JP2019508758A - 電極の間の局所空間内のインピーダンス変化を感知する - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、同一出願人の、2016年1月21日に出願された米国仮特許出願第62/281,573号に対して優先権を主張する。上記文献は、全ての目的のためにここで参照することによって本明細書において援用される。
本開示は、接近およびタッチ感知に関し、より具体的には、電極の間の局所空間内のインピーダンス変化を感知するための方法およびシステムに関する。
多種多様なタッチ、接近、およびジェスチャ検出デバイスが、現在、利用可能である。例えば、タッチ、キャップタッチ、GestIC(登録商標)2D、およびGestIC(登録商標)3D技術が、本願の出願人から入手可能である。これらは、容量電圧分割(CVD)または充電時間測定技法の原則に基づいて機能する。また、RC発振器を用いた開発の歴史も存在している。
本開示の実施形態は、受信機電極と、ループフィルタとを備える、受信機段を含む。ループフィルタは、電気発振のアクティブ化に応じて静電容量測定を発行するように構成されてもよい。上記の実施形態のうちのいずれかと組み合わせて、静電容量測定は、非アクティブ伝送機電極およびアクティブ化受信機電極に対する静電容量を含む。上記の実施形態のうちのいずれかと組み合わせて、ループフィルタはさらに、電気発振を通して受信機段をアクティブ化するように構成される。上記の実施形態のうちのいずれかと組み合わせて、ループフィルタはさらに、静電容量測定が閾値に達するときに、電気発振を通して受信機段をアクティブ化するように構成される。上記の実施形態のうちのいずれかと組み合わせて、ループフィルタはさらに、静電容量測定が閾値に達するときに、非アクティブ受信機回路をアクティブ化するように構成される。上記の実施形態のうちのいずれかと組み合わせて、ループフィルタはさらに、静電容量測定が閾値まで低下するときに、受信機段をアクティブ化し、オブジェクトによる接近またはタッチを示すように構成される。上記の実施形態のうちのいずれかと組み合わせて、ループフィルタはさらに、静電容量測定が閾値まで上昇するときに、受信機段をアクティブ化し、オブジェクトによる接近またはタッチを示すように構成される。上記の実施形態のうちのいずれかと組み合わせて、ループフィルタはさらに、受信機段を接続するフィードバック制御ループのループ利得が約1に等しいまたはそれを上回るときに、受信機段をアクティブ化するように構成される。上記の実施形態のうちのいずれかと組み合わせて、ループフィルタはさらに、受信機段を接続するフィードバック制御ループの利得が1未満であるときに、静電容量測定の発行を延期するように構成される。
すでに使用されているセンサの設計要件は、種々の課題を提起する。いくつかのデバイスは、受信機端末の入力において10Mオーム、信号フィルタでは10Mオームを上回る、バイアス抵抗を要求し得る。これは、半導体デバイスを製造する際に、製造費の増加につながる過剰なダイ面積を使用し得る。受信された信号は、接地に対するパッド静電容量への高い依存性を有し得る。本静電容量の非線形性に対する感受性は、性能制限につながる。
Claims (21)
- 受信機段であって、
受信機電極と、
電気発振のアクティブ化に応じて静電容量測定を発行するように構成されたループフィルタであって、前記静電容量測定は、非アクティブ伝送機電極およびアクティブ化受信機電極に対する静電容量を含む、ループフィルタと
を備える、受信機段。 - 前記ループフィルタはさらに、前記電気発振を通して前記受信機段をアクティブ化するように構成されている、請求項1に記載の受信機段。
- 前記ループフィルタはさらに、前記静電容量測定が閾値に達するときに、前記電気発振を通して前記受信機段をアクティブ化するように構成されている、請求項1に記載の受信機段。
- 前記ループフィルタはさらに、前記静電容量測定が閾値に達するときに、非アクティブ受信機回路をアクティブ化するように構成されている、請求項1に記載の受信機段。
- 前記ループフィルタはさらに、前記静電容量測定が閾値まで低下するときに、前記受信機段をアクティブ化し、オブジェクトによる接近またはタッチを示すように構成されている、請求項1に記載の受信機段。
- 前記ループフィルタはさらに、前記静電容量測定が閾値まで上昇するときに、前記受信機段をアクティブ化し、オブジェクトによる接近またはタッチを示すように構成されている、請求項1に記載の受信機段。
- 前記ループフィルタはさらに、前記受信機段を接続するフィードバック制御ループのループ利得が約1に等しいまたはそれを上回るときに、前記受信機段をアクティブ化するように構成されている、請求項1に記載の受信機段。
- 前記ループフィルタはさらに、前記受信機段を接続するフィードバック制御ループの利得が1未満であるときに、静電容量測定の発行を延期するように構成されている、前記請求項のうちの1項に記載の受信機段。
- センサシステムであって、
受信機電極を含む受信機回路と、
伝送機電極を含む伝送機回路と、
ループフィルタを含む制御回路と
を備え、
前記受信機回路は、静電容量測定が閾値に達するときに発振するように構成され、前記静電容量測定は、
前記受信機電極と前記伝送機電極との間の静電容量を含み、
前記伝送機電極が非アクティブ化されている間に行われ、
前記制御回路は、前記受信機回路が発振するときに前記伝送機回路をアクティブ化するように構成されている、センサシステム。 - 前記伝送機電極は、前記伝送機電極が発振していないときに非アクティブ化される、請求項9に記載のセンサシステム。
- 前記制御回路は、発振を通してほぼ同時に前記伝送機をアクティブ化するように構成されている、請求項9または請求項10に記載のセンサシステム。
- 前記制御回路はさらに、前記静電容量測定が前記閾値まで低下するときに、前記伝送機回路をアクティブ化し、前記受信機電極に対する、オブジェクトによる接近またはタッチを示すように構成されている、請求項9−11のうちの1項に記載のセンサシステム。
- 前記制御回路はさらに、前記静電容量測定が前記閾値まで上昇するときに、前記伝送機回路をアクティブ化し、前記受信機電極に対する、オブジェクトによる接近またはタッチを示すように構成されている、請求項9−11のうちの1項に記載のセンサシステム。
- 前記制御回路はさらに、前記受信機回路を接続するフィードバックループのループ利得が約1に等しいまたはそれを上回るときに、前記伝送機回路をアクティブ化するように構成されている、請求項9に記載のセンサシステム。
- 前記制御回路はさらに、前記受信機回路を接続するフィードバックループのループ利得が1未満であるときに、前記伝送機回路のアクティブ化を延期するように構成されている、請求項9に記載のセンサシステム。
- システムであって、
観察エリア内のオブジェクトの空間検出のための電極配列であって、前記電極配列は、第1の受信電極に近接近する伝送電極と、前記伝送電極から離間された少なくとも1つのさらなる受信電極とを備える、電極配列と、
前記第1の受信電極のタッチまたは近接近を検出し、結果として、空間検出回路をアクティブ化するように構成されている、受信機回路であって、前記空間検出回路は、フィードバックループ内で前記伝送電極および前記少なくとも1つのさらなる受信電極をアクティブ化するように構成されている、受信機回路と
を備える、システム。 - 前記空間検出回路は、
前記少なくとも1つのさらなる受信電極と前記伝送電極との間に結合されるように構成された少なくとも1つの制御可能インピーダンスと、
前記少なくとも1つのさらなる受信電極および前記伝送電極と結合されたセンサ回路であって、センサコアは、前記少なくとも1つのさらなる受信電極から信号を受信し、前記伝送電極にフィードされる前記受信された信号から駆動信号を生成するように構成されている、センサ回路と、
前記少なくとも1つのさらなる受信電極および前記伝送電極と結合された信号プロセッサと、
前記制御可能インピーダンスを規定状態に変動させ、持続的自励発振を満たすように構成されている、起動およびタイミング回路と
を備える、請求項16に記載のシステム。 - 複数のさらなる受信電極と、前記複数のさらなる受信電極のうちの1つを前記制御可能インピーダンスと結合して前記フィードバックループを閉鎖するように構成されている、マルチプレクサとを備える、請求項16または請求項17に記載のシステム。
- 複数のさらなる受信電極を備え、前記複数のさらなる受信電極からの信号は、それぞれ、伝達関数回路Hnを通してフィードされて合計され、合計された信号は、駆動信号として前記伝送電極にフィードされる、請求項16−18のうちの1項に記載のシステム。
- 前記システムは、3つの動作モードのうちの1つで動作するように構成され、第1の動作モードは、自励持続発振を提供し、第2の動作モードは、前記発振が飽和に駆動される、飽和モードであり、第3の動作モードは、起動およびタイミング回路からのパルスを前記フィードバックループにフィードすることによって、減衰正弦波の過渡バーストが生成される、減衰バーストモードである、請求項16−19のうちの1項に記載のシステム。
- 3つ全ての動作モードにおいて、前記システムは、相対振幅、周波数、および位相測定のうちの2つ以上を行い、感知空間内のインピーダンス変化についての多次元情報を判定するように構成されている、請求項20に記載のシステム。
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