相互作用感知

著者らは特許

G06F - 電気的デジタルデータ処理(特定の計算モデルに基づくコンピュータ・システムG06N)
G06F3/041 - 変換手段によって特徴付けられたデジタイザー,例.タッチスクリーンまたはタッチパッド用のもの
G06F3/044 - 容量性手段によるもの
G06F3/046 - 電磁的手段によるもの

の所有者の特許 JP2016528636:

サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド

 

相互作用感知方法によれば、タッチセンサの電極から信号を受信する段階と、タッチセンサに対する接触入力または分離入力を探知する段階と、を含み、接触入力または分離入力を探知するために、タッチセンサが信号に基づいて、電荷変位を感知することを特徴とする方法を提供する。

 

 

本発明は、一般的にオブジェクトとの相互作用(interaction)を感知する電子機器に係り、さらに詳細には、相互作用を探知するための表面接触センサまたは近接センサを利用する装置に関する。
タッチセンサは、例えば、ディスプレイ画面上に覆われているタッチセンサのタッチ感知領域内におけるオブジェクト(例えば、ユーザの指またはタッチペン)の近接、オブジェクトまたはタッチの位置及び存在を探知することができる。タッチ感知ディスプレイのアプリケーションにおいて、タッチセンサは、ユーザをして、マウスやタッチパッドを利用して、間接的に相互作用させる代わりに、画面にディスプレイされた内容と直接的に相互作用させる。タッチセンサは、デスクトップコンピュータ、ノート型パソコン、タブレットコンピュータ、PDA(personal digital assistant)、スマートフォン、衛星航法装置、携帯用メディアプレーヤ、携帯用ゲームコンソール、キオスク(kiosk)コンピュータ、POS(point-of-sale)コンピュータ、またはいかなる適切な装置にも付着されたり、あるいはその一部として提供されたりする。家電機器上またはその他機器上の制御パネルは、タッチセンサを含むものである。
タッチセンサは、種類が多様であり、例えば、抵抗(resistive)タッチスクリーン、表面音波(surface acoustic wave)タッチスクリーン及び静電容量(capacitive)タッチスクリーンなどがある。本明細書において、タッチセンサに係わる言及は、適切に、タッチスクリーンを含み、その反対もまた然りである。オブジェクトが静電容量タッチスクリーンの表面に接近したりタッチしたりする場合、タッチスクリーン上の接近あるいはタッチの位置において、静電容量の変化が起こる。タッチセンサ・コントローラは、静電容量の変化を処理し、タッチスクリーン上の位置を決定することができる。
静電容量タッチは、電極から信号を送り、その間に存在する素材による変化を測定して作動する。自体的に電場を発するのは、装置のエネルギー使用量を増やし、反応速度を遅くする。その上、静電容量タッチセンサを非常に広い領域に広げることは、コストが非常に多くかかってしまう。
指とセンサとが接触するとき、表面の原子周辺の電子クラウドの相互作用によって、電荷が移動する。この効果は、纎細な電子機器に損傷を起こしてしまう。
タッチセンサの電極から信号を受信する段階と、タッチセンサに対する接触入力または分離入力を探知する段階と、を含み、接触入力または分離入力を探知するために、タッチセンサが信号に基づいて、電荷変位を感知することを特徴とする方法が提供される。
公開された本技術は、表面の原子を取り囲んだ電子クラウドの相互作用による効果を緩和させる代わりに、表面の接触効果及び動き効果を探知する。感知表面上の相互作用モードを利用可能にするために、導体または強い誘電体だけではなく不導体を、直接に感知することができる。
摩擦作用(triboactivity)に基づいて、オブジェクトの位置を決定することができるトライボタッチ(TriboTouch)システムの例示を図示した図面である。 摩擦作用(triboactivity)に基づいて、オブジェクトの位置を決定することができるトライボタッチ(TriboTouch)システムの例示を図示した図面である。 指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。 指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。 指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。 指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。 指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。 トライボタッチシステムの構造の例示を図示した図面である。 代替アナログ・フロントエンド(front-end)の例示を図示した図面である。 トライボタッチ動作の原則を図示した図面である。 信号のプロファイルに基づいて、接触の種類を決定する過程の例示を図示した図面である。 トライボタッチと静電容量感知の能力とを結合する例示を図示した図面である。 静電容量及びトライボタッチシステムのいずれについても、同一の受信機システムを使用している最中に、伝送器と電極とを静電容量的に連結する例示を図示した図面である。 互いに異なる素材の配列で覆われた摩擦活性化表面を図示した図面である。 互いに異なる素材が、全く同じパターンのセンサ配列と接触したときに生成される互いに異なる正負の電荷パターンを図示した図面である。 互いに異なる素材が、全く同じパターンのセンサ配列と接触したときに生成される互いに異なる正負の電荷パターンを図示した図面である。 互いに異なる素材が、全く同じパターンのセンサ配列と接触したときに生成される互いに異なる正負の電荷パターンを図示した図面である。 ユーザ及び環境に係わるノイズタッチ(NoiseTouch)システムの構成例示を図示した図面である。 ノイズタッチシステム構造の例示を図示した図面である。 手の姿勢または位置を決定するプロセスの例示を図示した図面である。 タッチとタッチペンデータとを分離する方法の例示を図示した図面である。 タッチペンあるいはペンの接触による周辺ノイズの修正を特徴化する信号修正を探知することを図示した図面である。 ユーザの状態及び環境を受動的に感知するプロセスの例示を図示した図面である。 受動的に感知されるノイズ状態の例示を図示した図面である。 ノイズタッチセンサを備えた装置と通信するために、状態感知システムを使用するプロセスの例示を図示した図面である。 トライボノイズタッチ(TriboNoiseTouch)システム構造の例示を図示した図面である。 ノイズデータから摩擦活性化データを分離する方法の例示を図示した図面である。 摩擦電気に係わるイベントと、ノイズに係わるイベントとを識別するためのトライボノイズタッチ・プロセスの例示を図示した図面である。 摩擦電気に係わるイベントと、ノイズに係わるイベントとを識別するためのトライボノイズタッチ・プロセスの例示を図示した図面である。 摩擦電気に係わるイベントと、ノイズに係わるイベントとを識別するためのトライボノイズタッチ・プロセスの例示を図示した図面である。 システムの摩擦活性化ザブシステムが、タッチセンサの表面に対する各自の微細な接触に基づいた高解像度データを生成し、ノイズに基づいた感知ザブシステムは、接触動作周辺またはホバー動作周辺の領域に液滴を生成し、また表面の上をホバリング(hovering)する手の「影」を生成する例示を図示した図面である。 指接触の正確度を高める方法の例示を図示した図面である。 指接触を探知し、不導体であるペンの接触と分離する方法の例示を図示した図面である。 ペンまたは手の姿勢を、ペンを握っているか、あるいは接触している手のホバー影を探知して推定する例示を図示した図面である。 トライボタッチが高解像度のタッチペン感知を提供し、トライボノイズ(TriboNoise)がメニュー及び機能を実行するためのボタンを備えた、特別に設計されたタッチペンを探知するところに利用される例示を図示した図面である。 ホバー動作感知の動的範囲を発展させる方法の例示を図示した図面である。 単一タッチ電極構成要素の例示を図示した図面である。 2つの電極が互いに嵌め込まれた形態を有する例示を図示した図面である。 2つのタッチ地点の位置を探知するところに使用される行・列電極格子を図示した図面である。 単一タッチ電極の格子を利用したマルチタッチ配列構成を図示した図面である。 単一タッチ電極の格子を利用したマルチタッチ配列構成を図示した図面である。 抵抗シート(sheet)電極を利用した連続的な受動位置感知の例示を図示した図面である。 連続的な二次元受動位置感知の例示を図示した図面である。 連続的な二次元受動位置感知の例示を図示した図面である。 電極シート構成の例示を図示した図面である。 電極シート構成の例示を図示した図面である。 電極シート構成の例示を図示した図面である。 誘電体がエンコーディングされた受動位置感知の例示を図示した図面である。 非線形素子の配列を利用した連続的な受動位置感知の例示を図示した図面である。 非線形素子の配列を利用した連続的な受動位置感知の例示を図示した図面である。 空間的に分配された座標エンコーディングの例示を図示した図面である。 トライボタッチと抵抗タッチセンサとを組み合わせる例示を図示した図面である。 トライボタッチと誘導式タッチセンサとを組み合わせる例示を図示した図面である。 トライボタッチと誘導式タッチセンサとを組み合わせる例示を図示した図面である。 例示的なコンピュータシステムを図示した図面である。
タッチセンサの電極から信号を受信する段階と、タッチセンサに対する接触入力または分離入力を探知する段階と、を含み、接触入力または分離入力を探知するために、タッチセンサが信号に基づいて、電荷変位を感知することを特徴とする方法が提供される。
前記方法は、信号のノイズ要素を分析する段階と、信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶する段階と、信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶した後の信号の特徴の少なくとも一部に基づいて、接触入力または分離入力を、接触イベントまたは分離イベントに分類する段階と、をさらに含んでもよい。
また、信号の特徴は、信号の時間ドメインプロファイルを含んでもよい。
また、信号の時間ドメインプロファイルは、ピーク(peak)とトラフ(trough)とを含む信号波形を含んでもよい。
前記方法は、接触イベントまたは分離イベントの時間及び位置を決定する段階をさらに含んでもよい。
前記方法は、信号の少なくとも一部のソースであるインプリメントの素材を決定する段階をさらに含んでもよい。
また、接触または分離を行うオブジェクトは、いかなる素材からも構成されることを特徴とする。
また、電極上に絶縁体が位置し、絶縁体上に他の素材が位置することを特徴とする。
コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体は、タッチセンサの電極から信号を受信する段階と、タッチセンサに対する接触入力または分離入力を探知する段階と、を含み、接触入力または分離入力を探知するために、タッチセンサが信号に基づいて、電荷変位を感知することを特徴とする方法を遂行するロジックを記録したことを特徴とする。
前記ロジックは、信号のノイズ要素を分析する段階と、信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶する段階と、信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶した後の信号の特徴の少なくとも一部に基づいて、接触入力または分離入力を、接触イベントまたは分離イベントに分類する段階と、をさらに含む方法を遂行することを特徴とする
また、信号の特徴は、信号の時間ドメインプロファイルを含んでもよい。また、信号の時間ドメインプロファイルは、ピーク及びトラフを含む信号波形を含んでもよい。
前記ロジックは、接触イベントまたは分離イベントの時間及び位置を決定する段階をさらに含む方法を遂行することを特徴とする。
前記ロジックは、信号の少なくとも一部のソースになるインプリメントの素材を決定する段階をさらに含む方法を遂行することを特徴とする。
また、接触または分離を行うオブジェクトは、いかなる素材からも構成されることを特徴とする。
また、電極上に絶縁体が位置し、絶縁体上に他の素材が位置することを特徴とする。
装置は、タッチセンサの電極と、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体と、を含み、該記録媒体は、タッチセンサの電極から信号を受信する段階と、タッチセンサに対する接触入力または分離入力を探知する段階と、であって、接触入力または分離入力を探知するために、タッチセンサが信号に基づいて、電荷変位を感知する、探知する段階と、を含む方法を遂行するロジックが記録されていることを特徴とする。
前記ロジックは、信号のノイズ要素を分析する段階と、信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶する段階と、信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶した後の信号の特徴の少なくとも一部に基づいて、接触入力または分離入力を、接触イベントまたは分離イベントに分類する段階と、をさらに含む方法を遂行することを特徴とする。
また、信号の特徴は、信号の時間ドメインプロファイルを含んでもよい。
また、信号の時間ドメインプロファイルは、ピーク及びトラフを含む信号波形を含んでもよい。
前記ロジックは、接触イベントまたは分離イベントの時間及び位置を決定する段階と、をさらに含む方法を遂行することを特徴とする。
前記ロジックは、信号の少なくとも一部のソースになるインプリメントの素材を決定する段階をさらに含む方法を遂行することを特徴とする。
また、接触または分離を行うオブジェクトは、いかなる素材からも構成されることを特徴とする。
また、電極上に絶縁体が位置し、絶縁体上に他の素材が位置することを特徴とする。
装置は、タッチセンサの電極から信号を受信する手段と、タッチセンサに対する接触入力または分離入力を探知する手段と、を含み、接触入力または分離入力を探知するために、タッチセンサが信号に基づいて、電荷変位を感知することを特徴とする。
前記装置は、信号のノイズ要素を分析する手段と、信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶する手段と、ノイズ要素の少なくとも一部を拒絶した後の信号の特徴の少なくとも一部に基づいて、接触入力または分離入力を、接触イベントまたは分離イベントに分類する手段と、をさらに含んでもよい。
また、信号の特徴は、信号の時間ドメインプロファイルを含んでもよい。
また、信号の時間ドメインプロファイルは、ピーク及びトラフを含む信号波形を含んでもよい。
前記装置は、接触イベントまたは分離イベントの時間及び位置を決定する手段をさらに含んでもよい。
前記装置は、信号の少なくとも一部のソースになるインプリメントの素材を決定する手段をさらに含んでもよい。
また、接触または分離を行うオブジェクトは、いかなる素材からも構成されることを特徴とする。
また、電極上に絶縁体が位置し、絶縁体上に他の素材が位置することを特徴とする。
図1A及び図1Bは、摩擦作用に基づいて、オブジェクトの位置を決定することができるトライボタッチ(TriboTouch)システムの例示を図示した図面である。図1Aは、電極に隣接した絶縁体表面を示している。図1Bに図示されているように、電極は、指のようなオブジェクト130が絶縁体に接触し、電荷の移動を起こすとき、オブジェクトの位置を決定することができるトライボタッチ・ハードウェアに連結されている。電荷の移動は、純電流(net current flow)ではなく、オブジェクトとの接触が除去されるとき、電荷の移動は反転される。このような絶縁体の内部電場の歪曲は、トライボタッチ・ハードウェアによって取り出され、接触イベント及び分離イベントとして解釈される。併せて、歪曲は、接触地点から一定地域に広がり、持続的な位置推定を可能にする。
図2Aないし図2Eは、摩擦作用に基づいて、指の位置を決定するのに使用される、指とトライボタッチセンサとの相互作用の例示を図示した図面である。2つのオブジェクトが接触するとき、表面の原子周辺の電子クラウドの相互作用によって、電荷が移動する。そのような効果は、摩擦電気(triboelectricity)、接触電位差(contact potential difference)、仕事関数(work function)のような多様な名称として知られている。半導体産業では、そのような現象が、纎細な電子機器に損傷を負わせる静電放電(ESD:electrostatic discharge)を起こす。そのような現象を緩和させる試みを行う代わりに、動き効果と表面接触とを探知するための充電メカニズム(charging mechanism)を利用する「トライボタッチ」と呼ばれる技術を開示する。トライボタッチは、本明細書で記述されているような、表面感知を介した相互作用モードを可能にさせるするために、絶縁体(例えば、グラブ、筆ブラシなど)を、強力な誘電体(例えば、指、伝導性ゴムなど)または導体に劣らず、直接に感知することができる。一側面において、トライボタッチは、接触による地域電荷移動を利用して、測定のために電場を発する必要がない。
トライボタッチシステムの一側面が、図2Aないし図2Eに図示されている。図面において、指を利用しているが、いかなる伝導性あるいは非伝導性のオブジェクトも同じ効果を得ることができる。一側面において、トライボタッチは、2つのオブジェクトが接触するか、あるいは分離するとき、電荷移動を測定して動作する。感知されるオブジェクトにおいて、電荷を誘導するためのいかなる二次メカニズムも必要としない。その代わりに、電荷は、オブジェクトが感知表面に接触するとき、生成されて受信される。図2Aは、絶縁体表面上の指を図示している。図2Bにおいて、指が表面に接触するとき、電荷の流れと電流とが感知される。図2Cにおいて、電流は、平衡状態で停止する。図2Dにおいて、指を離しながら電荷が再配置され、反対方向の電流が発生する。図2Eにおいて、再び平衡が回復される。
電荷の移動は、互いに異なる表面特性(例えば、構成、表面の微細構造など)を有する絶縁体、半導体及び伝導体の組み合わせの間で発生する。極性、表面電荷密度及び電荷の移動速度(「接触電流」)は、関連特定素材による。2つの素材間で移動した電荷の量は、経験的に既定の「摩擦電気シリーズ(triboelectric series)」で、各素材に該当する相対的な位置によって推定される。一般的に、収容されるシリーズは、正から負に配したとき、空気、人の肌あるいは皮、ガラス、人の毛髪、ナイロン、羊毛、猫の毛、シルク、アルミニウム、紙、綿、鉄、木、アクリル、ポリスチレン、ゴム、ニッケルあるいは銅、銀、アセテートあるいはレーヨン、スタイロフォーム、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニール(PVC)、シリコン、テフロン(PTFE(登録商標))の順序である。トライボタッチは、根本的に、いかなる固体の接触も探知することができる。
図3は、トライボタッチシステムの構造の例示を図示した図面である。高インピーダンス増幅器306は、表面接触302に対する応答として、入力電極304から受信した入力信号305を増幅し、その次に、アナログ・デジタル変換器(ADC)は、信号305をデジタル形式に変換する。入力電極304、高インピーダンス増幅器306及びADC 308は、信号305を、電極304で見られるまま、正確にデジタル形態に変換する。図4に図示されているように、他の実施形態は、シグマ−デルタ接近法、電荷カウンティング、電荷バランシングまたは他の方法で、少量の電荷移動を測定することができる。ゲイン制御システム310は、値をシステムに規定された範囲内に維持するために選択的に使用される。一つ、あるいはそれ以上の実施形態において、入力信号を受信し、デジタル形態に変換する構成要素は、本明細書において、アナログ・フロントエンド(analog front-end)という。アナログ・フロントエンドは、入力電極304、増幅器306、ADC 308及びゲイン制御310を含み、各構成要素の部分であるプロセシング・システム312は、デジタル信号を受信し、位置データ332を生成する。プロセシング・システム312は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実施される。プロセシング・システム312は、段階314から始まり、段階316において、最初の校正(calibration at)を行う。基準値は、調整方法318によって決定される。調整方法は、例えば、移動平均法、遮蔽電極(shield electrode)に対する差動測定(differential measurement)、測定場所の総合から計算した合成測定方式または他の方法にもなる。それは、システムの最初初期化から触発され、またはシステムが信号移動を探知するか、あるいは値に長期間にわたる定数オフセットがあるということから指示される。段階320において、基準値を差し引いた後、信号のノイズ(例えば、一般的な50/60Hzノイズ、及びシステムの予想範囲より高いか、あるいは低い周波数を探知するためのもの)が、段階322でモデリングされて拒絶され、接触帯電効果による信号を残す。段階326において、接触帯電イベントが探知され、整合フィルタ、ウェーブレット変換または時間ドメイン分類(例えば、サポートベクターマシン)などの方法を利用して、時間ドメインプロファイルによって、接触、分離または動きに分類される。そのようなイベントは、システムをして、接触イベントあるいは分離イベントが、いつそしてどこで起こるかということを追跡させる感知表面での接触状態地図を作るために、段階328において、状態マシン(state machine)によって統合される。結果的に、該地図は、段階330において、イベントの種類と座標とを推定するために使用される。トライボタッチは、接触状態に静止した場合、継続的な信号を生成しないということを留意しなければならない。しかし、接触時及び除去時、互いに異なる極の信号を生成する。そのような互いに異なる極の信号は、現在の接触地点近傍で、さらなる接触が形成されて除去されたかということを追跡するのに使用される。そのような接触の形態は、砂の上に指を引き伸ばしたときに示される、指の前後に跡が残る効果にたとえることができる。それと類似した「電荷痕跡」がシステムに示され、該電荷痕跡は、動きを決定するのに使用される。最終出力は、ユーザの行動を説明する高レベルイベントストリーム333にもなる。出力は、位置データ332を含んでもよい。一つ以上の実施形態において、指のような大きいオブジェクトは、主に同時に受信される大きい接触「サイト」を作る傾向があるために、さまざまなタッチ地点の集合として区別される。接触を時間に関連させることにより、トライボタッチシステムは、いかなる接触が互いに属しているかということを追跡することができる。2つのオブジェクトが近接するときにも、例えば、つまむ動作をするときのように、センサは、2つの接触の「頂点」が非常に近くにあるということを探知することができる。従って、接触の関係は維持される。
図4は、代替アナログ・フロントエンドの例示を図示した図面である。図3について説明するとき、アナログ・デジタル変換器308が後に従う高インピーダンス増幅器306の利用と係わり、トライボタッチはまた、電荷バランシング・シグマ−デルタ変換器を使用し、また2つの接近方法を結合することができる。図4に図示された配置によれば、電荷パケットを伝送し、それによって、入力電極電位を、入力増幅器410(または、1ビット・シグマ−デルタADC内の比較器)の範囲内に維持するために、キャパシタ406が、スイッチ404によって、参照電源(Vref)408と入力電極402との間でスイチングされる。補助シグナルプロセシングチェーンは、入力電流を入力増幅器やADCのみによって可能であるとするよりも、さらに高い動的範囲に再構成するために、ADC 412の出力315と、自動ゲイン制御(AGC)414の出力とを結合する。再構成された入力電流は、プロセシング・システム312、または他の信号プロセシング・システムでもあるトライボタッチ信号プロセシング416に提供される。
前述のように、トライボタッチは、物理的接触によって生成された信号を直接に感知し、感知のために信号を伝送する必要がない。従って、システムは、動作の結果として、一般的に、いかなる電気経路でも予測されるレベル以外の無意味な信号を放出する必要がなく、それは近傍に位置した、ノイズに敏感な電子機器をデザインすることと、EMI規定を合わせることとを簡単にする。そのようなデザインのさらなるゲインは、電力を節約することができるのである。まず、場(field)を送信しなくてもよいことによる直接的な節約がある。その上、システム構造が単純になるので、電子機器の電力がそれ以上必要ではなくなるという利益がある。さらには、ハードウェアのさらなるノイズ拒絶を行う必要がないために、複雑度が低下し、さらなる節約が可能になる。
図5は、トライボタッチ動作の原理を図示している。絶縁体表面との接触による摩擦帯電は、誘電分極を介して電極と容量結合される。トライボタッチは、それによって、絶縁体表面における、オブジェクトの接触、動き及び分離を探知することができる。しかして、いかなるオブジェクト(指、グラブ、プラスチックタッチペン、絵筆、紙など)も、感知表面と相互作用を行うために使用される。データ処理システムは、イベント探知及び分類部506を利用して、表面と相互作用するオブジェクトの類型を決定することができる。イベント探知及び分類部506は、接触類型データ508を決定するために、オブジェクトの類型を確認する分類特徴504を利用する。分類特徴504は、互いに異なる類型のオブジェクトに対応する一つ以上の信号パターン502を含んでもよい。例えば、最初の信号パターン512は、指に対応し、2番目の信号パターン514は、グラブに対応し、3番目の信号パターン516は、プラスチックタッチペンに対応し、4番目の信号パターン518は、絵筆に対応する。イベント探知及び分類部506は、例えば、探知された摩擦帯電信号を信号パターン502と比較し、信号パターン502のうち一つを選択し、探知された信号と最も合うものを選択する。イベント探知及び分類部506はまた、図3で説明したように探知された信号の位置510を推定することができる。
図6は、信号のプロファイルに基づいて、接触の種類を決定する過程の例示を図示した図面である。トライボタッチは、オブジェクトと感知表面との接触、動き及び分離を感知することができるために、静電容量測定から、そのようなイベントを、アルゴリズムを利用して誘導する必要がない。従って、トライボタッチは、そのようなイベントを、静電容量感知が一般的に提供するより、さらに正確に識別することができる。それに加え、摩擦帯電の地域的な性質のために、位置推定アルゴリズムは、静電容量感知方法よりよりさらに良好な時間及び空間の解像度を得ることができる。そのような高解像度は、例えば、図6に図示された過程を利用して、手の平拒絶、または他の非意図的な接触を拒絶するのに使用される。図6の過程は、段階602において、イベントを探知して分類する。段階604では、イベントを統合させ、例えば、図3で説明したように、状態マシンを利用して、感知表面での接触状態地図を生成する。該地図は、接触イベント及び分離イベントがいつどこで起きたかということを追跡し、イベントの類型と座標とを推定するために使用される。段階608は、位置データ612を生成するために、イベントの位置を推定する。段階610は、手とタッチペンとの姿勢データ614を生成するために、姿勢を探知する。図5で図示されたように、互いに異なる類型の接触は、互いに異なる信号プロファイル特徴を有することができ(実際、素材データによる例示は示さない)、受信した信号の特徴は、例えば、タッチペンで絵を描いていて、意図しない手の平の接触を探知するために使用される。一つ以上の実施形態において、特別なピックアップデザインなしにも、オブジェクトの接触プロファイルによって、互いに異なる類型が探知される。そのようなプロファイルは、区別される波形の特徴を取り出すアルゴリズム的試みの側面、あるいは例示波形の側面において、いずれも表現される。
トライボタッチシステムは、各タッチ位置において、前述のハードウェアのうち1つの例示を使用するか、あるいは連続的な大きな電極を使用し、電極を通過する信号の距離に基づいた変化に基づいて、位置を推定することもできる。変化は、覆い素材の素材特性、電極本体の抵抗、電極のリアクタンス、またはいかなる他の方法によっても起こる。従って、トライボタッチは、電極構造より高解像度で、位置を区別することができる。一つ以上の実施形態において、ハードウェアの例示が各タッチ位置で使用される場合、ハードウェアの例示は平行に動作され、従って、各電極は、個別的に扱われる。平行方式は、さらに迅速な読み取り速度を提供するが、ハードウェア複雑度を増大させる。その代わりに、それぞれの電極を順に調べることは、デジタル化システムがさらに迅速でなければならないために(そして、さらに多くの電力を消耗する)、長短はあるものの、全体的なシステムがさらに緻密になる(すなわち、電力消費を減らす)。
トライボタッチは、一つあるいは複数のタッチ地点に対して構成され、追加的に連続的な位置感知(例えば、電話あるいはタブレット)、及び離散的な位置感知(例えば、ボタン)のために構成される。すなわち、タッチスクリーンのように、位置及び動きが感知され、離散的なスイッチが使用されもする。一例として、4−接触抵抗ピックアップシステムが使用される。大体のところ、2個の同時接触を探知する行・列システムが使用されもする。他の代替として、抵抗システムにピックアップが追加されもする。他の例示において、5個の接触を探知するために、ピックアップの配列が使用されもする。特定のピックアップ配置は、ピックアップ及び電子機器デザインのオプションにもなる。離散的な位置感知を適用するにあたり、システムの堅固さが残り、自動車、海または工場など環境的なノイズあるいは汚染の憂慮がある状況において使用することができるようにシステムを有用にする。そのような場合、トライボタッチは、従来の静電容量感知に必要であったさらなる注意事項なしに、堅固な入力の利益を提供することができる。
図7は、トライボタッチと、静電容量感知の能力とを結合する例示を図示した図面である(例えば、伝導性及び非伝導性のオブジェクトとの接触を直接に感知すること)。2つの方法は、いずれも電荷移動の纎細な測定を必要とするために、本質的に、同一のフロントエンド・ハードウェアを利用して結合することが可能である。図7は、2つの感知方法で、電極702が共有される基本原理を図示している。静電容量感知は、伝送器706を利用して、電極に、高周波数(一般的に、125kHz以上)の安定したAC信号を伝送し、伝送負荷または他の電極で受信した信号を測定して動作する。静電容量測定は、静電容量受信機708によって行われる。一方、トライボタッチは、受信機712を利用して、地域電荷移動を、低周波数(一般的に、1kHz以下)で測定して動作する。キャパシタ704を利用して、静電容量感知回路708から電極702を静電容量的に分離することにより、摩擦電気電荷移動が維持され、2つの感知モードを時間多重化したり、あるいはトライボタッチアナログ・フロントエンドあるいはその後の信号処理での信号伝送をフィルタリングしたりすることによって分離されて測定される。時間多重化において、静電容量システム710は、トライボタッチシステム714が測定中であるときには、電極702に対する接近を猶予し、その反対も同じである。フィルタリングするときには、トライボタッチシステム714は、処理中のノイズ拒絶段階において、静電容量測定の効果を除去するために、静電容量システム710が送った信号に係わる知識及びフィルタを利用する。抵抗方式、静電容量方式及び誘導センサのような互いに異なる類型のタッチセンサを結合する例示は、下記図45ないし図47で説明する。
図8は、静電容量及びトライボタッチシステムのいずれについても、同一の受信機システム806を使用していて、伝送器804と電極802とを静電容量的に連結する例示を図示した図面である。静電容量ソフトウェアと、トライボタッチソフトウェアは、1つのシステム808に結合される。その場合、静電容量ソフトウェアは、トライボタッチソフトウェアと同一ハードウェアを使用し、共有された資源を使用するために順番を待つ。
図9は、互いに異なる素材の配列900で覆われた摩擦活性化表面を図示した図面である。図9に図示された実施形態は、トライボタッチ表面上の感知区域902,904,906にわたった互いに異なる摩擦陰性(tribonegativity)を利用して、素材をパターン化することによって、互いに異なる接触素材(例えば、肌、黒鉛、ゴム、ナイロンなど)を区分することを可能にする。その原理は、カラーフィルタ・マスクがピクセルセンサ上に重なっているカラーCMOS(complementary metal-oxide semiconductor)イメージセンサと類似している。図9によれば、摩擦活性化表面は、強い摩擦陽性(tribopositive)素材902から強い摩擦陰性素材906まで、4種の互いに異なる素材からなる配列900を覆っている。オブジェクトが、そのようなセンサの集合と相互作用を行うとき、オブジェクトの素材属性(すなわち、摩擦分光)を決定する変化パターンの特徴が生成される。一つ以上の実施形態において、配列は、互いに異なる電極上に置かれるる。電極は、複数の電極を横切るために、小さい動きでも十分になるように、互いに近傍に集まっている。互いに異なる素材類型によって分離するのは、類型の探知速度を速めるために、少ない素材の類型を利用して行われる。
図10Aないし図10Cは、互いに異なる素材が全く同じパターンのセンサ配列1008と接触したときに生成される互いに異なる正負の電荷パターンを図示した図面である。図10Aによれば、指1002との接触は、−−、+及び−のセンサに、陰電荷を生成し、++センサには、中性電荷パターンを生成する。従って、指1002は、全般的に強い陽電荷パターンで特徴化される。図10Bによれば、鉛筆1004との接触は、+と++とのセンサに、陽電荷パターンを生成し、−と−−とのセンサには、陰電荷パターンを生成する。従って、鉛筆1004は、全体的に中性的な電荷パターンで特徴化される。図10Cにおいて、消しゴム1006との接触は+、−及び++のセンサに、陽電荷パターンを生成し、−−センサに、中性電荷パターンを生成する。従って、消しゴム1006は、強い陽電荷パターンで特徴化される。そのような特徴電荷パターンは、センサ配列1008に接触した不明のオブジェクトを識別するところに使用される。
トライボタッチは、単一接触、二重タッチ(例えば、接触した2本の指を同時に探知すること)、マルチタッチ(例えば、接触した3本以上の指を同時に探知すること)、タッチの順序(例えば、人差し指が最初に接触した後、中指が接触した順序を探知すること)、最初のオブジェクト/指が最初の状態であり、2番目のオブジェクト/指が2番目の状態である、オブジェクト/指の状態(例えば、回転するとき、最初の指は、静止し、2番目の指は、最初の指に対して回転している)、近接した指、及びそうではない指、親指と異なる指及び補綴装置を探知することができる。トライボタッチはまた、動きを探知し、タッチ/動きの位置を探知することができる。
接触が探知されたとき、トライボタッチは、接触したオブジェクトの形態と素材類型とを決定し、探知された素材の類型に基づいて、制御を活性化し、探知された素材の形態と素材類型とに基づいて、モードを活性化し(例えば、筆ブラシ及び消しゴム)、接触した形態を利用して、接触を実在的に描き、接触した形態を利用して、オブジェクトがアプリケーションのモードを変更することを探知し、接触した形態を利用して、位置の正確度を高めることができる。
二重タッチ探知は,暗号やショートカットを作るためのズームジェスチャ、パンニングジェスチャ及びリズムジェスチャを探知することができる。それに加え、マルチタッチ探知は,アプリケーションを転換するためのパンニングジェスチャと、ゲームのための多重指(multi-finger)探知とを可能にする。
トライボタッチはまた、タッチの順序を探知させるので、例えば、ショートカットや暗号を作るために、リズム入力が使用される。隣接した指と、そうではない指との探知は、さまざまなキーが1つの字を形成する速記文字盤での入力を探知することができる。親指と異なる指の探知は、速記入力及び指のサイトを暗号として使用することができる修正されたキーボード入力モードを提供することができる。それに加え、動きが探知され、例えば、次のようなジェスチャが探知される:ズームイン、ズームアウト、パンニング、ドラッグ、スクロール、スワイプ、フリック、スライド、時計方向回転または反時計方向回転。前述の互いに異なる類型の接触、動き/ジェスチャ及び位置なども、ノイズタッチとトライボノイズタッチとを利用して探知される。
産業的な環境において、トライボタッチ(及びノイズタッチ)のノイズ抵抗、及び独特の信号特性は、騒々しく、湿気が多かったり汚かったりする環境での動作を可能にする。そのような環境は、一般的に、静電容量センサを使用することができず、その結果、現在使用されるシステムは、物理的ボタン、メンブレンスイッチまたは赤外線タッチスクリーンのように、相対的に原始的である(しかし、丈夫である)。トライボタッチ技術は、産業的な環境で、拭きやすい強化ガラスタッチコントロールのように、消費者が同種類のインターフェースを使用することを可能にする。
トライボタッチは、自ら電源がONになるボタンの提供に使用され、例えば、静電容量的な感知なしにも、睡眠モードと活性化モードとに転換される。摩擦電気制御ピックアップに接触が発生した場合、電荷の小さい再配置が触発される。装置に連結された電気が十分に小さい電力を有しているとしても、そのような移動電流は、イベントによる短いメッセージの直接伝送に使用される。その代わりに、装置は、体積運動(bulk motion)によって生産された静電気から電力を集め、追って適切な接触イベントがあるとき、電力を使用することができる。それは、電波送信機、または類似の装置と連結され、装置の完全な無線及び無バッテリ遠隔制御を可能にする。
トライボタッチは、間接的なタッチ機能を提供し、例えば、タッチスクリーン上に紙を置き、指、タッチペン、またはそれと類似したもので、紙に字を書くことを可能にする。トライボタッチ(及びノイズタッチ)表面は、電極と接触するオブジェクトとの間の絶縁体を有して動作する。しかし、電荷移動効果は、いかなる素材でも起こる。従って、タッチ表面は、紙または布のようなさらなる素材でも覆われ、それにより、動作が遅延されない。いかなる2素材の接触も、摩擦電気効果を起こすことができるために、接触している2素材(タッチ表面に接触している間)の構成は、紙、鉛筆、筆ブラシまたはカンバスになっても、接触探知において問題にならない。
摩擦活性化(triboactive)接触探知は、例えば、紙の上での消しゴムの動きが、紙上に描かれた内容に係わるデジタルコンテンツにそのまま従っていくことを探知することによって、削除を探知するところに利用される。特定入力の速度を速めるために、画面に付着物を付着させることもできる。例えば、ゲームアプリケーションのために、ユーザにさらに良好な感覚フィードバックを与えるために、反対方向に押したとき、画面と接触する柔らかい受動ジョイ・スティックを利用することができる。それと類似して、互いに異なるモード間及びツール間の迅速な転換が、一般的な3D(dimension)グラフィック描きのようなアプリケーションにおいて、迅速に動作を触発させるために使用される物理的な受動キーを提供するためのキーボード・テンプレートを利用することができる。摩擦活性化接触感知は、不導体素材の接触を感知することができるために、付着させる素材の選択肢が非常に広くなり、伝導体、あるいは電気的に活性化された構成要素が不要である。それは、非常に広い種類の入力経験を、非常に低い価格で提供し、プラスチック、紙または木のような多種の素材を付着物として使用することができる。
トライボタッチ技術を利用して、ジェスチャ入力が提供される。本明細書で述べたように、摩擦電気電荷移動は、指が通過しながら生ずる砂の移動にたとえることができる。指の角度の変化(左右に傾けること、あるいは傾きの角度など)は、砂が散らばる方法に影響を及ぼす。同様に、指の角度変化は、電荷の移動に影響を及ぼす。そのような移動の変化は、角度を含んだ手の姿勢、及びいずれの手を使用するかということなどを推定するために測定される。
図11は、ユーザ及び環境に係わるノイズタッチシステムの構成例示を図示した図面である。人は、環境内の装置が放出した電場によって取り囲まれもする。そのような場は、一般的に、環境内の電磁気的干渉(EMI)の一部として考慮することができる。そのような場は、体の至るところに運ばれ、装置の電極に、静電容量的に連結される。そのようなノイズを拒絶する試みの代わりに、本明細書において言及する技術は、ユーザのタッチを探知するために、体に伝導され、タッチセンサの電極によってピックアップされたノイズを利用する「ノイズタッチ」である。静電容量センサとの機能同等性が維持される(ホバー動作支援及びマルチタッチなど)。ノイズタッチは、環境のノイズを利用するので、EMIに免疫があり、ユーザの相互作用を感知するために、電場を排出する必要がない。ノイズタッチは、拡張及び縮小が可能であり、すなわち、いかなる形態や大きさを有する表面にも適用され、即座の反応が可能であり、低い複雑度を有する。
図11によれば、環境のEMIソース1106は、グラウンド1102にインピーダンス(Zin)1104を介して接地され、インピーダンス(Zair)1108を利用して、人体に連結されもする。身体1110はまた、インピーダンス(Z)1112を介して、グラウンド1102に連結されている。EMI 1106は、電極1118に選択的絶縁体1116を介して連結され、インピーダンス(Z)1114を介して、グラウンド1102に連結されたノイズタッチ・ハードウェア1120によって受信される。システム内の互いに異なる構成要素の接地に利用されたインピーダンス値の差、及びEMIによって誘導された電場に対する露出の変化により、ハードウェア1120が感知する、周辺の全てのソースに対する少しの電位差が発生する。言い換えれば、人体1110のような大きいアンテナが電極1118に近接している場合、ノイズの特性は、人体1110が近接しない場合に比較したときに異なる。ノイズタッチシステム1120は、電極1118が受信したノイズの特性の変化を感知し、タッチを探知することができる。
図12はノイズタッチシステム構造の例示を図示した図面である。環境的なノイズ(電源コード、家電機器、モバイル装置及びコンピュータ装置など)は、継続的に電場を放出し、環境的な電磁気干渉(EMI、すなわち、電気的ノイズ)に寄与する。人体は、弱い導体であり、従って、そのような信号に対するアンテナとして作用する。人体が電極近くに近付けば、例えば、人体がタッチパネルをタッチするか、あるいはその上に浮いていれば(hover)、信号は、入力電極1206に静電容量的に連結される。高インピーダンス増幅器1208は、入力信号を増幅し、その後、アナログ・デジタル変換器(ADC)1214は、その信号をデジタル形態に変換する。
一つ以上の実施形態において、プロセシング・システム1216(例えば、コンピュータシステムで運用されるプロセシング・ソフトウェア)は、2つの機能を有する。まず、プロセシング・システム1216は、段階1220でのノイズを特徴化し、段階1218において、ゲイン適応を行い、信号は、増幅器1208を圧倒しなくなる。データプロセシング・システム1224は、段階1226において、続いてゲイン適応を行い、段階1228において、所望しない信号を拒絶し、段階1230において、位置を推定する。ゲイン適応に係わる情報は、高インピーダンス増幅器1208を制御するために、フロントエンド・ハードウェアの部分でもあるゲイン制御器1210にフィードバックされる。ゲイン適応は、増幅器1208からの信号をADC 1214の範囲内に維持させる。
ノイズ特徴化システム1220は、ノイズ信号を帯域別に分離し、各帯域がいかように変わりなく維持されるかということにより、信頼度を特徴化し、各帯域が示す変動性を特徴化する。そのような分析により、各帯域のプロファイルが生成され、それは、ノイズソース選択システム1222によって、位置推定に必要な適切な帯域(あるいは、帯域の集合)を選択するのに使用される。そのような選択過程は、時間、ユーザの位置、及びユーザ周辺のノイズ環境の変化に基づいて、選択の変化を決定することができる。例えば、ユーザがTV(television)の前に座る場合、特定の帯域が特に有用である。家を出るとき、その帯域は、車で生産される帯域(または、帯域の集合)に対しては、それ以上有用ではない。
動作中に、信号をハードウェアの範囲内に維持することが必要であるので、ゲイン適応は、前述のように続く。特徴化データを利用して、段階1228では、所望しない帯域のノイズを除去し、信号を利用して、ユーザがどこでいかように表面に接近するかということを推定する段階1230にデータをフィードバックする。段階1230はまた、線形化を行い、ユーザの位置が表面のエッジに対して均一な値で表現される。ピックアップの配列と共に利用したとき、トライボタッチの線形化は、本質的に配列から生成された位置データのノイズを除去する。各センサによって位置が探知されるので、位置データは、さらに整えられ、さらに柔らかい動きに合わせられる。本明細書で説明した電極ピックアップシステム(例えば、図32ないし図47)と共に利用した場合、線形化システムは、システムが生成した連続的な値の範囲から得た位置を、タッチ表面のデカルト座標に数学的にマッピングする。一つ以上の実施形態において、その過程は、タッチ位置のそれぞれのデカルト座標に対するマッピングに基づく。
図12において、環境からのノイズが、人体によってピックアップされる。そのようなノイズは、人体の電場によって、入力電極1206に静電容量的に連結されもする。そして、電極からの信号がデジタル化される。デジタル化は、図12に図示された、ADC 1214に後続する高インピーダンス増幅器1208を含み、さまざまな方法によって行われる。信号は、計測増幅器(instrumentation amplifier)、シグマ−デルタ変換器、電荷カウンタ及び電流計量接近法のような他の技術によっても変換される。たとえ高インピーダンス増幅器1208とADC 1214とが、大体のところ、ゲイン制御が不要になるように、十分な解像度を得ることができるとしても、高インピーダンス増幅器1208のゲインは、プロセシング・システム1216のゲイン適応部1218によって選択的に制御される。後続するデジタル化において、データは、ハードウェアまたはソフトウェアで実施されるプロセシング・システム1216に提供される。必要な場合、ゲインを設定するために、最初の校正が行われる。段階1220は、ノイズを周波数帯域に特徴化する。システムはまた、多様なノイズ帯域の周期を決定することができる。そのような決定は、段階1222において、継続的利用可能性及び信号の強度に基づいて、信頼し得る帯域(あるいは、複数の帯域)を選択することにする。そのような情報は、段階1228において、所望しない信号を拒絶するのに利用される。段階1230は、位置推定を行う。処理段階で、信号の特性が異なる。そのような変化がある場合、システムは、中断しない動作を提供するために、さらなるゲイン適応1226またはノイズ特徴化1220を触発させることができる。電極構造により、連続シート(sheet)電極の非線形的な特性を補償するために、段階1230で線形化が行われるか、あるいは電極行列の行と列とで、本活動の中心から、位置が直接に推定される。段階1230は、結果位置データ1232を生成する。
一つ以上の実施形態において、ノイズタッチシステムは、信号の伝送のための機能を含まない。ノイズタッチは、環境信号を感知し、環境信号を感知するために、信号を伝送する必要がないために、信号伝送機能は省略される。EMIを受信するために、受信ハードウェアが設計されるために、EMIソースによる干渉に抵抗することができる。それに加え、システムは、動作の結果として、一般的に、いかなる電気経路でも予測されるレベル以外の無意味な信号を放出する必要がなく、それは、近傍に位置した、ノイズに敏感な電子機器をデザインすることと、EMI規定に合わせることとを簡単にする。そのようなデザインのさらなるゲインは、電力を節約することができる。まず、場を送信しなくてもよいことによる直接的な節約がある。その上、システム構造が単純になるので、電子機器の電力がそれほど必要にならないという利益がある。さらには、ハードウェアのさらなるノイズ拒絶を行う必要がないために、複雑度が低くなり、さらなる節約が可能となる。
図13は、手の姿勢または位置を決定するプロセスの例示を図示した図面である。人体から伝導されたEMIは、人体を取り囲んでいる電場を介して、電極と静電容量的に連結される。例えば、プロセスは、ユーザがいつ画面を左側または右側にホールドしていたりタッチしたりしているか、すなわち、姿勢情報を決定することができる。ADC 1306は、増幅器1302からのアナログ入力信号をデジタル信号に変換する。段階1308及び1304において、システムのゲインを適切に調整することにより、ノイズタッチは、人体の接近を一定距離で探知することができる。しかして、ユーザが物理的な接触なしに、タッチ表面上に浮いていることを区別することができる。それに加え、ノイズタッチシステムに適用された速度により、段階1310において、複数のゲイン設定によって電極が連続的に探索され、それは、ホバー動作及びタッチの探知を同時に可能にする。複数のゲインを設定する探索は、例えば、手の平、または意図しない接触を拒絶すること、取っている姿勢(片手、両手、左手または右手など)の探知、及びそのようなものために使用される。段階1312は、互いに異なるゲインから読み取った信号を比較する。段階1314は、姿勢データを決定するために、手の姿勢のような姿勢ヒューリスティックス(heuristic)を利用する。段階1318では、ホバー動作の位置を決定するために、段階1312の信号比較結果を利用する。
複数のゲイン表面探索は、ユーザがノイズタッチセンサを含む装置を手にするとき、手の姿勢を探知することができる。複数のゲイン探索は、互いに異なる感知深さを提供し、ゲインの増大と共に、解像度の低下をもたらす。高ゲインにおいて、さらに遠い距離のオブジェクトを感知することができるが、低ゲインを使用したときほど、位置を正確に決定することはできない。例えば、複数のゲイン探索は、システムをして、右手のペン入力と、左手のペン入力とを、接触地点に対して手が浮いている位置を求めることによって区別させる。そのような位置は、接触中である手の位置をおおまかに感知するための高ゲイン表面探索設定を利用して決定される。複数のゲイン探索はまた、感知方式により、中間ゲインにおいて、1つまたは2つの「液滴」を感知したり、あるいは高ゲインにおいて、大小の「液滴」をそれぞれ感知し、片手あるいは両手が浮いていることを感知するのに一助となる。高ゲインにおいて、感知領域が1つの装置から一定距離に拡張されるので、ノイズタッチ画面を有した装置を、画面の位置に相対的にいかに手にしているかということを探知することができる。
一つ以上の実施形態において、「タッチ」の一部であるジェスチャ(例えば、複数のゲインによるホバー動作のようなもの)は、機械がホバーの存在に対して、いかに反応するかということによって分離することができる。例えば、もしユーザが右手で携帯電話を手にしているのであれば、キーボードは、自動的にタッチ地点を左に寄せ、ユーザがさらに容易にタイピングするようにできるようにする。また、タブレット上の操作部分を、タブレットを手にしている手にさらに近傍に現すことができる(または、その代わりに、タブレットの反対側部分に示され、反対側の手でさらに容易にタブレットをタッチすることができるようにすることもできる)。一側面において、ホバーは、ソフトウェアにおいて状況を知らせる信号にもなる。
図14は、タッチとタッチペンデータとを分離する方法の例示を図示した図面である。図12で説明したノイズタッチ技術と類似し、入力信号がADC 1420から受信され、ノイズ特徴化段階(1422)で特徴化される。ノイズ分離は、修正されたノイズ分離段階(1424)によって行われ、位置データ1428は、位置推定及び線形化の段階(1426)によって決定される。以上の説明は、主にユーザの身体部位に集中したが、ノイズタッチは、伝導性であったり、部分的に伝導性であったりするオブジェクトについても、全く同じように良好に機能する。しかして、タッチペン、ペンまたは他の装置1410を利用しても、ノイズタッチによって探知される。そのような場合、タッチペン1410の設計は、位置推定(1426)段階及びノイズ特徴化(1422)段階で探知される特有の特徴を有するノイズ信号サイトを残すことができるインダクタ、キャパシタ(あるいは、受動素子の組み合わせ)のような受動リアクタンス素子を含んでもよい。そのような特有特徴の探知は、ノイズタッチにおいて、指とタッチペン1410とをを区別させる。従って、分離された指位置データ1428と、タッチペン位置データ1430とが位置推定及び線形化段階(1426)によって生成される。
図15は、タッチペンあるいはペン1510の接触による周辺ノイズの修正を特徴化する信号修正の探知を図示した図面である。図15は、図14に図示したシステムのアナログ・フロントエンド部分の互いに異なる地点での信号の例示を図示した図面である。EMIソースは、EMI信号を放出する。タッチペン1510は、信号を放出し、他の信号が電極1418で受信される。電極1418が受信した信号は、タッチペンが絶縁体1416と接触していないとき、Zairを介して電極が受信するEMIとは異なる。
装置の他の実施形態は、その後、区域内の位置を探知するのに十分な環境EMIを得ることができないところで使用される特定量の、制御されて一般化されたEMIを装置から生産することができる。そのような機能は、環境EMIのレベルが、既プログラミング、あるいは動的に選択された臨界値値以下に落ちる場合、自動化されたゲイン制御システムで自動的に転換される。ノイズタッチシステムは、装置の規定上、許諾されたEMI放出のみを利用するように調整され、他のソースでのノイズは、拒絶するであろう。それは、EMIプロファイルが動的に特徴化される必要がないようにすることによって、装置の堅固さを増大させるのである。
ノイズタッチシステムは、前述のハードウェアの例示のうち一つを、各タッチ位置で使用し、または連続的な大きい電極を使用し、電極を通過する信号の距離を基にした変化に基づいて、位置を推定することができる。そのような変化は、覆い素材の素材特性、電極本体の抵抗、電極のリアクタンス、またはいかなる他の方法によっても起こる。従って、ノイズタッチは、電極構造より高解像度で位置を区別することができる。
ノイズタッチは、一つあるいは複数のタッチ地点について構成され、追加的に、連続的な位置感知(例えば、電話あるいはタブレット)、及び離散的な位置感知(例えば、ボタン)のために構成される。後者を適用するにあたり、システムの堅固さが残り、自動車、海または工場など環境的なノイズあるいは汚染の恐れがある状況で使用するようにシステムを有用にする。そのような場合、ノイズタッチは、従来の静電容量感知に必要であったさらなる注意事項なしに、堅固な入力の利益を提供することができる。
図16は、ユーザの状態及び環境を受動的に感知するプロセスの例示を図示した図面である。ノイズタッチは、環境的なEMIを続いて感知して特徴化し、そのような能力は、ユーザの状態及び環境を受動的に感知するのに利用される。例えば、自宅において、ユーザが、TV、携帯電話及び冷蔵庫から出るEMIに取り囲まれており、事務室において、ユーザは、デスクトップコンピュータ、事務室の照明器具、及び事務室の電話システムから出るEMIに取り囲まれている。ユーザがノイズタッチシステムに接触する場合、例えば、装置を目覚めさせたり、あるいはオンロックにしたりする場合、ノイズタッチシステムは、特徴的なデータを獲得し、ノイズ及び環境に対する内部のデータベースと比較した後、ユーザの位置を推論するために、適切な類似度を利用する。
図16のプロセスで、入力信号が信号獲得システム1602からノイズ特徴化モジュール1604に提供される。段階1604は、現在のノイズプロファイル1610を決定するために、ノイズ特徴化を行う。段階1604は、信号を帯域に分離し(例えば、FFTのように)、互いに異なる信号帯域の信号の大きさと、そのような大きさでの時間ドメイン変化とを分析する。位置判断に使用される信号は、段階1606で提供される。段階1616は、本明細書で説明したように、位置データ1608を生成するために、推定及び線形化を行う。ユーザ入力(1606)及びGPS、Wifiの位置決定のような自動感知(1618)から、段階1620は、装置が利益になる環境にあるか否かということ決定する。もしそうであるならば、現在のノイズプロファイルは、環境及び状態データベース1622に保存されるのである。データベースに保存された現在のプロファイルと構成員は、同じ環境及び状態に再び出くわしたとき、それを探知するために、環境及び状態認識器(1612)で利用され、また認識されたとき、それによるイベントが生成されるのである。
図17は、受動的に感知されるノイズ状態の例示を図示した図面である。自宅または事務室の他の部屋は、互いに異なるノイズ状態を有する。例えば、図17に図示されているように、休憩室は、コーヒーマシンからのEMIを有し、会議室は、大きいTVまたはプロジェクタからのEMIを含む。装置は、そのような状態推定を利用して、特定機能に容易に接続することができる。例えば、装置は、ユーザがプリンタに接近するとき、ユーザによってキューにためられた文書を自動的に出力可能にしたり、あるいはユーザが同じ部屋にいるとき、プロジェクタの制御を可能にしたりする。ユーザは、追加して、地域あたり、あるいは状態あたりを基準に、機能を構成し、業務の簡素化に一助となる。ノイズ特徴化は、TVまたは照明が、消えているかついているかというような外部装置活動(1702)に基づいて行われる。留意しなければならない状態の設定は、自動化された状態認識(1704)、またはユーザの入力(1706)に基づく。自動状態認識(1704)は、状態が、例えば、「台所を出る」、「寝室にいる」または「運転中」というようなことを決定することができる。ユーザの入力(1706)は、例えば、「TV視聴中」、「寝室にいる」または「食事の後片付け中」などである。そのような要素に基づいて、環境及び状態データ1708が生成される。そして、状態関連、あるいは状態依存の自動化サービス1710の入力に利用される。
図18は、ノイズタッチセンサを備えた装置と通信するために、状態感知システムを使用するプロセスの例示を図示した図面である。通信する装置は、装置の鉄製フレームあるいは遮蔽物のような静電容量表面に電圧を加えることによって、静電容量信号1804を放出することができる。信号1804は、環境的なEMI場1802と結合され、ノイズタッチによって受信される。信号は、段階1808において、ユーザまたはタッチペンによってエンコーディングされ、段階1808において、ADC及び電極によって受信される。段階1810において、ノイズ特徴化が行われ、位置データ1814を生成するために、段階1812において、位置推定及び線形化が行われる。信号探知システム1818が使用され、探索パラメータの範囲を狭める、状態に係わるさらなる情報1816と共に使用されもする。その後、ノイズ信号が、段階1820において、フィルタリングされて伝送が行われる帯域のみを含み、該信号は、段階1822において、データ1824を受信するために復調化される。そのようなデータは、装置を唯一に識別するために使用され(例えば、近傍の機器に対する、即座であって直接的な制御を可能にする)、状態データ(オーブンが熱くなるために残った時間、または冷蔵庫の扉が開いているか否かということ)を伝送するために使用される。そのような意思疎通は、双方向性を有するように作われ、従って、位置伝送機能を備えていない装置であるとしても、状態及びデータを受信するためのノイズタッチ電極を含んでもよい。従って、タッチ機能のない装置(電子レンジのようなもの)も、制御及び機能に係わる質疑ために、近傍の装置からノイズタッチに基づいた意思疎通を受信することができる。
環境感知が利用される例示シナリオは、感知された状態に基づいて、電話機のホームスクリーンを変更すること、電話機が感知した状態を利用して、ユーザの位置を外部装置に伝送すること、外部装置の活動に対する標的感知及びエネルギー消費監視を含んでもよい。センサシステムは、ユーザが着用した時計、あるいはFitbit類型の装置に位置する。センサシステムは、ノート型パソコンあるいはTVにも位置する。例えば、ユーザが自宅に入るとき、電話機は、自宅のノイズ特徴を探知し、ホームスクリーンにアラーム、TV、オーディオシステムのように、自宅での制御が必要なアプリケーション集合を提供することができる。電話機のホームスクリーンは、感知された状態に基づいて変化する。ユーザが自宅に入るとき、電話機は、自宅のノイズ特徴を探知することができ、ホームスクリーンにアラーム、TV、オーディオシステムのように自宅での制御が必要なアプリケーション集合を提供することができる。例えば、タブレットあるいはスマートフォンにヘッドホーンが連結される場合、ホームスクリーンに音楽アプリケーションを含め、ディスプレイすることができる。同様に、ユーザが自宅にいるとき、照明システム、TV及び他の電子機器、ホームHVAC制御などの多様な家電機器に対する制御機能を、インターフェースの特別ページに持ってくることができ、それは、接近をさらに簡便にすることができる。他の例示において、例えば、居間では、TVの制御に優先権を与え、キッチンでは、タイマーに優先権を与えるように、自宅において、各部屋の装置に対する制御に必要なアプリケーションが提供される。ユーザが自宅において、部屋から部屋に移動するとき、ホームスクリーンは、感知された環境状態に基づいて変化する。その技術は、部屋単位基盤で適用される。例えば、ユーザは、勉強するときには、電子メールまたはビジネス文書管理のソフトウェアのようなビジネスに係わるアプリケーションのみを、居間では、TVリモコン及び現在のTV編成表を、寝室では、赤ちゃん監視、保安システム及びエアコン・コントロールのようなアプリケーションのみをディスプレイするようにページを調整することができる。それは、ユーザによって管理及び設定されるように設計される。
電話機によって感知された状態を利用して、ユーザの位置が外部装置に伝送される。例えば、ユーザが現在位置した部屋を探知し、現在部屋にある装置に情報を伝送することができる。ユーザが電話機を手にし、当該部屋に入るとき、明かりがつき、出るときに消え、既設定のプロファイルに基づいて、例えば、ユーザが居間に入るとき、特定の音楽または照明状態が自動的に始まり、自宅に入るとき、アラームが自動的に非活性化される。例えば、システムは、ユーザが出たとき、TVにお知らせを提供することができる。そのような点において、TVは、電力を消耗するディスプレイパネルを消し、音だけONにすることにより、エネルギーを節約することができる。同様に、ユーザが出たとき、エアコンが節電モードになり、ユーザが入るとき、迅速に部屋を冷房することができる。ユーザは、自身が周辺に存在するか否かということに基づいて、特定の方法で装置を構成することができる。一つ以上の実施形態において、もしTVがONになっていれば、電話機は、ユーザが以前に選択した好むプログラムを探索し、ユーザに特定チャンネルにおいて、ユーザが好きなショーを放送しているということを知らせる。
ノイズ探知はまた、TV、照明、オーディオシステムのような特定の外部装置の標的活動感知のために使用される。例えば、電話機は、場所を出る前に、廊下に照明がついているか否かということを探知し、ユーザに知らせることができる。他の例示において、電話機は、テレビがついているということを探知することができ、お勧めなどの動作が可能である。エネルギー消費監視のために、ノイズ探知は、電子機器の活動を監視し、全体的なエネルギー消費を感知するために、自宅の全体的なノイズレベルを感知することができる。全体的なノイズレベルにおいて信号を処理し、エネルギー監視はまた、各装置に特化され、標的監視が可能である。全ての電子機器において、活性化された状態においては、消えているとき、さらに多くのEMIを生成する。全体的なEMIの変化を感知し、システムは、ユーザが、一般的に、いつさらに多かったり少なかったりするエネルギーを使用するかということを決定し、装置自体に対する具体的な知識や、それぞれの装置を探知する必要なしに、全般的なフィードバックを提供することができる。従って、ユーザが部屋にいるとき、感知システムは、照明がついているか否かということを探知することができる。ユーザが他の地域に移動するとき、前述のように、EMI環境の変化に基づいたシステムは、ユーザに照明をつけておいたということを知らせることができる。それは、追加的に特定地域にだけ設定され、自宅、事務室、またはそれ以外の地域でのみ適用される。その技術の一つ以上の実施形態は、照明または他の施設に対して特別な装置を必要とせず、従って、既存の変形されていない場所でも、容易に使用される。
それに加え、ノイズタッチとホバーは、単一エアタッチ/タップ、二重エアタッチ/タップ、多重指エアタッチ/タップ、隣接指ホバー動作、または親指と異なる指とのホバー動作を探知するところに使用される。さらには、ホバー動作を使用した動きは、例えば、ズームイン、ズームアップ、パンニング、ドラッグ、スクロール、スワイプ、フリック、スライド、時計方向回転及び反時計方向回転を探知することができる。それに加え、ホバー動作するオブジェクト下において、コンテンツの一部が拡大されたり、あるいはあらかじめ見られたりする。また、オブジェクトは、オブジェクトの伝導性がある部分を探知することによって認識される。さらには、絶縁体を手にしている場合、ノイズタッチは、インプリメントの角度、及び手とオブジェクトとの位置関係を探知することができる。
図19は、トライボノイズタッチ・システム構造の例示を図示した図面である。一つ以上の実施形態において、トライボノイズタッチ技術は、トライボタッチ技術とノイズタッチ技術との組み合わせに基づいて開示される。一つ以上の実施形態において、ノイズタッチは、人体に伝導され、タッチセンサの電極によってピックアップされたノイズを利用して、ユーザのタッチ位置を探知する。一つ以上の実施形態において、トライボタッチは、2つのオブジェクトが接触したときに発生する電荷移動を利用する。そのような移動を測定し、トライボタッチは、いかなる素材において感知表面に接触しても、それを探知することができる。それは、現在の静電容量センサと類似した感知表面を利用して行われ、物理的な移動を必要としない(抵抗画面のように)。
一つ以上の実施形態において、トライボノイズタッチは、トライボタッチとノイズタッチとの機能を、同一のハードウェア、電極の幾何学的構造及びプロセシング構造を利用して組み合わせる。従って、トライボノイズタッチ・システムは、ノイズタッチのタッチ機能を有し、またトライボタッチの多様な素材を利用した接触感知機能を有する。トライボノイズタッチは、状況によって、各方法を利用して、さらに良好な機能を提供し、ひいては、接触探知をノイズタッチより迅速に発展させ、非接触及び大きい接触(例えば、手の平接触)の感知を提供する。トライボノイズタッチは、環境ノイズ及び表面相互作用を利用する。トライボノイズタッチは、EMIに免疫があり、電場を発する必要がない。トライボノイズタッチは、不導体素材の接触を感知することができる。それに加え、トライボノイズタッチは、2つの物理的現状の組み合わせを利用して、タッチを探知し、堅固さ、速度、及び互いに異なる素材による接触の区別(例えば、指及びタッチペン)を可能にする。ノイズタッチ技術とトライボタッチ技術との1パネルへの組み合わせは、複雑度を低減させ、エネルギーを節約し、ハードウェアリソース使用を減らすことができる。
ノイズ測定及び摩擦活性化測定のための信号のソースが異なるが、信号の特徴は、類似性がある。2つの信号は、一般的に、電極に、電場を介して静電容量的に連結されていて、従って、高インピーダンス増幅器によって、一般的に増幅される。それは、摩擦活性化及びノイズに基づいた位置感知のためのハードウェアを、経済的に1つのトライボノイズタッチ・システムに組み合わせる。トライボタッチ技術とノイズタッチ技術は、時間多重化と空間多重化とを利用して組み合わされる。例えば、全体パネルを読むことは、トライボタッチによって行われ、その後、ノイズタッチによって行われ、またはパネルの一部電極は、トライボタッチのために利用され、残りは、ノイズタッチのために利用され、さらに継続的な範囲確保のために、トライボタッチとノイズタッチとに利用される電極を選択的に転換することもできる。
図19に図示されたトライボノイズタッチ・システムの例示によれば、環境的なノイズソース1902(電源コード、家電機器、モバイル装置及びコンピュータ装置など)は、継続的に電場を放出し、環境的な電磁気干渉(EMI、すなわち、電気的ノイズ)に寄与する。人体1904は、弱い導体であり、従って、そのような信号に対するアンテナとして作用する。人体1904が、電極1906近くに近付けば、例えば、人体1904がタッチパネルをタッチするか、その上に浮いていれば、信号は、入力電極1906に静電容量的に連結される。それと同時に、タッチ表面に対する、人体または他のオブジェクトの接触は、摩擦電気信号1908を生成する。2つの信号は、いずれも電極に静電容量的に連結される。高インピーダンス増幅器または電気系1910は、入ってくる信号を探知し、その後、アナログ・デジタル変換器(ADC)1912は、その信号をデジタル形態に変換する。そのような構成要素は2、つの信号の分離を助ける転換可能な特徴を追加して有することができる。
信号は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいは二つの組み合わせで実施されるプロセシング・システム1916によって処理される。プロセシング・システム1916は、校正を含み、開始地点及び内部において、経験的に信号がノイズが多いか、あるいは不規則になると判断されるときに校正することを含んでもよい。それは、例えば、平均と分散とを計算し、そのような値が一定範囲内にあることによって行われる。平均値の偏差はゲイン適応を選択し、過度な分散は、他のノイズ帯域の選択を可能にする。
プロセシング・システム1916は、2つの段階で実行される。摩擦活性化信号については、プロセシング・システム1916は、ノイズを段階1920で特性化し、段階1918において、ゲイン適応を行い、信号が増幅器を圧倒するようにしない。その段階は、プロセシング・システム1916が、ノイズ信号については、ノイズを段階1926において特性化し、段階1924において、ゲイン適応を行うことによって、摩擦活性化及びノイズ信号に対して分離して行われる。それに加え、オブジェクト周辺あるいは絶縁体に付着した電荷による読み取り結果のオフセットは、段階1922において、摩擦活性化信号に対するオフセットでもある。最初の条件が最初段階で計算される。ノイズ根源の選択は、段階1928で行われる。
初期化が行われた後、システムのデータ処理部分は、段階1930で始まる。段階1932は、測定方式を選択し、段階1934は、必要な信号のための最初フィルタを適用することによって信号を分離する。フィルタの特性は、ノイズ信号を選択するのに適し、また2つの測定方式を交差参照する方式を利用する。ノイズ信号については、プロセスは、段階1936でゲイン適応を続け、段階1938において、所望しない信号を拒絶する。摩擦活性化信号については、それぞれ段階1940及び1942での環境的移動を補償するために、ゲイン適応及びオフセット適応が行われる。ゲイン適応情報は、高インピーダンス増幅器1910を制御し、増幅器1910の信号をADC 1912の範囲内に維持させるために、ゲイン制御段階(1914)にフィードバックされる。2つの信号経路の出力は、位置推定(1946)を計算するために、両測定方式において、さらに信頼でき、時間と係わる特徴を利用する選択的な位置推定及び線形化段階(1944)に提供される。
図20は、ノイズデータから、摩擦活性化データを分離する方法の例示を図示した図面である。図示されているように、初期化段階において、ノイズ信号及び摩擦活性化信号の特徴プロファイルが、それぞれ段階2002と段階2008とで生成される。実行中には、信号分離段階(2014)は、摩擦活性化信号を、時間ドメイン及び周波数ドメインについて特徴化し、いかなる信号が摩擦活性化に由来するかということ示す。残りの信号が帯域に分析され、適切な帯域は、段階2016において、ノイズ分析のために選択される。
システムは、(オフラインでもある)特定の最初信号帯域を選択することによるシステムの初期化と共に始まる。信号分離は、時間ドメイン及び周波数ドメインで行われ、組み合わされた信号において、特定周波数帯域をフィルタリングすることによって行われる。実行中に、信号は、決定された初期化特性によって分離され、データは、プロセシングのために、独立的なストリーム(stream)に分離される。帯域選択は、位置、信号強度などに基づいて動的に変わる。
一つ以上の実施形態において、トライボノイズタッチ・システムは、信号の伝送のための機能を含んでいないこともある。トライボノイズタッチは、環境信号を感知して接触し、環境信号を感知するために、信号を伝送する必要がないために、信号伝送機能は省略される。EMIを受信するために、受信ハードウェアが設計されるために、EMIソースによる干渉に抵抗する。それに加え、システムは、動作の結果として、一般的に、いかなる電気経路でも、予測されるレベル以外の無意味な信号を放出する必要がなく、それは、近傍に位置した、ノイズに敏感な電子機器をデザインすることと、EMI規定に合わせることとを簡単にする。そのようなデザインのさらなるゲインは、電力を節約することができるのである。例えば、場を送信しなくてもよいことによる直接的な節約がある。その上、システム構造が単純になるので、電子機器の電力があまり必要ではなくなるという利益がある。さらには、ハードウェアのさらなるノイズ拒絶を行う必要がないために、複雑度が低減され、さらなる節約が可能である。
図21ないし図23は、摩擦電気に係わるイベントと、ノイズに係わるイベントとを識別するためのトライボノイズタッチ・プロセスの例示を図示した図面である。トライボノイズイベント感知を順序化するための3種の例示プロセスについて説明する。図21のプロセスは、摩擦電気に係わるイベントを識別した後、ノイズに係わるイベントを識別する(すなわち、まず、トライボタッチ)。一つ以上の実施形態において、システムは、システムのトライボタッチ部分が一定時間が経った後にも、いかなる信号も受けることができなかった場合、ノイズタッチ・ザブシステムを触発させることができる。各トライボタッチイベントは、探知された場合、タッチイベントあるいは素材分類イベントを伝送する。
図22のプロセスは、ノイズイベントを識別し、その後、摩擦電気イベントを識別する(すなわち、まず、ノイズタッチ)。一つ以上の実施形態において、ノイズタッチ優先設定の場合、与えられた時間が経つ間、トライボタッチ認識パイプラインから、いかなる干渉も伝送されない場合、ノイズゲイン設定をリセットするためのタイマが使用される。
図23のプロセスは、広帯域の信号を獲得し、摩擦電気感知とノイズ感知とを併行するスウィーププロセス(sweep process)の例示を図示した図面である。図23のスウィーププロセスは、例えば、優先順位が高いレベルに、すなわち、アプリケーションレベルに設定された場合に使用される。例えば、絵版アプリケーションが、摩擦電気基盤感知にさらに近く係わっており、位置/状況に依存するアプリケーションは、ノイズ基盤感知にさらに近く係わっている。
トライボタッチ及びノイズタッチに係わる相対的な優先順位による選択は、装置及びアプリケーションによって異なる。摩擦電気優先処理方式は、ユーザがタッチ表面を多く使用するアプリケーションに適し、ノイズ優先接近方式は、状態感知と、表面より上の位置での相互作用とが同時に使用される、モバイル装置のようなさらに一般的なアプリケーション装置に適する。それと類似し、状態依存アプリケーションは、ノイズ感知に優先を置き、描き、色塗り、及びそれ以外の直接に操作しなければならないアプリケーションは、摩擦電気感知に優先を置く。
ノイズ測定及び摩擦活性化測定を組み合わせることにより、ノイズ基盤または静電容量測定方式で感知するには、十分な伝導性を有することができない素材を探知することが可能である。それに加え、摩擦活性化測定方式と係わる特徴接触読み取り方式は、タッチを探知するために、追加して臨界値を拡張させて推定する必要性を除去する。それは、システムが、ユーザがタッチペンを利用して、小文字iの点を付けるような短い接触イベントに反応することが可能であるということを意味する。システムの組み合わせはまた、身体部位、及び手にしたタッチペンのようなインプリメントの探知を可能にする。そのような場合、タッチペンは、ノイズ基盤測定方式では「見えない」絶縁体に簡単に作われ、それは、例えば、システムが、接触がタッチ表面上の手首によるものであるか、あるいはそのような手にしたタッチペンによるものであるかということを探知することを可能にする。
図13では、前述のように、手の姿勢情報化ホバー動作の位置を同時に探知する過程を図示している。トライボノイズタッチ・システムは、いつ本当の接触がなされたかということを決定し、タッチ表面と近い指による意図しない認識、及び偶然な命令語の入力を防止することができる。それは、摩擦活性化信号は、直接的な接触によってのみ生成されるという事実の付随的な効果である。しかし、それと同時に、ホバー動作も探知し、従って、さらなる相互作用の方法を提供する。身体に伝導されたEMIが体を覆った電場を介して、電極に静電容量的に結合されるために、システムのゲインを適切に調整することにより、ノイズタッチは、一定距離での身体部位の接近を探知することができる。トライボノイズタッチ・システムの速度により、いくつかのゲイン設定において、連続的に電極を探索し、それは、ホバー動作とタッチとを同時に探知可能にする。それは、例えば、手の平や意図しない接触の拒絶が可能にし、取っている姿勢(片手、両手、左手または右手など)を探知可能にする。
図13に図示されたプロセスは、電極から主に接触を探知するために使用される名目上の設定以上の多様なゲイン設定による読み取りが可能である。高ゲインにおいて、さらに弱くて遠い距離の電場が探知される。互いに異なるゲインでのそのような弱いイメージを積み重ねることにより、システムは、何が感知表面に身近にあるかということを探知することができる。例えば、タッチゲイン設定Gが与えられるとき、その上に浮いている指は、G+1設定で探知し、指関節の一部は、G+2設定で探知され、手の一部及び手の平は、ゲイン設定G+3で探知されるというようにである。遠く離れたオブジェクトは、センサでも「見えない」が、ユーザがホバー動作を行っているということ、どちらの手が装置を手にしているかということに係わる情報を収集して知らせる。
一実施形態において、トライボノイズタッチ・ハードウェアは、状態、ホバー動作、接触及び素材の種類を探知することを可能にする。状態に依存するタッチアプリケーションが提供される。状態が感知された後、特定のタッチアプリケーション及びさまざまな応用が触発され、例えば、居間に入るときには、リモコンアプリケーションが実行され、事務室に入るときには、絵版アプリケーションが実行される。それに加え、ユーザがいかなるアプリケーションと制御とを利用することができるかということを探知するために、状態情報は、装置が待機状態であるときにも使用される。さらには、トライボタッチが接触を探知するために使用されるとき、ノイズタッチは、補助的に使用されるか、あるいは電力を節約するために、完全にOFFになる。トライボノイズタッチは、高正確度の入力を提供する。トライボタッチ及びノイズタッチを統合し、例えば、技術的な描きアプリケーション、または非常に高い鮮明度のディスプレイでの相互作用のような高い正確度の入力のために、接触感知調整が利用される
装置の他の実施形態は、その後、区域内の位置を探知するのに十分な環境EMIを得ることができないところで使用される特定量の、制御されて一般化されたEMIを装置から生産することができる。そのような機能は、環境EMIのレベルが既プログラミング以下、あるいは動的に選択された臨界値値以下に落ちる場合、自動化されたゲイン制御システムにおいて、自動的に転換されるのである。そのようなロジックは、システムに対する要請を考慮し、ホバリング機能が必要ではない場合、システムは、摩擦活性化モードのみを利用するように転換され、接触類型に対する探知を排除しながらも、敏感度を維持することができる。システムにおいて、ノイズに敏感な構成要素は、装置の規定上、許諾されたEMI放出のみを利用するように調整され、他のソースでのノイズは、拒絶するのである。それは、EMIプロファイルが動的に特徴化される必要がないようにすることによって、装置の堅固さを増大させるのである。
トライボノイズタッチ・システムは、各タッチ位置において、前述のハードウェアのうち1つの例示を使用するか、あるいは連続的な大きい電極を使用して、電極を通過する信号の距離に基づいた変化に基づいて、位置を推定することもできる。変化は、覆い素材の素材特性、電極本体の抵抗、電極のリアクタンス、またはいかなる他の方法によっても起こりうる。そのような方法により、トライボノイズタッチは、電極構造より高解像度で位置を区別することができる。
トライボノイズタッチは、一つあるいは複数のタッチ地点に対して構成され、追加して連続的な位置感知(例えば、電話あるいはタブレット)、及び離散的な位置感知(例えば、ボタン)のために構成される。後者を適用するにあたり、システムの堅固さが残り、自動車、海または工場のような、環境的なノイズあるいは汚染の恐れがある状況で使用することができるようにシステムを有用にする。そのような場合、ノイズタッチは、従来の静電容量感知に必要であったさらなる注意事項なしに、堅固な入力の利益を提供することができる。その上、システムは、ユーザが大きいグラブを着用するか、非伝導性である道具を利用して制御するときにも敏感性を維持し、使用方法、及び環境的な汚染または干渉において、高い柔軟性を提供する。
トライボノイズタッチの、環境EMIを連続的に感知して特徴化することができる機能は、ユーザの環境及び状態を受動的に感知するのに利用される。例えば、自宅において、ユーザが、TV、携帯電話及び冷蔵庫から出るEMIに取り囲まれ、事務室において、ユーザは、デスクトップコンピュータ、事務室の照明器具、及び事務室の電話システムから出るEMIに取り囲まれもする。ユーザが、ノイズタッチシステムに接触する場合、例えば、装置を目覚めさせたり、オンロックにしたりする場合、ノイズタッチシステムは、特徴的なデータを獲得し、ノイズ及び環境に対する内部のデータベースと比較した後、ユーザの位置を推論するために、適切な類似度を利用する。そのプロセスは、図16に図示されている。自宅や事務室のそれぞれ異なる部屋は、非常に異なるノイズ状態を有することができる。例えば、休憩室は、コーヒーマシンからのEMIを有し、会議室は、大きいTVまたはプロジェクタからのEMIを含む。装置は、そのような状態推定を利用して、特定機能に容易に接続することができる。例えば、装置は、ユーザがプリンタに接近するとき、ユーザによってキューにためられた文書を自動的に出力させたり、あるいはユーザが同じ部屋にいるとき、プロジェクタの制御を可能にさせたりする。ユーザは、追加して、地域あたりあるいは状態あたりを基準にして、機能を構成し、業務簡素化に一助となる。
システムの摩擦活性化部分は、タッチセンサの表面に対する各自の微細な接触に基づいた高解像度データを生成し、ノイズに基づいた感知ザブシステムは、接触動作周辺またはホバー動作周辺の領域に液滴を生成し、また表面の上をホバリングする手の「影」(図24参照)を生成する。そのような3種のデータは組み合わされ、各感知モードが独自では行うことができないさらなる機能を作り上げることができる。
指接触の正確度は、トライボタッチとノイズタッチとの感知方法の組み合わせを利用して向上する。トライボタッチ類型は、一般的に、指の微細組職が感知電極と相互作用を行うために、指接触周辺に接触のクラウドを生成することができる。摩擦データがさらに整えられてノイズ液滴の一部分になることができるように、接触の中心に対してさらに正確な位置を提供するために、ノイズデータが同時に利用される。正確な摩擦接触位置は、形態、大きさ、及び意図された正確な接触位置を推定するために使用される。図25は、そのような精製のための方法を提供する。
タッチ感知表面が素材を感知するようになっていなくても、またはそのようなアルゴリズムが活性化されていなくても、指の接触は探知され、不導体であるペンの接触と分離される。ペンは不導体であるために、ノイズに基づいた感知には登録されず、指の接触は、2類型いずれにもおいて、接触データを生成するのである。それは、ペンまたは指の接触に基づいた互いに異なる精製アルゴリズムに利用され、指とペンとの同時使用を可能にする。アルゴリズムは、図26に図示されている。システムは、接触類型に基づいたさらに良好な位置と、接触イベント類型に係わるお知らせとを提供する。
ペンまたは手の姿勢がペンを手にしているか、あるいは接触している手のホバー影を探知して推定される。手の全体的な形態と、ペンを手にしている手の形態とがパターンマッチング・アルゴリズムまたは経験則を利用して探知され、それは、接触が左手または右手を利用してなされたかということと、ペンまたは指の傾きとを推定するのに使用される。傾きは、タッチペンまたはペンを手にした地点と、実際の接触地点とを計算して推定される。同じような大体の測定が、指と指との接触地点の角度について行われる。アルゴリズムは、図27に図示されている。
さらなるデータが、スクリーン上のジェスチャを探知し、左手または右手の接触を明確に区分するために、クライアントプログラムで利用される。それは、例えば、2つの接触地点が、意図せずにつまむジェスチャを触発させることなしに、片手でタイピングを行い、他の手で操作を可能にする。
前述のように、トライボタッチシステムは、多様な素材による電荷移動の差を調査することによって、接触した素材を探知するところに利用される。ノイズ信号は、伝導性及び抵抗がある素材を通過して伝送される。その結果、それは、伝導性によって素材を迅速に区分することによって、トライボノイズタッチ・ハードウェアによる素材の分類に一助となる。例えば、トライボノイズタッチが利用可能なディスプレイと相互作用するとき、鉛筆の末端部分が探知され、自動的に描くツールを実行することができ、鉛筆の消しゴムを利用して、消しゴム機能を実行させることができる。そのシナリオにおいて、ノイズタッチ・ハードウェアは、鉛筆の末端が伝導性があるので、それを探知し、ノイズ及び摩擦信号をいずれも触発させるのである。一方、消しゴムは、摩擦電気信号のみを生成させる。
トライボノイズタッチは、ノイズタッチが、トライボタッチ・ハードウェアによって接触が感知された後にのみ実行されるように構成することができる。そのシステムは、タッチまたはペンの相互作用のような接触基盤相互作用にのみ集中し、ホバー動作のような表面より上に位置した相互作用を感知することができない。しかし、それは、電力を節約し、トライボ(Tribo)及びノイズ(Noise)のハードウェア(そして、それぞれの信号処理パイプライン)が相互作用イベントを積極的に待つことを防止することができる。双方いずれのためにも、同一のフロントエンドが使用されるために、計算過程の低減は、摩擦活性化基盤及びノイズ基盤の位置計算に利用されるデジタルロジックの動的な電力使用を減少させる。
トライボタッチが、高解像度のタッチペン感知を提供し、トライボノイズは、メニュー及び機能を実行するためのボタンを備えた、特別に設計されたタッチペンを探知するところに利用される。タッチペンは、摩擦信号及びノイズ信号を共に利用して、位置を探索し、例えば、摩擦電気信号は、接触状態、分離状態及びドラッグ状態の感知を可能にし、ノイズ感知は、ドラッグ状態中の位置回復、ホールド及びボタンを押す動作から情報を得ることに一助となる(図28参照)。タッチペンの中心軸は、ペンが表面に接触したとき、ノイズ信号をパネルに伝送するアンテナを含む。ボタンは、アンテナ経路にフィルタリング回路を加え、単一経路に、複雑なインピーダンスあるいは非線形的な行動(ダイオードのようなもの)を追加することによって、ノイズ信号に予測可能な影響を与える。ペンがパネルに注入された信号を分析することにより、システムは、ボタンが押されたか否かということを探知することができる。ボタンによって、インピーダンスが変化した場合、特定の周波数での振幅または位相の変化は、ボタンが押されたという信号にもなる。ダイオード、または他の非線形的な素子が使用された場合、ボタンを押せば、入力信号の切り取り(clipping)または変換(shaping)によって、特定の周波数において、高調波(harmonics)が感知されるのである。
オブジェクトが接触を形成したり、あるいは崩したりする場合、摩擦電気の充電が発生するので、そのようなイベントをトライボタッチ自体、あるいはノイズタッチまたは他の感知方法との組み合わせにより、さらに正確に探知することが可能である。対照的に、ノイズタッチ単独では、臨界値(調整可能である)を利用して、接触の発生を決定することができる。摩擦電荷の分配及び極性が、動きの方向(表面に向けて、表面から遠く及び表面に沿って)に依存するために、そのようなイベントは、ホバリングまたは近接イベントから区分される。それは、ホバー動作を行っていると考慮される値の範囲に対するさらに良好な調整を可能にし、従って、ホバー動作感知の動的範囲を発展させる(図29参照)。
トライボタッチは、接触、分離及び動き探知には好ましいが、静止したオブジェクトを探知することはできない。従って、それは、長い静止状態にある導体の形態及び位置を探知するノイズタッチの使用で補うことができる。
他のシナリオは、トライボタッチが単独に探知することができる非伝導性のタッチペン、筆ブラシ、または他のオブジェクトと、トライボタッチとノイズタッチとがいずれも探知することができる指ジェスチャとを同時に組み合わせて使用するものである。アプリケーションは、トライボタッチ及びノイズタッチの特徴差があるために、指とタッチペンとを区分し、従って、それに対応するイベントを異なって処理することができる。例えば、タッチペンの入力は、絵を描くのに使用され、筆ブラシの入力は、色を塗るのに使用され、指の入力は、絵を拡大するのに使用される。例えば、それは、ユーザをして、ホバー動作を利用し、同時にプラスチックタッチペンを利用して、絵を描かせ、絵を描く間、絵を描く空間を調整し、タッチペンで絵を描く間、指で大きさを調整し、タッチペンで絵を描く同時に、筆ブラスに色強度のような描きパラメータを、ホバー動作を利用して調節することができる。
オブジェクトに、伝導性及び非伝導性のオブジェクトをパターン化するにあたり、オブジェクトを認識するために、情報がエンコーディングされる。例えば、ゲーム断片の底には、ゲームの識別及び紹介を探知可能にする素材のパターンがエンコーディングされている。
図30は、本明細書で開示したトライボタッチ技術、ノイズタッチ技術及びトライボノイズタッチ技術で利用される電極構成のうち1類型である単一タッチ電極構成要素の例示を図示した図面である。他の電極構成も利用される。特に、本明細書で開示された電極の類型は、(1)単一タッチ電極、(2)二重タッチ電極、(3)図34に図示された多重電極構成を含む配列マルチタッチ電極、(4)連続的な受動位置感知、(5)連続的な二次元受動位置感知、(6)誘電体がエンコーディングされた受動位置感知、(7)非線形素子の配列を利用した連続的な受動位置感知、(8)空間的に分配された座標エンコーディングなどを含んでもよい。類型(1)ないし(7)は、いかなるトライボタッチ、ノイズタッチ及びトライボノイズタッチでも利用される。類型(8)は、トライボタッチまたはトライボノイズタッチで利用される。そのうち、いかなる有効な電極探知組み合わせ(例えば、電極(1)ないし(8)のうち一つ以上と、トライボタッチ、ノイズタッチ及びトライボノイズタッチの探知技術のうち1つとの組み合わせ)でも、図3で言及したようなアナログ・フロントエンドで使用される。
図30によれば、単一タッチ電極は、スイッチと共に行動するように設計される。あるいは、広い表面の元素として配列内に配列される。構成要素と単一タッチ電極とが図30に図示されている。構成要素は、絶縁体層及び感知電極を含む。遮蔽電極が感知電極と噛み合わさり、2電極間の距離が最小化される。それは、単純な噛み合いまたは空間充填曲線を利用して行われる。特定の例示は、噛み合わさったヒルベルト曲線を利用するのである。噛み合わされた電極の利用は、感知システムの高インピーダンス増幅器の出力を利用して、活発に電極を運用し、環境に係わる電極の寄生容量を低減させるために使用される。表面の前面及び反対方向からのシステムに対する入力を拒絶するために、さらなる遮蔽電極が利用される。それは、タブレットと同様に、透明なタッチ表面を有する応用において、ケース内のディスプレイのような、近傍の電子機器によって生成されたEMIによる意図しない接触の探知を防止することができる。
図31は、2電極2602及び2604が互いに嵌め込まれた形態を有する例示を図示した図面である。互いに嵌め込まれた電極において、遮蔽電極及びピックアップ電極だけが図示された。電極は、ピックアップ及び遮蔽の間で交互に利用される。これは、互いに嵌め込まれた形態の簡単な例示において、電極の伝導性部分は、さらに複雑に絡み合っている。
図32は、2つのタッチ地点の位置を探知するところに使用される行・列電極格子を図示した図面である。静電容量タッチセンサと異なり、電極は、感知電極として利用され、摩擦活性化基盤センサ及びノイズ基盤センサにおいて、伝送電極が現存しないこともあるために、行・列構成は、複数のタッチ位置を感知することができる能力を直接に提供しない。そのような構成において、2つのタッチ地点が区別されるが、正確な位置は喪失する。しかし、それは、2本指タップ、あるいはつまんで/拡張するジェスチャのような一般的なジェスチャには十分である。他の例示ジェスチャは、画面に接触せずに行われる、揺れ動作あるいはは掃く動作にもなり、あるいは制御を越す(強調フィードバックを引き出す)ホバリング動きにもなる。
図33及び図34は、単一タッチ電極の格子を利用したマルチタッチ配列構成を図示した図面である。各電極は、個別的に近傍の接触を取り出す。しかし、摩擦活性化によって生成された電場及び電子クラウドがソースになる電荷偏向位置から拡張されるために、図34に図示されたように、場は、電極の近傍でも探知される。結果として、接触位置は、信号を受信する電極間を充填する。同様に、静電容量的連結は、一定距離をおいて行われるので、ノイズ基盤センサは、浮いている指のような伝導体の存在を探知することができ、ホバー動作を感知することができる。
図35は、抵抗シート電極を利用した連続的な受動位置感知の例示を図示した図面である。連続的な受動位置感知のために、面積当たり知られた均一な抵抗を有するシート電極が、抵抗シート3002に位置したピックアップ電極と並んで使用される。図35に図示された構成は、2つのピックアップ電極を有する線形センサを含む。連続的な受動位置感知は、接触による電荷移動の分配を探知して行われる。シートのインピーダンスが、(ほぼ)システムのインピーダンスとマッチするとするとき、各ピックアップで感知された値は、接触電荷クラウドからの距離の関数である。ピックアップから読み取ったところを特徴化及び線形化し、いかなる位置でも、システムのノイズ特徴、並びにデジタル電子機器の正確性及び精密性を満足しながら、接触位置を連続的に探知することが可能である。そのような処理方式は、電子機器をさらに単純にし、伝統的な抵抗シートをさらに単純にパターン化することにより、さらに低いコスト及び複雑度を有させる。接触位置は、全体的に取り出した信号に対する各ピックアップの出力の比率に基づいて計算される。反対に、表面に注入された電荷の総量を感知するために、全体的なノイズピックアップ層が、抵抗層の下に置かれ、従って、直接的な比較が可能にもなる。
図36及び図37は、連続的な二次元受動位置感知の例示を図示した図面である。図35で図示した受動位置感知技術は、図36のように二次元的に拡張される。二次元技術は、知られたm個のピックアップ地点3106の分布を利用して、抵抗シート3102に誘導された信号から、n個のタッチ地点3104を感知することができる。図37に図示されているように、時間tに入力されたタッチ表面に対する入力は、各タッチ地点ごとに、n個の座標(x,y)3212において、独立した電圧V(t)を有する。電圧が、抵抗シート3102のエッジにあるm個の知られたピックアップ地点3204,3206,3208,3210及び3212で測定される。抵抗シートを、抵抗のMxNネットワークとしておおまかに考慮し、既知の方法を利用すれば、ピックアップ地点とタッチ地点との距離が見い出される。与えられたピックアップ地点とタッチ地点との抵抗間の関係を利用して、与えられたピックアップ地点での電圧を決定する。結果方程式は、座標上ピックアップ位置の電圧レベルと、タッチ地点での入力電圧との相関性を示す。そのようなピックアップ地点での電圧レベルに係わる方程式において、タッチ地点座標(x,y)及び入力電圧V(t)が発見される。必要なピックアップ地点位置の数mは、少なくとも3nではなければならず、さらに多数のピックアップが利用される場合、数値近似及び測定エラーによるエラーを減らすことができる。ピックアップ地点の知られた分布と、抵抗シートの非線形性とがタッチ地点の分離及び分布を可能にする。該方法は、ひいては接触地点(x,y)において知られていない3番目の座標を計算することによって、ホバー地点(x,y,z)として一般化することができる。ホバー地点に対する一般化は、ピックアップ個数mの最小値を3nから4nで増加させる。
図38ないし図40は、電極シート構成の例示を図示した図面である。図38及び図39にそれぞれ図示されているように、電極は、互いに異なる層にあるピックアップ及び抵抗シートに設計されるか、あるいは同じ層にあるように設計される。図38は、ピックアップ3306と抵抗シート3302とを、異なる層に配置し、ピックアップ接触部3304を利用して分離させた例示を図示した図面である。それに加え、接触読み取りの解像度を高めるために、ピックアップ電極が、単層の高解像度タッチ表面を作るために、いくつかのパッチが最小限の間隙をおき、互いの横に配列される。図39は、ピックアップ接触部3402が、抵抗シート3404と同じ層にあることを図示した図面である。大体のところ、図40に図示されているように、接触部3502は、2層を利用して、抵抗シート2504のエッジの代わりに内部に位置し、接触部3502のような電極を、複数のパッチ3506,3508において効率的に利用可能にする。
図41は、誘電体がエンコーディングされた受動位置感知の例示を図示した図面である。接触地点3612は、誘電体コードをタッチ表面に映し出し、単一ピックアップ電極にエンコーディングする。接触からの信号は、静電容量的に電極に伝送されるので、表面に信号がピックアップ電極に伝送されることによって修正されるようにする誘電パターンをエンコーディングすることが可能である。そのような誘電パターンは、エッチング、スクリーン印刷、リソグラフィ、機械的方法などを利用して生成することができる。誘電パターンを知ることにより、デコンボルーション(de-convolution)、または他の逆変換方法(3610,3614)を利用して、単一電極から位置を回復することが可能である。必要な接触地域及び解像度により、複数のパッチ3606,3608が完全なタッチ表面を生成し、コードを単純にし、各パッチの大きさに比べ、コードの大きさを大きくするために、互いの横に配置される。
図42及び図43は、非線形素子3704の配列3702を利用した連続的な受動位置感知の例示を図示した図面である。連続的な受動位置感知処理方式は、指の位置を計算するための行・列格子を基にした位置感知と結合される。タッチ位置に対するシステムの非線形的応答のために、同じ行または列での複数タッチが区別される。従って、行・列格子を利用して、高解像度マルチタッチ位置を計算することが可能である。連続的な抵抗シートを使用する代わりに、抵抗シートを、非線形リアクティブ素子の格子、または非線形リアクタンスを有するシート素材に代替することが可能である。図42は、単純化のために一次元格子を図示し、類似した原理が二次元格子にも適用される。そのような媒体に注入された信号は、媒体を通過しながら、距離及び周波数による相対的な位相変異を示すソリトン(単一刺激)の集合に分解される。図43において、各ラインのパターンは、ピックアップから増大する距離を示す。ソリトンの位相変異は、各イベントのピックアップ地点からの距離計算に利用され、各イベントの位置を決定させる。一つ以上の実施形態において、非線形伝送線(格子または非線形リアクタンス素子)は、多数のピックアップ地点と共に使用される。そのような場合、表面は、区域あるいは断片に分離され、1つの配列に、それぞれの断片を担当させる。各配列は、線形的に連結されるか、あるいは行列構成において、近傍の元素に対して、2個以上の連結を有することができる。
図44は、空間的に分配された座標エンコーディングの例示を図示した図面である。一つ以上の実施形態において、感知表面での物理的変化の座標をエンコーディングし、その後、イベントによって生成された信号からデコーディングし、感知表面での接触イベントまたは動きイベントの位置を決定することができる。一例が図44の交差部分に図示されている:指3902が、多様な高さプロファイル3906を有し、表面3904を横切って移動することにより、探知された信号3908は、動きの方向によって、プロファイルの変化を反映する。位置情報のそのような変化は、二次元セルフ記録コードを利用してエンコーディングされ、座標デコーダ3910による補助信号処理により、軌跡3912に沿う地点の位置及び速度を再構成することができる。その技術は、電極配列、及びそれと係わる電子機器を、単一電極及び増幅器で有利に代替することができ、それにより、入力動きを取り出すための加工された表面を加え、低コストのジェスチャ入力表面を作ることができる。
図45は、トライボタッチと抵抗タッチセンサとを組み合わせる例示を図示した図面である。システムの機能を、トライボタッチ技術が要求するところに合うようにアップグレードする間、既存の物理的設計を利用するために、または両方法の利益を利用するために、トライボタッチは、追加的な感知方法と組み合わされる。抵抗センサは、一般的に、抵抗素材にコーティングされた2層4002,4004を利用して、若干の距離をおいて離れている。各層の反対エッジに沿って、電極4006,4008がそれぞれ水平方向及び垂直方向にある。各層がタッチの圧力によって接触する場合、タッチ位置が感知される。電極は、代わりに、タッチの水平位置及び垂直位置を決定するために、受信機及び電源として利用される。トライボタッチは、ピックアップ4010を、抵抗センサに使用される上側の抵抗シート4002に位置させることにより、抵抗センサと組み合わされる。ピックアップ4010は、上側の抵抗シート4002に対する接触位置を導き出るために使用される。抵抗センサは、時折連結部として、エッジ全体を利用するために、追加的であるか、あるいは分離された接触が必要にもなる。抵抗感知能は、信号処理に対するインターリビング(interleaving)を介して維持される。代わりに、中断状態において、下層4004が電源と連結されもし、上層4002がトライボタッチのために利用されもする。もし下層に接触するほど十分な力の接触がある場合、トライボタッチシステムは、下層との接触による急激であって大きいオフセットを探知し、抵抗位置探知のために、抵抗システムに受け渡し、2つのシステムをいずれも利用するために、インターリビングを始める。そのような接近法は、転換を低減させ、電力消費を減らすことができる。
トライボタッチはまた、静電容量タッチセンサと組み合わされる。図7及び図8で図示されたように、静電容量センサは、伝送された電場の変化を探知して動作する。2システム間の協力のために、静電容量センサASICを、直接にトライボタッチシステムのようなパッドに連結し、インターリビング感知方法を利用して、共存することができる。トライボタッチが高速動作可能とするするために、既存の静電容量技術を大きく変形させずにも、使用することができる。静電容量信号は、形態及び周波数として認識される。従って、他の電極から伝送された信号を受信すると同時に、トライボタッチモードにおいて、非伝送電極を動作させることが可能である。そのような場合、トライボタッチ・プロセシング・システムからの静電容量信号を拒絶するためのフィルタが使用され、伝統的な周波数ドメインフィルタリング、または静電容量センサから生成された励起信号(excitation signal)を利用した同期化フィルタリングを利用することができる。
図46及び図47は、トライボタッチと誘導式タッチセンサとを組み合わせる例示を図示した図面である。誘導式センサは、線の網を利用した電流のパルスで活性化されたタッチペンを刺激することによって動作する。線が、刺激のために使用されていないときには、そのような線をトライボタッチの受信のために利用することができる。トライボタッチは、いかなる信号も伝送しないので、線は、トライボタッチに直接に連結されもする。線の一末端が固定されたレール電位3902に、永久的に付着されれば、レールは、トライボタッチ信号を読み取ることが可能なように、連結を切らなければならない。それは、電気スイッチ3904を利用して行われる。その代わりに、図47に図示されているように、誘導システムが電流パルスを利用して動作する場合、誘導システムは、電力レールに対する継続的な連結が存在しないように、キャパシタ4202,4204を介して、タッチ表面と静電容量的に連結される。トライボタッチ技術を含むことに係わるさらなる利益は、電力使用を減らすことができるという点である。誘導式感知は、電流の流れを利用して磁場を生成するので、それは、電力を多く消耗する。トライボタッチ技術を利用して、低電力で最初の接触を探知することにより、誘導式センサは、接触がない場合に非活性化され、それは、システムが休息中であるとき、著しいエネルギー節約を可能にする。
一つ以上の実施形態において、トライボタッチ、ノイズタッチ、トライボノイズタッチまたはそれらの組み合わせは、表面音波、赤外線または音響タッチセンサ、前述の抵抗センサ、静電容量センサ及び誘導式センサのような可能な他のタッチセンサ類型と組み合わされる。図30で説明したように、トライボタッチ、ノイズタッチ、トライボノイズタッチはまた、トライボタッチとトライボノイズタッチとで利用可能な、空間的に分配された座標エンコーディング電極を除き、本明細書で言及した類型の電極を利用することができる。
表面音波(SAW)タッチセンサは、指が接触したときに吸収される超音波を生成するために、変換器を利用する。表面は、一般的に、ガラス、またはそれと類似した堅い素材である。表面は、トライボタッチシステムにピックアップを提供するために、透明な伝導性素材でパターン化される。SAWシステムは、位置を探知するために、表面を通過する電気信号を使用しないために、インターリビングは不要である。
赤外線タッチセンサは、指が接触するときに吸収される赤外線光を生成する。表面は、トライボタッチシステムに、ピックアップを提供するために、透明な伝導性素材でパターン化される。赤外線システムは、位置を探知するために、表面を通過する電気信号を使用しないために、インターリビングは不要である。
音響タッチセンサは、位置を探知するために、素材が感知表面をタッチするときに生成される特定の音を探知する。表面は、トライボタッチシステムに、ピックアップを提供するために透明な伝導性素材でパターン化される。音響システムは、位置を探知するために、表面を通過する電気信号を使用しないために、インターリビングは不要である。
図48は、例示的なコンピュータシステム4300を図示した図面である。特定実施形態において、一つ以上のコンピュータシステム4300は、本明細書に開示された一つ以上の方法の一つ以上の段階を遂行する。例えば、図3のプロセシング・システム312、図12のノイズプロセシング・システム1216、または図19のトライボノイズタッチプロセシング・システム1916のような、本明細書に開示されたプロセスとシステムは、一つ以上のコンピュータシステム4300を利用して具現される。特定実施形態において、一つ以上のコンピュータシステム4300は、本明細書に開示された機能性(functionality)を提供する。特定実施形態において、一つ以上のコンピュータシステム4300上で実行されるソフトウェアは、本明細書に開示された一つ以上の方法の一つ以上のステップを遂行するか、あるいは本明細書に開示された機能性を提供する。例えば、図3のプロセシング・システム312、図12のノイズプロセシング・システム1216、または図19のトライボノイズタッチプロセシング・システム1916は、一つ以上のコンピュータシステム4300上で実行されるソフトウェアによって遂行される方法として具現される。特定実施形態は、一つ以上のコンピュータシステム4300の一つ以上の部分を含む。本明細書で参照するコンピュータシステムは、コンピュータ装置を含み、適切な場合には、反対の場合も可能である。さらに、本明細書で参照するコンピュータシステムは、適切な場合に一つ以上のコンピュータシステムを含んでもよい。
本明細書の開示は、全ての適切数のコンピュータシステム4300を考慮することができる。本明細書の開示は、全ての適切な物理的形態を取るコンピュータシステム4300を考慮することができる。例えば、コンピュータシステム4300は、インベッデッド・コンピュータシステム、システム・オンチップ(SOC)、シングルボード・コンピュータシステム(SBC)(例えば、コンピュータ・オンモジュール(COM)またはシステムオンモジュール(SOM))、デスクトップ・コンピュータシステム、ラップトップまたはノート型パソコンのコンピュータシステム、相互作用するキオスク(kiosk)、メインフレーム、コンピュータシステムのメッシュ(mesh)、モバイル電話、PDA、サーバ、タブレットコンピュータシステム、またはそれらのうち2以上の組み合わせでもあるが、それらに制限されるものではない。適切な場合、コンピュータシステム4300は、一つ以上のコンピュータシステムを含み、統合されるか、あるいは分散され、複数の位置を包括し、複数のマシンを包括し、複数のデータセンターを包括し、またはクラウドに位置し、一つ以上のネットワーク内の一つ以上のクラウド構成要素を含んでもよい。適切な場合、一つ以上のコンピュータシステム4300は、実際的な空間的または時間的な制限なしに、本明細書に開示された一つ以上の方法の一つ以上の段階を遂行する。例えば、一つ以上のコンピュータシステム4300は、リアルタイムまたはバッチモード(batch mode)で、本明細書に開示された一つ以上の方法の一つ以上の段階を遂行するが、それに制限されるものではない。一つ以上のコンピュータシステム4300は、適切な場合、異なる時間または異なる位置において、本明細書に開示された一つ以上の方法の一つ以上の段階を遂行する。
特定実施形態において、コンピュータシステム4300は、プロセッサ4302、メモリ4304、保存装置4306、入力/出力(I/O)インターフェース4308、通信インターフェース4310及びバス4312を含む。本明細書は、特定数の構成要素を、特定配列で有する特定コンピュータシステムを開示して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切数の構成要素を、全ての適切な配列で有する全ての適切なコンピュータシステムを含む。
特定実施形態において、プロセッサ4302は、コンピュータプログラムを構成するような命令語を実行するハードウェアを含む。一例として、命令語を実行するために、プロセッサ4302は、内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ4304または保存装置4306から命令語を持ってきて、それをデコーディングして実行し、一つ以上の結果を、内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ4304または保存装置4306に記録することができるが、前述のような例示に制限されるものではない。特定実施形態において、プロセッサ4302は、データ、命令語またはアドレスのための一つ以上の内部キャッシュを含んでもよい。本明細書の開示は、適切な場合、全ての適切数の全ての適切な内部キャッシュを含むプロセッサ4302を含む。一例として、プロセッサ4302は、一つ以上の命令語キャッシュ、一つ以上のデータキャッシュ、及び一つ以上の変換索引バッファ(TLB)を含んでもよいが、それらに制限されるものではない。命令語キャッシュの命令語は、メモリ4304または保存装置4306のコピーでもあり、命令語キャッシュは、プロセッサ4302による命令語の引き出しを促進させることができる。データキャッシュのデータは、プロセッサ4302で実行する命令語が動作するメモリ4304または保存装置4306のデータや、プロセッサ4302で実行するそれ以後の命令語によってアクセスされたり、あるいはメモリ4304または保存装置4306に記録されたりするためのプロセッサ4302で実行される以前命令語の結果や、他の適切なデータのコピーでもある。データキャッシュは、プロセッサ4302による判読または記録動作を促進することができる。TLBは、プロセッサ4302の仮想アドレス翻訳を促進することができる。特定実施形態において、プロセッサ4302は、データ、命令語またはアドレスのための一つ以上の内部レジスタを含んでもよい。本明細書の開示は、適切な場合、全ての適切数の全ての適切な内部レジスタを含むプロセッサ4302を含む。適切な場合、プロセッサ4302は、一つ以上の算術演算装置(ALU)を含み、マルチコアプロセッサでもあり、一つ以上のプロセッサ4302を含んでもよい。本明細書の開示は、特定プロセッサについて説明して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切なプロセッサを含む。
特定実施形態において、メモリ4304は、プロセッサ4302が実行する命令語、またはプロセッサ4302が動作するデータを保存するメインメモリを含む。一例として、コンピュータシステム4300は、保存装置4306、または他のソース(例えば、他のコンピュータシステム4300)から命令語をメモリ4304にローディングするが(load)、それに制限されるものではない。その後、プロセッサ4302は、メモリ4304から、内部レジスタまたは内部キャッシュに命令語をローディングすることができる。命令語を実行するために、プロセッサ4302は、内部レジスタまたは内部キャッシュから命令語を取り出し、それらをデコーディングすることができる。命令語の実行中あるいは実行後に、プロセッサ4302は、一つ以上の結果(中間結果または最終結果)を、内部レジスタまたは内部キャッシュに記録することができる。プロセッサ4302は、その後、その一つ以上の結果を、メモリ4304に記録することができる。特定実施形態において、プロセッサ4302は、一つ以上の内部レジスタまたは内部キャッシュ、またはメモリ4304の命令語のみを実行するが、一つ以上の内部レジスタまたは内部キャッシュ、またはメモリ4304(保存装置4306または他のところではない)のデータによってのみ動作する。一つ以上のメモリバス(アドレスバス及びデータバスを含む)は、プロセッサ4302をメモリ4304に結合することができる。バス4312は、後述するように、一つ以上のメモリを含んでもよい。特定実施形態において、一つ以上のメモリ管理ユニット(MMU)は、プロセッサ4302とメモリ4304との間に位置し、プロセッサ4302によって要請されたメモリ4304へのアクセスを促進する。特定実施形態において、メモリ4304は、ランダムアクセスメモリ(RAM)を含む。RAMは、適切な場合、揮発性メモリでもあり、適切な場合、RAMは、動的RAM(DRAM)または静的RAM(SRAM)でもある。さらに、適切な場合、RAMは、単一ポートまたは複数ポートのRAMでもある。本明細書の開示は、全ての適切なRAMを含む。適切な場合、メモリ4304は、一つ以上のメモリ4304を含んでもよい。本明細書の開示は、特定メモリについて説明して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切なメモリを含む。
特定実施形態において、保存装置4306は、データまたは命令語のための大容量記憶装置を含む。一例として、保存装置4306は、ハードディスク装置(HDD)、フロッピーディスク装置、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープまたはUSB(universal serial bus)装置、あるいはそれらの2以上の組み合わせを含んでもよいが、それらに制限されるものではない。保存装置4306は、適切な場合、除去可能または除去不可能(または、固定された)な媒体を含んでもよい。適切な場合、保存装置4306は、内部または外部のコンピュータシステム4300でもある。特定実施形態において、保存装置4306は、不揮発性、ソリッドステート(solid-state)のメモリである。特定実施形態において、保存装置4306は、ROM(read only memory)を含む。適切な場合、ROMは、マスクプログラミングされたROM、プログラム可能ROM(PROM)、削除可能PROM(EPROM)、電気的削除可能PROM(EEPROM)、電気的変更可能ROM(EAROM)またはフラッシュメモリ、あるいはそれらの2以上の組み合わせでもある。本明細書の開示は、全ての適切な物理的形態を取る大容量保存装置4306を含む。適切な場合、保存装置4306は、プロセッサ4302と保存装置4306との通信を促進する一つ以上の保存装置制御ユニットを含んでもよい。適切な場合、保存装置4306は、一つ以上の保存装置4306を含んでもよい。本明細書の開示は、特定保存装置について説明して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切な保存装置を含む。
特定実施形態において、I/Oインターフェース4308は、コンピュータシステム4300と、一つ以上のI/O装置との通信のための一つ以上のインターフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア、またはその二ついずれをも含む。コンピュータシステム4300は、適切な場合、一つ以上のI/O装置を含んでもよい。一つ以上のそれらI/O装置は、人とコンピュータシステム4300との通信が可能である。一例として、I/O装置は、キーボード、キーパッド、マイク、モニタ、マウス、プリンタ、スキャナ、スピーカ、スチルカメラ、スタイラス(stylus)、タブレット、タッチスクリーン、トラックボール、ビデオカメラ、また他の適切なI/O装置、またはそれらの2以上の組み合わせを含むが、それらに制限されるものではない。I/O装置は、一つ以上のセンサを含んでもよい。本明細書の開示は、全ての適切なI/O装置と、それらのための全ての適切なI/Oインターフェース4308とを含む。適切な場合、I/Oインターフェース4308は、プロセッサ4302をして、一つ以上のI/O装置を駆動させる一つ以上の装置またはソフトウェアドライバを含んでもよい。I/Oインターフェース4308は、適切な場合、一つ以上のI/Oインターフェース4308を含む。本明細書の開示は、特定I/Oインターフェースについて説明して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切なI/Oインターフェースを含む。
特定実施形態において、通信インターフェース4310は、コンピュータシステム4300と、一つ以上の他のコンピュータシステム4300、または一つ以上のネットワークとの通信(例えば、パケット基盤通信)のための一つ以上のインターフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア、またはそれら二ついずれも含む。一例として、通信インターフェース4310は、ネットワーク・インターフェース制御器(NIC)またはイーサネット(Ethernet(登録商標))と通信するためのネットワークアダプダ、または他の有線ネットワーク、無線NIC(WNIC)またはWi−Fi(wireless fidelity)ネットワークのような無線ネットワークと通信するための無線アダプダを含むが、それらに制限されるものではない。本明細書の開示は、全ての適切なネットワークと、そのための全ての適切な通信インターフェース4310とを含む。一例として、コンピュータシステム4300は、アドホック(adhoc)ネットワーク、PAN(personal areanet work)、LAN(local area network)、WAN(wide are anetwork)、MAN(metropolitan area network)、BAN(body area network)またはインターネットの一つ以上の部分、あるいはそれらの2以上の組み合わせと通信することができる。そのような一つ以上のネットワークの一つ以上の部分は、有線でもあって無線でもある。一例として、コンピュータシステム4300は、無線PAN(WPAN)(例えば、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))WPAN)、WI−FIネットワーク、WI−MAXネットワーク、セルラー電話ネットワーク(例えば、GSM(登録商標)ネットワーク)、または他の適切な無線ネットワーク、あるいはそれらの2以上の組み合わせと通信することができる。コンピュータシステム4300は、適切な場合、それらネットワークのための全ての適切な通信インターフェース4310を含んでもよい。通信インターフェース4310は、適切な場合、一つ以上の通信インターフェース4310を含んでもよい。本明細書の開示は、特定通信インターフェースについて説明して図示するが、本明細書の開示は、全ての適切な通信インターフェースを含む。
特定実施形態において、バス4312は、コンピュータシステム4300の構成要素を互いに結合するハードウェア、ソフトウェア、またはそれら二ついずれも含む。一例として、バス4312は、AGP(accelerated graphics port)または他のグラフィックバス、EISA(enhanced industry standard architecture)バス、FSB(front-side bus)、HT(HYPERTRANSPORT)相互接続、ISA(industry standard architecture)バス、INFINIBAND相互接続、LPC(low-pin-count)バス、メモリバス、MCA(micro channel architecture)バス、PCI(peripheral component interconnect)バス、PCIe(PCI−Express)バス、SATAバス、VLB(Video Electronics Standards Association local)バス、または他の適切なバス、あるいはそれらの2以上の組み合わせを含んでもよいが、それらに制限されるものではない。バス4312は、適切な場合、一つ以上のバス4312を含んでもよい。本明細書の開示は、特定バスについて説明して図示しているが、本明細書の開示は、全ての適切なバスまたは相互接続(interconnect)を含む。
本明細書において、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体は、一つ以上の半導体基盤回路または他の直接回路(IC)(例えば、FPGAまたはアプリケーション特定IC(ASIC)、ハードディスク装置(HDD)、ハイブリッドハード装置(HHD))を含んでもよい。コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体は、適切な場合、揮発性、不揮発性、または揮発性と不揮発性との組み合わせでもある。
本明細書の「または」は、別途に明示されるか、あるいは文脈上指示されていない以上、「含む」という意味の表現であり、排除するものではない。従って、明確に異なって指示されるか、あるいは文脈上異なって指示されていない以上、本明細書において、「AまたはB」は「A、B、または二つとも」を意味する。さらに、別途に明示されるか、あるいは文脈上指示されていない以上、「及び」は、結合的であり、複数的な意味をいずれも有する。従って、別途に明示されるか文脈上指示されていない以上、「A及びB」は、「A及びB、結合的及び複数的に」を意味する。
本明細書の開示の範囲は、本明細書の、開示されて図示された実施形態に対して、本技術分野の当業者が理解することができる全ての変更、代替、変形、変更及び修正を含む。本明細書の開示の範囲は、本明細書に開示されて図示された全ての実施形態に制限されるものではない。さらに、本明細書の開示は、それぞれの実施形態が特定構成要素、要素、特徴、機能、動作または段階を含むと説明して図示するが、全ての実施形態は、本技術分野の当業者が理解することができる本明細書の全てのところに説明されて図示された構成要素、要素、特徴、機能、動作、または段階の全ての組み合わせまたは置換を含んでもよい。さらには、適用され、配置され、機能を有し、構成され、可能になり、動作することができるようにし、特定の機能を遂行可能にするための装置、システム、または装置やシステムの構成要素について、添付された特許請求の請求に言及された内容は、そのような装置、システム、または装置やシステムの構成要素が適用され、配置され、機能を有し、構成され、可能にし、動作することができる限り、そのような特定機能が活性化されたり、ONになったり、あるいはアンロック(unlock)されているかということにかかわらず、そのような装置、システム、または装置やシステムの構成要素を含む。



  1. タッチセンサの電極から信号を受信する段階と、
    前記タッチセンサに対する接触入力または分離入力を探知する段階と、を含み、
    前記接触入力または分離入力を探知するために、前記タッチセンサが、前記信号に基づいて電荷の変位を感知することを特徴とする方法。

  2. 前記信号のノイズ要素を分析する段階と、
    前記信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶する段階と、
    前記信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶した後の前記信号の特徴の少なくとも一部に基づいて、前記接触入力または分離入力を、接触イベントまたは分離イベントとして分類する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。

  3. 前記信号の特徴は、前記信号の時間ドメインプロファイルを含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。

  4. 前記信号の時間ドメインプロファイルは、ピーク及びトラフを含む信号波形を含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。

  5. 前記接触イベントまたは分離イベントの時間及び位置を決定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。

  6. 前記信号の少なくとも一部のソースである器具の素材を決定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。

  7. オブジェクトで、前記接触または分離を行い、
    前記オブジェクトは、いかなる素材でも構成されることを特徴とする請求項1に記載の方法。

  8. 前記電極の上に絶縁体が位置し、
    前記絶縁体上に他の素材が位置することを特徴とする請求項1に記載の方法。

  9. タッチセンサの電極から信号を受信する段階と、
    前記タッチセンサに対する接触入力または分離入力を探知する段階と、を含み、
    前記接触入力または分離入力を探知するために、前記タッチセンサが、前記信号に基づいて、電荷変位を感知する方法を遂行するロジックを記録したことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体。

  10. 前記ロジックは、
    前記信号のノイズ要素を分析する段階と、
    前記信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶する段階と、
    前記信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶した後の前記信号の特徴の少なくとも一部に基づいて、前記接触入力または分離入力を、接触イベントまたは分離イベントとして分類する段階と、をさらに含む方法を遂行することを特徴とする請求項9に記載の記録媒体。

  11. 前記信号の特徴は、前記信号の時間ドメインプロファイルを含むことを特徴とする請求項10に記載の記録媒体。

  12. 前記信号の時間ドメインプロファイルは、ピーク及びトラフを含む信号波形を含むことを特徴とする請求項11に記載の記録媒体。

  13. 前記ロジックは、
    前記接触イベントまたは分離イベントの時間及び位置を決定する段階をさらに含む方法を遂行することを特徴とする請求項10に記載の記録媒体。

  14. 前記ロジックは、
    前記信号の少なくとも一部のソースになる器具の素材を決定する段階をさらに含む方法を遂行することを特徴とする請求項9に記載の記録媒体。

  15. オブジェクトで前記接触または分離を行い、
    前記オブジェクトは、いかなる素材でも構成されることを特徴とする請求項9に記載の記録媒体。

  16. 前記電極上に絶縁体が位置し、
    前記絶縁体上に他の素材が位置することを特徴とする請求項9に記載の記録媒体。

  17. タッチセンサの電極と、
    コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体と、を含み、
    前記記録媒体は、
    前記タッチセンサの電極から信号を受信する段階と、
    前記タッチセンサに対する接触入力または分離入力を探知する段階であって、
    前記接触入力または分離入力を探知するために、前記タッチセンサが、前記信号に基づいて、電荷変位を感知する前記探知する段階と、を含む方法を遂行するロジックが記録されていることを特徴とする装置。

  18. 前記ロジックは、
    前記信号のノイズ要素を分析する段階と、
    前記信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶する段階と、
    前記信号のノイズ要素の少なくとも一部を拒絶した後の前記信号の特徴の少なくとも一部に基づいて、前記接触入力または分離入力を、接触イベントまたは分離イベントとして分類する段階と、をさらに含む方法を遂行することを特徴とする請求項17に記載の装置。

  19. 前記信号の特徴は、前記信号の時間ドメインプロファイルを含むことを特徴とする請求項18に記載の装置。

  20. 前記信号の時間ドメインプロファイルは、ピーク及びトラフを含む信号波形を含むことを特徴とする請求項19に記載の装置。

  21. 前記ロジックは、
    前記接触イベントまたは分離イベントの時間及び位置を決定する段階をさらに含む方法を遂行することを特徴とする請求項18に記載の装置。

  22. 前記ロジックは、
    前記信号の少なくとも一部のソースになる器具の素材を決定する段階をさらに含む方法を遂行することを特徴とする請求項17に記載の装置。

  23. オブジェクトで前記接触または分離を行い、
    前記オブジェクトは、いかなる素材でも構成されることを特徴とする請求項17に記載の装置。

  24. 前記電極上に絶縁体が位置し、
    前記絶縁体上に他の素材が位置することを特徴とする請求項17に記載の装置。

  25. タッチセンサの電極から信号を受信する手段と、
    前記タッチセンサに対する接触入力または分離入力を探知する手段と、を含み、
    前記接触入力または分離入力を探知するために、前記タッチセンサが、前記信号に基づいて、電荷変位を感知することを特徴とする装置。

  26. 前記信号のノイズ要素を分析する手段と、
    前記信号の前記ノイズ要素の少なくとも一部を拒絶する手段と、
    前記ノイズ要素の少なくとも一部を拒絶した後の前記信号の特徴の少なくとも一部に基づいて、前記接触入力または分離入力を、接触イベントまたは分離イベントとして分類する手段と、をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載の装置。

  27. 前記信号の特徴は、前記信号の時間ドメインプロファイルを含むことを特徴とする請求項26に記載の装置。

  28. 前記信号の時間ドメインプロファイルは、ピーク及びトラフを含む信号波形を含むことを特徴とする請求項27に記載の装置。

  29. 前記接触イベントまたは分離イベントの時間及び位置を決定する手段をさらに含むことを特徴とする請求項26に記載の装置。

  30. 前記信号の少なくとも一部のソースになる器具の素材を決定する手段をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載の装置。

  31. オブジェクトで前記接触または分離を行い、
    前記オブジェクトは、いかなる素材でも構成されることを特徴とする請求項25に記載の装置。

  32. 前記電極上に絶縁体が位置し、
    前記絶縁体上に他の素材が位置することを特徴とする請求項25に記載の装置。

 

 

Patent trol of patentswamp
類似の特許
本発明は、電磁気誘導方式の位置感知と静電容量方式の位置感知とを行うタブレットに関するものであって、電子ペンから放出される電磁波を感知する感知領域を取り囲む閉ループ状のループアンテナと、複数の第1導電性パターンを備え、複数の第1導電性パターンの各両端が何れか一辺に位置する第1ラインアンテナと、感知領域で複数の第1導電性パターンと互いに交差する複数の第2導電性パターンを備え、複数の第2導電性パターンの各両端が、複数の第1導電性パターンの各両端が位置した辺に位置する第2ラインアンテナと、複数の第1導電性パターン及び複数の第2導電性パターンの連結関係を制御することによって、電磁気誘導方式または静電容量方式で位置感知を行う制御回路を含むことによって、電子ペンの操作と指先のタッチとを同じアンテナパターンによって選択的に認識することができる。
本発明は、具体的には、リアルタイムで位置特定される運動可能な要素を運動させる力を生成及び自動制御することに関する。装置は、運動の力を生成する手段を有し、前記手段は、複数の異なる方向において力を生成するように制御可能である。又、前記装置は、無線信号を受信する手段と、電磁信号を送信する手段であって、前記電磁信号は、起動信号に応答して送信され、且つ、前記装置を有する運動可能な要素がリアルタイムで位置特定されることを許容する、送信手段と、前記受信手段及び前記電磁信号を送信する手段に接続された制御手段と、をも含む。制御手段は、受信した電磁信号を制御するための情報に応答して少なくとも一つの運動の力を生成する手段を制御すると共に、受信した無線信号の同期化情報に応答して起動信号を生成する手段を制御するように、構成されている。
電気機器を制御するためのこの設定可能なヒューマンマシンインタフェースは、・各器具に強固に接続された少なくとも一つの永久磁石(16)、及び磁力計のそれぞれの間の既知の距離を保つために、自由度なしに互いに機械的に接続されたN個の三軸磁力計(Mij)を有する磁力計アレイと、ここでNは、5以上の整数であり、・処理ユニット(30)であって、・器具の各永久磁石に対し、前記アレイに自由度なしに固定された三次元参照系における前記永久磁石の位置若しくは方向、又は前記永久磁石の磁気モーメントの大きさをエンコードする少なくとも一つの変数の値を、前記アレイの前記磁力計の測定から決定することと、・この変数の決定された値に基づいて前記制御法則を自動的に選択することとが可能である処理ユニットとを有する。
【選択図】図1
デバイスのユーザインターフェイスを操作するための装置及び方法のいくつかの態様が、表面に結合された複数のセンサを含むことができる。複数のセンサは、表面から所定の距離内にある物体の動きを検出することができる。1又はそれ以上のセンサは、検出された動きに応答して1又はそれ以上の信号を生成することができる。複数のセンサに通信可能に結合された1又はそれ以上のプロセッサが、この1又はそれ以上の生成された信号に対応する制御信号を生成してデバイスのユーザインターフェイスを操作することができる。
【選択図】 図1
電極配置は、観察領域内へ延在する準静的交流電場を生成するように構成される送信電極を有し、第1の電極は、第1の方向に延在し、受信電極として評価装置に接続されるように構成され、第2の電極は、第1の方向とは異なる第2の方向に延在し、準静的交流電場の乱れを評価するために、強化された感度プロファイルが、第1および第2の電極を結合することによって取得される。第1および第2の電極は、第2の電極を第1の電極に容量結合することによって結合され、第2の電極は、電気的に浮動しているか、または高インピーダンスを有する。
タッチモジュール及びタッチモジュールの製造方法を提供する。このタッチモジュールは、基板(10)と、基板(10)上に形成された第1透明電極層(11)、金属層(12)、絶縁層(13)、第2透明電極層(14)、及び保護層(15)とを備え、前記第1透明電極層(11)及び前記第2透明電極層(14)のそれぞれが、少なくとも二つの電磁誘導式タッチ電極(2、8)と、少なくとも二つの静電容量式タッチ電極(1、7)を備え、前記第1透明電極層(11)の各電磁誘導式タッチ電極(2)と各静電容量式タッチ電極(1)とが平行するとともに交互に配列され、前記第2透明電極層(14)の各電磁誘導式タッチ電極(8)と各静電容量式タッチ電極(7)とが平行するとともに交互に配列される。
相互作用感知 // JP2016509304
環境内での電磁気信号の特徴変化、及び電荷移動を受動的に受信するように構成されている単一電極と、環境内で、電荷移動に基づいて第1入力を探知し、電磁気信号の特徴変化に基づいて、第2入力を探知するように構成された、単一電極に連結されたタッチセンサと、を含む装置である。
本発明によれば、経済的に製造され、相反した特性である低温衝撃強度と透明性、流動性が同時に改善されたコポリカーボネート樹脂およびこれを含む成形品を提供する効果がある。
【課題】傾き角や回転角の検出及びホバー状態の検出などの高度の機能の要求に対応した位置指示器を提供する。
【解決手段】ペン形状のハウジング内に所定の信号を生成する信号生成回路を備え、この信号生成回路によって生成された信号を位置検出装置が備えるセンサに送出する位置指示器である。第1の電極を、ハウジングのペン形状の軸心方向の一方の端部から突出するように配置する。互いに電気的に分離された少なくとも3つの電極片から構成される第2の電極を、ハウジングに、ペン形状の中心軸を囲むように第1の電極の近傍に配設する。信号供給制御回路は、少なくとも3つの電極片から構成される第2の電極と第1の電極に対して信号生成回路によって生成された信号を選択的に供給する信号供給制御を行う。
【選択図】図3
【課題】効率的かつ高速のタッチ感知が可能な、タッチ感知システム及び表示装置を提供する。
【解決手段】互いに交差する方向に第1ラインL1と第2ラインL2が形成されてセンサノードを定義するタッチスクリーンパネル110と、ループ状のアンテナ120と、第1ラインと第2ラインの各々に印加した駆動パルスに対してアンテナを介して信号を受信して第1タッチプロセスを実行し、以後、第1ラインと第2ラインのうち、選択された少なくとも2つ以上のラインの各々に駆動パルスを順次印加してアンテナを介して信号を受信して第2タッチプロセスを実行するタッチプロセッサ130を含む。
【選択図】図1
To top