JP6877364B2 - 指位置追跡のための方法及び装置並びに導電性アイランドを用いる触覚ディスプレイ - Google Patents
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Description
本出願は、2015年6月10日に出願された「Method and Apparatus For Finger Position Tracking and Haptic Display Using conductive Islands」と題する米国仮特許出願第62/173,732号及び2016年6月9日に出願された「Method and Apparatus For Finger Position Tracking and Haptic Display Using conductive Islands」と題する米国非仮特許出願第15/178,283号の優先権を主張する。
本発明は全米科学財団によって授与された助成金番号IIS−0964075及びII5−1302422に基づく政府支援を受けてなされた。政府は本発明に関して一定の権利を有する。
Claims (17)
- タッチスクリーンであって、
複数の導電性アイランドを有する前面を備え、前記複数の導電性アイランドは、前記前面に極めて近接した深さに位置決めされ、前記複数の導電性アイランドは互いから電気的に絶縁され、
さらに、複数の導電性トレースを備え、それぞれの前記導電性アイランドは、前記導電性トレースの少なくとも一つに容量性結合され、
前記タッチスクリーンと接触している指先の位置が、前記複数の導電性アイランドの一つと容量性結合された前記複数の導電性トレースのそれぞれのうち少なくとも二つの相互キャパシタンスの減少を測定することにより特定され、
前記複数の導電性アイランドの一つと近接した指先の存在は、前記導電性アイランドの一つの自己キャパシタンスを増加させるとともに、前記相互キャパシタンスを減少させ、
前記指先と近接する少なくとも一つの前記導電性アイランドが、前記少なくとも一つの導電性アイランドと近接する少なくとも一つの導電性トレースとの容量性結合により帯電されたときに、
前記前面と近接した指先に、前記前面と平行な前記指先の動きに対する知覚される摩擦力を増加させる静電引力が生じる
ことを特徴とするタッチスクリーン。 - 前記各導電性アイランドが前記導電性トレースの一つと容量性結合されるときに、容量性結合された前記導電性アイランドが前記複数の導電性トレースのうち他のものと容量性結合され、
前記導電性アイランドと容量性結合する前記導電性トレースの一方は前記導電性アイランドに対して電荷を伝達するように構成され、かつ、前記導電性アイランドと容量性結合する前記導電性トレースの他方は前記導電性アイランドから電荷を受けとるように構成された
ことを特徴とする請求項1に記載のタッチスクリーン。 - 前記導電性トレースの複数が、更なる電子回路に電気的に接続された
ことを特徴とする請求項2に記載のタッチスクリーン。 - 前記複数の導電性トレースは、前記導電性アイランドの上方に位置決めされる
ことを特徴とする請求項2に記載のタッチスクリーン。 - 前記複数の導電性トレースの少なくとも一部が、それぞれ前記導電性アイランドの下方に位置決めされる
ことを特徴とする請求項2に記載のタッチスクリーン。 - 前記導電性トレースの複数は、容量性結合によって更なる電子回路に接続された
ことを特徴とする請求項2に記載のタッチスクリーン。 - 前記摩擦力の大きさは、電圧の符号が入れ替わる周波数と相対的である
ことを特徴とする請求項2に記載のタッチスクリーン。 - 接触位置は、少なくとも一つの導電性トレースからの電荷の伝達、及び少なくとも一つの導電性トレースからの電荷の受けとりによって特定される
ことを特徴とする請求項2に記載のタッチスクリーン。 - 少なくとも一つの電荷伝達用導電性トレースと少なくとも一つの電荷受けとり用導電性トレースとの相互キャパシタンスは、少なくとも一つの前記導電性アイランドにより増強されてなる
ことを特徴とする請求項2に記載のタッチスクリーン。 - 受けとる電荷の強さは、少なくとも1つの前記導電性アイランドによって増強されてなる
ことを特徴とする請求項8に記載のタッチスクリーン。 - 前記複数の導電性アイランドのそれぞれは、他の電子回路と容量性結合されていない
ことを特徴とする請求項1に記載のタッチスクリーン。 - 前記複数の導電性アイランドは、それぞれが他の前記導電性アイランドと第一の方向及び第二の方向の両方において近接するパターンに配列され、
前記第一の方向は第二の方向と垂直である
ことを特徴とする請求項1に記載のタッチスクリーン。 - タッチスクリーンで接触位置を特定する方法であって、
複数の導電性アイランドを前面と極めて近接した第一の深さに形成するステップと、
前記導電性アイランドを互いに電気的に絶縁するステップと、
複数の導電性トレースを第二の深さに形成するステップと、ここで、各導電性アイランドは少なくとも二つの前記導電性トレースと容量性結合されており、
前記タッチスクリーンと接触する指先の位置を特定するために複数の前記導電性トレースの相互キャパシタンスを測定するステップと、ここで、前記第一の深さと前記第二の深さとの距離は一定であり、
前記前面と近接する指に静電引力を生じさせるステップと、
少なくとも一つの導電性アイランドと近接する少なくとも一つの導電性トレースへの容量性結合経由で、前記指先の近くの前記導電性アイランドの少なくとも一つを帯電させるステップと、を含み、
前記前面と近接する指先に係る静電引力は、前記前面と平行な指先の動きに対して指先にかかる知覚される摩擦力を増加させる
ことを特徴とする方法。 - さらに、前記少なくとも一つの導電性アイランドを、前記少なくとも一つの導電性アイランドと近接配置された第二の導電性トレースに容量性結合するステップと、
前記指先に生ずる静電引力を減少させるために、前記少なくとも一つの導電性アイランドの電荷を減少させるステップと、を含む
請求項13に記載の方法。 - 前記導電性トレースは、前記導電性アイランドのアレイをジグザグパターンで通過する
ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - タッチスクリーンであって、
複数の導電性アイランドを有する前面を備え、前記複数の導電性アイランドは、前記前面に極めて近接した深さに位置決めされ、前記複数の導電性アイランドは互いから電気的に絶縁され、
さらに、複数の導電性トレースを備え、それぞれの前記導電性アイランドは、前記導電性トレースの少なくとも一つに容量性結合され、
それぞれの前記複数の導電性トレースは、前記複数の導電性アイランドの少なくとも二つと容量性結合され、
前記タッチスクリーンと接触している指先の位置が、前記複数の導電性アイランドと容量性結合された前記複数の導電性トレースのそれぞれのうち少なくとも二つの相互キャパシタンスの減少を測定することによって特定され、
前記指先と近接する少なくとも一つの前記導電性アイランドが、前記少なくとも一つの導電性アイランドと近接する少なくとも一つの導電性トレースの容量性結合により帯電された際に、
前記前面と近接した指先に、前記前面と平行な前記指先の動きに対する知覚される摩擦力を増加させる静電引力が生じる
ことを特徴とするタッチスクリーン。 - タッチスクリーンで接触位置を特定する方法であって、
複数の導電性アイランドを前面と極めて近接した深さに形成するステップと、
前記導電性アイランドを互いに電気的に絶縁するステップと、
複数の導電性トレースを形成するステップと、ここで、各導電性アイランドは少なくとも一つの前記導電性トレースと容量性結合され、前記複数の導電性トレースのそれぞれは、少なくとも二つの前記複数の導電性アイランドと容量性結合されており、
前記タッチスクリーンと接触する指先の位置を特定するために複数の前記導電性トレースの相互キャパシタンスを測定するステップと、を含み、
さらに、
前記指先と近接した少なくとも一つの前記導電性アイランドを、前記少なくとも一つの導電性アイランドとこれに近接する少なくとも一つの前記導電性トレースとの容量性結合により帯電させることで、
前記前面と近接した前記指先に、前記前面と平行な前記指先の動きに対する知覚される摩擦力を増加させる静電引力を生じさせる
ことを特徴とする方法。
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