JP2013501996A - タッチパッド上における多重接触検知のための同時時間直交測定パターン - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4
Description
本文書は、連番第61/233,410号を有する仮特許出願、整理番号4655.CIRQ.PRに含まれる主題の全てに対して優先権を主張し、この仮特許出願をここで引用したことにより、その主題全ての内容が本願にも含まれるものとする。
発明の分野
本発明は、一般には、タッチパッド、タッチ・スクリーン、およびタッチ・パネルに関する。更に特定すれば、本発明は、2組の直交電極を用いる接触感応面からのデータを用いて、その表面に接触している多数の物体を検出し追跡する方法である。
前述したCIRQUE(登録商標)社のタッチパッドは、XおよびY電極12、14の格子、ならびに別個の単独検知電極16を用いるが、多重化を用いることによって、検知電極を実際にXまたはY電極12、14にすることができる。いずれの設計も、本発明が機能することを可能にする。
本発明の第2の態様では、本システムは各接点の圧力および幅の報告を可能にする。
本発明の第3の態様では、本システムはノイズに対する強い耐性を備える。
本発明のこれらおよびその他の目的、特徴、利点、ならびに代替的態様は、添付図面と組み合わせて以下の詳細な説明を検討することから、当業者には明らかとなろう。
本発明は、データの符号化を用いる。具体的には、第1実施形態では、CDMA、即ち、符号分割多元接続の概念を応用する。符号分割多元接続は、種々の無線通信技術によって利用されているチャネル・アクセス方法である。これを、同様にCDMAと呼ばれる移動体電話機の規格と混同してはならない。
STOMPにおける複数の駆動電極上で極性を調節すると、独立したチャネルが得られ、これらのチャネルを表面上で一緒に多重化し、その後分離してサンプリングすることができる。
本発明では、直交配置された電極を有する電極格子に注目する。1組の電極を駆動電極に指定し、他の直交電極を検知電極に指定することができる。駆動電極および検知電極が交差するところはどこでも、接合部(junction)と呼ぶ。
このプロセスは、次のように逆演算する(reverse)ことができる。
図18は、抽出した接触点の二次元図を示すために用意された。5つの接点位置が、項目100として特定されている。
また、本発明は、ユーザがタッチパッドを横切って特定の方向に1つまたは多数の接点上で素早く指を滑らす(swipe)、または多数の接点の場合には回転運動を行うときに、1つまたは多数の接点をはじく仕草(flick gesture)の識別および追跡もサポートする。接点は一緒に動かされて、ページを進める/戻すまたは次/前というような、何らかのジェスチャ行為が行われることを示す。
図20は、行および列で構成された単純な行列センサを有する全ての駆動電極の概念を示し、各駆動電極は検知電極を有する。その結果、タッチパッド表面の像が得られる。電極上における電圧変化によって各電極に誘導される電流を積算し、サンプリングして、同時時間直交測定値を求める。これらの測定値にパターン係数を乗算し、接合値に蓄積する。この結果得られた接合値(junction value)から、接点の位置、サイズ、および等級(magnitude)を示す、表面の容量像を生成する。各接合部における接合容量を判定し、以下のようにして後続の測定のドット積を求めることによって、表面容量の像を生成する。
図21は、駆動電極の行および検知電極の列で構成された単純な行列センサを示す別の実施形態である。駆動電極は、検知電極の近くに90度の角度をなして配置され、それぞれ、行および列を形成する。これらは、各行/列交差点において接合部を形成する。各駆動電極上における電圧変化によって各検知電極に誘導される電流を積算し、サンプリングして、同期時間直交測定値を求める。各符号化駆動信号の振幅を、表面上にある接点によって変調し、各接合部において多重化する。
図22は、駆動電極の行および列、ならびに1つの検知電極で構成された単純な行列センサの他の実施形態である。駆動電極は、検知電極に90度の角度をなして配置され、それぞれ、行および列を形成する。これらは、各行および列に沿って長い接合部を形成する。各駆動電極上における電圧変化によって検知電極に誘導される電流を積算し、サンプリングして、各軸に沿って同期時間直交測定値を求める。各符号化駆動信号の振幅を、表面上にある接点によって変調する。
図23は、行および1つの検知電極で構成された単純な線形センサである他の実施形態を示す。駆動電極は、検知電極の近くに90度の角度をなして配置され、線形または円形の形状を形成する。これらは、検知電極に沿って短い接合部を形成する。各駆動電極上における電圧変化によって検知電極に誘導される電流を積算し、サンプリングして、各軸に沿った同期時間直交測定値を求める。各符号化駆動信号の振幅を、表面上にある接点によって変調する。
図24は、駆動電極の行と、正または負検知部のいずれかにマルチプレクサを介して接続されている検知電極の列とで構成された単純な行列センサを有する最後の実施形態を示す。駆動電極は、検知電極の近くに90度の角度をなして配置され、それぞれ、行および列を形成する。これらは、各行/列交差点において接合部を形成する。各駆動電極上における電圧変化によって検知電極に誘導される電流を積算し、サンプリングして、同期時間直交測定値を求める。各符号化駆動信号の振幅を、表面上にある接点によって変調し、各接合部において多重化する。検知多重制御信号を含めるために、より長い直交パターンを用いることにより、センサの全ての接合部にアドレスするメカニズムが設けられる。
CDMA測定の場合、次の式にしたがってドット積を計算することによって、接合部蓄積値を求める。
尚、以上で説明した構成は、本発明の原理の応用を例示したに過ぎないことは言うまでもない。本発明の主旨や範囲から逸脱することなく、当業者には多数の変更や代替構成を考案することができる。添付した特許請求の範囲は、このような変更や構成も包含することを意図している。
Claims (9)
- タッチパッド上における多数の物体の存在を検出する方法であって、
1)直交アレイとして配列された2組の共通平面電極をタッチパッドに設けるステップであって、第1組の電極が駆動電極として作用し、第2組の電極が検知電極として作用する、ステップと、
2)刺激信号の符号化パターンを用いて、前記駆動電極の全てを同時に刺激するステップと、
3)各電極接合部において、容量に関するデータを受け取るステップと、
4)前記データから、前記タッチパッドの表面の未処理像データを発生するステップと、
5)前記未処理像データを処理することによって、前記タッチパッドの表面に接触する全ての物体の像を発生するために用いられる接点情報を抽出するステップと、
を備えている、方法。 - 請求項1記載の方法において、各電極接合部において、容量に関するデータを受け取る前記ステップが、更に、前記データから測定情報を分離するために数学的直交性の原理を用いるステップを含む、方法。
- 請求項2記載の方法において、前記直交性の原理を用いるステップが、更に、一緒に多重化されているデータを分離するステップを含む、方法。
- 請求項2記載の方法において、前記駆動電極を刺激するステップが、更に、各電極接合部において容量を特定するために分離することができるデータを発生するために、符号分割多元接続(CDMA)を用いるステップを含む、方法。
- 請求項4記載の方法において、前記CDMAを用いるステップが、更に、電極または電極上における電極接合部を特定するために、CDMA符号化を用いるステップを含む、方法。
- 請求項2記載の方法において、前記駆動電極を刺激する前記ステップが、更に、各電極接合部において容量を特定するために分離することができるデータを発生するために、周波数分割多元接続(FDMA)を用いるステップを含む、方法。
- 請求項6記載の方法において、更に、前記駆動電極の各々を、サブキャリアを用いるサブチャネルに分割するステップを備えており、直交するサブキャリア周波数が互いの倍数である、方法。
- 請求項1記載の方法において、更に、等しい数の同相および位相外れ駆動電極を有することによって、前記駆動電極上において均衡を保つステップを備えている、方法。
- 請求項9記載の方法において、前記均衡を取るステップが、更に、接点の変調量を減らすことなく、検知信号のダイナミック・レンジを減少させるステップを含む、方法。
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