タッチスクリーン・システムのための応力封止
ベゼルの周りに簡易な封止システムを組み込んだタッチスクリーン・システムが供される。タッチスクリーン・システムは、タッチスクリーン面にタッチ検知領域を有し、平面ディスプレイ面を備えたディスプレイ・デバイスに結合される平面タッチスクリーンを有して成る。フレームは平面タッチスクリーン上に配置される。フレームは、タッチ検知領域の外縁を実質的に規定する中央開口部；フレームの外側周縁領域を成す剛性部分；剛性部分に接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分；および、平面タッチスクリーン面と可撓性部分との間に設けられる封止部分を有して成る。フレームがタッチスクリーンに当接する前では、フレームの可撓性部分は、剛性部分の上面によって規定される平面から離れるように、タッチスクリーンに向かって延在している。その一方、フレームがタッチスクリーンに設けられる際には、可撓性部分が封止部分を介して平面タッチスクリーンを押圧するように、フレームの可撓性部分が移動することになる。ベゼル周りの簡易な封止システムは、平面ディスプレイ面を有するいずれの種類のディスプレイまたはいずれの種類のタッチスクリーン技術に対して用いることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチスクリーンおよびタッチスクリーン・システムに関する。より詳細には、本発明は、封止システムを有するタッチスクリーン・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
データ処理システムへと送られる情報の入力手段として、タッチスクリーンは、種々のディスプレイ（例えば、陰極線管（ＣＲＴ）および液晶ディスプレイ・スクリーン（即ち、ＬＣＤスクリーン））と共に用いられる。タッチスクリーンがディスプレイ上に設けられたり、ディスプレイに組み込まれたりすると、ユーザーは、スクリーン上をタッチすることにより所望の表示アイコンまたは表示要素を選択できるようになる。タッチスクリーンは、例えば、店頭端末システム、情報提供所、現金自動預入支払機（即ち、ＡＴＭ）、データ入力システム、ゲーム機、改札機などを含む様々な用途で用いられている。
【０００３】
タッチスクリーンの種類は、弾性波タッチスクリーン、容量式タッチスクリーン（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ）、赤外線式タッチスクリーンおよび力（ｆｏｒｃｅ）を利用したタッチスクリーンを含め、幾つか存在する。弾性波タッチスクリーンはタッチ検知エリアを有している。タッチ検知エリアがタッチされると、表面を横切って伝搬する弾性波へ及ぼされるタッチ効果によって、タッチの存在およびタッチ位置が検知されることになる。一般的な弾性波タッチスクリーンは、レイリー波（本明細書では「レイリー波」は「擬似レイリー波」を含む）を用いている。レイリー波タッチスクリーンに関連した例示的な開示には、Ａｄｌｅｒの米国特許第４６４２４２３号；同４６４５８７０号；同４７００１７６号；同４７４６９１４号；同４７９１４１６号；再発行特許第３３１５１号；Ａｄｌｅｒらの米国特許第４８２５２１２号；同４８５９９９６号；同４８８０６６５号；Ｂｒｅｎｎｅｒらの米国特許第４６４４１００号；Ｄａｖｉｓ−Ｃａｎｎｏｎらの米国特許第５７３９４７９号；Ｋｅｎｔの米国特許第５７０８４６１号；同５８５４４５０号が含まれる。また、ラム波もしくはせん断波（またはシャーウェーブ）等の他の種類の弾性波、または種々の弾性波の組合わせ（レイリー波を含んだ組合せを含む）を用いた弾性波タッチスクリーンも既知であり、例えば、Ｋｅｎｔの米国特許第５５９１９４５号；同５８５４４５０号；Ｋｎｏｗｌｅｓの米国特許第５０７２４２７号；同５１６２６１８号；同５１７７３２７号；同５２４３１４８；同５３２９０７０号；同５５７３０７７号；およびＫｎｏｗｌｅｓらの米国特許第５２６０５２１号で開示されている弾性波タッチスクリーンがある。上述の引用する全ての特許は、参照することによって、本明細書に組み込まれる。
【０００４】
タッチスクリーン用途では、屋外環境または工場もしくはレストラン等の比較的過酷な屋内環境でタッチスクリーンが機能することが求められる。タッチスクリーンは、雨、霧、風、埃、洗浄液、スプレー、液漏れ等にさらされ得る。このような条件が存在するので、一般的に、タッチスクリーンとシステム・エンクロージャーとの間に封止が必要とされる。しかしながら、タッチ検出機構（例えば、表面を伝搬する弾性波）に起因して弾性波タッチスクリーンでは満足のいく封止を得ることが困難である。なぜなら、封止部は過剰量の弾性波エネルギーを吸収することになり、タッチスクリーンの性能が損なわれることになるからである。一般的には、封止システムに起因する弾性波損失は６ｄＢとなる。
【０００５】
米国特許第５３３１１３８号には、表面弾性波エネルギーに対して実質的に透過性を有する圧縮可能な弾性フォーム・ストリップを用いた封止システムが開示されている。タッチスクリーン面にオープンセル面を配置することによって、または、フォーム・ストリップのコーナーへの封止接触を制限することによって、許容レベルの減衰を達成している。フォーム・ストリップには、液体に不透過性のハウジングとタッチスクリーンとの間で延在する膜面（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｕｒｆａｃｅ）が少なくとも１つ含まれている。尚、フォーム・ストリップを所定の位置に維持する構造が開示されている
【０００６】
米国特許第５７８４０５４号には、別の封止機構が開示されている。この米国特許では、封止がクローズドセルフォームから形成され、タッチスクリーン接触面が液体不透性バリヤで覆われている。別法にて、発泡ポリテトラフルオロエチレンなどの発泡ポリマーからシール（または封止）を形成している。開示されているシステムの少なくとも１つの態様では、通常のハウジングまたはベゼルを交換または変更することなく、シールがＣＲＴモニターに使用されている。
【０００７】
米国特許第６４１１２８７号（これらの内容は本明細書の一部を構成する）では、フレームに連結されたシールを含んだ、タッチスクリーンと共に使用される封止システムが開示されている。このシステムは、封止部の周縁部に均一な圧縮力が加えられるように、張力要素を含んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術にて求められている封止（タッチスクリーン・システムにシールを施す封止）は、封止部の周縁部に沿って均一な圧縮力がもたらされる簡易な封止であって、種々のディスプレイ（特にフラットなディスプレイ面（例えば、ＣＲＴディスプレイ面やＬＣＤディスプレイ面））および種々のタッチスクリーン技術（弾性波タッチスクリーン技術、赤外線式タッチスクリーン技術、抵抗式タッチスクリーン技術および容量式タッチスクリーン技術を含む）と共に使用できる封止である。本発明では、そのような条件を満たす封止システムが供されると共に、それを備えたタッチスクリーン・システムが供される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、タッチスクリーンのタッチ検知領域の周縁部付近にて封止部（またはシール）を有するタッチスクリーン・システムを供する。本発明のタッチスクリーン・システムは、いずれの種類の平面タッチスクリーン（平面状の弾性波タッチスクリーン、赤外線式タッチスクリーン、容量式タッチスクリーンおよび抵抗式タッチスクリーンを含む）を組み込むことができる。更に、本発明のタッチスクリーン・システムは、ＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、エレクトロルミネセント・ディスプレイ、プラズマ・ディスプレイを含めて、いずれの種類の平面ディスプレイ・デバイス（即ち、平面ディスプレイ面を有するディスプレイ・デバイス）を組み込むことができる。
【００１０】
第１の要旨では、本発明は、平面タッチスクリーン面にタッチ検知領域を有し、平面ディスプレイ面を備えたディスプレイ・デバイスに結合される平面タッチスクリーンを有して成るタッチスクリーン・システムを供する。フレームは平面タッチスクリーン上に配置される。フレームは、タッチ検知領域の外縁を実質的に規定する中央開口部；フレームの外側周縁領域を成す剛性部分；剛性部分と接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分；および、平面タッチスクリーン面と可撓性部分との間に設けられる封止部分を有して成る。フレームが平面タッチスクリーンに当接する前では、フレームの可撓性部分は、剛性部分の上面によって規定される平面から離れるように、平面タッチスクリーンに向かって延在している。フレームが平面タッチスクリーンに設けられた後では、可撓性部分が封止部分を介して平面タッチスクリーンを押圧するように、フレームの可撓性部分が、フレームを平面タッチスクリーンに設ける前の状態から移動した状態となっている。
【００１１】
第２の要旨では、本発明は、タッチスクリーン・システムを組み立てる方法であって、
平面タッチスクリーン面にタッチ検知領域を有して成る平面タッチスクリーンを供する工程、および
平面ディスプレイ面を備えたディスプレイ・デバイスに対して平面タッチスクリーンを結合する工程
を含んで成る方法を供する。この本発明の方法は、中央開口部；フレームの外側周縁領域を成す剛性部分；剛性部分と接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分；および、可撓性部分の内側周縁部に配置された封止部分を有して成るフレームを供する工程を含んでいる。組み立ての前では、フレームの可撓性部分は、剛性部分の上面によって規定される平面から離れるように延在している。フレームは平面タッチスクリーン上に配置されるが、その際、可撓性部分が平面タッチスクリーンに向くようにして、開口部によってタッチ検知領域の外縁が実質的に規定されるように、平面タッチスクリーン上にフレームを配置する。フレームを平面タッチスクリーンに設ける際には、封止部分がタッチスクリーン面に接触するようにフレームを設けるので、平面タッチスクリーンがフレームの封止部分を介して可撓性部分によって押圧されるように可撓性部分が移動することになる。
【００１２】
第３の要旨では、本発明は、平らな外面を備えたタッチスクリーンを有するタッチスクリーン・システムの封止に使用するフレームを供する。フレームは、前記平らな外面上に配置されるものである。フレームは、前記外面のタッチ検知領域の中央に配置される中央開口部；フレームの外側周縁領域を成す剛性部分；剛性部分に接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分；および、前記外面と可撓性部分との間に設けられる封止部分を有して成る。フレームの剛性部分は、第１平面を規定する上面を有しており、フレームの可撓性部分は、フレームが前記外面に接する前では、かかる第１平面から離れるように前記外面に向かって延在している。その一方、フレームが前記外面と接した後では、可撓性部分が封止部分を介して前記外面を押圧するように、フレームの可撓性部分が、前記外面と接する前の状態から移動した状態となる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、図面を参照しながら本発明を説明する。いずれの種類のタッチスクリーン（例えば、弾性波式タッチスクリーン、抵抗式タッチスクリーン、容量式タッチスクリーンまたは赤外線式タッチスクリーン）に適用可能なタッチスクリーン・システムを図１に示す。タッチスクリーン・システム１００は、例えば、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマ・ディスプレイ、電子発光ディスプレイまたはその他のディスプレイ等のディスプレイ・デバイス（図示せず）と結合したタッチスクリーン１１１を含んでいる。タッチスクリーン１１１は、タッチ検知領域１１２およびタッチ検知機構１１３を含んでいる。タッチ検知機構１１３は、タッチ検知領域１１２を最大限にすべく、タッチスクリーン１１１の周縁部に配置されている。タッチスクリーン・システム１００は、タッチ検知機構１１３からの情報を送受信する制御電子機器１１４を含んでいる。タッチスクリーン・システム１００にはハウジング１１５が設けられている。ハウジング１１５は、タッチ検知機構１１３をカバーおよび保護するフレームまたはベゼル１１６を含んでいる。タッチスクリーン１１１は、オーバーレイ・タッチスクリーン（ｏｖｅｒｌａｙ ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ）またはダイレクト・オン・チューブ・タッチスクリーン（ｄｉｒｅｃｔ−ｏｎ−ｔｕｂｅ ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ）であってよい。オーバーレイ・タッチスクリーンは、ディスプレイ・パネルに設けられる別個の基板（例えばガラス基板）に対して形成されるタッチスクリーンであり、ダイレクト・オン・チューブ・タッチスクリーンは、ディスプレイ（例えばＣＲＴパネル）と一体化するようにディスプレイ・パネルの面に直接的に形成されるタッチスクリーンである。
【００１４】
弾性波タッチスクリーンでは、タッチスクリーン１１１は、表面弾性波（例えば、レイリー波、ラブ波、および、面に対してタッチ検知性を有するその他の波）が伝搬するのに適した面（または表面）を有している。表面弾性波タッチスクリーン（即ち、ＳＡＷタッチスクリーン）は、米国特許第４６４４１００号、同４７００１７６号、同５７０８４６１号、同５８５４４５０号および再発行特許第３３１５１号に開示されている（これらの内容は本明細書の一部を構成する）。タッチ検知機構１１３は、送信トランスデューサー、受信トランスデューサーおよび反射アレイを含んでいる。弾性波タッチスクリーンのタッチ検知機構については、上記で詳細に説明したが、例えば米国特許第６４１１２８７号を参照のこと（その内容は本明細書の一部を構成する）。
【００１５】
赤外式タッチスクリーンの場合では、タッチ検知機構１１３は、光エミッタおよび光検出器を含んでいる。光エミッタがアレンジされて赤外線が案内される（例えば反射体を用いて案内される）ことによって、タッチ検知領域１１２を横切るようなＩＲグリッドまたはＩＲパターンが形成される。赤外線式タッチスクリーンのタッチ検知機構については、上記で詳細に説明したが、例えば米国特許第４７６１６３７号を参照のこと（その内容は本明細書の一部を構成する）。赤外式タッチスクリーンの場合、タッチ検知機構１１３をカバーするベゼル１１６は、用いられる光の波長に対して実質的に透明となっている必要がある。
【００１６】
抵抗式タッチスクリーンおよび容量式タッチスクリーン（または電気容量式タッチスクリーン）の場合では、タッチ検知機構１１３は、タッチ検知領域１１２の周囲の種々のポイントで抵抗、電圧または電気容量（もしくはキャパシタンス）を測定する回路を含んでいる。
【００１７】
図２は、ディスプレイ・スクリーン（例えばＣＲＴ）２０１に取り付けられたベゼル・アッセンブリの一部を示した断面図である。ベゼル・アッセンブリは、タッチスクリーン・システムと共に使用できたり、または、タッチスクリーン・システムと共には用いないものである。ベゼル・アッセンブリは、ＣＲＴスクリーン２０１の正面２０６に対してシール２０５を保持する弾性部材２０３（好ましくは成形されたプラスチックから形成された弾性部材）を有して成る。弾性部材２０３のカンチレバー部２０７によって加えられる圧力によってシール２０５がスクリーン２０１に対して保持されている。別法にて、弾性部材２０３およびＣＲＴスクリーン２０１の双方に対して一時的または永続的にシールが取り付けられていてもよい（例えば接合されていてもよい）。シール２０５によって、汚染物質がＣＲＴハウジング内に入り込むことが防止され、内部取付部品（例えばＣＲＴ電源）に対する損傷が防止されることになり、タッチスクリーンと共に用いられる場合では、タッチ検知機構１１３または制御電子機器１１４等のタッチスクリーン部品に対する損傷が防止される。典型的な構成では、取付サイト（例えば、ＣＲＴのための衝撃圧縮バンド）２１１を介してディスプレイに取り付けられたコーナー・タブ２０９を用いることによって、弾性部材２０３がディスプレイ・スクリーン２０１に設けられている。
【００１８】
図３は、ベゼルを備えたタッチスクリーン・システムに対してシールを形成するための別の手段を示している。ベゼル・アッセンブリ３０３およびタブ２０９は、例えばボルトおよびロック部材などを用いて、ハウジング・アッセンブリ３０１に取り付けられている。
【００１９】
図４は、ディスプレイ・スクリーン２０１に取り付けられたベゼル・アッセンブリ４０１の断面図である（ベゼルの取付構成は、図２に示した構成と同様である）。図４に示す構成では、マジックテープ材（ｈｏｏｋ ａｎｄ ｌｏｏｐ ｍａｔｅｒｉａｌ、（マジックテープ：登録商標））、接着剤または他の手段４１３を介して、タッチスクリーンのオーバーレイ・スクリーン４０３がディスプレイ・スクリーン２１０に取り付けられている。タッチ検知手段４１１（例えば、弾性波タッチスクリーンのための弾性波反射要素およびトランスデューサー）が、ベゼル・アッセンブリ４０１の下側かつ封止部材４０５の後方に配置されている。それゆえ、弾性波タッチスクリーンでは、封止部材４０５による弾性波吸収を最小限にしなければならない。タッチスクリーン・システムの要素（例えば、トランスデューサー、反射アレイなど）が図２と同様な構成（通常、「ダイレクト・オン・チューブ弾性波タッチスクリーン・システム」と呼ばれる）を有するようにディスプレイ面に直接取り付けられる場合であっても、封止部材による弾性波吸収を最小限にしなければならないことは理解されよう。
【００２０】
図４の構成について述べたように、封止部材による弾性波吸収を最小限にしなければならないものの、かかる設計要件は、封止性能を最大限にする要件と矛盾し得ることである。例えば、シリコーンゴムのシールでは、しっかりとした封止が供されるものの、典型的な弾性波タッチスクリーンに使用される弾性波信号を必要以上に吸収しすぎることになる。逆に言えば、軽量なオープンセルフォームは、弱い圧縮下で弾性波信号にわずかな影響しか及ぼさないものの、封止性能は限られている。
【００２１】
タッチスクリーンを封止する試みの１つは、比較的幅の狭いシールを使用することであり、約１ｍｍ以下の幅のシールを使用することである。かかるシールの幅が狭いことに起因して、種々の封止材料（固形状ゴムから形成される封止材も含む）の弾性波吸収が許容レベルとなり得る。しかしながら、シールは、高さよりも幅が大きくならないと機械的な安定性が得られないことは良く知られている。従って、１ｍｍ幅のシールでは、高さが１ｍｍ未満でなければならず、好ましくは１ｍｍよりも相当に小さい高さでなければならない。このような制約が存在する結果（即ち、シール幅が１ｍｍ未満で、シール高さがシール幅よりも相当に小さい条件）、ベゼル・アッセンブリおよびディスプレイ・ハウジングに課せられる設計条件は非常に厳しいものになる。
【００２２】
タッチスクリーンを封止する別の取組みは、米国特許第６４１１２８７号に記載されているように、張力バンド（ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｂａｎｄ）を使用することである（尚、米国特許第６４１１２８７号に記載されている内容は本明細書の一部を構成する）。しかしながら、張力バンドは湾曲面（例えば湾曲したＣＲＴ）に対しては良好に機能し得るものの、張力バンドが固定されているコーナーから最も遠い領域のフラット面（例えばＬＣＤ）に対してはシールが機能し得ない。例えば、フレーム上に小さい歪みポイント（または曲げポイント）が形成され得るので、シールの穴が形成され得る。あるいは、製作公差によって、２つの面の間のシールに穴が形成され得る。
【００２３】
エロ・タッチシステム（Ｅｌｏ ＴｏｕｃｈＳｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．）から市販されているタッチスクリーン・システム１７８７Ｃには、湾曲したディスプレイ面を有する矩形ＣＲＴスクリーンに使用される湾曲したベゼル・アッセンブリが含まれている。かかるベゼル・アッセンブリは、ＣＲＴスクリーンに対応する矩形開口部を有している。図５は、上記矩形開口部の１つの側部に沿って設けられるタッチスクリーン・システム１７８７Ｃ（組み立て前）の断面図を示している。ＣＲＴディスプレイ・デバイス５００は、湾曲した外側ディスプレイ面５０１を有しており、ベゼル・アッセンブリ５０２は、剛性部分５０３、可撓性部分５０４および封止部分５０５を有している。ベゼル・アッセンブリ５０２は、ＣＲＴ３００の湾曲面５０１と同様の方向に湾曲した輪郭を有しているものの、ベゼル・アッセンブリ５０２の曲率半径は、ＣＲＴ５００のディスプレイ面５００の曲率半径よりも僅かに大きくなっている。封止部分５０５は、ＣＲＴ面５０１に面するように可撓性部分５０４の内側部に設けられている。図６は、ＣＲＴ５００に設けられたベゼル・アッセンブリ５０２であって、剛性部分５０３を取付ブラケット（ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｂｒａｃｋｅｔ）５０６に取り付けることで搭載されたベゼル・アッセンブリ５０２を備えたタッチスクリーン・システム１７８７Ｃの断面図を示している。ベゼル・アッセンブリが設けられる際、可撓性部分５０４は、ＣＲＴ面５０１のより小さな曲率半径に対応するように伸長するので、封止部分５０５を介して表面５０１に圧力が生じることになる。タッチ検知領域などが収まるように、ベゼル・アッセンブリ５０３のコーナー領域に凹部（図示せず）を設けてもよい。１７８７Ｃタッチスクリーン・システムによって用いられる方法で環境封止（ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｓｅａｌ）が得られるものの、シールの形成が湾曲面５０１上へと伸長する湾曲した可撓性部分５０４に依存しているので、そのような環境封止は、湾曲ディスプレイ面の封止にのみ適用される。
【００２４】
本発明では、フラットな面（即ち、平面状の面）に対して、ベゼルに結合したシール（または封止部）を用いることによって、従来の封止システムに関連した問題を解決している。ベゼルが平面タッチスクリーンと組み合わされた際にはシールとタッチスクリーン面との間に均一な圧力が加えられるように、ベゼルの封止領域にはプレストレス（ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ）が与えられている。
【００２５】
図７は、本発明のタッチスクリーン・システムに用いられる封止システムを備えたフレーム（即ち、ベゼル・アッセンブリ）の態様の断面図を示している。図７に示すベゼルは、タッチスクリーン・システムに組み込まれる前のベゼルである。フレーム７００には、剛性部分７０５、可撓性部分７０６、取付部分７１０（または搭載部分７１０）および位置決めリブ７０９が含まれる。可撓性部分７０６は、剛性部分７０５から延在しており、剛性部分７０５の上面７１４によって規定される平面から離れるように、タッチスクリーン７０２に向かって延在している（即ち、可撓性部分７０６は剛性部分７０５から斜めに離れるように延在している）。剛性部分７０５は、ベゼルの機能および外観を向上すべく、略いずれの形状を有し得る。例えば、図７に示す態様では、剛性部分７０５は、平面タッチスクリーン７０２と略平行になっている。内部（即ち、タッチスクリーンと面している側）のコーナー７１１は、剛性部分７０５と可撓性部分７０６とを境界付けるものであり、剛性部分７０５と可撓性部分７０６との間には内部屈曲ポイントが存在している。剛性部分７０５が存在する側とは反対側の可撓性部分７０６の端部には封止部分７０８が取り付けられている。かかる封止部分７０８は、取付部材７０７，７１７によって所定の位置に保持されている。好ましくは、取付部材７１７（剛性部分７０５により近い側に存在している取付部材）は、取付部材７０７よりも長くタッチスクリーンに向かって延在している。尚、封止部分７０８は、２つの取付部分７０７，７１７よりも長く延在している。ベゼル・アッセンブリ７００がタッチスクリーン・システムに組み込まれる際、封止部分７０８は、タッチスクリーン７０２の上面７１３と接して封止し、取付部材７１７が、タッチスクリーン７０２に抗するように可撓性部分７０６に対してハード・ストップ（ｈａｒｄ−ｓｔｏｐ）として機能する。ベゼル・アッセンブリ７００は、いずれの適当な方法によってタッチスクリーン・システムに組み込むことできる。例えば、ディスプレイ・デバイス、タッチスクリーン、外側ハウジングまたは取付ブラケットにベゼル・アッセンブリ７００を取り付けることによって、ベゼル・アッセンブリ７００をタッチスクリーン・システムに組み込むことができる。好ましくは、ベゼル・アッセンブリは、剛性部分７０５に対して非平面を成す方向（例えば、剛性部分７０５に対して実質的に垂直な方向）に延在する取付部分７１０を含んでおり、これによって、ベゼル・アッセンブリ７００の外側周縁部の硬さが増すことになる。図７に示す態様では、取付ブラケット７０４を介して、封止システム７００の取付部分７１０をディスプレイ７０１に取り付けることができる。図７に示す態様では、マジックテープ材または接着剤などを有して成り得る取付部材７０３によって、タッチスクリーン７０２がディスプレイ７０１に取り付けられる。別法にて、タッチスクリーン７０２は、ディスプレイ・デバイスと一体化してもよい。
【００２６】
図８は、本発明のタッチスクリーン・システムの態様を拡大した図を示している。図示されるタッチスクリーン・システム８００は、組み立て前の状態であり、ベゼル・アッセンブリ７００を含んでいる。ディスプレイ７０１（例えば、ＬＣＤ、ＣＲＴ、プラズマ・ディスプレイ、エレクトロルミネセント・ディスプレイ等のフラットな面を有する何れの種類のディスプレイ）は、取付穴８０８を有する取付ブラケット７０４を含んでいると共に、タッチスクリーン・システムに対して制御電子機器などの電子機器を包囲し得る背面側ハウジング８０９を含んでいる。平面タッチスクリーン７０２は、ディスプレイ７０１の正面に配置される。ベゼル・アッセンブリ７００は、タッチスクリーン７０２の上に配置される。ベゼル・アッセンブリ７００は、剛性部分７０５および可撓性部分７０６を含んでいる（尚、点線は、剛性部分と可撓性部分との境界を示している）。また、ベゼル・アッセンブリ７００は、タッチスクリーン・システムが組み立てられた際にタッチスクリーン７０２と接触し得る封止部分７０８を含んでいると共に、同様にタッチスクリーン・システムが組み立てられた際に取付ブラケット７０４を介してディスプレイ７０１に取り付けることができる取付部分７１０を含んでいる。ベゼル・アッセンブリ７００が矩形状の中央開口部を有する図８および図９に示す態様では、可撓性部分７０６が、矩形状中央開口部方向へとタッチスクリーン７０２に向かって剛性部分７０５から下方に延在すると共に、矩形状中央開口部の各側部に沿ってタッチスクリーン７０２に向かって湾曲した輪郭を有するように、ベゼル・アッセンブリにプレストレスが加えられている。尚、湾曲した輪郭は、矩形状中央開口部の各側部に曲率中心（即ち、最下点であり、各側部の中心付近にて８０３で示されている）を有している。図９は、図８の線９−９’に沿って切り取られたベゼル・アッセンブリ７００の断面図を示している。
【００２７】
図１０は、タッチスクリーン・システムに組み込まれた状態にある本発明の封止システムを含んだベゼル・アッセンブリ７００の断面図を示している。ベゼル７００の封止部分７０８は、取付部材７０７，７１７によって所定の位置に保持されており、タッチスクリーン７０２と接触してそれらの間で封止を形成している。可撓性部分７０６は、プレストレスの加えられた弾性部材であるために、上方向に移動した状態となっているので、封止部分７０８を介してタッチスクリーン７０２に力が加えられる。取付部材７１７は、ベゼル・アッセンブリ７００をタッチスクリーン・システム７０２に設ける際に、可撓性部分７０６に対してハード・ストップとして機能する。可撓性部分７０６の移動量は、用いられる材料、タッチスクリーンのサイズ、タッチスクリーン技術の種類などの種々の変数に依存し得る。図１０に示す態様では、ベゼル・アッセンブリ７００がタッチスクリーン・システム８００に組み込まれた後では、可撓性部分７０６が、組み込み前の状態から移動した状態となっており、可撓性部分７０６がタッチスクリーン７０２および剛性部分７０５と略平行となっている。組立てに際しては、例えばボルト、ネジ穴、クランプ、接着剤またはスナップなどの適当な手段によって、ベゼル７００の取付部分７１０を、ディスプレイ７０１の取付ブラケット７０４に取り付けることができる。位置決めリブ７０９は、タッチスクリーン７０２の位置決めを行う機能を有している。図１０に示す態様では、位置決めリブ７０９は、タッチスクリーン７０２と当接している。図１１は、組み合わされたタッチスクリーン・システム８００を示している。
【００２８】
図１２は、図１１の組み立てられたタッチスクリーン・システム８００を線１２−１２’で切り取った断面図を示している。尚、分かり易くするために、図１２ではディスプレイ・デバイス７０１、取付ブラケット７０４およびハウジング８０９を省略している。組立て前の可撓性部分７０６’、取付部材７０７’，７１７’および封止部分７０８’は点線で示している（図９参照のこと）。組み立てる際の可撓性部分７０６の移動によって、封止部材７０８を介してタッチスクリーン７０２上に張力（または応力）が加えられ、封止が行われている。ベゼルの各側部における可撓性部分７０６の張力によって、ベゼルの周辺部付近が全体的に効果的に封止されることになる。可撓性部分７０６の各々の側部における湾曲に起因して、組立て時の可撓性部分７０６の側部における移動が異なるものとなっている。即ち、曲率中心付近では移動量が最大となり（即ち、線１２０２で示されるように側部の中心付近では移動量が最大となり）、その曲率中心から離れてコーナーに向かうにつれ、移動量は単調減少することになる（線１２０１および１２０３で示されるようにコーナーでは移動量が減少している）。このため、封止部材７０８に加えられる張力は、側部の中心に向かって単調増加しているので、コーナーからの離れに対して自動的に補償される。その結果、平面状の面に対して環境封止が得られることになり、たとえ側部の真ん中の部分であっても、環境封止の周縁部付近では実質的に均一な張力（または応力）がもたらされる。
【００２９】
図１３は、タッチスクリーン・システムに取り付ける前のベゼル・アッセンブリ７００の態様を示した断面図である。取付部材７０７よりも長く延在する内側取付部材７１７は、それがフラットなタッチスクリーン面に取り付けられた後では、可撓性部分７０６に対してハード・ストップとして機能する。好ましくは、内側取付部材７１７では、タッチスクリーン面と接触することになる箇所が丸くなっている。図１４は、タッチスクリーン・システムに取り付ける前の封止部分７０８の態様を示した断面図である。図示される態様では、タッチスクリーンと面しないエッジ７３０が、タッチスクリーンと面することになるエッジ７３１よりも断面寸法が狭く（または短く）なっている。更に、フィンガー部７３２はエッジ７３１から延在しており、取付けに際してはフィンガー部７３２がまず最初にタッチスクリーンと接触することになる。また、好ましくは封止部分７０８は、適当な断面形状（例えば円形）を有した中空領域７３３を含んでいる。
【００３０】
図１５は、本発明に用いることの可能なベゼル・アッセンブリ１５００の別の態様を示している。かかる態様では、剛性部分７０５には、その幅方向に分配されて設けられた取付部分１５１０が含まれる。剛性部分１５０５は、タッチスクリーン７０２の平面状の面に対して略平行とはなっていないものの、可撓性部分１５０６が、剛性部分１５０５の上面１５１４で規定される平面から離れるようにタッチスクリーン７０２に向かって延在している。可撓性部分１５０６は、タッチスクリーン７０２に向かって延在する方向にテーパーが付けられている。可撓性部分１５０６の内側側部に隣接して、下向きの先端部１５３２を有する封止部分１５０８が設けられている。封止部分１５０８は、剛性部分１５０５および可撓性部分１５０６と共に一体成形することができる。
【００３１】
好ましくは、ベゼル・アッセンブリ（例えば、ベゼル・アッセンブリ７００または１５００）は、プラスチックを造形することによって形成される。例えば、プラスチック成形、プラスチック材料の押出成形、プラスチックの熱成形、機械加工、溶液キャスティングまたは他の適当な手段によって、ベゼル・アッセンブリを形成することができる。プラスチックによってタッチスクリーンに圧力が加えられ封止が形成されることになるように、プラスチックは、可撓性かつ弾性を有している必要がある。例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブダジエンスチレン）／ポリカーボネート・ブレンドを成形して、本発明のベゼル・アッセンブリを作製することができる。ＩＲタッチスクリーンの場合では、タッチセンサーに用いられる赤外線（即ち、スクリーンを横切るように送信されて検知される光）に対して実質的に透明なプラスチック（例えばポリウレタン）を選択しなければならない。好ましくは、封止部分を除く全てのベゼル・アッセンブリ要素（尚、図７〜図１３に示す態様について言うと、取付部分７１０、リブ７０９、剛性部分７０５、可撓性部分７０６および取付部材７０７，７１７であり、図１５の態様についていうと、剛性部分１５０５、可撓性部分１５０６、取付部分１５１０である）は、ベゼル・アッセンブリを形成すべく、同じ材料から全て形成され、同時に造形（例えば成形）される。封止部分（例えば７０８，１５０８）は、いずれの適当な封止材料（例えば、ＴＰＵ（熱可塑性ウレタン）などの軟質熱可塑性プラスチックまたはゴム）から形成することができる。封止部分は、ベゼル・アッセンブリの他の要素と同時に造形（例えば、一体成形）することができる。別法にて、ベゼルのベゼル・アッセンブリの他の要素を形成した後に、例えば取付部材７０７，７１７を挿入することによって、封止部分を適用することもできる。
【００３２】
図７〜図１５に示す態様では、矩形状の形状および開口部を有するベゼル・アッセンブリが示されているものの、本発明は、非矩形状（例えば、円形、楕円形、六角形、ひし形またはその他のいずれの適当な形状）の形または開口部を有するベゼル・アッセンブリに対しても等しく良好に適用することができる。
【００３３】
可撓性部分７０６，１５０６のサイズに対する剛性部分７０５，１５０５の相対的なサイズは、タッチスクリーンのサイズ、ベゼルに用いられる材料、および、用いられるタッチスクリーンの種類に依存する。例えば、ある態様では、可撓性部分７０６，１５０６の幅（即ち、剛性部分との境界からフレームの内側周縁までの寸法）が剛性部分７０５，１５０５の幅（即ち、フレームの外側周縁から可撓性部分との境界までの寸法）と少なくとも等しいことが望ましい。別の態様では、可撓性部分の幅が剛性部分の幅よりも少なくとも５０％大きいことが好ましい。本発明は、以下の２つの実施例（本発明のタッチスクリーン・システムに使用されるベゼル・アッセンブリの特定の材料および寸法が示されている）によって例示される。また、かかる実施例を参照することによって、本発明の実施態様を更に理解できる。尚、かかる実施例は、本発明の例示にすぎず、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【００３４】
実施例１
フラットな１２インチのディスプレイ（タッチスクリーン・システムに対する幅−長さアスペクト比が標準的な３−４となっている）に対して、標準的なＡＢＳまたはＡＢＳ／ポリカーボネート・ブレンド、好ましくは難燃材（例えば、ＬＧケミカル（ＬＧ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）から市販されているＡＢＳ ＦＲ ＡＦ−３１２Ｔ、同じくＬＧケミカルから市販されているＰＣ／ＡＢＳ合金ＧＮ−５００８、または、バイエル（Ｂａｙｅｒ）から市販されているＰＣ＋ＡＢＳ ＦＲ２０００）を用いた成形法（成形条件はメーカーの標準的な指針による）によって本発明で用いられるベゼル・アッセンブリが設けられている。ベゼル・アッセンブリの断面を図１５に示す。可撓性部分は、テーパーが付けられており、剛性部分に隣接する領域では約１．９ｍｍの厚さを有する一方、最も内側のエッジ領域では約１ｍｍ厚さを有している。尚、剛性部分に隣接する領域から最も内側のエッジ領域までの可撓性部分の延在長さは約１０．７ｍｍである。剛性部分は、タッチスクリーンの所望の外観や重量に適した寸法を有し得る。剛性部分は、図１５の要素１５１０に示すような取付部材を有している。かかる取付部材は、ベゼル・アッセンブリの周縁部をより強固にし、ディスプレイへの取付けを可能にする。可撓性部分の各々の側部が図８および図９に示すように平面タッチスクリーンに向かって湾曲するように、ベゼル・アッセンブリには形成に際してプレストレス（ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ）が加えられている。封止部分は、約０．９ｍｍ厚さを有し、ＴＰＵ（熱可塑性ウレタン）から成る。また、封止部分は、ベゼル・アッセンブリの他の要素と一体成形されている。かかる封止部分は、タッチスクリーンに向かって延在する約０．５ｍｍの先端部（図１５では要素１５３２として示されている）を有している。ベゼル・アッセンブリがフラットな１２インチのディスプレイに設けられた際に、可撓性部分がコーナー領域で約０．４ｍｍ移動する一方（図１２で線１２０１および線１２０３に相当する）、可撓性部分が４つの側部の中間領域で約１．０ｍｍ移動するように（図１２で線１２０２に相当する）、可撓性部分の湾曲が形成されている。
【００３５】
実施例２
本発明のタッチスクリーン・システムに用いられるフラットな１９インチのディスプレイに対してベゼル・アッセンブリが設けられている。ベゼル・アッセンブリの断面は図７〜図１３に示す。ベゼル・アッセンブリは、標準的なＡＢＳまたはＡＢＳ／ポリカーボネート・ブレンド、好ましくは難燃材（例えば、ＬＧケミカルから市販されているＡＢＳ ＦＲ ＡＦ−３１２Ｔ、同じくＬＧケミカルから市販されているＰＣ／ＡＢＳ合金ＧＮ−５００８、または、バイエルから市販されているＰＣ＋ＡＢＳ ＦＲ２０００）を用いた成形法（成形条件はメーカーの標準的な指針による）によって成形されている。可撓性部分の厚さは約１．５ｍｍであり、可撓性部分の長さ（図１３に示すように剛性部分に隣接する領域から取付部材７０７の端部までの長さ）は約２１ｍｍである。剛性部分は、タッチスクリーンの所望の外観や重量に適した寸法を有し得る。剛性部分は、図７〜１３に示すような取付部分７１０を有している。かかる取付部分は、ベゼル・アッセンブリの周縁部をより強固にし、ベゼル・アッセンブリのディスプレイへの取付けを可能にする。可撓性部分の各々の側部が図８および図９に示すように平面タッチスクリーンに向かって湾曲するように、ベゼル・アッセンブリには形成に際してプレストレスが加えられている。取付部材７０７と取付部材７１７とは相互に約１．３ｍｍ離隔している。封止部分は、図１４に示すような断面を有している（上部の断面幅は約１．３ｍｍであり、底部の断面幅は約１．８ｍｍである）。封止部材の内部に設けられた穴は、約０．６ｍｍの直径を有している。封止部分は、本体から約０．５ｍｍ延在するフィンガー部を有している。封止部分は、シリコーンゴム（例えば、ハニフィン社（Ｈａｎｎｉｆｉｎ Ｃｏｒｐ．）から市販されているコンパウンドＳ７３０９−８０）からストリップとして押し出されることで形成される。ベゼル・アッセンブリがフラットな１９インチのディスプレイに設けられた際に、可撓性部分がコーナー領域で約０．４ｍｍ移動する一方（図１２で線１２０１および線１２０３に相当する）、可撓性部分が４つの側部の中間領域で約１．５ｍｍ移動するように（図１２で線１２０２に相当する）、可撓性部分の湾曲が形成されている。
【００３６】
上述の本発明の詳細な説明は、主としてまたは専ら本発明の特定の部分または要旨に関する記載を含んでいる。そのような説明は明瞭にするためのものであって、便宜上のものであり、特定の特徴が、開示されている記載の範囲を超えて妥当するものであること、また、本明細書の開示が、種々の記載から理解される情報を適当に組み合わせたあらゆるものを含んでいることを理解されよう。同様に、本明細書の種々の図面および説明は、本発明の特定の態様に関係しているが、特定の特徴が特定の図面および態様の内容に開示されている場合、かかる特徴は、別の図面または態様の内容において、または、別の特徴との組合せにおいて、あるいは一般的に本発明において適切な程度まで用いることが可能であることを理解されよう。
【００３７】
更に、上述したシステムの態様は単に本発明の原理の応用を例示しているにすぎず、特許請求の範囲に記載されている発明の範囲および意図から逸脱することなく、多くの他の態様が可能であり、本発明の変更が可能であることを理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、従来技術のタッチスクリーン・システムを示している。
【図２】図２は、従来技術のディスプレイ・デバイスに設けられたベゼル・アッセンブリを示す断面図である。
【図３】図３は、従来技術のディスプレイ・スクリーンのハウジングに設けられたベゼル・アッセンブリを示す断面図である。
【図４】図４は、従来技術のディスプレイ・デバイスに設けられたタッチスクリーン・システムに用いられるベゼル・アッセンブリを示す断面図である。
【図５】図５は、湾曲面を有する従来技術のタッチスクリーン・システムに設ける前の状態のベゼル・アッセンブリを示す断面図である。
【図６】図６は、タッチスクリーン・システムに設けた後の状態の図５のベゼル・アッセンブリを示す断面図である。
【図７】図７は、本発明のタッチスクリーン・システムのベゼル・アッセンブリの態様（タッチスクリーン・システムの組立て前の状態）を示す断面図である。
【図８】図８は、ベゼル・アッセンブリが設けられる前の状態の本発明のタッチスクリーン・システムを示す分解斜視図である。
【図９】図９は、本発明のタッチスクリーン・システムのベゼル・アッセンブリを示す断面図（図８の線９−９’で切り取った断面図）である。
【図１０】図１０は、組み立てられた本発明のタッチスクリーン・システムを示す断面図である。
【図１１】図１１は、組み立てられた本発明のタッチスクリーン・システムを示す斜視図である。
【図１２】図１２は、組み立てられた本発明のタッチスクリーン・システムを示す断面図（図１１の線１２−１２’で切り取った断面図）である。
【図１３】図１３は、本発明のタッチスクリーン・システムのベゼル・アッセンブリの態様を示す断面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示されるベゼル・アッセンブリの封止部分を示す拡大断面図である
【図１５】図１５は、本発明のタッチスクリーン・システムのベゼル・アッセンブリの別の態様を示す断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチスクリーンおよびタッチスクリーン・システムに関する。より詳細には、本発明は、封止システムを有するタッチスクリーン・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
データ処理システムへと送られる情報の入力手段として、タッチスクリーンは、種々のディスプレイ（例えば、陰極線管（ＣＲＴ）および液晶ディスプレイ・スクリーン（即ち、ＬＣＤスクリーン））と共に用いられる。タッチスクリーンがディスプレイ上に設けられたり、ディスプレイに組み込まれたりすると、ユーザーは、スクリーン上をタッチすることにより所望の表示アイコンまたは表示要素を選択できるようになる。タッチスクリーンは、例えば、店頭端末システム、情報提供所、現金自動預入支払機（即ち、ＡＴＭ）、データ入力システム、ゲーム機、改札機などを含む様々な用途で用いられている。
【０００３】
タッチスクリーンの種類は、弾性波タッチスクリーン、容量式タッチスクリーン（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ）、赤外線式タッチスクリーンおよび力（ｆｏｒｃｅ）を利用したタッチスクリーンを含め、幾つか存在する。弾性波タッチスクリーンはタッチ検知エリアを有している。タッチ検知エリアがタッチされると、表面を横切って伝搬する弾性波へ及ぼされるタッチ効果によって、タッチの存在およびタッチ位置が検知されることになる。一般的な弾性波タッチスクリーンは、レイリー波（本明細書では「レイリー波」は「擬似レイリー波」を含む）を用いている。レイリー波タッチスクリーンに関連した例示的な開示には、Ａｄｌｅｒの米国特許第４６４２４２３号；同４６４５８７０号；同４７００１７６号；同４７４６９１４号；同４７９１４１６号；再発行特許第３３１５１号；Ａｄｌｅｒらの米国特許第４８２５２１２号；同４８５９９９６号；同４８８０６６５号；Ｂｒｅｎｎｅｒらの米国特許第４６４４１００号；Ｄａｖｉｓ−Ｃａｎｎｏｎらの米国特許第５７３９４７９号；Ｋｅｎｔの米国特許第５７０８４６１号；同５８５４４５０号が含まれる。また、ラム波もしくはせん断波（またはシャーウェーブ）等の他の種類の弾性波、または種々の弾性波の組合わせ（レイリー波を含んだ組合せを含む）を用いた弾性波タッチスクリーンも既知であり、例えば、Ｋｅｎｔの米国特許第５５９１９４５号；同５８５４４５０号；Ｋｎｏｗｌｅｓの米国特許第５０７２４２７号；同５１６２６１８号；同５１７７３２７号；同５２４３１４８；同５３２９０７０号；同５５７３０７７号；およびＫｎｏｗｌｅｓらの米国特許第５２６０５２１号で開示されている弾性波タッチスクリーンがある。上述の引用する全ての特許は、参照することによって、本明細書に組み込まれる。
【０００４】
タッチスクリーン用途では、屋外環境または工場もしくはレストラン等の比較的過酷な屋内環境でタッチスクリーンが機能することが求められる。タッチスクリーンは、雨、霧、風、埃、洗浄液、スプレー、液漏れ等にさらされ得る。このような条件が存在するので、一般的に、タッチスクリーンとシステム・エンクロージャーとの間に封止が必要とされる。しかしながら、タッチ検出機構（例えば、表面を伝搬する弾性波）に起因して弾性波タッチスクリーンでは満足のいく封止を得ることが困難である。なぜなら、封止部は過剰量の弾性波エネルギーを吸収することになり、タッチスクリーンの性能が損なわれることになるからである。一般的には、封止システムに起因する弾性波損失は６ｄＢとなる。
【０００５】
米国特許第５３３１１３８号には、表面弾性波エネルギーに対して実質的に透過性を有する圧縮可能な弾性フォーム・ストリップを用いた封止システムが開示されている。タッチスクリーン面にオープンセル面を配置することによって、または、フォーム・ストリップのコーナーへの封止接触を制限することによって、許容レベルの減衰を達成している。フォーム・ストリップには、液体に不透過性のハウジングとタッチスクリーンとの間で延在する膜面（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｕｒｆａｃｅ）が少なくとも１つ含まれている。尚、フォーム・ストリップを所定の位置に維持する構造が開示されている
【０００６】
米国特許第５７８４０５４号には、別の封止機構が開示されている。この米国特許では、封止がクローズドセルフォームから形成され、タッチスクリーン接触面が液体不透性バリヤで覆われている。別法にて、発泡ポリテトラフルオロエチレンなどの発泡ポリマーからシール（または封止）を形成している。開示されているシステムの少なくとも１つの態様では、通常のハウジングまたはベゼルを交換または変更することなく、シールがＣＲＴモニターに使用されている。
【０００７】
米国特許第６４１１２８７号（これらの内容は本明細書の一部を構成する）では、フレームに連結されたシールを含んだ、タッチスクリーンと共に使用される封止システムが開示されている。このシステムは、封止部の周縁部に均一な圧縮力が加えられるように、張力要素を含んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術にて求められている封止（タッチスクリーン・システムにシールを施す封止）は、封止部の周縁部に沿って均一な圧縮力がもたらされる簡易な封止であって、種々のディスプレイ（特にフラットなディスプレイ面（例えば、ＣＲＴディスプレイ面やＬＣＤディスプレイ面））および種々のタッチスクリーン技術（弾性波タッチスクリーン技術、赤外線式タッチスクリーン技術、抵抗式タッチスクリーン技術および容量式タッチスクリーン技術を含む）と共に使用できる封止である。本発明では、そのような条件を満たす封止システムが供されると共に、それを備えたタッチスクリーン・システムが供される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、タッチスクリーンのタッチ検知領域の周縁部付近にて封止部（またはシール）を有するタッチスクリーン・システムを供する。本発明のタッチスクリーン・システムは、いずれの種類の平面タッチスクリーン（平面状の弾性波タッチスクリーン、赤外線式タッチスクリーン、容量式タッチスクリーンおよび抵抗式タッチスクリーンを含む）を組み込むことができる。更に、本発明のタッチスクリーン・システムは、ＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、エレクトロルミネセント・ディスプレイ、プラズマ・ディスプレイを含めて、いずれの種類の平面ディスプレイ・デバイス（即ち、平面ディスプレイ面を有するディスプレイ・デバイス）を組み込むことができる。
【００１０】
第１の要旨では、本発明は、平面タッチスクリーン面にタッチ検知領域を有し、平面ディスプレイ面を備えたディスプレイ・デバイスに結合される平面タッチスクリーンを有して成るタッチスクリーン・システムを供する。フレームは平面タッチスクリーン上に配置される。フレームは、タッチ検知領域の外縁を実質的に規定する中央開口部；フレームの外側周縁領域を成す剛性部分；剛性部分と接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分；および、平面タッチスクリーン面と可撓性部分との間に設けられる封止部分を有して成る。フレームが平面タッチスクリーンに当接する前では、フレームの可撓性部分は、剛性部分の上面によって規定される平面から離れるように、平面タッチスクリーンに向かって延在している。フレームが平面タッチスクリーンに設けられた後では、可撓性部分が封止部分を介して平面タッチスクリーンを押圧するように、フレームの可撓性部分が、フレームを平面タッチスクリーンに設ける前の状態から移動した状態となっている。
【００１１】
第２の要旨では、本発明は、タッチスクリーン・システムを組み立てる方法であって、
平面タッチスクリーン面にタッチ検知領域を有して成る平面タッチスクリーンを供する工程、および
平面ディスプレイ面を備えたディスプレイ・デバイスに対して平面タッチスクリーンを結合する工程
を含んで成る方法を供する。この本発明の方法は、中央開口部；フレームの外側周縁領域を成す剛性部分；剛性部分と接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分；および、可撓性部分の内側周縁部に配置された封止部分を有して成るフレームを供する工程を含んでいる。組み立ての前では、フレームの可撓性部分は、剛性部分の上面によって規定される平面から離れるように延在している。フレームは平面タッチスクリーン上に配置されるが、その際、可撓性部分が平面タッチスクリーンに向くようにして、開口部によってタッチ検知領域の外縁が実質的に規定されるように、平面タッチスクリーン上にフレームを配置する。フレームを平面タッチスクリーンに設ける際には、封止部分がタッチスクリーン面に接触するようにフレームを設けるので、平面タッチスクリーンがフレームの封止部分を介して可撓性部分によって押圧されるように可撓性部分が移動することになる。
【００１２】
第３の要旨では、本発明は、平らな外面を備えたタッチスクリーンを有するタッチスクリーン・システムの封止に使用するフレームを供する。フレームは、前記平らな外面上に配置されるものである。フレームは、前記外面のタッチ検知領域の中央に配置される中央開口部；フレームの外側周縁領域を成す剛性部分；剛性部分に接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分；および、前記外面と可撓性部分との間に設けられる封止部分を有して成る。フレームの剛性部分は、第１平面を規定する上面を有しており、フレームの可撓性部分は、フレームが前記外面に接する前では、かかる第１平面から離れるように前記外面に向かって延在している。その一方、フレームが前記外面と接した後では、可撓性部分が封止部分を介して前記外面を押圧するように、フレームの可撓性部分が、前記外面と接する前の状態から移動した状態となる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、図面を参照しながら本発明を説明する。いずれの種類のタッチスクリーン（例えば、弾性波式タッチスクリーン、抵抗式タッチスクリーン、容量式タッチスクリーンまたは赤外線式タッチスクリーン）に適用可能なタッチスクリーン・システムを図１に示す。タッチスクリーン・システム１００は、例えば、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマ・ディスプレイ、電子発光ディスプレイまたはその他のディスプレイ等のディスプレイ・デバイス（図示せず）と結合したタッチスクリーン１１１を含んでいる。タッチスクリーン１１１は、タッチ検知領域１１２およびタッチ検知機構１１３を含んでいる。タッチ検知機構１１３は、タッチ検知領域１１２を最大限にすべく、タッチスクリーン１１１の周縁部に配置されている。タッチスクリーン・システム１００は、タッチ検知機構１１３からの情報を送受信する制御電子機器１１４を含んでいる。タッチスクリーン・システム１００にはハウジング１１５が設けられている。ハウジング１１５は、タッチ検知機構１１３をカバーおよび保護するフレームまたはベゼル１１６を含んでいる。タッチスクリーン１１１は、オーバーレイ・タッチスクリーン（ｏｖｅｒｌａｙ ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ）またはダイレクト・オン・チューブ・タッチスクリーン（ｄｉｒｅｃｔ−ｏｎ−ｔｕｂｅ ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ）であってよい。オーバーレイ・タッチスクリーンは、ディスプレイ・パネルに設けられる別個の基板（例えばガラス基板）に対して形成されるタッチスクリーンであり、ダイレクト・オン・チューブ・タッチスクリーンは、ディスプレイ（例えばＣＲＴパネル）と一体化するようにディスプレイ・パネルの面に直接的に形成されるタッチスクリーンである。
【００１４】
弾性波タッチスクリーンでは、タッチスクリーン１１１は、表面弾性波（例えば、レイリー波、ラブ波、および、面に対してタッチ検知性を有するその他の波）が伝搬するのに適した面（または表面）を有している。表面弾性波タッチスクリーン（即ち、ＳＡＷタッチスクリーン）は、米国特許第４６４４１００号、同４７００１７６号、同５７０８４６１号、同５８５４４５０号および再発行特許第３３１５１号に開示されている（これらの内容は本明細書の一部を構成する）。タッチ検知機構１１３は、送信トランスデューサー、受信トランスデューサーおよび反射アレイを含んでいる。弾性波タッチスクリーンのタッチ検知機構については、上記で詳細に説明したが、例えば米国特許第６４１１２８７号を参照のこと（その内容は本明細書の一部を構成する）。
【００１５】
赤外式タッチスクリーンの場合では、タッチ検知機構１１３は、光エミッタおよび光検出器を含んでいる。光エミッタがアレンジされて赤外線が案内される（例えば反射体を用いて案内される）ことによって、タッチ検知領域１１２を横切るようなＩＲグリッドまたはＩＲパターンが形成される。赤外線式タッチスクリーンのタッチ検知機構については、上記で詳細に説明したが、例えば米国特許第４７６１６３７号を参照のこと（その内容は本明細書の一部を構成する）。赤外式タッチスクリーンの場合、タッチ検知機構１１３をカバーするベゼル１１６は、用いられる光の波長に対して実質的に透明となっている必要がある。
【００１６】
抵抗式タッチスクリーンおよび容量式タッチスクリーン（または電気容量式タッチスクリーン）の場合では、タッチ検知機構１１３は、タッチ検知領域１１２の周囲の種々のポイントで抵抗、電圧または電気容量（もしくはキャパシタンス）を測定する回路を含んでいる。
【００１７】
図２は、ディスプレイ・スクリーン（例えばＣＲＴ）２０１に取り付けられたベゼル・アッセンブリの一部を示した断面図である。ベゼル・アッセンブリは、タッチスクリーン・システムと共に使用できたり、または、タッチスクリーン・システムと共には用いないものである。ベゼル・アッセンブリは、ＣＲＴスクリーン２０１の正面２０６に対してシール２０５を保持する弾性部材２０３（好ましくは成形されたプラスチックから形成された弾性部材）を有して成る。弾性部材２０３のカンチレバー部２０７によって加えられる圧力によってシール２０５がスクリーン２０１に対して保持されている。別法にて、弾性部材２０３およびＣＲＴスクリーン２０１の双方に対して一時的または永続的にシールが取り付けられていてもよい（例えば接合されていてもよい）。シール２０５によって、汚染物質がＣＲＴハウジング内に入り込むことが防止され、内部取付部品（例えばＣＲＴ電源）に対する損傷が防止されることになり、タッチスクリーンと共に用いられる場合では、タッチ検知機構１１３または制御電子機器１１４等のタッチスクリーン部品に対する損傷が防止される。典型的な構成では、取付サイト（例えば、ＣＲＴのための衝撃圧縮バンド）２１１を介してディスプレイに取り付けられたコーナー・タブ２０９を用いることによって、弾性部材２０３がディスプレイ・スクリーン２０１に設けられている。
【００１８】
図３は、ベゼルを備えたタッチスクリーン・システムに対してシールを形成するための別の手段を示している。ベゼル・アッセンブリ３０３およびタブ２０９は、例えばボルトおよびロック部材などを用いて、ハウジング・アッセンブリ３０１に取り付けられている。
【００１９】
図４は、ディスプレイ・スクリーン２０１に取り付けられたベゼル・アッセンブリ４０１の断面図である（ベゼルの取付構成は、図２に示した構成と同様である）。図４に示す構成では、マジックテープ材（ｈｏｏｋ ａｎｄ ｌｏｏｐ ｍａｔｅｒｉａｌ、（マジックテープ：登録商標））、接着剤または他の手段４１３を介して、タッチスクリーンのオーバーレイ・スクリーン４０３がディスプレイ・スクリーン２１０に取り付けられている。タッチ検知手段４１１（例えば、弾性波タッチスクリーンのための弾性波反射要素およびトランスデューサー）が、ベゼル・アッセンブリ４０１の下側かつ封止部材４０５の後方に配置されている。それゆえ、弾性波タッチスクリーンでは、封止部材４０５による弾性波吸収を最小限にしなければならない。タッチスクリーン・システムの要素（例えば、トランスデューサー、反射アレイなど）が図２と同様な構成（通常、「ダイレクト・オン・チューブ弾性波タッチスクリーン・システム」と呼ばれる）を有するようにディスプレイ面に直接取り付けられる場合であっても、封止部材による弾性波吸収を最小限にしなければならないことは理解されよう。
【００２０】
図４の構成について述べたように、封止部材による弾性波吸収を最小限にしなければならないものの、かかる設計要件は、封止性能を最大限にする要件と矛盾し得ることである。例えば、シリコーンゴムのシールでは、しっかりとした封止が供されるものの、典型的な弾性波タッチスクリーンに使用される弾性波信号を必要以上に吸収しすぎることになる。逆に言えば、軽量なオープンセルフォームは、弱い圧縮下で弾性波信号にわずかな影響しか及ぼさないものの、封止性能は限られている。
【００２１】
タッチスクリーンを封止する試みの１つは、比較的幅の狭いシールを使用することであり、約１ｍｍ以下の幅のシールを使用することである。かかるシールの幅が狭いことに起因して、種々の封止材料（固形状ゴムから形成される封止材も含む）の弾性波吸収が許容レベルとなり得る。しかしながら、シールは、高さよりも幅が大きくならないと機械的な安定性が得られないことは良く知られている。従って、１ｍｍ幅のシールでは、高さが１ｍｍ未満でなければならず、好ましくは１ｍｍよりも相当に小さい高さでなければならない。このような制約が存在する結果（即ち、シール幅が１ｍｍ未満で、シール高さがシール幅よりも相当に小さい条件）、ベゼル・アッセンブリおよびディスプレイ・ハウジングに課せられる設計条件は非常に厳しいものになる。
【００２２】
タッチスクリーンを封止する別の取組みは、米国特許第６４１１２８７号に記載されているように、張力バンド（ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｂａｎｄ）を使用することである（尚、米国特許第６４１１２８７号に記載されている内容は本明細書の一部を構成する）。しかしながら、張力バンドは湾曲面（例えば湾曲したＣＲＴ）に対しては良好に機能し得るものの、張力バンドが固定されているコーナーから最も遠い領域のフラット面（例えばＬＣＤ）に対してはシールが機能し得ない。例えば、フレーム上に小さい歪みポイント（または曲げポイント）が形成され得るので、シールの穴が形成され得る。あるいは、製作公差によって、２つの面の間のシールに穴が形成され得る。
【００２３】
エロ・タッチシステム（Ｅｌｏ ＴｏｕｃｈＳｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．）から市販されているタッチスクリーン・システム１７８７Ｃには、湾曲したディスプレイ面を有する矩形ＣＲＴスクリーンに使用される湾曲したベゼル・アッセンブリが含まれている。かかるベゼル・アッセンブリは、ＣＲＴスクリーンに対応する矩形開口部を有している。図５は、上記矩形開口部の１つの側部に沿って設けられるタッチスクリーン・システム１７８７Ｃ（組み立て前）の断面図を示している。ＣＲＴディスプレイ・デバイス５００は、湾曲した外側ディスプレイ面５０１を有しており、ベゼル・アッセンブリ５０２は、剛性部分５０３、可撓性部分５０４および封止部分５０５を有している。ベゼル・アッセンブリ５０２は、ＣＲＴ３００の湾曲面５０１と同様の方向に湾曲した輪郭を有しているものの、ベゼル・アッセンブリ５０２の曲率半径は、ＣＲＴ５００のディスプレイ面５００の曲率半径よりも僅かに大きくなっている。封止部分５０５は、ＣＲＴ面５０１に面するように可撓性部分５０４の内側部に設けられている。図６は、ＣＲＴ５００に設けられたベゼル・アッセンブリ５０２であって、剛性部分５０３を取付ブラケット（ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｂｒａｃｋｅｔ）５０６に取り付けることで搭載されたベゼル・アッセンブリ５０２を備えたタッチスクリーン・システム１７８７Ｃの断面図を示している。ベゼル・アッセンブリが設けられる際、可撓性部分５０４は、ＣＲＴ面５０１のより小さな曲率半径に対応するように伸長するので、封止部分５０５を介して表面５０１に圧力が生じることになる。タッチ検知領域などが収まるように、ベゼル・アッセンブリ５０３のコーナー領域に凹部（図示せず）を設けてもよい。１７８７Ｃタッチスクリーン・システムによって用いられる方法で環境封止（ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｓｅａｌ）が得られるものの、シールの形成が湾曲面５０１上へと伸長する湾曲した可撓性部分５０４に依存しているので、そのような環境封止は、湾曲ディスプレイ面の封止にのみ適用される。
【００２４】
本発明では、フラットな面（即ち、平面状の面）に対して、ベゼルに結合したシール（または封止部）を用いることによって、従来の封止システムに関連した問題を解決している。ベゼルが平面タッチスクリーンと組み合わされた際にはシールとタッチスクリーン面との間に均一な圧力が加えられるように、ベゼルの封止領域にはプレストレス（ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ）が与えられている。
【００２５】
図７は、本発明のタッチスクリーン・システムに用いられる封止システムを備えたフレーム（即ち、ベゼル・アッセンブリ）の態様の断面図を示している。図７に示すベゼルは、タッチスクリーン・システムに組み込まれる前のベゼルである。フレーム７００には、剛性部分７０５、可撓性部分７０６、取付部分７１０（または搭載部分７１０）および位置決めリブ７０９が含まれる。可撓性部分７０６は、剛性部分７０５から延在しており、剛性部分７０５の上面７１４によって規定される平面から離れるように、タッチスクリーン７０２に向かって延在している（即ち、可撓性部分７０６は剛性部分７０５から斜めに離れるように延在している）。剛性部分７０５は、ベゼルの機能および外観を向上すべく、略いずれの形状を有し得る。例えば、図７に示す態様では、剛性部分７０５は、平面タッチスクリーン７０２と略平行になっている。内部（即ち、タッチスクリーンと面している側）のコーナー７１１は、剛性部分７０５と可撓性部分７０６とを境界付けるものであり、剛性部分７０５と可撓性部分７０６との間には内部屈曲ポイントが存在している。剛性部分７０５が存在する側とは反対側の可撓性部分７０６の端部には封止部分７０８が取り付けられている。かかる封止部分７０８は、取付部材７０７，７１７によって所定の位置に保持されている。好ましくは、取付部材７１７（剛性部分７０５により近い側に存在している取付部材）は、取付部材７０７よりも長くタッチスクリーンに向かって延在している。尚、封止部分７０８は、２つの取付部分７０７，７１７よりも長く延在している。ベゼル・アッセンブリ７００がタッチスクリーン・システムに組み込まれる際、封止部分７０８は、タッチスクリーン７０２の上面７１３と接して封止し、取付部材７１７が、タッチスクリーン７０２に抗するように可撓性部分７０６に対してハード・ストップ（ｈａｒｄ−ｓｔｏｐ）として機能する。ベゼル・アッセンブリ７００は、いずれの適当な方法によってタッチスクリーン・システムに組み込むことできる。例えば、ディスプレイ・デバイス、タッチスクリーン、外側ハウジングまたは取付ブラケットにベゼル・アッセンブリ７００を取り付けることによって、ベゼル・アッセンブリ７００をタッチスクリーン・システムに組み込むことができる。好ましくは、ベゼル・アッセンブリは、剛性部分７０５に対して非平面を成す方向（例えば、剛性部分７０５に対して実質的に垂直な方向）に延在する取付部分７１０を含んでおり、これによって、ベゼル・アッセンブリ７００の外側周縁部の硬さが増すことになる。図７に示す態様では、取付ブラケット７０４を介して、封止システム７００の取付部分７１０をディスプレイ７０１に取り付けることができる。図７に示す態様では、マジックテープ材または接着剤などを有して成り得る取付部材７０３によって、タッチスクリーン７０２がディスプレイ７０１に取り付けられる。別法にて、タッチスクリーン７０２は、ディスプレイ・デバイスと一体化してもよい。
【００２６】
図８は、本発明のタッチスクリーン・システムの態様を拡大した図を示している。図示されるタッチスクリーン・システム８００は、組み立て前の状態であり、ベゼル・アッセンブリ７００を含んでいる。ディスプレイ７０１（例えば、ＬＣＤ、ＣＲＴ、プラズマ・ディスプレイ、エレクトロルミネセント・ディスプレイ等のフラットな面を有する何れの種類のディスプレイ）は、取付穴８０８を有する取付ブラケット７０４を含んでいると共に、タッチスクリーン・システムに対して制御電子機器などの電子機器を包囲し得る背面側ハウジング８０９を含んでいる。平面タッチスクリーン７０２は、ディスプレイ７０１の正面に配置される。ベゼル・アッセンブリ７００は、タッチスクリーン７０２の上に配置される。ベゼル・アッセンブリ７００は、剛性部分７０５および可撓性部分７０６を含んでいる（尚、点線は、剛性部分と可撓性部分との境界を示している）。また、ベゼル・アッセンブリ７００は、タッチスクリーン・システムが組み立てられた際にタッチスクリーン７０２と接触し得る封止部分７０８を含んでいると共に、同様にタッチスクリーン・システムが組み立てられた際に取付ブラケット７０４を介してディスプレイ７０１に取り付けることができる取付部分７１０を含んでいる。ベゼル・アッセンブリ７００が矩形状の中央開口部を有する図８および図９に示す態様では、可撓性部分７０６が、矩形状中央開口部方向へとタッチスクリーン７０２に向かって剛性部分７０５から下方に延在すると共に、矩形状中央開口部の各側部に沿ってタッチスクリーン７０２に向かって湾曲した輪郭を有するように、ベゼル・アッセンブリにプレストレスが加えられている。尚、湾曲した輪郭は、矩形状中央開口部の各側部に曲率中心（即ち、最下点であり、各側部の中心付近にて８０３で示されている）を有している。図９は、図８の線９−９’に沿って切り取られたベゼル・アッセンブリ７００の断面図を示している。
【００２７】
図１０は、タッチスクリーン・システムに組み込まれた状態にある本発明の封止システムを含んだベゼル・アッセンブリ７００の断面図を示している。ベゼル７００の封止部分７０８は、取付部材７０７，７１７によって所定の位置に保持されており、タッチスクリーン７０２と接触してそれらの間で封止を形成している。可撓性部分７０６は、プレストレスの加えられた弾性部材であるために、上方向に移動した状態となっているので、封止部分７０８を介してタッチスクリーン７０２に力が加えられる。取付部材７１７は、ベゼル・アッセンブリ７００をタッチスクリーン・システム７０２に設ける際に、可撓性部分７０６に対してハード・ストップとして機能する。可撓性部分７０６の移動量は、用いられる材料、タッチスクリーンのサイズ、タッチスクリーン技術の種類などの種々の変数に依存し得る。図１０に示す態様では、ベゼル・アッセンブリ７００がタッチスクリーン・システム８００に組み込まれた後では、可撓性部分７０６が、組み込み前の状態から移動した状態となっており、可撓性部分７０６がタッチスクリーン７０２および剛性部分７０５と略平行となっている。組立てに際しては、例えばボルト、ネジ穴、クランプ、接着剤またはスナップなどの適当な手段によって、ベゼル７００の取付部分７１０を、ディスプレイ７０１の取付ブラケット７０４に取り付けることができる。位置決めリブ７０９は、タッチスクリーン７０２の位置決めを行う機能を有している。図１０に示す態様では、位置決めリブ７０９は、タッチスクリーン７０２と当接している。図１１は、組み合わされたタッチスクリーン・システム８００を示している。
【００２８】
図１２は、図１１の組み立てられたタッチスクリーン・システム８００を線１２−１２’で切り取った断面図を示している。尚、分かり易くするために、図１２ではディスプレイ・デバイス７０１、取付ブラケット７０４およびハウジング８０９を省略している。組立て前の可撓性部分７０６’、取付部材７０７’，７１７’および封止部分７０８’は点線で示している（図９参照のこと）。組み立てる際の可撓性部分７０６の移動によって、封止部材７０８を介してタッチスクリーン７０２上に張力（または応力）が加えられ、封止が行われている。ベゼルの各側部における可撓性部分７０６の張力によって、ベゼルの周辺部付近が全体的に効果的に封止されることになる。可撓性部分７０６の各々の側部における湾曲に起因して、組立て時の可撓性部分７０６の側部における移動が異なるものとなっている。即ち、曲率中心付近では移動量が最大となり（即ち、線１２０２で示されるように側部の中心付近では移動量が最大となり）、その曲率中心から離れてコーナーに向かうにつれ、移動量は単調減少することになる（線１２０１および１２０３で示されるようにコーナーでは移動量が減少している）。このため、封止部材７０８に加えられる張力は、側部の中心に向かって単調増加しているので、コーナーからの離れに対して自動的に補償される。その結果、平面状の面に対して環境封止が得られることになり、たとえ側部の真ん中の部分であっても、環境封止の周縁部付近では実質的に均一な張力（または応力）がもたらされる。
【００２９】
図１３は、タッチスクリーン・システムに取り付ける前のベゼル・アッセンブリ７００の態様を示した断面図である。取付部材７０７よりも長く延在する内側取付部材７１７は、それがフラットなタッチスクリーン面に取り付けられた後では、可撓性部分７０６に対してハード・ストップとして機能する。好ましくは、内側取付部材７１７では、タッチスクリーン面と接触することになる箇所が丸くなっている。図１４は、タッチスクリーン・システムに取り付ける前の封止部分７０８の態様を示した断面図である。図示される態様では、タッチスクリーンと面しないエッジ７３０が、タッチスクリーンと面することになるエッジ７３１よりも断面寸法が狭く（または短く）なっている。更に、フィンガー部７３２はエッジ７３１から延在しており、取付けに際してはフィンガー部７３２がまず最初にタッチスクリーンと接触することになる。また、好ましくは封止部分７０８は、適当な断面形状（例えば円形）を有した中空領域７３３を含んでいる。
【００３０】
図１５は、本発明に用いることの可能なベゼル・アッセンブリ１５００の別の態様を示している。かかる態様では、剛性部分７０５には、その幅方向に分配されて設けられた取付部分１５１０が含まれる。剛性部分１５０５は、タッチスクリーン７０２の平面状の面に対して略平行とはなっていないものの、可撓性部分１５０６が、剛性部分１５０５の上面１５１４で規定される平面から離れるようにタッチスクリーン７０２に向かって延在している。可撓性部分１５０６は、タッチスクリーン７０２に向かって延在する方向にテーパーが付けられている。可撓性部分１５０６の内側側部に隣接して、下向きの先端部１５３２を有する封止部分１５０８が設けられている。封止部分１５０８は、剛性部分１５０５および可撓性部分１５０６と共に一体成形することができる。
【００３１】
好ましくは、ベゼル・アッセンブリ（例えば、ベゼル・アッセンブリ７００または１５００）は、プラスチックを造形することによって形成される。例えば、プラスチック成形、プラスチック材料の押出成形、プラスチックの熱成形、機械加工、溶液キャスティングまたは他の適当な手段によって、ベゼル・アッセンブリを形成することができる。プラスチックによってタッチスクリーンに圧力が加えられ封止が形成されることになるように、プラスチックは、可撓性かつ弾性を有している必要がある。例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブダジエンスチレン）／ポリカーボネート・ブレンドを成形して、本発明のベゼル・アッセンブリを作製することができる。ＩＲタッチスクリーンの場合では、タッチセンサーに用いられる赤外線（即ち、スクリーンを横切るように送信されて検知される光）に対して実質的に透明なプラスチック（例えばポリウレタン）を選択しなければならない。好ましくは、封止部分を除く全てのベゼル・アッセンブリ要素（尚、図７〜図１３に示す態様について言うと、取付部分７１０、リブ７０９、剛性部分７０５、可撓性部分７０６および取付部材７０７，７１７であり、図１５の態様についていうと、剛性部分１５０５、可撓性部分１５０６、取付部分１５１０である）は、ベゼル・アッセンブリを形成すべく、同じ材料から全て形成され、同時に造形（例えば成形）される。封止部分（例えば７０８，１５０８）は、いずれの適当な封止材料（例えば、ＴＰＵ（熱可塑性ウレタン）などの軟質熱可塑性プラスチックまたはゴム）から形成することができる。封止部分は、ベゼル・アッセンブリの他の要素と同時に造形（例えば、一体成形）することができる。別法にて、ベゼルのベゼル・アッセンブリの他の要素を形成した後に、例えば取付部材７０７，７１７を挿入することによって、封止部分を適用することもできる。
【００３２】
図７〜図１５に示す態様では、矩形状の形状および開口部を有するベゼル・アッセンブリが示されているものの、本発明は、非矩形状（例えば、円形、楕円形、六角形、ひし形またはその他のいずれの適当な形状）の形または開口部を有するベゼル・アッセンブリに対しても等しく良好に適用することができる。
【００３３】
可撓性部分７０６，１５０６のサイズに対する剛性部分７０５，１５０５の相対的なサイズは、タッチスクリーンのサイズ、ベゼルに用いられる材料、および、用いられるタッチスクリーンの種類に依存する。例えば、ある態様では、可撓性部分７０６，１５０６の幅（即ち、剛性部分との境界からフレームの内側周縁までの寸法）が剛性部分７０５，１５０５の幅（即ち、フレームの外側周縁から可撓性部分との境界までの寸法）と少なくとも等しいことが望ましい。別の態様では、可撓性部分の幅が剛性部分の幅よりも少なくとも５０％大きいことが好ましい。本発明は、以下の２つの実施例（本発明のタッチスクリーン・システムに使用されるベゼル・アッセンブリの特定の材料および寸法が示されている）によって例示される。また、かかる実施例を参照することによって、本発明の実施態様を更に理解できる。尚、かかる実施例は、本発明の例示にすぎず、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【００３４】
実施例１
フラットな１２インチのディスプレイ（タッチスクリーン・システムに対する幅−長さアスペクト比が標準的な３−４となっている）に対して、標準的なＡＢＳまたはＡＢＳ／ポリカーボネート・ブレンド、好ましくは難燃材（例えば、ＬＧケミカル（ＬＧ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）から市販されているＡＢＳ ＦＲ ＡＦ−３１２Ｔ、同じくＬＧケミカルから市販されているＰＣ／ＡＢＳ合金ＧＮ−５００８、または、バイエル（Ｂａｙｅｒ）から市販されているＰＣ＋ＡＢＳ ＦＲ２０００）を用いた成形法（成形条件はメーカーの標準的な指針による）によって本発明で用いられるベゼル・アッセンブリが設けられている。ベゼル・アッセンブリの断面を図１５に示す。可撓性部分は、テーパーが付けられており、剛性部分に隣接する領域では約１．９ｍｍの厚さを有する一方、最も内側のエッジ領域では約１ｍｍ厚さを有している。尚、剛性部分に隣接する領域から最も内側のエッジ領域までの可撓性部分の延在長さは約１０．７ｍｍである。剛性部分は、タッチスクリーンの所望の外観や重量に適した寸法を有し得る。剛性部分は、図１５の要素１５１０に示すような取付部材を有している。かかる取付部材は、ベゼル・アッセンブリの周縁部をより強固にし、ディスプレイへの取付けを可能にする。可撓性部分の各々の側部が図８および図９に示すように平面タッチスクリーンに向かって湾曲するように、ベゼル・アッセンブリには形成に際してプレストレス（ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ）が加えられている。封止部分は、約０．９ｍｍ厚さを有し、ＴＰＵ（熱可塑性ウレタン）から成る。また、封止部分は、ベゼル・アッセンブリの他の要素と一体成形されている。かかる封止部分は、タッチスクリーンに向かって延在する約０．５ｍｍの先端部（図１５では要素１５３２として示されている）を有している。ベゼル・アッセンブリがフラットな１２インチのディスプレイに設けられた際に、可撓性部分がコーナー領域で約０．４ｍｍ移動する一方（図１２で線１２０１および線１２０３に相当する）、可撓性部分が４つの側部の中間領域で約１．０ｍｍ移動するように（図１２で線１２０２に相当する）、可撓性部分の湾曲が形成されている。
【００３５】
実施例２
本発明のタッチスクリーン・システムに用いられるフラットな１９インチのディスプレイに対してベゼル・アッセンブリが設けられている。ベゼル・アッセンブリの断面は図７〜図１３に示す。ベゼル・アッセンブリは、標準的なＡＢＳまたはＡＢＳ／ポリカーボネート・ブレンド、好ましくは難燃材（例えば、ＬＧケミカルから市販されているＡＢＳ ＦＲ ＡＦ−３１２Ｔ、同じくＬＧケミカルから市販されているＰＣ／ＡＢＳ合金ＧＮ−５００８、または、バイエルから市販されているＰＣ＋ＡＢＳ ＦＲ２０００）を用いた成形法（成形条件はメーカーの標準的な指針による）によって成形されている。可撓性部分の厚さは約１．５ｍｍであり、可撓性部分の長さ（図１３に示すように剛性部分に隣接する領域から取付部材７０７の端部までの長さ）は約２１ｍｍである。剛性部分は、タッチスクリーンの所望の外観や重量に適した寸法を有し得る。剛性部分は、図７〜１３に示すような取付部分７１０を有している。かかる取付部分は、ベゼル・アッセンブリの周縁部をより強固にし、ベゼル・アッセンブリのディスプレイへの取付けを可能にする。可撓性部分の各々の側部が図８および図９に示すように平面タッチスクリーンに向かって湾曲するように、ベゼル・アッセンブリには形成に際してプレストレスが加えられている。取付部材７０７と取付部材７１７とは相互に約１．３ｍｍ離隔している。封止部分は、図１４に示すような断面を有している（上部の断面幅は約１．３ｍｍであり、底部の断面幅は約１．８ｍｍである）。封止部材の内部に設けられた穴は、約０．６ｍｍの直径を有している。封止部分は、本体から約０．５ｍｍ延在するフィンガー部を有している。封止部分は、シリコーンゴム（例えば、ハニフィン社（Ｈａｎｎｉｆｉｎ Ｃｏｒｐ．）から市販されているコンパウンドＳ７３０９−８０）からストリップとして押し出されることで形成される。ベゼル・アッセンブリがフラットな１９インチのディスプレイに設けられた際に、可撓性部分がコーナー領域で約０．４ｍｍ移動する一方（図１２で線１２０１および線１２０３に相当する）、可撓性部分が４つの側部の中間領域で約１．５ｍｍ移動するように（図１２で線１２０２に相当する）、可撓性部分の湾曲が形成されている。
【００３６】
上述の本発明の詳細な説明は、主としてまたは専ら本発明の特定の部分または要旨に関する記載を含んでいる。そのような説明は明瞭にするためのものであって、便宜上のものであり、特定の特徴が、開示されている記載の範囲を超えて妥当するものであること、また、本明細書の開示が、種々の記載から理解される情報を適当に組み合わせたあらゆるものを含んでいることを理解されよう。同様に、本明細書の種々の図面および説明は、本発明の特定の態様に関係しているが、特定の特徴が特定の図面および態様の内容に開示されている場合、かかる特徴は、別の図面または態様の内容において、または、別の特徴との組合せにおいて、あるいは一般的に本発明において適切な程度まで用いることが可能であることを理解されよう。
【００３７】
更に、上述したシステムの態様は単に本発明の原理の応用を例示しているにすぎず、特許請求の範囲に記載されている発明の範囲および意図から逸脱することなく、多くの他の態様が可能であり、本発明の変更が可能であることを理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、従来技術のタッチスクリーン・システムを示している。
【図２】図２は、従来技術のディスプレイ・デバイスに設けられたベゼル・アッセンブリを示す断面図である。
【図３】図３は、従来技術のディスプレイ・スクリーンのハウジングに設けられたベゼル・アッセンブリを示す断面図である。
【図４】図４は、従来技術のディスプレイ・デバイスに設けられたタッチスクリーン・システムに用いられるベゼル・アッセンブリを示す断面図である。
【図５】図５は、湾曲面を有する従来技術のタッチスクリーン・システムに設ける前の状態のベゼル・アッセンブリを示す断面図である。
【図６】図６は、タッチスクリーン・システムに設けた後の状態の図５のベゼル・アッセンブリを示す断面図である。
【図７】図７は、本発明のタッチスクリーン・システムのベゼル・アッセンブリの態様（タッチスクリーン・システムの組立て前の状態）を示す断面図である。
【図８】図８は、ベゼル・アッセンブリが設けられる前の状態の本発明のタッチスクリーン・システムを示す分解斜視図である。
【図９】図９は、本発明のタッチスクリーン・システムのベゼル・アッセンブリを示す断面図（図８の線９−９’で切り取った断面図）である。
【図１０】図１０は、組み立てられた本発明のタッチスクリーン・システムを示す断面図である。
【図１１】図１１は、組み立てられた本発明のタッチスクリーン・システムを示す斜視図である。
【図１２】図１２は、組み立てられた本発明のタッチスクリーン・システムを示す断面図（図１１の線１２−１２’で切り取った断面図）である。
【図１３】図１３は、本発明のタッチスクリーン・システムのベゼル・アッセンブリの態様を示す断面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示されるベゼル・アッセンブリの封止部分を示す拡大断面図である
【図１５】図１５は、本発明のタッチスクリーン・システムのベゼル・アッセンブリの別の態様を示す断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）平面タッチスクリーン面にタッチ検知領域を有して成り、平面ディスプレイ面を備えたディスプレイ・デバイスに結合される平面タッチスクリーン、ならびに
（２）平面タッチスクリーン上に配置されるフレーム
を有して成るタッチスクリーン・システムであって、
フレームが、
（ａ）タッチ検知領域の外縁を実質的に規定する中央開口部；
（ｂ）第１平面を規定する上面を有し、フレームの外側周縁領域を成す剛性部分；
（ｃ）剛性部分と接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分；および
（ｄ）平面タッチスクリーン面と可撓性部分との間に設けられる封止部分
を有して成り、
（ｉ）フレームを平面タッチスクリーンに当接させる前では、フレームの可撓性部分が前記第１平面から離れるように平面タッチスクリーンに向かうように延在しており、また
（ｉｉ）フレームを平面タッチスクリーンに当接させ、フレームを平面タッチスクリーンに設けた後では、封止部分を介して平面タッチスクリーン面がフレームの可撓性部分によって押圧されるように、フレームの可撓性部分が、フレームを平面タッチスクリーンに設ける前の状態から移動した状態となる、
タッチスクリーン・システム。
【請求項２】
フレームを平面タッチスクリーンに設けることには、フレームをディスプレイ・デバイスに設けることが含まれる、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項３】
フレームを平面タッチスクリーンに設けた後では、可撓性部分が平面タッチスクリーンと概ね平行となるように、可撓性部分が移動した状態となっている、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項４】
可撓性部分によって平面タッチスクリーン面に加えられる圧力が、フレームの内側周縁領域付近で実質的に均一となっている、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項５】
可撓性部分と剛性部分とが一体化している、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項６】
封止部分が、ゴムまたは軟質な熱可塑性材料を含んで成る、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項７】
フレームに設けられた開口部が、略矩形状であって、４つの内側側部および４つの内側コーナーを有して成り、
可撓性部分が、各々の内側側部に沿いに平面タッチスクリーンに向かって湾曲した輪郭を有し、該輪郭が各々の内側側部の中間点付近に曲率中心を有している、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項８】
フレームが平面タッチスクリーンに設けられる際、可撓性部分の曲率中心付近における移動距離が、可撓性部分の開口部の内側コーナーにおける移動距離の少なくとも２倍となっており、好ましくは、可撓性部分の曲率中心付近における移動距離が、可撓性部分の開口部の内側コーナーにおける移動距離の少なくとも３倍となっている、請求項７に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項９】
可撓性部分の厚さが、剛性部分の厚さの半分以下である、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１０】
可撓性部分にテーパーが付けられている、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１１】
可撓性部分が、剛性部分との境界とフレームの内側周縁との間に規定される幅を有し、剛性部分が、フレームの外側周縁と可撓性部分との境界との間に規定される幅を有しており、可撓性部分の幅が剛性部分の幅と少なくとも等しくなっている、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１２】
剛性部分とは同一平面上とならないように剛性部分に接続されている取付部分をフレームが更に有して成り、好ましくは、該取付部分がディスプレイ・デバイスに接続される、
請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１３】
平面タッチスクリーンが、その周縁領域に配置されたタッチ検知機構を有して成り、フレームによって、該タッチ検知機構が包囲され、該タッチ検知機構の周りに封止が形成されている、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１４】
平面タッチスクリーンが、弾性波タッチスクリーン、容量式タッチスクリーンまたは抵抗式タッチスクリーンである、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１５】
平面タッチスクリーンが赤外線式タッチスクリーンを有して成り、好ましくは、赤外線式タッチスクリーンに使用される赤外線に対して実質的に透明な材料をフレームが含んで成る、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１６】
平面タッチスクリーンとディスプレイ・デバイスとが一体化しており、好ましくは、ディスプレイ・デバイスが、陰極線管または液晶ディスプレイを有して成る、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１７】
タッチスクリーン・システムを組み立てる方法であって、
（１）平面タッチスクリーン面に平面タッチ検知領域を有して成る平面タッチスクリーンを供する工程、
（２）平面ディスプレイ面を備えたディスプレイ・デバイスに対して平面タッチスクリーンを結合する工程であって、
（ａ）中央開口部、
（ｂ）第１平面を規定する上面を有し、フレームの外側周縁領域を成す剛性部分、
（ｃ）剛性部分と接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分であって、前記第１平面から離れるように延在している可撓性部分、および
（ｄ）可撓性部分の内側周縁部に配置された封止部分
を有して成るフレームを供する工程、
（３）可撓性部分を平面タッチスクリーンに向くようにし、開口部により平面タッチ検知領域の外縁が実質的に規定されるように、平面タッチスクリーン上にフレームを配置する工程、ならびに
（４）封止部分と平面タッチスクリーン面とが接触するようにフレームを設け、平面タッチスクリーンが封止部分を介して可撓性部分によって押圧されるように可撓性部分を前記第１平面の方向へと移動させる工程
を含んで成る方法。
【請求項１８】
タッチスクリーンが弾性波タッチスクリーンを有して成る、請求項１７に記載の方法。
【請求項１】
（１）平面タッチスクリーン面にタッチ検知領域を有して成り、平面ディスプレイ面を備えたディスプレイ・デバイスに結合される平面タッチスクリーン、ならびに
（２）平面タッチスクリーン上に配置されるフレーム
を有して成るタッチスクリーン・システムであって、
フレームが、
（ａ）タッチ検知領域の外縁を実質的に規定する中央開口部；
（ｂ）第１平面を規定する上面を有し、フレームの外側周縁領域を成す剛性部分；
（ｃ）剛性部分と接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分；および
（ｄ）平面タッチスクリーン面と可撓性部分との間に設けられる封止部分
を有して成り、
（ｉ）フレームを平面タッチスクリーンに当接させる前では、フレームの可撓性部分が前記第１平面から離れるように平面タッチスクリーンに向かうように延在しており、また
（ｉｉ）フレームを平面タッチスクリーンに当接させ、フレームを平面タッチスクリーンに設けた後では、封止部分を介して平面タッチスクリーン面がフレームの可撓性部分によって押圧されるように、フレームの可撓性部分が、フレームを平面タッチスクリーンに設ける前の状態から移動した状態となる、
タッチスクリーン・システム。
【請求項２】
フレームを平面タッチスクリーンに設けることには、フレームをディスプレイ・デバイスに設けることが含まれる、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項３】
フレームを平面タッチスクリーンに設けた後では、可撓性部分が平面タッチスクリーンと概ね平行となるように、可撓性部分が移動した状態となっている、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項４】
可撓性部分によって平面タッチスクリーン面に加えられる圧力が、フレームの内側周縁領域付近で実質的に均一となっている、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項５】
可撓性部分と剛性部分とが一体化している、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項６】
封止部分が、ゴムまたは軟質な熱可塑性材料を含んで成る、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項７】
フレームに設けられた開口部が、略矩形状であって、４つの内側側部および４つの内側コーナーを有して成り、
可撓性部分が、各々の内側側部に沿いに平面タッチスクリーンに向かって湾曲した輪郭を有し、該輪郭が各々の内側側部の中間点付近に曲率中心を有している、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項８】
フレームが平面タッチスクリーンに設けられる際、可撓性部分の曲率中心付近における移動距離が、可撓性部分の開口部の内側コーナーにおける移動距離の少なくとも２倍となっており、好ましくは、可撓性部分の曲率中心付近における移動距離が、可撓性部分の開口部の内側コーナーにおける移動距離の少なくとも３倍となっている、請求項７に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項９】
可撓性部分の厚さが、剛性部分の厚さの半分以下である、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１０】
可撓性部分にテーパーが付けられている、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１１】
可撓性部分が、剛性部分との境界とフレームの内側周縁との間に規定される幅を有し、剛性部分が、フレームの外側周縁と可撓性部分との境界との間に規定される幅を有しており、可撓性部分の幅が剛性部分の幅と少なくとも等しくなっている、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１２】
剛性部分とは同一平面上とならないように剛性部分に接続されている取付部分をフレームが更に有して成り、好ましくは、該取付部分がディスプレイ・デバイスに接続される、
請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１３】
平面タッチスクリーンが、その周縁領域に配置されたタッチ検知機構を有して成り、フレームによって、該タッチ検知機構が包囲され、該タッチ検知機構の周りに封止が形成されている、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１４】
平面タッチスクリーンが、弾性波タッチスクリーン、容量式タッチスクリーンまたは抵抗式タッチスクリーンである、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１５】
平面タッチスクリーンが赤外線式タッチスクリーンを有して成り、好ましくは、赤外線式タッチスクリーンに使用される赤外線に対して実質的に透明な材料をフレームが含んで成る、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１６】
平面タッチスクリーンとディスプレイ・デバイスとが一体化しており、好ましくは、ディスプレイ・デバイスが、陰極線管または液晶ディスプレイを有して成る、請求項１に記載のタッチスクリーン・システム。
【請求項１７】
タッチスクリーン・システムを組み立てる方法であって、
（１）平面タッチスクリーン面に平面タッチ検知領域を有して成る平面タッチスクリーンを供する工程、
（２）平面ディスプレイ面を備えたディスプレイ・デバイスに対して平面タッチスクリーンを結合する工程であって、
（ａ）中央開口部、
（ｂ）第１平面を規定する上面を有し、フレームの外側周縁領域を成す剛性部分、
（ｃ）剛性部分と接続され、フレームの内側周縁領域を成す可撓性部分であって、前記第１平面から離れるように延在している可撓性部分、および
（ｄ）可撓性部分の内側周縁部に配置された封止部分
を有して成るフレームを供する工程、
（３）可撓性部分を平面タッチスクリーンに向くようにし、開口部により平面タッチ検知領域の外縁が実質的に規定されるように、平面タッチスクリーン上にフレームを配置する工程、ならびに
（４）封止部分と平面タッチスクリーン面とが接触するようにフレームを設け、平面タッチスクリーンが封止部分を介して可撓性部分によって押圧されるように可撓性部分を前記第１平面の方向へと移動させる工程
を含んで成る方法。
【請求項１８】
タッチスクリーンが弾性波タッチスクリーンを有して成る、請求項１７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公表番号】特表２００８−５０３８０４（Ｐ２００８−５０３８０４Ａ）
【公表日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１６７２７（Ｐ２００７−５１６７２７）
【出願日】平成１７年６月１４日（２００５．６．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２１２６９
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００７３９０
【国際公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【出願人】（３９９１３２３２０）タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション (234)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｙｃｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１４日（２００５．６．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２１２６９
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００７３９０
【国際公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【出願人】（３９９１３２３２０）タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション (234)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｙｃｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
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