特許 6932646 フォース検出機能を備える一体型表示装置及び検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6932646

(24)【登録日】2021年8月20日

(45)【発行日】2021年9月8日

(54)【発明の名称】フォース検出機能を備える一体型表示装置及び検出装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/044 20060101AFI20210826BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20210826BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/044 Z

   G06F3/041 412

【請求項の数】16

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2017-557963(P2017-557963)

(86)(22)【出願日】2016年4月19日

(65)【公表番号】特表2018-521383(P2018-521383A)

(43)【公表日】2018年8月2日

(86)【国際出願番号】US2016028307

(87)【国際公開番号】WO2016182702

(87)【国際公開日】20161117

【審査請求日】2018年9月5日

【審判番号】不服2020-9701(P2020-9701/J1)

【審判請求日】2020年7月10日

(31)【優先権主張番号】62/160,554

(32)【優先日】2015年5月12日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/871,497

(32)【優先日】2015年9月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502161508

【氏名又は名称】シナプティクス インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(72)【発明者】

【氏名】シェペレフ， ペトル

【合議体】

【審判長】 ▲吉▼田 耕一

【審判官】 富澤 哲生

【審判官】 小田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０９２７５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２４４９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８６５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−５６５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−４１２８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

G06F 3/03, 3/041-3/047

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力面を有する一体型表示装置及びキャパシタンス検出装置であって、
複数のセンサ電極と、
前記複数のセンサ電極が設けられている層と異なる層に設けられている複数のレシーバ電極と、
前記複数のセンサ電極の下に配置された柔軟な薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板と、
前記ＴＦＴ基板の下に配置された少なくとも１つの導電性電極と、
前記複数のセンサ電極に結合される処理システムと、を備え、
前記複数のセンサ電極のそれぞれは、表示更新及びキャパシタンス検出用に構成される少なくとも１つのコモン電極を備え、
前記複数のセンサ電極及び前記ＴＦＴ基板は、前記入力面と前記少なくとも１つの導電性電極の間に配置され、
前記入力面に力が加えられたとき、前記ＴＦＴ基板が湾曲して前記複数のセンサ電極が前記導電性電極の方に撓み、
前記処理システムは、
前記複数のセンサ電極の少なくとも一部分の絶対キャパシタンスの変化を検出し、
前記絶対キャパシタンスの変化に基づいて入力オブジェクトのフォース情報を決定し、
前記複数のレシーバ電極から派生信号を受信している間、前記複数のセンサ電極をトランスミッタ信号で駆動し、
前記派生信号に基づいて前記入力面近くの入力オブジェクトの位置情報を決定するように構成される、一体型表示装置及びキャパシタンス検出装置。

【請求項2】

前記少なくとも１つの導電性電極は、複数の導電性電極を備える、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記少なくとも１つの導電性電極の表面積は、前記複数のセンサ電極それぞれの表面積より大きい、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記処理システムが、前記絶対キャパシタンスの変化に基づいて前記入力面近くの前記入力オブジェクトの位置情報を決定するように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記処理システムが、非表示更新時間中の前記絶対キャパシタンスの変化を検出するように構成された、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

前記ＴＦＴ基板の下に配置されるバックライトを更に備え、
前記少なくとも１つの導電性電極は、前記バックライトの下に配置される、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

入力面と、複数のセンサ電極と、前記複数のセンサ電極が設けられている層と異なる層に設けられている複数のレシーバ電極と、前記複数のセンサ電極の下に配置された柔軟なＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板の下に配置された少なくとも１つの導電性電極とを有する一体型表示装置及びキャパシタンス検出装置のための処理システムであって、
前記複数のセンサ電極を作動させるように構成され、前記複数のレシーバ電極に結合され、前記複数のレシーバ電極から派生信号を受信する間、前記複数のセンサ電極をトランスミッタ信号で駆動するように構成されたセンサ回路を含むセンサモジュールと、
前記センサ回路に結合される処理回路と、を備え、
前記複数のセンサ電極のそれぞれは、表示更新及びキャパシタンス検出用に構成される少なくとも１つのコモン電極を備え、
前記処理回路は、
前記複数のセンサ電極の少なくとも一部分の絶対キャパシタンスの変化を検出し、
前記絶対キャパシタンスの変化に基づいて入力オブジェクトのフォース情報を決定するように構成され、
前記派生信号に基づいて前記入力オブジェクトの位置情報を決定するように構成され、
前記複数のセンサ電極と前記ＴＦＴ基板とは、前記入力面と少なくとも１つの導電性電極との間に配置され、
前記入力面に力が加えられたとき、前記ＴＦＴ基板が湾曲して前記複数のセンサ電極が前記導電性電極の方に撓む、処理システム。

【請求項8】

前記少なくとも１つの導電性電極は、複数の導電性電極を備える、請求項７に記載の処理システム。

【請求項9】

前記少なくとも１つの導電性電極の表面積は、前記複数のセンサ電極それぞれの表面積より大きい、請求項７に記載の処理システム。

【請求項10】

前記処理回路は、前記絶対キャパシタンスの変化に基づいて前記入力面近くの前記入力オブジェクトの位置情報を決定するように構成される、請求項７に記載の処理システム。

【請求項11】

前記処理回路は、非表示更新時間中の前記絶対キャパシタンスの変化を検出するように構成される、請求項７に記載の処理システム。

【請求項12】

入力面と、キャパシタンス検出のための複数のセンサ電極と、前記複数のセンサ電極が設けられている層と異なる層に設けられている複数のレシーバ電極と、前記複数のセンサ電極の下に配置された柔軟なＴＦＴ基板と、前記ＴＦＴ基板の下に配置された少なくとも１つの導電性電極とを有する一体型表示装置及びキャパシタンス検出装置を作動させる方法であって、
前記複数のセンサ電極を作動させ、
前記複数のセンサ電極の少なくとも一部分の絶対キャパシタンスの変化を検出し、
前記絶対キャパシタンスの変化に基づいて入力オブジェクトのフォース情報を決定し、
前記複数のレシーバ電極から派生信号を受信している間、前記複数のセンサ電極をトランスミッタ信号で駆動し、
前記派生信号に基づいて前記入力面近くの入力オブジェクトの位置情報を決定し、
前記複数のセンサ電極のそれぞれは、表示更新及び前記キャパシタンス検出用に構成される少なくとも１つのコモン電極を備え、
前記複数のセンサ電極と前記ＴＦＴ基板とは、前記入力面と少なくとも１つの導電性電極の間に配置され、
前記入力面に力が加えられたとき、前記ＴＦＴ基板が湾曲して前記複数のセンサ電極が前記導電性電極の方に撓む、方法。

【請求項13】

前記少なくとも１つの導電性電極は、複数の導電性電極を備える、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記少なくとも１つの導電性電極の表面積は、前記複数のセンサ電極それぞれの表面積より大きい、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

更に、前記入力オブジェクトの位置情報を前記絶対キャパシタンスの変化に基づいて決定する、請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

前記絶対キャパシタンスの変化は、非表示更新時間中に検出される、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本発明の実施形態は、一般に、キャパシタンス検出に関し、より詳細にはフォース検出機能を備える一体型表示装置及び検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]近接センサ装置（一般にタッチパッド又はタッチセンサ装置とも呼ばれる）を含む入力装置は、様々な電子システムで広く使用されている。近接センサ装置は、典型的には、しばしば面によって区分された検出領域を含み、近接センサ装置は、１つ以上の入力オブジェクトの存在、位置及び／又は動きを決定する。近接センサ装置は、電子システムのインタフェースを提供するために使用されうる。例えば、近接センサ装置は、より大きいコンピューティングシステムの入力装置（ノートブック又はデスクトップコンピュータ内又はその周囲に取り付けられた不透明タッチパッドなど）に使用されることが多い。近接センサ装置は、しばしばより小さいコンピューティングシステム（携帯電話に組み込まれたタッチスクリーンなど）内でも使用される。

【発明の概要】

【0003】

[0003]一体型表示装置及びキャパシタンス検出装置におけるフォース検出のための技術をここに述べる。一実施形態では、入力面を有する一体型表示装置及びキャパシタンス検出装置が、複数のセンサ電極を含む。複数のセンサ電極はそれぞれ、表示更新及びキャパシタンス検出用に構成された少なくとも１つのコモン電極を含む。装置は、更に、少なくとも１つの導電性電極を含む。複数のセンサ電極は、入力面と少なくとも１つの導電性電極との間に配置される。複数のセンサ電極は、導電性電極の方に撓むように構成される。装置は、更に、複数のセンサ電極に結合されて、複数のセンサ電極の少なくとも一部分の絶対キャパシタンスの変化を検出しかつ絶対キャパシタンスの変化に基づいて入力オブジェクトのフォース情報を決定するように構成される処理システムを含む。

【0004】

[0004]別の実施形態では、入力面を有する一体型表示装置及びキャパシタンス検出装置のための処理システムが、複数のセンサ電極を作動させるように構成されるセンサ回路を含むセンサモジュールを含み、複数のセンサ電極はそれぞれ、表示更新及びキャパシタンス検出用に構成された少なくとも１つのコモン電極を含む。処理システムは、更に、センサ回路に結合されて、複数のセンサ電極の少なくとも一部分の絶対キャパシタンスの変化を検出し、その絶対キャパシタンスの変化に基づいて入力オブジェクトのフォース情報を決定するように構成された処理モジュールを含む。複数のセンサ電極は、入力面と少なくとも１つの導電性電極との間に配置される。複数のセンサ電極は、導電性電極の方に撓むように構成される。

【0005】

[0005]別の実施形態では、入力面を有する一体型表示装置及びキャパシタンス検出装置を作動させる方法が、キャパシタンス検出のための複数のセンサ電極を作動させることを含む。複数のセンサ電極のそれぞれは、表示更新及びキャパシタンス検出用に構成された少なくとも１つのコモン電極を含む。複数のセンサ電極は、入力面と少なくとも１つの導電性電極との間に配置される。複数のセンサ電極は、導電性電極の方に撓むように構成される。この方法は、更に、複数のセンサ電極の少なくとも一部分の絶対キャパシタンスの変化を検出することを含む。方法は、更に、絶対キャパシタンスの変化に基づいて入力オブジェクトのフォース情報を決定することを含む。力によって、複数のセンサ電極の少なくとも一部分が、複数のセンサ電極の下に配置され離間された少なくとも１つの電極の方に撓む。

【0006】

[0006]本発明の上記の特徴を詳細に理解できるように、以上で要約された本発明のより詳細な記述が、実施形態の参照によって行われ、その一部分が添付図面に示される。しかしながら、添付図面が、本発明の典型的な実施形態のみを示し、したがって範囲の限定と見なされるべきでなく、本発明は、他の等しく有効な実施形態を認めうる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】ここに述べる一実施形態による例示的入力装置のブロック図である。

【図2A】ここに述べる実施形態による例示的パターンの検出要素の一部分を示す図である。

【図2B】ここに述べる実施形態による例示的パターンの検出要素の一部分を示す図である。

【図3】一実施形態による入力装置の断面を示すブロック図である。

【図4】一実施形態による表示セルの断面を示すブロック図である。

【図5】別の実施形態による入力装置の断面を示すブロック図である。

【図6】一実施形態による入力オブジェクトによって入力装置に加えられる力を示す概略断面図である。

【図7】印加力が与えられた図６の入力装置の平面図である。

【図8】一実施形態による一体型表示装置及びキャパシタンス検出装置を作動させる方法を示す流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

[0015]理解を容易にするため、同一参照番号は、できるだけ、図に共通の同一要素を示すために使用された。ひとつの実施形態に開示された要素は、特別な記述なしに他の実施形態にも有効に利用されうる。ここに引用される図面は、特に断らない限り、一律の縮尺で描かれていると理解されるべきでない。また、図面は、描写と説明を分かりやすくするために、しばしば単純化されるか詳細又は構成要素が省略される。図面及び考察は、後述される原理を説明するものであり、類似の名称は類似の要素を示す。

【0009】

[0016]図１は、本発明の実施形態による例示的な入力装置１００のブロック図である。入力装置１００は、電子システム（図示せず）に入力を提供するように構成されうる。この文書で使用されるとき、用語「電子システム」（又は「電子装置」）は、広義には、情報を電子的に処理できる任意のシステムを指す。電子システムの幾つかの非限定的な例には、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、タブレット、ウェブブラウザ、電子書籍リーダ及び携帯情報端末（ＰＤＡ）など、全てのサイズ及び形状のパーソナルコンピュータが含まれる。追加の例示的な電子システムには、入力装置１００と別個のジョイスティック又はキースイッチを含む物理キーボードなどの複合入力装置が含まれる。更に他の例示的な電子システムには、データ入力装置（リモートコントロールとマウスを含む）などの周辺装置と、データ出力装置（表示画面とプリンタを含む）が含まれる。他の例には、遠隔端末、キオスク、及びテレビゲーム機（例えば、ビデオゲーム機、携帯ゲーム機など）が含まれる。他の例には、通信装置（スマートフォンなどの携帯電話を含む）と媒体装置（レコーダ、エディタ、及びテレビ、セットトップボックス、音楽プレーヤ、デジタルフォトフレーム及びデジタルカメラなどのプレーヤを含む）が含まれる。更に、電子システムは、入力装置に対してホスト又はスレーブでよい。

【0010】

[0017]入力装置１００は、電子システムの物理部分として実現されてもよく、電子システムから物理的に別個でもよい。必要に応じて、入力装置１００は、バス、ネットワーク、及び他の有線又は無線相互接続のうちの任意の１つ以上を使用して、電子システムの部分と通信できる。例には、Ｉ^２Ｃ、ＳＰＩ、ＰＳ／２、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＲＦ及びＩＲＤＡが含まれる。

【0011】

[0018]図１では、入力装置１００は、検出領域１２０内の１つ以上の入力オブジェクト１４０によって提供される入力を検出するように構成された近接センサ装置（「タッチパッド」又は「タッチセンサ装置」と呼ばれることも多い）として示される。例示的な入力オブジェクトには、図１に示されるような指とスタイラスが含まれる。

【0012】

[0019]検出領域１２０は、入力装置１００の上、まわり、中及び／又は近くの任意の空間を包含し、入力装置１００は、ユーザ入力（例えば、１つ以上の入力オブジェクト１４０によって提供されるユーザ入力）を検出できる。特定検出領域のサイズ、形状及び位置は、実施形態によって大きく異なりうる。幾つかの実施形態では、検出領域１２０は、入力装置１００の表面から空間内に１つ以上の方向に、信号対雑音比によって十分に正確なオブジェクト検出が妨げられるまで延在する。この検出領域１２０が特定方向に延在する距離は、様々な実施形態では、約１ミリメートル未満、数ミリメートル、数センチメートル、又はそれ以上でよく、使用される検出技術のタイプと必要な精度により大きく異なりうる。したがって、幾つかの実施形態は、入力装置１００の表面との接触を含まない入力、入力装置１００の入力面（例えば、タッチ面）との接触を含む入力、加えられた力又は圧力のある程度の量と結合された入力装置１００の入力面との接触を含む入力、及び／又はこれらの組み合わせを含む入力を検出する。様々な実施形態では、入力面は、センサ電極が中に存在するケーシングの表面、センサ電極やケーシングなどの上に被せられた表面板などによって提供されうる。幾つかの実施形態では、検出領域１２０は、入力装置１００の入力面に投影されたときに矩形形状を有する。

【0013】

[0020]入力装置１００は、センサ構成要素と検出技術の任意の組み合わせを利用して検出領域１２０内のユーザ入力を検出できる。入力装置１００は、ユーザ入力を検出するための１つ以上の検出要素を含む。幾つかの非限定的な例として、入力装置１００は、容量、弾性、抵抗、誘導、磁気、音響、超音波及び／又は光学技術を使用できる。

【0014】

[0021]幾つかの実施態様は、一次元、二次元、三次元又はより高次元の空間に及ぶ画像を提供するように構成される。幾つかの実施態様は、特定の軸又は平面に沿った入力の投影を提供するように構成される。

【0015】

[0022]入力装置１００の幾つかのキャパシタンス式の実施形態では、電圧又は電流が印加されて電界が作成される。近くの入力オブジェクトが、電界の変化を引き起こし、電圧や電流などの変化として検出されうる検出可能なキャパシタンス結合の変化を生成する。

【0016】

[0023]幾つかのキャパシタンス式の実施形態は、配列又は他の規則若しくは不規則パターンのキャパシタンス検出要素を利用して電界を作り出す。幾つかのキャパシタンス式の実施形態では、個別の検出要素をオーム的に短絡してより大きいセンサ電極を構成できる。幾つかのキャパシタンス式の実施形態は、均一な抵抗を有しうる抵抗シートを利用する。

【0017】

[0024]幾つかのキャパシタンス式の実施形態は、センサ電極と入力オブジェクトの間のキャパシタンス結合の変化に基づく「自己容量」（又は、「絶対キャパシタンス」）検出方法を利用する。様々な実施形態では、センサ電極近くの入力オブジェクトは、センサ電極近くの電界を変化させ、したがって、測定されるキャパシタンス結合が変化する。一実施態様では、絶対キャパシタンス検出方法は、センサ電極を基準電圧（例えば、系統接地）に対して変調させ、センサ電極と入力オブジェクトの間のキャパシタンス結合を検出することによって機能する。

【0018】

[0025]幾つかのキャパシタンス式の実施形態は、センサ電極間のキャパシタンス結合の変化に基づく「相互キャパシタンス」（又は「トランスキャパシタンス（transcapacitance）」）検出方法を利用する。様々な実施形態では、センサ電極近くの入力オブジェクトが、センサ電極間の電界を変化させ、それにより測定されたキャパシタンス結合が変化する。一実施態様では、トランスキャパシタンス検出方法は、１つ以上のトランスミッタセンサ電極（「トランスミッタ電極」又は「トランスミッタ」とも呼ばれる）と１つ以上のレシーバセンサ電極（「レシーバ電極」又は「レシーバ」とも呼ばれる）間のキャパシタンス結合を検出することによって機能する。トランスミッタセンサ電極は、基準電圧（例えば、系統接地）に対して変調されてトランスミッタ信号が送信される。レシーバセンサ電極は、派生信号の受け取りを容易にするために基準電圧に対して実質的に一定に保持されうる。派生信号は、１つ以上のトランスミッタ信号、及び／又は１つ以上の環境的干渉源（例えば、他の電磁気信号）に対応する作用を含みうる。センサ電極は、専用のトランスミッタ又はレシーバでもよく、送信と受信の両方を行うように構成されてもよい。

【0019】

[0026]図１で、処理システム１１０は、入力装置１００の一部として示される。処理システム１１０は、入力装置１００のハードウェアを動作させて検出領域１２０内の入力を検出するように構成される。処理システム１１０は、１つ以上の集積回路（ＩＣ）及び／又は他の回路構成要素の一部又は全てを含む。例えば、相互キャパシタンスセンサ装置のための処理システムは、トランスミッタセンサ電極によって信号を送るように構成されたトランスミッタ回路、及び／又はレシーバセンサ電極によって信号を受け取るように構成されたレシーバ回路を含みうる。幾つかの実施形態では、処理システム１１０は、ファームウェアコード、ソフトウェアコードなどの電子的に読み取り可能な命令を含む。幾つかの実施形態では、入力装置１００の近接検出要素など、処理システム１１０を構成する構成要素が一緒に配置される。他の実施形態では、処理システム１１０の構成要素は、入力装置１００の検出要素の近くにある１つ以上の構成要素、及び他の場所にある１つ以上の構成要素と物理的に別個である。例えば、入力装置１００は、デスクトップコンピュータに結合された周辺装置でもよく、処理システム１１０は、デスクトップコンピュータの中央処理装置及び中央処理装置とは別個の１つ以上のＩＣ（多くの場合、関連ファームウェアを有する）上で動作するように構成されたソフトウェアを含みうる。別の例として、入力装置１００は、電話に物理的に組み込まれてもよく、処理システム１１０は、電話の主処理装置の一部である回路とファームウェアを含みうる。幾つかの実施形態では、処理システム１１０は、入力装置１００の実現に専用化される。他の実施形態では、処理システム１１０は、表示画面の動作や触覚アクチュエータの駆動などの他の機能を実行する。

【0020】

[0027]処理システム１１０は、処理システム１１０の様々な機能を処理する１組のモジュールとして実現されうる。各モジュールは、処理システム１１０の一部である回路、ファームウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせを含みうる。様々な実施形態では、モジュールの様々な組み合わせが使用されうる。例示的なモジュールには、センサ電極や表示画面などのハードウェアを操作するためのハードウェア操作モジュール、センサ信号や位置情報などのデータを処理するためのデータ処理モジュール、及び情報を報告するための報告モジュールが含まれる。更に他の例示的なモジュールには、入力を検出する検出要素を操作するように構成されたセンサ操作モジュール、モード変更ジェスチャなどのジェスチャを識別するように構成された識別モジュール、及び動作モードを変更するためのモード変更モジュールが含まれる。

【0021】

[0028]幾つかの実施形態では、処理システム１１０は、１つ以上のアクションを行うことによって、検出領域１２０内のユーザ入力（又は、ユーザ入力がないこと）に直接応答する。例示的なアクションには、動作モードの変更、並びにカーソル移動、選択、メニューナビゲーション及び他の機能などのＧＵＩアクションが含まれる。幾つかの実施形態では、処理システム１１０は、入力（又は、入力がないこと）に関する情報を電子システムのある部分に（例えば、別個の中央処理システムが存在する場合は、処理システム１１０とは別個の電子システムの中央処理システムに）提供する。幾つかの実施形態では、電子システムのある部分は、処理システム１１０から受け取った情報を処理して、ユーザ入力に対応し、例えば、モード変更アクションとＧＵＩアクションを含むあらゆる種類のアクションを容易にする。

【0022】

[0029]例えば、幾つかの実施形態では、処理システム１１０は、入力装置１００の検出要素を操作して、検出領域１２０内の入力（又は、入力がないこと）を示す電気信号を生成する。処理システム１１０は、電子システムに提供される情報を生成する際に、電気信号に適切な量の処理を実行できる。例えば、処理システム１１０は、センサ電極から得られたアナログ電気信号をデジタル化できる。別の例として、処理システム１１０は、フィルタリング又は他の信号調整を実行できる。更に別の例として、処理システム１１０は、情報が電気信号とベースラインとの差を反映するように、ベースラインを除去するか他の形で考慮できる。更に他の例では、処理システム１１０は、例えば、位置情報を決定し、入力を命令と認識し、手書きを認識できる。

【0023】

[0030]「位置情報」は、ここで使用されるとき、絶対位置、相対位置、速度、加速度及び他のタイプの空間情報を広義に包含する。例示的な「ゼロ次元」位置情報には、近／遠又は接触／非接触情報が含まれる。例示的な「一次元」位置情報には、軸に沿った位置が含まれる。例示的な「二次元」位置情報には、平面内の動きが含まれる。例示的な「三次元」位置情報には、空間内の瞬間又は平均速度が含まれる。更に他の例には、空間情報の他の表現が含まれる。また、例えば、ある期間にわたって位置、動き又は瞬間速度を追跡する履歴データを含む一種類以上の位置情報に関する履歴データが、決定及び／又は記憶されうる。

【0024】

[0031]幾つかの実施形態では、入力装置１００は、処理システム１１０又は何らかの他の処理システムによって操作される付加的な入力構成要素によって実現される。そのような付加的な入力構成要素は、検出領域１２０内に入力するための冗長機能又は何らかの他の機能を提供できる。図１は、検出領域１２０の近くにあって、入力装置１００を使用してアイテムの選択を容易にするために使用できるボタン１３０を示す。他の種類の付加的な入力構成要素には、スライダ、ボール、ホイール、スイッチなどが含まれる。これと反対に、幾つかの実施形態では、入力装置１００は、他の入力構成要素なしに実現されうる。

【0025】

[0032]幾つかの実施形態では、入力装置１００は、タッチスクリーンインタフェースを備え、検出領域１２０は、表示画面のアクティブ領域の少なくとも一部分と重なる。例えば、入力装置１００は、表示画面を覆う実質的に透明なセンサ電極を備え、関連電子システムのためのタッチスクリーンインタフェースを提供できる。表示画面は、ユーザに視覚インタフェースを表示できる任意のタイプの動的表示装置でよく、かつ任意のタイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマ、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）又は他の表示技術を含みうる。入力装置１００と表示画面は、物理要素を共用できる。例えば、幾つかの実施形態は、表示と検出に同じ電気構成要素の幾つかを利用できる。別の例として、表示画面は、処理システム１１０によって一部分が操作されてもよく全体が操作されてもよい。

【0026】

[0033]本発明の多くの実施形態が、完全に機能する装置の文脈で記述されるが、本発明の機構は、様々な形態のプログラム製品（例えば、ソフトウェア）として分散可能であることを理解されたい。例えば、本発明の機構は、電子処理装置によって読み取り可能な情報支持媒体（例えば、処理システム１１０によって読取り可能な非一時的コンピュータ読み取り可能及び／又は記録可能／書き込み可能な情報支持媒体）上にソフトウェアプログラムとして実装及び分散されうる。更に、本発明の実施形態は、分散を行うために使用される媒体の特定のタイプに関係なく等しく適用される。非一時的電子的読取り可能媒体の例には、様々なディスク、メモリスティック、メモリカード、メモリモジュールなどが含まれる。電子的読取り可能媒体は、フラッシュ、光学、磁気、ホログラフィ、又は任意の他の記憶技術に基づきうる。

【0027】

[0034]図２Ａは、幾つかの実施形態による例示的パターンの検出要素の一部を示す。実例と記述を分かりやすくするために、図２Ａは、検出要素を単純な長方形パターンで示し、検出要素と処理システム１１０の間の様々な相互接続などの様々な構成要素を示していない。電極パターン２５０Ａは、第１の複数のセンサ電極２６０（２６０−１，２６０−２，２６０−３，．．．２６０−ｎ）と、第１の複数の電極２６０の上に配置された第２の複数のセンサ電極２７０（２７０−１，２７０−２，２７０−３，．．．２７０−ｍ）とを含む。示された例では、ｎ＝ｍ＝４であるが、一般にｎとｍはそれぞれ正整数であり、必ずしも互いに等しくない。様々な実施形態では、第１の複数のセンサ電極２６０は、複数のトランスミッタ電極（具体的には「トランスミッタ電極２６０」と呼ばれる）として作動され、第２の複数のセンサ電極２７０は、複数のレシーバ電極（具体的には「レシーバ電極２７０」と呼ばれる）として作動される。別の実施形態では、ある複数のセンサ電極が、送受信するように構成され、他の複数のセンサ電極が、送受信するように構成されうる。更に他の処理システム１１０は、派生信号を第１及び／又は第２の複数のセンサ電極の１つ以上のセンサ電極によって受け取り、１つ以上のセンサ電極が、絶対キャパシタンス検出信号によって変調される。第１の複数のセンサ電極２６０、第２の複数のセンサ電極２７０又はこれらの両方は、検出領域１２０内に配置されうる。電極パターン２５０Ａは、処理システム１１０に結合されうる。

【0028】

[0035]第１の複数の電極２６０と第２の複数の電極２７０は、典型的には、互いにオーム的に分離される。即ち、１つ以上の絶縁体が、第１の複数の電極２６０と第２の複数の電極２７０を分離し、それらの電極が互いに電気的に短絡するのを防ぐ。幾つかの実施形態では、第１の複数の電極２６０と第２の複数の電極２７０は、交差領域で間に配置された絶縁材料によって分離され、そのような構造では、第１の複数の電極２６０及び／又は第２の複数の電極２７０が、同じ電極の異なる部分を接続するジャンパによって構成されうる。幾つかの実施形態では、第１の複数の電極２６０と第２の複数の電極２７０が、１つ以上の絶縁材料層によって分離される。そのような実施形態では、第１の複数の電極２６０と第２の複数の電極２７０が、共通基板の別個の層上に配置されうる。他の幾つかの実施形態では、第１の複数の電極２６０と第２の複数の電極２７０が、１つ以上の基板によって分離され、例えば、第１の複数の電極２６０と第２の複数の電極２７０が、同じ基板の両側に配置されてもよく、積層された異なる基板上に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、第１の複数の電極２６０と第２の複数の電極２７０が、単一基板の同じ側に配置されうる。

【0029】

[0036]第１の複数のセンサ電極２６０と第２の複数センサ電極２７０の間の局所的なキャパシタンス結合領域が、「キャパシタンス画像」の「キャパシタンス画素」を構成する。第１と第２の複数のセンサ電極２６０と２７０間のキャパシタンス結合は、検出領域１２０内の入力オブジェクトの近さと動きにより変化する。更に、様々な実施形態では、第１の複数のセンサ電極２６０と第２の複数のセンサ電極２７０のそれぞれと入力オブジェクトとの間の局所的なキャパシタンス結合は、「キャパシタンス画像」の「キャパシタンス画素」と呼ばれうる。幾つかの実施形態では、第１の複数のセンサ電極２６０と第２の複数のセンサ電極２７０のそれぞれと入力オブジェクトとの間の局所的なキャパシタンス結合は、「キャパシタンスプロファイル」の「キャパシタンス測定値」と呼ばれうる。

【0030】

[0037]処理システム１１０は、センサ回路２０４を有するセンサモジュール２０８を含みうる。センサモジュール２０８は、電極パターン２５０Ａを作動させて、検出周波数を有するキャパシタンス検出信号を使用する電極パターンの電極から派生信号を受け取る。処理システム１１０は、派生信号からキャパシタンス測定値を決定するように構成された処理モジュール２２０を含みうる。処理モジュール２２０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサなどのプロセッサ回路２２２を含みうる。処理モジュール２２０は、本明細書に記載された機能を実施するためにプロセッサ回路２２２によって実行するように構成されたソフトウェア及び／又はファームウェアを含みうる。あるいは、プロセッサモジュール２２０の機能の幾つか又は全ては、ハードウェアで完全に実現されうる（例えば、集積回路を使用して）。処理モジュール２２０は、キャパシタンス測定値の変化を追跡して検出領域１２０の入力オブジェクトを検出できる。処理システム１１０は、他のモジュール構成を含むことができ、また、センサモジュール２０８と処理モジュール２２０によって実行される機能は、一般に、処理システム１１０内の１つ以上のモジュール又は回路によって実行されうる。処理システム１１０は、他のモジュール及び回路を含むことができ、以下の幾つかの実施形態で記述されるような他の機能を実行できる。

【0031】

[0038]処理システム１１０は、絶対キャパシタンス検出モード又はトランスキャパシタンス検出モードで動作できる。絶対キャパシタンス検出モードでは、センサ回路２０４内のレシーバが、電極パターン２５０Ａのセンサ電極上の電圧、電流又は電荷を測定し、センサ電極が、絶対キャパシタンス検出信号で変調されて派生信号を生成する。処理モジュール２２０は、派生信号から絶対キャパシタンス測定値を生成する。処理モジュール２２０は、絶対キャパシタンス測定値の変化を追跡して検出領域１２０内の入力オブジェクトを検出できる。

【0032】

[0039]トランスキャパシタンス検出モードでは、センサ回路２０４内のトランスミッタが、第１の複数の電極２６０の１つ以上を、キャパシタンス検出信号（トランスキャパシタンス検出モードではトランスミッタ信号又は変調信号とも呼ばれる）によって駆動する。センサ回路２０４内のレシーバは、第２の複数の電極２７０の１つ以上における電圧、電流及び電荷を測定して派生信号を生成する。派生信号は、検出領域１２０内のキャパシタンス検出信号及び入力オブジェクトの影響を含む。処理モジュール２２０は、派生信号からトランスキャパシタンス測定値を生成する。処理モジュール２２０は、トランスキャパシタンス測定値の変化を追跡して検出領域１２０内の入力オブジェクトを検出できる。

【0033】

[0040]幾つかの実施形態では、処理システム１１０は、電極パターン２５０Ａを「走査」してキャパシタンス測定値を決定する。トランスキャパシタンス検出モードでは、処理システム１１０は、第１の複数の電極２６０を駆動してトランスミッタ信号を送信する。処理システム１１０は、１つのトランスミッタ電極が一度に送信するか複数のトランスミッタ電極が同時に送信するように、第１の複数の電極２６０を作動できる。複数のトランスミッタ電極が同時に送信する場合、それらの複数のトランスミッタ電極が、同じトランスミッタ信号を送信し、より大きいトランスミッタ電極を有効に生成してもよく、それらの複数のトランスミッタ電極が、異なるトランスミッタ信号を送信してもよい。例えば、複数のトランスミッタ電極は、様々なトランスミッタ信号を、第２の複数の電極２７０の派生信号に対する複合効果を独立に決定可能にする１つ以上のコード体系に従って、送信できる。絶対キャパシタンス検出モードでは、処理システム１１０は、派生信号を、１つのセンサ電極２６０，２７０から一度に受け取ってもよく、複数のセンサ電極２６０，２７０から一度に受け取ってもよい。いずれのモードでも、処理システム１１０は、第２の複数の電極２７０を単独又は一緒に作動させて派生信号を取得できる。絶対キャパシタンス検出モードでは、処理システム１１０は、１つ以上の軸に沿った全ての電極を同時に駆動できる。幾つかの例では、処理システム１１０は、１つの軸に沿った（例えば、第１の複数のセンサ電極２６０に沿った）電極を駆動でき、同時に別の軸に沿った電極が、シールド信号やガード信号などによって駆動される。幾つかの例では、１つの軸に沿った幾つかの電極と他の軸に沿った幾つかの電極が、同時に駆動されうる。

【0034】

[0041]トランスキャパシタンス検出モードでは、処理システム１１０は、派生信号を使用してキャパシタンス画素におけるキャパシタンス測定値を決定できる。キャパシタンス画素からの１組の測定値が、画素におけるキャパシタンス測定値を表す「キャパシタンス画像」（「キャパシタンスフレーム」とも呼ばれる）を構成する。処理システム１１０は、複数の時間期間にわたる複数のキャパシタンス画像を取得でき、キャパシタンス画像の間の差を決定して検出領域１２０内の入力に関する情報を取得できる。例えば、処理システム１１０は、連続時間期間にわたって取得された連続キャパシタンス画像を使用して、検出領域１２０に入る、出る、及びその中の１つ以上の入力オブジェクトの動きを追跡できる。

【0035】

[0042]絶対キャパシタンス検出モードで、処理システム１１０は、派生信号を使用して、センサ電極２６０の軸及び／又はセンサ電極２７０の軸に沿ったキャパシタンス測定値を決定できる。１組のそのような測定値が、軸に沿ったキャパシタンス測定値を表す「キャパシタンスプロファイル」を構成する。処理システム１１０は、複数の時間期間にわたって軸の一方又は両方に沿った複数のキャパシタンスプロファイルを得ることができ、キャパシタンスプロファイル間の差を決定して検出領域１２０内の入力に関する情報を取得できる。例えば、処理システム１１０は、連続時間期間にわたって取得された連続キャパシタンスプロファイルを使用して、検出領域１２０内の入力オブジェクトの位置又は近さを追跡できる。他の実施形態では、各センサは、キャパシタンス画像のキャパシタンス画素でよく、絶対キャパシタンス検出モードを使用して、キャパシタンスプロファイルの追加又は代替としてキャパシタンス画像を生成できる。

【0036】

[0043]入力装置１００のベースラインキャパシタンスは、検出領域１２０内の入力オブジェクトと関連しないキャパシタンス画像又はキャパシタンスプロファイルである。ベースラインキャパシタンスは、環境及び動作条件により変化し、処理システム１１０は、ベースラインキャパシタンスを様々な方法で評価できる。例えば、幾つかの実施形態では、処理システム１１０は、検出領域１２０内に入力オブジェクトがないことが決定されたときに「ベースライン画像」又は「ベースラインプロファイル」を取得し、そのベースライン画像又はベースラインプロファイルをベースラインキャパシタンスの評価として使用する。処理モジュール２２０は、キャパシタンス測定値におけるベースラインキャパシタンスを考慮でき、したがって、キャパシタンス測定値は、「デルタキャパシタンス測定値」と呼ばれうる。したがって、用語「キャパシタンス測定値」は、本明細書で使用されるとき、決定されたベースラインに対するデルタ測定値を含む。

【0037】

[0044]幾つかのタッチスクリーン実施形態では、第１の複数のセンサ電極２６０と第２の複数のセンサ電極２７０の少なくとも一方は、「Ｖｃｏｍ」電極（コモン電極）、ゲート電極、ソース電極、アノード電極及び／又はカソード電極の１つ以上のセグメントなど、表示画面の表示の更新に使用される表示装置２８０の１つ以上の表示電極を備える。これらの表示電極は、適切な表示画面基板上に配置されうる。例えば、表示電極は、何らかの表示画面（例えば、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）又はプレーントゥラインスイッチング（ＰＬＳ）有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ））内の透明基板（ガラス基板、ＴＦＴガラス、又は他の透明材料）上、放射層（ＯＬＥＤ）の上の何らかの表示画面のカラーフィルタガラス（例えば、パターンドバーチカルアライメント（Patterned Vertical Alignment）（ＰＶＡ）又はマルチドメインバーチカルアライメント（Multi-domain Vertical Alignment）（ＭＶＡ））の底面上などに配置されうる。表示電極は、表示更新及びキャパシタンス検出の機能を実行するので、「組み合わせ電極」とも呼ばれうる。様々な実施形態では、第１及び第２の複数のセンサ電極２６０及び２７０の各センサ電極は、１つ以上の組み合わせ電極を含む。他の実施形態では、第１の複数のセンサ電極２６０の少なくとも２つのセンサ電極、又は第２の複数のセンサ電極２７０の少なくとも２つのセンサ電極が、少なくとも１つの組み合わせ電極を共用できる。更に、一実施形態では、第１の複数のセンサ電極２６０と第２の複数電極２７０の両方が、表示画面基板上の表示スタック内に配置される。更に、表示スタック内のセンサ電極２６０，２７０の少なくとも１つが、組み合わせ電極を含みうる。しかしながら、他の実施形態では、第１の複数のセンサ電極２６０又は第２の複数のセンサ電極２７０だけ（両方ではなく）が、表示スタック内に配置され、一方、他のセンサ電極は、表示スタックの外側にある（例えば、カラーフィルタガラスの反対側に配置される）。

【0038】

[0045]一実施形態では、処理システム１１０は、センサモジュール２０８、処理モジュール２２０及び任意の他のモジュール及び／又は回路を有する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの単一の一体型コントローラを備える。別の実施形態では、処理システム１１０は、複数の集積回路を含むことができ、センサモジュール２０８、処理モジュール２２０、及び任意の他のモジュール及び／又は回路が集積回路間に分割されうる。例えば、センサモジュール２０８が、１つの集積回路上にあってもよく、処理モジュール２２０及び任意の他のモジュール及び／回路が、１つ以上の他の集積回路でよい。幾つかの実施形態では、センサモジュール２０８の第１の部分が、１つの集積回路上にあってもよく、センサモジュール２０８の第２の部分が、第２の集積回路上にあってもよい。そのような実施形態では、第１と第２の集積回路の少なくとも一方が、ドライバモジュール及び／又は表示ドライバモジュールなどの他のモジュールの少なくとも一部分を含む。

【0039】

[0046]図２Ｂは、幾つかの実施形態による検出要素の別の例示的パターンの一部分を示す。例証と記述を分かりやすくするために、図２Ｂは、検出要素を矩形マトリクスで示し、処理システム１１０と検出要素の間の様々な相互接続などの様々な構成要素を示していない。電極パターン２５０Ｂは、矩形マトリクスに配置された複数のセンサ電極２１０を含む。電極パターン２５０Ｂは、Ｊ行Ｋ列で配列されたセンサ電極２１０_J,K（集合的にセンサ電極２１０と呼ばれる）を含み、ここで、ＪとＫは正整数であるが、１又はＪ及びＫはゼロであってもよい。電極パターン２５０Ｂが、極配列（polar array）、繰り返しパターン、非繰り返しパターン、不均一配列、単一行又は列、又は他の適切な配列など、センサ電極２１０の他のパターンを含みうる。更に、センサ電極２１０は、円形、矩形、菱形、星形、四角形、非凸状、凸状、非凹状、凹状などの任意の形状でよい。更に、センサ電極２１０は、複数の別個のサブ電極に細分されうる。電極パターン２５０は、処理システム１１０に結合される。

【0040】

[0047]センサ電極２１０は、典型的には、互いにオーム的に分離される。更に、センサ電極２１０が複数のサブ電極を含む場合、サブ電極は、互いにオーム的に分離されうる。更に、一実施形態では、センサ電極２１０は、センサ電極２１０の間にあるグリッド電極２１８からオーム的に分離されうる。一例では、グリッド電極２１８は、グリッド電極２１８の窓２１６内に配置されたセンサ電極２１０の１つ以上を取り囲みうる。幾つかの実施形態では、電極パターン２５０Ｂは、複数のグリッド電極２１８を含みうる。幾つかの実施形態では、グリッド電極２１８は、１つ以上のセグメントを含みうる。グリッド電極２１８は、シールドとして使用されるか、センサ電極２１０によるキャパシタンス検出を行なうときに使用するガード信号を伝えるために使用されうる。代替又は追加として、グリッド電極２１８は、キャパシタンス検出を行なうときのセンサ電極として使用されうる。更に、グリッド電極２１８は、センサ電極２１０と同一平面でよいが、これは要件ではない。例えば、グリッド電極２１８は、異なる基板上、又はセンサ電極２１０と同じ基板の異なる側に配置されうる。グリッド電極２１８は必須ではなく、幾つかの実施形態では、グリッド電極２１８は存在しない。

【0041】

[0048]第１の動作モードで、処理システム１１０は、少なくとも１つのセンサ電極２１０を使用して、絶対キャパシタンス検出により入力オブジェクトの存在を検出できる。センサモジュール２０８は、センサ電極２１０上の電圧、電荷又は電流を測定して、センサ電極２１０と入力オブジェクト間のキャパシタンスを示す派生信号を取得できる。処理モジュール２２０は、派生信号を使用して絶対キャパシタンス測定値を決定する。電極パターン２５０Ｂのとき、絶対キャパシタンス測定値を使用してキャパシタンス画像を形成できる。

【0042】

[0049]第２の動作モードで、処理システム１１０は、センサ電極２１０群を使用して、トランスキャパシタンス検出によって入力オブジェクトの存在を検出できる。センサモジュール２０８は、センサ電極２１０の少なくとも１つのセンサ電極をトランスミッタ信号によって駆動でき、またセンサ電極２１０の少なくとも１つの他のセンサ電極から派生信号を受け取りうる。処理モジュール２２０は、派生信号を使用してトランスキャパシタンス測定値を決定しかつキャパシタンス画像を形成する。

【0043】

[0050]入力装置１００は、前述したモードのいずれでも動作するように構成されうる。また、入力装置１００は、前述したモードのいずれか２つ以上のモード間で切り替わるように構成されうる。処理システム１１０は、図２Ａに関して前述したように構成されうる。

【0044】

[0051]幾つかの実施形態では、処理システム１１０は、更に、入力オブジェクトのフォース情報を決定するように構成される。処理システム１１０は、表示装置に組み込まれたセンサ電極から得られた絶対キャパシタンス測定値に応じたフォース情報を決定できる。更に後述するように、入力装置１００の表示装置は、入力オブジェクトによって加えられる力に応じて湾曲できる。表示装置が湾曲する結果、表示装置に組み込まれたセンサ電極の少なくとも一部分が平衡状態から撓む。加えられた力によってセンサ電極が撓む結果、絶対キャパシタンス測定値が変化する。フォース情報は、センサ電極の構成により、「フォース画像」、「フォースプロファイル」又はスカラフォース値を含みうる。例えば、センサ電極パターン２５０Ｂから得られた絶対キャパシタンス測定値を使用して、フォース画像又はフォーススカラ値を生成できる。別の例では、センサ電極パターン２５０Ａから得られた絶対キャパシタンス測定値を使用して、フォースプロファイル又はフォーススカラ値を生成できる。いずれの場合も、フォース情報を位置情報と組み合わせて、入力オブジェクトの位置と、入力オブジェクトによって加えられる力の両方を決定できる。別の実施形態では、力の大きさを測定してスカラフォース値を決定できる。スカラフォース値を位置情報と組み合わせてフォース画像又はフォースプロファイルを生成できる。

【0045】

[0052]図３は、一実施形態による入力装置１００の断面を示すブロック図である。入力装置１００は、入力面３０１、表示セル３１４Ａ、バックライト３０８、空隙／圧縮性層３１０、及び少なくとも１つの導電性電極（導電性電極３１２）を備える。入力面３０１は、ガラス基板などの透明基板を含みうる。導電性電極３１２は、金属電極でよい。一実施形態では、導電性電極３１２は、単一の導電性バックプレーンを含む。別の実施形態では、導電性バックプレーンを部分に細分でき、導電性電極３１２は、導電性バックプレーンの一部分を含みうる。導電性電極３１２は、電気接地又は系統接地などの基準電圧に電気的に結合されうる。

【0046】

[0053]一実施形態では、表示セル３１４Ａは、カラーフィルタ基板３０２、内部層３０５、及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板３０６を含む。内部層３０５は、カラーフィルタ層、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）材料層、導電体層、絶縁体層などの様々な層を含みうる。詳細には、内部層３０５は、センサ電極３０４を構成する１つ以上の導電体層を含む。カラーフィルタ基板３０２、内部層３０５及びＴＦＴ基板３０６は柔軟であり、その結果、表示セル３１４Ａが柔軟になる。

【0047】

[0054]センサ電極３０４は、様々な構成を有しうる。一例では、センサ電極３０４は、センサ電極パターン２５０Ａの複数のセンサ電極２６０を含みうる。一例では、センサ電極３０４は、センサ電極パターン２５０Ａの複数のセンサ電極２６０と複数のセンサ電極２７０を含みうる。別の例では、センサ電極３０４は、センサ電極パターン２５０Ｂのセンサ電極２１０を含みうる。任意の構成で、センサ電極３０４はそれぞれ、表示更新及びキャパシタンス検出のために構成された少なくとも１つのコモン電極を備える。

【0048】

[0055]表示セル３１４Ａは、入力面３０１とバックライト３０８の間に配置される。表示セル３１４Ａは、柔軟であり、力が入力面３０１に加えられたときに屈曲又は湾曲できる。この例では、導電性電極３１２は、空隙又は圧縮性層３１０でよい空隙／圧縮性層３１０によってバックライト３０８から分離される。従って、センサ電極３０４は、入力面３０１と導電性電極３１２の間に配置される。センサ電極３０４は、入力面３０１に加えられた力に応じて表示セル３１４が空隙／圧縮性層３１０内に湾曲するときに導電性電極３１２の方に撓むように構成される。入力面３０１に加えられる力の位置によって、センサ電極３０４の少なくとも一部分が、印加力に応じて導電性電極３１２の方に撓む。

【0049】

[0056]図４は、一実施形態による別の表示セル３１４Ｂの断面を示すブロック図である。一実施形態では、表示セル３１４Ｂは、表示セル３１４Ａの代わりに使用されうる。表示セル３１４Ｂ内で、レシーバ電極３１６が、カラーフィルタ基板３０２上に配置される。一実施形態では、センサ電極３０４は、トランスミッタ電極として動作する複数のセンサ電極２６０を含みうる。レシーバ電極３１６は、センサ電極パターン２５０Ａの複数のセンサ電極２７０を含みうる。別の実施形態では、レシーバ電極３１６は、カラーフィルタ基板３１６上ではなく、内部層３０５内に配置される。更に別の実施形態では、レシーバ電極３１６は、センサ電極３０４と同じ層上に配置される。

【0050】

[0057]図５は、別の実施形態による入力装置１００の断面を示すブロック図である。この実施形態では、導電性電極３１２は、表示セル３１４の下でかつバックライト３０８の上に配置される。表示セル３１４は、表示セル３１４Ａ、表示セル３１４Ｂなどを含みうる。例えば、導電性電極３１２は、表示セル３１４のＴＦＴ基板３０６の下に配置されうる。導電性電極３１２は、空隙／圧縮性層３１０によって表示セル３１４から分離される。

【0051】

[0058]図３〜図５の実施形態で、ＯＬＥＤディスプレイなどの他のタイプのフレキシブル表示セルが使用されうる。一般に、表示セルは、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、プラズマセル、電子インク素子、ＬＣＤ構成要素、又はフレキシブルディスプレイと適合する他の適切な表示画素構造から構成された表示画素を含みうる。センサ電極３０４は、表示セル内に配置され、フレキシブルディスプレイを曲げる力が加えられたときに導電性電極３１２の方に撓む。

【0052】

[0059]図６は、一実施形態による入力オブジェクトによって入力装置１００に加えられた力を示す概略断面図である。入力オブジェクト（例えば、指）が、入力面（図６に示されず）に力を加え、その力が、表示セル３１４を曲げる。表示セル３１４内に配置されたセンサ電極３０５が、導電性電極３１２の方に撓む。図７は、図６に示された印加力が与えられた入力装置１００の平面図である。図７の例では、センサ電極３０４は、センサ電極パターン２５０Ｂのセンサ電極２１０を含む。領域７０２内のセンサ電極２１０の一部分は、印加力に応じて導電性電極３１２の方に撓む。センサ電極パターン２５０Ｂは、例で示されているが、他のセンサ電極パターンを使用できる（例えば、センサ電極パターン２５０Ａ）。一般に、入力装置１００に加えられる所定の力によって、センサ電極３０５の少なくとも一部分が導電性電極３１２の方に撓む。図７の例では、導電性電極３１２は、単一のバックプレーンを含むが、前述のような他の構成も使用できる。一実施形態では、導電性電極３１２の表面積は、センサ電極３０５それぞれの表面積より大きい。

【0053】

[0060]図８は、一実施形態による一体型表示装置及びキャパシタンス検出装置を作動させる方法８００を示す流れ図である。方法８００は、前述された処理システム１１０によって、入力装置１００と相互作用する入力オブジェクトのフォース情報、又はフォース情報と位置情報両方を決定するために実行されうる。一実施形態では、処理システム１１０は、垂直帰線消去時間や水平帰線消去時間などの非表示更新時間中に、方法８００の全て又は一部を実行する。別の実施形態では、非表示更新時間は、表示フレームの表示線更新の間に生じかつ少なくとも表示線更新期間と同じ長さの水平帰線消去期間でよい。幾つかの実施形態では、１つの非表示更新期間をフォース検出のために使用でき、他の非表示更新期間をタッチ検出のために使用できる。

【0054】

[0061]方法８００は、ステップ８０２で始まり、処理システム１１０は、キャパシタンス検出のためのセンサ電極を作動させる。センサ電極パターン２５０Ａ又はセンサ電極パターン２５０Ｂのための絶対キャパシタンス検出やトランスキャパシタンス検出などのキャパシタンス検出のための様々な技術については前述された。

【0055】

[0062]ステップ８０４で、処理システム１１０は、絶対キャパシタンス検出のためのセンサ電極を駆動する。絶対キャパシタンス検出の技術については前述された。センサ回路２０４は、絶対キャパシタンス検出のためにセンサ電極２６０又はセンサ電極２１０を駆動できる。一実施形態では、ステップ８０６で、処理システム１１０は、トランスキャパシタンス検出のためにセンサ電極を駆動できる。トランスキャパシタンス検出の技術については前述された。センサ電極パターン２５０Ａの場合、センサ回路２０４は、センサ電極２７０から派生信号を受け取りながらセンサ電極２６０をトランスミッタ信号で駆動できる。センサ電極パターン２５０Ｂの場合、センサ回路２０４は、他のセンサ電極２１０から派生信号を受け取りながら幾つかのセンサ電極２１０をトランスミッタ信号で駆動できる。

【0056】

[0063]ステップ８０８で、処理システム１１０は、センサ電極の少なくとも一部分の絶対キャパシタンスの変化を決定する。ステップ８１０で、処理システム１１０は、絶対キャパシタンスの変化に基づいて入力オブジェクトのフォース情報を決定する。前述したように、入力装置１００に加えられる力に応じて、フレキシブルディスプレイ内のセンサ電極の一部分が、導電性電極の方に撓む。そのような撓んだ電極の絶対キャパシタンスは、その電極が導電性電極の方に撓むときに変化する。絶対キャパシタンスのこの変化を測定することによって、処理システム１１０は、フォース情報を決定できる。

【0057】

[0064]ステップ８１２で、処理システム１１０は、また、絶対キャパシタンス測定値及び／又はトランスキャパシタンス測定値に基づいて入力オブジェクトの位置情報を決定できる。処理システム１１０は、位置情報とフォース情報を組み合わせて、入力オブジェクトの位置と、入力オブジェクトによって入力装置１００に加えられた力を決定できる。

【0058】

[0065]ここに述べられた実施形態及び例は、本技術とその特定の応用による実施形態を最もよく説明し、それにより当業者が本発明を作成し使用できるようにするために提示された。しかしながら、当業者は、以上の記述と例が、例証と実施例のためのみに提示されたことを理解するであろう。示された記述は、網羅的なものではなく、本発明を開示された厳密な形に限定するものでもない。

【0059】

[0066]以上を考慮して、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

【符号の説明】

【0060】

１００ 入力装置
１１０ 処理システム
１２０ 検出領域
１３０ ボタン
１４０ 入力オブジェクト
２０４ センサ回路
２０８ センサモジュール
２２０ 処理モジュール
２２２ プロセッサ回路

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】