(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサ電極と、
前記複数のセンサ電極と統合されている、複数の表示ラインを備えるディスプレイ装置と、
前記複数のセンサ電極及び前記ディスプレイ装置に動作的に結合されている処理システムであって、
第１の表示リフレッシュレートで前記ディスプレイ装置を更新し、且つ第１の表示フレーム期間中、第１の容量性感知フレームレートで容量性感知のために前記複数のセンサ電極を駆動するための第１のモードであり、前記第１の容量性感知フレームレートが前記第１の表示リフレッシュレートより大きい、第１のモードで動作し、さらに
第２の表示リフレッシュレートで前記ディスプレイ装置を更新し、且つ第２の表示フレーム期間中、第２の容量性感知フレームレートで容量性感知のために前記複数のセンサ電極を駆動するための第２のモードであり、前記第２の容量性感知フレームレートが前記第２の表示リフレッシュレートより大きく、前記第１の表示リフレッシュレート及び前記第２の表示リフレッシュレートが第１の量だけ異なり、前記第１の容量性感知フレームレート及び前記第２の容量性感知フレームレートが第２の量だけ異なり、前記第２の量が前記第１の量より小さい、第２のモードで動作するように構成されている処理システムと、
を備え、
前記処理システムが、動作の前記第２のモード中に、
第１の表示ライン更新期間中、第１の表示データで前記複数の表示ラインのうち第１の表示ラインを駆動し、
タッチ感知期間中、容量性感知のために前記複数のセンサ電極のうち少なくとも１つを駆動し、
前記第１の表示ライン更新期間と前記タッチ感知期間との間に、少なくとも１つの同期遅延期間を挿入し、前記同期遅延期間中には、前記複数のセンサ電極が容量性感知のためには駆動されず、前記複数の表示ラインが表示更新のためには駆動されない、ように更に構成されている、入力装置。
【請求項２】
前記処理システムが、動作の前記第２のモード中に、容量性感知フレームレートを動作の前記第１のモード及び前記第２のモードの間、実質的に一定に維持するように前記同期遅延期間の長さを選択する、ように更に構成されている請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記処理システムが、動作の前記第２のモード中に、
第２の表示ライン更新期間中、第２の表示データで前記複数の表示ラインのうち第２の表示ラインを駆動し、前記タッチ感知期間が前記第１の表示ライン更新期間と前記第２の表示ライン更新期間との間であるように更に構成されている、
請求項１又は２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記処理システムが、動作の前記第２のモード中に、
単一の表示フレーム期間の部分間の非表示更新期間中、前記複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つを駆動するように更に構成されている、請求項１乃至３の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項５】
前記処理システムが、前記第２の表示フレーム期間中且つ動作の前記第２のモード中に、
単一の表示フレーム期間内で第２の表示データで前記複数の表示ラインのうち第２の表示ラインを駆動する前に少なくとも１つの前記同期遅延期間を挿入するように更に構成されている、請求項１又は２に記載の入力装置。
【請求項６】
前記処理システムが、動作の前記第２のモード中に、
バッファで完全な組のラインリフレッシュデータが利用可能であることに応答してラインリフレッシュデータで前記複数の表示ラインのうち少なくとも１つを駆動し、さらに
前記バッファで完全な組のラインリフレッシュデータが利用可能でないことに応答して前記同期遅延期間を挿入するように更に構成されている、請求項１又は２に記載の入力装置。
【請求項７】
前記処理システムが、前記第２の表示フレーム期間中且つ動作の前記第２のモード中に、
第２の表示ライン更新期間中、第２の表示データで前記複数の表示ラインのうち第２の表示ラインを駆動し、
前記同期遅延期間を伴って前記第２の表示ラインを駆動し、前記同期遅延期間の時間の長さが、容量性感知のフレームレートを動作の前記第１のモード及び第２のモードの間、実質的に一定に維持するように選択されており、さらに
前記第２の表示ライン更新期間後且つ単一の表示フレーム期間の部分間の非表示更新期間中、前記複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つを駆動するように更に構成されている、請求項１に記載の入力装置。
【請求項８】
前記処理システムが、
表示ライン更新期間中に前記ディスプレイ装置をリフレッシュするために、さらに非表示更新期間中に容量性感知のために、前記複数のセンサ電極を駆動するように更に構成されている、請求項１又は２に記載の入力装置。
【請求項９】
前記ディスプレイ装置が、
容量性感知のために前記複数のセンサ電極を駆動するように構成されている複数のソースドライバと、
単一のワイヤを通して各ソースドライバに結合されているタッチコントローラであって、前記ワイヤを通して表示及びタッチデータを通信するように構成されているタッチコントローラと、を備えている、請求項１又は２に記載の入力装置。
【請求項１０】
複数のセンサ電極と、
前記複数のセンサ電極と統合されている、複数の表示ラインを含むディスプレイ装置と、
前記複数のセンサ電極及び前記ディスプレイ装置に動作的に結合されている処理システムであって、
第１の表示リフレッシュレートで前記ディスプレイ装置を更新し、且つ第１の表示フレーム期間中、第１の容量性感知フレームレートで容量性感知のために前記複数のセンサ電極を駆動するための第１のモードであり、前記第１の容量性感知フレームレートが前記第１の表示リフレッシュレートより大きい、第１のモードで動作し、さらに
第２の表示リフレッシュレートで前記ディスプレイ装置を更新し、且つ第２の表示フレーム期間中、第２の容量性感知フレームレートで容量性感知のために前記複数のセンサ電極を駆動するための第２のモードであり、前記第２の容量性感知フレームレートが前記第２の表示リフレッシュレートより大きく、前記第１の表示リフレッシュレート及び前記第２の表示リフレッシュレートが第１の量だけ異なり、前記第１の容量性感知フレームレート及び前記第２の容量性感知フレームレートが第２の量だけ異なり、前記第２の量が前記第１の量より小さい、第２のモードで動作するように構成されている処理システムと、
を備え、
前記処理システムが、動作の前記第２のモード中に、
長い水平帰線期間中、容量性感知のために前記複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つを駆動し、前記長い水平帰線期間が少なくとも１つの同期遅延期間を含み、
前記第２の表示フレーム期間中、前記複数の表示ラインの全てを表示データで駆動した後に前記同期遅延期間を挿入する、ように更に構成されている入力装置。
【請求項１１】
処理システムであり、
容量性感知のために、複数のセンサ電極を動作させるように構成されているセンサモジュールであって、
第１の動作モードで、第１の表示フレーム期間中、第１の容量性感知フレームレートを伴った状態で、第１の表示リフレッシュレートで、複数の表示ラインを備えるディスプレイ装置を更新し、
さらに
第２の動作モードで、第２の表示フレーム期間中、第２の容量性感知フレームレートを伴った状態で、第２の表示リフレッシュレートで前記ディスプレイ装置を更新し、前記第１の表示リフレッシュレート及び前記第２の表示リフレッシュレートが異なり、且つ前記第１の容量性感知フレームレート及び前記第２の容量性感知フレームレートが、前記第１及び第２のフレーム期間の間の少なくとも半分の間ほとんど等しい、ように構成されているセンサ回路網を有するセンサモジュールを備え、
前記センサ回路網が、前記第２の動作モード中に、
第１の表示ライン更新期間中、第１の表示データで前記複数の表示ラインのうち第１の表示ラインを駆動し、
タッチ感知期間中、前記複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つを駆動し、
前記第１の表示ライン更新期間と前記タッチ感知期間との間に、少なくとも１つの同期遅延期間を挿入し、前記同期遅延期間中には、前記複数のセンサ電極が容量性感知のためには駆動されず、前記複数の表示ラインが表示更新のためには駆動されない、ように更に構成されている、処理システム。
【請求項１２】
前記センサ回路網が、前記第２の動作モード中に、容量性感知フレームレートを前記第１の動作モード及び前記第２の動作モードの間、実質的に一定に維持するように前記同期遅延期間の長さを選択する、ように更に構成されている、請求項１１に記載の入力装置。
【請求項１３】
前記センサ回路網が、前記第２の動作モード中に、
第２の表示ライン更新期間中、第２の表示データで前記複数の表示ラインのうち第２の表示ラインを駆動し、前記タッチ感知期間が前記第１の表示ライン更新期間と前記第２の表示ライン更新期間との間である、ように更に構成されている、請求項１１又は１２に記載の処理システム。
【請求項１４】
前記センサ回路網が、前記第２の動作モード中に、
単一の表示フレーム期間の部分間の非表示更新期間中、前記複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つを駆動する
ように更に構成されている、請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の処理システム。
【請求項１５】
前記センサ回路網が、前記第２の表示フレーム期間中且つ前記第２の動作モード中に、
前記第２の表示ライン更新期間中、第２の表示データで前記複数の表示ラインのうち第２の表示ラインを駆動し、
前記同期遅延期間を伴って前記第２の表示ラインを駆動し、前記同期遅延期間の長さが、容量性感知フレームレートを前記第１の動作モード及び前記第２の動作モードの間、実質的に一定に維持するように選択されており、さらに
前記第２の表示ライン更新期間後且つ単一の表示フレーム期間の部分間の非表示更新期間中、前記複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つを駆動する
ように更に構成されている、請求項１４に記載の処理システム。
【請求項１６】
入力装置を動作させるための方法であって、
容量性感知のために、複数のセンサ電極を動作させるステップであり、タッチ感知期間中に前記複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つを駆動するステップと、
第１の動作モードで、第１の表示フレーム期間中、第１の容量性感知フレームレートを伴った状態で、第１の表示リフレッシュレートで複数の表示ラインを備えるディスプレイ装置を更新するステップと、
第２の動作モードで、第２の表示フレーム期間中、第２の容量性感知フレームレートを伴った状態で、第２の表示リフレッシュレートで前記ディスプレイ装置を更新するステップであり、前記第１の表示リフレッシュレート及び前記第２の表示リフレッシュレートが異なり、且つ前記第１の容量性感知フレームレート及び前記第２の容量性感知フレームレートが、前記第１及び第２の表示フレーム期間の少なくとも半分の間ほとんど等しいステップと、を含み、
前記第２の動作モードで前記ディスプレイ装置を更新するステップは、
第１の表示ライン更新期間中、前記複数の表示ラインのうち第１の表示ラインを第１の表示データで駆動するステップと、
前記タッチ感知期間と前記表示ライン更新期間との間に同期遅延期間を挿入するステップであり、前記同期遅延期間中には、前記複数のセンサ電極が容量性感知のためには駆動されず、前記複数の表示ラインが表示更新のためには駆動されないステップと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【分野】
【０００１】
[0001]本発明の実施形態は、概略的にはタッチ感知のための入力装置に関し、より詳細には異なる表示リフレッシュレートで動作されるときに実質的に等しい容量性感知フレームレポートレートを維持する入力装置に関する。
【発明の背景】
【０００２】
[0002]（タッチパッド又はタッチセンサ装置とも通例呼ばれる）近接センサ装置を含む入力装置が各種の電子システムで広く使用されている。近接センサ装置は、近接センサ装置が１つ又は複数の入力物体の存在、位置及び／又は運動を判定する、表面によってしばしば画定される感知領域を典型的に含む。近接センサ装置は、電子システムにインタフェースを提供するために使用されてもよい。例えば、近接センサ装置は、（ノートブック又はデスクトップコンピュータに統合されるか、又は周辺的な不透明タッチパッドなど）、より大型のコンピューティングシステム用の入力装置としてしばしば使用される。近接センサ装置は、（携帯電話に統合されるタッチスクリーンなど）、より小型のコンピューティングシステムにもしばしば使用される。
【０００３】
[0003]タブレット又はスマートフォンなど、ディスプレイ装置と統合されると、感知のために利用される時間は、表示ライン更新又はリフレッシュと何らかの様式で典型的にインタリーブされる。公称表示リフレッシュレートは６０Ｈｚ（又はそれ以下、例えば映画フィルムの場合２４若しくは４８など）であり、且つ可変でもよい一方で、感知フレームレートは典型的に１００〜１２０Ｈｚであり、さらに感知測定レートがリフレッシュレートとして相対的に固定されるままであることが望ましく、さらに感知周波数は（例えば、干渉を回避するために）変動する。表示リフレッシュレートが変更される場合には、複数の表示ライン更新間の均一に分散された時限も変化して、感知フレームレートが表示ライン（例えば、Ｖｂｌａｎｋなど）タイミングにロックされると、感知フレームレートの対応する変化という結果になる。しかしながら、感知フレームレートの変化を補償することは重大な課題であり、装置複雑性を増加させる。
【０００４】
[0004]表示レートの変化をより容易に扱う改善された入力装置の必要がある。
【発明の簡単な概要】
【０００５】
[0005]本開示は、概略的には異なる表示リフレッシュレートで動作されるときに実質的に等しい容量性感知フレームレポートレートを維持する、タッチ感知のための入力装置、処理システム及び方法を提供する。１つの例では、複数のセンサ電極と統合されるディスプレイ装置、及び複数のセンサ電極に及びディスプレイ装置に動作的に結合される処理システムを含む入力装置が提供される。処理システムは、非表示更新期間中、容量性感知のためにセンサ電極を動作させ、且つ少なくとも第１のモード及び第２のモードで動作するように構成されている。第１の動作モードでは、処理システムは、第１の表示更新期間中、第１の容量性感知フレームレポートレートを伴った状態で、第１の表示リフレッシュレートでディスプレイ装置を更新するように構成される。第２の動作モードでは、処理システムは、第２の表示更新期間中、第２の容量性感知フレームレポートレートを伴った状態で、第２の表示リフレッシュレートでディスプレイ装置を更新するように構成され、ここでは第１の表示リフレッシュレート及び第２の表示リフレッシュレートは実質的に異なり（例えば、４８Ｈｚと６０Ｈｚとの間の２５％差など）、且つここでは第１の容量性感知フレームレポートレート及び第２の容量性感知フレームレポートレートは第１及び第２の表示更新期間の少なくとも半分の間ほとんど等しい（例えば、１２８Ｈｚと１２０Ｈｚとの間の＜８％差など）。
【０００６】
[0006]別の例では、容量性感知のために非表示更新期間中、複数のセンサ電極を動作させるように構成されるセンサモジュールを含む処理システムが提供される。センサモジュールは、少なくとも第１の動作モード及び第２の動作モードで動作するように構成されているセンサ回路網を有する。第１の動作モードでは、センサ回路網は、第１の表示更新期間中、第１の容量性感知フレームレポートレートを伴った状態で、第１の表示リフレッシュレートでディスプレイ装置を更新するように構成される。第２の動作モードでは、センサ回路網は、第２の表示更新期間中、第２の容量性感知フレームレポートレートを伴った状態で、第２の表示リフレッシュレートでディスプレイ装置を更新するように構成され、ここでは第１の表示リフレッシュレート及び第２の表示リフレッシュレートは異なり、且つここでは第１の容量性感知フレームレポートレート及び第２の容量性感知フレームレポートレートは第１及び第２の表示更新期間の少なくとも半分の間ほとんど等しい。
【０００７】
[0007]なお別の例では、容量性感知のために非表示更新期間中、複数のセンサ電極を動作させるステップと、第１の動作モードで、第１の表示更新期間中、第１の容量性感知フレームレポートレートを伴った状態で、第１の表示リフレッシュレートでディスプレイ装置を更新するステップと、第２の動作モードで、第２の表示更新期間中、第２の容量性感知フレームレポートレートを伴った状態で、第２の表示リフレッシュレートでディスプレイ装置を更新するステップとを含み、ここでは第１の表示リフレッシュレート及び第２の表示リフレッシュレートが異なり（例えば、一方がもう一方より１０％超えて大きいなど）、且つここでは第１の容量性感知フレームレポートレート及び第２の容量性感知フレームレポートレートが第１及び第２の表示更新期間の少なくとも半分の間ほとんど等しい（例えば、両方とも他方より１０％未満大きい又は小さいなど）、入力装置を動作させるための方法が提供される。
【０００８】
[0008]以上に本発明の特徴を列挙した様式が詳細に理解されることができるように、以上に簡潔に要約された本開示のより詳細な記載が、実施形態を参照することによってなされることができ、実施形態の幾つかは添付の図面に例示される。しかしながら、添付の図面が本開示の典型的な実施形態のみを例示し、したがって本開示の範囲を限定すると考えられるべきでなく、その理由は、本開示が他の等しく効果的な実施形態を認めてもよいからであることが留意されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[0009]図１は、ディスプレイ装置と統合される例証的な入力装置の概略図である。
【００１０】
【図２Ａ】[0010]図２Ａは、処理システムに結合される入力装置のセンサ電極の例証的なパターンを例示する図１の入力装置の概略平面図である。
【００１１】
【図２Ｂ】[0011]図２Ｂは、処理システムに結合される入力装置のセンサ電極の別の例証的なパターンを例示する図１の入力装置の概略平面図である。
【００１２】
【図３】[0012]図３は、処理システムの同期モジュールの１つの実施形態のブロック図である。
【００１３】
【図４】[0013]図４は、図３の同期モジュールの動作の概略図である。
【００１４】
【図４Ａ】[0014]図４Ａは、同じ一定の表示ライン更新時間を有するタイミングシーケンスにおける異なる水平帰線期間を対比させる２つのタイミング図を例示する。
【００１５】
【図５】[0015]図５は、タッチ感知及び表示更新イベントのスケジューリングを例示するタイミング図である。
【００１６】
【図６】[0016]図６は、入力装置を動作させるための方法のフロー図である。
【００１７】
【図７】[0017]図７は、実質的に同様の容量性感知フレームレポートレートを有しつつ異なる表示リフレッシュレートで動作する入力装置のタイミング比較である。
【００１８】
【図８】[0018]図８は、実質的に同様の容量性感知フレームレポートレートを有しつつ異なる表示リフレッシュレートで動作する入力装置の別のタイミング比較である。
【詳細な説明】
【００１９】
[0019]理解を容易にするため、可能であれば、図に共通である同一の要素を指示するために同一の参照数字が使用された。１つの実施形態に開示される要素が具体的な詳述なく他の実施形態に有益に活用されてもよいことが企図される。ここで参照される図面は、明記されない限り一定の比率で描画されるとは理解されるべきでない。また、図面はしばしば簡略化され、さらに詳細又は部品は提示及び説明の明瞭さのために省略される。図面及び論孝は下記する原理を説明する役目をし、ここで類似の呼称は類似の要素を示す。
【００２０】
[0020]以下の詳細な記載は本質的に単に例証的であり、さらに本開示又はその応用及び使用を限定するものとは意図されない。更には、前述の技術分野、背景、簡単な概要又は以下の詳細な説明に提示される如何なる明示又は黙示の理論によっても制限される意図は全くない。
【００２１】
[0021]本開示の様々な実施形態は、異なる表示リフレッシュレートで動作されるときに実質的に等しい容量性感知フレーム（例えば、タッチ範囲を包含する一組の容量測定値など）レポートレートを維持する、タッチ感知のための入力装置、処理システム及び方法を提供する。実質的に等しい容量性感知フレームレポートレートでの動作の１つの例では、第１の表示更新期間にわたって第１の表示リフレッシュレートで動作されるときの第１の容量性感知フレームレポートレートが、表示更新期間の少なくとも半分以上の間、第２の表示更新期間にわたって第２の表示リフレッシュレートで動作されるときの第２の容量性感知フレームレポートレートにほとんど等しくてもよい。そのような入力装置、処理システム及び方法は、有利には、より効率的且つ予測可能なタッチ感知を可能にする実質的に一定の容量性感知フレームレポートレートを維持しつつ、表示リフレッシュレートが任意の数の理由で変化することを許容する。本明細書で活用される場合、容量性感知は、容量性感知電極から受けられる情報を活用するタッチ感知技法として記載される。
【００２２】
[0001]ここで図に戻って、図１は、本発明の実施形態に従う、例証的な入力装置１００のブロック図である。入力装置１００は、電子システム１５０に入力を提供するように構成されてもよい。本文書で使用される場合、用語「電子システム」（又は「電子装置」）は、情報を電子的に処理することが可能な任意のシステムを広く指す。電子システム１５０の幾つかの非限定的な例は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、タブレット、ウェブブラウザ、電子書籍リーダ及び携帯情報端末（ＰＤＡ）など、全ての大きさ及び形状のパーソナルコンピュータを含む。追加例の電子システム１５０は、入力装置１００及び別々のジョイスティック又はキースイッチを含む物理キーボードなど、複合入力装置を含む。更なる例の電子システム１５０は、（リモートコントローラ及びマウスを含む）データ入力装置、並びに（表示画面及びプリンタを含む）データ出力装置などの周辺装置を含む。他の例は、遠隔端末、キオスク、及びビデオゲーム機（例えば、ビデオゲームコンソール、ポータブルゲーム装置など）を含む。他の例は、（スマートフォンなど、携帯電話を含む）通信装置、並びに（レコーダ、エディタ、及びテレビ、セットトップボックス、音楽プレーヤ、デジタルフォトフレーム及びデジタルカメラなどのプレーヤを含む）メディア装置を含む。追加的に、電子システム１５０は、入力装置に対するホスト又はスレーブであり得る。
【００２３】
[0002]入力装置１００は、電子システム１５０の物理的な一部として実装されることができるか、又は電子システム１５０と物理的に別であることができる。適宜、入力装置１００は、以下：バス、ネットワーク及び他の有線又は無線相互接続のうちの任意の１つ又は複数を使用して電子システム１５０の一部と通信してもよい。例は、Ｉ２Ｃ、ＳＰＩ、ＰＳ／２、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ブルートゥース［登録商標］、ＲＦ及びＩｒＤＡを含む。
【００２４】
[0003]図１では、入力装置１００は、感知領域１２０で１つ又は複数の入力物体１４０によって提供される入力を感知するように構成される（「タッチパッド」又は「タッチセンサ装置」ともしばしば称される）近接センサ装置として図示される。図１に図示されるように、入力物体例は、手指及びスタイラスを含む。
【００２５】
[0004]感知領域１２０は、入力装置１００がユーザ入力（例えば、１つ又は複数の入力物体１４０によって提供されるユーザ入力）を検出することができる入力装置１００上方、周囲、内及び／又は近くの任意の空間を包含する。特定の感知領域の大きさ、形状及び位置は、実施形態ごとに広く変動してもよい。幾つかの実施形態において、感知領域１２０は、信号対雑音比が十分に正確な物体検出を妨げるまで入力装置１００の表面から空間へ１つ又は複数の方向に延在する。この感知領域１２０が特定の方向に延在する距離は、様々な実施形態において、ミリメートル未満、ミリメートル台、センチメートル台、又はそれを超えてもよく、且つ使用される感知技術の種類及び所望される正確さによって有意に変動してもよい。したがって、幾つかの実施形態は、入力装置１００の如何なる表面とも無接触、入力装置１００の入力面（例えば、タッチ面）との接触、幾らかの量の加えられた力若しくは圧力と結合される入力装置１００の入力面との接触、及び／又はそれらの組合せを含む入力を感知する。様々な実施形態において、入力面は、内部にセンサ電極が存在するケーシングの表面によって、センサ電極又は任意のケーシングをおおって適用される表面板によって、などで提供されてもよい。幾つかの実施形態において、感知領域１２０は、入力装置１００の入力面に投影されると矩形状を有する。
【００２６】
[0005]入力装置１００は、センサ部品及び感知技術の任意の組合せを活用して感知領域１２０でユーザ入力を検出してもよい。入力装置１００は、ユーザ入力を検出するための１つ又は複数の感知素子を備える。幾つかの非限定的な例として、入力装置１００は、容量、エラスタンス、抵抗、誘導、磁気、音響、超音波及び／又は光学技法を使用してもよい。
【００２７】
[0006]幾つかの実装は、一、二、三又はより高次元空間にわたる画像を提供するように構成される。幾つかの実装は、特定の軸又は平面に沿って入力の投影を提供するように構成される。
【００２８】
[0007]入力装置１００の幾つかの容量性実装では、電圧又は電流が印加されて電界を生じさせる。近くの入力物体が電界の変化を引き起こし、さらに電圧、電流などの変化として検出されてもよい容量結合の検出可能な変化を発生する。
【００２９】
[0008]幾つかの容量性実装は、容量性感知素子のアレイ又は他の規則的若しくは不規則なパターンを活用して電界を生じさせる。幾つかの容量性実装では、別々の感知素子が共にオーム短絡されて、より大きいセンサ電極を形成してもよい。幾つかの容量性実装は、一様に抵抗性でもよい抵抗シートを活用する。
【００３０】
[0009]幾つかの容量性実装は、センサ電極と入力物体との間の容量結合の変化に基づく「自己容量」（又は「絶対容量」）感知方法を活用する。様々な実施形態において、センサ電極近くの入力物体がセンサ電極近くの電界を変更し、したがって測定される容量結合を変化させる。１つの実装では、絶対容量感知方法は、基準電圧（例えば、システム接地）に関してセンサ電極を調整することによって、さらにセンサ電極と入力物体との間の容量結合を検出することによって動作する。
【００３１】
[0010]幾つかの容量性実装は、センサ電極間の容量結合の変化に基づく「相互容量」（又は「トランスキャパシタンス」）感知方法を活用する。様々な実施形態において、センサ電極近くの入力物体がセンサ電極間の電界を変更し、したがって測定される容量結合を変化させる。１つの実装では、トランスキャパシティブ感知方法は、１つ又は複数の送信センサ電極（「送信電極」又は「送信器」とも）と１つ又は複数の受信センサ電極（「受信電極」又は「受信器」とも）との間の容量結合を検出することによって動作する。送信センサ電極は、送信信号を送信するために基準電圧（例えば、システム接地）に対して調整されてもよい。受信センサ電極は、結果信号の受信を容易にするために基準電圧に対して実質的に一定に保持されてもよい。結果信号は、１つ又は複数の送信信号に、及び／又は１つ又は複数の環境干渉源（例えば、他の電磁信号）に対応する影響（複数可）を含んでもよい。センサ電極は、専用送信器若しくは受信器でもよいか、又は送信も受信もするように構成されてもよい。
【００３２】
[0011]図１では、処理システム１１０が入力装置１００の一部として図示される。処理システム１１０は、入力装置１００のハードウェアを動作させて感知領域１２０で入力を検出するように構成される。処理システム１１０は、１つ又は複数の集積回路（ＩＣ）及び／又は他の回路網部品の一部又は全てを備える。例えば、相互容量センサ装置のための処理システムは、送信センサ電極で信号を送信するように構成される送信回路網、及び／又は受信センサ電極で信号を受信するように構成される受信回路網を備えてもよい。幾つかの実施形態において、処理システム１１０は、ファームウェアコード、ソフトウェアコード及び／又はその他など、電子的に読取り可能な命令も備える。幾つかの実施形態において、処理システム１１０を構成する部品は、入力装置１００の近い感知素子（複数可）など、共に設けられる。他の実施形態において、処理システム１１０の部品は、入力装置１００の感知素子（複数可）近くの１つ又は複数の部品、及び他の場所の１つ又は複数の部品と物理的に別である。例えば、入力装置１００は、デスクトップコンピュータに結合される周辺装置でもよく、さらに処理システム１１０は、デスクトップコンピュータの中央処理装置及び中央処理装置と別の（おそらく関連したファームウェアを持つ）１つ又は複数のＩＣで実行するように構成されるソフトウェアを備えてもよい。別の例として、入力装置１００は、電話に物理的に統合されてもよく、さらに処理システム１１０は、電話の主プロセッサの一部である回路及びファームウェアを備えてもよい。幾つかの実施形態において、処理システム１１０は、入力装置１００を実装することに専用である。他の実施形態において、処理システム１１０は、表示画面を動作させる、触覚アクチュエータを駆動するなどといった、他の機能も行う。
【００３３】
[0012]処理システム１１０は、処理システム１１０の異なる機能を扱う一組のモジュールとして実装されてもよい。各モジュールは、処理システム１１０の一部である回路網、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの組合せを備えてもよい。様々な実施形態において、モジュールの異なる組合せが使用されてもよい。モジュール例は、センサ電極及び表示画面などのハードウェアを動作させるためのハードウェア動作モジュール、センサ信号及び位置情報などのデータを処理するためのデータ処理モジュール、並びに情報を報告するための報告モジュールを含む。更なるモジュール例は、感知素子（複数可）を動作させて入力を検出するように構成されるセンサ動作モジュール、モード変更ジェスチャなどのジェスチャを識別するように構成される識別モジュール、及び動作モードを変更するためのモード変更モジュールを含む。
【００３４】
[0013]幾つかの実施形態において、処理システム１１０は、１つ又は複数の行動を引き起こすことによって直接、感知領域１２０でのユーザ入力（又はユーザ入力の欠如）に応答する。行動例は、動作モード（例えば、完全タッチレポートレートモード、低表示電力モード、高干渉モード、低タッチ電力モードなど）を変更することの他に、カーソル移動、選択、メニューナビゲーション及び他の機能などのＧＵＩ行動を含む。幾つかの実施形態において、処理システム１１０は、電子システム１５０の何らかの一部に（例えば、別々の中央処理システムが存在する場合、処理システム１１０と別である電子システムの中央処理システムに）入力（又は入力の欠如）についての情報を提供する。幾つかの実施形態において、電子システム１５０の何らかの一部は、処理システム１１０から受信される情報を処理して、モード変更行動及びＧＵＩ行動を含む全範囲の行動を容易にするなど、ユーザ入力に従って行動する。
【００３５】
[0014]例えば、幾つかの実施形態において、処理システム１１０は、入力装置１００の感知素子（複数可）を動作させて、感知領域１２０での入力（又は入力の欠如）を示す電気信号を発生する。処理システム１１０は、電子システム１５０に提供される情報を発生する際に電気信号に任意の適切な量の処理を行ってもよい。例えば、処理システム１１０は、センサ電極から得られるアナログ電気信号をデジタル化してもよい。別の例として、処理システム１１０は、フィルタリング又は他の信号調節を行ってもよい。なお別の例として、処理システム１１０は、ベースラインを減算又はその他補償してもよく、そうすると情報は電気信号とベースラインとの間の差を反映する。なお更なる例として、処理システム１１０は、位置情報を決定、入力を指令として認識、手書きを認識、などしてもよい。
【００３６】
[0015]「位置情報」は、本明細書で使用される場合、絶対位置、相対位置、速度、加速度及び他の種類の空間情報を広く包含する。例証的な「零次元」位置情報は、近／遠又は接触／無接触情報を含む。例証的な「一次元」位置情報は、軸に沿った位置を含む。例証的な「二次元」位置情報は、平面での運動を含む。例証的な「三次元」位置情報は、空間での瞬間又は平均速度を含む。更なる例は、空間情報の他の表現を含む。例えば時間とともに位置、運動又は瞬間速度を追跡する履歴データを含め、１つ又は複数の種類の位置情報に関する履歴データも決定及び／又は記憶されてもよい。
【００３７】
[0016]幾つかの実施形態において、入力装置１００は、処理システム１１０によって又は何らかの他の処理システムによって動作される追加の入力部品と共に実装される。これらの追加の入力部品は、感知領域１２０での入力のための冗長な機能性、又は何らかの他の機能性を提供してもよい。図１は、入力装置１００を使用して項目の選択を容易にするために使用されることができる感知領域１２０近くのボタン１３０を図示する。他の種類の追加の入力部品は、スライダ、ボール、ホイール、スイッチなどを含む。逆に、幾つかの実施形態において、入力装置１００は、他の入力部品全くなしで実装されてもよい。
【００３８】
[0017]幾つかの実施形態において、入力装置１００は、タッチスクリーンインタフェースを備え、さらに感知領域１２０は、表示画面の作用区域の少なくとも一部に重複する。例えば、入力装置１００は、表示画面に重なる実質的に透明なセンサ電極を備え、さらに関連付けられる電子システム１５０にタッチスクリーンインタフェースを提供してもよい。表示画面は、ユーザに視覚インタフェースを表示することが可能な任意の種類の動的表示でもよく、さらに発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマ、電界発光（ＥＬ）又は他の表示技術のうちの任意の種類を含んでもよい。入力装置１００及び表示画面は、物理的要素を共有してもよい。例えば、幾つかの実施形態は、同じ電気部品の幾つか（例えば、ＡＭＯＬＥＤ及びＡＭＬＣＤのための薄膜ａ−Ｓｉトランジスタのアクティブマトリクスなど）を表示及び感知するために活用してもよい。別の例として、表示画面は、処理システム１１０によって部分的に又は全体的に動作されてもよい。
【００３９】
[0018]本発明の多くの実施形態が完全に機能する装置の文脈で記載されるのに対して、本発明の機構は、各種の形態でプログラム製品（例えば、ソフトウェア）として配布されることが可能であることが理解されるべきである。例えば、本発明の機構は、電子プロセッサによって読み取り可能である情報支持媒体（例えば、処理システム１１０によって読み取り可能な非一時的なコンピュータ可読及び／又は記録／書込み可能な情報支持媒体）上のソフトウェアプログラムとして実装及び配布されてもよい。追加的に、本発明の実施形態は、配布を実行するために使用される特定の種類の媒体に関係なく等しく適用される。非一時的な、電子的に読み取り可能な媒体の例は、様々なディスク、メモリスティック、メモリカード、メモリモジュールなどを含む。電子的に読み取り可能な媒体は、フラッシュ、光、磁気、ホログラフィック又は任意の他の記憶技術に基づいてもよい。
【００４０】
[0022]図２Ａは、幾つかの実施形態に係る感知素子の例証的なパターンの一部分を例示する。例示及び記載の明瞭さのために、図２Ａは、感知素子を単純な矩形のパターンで図示し、さらに、感知素子と処理システム１１０との間の様々な相互配線などの様々な部品を図示しない。感知領域１２０下に設けられる感知素子は、電極パターン２１０で配置されてもよい。電極パターン２１０は、第１の複数のセンサ電極２２０及び第２の複数のセンサ電極２３０を備える。センサ電極２３０は、第１の複数の電極２２０にわたって直交して設けられてもよい。電極パターン２１０が、他の適切なパターンで配置される電極２２０、２３０で構成されてもよいことが企図される。更に、センサ電極２３０の形状は、矩形寸法に制約されなくてもよく、且つモザイク状又はほぼ空間充填の繰り返しアレイ構造であってもよい。様々な実施形態において、第１の複数のセンサ電極２２０は、複数の送信電極（具体的には「送信電極２２０」と称される）として動作され、さらに第２の複数のセンサ電極２３０は、複数の受信電極（具体的には「受信電極２３０」と称される）として動作される。別の実施形態において、一方の複数のセンサ電極が送受信するように構成されてもよく、さらに他方の複数のセンサ電極も送受信するように構成されてもよい。更に処理システム１１０が第１及び／又は第２の複数のセンサ電極のうちの１つ又は複数のセンサ電極で結果信号を受信しつつ、１つ又は複数のセンサ電極は、絶対容量性感知信号で調整されている。第１の複数のセンサ電極２２０、第２の複数のセンサ電極２３０、又は両方とも、感知領域１２０内に設けられることができる。電極パターン２１０のセンサ電極２２０、２３０は、処理システム１１０に結合されることができる。
【００４１】
[0023]第１の複数の電極２２０及び第２の複数の電極２３０は、典型的に互いからオーム絶縁される。即ち、１つ又は複数の絶縁体が、第１の複数の電極２２０及び第２の複数の電極２３０を分離し、且つ両電極が互いに電気的に短絡するのを防止する。幾つかの実施形態において、第１の複数の電極２２０及び第２の複数の電極２３０は、交差範囲で両電極間に設けられる絶縁材料によって分離され、そのような構造では、第１の複数の電極２２０及び／又は第２の複数の電極２３０は、同じ電極の異なる部分を接続するジャンパ及び／又はビアが形成されることができる。幾つかの実施形態において、第１の複数の電極２２０及び第２の複数の電極２３０は、絶縁材料の１つ又は複数の層によって分離される。そのような実施形態において、第１の複数の電極２２０及び第２の複数の電極２３０は、共通の基板の別々の層に設けられることができる。幾つかの他の実施形態において、第１の複数の電極２２０及び第２の複数の電極２３０は、１つ又は複数の基板によって分離され、例えば、第１の複数の電極２２０及び第２の複数の電極２３０は、同じ基板の反対側に、又は共に積層される異なる基板に設けられることができる。幾つかの実施形態において、第１の複数の電極２２０及び第２の複数の電極２３０は、単一の基板の同じ側に設けられることができる。
【００４２】
[0024]第１の複数のセンサ電極２２０と第２の複数のセンサ電極２３０との間の局所的な容量結合の範囲は、「容量画像」の「容量画素」を形成してもよい。第１及び第２の複数のセンサ電極２２０及び２３０間の容量結合は、感知領域１２０での入力物体の近接及び運動により変化する。更に、様々な実施形態において、第１の複数のセンサ電極２２０及び第２の複数のセンサ電極２３０の各々と入力物体との間の局所的な容量結合が、（例えば、感知測定画像フレームの一部としてなど）「容量画像」の「容量画素」と名付けられてもよい。幾つかの実施形態において、第１の複数のセンサ電極２２０及び第２の複数のセンサ電極２３０の各々と入力物体との間の局所的な容量結合は、「容量プロファイル」の「容量測定値」（例えば、ここでプロファイルは電極のアレイの線形投影などでもよい）と名付けられてもよい。
【００４３】
[0025]処理システム１１０は、センサ回路網を有するセンサモジュール２０８を含むことができる。センサモジュール２０８は、感知コントローラ２５０、及び１つ又は複数のソースドライバ（例えば、チップオングラスＣＯＧ又はチップオンフレックスＣＯＦ  ＡＳＩＣなど）２５２（２５２１〜２５２Ｎとして図示され、ここではＮは２より大きい整数である）を含んでもよい。感知コントローラ２５０は、センサ回路網を使用してセンサ電極パターン２１０を動作させて、感知周波数を有する容量性感知信号（例えば、方形波、正弦波又は他の狭帯域搬送波など）を使用してセンサ電極パターンにおけるセンサ電極から結果信号を受信する。１つ又は複数の実施形態において、センサモジュール２０８は、同期モジュール２５４を備えてもよい。処理システム１１０は、センサ電極２２０、２３０に結合される１つ又は複数のマルチプレクサも備えてもよい。センサ電極２２０又は２３０からの１つ又は複数のセンサ電極が各マルチプレクサに結合されてもよく、ここでマルチプレクサは、１つ又は複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つを感知回路網及びソースドライバ２５２に結合させる。更に、マルチプレクサは、センサモジュール２０８内に又はセンサモジュール２０８外部に設けられてもよい。処理システム１１０は、タイミングコントローラ２５８を備えてもよい。処理システム１１０は、タイミングコントローラ２５８及び／又は同期モジュール２５４によって制御されるフレーム中、ゲート論理（例えば、ＣＯＧゲートＩＣ又はＴＦＴゲートインパネル）に、各ライン（例えば、表示フレームの最初のライン、表示フレームの最後のライン、垂直帰線時間、表示ラインから非表示ラインへの遷移、非表示ラインから表示ラインへの遷移、表示ラインから表示ラインへの遷移、及び非表示ラインから非表示ラインへの遷移、繰り返し同じラインなど）に対する適当な系列でゲートクロッキング及び構成信号（例えば、Ｃｌｏｃｋ１、Ｃｌｏｃｋ２、Ｃｌｏｃｋ３、Ｃｌｏｃｋ４、リセット、スタートパルス、方向、出力イネーブル、ゲート電圧制御など）を提供するゲート制御モジュール２５９を含んでもよい。
【００４４】
[0026]測定モジュール２５６は、ファームウェア及び／又は回路網を含み、且つ結果信号から容量測定値を求めるように構成される。測定モジュール２５６は、容量測定値の変化を追跡して感知領域１２０での入力物体（複数可）を検出し、さらに容量測定値の変化から、感知領域１２０での入力物体（複数可）の位置を示す信号を提供することができる。処理システム１１０は、他のモジュラ構成を含むことができ、さらにセンサモジュール２０８によって行われる機能は、概略的に、処理システム１１０における１つ又は複数のモジュールによって行われることができる。処理システム１１０は、モジュールを含むことができ、さらに以下幾つかの実施形態に記載されるように他の機能を行うことができる。
【００４５】
[0027]処理システム１１０の感知モジュール２０８は、絶対容量性感知モード又はトランスキャパシティブ感知モードで動作することができる。絶対容量性感知モードでは、センサ回路網における受信器（複数可）が電極パターン２１０におけるセンサ電極（複数可）での電圧、電流又は電荷を測定しつつ、センサ電極（複数可）は、絶対容量性感知信号で調整されて結果信号を生成する。測定モジュール２５６は、結果信号から絶対容量測定値を生成する。測定モジュール２５６は、絶対容量測定値の変化を追跡して感知領域１２０での入力物体（複数可）を検出することができる。
【００４６】
[0028]トランスキャパシティブ感知モードでは、感知モジュール２０８のセンサ回路網における送信器（複数可）が、容量性感知信号（トランスキャパシティブ感知モードで送信信号又は変調信号とも称される）で第１の複数の電極２２０のうちの１つ又は複数を駆動する。測定モジュール２５６のセンサ回路網における受信器（複数可）が、第２の複数の電極２３０のうちの１つ又は複数での電圧、電流又は電荷を測定して結果信号を生成する。結果信号は、容量性感知信号及び感知領域１２０での入力物体（複数可）の影響を含む。測定モジュール２５６は、結果信号からトランスキャパシティブ測定値を生成する。測定モジュール２５６は、トランスキャパシティブ測定値の変化を追跡して感知領域１２０での入力物体（複数可）を検出することができる。様々な実施形態において、１つ又は複数の電極がシールド信号で調整されて、電極間の外来の電荷結合を低減させてもよい。これらの電極は、入力装置１００における他のセンサ電極、表示電極又は任意の他の電極でもよい。更に、変調シールド信号は、保護信号と称されてもよく、且つセンサ電極へ駆動される感知信号と共通する振幅、周波数及び／又は位相のうちの少なくとも１つを有してもよい。
【００４７】
[0029]幾つかの実施形態において、処理システム１１０は、電極パターン２１０を「走査」して容量測定値を求める。電極パターン２１０のうちの走査される各ラインは、感知イベントと称されてもよい。トランスキャパシティブ感知モードでは、処理システム１１０の感知コントローラ２５０は、第１の複数の電極２２０を駆動して送信信号（複数可）を送信することができる。センサ電極のパターンのラインは、センサ電極のグループ分けを指してもよい。ラインは、センサ電極の行、列又は任意の他のグループ分けでもよい。ラインレートは、表示更新のためか又は容量性感知のため、ラインを更新するために利用される期間を指す。センサ電極が走査される順序を定めるために、マルチプレクサが使用されてもよい。マルチプレクサは、どの１つ又は複数のセンサ電極が測定モジュール２５６の感知回路網に結合されるかを選択的に構成してもよい。センサ回路網は、各々マルチプレクサに結合される複数のアナログフロントエンド（ＡＦＥ）を備えてもよい。アナログフロントエンドは、センサ電極へ駆動される電荷の量を積分するように構成される積分器及び他の回路網を備えてもよい。アナログ測定値は、デジタル処理が行われるように、アナログデジタル変換器（例えば、逐次比較ＡＤＣ、シグマデルタＡＤＣ又は他のＡＤＣなど）によってデジタルデータに典型的に変換される。処理システム１１０の感知コントローラ２５０は、一度に１つの送信電極が送信するか、又は同時に複数の送信電極が送信するように第１の複数の電極２２０を動作させることができる。複数の送信電極が同時に送信する場合、これらの複数の送信電極は、同じ送信信号を送信し、さらに事実上より大きい送信電極を呈してもよいか、又はこれらの複数の送信電極は、異なる送信信号を送信してもよい。例えば、複数の送信電極は、独立して求められるべき第２の複数の電極２３０の結果信号への組み合わされた影響を可能にする１つ又は複数の符号体系に従って、異なる送信信号を送信してもよい。絶対容量性感知モードでは、処理システム１１０の測定モジュール２５６は、一度に１つのセンサ電極２２０、２３０から、又は一度に複数のセンサ電極２２０、２３０から結果信号を受信することができる。いずれのモードでも、処理システム１１０の感知コントローラ２５０は、第２の複数の電極２３０を単独に又は集合的に動作させて結果信号を取得することができる。絶対容量性感知モードでは、処理システム１１０の感知コントローラ２５０は、１つ又は複数の軸に沿って全ての電極を並行して駆動することができる。幾つかの例では、処理システム１１０が１つの軸に沿って（例えば、第１の複数のセンサ電極２２０に沿って）電極を駆動することができる一方で、別の軸に沿った電極はシールド信号、保護信号などで駆動される。幾つかの例では、一方の軸に沿った幾つかの電極及び他方の軸に沿った幾つかの電極が、並行して駆動されることができる。絶対容量性感知モードでは、ソースドライバ又はＰＭＩＣの電源は、システム接地から絶縁され且つシステム接地に対して調整されてもよい。ホスト表示データインタフェースがシステム接地に対する基準のままでもよい一方で、ソースドライバが処理した表示データ及び／又はゲート制御信号は、システム接地に対して調整される。
【００４８】
[0030]トランスキャパシティブ感知モードでは、処理システム１１０の測定モジュール２５６は、結果信号を使用して容量画素での容量測定値を求めることができる。容量画素からの一組の測定値は、画素での容量測定値を表す「容量画像」（「容量フレーム」とも）を形成する。処理システム１１０の測定モジュール２５６は、複数の時限（即ち、感知イベント）にわたって複数の容量画像を取得することができ、さらに容量画像間の差を求めて感知領域１２０での入力についての情報を導出することができる。例えば、処理システム１１０の測定モジュール２５６は、連続した期間にわたって取得される連続した容量画像を使用して、感知領域１２０に出入りする及びその中での１つ又は複数の入力物体の運動（複数可）を追跡することができる。
【００４９】
[0031]絶対容量性感知モードでは、処理システム１１０の測定モジュール２５６は、結果信号を使用して、センサ電極２２０の軸及び／又はセンサ電極２３０の軸に沿って（例えば、１つ又は複数の列又は行に沿って）容量測定値を求めることができる。一組のそのような測定値は、軸に沿って容量測定値を表す「容量プロファイル」を形成する。処理システム１１０の測定モジュール２５６は、複数の時限にわたって軸の一方又は両方に沿って複数の容量プロファイルを取得することができ、さらに容量プロファイル間の差を求めて感知領域１２０での入力についての情報を導出することができる。例えば、処理システム１１０の測定モジュール２５６は、連続した期間にわたって取得される連続した容量プロファイルを使用して、感知領域１２０内の入力物体の位置又は近接を追跡することができる。他の実施形態において、各センサ電極は容量画像の容量画素であることができ、さらに絶対容量性感知モードは、容量プロファイルに加えて又はその代わりに容量画像（複数可）を生成するために使用されることができる。
【００５０】
[0032]入力装置１００のベースライン容量は、感知領域１２０での入力物体と全く関連付けられない容量画像又は容量プロファイルである。ベースライン容量は環境及び動作条件で変化し、さらに処理システム１１０の測定モジュール２５６は、種々の方法でベースライン容量を推定することができる。例えば、幾つかの実施形態において、処理システム１１０の測定モジュール２５６は、感知領域１２０に如何なる入力物体もないと判定されるときに「ベースライン画像」又は「ベースラインプロファイル」をとり、さらにそれらのベースライン画像又はベースラインプロファイルをベースライン容量の推定値として使用する。測定モジュール２５６は、容量測定値においてベースライン容量を補償することができ、したがって容量測定値は、「デルタ容量測定値」と称されることができる。したがって、用語「容量測定値」は、本明細書で使用される場合、求めたベースラインに関するデルタ測定値を包含する。
【００５１】
[0033]感知領域１２０にわたる全ての容量画素を走査することによって完全な容量フレームを得るために必要とされる時間を個別の容量走査イベント数で割ったものが、容量性感知フレームレートを定める。容量性感知フレームレポートレートは、感知モジュール２０８のデューティサイクル及び入力装置１００と通信する電子システム１５０のホスト装置によって示されるデューティサイクルに基づく。上論されたように、表示リフレッシュレート及び／又は感知周波数が変更されるときであっても、容量性感知フレームレートが実質的に一定に維持されることが有利である。ほとんど一定の容量性感知フレームレートを維持する方法が以下更に詳述される。
【００５２】
[0034]幾つかのタッチスクリーン実施形態において、第１の複数のセンサ電極２２０及び第２の複数のセンサ電極２３０のうちの少なくとも一方が、「Ｖｃｏｍ」電極（共通電極）、ゲート電極、ソース電極、アノード電極及び／又はカソード電極の１つ又は複数のセグメントなど、表示画面の表示を更新する際に使用されるディスプレイ装置２８０の１つ又は複数の表示電極を備える。ディスプレイ装置２８０のパネルの各ラインの更新又はリフレッシュは、表示ライン更新イベントと称されてもよい。これらの表示電極は、適切な表示画面基板に設けられてもよい。例えば、表示電極は、幾つかの表示画面［例えば、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）、フリンジフィールドスイッチング（ＦＦＳ）又はプレーントゥラインスイッチング（ＰＬＳ）有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）］における透明又は可撓性基板［ガラス基板、ＴＦＴ（例えば、アモルファスシリコン、酸化インジウムガリウム亜鉛、低温ポリシリコン若しくは他の薄膜トランジスタ）ガラス、ポリイミド可撓性基板、又は任意の他の透明及び／若しくは可撓性材料］に、幾つかの表示画面［例えば、パターン化垂直配向（ＰＶＡ）又はマルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）］の色フィルタガラスの底部に、発光層（ＯＬＥＤ）をおおって、などで設けられてもよい。センサ電極に結合される導電性ルーティング線がディスプレイ積層体の金属層に設けられてもよい一方で、センサ電極は、別の層に設けられ且つ透明材料（例えば、酸化インジウムスズ、他の金属酸化物など）から構成されてもよい。代わりに、感知電極は、不透明金属材料（例えば、モリブデン、アルミニウム、チタンなど）から完全に構成されてもよい。表示電極は「複合電極」とも称されることができ、その理由は、表示電極が表示更新及び容量性感知の機能を行うからである。様々な実施形態において、第１及び第２の複数のセンサ電極２２０及び２３０のうちの各センサ電極は、１つ又は複数の複合電極を備える。他の実施形態において、第１の複数のセンサ電極２２０のうちの少なくとも２つのセンサ電極又は第２の複数のセンサ電極２３０のうちの少なくとも２つのセンサ電極が、少なくとも１つの複合電極を共有してもよい。更には、１つの実施形態において、第１の複数のセンサ電極２２０も第２の複数の電極２３０も、表示画面基板上のディスプレイ積層体内に設けられる。追加的に、ディスプレイ積層体におけるセンサ電極２２０、２３０のうちの少なくとも１つが、複合電極を備えてもよい。しかしながら、他の実施形態において、第１の複数のセンサ電極２２０又は第２の複数のセンサ電極２３０だけ（しかし両方でなく）がディスプレイ積層体内に設けられる一方で、他のセンサ電極は、ディスプレイ積層体の外である（例えば、色フィルタガラスの反対側に設けられる）。
【００５３】
[0035]実施形態において、処理システム１１０は、単一のＩＣチップに形成される感知コントローラ２５０、ソースドライバ２５２、同期モジュール２５４及び測定モジュール２５６を少なくとも有する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの単一の統合コントローラを備える。別の実施形態において、処理システム１１０は、複数の集積回路（ＩＣ）チップを含むことができ、ここで感知コントローラ２５０、ソースドライバ２５２及び同期モジュール２５４（及び任意選択で測定モジュール２５６）が２つ以上のＩＣチップの間で分けられることができる。例えば、少なくとも感知コントローラ２５０及び同期モジュール２５４が、１つの集積回路チップとして構成されることができる。幾つかの実施形態において、センサモジュール２０８の第１の部分が１つの集積回路にあることができ、さらにセンサモジュール２０８の第２の部分が第２の集積回路にあることができる。そのような実施形態において、第１及び第２の集積回路のうちの少なくとも一方が、タッチドライバモジュール及び／又はディスプレイ（即ち、ソース）ドライバモジュールなどの他のモジュールのうちの少なくとも一部分を備える。様々な実施形態において、ここで、処理システム１１０は、タイミングコントローラ２５８を備える複数の集積回路（例えば、ＴＣＯＮ  ＩＣ）及びソースドライバ（例えば、ＣＯＧ）集積回路を備える。タイミングコントローラは、入力装置１００と通信する電子システム１５０のホスト装置から表示更新データ及び感知構成データを受信するように典型的に構成される。表示データがまた、感知コントローラ２５０によって内部的に生成されて、ユーザ入力とユーザインタフェース（ＵＩ）更新との間の待ち時間を最小化してもよいが、しかし典型的に、内部生成は、ホスト表示画像（例えば、レンダリングされたビデオ、電子メールアプリケーション、ウェブページなど）をおおうオーバーレイ（例えば、ポップアップボタン、移動スライダ、カーソルテキスト選択など）である。オーバーレイ表示画像内容（即ち、リフレッシュレートと別）及びユーザ入力（例えば、ユーザタッチ入力位置又は運動）に対する感知コントローラ２５０表示オーバーレイ応答はまた、電子システム１５０によって制御されてもよい。タイミング制御は、受信した表示更新データ及び感知構成データを処理し、さらにソースドライバ集積回路の各々に、処理した表示データを通信する。ＴＣＯＮ  ＩＣは、表示データバッファ（例えば、フレーム又はラインバッファ）を含んでもよく、さらに表示データを処理（例えば、圧縮）し且つホストとソースドライバとの間で再同期させてもよい。ソースドライバ集積回路は、各々表示更新のためにディスプレイ装置のソースラインに結合され且つそれを駆動するように構成される１つ又は複数のソースドライバを備える。更に、ソースドライバ集積回路は、容量性感知のためにセンサ電極を調整及び／又はセンサ電極から結果信号を受信するように構成される感知回路を備えてもよい。ＴＣＯＮ  ＩＣ、ソースドライバＩＣ又はホストは、結果信号を処理して位置情報を求めるように構成される測定モジュール２５６を備えてもよい。ソースドライバ集積回路は、タイミングコントローラに生の感知データ、部分的に処理した感知データ又は位置情報を、更なる処理のために、通信するように構成されてもよく、又はタイミングコントローラは、この情報をホストに直接通信してもよい。他の実施形態において、タイミング制御は、ソースドライバ集積回路から受信される感知データを処理して１つ又は複数の入力物体に対する位置情報を求めるように構成されてもよい。様々な実施形態において、各ソースドライバ集積回路は、複数のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）、ガンマ補正、ソースバッファ、Ｖｃｏｍ基準、データ受信器、バッファ、変調器、ＡＦＥなどのうちの１つ又は複数を備えてもよい。タイミングコントローラは、フレームバッファ（完全又は部分的）、ホストデータ受信器、ゲート制御、測定モジュールなどのうちの１つ又は複数を備えてもよい。フレームバッファのためのＲＡＭ（例えば、スタティック又はダイナミックランダムアクセスメモリ）を含む分離したダイが（例えば、ワイヤボンドが両方を接続して）ダイとしてか又は（例えば、スルーシリコンビアが両方を接続して）ウェーハとしてＴＣＯＮに積層されてもよい。電力管理集積回路（ＰＭＩＣ）がタイミングコントローラ及び各ソースドライバ集積回路のうちの少なくとも１つに結合されてもよく、且つ高ゲート電圧、低ゲート電圧、Ｖｃｏｍ電圧、表示電圧源変調などを提供する（例えば、誘導性又は容量性昇圧回路によって別の電源電圧から生成するなど）ように構成されてもよい。
【００５４】
[0036]図２Ｂは、幾つかの実施形態に係る感知素子の別の例証的なパターンの一部分を例示する。例示及び記載の明瞭さのために、図２Ｂは、感知素子を矩形のマトリクスで提示し、さらに処理システム１１０と感知素子との間の様々な相互配線（例えば、ルーティング、ジャンパ、ビアなど）といった様々な部品を図示しない。電極パターン２１０は、矩形マトリクス、又は他の適切なモザイク状若しくはほぼ空間充填の繰り返しアレイ構造に設けられる複数のセンサ電極２６０を備える。電極パターン２１０は、Ｊ行且つＫ列に配置されるセンサ電極２６０Ｊ，Ｋ（センサ電極２６０と総称的に称される）を備え、ここでＪ及びＫは正の整数であるが、Ｊ及びＫのうちの一方が零でもよい。電極パターン２１０が、極性アレイ、繰り返しパターン、非繰り返しパターン、不均一アレイ、単一行若しくは列、又は他の適切な配置など、センサ電極２６０の他のパターンを備えてもよいことが企図される。更に、センサ電極２６０は、円形、矩形、ダイヤモンド形、星形、正方形、非凸形、凸形、非凹形、凹形、櫛形、嵌合形などといった任意の形状でもよい。更に、センサ電極２６０は、複数の異なった副電極に細分されてもよい。電極パターン２１０は、図２Ａを参照しつつ上論されたように、処理システム１１０に結合される。
【００５５】
[0037]センサ電極２６０は、典型的に互いからオーム絶縁される。追加的に、センサ電極２６０が複数の副電極を含む場合、副電極は互いからオーム絶縁されてもよい。更には、１つの実施形態において、センサ電極２６０は、センサ電極２６０間にあるグリッド電極２１８からオーム絶縁されてもよい。１つの例では、グリッド電極２１８は、センサ電極２６０のうちの１つ又は複数を包囲してもよく、そのセンサ電極は、グリッド電極２１８に形成される窓２１６に設けられる。グリッド電極２１８は、シールドとして、又はセンサ電極２６０で容量性感知を行うときに使用するための保護信号を搬送するために使用されてもよい。代替的に又は追加的に、グリッド電極２１８は、容量性感知を行うときにセンサ電極として使用されてもよい。更には、グリッド電極２１８は、センサ電極２６０と同一平面上でもよいが、しかしこれは要件ではない。例えば、グリッド電極２１８は、異なる基板に、又はセンサ電極２６０と同じ基板の異なる側に設けられてもよい。他の実施形態において、グリッド電極２１８は、複数のグリッド電極セグメントに区分されてもよい。他の実施形態において、入力装置１００は、複数のグリッド電極２１８を備えてもよい。処理システム１１０は、１つ又は複数のグリッド電極２１８に結合され、さらにグリッド電極から感知データを取得してもよい。感知データは、容量性感知のためにどのモード又はどのセンサ電極を駆動すべきかを（例えば、ユーザ入力結合タッチ信号の変化、スタイラスデータ、又は外部干渉などに基づいて）決定するために使用されてもよい。他の実施形態において、センサ電極のうちの１つ又は複数から受信される感知データは、１つ又は複数のグリッド電極のうちのどれが容量性感知のために駆動されるかを決定するために使用されてもよい。グリッド電極２１８は任意選択的であり、さらに幾つかの実施形態において、グリッド電極２１８は存在しない。
【００５６】
[0038]第１の種類の動作では、処理システム１１０は、少なくとも１つのセンサ電極２６０を使用して、絶対容量性感知を介して入力物体の存在を検出することができる。センサモジュール２０８は、センサ電極（複数可）２１０での電圧、電荷又は電流を測定して、センサ電極（複数可）２１０と入力物体との間の容量を示す結果信号を得ることができる。測定モジュール２２２は、結果信号を使用して絶対容量測定値を求める。電極パターン２１０がマトリクスアレイに配置されるとき、絶対容量測定値は容量画像を形成するために使用されることができる。
【００５７】
[0039]第２の種類の動作では、処理システム１１０は、センサ電極２６０のグループを使用して、トランスキャパシティブ感知を介して入力物体の存在を検出することができる。センサモジュール２０８は、送信信号でセンサ電極２６０（又はグリッド電極２１８）のうちの少なくとも１つを駆動することができ、さらにセンサ電極２６０のうちの他の少なくとも１つから結果信号を受信することができる。測定モジュール２２２は、結果信号を使用して、トランスキャパシティブ測定値を求め、さらに容量画像（又はプロファイルなど）を形成する。
【００５８】
[0040]入力装置１００は、上記されたモードのうちの何れか１つで動作するように構成されてもよい。入力装置１００はまた、上記されたモードのうちの何れか２つ以上の間で切り替わるように構成されてもよい。処理システム１１０は、図２Ａに関して上記されたように構成されることができる。更に、入力装置１００は、追加のモードで動作するように構成されてもよい。例えば、入力装置１００は、干渉測定モードで動作するように構成されてもよい。干渉測定モードでは、処理システム１１０がセンサ電極及び／又はグリッド電極のうちの１つ又は複数で結果信号を受信するように構成される一方で、センサ電極及び／又はグリッド電極は、システム接地に対して実質的に調整されない。結果信号は、干渉測定値を求めるために使用されてもよい。干渉は、システム電源、結合される入力物体、局所電源などからであることがある。代わりに、結果信号は、低電力モードに出入りする期間にわたってユーザ入力の存在を迅速に判定するために使用されてもよい。
【００５９】
[0041]図３は、処理システム１１０の同期モジュール２５４の１つの実施形態のブロック図である。同期モジュール２５４は、容量フレームレポートレートを制御するように構成される同期回路網を含む。同期モジュール２５４の同期回路網は、表示ライン更新イベント及び感知イベントをスケジュールするようにも構成されてもよい。追加的に、同期モジュール２５４の同期回路網は、感知イベント（例えば、タッチ画素画像のＡＤＣ取込み）が発生する表示ライン更新（即ち、表示ソースデータリフレッシュ及びゲート選択）に対する時限及び系列を制御するようにも構成されてもよい。
【００６０】
[0042]同期モジュール２５４の同期回路網は、入力ブロック３０２（例えば、ホスト表示データインタフェースクロック領域で動作する）、同期制御ブロック３０４、出力ブロック３０６（例えば、ソースドライバが処理したデータ領域で動作する）及びバッファブロック３０８を含む。入力ブロック３０２は、同期制御ブロック３０４及び出力ブロック３０６と通信する。入力ブロック３０２は、タイミングコントローラ２５８、感知コントローラ２５０によって、又はホスト表示データインタフェースから直接に（例えば、タイミングコントローラ及び／又は感知コントローラをバイパスすることによって）提供されるタッチ及び／又は表示更新情報を、同期制御ブロック３０４に提供する。入力ブロック３０２はまた、表示タイミング信号（例えば、垂直帰線、ＳＴＶ−ビデオの開始、ライン信号など）を同期制御ブロック３０４及び／又は出力ブロック３０６に提供する。
【００６１】
[0043]出力ブロック３０６は、同期制御ブロック３０４とソースドライバ（複数可）２５２及びゲートドライバ２５９との間に結合される。出力ブロック３０６は、（例えば、ソース及びゲートドライバクロック領域で）ラインベースのタッチ感知及び／又は表示更新イベントスケジューリングのために主に使用される。
【００６２】
[0044]同期制御ブロック３０４は、バッファブロック３０８、入力ブロック３０２及び出力ブロック３０６に結合される。同期制御ブロック３０４は、入力ブロック３０２及び出力ブロック３０６からの読み／書き要求間を調停する。同期制御ブロック３０４は、出力ブロック３０６での表示ライン当たりの時間が−駆動されているディスプレイ装置２８０のパネルサイズ及びブロック３０８のバッファサイズによって限定されつつ−人為的に削減又は増加されるようにし、さらに表示のために使用されない余分のライン（又は追加の剰余ライン）は、タッチ又は非タッチ動作に割り当てられることができる。
【００６３】
[0045]バッファブロック３０８は、同期モジュール２５４の入力ブロック３０２及び出力ブロック３０６を分離する。バッファブロック３０８は、入力ブロック３０２及び出力ブロック３０６から受信される情報間のライン時間（ラインレート）差を調整するために活用される。バッファブロック３０８は、同期制御ブロック３０４が表示更新データの価値がある少なくとも１つのラインを記憶するようにするのに十分にサイズ設定されるデータバッファを含み、そうすると同期モジュール２５４は、バッファが完全な表示ラインを更新又はリフレッシュするのに十分なデータを有しないことに応答してタッチ及び表示タイミングシーケンスに１つ又は複数の同期遅延線を挿入（又は除去）してもよい。バッファブロック及び同期モジュールは、別々のバッファクロック領域で動作してもよいか、又は入力若しくは出力クロック領域のいずれかに属してもよい。幾つかの場合には、バッファは、（例えば、バッファオーバフロー、低電力モードなどの場合に）同期モジュールが入力ブロック３０２から出力ブロック３０６に直接に表示ラインデータが転送するようにすることによって、バイパスされてもよい。
【００６４】
[0046]１つ又は複数の実施形態において、バッファは、表示更新が開始する前に最長帰線期間中、ホスト表示データインタフェースから（例えば、電子システム１５０から）受信される入力表示データラインレートに対してオーバフローを限定するのに十分大きくてもよい。出力ラインレートは、表示フレーム中の帰線期間の最大剰余中、受信されるデータに対してオーバフローを限定するのに十分高速でもよい。帰線期間は、表示フレームの表示ライン更新期間の間の時間である。帰線期間は、帰線期間がゲート非オーバーラップを回避する時間を提供するように水平帰線期間でもよい。更に、幾つかの帰線期間は、表示ライン更新期間の間に発生する長い水平帰線期間（即ち、少なくとも非帰線表示更新ラインの長さ）でもよく、長い水平帰線期間中にユーザ入力感知が行われてもよい。幾つかの長い水平帰線は、同期帰線期間（即ち、実質的に表示更新ラインと同じ長さ）でもよく、同期帰線期間は、リフレッシュレート、感知周波数及び容量性感知フレームレートが変化するにつれて同期を維持する。同期帰線期間は、ユーザ入力感知、干渉感知などのために使用されてもよい。帰線期間は表示フレーム間にも発生してもよく、その帰線期間は、垂直帰線期間（図４に参照数字４０１によって図示される）として従来は知られており、且つ長さが典型的に１表示ライン更新期間より大きい。１つ又は複数の実施形態において、長い水平帰線期間は、表示フレームの２つの表示ライン更新期間の間に発生し、且つ少なくとも表示ライン更新期間の長さである。更に、各表示フレームは、複数の水平帰線期間、少なくとも１つの長い水平帰線期間及び少なくとも１つの垂直帰線期間を備えてもよい。ゲート制御論理２５９は、パネルゲートドライバに異なるシーケンシング信号（例えば、クロック、イネーブル、リセット）を提供して、様々なライン（例えば、垂直帰線ライン、表示更新ライン、長い水平帰線ライン及び同期ライン）の間で遷移して、表示画像又はタッチ感知アーチファクトを最小限にしてもよい。処理システム１１０は、長い水平帰線期間中、容量性感知のためにセンサ電極のうちの１つ又は複数を駆動するように構成されてもよい。他の実施形態において、処理システム１１０は、１つ又は複数の長い水平帰線期間中、１つ又は複数のセンサ電極から干渉測定値を取得するように構成される。なお他の実施形態において、処理システム１１０は、スタイラスデータ（例えば、力、スタイラスボタン状態、スタイラスＩＤ番号など）を取得するように構成される。
【００６５】
[0047]１つの実施形態において、表示リフレッシュ期間の少なくとも半分を超える間、入力ラインレートが一定であり且つ出力ラインレートが固定されるとき、表示電極が容量性感知のために駆動されない幾つかの追加の出力ライン及び／又は剰余ラインがある。例えば、ゲートライン選択は、帰線期間中、次の表示ラインにインクリメントしなくてもよい（例えば、シフトレジスタにおけるトークンは、ゲートドライバの次のゲートライン出力バッファにクロックしなくてもよい）。更には、入力ラインレート及び出力ラインレートを同期させるために使用されるバッファサイズを最小化する一方で、同期ラインを分散して表示アーチファクトを最小限にする（さらに感知フレームレポート待ち時間を改善する）ために、帰線期間バッファが含まれてもよい。そのような事例では、入力ラインレートは表示フレームの始めに知られていなくてもよい（即ち、おそらく最大及び最小レートだけが知られている）か、又は入力ラインレートは表示フレーム内で変動する。追加的に、バッファ使用法は、表示フレームリフレッシュを通じて分散されて、バッファが表示フレーム中、複数回充満しさらに空になるようにしてもよい。
【００６６】
[0048]例えば、入力表示リフレッシュラインレートの変化が現行の表示ラインレートでの容量性感知フレームレートを増加させるであろうと同期モジュール２５４が判定するとすれば、同期モジュール２５４は、１つ又は複数の同期遅延線を挿入して、変化にもかかわらず容量性感知フレームレートを実質的に維持してもよい。別の例では、表示リフレッシュレートの変化が容量性感知フレームレートを減少させるであろうと同期モジュール２５４が判定するとすれば、同期モジュール２５４は、１つ又は複数の同期遅延線を除去して、変化にもかかわらず容量性感知フレームレポートレートを実質的に維持してもよい。他の実施形態において、同期モジュールは、測定された干渉に基づいて容量性感知フレームレート又は容量性感知周波数及び／若しくは表示ラインレートを変更するように構成されてもよい。そのような実施形態において、表示更新及び容量性感知は、少なくとも部分的に重複する期間中に発生してもよい。更に、表示更新及び容量性感知は、完全に重複してもよい。そのような実施形態において、少なくとも１つのセンサ電極が容量性感知のために駆動され（例えば、Ｖｃоｍ電圧がシステム接地に対して変更され）つつ、少なくとも１つの表示電極が表示更新のために駆動される（例えば、電源電圧が変更される、及び／又はゲートが選択される）。容量フレームレート（例えば、容量性感知測定当たりの表示ライン回数）が表示フレームレート（例えば、全表示更新当たりの表示更新ライン回数）に結合され、且つ感知信号の周波数が容量フレームレート（例えば、表示ライン当たり２感知周波数サイクル、２表示ライン当たり１感知周波数サイクル、又は他の比率）に基づくとき、１つ又は複数の同期遅延線を追加又は除去することによって、容量フレームレート及び／又は感知信号の周波数は、実質的に一定の表示リフレッシュレートで変更されてもよい。１つの実施形態において、ディスプレイ装置及び感知装置の電源信号は、ユーザ入力を測定するためにシステム接地に対して変調されてもよい。変調信号は、電力管理集積回路（ＰＭＩＣ）によって提供されてもよい。感知装置のセンサ電極がディスプレイ装置の１つ又は複数の表示電極（例えば、ＬＣＤのためのＶＣＯＭ、ＯＬＥＤのためのカソードなど）を含んでもよいので、電源信号が変調されるため、表示更新及び容量性感知は少なくとも部分的に重複する期間に発生してもよい。
【００６７】
[0049]同期遅延線中、処理システム１１０は、容量性感知のためにセンサ電極及び表示更新のために表示電極を駆動しないように構成されてもよい。更に、長い水平帰線期間は、長い水平帰線期間の始めに、長い水平帰線期間の終わりに及び／又は長い水平帰線期間の中央で生じてもよい１つ又は複数の同期遅延線を含んでもよい。同期モジュール２５４は、長い水平帰線期間に任意の数の同期遅延線を挿入してもよく、そうすると長い水平帰線期間は、少なくとも１つの同期遅延線の長さである。
【００６８】
[0050]図４〜５は、図３の同期モジュール２５４の動作の例を例示する概略タイミング図である。図４は、タッチ感知及び表示更新イベントを例示する概略タイミング図である一方で、図５は、タッチ感知及び表示更新イベントのスケジューリングを例示するタイミング図である。まず図４を参照すると、中心の囲み４００が表示更新期間４０６を表し、前回更新された表示フレームの一部分が囲み４００上方に破線で図示され、且つ更新されるべき次の表示フレームの一部分が囲み４００下方に破線で図示される。囲み４００の左で且つ４４０と付されるタイミング線が入力ブロック３０２への入力として提供される一方で、囲み４００の右で且つ４５０と付されるタイミング線は、出力ブロック３０６への入力として提供される。
【００６９】
[0051]各表示更新期間４０６中、ディスプレイ装置２８０のパネルにおける全てのラインが、単一の表示リフレッシュサイクルにわたり更新される。更新されるべき最初の表示ラインと更新されるべき最後の表示ラインとの間の時間が表示フレーム時間４０２を定める。典型的に、表示更新期間４０６は、ほぼ６０Ｈｚの表示リフレッシュレートと称されるレートで更新される。しかしながら、表示リフレッシュレートは、表示又は感知ニーズ（例えば、毎秒２４フレームでの映画館ビデオショットの表示など）を満たすために所望されるように調節されてもよい。各表示ラインを更新するための情報は概略的に、ライン時間４０４によって定められるなど、周期的に発生する。幾つかの実施形態において、表示更新期間４０６は、入力フレームレートで変動してもよい。更に、表示フレーム時間４０２の開始以前に、遅延が挿入されてもよい。各表示ラインを更新するための情報は、各ライン時間４０４によって示される期間に入力ブロック３０２にＴＣＯＮ２５８によって提供される。表示フレーム時間４０２は、各表示ライン更新期間（例えば、前又は後）（例えば、ゲートが選択され且つソース出力電圧がその表示ラインの値を設定する間）の間の水平帰線期間を含む。更に表示フレーム時間４０２の終わりに（即ち、フレーム間に）、フレーム開始信号が送られてもよく、さらにこの信号は、ゲートドライバシフトレジスタをリセットするために使用されてもよい。ホスト表示データインタフェースは、表示入力リフレッシュレートが変更されると、一定の又は可変の入力ラインレート４０４及び一定の又は可変の垂直帰線時間４０１を提供してもよい。図４Ａに図示されるように、可変水平帰線期間が４１１ａ及び４１１ｂによって図示され、さらに一定の表示ライン更新時間が４１０ａ及び４１０ｂによって図示される。そのような可変水平帰線時間は、ブロック３０６によって生成される出力タイミングに存在してもよい。
【００７０】
[0052]同期モジュール２５４は、入力ブロック３０２によって受信される情報及びバッファブロック３０８に記憶される表示データを活用して、表示ラインを更新すること及び容量性感知を行うための時間をスケジュールする。表示を更新すること及び容量性感知を行うことが、単に表示だけ（即ち、表示出力ライン及び垂直帰線ラインのみ）を更新することより有意に多くの（例えば、５０ライン、数百ものライン、数千ものラインまで、など）ライン時間駆動イベント（例えば、表示出力ライン、長い水平帰線ライン、又は同期ラインなど）を必要とし得る。そのため、出力ブロック３０６によって提供される（入力ブロック３０２によって生成される２つの再同期トリガパルス４２０間に定められるような）ライン更新時間４１０は、入力ブロック３０２に提供されるライン時間４０４より継続時間が有意に短い。より短いライン時間４１０は、表示フレーム時間４０２が複数の感知間隔４１２及び複数の表示更新間隔４１４に区分されるようにする。同期制御ブロック３０４は、バッファブロック３０８と結合されて、感知間隔４１２及び表示更新間隔４１４両方に割り当てられる時間が、たとえ表示リフレッシュレートが変化しても、各感知間隔４１２当たりで発生する容量性感知フレームレートが実質的に一定のままであるように調節されるようにする。感知間隔４１２のタイミングは、（例えば、構成の容易さのために）ライン又はラインタイミングごとに測定されてもよい。幾つかの実施形態において、そのタイミングは、剰余ラインからも構成されてもよい。表示ライン更新期間（例えば、４１３ａ及び４１３ｂ）が実質的に一定のままであり表示アーチファクトを最小限にするときであっても、水平帰線期間４１１ａ及び４１１ｂは、可変数の出力ラインを許容するために変動されてもよい。
【００７１】
[0053]ここで図５を参照すると、再同期トリガパルス４２０は、タッチ感知、表示更新及び同期遅延イベントの拍子（cadence：ケイデンス）を確立する。第１の再同期トリガパルス４２０は、第１の入力表示ラインのための情報がバッファブロック３０８に書き込まれるときに対応する「零」と付され、「零」は表示更新期間４０６及び表示フレーム時間４０２の始まりとも考えられてもよい（破線５００によって図示される）。後続の再同期トリガパルス４２０は、表示更新期間４０６が表示フレーム時間４０２の終わりで完了するまで「零」から順次増加する。１つ又は複数の実施形態において、出力表示ラインの数は、入力表示ラインの数に等しい（即ち、垂直帰線ラインを含まない）。バッファのアンダーフローがあるときに、同期ラインが追加されてもよい。
【００７２】
[0054]表示更新期間４０６は、タッチ感知、表示更新及び同期遅延イベントのうちの少なくとも１つ又は複数が発生する別個のスケジューリングウィンドウ（スケジューリングウィンドウ５０２と総称的に称される）に区分されてもよい。大抵のスケジューリングウィンドウ５０２中に、タッチ感知及び表示更新の両方のイベントが発生する。幾つかのスケジューリングウィンドウ５０２中に、同期遅延イベントが挿入又は調節されて、所望の容量性感知フレームレポートレートを維持してもよい。隣接するスケジューリングウィンドウ５０２の始めと終わりを示すために破線５１０が活用される。
【００７３】
[0055]図５に描かれるタイムラインでは、最初の（例えば、第１の）スケジューリングウィンドウ５０２１は第１の再同期トリガパルス４２０（零）から始まり、順次スケジューリングウィンドウ５０２Ｎが続き、ここでＮは所定の表示フレーム時間４０２内の単一の表示更新期間４０６を含むスケジューリングウィンドウ５０２の数である。図５に描かれる実施形態において、各スケジューリングウィンドウ５０２は、少なくともタッチ感知間隔５０６、及び任意選択で（且つ支配的に）表示更新間隔５０４を含む。タッチ感知間隔５０６は、図示されるように、表示リフレッシュ更新期間４０６の非表示更新期間でも、又は表示更新期間４０６の非表示更新間隔としてでもよい。
【００７４】
[0056]表示更新間隔５０４中に、表示のその部分におけるラインは、ソースドライバ２５２からの情報でリフレッシュされる（例えば、ゲートドライバは、アクティブマトリクスディスプレイにおけるそれらの表示画素で蓄積電荷を更新するように選択される）。タッチ感知間隔５０６の少なくとも一部分中に、表示のその部分におけるライン（即ち、センサ電極２３０）がタッチ感知のためにタッチコントローラ２５０によって駆動されつつ、センサ電極２３０で駆動される信号の影響を含む結果信号は、センサ電極２２０によって受信され、さらに感知領域１２０での入力物体１４０の存在を判定するために測定モジュール２５６に提供される。
【００７５】
[0057]バッファブロック３０８にはデータに値するラインが１つしかないために、第１のスケジューリングウィンドウ５０２１の継続時間は、後続のスケジューリングウィンドウ５０２（例えば、ウィンドウ５０２２〜５０２Ｎ−１）とは異なって扱われてもよく、そこで第１のスケジューリングウィンドウ５０２１は、容量性感知間隔５０６にわたって容量性感知動作に基本的に全体として割り当てられる。後続のスケジューリングウィンドウ５０２２〜５０２Ｎ−１が、表示更新に追加の時間を割り当てる（即ち、より長い表示更新間隔５０４）ために使用されてもよい一方で、スケジューリングウィンドウ５０２２〜５０２Ｎ−１内の容量性感知間隔５０６は、同期遅延を追加又は調節することによって調節される。このことは、単位時間当たりのタッチ期間がいくつかと定義されるタッチ感知レート（結果的に容量性感知フレームレポートレート）が、表示リフレッシュレートがどのように変動するかに関係なく、略一定又は常に表示リフレッシュレートより高いレートのままであるであろうことを認める。幾つかの実施形態において、容量フレームレートは、表示フレームレートより少なくとも１０Ｈｚ大きい。残りの表示フレーム時間４０２に応じて、且つ表示ライン情報が次の表示フレームで第１の表示ラインを更新することに利用可能であれば、スケジューリングウィンドウ５０２Ｎは異なって扱われてもよい。ウィンドウ５０２Ｎでの感知期間５０６が、次の表示リフレッシュフレームの第１のラインが受信される前に完了しなかった場合、その感知期間は継続してもよい一方で、次のリフレッシュフレームの第１のウィンドウ５０２１内の感知期間５０６が取り消されてもよい。代わりに、前フレームの最後のウィンドウ５０２Ｎからの感知期間５０６が、次の表示リフレッシュフレームの第１のラインが受信される前に完了することができない場合を除き、第１の感知ウィンドウ５０２１には、感知期間５０６は通常スケジュールされなくてもよい。
【００７６】
[0058]同期モジュール２５４のバッファブロック３０８は、出力ブロック３０６の出力でより高いラインレートを提供し、したがって入力ブロック３０２での表示リフレッシュレート（ライン当たりより多くの時間又はより少ない垂直帰線ライン）は、出力ブロック３０６の出力に表示データが全くないときにタッチ動作をサポートしつつ、短期間にわたって出力ブロック３０６の出力（ライン当たりより少ない時間）に対して調和されることができる。例えば、第２のモードで動作するときに又は感知周波数が干渉を回避するために変化するときに、６０Ｈｚの公称表示リフレッシュレートで第１のモードで動作することから、低減されたなど、異なる表示リフレッシュレートに変更するとき、出力ブロック３０６の出力でのフレーム当たりの出力ライン回数は比例して増加し（即ち、出力ラインレートは増加するであろう）、さらに自動的に、より多くのラインが、第２の動作モード中のタッチ感知間隔５０６中にタッチ動作に利用可能である（例えば、容量性感知時間及び同期遅延線から構成される表示更新ライン間の非表示時間に割り当てられる）という結果になるであろう。代わりに、出力ブロック３０６は、最短入力ライン期間４０４に対する最大必要入力表示リフレッシュラインレートでの最大必要非表示感知時間を提供するのに十分な相対的に一定の出力ラインレート及び期間４１０を維持してもよく、及び必要に応じて同期ラインを挿入する。結果は、表示フレーム時間にわたる表示更新期間の少なくとも半分にわたってほぼ一定であろう容量性感知フレームレポートレートである。幾つかの実施形態において、容量性感知フレームレートは、表示リフレッシュレートより常に高いレートを維持してもよい。例えば表示更新期間４０６の始めと終わりに出現するスケジューリングウィンドウ５０２１及び５０２Ｎでのフレーム境界条件のために小さい変動が発生することがあり、両ウィンドウは、容量性感知フレームレートが各動作モードの表示更新期間４０６全体の間、厳密に等しいのを妨げるが、しかし容量性感知フレームと表示フレームとの間の同期を許容する。
【００７７】
[0059]図６は、とりわけ上記された入力装置１００などの入力装置を動作させるための方法６００のフロー図である。方法６００は、容量性感知のために非表示更新期間中、複数のセンサ電極を動作させることによって動作６０２から始まる。センサ電極２２０、２３０、２６０などのうちの１つ又は複数といったセンサ電極は、トランスキャパシティブ又は絶対感知技法を使用して動作されてもよい。
【００７８】
[0060]動作６０４で、入力装置１００は、第１の動作モードで動作している。第１の動作モードで動作する間、ディスプレイ装置２８０が第１の表示リフレッシュレートで更新されつつ、容量性感知が第１の表示更新期間にわたって第１の容量性感知フレームレポートレートで行われる。典型的に、容量フレームレート取得のための期間（例えば、１００Ｈｚに対して１０ｍｓ）は、表示リフレッシュ（例えば、５０Ｈｚ〜６２．５Ｈｚに対して２０ｍｓ〜１６ｍｓ）より少ないであろう。第１の動作モードでは、ディスプレイ装置が第１の表示リフレッシュレートで更新されつつ、容量性感知のためのセンサ電極は、第１の表示フレーム中、第１の容量性感知フレームレートで駆動され、ここでは第１の容量性感知フレームレートは、第１の表示リフレッシュレートより大きい。
【００７９】
[0061]続いて動作６０６で、入力装置１００の動作モードは、第２の動作モードに変化する。第２の動作モードで動作する間、ディスプレイ装置２８０は、第２の表示リフレッシュレートで更新される。第２の表示リフレッシュレートは、第１の表示リフレッシュレートとは異なる。例えば、第１の表示リフレッシュレートがほぼ６０Ｈｚでもよい一方で、第２の表示リフレッシュレートは、より低いリフレッシュレートに低減されても、又はより高いリフレッシュレートでもよい。容量性感知が第２の表示更新期間にわたって第２の容量性感知フレームレートで行われる。第１の表示更新期間及び第２の表示更新期間中に行われる容量性感知フレームレート間の差は量として表現されてもよく、その量は第１の表示リフレッシュレート及び第２の表示リフレッシュレート間の差より少ない。第１のモード及び第２のモードで動作する間リフレッシュレートが異なるにもかかわらず、第２の容量性感知フレームレートは、第１の表示更新期間及び第２の表示更新期間の少なくとも半分にわたって第１の容量性感知フレームレートに実質的に等しく維持される。
【００８０】
[0062]上論されたように、表示リフレッシュレートが変化するのに対して容量性感知フレームレートを実質的に等しく維持するために、同期遅延が、容量性感知フレームレートを第１の動作モードの容量性感知フレームレートに対して実質的に一定に維持するように選択される。同期遅延によって提供される遅延時間は、１つ又は複数の個別の同期遅延線として、又は同期遅延線に対する適切な時間長を選択することによって構成されてもよい。同期遅延線（複数可）の存在及び／又は継続時間は、同期モジュール２５４の同期制御ブロック３０４によって制御される。同期制御ブロック３０４は、単一の表示更新期間４０６を含むスケジューリングウィンドウ５０２の少なくとも半分の非表示更新期間中（即ち、タッチ感知間隔５０６中）同期遅延線の継続時間を挿入又は調節してもよい。同期制御ブロック３０４は、表示更新間隔の間に同期遅延線を挿入してもよい。同期制御ブロック３０４は、タッチ感知間隔の間に同期遅延線を挿入してもよい。同期制御ブロック３０４は、連続した表示更新間隔及びタッチ間隔の間に同期遅延線を挿入してもよい。代替的に、又は加えて、同期制御ブロック３０４は、最後の表示更新間隔５０４後であるが、後続の表示更新期間４０６の開始の前に出現する非表示更新期間中に同期遅延線の継続時間を挿入又は調節してもよく、この非表示更新期間は垂直帰線期間としても知られている。
【００８１】
[0063]以下は、表示更新期間に挿入されてもよい同期遅延線の使用の幾つかの非限定的な例である。第１の例では、第１のソースラインが、第２の動作モード中に第１の期間中、表示データで駆動されて表示における画素を更新しつつ、複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つが第２の期間中、駆動される。少なくとも１つの同期遅延線が第１の期間と第２の期間との間に挿入され、ここでは同期遅延線の長さ又は数は、容量性感知フレームレートを第１の動作モードの容量性感知フレームレートに対して実質的に一定に維持するように選択される。
【００８２】
[0064]第２の例では、処理システムは、第３の期間中に第２のソースラインを表示データで駆動して表示における画素を更新するように更に構成され、ここでは第２の期間は、第１の時限と第３の時限との間である。
【００８３】
[0065]第３の例では、処理システムは、第２の動作モード中に、単一の表示更新フレームの部分と部分との間の非表示更新期間中、複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つを駆動するように更に構成される。
【００８４】
[0066]第４の例では、処理システムは、表示更新期間中且つ第２の動作モード中に、ソースラインの全てを表示データで駆動した後に同期遅延を挿入するように更に構成される。
【００８５】
[0067]第５の例では、処理システムは、表示更新期間中且つ第２の動作モード中に、単一の表示更新サイクル内で第２のソースラインを表示データで駆動する前に同期遅延を挿入するように更に構成される。
【００８６】
[0068]第６の例では、処理システムは、第２の動作モード中に、バッファで完全な組のラインリフレッシュデータが利用可能であることに応答してラインリフレッシュデータでソースラインを駆動し、さらにバッファで完全な組のラインリフレッシュデータが利用可能でないことに応答して同期遅延を挿入するように更に構成される。
【００８７】
[0069]第７の例では、処理システムは、表示更新期間中、且つ第２の動作モード中に、第１の期間中に第１のソースラインを表示データで駆動し、第２の期間中に第２のソースラインを表示データで駆動し、第３の期間中に第２のソースラインを同期遅延で駆動し、ここでは第３の期間の長さは、容量性感知フレームレートを第１及び第２の動作モードの間、実質的に一定に維持するように選択され、さらに第２の時限後且つ単一の表示更新フレームの部分間での非表示更新期間中、複数のセンサ電極のうちの少なくとも１つを駆動するように更に構成される。
【００８８】
[0070]第８の例では、処理システムは、表示更新期間中にディスプレイ装置をリフレッシュするために、さらに非表示更新期間中、容量性感知のために、複数のセンサ電極を駆動するように更に構成される。
【００８９】
[0071]第９の例では、ディスプレイ装置は、容量性感知のためにセンサ電極を駆動するように構成される複数のソースドライバ及びゲートドライバ、並びに少なくとも１つのワイヤを通して各ソースドライバに結合されるタッチコントローラであって、少なくとも１つのワイヤを通して表示及びタッチデータを通信するように構成されるタッチコントローラを含む。
【００９０】
[0072]同期遅延中、ゲートラインは、ディスプレイ装置２８０のパネルの次のラインへ移動するためには進められない。幾つかの実装では、同期遅延は、同期モジュール２５４に到来するビデオデータ情報が全くないことに応答して、及び／又はバッファブロック３０８に完全な組のラインリフレッシュデータが存在しないこと若しくはバッファブロック３０８におけるデータが所定の閾値を下回ったことに応答して挿入される。１つの実施形態において、同期遅延線の間、タッチ感知は発生しない。更に、他の実施形態において、同期遅延線の間、表示ラインは、前のビデオデータ情報、次のビデオデータ情報でソースドライバ２５２によって駆動されても、又は任意選択で高Ｚ／アイドルにされて（即ち、ハイインピーダンスに電気的に浮遊又は結合されて）、表示アーチファクト（例えば、電荷減少又は延びた整定時間による表示ライン明暗）を低減させてもよい。更に、幾つかの実施形態において、同期遅延線の間、表示電極は表示更新のために駆動されず、またセンサ電極も容量性感知のために駆動されない。更に、幾つかの実施形態において、同期遅延線の間、ソースドライバ２５２は、対地電圧、レール電圧又は任意の他の電圧で駆動されてもよい。
【００９１】
[0073]図７は、実質的に同様の容量性感知フレームレートを維持する同期遅延の効果を例示する、異なる表示リフレッシュレートで動作する入力装置のタイミング比較である。タイミング図７０２は、第１の動作モードで動作する入力装置１００を例示する。上論されたように、第１の動作モードでは、ディスプレイ装置２８０が第１の表示更新期間７０６にわたって第１の表示リフレッシュレートで更新されつつ、容量性感知が第１の容量性感知フレームレートで行われる。タイミング図７０４は、第２の動作モードで作動する入力装置１００を例示する。上論されたように、第２の動作モードでは、ディスプレイ装置２８０が第１の表示とは異なる第２の表示更新期間７０８にわたって第２の表示リフレッシュレートで更新されつつ、容量性感知が第２の容量性感知フレームレートで行われる。図７の例では、第２の表示リフレッシュレートは、第１の表示リフレッシュレートより遅く、例えば６０Ｈｚと比較して３０Ｈｚ。３０Ｈｚの表示リフレッシュレートで、表示フレーム時間は、６０Ｈｚの表示リフレッシュレートの長さの２倍である。
【００９２】
[0074]第２のモードで動作している入力装置１００がより長い第２の表示更新期間７０８を有するので、第２の容量性感知フレームレートは調節されなければ減少するであろう。図７に描かれる実施形態において、同期モジュール２５４は、各スケジューリングウィンドウ５０２に１つ又は複数の同期遅延線を挿入してライン更新イベントを離間することによって入力ラインレートを遅くしつつ、感知イベントが一定のレートに維持されるようにする。同期遅延線は参照数字７３０によって示され、表示ライン更新イベントは参照数字７５０によって示される一方で、感知イベントは参照数字７４０によって示される。同期遅延線の数及び継続時間は、入力装置１００が第１及び第２のモードで動作している間、第１及び第２の容量性感知フレームレートを表示更新期間の少なくとも半分にわたって実質的に等しく維持するように選択される。
【００９３】
[0075]逆に、第２の表示リフレッシュレートが代替的に第１の表示リフレッシュレートより速くてもよいことが企図される。第２の表示リフレッシュレートが第１の表示リフレッシュレートより速いとき、同期遅延は、入力装置１００が第１及び第２のモードで動作している間、第１及び第２の容量性感知フレームレートを表示更新期間の少なくとも半分にわたって実質的に等しく維持するために短縮又は排除されてもよい。
【００９４】
[0076]幾つかの実施形態において、同期遅延線の連続位置、数及び／又は継続時間は、例えば各スケジューリングウィンドウ５０２に１つ又は複数の同期遅延を挿入することができるアルゴリズム又はルックアップを使用して予め定められてもよい。他の実施形態において、完全な組の入力データが表示の次のラインを更新することに利用可能でないこと（例えば、バッファアンダーフロー）に応答して、同期遅延線が挿入される。
【００９５】
[0077]図８は、実質的に同様の容量性感知フレームレートを維持する同期遅延（複数可）の効果を例示する、異なる表示リフレッシュレートで動作する入力装置の別のタイミング比較である。タイミング図８０２は、第１の動作モードで動作する入力装置１００を例示する。上論されたように、第１の動作モードでは、ディスプレイ装置２８０が第１の表示更新期間８０６にわたって第１の表示リフレッシュレートで更新されつつ、容量性感知が第１の容量性感知フレームレートで行われる。タイミング図８０４は、第２の動作モードで動作する入力装置１００を例示する。上論されたように、第２の動作モードでは、ディスプレイ装置２８０が第１の表示とは異なる第２の表示更新期間８０８にわたって第２の表示リフレッシュレートで更新されつつ、容量性感知が第２の容量性感知フレームレートで行われる。図８の例では、第２の表示リフレッシュレートは、第１の表示リフレッシュレートより遅く、例えば６０Ｈｚと比較して３０Ｈｚ。
【００９６】
[0078]図８に描かれる実施形態において、同期モジュール２５４は、垂直帰線期間８１０内で参照数字８３０によって示される、即ち参照数字８５０によって示される最後のライン更新イベントが表示期間４０８の間行われた後に、１つ又は複数の同期遅延線を挿入することによって、感知イベントを一定のレートに維持する。参照数字８４０によって示される感知イベントは、第２の容量性感知フレームレートが、入力装置１００が第１及び第２のモードで動作している間、表示更新期間４０６の少なくとも半分にわたって第１の容量性感知フレームレートに実質的に等しく維持されるように同期遅延線８３０によって分離されつつ、垂直帰線期間８１０中、発生し続ける。他の実施形態において、表示ライン及び感知ラインは少なくとも部分的に重複してもよい一方で、可変リフレッシュレートでの一定の表示ライン期間で一定の容量性感知フレームレートを維持するために、又は一定のリフレッシュレートでの可変ライン期間で一定の容量性感知フレームレートを維持するために、同期ラインが挿入される。
【００９７】
[0079]したがって、本技術及びその特定用途に従って実施形態を最もよく説明するために、以て当業者が本技術を製作し使用することを可能にするために、本明細書に定められる実施形態及び例が提示された。しかしながら、当業者は、上記記載及び例が例示及び例の目的でのみ提示されたことを認識するであろう。明らかにされた記載は、網羅的である又は本開示を開示される厳密な形式に限定するものとは意図されない。
【００９８】
[0080]上記に鑑みて、本開示の範囲は、後続の請求項によって定められる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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