JP2013526746A - タッチセンサ上のタッチの位置を検出するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

投影型容量タッチセンサシステムは、複数の非重複区域を定める基板を有する。各非重複区域は、非重複縦列内に配置された複数の検出電極を有する。縦列は、第１の縦列の実質的に高さ全体に沿って延びる水平検出電極と、互いから絶縁された少なくとも２つの垂直検出電極の第２の縦列とを含む。システムは、水平検出電極と所定の区域内の少なくとも２つの垂直検出電極の各々との間の相互キャパシタンスを測定するように構成された測定回路を更に含む。システムの処理論理回路は、変更された相互キャパシタンスを有する水平検出電極及び垂直検出電極組合せを判断するように構成される。処理論理はまた、判断された水平検出電極及び垂直電極組合せの位置に基づいてタッチ位置を判断するように構成される。
【選択図】図５

Description

〔関連出願〕
本出願は、２０１０年５月１４日出願の米国特許出願第１２／７８０，０７７号及び２０１１年５月１３日出願の米国特許出願第１３／１０７，５６５号に対する優先権を請求するものであり、これらの特許の内容は、これにより引用により組み込まれる。

本明細書で開示する内容は、一般的に、タッチセンサ及びタッチセンサシステムに関し、より具体的には、投影型容量タッチセンサに関する。

投影型容量タッチセンサにおいて、外側面は、感知電極又はセンサがその上に形成された１つ又はそれよりも多くの層の上に設けることができる。一般的な抵抗タッチセンサとは対照的に、投影型容量タッチセンサの外側面は、下にある表示デバイスにより表示された画像を見るための高い光透過性を有する耐久性ガラス面とすることができる。タッチセンサは、ボタン及びアイコンのようなグラフィック選択子を表示する表示デバイスの上に位置決めすることができる。ユーザの指が表示デバイス上に表示された望ましい選択子に対応する位置で外側面に触れた時に、タッチセンサシステムは、電極の１つ又はそれよりも多くに関連付けられたキャパシタンスの変化を感知する。本明細書で使用する時の「投影型容量」タッチセンサは、タッチ区域全体を覆う単一の検出電極を有する「表面型容量」タッチセンサとは対照的に、タッチ感応区域内に複数の検出電極を有するあらゆる容量タッチセンサである。

一部の投影型容量タッチセンサは、キャパシタンスを測定し、次に、（Ｘ，Ｙ）座標を計算することによってどこにタッチが位置するかを検出する。これらの検出アルゴリズムは、電気ノイズがある環境において正確な結果をもたらさない場合がある。

投影型容量タッチセンサ上の各タッチは、典型的に少なくとも２つの電極により検出される。電極の数は、画面のサイズ、並びに望ましい解像度によって変わる場合がある。

例えば、１つのタイプの投影型容量タッチセンサシステムは、２つの電極層、すなわち、第１の方向に平行線形電極を有する第１の電極層と第１の方向に垂直な方向に平行線形電極を有する第２の別の電極層とを有することができ、第２の電極層は、第１の電極層に重なっている。市場的に興味深いと判明したこのような２電極層システムの長所は、２本の指によるズーム動作に使用される時に２つ又はそれよりも多くの同時のタッチをサポートする機能である。その複数の電極層を用いて製造するのは高価であるが、このタイプの投影型容量タッチセンサシステムは、電気的ノイズの存在下で軽度の座標歪みしか受けないという利点を有する。測定されたキャパシタンスに基づくタッチの座標の計算は、電気的ノイズの影響を受けやすい。例えば、５％のノイズレベルは、このタイプの２層投影型容量タッチセンサに対する指タッチの幅の約５％だけ座標測定値を歪曲させる場合がある。このレベルの歪みは、タッチセンサのある一定の用途に対して許容不能である場合がある。

別のタイプの投影型容量タッチセンサシステムは、全体が引用により本明細書に組み込まれている米国特許第６，２９７，８１１号明細書に説明されているようなほぼ三角形の電極の交互配置された２組、すなわち、三角形が一方向（例えば、上）を指す一方の組（組１）と三角形が反対方向（例えば、下）を指す他方の組（組２）とを収容する単一層上の「バックギャモン」タイプの電極パターン構成を有することができる。３．５インチ対角線測定値を有するこのようなバックギャモンタイプシステムに対して、タッチセンサは、単層上に５０個に近い別々の三角形電極を利用することができ、７インチのシステムは、１００個よりも多くの電極を有することができる。単層バックギャモンタイプの電極構成は、タッチの対がバラバラの組の三角形電極を励起した時に多重タッチ機能を提供することができるが、２つの同時タッチにより励起された電極の組がバラバラでない時には問題がある。例えば、三角形電極が水平に整列した場合に、類似の垂直座標を有する１対のタッチの検出には問題がある。バックギャモンタイプの電極構成を使用して、タッチセンサは、単一電極層からキャパシタンスを測定した後に２次元座標を計算することができるが、残念ながら、電気的ノイズの影響をかなり受ける場合があり、これは、座標の判断に悪影響を与えることがある。例えば、５％のノイズレベルは、タッチ区域の高さ全体の５％だけ座標（例えば、Ｙ座標）測定値を歪曲させる場合があり、これは、多くのタッチ用途に許容不能であると考えられる。

低ノイズレベル要件によるこのような懸念事項のために、これらの従来の投影型容量タッチセンサシステムに要求される電子機器は、特に、より大きいタッチセンサシステムに対してシステム全体の製造費を上昇させる場合がある。

米国特許第６，２９７，８１１号明細書 米国特許出願第１２／７８０，０７７号明細書 米国特許第７，１９６，３５８号明細書 米国公開特許出願第２００９／０２３７３７４号明細書

従って、２つ又はそれよりも多くの同時タッチを検出することができる投影型容量タッチシステムのような低価格及びより高いノイズ耐性の電極タッチセンサシステムの必要性が存在する。

一実施形態では、投影型容量タッチセンサは、基板と、基板の対応する区域に結合された検出電極の組とを含み、これらの区域は、互いに対して重なっておらず、電極の組は、区域内の第１の縦列の高さに沿って延びる水平検出電極と、区域内の少なくとも１つの縦列の高さに沿って部分的に延びる垂直検出電極とを含み、この少なくとも１つの縦列は、互いに対して物理的に分離され、かつ互いから絶縁した少なくとも２つの垂直検出電極を含み、検出電極の組のうちの１つにおける垂直検出電極の少なくとも１つは、検出電極の組の異なる１つ内の少なくとも１つの対応する垂直検出電極に電気的に接続される。検出電極の組のうちの少なくとも１つのうちの垂直検出電極は、第２の縦列に沿って延びて互いに対して物理的に分離され、かつ互いに対して及び対応する区域内の他の縦列内にある水平及び垂直検出電極と電気的に分離された２つの垂直検出電極と、第３の縦列に沿って延び、かつ互いに対して物理的に分離された少なくとも３つの垂直検出電極部分とを更に含み、少なくとも３つの垂直検出電極部分のうちの２つは、互いに電気的に接続され、少なくとも３つの垂直検出電極部分は、対応する区域内の他の縦列における水平及び垂直検出電極に対して電気的に分離している。

別の実施形態では、投影型容量タッチセンサシステムは、基板と、互いに対して重なっていない基板の対応する区域に結合され、区域内の第１の縦列の高さに沿って延びる水平検出電極及び互いに対して物理的に分離されかつ互いに電気的に接続された少なくとも２つの垂直検出電極部分を含む区域内の少なくとも１つの縦列の高さに沿って部分的に延びる垂直検出電極を含む検出電極の組と、検出電極の組からの基板上の少なくとも１つのタッチに関連付けられた信号レベルを検出するように構成されたコントローラとを含み、水平検出電極に関連付けられた信号レベルは、少なくとも１つのタッチの対応する区域を判断するのに使用され、垂直検出電極に関連付けられた信号レベルは、少なくとも１つのタッチの対応する区域内の垂直位置を判断するのに使用される。

更に別の実施形態では、タッチセンサシステムは、複数の非重複区域を定める基板を有する。各非重複区域は、非重複縦列に配置された複数の検出電極を有する。縦列は、第１の縦列の実質的に高さ全体に沿って延びる水平検出電極と、互いから絶縁された少なくとも２つの垂直検出電極の少なくとも第２の縦列とを有する。システムは、水平検出電極と所定の区域内の少なくとも２つの垂直検出電極の各々との間の相互インピーダンスを測定するように構成された測定回路を更に有する。システムの処理論理回路は、変更された相互インピーダンスを有する水平検出電極及び垂直検出電極組合せを判断するように構成される。処理論理は、判断された水平検出電極及び垂直電極組合せの位置に基づいてタッチ位置を判断するようにも構成される。

更に別の実施形態では、タッチセンサシステムは、複数の非重複区域を定める基板を有する。各非重複区域は、複数の検出電極を有する。複数の検出電極は、実質的に区域の高さ全体に沿って延びる水平検出電極を有する。電極はまた、垂直検出電極のＰ個の対を有する。垂直検出電極は、互いから絶縁される。Ｐは、少なくとも２であり、垂直検出電極のＰ個の対は、区域内の２^P個の非重複垂直検出区画を定める。

本発明の実施形態によって形成される投影型容量タッチセンサシステムの側面図である。 本発明の実施形態により垂直及び水平検出電極が表面上の単一平面内に形成されるタッチセンサの図である。 本発明の実施形態により垂直及び水平検出電極が表面上の単一平面内に形成されるタッチセンサの図である。 コントローラに接続される本発明の実施形態によって形成されたタッチセンサの図である。 本発明の実施形態によるタッチセンサ上のタッチの位置を判断する方法を示す図である。 本発明の実施形態によって形成される電極パターンを示す図である。 本発明の実施形態によって形成されるオフセット電極を有する電極パターンを示す図である。 本発明の実施形態により判断されたタッチの垂直座標の関数としての区域の全ての垂直電極上の信号を示す図である。 本発明の実施形態によって形成される別の電極パターンを示す図である。 本発明の実施形態により１つよりも多い水平検出電極を同じ電子チャンネルに接続することができるタッチセンサを示す図である。 ２つの同時タッチを検出することができる本発明の実施形態によって形成されたタッチセンサを示す図である。 本発明の実施形態によって形成された撓みケーブルに接続されるタッチセンサを示す図である。 特定的な実施形態によりタッチ位置を判断するために本明細書に説明する電極パターンの１つ又はそれよりも多くに関連して利用することができる所定の検出電極区域に結合された例示的な回路の概念上の回路図である。 特定的な実施形態により利用することができる図６（ａ）の電極パターンの相互キャパシタンスを示す図である。 特定的な実施形態による図１１の概念上の回路図の例示的な作動を示す図である 相互キャパシタンスを本発明の特定的な実施形態により判断することができる原理を示す図である。 相互キャパシタンスを本発明の特定的な実施形態により判断することができる原理を示す図である。 相互キャパシタンスを本発明の特定的な実施形態により判断することができる原理を示す図である。 本発明の特定的な実施形態によるタッチ位置の判断を示す図である。 本発明の特定的な実施形態による垂直縦列内の複数のタッチ位置を示す図である。 本発明の特定的な実施形態による垂直縦列内の複数のタッチ位置を示す図である。 本発明の特定的な実施形態によって形成された代替検出電極パターンを示すである。 本発明の特定的な実施形態によって形成された代替検出電極パターンを示すである。 本発明の特定的な実施形態によって形成された代替検出電極パターンを示すである。 本発明の更に別の特定的な実施形態によるバイナリタッチ入力システムのピエゾ抵抗変形体の変形の積み重ねの断面詳細を示す図である。

上述の概要、並びに特定の本発明の実施形態の以下の詳細説明は、添付の図面に関連して読まれるとより良く理解されると考えられる。図が様々な実施形態の機能ブロックの図を示す範囲で、機能ブロックは、ハードウエア回路間の分割を必ずしも示すというわけではない。従って、例えば、機能ブロック（例えば、プロセッサ又はメモリ）の１つ又はそれよりも多くは、ハードウエア（例えば、汎用信号プロセッサ又はランダムアクセスメモリ、ハードディスクのような）の単品内で実行することができる。同様に、プログラムは内蔵型プログラムとすることができ、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込むことができ、インストールされたソフトウエアパッケージ内の機能とすることができる。様々な実施形態は、必ずしも尺度通りに描かれたものでもなく、図面に示す構成及び手段に限定されるというわけではないことを理解すべきである。

本明細書で使用されるように、単数形に説明されかつ単語「ａ」又は「ａｎ」がその前にある要素又は段階は、排除が明示的に説明されていない限り、上述の要素又は段階の複数形を除外しないことを理解すべきである。更に、本発明の「一実施形態」への言及は、説明された特徴を同じく組み込む付加的な実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図していない。更に、明示的に反対の記載がない限り、特定の特性を有する要素又は複数の要素を「含む」又は「有する」実施形態は、その特性を有していない付加的なこのような要素を有する場合がある。

図１は、本発明の特定的な実施形態によるタッチセンサシステム１００内に使用することができる投影型容量タッチセンサ１０の側面図を全体的に示している。単一層上の複数の電極２６は基板１２に取り付けられ、かつ相互接続トレース１６を通じて撓みケーブル１４に結合することができ、相互接続トレース１６は、金属化トレース又は他の導電トレース及び導電接着剤１８とすることができ、導電接着剤１８は、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）とすることができる。例えば、相互接続トレース１６内の終端パッドは、異方性導電フィルムを通じて撓みケーブル１４内の終端パッドに電気的に接続することができる。撓みケーブル１４は、タッチセンサ電子機器又はコントローラ１１０にも結合され、感知されたタッチ又はセンサへのタッチに基づいて電極の駆動及び感知、並びにタッチ座標の判断を制御する。タッチ面２０を形成するガラス、ポリカーボネート、又は他の適切な材料の耐久性のある透明な層は、粘着層２２などにより機械的に電極２６に結合することができる。タッチ面２０に触れる指から生じているキャパシタンスの変化は、測定することができ、関連のタッチ座標を判断することができる。

一実施形態では、遮蔽又は保護電極２４は、任意的に基板１２の外縁の周りで基板１２の底面上に堆積され、及び／又は電極２６と同じ基板１２の平面又は表面に形成することができる。保護電極２４を使用して、タッチセンサ１０の後部に配置されたベゼルに関連付けられた金属、他の支持構造体、又は表示デバイス（全てが示されているわけではない）のようなタッチセンサ１０の周囲の周りの物体へ浮遊キャパシタンスの影響を最小にし、かつ電極２６の間の浮遊キャパシタンスの影響を最小にすることができる。代替的に、保護電極２４、粘着層２２、及びタッチ面２０はない場合があり、検出電極２６を用いて、電極２６と反対側にある基板１２の表面に印加されるタッチを検出することができる。一部の実施形態では、タッチセンサ１０は、ディスプレイから分離している場合があり、従って、基板１２及び電極２６は、不透明又は半透明である場合がある。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明の特定的な実施形態によるタッチセンサ５０の単一層上の電極２６の全体構成を示す上面６８を示している。上面６８は、基板１２の上面とすることができる。図２（ｂ）の特定的な実施例では、説明上、４つの区域７０〜７６があるが、異なる実施形態では、区域は、４つより少ない又は多い場合があり（図２（ａ）の実施例において分るような）、図２（ａ）では、区域は４つより遥かに多く及びタッチ（円により図示）は、複数の水平検出電極上でかつ１つよりも多い区域で行われる。簡潔さを期すために、説明を図２（ｂ）に関連して行う。図２（ａ）と比較して拡張部分図とすることができる図２（ｂ）で分るように、タッチセンサ５０は、各々が少なくとも１つの水平検出電極及び複数の垂直検出電極を有する複数の区域７０〜７６に分割することができる。一部の実施形態では、水平検出電極に関連付けられた信号レベルを使用し、タッチセンサ５０上でタッチの水平位置を識別する。垂直検出電極に関連付けられた信号レベルは、水平検出電極の測定値に基づいて判断される水平位置に関連してタッチの垂直位置を識別するのに使用される。一実施形態では、区域７０、７２、７４、及び７６の各々は、それぞれ、１つの水平検出電極５２、５４、５６、及び５８を含み、水平検出電極５２〜５８の各々は、以下に説明するように、異なる電子チャンネルに接続される。他の実施形態では、１つよりも多い水平検出電極５２〜５８を単一の電子チャンネルに接続することができる。矩形ブロック６０、６２、６４、及び６６は、全体的に複数の垂直検出電極を有する区域を示し、１つのブロック６０内の垂直検出電極は、他の区域ブロック６２〜６６内の同じ全体的な位置に位置する垂直検出電極に接続される。異なるブロック６０〜６６内の電極パターンは、同じ電極パターン又は異なる電極パターンの組合せとすることができる。複数の異なる電極パターンを本明細書に説明するが、他の電極パターンも考えられることを理解すべきである。垂直検出電極を感知するのに使用される電子チャンネルの数は、垂直検出電極の数、望ましい精度、電極パターンなどに基づくことができる。図２（ａ）では、区域（７０、７２、７４、７６．．．）は説明されておらず、その代わりに水平検出電極（５２、５４、５６、５８．．．）が説明され、ブロック（６０、６２、６４、６６．．．）が全体的に示されていることに注意されたい。

図３は、特定的な実施形態によりタッチセンサシステム１００に使用することができる投影型容量タッチセンサ１０を示している。タッチセンサ１０は、基板１２の表面上の対応する区域に結合された電極の組を有し、電極の各組は、水平検出電極及び複数の垂直検出電極を有する。図示及び説明するのに、第１、第２、及び第３の区域１０４、１０６、及び１０８を示している。区域１０４〜１０８は、重なっておらず、かつ同一平面に位置する。図示していないが、区域１０４〜１０８は、図２（ａ）及び図２（ｂ）と同様に間近とすることができ、基板１２のタッチ表面積の全ては、区域により包含される。タッチセンサ１０は、図３に示す区域が３つよりも大きい場合があることを理解すべきである。区域１０４〜１０８は矩形であり、かつタッチセンサ１０の使用可能なタッチ区域の１つの寸法の全体に沿って延びるように示されているが、区域１０４〜１０８は、他の形状及び寸法とすることができることを理解すべきである。

基板１２は、ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリマーフィルム、アルミニウムのような金属、又は他の適切な材料とすることができる。電極は、基板１２上に形成される。電極の一部は、形状が実質的に正方形である場合があり、一方、一部の電極は、矩形である場合がある。他の形状を使用することもできることを理解すべきである。個々の電極の重なりはなく、電極の全ては、基板１２の上面のような単一平面又は表面上に形成することができる。図示の実施形態では、電極の組は、区域１０４〜１０８の各々内で同じ電極パターンを形成する。他の実施形態では、電極の組は、区域１０４〜０８の各々内で同じ電極パターンを形成することができず、区域１０４〜１０８の部分集合内で同じ電極パターンを形成することができる。

電極は、電極区域の全体を覆う導電フィルム、メッシュパターン、Ｓ字曲線パターン又は他のパターンのような不完全に区域を満たす導電フィルムとして製造することができる。例えば、電極は、密接に位置し、かつ互いに電気的に接続した導電フィルムの１つよりも多い区域で形成することができる。電極の各々は、各電極の輪郭を埋めるために微細な金属線を使用してＳ字曲線パターンを形成するなどにより導電材料の連続ループで形成することができる。金属線は、例えば、１０マイクロメートルと２５マイクロメートルの間の厚みとすることができる。別の実施形態では、電極は、スクリーン印刷法、写真法、又は他の処理を使用するなどにより望ましいパターンで堆積させることができる堆積導電コーティングで形成することができる。導電コーティングは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、アンチモン酸化錫（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫、炭素−ナノチューブ含有フィルム、銀ナノトレース含有フィルム、及び本質的に導電性のポリマーなどとすることができる。

タッチセンサ１０は、Ｙ又は縦軸１１４及びＸ又は横軸１１６を有する。指示子の上部２２８、底部２３０、左２３２、及び右２３４は、単に参考のためにタッチセンサ１０に対して示されている。第１の区域１０４を参照すると、電極の組は、水平検出電極１１８及び垂直検出電極１２０〜１４８を含む。水平検出電極１１８は、第１の区域１０４内の縦列１５２の高さ１５０に沿って延びる。一部の実施形態では、縦列１５２の高さ１５０は、縦軸１１４に沿って第１の区域１０４の高さに対応し、かつタッチセンサ１０の使用可能なタッチ区域の高さに対応することができる。垂直検出電極１２０は、別の縦列１５４の高さ１５０に沿って部分的に延びる。垂直検出電極１２２及び１２４は、縦列１５６の高さ１５０に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離されている。間隙１６２は、垂直検出電極１２２及び１２４を分離する。垂直検出電極１２６、１２８（１３０及び１３２）は、縦列１５８の高さ１５０に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離されている。垂直検出電極１３４、１３６、１３８、１４０、１４２、１４４、１４６、及び１４８は、縦列１６０の高さ１５０に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離されている。例えば、間隙及び／又は別の電極により分離されるような互いに対して物理的に分離された電極は、トレースを通じて互いに電気的に接続することができる。更に、電極は、図示の縦列構成に限定されない。例えば、縦列１５２は、第１の区域１０４内のあらゆる縦列位置に位置することができる。同様に、縦列１５４〜１６０は、あらゆる順序に位置することができる。本明細書に説明するいずれの他の電極パターン内の縦列の順序も、同様にあらゆる順序に配置することができる。また、水平検出電極の縦列の数の増加、及び垂直検出電極の縦列の数の増加又は低減を行うことができる。

特定的な実施形態により、第２の区域１０６内の電極の組は、第１の区域１０４内の同じパターンを形成する。電極は、区域１０６内の１６４〜１７２で縦列内に形成される。水平検出電極１７４は、縦列１６４に沿って延び、一方、垂直検出電極は、縦列１６６、１６８、１７０、及び１７２に沿って部分的に延びる。第１の区域１０４内の垂直検出電極は、同じ相対的な縦列内及び実質的に縦軸１１４に沿った同じ位置に位置する第２及び第３の区域１０６及び１０８の垂直検出電極に対応する。例えば、区域１０４内の垂直検出電極１２０は、区域１０６内の垂直検出電極１７６に対応し、区域１０４内の垂直検出電極１２２及び１２４は、それぞれ、区域１０６内の垂直検出電極１７８及び１８０などに対応する。電極の全てに個別の品目番号を与えているわけではない。一実施形態では、１つの区域内の電極は、同じ相対的な位置に位置しない別の区域内の電極に対応する場合がある。

明瞭さを期すために、図３に示す電極パターンは縮尺通りではない。例えば、区域１０４〜１０８は、間の空間が狭いほど互いに接近して位置決めすることができる。一実施形態では、各縦列１５２〜１６０及び１６４〜１７２は、縦列がどの区域にあるかに関わらず、隣接縦列から等距離に離間させることができる。例えば、縦列１５８及び１６０は、縦列１６０及び１６４と同じ距離だけ分離させることができる。更に、電極の寸法は、図示のものと異なる場合がある。一実施形態では、第１の区域１０４は、横軸１１６に沿った幅５ミリメートル（ｍｍ）とすることができる。別の実施形態では、水平検出電極１１８の左側は、水平検出電極１７４の左側から５ｍｍ離間させることができる。また、縦軸１１４に沿った垂直検出電極１３４の高さは、５ｍｍとすることができる。他の寸法を使用することもできることを理解すべきである。

コントローラ１１０は、１２個の電子チャンネルのような所定の数のキャパシタンス測定電子チャンネルを提供する。１つ又はそれよりも多くの電極は、電子チャンネルの各々に取り付けることができる。一実施形態では、水平検出電極１１８が、電子チャンネル１９０に接続される唯一の電極であり、水平検出電極１７４が、電子チャンネル２００に接続される唯一の電極であり、第３の区域１０８内からの水平検出電極１８２が、電子チャンネル２０２に接続される唯一の電極である。一実施形態では、１つの区域内の垂直検出電極は、電極の異なる区域又は組内の対応する垂直検出電極及び同じ電子チャンネルに電気的に接続される。例えば、垂直検出電極１２０、１７６、及び１８４は、互いにかつ電子チャンネル１９２に電気的に接続される。垂直検出電極１２２、１２４、１７８、１８０、１８６、及び１８８は、互いにかつ電子チャンネル１９４に電気的に接続される。同様に、垂直検出電極１２６〜１３２は、第２及び第３の区域１０６及び１０８内の対応する電極及び電子チャンネル１９６に電気的に接続される。垂直検出電極１３４〜１４８は、第２及び第３の区域１０６及び１０８内の対応する電極及び電子チャンネル１９８に電気的に接続される。

一実施形態では、トレース２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４、及び２２６（全てのトレースが品目番号に示されているわけではない）は、基板１２上の電極を電気的に接続するために導線、銀フリット、堆積金属フィルム、導電インク、及び導電コーティングの不完全削除線分離などのような材料で形成することができる。トレース２０４〜２２６は、個々の又は複数の電極とケーブル又はケーブルコネクタ（図１に示すような）間に信号及び電力を伝えることができる。一部の実施形態では、対応する電極は、基板１２上で互いに電気的に接続することができ、一方、他の実施形態では、対応する電極は、撓みケーブル又はコントローラ１１０又はそのあらゆる組合せで互いに電気的に接続することができる。

図示のように、図３の構成は、７つの電子チャンネル１９０〜２０２を利用し、分離した電子チャンネルに各電極を接続するか又は設定された数のチャンネルに同じ区域内の電極を割り当てるシステムと比較すると電子チャンネルの所要の数を低減する。更に、電子ノイズの影響を低減することができ、その理由は、走査速度を上げることができ、各電子チャンネルに対して特定の期間における信号平均化を通じてノイズ抑圧に向けてより多くの個別の測定が行われるからである。他の特定的な実施形態により、異なる数の電子チャンネルを使用して、より多くの電極（図示せず）を含み、より多くの区域に対応し、及び／又はタッチセンサ１０の大型化をもたらすことができることを理解すべきである。

電子チャンネルは、コントローラ１１０内の分離したチップ（図示せず）上に設けることができる集積回路内に設けることができる。付加的なチップを付加的な電子チャンネルを供給するためにコントローラ１１０内に含めることができる。

電極は、電極の少なくとも一部に重なる指（又は他の十分に導電物体）接触に容量的に結合し、コントローラ１１０は、基板１２又は他のタッチ面（例えば、図１のタッチ表面２０）上のタッチに関連付けられた信号レベルを検出する。例えば、タッチにより、タッチ区域下にある電極に関連付けられたキャパシタンスのレベルが上がる。生成される信号の量は、少なくともタッチの全体的なサイズ及び使用されるタッチ面の厚み（及び誘電率）に依存する。従って、タッチ面が厚いほど、指（又は他の物体）から電極１１８〜１４８及び１７４〜１８８まで向う電界の向きの線の横方向の広がりのために感知されるタッチ区域が広くなる可能性がある。

図４は、特定的な実施形態によるタッチセンサ１０上のタッチの座標位置を判断する方法を示す流れ図である。５００で、コントローラ１１０は、各電子チャンネルに対して基線キャパシタンスレベルを確立する。これは、システム１００が最初に電源を投入されてタッチがタッチセンサ１０に存在しない時に達成することができる。基線キャパシタンスレベルが有効と考えられる所定の限界がある場合がある。一部の実施形態では、ＩＴＯの有限抵抗のような影響を補正するためなどに他の調節を提供することができる。

図３も参照すると、５０２で、コントローラ１１０は、各電子チャンネル１９０〜２０２上のキャパシタンスレベルを検出する。一実施形態では、キャパシタンスレベルは、信号振幅とすることができる。５０４で、コントローラ１１０は、同じチャンネルに対して前に検出されたキャパシタンスレベルと現在のキャパシタンスレベルを比較する。例えば、電子チャンネル１９０上で検出されたキャパシタンスレベルは、最初に基線とすることができる電子チャンネル１９０上の以前に検出されたキャパシタンスレベルと比較される。５０６で、コントローラ１１０は、差が所定の限界値未満であるか否かを判断する。所定の限界値未満であった場合に、５０８で、コントローラ１１０は、最新の検出されたキャパシタンスレベルに基づいて基線キャパシタンスレベルを更新する。一実施形態では、基線を最新の検出されたキャパシタンスレベルに等しいように変更することができ、一方、別の実施形態では、差に基づいて、巡回フィルタなどにより基線を変更することができる。本方法は、時間と共に変えることができる動的基線を生成するために５０８から５０２に戻る。

５０６に戻って、コントローラ１１０が少なくとも一部の電子チャンネル１９０〜２０２が所定の限界よりも大きいと判断した場合に、本方法は、５１０に進む。５１０で、コントローラ１１０は、５０２で検出された全てのキャパシタンスレベルの合計が範囲であるか否かを判断する。合計は、ｚ座標に示すことができる。範囲は、低め又は第１の閾値、及び高め又は第２の閾値を有することができる。第１の閾値は、有効なタッチとして適格であるためのキャパシタンスの有意に十分な増加があることを確認するレベルで判断される。第２の材料を使用して、手の掌がタッチセンサ１０と接触した時のような不要な「タッチ」を拒否することができる。従って、合計又はｚ座標が範囲でなかった場合に、本方法は、５０２に戻り、基線は更新されない。合計又はｚ座標が範囲であった場合に、有効なタッチが検出され、５１２で、コントローラ１１０は、電子チャンネル１９０〜２０２の各々に対して正味測定値を計算し、正味測定値は、最新の測定値（５０２で検出）と基線の間の差である。

次に、５１４で、コントローラ１１０は、水平座標を判断又は計算する。例えば、それぞれ、水平検出電極１１８、１７４及び１８２に対応する電子チャンネル１９０、２００、及び２０２からのキャパシタンス信号を使用する。一実施形態では、水平検出電極から信号を検出する電子チャンネルの全てにわたって加重和を計算することができる。一例としてのみ、以下の式、すなわち、Ｘ＝（ΣＸｉ＊Ｓｉ）／（ΣＳｉ）を用いて水平座標の加重和を計算することができ、ここで、電極番号「ｉ」は、Ｘ座標Ｘ及びタッチ信号Ｓｉを有する。別の実施形態において、コントローラ１１０は、電子チャンネル１９０、２００、及び２０２のうちのどれが最大キャパシタンス値又は信号を有するかを判断する。この測定値は、水平位置を計算するために２つの隣接水平検出電極からのキャパシタンス値に関連して使用される。例えば、電子チャンネル２００（水平検出電極１７４に対応する）が最大キャパシタンス値を有し、電子チャンネル１９０及び２０２のキャパシタンス値が実質的に同じことである場合に、コントローラ１１０は、タッチが水平検出電極１７４に中心があると判断することができる。電子チャンネル１９０のキャパシタンス値が、電子チャンネル２００未満であるが電子チャンネル２０２を上回った場合に、タッチは、水平検出電極１１８及び１７４の間に、かつ水平検出電極１７４に向けて接近して位置決めすることができる。

コントローラ１１０は、次に、垂直座標位置を判断する。図３に示す電極パターンは、単一の電子チャンネルが各縦列内の垂直検出電極に接続される実施形態を示している。以下で更に説明するように、１つよりも多い電子チャンネルは、各縦列内の垂直検出電極の異なる１つに接続することができる。５１６で、コントローラ１１０は、いくつの電子チャンネルが特定的な実施形態により縦列当たりに接続されるかを判断するように構成することができる（代替的に、他の実施形態に対して、コントローラ１１０は、、いくつの電子チャンネルが縦列当たりに接続されるか既知である）。縦列当たりに１つの電子チャンネルがある場合に、本方法は、段階５１８に進むか、又は縦列当たりに２つの電子チャンネルがある場合に、本方法は、段階５３０に進む。

５１８で、コントローラ１１０は、垂直検出電極に接続した電子チャンネルの正味測定値を閾値と比較する。５２０で、正味測定値が閾値を上回った場合に、コントローラ１１０は、チャンネルに２進数の「１」を割り当てることができる。正味測定値が閾値未満であった場合に、コントローラ１１０は、チャンネルに２進数の「０」を割り当てることができる。５２２で、コントローラ１１０は、５２０で割り当てられた「２進コード」に基づいて垂直座標位置を判断する。

例えば、「２進コード」２３６は、図３ではタッチセンサ１０の左側寄りに示されており、第１の区域１０４に関して以下に説明する。２進コード２３６内の縦列に対応する電子チャンネル１９０〜１９８は、２進コード２３６より上方に示される。１００００の２進コードが生成された場合に、一番左の「１」は、水平検出電極が閾値を上回ったことを示している。図示の実施例では、一番左の「１」は、区域１０４の縦列１５２及び電極１１８からの信号を検出する電子チャンネル１９０に対応する。電子チャンネル２００及び２０２、従って、水平検出電極１７４及び１８２に関連付けられた２進コード及び／又は２進数の値の各々は示されていない。４つのゼロ「００００」は、閾値より上方の信号を生成しなかった垂直検出電極１２０〜１４８の４つの縦列に対応する。図３では、区域１０４、１０６、及び１０８の各々内の垂直検出電極の対応する縦列は互いに結びつけられ、従って、閾値より上方の信号を生成したタッチセンサ１０上の垂直検出電極はない。例えば、電子チャンネル１９２が「０」の２進値を割り当てられた場合に、タッチは、タッチセンサ１０の上半分に位置する。電子チャンネル１９４が「０」の２進値を割り当てられた場合に、タッチは、タッチセンサ１０の上の区域又は下側中間の区域に位置する。電子チャンネル１９６に割り当てられた２進コードは、タッチがタッチセンサ１０の垂直１／８位のどの組に位置するかを識別し、電子チャンネル１９８に割り当てられた２進コードは、タッチがタッチセンサ１０の垂直１／１６位のどの組に位置するかを識別する。すなわち、チャンネル１９６及び１９８は、タッチが電極を有する区域上か又は電極がないブランクの区域上にあるかを判断し、垂直位置は、全ての垂直のチャンネル情報を結合することによって判断することができる。

２進コードが「１００００」である実施例では、「１」は、タッチセンサ１０の上で水平位置を識別するものであり、垂直位置は、タッチセンサ１０の上部１／１６位内にある。従って、図４に戻ると、５２４で、コントローラ１１０は、２進コード２３６に基づいてタッチの座標位置を判断する。

垂直検出電極１３４の一部を覆うタッチセンサ１０上のごく僅かに弱いタッチが、１０００１の２進コードが生成する場合がある。従って、コントローラ１１０により判断される２進コードは、２進コードを生成するタッチの垂直位置と平行に又はそれに沿って図３に示されている。上部２２８、底部２３０、左２３２、及び右２３４と同様に、図を指す時に、タッチセンサ１０に対して使用される上半分、下半分、及び上部１／４などのような説明が便宜上使用され、システム１００とのタッチセンサ１０の使用及び／又は実施は、そのように限定されたものではないことを理解すべきである。

第１の区域１０４の電極パターンの実施例では、１６個の個別の２進コードは、電子チャンネル１９０〜１９８で上で検出された信号レベルに基づいて生成することができる。換言すると、タッチは、１６個の垂直検出区画の１つにおけるものであると判断することができる。一般的に、所定の区域内の垂直検出区画の数は、垂直検出電極の縦列の数に基づくことができる。例えば、垂直検出電極の４つの隣接縦列により、１６個の垂直検出区画の１つ内のタッチの検出が容易にされる。概説すると、タッチを検出することができる垂直検出区画の数は２Ｎに等しく、ここで、Ｎは、隣接垂直電極の縦列の数に等しい。所定の区域内の垂直電極は、特定的な実施形態では実質的に水平電極と平行であるが、他の実施形態は、このような垂直電極を水平電極から角度量だけオフセットさせることができ、かつ本発明の範囲であることには変わりはない。特定の「垂直検出電極」（例えば、図５内の６とラベル付けされるような）は、電気的に接続された１つよりも多い電極又は電極部分（例えば、図５では３０８及び３１２とラベル付けされるような）で製造することができることに注意すべきである。

以下でより詳細に説明するように、他の実施形態では、垂直検出区画の数は、垂直検出電極のいくつかの対に基づくことができる。例えば、図５は垂直検出電極の４つの対、すなわち、８，７とラベル付けされる垂直検出電極の対、６、５とラベル付けされる垂直検出電極の対、４、３とラベル付けされる垂直検出電極の対、及び２、１とラベル付けされる垂直検出電極の対を示している。この場合に、垂直検出電極の４つの対により区域内で１６個の垂直検出区画が得られる。概説すると、タッチを検出することができる垂直検出区画の数は、２^Pに等しく、ここで、Ｐは、所定の区域内にある垂直直検出電極の対の数に等しい。

以下で更に説明するように、比率及び／又は補間を使用すると、より細かい垂直の精度をもたらすことができる。

図５は、特定的な実施形態により図３の電極パターンと比較して区域３００内により多くの数の電極を有する電極パターンを示している。１つの区域３００のみが示されているが、タッチセンサは、電極パターンがタッチセンサにわたって繰り返された多くの類似の区域を有することができる。図３及び図４に関して説明するように、水平検出電極からの信号を使用してタッチセンサ上のタッチの水平位置を識別し、垂直検出電極からの信号を使用してタッチセンサ上のタッチの垂直位置を識別する。２進コード３９６も示されている。この実施形態では、垂直検出電極に対しては縦列当たりに２つの電子チャンネルがある。

水平検出電極３０２は、縦列３６４の高さ３７４に沿って延びる。垂直検出電極３０４及び３０６は、実質的に等しくサイズ設定され、縦列３６６の高さ３７４に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離されている。間隙３７６により、垂直検出電極３０４及び３０６が分離される。垂直検出電極３０８〜３１４は、実質的に等しくサイズ設定され、縦列３６８の高さ３７４に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離され、すなわち、間隙（品目番号で図示せず）により分離される。垂直検出電極３１６〜３３０は、実質的に等しくサイズ設定されて、縦列３７０の高さ３７４に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離されており、かつ垂直検出電極３３２〜３６２は、実質的に等しくサイズ設定されて、縦列３７２の高さ３７４に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離されている。他の実施形態では、各区域内に含むことができるのは４つの縦列３６６〜３７２よりも多いか又は少ない場合があり、かつ異なる区域は、垂直検出電極の異なる数の縦列を有する場合があることを理解すべきである。

水平検出電極３０２は、コントローラ１１０の電子チャンネル３７８に電気的に接続されている（図３に示すように）。垂直検出電極３０４及び３０６は、それぞれ、電子チャンネル３８０及び３８２に接続される。垂直検出電極３０８及び３１２は、電子チャンネル３８４に接続され、一方、垂直検出電極３１０及び３１４は、電子チャンネル３８６に接続される。垂直検出電極３１６、３２０、３２４、及び３２８は、電子チャンネル３８８に接続される。垂直検出電極３１８、３２２、３２６、及び３３０は、電子チャンネル３９０に接続される。垂直検出電極３３２、３３６、３４０、３４４、３４８、３５２、３５６、及び３６０は、電子チャンネル３９２に接続される。垂直検出電極３３４、３３８、３４２、３４６、３５０、３５４、３５８、及び３６２は、電子チャンネル３９４に接続される。従って、縦列内の２つの電子チャンネルとの接続は、隣接垂直検出電極の間で交替する。

図３に関して説明するように、水平検出電極３０２は、電子チャンネル３７８に接続した唯一の電極とすることができる。タッチセンサ上の他の水平検出電極の各々は、固有の電子チャンネルに接続することができる。垂直検出電極３０４〜３６２は、必要とされる電子チャンネルの数を最小にするために、他の区域（図示せず）内の対応する電極に電気的に接続することができる。図５の実施例では、９つの電子チャンネル３７８〜３９４が示されており、各付加的な区域により、結果として水平検出電極に接続される付加的な電子チャンネルが得られることになる。

図４に戻ると、５１６で、コントローラ１１０は、図５に示す実施形態に対して縦列３６６〜３７２の少なくとも１つ内の垂直検出電極が２つの電子チャンネルに接続されたと判断するか又はその他の方法で見出すように構成され、本方法は、５１６から５３０に進む。一実施形態では、縦列３６６３７２の１つ又はそれよりも多く内の垂直検出電極が、図３に関して説明したような単一の電子チャンネルに接続されていた場合に、５１８〜５２４を適用可能なチャンネルに使用することができる。

５３０で、コントローラ１１０は、同じ縦列に位置する垂直検出電極からの信号を検出する２つのチャンネルの正味測定値を互いと比較する。垂直検出電極に対して、最上位ビット（ＭＳＢ）は、垂直検出電極３０４及び３０６の測定値により判断され、最下位ビット（ＬＳＢ）は、垂直検出電極３３２、３３４、３３６、３３８、３４０、３４２、３４４、３４６、３４８、３５０、３５２、３５４、３５６、３５８、３６０、及び３６２の測定値により判断される。５３２で垂直検出電極により判断された２進コード３９６（この実施例ではＭＳＢからＬＳＢまでの４桁コード）は、タッチがタッチセンサ上でどこに垂直に位置するかを判断するために５３４でコントローラ１１０によって使用され、一方、水平検出電極は、タッチがタッチセンサ上のどこで水平に位置するかを判断するのに使用される（例えば、水平検出電極３０２には、信号が関連の水平座標に対してタッチを示すと検出された場合に、段階５１４で「１」の２進値が割り当てられる）。

従って、タッチがタッチセンサの上半分に位置する場合に、電子チャンネル３８０の正味測定値は、電子チャンネル３８２の正味測定値より大きい。タッチがタッチセンサの下半分に位置する場合に、電子チャンネル３８２の正味測定値は、電子チャンネル３８０の正味測定値より大きい。電子チャンネル３８０の正味測定値がより大きく、タッチセンサの上半分に位置するタッチを示す時に、電子チャンネル３８０及び３８２に関連付けられた２進コード３９６の縦列３６６内の２進値に「０」が割り当てられ、電子チャンネル３８２の正味測定の方が大きく、タッチがタッチセンサの下半分に位置する場合、２進値は「１」である。

同様に、縦列３６８内の最上部垂直検出電極３０８及び中間−下側垂直検出電極３１２に接続された電子チャンネル３８４がタッチを検出した場合（従って、電子チャンネル３８６より大きな正味測定値を有する）、２進コード３９６内の縦列３６８内の２進値には「０」が割り当てられる。中間−上側垂直検出電極３１０及び最下部垂直検出電極３１４に接続した電子チャンネル３８６がタッチを検出した場合（例えば、電子チャンネル３８６の正味測定値が、電子チャンネル３８４の正味測定値より大きい）、縦列内の２進値３６８には、「１」が割り当てられる。

２進コード３９６内の右寄りの次の縦列（縦列３７０）は、２つの電子チャンネル３８８及び３９０上で正味測定値により判断され、２つの電子チャンネル３８８及び３９０は、タッチがタッチセンサの垂直１／８位のどの組に位置するかを判断する。図示の実施例では、電子チャンネル３８８が最高正味測定値を有する時に、「０」の２進値が縦列３７０に割り当てられ、電子チャンネル３９０が最高の正味測定値を有する時に、「１」の２進値が割り当てられる。

ＬＳＢである２進コード３９６内の一番右の縦列３７２は、２つの電子チャンネル３９２及び３９４上の正味測定値により判断され、２つの電子チャンネル３９２及び３９４は、タッチがタッチセンサの垂直１／１６位のどの組に位置するかを判断する。この実施例では、電子チャンネル３９２が最高の正味測定値を有する時に「０」の２進値が割り当てられ、電子チャンネル３９４が最高の正味測定値を有する時に「１」の２進値が割り当てられる。

従って、図４に戻ると、５３４で、コントローラ１１０は、２進コードに基づいてタッチの垂直座標位置を判断する。５３６で、コントローラ１１０は、以前に判断された水平及び垂直座標位置に基づいてタッチの座標位置を判断する。従って、タッチの個別の位置は、２進コード３９６に基づいて迅速に識別することができる。水平及び垂直座標位置は、あらゆる順序で判断することができ、又は同時に判断される場合があることを理解すべきである。

更に別の比較、比率、及び／又は補間を用いて、垂直座標位置を更に精緻化することができる。例えば、上述のように、比較を行うことに加えて電子チャンネル正味測定値間の比率を計算することにより（以下で更に説明するように）、１６個の個別の垂直の位置を超えてより細かい解像度をもたらすことができる。例えば、垂直検出電極からの信号の比率を用いて、２つの個別の垂直位置間により正確な垂直位置を補間することができる。

更に、タッチのサイズを判断することができる。５ｍｍのような最小サイズを予め定めることができ、サイズが５ｍｍ未満であると判断されたタッチは排除させる。これは、例えば、タッチセンサ上の互いに隣接する電極の５つの縦列にタッチを示すキャパシタンスレベルを生成するように求めることによって判断することができる。他の最小及び／又は最大寸法を使用することができる。解像度を微調節する比率を決める時に、タッチのサイズを考慮することができる。例えば、比率補正曲線をタッチのサイズに基づいて選択することができる。複数の比率補正曲線を使用することができる。

更に、あらゆる数のフィルタ、処理、及びオフセット補正などを適用することができる。例えば、少なくとも３回の連続走査に対してタッチが報告された場合に限り、タッチを検証することができる。

他の実施形態では、区域３００内に含めることができる電極が小さいほど及び／又は電極の縦列が多いほど精度が上がる。更に、垂直解像度は、１つのみ又は複数のチャンネルを追加することによって倍加するか又はその他の方法で上げることができる。

図６（ａ）は、別の特定的な実施形態による図５の電極パターンと同数の電子チャンネルを利用する電極パターンを示している。しかし、電極の寸法、位置、及び数量は異なる。１つの区域４００のみが示されているが、タッチセンサは、図示のパターンがタッチセンサにわたって繰り返された多くの類似の区域を有することができる。ここでもまた、水平検出電極４０２及び他の水平検出電極（図示せず）からの信号を使用してタッチセンサ上のタッチの水平位置を識別することができる。垂直検出電極４０４〜４４０及び他の垂直検出電極（図示せず）からの信号を使用してタッチセンサ上のタッチの垂直位置を識別することができる。

水平検出電極４０２は、縦列４６２の高さ４６０に沿って延びる。垂直検出電極４０４及び４０６は、縦列４６４の高さ４６０に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離されている。間隙４７２により垂直検出電極４０４及び４０６が分離される。垂直検出電極４０８〜４１２は、縦列４６６の高さ４６０に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離され、すなわち、間隙４７４及び４７６により分離される。垂直検出電極４１４〜４２２は、縦列４６８の高さ４６０に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離され、すなわち、間隙（品目番号で図示せず）により分離される。垂直検出電極４２４〜４４０は、縦列４７０の高さ４６０に沿って部分的に延び、かつ互いに対して物理的に分離され、すなわち、ここでもまた間隙により分離される。上述のように、縦列４６２４７０は、区域４００内にあらゆる順序に配置することができる。

間隙４７２、４７４、及び４７６、並びに品目番号に示されていない他の間隙は、互いに対して異なる区域４００の上部４７８から隔てて位置する。図６（ａ）で分るように、様々な垂直検出電極を互いから垂直に分離する間隙が１５個あり、これらの間隙は、上部４７８からの異なる距離にある。例えば、間隙４７２、４７４、及び４７６は、上部４７８からそれぞれ距離Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３に位置する。間隙４７２に関し、他の縦列４６６、４６８、及び４７０内の垂直検出電極４１０、４１８、及び４３２は、それぞれ、距離Ｄ１を通って延びる。間隙４７２〜４７６、並びに電極パターン内の他の間隙をオフセットさせることにより、１つの個別の垂直位置の２進コード及び隣接垂直位置の２進コードは、１ビットのみだけ異なる。１ビットのみが位置間の状態を変化させせるので、状態変化中に発生する可能性がある特定のデータエラーが防止され、従って、データは、信頼性がより高いものである。例えば、図５では、タッチが区域３００の中間よりも僅かに上方に位置して僅かに下方に移動した場合に、２進コードは、１０１１１から１１０００に変化する。この場合に、全ての垂直４ビットは、誤った垂直の位置の報告を回避するために同時に変化すべきである。しかし、図６（ａ）において、指が区域４００を通じて下方に移動した時に、一度に１つの電子チャンネルのみが状態又は２進値を変えることになる。

図５の電極パターンの場合と同様に、水平検出電極４０２は、コントローラ１１０（図３に示すような）の電子チャンネル４４２に電気的に接続することができる。垂直検出電極４０４及び４０６は、それぞれ、電子チャンネル４４４０及び４４６に接続される。垂直検出電極４０８及び４１２は、電子チャンネル４４８に接続され、一方、垂直検出電極４１０は、電子チャンネル４５０に接続される。従って、各縦列は、チャンネルの各々に接続した等しい数の電極を有することができるわけではない。垂直検出電極４１４、４１８、及び４２２は、電子チャンネル４５２に接続され、電子チャンネル４５４に接続された垂直検出電極４１６及び４２０で交替する。垂直検出電極４２４、４２８、４３２、４３６、及び４４０は、電子チャンネル４５６に接続され、電子チャンネル４５８に接続された垂直検出電極４２６、４３０、４３４、及び４３８で交替する。

ここでもまた、水平検出電極４０２は、電子チャンネル４４２に接続した唯一の電極とすることができる。垂直検出電極４０４〜４４０は、必要とされる電子チャンネルの数を最小にするために、他の区域（図示せず）内の対応する電極に電気的に接続することができる。

例示的な２進コード４８０は、区域４００の隣に示されている。垂直検出電極４０４に関連付けられた電子チャンネル４４４が垂直検出電極４０６に関連付けられた電子チャンネル４４６より大きな信号を有する場合に、タッチは、区域４００の上部半分にあり、「０」の２進値を２進コード４８０の対応する縦列に割り当てることができる。電子チャンネル４４６が電子チャンネル４４４より大きな信号を有する場合に、タッチは、区域４００の下半分にあり、「１」の２進値を割り当てることができる。タッチの個別の垂直の位置は、２進コード４８０、比率及び／又は同じ縦列（縦列４６４内の隣接電極４０４及び４０６のような）内の隣接電極の間の比較、隣接縦列の電極の間の比較、補間、及び／又は更に別の処理に基づいて迅速に識別することができる。他の実施形態では、より小さい電極、付加的な電子チャンネル、及び／又は電極のより多くの縦列を区域４００内に含めて精度を上げることができる。

例えば、図４に関して上述したように、比較を行うことに加えて特定の電子チャンネル正味測定値間の比率を計算することにより、１６個の個別の垂直の位置を超えてより細かい解像度をもたらすことができる。例えば、図６（ａ）の電極パターンを参照すると、１つの縦列内の２つの信号間の比率は、別の縦列内の２つの信号間の比率と共に使用することができる。

図６（ｂ）は、特定的な実施形態によるＹ軸に沿って移動する（区域４００の上部４７８から底部のように）タッチの関数としての８つの垂直検出電極の全ての信号、並びに４つの縦列（４６４、４６６、４６８及び４７０）の各々内の２つの信号間の比率を示している。数字１〜８は、図６（ａ）の垂直検出電極４０４〜４４０（数字１〜８ででも示されている）に関連付けられた信号を示すために使用される。縦列４６４、４６６、４６８、及び４７０は、図６（ａ）に関して上述したように図の左側に示されている。垂直位置の各々の２進コードは、図の上部に示されている。２進コードの水平ビットが除外され、かつ矢印４８２は垂直方向を示すことに注意すべきである。垂直の位置「Ａ」、「Ｂ」、及び「Ｃ」を示す線も示されている。

各縦列４６４〜４７０に対して示されている２つの信号は、能動タッチが各２進コードに対応する各垂直位置で存在することを反映する。すなわち、信号は、振幅又は山及び谷を有する。タッチセンサの１つの区域にわたってかつ区域の高さ全体４６０に沿って能動タッチを反映する信号が本明細書に説明しやすいように示されているが、タッチセンサの適用を反映していない。例えば、図示のような信号１〜８の信号振幅を捕捉して区域４００の上部４７８から底部にドラッグされた指タッチを反映することができる。タッチが特定の垂直／水平位置で存在しない時に、信号の振幅は、ゼロ又は他の定数又は最小限度に変化する値である。

縦列内の信号間の比率を使用して個別の垂直位置の範囲のより正確な垂直位置を補間することができる。信号の通過点は、縦列内の電極間の間隙に対応する。例えば、信号７と８の通過点４８４は、間隙４７２に対応し、信号５と６間の通過点４８６は、間隙４７４に対応する。例えば、２進コード０１１１に対応する最初に判断された個別の垂直位置４８８は、個別の垂直位置の範囲の又は垂直位置「Ａ」及び「Ｂ」間の垂直位置に更に精緻化することができる。換言すると、補間に使用される信号比率は、判断された個別の垂直位置の垂直な両側の電極間の間隙を含む２つの縦列内の信号から判断される。この実施例では、縦列４７０は、個別の垂直位置４８８の上部で電極１及び２間の間隙を含み、間隙は、垂直位置「Ａ」で信号１及び２の交差に対応する。同様に、縦列４６８は、個別の垂直位置４８８の底部で電極３及び４間の間隙を含み、間隙は、垂直位置「Ｂ」で信号３及び４の交差に対応する。垂直位置「Ａ」で、縦列４７０の信号１及び２の勾配は、比較的急であり、従って、信号１及び２の比率曲線は、この垂直位置の近くでも急である。この実施例では、信号１及び２は、縦列４７０内の電極が図示の実施形態ではサイズで最も小さいので最初に検査することができる。垂直位置「Ａ」での信号１及び２間の比率は、より正確な垂直位置を判断するのに十分な情報を提供するのに十分に変化中である場合がある。しかし、垂直位置「Ｂ」の近くでは、信号１及び２の勾配は、比較的平坦であり、従って、信号１及び２の比率曲線は、この垂直位置付近でも平坦である。信号１及び２の比率は、この比率に単に基づいてより正確な垂直位置を正確に判断するほど十分に垂直位置「Ｂ」付近で変化中ではない。しかし、縦列４６８の信号３及び４間の比率は、垂直位置「Ｂ」で比較的有意に変化中であり、従って、この比率は、より正確な垂直位置を補間するために信号１及び２の比率と組み合わせて使用することができる。例えば、２つの比率は、最初に判断された個別の垂直位置（例えば、図４の方法を使用して判断することができるような）と隣接位置間の補間された垂直位置を計算するのに使用されるマグニチュードを判断するために分割することができる。例えば、２進コード０１１１に対応する最初に計算された個別の垂直位置４８８は、２つの比率に対応し、すなわち、信号１及び２の比率間、及び信号３及び４の比率間のマグニチュードに基づいて垂直に調節することができる。

垂直位置「Ｃ」又は２進コード０１００及び１１００に関連付けられた個別の垂直位置の間に存在する垂直中心線では、縦列４６８及び４７０の信号１、２、３、及び４の勾配、従って、関連の比率曲線は、全て比較的平坦である。従って、これらの２つの縦列だけの間には、垂直位置「Ｃ」の近くで垂直位置を正確に判断するのに十分な情報がない。しかし、縦列４６４の信号７及び８間の比率は、垂直位置「Ｃ」で有意に変化中であるので、この比率を信号１及び２間の比率と組み合わせて用いて、より正確な垂直位置を計算することができる。一実施形態では、単独で又は別の比率と組み合わせて信号１及び２の比率を使用することが望ましい場合がある。信号の第２の組が異なる区域内にある場合があることを理解すべきである。一部の実施形態では、補間に使用する信号の組を２進コードに基づいて予め決めることができる。

図示していないが、タッチは、１つよりも多い区域にわたる場合がある。一部の実施形態では、信号１及び２又は１つよりも多い区域からの信号の他の組を用いてタッチ位置を補間することができる。

補間の使用は、望ましい解像度に依存する場合があることを理解すべきである。例えば、ＬＳＢに関連付けられた縦列内の最小の電極のサイズにより望ましい垂直の解像度が得られる場合は補間を用いることができない。

図７は、別の特定的な実施形態による別の電極パターンを示している。区域６００は、縦列６０２、６０４、６０６、６０８、及び６１０を含む。縦列６０２〜６０８内の電極は、図５に示すのと同じ構成であり、従って、改めて説明はしない。しかし、縦列６１０内の垂直検出電極は、三角形であり、「１」に示されている垂直検出電極は、全て１つの電子チャンネルに接続され、「２」に示されている垂直検出電極は、全て別の電子チャンネルに接続される。縦列６０４〜６０８内の垂直検出電極は、タッチがどの垂直１／８位にあるかを判断する。縦列６１０内の三角形電極「１」及び「２」の対の測定値間の比率を用いて、その対に関連付けられた個別の垂直１／８位内のより正確な位置を補間することができる。すなわち、縦列６０８内の信号が本質的に全て１つの電極（例えば、電極３）内であるようにタッチが垂直に位置する場合に、電極１及び２内の縦列６１０内の信号の比率により、縦列６０８内の触れた電極３の長さ内のタッチの垂直位置の細かい測定値が得られる。これとは対照的に、縦列６０８内の信号が２つの電極（「３」とラベル付けされた一方及び「４」とラベル付けされた他方）間に共有された時に、縦列６１０内の信号のこの比率は、タッチの垂直位置の細かい測定値が得られるように使用され、又は縦列６１０から信号は、使用することができない。従って、他の実施形態では、図７と同様に、様々な特定的な実施形態による２進値の電極パターンを別の電極パターンと共に利用することができる（縦列６１０に見られるように）。

図８は、特定的な実施形態による１つよりも多い水平検出電極が同じ電子チャンネルに接続することができるタッチセンサ６５０を示している。図２（ａ）及び図２（ｂ）に関して上述したように、矩形ブロック６５２、６５４、６５６、６５８、６６０、６６２、６６４、６６６、６６８、及び６７０は、一般的に、上述の電極パターン又は異なる電極パターンの１つ又はそれよりも多くに配置することができる垂直検出電極を示している。１つのブロック６５２内の垂直検出電極は、上述のように、他のブロック６５４〜６７０内の対応する垂直検出電極に接続することができる。

可能な電子チャンネル割当ては、タッチセンサ６５０の関連の水平検出電極の上方に示されている。一実施形態では、それぞれ、水平検出電極６７２、６７４、６７６、及び６７８は、電子チャンネル９、１０、１１、及び１２に割り当てられる。従って、区域７０４、７０６、７０８、及び７１０内の電極の組の各々は、１つの水平検出電極及び複数の垂直検出電極を有する。

タッチセンサ６５０のサイズは、水平方向に区域の数を増大させることにより、かつ同じ電子チャンネルに関して１つよりも多い水平検出電極を感知することにより、必要な電子チャンネルの数を増大させる（又は必要な付加的な電子チャンネルの数を最小にする）ことなく増大させることができる。区域７１２〜７２２内の電極の組の各々は、２つの水平検出電極及び複数の垂直検出電極を有する。例えば、区域７１２内の水平検出電極６８０及び６８２は、それぞれ、電子チャンネル９及び１０により感知される。区域７１４内の水平検出電極６８４及び６８６は、それぞれ、電子チャンネル９及び１１により感知される。区域７１６は、それぞれ、電子チャンネル９及び１２により感知された２つの水平検出電極６８８及び６９０を有し、区域７１８は、それぞれ、電子チャンネル１０及び１１により感知された水平検出電極６９２及び６９４を有し、区域７２０は、それぞれ、電子チャンネル１０及び１２により感知された水平検出電極６９６及び６９８を有し、区域７２２は、それぞれ、電子チャンネル１１及び１２により感知された水平検出電極７００及び７０２を有する。区域は、１つ又は２つの水平検出電極を用いて示されているが、１つ又はそれよりも多くの区域は、２つよりも多い水平検出電極を有する場合がある。

区域７１２〜７２２内の２つの水平検出電極は、互いに対して隣接するように示されている。すなわち、水平検出電極６８０及び６８２は隣接し、水平検出電極６８４及び６８６は隣接する等々である。他の実施形態では、区域内の２つの水平検出電極は、互いに隣接する必要はない。例えば、水平検出電極の１つは、垂直検出電極の縦列に対して散在する場合があり、又は垂直検出電極の縦列の群の片側又は両側に位置決めされる場合がある。

更に、図８に示すもの以外の異なる電子チャンネル割当てを用いることができることを理解すべきである。

図９は、特定的な実施形態により２つの同時タッチを検出することができるタッチセンサ７５０を示している。電極パターンは、図５に説明したものと類似のものである。４つの区域７５２、７５４、７５６、及び７５８の各々は、それぞれ、１つの水平検出電極７６０、７６２、７６４、及び７６６を含む。一実施形態では、水平検出電極７６０、７６２、７６４、及び７６６は、それぞれ、異なる電子チャンネル９、１０、１１、及び１２に接続される。タッチセンサ７５０は、上部７６８、底部７７０、左７７２、及び右７７４の名称に関して説明するが、それに限定されない。

異なる区域７５２、７５４、７５６、及び７５８内の垂直検出電極は、図示されているのと同じ電子チャンネルに接続される。例えば、「６」に示されている垂直検出電極は、全て、同じチャンネルに接続される。タッチセンサ７５０の左側の上半分内の垂直検出電極は、電子チャンネル「８」に接続され、タッチセンサ７５０の左側の下半分内の２つの垂直検出電極は、電子チャンネル「７」に接続される。しかし、タッチセンサ７５０の右の側の上半分内の区域７５６及び７５８内の２つの対応する垂直検出電極は、電子チャンネル「８」ではなく、電子チャンネル「１３」に接続される。同様に、タッチセンサ７５０の右側の下半分内の区域７５６及び７５８内の２つの対応する垂直検出電極は、電子チャンネル「７」ではなく、電子チャンネル「１４」に接続される。従って、１つのタッチは、タッチセンサの半分右上の第２のタッチと同時に、タッチセンサの左半分上で検出することができる。タッチセンサの右半分上のタッチの水平座標は、電子チャンネル「１１」及び「１２」に接続した水平検出電極に関連付けられた比較信号レベルにより計算することができる。同様に、タッチセンサの左半分上の同時タッチの水平座標は、電子チャンネル「９」及び「１０」に接続した水平検出電極に関連付けられた比較信号レベルにより計算することができる。この特定的な実施例では、各タッチの垂直位置は、タッチセンサの上半分又は下半分だけに解像することができる。電子チャンネル「１３」及び「１４」に接続した垂直検出電極は、タッチセンサの左半分上の垂直電極から電気的に切断されたタッチセンサの右半分上の唯一の垂直電極である。従って、電子チャンネル「１３」及び「１４」は、タッチセンサの右半分上のタッチの垂直位置を計算するのに使用される唯一の垂直電極である。同様に、電子チャンネル「７」及び「８」は、タッチセンサの左半分上のタッチの垂直位置を計算するのに使用される唯一の垂直電極である。

図示していないが、他の垂直電極は、他の区域内の２つの同時タッチの更に別の垂直の解像度が得られるように、又は２つよりも多い同時タッチを検出するために異なる電子チャンネルに接続することができる。例えば、別々の区域７５２〜７５８内の２つのタッチに関連付けられた垂直座標を最大に解像するために、タッチセンサの各区域内の垂直検出電極を他の区域内の垂直検出電極から電気的に切り離すことができる。換言すると、一部の実施形態により、区域の縦列内の垂直検出電極は、同じ区域内の電子チャンネルのみを共有することができる。

図１０は、別の特定的な実施形態による撓みケーブル８３２に相互接続区域８０２で接続されるタッチセンサ８００を示している。タッチセンサ８００は、図６（ａ）に説明した電極パターンと類似の電極パターンを有する区域８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４、８１６、８１８、８２０、及び８２２を有し、電極間の間隙は、タッチセンサ８００の上部８２８から異なる距離に位置する。遮蔽又は保護電極８２４は、タッチセンサ８００の周囲の周りに延びるが、上述のように電極に対して基板の反対側に位置することができる。

相互接続区域８０２は、タッチセンサ８００の下縁８３０の近くに位置する複数の相互接続タッチ拒否電極８２６を含む。（相互接続タッチ拒否電極の全てが、品目番号に示されているわけではない。）タッチが相互接続タッチ拒否電極８２６のいずれかにより検出される場合に、タッチを拒否することができる。例えば、相互接続タッチ拒否電極８２６がないと、タッチセンサ８００の近くの相互接続区域８０２上のタッチにより、誤ったタッチが、一部の電子チャンネルにより検出されるキャパシタンスの増加に基づいて検出される場合がある。相互接続タッチ拒否電極８２６は、同じ電子チャンネルに接続することができ、又は相互接続タッチ拒否電極８２６の一部を異なる電子チャンネルに接続することができる。

撓みケーブル８３２は、電極とチャンネル間に必要とされる相互接続に適合する２つ又はそれよりも多くの層とすることができる。更に、バイア（図示しない）を使用することができる。

他の実施形態では、ホバリング及び／又は力を判断することができる。例えば、コントローラ１１０は、ｚ値を計算することができ、ｚ値は、タッチの区域又は指がタッチ面２０より上方に（代替的に、そこから離れる方向に）ある距離に対応することができる。例えば、指がタッチ面２０に近づく時に、タッチに対応する信号（信号１〜８のような）は、マグニチュードが増大する。計算されたｚ値を使用し、指がセンサ上をホバリングしているか、又はセンサと物理的接触しているかを判断することができる。タッチ座標は、本明細書で上述のものと同様に計算される。ｚ値は、水平検出電極上のみの信号又は水平で垂直検出電極組合せを合計することによって計算することができる。例えば、ｚ値は、３つの水平検出電極（全ての水平電極及び２つの隣接水平電極の最大信号を有する水平検出電極）の信号の合計とすることができる。

タッチ中にセンサに印加された力は、別の特定的な実施形態により、この力の関数であるｚ値を計算することによって判断することができる。力がセンサに印加された時に、基板は変形し、電極は、下にある接地面に近づき、タッチ位置の近くの電極だけではなく全ての電極上の信号のマグニチュードが事実上増加する。このｚ値は、水平電極の全ての信号の合計とすることができる。

ホバリング及び力検出の組合せを用いて、別の実施形態により、それぞれ、ディスプレイ上のアイコンを励起及び選択することができる。例えば、指がタッチ面２０より上方０．５インチ又はそれ未満のようなキーボード上のアイコン又は文字の上での距離を行き来している場合に、文字を強調表示することができる。コントローラ１１０が、所定の量の力が同じタッチ区域に対応するタッチ面２０に印加されたと判断した時に、アイコン又は文字を選択又は起動することができる。

上述の単層電極パターンをタッチセンサとして利用し、上述の実施形態により自己キャパシタンスを測定し、及び／又は更に以下に説明する実施形態により相互キャパシタンスを測定することができる。

図１１は、特定的な実施形態によりタッチ位置を判断するために上述の電極パターンの１つ又はそれよりも多くに関連して利用することができる所定の検出電極区域に結合された例示的な回路の概念上の回路図である。以下でより詳細に説明するように、電極の対間の相互キャパシタンスは、発振信号で対のうちの１つの電極を駆動して積算器回路のような感知回路を通じて対の他のメンバ上の得られる信号を感知することによって測定される。感知回路の出力は、電極の間の相互キャパシタンスの尺度である。指が駆動電極及び感知電極を接続する電界の向きの線の数を低減するので、電極の近くのタッチにより電極間の相互キャパシタンスの低減が発生する。

ある一定の実施形態を開示したが、他の変形が存在する。例えば、全ての駆動電極が同時に必ずしも駆動されるというわけではないので、一部の実施形態では、非駆動電極は、接地されるか又は浮動状態に置かれる場合がある。更に、電極の駆動及び感知が逆転される場合がある。すなわち、代替的に、感知された電極が駆動される場合があり、駆動された電極が感知される場合がある。例えば、例示的な回路図１１００では、所定の区域内の垂直電極は駆動中であり、その区域のための水平電極は、タッチから生じる相互キャパシタンスの変化を測定するのに使用される。特定の垂直電極縦列において、１つのチャンネルの垂直電極は、特定的な実施形態により、第１の位相を有するパルスで駆動され、第２のチャンネルの他の垂直電極は、第１の位相の逆相を有するパルスで駆動される。他の実施形態では、区域内の水平電極が駆動される場合があり、区域内の垂直電極は、タッチから生じる相互キャパシタンス変化を測定するのに使用される。各区域は、次に、同様に駆動され、キャパシタンス測定は、センサにわたって連続して行われる。

更に、類似の回路を各感知区域（すなわち、水平及び垂直検出電極の各群）に利用することができる。追加的又は代替的に、マルチプレクサなどを利用し、回路における冗長性を低減するように区域間で本明細書に説明する回路を切り換えることができる。

図１１を参照すると、回路図１１００は、パルス発生器１１０５、一群のパルスドライバ１１１０ａ〜ｄ、電極回路均等物１１１５、積算器１１２０、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１１２５、プロセッサ１１３０、及びメモリ１１３５を含む。

パルス発生器は、５０％の負荷サイクルで、例えば、方形波パルスのような周期的な波形を生成するように構成される。サイン波、のこぎり歯、三角形、又は異なる形状を有するもののような波形の他の実施例を生成することができ、負荷サイクルは、異なる場合がある。パルスの周波数は、数百ｋＨｚ（例えば、２００ｋＨｚ）台とすることができる。一部の実施形態では、パルス発生器の出力は、周波数及び負荷サイクルが変わることがあるという点で周期的な波形ではない場合がある。例えば、電力を節約するために、周波数は、低電力作動モード中に低減される場合がある。パルス発生器１１０５の出力は、パルスドライバ１１１０ａ〜ｄの群に結合される。パルス発生器１１０５は、独立型発振器のような個別の回路に対応することができる。代替的に、パルス発生器１１０５は、パルス波形を生成するように構成されたプロセッサ１１３０の出力に対応することができる。

各パルスドライバ１１１０ａ〜ｄは、パルス発生器１１０５によって生成されたパルスと同相である第１のパルス、及びパルス発生器１１０５によって生成されたパルスと１８０°の位相のずれがある第２のパルスを生成するように構成される。例えば、第２のパルスは、パルス発生器１１０５によって生成されたパルスをインバータに通すことによって生成することができる。

一部の実施形態では、パルスドライバの第１及び第２の出力１１１２ａｂは、Ｃ１、Ｃ２、…Ｃ８のあらゆる線形結合である水平電極１２１０と垂直電極間の相互キャパシタンスのあらゆる線形結合をＡＤＣ１１２５により測定及びデジタル化することができるように浮動スイッチ設定及び／又は接地スイッチスイッチ設定を有することができる。他の実施形態では、Ｃ１、Ｃ２、…Ｃ８の組合せの線形組合せをｇｌ＊Ｃ１＋ｇ２＊Ｃ２＋ｇ３＊Ｃ３＋…ｇ８＊Ｃ８として重み付けすることができるようにパルス発生器１１０５とスイッチ間に任意的な利得要素（図示せず）を設けることができ、ここで、ｇ１、ｇ２、…ｇ８は、挿入された利得に対応する。水平電極１２１０が駆動され、垂直電極が感知される実施形態では、可変利得ｇ１、ｇ２、…ｇ８は、ＡＤＣ１１２５の上流に感知回路内の可変利得要素、又はマイクロプロセッサ内のデジタル信号処理内の乗法の定数として実施することができる。このような可変又はプログラマブル利得は、相互キャパシタンスを形成する極間距離の差のために相互キャパシタンスＣ１及びＣ２に対して相互キャパシタンスＣ３及びＣ４の小さい方の値を補正するのに使用することができる。

各パルスドライバ１１１０ａ〜ｄのセレクタ１１１４により、第１の出力１１１２ａが第１及び第２のパルスの１つを出力するように選択可能であるように、それぞれのパルスドライバ１１１０ａ〜ｄの出力状態を設定することができ、第２の出力１１１２ｂは、他のパルスを出力する。例えば、第１及び第２の出力１１１２ａ及び１１１２ｂは、それぞれ、第１のパルス及び第２のパルスを出力することができ、第１のパルス及び第２のパルスは、それぞれ、第１及び第２の出力１１１２ａ及び１１１２ｂを出力することができる。一部の実施例では、セレクタ１１１４は、特定の出力１１１２ａｂに同じ信号を出力するように構成することができる。例えば、セレクタは、第１及び第２の出力１１１２ａｂに同相信号及び位相のずれた信号のあらゆる組合せを選択的に出力する４つの選択状態が可能な２ビット幅のデータ線に対応することができる。

４つのパルスドライバ１１１０ａ〜ｄの場合に、パルスドライバ１１１０ａ〜ｄの出力状態は、４ビット２進数により集合的に表すことができ、最上位ビットＤ３は、第１のパルスドライバ１１１０ａの出力状態を表し、Ｄ２は、第２のパルスドライバ１１１０ｂ及び他の出力状態を表している。例えば、特定のパルスドライバ１１１０ａ〜ｄの１の値は、パルスドライバ１１１０ａ〜ｄの第１の出力１１１２ａが同相のパルスを出力し、第２の出力１１１２ｂが位相のずれたパルスを出力することを示すことができる。０の値は、反対の配列を示すことができる。得られる２進数は、１６個の異なる組合せを有する。すなわち、４つのパルスドライバ１１１０ａ〜ｄの場合に、パルスドライバ出力状態の組合せが１６個ある。例示上、区域内の４つの垂直電極縦列を有する４ビットバイナリの実施形態に対しては４つのパルスドライバがあるが、他の実施形態では、縦列内の２つの電極は両方とも同じ位相で駆動され、又は一方又は両方の電極が接地される時のような異なる数のパルスドライバ及び関連の回路を使用することができることは認められるものとする。

それぞれのパルスドライバ１１１０ａ〜ｄのセレクタ１１１４は、プロセッサ１１３０の対応する出力を通じて制御することができる。一部の実施例では、セレクタ１１１４は、出力状態の１６個の組合せの全てを通じて周期的にパルスドライバ１１１０ａ〜ｄを循環させるように構成された４ビットカウンタ（図示せず）に結合することができる。それぞれのパルスドライバ１１１０ａ〜ｄは、パルス発生器１１０５に結合された１つ又はそれよりも多くの個別構成要素に対応することができる。代替的に、パルスドライバ１１１０ａ〜ｄは、プロセッサ１１３０の出力に対応することができる。

電極回路均等物１１１５は、それぞれの検出電極の間かつ検出電極から接地までに形成された様々なキャパシタンスを表している。Ｃ９〜Ｃ１６とラベル付けされたコンデンサ１１２２の各々は、対応する垂直検出電極と接地面の間に測定されたキャパシタンスである対応する垂直検出電極の自己キャパシタンスを表している。Ｃ１〜Ｃ８とラベル付けされたコンデンサ１１２４ａ〜ｈの各々は、対応する垂直検出電極と区域の水平検出電極間の相互キャパシタンスを表している。コンデンサＣ１７〜２４の各々は、水平検出電極と接地面間の自己キャパシタンスを表している。

図１２は、相互キャパシタンス１１２４ａ〜ｈ（Ｃ１〜Ｃ８）の各々と、この場合は図６（ａ）の電極パターンに対応する例示的な電極パターン１２００との関係を示している。しかし、同じ原理は、本明細書に説明する他の電極パターンに適用される。図１２を参照すると、電極パターン１２００は、所定の区域に向けて非重複縦列内に配置された一群の検出電極に分割される。第１の縦列は、水平検出電極１２１０を含む。第２の縦列は、互いから絶縁されかつ異なるチャンネルに電気的に接続された第１及び第２の垂直検出電極１２１５ａ及び１２１５ｂを含む。第３、第４、及び第５の縦列は、縦列内の垂直検出電極が電極パターンで導電トレースを通じて電気的に接続された電極群を含む。第３の縦列は、３つの垂直検出電極１２２０ａ及び１２２０ｂを含む。第１及び第３の垂直検出電極１２２０ａは、電気的に接続され、かつ第２の垂直検出電極１２２０ｂの両側上に位置決めされる。第１及び第３の垂直検出電極１２２０ａは、第２の垂直検出電極１２２０ｂから絶縁される。同様に、第４の縦列は、特定の縦列内の１つ置きの垂直検出電極が２つの群１２２５ａ及び１２２５ｂの１つに属する垂直検出電極の２つの群を含む。異なる群１２２５ａ及び１２２５ｂの垂直検出電極は、絶縁される。第５の縦列は、上述のように、２つの群１２３０ａ及び１２３０ｂで構成されたより多くの垂直電極を有する。特定の縦列内の垂直検出電極の数は、必要に応じて、タッチ位置の望ましい解像度に依存して増加又は低減することができる。

相互キャパシタンス１１２４ａ（Ｃ１）及び１１２４ｂ（Ｃ２）は、それぞれ、水平検出電極１２１０と第２の縦列内の第１及び第２の垂直検出電極１２１５ａ間のキャパシタンス及び１２１５ｂに対応する。相互キャパシタンス１１２４ｄ（Ｃ４）は、水平検出電極１２１０と第３の縦列内の第３及び第４の垂直検出電極１２２０ａ間のキャパシタンスに対応し、相互キャパシタンス１１２４ｃ（Ｃ３）は、電極１２１０と第３の縦列内の第２の垂直検出電極１２２０ｂ間のキャパシタンスに対応する。同様に、相互キャパシタンス１１２４ｅ（Ｃ５）は、水平検出電極１２１０と第４の縦列内の垂直検出電極の第１の群１２２５ｂ間のキャパシタンスに対応し、相互キャパシタンス１１２４ｆ（Ｃ６）は、第４の縦列内の垂直検出電極の第２の群１２２５ａに対応する。相互キャパシタンス１１２４ｇ（Ｃ７）は、水平検出電極１２１０と第５の縦列内の垂直検出電極の第１の群１２３０ｂ間のキャパシタンスに対応し、相互キャパシタンス１１２４ｈ（Ｃ８）は、それぞれ、第５の縦列内の垂直検出電極の第２の群１２３０ａに対応する。

一般的に、垂直検出電極のＮ個の縦列に対して、２Ｎ個のこのような相互キャパシタンスがある。図１２は、Ｎが４であり（すなわち、４つの縦列）、所定の区域内の１つの特定の水平検出電極と８つの垂直検出電極との間に８つの相互キャパシタンスがある事例を示している。「垂直感知」電極及び「水平感知」電極の使用は（上述の引用により組み込まれた２０１０年５月１４日出願の米国特許出願第１２／７８０，０７７号明細書に開示されるような）、様々な実施形態により、このような電極が「感知」、「駆動」、又は「測定」であるかに関わらず、「検出」電極という用語により包含される（すなわち、垂直検出電極及び水平検出電極は、検出以外に他の目的に供される遮蔽又は保護電極とは対照的に「検出電極」という用語により包含することができる）ことを目的とすることに注意すべきである。

図１１に戻ると、第１のパルスドライバ１１１０ａの出力１１１２ａ及び１１１２ｂは、それぞれ、第１の縦列内の第１及び第２の垂直検出電極１２１５ａ及び１２１５ｂに結合される。第２のパルスドライバ１１１０ｂの出力１１１２ａ及び１１１２ｂは、それぞれ、第３の縦列内の第１及び第３の垂直検出電極１２２０ｂ及び第２の垂直検出電極１２２０ａに結合される。同様に、第３のパルスドライバ１１１０ｃの出力１１１２ａ及び１１１２ｂは、それぞれ、第４の縦列内の垂直検出電極の第１の群１２２５ｂ及び第２の群１２２５ａに結合される。第４のパルスドライバ１１１０ｄの出力１１１２ａ及び１１１２ｂは、それぞれ、第５の縦列内の垂直検出電極の第１の群１２３０ｂ及び第２の群１２３０ａに結合される。

水平検出電極１２１０は、以下に説明するそれぞれの垂直検出電極と及び水平検出電極１２１０間に形成された様々な相互キャパシタンス１１２４ａ〜ｈ）を通る電流を積分するように構成された積分器回路１１２０のようなキャパシタンス／電圧変換器に結合される。積分器回路１１２０の出力は、積分器回路１１２０のアナログ出力をデジタルタイプに変換するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１１２５に結合され、それによってプロセッサ１１３０は積分器回路１１２０の出力を解析することができる。

プロセッサ１１３０は、一連の演算を行うように構成されたあらゆる論理に対応する。プロセッサは、ゲートアレイ集積回路又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内に埋め込まれた状態論理の集合に対応することができる。追加的又は代替的に、プロセッサ１１３０は、コンピュータメモリ１１３５のような持続性タイプの媒体に記憶された１組の命令を実行するように構成された中央演算コア（ＣＰＵ）を含むことができる。メモリ１１３５は、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、又は異なるタイプのメモリに対応することができる。

図１３は、タッチ位置の判断を可能にする例示的な作動を示している。これらの作動は、上述の概念上の回路図１１００又は異なる回路により行うことができる。これらの作動の一部又は全ては、プロセッサ１１３０をして単独で又は他の回路及び／又はプロセッサに関連してこれらの作動の全て又は部分集合を行わせる命令コードで表すことができる。この点に関して、命令は、本明細書に説明するあらゆる形態の持続性タイプの媒体（例えば、メモリ１１３５）に記憶することができる。

図１３を参照すると、ブロック１３００で、第１の電極区域を選択する。上述のように、電極パターンは、異なる非重複区域に分割することができ、各区域は、縦列内に配置された水平検出電極１２１０及び垂直検出電極を有する。区域の選択は、パルスドライバ１１１０ａ〜ｄ及び／又は積分器回路１１２０を選択区域内のそれぞれの電極に切り換えることを含む場合がある。この点に関して、プロセッサ１１３０は、所定の区域を選択する選択論理に結合された１つ又はそれよりも多くの出力を含むことができる。一度に１つの区域の選択により、１つよりも多いタッチ位置を判断することができる。換言すれば、２つ又はそれよりも多くの異なる区域に及ぶ複数のタッチを検出することができ、それぞれの位置を判断することができる。

ブロック１３０２で、パルスドライバ１１１０ａ〜ｄを既知の出力状態に初期化する。パルスドライバ１１１０ａ〜ｄの出力状態は、２進シーケンス００００により設定することができ、各ビットは、上述のように、所定のパルスドライバ１１１０ａ〜ｄの出力状態に対応する。

ブロック１３０５で、様々な相互キャパシタンス１１２４ａ〜ｈを測定することができる。例示的な実施形態では、特定の電極区域（すなわち、水平検出電極及び一群の垂直検出電極を有する区域）内の様々な垂直検出電極に関連付けられた全て相互キャパシタンス１１２４ａ〜ｈの結合キャパシタンスは、各々の相互コンデンサ１１２４ａ〜ｈ及び水平検出電極を通る電流を測定することによって同時に測定することができる。この概念を図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に示している。

図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、相互キャパシタンスが判断することができる原理を示している。簡潔さを期すために、これらの原理は、第１及び第２の垂直検出電極１２１５ａ及び１２１５ｂを参照して説明する。しかし、これらの原理は、上述の他の垂直検出電極に等しく十分に適用される。図１４（ａ）を参照すると、パルスドライバ１１１０ａは、第１の出力状態（例えば、ゼロ（０））内で形成することができ、それによってパルスドライバ１１１０ａは、同相のパルス１４０５ａを第１の垂直検出電極１２１５ａに、かつ位相のずれたパルス１４０５ｂを第２の垂直検出電極１２１５ｂに出力する。上述のように、それぞれ、Ｃ１ １１２４ａ及びＣ２ １１２４ｂは、第１の垂直検出電極１２１５ａと水平検出電極１２１０間のかつ第２の垂直検出電極１２１５ｂと水平検出電極１２１０間の相互キャパシタンスに対応する。パルス１４０５ａ及び１４０５ｂにより、対応する量の電流１４１０ａ及び１４１０ｂは、それぞれの相互キャパシタンス１１２４ａ及び１１２４ｂを通る。電流１４１０ａ及び１４１０ｂの位相は、互いに１８０°位相がずれている。この実施例では、電流フロー１４１０ａ及び１４１０ｂは、マグニチュードが等しい。従って、水平検出電極１２１０で測定された結合電流フロー１４１５は、ゼロであることになる。実際には、それぞれの電流は、必ずしも正確に同じになるわけではなく、従って、何らかの量の電流（すなわち、「背景電流」）が測定される場合がある。しかし、この電流は、測定された電流と比較すると小さいか、又は以下に説明するようにタッチが発生した時に一定のオフセットとして減算される場合がある。

図１４（ｂ）は、タッチが第１の垂直検出電極１２１５ａの近くに発生する事例を示している。この場合に、第１の垂直検出電極１２１５ａに関連付けられた相互キャパシタンス／１１２４ａは、第２の垂直検出電極１２１５ｂの相互キャパシタンス１１２４ｂに対して減少する。この変化により、第１の垂直検出電極１２１５ａの相互キャパシタンス１４１０ａを通る電流１４１０ａの対応する減少が生じる。すなわち、第１の垂直検出電極１２１５ａを通る電流１４１０ａは、第２の垂直検出電極１２１５ｂを通る電流１４１０ｂよりも小さい。この場合に、結合電流フロー１４１５の測定可能な差は、水平検出電極１２１０で検出される。水平検出電極１２１０で測定された結合電流フロー１４１５は、従って、パルス発生器１１０５によって生成されたパルスと位相がずれている。図１１に示すような一部の実施形態では、タッチが第１の垂直検出電極１２１５ａの近くに発生した時にデジタル化されたＡＤＣ値が増加するように反転積分増幅器１１２０がＡＤＣ１１２５の前にある。しかし、パルスドライバ１１１０ａの出力状態を変更すると（例えば、ゼロ（０）から１に）、それぞれのパルス１４０５ａの位相及びパルスドライバ１１１０ａから出力された１４０５ｂが逆転され、従って、水平検出電極１２１０で測定された同相の結合電流フロー１４１５により、振幅１１２０を逆転した後に、デジタル化されたＡＤＣ値が減少する。要約すると、検出電極１２１５ａの近くのタッチは、第１の垂直検出電極１２１５ａのＹ座標範囲がゼロ（０）の２進ビット値に関連するようにパルスドライブ１１１０ａがゼロ（０）に設定された時にＡＤＣ値を増大させ、１に設定された時にＡＤＣ値を低減する。

図１４（ｃ）は、タッチが第２の垂直検出電極１２１５ｂの近くに発生する逆の状況を示している。この場合に、第２の垂直検出電極１２１５ｂを通る電流１４１０ｂは、第１の垂直検出電極１２１５ａを通る電流１４１０ａよりも小さい。パルスドライバ１１１０ａのゼロ（０）設定に対して、結合電流フロー１４１５の位相は、パルス発生器１１０５によって生成されるパルスの位相に適合し、反転増幅器１１２０がＡＤＣ１１２５の前にある場合に、第２の垂直検出電極１２１５ｂの近くのタッチにより、デジタル化されたＡＤＣ値が減少することになる。これとは対照的に、パルスドライバの１１１０ａの１の設定に対して、デジタル化されたＡＤＣ値の増加があることになる。要約すると、検出電極１２１５ｂの近くのタッチは、第１の垂直検出電極１２１５ｂのＹ座標範囲が１の２進ビット値に関連するようにパルスドライブ１１１０ａが１に設定された時にＡＤＣ値を増加させ、ゼロ（０）に設定された時にＡＤＣ値を低減する。

上述の測定は、それぞれの縦列内の全ての垂直検出電極に対して同時に行われる。それぞれのパルスドライバ１１１０ａ〜ｄは、特定の電極区域の全ての縦列内の垂直検出電極を同時に駆動する。特定のパルスドライバ出力状態に対して、特定の縦列内の垂直検出電極の各対は、パルス発生器１１０５によって生成されたパルスと同相又は位相がずれた水平検出電極１２１０に至る正味電流フローを発生させることになる。それぞれの正味電流フローは、水平検出電極１２１０で互いに結合される。従って、パルスドライバ出力状態の固有の組合せにより、その得られるデジタル化されたＡＤＣ値を最大化した様々な垂直検出電極を通る正味電流フローが生じる。パルスドライバ出力状態の固有の組合せのバイナリビットは、タッチの直近にある垂直電極に対応するバイナリビットである。

ブロック１３１０に戻ると、試験すべき付加的な出力状態がある場合に、ブロック１３１５で、パルスドライバ１１１０ａ〜ｄの出力状態の次の組合せを選択する。例えば、前の出力状態組合せが００００に対応した場合に、次の出力状態組合せは、０００１に対応することができる。処理は、次に、ブロック１３０５で繰り返され、それによってキャパシタンスが、パルスドライブ１１１０ａ〜ｄの全ての１６個の出力状態組合せに対して測定される。

ブロック１３１０で全ての状態が試験された場合に、ブロック１３２０で、選択された区域内にタッチがあるかどうかに関してプロセッサ１１３０により判断を提供する。例えば、全ての状態のキャパシタンス測定値が、全て背景キャパシタンス閾値又はそれ未満である場合に、タッチが発生しなかったと考えられる。それに反して、所定のキャパシタンス測定値が背景キャパシタンス閾値より上にある場合に、タッチは発生している。タッチ位置は、最大測定キャパシタンスをもたらしたパルスドライバ状態を判断して決まる状態に関連付けられた電極位置を判断することによって決めることができる。タッチが発生していたか否かを判断し、発生していた場合は、タッチ位置を判断した後に次に電極区域を選択し、タッチセンサ内の各電極区域に対して処理が行われるまで処理はブロック１３００で続く。

上述の作動は、図１５を参照してより良く理解される。図１５を参照すると、タッチ１５１０は所定の区域内の電極上に発生する。この場合に、タッチ１５１０は、９とラベル付けされた水平検出電極１２１０及び７、５、３、及び２とラベル付けされた垂直検出電極の近くにある。可能な接触位置の出力状態図１５０５ａ〜ｐが電極の横に示されている。出力状態図内の各ビットは、パルスドライバ１１１０ａ〜ｄの位相を表している。例えば、最も左の又は最上位ビットは、第１のパルスドライバ１１１０ａの位相を表し、次のビット（ビット３）は、第２のパルスドライバ１１１０ｂのような位相を表している。ビット値は、位相を示している。例えば、ゼロ（０）は、第２の縦列内の第１の垂直検出電極１２１５ａに結合されたパルスドライバ１１１０ａの出力状態がパルス発生器１１０５の出力と同相であることを示している。１は、第１の垂直検出電極１２１５ｂに結合されたパルスドライバ１１１０ａの出力状態がパルス発生器１１０５の出力と位相がずれていることを示している。

所定の位置で発生するタッチ１５１０は、パルスドライバがタッチ位置に関連付けられた出力状態パターンで構成された時に、測定されたキャパシタンスの最大ＡＤＣ値をもたらす。例えば、この場合は、パルスドライバ１１１０ａ〜ｄが出力状態パターン０００１ １５０５ｂにより設定された時に、タッチ１５１０は、測定されたキャパシタンスの最大ＡＤＣ値をもたらす。このパターンは、第１、第２、及び第３のパルスドライバ１５０５ａ〜ｃが、７、５、及び３とラベル付けされた電極に同相のパルス、及び８、６、及び４とラベル付けされた電極に位相のずれたパルスを出力することを示している。第４のパルスドライバ１５０５ｄは、１とラベル付けされた電極に位相のずれたパルス、及び２とラベル付けされた電極に同相のパルスを出力する。換言すると、タッチ１５１０付近の垂直検出電極は、全て、パルス発生器１１０５によって生成されたパルスと同相であるパルスにより駆動される。従って、この組合せ（すなわち、全ての同相のパルス）により、測定されたキャパシタンスの最大ＡＤＣ値が発生し、タッチ位置がその後に判断される。

図１６（ａ）は、２つのタッチ（タッチＡ１６０５ａ及びタッチＢ１６０５ｂ）が異なるＹ座標であるが同じＸ座標を有する事例を図示の例で示している。すなわち、それぞれのタッチは、同じ水平電極１２１０であるが異なる垂直電極の近くである。タッチＡ１６０５ａは、コード００１１に関連付けられたＹ位置を有する。タッチＢ１６０５は、コード１１００に関連している。従って、タッチＡ１６０５ａの存在により、図１２の相互キャパシタンスＣ１、Ｃ４、Ｃ５、及びＣ７の変化が発生し、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ６、及びＣ８に対しては残りの相互キャパシタンスは変化しない。タッチＢ１６０５ｂが存在しなかった場合に、変化した相互キャパシタンスのこのパターンは、Ｙ２進コード００１１及び従ってタッチＡ１６０５ａのｙ座標を示している。タッチＢ１６０５ｂが存在するがタッチ１６０５ａは存在しない場合に、相互キャパシタンスＣ１、Ｃ４、Ｃ５、及びＣ７ではなく、相互キャパシタンスＣ２、Ｃ３、Ｃ６、及びＣ８が変化する。しかし、タッチ１６０５ａ及び１６０５ｂが同時に存在する場合に、全てのキャパシタンスＣ１、Ｃ２．．．Ｃ８が変化する。タッチが等しい強度であり、上述の回路を利得ｇ１、ｇ２，ｇ８が全ての相互キャパシタンスに対して感度を等しくすべきである場合、測定された相互キャパシタンスＣ１、Ｃ２．．．Ｃ８の変化は、全て同じになる。タッチＡ１６０５ａ及びタッチＢ１６０５ｂが００００及び１１１１、又は０００１及び１１１０のＹコード又は互いに論理的補完であるコードのあらゆる他の対に対応する位置にある場合は同じ結果が得られる。従って、相互キャパシタンスＣ１、Ｃ２．．．Ｃ８の等しい信号をもたらす垂直二重タッチの解釈には、８倍の曖昧さがもたらされる。より一般的には、タッチＡ１６０５ａ及びタッチＢ１６０５ｂが、Ｍビットが論理的補完であるＹ２進コードに対応する場合に、２^M-1倍の曖昧さがある。相互キャパシタンスＣ１、Ｃ２．．．Ｃ８の値が解釈に曖昧であり、すなわち、結果的に同じ測定値になる垂直二重タッチ結果の対の位置を識別する異なる方法が２つ又はそれよりも多くある時に、図１１に示す回路により行われるようにＣ１、Ｃ２．．．Ｃ８の値の線形組合せを単に測定又は計算することによって曖昧さを除去することは困難である。タッチＡ１６０５ａ及びタッチＢ１６０５ｂが異なる強度を有することを可能にすることにより、水平及び垂直電極の間の相互キャパシタンス測定値の解釈においてより多くの曖昧さをもたらす付加的な複雑性が追加される。しかし、垂直に整列したタッチ１６０５ａ及び１６０５ｂに関連付けられたいずれの曖昧さも、異なる縦列にある他のタッチに適用されることに注意すべきである。

上述の曖昧さを解決する１つの手法は、垂直電極の対間、及び特に異なる縦列内の垂直電極の対間の相互キャパシタンスを測定することを伴っている。Ｃ_j,k及びΔＣ_j,kをそれぞれ垂直電極ｊと垂直電極ｋの間の相互キャパシタンス、及び相互キャパシタンスのタッチ誘発変化とする。垂直に整列したＹ２進コード００１１及び１１００に対応するタッチＡ１６０５ａ及びタッチＢ１６０５ｂの事例を再度考える。従って、タッチＡ１６０５ａだけにより、ゼロ以外の値ΔＣ_7,5でのタッチ信号のゼロ以外の値が発生するが、ΔＣ_7,6、ΔＣ_8,5、及びΔＣ_8,6のゼロ値が発生する。従って、タッチＢ１６０５ｂだけにより、ゼロ以外の値ΔＣ_8,6でのタッチ信号のゼロ以外の値が発生するが、ΔＣ_7,5、ΔＣ_7,6、及びΔＣ_8,5のゼロ値が発生する。タッチＡ１６０５ａ及びタッチＢ１６０５ｂが同時に存在する時に、ΔＣ_7,5及びΔＣ_8,6はゼロ以外の値を有し、ΔＣ_7,6及びΔＣ_8,5はゼロ値である。ΔＣ_7,5及びΔＣのゼロ以外の値は、１つのタッチが、形式００ｘｘのコードを有する水平電極１２１０に重なることを示しており、ここで、「ｘ」は、０又は１に等しい可能性があるコード桁を表し、第２のタッチは、形式１１ｘｘのコードを有する水平電極１２１０に重なる。ΔＣ_7,6及びΔＣ_8,5の値のゼロ値は、タッチが、形式０１ｘｘ及び１０ｘｘのコードを有する水平電極１２１０には非重複であることを示しており、ここで、「ｘ」は、０又は１に等しい可能性があるコード桁を表している。それによって図１６（ｂ）に示すように、１つのタッチがタッチ区域の上部１／４１６１０ａ内にあり、別のタッチがタッチ区域の第２から底部１／４の区域１６１０ｃ内にあり、タッチ区域の底部１／４及びタッチ区域の上部１／４から第２の区域１６１０ｂにはタッチはないことを示すことによって部分的に垂直の二重タッチ曖昧さが排除される。同様に、垂直電極縦列の次の対に対応する相互キャパシタンスの測定値、すなわち、ΔＣ_5,3、ΔＣ_5,4、ΔＣ_6,3、及びΔＣ_6,4により、形式ｘ００ｘ又はｘ１１ｘではなく形式ｘ０１ｘ及びｘｌ０ｘのＹ２進コードに対応するタッチがあるという判断が可能である。垂直電極縦列の全ての対の間の相互キャパシタンスに対してこの解析を繰り返すことにより、タッチＡ１６０５ａ及びタッチＢ１６０５ｂのＹ２進コードが明瞭に判断され、従って、二重垂直タッチ曖昧さの問題を解決するのに十分な情報が生成される。

図１０及び図１２に示すもののような相互接続トレースの存在により何らかの複雑性が追加される。例えば、電極１２２０ｂ（図６（ａ）の電極６）及び電極１２２５ａ（図６（ａ）の電極３）に重なるタッチにより、電極１２２５ｂのセグメント間の相互接続トレースのために電極１２２０ｂ（図６（ａ）の電極６）と電極１２２５ｂ（図６（ａ）及び図１２の電極４）間の相互キャパシタンスの変化が発生し、同様に、電極１２２０ａ（図６（ａ）及び図１２の電極５）のセグメント間の相互接続トレースは、電極１２２０ａ（電極５）と電極１２２５ａ（電極３）間の相互キャパシタンスのゼロ以外の変化をもたらす。このような影響は、以下の方程式により表すことができる。

ここで、Ｔ_l,mは、電極ｌ及びＭに重なるタッチの強度であり、Ｍ_j,k,l,mは、測定された相互キャパシタンスの変化ΔＣ_j,kにタッチ強度Ｔ_l,mを関連させる係数の行列である。理想的な場合には、Ｍ_j,k,l,mは、ｊ＝ｌ及びｋ＝ｍの時に限りゼロ以外の要素を有する対角行列である。図１０及び図１２に示す相互接続トレースは、係数Ｍ_j,k,l,mの行列においてゼロ以外の非対角要素を導入することによって物事が複雑化する。行列表記を簡素化すると、上述の方程式は、以下のように書くことができ、ここで、ΔＣは、成分ΔＣ_j,kを有するベクトルであり、Ｔは、成分Ｔ_l,mを有するベクトルであり、Ｍは、要素Ｍ_j,k,l,mを有する行列である。

行列要素Ｍ_j,k,l,mは、測定、シミュレーション、又は他の方法により判断することができる。Ｍ−１を行列Ｍの逆行列とする。次に、上述の方程式は、以下の形態に逆転することができる。

又はより明示的に指標表記で以下の通りである。

行列Ｍが対角ではない理想的でない事例に対して、測定された相互キャパシタンスΔＣ_j,kは、最初に、より理想化された事例に対応するタッチ信号Ｔ_j,kに変換され、次に、生の測定された相互キャパシタンスΔＣ_j,kではなく正しいタッチ信号Ｔ_j,kに適用された上述の方法を続ける。上述の方程式において、指標の範囲はまた、水平電極を有することができ、従って、この公式は、垂直電極間の相互キャパシタンスの利用に限定されない。このようにして、相互接続トレースの相互キャパシタンス効果を説明することができる。

図６（ａ）を参照すると、タッチがない場合には、相互キャパシタンスは、以下の意味で不均衡である可能性がある。縦列４６４において、電極４０４（７）及び４０６（８）は、それぞれ、Ｃ７，９及びＣ８，９の電極４０２（９）に対して相互キャパシタンスを有する。電極７及び８が、例えば、図１１に示す回路で反対の極性で駆動された場合に、相互キャパシタンス信号が電極４０２（９）で感知されないように、Ｃ７，９＝Ｃ８，９であるようにこれらの２つの相互キャパシタンスの均衡を取れば望ましいと考えられる。しかし、例えば、電極４０６（８）と４０２（９）間に通る電極４０４（７）からの接続線４４４は、Ｃ７，９がＣ８，９より大きいように電極４０４（７）と４０２（９）間の相互キャパシタンスを増大させる。同様に、電極４０２（９）に対する電極４０８（５）及び４１０（６）間の相互キャパシタンスは、不均衡状態であり、Ｃ５，９は、Ｃ６，９と異なる。同様に、これは、電極４０２（９）と縦列４６８及び４７０内の電極との間の相互キャパシタンスにも当て嵌まることである。一部の実施形態では、このような不均衡は、電子ハードウエア又はソフトウエアにおける様々なオフセット補正により補正することができる。しかし、（図１７（ａ）〜１７（ｃ）に示すような他の実施形態では、検出電極パターンは、水平電極（電極４０２（９）のような）及び垂直電極の各縦列内の電極の対に関連付けられたタッチなしの相互キャパシタンスの均衡を取るようになっている。オフセット及び対応する補正を最小にすることにより、このような実施形態では信号対ノイズ及びダイナミックレンジ性能を改善することができる。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）では、８、６、４、及び２とラベル付けされた垂直検出電極１７０５ａ〜ｄは、９とラベル付けされた水平検出電極１７１０の左に移動する。図１７（ａ）では、電極パターンは水平に圧縮されない。図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）では、所定の電極のパッドが完全に整列した垂直縦列にもはや閉じ込められず、かつ電極パッドが時には剪断され及び分割されることを意味する時でも、パターンは、死空間を最小にするために水平で圧縮される。図６（ａ）に関してこの変更された電極形状により、Ｃ_1,9＝Ｃ_2,9、Ｃ_3,9＝Ｃ_4,9、Ｃ_5,9＝Ｃ_6,9、及びＣ_7,9＝Ｃ_8,9であるような相互キャパシタンスの均衡が可能である。図１７（ｂ）にあるギザギザの左右の境界は、最初は問題であるように思われる。しかし、左の境界の形状は、望ましいタッチ区域を満たすように（８、６、４、２とラベル付けされた垂直検出電極１７０５ａ〜ｄが極左タイルに向けて垂下され、７、５、３、１とラベル付けされた垂直検出電極１７１０ａ〜ｄが極右タイルから垂下される）パターンを簡単にタイル張りすることができるように右の境界の形状に相補的なものであることに注意されたい。図１７（ｃ）に示すように、上述のような垂直検出区画の数は、垂直検出電極のいくつかの対に基づくことができる。例えば、図１７（ａ）〜１７（ｃ）は、垂直検出電極の４つの対、すなわち、８，７とラベル付けされた垂直検出電極の対、６、５とラベル付けされた垂直検出電極の対、４、３とラベル付けされた垂直検出電極の対、及び２、１とラベル付けされた垂直検出電極の対を示している。図１７（ａ）〜１７（ｃ）に示す実施形態では、垂直検出電極の４つの対により、区域内の１６個の垂直検出区画が得られる。ここでもまた、タッチを検出することができる垂直検出区画の数は２^Pに等しく、ここで、Ｐは、所定の区域（図１７（ｂ）に図示）内にある垂直直検出電極の対の数に等しい。図１７（ａ）〜１７（ｃ）の実施形態では、所定の対内の垂直検出電極は、同じ縦列内に整列せず（例えば、図５のように）、異なる縦列にある場合がある。類似の原理に従って他の均衡が取れた２進検出電極パターンを他の実施形態内に設けることができる。

以上の説明は、例示的であり、制限的でないように意図していることを理解すべきである。例えば、以上の説明した実施形態（及び／又は態様）は、互いと組み合わせて使用することができる。異なる回路構成を利用し、タッチ位置を判断することができる。例えば、上述の概念上の回路は、水平検出電極がパルス発生器により駆動され、電流測定値が垂直検出電極から取られるように逆に作動させることができる。相互キャパシタンスは、違った測定の方法を取ることができる。例えば、相互キャパシタンス差（Ｃ１−Ｃ２）、（Ｃ３−Ｃ４）、（Ｃ５−Ｃ６）、及び（Ｃ７−Ｃ８）は、いくつかの方法で測定することができる。８個の相互キャパシタンスＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、及びＣ８を個々に測定かつデジタル化し、（Ｃ１−Ｃ２）のような差をマイクロプロセッサのソフトウエアで計算することができる。個々の相互キャパシタンスは、図１１の駆動回路１１１０ａのような駆動回路に水平検出電極１２１０を接続することにより、かつ図１１の感知回路１１２０ １１２５のような感知回路に選択された垂直検出電極（１２１５ １２２０、１２２５、１２３０ａ又はｂのうちの１つ）を接続することによって測定することができる。代替的に、駆動回路は、水平電極１２１０に接続した選択されたＹ電極及び感知回路に接続することができる。図１１に示すように（以下でより詳細に説明）、アナログ電子機器の相互キャパシタンスの差を実行することも選択肢である。

一部の実施形態において単一タッチのＸ座標測定を可能にするために、電極１２１０のような各水平電極は、固有の別々の電子チャンネルと共に設けることができる。図１１の回路の複数の例は、図２（ａ）の水平電極５２、５４、５６、５８のようなそれぞれの水平電極に結合することができる。回路経費を最小にするために、一部の実施形態では、図２（ａ）の全ての垂直電極区域６０、６２、６４、６６などに向けて電子チャンネルの共通の組がある場合があり、図に示す実施例において、１１個のスイッチング回路１１１０ａ、１１１０ｂ、１１１０ｃ、及び１１１０ｄは、図２（ａ）に示すタッチ区域全体を駆動するのに十分である。更に、図２（ａ）及び図６（ａ）に示すように、バイナリ電極パターンの使用は、更に別の特定的な実施形態によりキャパシタンス感知入力デバイスに限定する必要はない。これは、本発明の特定的な実施形態によるバイナリタッチ入力システム１８００のピエゾ抵抗性変形体の積み重ねの断面詳細である図１８に見ることができる。例えば、バイナリ検出電極１８０１は、ガラス製基板１８０３上のパターン化されたインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又は他の適切に透明な導電材料で形成するか、又はＦＲ４のような絶縁ガラスの補強されたエポキシ積層板の基板１８０３上の導電銅製トレースによって形成することができる。電極パターン１８０１は、上述の容量型実施形態の場合と少しも異ならない。しかし、容量型実施形態のような検出電極１８０１より上方の絶縁誘電体層の代わりに、ピエゾ抵抗材料１８０５の層が、検出電極１８０１より上方にかつ検出電極１８０１と電気的接触して設けられる。任意的に、接地電極１８０７は、ピエゾ抵抗層１８０５より上方にかつピエゾ抵抗層１８０５と電気的接触して含めることができる。検出電極と同様に、この接地電極１８０７は、ＩＴＯ、炭素ナノチューブ、銀ナノトレース、又はあらゆる他の導電材料で形成することができる。耐久性のある耐スクラッチタッチ面が得られるように、上部タッチ表面層１８０９を含めることができる。タッチ表面層１８０９は、任意的に、ハードコート、ガラス薄層、又はディスプレイ（例えば、エレクトロフォレテイックディスプレイ又はＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイ）のような更に別の機能性を有するより複雑な構造体を伴うポリエステルフィルムのようなポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルムとすることができる。しかし、タッチ表面層上のタッチにより結果として圧力がピエゾ抵抗材料層１８０５に印加されるように、タッチ表面層１８０９は十分な可撓性を有することが必要である。透明又は不透明とすることができるピエゾ抵抗材料１８０５は、圧力が印加された時に電気抵抗が変化する材料である。ピエゾ抵抗材料１８０５の例は、米国特許第７，１９６，３５８号明細書に説明されているように、又は例えば米国公開特許出願第２００９／０２３７３７４号明細書に説明されているように、Ｐｅｒａｔｅｃｈにより開発された量子トンネリング複合（ＱＴＣ）材料である。

適切な電子機器を用いて、ピエゾ抵抗バイナリ入力デバイス１８００は、上述のバイナリ電極パターン作動の自己容量かつ相互容量モードと同様に自己抵抗モード又は相互抵抗モードで作動させることができる。自己抵抗モードにおいて、抵抗は、選択された電極と接地（以前の図の任意的な接地電極又は一時的に接地される他の電極）間で測定される。相互抵抗モードにおいて、抵抗は、選択された電極の対間で測定される。この場合に、例えば、容量型実施形態に関連して図１２に示す相互キャパシタンスＣ１、Ｃ２．．．Ｃ８は、相互抵抗Ｒ１、Ｒ２．．．Ｒ８で置換される。抵抗は、あらゆるタッチ活動の前に及びタッチの後に測定される。抵抗を測定する回路は、十分に公知であり、ここに説明しない。抵抗の変化により、容量型実施形態におけるキャパシタンスの変化と同様の方法で処理されるタッチ信号が得られる。

更に、本発明の教示に対してその範囲から逸脱することなく特定の状況又は材料を適応化させるように多くの修正を行うことができる。ここに記載の説明では、最良の実施形態を含む本発明を開示するために、かつあらゆるデバイス又はシステムを製作かつ使用してあらゆる統合された方法を実行することを含むあらゆる当業者が本発明を実施することを可能にするために実施例を使用している。本明細書に説明する材料の寸法及びタイプは、本発明のパラメータを定めることを意図しているが、決して制限的ではなく、例示的な実施形態である。多くの他の実施形態が、以上の説明を考慮すると当業者に明らかであろう。本発明の範囲は、従って、特許請求の範囲を参照してそのような特許請求の範囲が授権される均等物の完全な範囲と共に判断すべきである。特許請求の範囲において、用語「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」及び「ｉｎ ｗｈｉｃｈ」は、それぞれ、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」及び「ｗｈｅｒｅｉｎ」の分かりやすい英語の均等物として使用している。更に、以下の特許請求の範囲において、用語「第１」、「第２」、及び「第３」などは、単にラベルとして使用しており、それらの対象物の数字上の要件を課すことを意図していない。

３０２ 水平検出電極
３０４、３０６ 垂直検出電極
３６４ 縦列
３７４ 縦列の高さ

Claims (15)

1. 投影型容量タッチセンサであって、
   基板と、
   前記基板の対応する区域に結合された検出電極の組であって、該区域が、互いに対して重なっておらず、該電極の組が、該区域内の第１の縦列の高さに沿って延びる水平検出電極と、該区域内の少なくとも１つの縦列の該高さに沿って部分的に延びる垂直検出電極とを含み、該少なくとも１つの縦列が、互いに対して物理的に分離されて互いから絶縁した少なくとも２つの垂直検出電極を含み、検出電極の該組の１つにおける該垂直検出電極の少なくとも１つが、検出電極の該組の異なる１つ内の少なくとも１つの対応する垂直検出電極に電気的に接続された前記検出電極の組と、
   を含み、
   検出電極の前記組の少なくとも１つのうちの前記垂直検出電極は、
   第２の縦列に沿って延びて互いに対して物理的に分離され、互いに対してかつ前記対応する区域内の他の縦列における前記水平及び垂直検出電極と電気的に分離された２つの垂直検出電極、及び
   第３の縦列に沿って延びて互いに対して物理的に分離された少なくとも３つの垂直検出電極部分であって、該少なくとも３つの垂直検出電極部分のうちの２つが、互いに電気的に接続され、該少なくとも３つの垂直検出電極部分が、前記対応する区域内の他の縦列における前記水平及び垂直検出電極に対して電気的に分離された前記少なくとも３つの垂直検出電極部分、
   を更に含む、
   ことを特徴とするタッチセンサ。
2. 前記少なくとも２つの垂直検出電極は、前記対応する区域の上縁からある一定の距離に位置する間隙によって互いから物理的に分離され、
   前記対応する区域内の少なくとも１つの他の縦列における前記垂直及び水平検出電極のうちの少なくとも１つが、該区域の前記上縁から前記距離にわたって延びる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサ。
3. 第１の区域における前記検出電極の組は、縦列において互いに対して物理的に分離された少なくとも第１及び第２の垂直検出電極を更に含み、
   前記第１の区域に隣接する第２の区域における前記検出電極の組は、縦列において互いに対して物理的に分離された少なくとも第３及び第４の垂直検出電極を更に含み、
   前記第１、第２、第３、及び第４の垂直検出電極は、互いに対して電気的に切断され、該第１及び第２の垂直検出電極は、前記第１の区域に隣接する第３の区域における対応する垂直検出電極に電気的に接続され、該第３及び第４の垂直検出電極は、前記第２の区域に隣接する第４の区域における対応する垂直検出電極に電気的に接続される、
   ことを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンサ。
4. 投影型容量タッチセンサシステムであって、
   基板と、
   前記基板の対応する区域に結合された検出電極の組であって、該区域が、互いに対して重なっておらず、該検出電極の組が、該区域内の第１の縦列の高さに沿って延びる水平検出電極と、該区域内の少なくとも１つの縦列の該高さに沿って部分的に延びる垂直検出電極とを含み、該少なくとも１つの縦列が、互いに対して物理的に分離されて互いに電気的に接続された少なくとも２つの垂直検出電極部分を含む前記検出電極の組と、
   前記検出電極の組からの前記基板上の少なくとも１つのタッチに関連付けられた信号レベルを検出するように構成されたコントローラであって、前記水平検出電極に関連付けられた該信号レベルが、該少なくとも１つのタッチの前記対応する区域を判断するのに使用され、前記垂直検出電極に関連付けられた該信号レベルが、該少なくとも１つのタッチの該対応する区域内の垂直位置を判断するのに使用される前記コントローラと、
   を含むことを特徴とするシステム。
5. 前記コントローラは、電子チャンネルを更に含み、前記水平検出電極は、該電子チャンネルの異なるものに接続されることを特徴とする請求項４に記載のタッチセンサシステム。
6. 前記区域のうちの１つ内の前記垂直検出電極のうちの少なくとも１つが、該区域のうちの別の１つ内の該垂直検出電極のうちの少なくとも１つに電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載のタッチセンサシステム。
7. 前記垂直位置は、前記垂直検出電極に関連付けられた前記信号レベルの比に基づいて更に判断されることを特徴とする請求項４に記載のタッチセンサシステム。
8. タッチセンサシステムであって、
   複数の非重複区域を定める基板であって、各非重複区域が、第１の縦列の実質的に高さ全体に沿って延びる水平検出電極を有する非重複縦列に配置された複数の検出電極と、互いから絶縁された少なくとも２つの垂直検出電極の少なくとも第２の縦列とを有する前記基板と、
   前記水平検出電極と所定の区域における前記少なくとも２つの垂直検出電極の各々との間の相互インピーダンスを測定するように構成された測定回路と、
   変更された相互インピーダンスを有する水平検出電極及び垂直検出電極組合せを判断するように構成され、該判断された水平検出電極及び垂直電極組合せの位置に基づいてタッチ位置を判断するように更に構成された処理論理と、
   を含むことを特徴とするシステム。
9. 最高相互インピーダンスの判断が、変更された相互抵抗を判断することを含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
10. 最高相互インピーダンスの判断が、変更された相互キャパシタンスを判断することを含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
11. タッチセンサシステムであって、
    複数の検出電極を各区域が有する複数の非重複区域を定める基板、
    を含み、
    前記複数の検出電極は、
    区域の実質的に高さ全体に沿って延びる水平検出電極、及び
    互いから絶縁された垂直検出電極のＰ個の対であって、Ｐが、少なくとも２であり、垂直検出電極の該Ｐ個の対が、前記区域における２^P個の非重複垂直検出区画を定める前記垂直検出電極のＰ個の対、
    を有する、
    ことを特徴とするタッチセンサシステム。
12. 前記複数の非重複区域の各々を個々に選択し、かつタッチが各選択された区域に発生したか否かとそうである場合にタッチ位置とを判断し、それによって各区域の個々の選択が１つよりも多い同時タッチ位置の検出を可能にするように構成されたコントローラを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のタッチセンサシステム。
13. 第１のパルスを用いて少なくとも２つの垂直検出電極のうちの第１のものを駆動し、該少なくとも２つの垂直検出電極のうちの該第１のものと前記水平検出電極との間に形成された第１の相互キャパシタンスを通じて第１の電流フローを発生させることにより、かつ同時に第２のパルスを用いて該少なくとも２つの垂直検出電極のうちの第２のものを駆動し、該少なくとも２つの垂直検出電極のうちの該第２のものと該水平検出電極の間に形成された第２の相互キャパシタンスを通じて第２の電流フローを発生させることにより、該水平検出電極と該少なくとも２つの垂直検出電極の各々との間の相互キャパシタンスを測定するように構成されたコントローラを更に含み、
    前記第２のパルスは、前記第１のパルスと同じ形状を有し、かつ該第１のパルスと１８０°位相がずれている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のタッチセンサシステム。
14. 前記水平検出電極は、第１の縦列にあり、
    第２の縦列における少なくとも１つの垂直検出電極と第３の縦列における少なくとも１つの垂直検出電極との間の相互キャパシタンスを測定するように構成されたコントローラ、
    を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のタッチセンサシステム。
15. 各対の前記垂直検出電極は、同じ縦列にはないことを特徴とする請求項１１に記載のタッチセンサシステム。

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