JP7348195B2 - 非接触ジェスチャ検出、及びホバー及び接触検出のための方法及びシステム - Google Patents
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Description
本出願は、2018年3月1日に出願された、共同所有された米国仮特許出願第62/637,002号、発明の名称「Method and System for Touchless Gesture Detection and Hover and Touch Detection」の優先権を主張し、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、ヒューマンデバイスインタフェース、具体的には、ジェスチャ検出、及びホバー及び接触検出のための方法及びシステムに関する。
表1は、2D仮想アース(ノードA)及び3D CVD測定(ノードB)のためのEACの異なる位相又はタイムスロットを示す。この好適なアプローチでは、様々な実施形態によれば、2D感知及び3D感知の両方が、位相Q1及びQ2中に発生する。代替的に、「2D mXT自己容量」信号が、これらの3D CVD測定のための刺激のみを提供するだけの3D感知、すなわち、位相Q1及びQ2中には2D線を感知しないような3D感知にも、これらの2つの位相が使用され得る。その代わりに、2D感知は、延長位相P1_A1とP2_A1中に生じ得る。これは、図7の代替タイミング図に示される。時間的に2D及び3D測定のために捕捉位相を分離した場合、現在感知されていない電極上の信号は、電流測定をサポートするために選択され得る。例えば、3D感知用のパッドは、図7に示されるように、2D捕捉位相中に一定の電位に設定されてもよく、又は2D電極用のパッド(図7には示されていない)と同じ電位に駆動され得る。このアプローチは、2D自己容量測定に使用されていない間に、3D感知のためにTx刺激によって、2Dグリッドが駆動されるEAC内で2D及び3D測定をインターリーブするものとして解釈され得る。潜在的な欠点は、刺激のこの追加部分が、図6の好適なアプローチと比較して、全体的な電力消費及び電磁放射を増加させることであり得る。
Claims (36)
- 第1の検出システムと第2の検出システムとを組み合わせるセンサシステムであって、
前記センサシステムは、前記第1の検出システム及び前記第2の検出システムの電極に駆動信号を供給するように構成され、前記駆動信号は、基本的な捕捉サイクルの繰り返しからなる駆動シーケンスを含み、各基本的な捕捉サイクルは、2つの連続する主位相を含み、
第1の主位相中において、前記センサシステムは、前記第1の主位相のプリチャージ位相中に、前記第1の検出システムの少なくとも1つの電極と結合されたノードAを、前記第1の主位相の前記プリチャージ位相の少なくとも所定の時間の間、第1の電位に駆動するとともに、前記第1の主位相の捕捉位相中に、ノードAを、前記第1の主位相の前記捕捉位相の少なくとも所定の時間の間、第1の中間電位に駆動し、及び前記第2の検出システムの少なくとも1つの電極と結合されたノードBを、前記第1の主位相の前記プリチャージ位相の少なくとも所定の時間の間、第2の電位に駆動し、かつその後、前記第1の主位相の前記捕捉位相の少なくとも所定の時間の間、DCにおいて、ノードBを高インピーダンスに切り替えるように構成されており、
第2の主位相中において、前記センサシステムは、前記第2の主位相のプリチャージ位相中に、ノードAを、前記第2の主位相の前記プリチャージ位相の少なくとも所定の時間の間、第3の電位に駆動するとともに、前記第2の主位相の捕捉位相中に、ノードAを、前記第2の主位相の前記捕捉位相の少なくとも所定の時間の間、第2の中間電位に駆動し、及びノードBを、前記第2の主位相の前記プリチャージ位相の少なくとも所定の時間の間、第4の電位に駆動し、かつその後、前記第2の主位相の前記捕捉位相の少なくとも所定の時間の間、DCにおいてノードBを高インピーダンスに切り替えるように構成されており、
前記第1の検出システムは、ノードA上で電気測定を実行するように更に構成されており、
前記第2の検出システムは、ノードB上で電気測定を実行するように更に構成されている、センサシステム。 - 前記第1の検出システムは、ノードAを前記第1及び第2の中間電位に駆動している間、ノードA上で電気測定を、それぞれ実行するように更に構成されており、
前記第2の検出システムは、ノードBをDCにおいて高インピーダンスに切り替えた後に到達したノードB上の電位を測定するように更に構成されている、請求項1に記載のセンサシステム。 - 前記第1の中間電位は、前記第1の電位よりも低く、前記第2の中間電位は、前記第3の電位よりも高い、請求項1~2のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記第1の電位は、前記第2の中間電位より高く、前記第3の電位は、前記第1の中間電位よりも低い、請求項1~2のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記第1の電位は、前記第2の中間電位に等しく、前記第3の電位は、前記第1の中間電位に等しい、請求項1~2のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記センサシステムは、各プリチャージ位相中において、第1の時間の経過後、前記ノードAを、第2の時間中、前記第1又は第3の電位に駆動するように、かつ各捕捉位相中において、ノードAを、第3の時間の経過後に、前記第2又は第1の中間電位に駆動するようにそれぞれ構成されている、請求項1~5のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記センサシステムは、前記第2の時間の経過後に、ノードAを三元状態に切り替えるように構成されている、請求項6に記載のセンサシステム。
- 前記センサシステムは、各プリチャージ位相中において、第4の時間の経過後、前記ノードBを、第5の時間中、前記第2又は第4の電位に駆動し、かつその後にノードBを三元状態に切り替え、各捕捉位相中に、DCにおいてノードBを高インピーダンスで維持するように構成されている、請求項1~7のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記第1の電位及び前記第2の電位は、同じであり、前記第3の電位及び前記第4の電位は、同じである、請求項1~2又は6~8のいずれかに記載のセンサシステム。
- ノードAは前記第1又は第3の電位にあるときの期間と、ノードBは前記第2又は第4の電位にあるときの期間とが、それぞれ重複する、請求項6に記載のセンサシステム。
- 前記センサシステムは、前記第1の主位相の前記プリチャージ位相中に、ノードAを前記第1の電位において維持するように、かつ前記第1の主位相の前記捕捉位相中に、前記ノードAを前記第1の中間電位に駆動するように、及び
前記第2の主位相の前記プリチャージ位相中に、ノードAを前記第3の電位において維持するように、かつ前記第2の主位相の前記捕捉位相中に、ノードAを前記第2の中間電位に駆動するように構成されている、請求項1~10のいずれかに記載のセンサシステム。 - 前記電気ノードの各々は、集積回路のポートにガルバニック結合又は接続されており、これらのポートの各々は、チップパッケージのパッドに接続されている、請求項1~11のいずれかに記載のセンサシステム。
- ノードAは、接触及び/又はホバー検出のために使用される、請求項1~12のいずれかに記載のセンサシステム。
- ノードBは、中距離位置及びジェスチャ検出のために使用される、請求項1~13のいずれかに記載のセンサシステム。
- アナログデジタル変換器は、前記捕捉位相中にサンプリングされるように構成されている、請求項1~14のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記センサシステムは、タッチパネル上又は前面又は近傍にある少なくとも1つの物体の位置を検出するように設計されている、請求項1~15のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記第1の電位と第3の電位との間の前記切り替えによって定義されるキャリア周波数は、1kHz~10000kHzである、請求項1~16のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記システムは、1つ以上のノードAを備え、各ノードAは、タッチパネルの電極に接続されている、請求項1~17のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記システムは、1つ以上のノードBを備え、少なくとも1つのノードBは、タッチパネルの電極に接続されている、請求項1~18のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記システムは、1つ以上のノードAと、タッチパネルの近傍に配置された前記第2の検出システムの電極に接続される少なくとも1つのノードBと、を備える、請求項1~17のいずれかに記載のセンサシステム。
- ノードAは、2D接触及びホバー検出用の第1のマイクロコントローラの一部であり、ノードBは、3D中距離位置及びジェスチャ検出用の第2のマイクロコントローラの一部である、請求項1~17のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記ノードA及びBは、2D接触及びホバー検出及び3D位置及びジェスチャ検出を共同で行うためのマイクロコントローラの一部である、請求項1~17のいずれかに記載のセンサシステム。
- 前記センサシステムは、3D中距離位置検出、2Dホバー位置検出、及び接触位置検出の間のシームレスな遷移を可能にする、請求項22のセンサシステム。
- ノードAに接続された電極は、接触及び/又はホバー検出のために使用される、請求項1~17のいずれかに記載のセンサシステム。
- ノードBに接続された電極は、3D非接触位置及び/又はジェスチャ検出のために使用される、請求項1~17又は24のいずれかに記載のセンサシステム。
- 第1の検出方法と第2の検出方法とを組み合わせるための方法であって、
駆動信号を電極に供給するステップであって、前記駆動信号は、基本的な捕捉サイクルの繰り返しからなる駆動シーケンスを含み、各基本的な捕捉サイクル(EAC)は、2つの連続する主位相からなる、供給するステップと、
第1の主位相中において、前記第1の主位相のプリチャージ位相中に、少なくとも1つの電極に結合されたノードAを、前記第1の主位相の前記プリチャージ位相の少なくとも所定の時間の間、第1の電位に駆動し、前記第1の主位相の捕捉位相中に、ノードAを、前記第1の主位相の前記捕捉位相の少なくとも所定の時間の間、第1の中間電位に駆動し、ノードBを、前記第1の主位相の前記プリチャージ位相の少なくとも所定の時間の間、第2の電位に駆動し、かつその後、前記第1の主位相の前記捕捉位相の少なくとも所定の時間の間、DCにおいてノードBを高インピーダンスに切り替えるステップと、
第2の主位相中において、前記第2の主位相のプリチャージ位相中に、ノードAを、前記第2の主位相の前記プリチャージ位相の少なくとも所定の時間の間、第3の電位に駆動し、前記第2の主位相の捕捉位相中に、ノードAを、前記第2の主位相の前記捕捉位相の少なくとも所定の時間の間、第2の中間電位に駆動し、ノードBを、前記第2の主位相の前記プリチャージ位相の少なくとも所定の時間の間、第4の電位に駆動し、かつその後、前記第2の主位相の前記捕捉位相の少なくとも所定の時間の間、DCにおいてノードBを高インピーダンスに切り替えるステップと、
ノードAで電気測定を実行するステップと、
ノードBで電気測定を実行するステップと、を含む、方法。 - ノードAを前記第1及び第2の中間電位に駆動している間、ノードA上で電気測定をそれぞれ実行するステップと、 DCにおいてノードBを高インピーダンスに切り替えた後に到達したノードB上の電位を測定するステップと、を更に含む、請求項26に記載の方法。
- 前記第1の中間電位は、前記第1の電位よりも低く、前記第2の中間電位は、前記第3の電位よりも高い、請求項26~27のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の電位は、前記第2の中間電位より高く、前記第3の電位は、前記第1の中間電位よりも低い、請求項26~27のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の電位は、前記第2の中間電位に等しく、前記第3の電位は、前記第1の中間電位に等しい、請求項26~27のいずれかに記載の方法。
- 各プリチャージ位相中において、第1の時間の経過後に、ノードAは、第2の時間中に、前記第1又は第3の電位に駆動され、各捕捉位相中において、ノードAは、第3の時間の経過後に、前記第2又は第1の中間電位にそれぞれ駆動される、請求項26~30のいずれかに記載の方法。
- 前記第2の時間の経過後に、ノードAは3元状態に切り替えられる、請求項31に記載の方法。
- 各プリチャージ位相中において、第4の時間の経過後に、ノードBは、第5の時間中に、前記第2又は第4の電位に駆動され、かつその後、ノードBは三元状態に切り替えられ、各捕捉位相中に、ノードBはDCにおいて高インピーダンスで維持されるように構成されている、請求項26~32のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の電位及び前記第2の電位は、同じであり、前記第3の電位及び前記第4の電位は、同じである、請求項26~27又は31~33のいずれかに記載の方法。
- ノードAが前記第1又は第3の電位にあるときの期間と、及びノードBが前記第2又は第4の電位にあるときの時間とが、それぞれ重複する、請求項31に記載の方法。
- 前記第1の主位相のプリチャージ位相中に、前記ノードAは、前記第1の電位において維持され、かつ前記第1の主位相の前記捕捉位相中に、前記ノードAは、前記第1の中間電位に駆動され、
前記第2の主位相のプリチャージ位相中に、ノードAは、前記第3の電位において維持され、前記第2の主位相の前記捕捉位相中に、前記ノードAは、前記第2の中間電位に駆動される、請求項26~35のいずれかに記載の方法。
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