(57)【要約】  動的触覚ユーザインターフェースを制御する方法の一変形例は、空洞の一部にわたる容量値を検出するステップであって、触覚層は変形可能領域及び周辺領域を規定し、周辺領域は変形可能領域に隣接し、変形可能領域は基材と協働して空洞を規定する、ステップと、空洞の一部にわたる第２容量値に従って、変形可能領域の触覚面の垂直位置を推定するステップと、変形可能領域の触覚面の推定した垂直位置と変形可能領域の触覚面の目標の垂直位置との間の差分に従って、空洞内の流体圧力を操作して変形可能領域の触覚面の垂直位置を修正するステップと、空洞の一部にわたる容量値の変化に従って、触覚面上の入力を検出するステップと、を含む。【選択図】図１Ｂ
2015520455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
触覚面を備える触覚層であって、前記触覚層の変形可能領域は前記基材と協働して空洞を規定し、前記触覚層の周辺領域は前記空洞の周縁に隣接して前記基材に結合される、触覚層と、
前記空洞内に配置されたある量の流体と、
前記ある量の流体を操作して、後退設定から拡張設定に前記変形可能領域を移行させるように構成された変位装置であって、前記変形可能領域は、前記後退設定で前記触覚面の前記周辺領域と同一平面になり、前記拡張設定で前記触覚面の前記周辺領域からずれる、変位装置と、
一連の検出素子を備えるセンサであって、前記一連の検出素子のうちの各検出素子は、前記触覚層の一部にわたる容量値を検出するように構成される、センサと、
前記センサの出力と後退設定センサ入力閾値とに従って前記後退設定の前記変形可能領域の前記触覚層上の入力を検知するように構成されたプロセッサであって、前記センサの出力と前記後退設定センサ入力閾値とは異なる拡張設定センサ入力閾値とに従って、前記拡張設定の前記変形可能領域の前記触覚面上の入力を検知するようにさらに構成されるプロセッサと、を備えるユーザインターフェース。
【請求項２】
前記ある量の流体は導電微粒子の流体懸濁液を備える、請求項１に記載のユーザインターフェース。
【請求項３】
前記触覚層は、前記変形可能領域及び前記周辺領域にわたって実質的に均一な厚さを有する層を備え、前記変形可能領域内に埋め込まれた導電素子をさらに備える、請求項１に記載のユーザインターフェース。
【請求項４】
前記変位装置は、前記空洞とリザーバとの間で、前記基材によって規定される流体チャネルを介して流体を移動させるように構成された容積式ポンプを備える、請求項１に記載のユーザインターフェース。
【請求項５】
前記センサは、前記基材に結合された第１検出素子及び第２検出素子を備え、前記第１検出素子は、前記空洞の一部にわたる容量値を検出するように構成され、前記第２検出素子は、前記周辺領域の一部にわたる容量値を検出するように構成される、請求項１に記載のユーザインターフェース。
【請求項６】
前記センサは、第１組の平行電極の第１層と、第２組の平行電極の第２層と、を備える投影型容量触覚センサを備え、前記第２層は、前記第１層から垂直距離だけずれており、前記第２組の電極は前記第１組の電極に交差し、前記第１組の平行電極の各電極、及び、前記第２組の平行電極の各電極は複数の導電パッドを規定し、前記第１組の平行電極の導電パッドと前記第２組の平行電極の隣接した導電パッドとが協働して検出素子を規定する、請求項１に記載のユーザインターフェース。
【請求項７】
前記第１組の平行電極の電極と前記第２組の平行電極の電極とが協働して、前記周辺領域の近位に第１密度の導電パッドと、前記変更可能領域の近位に第２密度の変形可能パッドと、を規定し、前記第２密度は前記第１密度よりも大きい、請求項６に記載のユーザインターフェース。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記後退設定の前記変形可能領域に応答してサブセットの電極にわたって第１駆動電圧を設定し、かつ、前記拡張設定の前記変形可能領域に応答して前記サブセットの電極にわたって第２駆動電圧を設定するように構成される、請求項６に記載のユーザインターフェース。
【請求項９】
前記一連の検出素子の特定の検出素子は、前記空洞の一部にわたる容量値を検出するように構成され、前記プロセッサは、前記特定の検出素子の容量値出力に従って前記変形可能領域の前記触覚面の垂直位置を推定し、かつ、前記変位装置及び前記特定の検出素子と協働して、目標の垂直位置に応じて前記変形可能領域の垂直位置の閉フィードバック制御を実行するように構成される、請求項１に記載のユーザインターフェース。
【請求項１０】
前記触覚層の反対側で前記基材に結合されて、前記入力領域に実質的に整列した入力キーの画像を含む画像を出力するように構成されたディスプレイをさらに備え、前記プロセッサは、前記触覚面上の入力を検知するように構成されたタッチスクリーン処理ユニットと、前記変位装置を制御するように構成された触覚処理ユニットと、前記触覚処理ユニットによって検知された入力に従ってコマンドを実行するように構成されたホスト処理ユニットと、を備える、請求項１に記載のユーザインターフェース。
【請求項１１】
前記プロセッサは、前記拡張設定で１回目に前記一連の検出素子によって出力された容量値に従って第１容量マップを生成し、前記拡張設定で２回目に前記一連の検出素子によって出力された容量値に従って第２容量マップを生成し、前記第１容量マップの一部と、前記変形可能領域に対応する前記第２容量マップの一部との間の差分に従って前記拡張設定の前記変形可能領域の前記触覚面上の入力を検知するように構成され、前記差分は前記拡張設定センサ入力閾値を超える、請求項１に記載のユーザインターフェース。
【請求項１２】
触覚層及び基材を備える動的触覚ユーザインターフェースを制御する方法であって、
後退設定で空洞の一部にわたって第１容量値を検出するステップであって、前記触覚層は、変形可能領域及び周辺領域を規定し、前記周辺領域は、前記変形可能領域に隣接しており、かつ、前記触覚面とは反対側で前記基材に結合され、前記変形可能領域は前記基材と協働して前記空洞を規定する、ステップと、
前記周辺領域にわたる第２容量値を検出するステップと、
前記第１容量値及び前記第２容量値に従って容量マップを生成するステップと、
前記空洞内の流体圧力を修正して、拡張設定に前記空洞を移行させるステップであって、前記変形可能領域は、前記拡張設定で前記周辺領域よりも上方に持ち上げられる、ステップと、
前記拡張設定で前記空洞の一部にわたって第３容量値を検出するステップと、
前記第３容量値に従って前記容量マップを更新するステップと、
前記空洞の前記一部にわたって検出された容量値と前記容量マップとの間の比較に従って前記変形可能領域の前記触覚面上の入力を検知するステップと、を含む方法。
【請求項１３】
前記第１容量値を検出するステップは、前記空洞の一部にわたって変化する電界の途絶の大きさを検出するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記容量マップを生成するステップは、前記基材にわたってパターニングされた縦アレイの第１組の電気的に結合された導電パッドと横アレイの第２組の電気的に結合された導電パッドにわたる容量放電時間をマッピングするステップを含み、前記第１容量値は、前記第１アレイの第１導電パッドと前記空洞に近位の前記第２アレイの第１導電パッドとの間の容量放電時間を含み、前記第２容量値は、前記第１アレイの第２導電パッドと前記周辺領域に近位の前記第２アレイの第２導電パッドとの間の容量放電時間を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記拡張設定への前記空洞の移行に応答して、前記第１アレイの前記第１導電パッドと前記空洞に近位の前記第２アレイの前記第１導電パッドとにわたる駆動電圧を修正するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記空洞内の前記流体圧力を修正して前記拡張設定に前記空洞を移行させるステップは、前記基材によって規定される流体チャネルを通じてリザーバから前記空洞内に流体を移動させるステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第３容量値を検出するステップは、閉ループフィードバックを実行して、前記空洞の一部にわたる容量値に関連した前記変形可能領域の前記触覚面の高さに従って前記空洞内の流体圧力を制御するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記容量マップは、前記拡張設定の前記周辺領域にわたって検出された容量値と、前記触覚層によって規定された一連の追加の変形可能領域と前記基材によって規定された空洞とにわたって検出された容量値とにさらに従って前記容量マップを更新するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記変形可能領域の前記触覚面上の前記入力を検知するステップは、前記空洞の前記一部にわたって検出された前記容量値の時間依存性の変化に従って前記入力の速度を算出するステップを含み、かつ、装置コマンドを前記入力の前記速度に関連付けるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記変形可能領域の前記触覚面上で前記入力を検知するステップは、入力モードを予測するステップと、予測した前記入力モードに従って入力モデルを選択するステップと、前記空洞の前記一部にわたって計測された検出された前記容量値と前記容量マップとの間の差分に対応する前記入力モデルの出力に従って、前記変形可能領域の前記触覚面での前記入力を検知するステップと、を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記入力モードを予測するステップは、指入力及びスタイラス入力のうちの一方を予測するステップを含み、前記入力モデルを選択するステップは、前記入力モード、及び、前記変形可能領域の現在の垂直位置並びに前記触覚層によって規定された第２変形可能領域の現在の垂直位置に対応する前記入力モードを選択するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記触覚層上の前記入力を検知するステップは、前記空洞に隣接する一連の容量検出素子の出力の重心を算出して前記入力の場所を特定するステップを含み、前記センサは前記一連の容量検出素子を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
前記変形可能領域の前記触覚層上の前記入力を検知するステップは、前記空洞の一部にわたって検出された容量値に従って前記触覚面上の入力接触点を識別するステップと、前記接触点の重心を識別するステップと、前記変形可能領域に近位の既知の場所の前記触覚面上の前記接触点の重心と入力エリアとの間の比較に従って前記変形可能領域の前記触覚面上の前記入力を検知するステップと、を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２４】
前記変形可能領域の前記触覚面上で前記入力を検知するステップは、前記拡張設定の前記変形可能領域の前記触覚面の前記入力の場所、大きさ及び速度を検出するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２５】
触覚層及び基材を備える動的触覚ユーザインターフェースを制御する方法であって、
空洞の一部にわたる容量値を検出するステップであって、前記触覚層は変形可能領域及び周辺領域を規定し、前記周辺領域は、前記変形可能領域に隣接し、前記触覚面とは反対側で前記基材に結合され、前記変形可能領域は、前記基材と協働して前記空洞を規定する、ステップと、
前記空洞の一部にわたって検出された前記容量値に従って前記変形可能領域の前記触覚面の垂直位置を推定するステップと、
前記変形可能領域の前記触覚面の推定された垂直位置と前記変形可能領域の前記触覚面の目標の垂直位置との間の差分に従って、前記空洞内の流体圧力を操作して前記変形可能領域の前記触覚面の垂直位置を修正するステップと、
前記空洞の前記一部にわたる容量値の変化に従って前記変形可能領域の前記触覚面上での入力を検出するステップと、を含む方法。
【請求項２６】
前記容量値を検出するステップは、第１導電パッドと前記空洞に隣接した第２導電パッドとにわたる容量値を検出するステップを含み、前記第１導電パッドは、前記基材にわたってパターニングされた縦アレイの導電パッドに電気的に結合され、前記第２導電パッドは、前記基材にわたってパターニングされた横アレイの導電パッドに電気的に結合される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記空洞の一部にわたる前記容量値を検出するステップは、前記変形可能領域に近位の前記基材上に配列された第１導電パッド及び第２導電パッドにまたがって、帯電電圧、電荷電流、帯電時間、放電時間及び伝送周波数のうちの少なくとも１つを計測するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記変形可能領域の前記触覚面の前記垂直位置を予測するステップは、前記空洞の一部にわたって検出された前記容量値と、前記触覚層の様々な変形可能領域の前記触覚面の垂直位置を特定する記憶された容量マップとの間の比較に従って、前記変形可能領域の前記触覚面の前記垂直位置を計測するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記変形可能領域の前記触覚面の前記垂直位置を予測するステップは、前記空洞内の流体圧力によって前記触覚面の予測された垂直位置を検証するステップを含み、前記空洞内の前記流体圧力は前記変形可能領域の前記触覚面の垂直位置に関連付けられる、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記変形可能領域の前記触覚面の前記垂直位置を予測するステップは、前記基材の一部にわたる電界の分布の容量マップに従って前記変形可能領域の前記触覚面の前記垂直位置を予測するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記触覚面の前記垂直位置を予測するステップは、一連の容量マップから、前記触覚層の一連の変形可能領域の予測された垂直位置に従って容量マップを選択するステップを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記空洞内の前記流体圧力を操作するステップは、前記基材によって規定された流体チャネルを通じて、前記空洞内に流体を移動させて、前記変形可能領域を拡張するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記空洞内の前記流体圧力を操作するステップは、前記変形可能領域の前記触覚面の前記垂直位置を修正して、拡張設定を規定する前記目標の垂直位置に近づけるステップを含み、前記変形可能領域の前記触覚面は、前記拡張設定で前記周辺領域の前記触覚面よりも上方に持ち上げられる、請求項２５に記載の方法。
【請求項３４】
前記変形可能領域の前記触覚面上の前記入力を検出するステップは、前記基材に結合された容量センサの出力と、前記拡張設定の前記変形可能領域上の入力に関連付けられた最小容量値の変化を特定する拡張設定センサ入力閾値と、に従って前記入力を検知するステップを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記変形可能領域の前記触覚面上の前記入力を検出するステップは、前記変形可能領域の前記触覚面上のタッチと、前記空洞の一部にわたる容量値の変化の大きさに従って前記変形可能領域の内側への変形と、を区別するステップを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３６】
前記変形可能領域の予測された前記垂直位置に従って、容量触覚センサの一部にわたる駆動電圧を調整するステップをさらに含み、前記容量触覚センサは、前記基材にわたってパターニングされて、前記触覚層の一部にわたる容量値を検出するために協働する一連の導電パッドを備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項３７】
基材と、
触覚面を備える触覚層であって、前記触覚層の変形可能領域は前記基材と協働して空洞を規定し、前記触覚層の周辺領域は前記空洞の周縁に隣接して前記基材に結合される、触覚層と、
前記空洞内に配列されるある量の流体と、
前記ある量の流体を操作して、後退設定から拡張設定に前記変形可能領域を移行させるように構成された変位装置であって、前記変形可能領域は、前記後退設定で前記触覚面の前記周辺領域と同一平面になり、前記拡張設定で前記触覚面の前記周辺領域からずれる、変位装置と、
一連の検出素子を備えるセンサであって、前記一連の検出素子の各検出素子は、前記触覚層の一部にわたって電磁気値を検出するように構成され、前記一連の検出素子の特定の検出素子は、前記空洞の一部にわたって電磁気値を検出するように構成される、センサと、
前記特定の検出素子によって出力された容量値に従って前記変形可能領域の前記触覚面の垂直位置を予測し、前記変位装置及び前記特定の検出素子と協働して閉ループフィードバックを実行して、目標の垂直位置に従って前記変形可能領域の垂直位置を制御するプロセッサと、を備えるユーザインターフェース。
【請求項３８】
前記一連の検出素子の各検出素子は、前記触覚層の一部にわたって容量値を検出するように構成されており、前記一連の検出素子の前記特定の検出素子は、前記空洞の一部にわたる容量値を検出するように構成される、請求項１３に記載のユーザインターフェース。
【発明の詳細な説明】
【図面の簡単な説明】
【０００１】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態に係るユーザインターフェースの平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の一実施形態に係るユーザインターフェースの正面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、ユーザインターフェースの後退設定を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ユーザインターフェースの拡張設定を概略的に示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、ユーザインターフェースの入力設定を概略的に示す図である。
【図３】図３は、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図４】図４は、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、後退設定のユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、拡張設定のユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図６】図６は、後退設定のユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図７】図７は、後退設定のユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、後退設定のユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、拡張設定のユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、ユーザインターフェースの変形例のボタン変形を示す平面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、ユーザインターフェースの変形例のボタン変形を示す正面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、ユーザインターフェースの変形例のスライダ変形を示す平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、ユーザインターフェースの変形例のスライダ変形を示す正面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、ユーザインターフェースの変形例のスライダリング変形を示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、ユーザインターフェースの変形例のスライダリング変形を示す正面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、ユーザインターフェースの変形例のガイド変形及びポインティングスティック変形を示す平面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、ユーザインターフェースの変形例のガイド変形及びポインティングスティック変形を示す正面図である。
【図１３】図１３は、拡張設定のユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１８Ｅ】図１８Ｅは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図２０】図２０は、ユーザインターフェースの一変形例に係るフローチャートである。
【図２１Ａ】図２１Ａは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図２１Ｄ】図２１Ｄは、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図２２】図２２は、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図２３】図２３は、ユーザインターフェースの変形例を概略的に示す図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図２４Ｄ】図２４Ｄは、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図２５】図２５は、ユーザインターフェースの一変形例のフローチャートである。
【図２６】図２６は、ユーザインターフェースの一変形例のフローチャートである。
【図２７Ａ】図２７Ａは、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図２８Ｃ】図２８Ｃは、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図２９】図２９は、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に描く図である。
【図３０】図３０は、ユーザインターフェースの一変形例を概略的に示す図である。
【図３１】図３１は、本発明の一実施形態の方法を示すフローチャートである。
【図３２】図３２は、本発明の一実施形態の方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００２】
本発明の実施形態の以下の説明は、これらの実施形態に本発明を限定することを意図しておらず、むしろ、当業者が本発明を行って用いることを可能にすることを意図している。
【０００３】
１．ユーザインターフェース
図１に示すように、ユーザインターフェースは、基材１１８と、触覚層１１０であって、触覚面１１１、基材１１８と協働して空洞１２５を規定する触覚層１１０の変形可能領域１１３、及び、空洞１２５の周縁に隣接して基材１１８に結合される触覚層１１０の周辺領域１１５、を含む触覚層１１０と、空洞１２５に配置されたある量の流体１２０と、ある量の流体１２０を操作して、後退設定から拡張設定に変形可能領域１１３を移行させるように構成された変位装置１３０であって、変形可能領域１１３が、後退設定の触覚面１１１において周辺領域１１５と同一平面にあり、拡張設定の触覚面１１１において変形可能領域１１３からずれる、変位装置１３０と、一連の検出素子を含むセンサ１４０であって、一連の検出素子の各検出素子が、触覚層１１０の一部にわたる容量値を検出するように構成される、センサ１４０と、センサ１４０の出力及び後退設定センサ入力閾値に基づいて、後退設定の変形可能領域１１３の触覚面１１１上の入力を検知するように構成されたプロセッサ１６０であって、センサ１４０の出力、及び、後退設定センサ入力閾値とは異なる拡張設定センサ入力閾値に基づいて、拡張設定の変形可能領域１１３の触覚面１１１上の入力を検知するように構成されたプロセッサ１６０と、を含む。
【０００４】
ユーザインターフェース１００は、触覚誘導を提供して入力を捕捉する例えばスマートフォンや携帯電話、タブレット、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルミュージックプレイヤー、自動車のコンソール、テレビ、カメラ、時計に組み込まれるディスプレイなどのコンピュータ装置のディスプレイ（例えばタッチスクリーン）上に適用され得る。また、ユーザインターフェース１００は、触覚誘導を提供して入力を捕捉する例えばスタンドアロンのキーボード、コンピュータマウス、テレビのリモコン、自動車のハンドル又はモバイルコンピューティングデバイス（例えばスマートフォン、タブレット）用のケースなどの、平坦な又は湾曲したディスプレイに適用され得る。通常、図２に示すように、変形可能領域１１３の触覚面１１１が、触覚誘導が要求又は所望されるまで、及び／若しくは、入力が要求されるまで又は変形可能領域１１３に近位の触覚面１１１上で入力が予測されるまで、周辺領域１１５と同一平面にあり、その位置で、変位装置１３０は、変形可能領域１１３に隣接する空洞１２５内の流体圧力を操作して変形可能領域の触覚面１１１を拡張する（又は後退させる）。従って、変位装置１３０は、空洞１２５を拡張して変形可能領域１１３を外側に変形（例えば膨張）させ、それによって、触覚面１１１上にボタン状の形状又はガイドを形成する。ボタン状の形状は、従って、拡張された変形可能領域上でナビゲートする時の触覚誘導をユーザに提供し、及び、変形可能領域１１３上に力の形態で入力するユーザのための触覚フィードバックをさらに可能にする。センサ１４０は、変形可能領域１１３を内側に変形させる入力、触覚面１１１上に乗っているが変形可能領域１１３を変形させない入力、及び／又は、変形可能領域１１３上に「覆い被さる」入力、を検出することができる。しかしながら、センサ１４０は、指入力やスタイラス入力などの任意の他の入力、入力タイプ又は入力モードを検知することができる。
【０００５】
通常、フレーズ「センサ１４０は…を検知することができる」は、「センサ１４０の出力がプロセッサ１６０によって実行されて…を検知することができる」と同意義である。同様に、フレーズ「センサ１４０は…を検出することができる」は、「センサ１４０の出力がプロセッサ１６０によって実行されて…を検出することができる」と同意義であり、また、フレーズ「センサ１４０は…を測定することができる」は、「センサ１４０の出力が処理装置１６０によって実行されて…を測定することができる」と同意義である。さらに、フレーズ「センサ１４０は…を検出する」は、「プロセッサがセンサ１４０の出力を実行して…を検出する」と同意義であり、その他も同様である。
【０００６】
図１及び図２に示すように、触覚層１１０は、触覚面１１１と、基材１１８と協働して空洞１２５を規定する変形可能領域１１３と、空洞１２５の周縁に隣接して基材１１８に結合される周辺領域１１５と、を規定する。通常、触覚層１１０は、触覚方式でユーザと相互作用する触覚面１１１を規定するように機能し、かつ、基材１１８と協働して空洞１２５を規定するように機能する。触覚面１１１は、触覚面１１１を横切って指をスワイプする時にユーザが障害や継ぎ目を一切感じないように連続的であり得る。代替的に、触覚面１１１は、ユーザが触覚面１１１の１つの領域を別の領域から区別することを容易にする特徴部を含み得る。触覚面１１１は、例えば後退設定において平坦面を規定するように平らであってよい一方で、触覚層１１０は代替的に湾曲面又は歪曲面で配置され得る。変形可能領域１１３の触覚面１１１は、空洞１２５内の流体の圧力の変化時に変形（例えば拡張、後退）することができ、かつ、空洞１２５内の流体の圧力が大気圧と等しくなった時に「緩んで」又は「非変形の」通常の平らな状態に戻ることができる。
【０００７】
一実施において、触覚層１１０は、弾性を有する第１部分と、相対的に低い弾性を有する第２部分と、を含む。例えば、触覚層１１０は、特定の領域（例えば変形可能領域１１３）において相対的に高い弾性を有してよく、かつ、他の領域（例えば周辺領域１１５）において相対的に低い弾性を有してよい。別の実施において、触覚層１１０は、通常、変形可能領域及び周辺領域の全域でほぼ均一な弾性を有している。さらに別の実施では、触覚層１１０は、選択的及び／又は可変的な弾性を有する、例えばニッケルチタン（すなわち「ニチノール」）又は電気活性ポリマーなどのスマート材料を含む又はスマート材料から形成される。
【０００８】
基材１１８に結合されたディスプレイを含むユーザインターフェース１００の変形例において、ディスプレイ１５０から出力された画像が触覚層１１０を通じてユーザに伝達されるように、触覚層１１０は光学的に透明又は半透明であり得る。例えば、触覚層１１０は、以下の特性、すなわち、高い光伝送、低度の曇り、広視野角、最小の後方反射、耐擦傷性、耐薬品性、耐汚染性、タッチの滑らかさ（すなわち、粘着性なし）、最小の脱ガス性、紫外線への曝露時の相対的に低い劣化のいずれかを示し得る。触覚層１１０は、例えばポリマー、ポリウレタン、及び／又は、シリコーンベースのエラストマー（例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ＲＴＶシリコーンなど）の、適切な弾性材料の１以上の層から形成され得る。触覚層１１０が、弾性を有する第１部分と、相対的に非弾性の第２部分と、を含む一実施では、非弾性の部分は、例えばエラストマー、シリコーンベースの有機ポリマー（例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ））、熱硬化性プラスチック（例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ））、光硬化性溶媒耐性エラストマー（例えばパーフルオロポリエーテル）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又は、任意の他の適切な材料などのポリマーやガラスを含む材料から形成され得る。
【０００９】
触覚層１１０には、同じ材料又は異なる材料の複数の副層を含み得る。例えば、触覚層１１０は、触覚面１１１を規定する１つの材料の第１副層と、基材１１８に取り付ける第２材料の第２副層と、を含み得る。しかしながら、触覚層１１０は任意の他の形状及び／又は材料であってもよい。
【００１０】
ユーザインターフェース１００の基材１１８は触覚層１１０と協働して空洞１２５を規定する。基材１１８は、空洞１２５に隣接して取付面を規定するようにさらに機能し、触覚層１１０の周辺領域１１５は、取付面に結合して（例えば乗って、付着して、固着して）変形可能領域１１３の周縁を規定する。図２に示すように、空洞１２５は、ある量の流体１２０を収容するように機能し、及び、基材１１８は、空洞１２５をリザーバに及び／又は変位装置１３０に流体的に結合する流体チャネルをさらに規定し得る。例えば、基材１１８は、マイクロ流体チャネルである流体チャネル１３８を規定し得る。
【００１１】
空洞１２５内の流体の圧力の上昇が、（図２Ｂに示す）拡張設定に変形可能領域１１３を拡張するように、かつ、空洞１２５内の流体の圧力の減少が（図２Ａに示す）後退設定に変形可能領域１１３を後退させるように、基材１１８は（触覚層１１０に対して）実質的に剛体であり得る。従って、拡張設定では、空洞１２５は、周辺領域１１５の触覚面１１１よりも上方に変形可能領域１１３の触覚面１１１を拡張することができる。例えば、モバイルコンピューティングデバイスに実装される場合、空洞１２５は、２ｍｍの直径を規定し、変形可能領域１１３は、拡張設定で、外側に１ｍｍだけ偏向して触覚面１１１上に２ｍｍの直径及び１ｍｍの高さのボタンを規定し得る。しかしながら、空洞１２５は任意の他の適切な寸法を有してもよい。
【００１２】
ある量の流体１２０が空洞１２５内に配置されており、ある量の流体１２０の操作によって変形可能領域１１３の触覚面１１１の高さが修正される。ある量の流体１２０は、実質的に非圧縮性の流体であってよい。流体は、例えば水、グリセリン又はエチレングリコールのような液体、若しくは、例えば空気、窒素又はアルゴンなどの気体であってよく、流体は、例えばゲル、エーロゲル、油、アルコール又は水などの任意の他の適切な物質であってよい。流体は、導電性であってもよく又は実質的に非導電性であってもよい。
【００１３】
ユーザインターフェース１００の変位装置１３０は、ある量の流体１２０を操作して後退設定から拡張設定に変形可能領域１１３を移行させるように構成されており、変形可能領域１１３は、後退設定で触覚面１１１の周辺領域１１５と同一平面であり、かつ、拡張設定で触覚面１１１の変形可能領域１１３からずらされる。通常、変位装置１３０は、ある量の流体１２０を操作して後退設定から拡張設定に空洞１２５を拡張するように機能し、それによって、周辺領域１１５の触覚面１１１から触覚的に区別可能な形状に変形可能領域１１３の触覚面１１１を変形させる。一例では、変位装置１３０は、例えばある量の流体１２０の加熱又は冷却によって、空洞１２５内に密封された流体１２０の量を修正することによって空洞１２５の設定を制御する。別の例では、変位装置１３０は、空洞１２５に流体を追加することによって、及び、空洞１２５から流体を除去することによって、空洞１２５の設定を制御する。しかしながら、変位装置１３０は任意の適切な方法で流体１２０を操作することができる。ユーザインターフェース１００がモバイルコンピューティングデバイス内に組み込まれる一例の実施では、変位装置１３０は、空洞１２５内にある流体１２０の量を約０．１ｍｌだけ増加させることができる。しかしながら、変位装置１３０は、任意の他の程度まで任意の他の方法で、空洞１２５内の流体１２０の量を修正することができる。
【００１４】
図５Ａ及び図５Ｂに示す一実施では、ある量の流体１２０は、空洞１２５内に密封された拡張可能な流体であり、かつ、変位装置１３０は、ある量の流体１２０を加熱する加熱素子を含んでよく、それによって、空洞１２５内に存在する流体の量を拡張する。例えば、加熱素子は、空洞１２５内に又は空洞１２５に隣接して配列されて流体を加熱することができ、かつ、抵抗加熱素子を含み得る。この実施では、流体は、代替的に、例えばプラスチック性の膨張可能なミクロスフェアなどの膨張可能な物質を含んでよく、又は、パラフィンであってよい。この実施では、変位装置１３０は、追加的に又は代替的に、ある量の流体１２０を冷却する冷却素子を含んでよく、それによって、空洞１２５内に存在するある量の流体を後退させる。
【００１５】
別の一実施では、変位装置１３０は、空洞１２５内に及び／又は空洞１２５外に流体を移動させることができる。図６に示す一例では、変位装置１３０は、追加の流体を収容するリザーバに流体的に結合され、かつ、変位装置１３０は、上述した流体チャネルを介してリザーバ１３２から空洞１２５に流体を移動させるポンプ（例えば容積型ポンプ）を含む。従って、リザーバ１３２は、空洞１２５から離れて配置されることがあるが、代替的に、空洞１２５に隣接して配列されて、短い流体チャネルを介して空洞１２５に直接的に接続され得る。チャネルの一部が、マイクロ流体チャネル（例えば１ミクロン〜１００ミクロンの範囲の断面寸法を規定する）であってもよい一方で、チャネルは任意の他の適切な寸法を有してもよい。ポンプ１３４は、マイクロポンプ（例えばドイツのツワイブリュッケンのＴｈｉｎＸＸＳ  Ｍｉｃｒｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＡＧから販売されているポンプ＃ＭＤＰ２２０５、又は、ドイツのドルトムントのＢａｒｔｅｌｓ  Ｍｉｋｒｏｔｅｃｈｎｉｋ  ＧｍｂＨから販売されているポンプ＃ｍｐ５など）、又は、流体を移動させる又は差圧を誘発して流体を移動させるように構成された任意の他の適切な装置であってもよい。代替的に、変位装置１３０は、例えば参照によって本明細書に組み込まれる２０１２年１１月１５日に出願された米国仮出願第６１／７２７，０８３号明細書で説明されるような、空気袋及びカムアクチュエータを含み得る。
【００１６】
ポンプ１３４は、空洞１２５から離れて配置されてもよく、かつ、流体チャネル１３８を介して空洞１２５に接続されてもよい。後退設定から拡張設定に空洞１２５を拡張するため、ポンプ１３４は、リザーバ１３２から流体チャネル１３８を通じて空洞１２５内に流体を移動させることができる。拡張設定から後退設定に空洞１２５を後退させるため、ポンプ１３４は、空洞１２５からリザーバ１３２内に流体を逆方向に「放出する」又は送り込むことができる。
【００１７】
前述の実施では、ユーザインターフェース１００は、ポンプ１３４及び空洞１２５の間に配置された第１バルブと、空洞１２５及び第２ポンプの間に配置された第２バルブと、をさらに含んでもよい。後退設定から拡張設定に空洞１２５を拡張するため、第１バルブが開かれ、かつ、第２バルブが閉じられ、第１ポンプは、リザーバ１３２から流体チャネル１３８を通じて空洞１２５内に流体を移動させることができる。拡張位置から後退位置に空洞１２５を後退させるため、第１バルブが閉じられ、かつ、第２バルブが開かれ、第２ポンプは、空洞１２５から流体チャネル１３８を通じてリザーバ１３２に流体を移動させることができる。ユーザインターフェース１００は、代替的に、第２バルブを開いて、空洞１２５がリザーバ１３２内に放出する又は「流出させる」ことを可能にすることによって、拡張設定から後退設定に空洞１２５を後退させることができ、前述の放出又は流出は、非変形状態に復帰する触覚層１１０の弾性によって補助され得る。別の例では、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、変位装置１３０は、空洞１２５内に又は空洞１２５外に流体を移動させるアクチュエータ（例えばリニアアクチュエータ）を含んでもよい。（図８Ａに示すように）後退設定から拡張設定に空洞１２５を拡張するため、リニアアクチュエータは、チャネルを通じて空洞１２５内へ流体を移動させ、かつ、（図８Ｂに示すように）拡張設定から後退設定に空洞１２５を後退させるため、リニアアクチュエータは空洞１２５からリザーバ１３２に逆方向に流体を引き込む。
【００１８】
従って、変位装置１３０は、空洞１２５内の流体の圧力を修正して空洞１２５を拡張又は後退させるように機能することができる。例えばモバイルコンピューティングデバイスに実装される場合、変位装置１３０は、空洞１２５内の流体の圧力を０．１〜１０．０ｐｓｉだけ増大させて、変形可能領域１１３の触覚面１１１を変形させることができる。しかしながら、変位装置１３０は、後退設定及び拡張設定の間で空洞１２５を移行させるため、任意の他の適切なポンプ又は任意の他の方法を実施する他の変位装置であってもよい。
【００１９】
通常、変形可能領域１１３の変形（すなわち、動力による拡張又は後退）は、触覚面１１１での触覚フィードバック及び触覚誘導を可能にするように機能する。変形可能領域１１３の変形は、触覚面１１１の領域に関連した入力又はコマンドのタイプを示すように機能することができる。変形可能領域１１３は、拡張設定において、（１）ユーザが押した時にセンサ１４０への入力を信号で送信する凸状ボタン、（２）ユーザによる変形に沿った複数のポイントで押すことができ、かつ、センサ１４０上での複数の入力の位置を信号で送信する凸状スライダ、及び／又は、（３）センサ上での複数の入力の位置を信号で送信する凸状ポインティングスティック、を規定することができる。変形可能領域１１３は、後退設定において、同様に、（１）凹状ボタン、（２）凹状スライダ、及び／又は、（３）凹状ポインティングスティックを規定することができる。凸状ボタンは、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、ドーム形状、円筒形状（すなわち、平坦な上面を有する）、ピラミッド形状又は円錐台形状、立方体形状（すなわち、平坦な上部を有する）、又は、任意の他の適切なボタン形状を規定することができる。以下で説明するように、センサ１４０は、ボタンを規定する変形可能領域１１３の触覚面１１１上での入力（例えば図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ及び図１２Ａに示す入力１４５）として認識することができる。凸状スライダは、細長い突起部（図１０Ａ及び図１０Ｂに示す）、リング（図１１Ａ及び図１１Ｂに示す）、十字形の突起部、又は、任意の他の適切な形状の突起部又はスライダを規定することができる。以下で説明するように、センサ１４０は、スライダを横切る様々な位置でのユーザ入力を識別することができ、かつ、異なるタイプの入力を用いたそれらの位置での入力を区別することができる。一例では、環状形状を規定するスライダが、第２世代のアップル社のｉＰｏｄの「クリックホイール」として機能することができる。ボタンのようなポインティングスティック（又はポインティングオブジェクト）が、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すようなドーム形状、円筒形状（すなわち、平坦な上面を有する）、ピラミッド形状、立方体形状（すなわち、平坦な上部を有する）、又は、任意の他の適切なボタン形状を規定することができる。センサ１４０は、ポインティングスティックに沿った様々な位置でのユーザ入力を識別することができ、かつ、これらのユーザ入力を異なる命令又は機能として区別する。一例では、ポインティングスティックがドーム形状のポインティングスティックを規定する一実施において、右上四分円の近位におけるポインティングスティックの押し下げは、右下四分円の近位におけるポインティングスティックの押し下げとは異なるように解釈され得る。センサ１４０は、例えば右上四分円から右下四分円への「スイープ」などのさっと掃くような動作におけるポインティングスティックの押し下げを検知することができ、さっと掃くような動作は、第２世代のアップル社のｉＰｏｄの「クリックホイール」のものと同様の動く入力として解釈され得る。
【００２０】
ユーザインターフェース１００のセンサ１４０は、一連の検出素子を含んでおり、一連の検出素子のうちの各検出素子は、触覚層１１０の一部にまたがる容量値を検出するように構成されている。通常、センサ１４０は、容量式センサ技術を実装しており、変形可能領域１１３の触覚層１１１を含む触覚層１１１上の様々な位置での入力を検知する。センサ１４０は、触覚層１１１上での指又はスタイラスペンの接触の存在、拡張設定での変形可能領域１１３の押し下げ、及び／又は、任意の他の適切なタイプの入力の存在を検知することができる。センサ１４０は、入力の方向、入力の位置、入力が変形可能領域１１３に適用される割合、入力が変形可能領域１１３を内側に変形させるレベル、ユーザ入力のタイプ（例えば、指による入力、スタイラスペンによる入力）などを検知することができる。
【００２１】
センサ１４０は、触覚層１１０の一部にわたる電界（電磁場）の変動を検知するために協働する少なくとも２つの導体を含む容量センサであってよく、電界は、センサ１４０の少なくとも２つの導体（すなわち導電パッド）から発せられる。電界の変動は、指又はスタイラスペンによる接触、変形可能領域１１３の変形、基材１１８及び／又は空洞内での流体の量又は流体の位置の変化の結果であり得る。
【００２２】
センサ１４０は、触覚面１１１上の様々な位置での入力を検知するように構成された任意の数の検出素子を含み得る。各検出素子は、１つの導電パッドを含む表面容量検出素子であってよく、触覚面１１１の近位での入力の実施（例えば指）が導電パッドから電荷を吸収する。代替的に、各検出素子は、２以上の隣接する導電パッドを含む投影型容量センサであってよく、２以上の導電パッドは、経時変化する電圧によって駆動されて、導電パッドにまたがる電圧を経時で上昇又は低下させ、導電パッド同士の間の容量結合に関連した電圧の立ち上がり時間及び／又は減衰時間を生じさせ、触覚面１１１上の入力は導電パッド同士の間の容量結合に影響する。しかしながら、各検出素子は、任意の他のタイプの検出素子、電極、導体などであってよい。
【００２３】
一実施において、センサ１４０は、第１組の平行電極の第１層と、第２組の平行電極の第２層と、を含む投影型容量触覚センサを含み、第２層は、垂直距離だけ第１層からずれ、第２組の電極は第１組の電極を二等分する。この例の実施において、第１組の平行電極内の各電極及び第２組の平行電極の各電極は、複数の導電パッドを規定することができ、第１組の平行電極の導電パッド及び第２組の平行電極の隣接した導電パッドは協働して検出素子を規定する。導電パッドは、四角形、直線的又は任意の他の形状を有してもよく、若しくは、基材１１８、触覚層１１０、基材１１８に隣接するディスプレイ、又は、ユーザインターフェース１００の任意の他の構成要素又は関連した装置にまたがって均一な分布でパターニングされてもよい。代替的に、導電パッドは、変形可能領域１１３の近位において導電パッドが高い分布を有し、かつ、周辺領域１１５に近位において導電パッドが相対的に低い分布を有する不均一な分布でパターニングされてもよい。同様に、導電パッドは、変形可能領域１１３の近位において導電パッドがより大きな総表面積を有し、かつ、周辺領域１１５の近位において導電パッドが相対的により小さな総表面積を有する不均一の分布でパターニングされ得る。一例の実施において、センサ１４０は、基材１１８に結合された第１検出素子及び第２検出素子を含み、第１検出素子は空洞１２５の一部にわたって容量値を検出し、第２検出素子は周辺領域１１５の一部にわたって容量値を検出する。例えば、第１検出素子は、帯電電圧、電荷電流、帯電時間、放電時間、変形可能領域１１３に近位の基材１１８上に配列された第１導電パッド及び第２導電パッドにまたがる通信周波数の少なくとも１つを検出することができる。しかしながら、センサ１４０は、触覚面１１１の近位で任意の他の方法でパターニングされて、任意の他の方法で任意の他の容量値を検出するように構成された、任意の他の数の導電パッドを含み得る。
【００２４】
容量性触覚センサであるセンサ１４０の導電パッド（例えば第１導体）は、銅、マイクロワイヤ又はナノワイヤ、若しくは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明な導体であってよい。例えば、基材１１８は、両方の幅広面にわたってマスクされて、ＩＴＯが両方の幅広面にスパッタリングされて導電パッドの均一な密度又は可変の密度を有する垂直電極を形成してもよい。しかしながら、センサ１４０の導電パッドは任意のタイプの導電金属（又は導電流体）を含み得る。
【００２５】
容量性触覚センサを含むセンサ１４０は、触覚面１１１上に又は触覚面１１１に隣接して指、スタイラスペン又は他の器具の存在に加えて、変形可能領域１１３の触覚面１１１の高さを検出するようにさらに機能することができる。図１４Ａに示すように、第１導体（例えば第１導電パッド）は、変形可能領域１１３の内側への変形が第１導体に対する空洞１２５内の流体の高さを変化させることによって容量センサで検出される静電容量に影響を及ぼすように、空洞１２５内に又は空洞１２５に隣接して配列され得る。例えば、第１導体は、触覚面１１１とは反対側の空洞１２５の底部上に配列されてよく、それによって、容量センサは、変形可能領域１１３が拡張、後退及び／又は入力に応答して内側に変形する際に流体の高さ変動を検出することができる。代替的に、第１導体は、触覚層１１０の背面内に又は背面上に配列されてもよく、その結果、変形可能領域１１３が、拡張、後退及び／又は入力によって変形させられる際に第１導体が特定の表面とともに変形し、それによって空洞１２５内の流体の高さ変動の検出を可能にする。しかしながら、第１導体は、空洞１２５、基材１１８又は触覚層１１０内の又はこれらに隣接した任意の適切な場所に配列されてもよい。
【００２６】
図１４Ｂに示すように、容量性タッチは、空洞１２５内に配列された第２導体を含み得る。第２導体１４４は、変形可能領域１１３に入力が加えられると、第１導体及び第２導体１４４にわたる静電容量の変化を検知することができる。例えば、ユーザが変形可能領域１１３を内側に変形させると、第１導体と第２導体１４４との間にある流体の量及び／又は流体の高さが変化し、第１導体と第２導体１４４との間で検出される静電容量の変化を生じさせる。第１導体と第２導体１４４との間の高低差の勾配が、第１導体と第２導体１４４との間の静電容量の測定可能な変化をさらに生じさせ得る。例えば、変形可能領域１１３上の入力が第１導体と第２導体との間の距離を減少させ、それによって、第２導体１４４によって読み出される静電容量を変化させる。この変化は、変形可能領域１１３の形状に対する入力の場所の特定を容易にし得る。
【００２７】
第２導体１４４は、第１導体と協力して、空洞１２５内の高さ変動のさらに局部的な容量測定を生じさせる第２導体１４４の上方の領域内の流体の高さ変動を検出することができる。２つの検出素子による空洞１２５内での局部的な静電容量の変化の測定は、流体の相対的な高低差を測定することを可能にし得る。例えば、入力が変形可能領域１１３を変形させる時、第１導体上の流体の高さは第２導体上の流体の高さと異なり、その結果、第１導体の検出された容量値と、第２導体１４４の検出された容量値との差分を生じさせる。第１導体と第２導体１４４の第１部分との間の静電容量が第１導体と第２導体１４４の第２部分との間の静電容量と比較されて、流体の高さの相対的な差分を特定する。２つの導体同士の間の容量値の相対的な差分は、従って、変形可能領域１１３の形状に対する入力の場所の特定を容易にし得る。第２導体１４４の第１部分及び第２部分は、第２導体１４４に沿って連続した区画であり得るが、代替的に、第１部分及び第２部分とは異なる材料の第３部分によって、又は、第２導体１４４の裂け目によって、分離され得る。第２導体１４４は、材料及び製造工程において第１導体と同一であり得るが、第１導電パッド及び第２導電パッドは、任意の他の同様の又は異なる材料、形状又は配置を有してもよい。
【００２８】
図１４Ｃ及び図１４Ｄに示すように、容量触覚センサを含むセンサ１４０は第３導体及び／又は第４導体を含み得る。第３導体及び／又は第４導体は、変形可能領域１１３の近位に配列されてもよく、及び従って、変形可能領域１１３に近位のより正確な入力検知を可能にする。例えば、（図１４Ｄに示す）変形可能領域１１３に近位の４つの導体を含むセンサ１４０に関して、変形可能領域１１３は、変形可能領域１１３の中心に近位の原点を有するＸ軸及びＹ軸によって四象眼座標系に分割され得る。この例において、変形可能領域１１３の形状に対する入力の場所は様々な方法で測定され得る。図１５Ａに示す一例の実施では、静電容量及び／又は第１導体と第３導体１４６との間の相対的な静電容量が、Ｘ軸に沿った入力の場所を特定するために測定され、静電容量及び／又は第２導体１４４と第４導体１４８との間の相対的な静電容量が、Ｙ軸に沿った入力の場所を特定するために測定される。測定されたＸ軸入力とＹ軸入力との場所は、四象眼座標系上での入力の場所を特定するために使用され得る。図１５に示す別の例の実施では、３つの静電容量及び／又は相対的な容量値が、第１導体と第２導体１４４との間、第１導体と第３導体１４６との間、第１導体と第４導体１４８との間で測定される。３つの容量値は、（「ｔｒｉｄｒａｎｔ」座標系に重ねられ得る）四象眼座標系内における入力の場所を特定するために用いられ得る。しかしながら、センサ１４０は、任意の他の適切な方法で、変形可能領域及び／又は周辺領域の近位の入力を検知するよう、変形可能領域１１３に近位の又は離れた任意の他の数の導体を含み得る。
【００２９】
図１６Ａに示すように、第１導体、第２導体１４４、第３導体などは、空洞１２５に対して第１レベルで配列され得る。代替的に、図１６Ｂに示すように、第１導体は空洞１２５に対して第１レベルで配列され、第２導体１４４は空洞１２５に対して第２レベルで配列され得る。第３導体、第４導体、及び／又は、任意の他の適切な数の導体が、空洞１２５に対して第２レベル又は他のレベルで配列され得る。空洞１２５に対して様々な高さで空洞１２５内で導体を配置することによって、入力の場所及び大きさの検知を容易にし得る。追加的に又は代替的に、図１６Ｃに示すように、第１導体は、基材１１８上に又は基材１１８内に配列されてよく、及び、第２導体１４４は触覚層１１０内に配列されてよい。しかしながら、センサ１４０は、導体の任意の他の組み合わせ又は配列を含み得る。
【００３０】
図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、容量触覚センサを含むセンサ１４０は、第１導体及び第２導体を通じた変形可能領域の高さ変動を検出することができる。この実施において、ユーザが変形可能領域１１３を内側に変形させる時に移動する場所に第１導体が配列され、ユーザが変形可能領域１１３を内側に変形させる時に相対的に固定されたままの場所に第２導体１４４が配列され得る。第２導体１４４は、図１７Ａに示すように、空洞１２５内に配列されてよく、又は、図１７Ｂに示すように、ユーザインターフェース１００内の相対的に固定された場所に配列されてよい。この実施において、第１導体と第２導体との間の距離の変化は、第１導体と第２導体との間で測定された静電容量を変化させ、その変化が入力を示す。第１導体は、変形可能領域１１３の内側への変形が第１導体を同様に変形させるように、可撓性を有する導体であってよい。第１導体の動きは、第１導体と第２導体１４４との間の容量値、及び、第１導体と第３導体１４６との間の容量値を測定することによって検知され得る。これらの容量値の間の差分は、従って、変形可能領域１１３に対する入力の場所を示し得る。代替的に、第１導体と第２導体１４４の第１部分との間の容量値が、第１導体と第２導体の１４４の第２部分との間の容量値と比較されて、流体の高さの相対的な差分を特定する。従って、２つの導体間の容量値の相対的な差分は、変形可能領域１１３に対する入力の場所の特定を容易にし得る。第２導体１４４は、変形可能領域１１３の周辺の近くに、変形可能領域１１３の中心の近くに、又は、任意の他の適切な場所に配列され得る。代替的に、図１８Ｄ及び図１８Ｅに示すように、第２導体１４４は、第１導体に対して垂直に配列されて、第１導体の軸に沿って及び第２導体１４４の軸に沿って変形が検知されることを可能にし、それによって、センサ感度を高めている。
【００３１】
従って、図１８に示すように、容量触覚センサを含むセンサ１４０は、例えば基材１１８にまたがってパターニングされた導電パッド、触覚層１１０にまたがってパターニングされた導電パッド、及び／若しくは、空洞１２５上又は空洞１２５内に配列された導電パッドの形態などの複数の導体を含み得る。図１８Ａに示すように、導電パッドは、同一の又は同様のサイズ及び／又は形状を有してもよい。代替的に、図１８Ｂ〜図１８Ｅに示すように、導電パッドは、例えば変形可能領域１１３への近さに基づき、異なる又は同様ではないサイズ、形状及び／又は外形を有してもよい。例えば、１つの導電パッドが、図１８Ｂ及び図１８Ｃに示すように、空洞１２５及び／又は変形可能領域１１３の配置に従った配置を規定し得る。しかしながら、第１導体及び第２導体の任意の適切な配列又は配置が用いられてもよい。
【００３２】
上述したように、センサ１４０は、第１組の平行電極１４０Ｘの第１層と、第２組の平行電極１４０Ｙの第２層と、を含む投影型容量触覚センサを含んでよく、第２層はいくらかの垂直距離だけ第１層からずれ、かつ、図２６に示すように、第２組の電極は第１組の電極に直角に交差する。この実施において、電極は、触覚層１１０の下方に配列されてよく、及び、図２４Ａ〜図２４Ｄに示すように、触覚層１１０に通じて広がる電界を発生させるように構成され得る。通常、この実施では、フィールド電極（例えば第１導体）は電界を発生させることができ、及び、対のセンサ電極（例えば第２導体）は容量結合を通じて電界を検知することができ、及び、プロセッサ１６０は、フィールド電極と対のセンサ電極との間の容量結合の大きさの変化を触覚面１１１上での入力として特徴づけることができる。電極は、触覚層１１０と反対側の基材１１８に隣接して配列され、基材１１８内（例えば図２４Ａに示すように、流体チャネル１３８内及び／又は空洞１２５内）に配列され、又は、ユーザインターフェース１００内のどこかに配列され得る。触覚層１１０及び／又はある量の流体は、触覚層１１０及び／又は流体が、拡張設定の空洞１２５及び／又は触覚層１１０を電界が貫通することを促進することができるように、空気とは異なった誘電体であり得る。従って、流体、触覚層の材料及び又は基材の材料は、後退設定及び拡張設定の触覚層１１０の全域の電界の分布を最適化するために、その磁気的特性及び／又はその電気的特性に基づいて選択され得る。追加的に又は代替的に、センサ１４０は、電荷移動又は表面容量触覚センサを含んでよく、電荷（すなわち電子）が、電極（例えば導電パッド）と指、スタイラスペン、又は、触覚層１１０に接触する他のタッチ器具との間で伝達される。しかしながら、センサ１４０は、任意の他の適切なタイプの容量触覚センサであってもよい。
【００３３】
さらに、図２４Ａ〜図２４Ｄに示すように、触覚層１１０及び／又はある量の流体１２０は、空洞１２５及び／又は触覚層を通じて電界をさらに集中させる磁気の、金属の又は偏極した素子又はイオン１１７を包含してよく、この素子又はイオン１１７は、拡張設定における触覚面１１１上の入力に対するセンサ１４０の感度を向上させることができる。一例では、ある量の流体１２０は、溶液中のマイクロスケール又はナノスケールの金属粒子を含有する。別の例では、触覚層１１０は、空洞１２５内に延びる列であって、磁気の、金属の又は偏極の素子又はイオンを組み込んだ列を含む。さらに別の例では、触覚層１１０は、実質的に均一な厚さであり、触覚層１１０内に注入された磁気の、金属の又は偏極の素子又はイオン１１７を含む。この例では、図２４Ａに示すように、磁気の、金属の又は偏極の素子又はイオン１１７は、変形可能領域１１３に局部的に集中されてよく、触覚層１１０の全域で実質的に不均一に分散されてもよく、又は、任意の他の方法で触覚層１１０内に配列されてもよい。さらに別の例では、触覚層１１０は、触覚層１１０の背面及び触覚面１１１の少なくとも１つにわたって磁気の、金属の又は偏極のストリップを含み得る。しかしながら、磁気の、金属の又は偏極の素子又はイオンは、ユーザインターフェース１００内で他の方法で配列されてもよい。
【００３４】
一例の実施では、センサ１４０は、触覚面１１１に近位の指、スタイラスペン又は他のタッチ器具の存在によって、触覚層１１０の全域の電界の分布の変化である入力を検知する。例えば、図２４Ｂ及び図２４Ｃに図示するもののように、センサ１４０は電界の変化を検知することができる。別の例の実施では、図２４Ａ及び図２４Ｂに図示するもののように、触覚層１１０内の磁気の、金属の又は偏極の素子又はイオン若しくはある量の流体１２０が電界の分布を破壊する一方で電界を通って移動する際に、センサ１４０は触覚層１１０の位置の変化を検知する。この例の実施では、従って、センサ１４０は、指、スタイラスペン又は他のタッチ器具の存在を直接検知するよりも、むしろ触覚層１１０及び／又は流体の動きを検知することができる。
【００３５】
センサ１４０が投影型容量センサである一実施では、センサ１４０は様々なモードで機能し得る。変形可能領域１１３が後退設定にある時、センサ１４０は、触覚層１１０にわたって実質的に均一な電界を発生させることによって第１モードで動作する。変形可能領域１１３が拡張設定にある時、センサ１４０は、触覚層１１０にわたって不均一な電界を発生させることによって第２モードで動作することができる。第２モードでは、センサ素子間の容量結合は変形可能領域１１３の近位でより強くなるが、そうでない場合には、第１モードと第２モードとの間の触覚層１１０にわたる他の場所で変化しない。例えば、変形可能領域１１３での電界の大きさは、変形可能領域１１３に近位の２つの隣接する電極にわたる電位差を増大させることによって増大し得る。代替的に、触覚層１１０の他の部分での電界の大きさは低減されてよく、そのことによって、触覚層１１０の他の部分での入力感度を下げる一方で、変形可能領域１１３での入力感度を実質的に維持することができる。同様に、センサ１４０は、入力が変形可能領域１１３でのみ検出されるように、変形可能領域１１３の外側の触覚層１１０の部分で電界の発生を抑制することができる。
【００３６】
上述の実施では、センサ１４０は、区別可能なモードで動作することができ、各モードは、変形可能領域１１３の特定の垂直位置又は設定に関連付けられる。代替的に、センサ１４０は、完全に後退した設定と完全に拡張した設定の間の変形可能領域の位置の連続体に対してセンサ設定の連続体を規定する様々なモードで動作し得る。しかしながら、投影型容量センサを含むセンサ１４０は、後退設定と拡張設定とにおける任意の他の方法で機能し得る。さらに、センサ１４０は、任意の他の適切なタイプのセンサであってよい。
【００３７】
センサ１４０は、触覚層１１１にわたる容量値の容量マップ（すなわち、記憶された最初の容量値及び差分値）を出力することができる。例えば、容量マップは、触覚面１１１の全部又は一部にわたる電界の分布を示すデータを含み得る。触覚面１１１上での入力の位置（すなわち、ＸＹ座標）は、（図２６に示す）容量マップを分析することによって特定され得る。入力の大きさ、速度、タイミングなどは、例えば容量マップを以前の容量マップと比較することによって、容量マップから同様に特定され得る。通常、プロセッサ１６０は、容量マップを分析し、容量マップの変化の重心（例えば質量中心）を確認することができ、及び従って、変化の重心を入力と関連付ける。従って、入力の場所、大きさ、タイミング及び／又は速度のいずれかは、１以上の所定の時間の容量マップに関連付けられ、及び／又は、所定の期間を超える容量マップの変化又は変化のレートに関連付けられる。
【００３８】
センサ１４０は、代替的に、抵抗センサを含み得る。容量センサと同様に、抵抗センサは、少なくとも２つの導体を含んでよく、２つの導体の間の抵抗を検出するように機能することができる。一例では、２つの導体は、空洞１２５内の２つの異なった場所に配列され得る。２つの導体の間の抵抗は、後退設定の第１値と拡張設定の第２値とを有する。変形可能領域１１３を内側に変形させる入力に応答して、２つの導体の間の抵抗は、第１値と第２値との間の第３値に適応する。この抵抗値を読み取ることによって、センサ１４０は、入力、後退した変形可能領域の内側への変形、及び／又は、変形可能領域１１３の内側への変形の度合いを検知することができる。
【００３９】
変形可能領域１１３及び隣接する非変形可能領域にまたがる抵抗センサは均一に検知可能である。例えば、センサ電極のサイズ及び密度は、例えば基材１１８及び／又は触覚層１１０をわたって、センサ１４０の全域で一定であってよい。代替的に、センサ１４０は、例えば電極のサイズ及び／又は密度を変化させることによって不均一な感度を示し得る。センサ１４０は、不均一な感度を実装して、様々な設定の変形可能領域１１３上での入力の検知を可能にし得る。通常、変形可能領域１１３の触覚層１１０の有効厚さが、後退設定より拡張設定の方が実質的により大きいものであるので、拡張設定の変形可能領域１１３の触覚面１１１上での入力は、センサ１４０のより大きな面積にわたって分散され、従って、変形可能領域１１３に隣接する任意の特定の電極でのセンサ信号の大きさを制限し、従って、変形可能領域１１３に近位で大きな入力感度を必要とする。
【００４０】
追加的に又は代替的に、より広範囲のセンサエリアにわたる変形可能領域１１３での入力の分散を制限するため、触覚層１１０及び／又は基材の弾性は不均一であってよい。例えば、触覚層１１０は、変形可能領域１１３の中心の近位でより弾性（すなわち可撓性）を有してもよい。この例では、触覚層１１０は、変形可能領域１１３の周縁の近位よりも変形可能領域１１３の中心の近位の断面でより薄くてよい。代替的に、触覚層１１０の材料の特性は、変形可能領域１１３にわたって変動してもよく、触覚層１１０の最も弾性を有する又は最も可撓性を有する部分は変形可能領域１１３の中心の近位である。この実施では、変形可能領域１１３の触覚層１１０の一部が高い弾性を有することによって、センサ１４０のより狭いエリアにわたって入力の力を集中させることができ、従って、変形可能領域１１３の近位での入力に対する感度を向上させる。さらに、触覚層１１０の弾性を変化させることによって、センサ１４０の特定の電極を順番に活性化させることができ、活性化された電極の数又は順番は、入力を生じさせる変形可能領域１１３の変位の大きさを示し得る。時間成分と結合されると、活性化された電極の数又は順番は、入力を生じさせる変形可能領域１１３の変形の速度をさらに示唆する。しかしながら、抵抗センサは、任意の他の方法で機能してよく、触覚層１１０及び基材は、任意の他の外形又は材料であってよく、前述の機能性を可能にする。
【００４１】
図１９Ａに示すように、センサ１４０は、追加的に又は代替的に、圧力センサを含み得る。この実施では、ある量の流体１２０は、空洞１２５を実質的に満たし、及び、実質的に圧縮性流体であってよく、空洞１２５は、変形可能領域１１３の内側への変形に応答して圧力センサが空洞内の圧力の上昇を検出することができるように密閉され得る。圧力センサは、絶対圧力センサ、差圧センサ又は任意の適切なタイプの圧力センサであってよい。圧力センサは、代替的に、空洞１２５内に装着されて部分的に空洞１２５を規定する歪みゲージであってよく、歪みゲージは、変形可能領域１１３の内側への変形に応答して変形する。しかしながら、圧力センサは、変形可能領域１１３の内側への変形による空洞１２５内の圧力変化を検出するよう構成された任意の他の適切なタイプであってよい。
【００４２】
図１９Ｂに示すように、センサ１４０は、追加的に又は代替的に流量センサを含み得る。流量センサは、変形可能領域１１３上での入力に応答して流体の方向流を検出することができる。この実施では、空洞１２５は流体チャネルに結合され得る。変形可能領域１１３の内側への変形に応答して、空洞１２５の総容積が減少してチャネルの外側に流体を押し出す。従って、流量センサは、流体チャネル１３８を通過する流体の流れを検知及び／又は検出して、変形可能領域１１３の変形及び／又は変形可能領域１１３の変形の大きさを識別する。流量センサは流体チャネル１３８に流動的に結合され得る。一例では、チャネルは、通常は閉じられて空洞１２５内に一定の量の流体を維持するバルブを含んでもよい。変形可能領域１１３の内側への変形がある時、バルブは開かれ、他のチャネルへの逆流を可能にする。流量センサは、流体の流量を検出する流量率センサであってもよい。チャネルを通って流れる流体１２０の量は、チャネルの既知の断面積及び流量から計算され得る。例えば、バルブ及び／又はセンサは、図１９Ｂに示すように、空洞１２５の近くに配列され得る一方で、バルブ及び／又はセンサは、空洞１２５に対して任意の他の適切な場所に配列されてもよい。圧力センサは、代替的に、ホール（Ｈａｌｌ）効果センサ、又は、流体の逆流によるバルブの開放を検出する任意の他のタイプのセンサであってもよい。しかしながら、流量センサは、空洞１２５内及び／又は外の流体の流れを検知及び／又は検出するように構成された任意の他のタイプの流体センサであってもよい。
【００４３】
一実施では、ある量の流体は、例えば金属の、磁気の、偏極の又はイオンの微粒子を含む流体懸濁液又は流体溶液を含んでよく、及び、センサ１４０は、微粒子との相互作用に基づく流体の流れを検出するように構成された１以上の電極を含んでよい。一例では、流体チャネル１３８は、マイクロ流体チャネルであり、流体チャネル１３８を通る流体の流れはイオンの変位によって特徴づけられ、イオンは、流体チャネル１３８の周りの電界の分布に影響を及ぼす。センサ１４０は、流体チャネル１３８にわたる電界の変化を検知することができ、及び、プロセッサ１６０は、入力による電界の変化に関連する。一例では、センサ１４０は、流体チャネル１３８の一部に隣接して配列される電極を含み、電極は、流体チャネル１３８の一部を通るイオンの、偏極の及び／又は磁気の微粒子の動きを追跡し、微粒子の数又は量は、流体の流量又は流動率を示し、入力と関連付けられ得る。しかしながら、流量センサであるセンサ１４０は任意の他の方法で機能し得る。
【００４４】
センサ１４０は、追加的に又は代替的に、触覚面１１１の変形可能領域１１３にわたる歪みを検出するように構成された歪みセンサを含んでもよい。後退設定及び拡張設定の触覚面１１１の変形可能領域１１３にわたる公称歪みを検知することによって、歪みセンサは、表面の変形可能領域１１３が拡張設定においていつ押し下げられたかを識別することができる。複数の歪みセンサが、変形可能領域１１３に対する入力の場所の特定を容易にし得る。複数の歪みセンサは、例えば触覚層１１０の上、下又は中などで電気的に結合され得る。
【００４５】
センサ１４０は、触覚面１１１上の入力を検知及び／又は確認するための任意の数の容量センサ、抵抗センサ、圧力センサ、流量センサ及び／又は歪みセンサを含んでもよい。センサ１４０は、基材１１８、ディスプレイ又は触覚層１１０内に配列されてよく、基材１１８、ディスプレイ及び／又は触覚層の間に配列されてよく、若しくは、ユーザインターフェース１００の任意の他の構成要素内又はその間に全体的に又は部分的に配列されてもよい。追加的に又は代替的に、センサ１４０（例えば容量センサであるセンサ１４０のための電極）の全体又は一部が、触覚層１１０又は基材１１８上又は内に直接エッチングされる、印刷される又は組み立てられてよい。センサ１４０又は電極の配列、形状又は分布は、触覚層１１０の１以上の変形可能領域と一致してよく又は対にされてよく、基材１１８内の流体チャネルと一致してよく又は対にされてよく、変形可能領域に隣接する支部部材１１２（図１３に示す）と一致してよく又は対にされてよく、ユーザインターフェース１００の任意の他の特徴部又は構成要素と一致してもよい。例えば、センサ１４０は、容量触覚センサを含むセンサ１４０による出力の電界上の素子の効果を最小限にするため、変形可能領域１１３、空洞１２５、流体チャネル１３８、又はユーザインターフェース１００の任意の他の機能又は構成要素に対して、方向付けられ、整列させられ又は位置決めされ得る。しかしながら、センサ１４０は、任意の他のタイプ、配列、形状又は方向を有してもよい。
【００４６】
ユーザインターフェース１００の一変形例は、触覚層１１０の反対側で基材１１８に結合されるディスプレイ１５０であって、触覚面１１１を通して画像を視覚的に出力するように構成されたディスプレイ１５０を含む。ディスプレイ１５０は、視覚誘導の画像、又は、変形可能領域１１３に実質的に整列させられた入力キーを表示させるように機能し得る。
【００４７】
ユーザインターフェース１００のプロセッサ１６０は、センサ１４０の出力と後退設定センサ入力閾値とに基づき、後退設定の変形可能領域１１３の触覚面１１１上の入力を検知するように構成されており、及び、センサ１４０の出力と後退設定センサ入力閾値とは異なる拡張設定センサ入力閾値に基づき、拡張設定の変形可能領域１１３の触覚面１１１上の入力を検知するように構成される。
【００４８】
プロセッサ１６０は、センサ１４０からの入力データを受信し、変位装置１３０を制御して変形可能領域１１３を設定間で移行させる。例えば、図２０に示すように、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３に加えられる第１レベル又は大きさの力を第１タイプの入力として認識することができ、及び、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３に加えられる第２レベル又は大きさの力を第２タイプの入力として認識することができ、第２レベルは第１レベルよりも小さい。この例では、第２レベルの入力が、ユーザが変形可能領域１１３上に彼／彼女の指を置いたことの結果である場合、プロセッサ１６０は第２タイプの入力を無視することができる。プロセッサ１６０は、従って、入力閾値よりも小さい入力の選択的に無視することによって、ユーザが入力を作動させずに触覚面の部分上に指を置くことを可能にし得る。代替的に、第２レベルの入力が、ユーザが変形可能領域１１３に力を軽く加えたことの結果である場合、プロセッサ１６０は、第１タイプの入力より小さな大きさの入力として第２タイプの入力を解釈し得る。しかしながら、プロセッサ１６０は、第１タイプの入力と第２タイプの入力との間の任意の他の適切な関係を実行してよく、この関係は、製造業者、プロセッサ１６０及び／又はユーザによって設定又は修正され得る。変形可能領域１１３が後退設定にある時、プロセッサ１６０は、第１タイプの入力と第２タイプの入力とから区別可能な第３タイプの入力として変形可能領域１１３の入力を認識することができる。例えば、プロセッサ１６０は第３タイプの入力を無視することができる。プロセッサ１６０はまた、任意の適切なタイプの入力として、及び、それに応じた入力への応答として、変形可能領域１１３に加えられた力の任意のレベルを識別することができる。
【００４９】
プロセッサ１６０は、ユーザが変形可能領域１１３に力を加える変化量を検知するように機能することができる。変形可能領域１１３が拡張設定にある時、プロセッサ１６０は、第１タイプの入力として、変形した変形可能領域上に第１変化量で加えられる力を認識することができる。プロセッサ１６０は、第２タイプの入力として、変形した変形可能領域上に第２変化量で加えられる力を認識することができ、第２変化量は第１変化量よりも大きい。例えば、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３の内側への変形を、ウェブページをスクロールする命令として解釈し得る。力が第１変化量で加えられる時、プロセッサ１６０は、従って、第１速度でウェブページをスクロールすることができる。力が、第２変化量で加えられる時、プロセッサ１６０は、第２速度でウェブページをスクロールすることができ、第２速度は第１速度よりも大きい。従って、センサ１４０及びプロセッサ１６０は、変形可能領域１１３上で様々なタイプ及び大きさの入力を特定することができる。しかしながら、プロセッサ１６０は、第１タイプの入力と第２タイプの入力との間の任意の他の適切な関係を実行し得る。プロセッサ１６０が、変形可能領域１１３に加えられる力をどのようにして処理するかは、製造業者、プロセッサ１６０又はユーザによって設定又は修正され得る。さらに、変形可能領域１１３が後退設定にある時、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３での入力を、第１タイプの入力及び第２タイプの入力から区別可能な第３タイプの入力として認識することができる。例えば、プロセッサ１６０は第３タイプの入力を無視することができる。しかしながら、プロセッサ１６０は、任意の他の適切な方法で変形可能領域１１３上の入力を処理することができる。
【００５０】
一実施では、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３の垂直位置に基づいてセンサ１４０の設定を調整する。上述したように、プロセッサ１６０は、センサ１４０のモードを修正して、例えば変形可能領域１１３の近位の触覚層１１０にわたる電界の大きさ及び／又は分布を調整することができる。例えば、第１組の平行電極と、当該第１組の平行電極に直交する第２組の平行電極と、を含むセンサ１４０に関して、プロセッサ１６０は、後退設定の変形可能領域１１３に応答してセンサ電極のサブセットにわたって第１駆動電圧を設定することができ、及び、拡張設定の変形可能領域１１３に応答して電極のサブセットにわたって第２駆動電圧を設定することができる。追加的に又は代替的に、プロセッサ１６０は、センサ１４０の部分を停止又はオフにして、１以上の関連する領域の外側の触覚面１１１の特定の部分に関連付けられたセンサ１４０の部分からの信号を除外する。例えば、変形可能領域１１３が、拡張設定にあり、指定された非入力領域（例えば「不感帯」）に隣接する入力領域として指定される時、不感帯に近位のセンサ１４０の一部は停止され、及び／又は、変形可能領域１１３に近位の電界の大きさが増大させられる。このことは、そのシステムの信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善する利点を生じさせることができ、触覚面１１１上の入力に関連したセンサ信号の生成が、センサ１４０の制御又は動作を修正することによって特定の入力領域に制限される。しかしながら、プロセッサ１６０は、センサ出力の信号分析を通じた同様の機能性を実施することができる。
【００５１】
別の実施では、プロセッサ１６０は、特定された入力領域の外側の触覚面１１１の部分での入力を無視する。例えば、変形可能領域１１３が、拡張設定にあって特定の入力領域を規定する時、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３での入力を受け入れるが、変形可能領域１１３の外側での入力を無視し得る。さらにこの例では、触覚層１１０の第１部分が複数の変形可能領域を含み、プロセッサ１６０が、変形可能領域の第１部分内でかつ外側での入力を無視するが、触覚層１１０の第１部分に隣接する触覚層１１０の第２部分にわたる入力を受け入れる。従って、例えば検出素子の均一な分布を有するセンサ１４０に関して、触覚層１１０の入力領域は、センサ１４０の目立たない部分に関連付けられ、及び／又は、プロセッサ１６０で離散化され得る。このことは、システムのＳＮＲを改善する利点を生じさせ、従って、入力キャプチャにおけるタイプ１（検出漏れ）エラー及びタイプ２（誤検出）エラーを低減する。
【００５２】
前述の実施では、図２８Ａ、図２８Ｂ及び図２８Ｃに示すように、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３よりも大きい又は小さい触覚面１１１の特定の部分での入力を受け入れることができる。一例では、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３のサブ領域の外側での入力を無視する。この例では、入力が必ずサブ領域に接触して入力領域として変形可能領域全体の外観とは異なった入力として登録するように、サブ領域は、変形可能領域内でより小さな面積であって変形可能領域１１３内に完全に包含され得る。同様に、触覚面１１１のサブ領域は、入力との相関関係のために特定の信頼水準に関連付けられ得る。例えば、図２８Ａに示すように、変形可能領域１１３よりも小さな面積を有して変形可能領域１１３上に中心を有する第１サブ領域は、入力として適格であるとするために指、スタイラスペン又は他の入力器具との最小接触面積（又は時間）を必要とする一方で、変形可能領域１１３の境界上にある第２サブ領域は、第１サブ領域と比較した際に入力として適格であるとするために指、スタイラスペン又は他の入力器具との実質的により大きな接触面積（又は時間）を必要とし得る。さらに別の例では、図２８に示すように、電子機器がユーザ（例えば左手で縦方向に、右手で横方向に）に保持されるモードによって、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３の中心に近位の領域を含むとともに、図２８Ｂに示すように、変形可能領域１１３の周縁の実質的に外側で下方に延びる典型的な入力接点の輪郭を設定し得る。第１変形可能領域Ａ上の入力と第１変形可能領域Ａの下方の第２変形可能領域Ｂ上の入力との間で区別するために、変形可能領域の中心に近位の触覚面１１１に接して変形可能領域１１３の下方に延びる入力は、（図２８Ｂに示す）変形可能領域上での入力として適格であるとされる一方で、変形可能領域の中心と近位に接するが変形可能領域１１３の下方に延びない入力は、（図２８Ｃに示す）変形可能領域上での入力として適格であるとされない。しかしながら、プロセッサ１６０は、任意の他の規則又はスキーマに従って触覚面１１１の任意の他の部分上での入力をフィルタで除去し得る。
【００５３】
プロセッサ１６０は、追加的に又は代替的に、変形可能領域１１３の位置に基づき変形可能領域１１３の触覚面１１１上の入力のトリガ閾値を修正することができる。例えば、拡張設定の変形可能領域１１３の触覚面１１１の凸状の曲率は、指、スタイラスペン又は他の入力装置が後退設定の変形可能領域１１３に接触する時よりも指、スタイラスペン又は他の入力装置との接触面が小さいという結果になり得る。従って、プロセッサ１６０は、後退設定よりも拡張設定の変形可能領域１１３の入力トリガ閾値をより低く設定し得る。別の例では、拡張設定の変形可能領域１１３は、空洞１２５の上方の拡張された触覚層にわたって電界を分布させることができ、従って、変形可能領域１１３にわたって電界の分布を集中させ、かつ、指、スタイラスペン又は他の入力装置が変形可能領域１１３の近位にある時に変形可能領域１１３に容量勾配を集中させる。従って、プロセッサ１６０は、設定又は高さに基づき変形可能領域１１３に関して入力トリガ閾値を修正することができる。さらに別の例では、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３が後退設定にある時の触覚面１１１上の特定の場所での入力を分離することができ、かつ、変形可能領域１１３が拡張設定にある時の変形可能領域１１３の通常の場所での入力を分離することができる。この例では、拡張設定の変形可能領域１１３は通常の入力領域を規定し、この入力領域では、プロセッサ１６０が、変形可能領域１１３の実質的に任意の部分上での任意の入力を適切な入力であるとみなし、入力が通常の変形可能領域上で又は近位でのものであると特定されるとその入力の特定の場所が実質的に不適切となり得る。このことは、変形可能領域１１３が拡張設定にある時、必要とされるセンサの解像度を下げてもよいという利点を生み得る。プロセッサ１６０は、雑音消去、入力感度、又は変形可能領域１１３の垂直位又はＸＹ位置に従った任意の他の信号分析スキーマ、センサモード、又は任意の他の関連する変数を変化させることができる。
【００５４】
ある量の流体１２０及び／又は触覚層１１０が磁気の、金属の又は偏極の素子又はイオンを含む上述した実施では、プロセッサ１６０は、電界に対する磁気の、金属の又は偏極の素子又はイオンの動きに応答して、空洞１２５、基材１１８及び／又は触覚層１１０の一部にわたる電界の途絶（例えば修正）に基づき変形可能領域１１３での入力を分離することができる。この実施では、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３での入力を経時で記録することができ、変形可能領域１１３の時間の経時の変形はプロセッサ１６０に入力タイプを伝える。例えば、入力の速度（時間依存性量）は、システムを組み込んだ電子機器の所望の機能の大きさ又は速さを示し得る。従って、プロセッサ１６０は、入力の時間、速度又は継続時間に基づき、変形可能領域１１３の位置及び／又は形状に対する動的な変化を、特定の入力タイプ及び／又はユーザコマンドに関連付けることができる。
【００５５】
別の例では、プロセッサ１６０は、閉フィードバックループを実行することによって変形可能領域１１３の垂直位置を制御及び維持して、センサ出力に基づいた変形可能領域１１３の垂直位置を検知し、かつ、上述したようなもののように及び図２５に示すように、変位装置１３０を制御することによって変形可能領域１１３の垂直位置を修正することができる。さらに、プロセッサ１６０は、入力後の変形可能領域１１３の位置を推定することができ、変形可能領域１１３の内側変形の大きさ（すなわち、最初の推定位置から新しい推定変形位置への）は、電子機器の所望の機能の大きさを伝える。従って、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３の様々な変形の大きさを、特定の入力タイプ及び／又はユーザコマンドに関連付けることができる。追加的に又は代替的に、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３に近位の指、スタイラスペン又は他の入力装置の存在による磁界の途絶に基づき変形可能領域１１３の入力を分離し得る。しかしながら、プロセッサ１６０は、触覚面１１１の入力を認識する任意の他の方法で機能し得る。
【００５６】
別の実施では、センサ１４０は、例えば容量触覚センサ及び圧力センサなどの２以上の検出素子を含む。一例では、プロセッサ１６０は、容量触覚センサの出力に基づき触覚面１１１上の入力の場所を特定し、及び、圧力センサの出力に基づき入力の速度及び／又は大きさを特定する。別の例では、プロセッサ１６０は、容量触覚センサの出力に基づき触覚層１１０上の入力の場所、大きさ及び／又は速度を特定し、及び、圧力センサの出力を操作して、特定された入力の場所、大きさ及び／又は速度を検証する。しかしながら、センサ１４０は、任意の他の組み合わせのセンサタイプを含んでよく、プロセッサ１６０は、任意の他の方法でセンサ１４０の出力を操作して、入力の場所、大きさ及び／又は速度を推定及び／又は検証し得る。
【００５７】
プロセッサ１６０は、センサ１４０の出力を触覚面１１１上の入力に関連付ける時、触覚層１１０の有効厚さの変化を補償し得る。プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３が後退設定にある時、第１設定にアクセスし、変形可能領域１１３が拡張設定にある時に第２設定にアクセスし、１以上の他の変形可能領域の状態に応じて任意の他の数の設定にアクセスし、及び／又は、変形可能領域１１３の「中間」の状態に応じて任意の他の数の設定にアクセスし得る。プロセッサ１６０は、追加的に又は代替的に、例えばスタイラスペンや指のような入力器具の様々なタイプの様々な設定にアクセスすることができる。各設定は、プロセッサ１６０によって実行されて入力の場所、大きさ、速度を分離する様々なルックアップテーブルと、プロセッサ１６０によって実行されてセンサ出力のノイズを低減する又は触覚面１１１の部分を無視する様々なフィルタ設定と、プロセッサ１６０によって実行されてセンサ１４０の出力を、意味のある入力場所、大きさ、速度などに変換する様々なアルゴリズム又は補正係数と、によって規定され得る。設定は、例えば工場などで予め設定されてよく、若しくは、学習され、更新され及び／又は経時で改良されてよい。例えば、プロセッサ１６０は、管理下の、半管理下の又は管理なしの機械学習を実行して、特定のユーザの入力スタイルのためのプロセッサ設定を調整することができる。しかしながら、プロセッサ１６０は、任意の他の方法で機能してもよく、任意の他のアルゴリズム、設定、機械学習を実行してもよく、又は、センサ出力を入力の場所、大きさ、速度などに関連付けてもよい。追加的に又は代替的に、上述したように、層の厚さの変化補償は、例えば予め構成された設定の間でセンサ１４０を切り替えることによって、又は、変形可能領域１１３の位置に応じて、センサ設定を即時に調整することによって、センサ１４０のレベルで実行され得る。
【００５８】
プロセッサ１６０は変位装置１３０を制御することができる。図２５に示すように、プロセッサ１６０は、閉フィードバックループを実行して、センサ１４０及び／又は任意の他の数の検出素子と相互作用することによって、変位装置１３０と変形可能領域１１３の垂直位置とを制御することができる。通常、センサ１４０の出力にアクセスすることによって、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３の実際の垂直位置（すなわち、変形可能領域１１３）を推定することができ、実際の垂直位置は変形可能領域１１３の所望の垂直位置と比較され得る。プロセッサ１６０は、従って、変位装置１３０を制御して、変形可能領域１１３の実際の（すなわち、推定された）垂直位置と所望の垂直位置との差異を低減することができる。センサ１４０が、変形可能領域１１３に近位の電界内で発生して変化を検出する電極を含む容量触覚センサである一実施では、図２４Ａに示すように、ある量の流体１２０及び／又は触覚層１１０は、変形可能領域１１３の各位置が変形可能領域１１３に近位の様々な電界の分布に関連付けられ得るように、空気の誘電率とは異なる誘電率を有し得る。センサ１４０が圧力センサである別の実施では、プロセッサ１６０は、空洞１２５内への流体の変位を制御して、（例えば大気圧に対して）所望の流体圧力を維持することができ、所望の流体圧力は、変形可能領域１１３の所望の位置に関連付けられる。この実施では、流体圧力は、流体の温度及び／又はシステムに近位の大気温度も関連付けられ得る。センサ１４０が歪みセンサであるさらに別の実施では、変形可能領域１１３の各位置は、（例えば触覚面１１１の又は触覚面１１１の近位の）特定の歪みに関連付けられる。センサ１４０が抵抗型触覚センサである別の実施では、変形可能領域１１３の各位置（又は位置の範囲）は、センサ電極の特定の数及び／又は配列間の接触に関連付けられる。
【００５９】
一例では、極めて低い温度では、設定の間で変形可能領域１１３を移行させることは不可能であり又は過度の電力消費を必要とし、及び、プロセッサ１６０は、温度センサから温度データを受信し、及び従って、このような温度条件下で変位装置１３０の動作を停止させる。別の例では、高い高度の条件（又は気圧が低い機内）では、設定の間で変形可能領域１１３を移行させることは不可能であり又は過度の電力消費を必要とし、及び、プロセッサ１６０は、圧力センサから大気圧データを受信し、変位装置１３０の動作を停止させ得る。代替的に、この例では、プロセッサ１６０は、変位装置１３０を制御して、測定された大気圧と空洞１２５内の流体圧力との間の特定の差圧に対応することができる。しかしながら、センサ１４０は、任意の他の出力を生成する任意の他のタイプのセンサであってよく、プロセッサ１６０は、センサ１４０の出力を操作して、変形可能領域１１３の位置を調節するための閉ループフィードバックシステムを作成する。
【００６０】
図２１Ａ〜図２１Ｄに示すように、プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３に近位（例えば下）のディスプレイ１５０上に表示される様々な入力図形を制御することができる。例えば、変形可能領域１１３が（図２１Ａに示す）拡張設定にある時、ディスプレイ１５０は、変形可能領域１１３に整列する第１タイプ（例えば文字）の入力図形を出力することができ、センサ１４０は、変形可能領域１１３上の入力を検知することができ、及び、プロセッサ１６０は、入力図形（例えば文字を入力するコマンド）に関連付けられた入力を識別することができる。この例では、ディスプレイ１５０は、第２変形可能領域に整列した第２タイプ（例えば数字）の入力図形を出力することができ、センサ１４０は、第２変形可能領域上の入力を検知することができ、及び、プロセッサ１６０は、第２入力図形（例えば数字を入力するコマンド）に関連付けられた入力を識別することができる。ディスプレイ１５０は、同様に、後退設定の変形可能領域１１３及び／又は周辺領域１１５に整列した入力図形を出力することができ、及び、プロセッサ１６０は、変形可能領域及び周辺領域１１５上の入力を、ディスプレイ１５０によって出力された入力図形に基づいた様々な入力タイプに関連付けることができる。
【００６１】
プロセッサ１６０は、変形可能領域１１３の変形によって引き起こされる光学的歪みを補正又は調整するなど、ディスプレイ１５０の出力を変化させるように機能し得る。例えば、拡張設定への変形可能領域１１３の拡張は、ディスプレイ１５０を見るユーザに対して「フィッシュアイ」効果を引き起こし得る。従って、プロセッサ１６０は、経験的データを通して、ディスプレイ１５０の出力を調整してフィッシュアイ効果に適応（すなわち低減）させることができる。
【００６２】
従って、プロセッサ１６０は、タッチスクリーン処理ユニット、触覚処理、及びホスト処理ユニットを含み得る。タッチスクリーン処理ユニットは、ディスプレイ１５０を制御して、センサ１４０と相互作用することによる触覚面１１１上の入力を検知するように構成され得る。触覚処理ユニットは、閉ループフィードバック制御を実行して変形可能領域１１３の所望の高さを維持することによって、変位装置１３０を制御するように構成され得る。ホスト処理ユニットは、触覚処理ユニットによって識別される入力に基づきコマンドを実行するように構成され得る。しかしながら、プロセッサ１６０は、任意の他の処理ユニットを含んでよく、及び、変形可能領域１１３の触覚面１１１上の入力に対して任意の他の方法で機能し得る。
【００６３】
図１に示すように、基材１１８は、触覚層１１０と協働して、第２空洞及び／又は任意の追加の数の空洞をさらに規定してもよい。第２空洞及び／又は追加の空洞は、空洞１２５と実質的に同一であってよく、若しくは、構成、配置、サイズ、形状などにおいて少し又は著しく異なり得る。空洞１２５の各々は、独立して制御されて、拡張設定、後退設定又は中間設定の間で様々な変形可能領域を選択的に移行させ、それによって、ユーザインターフェース１００が様々なユーザ入力のシナリオに適合することを可能にし得る。代替的に、様々な空洞がグループ化されてよく、複数の空洞のグループがともに外側に向かって変形する。例えば、空洞のグループにおける各空洞は、携帯電話のダイアルパッド内の又はダイアルパッドの１つの文字に割り当てられてよく、又は、英数字のクワーティ（ＱＷＥＲＴＹ）配列のキーボードとして割り当てられてよい。プロセッサ１６０は、従って、各空洞に関連付けられた変形可能領域１１３の拡張及び後退を選択的に制御し得る。
【００６４】
プロセッサ１６０は、変形可能領域を選択するために加えられる入力を示すセンサ信号を選択的に受信及び／又は解釈することができる。各空洞に対応した検出素子が、それぞれの検出素子の場所をプロセッサ１６０に通信してプロセッサ１６０が各変形可能領域に関連付けられた信号を選択的に受信及び／又は解釈することを可能にすることができるアレイネットワーク内に配列され得る。容量触覚センサ（図２２及び図２３に示される）であるセンサ１４０の実施では、センサ１４０は、第１数のＸ導体と第２数のＹ導体を含む導体のアレイを含み得る。例えば、Ｘ導体の第１数は空洞の数と同等であってよく、各Ｘ導体は１つの空洞に対応し、及び、Ｙ導体の第２数は空洞の列の数と同等であってよく、各Ｙ導体は空洞の１つの列内の全ての空洞に対応する。この例では、入力の場所は、１つのＸ導体と特定の空洞の対応のＹ導体との間で検出された容量値の変化を検知することによって特定され得る。この例では、各空洞が１つのＸ導体に関連付けられるので、プロセッサ１６０は、ユーザが力を加える空洞１２５の場所を検知することができる。プロセッサ１６０は、同様に、ユーザが、指、スタイラスペン又は他の器具を空中に浮かせる（すなわち接触させない）空洞１２５の位置を検知することができる。プロセッサ１６０は、さらに、２以上の空洞に対応するＸ導体及び対応のＹ導体にまたがって検出された容量値と比較することによって、触覚面（例えば変形可能領域の間）の周辺領域上でのユーザタッチを補間することができる。
【００６５】
別の例（図２３に示す）では、Ｘ導体の第１数は空洞の行の数と同等であってよく、各Ｘ導体は空洞の１つの行内の全ての空洞に対応し、及び、Ｙ導体の第２数は空洞の列の数と同等であってよく、各Ｙ導体は空洞の１つの列内の全ての空洞に対応する。この例では、入力の場所は、１つのＸ導体と１つのＹ導体との間で検出された容量値の変化を検知することによって特定され得る。各空洞が、Ｘ導体及びＹ導体の異なった交点に対応するので、プロセッサ１６０は、触覚面１１１上の入力に対応した空洞の場所を検知することができる。さらに別の例では、Ｘ導体の第１数とＹ導体の第２数は、１つの空洞に対応する１つのＸ導体及び１つのＹ導体を有する空洞のと同等であってもよい。この例では、入力の場所は、例えば以前の容量マップに記憶された以前に検出された容量値に基づくなど、１つのＸ導体と１つのＹ導体との間で検出された容量値の変化を検知することによって特定され得る。各空洞が、異なる１対のＸ導体及びＹ導体に対応するので、プロセッサ１６０は、従って、触覚面１１１上のユーザ入力に対応した空洞の場所を検知することができる。
【００６６】
代替的に、センサ１４０は、検出素子のアレイネットワークを含んでよく、検出素子のアレイの各検出素子は空洞に結合され、各検出素子は、対応の空洞に対して固有の信号を出力する。例えば、第１空洞に対応する検出素子は、入力が検知された時に０．５ｎＦの信号を出力し、ユーザの入力が検知されない時に１ｎＦの信号を出力し、第２空洞に対応する検出素子は、入力が検知された時に５ｎＦの信号を出力し、ユーザの入力が検知されない時に１０ｎＦの信号を出力し、及び、第３空洞に対応する検出素子は、入力が検知された時に５０ｎＦの信号を出力し、ユーザの入力が検知されない時に１００ｎＦの信号を出力し得る。各検出素子が固有の信号を出力するので、プロセッサ１６０は、従って、様々な検出素子から受信した信号のタイプ及び／又は値に基づき入力の場所を検知することができる。検出素子は、並行関係で配列されて（例えば、平行な複数のコンデンサについての総容量値が個々の容量値の総計に一致するように）、プロセッサの検出素子出力が入力の場所を特定することを容易にし得る。例えば、第１空洞、第２空洞及び第３空洞の検出素子からの信号の前述の例の値を用いると、プロセッサ１６０は、第１空洞、第２空洞、第３空洞及び第４空洞の全てから入力が検知される時に検出素子から結合信号５５．５ｎＦの結合信号を受信し、及び、第１空洞、第２空洞、第３空洞及び第４空洞のいずれかからもユーザ入力がないと検知される時に検出素子から１１１ｎＦの信号を受信し得る。入力が、第３空洞から検知されて第１空洞、第２空洞及び第４空洞から検知されない時、プロセッサ１６０への結合信号は６１ｎＦであり得る。同様に、入力が第２空洞及び第３空洞の両方から検知される時、プロセッサ１６０への結合信号は５６ｎＦであり得る。プロセッサ１６０は、従って、様々な空洞に隣接する様々な検出素子から受信した総計の信号の値から入力の場所を直接的に解釈することができる。検出素子は、一連に配列されてもよく、又は、任意の他の適切な電気的装置内に配列されてもよい。
【００６７】
しかしながら、第１変形可能領域上の入力は、第２変形可能領域についてのセンサの読み取り値に影響し得る。従って、プロセッサ１６０は、経時で周期的に検出素子の出力の容量マップを生成することができ、及び、新たな容量マップと以前の容量マップとを比較して触覚面１１１上での入力を識別する。例えば、プロセッサ１６０は、縦配列（例えば図２３の１４４）中の第１組の電気的結合導電パッド、及び、基材１１８にわたってパターニングされた横配列（例えば図２３の１４２）中の第２組の電気的結合導電パッドにわたる容量放電時間をマッピングすることができる。この例では、プロセッサ１６０は、新たな容量マップを構築する、又は、センサ１４０のリフレッシュレートに対応した周波数で既存の容量マップを修正することができる。各検出期間中に、プロセッサ１６０は第１容量値及び第２容量値を記録することができ、第１容量値は、第１配列の第１導電パッドと、空洞１２５に近位の第２配列の第１導電パッドとの間の容量放電時間を含み、及び、第２容量値は、第１配列の第２導電パッドと、周辺領域１１５に近位の第２配列の第２導電パッドとの間の容量放電時間を含む（センサ１４０のリフレッシュレートは、検出素子の導電パッド同士の間の容量放電時間における限界を規定し得る）。プロセッサ１６０は、従って、後退設定及び拡張設定の変形可能領域１１３に近位の検出素子と、周辺領域１１５と、及び／又は、適切な設定の触覚層１１０の任意の他の領域とについての容量放電時間を含む容量マップを周期的に生成することができる。プロセッサ１６０は、追加的に又は代替的に、帯電電圧、電荷電流、帯電時間、電界分布を含む容量マップを実行してよく、及び／又は、２以上の導電パッドにわたる周波数を送信してもよい。
【００６８】
上述したように、プロセッサ１６０は、直近の容量マップと（例えば直近の容量マップの１サイクル前に生成された）以前の容量マップとを比較して、触覚面１１１上の入力を示す２以上の導電パッドの間の容量値の変化を識別することができる。代替的に、プロセッサ１６０は、直近の容量マップと比較されて触覚面１１１上の入力を示す２以上の導電パッド間の容量値を識別するためのストックの又は静電の容量マップを選択することができる。例えば、プロセッサ１６０は、推定された又は測定された変形可能領域１１３の垂直位置及び／又は触覚層１１０の１以上の推定された又は測定された変形可能領域の垂直位置に基づき、一連のストックの容量マップからストックの容量マップを選択することができ、各ストックの容量マップは、変形可能領域の位置の特定の構成に関連付けられる。プロセッサ１６０は、周囲の大気温度、周囲圧力、大気圧、又は周囲湿度に基づきストックの容量マップを選択することができ、各ストックの容量マップは、周囲の大気温度、周囲圧力、大気圧、又は周囲湿度の特定の範囲に関連付けられる。
【００６９】
入力器具のタイプ（例えば指、スタイラスペン）は、同様に、様々な変形可能領域のセンサの読み取り値に影響し得る。プロセッサ１６０は、入力モード（すなわち、入力器具のタイプ）を予測することができ、予測された入力モードに基づき入力モデルを選択し、容量マップと、触覚面１１１及び又は空洞１２５の一部にわたって検出された容量値との間の差分に対応した入力モデルの出力にさらに基づき触覚面１１１上の入力を識別することができる。代替的に、上述したように、プロセッサ１６０は、予測された入力モードに基づきストックの容量マップを選択することができ、各ストックの容量マップは、実行された特定のタイプの入力に関連付けられる。
【００７０】
従って、複数の検出素子からの読み取り値を総合的に分析することによって、プロセッサ１６０は、周辺領域１１５と、後退設定、拡張設定、中間設定の変形可能領域１１３との両方の触覚面１１１上の入力を検知する。プロセッサ１６０は、検出素子と協働して、変化する大きさ及び／又は速度を有する複数の時間依存性の入力などの、触覚面１１１上の複数の同時入力を識別することができる。しかしながら、プロセッサ１６０及びセンサ１４０は、触覚面１１１上の１以上の入力を検知する任意の他の方法で機能し得る。
【００７１】
２．触覚タッチスクリーンシステム
触覚タッチスクリーンシステムは、ユーザインターフェース１４３と、ユーザインターフェース１４３に結合された容量タッチスクリーンであって、ユーザインターフェースの触覚面に近位の接地導電性物体を検知するように構成されたタッチスクリーン電子装置（例えばタッチスクリーン処理ユニット）を含む容量タッチスクリーン（例えばセンサ１４０）と、を含む。
【００７２】
ユーザインターフェースは、上述したように、ユーザインターフェース１００の変形例であり得る。特に、ユーザインターフェースは、動的に形状を変化させてタッチスクリーンの上方の持ち上げられた表面を選択的に規定する変形可能領域（「触覚素子」）を有する触覚層を含み得る。例えば、触覚タッチスクリーンシステムは、電子機器に適用されて、機器の入力機構を規定するボタン、スライダ又はスクロールホイールをユーザが触覚的に識別することを助けることができる。触覚タッチスクリーンシステムは、電子機器に適用されて、例えばタッチスクリーン表面の領域を持ち上げて機器がオンであることを示すことによって、電子機器のシステム事象の状態をユーザが触覚的に識別することを助けることができる。触覚タッチスクリーンシステムはプロセッサを含み、プロセッサは、ホストＣＰＵとして機能して、電子機器のオペレーティングシステムと、システム電子装置（例えばユーザインターフェース）と通信する低レベルのソフトウェアドライバと、を実行することができる。ホストＣＰＵはまた、例えば様々な触覚素子の垂直位置などの触覚タッチスクリーンシステムの動作を制御することができる。
【００７３】
触覚タッチスクリーンシステムは、ユーザインターフェースの触覚面１１１に接触する又は近接する予め規定された最小の直径の接地容量物体の存在を検知することができる。ユーザインターフェースは、複数の容量検出素子を規定するパターンで１以上の層に堆積させられた透明、半透明又は実質的に視覚で感知することができない導電材料（例えばＩＴＯ）を有する１以上の基材層（例えばガラス、ＰＥＴフィルム）を含む。例えば、容量検出素子は、触覚素子の場所において及び触覚素子と同じサイズで基材の片側に堆積させられる透明な導電材料によって基材１１８上に作られ得る。代替的に、容量検出素子は、透明な導電フィルム（例えば、酸化インジウムタングステン又は「ＩＴＯ」）によって規定されてよく、導電フィルムは、隣接して接続された角部とともに回転して、基材の１つの層上の複数の列にわたって、かつ、基材１１８の第２層又は交互の側面の複数の列にわたって一連の四角形のパッドを形成する、直線的にパターニングされて（例えば４５度で）傾いた四角形のパッドを含む。この例では、ＩＴＯフィルムは、ＸＹグリッドパターンを規定することができ、ＩＴＯパッドの行及び列は、隣接するパッドの交点で重なり合う。しかしながら、透明な導電材料は、例えば雪片パターンなどの任意の他の適切なパターンで基材１１８にわたって堆積され得る。
【００７４】
さらに、この例では、容量検出素子は、各行及び各列の間のパッド同士の間の直列接続ではなく、各行及び各列に１つの個々の四角形の対であってもよい。例えば、接続された四角形の行及び列を用いる２０×１０のＸＹグリッドパターンで堆積されるＩＴＯによるセンサは、２００個の容量検出素子を含み得るが、（上述の）タッチスクリーン処理ユニットに対して３０個のみの接続部を必要とし、このセンサは、当該タッチスクリーン処理ユニットに直接的に接続される各容量検出素子に対して２００個の接続部ではなく、各行に１つの接続部及び各列に１つの接続部を含む。導電パターンをタッチスクリーン処理ユニットに接続するために、センサ１４０（例えば触覚タッチスクリーン）上の各行及び列は、例えばセンサ１４０（図２９に示す）のアクティヴエリアの外側のセンサ１４０の境界の周囲などの、銀インク、金属又は任意の他の導電材料を用いたセンサ１４０の基材の縁部の共通領域に送られ得る。フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）は、導電性接着剤によってこの共通エリアに結合されて、タッチスクリーン処理ユニットに導電センサパターンを接続し得る。センサ１４０の動作中、タッチスクリーン処理ユニットは、例えば弛張発振器又はスイッチド容量フロントエンドを有する各容量検出素子の静電容量を検出することができる。
【００７５】
触覚タッチスクリーンシステムを通じてタッチを検知するために必要な容量検出素子の数は、必要なセンサ解像度、容量検出素子のアクティヴエリアの物理的サイズ、検知されることになる最小の導電性物体のサイズ、及び／又は、基材１１８上に堆積される導電パッドのパターンに基づき得る。基材１１８上に堆積される導電材料のパターンは、例えば直径７ｍｍ以下の人間の指などの、予め規定されたサイズ及び／又は形状を有する導電性物体を検知するように設計され得る。しかしながら、堆積された導電材料のパターンは、２ｍｍの先端を有する導電材料から形成されるスタイラスペンなどの任意の他のサイズ又はタイプの導電性物体を検知するように構成され得る。通常、容量検出素子を規定する導電材料の表面領域は、接地導電性物体を正確に検知してタッチ場所を特定するセンサ１４０の能力（及び／若しくは触覚タッチスクリーン装置又はタッチスクリーン処理ユニット）に影響を及ぼす。各容量検出素子の表面積を増大させることによって、接地導電性物体への感度を向上させ、従って、より小さな物体の検知を可能にする一方で、このことは、センサ解像度を低減させる及び／又はタッチ場所の精度を低下させる可能性がある。代替的に、容量検出素子の表面積を収縮することによって、センサ解像度及びタッチ場所の精度を向上させる可能性があるが、接地導電性物体への容量検出素子の感度を低減させる可能性があり、従って、検知され得る接地導電性物体のサイズを制限する。例えば、触覚面１１１上の大きな指のみを検知して、小さな指を無視するのが望ましいことがある。従って、各検出素子の表面積は、そのようなシステムの条件を構成するサイズに設定され得る。
【００７６】
ユーザインターフェースの触覚素子は拡張設定において３次元の触覚素子を規定し得る。基材１１８のスタック内の流体チャネルは、非導電性流体を触覚素子に接続して触覚素子の触覚面１１１を持ち上げることができる。持ち上げられた時、触覚素子は、３次元ボタン、スライダ及び／又はスクロールホイールを規定し得る。各触覚素子は、共通の又は固有の形状、サイズ及び／又は触覚面１１１の上方への持ち上げ高さを有してもよい。
【００７７】
上述したように、触覚素子の高さは制御され得る。一例では、触覚素子は、その最大高さの２５％まで持ち上げられ、ある期間の経過後、その最大高さの１００％まで移行させられる。別の例では、触覚素子は、システムの電源オン時にその持ち上げ高さの１００％まで初期化されるが、ある期間内にユーザ入力がないことによって０％の持ち上げ（すなわち、触覚面１１１の周辺領域と同一平面）まで緩やかに下がる。
【００７８】
触覚面１１１の領域は、触覚タッチスクリーンシステムの能力に作用して容量検出素子の近位の接地導電性物体を検知する様々な物理的性質の材料を含んでよい。例えば、触覚素子の触覚面１１１に接触する指に応答して容量検出素子で測定された静電容量の変化は、指が触覚素子を押す時に測定される静電容量の変化よりも小さくなり得る。従って、容量検出素子は、触覚素子によって境界をつけられたセンサ１４０の特定の物理的領域に割り当てられ得る。
【００７９】
図３０に示す一例では、センサ１４０は、エリア１、エリア２、エリア３、エリア４及び／又はエリア５を規定し得る。エリア１は、ユーザインターフェース無しのセンサ領域として規定され、容量検出素子上でタッチスクリーン表面に隣接してセンサ１４０にユーザインターフェースが取り付けられない場合、容量検出素子はエリア１内に配置される。エリア２は、経路チャネル又は触覚素子を含まないユーザインターフェースの一部を含むセンサ領域として規定され、経路チャネル又は触覚素子を有しないユーザインターフェースの一部が、容量検出素子の表面に隣接する（例えば真上にある）場合、容量検出素子はエリア２内に配置される。エリア３は、流体（導電性又は非導電性）を収容するが触覚素子を含まない経路チャネルを含むユーザインターフェースの一部を含むセンサ領域として規定され、経路チャネルを有するが触覚素子を有しないユーザインターフェースの一部が容量検出素子の表面に隣接する場合、容量検出素子はエリア３内に配置される。エリア４は、後退設定の触覚素子を含むユーザインターフェースに取り付けられたセンサ領域として規定され、容量検出素子の領域の中心が、後退した触覚素子の中心に実質的に整列する場合、又は、容量検出素子の表面が、後退した触覚素子の境界によって実質的に境界を付けられる場合に、容量検出素子はエリア４内に配置されるものとして規定される。エリア５は、持ち上げられた（例えばＵＰ）位置の触覚素子を含むユーザインターフェースに取り付けられたセンサ領域として規定され、容量検出素子の表面の中心が、隣接する持ち上げられた触覚素子の中心に整列する場合、又は、容量検出素子の表面が、持ち上げられた触覚素子によって完全に境界を付けられる場合に、容量検出素子はエリア５にあるものとして規定され得る。
【００８０】
通常、触覚素子のサイズは、隣接する容量検出素子の表面積より小さく、より大きく、又は同等であり得る。隣接する触覚素子のピッチ（中心同士の間の距離）は、センサ１４０によって検出されることになる最小導電性物体のサイズよりも大きくてよい。触覚素子の中心は、対の隣接する容量検出素子の中心と整列され得る。例えば、その対の容量検出素子よりも大きな表面積の触覚素子に関して、直径１０ｍｍの１つの触覚素子は、直径７ｍｍの容量検出素子と対にされ、及び、直径７ｍｍの容量検出素子を完全に覆ってもよい。代替的に、触覚素子は、２以上の容量検出素子と対にされ、触覚素子の中心は、少なくとも１つの容量検出素子の中心に整列され得る。例えば、上述したように、変位装置１３０は、空洞内に流体を移動させて空洞を拡張し、それによって、変形可能領域を拡張設定に移行させる。この例では、検出素子は、空洞内に又は空洞に隣接して配列される第１構成要素を含み、及び、変形可能領域が拡張設定に拡張する時、検出素子の第２及び第３構成要素が分散する（すなわち、広がる）ように、変形可能領域に近位の触覚層に結合される第２構成要素及び第３構成要素を含み得る。このことは、検出素子の有効表面積を拡張し、触覚面１１１に接する又は近位の接地導電性物体への検出素子の感度を向上させ得る。
【００８１】
さらに、触覚素子の触覚面１１１と反対側の触覚層１１０の背面にある量の透明な導電材料を加えることによって容量検出素子の感度をさらに向上させ得る。このことは、容量検出回路１４１の能力を改善して、拡張設定の触覚素子上に乗る指を検知することができる。
【００８２】
別の実施では、ユーザインターフェースは、ユーザ入力を検知可能な複数の固有の検出場所を規定する複合センサを包含する。例えば、複合センサは、複数の異なる場所でのユーザ入力を必要とするスクロールホイール、スライダ、ロータリ又はカーソル制御を規定することができる。複合センサ内のこれらの場所のピッチ（すなわち、中心同士の間の距離）は、センサ１４０によって検知されることになる最小の導電性物体のサイズよりも大きくてよい。例えば、カーソル制御触覚素子は、上、下、左及び右のカーソル制御機能を有するプラス（「＋」）の形状であってよい。この例では、触覚タッチスクリーンシステムは、触覚「＋」サインが持ち上げられた時、上、下、左又は右のタッチを区別することができる。「＋」触覚素子のサイズは、上、下、左及び右の場所の間のピッチは、触覚タッチスクリーンシステムによって検知されることになる最小の導電性物体のサイズより小さくないようにされる。例えばスライダ素子又はスクロール素子に隣接する検出素子などの検出素子は、上述したように、センサ１４０の表面上のタッチの高さと、センサ１４０表面にわたるタッチの動きの方向との両方を検知することができる。
【００８３】
３．タッチスクリーン処理ユニット
図２９に示すように、触覚タッチスクリーン処理ユニットは、容量検出回路１４１（例えばセンサ１４０）と、触覚中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、タッチスクリーンＣＰＵ１４７と、を含む。触覚タッチスクリーン処理ユニットは、複数の離散構成要素によって実行され、及び／又は、単独の回路構成要素に結合され得る。触覚タッチスクリーンシステムは、タッチスクリーン処理ユニットを組み込んでもよく、ホストＣＰＵは、触覚素子を実装する触覚タッチスクリーンシステムのメインコンピュータプロセッサとして機能し得る。ホストＣＰＵは、触覚ＣＰＵ１４５から受信したデータからタッチ場所を計算することができる。また、タッチスクリーンＣＰＵは、触覚ＣＰＵ１４５及びホストＣＰＵの１以上の素子を統合する又は結合することができる。
【００８４】
容量検出回路１４１は、各容量検出素子（例えばセンサ１４０）の静電容量を検出することができる。各容量検出素子は固有の静電容量測定を含み得る。触覚タッチスクリーンシステムの動作環境の変化は、通常の動作モード中の各容量検出素子について測定された容量値を変化させることができる。例えば、容量検出素子パターン、環境の変化を規定する導電材料の物理的状態の変化、又は、触覚タッチスクリーンシステム内の電気的特性の変化は、容量検出回路１４１によって測定された静電容量の変化を起こし得る。さらに、接地導電性物体が容量検出回路１４１に接触する又は近位になる時、接地導電性物体は、容量検出回路１４１により検出された容量値に強く影響し得る。
【００８５】
従って、容量検出回路１４１は、触覚タッチスクリーンシステムの通常動作モード中に再構成可能であって触覚タッチスクリーンの動作を制御する調節可能回路素子を含む。これは、例えば各容量検出素子に割り当てられた領域のタイプ、隣接する触覚素子のモード又は配置、若しくは、触覚タッチスクリーンシステムの動作モードに応じて、触覚タッチスクリーン処理ユニットが、容量検出素子にわたる容量値を正確に検出することを可能にする。容量検出回路１４１内の調節可能回路素子の例は、帯電電圧、電荷電流、帯電時間、放電時間及び送信周波数を含む。一例では、容量検出素子を帯電するための電圧又は電流が調整される。別の例では、容量検出素子に又は容量検出素子からの電圧又は電流を帯電又は放電するための時間の総計が調整される。
【００８６】
固有の１組の調節可能回路素子値が、各容量検出素子又は容量検出素子のサブセットに関連付けられ得る。例えば、エリア３の容量検出素子は、エリア５の容量検出素子よりも低い電圧又は電流で駆動され得る。追加的に又は代替的に、エリア２の容量検出素子は、同じエリア２の第２容量検出素子とは異なった帯電時間を必要とし得る。容量検出素子が配置されるエリアに応じて、容量検出素子は、調節可能回路素子について２以上の組の値に関連付けられ得る。例えば、持ち上げられた配置（すなわち、エリア５）の触覚素子に隣接する容量検出素子は、触覚素子が後退した位置（すなわち、エリア４）にある時よりも大きな帯電電圧を必要とし得る。ユーザインターフェース上でのタッチを検知するために用いられる１組の値は、従って、容量検出素子に割り当てられる領域のタイプ、容量検出素子に隣接する触覚素子の使用モード、及び／又は、触覚タッチスクリーンシステムの動作モードに依存し得る。
【００８７】
触覚タッチスクリーン処理ユニットにおいて、タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１とユーザインターフェースの状態とを制御することができる。通常、タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１の調節可能回路素子を制御して、各容量検出素子の容量値を検出し、容量検出回路１４１から受信したデータを処理し、並びに、ユーザインターフェース及び／又はセンサの表面上で検知された任意のタッチの場所を算出することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、例えばｉ２Ｃ、ＵＳＢ、ＳＰＩ、ＲＦ、デジタル入出力又は任意の他の適切なインターフェース又はプロトコルなどの、標準の通信インターフェース又はプロトコルを介して、タッチスクリーンＣＰＵ１４７及び／又は触覚ＣＰＵ１４５と通信することができる。
【００８８】
触覚タッチスクリーン処理ユニットにおいて、タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、触覚素子内に流体を移動させて、持ち上げ（ＵＰ）状態、後退（ＤＯＷＮ）状態及び／又は部分的な持ち上げ（ＰＥ）状態の間で触覚素子を移行させるように構成されたモータ、ポンプ又は他の変位装置をさらに制御することができる。例えば、タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、触覚ＣＰＵ１４５にコマンドを送信して、ＵＰ、ＤＯＷＮ又は部分的持ち上げ（ＰＥ）状態に素子を設定する。ＰＥ状態にある時、タッチスクリーンＣＰＵ１４７は触覚素子の高さを設定することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１からの触覚素子の状態を読み取ることができ、かつ、ホストＣＰＵへのその後の伝達のためにメモリに状態を記憶する。ホストＣＰＵは、その後、例えば触覚特徴部を実装するシステムアプリケーションのためのタッチジェスチャ又はユーザ事象を算出するために、タッチスクリーンＣＰＵ１４７から各触覚素子の状態を読み取ることができる。いくつかのアプリケーションでは、タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、システムアプリケーションのジェスチャ及びユーザ事象を算出することができ、かつ、この情報をホストＣＰＵへ送信することができる。
【００８９】
ホストＣＰＵは、例えばｉ２Ｃ、ＵＳＢ、ＳＰＩ、ＲＦ又は他のユーザ定義のインターフェースなどの標準通信インターフェースを介してタッチスクリーンＣＰＵ１４７に物理的に接続され得る。通信インターフェースの実装がマスタ／スレーブの通信プロトコルを規定する実施では、ホストＣＰＵはマスタであって、タッチスクリーンＣＰＵ１４７はスレーブであってよい。ホストＣＰＵはタッチスクリーンＣＰＵ１４７の動作を制御することができる。ホストＣＰＵは、従って、通信インターフェース上で送られたコマンドを実行することによって、タッチスクリーンＣＰＵ１４７を介して容量検出回路１４１及び触覚ＣＰＵ１４５を制御することができる。例えば、ホストＣＰＵは、触覚タッチスクリーンシステムをいつ初期化するかをタッチスクリーンＣＰＵ１４７へ通知し、触覚タッチスクリーンシステムをデフォルト状態又は初期出荷時設定に休止させ、又は、触覚タッチスクリーンシステムに命令して触覚素子を上昇及び下降させる。ホストＣＰＵは、通信インターフェース上で送られたソフトウェアコマンドを介して、容量検出回路１４１又は触覚層に隣接する任意の１以上の指又はタッチの場所を読み出すことができる。ホストＣＰＵは、追加的に又は代替的に、タッチとして予め報告された容量検出回路１４１又は触覚層の隣接から移動した任意の指又はタッチの場所を読み出すことができる。ホストＣＰＵは、例えば触覚素子の状態を経時で比較してユーザインターフェース上でのユーザのジェスチャを識別することによって、指の場所データを分析してジェスチャを算出することができる。
【００９０】
４．触覚素子
触覚タッチスクリーンシステムでは、触覚素子は、バイナリモード、可変的高さ制御モードを有するバイナリ、フォースモード、又は可変的高さモード有するフォースのいずれか１以上で動作することができる。
【００９１】
バイナリモードでは、持ち上げられた触覚素子の高さは、触覚素子が標準のオン／オフプッシュボタンを規定することができるように実質的に変化しない。例えば、ＵＰ状態の時に触覚素子は、「オフ」とみなされ、かつ、ＤＯＷＮ状態の時に触覚素子は「オン」とみなされ得る。容量検出回路１４１の調整中、調整可能回路素子のパラメータは、触覚素子の触覚面１１１に接触する（又はかすめる）、近位であるが触覚素子の表面に接触しない、又は、閾値の「オン」レベルよりも大きなレベルまで触覚素子を押し込んでいる、指又は接地導電性物体の正確な検知を可能にするように特定され得る。これらのパラメータはタッチスクリーンＣＰＵメモリに記憶され得る。
【００９２】
可変高さ制御モードを有するバイナリモードでは、触覚素子は、２つの高さモード（すなわち、拡張設定及び後退設定）を実行することができるが、調節可能な持ち上げられた触覚素子の高さを有する。例えば、いくつかのアプリケーションは、触覚素子が最大高度の５０％まで持ち上げられることを必要とし得る一方で、別のアプリケーションは、ボタンが最大高度まで持ち上げられることを必要とし得る。ホストＣＰＵは、タッチスクリーンＣＰＵ１４７を介して触覚ＣＰＵ１４５に、触覚素子を識別して触覚素子の所望の高さを示すデータを送信することができる。容量検出回路１４１は、その後、触覚ＣＰＵ１４５にこのデータを送ることができ、触覚ＣＰＵ１４５は、容量検出回路１４１から受信したデータに基づき所望の高さまで触覚素子を上昇又は下降させる。容量検出回路１４１の調整中、調節可能な回路素子についてのパラメータは、触覚素子の触覚面１１１に近位の又は接触する、触覚素子の表面に接触しない、又は、触覚素子の一連の予め規定された高さにおける予め規定された各高さについて「オン」とみなされるレベルまで触覚素子上を押し込んでいる、指又は接地導電性物体の正確な検知を可能にするように特定され得る。これらのパラメータは、タッチスクリーンＣＰＵ１４７のメモリに記憶されることができる。
【００９３】
フォースモードでは、持ち上げられた触覚素子の高さは変化しない。しかしながら、触覚タッチスクリーン処理ユニットは、持ち上げられた触覚素子への指又は接地導電性物体によって加えられる下方への力を報告することができる。容量検出回路１４１の調整中、調節可能な回路素子についてのパラメータは、持ち上げられた触覚素子に指又は接地導電性物体が作用させる力の正確な検知を可能にするように特定され得る。
【００９４】
可変高さ制御モードを有するフォースでは、触覚タッチスクリーン処理ユニットは、触覚素子の持ち上げられた高さを制御することができ、持ち上げられた位置の触覚素子に指又は接地導電性物体によって加えられる下方への力を報告する。ホストＣＰＵは、触覚タッチスクリーンＣＰＵ１４７に、触覚素子を識別して触覚素子の所望の高さを示すデータを送信することができる。容量検出回路１４１は、触覚ＣＰＵ１４５にこのデータを送ることができ、触覚ＣＰＵ１４５は、所望の高さまで触覚素子を上昇又は下降させる。容量検出回路１４１の調整中、調節可能な回路素子についてのパラメータは、一連の予め規定された高さの各々に持ち上げられた触覚素子に指又は接地導電性物体によって加えられる力の正確な検知を可能にするように特定され得る。これらのパラメータは、触覚ＣＰＵ１４５のメモリに記憶されることができる。
【００９５】
一例の実施では、触覚タッチスクリーン処理ユニットは、持ち上げられた触覚素子に指又は接地導電性物体によって加えられる力の大きさを追跡する。ＣａｐＮｏｒｍは、指又は接地導電性物体触覚素子に接触しない場合の触覚素子の中心に隣接する容量検出素子の検出された容量値として規定される。ＣａｐＦｏｒｃｅは、指又は接地導電性物体が触覚素子上に接触する又は触覚素子を押し込む時に触覚素子の中心に隣接する容量検出素子の検出された容量値として規定される。ＴａｃｔｉｌｅＦｏｒｃｅは、ＣａｐＮｏｒｍとＣａｐＦｏｒｃｅとの間の差分として規定され、指又は接地導電性物体によって触覚素子に加えられる力による拡張設定からの触覚素子の内側への変位の検出である。ＴａｃｔｉｌｅＦｏｒｃｅは、触覚素子が完全に押し込まれた時に最も大きく、指又は接地導電性物体が触覚素子上に軽く乗っている時に実質的に小さくなり得る。
【００９６】
触覚タッチスクリーンが通常の動作モードである間に指又は接地導電性物体によって触覚素子に加えられる力を検知するために、ＴａｃｔｉｌｅＦｏｒｃｅの基準値は、エリア５の力タイプの触覚素子に隣接する容量検出素子の触覚タッチスクリーン処理ユニットを調整した後に確立され得る。触覚タッチスクリーンシステムの調整中、ＣａｐＮｏｒｍ値及びＣａｐＦｏｒｃｅ値は、各触覚素子の複数（例えば４つ）の偏向距離で測定され得る。予め規定された偏向距離は、実質的に偏向距離の正確な測定値であり、又は、例えば０〜９９％の最大偏向距離のパーセンテージであり、９９％の偏向は、触覚素子が触覚面１１１と同一平面であるときと規定し、０％の偏向は、触覚素子上に指又は接地導電性物体が軽く接触している又は乗っているときの例を規定する。ＴａｃｔｉｌｅＦｏｒｃｅは、その後、各偏向距離ごとに算出され、触覚素子の偏向距離に実質的に関連付けられる。各ＴａｃｔｉｌｅＦｏｒｅｃ値とそれに関連する偏向距離とは、ＴａｃｔｉｌｅＦｏｒｃｅｘｘとしてタッチスクリーンＣＰＵ１４７の不揮発性メモリに記憶されてよく、ｘｘは偏向の割合である。触覚タッチスクリーンシステムの通常動作中、触覚タッチＣＰＵ１４７は、新たなＴａｃｔｉｌｅＦｏｒｃｅ値を算出することができ、及び、保存されたＴａｃｔｉｌｅＦｏｒｃｅ値とそれらを比較して、各触覚素子についての偏向値を特定する。偏向値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、又は、ユーザフィードバック又はシステム制御のために触覚素子を用いるネイティヴアプリケーションによって必要とされる際にホストＣＰＵに送信される。例えば、触覚素子の高さ制御を可能にするユーザインターフェースにおいて、タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、１つの触覚素子からの偏向データを用いて、第２触覚素子の高さを上昇させる又は下降させ得る。別の例では、ホストＣＰＵは、ユーザフィードバックを必要とするアプリケーションにおいて触覚素子の偏向データを用いて、触覚タッチスクリーンシステムを組み込んだデジタルデバイス上で実行しているグラフィックアートアプリケーションで用いられるカラーパレットの輝度レベルを制御することができる。
【００９７】
５．センサを調整する方法
（触覚）ユーザインターフェースが触覚タッチスクリーンシステムに適用されている時、容量検出回路１４１を最適感度にいつ調整するか、及び、容量タッチデータを処理してタッチの存在をいつ特定するかが考慮されるべき新たな条件が存在してもよい。例えば、持ち上げられた触覚ボタン上に乗っている又は触覚ボタン上に力を加えている指を区別することが重要であり得る。いくつかのアプリケーションでは、持ち上げられた触覚素子の表面上に指又は物体がどの程度の力を作用させているかを識別することはさらに有用であり得る。通常、触覚素子の状態は、容量検出回路１４１、タッチスクリーンＣＰＵ１４７で稼働しているファームウェア、タッチスクリーンＣＰＵ１４７、及び／又は、ホストＣＰＵ上で実行しているアプリケーションに影響を及ぼし得る。触覚タッチスクリーン処理ユニットは、これらの影響及び／又はセンサ上のユーザインターフェースのアプリケーションから生じる他の影響を考慮することができる。触覚タッチスクリーンシステム及び触覚タッチスクリーン処理ユニットにおいて、容量検出素子は、検知されるべき各触覚素子及び各導電性物体の各状態について調整されて、（例えば対になった容量検出素子を有する）各触覚素子のモードに少なくとも部分的に基づいてもよい。
【００９８】
容量検出回路１４１の調節可能な回路素子についての設定は、様々な方法及び様々な技術で特定、設定及び／又は明確にされ得る。エリア４又はエリア５に配置された容量検出素子について、容量検出回路１４１を調整させる技術は、第１ステップ、第２ステップ、第３ステップ、第４ステップ及び第５ステップを含み、そのいずれも熟練のオペレータ及び／又は機械によって実行され得る。
【００９９】
第１ステップでは、触覚面に接触する任意の導電性物体がない場合の容量検出素子、及び、容量検出素子から測定された容量値に最小に作用するような触覚面に十分に近くない場合の容量検出素子の容量値を検出する。この値をＣａｐＶａｌｕｅ１と呼ぶ。
【０１００】
第２ステップでは、特定の容量検出素子の真上で触覚面１１１に接触する接地導体物体がある場合の容量値を検出する。導電性物体のサイズは、システムの用途について特定されるサイズであってよい。例えば、人の指がシステム入力に用いられる場合、システムが検知するように特定される最も小さい指と同じ直径の固体金属スラグを用いる。この値をＣａｐＶａｌｕｅ２と呼ぶ。
【０１０１】
第３ステップでは、ＣａｐＶａｌｕｅ１とＣａｐＶａｌｕｅ２との間の差分を算出する。この値をＤｉｆｆＣｏｕｎｔと呼ぶ。
【０１０２】
第４ステップでは、容量検出回路１４１の調節可能な回路素子を修正し、及び、ＤｉｆｆＣｏｕｎｔがその最大値に到達するまでステップ１〜３を繰り返す。
【０１０３】
第５ステップでは、タッチスクリーンＣＰＵ１４７のメモリ内の容量検出回路１４１の調節可能な回路素子の設定を記憶する。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１の状態及び動作モードに応じて触覚タッチスクリーンシステムの通常動作中に、記憶された値を読み出す。
【０１０４】
６．初期の容量検出素子の条件の設定
通常動作モードでの触覚タッチスクリーンの動作前に、各容量検出素子の容量値の初期状態が特定され得る。通常、初期の容量検出素子の容量値及び指の差分の計算はタッチスクリーンＣＰＵ１４７のメモリに記憶され得る。その後、このデータは、容量検出回路１４１の通常動作中にタッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられて、タッチが検知されたかどうか及びタッチの位置を特定する。
【０１０５】
ユーザインターフェースが取り付けられるエリアの外側の容量検出回路１４１のエリアはＴＳＡ１と呼ばれる。ＴＳＡ１内にある各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、ユーザインターフェース又はセンサの表面の任意の部分に接触している指又は他の導電性物体がなく、及び、ユーザインターフェース又はセンサの表面から実質的に離れて容量検出素子に近位の電界に最小限に作用する指又は他の導電性物体の容量値を検知することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＣＶｘＡ１Ｄという名称でこの値をメモリに保存し、ｘは特定の容量検出素子の数である。この容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ１のどこで生じたかを特定する。
【０１０６】
ＴＳＡ１内の各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、特定の容量検出素子に隣接する触覚面に接触している特定の最小サイズの指又は接地導電性物体による容量値を検出することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＦＣＶｘＡ１という名称とともにこの値をメモリへ保存し、ｘは特定の容量検出素子の数字である。この容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ１で生じたかどうかを特定する。触覚タッチスクリーンシステムが、異なるサイズ及び誘電体材料の接地導電性物体を検知するように設計されている場合、各特定の物体のためにこの測定を繰り返す。各測定の前に、タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、所望の導電性物体による各容量検出素子の調整中に記憶された値によって容量検出回路１４１の構成可能な素子を初期化することができる。
【０１０７】
タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、ＴＳＡ１の各容量検出素子についてのＣＶｘＡ１とＦＣＶｘＡ１との間の差分を算出することができる。この値は、容量指差分閾値であり、ＦＤｘＡ１としてタッチスクリーンＣＰＵ１４７のメモリに記憶され、ｘは特定の容量検出素子の数である。この値は、指が、容量検出素子に隣接する触覚面１１１に接触する時の特定の容量検出素子の静電容量の変化を表し得る。この値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ１のどこで生じたかを特定することができる。
【０１０８】
ユーザインターフェースが取り付けられて経路チャネル又は触覚素子を有しない容量検出回路１４１の領域はＴＳＡ２と呼ばれる。ＴＳＡ２内の各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、ユーザインターフェース又はセンサの表面の任意の部分に接触している指又は他の導電性物体がなく、及び、ユーザインターフェース又はセンサの表面から実質的に離れて容量検出素子に近位の電界に最小限に作用する指又は導電性物体の容量値を検知することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＣＶｘＡ２という名称でこの値をメモリに保存し、ｘは特定の容量検出素子の数である。容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ２のどこで生じたかを特定することができる。
【０１０９】
ＴＳＡ２内の各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、特定の容量検出素子に隣接する触覚面に接触する特定された最小サイズの指又は接地導電性物体によって容量値を検知することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＦＣＶｘＡ２という名称でメモリにこの値を保存し、ｘは特定の容量検出素子の数である。この容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ２のどこで生じたかを特定することができる。
【０１１０】
タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、ＴＳＡ２の各容量検出素子について、ＣＶｘＡ２とＦＣＶｘＡ２との間の差分を算出することができる。この値は、容量指差分閾値であり、ＦＤｘＡ２としてタッチスクリーンＣＰＵ１４７のメモリに記憶され、ｘは特定の容量検出素子の数である。この値は、容量検出素子に隣接する触覚面１１１に指が接触する時に容量検出素子について測定された静電容量の変化を表し得る。この値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ２のどこで生じたかを特定することができる。
【０１１１】
ユーザインターフェースに取り付けられ、かつ、非導電性流体を包含する経路チャネルを含み、及び、触覚素子を有しない容量検出回路１４１のエリアはＴＳＡ３と呼ばれる。ＴＳＡ３内の各容量検出素子のために、容量検出回路１４１は、ユーザインターフェース又はセンサの表面の任意の部分に接触している指又は他の導電性物体がなく、及び、ユーザインターフェース又はセンサの表面から実質的に離れて容量検出素子に近位の電界に最小限に作用する指又は導電性物体の容量値を検知することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＣＶｘＡ３の名称でメモリにこの値を保存し、ｘは特定の容量検出素子の数字である。この容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ３のどこで生じたかを特定することができる。
【０１１２】
ＴＳＡ３内の各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、特定の容量検出素子に隣接するユーザインターフェースに接触する特定の最小サイズの指又は接地導電性物体によって容量値を検出することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＦＣＶｘＡ３の名称でメモリにこの値を保存し、ｘは特定の容量検出素子の数である。この容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ３のどこで生じたかを特定することができる。
【０１１３】
タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、ＴＳＡ３の各容量検出素子についてＣＶｘＡ３とＦＣＶｘＡ３との間の差分を算出することができる。この値は、容量指差分閾値であり、ＦＤｘＡ３としてタッチスクリーンＣＰＵ１４７のメモリに記憶され、ｘは特定の容量検出素子の数である。この値は、容量検出素子の上方に位置するユーザインターフェースに指が接触する時の容量検出素子の静電容量の変化を表し得る。この値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ３のどこで生じたかを特定することができる。
【０１１４】
ユーザインターフェースに取り付けられ、及び、後退位置の触覚素子を含む容量検出回路１４１のエリアはＴＳＡ４と呼ばれる。ＴＳＡ４内の各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、ユーザインターフェース又はセンサの表面の任意の部分に接触している指又は他の導電性物体がなく、及び、ユーザインターフェース又はセンサの表面から実質的に離れて容量検出素子に近位の電界に最小限に作用する指又は導電性物体の容量値を検知することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＣＶｘＡ４の名称でメモリにこの値を保存し、ｘは特定の容量検出素子の数である。この容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ４のどこで生じたかを特定することができる。
【０１１５】
ＴＳＡ４の中の各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、容量検出素子に隣接する後退した触覚素子の表面に接触する特定の最小サイズの指又は接地導電性物体によって容量検出素子の容量値を検出することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＦＣＶｘＡ４の名称でメモリにこの値を保存し、ｘは特定の容量検出素子の数である。この容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ４のどこで生じたかを特定することができる。
【０１１６】
タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、ＴＳＡ４の各容量検出素子についてＣＶｘＡ４とＦＣＶｘＡ４との間の差分を算出することができる。この値は、容量指差分閾値であり、ＦＤｘＡ４としてタッチスクリーンＣＰＵ１４７のメモリに記憶され、ｘは特定の容量検出素子の数である。この値は、容量検出素子に隣接する後退した触覚素子の表面に指が接触する時の容量検出素子の静電容量の変化を表し得る。この値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ４のどこで生じたかを特定することができる。
【０１１７】
ユーザインターフェースに取り付けられ、及び、持ち上げられた（ＵＰ）位置にある触覚素子を含む容量検出回路１４１のエリアはＴＳＡ５と呼ばれる。ＴＳＡ５内の各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、ユーザインターフェース又はセンサの表面の任意の部分に接触している指又は他の導電性物体がなく、及び、ユーザインターフェース又はセンサの表面から実質的に離れて容量検出素子に近位の電界に最小限に作用する指又は導電性物体の容量値を検知することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＣＶｘＡ５の名称でメモリにこの値を保存し、ｘは特定の容量検出素子の数である。この容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、タッチが生じたかどうか及びタッチがＴＳＡ５のどこで生じたかを特定することができる。
【０１１８】
ＴＳＡ５内の各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、容量検出素子に隣接する持ち上げられた触覚素子に接触するが圧力を加えない特定の最小サイズの指又は接地導電性物体によって容量値を検知することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＦＲＣＶｘＡ５の名称でメモリにこの値を保存し、ｘは特定の容量検出素子の数である。この容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、持ち上げられた触覚素子上に指が乗っているかどうか及びタッチの場所を特定することができる。
【０１１９】
タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、ＴＳＡ５の各容量検出素子についてＣＶｘＡ５とＦＲＣＶｘＡ５との間の差分を算出することができる。この値は、容量指差分閾値であり、ＦＲＤｘＡ５としてタッチスクリーンＣＰＵ１４７のメモリに記憶され、ｘは特定の容量検出素子の数である。この値は、持ち上げられた触覚素子に指が接触するが押し込まない時（すなわち、指が触覚素子上に「乗っている」時）の容量検出素子の静電容量の変化を表し得る。この値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、ＵＰ位置の触覚素子上に指が乗っているか及びタッチの位置を特定することができる。
【０１２０】
ＴＳＡ５内の各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、触覚素子に接触する又は触覚面１１１内に触覚素子を押し込む特定の最小サイズの指又は接地導電性物体によって容量値を検知することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１から容量値を読み出すことができ、ＦＤＣＶｘＡ５の名称でメモリにこの値を保存し、ｘは特定の容量検出素子の数である。この容量値は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、ＵＰ位置の触覚素子を指が押し込んでいるかを特定する。
【０１２１】
タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、ＴＳＡ５の各容量検出素子について、ＣＶｘＡ５とＦＤＣＶｘＡ５との間の差分を算出することができる。この値は、容量指差分閾値であり、ＦＤＤｘＡ５としてタッチスクリーンＣＰＵ１４７のメモリに保存され、ｘは特定の容量検出素子の数字である。この値は、ＵＰ位置の触覚素子上を指が押し下げている時の容量検出素子の静電容量の変化を表すことができ、及び、タッチスクリーンＣＰＵ１４７によって用いられ、ＵＰ位置の触覚素子を指が押し下げているかを特定することができる。
【０１２２】
アプリケーションでは、触覚素子の状態は、エリア１、エリア２及びエリア３の容量検出素子の容量測定値に影響し得る。従って、前述の方法又は技術は、エリア５の触覚素子が持ち上げられた状態で触覚素子のエリア１、エリア２及びエリア３について繰り返され得る。これらの値は、ＴａｃｔｉｌｅＵＰ＿ｘを付されたテーブル内のタッチスクリーンＣＰＵ１４７のメモリに記憶され、ｘは、容量検出素子が配置されるエリアを表す。
【０１２３】
７．動作
触覚タッチスクリーンシステムを含む電子装置の電源が入れられた後、ホストＣＰＵは、タッチスクリーンＣＰＵ１４７にコマンドを送って、触覚タッチスクリーンシステムを初期化し、例えば触覚素子の初期の拡張設定及び／又は後退設定を設定することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、タッチスクリーンＣＰＵ１４７にコマンドを送り、ホストＣＰＵによって指示されるように触覚素子を上昇又は下降させることができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、触覚素子を上昇させる及び下降させる流体変位を制御することができる。容量検出回路１４１は、例えばｉ２Ｃインターフェース、シリアルインターフェース、ＳＰＩ又はデジタル入出力などの様々な通信方法を介してタッチスクリーンＣＰＵ１４７と通信することができる。タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、触覚素子の状態（例えば拡張、後退）を容量検出回路１４１に送信することができる。容量検出回路１４１は、触覚素子の状態を用いて容量検出回路１４１のエリアを選択し、いつセンサデータを処理する（例えば、持ち上げられた触覚素子上でのタッチ又は押し下げの存在及び／又は場所の特定）かをスキャンする。
【０１２４】
タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、各容量検出素子の容量値を検出するために、容量検出回路１４１によって用いられる容量検出回路１４１の検出素子（例えばプログラム可能な検出素子）について初期状態を設定することができる。通常動作モード時、触覚素子の状態に依存して、容量検出回路１４１は、回路素子を調節して、容量検出素子の容量値を検出するために用いられる容量検出電子機器の感度を制御することができる。これらの回路素子は、容量検出素子上で駆動される電圧及び電流、各容量検出素子のスキャン時間、又は、容量検出回路１４１のアナログ及び／又はデジタル回路によって用いられる基準電圧、を含み得る。これらの調節は、触覚タッチスクリーンシステムの通常動作中、システム性能に影響することがある一定の物理的条件及び／又は環境条件に関して、容量検出回路１４１の感度、信号対雑音比、及び／又は、スキャン時間を変化させ得る。
【０１２５】
タッチスクリーンＣＰＵ１４７は、容量検出回路１４１にコマンドを送って、容量検出回路１４１上の容量検出素子の容量値をスキャンすることができる。エリア４に配置された容量検出素子は、触覚素子がＤＯＷＮ位置にある時にのみスキャンされ、エリア５に配置された容量検出素子は、触覚素子がＵＰ位置にある時にのみスキャンされ得る。容量検出回路１４１は、センサ１４０のアクティヴセンサエリア内の全ての容量検出素子がスキャンされると、動作を停止し得る。容量検出回路１４１がセンサ１４０の各容量検出素子のスキャンを完了させた後、容量検出回路１４１は、容量検出回路１４１から容量値を読み出してデータを処理することができる。このデータ処理段階の間、容量検出素子の容量値は、容量検出回路１４１によってフィルタリング（例えば予め保存された容量値と比較）されて電気的ノイズを除去し、ＥＳＤ事象を検知し、及び／又は、センサ性能に影響する温度効果又は他の物理的条件を調節する。このことは、各容量検出素子に対して新たな容量値を生じさせ得る。容量検出回路１４１は、Ｎｅｗ＿ＣＶｘＡｙの名称でメモリに新たな容量検出素子の容量値を保存することができ、ｘは容量検出素子数であり、ｙは、容量検出素子が配置される容量検出回路１４１のエリアである。容量検出回路１４１は、新たな容量検出素子の容量値を、以前のスキャンからメモリへ記憶された容量値と比較することができるので、容量検出回路１４１は、触覚素子の状態を変化させた後にセンサのエリア４及びエリア５を２度スキャンすることができる。
【０１２６】
一例の実施では、容量検出回路１４１は、ＮｅｗＣＶｘＡｙとＣＶｘＡｙとの間の差分を算出することによって容量検出回路１４１上の指のタッチの存在を特定する。この結果は、ＤＩＦＦＣＶｘＡｙとして記憶され、ｘは容量検出素子の数であり、ｙは、容量検出素子が配置される容量検出回路のエリアである。その後、ＤＩＦＦＣＶｘＡｙが、容量検出素子についてＦＤｘＡ１、ＦＤｘＡ２、ＦＤＸＡ３としてメモリに予め記憶された容量指差分閾値以上であるか場合に、容量検出回路１４１は、エリア１、エリア２又はエリア３の特定の容量検出素子についてタッチが存在することを特定することができる。触覚素子がＤＯＷＮ状態である場合、及び、ＤＩＦＦＣＶｘＡ４がＦＤｘＡ４よりも大きい場合に、エリア４の任意の容量検出素子についてタッチが存在することを代替的に特定することができ、ｘは容量検出素子の数である。触覚素子がＵＰ状態である場合、及び、ＤＩＦＦＣＶｘＡ５がＦＲＤｘＡ５又はＦＤＤｘＡ５よりも大きい場合に、容量検出回路１４１は、エリア５の任意の容量検出素子についてタッチが存在することを代替的に特定することができる。触覚素子がＵＰ状態である場合、及び、ＤＩＦＦＣＶｘＡ５がＦＲＤｘＡ５よりも大きくＦＤＤｘＡ５よりも小さい場合に、容量検出回路１４１は、触覚素子上に指が乗っていることを特定することができる。触覚素子がＵＰ状態である場合、及び、ＤＩＦＦＣＶｘＡ５がＦＤＤｘＡ５よりも大きい場合に、容量検出回路１４１は、触覚素子を指が押していることを特定することができる。タッチが検知されなければ、容量検出回路１４１は、メモリに記憶された容量検出素子の容量値（ＣＶｘＡｙ）を、最新の容量値（ＮｅｗＣＶｘＡｙ）によって更新することができる。タッチが検知された各容量検出素子について、容量検出回路１４１は、タッチのＸＹ場所を算出して、ＴＯＵＣＨ＿ｘ＿ｙの名称でメモリに場所データを保存することができ、ｘ及びｙはそれぞれタッチのＸ座標及びＹ座標である。ｘ及びｙの範囲は、システム依存であってよく、及び、容量検出回路１４１のサイズと、必要とされるタッチの解像度とによって規定されてよい。
【０１２７】
ホストＣＰＵ上の割り込みピンに対して直接のハードウェア（ｈ／ｗ）接続を可能にする実施では、容量検出回路１４１は、ホストＣＰＵ上の割り込みピンに接続されたデジタル出力ピンを含み得る。タッチ事象の検知時又は以前に報告されたタッチの除去時、容量検出回路１４１は、ホストＣＰＵによって必要とされる状態に出力ピンを設定して割り込みをトリガする。その後、ホストＣＰＵは、割り込みを認識し、容量検出回路１４１から更新されたタッチデータを読み取ることができる。ホストＣＰＵはさらに、容量検出回路１４１に命令を送り、容量検出素子のスキャン処理を再開させることができる。
【０１２８】
ホストＣＰＵ上の割り込みピンに対して直接の接続を可能にしない実施では、ソフトウェアベースのメッセージングプロトコルは、ホストＣＰＵと容量検出回路１４１との間で用いられて、容量検出回路１４１からホストＣＰＵにタッチデータを送信することができる。このメッセージングプロトコルは、ホストＣＰＵが容量検出素子のスキャン処理を開始することを可能にし、容量検出回路１４１からスキャンの状態を読み取ることによってスキャンの完了を待ち、容量検出回路１４１から任意の新たなタッチデータを読み出すことができる。しかしながら、任意の１以上のこれらの方法又は技術は、容量検出回路１４１の動作を妨げることなく実行され得る。
【０１２９】
前述の技術及び方法は、触覚面上の正確な及び繰り返し可能なタッチ検知に有用な指閾値を規定及び記憶するシステム及び方法で実行され得る。しかしながら、前述の技術及び方法は、電極の出力から不要なノイズをフィルタリングすること及び／又は触覚面上の電位のタッチからノイズを識別することに有用なノイズ閾値を規定及び記憶するシステム及び方法で実行され得る。当該システム及び方法は、同様に、データ処理アルゴリズムを実行して、例えば温度変化又は他の環境効果による指又はノイズ閾値のドリフトを補償することができる。当該システム及び方法は、任意の１以上の自動調整、マニュアル調整、（ハードウェア又はソフトウェア上での）フィルタリング、補償アルゴリズム、適格検査要件のいずれか１以上を実行して検出素子のノイズを克服することができる。
【０１３０】
前述のシステム及び方法は、複数の電極又は検出素子の容量検出回路１４１（例えばセンサ１４０）の出力の重心を三角測量、平均化又は算出することによって、触覚面上のタッチの場所を補間することができる。当該システム及び方法はさらに、サンプリングフィルタ（例えばデータの収集及び平均化）、統合フィルタリング（例えば測定された静電容量の時間の調節）、タッチ検知フィルタリング（例えば指閾値）、座標フィルタリング（例えば一連の連続したタッチ座標値の平均化）、又は、容量検出回路１４１での触覚面上のタッチを識別及び／又はタッチの場所を特定する任意の他の適切なフィルタリング方法又は技術のいずれか１以上を実行することができる。当該システム及び方法はまた、触覚面上の近い将来の、進行中の又は最新のタッチに基づきタッチセンサ感度を調整することができ、かつ、当該システム及び方法はさらに、多重化を実行して、複数の行又は列の電極の状態を読み取るために必要なプロセッサ又はＣＰＵの入力の数を最小化する。しかしながら、当該システム及び方法は、追加的に又は代替的に、任意の他の適切な素子、構成要素、技術又は方法を実行して、触覚面上のタッチを検知又はタッチの場所を特定することができる。
【０１３１】
前述の実施では、システム及び方法は、接地されていない指又はスタイラスペンを検知するように構成され得る。さらに、容量検出素子は、容量検出回路１４１又は触覚タッチスクリーンシステムの他のエリアに配列され得る。例えば、容量検出素子は、例えば電子駆動装置がＬＣＤピクセル同士の間に一列に並ぶように、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）内に配列され又はその一部を形成し得る。代替的に、容量検出素子は、触覚面１１１の反対側の液晶ディスプレイに隣接して配置されてもよく、又は、ディスプレイ１５０のシステムに統合されてもよい。従って、容量検出素子は、インセルタイプ、オンセルタイプ、ハイブリッドタイプ又は任意の他の適切なタイプの容量検知を実行することができる。
【０１３２】
さらに、容量検出素子は、一連の電極同士の間の距離がユーザ入力によって変化する時の静電容量の変化を検知する「圧力容量（ｐｒｅｓｓｅｄ−ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）」センサであってよい。従って、前述のシステム及び方法（例えば投影容量センサ）は、同様に圧力容量センサに適用されてよく、後退したボタンと比較されて持ち上げられたボタンを有する触覚層１１０を通じて伝達された圧力の差分は、様々なタイプのユーザ入力に関連付けられ得る。前述のシステム及び方法（例えば投影容量センサ）は同様に、検知層同士の間の距離の変化に依存する抵抗タッチセンサである容量検出素子、又は、任意の他の適切なタイプの抵抗触覚センサ又は容量触覚センサである容量検出素子に適用されてもよい。
【０１３３】
しかしながら、容量検出素子は、代替的に、任意の他の適切なタイプのタッチセンサであってもよい。例えば、容量検出素子は、触覚面を組み込んだ画素ベースのディスプレイ内に配列された光検出センサであり得る。この例では、光検出容量検出素子は、容量検出素子の光検出グリッド上の反射光パターン又は透過光パターンをモニタリングすることによって触覚面上の指の高さの変化（例えば置いている指又は押し下げている指）を検知することができる。容量検出素子は、代替的に、抵抗タッチセンサ素子、電磁気検出素子、表面弾性波タッチセンサ、光学タッチセンサ、又は、任意の他の適切なタイプのタッチセンサを含んでよく、かつ、前述のシステム及び方法のいずれかは、同様に、任意の適切なタイプの容量検出素子又は容量検出センサに適用又は適応されてよい。
【０１３４】
８．第１方法
図３１に示すように、動的触覚ユーザインターフェース（触覚層及び基材を含む）を制御する方法Ｓ１００は、ブロックＳ１１０において、空洞の一部にわたって容量値を検出するステップであって、触覚層は変形可能領域及び周辺領域を規定し、周辺領域は、変形可能領域に隣接して触覚面と反対側で基材に結合され、及び、変形可能領域は、基材と協働して空洞を規定するステップと、ブロックＳ１２０において、空洞の一部にわたって検出された容量値に基づき変形可能領域の触覚面の垂直位置を推定するステップと、ブロックＳ１３０において、空洞内の流体の圧力を操作して、変形可能領域の触覚面の推定された垂直位置と変形可能領域の触覚面の目標となる垂直位置との間の差分に応じて変形可能領域の触覚面の垂直位置を修正するステップと、ブロックＳ１４０において、空洞の一部にわたって測定された容量値の変化に基づき変形可能領域の触覚面上での入力を検出するステップと、を含む。
【０１３５】
通常、方法Ｓ１００は、閉フィードバックループを実行して、上述した動的触覚ユーザインターフェースの変形可能領域（すなわち、触覚素子）の高さを制御するように機能する。
【０１３６】
方法Ｓ１００のブロックＳ１１０は、空洞の一部にわたって容量値を検出するステップであって、触覚層は変形可能領域及び周辺領域を規定し、周辺領域は、変形可能領域に隣接して触覚面とは反対側で基材に結合され、及び、変形可能領域は、基材と協働して空洞を規定するステップを挙げている。触覚ユーザインターフェース、空洞、基材、触覚層、センサなどは、任意の構成又は上述の構成の組み合わせであってよい。例えば、センサは、上述したように、基材にわたってパターニングされた導体パッドの縦アレイに電気的に結合された第１導体パッドと、基材にわたってパターニングされた導体パッドの横アレイに電気的に結合された第２導体パッドと、を含み得る。この例では、ブロックＳ１１０は、従って、空洞に隣接する第１導体パッド及び第２導体パッドにわたる容量値を検出することができる。ブロックＳ１１０はまた、例えば空洞に隣接する複数のセンサ素子を介して、空洞（及び／又は触覚層）の様々な部分にわたる複数の容量値を同時に検出することができる。しかしながら、ブロックＳ１１０は、任意の他の適切な方法及び任意の他の１以上のセンサ素子を通じて空洞の１以上の部分にわたる１以上の容量値を検出することができる。上述したように、ブロックＳ１１０はまた、例えば変形可能領域に近位の基材上に配列された第１導体パッド及び第２導体パッドなどの空洞にわたる、帯電電圧、電荷電流、帯電時間、放電時間、送信周波数のいずれか１以上を検出することができる。しかしながら、ブロックＳ１１０は、任意の他の適切な方法で空洞の１以上の部分にわたる１以上の容量値を検出することができる。
【０１３７】
方法Ｓ１００のブロックＳ１２０は、空洞の一部にわたって検出された容量値に基づき変形可能領域の触覚面の垂直位置を推定するステップを挙げている。ブロックＳ１２０は、前述の技術又は方法のいずれかを実行して、センサ素子から出力された容量値を変形可能領域の垂直位置に関連付けることができる。一実施では、ブロックＳ１２０は、空洞の部分にわたって検出された容量値と、触覚層の様々な変形可能領域の触覚面の垂直位置を特定する記憶された容量マップとの比較に基づき、変形可能領域の触覚面の垂直位置を推定する。この例では、容量マップは、上述したように、例えば触覚ユーザインターフェースの様々な触覚素子の予測された位置、大気圧及び／又は周囲温度に特有の静電容量マップであり得る。例えば、ブロックＳ１２０は、基材の部分にわたる電界分布の容量マップに基づき変形可能領域の触覚面の垂直位置を推定することができる。従って、ブロックＳ１２０は、上述したように、触覚層の一連の変形可能領域の推定された垂直位置に基づき一連の容量マップから容量マップを選択するステップを含み得る。
【０１３８】
ブロックＳ１２０は、空洞に流動的に結合されて変形可能領域の垂直位置を検証又は特定する圧力センサと相互作用し得る。例えば、ブロックＳ１２０は、空洞内の流体圧力によって触覚面の推定された垂直位置を検証することができ、流体圧力は、変形可能領域の触覚面の垂直位置に関連付けられる。しかしながら、ブロックＳ１２０は、任意の他の方法で機能して、変形可能領域の触覚面の垂直位置を推定することができる。
【０１３９】
方法Ｓ１００のブロックＳ１３０は、空洞内の流体圧力を操作して、変形可能領域の触覚面の推定された垂直位置と変形可能領域の触覚面の目標の垂直位置との差分に応じて、変形可能領域の触覚面の垂直位置を修正するステップを挙げている。通常、ブロックＳ１３０は、上述したように、変位装置と相互作用して、空洞内の流体圧力の操作を通して変形可能領域の高さを調節する。例えば、上述したように、ブロックＳ１３０は、ポンプを含む変位装置を制御して、流体チャネルを通じて空洞内に流体を移動させて変形可能領域を拡張することができる。従って、ブロックＳ１３０は、ブロックＳ１２０によって出力された推定された垂直位置を実行して、変形可能領域の垂直位置を制御することができ、及び従って、触覚面上の特定のサイズ及び／又は形状の特定の触覚形成を達成する。
【０１４０】
一実施では、ブロックＳ１３０は、変形可能領域の触覚面の垂直位置を修正して、拡張設定を規定する目標の垂直位置に近づける。上述したように、変形可能領域の触覚面は、拡張設定の周辺領域の触覚面よりも上方へ持ち上げられる。代替的に、ブロックＳ１３０は、空洞内の流体圧力を制御して、０％の拡張（すなわち、完全に後退した設定）から１００％の拡張（すなわち、完全に拡張した設定）への拡張の割合を規定する目標の垂直位置に近づけることができる。しかしながら、ブロックＳ１３０は、任意の他の方法で機能して、変形可能領域の触覚面の垂直位置を修正することができる。
【０１４１】
ブロックＳ１３０はさらに、変形可能領域の推定された垂直位置に基づき容量タッチセンサの一部にわたる駆動電圧を調節することができる。この実施では、容量タッチセンサは、基材にわたってパターニングされた一連の導体パッドであって、触覚層の部分にわたる容量値を検出するように協働する一連の導体パッドを含んでよく、及び、ブロックＳ１３０は、センサ駆動電圧を調節して、容量タッチセンサ（すなわち、容量検出素子）によって出力された電界であって変形可能領域の垂直位置に基づき空洞を通過する電界を調整することができる。例えば、ブロックＳ１３０は、上述した１以上の技術を実行して、駆動電圧、駆動周波数及び／又はリフレッシュレートなどを修正し、空洞に隣接する容量検出素子の出力を調整し、それによって、様々な変形可能領域の位置の触覚面上での入力の検知を可能にする。しかしながら、ブロックＳ１３０は、任意の他の方法で機能して、変形可能領域の推定された垂直位置に基づき、変形可能領域に隣接する容量タッチセンサの機能を修正することができる。
【０１４２】
ブロックＳ１１０、ブロックＳ１２０及びブロックＳ１３０はまた、例えば上述したホストＣＰＵによって設定された、変形可能領域の現在の目標の垂直位置のそれぞれの変形可能領域の一部の、比例（Ｐ）、比例微分（ＰＤ）、比例積分微分（ＰＩＤ）又は他の閉ループフィードバック制御を（すなわち、変位装置を介して）実行することを周期的に繰り返し得る。
【０１４３】
方法Ｓ１００のブロックＳ１４０は、空洞の一部にわたって測定された容量値の変化に基づき変形可能領域の触覚面上の入力を検出することを挙げている。通常、ブロックＳ１４０は、空洞の一部にわたって測定された容量値の変化を触覚面上での入力に関連付けるように機能する。一実施では、ブロックＳ１４０は、基材に結合された容量センサの出力と、かつ、拡張設定の変形可能領域上での入力に関連付けられた最小の容量値の変化を特定する拡張設定センサ入力閾値と、に基づき入力を検知する。例えば、ブロックＳ１４０は、センサの検出素子の最近の出力に基づき現在の容量マップを生成し、最近の容量マップを以前の容量マップと比較して、及び、閾値容量値の変動を超える容量マップの間の差分に基づき特定のセンサ素子に関連付けられた特定の領域での入力を識別することができる。従って、ブロックＳ１４０は、静電閾値容量値の変動、変形可能領域の１つ又はサブセットに特有の閾値容量値の変動、又は、１以上の変形可能領域の動的閾値容量値の変動（例えば１以上の変形可能領域の位置に関連付けられる）にアクセスすることができる。
【０１４４】
ブロックＳ１４０はまた、空洞の一部にわたって測定された容量値の変化の大きさに基づき、変形可能領域の触覚面上でのタッチ、及び、変形可能領域の内側への変形を区別することができる。例えば、ブロックＳ１４０は、閾値ソフト入力容量値の変動よりも大きく、かつ、閾値ハード入力容量値の変動よりも小さい閾値容量の変化に基づき、ソフト入力（例えば、変形可能領域を内側に変形させない入力）を識別することができる。ブロックＳ１４０はまた、閾値ハード入力容量値の変動より大きな閾値容量の変化に基づき、ハード入力（例えば、変形可能領域を内側に変形させる入力）を識別することができる。しかしながら、ブロックＳ１４０は、任意の他の方法で機能して、変形可能領域の触覚面上での入力を検出することができる。
【０１４５】
９．第２方法
図３１に示すように、（触覚層及び基材を含む）動的触覚インターフェースを制御する方法Ｓ２００は、ブロックＳ２１０において、後退設定の空洞の一部にわたる第１容量値を検出するステップであって、触覚層は変形可能領域及び周辺領域を規定し、周辺領域は、変形可能領域に隣接し、触覚面とは反対側で基材に結合され、変形可能領域は、基材と協働して空洞を規定する、ステップと、ブロック２２０において、周辺領域にわたる第２容量値を検出するステップと、ブロックＳ２３０において、第１容量及び第２容量に応じて容量マップを生成するステップと、ブロックＳ２４０において、空洞内の流体圧力を修正して空洞を拡張設定に移行させるステップであって、変形可能領域は拡張設定の周辺領域より持ち上げられる、ステップと、ブロックＳ２５０において、拡張設定の空洞の一部にわたる第３容量値を検出するステップと、ブロックＳ２６０の第３容量に基づき容量マップを更新するステップと、ブロックＳ２７０において、空洞の一部にわたって検出された容量値と容量マップとの間の比較に基づき変形可能領域の触覚面上の入力を検知するステップと、を含む。
【０１４６】
通常、方法Ｓ２００は、容量マップを実行するように機能して、上述した動的触覚ユーザインターフェースの触覚面上での入力を識別する。
【０１４７】
方法Ｓ２００のブロックＳ２１０は、後退設定の空洞の一部にわたる第１容量値を検出するステップであって、触覚層は変形可能領域及び周辺領域を規定し、周辺領域は、変形可能領域に隣接し、触覚面とは反対側で基材に結合され、変形可能領域は、基材と協働して空洞を規定する、ステップを挙げている。通常、ブロックＳ２１０は、上述したように、触覚層の変形可能領域に隣接する又は近位の検出素子からの出力を収集するように機能する。例えば、ブロックＳ２１０は、容量検出素子の２つの導体パッド同士の間の容量減衰時間（又は割合）の変化を検知することができる。上述したように、容量検出素子の導体パッドは、ピーク駆動電圧に容量的に結合される又はまで駆動されてよく、及びブロックＳ２１０は、ピーク駆動電圧の第１割合から第２（低い）割合までの容量減衰時間を検出することができる。この例では、従って、ブロックＳ２１０は、空洞の一部にわたる電界の変化における途絶の大きさを含む第１容量値を検出することができる。しかしながら、ブロックＳ２１０は、任意の他の方法で機能して、後退設定の空洞の一部にわたる第１容量値を検出することができる。
【０１４８】
方法Ｓ２００のブロックＳ２２０は、周辺領域にわたって第２容量値を検出するステップを挙げている。通常、ブロックＳ２２０は、ブロックＳ２１０の技術と同様の技術を実行して、周辺領域の１以上の部分にわたる容量値を検出することができる。しかしながら、ブロックＳ２２０は、任意の他の方法で機能して、周辺領域にわたって容量値を検出することができる。
【０１４９】
方法Ｓ２００のブロックＳ２３０は、第１容量及び第２容量に応じて容量マップを生成するステップを挙げている。通常、ブロックＳ２３０は、上述したように、変形可能領域及び周辺領域にわたって測定された容量値を含む容量マップを出力するように機能する。ブロックＳ２３０は、実質的に同時に任意の数の検出素子によって出力された任意の数の容量値を合計して、特定の時間にセンサの容量パッド同士の間の容量結合の画像を規定する容量マップを作成することができる。
【０１５０】
一実施では、ブロックＳ２３０は、縦アレイの第１組の電気的に結合された導体パッド及び基材にわたってパターニングされた横アレイの第２組の電気的に結合された容量パッドにわたって容量放電時間をマッピングし、第１容量値は、第１アレイの第１導体パッドと空洞に近位の第２アレイの第１導体パッドとの間の容量放電時間を含み、及び、第２容量値は、上述したように、第１アレイの第２導体パッドと周辺領域に近位の第２アレイの第２導体パッドとの間の容量放電時間を含む。しかしながら、ブロックＳ２３０は、任意の他の方法で機能して、容量マップを生成することができる。
【０１５１】
方法Ｓ２００のブロックＳ２４０は、空洞内の流体圧力を変更して拡張設定に空洞を移行させ、変形可能領域は、拡張設定の周辺領域よりも上方に持ち上げられる、ステップを挙げている。通常、ブロックＳ２４０は、方法Ｓ１００のブロックＳ１３０の技術、及び／若しくは、触覚層の変形可能領域の垂直位置を制御するための任意の他の前述の技術又は他の技術を実行することができる。例えば、ブロックＳ２４０は、変位装置を制御して、流体チャネルを通じて、リザーバから空洞内に流体を移動させて、後退設定から拡張設定に変形可能領域を移行することができる。しかしながら、ブロックＳ２４０は、任意の他の方法で機能して、拡張設定に空洞を移行させることができる。
【０１５２】
ブロックＳ２４０はさらに、拡張設定への空洞の移行に応答して第１アレイの第１導体パッド及び空洞に近位の第２アレイの第１導電パッドにわたる駆動電圧を修正することができる。通常、ブロックＳ２４０は、上述のブロックＳ１３０と同様に機能してよい一方で、ブロックＳ２４０は、任意の他の方法で機能して、センサの１以上の容量検出素子の機能を調整又は修正することができる。
【０１５３】
方法Ｓ２００のブロックＳ２５０は、拡張設定の空洞の一部にわたる第３容量値を検出するステップを挙げている。通常、ブロックＳ２５０は、上述の１以上の技術を実行して、変形可能領域が拡張設定にあって及び従って周辺領域上で持ち上げられる時、空洞の一部の容量値を検知するように機能する。ブロックＳ２５０はさらに、閉フィードバックループを実行して、変形可能領域の触覚面の高さに基づき空洞内の流体圧力を制御することができ、変形可能領域の触覚面の高さは、上述したように、空洞の一部にわたって測定された容量値に関連付けられる。しかしながら、ブロックＳ２５０は、任意の他に方法で機能して、拡張設定の空洞の一部にわたる第３容量値を検出することができる。
【０１５４】
方法Ｓ２００のブロックＳ２６０は、第３容量に基づき容量マップを更新するステップを挙げている。通常、ブロックＳ２６０は、例えば基材にわたってパターニングされた様々な容量検出素子から実質的に同時に捕捉される容量値などの最も現在のセンサ出力に基づき新たな又は修正された容量マップ容量マップを生成するように機能する。例えば、ブロックＳ２６０は、変形可能領域が拡張設定にある時に変形可能領域及び周辺領域の両方に関連する容量値に基づき容量マップを更新することができ、及びブロックＳ２６０はさらに、触覚層によって規定される一連の追加的な周辺領域と基材によって規定された空洞とに関連する容量値に基づき容量マップをさらに更新することができる。しかしながら、ブロックＳ２６０は、任意の他の方法で機能して、１以上の最近検出された容量値に基づき容量マップを更新することができる。
【０１５５】
方法Ｓ２００のブロックＳ２７０は、空洞の一部にわたって測定された検出された容量値と容量マップとの間の比較に基づき変形可能領域の触覚面上の入力を検知するステップを挙げている。通常、ブロックＳ２７０は、複数の（例えば、連続的な）容量マップを実行して、触覚面の一部にわたって測定された容量値の変化を識別し、及び、容量値の変化を触覚面の一部に近位の触覚面上での入力に関連付けるように機能する。従って、ブロックＳ２７０は、上述の１以上の技術を実行して、触覚面上での入力を検知することができる。
【０１５６】
ブロックＳ２７０は、拡張設定の変形可能領域の触覚面上の１以上の入力の場所、大きさ及び／又は速度を検知することができる。一実施では、ブロックＳ２７０は、空洞に隣接する一連の容量検出素子の出力の重心を算出して、入力の場所を特定する。この実施では、センサは、従って、変形可能領域に近位の複数の容量検出素子を含み得る。一例では、ブロックＳ２７０は、空洞の複数の部分にわたって検出された容量値に基づき触覚面上の入力接触点を識別し、接触点の重心を識別し、及び、接触点の重心と変形可能領域に近位の既知の場所の触覚面上の入力エリアとの間の比較に基づき、変形可能領域の触覚面上の入力を検知し、各入力エリアは、入力信頼間隔を規定する。上述したように、ブロックＳ２７０は、従って、触覚面上の１つの領域又は複数の領域をまたいだ入力についての信頼水準を適用することができ、各領域の信頼水準は、予測された入力エリア又は入力中心に対する相対的な場所に基づき得る。
【０１５７】
追加的に又は代替的に、ブロックＳ２７０は、閾値期間よりも大きい期間で触覚面上の特定の入力エリア内の接触点の識別された重心に基づき、変形可能領域の触覚面上の入力を検知することができ、閾値期間は、特定の入力エリアに関連した入力信頼間隔に基づき得る。ブロックＳ２７０はまた、空洞の一部にわたって検出された容量値の時間依存変化に基づき入力の速度を算出することができる。この実施では、ブロックＳ２７０はさらに、デバイスコマンドと入力の速度とを関連させ得る。例えば、ブロックＳ２７０は、入力の速度を、出力された量の大きさの変化又はスクロール速度に関連付けることができる。
【０１５８】
ブロックＳ２７０はさらに、上述したように、入力モード（例えば指、スタイラスペン）を予測し、予測された入力モードに基づき入力モデルを選択し、及び、空洞の一部にわたって検出された容量値と容量マップとの間の差分に応じた入力モデルの出力に基づき変形可能領域の触覚面上の入力を検知することができる。例えば、ブロックＳ２７０は、指入力及びスタイラス入力の一方である入力モードを予測し、並びに、入力モード、及び変形可能領域の現在の垂直位置、及び触覚層によって規定された第２変形可能領域の現在の垂直位置に対応した入力モデルを選択することができる。しかしながら、ブロックＳ２７０は、任意の他の方法で機能して、変形可能領域の触覚面上の入力を検知することができる。
【０１５９】
本実施形態のシステム及び方法は、コンピュータ読み出し可能な命令を記憶するコンピュータ読み出し可能媒体を受容するように構成された機械として具体化される及び／又は少なくとも部分的に実行され得る。命令は、システム、光学センサ、プロセッサ、ディスプレイ、システム又は携帯型電子装置のハードウェア／ファームウェア／ソフトウェアエレメント、若しくは、それらの任意の適切な組み合わせと統合されたコンピュータ実行可能な構成要素によって実行され得る。本実施形態の他のシステム及び方法は、コンピュータ読み出し可能な命令を記憶するコンピュータ読み出し可能な媒体を受容するように構成された機械として具体化され及び／又は少なくとも部分的に実行され得る。命令は、上述のタイプの装置及びネットワークに統合されたコンピュータ実行可能な構成要素によって統合されたコンピュータ実行可能な構成要素によって実行され得る。コンピュータ読み出し可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、光学装置（ＣＤ又はＤＶＤ）、ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ、又は任意の適切な装置などの任意の適切なコンピュータ読み出し可能な媒体に記憶され得る。コンピュータ実行可能な構成要素は、プロセッサであってよいが、命令を実行することが（代替的に又は追加的に）できる任意の適切な専用のハードウェア装置であってもよい。
【０１６０】
当業者であれば、前述の詳細な説明から、かつ、図面及び請求項から、以下の請求項で規定された本発明の範囲から逸脱することなく修正及び変更が本発明の実施形態になされ得ることを認識するであろう。
【図１Ａ】
2015520455.tif 000003
【図１Ｂ】
2015520455.tif 000004
【図２Ａ】
2015520455.tif 000005
【図２Ｂ】
2015520455.tif 000006
【図２Ｃ】
2015520455.tif 000007
【図３】
2015520455.tif 000008
【図４】
2015520455.tif 000009
【図５Ａ】
2015520455.tif 000010
【図５Ｂ】
2015520455.tif 000011
【図６】
2015520455.tif 000012
【図７】
2015520455.tif 000013
【図８Ａ】
2015520455.tif 000014
【図８Ｂ】
2015520455.tif 000015
【図９Ａ】
2015520455.tif 000016
【図９Ｂ】
2015520455.tif 000017
【図１０Ａ】
2015520455.tif 000018
【図１０Ｂ】
2015520455.tif 000019
【図１１Ａ】
2015520455.tif 000020
【図１１Ｂ】
2015520455.tif 000021
【図１２Ａ】
2015520455.tif 000022
【図１２Ｂ】
2015520455.tif 000023
【図１３】
2015520455.tif 000024
【図１４Ａ】
2015520455.tif 000025
【図１４Ｂ】
2015520455.tif 000026
【図１４Ｃ】
2015520455.tif 000027
【図１４Ｄ】
2015520455.tif 000028
【図１５Ａ】
2015520455.tif 000029
【図１５Ｂ】
2015520455.tif 000030
【図１６Ａ】
2015520455.tif 000031
【図１６Ｂ】
2015520455.tif 000032
【図１６Ｃ】
2015520455.tif 000033
【図１７Ａ】
2015520455.tif 000034
【図１７Ｂ】
2015520455.tif 000035
【図１８Ａ】
2015520455.tif 000036
【図１８Ｂ】
2015520455.tif 000037
【図１８Ｃ】
2015520455.tif 000038
【図１８Ｄ】
2015520455.tif 000039
【図１８Ｅ】
2015520455.tif 000040
【図１９Ａ】
2015520455.tif 000041
【図１９Ｂ】
2015520455.tif 000042
【図２０】
2015520455.tif 000043
【図２１】
2015520455.tif 000044
【図２２】
2015520455.tif 000045
【図２３】
2015520455.tif 000046
【図２４】
2015520455.tif 000047
【図２５】
2015520455.tif 000048
【図２６】
2015520455.tif 000049
【図２７Ａ】
2015520455.tif 000050
【図２７Ｂ】
2015520455.tif 000051
【図２８】
2015520455.tif 000052
【図２９】
2015520455.tif 000053
【図３０】
2015520455.tif 000054
【図３１】
2015520455.tif 000055
【図３２】
2015520455.tif 000056
【国際調査報告】
2015520455.tif 000057
2015520455.tif 000058
2015520455.tif 000059