JP2018525708A - 改良されたタッチデコーディングおよびジェスチャデコーディングのためのセンサ設計 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2015年6月15日に出願された共有の米国仮特許出願第62/175,751号に対する優先権を主張し、この出願は、参照により、あらゆる目的のために本明細書に援用される。
本開示は、容量感知システムおよびその動作方法に関し、具体的には、電場効果を使用した容量感知システムのための電極配列に関する。
3次元容量非タッチ検出システムは、準静電場を発生させ、準静電場では、電場内に進入する物体によって生じるその電場内の乱れが、評価される。評価は、物体(例えば、ユーザの指)の3次元場所の決定と、その物体の位置を追跡し、所定のジェスチャのプールからのジェスチャが行われたか否かをさらに決定することとを可能にする。そのようなシステムは、3次元タッチレスマウスとしても動作することができるか、または、タッチを要求することなく任意の種類の適した動作を制御することもできる。そのシステムは、通常、準静的交流電場を発生させるために、40〜200kHzの周波数を有する交流信号(例えば、前述のような正弦波または方形波信号)を受信する伝送電極を使用する。例えば相互容量測定または自己容量測定と対照的に、測定の間、伝送電極は発生器信号が持続的に供給され、発生した電場内の乱れが測定される一方で、電場が持続的に保持される。そのシステムは、静電容量測定システム(例えば、相互容量測定または自己容量測定のために使用される容量分圧器もしくは充電時間測定ユニット)において一般的であるように、単一のパルス、単一または複数のパルスによって発生される電圧、および、センサ電極の関連付けられた電荷変化を評価しない。いくつかの実施形態では、複数の受信電極が、伝送電極によって発生される準静電場を評価するために例えば平面内にフレーム状形式で伝送電極の上方に配列され、受信された信号から、物体の3次元位置が、信号処理を通して、集積回路デバイス内で再構築されることができる。他の実施形態では、同一電極が、伝送および受信のために使用され、依然として同一電場が発生される一方で、評価は、電場内の乱れによって生じる各送信器/受信器電極上の負荷を測定する。
フレームベースの電極設計から独立して、複数のタッチ位置をデコードする必要性が存在する。例えば、5つの受信電極を使用するとき、タッチ位置の数を値>5に拡張する必要性が存在する。
産業用ディスプレイは、所定のタッチ入力および3次元(3D)ジェスチャ検出を装備することができる。同様に、キーパッドは、そのような付加的な機能を装備することができる。例えば、上述された3次元ジェスチャシステムはまた、種々の実施形態に従って、改善されたタッチ検出を提供するように改良されることができる。
Claims (31)
- 容量タッチ検出および非タッチ検出のためのセンサ配列であって、前記センサ配列は、伝送電極と、評価ユニットに結合される所定の数の受信電極とを備え、前記評価ユニットは、非タッチ検出モードおよびタッチ検出モードで動作し、前記伝送電極は、交流電気近接場を発生させ、
前記非タッチ検出モードでは、前記評価ユニットは、物体の3次元位置を決定するために前記受信電極からの信号を評価し、
前記タッチ検出モードでは、前記所定の数の電極によって画定された表面タッチ検出面積は、複数の区分に分割され、各区分内では、前記所定の数の電極のうちの少なくとも2つの電極が、異なる電極表面積比率が前記複数の区分毎に形成されるように、その電極表面積の一部を用いて寄与する、センサ配列。 - 各区分は、仮想タッチボタンを画定し、前記仮想タッチボタンの数は、前記電極の数を上回る、請求項1に記載のセンサ配列。
- 各区分は、2つの寄与受信電極を備える、請求項1に記載のセンサ配列。
- 区分内の前記2つの寄与受信電極の各々の電極表面積は、第1の表面積および第2の表面積から選択され、前記第1の表面積は、前記第2の表面積より大きい、請求項3に記載のセンサ配列。
- 前記所定の数の電極は、5つであり、全5つの受信電極からの信号が、前記非タッチ検出モードにおいて使用される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 前記所定の数の電極は、4つであり、全4つの受信電極からの信号が、前記非タッチ検出モードにおいて使用される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 前記センサ配列は、前記非タッチモードで動作し、タッチ表面までの所定の閾値距離を下回る物体の検出時、前記タッチ検出モードに自動的に切り替わる、請求項1〜6のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 前記所定の数の電極は、交互配置形式で配列され、前記非タッチジェスチャ検出モードでは、前記所定の数の電極の電極のうちの4つは、フレーム状配列を提供する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 前記交互配置されたセンサは、フレーム状構造を形成する、請求項8に記載のセンサ配列。
- 仮想タッチボタンのタッチは、前記複数の受信電極からの2つの寄与電極によってデコードされる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 前記2つの寄与電極は、個別の受信電極によって受信された信号の信号強度によって前記複数の電極から選択される、請求項10に記載のセンサ配列。
- 前記所定の数の受信電極は、5つであり、前記5つの受信電極は、前記複数の区分を提供するように交互配置形式で配列され、前記区分は、前記表面タッチ検出面積を被覆するマトリクスで配列される、請求項1〜11のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 前記マトリクスは、5×4区分を提供する、請求項12に記載のセンサ配列。
- 前記マトリクスは、3×4区分を提供し、前記5つの受信電極のうちの2つは、付加的なスライダ機能を提供する、請求項12に記載のセンサ配列。
- 前記受信電極のうちの2つは、櫛型形式で配列され、各受信電極は、複数のフィンガを有し、各電極のフィンガの幅は、スライダ機能を提供するように変動される、請求項1〜14のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 各受信電極は、複数のフィンガを有し、対の受信電極は、隣接する区分の列を形成するように線に沿って櫛型形式で配列され、各区分は、仮想ボタンを画定する、請求項1〜15のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 前記線は、直線である、請求項1〜16のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 前記線は、曲線である、請求項1〜17のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 非タッチ検出モードにおける手の移動は、x次元およびy次元における信号パターンデコーディングのために、経時的に少なくとも2つの信号シフト最大値を作り出す、請求項1〜18のいずれか1項に記載のセンサ配列。
- 容量タッチ検出および非タッチ検出を行うための方法であって、前記方法は、交流電気近接場を発生させるために交流信号を伝送電極に供給することと、所定の数の受信電極に結合される評価ユニットを非タッチ検出モードおよびタッチ検出モードで動作させることとを含み、
前記非タッチ検出モードでは、前記評価ユニットは、物体の3次元位置を決定するために前記受信電極からの信号を評価し、
前記タッチ検出モードでは、前記所定の数の受信電極によって画定された表面タッチ検出面積は、複数の区分に分割され、各区分内では、前記所定の数の電極のうちの少なくとも2つの電極が、異なる電極表面積比率が前記複数の区分毎に形成されるように、その電極表面積の一部を用いて寄与し、前記評価ユニットは、タッチ場所を決定するために前記所定の数の受信電極のうちの種々の少なくとも2つからの信号を評価する、方法。 - 各区分は、仮想タッチボタンを画定し、前記仮想タッチボタンの数は、前記電極の数を上回る、請求項20に記載の方法。
- 各区分は、2つの寄与受信電極を備える、請求項20に記載の方法。
- 区分内の前記2つの寄与受信電極の各々の電極表面積は、第1の表面積および第2の表面積から選択され、前記第1の表面積は、前記第2の表面積より大きい、請求項22に記載の方法。
- 前記所定の数の電極は、5つであり、全5つの受信電極からの信号が、前記非タッチ検出モードにおいて使用される、請求項20〜23のいずれか1項に記載の方法。
- 前記所定の数の電極は、4つであり、全4つの受信電極からの信号が、前記非タッチ検出モードにおいて使用される、請求項20〜24のいずれか1項に記載の方法。
- 前記センサ配列は、前記非タッチモードで動作し、タッチ表面までの所定の閾値距離を下回る物体の検出時、前記タッチ検出モードに自動的に切り替わる、請求項20〜25のいずれか1項に記載の方法。
- 前記所定の数の電極は、交互配置形式で配列され、前記非タッチジェスチャ検出モードでは、前記所定の数の電極の電極のうちの4つは、フレーム状配列を提供する、請求項20〜23のいずれか1項に記載の方法。
- 仮想タッチボタンのタッチは、前記複数の受信電極からの2つの寄与電極によってデコードされる、請求項21に記載の方法。
- 前記2つの寄与電極は、個別の受信電極によって受信された信号の信号強度によって前記複数の電極から選択される、請求項28に記載の方法。
- 前記受信電極のうちの2つは、櫛型形式で配列され、各受信電極は、複数のフィンガを有し、各電極のフィンガの幅は、変動され、前記方法は、スライダ機能を提供するために前記受信電極のうちの2つからの信号を評価することをさらに含む、請求項20〜29のいずれか1項に記載の方法。
- 非タッチ検出モードにおける手の移動は、x次元およびy次元における信号パターンデコーディングのために、経時的に少なくとも2つの信号シフト最大値を作り出す、請求項20〜30のいずれか1項に記載の方法。
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