JP2013501291A - タッチセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1つ以上の素子の少なくとも一部は、1つ以上のユーザー入力の位置を決定するために、感度が下げられる。
【選択図】図2
Description
xおよびy素子の両方が検知素子であり、全ての入力を検知する、
xおよびy素子の両方が検知素子であり、前のスキャンですでに検知された指を追跡する、
x素子は検知素子であり、y素子は制御素子であり、全ての入力をスキャンする、
y素子は検知素子であり、x素子は制御素子であり、全ての入力をスキャンする、
上記の2つのモードを交互に行う、
x素子は検知素子であり、y素子は制御素子であり、前のスキャンですでに検知された指または複数の指を追跡する、
y素子は検知素子であり、x素子は制御素子であり、前のスキャンですでに検知された指または複数の指を追跡する、
制御素子は、1つの素子のみを接地することにより、マスキングしてもよい、
制御素子は、1つ以外の全ての素子を接地することにより、マスキングしてもよい、
制御素子は、素子のブロックを接地することにより、マスキングしてもよい、
制御素子は、素子の1ブロック以外の全てを接地することにより、マスキングしてもよい、
素子のブロックは、逐次近似モードにおいて、マスキングされてもよい、
素子のブロックは、シーケンシャルなモードにおいて、マスキングされてもよい、
素子のブロックは、前のスキャン結果に従う順番で、マスキングされてもよい、
xおよびいくつかのy素子は、他のy素子が検知素子である間も、制御素子としてもよい、
yおよびいくつかのx素子は、他のx素子が検知素子である間も、制御素子としてもよい、
のモードのうちの1つ以上を含むことができる。
4線式および5線式のワイヤの電気抵抗式タッチスクリーンは、指によるタッチを検知するために2つの導電性のレイヤー間の機械的な接触に依存する。導電性のレイヤーは、通常、非常に小さい絶縁体のスペーサの列によって絶縁される。これらの様々なワイヤの間の電位差は指の位置を示す。複数の指を用いる場合、指の位置の点では解決できない電位差の違いが生じる。適切に設計された、電子的に制御可能な機械的なマトリクスの障壁があれば2つの導電性のレイヤー間の選択的な接触を防いだり許したりするために使用できるであろう。電流または磁界の中で変化する素材であれば使用できるであろう。
誘電性のタッチセンサは、本発明の実施形態によって使用されることができ、下記に図24を参照しながら例示される。本明細書に記載される特徴で静電容量タッチセンサに関するものは、誘電性センサやその他の種類のセンサも同様の特徴や機能を有することが理解されるであろう。
本発明の実施形態は静電容量タッチセンサの感度を選択的に上げたり下げたりする静電容量技術に関する。
他のマスキング方法が使われることも可能である。ループを閉じたり開けたりすることによってマスキングするかわりに、ワイヤのループをフローティングさせておくことに対して、ワイヤのループを接地する方法、または、ワイヤのループに検知ワイヤを妨害する信号を印加する方法が用いられる。
十分な処理能力と速度が得られる場合、マスクされたマルチタッチのタッチスクリーンは、単純な2、3のモードにおいて動作できる。
低出力のプロセッサが使われる場合、全ての時間において全ての検知領域をスキャンすることは、タッチスクリーンの応答速度を著しく減少させる。32の×32の検知領域において、タッチスクリーンの完全なスキャンを行う場合、1回のスキャンについて1024回の測定を含む。1秒間に50回のスキャンが可能なプロセッサが、x/y方向にスキャンする32の×32のタッチスクリーンに使用される場合、完全なマスクキングを行うモードにおいては1秒につき3回のスキャンしか実行できない。これはあまりに遅く、いかなる指も検知できない可能性があるため、より精巧な検知技術が高速な反応を実現するために使用される。
8x8の多重配列を示す図6の例において、導電性のy素子は、配列の背面領域の全体を占領できるが、8つの絶縁された水平の帯に分けられる。導電性のx素子は、y素子のレイヤーの前面に絶縁されてある。x素子は、図22のように全ての領域を占めてもよく、図6のように比較的狭くてもよい。狭いx素子が使われる場合、xレイヤーが使用していない領域はフローティングして絶縁された島として残されてもよい。図22において、x素子だけが検知素子であり、y素子は選択的にx検知素子の大部分の感度を下げるために用いられる。
1つ以外の制御素子を全て接地することの代替策は、1つの制御素子のみを接地し、他の全ての制御素子をアクティブバックプレーンに接続することである。これは、指が接地された素子の上にあるとき、モード1では信号が増強されたのに対し、タッチ信号が減衰することになる。しかし、モード2のマスキングの利点は、タッチスクリーンの大部分において、検知素子がグラウンドプレーンを通じてではなくアクティブバックプレーンを通じて容量的にリンクされるという事実によって、検知素子の間の容量性クロスカップリングがモード1より少なくなるという点である。
制御素子のグループを同時に接地し、または接地しないでおくことができる。これは、1)逐次近似マスクキングのようにスクリーンの広い範囲を高速にマスクキングするため、2)多数の隣接した制御素子を並列に配置することによってマスキング材料の抵抗を減らすため、3)非常に低速のシステムにおいて指を追跡する場合に、マスクを広げるために、使用できる。
マスクまたは制御y素子に用いられる導電性材料は、たとえば非常に細く引き延ばされたまたは押し出し形成された金属ワイヤ、鉄筋コンクリート棒、銅線、導電性のプレート材、穴のあいた導電性のプレート材料、導電性ワイヤのメッシュ、インジウム錫酸化物(ITO)またはアンチモン錫酸化物(ATO)、ナノ粒子インクまたはナノチューブインクのような透明な導電性の印刷インク、銀インクまたは炭素インクのような不透明な導電性の印刷インクなどの、十分または適度に導電性があるいかなる素材で形成されうる。同様の材料をx素子にも使用できる。
ITOまたはATOを用いた透明なタッチスクリーンについて、1平方インチあたり300オームまたはそれ以下の表面抵抗は許容されると考えられる。これにより、優れた透明性と2つのITO/ATOレイヤーの組み合わせやバランスを実現でき、また線が見えないことを確実にする。
本発明のいくつかの実施形態において、素子は、1つだけの機能を有してもよく、それらは検知素子または制御素子でもよい。しかし、他の実施形態では、素子は2つの機能を有してもよく、それらはある時は検知素子でありまたある時は制御素子でもよい。しかし、2つの機能を有する素子の能力は、スクリーンの材料およびレイアウトに依存する。たとえばITOなどのプレート状の部材はそれらがスクリーンを覆い過ぎると問題が生じることがありうる。
検知の各モードにおいて、検知方法として「投影型静電容量方式」が使用される場合、「タッチされていない」基準テーブが生成されてもよい。「タッチされていない」値は、現在の値と連続的に比較され、現在の値を追うようにわずかに増加または減少されることにより、徐々に更新されてもよい。
極端なマスキングの1つの方法は、y駆動素子の1つ以外の全てと、x検知素子の1つ以外の全てとを接地することである。この様な実施形態は、制御可能な素子または検知素子として動作できるx素子と、制御可能な素子として動作できるy素子とを含む。この様な実施形態は、1つの検知素子において、小さな感度の高いウィンドウを残す。
104 垂直検知素子、
150 タッチセンサ、
152 キー、
200 タッチセンサ、
202 検知素子、
204 制御素子、
302 検知素子、
304 制御素子、
314 電子回路、
402 検知x素子、
404 制御y素子、
600 タッチスクリーン、
608 ガラスシート、
614 スキャン回路、
616 絶縁層、
618 粘着層、
624 斜線部、
900 タッチ検知装置、
902 x検知入力、
904 y制御出力、
906 y検知入力、
908 アクティブバックプレーン信号、
910 検知入力信号、
912 グラウンド、
1000 タッチスクリーン、
1002 水平プレート素子、
1004 ワイヤ検知y素子、
1006 ワイヤ検知x素子、
1102 検知素子、
1104 制御素子、
1108 マスク、
1110 マルチプレクサ、
1112 ABP信号、
1114 ゼロ電位、
1116 タッチセンサ回路、
1202 検知素子、
1204 制御素子、
1210 マルチプレクサ、
1212 ABP、
1214 プルダウン抵抗器、
1304 制御素子、
1310 マルチプレクサ、
1312 ABP信号、
1318 プレート、
1402 検知プレート、
1404 スイッチ、
1406 制御プレート、
1408 グラウンド、
1410 絶縁体前面パネル、
1420 接地されたワイヤ、
1422 検知回路、
1424 ケーブル、
1600 スクリーン、
1602 スキャン結果、
1604 ピーク、
1700 スクリーン、
1708 マスキング素子、
1800 細いワイヤのスクリーン、
1802 xワイヤ、
1804 yワイヤ。
Claims (38)
- 1つ以上の素子を有し、
1つ以上の前記素子の少なくとも一部は、1つ以上のユーザー入力の位置を決定するために感度が下げられているタッチセンサ。 - 1つ以上の前記素子の少なくとも一部は、複数のユーザー入力同士を区別するために感度が下げられている請求項1に記載のタッチセンサ。
- 1つ以上の静電容量タッチセンサ、誘電性タッチセンサ、電気抵抗式タッチセンサである請求項1または請求項2に記載のタッチセンサ。
- 前記素子は、1つ以上の検知素子を有し、前記検知素子の少なくとも一部は、感度が下げられるようにグラウンドに接続されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
- 1つ以上の前記検知素子の一部は、感度が高められるようにアクティブバックプレーン信号に接続されている請求項4に記載のタッチセンサ。
- グラウンドまたはアクティブバックプレーンに前記検知素子を接続するスイッチをさらに有する請求項5に記載のタッチセンサ。
- 1つ以上の前記検知素子の一部は、感度が高められるように電気的にフローティングされた素子に接続されている請求項4に記載のタッチセンサ。
- グラウンドまたは電気的にフローティングされた素子に接続されるスイッチをさらに有する請求項7に記載のタッチセンサ。
- 1つ以上の制御素子をさらに有し、制御素子の領域は、検知素子の検知領域を提供するために検知素子の領域に近接する請求項4〜8のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
- 前記検知素子および前記制御素子が検知領域を提供するために相交わるように、1つ以上の検知素子は、前記制御素子と異なる方向に配列される請求項9に記載のタッチセンサ。
- 検知領域を提供するために、1つ以上の前記検知素子の少なくとも一部は、1つ以上の前記制御素子の少なくとも一部と実質的に同じ方向に、近接して、配列される請求項9に記載のタッチセンサ。
- 1つ以上の前記検知素子の配列方向は、1つ以上の前記制御素子の配列方向に対して実質的に直角である請求項10に記載のタッチセンサ。
- 1つ以上の前記制御素子は、前記検知領域の感度が高められるかまたは下げられるように制御される請求項9〜12のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
- 対応する検知領域の感度を下げるために、前記制御素子はグラウンドに接続される請求項13に記載のタッチセンサ。
- 対応する検知領域の感度を高めるために、制御素子が電気的にフローティングされている請求項13または請求項14に記載のタッチセンサ。
- 対応する検知領域の感度を下げるために、前記制御素子をグラウンドに接続し、または、対応する検知領域の感度を高めるために、制御素子を電気的にフローティングさせるスイッチをさらに有する請求項15に記載のタッチセンサ。
- 対応する検知領域の感度を高めるために、アクティブバックプレーン信号に前記制御素子を接続する請求項13または請求項14に記載のタッチセンサ。
- 対応する検知領域の感度を下げるために、前記制御素子をグラウンドに接続し、または、対応する検知領域の感度を高めるために、前記制御素子を前記アクティブバックプレーン信号に接続するスイッチをさらに有する請求項17に記載のタッチセンサ。
- 前記制御素子のそれぞれ用のスイッチを有する請求項16または請求項18に記載のタッチセンサ。
- スイッチは、電子スイッチである請求項16、18、19のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
- 各前記制御素子が順に対応する検知領域の感度を下げるように、当該制御素子を周期的に制御するコントローラをさらに有する請求項13〜20のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
- 各前記制御素子が順に対応する検知領域の感度を高めるように、当該制御素子を周期的に制御するコントローラをさらに有する請求項13〜20のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
- 1つ以上の前記検知素子からの情報の受信に従って、スイッチを操作するコントローラをさらに有する請求項20に記載のタッチセンサ。
- 前記コントローラは、1つ以上の前記検知素子から返信された信号により表される複数のユーザー入力間の区別のために制御すべき前記制御素子を決定する請求項23に記載のタッチセンサ。
- 前記コントローラは、複数のユーザー入力のうちの1つの位置に対応し前に感度が高められていた対応検知領域について、感度を下げるために、前記制御素子を制御する請求項24に記載のタッチセンサ。
- 前記コントローラは、
全ての検知素子の感度を高めるために前記制御素子を制御し、さらに、
前記検知素子から情報を受信することと、
前記検知素子から受信した情報に応答して、対応する検知領域の感度を下げるために前記制御素子を制御することとを、
ユーザー入力が区別可能になるまで、繰り返す請求項23に記載のタッチセンサ。 - 1つ以上の前記検知素子は、制御素子として構成され、および/または、1つ以上の前記制御素子は検知素子として構成される請求項9〜26のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
- 全ての前記検知素子は、制御素子として構成され、前記コントローラは、2つの制御素子間の単一の検知領域がタッチを検知できるように、前記制御素子を制御する請求項27に記載のタッチセンサ。
- 前記検知素子および前記制御素子はワイヤ素子であり、検知素子の一部は、互いに対応する前記検知素子と前記制御素子の一部が検知領域を提供するように、タッチセンサの領域内の制御素子の一部に対して実質的に平行であり、実質的に隣接する経路に沿って配置される請求項9〜28のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
- 前記コントローラは、ユーザー入力がない場合、または、単一のユーザー入力がされた場合、全ての検知素子の感度が高められるように、前記制御素子を制御する請求項23に記載のタッチセンサ。
- 前記コントローラは、1つ以上の検知素子から受信した情報に従って、動作モードを実行する請求項23に記載のタッチセンサ。
- 前記素子は、投影型静電容量方式を用いてユーザー入力を決定する請求項1〜31のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
- 1つ以上の素子を連結するワイヤと、前記ワイヤがタッチを検知しないように当該ワイヤの近傍に設けられたシールドとを有する請求項1〜32のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
- 前記シールドは、接地されたワイヤである請求項33に記載のタッチセンサ。
- コントローラを有し、
1つ以上の前記素子は、1つ以上の素子からなる第1セットおよび1つ以上の素子からなる第2セットを含み、第1セットおよび第2セットの素子はいずれも検知素子および制御素子のいずれとしても動作可能であり、
前記コントローラは、前記第1セットの素子を検知素子として使用して1つ以上のユーザー入力の先行の位置を決定し、前記第1セットの素子を制御素子とし前記第2セットの素子を検知素子として使用して1つ以上のユーザー入力の第2の位置を決定し、
前記コントローラは、さらに、先行の位置および第2の位置に従って、1つ以上のユーザー入力の合成位置を決定する請求項1〜34のいずれか一項に記載のタッチセンサ。 - 請求項1〜35のいずれか一項に記載のタッチセンサを有する電子機器。
- 1つ以上の素子を有するタッチセンサの駆動方法であって、
1つ以上のユーザー入力の位置を決定するために、1つ以上の前記素子の少なくとも一部の感度を下げることを含むタッチセンサの駆動方法。 - 請求項1〜35のいずれか一項に記載のタッチセンサ、請求項36に記載の装置または請求項37に記載の方法を、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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