JP2017501520A - ホストによって増強されるタッチ処理のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

ホストによって増強されるタッチ感知のためのシステムおよび方法が開示されている。タッチセンサ式デバイスのエネルギー効率は、温度、圧力、位置、方位、湿度、力、またはバッテリ充電モードのようなホストによって増強される環境情報に基づいて、タッチセンサのスキャン感度を動的に調整することによって改善されうる。【選択図】図２

Description

[0001]本明細書において開示されているシステムおよび方法は概して、タッチ感知デバイスに関し、より具体的には、タッチ感知実装を改善するためにホストシステムにおいて利用可能な増強情報を組み込むタッチ感知デバイスに関する。

[0002]技術の進歩は結果として、より小型で、より強力なコンピューティングデバイスをもたらしてきた。例えば、小型で軽量であり、ユーザにより容易に持ち運ばれる、ワイヤレス電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、およびタブレットコンピュータのような、ワイヤレスコンピューティングデバイスを含む、様々なポータブルコンピューティングデバイスが現在存在している。ユーザインターフェースを簡素化するために、およびプッシュボタンおよび複雑なメニューシステムを回避するために、そのようなポータブルコンピューティングデバイスは、タッチスクリーン上のユーザジェスチャを検出し、検出されたジェスチャを、デバイスによって実行されるべきコマンドに変換するタッチスクリーンディスプレイを使用することができる。そのようなジェスチャは、感知面と接触または近接近状態にある、１または複数本の指、あるいはタッチペンタイプのポインティング器具を使用して実行されうる。サービス品質（ＱｏＳ）という用語は、位置更新レート、決定されたタッチ位置の精度、タッチ位置決定分解能、同時に追跡されるオブジェクトの最大数、接触または非接触動作のような使用様式、検出感度等のような、タッチスクリーン実装のいくつかの特性を表すために、総称して使用される。

[0003]タッチ感知機能は、伝導性または放射性電磁ノイズ、温度、湿度等のような環境要因によって深刻に影響を与えられる。いくつかのソースからの電磁ノイズは、タッチ感知機能に干渉することが知られており、結果として低下したサービス品質（ＱｏＳ）をもたらす。多くのタッチ感知実装は、回避および緩和ストラテジを使用する内蔵型メカニズムを有する。個別では、これらのメカニズムは、タッチ感知に干渉しうる環境要因の存在および特性について推測をするので、これらのメカニズムはあまり効率的でも効果的でもない。

[0004]本開示の態様は、タッチスクリーンベースのユーザ入力方法を用いるモバイル電話、タブレット、およびラップトップコンピュータのような電子デバイスのエネルギー効率および関連するユーザエクスペリエンスを向上させるためのシステムおよび方法に関する。いくつかの態様では、ユーザエクスペリエンスおよび全体のエネルギー効率が、ホストシステムに接続されたセンサを含むいくつかの直接的または間接的手段から取得された環境情報に基づいてリアルタイムにタッチ感知実装を動的に管理することによって、ＱｏＳを維持しながら、向上させられうる。環境情報は、放射性または伝導性電磁ノイズ、温度、湿度等の特性を含むことができる。ホストシステムは、タッチ感知機能を増強するために使用されうる様々なセンサ（例えば、加速度計、カメラ、ジャイロ、湿度センサ、力センサ、温度センサ等）からのデータへのアクセスを有する。

[0005]一態様では、電子デバイスのためのタッチセンサ式ディスプレイシステムが、タッチ感知面、環境センサ、および制御モジュールを含む。制御モジュールは、環境センサから環境条件に関するデータを継続的に獲得し、感知された環境条件に基づいてディスプレイのタッチ感知面のスキャンレート、スキャン領域、およびタッチセンサ励起信号のうちの１つまたは複数を動的に調整するように構成されうる。制御モジュールはさらに、電子デバイスの充電モードを決定し、充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付け、特徴付けられたノイズ周波数に基づいてタッチ感知面のスキャンレートおよびタッチセンサ励起信号を動的に調整するように構成されうる。環境センサは、１つまたは複数の容量センサ、抵抗センサ、圧力センサ、位置センサ、熱センサ、光学センサ、ジャイロスコープセンサ、電磁センサ、振動センサ、音響センサ、または加速度計、のうちの少なくとも１つを含むことができる。加えて、環境条件は、温度、湿度、電子デバイスの方位、および加速度、のうちの１つである。

[0006]いくつかの態様では、制御モジュールは、信号対ノイズ比を改善するために電子デバイスの超音波感知インフラストラクチャを再構成するように構成されうる。他の態様では、制御モジュールはさらに、電子デバイスの感知された位置に基づいて弱い接地結合イベントを補強し、弱い接地結合イベントを打ち消すように、電子デバイスのアナログフロントエンドを動的に再構成するように構成されうる。また他の態様では、制御モジュールはさらに、振動センサからの振動情報の欠如に基づいて誤検出タッチイベントを抑制するように構成される。

[0007]別の態様では、タッチ感知デバイスのエネルギー効率を向上させるための方法は、タッチ感知デバイスの環境センサで１つまたは複数の環境条件を感知すること、環境センサによって提供された情報を分析すること、環境センサによって提供された情報を使用してタッチ感知機能を補強すること、および感知された１つまたは複数の環境条件に基づいて電子デバイスのタッチ感知面の感度を動的に調整すること、のステップを含む。１つまたは複数の環境条件を感知することは、圧力、抵抗、温度、方位、位置、振動、周囲の光、音、および電磁干渉、のうちの少なくとも１つを感知することを含むことができる。方法はさらに、電子デバイスの充電モードを決定すること、充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けること、および特徴付けられたノイズ周波数に基づいてタッチ感知面の感度を調整すること、のステップを含むことができる。感度は、スキャン感度か、または分解能感度でありうる。いくつかの態様では、環境条件を感知することは、振動条件を感知することを含み、タッチ感知条件を補強することは、検出された振動でタッチ感知面上へのタッチイベントを補強することを含む。

[0008]また別の態様では、非一時的なコンピュータ可読媒体は、実行されるとき、電子デバイスの環境センサで１つまたは複数の環境条件を感知すること、電子デバイスの充電モードを決定すること、充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けること、および感知された環境条件および特徴付けられた電磁ノイズ周波数に基づいてタッチ感知面の感度を動的に調整すること、のステップを含む方法をプロセッサに実行させる命令を含む。感度は、スキャン感度か、または分解能感度でありうる。１つまたは複数の環境条件を感知することはさらに、圧力、抵抗、温度、圧力、方位、振動、周囲の光、音、および電磁干渉、のうちの少なくとも１つを感知することを含むことができる。

[0009]別の態様では、エネルギー効率の優れたタッチ処理のための装置は、電子デバイスのタッチ感知面、タッチ感知面の１つまたは複数の環境条件を感知するための手段、環境センサによって提供された情報を分析するための手段、環境センサによって提供された情報を使用してタッチ感知機能を補強するための手段、および感知された１つまたは複数の環境条件に基づいてタッチ感知面の感度を動的に調整するための手段、を含む。装置はさらに、電子デバイスの充電モードを決定するための手段、電子デバイスの充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けるための手段、および特徴付けられた電磁ノイズ周波数に基づいてタッチ感知面のスキャンレートおよびセンサ励起信号を動的に調整するための手段、を含むことができる。感度は、スキャン感度か、または分解能感度でありうる。いくつかの態様では、感知するための手段は、容量センサ、抵抗センサ、圧力センサ、位置センサ、熱センサ、光学センサ、ジャイロスコープセンサ、電磁センサ、振動センサ、音響センサ、または加速度計を含む。いくつかの態様では、装置はモバイル電話である。いくつかの態様では、タッチ感知面の感度を動的に調整するための手段は、タッチ感知面のスキャンレートを調整するように構成されたプロセッサを含む。

[0010]開示される態様は、開示される態様を限定するためでなく例示するために提供される添付図面と併せて以下で説明されることになり、ここにおいて、同様の表記は同様の要素を示す。

いくつかの動作要素を実装するタッチセンサ式ディスプレイシステムを描写している概略のブロック図である。 一実施形態にしたがった、環境情報に基づいてタッチセンサ式デバイスの機能を動的に変更するプロセスを描写しているフローチャートである。 バッテリ充電回路の充電モード（トリクル充電、定電圧、定電流、または満充電（top-off））、ならびにノイズの存在および合成成分（composition）に基づいて、タッチセンサを励起するために使用される信号の特性（例えば周波数、振幅、および位相）を動的に変更するプロセスを描写しているフローチャートである。励起信号は、充電器によって生成されたノイズが蔓延する（infected by noise）周波数帯域に位置付けられるだろう。

詳細な説明

概要
[0014]本明細書で開示されている実装は、環境要因に依存して、タッチスクリーンディスプレイを有するモバイル電話、タブレット、およびラップトップコンピュータのような電子デバイスのタッチ感知機能を動的に制御するためのシステムおよび方法に関する。制御されうる機能の態様は、態様の中でも特に、センサ励起信号の周波数、振幅、および位相、センサスキャンレート、Ａ／Ｄ分解能、臨界の決定判断しきい値（critical decision making thresholds）、ならびにアルゴリズムのタイプを含む。いくつかの態様では、要請されるサービス品質に関して、エネルギー効率もまた、環境情報に基づいてリアルタイムにタッチスクリーンセンサの機能を動的に調整することによって向上させられうる。

[0015]タッチ感知サービス品質（ＱｏＳ）は、同時に追跡される接触の数、位置更新レート、および報告された接触の位置精度のような態様を備える。従来のタッチ感知実装は大抵、静的に構成され、すべてのタッチスクリーンアプリケーションに関するほとんどの環境条件における所望のサービス品質を作り出すために、絶え間なく変わり続ける環境から孤立状態で動作する。このことは、要望の厳しい環境条件がずっと存在せず、そのような条件に、損害を与える環境条件が存在しないときに対応または対抗するために費やされるエネルギーは浪費的なものであるので、乏しいエネルギー効率に繋がりうる。さらに、そのような次善的システムでは、作り付けのノイズ緩和メカニズムが、干渉するノイズのソースが存在しないときでさえ、継続的に動作しうる。

[0016]一態様では、デバイス内のセンサは、システムに、他のプロセスが進行中であるかどうかを通知し、これにより、タッチセンサ式デバイスの機能またはタッチプロセスを改善するために使用されうるフィードバックを提供する。例えば、電子デバイスが充電中である場合、ＥＭＩ干渉は、タッチスクリーン機能に関する課題を引き起こしうる。システムが、デバイスが充電中であることに気付いている場合、システムは、それらの問題を緩和するための対抗方策を用いることができる。これらの対抗方策は、センサオーバーサンプリング、保存性の適応的決定しきい値（conservative adaptive dexision thresholds）、時間的不変性フィルタリング等のような緩和技法、または、高電圧励起信号と共によりクリーンな周波数帯域の使用を用いることのような回避技法を含むことができる。これらの緩和および回避技法は結果として、さらなる処理作業をもたらし、それはさらに結果として、デバイスによる増大したエネルギー消費をもたらす。クリーン周波数帯域は、探索技法を用いること、または、ノイズ信号の周期的なオンザフライ（on-the-fly）スペクトル分析を実行することによって決定されうる。システムはその後、環境条件に依存して、必要に応じて動的にスキャンレートおよびセンサ励起信号を調整することができる。充電器の存在に加えて、ホストシステムは充電のモードを検出し得、それは、電磁ノイズの強度に影響を与えうる。ホストシステムはその後、タッチ感知コントローラにこの情報を通信することができる。この情報に基づいて、タッチ感知コントローラは、デバイスがある充電モードから別の充電モードに移行する際に最適なエネルギー使用を保証するように変更を行うことができるだろう。

[0017]いくつかの実施形態では、モバイルデバイス上の様々なセンサから取得された方位、配置、および動きフィードバック情報が、タッチ検出機能によって下された決定を補強するか、または決定を適格と見なすために使用されうる。ホストシステムは、タッチ感知機能を増強し、ユーザのタッチの解釈を改善するために、圧力を測定し、ユーザからの物理的なタッチによって生成された振動シグネチャを識別するよう、力センサ、ジャイロ、加速度計を使用することができる。例えば、タッチ感知実装によって検出されたが、物理的なタッチによって引き起こされたいずれの振動フィードバックを用いても補強されない接触は、誤検出タッチイベントとして不適格と見なされうる。同様に、テーブル上で水平面上に平らで配置されたデバイスがいずれの動きも報告しないとき、デバイスはバルク接地から分離されうる。これは、測定された低信号レベルと共に、弱い接地結合シナリオを補強するために使用されうる。タッチ感知実装は、エネルギーを消費して高い利得を使用するために、必要に応じてアナログフロントエンドを動的に再構成することによって、これを打ち消しうる。

[0018]温度、湿度、および蛍光灯への近接のような他の環境要因は、タッチ感知に多大には影響を与えないことがある。しかしながらこれらの要因は、緩和されない場合、期間が経つにつれ（over a period of time）、タッチ感知機能の能力を低下させ、ＱｏＳに影響を与えうる。これらの二次的な環境的効果に関する情報は、より情報に基づいた決定を下すようタッチ感知機能にきっかけを与えるために使用されうる。これらの環境要因の変化を検出するセンサは、情報をシステムに供給し得、ノイズについてのより優れた推定および管理を可能にする。例えば、ホストシステムは、温度および湿度の変化を追跡し、タッチ感知実装に関連情報を提供するためにこれらのセンサを使用することができ、それらが温度および湿度によって引き起こされる変化とノイズによって引き起こされるものとを区別することを可能にし、それによりシステムが正確かつより迅速に順応することを可能にする。

[0019]これらの二次的環境的効果に関する増強情報が存在しない場合、進行中のタッチ感知実装は、タッチ感知機能によって下される決定を適格と見なすために時間不変性を使用する。時間不変性は概して、変化を適格と見なすために複数のセンサスキャンサイクルを要求し、タッチ動作を検出してそのタッチ動作に応答する際のレイテンシを増大させうる。

[0020]周囲の温度および湿度の変化は結果として、タッチセンサからのベースライン読み込みの変化をもたらしうる。ベースライン読み込みの同様の変化は、電磁ノイズから生じうる。時間不変性は、これらの変化を、それらがタッチ感知実装を変更するために使用される前に有効にするために使用されうる。このことはレイテンシを増大させ、タッチ感知実装が温度および湿度の急速な変化に順応するアビリティ（ability）を限定する。しかしながらいくつかの実施形態では、ホストシステムが、温度および湿度の変化の追跡を維持するために環境センサを使用することができる。ホストシステムはその後、タッチ感知システムに関連情報を提供することができ、温度および湿度によって引き起こされる変化に基づいて、ノイズによって引き起こされる変化との区別および調整を可能にする。このことは、タッチ感知実装が変化する環境条件により迅速に順応することを可能にしうる。ホストによって増強される処理技法は、タッチ以外の多くの「感知」技法に適用可能でありうる。例えば、超音波センサによって検出されたジェスチャは、動き検出器のような他の超音波干渉デバイスと同様に、温度に影響を受けやすくありうる。ホストは、より優れた信号対ノイズ比、ひいてはより信頼度の高いジェスチャ検出のために超音波感知インフラストラクチャを再構成する前にノイズソースの存在を検出するか、または高い温度を感知することができる。

[0021]実施形態は、システムオンチップ（ＳｏＣ）もしくは外部ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらのあらゆる組み合わせで実装されうる。当業者は、情報および信号が、様々な異なる技術および技法のどれを使用しても表されうることを理解するだろう。例えば、上記の説明全体を通して参照されうるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光学場もしくは光学粒子、またはそれらのあらゆる組み合わせによって表されうる。

[0022]以下の説明では、特定の詳細が例の徹底的な理解を提供するために与えられる。しかしながら、例がこれらの特定の詳細なしで実施されうることは当業者によって理解されるだろう。例えば、例を不必要な詳細でぼやけさせないために、電気コンポーネント／デバイスはブロック図で図示されうる。他の事例では、このようなコンポーネント、他の構造および技術が、例をさらに説明するために詳細に図示されうる。

[0023]また例が、フローチャート、フロー図、有限状態図、構造図、またはブロック図として描写される、プロセスとして説明されうることは留意されたい。フローチャートは、動作をシーケンシャルなプロセスとして説明しうるけれども、動作の多くは並列または同時に実行され得、プロセスは繰り返されうる。加えて、動作の順序は再配列されうる。プロセスは、その動作が完了したときに終了される。プロセスは、方法、機能、プロシージャ、サブルーチン、サブプログラム等に対応しうる。プロセスがソフトウェアの機能に対応する場合、その終了は、機能が呼び出し機能または主要機能に戻ることに対応する。

システムの概略
[0024]図１は、環境情報に基づいてタッチ感知情報の全体のＱｏＳオペレーティングモードを変化させることによって、報告レートおよび分解能のようなタッチ感知実装の特徴的な特性を動的に変更する能力を有するタッチセンサ式ディスプレイシステム１００の一実装を例示している。例示されている実装は、限定的であるように意味されておらず、システム１００は、他の機能に関して要求されるような様々な他のコンポーネントを含むことができる。

[0025]タッチセンサ式ディスプレイシステム１００は、タッチ感知面１１０およびタッチセンサ式ディスプレイユニット１２０を含むことができる。ディスプレイユニット１２０のある特定の実施形態は、ＬＥＤ、ＬＣＤ、プラズマ、または映写幕（projection screen）のような、あらゆるフラットパネルディスプレイ技術でありうる。ディスプレイユニット１２０は、ユーザに対する視覚的ディスプレイに関する情報を受信するためのプロセッサ３２０に結合されうる。そのような情報は、限定されないが、メモリロケーションに格納されたファイルの視覚的表現、プロセッサ３２０上にインストールされたソフトウェアアプリケーション、ユーザインターフェース、およびネットワークにアクセス可能なコンテンツオブジェクトを含むことができる。

[0026]タッチ感知面１１０は、多くのタッチ感知技術、例えば、容量、抵抗、面音響波、または光学的タッチ感知、のうちの１つまたはこれらの組み合わせを用いることができる。タッチ感知技術は、マルチタッチジェスチャをサポートすることができる。いくつかの実施形態では、タッチ感知面１１０は、ディスプレイ１２０の可視性が損なわれない形で、ディスプレイ１２０にオーバーレイするか、またはディスプレイ１２０を覆って位置付けられうる。他の実施形態では、タッチ感知面１１０およびディスプレイ１２０は、単一のパネル、モジュール、または面に強固に統合されうる。タッチ感知面１１０は、ディスプレイユニット１２０上でディスプレイされるコンテンツの一部に関連付けられたタッチ感知面１１０上へのユーザタッチが、ディスプレイユニット１２０の視覚エリアの至る所にコンテンツを配置するためにディスプレイユニット１２０によって使用される座標系において出力座標を作り出すよう、ディスプレイ１２０と整列するように構成されうる。いくつかの実施形態では、タッチ感知面１１０は、例えば、タブレットの裏面に組み込まれたタッチ感知面のような、対応するディスプレイを有さないスタンドアローンのタッチ感知面でありうる。

[0027]タッチセンサ式ディスプレイシステム１００はさらに、タッチ感知面１１０にリンクされるプロセッサ３２０を含むことができる。ワーキングメモリ３３５、電子ディスプレイ１２０、およびメモリ３４０もまた、プロセッサ３２０と通信状態にある。タッチセンサ式ディスプレイシステム１００は、デスクトップパーソナルコンピュータのような静的なデバイスでありうるか、またはそれはタブレット、ラップトップコンピュータ、またはセルラ電話のようなモバイルデバイスでありうる。容量センサ、抵抗センサ、圧力センサ、位置センサ、熱センサ、光学センサ、ジャイロスコープセンサ、電磁センサ、振動センサ、音響センサ、および加速度計のような多くの環境センサ３３０は、プロセッサ３２０にリンクされうる。

[0028]プロセッサ３２０は、汎用処理ユニットでありうる。図示されているように、プロセッサ３２０は、プログラムメモリ３４０およびワーキングメモリ３３５に接続されている。例示されている実施形態では、プログラムメモリ３４０は、タッチ検出／処理モジュール３４５、センサ構成モジュール３５０、ディスプレイモジュール３６０、オペレーティングシステム３６５、およびユーザインターフェースモジュール３７０を格納する。これらのモジュールは、様々なタッチ感知およびデバイス管理タスクを実行するようにプロセッサ３２０を構成する命令を含むことができる。プログラムメモリ３４０は、非一時的な格納媒体のような、あらゆる適したコンピュータ可読格納媒体でありうる。ワーキングメモリ３３５は、プログラムメモリ３４０のモジュールに含まれるプロセッサ命令のワーキングセットを格納するためにプロセッサ３２０によって使用されうる。代わりとして、ワーキングメモリ３３５はまた、タッチセンサ式ディスプレイシステム１００の動作中に作成された動的データを格納するためにプロセッサ３２０によって使用されうる。

[0029]プロセッサ３２０は、いくつかの実施形態では、実行されるとき、タッチスクリーンコントローラ（ＴＳＣ）としての役目をして、同等の機能を提供する命令を含むことができる。用いられるＴＳＣ機能の指定のタイプは、タッチ感知面１１０で使用されるタッチ技術のタイプに依存することになる。プロセッサ３２０は、ユーザがタッチ感知面１１０をタッチしたことをタッチ検出モジュール３４５が示すときに起動し、タッチの解除の後にパワーダウンするように構成されうる。この特徴は、タッチセンサ式デバイス１００のようなバッテリ式デバイスの電力節約に役立ちうる。

[0030]上で言及されたように、プロセッサ３２０は、プログラムメモリ３４０に格納されたいくつかのモジュールによって構成される。タッチ検出モジュール３４５は、タッチイベントを分析するようにプロセッサ３２０を構成するコンピュータによって実行される命令を備えることができる。したがって、プロセッサ３２０は、タッチ検出モジュール３４５およびディスプレイ１２０と共に、ディスプレイ上のユーザタッチ入力を獲得するために１つの手段を表す。センサ構成モジュール３５０は、タッチセンサ式デバイスの位置または方位のような感知された環境条件または進行中のアプリケーションに依存してスキャンされるべきタッチセンサの領域を決定するようにプロセッサ３２０を構成する命令を含む。したがって、プロセッサ３２０は、センサ構成モジュール３５０と共に、スキャン領域を決定し、そのスキャン領域をタッチセンサに適用するための１つの手段を表す。

[0031]センサ構成モジュール３５０はまた、進行中のアプリケーションのデータ入力要件に依存して、識別されたスキャン領域にスキャンレートを適用するようにプロセッサ３２０を構成する命令を含む。加えて、センサ構成モジュール３５０は、電磁干渉のようなノイズ信号または検出された干渉に基づいてスキャンレートを調整するようにプロセッサ３２０を構成する命令を含む。センサ構成モジュール３５０は、環境センサ３３０によって提供された情報に基づいてスキャンレートを調整するようにプロセッサ３２０に対して継続的に指示することができる。したがって、プロセッサ３２０は、センサ構成モジュール３５０と共に、感知された環境情報に依存して、定義されたスキャン領域にスキャンレートを動的に適用するための１つの手段を表す。

[0032]加えて、センサ構成モジュール３５０は、超音波信号のような励起信号を再構成するようにプロセッサ３２０を構成する命令を含むことができる。センサ構成モジュール３５０は、より優れた信号対ノイズ比、ひいてはより信頼度の高いジェスチャ検出のために超音波感知インフラストラクチャを再構成するようにプロセッサ３２０に対して継続的に指示することができる。したがって、プロセッサ３２０は、センサ構成モジュール３５０と共に、ジェスチャ検出を改善するために超音波感知インフラストラクチャを動的に再構成するための１つの手段を表す。

[0033]メモリ３４０はまた、ユーザインターフェース３７０を含む。ユーザインターフェースモジュール３７０は、ユーザがデバイスと対話することを可能にするソフト制御およびディスプレイ上のオブジェクトの集合を提供するようにプロセッサ３２０を構成する命令を含む。ユーザインターフェースモジュール３７０はまた、アプリケーションが、一様の抽象化された方法で、システムの残りと対話することを可能にする。オペレーティングシステム３６５は、システム１００の処理リソースおよびメモリを管理するようにプロセッサ３２０を構成する。例えば、オペレーティングシステム３６５は、電子ディスプレイ１２０またはタッチ感知面１１０のようなハードウェアリソースを管理するためのデバイスドライバを含むことができる。したがって、いくつかの実施形態では、センサ構成モジュール３５０に含まれる命令は、これらのハードウェアリソースと直接対話しないことがあるが、その代わりに、オペレーティングシステム３６５に位置する複数のＡＰＩまたは標準的なサブルーチンを通じて対話することができる。オペレーティングシステム３６５内の命令はさらにまた、これらのハードウェアコンポーネントと直接対話することができる。

[0034]タッチセンサ式ディスプレイシステム１００は、モバイル電話またはスマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デジタルカメラ、あるいは同様のものを含む、モバイルデバイス上に実装されうる。モバイルデバイス上に、プロセッサ３２０、メモリ３４０、タッチ感知面１１０、および電子ディスプレイ１２０を統合することによって、タッチセンサ式ディスプレイシステム１００は、そのシステムに対して固定のロケーションに留まるように要求することなく、有利に使用されうる。しかしながら他の実装では、タッチセンサ式ディスプレイシステム１００は、デスクトップコンピュータ、サーバ、コンピュータワークステーション、または他のタイプのコンピューティングデバイスを備えることができる。タッチセンサ式ディスプレイシステム１００は、コンピュータハードウェアと統合されうるか、またはタッチセンサ式ディスプレイシステムは、コンピューティングデバイスとは別々でありうる。

[0035]図１は、プロセッサ、タッチセンサ、電子ディスプレイ、およびメモリを含む個別のコンポーネントを備えるシステムを描写しているけれども、当業者は、これらの個別のコンポーネントが、特定の設計目的を達成するために、様々な方法で組み合わされうることを認識するだろう。例えば、代わりの実施形態では、メモリコンポーネントが、費用を節約してパフォーマンスを向上させるために、プロセッサコンポーネントと組み合わされうる。

[0036]加えて、図１は、いくつかのモジュールを備えるメモリコンポーネント３４０、およびワーキングメモリを備える個別のメモリ３３５を含む、２つのメモリコンポーネントを例示しているけれども、当業者は、異なるメモリアーキテクチャを利用するいくつかの実施形態を認識するだろう。例えば設計は、メモリ３４０に含まれるモジュールを実装するプロセッサ命令の格納のために、ＲＯＭ、または静的ＲＡＭメモリを利用することができる。代わりとして、プロセッサ命令は、タッチセンサ式ディスプレイシステム１００に統合されるか、または外部デバイスポートを介して接続されるディスク格納デバイスから、システム起動時に読み込まれうる。プロセッサ命令はその後、プロセッサによる実行を容易にするためにＲＡＭにロードされうる。例えば、ワーキングメモリ３３５は、命令がプロセッサ３２０による実行の前にワーキングメモリ３３５にロードされた状態の、ＲＡＭメモリでありうる。

方法の概略
[0037]図２は、タッチセンサデータ処理を改善するために使用されうるプロセス２００の一実施形態を例示している。例示されているプロセスは、図１に関して上で説明されたホストプロセッサおよびタッチセンサ式ディスプレイによって実行されうる。

[0038]プロセス２００は、スタートブロック２０５で始まり、システムの環境センサが１つまたは複数の環境条件に関する情報を感知および収集するために使用されるブロック２１０に移行する。プロセス２００はその後、収集されたセンサデータが既存の環境条件を特徴付けるために分析されるブロック２１５に移行する。いくつかの実施形態では、スキャンレートは、センサによって検出された変化する環境条件に応答して動的に調整されうる。他の実施形態では、タッチセンサのサンプリングレートは、周囲の蛍光灯または電磁干渉のような、感知された環境条件に基づいて調整される必要がありうる。

[0039]一度環境条件が特徴付けられてしまうと、プロセッサ２００は、タッチイベントが生じたかどうか、またはタッチイベントのタイプのような、タッチ感知機能によって下された決定が適格と見なされ、環境センサから取得された情報で補強されるブロック２２０に移行する。タッチ感知機能が適格と見なされ、特徴付けられ、および／またはセンサ情報で補強された後、プロセス２００は、タッチセンサのスキャンレート、分解能、スキャン領域、サンプリングレート、および／または励起信号メカニズムが、特徴付けられた環境条件に基づいて環境の変化を補うように動的に調整されるブロック２２５に移行する。一度調整がタッチセンサに適用されてしまうと、プロセス２００は、繰り返すループでブロック２１０に移行する。このプロセスは、所望の環境センサ入力周波数に依存して周期的に、または継続的に繰り返されうる。

[0040]図３は、充電器に起因した電磁干渉の存在に依存して、タッチセンサデータ機能を改善するために使用されうるプロセス３００の一実施形態を例示している。例示されているプロセスは、図１に関して上で説明されたホストプロセッサおよびタッチセンサ式ディスプレイによって実行されうる。

[0041]プロセス３００は、スタートブロック３０５で始まり、タッチセンサ式デバイスが充電器にプラグインされるかどうかについての決定が下される決定ブロック３１０に移行する。デバイスが充電器にプラグインされる場合、プロセス３００は、充電の存在および充電モード、ならびに／または電子デバイスの信号対ノイズ比が決定されるブロック３１５に移行する。デバイスが充電器にプラグインされない決定が決定ブロック３１０で下される場合、プロセス３００は、プロセス３００を繰り返すためにスタートブロック３０５に戻る。

[0042]一度充電モードが決定されてしまうと、プロセス３００は、タッチセンサのサンプリングまたはスキャンレートが充電モードに基づいて調整されうるブロック３２０に移行する。上で論じられたように、一定電流モードにおいて充電されているバッテリは、一定電圧モードにおいてバッテリが充電されているときよりも強い電磁ノイズを作り出しうる。プロセス３００は、充電モードに基づいてノイズを特徴付けることができ、充電バッテリによって引き起こされたノイズ条件に基づいて機能を調整するためにタッチセンサにこの情報を送ることができる。

[0043]上で論じられたように、システムが、デバイスが充電中であることに気付いた場合、システムは、それらの問題を緩和するために対抗方策を用いることができる。これらの対抗方策は、センサオーバーサンプリング、保存性の適応的決定しきい値、時間的不変性フィルタリング等のような緩和技法、または、高電圧励起信号と共によりクリーンな周波数帯域の使用を用いることのような回避技法を含むことができる。これらの緩和および回避技法は結果として、さらなる処理作業をもたらし、それはさらに結果として、デバイスによる増大したエネルギー消費をもたらす。クリーン周波数帯域は、探索技法を用いること、または、ノイズ信号の周期的なオンザフライスペクトル分析を実行することによって決定されうる。システムはその後、環境条件に依存して、必要に応じて動的にスキャンレートおよびセンサ励起信号を調整することができる。充電器の存在に加えて、ホストシステムは充電のモードを検出し得、それは、電磁ノイズの強度に影響を与えうる。ホストシステムはその後、タッチ感知コントローラにこの情報を通信することができる。この情報に基づいて、タッチ感知コントローラは、デバイスがある充電モードから別の充電モードに移行する際に最適なエネルギー使用を保証するように変更を行うことができるだろう。

[0044]一度調整がタッチセンサに適用されてしまうと、プロセス３００は、ブロック３２５に移行し、終了する。このプロセスは、バッテリの検出された充電条件に依存して、周期的に繰り返されうる。

例
[0045]充電器ノイズは、タッチ感知機能にとって損害をもたらすものでありうる。充電器によって生成されたノイズの強度は、充電強度に依存し、それは回り回って（in turn）バッテリの状態に依存する。一定電流モードにおいて充電されているＬｉ−ｉｏｎバッテリは、一定電圧または満充電（トリクル充電）モードにおいてバッテリが充電されているときよりも強い電磁ノイズを作り出すことになる。モードごとのノイズ特性は異なる。ホストシステムは、充電器の存在および充電のモードを検出することができ、強度およびスペクトルコンポーネントの観点からノイズを特徴することができる。このデータはその後、タッチ感知機能に関する適切な緩和ストラテジを決定するために使用されうる。いくつかの実施形態では、タッチ感知機能は、充電器ノイズを回避するために方々でサンプリングを実行することができるだろう。他の実施形態では、タッチ感知機能は、ノイズを緩和するために、タッチセンサをオーバーサンプリングまたはオーバードライビング（高電圧ドライビング）することを実装することができるだろう。

[0046]同様に、蛍光灯の存在および近接は、ホストシステム上のカメラセンサによって最終的に検出されうる。この情報は、効率的な打ち消しのためにタッチ感知実装に通信されうる。

用語に関する説明
[0047]当業者は、本明細書で開示されている実装と関係して説明されている様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびプロセスステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組み合せとして実装されうることをさらに認識するだろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に例示するために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、概してそれらの機能の観点から上で説明されてきた。このような機能が、ハードウェアとして実装されるか、またはソフトウェアとして実装されるかは、特定のアプリケーションおよびシステム全体に課せられる設計制約に依存する。当業者は、各特定のアプリケーションのための様々な方法で、説明されている機能を実装しうるが、そのような実装決定は、本願発明の範囲からの逸脱を引き起こすとして解釈されるべきではない。当業者は、ある部分、または一部が、全体以下のものを備えうることを認識するだろう。例えば、画素の集合の一部分は、それらの画素のサブ集合を指しうる。

[0048]本明細書で開示されている実装と関係して説明されている様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタ論理回路、ディスクリートハードウェアコンポーネント、または本明細書で説明されている機能を実行するように設計されたそれらのあらゆる組み合わせを用いて実行または実装されうる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサでありうるが、代わりとしてプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンでありうる。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連結した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、またはあらゆる他のそのような構成、としても実装されうる。

[0049]本明細書で開示されている実装に関係して説明されている方法またはプロセスのステップは、直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはこれらの２つの組み合わせにおいて、具現化されうる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）メモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られているあらゆる他の形式の非一時的な格納媒体に存在しうる。例示的なコンピュータ可読格納媒体は、プロセッサがコンピュータ可読格納媒体から情報を読み出し、コンピュータ可読格納媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代わりとして格納媒体はプロセッサと一体でありうる。プロセッサおよび格納媒体は、ＡＳＩＣ内に存在しうる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末、カメラ、または他のデバイスに存在しうる。代わりとして、プロセッサおよび格納媒体は、ユーザ端末、カメラ、または他のデバイスにディスクリートコンポーネントとして存在しうる。

[0050]見出しは、参照のために、および様々なセクションを探し出すのを助けるために、本明細書に含まれている。これらの見出しは、それらに関して説明されている概念の範囲を限定するようには意図されていない。そのような概念は、明細書全体にわたって適用性を有しうる。

[0051]開示されている実装の先の説明は、いずれの当業者も、本発明を製造または使用できるように提供されている。これらの実装への様々な変更は、当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義されている包括的な原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実装にも適用されうる。したがって、本発明は、本明細書で示されている実装に限定されるようには意図されておらず、本明細書で開示されている原理および新規な特徴と一致する可能性がある最も広い範囲が与えられることとする。

[0051]開示されている実装の先の説明は、いずれの当業者も、本発明を製造または使用できるように提供されている。これらの実装への様々な変更は、当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義されている包括的な原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実装にも適用されうる。したがって、本発明は、本明細書で示されている実装に限定されるようには意図されておらず、本明細書で開示されている原理および新規な特徴と一致する可能性がある最も広い範囲が与えられることとする。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
電子デバイスのためのタッチセンサ式システムであって、
タッチ感知面と、
環境センサと、
前記環境センサから環境条件に関するデータを継続的に獲得することと、
前記感知された環境条件に基づいて、前記タッチ感知面のスキャンレート、スキャン領域、およびタッチセンサ励起信号、のうちの１つまたは複数を動的に調整することと、
を行うように構成された制御モジュールと、
を備える、システム。
［Ｃ２］
前記制御モジュールは、
前記電子デバイスの充電モードを決定することと、
前記充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けることと、
前記特徴付けられたノイズ周波数に基づいて、前記タッチ感知面の前記スキャンレートおよびタッチセンサ励起信号、のうちの１つまたは複数を動的に調整することと、
を行うようにさらに構成される、Ｃ１に記載のシステム。
［Ｃ３］
前記環境センサは、１つまたは複数の容量センサ、抵抗センサ、圧力センサ、位置センサ、熱センサ、光学センサ、ジャイロスコープセンサ、電磁センサ、振動センサ、音響センサ、または加速度計、のうちの少なくとも１つを備える、Ｃ１に記載のシステム。
［Ｃ４］
前記環境条件は、温度、湿度、前記電子デバイスの方位、および加速度、のうちの１つである、Ｃ１に記載のシステム。
［Ｃ５］
前記制御モジュールは、信号対ノイズ比を改善するために前記電子デバイスの感知インフラストラクチャを再構成するようにさらに構成される、Ｃ１に記載のシステム。
［Ｃ６］
前記制御モジュールは、前記電子デバイスの感知された位置に基づいて、弱い接地結合イベントを補強し、前記弱い接地結合イベントを打ち消すように、前記電子デバイスのアナログフロントエンドを動的に再構成するようにさらに構成される、Ｃ１に記載のシステム。
［Ｃ７］
前記制御モジュールは、前記振動センサからの振動情報の欠如に基づいて、誤検出タッチイベントを抑制するようにさらに構成される、Ｃ３に記載のシステム。
［Ｃ８］
タッチ感知デバイスのエネルギー効率を向上させるための方法であって、
前記感知デバイスの環境センサで１つまたは複数の環境条件を感知することと、
前記環境センサによって提供された情報を分析することと、
前記環境センサによって提供された前記情報を使用して、タッチ感知機能を補強することと、
前記感知された１つまたは複数の環境条件に基づいて、前記タッチ感知デバイスのタッチ感知面の感度を動的に調整することと、
を備える、方法。
［Ｃ９］
１つまたは複数の環境条件を感知することは、圧力、抵抗、温度、方位、位置、振動、周囲の光、音、および電磁干渉、のうちの少なくとも１つを感知することをさらに備える、Ｃ８に記載の方法。
［Ｃ１０］
前記電子デバイスの充電モードを決定することと、前記充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けることと、前記特徴付けられたノイズ周波数に基づいて、前記タッチ感知面の前記感度を調整することと、をさらに備える、Ｃ９に記載の方法。
［Ｃ１１］
前記感度がスキャン感度か、または分解能感度である、Ｃ８に記載の方法。
［Ｃ１２］
前記環境条件を感知することは、振動条件を感知することを備え、前記タッチ感知条件を補強することは、検出された振動で前記タッチ感知面上へのタッチイベントを補強することを備える、Ｃ８に記載の方法。
［Ｃ１３］
命令を備える非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、実行されたときに、
電子デバイスの環境センサで１つまたは複数の環境条件を感知することと、
前記電子デバイスの充電モードを決定することと、
前記充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けることと、
前記感知された環境条件および前記特徴付けられた電磁ノイズ周波数に基づいて、前記電子デバイスのタッチ感知面の感度を動的に調整することと、
の方法をプロセッサに実行させる、非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ１４］
前記感度がスキャン感度か、または分解能感度である、Ｃ１３に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ１５］
１つまたは複数の環境条件を感知することは、圧力、抵抗、温度、圧力、方位、振動、周囲の光、音、および電磁干渉、のうちの少なくとも１つまたは複数を感知することをさらに備える、Ｃ１３に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
［Ｃ１６］
エネルギー効率の優れたタッチ処理のための装置であって、
電子デバイスのタッチ感知面と、
前記タッチ感知面の１つまたは複数の環境条件を感知するための手段と、
前記環境センサによって提供された情報を分析するための手段と、
前記環境センサによって提供された前記情報を使用して、タッチ感知機能を補強するための手段と、
前記感知された１つまたは複数の環境条件に基づいて、前記タッチ感知面の感度を動的に調整するための手段と、
を備える、装置。
［Ｃ１７］
前記電子デバイスの充電モードを決定するための手段と、前記電子デバイスの充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けるための手段と、前記特徴付けられた電磁ノイズ周波数に基づいて、前記タッチ感知面のスキャンレートおよびセンサ励起信号を動的に調整するための手段と、をさらに備える、Ｃ１６に記載の装置。
［Ｃ１８］
前記感度がスキャン感度か、または分解能感度である、Ｃ１６に記載の装置。
［Ｃ１９］
前記感知するための手段は、容量センサ、抵抗センサ、圧力センサ、位置センサ、熱センサ、光学センサ、ジャイロスコープセンサ、電磁センサ、振動センサ、音響センサ、または加速度計を備える、Ｃ１６に記載の装置。
［Ｃ２０］
前記装置は、モバイル電話である、Ｃ１６に記載の装置。
［Ｃ２１］
前記タッチ感知面の前記感度を動的に調整するための手段は、前記タッチ感知面のスキャンレートを調整するように構成されたプロセッサを備える、Ｃ１６に記載の装置。

Claims (21)

1. 電子デバイスのためのタッチセンサ式システムであって、
   タッチ感知面と、
   環境センサと、
   前記環境センサから環境条件に関するデータを継続的に獲得することと、
   前記感知された環境条件に基づいて、前記タッチ感知面のスキャンレート、スキャン領域、およびタッチセンサ励起信号、のうちの１つまたは複数を動的に調整することと、
   を行うように構成された制御モジュールと、
   を備える、システム。
2. 前記制御モジュールは、
   前記電子デバイスの充電モードを決定することと、
   前記充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けることと、
   前記特徴付けられたノイズ周波数に基づいて、前記タッチ感知面の前記スキャンレートおよびタッチセンサ励起信号、のうちの１つまたは複数を動的に調整することと、
   を行うようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記環境センサは、１つまたは複数の容量センサ、抵抗センサ、圧力センサ、位置センサ、熱センサ、光学センサ、ジャイロスコープセンサ、電磁センサ、振動センサ、音響センサ、または加速度計、のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記環境条件は、温度、湿度、前記電子デバイスの方位、および加速度、のうちの１つである、請求項１に記載のシステム。
5. 前記制御モジュールは、信号対ノイズ比を改善するために前記電子デバイスの感知インフラストラクチャを再構成するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記制御モジュールは、前記電子デバイスの感知された位置に基づいて、弱い接地結合イベントを補強し、前記弱い接地結合イベントを打ち消すように、前記電子デバイスのアナログフロントエンドを動的に再構成するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
7. 前記制御モジュールは、前記振動センサからの振動情報の欠如に基づいて、誤検出タッチイベントを抑制するようにさらに構成される、請求項３に記載のシステム。
8. タッチ感知デバイスのエネルギー効率を向上させるための方法であって、
   前記感知デバイスの環境センサで１つまたは複数の環境条件を感知することと、
   前記環境センサによって提供された情報を分析することと、
   前記環境センサによって提供された前記情報を使用して、タッチ感知機能を補強することと、
   前記感知された１つまたは複数の環境条件に基づいて、前記タッチ感知デバイスのタッチ感知面の感度を動的に調整することと、
   を備える、方法。
9. １つまたは複数の環境条件を感知することは、圧力、抵抗、温度、方位、位置、振動、周囲の光、音、および電磁干渉、のうちの少なくとも１つを感知することをさらに備える、請求項８に記載の方法。
10. 前記電子デバイスの充電モードを決定することと、前記充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けることと、前記特徴付けられたノイズ周波数に基づいて、前記タッチ感知面の前記感度を調整することと、をさらに備える、請求項９に記載の方法。
11. 前記感度がスキャン感度か、または分解能感度である、請求項８に記載の方法。
12. 前記環境条件を感知することは、振動条件を感知することを備え、前記タッチ感知条件を補強することは、検出された振動で前記タッチ感知面上へのタッチイベントを補強することを備える、請求項８に記載の方法。
13. 命令を備える非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、実行されたときに、
    電子デバイスの環境センサで１つまたは複数の環境条件を感知することと、
    前記電子デバイスの充電モードを決定することと、
    前記充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けることと、
    前記感知された環境条件および前記特徴付けられた電磁ノイズ周波数に基づいて、前記電子デバイスのタッチ感知面の感度を動的に調整することと、
    の方法をプロセッサに実行させる、非一時的なコンピュータ可読媒体。
14. 前記感度がスキャン感度か、または分解能感度である、請求項１３に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
15. １つまたは複数の環境条件を感知することは、圧力、抵抗、温度、圧力、方位、振動、周囲の光、音、および電磁干渉、のうちの少なくとも１つまたは複数を感知することをさらに備える、請求項１３に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
16. エネルギー効率の優れたタッチ処理のための装置であって、
    電子デバイスのタッチ感知面と、
    前記タッチ感知面の１つまたは複数の環境条件を感知するための手段と、
    前記環境センサによって提供された情報を分析するための手段と、
    前記環境センサによって提供された前記情報を使用して、タッチ感知機能を補強するための手段と、
    前記感知された１つまたは複数の環境条件に基づいて、前記タッチ感知面の感度を動的に調整するための手段と、
    を備える、装置。
17. 前記電子デバイスの充電モードを決定するための手段と、前記電子デバイスの充電モードによって生成された電磁ノイズの周波数を特徴付けるための手段と、前記特徴付けられた電磁ノイズ周波数に基づいて、前記タッチ感知面のスキャンレートおよびセンサ励起信号を動的に調整するための手段と、をさらに備える、請求項１６に記載の装置。
18. 前記感度がスキャン感度か、または分解能感度である、請求項１６に記載の装置。
19. 前記感知するための手段は、容量センサ、抵抗センサ、圧力センサ、位置センサ、熱センサ、光学センサ、ジャイロスコープセンサ、電磁センサ、振動センサ、音響センサ、または加速度計を備える、請求項１６に記載の装置。
20. 前記装置は、モバイル電話である、請求項１６に記載の装置。
21. 前記タッチ感知面の前記感度を動的に調整するための手段は、前記タッチ感知面のスキャンレートを調整するように構成されたプロセッサを備える、請求項１６に記載の装置。

Images