JP2021034014A - 電子機器、感知システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転インタフェースを有する電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、入力装置３０１と、入力装置の上に配置される回転インタフェース１５０を含む。回転インタフェース１５０は、導電性領域３１０と、導電性領域に隣接するパターン領域３２０と、導電性領域に電気的に結合される第１結合電極群と、パターン領域に電気的に結合される第２結合電極群を含む。第１結合電極群及び第２結合電極群の電極の少なくとも一部は、それぞれ、導電性領域３１０、パターン領域３２０の下に設けられており、入力装置３０１に当接する。第１結合電極群は、入力装置３０１の第１電極３１３から基準信号を受信する。第２結合電極群は、入力装置３０１の第２電極３２３に電気的に結合される。第２電極３２３は、回転インタフェース１５０によって変更された結果信号を受信する。【選択図】図３

Description

本開示の実施の形態は概して電子機器に関する。

近接センサ装置を含む入力装置は、様々な電子システムで使用され得る。近接センサ装置は、１つまたは複数の入力物体の存在、位置、力および／または動きを近接センサ装置が判定する、表面で分界されるセンシング領域を含んでもよい。近接センサ装置は、電子システムにインタフェースを設けるために使用され得る。例えば、近接センサ装置は、タッチパッドが一体化または外付けされたノートブックコンピュータまたはデスクトップコンピュータなどの、より大きいコンピュータシステム用の入力装置として使用され得る。近接センサ装置は、携帯電話と一体化されたタッチスクリーンなどの、より小さいコンピュータシステムにも頻繁に使用され得る。加えて、近接センサ装置は、自動車のマルチメディアエンタテイメントシステムの一部として実装され得る。このような場合、近接センサ装置にノブを接続すると便利である。

一実施の形態において、電子機器は、入力装置の上に配置されるように構成された回転インタフェースを含み、回転インタフェースは、導電性領域および隣接するパターン領域を含む。回転インタフェースは、導電性領域に電気的に結合され入力装置の第１電極から基準信号を受信するように構成された第１結合電極群と、パターン領域に電気的に結合され入力装置の第２電極に電気的に接合されるように構成された第２結合電極群とをさらに含み、第２電極は、回転インタフェースによって変更された結果信号を受信するように構成されている。実施の形態において、第１結合電極群と第２結合電極群のそれぞれの電極の少なくとも一部は、導電性領域とパターン領域の下にそれぞれ設けられており、入力装置に当接するように構成されている。

別の実施の形態において、感知システムは入力装置と回転装置を含む。入力装置は、ディスプレイパネル、処理回路、基準電極および感知電極を含む。回転装置は、ディスプレイパネルの上に配置されるように構成されており、導電性領域および隣接するパターン領域と、導電性領域に電気的に結合され基準電極から基準信号を受信するように構成されている第１結合電極群と、パターン領域と感知電極に電気的に結合されるように構成されている第２結合電極群と、を含み、感知電極は、回転装置によって変更された結果信号を受信するように構成されている。実施の形態において、第１結合電極群と第２結合電極群のそれぞれの電極の少なくとも一部は、導電性領域とパターン領域の下にそれぞれ設けられており、入力装置に当接するように構成されている。

さらに別の実施の形態において、導電性領域とパターン領域を有する回転インタフェースを有する入力装置からの信号を処理する方法は、入力装置の、導電性領域に電気的に結合された第１電極に基準信号を供給することと、入力装置の、パターン電極にそれぞれ電気的に結合されている１つまたは複数の第２電極に、回転インタフェースによってそれぞれが変更された結果信号を受信することと、を含む。この方法は、結果信号に少なくとも部分的に基づいて、回転インタフェースの回転位置を判定することをさらに含む。このような実施の形態において、回転インタフェースは入力装置の表示画面の上に設けられている。

この方法のいくつかの実施の形態において、回転インタフェースのパターン領域はＮ個のトラックを含み、結果信号を受信することは、入力装置のＭ個の第２電極のそれぞれでＭ個の結果信号をそれぞれ受信することを含み、パターン領域のそれぞれのトラックは、Ｍ個の第２電極の１つまたは複数に結合されており、ここでＮとＭはそれぞれ０より大きい整数である。

本開示の上述した特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約した本開示の、より具体的な説明は、そのいくつかを添付の図面に示した実施の形態を参照して得られる。ただし、添付の図面は本開示のいくつかの実施の形態だけを示しており、したがってその範囲を限定するものとはみなされず、本開示が他の同等に効果的な実施の形態を認め得ることに留意されたい。

図１は、１つまたは複数の実施の形態による、回転ノブインタフェースを有する入力装置の一例を示す。

図２は、利用者と入力装置の一例のそれぞれと、回転ノブインタフェースの一例との容量結合を示す。

図３は、１つまたは複数の実施の形態による、入力装置の電極の結合の一例を示す、回転ノブインタフェースの一例の上面図を示す。

図４Ａは、１つまたは複数の実施の形態による、図３の回転ノブインタフェースのホーム状態における側面図の一例を示す。

図４Ｂは、１つまたは複数の実施の形態による、図３の回転ノブインタフェースの押下状態における側面図の一例を示す。

図５Ａは、１つまたは複数の実施の形態による、導電性リングとこのリングのパターンサブエリアを囲む延長結合電極を備える回転ノブインタフェースの側面図の一例を示す。

図５Ｂは、１つまたは複数の実施の形態による、ノブインタフェースを回転する前の、利用者の指を検知するために用いられるノブインタフェースの一例の周囲の所定のエリアにおける感知電極を示す。

図６Ａは、１つまたは複数の実施の形態による、増分回転符号化方式の一例を備える、図３の回転ノブインタフェースの上面図を示す。

図６Ｂは、１つまたは複数の実施の形態による、図６Ａの回転ノブインタフェースの感知電極で受信された信号の一例とその解釈を示す。

図７Ａは、１つまたは複数の実施の形態による、ノブの絶対位置を判定する回転符号化方式の第１の例を備える、図３の回転ノブインタフェースの上面図を示す。

図７Ｂは、ノブの絶対位置を判定する回転符号化方式の第２の例を備える、図３の回転ノブインタフェースの上面図を示す。

図８は、１つまたは複数の実施の形態による、回転ノブインタフェースを入力装置の一例に実装するための方法の一例を示す。

図９は、１つまたは複数の実施の形態による、回転インタフェースを有する入力装置からの信号を処理するための方法の一例を示す。

理解を簡単にするために、可能な場合は、図面で共通する同じ要素を示すために同じ符号を用いている。１つの実施の形態で開示された要素は、具体的な説明をすることなく、別の実施の形態で有益に使用され得ると考えられる。図面は、特に記載がない限り、縮尺のとおりに描かれていると考えられるべきではない。また、提示と説明を明確にするために、図面が簡略化され、詳細または構成要素が省略されている場合がある。図面と考察は、同様の要素を同様の名称で示す以下の原理の考察に役立つ。

図１は、本開示の実施の形態による、電子機器１００の一例のブロック図である。電子機器１００は、電子システム（図示せず）に入力を供給するように、かつ／または、１つまたは複数の機器を更新するように、構成されていてもよい。本明細書で用いるように、「電子システム」（または「電子機器」）という用語は、情報を電子的に処理することのできるあらゆるシステムを幅広く指す。電子システムの非限定的ないくつかの例は、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、電子書籍リーダおよびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ：個人情報端末）などの、全ての寸法およ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、電子機器１００と、分離されたジョイスティックまたはキースイッチとを含む物理キーボードなどの複合的入力装置を含む。電子システムのさらなる例は、データ入力装置（リモートコントローラとマウスを含む）とデータ出力装置（表示画面とプリンタを含む）などの周辺機器を含む。他の例は、リモート運用端末、情報キオスク端末、ビデオゲーム機（例えば、据え置き型ゲーム機、携帯型ゲーム機、など）を含む。他の例は、通信機器（スマートフォンなどの携帯電話を含む）と、メディア機器（テレビ、セットトップボックス、音楽再生機器、デジタルフォトフレームおよびデジタルカメラなどの、記録装置、編集装置および再生装置を含む）とを含む。また、電子システムは、入力装置のホストまたはスレーブであってもよい。他の実施の形態において、電子システムは自動車の一部であってもよく、電子機器１００は自動車の１つまたは複数の感知装置を表す。一実施の形態において、自動車は複数の電子機器１００を含んでもよく、ここでそれぞれの電子機器１００は互いに異なる構成であってもよい。

電子機器１００は、電子システムの物理的な一部として実装されていてもよく、または、電子システムから物理的に個別であってもよい。必要に応じて、電子機器１００は、バス、ネットワークおよびその他の有線または無線による相互接続のうちの１つまたは複数を用いる電子システムの一部と通信してもよい。これらの例は、Ｉ^２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：アイ・アイ・シー）、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：シリアル・ペリフェラル・インタフェース）、ＰＳ／２（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｓｙｓｔｅｍ／２：ピー・エス・ツー）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ：ユニバーサル・シリアル・バス）、ブルートゥース（登録商標）、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波無線通信）およびＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：アイアールディーエイ）を含む。

１つまたは複数の実施の形態において、電子機器１００は、利用者による入力を検知するために、センサ構成要素と感知技術のあらゆる組み合わせを使用してもよい。例えば、図１に示すように、電子機器１００は、物体の検知または１つもしくは複数の装置の更新のために駆動され得る１つまたは複数の電極１２５を備える。一実施の形態において、電極１２５は容量感知装置のセンサ電極である。このような実施の形態において、電極１２５は１つまたは複数の共通電圧電極を含む。他の実施の形態において、電極１２５は画像感知装置、レーダ感知装置および超音波感知装置の電極である。さらに、電極１２５はディスプレイ装置のディスプレイ電極であってもよい。電子機器１００の電極１２５が共通電極からなり共通形状を有する実施の形態において、電子機器１００はＡＭＰ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｒｉｘ Ｐａｄ：高度マトリクスパッド）技術を含むものと呼ばれ得る。ここで説明したいくつかの例には、ＡＭＰ入力装置が含まれている。以降に詳述するように、電子機器１００には電極１２５の一部または全てと相互作用し得るノブインタフェース１５０が設けられていてもよい。

センサ電極１２５はいかなる形状、寸法および／または方向性を有していてもよい。例えば、センサ電極１２５は図１に示すように２次元の配列に配置されていてもよい。センサ電極１２５のそれぞれは、形状が実質的に長方形であってもよい。別の実施の形態において、センサ電極１２５は他の形状を有していてもよい。さらに、センサ電極１２５のそれぞれは同一の形状および／または寸法を有していてもよい。他の実施の形態において、少なくとも１つのセンサ電極は他のセンサ電極とは異なる形状および／または寸法を有していてもよい。様々な実施の形態において、センサ電極１２５は菱形であってもよく、電界結合を強化するために噛み合っている櫛形を有していてもよく、かつ／または、付近の導電体への浮遊容量を低減するために内部に浮遊カットアウトを有していてもよい。

実施の形態において、容量のいくつかの実装はセンサ電極と入力物体の間の容量結合の変化に基づく「自己容量」（または「絶対容量」）感知方法を使用している。様々な実施の形態において、センサ電極の近傍にある、例えば指またはスタイラス１４５のような入力物体は、センサ電極の近傍の電界を変化させ、こうして、測定された容量結合を変化させる。１つの実装において、絶対容量感知方法は基準電圧（例えば、システムのグランド電圧）に対してセンサ電極を変調し、センサ電極と入力物体の間の容量結合を検知することによって動作する。

容量のいくつかの実装は、センサ電極間の容量結合の変化に基づく「相互容量」（または「トランスキャパシタンス」）感知方法を使用する。様々な実施の形態において、センサ電極の近傍の入力物体はセンサ電極間の電界を変化させ、こうして、測定された容量結合を変化させる。一実施の形態において、トランスキャパシタンス感知方法は、１つまたは複数の送信センサ電極（「送信電極」または「トランスミッタ」とも）と１つまたは複数の受信センサ電極（「受信電極」または「レシーバ」とも）の間の容量結合を検知することによって動作する。送信センサ電極は、送信信号を送信するために、基準電圧（例えば、システムのグランド電圧）に対して変調されてもよい。受信センサ電極は、結果信号の受信を容易にするために、基準電圧に対して実質的に一定に保持されていてもよく、または、送信センサ電極に対して変調されてもよい。結果信号は、１つまたは複数の送信信号、および／または、１つまたは複数の環境干渉源（例えば、他の電磁信号）に対応する効果を含んでいてもよい。センサ電極は、送信専用もしくは受信専用であってもよいし、または送受信両用として構成されていてもよい。

容量感知装置は、入力装置の近傍にある入力物体、および／または、入力装置に接触した入力物体を検知するために使用されてもよい。さらに、容量感知装置は、指紋の特徴を感知するために使用されてもよい。さらに、図１の例のように、１つまたは複数の実施の形態において、容量感知装置は、容量感知装置に電気的に結合された回転ノブインタフェースを備えていてもよく、回転ノブの回転位置を感知するために使用されてもよい。回転ノブインタフェースを含むいくつかの実施の形態において、回転ノブインタフェースはホーム位置と押下位置を有していてもよく、感知装置は、回転ノブがいつホーム位置にあり、いつ押下位置にあるかを、１つまたは複数の電極１２５の容量結合の変化に基づいて判定するために用いられてもよい。

図１の参照を続けると、処理システム１１０は電子機器１００の一部として示されている。処理システム１１０は、電子機器１００のハードウェアを動作させるように構成されている。図１が示すように、処理システム１１０はドライバモジュール１４０を備え、ドライバモジュール１４０は信号生成器を含んでいてもよい。１つまたは複数の実施の形態において、ドライバモジュール１４０は電極１２５を駆動するための感知信号を生成する。様々な実施の形態において、処理システム１１０は１つまたは複数のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）および／または他の回路構成要素の、一部または全部を備える。

いくつかの実施の形態において、処理システム１１０は、ファームウェアコード、ソフトウェアコードおよび／または同様のものなどの、電子的に読み出し可能な命令をさらに備える。いくつかの実施の形態において、処理システム１１０を構成する構成要素は、例えば電子機器１００の感知要素の近くなどにおいて、一緒に配置されている。他の実施の形態において、処理システム１１０の構成要素は、電子機器１００の感知要素に近い１つまたは複数の構成要素とその他の１つまたは複数の構成要素から、物理的に離間されている。例えば、電子機器１００はデスクトップコンピュータに結合された周辺機器であってもよく、処理システム１１０は、このデスクトップコンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）と、このＣＰＵとは個別の１つまたは複数のＩＣ（恐らくは関連するファームウェアを有する）とで実行されるように構成されたソフトウェアを備えていてもよい。別の例として、電子機器１００は電話に物理的に統合されていてもよく、処理システム１１０はこの電話のメインプロセッサの一部である回路およびファームウェアを備えていてもよい。さらに、処理システム１１０は自動車に実装されていてもよく、処理システム１１０はこの自動車の１つまたは複数のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）の一部である回路およびファームウェアを備えていてもよい。いくつかの実施の形態において、処理システム１１０は電子機器１００に実装される専用のものである。他の実施の形態において、処理システム１１０は表示画面を動作させる、触覚アクチュエータを駆動する、などのような他の機能も行う。

処理システム１１０は、処理システム１１０の異なる機能を扱う１つまたは複数のモジュール（例えば、ドライバモジュール１４０または判定モジュール１４１）として実装されていてもよい。それぞれのモジュールは、処理システム１１０、ファームウェア、ソフトウェアまたはこれらの組み合わせの一部である回路を備えていてもよい。様々な実施の形態において、モジュールの異なる組み合わせを使用してもよい。モジュールの一例は、センサ電極と表示画面のようなハードウェアを動作させるためのハードウェア動作モジュールと、センサ信号と位置情報のようなデータを処理するためのデータ処理モジュールと、情報を報告するための報告モジュールと、を含む。モジュールのさらなる一例は、入力を検知するために感知要素を動作させるように構成されたセンサ動作モジュールと、モード変更ジェスチャのようなジェスチャを認識するように構成された認識モジュールと、動作モードを変更するためのモード変更モジュールと、を含む。いくつかの実施の形態において、処理システム１１０は、チップとして、または、１つまたは複数のチップとして、実装されていてもよい。いくつかの実施の形態において、処理システム１１０は電子機器１００の、コントローラまたはコントローラの一部を備えていてもよい。

１つまたは複数の実施の形態において、ディスプレイドライバ（例えば、ドライバモジュール１４０）は、表示の更新と感知入力の両方を行うように構成されていてもよく、また、例えば、ＴＤＤＩ（Ｔｏｕｃｈ ａｎｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｒｉｖｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：タッチおよび表示のドライバ統合）技術を含むとされていてもよい。このような実施の形態において、ドライバモジュール１４０はＴＤＤＩチップまたはＴＤＤＩチップの一部として実装されていてもよい。１つまたは複数の実施の形態において、電子機器はＡＭＰ機器であってもよく、また、ＴＤＤＩ技術を含んでいてもよい。

１つまたは複数の実施の形態において、処理システム１１０は判定モジュール１４１をさらに含む。１つまたは複数の実施の形態において、判定モジュール１４１は変調されたそれぞれのセンサ電極と、入力物体１４５のような入力物体との間の容量結合における変化を、結果信号から判定するように構成されていてもよい。一実施の形態において、全てのセンサ電極１２５は、それぞれのセンサ電極から異なる結果信号が同時に受信されるように、または、２つ以上のセンサ電極から共通結果信号が同時に受信されるように、絶対容量感知のために同時に動作してもよい。別の実施の形態において、いくつかのセンサ電極１２５は、第１期間の間、絶対容量感知のために動作してもよく、他のセンサ電極１２５は第１期間に重ならない第２期間の間、絶対容量感知のために動作してもよい。

いくつかの実施の形態において、処理システム１１０は、１つまたは複数のアクションを引き起こすことによって、利用者による入力（または利用者による入力の欠如）に直接応答する。アクションの一例は、動作モードの変更と、カーソル移動、選択、メニューナビゲーションおよび他の機能のようなＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：グラフィカル・ユーザ・インタフェース）のアクションと、を含む。いくつかの実施の形態において、処理システム１１０は入力（または入力の欠如）についての情報を、電子システムのいずれかの部分（例えば、もしそのような別個の中央演算処理システムが存在するなら、この電子システムの、処理システム１１０とは個別の中央演算処理システム）に提供する。いくつかの実施の形態において、電子システムのいずれかの部分は処理システム１１０から受け取った情報を処理して、モード変更アクションとＧＵＩアクションを含むアクションの全ての範囲を容易にするなどの行動を、利用者による入力に応じて行う。さらに、いくつかの実施の形態において、処理システム１１０は１つまたは複数の目標物体と目標物体までの距離を認識するように構成されている。いくつかの実施の形態において、処理システム１１０はノブインタフェース１５０の１つまたは複数の回転変化、または、ノブインタフェース１５０の１つもしくは複数の状態変化、または両方を認識し、これらの変化を所望のアクションにマッピングするように構成されている。

例えば、いくつかの実施の形態において、感知領域における入力（または入力の欠如）を表す電気信号（結果信号）を生成するために、処理システム１１０は電極１２５を動作させる。処理システム１１０は、電子システムに供給される情報を生成する際に、電気信号に対して任意の適切な量の処理を行ってもよい。例えば、処理システム１１０は、電極１２５から得られた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はフィルタリングまたは他の信号調整を行ってもよく、または、さらに別の例として、処理システム１１０は、情報が電気信号とベースラインの差を反映するように、ベースラインを差し引いてもよく、またはベースラインを占めてもよい。さらに別の例として、処理システム１１０は位置情報の判定、入力のコマンドとしての認識、手書き認識、指紋情報の認識、目標物体までの距離の認識、などを行ってもよい。

ここで用いる「位置情報」は、絶対位置、相対位置、速度、加速度およびその他の種類の空間情報を広く包含する。「ゼロ次元」の位置情報の一例には、近い／遠い、または、接触／非接触、の情報が含まれる。「１次元」の位置情報の一例には、軸に沿った位置が含まれる。「２次元」の位置情報には、平面内の移動が含まれる。「３次元」の位置情報の一例には、空間内の瞬間的または平均的な速度が含まれる。さらなる例には空間情報の他の表現が含まれる。例えば経時的な位置、動作または瞬間速度を追跡する履歴データを含む、１つまたは複数の種類の位置情報に関する履歴データも、判定および／または格納することができる。

本開示の多くの実施の形態が完全に機能する装置の文脈で説明されている一方で、本開示の機構は様々な形態のプログラム製品（例えば、ソフトウェア）として配布され得ることを理解されたい。例えば、本開示の機構は、電子プロセッサによって読み取り可能な情報媒体のソフトウェアプログラムとして実装と配布をされ得る（例えば、コンピュータで読み取り可能、かつ／または、記録可能／書き込み可能で、処理システム１１０によって読み取り可能な、非一時的情報媒体）。加えて、本開示の実施の形態は、配布を行うために使用される特定の種類の媒体に関わらず、等しく適用される。非一時的で電子的に読み取り可能な媒体の例には、様々なディスク、メモリースティック、メモリーカード、メモリーモジュールなどが含まれる。電子的に読み取り可能な媒体は、フラッシュ、光学、磁気、ホログラフィーまたは任意の他のストレージ技術に基づいていてもよい。

１つまたは複数の実施の形態において、処理システム１１０はディスプレイ更新インターバル中と入力感知インターバル中に電極１２５を駆動するための電圧信号をそれぞれ生成するように構成されている。このような実施の形態において、ディスプレイ更新インターバル中に電極１２５を駆動するために生成された電圧信号は実質的に一定または固定の電圧であり、入力感知インターバル中に電極１２５を駆動するために生成された電圧信号は、電圧が周期的に変化する波形を有する感知信号と呼ばれてもよい。１つまたは複数の実施の形態において、ディスプレイ更新インターバル中に電極１２５を駆動するための電圧信号の値は、予め決定されていてもよい。例えば、電圧値は電子機器１００および／または電極１２５のメーカーから提供されてもよく、電子機器１００に固有のものであってもよい。

一実施の形態において、ドライバモジュール１４０は感知信号を供給するように構成されている回路を含む。例えば、ドライバモジュール回路は発振器、１つまたは複数の電流コンベア、および／または、デジタル信号生成回路を含んでいてもよい。一実施の形態において、ドライバモジュール回路はクロック信号、発振器の出力および上述したパラメータに基づいて電圧信号を生成する。

上述のとおり、１つまたは複数の実施の形態において、ドライバモジュール１４０は、ディスプレイ更新期間中と入力感知更新期間中のそれぞれで電極１２５を駆動するための信号を生成する。このような実施の形態において、入力感知更新期間は、２つのディスプレイ更新期間の間に設けられており、その長さはディスプレイ更新期間より短い。このような実施の形態において、表示フレームごとに複数のディスプレイ更新期間と入力感知更新期間がある。１つまたは複数の実施の形態において、連続する入力感知期間にわたって結果信号を取得することによって、回転ノブインタフェース１５０の回転は、これがホーム位置にあろうと押下されていようと、追跡され得る。

上述のとおり、１つまたは複数の実施の形態において、電子機器１００のディスプレイパネル１２０の上に、例えば回転ノブインタフェース１５０などの、追加の入力装置を設けてもよく、これはその近くまたは下にある電極１２５の一部または全てに電気的に結合されてもよい。１つまたは複数の実施の形態において、追加の装置は利用者が電子機器１００に入力を供給するための、表示画面に指またはスタイラスで接触または近くでのホバリングをする以外の別の方法を提供し得る。図１に示した例では、回転ノブインタフェース１５０がディスプレイパネル１２０の上に搭載されており、ディスプレイパネル１２０と部分的に（図示のとおり）または完全に（図示せず）重なっていてもよい。記載のとおり、１つまたは複数の実施の形態において、回転ノブインタフェース１５０は、２つの領域を有していてもよい。導電体（図１で網掛けされた内側のリング）を含む第１の導電性領域１５１と、第２のパターン領域１５２（図１の透明な外側のリング）である。図１の回転ノブインタフェース１５０の例では導電性領域１５１が内側の領域であり外側のパターン領域１５２によって囲まれているが、これは多くの可能な例の一つであって、回転ノブインタフェースの導電性領域とパターン領域には代替的な構成と相対的な配置が可能であり、その全ては本開示の範囲内である。

なお、パターン領域１５２に使用され得るパターンの例の詳細は、図６Ａ、図７Ａおよび図７Ｂを参照して後述する。１つまたは複数の実施の形態において、利用者によって回転ノブインタフェースに与えられた回転は、その相対的または絶対的な意味において、電子機器１００によって検知されてもよい。１つまたは複数の実施の形態において、回転ノブインタフェース１５０は、利用者によって下向きの押下もされ得て、したがって、ディスプレイパネル１２０の上向きの第１特定距離にあるホーム位置または「非押下」位置と、ディスプレイパネル１２０の上向きの第２特定距離にある「押下」位置の２つの位置を有し得て、「押下」位置は、利用者が付勢バネに抗してノブインタフェース１５０を押下することによって維持し、次いでディスプレイパネル１２０の上側表面に対してノブインタフェース１５０を保持するものである。いくつかの実施の形態において、第２特定距離はゼロであってもよく、したがって回転ノブインタフェース１５０はディスプレイパネル１２０に接触してもよい。１つまたは複数の実施の形態において、回転ノブインタフェース１５０の回転の方向と角度は、利用者が押下していても、または押下をやめていても、例えば判定モジュール１４１などの、処理システム１１０によって解釈され、様々な利用者入力動作、信号または命令にマッピングされていてもよい。

１つまたは複数の実施の形態において、利用者は回転ノブインタフェースを様々な方法で回転してもよいことに留意されたい。実施の形態において、これらには、例えば、回転ノブインタフェースの外側筐体を掴んでこれを回転すること、回転ノブインタフェースの上部または回転ノブインタフェースの側面から突出するフランジを掴んでこれを回転すること、または、例えば、回転ノブインタフェースの上面の凹んだチャネルの中または上に１つまたは複数の指先を置くことが含まれる。

１つまたは複数の実施の形態において、図１の電子機器１００は自動車に設けられていてもよい。いくつかの実施の形態において、利用者の電子機器への入力が回転ノブインタフェース１５０経由以外の他の全ての形態で無効化されている場合がある。したがって、このような実施の形態において、感知期間中に電極１２５は標準感知機能を行うための駆動をされない。結果として、もし指または他の物体１４５がその近傍の中に移動し、またはその近傍から外に出て、結果信号は取得されず、またはもし取得されたら、処理はされない。実施の形態において、これは安全対策として、自動車の運転手が運転中にディスプレイパネル１２０を触れようとすることを防ぐために、したがって、回転ノブインタフェース１５０経由でのみ電子機器１００と相互作用するために、行われてもよい。いくつかの実施の形態において、電極１２５の標準感知機能を無効化することは、自動車の特定の活動の間に実施されてもよいが、他の活動の間には実施されなくてもよい。例えば、電極１２５の標準感知機能の無効化は、自動車が実際に動いている間には実施されてもよいが、その他の全ての時間において、いくつかの電極１２５は、例えば回転ノブインタフェースから取得した信号と干渉するほど回転ノブインタフェースに十分近くないものは、上述のとおり標準感知を行うように動作してもよい。

よって、実施の形態において、全ての電極１２５の標準的な感知が無効化されているとき、場合によっては、自動車を実際に運転している最中であろうと、またはどのようなときであろうと、自動車の運転手が電子機器１００への入力を行える唯一の方法は、回転ノブインタフェース１５０経由で、回転ノブインタフェース１５０の回転および／または押下の予め定義された組み合わせを用いることである。これらの動作は結果信号を変更し、結果信号は感知期間中に電子機器１００によって受信され、電子機器１００は次いで、例えば判定モジュール１４１を使用するなどして、これらを解釈する。結果信号は、それでドライバモジュール１４０が電極１２５を駆動する感知信号と同じ信号であり、回転ノブインタフェース１５０の容量結合によって変更された後のものであることに留意されたい。

別の実施の形態において、例えば、いくつかの電極１２５だけが、特に回転ノブインタフェース１５０の近くまたは下にあるものが、標準容量感知を無効化されており、電子機器１００の上の残りの電極１２５は標準容量感知の動作が可能であってもよい。このような別の実施の形態において、標準容量感知を無効化されている電極は、これらを標準容量感知に駆動することが回転ノブインタフェース１５０（その導電性領域１５１またはそのパターン領域１５２）に電気的に結合されている電極１２５から取得される結果信号に干渉し得るほど回転ノブインタフェース１５０に十分に近いものである。この特徴を図示するために、図１では破線の境界１５５が示されている。境界１５５の中の電極１２５は「ブラックアウト・ゾーン」の中にあり、標準感知信号で駆動されない。むしろ、詳細は後述するが、ブラックアウト・ゾーンの中の、回転ノブインタフェースに電気的に結合されている任意の電極は、後述するように回転ノブインタフェースの回転と押下を検知するように駆動される。

一般的に、ブラックアウト・ゾーンの中において、電極１２５の第１群は回転ノブインタフェース１５０の導電性領域１５１に結合されており、電極１２５の第２群は回転ノブインタフェース１５０のパターン領域１５２に結合されている。実施の形態において、第１群は基準信号で駆動され、第２群は回転ノブインタフェース１５０の当時の回転構成によって変更された結果信号を取得するために感知信号で駆動される。したがって、これらの別の実施の形態のそれぞれにおいて、ブラックアウト・ゾーンの境界１５５の中にある全ての電極は、常時、標準容量感知が無効化されていてもよい。

電極について、「無効化」という表現は、例えば、ある電極を全く駆動しないこと、これをガード信号で駆動すること、またはこれを一定の信号で駆動すること、を含んでもよいことに留意されたい。

図１の参照を続けると、電子機器１００の、回転ノブインタフェース１５０に電気的に結合されている電極については、上述のとおり、入力感知期間中は基準信号がドライバモジュール１４０から電極１２５の第１群に供給され、感知信号が電極１２５の第２群に供給される。１つまたは複数の実施の形態において、基準信号は、処理システム１１０から供給される設定可能な直流出力であってもよい。いくつかの実施の形態において、この直流信号は電子機器１００のグランド信号であってもよい。１つまたは複数の実施の形態において、結果信号は電極１２５の第２群から取得され、この結果信号は回転ノブインタフェース１５０の構成によって変更された感知信号である。結果信号は、次いで、回転ノブインタフェース１５０の回転を判定するために、または、例えばノブインタフェースが下向きに押下されて電子機器１００の表面に接触したかどうかを判定するために、判定モジュール１４１によって解釈される。１つまたは複数の実施の形態において、この回転は、例えば以前の位置からの差分角度の変化のような相対的な意味で判定されてもよいし、または、例えばホーム位置からの正または負の角度変化のような絶対的な意味で判定されてもよい。

次に説明する図２は、さらなる電気的結合が無くノブインタフェースが孤立しているときの、ノブインタフェース１５０の一例と周囲の物体の間に関係する容量を示す。図２を参照すると、ディスプレイパネル１２０の一例の表面の上に設けられ利用者の手１４２によって回転されているノブインタフェース１５０が概略的に示されている。ノブインタフェース１５０は筐体１５３を有しており、この筐体１５３は、例えばプラスチックなどの絶縁物でできていてもよい。利用者は筐体１５３を持つことまたは触ることによって、場合によってはこれを回転または押下することによって、ノブインタフェース１５０と物理的に相互作用する。上述のとおり、ノブインタフェース１５０の中には、導電性領域１５１および隣接するパターン領域１５２がある。

図２の参照を続けると、２つの可変容量１６０、１６１が示されている。第１の可変容量１６０は、回転ノブインタフェースの導電性領域１５１とディスプレイパネル１２０の間に存在し、第２の可変容量１６１は回転ノブインタフェースの導電性領域１５１と利用者の手１４２の間に存在する。さらなる電気的接続が無ければ、導電性領域１５１は接地されておらず、したがって浮遊していることに留意されたい。その結果、可変容量１６０は不確定である。さらに、導電性領域１５１と利用者の手１４２の間の容量結合１６１は、回転ノブインタフェース１５０の筐体１５３を利用者がどのように何で握るかに依存する。したがって、可変容量１６１は、利用者が素手であるか手袋をしているか、彼または彼女が何本の指で筐体１５３を保持するか、そして筐体１５３の誘電特性に応じて変化する。

これらの問題に取り組むために、１つまたは複数の実施の形態において、導電性領域１５１は、電子機器の一例の、基準信号で駆動された１つまたは複数の第１電極に、電気的に結合されていてもよい。さらに、パターン領域１５２は、電子機器の、結果信号を取得する１つまたは複数の第２電極に、電気的に結合されていてもよい。結果信号は、回転ノブインタフェースの回転位置と押下状態によって変更された感知信号である。１つまたは複数の実施の形態において、電子機器は図１の電子機器１００であってもよい。これらの電極結合の実施の例は、図３、図６Ａおよび図７Ａをそれぞれ参照して後述する。

図３は、１つまたは複数の実施の形態による、電子機器３０１の２つの電極群に結合された回転ノブインタフェース１５０を有する電子機器３０１の一例の上面図を示す。電子機器３０１は、例えば、図１の電子機器１００であってもよいし、またはこれと同等であってもよい。回転ノブインタフェース１５０は、図１と図２のそれぞれに示したものとそれぞれ同等であってもよい。図３の例において、回転ノブインタフェース１５０は、入力装置３０１に、その表面上で「ホーム」位置となるように貼り付けられており、ここでその表面との機械的な摩擦または抵抗が無く自由に回転可能であってもよい。１つまたは複数の実施の形態において、回転ノブインタフェース１５０は、例えばバネまたは他の付勢装置によって、このホーム位置に付勢されている。１つまたは複数の実施の形態において、回転ノブインタフェース１５０は、利用者がこれを押下することによって移行させることのできる「押下」位置をさらに有している。さらに、これはＴＤＤＩ技術を含んでいてもよい。図３の例では、電子機器３０１はＡＭＰ装置であってもよい。電子機器３０１の電極のいくつかは回転ノブインタフェース１５０のそれぞれの部分に結合しており、これらの電極は図３に示されている。したがって、電極３１３は、回転ノブインタフェース１５０にある内側の導電性領域３１０の下に設けられており、これに電気的に結合されており、２つの電極３２３は、回転ノブインタフェース１５０の外側のパターン領域３２０の下に設けられており、これに電気的に結合されている。１つまたは複数の実施の形態において、電子機器３０１の感知期間中に、電極３１３は基準信号で駆動されてもよく、２つの電極３２３は感知信号で駆動されてもよく、結果信号はこれら２つの電極で受信されてもよい。１つまたは複数の実施の形態において、これらの信号は、図示のとおり、上述した図１の処理システム１１０と同じまたは同等の方法で動作し得る処理回路３６０によって供給されてもよい。いくつかの例において、処理回路３６０は、ＴＤＤＩ駆動回路を含んでいてもよい。さらに、１つまたは複数の実施の形態において、電子機器３０１の電極３１３、３２３は、回転ノブインタフェース１５０に設けられている結合電極を介して、回転ノブインタフェース１５０の２つの領域にそれぞれ電気的に結合されている。図３では、上面図を示しているため、結合電極は示されていない。しかし、回転ノブインタフェース１５０の結合電極は、図４Ａ、図４Ｂおよび図５に示され、以降に説明される。

図３の参照を続けると、１つまたは複数の実施の形態において、電子機器３０１の電極３１３に供給される基準信号は直流レベル信号であってもよく、この電極は回転ノブインタフェース１５０の内側の導電性領域３１０に電気的に結合されている。いくつかの実施の形態において、基準信号は電子機器３０１のグランド信号であってもよい。例えば、電子機器３０１は任意に選択したＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ：アナログ・フロント・エンド）からグランド信号を出力してもよく、電極３１３に供給される基準信号として用いられるのはこのグランド信号であってもよい。この基準信号が電子機器３０１の感知波形とは異なることに留意されたい。

１つまたは複数の実施の形態において、電子機器３０１の、回転ノブインタフェース１５０のパターン領域３２０に電気的に結合されている電極３２３に供給された感知信号は、任意の感知信号であってもよく、この感知信号は処理回路３６０によって出力されていてもよい。実施の形態において、回転ノブインタフェース１５０に設けられた結合電極は、ノブが操作される間、電子機器３０１に対する相対的な位置が決して変わらないことに留意されたい。したがって、回転ノブだけが動く。

１つまたは複数の実施の形態において、処理回路３６０は基準信号を電極３１３に駆動してもよい。さらに、処理回路３６０は、ガード電圧、例えばＶＧＵＡＲＤと、直流レベル電圧との間で選択してもよい。このような実施の形態において、直流電圧は、上述した回転ノブインタフェースの通常感知で使用されてもよい。しかし、ファームウェアのアルゴリズムでベースライン処理する間、処理回路３６０は基準電極３１３にガード電圧を印加してもよい。１つまたは複数の実施の形態において、このことは回転ノブインタフェースからの応答のベースラインへの取り込みを低減する。さらに、１つまたは複数の実施の形態において、基準電極の駆動をＶＧＵＡＲＤ信号と直流信号の間で切り替えることは、例えば、回転ノブインタフェースの取付けにおける機械部品間のばらつきに対する細かい校正のための、または、電子機器３０１の表示画面（例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶画面））におけるノブの存在と位置の自動検出のための、回転ノブインタフェースの結合電極の正確な位置の測定を可能とする。

次に説明する図４Ａと図４Ｂは、様々な実施の形態による、回転ノブインタフェースの一例の結合電極と、回転ノブインタフェースの押下機能とを両方とも示している。

図４Ａを参照すると、図３の電子機器３０１と回転ノブインタフェース１５０が、ここでは側面図で示されている。図４Ａの側面図は、関連している電子機器３０１と回転ノブインタフェース１５０の両方の異なる層を見ることを可能とする。したがって、図の上部には、網掛けされている内側の導電性領域３１０と、白く示されている外側のパターン領域３２０とがある。回転ノブインタフェース１５０のこれら２つの領域の下には３つの結合電極３６１、３６３があり、ただしこれらは回転ノブインタフェース１５０の一部である。結合電極３６１は、内側の導電性領域３１０と、電子機器３０１の第１の機器電極３１３とに結合しており、結合電極３６３は、外側のパターン領域３２０と、電子機器３０１の第２の機器電極３２３とに結合している。機器電極３１３、３２３のそれぞれは、例えば、図１に示した電極１２５の、図１の境界１５５の中にある１つであってもよい。回転ノブインタフェース１５０の結合電極３６１は、その下側表面に設けられており、したがって電子機器３０１の表示画面またはレンズの上にある。いくつかの実施の形態において、結合電極３６１、３６３は、内側の導電性領域３１０と外側のパターン領域３２０で平行板容量を形成するような形状をそれぞれ有していてもよく、または、例えば、これらの結合電極はフリンジ結合を介してこれらの構造体に結合されていてもよい。または、図示したように、第１と第２の機器電極３１３、３２３は、電子機器３０１のレンズと他の層の下に設けられている。

図４Ａは回転ノブインタフェース１５０の「ホーム」位置を示していることに留意されたい。したがって、結合電極３６１、３６３は、電子機器３０１の表面に当接しており、回転ノブインタフェース１５０の内側の導電性領域３１０と外側のパターン領域３２０から離間されており、そして、図示のとおり、それぞれの結合電極とそれぞれが電気的に結合されているリングの間に容量がある。内側の導電性領域３１０と結合電極３６１の間で、もしこの容量が大幅に増加したら、またはもし電気的短絡があったら、第１の機器電極３１３に供給された基準信号の結合が増加する。これが、回転ノブインタフェース１５０のホーム位置を示す図４Ａの構成から、回転ノブインタフェース１５０の「押下」位置を示す図４Ｂの構成への、変化の検出の基礎である。この変化の検出を、以降、「押下機能」と呼ぶ。これを次に説明する。

図４Ｂは、１つまたは複数の実施の形態による、図４Ａの側面図の、ただし回転ノブインタフェース１５０の一例が押下状態にある、一例を示す。したがって、１つまたは複数の実施の形態において、押下機能は、ノブインタフェース１５０を結合電極３６１、３６３に電気的に短絡し、こうして機器電極３１３に供給された基準信号と結合電極３６１の結合（または電気的短絡）を増加することによって、実現され得る。１つまたは複数の実施の形態において、この基準信号における増加は、回転ノブインタフェース１５０の押下状態を示すものとして判定されてもよく、また解釈されてもよい。例えば、基準信号の振幅における増加は、電子機器３０１の容量を感知するＡＦＥによって測定され得る。このような場合、測定された信号の増加は、ＡＦＥにおいて、図４Ｂに示した短絡の場合における電流の増加として現れる。

１つまたは複数の実施の形態において、回転ノブインタフェースがその押下状態にある間でも、ノブインタフェースの回転は、利用者によって行われ、電子機器３０１によって複合化されてもよい。

図５Ａは、図３の回転ノブインタフェース１５０の一例の側断面図を示す。図示された断面は、回転ノブインタフェースを、その中心を通って切断したものであり、したがって回転ノブインタフェース１５０の一例の中心に穴３１５が見えており、この穴３１５は断面の両側を内側の導電性領域３１０によって囲まれている。内側の導電性領域３１０の外側は、図示のとおり、外側のパターン領域３２０に隣接している。他の様々な実施の形態において、図５Ａの左側には２つの結合電極が示されており、そのそれぞれは包み込む形状を有している。これらの包み込み結合電極は、例えば、図４Ａの結合電極３６１、３６３の代わりに使用される。したがって、結合電極３５１は内側の導電性領域３１０と結合し、結合電極３５０は外側のパターン領域３２０と結合する。１つまたは複数の実施の形態において、図示された包み込み電極３５０、３５１は、図５Ａに示したとおり、引き込まれた容量によって、回転ノブインタフェース１５０のそれぞれの領域との結合と、電子機器３０１の電極との結合とを増加している。

図３〜図５を参照すると、実施の形態において、上述のとおり、電子機器３０１の、基準電圧、例えばグランド電圧が印加されている機器電極に内側の導電性領域３１０が結合されているので、図２を参照して上述したように、回転ノブインタフェース１５０は利用者の手袋または手袋をしていない手との容量結合による影響を本質的に受けないことに留意されたい。

自動車内のいくつかの実施の形態において、接続されている回転ノブインタフェースのノブが利用者によって掴まれているかどうかを報告することは、たとえ利用者によってノブが回転または押下される前であっても、電子機器にとって有用である。したがって、１つまたは複数の実施の形態において、ノブの周囲の予め定義された領域の電極を感知することは、利用者の、手袋をしているまたはしていない、感知電極の上でホバリングする指を検知するために使用されてもよい。このことは、利用者がノブを掴んだことを表すものとして使用されてもよい。実施の形態において、予め定義された領域は、例えば、図５Ｂに示したようであってもよい。

図５Ｂを参照すると、電子機器１００の一例のディスプレイパネル１２０の上に設けられた回転ノブインタフェース１５０に利用者の２本の指１４５が近づこうとしている。電子機器１００は、図１に示したものと同じ機器であってもよく、例えば、ここでは回転ノブインタフェース１５０をその近くから囲む電極１２６を示している。図５Ｂの電極１２６は、図１の電極１２５の部分的な一群である。１つまたは複数の実施の形態において、電極１２６は、回転ノブインタフェース１５０を掴んでいる、または掴もうとしていると推定される、利用者の指１４５を感知するために使用されてもよい。１つまたは複数の実施の形態において、図５Ｂの電極１２６を駆動するために、図４Ａに示した、回転ノブインタフェース１５０の外側のパターン領域３２０に電気的に結合されている第２の機器電極３２３を駆動するために使用されたものと同じ感知信号が使用されてもよい。図４Ａの電極３２３における結果信号は、任意の回転を判定するために取得され使用され、図５Ｂの電極１２６における結果信号は、指の存在または接近を判定するために取得され使用される。

上述のとおり、１つまたは複数の実施の形態において、ノブインタフェースは、ノブの絶対位置の回転符号化または位置の増分符号化を提供するためのパターン領域を含む。図６Ａ、図７Ａおよび図７Ｂは回転符号化方式の３つの例を示し、これらは、このような実施の形態において、ノブインタフェースのパターン領域の一例をパターン化するために使用されてもよい。

図６Ａは、図３の回転ノブインタフェース１５０の一例の内側の導電性領域３１０と外側のパターン領域３２０の上面図を示し、ここで外側のパターン領域３２０は１つまたは複数の実施の形態による回転符号化方式の第１の例を備えている。図６Ａに示した例において、一実施の形態では、電子機器３０１はＡＭＰ機器であってもよい。他の実施の形態において、他の様々な電子機器が使用されてもよい。図６Ａを参照すると、外側のパターン領域３２０に囲まれた内側の導電性領域３１０が示されている。外側のパターン領域３２０は、例えば、２つの同心円トラック３２１、３２２に分かれており、これらのそれぞれは、黒く示した導電性部分と、白く示した非導電性部分または空隙とを交互に有している。内側の導電性領域３１０は、電子機器３０１の、上述したように基準信号を供給される第１の機器電極３１３の一例に、電気的に結合されている。上述のように、ただし図６Ａが上面図であるため図６Ａには示されていないが、第１の機器電極３１３は回転ノブインタフェースの結合電極経由で内側の導電性領域３１０に電気的に結合されている。同様に、外側のパターン領域３２０のそれぞれのトラックは、電子機器３０１の第２の機器電極の一例に電気的に結合されている。実施の形態において、第２の機器電極は、上述のように、感知信号で駆動される。したがって、例えば、内側のトラック３２２は（図示しない結合電極を介して）第２の機器電極３２３に結合されており、外側のトラック３２１は（図示しない結合電極を介して）第２の機器電極３２４に結合されている。図示した例では、第２の機器電極３２３、３２４は電子機器３０１のセンサ配列の同じ列にある。第２の機器電極３２３、３２４は、上述のように、感知信号でそれぞれ駆動され、そこから結果信号が取得される。したがって、第２の機器電極を、以降、「感知電極」と呼ぶ場合がある。同様に、第１の機器電極を、以降、「基準電極」と呼ぶ場合がある。

図６Ａの参照を続けると、利用者が回転ノブインタフェースを回転するとき、２つの同心円トラック３２１、３２２は回転し、電子機器３０１のセンサ配列において固定位置にある２つの第２の機器電極は固定されたままである。したがって、それぞれのトラックの黒い部分が第２の機器電極（感知電極）３２３、３２４に結合されているときにトラックが自転すると、導電性領域３１０と感知電極３２３、３２４の間の容量結合は最大である。同様に、それぞれのトラックの白い部分が感知電極３２３、３２４に結合されているとき、内側の導電性領域３１０と感知電極３２３、３２４の間の容量結合は最小である。第２の機器電極３２３、３２４のそれぞれにおける結果信号を分析することによって、以前の感知期間に対する回転ノブインタフェースの向きと相対的回転が判定され得る。

図６Ｂは、１つまたは複数の実施の形態における、図６Ａの感知電極３２３、３２４で受信され得る、パターン領域が図６Ａで示したようにパターン化されている回転ノブインタフェースによって変更された結果信号の一例と、これらの結果信号の解釈とを示す。図６Ｂに示した信号がバイナリであることに留意されたい。実施の形態において、電極からのＡＦＥ感知からの連続的な出力からの変換は、ソフトウェア上の閾値によって、または、例えば、アナログハードウェアで行う加算工程として提供され得る。このような実施の形態において、閾値で処理した後、バイナリ信号を表に応じてノブの回転方向（例えば、図６Ｂの表では左または右を＋１または−１で示す）に変換してもよい。

図７Ａは、１つまたは複数の実施の形態による、図３の回転ノブインタフェースの一例の内側の導電性領域３１０と外側のパターン領域３２０の上面図を示しており、ここで外側のパターン領域３２０はノブの絶対位置を判定する回転符号化方式の第２の例を備えている。図７Ａを参照して、外側のパターン領域３２０はシーケンシャル・グレー・コードで符号化されている。これは、外側のパターン領域３２０の外側リングに設けられた、弧の長さが様々な弧状の電極３４１、３４２、３４３を設けることによって、実装されている。この例では、外側のパターン領域３２０の外側リングは、外側のパターン領域３２０の外側リングの下の電子機器３０１にそれぞれ設けられた５つの電極７２０、７２１、７２２、７２３、７２４のように、感知電極群にも結合されている。５つの感知電極７２０、７２１、７２２、７２３、７２４は、ノブインタフェース１５０が回転すると３つの弧状電極３４１、３４２、３４３のそれぞれが、いくつかまたは１つの感知電極に結合するように、またはどの感知電極とも結合しないように、外側リングの下の５つの等間隔な位置に配置されている。

加えて、内側の導電性領域３１０は、基準電極、つまり「第１の機器電極」７１３に結合されている。実施の形態において、第１の機器電極７１３は基準信号を供給され、第２の機器（感知）電極７２０〜７２４は、上述のように、処理回路３６０によって感知信号で駆動される。利用者が回転ノブインタフェース１５０の一例のノブを回転すると、これら２つの領域は回転し、電子機器３０１のセンサ配列における固定位置にある感知電極７２０〜７２４は固定されたままである。したがって、弧状電極がこれらの上を通過すると、内側の導電性領域３１０と、感知電極７２０〜７２４のそれぞれとの間の容量結合が変化する。感知電極７２０〜７２４から取得される結果信号を分析することによって、ノブインタフェース１５０の絶対位置は判定され得る。

図７Ｂは、図３の回転ノブインタフェース１５０の外側のパターン領域３２０に設けられ得るパターンの第３の例を示す。図７Ｂに示すように、１つまたは複数の実施の形態において、外側のパターン領域３２０は、ノブの絶対位置を判定する回転符号化方式を備えている。図７Ｂを参照すると、回転ノブインタフェース１５０の、外側のパターン領域３２０によって囲まれている内側の導電性領域３１０が示されている。内側の導電性領域３１０は、上述のとおり、回転ノブインタフェース１５０の結合電極（図示せず）を介して、電子機器３０１から基準電圧を供給される第１の機器電極７１３に結合されている。外側のパターン領域３２０は、３ビット・グレー・コードで符号化されており、したがって、図示のとおり、導電体と空隙が交互するパターンをそれぞれが有する３つの同心円トラックに分割されている。さらに、それぞれのトラックは、後述するように、感知電極に結合されている。最も内側のトラックである感知トラック７０１は、感知電極７２１に結合されている。中央のトラックである感知トラック７０２は、感知電極７２２に結合されており、最も外側のトラックである感知トラック７０３は、感知電極７２３に結合されている。感知電極７２１〜７２３は、ノブインタフェースが回転すると３つの感知トラック７０１、７０２、７０３がそれぞれの感知電極の上を通過し得るように、図示のとおりパターン領域３２０の下の電子機器３０１にそれぞれ設けられている。

上述のとおり、実施の形態において、基準電極７１３は基準信号を供給され、感知電極７２１〜７２３は処理回路によって感知信号で駆動される。利用者が回転ノブインタフェース１５０を回転すると、外側のパターン領域３２０は回転し、電子機器３０１のセンサ配列の固定位置にある感知電極７２１〜７２３は固定されたままである。したがって、３つの感知トラック７０１〜７０３の導電体部分がそれらの上をそれぞれ通過すると、内側の導電性領域３１０と感知電極７２１〜７２３のそれぞれの間の容量結合がそれぞれ変化する。感知電極７２１〜７２３のそれぞれで取得された結果信号を分析することによって、回転ノブインタフェース１５０の絶対回転位置が判定され得る。

図８は、１つまたは複数の実施の形態における、回転ノブインタフェースを電子機器の一例に実装し、この回転ノブインタフェースの位置および／または状態を判定するための方法８００を示す、処理のフローチャートである。例えば、電子デバイスは、上述のとおり、例えばＴＤＤＩ技術を含むものなどの、ディスプレイと感知装置の組み合わせであってもよい。

方法８００は、ブロック８１０からブロック８５０までを含む。別の実施の形態において、方法８００は、より多くのブロックまたはより少ないブロックを有していてもよい。方法８００はブロック８１０で開始し、ここで、導電性領域およびパターン領域と、それぞれの領域にそれぞれ結合された１つまたは複数の結合電極とを有する回転ノブインタフェースが電子機器に準備される。例えば、回転ノブインタフェースは、上述の、図１から図７Ｂまでに示したもののいずれかであってもよい。

方法８００はブロック８１０からブロック８２０に進み、ここで回転ノブインタフェースの導電性領域は、導電性領域の結合電極経由で、電子機器の第１電極群に電気的に結合される。電子機器の第１電極群は、基準信号を受信するように構成されている。例えば、第１電極群は図３または図６Ａの電極３１３または図７Ａおよび図７Ｂの第１の機器電極７１３であってもよい。または、例えば、第１電極の群は複数の電極を含んでもよい。基準信号については、例えば、図３の電子機器３０１の処理回路３６０などのような、電子機器の処理回路によって生成されるグランド信号であってもよい。別の例として、基準信号は、任意に選択されたアナログ・フロント・エンドからのＴＤＤＩ機器によって出力されたグランド信号であってもよい。

方法８００はブロック８２０からブロック８３０に進み、ここで回転ノブインタフェースのパターン領域は、パターン領域の結合電極経由で、電子機器の第２電極群に電気的に結合される。電子機器の第２電極群は、電子機器の、回転ノブインタフェースによって変更された結果信号を受信するように構成されている。例えば、第２電極群は、図３の電極３２３もしくは図６Ａの電極３２３と電極３２４、または、例えば、図７Ａの電極７２０から電極７２４まで、または図７Ｂの電極７２１から電極７２３までであってもよい。

方法８００はブロック８３０からブロック８４０に進み、ここで第１電極群には基準信号としての直流電圧が供給され、第２電極群のそれぞれは電子機器の、回転ノブインタフェースによって変更された結果信号を受信する。上述したように、結果信号は、測定時に回転ノブインタフェースの回転位置によって変更されたこと以外は、第２電極群のそれぞれを駆動するために用いられた信号と同じ信号である。

方法８００はブロック８４０からブロック８５０に進み、ここで回転ノブインタフェースの回転位置は、結果信号に少なくとも部分的に基づいて判定される。方法８００はブロック８５０で終了する。

図９は、様々な実施の形態において、回転インタフェースを有する電子機器からの信号を処理するための方法９００を示す処理のフローチャートであり、この回転インタフェースは導電性領域とパターン領域を有し、この回転インタフェースは電子機器の表示画面の上に設けられている。例えば、電子機器は上述のようにＴＤＤＩ技術を含んでいてもよく、回転インタフェースは上述の図１から図７Ｂまでに示した回転ノブのいずれかであってもよい。

方法９００は、ブロック９１０からブロック９３０までと、任意にブロック９４０と、を含む。別の実施の形態において、方法９００はより多くのブロックまたはより少ないブロックを有していてもよい。方法９００はブロック９１０で開始し、ここで基準信号は電子機器の、回転インタフェースの導電性領域に電気的に結合された第１電極に供給される。基準信号は、例えば電子機器のグランド信号であってもよく、または、例えば電子機器の処理回路によって生成された別の信号であってもよい。

方法９００はブロック９１０からブロック９２０に進み、ここで結果信号は、電子機器の、それぞれがパターン領域に電気的に結合されている１つまたは複数の第２電極のそれぞれで受信され、それぞれの結果信号は回転インタフェースによって変更されている。例えば、第２電極はパターン領域の、例えば異なるトラックのような、異なる部分にそれぞれ電気的に結合されていてもよい。このことは、例えば、上述の図６Ａに示されており、ここで第２の機器電極３２３、３２４はノブインタフェース１５０の外側のパターン領域３２０の２つの個別のトラックにそれぞれ電気的に結合されている。別の例は上述の図７Ａに示されており、ここで電極７２０〜７２４は、ノブインタフェース１５０の外側のパターン領域３２０の外側リングに沿って等間隔に配置された５つの異なる位置に電気的に結合されている。さらに異なる例は上述の図７Ｂに示されている。

方法９００はブロック９２０からブロック９３０に進み、ここで回転インタフェースの回転位置は結果信号に少なくとも部分的に基づいて判定される。例えば、この判定は、例えば図１の電子機器１００の判定モジュール１４１のような、電子機器の判定モジュールによって行われてもよい。方法９００は、ブロック９３０で終了してもよいし、いくつかの実施の形態では任意のブロック９４０に任意に進んでもよい。

このような実施の形態において、方法９００はブロック９３０から任意にブロック９４０に進んでもよく、ここで、回転インタフェースがホーム位置にあるか押下位置にあるかが、電子機器の第１電極に供給される基準信号の強度に少なくとも部分的に基づいて判定されてもよい。このような実施の形態において、方法９００は任意のブロック９４０で終了する。

よって、１つまたは複数の実施の形態において、回転ノブインタフェースは電子機器の上に設けられてもよく、この回転ノブインタフェースは電子機器の感知電極と相互接続するための固定された結合電極を含む。回転ノブインタフェースは、導電性リングとパターンリングを含んでもよく、パターンリングは回転エンコーダでパターン化されていてもよい。実施の形態において、導電性領域は第１結合電極群経由で電子機器の第１電極群に結合されており、この後者は基準電圧で駆動される。同様に、パターン領域は第２結合電極群経由で電子機器の、回転ノブインタフェースによって変更された結果信号を受信するように構成されている第２電極群に結合されている。結果信号に少なくとも部分的に基づいて、電子機器の処理回路は回転ノブインタフェースのノブの回転位置を判定してもよい。

このように、ここに記載した実施の形態と例を、本技術とその特定の用途による実施の形態を最もよく説明するために、当業者が本開示を作成でき利用できるようにするために、示した。ただし、当業者は、上記の記載と例が図示と例示だけの目的で示されたことを認識するであろう。記載された説明は、網羅的であることまたは開示された正確な形態に開示を限定することを意図していない。

上記を考慮して、本開示の範囲は、以降の請求項によって決定される。

Claims (20)

1. 入力装置（３０１）の上に配置されるように構成され、導電性領域（３１０）および隣接するパターン領域（３２０）を含む回転インタフェース（１５０）と、
   前記導電性領域（３１０）に電気的に結合されるように構成され、前記入力装置の第１電極（３１３）から基準信号を受信するように構成されている第１結合電極群（３６１）と、
   前記パターン領域（３２０）に電気的に結合され前記入力装置の第２電極（３２３）に電気的に結合されるように構成された第２結合電極群（３６３）であって、前記第２電極は前記回転インタフェース（１５０）によって変更された結果信号を受信するように構成されている、第２結合電極群（３６３）と、
   を備え、
   前記第１結合電極群（３６１）と前記第２結合電極群（３６３）のそれぞれの電極の少なくとも一部は、前記導電性領域（３１０）と前記パターン領域（３２０）の下にそれぞれ設けられており、前記入力装置に当接するように構成されている
   電子機器。
2. 前記導電性領域（３１０）と前記パターン領域（３２０）はそれぞれ環状の形状を有し、前記パターン領域は前記導電性領域に隣接している
   請求項１に記載の電子機器。
3. 自動車に配置された
   請求項１に記載の電子機器。
4. 前記入力装置は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）またはＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：有機発光ダイオード）の１つを含み、前記回転インタフェースは前記入力装置の上面に配置されている
   請求項１に記載の電子機器。
5. 前記パターン領域は、前記入力装置の処理回路が前記回転インタフェースの絶対的または相対的な回転位置の１つを判定することを可能とするように構成されている
   請求項１に記載の電子機器。
6. 前記パターン領域のパターン（３２１、３２２）は、シーケンシャル直交エンコーダを具現化している
   請求項５に記載の電子機器。
7. 前記パターン領域のパターンは、
   ノブの絶対位置を取得するためのシーケンシャル・グレー・コード（３４１、３４２、３４３）、または
   前記ノブの絶対位置を取得するための３ビット・グレー・コード（７０１、７０２、７０３）
   の１つを具現化する
   請求項５に記載の電子機器。
8. 前記第１結合電極群と前記第２結合電極群のそれぞれの電極のそれぞれは、前記回転インタフェースの回転中に静止したままである
   請求項１に記載の電子機器。
9. 前記基準信号は、グランド信号である
   請求項１に記載の電子機器。
10. 前記回転インタフェースは、
    前記導電性領域および前記パターン領域と、前記第１結合電極群および前記第２結合電極群のそれぞれとの間に第１距離がそれぞれあるホーム状態と、
    前記導電性領域および前記パターン領域と、前記第１結合電極群および前記第２結合電極群のそれぞれとの間に、前記第１距離より短い第２距離がそれぞれある押下状態と、
    の２つの状態を有するように構成されている
    請求項１に記載の電子機器。
11. 前記回転インタフェース（１５０）を前記ホーム状態に配置するように構成された抵抗バネ要素をさらに備える、
    請求項１０に記載の電子機器。
12. 前記第１結合電極群（３５０）の少なくとも１つは、前記導電性領域の周囲を包み、かつ／または、
    前記第２結合電極群（３５１）の少なくとも１つは、前記パターン領域の周囲を包む、
    請求項１に記載の電子機器。
13. ディスプレイパネル（３０１）、処理回路（３６０）、基準電極（３１３）および感知電極（３２３）を備える入力装置と、
    前記ディスプレイパネル（３０１）の上に配置されるように構成されている回転装置（１５０）と、
    を備え、
    前記回転装置（１５０）は、
    導電性領域（３１０）および隣接するパターン領域（３２０）と、
    前記導電性領域（３１０）に電気的に結合され、前記基準電極（３１３）から基準信号を受信するように構成されている第１結合電極群（３６１）と、
    前記パターン領域（３２０）と前記感知電極（３２３）に電気的に結合されるように構成されている第２結合電極群（３６３）であって、前記感知電極（３２３）は前記回転装置（１５０）によって変更された結果信号を受信するように構成されている、第２結合電極群（３６３）と、
    を含み、
    前記第１結合電極群（３６１）と前記第２結合電極群（３６３）のそれぞれの電極の少なくとも一部は、前記導電性領域と前記パターン領域の下にそれぞれ設けられており、前記入力装置（３０１）に当接するように構成されている
    感知システム。
14. 前記パターン領域のパターンは、前記入力装置の処理回路が前記回転装置の絶対的または相対的な回転位置の１つを判定することを可能とするように構成されている
    請求項１３に記載の感知システム。
15. 前記回転装置は、
    前記導電性領域と前記第１結合電極群の間に第１距離がそれぞれあるホーム状態と、
    前記導電性領域と前記第１結合電極群の間に、前記第１距離より短い第２距離がそれぞれある押下状態と、
    の２つの状態を有するように構成されている
    請求項１３に記載の感知システム。
16. 前記第１結合電極群の少なくとも１つは、前記導電性領域の周囲を包み、かつ／または、
    前記第２結合電極群の少なくとも１つは、前記パターン領域の周囲を包み、かつ／または、
    前記感知システムは自動車に配置されている
    請求項１５に記載の感知システム。
17. 回転インタフェースを有する入力装置からの信号を処理する方法であって、
    前記回転インタフェースは、導電性領域とパターン領域を有し、
    前記回転インタフェースは、前記入力装置の表示画面の上に設けられ、
    前記入力装置（３０１）の、前記導電性領域（３１０）に電気的に結合された第１電極（３１３）に、基準信号を供給することと、
    前記入力装置の、前記パターン領域（３２０）にそれぞれ電気的に結合された１つまたは複数の第２電極（３２３）で、前記回転インタフェース（１５０）によってそれぞれが変更された結果信号を受信することと、
    前記結果信号に少なくとも部分的に基づいて、前記回転インタフェースの回転位置を判定することと、
    を備える
    方法。
18. 前記入力装置の前記第１電極（３１３）は、前記回転インタフェースの前記導電性領域に、前記回転インタフェースの第１結合電極（３６１）経由で結合されており、
    前記入力装置の前記第２電極（３２３）は、前記回転インタフェースの前記パターン領域に、前記回転インタフェースの第２結合電極（３６３）経由で結合されている、
    請求項１７に記載の方法。
19. 前記回転インタフェースは、
    前記導電性領域（３１０）と前記第１結合電極（３６１）の間に第１距離がそれぞれあるホーム状態と、
    前記導電性領域（３１０）と前記第１結合電極（３６１）の間に、前記第１距離より短い第２距離がそれぞれある押下状態と、
    の２つの状態を有するようにさらに構成されており、
    前記回転インタフェース（１５０）が前記ホーム状態または前記押下状態にあるかどうかを、前記基準信号の強度に少なくとも部分的に基づいて判定すること
    をさらに備える、
    請求項１８に記載の方法。
20. 前記パターン領域は、Ｎ個のトラック（７０１、７０２、７０３）を含み、前記結果信号を受信することは、前記入力装置のＭ個の第２電極（７２１、７２２、７２３）のそれぞれでＭ個の結果信号をそれぞれ受信することを含み、前記パターン領域のそれぞれのトラックは、前記Ｍ個の第２電極の１つまたは複数に結合されており、ここでＮとＮはそれぞれ０より大きい整数である、
    請求項１７に記載の方法。
    
    
    

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