モバイル電気通信システム用接触感応性案内表面
【課題】本発明によれば、通信装置の表面の少なくとも一部と同一の拡がりを有する電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を用いるセンサシステムのための方法および関連装置が提供することができる。
【解決手段】通信装置にセンサシステムを設ける方法であって、前記通信装置のカバー表面と一体化した電気機械誘電体膜を設ける工程と、前記電気機械誘電体膜にアクセスするため、前記カバーにおける外面領域内に１または複数の空所領域を設ける工程であって、該空所領域は実行されるべき操作機能に対応する工程と、前記電気機械誘電体膜を、露出した領域のおのおのにおいて、前記通信装置の対応する操作機能に関連付けられた電子回路手段に結合する工程とを含む方法。
【解決手段】通信装置にセンサシステムを設ける方法であって、前記通信装置のカバー表面と一体化した電気機械誘電体膜を設ける工程と、前記電気機械誘電体膜にアクセスするため、前記カバーにおける外面領域内に１または複数の空所領域を設ける工程であって、該空所領域は実行されるべき操作機能に対応する工程と、前記電気機械誘電体膜を、露出した領域のおのおのにおいて、前記通信装置の対応する操作機能に関連付けられた電子回路手段に結合する工程とを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して接触感応性表面に関し、さらに詳しくは、ユーザインターフェースとしての、とりわけ通信装置用の接触感応性の案内表面（touch sensitive navigational surface）の提供に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、セルラー方式携帯電話機およびモバイル無線電話機のような通信装置は、通常、電話番号をダイヤルするためのキーパッドとして、または当該通信装置の特徴または他の性能にアクセスするための機能キーとして機械的な接点スイッチを有する。さらに、そのような装置は、通常、それぞれ、可聴信号を電気的信号に変換するため、または電気的信号を可聴信号に変換するために、カーボンまたはエレクトレットマイクロフォン（electret microphone）、および小型ボイスコイルまたは圧電または他のそのようなタイプのスピーカを有している。同様に、ローラスイッチまたは方向（指示）スイッチのような独立したスイッチは、通信装置のディスプレイ画面上に表示されるメニューまたは選択機能、すなわち電話番号リスト、ボリューム増大／減少、呼出し音、およびそれに類似したものをスクロールするために、一般的に設けられている。タッチスクリーン技術は、多数のあらかじめプログラムされた可能な選択のうち、スクリーンのある領域をユーザが「接触する」ことによって所望の１つを選択できるようにするユーザインターフェースとして機能し得るが、そのような技術は、ディスプレイ画面のみに制限されている。
【０００３】
それゆえ、現在の通信装置における対応する機能を実行する種々の分離した個別のコンポーネントと置換しかつ該装置の動作を高めるためのセンサ、マイクロフォンまたはスピーカとして機能する「接触」感応性表面を有する通信装置を提供することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、当該装置の表面の少なくとも一部と同一の拡がりを有する電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を用いる通信装置用の新規なセンサシステムのための方法および関連装置を提供することである。
【０００５】
本発明のさらなる目的は、通信装置用ユーザインターフェースとしての接触感応性の案内表面を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、当該装置のあらゆる表面がセンサ、マイクロフォン、またはスピーカとして作動し得る通信装置を提供することである。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、射出成型することによって、センサを当該通信装置の物理的な構成要素と一体化した通信装置を提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、本発明を何ら限定することのない本発明の開示の目的のために提供される以下の詳細な説明において明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の局面においては、通信装置におけるセンサシステムを提供するための方法を示す。本方法は、通信装置のカバー表面と一体化した電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を設ける工程と、前記ＥＭＤ膜にアクセスするためにカバーにおける外面領域内に１つまたは複数の開口領域を設ける工程であって、該開口領域が実行されるべき操作機能に対応する工程と、前記ＥＭＤ膜を、露出した領域のおのおのにおいて、前記通信装置の対応する操作機能に関連付けられた電子回路手段に結合する工程とを含んでいる。
【００１０】
好ましくは、外面領域内に１または複数の空所または開口領域を設ける工程は、ＥＭＤ膜が、音響信号を対応する電気信号へ変換しかつ電気信号を対応する音響信号へ変換する所望の操作機能を実行するために妨害されない動きを必要とする領域における前記カバーの内面領域内に１または複数の開口領域を設けることを含んでいる。
【００１１】
好ましくは、該ディスプレイの背面をＥＭＤ膜に対向させかつ接触させて、空所領域の１つにディスプレイを設ける工程をさらに含んでいる。
【００１２】
好ましくは、カバーの表面と一体化したＥＭＤ膜を設ける工程は、ＥＭＤ膜とともにカバーを射出成型する工程を含んでいる。
【００１３】
本発明の第２の局面においては、発明を具体化した通信装置が提供される。該通信装置は、通信装置のカバーの表面の少なくとも一部と同一の拡がりを有する電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜と、ＥＭＤ膜の一部にアクセスするための前記カバーにおける外面領域内の１または複数の空所または開口領域であって、カバーの表面内に与えられた空所領域が実行されるべき操作機能に対応する領域と、表面に印加される力に応答してＥＭＤ膜によって発生した電気信号を検知するためにＥＭＤ膜に結合された電子回路手段であって、当該電子回路手段によって発生される電気信号に応答してカバーの表面の平面についてＥＭＤ膜の表面を動かすための電子回路手段とを備えている。
【００１４】
好ましくは、ＥＭＤ膜は、スピーカとして機能する。
【００１５】
好ましくは、ＥＭＤ膜は、マイクロフォンとして機能する。
【００１６】
好ましくは、ＥＭＤ膜は、キーパッドとして機能する。
【００１７】
好ましくは、前記通信装置は、ＥＭＤ膜に接触するディスプレイであって、それによって該ＥＭＤ膜がディスプレイの表面上への接触する方向の検知に応答するディスプレイをさらに備えている。
【００１８】
本発明のさらなる局面においては、それ自体と遠隔通信装置とのあいだに通信リンクを確立するための手段を有するタイプの可搬式ハンドヘルド通信装置が提供され、この通信装置は、電気信号を発生するための変位に応答する材料から成型された少なくとも第１の部分を有するケースと、電気信号の大きさに比例する材料の変位についての電気信号に応答する材料から成型された少なくとも第２の部分とを含んでいる。
【００１９】
好ましくは、第１の部分および第２の部分は、電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜から成型されており、該ＥＭＤフィルムはケースの表面の少なくとも一部と同一の拡がりを有する。
【００２０】
好ましくは、通信装置は、認証されたユーザに対する呼び完了を制限するアクセスを制御するためのセキュリティ手段をさらに含んでいる。
【００２１】
好ましくは、セキュリティ手段は、指紋認識センサとして構成されたＥＭＤ膜の少なくとも一部を含んでいる。
【００２２】
本発明のまたさらなる局面においては、従来の通信装置内に接触感応性表面機能を与える方法が提供される。本方法は、電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜に、粘着特性を有する第１の主面を設ける工程と、通信装置表面の所望の位置に接触して前記第１の粘着主面を配置する工程と、ＥＭＤ膜を、通信装置の対応する操作機能に関連付けられた電子回路手段に結合する工程とを含んでいる。
【００２３】
好ましくは、本方法は、ＥＭＤ膜に、第１の主面の反対側に粘着特性を有する第２の主面を設ける工程であって、ＥＭＤ膜を、装置のカバーと該装置のディスプレイ画面とのあいだに配置し、それによってＥＭＤ膜が接触感応性画面を提供する位置にディスプレイを保持する工程とを含んでいる。
【００２４】
好ましくは、本方法は、ＥＭＤ膜に、第１の主面の反対側に第２の主面を設ける工程と、第２の主面上に柔軟性のある保護層を設ける工程と、ＥＭＤ膜の粘着主面を、装置表面上の所望の位置に貼着し、それによって保護層が、ユーザにより接点接触させるために外方に面する工程とをさらに含んでいる。
【００２５】
本発明のさらなる局面においては、接触感応性表面機能を有する従来の通信装置が提供される。該通信装置は、粘着特性を有する第１の主面および第１の主面の反対側に配置される第２の主面を備える電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜であって、粘着主面が当該通信装置表面上の所望の位置に接触してＥＭＤ膜を保持するＥＭＤ膜と、通信装置の対応する操作機能に関連付けられた電子回路手段に前記ＥＭＤ膜を結合するための手段とを備えている。
【００２６】
好ましくは、通信装置は、粘着特性を有するＥＭＤ膜の第２の主面と、該ＥＭＤ膜の第２の主面に接触しかつそれによって保持されるディスプレイとをさらに備えている。
【００２７】
好ましくは、通信装置は、柔軟性のある保護層を有するＥＭＤ膜の第２の主面をさらに備えている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、通信装置の表面の少なくとも一部と同一の拡がりを有する電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を用いるセンサシステムのための方法および関連装置が提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に検討するため、電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を、図１に断面図にて概略的に示し、全体として１０で示す。ＥＭＤ膜１０は箔状をなし、かつ柔軟性のあるポリマー膜であり、永久電荷を有する。機械的な、または音響の力がその表面に加えられると、ＥＭＤ膜は検出され得る電圧を発生する。それゆえ、ＥＭＤ膜は、この構成においてはセンサとして機能する。ＥＭＤ膜は、それとは反対の方向にも作用して、印加された電位を、表面の平面に関して膜を動かすべく変換する。それゆえ、ＥＭＤ膜は、この構成においてはアクチュエータとして機能する。
【００３０】
さらに図１を参照すると、ＥＭＤ膜１０は、薄い（約０．５０μｍ）双軸配向されたポリプロピレン１２で作製される。双軸配向および特別な添加剤は、材料の中に多数の小さな偏平の泡１４を生成し、これらの泡はＥＭＤ膜にその特性を与える。永久電荷は、製造プロセスのあいだに、ＥＭＤ材料内に注入される。薄い金属電極１６，１８は、ＥＭＤ構造を完成すべく膜の両面２０，２２上に蒸着されるかまたは積層されている。図２は、ＥＭＤ膜構造の断面の電子顕微鏡写真を示している。ＥＭＤ膜の構成および動作の原理のさらなる詳細は、当該技術分野において一般に入手可能な文献から、および「電気機械膜およびその製造工程（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｆｉｌｍ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓａｍｅ）」と題する米国特許第４，６５４，５４６号明細書から入手することができる。本発明において使用されるような電気機械誘電体膜は、「ＥＭＦｉ（登録商標）」という商品名にて商業的に入手可能である。
【００３１】
ここで、図３には、本発明のセンサシステムを実施するセルラー方式携帯電話が概略的に図示されており、該電話は全体として５０で示されている。図３に示されているセルラー方式携帯電話５０は、外観上は従来のものであり、そして典型的には熱可塑性ポリマー材料またはそのような適用に用いるために現在既知のまたは将来開発される他の材料で成型されたケース５２を含んでいる。英数字キーパッド５４は、たとえば、ダイヤルされるべき電話番号を入力し、後続の検索のためにメモリに英数字の文字を入力し、該セルラー方式携帯電話の機能にアクセスするため、そして一般的にセルラー方式携帯電話の技術分野における技術者によく知られている他のそのような操作のために、ユーザインターフェースとして提供される。セルラー方式携帯電話の付加的な特徴に対応する付加的なキーまたはボタン５６も存在してもよい。マイクロフォンは、話し言葉のような、可聴信号を受け、かつ該セルラー方式携帯電話で使用するために対応する電気信号に変換すべく、５８で示される領域に配置される。イヤーピースは、セルラー方式携帯電話内において受信されかつ処理された電気信号をユーザとコミュニケートするための話し言葉のような可聴信号に変換するために領域６０内に配置される。全体として６２で示されるディスプレイは、セルラー方式携帯電話技術において一般的に知られているような、ダイヤルされる番号、メニュー機能、テキストメッセージ、および他のそのようなグラフィックスのような、セルラー方式携帯電話の動作に関連した典型的なメッセージおよびグラフィックスを表示する。ＥＭＤ膜は、センサとして使用されるときには、当該ＥＭＤ膜が非常に薄く（ほぼ５０μｍ）、湾曲し、かつその反対の支持されていない側に印加される軽いタッチまたは力には応答しないので、１つの主面側に沿って固体的に支持されなければならない。加えて、ＥＭＤ膜から作られるセンサは、非常に軽くかつ通信装置に対して重量または体積を付加しない。以下において一層明らかになるように、キーパッド、マイクロフォン、スピーカおよびディスプレイ機能は、意図された機能を実行すべくセルラー方式携帯電話の対応する電気的回路とともにＥＭＤ膜を用いて実施され得る。
【００３２】
図４は、本発明にかかわるセンサとして使用するために支持されるＥＭＤ膜の概略部分断面図である。図示された例において、１００で示されるＥＭＤ膜は、ケースまたはカバー１０２内に形成されるくぼみ（relief area）１０６によって形成される表面１０４によって支持されている。方向１０８に印加される接触による力のような力は、ＥＭＤ膜１００の外面１１０に前記方向１０８に若干の移動を生じさせる。くぼみ１０６の支持面１０４は、ＥＭＤ膜の底部側１１２の屈曲または移動を防止し、それゆえ該膜が、対応する電気信号を発生すべく接触されたときに、圧縮または変形され得る。薄い柔軟性を有する保護ポリマー層１１４は、ＥＭＤ膜の表面１１０およびカバー１０２の表面１０６を覆う。軽減支持領域は、説明の目的のために図においてはいくぶんか誇張されているが、実際上、ＥＭＤ膜は、カバーの厚さよりも実質的に薄くそしてカバーの表面の一部として容易に一体化される。
【００３３】
ＥＭＤ膜は、カバーの表面上の接触ないしタッチングの方向に関連して増大および減少を与えるべく抵抗ラダー（梯子型）ネットワークに電気的に結合され得る。そのような、ラダーネットワークは、たとえば、話し言葉の形態または呼び出し音、応答確認音などの形態での、オーディオのためのボリュームコントロールとして使用される。他の応用として、ディスプレイ画面キーパッド、または他の選択キーの照明を増大または減少させることがあり得る。
【００３４】
プラスチック、ポリマーまたは他の材料から作られるケースまたはカバーの表面と同一の拡がりを有する一体化されたＥＭＤ膜の製造の１つの方法は、多重コンポーネント射出成型プロセスを用いることである。射出成型プロセスは、カバーの接触感応性表面領域を提供するために使用され得る。多重コンポーネント射出成型プロセスにおいて、最初の工程は、センサ応用においてＥＭＤ膜のための支持面を提供するカバーの硬い部分を射出成型することである。つぎの工程は、ＥＭＤ膜を成型内に、該ＥＭＤ膜が成型されたカバー内におけるその支持面と接触するように配置することである。つぎに、ケースの外面部分は、カバーの硬い部分およびＥＭＤ膜を覆って一体化ユニットを形成させるべく、柔らかいエラストマーまたは他の硬いポリマーを用いて成型される。このような方法でケースを製造することは、要求に応じて電話内の電気的回路構成に結合され得る連続的な接触感応性表面を提供する。
【００３５】
図５は、図４と同様に、キーパッドとしての使用のために支持されたＥＭＤ膜の概略断面図である。図５において、キーの各位置に対応する触感ドーム１２０がＥＭＤ膜１２４の表面１２２上に配置されている。ドーム１２０は、キーが押されたときに、ユーザに触感のフィードバックを与える。図からわかるように、ドーム１２０は、該触感ドームの下方の領域１２６においてＥＭＤ膜１２４の表面１２２に接触し、矢印１２８の方向にドーム１２０により印加される力Ｆが、ＥＭＤ膜によって発生されるべき電気信号を生じさせる。ドーム１２０の下方のＥＭＤ膜の領域は、キーが押されたときに電気信号を検出する電子的回路手段に結合され、該信号をユーザにより押されたキーに対応する特定の情報に変換する。多重コンポーネント射出成型プロセスにおいて、ＥＭＤ膜およびドームは、成型内に、ＥＭＤ膜の背後が支持面に向いてドーム面が外側に向くように、支持領域に接して挿入される。射出成型の最終段階は、キーパッドおよびカバーの一体化ユニットを形成すべく表面およびドームをソフトエラストマーまたは他のハードポリマーにより覆う。触感のフィードバックを提供するドームは、当業者に周知のものである。該ドームは、意図された機能を達成するためのいかなる既知のまたは将来開発されるタイプからなっていてもよい。ドームは、保護ポリマーシートによってさらに保持されていてもよく、またはキーパッドの技術において周知の保護フレキシブル積層によって被覆されていてもよい。その代わりに、射出成型の最終ステージは、カバーするエラストマーまたはポリマーの対応する位置に特定の英数字印を付与することを含んでいてもよい。
【００３６】
代替的な実施の形態においては、ＥＭＤ膜は、射出成型されていない電子的装置内に、所望の機能コンポーネント、すなわち、キーパッド、マイクロフォン、スピーカ、タッチセンサ、およびその類似物として構成され得る。
【００３７】
図６は、通信装置において使用するための接触感応性画面の概略断面図を示し、該画面は全体として２００で示されている。ケース２０２は、カバー内にセルラー方式携帯電話とともに使用される一般的なディスプレイ２０８を搭載すべくサイズ設定および形状設定されるくぼみ２０６によって形成される支持面２０４を有している。ディスプレイ２０８は、ディスプレイの底部側２１０とくぼみ２０６の表面２０４とのあいだに粘着テープによって一般に保持されている。図６に示された実施の形態において、ＥＭＤ膜２１２は、対向して配置される表面２１４および２１６を有しており、これらの表面は、カバーのくぼみ２０６の表面２０４とディスプレイ画面２０８の背後面２１８とのあいだに高粘着性を与えるようにされている。カバーおよびディスプレイのポリマーまたは他の材料に使用するのに適した接着剤または他の粘着材は、ＥＭＤ膜の表面２１６と表面２０４およびディスプレイの背後面２１８とのあいだに最大の粘着性を与え、その結果ディスプレイ２０８の表面２２０に沿うすべての移動が、ＥＭＤ膜２１２に伝達され、かつそれによって検知されるように選択される。薄くて柔軟性を有する保護ポリマー層２２２は、ディスプレイ２０８の表面２２０およびカバー２０２の表面２２４に被覆してもよい。このような接触感応性画面の構成は、高い信頼性を有している。なぜならば、ゴミ、水および他の有害な物質が背後に侵入し、かつディスプレイ画面２０８の動作と干渉することができないからである。
【００３８】
図７を参照すると、マイクロフォンまたはスピーカとして使用するために支持されたＥＭＤ膜の概略断面図が示され、該ＥＭＤ膜は全体として２５０で示されている。カバー２５２は、開口または除去され、すなわち、カバー２５２の外側２５８および内側２６０に対向して配置される領域２５４，２５６にカバーを形成する材料が欠如している。外側２５８は、前述したように、ソフトエラストマーまたは他のハードポリマーによって成型されたカバーの面である。ＥＭＤ膜２６２は、該ＥＭＤ膜２６２が矢印２６６によって示された方向に湾曲しまたは前後振動することを許容させるべく、当該ＥＭＤ膜２６２の周縁部２６４に沿って支持される。ＥＭＤ膜２６２は、マイクロフォンとして機能し、そしてＥＭＤ膜２６２の表面２６８上に当たった音響エネルギーに対応する大きさおよび周波数を有する電気信号を発生する。該電気信号は、ＥＭＤ膜の表面上の金属電極から電気的伝導体、プリント回路の配線または電気的技術における当業者に周知の、他の導電手段を介して電子的回路構成に結合される。同様の方法において、ＥＭＤ膜２６２は、スピーカとして機能し、そして電話の電子回路構成からＥＭＤ膜に結合された電気信号に対応する大きさおよび周波数を有する音響エネルギーを生成すべく該ＥＭＤ膜の表面に接している空気を変位させて湾曲しまたは前後振動し得る。薄くて柔軟性を有する保護ポリマー層２７０を、ＥＭＤ膜の表面２６８およびカバー２５２の表面２５８に被覆してもよい。ポリマー層２７０は、ＥＭＤ膜の動作を低下させないように充分な柔軟性を有していなければならない。また、ＥＭＤ膜の外面を装飾的材料によって覆うこともできる。
【００３９】
図８には、本発明のセンサシステムを実施するセキュリティアクセスを有するセルラー方式携帯電話が概略的に示され、この電話は図３において説明したセルラー方式携帯電話と実質的に同様であり、全体として３００で示される。セルラー方式携帯電話３００は、指紋識別および検証用の押付け窓（platen）３０２を含んでいる。該セルラー方式携帯電話の制御回路は、該電話機への初期アクセス得るため、または呼出しを完了するためにプラテン３０２に認証されたユーザの指を置くことを要求すべくプログラムされまたは構成され得る。ＥＭＤ膜は、センサとして使用するために前述したように支持されなければならず、そして非常に薄いポリマー層が、ＥＭＤ膜の表面の最大感度を達成するために、かつ指紋認識システムの精度に対するいかなる可能性のある影響も最小とするためＥＭＤ膜の表面上に用いられる。指紋は、当業者に周知のとおり渦巻および畝に対応する最小数の特徴点（indicia points）を選択することによって特徴付けられる。本図面において、ユーザは、最初に該セルラー方式携帯電話のディスプレイ上に示される指示にしたがって彼らの指をプラテン上に置くであろう。指紋認識システムは、この工程において指紋を「学習」し、それを呼びアクセスまたは操作完了のあいだの、後続の検索および比較のために画像または他のフォーマットとしてメモリ手段に格納する。１人または複数のユーザが、電話による呼びにアクセスしかつ完成させるために認証され得る。可能性のあるユーザの数は制限されるから、認識プロセスおよびマッチング時間は非常に短くかつユーザに不便でない。指紋認識システムとともに使用されるパスワードのような、付加的な、防護も採用され得る。
【００４０】
現在既知の通信装置のディスプレイ画面に、接触感応性画面の能力および機能をもたせることもできる。この場合において、ＥＭＤ膜表面は、通信装置における現在のディスプレイを適正位置に保持させるのに用いられる粘着テープと同様の粘着特性をもつように適切に作られる。そのように修正されたＥＭＤ膜は、従来の構成およびカバーの修正または変更なしに、接触感応性画面の能力および機能を提供するために現在の装置の粘着テープの代りに用いられる。通信装置のエレクトロニクスは、ＥＭＤ膜への接続ができかつ同膜との操作機能性を有するように変更されることは明らかである。
【００４１】
同様に、現在知られている通信装置のいかなる表面も、当該装置の従来の構成およびカバーを修正または変更することなく接触感応性の能力および機能をもつようにすることができる。この場合において、ＥＭＤ膜は、１つの表面上に柔軟性を有する保護層を有し、かつ該装置の表面にＥＭＤ膜が粘着的に貼設されることを許容させるべくその反対の表面上に粘着性層を有する。粘着表面は、自己接着性であってもよく、粘着材を覆う取り外し可能なカバーを有していてもよい。また、該通信装置のエレクトロニクスは、ＥＭＤ膜への接続ができかつ同膜との操作機能性を有するように変更されるであろう。
【００４２】
通信装置のための接触感応性案内表面を、いくつかの好ましい実施の形態について前述してきた。発明の精神および視野から離れることなく多数の変更および修正がなされ得ることは、当業者によって認識されるであろう。たとえば、カバーの表面は、異なる材料から作られてもよく、射出成型プロセスのみに適する材料に限定されることはない。それゆえ発明は、図解により、そして限定ではなく開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明とともに使用される電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜の構成の断面図である。
【図２】ＥＭＤ膜の構成の断面の電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明のセンサシステムを実施するセルラー方式携帯電話の概略図である。
【図４】センサとして使用するために支持されたＥＭＤ膜の概略断面図である。
【図５】キーパッドとして使用するために支持されたＥＭＤ膜の概略断面図である。
【図６】接触感応性画面として使用するためのＥＭＤ膜およびディスプレイの概略断面図である。
【図７】マイクロフォンまたはスピーカとして使用するために支持されたＥＭＤ膜の概略断面図である。
【図８】本発明のセンサシステムを実施するセキュリティアクセスを有するセルラー方式携帯電話の概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１００、１２４、
２１２、２５０、２６２ 電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜
１２ 双軸配向ポリプロピレン
１４ 泡
１６、１８ 金属電極
２０、２２、１０４、１１６、
１２２、２２０、２２４、２６８ 表面
５０、３００ セルラー方式携帯電話
５２、１０２、２０２、２５２ ケースまたはカバー
５４ 英数字キーパッド
５６ 付加的なキーまたはボタン
５８、６０、１２６ 領域
６２、２０８ ディスプレイ
１０６、２０６ くぼみ
１０８ 方向
１１０ 外面
１１２、２１０ 底部側
１２０ 触感ドーム
１２８、２６６ 矢印
２００ 通信装置
２０４ 支持面
２０８ ディスプレイ画面
２１８ 背後面
２２２、２７０ 柔軟性を有する保護ポリマー層
２５４、２５６ 領域
２５８ 外側
２６０ 内側
２６４ 周囲縁部
３０２ 指紋識別および検証用の押付け窓
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して接触感応性表面に関し、さらに詳しくは、ユーザインターフェースとしての、とりわけ通信装置用の接触感応性の案内表面（touch sensitive navigational surface）の提供に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、セルラー方式携帯電話機およびモバイル無線電話機のような通信装置は、通常、電話番号をダイヤルするためのキーパッドとして、または当該通信装置の特徴または他の性能にアクセスするための機能キーとして機械的な接点スイッチを有する。さらに、そのような装置は、通常、それぞれ、可聴信号を電気的信号に変換するため、または電気的信号を可聴信号に変換するために、カーボンまたはエレクトレットマイクロフォン（electret microphone）、および小型ボイスコイルまたは圧電または他のそのようなタイプのスピーカを有している。同様に、ローラスイッチまたは方向（指示）スイッチのような独立したスイッチは、通信装置のディスプレイ画面上に表示されるメニューまたは選択機能、すなわち電話番号リスト、ボリューム増大／減少、呼出し音、およびそれに類似したものをスクロールするために、一般的に設けられている。タッチスクリーン技術は、多数のあらかじめプログラムされた可能な選択のうち、スクリーンのある領域をユーザが「接触する」ことによって所望の１つを選択できるようにするユーザインターフェースとして機能し得るが、そのような技術は、ディスプレイ画面のみに制限されている。
【０００３】
それゆえ、現在の通信装置における対応する機能を実行する種々の分離した個別のコンポーネントと置換しかつ該装置の動作を高めるためのセンサ、マイクロフォンまたはスピーカとして機能する「接触」感応性表面を有する通信装置を提供することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、当該装置の表面の少なくとも一部と同一の拡がりを有する電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を用いる通信装置用の新規なセンサシステムのための方法および関連装置を提供することである。
【０００５】
本発明のさらなる目的は、通信装置用ユーザインターフェースとしての接触感応性の案内表面を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、当該装置のあらゆる表面がセンサ、マイクロフォン、またはスピーカとして作動し得る通信装置を提供することである。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、射出成型することによって、センサを当該通信装置の物理的な構成要素と一体化した通信装置を提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、本発明を何ら限定することのない本発明の開示の目的のために提供される以下の詳細な説明において明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の局面においては、通信装置におけるセンサシステムを提供するための方法を示す。本方法は、通信装置のカバー表面と一体化した電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を設ける工程と、前記ＥＭＤ膜にアクセスするためにカバーにおける外面領域内に１つまたは複数の開口領域を設ける工程であって、該開口領域が実行されるべき操作機能に対応する工程と、前記ＥＭＤ膜を、露出した領域のおのおのにおいて、前記通信装置の対応する操作機能に関連付けられた電子回路手段に結合する工程とを含んでいる。
【００１０】
好ましくは、外面領域内に１または複数の空所または開口領域を設ける工程は、ＥＭＤ膜が、音響信号を対応する電気信号へ変換しかつ電気信号を対応する音響信号へ変換する所望の操作機能を実行するために妨害されない動きを必要とする領域における前記カバーの内面領域内に１または複数の開口領域を設けることを含んでいる。
【００１１】
好ましくは、該ディスプレイの背面をＥＭＤ膜に対向させかつ接触させて、空所領域の１つにディスプレイを設ける工程をさらに含んでいる。
【００１２】
好ましくは、カバーの表面と一体化したＥＭＤ膜を設ける工程は、ＥＭＤ膜とともにカバーを射出成型する工程を含んでいる。
【００１３】
本発明の第２の局面においては、発明を具体化した通信装置が提供される。該通信装置は、通信装置のカバーの表面の少なくとも一部と同一の拡がりを有する電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜と、ＥＭＤ膜の一部にアクセスするための前記カバーにおける外面領域内の１または複数の空所または開口領域であって、カバーの表面内に与えられた空所領域が実行されるべき操作機能に対応する領域と、表面に印加される力に応答してＥＭＤ膜によって発生した電気信号を検知するためにＥＭＤ膜に結合された電子回路手段であって、当該電子回路手段によって発生される電気信号に応答してカバーの表面の平面についてＥＭＤ膜の表面を動かすための電子回路手段とを備えている。
【００１４】
好ましくは、ＥＭＤ膜は、スピーカとして機能する。
【００１５】
好ましくは、ＥＭＤ膜は、マイクロフォンとして機能する。
【００１６】
好ましくは、ＥＭＤ膜は、キーパッドとして機能する。
【００１７】
好ましくは、前記通信装置は、ＥＭＤ膜に接触するディスプレイであって、それによって該ＥＭＤ膜がディスプレイの表面上への接触する方向の検知に応答するディスプレイをさらに備えている。
【００１８】
本発明のさらなる局面においては、それ自体と遠隔通信装置とのあいだに通信リンクを確立するための手段を有するタイプの可搬式ハンドヘルド通信装置が提供され、この通信装置は、電気信号を発生するための変位に応答する材料から成型された少なくとも第１の部分を有するケースと、電気信号の大きさに比例する材料の変位についての電気信号に応答する材料から成型された少なくとも第２の部分とを含んでいる。
【００１９】
好ましくは、第１の部分および第２の部分は、電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜から成型されており、該ＥＭＤフィルムはケースの表面の少なくとも一部と同一の拡がりを有する。
【００２０】
好ましくは、通信装置は、認証されたユーザに対する呼び完了を制限するアクセスを制御するためのセキュリティ手段をさらに含んでいる。
【００２１】
好ましくは、セキュリティ手段は、指紋認識センサとして構成されたＥＭＤ膜の少なくとも一部を含んでいる。
【００２２】
本発明のまたさらなる局面においては、従来の通信装置内に接触感応性表面機能を与える方法が提供される。本方法は、電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜に、粘着特性を有する第１の主面を設ける工程と、通信装置表面の所望の位置に接触して前記第１の粘着主面を配置する工程と、ＥＭＤ膜を、通信装置の対応する操作機能に関連付けられた電子回路手段に結合する工程とを含んでいる。
【００２３】
好ましくは、本方法は、ＥＭＤ膜に、第１の主面の反対側に粘着特性を有する第２の主面を設ける工程であって、ＥＭＤ膜を、装置のカバーと該装置のディスプレイ画面とのあいだに配置し、それによってＥＭＤ膜が接触感応性画面を提供する位置にディスプレイを保持する工程とを含んでいる。
【００２４】
好ましくは、本方法は、ＥＭＤ膜に、第１の主面の反対側に第２の主面を設ける工程と、第２の主面上に柔軟性のある保護層を設ける工程と、ＥＭＤ膜の粘着主面を、装置表面上の所望の位置に貼着し、それによって保護層が、ユーザにより接点接触させるために外方に面する工程とをさらに含んでいる。
【００２５】
本発明のさらなる局面においては、接触感応性表面機能を有する従来の通信装置が提供される。該通信装置は、粘着特性を有する第１の主面および第１の主面の反対側に配置される第２の主面を備える電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜であって、粘着主面が当該通信装置表面上の所望の位置に接触してＥＭＤ膜を保持するＥＭＤ膜と、通信装置の対応する操作機能に関連付けられた電子回路手段に前記ＥＭＤ膜を結合するための手段とを備えている。
【００２６】
好ましくは、通信装置は、粘着特性を有するＥＭＤ膜の第２の主面と、該ＥＭＤ膜の第２の主面に接触しかつそれによって保持されるディスプレイとをさらに備えている。
【００２７】
好ましくは、通信装置は、柔軟性のある保護層を有するＥＭＤ膜の第２の主面をさらに備えている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、通信装置の表面の少なくとも一部と同一の拡がりを有する電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を用いるセンサシステムのための方法および関連装置が提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に検討するため、電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を、図１に断面図にて概略的に示し、全体として１０で示す。ＥＭＤ膜１０は箔状をなし、かつ柔軟性のあるポリマー膜であり、永久電荷を有する。機械的な、または音響の力がその表面に加えられると、ＥＭＤ膜は検出され得る電圧を発生する。それゆえ、ＥＭＤ膜は、この構成においてはセンサとして機能する。ＥＭＤ膜は、それとは反対の方向にも作用して、印加された電位を、表面の平面に関して膜を動かすべく変換する。それゆえ、ＥＭＤ膜は、この構成においてはアクチュエータとして機能する。
【００３０】
さらに図１を参照すると、ＥＭＤ膜１０は、薄い（約０．５０μｍ）双軸配向されたポリプロピレン１２で作製される。双軸配向および特別な添加剤は、材料の中に多数の小さな偏平の泡１４を生成し、これらの泡はＥＭＤ膜にその特性を与える。永久電荷は、製造プロセスのあいだに、ＥＭＤ材料内に注入される。薄い金属電極１６，１８は、ＥＭＤ構造を完成すべく膜の両面２０，２２上に蒸着されるかまたは積層されている。図２は、ＥＭＤ膜構造の断面の電子顕微鏡写真を示している。ＥＭＤ膜の構成および動作の原理のさらなる詳細は、当該技術分野において一般に入手可能な文献から、および「電気機械膜およびその製造工程（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｆｉｌｍ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓａｍｅ）」と題する米国特許第４，６５４，５４６号明細書から入手することができる。本発明において使用されるような電気機械誘電体膜は、「ＥＭＦｉ（登録商標）」という商品名にて商業的に入手可能である。
【００３１】
ここで、図３には、本発明のセンサシステムを実施するセルラー方式携帯電話が概略的に図示されており、該電話は全体として５０で示されている。図３に示されているセルラー方式携帯電話５０は、外観上は従来のものであり、そして典型的には熱可塑性ポリマー材料またはそのような適用に用いるために現在既知のまたは将来開発される他の材料で成型されたケース５２を含んでいる。英数字キーパッド５４は、たとえば、ダイヤルされるべき電話番号を入力し、後続の検索のためにメモリに英数字の文字を入力し、該セルラー方式携帯電話の機能にアクセスするため、そして一般的にセルラー方式携帯電話の技術分野における技術者によく知られている他のそのような操作のために、ユーザインターフェースとして提供される。セルラー方式携帯電話の付加的な特徴に対応する付加的なキーまたはボタン５６も存在してもよい。マイクロフォンは、話し言葉のような、可聴信号を受け、かつ該セルラー方式携帯電話で使用するために対応する電気信号に変換すべく、５８で示される領域に配置される。イヤーピースは、セルラー方式携帯電話内において受信されかつ処理された電気信号をユーザとコミュニケートするための話し言葉のような可聴信号に変換するために領域６０内に配置される。全体として６２で示されるディスプレイは、セルラー方式携帯電話技術において一般的に知られているような、ダイヤルされる番号、メニュー機能、テキストメッセージ、および他のそのようなグラフィックスのような、セルラー方式携帯電話の動作に関連した典型的なメッセージおよびグラフィックスを表示する。ＥＭＤ膜は、センサとして使用されるときには、当該ＥＭＤ膜が非常に薄く（ほぼ５０μｍ）、湾曲し、かつその反対の支持されていない側に印加される軽いタッチまたは力には応答しないので、１つの主面側に沿って固体的に支持されなければならない。加えて、ＥＭＤ膜から作られるセンサは、非常に軽くかつ通信装置に対して重量または体積を付加しない。以下において一層明らかになるように、キーパッド、マイクロフォン、スピーカおよびディスプレイ機能は、意図された機能を実行すべくセルラー方式携帯電話の対応する電気的回路とともにＥＭＤ膜を用いて実施され得る。
【００３２】
図４は、本発明にかかわるセンサとして使用するために支持されるＥＭＤ膜の概略部分断面図である。図示された例において、１００で示されるＥＭＤ膜は、ケースまたはカバー１０２内に形成されるくぼみ（relief area）１０６によって形成される表面１０４によって支持されている。方向１０８に印加される接触による力のような力は、ＥＭＤ膜１００の外面１１０に前記方向１０８に若干の移動を生じさせる。くぼみ１０６の支持面１０４は、ＥＭＤ膜の底部側１１２の屈曲または移動を防止し、それゆえ該膜が、対応する電気信号を発生すべく接触されたときに、圧縮または変形され得る。薄い柔軟性を有する保護ポリマー層１１４は、ＥＭＤ膜の表面１１０およびカバー１０２の表面１０６を覆う。軽減支持領域は、説明の目的のために図においてはいくぶんか誇張されているが、実際上、ＥＭＤ膜は、カバーの厚さよりも実質的に薄くそしてカバーの表面の一部として容易に一体化される。
【００３３】
ＥＭＤ膜は、カバーの表面上の接触ないしタッチングの方向に関連して増大および減少を与えるべく抵抗ラダー（梯子型）ネットワークに電気的に結合され得る。そのような、ラダーネットワークは、たとえば、話し言葉の形態または呼び出し音、応答確認音などの形態での、オーディオのためのボリュームコントロールとして使用される。他の応用として、ディスプレイ画面キーパッド、または他の選択キーの照明を増大または減少させることがあり得る。
【００３４】
プラスチック、ポリマーまたは他の材料から作られるケースまたはカバーの表面と同一の拡がりを有する一体化されたＥＭＤ膜の製造の１つの方法は、多重コンポーネント射出成型プロセスを用いることである。射出成型プロセスは、カバーの接触感応性表面領域を提供するために使用され得る。多重コンポーネント射出成型プロセスにおいて、最初の工程は、センサ応用においてＥＭＤ膜のための支持面を提供するカバーの硬い部分を射出成型することである。つぎの工程は、ＥＭＤ膜を成型内に、該ＥＭＤ膜が成型されたカバー内におけるその支持面と接触するように配置することである。つぎに、ケースの外面部分は、カバーの硬い部分およびＥＭＤ膜を覆って一体化ユニットを形成させるべく、柔らかいエラストマーまたは他の硬いポリマーを用いて成型される。このような方法でケースを製造することは、要求に応じて電話内の電気的回路構成に結合され得る連続的な接触感応性表面を提供する。
【００３５】
図５は、図４と同様に、キーパッドとしての使用のために支持されたＥＭＤ膜の概略断面図である。図５において、キーの各位置に対応する触感ドーム１２０がＥＭＤ膜１２４の表面１２２上に配置されている。ドーム１２０は、キーが押されたときに、ユーザに触感のフィードバックを与える。図からわかるように、ドーム１２０は、該触感ドームの下方の領域１２６においてＥＭＤ膜１２４の表面１２２に接触し、矢印１２８の方向にドーム１２０により印加される力Ｆが、ＥＭＤ膜によって発生されるべき電気信号を生じさせる。ドーム１２０の下方のＥＭＤ膜の領域は、キーが押されたときに電気信号を検出する電子的回路手段に結合され、該信号をユーザにより押されたキーに対応する特定の情報に変換する。多重コンポーネント射出成型プロセスにおいて、ＥＭＤ膜およびドームは、成型内に、ＥＭＤ膜の背後が支持面に向いてドーム面が外側に向くように、支持領域に接して挿入される。射出成型の最終段階は、キーパッドおよびカバーの一体化ユニットを形成すべく表面およびドームをソフトエラストマーまたは他のハードポリマーにより覆う。触感のフィードバックを提供するドームは、当業者に周知のものである。該ドームは、意図された機能を達成するためのいかなる既知のまたは将来開発されるタイプからなっていてもよい。ドームは、保護ポリマーシートによってさらに保持されていてもよく、またはキーパッドの技術において周知の保護フレキシブル積層によって被覆されていてもよい。その代わりに、射出成型の最終ステージは、カバーするエラストマーまたはポリマーの対応する位置に特定の英数字印を付与することを含んでいてもよい。
【００３６】
代替的な実施の形態においては、ＥＭＤ膜は、射出成型されていない電子的装置内に、所望の機能コンポーネント、すなわち、キーパッド、マイクロフォン、スピーカ、タッチセンサ、およびその類似物として構成され得る。
【００３７】
図６は、通信装置において使用するための接触感応性画面の概略断面図を示し、該画面は全体として２００で示されている。ケース２０２は、カバー内にセルラー方式携帯電話とともに使用される一般的なディスプレイ２０８を搭載すべくサイズ設定および形状設定されるくぼみ２０６によって形成される支持面２０４を有している。ディスプレイ２０８は、ディスプレイの底部側２１０とくぼみ２０６の表面２０４とのあいだに粘着テープによって一般に保持されている。図６に示された実施の形態において、ＥＭＤ膜２１２は、対向して配置される表面２１４および２１６を有しており、これらの表面は、カバーのくぼみ２０６の表面２０４とディスプレイ画面２０８の背後面２１８とのあいだに高粘着性を与えるようにされている。カバーおよびディスプレイのポリマーまたは他の材料に使用するのに適した接着剤または他の粘着材は、ＥＭＤ膜の表面２１６と表面２０４およびディスプレイの背後面２１８とのあいだに最大の粘着性を与え、その結果ディスプレイ２０８の表面２２０に沿うすべての移動が、ＥＭＤ膜２１２に伝達され、かつそれによって検知されるように選択される。薄くて柔軟性を有する保護ポリマー層２２２は、ディスプレイ２０８の表面２２０およびカバー２０２の表面２２４に被覆してもよい。このような接触感応性画面の構成は、高い信頼性を有している。なぜならば、ゴミ、水および他の有害な物質が背後に侵入し、かつディスプレイ画面２０８の動作と干渉することができないからである。
【００３８】
図７を参照すると、マイクロフォンまたはスピーカとして使用するために支持されたＥＭＤ膜の概略断面図が示され、該ＥＭＤ膜は全体として２５０で示されている。カバー２５２は、開口または除去され、すなわち、カバー２５２の外側２５８および内側２６０に対向して配置される領域２５４，２５６にカバーを形成する材料が欠如している。外側２５８は、前述したように、ソフトエラストマーまたは他のハードポリマーによって成型されたカバーの面である。ＥＭＤ膜２６２は、該ＥＭＤ膜２６２が矢印２６６によって示された方向に湾曲しまたは前後振動することを許容させるべく、当該ＥＭＤ膜２６２の周縁部２６４に沿って支持される。ＥＭＤ膜２６２は、マイクロフォンとして機能し、そしてＥＭＤ膜２６２の表面２６８上に当たった音響エネルギーに対応する大きさおよび周波数を有する電気信号を発生する。該電気信号は、ＥＭＤ膜の表面上の金属電極から電気的伝導体、プリント回路の配線または電気的技術における当業者に周知の、他の導電手段を介して電子的回路構成に結合される。同様の方法において、ＥＭＤ膜２６２は、スピーカとして機能し、そして電話の電子回路構成からＥＭＤ膜に結合された電気信号に対応する大きさおよび周波数を有する音響エネルギーを生成すべく該ＥＭＤ膜の表面に接している空気を変位させて湾曲しまたは前後振動し得る。薄くて柔軟性を有する保護ポリマー層２７０を、ＥＭＤ膜の表面２６８およびカバー２５２の表面２５８に被覆してもよい。ポリマー層２７０は、ＥＭＤ膜の動作を低下させないように充分な柔軟性を有していなければならない。また、ＥＭＤ膜の外面を装飾的材料によって覆うこともできる。
【００３９】
図８には、本発明のセンサシステムを実施するセキュリティアクセスを有するセルラー方式携帯電話が概略的に示され、この電話は図３において説明したセルラー方式携帯電話と実質的に同様であり、全体として３００で示される。セルラー方式携帯電話３００は、指紋識別および検証用の押付け窓（platen）３０２を含んでいる。該セルラー方式携帯電話の制御回路は、該電話機への初期アクセス得るため、または呼出しを完了するためにプラテン３０２に認証されたユーザの指を置くことを要求すべくプログラムされまたは構成され得る。ＥＭＤ膜は、センサとして使用するために前述したように支持されなければならず、そして非常に薄いポリマー層が、ＥＭＤ膜の表面の最大感度を達成するために、かつ指紋認識システムの精度に対するいかなる可能性のある影響も最小とするためＥＭＤ膜の表面上に用いられる。指紋は、当業者に周知のとおり渦巻および畝に対応する最小数の特徴点（indicia points）を選択することによって特徴付けられる。本図面において、ユーザは、最初に該セルラー方式携帯電話のディスプレイ上に示される指示にしたがって彼らの指をプラテン上に置くであろう。指紋認識システムは、この工程において指紋を「学習」し、それを呼びアクセスまたは操作完了のあいだの、後続の検索および比較のために画像または他のフォーマットとしてメモリ手段に格納する。１人または複数のユーザが、電話による呼びにアクセスしかつ完成させるために認証され得る。可能性のあるユーザの数は制限されるから、認識プロセスおよびマッチング時間は非常に短くかつユーザに不便でない。指紋認識システムとともに使用されるパスワードのような、付加的な、防護も採用され得る。
【００４０】
現在既知の通信装置のディスプレイ画面に、接触感応性画面の能力および機能をもたせることもできる。この場合において、ＥＭＤ膜表面は、通信装置における現在のディスプレイを適正位置に保持させるのに用いられる粘着テープと同様の粘着特性をもつように適切に作られる。そのように修正されたＥＭＤ膜は、従来の構成およびカバーの修正または変更なしに、接触感応性画面の能力および機能を提供するために現在の装置の粘着テープの代りに用いられる。通信装置のエレクトロニクスは、ＥＭＤ膜への接続ができかつ同膜との操作機能性を有するように変更されることは明らかである。
【００４１】
同様に、現在知られている通信装置のいかなる表面も、当該装置の従来の構成およびカバーを修正または変更することなく接触感応性の能力および機能をもつようにすることができる。この場合において、ＥＭＤ膜は、１つの表面上に柔軟性を有する保護層を有し、かつ該装置の表面にＥＭＤ膜が粘着的に貼設されることを許容させるべくその反対の表面上に粘着性層を有する。粘着表面は、自己接着性であってもよく、粘着材を覆う取り外し可能なカバーを有していてもよい。また、該通信装置のエレクトロニクスは、ＥＭＤ膜への接続ができかつ同膜との操作機能性を有するように変更されるであろう。
【００４２】
通信装置のための接触感応性案内表面を、いくつかの好ましい実施の形態について前述してきた。発明の精神および視野から離れることなく多数の変更および修正がなされ得ることは、当業者によって認識されるであろう。たとえば、カバーの表面は、異なる材料から作られてもよく、射出成型プロセスのみに適する材料に限定されることはない。それゆえ発明は、図解により、そして限定ではなく開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明とともに使用される電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜の構成の断面図である。
【図２】ＥＭＤ膜の構成の断面の電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明のセンサシステムを実施するセルラー方式携帯電話の概略図である。
【図４】センサとして使用するために支持されたＥＭＤ膜の概略断面図である。
【図５】キーパッドとして使用するために支持されたＥＭＤ膜の概略断面図である。
【図６】接触感応性画面として使用するためのＥＭＤ膜およびディスプレイの概略断面図である。
【図７】マイクロフォンまたはスピーカとして使用するために支持されたＥＭＤ膜の概略断面図である。
【図８】本発明のセンサシステムを実施するセキュリティアクセスを有するセルラー方式携帯電話の概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１００、１２４、
２１２、２５０、２６２ 電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜
１２ 双軸配向ポリプロピレン
１４ 泡
１６、１８ 金属電極
２０、２２、１０４、１１６、
１２２、２２０、２２４、２６８ 表面
５０、３００ セルラー方式携帯電話
５２、１０２、２０２、２５２ ケースまたはカバー
５４ 英数字キーパッド
５６ 付加的なキーまたはボタン
５８、６０、１２６ 領域
６２、２０８ ディスプレイ
１０６、２０６ くぼみ
１０８ 方向
１１０ 外面
１１２、２１０ 底部側
１２０ 触感ドーム
１２８、２６６ 矢印
２００ 通信装置
２０４ 支持面
２０８ ディスプレイ画面
２１８ 背後面
２２２、２７０ 柔軟性を有する保護ポリマー層
２５４、２５６ 領域
２５８ 外側
２６０ 内側
２６４ 周囲縁部
３０２ 指紋識別および検証用の押付け窓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置の意図された機能を実行するために、適切な回路構成を伝えるためのカバーを有する通信装置用の接触感応性の案内表面を製造する工程で、前記カバーがユーザインターフェースを伝えるための外壁面部分を含んでなり、
前記通信装置によって実行されるべき対応する所望のユーザインターフェース操作機能を作動させるための電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を設ける工程と、
前記カバーを成型するための射出生型プロセスを実行するための１つ以上のコンポーネントを有する射出成型装置を設ける工程と、
適切な射出成型プロセスを使用して前記カバーを成型する工程と、
前記電気機械誘電体膜外面と成型された前記カバーの外壁面が同一の拡がりを有するように前記電気機械誘電体膜を前記成型されたカバーの外面部分上の成型内に配置する工程と、
前記成型されたカバーの前記外壁面部分と前記電気機械誘電体膜外面を薄くて柔軟性を有する保護ポリマー層で成型し、それによって一体化ユニットを形成および画定する工程とを含む方法。
【請求項２】
前記電気機械誘電体膜の配置が前記通信装置の前記関連するユーザインターフェース操作機能位置に対応する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記カバーを前記電気機械誘電体膜のための連続的な支持面で成型する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記電気機械誘電体膜が前記電気機械誘電体膜を覆う領域における前記柔軟性を有する保護ポリマー層の表面のユーザによって作られた接触による力に応答する請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記電気機械誘電体膜の支持されていない部分が妨害されない動きで自由に動けるように構成され得るように、前記電気機械誘電体膜の一部分のみが支持面に配置されもう一方の部分が支持されていない部分に配置されることをさらに含んでなる請求項１記載の方法。
【請求項６】
ディスプレイ画面を前記電気機械誘電体膜と前記柔軟性を有するポリマー層の間に設けることをさらに含んでなる請求項１記載の方法。
【請求項７】
接触感応性の案内表面および前記通信装置の意図された機能を実行するために、適切な電子的回路構成を伝えるためのカバーとからなり、
前記カバーはユーザインターフェースを支持するための外壁面部分とともに配置されており、電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜が前記通信装置によって実行される対応する所望のユーザインターフェース操作機能を作動させるための前記適切な電子的回路構成に電気的に接続されるように構成および配置され、
前記カバーは射出成型されたカバーであり、
前記電気機械誘電体膜が前記カバーの前記外壁面の少なくとも一部分と同一の拡がりを有するように、前記電気機械誘電体膜が前記カバーに対して射出成型するための前期カバーの前記外壁面に配置され、かつ
前記カバーの前記外壁面および前期電気機械誘電体膜に対して成型された薄くて柔軟性を有する保護ポリマー層およびそれによって前記電気機械誘電体膜が一体化ユニットを形成および画定することからなる通信装置。
【請求項８】
前記射出成型されたカバーが前記電気機械誘電体膜に対して連続する支持面で成型される請求項７記載の通信装置。
【請求項９】
前記カバーの前記外面の前記電気機械誘電体膜への配置が前記通信装置の関連するユーザインターフェース操作機能位置に対応する請求項８記載の通信装置。
【請求項１０】
前記電気機械誘電体膜が、キーパッドとして機能する請求項９記載の通信装置。
【請求項１１】
前記柔軟性を有するポリマー層と前記電気機械誘電体膜の間に配置されるディスプレイ画面であり、それによってさらなる一体化ユニットを形成および画定することをさらに含む請求項７記載の通信装置。
【請求項１２】
前記電気機械誘電体膜が前記ディスプレイの領域において前記薄くて柔軟性を有するポリマー層の前記表面のユーザによって作られた接触する力に応答するように、前記射出成型されたカバーは前記ディスプレイ画面の領域において前記電気機械誘電体膜のための連続する支持面とともに成型される請求項１１記載の通信装置。
【請求項１３】
前記電気機械誘電体膜の支持されていない部分が妨害されない動きで自由に動けるように構成されるように、前記電気機械誘電体膜の一部分のみが支持面に配置されかつもう一方は支持されていない部分に配置されるように前記射出成型される請求項７記載の通信装置。
【請求項１４】
前記電気機械誘電体膜が、スピーカとして機能するように構成される請求項１３記載の通信装置。
【請求項１５】
前記電気機械誘電体膜が、マイクロフォンとして機能するように構成される請求項１３記載の通信装置。
【請求項１６】
前記通信装置の前記意図された機能を実行するための前記適切な電子的回路構成を伝えるためのカバーとともに配置され、外壁面部分を有する通信装置であって、前記カバーと共に射出成型するための前記カバーの前記外壁面部分に配置される電気機械誘電体膜であって、前記電気機械誘電体膜は一部分を形成し、射出成型されたカバーを画定する前記外壁面の少なくとも一部分と同一の拡がりを有し、
前記外壁面に対し成型された薄くて柔軟性を有するポリマー層および前記射出成型されたカバーを画定し、それによって一体化ユニットを形成しおよび画定する前記電気機械誘電体膜、かつ
前記電気機械誘電体膜が、前記電気機械誘電体膜を覆う領域における前記柔軟性を有するポリマー層の前記表面に沿ってユーザにより作られた接触による力に応答する前記通信装置の対応する機能を作動させるための前記適切な電子的回路構成に電気的に接続されるように構成される前記電気機械誘電体膜とからなる接触感応性の案内表面。
【請求項１７】
前記電気機械誘電体膜が、キーパッドとして機能するように構成される請求項１６記載の接触感応性の案内表面。
【請求項１８】
前記電気機械誘電体膜が、アクチュエータとして機能するように構成される請求項１６記載の接触感応性の案内表面。
【請求項１９】
前記電気機械誘電体膜が、前記通信装置のユーザインターフェースとして機能するように構成された請求項１６記載の接触感応性の案内表面。
【請求項２０】
接触感応性の案内表面、外壁表面部分を有するカバーを有し、前記通信装置の前記意図された機能を実行するための適切な回路構成を伝えるために配置された通信装置を製造する工程と、
電気機械誘電体膜を設ける工程、
前記カバーに対し前記電気機械誘電体膜を成型内に配置する工程、
前記電気機械誘電体膜外面と前記成型されたカバーの前記外壁面部分が互いに同一の拡がりを有するように前記カバーと前記電気機械誘電体膜を射出成型する工程、かつ
前記射成型された電気機械誘電体膜に対し薄くて柔軟性を有するポリマー層および外壁面部分に対し、薄くて柔軟性を有するポリマー層を成型し、それによって一体化されたユニットを形成しおよび画定する工程からなる方法。
【請求項２１】
前記電気機械誘電体膜を前記通信装置上の関連する意図された機能位置に対応する位置に配置することを含んでなる請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記電気機械誘電体膜がマイクロフォンとして機能するように構成され得るように、前記電気機械誘電体膜の前記支持されていない部分が妨害されない動きで自由に動くように配置され、前記電気機械誘電体膜の一部分のみが支持面に配置されかつもう一方が支持されていない表面に配置されることからなる請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記電気機械誘電体膜がスピーカとして機能するように構成されるように、前記電気機械誘電体膜の支持されていない部分が妨害されない動きで自由に動くように配置され、前記電気機械誘電体膜の一部分のみが支持面に配置されかつもう一方が支持されていない表面に配置されることをさらに含んでなる請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
前記電気機械誘電体膜と前記薄くて柔軟性を有するポリマー層の間にディスプレイ画面を設けることをさらに含んでなる請求項２０記載の方法。
【請求項１】
通信装置の意図された機能を実行するために、適切な回路構成を伝えるためのカバーを有する通信装置用の接触感応性の案内表面を製造する工程で、前記カバーがユーザインターフェースを伝えるための外壁面部分を含んでなり、
前記通信装置によって実行されるべき対応する所望のユーザインターフェース操作機能を作動させるための電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜を設ける工程と、
前記カバーを成型するための射出生型プロセスを実行するための１つ以上のコンポーネントを有する射出成型装置を設ける工程と、
適切な射出成型プロセスを使用して前記カバーを成型する工程と、
前記電気機械誘電体膜外面と成型された前記カバーの外壁面が同一の拡がりを有するように前記電気機械誘電体膜を前記成型されたカバーの外面部分上の成型内に配置する工程と、
前記成型されたカバーの前記外壁面部分と前記電気機械誘電体膜外面を薄くて柔軟性を有する保護ポリマー層で成型し、それによって一体化ユニットを形成および画定する工程とを含む方法。
【請求項２】
前記電気機械誘電体膜の配置が前記通信装置の前記関連するユーザインターフェース操作機能位置に対応する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記カバーを前記電気機械誘電体膜のための連続的な支持面で成型する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記電気機械誘電体膜が前記電気機械誘電体膜を覆う領域における前記柔軟性を有する保護ポリマー層の表面のユーザによって作られた接触による力に応答する請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記電気機械誘電体膜の支持されていない部分が妨害されない動きで自由に動けるように構成され得るように、前記電気機械誘電体膜の一部分のみが支持面に配置されもう一方の部分が支持されていない部分に配置されることをさらに含んでなる請求項１記載の方法。
【請求項６】
ディスプレイ画面を前記電気機械誘電体膜と前記柔軟性を有するポリマー層の間に設けることをさらに含んでなる請求項１記載の方法。
【請求項７】
接触感応性の案内表面および前記通信装置の意図された機能を実行するために、適切な電子的回路構成を伝えるためのカバーとからなり、
前記カバーはユーザインターフェースを支持するための外壁面部分とともに配置されており、電気機械誘電体（ＥＭＤ）膜が前記通信装置によって実行される対応する所望のユーザインターフェース操作機能を作動させるための前記適切な電子的回路構成に電気的に接続されるように構成および配置され、
前記カバーは射出成型されたカバーであり、
前記電気機械誘電体膜が前記カバーの前記外壁面の少なくとも一部分と同一の拡がりを有するように、前記電気機械誘電体膜が前記カバーに対して射出成型するための前期カバーの前記外壁面に配置され、かつ
前記カバーの前記外壁面および前期電気機械誘電体膜に対して成型された薄くて柔軟性を有する保護ポリマー層およびそれによって前記電気機械誘電体膜が一体化ユニットを形成および画定することからなる通信装置。
【請求項８】
前記射出成型されたカバーが前記電気機械誘電体膜に対して連続する支持面で成型される請求項７記載の通信装置。
【請求項９】
前記カバーの前記外面の前記電気機械誘電体膜への配置が前記通信装置の関連するユーザインターフェース操作機能位置に対応する請求項８記載の通信装置。
【請求項１０】
前記電気機械誘電体膜が、キーパッドとして機能する請求項９記載の通信装置。
【請求項１１】
前記柔軟性を有するポリマー層と前記電気機械誘電体膜の間に配置されるディスプレイ画面であり、それによってさらなる一体化ユニットを形成および画定することをさらに含む請求項７記載の通信装置。
【請求項１２】
前記電気機械誘電体膜が前記ディスプレイの領域において前記薄くて柔軟性を有するポリマー層の前記表面のユーザによって作られた接触する力に応答するように、前記射出成型されたカバーは前記ディスプレイ画面の領域において前記電気機械誘電体膜のための連続する支持面とともに成型される請求項１１記載の通信装置。
【請求項１３】
前記電気機械誘電体膜の支持されていない部分が妨害されない動きで自由に動けるように構成されるように、前記電気機械誘電体膜の一部分のみが支持面に配置されかつもう一方は支持されていない部分に配置されるように前記射出成型される請求項７記載の通信装置。
【請求項１４】
前記電気機械誘電体膜が、スピーカとして機能するように構成される請求項１３記載の通信装置。
【請求項１５】
前記電気機械誘電体膜が、マイクロフォンとして機能するように構成される請求項１３記載の通信装置。
【請求項１６】
前記通信装置の前記意図された機能を実行するための前記適切な電子的回路構成を伝えるためのカバーとともに配置され、外壁面部分を有する通信装置であって、前記カバーと共に射出成型するための前記カバーの前記外壁面部分に配置される電気機械誘電体膜であって、前記電気機械誘電体膜は一部分を形成し、射出成型されたカバーを画定する前記外壁面の少なくとも一部分と同一の拡がりを有し、
前記外壁面に対し成型された薄くて柔軟性を有するポリマー層および前記射出成型されたカバーを画定し、それによって一体化ユニットを形成しおよび画定する前記電気機械誘電体膜、かつ
前記電気機械誘電体膜が、前記電気機械誘電体膜を覆う領域における前記柔軟性を有するポリマー層の前記表面に沿ってユーザにより作られた接触による力に応答する前記通信装置の対応する機能を作動させるための前記適切な電子的回路構成に電気的に接続されるように構成される前記電気機械誘電体膜とからなる接触感応性の案内表面。
【請求項１７】
前記電気機械誘電体膜が、キーパッドとして機能するように構成される請求項１６記載の接触感応性の案内表面。
【請求項１８】
前記電気機械誘電体膜が、アクチュエータとして機能するように構成される請求項１６記載の接触感応性の案内表面。
【請求項１９】
前記電気機械誘電体膜が、前記通信装置のユーザインターフェースとして機能するように構成された請求項１６記載の接触感応性の案内表面。
【請求項２０】
接触感応性の案内表面、外壁表面部分を有するカバーを有し、前記通信装置の前記意図された機能を実行するための適切な回路構成を伝えるために配置された通信装置を製造する工程と、
電気機械誘電体膜を設ける工程、
前記カバーに対し前記電気機械誘電体膜を成型内に配置する工程、
前記電気機械誘電体膜外面と前記成型されたカバーの前記外壁面部分が互いに同一の拡がりを有するように前記カバーと前記電気機械誘電体膜を射出成型する工程、かつ
前記射成型された電気機械誘電体膜に対し薄くて柔軟性を有するポリマー層および外壁面部分に対し、薄くて柔軟性を有するポリマー層を成型し、それによって一体化されたユニットを形成しおよび画定する工程からなる方法。
【請求項２１】
前記電気機械誘電体膜を前記通信装置上の関連する意図された機能位置に対応する位置に配置することを含んでなる請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記電気機械誘電体膜がマイクロフォンとして機能するように構成され得るように、前記電気機械誘電体膜の前記支持されていない部分が妨害されない動きで自由に動くように配置され、前記電気機械誘電体膜の一部分のみが支持面に配置されかつもう一方が支持されていない表面に配置されることからなる請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記電気機械誘電体膜がスピーカとして機能するように構成されるように、前記電気機械誘電体膜の支持されていない部分が妨害されない動きで自由に動くように配置され、前記電気機械誘電体膜の一部分のみが支持面に配置されかつもう一方が支持されていない表面に配置されることをさらに含んでなる請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
前記電気機械誘電体膜と前記薄くて柔軟性を有するポリマー層の間にディスプレイ画面を設けることをさらに含んでなる請求項２０記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３１２４０８（Ｐ２００７−３１２４０８Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６６３３１（Ｐ２００７−１６６３３１）
【出願日】平成１９年６月２５日（２００７．６．２５）
【分割の表示】特願２００２−７０７０６（Ｐ２００２−７０７０６）の分割
【原出願日】平成１４年３月１４日（２００２．３．１４）
【出願人】（３９９０４０５２０）ノキア コーポレーション (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２５日（２００７．６．２５）
【分割の表示】特願２００２−７０７０６（Ｐ２００２−７０７０６）の分割
【原出願日】平成１４年３月１４日（２００２．３．１４）
【出願人】（３９９０４０５２０）ノキア コーポレーション (19)
【Ｆターム（参考）】
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