JP2008510251A - 深さが変化する検出素子を有する容量性検出装置 - Google Patents

深さが変化する検出素子を有する容量性検出装置 Download PDF

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Abstract

本発明による一実施形態は、その長さに沿って実質的に一定の幅を有し、かつ容量性検出基準面の第１の軸に沿った該容量性検出基準面に近接する物体に対して、変化する容量性結合を有するように構成された第１の検出素子を含む容量性センサ装置を含む。該第１の検出素子の長さは、該第１の軸に沿って配置されている。該容量性センサ装置は、その長さに沿って実質的に一定の幅を有し、かつ該第１の軸に沿った該容量性検出基準面に近接する該物体に対して、変化する容量性結合を有するように構成された第２の検出素子を含むことができる。該第２の検出素子の長さは、該第１の軸に沿って配置されている。該第１及び第２の検出素子は、導電性であり、また、該容量性検出基準面の該第１の軸に対する該物体の空間位置に対応する情報を提供するように構成されている。
【選択図】図１

Description

従来のコンピュータ装置は、ユーザが選択または選定を入力できるようにするいくつかの方法を備えている。例えば、ユーザは、選択または選定を指示するために、該コンピュータ装置と通信可能に接続された英数字のキーボードの１つ以上のキーを用いることができる。加えて、ユーザは、選択を指示するために該コンピュータ装置と通信可能に接続されたカーソル制御装置を用いることができる。また、ユーザは、具体的な選択を音声で指示するために該コンピュータ装置と通信可能に接続されたマイクロフォンを用いることができる。さらに、タッチセンシング技術を、入力選択をコンピュータ装置または他の電子装置へ与えるのに用いることができる。
タッチセンシング技術の広範なカテゴリーには、容量性検出タッチスクリーン及びタッチパッドがある。市販の容量性検出タッチパッドの中には、検出素子からなる変化するパターンがある。それらの検出素子に特有なのは、２つの層内に形成されたトレースであり、一方の層は、ｘ方向に及んでおり、他方の層は、ｙ方向に及んでいる。該容量性検出デバイスに対する指または他の物体の位置は、ｘ−ｙトレース信号から決定される。しかし、ｘ及びｙパターンのトレースのこの２層形成に関連する不利な点がある。例えば、不利な点の１つは、該ｘ及びｙパターンは、典型的には、該ｘトレースとｙトレースとが、接触することなく、交差するということである。そのため、製造プロセスが、該トレースの分離を維持すると共に、小さなフォームファクタを保つように努力するために、より複雑になる。２層のトレースを有するタッチパッドの製造における別の複雑さは、２組のトレースの位置合わせである。
各層が、タッチパッド上の領域に接続されており、該領域が並んでいる、単層のトレースが用いられている、他の市販の検出技術もある。しかし、この市販の検出技術に関連する不利な点もある。例えば、不利な点の１つは、検出情報に冗長性がなく、そのことが、ノイズに対するかなりの脆弱性につながる。
１つの他の従来の検出技術は、三角形状に形成された検出電極の使用を含み、各三角形の頂点の方向は、順に代わる。しかし、この技術に関連する不利な点がある。例えば、１つの不利な点は、指（または、物体）が、第１の三角形状電極の幅広の端部、および第２の三角形状電極の狭い箇所の方へ動いたときに、該狭い箇所の電極が、その固有の信号対雑音比のために、品質信号を提供しないということである。従って、このことを、信号対雑音比の懸念を引き起こすセンシング形状と呼ぶことができる。
本発明は、上記の問題のうちの１つ以上に対処することができる。
本発明による一実施形態は、その長さに沿って、実質的に一定の幅を有し、かつ容量性検出基準面の第１の軸に沿った、該容量性検出基準面に近接した物体に対して、変化する容量性結合を有するように構成された第１の検出素子を含む容量性センサ装置を含む。該第１の検出素子の長さは、該第１の軸に沿って向けられている。該容量性センサ装置は、その長さに沿って実質的に一定の幅を有し、かつ該第１の軸に沿った、該容量性検出基準面に近接する物体に対して、変化する容量性結合を有するように構成された第２の検出素子を含む。該第２の検出素子の長さは、該第１の軸に沿って向けられている。該第１及び第２の検出素子は導電性であり、また、該容量性検出基準面の第１の軸に対する該物体の空間位置に対応する情報を提供するように構成されている。
この説明において参照される図面は、具体的に言及されない限り、縮尺どおりに描かれているものと理解すべきではない。
次に、本発明の実施形態について詳細に説明するが、その実施例を添付図面に示す。本発明は、該実施形態に関して説明するが、それらが、本発明を該実施形態に限定することを意図しないことは、理解されよう。それどころか、本発明は、添付クレームによって定義される本発明の範囲内に含まれる可能性のある代替例、変更例及び等価物をカバーすることが意図されている。さらに、本発明による実施形態の以下の詳細な説明においては、本発明の完全な理解を可能にするために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかし、当業者には、本発明を、それらの具体的な詳細を要することなく、実施することができることは明白であろう。他の場合において、公知の方法、処理手順、構成要素及び回路は、本発明の態様を不必要に分かりにくくしないように、詳細に説明していない。
図１は、本発明の１つ以上の実施形態を含むように実施することができる例示的な単層容量性センサ装置１００の平面図である。容量性センサ装置１００は、（例えば、ユーザの指またはプローブを用いて）ユーザ入力をコンピュータ装置または他の電子装置へ伝えるのに利用することができる。例えば、容量性センサ装置１００は、ユーザが該装置とインタフェースをとることができるように、コンピュータ装置または他の電子装置上に形成することができる容量性タッチパッド装置として実施することができる。本発明による１つ以上の実施形態を、容量性センサ装置１００と同様の容量性タッチパッド装置に組み込むことができることに留意されたい。
タッチパッドとして実施した場合の容量性センサ装置１００は、基板１０２の上にパターン化された（形成された）導電性結合トレースからなる第１のセット１０４と、基板１０２の上にパターン化された（形成された）導電性結合トレースからなる第２のセット１０６とを有する該基板を含むことができる。容量性センサ装置１００の基板１０２は、限定するものではないが、容量性タッチパッド装置のための基板として利用される１つ以上の不透明材料を用いて実施することができる。導電性結合トレース１０４および／または１０６は、検出領域１０８を構成する何らかの検出素子（図示せず）を検出回路１１０と結合し、それによって容量性センサ装置１００の動作を可能にするのに用いることができる。導電性結合トレース１０４及び１０６は、それぞれ、１つ以上の導電性結合要素またはトレースを含んでもよい。検出領域１０８を形成するように実施することができる本発明による検出素子パターンの実施形態が本明細書に記載されていることに留意されたい。
図１において、容量性センサ装置１００は、容量性タッチスクリーン装置としても実施することができる。例えば、容量性センサ装置１００の基板１０２は、限定するものではないが、容量性タッチスクリーン装置のための基板として利用される１つ以上の実質的に透明な材料で実施することができる。
図２は、本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターン２００の側断面図である。具体的には、センサパターン２００は、限定するものではないが、タッチパッド等の容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として利用することができる検出素子２０６及び２０８を含む。検出回路（例えば、符号１１０）に電気的に結合した場合、センサパターン２００は、対象物（例えば、ユーザの指、プローブ等）を検出した検出素子から得ることができる位置情報と、検出素子２０６及び２０８上の信号の比例強度とを提供する。
検出素子２０６及び２０８の各々は、その長さに沿って、実質的に一定の幅を有することができ、また、基準面２０２の第１の軸（例えば、Ｘ軸）に沿った容量性検出基準面２０２に近接する物体に対して変化する容量性結合を有するように構成することができる。検出素子２０６及び２０８の各々の長さは、該第１の軸に沿って配置することができることに留意する。検出素子２０６及び２０８は導電性であり、容量性検出基準面２０２の該第１の軸に対する該物体の空間位置に対応する情報を提供するように構成されている。検出素子２０６及び２０８は、該物体の空間位置に対応する情報を独立して提供することができることに留意する。
図２において、検出素子２０６及び２０８の各々は、実質的に直線状であり、かつ上記第１の軸に沿って、容量性検出面２０２に対する距離が減少する導電性材料からなるストリップを含むことができる。そのため、検出素子２０６を検出回路（例えば、符号１１０）に結合した場合、該検出素子は、上記物体が検出素子２０６の長さ方向に沿って動いたときに、検出基準面２０２に近接する該物体に対して変化する容量性検出を有することができる。従って、その長さに沿った各々の位置または配置に関連する検出素子２０６によって、異なる信号強度が提供される。検出素子２０８が検出回路（例えば、符号１１０）と結合された場合に、該検出素子が、上述したように、検出素子２０６と同様に作動することができることは、正しく理解されよう。
具体的には、センサパターン２００の検出素子２０６及び２０８は、基板材料（例えば、符号１０２）に埋め込むことができる。検出素子２０６が容量性検出基準面２０２から離れている距離は、検出素子２０６の長さに沿って変化する。例えば、距離（または、深さ）２１２は、検出素子２０６が容量性検出基準面２０２に対して最も近づいており、一方、距離（または、深さ）２１８は、検出素子２０６の上面が、基準面２０２から最も遠くに離れている。検出素子２０６の上面は、容量性検出基準面２０２から離れて、徐々に傾斜している。また、検出素子２０８が容量性検出基準面２０２から離れている距離も、その長さに沿って変化する。例えば、距離（または、深さ）２１６は、検出素子２０８が容量性検出基準面２０２に対して最も近づいており、一方、距離（または、深さ）２１０は、検出素子２０８の上面が基準面２０２から最も遠くに離れている。検出素子２０８の上面は、容量性検出基準面２０２から離れて、徐々に傾斜している。
図２においては、検出素子２０６の距離２１２及び２１０が、それぞれ、検出素子２０８の距離２１６及び２１８と異なることに注意する。従って、検出素子２０６及び２０８が検出回路（例えば、符号１１０）に結合された場合、それらの検出素子によって提供される比例強度信号は、検出基準面２０２に近接して位置する物体が、検出素子２０６及び２０８の長さ方向に沿って動く際の固有のものである。そのため、該検出回路は、容量性検出基準面２０２の第１の軸に対する該物体の空間位置を識別することができる。
図３は、本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターン３００の側断面図である。具体的には、センサパターン３００は、限定するものではないが、タッチパッド等の容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として利用することができる検出素子３１０及び３２０を含む。検出回路（例えば、符号１１０）に電気的に結合すると、センサパターン３００は、物体（例えば、ユーザの指、プローブ等）を検知する検出素子から得ることができる位置情報と、検出素子３１０及び３２０上の信号の比例強度とを提供する。
検出素子３１０及び３２０は、共通の軸を中心にして撚ることができる。例えば、図３Ａは、検出素子３２０の上に位置する検出素子３１０を示す、部分３Ａ−３Ａにおける概略断面図であり、一方、図３Ｂは、検出素子３２０の左側に位置する検出素子３１０を示す、部分３Ｂ−３Ｂにおける概略断面図である。また、図３Ｃは、検出素子３２０の下に位置する検出素子３１０を示す、部分３Ｃ−３Ｃにおける概略断面図であり、図３Ｄは、検出素子３２０の右側に位置する検出素子３１０を示す、部分３Ｄ−３Ｄにおける概略断面図である。そして、図３Ｅは、検出素子３２０の上に位置する検出素子３１０を示す、部分３Ｅ−３Ｅにおける概略断面図である。部分３Ａ−３Ａ及び３Ｅ−３Ｅは、同じように位置する検出素子３１０及び３２０を示すため、検出回路が、センサパターン３００の２つの異なる位置に対応する同じ強度の信号を受ける可能性を排除するために、容量性検出装置の検出領域（例えば、符号１０８）の外部に、それらの部分のうちの１つを有することが好ましいことに注意する。
図３において、検出素子３１０及び３２０の各々は、その長さに沿って、実質的に一定の幅を有することができ、基準面３０２の第１の軸（例えば、Ｘ軸）に沿って、容量性検出基準面３０２に近接する物体に対して変化する容量性結合を有するように構成されている。検出素子３１０及び３２０の各々の長さは、該第１の軸に沿って配置することができることに注意する。検出素子３１０及び３２０は、導電性とすることができ、容量性検出基準面３０２の該第１の軸に対する該物体の空間位置に対応する情報を提供するように構成されている。検出素子３１０及び３２０は、該物体の空間位置に対応する情報を独立して提供することができる。
検出素子３１０に関連する容量性結合は、容量性検出基準面３０２に対する検出素子３１０の部分の変化する距離に伴って変化することができる。また、検出素子３２０に関連する容量性結合は、容量性検出基準面３０２に対する検出素子３２０の部分の変化する距離に伴って変化することができる。検出素子３１０の部分の変化する距離が、検出素子３２０の部分の変化する距離と異なることに注意する。検出素子３１０の容量性結合は、第１の波形（例えば、サイン波形）を含むことができ、一方、検出素子３２０の容量性結合は、第２の波形（例えば、サイン波形）を含むことができる。検出素子３１０の容量性結合は、第１の位相を含むことができ、一方、検出素子３２０の容量性結合は、該第１の位相とは異なる第２の位相を含むことができる。例えば、検出素子３１０の容量性結合は、検出素子３２０の容量性結合と１８０度ずらすことができる。
本発明による実施形態に関して本明細書で述べたどのような波形も、様々な方法で実施することができることに留意する。例えば、波形は、限定するものではないが、サイン波形、三角波形等として実施することができる。これらの例示的な波形が、本発明による実施形態の一部として実施することができる波形の網羅的な列挙ではないことは、正しく認識されよう。全ての連続関数を、本発明の実施形態による波形とすることができることに留意する。
図３において、検出素子３１０及び３２０の各々は、導電性材料からなるストリップを含むことができる。また、検出素子３１０の導電性材料からなるストリップと、検出素子３２０の導電性材料からなるストリップは、共通の軸を中心として撚ることができる。そのため、検出素子３１０を検出回路（例えば、符号１１０）と結合した場合、該検出素子は、検出基準面３０２に近接する物体が、検出素子３１０の長さに沿って動いたときに、該物体に対して、変化する容量性結合を有することができる。従って、異なる信号強度が、その長さに沿った各位置または配置に関連する検出素子３１０によって提供される。検出素子３２０を検出回路（例えば、符号１１０）と結合した場合にも、該検出素子が、上述したように、検出素子３１０と同様に作動することができることは、理解されよう。
具体的には、センサパターン３００の検出素子３１０及び３２０は、基板材料（例えば、符号３０４）に埋め込むことができる。検出素子３１０が容量性検出基準面３０２から離れている距離（または、深さ）３４０は、検出素子３１０の長さに沿って変化する。また、検出素子３２０が容量性検出基準面３０２から離れている距離（または、深さ）は、検出素子３２０の長さに沿って変化する。
図３において、検出素子３１０及び３２０の導電性ストリップは、共通の軸を中心として撚られるため、検出素子３１０の位置により、検出素子３２０の物体との容量性結合に干渉することができる（逆もまた同様である）ことに留意されたい。例えば、物体が、部分３Ａ−３Ａにおいて、基準面３０２の近くに位置している場合、検出素子３１０が、検出素子３２０と該物体との間に位置しているために、検出素子３１０は、検出素子３２０が該物体に対して有するであろう容量性結合を遮断（または、制限）することになる。別法として、該物体が、部分３Ｃ−３Ｃにおいて、基準面３０２の近くに位置している場合には、検出素子３２０が、検出素子３１０と該物体との間に位置しているために、検出素子３２０は、検出素子３１０が該物体に対して有するであろう容量性結合を遮断（または、制限）することになる。
図４は、本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターン４００の側断面図である。具体的には、センサパターン４００は、限定するものではないが、タッチパッド等の容量性センサ装置またはデバイス（例えば、符号１００）の一部として利用することができる検出素子４１０、４２０及び４３０を含む。検出回路（例えば、符号１１０）に電気的に結合すると、センサパターン４００は、物体（例えば、ユーザの指、プローブ等）を検出する検出素子から得ることができる位置情報と、検出素子４１０、４２０及び４３０上の信号の比例強度とを提供する。
検出素子４１０、４２０及び４３０は、共通の軸を中心として撚ることができる。例えば、図４Ａは、検出素子４２０の左側に位置する検出素子４３０と、検出素子４２０及び４３０の上に位置する検出素子４１０とを示す、部分４Ａ−４Ａにおける概略断面図である。図４Ｂは、検出素子４２０の左側に位置する検出素子４１０と、検出素子４１０及び４２０の下に位置する検出素子４３０とを示す、部分４Ｂ−４Ｂにおける概略断面図である。また、図４Ｃは、検出素子４３０の左側に位置する検出素子４１０と、検出素子４１０及び４３０の上に位置する検出素子４２０とを示す、部分４Ｃ−４Ｃにおける概略断面図である。図４Ｄは、検出素子４３０の左側に位置する検出素子４２０と、検出素子４２０及び４３０の下に位置する検出素子４１０とを示す、部分４Ｄ−４Ｄにおける概略断面図である。図４Ｅは、検出素子４１０の左側に位置する検出素子４２０と、検出素子４１０及び４２０の上に位置する検出素子４３０とを示す、部分４Ｅ−４Ｅにおける概略断面図である。図４Ｆは、検出素子４１０の左側に位置する検出素子４３０と、検出素子４１０及び４３０の下に位置する検出素子４２０とを示す、部分４Ｆ−４Ｆにおける概略断面図である。そして、図４Ｇは、検出素子４２０の左側に位置する検出素子４３０と、検出素子４２０及び４３０の上に位置する検出素子４１０とを示す、部分４Ｇ−４Ｇにおける概略断面図である。部分４Ａ−４Ａ及び４Ｅ−４Ｅは、同じように位置する検出素子４１０、４２０及び４３０を示すため、検出回路（例えば、符号１１０）が、センサパターン４００の２つの異なる位置（または、配置）に対応する同じ強度信号を受ける可能性を排除するために、容量性検出装置（例えば、符号１００）の検出領域（例えば、符号１０８）の外部に、それらの部分のうちの１つを有することが好ましい。
図４において、検出素子４１０、４２０及び４３０の各々は、容量性検出基準面４０２に対して変化する深さを有しており、また、互いに実質的に平行である。例えば、検出素子４２０及び４３０は、検出素子４１０と実質的に平行である。検出素子４１０、４２０及び４３０の各々は、基準面４０２に対して変化する深さ（または、距離）を有することができ、また、各々は、波形を含むことができる。しかし、検出素子４２０の波形は、検出素子４１０の波形と、１周期の３分の１だけずらすことができる。また、検出素子４３０の波形は、検出素子４１０の波形と、１周期の３分の２だけずらすことができる。検出素子４１０、４２０及び４３０は、（例えば、検出回路に）容量性検出基準面４０２の第１の軸に沿った容量性検出基準面４０２に近接する物体の位置に対応する情報を与えるように構成することができる。検出素子４１０、４２０及び４３０は、各々、導電性トレースを含むことができる。検出素子４１０、４２０及び４３０の各々の部分は、該物体に対する容量性結合を有するように構成することができ、該容量性結合は、該第１の軸に沿って変化する。
上記物体の位置は、検出素子４１０に対応する信号、検出素子４２０に対応する信号及び検出素子４３０に対応する信号を用いて決定することができることに留意する。検出素子４１０、４２０及び４３０は、検出素子４１０、４２０及び４３０に沿った異なる位置で実質的に一定である累積的な出力信号を提供することができる。検出素子４１０、４２０及び４３０の各々は、導電性材料からなるストリップを含むことができる。また、検出素子４１０の導電性材料からなるストリップ、検出素子４２０の導電性材料からなるストリップ、および検出素子４３０の導電性材料からなるストリップは、共通の軸を中心として撚ることができる。そのため、検出素子４１０は、検出回路（例えば、符号１１０）と結合され、検出基準面４０２に近接する物体が、検出素子４１０の長さに沿って動いたときに、該物体に対して変化する容量性結合を有することができる。従って、異なる信号強度が、その長さに沿った各位置または配置に関連している検出素子４１０によって提供される。検出素子４２０及び４３０が検出回路（例えば、符号１１０）と結合された場合、該検出素子が、上述したように、検出素子４１０と同様に作動することができることは、正しく理解されよう。
検出素子４１０、４２０及び４３０による信号出力を用いて、センサパターン４００の長さに関して物体の配置（または、位置）を決定する様々な方法がある。例えば、図６は、本発明の実施形態による、例示的な信号強度チャート６０２、およびその極座標への変換を示す。例えば、信号“Ａ”が検出素子４１０（図４）と関連付けられており、信号“Ｂ”が検出素子４２０と関連付けられており、信号“Ｃ”が検出素子４３０と関連付けられていると仮定する。従って、チャート６０２に示す信号強度に基づいて、該物体が、センサ４００に沿って位置していることを決定することができ、この場合、検出トレース４２０が、検出面４０２に最も近く、検出トレース４１０が次に近く、検出トレース４３０は、検出面４０２から最も離れている。そのため、この実施例において、該物体は、センサパターン４００の部分４Ｃ−４Ｃの右手側に位置している。
より具体的には、上述したように、信号“Ａ”が検出素子４１０に対応し、信号“Ｂ”が検出素子４２０に対応し、信号“Ｃ”が検出素子４３０に対応すると仮定する。さらに、物体が存在しないとき、または、該物体がセンサパターン４００の近くにないときに、検出素子（または、トレース）４１０、４２０及び４３０が、それぞれ、値Ａ０、Ｂ０及びＣ０を示すことが観察されていると仮定する。従って、
Figure 2008510251
 となる。そのため、信号Ａ、Ｂ及びＣに関連する極座標“ｈ”、“ｒ”及び角度θの決定を行うことができる。
図６においては、“ｈ”の値が、点６０６、６０８及び６１０がその上に位置することができる、円６０４の中心の高さに相当することに留意されたい。点６０６、６０８及び６１０は、それぞれ、信号Ａ、Ｂ及びＣに関連している。“ｒ”の値は、円６０４の半径に相当する。角度θの値は、センサパターン４００の長さに関係する（近接）物体の線形配置（または、位置）を確定するのに用いることができる。具体的には、高さ“ｈ”の値は、次の関係を用いて決めることができる。すなわち、
Figure 2008510251
 一旦、“ｈ”が決まると、半径“ｒ”を、次の関係を利用して決めることができる。すなわち、
Figure 2008510251
 ただし、“ｓｑｒｔ”は、平方根関数を表す。一旦、“ｒ”が決まると、角度θを、以下の関係のうちの１つを用いて決めることができる。
Figure 2008510251
 一旦、角度θが決まると、それを、その両端のうちの１つからセンサパターン４００の長さに沿って測定した直線位置に相当する距離に変換することができる。例えば、角度θの各角度は、センサパターン４００の両端のうちの１つからの特定の距離（例えば、特定の数のミリメータまたはインチ）に等しい可能性がある。別法として、決まったθに相当する距離を確認するために、ルックアップテーブルを用いてもよい。角度θが、センサパターン４００に沿った物体の中心の位置を示すことができ、“ｈ”及び“ｒ”が、該物体のサイズに関する情報を提供することができることに留意する。
上述した方法で、センサパターン４００の第１の軸（例えば、Ｘ軸）に沿った位置を決めることの利点の１つは、コモンモードノイズが“ｒ”及びθの決定には影響しないということである。
図６においては、角度θを、代替的に、次の関係を用いて決めることができることに留意する。
Figure 2008510251
 ただし、“ＡＴＡＮ２”は、逆正接関数を表す。上記の３つの関係は、より小さなマイクロプロセッサと共に用いる場合に便利である。
図４において、センサパターン４００の検出素子４１０、４２０及び４３０は、基板材料（例えば、符号４０４）に埋め込むことができる。例えば、検出素子４２０が、容量性検出基準面４０２から離れている距離（または、深さ）４４０は、検出素子４２０の長さに沿って変化する。また、検出素子４３０が、容量性検出基準面４０２から離れている距離（または、深さ）４５０は、検出素子４３０の長さに沿って変化する。検出素子４１０は、検出素子４２０及び４３０と同様に実施することができることに留意する。
検出素子４１０、４２０及び４３０は、共通の軸を中心として撚られているため、それらの位置により、それらのうちの２つが、残りの検出素子の物体との容量性結合に干渉する可能性があることに留意する。例えば、物体が、部分４Ｄ−４Ｄにおいて、基準面４０２の近くに位置していた場合、検出素子４２０及び４３０は、検出素子４２０及び４３０が、検出素子４１０と該物体との間に位置しているために、検出素子４１０が該物体に対して有するであろう容量性結合を遮断（または、制限）することになる。
図５は、本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターン５００の側断面図である。具体的には、センサパターン５００は、限定するものではないが、タッチパッド等の容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として利用することができる検出素子５１０及び５３０を含む。検出回路（例えば、符号１１０）に電気的に結合すると、センサパターン５００は、物体（例えば、ユーザの指、プローブ等）を検知する検出素子から得ることができる位置情報と、検出素子５１０及び５３０上の信号の比例強度を提供する。
検出素子５１０及び５３０は、これらの素子に共通の軸を与えるマンドレル５２０を中心として撚ることができる。例えば、図５Ａは、検出素子５３０の上に位置するマンドレル５２０の上に位置している検出素子５１０を示す、部分５Ａ−５Ａにおける概略断面図である。図５Ｂは、マンドレル５２０の左側に位置する検出素子５１０と、マンドレル５２０の右側に位置する検出素子５３０とを示す、部分５Ｂ−５Ｂにおける概略断面図である。また、図５Ｃは、検出素子５３０の下に位置するマンドレル５２０の下に位置している検出素子５１０を示す、部分５Ｃ−５Ｃにおける概略断面図である。図５Ｄは、マンドレル５２０の右側に位置する検出素子５１０と、マンドレル５２０の左側に位置する検出素子５３０とを示す、部分５Ｄ−５Ｄにおける概略断面図である。図５Ｅは、検出素子５３０の上に位置しているマンドレル５２０の上に位置する検出素子５１０を示す、部分５Ｅ−５Ｅにおける概略断面図である。部分５Ａ−５Ａ及び５Ｅ−５Ｅは、同様に位置するマンドレル５２０と、検出素子５１０及び５３０を示しているため、検出回路（例えば、符号１１０）が、センサパターン５００の２つの異なる位置に相当する同じ強度信号を受取る可能性を排除するために、これらの部分のうちの一方を、容量性検出装置（例えば、符号１００）の外部に有することが望ましいことに留意する。
図５において、検出素子５１０及び５３０の各々は、その長さに沿って実質的に一定の幅を有することができ、基準面５０２の第１の軸（例えば、Ｘ軸）に沿って、容量性検出基準面５０２に近接する物体に対して変化する容量性結合を有するように構成されている。検出素子５１０及び５３０の各々の長さは、該第１の軸（例えば、マンドレル５２０）に沿って配置することができることに留意する。検出素子５１０及び５３０は、導電性とすることができ、また、容量性検出基準面５０２の第１の軸に対する該物体の空間位置に対応する情報を提供するように構成されている。検出素子５１０及び５３０は、該物体の空間位置に対応する情報を別々に提供することができる。
検出素子５１０に関連する容量性結合は、容量性検出基準面５０２に対する検出素子５１０の部分の変化する距離に伴って変化することができる。また、検出素子５３０に関連する容量性結合は、容量性検出基準面５０２に対する検出素子５３０の部分の変化する距離に伴って変化することができる。検出素子５１０の部分の変化する距離は、検出素子５３０の部分の変化する距離とは異なることに注意する。検出素子５１０の容量性結合は、第１の波形（例えば、サイン波形）を含むことができ、一方、検出素子５３０の容量性結合は、第２の波形（例えば、サイン波形）を含むことができる。全ての連続関数を波形とすることができることに注意する。検出素子５１０の容量性結合は、第１の位相を含むことができ、検出素子５３０の容量性結合は、該第１の位相とは異なる第２の位相を含むことができる。例えば、検出素子５１０の容量性結合は、このように限定するものではないが、検出素子５３０の容量性結合と１８０度、位相をずらすことができる。
図５において、検出素子５１０及び５３０の各々は、導電性材料からなるストリップを含むことができる。また、検出素子５１０の導電性材料からなるストリップと、検出素子５３０の導電性材料からなるストリップとは、マンドレル５２０を中心として撚ることができる。そのため、検出素子５１０を検出回路（例えば、符号１１０）に結合した場合、該検出素子は、物体が検出素子５１０の長さに沿って動いたときに、検出基準面５０２に近接する該物体に対して変化する容量性結合を有することができる。従って、異なる信号強度が、その長さに沿った各位置または配置に関連する検出素子５１０によって提供される。検出素子５３０を検出回路（例えば、符号１１０）に結合した場合に、該検出素子が、上述したように、検出素子５１０と同様に作動することができることは理解されよう。
具体的には、センサパターン５００の検出素子５１０及び５３０は、基板材料（例えば、符号５０８）に埋め込むことができる。検出素子５１０が、容量性検出基準面５０２から離れている距離（または、深さ）は、検出素子５１０の長さに沿って変化する。また、検出素子５３０が、容量性検出基準面５０２から離れている距離（または、深さ）は、検出素子５３０の長さに沿って変化する。
図５においては、検出素子５１０及び５３０の導電性ストリップが、マンドレル５２０を中心として撚られているため、検出素子５１０の位置により、該検出素子及びマンドレル５２０が、検出素子５３０の物体との容量性結合に干渉する可能性がある（逆もまた同様である）ことに注意する。例えば、物体が、部分５Ａ−５Ａにおいて、基準面５０２の近くに位置していた場合、検出素子５１０及びマンドレル５２０が、検出素子５３０と該物体との間に位置しているため、検出素子５１０及びマンドレル５２０は、検出素子５３０が該物体に対して有するであろう容量性結合を遮断（または、制限）することになる。別法として、該物体が、部分５Ｃ−５Ｃにおいて、基準面５０２の近くに位置していた場合には、検出素子５３０及びマンドレル５２０が、検出素子５１０と該物体との間に位置しているため、検出素子５３０及びマンドレル５２０は、検出素子５１０が該物体に対して有するであろう容量性結合を遮断（または、制限）することになる。
図７Ａ〜図７Ｅは、本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターン７００ａのより良い理解を可能にするために組合わせて記載されている。具体的には、図７Ａは、本発明の実施形態による容量性センサパターン７００ａの断面図である。また、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄ、図７Ｅは、それぞれ、本発明の実施形態による容量性センサパターン７００ａの長さ方向の側断面図７００ｂ、７００ｃ、７００ｄ及び７００ｅである。
センサパターン７００ａは、限定するものではないが、タッチパッド等の２次元容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として用いることができる検出素子７０６、７０８、７１０及び７１２を含む。センサパターン７００ａは、電気的に結合すると、交差を伴わない、実質的に平行なトレース（または、素子）を有するセンサパターンから位置情報を提供する。該位置情報は、検出基準面７０２に近接する物体（例えば、ユーザの指、プローブ等）を検知する1つ又は複数の検出素子と、検出素子７０６、７０８、７１０及び７１２上の信号の比例強度とから得ることができる。
具体的には、容量性センサパターン７００ａは、実質的に滑らかで平坦な容量性検出基準面７０２を有する絶縁基板材料７０４を含むことができ、この場合、物体（例えば、ユーザの指、プローブ等）は、該基準面に接触するか、または、該基準面に近接させて配置することができる。基板７０４は、実質的に平行なチャネル（または、溝）７３０、７３２、７３４及び７３６を含む。チャネル７３２、７３４及び７３６の各々の長さに沿って、基準面７０２からの距離（または、深さ）で変化する波状波形面を含むことができる。また、チャネル７３２、７３４及び７３６は、３つの位相を含むように実施することができる。しかし、溝７３０の長さに沿って、その基準面７０２からの距離は、実質的に一定にすることができる。それぞれ、検出素子７０６、７０８、７１０及び７１２を形成するために、導電性材料を、チャネル７３０、７３２、７３４及び７３６内に堆積させることができる。そのため、検出素子７１０、７１２及び７０８は、各々、それぞれ図７Ｂ、図７Ｃ及び図７Ｄに示すように、基準面７０２からの距離で変化する波形を含むことができる。検出回路（例えば、符号１１０）に結合すると、検出素子（または、トレース）７０８、７１０及び７１２は、検出基準面７０２の第１の軸（例えば、Ｘ軸）に対する物体の位置を決めるのに用いることができ、一方、検出素子７０６は、基準面７０２の第２の軸（例えば、Ｙ軸）に対する該物体の位置を決めるのに用いることができる。該第２の軸は、該第１の軸と平行でなくてもよい（例えば、該第１の軸に対して実質的に垂直であってもよい）。
図７Ａ〜図７Ｅにおいては、それぞれ検出素子７０６、７０８、７１０及び７１２を形成するために、導電性材料をチャネル７３０、７３２、７３４及び７３６内に堆積させることができる。一つの実施形態において、検出素子７０８、７１０及び７１２の各々を基板７０４上に堆積させることができ、チャネル７３２、７３４及び７３６の変化する深さは、それぞれ、検出素子７０８、７１０及び７１２の各々に対する固有の深さ（または、距離）プロファイル（外形、輪郭）を定義する。該導電性材料の堆積は、様々な方法（例えば、印刷、噴射、塗装等）で実施することができる。検出素子７０６、７０８、７１０及び７１２は、何らかの１つの導電性材料の堆積によって形成することができ、または、限定するものではないが、黒クロム、アルミニウム、チタン等の導電性材料からなる層を含んでもよい。上記の材料を具体的に言及したが、検出素子７０６、７０８、７１０及び７１２をそれぞれ形成するためにチャネル７３０、７３２、７３４及び７３６内に堆積させることができるどのような導電性材料でも用いることができることは理解されよう。
検出素子（または、トレース）７０８、７１０及び７１２は、それぞれ、検出基準面７０２に対して、変化する深さ７２２、７２４及び７２６を有する。しかし、検出素子（または、トレース）７０６は、検出基準面７０２に対して、実質的に一定の深さ７２０を有する。一つの実施形態によれば、検出素子７０８、７１０及び７１２はそれぞれ、各々が異なる位相を有する、基準面７０２からの変化する深さ（または、距離）を有する波形を含む。例えば、本実施形態において、導電性トレース７０８の波形の形状が実質的にｓｉｎθに等しい場合、導電性トレース７１０の波形形状は、ｓｉｎ（θ＋１２０度）に実質的に等しく、導電性トレース７１２の波形形状は、ｓｉｎ（θ＋２４０度）に実質的に等しくなる。別法として、検出素子７１０の波形は、導電性トレース７０８の波形から、２π／３ラジアンだけずらす（すなわち、シフトさせる）ことができ、一方、検出素子７１２の波形は、導電性トレース７０８の波形から、４π／３ラジアンだけずらす（すなわち、シフトさせる）ことができる。別の実施形態においては、検出素子７１０の波形は、検出素子７０８の波形から、１周期の３分の１だけずらすことができ、一方、検出素子７１２の波形は、検出素子７０８の波形から、１周期の３分の２だけずらすことができる。しかし、検出素子７０８、７１０及び７１２の波形の位相及び形状が、本実施形態または記載した実施形態に決して限定されないことは理解されよう。
図７Ａ〜図７Ｅにおいては、上記物体の位置を、検出素子７０８に対応する信号と、検出素子７１０に対応する信号と、検出素子７１２に対応する信号とを用いて決めることができることが理解されよう。検出素子７０８、７１０及び７１２は、検出素子７０８、７１０及び７１２に沿った異なる位置で、実質的に一定である累積的な出力信号を提供することができる。検出素子７０８、７１０及び７１２による信号出力を用いて、センサパターン７００ａの長さに関連する物体の配置（または、位置）を決定する様々な方法がある。例えば、センサパターン７００ａの長さに関連する物体の配置（または、位置）の決定は、これらに限定するものではないが、図４及び図６に関して本明細書で説明したのと同様の方法で実施することができる。
容量性センサパターン７００ａは、以下に説明する図１６のプロセス１６００を用いて、または、（例えば、所望の深さ変動で、絶縁材料を機械加工することを含んでもよい）他のプロセスにより製造されていることに留意する。
図８は、本発明の実施形態による、電気的接続を含む例示的な容量性センサパターン８００の平面図である。具体的には、センサパターン８００は、検出素子７０６、７０８、７１０及び７１２からなる４つの繰返しセットを含む。検出素子７０８、７１０及び７１２は、それぞれ、検出基準面（図示せず）からの変化する深さ（または、距離）を有することができ、検出素子７０６は、該検出基準面からの実質的に一定の深さ（または、距離）を有することができることに留意する。検出素子７０８、７１０及び７１２は、これらに限定するものではないが、３つの位相を有する波形を含むことができる。
本実施形態においては、検出素子７０８の各々は、電気的トレース８１０に結合されており、検出素子７１０の各々がトレース８２０に結合されており、検出素子７１２の各々がトレース８３０に結合されている。しかし、検出素子７０６の各々は、別々にトレース８４０に結合されている。トレース８１０、８２０、８３０及び８４０は、図１のトレース１０４および／または１０６に結合することができる。このように結合すると、センサパターン８００を、検出領域１０８を形成するのに用いることができる。検出素子７０８、７１０及び７１２を、センサパターン８００に対する物体（例えば、指、プローブ、針等）のｘ軸または第１の軸の位置を決めるのに用いることができる。検出素子７０６は、センサパターン８００に対する物体（例えば、指、プローブ、針等）のｙ軸または第２の軸の位置を決めるのに用いることができる。
別の実施形態においては、検出素子７０８、７１０及び７１２は、別々に検出回路（例えば、符号１１０）に結合することができ、この場合、物体のｙ位置は、各トレースから直接決めることができる。従って、検出素子７０６は、センサパターン８００から除外してもよい。センサパターン８００のトレース７０８、７１０及び７１２の各々を別々に電気的に結合する方法は、検出素子の数が大きい場合には、１つ以上のＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでもよく、一方、同じ変化する深さ及び位相を有する全ての検出素子を相互接続し、中間の検出素子７０６を用いてｙ位置を決定する方法は、多数の検出素子を単一のＡＳＩＣと共に用いることができるようにする。
図８において、センサパターン８００は、センサパターン８００の“上部”にガードトレース８５０を、“底部”にガードトレース８５２を用いて実施することができ、それにより、それらのガードトレースの近くに配設された“エッジ”検出素子が、センサパターン８００内のより中央に配設された検出素子と同様に作動できるようにする。ガードトレース８５０及び８５２は、本発明の実施形態に従って、電気的に駆動され、接地され、および／または実質的に固定されたまたは一定の電位で保持することができる。
例えば、図８のガードトレース８５０及び８５２は、それぞれ、トレース８５４及び８５６を介して接地することができ、このようにして、ガードトレース８５０及び８５２は、接地されたトレースとして機能する。別法として、ガードトレース８５０及び８５２は、それぞれ、トレース８５４及び８５６を介して一定の電位信号に結合してもよく、このようにして、ガードトレース８５０及び８５２は、一定電位のトレースとして機能する。また、ガードトレース８５０及び８５２は、それぞれ、トレース８５４及び８５６を介して能動的に駆動されてもよく、このようにして、ガードトレース８５０及び８５２は、駆動されるガードトレースとして機能する。ガードトレース８５０及び８５２を様々な方法で実施することができることは理解されよう。
ガードトレース８５０及び８５２と同様の１つ以上のガードトレース（または、接地された、または、固定された電位のトレース）を、本明細書に記載したいずれかの検出パターンの一部として、あるいは、該パターンと共に含めることもできることに留意する。
図８のセンサパターン８００は、センサパターン８００に対する物体のｘ位置（例えば、第１の軸）を決める、３つの検出素子からなる繰返しセットを用いることを示しているが、物体のｘ位置を識別するために、適切な数学的関係を用いて、異なる数の検出素子を用いることができることを理解すべきである。
図９は、本発明の実施形態による例示的なセンサパターン９００の平面図である。センサパターン９００は、検出素子７０８、７１０及び７１２からなる６つの繰返しパターンを含む。具体的には、検出素子７０８、７１０及び７１２は、それぞれ、検出基準面（図示せず）からの変化する深さ（または、距離）を有することができる。検出素子７０８、７１０及び７１２は、３つの位相を有する波形を含むことができる。検出素子７０８、７１０及び７１２は、限定するものではないが、タッチパッド等の単一層の容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として利用することができる。電気的に結合すると、交差を伴わない実質的に平行なトレース（または、検出素子）を有するセンサパターン９００は、２次元位置情報を提供することができる。センサパターン９００は、これらに限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様のいずれかの方法で用いることができる。
検出素子７０８、７１０及び７１２からなる６つの繰返しパターンは、本明細書に記載した図８のセンサパターン８００の検出素子７０８、７１０及び７１２と同様のいずれかの方法で作動することができることに留意する。
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターン１０００の側断面図である。具体的には、センサパターン１０００は、限定するものではないが、タッチパッド等の容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として利用することができる検出素子１０２０及び１０２２を含む。検出回路（例えば、符号１１０）に電気的に結合すると、センサパターン１０００は、物体（例えば、ユーザの指、プローブ等）を検知する検出素子から得ることができる位置情報と、検出素子１０２０及び１０２２上の信号の比例強度とを提供する。
検出素子１０２０及び１０２２の各々は、その長さに沿った実質的に一定の幅を有することができ、基準面１００２の第１の軸（例えば、Ｘ軸）に沿って、容量性検出基準面１００２に近接する物体に対する変化する容量性結合を有するように構成されている。具体的には、検出素子１０２０の容量性結合は、容量性検出基準面１００２と、検出素子１０２０の部分との間の誘電定数の変動に伴って変化することができる。さらに、検出素子１０２２の容量性結合は、容量性検出基準面１００２と、検出素子１０２２の部分との間の誘電定数の変動に伴って変化することができる。検出素子１０２０の場合の誘電定数の変動は、検出素子１０２２の場合の誘電定数の変動と異ならせることができる。そのため、検出素子１０２０及び１０２２は、それぞれ、検出基準面１００２から実質的に一定の深さ（または、距離）を有することができ、それぞれは、検出基準面１００２に近接する物体に対して変化する容量性結合を有するように構成することができる。
図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、検出素子１０２０及び１０２２の各々の長さは、上記第１の軸に沿って配置することができる。検出素子１０２０及び１０２２は、導電性とすることができ、また、容量性検出基準面１００２の該第１の軸に対する物体の空間位置に対応する情報を提供するように構成されている。検出素子１０２０及び１０２２が、該物体の空間位置に対応する情報を別々に提供することができることに留意する。
検出素子１０２０及び１０２２の各々は、上記第１の軸に沿って実質的に直線状である導電性材料からなるストリップを含むことができる。具体的には、図１０Ａにおいて、検出素子１０２０は、基板１００８の上に配置されており、絶縁材料１００６は、検出素子１０２０の上に配置されており、絶縁材料１００４は、絶縁材料１００６の上に配置されている。絶縁材料１００６の上面が、容量性検出基準面１００２から離れて徐々に傾斜していることに注意する。絶縁材料１００４が、絶縁材料１００６よりも低い誘電定数を有し、かつ検出素子１０２０が検出回路（例えば、符号１１０）に結合されているとすれば、検出素子１０２０は、容量性検出基準面１００２の左手側に近接する物体に対して、その右手側に近接する場合よりも、より強い容量性結合を有することができる。そのため、検出素子１０２０が検出回路（例えば、符号１１０）に結合されている場合、該検出素子は、該物体が、検出素子１０２０の長さに沿って動いたときに、検出基準面１００２に近接する該物体に対して変化する容量性結合を有することができる。従って、その長さに沿った各位置または配置に関連する検出素子１０２０によって、異なる信号強度が提供される。
図１０Ｂにおいて、検出素子１０２２は、基板１００８の上に配置されており、絶縁材料１０１０は、検出素子１０２２の上に配置されており、絶縁材料１０１２は、絶縁材料１０１０の上に配置されている。絶縁材料１０１０の上面が、容量性検出基準面１００２から離れて徐々に傾斜していることに注意する。絶縁材料１０１０が、絶縁材料１０１２よりも低い誘電定数を有し、かつ検出素子１０２２が検出回路（例えば、符号１１０）に結合されているとすれば、検出素子１０２２は、容量性検出基準面１００２の左手側に近接する物体に対して、右手側に近接する場合よりも、より強い容量性結合を有することができる。そのため、検出素子１０２２を検出回路（例えば、符号１１０）に結合した場合、該検出素子は、該物体が、検出素子１０２２の長さに沿って動いたときに、検出基準面１００２に近接する該物体に対して変化する容量性結合を有することができる。従って、その長さに沿った各位置または配置に関連する検出素子１０２２によって、異なる信号強度が提供される。
図１０Ａ及び図１０Ｂにおいては、絶縁材料１００４、１００６、１０１０及び１０１２を、異なる誘電定数で実施することができることに留意する。従って、検出素子１０２０及び１０２２を検出回路（例えば、符号１１０）に結合した場合、それらの検出素子によって提供された比例強度信号は、検出基準面１００２の近くに位置する物体が、検出素子１０２０及び１０２２の長さに沿って移動したときに、固有のものとなる。そのため、該検出回路は、容量性検出基準面１００２の上記第１の軸に対する該物体の空間位置を識別することができる。
図１１は、本発明の実施形態による例示的なループ容量性センサパターン１１００の平面図である。具体的には、センサパターン１１００は、３つの位相を有する波形を含むことができる検出素子７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａの同心ループパターンからなる３つのセットを含む。センサパターン１１００は、限定するものではないが、タッチパッド等の単一層の容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として利用することができる。電気的に結合すると、変化する深さを有し、かつ交差を伴わない検出素子を有するセンサパターン１１００は、連続的な２次元位置情報を提供することができる。センサパターン１１００は、そのように限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様のいずれかの方法で利用することができる。
具体的には、検出素子７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａの各々は、検出基準面（図示せず）からの変化する深さ（または、距離）を有し、実質的に円形（または、ループ状）のパターンを形成する。ループ状パターンが、どのような閉ループセンサパターン形状（例えば、円、正方形、長方形、三角形、多角形、放射状円弧センサパターン、曲線、半円形センサパターン、および／または実質的に直線状ではない、または、非直線状の何らかのセンサパターン）を含んでもよいことに留意する。検出素子７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａは、２次元空間における、実質的に円形のパターン（例えば、ループ）に対する物体の角度位置Φを決めるために、互いに重なっている必要はない。角度位置Φが、センサパターン１１００に関連していずれの位置にも配置することができる基点１１０２で始まることに注意する。検出素子７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａは、検出素子７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａに沿った異なる位置で、実質的に一定である累積的な出力信号を提供することができる。
図１１において、検出素子７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａは、それぞれ、導電性トレースを含むことができる。さらに、検出素子（例えば、符号７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａ）からなる各セットは、該２次元空間における、該ループに対する物体の径方向位置“Ｒ”を決めるのに用いることができる。
センサパターン１１００の検出素子（例えば、符号７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａ）の各々は、導電性結合トレース（例えば、符号１０４および／または１０６）を利用して、検出回路（例えば、符号１１０）に個別に結合することができる。このようにして結合すると、センサパターン１１００は、検出領域（例えば、符号１０８）を形成するのに用いることができる。さらに、このように結合すると、センサパターン１１００は、角度位置Φ及び径方向位置“Ｒ”に沿った位置情報を提供することができる。
別法として、センサパターン１１００の全ての同じ検出素子（例えば、符号７１２ａ）を、図８に示すようにまとめて結合することができ、また、導電性結合トレース（例えば、符号１０４または１０６）を用いて検出回路（例えば、符号１１０）に結合することができる。このようにして結合すると、センサパターン１１００は、径方向位置“Ｒ”ではなく、角度位置Φに対応する位置情報を該検出回路に供給することができる。径方向位置“Ｒ”は、本明細書で説明したような上記第２の軸を決めることができる方法と同様の何らかの方法で決めることができることは理解されよう。
センサパターン１１００は、本実施形態において示した検出素子よりも多いまたは少ない検出素子を用いて実施することができる。例えば、センサパターン１１００は、検出素子７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａからなる単一のセットで実施することができる。別法として、センサパターン１１００は、検出素子７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａからなる多数のセットを用いて実施することができる。センサパターン１１００及びその検出素子は、それらに限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様のどのような方法でも実施することができる。
図１１において、センサパターン１１００の検出素子（例えば、符号７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａ）からなる各セットは、センサパターン１１００に関連する物体（例えば、ユーザの指、プローブ、針等）の角度位置Φに対応する位置情報を提供するために、本明細書に記載したのと同様のどのような方法でも作動することができる。検出素子７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａは、前記容量性検出基準面（図示せず）上の曲線(curve)に近接する物体の空間位置に対応する情報を提供するように構成することができる。例えば、検出素子（例えば、符号７０８ａ、７１０ａ及び７１２ａ）からなるセットに関連する信号の各セットを、図６に関して本明細書で説明したのと同じ方法で、位相角θを決定するのに用いることができる。一旦、位相角θが決まると、該位相角を、基点１１０２に対する幾何学的位置角度Φに変換することができることに注意する。このようにして、センサパターン１１００に対する物体の角度位置Φが決まる。
図１２は、本発明の実施形態による例示的なループ状容量性センサパターン１２００を示す。具体的には、センサパターン１２００は、検出素子７０６ｂ、７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂの同心ループパターンからなる３つのセットを含む。検出素子７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂは、それぞれ、検出基準面（図示せず）からの変化する深さ（または、距離）を有することができ、検出素子７０６ｂは、該基準面から実質的に一定の深さを有することができる。検出素子７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂは、３つの位相を有する波形を含むことができる。センサパターン１２００は、限定するものではないが、タッチパッド等の単層容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として利用することができる。電気的に結合されると、変化する深さを有し、かつ交差を伴わない検出素子を有するセンサパターン１２００は、連続的な２次元位置情報を提供することができる。センサパターン１２００は、それらに限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様のどのような様式にも利用することができる。
具体的には、検出素子７０６ｂ、７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂは、実質的に円形（または、ループ状）のパターンを形成する。ループ状パターンは、どのような閉ループセンサパターン形状（例えば、円形、正方形、長方形、三角形、多角形、放射状円弧センサパターン、半円形センサパターン、および／または実質的に直線ではない何らかのセンサパターン）を含んでもよいことに注意する。検出素子７０６ｂ、７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂは、２次元空間における、該実質的に円形のパターン（例えば、ループ）に対する物体の角度位置Φ及び径方向位置“Ｒ”を決定するために、互いに重なる必要はない。角度位置Φは、センサパターン１２００に関連するどの位置にも配置することができる基点１２０２で始まる。検出素子７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂは、検出素子７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂに沿った異なる位置で実質的に一定にすることができる累積的な出力信号を提供する。
図１２において、検出素子７０６ｂ、７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂは、それぞれ、導電性トレースを含むことができる。センサパターン１２００の同じ変化する深さ検出素子（例えば、符号７０８ｂ）は、図８に示すように、一緒に結合することができ、また、導電性結合トレース（例えば、符号１０４または１０６）を用いて、検出回路（例えば、符号１１０）に結合することができる。このようにして結合すると、センサパターン１２００は、径方向位置“Ｒ”ではなく、角度位置Φに対応する位置情報を該検出回路に与えることができる。径方向位置“Ｒ”は、本明細書に記載したように、上記第２の軸位置を決めることができる方法と同様の何らかの方法で、センサ７０６ｂによって決めることができることは、理解されよう。センサパターン１２００は、本実施形態で示したのよりもより多くのまたはより少ない数の検出素子を用いて実施することができる。例えば、センサパターン１２００は、検出素子７０６ｂ、７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂからなる単一のセットで実施することができる。別法として、センサパターン１２００は、検出素子７０６ｂ、７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂからなる多数のセットで実施することができる。センサパターン１２００及びその検出素子は、それらに限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様の何らかの方法で実施することができる。
図１２において、センサパターン１２００の変化する深さ検出素子７０６ｂ、７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂからなる各々のセットは、センサパターン１２００に関連する物体（例えば、ユーザの指、プローブ、針等）の角度位置Φに対応する位置情報を提供するために、本明細書に記載したのと同様の何らかの方法で作動することができる。例えば、変化する深さ検出素子７０８ｂ、７１０ｂ及び７１２ｂからなるセットに関連する信号の各セットは、図６に関して本明細書に記載したのと同様の方法で、位相角θを決定するのに用いることができる。一旦、位相角θが決まると、該位相角は、基点１２０２に対する幾何学的位置角Φに変換することができる。このようにして、センサパターン１２００に対する物体の角度位置Φが決まる。
図１３は、本発明の実施形態による例示的なループ状容量性センサパターン１３００の平面図である。具体的には、センサパターン１３００は、検出素子７０８ｃ、７１０ｃ及び７１２ｃの同心ループパターンからなる３つのセットを含む。検出素子７０８ｃ、７１０ｃ及び７１２ｃが、それぞれ、基準面（図示せず）からの変化する深さまたは距離を有することができることに留意する。検出素子７０８ｃ、７１０ｃ及び７１２ｃは、３つの位相を有する波形を含むように実施することができる。検出素子７０８ｃ、７１０ｃ及び７１２ｃは、限定するものではないが、タッチパッド等の単一層の容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として利用することができる。電気的に結合されると、変化する深さを有し、かつ交差を伴わない検出素子を有するセンサパターン１３００は、連続的な２次元位置情報を提供することができる。センサパターン１３００は、そのように限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様の何らかの方法で利用することができる。
センサパターン１３００が、図１１のセンサパターン１１００と同様の何らかの方法で作動することができることに留意する。センサパターン１３００は、本実施形態で示したのよりもより多くのまたはより少ない数の検出素子を用いて実施することができる。センサパターン１３００及びその検出素子は、それらに限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様の何らかの方法で実施することができる。
図１４は、本発明の実施形態による例示的なループ状容量性センサパターン１４００の平面図である。具体的には、センサパターン１４００は、検出素子７０６ｄ、７０８ｄ、７１０ｄ及び７１２ｄの同心ループパターンからなる２つのセットを含む。検出素子７０８ｄ、７１０ｄ及び７１２ｄは、それぞれ、基準面（図示せず）からの変化する深さまたは距離を有することができ、検出素子７０６ｄは、該基準面からの実質的に一定の深さまたは距離を有することができることに留意する。検出素子７０８ｄ、７１０ｄ及び７１２ｄは、３つの位相を有する波形を含むように実施することができる。検出素子７０６ｄ、７０８ｄ、７１０ｄ及び７１２ｄは、限定するものではないが、タッチパッド等の容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として利用することができる。電気的に結合されると、変化する深さを有し、かつ交差を伴わない検出素子を有するセンサパターン１４００は、連続的な２次元位置情報を提供することができる。センサパターン１４００およびその検出素子は、それらに限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様の何らかの方法で利用することができる。
センサパターン１４００が、センサパターン１１００（図１１）および／または１２００（図１２）と同様の何らかの方法で作動することができることは、正しく認識されよう。センサパターン１４００は、本発明で示したのよりもより多くのまたはより少ない数の検出素子を用いて実施することができる。センサパターン１４００は、それらに限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様の何らかの方法で実施することができる。
図１５は、本発明の実施形態による例示的な“魚の骨”状の容量性センサパターン１５００の平面図である。具体的には、センサパターン１５００は、限定するものではないが、タッチパッド等の容量性センサ装置（例えば、符号１００）の一部として利用することができる検出素子７０８ｅ、７１０ｅ及び７１２ｅからなるセットを含む。検出素子７０８ｅ、７１０ｅ及び７１２ｅが、それぞれ、検出基準面（図示せず）からの変化する深さ（または、距離）を有することができることに留意する。電気的に結合すると、交差を伴わない実質的に平行なトレース（または、検出素子）を有するセンサパターン１５００は、２次元位置情報を提供することができる。センサパターン１５００は、限定するものではないが、図７Ａ〜図７Ｅ、図８及び図９に関して本明細書で説明したのと同様の何らかの方法で利用することができる。また、センサパターン１５００は、そのように限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様の何らかの方法で利用することができる。
具体的には、検出素子７０８ｅは、互いに実質的に平行であり、かつ検出素子７０８ｅの第１の軸に対して実質的に直角である複数の伸長部１５０２を含むことができる。検出素子７１０ｅは、互いに実質的に平行であり、かつ検出素子７１０ｅの第１の軸に対して実質的に直角である複数の伸長部１５０４を含むことができる。検出素子７１２ｅは、互いに実質的に平行であり、かつ検出素子７１２ｅの第１の軸に対して実質的に直角である複数の伸長部１５０６を含むことができる。
図１５において、検出素子７０８ｅの複数の伸長部１５０２と、検出素子７１０ｅの複数の伸長部１５０４は、互いに入り込ませることができる。また、検出素子７１２ｅの複数の伸長部１５０６と、検出素子７１０ｅの複数の伸長部１５０４は、互いに入り込ませることができる。
検出素子７０８ｅ、７１０ｅ及び７１２ｅは、２次元空間の上記第１の軸に沿ったセンサパターン１５００に関連する物体（例えば、ユーザの指、プローブ、針等）の第１の位置を決定するのに用いることができる。さらに、検出素子７０８ｅ、７１０ｅ及び７１２ｅからなる繰返しセット（図示せず）を、２次元空間の該第１の軸及び第２の軸に沿ったセンサパターン１５００に関連する物体の第１及び第２の位置を決定するのに用いることができ、ここで該第２の軸は該第１の軸に対し、実質的に非並行である（または実質的に直角である）。
図１５において、センサパターン１５００は、図７Ａ〜図７Ｅのセンサパターン７００ａ〜７００ｅと同様の何らかの方法で作動することができる。加えて、センサパターン１５００は、本実施形態で示したのよりもより多くのまたはより少ない数の検出素子を用いて実施することができる。センサパターン１５００及びその検出素子は、そのように限定するものではないが、本明細書に記載したのと同様の何らかの方法で実施することができる。
図１６は、本発明の実施形態による、容量性検出基準面に近接する導電性物体と、導電性トレースとの間の位置−変化する容量性結合(a position-varying capacitive coupling)の関係を確立する方法１６００のフローチャートである。方法１６００には、特定の動作が開示されているが、そのような動作は例示的なものである。すなわち、方法１６００は、図１６に示されている動作の全てを含まなくてもよい。別法として、方法１６００は、様々な他の動作、および／または図１６に示された動作の変形を含んでもよい。
具体的には、複数のチャネルパターンを、基板に設ける（または、形成する）ことができる。該チャネルパターンは、深さが変化することに留意する。第１の検出素子及び第２の検出素子を形成するために、導電性材料を該チャネルパターン上に堆積させることができる。該第１の検出素子及び第２の検出素子は、導電性とすることができ、また、実質的に、第１の方向に沿って位置することができる。さらに、該第１の検出素子及び第２の検出素子の各々は、該第１の方向に沿った第１の位置に対応する情報を提供するように構成することができる。
図１６の工程１６１０において、変化する深さを有する複数のチャネル（または、溝）パターンを基板に設ける（または、形成する）ことができる。該基板は、様々な方法で実施することができることは理解されよう。例えば、該基板は、限定するものではないが、プラスチックまたは結晶性物質を含むように実施することができる。加えて、該基板は、情報表示装置または携帯用コンピュータ装置のコンポーネントとして実装してもよい。例えば、該基板は、情報表示装置または携帯用コンピュータ装置のケーシングまたはフロントカバーの一部として実装することができる。該チャネルパターンは、波形または波形の一部を含むことができる。例えば、該チャネルパターンは、１つ以上のサイン波形を含むことができる。別法として、該チャネルパターンは、サイン波形からなる１つ以上の部分を含むことができる。
工程１６２０において、導電性であり、かつ実質的に第１の方向に沿って位置する第１の検出素子及び第２の検出素子を形成するために、導電性材料を、上記チャネル（または、溝）パターン上に堆積させることができる。工程１６２０において、２つ以上の検出素子を形成することができることに注意する。該第１の検出素子及び第２の検出素子の各々は、該第１の方向に沿った第１の位置に対応する情報を提供するように構成することができる。該第１の方向は、様々な方法で実施することができることに留意する。例えば、該第１の方向は、実質的に直線状にすることができる。別法として、該第１の方向は、非直線状にすることができる。該第１及び第２の検出素子は、様々な方法で実施することができる。例えば、該第１の検出素子は、第１の波形を含むことができ、一方、該第２の検出素子は、第２の波形を含むことができる。また、該第１の波形及び第２の波形は、異ならせることができ、または、同じにすることもできる。該第１の波形及び第２の波形は、それぞれ、１つ以上のサイン波形またはサイン波形の一部を含むことができる。また、該第１の波形及び第２の波形は、それぞれ、異なる位相を有することができる。該第１の検出素子及び第２の検出素子が、各々、ループまたは曲線の少なくとも一部を形成することは、理解されよう。
図１６の工程１６３０において、上記第１の検出素子は、ある材料で埋め戻すことができる。上記第２の検出素子も、工程１６３０において、ある材料で埋め戻してもよいことに留意する。該埋め戻し材料は、様々な方法で実装することができることに留意する。例えば、該材料は、限定するものではないが、上記基板が形成される材料、絶縁材料、および／または電気遮蔽材料として実装することができる。この任意の埋め戻し材料は、該１つ以上の検出素子に対する物理的保護を形成することができる。また、該埋め戻し材料は、電気遮蔽を形成し、それによって、該１つ以上の検出素子に、該基板の両面ではなく、該基板の所望の基準検出面のキャパシタンスを測定させることができる。また、該埋め戻し材料は、状況次第で望ましい可能性がある、該基板の滑らかな裏面を形成することができる。
図１６に示す方法で、容量性センサパターンを作ることにより、導電性材料からなる１つのみの層を用い、かつ該検出素子には交差がないため、欠陥率を低減することができる。加えて、該容量性センサパターンは、ノート型コンピュータまたは他の電子装置のケースに上記チャネルパターンを成形して、導電性材料を該チャネルパターン上に堆積（または、印刷または噴射）することにより、非常に安価に製造することができる。
本発明の実施形態によるセンサパターンが、信号対雑音比の問題を引き起こさないことに留意する。
本発明の具体的な実施形態の上記の説明は、例示及び説明のために示したものである。開示した明確な形態に対しては、網羅的である、または本発明を限定するような意図はなく、または、明らかに、上記の教示に照らして、多くの変形例及び変更が可能である。上記の実施形態は、本発明の原理及びその実際の適用を最もうまく説明し、それにより、当業者が、意図された特定の用途に適するように、様々な変更と共に本発明及び様々な実施形態を最もうまく利用できるようにするために、実施形態を選定して記載した。本発明の範囲は、本明細書に添付されたクレーム及びそれらの等価物によって定義されることが意図されている。
図１は本発明の１つ以上の実施形態を含むように実施することができる例示的な容量性タッチスクリーン装置である。 図２は本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターンの側断面図である。 図３は本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターンの側断面図である。 図３Ａは図３の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図３Ｂは図３の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図３Ｃは図３の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図３Ｄは図３の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図３Ｅは図３の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図４は本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターンの側断面図である。 図４Ａは図４の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図４Ｂは図４の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図４Ｃは図４の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図４Ｄは図４の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図４Ｅは図４の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図４Ｇは図４の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図５は本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターンの側断面図である。 図５Ａは図５の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図５Ｂは図５の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図５Ｃは図５の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図５Ｄは図５の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図５Ｅは図５の容量性センサパターンの本発明の実施形態による概略断面図である。 図６は本発明の実施形態による、例示的な信号強度チャートを、その極座標への変換と共に示す図である。 図７Ａは本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターンの断面図である。 図７Ｂは図７Ａの容量性センサパターンの本発明の実施形態による縦方向の側断面図である。 図７Ｃは図７Ａの容量性センサパターンの本発明の実施形態による縦方向の側断面図である。 図７Ｄは図７Ａの容量性センサパターンの本発明の実施形態による縦方向の側断面図である。 図７Ｅは図７Ａの容量性センサパターンの本発明の実施形態による縦方向の側断面図である。 図８は本発明の実施形態による、電気的接続を含む例示的な容量性センサパターンの平面図である。 図９は本発明の実施形態による例示的なセンサパターンの平面図である。 図１０Ａは本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターンの側断面図である。 図１０Ｂは本発明の実施形態による例示的な容量性センサパターンの側断面図である。 図１１は本発明の実施形態による例示的なループ状の容量性センサパターンの平面図である。 図１２は本発明の実施形態による例示的なループ状の容量性センサパターンの平面図である。 図１３は本発明の実施形態による例示的なループ状の容量性センサパターンの平面図である。 図１４は本発明の実施形態による例示的なループ状の容量性センサパターンの平面図である。 図１５は本発明の実施形態による例示的な“魚の骨”状の容量性センサパターンの平面図である。 図１６は本発明の実施形態による方法のフローチャートである。

Claims (45)

  1. その長さに沿って実質的に一定の幅を有し、かつ容量性検出基準面の第１の軸に沿った前記容量性検出基準面に近接する物体に対して変化する容量性結合を有するように構成された第１の検出素子であって、前記第１の検出素子の長さが、前記第１の軸に沿って向けられている、第１の検出素子と、
    その長さに沿って実質的に一定の幅を有し、かつ前記第１の軸に沿った前記容量性検出基準面に近接する前記物体に対して変化する容量性結合を有するように構成された第２の検出素子であって、前記第２の検出素子の長さが、前記第１の軸に沿って向けられている、第２の検出素子と、からなり、前記第１の検出素子及び前記第２の検出素子が、導電性であり、そして、前記容量性検出基準面の前記第１の軸に対する前記物体の空間位置に対応する情報を提供するように構成されている、
    容量性センサ装置。
  2. 前記第１の検出素子に関連する前記容量性結合が、前記容量性検出基準面に対する前記第１の検出素子の部分の変化する距離に伴って変化する、請求項１に記載の容量性センサ装置。
  3. 前記第２の検出素子に関連する前記容量性結合が、前記容量性検出基準面に対する前記第２の検出素子の部分の変化する距離に伴って変化し、前記第１の検出素子の前記部分の前記変化する距離が、前記第２の検出素子の前記部分の前記変化する距離と異なる、請求項２に記載の容量性センサ装置。
  4. 前記第１の検出素子及び第２の検出素子が、それぞれ、導電性材料からなるストリップを備える、請求項３に記載の容量性センサ装置。
  5. 前記第１の検出素子の導電性材料からなるストリップが、実質的に直線状であり、かつ前記第１の軸に沿った前記容量性検出基準面に対する距離で減少し、前記第２の検出素子の導電性材料からなるストリップが、実質的に直線状であり、かつ前記第１の軸に沿った前記容量性検出基準面に対する距離で増加する、請求項４に記載の容量性センサ装置。
  6. 前記第１の検出素子の導電性材料からなるストリップと、前記第２の検出素子の導電性材料からなるストリップとが、共通の軸を中心として撚られている、請求項４に記載の容量性センサ装置。
  7. 前記第１の検出素子の前記容量性結合が第１の波形を備え、
    前記第２の検出素子の前記容量性結合が第２の波形を備える、
    請求項１に記載の容量性センサ装置。
  8. 前記第１の検出素子の前記容量性結合が第１の位相を備え、
    前記第２の検出素子の前記容量性結合が、前記第１の位相とは異なる第２の位相を備える、
    請求項７に記載の容量性センサ装置。
  9. 前記第１の検出素子の前記容量性結合、および前記第２の検出素子の前記容量性結合が、それぞれサイン波形を備える、請求項１に記載の容量性センサ装置。
  10. 前記第１の検出素子の前記容量性結合が、前記容量性検出基準面と、前記第１の検出素子の部分との間の誘電定数の変化に伴って変化する、請求項１に記載の容量性センサ装置。
  11. 前記第２の検出素子の前記容量性結合が、前記容量性検出基準面と、前記第２の検出素子の部分との間の誘電定数の変動に伴って変化し、前記第１の検出素子における誘電定数の変動が、前記第２の検出素子における誘電定数の変動とは異なる、請求項１０に記載の容量性センサ装置。
  12. 前記第１の検出素子及び前記第２の検出素子が、前記物体の前記空間位置に対応する前記情報を別々に提供する、請求項１に記載の容量性センサ装置。
  13. 前記第１の軸に沿うように向けられた長さを有し、かつ前記容量性検出基準面の第２の軸に対する前記物体の空間位置に対応する情報を提供するように構成された第３の検出素子をさらに備える、請求項１に記載の容量性センサ装置。
  14. 容量性検出基準面に対して変化する深さを有する第１の検出素子と、
    前記第１の検出素子と実質的に平行であり、かつ前記容量性検出基準面に対して変化する深さを有する第２の検出素子と、
    前記第１の検出素子と実質的に平行であり、かつ前記容量性検出基準面に対して変化する深さを有する第３の検出素子と、からなり、前記第１の検出素子、第２の検出素子及び第３の検出素子が、前記容量性検出基準面の第１の軸に沿った前記容量性検出基準面に近接する物体の位置に対応する情報を提供するように構成されている、
    容量性検出装置。
  15. 前記第１の検出素子の部分が、前記物体に対して容量性結合を有するように構成されており、前記容量性結合が、前記第１の軸に沿って変化し、
    前記第２の検出素子の部分が、前記物体に対して容量性結合を有するように構成されており、前記容量性結合が、前記第１の軸に沿って変化し、
    前記第３の検出素子の部分が、前記物体に対して容量性結合を有するように構成されており、前記容量性結合が、前記第１の軸に沿って変化する、
    請求項１４に記載の容量性検出装置。
  16. 前記第１の検出素子が、波形を備える変化する深さを有し、
    前記第２の検出素子が、前記第１の検出素子の前記波形と、１周期の３分の１だけずれている波形を備える変化する深さを有し、
    前記第３の検出素子が、前記第１の検出素子の前記波形と、１周期の３分の２だけずれている波形を備える変化する深さを有する、
    請求項１４に記載の容量性検出装置。
  17. 前記位置が、前記第１の検出素子に対応する信号と、前記第２の検出素子に対応する信号と、前記第３の検出素子に対応する信号とを用いて決められる、請求項１４に記載の容量性検出装置。
  18. 前記位置が、三角関数を用いて決められる、請求項１７に記載の容量性検出装置。
  19. 前記第１の検出素子、前記第２の検出素子及び前記第３の検出素子が、それぞれ、導電性トレースを備える、請求項１４に記載の容量性検出装置。
  20. 各前記導電性トレースが、基板上に配置されており、前記基板の面が、変化する深さからなるチャネルを備え、前記変化する深さが、前記第１、第２及び第３の検出素子の固有深さプロファイルを定義する、請求項１９に記載の容量性検出装置。
  21. 前記第１の検出素子、第２の検出素子及び第３の検出素子のうちの少なくとも１つが、前記第１の軸に対して実質的に直角な第２の軸に沿った第２の位置を決めるために用いられる、請求項１４に記載の容量性検出装置。
  22. 前記第１の検出素子が、第１のサイン波形を備える変化する深さを有し、
    前記第２の検出素子が、前記第１のサイン波形とずれている第２のサイン波形を備える変化する深さを有し、
    前記第３の検出素子が、前記第１のサイン波形及び前記第２のサイン波形とずれている第３のサイン波形を備える変化する深さを有する、
    請求項１４に記載の容量性検出装置。
  23. 前記第１の軸と非平行である第２の軸に沿った第２の位置を決めるのに用いられる第４の検出素子をさらに備える、請求項１４に記載の容量性検出装置。
  24. 変化する深さを有する第４の検出素子と、
    変化する深さを有する第５の検出素子と、
    変化する深さを有する第６の検出素子と、からなり、
    前記第４、第５及び第６の検出素子が、前記第１の検出素子と実質的に平行であり、かつ前記第１の軸に沿った前記位置を決めるように構成されている、請求項１４に記載の容量性検出装置。
  25. 前記第１、第２、第３、第４、第５及び第６の検出素子が、第２の軸に沿った第２の位置を決めるために構成されており、前記第２の軸が、前記第１の軸と平行ではない、請求項２４に記載の容量性検出装置。
  26. 前記第１、第２及び第３の検出素子が、容量性タッチパッド装置の一部として用いられる、請求項１４に記載の容量性検出装置。
  27. 容量性センサと結合されたプロセッサを備える携帯電子装置であって、
    前記容量性センサが、
    ｓｉｎ（θ）波形を備える変化する深さを有する第１の検出素子と、
    前記第１の検出素子の前記ｓｉｎ（θ）波形と２π／３ラジアンずれているｓｉｎ（θ）波形を備える変化する深さを有する第２の検出素子と、
    前記第１の検出素子の前記ｓｉｎ（θ）波形と４π／３ラジアンずれているｓｉｎ（θ）波形を備える変化する深さを有する第３の検出素子と、からなり、前記第１の検出素子、第２の検出素子及び第３の検出素子が、それぞれ導電性であり、かつ第１の軸と実質的に平行であり、前記第１の検出素子、第２の検出素子及び第３の検出素子が、前記第１の軸に沿った第１の位置に対応する情報を提供するように構成されている、携帯電子装置。
  28. 前記第１の検出素子、第２の検出素子及び第３の検出素子のうちの少なくとも１つが、前記第１の軸と平行ではない第２の軸に沿った第２の位置を決めるために用いられる、請求項２７に記載の携帯電子装置。
  29. 前記第１の軸に沿った前記第１の位置が、前記第１の検出素子、前記第２の検出素子及び前記第３の検出素子からの信号を用いて決められる、請求項２７に記載の携帯電子装置。
  30. 前記第１の軸に沿った前記第１の位置が、三角関数を用いて決められる、請求項２７に記載の携帯電子装置。
  31. 前記第１の軸に実質的に直角である第２の軸に沿った第２の位置を決めるために用いられる第４の検出素子をさらに備える、請求項２７に記載の携帯電子装置。
  32. 容量性検出基準面に近接する物体に対して変化する容量性結合を有するように構成された第１の検出素子と、
    前記容量性検出基準面に近接する前記物体に対して変化する容量性結合を有するように構成された第２の検出素子と、からなり、前記第１の検出素子及び前記第２の検出素子が、導電性であり、かつ前記容量性検出基準面上の曲線に近接する前記物体の空間位置に対応する情報を提供するように構成されている、容量性センサ装置。
  33. 前記第１の検出素子及び前記第２の検出素子が、実質的に直線状に向けられている、請求項３２に記載の容量性センサ装置。
  34. 前記第１の検出素子及び前記第２の検出素子が、非直線状に向けられている、請求項３２に記載の容量性センサ装置。
  35. 前記非直線状が曲線を含む、請求項３４に記載の容量性センサ装置。
  36. 前記非直線状がループを含む、請求項３４に記載の容量性センサ装置。
  37. 前記第１の検出素子に関連する前記容量性結合が、前記容量性検出基準面に対する前記第１の検出素子の部分の変化する距離に伴って変化する、請求項３２に記載の容量性センサ装置。
  38. 前記第２の検出素子に関連する前記容量性結合が、前記容量性検出基準面に対する前記第２の検出素子の部分の変化する距離に伴って変化し、前記第１の検出素子の前記部分の前記変化する距離が、前記第２の検出素子の前記部分の前記変化する距離と異なる、請求項３７に記載の容量性センサ装置。
  39. 前記第１の検出素子及び前記第２の検出素子がそれぞれ、導電性材料からなるストリップを備える、請求項３２に記載の容量性センサ装置。
  40. 容量性検出基準面に近接する導電性物体と導電性トレースとの間の位置−変化する容量性結合を確立する方法であって、
    複数のチャネルパターンを基板に設けるステップであって、前記チャネルパターンは、深さが変化する、ステップと、
    導電性材料を前記チャネルパターン上に堆積させて、第１の検出素子及び第２の検出素子を形成するステップであって、前記第１の検出素子及び第２の検出素子が、導電性であり、かつ実質的に第１の方向に沿って位置し、前記第１の検出素子及び第２の検出素子の各々が、前記第１の方向に沿った第１の位置に対応する情報を提供するように構成されている、ステップと、
    を備える、方法。
  41. 前記第１の方向が実質的に直線状である、請求項４０に記載の方法。
  42. 前記第１の方向が非直線状である、請求項４０に記載の方法。
  43. 前記第１の検出素子が第１の波形を備え、
    前記第２の検出素子が第２の波形を備える、
    請求項４０に記載の方法。
  44. 前記第１の検出素子を、ある材料で埋め戻すことをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
  45. 前記第１の検出素子及び前記第２の検出素子が各々、ループの少なくとも一部を形成する、請求項４０に記載の方法。
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