JP2008502051A - 変動幅の検知素子を有する、一層式容量性検知装置 - Google Patents
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Abstract
Description
h=(a+b+c)/3
ひとたびhが決定されたら、次いで半径rは以下の関係を使って決定できる:
r=sqrt((2/3)×[(a−h)2+(b−h)2+(c−h)2])
ここでsqrtは平方根関数を表す。ひとたびrが決定されたら、角度θは次の関係の一つを使って決定できる:
θ=sin-1((a−h)/r)
または
θ=sin-1((b−h)/r)
または
θ=sin-1((c−h)/r)
ひとたび角度θが決定されたら、その角度は、センサーパターン200の長さに沿ってその端点の一つから測定される直線位置に対応する距離に変換されることができる。たとえば、角度θの1度がセンサーパターン200の端点の一つからの特定の距離(たとえば何ミリまたは何インチなど)に等しいなどである。あるいはまた、決定されたθに対応する距離を確かめるために探索表を利用してもよい。角度θがセンサーパターン200に沿ったオブジェクトの中心の位置を与えるのに対し、hおよびrはオブジェクトの大きさに関する情報を与えることができることを注意しておく。
cosθ=a−(b+c)/2
sinθ=sqrt(3)/2(b−c)
θ=ATAN2(cosθ, sinθ)
ここで、ATAN2は逆正接関数を表している。上記の3つの関係式はより小さなマイクロプロセッサーでの使用にはより便利でありうることが理解される。
図5ないし図16において、センサーパターン500ないし1600はそれぞれ非常に少ないセンサーチャネルをもって操作されうることを注意しておく。これにより、ピンカウントの少ないパッケージを使う、あるいは容量性センサーデバイスまたは装置のために単純化したセンサーASIC(application-specific integrated circuit[特定用途向け集積回路])を構築するという希望がある場合に著しいコスト節減をもたらすことができる。
Claims (52)
- 変動幅を有する第一の検知要素と、
変動幅を有する第二の検知要素とを有する二次元の容量性センサー装置であって、前記第一の検知要素および第二の検知要素が伝導性で、ループを形成し、前記第一の検知要素および第二の検知要素のそれぞれは、二次元空間における前記ループに対するオブジェクトの角位置を決定するために互いに重なり合うことが必要とされないよう位置していることを特徴とする装置。 - 前記第一の検知要素が第一の波形を有し、
前記第二の検知要素が第二の波形を有する、
ことを特徴とする、請求項1記載の二次元の容量性センサー装置。 - 前記第一の検知要素が第一の位相を有し、
前記第二の検知要素が前記第一の位相とは異なる第二の位相を有する、
ことを特徴とする、請求項2記載の二次元の容量性センサー装置。 - 変動幅を有する第三の検知要素をさらに有する請求項1記載の装置であって、
前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が実質的に円形パターンを形成し、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が、二次元空間における前記実質的に円形のパターンに対するオブジェクトの角位置を決定するために互いに重なり合うことが必要とされないよう位置しており、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が前記実質的に円形のパターンに沿った種々の位置で実質的に一定である積算出力信号を与えることを特徴とする装置。 - 請求項4記載の二次元の容量性センサー装置であって、
前記第一の検知要素がある波形を有し、
前記第二の検知要素が前記第一の検知要素の前記波形から2π/3ラジアンだけオフセットされた波形を有し、
前記第三の検知要素が前記第の検知要素の前記波形から2π/3ラジアンだけオフセットされた波形を有する、
ことを特徴とする装置。 - 請求項4記載の二次元の容量性センサー装置であって、
前記角位置が、第一の検知要素信号、第二の検知要素信号および第三の検知要素信号を使って決定されることを特徴とする装置。 - 請求項6記載の二次元の容量性センサー装置であって、
前記角位置が三角関数を使って決定されることを特徴とする装置。 - 伝導性の第一の検知要素と、
伝導性の第二の検知要素と、
伝導性の第三の検知要素とを有し、重なり合う検知要素を必要としない二次元の容量性センサー装置であって、
前記第二の検知要素の形が前記第一の検知要素の形と前記第三の検知要素の形によって定義され、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が二次元空間における前記ループに対するオブジェクトの角位置を決定するためにループを形成することを特徴とする装置。 - 前記検知要素が前記二次元空間における前記ループに対する前記オブジェクトの動径位置を決定するために使用されることを特徴とする、請求項1、4または8記載の二次元の容量性センサー装置。
- 変動幅を有する第一の検知要素と、
変動幅を有する第二の検知要素と、
変動幅を有する第三の検知装置とを有する二次元の容量性センサー装置であって、
前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が伝導性で、ある第一軸に実質的に平行であり、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素のそれぞれは、二次元空間の前記第一軸に沿った第一の位置を決定するために互いに重なり合うことが必要とされないよう位置しており、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が実質的に一定である積算幅を有することを特徴とする装置。 - 前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が前記第一軸に実質的に垂直なある第二軸に沿った第二の位置を決定するために使用されることを特徴とする、請求項10記載の二次元の容量性センサー装置。
- 前記第一の検知要素が正弦波波形を有し、
前記第二の検知要素が前記正弦波波形からオフセットされた波形を有し、
前記第三の検知要素が前記正弦波波形からオフセットされた波形を有する、
ことを特徴とする、請求項10記載の二次元の容量性センサー装置。 - 前記第一軸に沿った前記第一の位置がある第一の検知要素信号、第二の検知要素信号および第三の検知要素信号を使って決定されることを特徴とする、
請求項10記載の二次元の容量性センサー装置。 - 請求項10記載の二次元の容量性センサー装置であって、
前記第一軸に沿った前記第一の位置が三角関数を使って決定されることを特徴とする装置。 - 前記第一軸に実質的に垂直なある第二軸に沿った第二の位置を決定するために利用される、前記第一軸に実質的に平行な第四の検知要素をさらに有することを特徴とする、
請求項10記載の二次元の容量性センサー装置。 - 変動幅を有する第四の検知要素と、
変動幅を有する第五の検知要素と、
変動幅を有する第六の検知装置とをさらに有する、請求項10記載の二次元の容量性センサー装置であって、
前記第四、第五および第六の検知要素が、前記第一の検知要素に実質的に平行であり、前記第一軸に沿った前記第一の位置を決定するために前記第一、第二、第三、第四、第五および第六の検知要素の重なりを必要としないように位置されることを特徴とする装置。 - 前記第一、第二、第三、第四、第五および第六の検知要素が、前記第一軸と平行でないある第二軸に沿った第二の位置を決定するために使われることを特徴とする、請求項16記載の二次元の容量性センサー装置。
- 前記第一、第二および第三の検知要素がそれぞれある第一の正弦波波形を有し、
前記第四、第五および第六の検知要素がそれぞれある第二の正弦波波形を有する、
ことを特徴とする、請求項16記載の二次元の容量性センサー装置。 - 第一の正弦波波形が前記第二の正弦波波形よりも低周波数であることを特徴とする、請求項18記載の二次元の容量性センサー装置。
- 前記第一、第二および第三の検知要素が容量性タッチスクリーン装置または容量性タッチパッド装置の部分として利用されることを特徴とする、請求項10記載の二次元の容量性センサー装置。
- 変動幅を有し、伝導性である第一の検知要素と、
変動幅を有し、伝導性である第二の検知要素と、
変動幅を有し、伝導性である第三の検知装置とを有する二次元の容量性センサー装置であって、
前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素がある第一軸に実質的に平行であり、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素は、二次元空間の前記第一軸に沿った第一の位置を決定するために互いに重なり合うことが必要とされないよう位置しており、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が、該第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素に沿った種々の位置で実質的に一定である積算出力信号を与えることを特徴とする装置。 - 前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が前記第一軸に実質的に垂直なある第二軸に沿った第二の位置を決定するために使用されることを特徴とする、請求項21記載の二次元の容量性センサー装置。
- 前記第一軸に沿った前記第一の位置がある第一の検知要素信号、第二の検知要素信号、第三の検知要素信号および三角関数を使って決定されることを特徴とする、
請求項21記載の二次元の容量性センサー装置。 - 前記第一軸に実質的に非平行なある第二軸に沿った第二の位置を決定するために利用される、前記第三の検知要素に実質的に平行な第四の検知要素をさらに有することを特徴とする、
請求項21記載の二次元の容量性センサー装置。 - 重なり合う検知要素を必要としない二次元の容量性センサー装置であって、
第一の複数の延長枝を含む第一の伝導性トレースを有しており、該第一の複数の延長枝は互いに実質的に平行で前記第一の伝導性トレースの第一軸に実質的に非平行であり、累積的にある第一の波形の形をした包絡線を定義しており、
第二の複数の延長枝を含む第一の伝導性トレースを有しており、該第二の複数の延長枝は互いに実質的に平行で前記第二の伝導性トレースの第一軸に実質的に非平行であり、累積的にある第二の波形の形をした包絡線を定義しており、
第三の複数の延長枝を含む第三の伝導性トレースを有しており、該第三の複数の延長枝は互いに実質的に平行で前記第三の伝導性トレースの第一軸に実質的に非平行であり、累積的にある第三の波形の形をした包絡線を定義しており、
前記第一、第二および第三の伝導性トレースが、二次元空間の前記第一軸に沿った第一の位置を決定するために使われることを特徴とする装置。 - 前記第一の複数の延長枝および前記第二の複数の延長枝がインターディジット型に配置されていることを特徴とする、請求項25記載の二次元の容量性センサー装置。
- 前記第二の複数の延長枝および前記第三の複数の延長枝がインターディジット型に配置されていることを特徴とする、請求項26記載の二次元の容量性センサー装置。
- 二次元の容量性センサーと、
前記二次元の容量性センサーに結合されたプロセッサとを有する携帯型電子装置であって、前記二次元の容量性センサーが:
変動幅を有する第一の検知要素と、
変動幅を有する第二の検知要素と、
変動幅を有する第三の検知装置とを有しており、
前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素がそれぞれ伝導性で、ある第一軸に実質的に平行であり、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素のそれぞれは、二次元空間の前記第一軸に沿った第一の位置を決定するために互いに重なり合うことが必要とされないよう位置しており、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が実質的に一定である積算幅を有することを特徴とする装置。 - 前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が前記第一軸に非平行なある第二軸に沿った第二の位置を決定するために使用されることを特徴とする、請求項28記載の携帯型電子装置。
- 前記第一の検知要素が第一の波形を有し、
前記第二の検知要素が第二の波形を有し、
前記第三の検知要素が第三の波形を有する、
ことを特徴とする、請求項4、8、10、21または28のうちいずれか一項記載の携帯型電子装置。 - 前記第一の検知要素が第一の位相を有し、
前記第二の検知要素が第二の位相を有し、
前記第三の検知要素が第三の位相を有する、
ことを特徴とする、請求項21または30記載の携帯型電子装置。 - 前記第一の検知要素がsinθの波形を有し、
前記第二の検知要素が前記第一の検知要素の前記sinθの波形から2π/3ラジアンだけオフセットされたsinθの波形を有し、
前記第三の検知要素が前記第一の検知要素の前記sinθの波形から2π/3ラジアンだけオフセットされたsinθの波形を有する、
ことを特徴とする、請求項28記載の携帯型電子装置。 - 請求項28記載の携帯型電子装置であって、
前記第一軸に沿った前記第一の位置が、第一の検知要素信号、第二の検知要素信号および第三の検知要素信号を使って決定されることを特徴とする装置。 - 請求項28記載の二次元の携帯型電子装置であって、
前記第一軸に沿った前記第一の位置が、三角関数を使って決定されることを特徴とする装置。 - 前記第一軸に実質的に垂直なある第二軸に沿った第二の位置を決定するために利用される、前記第一軸に実質的に平行な第四の検知要素をさらに有することを特徴とする、
請求項28記載の携帯型電子装置。 - 二次元の容量性センサーと、
前記二次元の容量性センサーに結合されたプロセッサとを有する携帯型電子装置であって、前記二次元の容量性センサーが:
変動幅を有する第一の検知要素と、
変動幅を有する第二の検知要素と、
変動幅を有する第三の検知装置とを有しており、
前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が伝導性であり、あるループに沿って配置されており、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素のそれぞれは、二次元空間における前記ループに対するオブジェクトの角位置を決定するために互いに重なり合うことが必要とされないよう位置しており、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が実質的に一定である積算幅を有することを特徴とする装置。 - 前記第一の検知要素、前記第二の検知要素および第三の検知要素が前記二次元空間における前記ループに対する前記オブジェクトの動径位置を決定するために使用されることを特徴とする、請求項36記載の携帯型電子装置。
- 前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素に沿った種々の位置で実質的に一定である積算出力信号を与えることを特徴とする、請求項36記載の携帯型電子装置。
- 前記第一の検知要素がある位相を有し、
前記第二の検知要素が前記第一の検知要素の前記位相とは異なるある位相を有し、
前記第三の検知要素が前記第一の検知要素の前記位相とは異なるある位相を有する、
ことを特徴とする、請求項36記載の携帯型電子装置。 - 基板と、
変動幅をもち、前記基板の上に配置された第一の伝導性トレースと、
変動幅をもち、前記基板の上に配置された第二の伝導性トレースと、
変動幅をもち、前記基板の上に配置された第一の伝導性トレースとを有する容量性センサーデバイスであって、
前記第一、第二および第三の伝導性トレースが、ある第一軸に実質的に平行であり、第一軸位置を決定するためにそれぞれが前記第一、第二および第三の伝導性トレースの重なり合いを必要としないよう位置されていることを特徴とするデバイス。 - 前記第一の伝導性トレースが第一の波形を有し、
前記第二の伝導性トレースが第二の波形を有し、
前記第三の伝導性トレースが第三の波形を有する、
ことを特徴とする、請求項40記載の容量性センサーデバイス。 - 前記第一の伝導性トレースが第一の位相を有し、
前記第二の伝導性トレースが第二の位相を有し、
前記第三の伝導性トレースが第三の位相を有する、
ことを特徴とする、請求項41記載の容量性センサーデバイス。 - 前記第一、第二および第三の伝導性トレースが実質的に一定である積算幅を有することを特徴とする、請求項40記載の容量性センサーデバイス。
- 請求項40記載の容量性センサーデバイスであって、
前記第一軸位置が、第一の伝導性トレース信号、第二の伝導性トレース信号および第三の伝導性トレース信号を使って決定されることを特徴とするデバイス。 - 前記第一軸位置に非平行なある第二軸位置を決定するために利用される、前記第一軸に非平行な第四の伝導性トレースをさらに有することを特徴とする、
請求項40記載の容量性センサーデバイス。 - 前記第一、第二および第三の伝導性トレースが、前記第一軸に非平行な第二軸位置を決定するために利用されることを特徴とする、請求項40記載の容量性センサーデバイス。
- 変動幅を有する第一の検知要素と、
変動幅を有する第二の検知要素と、
変動幅を有する第三の検知装置とを有する二次元の容量性センサー装置であって、
前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が伝導性で、ある曲がった経路をなしており、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素のそれぞれは、二次元空間の前記曲がった経路に沿った動径位置を決定するために互いに重なり合うことが必要とされないよう位置しており、前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が実質的に一定である積算幅を有することを特徴とする装置。 - 前記第一の検知要素、前記第二の検知要素および第三の検知要素が前記二次元空間における前記曲がった経路に対する前記オブジェクトの角位置を決定するために使用されることを特徴とする、請求項47記載の携帯型電子装置。
- 前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素が前記第一の検知要素、第二の検知要素および第三の検知要素に沿った種々の位置で実質的に一定である積算出力信号を与えることを特徴とする、請求項47記載の携帯型電子装置。
- 前記第一の検知要素がある波形を有し、
前記第二の検知要素がある波形を有し、
前記第三の検知要素がある波形を有する、
ことを特徴とする、請求項36または47記載の携帯型電子装置。 - 前記第一の検知要素がある位相を有し、
前記第二の検知要素が前記第一の検知要素の前記位相とは異なるある位相を有し、
前記第三の検知要素が前記第一の検知要素の前記位相とは異なるある位相を有する、
ことを特徴とする、請求項50記載の携帯型電子装置。 - 前記検知要素がそれぞれ正弦波形を有することを特徴とする、請求項1,8、36、42または47のうちいずれか一項記載の携帯型電子装置または容量性センサー。
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