JP6392234B2 - モバイルデバイスを用いた耳位置およびジェスチャー検出 - Google Patents

モバイルデバイスを用いた耳位置およびジェスチャー検出 Download PDF

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Description

優先権主張
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、2012年10月9日に出願した「Ear Position and Gesture Detection with Mobile Device」と題する米国特許出願第13/647,669号(代理人整理番号QUALP149/121325)の優先権を主張するものである。
本開示は、限定はしないが、タッチスクリーンを組み込んだディスプレイデバイスを含む、ディスプレイデバイスに関する。
電気機械システム(EMS)は、電気的および機械的要素と、アクチュエータと、トランスデューサと、センサーと、光学的構成要素(たとえば、ミラー)と、電子回路とを有するデバイスを含む。EMSは、限定はしないが、マイクロスケールおよびナノスケールを含む、様々なスケールで製造され得る。たとえば、マイクロ電気機械システム(MEMS:microelectromechanical system)デバイスは、約1ミクロンから数百ミクロン以上に及ぶサイズを有する構造を含むことができる。ナノ電気機械システム(NEMS:nanoelectromechanical system)デバイスは、たとえば、数百ナノメートルよりも小さいサイズを含む、1ミクロンよりも小さいサイズを有する構造を含むことができる。電気および電気機械デバイスを形成するために、堆積、エッチング、リソグラフィを使用して、ならびに/あるいは、基板および/または堆積された材料層の部分をエッチング除去するかまたは層を追加する、他の微細加工プロセスを使用して、電気機械要素が作成され得る。
1つのタイプのEMSデバイスは干渉変調器(IMOD:interferometric modulator)と呼ばれる。本明細書で使用するIMODまたは干渉光変調器という用語は、光学干渉の原理を使用して光を選択的に吸収および/または反射するデバイスを指す。いくつかの実施態様では、IMODは伝導性プレートのペアを含み得、そのペアの一方または両方は、全体的にまたは部分的に、透明でおよび/または反射性であり、適切な電気信号の印加時の相対運動が可能であり得る。一実施態様では、一方のプレートは、基板上に堆積された固定層を含み得、他方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された反射膜を含み得る。別のプレートに対するあるプレートの位置は、IMODに入射する光の光学干渉を変化させることがある。IMODデバイスは、広範囲の適用例を有しており、特にディスプレイ能力がある製品の場合、既存の製品を改善し、新しい製品を作成する際に使用されることが予期される。
従来、セルラー電話(本明細書では「セルフォン」とも呼ぶ)のユーザは、一般的に、セルフォンを使用するとき、耳のすぐそばでセルフォンを保持していた。しかしながら、セルフォンユーザが、セルフォンでの会話を有する間でも、セルフォンを耳から離して保持し、自分のセルフォンディスプレイ上でビデオまたは他のコンテンツを見ることは、より一般的になりつつある。ユーザが、ディスプレイの注視と、耳のすぐそばでのセルフォンの保持との間で切り替える場合、セルフォンのスピーカーからのオーディオレベルおよび/または音響指向性は、調節が必要となり得る。いくつかの状況では、ユーザは、タッチスクリーン上で1本もしくは複数の指でボタンを押すこと、またはジェスチャーを実行すること以外に、セルフォン動作を呼び出すことから利益を得ることがある。
本開示のシステム、方法およびデバイスは、それぞれいくつかの発明的態様を有し、それらのうちの単一の態様だけが、本明細書で開示する望ましい属性に関与するとは限らない。
本開示で説明する主題の1つの発明的態様は、センサーアレイを有する、セルフォンなどのモバイルデバイスを含む、装置において実施され得る。センサーアレイは、タッチセンサーアレイを含み得る。モバイルデバイスは、センサーアレイからのセンサー信号が耳ジェスチャーおよび/または耳の存在を示すかどうかを判断するように構成され得る。1つまたは複数のデバイス動作が、その判断に従って呼び出され得る。
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、センサーアレイを走査するステップと、センサーアレイのアレイキャパシタンスを検出するステップと、アレイキャパシタンスを解析するステップと、アレイキャパシタンスが耳の存在を示すかどうかを判断するステップと、耳の存在が示される場合、デバイス動作を呼び出すステップとを含む、方法において実施され得る。この方法は、センサーデバイスからセンサー信号を受信するステップと、センサー信号が耳の存在を示すかどうかを判断するステップとを含み得る。いくつかの実施態様では、センサーアレイは、投影容量性タッチセンサーアレイであり得る。
呼び出されたデバイス動作は、モバイルデバイスをアンロックすることを含み得る。デバイス動作は、セルフォン動作であり得る。たとえば、セルフォン動作は、セルフォンの少なくとも1つのスピーカーを制御すること、セルフォンのボイス認識機能を制御すること、および/または、セルフォンの他の機能を制御することを含み得る。
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、投影容量性タッチセンサーアレイと、論理システムとを含む、モバイルデバイスにおいて実施され得る。論理システムは、センサーアレイを走査すること、センサーアレイのアレイキャパシタンスを検出すること、アレイキャパシタンスを解析すること、アレイキャパシタンスが耳の存在を示すかどうかを判断すること、および、耳の存在が示される場合、デバイス動作を呼び出すことを行うために構成され得る。
いくつかの実施態様によれば、モバイルデバイスは、セルフォンを含み得る。デバイス動作は、セルフォン動作であり得る。セルフォン動作は、セルフォンの少なくとも1つのスピーカーを制御することを含み得る。セルフォン動作は、セルフォンをアンロックすることを含み得る。セルフォン動作は、セルフォンのボイス認識機能を制御することを含み得る。
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、モバイルデバイスのセンサーアレイを走査するステップと、センサーアレイからのセンサー信号を検出するステップと、センサー信号を解析するステップと、センサー信号が耳ジェスチャーを示すかどうかを判断するステップと、耳ジェスチャー指示に基づいて、デバイス動作を呼び出すステップとを含む、ジェスチャー検出の方法において実施され得る。耳ジェスチャーは、耳タッチ、耳押付け、耳圧力、耳スワイプ、耳回転、耳位置、耳距離、および/または耳の動きであり得る。いくつかの実施態様では、センサーアレイは、投影容量性タッチセンサーアレイであり得る。センサー信号は、キャパシタンス信号であり得る。
デバイス動作は、スピーカーフォンモードに切り替えること、標準オーディオモードに切り替えること、オーディオ出力デバイスの音量を調節すること、オーディオ出力デバイスの指向性を調節すること、マイクロフォンの指向性を調節すること、耳を認識すること、左耳を検出すること、右耳を検出すること、特定の耳を認識すること、耳認識をPINとして使用すること、セルフォンにアクセスすること、セルフォンをアンロックすること、通話を受けること、通話を開始すること、通話を終了すること、ボイス認識機構をオンにすること、ボイス認識機構をオフにすること、耳の特徴的パターンおよび顔の一部分を認識すること、耳ジェスチャーを学習すること、ならびに/または、耳位置を追跡することを含み得る。デバイス動作は、セルフォン動作であり得る。セルフォン動作は、セルフォンの少なくとも1つのスピーカーの音量レベルを修正すること、セルフォンのボイス認識機能を変更することなどを含み得る。
この方法は、モバイルデバイスの補足センサーデバイスから、補足センサー信号を受信するステップと、補足センサー信号を用いて、耳の存在を検証するステップとを含み得る。補足センサー信号は、モバイルデバイスの圧力センサー、赤外線(IR)センサー、加速度計、ジャイロスコープ、向きセンサー、および/またはカメラからの信号であり得る。
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、ソフトウェアを記憶した非一時的媒体において実施され得る。ソフトウェアは、モバイルデバイスの投影容量性タッチセンサーアレイを走査すること、センサーアレイからのキャパシタンス信号を検出すること、キャパシタンス信号を解析すること、キャパシタンス信号が耳ジェスチャーを示すかどうかを判断すること、および、耳ジェスチャー指示に基づいて、デバイス動作を呼び出すことを行うように、モバイルデバイスを制御するための命令を含み得る。
デバイス動作は、セルフォン動作であり得る。セルフォン動作は、セルフォンの少なくとも1つのスピーカーの音量レベルを修正することを含み得る。セルフォン動作は、セルフォンをアンロックすることを含み得る。セルフォン動作は、セルフォンのボイス認識機能を変更することを含み得る。
本明細書で説明する主題の1つまたは複数の実施態様の詳細を、添付の図面および以下の説明において示す。本概要で提供する例は、主に、MEMSベースのディスプレイに関して説明するが、本明細書で提供する概念は、液晶ディスプレイ(LCD)、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、電気泳動ディスプレイおよび電界放出ディスプレイなど、他のタイプのディスプレイに適用され得る。他の特徴、態様、および利点は、明細書、図面、および特許請求の範囲から明らかとなろう。以下の図の相対寸法は一定の縮尺で描かれていないことがあることに留意されたい。
干渉変調器(IMOD)ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の2つの隣接ピクセルを示す等角図の一例である。 3×3 IMODディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例である。 図1のIMODについての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例である。 様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときのIMODの様々な状態を示す表の一例である。 図2の3×3 IMODディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例である。 図5Aに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例である。 図1のIMODディスプレイの部分断面図の一例である。 IMODの異なる実施態様の断面図の一例である。 IMODの異なる実施態様の断面図の一例である。 IMODの異なる実施態様の断面図の一例である。 IMODの異なる実施態様の断面図の一例である。 IMODのための製造プロセスを示す流れ図の一例である。 IMODを製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。 IMODを製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。 IMODを製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。 IMODを製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。 IMODを製作する方法におけるある段階の断面概略図の一例である。 耳の存在が検出される場合、デバイス動作を呼び出す方法のブロックを示す流れ図の一例である。 投影容量性タッチセンサーアレイの様々な耳検出状態、および対応するスピーカー設定の一例を示す図である。 投影容量性タッチセンサーアレイの様々な耳検出状態、および対応するスピーカー設定の一例を示す図である。 投影容量性タッチセンサーアレイの様々な耳検出状態、および対応するスピーカー設定の一例を示す図である。 投影容量性タッチセンサーアレイの様々な耳検出状態、および対応するスピーカー設定の一例を示す図である。 耳の存在が検出されるとき、電話での会話のためにモバイルデバイスをアンロックまたはオンにする一例を示す図である。 耳の存在が検出されるとき、電話での会話のためにモバイルデバイスをアンロックまたはオンにする一例を示す図である。 耳の存在が検出されるとき、電話での会話のためにモバイルデバイスをアンロックまたはオンにする一例を示す図である。 耳検出能力がある、および耳検出能力がない、モバイルデバイスのユーザの一例を示す図である。 耳検出能力がある、および耳検出能力がない、モバイルデバイスのユーザの一例を示す図である。 耳検出能力がある、および耳検出能力がない、モバイルデバイスのユーザの一例を示す図である。 耳検出能力がある、および耳検出能力がない、モバイルデバイスのユーザの一例を示す図である。 耳認証方法のブロックを示す流れ図の一例である。 耳パターンデータおよび/または顔パターンデータを取得および記憶するための方法のブロックを示す流れ図の一例である。 耳ジェスチャーが検出される場合、デバイス動作を呼び出す方法のブロックを示す流れ図の一例である。 耳ジェスチャーの一例を示す図である。 耳ジェスチャーの一例を示す図である。 耳ジェスチャーの一例を示す図である。 耳ジェスチャーの一例を示す図である。 耳ジェスチャー登録方法のブロックを示す流れ図の一例である。 本明細書で説明する少なくともいくつかの方法を実行するように構成され得るディスプレイデバイスを示す、システムブロック図の一例である。 本明細書で説明する少なくともいくつかの方法を実行するように構成され得るディスプレイデバイスを示す、システムブロック図の一例である。
様々な図面中の同様の参照番号および名称は、同様の要素を示す。
以下の説明は、本開示の発明的態様について説明する目的で、いくつかの実施態様を対象とする。ただし、本明細書の教示が多数の異なる方法で適用されてもよいことを、当業者は容易に認識されよう。説明する実施態様は、動いていようと(たとえば、ビデオ)、静止していようと(たとえば、静止画像)、およびテキストであろうと、グラフィックであろうと、絵であろうと、画像を表示するように構成され得る任意のデバイスまたはシステムにおいて実施され得る。より詳細には、説明する実施態様は、限定はしないが、携帯電話、マルチメディアインターネット対応セルラー電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Bluetooth(登録商標)デバイス、携帯情報端末(PDA)、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、GPS受信機/ナビゲータ、カメラ、MP3プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、クロック、計算器、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子リーディングデバイス(すなわち、電子リーダー)、コンピュータモニタ、自動車ディスプレイ(オドメータおよびスピードメータディスプレイなどを含む)、コックピットコントロールおよび/またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ(車両における後部ビューカメラのディスプレイなど)、電子写真、電子ビルボードまたは標示、プロジェクタ、アーキテクチャ構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダーまたはプレーヤ、DVDプレーヤ、CDプレーヤ、VCR、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機/乾燥機、パーキングメータ、(電気機械システム(EMS)、マイクロ電気機械システム(MEMS)および非MEMS適用例などにおける)パッケージング、審美構造物(たとえば、1つの宝飾品上の画像のディスプレイ)、ならびに様々なEMSデバイスなど、様々な電子デバイス中に含まれるかまたはそれらに関連付けられ得ると考えられる。また、本明細書の教示は、限定はしないが、電子スイッチングデバイス、無線周波フィルタ、センサー、加速度計、ジャイロスコープ、動き感知デバイス、磁力計、コンシューマーエレクトロニクスのための慣
性構成要素、コンシューマーエレクトロニクス製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動方式、製造プロセスおよび電子テスト機器など、非ディスプレイ適用例において使用され得る。したがって、本教示は、単に図に示す実施態様に限定されるものではなく、代わりに、当業者に直ちに明らかになるであろう広い適用性を有する。
本明細書で提供するいくつかの実施態様によれば、セルフォンなどのモバイルデバイスは、1つまたは複数のセンサーを含み得る。いくつかの実施態様では、モバイルデバイスは、センサーアレイを含み得る。センサーアレイは、投影容量性タッチ(PCT)センサーアレイなど、タッチセンサーアレイを含み得る。モバイルデバイスは、センサーアレイからの1つまたは複数のセンサー信号が耳ジェスチャーおよび/または耳の存在を示すかどうかを判断するように構成され得る。1つまたは複数のデバイス動作が、その判断に従って呼び出され得る。
デバイス動作は、セルフォンの少なくとも1つのスピーカーを制御することを含み得る。デバイス動作は、スピーカーフォンモードに切り替えること、標準オーディオモードに切り替えること、オーディオ出力デバイスの音量を調節すること、オーディオ出力デバイスの指向性を調節すること、マイクロフォンの指向性を調節することなどを含み得る。たとえば、耳の存在が検出される場合、セルフォンスピーカーの音量が下げられてもよい。デバイス動作は、耳の位置および/または向きを追跡することを含み得る。マイクロフォン、スピーカー、および/または他のデバイス機能は、耳の位置および/または向きに従って調節され得る。
代替または追加として、デバイス動作は、耳を認識すること、耳の特徴的パターンおよび顔の一部分を認識すること、左耳を検出すること、右耳を検出すること、特定の耳を認識することなどを含み得る。いくつかのそのような実施態様では、耳認識は、あるタイプのユーザ認証として使用され得る。たとえば、耳認識プロセスは、個人識別番号(PIN)などの認可コードの代わりに(または、それに加えて)使用され得る。いくつかの実施態様では、耳認識プロセスは、モバイルデバイスにアクセスすること、モバイルデバイスをアンロックすることなどのためのデバイス動作を呼び出し得る。
デバイス動作は、学習プロセスを含み得る。たとえば、デバイス動作は、耳の特徴的パターンおよび/または顔の一部分を学習すること、耳パターンデータおよび/または顔パターンデータを記憶することなどを含み得る。いくつかの実施態様は、耳ジェスチャーをデバイス動作に関連付けることを含み得る。学習プロセスは、デバイス機能に関するユーザ入力を受信および記憶することを含み得る。たとえば、いくつかのそのようなプロセスは、セルフォンがユーザの耳のすぐそばにあるときに適用されるべき第1の所望のスピーカー音量レベルに関する、および/または、セルフォンがユーザの耳のすぐそばにないときに適用されるべき第2の所望のスピーカー音量レベルに関する、ユーザ入力を受信することを含み得る。
いくつかの実施態様では、デバイスは、耳および/または耳ジェスチャーが検出されるかどうかに従って、ボイス認識機能を制御し得る。たとえば、耳が検出される場合、ボイス認識機構がオンにされ、またはオフにされ得る。
本開示で説明する主題の特定の実施態様は、以下の潜在的な利点のうちの1つまたは複数を実現するために実施され得る。ユーザが、セルフォンディスプレイの注視と、耳のすぐそばでのセルフォンの保持との間で切り替える場合、セルフォンのスピーカーからのオーディオレベルおよび/または音響指向性は、耳の存在または不在を検出すると、自動的に調節され得る。そのような機能によって、ユーザがオーディオ設定を手動で変更する必要がなくなる。検出される耳ジェスチャーに従って、様々なタイプのセルフォン機能を提供することで、ユーザが、タッチスクリーンの表面にタッチする両手または1本もしくは複数の指の使用を必要とすることなしに、セルフォンをアンロックすること、通話を受けること、通話を開始すること、通話を終了することなどを可能にすることができる。
耳および/または顔認識を、あるタイプのユーザ認証として使用することを可能にする実施態様は、様々なレベルのデバイスセキュリティを提供することができる。いくつかの実施態様では、耳認識プロセスのみで、モバイルデバイスにアクセスすること、モバイルデバイスをアンロックすることなどのためのデバイス動作を呼び出すことができる。認可コードに加えて、耳認識プロセスを使用することで、より高レベルのセキュリティを提供することができる。いくつかの実施態様では、耳または耳ジェスチャー認識能力をもつセルフォンのユーザは、電話を過剰に一瞥することなしに、または、指でディスプレイの面にタッチする必要なしに、ユーザが電話と対話することを可能にすることができ、それによって、たとえば、移動車両内にいる間の利便性および安全性を高めることができる。
図1は、IMODディスプレイデバイスの一連のピクセル中の2つの隣接ピクセルを示す等角図の一例を示す。IMODディスプレイデバイスは、1つまたは複数の干渉MEMSディスプレイ要素を含む。これらのデバイスでは、MEMSディスプレイ要素のピクセルが、明状態または暗状態のいずれかにあることがある。明(「緩和」、「開」または「オン」)状態では、ディスプレイ要素は、たとえば、ユーザに、入射可視光の大部分を反射する。逆に、暗(「作動」、「閉」または「オフ」)状態では、ディスプレイ要素は入射可視光をほとんど反射しない。いくつかの実施態様では、オン状態の光反射特性とオフ状態の光反射特性は逆にされ得る。MEMSピクセルは、黒および白に加えて、主に、カラーディスプレイを可能にする特定の波長において、反射するように構成され得る。
IMODディスプレイデバイスは、IMODの行/列アレイを含むことができる。各IMODは、(光ギャップまたはキャビティとも呼ばれる)エアギャップを形成するように互いから可変で制御可能な距離をおいて配置された反射層のペア、すなわち、可動反射層と固定部分反射層とを含むことができる。可動反射層は、少なくとも2つの位置の間で移動され得る。第1の位置、すなわち、緩和位置では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きい距離をおいて配置され得る。第2の位置、すなわち、作動位置では、可動反射層は、部分反射層により近接して配置され得る。それら2つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて、強め合うようにまたは弱め合うように干渉し、各ピクセルについて全反射状態または無反射状態のいずれかを引き起こすことがある。いくつかの実施態様では、IMODは、作動していないときに反射状態にあり、可視スペクトル内の光を反射し得、また、作動していないときに暗状態にあり、可視範囲外の光(たとえば、赤外光)を反射し得る。ただし、いくつかの他の実施態様では、IMODは、作動していないときに暗状態にあり、作動しているときに反射状態にあり得る。いくつかの実施態様では、印加電圧の導入が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。いくつかの他の実施態様では、印加電荷が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。
図1中のピクセルアレイの図示の部分は、2つの隣接するIMOD12を含む。(図示のような)左側のIMOD12では、可動反射層14が、部分反射層を含む光学スタック16からの所定の距離における緩和位置に示されている。左側のIMOD12にわたって印加された電圧V0は、可動反射層14の作動を引き起こすには不十分である。右側のIMOD12では、可動反射層14は、光学スタック16の近くの、またはそれに隣接する作動位置に示されている。右側のIMOD12にわたって印加された電圧Vbiasは、可動反射層14を作動位置に維持するのに十分である。
図1では、ピクセル12の反射特性が、概して、ピクセル12に入射する光と、左側のIMOD12から反射する光15とを示す矢印13を用いて示されている。詳細に示していないが、ピクセル12に入射する光13の大部分は透明基板20を透過され、光学スタック16に向かうことになることを、当業者なら理解されよう。光学スタック16に入射する光の一部分は光学スタック16の部分反射層を透過されることになり、一部分は反射され、透明基板20を通って戻ることになる。光学スタック16を透過された光13の部分は、可動反射層14において反射され、透明基板20に向かって(およびそれを通って)戻ることになる。光学スタック16の部分反射層から反射された光と可動反射層14から反射された光との間の(強め合うまたは弱め合う)干渉が、IMOD12から反射される光15の波長を決定することになる。
光学スタック16は、単一の層またはいくつかの層を含むことができる。その層は、電極層と、部分反射および部分透過層と、透明な誘電体層とのうちの1つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施態様では、光学スタック16は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であり、たとえば、透明基板20上に上記の層のうちの1つまたは複数を堆積させることによって、作製され得る。電極層は、様々な金属、たとえば酸化インジウムスズ(ITO)など、様々な材料から形成され得る。部分反射層は、様々な金属、たとえば、クロム(Cr)、半導体、および誘電体など、部分的に反射性である様々な材料から形成され得る。部分反射層は、材料の1つまたは複数の層から形成され得、それらの層の各々は、単一の材料または材料の組合せから形成され得る。いくつかの実施態様では、光学スタック16は、光吸収体と導体の両方として働く、金属または半導体の単一の半透明の膜(thickness)を含むことができるが、(たとえば、光学スタック16の、またはIMODの他の構造の)異なる、より伝導性の高い層または部分が、IMODピクセル間で信号をバスで運ぶ(bus)ように働くことができる。光学スタック16は、1つまたは複数の伝導性層または伝導性/吸収層をカバーする、1つまたは複数の絶縁層または誘電体層をも含むことができる。
いくつかの実施態様では、光学スタック16の層は、以下でさらに説明するように、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。当業者によって理解されるように、「パターニング」という用語は、本明細書では、マスキングプロセスならびにエッチングプロセスを指すために使用される。いくつかの実施態様では、アルミニウム(Al)などの高伝導性および反射性材料が可動反射層14のために使用され得、これらのストリップはディスプレイデバイスにおける列電極を形成し得る。可動反射層14は、(光学スタック16の行電極に直交する)1つまたは複数の堆積された金属層の一連の平行ストリップとして形成されて、ポスト18の上に堆積された列とポスト18間に堆積された介在する犠牲材料とを形成し得る。犠牲材料がエッチング除去されると、画定されたギャップ19または光キャビティが可動反射層14と光学スタック16との間に形成され得る。いくつかの実施態様では、ポスト18間の間隔は約1〜1000μmであり得、ギャップ19は10,000オングストローム(Å)未満であり得る。
いくつかの実施態様では、IMODの各ピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、本質的に、固定反射層および可動反射層によって形成されるキャパシタである。電圧が印加されないとき、可動反射層14は、図1中の左側のIMOD12によって示されるように、機械的に緩和した状態にとどまり、可動反射層14と光学スタック16との間のギャップ19がある。しかしながら、電位差、たとえば、電圧が、選択された行および列のうちの少なくとも1つに印加されたとき、対応するピクセルにおける行電極と列電極との交差部に形成されたキャパシタは帯電し、静電力がそれらの電極を引き合わせる。印加された電圧がしきい値を超える場合、可動反射層14は、変形し、光学スタック16の近くにまたはそれに対して移動することができる。光学スタック16内の誘電体層(図示せず)が、図1中の右側の作動IMOD12によって示されるように、短絡を防ぎ、層14と層16との間の分離距離を制御し得る。その挙動は、印加電位差の極性にかかわらず同じである。いくつかの事例ではアレイ中の一連のピクセルが「行」または「列」と呼ばれることがあるが、ある方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは恣意的であることを、当業者は容易に理解されよう。言い換えれば、いくつかの配向では、行は列と見なされ得、列は行であると見なされ得る。さらに、ディスプレイ要素は、直交する行および列に一様に配置されるか(「アレイ」)、または、たとえば、互いに対して一定の位置オフセットを有する、非線形構成で配置され得る(「モザイク」)。「アレイ」および「モザイク」という用語は、いずれかの構成を指し得る。したがって、ディスプレイは、「アレイ」または「モザイク」を含むものとして言及されるが、その要素自体は、いかなる事例においても、互いに直交して配置される必要がなく、または一様な分布で配設される必要がなく、非対称形状および不均等に分布された要素を有する配置を含み得る。
図2は、3×3 IMODディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例を示す。電子デバイスは、1つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成され得るプロセッサ21を含む。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサ21は、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または他のソフトウェアアプリケーションを含む、1つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成され得る。
プロセッサ21は、アレイドライバ22と通信するように構成され得る。アレイドライバ22は、たとえば、ディスプレイアレイまたはパネル30に、信号を与える行ドライバ回路24と列ドライバ回路26とを含むことができる。図2には、図1に示したIMODディスプレイデバイスの断面が線1-1によって示されている。図2は明快のためにIMODの3×3アレイを示しているが、ディスプレイアレイ30は、極めて多数のIMODを含んでいることがあり、列におけるIMODの数とは異なる数のIMODを行において有し得、その逆も同様である。
図3は、図1のIMODについての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例を示す。MEMS IMODの場合、行/列(すなわち、コモン/セグメント)書込みプロシージャが、図3に示すこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用し得る。IMODは、可動反射層またはミラーに緩和状態から作動状態に変更させるために、たとえば、約10ボルトの電位差を必要とし得る。電圧がその値から低減されると、電圧が低下して、たとえば、10ボルトより下に戻ったとき、可動反射層はそれの状態を維持する。しかし、電圧が2ボルトより下に低下するまで、可動反射層は完全には緩和しない。したがって、図3に示すように、印加電圧のウィンドウがある電圧の範囲、約3〜7ボルトが存在し、そのウィンドウ内でデバイスは緩和状態または作動状態のいずれかで安定している。これは、本明細書では「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」と呼ばれる。図3のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイ30の場合、行/列書込みプロシージャは、一度に1つまたは複数の行をアドレス指定するように設計され得、その結果、所与の行のアドレス指定中に、作動されるべきアドレス指定された行におけるピクセルは、約10ボルトの電圧差にさらされ、緩和されるべきピクセルは、ほぼ0ボルトの電圧差にさらされる。アドレス指定後に、それらのピクセルは、それらが前のストローブ状態にとどまるような、約5ボルトの定常状態またはバイアス電圧差にさらされる。この例では、アドレス指定された後に、各ピクセルは、約3〜7ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差を経験する。このヒステリシス特性の特徴は、たとえば、図1に示した、ピクセル設計が、同じ印加電圧条件下で作動または緩和のいずれかの既存の状態で安定したままであることを可能にする。各IMODピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、本質的に、固定反射層および可動反射層によって形成されるキャパシタであるので、この安定状態は、電力を実質的に消費するかまたは失うことなしに、ヒステリシスウィンドウ内の定常電圧において保持され得る。その上、印加電圧電位が実質的に固定のままである場合、電流は本質的にほとんどまたはまったくIMODピクセルに流れ込まない。
いくつかの実施態様では、所与の行におけるピクセルの状態の所望の変化(もしあれば)に従って、列電極のセットに沿って「セグメント」電圧の形態のデータ信号を印加することによって、画像のフレームが作成され得る。次に、フレームが一度に1行書き込まれるように、アレイの各行がアドレス指定され得る。第1の行におけるピクセルに所望のデータを書き込むために、第1の行におけるピクセルの所望の状態に対応するセグメント電圧が列電極上に印加され得、特定の「コモン」電圧または信号の形態の第1の行パルスが第1の行電極に印加され得る。次いで、セグメント電圧のセットは、第2の行におけるピクセルの状態の所望の変化(もしあれば)に対応するように変更され得、第2のコモン電圧が第2の行電極に印加され得る。いくつかの実施態様では、第1の行におけるピクセルは、列電極に沿って印加されたセグメント電圧の変化による影響を受けず、第1のコモン電圧行パルス中にそれらのピクセルが設定された状態にとどまる。このプロセスは、画像フレームを生成するために、一連の行全体、または代替的に、一連の列全体について、連続方式で繰り返され得る。フレームは、何らかの所望の数のフレーム毎秒でこのプロセスを断続的に反復することによって、新しい画像データでリフレッシュおよび/または更新され得る。
各ピクセルにわたって印加されるセグメント信号とコモン信号の組合せ(すなわち、各ピクセルにわたる電位差)は、各ピクセルの得られる状態を決定する。図4は、様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときのIMODの様々な状態を示す表の一例を示している。当業者によって容易に理解されるように、「セグメント」電圧は、列電極または行電極のいずれかに印加され得、「コモン」電圧は、列電極または行電極のうちの他方に印加され得る。
図4に(ならびに図5Bに示すタイミング図に)示すように、開放電圧(release voltage)VCRELがコモンラインに沿って印加されたとき、コモンラインに沿ったすべてのIMOD要素は、セグメントラインに沿って印加された電圧、すなわち、高いセグメント電圧VSHおよび低いセグメント電圧VSLにかかわらず、代替的に開放または非作動状態と呼ばれる、緩和状態に入れられることになる。特に、開放電圧VCRELがコモンラインに沿って印加されると、そのピクセルのための対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧VSHが印加されたときも、低いセグメント電圧VSLが印加されたときも、変調器にわたる潜在的な電圧(代替的にピクセル電圧と呼ばれる)は緩和ウィンドウ(図3参照。開放ウィンドウとも呼ばれる)内にある。
高い保持電圧VCHOLD_Hまたは低い保持電圧VCHOLD_Lなどの保持電圧がコモンライン上に印加されたとき、IMODの状態は一定のままであることになる。たとえば、緩和IMODは緩和位置にとどまることになり、作動IMODは作動位置にとどまることになる。保持電圧は、対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧VSHが印加されたときも、低いセグメント電圧VSLが印加されたときも、ピクセル電圧が安定性ウィンドウ内にとどまることになるように、選択され得る。したがって、セグメント電圧スイング(voltage swing)、すなわち、高いVSHと低いセグメント電圧VSLとの間の差は、正または負のいずれかの安定性ウィンドウの幅よりも小さい。
高いアドレス指定電圧VCADD_Hまたは低いアドレス指定電圧VCADD_Lなどのアドレス指定または作動電圧がコモンライン上に印加されたとき、それぞれのセグメントラインに沿ったセグメント電圧の印加によって、データがそのコモンラインに沿った変調器に選択的に書き込まれ得る。セグメント電圧は、作動が印加されたセグメント電圧に依存するように選択され得る。アドレス指定電圧がコモンラインに沿って印加されたとき、一方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウ内のピクセル電圧をもたらし、ピクセルが非作動のままであることを引き起こすことになる。対照的に、他方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウを越えるピクセル電圧をもたらし、ピクセルの作動をもたらすことになる。作動を引き起こす特定のセグメント電圧は、どのアドレス指定電圧が使用されるかに応じて変動することができる。いくつかの実施態様では、高いアドレス指定電圧VCADD_Hがコモンラインに沿って印加されたとき、高いセグメント電圧VSHの印加は、変調器がそれの現在位置にとどまることを引き起こすことがあり、低いセグメント電圧VSLの印加は、変調器の作動を引き起こすことがある。当然の結果として、低いアドレス指定電圧VCADD_Lが印加されたとき、セグメント電圧の影響は反対であり、高いセグメント電圧VSHは変調器の作動を引き起こし、低いセグメント電圧VSLは変調器の状態に影響しない(すなわち、安定したままである)ことがある。
いくつかの実施態様では、常に変調器にわたって同じ極性電位差を引き起こす保持電圧、アドレス電圧、およびセグメント電圧が使用され得る。いくつかの他の実施態様では、変調器の電位差の極性を交番する信号が使用され得る。変調器にわたる極性の交番(すなわち、書込みプロシージャの極性の交番)は、単一の極性の反復書込み動作後に起こることがある電荷蓄積を低減または抑止し得る。
図5Aは、図2の3×3 IMODディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例を示す。図5Bは、図5Aに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例を示す。それらの信号は、たとえば、図2の3×3アレイに印加され得、これは、図5Aに示すライン時間60eディスプレイ配置を最終的にもたらすことになる。図5A中の作動変調器は暗状態にあり、すなわち、その状態では、反射光の実質的部分が、たとえば、閲覧者に、暗いアピアランスをもたらすように可視スペクトルの外にある。図5Aに示すフレームを書き込むより前に、ピクセルは任意の状態にあることがあるが、図5Bのタイミング図に示す書込みプロシージャは、各変調器が、第1のライン時間60aの前に、開放されており、非作動状態に属すると仮定する。
第1のライン時間60a中に、開放電圧70がコモンライン1上に印加され、コモンライン2上に印加される電圧が、高い保持電圧72において始まり、開放電圧70に移動し、低い保持電圧76がコモンライン3に沿って印加される。したがって、コモンライン1に沿った変調器(コモン1,セグメント1)、(1,2)および(1,3)は、第1のライン時間60aの持続時間の間、緩和または非作動状態にとどまり、コモンライン2に沿った変調器(2,1)、(2,2)および(2,3)は、緩和状態に移動することになり、コモンライン3に沿った変調器(3,1)、(3,2)および(3,3)は、それらの前の状態にとどまることになる。図4を参照すると、コモンライン1、2または3のいずれも、ライン時間60a中に作動を引き起こす電圧レベルにさらされていないので(すなわち、VCREL-緩和、およびVCHOLD_L-安定)、セグメントライン1、2および3に沿って印加されたセグメント電圧は、IMODの状態に影響しないことになる。
第2のライン時間60b中に、コモンライン1上の電圧は高い保持電圧72に移動し、コモンライン1に沿ったすべての変調器は、アドレス指定または作動電圧がコモンライン1上に印加されなかったので、印加されたセグメント電圧にかかわらず、緩和状態にとどまる。コモンライン2に沿った変調器は、開放電圧70の印加により、緩和状態にとどまり、コモンライン3に沿った変調器(3,1)、(3,2)および(3,3)は、コモンライン3に沿った電圧が開放電圧70に移動するとき、緩和することになる。
第3のライン時間60c中に、コモンライン1は、コモンライン1上に高いアドレス電圧74を印加することによってアドレス指定される。このアドレス電圧の印加中に低いセグメント電圧64がセグメントライン1および2に沿って印加されるので、変調器(1,1)および(1,2)にわたるピクセル電圧は変調器の正の安定性ウィンドウの上端よりも大きく(すなわち、電圧差は、あらかじめ定義されたしきい値を超えた)、変調器(1,1)および(1,2)は作動される。逆に、高いセグメント電圧62がセグメントライン3に沿って印加されるので、変調器(1,3)にわたるピクセル電圧は、変調器(1,1)および(1,2)のピクセル電圧よりも小さく、変調器の正の安定性ウィンドウ内にとどまり、したがって変調器(1,3)は緩和したままである。また、ライン時間60c中に、コモンライン2に沿った電圧は低い保持電圧76に減少し、コモンライン3に沿った電圧は開放電圧70にとどまり、コモンライン2および3に沿った変調器を緩和位置のままにする。
第4のライン時間60d中に、コモンライン1上の電圧は、高い保持電圧72に戻り、コモンライン1に沿った変調器を、それらのそれぞれのアドレス指定された状態のままにする。コモンライン2上の電圧は低いアドレス電圧78に減少される。高いセグメント電圧62がセグメントライン2に沿って印加されるので、変調器(2,2)にわたるピクセル電圧は、変調器の負の安定性ウィンドウの下側端部(lower end)を下回り、変調器(2,2)が作動することを引き起こす。逆に、低いセグメント電圧64がセグメントライン1および3に沿って印加されるので、変調器(2,1)および(2,3)は緩和位置にとどまる。コモンライン3上の電圧は、高い保持電圧72に増加し、コモンライン3に沿った変調器を緩和状態のままにする。
最後に、第5のライン時間60e中に、コモンライン1上の電圧は高い保持電圧72にとどまり、コモンライン2上の電圧は低い保持電圧76にとどまり、コモンライン1および2に沿った変調器を、それらのそれぞれのアドレス指定された状態のままにする。コモンライン3上の電圧は、コモンライン3に沿った変調器をアドレス指定するために、高いアドレス電圧74に増加する。低いセグメント電圧64がセグメントライン2および3上に印加されるので、変調器(3,2)および(3,3)は作動するが、セグメントライン1に沿って印加された高いセグメント電圧62は、変調器(3,1)が緩和位置にとどまることを引き起こす。したがって、第5のライン時間60eの終わりに、3×3ピクセルアレイは、図5Aに示す状態にあり、他のコモンライン(図示せず)に沿った変調器がアドレス指定されているときに起こり得るセグメント電圧の変動にかかわらず、保持電圧がコモンラインに沿って印加される限り、その状態にとどまることになる。
図5Bのタイミング図では、所与の書込みプロシージャ(すなわち、ライン時間60a〜60e)は、高い保持およびアドレス電圧、または低い保持およびアドレス電圧のいずれかの使用を含むことができる。書込みプロシージャが所与のコモンラインについて完了されると(また、コモン電圧が、作動電圧と同じ極性を有する保持電圧に設定されると)、ピクセル電圧は、所与の安定性ウィンドウ内にとどまり、開放電圧がそのコモンライン上に印加されるまで、緩和ウィンドウを通過しない。さらに、各変調器が、変調器をアドレス指定するより前に書込みプロシージャの一部として開放されるので、開放時間ではなく変調器の作動時間が、必要なライン時間を決定し得る。詳細には、変調器の開放時間が作動時間よりも大きい実施態様では、開放電圧は、図5Bに示すように、単一のライン時間よりも長く印加され得る。いくつかの他の実施態様では、コモンラインまたはセグメントラインに沿って印加される電圧が、異なる色の変調器など、異なる変調器の作動電圧および開放電圧の変動を相殺するように変動し得る。
上記に記載した原理に従って動作するIMODの構造の詳細は大きく異なり得る。たとえば、図6A〜図6Eは、可動反射層14とそれの支持構造とを含む、IMODの異なる実施態様の断面図の例を示している。図6Aは、金属材料のストリップ、すなわち、可動反射層14が、基板20から直角に延在する支持体18上に堆積される、図1のIMODディスプレイの部分断面図の一例を示している。図6Bでは、各IMODの可動反射層14は、概して形状が正方形または長方形であり、コーナーにおいてまたはその近くでテザー32に接して支持体に取り付けられる。図6Cでは、可動反射層14は、概して形状が正方形または長方形であり、フレキシブルな金属を含み得る変形可能層34から吊るされる。変形可能層34は、可動反射層14の外周の周りで基板20に直接または間接的に接続することがある。これらの接続は、本明細書では支持ポストと呼ばれる。図6Cに示す実施態様は、変形可能層34によって行われる可動反射層14の機械的機能からのそれの光学的機能の分離から派生する追加の利益を有する。この分離は、反射層14のために使用される構造設計および材料と、変形可能層34のために使用される構造設計および材料とが、互いとは無関係に最適化されることを可能にする。
図6Dは、可動反射層14が反射副層(reflective sub-layer)14aを含む、IMODの別の例を示している。可動反射層14は、支持ポスト18などの支持構造上に載る。支持ポスト18は、たとえば、可動反射層14が緩和位置にあるとき、可動反射層14と光学スタック16との間にギャップ19が形成されるように、下側静止電極(すなわち、図示のIMODにおける光学スタック16の一部)からの可動反射層14の分離を可能にする。可動反射層14は、電極として働くように構成され得る伝導性層14cと、支持層14bとをも含むことができる。この例では、伝導性層14cは、基板20から遠位にある支持層14bの一方の面に配設され、反射副層14aは、基板20の近位にある支持層14bの他方の面に配設される。いくつかの実施態様では、反射副層14aは、伝導性であることがあり、支持層14bと光学スタック16との間に配設され得る。支持層14bは、誘電材料、たとえば、酸窒化ケイ素(SiON)または二酸化ケイ素(SiO2)の、1つまたは複数の層を含むことができる。いくつかの実施態様では、支持層14bは、たとえば、SiO2/SiON/SiO23層スタックなど、複数の層のスタックであり得る。反射副層14aと伝導性層14cのいずれかまたは両方は、たとえば、約0.5%の銅(Cu)または別の反射金属材料を用いた、アルミニウム(Al)合金を含むことができる。誘電支持層14bの上および下で伝導性層14a、14cを採用することは、応力のバランスをとり、伝導の向上を与えることができる。いくつかの実施態様では、反射副層14aおよび伝導性層14cは、可動反射層14内の特定の応力プロファイルを達成することなど、様々な設計目的で、異なる材料から形成され得る。
図6Dに示すように、いくつかの実施態様はブラックマスク構造23をも含むことができる。ブラックマスク構造23は、周辺光または迷光を吸収するために、光学不活性領域において(たとえば、ピクセル間にまたはポスト18の下に)形成され得る。ブラックマスク構造23はまた、光がディスプレイの不活性部分から反射されることまたはそれを透過されることを抑止し、それによりコントラスト比を上げることによって、ディスプレイデバイスの光学的特性を改善することができる。さらに、ブラックマスク構造23は、伝導性であり、電気的バス層として機能するように構成され得る。いくつかの実施態様では、行電極は、接続された行電極の抵抗を低減するために、ブラックマスク構造23に接続され得る。ブラックマスク構造23は、堆積およびパターニング技法を含む様々な方法を使用して形成され得る。ブラックマスク構造23は1つまたは複数の層を含むことができる。たとえば、いくつかの実施態様では、ブラックマスク構造23は、それぞれ、約30〜80Å、500〜1000Å、および500〜6000Åの範囲内の厚さをもつ、光吸収体として働くモリブデンクロム(MoCr)層と、SiO2層と、反射体として働くアルミニウム合金層と、バス層とを含む。1つまたは複数の層は、たとえば、MoCr層およびSiO2層の場合は、カーボンテトラフルオロメタン(CF4)および/または酸素(O2)、ならびにアルミニウム合金層の場合は、塩素(Cl2)および/または三塩化ホウ素(BCl3)を含む、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを含む、様々な技法を使用してパターニングされ得る。いくつかの実施態様では、ブラックマスク23はエタロンまたは干渉スタック構造であり得る。そのような干渉スタックブラックマスク構造23では、伝導性吸収体は、各行または列の光学スタック16における下側静止電極間で信号を送信するかまたは信号をバスで運ぶために使用され得る。いくつかの実施態様では、スペーサ層35が、ブラックマスク23中の伝導性層から吸収層16aを概して電気的に絶縁するのに、役立つことができる。
図6Eは、可動反射層14が自立している、IMODの別の例を示している。図6Dとは対照的に、図6Eの実施態様は支持ポスト18を含まない。代わりに、可動反射層14は、複数のロケーションにおいて、下にある光学スタック16に接触し、可動反射層14の湾曲は、IMODにわたる電圧が作動を引き起こすには不十分であるとき、可動反射層14が図6Eの非作動位置に戻るという、十分な支持を与える。複数のいくつかの異なる層を含んでいることがある光学スタック16は、ここでは明快のために、光吸収体16aと誘電体16bとを含む状態で示されている。いくつかの実施態様では、光吸収体16aは、固定電極としても、部分反射層としても働き得る。
図6A〜図6Eに示す実施態様などの実施態様では、IMODは直視型デバイスとして機能し、直視型デバイスでは、画像が、透明基板20の正面、すなわち、変調器が配置された面の反対の面から、閲覧される。これらの実施態様では、デバイスの背面部分(すなわち、たとえば、図6Cに示す変形可能層34を含む、可動反射層14の背後のディスプレイデバイスの任意の部分)は、反射層14がデバイスのそれらの部分を光学的に遮蔽するので、ディスプレイデバイスの画質に影響を及ぼすことまたは悪影響を及ぼすことなしに、構成され、作用され得る。たとえば、いくつかの実施態様では、バス構造(図示せず)が可動反射層14の背後に含まれ得、これは、電圧アドレス指定およびそのようなアドレス指定に起因する移動など、変調器の電気機械的特性から変調器の光学的特性を分離する能力を与える。さらに、図6A〜図6Eの実施態様は、たとえば、パターニングなどの処理を簡略化することができる。
図7は、IMODのための製造プロセス80を示す流れ図の一例を示しており、図8A〜図8Eは、そのような製造プロセス80の対応する段階の断面概略図の例を示している。いくつかの実施態様では、製造プロセス80は、図7に示されていない他のブロックに加えて、たとえば、図1および図6に示す一般的なタイプのIMODを製造するために実施され得る。図1、図6および図7を参照すると、プロセス80はブロック82において開始し、基板20上への光学スタック16の形成を伴う。図8Aは、基板20上で形成されたそのような光学スタック16を示している。基板20は、ガラスまたはプラスチックなどの透明基板であり得、それは、フレキシブルであるかまたは比較的固く曲がらないことがあり、光学スタック16の効率的な形成を可能にするために、事前準備プロセス、たとえば、洗浄にかけられていることがある。上記で説明したように、光学スタック16は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であることがあり、たとえば、透明基板20上に、所望の特性を有する1つまたは複数の層を堆積させることによって、作製され得る。図8Aでは、光学スタック16は、副層16aおよび16bを有する多層構造を含むが、いくつかの他の実施態様では、より多いまたはより少ない副層が含まれ得る。いくつかの実施態様では、副層16a、16bのうちの1つは、組み合わせられた導体/吸収体副層16aなど、光吸収特性と伝導特性の両方で構成され得る。さらに、副層16a、16bのうちの1つまたは複数は、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。そのようなパターニングは、当技術分野で知られているマスキングおよびエッチングプロセスまたは別の好適なプロセスによって実行され得る。いくつかの実施態様では、副層16a、16bのうちの1つは、1つまたは複数の金属層(たとえば、1つまたは複数の反射層および/または伝導性層)上に堆積された副層16bなど、絶縁層または誘電体層であり得る。さらに、光学スタック16は、ディスプレイの行を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。
プロセス80はブロック84において続き、光学スタック16上への犠牲層25の形成を伴う。犠牲層25は、キャビティ19を形成するために後で(たとえば、ブロック90において)除去され、したがって、犠牲層25は、図1に示した得られたIMOD12には示されていない。図8Bは、光学スタック16上で形成された犠牲層25を含む、部分的に作製されたデバイスを示している。光学スタック16上での犠牲層25の形成は、後続の除去後に、所望の設計サイズを有するギャップまたはキャビティ19(図1および図8Eも参照)を与えるように選択された厚さの、モリブデン(Mo)またはアモルファスシリコン(Si)など、二フッ化キセノン(XeF2)エッチング可能材料の堆積を含み得る。犠牲材料の堆積は、物理堆積(PVD、たとえば、スパッタリング)、プラズマ強化化学堆積(PECVD)、熱化学堆積(熱CVD)、またはスピンコーティングなど、堆積技法を使用して行われ得る。
プロセス80はブロック86において続き、支持構造、たとえば、図1、図6および図8Cに示すポスト18の形成を伴う。ポスト18の形成は、支持構造開口を形成するために犠牲層25をパターニングし、次いで、PVD、PECVD、熱CVD、またはスピンコーティングなど、堆積方法を使用して、ポスト18を形成するために開口中に材料(たとえば、ポリマーまたは無機材料、たとえば、酸化ケイ素)を堆積させることを含み得る。いくつかの実施態様では、犠牲層中に形成された支持構造開口は、ポスト18の下側端部が図6Aに示すように基板20に接触するように、犠牲層25と光学スタック16の両方を通って、下にある基板20まで延在することがある。代替的に、図8Cに示すように、犠牲層25中に形成された開口は、犠牲層25は通るが、光学スタック16は通らないで、延在することがある。たとえば、図8Eは、光学スタック16の上側表面(upper surface)と接触している支持ポスト18の下側端部を示している。ポスト18、または他の支持構造は、犠牲層25上に支持構造材料の層を堆積させること、および犠牲層25中の開口から離れて配置された支持構造材料の部分をパターニングすることによって形成され得る。支持構造は、図8Cに示すように開口内に配置され得るが、少なくとも部分的に、犠牲層25の一部分の上で延在することもある。上述のように、犠牲層25および/または支持ポスト18のパターニングは、パターニングおよびエッチングプロセスによって実行され得るが、代替エッチング方法によっても実行され得る。
プロセス80はブロック88において続き、図1、図6および図8Dに示す可動反射層14などの可動反射層または膜の形成を伴う。可動反射層14は、1つまたは複数のパターニング、マスキング、および/またはエッチングプロセスとともに、1つまたは複数の堆積プロセス、たとえば、反射層(たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金)堆積を採用することによって、形成され得る。可動反射層14は、電気伝導性であり、電気伝導性層(electrically conductive layer)と呼ばれることがある。いくつかの実施態様では、可動反射層14は、図8Dに示すように複数の副層14a、14b、14cを含み得る。いくつかの実施態様では、副層14a、14cなど、副層のうちの1つまたは複数は、それらの光学的特性のために選択された高反射性副層を含み得、別の副層14bは、それの機械的特性のために選択された機械的副層を含み得る。犠牲層25は、ブロック88において形成された部分的に作製されたIMOD中に依然として存在するので、可動反射層14は、一般にこの段階では可動でない。犠牲層25を含んでいる部分的に作製されたIMODは、本明細書では「非開放」IMODと呼ばれることもある。図1に関して上記で説明したように、可動反射層14は、ディスプレイの列を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。
プロセス80はブロック90において続き、キャビティ、たとえば、図1、図6および図8Eに示すキャビティ19の形成を伴う。キャビティ19は、(ブロック84において堆積された)犠牲材料25をエッチャントにさらすことによって形成され得る。たとえば、MoまたはアモルファスSiなどのエッチング可能犠牲材料が、ドライ化学エッチングによって、たとえば、一般に、キャビティ19を囲む構造に対して選択的に除去される、所望の量の材料を除去するのに有効である期間の間、固体XeF2から派生した蒸気などの気体または蒸気エッチャントに犠牲層25をさらすことによって、除去され得る。エッチング可能犠牲材料およびエッチング方法の他の組合せ、たとえば、ウェットエッチングおよび/またはプラズマエッチングも使用され得る。犠牲層25がブロック90中に除去されるので、可動反射層14は、一般に、この段階後に可動となる。犠牲材料25の除去後に、得られた完全にまたは部分的に作製されたIMODは、本明細書では「開放」IMODと呼ばれることがある。
図9は、耳の存在が検出されるとき、デバイス動作を呼び出す方法のブロックを示す流れ図の一例を示す。方法900は、少なくとも部分的に、図10A〜図10K、図16Aまたは図16Bに示すディスプレイデバイス40など、モバイルデバイスの論理システムによって実行され得る。論理システムは、汎用シングルチップもしくはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、またはそれらの任意の組合せを含み得る。本明細書で説明する他の方法の場合と同様に、方法900のブロックは、必ずしも図示の順序で実行されるとは限らない。方法900の代替実施態様は、より多いまたはより少ないブロックを含み得る。
この例では、方法900は、センサーアレイを走査するプロセスで開始する(ブロック905)。いくつかの実施態様では、ブロック905は、投影容量性タッチセンサーアレイなど、タッチセンサーアレイを走査することを含む。したがって、この例では、ブロック910は、タッチセンサーアレイのアレイキャパシタンスを検出することを含む。ブロック905および/または910はまた、圧力センサー、赤外線(IR)センサー、加速度計、ジャイロスコープ、向きセンサー、および/またはカメラなど、他のタイプのセンサーからのセンサー信号を受信することを含み得る。いくつかの実施態様では、他のタイプのセンサーからのセンサー信号は、タッチセンサーアレイからの信号を増強するために受信され得る。
センサー信号は、次いで解析され得る。ブロック915に示す例では、タッチセンサーアレイのアレイキャパシタンスが解析される。次いで、アレイキャパシタンスが、モバイルデバイスのユーザの耳など、耳の存在を示すかどうかが判断され得る。ブロック915および/または920は、アレイキャパシタンス値のパターンを判断すること、ならびに、そのパターンを、メモリに記憶された耳パターンデータおよび/または顔パターンデータと比較することなど、いくつかのサブプロセスを含み得る。耳パターンデータおよび/または顔パターンデータは、以前に「セットアップ」または登録プロセス中に取得および記憶されていてもよい。いくつかの例について、図12を参照しながら以下で説明する。
ブロック920で、センサー信号(この例では、アレイキャパシタンス)が耳の存在を示すと判断されるとき、ブロック925で、1つまたは複数のデバイス動作が呼び出され得る。デバイス動作は、セルフォンの少なくとも1つのスピーカーを制御することを含み得る。デバイス動作は、スピーカーフォンモードに切り替えること、標準オーディオモードに切り替えること、オーディオ出力デバイスの音量を調節すること、オーディオ出力デバイスの指向性を調節すること、マイクロフォンの指向性を調節することなどを含み得る。たとえば、耳の存在が検出されるとき、セルフォンスピーカーの音量が下げられてもよい。第2の例では、耳の、または特定の耳の存在が検出されるとき、セルフォンがアンロックまたは電源投入されてもよい。第3の例では、耳の存在が検出されるとき、ボイス認識能力が呼び出されるか、または無効にされてもよい。他の例について、以下で説明する。
ブロック930で、方法900が継続するかどうかが判断される。たとえば、ブロック930で、モバイルデバイス(図10A〜図10K、図16Aまたは図16Bに示すディスプレイデバイス40など)の論理システムは、方法900が終了することを示すユーザ入力を受信し得る。たとえば、論理システムは、モバイルデバイスのスイッチが切られるようになること、モバイルデバイスがゲーミングモードで操作されるようになることなどの入力を受信し得る。そうである場合、方法900は、ブロック935に示すように終了し得る。
図10A〜図10Dは、投影容量性タッチセンサーアレイの様々な耳検出状態、および対応するスピーカー設定の例を示す。これらの例では、ディスプレイデバイス40は、タッチセンサーアレイ1000がディスプレイアレイ30の上に配置されたセルフォンを含む。ここで、タッチセンサーアレイ1000は、投影容量性タッチセンサーアレイである。ただし、代替実施態様は、デジタル抵抗タッチ(DRT:digital resistive touch)センサーアレイなど、別のタイプのタッチセンサーアレイを含み得る。
行1010は、図10A〜図10Dの各々のための長方形を含む。各長方形は、スピーカー45のための対応するオーディオ音量を示す。行1015は、セルフォンが「スピーカーフォン」モードで使用されるようになるかどうかを示し、図10Aの行1015における大きい長方形は、セルフォンがスピーカーフォンモードのために構成されることを示すのに対して、図10B〜図10Dの行1015における小さい長方形は、セルフォンがスピーカーフォンモードのために構成されないことを示す。図10Aの場合について示すオーディオ音量の増大に加えて、いくつかの実施態様では、セルフォンがスピーカーフォンモードのために構成されるとき、マイクロフォン46の感度が上げられてもよい。
タッチセンサーアレイ1000は、複数のセンサー要素または「センセル(sensel)」1005を含む。図10A〜図10Dでは、各センセル1005を、0と9との間の数で示す。この数は、ベースラインレベルからのセンセル1005ごとに検出されたキャパシタンス変化を表す。そのような変化は、指、伝導性スタイラス、耳、顔の側面など、伝導性材料の存在によって引き起こされ得る。これらの数は、例として示すものにすぎず、実際のタッチセンサーは、一般にそのような数を表示せず、また、変化が、両端の数を含めて0と9との間の数によって表される必要もない。たとえば、キャパシタンスまたはキャパシタンス変化の値は、4〜14ビットのデータをもつ符号付きまたは符号なし2進数によって表されてもよい。
図10Aによって示す例では、センセル1005のすべてが0の値を示し、0は、この例ではベースライン値である。図10Aは、アレイキャパシタンスが、タッチセンサーアレイ1000の近傍において外部材料の存在がないことを示す間の、事例を表す。したがって、図9のブロック920で、論理システムは、アレイキャパシタンスが耳の存在を示さないと判断し得る。この例では、ディスプレイデバイス40のセルフォンが使用中であるとき、セルフォンは、耳が検出されないときにスピーカーフォンモードのために構成され得る。
図10Bでは、センセル1005の多くは、0でないアレイキャパシタンス値を示す。この例では、図10Bは、アレイキャパシタンスが、耳がタッチセンサーアレイ1000に軽くタッチしていることを示す間の、事例を表す。いくつかのそのような実施態様では、耳タッチゾーン1020aは、たとえば、輪郭付けまたはパターン認識プログラムに従って、判断されることになる。この例では、耳タッチゾーン1020aは、耳とディスプレイアレイ30との間の表面接触面積にほぼ対応する。したがって、図9のブロック925で、デバイス動作が呼び出され、すなわち、耳が検出されるので、セルフォンは、スピーカーフォンモードのために構成されないようになる。この例では、軽い耳のタッチが検出されたので、オーディオ音量は、比較的低いレベルに設定される。軽い耳のタッチは、より少ない数のセンセル1005が接触を検出すること、または、より強い耳のタッチに対応する値よりも比較的低い、ベースラインからの値変化に対応する。いくつかの実施態様では、オーディオ音量レベルは、耳タッチゾーン1020aの面積に少なくとも部分的に基づくことになる。
図10Cでは、センセル1005の多くは、図10Bのアレイキャパシタンス値よりも高いアレイキャパシタンス値を示す。したがって、耳タッチゾーン1020bの面積は、耳タッチゾーン1020aの面積よりも比較的大きいと判断される。この例では、図10Cは、耳が中程度の力でタッチセンサーアレイ1000に押し付けられている間の事例を表す。したがって、図9のブロック925で、わずかに異なるデバイス動作が呼び出され、すなわち、中程度の耳タッチが検出されたので、オーディオ音量は、図10Bに示す例の場合よりも比較的高いレベルに設定される。いくつかのそのような実施態様では、ユーザがスピーカー45からの音響をよりはっきり聞こうとして、力を入れて自分の耳をセルフォンに押し付けているという仮定に基づいて、オーディオ音量が上げられることになる。ただし、オーディオ音量は、代替実施態様では、異なるように調節されてもよい。
図10Dでは、センセル1005の多くは、図10Cのアレイキャパシタンス値よりもさらに高いアレイキャパシタンス値を示す。したがって、耳タッチゾーン1020cの面積は、耳タッチゾーン1020bの面積よりも一層大きいと判断される。図10Dは、耳がかなりの、強い力でタッチセンサーアレイ1000に押し付けられている間の事例を表す。この例では、ユーザの顔の一部もまた、タッチセンサーアレイ1000に押し付けられており、図9のブロック920で、顔タッチゾーン1025が検出されるようになる。したがって、図9のブロック925で、図10Cの例の場合とはわずかに異なるデバイス動作が呼び出され、すなわち、より強い耳タッチが検出されたので、オーディオ音量は、図10Cに示す例の場合よりも比較的高いレベルに設定される。
代替実施態様では、他のデバイス動作が、ブロック925で呼び出され得る。いくつかのそのような実施態様では、デバイス動作は、耳の位置および/または向きを追跡することを含み得る。マイクロフォン、スピーカー、および/または他のデバイス機能は、耳の位置および/または向きに従って調節され得る。たとえば、図10Bを参照すると、耳タッチゾーン1020aが、矢印1030の方向など、下方へ移動すると判断されるとき、ユーザの耳は、スピーカー45からより遠くになる。いくつかの実施態様では、スピーカー45に対する耳位置のこの変化を補償するために、オーディオ音量が上げられてもよい。マイクロフォン感度もまた、耳の回転または移行から推論され得る、判断されるユーザの口位置の変化に従って、調節されてもよい。
いくつかの実施態様では、ブロック925で呼び出されるデバイス動作は、ボイスコマンドおよび/またはボイス認識機能を含み得る。いくつかのそのような実施態様によれば、デバイスは、耳および/または耳ジェスチャーが検出されるかどうかに従って、ボイス認識機能を制御し得る。たとえば、耳が検出されるとき、ボイス認識機構がオンにされ、またはオフにされ得る。
代替または追加として、ブロック925のデバイス動作は、耳の特徴的パターンおよび/または顔の一部分を認識することを含み得る。いくつかの実施態様では、ブロック925は、左耳を検出すること、右耳を検出すること、および/または、特定の耳を認識することを含み得る。いくつかのそのような実施態様では、耳認識は、あるタイプのユーザ認証として使用され得る。たとえば、耳認識プロセスは、個人識別番号(PIN)などの認可コードの代わりに(または、それに加えて)使用され得る。いくつかの実施態様では、耳認識プロセスは、モバイルデバイスにアクセスすること、モバイルデバイスをアンロックすることなどのためのデバイス動作を呼び出し得る。
図10E〜図10Gは、耳の存在が検出されるとき、電話での会話のためにモバイルデバイスをアンロックまたはオンにする一例を示す。スピーカー45およびマイクロフォン46をもつモバイルディスプレイデバイス40は、上に重ねられるか、または一体のタッチセンサーアレイ1000を含む、ディスプレイアレイ30を有する。タッチセンサーアレイ1000のセンサー要素またはセンセル1005は、図10Eにおいて、各センセルにおいて小さい、または本質的にゼロのキャパシタンス変化を例示的に示す。たとえば、ユーザが、電話の着信の着信音もしくはインジケータを聞くか、または、電話の発信を行うことを選択するとき、ディスプレイデバイス40は、アンロックするために、電源投入するために、または場合によっては、デバイスの1つもしくは複数の機能を開始するために、図10Fにおける耳タッチゾーン1020によって示すように、ユーザの耳の近くに位置してもよく、図10Gに示すように、ユーザが電話での会話に対して話すこと、または聞くことを開始することを可能にし得る。たとえば、ユーザは、スピーカー45から発する音響を聞くか、またはマイクロフォン46に話すことができる。ユーザの耳は、モバイルデバイスの耳タッチゾーン1020'に押し付けられ続けてもよく、または、1本もしくは複数の指を使用する、スピーカーフォン動作のために、もしくはタッチセンサーアレイ1000との対話のために、モバイルデバイスから引き離され続けてもよい。
図10H〜図10Kは、耳検出能力がある、および耳検出能力がない、モバイルデバイスのユーザの一例を示す。耳1045をもつユーザ1040は、図10Jに示すように、モバイルディスプレイデバイス40をユーザの頭の方へ持ってくる前に、図10Hおよび図10Iに示すように、モバイルデバイスを手探りすることがある。代替として、耳位置またはジェスチャー検出能力を有するモバイルディスプレイデバイス40を持つユーザ1040は、図10Kに示すように、デバイスを手探りすることなく、モバイルデバイスを耳に直ちに持ってくることができ、それによって、デバイス動作が可能にされる前に、モバイルデバイスを見る必要性、またはモバイルデバイスのタッチスクリーン上で特定のロケーションをタッチする必要性を回避することができる。
図11は、耳認証方法のブロックを示す流れ図の一例を示す。方法1100は、少なくとも部分的に、ディスプレイデバイス40の論理システムによって実行され得る。この例では、方法1100は、ブロック1105で開始し、センサーデータが論理システムによって受信される。センサーデータは、タッチセンサーアレイ1000など、タッチセンサーからの信号を含み得る。代替または追加として、センサーデータはまた、カメラ、赤外線(IR)センサー、圧力センサー、加速度計、ジャイロスコープ、向きセンサー、および/または別のタイプのセンサーからのデータを含み得る。
ブロック1110で、論理システムが、センサーデータが耳の存在を示したかどうかを判断する。そうである場合、ブロック1115で、耳パターンおよび/または顔パターンデータが論理システムによってアクセスされる。そのようなデータは、たとえば、ネットワークを介して論理システムによってアクセス可能な記憶デバイスによって、ディスプレイデバイスの、または別のデバイスの記憶媒体に記憶され得る。
耳および/または顔認識を、あるタイプのユーザ認証として使用することを可能にする実施態様は、様々なレベルのデバイスセキュリティを提供することができる。いくつかの実施態様では、耳認識/認証プロセスのみで、デバイスアクセスを可能にすること、または、モバイルデバイスをアンロックもしくは電源投入することなど、デバイス動作を呼び出すために十分であり得る。認可コードに加えて、耳認識プロセスを使用することで、比較的より高レベルのセキュリティを提供することができる。ただし、認可コードの使用を必要とすることは、ユーザにとってあまり好都合ではないことがある。したがって、いくつかの実施態様では、方法1100は、任意のブロック1120に示すように、PIN、英数字パスワードまたは暗証番号、ボイス認識入力など、追加の認可コードを受信する任意のプロセスを含む。
ブロック1125で、論理システムは、記憶された耳パターンデータが、ブロック1105で受信されたセンサーデータに一致するかどうかを判断する。任意のブロック1120で、認可コードが受信されるとき、論理システムはまた、認可コードが正しいかどうかを判断し得る。
ブロック1125の認証プロセスが成功する場合、ブロック1130で、1つまたは複数のデバイス動作が呼び出され得る。いくつかの実施態様では、ブロック1130は、モバイルデバイスの他の機能へのアクセスを可能にすることを含み得る。たとえば、ユーザは、セルフォン通話を開始すること、デバイスをアンロックすること、ウェブブラウザを使用すること、アカウントにアクセスすることなどが可能であり得る。
この例では、方法1100は、デバイス動作が呼び出された後、終了する(ブロック1135)。方法1100はまた、ブロック1125の認証プロセスが、たとえば、所定の回数にわたって失敗するか、または、ブロック1110で、センサーデータが耳の存在を示さない場合も、終了する。ただし、代替実施態様では、方法1100は、たとえば、ブロック1110で、センサーデータが耳の存在を最初に示さない場合、継続してもよい。センサーデータは、所定の時間にわたって、および/または、1つもしくは複数の所定の条件の発生まで、ブロック1105で受信され、ブロック1110で評価され続けてもよい。
上記で説明した耳認証方法は、以前に取得された耳パターンおよび/または顔パターンデータの使用を含む。本明細書で説明するいくつかの実施態様は、そのようなデータを取得および記憶するための方法を提供する。図12は、耳パターンデータおよび/または顔パターンデータを取得および記憶するための方法のブロックを示す流れ図の一例を示す。方法1200は、少なくとも部分的に、ディスプレイデバイス40の論理システムによって実行され得る。いくつかの実施態様では、方法1200のブロックは、ブロック925(図9参照)のサブプロセスであり得る。
この例では、方法1200は、任意のブロック1205で開始し、ユーザが、ユーザ識別コードおよび/またはパスワードを入力するようにプロンプトされる。そのような情報は、たとえば、特定のユーザを耳パターンおよび/または顔パターンデータのセットに関連付けるために使用され得る。ブロック1210で、ユーザが、センサーデータを取得するために、耳を位置決めするようにプロンプトされる。プロンプトは、たとえば、ユーザの耳がどこに位置決めされるべきであるかを示し得る。いくつかの実施態様では、ブロック1210は、ディスプレイデバイス上に表示される視覚的プロンプトを含み得る。
代替または追加として、ブロック1210は、オーディオプロンプトを含み得る。耳パターンデータが、ディスプレイの近くにあるセンサーまたはセンサーアレイから取得されるべきである場合、オーディオプロンプトは有利であり得る。たとえば、耳パターンデータがタッチセンサーアレイから取得されるべきである場合、オーディオプロンプトは有利であり得るものであり、その理由は、ユーザの耳がディスプレイデバイスに押し付けられるとき、ユーザは一般に、タッチセンサーアレイを見ることができなくなるからである。センサーデータが別のタイプのセンサーによって取得されることになる場合でも、オーディオプロンプトはなお有利であり得る。多数のディスプレイデバイス40の小さいサイズのために、センサーデータがユーザの耳から取得されている間、ユーザがディスプレイアレイ30上に表示されたプロンプトを見ることは、困難であり得る。
耳パターンデータがタッチセンサーアレイから取得されるべきである場合、いくつかの実施態様では、プロンプトは、ユーザがどのくらい強くタッチセンサーアレイに耳を押し付けるべきであるかを示し得る。たとえば、ディスプレイデバイス40は、1つまたは複数の圧力センサーまたは力センサーを含み得る。ユーザがタッチセンサーアレイに耳を押し付けているとき、圧力センサーは、対応する圧力データを示し得る。ディスプレイデバイス40の論理システムは、圧力センサーから圧力データを受信して、耳がタッチセンサーアレイに十分強く押し付けられているか、強すぎるかなどを判断するように構成され得る。いくつかの実施態様では、論理システムは、対応するボイスプロンプトをユーザに提供するように、スピーカー45を制御するように構成され得る。
耳が適切に位置決めされるとき、論理システムは、センサーデータを取得するように、センサーを制御し得る(ブロック1215)。いくつかの実施態様では、生センサーデータが記憶され得る。代替実施態様では、ここでのように、論理システムは、センサーデータを受信し(ブロック1220)、センサーデータから、耳パターンデータおよび/または顔パターンデータを判断する(ブロック1225)ことになる。いくつかの実施態様では、論理システムは、輪郭付けまたはパターン認識アルゴリズムなど、アルゴリズムに従って、耳パターンデータおよび/または顔パターンデータを判断し得る。いくつかのそのような実施態様では、アレイキャパシタンスなどのセンサーアレイデータが、アルゴリズムに入力され得る。図10B〜図10Dに示す耳タッチゾーン1020a〜1020cは、そのようなアルゴリズムから出力され得る、輪郭付けされた耳パターンの例を提供する。耳パターンデータおよび/または顔パターンデータが、ブロック1230で記憶され得る。
ブロック1235で、追加のセンサーデータが取得されるようになるかどうかが判断される。この判断は、論理システムによって、および/または、ユーザ入力に従って行われ得る。いくつかの実施態様では、2つ以上のタイプのセンサーデータが、ユーザについて取得されることになる。他の実施態様では、同じタイプのセンサーデータの複数のインスタンスが、ユーザについて取得されることになる。たとえば、ユーザは、センサーデータが2つ以上の位置におけるユーザの耳を用いて取得され得るように、プロンプトされ得る。ユーザは、データが左耳および右耳について取得され得るように、プロンプトされ得る。ユーザは、図10B〜図10Dに示す様々な圧力など、様々な圧力においてデータが取得され得るように、プロンプトされ得る。センサーデータが別のユーザについて取得されることになる場合、いくつかの実施態様では、プロセスは、ブロック1205に戻ることになる。プロセスは、ブロック1240で終了する。
いくつかの実施態様は、耳ジェスチャーを検出すること、および、耳ジェスチャーに従ってデバイスを制御することを含む。図13は、耳ジェスチャーが検出されるとき、デバイス動作を呼び出す方法のブロックを示す流れ図の一例を示す。方法1300は、少なくとも部分的に、モバイルデバイスの論理システムによって実行され得る。この例では、方法1300は、センサーアレイを走査し(ブロック1305)、アレイからのセンサー信号を検出する(ブロック1310)プロセスで開始する。いくつかの実施態様では、ブロック1305は、投影容量性タッチセンサーアレイなど、タッチセンサーアレイを走査することを含む。ただし、ブロック1305および/または1310はまた、圧力センサー、IRセンサー、加速度計、ジャイロスコープ、向きセンサー、および/またはカメラなど、他のタイプのセンサーからのセンサー信号を受信することを含み得る。
センサー信号は、次いで解析され得る(ブロック1315)。ブロック1315に示す例では、タッチセンサーアレイのアレイキャパシタンスが解析される。次いで、アレイキャパシタンスが耳の存在のみでなく、耳ジェスチャーの存在をも示すかどうかが判断され得る(ブロック1320)。耳ジェスチャーは、たとえば、耳タッチ、耳押付け、耳スワイプ、耳回転、耳位置、耳距離、および/または耳の動きであり得る。「耳ジェスチャー」という用語を本明細書で使用するが、耳ジェスチャーは、耳が比較的静止したままである間に、モバイルデバイスを耳に当てて保持する手の力および/または動きによって、主に引き起こされ得る。代替または追加として、耳ジェスチャーは、少なくとも部分的に、モバイルデバイスが比較的静止したままである間に、耳の力および/または動きによって、実際に引き起こされ得る。
図14A〜図14Dは、耳ジェスチャーの例を示す。いくつかの実施態様では、耳ジェスチャー、ならびに、これらの例で図示しない他の耳ジェスチャーの各々は、デバイス動作に関連付けられ得る。これらの例では、耳タッチゾーン1020aは、タッチセンサーによって検出されるような、図10Bの「軽い力」状態に対応する。ただし、耳ジェスチャーは、様々なセンサーによって検出され得る。耳ジェスチャーがタッチセンサーによって検出される場合、たとえば、図10Cおよび図10Dに示すように、中程度の力または強い力で、耳がタッチセンサーに押し付けられるときにも、耳ジェスチャーが行われ得る。
図14Aは、線形の耳スワイプの例を示す。これらの例では、耳ジェスチャー1405aは、タッチセンサーアレイ1000の列に沿った、実質的に線形のスワイプであり、耳ジェスチャー1405bは、タッチセンサーアレイ1000の行に沿った、実質的に線形のスワイプである。耳ジェスチャー1405cは、タッチセンサーアレイ1000の行および列に沿った、実質的に対角線のスワイプである。これらの耳ジェスチャーの各々が、デバイス動作に関連付けられ得る。
スワイプの方向は、実施態様に応じて、重要である場合があり、または重要でない場合がある。いくつかの実施態様では、たとえば、上方への耳スワイプが検出されるか、下方への耳スワイプが検出されるかにかかわらず、同じデバイス動作が、耳ジェスチャー1405aに関連付けられ得る。代替実施態様では、下方へのスワイプが、第1のデバイス動作に関連付けられてもよく、上方へのスワイプが、第2のデバイス動作に関連付けられてもよい。
これらの耳ジェスチャーのうちの1つが検出されるとき、論理システムは、ブロック1320(図13参照)で、対応するセンサー信号があるタイプの耳ジェスチャーを示すと判断し得る。対応するデバイス動作が、ブロック1325で呼び出され得る。耳ジェスチャー1405a〜1405cの軌跡は、例としてのみ作成され、たとえば、他の軌跡を有する対角線の耳スワイプが、耳ジェスチャーとして登録され、デバイス動作に関連付けられてもよい。
他の耳ジェスチャーは、必ずしも実質的に直線に沿ったスワイプを含むとは限らない。たとえば、図14Bを参照すると、耳ジェスチャー1405dは、曲線に沿ったスワイプである。他の耳ジェスチャーは、より単純またはより複雑な軌跡またはパターンに沿ったスワイプを含み得る。図14Cに示す例では、耳ジェスチャー1405eは、概して卵形のパターンにおけるスワイプである。代替的な耳ジェスチャーは、円形パターン、正方形パターン、長方形パターン、三角形パターン、耳からデバイスを一時的に引き離すことによって分離されたジェスチャーのシーケンスなど、他のタイプのパターンにおけるスワイプを含み得る。
いくつかの実施態様では、耳ジェスチャーは、パターンの形状に関連付けられてもよく、必ずしもパターンの向きに関連付けられるとは限らないことがある。たとえば、いくつかの実施態様では、三角形の耳ジェスチャーは、センサーアレイの行または列に対する三角形の各辺の向きにかかわらず、検出された三角形パターンによって認識され得る。
様々な他のタイプの耳ジェスチャーを、本明細書で提供する。いくつかのそのような耳ジェスチャーは、必ずしも実質的に直線または曲線に沿ったスワイプを含むとは限らない。たとえば、図14Dの耳ジェスチャー1405fは、回転耳ジェスチャーの一例を提供する。いくつかのそのような実施態様では、時計回りの耳ジェスチャーが、第1のデバイス動作に関連付けられてもよく、反時計回りの耳ジェスチャーが、第2のデバイス動作に関連付けられてもよい。たとえば、反時計回りのジェスチャーが、電話の着信を受け入れることに関連付けられてもよく、時計回りのジェスチャーが、電話を切ること、または通話を終了することに関連付けられてもよい。
図10B〜図10Dもまた、耳ジェスチャーの例を提供する。これらの図は、「耳押付け」タイプの耳ジェスチャーの例を示す。ディスプレイデバイス40の論理システムが、耳圧力が図10Bの「軽い力」状態から図10Cまたは図10Dの状態に変化したと判断するとき、論理システムは、ブロック1320(図13参照)で、対応するセンサー信号があるタイプの耳ジェスチャーを示すと判断し得る。したがって、デバイス動作が、ブロック1325で呼び出され得る。デバイス動作は、スピーカーフォンモードに切り替えること、標準オーディオモードに切り替えること、オーディオ出力デバイスの音量を調節すること、オーディオ出力デバイスの指向性を調節すること、マイクロフォンの指向性を調節することなどを含み得る。
図13のブロック1330で、方法1300が継続するかどうかが判断される。この判断は、論理システムによって、および/または、ユーザ入力に従って行われ得る。この例では、方法1300が継続する場合、プロセスは、ブロック1305に戻る。そうでない場合、プロセスは、ブロック1335のように終了する。
いくつかの実施態様は、検出された耳または検出された耳ジェスチャーをデバイス動作に関連付けるための機械学習プロセスを含み得る。いくつかのそのような学習プロセスは、デバイス機能に関するユーザ入力を受信および記憶することを含み得る。いくつかの実施態様は、登録手順または較正手順を含み得る。
図15は、耳ジェスチャー登録方法のブロックを示す流れ図の一例を示す。方法1500は、少なくとも部分的に、ディスプレイデバイス40など、モバイルデバイスの論理システムによって実行され得る。この例では、方法1500は、ブロック1505のように、論理システムが、耳ジェスチャー登録プロセスを開始するためのユーザ入力を受信するとき、開始する。そのような入力は、たとえば、タッチセンサーアレイ1000とのユーザの対話に対応するセンサー信号として、マイクロフォン46を介して受信されたボイスコマンドなどとして、受信され得る。
この例では、ユーザが、耳ジェスチャータイプと、耳ジェスチャーに関連付けるべきデバイス動作とを選択するように、プロンプトされる(ブロック1510)。たとえば、ユーザは、耳ジェスチャーが実質的に線形の耳スワイプになるか、曲線の耳スワイプになるか、パターン(円形、卵形、三角形など)になるか、耳押付けになるか、ジェスチャーのシーケンスになるかなどを示すように、プロンプトされ得る。いくつかの実施態様では、ブロック1510は、セルフォンがユーザの耳に第1の圧力で押し付けられるときに適用されるべき、第1の所望のスピーカー音量レベルに関する、および/または、セルフォンがユーザの耳に第2の圧力で押し付けられるときに適用されるべき、第2の所望のスピーカー音量レベルに関する、ユーザ入力を受信することを含み得る。
ただし、いくつかの実施態様では、ユーザが、耳ジェスチャーのタイプを示すようにプロンプトされなくてもよい。代わりに、耳ジェスチャーの軌跡および/またはパターンタイプが、受信されたセンサーデータに従って判断され得る。
いくつかの実施態様はまた、耳ジェスチャータイプおよびデバイス動作を、特定のユーザに関連付けることを含み得る。たとえば、ユーザが、ユーザ名、ユーザID、および/または、パスワードもしくは暗証番号など、ユーザ情報を入力するようにプロンプトされ得る。
ブロック1515で、ユーザが、耳ジェスチャーを行うようにプロンプトされ得る。1つまたは複数のセンサーが、センサーデータを取得するように制御されてもよく(ブロック1520)、ブロック1525で、センサーデータが論理デバイスによって受信され得る。論理デバイスは、センサーデータを解析して、対応する耳ジェスチャー軌跡および/またはパターンを判断し得る(ブロック1530)。たとえば、ブロック1530は、センサーによって検出された耳ジェスチャー軌跡および/またはパターンタイプが、ブロック1510でユーザによって示されたタイプに対応するかどうかを判断することを含み得る。そうでない場合、論理システムは、追加のセンサーデータが取得されるべきであると判断し得る(ブロック1535)。したがって、プロセスは、ブロック1515に戻り得る。いくつかの実施態様では、論理システムは、最初のインスタンスが十分である場合でも、耳ジェスチャー軌跡および/またはパターンの複数のインスタンスを取得し得る。
ブロック1535で、追加のセンサーデータが、耳ジェスチャー軌跡および/またはパターンについて取得されないと判断される場合、ブロック1540に示すように、耳ジェスチャー軌跡および/またはパターンデータが記憶され、示されたデバイス動作に関連付けられ得る。ブロック1545で、プロセスが継続するかどうかが判断される。たとえば、論理システムは、追加の耳ジェスチャー軌跡および/またはパターンデータが取得されるか、または取得されるようになるかに関する入力を求めて、ユーザにプロンプトし得る。そうである場合、プロセスは、ブロック1510に戻り得る。そうでない場合、プロセスは、ブロック1550のように終了し得る。
図16Aおよび図16Bは、本明細書で説明する少なくともいくつかの方法を実行するように構成され得るディスプレイデバイスを示す、システムブロック図の例を示す。ディスプレイデバイス40は、たとえば、セルラー電話または携帯電話であり得る。ただし、ディスプレイデバイス40の同じ構成要素またはディスプレイデバイス40の軽微な変形はまた、テレビジョン、電子リーダーおよびポータブルメディアプレーヤなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。
ディスプレイデバイス40は、ハウジング41と、ディスプレイ30と、タッチセンサーアレイ1000と、アンテナ43と、スピーカー45と、入力デバイス48と、マイクロフォン46とを含む。ハウジング41は、射出成形および真空成形を含む様々な製造プロセスのうちのいずれかから形成され得る。さらに、ハウジング41は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組合せを含む、様々な材料のうちのいずれかから製作され得る。ハウジング41は、異なる色の、または異なるロゴ、ピクチャ、もしくはシンボルを含んでいる、他の取外し可能な部分と交換され得る、取外し可能な部分(図示せず)を含むことができる。
ディスプレイ30は、本明細書で説明する、双安定またはアナログディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ30はまた、プラズマ、EL、OLED、STN LCD、またはTFT LCDなど、フラットパネルディスプレイ、あるいはCRTまたは他の管デバイスなど、非フラットパネルディスプレイを含むように構成され得る。さらに、ディスプレイ30は、本明細書で説明するIMODディスプレイを含むことができる。
ディスプレイデバイス40の構成要素は図16Bに概略的に示されている。ディスプレイデバイス40は、ハウジング41を含み、それの中に少なくとも部分的に密閉された追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス40は、トランシーバ47に結合されたアンテナ43を含むネットワークインターフェース27を含む。トランシーバ47はプロセッサ21に接続され、プロセッサ21は調整ハードウェア52に接続される。調整ハードウェア52は、信号を調整する(たとえば、信号をフィルタリングする)ように構成され得る。調整ハードウェア52は、スピーカー45およびマイクロフォン46に接続される。プロセッサ21は、入力デバイス48およびドライバコントローラ29にも接続される。ドライバコントローラ29は、フレームバッファ28に、およびアレイドライバ22に結合され、アレイドライバ22は次にディスプレイアレイ30に結合される。電源50が、特定のディスプレイデバイス40設計に必要とされるようなすべての構成要素に電力を与えることができる。
この例では、ディスプレイデバイス40はまた、センサーシステム77を含む。この例では、センサーシステム77は、タッチセンサーアレイ1000を含む。センサーシステム77はまた、1つまたは複数のカメラ、圧力センサー、赤外線(IR)センサー、加速度計、ジャイロスコープ、向きセンサーなど、他のタイプのセンサーを含み得る。いくつかの実施態様では、センサーシステム77は、ディスプレイデバイス40の論理システムの一部を含み得る。たとえば、センサーシステム77は、タッチセンサーアレイ1000の動作を、少なくとも部分的に制御するように構成される、タッチコントローラを含み得る。ただし、代替実施態様では、プロセッサ21(または、別のそのようなデバイス)が、この機能の一部または全部を提供するように構成され得る。
ネットワークインターフェース27は、ディスプレイデバイス40がネットワークを介して1つまたは複数のデバイスと通信することができるように、アンテナ43とトランシーバ47とを含む。ネットワークインターフェース27はまた、たとえば、プロセッサ21のデータ処理要件を軽減するための、何らかの処理能力を有し得る。アンテナ43は信号を送信および受信することができる。いくつかの実施態様では、アンテナ43は、IEEE16.11(a)、(b)、または(g)を含むIEEE16.11規格、あるいはIEEE802.11a、b、g、またはnを含むIEEE802.11規格に従って、RF信号を送信および受信する。いくつかの他の実施態様では、アンテナ43は、BLUETOOTH(登録商標)規格に従ってRF信号を送信および受信する。セルラー電話の場合、アンテナ43は、3Gまたは4G技術を利用するシステムなどのワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される、符号分割多元接続(CDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)、時分割多元接続(TDMA)、Global System for Mobile communications(GSM(登録商標))、GSM(登録商標)/General Packet Radio Service(GPRS)、Enhanced Data GSM(登録商標) Environment(EDGE)、Terrestrial Trunked Radio(TETRA)、広帯域CDMA(W-CDMA(登録商標))、Evolution Data Optimized(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev B、高速パケットアクセス(HSPA)、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)、高速アップリンクパケットアクセス(HSUPA)、発展型高速パケットアクセス(HSPA+)、Long Term Evolution(LTE)、AMPS、または他の知られている信号を受信するように設計される。トランシーバ47は、アンテナ43から受信された信号がプロセッサ21によって受信され、プロセッサ21によってさらに操作され得るように、その信号を前処理することができる。トランシーバ47はまた、プロセッサ21から受信された信号がアンテナ43を介してディスプレイデバイス40から送信され得るように、その信号を処理することができる。プロセッサ21は、たとえば、タイムサーバから、ネットワークインターフェース27を介して時間データを受信するように構成され得る。
いくつかの実施態様では、トランシーバ47は受信機によって置き換えられ得る。さらに、ネットワークインターフェース27は、プロセッサ21に送られるべき画像データを記憶または生成することができる画像ソースによって置き換えられ得る。プロセッサ21は、ディスプレイデバイス40の全体的な動作を制御することができる。プロセッサ21は、ネットワークインターフェース27または画像ソースから圧縮された画像データなどのデータを受信し、そのデータを生画像データに、または生画像データに容易に処理されるフォーマットに、処理する。プロセッサ21は、処理されたデータをドライバコントローラ29に、または記憶のためにフレームバッファ28に送ることができる。生データは、一般に、画像内の各ロケーションにおける画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色、飽和およびグレースケールレベルを含むことができる。
プロセッサ21は、ディスプレイデバイス40の動作を制御するためのマイクロコントローラ、CPU、または論理ユニットを含むことができる。調整ハードウェア52は、スピーカー45に信号を送信するための、およびマイクロフォン46から信号を受信するための、増幅器およびフィルタを含み得る。調整ハードウェア52は、ディスプレイデバイス40内の個別構成要素であり得、あるいはプロセッサ21または他の構成要素内に組み込まれ得る。
ドライバコントローラ29は、プロセッサ21によって生成された生画像データをプロセッサ21から直接、またはフレームバッファ28から取ることができ、アレイドライバ22への高速送信のために適宜に生画像データを再フォーマットすることができる。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ29は、生画像データを、ラスタ様フォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができ、その結果、そのデータフローは、ディスプレイアレイ30にわたって走査するのに好適な時間順序を有する。次いで、ドライバコントローラ29は、フォーマットされた情報をアレイドライバ22に送る。LCDコントローラなどのドライバコントローラ29は、しばしば、スタンドアロン集積回路(IC)としてシステムプロセッサ21に関連付けられるが、そのようなコントローラは多くの方法で実施され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ21中に埋め込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ21中に埋め込まれるか、またはハードウェアにおいてアレイドライバ22と完全に一体化され得る。
アレイドライバ22は、ドライバコントローラ29からフォーマットされた情報を受信することができ、ビデオデータを波形の並列セットに再フォーマットすることができ、波形の並列セットは、ディスプレイのピクセルのx-y行列から来る、数百の、および時には数千の(またはより多くの)リード線に毎秒何回も適用される。
いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ29、アレイドライバ22、およびディスプレイアレイ30は、本明細書で説明するディスプレイのタイプのうちのいずれにも適している。たとえば、ドライバコントローラ29は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ(たとえば、IMODコントローラ)であり得る。さらに、アレイドライバ22は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ(たとえば、IMODディスプレイドライバ)であり得る。その上、ディスプレイアレイ30は、従来のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ(たとえば、IMODのアレイを含むディスプレイ)であり得る。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ29はアレイドライバ22と一体化され得る。そのような実施態様は、高集積システム、たとえば、セルラー電話、ウォッチおよび他の小面積ディスプレイにおいて、一般的である。
いくつかの実施態様では、入力デバイス48は、たとえば、ユーザがディスプレイデバイス40の動作を制御することを可能にするように、構成され得る。入力デバイス48は、QWERTYキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、あるいは感圧膜または感熱膜を含むことができる。マイクロフォン46は、ディスプレイデバイス40のための入力デバイスとして構成され得る。いくつかの実施態様では、ディスプレイデバイス40の動作を制御するために、マイクロフォン46を介したボイスコマンドが使用され得る。
電源50は、当技術分野においてよく知られているように、様々なエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。たとえば、電源50は、ニッケルカドミウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーなどの充電式バッテリーであり得る。充電式バッテリーを使用する実施態様では、充電式バッテリーは、たとえば、壁コンセントあるいは光起電性デバイスまたはアレイから来る電力を使用して充電可能であり得る。代替的に、充電式バッテリーはワイヤレス充電可能であり得る。電源50はまた、再生可能エネルギー源、キャパシタ、あるいはプラスチック太陽電池または太陽電池塗料を含む太陽電池であり得る。電源50はまた、壁コンセントから電力を受け取るように構成され得る。
いくつかの実施態様では、制御プログラマビリティがドライバコントローラ29中に存在し、これは電子ディスプレイシステム中のいくつかの場所に配置され得る。いくつかの他の実施態様では、制御プログラマビリティがアレイドライバ22中に存在する。上記で説明した最適化は、任意の数のハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素において、ならびに様々な構成において実施され得る。
本明細書で開示する実施態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムプロセスは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実施され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性が、概して機能に関して説明され、上記で説明した様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびプロセスにおいて示された。そのような機能がハードウェアで実施されるか、ソフトウェアで実施されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。
本明細書で開示する態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、および回路を実施するために使用される、ハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチップまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、あるいは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成としても実装され得る。いくつかの実施態様では、特定のプロセスおよび方法が、所与の機能に固有である回路によって実行され得る。
1つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示する構造を含むハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、およびそれらの上記構造の構造的等価物において、またはそれらの任意の組合せにおいて実施され得る。また、本明細書で説明した主題の実施態様は、1つまたは複数のコンピュータプログラムとして、すなわち、データ処理装置が実行するためにコンピュータ記憶媒体上に符号化された、またはデータ処理装置の動作を制御するための、コンピュータプログラム命令の1つまたは複数のモジュールとして、実施され得る。
ソフトウェアで実施する場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとして非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶するか、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。本明細書で開示する方法またはアルゴリズムのプロセスは、コンピュータ可読媒体上に存在し得る、プロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールで実施され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所にコンピュータプログラムを転送することを可能にされ得る任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのような非一時的コンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM、CD-ROMもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を含み得る。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれ得る。本明細書で使用するディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザディスク(登録商標)(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク(disk)およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、データをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。さらに、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体上のコードおよび命令の、1つまたは任意の組合せまたはセットとして存在し得る。
本開示で説明した実施態様への様々な修正は当業者には容易に明らかであり得、本明細書で定義した一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書で示した実施態様に限定されるものではなく、本開示と、本明細書で開示する原理および新規の特徴とに一致する、最も広い範囲を与えられるべきである。
さらに、「上側」および「下側」という用語は、図の説明を簡単にするために時々使用され、適切に配向されたページ上の図の配向に対応する相対位置を示すが、実施されたIMOD(または他のデバイス)の適切な配向を反映しないことがあることを、当業者は容易に諒解されよう。
また、別個の実施態様に関して本明細書で説明されたいくつかの特徴は、単一の実施態様において組合せで実施され得る。また、逆に、単一の実施態様に関して説明した様々な特徴は、複数の実施態様において別個に、あるいは任意の好適な部分組合せで実施され得る。その上、特徴は、いくつかの組合せで働くものとして上記で説明され、初めにそのように請求されることさえあるが、請求される組合せからの1つまたは複数の特徴は、場合によってはその組合せから削除され得、請求される組合せは、部分組合せ、または部分組合せの変形形態を対象とし得る。
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が、示される特定の順序でまたは順番に実行されることを、あるいはすべての図示の動作が実行されることを必要とするものとして理解されるべきでない。さらに、図面は、流れ図の形態で1つまたは複数の例示的なプロセスを概略的に示し得る。ただし、図示されていない他の動作が、概略的に示される例示的なプロセスに組み込まれ得る。たとえば、1つまたは複数の追加の動作が、図示の動作のうちのいずれかの前に、後に、同時に、またはそれの間で、実行され得る。いくつかの状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利であり得る。その上、上記で説明した実施態様における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施態様においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきでなく、説明するプログラム構成要素およびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品において互いに一体化されるか、または複数のソフトウェア製品にパッケージングされ得ることを理解されたい。さらに、他の実施態様が以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、特許請求の範囲に記載の行為は、異なる順序で実行され、依然として望ましい結果を達成することができる。
12 干渉変調器、IMOD、ピクセル
13、15 光
14 可動反射層、層、反射層
14a 反射副層、伝導性層、副層
14b 支持層、誘電支持層、副層
14c 伝導性層、副層
16 光学スタック、層
16a 吸収層、光吸収体、副層、導体/吸収体副層
16b 誘電体、副層
18 ポスト、支持体、支持ポスト
19 ギャップ、キャビティ
20 透明基板、基板
21 プロセッサ、システムプロセッサ
22 アレイドライバ
23 ブラックマスク構造
24 行ドライバ回路
25 犠牲層、犠牲材料
26 列ドライバ回路
27 ネットワークインターフェース
28 フレームバッファ
29 ドライバコントローラ
30 ディスプレイアレイ、パネル、ディスプレイ
32 テザー
34 変形可能層
35 スペーサ層
40 ディスプレイデバイス、モバイルディスプレイデバイス
41 ハウジング
43 アンテナ
45 スピーカー
46 マイクロフォン
47 トランシーバ
48 入力デバイス
50 電源
52 調整ハードウェア
60a 第1のライン時間、ライン時間
60b 第2のライン時間、ライン時間
60c 第3のライン時間、ライン時間
60d 第4のライン時間、ライン時間
60e 第5のライン時間、ライン時間
62 高いセグメント電圧
64 低いセグメント電圧
70 開放電圧
72 高い保持電圧
74 高いアドレス電圧
76 低い保持電圧
77 センサーシステム
78 低いアドレス電圧
1000 タッチセンサーアレイ
1005 センサー要素、センセル
1010、1015 行
1020、1020'、1020a、1020b、1020c 耳タッチゾーン
1025 顔タッチゾーン
1030 矢印
1040 ユーザ
1045 耳
1405a、1405b、1405c、1405d、1405e、1405f 耳ジェスチャー

Claims (15)

  1. センサーアレイを走査するステップと、
    前記センサーアレイのアレイキャパシタンスを検出するステップと、
    前記アレイキャパシタンスを解析するステップと、
    前記アレイキャパシタンスにおけるアレイキャパシタンス値のパターンが耳の存在を示すと判断するステップと、

    前記アレイキャパシタンス値のパターンが、以前に取得された耳パターンデータに一致するかどうかを判断するステップと、
    前記アレイキャパシタンス値のパターンが、前記以前に取得された耳パターンデータに一致する場合、デバイス動作を呼び出すステップと
    を含み、
    前記耳パターンが、電話の着信を受け入れることに関連付けられた反時計回りのジェスチャーと、電話を切ること、または通話を終了することに関連付けられた時計回りのジェスチャーとを含む、
    方法。
  2. i)前記センサーアレイが、投影容量性タッチセンサーアレイであること、
    ii)前記呼び出されたデバイス動作が、モバイルデバイスをアンロックすること、
    iii)前記デバイス動作が、セルフォン動作であること、
    のうち１つまたは複数を含む、請求項1に記載の方法。
  3. iii)は、
    i)前記セルフォン動作が、前記セルフォンの少なくとも1つのスピーカーを制御すること
    ii)前記セルフォン動作が、前記セルフォンのボイス認識機能を制御することを含む、
    のうち１つまたは複数を含む、請求項2に記載の方法。
  4. センサーデバイスからセンサー信号を受信するステップと、
    前記センサー信号が前記耳の存在を示すかどうかを判断するステップと
    をさらに含む、請求項2または3に記載の方法。
  5. 投影容量性タッチセンサーアレイと、
    論理システムと
    を備えるモバイルデバイスであって、前記論理システムは、
    前記センサーアレイを走査すること、
    前記センサーアレイのアレイキャパシタンスを検出すること、
    前記アレイキャパシタンスを解析すること、
    前記アレイキャパシタンスが耳の存在を示すと判断すること、
    前記アレイキャパシタンス値のパターンが、以前に取得された耳パターンデータに一
    致するかどうかを判断すること、および
    前記耳の存在が示される場合、デバイス動作を呼び出すこと
    を行うために構成され、
    前記耳パターンが、電話の着信を受け入れることに関連付けられた反時計回りのジェスチャーと、電話を切ること、または通話を終了することに関連付けられた時計回りのジェスチャーとを含む、
    モバイルデバイス。
  6. 前記モバイルデバイスが、セルフォンを含み、前記デバイス動作が、セルフォン動作である、請求項5に記載のモバイルデバイス。
  7. i)前記モバイルデバイスが、1つまたは複数のスピーカーを含み、前記セルフォン動作が、前記1つまたは複数のスピーカーのうちの少なくとも1つのスピーカーを制御することを含むこと、
    ii)前記セルフォン動作が前記セルフォンをアンロックすることを含むこと、
    iii)前記セルフォン動作が、前記セルフォンのボイス認識機能を制御することを含むこと、
    のうち１つまたは複数を含む、請求項6に記載のモバイルデバイス。
  8. i)において、前記セルフォン動作が、耳タッチゾーンの面積、または、前記セルフォンに加えられている力の量に従って、前記1つまたは複数のスピーカーのうちの少なくとも1つのスピーカーを制御することを含む、請求項7に記載のモバイルデバイス。
  9. ジェスチャー検出の方法であって、
    モバイルデバイスのセンサーアレイを走査するステップと、
    前記センサーアレイからのセンサー信号を検出するステップと、
    前記センサー信号を解析するステップと、
    前記センサー信号が耳ジェスチャーを示すかどうかを判断するステップであって、前記耳ジェスチャーは、耳スワイプ、耳回転、および耳の動きからなるグループから選択されるステップと、
    前記耳ジェスチャー指示に基づいて、デバイス動作を呼び出すステップと
    を含み、
    前記耳パターンが、電話の着信を受け入れることに関連付けられた反時計回りのジェスチャーと、電話を切ること、または通話を終了することに関連付けられた時計回りのジェスチャーとを含む、
    方法。
  10. i)前記センサーアレイが、投影容量性タッチセンサーアレイであり、前記センサー信号が、キャパシタンス信号であること、
    ii)前記デバイス動作が、セルフォン動作であること、
    iii)前記デバイス動作が、スピーカーフォンモードに切り替えること、標準オーディオモードに切り替えること、オーディオ出力デバイスの音量を調節すること、オーディオ出力デバイスの指向性を調節すること、マイクロフォンの指向性を調節すること、耳を認識すること、左耳を検出すること、右耳を検出すること、特定の耳を認識すること、耳認識をPINとして使用すること、セルフォンにアクセスすること、セルフォンをアンロックすること、通話を受けること、通話を開始すること、通話を終了すること、ボイス認識機構をオンにすること、ボイス認識機構をオフにすること、耳の特徴的パターンおよび顔の一部分を認識すること、耳ジェスチャーを学習すること、ならびに、耳位置を追跡することからなるグループから選択されること、
    iv)前記耳ジェスチャーが、耳タッチ、耳押付け、耳圧力、耳位置、および耳距離からなるグループから選択されること、
    v)前記モバイルデバイスの補足センサーデバイスから、補足センサー信号を受信するステップと、
    前記補足センサー信号を用いて、前記耳の存在を検証するステップと
    をさらに含むこと、
    のうち１つまたは複数を含む、請求項9に記載の方法。
  11. ii)において、
    前記セルフォン動作が、前記セルフォンの少なくとも1つのスピーカーの音量レベルを修正するか、または、
    前記セルフォン動作が、前記セルフォンのボイス認識機能を変更する、
    請求項10に記載の方法。
  12. v)において、前記補足センサー信号が、前記モバイルデバイスの圧力センサー、赤外線(IR)センサー、加速度計、ジャイロスコープ、向きセンサー、またはカメラからの、1つまたは複数の信号を含む、請求項10に記載の方法。
  13. ソフトウェアを記憶した非一時的媒体であって、前記ソフトウェアは、次の動作を実行するようにモバイルデバイスを制御するための命令を含み、前記動作は、
    前記モバイルデバイスの投影容量性タッチセンサーアレイを走査すること、
    前記センサーアレイからのキャパシタンス信号を検出すること、
    前記キャパシタンス信号を解析すること、
    前記キャパシタンス信号が耳ジェスチャーを示すかどうかを判断することであって、前記耳ジェスチャーは、耳スワイプ、耳回転、および耳の動きからなるグループから選択されること、および
    前記耳ジェスチャー指示に基づいて、デバイス動作を呼び出すこと
    であり、
    前記耳パターンが、電話の着信を受け入れることに関連付けられた反時計回りのジェスチャーと、電話を切ること、または通話を終了することに関連付けられた時計回りのジェスチャーとを含む、
    非一時的記録媒体。
  14. 前記デバイス動作が、セルフォン動作である、請求項13に記載の非一時的記録媒体。
  15. i)前記セルフォン動作が、前記セルフォンの少なくとも1つのスピーカーの音量レベルを修正すること、
    ii)前記セルフォン動作が、前記セルフォンをアンロックすること、または、
    iii)前記セルフォン動作が、前記セルフォンのボイス認識機能を変更すること、
    のうち１つまたは複数を含む、請求項14に記載の非一時的記録媒体。
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