知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-25
(54)【発明の名称】回転可能ノブインタフェース
(51)【国際特許分類】
G06F 3/0362 20130101AFI20240118BHJP
G06F 3/041 20060101ALI20240118BHJP
【ＦＩ】
G06F3/0362 461
G06F3/041 560
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023539815
(86)(22)【出願日】2022-01-06
(85)【翻訳文提出日】2023-07-25
(86)【国際出願番号】 US2022011379
(87)【国際公開番号】W WO2022150432
(87)【国際公開日】2022-07-14
(31)【優先権主張番号】17/142,667
(32)【優先日】2021-01-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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
(74)【代理人】
【識別番号】100117617
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 圭策
(72)【発明者】
【氏名】フォン、ケルヴィン
【テーマコード（参考）】
5B087
【Ｆターム（参考）】
5B087AD01
5B087BC12
5B087BC13
5B087BC34
(57)【要約】
回転可能インタフェースのズレを検出する方法が開示される。該回転可能インタフェースは、底面に導電性領域を有する固定基部を有しており、固定基部が入力装置の表示画面に取り付けられる。当該方法は、第１期間に、それぞれ導電性領域に容量カップリングされた入力装置の第１セット及び第２セットの電極に基準信号を提供することを含む。該方法は、更に、第２期間に、電極の前記第１セットに基準信号を供給し、電極の前記第２セットに検知信号を供給し、電極の前記第２セットで結果信号を受信することを含む。該方法は、更に、前記入力装置の前記表示画面に対する前記回転可能インタフェースの平行移動を、前記第２期間における前記結果信号の値に少なくとも部分的に基づいて判定することを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
センサ電極を備える表示パネルと、前記センサ電極に結合された処理システムと、
前記表示パネルの上方に配置された電子デバイスと、
を備え、
前記処理システムが、
第１期間に、前記センサ電極の第１サブセットを、基準信号で前記第１サブセットを駆動することによって入力検知用に作動させ、
前記第１期間に、前記センサ電極の第２サブセットを、前記基準信号で前記第２サブセットを駆動することによって入力検知用に作動させ、
第２期間に、検知信号で前記センサ電極の前記第１サブセットを駆動し、前記センサ電極の前記第１サブセットから結果信号を受信することによって前記センサ電極の前記第１サブセットをズレ検知用に作動させ、
前記第２期間に、前記基準信号で前記検知電極の前記第２サブセットを駆動する、
するように構成され、
前記電子デバイスが、
前記センサ電極の前記第１サブセット及び前記センサ電極の前記第２サブセットのそれぞれに結合するように構成された導電性領域を備えており、
前記第２期間に前記センサ電極の前記第１サブセットから受信された前記結果信号は、前記表示パネルに対する前記導電性領域の位置に基づく影響を受け、
前記処理システムが、更に、前記結果信号に基づいて前記表示パネルに対する前記電子装置のズレを判定するように構成されている、
検知システム。
【請求項2】
前記処理システムが、更に、前記第２期間に受信した前記結果信号を、前記センサ電極の前記第２サブセットについて受信した結果信号の以前のセットと比較するように構成されている請求項１に記載の検知システム。
【請求項3】
前記結果信号の前記以前のセットは、前記処理システムによる前回の第２期間の動作中に受信されている請求項２に記載の検知システム。
【請求項4】
前記結果信号の前記以前のセットは、前記電子デバイスを前記表示パネルに取り付けたときか、前記電子デバイスを前記表示パネルに取り付けた後かのどちらかで取得されている請求項２に記載の検知システム。
【請求項5】
前記処理システムが、更に、前記表示パネルに対する前記電子装置のズレの距離及び方向を判定するように構成されている請求項２に記載の検知システム。
【請求項6】
前記電子デバイスが、回転可能ノブインタフェースの固定基部である請求項１に記載の検知システム。
【請求項7】
前記固定基部が、前記表示パネルに取り付けられている請求項６に記載の検知システム。
【請求項8】
前記固定基部が、前記表示パネルに、導電性接着剤を少なくとも部分的に用いて取り付けられている請求項６に記載の検知システム。
【請求項9】
前記センサ電極の前記第１サブセットが、前記表示パネル上で前記センサ電極の前記第２サブセットに隣接している請求項１に記載の検知システム。
【請求項10】
前記電子デバイスが、前記表示パネル上に、前記センサ電極の前記第１サブセットと前記センサ電極の前記第２サブセットとの両方を含む前記表示パネルの領域の上方に設けられている請求項９に記載の検知システム。
【請求項11】
前記処理システムが、更に、前記第１期間に、前記センサ電極の第３サブセット及び第４サブセットを、前記センサ電極の前記第３サブセット及び前記第４サブセットを検知信号で駆動し、前記センサ電極の前記第３サブセット及び前記第４サブセットからそれぞれの結果信号を受信することによって、入力検知用に作動させるように構成されている請求項１に記載の検知システム。
【請求項12】
前記電子装置が、更に、第１結合電極と第２結合電極とを備え、前記第１結合電極及び前記第２結合電極が、前記第１期間に、前記センサ電極の前記第３サブセット及び前記第４サブセットとそれぞれ結合し、前記センサ電極の前記第３サブセットおよび前記第４サブセットから前記それぞれの結果信号を受信するように構成されている
請求項１１に記載の検知システム。
【請求項13】
センサ電極を備える表示パネルと、前記センサ電極と結合された処理システムと、
前記表示パネルの上方に配置された電子デバイスと、
を備え、
前記処理システムが、
所定の期間に、前記センサ電極の第１サブセットを、前記センサ電極の前記第１サブセットを検知信号で駆動し、前記検知電極の前記第１サブセットから結果信号を受信することによって、ズレ検知用に作動させ、
前記所定の期間に、前記センサ電極の第２サブセットを、基準信号で前記第２サブセットを駆動することによって、入力検知用に作動させるように構成され、
前記電子デバイスが、前記センサ電極の前記第１サブセット及び前記センサ電極の前記第２サブセットのそれぞれと結合するように構成された導電性領域を備えており、
前記所定の期間に前記センサ電極の前記第１サブセットから受信された前記結果信号は、前記表示パネルに対する前記導電性領域の位置に基づく影響を受けており、
前記処理システムは、更に、前記所定の期間に前記センサ電極の前記第１サブセットから受信した前記結果信号を、前記センサ電極の前記第１サブセットについての結果信号の以前のセットと比較して前記表示パネルの表面に対する前記電子デバイスの平行移動を検出するように構成されている
検知システム。
【請求項14】
前記結果信号の前記以前のセットは、以前の繰り返しの前記所定の期間か、前記電子装置を前記表示パネルに取り付けたときか、前記電子装置を前記表示パネルに取り付けた後かのいずれかで取得される請求項１３に記載の検知システム。
【請求項15】
前記電子デバイスが、回転可能ノブインタフェースの固定基部である請求項１３に記載の検知システム。
【請求項16】
前記電子デバイスが、前記表示パネル上に、前記センサ電極の前記第１サブセットと、前記センサ電極の前記第２サブセットとの両方を含む前記表示パネルの領域の上方に設けられており、前記センサ電極の前記第１サブセットにおける電極の数が、前記第２サブセットにおける電極の数の、ある割合に等しく、前記割合が０と１の間である
請求項１３に記載の検知システム。
【請求項17】
入力装置に対する回転可能インタフェースのズレを検知する方法であって、前記回転可能インタフェースが、固定基部を含み、
前記固定基部が、下面に導電性領域を有し、
前記固定基部が、前記入力装置の表示画面に取り付けられており、
前記方法が、
第１期間に、前記入力装置の電極の、前記導電性領域にそれぞれが容量的に結合されている第１セット及び第２セットに基準信号を供給することと、
第２期間に、前記電極の前記第１セットに基準信号を供給し、前記電極の前記第２セットに検知信号を供給することと、
前記第２期間に、前記電極の前記第２セットで結果信号を受信することと、
前記入力装置の前記表示画面に対する前記回転可能インタフェースの平行移動を、前記第２期間における前記結果信号の値に少なくとも部分的に基づいて判定することと、
を含む方法。
【請求項18】
前記入力装置の前記表示画面に対する前記回転可能インタフェースの平行移動を、前記回転可能インタフェースの以前のベースライン状態に基づいて判定することを更に含む請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記回転可能インタフェースの前記以前のベースライン状態は、以前に格納された前記結果信号の値か、以前の第２期間に取得された結果信号の値かのどちらかである請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
第３期間に、前記電極の前記第１セット及び前記第２セットに基準信号を供給することと、第４期間に、前記電極の前記第１セットに前記基準信号を供給し、前記電極の前記第２セットに検知信号を供給することと、
前記第４期間に、前記電極の前記第２セットで結果信号を受信することと、
前記入力装置の前記表示画面に対する前記回転可能インタフェースの平行移動を、前記第２期間及び前記第４期間のそれぞれにおいて受信された前記結果信号の値の比較に少なくとも部分的に基づいて判定することと、
を更に含む
請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、回転可能ノブインタフェースに関する。
【背景技術】
【0002】
近接検知装置を備える入力装置は、様々な電子システムで使用され得る。近接検知装置は、面によって画定された検知領域を含むことがあり、近接検知装置は、この検知領域における一以上の入力物体の存在、位置、力及び／又は動きを判定する。近接検知装置は、電子システム用のインタフェースを提供するために使用され得る。例えば、近接検知装置は、ノートブックコンピュータ若しくはデスクトップコンピュータに組み込まれた、又はそれらの周辺機器としてのタッチパッドなどの、より大型のコンピューティングシステム用の入力装置として使用され得る。近接検知装置は、しばしば、携帯電話に組み込まれたタッチ画面などの、より小型のコンピューティングシステムでも使用され得る。また、近接検知装置は、マルチメディアエンタテインメントシステム又は自動車の一部として実装されてもよい。このような場合、近接検知装置にノブを接続すると便利である。
【発明の概要】
【0003】
本概要は、以下の詳細な説明でさらに説明される一連の概念を、簡略化した形式で紹介するために提供される。本概要は、特許請求の範囲の主題の主要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、また、特許請求の範囲の主題の技術的範囲を限定することを意図したものでもない。
【0004】
検知システムが、センサ電極を備える表示パネルと、センサ電極に結合された処理システムとを含む。処理システムは、センサ電極の第１サブセットを、基準信号で第１サブセットを駆動することによって第１期間において入力検知用に作動させ、センサ電極の第２サブセットを、基準信号で第２サブセットを駆動することによって、第１期間において入力検知用に動作させるように構成されている。処理システムは、更に、検知信号でセンサ電極の第１サブセットを駆動し、センサ電極の第１サブセットから結果信号を受信することによって、第２期間においてセンサ電極の第１サブセットをズレ検知用に作動させ、第２期間において基準信号でセンサ電極の第２サブセットを駆動するように構成されている。検知システムは、更に、表示パネルの上に配置された電子デバイスを含む。電子デバイスは、センサ電極の第１サブセット及びセンサ電極の第２サブセットのそれぞれと結合するように構成された導電性領域を含む。第２期間にセンサ電極の第１サブセットから受け取った結果信号は、表示パネルに対する導電性領域の位置に基づく影響を受けている。処理システムは、更に、結果信号に基づいて、表示パネルに対する電子デバイスのズレを判定するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0005】
本開示の上述した特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明については、その一部が添付図面に示されている実施形態を参照されたい。ただし、添付図面は本開示の一部の実施形態だけを示しており、本開示は他の同様に効果的な実施形態を許容し得えるのであるから、したがって、その範囲を限定すると考えるべきではないことに留意されたい。
【0006】
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
理解を容易にするために、図面で共通する同一の要素を示すために、可能であれば、同一の参照符号が使用されている。ある実施形態で開示された要素は、特段の言及がなくとも、別の実施形態でも有益に利用され得ることが予期されている。図面は、特に明記されない限り、寸法通りで描かれているものと理解されるべきではない。また、表現及び説明を明確にするために、図面は簡略化され得るし、詳細又は構成要素は省略され得る。図面及び文章は、以下に論じる原理の説明に役立ち、ここで同様の参照符号は同様の要素を表す。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下の説明では、上／下、中／外、上方／下方などの、視点に基づく説明を使用する場合がある。このような説明は、単に議論を容易にするために使用されるものであって、本願で説明する実施形態の適用を特定の方向に限定することを意図するものではない。
【0028】
以下の説明では、「一実施形態において」、「一以上の実施形態において」又は「いくつかの実施形態において」という語句が使用される場合があり、これらのそれぞれは一以上の同じ又は異なる実施形態を指し得る。更に、本開示の実施形態で使用される「備える」、「含む」、「有する」などの用語は、同義である。
【0029】
請求項を含む本願において、「と結合された」という用語及びその派生語と、「に接続された」という用語及びその派生語とが使用され得る。「結合された」又は「接続された」は、以下のうちの１つ又は複数の意味を有し得る。「結合された」又は「接続された」は、二以上の要素が直接、物理的に又は電気的に接していることを意味する場合がある。ただし、「結合された」又は「接続された」は、二以上の要素が互いに間接的に接しているが、それでも互いに協働したり相互作用したりすることを意味する場合もある。また、互いに結合又は接続されたといわれる要素との間に、一以上の他の要素が結合又は接続されていることを意味する場合もある。「直接的に結合された」又は「直接的に接続された」という用語は、二以上の要素が直接接触していることを意味する場合がある。
【0030】
請求項を含む本願で用いられる「回路」という用語は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）、電子回路、一以上のソフトウェア又はファームウェアのプログラムを実行する（共有、専用、又はグループの）プロセッサ及び／又は（共有、専用、又はグループの）メモリ、組み合わせ論理回路、及び／又はその他の、説明される機能を提供する適切な構成要素をいう場合があり、その一部である場合があり、又はこれらを含む場合がある。
【0031】
図１は、本開示の実施形態による例示的な電子デバイス１００（例えば、入力装置又はシステム）のブロック図である。電子デバイス１００は、電子システム（図示せず）に入力を提供し、及び／又は、一以上のデバイスを更新するように構成され得る。本文書で使用される「電子システム」(又は「電子デバイス」)という用語は、情報を電子的に処理可能な任意のシステムを広く指している。電子システムの非限定的な例としては、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、電子ブックリーダー及び携帯情報端末（ＰＤＡ）等、あらゆるサイズ及び形状のパーソナルコンピュータが挙げられる。追加の電子システムの例としては、電子デバイス１００と、別個のジョイスティック又はキースイッチとを備える物理キーボードのような複合入力装置が挙げられる。更なる電子システムの例としては、データ入力装置（リモコン及びマウスを含む）及びデータ出力装置（表示スクリーン及びプリンタを含む）等の周辺機器が挙げられる。その他の例としては、リモート端末、キオスク端末、及び、テレビゲーム機（例えば、テレビゲームコンソール、携帯ゲーム機を含む）が含まれる。その他の例としては、通信装置（スマートフォン等の携帯電話を含む）及びメディア機器（レコーダ、エディタ、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等のプレーヤ、デジタルカメラを含む）が挙げられる。加えて、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あってもよい。他の実施形態では、電子システムが自動車の一部であってもよく、電子デバイス１００は、自動車の一以上の検知装置を表している。例えば、電子デバイス１００は自動車のマルチメディアエンタテインメントシステムの一部である。一実施形態において、自動車は複数の電子デバイス１００を含んでもよく、それぞれの電子デバイス１００は互いに異なる構成であってもよい。
【0032】
電子デバイス１００は、電子システムの物理部分として実装されてもよく、又は、電子システムから物理的に離れていることも可能である。電子デバイス１００は、必要に応じて、バス、ネットワーク及びその他の有線又は無線による相互接続手段のうちの一以上を用いて、電子システムの一部と通信してもよい。通信プロトコルの例としては、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、ＰＳ／２（Personal System/2）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＲＦ（Radio Frequency）及びＩｒＤＡ（Infrared Data Association）の通信プロトコルが挙げられる。
【0033】
電子デバイス１００は、ユーザ入力を検出するためにセンサコンポーネント及び検知技術の任意の組み合わせを利用し得る。例えば、図１に示すように、電子デバイス１００は、物体を検出し、及び／又は、一以上のデバイスを更新するように駆動されることがある一以上のセンサ電極１２５を備えている。センサ電極１２５は、容量性検知装置の一部であり得る。他の実施形態では、センサ電極１２５が、とりわけ、画像検知装置、レーダ検知装置、または超音波検知装置の一部であってもよい。一実施形態では、センサ電極１２５が別個のセンサ電極である。
【0034】
一実施形態では、電子デバイス１００が表示パネル１２０を備えている。このような実施形態では、センサ電極１２５が、表示パネル１２０の表示電極で構成される。例えば、センサ電極１２５が、表示パネル１２０の共通電圧電極、データ線、又は、ゲート線で構成される。このような実施形態では、センサ電極１２５が、入力検知、及び、表示パネル１２０の表示の更新のために作動される。例えば、センサ電極１２５は、表示パネル１２０の基準電圧電極として機能する。
【0035】
本願で説明される例の一部には、マトリックスセンサ入力装置が含まれる。このような例では、図１に示すように、センサ電極１２５が行及び列の二次元アレイに配置される。更に、以下で詳細に説明するように、電子デバイス１００は、センサ電極１２５の一以上と相互作用する回転可能ノブインタフェース１５０を含む。
【0036】
センサ電極１２５は、同様のサイズ及び形状を有していてもよい。例えば、図１に示すように、センサ電極１２５のそれぞれは、実質的に矩形の形状である。他の実施形態では、少なくとも１つのセンサ電極１２５が、別の少なくとも１つのセンサ電極１２５と異なる形状及び／又は大きさを有している。例えば、センサ電極１２５は、ダイヤモンド形、円形であってもよく、電界結合を増大させるために交互嵌合フィンガを有していてもよく、及び／又は、近くの導電体への浮遊容量を低減するために内部に浮遊カットアウトを有していてもよい。また、センサ電極１２５の向きは、図１に示されるものと異なっていてもよい。
【0037】
センサ電極１２５は、共通の層に配置されてもよい。例えば、センサ電極１２５は基板の共通の側に配置される。センサ電極１２５は、表示パネル１２０のレンズ又は封止層上に配置されてもよく、又は、表示パネル１２０に取り付けられた基板上に配置されてもよい。他の実施形態では、センサ電極１２５のうちの一以上の第１センサ電極が第１層に配置され、センサ電極１２５のうちの一以上の第２センサ電極が第２層に配置される。例えば、センサ電極１２５のうちの一以上の第１センサ電極が第１基板の第１面に配置され、センサ電極１２５のうちの一以上の第２センサ電極が第１基板の第２面に配置される。他の実施形態では、センサ電極１２５のうちの一以上の第１センサ電極が第１基板上に配置され、センサ電極１２５のうちの一以上の第２センサ電極が第２基板上に配置される。
【0038】
容量性実装のなかには、センサ電極と一以上の入力物体との間の容量カップリングの変化に基づく「自己容量」（又は「絶対容量」）検知法を利用するものがある。様々な実施形態において、例えば、入力物体１４５（例えば、指又はスタイラス）等の、センサ電極の近くの入力物体は、センサ電極１２５の近くの電界を変化させ、従って、測定される容量カップリングを変化させる。一の実装では、絶対静電容量検知法は、基準電圧（例えば、システム接地）に対してセンサ電極１２５を変調し、センサ電極と入力物体との間の容量カップリングを検出することによって作動する。例えば、変調された一又は複数のセンサ電極１２５から結果信号が受信される。基準電圧に対してセンサ電極１２５を変調することは、検知信号でセンサ電極１２５を駆動することを含む。絶対容量検知のためにセンサ電極１２５を作動させるとき、検知信号は絶対容量検知信号と呼ばれる。このような実施形態では、結果信号は、絶対容量検知信号及び／又は一以上の環境干渉源（例えば、他の電磁信号）に相当する効果を含む。絶対容量検出信号の電圧は変化する。更に、絶対容量検知信号は周期的又は非周期的な信号である。絶対容量検知信号は、中でも、矩形波形、台形波形、正弦波形又は鋸歯状波形を有する。
【0039】
容量性実装のなかには、二以上のセンサ電極１２５の間の容量カップリングの変化に基づく「相互容量」（又は「トランス容量」）検知法を利用するものがある。センサ電極１２５の近くの入力物体（例えば、入力物体１４５）は、センサ電極間で電界を変化させ、従って、測定される容量カップリングを変化させる。一の実装では、トランス容量検知法は、一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）と一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）との間の容量カップリングを検出することによって作動する。トランスミッタセンサ電極は、トランスミッタ信号を送信するために、基準電圧（例えば、システム接地）に対して変調されることがある。例えば、トランスミッタセンサ電極は検知信号で駆動される。このような実施形態では、検知信号は、トランス容量検知信号と呼ばれる。トランス容量検知信号の電圧は変化する。更に、トランス容量検知信号は、周期的信号または非周期的信号である。トランス容量検知信号は、中でも、矩形波形、台形波形、正弦波波形、又は、鋸歯状波形を有している。
【0040】
レシーバセンサ電極は、基準電圧に対して実質的に一定に保持されるか、結果信号の受信を容易にするためにトランスミッタセンサ電極を基準にして変調されることがある。結果信号は、一以上のトランス容量検知信号及び／又は一以上の環境干渉源（例えば、他の電磁信号）に対応する効果を含み得る。センサ電極は、専用のトランスミッタ又はレシーバであってもよく、送信と受信の両方を行うように構成されてもよい。
【0041】
容量性検知装置は、入力装置の入力検知領域に近接する、及び／又は入力検知領域に接触する入力物体（例えば、入力物体１４５）の存在及び／又は位置を検出するために使用され得る。更に、容量性検知装置は、指紋等の入力物体の特徴を検知するために使用され得る。更に、図１の例のように、一以上の実施形態では、容量性検知装置が、センサ電極１２５に電気的に結合された回転可能ノブインタフェース１５０を備えている。センサ電極１２５は、回転可能ノブインタフェース１５０の回転位置を検知するように構成され得る。例えば、回転可能ノブインタフェース１５０は、ホーム位置及び押下位置を有することがあり、センサ電極１２５は、一以上のセンサ電極１２５の回転可能ノブインタフェース１５０の一以上の結合電極との間の容量カップリングの変化に基づいて、回転可能ノブインタフェース１５０が、何時、ホーム位置又は押下位置にあるかを判定するために使用され得る。
【0042】
引き続き図１を参照すると、処理システム１１０が電子デバイス１００の一部として示されている。処理システム１１０は、電子デバイス１００のハードウェアを作動させるように構成されている。
【0043】
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及び／又はそれらに類するもの等の電子的に読み取り可能な命令も備えていることがある。処理システム１１０を構成するコンポーネントは、例えばセンサ電極１２５の近く等に纏めて配置されてもよい。処理システム１１０のコンポーネントは、センサ電極１２５に近接する一以上のコンポーネント、又は他の場所にある一以上のコンポーネントから物理的に離れていてもよい。例えば、電子デバイス１００がデスクトップコンピュータに結合された周辺機器であってもよく、処理システム１１０が、デスクトップコンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）と、（場合によっては関連するファームウェアを使用して）ＣＰＵとは別の一以上の複数の集積回路（ＩＣ）上で動作するように構成されたソフトウェアを備えてもよい。別の例として、電子デバイス１００が物理的に電話に集積化されていてもよく、処理システム１１０が、該電話のメインプロセッサの一部である回路及びファームウェアを備えていてもよい。更に、処理システム１１０が自動車内に実装されてもよく、処理システム１１０が、該自動車の電子制御ユニット（ＥＣＵ）のうちの一以上の電子制御ユニットの一部である回路及びファームウェアを備えていてもよい。処理システム１１０は、電子デバイス１００の実装専用である。処理システム１１０は、表示画面の操作、触覚アクチュエータの駆動等の他の機能も実行してもよい。
【0044】
図１に図示されているように、処理システム１１０は、センサドライバ１４０を備えている。センサドライバ１４０は、検知信号を生成し、検知信号を用いてセンサ電極１２５を駆動する。更に、センサドライバ１４０は、センサ電極１２５から結果信号を受信するように構成されてもよい。処理システム１１０は、一以上の集積回路（ＩＣ）及び／又は他の回路コンポーネントの一部または全部を備えている。センサドライバ１４０は、検知信号を生成し、検知信号でセンサ電極を駆動し、及び／又は、センサ電極１２５から結果信号を受信するように構成された回路を備えている。例えば、センサドライバ１４０は、発振器、一以上の電流コンベア、及び／又は、デジタル信号発生器回路を備えている。更に、センサドライバ１４０は、検知信号でセンサ電極１２５を駆動するように構成された一以上の増幅器を備えるドライバ回路部を備えている。センサドライバ１４０は、結果信号を受信して処理するための、一以上のアナログフロントエンド、フィルタ及び復調器を備えるレシーバ回路部を備えている。
【0045】
一実施形態では、センサドライバ１４０が、異なる結果信号がセンサ電極のそれぞれから同時に受信されるか、又は２つ以上のセンサ電極から共通の結果信号が受信されるように、絶対容量検知のために２つ以上のセンサ電極１２５を同時に作動させることがある。他の実施形態では、センサ電極１２５の一部の電極が第１期間に絶対容量検知用に作動され、センサ電極１２５の他の電極が第１期間と重ならない第２期間に絶対容量検知用に作動される。
【0046】
図１に示すように、処理システム１１０は判定モジュール１４１を含む。判定モジュール１４１は、回路、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせを備えている。以下でより詳細に説明するように、判定モジュール１４１は、センサドライバ１４０によって受信された結果信号を処理して、センサ電極１２５の容量カップリングの変化を判定する。例えば、判定モジュール１４１は、変調された各センサ電極と入力物体１４５のような入力物体との間の容量カップリングの変化を結果信号から判定するように構成されている。
【0047】
様々な実施形態において、ドライバとモジュールの異なる組み合わせが使用されてもよい。例えば、処理システム１１０は、表示画面等のハードウェアを操作する一以上のドライバを備えることがある。更に、処理システム１１０は、センサ信号や位置情報のようなデータを処理するためのデータ処理モジュール、及び／又は、情報を報告するための報告モジュールを備えることがある。
【0048】
処理システム１１０は、集積回路（ＩＣ）チップとして実装されてもよく、一以上のＩＣチップとして実装されてもよい。いくつかの実施形態では、処理システム１１０が、電子デバイス１００のコントローラ又はコントローラの一部を備えてもよい。
【0049】
処理システム１１０は、表示パネル１２０の表示を更新するように構成された表示ドライバ（図示せず）を備えていてもよい。このような例では、処理システム１１０が、タッチ及び表示ドライバ統合（ＴＤＤＩ）技術を含むと称されることがある。このような実施形態では、処理システム１１０は、ＴＤＤＩ ＩＣチップ、又は、ＴＤＤＩ ＩＣチップの一部として実装されることがある。
【0050】
いくつかの実施形態では、処理システム１１０が、一以上のアクションを起こすことによって、ユーザ入力（又はユーザ入力の欠如）に直接に応答する。アクションの例としては、操作モードの変更の他、カーソルの移動、選択、メニューナビゲーション及びその他の機能のようなグラフィックユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）アクションが挙げられる。いくつかの実施形態では、処理システム１１０が、入力（又は入力の欠如）に関する情報を電子デバイス１００のある部分に（例えば、もし、そのような別個の中央処理システムが存在するのであれば、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。いくつかの実施形態では、電子システムのある部分が、モード変更アクション及びＧＵＩアクションを含む全範囲のアクションを容易にする等、ユーザ入力に作用するために処理システム１１０から受信した情報を処理する。更に、いくつかの実施形態では、処理システム１１０が、一以上の入力物体１４５を識別する、及び／又は、電子デバイス１００の検知領域における入力物体１４５の位置を識別するように構成される。いくつかの実施形態では、処理システム１１０が、ノブインタフェース１５０の一以上の回転変化又はノブインタフェース１５０の状態の一以上の変化、又はその両方を識別し、それらの変化を入力アクションにマッピングするように構成される。
【0051】
処理システム１１０は、電子デバイス１００の検知領域における入力（又は入力の欠如）を示す電気信号（結果信号）を生成するようにセンサ電極１２５を作動させる。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、電気信号に対して任意の適切な量の処理を実行することがある。例えば、処理システム１１０のセンサドライバ１４０は、センサ電極１２５から得られるアナログ電気信号をデジタル化する。他の例として、処理システム１１０のセンサドライバ１４０は、フィルタリング、又は他の信号調整を実行する。更に、処理システム１１０の判定モジュール１４１は、該情報が電気信号とベースラインとの間の差を反映するように、ベースラインを減算するか、さもなければ補償する。更に、処理システム１１０の判定モジュール１４１は、とりわけ、位置情報を決定し、コマンドとしての入力を認識し、手書きを認識し、指紋情報を認識し、及び／又は、対象物体までの距離を認識する。
【0052】
本願で使用される「位置情報」は、絶対位置、相対位置、速度、加速度、及び、他の種類の空間的情報を広く包含する。「０次元」位置情報の例としては、近い／遠い、又は、接触／非接触の情報が挙げられる。「一次元」位置情報の例としては、軸に沿った位置が挙げられる。「二次元」位置情報の例としては、平面内の動きが挙げられる。「三次元」位置情報の例としては、空間内の瞬間速度又は平均速度が挙げられる。更なる例としては、空間情報の他の表現が挙げられる。例えば、経時的に位置、動き又は瞬間速度を追跡する履歴データを含む、一以上の種類の位置情報に関する履歴データも、判定及び／又は格納されてもよい。
【0053】
本開示の多くの実施形態は、完全に機能する装置の文脈で説明されているが、本開示の機構は、様々な形式のプログラム製品（例えば、ソフトウェア）として配布可能であると理解されるべきである。例えば、本開示のメカニズムは、電子プロセッサによって読み取り可能な情報担持媒体（例えば、処理システム１１０によって読み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担持媒体）上のソフトウェアプログラムとして実装され、配布され得る。加えて、本開示の実施形態は、配布を実行するために使用される特定の種類の媒体に関係なく、同様に適用される。非一時的電子的読み取り可能媒体の例としては、様々なディスク、メモリスティック、メモリカード、メモリモジュール等が挙げられる。電子的読み取り可能媒体は、フラッシュ、光学、磁気、ホログラフィック、又は任意の他のストレージ技術に基づいていてもよい。
【0054】
センサ電極１２５が表示更新及び容量性検知用に構成される実施形態では、処理システム１１０が、表示パネル１２０の表示が更新される表示更新期間にセンサ電極１２５を駆動するための電圧信号と、入力検知期間にセンサ電極１２５を駆動するための検知信号をそれぞれ生成するように構成されてもよい。このような実施形態では、表示更新期間にセンサ電極１２５を駆動するために生成される電圧信号が、実質的に一定の又は固定の電圧であってもよい。入力検知期間にセンサ電極１２５を駆動するために生成される検知信号は、可変電圧を有していてもよい。表示更新期間にセンサ電極１２５を駆動するための電圧信号の値は、予め決定されていてもよい。例えば、電圧値は、電子デバイス１００及び／又はセンサ電極１２５の製造業者によって提供されてもよく、電子デバイス１００についてデバイス固有であってもよい。処理システム１１０は、クロック信号、発振器の出力及び／又は該電圧信号の対応する値に基づいて電圧信号を生成する回路を備えていてもよい。
【0055】
表示パネル１２０の表示は、表示フレーム中に更新される。各表示フレーム中に、該表示の一以上の表示ラインが更新されることがある。複数の表示更新期間及び非表示更新期間が、複数の表示フレームの各表示フレーム中に設けられてもよい。表示更新期間の間、表示パネル１２０の表示電極のうちの一以上が、表示パネル１２０の表示を更新するように駆動されてもよい。非表示更新期間の間、表示パネル１２０の表示電極のうちの一以上が、表示パネル１２０の表示を更新するように駆動されなくてもよい。非表示更新期間は、表示フレームの表示更新期間の対の間、表示フレームの開始時、及び／又は、表示フレームの終了時に設けられ得る。
【0056】
表示パネル１２０は、１つ以上の表示ラインを備えている。各表示ラインは、表示パネル１２０のサブピクセルの一以上のサブセットに対応している。該一以上のサブセットは、表示パネル１２０の共通のゲート線に接続されることがある。更に、該サブピクセルが、共通の期間に更新されてもよい。各表示更新期間に表示パネル１２０の一以上の表示ラインが更新され得る。表示フレームは、表示フレームレートで生じてもよい。表示フレームレートは、特に、３０Ｈｚ、６０Ｈｚ、１２０Ｈｚ又は２４０Ｈｚであり得る。センサドライバ１４０又は処理システム１１０の別のドライバが、表示パネル１２０の表示電極を駆動して表示パネルの表示を更新してもよい。
【0057】
センサドライバ１４０は、入力検知期間に容量性検知用にセンサ電極１２５を作動させる。入力検知期間は、非表示更新期間及び／又は表示更新期間に設けられ得る。例えば、入力検知期間のうちの一以上が、表示フレームの２つの表示更新期間の間に設けられる非表示更新期間に設けられてもよい。一実施形態では、少なくとも一の入力検知期間が、表示更新期間と同じ長さである。一実施形態では、少なくとも一の入力検知期間が表示更新期間よりも長い。更に別の実施形態では、少なくとも一の入力検知期間が表示更新期間と同じである。
【0058】
連続する入力検知期間に渡って結果信号を取得することにより、回転可能ノブインタフェース１５０の回転と共に、回転可能ノブインタフェース１５０がホーム状態にあるか押下状態にあるかを追跡することができる。
【0059】
上述したように、一以上の実施形態では、追加の入力装置、例えば回転可能ノブインタフェース１５０等が、電子デバイス１００の表示パネル１２０の上に設けられてもよく、その近く又は下に位置するセンサ電極１２５の一部又は全てに電気的に結合されることがある。一以上の実施形態では、該追加の入力装置が、入力装置１４５を用いて表示パネル１２０の表示画面に触れ、又は、その近くでホバリングしたりする以外でユーザが電子デバイス１００に入力を提供するための代替的な方法を提供することがある。図１の図示の例では、回転可能ノブインタフェース１５０が表示パネル１２０上に搭載されており、表示パネル１２０に（図１に示すように）完全に、又は、部分的に重なることがある。上述したように、一以上の実施形態では、回転可能ノブインタフェース１５０が、検知信号が提供される一以上のセットのセンサ電極１２５、及び、基準信号が提供される一以上のセットの電極等のような、センサ電極１２５の各セットと結合するように構成された様々な結合電極のセットが設けられている固定基部（図１の上面図では見えない）を有してもよい。一の実施形態では、固定基部が、結合電極の対応するセットにそれぞれに接続された異なる導電領域を備えることがある。
【0060】
回転可能ノブインタフェース１５０は、また、固定基部の上方に位置し、固定基部に対して回転する回転ホイールも備えることがある。回転ホイールの下面は、例えば、固定基部の導電性領域と位置整合するように構成されることがある、様々な導電性領域及び非導電性領域でパターン形成されることがある。従って、固定基部の導電性領域と、回転ホイールの様々な導電性領域及び非導電性領域との間には、様々な電気的結合が存在する。これらの構成要素は、更に、回転ホイールが回転されるとこれらの電気結合が変化するように構成されることがある。表示パネル上で受信された結果信号を処理することによって電気的結合の変化の効果を検出することによって、処理システム１１０は、回転可能ノブインタフェース１５０の回転量、又は、回転の変化量を判定する。一実施形態では、導電性領域及び非導電性領域が、周辺領域１５２内に設けられる。他の実施形態では、該様々な導電性領域及び非導電性領域が、回転ホイールの一以上のリングの一部であり得る。第１のリングは、外側リングと呼ばれることがあり、回転可能ノブインタフェース１５０のラフな（又は粗い）調整用に構成されることがある。第２のリングは、内側リングと呼ばれることがあり、回転可能ノブインタフェース１５０の微調整用に構成されることがある。第１のリングは、第２のリングの外側に配置される。
【0061】
周辺領域１５２には、導電性領域と非導電性領域の多数の可能な配置例が有り得る。更に、回転ホイールが回転する際に、回転ホイールと固定基部とを電気的に相互作用させる様々な方法が考えられる。従って、固定基部の導電性領域と回転ホイールの導電性領域と非導電性領域の配置の両方について他の構成及び相対配置が可能であり、これらは全て本開示の範囲内である。
【0062】
ユーザによって回転可能ノブインタフェース１５０に与えられた回転は、相対的又は絶対的な意味で、電子デバイス１００によって検出されることがある。一以上の実施形態では、回転可能ノブインタフェース１５０は、ユーザによって下方に押されることもあり、従って、ホーム、即ち「非押下」位置と、「押下」位置との２つの位置を有することがある。押下位置は、例えば、１つ以上の付勢ばねに抗して回転可能ノブインタフェース１５０を押し下げることによって維持されることがある。一以上の実施形態では、回転可能ノブインタフェース１５０がカバーを有することがある。他の実施形態では、回転可能ノブインタフェース１５０が、複数の位置で静止するように下方に押されることがあり、従って、「非押下」位置と「完全押下」位置との間に複数の状態を有することがある。ホーム位置では、カバーが、押下位置における距離よりも回転ホイールから遠い距離にある。
【0063】
回転ホイールには、回転ホイールとカバーとの間に複数のスイッチが設けられることがある。これらのスイッチは、付勢バネを備えていることがある。回転可能ノブインタフェース１５０には、該入力装置の、同じく検知信号で駆動される一以上のセンサ電極１２５に結合するように構成された一以上の結合電極１５６が設けられることがある。図１の例では、結合電極１５７が、固定基部に設けられた内側リングに接続されており、回転ホイールに設けられた同様の形状の内側リング１５３と位置整合している。ユーザが回転可能ノブインタフェースのカバーを押し下げて、回転可能ノブインタフェース１５０が「押下」位置になると、スイッチが閉じる。例えば、スイッチを閉じることは、回転ホイールの内側リング１５３を周辺領域１５２に設けられた導電性領域の１つ以上と接続することと定義してもよい。これにより、固定基部の結合電極１５７を固定基部の結合電極１５６に電気的に結合することができる。結合電極１５６は、基準信号で駆動される１つ以上のセンサ電極１２５と結合される。しかしながら、ユーザがカバーを押し下げるのを止めると、ノブインタフェースの結合電極１５６は、単に電気的にフローティングになる。様々な実施形態において、回転の方向及び程度は、ユーザが回転可能ノブインタフェース１５０を押下すること又は押下をやめることと共に、例えば、判定モジュール１４１などの処理システム１１０によって解釈され、様々なユーザ入力アクション、信号又は指令にマッピングされ得る。
【0064】
回転可能ノブインタフェース１５０は、様々な方法で回転することができる。例えば、回転可能ノブインタフェースの外側ハウジングを掴んで回したり、回転可能ノブインタフェースの上部を掴んで回したり、回転可能ノブインタフェースの側面から突出しているフランジを掴んで回したりしてもよい。更に、１つ以上の指先を回転可能ノブインタフェース１５０の上面にある凹型チャンネルに置いてもよい。回転可能ノブインタフェース１５０の回転については、以下でより詳細に説明する。
【0065】
上述したように、図１の電子デバイス１００は、自動車に搭載されてもよい。例えば、表示パネル１２０は、自動車のダッシュボードやセンターコンソール内で垂直又は水平に向けられることがある。
【0066】
図１に示されているように、一以上のセンサ電極１２５は、回転可能ノブインタフェース１５０によって物理的にブロックされていない。容量性検知を行っている間、境界１５５（後述する）によって画定された領域の内側にあるセンサ電極１２５も、外側にあるセンサ電極１２５も、どちらもアクティブな状態のままになり得る。従って、このような実施形態では、回転可能ノブインタフェース１５０から離れているタッチと回転可能ノブインタフェース１５０の回転の両方が、処理システム１１０によって同時に検出され、報告される。
【0067】
他の実施形態では、回転可能ノブインタフェース１５０を介して受信されるもの以外のすべての他の形態のユーザ入力が、電子デバイス上で無効にされることがある。例えば、境界１５５の外側のセンサ電極１２５は、それらの容量性検知を実行するために検知期間に駆動されない。その結果、入力物体１４５がその近傍に移動したり、その近傍から遠ざかったりしても、結果信号は得られないか、得られても処理されない。この機能は、例えば、自動車の運転者が運転中に表示パネル１２０とやり取りするのを防ぐために、安全対策として、運転者が回転可能ノブインタフェース１５０を介してのみ電子デバイス１００とやり取りできるようにすることで実施することができる。このような代替的な実施形態では、一以上のセンサ電極１２５の標準的な検知機能を、自動車の特定の活動中は無効にし、他の活動中は無効にしないことがある。例えば、センサ電極１２５のうちの一以上のセンサ電極の標準検知機能が、自動車が実際に動いている間に無効にされ得る。この例では、センサ電極１２５の一部、例えば、回転可能ノブインタフェース１５０から取得される信号との干渉を引き起こすように回転可能ノブインタフェース１５０に規定された近接範囲内にない電極は、上述したように、標準の検知を実行するために通常に作動させてもよい。いくつかの実施形態では、センサ電極１２５のうちの一以上のセンサ電極、例えば、回転可能ノブインタフェース１５０の近く又は下のものは、容量性検知を行うことを無効にされ、センサ電極１２５の残りは容量性検知を行うように作動される。このような実施形態では、無効にされるセンサ電極１２５は、回転可能ノブインタフェース１５０の結合電極に電気的に結合されたセンサ電極１２５から得られる結果信号に対して及ぼし得る干渉に基づいて選択され得る。図１に示されているように、境界１５５によって画定された領域（エリア）内のセンサ電極１２５は、“停電ゾーン”にあると称されることがある。境界１５５によって画定された領域の外側のセンサ電極１２５が容量性検知を行うように正常に作動されている期間の間、停電ゾーン内のセンサ電極１２５は、容量性検知を行うために作動されないことがある。以下により詳細に説明するように、停電ゾーン内にあり、回転可能ノブインタフェース１５０に電気的に結合されたセンサ電極１２５のうちの一以上は、回転可能ノブインタフェース１５０の回転、押下、及び／又は他の運動を捕捉するように駆動される。
【0068】
センサ電極１２５の全てについて標準的な検知が無効化されている実施形態では、例えば、回転可能ノブインタフェース１５０の予め定義された一連の回転及び／又は押下を使用して回転可能ノブインタフェース１５０を介して電子デバイス１００に入力を提供するために、予め定義されたパラメータを使用してもよい。回転及び／又は押下によって修正された結果信号は、入力検知期間に処理システム１１０によって受信され、処理システム１１０は、その後、例えば判定モジュール１４１を用いて結果信号を解釈する。結果信号は、回転可能ノブインタフェース１５０の容量カップリングによって修正された後、センサドライバ１４０がセンサ電極１２５を駆動する検知信号と同じ信号である場合がある。
【0069】
一般に、停電ゾーン（例えば、境界１５５によって画定されるセンサ電極１２５の領域）内では、センサ電極１２５のうちの一以上が、回転可能ノブインタフェース１５０の固定基部の下面の各結合電極１５６～１５９に結合される。いくつかの実施形態では、結合電極１５６が基準信号で駆動され、結合電極１５７～１５９が検知信号で駆動される。従って、固定基部と回転可能ノブインタフェース１５０の回転ホイールの相対的な回転関係によって修正された結果信号が生成される。境界１５５によって特定される停電ゾーン内のセンサ電極は、常時、標準的な容量性検知が無効にされることがある。例えば、停電ゾーン内のセンサ電極は、回転可能ノブインタフェース１５０に特に関連する容量性検知を実行することがあり、停電ゾーン外のセンサ電極は、通常動作中に一以上の入力物体１４５を検出するために容量性検知を実行することがある。
【0070】
結合電極１５６～１５９は、回転可能ノブインタフェース１５０の固定基部によって塞がれているため、破線で図示されている。更に、回転可能ノブインタフェース１５０の固定基部に対する結合電極１５６～１５９の位置及び／又は向きは、図１に図示されたものとは異なる場合がある。例えば、図４Ａ～４Ｃに関連して、回転可能ノブインタフェース１５０の結合電極の位置及び向きに関連する様々な実施形態を、より詳細に説明する。
【0071】
本願において、「無効化された電極」という用語は、全く駆動されない電極、ガード信号で駆動される電極、又は定電圧信号（例えば、直流（ＤＣ）電圧）で駆動される電極をいう場合がある。
【0072】
図１を引き続き参照すると、上述のように、複数セットのセンサ電極１２５が、回転可能ノブインタフェース１５０の結合電極１５６～１５９に電気的に結合されている。従って、入力検知期間の間、センサドライバ１４０によって基準信号が第１セットのセンサ電極１２５に供給され、検知信号が第２セット及び第３セットのセンサ電極１２５に供給される。一以上の実施形態において、基準信号は、処理システム１１０によって供給される設定可能なＤＣ出力であってもよい。いくつかの実施形態では、該ＤＣ信号は、電子デバイス１００の接地信号であってもよい。いくつかの実施形態では、第２及び第３セットのセンサ電極１２５のそれぞれから結果信号が得られ、結果信号は、回転可能ノブインタフェース１５０の回転状態及び／又は押下状態によって修正された検知信号である。
【0073】
結果信号は、回転可能ノブインタフェース１５０の回転を判定するために判定モジュール１４１によって解釈されることがある。一以上の実施形態において、回転は、前の位置からの差分角度変化のような相対的表現で判定されてもよく、又は、ホーム位置からの正又は負の角度変化のような絶対的表現で判定されてもよい。回転可能ノブが３６０°を超えて回転される実施形態では、全体の回転距離も測定されてもよい。このような実施形態では、１つ以上のユーザコマンドを絶対回転距離にマッピングしてもよい。ユーザコマンドは、入力装置のグラフィカルユーザインタフェイス（ＧＵＩ）の制御に対応していることがある。例えば、ユーザコマンドは、ＧＵＩによって提示されたメニュー項目のリストをスクロールすることを含んでいてもよい。他の実施形態では、開始位置と終了位置の間の全体的な角度変化又は最終的な絶対角度位置の一方のみ又は両方が測定されてもよい。例えば、判定モジュール１４１は、入力装置のＧＵＩによって提示されるメニュー項目に関連し得る最終的な絶対角度位置を判定する。
【0074】
図２は、例示的な回転可能ノブインタフェース（例えば、図１に示す回転可能ノブインタフェース１５０）の例示的な構成要素を示している。これを参照すると、当該例示的な装置の底部から始めると、固定基部２３１が図示されている。いくつかの実施形態では、固定基部２３１は、当該例示的なノブインタフェースが回転されても移動しない。例えば、固定基部２３１は、例えば接着剤によって、電子デバイス１００の表示パネル１２０の表面、例えば、レンズ又は封止層に貼り付けられることがある。固定基部２３１は、一時的な方法、半永久的な方法、又は恒久的な方法で貼り付けられてもよく、電子デバイス１００に設けられたセンサ電極１２５のグリッドと位置整合するようにその上に配置されてもよい。
【0075】
固定基部２３１の上方に回転ホイール２３０が設けられる。回転ホイール２３０は、回転可能ノブインタフェース１５０が回転されると、例えば、後述するように、カバーキャップ２１５が回転されることに応じて回転する。回転ホイール２３０の内側には、垂直リング軸受２２５が設けられている。垂直リング軸受２２５は非導電性であり、例えば、プラスチック又は他の非導電性材料で作製されてもよい。垂直リング軸受２２５の外側領域は、リングの形状を有していることがある。さらに、垂直リング軸受２２５の本体は、実質的に管状の形状を有していてもよい。一以上の実施形態によれば、図２には示されていないが、図３を参照して以下に説明する、回転ホイール２３０がその上に載せられる追加の実質的に水平なリング状の軸受が設けられる。両方の軸受を使用することで、固定基部２３１と回転ホイール２３０の間の摩擦力が低減され得る。
【0076】
引き続き図２を参照すると、回転ホイール２３０の上に一以上のスイッチ２２０が設けられる。例えば、スイッチ２２０は、ドームスイッチ、容量性スイッチ及び／又は他の適切なタイプのスイッチの組み合わせであってもよい。３つのスイッチ２２０が設けられてもよく、該スイッチが回転ホイール２３０の上面に等距離に配置されていてもよい。他の実施形態では、３つ未満又は３つより多いスイッチが使用されてもよい。以下により詳細に説明するように、一以上の実施形態では、スイッチ２２０が、回転可能ノブインタフェース１５０の２つ以上の状態、即ち、スイッチ２２０が閉じている押下状態と、スイッチ２２０が開いたままの非押下状態とを区別するために使用される。他の実施形態では、スイッチ２２０が、回転可能ノブインタフェース１５０の２つ以上の状態を区別するために使用されることがある。例えば、スイッチ２２０は、押下状態、非押下状態、及び一以上の部分的押下状態を区別するように使用されてもよい。このような実施形態では、部分的押下状態では、スイッチ２２０は開でも全閉でもない。部分的押下状態、押下状態及び開放状態は、結合電極（例えば、結合電極１５７）の移動によって引き起こされる測定された容量カップリングの対応する変化に基づいて判定されることがある。一実施形態では、開状態は、最低値に対応する容量カップリングの測定された変化に対応し、閉状態は、最高値に対応する測定された容量カップリングの変化に対応し、部分的押下状態は、最低値と最高値との間の値に対応する測定された容量カップリングの変化に対応する。複数の部分的な押下状態が使用されてもよい。部分的押下状態のそれぞれは、測定された容量カップリングの異なる変化に対応する。一実施形態では、判定モジュール１４１が、測定された容量カップリングの変化を各値と比較して、回転可能ノブインタフェース１５０の状態を判定する。回転可能ノブインタフェース１５０の押下状態は、その内部回転位置と独立である。従って、回転可能ノブインタフェース１５０は、押下状態、部分的押下状態、非押下状態（及び、回転可能ノブインタフェース１５０の状態の間の任意の位置）のいずれにある間でも回転され得るし、その回転が検知されて測定され得る。同様に、回転可能ノブインタフェース１５０が「ホーム」又は非押下状態にあること、押下状態にあること、又は、部分的押下状態にあることにそれぞれ対応するスイッチ２２０の状態は、回転可能ノブインタフェース１５０が回転的に静止しているか、または回転しているかに関わらず検出され得る。
【0077】
最後に、図２を引き続き参照すると、回転可能ノブインタフェース１５０は、図示のように、インナーキャップ２１０と、カバーキャップ２１５とを備えている。動作時には、ユーザは、例えば、カバーキャップ２１５を把持し、固定基部２３１に対して回転ホイール２３０を回転させることによって、又は、カバーキャップ２１５を押し下げてノブインタフェースを押下し、１つ以上のスイッチ２２０を閉じることによって、カバーキャップ２１５と物理的に相互作用する。図示されているように、インナーキャップ２１０は、突起２１１によって、垂直リング軸受２２５の内面に設けられたリップに取り付けられている。カバーキャップ２１５はインナーキャップ２１０に取り付けられており、アウターキャップ２１５を回すと回転ホイール２３０が回転するようになっている。他の実施形態では、回転ホイール２３０を回転させるために、カバーキャップ２１５及び／又はインナーキャップ２１０以外の機構を利用することができる。
【0078】
図３は、図２の回転可能ノブインタフェース１５０の一例の分解図であり、様々な構成要素の上側を図示している。図３を参照すると、図の下から始めると、固定基部２３１の上面が示されている。該上面には導電性の周辺リング２３５が設けられ、回転可能ノブインタフェース１５０が取り付けられる（例えば、電子デバイス１００の処理システム１１０によって提供される）入力装置の基準信号に結合される。図示されているように、該上面には、２つの導電パッド２３７、２３８と共に内側導電リング２３２も図示されている。これら３つの導電性領域は、センサ電極１２５の一以上から検知信号を受け取るように構成されている。これらの領域、それらの機能、及び、それらが、回転可能ノブインタフェース１５０が置かれている入力装置（例えば、電子デバイス１００）とどのように相互作用するかについての詳細は、以下で更に詳しく説明する。
【0079】
引き続き図３を参照すると、垂直リング軸受２２５と、垂直リング軸受２２５の上方でスライドするように構成された水平リング状軸受２２６も図示されている。一以上の実施形態では、固定基部２３１は回転ホイール２３０よりも内径が小さいため、固定基部２３１の内周部には、垂直リング軸受２２５が載置されることがあるレッジがある。従って、垂直リング軸受２２５は、水平リング軸受２２６の内径の内側に嵌り、固定基部２３１の内周部に置かれるように構成されている。従って、２つの軸受は、上述のように、固定基部２３１と回転ホイール２３０との間に物理的な界面を提供し、回転ホイール２３０が動かされる際の両者間の摩擦を低減する。
【0080】
更に図３を参照すると、回転ホイール２３０の上面の周囲に設けられた３つのスイッチ２２０も示されている。スイッチ２２０の上方にはインナーキャップ２１０が図示されており、このインナーキャップ２１０は、垂直リング軸受２２５の内側に嵌るように構成されており、３つの突起２１１によって垂直リング軸受２２５に固定されている。一以上の実施形態では、該３つの突起２１１も、垂直リング軸受２２５の内側垂直面の周囲に等距離で配置されている。図示されているように、インナーキャップ２１０は、実質的に水平な上部リングと、下部中空円筒形部分とを有している。従って、一以上の実施形態では、インナーキャップ２１０の下部円筒形部分の外径が、垂直リング軸受２２５の内径内に嵌合し、そして、インナーキャップ２１０がホーム位置又は非押下位置にあるときに垂直リング軸受２２５の底面の下にわずかに突出する突起２１１によって垂直リング軸受２２５の底面にクランプし得る。最後に、図３を参照すると、カバーキャップ２１５は、図示されているように、インナーキャップ２１０の上部リング部分に取り付けられている。
【0081】
【0082】
図４Ａは、一以上の実施形態による、センサ電極１２５のグリッド４０１の上に重ねられた、回転可能ノブインタフェース１５０の固定基部２３１の下側の図を図示している。グリッド４０１は、図１の境界１５５によって画定される停電ゾーンに対応していることがある。更に、他の実施形態では、グリッド４０１がセンサ電極１２５の他の構成に対応していることがある。これに関して、固定基部２３１の底面又は下面には、３セットの電極がある。網掛けで示された第１セットの電極４３０は、センサ電極１２５の一つ以上から基準信号を受信するように構成された連続したセットの電極である。残りの２セットにグループ分けされた３つの電極４１０、４２０、４１１は、センサ電極１２５の一以上から検知信号を受信するように構成されている。電極４１０と４１１を含む第２セットは、回転可能ノブインタフェース１５０の回転を検知するように構成されている。電極４２０を含む第３セットは、例えば回転可能ノブインタフェースが押下状態に設定されたときに、「クリック」又はスイッチ２２０が閉じられたことを検知するように構成されている。図示されているように、結合電極４１０、４１１、４２０のそれぞれは、グリッド４０１の１つ以上のセンサ電極１２５と少なくとも部分的に重なっている場合がある。一方、電極４３０のセットが、例示的な入力装置（例えば、電子デバイス１００）の上面のグリッド４０１上の対応する基準センサ電極４０３（図４Ｂ参照）から信号を取得し、隣接するセンサ電極１２５からの寄生容量の如何なる影響も緩和されるように、電極４３０のセットは、各々、グリッド４０１の複数のセンサ電極１２５の少なくとも一部と重なってもよい。領域４０２のセンサ電極１２５は、領域４０３のセンサ電極１２５とは別のものである。例えば、領域４０２のセンサ電極１２５は、結合電極４１０、４１１及び４２０に近接して配置され、領域４０３のセンサ電極の外部に配置されたセンサ電極を含む。この分離は、図４Ａにおいて、２つの特徴で示されている。第一に、結合（又は検知）電極４１０、４１１、４２０の右側にセンサ電極の空の列４１２があり、結合電極４１０、４１１、４２０と電極４３０のセットの間に隙間が設けられている。第二に、電極４３０のセット（実線網掛け）は、それぞれ基準電極４０３（図４Ｂにおける点線網掛け）に対して内側に凹んでいる。電極４３０のセットは、約１．５ｍｍから約２ｍｍ凹んでいることがある。しかし、他の実施形態では、電極４３０のセットの凹みは、概ね１．５ｍｍ未満であり、又は、概ね２ｍｍより大きい。この凹みは、電極４３０のセットが基準電極信号を検知するのを助け、センサ電極１２５上で近傍の検知信号の寄生結合を検知することを最小にすることがある。さらに、該凹部は、電子デバイス１００に対する例示的な回転可能ノブインタフェース１５０の公差調整に役立つ可能性がある。他の実施形態では、上述のようにセンサ電極の空の列４１２を含むか又は電極４３０を凹ませることで、電極４３０のセットを十分に絶縁し、電極４３０のセットへの隣接するセンサ電極１２５からの寄生容量の影響を緩和する。
【0083】
図４Ｂは、１つ以上の実施形態による、２つのグループのセンサ電極１２５に分割されている図４Ａのグリッド４０１の例を示す。センサ電極１２５の各グループは、異なる信号で駆動されることがある。例えば、領域４０３のセンサ電極１２５が検知信号で駆動される一方で、領域４０２のセンサ電極１２５が基準信号で駆動されることがある。一般に、センサ電極１２５の各々は、検知信号、又は、例えば接地その他の基準信号で選択的に駆動されることがある。一以上の実施形態では、図４Ａに示すように、グリッド４０１のセンサ電極１２５を固定基部２３１の下面の電極と適合させるために、センサ電極１２５のグリッド４０１が図４Ｂに示すように配置される。従って、図４Ｂで網掛けされているグリッド４０１の領域４０３のセンサ電極１２５は基準信号で駆動され、領域４０３の外側のセンサ電極１２５は検知信号で駆動されることがある。従って、固定基部２３１の下面とグリッド４０１のセンサ電極１２５との間には、電気的なペアリング（例えば、電気的カップリング又は容量カップリング）が存在する。これは図４Ｃの重ね合わせ図に図示されている。
【0084】
図４Ｃは、一以上の実施形態による、図４Ｂのグリッド４０１のセンサ電極の上方に位置する図４Ａの固定基部２３１の下側を示す。図示のように、回転可能ノブインタフェース１５０上での検知用に構成された結合（又は検知）電極４１０、４１１、４２０は、結合電極４１０、４１１、４２０と一以上のセンサ電極１２５との間の容量カップリングを介して検知信号で結合電極４１０、４１１、４２０が駆動されるように、センサ電極１２５の１つ以上と位置合わせされている。一実施形態では、これらは同じセンサ電極１２５で駆動される。同様に、処理システム１１０の基準信号に結合するように構成された電極４３０のセットは、処理システム１１０によって基準信号で駆動されるように、領域４０３の複数のセンサ電極１２５の上方にそれぞれ設けられる。一以上の実施形態では、固定基部２３１は固定されており、入力装置に対して位置が固定されているため、固定基部は、図示のように、まず入力装置のセンサ電極１２５に位置合わせされ、次に、一以上の実施形態では、電子デバイス１００の表面に恒久的に取り付けられる。
【0085】
次に、図５を参照して、固定基部２３１の上面について説明する。これを参照して、一以上の実施形態による、固定基部２３１の上面に対する領域４０２及び４０３のセンサ電極１２５に対応する電極領域の位置を示す上面透視図５１０が図示されている。該上面透視図に示されるように、また、底面図５２０と上面図５３０とを比較することによっても分かるように、固定基部２３１の上面は、その底面とはいくぶん異なる構成となっている。上面及び下面の導電パッドの相対的な位置を十分に理解するために、底面図５２０も図示されており、湾曲した矢印５２１で示されているように、上面図５３０では、上面の対応する位置も示されている。この上面図５３０は、底面図５２０に示す固定基部２３１を、水平軸を中心に反転させた場合（固定基部２３１の右側と左側がそれぞれ図５２０と５３０で同じになるように）に見えるものである。引き続き図５を参照すると、上面図５３０は、４つの導電性領域、即ち、内側導電リング２３２（スイッチが開いているか閉じているかを検知するために使用）と、２つの導電パッド２３７及び２３８（回転を検知するために使用）と、周辺リング２３５とを図示している。一以上の実施形態において、これらの各々は、固定基部２３１の底面上の対応する導電性領域にビアによって電気的に接続される。特に、周辺リング２３５は、上述のように、対応する電極４３０のセットに電気的に接続され、基準信号で駆動されるセンサ電極１２５に結合される。２つの導電パッド２３７及び２３８は、それぞれ結合電極４１０及び４１１に接続され、内側導電リング２３２は、検出電極４２０に電気的に接続される。いくつかの実施形態では、上述のように、内側導電リング２３２と共に導電パッド２３７及び２３８の両方が、検知信号で駆動されるセンサ電極１２５と結合するように構成される。
【0086】
従って、図示の実施形態では、固定基部２３１の上部には、その外周部に、周辺リング２３５で囲まれた、互いに近接する２つの小さな導電パッド２３７、２３８が設けられる。周辺リング２３５は基準信号を受信し、２つのパッド２３７、２３８はそれぞれに検知信号を受信する。該２つのパッドは回転を検知するために使用される。第二に、周辺リング２３５の内側にある内側導電リング２３２は、スイッチが閉じているかどうかを検知するために検知信号も受信するように構成されている。スイッチが閉じることは、スイッチが閉まるときの音から「クリック」と呼ばれることもある。
【0087】
図６Ａは、図３に図示されている例示的な固定基部２３１と例示的な垂直リング軸受２２５と水平リング軸受２２６（例えば、プラスチック軸受）の分解図６０１と折り畳み図６０３を図示している。これらの要素については前述したので、ここでは改めて説明しない。注目すべきことは、一以上の実施形態において、折り畳み図６０３に示されているように、水平リング軸受２２６が、その上に回転ホイール２３０が載ることができる滑らかな表面を有しており、垂直リング軸受２２５が、その周囲で回転ホイール２３０が回転することができる滑らかな外側円筒構造を有することである。
【0088】
図６Ｂは、図６Ａに示された例示的な固定基部２３１及び軸受２２５、２２６のそれぞれの分解図６１０及び折り畳み図６０３を図示しており、例示的な平坦なリング状の軸受２２６の上に設けられた図３の例示的な回転ホイール２３０が追加されている。図示のように、垂直リング軸受２２５の高さは、回転ホイール２３０の高さよりも高く、垂直リング軸受２２５が回転ホイール２３０の上方に突出している。分解図６１０と折り畳み図６０３のそれぞれに見えるのは、該スイッチのセット（図示せず）に接続するために回転ホイール２３０の上面に設けられた３セットのパッド２２１である。これについては、回転ホイール２３０の底面の構成について説明した後に、以下で更に詳しく説明する。
【0089】
図７Ａは、図３の回転ホイール２３０の詳細な底面図である。これを参照して、固定基部の上面の場合と同様に、基本的に２つのリング状の構造がある。一以上の実施形態によれば、交互に配置された第１導電性領域７１０と非導電性領域７２０とを備える外周リング７０１と、単一の接続された第２内側リング（例えば、導電性領域）７３０を備える内側リングである。更に、外周リング７０１と内側リング７３０との間に設けられたリング状領域７０２も非導電性である。一以上の実施形態において、第１導電性領域７１０は回転を検知するために使用され、内側リング７３０は“クリック”を検知するために使用される。
【0090】
図７Ｂは、図３の例示的な回転ホイールの詳細な上面図を図示している。図７Ｂの図は、それぞれがスイッチに接続する３セットのパッド２２１を図示する図６Ｂに示されている回転ホイール２３０の上面の図に対応する。図７Ｂの上面図は、各セットのパッド２２１がそれぞれ結合される下部の導電リングと共に、先に説明した固定基部２３１の底面及び上面の他の導電性領域を示すために、透過的に描かれている。これらには、ここでは透明体を介して図示され、図４Ａに示されるように、固定基部２３１の下面に設けられている、結合電極４１０、４２０、４１１及び処理システム１１０の基準信号に結合される電極４３０のセットと、固定基部２３１の上面に設けられている、周辺リング２３５の一部及び導電パッド２３７、２３８とが含まれる。
【0091】
図７Ｂの導電パッド２３７、２３８及び周辺リング２３５と共に図７Ａの導電性領域７１０は、例えば、銅、銀、金、アルミニウム、酸化インジウムスズその他の導体、又は、例えば、それらのいずれかの相互の種々の合金、又は、異なる元素又は化合物との種々の合金のような公知の導体で作製され得る。一実施形態では、非導電性領域７２０が、金属が堆積されていないプリント回路ボード又は基板の領域であってもよく、従って、例えば、エポキシプラスチック及びガラス繊維で作製されてもよい。別の実施形態では、非導電性領域７２０が、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層などの絶縁層を堆積することによって形成されてもよい。
【0092】
図７Ｂに示すように、２つのリング状の導電性領域、即ち、外側リング領域（例えば、導電リング７１２）と内側リング領域７３２が、例えば、回転ホイール２３０の上面の表面のすぐ下に設けられている。外側リング領域（例えば、導電リング７１２）は、図７Ａに示すように、ビア（図示されない）によって、回転ホイール２３０の下側の第１導電性領域７１０のそれぞれに電気的に接続されている。同様に、回転ホイール２３０の上側の内周部に設けられた内側リング領域７３２は、同じく図７Ａに示す回転ホイール２３０の下側の第２導電性内側リング領域７３０に、ビア（図示されない）によって電気的に接続されている。加えて、図７Ｂの描写例では、３つのスイッチ２２０が接続されるべき３セットのパッド２２１の位置が示されているが、スイッチは示されていない。従って、スイッチ２２０がクリック音又は同等の他の兆しを発するまでユーザがカバーキャップ２１５（図２及び図３に示す）を押し下げることによってスイッチ２２０が閉じられると、各パッドの内側部分が各パッドの外側部分に電気的に接続され、これにより、導電リング７１２及び７３２に対応する領域が電気的に接続される。また、図７Ａを参照すると、これにより、各第１導電性領域７１０が内側リング領域（例えば、第２導電性領域）７３２に接続され得る。他の実施形態では、スイッチと、それらが接続するスイッチパッドの対応するセットが、より多くても少なくてもよいことに留意されたい。パッド２２１はスイッチパッドと呼ばれることがあり、図示のように回転ホイール２３０の周囲に等距離に配置されることがある。いくつかの実施形態では、スイッチ２２０は２つ以上の状態を有することがあり、従って、「押下」又は「閉」と、「非押下」又は「開」以外の多くの位置を有することがある。このような実施形態では、スイッチ２２０は、「押下」と「非押下」との間に１つ以上の中間状態を有することがあり、ユーザは、カバーキャップ２１５を押し下げて、「非押下」又は全開状態、各中間状態及び全閉状態の間を移ることができる。このような実施形態では、スイッチ２２０の各位置は、例えば、スイッチの各状態における電気的結合の信号強度等によって検知され得る。
【0093】
固定基部２３１及び回転ホイール２３０それぞれの、各上面及び下面に関する上記の説明を考慮すると、図８の破線矢印８０１及び８０２は、固定基部２３１の上面と回転ホイール２３０の下面との間の電気的結合を図示している。回転ホイール２３０が固定基部２３１の上方にある場合、固定基部２３１の上面は、組み立てられた回転可能ノブインタフェース１５０において回転ホイール２３０の下面に面している。これを参照すると、破線矢印８０１は、固定基部２３１の上面の内側導電リング２３２と例示的な回転ホイール２３０の下面の内側リング７３０との間の電気的結合を示している。加えて、破線矢印８０２は、導電パッド２３７及び２３８を含む例示的な固定基部２３１の上面の周辺リング２３５と、例示的な回転ホイール２３０の下面の外周リング７０１の様々な導電性領域７１０との間の電気的結合を示している。上述したように、回転ホイール２３０の底面の外周リング７０１の領域７２０は非導電性である。更に、非導電性仕切りリング７０２は非導電性であり、外周リング７０１と内側リング７３０との間に設けられている。
【0094】
図８に示すように、回転ホイール２３０が固定基部２３１の上方にあるとき（両者の間に水平軸受が設けられている）、それぞれの外周リング領域間には様々な電気的結合が存在し得る。周辺リング２３５は、電極４３０のセットを介して処理システム１１０によって駆動される基準信号に結合される。更に、周辺リング２３５は、下側の回転ホイール２３０の導電性領域７１０の１つ以上と容量的に結合されている。導電パッド２３７、２３８の一方又は両方が回転ホイール２３０の下面の導電パッド７１０に結合されているかどうかは、回転ホイール２３０と固定基部２３１の相対的な回転位置に依存する。
【0095】
回転を検知するために、固定基部２３１の上面にある２つの導電パッド２３７、２３８は、処理システム１１０によって検知信号でそれぞれに駆動されるセンサ電極１２５に結合される。図４Ａを参照して上述したように、固定基部２３１の上面に設けられた導電パッド２３７及び２３８は、それぞれ、固定基部２３１の下面に設けられた結合電極４１０及び４１１にビアによって電気的に接続されている。次に、結合電極４１０及び４１１は、例えば図４Ｃに示すように、検知信号で駆動される、対応するセンサ電極１２５に結合される。固定基部の結合電極４１０及び４１１にそれぞれに結合されたセンサ電極１２５を検知信号で駆動することにより、それらのセンサ電極によって受信される結果信号は、固定基部２３１の上面にある２つの導電パッド２３７及び２３８のそれぞれの、回転ホイール２３０の下面にある導電性領域７１０及び非導電性領域７２０のアレイとの容量カップリングの関数として変化する。
【0096】
以下に説明する図９Ａ～１４は、図１～８を参照して上述した回転可能ノブインタフェースの様々な拡張又は代替機能を図示している。一以上の実施形態において、拡張及び代替機能の一部又は多くを、任意の例示的装置において組み合わせることができることに留意されたい。
【0097】
図９Ａおよび図９Ｂは、回転可能電子デバイスのクリック又は機械的応答機能を検知するための別のアプローチを図示している。このアプローチ例では、クリック検知が回転式電子デバイスの固定基部上で容易に行われ得る。これは、図２を参照して上述したアプローチとは対照的であり、回転ホイール２３０が、その上面に３つの例示的なスイッチ２２０を備えている。図２の例では、スイッチ２２０が閉じられると、図７Ｂに示すように、２つの導電リング領域７１２及び７３２が電気的に接続され、そして、これが処理システム１１０によって検知される。回転可能電子デバイスが固定基部において中央穴を含まない実施形態では、クリック検知を行うスイッチを回転ホイールに容量的に配線する必要はない。その結果、これらのスイッチが固定基部上に設けられ得る。図９Ａは、クリック検知パッド９２０が設けられた代替的な固定基部９３２の下側を示している。代替的な固定基部９３２の上面図が描かれている図９Ｂは、接地領域９３３をクリック検知パッド９２０に接続するドームスイッチ９５０を示している。接地領域９３３は導電性であるため、入力装置の表面上の複数の電極がこれに結合されると、それらの電極は互いに電気的に結合される。この事実は、図１２Ａ、１２Ｂ、１３に関連して後述するシフト検出方法の例で活用される。ここで、代替的な固定基部９３２により、クリックを検知するための信号が増大し、回転ホイールへのクリック機能の配線の複雑さが軽減されることに留意されたい。図９Ａ及び９Ｂは、固定基部９３２の両側にある２つの腎臓形開口９３９も示している。開口９３９は、以下のように、シグナルインテグリティを改善することがある。図９Ａ及び図４Ｂに図示されているように、固定基部９３２は、検知信号で駆動される例示的な入力装置の上面にある一群のセンサ電極４０２の上方に設けられることがある。加えて、固定基部９３２の上方には、図７Ａ及び７Ｂに図示されている回転ホイール２３０が設けられることがある。図７Ａに更に図示されているように、回転ホイール２３０の下側には、導電性領域７１０が設けられることがある。従って、固定基部９３２は、入力装置の上面にあるセンサ電極４０２と、回転ホイール２３０の下面にある導電性領域７１０の間に「挟まれて」いる。固定基部９３２の開口９３９は、回転ホイール２３０の下面の導電性領域７１０と入力装置の電極４０２との間の寄生容量を低減し得る。容量は、２つの対象領域の重なり面積、２つの領域間の距離、及び、２つの領域間の誘電体に基づいて計算され得る。開口９３９は、誘電率１の空気を誘電体として検知電極４０２と導電性領域７１０の間に導入する。これは、例示的な固定基部９３２が作製される可能性のある材料である、プラスチックや、例えば、ＦＲ４（難燃性であるエポキシ樹脂バインダーを有する織ガラス繊維布で作られた複合材料）の代わりになるものである。プラスチックとＦＲ４とは、それぞれ、空気よりもかなり高い誘電率を有するため、開口９３９によって提供されるエアギャップは、従って、回転ホイールの底面側の導電性領域７１０と検知電極４０２との間の寄生容量を低減することができる。
【0098】
代替例では、開口９３９は異なる形状を有していてもよく、あるいは全く使用されなくてもよい。
【0099】
図１０は、例示的な固定基部１０３１の底面図である。例示的な固定基部１０３１は、図４Ａの固定基部２３１に類似しているが、接地領域９３６が幾分大きく、異なる形状を有している。図１０はまた、一以上の実施形態による、導電性接着剤で表示パネル（図示せず）に取り付けられる固定基部１０３１の下面の領域の周囲に描かれた輪郭線９０６を示している。非導電性接着剤を使用して固定基部を表示ネルに取り付ける代わりに、固定基部の検知パッド４１０、４１１、４２０、及び、固定基部の接地領域９３６の表示パネルのタッチ画素への結合をそれぞれ増加させることによって信号を改善するために、導電性接着剤を選択された領域に使用してもよい。固定基部１０３１の下面が取り付けられることがある表示パネルは、例えば、図１の表示パネル１２０であってもよい。図１０を参照すると、一以上の実施形態において、輪郭線が描かれた領域９０６が導電性接着剤で表示パネルに取り付けられる一方で、他の領域が非導電性接着剤を用いて取り付けられてもよい。導電性接着剤は等方性でも異方性でもよく、適切な導電性接着剤であれば何でもよい。
【0100】
図１１は、一以上の実施形態による、回転ホイール及び薄型軸受の代わりに使用され得る例示的な導電性構造体９５９を示す。図６Ａにおいて説明されている薄い軸受２２６の代替として、例えば導電性ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で作製された軸受のような導電性軸受が使用されてもよい。このような代替的な実施形態では、回転ホイールは必要ない場合があり、図１１に図示されているように、その代わりに、組み合わせ軸受と回転可能要素９５９とが使用されてもよい。このような代替的な実施形態では、例えば厚さ１～２ｍｍのオーダーで、はるかに厚い軸受を使用することができ、軸受の導電性が増大するため、より強力な信号を提供することができる。導電性ＰＴＦＥは、導電性を高めるために、例えばＰＴＦＥにカーボンを注入することによって形成され得ることに留意されたい。従って、図６Ａに示されるような薄い軸受２２６と、図７Ａ及び図７Ｂに示されているような交互に設けられた導電性領域７１０と非導電性領域７２０を有する例示的な回転ホイール２３０の両方を使用する代わりに、図１１に図示される導電性構造体９５９を使用してもよい。例示的な導電性構造体９５９は、図示のように、中央リング９６１を有し、そこからいくつかの周辺領域９６０が突出している。図示の例では、中央リング９６１の周りに９０度間隔で配置された４つの周辺領域がある。他の例では、より大きい、又は、より少ない周辺領域が使用されてもよい。周辺領域９６０は、図示されているように、内側リングに対して接線方向である長い寸法を有し、固定基部９３２の上部に設けられた導電パッドの上方を交互に通過する。例えば、図９Ａ及び９Ｂに図示されている代替的な固定基部９３２を使用してもよい。従って、導電性構造体９５９の周辺領域９６０は、固定基部９３２の上部の接地領域９３３と共に、検知領域９２５（図１１には示されていないが、図９Ｂでは左上に示されている）及び９２６に交互に結合する。その結果、導電性構造体９５９が回転されると、検知領域９２５、９２６と接地領域９３３との間の容量カップリングに変化が生じる。構造体９５９はそれ自体が導電性であるため、この例のように固定基部９３２の上部と導電性構造体９５９との間に軸受が設けられていない場合、容量カップリングは電気的接続となる。周辺領域９６０の間隔を考慮すると、固定基部９３２の導電性領域９６３は常に導電性構造体９５９に結合又は接続されることにも留意されたい。しかしながら、導電性構造体９５９が回転すると、周辺領域９６０と検知領域９２５（図示せず）及び９２６との間の容量カップリングが変化する。一以上の実施形態において、これらの変化は、導電性構造体９５９の回転方位、ひいては回転ノブインタフェースの回転方位を判定するために使用され得る。前述のように、一以上の実施形態では、導電性構造体９５９も軸受として機能するが、今度は、例えば上述の薄い軸受２２６よりもかなり厚くてもよい。
【0101】
前述のように、図１１の固定基部９３２は、前述の図９Ａ及び９Ｂの例示的な固定基部９３２と同じである。図９Ａに示すように、クリック検知パッド９２０が固定基部９３２の下側に設けられている。このクリック検知パッド９２０は、固定基部９３２の上側にあるスイッチパッド９５１に接続されている。同様に、接地領域９３３は、固定基部９３２の上側のスイッチパッド９５２に接続されている。ドームスイッチ（図示せず）、例えば、図９Ｂに示すドームスイッチ９５０が、クリックを検知するために、スイッチパッド９５１と９５２の間に接続されてもよい。
【0102】
次に、図１２Ａ～１３を参照して、入力装置の表面に対する回転可能ノブインタフェースのズレを検出するための２つの方法の例を説明する。ノブ基部のズレは、回転可能ノブインタフェースの故障を示すことがある。従って、このようなズレを検出することは、回転可能ノブインタフェースの故障を判定するために使用され得る。
【0103】
図１２Ａ及び１２Ｂを参照して、ズレ検出の第１の例示的な方法を説明する。図１２Ａ及び１２Ｂは、一以上の実施形態による、例示的な回転可能ノブインタフェースの固定基部１２３１の下側の接地領域９３６の下に設けられる例示的な表示パネルの電極４０３のセットを、入力装置の表示パネルの下にある視点から図示している。上述したように、接地領域９３６は、その上方に該接地領域９３６が設けられている表示パネルの電極が、入力検知期間の間、基準信号で駆動されるので、そのように呼ばれている。しかし、第１の例示的なズレ検出方法では、これが変更され、接地領域の下にある表示パネルのすべての電極が、規則的な入力検出期間の基準信号で駆動されるわけではない。図１２Ａに示されるように、第１の予め定義された期間において、接地領域９３６に結合する全ての電極４０３が、基準信号で駆動される。その後、図１２Ｂに示されるように、第２の予め定義された期間の間に、第１サブセット領域４０４（図１２Ｂにおいて破線の境界で囲まれる）内の電極４０３の第１サブセット、例えば電極４０３の半分が検知波形によって駆動され、該電極４０３のセットの残りの電極、例えば第２サブセット領域４０５内の電極が基準信号によって駆動されることがある。
【0104】
固定基部１２３１の接地領域９３６の下方にある電極４０３の全てが基準信号によって駆動される図１２Ａの設定は、上述したように、入力検知、例えば、回転可能ノブインタフェースの回転の検知中に使用される通常の方式である。しかしながら、図１２Ｂの設定は、例えば、電極４０３の半分、第１サブセット領域４０４の電極が検知波形によって駆動される、通常の検知方式外の、例えば、標準の入力検知期間ではない特定の期間の間に発生する。接地領域９３６全体が電気的に接続されているため、第１サブセット領域４０４と第２サブセット領域４０５の両方が固定基部１２３１の接地領域９３６を介して接続されたままであるため、第２の予め決められた期間の間、第１サブセット領域４０４の電極も、検知信号によって駆動されるものの、接地される。一実施形態では、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）が、検知信号で駆動される第１サブセット領域４０４の電極上の容量を検知するために使用され得る。このような実施形態では、第１サブセット領域４０４の所与の電極について、ＡＤＣの読み取り値はその接地負荷の関数として変化する。いくつかの実施形態では、接地負荷が大きいほど、ＡＤＣの信号は低くなる。従って、そのような実施形態において、回転可能ノブインタフェースがその正しい場所、第１サブセット領域４０４の上方にあるとき、第１サブセット領域４０４の電極は、接続されたＡＤＣ上で、接地領域９３６を介して接地された負荷を反映する、ある値を発現する。しかし、回転可能ノブインタフェースが滑り、固定基部１２３１の接地領域９３６が第１サブセット領域４０４の１つ以上の電極の上方に、もはや存在しない場合、その電極に接続されたＡＤＣ上で、より高い値が観察されるであろう。一実施形態では、この高いＡＤＣ値が、固定基部１２３１、ひいては回転可能ノブインタフェースのスリップ、又は、平行移動を検出するために使用され得る。従って、一実施形態では、連続する第２の予め規定された期間の間で、第１サブセット領域の電極のＡＤＣ値が、ズレを判定するために比較され得る。あるいは、第２の予め規定された期間における電極の所与の読み取り値が、固定基部がその意図された位置で表示パネルに取り付けられた後、固定基部１２３１がズレたかどうかを判定するために、製造時のその電極のＡＤＣ値と比較されてもよい。前述のように、第２の予め規定された期間は、通常の入力検知の外で発生するため、入力検知スキーム内におけるズレ検知のために追加の時間を割り当てる必要があるかもしれない。
【0105】
他の実施形態では、電極４０３のセットが、第１サブセット領域４０４の電極の数が第２サブセット領域４０５の電極の数より少ない、等しくないサブセットに分割されてもよい。例えば、第１サブセット領域４０４の電極の数は、例えば１／３、１／４、又は１より小さい他の割合値など、電極４０３のセットの電極の総数の、ある割合であってもよい。
【0106】
ズレ検出の第２の例示的な方法（第１の例示的な方法の変形である）では、接地負荷の結果として接続されたＡＤＣ値が変化するという同じ原理が、異なる方法で利用されることがある。第２の例示的な方法では、接地領域９３６の下にある第１サブセット領域の電極が、通常の入力検知中であっても検知信号で駆動されることがある。これが図１３に図示されている。これを参照すると、図１３は、表示パネルの電極１２５のグリッドの、電極の第１サブセット領域４０６を図示している。電極の第１サブセット領域４０６（図１３において破線の境界で示される）は、固定基部１２３１の接地領域９３６の下に設けられる。一実施形態では、サブセット領域４０６内の電極で受信された結果信号の以前のベースライン状態を、現在取得された結果信号と比較して、固定基部のズレが生じたかどうかを判定してもよい。一以上の実施形態では、第１の例示的な方法の場合と同様に、結果信号が、電極に接続されたＡＤＣの値を使用して測定されることがあり、ＡＤＣ値の変化を使用して、固定基部１２３１、ひいては回転可能ノブインタフェースのズレが検出されることがあり、第１サブセット領域４０６内の電極についての、接続されたＡＤＣの値の変化から判定され得る。
【0107】
一実施形態では、図１３に図示される例示的な方法について、接地領域９３６に結合される電極４０３のセットが、等しくないサブセットに分割されることがある。入力検知期間の間に検知信号を受信する、第１サブセット領域４０６内の電極の数は、第２サブセット領域４０５内の電極の数よりも少ない。例えば、第１サブセット領域４０６内の電極の数は、該電極４０３のセット内の電極の総数の、１／２未満である、ある割合であってもよい。例えば、該電極４０３のセット内の電極の総数の１／１０であってもよい。或いは、例えば、該電極４０３のセット内の電極の総数の２０％、又は１５％、又は０と１／２の間の任意の他の割合の値であってもよい。
【0108】
ズレ検出の第２の例示的な方法では、第１サブセット領域４０６内の電極が、規則的な入力検知期間に検知信号によって常に駆動されるため、比較は、２つの規則的な（例えば、連続する）入力検知期間の間で行われる場合があり、ズレ検出のために入力検知スキーマに追加の期間を追加する必要がない。
【0109】
図１４は、例示的な電子デバイス上の電子インタフェース、例えば回転可能ノブインタフェースの固定基部のズレを検出するための方法１４００を図示するプロセスフローチャートである。この方法には２つの段階があり、それぞれ、上で説明した図１２Ａ及び１２Ｂに図示されている２つの例にそれぞれ対応する。前述したように、ノブのズレの検出は、故障のメカニズムの１つである。
【0110】
方法１４００は、ブロック１４１０～１４４０を含む。他の実施形態では、方法１４００が、より多くの、又は、より少ないブロックを有してもよい。方法１４００は、ブロック１４１０で始まり、第１期間に、ノブインタフェースの固定基部の下側の単一の導電性領域に容量的に結合された入力装置の第１セットの電極及び第２セットの電極に基準信号が供給される。固定基部は、入力装置（例えば、電子デバイス１００）の表面に設けられる。例えば、導電性領域は、図１２Ａ及び１２Ｂに示される接地領域９３６であってもよい。
【0111】
方法１４００は、ブロック１４１０からブロック１４２０に進み、第２期間に、検知信号が第１セットの電極に供給され、基準信号が第２セットの電極に供給される。例えば、第１セットの電極は、図１２Ｂの領域４０４の電極であってもよく、第２セットの電極は、図１２Ｂの領域４０５の電極であってもよく、それらのすべては固定基部１２３１上の導電性領域９３６に結合される。
【0112】
方法１４００は、ブロック１４２０からブロック１４３０に進み、第２期間に、第１セットの電極で結果信号が受信される。上述したように、結果信号は、測定時に固定基部１２３１と入力装置の相対位置によって修正された可能性があることを除いて、第１セットの電極を駆動するために使用される信号と同じである。
【0113】
方法１４００は、ブロック１４３０からブロック１４４０に進み、ここで、第２期間に取得された第１セットの電極上の結果信号の値と、第１セットの電極の以前のベースライン状態とに少なくとも部分的に基づいて、入力装置の表面上のノブインタフェースの平行移動が判定される。一以上の実施形態では、この判定が、入力装置のメモリに格納されたファームウェアによって実行されてもよい。方法１４００は、ブロック１４４０で終了することがあり、又は、図１４に示すように繰り返されることがあり、従って、方法１４００は、ブロック１４４０からブロック１４１０に戻ることがある。一以上の実施形態では、ベースライン状態は、例えば製造時に事前に格納されてもよく、又は、例えば、方法１４００の以前の過程の以前の第２期間に得られた結果信号の一組の値であってもよい。
【0114】
このように、本願に記載の実施形態及び実施例は、本技術及びその特定の応用による実施形態を最もよく説明し、それによって当業者が本開示を作製及び使用できるようにするために提示されたものである。しかしながら、当業者であれば、前述の説明および実施例は、説明及び例示のみを目的として提示されたものであることを認識するであろう。記載された説明は、網羅的であることを意図したものではなく、又は、本開示を、開示されたそのままの形態に限定することを意図したものでもない。
【0115】
上記を考慮すると、本開示の技術的範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【国際調査報告】