JP2015509245A - 単層容量型イメージングセンサ - Google Patents
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Abstract
本発明の実施形態は、概して、入力物体の位置情報を取得するのに所望される様式で相互接続されている複数の検知要素を含む入力デバイスを提供し、それによって取得される位置情報は、他のシステム構成要素によって、ディスプレイ又は他の有用なシステム構成要素を制御するために使用することができる。本明細書に記載する実施形態の１つ又は複数は、入力デバイスの検知領域内の入力物体の位置を検知するのに必要なトレース及び／又は電極の数を低減又は最小限に抑えるために、本明細書に開示する技法及びセンサ電極アレイ構成の１つ又は複数を利用する。【選択図】 図１
Description
[0001]本発明の実施形態は、一般に、近接検知デバイスの検知領域にわたって入力物体の位置を検知するためのシステム及び方法に関する。
[0002]一般的にタッチパッド又はタッチセンサデバイスとも称される、近接センサデバイスを含む入力デバイスは、様々な電子システムに広く使用されている。近接センサデバイスは、通常、表面によって画定されることが多い検知領域を含み、検知領域において、近接センサデバイスは、１つ又は複数の入力物体の存在、ロケーション及び／又は動きを確定する。近接センサデバイスは、電子システムのためのインターフェースを提供するのに使用される場合がある。たとえば、近接センサデバイスは、ネットブック又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である、不透明タッチパッドなど、より大きなコンピューティングシステムのための入力デバイスとして使用されることが多い。近接センサデバイスは、携帯電話に組み込まれたタッチスクリーンなど、より小型のコンピューティングシステムに使用されることも多い。
[0003]近接センサデバイスは、通常、電子又はコンピューティングシステムに見られるディスプレイ又は入力デバイスなど、他のサポート構成要素と組み合わせて使用される。いくつかの構成において、近接センサデバイスは、所望の組み合わされた機能を提供するか、又は望ましい完成したデバイスパッケージを提供するために、これらのサポート構成要素に結合される。多くの市販の近接センサデバイスは、容量性又は抵抗性検知技法など、１つ又は複数の電気的技法を利用して、入力物体の存在、ロケーション及び／又は動きを確定する。通常、近接センサデバイスは、センサ電極アレイを利用して、入力物体の存在、ロケーション及び／又は動きを検出する。入力物体の存在及び位置を望ましい精度で検知するのに多数のセンサ電極が使用されることが多いことに起因して、また、これらのセンサ電極の各々を電子又はコンピューティングシステムの様々な信号生成及びデータ収集構成要素に接続する必要があることにも起因して、これらの相互接続を形成するのに関連する費用、システムの信頼性、及び近接センサデバイスの全体的なサイズは不適切に大きく、複雑になることが多い。消費者用及び産業用電子機器生産業における共通の目標は、形成された電子デバイスの電気的構成要素の費用及び／又はサイズを低減することである。近接センサデバイスに課される費用及びサイズの制約は、必要とされるトレースの数、必要な接続点の数、接続構成要素の複雑度（たとえば、コネクタのピンの数）、及びセンサ電極を制御システムに相互接続するのに使用される可撓性構成要素の複雑度によって生じる。
[0004]その上、センサ電極をコンピュータシステムに相互接続するのに使用されるトレースの長さが長くなるほど、近接センサデバイスは、一般的に他のサポート構成要素によって生成される、電磁干渉（ＥＭＩ）など、干渉の影響をより受けやすくなる。これらのサポート構成要素によってもたらされる干渉によって、近接検知デバイスによって収集されるデータの信頼性及び精度が悪影響を受けることになる。
[0005]それゆえ、信頼性があり、矛盾のない正確な位置検知結果を提供し、製造するのにさほど費用がかからず、望ましいサイズの電子システムに組み込むことができる近接検知デバイスを形成する装置及び方法が必要とされている。
[0006]本発明の実施形態は、概して、システム複雑度が低減しており、全体的な物理サイズが小さく、製造費用が低い入力デバイスを提供する。本明細書に記載する入力デバイスは、入力物体と入力デバイスの入力領域との相互作用によって生成される信号に基づいて、より信頼性があり正確な位置検知データ及び／又は位置検知結果を提供することができる。本発明の実施形態は、概して、センサ電極アレイ及び／又は位置検知データを形成するためのセンサ電極相互接続方式を使用する入力デバイスを提供する。したがって、本明細書に記載する本発明の実施形態は、タッチ検知デバイスによって物体の存在を確実に検知するための改善された装置及び方法を提供する。また、本明細書に記載する実施形態の１つ又は複数は、検知領域内の入力物体の位置を検知するのに必要なトレース及び／又はセンサ電極の数を低減又は最小限に抑えるために、本明細書に開示する技法及び電極アレイ構成の１つ又は複数を利用する。
[0007]本発明の実施形態は、概して、第１のセンサ電極セットと第２のセンサ電極セットとを含む容量型イメージセンサを提供する。第１のセンサ電極セットは、第１のセンサ電極と、第２のセンサ電極と、第３のセンサ電極とを含む。第１のセンサ電極は、第３のセンサ電極に電気的に結合されている。第２のセンサ電極セットは、第４のセンサ電極と第５のセンサ電極とを含み、第４のセンサ電極は、第１のセンサ電極と容量結合するように構成されており、第５のセンサ電極は、第３のセンサ電極と容量結合するように構成されている。
[0008]本発明の実施形態は、基板の第１の表面に配置されている第１のセンサ電極と、基板の第１の表面に配置されている第２のセンサ電極と、基板の第１の表面に配置されている第３のセンサ電極とを含む容量型イメージセンサをさらに提供することができる。第３のセンサ電極は第１のセンサ電極と第２のセンサ電極との間に配置されており、第１のセンサ電極と互いにかみ合っており、第２のセンサ電極と互いにかみ合っている。
[0009]本発明の実施形態は、センサプロセッサと基板に配置されている複数のセンサ電極とを含むタッチスクリーンをさらに提供することができ、複数のセンサ電極は、基板の第１の表面に配置されている第１のセンサ電極と、基板の第１の表面に配置されている第２のセンサ電極と、基板の第１の表面に配置されている第３のセンサ電極とを含む。第３のセンサ電極は、第１のセンサ電極を部分的に囲んでおり、第２のセンサ電極を部分的に囲んでおり、第３のセンサ電極の少なくとも一部は第１のセンサ電極と第２のセンサ電極との間に配置されている。センサプロセッサは、第１のセンサ電極、第２のセンサ電極及び第３のセンサ電極に通信可能に結合されており、第１のセンサ電極又は第２のセンサ電極のいずれかが容量性検知のために駆動されるときに第３のセンサ電極によって受信される結果信号を受信するように構成されている。センサプロセッサは、第３の受信電極に結合されている第１の受信チャネルをさらに備え、第１の受信チャネルは電荷蓄積部を備える。
[0010]本発明の実施形態は、第１のセンサ電極セットと第２のセンサ電極セットとを含む容量型イメージセンサをさらに提供することができる。第１のセンサ電極は、第１のセンサ電極と、第２のセンサ電極と、第３のセンサ電極とを含み、第１のセンサ電極は第３のセンサ電極に電気的に結合されている。第２のセンサ電極セットは、第４のセンサ電極と第５のセンサ電極とを含み、第４のセンサ電極は、第１のセンサ電極と容量結合するように構成されており、第５のセンサ電極は第３のセンサ電極と容量結合するように構成されている。
[0011]本発明の実施形態は、透明基板の表面に配置されている複数のセンサ電極を含むタッチスクリーンをさらに提供することができ、複数のセンサ電極は、第１のセンサ電極セットと、第２のセンサ電極セットと、センサプロセッサとを含む。第１のセンサ電極セットは、第１の受信機電極と、第２の受信機電極と、第３の受信機電極とを含み、第１の受信機電極は第３の受信機電極に電気的に結合されている。第２のセンサ電極セットは第１の送信機電極と第２の送信機電極とを含み、第１の送信機電極は第１の受信機電極と容量結合するように構成されており、第２の送信機電極は第３の受信機電極と容量結合するように構成されている。センサプロセッサは、第１の受信機電極及び第２の受信機電極に通信可能に結合されており、第１の送信機電極又は第２の送信機電極が容量性検知のために駆動されるときに、第１の受信機電極、第２の受信機電極及び第３の受信機電極によって受信される結果信号を受信するように構成されており、第１の受信機電極に結合されている第１の受信チャネルと、第２の受信機電極に結合されている第２の受信チャネルとを備え、第１の受信チャネル及び第２の受信チャネルは電荷蓄積部を備える。
[0012]本発明の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記に簡潔に要約されている本発明のより詳細な説明が実施形態を参照して行われ得、そのいくつかは添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は本発明の典型的な実施形態を示しているにすぎず、それゆえ、その範囲を限定していると考えられるべきではなく、そのため本発明は、他の等しく有効な実施形態を認めてもよいことに留意されたい。
[0039]理解を促進するために、複数の図面に共通である同一の要素を示すために、可能である場合には同一の参照符号が使用されている。一実施形態に開示されている要素は、特に記述することなく他の実施形態に有益に利用されてもよいことが企図されている。ここで参照されている図面は、別途指摘しない限り、原寸に比例して描かれているものとして理解されるべきではない。また、提示及び説明を明瞭にするために、図面が簡略化されており、詳細又は構成要素が省かれていることが多い。図面及び論述は下記に論じる原理を説明する役割を果たし、同様の指定は同様の要素を示す。
[0040]以下の詳細な説明は本質的に例示にすぎず、本発明又は本発明の用途及び使用を限定するようには意図されていない。さらに、先行する技術分野、背景、簡潔な概要又は以下の詳細な説明において提示されているいかなる明示された又は暗示された理論に束縛されていることも意図されていない。
[0041]本発明の実施形態は、概して、システム複雑度が低減しており、全体的な物理サイズが小さく、製造費用が低い入力デバイスを提供する。本明細書に論じる実施形態の１つ又は複数は、入力物体の位置情報を確実且つ正確に取得するのに所望される方法で相互接続されている複数の検知要素を含む入力デバイスを含む。取得された位置情報は、システムの動作モード、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、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）動作を制御するのに使用されてもよい。一実施形態において、入力デバイスの検知領域内の入力物体の位置情報を検知するのに必要なトレース及び／又はセンサ電極の数を低減又は最小限に抑えるために、１つ又は複数の容量性検知技法及び／又は新規のセンサ電極アレイ構成が使用される。
[0042]図１は、本発明の実施形態による、例示的な入力デバイス１００のブロック図である。図１において、入力デバイス１００は、検知領域１２０に位置する１つ又は複数の入力物体１４０によってもたらされる入力を検知するように構成されている近接センサデバイス（たとえば、「タッチパッド」、「タッチスクリーン」、「タッチセンサデバイス」）である。例示的な入力物体は、図１に示すような指及びスタイラスを含む。本発明のいくつかの実施形態において、入力デバイス１００は、本明細書において「ホスト」と称されることがある電子システム１５０に入力を提供するように構成されてもよい。本明細書において使用される場合、「電子システム」（又は「電子デバイス」）という用語は、広範に、情報を電子的に処理することが可能な任意のシステムを指す。電子システムのいくつかの非限定例は、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、すべてのサイズ及び形状のパーソナルコンピュータを含む。電子システムの追加の例は、入力デバイス１００及び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、複合入力デバイスを含む。電子システム１５０のさらなる例は、データ入力デバイス（たとえば、リモートコントローラ及びマウス）並びにデータ出力デバイス（たとえば、ディスプレイスクリーン及びプリンタ）などの周辺機器を含む。他の例は、リモート端末、キオスク、ビデオゲーム機（たとえば、ビデオゲームコンソール、携帯可能ゲームデバイスなど）、通信デバイス（たとえば、スマートフォンなどの携帯電話）、及びメディアデバイス（たとえば、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レコーダ、エディタ、及びプレーヤ）を含む。加えて、電子システムは、入力デバイスに対するホスト又はスレーブであり得る。
[0043]入力デバイス１００は、電子システム１５０の物理的部分として実装することができ、又は電子システムから物理的に分離することができる。必要に応じて、入力デバイス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いずれか１つ又は複数を使用して電子システム１５０の部分と通信してもよい。例は、Ｉ２Ｃ、ＳＰＩ、ＰＳ／２、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＲＦ、及びＩＲＤＡを含む。
[0044]検知領域１２０は、入力デバイス１００が１つ又は複数の入力物体１４０によるユーザ入力を検出することが可能である、入力デバイス１００の上、周囲、中及び／又は付近の任意の空間を含む。特定の検知領域のサイズ、形状、及びロケーションは、広く実施形態ごとに変化してもよい。いくつかの実施形態において、検知領域１２０は、入力デバイス１００の表面から、１つ又は複数の方向において、信号対雑音比によって十分に正確な物体検出が妨げられるまでの空間へと延在する。この検知領域１２０が特定の方向に延在する距離は、様々な実施形態において、１ミリメートル未満程度であっても、数ミリメートル程度であっても、数センチメートル程度であっても又はそれ以上であってもよく、使用される検知技術のタイプ及び所望される精度によって大きく変化してもよい。したがって、いくつかの実施形態は、入力デバイス１００の任意のいずれの表面とも非接触、入力デバイス１００の入力面（たとえば、タッチ面）との接触、何らかの量の力若しくは圧力が加えられることによって結合される入力デバイス１００の入力面との接触、及び／又はそれらの組合せを含む入力を検知する。様々な実施形態において、入力面は、センサ電極又は任意のケーシングの上に表面シートを被せることなどによって、センサ電極が中に存在するケーシングの表面によって設けられてもよい。いくつかの実施形態において、検知領域１２０は、入力デバイス１００の入力面に投影されるときに矩形形状を有する。
[0045]入力デバイス１００は、検知領域１２０内でユーザ入力を検出するためにセンサ構成要素及び検知技術の任意の組合せを利用してもよい。入力デバイス１００は、概して、ユーザ入力を検出するための１つ又は複数の検知要素１２１を備える。いくつかの非限定例として、入力デバイス１００内の１つ又は複数の検知要素１２１は、入力物体（複数可）１４０の位置又は動きを検出するのに容量性、弾塑性、抵抗性、誘導、磁気音響、超音波、及び／又は光学技法を使用してもよい。いくつかの実施態様は、１次元、２次元、３次元、又はより高次元の空間にわたるイメージの検知を可能にするように構成される。
[0046]図１において、処理システム１１０は、入力デバイス１００の一部として示されている。処理システム１１０は、入力デバイス１００のハードウェアを、検知領域１２０における入力を検出するように操作するように構成される。処理システム１１０は、１つ又は複数の集積回路（ＩＣ）及び／又は他の回路構成要素の部分若しくはすべてを備える。いくつかの実施形態において、処理システム１１０は、ファームウェアコード、及び／又はソフトウェアコードなど、電子的に読取り可能な命令も備える。いくつかの実施形態において、処理システム１１０を構成する構成要素は、入力デバイス１００の検知要素（複数可）１２１付近など、ともに位置している。他の実施形態において、処理システム１１０の構成要素は、入力デバイス１００の検知要素１２１に近い１つ又は複数の構成要素、及び他の場所にある１つ又は複数の構成要素とは物理的に分離している。たとえば、入力デバイス１００は、デスクトップコンピュータに結合されている周辺機器であってもよく、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、及び中央処理装置から分離している１つ又は複数のＩＣ（場合によっては関連するファームウェアを有する）上で作動するように構成されているソフトウェアを備えてもよい。別の例として、入力デバイス１００は、電話機に物理的に組み込まれてもよく、処理システム１１０は、電話機の基本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もよい。いくつかの実施形態において、処理システム１１０は、入力デバイス１００を実装するのに専用である。他の実施形態において、処理システム１１０は、ディスプレイスクリーンを操作すること、触覚アクチュエータを駆動することなど、他の機能も実行する。
[0047]処理システム１１０は、入力デバイス１００の種々の機能をハンドリングするモジュールのセットとして実装されてもよい。各モジュールは、処理システムの一部である回路、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組合せを備えてもよい。様々な実施形態において、モジュールの種々の組合せが使用されてもよい。一実施形態において、モジュールは、検知要素及びディスプレイスクリーン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、センサ信号及び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、並びに情報を報告するための報告モジュールを含む。別の例において、モジュールは、検知要素（複数可）を、入力を検出するように操作するように構成されている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ている識別モジュール、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を含む。
[0048]いくつかの実施形態において、処理システム１１０は、１つ又は複数の動作を引き起こすことによって直接、検知領域１２０におけるユーザ入力（又はユーザ入力がないこと）に応答する。一例において、上記のように、動作は、動作モードを変更すること、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、ＧＵＩ動作を含んでもよい。いくつかの実施形態において、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（たとえば、処理システム１１０から分離している電子システムの中央処理システムが存在する場合には、そのような別個の中央処理システムに）提供する。いくつかの実施形態において、処理システム１１０から受信された電子システム処理情報のある部分は、モード変更動作及びＧＵＩ動作を含む、全範囲の動作を可能にするなどの、ユーザ入力を受けた動作に使用される。たとえば、いくつかの実施形態において、処理システム１１０は、入力デバイス１００の検知要素（複数可）１２１を、検知領域１２０における入力（又は入力がないこと）を示す電気信号を生成するように操作する。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にあたって、電気信号に任意の適切な量の処理を実行してもよい。たとえば、処理システム１１０は、検知要素１２１から得られるアナログ電気信号をデジタル化してもよい。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してもよい。また別の例として、処理システム１１０は、情報が取得された電気信号（たとえば、検知イメージ）とベースラインとの間の差を反映するように、ベースラインデータセット（たとえば、ベースラインイメージ）を減算又は他の様態で計上してもよい。またさらなる例として、処理システム１１０は位置情報を確定する、入力をコマンドとして認識する、手書きを認識する、などしてもよい。
[0049]「位置情報」は、本明細書において使用される場合、広範に、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含む。例示的な「０次元」位置情報は、近接／遠隔又は接触／非接触情報を含む。例示的な「１次元」位置情報は、１つの軸に沿った位置を含む。例示的な「２次元」位置情報は、平面内の動きを含む。例示的な「３次元」位置情報は、空間内の瞬間又は平均速度を含む。さらなる例は、他の表現の空間情報を含む。たとえば、経時的な位置、動き、又は瞬間速度を追跡する履歴データを含む、１つ又は複数のタイプの位置情報に関する履歴データも確定及び／又は記憶されてもよい。
[0050]いくつかの実施形態において、入力デバイス１００は、処理システム１１０によって、又は何らかの他の処理システムによって操作される追加の入力構成要素を有して実装される。これらの追加の入力構成要素は、検知領域１２０における入力に対する冗長機能、又は何らかの他の機能を提供してもよい。図１は、入力デバイス１００を使用した項目の選択を可能にするのに使用することができる、検知領域１２０付近のボタン１３０を示している。他のタイプの追加の入力構成要素は、スライダ、ボール、ホイール、スイッチなどを含む。逆に、いくつかの実施形態において、入力デバイス１００は、他の入力構成要素を有せずに実装されてもよい。
[0051]いくつかの実施形態において、入力デバイス１００はタッチスクリーンインターフェースを備え、検知領域１２０は、ディスプレイデバイス（図示せず）のディスプレイスクリーンのアクティブ領域の少なくとも一部と重なる。たとえば、入力デバイス１００は、ディスプレイスクリーンを覆う実質的に透明なセンサ電極を備え、関連する電子システムのためのタッチスクリーンインターフェースを提供してもよい。ディスプレイスクリーンは、ユーザに視覚インターフェースを表示することが可能な任意のタイプのダイナミックディスプレイであってもよく、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）、又は他のディスプレイ技術を含んでもよい。入力デバイス１００及びディスプレイデバイスは、物理的要素を共有してもよい。入力デバイス１００のいくつかの実施形態は、ディスプレイデバイスの少なくとも一部を含む。たとえば、いくつかの実施形態は、表示及び検知のために同じ電気構成要素のいくつかを利用してもよい。いくつかの例において、ディスプレイデバイスのディスプレイスクリーンは、部分的に又は全体的に処理システム１１０によって操作されてもよい。
[0052]本発明の技術の多くの実施形態は、全機能を有する装置の文脈において説明されているが、本発明の技術のメカニズムは、様々な形態のプログラム製品（たとえば、ソフトウェア）として分散されることが可能である。たとえば、本発明の技術のメカニズムは、電子プロセッサによって読取り可能である情報保持媒体（たとえば、処理システム１１０によって読取り可能な持続性コンピュータ読取り可能及び／又は記録可能／書込み可能情報保持媒体）上のソフトウェアプログラムとして実装及び分散されてもよい。加えて、本発明の技術の実施形態は、分散を実行するのに使用される媒体の特定のタイプにかかわらず、等しく適用される。持続性の電子的に読取り可能な媒体は、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を含む。電子的に読取り可能な媒体は、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もよい。
[0053]多くの実施形態において、検知領域１２０に対する入力物体１４０の位置情報は、その「位置情報」を検出するように位置付けられている１つ又は複数の検知要素１２１（図１）を使用することによってモニタリング又は検知される。概して、検知要素１２１は、入力物体の存在を検出するのに使用される１つ又は複数の検知要素又は構成要素を含んでもよい。上述のように、入力デバイス１００の１つ又は複数の検知要素１２１は、入力物体の位置情報を検知するのに容量性、弾塑性、抵抗性、誘導、磁気音響、超音波、及び／又は光学技法を使用してしてもよい。下記に提示する情報は、主に、入力物体１４０の位置情報をモニタリング又は確定するのに容量性検知技法を使用する入力デバイス１００の動作を論じているが、他の検知技法が使用されてもよいため、この構成は本明細書に記載する本発明の範囲に対する限定であるようには意図されていない。
[0054]入力デバイス１００のいくつかの抵抗性の実施態様において、可撓性で導電性の第１の層が、１つ又は複数のスペーサ要素によって、導電性の第２の層から分離されている。動作中、それらの層にわたって１つ又は複数の電圧勾配が生成される。可撓性の第１の層が押されると、層はそれらの層の間に電気接点を生成するのに十分に屈曲し、結果として、それらの間の接触点（複数可）を反映した電圧出力がもたらされる。これらの電圧出力は位置情報を確定するのに使用されてもよい。
[0055]入力デバイス１００のいくつかの誘導性の実施態様において、１つ又は複数の検知要素が、共鳴コイル又はコイル対によって誘導されるループ電流を取り出す。その後、その電流の振幅、位相、及び周波数の何らかの組合せが、位置情報を確定するのに使用されてもよい。
[0056]入力デバイス１００の一実施形態において、検知要素１２１は、入力物体（複数可）の位置情報を検知するのに使用される容量型検知要素である。入力デバイス１００のいくつかの容量型の実施態様において、電圧又は電流が検知電極に印加されて、電極とグランドとの間に電場が生成される。近接する入力物体１４０によって電場に変化が生じ、電圧、電流などの変化として検出することができる、容量結合の検出可能な変化が生成される。いくつかの容量型の実施態様は、電場を生成するために、容量型検知素子のアレイ又は他の規則的若しくは不規則なパターンを利用する。いくつかの容量型の実施形態において、別個の検知要素の位置がともにオーム的に（ｏｈｍｉｃａｌｌｙ）短絡されて、より大きなセンサ電極が形成されてもよい。いくつかの容量型の実施態様は、一様に抵抗性であり得る抵抗シートを利用する。
[0057]いくつかの容量型の実施態様は、１つ若しくは複数の検知要素又は１つ若しくは複数の検知電極と入力物体との間の容量結合の変化に基づく「自己容量」（又は「絶対的容量」）検知方法を利用する。様々な実施形態において、センサ電極付近に位置付けられている、少なくとも部分的に接地された入力物体が、センサ電極付近の電場を変化させ、したがって、グランドに対するセンサ電極の測定容量結合を変化させる。一実施態様において、絶対的容量検知方法は、センサ電極を基準電圧（たとえば、システムグランド）に対して調節すること、及びセンサ電極と少なくとも部分的に接地された入力物体（複数可）との間の容量結合を検出することによって機能する。
[0058]いくつかの容量型の実施態様は、２つ以上の検知電極（たとえば、センサ電極）の間の容量結合の変化に基づく「相互容量」（又は「トランス容量」）検知方法を利用する。様々な実施形態において、センサ電極付近の入力物体が、センサ電極間に生成される電場を変化させ、したがって、測定容量結合を変化させる。一実施態様において、トランス容量性検知方法は、１つ又は複数の送信機センサ電極（「送信機電極」、「送信電極」又は「送信機」とも）と、１つ又は複数の受信機センサ電極（「受信機電極」又は「受信電極」とも）との間の容量結合を検出することによって機能する。送信機センサ電極は、送信機信号を送信するために、基準電圧（たとえば、システムグランド）に対して調節されてもよい。受信機センサ電極は、「結果信号」の受信を可能にするために、基準電圧に対して実質的に一定に保持されてもよい。「結果信号」は、１つ又は複数の送信機信号、及び／或いは１つ又は複数の環境干渉源（たとえば、他の電磁信号）に対応する効果（複数可）を含んでもよい。センサ電極は、送信機若しくは受信機に専用であってもよく、又は送信及び受信の両方のために構成されてもよい。いくつかの実施態様において、アクティブに調節されたデバイス（たとえば、アクティブペン）が送信機の機能を果たしてもよく、それによって、センサ電極の各々は、アクティブに調節されたデバイスの位置を求めるために受信機の機能を果たしてもよい。
[0059]２本以上の指又は他の入力のロケーションを正確に求めることができるほとんどの従来のマルチタッチ検知センサデバイスは、送信機センサ電極及び受信機センサ電極の行列を備える。従来、動作中、検知領域１２０にわたる容量検出要素の行列又は格子を形成する、各送信機及び受信機センサ電極の間に形成される容量（「トランス容量」又は「相互容量」と称される）を測定することによって、容量性イメージが形成される。送信機センサ電極と受信機センサ電極との間の交差点に、又はその付近に入力物体（指又は他の物体など）が存在することによって、測定「トランス容量」が変化する。測定トランス容量の変化は物体のロケーションに局在化されており、各トランス容量測定値は「容量性イメージ」のピクセルであり、複数のトランス容量測定値が利用されて物体の容量性イメージを形成することができる。
[0060]本明細書において、送信及び受信センサ電極のすべてがセンサ領域内にジャンパを使用することなく互いと共通の単一の層に配置されている、単一の検知層を使用して２Ｄ容量性イメージを作成することを可能にするセンサ設計及び検知方式の実施形態が説明される。センサを駆動するための電子機器は、本明細書に記載する処理システム１１０など、処理システムに位置する。センサ設計及び検知方式の記載されている実施形態は、接触検知、近接検知、及び位置検知をも可能にする。センサ設計及び検知方式の記載されている実施形態は、２本の指による回転ジェスチャ及び２本の指によるピンチジェスチャなど「マルチタッチ」検知も可能にするが、複数層内のセンサ電極を利用するセンサと比較してより安価なセンサを用いる。本明細書に記載する入力デバイスを形成するのに使用する層の数が、他の従来の位置検知デバイスに対して低減することは、製造段階を少なくすることにも等しく、このことは本質的にデバイスの製造費用を低減することになる。入力デバイスの層が低減することによって、センサを通じて見られるイメージ又は表示の干渉又は不明瞭化も低減し、したがって、低減すること自体が、形成される入力デバイスがディスプレイデバイスに組み込まれたときに、入力デバイスの光学的品質を改善するのに役立つ。浮遊電極又は遮蔽電極など、送信機及び受信機の電場の形状を検知するのに関与する追加の電極がデバイスに含まれてもよく、他の基板又は層に配置されてもよい。電極はディスプレイの一部であって（基板を共有して）もよく、さらには、ディスプレイと機能を共有して（表示及び検知の両方の機能に使用されて）もよい。たとえば、電極は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）のカラーフィルタ内又はＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイの封止層上にパターニングされてもよい。代替的に、ディスプレイ内、又はアクティブマトリクスディスプレイのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）層上の検知電極が、ゲート又はソースドライバとしても使用されてもよい。そのような電極は、任意の視覚的アーティファクトを最小限に抑えるようにパターニング（たとえば、ピクセルに対して離間又は一定の角度に配向）されてもよい。さらに、そのような電極は、１つ又は複数の導電性電極の少なくともある部分を隠蔽するために隠蔽層（たとえば、ピクセル間のブラックマスク）を使用してもよい。
[0061]図２Ａは、トランス容量検知方法を使用して検知領域１２０内の入力物体の位置情報を検知するのに使用されてもよいセンサ電極パターンの一部を示す入力デバイス２９５の一部の概略上面図である。入力デバイス２９５は、上述したより大きな入力デバイス１００の一部として形成されてもよいことが留意されよう。概して、本明細書に開示するセンサ電極パターンは、入力デバイス２９５の検知領域１２０内の入力物体の位置情報を検知するのに必要とされるトレース及び／又はセンサ電極の数を低減又は最小限に抑えるのに望ましい様式で配列及び相互接続されている、センサ電極２０２及び２１１など、複数のセンサ電極を含む複数のセンサ電極アレイ２１０を含む、センサアレイセット２００を備える。例示及び説明を明瞭にするために、図２Ａはセンサ電極を表すのに使用されている単純な矩形のパターンを示しているが、矩形の構成は限定であるようには意図されておらず、他の実施形態において本明細書にさらに論じるような様々な他のセンサ電極形状が使用されてもよい。他のいくつかの実施形態において、検知要素１２１は、２つ以上のセンサ電極、たとえば、サイズ及び／又は形状が類似であっても、又は異なっていてもよいセンサ電極２０２及び２１１を含む。一例において、図示のように、これらのセンサ電極は、第１の複数のセンサ電極２０２（たとえば、図示されている１５個）、及び第１の複数のセンサ電極２０２と同じ層に配置されている第２の複数のセンサ電極２１１（たとえば、図示されている３０個）を含むセンサ電極パターンに配置されている。センサ電極２０２及びセンサ電極２１１は、典型的に、互いに電気的に短絡することを防止するために、絶縁材料、又は電極間に形成される物理的な間隙を使用することによって、互いからオーム的に分離されている。いくつかの構成において、２つ以上の検知要素１２１が、より大きなユニットセル１２２を形成してもよい。ユニットセル１２２は、１つのセンサ電極アレイ２１０内及び／又は検知領域１２０にわたる繰り返しパターンにおいて繰り返されているセンサ電極のグループ分けを含む（たとえば、複数のセンサ電極アレイ２１０）。ユニットセル１２２は、検知領域１２０にわたって形成される電極パターン内で分割することができるセンサ電極の対称なグループ分けの最小単位である。図２Ａに示すように、一例において、ユニットセル１２２は、各々がセンサ電極２０２及びセンサ電極２１１の一部を含む２つの検知要素１２１を含み、したがって、ユニットセル１２２は、１つのセンサ電極２０２及び２つのセンサ電極２１１を備える。図２Ａのセンサ電極パターンは代替的に、本明細書に記載する本発明の範囲から逸脱することなく、相互容量検知、絶対的容量検知、弾塑性、抵抗性、誘導性、磁気音響、超音波、又は他の有用な検知技法など、様々な検知方法を利用してもよいことが留意されよう。典型的に同様のイメージング能力を有して、センサ電極２０２は、送信機であってもよく、センサ電極２１１は受信機であってもよく、又は反対（順番が逆）であってもよい。
[0062]一実施形態において、図２Ａに示すように、検知要素１２１は、基板２０９の表面上の単一の層内に形成されている複数の送信機及び受信機電極を備えてもよい。入力デバイス２９５の一構成において、センサ電極の各々は、１つ又は複数の受信機電極（たとえば、センサ電極２１１）に近接して配置されている１つ又は複数の送信機電極（たとえば、センサ電極２０２）を含んでもよい。一例において、単層センサ電極設計を使用するトランス容量検知方法は、同様に上述したように、駆動されている送信機センサ電極の１つ又は複数と、受信機電極の１つ又は複数との間の容量結合の変化を検出することができる。そのような実施形態において、送信機及び受信機電極は、容量性ピクセルの領域を形成するのに使用されるジャンパ及び／又は追加の層が必要ないように配置することができる。様々な実施形態において、送信機電極及び受信機電極は、最初に基板２０９の表面にブランケット導電層を形成し、その後、送信機電極及び受信機電極の各々を互いからオーム的に分離するエッチング及び／又はパターニング工程（たとえば、リソグラフィ及びウェットエッチング、レーザアブレーションなど）を実行することによって、基板２０９の表面上のアレイに形成されてもよい。他の実施形態において、センサ電極は、堆積及びスクリーン印刷方法を使用してパターニングされてもよい。図２Ａに示すように、これらのセンサ電極は、１つ又は複数の送信機電極及び１つ又は複数の受信機電極を含み得る、矩形パターンの検知要素１２１を含むアレイに配置されてもよい。一例において、送信機電極及び受信機電極を形成するのに使用されるブランケット導電層は、当技術分野において既知の従来の堆積技法を使用して堆積される、薄い金属層（たとえば、銅、アルミニウムなど）又は薄い透明導電性酸化物層（たとえば、ＡＴＯ、ＩＴＯ、酸化亜鉛）を含む。様々な実施形態において、パターニングされて分離された導電性電極（たとえば、電気的に浮遊している電極）を使用して、視覚的外観を改善することができる。本明細書に記載する実施形態の１つ又は複数において、センサ電極は、光学的に実質的に透明である材料から形成され、したがって、いくつかの構成において、ディスプレイデバイスと入力デバイスユーザとの間に配置することができる。
[0063]１つ又は複数のセンサ電極２０２の少なくとも一部と１つ又は複数のセンサ電極２１１の少なくとも一部との間に形成される局在化した容量結合の領域は「容量性ピクセル」と称され、又は本明細書においては検知要素１２１として参照される場合もある。たとえば、図２Ａに示すように、検知要素１２１における容量結合は、センサ電極２０２の少なくとも一部とセンサ電極２１１との間に形成される電場によって生成され、容量結合は、検知領域にわたる入力物体の近接性及び動きが変化するにつれて、変化する。
[0064]いくつかの実施形態において、検知要素１２１は、検知要素における容量結合を確定するために「走査」される。入力デバイス２９５は、一度に１つの送信機電極が送信するか、又は同時に複数の送信機電極が送信するように操作されてもよい。複数の送信機電極が同時に送信する場合、これらの複数の送信機電極は、同じ送信機信号を送信して、実効的に、実質的により大きな送信機電極を形成してもよく、又はこれらの複数の送信機電極は、異なる送信機信号を送信してもよい。一例において、送信機電極はセンサ電極２０２であり、受信機電極はセンサ電極２１１である。たとえば、一構成において、複数のセンサ電極２０２は、１つ又は複数のコード化方式に従って異なる送信機信号を送信し、１つ又は複数のコード化方式は、受信センサ電極又はセンサ電極２１１によって受信される結果信号に及ぼす送信機信号の複合効果が、独立して確定されることを可能にする。デバイスに結合されるユーザ入力の直接の影響が、結果信号に影響を及ぼし（たとえば、フリンジング（ｆｒｉｎｇｉｎｇ）結合を低減し）得る。代替的に、浮遊電極が入力並びに送信機及び受信機に結合されてもよく、ユーザ入力はユーザ入力のインピーダンスをシステムグランドまで低下させ、したがって結果信号を低減し得る。さらなる例において、浮遊電極は送信機及び受信機に向かって変位されてもよく、これによって、送信機及び受信機の相対的な結合が増大する。受信機電極、又は対応するセンサ電極２１１は、送信機信号から生成される結果信号を取得するために単体で又は複数で操作されてもよい。結果信号は、容量性ピクセルにおける容量結合の測定値を求めるのに使用されてもよく、測定値は、上述したように、入力物体が存在するか否か、及び入力物体の位置情報を確定するのに使用される。容量性ピクセルの値のセットが、ピクセルにおける容量結合を表す「容量性イメージ」（「容量フレーム」又は「検知イメージ」とも）を形成する。様々な実施形態において、検知イメージ、又は容量性イメージは、検知領域１２０にわたって分散した検知要素１２１の少なくとも一部によって受信される結果信号を測定する工程の間に受信されるデータを含む。結果信号は、一瞬間に、又はラスタ走査パターン（たとえば、各検知要素を所望の走査パターンで別個に連続してポーリングする）、行ずつの走査パターン、列ずつの走査パターン若しくは他の有用な走査技法で、検知領域１２０にわたって分散した検知要素の行及び／又は列を走査することによって受信されてもよい。多くの実施形態において、「検知イメージ」が入力デバイス１００によって取得される速度、すなわち、検知フレームレートは、約６０〜約１８０ヘルツ（Ｈｚ）であるが、所望の用途に応じてより高く又はより低くなり得る。
[0065]いくつかのタッチスクリーンの実施形態において、検知要素１２１は、関連するディスプレイデバイスの基板に配置される。たとえば、センサ電極２０２及び／又はセンサ電極２１１は、ＬＣＤの偏光板、カラーフィルタ基板、又はガラス板に配置されてもよい。特定の例として、センサ電極２０２及び２１１は、ＬＣＤタイプのディスプレイデバイスのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板、カラーフィルタ基板、ＬＣＤガラス板の上に配置されている保護材料、レンズガラス（又は窓）などに配置されてもよい。電極は、ディスプレイ電極から分離しており、それに加わるものであってもよく、又はディスプレイ電極と機能を共有されてもよい。同様に、ディスプレイ基板に、追加の層、又は既存の層に適用されるパターニングなどの追加の工程が加えられてもよい。
[0066]いくつかのタッチパッドの実施形態において、検知要素１２１は、タッチパッドの基板に配置される。そのような実施形態において、各検知要素１２１及び／又は基板内のセンサ電極は実質的に不透明であってもよい。いくつかの実施形態において、基板及び／又は検知要素１２１のセンサ電極は、実質的に透明な材料を含んでもよい。
[0067]それらの実施形態では、検知要素１２１の各々のセンサ電極がディスプレイデバイス内の基板（たとえば、カラーフィルタガラス、ＴＦＴガラスなど）に配置される場合、センサ電極は、実質的に透明な材料（たとえば、ＡＴＯ、クリアオーム（ＣｌｅａｒＯｈｍ）（登録商標））から成ってもよく、又はセンサ電極は、不透明材料から成り、ディスプレイデバイスのピクセルと位置合わせしてもよい。電極は、ディスプレイ上に衝突する光が電極において、人間の視覚活動が電極が存在することによって妨げられないように反射（及び／又は吸収）される場合は、ディスプレイデバイス内で実質的に透明であると考えられもよい。上記は、屈折率を一致させること、不透明ラインをより狭くすること、充填率を低減するか、又は材料の割合をより均一にすること、人間の可視的知覚による空間パターン（たとえば、モアレ）を低減することなどによって達成することができる。
[0068]一構成において、図２Ａに示し下記にさらに論じるように、入力デバイス２９５の処理システム１１０は、それぞれ１つ又は複数のトレース（たとえば、トレース２１２及び２１３）を通じてセンサ電極２０２及び２１１など、送信機及び受信機電極の各々に、コネクタ２１７によって結合されているセンサコントローラ２１８を備える。一実施形態において、センサコントローラ２１８は概して、送信機信号を送信し、受信機電極から結果信号を受信するように構成されている。センサコントローラ２１８は、概して、検知要素１２１によって受信される位置情報を、電子システム１５０、及び／又は同じく電子システム１５０に結合されているディスプレイコントローラ２３３に通信するように構成されている。センサコントローラ２１８は、図示のように、可撓性要素２５１を通過してもよい１つ又は複数のトレース２２１を使用して電子システム１５０に結合されてもよく、同じ可撓性要素２５１又は異なる接続要素を通過してもよい１つ又は複数のトレース２２１Ａを使用してディスプレイコントローラ２３３に結合されてもよい。図２Ａに示す処理システム１１０は、センサコントローラ２１８を形成するための単一の構成要素（たとえば、ＩＣデバイス）を概略的に示しているが、センサコントローラ２１８は、入力デバイス２９５の処理システム１１０内の様々な構成要素を制御するために２つ以上の制御要素（たとえば、ＩＣデバイス）を備えてもよい。コントローラデバイスは、ＴＦＴ又はカラーフィルタ／封止層などのディスプレイ基板に（たとえば、チップオングラスとして）配置されてもよい。
[0069]一構成において、センサコントローラ２１８及びディスプレイコントローラ２３３の機能は、ディスプレイモジュール要素を制御し、データがセンサ電極に送達及び／又はセンサ電極から受信されるのを駆動及び／又は検知することができる１つの集積回路において実装されてもよい。様々な実施形態において、結果信号の測定値の計算及び解釈は、センサコントローラ２１８、ディスプレイコントローラ２３３、ホスト電子システム１５０、又は上記の何らかの組合せの中で行われてもよい。いくつかの構成において、処理システム１１０は、送信機回路、受信機回路、及び所望のシステムアーキテクチャに応じて、処理システム１１０内に見られる１つ又は任意の数のＩＣ内に配置されているメモリを備えてもよい。
[0070]図２Ｂは、本明細書に記載する実施形態の１つ又は複数による、入力デバイス２９５の処理システム１１０の一部の概略図である。一構成において、センサコントローラ２１８は、協働してタッチ検知データを分析モジュール２９０及び電子システム１５０に提供する信号生成プロセッサ２５５及びセンサプロセッサ２５６を含む。分析モジュール２９０は、処理システム１１０、センサプロセッサ２５６の一部及び／又は電子システム１５０の一部であってもよい。様々な実施形態において、分析モジュール２９０は、受信機電極に結合されている少なくとも１つの受信チャネルから受信される受信チャネル出力信号（複数可）を処理し、処理された信号を電子システム１５０の他の部分に提供もするように、ともに接続されているデジタル信号処理要素及び／又は他の有用なデジタル及びアナログ回路要素を備える。電子システム１５０は、その後、ディスプレイにメッセージを送る、電子システムによって作動されている１つ又は複数のソフトウェアプログラムによって作成される命令に基づいて何らかの計算又はソフトウェア関連タスクを実行する、及び／又は何らかの他の機能を実行するなどの、入力デバイス２９５の何らかの態様を制御するために、処理された信号を使用することができる。
[0071]図２Ｂに示すように、処理システム１１０は、協働して受信チャネル出力信号を分析モジュール２９０及び／又は電子システム１５０に提供する信号生成プロセッサ２５５及びセンサプロセッサ２５６を備えてもよい。上述のように、入力物体１４０（図１）の位置情報は、送信機電極（たとえば、センサ電極２０２１、２０２２、…２０２Ｎ）及び受信機電極（たとえば、センサ電極２１１１、２１１２、…、２１１Ｎ）の各々の間で測定される容量Ｃｓ（たとえば、容量ＣＳ１、ＣＳ２、…、ＣＳＮ）に基づいて導出される。
[0072]一実施形態において、図２Ｂに示すように、信号生成プロセッサ２５５は、送信機電極に容量検知信号（送信機信号）を送達するように構成されているドライバ２２８を備える。一構成において、ドライバ２２８は、電源と、送信機電極に、送信機信号（複数可）を形成するのに使用される方形、矩形、台形、正弦波、ガウス又は他の形状の波形を送達するように構成されている信号生成器２２０とを備えてもよい。一構成において、信号生成器２２０は、電源の出力レベルと低いディスプレイ電圧レベルとの間で遷移する送信機信号を送達することが可能である、電気デバイス、又は単純なスイッチを含む。様々な実施形態において、信号生成器２２０は、発振器を含んでもよい。いくつかの構成において、信号生成器２２０は、送信機電極の１つ又は複数に送信機信号を一度に連続して送達するように構成されている１つ又は複数のシフトレジスタ（図示せず）及び／又はスイッチ（図示せず）を含む、ドライバ２２２に組み込まれる。
[0073]一実施形態において、図２Ｂに示すように、センサプロセッサ２５６は、少なくとも１つの受信機電極（たとえば、センサ電極２１１１、２１１２、…、２１１Ｎ）によって受信される結果信号を受信するように構成されている第１の入力ポート２４１（たとえば、ポート２４１１、２４１２、…、２４１Ｎ）、ライン２２５を通じて送達される基準信号を受信するように構成されている第２の入力ポート（たとえば、ポート２４２１、２４２２、…、２４２Ｎ）、並びに分析モジュール２９０及び電子システム１５０に結合されている出力ポートを各々が有する複数の受信チャネル２７５（たとえば、受信チャネル２７５１、２７５２、…、２７５Ｎ）を備える。典型的には、各受信チャネル２７５は、単一の受信機電極に結合されている。複数の受信チャネル２７５の各々は、電荷蓄積部２７６（たとえば、電荷蓄積部２７６１、２７６２、…、２７６Ｎ）と、復調回路、ローパスフィルタ、サンプルホールド回路、他の有用な電子構成要素フィルタ及びアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）などのサポート構成要素２７１（たとえば、構成要素２７１１、２７１２、…、２７１Ｎ）とを含んでもよい。アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）は、たとえば、アナログ信号を受信し、分析モジュール２９０にデジタル信号（受信チャネル出力信号）を送達するように構成されている標準的な８、１２又は１６ビットＡＤＣ（たとえば、逐次比較近似ＡＤＣ、シグマデルタＡＤＣ、アルゴリズムＡＤＣなど）を含んでもよい。一構成において、電荷蓄積部２７６は、デバイスの反転入力と出力との間に結合されている積分容量Ｃｆｂを有する積分器タイプの演算増幅器（たとえば、オペアンプＡ１〜ＡＮ）を含む。受信される結果信号を検出及び処理するのに必要とされる電子要素のタイプに起因して、各受信チャネル２７５を形成するのに必要とされる費用は、概して、送信機電極（複数可）に送信機信号（複数可）を提供する信号生成プロセッサ２５５内の構成要素を形成するのに必要とされる費用よりも高価である。
[0074]図３Ａは、アレイの少なくとも一部分にわたって位置付けられる入力物体の位置情報を検知するのに使用されるトランス容量検知要素のアレイを形成するのに使用することができる、様々な異なる検知電極接続構成の例をリストした表である。表の各行は、本明細書に記載する実施形態の１つ又は複数に有利に使用することができる種々の検知電極構成を含む。図３Ｂは、検知要素のアレイ３１０にわたって配置されている入力物体の位置情報を検出するのに使用される、１つの送信機電極３１２（又は送信機Ｔｘ）及び１２個の受信電極３１１（又は受信機Ｒｘ）を有する、図３Ａに示す表（たとえば、表の第１の行）に見られる第１の検知電極構成を概略的に示す。この構成において、受信電極３１１の各々は、送信機信号が送信機電極３１２によって、その送信機電極専用のトレース３０３を介して送達されると、その受信電極専用のトレース３０４（たとえば、図３Ｂには１２本のトレースが示されている）を使用することによって、センサコントローラ２１８（図２Ａ）によって別個にポーリングすることができる。受信電極３１１及びトレース３０４並びに送信機電極３１２及びトレース３０３の各々は、センサコントローラ２１８など、処理システム１１０内の１つ又は複数の構成要素に結合されてもよい。トレース３０３及び３０４は、それぞれ、上述したトレース２１２及び２１３に概して類似している。このように、各受信電極３１１、及び送信機電極３１２の少なくとも隣接して位置付けられている部分が、アレイ３１０内の各検知要素１２１の位置を知ることによって入力物体の位置情報を確定するのに使用することができる検知要素１２１（図１及び図２Ａ）を形成する。それゆえ、アレイ３１０内の電極３１１、３１２を制御するには、トレースグループ３０５Ａとして示されている合計１３本のトレースが必要になる。電極３１１及び３１２の機能をそれぞれ受信機電極から送信機電極へ、及び送信機電極から受信機電極へと交換することによって、図３Ｂを表に開示する第６の構成（たとえば、１２個の送信機及び１つの受信機）を示すのにも使用することができることを、当業者は諒解しよう。電極間の容量結合は典型的にほとんどの材料において対称であることが留意されよう。
[0075]図３Ｃは、すべて図３Ｃに示す検知要素のアレイ３１０にわたって配置されている入力物体の位置情報を検出するのに使用される、４つの送信機電極３１２及び３つの受信電極３１１Ａ〜３１１Ｃを有する、図３Ａに示す表に見られる第４の検知電極構成を概略的に示す。この構成において、受信電極要素３１１Ａ、３１１Ｂ及び３１１Ｃの各々は、送信機信号が送信機電極３１２の１つによって、その送信機電極専用のトレース３０３を介して送達されると、その受信電極専用のトレース３０４（たとえば、図３Ｃには３本のトレースが示されている）を使用することによって、センサコントローラ２１８によって別個にポーリングすることができる。受信電極要素３１１Ａ、３１１Ｂ及び３１１Ｃは各々、複数の相互接続されたセンサ電極要素を含むため、検知領域１２０はなお図３Ｂに示す構成と同じ数の検知要素１２１を含む。相互接続されたセンサ電極要素、又は本明細書において副受信機電極要素（たとえば、図３Ｃにおいて各受信電極３１１Ａ、３１１Ｂ及び３１１Ｃに示されている４つ）と称することがある電極要素の各々は、そのそれぞれの受信電極要素３１１Ａ、３１１Ｂ又は３１１Ｃの中で、その受信電極要素に隣接する送信機電極とともに検知要素１２１を形成することになる。この例において、図３Ｃにおいて最上部の送信機電極３１２に対して隣接して位置付けられている、受信電極要素３１１Ａのうちの第１のセンサ電極要素が１つの検知要素１２１を形成し、図３Ｃにおいて最上部から２番目の送信機電極３１２に対して隣接して位置付けられている、他の受信電極要素３１１Ａも別の検知要素１２１を形成することになり、他の受信電極及び送信電極についても同様である。電極３１１及び３１２の機能をそれぞれ受信機電極から送信機電極へ、及び送信機電極から受信機電極へと交換することによって、図３Ｃを表に開示する第３の構成（たとえば、３個の送信機及び４つの受信機）を示すのにも使用することができることを、当業者は諒解しよう。しかしながら、図３Ｃに示すアレイ３１０内の電極３１１、３１２を制御するには、トレースグループ３０５Ｂに含まれている合計７本のトレースしか必要ないことになる。図３Ｃに示す単純な例において、トレースの総数は、図３Ｂに示す構成から約４６％低減することができる。
[0076]タブレット、ＰＤＡ又は他の類似のデバイスなど、今日のほとんどの通常の対角３インチ〜最大１５インチのハンドヘルドデバイスの検知領域１２０は、指など、１つ又は複数の入力物体の位置を確実に検知するために数百又はさらには数千もの検知要素１２１を必要とするため、入力デバイスに使用されるトレースの数を低減する利点が、入力デバイスの複雑度及び費用を低減するのに概して重要である。様々な処理システム１１０構成要素に配線される必要があるトレースの数を低減することは、いくつかの理由で望ましい。その理由は、入力デバイス１００を形成する全体的な費用が低減すること、検知領域１２０内で複数のトレース３０３及び３０４を配線する複雑度が低減すること、配線複雑度が低減することに起因して相互接続トレース長が低減すること、隣接して位置付けられているトレース間の信号のクロスカップリングが低減すること、並びに検知領域１２０内での電極３１１及び３１２のより密なパッキング又は密度の増大が可能になることを含む。トレースの数が低減することによって、必要とされるトレース密度、及び隣接して位置付けられているセンサ電極又はトレースに又はそれらから送達される信号を送信又は受信することになるトレースの数が低減することに起因する、トレース間のクロスカップリングの量も低減することになる。したがって、本明細書に記載する実施形態の１つ又は複数は、検知領域１２０内の入力物体の位置を検知するのに必要なトレース及び／又は電極の数を低減又は最小限に抑えるために、本明細書に開示する技法及び電極アレイ構成の１つ又は複数を利用する。電極の数が低減することによって、より多数の受信機電極が必要とされる場合であっても、費用及び複雑度を大幅に低減する設計を作成することが可能になり得る。
[0077]その上、受信機電極から各受信チャネルによって受信される結果信号を受信及び処理するのに必要とされる構成要素に対する、送信機電極によって送達される送信機信号を生成するのに必要とされる構成要素の差によって、システム複雑度及びシステム費用の低減が為されることによって、受信機電極に対してより多数の送信機電極を利用する入力デバイス１００の構成が望ましい場合があることを当業者は諒解しよう。図２Ｂを参照すると、受信チャネル２７５は、電荷蓄積部２７６と、復調回路、ローパスフィルタ、サンプルホールド回路、他の有用な電子構成要素フィルタ及びアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）などのサポート構成要素２７１とを含んでもよく、一方で、信号生成器２２０並びに１つ又は複数のシフトレジスタ及び／又は単純な電気スイッチを使用することによって、送信機信号を生成及び送達することができる。それゆえ、いくつかの実施形態において、図３Ａに見られる表にリストされている構成４〜６のように、送信機電極の数は受信機電極の数よりも大きい。しかしながら、いくつかの高速又は狭帯域容量検知用途においては、送信機電極に対してより多数の受信機電極を有することが望ましい場合があり、したがって、本明細書に記載する実施形態のいくつかを、必要とされる受信機電極の数に対して、入力物体の位置情報を確実に確定するのに必要とされる送信機電極の総数を低減するのに使用することができる。
[0078]上記及び下記の論述は概して、電極（たとえば、センサ電極３０１、３１１、３０２、３１２など）をその電極専用のトレース（たとえば、トレース３０３及び３０４）から分離した要素であるものとして記載しているが、各「センサ電極」又は「電極」は概してトレース及びセンサ電極要素（たとえば、センサ電極の本体部）を含むことになるため、これらの要素の分離は明瞭にする理由でのみ行われている。いくつかの構成において、トレースは、図３Ｃに示すように、受信電極要素３１１Ａをともに接続するのに各々使用される相互接続トレース要素３０４Ａなど、複数のセンサ電極要素をともに相互接続してセンサ電極を形成するのに使用される接続要素も含んでもよい。各トレースは、送達される送信機信号及び／又は受信される結果信号がセンサ電極のセンサ電極要素部分から様々な処理システム１１０構成要素に送信されることを可能にする物理的サイズを有することを当業者は諒解しよう。したがって、各トレースは、ある長さと、及びその厚さにその幅を乗算することによって定義されるある断面積とを有し、その長さ及び断面積の両方は、この相互接続構成要素の抵抗が、処理システム１１０構成要素による容量検知信号の送信又は受信を大きく変化させないことを保証するように調整することができる。いくつかの構成において、各トレースの断面積は、トレース長の差を補償して、電極が様々な処理システム構成要素からどれだけ近く又は遠くなろうとも、各電極の抵抗損が同様であることを保証するように調製される。
[0079]図４Ａ〜図１７Ｂは各々、上述した処理システム１１０構成要素とともに、検知領域１２０内に配置されている入力物体の位置情報を確定するのに使用することができる検知電極の様々な構成を示す。概して、図４Ａ〜図４Ｋ、図５Ａ〜図５Ｃ、図８及び図１４に示すセンサ電極構成は、入力物体１００の検知領域１２０内に配置されている入力物体の位置情報を検知するのに使用される、より大きなセンサアレイセット（たとえば、センサアレイセット２００、６００、６５０、７００、９００Ａ、９００Ｂ、１０００など）の一部として使用することができるセンサ電極アレイ（たとえば、センサ電極アレイ２１０、３１０Ａ〜３１０Ｋ、５１０Ａ〜５１０Ｋなど）を形成するように構成されている複数のセンサ電極を含む。図４Ａ〜図１７Ｂに示すセンサ電極構成は多くの異なる数のセンサ電極を含むが、本明細書に記載する本発明の基本範囲から逸脱することなく、他の数の各タイプのセンサ電極が含まれてもよいため、図４Ａ〜図１７Ｂの図解は、本明細書に記載する本発明の範囲に対する限定としては意図されていない。センサ電極は、場合によっては図４Ｊ〜４Ｋ、図６Ａ〜６Ｂ、図７、図９Ａ〜図９Ｂ、図１０、図１１Ａ、図１２Ａ〜図１２Ｂ、図１３、図１５、図１６Ａ及び図１７Ａに示すセンサアレイセットなど、検知電極のアレイを含むより大きなセンサアレイセットに位置付けられてもよい、たとえば、図４Ａ〜図４Ｋにおける検知電極アレイ３１０Ａ〜３１０Ｋ、図５Ａ〜図５Ｃにおける検知電極アレイ５１０Ａ〜５１０Ｃ及び図８における検知電極アレイ８１０など、検知電極のアレイに配置することができる。本発明の実施形態は、基板の表面に配置されている単一層内のセンサ電極のみを使用して容量性イメージを生成するのに使用することができる。いくつかの実施形態において、センサ電極は、容量性検知に使用される検知領域１２０内で層状にされず、ジャンパされない。本明細書に記載するセンサ電極は、たとえば、当技術分野において既知の従来の堆積技法（たとえば、ＰＶＤ、ＣＶＤ、蒸着、スパッタリングなど）を使用して、光学的に透明な基板（たとえば、ガラス）、又は場合によっては光学的に不透明な基板の表面に堆積されている薄い金属層（たとえば、銅、アルミニウムなど）又は薄い透明な導電性酸化物層（たとえば、ＡＴＯ、ＩＴＯ、ＡＺＯ）を含むブランケット導電層をパターニングすることによって形成することができる。
[0080]図４Ａ及び図４Ｂは各々、それぞれ、単層容量型イメージングセンサを形成するのに使用されてもよいセンサ電極パターン、又はセンサ電極のアレイ３１０Ａ及び３１０Ｂを示す。図４Ａは、複数の導電性配線とレースを示しており、センサ電極３０１及び３０２Ａ〜３０２Ｅは、トレース３０３及び３０４のうちの１本を通じて処理システム１１０に結合されている。図示のように、センサ電極３０１は、複数のセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの周囲にパターニングされてもよい。様々な実施形態において、トレース３０３及び／又は３０４はすべて、図４Ｂに示すようにセンサ電極パターンの一辺に、若しくは図４Ａに示すように異なる複数の辺に、又は所望に応じて任意の他の交互若しくは非交互のパターンに配線されてもよい。いくつかの入力デバイス構成において、複数アレイのセンサ電極３１０Ａ（図６Ａ参照）をともに近づけて離間し、トレース（たとえば、トレース３０３）を通じた信号送信によって生成される電場が、隣接して位置付けられているセンサ電極アレイに見られる電極の１つ又は複数によって受信される、測定される結果信号に影響を及ぼす可能性を低減することができることを確実にするために、図４Ａに示すように、センサ電極のアレイ３１０Ａの異なる複数の辺にトレース３０３及び／又は３０４を配線することが望ましい。様々な実施形態において、センサ電極の数は、所望の容量検知分解能、ピクセル応答及び／又はセンサのサイズを達成するように調整されてもよい。電極又はトレースの「サイズ」という用語は、本明細書において使用される場合、電極及び／又はトレースを形成するのに使用される材料の厚さは電極又はトレースが位置付けられている表面に平行な電極の又はトレースの寸法と比較して典型的に小さく、検知領域１２０全体にわたって相対的に一定のままになるため、概して、電極又はトレースが位置付けられている表面に平行である電極の表面積の差を示すように意図されている。
[0081]各タイプの電極（すなわち、送信機又は受信機）のサイズ及び電極のサイズの比（Ｒ）（たとえば、Ｒ＝送信機電極表面積／受信機電極表面積）が、処理システム１１０の容量検知特性に影響を及ぼすことになることを当業者は諒解しよう。多くの構成において、送信機及び受信機電極の面積を、等しくならず、したがって、面積の比が１よりもはるかに大きいか又ははるかに小さくなる（たとえば、Ｒ＞＞１又はＲ＜＜１）ように調整することが望ましい。いくつかの実施形態において、送信機電極として構成されているセンサ電極（たとえば、図８におけるセンサ電極８０２Ａ）は隣接する端部（複数可）（たとえば、右側垂直端部）が少なくとも、隣接して位置付けられている受信機電極の隣接する端部（たとえば、図８におけるセンサ電極要素８０１Ａ及び８０５Ａの左側垂直端部）の合計と同程度の長さであるようなサイズにされる。
[0082]いくつかの実施形態において、図４Ａ〜図７に示すように、センサ電極３０１は、センサ電極３０２（たとえば、図４Ａにおけるセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅ）など、各センサ電極と容量結合することができるようにパターニングされてもよい。様々な実施形態において、センサ電極３０１及び３０２並びにトレース３０３、３０４は、基板の表面の上に配置される同様の材料を含んでもよい。他の実施形態において、センサ電極３０１及び３０２は第１の材料を含んでもよく、トレース３０３、３０４は第２の材料を含んでもよく、第１の材料と第２の材料とは異なる。様々な実施形態において、センサ電極及び導電性配線トレースは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、細い金属ワイヤなどなど、実質的に透明な材料又は実質的に光学的に不可視の材料を含んでもよい。
[0083]いくつかの事例において、センサ電極３０１は送信機電極として機能するように構成されてもよく、センサ電極３０２は受信機電極として機能するように構成されてもよい。他の事例において、センサ電極３０１は受信機電極として機能するように構成されてもよく、センサ電極３０２は送信機電極として機能するように構成されてもよい。様々な実施形態において、処理システム１１０は、センサ電極３０１から送信機信号を送信しながら、同時にセンサ電極３０２から結果信号を受信するように構成されている。他の実施形態において、処理システム１１０は、センサ電極３０１を使用して結果信号を受信しながら、センサ電極３０２の各々を通じて送信機信号を連続して送信するように構成されている。
[0084]一実施形態において、図４Ａに示すように、センサ電極３０１は、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの各々の周囲にパターニングされる。いくつかの実施形態において、センサ電極３０１は、センサ電極３０２の各々を少なくとも部分的に囲むようにパターニングされる。「部分的に囲む」という用語は、本明細書において使用される場合、第１のタイプのセンサ電極の一部が、第２のタイプのセンサ電極の領域を画定し又は輪郭をなぞる１つ又は複数の端部の直線長さの相当部分の周囲に配置されている構成を説明するように意図されている。いくつかの実施形態において、第１のタイプのセンサ電極は、第２のタイプのセンサ電極を部分的に囲んでいると考えられ、第１のタイプのセンサ電極は、第２のタイプのセンサ電極の周縁の周囲に配置されており、それによって、第２のタイプのセンサ電極の領域の重心は少なくとも、単一の層内で分離した電極を配線することを依然として可能にしながら、第１のタイプの電極の部分的に囲んでいる部分の対抗する部分の間に配置されている。一例において、図４Ｇにおけるセンサ電極３０１は、センサ電極３０２Ａの相当部分の周囲に配置されているため、センサ電極３０２Ａを部分的に囲んでいると考えられ、それによって、センサ電極３０２Ａ（三角形形状の電極）の領域の重心（図示せず）は、センサ電極３０２Ａの３つの端部のうち２つに隣接しているセンサ電極３０１の上部の２本の線分の間に配置されている。
[0085]一構成において、図４Ａに示すように、センサ電極３０１は、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの周囲及び間を蛇行するように設計されており、それによって、トレース３０４に結合されているセンサ電極３０１の接続側と、接続側から最も遠い点（たとえば、センサ電極３０２Ａ付近）との間に電極が形成する導電性経路は、センサ電極のアレイ３１０Ａが位置合わせされている中心軸（たとえば、図４Ａにおける垂直対称軸（図示せず））の周囲を取り巻いている。いくつかの事例において、４Ａに示すように、蛇行したセンサ電極３０１は、各電極を少なくとも部分的に囲むように、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの各々の部分の周囲をも取り巻いていてもよい。図４Ａにおいて、センサ電極３０１の一部はセンサ電極の各隣接対３０２Ａ〜３０２Ｂ、３０２Ｂ〜３０２Ｃなどの間に配置されているように示されているが、蛇行したセンサ電極３０１は、隣接したセンサ電極の各対３０２Ａ〜３０２Ｂなどの間を通過する必要はなく、センサ電極アレイ３１０Ａ内の隣接して位置付けられている対の１つの間を通過するだけでよいため、図４Ａの構成は限定であるようには意図されていない。さらに、いくつかの構成において、隣接して位置付けられているセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの１つ又は複数の間の容量検知信号の受信又は送信におけるセンサ電極３０１の感度を向上するために、センサ電極３０１の長さを最大化することが望ましい場合がある。センサ電極３０１はトレース３０４とサイズが同様であってもよく、各センサ電極要素３０２Ａ〜３０２Ｅを形成するのに使用されるのと同じ材料（たとえば、ＩＴＯの層）を含んでもよく、したがって、センサ電極要素を形成するのに使用されるパターニング工程の間に形成されてもよい。
[0086]一実施形態において、図４Ａに示すように、センサ電極アレイ３１０Ａは、第１のセンサ電極形状（たとえば、多角形形状）を有するセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅなどの第１のタイプのセンサ電極を含み、第１のタイプのセンサ電極は、第１のセンサ電極形状とは異なる第２のセンサ電極形状（たとえば、ワイヤ形状）を有する第２のタイプのセンサ電極によって少なくとも部分的に囲まれている。一構成において、センサ電極アレイ３１０Ａは、多角形形状を有するセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅを含み、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅは、センサ電極３０２Ａ〜Ｅの多角形形状の輪郭をなぞる形状を有する第２のタイプのセンサ電極３０１によって少なくとも部分的に囲まれている。別のセンサ電極の少なくとも一部から反復可能な又は共通の距離だけ離間されているか、又は別のセンサ電極の輪郭をなぞるセンサ電極の形状は、本明細書においては、相補的な形状を有する電極としても定義されるか、又は相補的な形状の電極である。図４Ａに示すように、センサ電極３０１は、矩形形状のセンサ電極３０２Ａ〜Ｅの輪郭をなぞる、矩形である相補的な形状を有してもよい。さらに、図４Ａに示すように、センサ電極３０１は、隣接して位置付けられているセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの１つ又は複数の各々に対して異なった向きを有する蛇行した形状を有してもよい。たとえば、センサ電極３０１の最上部はセンサ電極３０２Ａの輪郭をなぞるＣ形状の向きを有し、センサ電極３０１の隣接部分は、センサ電極３０２Ｂの輪郭をなぞる逆Ｃ形状の向きを有する（たとえば、水平方向に反転している）。
[0087]一実施形態において、センサ電極３０１は、センサ電極３０１は、２つ以上のセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅなど、センサ電極の複数の対又はより大きなグループの周囲に配置されるようにパターニングされる。それゆえ、センサ電極３０１は、本明細書に記載する本発明の基本範囲から逸脱することなく、少なくとも部分的に、２つ以上のセンサ電極の周囲に配置することができるため、本明細書に示すセンサ電極アレイ構成は、本明細書に記載する本発明の範囲に対する限定であるようには意図されていない。
[0088]別の構成において、図４Ｂに示すように、センサ電極３０１は、トレース３０４に結合されているセンサ電極３０１の接続側と、接続側から最も遠い点（たとえば、センサ電極３０２Ａ付近）との間にセンサ電極が形成する導電性経路が蛇行せず、したがって、短い経路長（たとえば、図４Ｂにおけるセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの左側に配置されている電極部分の長さ）を有するように形成される。図４Ｂに示すように、センサ電極３０１は、矩形形状のセンサ電極３０２Ａ〜Ｅの輪郭をなぞる、矩形である相補的な形状を有する。さらに、図４Ｂに示すように、センサ電極３０１は、隣接して位置付けられているセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの１つ又は複数の各々に対して同じ向きを有する形状を有してもよい。たとえば、センサ電極３０１の最上部はセンサ電極３０２Ａの輪郭をなぞるＣ形状の向きを有し、センサ電極３０１の隣接部分も、センサ電極３０２Ｂの輪郭をなぞるＣ形状の向きを有する。いくつかの構成において、ユーザ入力が電極に直接結合するのを低減するためにセンサ電極３０１の幅を最小化するか、又は検知デバイスのＲＣ時定数を向上して容量検知サンプリングレート（たとえば、検知フレームレート）の増大を可能にするために幅を増大することが望ましい場合がある。
[0089]図４Ｃは、図示のようなジグザグワイヤ形状などの分散した電極形状を各々が有する、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの周囲にパターニングされているセンサ電極３０１を備えるセンサ電極のアレイ３１０Ｃを示す。ジグザグワイヤ形状は、正弦波、ステップ波、又は不規則な波のタイプの形状を含む、他の波形タイプの形状に形成することもできる。いくつかの事例において、図４Ｃに示すような分散した電極形状を使用することは、入力デバイスの容量検知感度を向上するために分散した電極形状に形成されるセンサ電極面積を調整することによって、送信機電極面積と受信機電極面積との比を調整するためには、図４Ａに示すような、隙間のない電極形状よりも好適である場合がある。様々な実施形態において、分散した電極形状タイプのセンサ電極は、様々な異なる形状、向き、設計及びサイズで形成されてもよい。一例において、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅ及びそれらの電極のそれぞれのトレース３０３は同じ材料から成ってもよく、その電極のジグザグワイヤ形状において同様の断面サイズを有してもよい。図４Ｃに示すように、センサ電極３０１は、矩形形状のセンサ電極３０２Ａ〜Ｅの矩形周縁形状をなぞる、矩形である相補的な形状を有する。
[0090]図４Ｄは、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの１つ又は複数の周囲に各々が配置されている、区分化されたセンサ電極３０１を備えるセンサ電極のアレイ３１０Ｄを示す。センサ電極のアレイ３１０Ｄは、図４Ａに示すセンサ電極のアレイ３１０Ａと同様であるが、１つ又は複数のセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅのグループが、形成される区分３０１Ａ〜３０１Ｃの各々に少なくとも部分的に囲まれるように、図４Ａのセンサ電極３０１が区分化されている点が異なっている。このように、センサ電極３０１の複数の異なる区分３０１Ａ〜３０１Ｃは、処理システム１１０内のセンサコントローラ構成要素によって、同時に別個にポーリングするか、又は時間的に連続してポーリングすることができる。一実施形態において、図４Ｄに示すように、センサ電極アレイ３１０Ｄは、第１の電極形状（たとえば、多角形形状）を有するセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅなどの第１のタイプのセンサ電極を含み、第１のタイプのセンサ電極は、第２の電極形状（たとえば、ワイヤ形状）を有する第２のタイプのセンサ電極によって少なくとも部分的に囲まれている。
[0091]図４Ｅは、円形センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｃの１つ又は複数の周囲にパターニングされている、開いた円形又は円弧形状のセンサ電極３０１を備えるセンサ電極のアレイ３１０Ｅを示す。図４Ｆは、六角形形状のセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｂの１つ又は複数の周囲にパターニングされている、開いた六角形形状のセンサ電極３０１を備えるセンサ電極のアレイ３１０Ｆを示す。図４Ｅ及び図４Ｆに示すように、センサ電極３０１は、円形又は六角形形状のセンサ電極３０２Ａ〜Ｅの輪郭をなぞる、円形又は六角形である相補的な形状を有する。図４Ｅ及び図４Ｆにおけるトレース３０３及び３０４の構成は限定であるようには意図されておらず、したがって、任意の他の望ましい向きに向けることができる。いくつかの事例において、センサ電極のいくつかのアレイ３１０Ｅ又は３１０Ｆから成るグループ（図示せず）、又はセンサアレイセットは、検知電極パターンの密度を向上するために、隣接して位置付けられているセンサ電極アレイ３１０Ｅ又は３１０Ｆが検知領域１２０にわたって六角形の密集したパターンを形成するように位置付け及び方向付けされてもよい。
[0092]図４Ｇは、三角形形状のセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｂの１つ又は複数の一部の間に配置及び／又はその周囲にパターニングされている、三角形形状のセンサ電極３０１を備えるセンサ電極のアレイ３１０Ｇを示す。図４Ｇに示すセンサ電極のアレイ３１０Ｇは、センサ電極３０１がセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｃの各々の２つの端部に隣接して配置される構成を含む。上記のように、図４Ｇにおけるセンサ電極３１０は、センサ電極３０２Ａの相当部分の周囲に配置されているため、センサ電極３０２Ａを部分的に囲んでいる。一構成において、センサ電極アレイ３１０Ｇは、三角形電極形状を有するセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅを含み、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅは、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの間に配置されているジグザグ又は他の同様の形状の電極によって少なくとも部分的に囲まれている。図４Ｇに示すように、センサ電極３０１は、センサ電極３０２Ａ〜Ｅの少なくとも一部の輪郭をなぞる相補的な形状を有する。
[0093]図４Ｈは、１つ又は複数の複雑な形状のセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｄの周囲にパターニングされているセンサ電極３０１を備えるセンサ電極のアレイ３１０Ｈを示す。図４Ｈに示すように、センサ電極３０１は、センサ電極３０２Ａ〜Ｄの少なくとも一部の輪郭をなぞる相補的な形状を有する。図４Ｉは、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｄの１つ又は複数の中に配置されているセンサ電極３０１を備えるセンサ電極のアレイ３１０Ｉを示す。隣接して位置付けられているセンサ電極間の容量結合は、概して各検知要素１２１内のセンサ電極の各々の隣接する端部の長さによって左右されるため、センサ電極間の容量結合を最大化するためにセンサ電極の隣接する端部の長さを最大化することが望ましいことが多い。図４Ｈ及び図４Ｉは各々、概して、電極間の容量結合を向上するためにセンサ電極の隣接する端部の長さを最大化する狙いで、互いに交互配置又は互いにかみ合っているセンサ電極構成を示す。
[0094]図４Ｊ及び図４Ｋは各々、それぞれ、１つ又は複数の多角形形状のセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｄ内に配置されているセンサ電極３０１を各々が備えるセンサ電極アレイ３１０Ｊ、３１０Ｋを含むセンサアレイセット４００Ｊ、４００Ｋを示す。図４Ｋは、センサ電極のアレイ３１０Ｋの１つの中のトレース３０３及び３０４が、検知領域１２０の一部にわたって生成される電場及び／又は容量結合の対称性を変化させるために変更されているという点において、図４Ｊと異なっている。いくつかの構成において、センサ電極アレイの１つ又は複数は、センサアレイセット内のセンサ電極アレイの中のセンサ電極によって生成される電場を変更するために、隣接するセンサ電極アレイ内のセンサ電極の位置及び配線を変更するために（たとえば、隣接するセンサ電極アレイ内のセンサ電極３０１及び３０２Ａ〜Ｄの鏡像）他の向きにおいて形成することができる。それゆえ、図４Ｊ及び図４Ｋは各々、電極間の容量結合を向上するためにセンサ電極の隣接する端部の長さを最大化するために、互いに交互配置又は互いにかみ合っているセンサ電極を有する、別の可能性のあるセンサ電極構成を示す。これによって、いずれかの電極への入力の（たとえば、干渉の）直接結合に対するユーザ入力信号の比を最適化することができる。一実施形態において、図４Ｉ、図４Ｊ及び図４Ｋに示すように、センサ電極アレイ３１０Ｉ〜Ｋは、第２のタイプのセンサ電極（たとえば、センサ電極３０１）の一部が配置される複数の凹型領域３９１を含む、第１の電極形状（たとえば、多角形形状）を各々が有する、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｆなどの第１のタイプのセンサ電極を含む。概して、凹型領域３９１内で第１のタイプのセンサ電極の端部と第２のタイプのセンサ電極との間に形成される間隙は、オーム的分離を保証するのに十分に小さく、センサ電極間の望ましい容量結合を達成するようなサイズになっている。一例において、図４Ｊに示すように、センサ電極３０１は、一定のパターンに配列されており、１つ又は複数の接続セグメント３９３によって相互接続されている複数の指状部３９２を含むバックボーン形状を有する。
[0095]図５Ａは、かみ合ったセンサ電極を形成するように位置付けられている単層容量型センサデバイスの、複数のセンサ電極３０１及び３０２Ａ〜３０２Ｅを含むセンサ電極アレイ５１０Ａの代替的な実施形態を示す。示されている実施形態において、センサ電極３０１はセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅとかみ合っており、それによって、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの各々の１つ又は複数の電極セグメント５０１と、１つ又は複数のセンサ電極３０１の各々の電極セグメント５０２とは、少なくとも１つの方向（たとえば、図５Ａにおける水平方向）において重なっている。一構成において、図５Ａに示すように、センサ電極３０１は、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの各々を少なくとも部分的に囲むセンサ電極３０１をも含む蛇行した構成を有する。蛇行した構成は、１つ又は複数の隣接するセンサ電極３０２Ａ〜Ｅの間で曲がりくねっているとともに、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの１つ又は複数を少なくとも部分的に囲んでいるセンサ電極３０１をも含んでもよい。このセンサ電極構成は、センサ電極３０１及び３０２の隣接する端部の長さを最大化して、各検知要素１２１内のセンサ電極の各対（たとえば、センサ電極３０２Ａ及びセンサ電極３０１の一部）の間の容量結合を向上する傾向になる。
[0096]他の実施形態において、センサ電極３０１及び３０２は、様々な他の向きでかみ合うか又は交互配置されてもよい。図５Ｂは、センサ電極のアレイ５１０Ｂを示す。一例において、図５Ａに示す実施形態はかみ合っている電極セグメント５０１及び５０２の水平の向きを示しているが、他の実施形態において、それぞれ電極３０１及び３０２のかみ合っている電極セグメント５０６及び５０５などの垂直の向きが使用されてもよい。それゆえ、一実施形態において、センサ電極３０１はセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅとかみ合っており、それによって、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅの各々の１つ又は複数の電極セグメント５０５と、１つ又は複数のセンサ電極３０１の各々の電極セグメント５０６とは、１つの方向（たとえば、図５Ｂにおける垂直方向）において重なっている。他の向きのかみ合っている電極が使用されてもよいことを当業者は諒解しよう。
[0097]図５Ｃは、かみ合っている単層センサ電極パターンの別の実施形態、又はセンサ電極のアレイ５１０Ｃを示す。図５Ｃに示されている実施形態において、センサ電極３０１は、センサ電極３０２Ａ〜３０２Ｈとかみ合っている。図５Ａの実施形態と比較すると、図５Ｃに示す実施形態では、２つの異なるセンサ電極３０２がセンサ電極３０１の一部とかみ合っており、一方で、単一のセンサ電極３０２が、図５Ａに示す実施形態のセンサ電極３０１の同じ部分とかみ合っている。他の実施形態において、３つ以上のセンサ電極３０２がセンサ電極３０１の各部分とかみ合っていてもよい。
[0098]図６Ａは、２つ以上のセンサ電極アレイ６１０を備えてもよいセンサアレイセット６００を概略的に示している。一例において、図６Ａに示すように、容量検知技法を使用することによって入力物体の位置情報を確定するために、４つのセンサ電極アレイ６１０が検知領域１２０内に配置されている。センサ電極アレイ６１０は、図示のように、図４Ａに示すセンサ電極アレイ３１０Ａと同様であってもよく、又は図４Ｂ〜図４Ｋ及び図５Ａ〜図５Ｂに示すような任意の他の同様のセンサアレイ構成若しくはその変形であってもよい。様々な実施形態において、トレース３０３及び３０４の各々は、センサコントローラ２１８（図２Ａ）に結合されてもよく、それによって、センサアレイセット内のセンサは容量検知のために駆動することができる。トレース３０３及び３０４は、図２Ａ〜図２Ｂに関連して上述した、それぞれトレース２１２及び２１３の一部を形成してもよく、又はトレース２１２及び２１３と置き換わってもよい。
[0099]一例において、センサ電極アレイ６１０内のセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅは送信機電極として使用されてもよく、センサ電極３０１は受信機電極として使用されてもよい。センサ電極アレイ６１０を含む入力デバイスは、一度に１つの送信機電極が送信するか、又は複数の同様に位置付けられている送信機電極が同時に送信するように操作されてもよい。この例において、各センサ電極アレイ６１０内の複数のセンサ電極３０２Ａ〜３０２Ｅは、１つ又は複数のコード化方式に従って異なる送信機信号を送信し、１つ又は複数のコード化方式は、受信タイプのセンサ電極３０１によって受信される結果信号に及ぼす送信機信号の複合効果が、独立して確定されることを可能にする。受信機タイプのセンサ電極３０１は、容量性ピクセルにおける容量結合の測定値を求めるために送信機信号から生成される結果信号を取得するために単数又は複数で操作されてもよく、測定値は、上述したように、入力物体が存在するか否か、及び入力物体の位置情報を確定するのに使用される。結果信号は、一瞬間に、又は検知領域１２０にわたって分散している様々な検知要素の各々を操作することによって、若しくは他の有用な走査技法によって、受信されてもよい。
[0100]図６Ｂは、２つ以上のセンサ電極アレイ６１０を備えるセンサアレイセット６５０を概略的に示している。センサアレイセット６５０は図６Ａに示すセンサアレイセット６００と同様であるが、遮蔽電極６７０、並びに様々なトレース及び外部構成要素の相互接続が、外部領域６６１及び６６２内など、検知領域１２０の外部で為されることを可能にするトレース配線方式を含む構成を含む。入力デバイスの製造可能性を向上し、入力デバイスの製造費用を低減して、入力デバイスのデバイス歩留まりを向上するために、検知領域内にジャンパを使用しないようにし、外部構成要素に為される接続を、検知領域１２０の外部で、且つ電極が形成される基板の端部付近で為されることができるように、すべてのトレースを配線することが望ましい。
[0101]図６Ｂに示すように、トレース３０３及び３０４の配線は、検知領域１２０の２辺を出る。他の外部構成要素との接続を形成し、センサ電極が配置される基板（たとえば、図２Ａの基板２０９）の必要とされる全体サイズを低減するのを容易にするためには、検知領域１２０の単一の辺から出るようにトレースが配線されるようにすることが概して望ましいが、センサ電極アレイ６１０又はセンサアレイセット６５０内のセンサ電極の密度又はパターンがより複雑になるため、２辺以上から出るトレース配線方式が必要とされ得る。検知領域１２０の２辺以上から出るトレースの配線は図６Ｂのみに示されているが、センサアレイセットの他の構成のいずれか又はその変形が、このタイプのトレース配線構成から受益し得ることを当業者は諒解しよう。
[0102]図６Ｂの示されている実施形態において、遮蔽電極６７０（又はガード電極）は、センサ電極３０１及び３０２Ａ〜３０２Ｊが形成される表面の部分の上に配置されている。後述する図面において参照符号７７０、９７０、１０７０、１２７０、１５７０及び１６７０として同様にラベリングされている遮蔽電極６７０は、概して、隣接して位置付けられ、近づけて離間されているトレース及び／又はセンサ電極の間のクロストークを防止又は最小化するために、センサ電極並びに関連する導電性トレース３０３及び３０４を互いから遮蔽するのに使用される。遮蔽電極６７０は、システムグランドなどの実質的に一定の電圧、又は任意の他の実質的に一定の電圧、近傍のセンサ電極及びトレースを互いから遮蔽することが可能である変動電圧に結合されてもよい。概して、遮蔽電極６７０は、入力物体１４０（図１）の入力デバイスのグランドへの結合を向上し、したがって、携帯電話など、入力デバイス１００の筐体が入力デバイスユーザの指などの入力物体と十分に電気的に接触していないときに収集される容量検知測定値に見られる多くの場合大きなばらつきを低減する一助とするのに有用である。遮蔽電極６７０は、互いに結合されているか、又は同様の信号（たとえば、システムグランド）によって駆動されるかのいずれかである、１つ又は複数の電極を含んでもよい。図６Ｂ、及び本明細書に論じる他の図面において、遮蔽電極６７０の１つ又は複数の部分は外部領域６６１及び６６２内でともに結合され、トレース６０５によって入力デバイス１００システムグランド及び／又は入力デバイス１００の筐体に接続されてもよい。様々な実施形態において、遮蔽電極が形成される材料は、センサ電極が形成される材料と同じであり、したがって、いくつかの実施形態において、センサ電極パターニング工程の間に同じブランケット材料層から形成することができる。様々な実施形態において、センサ電極、遮蔽電極（複数可）及び導電性配線トレースは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、細い金属ワイヤ、金属層などなど、実質的に透明な材料又は実質的に光学的に不可視の材料を含んでもよい。
[0103]図７は、２つ以上のセンサ電極アレイ７１０を備えるセンサアレイセット７００を概略的に示している。一例において、図７に示すように、上述した様々な処理システム１１０構成要素を使用することによって入力物体の位置情報を確定するために、４つのセンサ電極アレイ７１０が検知領域１２０内に配置されている。センサアレイセット７００は、図６Ｂに示すセンサアレイセット６５０と同様であるが、図５Ａに示す構成と同様のセンサアレイを含む。センサアレイセット７００は、遮蔽電極７７０、並びに様々なトレース及び外部構成要素の相互接続が、外部領域７６２内など、検知領域１２０の外部で為されることを可能にするトレース配線方式を含む。図７において、遮蔽電極７７０の１つ又は複数の構成要素は外部領域７６２内でともに結合され、トレース７０５によってシステムグランド及び／又は入力デバイス１００の筐体に接続されてもよい。一例において、近接する電極３０３のグループを外部領域ニアの異なる相互接続トレースに接続することも可能であり、それによって、近接する受信機と関連付けられる電極（たとえば、送信機）は、異なる時点又は極性において送信して、ユーザ入力から近接する電極３０３のグループへの総入力結合を低減又は検出する。
[0104]図８〜図１７Ｂは、センサ電極セットを形成するのに使用することができるセンサ電極のアレイを形成するために組み合わされる、隣接して位置付けられているセンサ電極のグループに配列される複数のセンサ電極を概して備えるセンサ電極の様々な異なる構成を示す。隣接して位置付けられているセンサ電極の各グループは、１つ又は複数の検知要素１２１を形成するのに使用される２つ以上のセンサ電極を含んでもよい。いくつかの実施形態において、センサ電極アレイ内のセンサ電極の１つ又は複数は送信機電極として使用されてもよく、他のセンサ電極の１つ又は複数は受信機電極として使用されてもよい。一例において、センサ電極アレイ（たとえば、センサ電極アレイ８１０、９１０Ａ〜Ｄ、１０１０Ａ〜Ｄ、１０１０Ａ〜Ｄ、１１１０Ａ〜Ｂ、１２１０Ａ〜Ｄ、１３１０Ａ〜Ｄ、１５１０Ａ〜Ｄ、１６１０Ａ〜Ｄ及び１７１０Ａ〜Ｄ）の１つ又は複数の中のセンサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄは送信機電極として使用されてもよく、センサ電極８０１及び８０５は受信機電極として使用されてもよい。センサ電極アレイを含む入力デバイスは、一度に１つの送信機電極が送信するか、又は複数の同様に位置付けられている送信機電極が同時に送信するように操作されてもよい。この例において、各センサ電極アレイ内の複数のセンサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄは、同じ又は異なる送信機信号を送信する。受信機タイプのセンサ電極８０１及び８０５は各々、入力物体の位置情報を確定するために容量性ピクセル（たとえば、検知要素１２１）における容量結合の測定値を求めるための結果信号を取得するために単数又は複数で操作されてもよい。結果信号は、一瞬間に、又はラスタ走査パターン（たとえば、各検知要素を所望の走査パターンで別個に連続してポーリングする）、行ずつの走査パターン、列ずつの走査パターン若しくは他の有用な走査技法で、検知領域１２０にわたって分散した検知要素の行及び／又は列を走査することによって受信されてもよい。
[0105]図８は、センサ電極８０１、８０５及びセンサ電極８０２のうちの１つなど、３つの隣接して位置付けられているセンサ電極のグループに配列される複数のセンサ電極を備えるセンサ電極アレイ８１０を示す。図８の構成において、センサ電極の各グループは、図８の上部に示すような、２つの検知要素１２１を形成するのに使用される。示されている実施形態において、センサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄは異なるトレース８０３に個々に結合されており、一方でセンサ電極８０１及び８０５は、それぞれ、共通のトレース８０４Ａ及び８０４Ｂを通じて各々ともに結合されている複数のセンサ電極要素８０１Ａ、８０５Ａを含む。図８に示すように、各センサ電極からのセンサ電極要素８０１Ａ、８０５Ａは、グループ内の異なるセンサ電極８０２（たとえば、センサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄ）に隣接して配置されている。他の実施形態において、各センサ電極要素８０１Ａ、８０５Ａは、センサ電極要素自体の別個のトレースに別個に結合されてもよい。そのような実施形態において、センサ電極要素の各々は、個々のセンサ電極として、又はより大きなセンサ電極の要素として動作するように構成されてもよい。さらに、センサ電極要素８０１Ａ、８０５Ａは、センサ電極８０１又はセンサ電極８０５のいずれかの一部であるものとして示されているが、他の実施形態において、センサ電極要素は任意の数のセンサ電極を形成するように構成されてもよい。
[0106]上述のように、図２Ａに関連して、センサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄは送信機信号を送信するように構成されてもよく、一方で、センサ電極８０１及び８０５（及び関連するセンサ電極要素）は、送信機信号から生成される結果信号を受信するように構成されてもよい。代替的に、センサ電極８０１及び／又は８０５が送信機信号を送信するように構成されてもよく、一方でセンサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄが生成された結果信号を受信するように構成されてもよい。
[0107]図８に示すように、センサ電極要素８０１Ａ及び８０５Ａは各々ともに結合されることができ、それによって、センサ電極要素の各グループの一部の中の上部センサ電極要素はともに結合されてセンサ電極８０１を形成し、センサ電極要素のグループの一部の中の下部センサ電極要素はともに結合されてセンサ電極８０５を形成する。他の実施形態において、センサ電極要素は、他の望ましい様式でともに結合されてもよい。たとえば、センサ電極８０２Ａに隣接する下部センサ電極要素がセンサ電極８０２Ｂに隣接する上部センサ電極要素に結合されてもよく、センサ電極８０２Ｂに隣接する下部センサ電極要素がセンサ電極８０２Ｃに隣接する上部センサ電極要素に結合されてもよい。そのような結合パターンはセンサ電極パターン全体を通じて継続してもよく、又はセンサ電極パターンを通じて変化してもよい。
[0108]様々な実施形態において、トレースごとに１つのセンサ電極要素を有する構成と比較して、トレースの数は約半分だけ低減し得る。さらに、図８〜図１７Ｂに示すセンサ電極パターンは、信号対雑音比の改善、及び／又は他のより従来型の設計よりも小さい入力物体（たとえば、５ｍｍよりも小さい）に対する応答の増大を可能にするより大きな容量性ピクセル応答を可能にすることができる。他の実施形態において、図８のセンサ電極パターンは、フレックス（ｆｌｅｘ）内の相互接続バイアの数を低減して（約５０パーセント低減する）、センサと処理システム１１０との間の接続を提供することができる（すなわち、図２Ａ内の参照符号２５１）。さらに、図８のセンサ電極パターンは、容量フレームレートの増大を可能にすることができる。上記のように、本明細書に開示するセンサ電極相互接続方式の１つ又は複数を使用することによって、取得される位置データの精度及び反復可能性に影響を及ぼすことなく、検知領域内の入力物体の位置を検知するのに必要とされるトレース及び／又は電極の数を低減することができる。
[0109]図９Ａは、センサ電極アレイ９１０Ａ〜９１０Ｄなど、２つ以上のセンサ電極アレイ９１０を備えるセンサアレイセット９００Ａを概略的に示している。図９Ｂは、２つ以上のセンサ電極アレイ９１０を備える、別のセンサアレイセット構成、又はセンサアレイセット９００Ｂを概略的に示している。センサアレイセット９００Ａ及び９００Ｂ内のセンサ電極アレイ９１０Ａ〜９１０Ｄの各々は、図８に示すセンサ電極アレイ８１０を含む。センサアレイセット９００Ａ内のセンサ電極アレイ９１０Ａ〜９１０Ｄは、隣接するセンサ電極アレイ（たとえば、センサ電極アレイ９１０Ａ及び９１０Ｂ）内のセンサ電極８０１及び８０５が互いに隣接して位置付けられるように方向付けられており、一方でセンサアレイセット９００Ｂ内のセンサ電極アレイ９１０Ａ〜９１０Ｄは、各々同じ方向に方向付けられている。いくつかの用途において、図９Ｂに示すような、反対のタイプのセンサ電極及びそれらのそれぞれのトレースの間のクロストークを低減するために、図９Ａに示すように、センサ電極８０２又はセンサ電極８０１及び８０５などの同じタイプのセンサ電極アレイが互いの付近にあるように、センサ電極アレイを方向付けることが望ましい場合がある。
[0110]センサアレイセット９００Ａ及び９００Ｂは、遮蔽電極９７０、並びに様々なトレース及び外部構成要素の相互接続が、外部領域９６２内など、検知領域１２０の外部で為されることを可能にするトレース配線方式をも含んでもよい。センサ電極とそれらの関連するトレースとの間に配置されている遮蔽電極９７０は、センサ電極間のクロストークを低減する一助となることができ、これは、図９Ｂに示すような、互いに隣接する反対のタイプのセンサ電極を有する構成に特に有用であり得る。遮蔽電極９７０の１つ又は複数の構成要素は外部領域９６２内でともに結合され、トレース９０５によってシステムグランド及び／又は入力デバイス１００の筐体に接続されてもよい。
[0111]図１０は、センサ電極アレイ１０１０Ａ〜１０１０Ｄなど、２つ以上のセンサ電極アレイ１０１０を備えるセンサアレイセット１０００を概略的に示している。図１０に示すように、各センサ電極アレイ内のセンサ電極要素８０１Ａ及び８０５Ａが、第１のセンサ電極（たとえば、電極８０２Ａ）に隣接している下部センサ電極要素８０５Ａが第２のセンサ電極（たとえば、電極８０２Ｂ）に隣接している上部センサ電極要素８０５Ａに結合され、第２のセンサ電極に隣接している下部センサ電極要素８０１Ａが第３のセンサ電極（たとえば、電極８０２Ｃ）に隣接している上部センサ電極要素８０１Ａに結合され得、以下同様であるように位置付けられているため、センサアレイセット１０００内のセンサ電極アレイ１０１０Ａ〜１０１０Ｄの各々は、図８に示すセンサ電極アレイ８１０とは概して異なる。そのようなセンサ電極要素の結合パターンはセンサ電極アレイ全体を通じて継続してもよく、又はセンサ電極パターンを通じて変化してもよい。
[0112]それゆえ、一例において、容量性イメージセンサは、第１のセンサ電極要素８０１Ａ、第２のセンサ電極要素８０５Ａ及び第３のセンサ電極要素８０１Ａを備える第１のセンサ電極セットであって、第１のセンサ電極要素８０１Ａは第３のセンサ電極要素８０１Ａに電気的に結合されている、第１のセンサ電極セットと、第４のセンサ電極８０２Ａ及び第５のセンサ電極８０２Ｂを備える第２のセンサ電極セットであって、第４のセンサ電極８０２Ａは第１のセンサ電極要素８０１Ａと容量結合するように構成されており、第５のセンサ電極８０２Ｂは第３のセンサ電極要素８０１Ａと容量結合するように構成されている、第２のセンサ電極セットとを具備してもよい。図１０に示す構成において、第３のセンサ電極要素８０１Ａは、第１のセンサ電極と第２のセンサ電極との間に配置されている。一方、図８に示す構成において、第２のセンサ電極要素８０５Ａは、第１のセンサ電極８０１Ａと第３のセンサ電極８０１Ａとの間に配置されてもよい。
[0113]センサアレイセット１０００は、遮蔽電極１０７０、並びに様々なトレース及び外部構成要素の相互接続が、外部領域１０６２内など、検知領域１２０の外部で為されることを可能にするトレース配線方式をも含んでもよい。遮蔽電極１０７０の１つ又は複数の構成要素は外部領域１０６２内でともに結合され、トレース１００５によってシステムグランド及び／又は入力デバイス１００の筐体に接続されてもよい。
[0114]図１１Ａは、センサ電極アレイ１１１０Ａ〜１１１０Ｂなど、２つ以上のセンサ電極アレイを備えるセンサアレイセット１１００を概略的に示している。図１１Ｂは、センサアレイセット１１００内のセンサ電極アレイ１１１０Ｂ内に位置付けられているいくつかのセンサ電極の拡大図である。様々な実施形態において、センサ電極内のセンサ電極要素の１つ又は複数は、センサ電極要素の少なくとも一部の中に配置されており、グランドトレース１１２０に結合されている接地領域１１３０（図１１Ｂ）を含む。グランドトレース１１２０は、検知領域１２０の外部にある外部領域においてともに結合されてもよく、システムグランド及び／又は入力デバイス１００の筐体にも接続されてもよい。接地領域１１３０は、センサ電極１１０１、１１０２又は１１０５からオーム的に分離されている導電層を含んでもよい。一例において、接地領域１１３０は、センサ電極の各々を形成するようにパターニングされている導電層の一部から形成される。いくつかの構成において、センサ電極１１０１、１１０２又は１１０５の１つ又は複数の中のセンサ電極要素１１０１Ａ、１１０２Ａ〜Ｅ、１１０５Ａの１つ又は複数は、中に導電層を配置されている領域を少なくとも部分的に囲み、導電層は、システムグランド及び／又は入力デバイス１００の筐体に結合されている。一例において、接地領域１１３０は、センサ電極領域の、最小量の容量検知信号を提供又は受信し、したがって容量検知測定値を劇的に変化させることのない領域であるため、センサ電極要素の中心に配置される。
[0115]センサ電極要素内に接地領域１１３０を加えることによって、センサ電極要素のサイズ、又は実効表面積が低減することになる。概して、センサ電極要素の１つ又は複数の中に接地領域１１３０を加えることは、信号品質を制御し、受信電極によって受信される信号の変動性を低減するのに重要である、隣接する対向する電極の間の電極面積の比（たとえば、低グランド質量効果）を調整するのに使用することができる。センサ電極要素の１つ又は複数の中に接地領域１１３０を加えることは、入力物体のシステムグランドへの結合の変動によって生成される測定容量検知信号の変動性を低減するために入力物体のグランド面への結合を改善するために、入力デバイス内のグランド面のサイズを増大させるのにも有用である。センサ電極要素の１つ又は複数の中に接地領域１１３０を加えることによって、望ましくない信号を短絡することによって１つ又は複数のセンサアレイ内のセンサ電極間のクロストークの量も低減することになり、ＥＭＩの望ましくない影響も低減する。
[0116]さらに入力デバイス１００の一実施形態において、センサ電極アレイ１１１０Ａ〜Ｂの各々は、各センサ電極（たとえば、センサ電極１１０２Ａ〜Ｅ）がセンサ電極１１０１、１１０５のセンサ電極要素１１０１Ａ及び１１０５Ａの少なくとも一部と関連付けられるように配列されている複数のセンサ電極を備える。上記構成において、センサ電極の各グループは、図８の上部に示す構成と同様である、２つの検知要素１２１（図示せず）を形成するのに使用される。示されている実施形態において、センサ電極１１０２Ａ〜１１０２Ｅは異なるトレース１１０３に個々に結合されており、一方でセンサ電極１１０１及び１１０５は、それぞれ、共通のトレース１１０４Ａ及び１１０４Ｂを通じて各々ともに結合されている複数のセンサ電極要素１１０１Ａ及び１１０５Ａを含む。示されているように、各センサ電極からのセンサ電極要素１１０１Ａ、１１０５Ａは、グループ内の異なるセンサ電極１１０２（たとえば、センサ電極１１０２Ａ〜１１０２Ｅ）に隣接して配置されている。
[0117]他の実施形態において、各センサ電極要素１１０１Ａ、１１０５Ａは、センサ電極要素自体の別個のトレースに別個に結合されてもよい。そのような実施形態において、センサ電極要素の各々は、個々のセンサ電極として、又はより大きなセンサ電極の要素として動作するように構成されてもよい。さらに、センサ電極要素１１０１Ａ、１１０５Ａは、センサ電極１１０１又はセンサ電極１１０５のいずれかの一部であるものとして示されているが、他の実施形態において、センサ電極要素は任意の数のセンサ電極を形成するように構成されてもよい。上述のように、図２Ａに関連して、センサ電極１１０２Ａ〜１１０２Ｅは送信機信号を送信するように構成されてもよく、一方で、センサ電極１１０１及び１１０５（及び関連するセンサ電極要素）は、送信機信号から生成される結果信号を受信するように構成されてもよい。さらに、センサ電極１１０１及び／又は１１０５が送信機信号を送信するように構成されてもよく、一方でセンサ電極１１０２Ａ〜１１０２Ｅが生成された結果信号を受信するように構成されてもよい。さらなる実施形態において、電極領域１１３０は、他の電極（たとえば、１１０２、１１０１、１１０４）によって受信されるべき別個のモードにある送信機信号によって駆動されてもよく、又は電極は、他者では接地されている一方で、いくつかのモードにおける検知に影響を及ぼすために電気的に浮遊（たとえば、オーム的に分離）であってもよい。
[0118]図１２Ａは、センサ電極アレイ１２１０Ａ〜１２１０Ｄなど、２つ以上のセンサ電極アレイ１２１０を備えるセンサアレイセット１２００Ａを概略的に示している。図１２Ｂは、２つ以上のセンサ電極アレイ１２１０を備える、別のセンサアレイセット構成、又はセンサアレイセット１２００Ｂを概略的に示している。図１２Ａ〜図１２Ｂ内のセンサ電極アレイ１２１０Ａ〜１２１０Ｄの各々は、互い違い又は交互のセンサ電極レイアウトに配列されているセンサ電極８０１、８０２及び８０５を備える。示されているように、センサ電極アレイの各々は、上及び下にある隣接する行に見られるセンサ電極グループの反転した又は鏡写の表現になっている交互の行を含む。互い違い又は交互のセンサ電極レイアウトは、センサ電極要素の各隣接グループの間の交互の電場形成方向に起因して、容量検知感度の向上をもたらすことができると考えられる。一例において、センサ電極アレイ１２１０Ａ内でセンサ電極８０２Ａが送信機電極であり、上部センサ電極要素８０１Ａ及び８０５Ａが受信電極である場合、電場は左から右へと生成されることになり、一方で、送信機電極であるセンサ電極８０２Ｂ、並びに受信電極である、上部から２番目のセンサ電極要素８０１Ａ及び８０５Ａを含む隣接グループは右から左への電場を生成することになる。概して、各センサ電極アレイ内のセンサ電極要素（たとえば、要素８０１Ａ、８０２Ａ〜８０２Ｄ、８０５Ａ）の各々は、図１２Ａのセンサ電極アレイ１２１０Ａに示すように、センサ電極要素間に配置されている中心線１２２１にわたって互い違いになっている。概して、互い違いの各センサ電極８０１、８０２、及び８０５の中心線は他の互い違いのセンサ電極と同一直線上にある必要はないことに留意されたい。
[0119]センサアレイセット１２００Ａ内のセンサ電極アレイ１２１０Ａ〜１２１０Ｄは、隣接するセンサ電極アレイ（たとえば、センサ電極アレイ１２１０Ｂ及び１２１０Ｂ）内のセンサ電極８０１及び８０５が同じ方向に方向付けられるように方向付けられており、一方でセンサアレイセット１２００Ｂ内のセンサ電極アレイ１２１０Ａ〜１２１０Ｄは各々、隣接するセンサ電極アレイ内の同じセンサ電極要素が互いに隣接して位置付けられるように方向付けられている。いくつかの用途において、図１２Ａに示すような、反対のタイプのセンサ電極及びそれらのそれぞれのトレースの間のクロストークを低減するために、図１２Ｂに示すように、センサ電極８０２又はセンサ電極８０１及び８０５などの同じタイプのセンサ電極が互いの付近にあるように、センサ電極アレイを方向付けることが望ましい場合がある。様々な他の実施形態において、各センサ電極アレイ内のセンサ電極パターンは、他の様式で変化してもよい。たとえば、行ごとの代わりに、各センサ電極アレイ内のセンサ電極パターンは、２行以上ごとに変化してもよい。さらに、センサ電極パターンの各列は図１２Ａには同様であるものとして示されているが、他の実施形態において、列は異なってもよい。たとえば、列の少なくとも１つは、他者の鏡像であってもよく、それによって、列の１つ又は複数は列の垂直軸に沿って反転していてもよい。
[0120]センサアレイセット１２００Ａ及び１２００Ｂは、遮蔽電極１２７０、並びに様々なトレース及び外部構成要素の相互接続が、外部領域１２６２内など、検知領域１２０の外部で為されることを可能にするトレース配線方式をも含んでもよい。遮蔽電極１２７０の１つ又は複数の構成要素は外部領域１２６２内でともに結合され、トレース１２０５によってシステムグランド及び／又は入力デバイス１００の筐体に接続されてもよい。
[0121]図８に示す実施形態に関連して説明したように、図１２Ａ〜図１２Ｂのセンサ電極要素は、各センサ電極要素対の上部センサ電極要素がともに結合され、各センサ電極要素対の下部センサ電極要素がともに結合されるように、ともに結合されている。他の実施形態において、センサ電極要素は、他の様式でともに結合されてもよい。たとえば、第１のセンサ電極に隣接する下部センサ電極要素が第２のセンサ電極に隣接する上部センサ電極要素に結合されてもよく、第２のセンサ電極に隣接する下部センサ電極要素が第３のセンサ電極に隣接する上部センサ電極要素に結合されてもよく、それは図１０に示す互い違いでない構成と同様である。そのような結合パターンは、これらの互い違いの又は交互のセンサ電極レイアウト内のセンサ電極アレイ全体を通じて継続してもよい。
[0122]図１３は、センサ電極１３０１、１３０２、１３０３に見られるセンサ電極要素１３０１Ａ、１３０２Ａ、１３０３Ａ及びセンサ電極８０２のうちの１つなど、４つの隣接して位置付けられているセンサ電極要素のグループに配列される複数のセンサ電極を各々が備えるセンサ電極のアレイ１３１０Ａ〜１３１０Ｄを含むセンサアレイセット１３００を示す。図１３の構成において、各グループのセンサ電極は、たとえば、センサ要素８０２Ａ及び１３０１Ａ、センサ要素８０２Ａ及び１３０２Ａ並びにセンサ電極要素８０２Ａ及び１３０３Ａを各々が含んでもよい、３つの検知要素１２１（図１３には示さず）を形成するのに使用される。示されている実施形態において、各センサ電極アレイ内のセンサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄの各々は異なるトレース８０３に個々に結合されており、一方でセンサ電極１３０１、１３０２及び１３０３は、それぞれ、共通のトレース１３０４Ａ、１３０４Ｂ及び１３０４Ｃを通じて各々ともに結合されている複数のセンサ電極要素１３０１Ａ、１３０２Ａ、１３０３Ａを備える。示されているように、各センサ電極からのセンサ電極要素１３０１Ａ、１３０２Ａ、１３０３Ａは、グループ内の異なるセンサ電極８０２（たとえば、センサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄ）に隣接して配置されている。他の実施形態において、各センサ電極要素１３０１Ａ、１３０２Ａ、１３０３Ａは、センサ電極要素自体の別個のトレースに別個に結合されてもよい。そのような実施形態において、センサ電極要素の各々は、個々のセンサ電極として、又はより大きなセンサ電極の要素として動作するように構成されてもよい。上述のように、図２Ａに関連して、センサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄは送信機信号を送信するように構成されてもよく、一方で、センサ電極１３０１、１３０２及び１３０３（及び関連するセンサ電極要素）は、送信機信号から生成される結果信号を受信するように構成されてもよい。代替的に、センサ電極１３０１、１３０２、１３０３が送信機信号を送信するように構成されてもよく、一方でセンサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄが生成された結果信号を受信するように構成されてもよい。
[0123]図１３に示すセンサ電極構成の他の変形形態において、センサ電極要素は、他の望ましい様式でともに結合されてもよい。たとえば、センサ電極８０２Ａに隣接する下部センサ電極要素がセンサ電極８０２Ｂに隣接する上部センサ電極要素に結合されてもよく、センサ電極８０２Ｂに隣接する下部センサ電極要素がセンサ電極８０２Ｃに隣接する上部センサ電極要素に結合されてもよく、そのような結合パターンはセンサ電極パターン全体を通じて継続してもよく、又はセンサ電極パターンを通じて変化してもよい。さらに、センサ電極パターンの各列は図１３には同様であるものとして示されているが、他の実施形態において、２列以上におけるセンサ電極構成は異なってもよい。たとえば、少なくとも１対の隣接するセンサ電極アレイは、他者の鏡像であってもよく、それによって、列の１つ又は複数は列の垂直軸に沿って、他方のセンサ電極アレイに対して反転していてもよい。
[0124]センサアレイセット１３００は、遮蔽電極１３７０、並びに様々なトレース及び外部構成要素の相互接続が、外部領域１３６２内など、検知領域１２０の外部で為されることを可能にするトレース配線方式をも含んでもよい。遮蔽電極１３７０の１つ又は複数の構成要素は外部領域１３６２内でともに結合され、トレース１３０５によってシステムグランド及び／又は入力デバイス１００の筐体に接続されてもよい。
[0125]一実施形態において、図１４に示すように、センサ電極アレイ１４００は、センサ電極アレイ内のセンサ電極間により均一な信号応答をもたらす特徴を備えてもよい。図１４は、それぞれセンサ電極１４０１、１４０５に見られるセンサ電極要素１４０１Ａ及び１４０５Ａ並びにセンサ電極８０２（たとえば、センサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄ）のうちの１つなど、３つの隣接して位置付けられているセンサ電極要素のグループに各々が配列される複数のセンサ電極を備えるセンサ電極のアレイを含むセンサア電極レイセット１４００を示す。図１４の構成において、センサ電極の各グループは、上述と同様に、２つの検知要素１２１（図１３には示さず）を形成するのに使用される。示されている実施形態において、センサ電極アレイ内のセンサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄの各々は異なるトレース８０３に個々に結合されており、一方でセンサ電極１４０１及び１４０５は、それぞれ、共通のトレース１４０４Ａ及び１４０４Ｂを通じて各々ともに結合されている複数のセンサ電極要素１４０１Ａ、１４０５Ａを備える。上述のように、図２Ａに関連して、センサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄは送信機信号を送信するように構成されてもよく、一方で、センサ電極１４０１、１４０５（及び関連するセンサ電極要素）は、送信機信号から生成される結果信号を受信するように構成されてもよく、又はその逆であってもよい。
[0126]一実施形態において、センサ電極要素１４０５Ａの各々は、センサ電極要素１４０５Ａの本体部１４０５Ｂに取り付けられて本体部から伸張している導電性突出部１４０６を各々含む。この構成において、導電性突出部１４０６は、接続されていないトレース１４０４Ａ、又はセンサ電極１４０５Ａとセンサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄとの間に配置されている他の同様の要素の位置付けに起因して、センサ電極１４０１に対する、センサ電極１４０５によって受信される結果信号の差を一定にするように方向付け及び位置付けされてもよい。それゆえ、いくつかの構成において、導電性突出部１４０６の１つ又は複数は、１つ又は複数の方向において、センサ電極要素１４０５Ａの本体部１４０５Ｂから、隣接して位置付けられているセンサ電極要素１４０１Ａとそのトレース１４０４Ａとの間など、センサ電極要素１４０１Ａ付近の一部まで伸張してもよい。一構成において、導電性突出部１４０６は、トレース１４０４Ａに実質的に平行に位置付けられ、及び／又はセンサ電極要素１４０５Ａの本体部１４０５Ｂの１つ又は複数の領域から伸張する。導電性突出部１４０６はトレース１４０４Ａとサイズが同様であってもよく、各センサ電極要素１４０５Ａを形成するのに使用されるのと同じ材料（たとえば、ＩＴＯの層）を含んでもよく、したがって、センサ電極要素を形成するのに使用されるパターニング工程の間に形成されてもよい。導電性突出部１４０６は、代替的に、ボンドワイヤ又は他の同様の導電性材料を含んでもよい。
[0127]図１５は、上記図４Ｃに関連して例示及び論述したセンサ電極など、分散した電極形状を有するセンサ電極を備える複数のセンサ電極アレイ１５１０Ａ〜１５１０Ｄを含む単層センサアレイセット１５００の代替の実施形態を示す。図１５の構成において、各グループのセンサ電極は、たとえば、センサ要素８０２Ａ及び８０１Ａ、並びにセンサ電極要素８０２Ａ及び８０５Ａを各々が含んでもよい、２つの検知要素１２１（図１３には示さず）を形成するのに使用される。示されている実施形態において、各センサ電極アレイ内のセンサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄの各々は異なるトレース１５０３に個々に結合されており、一方でセンサ電極８０１及び８０５は、それぞれ、共通のトレース１５０４Ａ及び１５０４Ｂを通じて各々ともに結合されている複数のセンサ電極要素８０１Ａ、８０５Ａを備える。様々な実施形態において、図１５に示すセンサ電極８０１、８０２Ａ〜８０２Ｄ及び８０５は、トレース１５０３、１５０４Ａ及び１５０４Ｂと同じ材料を含んでもよく、及び／又はその電極のジグザグワイヤ形状において同様の断面サイズを有してもよい。様々な実施形態において、センサ電極は、図示のようなジグザグタイプのパターンに対して、様々な他の形状及び設計に配置されてもよい。図１５の実施形態に示すセンサ電極構造は、本明細書に記載する任意の他の実施形態と組み合わされてもよい。
[0128]センサアレイセット１５００は、遮蔽電極１５７０、並びに様々なトレース及び外部構成要素の相互接続が、外部領域１５６２内など、検知領域１２０の外部で為されることを可能にするトレース配線方式をも含んでもよい。遮蔽電極１５７０の部分は、外部領域１５６２においてともに結合され、外部グランド又は入力デバイス１００の筐体に結合されてもよいグランドトレース１５０５に取り付けられることができる。
[0129]図１６Ａは、上記図４Ｃ及び図１５に示す構成と同様の、分散した電極形状を有するセンサ電極を備える複数のセンサ電極アレイ１６１０Ａ〜１６１０Ｄを含む単層センサアレイセット１６００の代替の実施形態を示す。図１６Ｂは、センサアレイセット１６００内のセンサ電極アレイ１６１０Ａ〜１６１０Ｄの１つに見られるセンサ電極のグループの拡大図である。図１６の示されている構成において、センサ電極の各グループは、たとえば、センサ要素８０２Ａ及び８０１Ａ、並びにセンサ要素８０２Ａ及び８０５Ａを各々が含んでもよい、２つの検知要素１２１（図１６）を形成するのに使用される。センサ電極要素８０１Ａ及び８０５Ａはセンサ電極８０１及び８０５に見られ、このセンサ電極８０１及び８０５は共通のトレース１６０４Ａ及び１６０４Ｂを通じて各々ともに結合されている。各センサ電極アレイ内のセンサ電極８０２Ａ〜８０２Ｄの各々は異なるトレース１６０３に個々に結合されており、センサ電極グループ内のセンサ電極の何らかの物理的又は電気的属性を補償するために異なる電極形状又はパターンを有する２つ以上の電極領域１６３０及び１６３１（図１６Ｂ）を有してもよい分散した電極形状を含む。
[0130]一実施形態において、図示のように、センサ電極８０２の第１の電極領域１６３０内の電極材料の面密度は、同じセンサ電極８０２の第２の電極領域１６３１内の電極材料の面密度とは異なる。この構成において、センサ電極８０２の面密度は、同様に位置付けられているセンサ電極要素８０５Ａに対してセンサ電極要素８０１Ａに結合されているトレース１６０４Ａの接続要素１６０８によってもたらされる追加の電極表面積を補償するために、第２の電極領域１６３２に対して第１の電極領域１６３１において調整されている。このように、より高い密度の第２の電極領域１６３１は、接続要素１６０８によってもたらされる追加のセンサ電極面積によってもたらされるセンサ電極要素８０１Ａの向上した容量結合を補償するために、隣接するセンサ電極要素８０５Ａに対する向上した容量結合を有することになる。センサ電極の面密度は概して、センサ電極が配置されている単位表面積当たりの電極の表面積の量の測度である。面密度は、概して、隙間のないセンサ電極について約１の値と、ゼロよりも大きい何らかの量との間で変化する（たとえば、１≒面密度（ＡＤ）＞０）。センサ電極層厚さに露出したセンサ電極層の厚さの直線長さを乗算することによって得られる面積は、センサ電極が配置されている表面に平行であるセンサ電極の表面積に比較すると無視できるものであることが仮定される（すなわち、そうでなければＡＤは１よりも大きい値であり得る）ことが留意されよう。したがって、センサ電極の密度は、センサ電極の１つ又は複数の間の均一な応答の増大をもたらすために変化してもよい。センサ電極８０２は面密度が異なる領域を有するものとして示されているが、他の実施形態において、他のセンサ電極の１つ又は複数（たとえば、センサ電極８０１及び／又は８０５）は異なる面密度を有してもよい。さらに、そのような方法は、本明細書に記載する任意のセンサ電極パターンに適用されてもよい。
[0131]様々な実施形態において、図１６Ａに示すセンサ電極８０１、８０２Ａ〜８０２Ｄ及び８０５は、トレース１６０３、１６０４Ａ及び１６０４Ｂと同じ材料から成ってもよい。様々な実施形態において、センサ電極は、図示のようなジグザグタイプのパターンに対して、様々な他の形状及び設計に配置されてもよい。図１６Ａの実施形態に示すセンサ電極構造は、本明細書に記載する任意の他の実施形態と組み合わされてもよい。
[0132]センサアレイセット１６００は、遮蔽電極１６７０、並びに様々なトレース及び外部構成要素の相互接続が、外部領域１６６２内など、検知領域１２０の外部で為されることを可能にするトレース配線方式をも含んでもよい。遮蔽電極１６７０の、センサ電極とそれらの電極の関連するトレースとの間に配置されている部分は、センサ電極間のクロストークを低減する一助となることができる。
[0133]図１７Ａは、互いに対して角度のついた向き、又はヘリンボーンの向きを有する複数のセンサ電極グループを備える複数のセンサ電極アレイ１７１０Ａ〜１７１０Ｄを含む単層センサ電極セット１７００の代替の実施形態を示す。センサ電極の各グループは、センサ電極要素８０２Ａ及び８０１Ａ又は検知電極要素８０２Ａ及び８０５Ａによって形成されてもよい、１つ又は複数の検知要素１２１（図示せず）を形成するのに使用されてもよい。図１７Ｂは、センサ電極アレイ１７１０Ｄに見られるセンサ電極のグループの拡大図である。検知領域１２０の端部１７５１に対するセンサ電極要素の角度のついた向きは、隣接した対向するトランス容量検知センサ電極のタイプ間のセンサ電極端部長を最大化する一助となることができる。センサ電極８０２Ａの端部１７３１（図１７Ｂ）及びセンサ電極８０１の端部１７３２（図１７Ｂ）、又はセンサ電極８０２Ａの端部１７３１（図１７Ｂ）及びセンサ電極８０５の端部１７３３（図１７Ｂ）など、隣接するセンサ電極間の容量結合は主に、対向する電極が近接していることに起因して上記端部に又は付近に生成される電場によって生成されることを当業者は諒解しよう。典型的に、センサ電極の表面積が電極間の容量結合に及ぼす影響ははるかに小さい。それゆえ、センサ電極要素の端部を検知領域１２０の端部１７５１（たとえば、垂直端部１７５１）に対して角度１７２５（図１７Ｂ）において位置合わせさせることによって、端部１７３２〜１７３４の長さ１７２２〜１７２４は、隣接して位置付けられている端部が検知領域１２０（たとえば、図１０、図１２などに示す）の端部と位置合わせされているセンサ電極構成よりも増大することができる。いくつかの構成において、隣接して位置付けられているセンサ電極要素８０１Ａ、８０２Ａ及び／又は８０５Ａ間に形成される端部１７３２、１７３３及び／又は１７３４は、センサ電極端部の隣接した又は重なった長さを増大するために非線形（図示せず）である。端部（複数可）が非線形である場合、センサ電極のグループの角度整合は、センサ電極の各グループに見られる主要なサイズの電極（複数可）の主対称軸又は各グループのセンサ電極の対称軸の向きを比較することによって見出されてもよい。
[0134]一例において、第１のセンサ電極要素グループ及び第２のセンサ電極要素グループは、１８０度よりも小さい又は大きい角度において位置合わせされる。一例において、第１のグループは、センサ電極要素８０２Ａの端部１７３２に隣接して配置されている第１のセンサ電極要素８０１Ａ及び第２のセンサ電極要素８０５Ａを備え、第２のセンサ電極要素グループは、センサ電極要素８０２Ｂの端部１７３２に隣接して配置されている第１のセンサ電極要素８０１Ａ及び第２のセンサ電極要素８０５Ａを備え、第１のグループ及び第２のグループ内の端部１７３２は、１８０度よりも小さい又は大きい角度において位置合わせされる。上記例において、センサ電極要素８０２Ａ及び８０２Ｂの端部１７３２の間の角度は、１８０度よりも小さい又は大きい角度において位置合わせされてもよく、角度は１８０度から図１７Ｂに示す角度１７２５の２倍を減算した角度に等しいものとして定義されてもよい。一例において、センサ電極要素８０２Ａ及び８０２Ｂの端部１７３２の間の角度は、約９０度に等しい。別の例において、センサ電極（たとえば、８０１、８０２、８０５）は１８０度の角度に方向付けられ、それによって、検知要素１１は単一の送信機について側方に、しかし送信機電極の分散の方向に垂直に分散される。さらに、たとえば、図４Ａの実質的に囲む交互の電極が、図３Ｃの複数の受信機及び図１７の交互の角度のついた向きと組み合わさって、電極要素設計を作成するように、複数のセンサ設計が組み合わされてもよい。
[0135]本明細書に開示するセンサ電極及びセンサ電極要素は、特定の形状及びサイズを有するものとして示され得るが、これらの特定の例示は限定であるようには意図されていない。様々な実施形態において、センサ電極及びセンサ電極要素は、必要な容量結合及び応答を提供することが可能である任意の他の形状を有してもよい。たとえば、単体で又は対向するタイプのセンサ電極の対で使用されてもよいいくつかの異なるセンサ電極形状が図４Ａ〜図４Ｋ、図５Ａ〜図５Ｃ、図８、図１５及び図１６Ａに示されており、したがって、本発明の基本範囲から逸脱することなく、本明細書に示す任意の電極形状が、本明細書に示す任意の他の電極形状と併せて使用され得ることを当業者は諒解しよう。さらに、センサ電極及びセンサ電極要素は、同じセンサ電極アレイ内で異なる形状を有してもよい。また他の実施形態において、センサ電極及びセンサ電極要素は、必要な容量結合及び応答を提供するように、任意のサイズであってもよい。さらに、センサ電極及びセンサ電極要素のサイズは、１つのセンサ電極アレイ内で変化してもよい。また他の実施形態において、形状及びサイズは変化してもよい。
[0136]図６Ｂ、図７、図９Ａ〜図９Ｂ、図１０、図１２Ａ〜図１２Ｂ、図１３、図１４及び図１６Ａに示すセンサ電極セットはすべて、同じ行内に位置付けられているセンサ電極の接続など、同様に位置付けられているセンサ電極をともに接続する、外部領域（複数可）６６１、６６２、７６２、９６２、１０６２、１２６２、１３６２、１５６２及び１６６２における相互接続方式を示しているが、他の相互接続方式を使用することができるため、この構成は限定であるようには意図されていない。センサ電極セットを含む入力デバイスは、センサ電極セット内の送信機電極の１つ又は複数が一度に送信してもよく、一方で受信機タイプのセンサ電極が、容量性ピクセルにおける容量結合の測定値を求めるために送信機信号から生成される結果信号を取得するために単数又は複数で操作されてもよいように操作されてもよく、測定値は、上述したように、入力物体が存在するか否か、及び入力物体の位置情報を確定するのに使用されることが留意されよう。
[0137]本明細書に記載の実施形態及び例は、本発明の技術及びその特定の用途を最良に説明し、それによって当業者が本発明の技術を為して使用することを可能にするために提示された。上記の記載及び例は解説及び例示のみを目的として提示されていることを当業者は認識しよう。記載されているような説明は、排他的であることも、本発明の技術を開示された正確な形態に限定することも意図されてはいない。上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の他の及びさらなる実施形態を、本発明の基本範囲から逸脱することなく考案することができ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって確定される。
Claims (16)
- 第１のセンサ電極、第２のセンサ電極及び第３のセンサ電極を備える第１のセンサ電極セットであって、前記第１のセンサ電極が前記第３のセンサ電極に電気的に結合されている、第１のセンサ電極セットと、
第４のセンサ電極及び第５のセンサ電極を備える第２のセンサ電極セットであって、前記第４のセンサ電極が前記第１のセンサ電極と容量結合するように構成されており、前記第５のセンサ電極が前記第３のセンサ電極と容量結合するように構成されている、第２のセンサ電極セットと
を具備する容量性イメージセンサ。 - 前記第２のセンサ電極が、前記第１のセンサ電極と前記第３のセンサ電極との間に配置されている、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。
- 前記第３のセンサ電極が、前記第１のセンサ電極と前記第２のセンサ電極との間に配置されている、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。
- 前記第２のセンサ電極セットが、前記第４のセンサ電極と前記第５のセンサ電極との間に配置されている第６のセンサ電極をさらに備え、
前記第２のセンサ電極が前記第１のセンサ電極と前記第３のセンサ電極との間に配置されており、前記第２のセンサ電極が前記第４のセンサ電極及び前記第６のセンサ電極と容量結合するように構成されている、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。 - 前記第１のセンサ電極セット及び前記第２のセンサ電極セットを備えるセンサ電極アレイをさらに具備し、前記センサ電極アレイが送信機電極及び受信機電極を備え、送信機電極と受信機電極との比が１よりも大きい、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。
- 前記第１のセンサ電極セット及び前記第２のセンサ電極セットを備えるセンサ電極アレイをさらに具備し、前記センサ電極アレイが送信機電極及び受信機電極を備え、受信機電極と送信機電極との比が１よりも大きい、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。
- 前記第１のセンサ電極セットが、
中心線にわたって互い違いの配列に配置されている複数の前記第１のセンサ電極を備える第１のセンサ電極グループと、
前記中心線にわたって互い違いの配列に配置されている複数の前記第２のセンサ電極を備える第２のセンサ電極グループと、
前記中心線にわたって互い違いの配列に配置されている複数の前記第３のセンサ電極を備える第３のセンサ電極グループと
をさらに具備する、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。 - 前記第１のセンサ電極セットが、
前記第１のセンサ電極を前記第３のセンサ電極に電気的に結合するトレースをさらに備える、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。 - 前記第３のセンサ電極が第１の領域及び第２の領域を有し、各第１の領域が前記第２の領域よりも大きい面密度を有し、前記第１のセンサ電極が前記第１の領域に隣接して配置されており、前記第２のセンサ電極が前記第２の領域に隣接して配置されている、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。
- 前記第１のセンサ電極及び前記第２のセンサ電極が前記第４のセンサ電極の端部に隣接して配置されており、前記第３のセンサ電極が前記第５のセンサ電極の端部に隣接して配置されており、
前記第４のセンサ電極の前記端部及び前記第５のセンサ電極の前記端部が、１８０度よりも小さい又は大きい角度において位置合わせされる、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。 - 前記第１のセンサ電極、前記第２のセンサ電極及び前記第３のセンサ電極が各々、センサプロセッサに結合されているトレースを備える、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。
- 前記第２のセンサ電極が前記第１のセンサ電極と前記第３のセンサ電極との間に配置されており、前記第２のセンサ電極が、前記第１のセンサ電極と前記トレースとの間に配置されている第１の突出部を有する、請求項８に記載の容量性イメージセンサ。
- 前記基板がディスプレイに結合されている、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。
- 前記第１のセンサ電極セットが、前記第４のセンサ電極と容量結合するように構成されている第６のセンサ電極をさらに備える、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。
- 前記第１のセンサ電極又は前記第４のセンサ電極のいずれかが、グランドに結合されている導電層を中に配置されている領域を少なくとも部分的に囲む、請求項１に記載の容量性イメージセンサ。
- 透明基板の表面に配置されている複数のセンサ電極であって、
第１の受信機電極、第２の受信機電極及び第３の受信機電極を備える第１のセンサ電極セットであって、前記第１の受信機電極が前記第３の受信機電極に電気的に結合されている、第１のセンサ電極セット、並びに
第１の送信機電極及び第２の送信機電極を備える第２のセンサ電極セットであって、前記第１の送信機電極が前記第１の受信機電極と容量結合するように構成されており、前記第２の送信機電極が前記第３の受信機電極と容量結合するように構成されている、第２のセンサ電極セット
を備える、複数のセンサ電極と、
前記第１の受信機電極及び前記第２の受信機電極に通信可能に結合されており、前記第１の送信機電極又は前記第２の送信機電極が容量性検知のために駆動されるときに、前記第１の受信機電極、前記第２の受信機電極及び前記第３の受信機電極によって受信される結果信号を受信するように構成されているセンサプロセッサであって、前記第１の受信機電極に結合されている第１の受信チャネルと、前記第２の受信機電極に結合されている第２の受信チャネルとを備える、センサプロセッサと
を具備する、タッチスクリーン。
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