JP2014525611A - Two-finger gesture on linear sensor or single layer sensor - Google Patents
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Abstract
線形センサ(単一センサ)または単一層センサ(複数の平行平面電極)を提供する。電流を測定し、次いで統合することにより、2本指によるピンチ・ジェスチャを線形または単一層センサ上で検出することができ、その結果、指がセンサのエッジから離れて、もしくはエッジに向いて動いているかを判断することができる。または、指の間の距離が変化しているかを判断することができる。
【選択図】図5A linear sensor (single sensor) or a single layer sensor (multiple parallel planar electrodes) is provided. By measuring the current and then integrating, a two finger pinch gesture can be detected on a linear or single layer sensor so that the finger moves away from or toward the edge of the sensor Can be determined. Alternatively, it can be determined whether the distance between the fingers has changed.
[Selection] Figure 5
Description
関連発明への相互参照
本ドキュメントは、シリアル番号61/521,475を有し2011年9月8日付けで出願された仮特許出願のドキュメント番号5020.CIRQ.PRに含まれる全ての主題に対し優先権を主張し、引用により組み込むものとすると共に、シリアル番号12/719,717を有し2010年8月3日付けで出願された同時係属出願である4519.CIRQ.CIPの一部継続出願である。
Cross-reference to related inventions This document has the serial number 61 / 521,475, the provisional patent application filed 5020. CIRQ. 4519, a co-pending application filed Aug. 3, 2010, claiming priority for all subjects included in the PR, incorporated by reference and having a serial number of 12 / 719,717. . CIRQ. This is a continuation-in-part of CIP.
本発明は、全般的に、表面型容量技術を用いたタッチパッドに関するものである。より詳細には、本発明は、1つの抵抗トレースまたは複数の抵抗トレースの近傍に定位された2本の指に基づきジェスチャを識別するための新規な方法である。 The present invention generally relates to touchpads using surface capacitive technology. More particularly, the present invention is a novel method for identifying a gesture based on two fingers localized in the vicinity of a resistive trace or multiple resistive traces.
容量式のタッチ・スクリーンは、多様な用途のために容易に利用可能である。タッチ検知スクリーンがより普及し、より有用になるにつれ、それらを実装する技術もまた進化している。 Capacitive touch screens are readily available for a variety of applications. As touch-sensitive screens become more popular and more useful, the technology to implement them has also evolved.
いくつかの異なるタッチ・スクリーンおよびタッチパッドの技術が、投射容量方法および表面容量方法を含んで出現している。投射容量方法は、表面上の2本以上の指即ち指示オブジェクトを同時に利用するジェスチャを実装するのに今のところ必要とされている。 Several different touch screen and touchpad technologies have emerged, including projection capacitive methods and surface capacitive methods. The projected volume method is currently needed to implement a gesture that utilizes two or more fingers or pointing objects simultaneously on the surface.
例えば、図1は、複数のX(2)およびY(4)電極のような直交電極6のアレイの上面図であり、Cirque(登録商標)社により製造されるタッチパッドおよびタッチ・スクリーン技術においてしばしば使用される。しかしながら、導電性表面に対し各電極パターンをエッチングするのに必要とされるより複雑なプロセスのために、投射容量方法は一般的に表面容量法よりもよりコストが掛かる。 For example, FIG. 1 is a top view of an array of orthogonal electrodes 6 such as a plurality of X (2) and Y (4) electrodes, in touchpad and touch screen technology manufactured by Circue®. Often used. However, due to the more complex process required to etch each electrode pattern against a conductive surface, the projected capacitance method is generally more costly than the surface capacitance method.
表面容量技術の一例を図2に示す。このような表面キャップ・パネル10は、ガラスのような絶縁基板18上に配置された導電物質16を有する固体シートであり、コーナーに配置される複数のセンサ12を有する。指示オブジェクト14の位置、即ち表面容量式タッチパッド10上の「タッチ位置」を測定する従来の方法は、タッチ・パネルの導電層16が有する全4つのコーナーに対してAC信号を印加することである。この導電層16は、例えば、酸化インジウムスズ(ItO)で構成することができる。
An example of surface capacitance technology is shown in FIG. Such a
タッチパッド10を製造するために、ガラス基板18の表面は、浸される(flood)、即ち、シート提供を形成する抵抗性ITO物質から成る実質的に均等な層で覆われる。絶縁体が、次いで、ITO導電物質を覆うように塗布される。
To manufacture the
AC信号を導電ITO物質16に印加した後、次のステップでは、各コーナーを通じて流れる電流を用いて接触位置を三角測量する。正弦波または矩形波のいずれかを印加するのが一般的である。
After the AC signal is applied to the
指14のようなオブジェクトがタッチ・パネル10の表面と接触する場合、コンデンサがITO表面16と指の先端14の間で形成される。通例、容量値は非常に小さく、50pFのオーダーである。電荷の量、即ち、パネルの各コーナー12に進入し、測定されることになる電流は、それ故非常に小さい。電流が非常に小さいので、システムは浮遊容量に非常に影響を受ける。つまり、タッチ・パネル10の精度がしばしば問題となる。
When an object such as a
これら異なる2つの接触技術を考慮すると、コンピュータのようなポータブルおよび固定された電子装置、スマート・フォン、その他接触インタフェースを利用可能なデバイスは、今まさに、「ピンチおよびズーム」、パン、回転等のジェスチャをサポートするために、(指および親指、即ち2つの指のような)接触の第2のポイントを使用しようとしている。他のアプリケーションでは、「次のおよび前の」ジェスチャについて第3の同時の接触を用い、アプリケーション間でスイッチするための第4の同時の接触までも用いる。 Considering these two different touch technologies, portable and fixed electronic devices such as computers, smart phones, and other devices that can use touch interfaces are now just “pinch and zoom”, pan, rotate, etc. Trying to use a second point of contact (such as a finger and thumb, ie two fingers) to support a gesture. Other applications use a third simultaneous contact for “next and previous” gestures and even a fourth simultaneous contact to switch between applications.
複数指によるジェスチャ(multi-finger gestures)はまた、Cirque(登録商標)社によって教示される方法におけるような「領域ジェスチャ」を使用して実現することもできる。複数の接触は追跡されないものの、その替りとして、領域ジェスチャが、複数の接触を唯一で単一の大規模オブジェクトと見ることによって実現され、当該複数接触は、大規模オブジェクトの外部境界を規定するに過ぎない。それ故、複数の接触のポイントは、高さおよび幅を有するものと見なすことができる。 Multi-finger gestures can also be implemented using “region gestures” as in the method taught by Circue®. Multiple contacts are not tracked, but instead, region gestures are realized by seeing multiple contacts as the only single large object, which defines the outer boundary of the large object. Not too much. Thus, multiple points of contact can be considered as having a height and a width.
オペレーティング・システム・ソフトウェアおよびヒューマン・インタフェース・デバイス(HIG)規格は、これら新規のジェスチャ、および接触検知表面との複数指の接触を報告する方法を含めるように修正されている。 Operating system software and human interface device (HIG) standards have been modified to include these new gestures and methods for reporting multi-finger contacts with touch sensitive surfaces.
残念なことに、あまり高価でない表面容量式タッチ・スクリーンまたはタッチパッド(以下、「表面キャップ・パネル」と称する。)を利用して、複数指によるジェスチャまたは領域ジェスチャをサポートすることは不可能とされてきた。何故ならば、複数の接触ポイントに対し、2以上の接触ポイントを追跡し、または、Cirque(登録商標)社が有する大規模オブジェクトの外部境界を領域ジェスチャ方法で規定するのに使用可能な適切な方法がなかったからである。換言すれば、大規模オブジェクトの高さおよび幅を決定することは不可能であった。 Unfortunately, it is impossible to support multi-finger or area gestures using less expensive surface capacitive touch screens or touch pads (hereinafter referred to as “surface cap panels”). It has been. This is because, for a plurality of contact points, it is necessary to track two or more contact points or to use the area gesture method to define the outer boundary of a large object owned by Circue® Because there was no way. In other words, it was impossible to determine the height and width of a large object.
したがって、タッチ・スクリーンとして、またタッチパッドとして用いられている表面キャップ・パネルとの複数の接触ポイントにより規定される領域ジェスチャを利用することは、技術水準を超えた有利なこととなろう。このようなシステムは、新規なマルチ・タッチ技術が、より単純なタッチ・スクリーンおよびタッチパッドの技術と共に使用されることを可能にする。 Therefore, it would be advantageous over the state of the art to utilize area gestures defined by multiple contact points with a surface cap panel used as a touch screen and as a touchpad. Such a system allows new multi-touch technologies to be used with simpler touch screen and touchpad technologies.
以下のシステム及び方法は、表面キャップ・パネル上の1本の指または複数の指の位置を決定するために、短い時間開口窓および長い時間開口窓(short and long aperture windows of time)における電流測定の使用にまずは向けられる。しかしながら、短い開口窓および長い開口窓(short and long aperture windows)を用いる技術は、単一または複数の電極を利用するより従来型のタッチパッド技術に、そして単一層の電極に対し適用されることがある。それ故、本発明を利用するために修正することができる相互容量型の検知技術を説明することは有用である。 The following systems and methods measure current in short and long aperture windows of time to determine the position of one or more fingers on the surface cap panel. First of all, it is directed to use. However, techniques using short and long aperture windows should be applied to more traditional touchpad technologies that utilize single or multiple electrodes and to single layer electrodes. There is. Therefore, it is useful to describe a mutual capacitive sensing technique that can be modified to take advantage of the present invention.
CIRQUE(登録商標)社のタッチパッドは、相互容量式検知装置であり、一例を図3のブロック図に示す。このタッチパッド210では、X(12)およびY(14)電極の格子ならびに検知電極216を用いて、タッチパッドの接触感応エリア218を規定する。通例、タッチパッド210は、約16×12電極の矩形格子、または空間に制約がある場合には、8×6電極の矩形格子になっている。これらX(12)およびY(14)(即ち、行および列)電極と、1つの検知電極216が織り交ぜられている。全ての位置測定は、検知電極216を通じて行われる。
The touch pad of CIRQUE (registered trademark) is a mutual capacitive detection device, and an example is shown in the block diagram of FIG. The
CIRQUE(登録商標)社のタッチパッド210は、検知線216上における電荷の不均衡を測定する。タッチパッド210上またはその近傍に指示オブジェクトがない場合、タッチパッド回路220は均衡状態にあり、検知線216上に電荷の不均衡はない。指示オブジェクトが接触表面(タッチパッド210の検知エリア218)に近づくまたは接触したときの容量性結合のために、指示オブジェクトが不均衡を生ずると、電極212,214上に容量変化が生ずる。測定するのは容量変化であって、電極212,214上における絶対容量値ではない。タッチパッド210は、この変化を判定するにあたり、検知線上で電荷の均衡を再度確立する、即ち、取り戻すために検知線216に注入しなければならない電荷量を測定する。
CIRQUE®
以上のシステムは、タッチパッド210上またはその近傍における指の位置を判定するために、次のように利用する。この例では、行電極212について説明するが、列電極214に対しても同様に繰り返される。行および列電極測定から得られる値は、タッチパッド210上またはその近傍にある、指示オブジェクトの重心となる交点を特定する。
The above system is used as follows to determine the position of the finger on or near the
第1ステップにおいて、第1組の行電極212をP,N発生器22からの第1信号によって駆動し、異なるが隣接する第2組の行電極を、P,N発生器222からの第2信号によって駆動する。タッチパッド回路220は、どの行電極が指示オブジェクトに最も近いかを示す相互容量測定デバイス226を用いて、検知線216からの値を得る。しかしながら、何らかのマイクロコントローラ228の制御下にあるタッチパッド回路220は、指示オブジェクトが行電極のどちら側に位置するか判定することができず、更にタッチパッド回路20は、指示オブジェクトが電極からどの位離れて位置するか判定することもできない。このため、このシステムは、駆動する電極212の1群を、1電極ずつずらして行く。言い換えると、この1群の一方側に電極を追加し、この1群の逆側の電極をもはや駆動しない。次いで、P,N発生器222によってこの新たな1群を駆動し、検知線216の第2測定値を取り込む。
In the first step, the first set of
これら2つの測定値から、行電極のどちら側に指示オブジェクトが位置するか、そしてどれ位離れているか判定することが可能になる。次いで、これら測定した2つの信号の大きさを比較する式を用いることによって、指示オブジェクトの位置判定を行う。 From these two measurements, it is possible to determine on which side of the row electrode the pointing object is located and how far away. Next, the position of the pointing object is determined by using an expression that compares the magnitudes of these two measured signals.
CIRQUE(登録商標)社のタッチパッドの感度または分解能は、16×12格子の行および列電極が暗示する(imply)よりも遙かに高い。分解能は、通例、1インチ当たり約960カウント以上である。正確な分解能は、構成部品の感度、同じ行および列における電極212、214間の間隔、ならびに本発明にとっては重要でないその他の要因によって決定される。
The sensitivity or resolution of the CIRQUE® touchpad is much higher than implied by the 16 × 12 grid of row and column electrodes. The resolution is typically about 960 counts or more per inch. The exact resolution is determined by the sensitivity of the components, the spacing between the
以上のプロセスは、P,N発生器224を用いて、Y即ち列電極214毎に繰り返される。
以上で説明したCIRQUE(登録商標)社のタッチパッドは、XおよびY電極212,214の格子、ならびに検知電極216を用いるが、検知電極は、実際には、多重化を用いることによって、XまたはY電極212,214とすることができる。
The above process is repeated for each Y, ie, each
The CIRQUE® touchpad described above uses a grid of X and
本発明は、線形センサ(単一の線形電極)または単一層センサ(複数の平行および平面電極)であり、単一層センサにおいて使用することができる。2本の指によるピンチ・ジェスチャを、線形または単一層センサ上で測定により検出することができ、次いで、電流を統合して、指がセンサのエッジから、もしくはエッジに向かって動いているかを決定する、または、指の間の距離が変化しているかを判断することができる。 The present invention is a linear sensor (single linear electrode) or a single layer sensor (multiple parallel and planar electrodes) and can be used in a single layer sensor. A two finger pinch gesture can be detected by measurement on a linear or single layer sensor, and then the current is integrated to determine if the finger is moving from or towards the sensor edge Or whether the distance between the fingers is changing.
これらのおよび他の特徴、利点、そして本発明の代替の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面と組み合わせて行われる検討から、当該技術分野に属する通常の知識を有する当業者にとって明らかとなろう。 These and other features, advantages, and alternative aspects of the present invention will become apparent to those of ordinary skill in the art from the consideration of the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Become.
これより、図面を参照するが、これらの図面において、本発明の種々の要素に参照番号が振られており、当業者が本発明を実施し使用することを可能にするように、本発明について論ずる。尚、以下の説明は、本発明の原理の例示に過ぎず、以下に続く特許請求の範囲を狭めるように捉えてはならないことは言うまでもない。 Reference will now be made to the drawings, in which various elements of the invention are numbered with reference numerals so as to enable those skilled in the art to make and use the invention. Discuss. The following description is merely an example of the principle of the present invention, and it should be understood that the following claims should not be narrowed.
図4は、本発明の原理に従って製造される表面キャップ・パネル10の斜視図である。同時係属出願において開示したように、タッチ・パネル上のオブジェクトの位置を決定するための新規(new and novel)な手法では、大容量コンデンサに荷電して、次いでこの「フライング・コンデンサ」をタッチ・パネル10の2つの対向する端部に適用する。本発明のフライング・コンデンサの方法では、本方法は、一定の電圧勾配が表面にわたって単一の軸で生成されるときに、表面キャップ・パネル20において表面への接触で誘起された瞬間的且つ総電流を測定する。図5に示すような感応電流測定回路32が、この電流測定を行うために表面キャップ・パネル10に適用される。フライング・コンデンサ30は、表面キャップ・パネル10を荷電するために用いられる。表面キャップ・パネル10から除去される如何なる電荷もが、電流測定回路32で測定される。
FIG. 4 is a perspective view of a
電圧勾配の線形性は、図4の表面キャップ・パネル10の精度を改良させることができる。それ故、第1のステップでは、低抵抗物質が表面上のタッチ・パネル10のエッジの周縁に添加されるのが望ましいが、このことは必須ではない。電圧勾配線20は、上部エッジ26から底部エッジ28まで、より緊密かつ線形となる。
The linearity of the voltage gradient can improve the accuracy of the
同時係属出願12/592,283では、表面キャップ・パネル10上の単一オブジェクトの位置を決定するためには、4つの測定値が必要であると説明した。本発明は、「8ワイヤ法」と称されるものを用いて、位置決定における「フライング・キャップ」方法の性能を拡張するものである。
8ワイヤ法のために使用する表面キャップ・パネル40について図6に示す。この表面キャップ・パネル40では、各コーナーにギャップ42が生成され、その結果、個々の電極が、低抵抗性パスの各端部において低抵抗物質に接続することができる。つまり、電極は50,52,54,56,58,60,62,64において結合され、これらが8ワイヤ法における8つのワイヤとなる。低抵抗性パスは分離されるものの、各々は相互に十分に接近しており、その結果、同時係属出願における4ワイヤ法のような一定電圧勾配を形成することができる。
A
8ワイヤ法は、各イベントについての総電荷移動に加え、電荷移動速度を測定することによって実行される。イベントは、測定が行われる時間として規定される。電荷移動速度は、表面キャップ・パネル40上の2つ接触ポイントの間の距離を決定するために用いられる。2つの接触ポイントの間の距離に関する高さおよび幅についての情報は、つまり、表面キャップ・パネル40のコーナーにおける電極数を2倍にすることによって決定される。
The 8-wire method is performed by measuring the charge transfer rate in addition to the total charge transfer for each event. An event is defined as the time at which a measurement is made. The charge transfer rate is used to determine the distance between two contact points on the
図7は、8ワイヤ法で用いられる、修正された電流測定回路70を示す。図7では、2つのフライング・コンデンサ72および74が、表面キャップ・パネル40に同時に適用される。フライング・コンデンサ72および74を同時に適用することにより、接触点間の合計(aggregate)抵抗の比較測定や、表面キャップ・パネル40上の水平および垂直方向の低抵抗性パスについての比較測定を可能にする。
FIG. 7 shows a modified
具体的には、複数の指を通る電流を測定すると共に、接触点に対する各平行軸について有効なノートン抵抗を決定することによって、表面キャップ・パネル40上の接触点の位置は決定される。
Specifically, the position of the contact point on the
ノートン抵抗は、各軸の電流における連続した2つの統合によって導出される。長い時間開口および短い時間開口(short and long aperture of time)にわたり統合される2つの測定値によって、RC時定数を決定することができる。エッジに対する接触点の位置または近接性は、次いで、接触点とエッジの間における計算された抵抗から導出される。総統合電流(後述の曲線の下部領域)は、指の容量に比例する。 Norton resistance is derived by two consecutive integrations in each axis current. The RC time constant can be determined by two measurements integrated over a short time aperture and a short time aperture. The position or proximity of the contact point relative to the edge is then derived from the calculated resistance between the contact point and the edge. The total integrated current (the lower area of the curve described later) is proportional to the finger capacity.
図8に示す1つの軸でのピンチ・ジェスチャは、接触点が離れて動くにつれ電流の時定数が変化することを例示する。2/1は、複数の指が共に接近し(2および4)、次いで離れた(1および3)ときの前後の測定値である。1対2のより大きい「短い測定値(short measurement)」は、その軸でのより大きいピンチを示す。 The pinch gesture on one axis shown in FIG. 8 illustrates that the current time constant changes as the contact point moves away. 2/1 is the measured value before and after a plurality of fingers approach (2 and 4) and then move away (1 and 3). A larger “short measurement” of 1 to 2 indicates a larger pinch on that axis.
本発明はまた、容量の急速な変化を測定して第2の接触ポイントを検出することによって、以前の4ワイヤの「フライング・キャップ」方法の性能を拡張する。第1の接触ポイントを固定して維持し、第2の接触ポイントを動かすことにより、中間位置情報が提供される。中間位置情報は、これより、例えば「回転」ジェスチャについての情報を提供するのに用いることができる。 The present invention also extends the performance of the previous 4-wire “flying cap” method by measuring a rapid change in capacitance to detect a second contact point. Intermediate position information is provided by keeping the first contact point fixed and moving the second contact point. The intermediate position information can then be used, for example, to provide information about the “rotation” gesture.
8ワイヤ法は、同時係属出願における4ワイヤ法と同様の原理で動作する。何故ならば、各電極は、当該電極のそれぞれの端部において低抵抗性物質に接続されるからである。低抵抗物質で誘起される電流は、1本の指または表面キャップ・パネル上の他の接触ポイントで誘起される電流よりも何倍も大きい。 The 8-wire method operates on the same principle as the 4-wire method in co-pending applications. This is because each electrode is connected to a low resistance material at each end of the electrode. The current induced by the low resistance material is many times greater than the current induced at one finger or other contact point on the surface cap panel.
図9は、本発明の表面キャップ・パネル40についてのブロック図である。表面キャップ・パネルのコーナーはA,B,C,Dとラベル付けされる。F1は、第1指示オブジェクトについて任意に選択された接触ポイントである。F2は、第2の指示オブジェクトについて任意に選択された接触ポイントである。Oは、接点F1とF2の中間点としてラベル付けされる。
FIG. 9 is a block diagram of the
反対の位置に荷電されるコンデンサが、検知電極と駆動電極との間で連続して適用される。特定の時間開口において表面キャップ・パネルに残っている電荷は、特定の時間開口において蓄積される。電極パターンおよび蓄積の時間開口について8つの異なる組合せがある。採用しなければならない計8つの異なる測定値がある。8つの測定値、または電極および時間開口の組合せは、表1においてイテレーションとしてリストされる。 A capacitor charged to the opposite position is applied continuously between the sensing electrode and the drive electrode. The charge remaining on the surface cap panel at a particular time opening is accumulated at the particular time opening. There are eight different combinations of electrode patterns and accumulation time openings. There are a total of eight different measurements that must be employed. Eight measurements, or electrode and time aperture combinations, are listed in Table 1 as iterations.
実行されなければならない計算は、以下の通りである。即ち、Z1=M1+M2,Z2=M3+M4,X=M3/Z2,Y=M1/Z1,Z=Z1+Z2である。そして、ピンチ移動を分析するための計算は、ピンチ=M1/M5+M2/M6+M3/M7+M4/M8として規定される。 The calculations that must be performed are as follows. That is, Z1 = M1 + M2, Z2 = M3 + M4, X = M3 / Z2, Y = M1 / Z1, Z = Z1 + Z2. And the calculation for analyzing the pinch movement is defined as pinch = M1 / M5 + M2 / M6 + M3 / M7 + M4 / M8.
接触点における垂直および水平の間隔に関連するアスペクト比は、各測定(M1からM8)について、AxおよびAyの比率の平均によって決定される。つまり、MRn=(Axn−Ayn)/(Axn+Ayn)である。また、アスペクト比=(MR1/MR5+MR2/MR6+MR3/MR7+MR4/MR8)/4である。 The aspect ratio associated with the vertical and horizontal spacing at the contact points is determined by the average of the ratio of Ax and Ay for each measurement (M1 to M8). That is, MRn = (Axn−Ayn) / (Axn + Ayn). Further, the aspect ratio = (MR1 / MR5 + MR2 / MR6 + MR3 / MR7 + MR4 / MR8) / 4.
図10は、表面キャップ・パネル40の代替の実施形態として設けられる。この図では、小さいスロット80が各コーナーの表面抵抗性物質で作成され電極50,52,54,56,58,60,62,64を更に分離させる。スロット80は、外側のコーナーから伸び、表面キャップ・パネル40のアクティブ領域まで突き出し、アクティブ領域では接触が行われる。
FIG. 10 is provided as an alternative embodiment of the
本発明の原理は、これより、単一電極を構成する線形センサに適用され、また、平面において複数の電極を構成する単一層のセンサに適用される。より具体的には、本発明の原理は、一般にピンチ・ジェスチャとして公知のジェスチャに向けられることもある。ピンチ・ジェスチャでは、2本の指、即ち1本の指および親指(以下、指と称する)がくっつけられるか、または離れて動く。ピンチ・ジェスチャについて通常の適用は、2本の指をくっつけるときに、「ズームイン」機能を実行し、2本の指が離れて動くときに、「ズームアウト」機能を実行することである。しかしながら、如何なる機能も、2本の指の一緒の動きおよび離れた動きに適用することができる。重要なことは、2本の指のジェスチャが認識されることであり、また、2本の指の動きが追跡され、これにより、適切な機能を実行できるように、指が共に動いているかまたは離れて動いているかを決定することである。 The principles of the present invention are now applied to linear sensors that make up a single electrode, and to single layer sensors that make up multiple electrodes in a plane. More specifically, the principles of the present invention may be directed to a gesture commonly known as a pinch gesture. In a pinch gesture, two fingers, one finger and a thumb (hereinafter referred to as a finger) are attached or moved apart. A typical application for a pinch gesture is to perform a “zoom in” function when two fingers are put together and a “zoom out” function when the two fingers move apart. However, any function can be applied to the movement of two fingers together and away. What is important is that two finger gestures are recognized and the movement of the two fingers is tracked so that the fingers are moving together to perform the appropriate function or Is to determine if they are moving away.
図11は、単一または線形の電極90の輪郭図である。2本の指92および94が、単一電極90と接触しているように見える。ガラスのような非伝導性、即ち絶縁物質から成る層が指92,94を、単一電極90を有する物理的な接触点から分離することを想定する。指92によって実行されている動きは常に、指94と同一の動きであると想定される。換言すれば、指92,94は、ピンチ・ジェスチャを実行している。ここでは、指92および94は、相互に向いて動いているか、相互から離れて動いているかのいずれかである。それ故、最も単純な場合では、指92,94が相互に向いて、または相互から離れて動いているかを認識するために、指の1本が単一電極90のエッジから離れて、またはエッジに向いて動いているかどうかを認識することのみが必要である。指92がエッジ100から離れて動いている場合、指92,94は相互に向いて動いており、そして、指92がエッジ100に向いて動いている場合には、指92,94は相互から離れて動いている。
FIG. 11 is an outline view of a single or
この実施形態では、本発明は、表面キャップの概念について先に説明した短い開口測定および長い開口測定を取り入れた技術を使用する。つまり、本発明が単一電極90の外部エッジから各指の距離を決定するように使用することができ、また、それら測定値から指の間の距離を決定するが、その一方で、このような情報は、ピンチ・ジェスチャをまさに実行するのに必要としてもいいし、またはしなくてもいい。
In this embodiment, the present invention uses a technique that incorporates the short and long aperture measurements described above for the surface cap concept. That is, the present invention can be used to determine the distance of each finger from the outer edge of the
具体的には、単一電極90に沿った指92,94の間の距離は、エッジ100から指92までの電極抵抗、およびエッジ102から指94までの電極抵抗を測定することによって決定される。しかしながら、ピンチ・ジェスチャを実行しているかを分かることのみが必要であるとすれば、指92,94の間の間隔が分かる必要はない。それにもかかわらず、単一電極90の長さD1が分かっている場合、並びにエッジ100と指92の間の距離D2およびエッジ102と指94の間の距離D4を判断することが可能な場合には、指92,94の間の距離D3を正確に決定することができる。
Specifically, the distance between
図12は、図11のブロック図を示す。第1の指92は、接地した端部110、および単一電極90上のガラス層による容量のようなコンデンサ112によって示される。同様に、第2の指94は、接地した端部114、および電極90上のガラス層による容量である容量116によって示される。
FIG. 12 shows a block diagram of FIG. The
AC信号が容量112および116を伝わるために、当該信号は電極90に印加される。測定回路は、指92,94を通過している電流を測定するために用いられる。信号は、各エッジからの各指の距離を決定するために、単一電極90の各エッジから印加しなければならない。
In order for the AC signal to travel through
RC時定数、グループ遅延または位相シフトは、単一電極90の抵抗に比例し、短い開口測定および長い開口測定を使用している電流について2つの連続した測定値によって見つけることができる。
The RC time constant, group delay or phase shift is proportional to the resistance of the
例えば、時間の関数として、統合された電流のグラフを示す図13について検討する。信号は時間T1で印加され、そして、統合電流は時間T2および時間T3で測定される。時間T2は短い開口測定であり、時間T3は長い開口測定を表す。信号が電極90に最初に印加されるときに、電流は初期は迅速に上昇し、次いで、等価機能のコンデンサが荷電されるにつれて横ばいになる。しかしながら、コンデンサが荷電される速度は、電極90のエッジからの指の距離の関数となる。
For example, consider FIG. 13 which shows a graph of integrated current as a function of time. The signal is applied at time T1, and the integrated current is measured at time T2 and time T3. Time T2 is a short aperture measurement and time T3 represents a long aperture measurement. When a signal is first applied to
指92、およびエッジ100から印加される矩形波のような信号について検討する。指92とエッジ100間の距離D2が相対的に短い場合には、単一電極90の抵抗が小さくなるので、コンデンサ112は急速に荷電することになる。曲線120は、統合電流を表す。統合電流は時間T2および時間T3においてほとんど同一であることに注意すべきである。これは、相対的に短い距離D2の代表例である。
Consider a signal such as a square wave applied from the
次に、曲線122を検討する。曲線122は、距離D2がより長く、つまり単一電極92の抵抗がより大きいときに、結果として生じる統合電流の曲線である。つまり、比較、即ち統合電流について2つの連続した計算の比率は、距離D2がより短く、またはより長くなっているか否かを明らかにすることができる。
Next, consider the
指92の正確な位置は、指が動いているかを判断すること以外のみには必要とされない場合には、曲線120,122は、相互に比較することのみに必要とされる。これら曲線が実質的に同一である場合には、指92は動いていない。第2の曲線が第1の曲線よりも平坦である場合には、指92は、エッジ100から離れて動いており、第1の曲線が第2の曲線よりも平坦である場合には、指92は線形電極90のエッジに向いて動いている。
If the exact position of the
データを特徴付ける他のやり方は、指に対する相対的な位置を与えることである。このことは、指が動いているかどうか、およびどの方向に動いているかを知ることのみが必要なときに有用である。第1の曲線は、つまり第1の位置であると見なすことができ、第2の曲線は第1のものと関連する第2の位置であると見なすことができる。 Another way to characterize the data is to give a position relative to the finger. This is useful when you only need to know if your finger is moving and in what direction. The first curve can be considered to be a first position, and the second curve can be considered to be a second position associated with the first.
線形電極90上にある指92の正確な場所が必要とされる場合には、指92に対する電流を測定し、時間にわたり電流を統合することによって、距離D2が最初に決定される。第1の測定、即ち短い開口測定は時間T2でなされ、第2の測定、即ち長い開口測定は時間T3でなされる。この情報は、正確な位置を決定するために用いることができる。次いで、距離D2がより大きく、またはより小さくなっているかを決定するために、後続する2つの測定値のサブセットおよび電流の統合が時間T2およびT3でなされる。
If the exact location of the
それ故、曲線120が第1のセットの計算を表し、曲線122が第2のセットの計算を表す場合には、指92がエッジ100から離れ、指94に向いて動いていることが分かる。同様に、曲線122が第1のセットの計算を表し、曲線120が第2がセットの計算されることを表す場合には、指92がエッジ100に向いて、つまり指94からは離れて動いていることが分かる。
Thus, if
本発明の態様は、単一電極90の長さに沿った指92の正確な位置が必要とされる場合に、正確な距離D2を決定することができる。
曲線120および122によって表される、統合電流の結果を分析する他のやり方は、時間T3での統合電流が時間T2での統合電流の量よりもわずかに大きいのみであるときに、曲線120の統合電流の比率について言及する(state)とこである。つまり、統合電流の比率は、距離D2が小さくなり、または指92がエッジ100により近づいて動くにつれて、1:1として特徴付けられる。同様に、時間T3での統合電流の比率が、時間T2での統合電流と比較したときによりも大きいことを言及するように曲線122を特徴付けることは可能である。何故ならば、指92はエッジ100から離れて動いているから、即ち単に1:1よりも大きいからである。それ故、我々は、曲線120が曲線122よりも少ない統合電流の比率を表すことを言及してもよい。
Aspects of the present invention can determine the exact distance D2 when the exact position of the
Another way of analyzing the integrated current results, represented by
指92、指94または両指92および94の動きを追跡するために、電流について後続の測定および統合が行われる。相互に向く、または相互に離れる指92および94の動きは、ピンチ・ジェスチャに対応するものとみなすことができる。指92、94の一方または双方の動きが止まると、ジェスチャは終了することがあり、また、指の一方または双方の動きが再び始まると、ジャスチャは再開することがある。それ故、動きが指92,94のいずれかにおいて生じているかを知る必要がある場合には、単一電極のエッジ100,102からの指92,94の動きを追跡することが必要とすることがある。
Subsequent measurements and integrations are made on the current to track the movement of the
なお、様々な計算が、取り入れている電流の測定値から実行することができる。統合した電流、抵抗、電圧その他如何なる測定可能または計算可能な数量が、単一の電極90に配置することができる測定回路から収集される情報を使用することができる。測定され、または計算された値は、次いで、相互に比較することができ、その結果、相対位置および一本または複数の指の動きの方向を決定することができる。
Note that various calculations can be performed from the current measurements taken. Integrated current, resistance, voltage, or any other measurable or calculable quantity can use information collected from a measurement circuit that can be placed on a
上記の実施形態が単一電極90に向けられる一方で、原理はまた、図14に示される複数の平行な電極130における単一の層にもまた適用可能である。本発明の原理はまた、複数層のタッチパッドに適用してもよい。
While the above embodiment is directed to a
本発明で使用される測定回路は、少なくとも1つの電極を通じて、電流の流れを性格に測定できるものである。信号発生器によって生じる電流の流れは、少なくとも1つの電極および当該少なくとも1つの電極にわたり配置された絶縁物質との接触を行う少なくとも1つの指に信号を印可する。測定回路は、測定値を記録し、少なくとも1つの電極を通じた電流の流れを統合するためのプロセッサを含む。 The measuring circuit used in the present invention is capable of accurately measuring the current flow through at least one electrode. The current flow produced by the signal generator applies a signal to at least one finger making contact with at least one electrode and an insulating material disposed across the at least one electrode. The measurement circuit includes a processor for recording measurements and integrating current flow through the at least one electrode.
尚、以上で説明した構成は、本発明の原理の応用を例示するに過ぎないことは言うまでもない。当業者には、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、多数の変更や代替構成も考案することができよう。添付した特許請求の範囲は、このような変更や構成を包含することを意図している。 Needless to say, the configuration described above is merely illustrative of the application of the principle of the present invention. Many modifications and alternative constructions may be devised by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. The appended claims are intended to cover such modifications and arrangements.
Claims (11)
1)絶縁基板に備わる線形電極と前記線形電極のいずれかの端部における電流を測定する手段とを設けるステップであって、前記線形電極が前記基板上に配置され、絶縁体が前記線形電極上に配置される、ステップと、
2)信号を前記線形電極の第1のエッジに印加するステップと、
3)第1の短い開口測定および第1の長い開口測定を用いて、前記線形電極の第1エッジに最も近い第1の指を通じた第1の電流を測定するステップと、
4)第2の短い開口測定および第2の長い開口測定を用いて、前記線形電極の第1エッジに最も近い前記第1指を通じた第2の電流を測定するステップと、
5)ピンチ・ジェスチャが前記第1指で実行されているかを決定するステップと
を含む、方法。 A method for determining whether a multiple object pinch gesture is being performed,
1) A step of providing a linear electrode provided on an insulating substrate and means for measuring a current at either end of the linear electrode, wherein the linear electrode is disposed on the substrate, and an insulator is provided on the linear electrode. Arranged in steps, and
2) applying a signal to the first edge of the linear electrode;
3) measuring a first current through a first finger closest to the first edge of the linear electrode using a first short aperture measurement and a first long aperture measurement;
4) measuring a second current through the first finger closest to the first edge of the linear electrode using a second short aperture measurement and a second long aperture measurement;
5) determining whether a pinch gesture is being performed with the first finger.
前記測定した第1電流を統合するステップと、
前記測定した第2電流を統合するステップと、
前記統合した第1電流および第2電流を比較して、前記第1指が動いているかを決定するステップと
を含む、方法。 The method of claim 1, wherein the method further comprises:
Integrating the measured first current;
Integrating the measured second current;
Comparing the integrated first and second currents to determine if the first finger is moving.
1)前記第1指の第1の位置を決定するために、前記第1の短い開口測定を用いて前記第1電流を統合すると共に、前記第1の長い開口測定を用いて前記第1電流を統合するステップと、
2)前記第1指の第2の位置を決定するために、前記第2の短い開口測定を用いて前記第2電流を統合し、前記第2の長い開口測定を用いて前記第2電流を統合するステップと、
3)前記第1指の前記第1位置を前記第2位置に対して比較するステップであって、これにより、前記第1指が動いているかを決定する、ステップと
を含む、方法。 The method of claim 2, wherein the method further comprises:
1) integrating the first current using the first short aperture measurement and determining the first current using the first long aperture measurement to determine a first position of the first finger; The steps of integrating
2) integrating the second current using the second short aperture measurement and determining the second current using the second long aperture measurement to determine the second position of the first finger; Integrating steps,
3) comparing the first position of the first finger against the second position, thereby determining whether the first finger is moving.
1)信号を前記線形電極の第2の端部に印加するステップと、
2)第1の短い開口測定および第1の長い開口測定を用いて、前記線形電極の前記第2端部に最も近い第2の指を通じた第1の電流を測定するステップと、
3)第2の短い開口測定および第2の長い開口測定を用いて、前記線形電極の前記第2端部に最も近い前記第2指を通じた第2の電流を測定するステップと、
4)ピンチ・ジェスチャが前記第2指で実行されているかを決定するステップと
を含む、方法。 The method of claim 1, wherein the method further comprises:
1) applying a signal to the second end of the linear electrode;
2) measuring a first current through a second finger closest to the second end of the linear electrode using a first short aperture measurement and a first long aperture measurement;
3) measuring a second current through the second finger closest to the second end of the linear electrode using a second short aperture measurement and a second long aperture measurement;
4) determining whether a pinch gesture is being performed with the second finger.
前記測定した第1電流を統合するステップと、
前記測定した第2電流を統合するステップと、
前記統合した第1電流および第2電流を比較して、前記第2指が動いているかを決定するステップと
を含む、方法。 The method of claim 4, further comprising:
Integrating the measured first current;
Integrating the measured second current;
Comparing the integrated first and second currents to determine if the second finger is moving.
1)前記第2指の第1の位置を決定するために、前記第1の短い開口測定を用いて前記第1電流を統合すると共に、前記第1の長い開口測定を用いて前記第1電流を統合するステップと、
2)前記第2指の第2の位置を決定するために、前記第2の短い開口測定を用いて前記第2電流を統合し、前記第2の長い開口測定を用いて前記第2電流を統合するステップと、
3)前記第2指の前記第1位置を前記第2位置に対して比較するステップであって、これにより、前記第2指が動いているかを決定する、ステップと
を含む、方法。 6. The method of claim 5, wherein the method further comprises:
1) integrating the first current using the first short aperture measurement and determining the first current using the first long aperture measurement to determine a first position of the second finger; The steps of integrating
2) integrating the second current using the second short aperture measurement and determining the second current using the second long aperture measurement to determine a second position of the second finger; Integrating steps,
3) comparing the first position of the second finger against the second position, thereby determining whether the second finger is moving.
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に配置された単一の線形電極と、
前記線形電極の上部に配置されえる絶縁体と、
前記線形電極の第1の端部または第2の端部に結合することができる測定回路と、
前記線形電極の第1端部または第2端部に信号を印加するための信号発生器と、
前記線形電極の第1端部または第2端部において測定される電流を統合するためのプロセッサと
を備える、システム。 A system for determining whether a multi-object pinch gesture is being performed on a linear electrode, comprising:
An insulating substrate;
A single linear electrode disposed on the insulating substrate;
An insulator that can be disposed on top of the linear electrode;
A measurement circuit that can be coupled to the first end or the second end of the linear electrode;
A signal generator for applying a signal to the first end or the second end of the linear electrode;
And a processor for integrating the current measured at the first end or the second end of the linear electrode.
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に配置された複数の平行電極と、
前記複数の平行電極の上部に配置されえる絶縁体と、
前記複数の平行電極の第1の端部または第2の端部に結合することができる測定回路と、
前記複数の平行電極の第1端部または第2端部に信号を印加するための信号発生器と、
前記複数の平行電極の第1端部または第2端部において測定される電流を統合するためのプロセッサと
を備える、システム。 A system for determining whether a multi-object pinch gesture is being performed by a multi-touch sensor,
An insulating substrate;
A plurality of parallel electrodes disposed on the insulating substrate;
An insulator that may be disposed on top of the plurality of parallel electrodes;
A measurement circuit that can be coupled to a first end or a second end of the plurality of parallel electrodes;
A signal generator for applying a signal to a first end or a second end of the plurality of parallel electrodes;
And a processor for integrating current measured at a first end or a second end of the plurality of parallel electrodes.
1)絶縁基板に備わる線形電極と前記線形電極のいずれかの端部における電流を測定する手段とを設けるステップであって、前記線形電極と前記線形電極のいずれかの端部における電流を測定する手段とを設けるステップであって、前記線形電極が前記基板上に配置され、絶縁体が前記線形電極上に配置される、ステップと、
2)信号を前記線形電極の第1のエッジに印加するステップと、
3)第1の短い開口測定および第1の長い開口測定を用いて、前記線形電極の第1エッジにおいて第1の電流を測定するステップと、
4)第2の短い開口測定および第2の長い開口測定を用いて、前記線形電極の第1のエッジおいて第2の電流を測定するステップと、
5)ピンチ・ジェスチャが第1の指で実行されているかを決定するステップと
を含む、方法。 A method for determining whether a pinch gesture by a plurality of objects is performed,
1) A step of providing a linear electrode provided on an insulating substrate and means for measuring a current at one end of the linear electrode, and measuring a current at either end of the linear electrode and the linear electrode. Providing means, wherein the linear electrode is disposed on the substrate and an insulator is disposed on the linear electrode;
2) applying a signal to the first edge of the linear electrode;
3) measuring a first current at a first edge of the linear electrode using a first short aperture measurement and a first long aperture measurement;
4) measuring a second current at a first edge of the linear electrode using a second short aperture measurement and a second long aperture measurement;
5) determining whether a pinch gesture is being performed with the first finger.
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