特許 5796255 負のピクセルの補償

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5796255

(24)【登録日】2015年8月28日

(45)【発行日】2015年10月21日

(54)【発明の名称】負のピクセルの補償

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20151001BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 512

   G06F3/041 522

【請求項の数】24

【外国語出願】

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2010-169769(P2010-169769)

(22)【出願日】2010年7月9日

(65)【公開番号】特開2011-23012(P2011-23012A)

(43)【公開日】2011年2月3日

【審査請求日】2010年9月3日

【審判番号】不服2014-14698(P2014-14698/J1)

【審判請求日】2014年7月28日

(31)【優先権主張番号】12/500,870

(32)【優先日】2009年7月10日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503260918

【氏名又は名称】アップル インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン リチャーズ ランド

(72)【発明者】

【氏名】マーデューク ユーセフポー

(72)【発明者】

【氏名】スティーブン ポーター ホテリング

【合議体】

【審判長】 和田 志郎

【審判官】 小曳 満昭

【審判官】 白石 圭吾

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１６０７８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０９８９４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G06F3/03-3/039

G06F3/041-3/047

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々スイッチ可能に構成された複数の第１線と、
第１線に関連するように構成された複数の第２線と、を備え、
前記第１線の少なくとも１つが刺激信号によって刺激されたとき、タッチ信号はオブジェクトのタッチを表す前記第１線と第２線との間の相互キャパシタンスの変化に対応しており、さらに、
少なくとも前記複数の第１線に結合されたスイッチング回路であって、刺激信号を送信するための前記複数の第１線の内の少なくとも１つの第１線と、オブジェクトの接地状態を表すキャパシタンスを感知するための前記複数の第１線の内の少なくとも１つの別の第１線と、を設けることにより、装置に接近したオブジェクトの接地状態を測定、または刺激信号によって刺激されるように動作するスイッチング回路と、
補償ファクタに基づいて前記１つ以上のタッチ信号を補償するように構成された処理ユニットと、を備え、前記補償ファクタは、前記測定された接地状態と前記第２線と前記第１線との間の相互キャパシタンスの関数であること特徴とする装置。

【請求項2】

前記構成は、前記スイッチング回路が前記複数の第１線の内の残りの第１線を接地点に結合することを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記構成は、前記スイッチング回路が前記第２線に結合されることを含み、前記スイッチング回路は、前記第２線を前記複数の第１線として機能するように、そして前記複数の第１線を前記第２線として機能するようにスイッチする、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記構成は、前記スイッチング回路が前記第２線に結合されることを含み、前記スイッチング回路は、前記第２線を接地点に結合する、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記スイッチング回路は、複数の結合間で前記第１線をスイッチするように構成され、その複数の結合は、刺激信号入力回路への結合、容量性信号出力回路への結合、又は接地点への結合の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記スイッチング回路は、前記第２線に結合され、そして前記第２線を複数の結合間でスイッチするように構成され、その複数の結合は、タッチ感知回路への結合又は接地点への結合の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

前記構成は、更に、前記複数の第１線のうちの少なくとも１つのさらに別の第１線を接地点へ結合するようにスイッチし、そして前記第２線の少なくとも１つが回路におけるオブジェクトのタッチを表すタッチ信号を送信することにより、回路におけるオブジェクトのタッチを測定する、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記第１線はドライブ線を含み、前記第２線は感知線を含む、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

移動電話、デジタルメディアプレーヤ、又はパーソナルコンピュータの少なくとも１つに組み込まれた、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

少なくとも１つの第１線が、刺激信号で駆動されるように構成され、そして少なくとも１つの他の第１線が、回路に接近するオブジェクトの接地状態を表す第１キャパシタンスを感知するように構成された複数の第１線と、
ピクセルを形成するように前記複数の第１線に関連付けられ且つオブジェクトによるタッチを表す第２キャパシタンスをピクセルにおいて感知するように構成された複数の第２線と、
オブジェクトの接地状態に基づき第２キャパシタンスを第１キャパシタンスで補償するようにプログラムできるプロセッサと、
を備え、
補償ファクタは、前記第１のキャパシタンスと前記第２のキャパシタンスの関数である装置。

【請求項11】

第１線が番号付けされ、前記回路を駆動するように構成された第１線は、第１の番号を有し、前記第１キャパシタンスを感知するように構成された第１線は、前記第１の番号より低い偶数番号の第１線と、前記第１番号より高い奇数番号の第１線である、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記第１キャパシタンスを感知するように構成された第１線は、前記装置を駆動するように構成された第１線の下方の装置に配設された第１線である請求項１０に記載の装置。

【請求項13】

前記第１キャパシタンスを感知するように構成された第１線は、前記装置を駆動するように構成された第１線の上方の装置に配設された第１線である請求項１０に記載の装置。

【請求項14】

複数のドライブ線及びセンス線を有するタッチ感知装置において前記複数のドライブ線の内の少なくとも１つのドライブ線を、刺激信号を受け取るように構成するステップと、 前記複数のドライブ線の内の少なくとも１つの他のドライブ線を、前記タッチ感知装置にタッチするオブジェクトの接地状態を感知するように構成するステップと、
前記感知された接地状態に基づき１つ以上のセンス線で検出されたセンス信号を補償するステップと、
を備え、補償ファクタは、前記測定された接地状態と前記複数のドライブ線と前記複数のセンス線との間の相互キャパシタンスの関数である方法。

【請求項15】

少なくとも第３のドライブ線を、接地点へ結合するように構成するステップを更に備えた、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

センス信号を補償する前記ステップは、前記感知された接地状態を表す信号と、該接地状態の少なくとも１つのセンス信号に基づく推定値との間の比を計算することを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

センス信号を補償する前記ステップは、前記計算された比に基づく補償ファクタを決定することを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

センス信号を補償する前記ステップは、
前記補償ファクタに基づいて補償タッチ値を計算する段階、及び
前記補償タッチ値を前記センス信号から減算する段階、
を含む請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

少なくとも１つのドライブ線が、パネルを駆動するための刺激信号を受け取るようにスイッチ可能に構成され、他のドライブ線のグループが、刺激信号での駆動により発生される接近オブジェクトキャパシタンスを測定するようにスイッチ可能に構成され、その測定されたキャパシタンスがオブジェクトの接地状態を表すような複数のドライブ線と、
前記複数のドライブ線に関連付けられ、且つパネルにおけるオブジェクトによるタッチを表す、前記刺激されたドライブ線とセンス線との間の相互キャパシタンスの変化に対応するタッチ信号を送信するように構成された複数のセンス線と、
前記複数のドライブ線に結合され、且つ前記複数のドライブ線を切り換えるように構成されたスイッチング回路と、
前記タッチ信号を前記測定されたキャパシタンスで補償するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記測定されたキャパシタンスは、前記複数のセンス線と前記複数のドライブ線との間の相互キャパシタンスの関数である補償ファクタを決定するのに使用されるタッチセンサパネル。

【請求項20】

前記ドライブ線とセンス線との交差点により形成される複数のピクセルを備え、これらピクセルは、オブジェクトによるタッチを受けるように構成され、その受けるタッチは、オブジェクトによる複数の同時タッチを含み、そして前記タッチ信号は、前記測定されたキャパシタンスにより補償されるべきタッチ情報を含む、請求項１９に記載のパネル。

【請求項21】

接近するオブジェクトを感知するように構成されたタッチセンサパネルであって、該パネルを駆動するための刺激信号供給に該パネルの少なくとも１つのドライブ線を結合させるように、前記オブェクトの接地状態を感知するためのセンサに前記パネルの少なくとも１つの別のドライブ線を結合させるように、及び前記オブェクトの接地状態と同時に生じるオブェクトタッチを感知するためのセンサに前記パネルの少なくとも１つのセンス線を結合させるように切り換えることができるタッチセンサパネルと、
前記タッチセンサパネルに結合でき、そしてそのパネル上でスキャンシーケンスを遂行して、そのパネルにおけるオブジェクトによるタッチを測定すると共に、前記オブジェクトの接地状態を測定するように構成されたスキャンロジックと、
前記接地状態の測定に基づきタッチの測定を補償するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記接地状態の測定は、前記オブジェクトの接地状態を表すキャパシタンスと前記複数のセンス線と前記複数のドライブ線との間の相互キャパシタンスの関数である補償ファクタを決定するのに使用される、ことを特徴とするタッチ感知装置。

【請求項22】

前記装置は、タッチ及び接地を同時に測定し、前記タッチセンサパネルは、そのパネルの少なくとも１つのドライブ線がそのパネルを駆動するための刺激信号源に結合され、そのパネルの少なくとも別のドライブ線がオブジェクトの接地を感知するためのセンサに結合され、そしてそのパネルの少なくとも１つのセンス線がオブジェクトタッチを感知するためのセンサに結合されることを含む構成へとスイッチングされる、請求項２１に記載の装置。

【請求項23】

前記タッチセンサパネルは、タッチを測定するための第１の構成と、接地を測定するための第２の構成との間でスイッチし、
前記第１の構成は、そのパネルの少なくとも１つのドライブ線がそのパネルを駆動するための刺激信号源に結合され、そのパネルの少なくとも別のドライブ線が接地点に結合され、そしてそのパネルの少なくとも１つのセンス線がオブジェクトタッチを感知するためのセンサに結合されることを含み、
前記第２の構成は、そのパネルの少なくとも１つのドライブ線がそのパネルを駆動するための刺激信号源に結合され、そしてそのパネルの少なくとも別のドライブ線がオブジェクトの接地を感知するためのセンサに結合されることを含む、
請求項２１に記載の装置。

【請求項24】

前記スキャンシーケンスは前記タッチを検出するための第１のスキャンと前記接地を検出するための第２のスキャンを含むことを特徴とする請求項２１に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般的に、タッチ感知装置に係り、より詳細には、タッチ感知装置に対する負のピクセル作用を補償することに係る。

【背景技術】

【0002】

現在、コンピューティングシステムの操作を遂行するために、ボタン又はキー、トラックボール、ジョイスティック、タッチセンサパネル、タッチスクリーン、等の多数の形式の入力装置が利用可能である。タッチ感知装置、特に、タッチスクリーンは、操作が容易で融通性があり、価格も減少しつつあることから、益々普及しつつある。タッチ感知装置は、タッチ感知面をもつ透明パネルであるタッチセンサパネルと、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなディスプレイ装置とを備え、タッチ感知面がディスプレイ装置のビューエリアの少なくとも一部分をカバーできるようにディスプレイ装置をパネルの後方に部分的に又は完全に位置させることができる。タッチ感知装置は、ディスプレイ装置に表示されているユーザインターフェイス（ＵＩ）によりしばしば指示される位置に指、スタイラス又は他のオブジェクトを使用してタッチセンサパネルにタッチすることで、ユーザが種々の機能を遂行できるようにする。一般的に、タッチ感知装置は、タッチセンサパネル上のタッチ事象及びタッチ事象の位置を確認することができ、次いで、コンピューティングシステムは、タッチ事象の時間に現れる表示に基づいてタッチ事象を解釈し、その後、そのタッチ事象に基づいて１つ以上のアクションを遂行することができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

タッチセンサパネルにタッチするオブジェクトが充分に接地されないと、タッチ事象を表すタッチ出力値がエラーとなるか、さもなければ、歪められる。タッチセンサパネルに２つ以上の同時タッチ事象が生じるときには、このようなエラー又は歪められた値のおそれが更に高くなる。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明は、タッチ感知装置におけるタッチを表すタッチ信号を、その装置にタッチするユーザ又は他のオブジェクトの不充分な接地により引き起こされるエラーに対して補償することに係る。１つのこのようなエラーは、複数の同時タッチの間に見掛け上の負の量のタッチが装置によって感知される負のピクセル作用である。この作用を補償するために、装置は、補償ファクタを決定してタッチ信号に適用するように使用できる測定値を得ることができる。例えば、装置は、タッチオブジェクトの接地状態及び装置におけるオブジェクトのタッチを同時に測定する構成へとスイッチすることができる。次いで、装置は、接地測定とタッチ測定との比に基づいて補償ファクタを計算し、そのファクタをタッチ信号に適用して、負のピクセル作用を補償することができる。或いは又、装置は、タッチオブジェクトの接地状態を測定する第１の構成、及び装置におけるオブジェクトのタッチを測定する第２の構成へスイッチすることができる。

【0005】

タッチ感知装置は、第１セットの線と第２セットの線との交差により形成された複数のピクセルを含むことができ、第１セットの線は、装置を駆動するように構成されたドライブ線であり、そして第２セットの線は、装置のピクセルにおけるタッチを感知するように構成されたセンス線である。或いは又、第１及び第２セットの線は、第１の線がセンス線として機能しそして第２の線がドライブ線として機能するように位置をスイッチすることができる。負のピクセル作用を補償するように装置を構成するために、装置のドライブ線及びセンス線を種々の結合状態間でスイッチして、オブジェクトのタッチ及び接地状態を測定することができる。結合状態は、装置を駆動するための刺激信号入力への結合、オブジェクトの接地状態を表す信号を出力するためのキャパシタンス信号出力への結合、接地への結合、及び装置におけるオブジェクトのタッチを表す信号を出力するためのタッチ信号出力への結合を含むことができる。装置は、出力された接地信号を出力されたタッチ信号に適用して、負のピクセル作用を補償することができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】種々の実施形態による通常のタッチ検出構成における規範的タッチセンサパネルを示す。

【図2】種々の実施形態により接地が不充分な指の複数の同時タッチを受けるタッチセンサパネルにおける規範的な負のピクセル作用を示す。

【図3】種々の実施形態による負のピクセル作用の検出構成における規範的タッチセンサパネルを示す。

【図4】種々の実施形態によるタッチセンサパネルの規範的スイッチング回路を示す。

【図5】種々の実施形態による負のピクセル作用の検出構成における別の規範的タッチセンサパネルを示す。

【図6】種々の実施形態によるタッチセンサパネルの規範的スイッチング回路を示す。

【図7A】種々の実施形態によりタッチセンサパネルに対する負のピクセル作用を補償するための規範的方法を示す。

【図7B】種々の実施形態によりタッチセンサパネルに対する負のピクセル作用を補償するための別の規範的方法を示す。

【図8】種々の実施形態により負のピクセル作用を補償できる規範的コンピューティングシステムを示す。

【図9】種々の実施形態により負のピクセル作用を補償できる規範的移動電話を示す。

【図10】種々の実施形態により負のピクセル作用を補償できる規範的デジタルメディアプレーヤを示す。

【図11】種々の実施形態により負のピクセル作用を補償できる規範的パーソナルコンピュータを示す。

【発明を実施するための形態】

【0007】

特定の実施形態を例示した添付図面を参照して、本発明を以下に詳細に説明する。他の実施形態を使用することもでき、又、種々の実施形態の範囲から逸脱せずに構造上の変更がなされることを理解されたい。

【0008】

本発明は、タッチ感知装置にタッチするユーザ又は他のオブジェクトの不充分な接地により装置に生じる負のピクセル作用を補償することに係る。装置は、タッチするオブジェクトの接地状態及び装置におけるオブジェクトのタッチを同時に測定するように構成できる。それに加えて又はそれとは別に、装置は、タッチするオブジェクトの接地状態及び装置におけるオブジェクトのタッチを逐次に測定するようにも構成できる。装置は、接地の測定とタッチの測定との間の比に基づいて補償ファクタを計算し、そしてこのファクタを使用して、装置からのタッチ出力値のエラー又は歪みを補償することができる。装置の種々のコンポーネントは、特定の構成に基づいてスイッチ可能に構成することができる。

【0009】

ある実施形態の構成では、装置の１つ以上のドライブ線が、装置を駆動するための刺激信号に結合するようにスイッチされ、他のドライブ線が、タッチするオブジェクトの接地状態を測定するためのセンサに結合するようにスイッチされ、残りのドライブ線が、接地点に結合するようにスイッチされ、そして装置の１つ以上のセンス線が、装置におけるタッチを測定するためのセンサに結合するようにスイッチされる。この構成では、装置は、接地状態及び装置におけるタッチを同時に測定することができる。或いは又、装置は、接地状態だけを測定してもよい。

【0010】

ある実施形態の別の構成では、１つ以上のドライブ線が、装置を駆動するための刺激信号に結合するようにスイッチされ、他のドライブ線が、接地点に結合するようにスイッチされ、そして１つ以上のセンス線が、装置におけるタッチを測定するためのセンサに結合するようにスイッチされる。この構成では、装置は、オブジェクトのタッチを測定することができる。

【0011】

ある実施形態の別の構成では、装置のドライブ線が装置のセンス線として機能するようにスイッチされ、そしてその逆のこともされ、ここでは、１つ以上のドライブ線が、装置を駆動するための刺激信号に結合するようにスイッチでき、他の駆動線が、接地状態を測定するためのセンサに結合するようにスイッチでき、残りのドライブ線が、接地点に結合するようにスイッチでき、そしてセンス線が接地点に結合するようにスイッチできる。この構成では、装置は、接地状態を測定することができる。

【0012】

タッチ感知装置における負のピクセル作用を測定する能力は、不充分な接地状態を受ける測定を繰り返さなくてよいことにより、好都合にも、正確で且つ高速のタッチ検出を与えることができる。又、測定を繰り返さなくてよいことにより、電力の節約も実現できる。更に、装置は、ユーザ又は他のオブジェクトの種々の接地状態に頑健に適応させることができる。

【0013】

「不充分な接地」、「非接地」、「接地されず」、「充分に接地されず」、「不適切な接地」、「分離」及び「浮動」という語は、オブジェクトがタッチ感知装置の接地点に低インピーダンス電気的結合されないときに生じる不充分な接地状態を示すために交換可能に使用することができる。

【0014】

「接地」、「適切な接地」及び「充分な接地」という語は、オブジェクトがタッチ感知装置の接地点に低インピーダンス電気的結合されるときに生じる良好な接地状態を示すために交換可能に使用することができる。

【0015】

相互キャパシタンスタッチセンサパネルに関して種々の実施形態をここに図示して説明するが、種々の実施形態は、これに限定されず、自己キャパシタンスセンサパネル、単一及びマルチタッチの両センサパネル、並びに単一の刺激信号を使用してタッチ信号を発生でき且つ複数の同時刺激信号を使用して複合タッチ信号を発生できる他のセンサにも更に適用できることを理解されたい。更に、両面ＩＴＯ（ＤＩＴＯ）タッチセンサパネルに関して種々の実施形態をここに図示して説明するが、種々の実施形態は、不透明のタッチセンサパネルを含む他のタッチセンサパネル構成、例えば、ドライブ線及びセンス線を異なる基板上に又はカバーガラスの背面に形成できる構成、並びにドライブ線及びセンス線を単一基板の同じ面に形成できる構成にも適用できることを理解されたい。更に、互いに直交する導電線の行及び列に関して種々の実施形態をここに図示して説明するが、種々の実施形態は、これに限定されず、他の幾何学形状の構成、例えば、極座標構成の同心的及び半径方向線、傾斜構成の対角線、非直交線、等も更に包含することを理解されたい。

【0016】

図１は、種々の実施形態による通常のタッチ検出構成における規範的なタッチセンサパネルを示す。図１の例において、タッチセンサパネル１００は、行線１０２及び列線１０４の交差点に形成できるピクセル１０６のアレイを含むことができる。各ピクセル１０６は、交差する行線１０２と列線１０４との間に形成された関連相互キャパシタンスＣ_sig１１４を有することができる。図１に示すように、行線１０２は、ドライブ線として機能し、そして列線１０４は、センス線として機能し、ドライブ線は、ドライブ回路（図示せず）により発生される交流（ＡＣ）波形を含む刺激信号１０１によって刺激することができ、そしてセンス線は、パネル１００におけるタッチを表すタッチ又はセンス信号１０３を、センス線ごとにセンス増幅器を含むセンス回路（図示せず）へと送信することができる。

【0017】

パネル１００におけるタッチを感知するために、ある実施形態では、複数のドライブ線１０２は、刺激信号１０１によって実質的に同時に刺激されて、交差するセンス線１０４と容量性結合し、これにより、ドライブ線からセンス線へ電荷を結合する容量性経路を形成する。交差するセンス線１０４は、結合された電荷又は電流を表す信号を出力することができる。あるドライブ線１０２が刺激される間に、他のドライブ線は、接地点に結合することができる。他の実施形態では、各ドライブ線１０２は、刺激信号１０１により順次に刺激されて、交差するセンス線１０４と容量性結合し、結合された電荷又は電流を表す信号を出力することができ、一方、他のドライブ線は、接地点に結合することができる。更に別の実施形態では、実質的に同時に刺激される複数のドライブ線１０２と、順次に刺激される単一のドライブ線とを組み合わせることができる。

【0018】

充分に接地されたユーザの指（又は他のオブジェクト）がパネル１００にタッチすると、その指がタッチ位置においてキャパシタンスＣ_sig１１４を量ΔＣ_sigだけ減少させることができる。このキャパシタンス変化ΔＣ_sigは、刺激されたドライブ線１０２からの電荷又は電流が、タッチ位置における交差するセンス線１０４へ結合されるのではなく、タッチする指を経て接地点へシャントされることにより生じる。キャパシタンス変化ΔＣ_sigを表すタッチ信号１０３は、センス線１０４により処理のためにセンス回路へ送信することができる。タッチ信号１０３は、タッチが生じたピクセルと、そのピクセル位置に生じたタッチの量とを指示することができる。

【0019】

不充分な接地のユーザの指（又は他のオブジェクト）がパネル１００にタッチすると、刺激されたドライブ線１０２に対する指キャパシタンスＣ_fd、タッチ位置における交差するセンス線１０４に対する指キャパシタンスＣ_fs、及びユーザ接地点に対する指キャパシタンスＣ_gndが、ドライブ線からセンス線へ電荷を結合するための二次容量経路を形成する。刺激されたドライブ線１０２によって発生されて指を通して伝達されるある電荷は、接地点に結合されるのではなくて、二次容量経路を経て、交差するセンス線１０４へ結合される。その結果、タッチ位置におけるピクセルのキャパシタンスＣ_sig１１４がΔＣ_sigだけ減少されるのではなく、Ｃ_sigが（ΔＣ_sig−Ｃ_neg）だけ減少されるに過ぎない。但し、Ｃ_negは、指の不充分な接地のために電荷が交差するセンス線へ結合されることにより生じるいわゆる「負のキャパシタンス」を表す。タッチ信号１０３は、依然、タッチが生じたところのピクセルを一般的に指示できるが、実際に生じたものよりわずかな量のタッチしか指示しない。

【0020】

複数の不充分な接地のユーザの指（又は他のオブジェクト）が異なる位置でパネル１００に同時にタッチしたときには、上述したように、第１の指のタッチ位置、即ち刺激されたドライブ線１０２とセンス線１０４との交差点に、第１の指キャパシタンスＣ_fd及びＣ_fsが形成される。又、第１の指からのある電荷が第２の指を経てパネル１００へ戻るように結合され、第２の指のタッチ位置、即ち刺激されないドライブ線１０２とセンス線１０４との交差点に、第２の指のキャパシタンスＣ_fd及びＣ_fsが形成される。又、上述したように、ユーザ接地点に対するキャパシタンスＣ_gndも形成される。その結果、タッチ信号１０３は、第１の指がタッチしたところのピクセルを指示できるが、上述したように、実際に生じたものよりわずかな量のタッチしか指示しない。又、タッチ信号１０３は、刺激されたドライブ線１０２と第２の指のセンス線１０４との交差点により形成されるピクセルにおいて、及び／又は第２の指の刺激されないドライブ線と第１の指のセンス線との交差点により形成されるピクセルにおいて、仮想タッチも指示する。タッチ信号１０３は、電荷が第２の指によってパネルへ戻るように結合されるために、これらのピクセルにおいて、見掛け上負の量のタッチを指示する。これが、いわゆる「負のピクセル作用」である。

【0021】

同様に、第２の指のタッチ位置におけるドライブ線１０２が刺激されると、そのタッチ位置において、上述したように、第２の指のキャパシタンスＣ_fd及びＣ_fsが形成される。第２の指からのある電荷も第１の指を経てパネル１００へ戻るように結合され、第１の指のタッチ位置、即ち現在は刺激されないドライブ線１０２とセンス線１０４との交差点に、第１の指のキャパシタンスＣ_fd及びＣ_fsが形成される。ユーザ接地点に対するキャパシタンスＣ_gndも形成される。その結果、タッチ信号１０３は、第２の指がタッチしたところのピクセルを指示できるが、上述したように、実際に生じたものよりわずかな量のタッチしか指示しない。又、タッチ信号１０３は、刺激されたドライブ線１０２と第１の指のセンス線１０４との交差点により形成されるピクセルにおいて、及び／又は第１の指の刺激されないドライブ線と第２の指のセンス線との交差点により形成されるピクセルにおいて、仮想タッチを指示すると共に、これらのピクセルにおいて、電荷が第１の指によりパネル１００へ戻るように結合されるために、見掛け上負の量のタッチを指示し、負のピクセル作用を生じさせる。

【0022】

上述したように、行線がドライブ線であり且つ列線がセンス線であるものに代わる実施形態として、行線１０２がセンス線として働きそして列線１０４がドライブ線として働くことができる。充分な接地の又は不充分な接地の指がパネルにタッチすると、列線が上述したようにドライブ線として働き、そして行線が上述したようにセンス線として働くことができる。

【0023】

図２は、種々の実施形態により接地が不充分な指の複数の同時タッチを受けるタッチセンサパネルにおける規範的な負のピクセル作用を示す。図２に示すように、行線２０２は、ドライブ線として働き、又、列線２０４は、センス線として働くことができる。他の実施形態では、行線２０２は、センス線として働き、又、列線２０４は、ドライブ線として働くことができる。図２の例では、不充分な接地の第１の指（円記号で示され、「指１」と識別された）がタッチセンサパネル２００のピクセル２０６ａにタッチし、そして不充分な接地の第２の指（円記号で示され、「指２」と識別された）がパネルのピクセル２０６ｂにタッチする。パネル２００のドライブ（又は行）線２０２ａが刺激されると、ドライブ線２０２ａとセンス（又は列）線２０４ａとの間の第１の経路に沿ったキャパシタンスが（Ｃ_sig−ΔＣ_sig）となる。指は不充分な接地であるから、第２の容量性経路がドライブ線２０２ａとセンス線２０４ａとの間に形成されて、キャパシタンスＣ_fd（ドライブ線２０２ａと第１の指との間）及びＣ_fs（センス線２０４ａと第１の指との間）を有し、且つ第３の容量性経路がドライブ線２０２ｃとセンス線２０４ｂとの間に第２の指を経て形成されて、キャパシタンスＣ_fd（ドライブ線２０２ｃと第２の指との間）及びＣ_fs（センス線２０４ｂと第２の指との間）を有する。又、指とユーザ接地点との間にはキャパシタンスＣ_gndも形成される。これらキャパシタンスは、刺激されたドライブ線２０２ａから第１の指により得られた電荷又は電流が、接地点へシャントされるのではなく、ピクセル２０６ａ及び２０６ｂにおいてパネル２００へ戻るように結合されることによるものである。ドライブ線２０２ｃが刺激されたときは、第１及び第２の指に同様のキャパシタンスが生じる。その結果、タッチされたピクセル２０６ａ及び２０６ｂに近いがタッチを受けていないピクセル２０６ｃ及び２０６ｄが、負の量のタッチ（負のピクセル）を指示する。

【0024】

従って、負のピクセル作用を検出し、その作用についてタッチ信号を補償することで、不充分な接地状態におけるタッチセンサパネルのタッチ感知を改善することができる。

【0025】

図３は、種々の実施形態による負のピクセル作用の検出構成における規範的タッチセンサパネルを示す。図３のタッチセンサパネル３００は、図１のタッチセンサパネル１００と同様であるが、次のものが追加される。刺激されない全てのドライブ（又は行）線３０２ｂが接地点に結合されるのではなく、刺激されない幾つかのドライブ線３０２ｃをセンサ（図示せず）にスイッチ可能に結合して、負のピクセル作用に貢献することになるこれらドライブ線のキャパシタンスＣ_fdを検出することができる。このキャパシタンスは、パネル３００にタッチする不充分な接地の指からこれらドライブ線へ電荷又は電流が結合されることによるものであり、ユーザの接地状態を表している。キャパシタンスＣ_fdを感知するためのセンサは、センス増幅器を含む。これらドライブ線をスイッチして、補助的なセンス線３０２ｃとなるように機能を変化させることができる。

【0026】

キャパシタンスＣ_fdを検出するためには、複数のドライブ線３０２を刺激信号３０１により実質的に同時に刺激することができ（ドライブ線３０２ａと同様に）、刺激されないドライブ線のあるものを接地点に結合し（ドライブ線３０２ｂのように）、そして刺激されないドライブ線の他のものを、センサに結合された補助的なセンス線として働くようにスイッチし、キャパシタンスＣ_fdを表す負のピクセル作用の信号３１８を感知することができる（ドライブ線３０２ｃのように）。補助的なセンス線３０２ｃは、その補助的なセンス線にタッチする第２（第３、第４又は第５）の不充分な接地の指からキャパシタンスＣ_fdを形成し、上述したように、電荷又は電流を補助的なセンス線に結合させて、キャパシタンスＣ_fdを形成できるようにする。逆に、補助的なセンス線３０２ｃに指がタッチしないときは、補助的なセンス線が、感知されるべきキャパシタンスＣ_fdを形成しない。負のピクセル作用の信号３１８は、センス回路へ送信され、負のピクセル作用を補償するように更に処理される。ある実施形態では、センス線３０４からのタッチ信号３０３は、センス回路へ送信されて、更に処理される。従って、タッチ信号３０３及び負のピクセル作用の信号３１８の両方を同時に捕獲することができる。ある実施形態では、センス線３０４からのタッチ信号３０３を接地点へ送信することができる。

【0027】

別の実施形態において、各ドライブ線３０２を刺激信号３０１により順次に刺激して、交差するセンス線３０４と容量性結合させ、結合された電荷又は電流を表す信号を出力することができ、一方、他のドライブ線を、補助的なセンス線として働くか又は接地点へ結合するようにスイッチすることができる。更に別の実施形態では、複数のドライブ線３０２を実質的に同時に刺激し、そして単一のドライブ線を順次に刺激するように組み合わせることができる。

【0028】

図３は、行線がドライブ線及び補助的なセンス線であり、列線がセンス線であるものを示しているが、行線がセンス線として働き、且つ列線がドライブ線及び補助的なセンス線として働き得ることを理解されたい。

【0029】

刺激されないドライブ線３０２のどれを補助的なセンス線３０２ｃとして使用するかの選択は、充分な数の高質のキャパシタンスＣ_fd測定値を得て、負のピクセル作用を充分に補償できるよう保証するように行うことができる。ある実施形態では、パネル３００の行において刺激されたドライブ線の上又は前に配置された偶数個の刺激されないドライブ線３０２と、それら行において刺激されたドライブ線の下又は後に配置された奇数個の刺激されないドライブ線とを、補助的センス線３０２ｃとして使用するように選択することができる。ある実施形態では、パネル３００の行において刺激されたドライブ線の前の、奇数の刺激されないドライブ線３０２と、それらの行において刺激されたドライブ線の後の、偶数の刺激されないドライブ線とを、補助的センス線３０２ｃとして使用するように選択することができる。ある実施形態では、それらの行において刺激されたドライブ線の後の、刺激されないドライブ線３０２だけを、補助的センス線３０２ｃとして使用するように選択することができる。ある実施形態では、それらの行において刺激されたドライブ線の前の、刺激されないドライブ線３０２だけを、補助的センス線３０２ｃとして使用するように選択することができる。ある実施形態では、刺激されない全てのドライブ線３０２を、補助的なセンス線３０２ｃとして使用するように選択することができる。ある実施形態では、（刺激されたドライブ線に直接隣接する、刺激されないドライブ線を除いて）刺激されたドライブ線の前後の、刺激されない交互のドライブ線３０２を、補助的なセンス線３０２ｃとして使用するように選択することができる。パネルのニーズに基づいて、キャパシタンスＣ_fdを捕獲できる他の選択スキームを使用することもできる。

【0030】

種々の実施形態に基づくタッチセンサパネルは、図１のような通常のタッチ検出構成、及び図３のような負のピクセル作用の検出構成の両方を形成することができる。これを行うために、タッチセンサパネルのドライブ線は、刺激信号入力と、負のピクセル作用信号出力と、接地結合との間をスイッチするように構成できる。図４は、これら構成間をスイッチできる種々の実施形態によるタッチセンサパネルの規範的スイッチング回路を示す。図４の例では、ドライブ線４０２は、関連スイッチ４２２をもつことができ、このスイッチは、ドライブ線を、刺激信号入力線４２１、負のピクセル作用信号出力線４１９、及び接地点４２８へ結合することができる。通常のタッチ検出構成では、スイッチ４２２は、ドライブ線を刺激すべきときには、ドライブ線４０２を刺激信号入力線４２１へ結合することができ、又はドライブ線を刺激すべきでないときには、接地点４２８へ結合することができる。負のピクセル作用の検出構成では、スイッチ４２２は、ドライブ線を刺激すべきときには、ドライブ線４０２を刺激信号入力線４２１へ結合することができ、ドライブ線を補助的センス線とすべきときには、負のピクセル作用信号出力線４１９へ結合することができ、或いはドライブ線を刺激すべきでないか又は補助的センス線とすべきでないときには、接地点４２８へ結合することができる。

【0031】

図４には、１つのドライブ線だけのスイッチング回路が示されている。しかしながら、タッチセンサパネルの残りのドライブ線についても同じ又は同様の回路を使用できることを理解されたい。ある実施形態では、個々のドライブ線が、負のピクセル作用信号を感知するための対応する個々のセンサをもつことができる。又、ある実施形態では、複数のドライブ線が、負のピクセル作用信号を感知するためのセンサを共用でき、あるドライブ線が負のピクセル作用信号を送信するときにそのドライブ線をセンサの負のピクセル作用信号出力線へ選択的に結合するようにドライブ線間をスイッチするようスイッチを構成することができる。図４のドライブ線は、行線として示されているが、ドライブ線は、列線でもよいことを理解されたい。

【0032】

ある実施形態では、パネルにおいてタッチ検出を遂行してパネルにおけるタッチを表すタッチ信号を捕獲することができ、次いで、パネルにおいて負のピクセル作用の検出を遂行して、その捕獲されたタッチ信号に対する負のピクセル作用を表すキャパシタンスを捕獲することができる。このような実施形態では、パネルは、ドライブ線を２つの構成間で前後にスイッチすることができる。そのたびに、捕獲されたキャパシタンスを使用して、負のピクセル作用に対して捕獲されたタッチ信号を補償することができる。ある実施形態では、タッチ検出と、負のピクセル作用検出を、同時に遂行することができる。このような実施形態では、パネルは、ドライブ線及びセンス線をその構成へスイッチすることができる。

【0033】

図５は、種々の実施形態による負のピクセル作用の検出構成における別の規範的タッチセンサパネルを示す。図５のタッチセンサパネル５００は、図３のタッチセンサパネルと同様であるが、次のものが追加される。行線５０２がドライブ線として働き、列線５０４がセンス線として働くのではなく、行線がセンス線として働き、列線がドライブ線として働くことができる。実際上、ドライブ線及びセンス線は、場所をスイッチする。この構成は、指をパネルの行に整列してタッチさせるためのキャパシタンスＣ_fd’を検出するのに有用である。このスイッチ構成では、列線がドライブ線として機能するので、指とドライブ（又は列）線５０２との間のキャパシタンスＣ_fd’は、指とセンス（又は列）線２０４との間のキャパシタンスＣ_fs（図２の構成に示された）に匹敵する。図３のタッチパネル３００と同様に、図５の幾つかの刺激されないドライブ（又は列）線５０２ｃは、負のピクセル作用によりこれらドライブ線に生じるキャパシタンスＣ_fd’を検出するためにセンサ（図示せず）へスイッチ可能に結合することができる。これらのドライブ線は、スイッチ可能であると共に、補助的なセンス線５０２ｃとなるように機能を変化させることができる。

【0034】

キャパシタンスＣ_fd’を検出するために、複数のドライブ線５０２を刺激信号５０１により実質的に同時に刺激することができ（ドライブ線５０２ａと同様に）、刺激されないドライブ線の幾つかを接地点に結合することができ（ドライブ線５０２ｂと同様に）、そして刺激されない他のドライブ線を、センサに結合された補助的なセンス線として使用して、キャパシタンスＣ_fd’を表す負のピクセル作用信号５１８を感知することができる（ドライブ線５０２ｃのように）。補助的なセンス線５０２ｃは、第２（第３、第４又は第５）の、不充分な接地の指がその補助的なセンス線にタッチすることからキャパシタンスＣ_fd’を形成することができ、従って、上述したように、その補助的なセンス線に結合してキャパシタンスＣ_fd’を形成するようにチャージすることができる。逆に、指が補助的なセンス線５０２ｃにタッチしないときには、その補助的なセンス線が、感知されるべきキャパシタンスＣ_fd’を形成しない。負のピクセル作用信号５１８は、負のピクセル作用を補償する更なる処理のためにセンス回路へ送信することができる。センス（又は行）線５０４は、接地点へ結合することができる。

【0035】

他の実施形態では、各ドライブ線５０２は、刺激信号５０１により順次に刺激されて、交差するセンス線５０４と容量性結合することができ、一方、他のドライブ線５０２は、補助的なセンス線として機能するか又は接地点へ結合されるようにスイッチすることができる。

【0036】

刺激されないドライブ線５０２ｃのどれが補助的なセンス線として働くかの選択は、図３で述べたものと同じ又は同様の仕方で行うことができる。

【0037】

ある実施形態では、タッチセンサパネルは、キャパシタンスＣ_fd及びＣ_fd’を捕獲するために、図５の構成を、図３の構成に関連して使用することができる。例えば、タッチセンサパネルは、キャパシタンスＣ_fdを捕獲するために図３の構成を形成し、次いで、図３の構成では検出できない付加的なキャパシタンスＣ_fd’を捕獲するために図５の構成を形成することができる。ある実施形態では、図５の構成は、任意である。

【0038】

種々の実施形態によるタッチセンサパネルは、図１のような通常のタッチ検出構成と、図３及び５のような負のピクセル作用の検出構成との両方を形成することができる。このようにするために、タッチセンサパネルの行の線は、刺激信号入力と、負のピクセル作用の信号出力と、接地結合との間をスイッチするように構成することができる。同様に、タッチセンサパネルの列の線は、刺激信号入力と、負のピクセル作用の信号出力と、タッチ信号出力と、接地結合との間をスイッチするように構成することができる。図６は、これら構成間をスイッチできる種々の実施形態によるタッチセンサパネルの規範的スイッチング回路を示す。図６の例において、行線６０２は、関連スイッチ６２２を有し、これは、行線を、刺激信号入力線６２１、負のピクセル作用信号出力線６１９、及び接地点６２８へ結合することができる。列線６０４は、関連スイッチ６２４を有し、これは、列線を、刺激信号入力線６２１、負のピクセル作用信号出力線６１９、接地点６２８、及びタッチ信号出力線６２３へ結合することができる。図１と同様に、通常のタッチ検出構成では、行線６０２がドライブ線であり、列線６０４がセンス線である。スイッチ６２２は、行線６０２を、それが刺激されるべきであるときは刺激信号入力線６２１へ結合し、又はそれが刺激されるべきでないときは接地点６２８へ結合することができる。スイッチ６２４は、列線６０４をタッチ信号出力線６２３へ結合することができる。

【0039】

負のピクセル作用の検出構成では、図３のように、行線６０２がドライブ線であり、列線６０４がセンス線である。スイッチ６２２は、行線６０２を、それが刺激されるべきであるときは刺激信号入力線６２１へ結合し、それが補助的なセンス線であるべきときには負のピクセル作用信号出力線６１９へ結合し、或いはそれが刺激されるべきでないか又は補助的なセンス線でもないときは接地点６２８へ結合することができる。スイッチ６２４は、列線６０４を、タッチ信号出力線６２３又は接地点６２８へ結合することができる。負のピクセル作用の検出構成では、図５のように、行線６０２がセンス線であり、列線６０４がドライブ線である。スイッチ６２２は、列線６０２を接地点６２８へ結合することができる。スイッチ６２４は、列線６０４を、それが刺激されるべきであるときは刺激信号入力線６２１へ結合し、それが補助的なセンス線であるべきときには負のピクセル作用信号出力線６１９へ結合し、或いはそれが刺激されるべきでないか又は補助的なセンス線でもないときは接地点へ結合することができる。

【0040】

１つの行線及び１つの列線のみに対するスイッチング回路が図６に示されている。しかしながら、タッチセンサパネルの残りの行線及び列線に対して同じ又は同様の回路を使用できることを理解されたい。ある実施形態では、個々の線が、負のピクセル作用の信号を感知するための対応する個々のセンサをもつことができる。ある実施形態では、複数の線が、負のピクセル作用信号を感知するためのセンサを共用でき、ある線が負のピクセル作用信号を送信するときにその線をセンサの負のピクセル作用信号出力線へ選択的に結合するように線間をスイッチするようスイッチを構成することができる。

【0041】

タッチセンサパネルは、ここに述べる構成に限定されず、種々の実施形態に基づいて、接地状態を表すキャパシタンスを検出し、それを使用して、パネルの負のピクセル作用を補償できる他の構成も包含できることを理解されたい。

【0042】

負のピクセル作用は、測定されたタッチ信号値ΔＣ_sig、ｍと、ピクセルにおける実際のタッチ信号値ΔＣ_sig、ａとの間の関係に関してほぼ次のように表すことができる。

【数1】

【0043】

式（１）は、次のように整理し直すことができる。

【数2】

【0044】

負のピクセル補償ファクタＲは、次のように近似することができる。

【数3】

但し、ｂ＝タッチセンサパネル設計定数で、所与のパネル感知パターン設計に対してシミュレーション及び／又は実験測定を通して得ることができ；Ｓ（ｉ）＝負のピクセル作用検出構成においてドライブ線ｉを刺激するときに得られる補助的センス線に沿った指対ドライブ線のキャパシタンスＣ_fdのクロス積；及びＺｍ（ｉ）＝通常のタッチ検出構成においてドライブ線ｉを刺激するときに規則的なセンス線から得られる測定されたタッチ信号値ΔＣ_sig、ｍを使用した、補助的センス線に沿った指対ドライブ線のキャパシタンスＣ_fdの推定クロス積である。

【0045】

指対ドライブ線のキャパシタンスＣ_fdのクロス積Ｓ（ｉ）は、タッチセンサパネルが負のピクセル作用検出構成にあるときに、タッチセンサパネルのドライブ線ｉを刺激信号で刺激し、そしてｋ個の刺激されないドライブ線のセット（即ち、補助的センス線）（ここで、ｋ＝刺激されないドライブ線の本数以下の任意の数）を感知することにより、得ることができ、ここで、Ｓ（ｉ）は、次のように表すことができる。

【数4】

【0046】

同様に、測定されたタッチ信号値ΔＣ_sig、ｍを使用した、指対ドライブ線のキャパシタンスＣ_fdの推定クロス積Ｚｍ（ｉ）は、タッチセンサパネルがタッチ検出構成にあるときに、タッチセンサパネルのドライブ線ｉを刺激信号で刺激し、そしてセンス線上のタッチ信号を感知することにより、得ることができ、ここで、Ｚｍ（ｉ）は、次のように表すことができる。

【数5】

但し、ａ＝タッチセンサパネル設計定数で、所与のパネル感知パターン設計に対してシミュレーション及び／又は実験測定を通して得ることができる。

【0047】

従って、Ｓ（ｉ）及びＺｍ（ｉ）を得て、それらの和の比に、式（３）のようにタッチセンサパネル設計定数ｂを乗算することにより、負のピクセル補償ファクタＲを決定することができる。次いで、Ｒを使用して、式（２）のように、ピクセルにおける負のピクセル作用を補償することができる。

【0048】

図７Ａは、種々の実施形態によりタッチセンサパネルに対する負のピクセル作用を補償するための規範的方法を示す。図７Ａの例において、タッチセンサパネルは、例えば、図３のように、負のピクセル構成とすることができ、ここでは、ドライブ線を刺激すべきときには各ドライブ線を刺激信号入力に結合し、ドライブ線を補助的センス線として使用すべきときには負のピクセル作用信号を感知するためのセンサに結合し、そしてドライブ線を刺激もせず、又、それが補助的センス線でもないときには接地点へ結合するように構成することができる（７０５）。パネルにおいてスキャンを遂行することができ、ここでは、複数のドライブ線を刺激信号で実質的に同時に刺激し、各補助的センス線がドライブ線に沿ったキャパシタンスＣ_fdを表す負のピクセル作用信号を送信し、そして各センス線がパネルにおいてタッチを表すタッチ信号を送信することができる（７１０）。或いは又、各ドライブ線を刺激信号で順次に刺激することもできる。センス線からのタッチ信号及び補助的センス線からの負のピクセル作用信号は、それらの各センス回路によって捕獲することができる（７１５）。刺激された各ドライブ線に対して捕獲されたタッチ信号からＺを得ることができる。刺激された各ドライブ線に対して捕獲された負のピクセル作用信号からＳを得ることができる（７２０）。

【0049】

刺激された各ドライブ線に対してＳとＺｍとの和の比を計算することができる（７２５）。式（３）のように、和の比から負のピクセル作用補償ファクタＲを計算することができる（７３０）。次いで、式（２）のように、Ｒを使用して、ピクセルにおける負のピクセル作用を補償することができる（７３５）。

【0050】

任意であるが、図３の負のピクセル作用検出構成にされるときには、図５のような第２の負のピクセル作用構成にすることもできる。図５の負のピクセル作用検出構成では、ドライブ線をセンス線とスイッチし、タッチセンサパネルの行をセンス線とし、パネルの列をドライブ線とすることができる。ドライブ線（今度は列の）は、ドライブ線を刺激すべきときには刺激信号入力に結合し、ドライブ線を補助的センス線として使用すべきときには負のピクセル作用信号を感知するためのセンサに結合し、そしてドライブ線を刺激もせず、又、それが補助的センス線でもないときには接地点へ結合するように構成することができる。センス線（今度は行の）は、接地点へ接続するように構成することができる。パネルにおいてスキャンを遂行することができ、ここでは、１つ以上のドライブ線を刺激信号で刺激し、そして各補助的センス線がその線に沿ったキャパシタンスＣ_fd’を表す負のピクセル作用信号を送信することができる。補助的センス線からの負のピクセル作用信号をセンス回路により捕獲することができる。刺激された各ドライブ線に対して捕獲された負のピクセル作用信号からＳを得ることができる。２つの負のピクセル作用スキャンがあるために同じピクセルに対して２つ以上のＳ値が生じるある実施形態では、Ｓ値を例えば平均化するか、さもなければ、それらピクセルに対する代表的なＳ値を得るように相関させることもできる。

【0051】

図７Ｂは、種々の実施形態によりタッチセンサパネルに対する負のピクセル作用を補償するための別の規範的方法を示す。図７Ｂの例では、タッチセンサパネルは、例えば、図１のように、タッチ検出構成とすることができ、ここでは、各ドライブ線は、そのドライブ線を刺激すべきときには刺激信号入力に結合し、そしてそのドライブ線を刺激すべきでないときには接地点へ結合するように構成でき、又、各センス線は、パネルにおけるタッチを感知するためのセンス回路へ結合するように構成できる（７４５）。パネルにおいてスキャンを遂行することができ、ここでは、複数のドライブ線を刺激信号で実質的に同時に刺激して、交差するセンス線と容量性結合させることができると共に、各センス線がパネルにおけるタッチを表すタッチ信号を送信することができる（７５０）。或いは又、各ドライブ線を刺激信号で順次に刺激することもできる。センス線からのタッチ信号は、センス回路により捕獲することができる（７５５）。刺激された各ドライブ線に対する捕獲されたタッチ信号からＺｍを得ることができる（７６０）。

【0052】

タッチセンサパネルは、例えば、図３のように、負のピクセル作用検出構成とすることができ、ここでは、各ドライブ線は、そのドライブ線を刺激すべきときには刺激信号入力に結合し、そのドライブ線を補助的センス線として使用すべきときには負のピクセル作用信号を感知するためのセンサに結合し、そしてそのドライブ線を刺激せず、又、それが補助的センス線でもないときには接地点へ結合するように構成することができる（７６５）。パネルにおいてスキャンを遂行することができ、ここでは、複数のドライブ線を刺激信号で実質的に同時に刺激することができ、そして各補助的センス線は、その線に沿ったキャパシタンスＣ_fdを表す負のピクセル作用信号を送信することができる（７７０）。或いは又、各ドライブ線を刺激信号で順次に刺激することもできる。補助的センス線からの負のピクセル作用信号は、センス回路によって捕獲することができる（７７５）。刺激された各ドライブ線に対する捕獲された負のピクセル作用信号からＳを得ることができる（７８０）。

【0053】

刺激された各ドライブ線に対してＳとＺｍとの和の比を計算することができる（７８５）。式（３）のように、和の比から負のピクセル作用補償ファクタＲを計算することができる（７９０）。次いで、式（２）のように、Ｒを使用して、ピクセルにおける負のピクセル作用を補償することができる（７９５）。

【0054】

任意であるが、図３の負のピクセル作用検出構成にされるときには、図５のような第２の負のピクセル作用構成にすることもできる。図５の負のピクセル作用検出構成では、ドライブ線をセンス線とスイッチし、タッチセンサパネルの行をセンス線とし、パネルの列をドライブ線とすることができる。ドライブ線（今度は列の）は、ドライブ線を刺激すべきときには刺激信号入力に結合し、ドライブ線を補助的センス線として使用すべきときには負のピクセル作用信号を感知するためのセンサに結合し、そしてドライブ線を刺激もせず、又、それが補助的センス線でもないときには接地点へ結合するように構成することができる。センス線（今度は行の）は、接地点へ接続するように構成することができる。パネルにおいてスキャンを遂行することができ、ここでは、各ドライブ線を刺激信号で順次に刺激することができ、そして各補助的センス線がその線に沿ったキャパシタンスＣ_fdを表す負のピクセル作用信号を送信することができる。補助的センス線からの負のピクセル作用信号をセンス回路により捕獲することができる。刺激された各ドライブ線に対して捕獲された負のピクセル作用信号からＳを得ることができる。２つの負のピクセル作用スキャンがあるために同じピクセルに対して２つ以上のＳ値が生じるある実施形態では、Ｓ値を例えば平均化するか、さもなければ、それらピクセルに対する代表的なＳ値を得るように相関させることもできる。

【0055】

ある実施形態では、各タッチ検出スキャンの後に負のピクセル作用スキャンを遂行することができる。又、ある実施形態では、あまり頻繁でないように、例えば、複数のタッチ検出スキャンの後に、負のピクセル作用スキャンを遂行することができる。その頻度は、パネルに関連したファクタの数に依存する。

【0056】

負のピクセル作用を補償するための方法は、図７Ａ及び７Ｂに示すものに限定されず、種々の実施形態に基づき負のピクセル補償を実行できる他の及び／又は付加的なアクションも包含できることを理解されたい。

【0057】

図８は、種々の実施形態によりタッチセンサパネルにおいて負のピクセル作用を測定できる規範的コンピューティングシステム８００を示す。図８の例において、コンピューティングシステム８００は、タッチコントローラ８０６を備えることができる。タッチコントローラ８０６は、単一の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で、１つ以上のプロセッササブシステム８０２を備えることができ、これは、ＡＲＭ９６８プロセッサ、又は同様の機能及び能力をもつ他のプロセッサのような１つ以上のメインプロセッサを含むことができる。しかしながら、他の実施形態では、プロセッサの機能は、状態マシンのような専用ロジックにより実施することもできる。又、プロセッササブシステム８０２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、或いは他の形式のメモリ又は記憶装置、ウォッチドックタイマー、等の周辺機器（図示せず）を含むことができる。又、タッチコントローラ８０６は、１つ以上のセンスチャンネル（図示せず）のタッチ信号８０３、センサ８１１のような他のセンサからの他の信号、等の信号を受信するための受信部８０７を備えることもできる。又、タッチコントローラ８０６は、多段ベクトル復調エンジンのような復調部８０９、パネルスキャンロジック８１０、及びパネルを駆動するためにタッチセンサパネル８２４へ刺激信号８１６を送信する送信部８１４を備えることもできる。パネルスキャンロジック８１０は、ＲＡＭ８１２にアクセスし、センスチャンネルからデータを自律的に読み取り、そしてセンスチャンネルを制御することができる。更に、パネルスキャンロジック８１０は、タッチセンサパネル８２４の行に選択的に適用できる種々の周波数及び位相で刺激信号８１６を発生するように送信部８１４を制御することができる。

【0058】

又、タッチコントローラ８０６は、送信部８１４の供給電圧を発生するのに使用できる電荷ポンプ８１５を備えることもできる。刺激信号８１６は、２つの電荷蓄積装置、例えば、キャパシタを一緒にカスケード接続して、電荷ポンプ８１５を形成することにより、最大電圧より高い振幅をもつことができる。それ故、刺激電圧は、単一のキャパシタで取り扱える電圧レベル（例えば、３．６Ｖ）より高い（例えば、６Ｖ）。図８は、送信部８１４とは個別の電荷ポンプ８１５を示しているが、電荷ポンプは、送信部の一部分でもよい。

【0059】

タッチセンサパネル８２４は、行トレース（例えば、ドライブ線）及び列トレース（例えば、センス線）を有する容量性感知媒体を含むことができるが、他の感知媒体も使用できる。行及び列トレースは、透明導電性媒体、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又はアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）から形成できるが、他の透明及び非透明材料、例えば、銅を使用することもできる。ある実施形態では、行及び列トレースは、互いに垂直であるが、他の実施形態では、他の非カルテシアン配向が考えられる。例えば、極座標システムでは、センス線を同心円とすることができ、そしてドライブ線を半径方向に延びる線とすることができる（その逆も考えられる）。それ故、ここで使用する「行」及び「列」という語は、直交する格子を含むだけでなく、第１及び第２の寸法を有する他の幾何学形状の交差するトレース（例えば、極座標構成の同心線及び半径方向線）も含むことを理解されたい。行及び列は、例えば、実質的に透明な誘電体材料で分離された実質的に透明な基板の片面、その基板の両面、誘電体材料で分離された２つの個別の基板、等に形成することができる。

【0060】

トレースが互いに上下を通過（交差）する（が、互いに直接電気的接触しない）トレースの「交差点」において、トレースは、本質的に、２つの電極を形成することができる（が、３つ以上のトレースも交差できる）。行及び列トレースの各交差点は、容量性感知ノードを表し、且つ画素（ピクセル）８２６として見ることができ、これは、タッチセンサパネル８２４がタッチの「映像」を捕獲するものとして見られるときは特に有用である。（換言すれば、タッチセンサパネルの各タッチセンサにおいてタッチ事象が検出されたかどうかタッチコントローラ８０６が決定した後に、そのタッチ事象が生じたマルチタッチパネルのタッチセンサのパターンをタッチの「映像」（例えば、パネルにタッチする指のパターン）として見ることができる。）行電極と列電極との間のキャパシタンスは、所与の行が直流（ＤＣ）電圧レベルに保持されるときには漂遊キャパシタンスＣ_strayとして現れ、そして所与の行が交流（ＡＣ）信号で刺激されるときには相互信号キャパシタンスＣ_sigとして現れる。タッチセンサパネル上又はその付近の指又は他のオブジェクトの存在は、タッチされるピクセルに存在する信号電荷Ｑ_sigの変化を測定することによって検出でき、これは、Ｃ_sigの関数である。又、信号変化Ｑ_sigは、以下に詳細に述べるように、接地点に対する指又は他のオブジェクトのキャパシタンスＣ_bodyの関数でもある。

【0061】

又、コンピューティングシステム８００は、プロセッササブシステム８０２からの出力を受け取って、その出力に基づいてアクションを遂行するためのホストプロセッサ８２８を備えることもでき、そのアクションは、カーソル又はポインタのようなオブジェクトを移動させ、スクロール又はパンを行い、制御設定を調整し、ファイル又はドキュメントをオープンし、メニューを見、選択を行い、インストラクションを実行し、ホスト装置に結合された周辺装置を操作し、電話コールに応答し、電話コールを発信し、電話コールを終了し、音量又は音声設定を変更し、電話通信に関連した情報、例えば、住所、頻繁にダイヤルする番号、受けたコール、逃したコールを記憶し、コンピュータ又はコンピュータネットワークにログオンし、コンピュータ又はコンピュータネットワークの制限エリアへの許可された個々のアクセスを許し、コンピュータデスクトップのユーザの好ましい構成に関連したユーザプロフィールをロードし、ウェブコンテンツへのアクセスを許可し、特定のプログラムを起動し、メッセージを暗号化又はデコードし、等々、を含むが、それらに限定されない。又、ホストプロセッサ８２８は、パネルの処理に関係ない付加的な機能を遂行することもでき、そしてプログラム記憶装置８３２と、装置のユーザにＵＩを与えるためのＬＣＤディスプレイのようなディスプレイ装置８３０とに結合することができる。ある実施形態では、ホストプロセッサ８２８は、図示されたように、タッチコントローラ８０６とは個別のコンポーネントである。他の実施形態では、ホストプロセッサ８２８は、タッチコントローラ８０６の一部分として含まれてもよい。更に別の実施形態では、ホストプロセッサ８２８の機能は、プロセッササブシステム８０２によって遂行することができ、及び／又はタッチコントローラ８０６の他のコンポーネントの間で分散させることができる。タッチセンサパネル８２４を伴うディスプレイ装置８３０は、タッチセンサパネルの下に部分的に又は完全に位置されたとき、或いはタッチセンサパネルと一体化されたとき、タッチスクリーンのようなタッチ感知装置を形成することができる。

【0062】

負のピクセル作用は、種々の実施形態に基づき、サブシステム８０２のプロセッサ、ホストプロセッサ８２８、状態マシンのような専用ロジック、又はその組合せにより、決定することができる。

【0063】

上述した機能の１つ以上は、例えば、メモリ（例えば、周辺機器の１つ）に記憶されてプロセッササブシステム８０２により実行されるか、或いはプログラム記憶装置８３２に記憶されてホストプロセッサ８２８により実行されるファームウェアによって遂行できることに注意されたい。又、このファームウェアは、インストラクション実行システム、装置又はデバイスからインストラクションをフェッチしてインストラクションを実行できるコンピュータベースのシステム、プロセッサ収容システム、又は他のシステムのような、インストラクション実行システム、装置又はデバイスにより使用するか又はそれに関連して使用するために、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体内に記憶することができ、及び／又はその中において搬送することができる。本書の文脈において、「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とは、インストラクション実行システム、装置又はデバイスにより使用するか又はそれに関連して使用するためのプログラムを収容し又は記憶することのできる媒体である。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、電子、磁気、光学、電磁、赤外線又は半導体システム、装置又はデバイス、ポータブルコンピュータディスケット（磁気）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（磁気）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）（磁気）、消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）（磁気）、ポータブル光学ディスク、例えば、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ又はＤＶＤ−ＲＷ、或いはフラッシュメモリ、例えば、コンパクトフラッシュカード、セキュアなデジタルカード、ＵＳＢメモリ装置、メモリスティック、等、を含むが、これらに限定されない。

【0064】

又、ファームウェアは、インストラクション実行システム、装置又はデバイスからインストラクションをフェッチしてインストラクションを実行できるコンピュータベースのシステム、プロセッサ収容システム、又は他のシステムのような、インストラクション実行システム、装置又はデバイスにより使用するか又はそれに関連して使用するために、搬送媒体内で伝播することもできる。本書の文脈において、「搬送媒体」とは、インストラクション実行システム、装置又はデバイスにより使用するか又はそれに関連して使用するために、プログラムを通信し、伝播し又は搬送することのできる媒体である。搬送媒体は、電子、磁気、光学、電磁、又は赤外線のワイヤード又はワイヤレス伝播媒体を含むが、それらに限定されない。

【0065】

タッチセンサパネルは、図８について述べたタッチ式のものに限定されず、種々の実施形態に基づく接近パネル又は他のパネルでもよいことを理解されたい。更に、ここに述べるタッチセンサパネルは、単一タッチセンサパネルでも、マルチタッチセンサパネルでもよい。

【0066】

コンピューティングシステムは、図８のコンポーネント及び構成に限定されず、種々の実施形態に基づき負のピクセル作用を測定することのできる種々の構成の他の及び／又は付加的なコンポーネントを含んでもよいことを更に理解されたい。

【0067】

図９は、種々の実施形態による負のピクセル補償を遂行できる、タッチセンサパネル９２４、ディスプレイ９３６、及び他のコンピューティングシステムブロックを含む規範的移動電話９００を示す。

【0068】

図１０は、種々の実施形態による負のピクセル補償を遂行できる、タッチセンサパネル１０２４、ディスプレイ１０３６、及び他のコンピューティングシステムブロックを含む規範的デジタルメディアプレーヤ１０００を示す。

【0069】

図１１は、種々の実施形態による負のピクセル補償を遂行できる、タッチセンサパネル（トラックパッド）１１２４、ディスプレイ１１３６、及び他のコンピューティングシステムブロックを含む規範的パーソナルコンピュータ１１００を示す。

【0070】

図９から１１の移動電話、メディアプレーヤ、及びパーソナルコンピュータは、種々の実施形態に基づいて負のピクセル作用を補償することにより、電力の節約、精度の改善、高い速度、及び高い頑健性を実現することができる。

【0071】

従って、本開示のある実施形態は、各々スイッチ可能に構成された複数の第１線を含む回路を備え、複数の第２線がその第１線に関連するように構成され、そしてスイッチング回路が少なくとも第１線に結合されて、刺激信号を送信するための少なくとも１つの第１線と、オブジェクトの接地状態を表すキャパシタンス信号を送信するための少なくとも別の第１線とをスイッチすることにより、回路に接近したオブジェクトの接地状態を測定する構成で回路を動作するように構成される。他の実施形態は、更に、タッチ信号をキャパシタンス信号で補償するように構成されたプロセッサを備え、タッチ信号は、回路におけるオブジェクトのタッチを指示する。更に別の実施形態では、第１線は、ドライブ線であり、第２線は、センス線である。

【0072】

本開示のある実施形態は、複数の第１線を含む回路を備え、これら第１線の少なくとも１つは、刺激信号で回路を駆動するように構成され、そして少なくとも１つの他の第１線は、回路に接近するオブジェクトと接地点との間の第１のキャパシタンスを感知するように構成され、複数の第２線が第１線に関連されて、ピクセルを形成すると共に、オブジェクトによるタッチを表す第２のキャパシタンスをピクセルにおいて感知するように構成され、そしてオブジェクトの接地状態に基づき第２のキャパシタンスを第１のキャパシタンスで補償するようにプログラムできるプロセッサを備えている。他の実施形態では、第１のキャパシタンスを感知するように構成された第１線は、回路を駆動するように構成された第１線の下で回路に配置される。更に別の実施形態では、第１のキャパシタンスを感知するように構成された第１線は、回路を駆動するように構成された第１線の上で回路に配置される。

【0073】

本開示のある実施形態は、接近するオブジェクトを感知するように構成されたタッチセンサパネルと、このタッチセンサパネルに結合できそしてパネル上でスキャンシーケンスを遂行してパネルにおけるオブジェクトによるタッチを測定すると共に、オブジェクトの接地を測定するように構成されたスキャンロジックと、接地の測定に基づいてタッチの測定を補償するように構成されたプロセッサとを含むタッチ感知装置を備えている。他の実施形態では、スキャンシーケンスは、タッチを測定するための第１スキャンと、接地を測定するための第２スキャンとを含む。

【0074】

以上、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、当業者には、種々の変更や修正が明らかであることに注意されたい。このような変更や修正は、特許請求の範囲に規定された種々の実施形態の範囲内に包含されることを理解されたい。

【符号の説明】

【0075】

１００：タッチセンサパネル
１０１：刺激信号
１０２：ドライブ線
１０３：タッチ信号
１０４：センス線
１０６：ピクセル
１１４：キャパシタンスＣ_sig
２００：タッチセンサパネル
２０２ａ：ドライブ線
２０２ｃ：ドライブ線
２０４ａ：センス線
２０４ｂ：センス線
２０６ａ：ピクセル
２０６ｂ：ピクセル
２０６ｃ：負のピクセル
２０６ｄ：負のピクセル
３００：タッチセンサパネル
３０１：刺激信号
３０２ａ：ドライブ線
３０２ｃ：補助的なセンス線
３０３：タッチ信号
３０４：センス線
３０６：ピクセル
３１８：負のピクセル作用の信号
４００：タッチセンサパネル
４０２：ドライブ線
４１９：負のピクセル作用の出力
４２１：刺激信号入力
４２２：スイッチ
４２８：接地点
５００：タッチセンサパネル
６００：タッチセンサパネル
８００：コンピューティングシステム
８０２：プロセッササブシステム
８０３：タッチ信号
８０６：タッチコントローラ
８０７：受信部
８０８：制御信号
８０９：復調部
８１０：パネルスキャンロジック
８１１：センサ
８１２：ＲＡＭ
８１４：送信部
８１５：電荷ポンプ
８１６：刺激信号
８２４：タッチセンサパネル
８２６：ピクセル
８２８：ホストプロセッサ
８３０：ディスプレイ装置
８３２：プログラム記憶装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】