JP6609619B2 - ジェスチャ検出および追跡のための電極配列 - Google Patents
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Description
本出願は、2014年8月20日に出願された、共同に所有された米国仮特許出願第62/039,734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、容量感知システムと、それを動作させる方法とに関し、具体的には、電場効果を使用する容量感知システムのための電極配列に関する。
本出願の譲受者によって製造されるMGC3130としても公知である、「GestiC(登録商標)」集積回路は、例えば、約100〜200kHzの準静的交流電気近接場を使用する、3次元無タッチジェスチャ検出および追跡のために使用されることできる、高感度容量感知技術である。そのようなシステムは、通常、電場を発生させるために、正弦波または方形波信号等の交流信号を受信する、伝送電極を使用する。複数の受信電極が、例えば、フレーム状方式で伝送電極の上方に配列され、受信信号から、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。
故に、安価な電極配列の必要性がある。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
電極配列であって、前記電極配列は、測定サイクルの間に交流伝送信号を受信するように構成されている伝送電極と、前記伝送電極によって形成される電場内の擾乱を検出するように構成されている複数の受信電極とを備え、前記伝送電極および前記受信電極は、単一伝送電極が前記複数の受信電極の各受信電極を実質的に囲繞する電極構造によって形成されるように、単層に配列されている、電極配列。
(項目2)
電気接続を前記伝送電極および各受信電極に提供するように構成された複数の供給線を備える接触領域をさらに備える、項目1に記載の電極配列。
(項目3)
基板をさらに備え、前記基板の上側に前記伝送および受信電極が配列されている、項目1に記載の電極配列。
(項目4)
前記基板は、可撓性基板である、項目3に記載の電極配列。
(項目5)
前記層内に配列された中心電極をさらに備え、前記受信電極は、前記中心電極を囲繞し、前記接触領域は、前記中心電極と接続された供給線を備える、項目3に記載の電極配列。
(項目6)
前記中心電極は、グリッドとして形成されている、項目5に記載の電極配列。
(項目7)
前記層内に配列された中心電極をさらに備え、前記中心電極は、前記複数の受信電極を囲繞する前記伝送電極構造の少なくとも一部と接触している、項目1に記載の電極配列。
(項目8)
前記電極構造は、複数のリング形状区分を備え、各リング形状区分は、前記受信電極のうちの1つを実質的に囲繞している、項目1に記載の電極配列。
(項目9)
各リング形状区分は、少なくとも1つの他のリング形状区分と重複し、それによって、単一電極を形成する、項目8に記載の電極配列。
(項目10)
各リング形状区分は、前記リング形状区分によって囲繞された受信電極を接続する供給線の通路のための開口部を有する、項目9に記載の電極配列。
(項目11)
中心領域内に配列された複数の投影型容量タッチセンサをさらに備える、項目3に記載の電極配列。
(項目12)
各投影型容量タッチセンサは、第1の電極と、前記第1の電極に隣接する第2の電極とを備える、項目11に記載の電極配列。
(項目13)
前記第1および第2の電極はそれぞれ、櫛形であり、櫛歯方式で配列されている、項目12に記載の電極配列。
(項目14)
前記電極配列はさらに、基板の上部に配列され、前記伝送および受信電極をコネクタと接続するように構成された複数の供給線を備える接続領域を備える、項目1に記載の電極配列を備えるセンサ配列。
(項目15)
前記基板の上部の中心領域内に配列された複数の投影型容量タッチセンサをさらに備える、項目14に記載のセンサ配列。
(項目16)
各投影型容量タッチセンサは、第1の電極と、前記第1の電極に隣接する第2の電極とを備える、項目15に記載のセンサ配列。
(項目17)
前記第1および第2の電極はそれぞれ、櫛形であり、櫛歯方式で配列されている、項目16に記載のセンサ配列。
(項目18)
前記供給線と接続されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、第1のモードまたは第2のモードで動作するように構成され、前記第1のモードは、無タッチジェスチャ検出のために、前記伝送電極および前記複数の受信電極を使用し、前記第2のモードは、タッチベースの検出モードのために、前記複数の投影型容量タッチセンサを使用する、項目14に記載のセンサ配列。
(項目19)
前記第1のモードにおいて、前記複数の投影型容量タッチセンサの電極は、容量結合を介して、前記交流伝送信号を受信する、項目18に記載のセンサ配列。
(項目20)
伝送電極および複数の受信電極を伴う電極配列を備えるセンサ配列を動作させるための方法であって、前記伝送電極および前記受信電極は、単一伝送電極が前記複数の受信電極の各受信電極を実質的に囲繞する電極構造によって形成されるように、単層に配列され、前記複数の受信電極は、中心領域の周囲に配列され、複数の投影型容量タッチセンサは、前記中心領域内に配列されており、前記方法は、
第1の動作モードにおいて、
測定サイクルの間、交流伝送信号を前記伝送電極に供給し、複数の信号を前記受信電極から受信することと、
前記信号を処理し、前記伝送電極によって生成される電場に進入する物体の3次元場所を判定することと、
第2の動作モードにおいて、
前記交流伝送信号をオフにし、各投影型容量タッチセンサの静電容量を測定し、投影型容量タッチセンサがタッチされたかどうかを判定することと
を含む、方法。
(項目21)
前記第1のモードにおいて、前記交流伝送信号はまた、前記投影型容量タッチセンサの各電極にも容量的に供給される、項目20に記載の方法。
種々の実施形態によると、センサ配列、特に、準静的交流電気近接場の効果を使用する非タッチ3次元ジェスチャ検出システムのためのセンサ配列は、より低い材料および製造コスト、より薄いセンサ設計、ならびに透明設計のより優れた光学性能を提供するように設計されることができる。
a)RX電極と同一層内の別個のTX構造
b)RX電極自体
c)同一層内の容量または抵抗タッチパネルの電極構造
Claims (10)
- 電極配列であって、前記電極配列は、
測定サイクルの間に交流伝送信号を受信するように構成されている伝送電極であって、前記伝送電極は、中心領域を備えるフレーム構造を形成する、伝送電極と、
前記伝送電極によって形成される電場内の擾乱を検出するように構成されている複数の受信電極と、
前記フレーム構造の前記中心領域内に配列された複数の投影型容量タッチセンサと、
供給線と接続されたコントローラと
を備え、前記伝送電極および前記複数の受信電極は、単一伝送電極が前記複数の受信電極の各受信電極を実質的に囲繞する電極構造によって形成されるように、単層に配列され、前記コントローラは、第1のモードまたは第2のモードで動作するように構成され、前記第1のモードは、無タッチジェスチャ検出のために、前記伝送電極および前記複数の受信電極を使用し、前記第2のモードは、タッチベースの検出モードのために、前記複数の投影型容量タッチセンサを使用し、
前記電極構造は、複数のリング形状区分を備え、各リング形状区分は、前記複数の受信電極のうちの1つを実質的に囲繞し、各リング形状区分は、少なくとも1つの他のリング形状区分と重複し、それによって、単一電極を形成する、電極配列。 - 電気接続を前記伝送電極および各受信電極に提供するように構成された複数の前記供給線を備える接触領域をさらに備える、請求項1に記載の電極配列。
- 基板をさらに備え、前記基板の上側に前記伝送電極および受信電極が配列されている、請求項1に記載の電極配列。
- 前記基板は、可撓性基板である、請求項3に記載の電極配列。
- 各リング形状区分は、前記リング形状区分によって囲繞された受信電極を接続する供給線の通路のための開口部を有する、請求項1に記載の電極配列。
- 各投影型容量タッチセンサは、第1の電極と、前記第1の電極に隣接する第2の電極とを備える、請求項1に記載の電極配列。
- 前記第1の電極および第2の電極はそれぞれ、櫛形であり、櫛歯方式で配列されている、請求項6に記載の電極配列。
- 電極配列であって、前記電極配列は、
測定サイクルの間に交流伝送信号を受信するように構成されている伝送電極であって、前記伝送電極は、中心領域を備えるフレーム構造を形成する、伝送電極と、
前記伝送電極によって形成される電場内の擾乱を検出するように構成されている複数の受信電極と、
前記フレーム構造の前記中心領域内に配列された複数の投影型容量タッチセンサと、
供給線と接続されたコントローラと
を備え、前記伝送電極および前記複数の受信電極は、単一伝送電極が前記複数の受信電極の各受信電極を実質的に囲繞する電極構造によって形成されるように、単層に配列され、前記コントローラは、第1のモードまたは第2のモードで動作するように構成され、前記第1のモードは、無タッチジェスチャ検出のために、前記伝送電極および前記複数の受信電極を使用し、前記第2のモードは、タッチベースの検出モードのために、前記複数の投影型容量タッチセンサを使用し、
前記第1のモードにおいて、前記複数の投影型容量タッチセンサの電極は、容量結合を介して、前記交流伝送信号を受信する、電極配列。 - 伝送電極および複数の受信電極を伴う電極配列を備えるセンサ配列を動作させるための方法であって、前記伝送電極および前記受信電極は、単一伝送電極が前記複数の受信電極の各受信電極を実質的に囲繞する電極構造によって形成されるように、単層に配列され、前記伝送電極は、中心領域を備えるフレーム構造を形成し、前記複数の受信電極は、前記フレーム構造の前記中心領域の周囲に配列され、複数の投影型容量タッチセンサは、前記フレーム構造の前記中心領域内に配列され、前記電極構造は、複数のリング形状区分を備え、各リング形状区分は、前記複数の受信電極のうちの1つを実質的に囲繞し、各リング形状区分は、少なくとも1つの他のリング形状区分と重複し、それによって、単一電極を形成し、前記方法は、
第1の動作モードにおいて、
測定サイクルの間、交流伝送信号を前記伝送電極に供給し、複数の信号を前記受信電極から受信することと、
前記信号を処理し、前記伝送電極によって生成される電場に進入する物体の3次元場所を判定することと、
第2の動作モードにおいて、
前記交流伝送信号をオフにし、各投影型容量タッチセンサの静電容量を測定し、投影型容量タッチセンサがタッチされたかどうかを判定することと
を含む、方法。 - 伝送電極および複数の受信電極を伴う電極配列を備えるセンサ配列を動作させるための方法であって、前記伝送電極および前記受信電極は、単一伝送電極が前記複数の受信電極の各受信電極を実質的に囲繞する電極構造によって形成されるように、単層に配列され、前記伝送電極は、中心領域を備えるフレーム構造を形成し、前記複数の受信電極は、前記フレーム構造の前記中心領域の周囲に配列され、複数の投影型容量タッチセンサは、前記フレーム構造の前記中心領域内に配列されており、前記方法は、
第1の動作モードにおいて、
測定サイクルの間、交流伝送信号を前記伝送電極に供給し、複数の信号を前記受信電極から受信することと、
前記信号を処理し、前記伝送電極によって生成される電場に進入する物体の3次元場所を判定することと、
第2の動作モードにおいて、
前記交流伝送信号をオフにし、各投影型容量タッチセンサの静電容量を測定し、投影型容量タッチセンサがタッチされたかどうかを判定することと
を含み、
前記第1のモードにおいて、前記交流伝送信号はまた、前記投影型容量タッチセンサの各電極にも容量的に供給される、方法。
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