JP5095805B2 - Power and position-sensitive display - Google Patents

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Description

本発明は、一般には、電子システム入出力デバイスに関し、より詳細には、ユーザの接触とその接触の力(入力)を検出する表示ユニット(出力)に関する。 The present invention relates generally to electronic system input and output devices, and more particularly, to a display unit for detecting a contact with the force of the contact of the user (input) (output).

(関連出願の相互参照) CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願、2006年3月30日に出願した「Force imaging Input Device and System」(第11/278,080号)、および2004年5月6日に出願した「Multipoint Touchscreen」(第10/840,862号)の優先権を主張するものである。 This application is U.S. Patent Application which is incorporated herein by reference, it was filed on March 30, 2006 "Force imaging Input Device and System" (No. 11 / 278,080), and May 2004 which claims the priority of which was entitled "Multipoint Touchscreen" (No. 10 / 840,862) to 6 days.

今日、コンピュータ・システムにおいて操作するための多くの型の入力デバイスが存在する。 Today, many types of input devices for operating in a computer system is present. 操作は一般に、表示画面でカーソルを移動しかつ/または選択することを含む。 Operation generally involves moving and / or select a cursor on the display screen. 例を挙げると、入力デバイスには、ボタンまたはキー、マウス、トラックボール、タッチ・パッド、ジョイ・ステック、タッチ・スクリーンなどが含まれる。 By way of example, the input device, button or key, include a mouse, trackball, touch pad, Joy sticks, such as a touch-screen. 具体的には、タッチ・スクリーンは、その操作が容易で融通性が高く、また価格が低下しているので、ますます普及している。 Specifically, touch screen, easy and high flexibility that operation, and because the price is reduced, are becoming increasingly popular. タッチ・スクリーンによって、ユーザは、指またはスタイラスで単に表示画面に触れることにより選択を行い、カーソルを移動させることができる。 The touch screen, the user may simply make a selection by touching the display screen with a finger or stylus, it is possible to move the cursor. 一般に、タッチ・スクリーンは表示画面上の接触とその接触の位置を認識し、コンピュータ・システムは接触を解釈し、その後に、接触イベントに基づいて動作を実施する。 In general, the touch screen recognizes the contact and position of the contact on the display screen, the computer system interprets the contact, then, carrying out the operation based on the touch event.

タッチ・スクリーンは一般に、タッチ・パネルとコントローラとソフトウェア・ドライバとを含む。 Touch screens typically include a touch panel controller and a software driver. タッチ・パネルは、接触感知面を備えたクリア・パネルであり、接触感知面が表示画面の可視領域を含むように表示画面の前に位置する。 Touch panel is a clear panel with a touch-sensitive surface, touch sensing surface is positioned in front of the display screen so as to include a visible region of the display screen. タッチ・パネルは、接触イベントを登録し、コントローラにこれらの信号を送る。 Touch panel, it registers a touch event and sends these signals to the controller. コントローラは、これらの信号を処理し、コンピュータ・システムにそのデータを送る。 The controller processes these signals and sends the data to the computer system. ソフトウェア・ドライバは、接触イベントをコンピュータ・イベントに変換する。 Software driver converts the contact events to the computer event.

抵抗性、容量性、赤外線、表面音波、電磁気、ニアフィールド・イメージングなどを含めて、複数のタイプのタッチ・スクリーン技術がある。 Resistive, capacitive, infrared, surface acoustic wave, electromagnetic, including such near-field imaging, there are several types of touch screen technology. これらのデバイスはそれぞれ、タッチ・スクリーンを設計しまたは構成するときに考慮に入れられる利点と欠点を有する。 Each of these devices has advantages and disadvantages that are taken into account when designing or in the touch screen. 抵抗性技術では、タッチ・パネルは、電気的な導電性と抵抗性のある薄い金層層でコーティングされる。 The resistive technology, the touch panel is coated with an electrically conductive resistant is thin gold layer layer. パネルに触れるとき、その層が接触し、それによって、接触イベントの位置を登録する「スイッチ」が閉じられる。 When touching the panel, the layers are in contact, whereby the "switch" is closed to register a location of the contact event. この情報は、さらなる処理のためにコントローラに送られる。 This information is sent to the controller for further processing. 容量性技術では、タッチ・パネルは、電荷を記憶する材料でコーティングされる。 The capacitive technology touch panel is coated with a material that stores charge. パネルに触れるとき、少量の電荷が接点に引き寄せられる。 When touching the panel, a small amount of charge is attracted to the contacts. パネルと共に置かれた回路は、電荷を測定し、処理のためにコントローラにその情報を送る。 Circuit placed with panels, charge was measured, and sends the information to the controller for processing.

表面音波技術では、超音波が、たとえば変換器によってタッチ・スクリーン・パネル上を水平と垂直に送られる。 The surface acoustic wave technologies, ultrasound, for example, sent a touch screen panel on the horizontal and vertical by the transducer. パネルに触れると、波の音響エネルギが吸収される。 Touching the panel, acoustic energy of the wave is absorbed. 変換器の向かいに置かれたセンサーは、この変化を検出し、処理のためにコントローラにその情報を送る。 Sensors placed opposite the transducer detects this change and sends the information to the controller for processing. 赤外線技術では、光線が、たとえば発光ダイオードによってタッチ・パネル上を水平と垂直に送られる。 The infrared technology, light is sent to a touch panel on the horizontal and vertical, for example, by a light emitting diode. パネルに触れると、発光ダイオードから出る光線の一部が遮断される。 Touching the panel, some of the light rays emanating from the light emitting diode is blocked. 発光ダイオードの向かいに置かれた光検知器は、この変化を検出し、処理のためにこの情報をコントローラに送る。 Photodetector placed opposite the light-emitting diode detects this change and sends this information to the controller for processing.

これらの技術の1つの欠点は、それらが一般に圧力すなわち力の情報を提供していないことである。 One drawback of these techniques is that they do not generally provide information of pressure or force. 力の情報は、ユーザがデバイスをどのように操作しているかについてのより確実な表示を得るために使用することができる。 Information of force, the user can use to obtain a more reliable indication of whether the manipulated how the devices. すなわち、力の情報は、関連する電子デバイス(タブレット・コンピュータ・システム、携帯情報端末または携帯電話など)にコマンドと制御信号を供給するための別の入力次元として使用することができる。 That is, force information may be used as another input dimension for supplying associated electronic device (tablet computer systems, personal digital assistant or a mobile phone, etc.) commands and control signals to. これらの技術に関する別の問題は、複数の物体が感知面に置かれるときでも、それらが単一の点についてしか報告できないことである。 Another problem with these techniques, even when multiple objects are placed on the sensing surface, is that they can not be reported only for a single point. すなわち、それらには、複数の接点を同時に追跡する能力が欠けている。 That is, them lacks the ability to track multiple contacts simultaneously.

米国特許出願第11/278,080号 U.S. Patent Application No. 11 / 278,080 米国特許出願第10/840,862号 U.S. Patent Application No. 10 / 840,862

したがって、接触の位置と、その接触を加えるときの力の両方を検出することができる入力表示ユニットを提供することが有益であろう。 Therefore, the position of the contact, it would be beneficial to provide an input display unit that can detect both the force when applying the contact.

力と位置の両方を検出するためのユニットが、第1の透明基板(第1の方向に向けられた第1と第2の導電トレース・セットを有する)と、第2の透明基板(第2の方向に向けられた導電トレースの第3のセットを有する)と、第1の透明基板と第2の透明基板の間に配置された複数の変形可能な部材(ゴム・ビードなど)とを含む。 Unit to detect both the force and position, the first transparent substrate (having first and second conductive traces set oriented in a first direction), a second transparent substrate (second including the a third set of conductive traces oriented in a direction), and a first transparent substrate and a plurality of deformable member disposed between the second transparent substrate (such as a rubber bead) . 第1の導電トレース・セットは、第2の透明要素の導電トレースと組み合わされて、ユーザが表示要素にどこで接触するかを表す静電容量信号を供給するように構成される。 The first conductive trace set, in combination with the conductive traces of the second transparent element, configured to provide a capacitance signal representative of whether the user is in contact where the display element. 第2の導電トレース・セットは、第2の透明要素の導電トレースと組み合わされて、表示要素に加えられた力の量を表す静電容量信号を供給するように構成される。 A second conductive trace set, in combination with the conductive traces of the second transparent element, configured to provide a capacitance signal representative of the amount of force applied to the display element. 一実施態様では、第2の透明基板は、それぞれの対が第3の複数の導電トレースのセットを分離する、(第2の方向に向けられた)第4の複数の導電トレースを含む。 In one embodiment, the second transparent substrate, each pair separates the third set of conductive traces, including (directed in a second direction) the fourth plurality of conductive traces. 別の実施態様では、2つの透明基板は、変形可能な部材の視覚的側面を和らげるために液体で満たされた閉じた容積を形成する。 In another embodiment, two transparent substrates, to form a closed volume filled with liquid to relieve visual aspects of the deformable member. 上述の力・位置感知ユニットは、表示ユニットが位置感知と力感知の両方が可能となるように、表示要素(LCDやCRTなど)に隣接してもよい。 Above the force-position-sensing unit, as the display unit is capable of both position sensing and force sensing, it may be adjacent to the display element (LCD or CRT).

本発明の一実施形態による表示ユニットを示すブロック図である。 It is a block diagram illustrating a display unit according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による力・接触セルを示すブロック図である。 Is a block diagram showing a force-contact cell according to an embodiment of the invention. 本発明の一実施形態による圧縮可能な媒体要素を示す様々な図である。 They are various views illustrating a media element compressible in accordance with an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による導電トレースのレイアウト図である。 It is a layout diagram of the conductive traces according to an embodiment of the present invention. 図4に述べるアーキテクチャの拡大図である。 It is an enlarged view of the architecture described in FIG. 本発明の一実施形態による力・接触感知ディスプレイの概略図である。 It is a schematic diagram of the force-touch-sensitive display according to an embodiment of the present invention.

以下の説明は、いずれの当業者もが、特許請求の範囲に記載される本発明を作成し使用できるようにするために提示されており、以下で論じる特定の例の文脈で示されるものであるが、その変形物が、当業者には容易に明らかになろう。 The following description, any person skilled in the art may have been presented in order to create a invention described in the claims can be used, those represented in the context of the particular examples discussed below some, but variations are will become readily apparent to those skilled in the art. したがって、本明細書に添付された特許請求の範囲は、開示される諸実施形態によって限定されるものではなく、しかし、本明細書で開示される諸原理および特徴に一致した最も広い範囲を与えられるべきである。 Therefore, the scope of the appended claims herein is not intended to be limited by the embodiments disclosed, but the widest scope consistent with the principles and features disclosed herein It should be used.

図1を参照すると、本発明の一実施形態による、力・位置表示ユニット100が、新規な力・接触セル105と、表示要素110と、コントローラ115とを含んでいる。 Referring to FIG. 1, according to one embodiment of the present invention, the force-position display unit 100, the new force-contact cell 105, a display element 110, and a controller 115. 図示するように、セル105は、(ユーザ120から見て)表示要素110の前に並べられている。 As shown, cell 105 is arranged in front of the display element 110 (viewed from the user 120). たとえば、セル105は、表示要素110の正面に貼り付けられてもよい。 For example, cell 105 may be affixed to the front of the display element 110. 例示的な表示要素110には、それだけに限らないが、様々なタイプの液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマ・ディスプレイ、陰極線管(CRT)が含まれる。 Exemplary display elements 110 include, but are not limited to, various types of liquid crystal display (LCD), a plasma display includes a cathode ray tube (CRT) is. 機能面では、コントローラ115は、セル105を駆動し、セル105から受信された信号のホスト・コンピュータ(図示せず)への中継および/または処理を行うための信号を供給するという点で、従来技術のコントローラに類似する。 Functionally, the controller 115 drives the cell 105, in that it supplies a signal for relaying and / or processing of the received signal of the host computer (not shown) from the cell 105, a conventional similar to the controller of the technology. こうした信号は、ディスプレイ100にどこで接触し、また接触するのにユーザ120がどれだけの力を用いたかを表す。 These signals represent whether contacts where the display 100, also the user 120 to contact with how much force. 別の実施形態は、表示ユニット100が、たとえば、セル105と表示要素110の間の偏光要素を含む。 Another embodiment includes a display unit 100, for example, comprises a polarizing element between the cell 105 and the display element 110. あるいは、表示装置の知覚されるコントラスト比を向上させるために、偏光子がセル105の外に置かれてもよい。 Alternatively, in order to improve the perceived contrast ratio of the display device, a polarizer may be placed outside the cell 105.

図2を参照すると、図1の新規な力・接触セル105が第1と第2の透明基板(200と205)を含んいる。 Referring to FIG 2, a new force-contact cell 105 of FIG. 1 is includes a first and second transparent substrates (200 and 205). これらの透明基板は、容積220で分離され、それぞれがあるパターンの導電トレース(210、215)の表面に隣接している。 These transparent substrates are separated by the volume 220, adjacent to the surface of the conductive traces has its own pattern (210, 215). 容積220は複数の圧縮可能な媒体要素225を含んでおり、この媒体要素によって、ユーザ120がディスプレイ100を押すと、基板200と205が互いに近くに移動することができる。 Volume 220 includes a plurality of compressible medium elements 225, by the media element, the user 120 presses the display 100 may be a substrate 200 and 205 are moved closer together. コントローラ115(図1参照)からの駆動信号と導電トレース210、215との組合せによって、基板200、205の間の分離が変化すると、トレース210、215の間の相互静電容量も変化する。 The combination of the drive signals and the conductive traces 210 and 215 from the controller 115 (see FIG. 1), the separation between the substrate 200 and 205 is varied, also varied mutual capacitance between the trace 210 and 215. コントローラ115によって検出された相互静電容量信号の変化によって、どこで、またどれだけの力でユーザ120がディスプレイ100に触れたが表される。 By the change of the detected mutual capacitance signals by the controller 115, where, also which although the user 120 only force touches the display 100 is represented.

一実施形態では、透明基板200、205は、約0.3〜0.5ミリメートル(mm)の間の厚さのガラスまたは光学的に透明なプラスチックからなり、液晶ディスプレイで一般に使用されるタイプのものでよい。 In one embodiment, the transparent substrate 200, 205 is made of glass or optically clear plastic thickness between about 0.3 to 0.5 mm (mm), of the type commonly used in liquid crystal display it may be one. 導電トレース210、215は、パターン形成された、インジウム・スズ酸化物または他の何らかの光学的透明または半透明の導体からなる。 Conductive traces 210 and 215 have been patterned, made of indium tin oxide, or some other optically transparent or semi-transparent conductor. 圧縮可能な媒体要素225には、たとえば、エラストマ・ドットまたはビードの形のポリウレタンまたはシリコーン・ゴムが含まれる。 The compressible medium elements 225, for example, include polyurethane or silicone rubber in the form of elastomer dots or beads.

導電トレース210、215の間の静電容量の変化は、上記で識別された厚さであり、約2〜20ミクロン(μm)の間だけ分離されたガラス基板を使用して容易に検出できることが分かっている。 Change in capacitance between the conductive traces 210 and 215 is the thickness identified above, can be readily detected using a glass substrate which is only separated between about 2-20 microns ([mu] m) I know. したがって、一実施形態では、圧縮可能な媒体要素225は、(導電トレース210、215の厚さを引いた)基板200から基板205の間隙にわたるエラストマ・ドットを含む。 Thus, in one embodiment, the compressible medium elements 225, includes a (minus the thickness of the conductive traces 210 and 215) elastomer dots from the substrate 200 across the gap of the substrate 205. 例を挙げると、基板200が基板205から10μmだけ分離される場合、圧縮可能な媒体要素は、図3A、3Bで示されるように配列され、間隔が置かれる。 If the example, the substrate 200 is separated by 10μm from the substrate 205, compressible media elements are arranged as shown in Figure 3A, 3B, spacing is placed. 一実施形態では、圧縮可能な媒体要素は、フォトリソグラフィまたはシルク・スクリーン処理を介して基板200あるいは205に設けられる。 In one embodiment, the compressible medium elements are provided on the substrate 200 or 205 through a photolithography or silk screen process. 別の実施形態では、圧縮可能な媒体要素は、両方の基板200と205に設けられる。 In another embodiment, the compressible medium elements are provided on both the substrate 200 and 205. この後者の実装では、第1の基板(基板200など)上に形成されたドットまたはビードは、第2の基板(基板205など)上に形成されたドットまたはビードの間に配置される。 In this latter implementation, dots or bead formed on the first substrate (such as substrate 200) is disposed between the dots or bead formed on the second substrate (such as substrate 205). したがって、一緒になって、図3に示すパターンが構築される。 Thus, together, the pattern shown in FIG. 3 is constructed. 本明細書で述べる概念から逸脱せずに、他のパターンが可能であることが当業者には認識されよう。 Without departing from the concepts described herein, it is possible that other patterns will be recognized by those skilled in the art.

必須ではないが、一実施形態では、容積220は、流体が基板200(および導電トレース210)と基板205(および導電トレース215)の間の領域を満たすように閉じ込められる。 Although not required, in one embodiment, the volume 220, the fluid is confined to fill a space between the substrate 200 (and conductive traces 210) and the substrate 205 (and conductive traces 215). この構成の1つの利点は、流体の屈折率が、圧縮可能な媒体要素の屈折率と一致させることができることである。 One advantage of this configuration is that the refractive index of the fluid is that it can match the refractive index of the compressible medium elements. そのようにすると、スネルの法則によって、圧縮可能な媒体要素がユーザの視点からは消えるように見え、結果として、表示要素110上で提示されるいかなるものもユーザが見ることから気をそらせないことが保証される。 In so doing, by Snell's law, it seemed compressible medium elements disappear from the perspective of the user, as a result, it does not deflect air from looking user Nothing presented on the display element 110 There is guaranteed. 1つの例示的な光学的流体は、SantoLightからのSL−5267である。 One exemplary optical fluid is SL-5267 from SantoLight. 光の損失を減らし、屈折のゆがみを緩和するために各境界面に薄膜反射コーティングを施すことは当業者には認識されよう。 Reduce the loss of light, applying a thin reflective coating on each interface in order to alleviate the distortion of refraction it will be recognized by those skilled in the art. 例示的な反射防止膜は、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウムなどを含み、一般に約50〜200ナノメートルの厚さで施される。 Exemplary anti-reflection film, magnesium fluoride, and the like of aluminum oxide, applied in a thickness of generally about 50 to 200 nanometers.

図4を参照すると、本発明の一実施形態による導電トレース210、215のレイアウトが示されている。 Referring to FIG. 4, the layout of the conductive traces 210 and 215 is shown according to an embodiment of the present invention. 図示する実施形態では、「上側」トレース210(すなわちユーザ120に最も近いトレース)は、ピクセル・プレート400の列と、駆動フレーム405と、逆駆動線410とを備え、そのそれぞれが、非導電材料415の領域よって電気的に分離されている。 In the illustrated embodiment, "upper" Trace 210 (i.e. nearest trace user 120), a column of the pixel plate 400, a drive frame 405, and a reverse drive line 410, each of non-conductive material It is electrically separated I'm 415 area of. 「底」トレース215(すなわちユーザ120から最も遠いトレース)は、力検出操作に関連する感知線(420)と、位置検出操作に関連する感知線(425)とを含む。 "Bottom" Trace 215 (i.e. farthest traces from the user 120) includes sensing lines associated with the force detection operation and (420), the sensing lines associated with the position detection operation and a (425). 図示する実施形態で示されるように、それぞれの力検出トレース420は出力パッド(430、435、440)を有し、複数の位置検出トレース425は、共通の出力パッド(445、450)を共有する。 As shown in the illustrated embodiment, each force sensing trace 420 has an output pad (430,435,440), a plurality of position detecting trace 425 share a common output pad (445, 450) .

図5Aと5Bを参照すると、図4のアーキテクチャのより詳細な図が示されている。 Referring to FIG. 5A and 5B, a more detailed diagram of the architecture of FIG. 4 is shown. 一実施形態について、図5A、5Bで識別される寸法「a」から「h」が、表1に挙げられている。 An embodiment, FIG. 5A, the "h" from the "a" dimension identified by 5B, are listed in Table 1.

各要素の正確なサイズは、表示領域(ユニット100など)のサイズや所望の解像度のサイズによって決まる、設計上の決定事項であることが認識されよう。 The exact size of each element is determined by the size of the size and desired resolution of the display area (such as unit 100), it will be recognized that a design decisions. 重なる導電トレース210(トレース400など)と215(トレース420、425など)は、前述の係属特許出願に記載されたやり方で動作する容量性要素を形成することも認識されよう。 Overlapping conductive traces 210 (such as trace 400) 215 (such as trace 420 and 425) will also be appreciated to form a capacitive element that operates in the manner described in the aforementioned copending patent application.

図4、5に例示されたアーキテクチャでは、トレース210は透明基板200の1つの表面をほぼカバーし、トレース215は透明基板205の1つの表面を最小限カバーするにすぎないことに留意されたい。 In the illustrated architecture in FIGS. 4 and 5, trace 210 substantially covers the one surface of the transparent substrate 200, trace 215 is noted that only minimally cover the one surface of the transparent substrate 205. その結果、ユーザは、導電トレースで概ねカバーされた基板200の表面と、最小限カバーされるにすぎない基板205の表面との間の屈折率の差によって引き起こされる視覚的なアーティファクトを見ることがある。 As a result, the user, generally a cover surface of the substrate 200 with conductive traces, to see the visual artifacts caused by the difference in refractive index between the surface of the substrate 205 only be minimized covered is there. これらの視覚的アーティファクトを減少させるために、導電トレース材料と類似の屈折率を有する透明または半透明の導電トレース材料で基板205の表面を連続的に覆うことが有益であることが分かっている。 To reduce these visual artifacts, the refractive index similar to the conductive traces material transparent or semi-transparent conductive traces material having to cover the surface of the substrate 205 continuously has been found to be beneficial. たとえば、トレース215(420および425など)を含む基板205の同じ表面は、このコーティングがトレース215から電気的に分離される限り、同じ導電材料で覆われてもよい。 For example, the same surface of the substrate 205 including traces 215 (such as 420 and 425) as long as the coating is electrically isolated from the trace 215, may be covered with the same electrically conductive material. これは、たとえば、各トレース215のまわりに絶縁バリア(415など)を設けることによって行われることができる。 This can for example be done by providing an insulating barrier (such as 415) around each trace 215. この目的に適した他の例示的な材料には、それに制限されないが、酸化アルミニウム、酸化スカンジウムまたはBrewer Science社からのoptiNDEX(ポリマー・コーティング)が含まれる。 Other exemplary materials suitable for this purpose, but are not limited to, aluminum oxide, it includes OptiNDEX (polymer coating) from scandium oxide or Brewer Science, Inc..

図6を参照すると、力・位置感知表示ユニット600の一部が、概略的な形で示されている。 Referring to FIG. 6, a portion of the force-position-sensing display unit 600 is shown in schematic form. 本発明の一実施形態によれば、動作の間、駆動回路605は、感知回路610を介してトレースに関連するすべての力と位置を同時に感知しながら、逆駆動線と駆動フレームの各組合せを順に刺激する。 According to an embodiment of the present invention, during operation, the drive circuit 605, while sensing the position and all the forces associated with trace through the sensing circuit 610 at the same time, each combination of the drive frame opposite the drive line to stimulate in order. たとえば、第1の期間の間(T 1 )、逆駆動線615と620は第1の極性のパルス列で駆動され、駆動フレーム630は、反対の極性のパルス列で駆動される。 For example, during the first period (T 1), the reverse drive lines 615 and 620 are driven by a first polarity of the pulse train, drive frame 630 is driven with opposite polarity of the pulse train. これが行われている間、感知回路610は、ディスプレイのすべての列にわたってその各入力を「読み出し」または感知する。 While this is occurring, the sensing circuit 610, "read" the respective input across all columns of display or sensing. 第2の期間(T 2 )の間、逆駆動線620と625は第1の極性のパルス列で駆動され、駆動フレーム635は、反対の極性のパルス列で駆動される。 During the second period (T 2), the reverse drive lines 620 and 625 are driven by a first polarity of the pulse train, drive frame 635 is driven with opposite polarity of the pulse train. 時間T 2の間、感知回路610は、その各入力を再び読み出す。 During time T 2, the sensing circuit 610 again reads the respective input. この処理は、表示ユニット内のすべての行が駆動されるまで繰り返され、駆動後に処理は反復する。 This process, all the rows in the display unit is repeated until it is driven, the processing after the drive repeats. 上述したように、それぞれのピクセルは、(たとえば共通の感知パッド445を介した)位置測定に関する1つの信号、および(たとえばパッド430、435からの)力測定に関する2つの信号を生成する。 As described above, each pixel produces two signals relating to (e.g. common through the sensing pads 445) one signal relating to the position measurement, and (for example from the pad 430, 435) power measurement. 一実施形態では、測定される力の信号の平均が、「その」力の信号として使用される。 In one embodiment, the average power of the signal to be measured is used as a signal "the" force. 別の実施形態では、2つの信号の最大値(または最小値)が使用される。 In another embodiment, the maximum value of the two signals (or minimum value) is used.

一実施形態では、それぞれのパルス列は、50%のデューティ・サイクル、および約100と300キロヘルツ(KHz)の間の周波数を有する12個のパルス(0〜18ボルト)を含む。 In one embodiment, each pulse train comprises a 50% duty cycle, and about 100 to 300 kilohertz 12 pulses (0 to 18 volts) with a frequency between (KHz). 図6の実施形態では、感知回路610が、すべての列の入力を同時に読み出すように示されている。 In the embodiment of FIG. 6, the sensing circuit 610 is shown to read all input columns simultaneously. しかし、これは必要ではないことが認識されよう。 However, it will be appreciated that it is not necessary. たとえば、行の静電容量信号の変化を感知する動作は、それぞれの行(逆駆動線615、620と駆動フレーム630など)について、列の第1の部分が第1の期間の間に感知され、列の第2の部分が第2の期間の間に感知され、すべての列が感知されるまで以下同様に続くように多重化されてもよい。 For example, the operation for sensing a change in capacitance signal line for each row (such as reverse drive lines 615, 620 and the driving frame 630), the first portion of the column is sensed during the first time period a second portion of the column is sensed during the second period, it may be multiplexed to last Similarly until all the columns are sensed. この処理が完了した後、逆駆動線と駆動フレームの次のセットが刺激されてもよい。 After the processing is completed, the next set of drive frame opposite the drive line may be stimulated.

本発明によれば、図4、5、6の例示的なアーキテクチャは、各スキャン操作の間、各ピクセルについて2つの値を提供する(上記の議論を参照)。 According to the present invention, the exemplary architecture of FIG. 4, 5 and 6, during each scanning operation, provides two values ​​for each pixel (see above discussion). 第1の値は、ユーザがどこで表示ユニットに触れるかによる静電容量を表す。 The first value represents the capacitance due either touching the display unit user where. この値は、力とできるだけ独立したものであるべきである。 This value should be obtained by possible independent of the force. 第2の値は、表示ユニットに加えられた力を表す。 The second value represents the force applied to the display unit. この値は、力が加えられたところと、できるだけ独立したものであるべきである。 This value is a place where a force is applied, it should be one that is as independent as possible. 駆動フレーム405、逆駆動線410、感知線420、425の構成は、この独立性をもたらすように構成される。 Drive frame 405, the reverse drive line 410, the configuration of the sense lines 420 and 425 are configured to provide this independence. たとえば、駆動フレーム(405など)と力出力線(導電経路420のうちの1つなど)との間の相互静電容量は、それらの重なった領域(30μm×4.5mmなど)に正比例し、プレートの分離(力無しのときには10μm、全力では7μmなど)に反比例することが認識されよう。 For example, the mutual capacitance between the (such as one of the conductive paths 420) driving frame (405, etc.) and the force output lines is directly proportional to their overlapping regions (30 [mu] m × 4.5 mm, etc.), separation of the plate (at the time of no power 10 [mu] m, in the best 7μm, etc.) will be recognized to be inversely proportional to. 各逆駆動線についても、同じことが言える。 For even the reverse drive lines, the same is true. しかし、駆動フレームと逆駆動線が反対の極性信号で駆動されるので、それらは、互いに打ち消す傾向にある(すなわち、異なる極性は、感知経路と駆動フレームの間、および感知経路と逆駆動フレームの間で移動される電荷を打ち消す傾向にある)。 However, since the drive frame opposite the drive lines are driven with opposite polarity signal, which tends to cancel each other (i.e., different polarity, between the sensing path drive frame, and the sensing path and the reverse drive frame tend to cancel the charge transferred between). したがって、図示する実施形態では、逆駆動線は、位置感知経路425が駆動フレーム405の「足」に重なることによる電荷移動の一部を打ち消すために使用される。 Thus, in the illustrated embodiment, the reverse drive line, position sensing path 425 is used to cancel the part of the charge transfer by overlapping the "legs" of the drive frame 405. したがって、逆駆動線の使用によって、位置と力の出力信号が実質上独立していることが保証される。 Therefore, the use of reverse-driving line, the output signal of the position and force is guaranteed to be independent substantially.

特許請求の範囲から逸脱せずに、材料、コンポーネント、回路要素、ならびに図示した操作方法の詳細の様々な変更が可能である。 Without departing from the scope of the appended claims, a material, component, circuit elements, and various changes in details of the illustrated method of operation.

100 ディスプレイ、105 セル、110 表示要素、115 コントローラ、120 ユーザ、200 第1の透明基板、205 第2の透明基板、210 導電トレース、215 導電トレース、225 圧縮可能な媒体要素 100 display, 105 cells, 110 display elements, 115 controller, 120 user 200 first transparent substrate, 205 a second transparent substrate, 210 conductive traces, 215 conductive traces 225 compressible medium elements

Claims (10)

  1. 力・接触感知コンポーネントであって、 A force-contact sensing component,
    第1の基板と、 A first substrate,
    第2の基板と、 And the second substrate,
    前記第1 の基板第1の表面に隣接した複数の第1の導電トレースと、 A plurality of first conductive traces adjacent to the first surface of the first substrate,
    前記第2の基板第1の表面に隣接した複数の第2の導電トレースと、 A plurality of second conductive traces adjacent to the first surface of the second substrate,
    前記第1と第2の基板の間に置かれた変形可能な部材とを含み、 And a deformable member interposed between said first and second substrate,
    前記第1の基板の第1の表面と、前記第2の基板の第1の表面は、対面しており、 Wherein a first surface of the first substrate, the first surface of the second substrate are facing,
    前記複数の第1と第2の導電トレースが、前記第1の基板に加えられた力を示す、前記第2の導電トレースの第1のセット上の第1の信号セットと、前記力が加えられた前記第1の基板上の位置を示す、前記第2の導電トレースの第2のセット上の第2の信号セットとを生成するように構成され Said plurality of first and second conductive traces, showing a force applied to said first substrate, a first set of signals on a first set of said second conductive traces, wherein the force is added are shown the location on the first substrate, it is configured to generate a second signal set on the second set of the second conductive traces,
    前記第2の導電トレースの第2のセットは、前記第2の導電トレースの第1のセットから物理的に区分けされている、コンポーネント。 It said second second set of conductive traces is physically partitioned from the first set of the second conductive traces, component.
  2. 前記第1と第2の基板が透明である請求項1に記載のコンポーネント。 Component of claim 1 wherein the first and second substrates is transparent.
  3. 前記第1の導電トレースが第1の方向に向けられ、前記第2の導電トレースが第2の方向に向けられる請求項1に記載のコンポーネント。 Said first conductive traces oriented in a first direction, said second conductive trace component according to claim 1 directed to the second direction.
  4. 前記第1と第2の方向が実質上直交する請求項3に記載のコンポーネント。 Component according to claim 3, wherein the first and second directions are substantially orthogonal.
  5. 前記第1と第2の基板が、閉じた容積を含む請求項1に記載のコンポーネント。 Component of claim 1 wherein the first and second substrates, comprising a closed volume.
  6. 前記閉じた容積が、屈折率を有する流体で実質上満たされる請求項5に記載のコンポーネント。 Component of claim 5 wherein the closed volume, which is filled substantially with a fluid having a refractive index.
  7. 前記流体の前記屈折率が前記変形可能な部材の屈折率に実質上等しい請求項6に記載のコンポーネント。 Component according to claim 6 substantially equal to the refractive index of the refractive index can be said deformable member of said fluid.
  8. 前記第1と第2の基板の少なくとも1つの表面に隣接する偏光要素をさらに含み、前記少なくとも1つの表面が、前記第1または第2の複数の導電トレースが隣接する表面の反対側である請求項2に記載のコンポーネント。 Wherein the first and further comprises a polarizing element adjacent to at least one surface of the second substrate, the at least one surface, the opposite side of the first or second plurality of conductive traces are adjacent surfaces claims component according to claim 2.
  9. 前記偏光要素が光コーティングを含む請求項8に記載のコンポーネント。 Component of claim 8 wherein the polarizing element comprises an optical coating.
  10. 前記第1と第2の基板がガラスを含む請求項2に記載のコンポーネント。 Component of claim 2 wherein the first and second substrate comprises a glass.
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