JP2017519310A - 容量感知システム内のフィードラインへの標的物体の結合の補償 - Google Patents
容量感知システム内のフィードラインへの標的物体の結合の補償 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017519310A JP2017519310A JP2016575110A JP2016575110A JP2017519310A JP 2017519310 A JP2017519310 A JP 2017519310A JP 2016575110 A JP2016575110 A JP 2016575110A JP 2016575110 A JP2016575110 A JP 2016575110A JP 2017519310 A JP2017519310 A JP 2017519310A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- feed line
- signal
- input device
- electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 23
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 23
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 23
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 101000985487 Homo sapiens Homologous recombination OB-fold protein Proteins 0.000 description 1
- 102100028711 Homologous recombination OB-fold protein Human genes 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
- G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
- G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
- G06F3/04883—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures for inputting data by handwriting, e.g. gesture or text
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/96—Touch switches
- H03K17/962—Capacitive touch switches
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
- G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
- G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
- H03K2217/94084—Transmission of parameters among sensors or between sensor and remote station
- H03K2217/94094—Wired transmission, e.g. via bus connection or similar
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
- H03K2217/96—Touch switches
- H03K2217/96015—Constructional details for touch switches
- H03K2217/96023—Details of electro-mechanic connections between different elements, e.g.: sensing plate and integrated circuit containing electronics
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
- H03K2217/96—Touch switches
- H03K2217/9607—Capacitive touch switches
- H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches
- H03K2217/960765—Details of shielding arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
入力デバイスは、容量感知のために構成される１つ以上の電極と、電子回路と、１つ以上の電極を電子回路と接続する１つ以上の伝導性フィードラインとを有し、本デバイスは、電極のうちの少なくとも１つから、関連付けられたフィードラインを通して受信される信号を、別の電極からの少なくとも１つの他の信号の関数として増加または減少させるように構成される。関連付けられたフィードラインは、少なくとも部分的に、別の電極と並列にルーティングされる。
Description
（関連特許出願）
本出願は、２０１４年６月２６日に出願された、共同所有された米国仮特許出願第６２／０１７，６７１号に対して優先権を主張する。上記文献は、全ての目的として本明細書において参照することによってここに援用される。
本出願は、２０１４年６月２６日に出願された、共同所有された米国仮特許出願第６２／０１７，６７１号に対して優先権を主張する。上記文献は、全ての目的として本明細書において参照することによってここに援用される。
（技術分野）
本開示は、容量感知システムおよびそれを動作させる方法に関し、より具体的には、容量感知システム内のフィードラインに結合する標的物体の容量の補償に関する。
本開示は、容量感知システムおよびそれを動作させる方法に関し、より具体的には、容量感知システム内のフィードラインに結合する標的物体の容量の補償に関する。
（背景）
本出願人によって製造されたＭＧＣ３１３０としても知られる、「ＧｅｓｔＩＣ（登録商標）」集積回路は、高感度容量感知技術であって、その感度は、本開示において対処される問題を呈する。ＧｅｓｔＩＣ（登録商標）技術に関する種々のアプリケーションノートが、本出願人のウェブサイトからダウンロードのために利用可能であって、例えば、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．によって２０１３年に公開されたアプリケーションノート「ＭＧＣ３１３０−Ｓａｂｒｅｗｉｎｇ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｚｏｎｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｋｉｔ Ｕｓｅｒ’ｓ Ｇｕｉｄｅ」が、参照することによって本明細書に組み込まれる。
本出願人によって製造されたＭＧＣ３１３０としても知られる、「ＧｅｓｔＩＣ（登録商標）」集積回路は、高感度容量感知技術であって、その感度は、本開示において対処される問題を呈する。ＧｅｓｔＩＣ（登録商標）技術に関する種々のアプリケーションノートが、本出願人のウェブサイトからダウンロードのために利用可能であって、例えば、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．によって２０１３年に公開されたアプリケーションノート「ＭＧＣ３１３０−Ｓａｂｒｅｗｉｎｇ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｚｏｎｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｋｉｔ Ｕｓｅｒ’ｓ Ｇｕｉｄｅ」が、参照することによって本明細書に組み込まれる。
そのような集積回路は、例えば、伝送電極にフィードされる１００ｋＨｚ方形波信号を使用して交流電場を生成するために、種々の電極と結合される。複数の受信電極が、電場内の歪曲を感知し、受信された信号を処理し、検出場内に進入する指または手等の物体の３次元場所を算出するために使用される。
集積回路と電極との間のフィードラインは、望ましくない付加的容量結合をそのようなシステム内に生じさせ得る。１次元（例えば、ボタン）または２次元（例えば、タッチパッド）感知システム等の他の容量ベースの感知システムも、類似問題に直面し得る。
（要約）
故に、容量センサシステム内で感知された信号の改良された非干渉化または評価の必要性がある。
故に、容量センサシステム内で感知された信号の改良された非干渉化または評価の必要性がある。
ある実施形態によると、入力デバイスは、容量感知のために構成される１つ以上の電極と、電子回路と、該電極を該電子回路と接続する１つ以上の伝導性フィードラインとを備えてもよく、本デバイスは、電極のうちの少なくとも１つから、関連付けられたフィードラインを通して受信される信号を、別の電極からの少なくとも１つの他の信号の関数として増加または減少させるように構成される。
さらなる実施形態によると、関連付けられたフィードラインは、少なくとも部分的に、別の電極と並列にルーティングされることができる。さらなる実施形態によると、関連付けられたフィードラインは、別の電極の近傍にルーティングされることができる。さらなる実施形態によると、入力デバイスはさらに、任意の電極と接続されない、電子回路に接続される１つ以上の付加的フィードラインを備えてもよく、少なくとも１つの他の信号は、１つ以上の付加的フィードラインによって生成され、１つ以上の付加的フィードラインはそれぞれ、電極として動作する。さらなる実施形態によると、付加的フィードラインが、別のフィードラインの近傍に配列されることができる。さらなる実施形態によると、付加的フィードラインが、少なくとも部分的に、別のフィードラインと並列に延設されてもよい。さらなる実施形態によると、付加的フィードラインが、別の電極の近傍に配列されることができる。さらなる実施形態によると、入力デバイスは、信号を受信、増幅、およびフィルタ処理するためのアナログ回路を備えてもよい。さらなる実施形態によると、入力デバイスは、受信された信号を処理するためのデジタル回路を備えてもよい。さらなる実施形態によると、電子回路は、３次元検出空間内の物体の位置を算出する、または受信されたセンサ信号から該物体の移動パターンまたはジェスチャを検出するように構成される、プロセッサを備えてもよい。さらなる実施形態によると、電極が、複数の区画に分けられることができ、フィードラインが、少なくとも２つの電極区画間にルーティングされ、電極区画は、接続ラインを通してガルバニック接続される。さらなる実施形態によると、少なくとも２つの電極区画間にルーティングされる、フィードラインと接続される電極からの信号は、補償係数によって乗算される複数の区画電極から受信される信号によって補正されることができる。
別の実施形態によると、１つ以上の伝導性フィードラインを通して電子回路と結合される１つ以上の電極を備える、容量センサシステム内の寄生容量結合効果を補償するための方法は、電極のうちの少なくとも１つから、関連付けられたフィードラインを通して受信される信号を、別の電極からの少なくとも１つの他の信号の関数として増加または減少させるステップを含んでもよい。
さらなる実施形態によると、本方法はさらに、別の電極と並列に関連付けられたフィードラインをルーティングすることを含んでもよい。さらなる実施形態によると、本方法はさらに、別の電極の近傍に関連付けられたフィードラインをルーティングすることを含んでもよい。さらなる実施形態によると、本方法はさらに、任意の電極と接続されない、電子回路に接続される１つ以上の付加的フィードラインを配列することを含んでもよく、少なくとも１つの他の信号は、１つ以上の付加的フィードラインによって生成され、１つ以上の付加的フィードラインはそれぞれ、電極として動作する。本方法のさらなる実施形態によると、付加的フィードラインが、別のフィードラインの近傍に配列されることができる。本方法のさらなる実施形態によると、付加的フィードラインが、別の電極の近傍に配列されることができる。本方法のさらなる実施形態によると、付加的フィードラインが、少なくとも部分的に、別のフィードラインと並列に延設されてもよい。さらなる実施形態によると、本方法はさらに、アナログ回路によって信号を増加または減少させるステップを含んでもよい。さらなる実施形態によると、本方法はさらに、デジタル回路によって信号を増加または減少させるステップを含んでもよい。さらなる実施形態によると、本方法はさらに、受信されたセンサ信号から３次元検出空間内の物体の位置を算出することを含んでもよい。さらなる実施形態によると、本方法はさらに、電極を複数の区画に分け、フィードラインを少なくとも２つの電極区画間にルーティングさせることを含んでもよく、電極区画は、接続ラインを通してガルバニック接続される。さらなる実施形態によると、本方法はさらに、補償係数によって乗算される複数の区画電極から受信される信号によって、フィードラインと接続され、かつ少なくとも２つの電極区画間にルーティングされる電極からの信号を補正することを含んでもよい。
（詳細な説明）
容量感知を使用する、ヒューマンインターフェースデバイス（ＨＩＤ）は、多くの場合、電気伝導性材料、例えば、銅の細片の層内に形成される、センサ電極を備える。これらの電極は、（可能性として同一）伝導性材料から作製される、いわゆるフィードラインを使用して、検出ユニットに電気的に接続される。とりわけ、検出ユニットの測定値は、電極と標的との間の容量結合に影響を及ぼし、標的測定信号をもたらす、センサ電極の近傍の標的物体（指／手）の位置に依存する。以下では、例示的検出システムは、ＧｅｓｔＩＣ（登録商標）技術に基づく。しかしながら、種々の実施形態は、そのようなシステムに制限されず、他の容量ベースの検出システムの性能を改良してもよい。
容量感知を使用する、ヒューマンインターフェースデバイス（ＨＩＤ）は、多くの場合、電気伝導性材料、例えば、銅の細片の層内に形成される、センサ電極を備える。これらの電極は、（可能性として同一）伝導性材料から作製される、いわゆるフィードラインを使用して、検出ユニットに電気的に接続される。とりわけ、検出ユニットの測定値は、電極と標的との間の容量結合に影響を及ぼし、標的測定信号をもたらす、センサ電極の近傍の標的物体（指／手）の位置に依存する。以下では、例示的検出システムは、ＧｅｓｔＩＣ（登録商標）技術に基づく。しかしながら、種々の実施形態は、そのようなシステムに制限されず、他の容量ベースの検出システムの性能を改良してもよい。
問題は、フィードラインが、多くの場合、標的物体の影響から効果的に遮蔽されないときにも同様に影響されることである。遮蔽は、層を殆ど有していない構造体（実施例：単層ＰＣＢまたはＩＴＯガラス）の場合、常時、実践的であるわけではない。その場合、標的物体は、そうなるべきではない位置に位置するときでも、測定値に影響を及ぼしてしまう。測定データを評価する信号処理アルゴリズムは、典型的には、システムの単純性、故に、ロバスト性のために、センサの測定が、センサ電極に対する標的の位置に依存するが、フィードラインには依存しない、システムモデルを仮定とする。したがって、遮蔽されていないフィードラインを前提とすると、これらの仮定は、間違いとなり、システムの性能を低下させ得る。
図１４は、物体、例えば、指によって生じる、指と電極との間の典型的容量結合と、指と電極を評価回路に接続するフィードラインとの間の望ましくない容量結合とを示す。
種々の実施形態によると、測定データに及ぼす標的物体とフィードラインとの間の望ましくない結合の影響は、ソフトウェアにおいて、標的によってフィードラインと同様に影響されると仮定される、別の電極の測定値（その一部）を減算することによって、補償される、または少なくとも部分的に、補償されることができる。本他の電極は、既存の電極、または特に補償の目的のために専用に導入されたダミーもしくは補償電極であることができる。
全図において、参照記号「Ｂ」は、電極を保持するボードまたは基板を指す。参照記号「Ｆ」は、例えば、手、指、またはその他等の検出されるべき物体を指す。参照記号「Ｎ、Ｗ、Ｓ、およびＥ」は、検出されるべき物体と結合することが意図される実質的有効表面を伴う、基本電極を指す。参照記号「ＩＣ」は、センサ回路を指す。参照記号「ＦＮ、ＦＷ、ＦＳ、およびＦＥ」は、電極をセンサ回路に電気的にリンクする、伝導性フィードラインを指す。参照記号「ＦＤ」は、付加的フィードラインを指す。参照記号「ＦＬＥＸ」は、電極を保持する表面と接合される、フレキシブルＰＣＢを指し、接合は、「ＢＰ」と標識された接合パッドを用いて行われる。
図１は、例えば、印刷回路基板Ｂ上に配列される伝送電極および複数の検出電極を有する交流電気近距離検出方法を使用する、典型的入力デバイス配列を示す。しかしながら、他の基板が、適用されてもよい。上部銅平面は、実際の受信電極Ｎ、Ｗ、Ｓ、およびＥを作成するためにパターン化される。さらに、フィードラインＦＮ、ＦＷ、ＦＳ、およびＦＥは、受信電極とＧｅｓｔＩＣ ＭＧＣ３１３０集積回路等の評価回路を接続するためにパターン化される。伝送電極は、図１に示されず、通常、印刷回路基板の底側または中間層内に配列される。これは、概して、受信電極Ｎ、Ｗ、Ｓ、およびＥの面積全体を被覆する。代替として、ＴＸ電極はまた、上部層の中心にあることもできる。ＴＸ電極は、受信電極によって画定された面積全体を被覆する、またはさらにより大きくてもよい。他の実施形態によると、ＴＸ電極は、面積を完全に被覆する必要はない。中心面積または中心面積の一部のみを被覆するＴＸ電極もまた、動作するであろう。
図１および２に示されるように、フィードラインＦＮ、ＦＷ、ＦＳ、およびＦＥは、個別のルーティングに応じて、異なる方法で配列されることができる。例えば、図１は、受信電極ＳのためのフィードラインＦＳが受信電極Ｗの外側の周囲を回るのを示す一方、図２では、経路は、受信電極Ｗの内側に沿うように選定される。
図３は、ユーザの接近しつつある指Ｆの影響および受信電極ＷならびにＳに対するその関連付けられた容量結合を示す。そのような結合は、交流電場の異なる減衰をもたらし、集積回路ＩＣ内の評価回路は、受信されたデータから指の位置を計算可能である。
問題となる状況は、図４に示されるようにもたらされ得る。ここでは、指Ｆは、受信電極Ｗの上方に位置する。寄生結合ＣＦＦＳが、指Ｆと南側フィードラインＦＳとの間に現れることに気付き得る。そのような寄生結合は、図３の状況と同様に、指が電極ＳおよびＷの両方と正統な状態で結合するという信号の誤った解釈につながり得る。
種々の実施形態によると、以下の解決策が、提供され得る。南側電極Ｓは、電極Ｗに沿って延設される長いフィードラインＦＳを有し、したがって、例えば、方程式（１）によって電極Ｓ信号を補正することが可能となる。
Ｓｃｏｒｒ＝Ｓ−ｋｓｗ＊Ｗ （１）
式中、Ｓｃｏｒｒは、補正されるＳ信号であって、ｋｓｗは、Ｓに及ぼすＷの影響または指とＷもしくは指とＦＳとの間の結合の相似性に対する補正係数であるである。Ｓｃｏｒｒはまた、例えば、単一係数ｋを上回るまたは任意の他の線形もしくは非線形関数を用いた多項式を伴い、かつＷ電極だけではない信号を伴う、より複雑な補正関数を用いて算出されることができる。これは、概して、空間マッピング技法として数学分野において公知である。アナログ回路が、補償を行うために、集積回路ＩＣ内に組み込まれてもよい。図１６は、そのような回路の実施例を示す。これは、一般に、異なる加重および符号が異なる入力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４（電極Ｓ、Ｗ、Ｅ、またはＮからの信号に対応する）に適用され、補正された出力Ｓｃｏｒｒ（Ｖｏｕｔに基づく、またはそれに等しい）が加重された和の結果となる、加算増幅器として知られる。詳細な説明は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐアプリケーションノート６８２の図７および方程式５に見出され得る。供給電圧に接続されるコンデンサは、随意である。代替として、他の実施形態によると、デジタル回路が、使用されてもよく、特に、ファームウェアが、個別の補償を行ってもよい。
Ｓｃｏｒｒ＝Ｓ−ｋｓｗ＊Ｗ （１）
式中、Ｓｃｏｒｒは、補正されるＳ信号であって、ｋｓｗは、Ｓに及ぼすＷの影響または指とＷもしくは指とＦＳとの間の結合の相似性に対する補正係数であるである。Ｓｃｏｒｒはまた、例えば、単一係数ｋを上回るまたは任意の他の線形もしくは非線形関数を用いた多項式を伴い、かつＷ電極だけではない信号を伴う、より複雑な補正関数を用いて算出されることができる。これは、概して、空間マッピング技法として数学分野において公知である。アナログ回路が、補償を行うために、集積回路ＩＣ内に組み込まれてもよい。図１６は、そのような回路の実施例を示す。これは、一般に、異なる加重および符号が異なる入力信号Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４（電極Ｓ、Ｗ、Ｅ、またはＮからの信号に対応する）に適用され、補正された出力Ｓｃｏｒｒ（Ｖｏｕｔに基づく、またはそれに等しい）が加重された和の結果となる、加算増幅器として知られる。詳細な説明は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐアプリケーションノート６８２の図７および方程式５に見出され得る。供給電圧に接続されるコンデンサは、随意である。代替として、他の実施形態によると、デジタル回路が、使用されてもよく、特に、ファームウェアが、個別の補償を行ってもよい。
ここでは、単語「信号」は、異なる状況に適用され得る。用語「信号」は、１つのフィードラインによって搬送される電位の交流電流（ＡＣ）変動を意味し得、「信号」は、差動増幅器または反転増幅器を用いて、反転およびスケーリングされ得る。「信号」はまた、より長い周期にわたって観察される１つのフィードラインの平均ＡＣ振幅を意味し得る。ここでは、本平均は、アナログ積分回路を用いて行われることができる。「信号」は、アナログ／デジタルコンバータ回路の出力も指し得る。信号は、デジタル復調、または本出願人によって製造され、「ＭＧＣ３１３０」という名称で利用可能な集積回路内に実装されるカスケードインテグレーターコム（ＣＩＣ）フィルタの出力のような一式のＡＤＣ値からの数学的算出の結果も指し得る。
フィードラインが、電極と同一層上にルーティングされる場合、フィードラインに及ぼす指の影響は、完璧な補償のために１本の指位置しか存在しないため、ある程度の誤差を含み得る。指が、フィードラインにより近い、または電極により近い場合、補償誤差が、生じ得る。本誤差は、電極が補正に関連付けられたフィードラインを遮蔽する場合、低いままであり得る。電極およびフィードラインは両方とも、次いで、同様に影響されるであろう。図１５は、受信電極が上部層上に配列される、配列を示す。代替として、また、中間層内にも配列され得る。図１５に示されるような本実施形態では、東側電極（Ｅ）へのフィードライン（ＦＥ）は、北側電極（Ｎ）の下方にルーティングされ、本補償誤差を小さいままにする。例えば、フィードラインＦＥおよびＦＳは、図１５に示されるように、電極層の下方にある、底部層または中間層上にルーティングされ得る。ビアが、印刷回路製造技術において公知のような別の層へのルーティングを切り替えるために使用されてもよい。
補償正確度のさらなる改良が、フィードラインと物体の結合を再現するような様式で配設される、付加的フィードライン（ＦＤ）を用いて得られることができる。他のフィードラインと同一平面にあることは、必須ではない。付加的フィードラインはまた、例えば、図１７に示されるように、フィードが異なる場所に存在するため、他の遮蔽が実践的ではない、または他の信号との減算が最良補償をもたらさない場合、フィードラインの選択される区分のみに現れるように制限されることができる。付加的フィードラインの表面もまた、電子手段の必要なく、より精密な量の補正を提供する目的のために調節されることができる。したがって、付加的フィードラインまたは複数のフィードラインは、形状がより広いもしくはより狭くてもよい。さらに、レーザトリミングが、いくつかの実施形態によると、個別の補償フィードラインの静電容量を調節するために使用され得る。他の実施形態によると、任意の調節もまた、ソフトウェアにおいて行われ得る。図７、１０、および１７は、そのような配列の種々の実施例による、斜視図を示す。図７および１０の補償フィードラインを組み合わせた上面図が、図１３に示されており、補償フィードラインは、それぞれ、参照記号ＦＤ１およびＦＤ２を用いてマークされている。図１０における補償フィードラインＦＤは、フィードラインＦＳと並列に延設される。評価回路は、図１３では、参照記号３１０を用いて示されている。いくつかの実施形態によると、補償フィードラインは、フィードライン毎に提供されることができる。しかしながら、図１３に示されるように、第１の補償フィードラインＦＤ１は、全フィードラインが並列に延設される区分の補償のために使用されてもよく、第２の補償フィードラインＦＤ２のみ、図１３の実施形態における長いフィードラインＦＮのために使用される。いくつかの状況のためのフィードラインが、他の電極から分離されてルーティングされ、したがって、異なる信号を受信する必要がある場合、付加的ダミーライン（ＦＤ）が、使用されることができる。図１７は、東側電極（ＦＥ）へのフィードの補償のためにダミーフィードライン（ＦＤ）を使用する、そのような設定の補償を示す。
図８および９は、センサデバイスに接近するときの指Ｆの例示的容量結合を示す。図８は、センサ配列の主要検出面積内の指Ｆの接近と、主要受信電極との個別の容量結合とを示す。図９は、全フィードラインが評価デバイスＩＣに接続される面積近傍の指Ｆの位置と、その容量結合とを示す。
さらなる改良が、図１１および１２を参照して開示されており、臨界フィードラインＦＮおよびＦＥが、電極ＷおよびＳの内側にルーティングされている。これらのフィードラインの感度プロファイルは、したがって、電極ＷおよびＳの感度と良好に対応する。その結果、受信電極ＷおよびＳは、２つに分けられるが、フィードラインを用いてともにガルバニック結合される。分けられた電極Ｗ１、Ｗ２およびＳ１、Ｓ２の結合は、図１１の実施形態における上部層上で行われることができる。代替として、結合は、図１２に示されるように、底部（点線トレース）または任意の中間層上に配列されることができる。
図１１の実施形態はまた、評価デバイスが印刷回路基板Ｂ上に配列されない場合、ケーブル２２０を接続するための接合パッド２１０、特に、リボンケーブルまたはフレキシブルフラット接続ケーブルを示す。さらに別の実施形態によると、特に、評価デバイスが、図１−１０、１３、１５、および１７に示されるように、印刷回路基板上に配列されるとき、底部層が、フィードラインと集積回路ＩＣを接続するために使用されてもよい。図１１および１２における点線接続ラインは、そのような相互接続を示す。
Claims (24)
- 容量感知のために構成された１つ以上の電極と、電子回路と、前記電極を前記電子回路と接続する１つ以上の伝導性フィードラインとを備える、入力デバイスであって、前記デバイスは、前記電極のうちの少なくとも１つから、関連付けられたフィードラインを通して受信される信号を、別の電極からの少なくとも１つの他の信号の関数として増加または減少させるように構成されている、入力デバイス。
- 前記関連付けられたフィードラインは、少なくとも部分的に、前記別の電極と並列にルーティングされる、請求項１に記載の入力デバイス。
- 前記関連付けられたフィードラインは、前記別の電極の近傍にルーティングされる、請求項１に記載の入力デバイス。
- 任意の電極と接続されない、前記電子回路に接続された１つ以上の付加的フィードラインをさらに備え、前記少なくとも１つの他の信号は、前記１つ以上の付加的フィードラインによって生成され、前記１つ以上の付加的フィードラインはそれぞれ、電極として動作する、請求項１に記載の入力デバイス。
- 付加的フィードラインは、別のフィードラインの近傍に配列されている、請求項４に記載の入力デバイス。
- 付加的フィードラインは、少なくとも部分的に、前記別のフィードラインと並列に延設されている、請求項５に記載の入力デバイス。
- 付加的フィードラインは、別の電極の近傍に配列されている、請求項４に記載の入力デバイス。
- 前記信号を増加または減少させるためのアナログ回路を備える、請求項１に記載の入力デバイス。
- 前記信号を増加または減少させるためのデジタル回路を備える、請求項１に記載の入力デバイス。
- 前記電子回路は、３次元検出空間内の物体の位置を算出するか、または受信されたセンサ信号から前記物体の移動パターンまたはジェスチャを検出するように構成されたプロセッサを備える、請求項１に記載の入力デバイス。
- 電極は、複数の区画に分けられ、フィードラインは、少なくとも２つの電極区画間にルーティングされ、前記電極区画は、接続ラインを通してガルバニック接続されている、請求項１に記載の入力デバイス。
- 前記少なくとも２つの電極区画間にルーティングされる、前記フィードラインと接続された電極からの信号は、補償係数によって乗算される前記複数の区画電極から受信される信号によって補正される、請求項１１に記載の入力デバイス。
- １つ以上の伝導性フィードラインを通して電子回路と結合された１つ以上の電極を備える容量センサシステム内の寄生容量結合効果を補償するための方法であって、前記方法は、前記電極のうちの少なくとも１つから、関連付けられたフィードラインを通して受信される信号を、別の電極からの少なくとも１つの他の信号の関数として増加または減少させるステップを含む、方法。
- 前記別の電極と並列に前記関連付けられたフィードラインをルーティングすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
- 前記別の電極の近傍に前記関連付けられたフィードラインをルーティングすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
- 任意の電極と接続されない、前記電子回路に接続された１つ以上の付加的フィードラインを配列することをさらに含み、前記少なくとも１つの他の信号は、前記１つ以上の付加的フィードラインによって生成され、前記１つ以上の付加的フィードラインはそれぞれ、電極として動作する、請求項１３に記載の方法。
- 付加的フィードラインは、別のフィードラインの近傍に配列されている、請求項１６に記載の方法。
- 付加的フィードラインは、別の電極の近傍に配列されている、請求項１６に記載の方法。
- 付加的フィードラインは、少なくとも部分的に、前記別のフィードラインと並列に延設されている、請求項１８に記載の方法。
- アナログ回路によって前記信号を増加または減少させるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
- デジタル回路によって前記信号を増加または減少させるステップを含む、請求項１３に記載の方法。
- 受信されたセンサ信号から３次元検出空間内の物体の位置を算出することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
- 電極を複数の区画に分け、フィードラインを少なくとも２つの電極区画間にルーティングさせることをさらに含み、前記電極区画は、接続ラインを通してガルバニック接続されている、請求項１３に記載の方法。
- 補償係数によって乗算される前記複数の区画電極から受信される信号によって、前記フィードラインと接続され、かつ前記少なくとも２つの電極区画間にルーティングされる電極からの信号を補正することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201462017671P | 2014-06-26 | 2014-06-26 | |
| US62/017,671 | 2014-06-26 | ||
| PCT/US2015/037752 WO2015200671A1 (en) | 2014-06-26 | 2015-06-25 | Compensation of a target object's coupling to feeding lines in capacitive sensing system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017519310A true JP2017519310A (ja) | 2017-07-13 |
| JP6533536B2 JP6533536B2 (ja) | 2019-06-19 |
Family
ID=53611008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016575110A Active JP6533536B2 (ja) | 2014-06-26 | 2015-06-25 | 容量感知システム内のフィードラインへの標的物体の結合の補償 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9671920B2 (ja) |
| EP (1) | EP3161962B1 (ja) |
| JP (1) | JP6533536B2 (ja) |
| KR (1) | KR102394375B1 (ja) |
| CN (1) | CN106664088B (ja) |
| TW (1) | TWI687860B (ja) |
| WO (1) | WO2015200671A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9671920B2 (en) | 2014-06-26 | 2017-06-06 | Microchip Technology Incorporated | Compensation of a target object coupling to feeding lines in capacitive sensing system |
| US10042484B1 (en) * | 2014-09-02 | 2018-08-07 | Apple Inc. | Coupling correction in capacitive touch panels |
| US10444892B2 (en) * | 2015-10-07 | 2019-10-15 | Microchip Technology Incorporated | Capacitance measurement device with reduced noise |
| US10963157B2 (en) * | 2016-05-12 | 2021-03-30 | Lsi Industries, Inc. | Outdoor ordering system with interactive menu elements |
| TWI663531B (zh) * | 2017-08-18 | 2019-06-21 | 友達光電股份有限公司 | 具有觸控面板之電子裝置及其控制電路 |
| US10969907B2 (en) | 2018-09-27 | 2021-04-06 | Apple Inc. | Compensation techniques for grip and finger coupling to routing traces in a touch sensor panel |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62147613A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | 松下電器産業株式会社 | 入力装置 |
| JP2010044664A (ja) * | 2008-08-15 | 2010-02-25 | Mcm Japan Kk | タッチセンサ装置 |
| JP2010086385A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 静電容量センサ |
| JP2011204136A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Denso Corp | 静電容量式タッチパネル装置 |
| WO2012056737A1 (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | 三洋電機株式会社 | 静電容量型タッチパネル |
| JP2012204028A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Denso Corp | 静電容量式タッチセンサ |
| JP2012243513A (ja) * | 2011-05-18 | 2012-12-10 | Denso Corp | タッチセンサ |
| JP2013092872A (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-16 | Sharp Corp | タッチパネルシステムおよび電子機器 |
| JP2014235927A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社東海理化電機製作所 | 静電タッチスイッチ装置用電極及び静電タッチスイッチ装置 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7306903B1 (en) * | 1995-07-26 | 2007-12-11 | Curis, Inc. | Methods and compositions for identifying morphogen analogs |
| US20060009637A1 (en) * | 2004-07-07 | 2006-01-12 | Kenyon Keith E | Molecules as produced by endothermic chemical reactions with anhydrous D-ribose |
| JP4455286B2 (ja) * | 2004-11-09 | 2010-04-21 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 静電容量式湿度センサ |
| JP4241781B2 (ja) * | 2006-08-10 | 2009-03-18 | エプソンイメージングデバイス株式会社 | 電気光学装置、駆動回路および電子機器 |
| KR101128669B1 (ko) * | 2010-02-19 | 2012-03-20 | (주)삼원에스티 | 저저항 라인을 포함하는 터치패널센서 |
| WO2010101399A2 (ko) | 2009-03-04 | 2010-09-10 | Nam Dong Sik | 터치패널센서 |
| WO2011075608A2 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | Synaptics Incorporated | Transcapacitive sensor devices with ohmic seams |
| WO2011128116A2 (de) * | 2010-04-16 | 2011-10-20 | Ident Technology Ag | Tft- display, oled-interface, sowie verfahren zur detektion der räumlichen position von gliedmassen in einem, einem display vorgelagerten räumlichen bereich |
| EP2597553A4 (en) | 2011-02-15 | 2014-12-24 | Egalax Empia Technology Inc | CAPACITIVE SCANNING DEVICE AND SCANNING METHOD THEREFOR |
| CN103324365A (zh) * | 2012-03-20 | 2013-09-25 | 富泰华工业（深圳）有限公司 | 电容式触控系统、触控装置及触控方法 |
| WO2013172820A1 (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-21 | Thomson Licensing | Capacitive touch button with guard |
| US9100757B2 (en) * | 2012-07-02 | 2015-08-04 | Apple Inc. | Headset impedance detection |
| JP5854947B2 (ja) * | 2012-08-01 | 2016-02-09 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 入力装置付き表示装置およびその製造方法並びに電子機器 |
| US9411474B2 (en) * | 2012-11-15 | 2016-08-09 | Nokia Technologies Oy | Shield electrode overlying portions of capacitive sensor electrodes |
| CN103456267B (zh) * | 2013-08-26 | 2015-12-02 | 北京京东方光电科技有限公司 | 触控显示驱动电路及其驱动方法和显示装置 |
| US9671920B2 (en) | 2014-06-26 | 2017-06-06 | Microchip Technology Incorporated | Compensation of a target object coupling to feeding lines in capacitive sensing system |
-
2015
- 2015-06-25 US US14/750,181 patent/US9671920B2/en active Active
- 2015-06-25 CN CN201580033475.3A patent/CN106664088B/zh active Active
- 2015-06-25 EP EP15738539.4A patent/EP3161962B1/en active Active
- 2015-06-25 KR KR1020167035416A patent/KR102394375B1/ko active IP Right Grant
- 2015-06-25 JP JP2016575110A patent/JP6533536B2/ja active Active
- 2015-06-25 WO PCT/US2015/037752 patent/WO2015200671A1/en active Application Filing
- 2015-06-26 TW TW104120822A patent/TWI687860B/zh active
-
2017
- 2017-06-05 US US15/613,450 patent/US10345985B2/en active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62147613A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | 松下電器産業株式会社 | 入力装置 |
| JP2010044664A (ja) * | 2008-08-15 | 2010-02-25 | Mcm Japan Kk | タッチセンサ装置 |
| JP2010086385A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | 静電容量センサ |
| JP2011204136A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Denso Corp | 静電容量式タッチパネル装置 |
| WO2012056737A1 (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | 三洋電機株式会社 | 静電容量型タッチパネル |
| JP2012204028A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Denso Corp | 静電容量式タッチセンサ |
| JP2012243513A (ja) * | 2011-05-18 | 2012-12-10 | Denso Corp | タッチセンサ |
| JP2013092872A (ja) * | 2011-10-25 | 2013-05-16 | Sharp Corp | タッチパネルシステムおよび電子機器 |
| JP2014235927A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社東海理化電機製作所 | 静電タッチスイッチ装置用電極及び静電タッチスイッチ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106664088B (zh) | 2021-02-05 |
| EP3161962B1 (en) | 2020-08-05 |
| US9671920B2 (en) | 2017-06-06 |
| US20150378482A1 (en) | 2015-12-31 |
| KR20170023824A (ko) | 2017-03-06 |
| EP3161962A1 (en) | 2017-05-03 |
| TW201610801A (zh) | 2016-03-16 |
| KR102394375B1 (ko) | 2022-05-04 |
| JP6533536B2 (ja) | 2019-06-19 |
| WO2015200671A1 (en) | 2015-12-30 |
| US10345985B2 (en) | 2019-07-09 |
| TWI687860B (zh) | 2020-03-11 |
| US20170269741A1 (en) | 2017-09-21 |
| CN106664088A (zh) | 2017-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6533536B2 (ja) | 容量感知システム内のフィードラインへの標的物体の結合の補償 | |
| US10817114B2 (en) | Capacitance detection device for detecting capacitance between object proximate to detection electrode and the detection electrode and input device used for inputting information according to proximity of object | |
| US8390272B2 (en) | Position detecting device | |
| CN107533629B (zh) | 采用集成的噪声抑制结构的指纹传感器 | |
| JP6851785B2 (ja) | 電磁流量計 | |
| CN102023744B (zh) | 位置检测装置 | |
| US20160034102A1 (en) | Method of multi-zone capacitive sensing, device and apparatus implementing the method | |
| US8345015B2 (en) | Sensor apparatus and method for generating signals indicative of the position or change in position of limbs | |
| CN106605193A (zh) | 用于手势检测及跟踪的电极布置 | |
| JP2005337773A (ja) | 静電容量式の検出装置 | |
| US20110157082A1 (en) | Matrix Resistive Touch Panel and Design Method Thereof | |
| CN106030320A (zh) | 非接触式电压测量装置 | |
| US7005865B2 (en) | Circuit and method for impedance detection | |
| JP2006084318A (ja) | 静電容量型距離センサ | |
| KR20140069141A (ko) | 위치 검출용 전극 구조 및 위치 검출 방법 | |
| JP5899698B2 (ja) | 人体部位位置測定装置および電子機器システム | |
| TWI628417B (zh) | 偵測若干物體的感測器裝置及方法以及具有感測器裝置之電手持裝置 | |
| EP2849036A2 (en) | Attaching electrical components | |
| JP7017004B2 (ja) | センサシステム | |
| JP4253217B2 (ja) | 静電容量式変位検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180605 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190215 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190509 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190521 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190524 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6533536 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |