｉｍａｌ＊Ａｎｇｌｅ＿Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｐｒｏｘｉｍａｌ。Ｒｍｉｄｄｌｅ＝ＮＲＭＳＤｍｉｄｄｌｅ＊Ａｎｇｌｅ＿Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｍｉｄｄｌｅ。Ｒｄｉｓｔａｌ＝ＮＲＭＳＤｄｉｓｔａｌ＊Ａｎｇｌｅ＿Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｄｉｓｔａｌ。
【０１２６】
図３４は、センサーに対する骨格位置を推量するためにセンサーデータを使用する方法の一実施形態を示す、高レベルのフロー図である。工程（１０２）において、プロセスが開始する。工程（１０４）において、基準フレームが記憶される。工程（１０６）において、ヒートマップが算出される。工程（１０８）において、モデルが保存されたかどうか判定される。工程（１１０）において、モデルが前に保存されていなかった場合、モデルは保存される。工程（１１２）において、モデルが保存されていた場合、複数の指の波形が算出される。工程（１１４）において、別個の指が算出される。工程（１１６）において、指の波形が算出される。工程（１１８）において、波形およびモデルの積分が算出される。工程（１２０）において、それが０を超えるかどうか判定される。０を超えなければ、工程（１２２）において、指が伸ばされる。工程（１２４）において、伸長角度が判定される。工程（１２６）において、波形の積分が０を超える場合、指が曲げられる。工程（１２８）において、屈曲角度が判定される。工程（１３０）において、指の波形がモデルと比較される。工程（１３２）において、コンパニオン測定値（ｃｏｍｐａｎｉｏｎ  ｍｅａｓｕｒｅ）を重さとして用いて、接合回転を算出する。工程（１３４）において、工程（１３２）からの算出が止められる。
【０１２７】
図３５は、骨格の再構築モデル作成ワークフローの実施形態を示すブロック図である。工程（２０２）において、高速マルチタッチセンシングが起こる。工程（２０４）において、ヒートマップが作成される。工程（２０６）において、指のマッピングが起こる。工程（２０８）において、形状データが指のマッピングに使用され得る。工程（２１０）において、３次元の骨格が作成される。工程（２１２）において、グラウンドトゥルースデータが３次元の骨格の作成に使用される。工程（２１４）において、モデルが作成される。工程（２１６）において、特徴が使用される。工程（２１８）において、サブモデルが作成される。工程（２２２）において、モデルが作成される。
【０１２８】
図３６は、リアルタイムの骨格手の再構築ワークフローの一実施形態を示すブロック図である。工程（３０２）において、高速マルチタッチセンシングが起こる。工程（３０４）において、ヒートマップが作成される。工程（３０６）において、指のマッピングが起こる。工程（３０８）において、形状データが指のマッピングに使用され得る。工程（３１０）において、モデルが適用される。工程（３１４）において、工程（３１０）のモデルが提供される。工程（３１２）において、３次元の骨格が形成される。工程（３１６）において、特徴が使用される。工程（３１８）において、複数のサブモデルが作成される。工程（３２２）において、１つのサブモデルが作成される。
【０１２９】
図３７に目を向けると、手で持てるコントローラを握る指のヒートマップのレンダリングが示される。一実施形態では、センサーデータは、指が互いに接触しているときにさえ、指の間を画成するのに十分明確である。
【０１３０】
指および指の特性を特定するためのヒートマップの処理
一実施形態では、手の骨格および動きの再構成のための１つの工程は、指の分離である。したがって、指の動き（例えば、手で持てるコントローラを握っている間）の再構築と組み合わせて、指の波形が算出される前に、別個の指の位置（すなわち、領域）がヒートマップ上で判定され得る。
【０１３１】
図３８は、本発明の一実施形態の実施を示すフローチャートを含む。工程（４０２）におけるヒートマップを獲得する工程、工程（４０４）におけるヒートマップをセグメント化する工程、工程（４０６）における極大値を特定する工程、工程（４０８）における関連セグメントを判定する工程、工程（４１０）における余剰を除く工程、工程（４１２）における分離を厚くし、境界をつけ、ヒートマップを作成する工程は、上記のように境界を判定するためのタッチデータの使用の一実施形態を反映する。工程（４１４）において、ヒートマップが作成される。
【０１３２】
工程（４１６）における注入マップを獲得する工程、工程（４１８）における極小値を特定する工程、および工程（４２０）における注入マップの分離を作成する工程は、下記のように境界を判定するための注入データの使用の一実施形態を反映する。
【０１３３】
別個のディジットを表わす複数の領域へのヒートマップの分離は、指またはディジットの分離と呼ばれる。例えば、図３８の工程「指の分離」を参照。工程（４２２）における分離の結合は、以下に説明されるように、タッチデータプロセスおよび注入データプロセスの結果に基づいて境界を特定する。例えば、図５０Ａ−５０Ｌに示されるように、工程（４２４）における結合された分離の出力は結合された境界を反映する。本明細書の他に記載されるように、一旦分離が判定され、したがって、各指の動きが個別に理解され、工程（４２６）における指の波形を算出する工程、工程（４２８）における波形の積分を算出する工程、および工程（４３０）における動きを処理する工程も実行されてもよい。例えば、図３８の説明を参照。
【０１３４】
指が開始し終了する位置を特定する一般化された方法は、ヒートマップにおいて指の境界を一体化させることもある、手のサイズおよび形状の変化および指の集群による重大な課題を示す。３つの分離アプローチが以下に記載される。第１アプローチは、タッチデータにおける推量ポイントの空間分布を分析し、第２のアプローチは、補間された注入信号の極小値を同定し、第３のアプローチは第１および第２を組み合わせる。最初の２つのアプローチが直交し、個別にまたは組み合わせて適用することができることに留意する。
【０１３５】
説明の目的のために、本明細書に開示される一般的な方法は、図２２において示されるものなどの手で持てるコントローラー（２５）に関して説明される。これらの方法がより一般的に適用可能であり、したがって、例えば、多数の手の測定用途のいずれかを含む任意の骨格または位置の再構築において対象の領域（例えば、別個のヒートマップ領域）を位置特定するために使用することができることが本開示を考慮して当業者によって理解されなければならない。したがって、例えば、本明細書に開示される分離法は、様々な携帯用ゲームコントローラへの適用に加えて、テニスラケット、ゴルフクラブ、卓球ラケット、種様々なボール、車のハンドル、ジョイスティック、フライトスティック（ｆｌｉｇｈｔ  ｓｔｉｃｋｓ）、マウスコントロール、オートバイおよび自転車の取っ手、および多くの他のものにおいてみられるものなど、他のタイプの取っ手または把持されたオブジェクトにおけるディジットを分離するのに有用であり得る。さらに、方法および装置は、手のみを対象としない他の姿勢および骨格の用途に適用することができる。例えば、本明細書に開示される方法および装置は、ベッドまたはシートの用途において身体の他の部分から腕または脚を分離するために使用できる。別の例として、本明細書に開示される方法および装置は、つま先を分離するために使用できる。また、例えば、本明細書に開示される方法および装置は、タッチセンシングキーボード上の指を分離するために使用できる。
【０１３６】
図３９に目を向けると、例示的なヒートマップが示され、図２２で説明されるような手で持てるコントローラ（２５）上に手が位置するときに獲得されるデータを反映するヒートマップが示される。ヒートマップデータに基づいて指が離れていることを判定する以下の新規な技術の使用は、一般的に指が存在する状態に限定される。そのような存在は、基節骨が接触している、および／またはコントローラ（２５）によって検出されている状態を指す。中手骨のみが存在する場合（すなわち、基節骨がコントローラ（２５）と接触していない（これは、図２２に示されるコントローラに指が全て真っすぐになる場合に起こり得る）と仮定して）、分離アルゴリズムは適用されるべきでない。基節骨の存在は、骨格点の数、注入信号の強度、または他の特徴によって検出することができ、それら全てが本開示を考慮して当業者には明らかだろう。
【０１３７】
一実施形態では、ヒートマップデータは、コントローラの表面からの手の距離を表す。一実施形態では、ヒートマップデータは、コントローラの表面に対する手の圧力を表す。一実施形態では、ヒートマップデータは、手およびコントローラの表面との間の接触を表す。一実施形態では、ヒートマップは、センサーに対する身体（例えば、全身／手／指／足／つま先）の位置の１つ以上の態様（例えば、距離／接触／圧力）を表すデータを反映する。ヒートマップは任意のソースからであってもよく、手で持てるコントローラでなくてもよい。例えば、ヒートマップは、平面、または任意の３次元形状から提供されてもよい。本明細書での参照の便宜上、ヒートマップにおける指（または、目的の他の部分）の一般的な方向は、本明細書においては垂直と呼ばれる。垂直方向は、図においてヒートマップが一般的に配向される様式に相当する。
【０１３８】
第１の工程において、推量された骨格点は、一次導関数分析により抽出される。この工程において、ヒートマップの断面は列ごとに平均化される。閾値より高い列平均は特徴点として識別される。これらの特徴点内の極大値は、指の骨および中手骨と相関する。一実施形態では、ヒートマップは水平のストリップに分割され、各ストリップは極大値を見つけるために処理される。各ストリップのサイズは、センサーの解像度および検出されているオブジェクトのサイズに依拠し得る。一実施形態では、１０ピクセル以下の有効なストリップの高さが、指の分離のために用いられてもよい。一実施形態では、５ピクセルの有効なストリップの高さが、指の分離のために用いられてもよい。一実施形態では、ヒートマップはアップサンプルされ、実際のセンサラインは５ミリメートル離れている。一実施形態では、１０ピクセルはおよそ３ｍｍに相当し；５ピクセルはおよそ１．５ｍｍに相当する。一実施形態では、３ピクセルの有効なストリップの高さが、指の分離のために用いられる。一実施形態では、ストリップは重複データなしで処理される。一実施形態では、データはストリップ内で重複される。したがって、例えば、１０ピクセルの有効なストリップの高さが用いられてもよいが、ストリップは、各方向において５ピクセル重なる可能性があり、したがって、すべての測定は２回の測定で確認される。一実施形態では、ストリップは異なるサイズであってもよい。一実施形態では、ストリップは異なるサイズであってもよいが、より大きな解像度が望ましい場合にはより小さなサイズが用いられる。図４０は、上述のように極大値を特定した結果を示す。ドットは図４０のヒートマップにわたって視覚的に重ね合わせられ、小さなクロスドットは上向きの変化を反映し、黒色のクロスは下向き変化を反映し、大きな塗りつぶされたドットは極大値を表す。
【０１３９】
図４１は同じ情報を反映し、白色のクロスと黒色のクロスは取り除かれ、大きな塗りつぶされたドットはサイズ変更された。指データは、本開示を考慮して、当業者には、図３９、４０、および４１において明らかになる。指データに加えて、一部の手のひらデータが存在するということもまた、当業者には明らかだろう。有用な指の分離のためには、手のひらデータが取り除かれなければならない。
【０１４０】
一実施形態では、図４２Ａおよび４２Ｂに関連して、手のひらデータはサークルフィットを用いて取り除かれる。サークルフィットは、極大値のすべてを最適に表すサークルを画定する。別の言い方をすれば、サークルフィットは、半径方向偏位の２乗された合計を最小化する。一実施形態では、ある程度の添加されたノイズと共にサークル上に駐在することになっている測定された（ｘ、ｙ）の対の１セットを考慮すると、サークルはこれらの点に対して算出される（すなわち、（ｘ−ｘｃ）”２＋（ｙ−ｙｃ）”２＝Ｒ”２となるように、ｘｃ、ｙｃ、Ｒを見つける）。一実施形態では、Ｔａｕｂｉｎ法のサークルフィットが使用されてもよい。一旦サークルフィットが判定されると、それはヒートマップにおける情報（例えば、手のひら情報）を除くか無視するために用いられてもよい。一実施形態では、サークルフィット（図４２Ａ、４２Ｂを参照）によって判定されるように、それらがサークル中央下の半径の水平線の半分以下に落ちる場合に除かれる。極大値を表すためにサークルフィットを用いることは必要とされないが、サークルフィットは、図２２のコントローラ（２５）およびそこから獲得したデータと組み合わせて、手のひらなどのヒートマップの一部を除くために極大値データの適切な反映を提供する。同様に、例示されたコントローラ（２５）は十分な情報を提供して、サークル中央からの半径の半分以下の情報を無視するか除くことができるが、これは、解決されるべき課題の幾可学にもより一般的に関連する。例えば、車の座席またはベッド上で身体から腕が分離されている場合、楕円フィット機能がより適切かもしれない。同様に、手で持てるコントローラが機械的方法を用いて手のひらを位置づける場合、ヒートマップの一部を除くか無視することは、手のひらの既知の位置と受信されるセンサーデータを相関させることによって達成され得る。
【０１４１】
サークルフィットは、手のひらの幅を測定するために用いることができる。ヒートマップ上のサークル中央下の半径の半分である水平線が手のひらと指との間の境界線を決定する場合、手のひらの幅は、ヒートマップの左端および右端の外形を見つけ、その外形（それぞれ）の左端および右端の位置を見つけ、並びに、２つ位置の間の差を差し引くことによって測定することができる。手が大きすぎて左側に外形を作成することができない場合、手のひらの幅の近似は、右の外形の右端の位置からヒートマップの最大幅を差し引くことによって測定することができる。手が大きすぎて右側に外形を作成することができない場合、手のひらの幅の近似は、ヒートマップの最小幅から左の外形の左端の位置を差し引くことによって測定することができる。手のひらの外形を見つけるために様々な方法が用いられ得ることが当業者には明らかだろう。
【０１４２】
一実施形態では、図２２に示される手のコントローラ（２５）を用いて、異なるサイズおよび形状の手を持つ人々は、コントローラ上で自然に異なる位置に手を置くことが分かっている。したがって、例えば、より小さな手のひらは、コントローラ上でより「前方」であり、したがって、示された方向においてヒートマップ上でさらに上である傾向がある。このタイプの用途に関しては、サークルフィット、またはサークル中央からの半径の半分下のヒートマップ上の極大値を無視することあるいは除くこととの組み合わせは、手のひらデータを除くか無視するのに適切であることが一般的に示されている。本開示を考慮して、他の文脈における望まれない最大値を除くために異なる関数および定数を適用する方法が当業者には明らかだろう。
【０１４３】
余分なデータ（例えば、手のひらデータ）を取り除くことにより、境界（すなわち、指の分離）の初期の判定がなされてもよい。一実施形態では、重心を生成するために全ての極大点のセットが平均化され、その重心は中指と薬指との間の境界を画定するために使用される。一実施形態では、重心の左または右の点は選別され、それぞれの領域内で平均化される（図４３）。この左半分／右半分の平均化は、人差し指−中指の境界、および薬指−小指の境界を生成する。一実施形態では、したがって、すべての除かれていない極大値のＸ位置の平均が、センターラインを判定するために用いられ、このようにして、薬指と小指から人差し指と中指を分離する。その後、各半分におけるすべての除かれていない極大値のＸ位置の平均は、中指から人差し指を分離し、および、小指から薬指を分離するために使用され得る。図４３はそのような指の分離を例示する。一実施形態では、すべての指より少ない指が存在する時を含めて、セグメンテーションの他の方法が使用されてもよい。例えば、３つの指が表される場合、３分割が可能である。２つの指が表される場合、最初の２分割のみが必要である。１つのディジットしかない場合、指の分離は必要とされない。
【０１４４】
これらの境界が十分な分離を表すが、手のサイズおよび形状のバリエーションは、特に、例示的なコントローラおよびより小さな手のサイズで、さらなる処理がより良い分離を提供することができることを示す。より小さな手のサイズにおいて、いくつかの指はヒートマップ上でそれほど真っすぐに見えない（すなわち、より湾曲している）。一実施形態では、極大値は、特定された境界が調節を必要とするかどうか判定するために処理される。一実施形態では、極大値は膨張しかつバウンディングボックスによって囲まれ、該バウンディングボックスは他のバウンディングボックスおよび最初に特定された境界と比較される。図４４に目を向けると、接触に関連する極大値は、例示のために水平に膨張する。膨張した極大値は推量された指の外形を作成する。図４４は、推量された指の外形の各々の周りのバウンディングボックスも例示する。図４４に示されるバウンディングボックスの間には重複はない。さらに、図４４に示される境界が図４４に示されるバウンディングボックスと交差しないため、境界の調節は必要とされない。
【０１４５】
図４５に目を向けると、推量された指の外形および最初に判定された境界は、異なる手について示される。図４５のデータは２つの問題を結果としてもたらし、１つ目は、バウンディングボックスが重複すること、２つ目は、境界線がバウンディングボックスと交差することである。一実施形態では、それぞれのバウンディングボックスの右側は、図４４に示されるように境界として用いられる。一実施形態では、２つのバウンディングボックスが重複する場合には、加重計算をバウンディングボックスの重複領域に関して作成することができ、および、境界が各ボックス内の位置にシフトされるが、その重複への各指の外形の寄与によって規定される位置にある。一実施形態では、境界線がバウンディングボックス内にあるが、その隣接ボックスとは重複しない場合には、その境界線（ボックスの右の端部に移動される代わりに）は、２つの重複しないバウンディングボックス間の点に調整される。一実施形態では、境界線がバウンディングボックス内にあるが、その隣接ボックスと重複しない場合には、その境界線は２つの重複しないバウンディングボックス間の点に調整されるが、より大きなバウンディングボックスに近づくために重み付けされる。
【０１４６】
バウンディングボックスの重複および判定された境界が、獲得したデータから（したがって、表面上には実際の手の位置並びにコントローラの形状から）生じるため、その境界はすべての指の位置全体を明確には判定しない。簡単に図４６に目を向けると、図４５に関連して記載されるバウンディングボックスの右側に境界が移される場合が図に示される。線は、境界によって画定される関連のあるもの（すなわち、除かれない極大値または無視されない極大値）を接続するために用いられる。小さなエラー構成要素は、手のひらのかなり近くで現れることがわかる。特に、手のひらに近位のエラー位置は、指の初めの動きとしてはありそうもない位置である。小さなエラーにもかかわらず、該技術は、境界を評価する実質的かつ迅速な手段であることが分かっている。一実施形態では、付加的な境界処理がそのようなエラーを解決するために利用され得るが、結果として生じる境界は図４７のように直線とならない可能性がある。
【０１４７】
各指の幅および長さもまた、各指のバウンディングボックスを用いて測定することができる。各指の幅または厚みを判定するために、指のバウンディングボックスの右端のＸ座標境界が、指のバウンディングボックスの左端のＸ座標境界から差し引かれる。各指の長さを判定するために、指のバウンディングボックスの一番下のＹ座標境界が、指のバウンディングボックスの一番上のＹ座標境界から差し引かれる。
【０１４８】
各指関節に位置および各指関節の厚みは、各指のバウンディングボックス並びに各指の極大値を用いて測定することができる。指の長さ（上述のように計算される）を３で割ることにより、各関節位置のＹ位置の近似値が得られる。Ｙ座標を使用して、当業者は補間技術を用いて、各関節の最も近いＸ座標位置を見つけることができる。一旦これらの位置が分かると、そのＹ座標での指のバウンディングボックスの左端のＸ座標境界からそのＹ座標での指のバウンディングボックスの右端のＸ座標境界を差し引くことによって、各関節の厚みを判定することができる。
【０１４９】
指の外転も、２つの指のバウンディングボックスを用いて判定することができる。右手がコントローラを握っている場合、人差し指と中指との間の距離を判定するために、中指のバウンディングボックスにおける左端のＸ座標は、人差し指のバウンディングボックスにおける右端のＸ座標から差し引かれる。右手がコントローラを握っている場合、中指と薬指との間の距離を判定するために、薬指のバウンディングボックスにおける左端のＸ座標は、中指のバウンディングボックスにおける右端のＸ座標から差し引かれる。右手がコントローラを握っている場合、薬指と小指との間の距離を判定するために、小指のバウンディングボックスにおける左端のＸ座標は、薬指のバウンディングボックスにおける右端のＸ座標から差し引かれる。左手がコントローラを握っている場合、人差し指と中指との間の距離を判定するために、人差し指のバウンディングボックスにおける左端のＸ座標は、中指のバウンディングボックスにおける右端のＸ座標から差し引かれる。右手がコントローラを握っている場合、中指と薬指との間の距離を判定するために、中指のバウンディングボックスにおける左端のＸ座標は、薬指のバウンディングボックスにおける右端のＸ座標から差し引かれる。右手がコントローラを握っている場合、薬指と小指との間の距離を判定するために、薬指のバウンディングボックスにおける左端のＸ座標は、小指のバウンディングボックスにおける右端のＸ座標から差し引かれる。
【０１５０】
コントローラを保持している間に２つの指が互いに交差している場合、これらの指姿勢もバウンディングボックスおよび極大値を用いて測定することができる。前述の方法を用いて、３つのバウンディングボックスのみが計算される場合、各バウンディングボックスの幅を計算することができる。最大の幅を有するバウンディングボックスは、２つの交差する指を有するだろう。
【０１５１】
図４８は、ストラップを有する手で持てるコントローラー（２５）の実施形態を示し、信号注入領域を示すためにストラップおよび他の遮蔽材料が取り除かれている。一実施形態では、手と注入領域との間の接触を援助するために、注入領域はコントローラストラップの下に位置する。一実施形態では、注入領域に伝達された注入信号は、コントローラ（２５）を保持する手によって伝導され、およびコントローラ（２５）内の受信機によって受信される。一実施形態では、コントローラ（２５）内の受信機は、指の方向と一般的に平行になるように配向される（例えば、図２６、２７、および２９に示される水平な導体を参照）。
【０１５２】
一実施形態では、各受信線は、その上に存在する注入信号の大きさを判定するために検査される。一実施形態では、各受信機に対して１つの大きさが判定される。一実施形態では、加算値が補間によって判定される。一実施形態では、加算値がエルミート補間によって補間される。
【０１５３】
一次導関数分析は、値のセット（すなわち、追加の補間された値の有無にかかわらない大きさ）に対して実行される。一次導関数分析を介して、極小値は注入データから判定される指境界として識別される。図４９は注入データによって判定されるような指境の界を反映する。
【０１５４】
一実施形態では、上述されるように、注入データおよびタッチデータの境界は組み合わせられてもよい。一実施形態では、注入データおよびタッチデータはともに平均化される。一実施形態では、注入データおよびタッチデータは加重平均によって組み合わせられる。一実施形態では、タッチデータは、存在する極大値の合計数に基づいて重み付けされる。
【０１５５】
一実施形態では、指境界は、較正段階において一度算出される。一実施形態では、指境界は、定期的にまたは事象の発生時に再計算される。一実施形態では、閾値入力が到達するとき、例えば、タッチデータにおける極大値の閾値数未満から極大値の閾値数以上に変わる時、指境界は再計算される。一実施形態では、閾値数は２０である。一実施形態では、閾値数は２０〜３０である。一実施形態では、閾値数は３０以上である。
【０１５６】
図５０Ａ〜５０Ｌは、獲得したデータ（白い焼付き）、本発明の実施形態に従って算出された極大値（中空のダイヤモンド）、本発明の実施形態に従って補間された注入データ（中空ではないダイヤモンド）、および獲得したデータに基づいて判定された境界からの配列において獲得された手で持てるコントローラを例証する。図５０Ａ〜５０Ｌで検討されるように、本明細書に記載されるような本発明の様々な実施形態に従って行われた決定に基づいて境界が各々の間で変わることに留意することが重要である。図５０Ａにおいて、全ての４つの指がコントローラと良好に接触しているように見え、および極大値線の間の境界が完全かつ正確に見える。図５０Ｂにおいて、人差し指による接触が実質的より少ないように見える。図５０Ｃにおいて、中指が真っすぐであり、かつ人差し指がコントローラに元って接しているように見える。図５０Ｄは、全ての４つの指が実質的にまたは完全に真っすぐになることを反映することができ、これは、一実施形態においては、タッチデータ信頼度を疑わしくするだろう。図５０Ｅは、全ての４つの指がタッチコントローラに再び接触していることを反映し得る。図５０Ｆは、同様に、全ての４つの指からの実質的な接触を反映するように見える。図５０Ｇにおいて、少なくとも小指および薬指の実質的部分が、コントローラに接触していないことが推論され得る。図５０Ｈは、全ての４つの指がタッチコントローラに再び接触していることを反映し得る。同様に、図５０Ｉは、全ての４つの指が実質的にまたは完全に真っすぐになることを再び反映し得る。図５０Ｊは、人差し指による実質的な接触がないことを再び示す。図５０Ｋは、全ての４つの指が実質的にまたは完全に真っすぐになることを再び反映し得る。図５０Ｌは、全ての４つの指による良好な接触を反映し得る。
【０１５７】
親指センシング
一実施形態では、手の骨格および動きの再構成に向けて実行され得る追加の工程は、コントローラの親指部分上の親指の存在、位置、および距離を感知することである。したがって、別個の指位置（すなわち、領域）および指の動き（例えば、手で持てるコントローラを保持している間）の再構築に加えて、手の骨格モデルが作成される前にコントローラの親指部分上の親指の存在、位置、距離、および動きを判定するために追加の工程が取られ得る。可能な親指の存在、位置、距離、および動きを特定する一般的な方法は、様々な親指のサイズ、形状のバリエーション、および手の姿勢のゆえに重要な課題を表し、したがって、当業者が指ヒートマップおよび／または親指ヒートマップからのデータを組み合わせるか、融合するか、あるいは調べることを必要とする場合がある。３つのアプローチが下記に記載される。第１アプローチは、タッチデータにおける推量ポイントの空間分布を分析し、第２のアプローチは、補間された注入信号の極小値を特定し、第３のアプローチは第１および第２を組み合わせる。最初の２つのアプローチが直交し、個別にまたは組み合わせて適用することができることに留意する。
【０１５８】
例示目的のために、本明細書に開示される一般的な方法は、図２２に示されるような手で持てるコントローラー（２５）に関して説明される。これらの方法がより一般的に適用可能であり、したがって、例えば、多数の手の測定用途のいずれかを含む任意の骨格または位置の再構築において対象の領域（例えば、別個のヒートマップ領域）を位置特定するために使用することができることが本開示を考慮して当業者によって理解されなければならない。したがって、例えば、本明細書に開示される分離法は、様々な携帯用ゲームコントローラへの適用に加えて、テニスラケット、ゴルフクラブ、卓球ラケット、種様々なボール、車のハンドル、ジョイスティック、フライトスティック、マウスコントロール、オートバイおよび自転車の取っ手、および多くの他のものにおいてみられるものなど、他のタイプの取っ手または把持されたオブジェクトに対する親指の存在、位置、および距離を特定するのに有用であり得る。
【０１５９】
一実施形態では、親指が図２２で例証されるような手で持てるコントローラ（２５）上に置かれる時、データを反映するヒートマップが獲得される。一実施形態では、ヒートマップデータは、コントローラの表面からの親指の距離を表す。一実施形態では、ヒートマップデータは、コントローラの表面に対する親指の圧力を表す。一実施形態では、ヒートマップデータは、親指とコントローラの表面との間の接触を表す。ヒートマップは任意のソースからであってもよく、手で持てるコントローラでなくてもよい。例えば、ヒートマップは、平面、または任意の３次元形状から提供されてもよい。
【０１６０】
第１の工程において、親指の推量された骨格点は、一次導関数分析により抽出される。この工程において、ヒートマップの断面は列ごとに平均化される。閾値より高い列平均は特徴点として識別される。一実施形態では、ヒートマップは水平のストリップに分割され、各ストリップは極大値を見つけるために処理される。各ストリップのサイズは、センサーの解像度および検出されているオブジェクトのサイズに依拠し得る。一実施形態では、１０ピクセル以下の有効なストリップの高さが、親指の検出ために用いられてもよい。一実施形態では、５ピクセルの有効なストリップの高さが、親指の検出のために用いられてもよい。一実施形態では、ヒートマップはアップサンプルされ、実際のセンサラインは５ミリメートル離れている。一実施形態では、１０ピクセルはおよそ３ｍｍに相当し；５ピクセルはおよそ１．５ｍｍに相当する。一実施形態では、３ピクセルの有効なストリップの高さが、親指の検出ために用いられる。一実施形態では、ストリップは重複データなしで処理される。一実施形態では、データはストリップ内で重複される。したがって、例えば、１０ピクセルの有効なストリップの高さが用いられてもよいが、ストリップは、各方向において５ピクセル重なる可能性があり、したがって、すべての測定は２回の測定で確認される。一実施形態では、ストリップは異なるサイズであってもよい。一実施形態では、ストリップは異なるサイズであってもよいが、より大きな解像度が望ましい場合にはより小さなサイズが用いられる。
【０１６１】
一実施形態では、１つの極大値が各行のこれらの特徴点内に発見される場合、この極大値は、親指が親指センサーの表面上にあることを示す。多数の極大値が各行について発見される場合、ノイズが検出され、したがって、親指はセンサー上に存在しない。ノイズが検出されるとき、親指センサーではなくコントローラの本体上に親指が置かれている可能性がある。この状況において、コントローラ本体に巻きつけられたセンサーマニホールドによって生成されたヒートマップは、親指がコントローラの本体から離れている位置と距離を判断するために、本明細書に記載されるプロセスを用いてセグメント化され得る極大値の追加のセットを有するだろう。
【０１６２】
一実施形態では、その後、楕円は、本明細書に記載されたサークルフィットと同様のプロセスを用いて、極大値に適合することができる。したがって、その楕円の重心は、親指センサー上にある親指のＸ−Ｙ位置を表わす。
【０１６３】
一旦親指のＸ−Ｙ位置が分かると、ＦＭＴセンサーマニホールドからのデータは、親指センサーの表面上の親指の屈曲および伸長を判定するために用いることができる。そうするために、受信ラインの最後の３つの行にある各受信機からの信号の大きさの強度が分析される。最高の大きさを有するそれらの列が組み合わせられ、この値は、あらかじめ決められた距離関数（以下に記載される較正工程から得られ得る）を介して親指の屈曲または伸長の大きさにマッピングされる。
【０１６４】
別の実施形態では、親指の屈曲および伸長を見つけることに加えて、親指センサー上空の親指の左右の動きは、信号注入スポットを介して判定されてもよい。少なくとも３本の信号注入アンテナ（スポット）が、親指センサー（例えば、図３２Ａ−３２Ｄを参照）上空の親指の左右の動きを導き出すために用いられてもよい。少なくとも４本の信号注入アンテナ（スポット）が、親指センサー上空の親指の左右の動きを導き出すために用いられてもよい。４本より多い信号注入アンテナ（スポット）が、親指センサー上空の親指の左および右の動きを導き出すために用いられてもよい。各注入アンテナ（スポット）は、その上に存在する注入信号の大きさを判定するために検査される。一実施形態では、各大きさが線形化され、積分関数がデータを正規化するために適用される。親指センサー空間上の親指の左／右の動きを判定するために、三角測量技術が用いられる。当業者には、センサー空間上の前／後の動きに加えて、センサー空間上の親指の左／右の動きを判定するために、注入アンテナからのデータを三角測量するための有能な様々な方法が使用され得ることが明らかだろう。
【０１６５】
一実施形態では、図２２に示される手のコントローラ（２５）を用いて、親指がかぎ状の姿勢を示し得ることが発見され、ここで、親指の先端のみが親指センサーに接触している（残りの関節が空中に保持されたまま）。このタイプの用途に関しては、アンテナから得られる親指センサーのヒートマップからの極大値および注入情報を用いることは、そのような親指の姿勢および距離、前／後の動き、上／下の動き、並びに左／右の動きを検出するのに適切であることが一般的に示され、そのような姿勢は親指センサーの表面からである。本開示を考慮すると、他の文脈におけるかぎ状の親指の姿勢を検出するための、異なる関数および定数を適用する方法が当業者には明らかだろう。
【０１６６】
一実施形態では、上述されるように、注入データおよびタッチデータの境界は組み合わせられてもよい。一実施形態では、注入データおよびタッチデータはともに平均化される。一実施形態では、注入データおよびタッチデータは加重平均によって組み合わせられる。一実施形態では、タッチデータは、存在する極大値の合計数に基づいて重み付けされる。
【０１６７】
一実施形態では、較正の手順または位相が親指センサー上のセンシング技術並びに識別技術を改善するために用いられてもよい。一実施形態では、ユーザーは、コントローラを保持し、多数の指および手の姿勢を実行するように依頼され得る。最小のセンサー閾値および最大のセンサー閾値を判定するために、これらの手の姿勢（例えば、手を開く、手を閉じる、親指を伸ばす、親指引っ込めるなど）に起因するセンサーデータを、出力関数と組み合わせることができる。その後、これらの値は、親指センサー上の親指の距離を得るために、本明細書に記載されるヒートマップ値を正規化および線形化するために用いることができる。一実施形態では、較正手順は一度実行されてもよい。一実施形態では、較正手順は複数回実行されてもよい。一実施形態では、較正手順は実行されなくてもよい。
【０１６８】
図５１は、親指を検出するための本発明の一実施形態の実施を示すフローチャートを含んでいる。ヒートマップを獲得する工程（５０２）、極大値を特定する工程（５０４）、および楕円を適合させる工程（５０８）は、上述のように、親指センサーからの親指の位置および距離を判定するために、タッチデータの使用の一実施形態を反映する。
【０１６９】
工程（５０６）において、極大値を特定する工程（５０４）の後に、極大値の数が判定される。そうでなければ、工程（５０８）において、楕円の適合（５０８）が起こる。工程（５１０）において、親指のＸ−Ｙ位置が判定される。工程（５１８）において、親指の屈曲または伸長が工程（５０６）の後に判定される。工程（５２６）において、親指の前／後の動きが判定される。工程（５２８）において、親指の左／右の動きが判定される。工程（５１２）において、動きが処理される。工程（５１４）において、親指の情報が出力される。
【０１７０】
工程（５２０）における注入マップの獲得、工程（５２２）における極大値の特定、工程（５２４）における三角測量は、上記のように、親指センサーからの親指の位置および距離を判定するための注入データの使用の一実施形態を反映する。親指の前／後の動きの判定が、工程（５２６）で生じる。
【０１７１】
工程（５１６）において、ＦＭＴヒートマップはマニホールド本体のメインセンサ上の親指の部分および距離を判定するために調べられる。これは、１つを超える極大値が工程（５０６）において特定される時に起こる。本明細書の他の部分に記載されるように、一旦親指の存在、位置、および動きが判定されると、工程（５１２）における動きの処理および工程（５１４）における親指情報の出力が実行され得る。
【０１７２】
手の骨格のモデリング
一実施形態では、手の骨格データはパックされた３２ビットのフロートアレイに記憶され、各骨は、メートルですべての量を有する（ｘ、ｙ、ｚ）位置ベクトル、（ｑｘ、ｑｙ、ｑｚ、ｑｗ）回転クォータニオン、および（ｓｘ、ｓｙ、ｓｚ）スケールベクトルの１０タプルとして扱われ、各タプルは、その親に対する局所変形（すなわち、その原型によって行われるいかなる回転も考慮に入れて、局所的な長手軸で行われる並行運動）として扱われる。特に、コントローラによって許容された感度、性能、および自由度を考慮に入れて、多数の他のデータ構造が手を表すために使用され得ることが当業者には明らかだろう。したがって、図５２は、上記の骨格データの表現の表の実施形態である。図５２における表は、コンピューティングデバイスのメモリ中に存在する表の一実施形態を表す。図５２における手の各骨の名称は、図３３における手の各骨の名称に対応する。
【０１７３】
図５３は、異種センサーを含む装置を保持している間のユーザーの指情報を表すために用いることができるデータ構造の実施形態を示す。実施形態に従って、データ構造は、ユーザーの指および／または手の位置および配向に関して様々な情報を表すことができる。一実施形態では、データ構造は以下のものを用いて、ユーザーの指情報を表わす：フラグはｂｉｔｓｅｔである；ｉｎｄｅｘＰｒｅｓｅｎｃｅ、ｍｉｄｄｌｅＰｒｅｓｅｎｃｅ、ｒｉｎｇＰｒｅｓｅｎｃｅ、およびｐｉｎｋｙＰｒｅｓｅｎｃｅ、各々は、装置に近い指の存在を示す値を表し−−一実施形態では、値は正規化された０〜１のフロートであり、０の値は指が装置から完全に伸びていることを表し、１の値は指が完全に収縮して装置に接触していることを表し；その実施形態がサムパッドを有する場合、ｔｈｕｍｂＸおよびｔｈｕｍｂＹはサムパッドにおける位置を表す。その実施形態がサムパッドを有しない場合、ｔｈｕｍｂＸおよびｔｈｕｍｂＹは専用の親指領域における親指の位置を表わす。一実施形態では、ｔｈｕｍｂＸおよびｔｈｕｍｂＹは、−０．５のｘ値が親指領域の左端にあり、０．５の値が親指領域の右端にあるデカルト座標であり；同様に、−０．５のｙ値は親指領域の底部にあり、０．５の値は親指領域の頂部にあり；ｔｈｕｍｂＤｉｓｔａｎｃｅは、装置からの距離を表し−−一実施形態では、０の値は装置との接触を示し、１の値は親指が装置に近くないことを示し、および、０〜１の値は、親指が装置からある程度の距離をホバリングしていることを示し；ｆｒａｍｅＮｕｍはこのデータがいつ関連したかを示すインジケータであり、記録されたデータセッションの場合、これは記録されたフレームの１セット内の位置を表すことができ、ライブストリームセッションの場合、これは受信した各センサーフレームの増加数を表すことができ；ｓｋｅｌｅｔｏｎＰｏｓｅｓは手の骨格における各骨の位置および回転を表し−−一実施形態では、（ｘ、ｙ、ｚ）位置ベクトル、（ｑｘ、ｑｙ、ｑｚ、ｑｗ）回転クォータニオン、および（ｓｘ、ｓｙ、ｓｚ）スケールベクトルを表すフロートの１０タプルとして各骨が与えられる一連のフロートであり；ｈａｎｄｅｄｎｅｓｓはどの手が装置を現在保持しているかを表し−−一実施形態では、ｈａｎｄｅｄｎｅｓｓは０〜２の整数値を有し、０は装置を保持する手がないことを表し、１は左手が装置を保持していることを表し、２は右手が装置を保持していることを表す。
【０１７４】
図５４および５５は、例示的な右手のｓｋｅｌｅｔｏｎＰｏｓｅｓの実施形態を反映する表であり、図５４は開いた手のひらを示し、図５５は握っている手を示す。各骨は別個の行に反映され、１０タプルは、ｘ、ｙ、ｚの位置ベクトル、ｑｘ、ｑｙ、ｑｚ、ｑｗの回転クォータニオン、およびｓｘ、ｓｙ、ｓｚのスケールベクトルを表わす。姿勢（ｘ、ｙ、ｚ）はメートルである。各骨の長手軸は、骨の原型のいずれかによって行われたいかなる回転も考慮する（ヒト手およびそれらの階層上の各骨の位置の描写については、図３３を参照する）。並進運動および回転は骨の親に関連する。例示的な量は、小数点第５位までしか示されない。
【０１７５】
一実施形態では、装置上の１つ以上のセンサーパターンから獲得した情報は、低レイテンシを有する３Ｄのユーザーの指、手、および手首のモデルを提供する基礎を提供することができる。骨格のモデルの低レイテンシ送達は、ＶＲ／ＡＲシステムがユーザーの手のリアルタイム表現（ｒｅｎｄｉｔｉｏｎｓ）を提供することを可能にし得る。さらに、本明細書に提示される骨格のデータは、アプリケーションおよびオペレーティングシステム・ソフトウェアが、タッチ感応オブジェクトに対するホバリング、接触、グリップ、圧力、およびジェスチャーを特定し得る際に使用されるだけではなく、ジェスチャーの意図をより容易に導き出すことができる手の位置および配向、指の外転、関節の厚み、手のひらの幅、交差した指、交差した指のホバリング、並びに指の厚みをさらに提供することができる情報を有することを可能にする。
【０１７６】
一実施形態では、較正工程を実行することができ、較正工程における情報が与えられると、その後の測定値が解釈される。
【０１７７】
一実施形態では、較正工程は、注入信号の寄与が測定される間、特定位置に指を移動させることを含み得る。
【０１７８】
一実施形態では、較正工程は、注入信号の寄与が測定されている間、指でジェスチャーまたはジェスチャーのセットを実行することを含み得る。
【０１７９】
身体骨格のモデリング
一実施形態において、表面マニホールド（例えば、静電容量センサーまたは異種センサーを有するマニホールド）、および、自由度が制限された制約モデル（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ  ｍｏｄｅｌ）からのデータは、骨格の位置決めを推測するために使用可能である。一実施形態では、周波数注入記述子を用いて、骨格（例えば、手または背骨）の離散した位置のセットに対応する信号強度のあらかじめ画定されたプロファイルを作成または記録することができる。一実施形態では、上記記述子は、ベースラインおよびノイズ低減の技術、あるいは、他の多次元分析技術と組み合わされて、骨格の動きに相関することができるこうした記述子から意味のある情報を抽出する。［２］一実施形態では、高速マルチタッチヒートマップ処理技術は周波数強度信号に加えて用いられてもよい。一実施形態では、手のトラッキングは、現実の手を記述するために仮想の手の階級的な骨格ベースの記述を用いて計算されることもある。一実施形態では、技術は実際の手の運動を模倣するその骨格の連続的なリアルタイム・アニメーションへ周波数注入記述子をマッピングするために適用可能である。一実施形態では、マッピング方法は信号フィードを指角度のフィードへリアルタイムで翻訳する際に用いられる線形関数または非線形関数に依存することがある。一実施形態では、マッピング方法は、信号強度サンプルと、モーション・キャプチャー、他のビジョン・ベースの処理技術、あるいはあらかじめ定められたポーズなどの他の技術を用いてキャプチャされたグラウンドトゥルース基準との間に存在する任意の相関特性も利用することができる。一実施形態では、手動または自動の、教師ありあるいは教師なし学習、データマイニング、分類、ＭＩＭＯのような技術（主成分分析など）または回帰手法を用いて、手を追跡する目的のために信号注入技術の固有特性を事前に調査するこれらのマッピング機能の適切な定義を特定することができる。一実施形態では、ソフトウェアおよびハードウェアのソリューションを従来の高速マルチタッチ性能と組み合わせて、同じ高速マルチタッチセンサーを探るか、あるいは、追加の受信機で高速マルチタッチタッチセンサーを補足することができる。一実施形態では、ソフトウェアおよびハードウェアのソリューションを従来の高速マルチタッチ性能と組み合わせて、同じ高速マルチタッチセンサーを探るか、あるいは、追加の受信機と信号インジェクターで高速マルチタッチタッチセンサーを補足することができる。
【０１８０】
上記の手に適用されるような、および、上記の手から測定されるような信号注入の固有の特性は、モデルマッピングを定義するための基礎として使用可能であることは、本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。一実施形態では、データ技術は、手のモデリングのために、すなわち、手の追跡目的のために使用可能なマッピング機能の適切な定義を特定するために使用される。一実施形態では、上に議論されるような信号注入のハードウェアとソフトウェアを、高速マルチタッチ性能を組み合わせることができ、ゆえに、追加の注入された周波数を認識する能力で、高速マルチタッチ・タッチセンサーシステムを補足する。
【０１８１】
容量センシングが歴史的に二次元の位置決め；タッチＶＳ非タッチ、あるいは、ハードタッチＶＳソフトタッチの検出に使用されてきたことは、本開示を考慮すれば当業者には明らかであろう。静電容量センシングはホバリングを検出するある程度の能力を有するが、静電容量センシングが骨格の位置を推量するために用いられることは、これまで知られていなかった。一実施形態では、表面マニホールドは、センサー間の既知の数学的な関係を提供できる様々な形状に合わせることができる。一実施形態では、したがって、オブジェクトに合わせられた表面マニホールドは、骨格の位置を推量するために制約モデルと混合することができる。
【０１８２】
表面マニホールドが、それ自体がその既知の制約のセット内で変更可能あるいは変形可能な形状に合わせられる場合、そのような変更または変形を追跡するために表面マニホールドを使用することができる。例えば、折り畳みオブジェクト（例えば、折り畳み式スマートフォン）に合わせたマニホールドは、そのスマートフォンの位置を解釈または推量するために、それ自身の静電容量インタラクションおよび注入信号を用いることができる。別の例では、使用時の既知の変形特徴を有するゲームボール（例えば、フットボールまたはバスケットボール）は、それ自身の変形を解釈または推量するために、その表面内で、あるいはその表面なしで、合わせたマニホールドを使用することができる。一実施形態では、したがって、オブジェクトに合わせた表面マニホールドは、オブジェクトに関する情報を推量するために制約モデルと混合され得る。
【０１８３】
手のモデリング並びに複数のデバイスおよびユーザーによる追跡
多数のシステムにおいて、両手を必要とする入力が望ましい（図５６Ａおよび５６５Ｂを参照）。一実施形態では、ユーザーは、各手へと信号を注入する２つの手袋を着用している。上記のように、２つの装置はユーザーの手へと信号を注入するように構成される。一実施形態では、ユーザーは、異種センサーを備えた２つの装置を、各手に１つずつ保持する。一実施形態では、単一の装置およびその信号インジェクターは、異なる手の指間の接触を感知するために用いられる。上記のように、２つの装置はユーザーの手へと信号を注入するように構成される。加えて、ユーザーの手が互いに接触するか極めて接近する時、１つの装置からの注入信号は別の装置によって感知され得る。一実施形態では、装置および信号インジェクターの対は、異なる手の指間の接触を感知するために用いられる。
【０１８４】
多数のシステムにおいて、マルチユーザー入力が望ましい（図５７を参照）。一実施形態では、２人以上のユーザーは異種センサーを備えた独立した装置を用いて作業する。一実施形態では、一方のユーザーの手へと注入された信号は、故意の接触（例えば、握手、グータッチ、またはハイタッチ）あるいは故意でない接触がユーザー間でなされる時、他方のユーザーの装置によって検出され得る。一実施形態では、ユーザー間の接触のタイプ（例えば、握手、グータッチ、ハイタッチ、または故意でないか偶発的接触）は、一方のユーザーの装置によって検出される、他方のユーザーの手へと注入された信号によって区別され得る。一実施形態では、一方のユーザーの手へと注入された信号は、接触（故意または故意でない）がなされる時、もう一方のユーザーの信号インジェクターに隣接する信号受信機によって検出され得る。一実施形態では、ユーザー間の接触のタイプ（例えば、握手、グータッチ、ハイタッチ、または故意でないか偶発的接触）は、一方のユーザーの信号インジェクターに隣接する信号受信機によって検出される、もう一方のユーザーの手へと注入された信号によって区別され得る。
【０１８５】
一実施形態では、ユーザーの指へと注入された信号は、異種混合のセンサーを備えた複数のデバイスによって感知することができるが、そのような装置が１つ以上の信号インジェクターに関連付けられる必要はない。言い換えれば、例の実施形態として、２人のユーザーが、ウェアラブルストラップベースの信号インジェクターをそれぞれ使用してもよく、ウェアラブルストラップベースのインジェクターの各々はそれ自体の周波数直交信号を有し、および、各ユーザーは、２つのウェアラブル装置の各々の周波数直交信号を検出することができる複数のタッチオブジェクトの１つ以上を使用してもよい。
【０１８６】
本システムは、ＦＭＴまたはＦＭＴのようなシステムを使用したホバリング、接触、および圧力に敏感なコントローラおよび他のオブジェクトのブロック図と作動上の例示を参照して上に記載される。このブロック図または作動上の例示の各ブロック、およびブロック図または作動上の例示におけるブロックの組み合せが、アナログまたはデジタルのハードウェアおよびコンピュータプログラム命令によって実施され得ることを理解されたい。コンピュータプログラム命令は、汎用計算機のプロセッサ、専用コンピュータ、ＡＳＩＣ、または他のプログラム可能なデータ処理装置に提供されてもよく、これにより、コンピュータのプロセッサまたは他のプログラム可能なデータ処理装置を介して実行される命令が、ブロック図または作動上のブロックで特定された機能／動作を実施する。
【０１８７】
上記の議論によって明示的に制限されることを除けば、いくつかの代替的な実施において、ブロックにて明記された機能／動作は、動作上の例示に明記された順序以外で生じることもある。例えば、ブロックが連続して示されている場合の実行の順序は実際に、同時に、またはほぼ同時に実行されるか、或いは、実行可能ならば、どのブロックも、関与する機能／動作に依拠して、他のものに対して異なる順序で実行されることもある。
【０１８８】
強化された付属物の検出のための信号注入／信号導入
この段落は、タッチおよび空気感応性の入力装置、特に、オブジェクトの表面上で、および／または表面よりも上で、および／または表面近くのヒトの手を感知する入力デバイスに関連する。信号注入（信号の注入とも知られている）は、付属物の検出および特徴づけを強化するために用いることができる。例えば、２０１６年１２月１日に出願された米国仮特許出願第６２／４２８，８６２号を参照。手または他の身体部分に信号を注入することによって、並びに、コントローラ（例えば、手で持てるコントローラまたは手動コントローラ）上の様々なポイントにおけるこれらの信号の各々の寄与を測定することによって、三次元の位置、配向、および、コントローラを保有する手の「湾曲した」または、「曲がった」指を測定することができる。一実施形態では、注入信号は、手に近いセンサーまたはセンサーと手の間の距離が変化する時に測定される。一実施形態では、コントローラ（すなわち、センサー）上の受信装置は、静電容量センサー（特に、同時の直交信号を使用する投影型静電容量センサー）であってもよい。
【０１８９】
図５８を見ると、一実施形態では、信号が通らなければならない肉の量が異なるため、信号は信号レベルが各指で異なる様式で手へと注がれてもよい。一実施形態では、各注入信号は各指上に異なる量で存在するだろう。一実施形態では、各指の位置を判定するために、各信号の量を判定して、１つ以上の指がどこで接触しているか、または、１つ以上の指がどこでホバリングしているかを判定することが必要だろう。
【０１９０】
図５９を見ると、手へと信号を注入するためのストラップ、ランヤードまたは手袋の使用が例示される。ストラップ、ランヤード、または手袋は、手にぴったり適合されるように設計されてもよいし、または伸縮自在であってもよい。１つ以上の信号は、手と静電容量接触またはオーム接触している電極によって手へと注入される。ストラップ、ランヤード、または手袋は、指の近くまたは更に遠方に信号を注入することができる。それは、手の背面または前面上に、あるいは身体のいくつかの他の部分の表面にそれらを注入することができる。例えば、手首ストラップはその時点で信号を注入するために使用することができる。
【０１９１】
図６０Ａ−６０Ｆを見ると、指の位置および「湾曲」を検出することに関する議論のために、コントローラの一般的なバージョンのグリップをシミュレートするために、オブジェクトに対するいくつかの手の姿勢の図が示される。一実施形態では、人差し指はコントローラのトリガーとして用いることができ、したがって、その配置、コントローラの表面から伸びる距離、指の関節の角度を判定することが望ましい場合がある。一実施形態では、関節の角度の大半のセットが不自然な位置にある（故に起こりそうもない）ので、およその指の位置を判定して、指がどのように位置するかまたは湾曲するかを推定することができれば十分であり得る。
【０１９２】
図６１を見ると、図５８において示される実施形態の両手を必要とするバージョンが示される。信号は様々な位置でユーザーの両手へと注入される。一実施形態では、手が互いに密接に接触しているか、またはタッチしているとき、一方の手からの信号は他方の手の指を通って流れる。同じ手の指間の接触（例えば、ＯＫのジェスチャー）は、同じ手におけるある信号インジェクターから別のインジェクターへの経路を作成し、および、両手の指間の接触（例えば、人差し指がともにタッチする）は両手における信号インジェクター間の経路を作成する。マルチユーザーシステムの場合には、多数のユーザーの手の間の接触は、信号が移動する多数の道を作成し、コマンドジェスチャとして解釈することができる。
【０１９３】
コントローラ（例えば、ゲームコントローラ）または他のユーザーインターフェース装置で、それらが実際に装置にタッチしていない時でさえ、保有する手の指の位置を検出および特徴づけることができることが望ましい。一実施形態では、人差し指は「トリガーフィンガー」として検出することができ、したがって、入力デバイスは、タッチ検出面に接していない指の部分を含むその位置および「湾曲」を感知する。
【０１９４】
一実施形態では、ゲームコントローラの表面は、表面上のどこで手および指がタッチしているかを検出することができるタッチ感応面（例えば、検出器またはタッチスクリーン）である。一実施形態では、タッチ感応面は、静電容量性のタッチスクリーンまたは他のタッチ面であり、静電容量の小さな変化は、導電性または静電容量性のオブジェクトがタッチするか、あるいは近くでホバリングしているときに検出するために使用される。この文脈で使用されるように、ホバリングとは、導電性または静電容量性のオブジェクト（例えば、指）がタッチ面に物理的に接触していないという事実にもかかわらず、認識可能な変化を引き起こすためにタッチ面に十分に近いことを意味する。
【０１９５】
一実施形態では、電気信号は手または身体の他の部分へと注入され（導入されるとしても知られる）、この信号（身体によって伝導される）は、身体（例えば、手、指、または身体の他の部分）がタッチ面に直接接触していない時でさえ、身体に近接する静電容量性のタッチ検出器によって検出され得る。一実施形態では、この検出された信号は、タッチ面に対して、手または指あるいは他の身体部分の近接度を判定することを可能にする。一実施形態では、この検出された信号は、タッチ面に対して、手または指あるいは他の身体部分の近接度および配向を判定することを可能にする。
【０１９６】
一実施形態では、本明細書に記載された信号注入（信号導入とも呼ばれる）は、同時に複数の発生周波数直交信号を使用する静電容量性のタッチ検出器と連結して配置されて、タッチおよびホバリングを検出し、これは、限定されないが、いくつか例を挙げると、米国特許第９，０１９，２２４号、第９，１５８，４１１号、および第９，２３５，３０７号において例証されるタッチ感応面を含む。一実施形態では、注入信号は、タッチおよびホバリングを検出するために用いられる複数の同時発生周波数直交信号と同時であり、かつ周波数直交である。一実施形態では、複数の注入信号の各々は、近位の指関節に近い位置（すなわち、指が手とくっつく場所）で手または指へと注入される。一実施形態では、ある信号は第１の指の近くに注入され、別の信号は別の指の近くに注入される。一実施形態では、複数の固有の周波数直交信号（他の注入信号およびタッチ検出器によって使用される信号と直交する周波数の両方）は、複数の位置で手へと注入される。一実施形態では、５つの固有の周波数直交信号（他の注入信号およびタッチ検出器によって使用される信号と直交する周波数の両方）は、各指の近くの手へと注入される（明細書で使用されるように、親指は指とみなされる）。
【０１９７】
タッチ検出器−それは、注入信号がない場合、静電容量性タッチ検出器の受信機上で受信される周波数直交信号のレベルの変化を測定および特定するように構成される−は、注入周波数直交信号のレベルの変化を測定および特定するように構成される。注入周波数直交信号の変化の特定は、タッチ面に対して、手（または、指、あるいはいくつかの他の身体部分）の近接度を検出することを可能にする。配向も、タッチセンサー受信機によって受信される注入信号の解釈から判定され得る。
【０１９８】
一実施形態では、１つを超える電気信号は身体へと注入されて伝導され、このことは、これらの信号（タッチ検出器によって受信される）の相対的な特徴を使用して、タッチ面への身体または身体部分の相対的な近接度および配向を判定することを可能にする。一例として、５つの注入パッド（例えば、電極）が、指が手にくっついている５つの指関節に隣接して位置づけられてもよく、および、１０の固有の周波数直交信号（他の注入信号およびタッチ検出器により使用される信号と直交する周波数）が５つのインジェクターパッドの各々を介して手に２回注入される。その実施例において、５つのインジェクターパットの各々は２つの別個の信号を手に伝導する。一実施形態では、信号の各対は、互いから比較的離れた周波数であり（例えば、各対における１つの低周波および１つの低周波）、より高い周波数信号およびより低い周波数信号は、身体にわたって異なる伝導特徴を有し、したがって、タッチセンサーにおいて異なる検出特徴を有する。
【０１９９】
一実施形態では、注入信号は、ユーザーの手、手首、または他の身体部分にタッチする（または、極めて近接する）ストラップまたはランヤードを介して注入される。一実施形態では、１つ以上の注入パッドまたは注入電極は、タッチ面を含むタッチオブジェクトに関連するストラップまたはランヤードに統合される。一実施形態では、１つ以上の注入パッドまたは電極は、着用可能衣服（例えば、手袋）に統合される。一実施形態では、１つ以上の注入パッドは、物理的環境におけるオブジェクト（例えば、限定されないが、椅子の背もたれ、シートまたは腕、テーブルの天板、あるいはフロアマット）に統合される。
【０２００】
一実施形態では、注入装置からの注入信号（ストラップ、ランヤード、ウェアラブルであってもよいし、または環境要因としてもたらされてもよい）を使用して、注入装置がユーザーに装着されているか、あるいはユーザーに適切に近接しているかを判断する。一実施形態では、注入装置からの注入信号は、注入装置の利益なしにコントローラが使用されるかどうか判断するために使用される。
【０２０１】
一実施形態では、コントローラを保持する手の一部または全部の「湾曲」は、注入信号がタッチ検出器によって受信されるときに、注入信号の相対的な特徴を分析することによって判定することができる。一実施形態では、これらの特徴は、受信された信号の相対的な振幅および時間オフセットまたは位相を含む。一実施形態では、ＭＩＭＯのような技術（主成分分析など）は、各指によって寄与される、受信された注入信号の相対的寄与率を断定するために使用される。一実施形態では、較正工程が実行され、較正工程における情報を与えられると続く測定値が解釈される。一実施形態では、較正工程は、注入信号の寄付が測定されている間に、所定位置に指を移動させることを含む。一実施形態では、較正工程は、注入信号の寄付が測定されている間に、指を用いたジェスチャーまたはジェスチャーのセットを行なうことを含む。
【０２０２】
一実施形態では、インピーダンスが信号注入器と直列に配置されて、注入信号の寄与と各指から受け取られるものとを区別する能力を強化する。一実施形態において、このインピーダンスは抵抗である。一実施形態において、このインピーダンスは静電容量である。一実施形態では、インピーダンスは抵抗器およびキャパシタの並列と直列の組み合わせである。一実施形態では、インピーダンスは、一般的であり、周波数に従って変わる抵抗およびリアクタンスの要素を含む。一実施形態では、信号注入装置と直列であるインピーダンスは、その注入位置と他の指の付け根との間の距離に同等のヒト肉の量を横断する場合、注入信号によって経験されるインピーダンスとおよそ同じインピーダンスを有する。一実施形態では、指へと注入信号は、指自体の間の接触を感知するために使用される。一実施形態では、信号注入装置は信号受信機と対になり、そのような信号受信機によって受信される信号は、指と指との接触を感知するために使用される。
【０２０３】
多数のシステムにおいて、両手を必要とする入力が望ましい。一実施形態では、ユーザーは２つのコントローラを、各手に１ずつ有する。２つのコントローラは、上記のように、１つ以上の別個の注入信号を、ユーザーの手の各々へと注入するように構成される。一実施形態では、ユーザーの手が互いに接触するか、または極めて接近する時、１つのコントローラからの注入信号を別のコントローラによって感知することができる。一実施形態では、コントローラの対および信号インジェクターは、異なる手の指間の接触を感知するために使用される。
【０２０４】
多数のシステムにおいて、マルチユーザー入力が望ましい。一実施形態では、２人以上のユーザーは独立したコントローラで作業する。一実施形態では、故意の接触（例えば、握手、グータッチ、またはハイタッチ）または故意でない接触が、ユーザー間でなされるとき、一方のユーザーの手へと注入された信号を他方のユーザーのコントローラによって検出することができる。一実施形態では、ユーザー間の接触のタイプ（例えば、握手、グータッチ、ハイタッチまたは故意でないあるいは偶発的な接触）は、一方のユーザーのコントローラによって検出される他方のユーザーの手へと注入された信号によって識別され得る。一実施形態では、一方のユーザーの手へと注入された信号は、接触（故意または故意でない）がなされるとき、他方のユーザーの信号注入装置に隣接する信号受信機によって検出することができる。一実施形態では、ユーザー間の接触のタイプ（例えば、握手、グータッチ、ハイタッチまたは故意ではないかあるいは偶発的な接触）は、一方のユーザーの信号注入装置に隣接する信号受信機によって検出される、他方のユーザーの手へと注入された信号によって識別され得る。
【０２０５】
一実施形態では、ユーザーの指へと注入された信号を多数のコントローラによって感知することができるが、そのようなコントローラが１つ以上の信号注入装置に関連付けられる必要はない。言い換えれば、例示的な実施形態として、２人のユーザーが、ウェアラブルストラップベースの信号注入装置（例えば、時計のように見えるかもしれない）をそれぞれ使用してもよく、該ウェアラブルストラップベースの注入装置の各々はそれら自体の周波数直交信号を有しており、および、各ユーザーは、該ウェアラブルストラップベースの信号注入装置の各々の周波数直交信号を検出することができる複数のタッチオブジェクトの１つ以上を使用してもよい。
【０２０６】
様々な実施形態では、コントローラ／ユーザーインターフェース装置は以下の１つ以上であってもよい−手で持てるコントローラ、両手を必要とする手で持てるコントローラ、ＶＲヘッドセット、ＡＲヘッドセット、キーボード、マウス、ジョイスティック、イヤホン、時計、静電容量性タッチ感応携帯電話、静電容量性タッチ感応タブレット、ホバリング感応タッチパッド（例えば、米国特許出願第１５／２２４，２６６号に記載される）を含むタッチパッド、タッチキーボード（例えば、米国特許出願第１５／２００，６４２号に記載される）、または他のタッチ感応オブジェクト（例えば、米国特許出願第１５／２５１，８５９号に記載される）。
【０２０７】
耳、鼻、口、あご、足、つま先、肘、膝、胸、性器、臀部などの他の本体部分および付属器も測定することができる。一実施形態では、複数のインジェクターのパッドまたは注入装置のパッドあるいは電極は、身体中に配置され、該パッドまたは電極の各々は１つ以上の信号を注入し、その信号は固有であり、かつ他の信号に対して周波数直交であり、およびこれらの信号はインタラクションが望まれるかまたは意図される感知デバイスによって使用される。
【０２０８】
図６２Ａ−６２Ｃに目を向けると、フォームクッションに統合された静電容量センサーおよび／または異種センサーが示される。一実施形態では、可撓性マニホールドはフォームの上で、下で、またはフォームと共に接合されてもよい。図６２Ａ−６２Ｃはソフトセンサーの感度を例示する。図６３は、上記の静電容量センサーおよび／または異種センサーがセンサーデータから手の骨格位置を推量したのとほぼ同じ様式で骨格を位置づけの推量するために使用される、ソフトフォームの静電容量センサーおよび／または異種センサーの一実施形態を示す。
【０２０９】
一実施形態では、比較的大きな電極からの周波数注入は、自動車の座席のような座席に座る人へと１つ以上の信号を注入するために、衣類、布、およびフォームを介して達成することができる。したがって、一実施形態では、信号はドライバーへと、および／または自動車の乗客へと注入される。
【０２１０】
図６４に目を向けると、身体の任意の他の部分から発生する可能性のある周波数注入に基づいて、ドライバーと乗客とを識別することができる異種混合フラットパネルディスプレーの図がある。一実施形態では、周波数インジェクターは以下のものの１つ以上において存在してもよい：座席、背もたれ、シートベルト、車のハンドル、フットウェル、フットウェルのカーペット、あるいはドライバーまたは乗客（両方ではない）に隣接するする可能性が高い任意の他の位置。一実施形態では、２人の周波数を注入されたユーザーが、センサーによって識別される同じインターフェース、したがってユーザーインターフェースによって、同時に使用することができる。
【０２１１】
同様に、車のハンドル上に位置する異種センサーは、信号を注入されたドライバーを実質的にうまく利用することができ−−それは、ドライバーの入力を他の乗員からの入力と識別することができ、および、ドライバーの手が数センチも離れたところから車のハンドルに近づくのを理解することができる。一実施形態では、ダッシュボード上の制御部またはドライバーに利用可能な他の制御部は、信号の注入を提供し、したがって、車のハンドル上の異種センサーがドライバーの他の手の位置を理解することを可能にする。一実施形態では、音楽システムの音量調節が第１の周波数を注入する場合には、チューニングノブは第２の周波数を注入し、並びに、別の制御部は第３の周波数を注入し、それは、ドライバーが片方の手を車のハンドルに載せており、かつもう片方の手がこれらの制御部にタッチしている場合には、明確に検出することができる。一実施形態では、信号インジェクターにおける適切な利得によって、注入点へのアプローチさえも検出し、したがって、可能性のあるまたは差し迫ったドライバーインタラクションの潜在的な予備知識が可能になる。
【０２１２】
本明細書に記載されるように、実施形態は、骨格の位置を推量するために、自由度が制限された制約モデルと共に、表面マニホールド、別々の静電容量センサー、並びに周波数注入送信機および受信層からの異種混合の静電容量性データを使用することに関連する。
【０２１３】
本明細書に記載されるように、実施形態は、タッチおよびセンサー表面から数ミリメートル以上離れて起こる非タッチの事象（例えば、ホバリング事象）を検出するための異種センサーに関連する。いくつかの実施形態では、センサーは追加のセンサー層を含む。いくつかの実施形態では、センサーは１つ以上の受信アンテナを含み、該１つ以上の受信アンテナは行または列を有する一般的な層に置かれてもよいし、置かれなくてもよい。いくつかの実施形態において、センサーは１つ以上の注入信号導体を含み、該１つ以上の注入信号導体は、行または列を有する一般的な層に置かれてもよいし、置かれなくてもよい。
【０２１４】
本明細書で開示されるように、実施形態は、オブジェクトの表面の異種センサーマニホールドの操作に関する。いくつかの実施形態において、上記マニホールドは追加のセンサー層を含み、これは、伝達される追加の直交信号を生成するために、駆動回路に関連付けられることもある。いくつかの実施形態において、センサーは１つ以上の受信アンテナを含んでもよく、これらは行または列を有する一般的な層に置かれることもあるが、必ずしもそうである必要はない。いくつかの実施形態において、センサーは１つ以上の注入信号導体を含んでもよく、これらは行または列を有する一般的な層に置かれることもあるが、必ずしもそうである必要はなく、および、伝達される追加の直交信号を生成するために、駆動回路に関連付けられることもある。
【０２１５】
本明細書に開示されるように、実施形態は、行のための駆動回路と、１つ以上の追加のアンテナあるいは行のための駆動回路とを有する異種センサーに関し、信号は互いに対して直交する駆動回路によって同時に生成され、この直交性は直交性周波数であることもあるが、かならずしも周波数直交性に限定されるわけではない。いくつかの実施形態において、受信器によって受信された信号が処理されて、直交信号のそれぞれの強度を決定し、この情報がタッチ事象を決定するために用いられることもある。いくつかの実施形態において、タッチ事象は個別のソースに関連付けられ、骨格モデルはタッチ事象から推測されることがある。
【０２１６】
本明細書で開示されるように、実施形態は、第１の範囲の直交信号から第１のヒートマップを作成し、第２の範囲の直交信号から別のヒートマップを作成する異種センサーに関する。いくつかの実施形態では、第１のヒートマップは、１つあるいは複数の骨格モデルを推測するための根拠として使用される。いくつかの実施形態では、第２のヒートマップは、１つあるいは複数の骨格モデルを推測するための根拠として使用される。いくつかの実施形態では、２つのヒートマップは両方とも、１つあるいは複数の骨格モデルを推測するための根拠として使用される。
【０２１７】
本明細書に開示されるように、実施形態は、指の三次元位置、向き、「湾曲」または曲げ、厚さ、長さ、および外転、指の関節の位置、向き、および、長さ、手のひらの幅、手（つまり、右あるいは左）の識別、ならびに、手に注入された信号と、異種センサーに沿った様々な点におけるこれらの信号の各々の貢献によって測定される異種センサーを備えるデバイスを握っている手の指の交差の測定に関する。
【０２１８】
本明細書で開示されるように、実施形態は、複数の受信機線および複数の送信機線を有するセンサーと注入領域の周りの別の識別可能な身体部分（互いに対する既知の関係を有する）の動きをモデル化するためのシステムに関し、タッチ信号発信器は複数の送信機線に関連付けられ、かつ、複数の送信機線の各々に固有の信号を同時に送信するように構成され、および、注入信号発信器は注入領域に関連付けられ、かつ、注入領域へ注入信号を送信するように構成され、受信機は複数の受信機線の各々に関連付けられ、および、プロセッサは、受信機線上でタッチ信号相互作用を反射するヒートマップを作成し、受信機線上で注入信号相互作用を反映する注入マップを作成し、ヒートマップと注入マップに少なくとも部分的に基づいてセンサー上の識別可能な身体部分間の境界を決定し、および、センサーの周りの身体部分の動作を反映するモデルを出力するように構成される。
【０２１９】
本明細書に記載されるように、実施形態は、制御装置本体の少なくとも一部を取り囲む少なくとも１つの異種センサーマニホールドを有する手動式のコントローラに関する。いくつかの実施形態では、異種センサーマニホールドは、行の第３の層を含む。いくつかの実施形態では、異種センサーマニホールドは、列の第３の層を含む。いくつかの実施形態では、異種センサーマニホールドは、複数のアンテナを含む。いくつかの実施形態では、注入信号コンダクターは注入された信号を供給し、注入信号はマニホールド上、あるいはマニホールド内にあることもあれば、必ずしもそうである必要はない。いくつかの実施形態では、注入信号コンダクターは、手で持てる大きさ、手に装着される、指で持てる大きさ、および／または、指に着用されるデバイスの内部にあり、デバイスから物理的に分離されることもあるが、必ずしもそうである必要はない。いくつかの実施形態では、注入信号コンダクターは、手で持てる大きさ、手に装着される、指で持てる大きさ、および／または、指に着用されるデバイスの外部にあり、デバイスから物理的に分離されることもあるが、必ずしもそうである必要はない。
【０２２０】
本明細書に開示されるように、タッチ事象が成約された骨格モデルを推測するために使用することができるように、センサーの実施形態は展開される。いくつかの実施形態では、センサーは手動式のコントローラ上で展開される。いくつかの実施形態では、センサーは、スタイラスまたはマウスなどの周辺の手で持てる大きさまたは手に装着される入力周辺機器上で展開される。いくつかの実施形態では、センサーは、ブレスレット、腕時計、リング、ボール、スマートフォン、靴、あるいは触知可能なオブジェクトなどの手で持てる大きさまたは手に装着される人工物の一部として展開される。いくつかの実施形態では、センサーはステアリングホイール、キーボード、タッチスクリーン、あるいは操縦装置など、表面の近くで展開され、その制御部のオペレーターの手の届く範囲の他の領域の表面の近くで（ダッシュボードの表面、ダッシュボード上の制御部の表面、あるいは他の制御部の表面の近くで）展開されることもあるが必ずしもそうである必要はない。いくつかの実施形態では、センサーまたは追加のセンサーは、オペレーターの椅子、肘掛け、ヘッドレスト、シートベルト、あるいは拘束具の表面近くで展開される。いくつかの実施形態では、１つ以上の注入信号導体は注入された信号を供給する。いくつかの実施形態では、１つ以上の注入信号導体は、センサーマニホールド内で、またはセンサーマニホールドの近くで展開される。いくつかの実施形態では、１つ以上の注入信号導体は、オペレーターの椅子、肘掛け、ヘッドレスト、シートベルト、あるいは拘束具で展開される。
【０２２１】
本明細書で開示されるように、センサーの実施形態は可撓性を有するスクリーンまたはボールなどの既知の変形の制約があるオブジェクトの表面の近くで展開され、センサーは変形を検出するための自己センシング機構として使用される。いくつかの実施形態では、１つ以上の注入信号導体は、変形可能なオブジェクトの表面のセンサーマニホールド内で、またはセンサーマニホールドの近くで展開される。
【０２２２】
本明細書で開示されるように、異種センシングは、相互キャパシタンスと周波数注入を反映するデータの組み合わせを使用して達成されることもある。いくつかの実施形態では、異種センシングは、相互キャパシタンス、周波数注入、およびクロストークを反映するデータの組み合わせを使用して達成されることもある。いくつかの実施形態では、異種センシングは相互キャパシタンスおよび周波数注入を反映するデータの組み合わせ、および、既知の制約モデルあるいは複数の既知の制約モデルを使用して達成され、その既知の制約モデルは、例えば、オブジェクトの姿勢あるいは自由度のモデルなどの骨格の制約モデルであり得る。いくつかの実施形態では、オブジェクトの姿勢あるいは自由度のモデルは、オブジェクトの姿勢を制限する、さらにハンドコントローラー形状などの形状によってさらに制約を受けることがある。
【０２２３】
本開示は、より優れた検出を可能にするために２つの別々のタイプのセンシングの結果を組み合わせるセンサーについて記載している。本開示は、２つの別々のタイプのセンサーデータを受け取って解釈することができるセンサー受信システムについて記載している。本開示は、より優れた検出を可能にするために同じ受信機を使用して、２つの別々のタイプのセンシングの結果を組み合わせるセンサーについて記載している。本開示は、エラーを減らし、精度を改善し、および／またはセンシング全体を改善するために別々のセンシングデータの結果を組みわせるための方法について記載している。本開示は、付属器の検出を増強するために信号の注入を使用する方法および装置について記載している。本開示は、センサーとのタッチの相互作用を反映するフーリエ変換の結果を使用して、タッチデータから、指が離れていることを判定するための方法について記載している。本開示はさらに、タッチデータから指が離れていることを判定し、タッチデータを使用して解決することができない様々な手の姿勢の問題を克服するために注入情報を使用するための方法について記載している。本開示は、タッチと注入のデータを検知するために頑丈な異種設計を提供するセグメント化された空間的定位を用いて、コントローラのセンサーレイアウトについて記載している。
【０２２４】
本開示は、一実施形態において、タッチセンサーについて記載しており、タッチセンサーは、第１の行層上の複数の行導体と第１の列層上の複数の列導体とを有し、行導体の各々の経路は列導体の各々の経路と交差し、複数の列導体の各々は、その関連する列導体上に存在する信号を受信するのに適した列受信機に関連付けられ、上記タッチセンサーは、第２の行層上の第２の複数の行導体であって、第２の複数の行導体の各々が、その関連する行導体上に存在する信号を受信するのに適した行受信機に関連付けられる、第２の複数の行導体；および、各々の行受信機と各々の列受信機によって受信された信号中の複数の固有の直交信号の各々の強度を決定するのに適したプロセッサを含む。一実施形態では、タッチセンサーは、第１の行層、第１の列層、および第２の行層から形成されたマニホールドを有する。一実施形態では、タッチセンサーは、共通の基板の対向する側に配された第１の行層と第１の列層を有する。一実施形態では、タッチセンサーは異なる基板上に配された第２の行層を有する。一実施形態では、タッチセンサーはある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適したマニホールドを有する。一実施形態では、タッチセンサーはオブジェクトの少なくとも一部の平面に合うのに適したマニホールドを有する。一実施形態では、タッチセンサーは１つの集積回路の一部である複数の行受信器を有する。一実施形態では、タッチセンサーは１つの集積回路の一部である複数の列受信器を有する。一実施形態では、タッチセンサーは、複数の列受信器と、１つの集積回路の一部である複数の行受信器を有する。
【０２２５】
本開示は、一実施形態において、複数の行導体と複数の列導体を有するタッチセンサーについて記載しており、行導体の各々の経路は列導体の各々の経路と交差し、複数の列導体の各々は、その関連する列導体上に存在する信号を受信するのに適した列受信機に関連付けられ、上記タッチセンサーは、行導体と列導体との間にインターリーブされた複数のローカルのアンテナを含み、複数のローカルアンテナの各々は、その関連付けられるローカルアンテナ上に存在する信号を受信するのに適したアンテナ受信機に関連付けられる。一実施形態において、タッチセンサーは、各々のアンテナ受信機と各々の列受信機によって受信された信号中の複数の固有の直交信号の各々の強度を決定するのに適したプロセッサを有する。
【０２２６】
本開示は、一実施形態において、複数の行導体と複数の列導体を有するタッチセンサーについて記載しており、行導体の各々の経路は列導体の各々の経路と交差し、複数の列導体の各々は、その関連する列導体上に存在する信号を受信するのに適した列受信機に関連付けられ、上記タッチセンサーは、行導体と列導体との間にインターリーブされた複数のローカルのアンテナ；第１の複数の行導体上の第１の複数の直交信号を送信するのに適した第１の駆動信号回路であって、第１の複数の直交信号の各々が第１の複数の直交信号の互いに対して直交する、第１の駆動信号回路；複数のローカルアンテナの少なくとも１つに少なくとも１つの追加の直交信号を送信するのに適した第２の駆動信号回路であって、少なくとも１つの追加の直交信号が第１の複数の直交信号の各々に直交している、第２の駆動信号回路；および、各々の列受信機によって受信された信号中の複数の固有の直交信号の各々と、少なくとも１つの追加の直交信号の各々の強度を決定するのに適したプロセッサを含む。
【０２２７】
本開示は、一実施形態において、複数の行導体と複数の列導体を有するタッチセンサーについて記載しており、行導体の各々の経路は列導体の各々の経路と交差し、複数の列導体の各々は、その関連する列導体上に存在する信号を受信するのに適した列受信機に関連付けられ、上記タッチセンサーは、行導体と列導体との間にインターリーブされた複数のローカルのアンテナ；第１の複数の行導体上の第１の複数の直交信号を送信するのに適した第１の駆動信号回路であって、第１の複数の直交信号の各々が第１の複数の直交信号の互いに対して直交する、第１の駆動信号回路；複数のローカルアンテナの少なくとも１つに少なくとも１つの追加の直交信号を送信するのに適した第２の駆動信号回路であって、少なくとも１つの追加の直交信号が第１の複数の直交信号の各々に直交し、上記複数のローカルアンテナの少なくとも１つが、その関連付けられるローカルアンテナ上に存在する信号を受信するのに適したアンテナ受信機に関連付けられる、第２の駆動信号回路；および、各々のアンテナ受信機と各々の列受信機によって受信された信号中の複数の固有の直交信号の各々と少なくとも１つの追加の直交信号の各々の強度を決定するのに適したプロセッサを含む。
【０２２８】
本開示は、一実施形態において、タッチセンサーについて記載しており、上記タッチセンサーは、複数の行導体と列導体を有するマニホールドであって、行導体の各々の経路は列導体の各々の経路と交差し、上記マニホールドがある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適した表面を有する、マニホールド；複数の列受信機であって、複数の列受信機の各々が複数の列導体の各々に関連付けられ、複数の列受信機の各々が持続時間（τ）の間、列に存在する信号を受信するのに適している、複数の列受信機；複数の直交周波数の各々信号強度を決定するために列受信機によって受信された信号を処理するのに適した信号プロセッサであって、複数の直交周波数が少なくとも持続時間の逆数（１／τ）によって互いから距離をおいて配置され（Δｆ）、決定された信号強度から第１の範囲中の直交周波数の第１のセットを識別し、かつ、第１の範囲中の信号強度を反映する第１のヒートマップを作成し；および、決定された信号強度から第２の範囲中の直交周波数の第２のセットを識別し、かつ、第２の範囲中の信号強度を反映する第２のヒートマップを作成する、信号プロセッサを含む。
【０２２９】
本開示は、一実施形態において、タッチセンサーについて記載しており、上記タッチセンサーは、複数の行導体と列導体を有するマニホールドであって、行導体の各々の経路は列導体の各々の経路と交差し、上記マニホールドがある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適した表面を有する、マニホールド；複数の列受信機であって、複数の列受信機の各々が複数の列導体の各々に関連付けられ、複数の列受信機の各々が持続時間（τ）の間、列に存在する信号を受信するのに適している、複数の列受信機；複数の直交周波数の各々信号強度を決定するために列受信機によって受信された信号を処理するのに適した信号プロセッサであって、複数の直交周波数が少なくとも持続時間の逆数（１τ）によって互いから距離をおいて配置され（Δｆ）、第１の範囲中の直交周波数の第１のセットの決定された信号強度からタッチ事象を識別し；および、第２の範囲中の直交周波数の第２のセットの決定された信号強度から他のタッチ事象を識別する、信号プロセッサを含む。一実施形態において、第１の範囲と第２の範囲は周波数の範囲である。一実施形態では、第１の範囲と第２の範囲は振幅の範囲である。
【０２３０】
本開示は、一実施形態において、タッチセンシングシステムについて記載しており、上記タッチセンシングシステムは、複数の行導体と列導体を有するマニホールドであって、行導体の各々の経路は列導体の各々の経路と交差し、上記マニホールドがある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適した表面を有する、マニホールド；それぞれ行導体上の第１の複数の直交信号を送信するのに適した第１の駆動信号回路であって、第１の複数の直交信号の各々が第１の複数の直交信号の互いに対して直交する、第１の駆動信号回路；ユーザーの身体上の少なくとも１つの追加の直交信号を伝導するのに適した第２の駆動信号回路であって、少なくとも１つの追加の直交信号が第１の複数の直交信号の各々に直交している、第２の駆動信号回路；複数の列受信機であって、複数の列受信機の各々が複数の列導体の別々の列導体に関連付けられ、複数の列受信機の各々が持続時間（τ）の間、その関連付けられる導電性の列に存在する信号を受信するのに適している、複数の列受信機；列受信機によって受信された信号から、複数の直交周波数の各々と少なくとも１つの追加の信号の信号強度を決定するのに適した信号プロセッサであって、複数の直交周波数の各々と少なくとも１つの追加の信号が、少なくとも持続時間の逆数（１τ）によって互いから距離をおいて配置され（Δｆ）、第１の範囲中の決定された信号強度を有する直交周波数の第１のセットを識別し、および、第１の範囲中の決定された信号強度を反映する第１のタッチに関連するヒートマップを作成し；第２の範囲中の決定された信号強度を有する直交周波数の第２のセットを識別し、および、第２の範囲中の決定された信号強度を反映する第２のタッチに関連するヒートマップを作成する、信号プロセッサを含む。
【０２３１】
本開示は、タッチセンシングシステムについて記載しており、上記タッチセンシングシステムは、複数の行導体と列導体、および少なくとも３つのアンテナを有するマニホールドであって、行導体の各々の経路は列導体の各々の経路と交差し、上記マニホールドがある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適した表面を有する、マニホールド；それぞれ行導体上の第１の複数の直交信号を送信するのに適した第１の駆動信号回路であって、第１の複数の直交信号の各々が第１の複数の直交信号の互いに対して直交する、第１の駆動信号回路；ユーザーの身体上の少なくとも１つの追加の直交信号を伝導するのに適した第２の駆動信号回路であって、少なくとも１つの追加の直交信号が第１の複数の直交信号の各々に直交している、第２の駆動信号回路；複数の列受信機であって、複数の列受信機の各々が複数の列導体の別々の列導体に関連付けられ、アンテナ受信機が少なくとも３本のアンテナの各々１つに関連付けられ、複数の列受信機とアンテナ受信機の各々が測定期間（τ）の間、その関連付けられる導電性の列またはアンテナに存在する信号を受信するのに適している、複数の列受信機；および、複数の受信された信号から、複数の直交周波数の各々および少なくとも１つの追加の信号の信号強度を決定し；第１の範囲中の決定された信号強度を有し、かつ、第１の範囲中の決定された信号強度を反映する第１のヒートマップを作成する、直交周波数の第１のセットを識別し；および、第２の範囲中の決定された信号強度を有し、かつ、第２の範囲中の信号強度を反映する第２のヒートマップを作成する、直交周波数の第２のセットを識別する、のに適した信号プロセッサを含む。
【０２３２】
本開示は、タッチセンサーについて記載しており、上記タッチセンサーは、複数の行導体と列導体、および少なくとも１つの注入信号導体を有するマニホールドであって、行導体の各々の経路は列導体の各々の経路と交差し、上記マニホールドがある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適した表面を有する、マニホールド；それぞれ行導体上の第１の複数の直交信号を送信するのに適した第１の駆動信号回路であって、第１の複数の直交信号の各々が第１の複数の直交信号の互いに対して直交する、第１の駆動信号回路；および、少なくとも１つの注入信号導体の各々で追加の直交信号を伝導するのに適した第２の駆動信号回路であって、各々の追加の直交信号が第１の複数の直交信号の各々に直交している、第２の駆動信号回路、を含む。
【０２３３】
本開示は、タッチセンサーについて記載しており、上記タッチセンサーは、複数の行導体と列導体、および、複数のアンテナを有するマニホールドであって、行導体の各々の経路は列導体の各々の経路と交差し、上記マニホールドがある形状を有するオブジェクトの少なくとも一部の表面に合うのに適した表面を有し、上記複数のアンテナが注入アンテナのセットと受信アンテナのセットを含む、マニホールド；それぞれ行導体上の第１の複数の直交信号を送信するのに適した第１の駆動信号回路；それぞれ注入アンテナのセット上の第２の複数の直交信号を伝導するに適した第２の駆動信号回路；を含み、第１の複数の直交信号と第２の複数の直交信号の各々は、第１の複数の直交信号と第２の複数の直交信号の互いに対して直交する。一実施形態では、タッチセンサーは、複数の列受信機であって、複数の列受信機の各々が複数の列導体列の別々の列導体列に関連付けられ、複数の列受信機の各々が測定期間（τ）の間、その関連付けられる導電性の列に存在する信号を受信するのに適している、複数の列受信機：および、複数のアンテナ受信機であって、複数のアンテナ受信機の各々が受信アンテナのセットの別々の受信アンテナに関連付けられ、複数のアンテナ受信機の各々が測定期間（τ）の間、その関連付けられる受信アンテナに存在する信号を受信するのに適している、複数のアンテナ受信機、を含む。一実施形態では、タッチセンサーは、複数の受信された信号から、第１と第２の複数の直交信号の各々の信号測定値を決定し、第１の範囲中の決定された信号測定値を有し、かつ、第１の範囲中の決定された信号測定値を反映する第１のタッチに関連するヒートマップを作成する、直交周波数の第１のセットを識別し；第２の範囲中の決定された信号測定値を有し、かつ、第２の範囲中の信号測定値を反映する第２のタッチに関連するヒートマップを作成する、直交周波数の第２のセットを識別する、のに適した信号プロセッサをさらに含む。
【０２３４】
本開示は手動式のコントローラについて記載しており、上記コントローラは：ユーザーの指が巻き付くこともある湾曲した指領域を有する、本体部分であって、上記指領域は垂直軸を有する、本体部分；第１の層中の複数の行導体、第２の層中の複数の列導体、第３の層中の複数の追加の行導体を含むマニホールドであって、第１の層の行導体の各々の経路が、第２の層の列導体の各々の経路と交差し；および上記マニホールドが本体部分の少なくとも一部の表面に配されている、マニホールド；少なくとも１つの注入信号導体を含み、第１の層の複数の行導体の各々と少なくとも１つの信号注入導体の各々が、駆動信号回路に関連付けられ、上記駆動信号回路が各々の固有の直交信号を送信するのに適しており；各々の固有の直交信号は固有の直交信号に互いに直交し；複数の列導体の各々は、その関連する列上に存在する信号を受信するのに適した列受信機に関連付けられ；および、第３の層の複数の追加の行導体の各々は、そこに存在する信号を受信するのに適した行受信機に関連付けられる。一実施形態では、手動式のコントローラは同じ基板の対向する側に配された第１の層と第２の層を有する。一実施形態では、手動式のコントローラは、複数の受信された信号から、各々の固有の直交信号の信号強度を決定し；第１の範囲中の決定された信号測定値を有し、かつ、第１の範囲中の決定された信号測定値を反映する第１のタッチに関連するヒートマップを作成する、直交周波数の第１のセットを識別し；第２の範囲中の決定された信号測定値を有し、かつ、第２の範囲中の信号測定値を反映する第２のタッチに関連するヒートマップを作成する、直交周波数の第２のセットを識別する、のに適している。一実施形態では、手動式のコントローラはさらに、複数の受信された信号から、各々の固有の直交信号の信号強度を決定し；第１の範囲中の直交周波数の第１のセットの決定された信号強度からタッチ事象を識別し；および、第２の範囲中の直交周波数の第２のセットの決定された信号強度から他のタッチ事象を識別するのに適した信号プロセッサをさらに含む。一実施形態では、手動式のコントローラは、複数のアンテナをさらに含むマニホールドを有し、デバイスは、複数のアンテナの各々１つに関連付けられるアンテナ受信機をさらに含み、アンテナ受信機はその関連するアンテナ上に存在する信号を受信するのに適している。一実施形態では、手動式のコントローラは、本体部分の垂直軸に垂直な横軸を有する親指部分；第１の親指部分層中に複数の親指部分行と、第２の親指部分層中に複数の親指部分列を含む第２のマニホールドであって、親指部分行の各々の経路が親指部分列の各々の経路と交差し、第２のマニホールドが親指部分の少なくとも一部の表面に配されている、第２のマニホールドをさらに含む。
【０２３５】
本開示は手動式のコントローラについて記載しており、上記コントローラは：ユーザーの指が巻き付くこともある湾曲した指領域を有する、本体部分であって、上記指領域は垂直軸を有する、本体部分；第１の層中の複数の行導体、第２の層中の複数の列、および、複数のアンテナを含むマニホールドであって、上記第１の層の行導体の各々の経路が、上記第２の層の列の各々の経路と交差し；および、上記マニホールドが本体部分の少なくとも一部の表面に配されている、マニホールド；複数のアンテナの各々１つに関連付けられるアンテナ受信機であって、アンテナ受信機がその関連するアンテナ上に存在する信号を受信するのに適している、アンテナ受信機、少なくとも１つの注入信号導体であって、第１の層の複数の行導体の各々と少なくとも１つの注入導体の各々が、駆動信号回路に関連付けられ、上記駆動信号回路が各々の固有の直交信号を送信するのに適しており；各々の固有の直交信号は固有の直交信号に互いに直交し；複数の列の各々は、その関連する列上に存在する信号を受信するのに適した列受信機に関連付けられ、注入信号導体は、その上に存在する信号を受信するのに適した行受信機に関連付けられる、注入信号導体を含む。
【０２３６】
例は添付の図面を参考にして十分に記載されてきたが、様々な変化および修正が当業者に明白になるであろうことは注意されたい。こうした変化や修正は、添付の特許請求の範囲によって定義されるような様々な例の範囲内に含まれるものとして理解されるものとする。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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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２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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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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【図２９】
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【図３０】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３１Ｄ】
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【図３１Ｅ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３２Ｄ】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０Ａ】
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【図５０Ｂ】
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【図５０Ｃ】
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【図５０Ｄ】
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【図５０Ｅ】
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【図５０Ｆ】
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【図５０Ｇ】
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【図５０Ｈ】
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【図５０Ｉ】
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【図５０Ｊ】
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【図５０Ｋ】
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【図５０Ｌ】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６Ａ】
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【図５６Ｂ】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２Ａ】
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【図６２Ｂ】
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【図６２Ｃ】
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【図６３】
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【図６４】
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【国際調査報告】
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