(57)【要約】  本開示は、一体化されたセンサを有する電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスパッケージのためのシステム、方法および装置を提供する。一態様では、１つまたは複数の容量性センサを形成するために、パッケージ化されたＥＭＳデバイス内の電極が、ＥＭＳデバイスパッケージ内の別の基板上に配設された電極とともに使用され得る。容量性センサは、ＥＭＳデバイスパッケージ内の基板の相対的変形を判断するために使用されてよく、次に、圧力、接触、質量または衝撃を測定するシステムの一部として使用され得る。
2016504562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面を有する基板と、
前記基板の前記第１の表面によって支持され、感知回路と電気通信する状態に置かれるように構成された電極を含む少なくとも１つの電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスと、
前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスを封入する空洞を形成するために前記第１の基板にシールされた背板と、
前記背板によって支持され、センサ電極と前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間に容量性センサを形成するために前記感知回路と電気通信する状態に置かれるように構成された少なくとも１つのセンサ電極と
を備えるＥＭＳデバイスパッケージ。
【請求項２】
前記感知回路が、前記少なくとも１つのセンサ電極と前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間の容量を示す信号を測定するように構成される、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項３】
前記感知回路が、前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の圧力差を判断するようにさらに構成される、請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項４】
温度センサをさらに含む、請求項３に記載のパッケージ。
【請求項５】
前記感知回路が、前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の前記圧力差を判断するときに、温度の影響を補償するために現在の温度を示す信号または値を利用するように構成される、請求項４に記載のパッケージ。
【請求項６】
前記感知回路が、前記パッケージの高度を推定するようにさらに構成される、請求項３から５のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項７】
前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の前記圧力差を判断するステップが、
ある時間にわたって一連の測定を実行するステップと、
前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の前記圧力差を判断するために、それらの測定値の平均を利用するステップと
を含む、請求項３から６のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項８】
前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の前記圧力差を判断するステップが、
前記少なくとも１つのセンサ電極と前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間の前記容量を示す信号の少なくとも１つの測定を実行するステップと、
前記少なくとも１つのセンサ電極と前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間の前記容量を示す前記信号の前記少なくとも１つの測定を既知の周囲温度における測定と相関させて、現在の周囲圧力を測定するステップと
を含む、請求項３から７のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項９】
前記パッケージが気密シールされている、請求項１から８のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１０】
前記背板によって支持された複数のセンサ電極と、
前記背板の前記第１の表面によって支持された複数のＥＭＳデバイスと
を含み、前記複数のセンサ電極が、複数の容量性センサを形成するために前記複数のＥＭＳデバイスにおける電極と通信する状態に置かれるように構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１１】
前記複数のセンサ電極が、グリッドに配置されたセンサ電極の配列を含む、請求項１０に記載のパッケージ。
【請求項１２】
前記複数のセンサ電極が、前記少なくとも１つのセンサ電極と、前記少なくとも１つのセンサ電極の周辺に沿って配設された第２の電極とを含む、請求項１０に記載のパッケージ。
【請求項１３】
前記第２の電極が、前記少なくとも１つのセンサ電極を囲む実質的に環状の電極である、請求項１２に記載のパッケージ。
【請求項１４】
前記感知回路が、前記少なくとも１つのセンサ電極と前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間の前記容量の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記ＥＭＳデバイスパッケージによって支持された物体の重量を推定するようにさらに構成される、請求項１から１３のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのセンサ電極が、複数のセンサ電極を含み、前記感知回路が、前記パッケージに対する接触事象の場所を推定するようにさらに構成される、請求項１から１４のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１６】
前記感知回路と電気通信している少なくとも１つの帯域フィルタをさらに含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの帯域フィルタが、前記パッケージに対する衝撃を示す周波数に合わせられ、前記感知回路が、時間の関数としての、前記少なくとも１つのセンサ電極と前記少なくとも１つの電極との間の前記容量の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記パッケージが衝撃を受けているかどうかを判断するようにさらに構成される、請求項１６に記載のパッケージ。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのセンサ電極が、前記基板に面する前記背板の表面上に配設される、請求項１から１７のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１９】
前記少なくとも１つのセンサ電極が、前記基板の反対側にある前記背板の表面上に配設される、請求項１から１７のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項２０】
前記ＥＭＳデバイスが、ディスプレイの一部分を形成し、前記パッケージが、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスと
をさらに備える、請求項１から１９のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項２１】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成されたドライバ回路と、
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送信するように構成されたコントローラと
をさらに備える、請求項２０に記載のパッケージ。
【請求項２２】
前記ドライバ回路が前記感知回路を含む、請求項２１に記載のパッケージ。
【請求項２３】
前記画像データを前記プロセッサに送信するように構成された画像ソースモジュールであって、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを備える画像ソースモジュール
をさらに備える、請求項２０から２２のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項２４】
入力データを受信し、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイス
をさらに備える、請求項２０から２３のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項２５】
第１の表面を有する基板と、
前記基板の前記第１の表面によって支持された、電極を含む少なくとも１つの電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスと、
前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスを封入する空洞を形成するために前記第１の基板にシールされた背板と、
前記背板によって支持された、前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の圧力差を感知するための手段と
を備えるＥＭＳデバイスパッケージ。
【請求項２６】
前記感知手段が、前記背板によって支持され、前記センサ電極と前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間に容量性センサを形成するために感知回路と電気通信する状態に置かれるように構成された少なくとも１つのセンサ電極を備える、請求項２５に記載のパッケージ。
【請求項２７】
電気機械システムデバイス（ＥＭＳ）パッケージを製作する方法であって、
ＥＭＳデバイスを支持する基板を提供するステップであって、前記ＥＭＳデバイスが少なくとも１つの電極を含む、ステップと、
少なくとも１つのセンサ電極を支持する背板を提供するステップと、
前記ＥＭＳデバイスを含むＥＭＳデバイスパッケージを形成するために前記基板を前記背板に接合するステップと、
感知回路と前記少なくとも１つのセンサ電極との間および前記感知回路と前記ＥＭＳデバイスの前記少なくとも１つの電極との間の電気通信を可能にする導電性構造を形成するステップと
を含む方法。
【請求項２８】
前記背板が、前記少なくとも１つのセンサ電極に接続された感知回路をさらに支持する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記基板が、前記ＥＭＳデバイスの前記少なくとも１つの電極に接続された感知回路をさらに支持する、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記少なくとも１つのセンサ電極がセンサ電極の配列を含む、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記少なくとも１つのセンサ電極が、中央センサ電極と、前記中央センサ電極の周辺周りに延びた少なくとも１つの環状センサ電極とを含む、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記感知回路が、前記ＥＭＳデバイスを制御するように構成されたドライバ回路の少なくとも一部分を形成する、請求項２７から３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記感知回路が、前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の圧力差を判断するように構成される、請求項２７から３２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスパッケージおよびＥＭＳデバイスパッケージに組み込まれ得るセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械システム（ＥＭＳ）は、電気的要素および機械的要素、アクチュエータ、トランスデューサ、センサ、鏡および光学フィルムなどの光学部品、ならびに電子部品を有するデバイスを含む。ＥＭＳデバイスまたは要素は、マイクロスケールおよびナノスケールを含むがこれらに限定されない、様々なスケールで製造可能である。たとえば、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスは、約１ミクロンから数百ミクロン以上の範囲にわたるサイズを有する構造を含むことができる。ナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）デバイスは、たとえば数百ナノメートルより小さいサイズを含む、１ミクロンより小さいサイズを有する構造を含むことができる。電気機械的要素は、堆積、エッチング、リソグラフィ、ならびに／あるいは基板および／もしくは堆積材料層の一部をエッチング除去する、または層を追加して、電気デバイスおよび電気機械的デバイスを形成する他のマイクロマシニングプロセスを使用して、作製可能である。
【０００３】
ＥＭＳデバイスの１種は干渉変調器（ＩＭＯＤ）と呼ばれる。ＩＭＯＤまたは干渉光変調器という用語は、光学的干渉の原理を使用して光を選択的に吸収かつ／または反射するデバイスを指す。いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤディスプレイ素子は、１対の導電性プレートを含むことができ、そのうちの一方または両方は、全体的または部分的に透明かつ／または反射性であってもよく、適切な電気信号の印加により相対運動が可能である。たとえば、一方のプレートは、基板上に堆積されたまたは基板によって支持された固定層を含むことができ、他方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された反射膜を含むことができる。一方のプレートのもう１つのプレートに対する位置は、ＩＭＯＤディスプレイ素子に入射する光の光学的干渉を変化させることができる。ＩＭＯＤベースのディスプレイデバイスは、広範囲の用途を有し、既存の製品の改良および新製品、特に表示機能を有する製品の開発での使用が予想されている。
【０００４】
ディスプレイデバイス、携帯電話、およびタブレットコンピュータを含む多くのＥＭＳデバイスパッケージは、デバイスに追加の機能を提供するために個別感知構成要素を含む。しかしながら、加速度計または圧力センサなど、そのような追加の感知構成要素を組み込むことは、デバイスのコストおよび複雑性を増大させ、追加の機能と追加のコストとの間のトレードオフを意味する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のシステム、方法、およびデバイスはそれぞれ、いくつかの革新的な態様を有し、そのいずれも、本明細書で開示される望ましい属性に単独で寄与するものではない。
【０００６】
本開示で説明する主題の１つの革新的な態様は、電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスパッケージで実施可能であり、ＥＭＳデバイスパッケージは、第１の表面を有する基板と、基板の第１の表面によって支持され、感知回路と電気通信する状態に置かれるように構成された電極を含む少なくとも１つのＥＭＳデバイスと、少なくとも１つのＥＭＳデバイスを封入する空洞を形成するために第１の基板にシールされた背板と、背板によって支持され、少なくとも１つのセンサ電極と少なくとも１つのＥＭＳデバイスの電極との間に容量性センサを形成するために感知回路と電気通信する状態に置かれるように構成された少なくとも１つのセンサ電極とを含む。
【０００７】
いくつかの実装形態では、パッケージは、背板によって支持された複数のセンサ電極と、背板の第１の表面によって支持された複数のＥＭＳデバイスとを含むことができ、複数のセンサ電極は、複数の容量性センサを形成するために複数のＥＭＳデバイスにおける電極と通信する状態に置かれるように構成される。さらなる一実施形態では、複数のセンサ電極は、グリッドに配置されたセンサ電極の配列を含むことができる。別のさらなる実装形態では、複数のセンサ電極は、少なくとも１つのセンサ電極と、少なくとも１つのセンサ電極の周辺に沿って配設された第２の電極とを含むことができる。またさらなる実施形態では、第２の電極は、少なくとも１つのセンサ電極を囲む実質的に環状の電極であり得る。
【０００８】
いくつかの実装形態では、感知回路は、少なくとも１つのセンサ電極と少なくとも１つのＥＭＳデバイスの電極との間の容量を示す信号を測定するように構成され得る。さらなる一実装形態では、感知回路は、少なくとも１つのセンサ電極と少なくとも１つのＥＭＳデバイスの電極との間の容量の測定値に少なくとも部分的に基づいて、ＥＭＳデバイスパッケージによって支持された物体の重量を推定するようにさらに構成され得る。別のさらなる実装形態では、感知回路は、パッケージの中の圧力とパッケージの外の周囲圧力との間の圧力差を判断するようにさらに構成され得る。またさらなる一実施形態では、パッケージは温度センサをさらに含むことができる。別のまたさらなる実施形態では、感知回路は、パッケージの高度を推定するようにさらに構成され得る。別のさらなる実装形態では、少なくとも１つのセンサ電極は、複数のセンサ電極を含むことができ、感知回路は、パッケージに対する接触事象の場所を推定するようにさらに構成され得る。別のさらなる実装形態では、パッケージは、感知回路と電気通信している少なくとも１つの帯域フィルタをさらに含むことができる。またさらなる実装形態では、少なくとも１つの帯域フィルタは、パッケージに対する衝撃を示す周波数に合わせられてよく、感知回路は、時間の関数としての、少なくとも１つのセンサ電極と少なくとも１つのＥＭＳデバイスの電極との間の容量の測定値に少なくとも部分的に基づいて、パッケージが衝撃を受けているかどうかを判断するようにさらに構成され得る。
【０００９】
いくつかの実装形態では、少なくとも１つのセンサ電極は、基板に面する背板の表面上に配設され得る。いくつかの実装形態では、少なくとも１つのセンサ電極は、基板の反対側にある背板の表面上に配設され得る。
【００１０】
いくつかの実装形態では、ＥＭＳデバイスは、ディスプレイの一部分を形成することができ、パッケージは、ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスとをさらに含む。さらなる一実装形態では、パッケージは、ディスプレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成されたドライバ回路と、ドライバ回路に画像データの少なくとも一部分を送信するように構成されたコントローラとをさらに含むことができる。またさらなる実施形態では、ドライバ回路は感知回路を含むことができる。別のさらなる実装形態では、パッケージは、画像データをプロセッサに送信するように構成された画像ソースモジュールをさらに含むことができ、画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含む。別のさらなる実装形態では、パッケージは、入力データを受信し、プロセッサに入力データを通信するように構成された入力デバイスをさらに含むことができる。
【００１１】
本開示で説明する主題の別の革新的な態様は、一方法で実施可能であり、本方法は、センサ電極を感知回路と電気通信する状態に置くステップであって、センサ電極が背板によって支持される、ステップと、電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスにおける電極を感知回路と電気通信する状態に置くステップであって、ＥＭＳデバイスが基板の第１の表面によって支持され、背板が空洞によって基板から分離され、基板の第１の表面にシールされて、ＥＭＳデバイスを包含するパッケージが形成される、ステップと、センサ電極とＥＭＳデバイスにおける電極との間の容量を示す信号を測定するステップとを含む。
【００１２】
いくつかの実装形態では、本方法は、基板と背板との間の相対的変位の測定値を、センサ電極とＥＭＳデバイスにおける電極との間の容量を示す信号に少なくとも部分的に基づいて判断するステップをさらに含むことができる。いくつかの実装形態では、本方法は、センサ電極とＥＭＳデバイスにおける電極との間の容量を示す信号に基づいて、パッケージの中の圧力とパッケージの外の周囲圧力との間の圧力差の指示を判断するステップをさらに含むことができる。さらなる実装形態では、本方法は、圧力差の指示に基づいて、パッケージの高度を推定するステップをさらに含むことができる。またさらなる実装形態では、本方法は、パッケージの温度の指示を判断するステップであって、パッケージの高度を判断するステップがパッケージの温度の指示にも基づく、ステップをさらに含むことができる。
【００１３】
いくつかの実装形態では、本方法は、パッケージによって支持された物体の質量を、センサ電極とＥＭＳデバイスにおける電極との間の容量を示す信号に基づいて推定するステップをさらに含むことができる。いくつかの実装形態では、センサ電極をＥＭＳデバイスにおける電極と電気通信する状態に置くステップは、複数の容量性センサを形成するために、複数のセンサ電極の各々を感知回路と電気通信する状態に置くステップを含むことができ、本方法は、容量性センサごとに、容量性センサの容量を示す信号を測定し、容量性センサの容量を示す測定された信号に少なくとも部分的に基づいて、パッケージに対する接触事象の場所を推定するステップをさらに含むことができる。さらなる一実装形態では、複数の容量性センサの少なくとも一部は、連続して形成され得る。別のさらなる実装形態では、複数の容量性センサの少なくとも一部は、同時に形成され得る。
【００１４】
いくつかの実装形態では、センサ電極とＥＭＳデバイスにおける電極との間の容量を示す信号を測定するステップは、ある時間にわたって容量を示す信号を測定するステップを含むことができ、本方法は、少なくとも１つの帯域フィルタを使用して、測定された信号をフィルタ処理するステップをさらに含むことができる。さらなる実装形態では、本方法は、測定された信号を少なくとも１つの帯域フィルタを使用してフィルタ処理することによって形成されたフィルタ処理済み信号に少なくとも部分的に基づいて、パッケージが受けた衝撃の発生を識別するステップをさらに含むことができる。
【００１５】
本開示で説明する主題の別の革新的な態様は、電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスパッケージで実施可能であり、ＥＭＳデバイスパッケージは、第１の表面を有する基板と、基板の第１の表面によって支持され、電極を含む少なくとも１つのＥＭＳデバイスと、少なくとも１つのＥＭＳデバイスを封入する空洞を形成するために第１の基板にシールされた背板と、背板によって支持された、基板と背板との間の相対的変位を感知するための手段とを含む。
【００１６】
いくつかの実装形態では、感知手段は、背板によって支持され、センサ電極と少なくとも１つのＥＭＳデバイスの電極との間に容量性センサを形成するために感知回路と電気通信する状態に置かれるように構成された少なくとも１つのセンサ電極を含むことができる。
【００１７】
本開示で説明する主題の別の革新的な態様は、電気機械システムデバイス（ＥＭＳ）パッケージを製作する方法で実施可能であり、本方法は、ＥＭＳデバイスを支持する基板を提供するステップであって、ＥＭＳデバイスが少なくとも１つの電極を含む、ステップと、少なくとも１つのセンサ電極を支持する背板を提供するステップと、ＥＭＳデバイスを含むＥＭＳデバイスパッケージを形成するために基板を背板に接合するステップと、感知回路と少なくとも１つのセンサ電極との間および感知回路とＥＭＳデバイスの少なくとも１つの電極との間の電気通信を可能にする導電性構造を形成するステップとを含む。
【００１８】
いくつかの実装形態では、背板は、少なくとも１つのセンサ電極に接続された感知回路をさらに支持することができる。いくつかの実装形態では、基板は、ＥＭＳデバイスの少なくとも１つの電極に接続された感知回路をさらに支持することができる。いくつかの実装形態では、少なくとも１つのセンサ電極はセンサ電極の配列を含むことができる。いくつかの実装形態では、少なくとも１つのセンサ電極は、中央センサ電極と、中央センサ電極の周辺周りに延びた少なくとも１つの環状センサ電極とを含むことができる。いくつかの実装形態では、感知回路は、ＥＭＳデバイスを制御するように構成されたドライバ回路の少なくとも一部分を形成することができる。
【００１９】
本開示に記載されている主題の１つまたは複数の実装形態の詳細について、添付の図面および以下の説明で説明する。本開示において提供されている例は主にＥＭＳベースディスプレイおよびＭＥＭＳベースディスプレイに関して説明しているが、本明細書で提供される概念は、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオード（「ＯＬＥＤ」）ディスプレイ、および電界放出ディスプレイなどの他の種類のディスプレイに適用することができる。その他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。以下の図の相対的寸法が縮尺通りに描かれていない場合があることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＩＭＯＤディスプレイデバイスのディスプレイ素子の系列または配列内の２つの隣接する干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイ素子を示す等角図である。
【図２】ＩＭＯＤディスプレイ素子の３つの素子×３つの素子配列を含むＩＭＯＤベースディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図である。
【図３Ａ】ＥＭＳ素子の配列と背板とを含むＥＭＳパッケージの一部分の概略分解部分斜視図である。
【図３Ｂ】ＥＭＳ素子の配列と背板とを含むＥＭＳパッケージの一部分の概略分解部分斜視図である。
【図４Ａ】背板の内表面上に支持されたセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージの分解図の一例である。
【図４Ｂ】図１Ａの組み立て済みのＥＭＳデバイスパッケージの断面図である。
【図５】一体化されたセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージを使用する感知方法を示す流れ図の一例である。
【図６】背板の外表面上に支持されたセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージの別の実装形態の分解図である。
【図７】一体化されたセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージを使用する感知方法を示す流れ図の一例である。
【図８】重さが量られる物体を支持するＥＭＳデバイスパッケージの一例である。
【図９】一体化されたセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージ上に配置された物体の質量を測定する方法を示す流れ図の一例である。
【図１０】背板の内表面上に支持された２つ以上のセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージの別の実装形態の分解図である。
【図１１】背板センサの配列を使用する接触事象を感知する方法を示す流れ図の一例である。
【図１２】低周波数発振を引き起こす刺激と高周波数発振を引き起こす刺激の両方に応答した経時的な容量の誘起変化のプロットである。
【図１３】ＥＭＳデバイスパッケージに対する衝撃を検出する方法を示す流れ図の一例である。
【図１４】一体化された背板センサを有するＥＭＳデバイスパッケージを製作する方法を示す流れ図の一例である。
【図１５Ａ】複数のＩＭＯＤディスプレイ素子を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図である。
【図１５Ｂ】複数のＩＭＯＤディスプレイ素子を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
種々の図面における同じ参照符号および名称は、同じ要素を示す。
【００２２】
以下の説明は、本開示の革新的な態様を説明することを目的として、ある特定の実装形態を対象とする。しかしながら、本明細書における教示は多数の異なる方法で適用できることが、当業者には容易に理解されよう。説明する実装形態は、動いていようと（ビデオなど）静止していようと（静止画像など）、および文字であろうと図であろうと絵であろうと、画像を表示するように構成可能ないかなるデバイス、装置、またはシステムでも実施され得る。より具体的には、説明する実装形態は、携帯電話、マルチメディアインターネットに対応した携帯電話、携帯型テレビ受像機、無線デバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線電子メール受信機、ハンドヘルドコンピュータまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノート型コンピュータ、スマートブック、タブレット、プリンタ、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機／ナビゲータ、カメラ、デジタルメディアプレーヤ（ＭＰ３プレーヤなど）、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、時計、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子書籍端末（たとえば電子書籍リーダー）、コンピュータ用モニタ、自動車のディスプレイ（走行距離計ディスプレイおよび速度計ディスプレイなどを含む）、コックピット制御装置および／またはディスプレイ、カメラ視野のディスプレイ（乗り物の後方監視カメラのディスプレイなど）、電子写真、電子広告板または電光サイン、プロジェクタ、建築構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダまたはカセットプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、パーキングメータ、包装（微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）アプリケーションを含む電気機械システム（ＥＭＳ）アプリケーションならびに非ＥＭＳアプリケーションにおいてなど）、芸術的構造（宝石または衣服への画像の表示など）、ならびに様々なＥＭＳデバイスなどであるがこれらに限定されない様々な電子デバイスに含まれても、関連付けられもよいことが企図されている。本明細書における教示は、電子スイッチングデバイス、無線周波数フィルタ、センサ、加速度計、ジャイロスコープ、動き検知デバイス、磁力計、民生用電子機器の慣性構成要素、民生用電子機器製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動スキーム、製造プロセス、および電子検査機器などであるがこれらに限定されない、ディスプレイ以外の用途でも使用され得る。したがって、当業者には容易に明らかであるように、本教示は、図のみに示されている実装形態に限定されるのではなく、代わりに広い適用可能性を有することを意図する。
【００２３】
電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスパッケージは、１つまたは複数のＥＭＳデバイスを支持する基板、およびデバイスから離間された背板を含むことができる。背板は、様々な環境的または機械的刺激に応答して、支持基板に対して変形することがある。背板によって支持された少なくとも１つのセンサ電極を含めることによって、センサ電極とＥＭＳデバイス内の電極との間の容量の変化を使用して、背板と基板との間の相対的変形に基づく多種多様な環境的または物理的条件の指示を提供することができる。たとえば、周囲圧力および高度は、センサ電極とＥＭＳデバイスの電極との間の容量の測定値に基づいて判断され得る。ＥＭＳデバイスパッケージをスケールとして使用して、ＥＭＳデバイスパッケージ上に配置された物体の質量を測定することもできる。衝撃センサの一部として、ＥＭＳ基板および背板の互いに対する相対的発振を分析することもできる。２つ以上のセンサ電極が背板上に提供される場合、センサ電極はタッチ感知システムの一部として使用され得る。
【００２４】
本開示において説明する主題の特定の実装形態は、以下の潜在的な利点のうちの１つまたは複数を実現するために実施され得る。ＥＭＳデバイスパッケージはすでに基板を含み得るので、センサ電極の組込みでは、ＥＭＳデバイスパッケージの構造に対する最小限の変更が求められる。追加されるさらなる構造が最小限であるので、追加のコストは非常に少なく、デバイスの物理的サイズに対する影響はほとんどまたはまったくない。さらに、容量性構造を含むＥＭＳデバイスの場合、センサ電極を使用する容量性感知が、既存のドライバ回路によって、ドライバ回路に対する変更がある場合には変更を最小限に抑えて、実行され得る。
【００２５】
説明する実装形態を適用可能な適切なＥＭＳまたはＭＥＭＳデバイスもしくは装置の一例は、反射型ディスプレイデバイスである。反射型ディスプレイデバイスは、光学的干渉の原理を使用して干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイ素子に入射する光を選択的に吸収かつ／または反射するように実装され得るＩＭＯＤディスプレイ素子を組み込むことができる。ＩＭＯＤディスプレイ素子は、部分光吸収体と、この吸収体に対して可動な反射体と、吸収体と反射体の間に画定された光共振空洞とを含むことができる。いくつかの実装形態では、反射体は、２つ以上の異なる位置に移動でき、これによって光共振空洞の大きさを変更でき、それによりＩＭＯＤの反射率に影響を及ぼす。ＩＭＯＤディスプレイ素子の反射スペクトルは、可視波長全体をシフトして様々な色を生成可能なかなり幅広いスペクトルバンドをもたらすことができる。スペクトルバンドの位置は、光共振空洞の厚さを変更することによって調節され得る。光共振空洞を変更する１つの方法は、吸収体に対する反射体の位置を変更することによる。
【００２６】
図１は、ＩＭＯＤディスプレイデバイスのディスプレイ素子の系列または配列内の２つの隣接する干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイ素子を示す等角図である。ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、１つまたは複数の、干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子などの干渉ＥＭＳディスプレイ素子を含む。これらのデバイスでは、干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子は、明状態または暗状態のどちらかで構成可能である。明（「緩和（ｒｅｌａｘｅｄ）」、「開」、または「オン」など）状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光の大部分を反射する。逆に、暗（「作動」、「閉」、または「オフ」など）状態では、ディスプレイ素子は、入射可視光をほとんど反射しない。ＭＥＭＳディスプレイ素子は、主に光の特定の波長で反射するように構成可能であり、黒色および白色に加えてカラー表示を可能にする。いくつかの実装形態では、複数のディスプレイ素子を使用することによって、原色の様々な強度および灰色の濃淡を達成することができる。
【００２７】
ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、行および列の形で整列され得るＩＭＯＤディスプレイ素子の配列を含むことができる。配列内の各ディスプレイ素子は、空気ギャップ（光学ギャップ、空洞、または光共振空洞とも呼ばれる）を形成するために互いから可変および制御可能な距離のところに配置された可動反射層（すなわち、機械層とも呼ばれる可動層）および固定部分反射層（すなわち固定層）などの反射層および半反射層からなる少なくとも１対を含むことができる。可動反射層は、少なくとも２つの位置の間で移動され得る。たとえば、第１の位置すなわち緩和位置では、可動反射層は、固定部分反射層からのある距離に配置され得る。第２の位置すなわち作動位置では、可動反射層は、部分反射層により近く配置され得る。２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置および入射光の波長に応じて強め合うように（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅｌｙ）および／または弱め合うように（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｌｙ）干渉し、各ディスプレイ素子について全体反射状態または非反射状態を作り出すことができる。いくつかの実装形態では、ディスプレイ素子は、作動されていないとき反射状態にあり、可視スペクトル内で光を可視化することができ、かつ作動されているとき暗状態にあり、可視域内で光を吸収および／または干渉することができる。しかし、他のいくつかの実装形態では、ＩＭＯＤディスプレイ素子は、作動されていないときは暗状態になり、作動されているときは反射状態になることができる。いくつかの実装形態では、印加電圧の導入により、ディスプレイ素子を駆動して状態を変更させることができる。他のいくつかの実装形態では、電荷の印加により、ディスプレイ素子を駆動して状態を変更させることができる。
【００２８】
図１の配列の図示された部分は、ＩＭＯＤディスプレイ素子１２の形態をとる２つの隣接する干渉ＭＥＭＳディスプレイ素子を含む。（図示される）右側のディスプレイ素子１２では、可動反射層１４は、光学スタック１６に近い、これに隣接する、またはこれに接する作動位置で示されている。右側のディスプレイ素子１２に印加される電圧Ｖｂｉａｓは、可動反射層１４を移動させ、作動位置に維持するのに十分である。（図示される）左側のディスプレイ素子１２では、可動反射層１４は、光学スタック１６からある距離（設計パラメータに基づいてあらかじめ決定されてよい）にある緩和位置で示されており、光学スタック１６は部分反射層を含む。左側のディスプレイ素子１２に印加される電圧Ｖ０は、右側のディスプレイ素子１２の作動位置などの作動位置への可動反射層１４の作動を引き起こすのに不十分である。
【００２９】
図１では、ＩＭＯＤディスプレイ素子１２の反射特性は、ＩＭＯＤディスプレイ素子１２に入射する光１３を示す矢印および左側のディスプレイ素子１２から反射する光１５により概括的に示されている。ディスプレイ素子１２に入射する光１３のほとんどは透明基板２０を通って光学スタック１６の方へ透過することができる。光学スタック１６に入射する光の一部分は、光学スタック１６の部分反射層を透過することができ、一部分は反射して透明基板２０を通る。光学スタック１６を透過する光１３の一部分は、可動反射層１４から反射して、透明基板２０の方へ進む（さらに、これを通る）ことができる。光学スタック１６の部分反射層から反射した光と可動反射層１４から反射した光の間の（強め合う（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ）および／または弱め合う（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ））干渉により、デバイスの観視（ｖｉｅｗｉｎｇ）側すなわち基板側のディスプレイ素子１２から反射する光１５の波長の強度が部分的に決まる。いくつかの実装形態では、透明基板２０は、ガラス基板（ガラス板またはガラスパネルと呼ばれることがある）とすることができる。ガラス基板は、たとえば、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、石英、パイレックス（登録商標）、または他の適切なガラス材料であってもよいし、これらを含んでもよい。いくつかの実装形態では、ガラス基板は、０．３、０．５、または０．７ミリメートルの厚さを有することができるが、いくつかの実装形態では、ガラス基板は、これより厚くてもよい（数十ミリメートルなど）し、これより薄くてもよい（０．３ミリメートル未満など）。いくつかの実装形態では、ポリカーボネート基板、アクリル基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）基板などの非ガラス基板が使用可能である。そのような実装形態では、非ガラス基板は、０．７ミリメートル未満の厚さを有する可能性があるが、基板は、設計上の考慮すべき事項に応じて、これより厚くてもよい。いくつかの実装形態では、金属箔またはステンレス鋼ベースの基板などの不透明基板が使用可能である。たとえば、固定反射層と部分的に透過性および部分的に反射性である可動層とを含む逆ＩＭＯＤベースのディスプレイは、基板の反対側から図１のディスプレイ素子１２として見られるように構成され得、不透明基板によって支持され得る。
【００３０】
光学スタック１６は、単一の層または複数の層を含むことができる。この層は、電極層、部分的反射性かつ部分的透過性の層、および透明誘電体層のうちの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実装形態では、光学スタック１６は、導電性であると共に、部分的透過性かつ部分的反射性であり、たとえば上記の層のうちの１つまたは複数を透明基板２０上に堆積させることによって製作され得る。電極層は、種々の金属たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの様々な材料から形成可能である。部分反射層は、種々の金属（たとえばクロムおよび／またはモリブデン）、半導体、および誘電体などの部分的に反射性である様々な材料から形成可能である。部分反射層は、材料の１つまたは複数の層から形成可能であり、層のそれぞれは、単一の材料または材料の組合せから形成可能である。いくつかの実装形態では、光学スタック１６の特定の部分は、部分光吸収体と導電体の両方の役割を果たす半透明の単一厚の金属または半導体を含むことができるが、より導電性の高い異なる層または（たとえば、光学スタック１６またはディスプレイ素子の他の構造の）部分がＩＭＯＤディスプレイ素子間で信号をバスで送る（ｂｕｓ）役割を果たすことができる。光学スタック１６は、１つまたは複数の導電層または導電／部分吸収層を覆う１つまたは複数の絶縁層または誘電体層を含むこともできる。
【００３１】
いくつかの実装形態では、光学スタック１６の層のうちの少なくともいくつかは、平行ストリップにパターニング可能であり、以下でさらに説明するようにディスプレイデバイス内に行電極を形成することができる。当業者には理解されるように、「パターニングされる」という用語は、本明細書では、マスキングプロセスならびにエッチングプロセスを指すために使用される。いくつかの実装形態では、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性および反射性の高い材料は、可動反射層１４に使用されてもよく、これらのストリップは、ディスプレイデバイス内に列電極を形成することができる。可動反射層１４は、図示の支柱１８などの支持体およびそれら複数の支柱１８の間に配置された介在犠牲材料に堆積された列を形成するために、堆積された１つの金属層または複数の層（光学スタック１６の行電極と直交する）の一連の平行ストリップとして形成され得る。犠牲材料がエッチングされて除去されると、画定されたギャップ１９すなわち光学空洞は、可動反射層１４と光学スタック１６の間に形成され得る。いくつかの実装形態では、支柱１８間の間隔は約１〜１０００μｍであってよく、ギャップ１９は、約１０，０００オングストローム（Å）未満であってもよい。
【００３２】
いくつかの実装形態では、各ＩＭＯＤディスプレイ素子は、作動状態であろうと緩和状態であろうと、固定反射層および動く反射層によって形成されるコンデンサであるとみなされ得る。電圧が印加されないとき、図１の左側のディスプレイ素子１２によって示されるように、可動反射層１４は、機械的緩和状態のままであり、可動反射層１４と光学スタック１６の間にはギャップ１９がある。しかし、電位差すなわち電圧が、選択された行および列のうちの少なくとも１つに印加されるとき、対応するディスプレイ素子において行電極と列電極の交差点に形成されたコンデンサが帯電し、静電力が電極を引き合わせる。印加電圧がしきい値を超える場合、可動反射層１４は、変形して光学スタック１６の近くに移動するかまたは光学スタック１６と逆の方向に移動することができる。図１の右側の作動ディスプレイ素子１２によって示されるように、光学スタック１６内の誘電体層（図示せず）は、短絡を防止し、層１４と１６の間の分離距離を制御することができる。この挙動は、印加される電位差の極性にかかわらず同じであり得る。アレイ内の一連のディスプレイ素子は、いくつかの例では「行」または「列」と呼ばれることがあるが、一方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは任意であることが、当業者には容易に理解されよう。言い換えると、いくつかの向きでは、行は列とみなされ、列は行とみなされ得る。いくつかの実装形態では、行が「コモン」ラインと呼ばれることがあり、列が「セグメント」ラインと呼ばれることがあり、またはその逆もある。そのうえ、ディスプレイ素子は、直交する行と列（「配列」）に均等に構成されても、またはたとえば互いに対してある特定の位置のオフセットを有する（「モザイク」）非線形構成に構成されてもよい。「配列」および「モザイク」という用語は、どちらも構成を指すことができる。したがって、ディスプレイは「配列」または「モザイク」を含むと言及されるが、素子自体は、どのような場合でも、互いに直交するように構成されたり均一な分布に配置されたりする必要はないが、非対称の形状および不均一に分布された素子を有する構成を含むことができる。
【００３３】
図２は、ＩＭＯＤディスプレイ素子の３つの素子×３つの素子配列を含むＩＭＯＤベースディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図である。電子デバイスは、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成され得るプロセッサ２１を含む。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサ２１は、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または他の任意のソフトウェアアプリケーションを含む１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成され得る。
【００３４】
プロセッサ２１は、配列ドライバ２２と通信するように構成され得る。配列ドライバ２２は、たとえばディスプレイ配列またはパネル３０に信号を提供する行ドライバ回路２４および列ドライバ回路２６を含むことができる。図１に示されるＩＭＯＤディスプレイデバイスの断面は、図２では線１−１によって示される。図２は、分かりやすくするためにＩＭＯＤディスプレイ素子の３×３配列を示しているが、ディスプレイ配列３０は、非常に多数のＩＭＯＤディスプレイ素子を含むことができ、列と異なる数のＩＭＯＤディスプレイ素子を行に有してもよいし、行と異なる数のＩＭＯＤディスプレイ素子を列に有してもよい。
【００３５】
いくつかの実装形態では、ＩＭＯＤベースのディスプレイなどの、ＥＭＳ構成要素またはデバイスのパッケージングは、ＥＭＳ構成要素を損傷から（機械的干渉または潜在的に損傷を引き起こす物質などから）保護するように構成され得る背板（あるいは、バックプレーン、バックガラス、または凹型ガラスと称される）を含むことができる。背板は、限定はしないが、ドライバ回路、プロセッサ、メモリ、相互接続配列、防湿材、製品ハウジング、および同様のものを含む、様々な構成要素に対する構造支持材も構成し得る。いくつかの実装形態では、背板の使用により、構成要素の集積化が容易になり、それにより、携帯型電子デバイスの容積、重量、および／または製造原価が低減され得る。
【００３６】
図３Ａおよび図３Ｂは、ＥＭＳ素子の配列３６と背板９２とを含むＥＭＳパッケージ９１の一部分の概略分解部分斜視図である。図３Ａは、背板９２の特定の部分をよりよく示すために背板９２の２つの隅部が切り取られた状態で示されているが、図３Ｂは、隅部が切り取られていない状態で示されている。ＥＭＳ配列３６は、基板２０と、支持支柱１８と、可動層１４とを含むことができる。いくつかの実装形態では、ＥＭＳ配列３６は、透明基板上の１つまたは複数の光学スタック部分１６を有するＩＭＯＤディスプレイ素子の配列を含むことができ、可動層１４は可動反射層として実施可能である。
【００３７】
背板９２は、本質的に平面とすることができ、または少なくとも１つの輪郭を形成される表面を有することができる（たとえば、背板９２は、凹部および／または突出部を有するように形成可能である）。背板９２は、透明であろうと不透明であろうと、導電性であろうと絶縁性であろうと、任意の適切な材料から作成され得る。背板９２に適した材料としては、ガラス、プラスチック、セラミック、ポリマー、積層体、金属、金属泊、コバール、およびめっきコバールがあるが、これらに限定されない。
【００３８】
図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、背板９２は、１つまたは複数の背板構成要素９４ａおよび９４ｂを含むことができ、背板構成要素９４ａおよび９４ｂは、背板９２に部分的に埋め込まれてもよいし、完全に埋め込まれてもよい。図３Ａで分かるように、背板構成要素９４ａは背板９２に埋め込まれている。図３Ａおよび図３Ｂで分かるように、背板構成要素９４ｂは、背板９２の表面に形成された凹部９３の中に配置される。いくつかの実装形態では、背板構成要素９４ａおよび／または９４ｂは、背板９２の表面から突き出すことができる。背板構成要素９４ｂは、背板９２の、基板２０に面する側に配置されるが、他の実装形態では、背板構成要素は、背板９２の反対側に配置可能である。
【００３９】
背板構成要素９４ａおよび／または９４ｂは、トランジスタ、コンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、スイッチ、および／またはパッケージ化されたＩＣ、標準ＩＣ、もしくはディスクリートＩＣなどの集積回路（ＩＣ）などの、１つまたは複数の能動電気構成要素または受動電気構成要素を含むことができる。様々な実装形態で使用可能な背板構成要素の他の例としては、アンテナ、バッテリ、および電気センサ、接触センサ、光センサ、もしくは化学センサなどのセンサ、または薄膜蒸着デバイス（ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）がある。
【００４０】
いくつかの実装形態では、背板構成要素９４ａおよび／または９４ｂは、ＥＭＳ配列３６の一部分と電気的に通信することができる。トレース、バンプ、支柱、またはバイアなどの導電性構造は、背板９２または基板２０の一方または両方に形成され得、互いまたは他の導電性構成要素と接触して、ＥＭＳ配列３６と背板構成要素９４ａおよび／または９４ｂとの間に電気接続を形成し得る。たとえば、図３Ｂは、ＥＭＳ配列３６内の可動層１４から上方に延びる電気接点９８と整列可能な、背板９２上の１つまたは複数の導電性バイア９６を含む。いくつかの実装形態では、背板９２は、背板構成要素９４ａおよび／または９４ｂをＥＭＳ配列３６の他の構成要素から電気的に絶縁する１つまたは複数の絶縁層も含むことができる。背板９２が蒸気透過性材料から形成されるいくつかの実装形態では、背板９２の内表面は、蒸気バリア（図示せず）で被覆可能である。
【００４１】
背板構成要素９４ａおよび９４ｂは、ＥＭＳパッケージ９１に入り得る湿気の少なくとも一部を吸収するように作用する１つまたは複数の乾燥剤を含むことができる。いくつかの実装形態では、乾燥剤（またはゲッターなどの他の吸湿材料）は、たとえば接着材により背板９２に装着された（またはその中に形成された凹部内の）シートとして、任意の他の背板構成要素とは別に提供され得る。あるいは、乾燥剤は背板９２に統合されてよい。いくつかの他の実装形態では、乾燥剤は、たとえばスプレー塗装、スクリーン印刷、または任意の他の適切な方法によって、他の背板構成要素の上で直接的にまたは間接的に適用され得る。
【００４２】
いくつかの実装形態では、ＥＭＳ配列３６および／または背板９２は、背板構成要素とディスプレイ素子との間の距離を維持するために機械的隔離絶縁器９７を含み、それによって、それらの構成要素間の機械的干渉を防止することができる。図３Ａおよび図３Ｂに示される実装形態では、機械的隔離絶縁器９７は、ＥＭＳ配列３６の支持支柱１８と整列した背板９２から突き出す支柱として形成される。あるいは、またはこれに加えて、横棒または柱などの機械的隔離絶縁器は、ＥＭＳパッケージ９１の縁に沿って設けることができる。
【００４３】
図３Ａおよび図３Ｂに示されていないが、ＥＭＳ配列３６を部分的または完全に取り巻くシールを設けることができる。背板９２および基板２０とともに、シールは、ＥＭＳ配列３６を囲む保護空洞を形成することができる。シールは、従来のエポキシベース接着剤などの半ハーメチックシールであってよい。いくつかの他の実装形態では、シールは、薄膜金属溶接またはガラスフリットなどの半気密シールであってよい。いくつかの他の実装形態では、シールは、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、ポリウレタン、液体スピンオンガラス、はんだ、ポリマー、プラスチック、または他の材料を含むことができる。いくつかの実装形態では、機械的隔離絶縁器を形成するために、強化されたシール材が使用可能である。
【００４４】
代替実装形態では、シールリングは、背板９２または基板２０の一方または両方のいずれかの延長部を含むことができる。たとえば、シールリングは、背板９２の機械的延長部（図示せず）を含むことができる。いくつかの実装形態では、シールリングは、Ｏリングまたは他の環状部材などの別個の部材を含むことができる。
【００４５】
いくつかの実装形態では、ＥＭＳ配列３６と背板９２は、互いに取り付けられるまたは結合される前に別個に形成される。たとえば、基板２０の縁は、上記で説明したように、背板９２の縁に取り付けられ、これに対してシール可能である。あるいは、ＥＭＳ配列３６および背板９２は、ＥＭＳパッケージ９１として形成され、互いに接合可能である。いくつかの他の実装形態では、ＥＭＳパッケージ９１は、堆積によってＥＭＳ配列３６の上で背板９２の構成要素を形成することによってなどの任意の他の適切な方法で製作可能である。
【００４６】
図４Ａは、背板の内表面上に支持されたセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージの分解図の一例である。ＥＭＳデバイスパッケージ１００は、ＥＭＳデバイスの配列１３０を支持するＥＭＳ基板１１０を含む。いくつかの実装形態では、配列１３０内のＥＭＳデバイスが上述のＩＭＯＤのようなＩＭＯＤを含むことができる一方、他の実装形態では、多種多様な他のＥＭＳデバイス、たとえばＭＥＭＳスイッチ、バラクタ、マイクロミラーデバイス、または任意の他の適切なＥＭＳデバイスが使用されてもよい。便宜のために、配列１３０内のＥＭＳデバイスまたは同様の構造は、本明細書ではＩＭＯＤと呼ばれ得るが、後述する実装形態では他のＥＭＳデバイスが使用されてもよいことが理解されよう。
【００４７】
加えて、配列１３０は、ＥＭＳデバイスのみを含む必要はない。いくつかの実装形態では、配列１３０は、少なくとも１つのＥＭＳデバイスとともに、非ＥＭＳディスプレイ素子などの非ＥＭＳデバイスを含むことができる。たとえば、いくつかの実装形態では、配列１３０は、ＬＥＤ素子の配列にわたって、またはＬＥＤ素子の配列に隣接して配設された１つまたは複数のＭＥＭＳスイッチを含むことができる。他の実装形態では、その他は非ＥＭＳ素子である配列１３０は、センサ電極と相互作用するように構成された専用ＥＭＳデバイスを含むことができ、ＥＭＳデバイスは、何らかの二次的目的を果たす必要はない。
【００４８】
図示の実装形態では、配列１３０は、複数の列電極１３４と、複数の列電極１３４と重なり、複数の列電極１３４に対して概ね直角に延びた複数の行電極１３２とを含む。本明細書では便宜のために行電極および列電極として説明しているが、配列の特定の向きは重要ではなく、行電極および列電極を代わりに、たとえばコモン電極およびセグメント電極と呼んでもよい。本明細書で説明する特定の実装形態では、複数の列電極１３４および複数の行電極１３２は、列電極１３４が行電極１３２と重なる各交差部にＩＭＯＤ１３６の配列を形成する。
【００４９】
ＥＭＳデバイスパッケージはまた、背板１１２を含み、背板１１２は、配列１３０の外周の周りに延びたシール１１４を介してＥＭＳ基板１１０に対して固定される。このシール１１４は、気密シールまたは半気密シールであってよく、図示のように配列１３０の周りに完全に延びることができるか、またはシール１１４中に１つまたは複数のブレークを含むことができ、それにより、背板１１２がＥＭＳ基板１１０に対して固定された後にＥＭＳデバイスパッケージ１１０のインタビューにアクセスすることが可能になる。いくつかの実装形態では、シール１１４は、ＥＭＳ基板１１０上に形成されず、背板１１２上に形成され得るか、または背板１１２とＥＭＳ基板１１０との間に挿入された別個の構造であり得る。
【００５０】
背板１１２の内表面１１６上に、センサ電極１２０が形成される。図４Ａの実装形態では、センサ電極１２０は単一の電極であるが、他の実施形態に関して、他の代替形態について以下でさらに詳細に説明する。後述する他の実装形態では、センサ電極は背板１１２の外表面１１８（図４Ｂ参照）上に形成され得るか、または背板１１２内に配設され得る。
【００５１】
図４Ｂは、図４Ａの組み立て済みのＥＭＳデバイスパッケージの断面図を示している。ＥＭＳ基板１１０および背板１１２が一緒にシールされて、組み立て済みのＥＭＳデバイスパッケージ１００が形成されると、センサ電極１２０とＥＭＳ配列１３０の上位行電極１３２との間に高さｈを有する空洞１０２が形成される。電気的トレース（図示せず）などの導電性構造を使用して、センサ電極１２０を制御回路および／または感知回路（図示せず）と電気通信する状態に置くことができる。ＥＭＳ配列１３０の上位行電極１３２も同様に、制御回路および／または感知回路（図示せず）と通信する状態に置くことができる。上記のように、センサ電極１２０と電気通信し、ＥＭＳ配列１３０の上位行電極１３２と電気通信する制御回路および／または感知回路は、いくつかの実装形態では、ＥＭＳ配列１３０を制御するように構成されたドライバ回路の一部であってよく、または何らかの他の個別回路の一部であってよい。
【００５２】
センサ電極１２０が１つまたは複数の行電極１３２と電気通信する状態に置かれているとき、センサ電極１２０とＥＭＳ配列１３０の上位行電極１３２との間にコンデンサが形成される。このコンデンサの容量、またはコンデンサの容量を示す信号は、任意の適切な方法を通じて測定されてよく、空洞１０２の高さｈ、およびＥＭＳ基板１１０と背板１１２との間の相対的変形の量の指示を提供する。
【００５３】
いくつかの実装形態では、センサ電極１２０は、単一の行電極１３２と電気通信する状態に置かれ得る。特定の実装形態では、センサ電極は、デバイスの中心の近くに位置する行電極１３２ａと電気通信する状態に置かれてよく、この場合、背板の変形およびコンデンサの高さに生じる変化は最大となる。他の実装形態では、複数またはすべての行電極１３２が一緒に同時に駆動され得る。本明細書で使用するコンデンサという用語は、単一のセンサ電極１２０および単一の行電極１３２が制御回路および／または感知回路と電気通信する状態に置かれた容量性感知構造と、容量性感知構造の一部分を形成するように２つ以上のセンサ電極１２０または行電極１３２が一緒に同時に駆動される容量性感知構造の両方を指し得る。
【００５４】
ＥＭＳデバイス配列１３０がディスプレイ配列であり、所与の行電極１３２が特定の色に関連付けられる実装形態では、特定の色に関連する様々な行電極１３２は一緒に走査され得る。そのような色ベースの走査プロセスは、既存のディスプレイデバイスドライバによって容易に実行され得る。他の実装形態では、行電極１３２を連続的に走査して、ＥＭＳ基板１１０に対する背板１１２の変形の形状の指示を提供することができる。たとえば、配列１３０の周辺の近くにある行電極１３２の場合、行電極１３２とセンサ電極１２０との間の相対的変形は、中央行電極１３２ａの場合よりも小さくなる。
【００５５】
図５は、一体化されたセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージを使用する感知方法を示す流れ図の一例を示す。方法２００はブロック２０５で始まり、ブロック２０５では、ＥＭＳデバイスパッケージの背板によって支持されたセンサ電極が、制御回路および／または感知回路と電気通信する状態に置かれ、背板にシールされた基板によって支持されたＥＭＳデバイスにおける電極も、制御回路および／または感知回路と電気通信する状態に置かれる。背板はＥＭＳ基板から空洞により離間可能であり、それによりセンサ電極は、ＥＭＳデバイスパッケージにおける電極から、ＥＭＳ基板に対する背板の相対的変形に応じた距離により離間され、センサ電極とＥＭＳ電極との間にコンデンサが形成される。いくつかの実装形態では、ＥＭＳデバイスはＩＭＯＤを含み、ＥＭＳデバイスにおける電極は、ＩＭＯＤにおける可動層である。他の実装形態では、ＥＭＳデバイスは、ＩＭＯＤ以外の別の適切なＥＭＳデバイスであり得る。
【００５６】
次いで方法２００はブロック２１０に進み、ブロック２１０では、センサ電極とＥＭＳ電極との間の容量を示す信号または値が測定される。いくつかの実装形態では、信号は、コンデンサを含む回路を通る電流を示す信号であり得るが、容量を示す他の信号が測定されることがある。いくつかの実装形態では、本方法は、容量の計算を含むこともあるが、他の実装形態では、測定された信号は、センサ電極およびＥＭＳ電極によって形成されたコンデンサの容量を直接計算することなく、ＥＭＳデバイスの測定されたパラメータと相関させられ得る。
【００５７】
さらなる実装形態では、センサ電極はＥＭＳデバイスパッケージの外に位置し得る。図６は、背板の外表面上に支持されたセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージの別の実装形態の分解図を示す。図６のＥＭＳデバイスパッケージ３００は、図４Ａ〜図４ＢのＥＭＳデバイスパッケージ１００と似ており、ＥＭＳ基板３１０の表面上に配設され、シール３１４によって囲まれたＥＭＳデバイスの配列３３０を含む。
【００５８】
しかしながら、ＥＭＳデバイスパッケージ３００が背板３１２の外表面３１８上に形成されたセンサ電極３２０を含む点で、ＥＭＳデバイスパッケージ３００は図４Ａ〜図４ＢのＥＭＳデバイスパッケージ１００と異なる。図４Ａ〜図４ＢのＥＭＳデバイスパッケージ１００と比較して、センサ電極３２０とＥＭＳ配列３３０の上位行電極３３２との間の間隔は、背板３１２の厚さにより増大する。背板３１２の外表面３１８上にセンサ電極３２０を配設することによって、センサ電極３２０とＥＭＳ配列３３０の導電性部分との間の意図しない短絡が防止され得る。
【００５９】
いくつかの実装形態では、ＥＭＳデバイスパッケージは、起伏部分、湾曲部分あるいはフラットでない部分を含む背板を含むことができる。そのような実装形態では、センサ電極は、背板の湾曲表面ではないフラットな部分に位置付けられるようにサイズおよび／または寸法が決定され得る。いくつかの実装形態では、センサ電極のサイズおよび形状がかなり変わることもある。いくつかの特定の実装形態では、センサ電極が背板表面のかなりの部分にわたって延びる一方、他の実装形態では、センサ電極は背板表面のより小さいエリアをカバーし得る。いくつかの実装形態では、感知システムの感度を増大させるために、上述したように背板の中心の近くにセンサ電極が配設されてよく、この場合、背板およびＥＭＳ基板の相対的変位は最大となる。
【００６０】
一実装形態では、ＥＭＳデバイスパッケージの背板上に配設されたセンサ電極を使用して、周囲圧力の指示を提供することができる。図７は、一体化されたセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージを使用する感知方法を示す流れ図の一例を示す。方法４００は、最初は図５の方法２００と同様であり、ブロック４０５で始まり、ブロック４０５では、ＥＭＳデバイスパッケージの背板上に配設されたセンサ電極が、制御回路および／または感知回路と電気通信する状態に置かれ、背板にシールされた基板によって支持されたＥＭＳデバイスにおける電極も、制御回路および／または感知回路と電気通信する状態に置かれる。次いで方法４００はブロック４１０に進み、ブロック４１０では、センサ電極とＥＭＳ電極との間の容量を示す信号が測定される。いくつかの実装形態では、本方法は、測定された信号に基づいて容量を判断するステップをさらに含むが、他の実装形態では、以下でより詳細に説明するように、そのようなステップは実行されなくてよい。
【００６１】
次いで方法４００はブロック４１５に進み、ブロック４１５では、ＥＭＳデバイスパッケージと周囲との間の圧力差の指示が判断される。ＥＭＳデバイスパッケージの空洞が気密シールされているとき、周囲圧力の変化が、ＥＭＳデバイスパッケージ圧力と周囲圧力との間の圧力勾配により、配列におけるＥＭＳ電極と背板上に配設されたセンサ電極との間の高さｈ（図３Ａ参照）の変化をもたらす。容量、または容量を示す信号を測定し、その後に容量（または容量を示す信号）を既知の周囲圧力における測定値と相関させることによって、現在の周囲圧力が測定され得る。いくつかの実装形態では、本方法は、ＥＭＳデバイスパッケージと周囲との間の圧力勾配に対する温度変化の影響を補償するために、現在の温度の測定をさらに含むことができる。
【００６２】
いくつかの実装形態では、方法４００はブロック４２０に進むことができ、ブロック４２０では、ＥＭＳデバイスパッケージの高度が判断される。いくつかの実装形態では、この判断は、ブロック４１５において判断された周囲圧力に基づくことができ、さらなる実装形態では、現在の温度を使用して、周囲およびパッケージの圧力に対する温度の影響を補償することができる。いくつかの実装形態では、高度を判断するために周囲圧力を明示的に判断する必要はない。そうではなく、たとえばルックアップテーブルを使用することによって、センサ電極とＥＭＳ電極との間の容量を示す信号または値を現在の高度と直接相関させることができ、現在の温度を示す信号または値をさらに使用して、温度の影響を補償することができる。したがって、干渉変調器などのＥＭＳデバイスを保護するように構成されたＥＭＳデバイスパッケージの構造を活用して、背板上にセンサ電極を含めることで、最小コストで一体型高度計を提供することができる。
【００６３】
いくつかの実装形態では、センサ電極とＥＭＳ電極との間の容量を示す信号のたった１つの測定に依拠するのではなく、ある時間にわたって一連の測定が実行され得る。ＥＭＳパッケージと周囲との間の圧力勾配が一定であると仮定できるほど時間が短い場合、単一の測定値の代わりに測定値の平均が使用され得る。複数の測定値を平均化することによって、たとえば、ユーザがＥＭＳデバイスパッケージを動かすか、または持っていることによって生じるパッケージ変形の差異を補償し、圧力または高度の測定の精度を改善することができる。特定の一実装形態では、雑音が約３．３ｆＦ未満であるシステムでは、約９．８ｆＦ程度の変化を検出するのに十分な測定感度であれば、約０．５メートル以内の高度の変化を検出するのに十分に正確である。
【００６４】
ＥＭＳデバイスパッケージが気密シールされている特定の実装形態に関して方法４００について説明しているが、ＥＭＳデバイスパッケージが気密シールされていないが、ＥＭＳデバイスパッケージの内部と周囲との間の圧力均等化の前にタイムラグが存在するほどにシールされているときに、方法４００または同様の方法を実行することもできる。いくつかの実装形態では、シールは半気密シールであってよく、ある程度の圧力差が数時間、数日間、数カ月間、さらには数年間にわたって維持され得る。他の実装形態では、気密性がより低いシールの使用に起因して、より短い時間の経過後に圧力差は縮小し得る。依然として、エレベーターでの動きから生じる圧力差などの誘起圧力差を使用して、たとえば相対的圧力差に基づく高度変化の指示を提供することができる。たとえば、特定の一実装形態では、圧力差の変化を使用して、高度変化の推定に基づいて、エレベーターがＥＭＳデバイスパッケージを持ってきたところの建物の特定のフロアを判断することができる。次に、現在のフロアに関するマップなどの情報が、ＥＭＳデバイスを介して、または他の手段により提供され得る。さらなる実装形態では、そのような推定は、推定の精度を改善するために、デバイスパッケージと周囲との間の予想漏れ速度を考慮することができる。
【００６５】
他の実装形態では、ＥＭＳデバイスパッケージに組み込まれたセンサ電極を使用して、ＥＭＳデバイスパッケージの表面のうちの一方における負荷の指示を提供することができる。たとえば、センサ電極を使用して、ＥＭＳデバイスパッケージ上に配置された物体の重量を測定することができる。図８は、重さが量られる物体を支持するＥＭＳデバイスパッケージの一例を示す。ＥＭＳデバイスパッケージ５００は、背板５１２を含み、背板５１２は、ＥＭＳデバイスの配列５３０の外周の周りに延びたシール５１４を介してＥＭＳ基板５１０に対して固定される。センサ電極５２０は、背板５１２の内表面５１６上に配設され、ＥＭＳ配列５３０における１つまたは複数の電極５３２と電気通信する状態に置かれる。物体５４０は、（図示の実装形態の場合）背板５１２またはＥＭＳ基板５１０の外表面５１８上に置かれ、その結果、背板５１２またはＥＭＳ基板５１０のうちの一方が他方に向かって変形する。センサ電極５２０とＥＭＳ電極５３２との間の高さｈの縮小によるこれら２つの間の容量の変化を測定することができ、物体５４０の質量を判断することができる。
【００６６】
図９は、一体化されたセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージ上に配置された物体の重量を測定する方法を示す流れ図の一例を示す。シールの支持構造に対する物体の位置付けは、背板の全体的変形に影響する。この影響により、たとえば、シールが不規則な形状で形成されない限り、物体の重量がロードベアリング基板の最大の変形をもたらす場所、典型的にはロードベアリング基板の中心に物体が置かれるのが好ましい。
【００６７】
いくつかの実装形態では、特にＥＭＳ配列がＥＭＳ基板を通じて見ることができるディスプレイ配列であるときには、ＥＭＳ基板上の物体の配置はこの位置付けを促進することができる。たとえば、ＥＭＳディスプレイを使用して、ロードベアリング基板の変形を最大化するために物体が中心に置かれるべきポイントを表示することができる。
【００６８】
さらなる実装形態では、最大変形の位置における物体の配置を検証することができ、物体の配置の調整を指示するために必要な場合にはユーザにフィードバックを提供することができる。ＥＭＳ電極が配列における多くのＥＭＳ電極のうちの１つである場合、複数のＥＭＳ電極の各々とセンサ電極との間の容量が連続的に判断され得る。ロードベアリング基板が真ん中のＥＭＳ電極に対して対称的に変形されない場合、物体の再位置付けを指示するために、ユーザに対するフィードバックを提供することができ、または、変形をもたらす物体の質量を判断するときに、中心から外れた位置付けを考慮することができる。
【００６９】
物体がＥＭＳデバイスパッケージ上に位置付けられると、図示の方法６００はブロック６０５で始まり、ブロック６０５では、上述の実装形態と同様の方法で、ＥＭＳ配列における電極および背板によって支持されたセンサ電極が、制御回路および／または感知回路と電気通信する状態に置かれる。次いで方法６００はブロック６１０に進み、ブロック６１０では、上述の実装形態と同様の方法で、ＥＭＳ電極とセンサ電極との間の容量を示す信号または値が測定される。
【００７０】
次いで方法６００はブロック６１５に進み、ブロック６１５では、センサ電極とＥＭＳ電極との間の測定された容量、または当該容量を示す信号もしくは値に基づいて、物体の質量が推定される。圧力勾配または高度の判断に関して上記で説明したように、ルックアップテーブルを使用することによって、またはプロセッサを使用して質量を直接計算することによって、測定された容量または示された値を対応する物体質量と相関させることができる。そのようなルックアップテーブルは、たとえば、ＥＭＳデバイスパッケージの機械的特性に基づく計算、または既知の質量の物体を使用した較正のいずれかを通じてポピュレートされ得る。いくつかの実装形態では、ＥＭＳディスプレイパッケージ上に物体を配置する前に容量または容量を示す信号もしくは値を測定することによってセンサを較正すること、またはゼロに戻すことができる。
【００７１】
いくつかの実装形態では、２つ以上のセンサ電極をＥＭＳデバイスパッケージの背板上に提供して、より正確な測定の実行を促進することができる。図１０は、背板の内表面上に支持された２つ以上のセンサ電極を有するＥＭＳデバイスパッケージの別の実装形態の分解図を示す。図示の実装形態では、ＥＭＳデバイスパッケージ７００は、背板７１２の内表面７１６上に配設された複数のセンサ電極７２２を含むセンサ電極配列７２０を含む。図示の実装形態では、センサ電極７２２は、グリッド構成で配置されるが、他の実装形態では、センサ電極７２２の他の配置が使用され得る。
【００７２】
ＥＭＳデバイス基板７１０上の基礎的ＥＭＳ配列７３０における行電極７３２と同様に、センサ電極配列７２０におけるセンサ電極７２２は、個別に、または同時に駆動する方法で利用され得る。個別に、または小さい電極グループで使用されるとき、センサ電極７２２（またはそのグループ）をＥＭＳデバイス配列７３０内の基礎的電極と電気通信する状態に置くことによって、複数のコンデンサが形成され得る。複数のコンデンサから同時測定または連続的測定を行うことによって、変形の範囲および形状に関する追加情報が提供され得る。
【００７３】
たとえば、方法６００に関して上述したように、重さが量られる物体が組み立て済みのＥＭＳデバイスパッケージ７００の上部に配置された場合に、配列から等距離にあるが配列の両側にあるコンデンサ間の容量の差異は、物体が配列に中心に置かれていないか、または不均衡であることを示し得る。センサ電極配列７２０が図示のようにグリッドであるとき、配列７２０を使用して、２つ以上の方向で物体の向きに関するフィードバックを提供することができる。物体の質量を推定するときに、この中心から外れたローディングを考慮することができ、または上述したように物体を再位置付けするためにユーザにフィードバックを提供することができる。
【００７４】
他の実装形態では、図示のグリッドのようなセンサ電極配列７２０を使用して、タッチセンサシステムを提供することができ、変形されている基板（背板７１２またはＥＭＳ基板７１０のいずれか）の変形プロファイルを使用して、負荷の下で変形されている表面とユーザがどこで接触しているかの指示を提供することができる。そのようなタッチシステムの分解能は、部分的に、センサ電極配列７２０におけるセンサ電極７２２のサイズおよび数、ならびに容量性感知システムのサンプリング速度に制約される。いくつかの実装形態では、そのようなタッチ感知システムはデバイスにおいて一次タッチセンサとしての働きをしないことがあるが、代わりに、タッチスクリーンデバイスの裏の接触事象の感知など、補完的タッチ機能を提供することができる。他の実装形態では、感知システムを使用して、専用タッチスクリーンシステムのないデバイスにおけるタッチ機能を提供することができる。
【００７５】
別の実装形態では、センサ電極配列７２０は、中央センサ電極と、中央センサの周辺周りに配設された１つまたは複数の環状センサ電極とを含むことができる。そのような配置、または任意の他の複数電極配置により、行われる差分測定は、背板７１２とＥＭＳ基板７１０との間の相対的変位の量および場所に関するさらなる情報を提供することが可能になる。他の実装形態では、センサ電極の任意の他の適切な数、形状および／または配置が使用されることもある。
【００７６】
図１１は、背板センサの配列を使用する接触事象を感知する方法を示す流れ図の一例を示す。方法８００はブロック８０５で始まり、ブロック８０５では、図１０に関して説明したようなＥＭＳデバイスパッケージにおける背板センサ電極の配列が、ＥＭＳデバイスパッケージにおける反対側の基板上のＥＭＳデバイス配列内の複数の電極と電気通信する状態に置かれる。いくつかの実装形態では、この結合は連続的であってよく、センサ電極の各々は順に、ＥＭＳ配列における１つまたは複数の電極と電気通信する状態に置かれ得る。他の実装形態では、この結合は部分的または同時であって、複数の容量性センサがこれらの接続によって同時に形成されることがある。たとえば、センサ電極のある列におけるセンサ電極の各々は、アドレス指定されているセンサ電極の列に対して実質的に直角に延びた行電極など、１つまたは複数の基礎的行電極と電気通信する状態に同時に置かれ得る。他の実装形態では、配列における各センサ電極は、１つまたは複数の基礎的ＥＭＳ電極に同時および個別に結合されて、背板センサ電極配列におけるセンサ電極ごとに容量性センサが提供され得る。さらに他の実装形態では、２つ以上のセンサ電極が一緒に同時に駆動されて、複数のセンサ電極を含む容量性センサが提供され得る。複数のセンサ電極を一緒に同時駆動することにより、たとえば、より低い分解能で連続サンプリングレートを高めることが可能になり得る。
【００７７】
次いで方法８００はブロック８１０に進み、ブロック８１０では、複数の容量性センサの容量を示す信号または値が測定される。いくつかの実装形態では、これは上述したようにすべての容量性センサについて同時に行われ得る。他の実装形態では、容量性センサを反復的に形成しテストすることができ、この場合、少なくとも１つのセンサ電極を１つまたは複数のＥＭＳ電極と電気通信する状態に置くことによって１つまたは複数の容量性センサを形成し、それらの容量性センサをテストし、それらの接続を断ち、新しい接続セットを形成して、順にテストされる異なる容量性センサまたは容量性センサのグループを提供することができる。
【００７８】
ＥＭＳデバイスパッケージ中の異なる位置にある複数の容量性センサの各々が提供され、テストされた後、方法８００はブロック８１５に進み、ブロック８１５では、接触事象と代替的に呼ばれる、ＥＭＳ基板に対する背板の変形を引き起こす負荷がある場合には、複数の容量性センサの容量（または当該容量を示す値もしくは信号）を分析して、負荷の場所を判断する。変形、特に非対称的変形における相対的違いを使用して、接触事象の場所の大まかな指示を提供することができる。接触場所は必ずしも最大変形のポイントに対応するとは限らないので、対称性の欠如の分析は、接触場所を判断する際に特に役立つ。加えて、上記で説明したように、本方法は、背板とＥＭＳデバイス基板との間の相対的変形の測定を利用するので、ＥＭＳデバイスパッケージのいずれかの表面上の接触事象が感知され得る。
【００７９】
ＥＭＳデバイスパッケージは、空気で膨らんだ空洞が間にある、互いにシールされた２つの基板を含むことができるので、空洞中の空気（または他のガス）は、２つの基板の間の結合バネとしての働きをすることができる。ＥＭＳデバイスパッケージにおける基板のうちの一方の振動は、２つの基板の間の結合により、他方の基板の振動を誘起する。時間がたつと、この振動はシステム内の減衰により弱まる。２つの基板の発振は、基板の共振周波数に一部依存し、ＥＭＳデバイスパッケージ内の２つの基板は、異なる構造特性および異なる共振周波数を有し得る。
【００８０】
図４Ａおよび図４Ｂを再び参照すると、支持ＥＭＳデバイス基板１１０を通じて見られるように構成されたＩＭＯＤディスプレイデバイスなどのデバイスでは、ＥＭＳ基板１１０は、互いに対して付着または場合によって固定された２つ以上の層を含むことができる。たとえば、様々な実装形態は、タッチスクリーンシステム、フロントライトシステム、光学層、および保護カバーガラスのうちの１つまたは複数を含むことがある。いくつかの実装形態では、ＥＭＳ基板１１０として図４Ａに表されているこれらの層の全体的組合せは、背板１１２よりも硬いことがあり、それ自体が互いに対して固定された１つまたは複数の層を含むことができる。便宜のために、これらの構造は基板および背板と呼ばれるが、それらは、本明細書で説明する実装形態のうちのいずれかにおいて多層構造であり得る。これらの基板の共振周波数は、これらの構造の既知の特性に基づいて計算され得る。特定の一実装形態では、背板１１２の共振周波数が約３ｋＨｚであり得る一方、より硬いＥＭＳデバイス基板１１０の共振周波数は約４．８ｋＨｚであり得る。
【００８１】
ＥＭＳ基板１１０および背板１１２のうちの一方が低周波数で発振するとき、２つのプレート間の結合により、ＥＭＳ基板１１０および背板１１２のうちの他方は駆動プレートと概ね同じ位相で発振することが可能になる。センサ電極１２０とＥＭＳ電極１３２との間の容量（または当該容量を示す信号もしくは値）が連続的にサンプリングされる場合、経時的な容量の変化は最小となり、その変化は、異なるプレートの硬さによる２つのプレートの発振振幅の違いに一部起因する。ただし、発振周波数が高くなると、第２のプレートの誘起発振は第１のプレートの駆動発振と異なる位相となり、時間がたつと容量の差異が著しく増大することがある。
【００８２】
図１２は、低周波数発振を引き起こす刺激と高周波数発振を引き起こす刺激の両方に応答した経時的な容量の誘起変化のプロットを示す。たとえば、ＥＭＳデバイスパッケージの動きは、ＥＭＳデバイスパッケージの一方または両方のプレートの低周波数発振を誘起することができる。特に、２つのプレートが概ね同じ位相で動くことで、低周波数発振を引き起こす刺激が経時的に低振幅容量変化９１０をもたらすことが分かる。ＥＭＳデバイスパッケージ、特にパッケージのプレートの一方に対する衝撃により、衝撃を受けたプレートは、パッケージの単純な動きによって誘起される周波数よりも高い周波数で発振することになり、２つのプレートの間の結合は、両方のプレートに高周波数発振を誘起することになる。低周波数発振を引き起こす刺激によって誘起された低振幅容量変化９１０とは対照的に、高周波数発振を引き起こす刺激は、プレートが互いに異なる位相で動き、プレート間の間隔の差異が増大するために、経時的にはるかに高い振幅の容量変化９２０をもたらし得る。時間がたつと、衝撃または他の刺激によって誘起された発振は、背板およびＥＭＳ基板が互いに対して変形されていないときのシステムの無負荷容量９３０まで減衰する。
【００８３】
上記のように、高周波数駆動発振の１つの源は、たとえばＥＭＳデバイスパッケージが落とされたときなどにパッケージが受ける衝撃である。容量が経時的にサンプリングされている場合、そのような衝撃によって誘起され得る容量での大きい発振を分析して、そのような衝撃の発生、ならびに衝撃の時間および大きさに関する情報を識別することができる。
【００８４】
特定の実装形態では、時間の測定値としての容量の測定値を周波数領域で分析して、ＥＭＳ基板１１０および背板１１２の発振を引き起こした衝撃を示す特徴周波数（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を識別することができる。たとえば、特徴周波数に合わせられた１つまたは複数の帯域フィルタをＥＭＳデバイス電子機器に組み込み、ＥＭＳデバイスパッケージの特徴周波数に合わせることができる。これらの周波数は、ＥＭＳデバイスパッケージ構成要素の構造的特性に基づく計算、またはデバイスのテストのいずれかにより判断され得る。これらの特徴周波数で生成された容量性信号を記録し、後に分析して、衝撃の時間および／または大きさを判断することができる。
【００８５】
ＥＭＳデバイスパッケージが落とされたことから受ける衝撃などの衝撃は、広い周波数範囲でパッケージの相当量の共振移動を引き起こすことになり、これらの特徴周波数は、そのような衝撃によって引き起こされるにすぎない。十分に速いサンプリングは、様々なデータポイントを提供することになり、このデータの分析は、データを時間領域から周波数領域に翻訳するフーリエ変換を含むことができる。フーリエ変換において識別され得る周波数範囲は、時間領域におけるデータのサンプリングレートに依存する。一実装形態では、所与のＥＭＳデバイスパッケージまたはパッケージ設計の場合、ＥＭＳデバイスパッケージの２つのプレートが互いに対して逆位相方法で共振する第１のモードが計算または識別され得る。この第１の共振モードの周波数ｆ１は、ＥＭＳデバイスパッケージに対する衝撃を示す第１の特徴周波数であり得る。使用されるサンプリングレートが第１の特徴周波数ｆ１の少なくとも２倍である限り、共振モードの存在は、サンプリングされたデータのフーリエ変換から、または測定されたデータの他の適切な分析を通じて識別され得る。
【００８６】
この感知方法は、ＥＭＳデバイスに損害を引き起こす衝撃の識別を可能にし、たとえば、デバイスの取扱いの誤りを示し、保証を無効にすることができる。そのような感知方法は、他のデバイスでは、信頼性の低い個別の加速度計の使用を必要とする。ＩＭＯＤベースのディスプレイの場合、感知回路をドライバ回路に組み込むことができ、センサ電極構造は単純な構造であり得るので、構成要素を大幅に追加する必要なしに、信頼性の高いショックセンサをディスプレイパッケージに組み込むことができる。
【００８７】
図１３は、ＥＭＳデバイスパッケージに対する衝撃を検出する方法を示す流れ図の一例を示す。方法１０００はブロック１００５で始まり、ブロック１００５では、ＥＭＳデバイスパッケージの背板上のセンサ電極が、制御回路および／または感知回路と電気通信する状態に置かれ、ＥＭＳデバイスパッケージを形成するために背板にシールされた基板上のＥＭＳデバイスにおけるＥＭＳ電極も、制御回路および／または感知回路と電気通信する状態に置かれる。
【００８８】
次いで方法１０００はブロック１０１０に進み、ブロック１０１０では、センサ電極とＥＭＳ電極との間の容量を周期的にサンプリングして、時間の関数としての容量の測定値を提供する。上記で説明したように、実際の容量値の代わりに容量を示す信号または値が分析され得るので、各時点における実際の容量が判断される必要はない。
【００８９】
次いで方法１０００はブロック１０１５に進み、ブロック１０１５では、時間の関数としての容量の測定値を分析して、衝撃の発生を識別する。いくつかの実装形態では、この分析は、時間の関数としての容量の測定値の周波数分析を含むことができ、特定の実装形態では、これは、測定された信号を、ＥＭＳデバイスパッケージの特徴周波数に合わせられた１つまたは複数の帯域フィルタに通すことを含み得る。
【００９０】
図１４は、一体化された背板センサを有するＥＭＳデバイスパッケージを製作する方法を示す流れ図の一例を示す。方法１１００はブロック１１０５で始まり、ブロック１１０５では、ＥＭＳデバイスを支持する基板が提供され、ＥＭＳデバイスは少なくとも１つの電極を含む。上記で説明したように、基板は、ＩＭＯＤまたは他の適切なＥＭＳデバイスなどのＥＭＳデバイスの配列を支持することができ、配列は多くの電極を含むことができる。
【００９１】
次いで方法１１００はブロック１１１０に進み、ブロック１１１０では背板が提供され、背板はセンサ電極を支持する。上記で説明したように、いくつかの実装形態では、背板は、センサ電極の配列、または中央センサ電極、および中央センサ電極の周辺周りに配設された１つまたは複数の環状センサ電極を含むことができる。
【００９２】
次いで方法１１００はブロック１１１５に進み、ブロック１１１５では、ＥＭＳパッケージを形成するために背板と基板とを接合する。この接合プロセスは、たとえば、シール、フリット、または背板を基板に接合するための他の介在構成要素もしくは介在材料を含むことができるが、他の実装形態では、介在材料を使用することなく背板を基板に直接接合することができる。
【００９３】
次いで方法１１００はブロック１１２０に進み、ブロック１１２０では、センサ電極と制御回路および／または感知回路との間、ならびにＥＭＳデバイスの電極と制御回路および／または感知回路との間の電気通信を可能にする接続構造が形成される。ＥＭＳデバイスを制御するように構成されたドライバ回路をＥＭＳデバイスパッケージが含む実装形態では、これらの接続構造は、ドライバ回路をＥＭＳデバイスと電気通信する状態に置く接続構造を含むことができる。これらの接続構造は、感知回路とセンサ電極またはＥＭＳデバイスの電極との間の持続的電気通信を提供する必要はないが、感知回路とセンサ電極またはＥＭＳデバイスの電極との間の選択的結合を可能にするスイッチまたは他の構造を含むことができる。
【００９４】
いくつかの実装形態では、感知回路は、背板または基板のうちの１つに配設され得る。感知回路が背板上に配設される場合、感知回路とセンサ電極との間の接続構造が、背板を基板に接合する前に形成されてよく、感知回路とＥＭＳデバイスの電極との間の接続構造は、たとえば、フレックステープ、異方性電導膜、バンプトゥバンプ接続、または任意の他の適切なプロセスを使用することによって、少なくとも部分的には接合プロセス中に形成され得る。同様に、感知回路がＥＭＳデバイス基板上に配設される場合、感知回路とＥＭＳデバイスの電極との間の接続構造が、背板を基板に接合する前に形成されてよく、感知回路とセンサ電極との間の接続構造は、少なくとも部分的には接合プロセス中に形成され得る。
【００９５】
図１５Ａおよび図１５Ｂは、複数のＩＭＯＤディスプレイ素子を含むディスプレイデバイス４０を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０は、たとえば、スマートフォン、セルラー式電話機または携帯電話機とすることができる。しかし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはそのわずかな変形形態も、テレビ、コンピュータ、タブレット、電子書籍リーダー、ハンドヘルドデバイスおよび携帯型メディアデバイスなどの種々のタイプのディスプレイデバイスを例示するものである。
【００９６】
ディスプレイデバイス４０は、筐体４１と、ディスプレイ３０と、アンテナ４３と、スピーカ４５と、入力デバイス４８と、マイクロホン４６とを含む。筐体４１は、射出成形および真空成形を含む様々な製造プロセスのいずれかから形成され得る。さらに、筐体４１は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはこれらの組合せを含むがこれらに限定されない様々な材料のいずれかから作製され得る。筐体４１は、異なる色をしたまたは異なるロゴ、画像、もしくは記号を含む他の着脱可能な一部分と交換され得る着脱可能な部分（図示せず）を含むことができる。
【００９７】
ディスプレイ３０は、本明細書において説明する、双安定ディスプレイまたはアナログディスプレイを含む、様々なディスプレイのいずれかであってよい。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、もしくはＴＦＴ  ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、またはＣＲＴもしくは他の管デバイスなどの非フラットパネルディスプレイを含むように構成され得る。さらに、ディスプレイ３０は、本明細書において説明するように、ＩＭＯＤベースのディスプレイを含むことができる。
【００９８】
ディスプレイデバイス４０の構成要素は、図１５Ａに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、筐体４１を含み、その中に少なくとも部分的に納められた追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合され得るアンテナ４３を含むネットワークインタフェース２７を含む。ネットワークインタフェース２７は、ディスプレイデバイス４０上で表示可能な画像データの供給源であってよい。したがって、ネットワークインタフェース２７は画像ソースモジュールの一例であるが、プロセッサ２１および入力デバイス４８も画像ソースモジュールとして機能することができる。トランシーバ４７はプロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は調整用ハードウェア５２に接続される。調整用ハードウェア５２は、信号を調整する（フィルタまたは他の方法で信号を操作するなど）ように構成され得る。調整用ハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイクロホン４６に接続可能である。プロセッサ２１は、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９にも接続可能である。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８および配列ドライバ２２に結合可能であり、配列ドライバ２２はディスプレイ配列３０に結合可能である。図１５Ａに具体的に示されていない要素を含む、ディスプレイデバイス４０内の１つまたは複数の要素は、メモリデバイスとして機能するように構成され、また、プロセッサ２１と通信するように構成されることが可能である。いくつかの実装形態では、電源５０は、特定のディスプレイデバイス４０の設計において必要とされる実質的にすべての構成要素に電力を供給することができる。
【００９９】
ネットワークインタフェース２７は、アンテナ４３とトランシーバ４７とを含み、その結果、ディスプレイデバイス４０は、ネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと通信することができる。ネットワークインタフェース２７は、たとえばプロセッサ２１のデータ処理要件を軽減するためにいくつかの処理能力も有することができる。アンテナ４３は、信号を送信および受信することができる。いくつかの実装形態では、アンテナ４３は、ＩＥＥＥ  １６．１１（ａ）、（ｂ）、もしくは（ｇ）を含むＩＥＥＥ  １６．１１規格またはＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎおよびそのさらなる実装形態を含むＩＥＥＥ  ８０２．１１規格に従ってＲＦ信号を送信および受信する。いくつかの他の実装形態では、アンテナ４３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に従ってＲＦ信号を送信および受信する。セルラー式電話の場合、アンテナ４３は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）、ＧＳＭ／Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＥＤＧＥ）、Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｔｒｕｎｋｅｄ  Ｒａｄｉｏ（ＴＥＴＲＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ｂ、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ（ＨＳＰＡ）、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ（ＨＳＤＰＡ）、Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ（ＨＳＵＰＡ）、Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ（ＨＳＰＡ＋）、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ＡＭＰＳ、または３Ｇ技術、４Ｇ技術、もしくは５Ｇ技術を利用するシステムなどのワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される他の知られている信号を受信するように設計され得る。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号を、これらがプロセッサ２１によって受信され、さらに操作可能であるように前処理することができる。トランシーバ４７はまた、プロセッサ２１から受信された信号を、これらがアンテナ４３を介してディスプレイデバイス４０から送信可能であるように処理することができる。
【０１００】
いくつかの実装形態では、トランシーバ４７は、受信機と交換され得る。さらに、いくつかの実装形態では、ネットワークインタフェース２７は、プロセッサ２１に送られるべき画像データを保存または生成できる画像ソースと交換され得る。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の全体的な動作を制御することができる。プロセッサ２１は、ネットワークインタフェース２７または画像ソースから圧縮画像データなどのデータを受信し、そのデータを処理して未加工の画像データを、または未加工の画像データに容易に処理され得るフォーマットを生成する。プロセッサ２１は、この処理されたデータをドライバコントローラ２９に、または保存するためにフレームバッファ２８に送ることができる。未加工のデータとは、典型的には、画像内の各場所における画像特性を識別する情報を指す。たとえば、このような画像特性は、色、彩度、およびグレースケールレベルを含むことができる。
【０１０１】
プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためにマイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理演算装置を含むことができる。調整用ハードウェア５２は、信号をスピーカ４５に送信するための、および信号をマイクロホン４６から受信するための、増幅器とフィルタとを含んでもよい。調整用ハードウェア５２は、ディスプレイデバイス４０内の個別構成要素品であっても、あるいはプロセッサ２１または他の構成要素内に組み込まれてもよい。
【０１０２】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された未加工の画像データを、プロセッサ２１から直接またはフレームバッファ２８から取得でき、配列ドライバ２２への高速送信のために未加工の画像データを適切に再フォーマットすることができる。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９は、ディスプレイ配列３０全体にわたって走査に適した時間順序を有するように、未加工の画像データをラスターのようなフォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができる。次に、ドライバコントローラ２９は、フォーマットした情報を配列ドライバ２２に送る。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９は、独立した集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１を関連付けられることが多いが、このようなコントローラは多数の方法で実施され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれても、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれても、またはハードウェア内で配列ドライバ２２と完全に一体化されてもよい。
【０１０３】
配列ドライバ２２は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ２９から受信でき、ディスプレイのディスプレイ素子のｘｙ行列から来る、数百、場合によっては数千（またはそれ以上）のリード線に毎秒多数回印加される並列な１組の波形にビデオデータを再フォーマットすることができる。
【０１０４】
いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９、配列ドライバ２２、およびディスプレイ配列３０は、本明細書において説明するディスプレイのタイプのいずれかに適している。たとえば、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（ＩＭＯＤディスプレイ素子コントローラなど）とすることができる。さらに、配列ドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（ＩＭＯＤディスプレイ素子ドライバなど）とすることができる。さらに、ディスプレイ配列３０は、従来のディスプレイ配列または双安定ディスプレイ配列（ＩＭＯＤディスプレイ素子の配列を含むディスプレイなど）とすることができる。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ２９は、配列ドライバ２２と一体化され得る。このような実装形態は、高集積システム、たとえば、携帯電話、携帯型電子デバイス、腕時計、または小面積ディスプレイで有用であり得る。
【０１０５】
いくつかの実装形態では、入力デバイス４８は、たとえばユーザがディスプレイデバイス４０の動作を制御できるように構成され得る。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話機のキーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー（ｒｏｃｋｅｒ）、タッチセンシティブスクリーン、ディスプレイ配列３０と一体化されたタッチセンシティブスクリーン、または感圧膜もしくは感熱膜を含むことができる。マイクロホン４６は、ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスとして構成され得る。いくつかの実装形態では、マイクロホン４６を介した音声コマンドは、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するために使用され得る。
【０１０６】
電源５０は、様々なエネルギー貯蔵デバイスを含むことができる。たとえば、電源５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池などの充電式電池とすることができる。充電式電池を使用する実装形態では、充電式電池は、たとえばコンセントまたは光電式デバイスもしくは配列によってもたらされる電力を使用して充電可能であってよい。あるいは、充電式電池は、ワイヤレス充電可能である。電源５０はまた、再生可能なエネルギー源、コンデンサ、またはプラスチック太陽電池もしくは太陽電池塗料を含む太陽電池を含むことができる。電源５０はまた、壁コンセント電力を受信するように構成され得る。
【０１０７】
いくつかの実装形態では、制御プログラマビリティ（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｉｌｉｔｙ）は、電子ディスプレイシステム内のいくつかの場所に設置可能なドライバコントローラ２９内に備わっている。いくつかの他の実装形態では、制御プログラマビリティは配列ドライバ２２内に備わっている。上述した最適化は、任意の数のハードウェア構成要素および／またはソフトウェア構成要素において、ならびに種々の構成で実施され得る。
【０１０８】
本明細書で使用される場合、項目のリスト「のうちの少なくとも１つ」を参照する句は、単一のメンバを含むこれらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ−ｂ、ａ−ｃ、ｂ−ｃ、およびａ−ｂ−ｃを包含することを意図するものである。
【０１０９】
本明細書で開示される実装形態に関連して説明した種々の例示的なロジック、論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムのステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはこの両者の組合せとして実施可能である。ハードウェアおよびソフトウェアの互換性について、機能に関して概略的に説明し、上述の種々の例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップとして示してきた。このような機能がハードウェアで実施されるかソフトウェアで実施されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課せられた設計の制約によって決まる。
【０１１０】
本明細書で開示される態様に関連して説明した種々の例示的なロジック、論理ブロック、モジュール、および回路を実施するために使用されるハードウェアおよびデータ処理装置は、本明細書において説明する機能を実行するように設計された、シングルチップまたはマルチチップの汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラム可能な論理デバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタロジック、個別のハードウェア構成要素、またはこれらの任意の組合せによって実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいし、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってもよい。プロセッサは、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサの組合せ、ＤＳＰコアと連動する１つまたは複数のマイクロプロセッサの組合せなどのコンピューティングデバイスの組合せ、または他の任意のこのような構成としても実施され得る。いくつかの実装形態では、特定のステップおよび方法は、所与の機能に固有の回路によって実行され得る。
【０１１１】
１つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書に開示されている構造およびそれらの構造的な等価物を含む、ハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実施され得る。本明細書において説明する主題の実装形態はまた、データ処理装置によって処理されるための、またはデータ処理装置の動作を制御するために、コンピュータ記憶媒体上で符号化された１つまたは複数のコンピュータプログラムすなわちコンピュータプログラム命令の１つまたは複数のモジュールとして実施され得る。
【０１１２】
ソフトウェアで実装される場合、機能を１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体に記憶すること、またはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。本明細書で開示される方法またはアルゴリズムのステップは、コンピュータ可読媒体上に存在し得る、プロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールで実施され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所にコンピュータプログラムを転送することを可能にされ得る任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または命令またはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる任意の他の媒体を含むことができる。また、あらゆる接続がコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれ得る。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（ｄｉｓｋ）およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、データをレーザーで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれ得る。さらに、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体上に１つまたは任意の組合せまたはセットのコードおよび命令として存在し得る。
【０１１３】
本開示において説明する実装形態の種々の変更は、当業者には容易に明らかになり得、本明細書において定義される一般的原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実装形態に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書において示される実装形態に限定されることを意図したものではなく、特許請求の範囲には、本明細書で開示される本開示、原理、および新規な特徴と一致する最も広い範囲が認められるべきである。さらに、「上の（ｕｐｐｅｒ）」および「下の（ｌｏｗｅｒ）」という用語が、図を説明しやすくするために使用されることがあり、適切に配向されたページ上の図の向きに対応する相対的位置を示し、たとえば、実施されるＩＭＯＤディスプレイ素子の適切な向きを反映しなくてもよいことは、当業者には容易に理解されるであろう。
【０１１４】
別個の実装形態に関して本明細書において説明する特定の特徴はまた、単一の実装形態で組み合わせて実施され得る。逆に、単一の実装形態に関して説明する種々の特徴はまた、複数の実装形態でまたは任意の適切な副組合せ（ｓｕｂｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）で別々に実施され得る。さらに、特徴が特定の組合せで作用すると上述され、さらに当初はそのようなものとして請求され得るが、請求した組合せからの１つまたは複数の特徴は場合によってはその組合せから除き得ること、請求した組合せは副組合せまたは副組合せの変形を対象とし得る。
【０１１５】
同様に、動作が図面では特定の順序で示されているが、望ましい結果を達成するために、このような動作が、示された特定の順序でもしくは順次に実行されること、または示された動作のすべてが実行されることを必要としないことが当業者には容易に理解されよう。さらに、図面は、さらに１つの例示的なプロセスを流れ図の形で概略的に示すことができる。しかし、示されない他の動作が、概略的に示される例示的なプロセスに組み込まれてもよい。たとえば、示された動作のいずれかの前、その後、またはその間に、１つまたは複数の追加の動作が実行可能である。特定の状況では、マルチタスク方式および並列処理が有利な場合がある。さらに、上述の実装形態における種々のシステム構成要素の分離は、すべての実装形態でこのような分離を必要とすると理解されるべきではなく、説明したプログラム構成要素およびシステムは一般に単一のソフトウェア製品に合わせて統合されるかまたは複数のソフトウェア製品にパッケージ化されることが可能なことを理解されたい。さらに、他の実装形態は、以下の特許請求の範囲に含まれる。場合によっては、特許請求の範囲に記載された作用は、異なる順序で実行でき、依然として所望の結果を達成することが可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１２  ＩＭＯＤディスプレイ素子
１３  光
１４  可動反射層、可動層
１５  光
１６  光学スタック、光学スタック部分
１８  支持支柱
２０  透明基板
２１  プロセッサ
２２  配列ドライバ
２４  行ドライバ回路
２６  列ドライバ回路
２７  ネットワークインタフェース
２８  フレームバッファ
２９  ドライバコントローラ
３０  ディスプレイ配列
３６  ＥＭＳ配列
４０  ディスプレイデバイス
４５  スピーカ
４６  マイクロホン
４７  トランシーバ
４８  入力デバイス
５０  電源
５２  調整用ハードウェア
９１  ＥＭＳパッケージ
９２  背板
９３  凹部
９４ａ  背板構成要素
９４ｂ  背板構成要素
９６  導電性バイア
９７  機械的隔離絶縁器
９８  電気接点
１００  ＥＭＳデバイスパッケージ
１０２  空洞
１１０  ＥＭＳ基板、支持ＥＭＳデバイス基板、ＥＭＳデバイス基板
１１２  背板
１１４  シール
１１６  内表面
１１８  外表面
１２０  センサ電極
１３０  配列、ＥＭＳ配列、ＥＭＳデバイス配列
１３２  行電極、上位行電極、ＥＭＳ電極
１３２ａ  行電極、中央行電極
１３４  列電極
１３６  ＩＭＯＤ
２００  方法
３００  ＥＭＳデバイスパッケージ
３１２  背板
３１０  ＥＭＳ基板
３１４  シール
３１８  外表面
３２０  センサ電極
３３０  配列、ＥＭＳ配列
３３２  上位行電極
４００  方法
５００  ＥＭＳデバイスパッケージ
５１０  ＥＭＳ基板
５１２  背板
５１４  シール
５１６  内表面
５１８  外表面
５２０  センサ電極
５３０  配列、ＥＭＳ配列
５３２  電極、ＥＭＳ電極
５４０  物体
６００  方法
７００  ＥＭＳデバイスパッケージ
７１０  ＥＭＳデバイス基板、ＥＭＳ基板
７１２  背板
７１６  内表面
７２０  配列、センサ電極配列
７２２  センサ電極
７３０  基礎的ＥＭＳ配列、ＥＭＳデバイス配列
７３２  行電極
８００  方法
９１０  低振幅容量変化
９２０  容量変化
９３０  無負荷容量
１０００  方法
１１００  方法
【図１】
2016504562.tif 000003
【図２】
2016504562.tif 000004
【図３Ａ】
2016504562.tif 000005
【図３Ｂ】
2016504562.tif 000006
【図４Ａ】
2016504562.tif 000007
【図４Ｂ】
2016504562.tif 000008
【図５】
2016504562.tif 000009
【図６】
2016504562.tif 000010
【図７】
2016504562.tif 000011
【図８】
2016504562.tif 000012
【図９】
2016504562.tif 000013
【図１０】
2016504562.tif 000014
【図１１】
2016504562.tif 000015
【図１２】
2016504562.tif 000016
【図１３】
2016504562.tif 000017
【図１４】
2016504562.tif 000018
【図１５Ａ】
2016504562.tif 000019
【図１５Ｂ】
2016504562.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月13日(2014.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面を有する基板と、
前記基板の前記第１の表面によって支持され、感知回路と電気通信する状態に置かれるように構成された電極を各々が含む複数の電気機械システム（ＥＭＳ）デバイスと、
前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスを封入する空洞を形成するために前記第１の基板にシールされた背板と、
前記背板によって支持され、複数のセンサ電極と前記複数のＥＭＳデバイスの前記電極との間に複数の容量性センサを形成するために前記感知回路と電気通信する状態に置かれるように構成された複数のセンサ電極と
を備えるＥＭＳデバイスパッケージ。
【請求項２】
前記感知回路が、少なくとも１つのセンサ電極と少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間の容量を示す信号を測定するように構成される、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項３】
前記感知回路が、前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の圧力差を判断するようにさらに構成される、請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項４】
温度センサをさらに含む、請求項３に記載のパッケージ。
【請求項５】
前記感知回路が、前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の前記圧力差を判断するときに、温度の影響を補償するために現在の温度を示す信号または値を利用するように構成される、請求項４に記載のパッケージ。
【請求項６】
前記感知回路が、前記パッケージの高度を推定するようにさらに構成される、請求項３から５のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項７】
前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の前記圧力差を判断するステップが、
ある時間にわたって一連の測定を実行するステップと、
前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の前記圧力差を判断するために、それらの測定値の平均を利用するステップと
を含む、請求項３から６のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項８】
前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の前記圧力差を判断するステップが、
前記少なくとも１つのセンサ電極と前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間の前記容量を示す信号の少なくとも１つの測定を実行するステップと、
前記少なくとも１つのセンサ電極と前記少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間の前記容量を示す前記信号の前記少なくとも１つの測定を既知の周囲温度における測定と相関させて、現在の周囲圧力を測定するステップと
を含む、請求項３から７のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項９】
前記パッケージが気密シールされている、請求項１から８のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１０】
前記複数のセンサ電極が、グリッドに配置されたセンサ電極の配列を含む、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項１１】
前記複数のセンサ電極が、少なくとも１つのセンサ電極と、前記少なくとも１つのセンサ電極の周辺に沿って配設された第２の電極とを含む、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項１２】
前記第２の電極が、前記少なくとも１つのセンサ電極を囲む実質的に環状の電極である、請求項１１に記載のパッケージ。
【請求項１３】
前記感知回路が、少なくとも１つのセンサ電極と少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間の前記容量の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記ＥＭＳデバイスパッケージによって支持された物体の重量を推定するようにさらに構成される、請求項１から１２のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１４】
前記感知回路が、前記パッケージに対する接触事象の場所を推定するようにさらに構成される、請求項１から１３のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１５】
前記感知回路と電気通信している少なくとも１つの帯域フィルタをさらに含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの帯域フィルタが、前記パッケージに対する衝撃を示す周波数に合わせられ、前記感知回路が、時間の関数としての、少なくとも１つのセンサ電極と少なくとも１つのＥＭＳデバイスの前記電極との間の前記容量の測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記パッケージが衝撃を受けているかどうかを判断するようにさらに構成される、請求項１５に記載のパッケージ。
【請求項１７】
前記複数のセンサ電極が、前記基板に面する前記背板の表面上に配設される、請求項１から１６のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１８】
前記複数のセンサ電極が、前記基板の反対側にある前記背板の表面上に配設される、請求項１から１７のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項１９】
前記ＥＭＳデバイスが、ディスプレイの一部分を形成し、前記パッケージが、
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスと
をさらに備える、請求項１から１８のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項２０】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成されたドライバ回路と、
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送信するように構成されたコントローラと
をさらに備える、請求項１９に記載のパッケージ。
【請求項２１】
前記ドライバ回路が前記感知回路を含む、請求項２０に記載のパッケージ。
【請求項２２】
前記画像データを前記プロセッサに送信するように構成された画像ソースモジュールであって、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを備える画像ソースモジュール
をさらに備える、請求項１９から２１のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項２３】
入力データを受信し、前記プロセッサに前記入力データを通信するように構成された入力デバイス
をさらに備える、請求項１９から２２のいずれか一項に記載のパッケージ。
【請求項２４】
電気機械システムデバイス（ＥＭＳ）パッケージを製作する方法であって、
複数のＥＭＳデバイスを支持する基板を提供するステップであって、前記複数のＥＭＳデバイスの各々が少なくとも１つの電極を含む、ステップと、
複数のセンサ電極を支持する背板を提供するステップと、
前記ＥＭＳデバイスを含むＥＭＳデバイスパッケージを形成するために前記基板を前記背板に接合するステップと、
感知回路と前記複数のセンサ電極との間および前記感知回路と前記複数のＥＭＳデバイスの前記電極との間の電気通信を可能にする導電性構造を形成するステップと
を含む方法。
【請求項２５】
前記背板が、前記複数のセンサ電極に接続された感知回路をさらに支持する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記基板が、前記複数のＥＭＳデバイスの前記電極に接続された感知回路をさらに支持する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記複数のセンサ電極がセンサ電極の配列を含む、請求項２４から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記複数のセンサ電極が、中央センサ電極と、前記中央センサ電極の周辺周りに延びた少なくとも１つの環状センサ電極とを含む、請求項２４から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記感知回路が、前記ＥＭＳデバイスを制御するように構成されたドライバ回路の少なくとも一部分を形成する、請求項２４から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記感知回路が、前記パッケージの中の圧力と前記パッケージの外の周囲圧力との間の圧力差を判断するように構成される、請求項２４から２９のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2016504562.tif 000021
2016504562.tif 000022