JP6109794B2 - コンピューティングデバイス、積層ディスプレイスタック、タッチ画面上のタッチ入力を検出するための方法、プログラム - Google Patents

Description

本技術は、概ね透明ディスプレイカバーおよび当該カバーをタッチセンシング技術に接合する技術に関する。

一体型コンピュータシステム等の多くのコンピュータシステムにとり、ディスプレイは最も可視的で重要なコンポーネントである。大きくて明るいディスプレイは相当な量の電力を使用し、厚さがあり重いことがある。しかし、これらの特性は携帯可能なシステムを実装するには難しいものとする可能性がある。更に、多くのシステムはスクリーン上の限定された数のタッチ入力または１つのスタイラス入力のみをトラッキングすることができる。

タッチスクリーンディスプレイを有するデバイスの図である。 ディスプレイパネルを形成するべく用いられる積層ディスプレイスタックの側断面図である。 一例において使用され得る層の厚さを示す別のディスプレイスタックの側断面図である。 本明細書において説明されるタッチスクリーン技術を用いるデバイスのブロック図である。 タッチスクリーンディスプレイ用のディスプレイスタックを形成するための方法である。 本明細書において説明されるセンサからの入力をトラッキングするための方法の工程流れ図である。 表示上での複数のタッチ入力を示す一体型コンピュータの図である。 大きなタッチスクリーンを有するディスプレイの図である。同一のコンポーネントおよび特徴を参照するべく、本開示および図を通して同一の番号を使用する。すなわち、１００以降の連番は当初は図１において見られる特徴を指し、２００以降の連番は当初は図２において見られる特徴を指す、等である。

いくつかの実施形態は、１つのハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェア、またはこれらの組み合わせで実装し得る。いくつかの実施形態は、機械可読媒体上に格納された命令として実装することもでき、これらの命令をコンピューティングプラットフォームによって読み取って実行することにより、本明細書において説明するオペレーションを実行してもよい。機械可読媒体は機械、例えばコンピュータにより読取可能な形態で情報を格納または送信するための任意のメカニズムを含んでもよい。例えば、機械可読媒体としては、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、または電気信号、光信号、音響信号、もしくは他の形成の伝播信号、例えば搬送波、赤外線信号、デジタル信号、またはとりわけ信号を送信および／または受信するインタフェースが挙げられ得る。

実施形態は実装形態または例である。本明細書において「実施形態」、「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「様々な実施形態」、または「他の実施形態」に言及する場合、それらの実施形態に関して説明する特定の特徴、構造、または特性が本技術の少なくともいくつかの実施形態に含まれるが、全ての実施形態に必ずしも含まれるものではないことを意味する。「実施形態」、「一実施形態」、または「いくつかの実施形態」の様々な外観は、全て、必ずしも同一の実施形態を指しているわけではない。実施形態の要素または態様を別の実施形態の要素または態様と組み合わせることができる。

本明細書に説明および例示する全てのコンポーネント、特徴、構造、特性等を１つの特定の実施形態または複数の実施形態に含む必要はない。本明細書が構成要素、特徴、構造、または特性を例えば「含んでもよい（ｍａｙ）」、「含み得る（ｍｉｇｈｔ）」、「含むことができる（ｃａｎ）、または「含む可能性がある（ｃｏｕｌｄ）」と記載する場合、その特定のコンポーネント、特徴、構造、または特性を含むことを要求されない。本明細書または特許請求の範囲が「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」の要素に言及する場合、要素のうち１つのみが存在することを意味するものではない。本明細書または特許請求の範囲が「１つの付加的な」要素に言及する場合、２つ以上の付加的な要素が存在することを排除するものではない。

特定の実装形態を参照していくつかの実施形態を説明しているが、ある実施形態によれば他の実装形態が可能であることに留意されたい。更に、図面に例示し、および／または本明細書において説明する回路要素または他の特徴の配列および／または順序は、例示および説明する特定の方法で配列する必要はない。いくつかの実施形態によれば、多くの他の配置が可能である。

図に示す各システムにおいて、いくつかの場合における要素は、それぞれ、表される要素が異なるか、および／または同一であり得ることを示唆するべく同一の参照番号または異なる参照番号を有することがある。しかし、要素は異なる実装形態を有し、本明細書において示し、あるいは説明するシステムのいくつかまたは全てと共働するほどに柔軟であり得る。図に示す様々な要素は同一であるか異なることがある。どの要素を第１の要素と呼び、どれを第２の要素と呼ぶかは任意である。

携帯式一体型（ｐＡＩＯ）コンピュータシステムを実用的なものとするべく、システムは約４キログムラ未満の重量目標、約２．２ｃｍ未満の厚さ、および約６〜８時間のアクティブ時間を超えるバッテリー寿命を有することがある。更に、複数のユーザが存在するコラボレーション用途を可能にするべく、例えば良好な応答のための高いレポート率を有する約２０ポイントまたはこれ以上のタッチ検出が有用である。スタイラスを使用するシステムのために、複数のアクティブなスタイラスの使用を可能にする検出システムは、ディスプレイと統合して、向上した機能性も提供し得る。

これらの機能を実装するべく、本明細書において説明する様々な目標を達成するようにディスプレイ自体を設計し得る。例えば、ディスプレイは、例えば約５０ｃｍ（約２２インチ）よりも大きい対角寸法を有する大きさであることがある。ディスプレイは完全な高精細解像度、例えば約９４ピクセル／インチ（ＰＰＩ）の解像度を有し得る。また、タッチセンサは高解像度、例えば約２０ポイントを同時に検出することができる。更に、ディスプレイは、スタイラスと共に用いることができ、複数のスタイラスおよびタッチ検出を同時に実装してもよい。携帯式一体型（ｐＡＩＯ）コンピュータにおいて使用するには、本明細書において説明するディスプレイは、例えば２００カンデラ／平方メートル（ｃｄ／ｍ^２、また「ニット」とも呼ばれる）に対して約７Ｗ未満の低電力消費量を有し得る。更に、本明細書において説明する技術は、ディスプレイが例えば約０．７ｋｇ（約１．５ｌｂ）未満の非常に低い重量を有することを可能にする。

現在のシステムは、多くの場合、ディスプレイパネルカバーにガラスパネルを使用することにより耐擦傷性を増大させる。しかし、より大きなスクリーンサイズでは、ガラスを使用すると、実際的でない水準まで重量を増大させることがある。様々なタイプの耐擦傷性プラスチックは、ｐＡＩＯシステムの重量を改善するべく使用し得る。例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、および他のポリマーは、より軽い重量のディスプレイパネルカバーとして有用であり得る。いくつかの場合には、ポリマーは耐擦傷性コーティングを追加して使用することができる。

ディスプレイパネルカバーはセンサグリッドに直に接合してもよく、これにより支持を提供する。結果として、より高い脆さにも拘らず硬いグレードのＰＭＭＡを用いてユーザの経験を改善し、一方で耐擦傷性表面を維持することができる。また、ＰＭＭＡを使用することによりディスプレイ電力を下げることができる。パネルを通してより多くの光を送ることができるからである。更に、多くの場合、光源と液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のディスプレイパネルとの間に用いる輝度向上フィルム（ＢＥＦ）に改良することにより、高いバッテリー寿命ももたらすことができる。

いくつかの実施形態において、タッチパネルの設計は、大きなスクリーンサイズの場合を含めて、２００ヘルツのレポート率を伴う２０ポイントまたはそれ以上のタッチを提供することができる。また、タッチセンサに加えて、またはこれに代えて、ディスプレイは複数のスタイラス入力を検出することができるスタイラスアンテナ統合してもよい。一実施形態においては、実質的に同時のタッチ入力およびスタイラス入力を用いる。

図１はタッチスクリーンディスプレイ１０２を有するデバイス１００の図である。タッチスクリーンディスプレイ１０２はユーザが、特に自由な形式の入力１０４または仮想制御器１０６の選択により、例えばデバイス１００と相互作用することを可能にする。また、本明細書において使用するように、示される自由形式の入力１０４の任意のディスプレイは、デバイスと相互作用するように使用し得る他のあらゆる種類のタッチ入力を含む。

デバイス１００は、スマートフォン、携帯情報端末、タブレット、ラップトップ、ｐＡＩＯ、ＡＩＯコンピュータ、コンピュータモニタ、テレビシステム、またはタッチスクリーンディスプレイ１０２を現在有するか、これから利益を得ることができる任意の数の他のデバイス１００であり得る。例えば、他のデバイス１００は医療装置、処理制御コンピュータ等を含み得る。いくつかの実施形態において、デバイスは対角線が約５６ｃｍ（約２２インチ）、約６９ｃｍ（約２７インチ）、約１３２ｃｍ（約５２インチ）より多く、またはこれより更に大きいタッチスクリーンディスプレイ１０２を含む、大きなディスプレイ形式を有する。先に注記したように、本明細書で説明する実施形態において、ディスプレイパネルカバーはガラスまたは他の材料の代わりにＰＭＭＡプラスチックを用いてユニットの重量を下げることができる。

図２はディスプレイパネル２００を形成するべく用いられる積層ディスプレイスタックの側断面図である。ディスプレイパネル２００は構造の頂部に、コンポーネントを保護するディスプレイパネルカバー２０２を有する。本明細書において説明するように、ディスプレイパネルカバー２０２は耐擦傷性コーティング等、単独または積層構造のＰＭＭＡ、ＰＣ、または他の材料などの耐擦傷性プラスチック材料であり得る。

本明細書において説明するいくつかの実施形態において、直接接合技術はより大きなディスプレイを形成するべく用いることができる。例えば、接着層２０６により、ディスプレイカバーパネルをタッチスクリーンセンサ２０４に取り付けることができる。一実施形態において、タッチスクリーンセンサ２０４は、本明細書で説明する金属メッシュである。センシングタッチに加えて、金属メッシュはディスプレイパネルカバー２０２、例えばＰＭＭＡに機械的な支持を提供することにより、より堅固なディスプレイを形成し、より脆く、かつ耐擦傷性のプラスチックグレードを使用することを可能にし得る。

スタイラスアンテナ２０８は、第２の接着層２１０によりタッチスクリーンセンサ２０４に取り付け、タッチスクリーンセンサ２０４から絶縁することができる。本明細書において説明する実施形態において、スタイラスアンテナ２０８は、一度に２つのスタイラスから入力を受け取るように使用することができる。これは、双方のスタイラスからの入力を登録するべく６つの周波数帯域を使用するアンテナドライバにより実行することができる。より多くの周波数を追加することにより、使用するスタイラスの数を増加させることができる。いくつかの例において、入力は、スタイラスおよびタッチポイントの双方から受け取る。別個のスタイラスアンテナ２０８は、タッチスクリーンセンサ２０４をタッチセンサおよびスタイラスアンテナの双方として使用することができるので、必要とされないことがある。これらの例において、スタイラスアンテナ２０８および第２の接着層２１０は除去される。

本明細書において説明する別の接着層２１２は、層をディスプレイパネル２１４上に固定するように使用することができる。ディスプレイパネル２１４は、当技術分野において既知のＬＣＤパネルまたはＯＬＥＤパネルであり得る。ＯＬＥＤパネルを使用する場合、更なる層は必要とされない。ＬＣＤパネルをディスプレイパネル２１４として使用する場合、特に上部偏向子、導電性フィルム（ＣＦ）ガラス、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）パネル、別のＣＦガラス、および下部偏光子等、複数の層を含んでもよい。

更に、ディスプレイパネル２１４がＬＣＤパネルである場合、ディスプレイパネル２１４の下に追加の層を用いることによりパネルを照明し、輝度を増大させる。例えば、輝度増強フィルム（ＢＥＦ）２１６をディスプレイパネルの背部に配置することによりパネルを通して送られる光を増強させることができる。ＢＥＦ２１６は、ディスプレイパネルを通してより多くの光を導くプリズムフィルムであり得る。更に、ＢＥＦ２１６は２つの方向に光を導くデュアルＢＥＦ（ｄＢＥＦ）を含み、デバイスの可読角度を改善し得る。これらのフィルムの複数の層および組み合わせは、ＢＥＦ２１６として用いることができる。発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイまたは蛍光管により照明される光導波路等の光源２１８は、ＢＥＦ２１６の背部に配置され、ディスプレイパネル２１４のために照明を提供することができる。反射器２２０は、光源の背部に配置することによりディスプレイパネル２１４を通る光の量を増大させることができる。反射器２２０およびＢＥＦ２１６の設計はディスプレイパネル２１４を通る光をより飛散させ、方向的に整列させるように選択され、これにより光変動を減少させ、効率を高めることができる。ＢＥＦ２２０および反射器２２０に沿った追加の重層を統合することにより、ディスプレイの輝度およびＬＥＤバックライトの効率を約４５％またはそれ以上も高めることができる。

図３は、一例において使用し得る層の厚さを示すディスプレイスタック３００の側断面図である。ディスプレイスタックは、３つの一般的な部分である、外側スタック３０２、ディスプレイスタック３０４、および照明スタック３０６に分割され得る。外側スタック３０２は、ディスプレイを保護し、タッチ入力、スタイラス入力、またはその双方を検出するべく選択されるいくつかの層を含むことができる。

図３に示す例において、ディスプレイカバー３０８は約１ｍｍの厚さのＰＭＭＡである。ＰＭＭＡはいくつかの関連する樹脂の配合を含み、その用途に対する特性、透明度、堅固さ、耐擦傷性、および脆さを選択することを可能にし得る。多くのＰＭＭＡグレードは、高い光学的透明度およびディスプレイガラスの約半分の重量を有する。また、耐擦傷性は高い可能性があるが、高い表面硬度を提供する多くのＰＭＭＡ樹脂は脆い。従って、表面硬度および耐衝撃性（脆さ）を均衡させるべく、ＰＭＭＡグレードを注意深く選択しなければならない。これらのグレードの多くは比較的高いガラス繊維温度（Ｔｇ）を有し、低温度で高められた脆さをもたらし得る。ＰＭＭＡグレードは、ディスプレイガラスと比較して優れたものとして選択され得る。例えば、ＰＭＭＡはディスプレイガラスの透明度が８８％であるのに比較して９３％の透明度である。高い透明度のＰＭＭＡグレードを使用すると、ディスプレイガラスと比較して約５％の電力低減をもたらす。直接接合技術を使用して次の層をディスプレイカバー３０８に貼り合わせることにより、より硬いグレードの選択を可能にする。取り付けたコンポーネントが補強を提供するためである。

光学透明接着剤（ＯＣＡ）３１０の層は、ディスプレイカバー３０８の内側に取り付けることができるＯＣＡ３１０は、補強フィルムの各面上に接着層を有するテープまたはウェブの形態で提供することができる。更に、ＯＣＡ３１０はプラスチックの軟化層等の任意の数の他の実質的に透明な接着剤、ディスプレイパネルカバー３０８を軟化させる目的で使用される溶剤、紫外線開始剤を伴うゲル化アクリルモノマ等の光活性化光学透明接着剤（ＬＯＣＡ）、または当技術分野で既知の任意の数の他の接着剤を含み得る。

タッチを登録するために用いる金属メッシュ３１２、またいくつかの例においてスタイラス入力部は、ＯＣＡ３１０によりディスプレイカバー３０８に取り付けることができる。金属メッシュ３１２は、写真技術を用いてハロゲン銀のトレースが形成されるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基盤を有する１または複数の写真フィルム層である場合がある。金属メッシュ３１２のワイヤの導通トレースは、各ワイヤを約３０ミクロン隔てることで、約３０ミクロンで離間することができる。各方向を向くワイヤは垂直であり、静電容量によりタッチを検出する。金属メッシュ３１２は、図４に関連して述べるように駆動回路を有し、この駆動回路は約２００ヘルツ（Ｈｚ）またはそれ以上のリポート率を提供し、約１５、約２０、約４０、またはそれ以上の同時のタッチポイントのトラッキングを可能にすることができる。しかし、検出器が容量性である場合、より高いレポート率はより高い電流を使用し得る。従って、複数のタッチを検出するときにエネルギーを節約するには、駆動回路は先に検出したタッチの近傍でのみより高いスキャンレートを使用することができる。ＰＥＴ基板はアンチシャッターフィルムフィルム（ＡＳＦ）３１４として機能し、補強をディスプレイカバー３０８に提供することができる。光学透明接着剤（ＯＣＡ）の別の層３１６は、外部層３０２をディスプレイスタック３０４に取り付けるべく使用することができる。

ディスプレイスタック３０４のコンポーネントが当技術分野で知られ、例えば、画像を生成するべく使用する任意の数の層を含むことができる。例えば図３において示すように、ディスプレイスタック３０４は上部偏向子、カラーフィルタ（ＣＦ）ガラス、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）パネル、および下部偏光子を含み得る。エアギャップ３１７はディスプレイパネル３０４と照明層３０６との間に置いてもよい。

エアギャップ３１７は、デュアル輝度向上フィルム（ＤＢＥＦ３１８）とディスプレイスタック３０４との間に配置することができ、ディスプレイ層３０４に先立ってＤＢＥＦ３１８から飛散される光を増加させ、ディスプレイ層３０４は照明の均一性と輝度を増大させる。ＤＢＥＦ３１８はパネルの効率性を高めるように機能する。例えば、ＤＢＥＦ３１８は、複数の層の光学フィルム技術を用いることにより液晶パネルの下部偏光子により通常吸収される光を再利用する反射偏光子であることがある。従ってバックライトの効率性は高められるが、視野角は維持される。

２つの層であるプリズムフィルム３２０および３２２は、浅い角度の光の方向を光源からのディスプレイ３０４へと変更するべく用いることができる。プリズムフィルムはプリズム表面パターンを有するポリマーフィルムである。このパターンは、フラットフィルム表面から外側に向く連続した三角形のように見える。このパターンは浅い角度の光の方向をバックライトからディスプレイパネル３０４へと変更し、照明の効率性を高める。複数のプリズムフィルムは例えば、互いに垂直な軸で取り付けられて、効率性を更に高めるべく使用され、例えば水平のプリズム層３２０および垂直のプリズム層３２２を提供することができる。下部偏光子３２４は光をプリズムフィルム３２０および３２２に飛散させるべく使用され、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の離散点または蛍光管等の線から生じ得る光を均一にし得る。

導光板（ＬＧＰ）３２６は例えば、縁部または下部に沿って取り付けられた光源を含んでもよい。ＬＧＰ３２６は例えば、エッチングまたはパターン化することにより光を飛散させるＰＭＭＡ板である場合がある。いくつかの例において、ＬＧＰ３２６は、光を飛散させるように構成した粒子を含み得る。光源（ＬＧＰ３２６に含まれる）は白色ＬＥＤ、蛍光管、または任意の数の他のシステムを含み得る。反射器３２８は、光源の後ろに取り付けられ、光の方向を変更してディスプレイ層３０４に再び向けることができる。反射器３２８は、金属フィルム、白色面、またはより高度な材料である場合がある。一例において、反射器３２８は、反射器によりディスプレイ層３０４に再度放出された全ての光の約９８％より大きい光を反射する全内反射率を用いるように設計された複数層のポリマーフィルムである。プリズムフィルム３２０および３２２、ＤＢＥＦ３１８、ならびに反射器３２８を組み合わせることにより、ディスプレイ効率を約３５〜４０％高めることができる。

図示するディスプレイスタック３００には、スタイラスアンテナ３３０も存在する。スタイラスアンテナ３３０は任意の数の技術を用いて、１または複数のスタイラスの位置および入力を検出することができる。例えば、図示するスタイラスアンテナ３３０は、電磁共鳴（ＥＭＲ）センサを用いることができる。

スタックは図示する層に限定されず、特定の実装形態に更なる層を追加してもよいことが留意され得る。例えば、耐擦傷性ポリマーフィルムは、ディスプレイカバー３０８の上部面の上に用いてもよい。このフィルムは、スクリーン表面の反射およびグレアも低減し得る。いくつかの例において、層を省略することがある。例えば、図４に関連して説明するように、金属メッシュ３１２がタッチおよびスタイラス入力の双方を検出するように構成される場合、スタイラスアンテナ３３０は必要とされないことがある。

図４は、本明細書において説明するタッチスクリーン技術を用いるデバイス４００のブロック図である。 デバイス４００は、バス４０４によりいくつかの他の機能的なユニットに結合されたプロセッサ４０２を含む。例えばデバイス４００が携帯式一体型コンピュータ（ｐＡＩＯ）である場合、プロセッサ４０２はシングルコアのプロセッサ、マルチコアのプロセッサ、または任意の数の他の技術であり得る。デバイス４００が別個のコンピュータと共に使用するように構成されるディスプレイである場合、プロセッサ４０２は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロコントローラ、または他のタイプであってもよい。

バス４０４はＩＳＡ、ＥＩＳＡ、ＰＣＩ、ＰＣＩｅ、独自のバス技術等、任意の数の技術を含み得る。 バス４０４はプロセッサ４０２をストレージシステム４０６に連結することができる。ストレージシステム４０６はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ハードドライブ、光学ドライブ等の任意の組み合わせを含み得る。一例において、ストレージシステム４０６は、プロセッサ４０２にタッチ入力、スタイラス入力、またはその双方を取得するように指示するプログラムを保持する。

ビデオドライバ４０８はバス４０４に結合され、プロセッサ４０２が図３に関連して述べるディスプレイ層３０４等、ビデオスクリーン４１０上に情報を表示することを可能にする。表示される情報は、例えばバス４０４を介してタッチ処理ユニット４１２からプロセッサ４０２に提供されるタッチ入力への反応を含み得る。

タッチ処理ユニット４１２はタッチ送信機、およびタッチメッシュ４１６上のラインのスキャンを実装する受信装置４１４に結合される。 タッチメッシュ４１６は、例えば図３に関連して述べる金属メッシュ３１２であってもよい。いくつかの例において、バッテリー電源を節約するべく、５０ヘルツ（Ｈｚ）等の第１の緩慢なバックグラウンドレートでスキャンを継続的に行ってもよい。タッチを検出すると、ストレージシステム４０６に格納された命令は、プロセッサ４０２に指示してタッチ送信機および受信装置４１４にスキャン速度を２００Ｈｚ等、より高いレートに増加させることにより確度を高め、複数のタッチの検出を可能にし得る。増加したスキャンレートはパネル全体で実装してもよく、または検出されたタッチの近傍のライン用にのみ実装してもよい。例えば、タッチを水平および垂直方向で挟むラインは、増加したレートでスキャンし得るが、タッチに対して近くないラインはより低いレートでスキャンし得る。更に、増加したスキャンレートにより１０のタッチ、１５のタッチ、２０のタッチ、またはそれ以上の複数の同時のタッチを検出することを可能にし得る。

また、タッチメッシュ４１６は例えば、スタイラスアンテナとして用い、信号スプリッタ４１８を用いてタッチ信号をスタイラス位置および入力信号から間隔することもできる。この例において、スタイラス応答ユニット４２０はバス４０４に結合され、スタイラスからの入力を提供するが、スタイラスのフロントエンド４２２は、スタイラスからの入力に対応する信号スプリッタ４１８からの信号を受信する。スタイラスについての位置情報は、金属メッシュのラインに対するスタイラスからの受信済み無線信号の位置から判断することができる。他の例においては、スタイラスのフロントエンド４２２を介してスタイラス入力を受信することができるが、スタイラス位置はタッチ送信機および受信装置４１４により判断され得るハイブリッドシステムを用いることができる。スタイラス入力は、図３に関連して述べるＥＭＲスタイラスアンテナ３３０等、別個のシステムからも取得することができる。この例において、スタイラスドライバ４２４は、バス４０４とＥＭＲスタイラスアンテナ４２６との間にインタフェースを提供する。スタイラスインターフェースは、複数の周波数を同時に受信することにより複数のスタイラスを使用することを可能にするように構成され得る。例えば、スタイラスインターフェースは、６つの異なる周波数入力を受信するように構成され、２つのスタイラスを同時に使用することを可能にし得る。更に、デバイス４００はタッチおよびスタイラス入力の双方を同時に受け取るように構成され得る。

デバイス４００は、外部の機器およびシステムにインタフェース接続する任意の数のユニットも有し得る。例えば、ｐＡＩＯはバスに結合されたネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）４２８を有してもよい。ＮＩＣ４２８は、ＷＩＦＩ等の無線インタフェース、標準的イーサネット（登録商標）インタフェース、モバイルデータインタフェース等の広域ＬＡＮインタフェース、またはそれらのいずれかの組み合わせを含んでもよい。一例において、デバイス４００は、タッチおよびスタイラス入力を外部コンピュータシステムに提供するようにも構成され得る。この用途において、ビデオインターフェース４３０は、例えばＨＤＭＩ（登録商標）ケーブルまたはＤＶＩタイプのケーブルを介してビデオ信号を外部コンピュータから受信することができる。更に、タッチインターフェース４３２は、例えばＵＳＢケーブルを介してタッチおよびスタイラス入力を外部コンピュータに提供することができる。

デバイス４００は図４に示す構成に限定されず、実装形態に応じて様々なシステムを含み、または省略することができる。例えば、ｐＡＩＯコンピュータシステムはビデオインターフェース４３０またはタッチインターフェース４３２を含まなくてもよい。全てのオペレーションが内部で行われ得るからである。更に、いくつかの例において、ＥＭＲアンテナ４２６を有しないディスプレイスタックではＥＭＲスタイラスドライバ４２４を取り除いてもよい他のシステムを追加してもよい。例えば、キーボード等の他の周辺機器を取り付けることを可能にするべくＵＳＢインタフェースを含んでもよい。

図５は、タッチスクリーンディスプレイ用のディスプレイスタックを形成するための方法５００である。方法５００は、例えばディスプレイパネルカバーの一面に渡って接着層を塗布することにより、タッチスクリーンセンサをディスプレイパネルカバーに貼り合わせ、その後タッチスクリーンセンサを接着剤に貼り合わせる場合、ブロック５０２で開始する。接着剤の別の層を用いて、ブロック５０４でスタイラスアンテナをタッチスクリーンセンサに貼り合わせ、例えば３層構造を形成する。ブロック５０６でスタイラスアンテナ表面をディスプレイパネルに貼り合わせる。次いで、ブロック５０８に示すように、ＢＥＦ、プリズムフィルム、ｄＢＥＦフィルム、またはそれらのいずれかの組み合わせの上に積層構造を組み立てることができる。ブロック５１０で、組立構造物を光源上に配置する。ブロック５１２で、組立構造物を反射フィルム上に配置する。最終構造は図２または図３に示すようなものであろう。いくつかの例において、より多いか、またはより少ない層が構造内に含まれる。

図６は、本明細書において説明するセンサからの入力をトラッキングするための方法６００の工程流れ図である。方法６００は、例えば、図２および３に関連して述べるディスプレイスタック２００および３００、ならびに図４に関して述べるデバイス４００を用いて実装することができる。方法６００はブロック６０２で開始し、タッチ入力が検出されたかどうかを判断する。検出は、プロセッサからのクエリまたはタッチセンサから送信されたインタラプト信号として実行することができる。

ブロック６０２でタッチを検出すると、工程の流れはブロック６０４に進み、ここで例えばタッチの近傍、またはスクリーン全体でスキャン速度を増加することができる。ブロック６０６で、タッチの位置をトラッキングし、ブロック６０８で、タッチの位置をプロセッサに提供する。例えば、トラッキングをプロセッサにより実行し、タッチセンサを継続的に使用して各タッチ入力の新しい位置を判断することができる。

次に、工程の流れはブロック６１０に進み、スタイラス入力が検出されたかを判断する。タッチ検出については、規則的に入力の存在を確認するインタラプトまたはプロセッサによりこれを行ってもよい。スタイラス入力を検出する場合に、例えば、スタイラスセンサを使用してスタイラスに対する新しい位置を継続的に判断するプロセッサにより、ブロック６１２でスタイラス位置をトラッキングする。ブロック６１４で、スタイラス入力を検出する。これは、初期ボタン、またはデバイスにスタイラス位置、ならびに他のスタイラスボタンからの任意の追加の入力をトラッキングして応答するように指示するスタイラス入力を含み得る。ブロック６１６で、トラッキングされている１または複数のスタイラスの位置および入力をプロセッサに提供する。

方法６００を連続した流れとして示しているが、インタラプトに基づくシステムはインタラプトを受信するまでアクセスされないコードを含み得ることが理解され得る。例えば、ブロック６０２〜６０８は、タッチセンサがインタラプトをプロセッサに提供し、プロセッサにタッチ入力データを受信していることを通知する場合にのみアクセスされ得る。同様に、ブロック６１０〜６１６のスタイラス機能は、インタラプトを受信し、プロセッサにスタイラスが使用されていることを通知する場合にのみアクセスされ得る。

図７は、ディスプレイ７０４上の複数のタッチ入力７０２を示す一体型コンピュータ７００の図である。本明細書において説明するシステムはいくつかの別個のタッチ入力７０２をトラッキングすることができ、各タッチ入力７０２はデバイスにおける異なる応答７０６を制御する。いくつかの実施形態において、デバイスは、約１５の実質的に同時のタッチ入力７０２、約２０の実質的に同時のタッチ入力７０２、約４０の実質的に同時のタッチ入力７０２、またはそれ以上をトラッキングし得る。デバイスはタッチ入力に限定されず、スタイラスからの入力も受けることができる。一体型コンピュータ７００は、例えば５０ｃｍまたはそれより小さい対角スクリーンサイズの携帯式コンピュータであってもよい。しかし、システムは小さいサイズのスクリーンに限定されず、はるかに大きなスクリーンサイズと共に使用してもよい。

図８は、大きなタッチスクリーン８０２を有するディスプレイ８００の図である。ディスプレイ８００は一体型コンピュータシステムの一部であってもよく、または標準的デスクトップコンピュータユニットに結合するように構成したモニタ等の独立した入力／出力デバイスであってもよい。本実施形態において、２つのスタイラス８０４および８０６、ならびに指のタッチ８０８が示され、入力８１０をデバイスに提供する。ＰＭＭＡ等、ディスプレイパネルカバー用のプラスチックを用いると、ディスプレイの全重量を約７％またはそれ以上に低減することができる。更に、適切に選択したプラスチックカバーパネルを使用する場合、例えば内反射を減少させることによりバックライトの電力を約５％低減することができる。ｄＢＥＦおよび／または別個のプリズムを使用すると、バックライトの電力を４５％またはそれ以上、更に低減することができる。２００ｈｚのレポート率を有する金属メッシュのタッチ検出システムを使用すると、２０ポイントまたはそれ以上のタッチ検出、および例えば６０ｃｍまたはそれより大きいトラッキングを提供することができる。本明細書において説明するように、６つの帯域の周波数をサポートするアクティブなスタイラスシステムは、２つのスタイラスに入力を同時に提供することを可能にし得る。いくつかの実施形態において、スタイラスはタッチ入力と同時に入力を提供し、更なるコラボレーションを可能にし得る。直接接合技術を使用することにより、プラスチックカバーパネル上の機械的応力を軽減し、より大きなディスプレイの強度を増大させる。

［例１］ 一例において、コンピューティングデバイスは恒久的にセンサパネルに接合されたディスプレイパネルカバーを含み、ディスプレイパネルカバーは耐擦傷性プラスチック材料であり、センサパネルは、ディスプレイカバー上の少なくとも１５の同時のタッチ入力を検出し得るタッチセンサを含む。

［例２］ 別の例において、積層ディスプレイスタックはプラスチックディスプレイパネルカバー、接着層、タッチセンサ、第２の接着層、スタイラスアンテナ、第３の接着層、およびディスプレイパネルを含む。

［例３］ 別の例において、ディスプレイを作製するための方法を提供する。本方法は、タッチスクリーンセンサを、接着剤を有するディスプレイパネルカバーに貼り合わせる段階を含む。第２の接着剤をタッチスクリーンセンサ上に積層する。スタイラスアンテナをタッチスクリーンセンサ上の第２の接着層に貼り合わせる。第３の接着剤をスタイラスアンテナ上に積層する。ディスプレイパネルをスタイラスアンテナ上の第３の接着層に貼り合わせる。

上述の例における個別の事柄は１または複数の実施形態のいずれにおいても用いることができることを理解されたい。例えば、上記のコンピューティングデバイスの全ての任意選択の特徴は、本明細書において説明する方法またはコンピュータ可読媒体のいずれかに対して実装することもできる。更に、実施形態を説明するべく本明細書において流れ図および／または状態図を用いたことがあるが、本技術は本明細書のこれらの図または対応する説明に限定されない。例えば、フローは、本明細書において例示または説明する各例示ボックスもしくは状態を通して、または全く同一の順序で進む必要はない。

本技術は、本明細書において列挙される特定の詳細に限定されない。実際に、本開示の利益を有する当業者は、前述の説明および図面の多くの他の変更形態を本技術の範囲内で行い得ることを理解するであろう。従って、本技術の範囲を画定するのはいずれの補正も含む以下の特許請求の範囲である。

Claims (23)

1. センサパネルに恒久的に接合されたディスプレイパネルカバーを備え、
   前記ディスプレイパネルカバーは耐擦傷性プラスチック材料であり、
   前記センサパネルは、前記ディスプレイパネルカバーの上の少なくとも１５個の同時のタッチ入力を検出し得るタッチセンサを備え、
   前記タッチセンサはワイヤメッシュを有し、かつ、スタイラスアンテナとしても動作するように構成され、
   前記タッチセンサにおける複数のタッチ信号を、スタイラスの位置および入力信号から分離する信号スプリッタを更に備える、
   コンピューティングデバイス。
2. 携帯式一体型コンピュータを備える、請求項１に記載のコンピューティングデバイス。
3. 前記タッチ入力の近傍の複数のラインに対するスキャンレートを増大させると共に、前記タッチ入力に対して近くない複数のラインはより低いレートでスキャンするドライバを備える、請求項１または２に記載のコンピューティングデバイス。
4. 前記ドライバは、前記タッチ入力の検出前に約５０ヘルツで、前記タッチ入力の検出後に約２００ヘルツで前記タッチセンサをスキャンする、請求項３に記載のコンピューティングデバイス。
5. ６の周波数帯域をサポートし、少なくとも２つのスタイラスから実質的に同時に入力を受け取るスタイラスドライバを備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンピューティングデバイス。
6. 前記スタイラスアンテナを有する前記タッチセンサは、タッチ入力およびスタイラス入力を同時に可能にする、請求項１から５のいずれか１項に記載のコンピューティングデバイス。
7. 約５０ｃｍより大きい対角寸法のタッチスクリーンを備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のコンピューティングデバイス。
8. コンピュータからビデオ信号を受け取るインタフェースと、
   タッチスクリーン入力を前記コンピュータに提供するインタフェースと
   を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載のコンピューティングデバイス。
9. 前記ドライバは、前記タッチ入力を水平および垂直方向で挟む複数のラインを増大したレートでスキャンする、請求項３または４に記載のコンピューティングデバイス。
10. プラスチックディスプレイパネルカバーと、
    接着層と、
    少なくとも１５個の同時のタッチ入力を検出するタッチセンサと、
    第２の接着層と、
    ディスプレイパネルと、
    を備え、
    前記タッチセンサはワイヤメッシュを有し、かつ、スタイラスアンテナとしても動作するように構成され、
    前記タッチセンサにおける複数のタッチ信号を、スタイラスの位置および入力信号から分離する信号スプリッタを更に備える、
    を備える積層ディスプレイスタック。
11. 前記タッチ入力の近傍の複数のラインに対するスキャンレートを増大させると共に、前記タッチ入力に対して近くない複数のラインはより低いレートでスキャンするドライバを備える、請求項１０に記載の積層ディスプレイスタック。
12. 前記プラスチックディスプレイパネルカバーは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）ポリマーを備える、請求項１０または１１に記載の積層ディスプレイスタック。
13. 前記プラスチックディスプレイパネルカバーは、ポリカーボネート、アクリルポリマー、または透明ポリマーを含む、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の積層ディスプレイスタック。
14. 前記ワイヤメッシュの各ワイヤは、約３０ミクロンで離間配置される、
    請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の積層ディスプレイスタック。
15. 前記ディスプレイパネルは、液晶デバイスディスプレイ（ＬＣＤ）パネルを備える、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の積層ディスプレイスタック。
16. 輝度向上フィルム（ＢＥＦ）、デュアル輝度向上フィルム（ｄＢＥＦ）、プリズムフィルム、またはこれらのいずれかの組み合わせを備える、請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の積層ディスプレイスタック。
17. 光源および反射器を備える、請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の積層ディスプレイスタック。
18. 有機液晶ディスプレイ（ＯＬＥＤ）を備える、請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の積層ディスプレイスタック。
19. 光源および反射器を備え、
    前記ディスプレイパネルと、前記輝度向上フィルム（ＢＥＦ）、前記デュアル輝度向上フィルム（ｄＢＥＦ）、前記プリズムフィルム、またはこれらのいずれかの組み合わせとの間にエアギャップが配置される、請求項１６に記載の積層ディスプレイスタック。
20. ワイヤメッシュを有し、かつ、スタイラスアンテナとしても動作するように構成されたタッチセンサを用いてタッチ画面上のタッチ入力およびスタイラス入力を検出するための方法であって、
    第１のスキャンレートで前記タッチ画面をスキャンする段階と、
    前記タッチ入力が前記タッチ画面上に存在することを検出する段階と、
    前記第１のスキャンレートを第２のスキャンレートに増大させる段階と
    前記スタイラスアンテナを第１の周波数で動作させる段階と、
    タッチ信号を、スタイラスの位置および入力信号から、信号スプリッタを用いて分離する段階と、
    を備える方法。
21. 前記タッチ入力の近傍の複数のラインに対するスキャンレートを増大させるとともに、前記タッチ入力に対して近くない複数のラインはより低いレートでスキャンする段階を備える、請求項２０に記載の方法。
22. 前記タッチ入力を水平および垂直方向で挟む複数のラインを増大したレートでスキャンさせる段階を更に備える、請求項２１に記載の方法。
23. 前記タッチセンサを有するタッチスクリーンディスプレイに、請求項２０から２２のいずれか１項に記載の方法を実行させるためのプログラム。

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