検出装置
検出システムおよび検出方法を開示する。このシステムは、フィルム上のある箇所に作用した外部因子に応答して信号を自己生成するフィルムを含む。このシステムは、フィルム上の複数の位置において自己生成信号を検出して、外部因子がフィルムに作用した箇所を決定するように構成されたセンサをさらに含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に検出装置に関する。本発明は特にタッチ手段に応答して電気信号を自己生成することが可能な材料を含んでいるような検出装置に適用する。
【背景技術】
【０００２】
タッチスクリーンが、キーボード操作の必要性を低減させまたは排除することにより、ユーザは電子ディスプレイシステムに手軽にインターフェースすることができる。例えばユーザは、予めプログラムされているアイコンで認識できる箇所のスクリーンを単にタッチすることで、複雑な順序の命令処理を実行することができる。アプリケーションにより支援ソフトウェアを再プログラムすることで、スクリーン上のメニューを変更することが可能である。他の例としてタッチスクリーンは、ユーザがタッチスクリーン上に直接字を書いたり絵を描いたりして、テキストまたは図を電子ディスプレイ装置に転送することを可能にしてくれる。
【０００３】
タッチスクリーンの性能をスクリーンの様々な特性に関して記載する。この特性の一つは光学的透過性である。画像の輝度およびコントラストは、タッチスクリーンの光学的透過性が向上するにつれて増加する。高い光学的透過性は、特に携帯装置において要求されており、寿命に限界があるバッテリから携帯装置のディスプレイに給電されることが多いからである。光学的透過性はインターフェースの数を低減し様々なインターフェースにおける反射を低減することによって、タッチスクリーン内の異なる層の光学的透明度を改善することにより最適化し得る。
【０００４】
タッチスクリーンのもう一つの特性はタッチ手段である。いくつかのタッチ技術にはタッチ入力を加えるために用い得るタッチ手段のタイプに制限がある。例えば容量性方式のタッチセンサは、一般にユーザの指などの導電性スタイラスを必要とする。他方、抵抗タイプのタッチセンサは一般に、ユーザの指などの導電性タッチ手段およびユーザの爪などの非導電性のスタイラスの両方により加えられたタッチを検出することができる。スタイラスへの非依存性は、タッチセンサにおいて一般に望ましい特性である。一般にはタッチスクリーンは、採用するタッチ手段のタイプと関係なく、タッチを記録することが望ましい。
【０００５】
タッチスクリーンのもう一つの特性は全体のコストである。一般にタッチスクリーン内の層の数が増えるにつれて製造コストが増加する。そのため一般にはタッチスクリーンがわずかな層しか含まないことが望ましい。通例１つのスクリーンの特性が改善されると、１つまたは複数の他の特性が悪化することが多い。例えば製造コストを削減しようとすると、タッチスクリーン内の層の数を減少させることにより、光学透過性、またはスタイラスへの非依存性などのタッチスクリーンの他の特長を損なう恐れがある。その結果所定の用途に対する性能基準に最も合うようにする妥協がなされる。そのため依然として全体性能が向上したタッチスクリーンが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に本発明は検出装置に関する。また本発明は検出方法にも関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様において、システムはフィルム上のある箇所に作用した外部因子に応答して信号を自己生成するフィルムを含む。このシステムは、フィルム上の複数の位置において自己生成した信号を検出して外部因子がフィルムに作用した箇所を決定するように構成されたセンサをさらに含む。
【０００８】
本発明のもう一つの態様において、システムはフィルム上のある箇所に作用した外部因子に応答して信号を自己生成するフィルムを含む。この自己生成した信号が少なくともフィルム上の第１の位置において第１の検出可能信号とフィルム上の第２の位置において第２の検出可能信号とを作成する。システムは、少なくとも第１および第２の検出可能信号を受け取って、外部因子がフィルムに作用した箇所を決定するように構成されたコントローラをさらに含む。
【０００９】
本発明のもう一つの態様において、タッチセンサはフィルム上の任意の箇所に作用したタッチ手段に応答して信号を自己生成するフィルムを含む。フィルム上の複数の位置において信号を検出することによりタッチ箇所を決定することができる。
【００１０】
本発明のもう一つの態様において、タッチセンサはフィルム上の任意の箇所に作用したタッチ手段に応答して信号を自己生成するフィルムを含む。少なくとも第１のセンサがフィルム上の第１の位置において自己生成した信号により作成される第１の検出可能信号を検出するとともに、第２のセンサがフィルム上の第２の位置において自己生成した信号により作成される第２の検出可能信号を検出することにより、タッチ箇所を決定することができる。
【００１１】
本発明のもう一つの態様において、タッチ箇所の決定方法は、作用したタッチ入力に応答して信号を自己生成するフィルムを含むタッチ検出エリアを規定するステップを含む。この方法は自己生成した信号に応答して作成された複数の検出可能信号を検出するステップも含む。この方法は複数の検出可能信号を用いてタッチ箇所を決定するステップをさらに含む。
【００１２】
添付図面と共に、本発明の様々な実施形態に係る以下の詳細な説明を考察することによって、本発明をより完全に理解且つ評価できよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は一般に検出装置に適用可能である。本発明は特にタッチスクリーンに適用し、電子ディスプレイシステムと共に用いるタッチスクリーンで、さらに具体的には高い光透過性および低製造コストを有するようなスタイラス非依存のタッチスクリーンに適用するものである。
【００１４】
いくつかのタッチスクリーンは、他の状況では開放している電気回路が、タッチが作用した時に閉じるという一般的原理に基づいて動作する。閉回路で生成された信号の性質によりタッチ箇所の検出が可能になる。様々な技術を用いてタッチ箇所を検出し得る。このような技術の１つは抵抗方式である。抵抗方式のタッチでは、作用したタッチが他の状況では物理的に離れている２つの導電性フィルムを互いに直接物理的に接触させる。物理的接触が他の状況では開放している電子回路を閉じることにより、抵抗結合による電気信号が生成される。生成された信号の性質によりタッチ箇所の検出が可能になる。
【００１５】
容量方式はタッチの箇所を検出するために一般に用いられるもう一つの技術である。この場合、ユーザの指のような導電性のタッチアプリケータが導電性フィルムに十分接近して、２つの導体間の容量結合を可能にしたときに信号が生成される。２つの導体は、互いに電気的に接続されるが、例えば大地のアースを介して接続される。生成された信号の性質によりタッチ箇所の検出が可能になる。他の多様な技術には表面弾性波（ＳＡＷ）方式、赤外線（ＩＲ）方式および力によるものがある。
【００１６】
いくつかの周知のタッチ技術は、タッチが作用した箇所を検出する際に圧電効果を利用している。例えば米国特許第３，８０６，６４２号明細書には、電圧によるインパルスを圧電板に印加することで、圧電材料内に圧電により生成される進行性の機械的振動のインパルスを発することが開示されている。そして機械的な波は、圧電板内に圧電による電圧パターンを順々に生じていく。電気的導電性プローブが作用するタッチの箇所は、タッチセンサに電気的に接続するプローブが、タッチ箇所で圧電板の表面と電気的に接触するときに決定される。他の例として欧州特許出願公開第０−７５３−７２３−Ａ２号明細書には、圧電板の厚さ方向に分極した圧電板を含むタッチパネルが開示されている。圧電板は、所定の位置に複数の振動センサを有する振動伝播板に密接におかれる。電気的手段により圧電板内に均一な振動が誘発される。圧電板が例えばペンで押圧されると、振動が押圧位置において振動伝送板に伝送されて振動センサにより検出される。タッチの作用した箇所は、振動センサにより検出された信号から決定される。圧電効果を利用するタッチセンサの他の例は、米国特許第４，５１６，１１２号明細書、同第４，８６６，４１２号明細書、同第４，８７５，３７８号明細書、および同第５，６７３，０４１号明細書に開示されている。焦電効果を利用するタッチセンサの例が、米国特許第４，３０７，３８３号明細書および同第４，３６３，０２７号明細書ならびに特開２００１−１９５１９０号公報に開示されている。
【００１７】
本発明は、外部因子に応答して信号を自己生成すなわち自己作成する性質を有するフィルムを提供する。例えば外部の信号発生器のような追加供給源、電流または電圧源などの電源、もしくはこのような信号を生成する際に役立つ任意の他の追加供給源からの寄与なしに、外部因子に応答してフィルムにより信号を生成することが可能である。そうであっても、追加供給源は自己生成信号に関する情報を判断および／または報告するのに必要とされる。本発明によれば、フィルムと外部因子との間の相互作用は、フィルムによる生成信号を生じさせるのに十分である。このことは、電気的導電性フィルムなど通例タッチセンサで用いられる他のフィルム、例えば外部因子への応答だけでは信号を自己生成できず、外部因子に応答してフィルム内で信号が生成できるように、フィルムの外部にある供給源を必要とするインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）とは対照的である。
【００１８】
本発明によれば信号は生成時から電気的であり得る。例えば生成信号は電圧信号であり得る。電圧信号は例えばフィルムの厚さ方向に横断し得る。また電圧信号はフィルムの平面に沿い存在し得る。言い換えれば、電圧信号は部分的にフィルムの厚さ方向に沿って、且つ部分的にフィルムの平面に沿い存在し得る。自己生成信号は電流であり得る。他の例として自己生成信号は例えばフィルム厚さ方向にわたる温度勾配または温度差であり得る。一般には信号はフィルムによって自己生成される任意の情報であり、外部因子がフィルムに加えられた箇所を決定するのに用いることができる。
【００１９】
さらに本発明によれば、外部因子がフィルムに作用した箇所でまたはその近傍で信号を生成することができる。また外部因子がフィルムに作用した箇所以外の１つまたは複数の箇所で、自己生成信号を生成することもできる。このような箇所は、フィルム形状に対して、または外部因子がフィルムに作用する箇所に対して予め決めることができる。簡単にまた一般性を損なうことなく言えば、以後自己生成信号の箇所は外部因子が作用した箇所にあるとみなす。これにより、２つの箇所が要求される分解能を満たす範囲で互いに十分に接近できること、および２つの箇所が同一になる必要がないことを意味する。本発明の独自の特徴は外部因子がフィルムに作用する箇所を、フィルム上の２つ以上の位置における自己生成信号を検出することにより決定できることである。
【００２０】
さらに本発明によれば自己生成信号を用いることにより、外部因子がフィルムに作用した箇所であり得る自己生成信号の箇所の決定を助けることができる。信号の箇所を決定するために、自己生成信号を単独でまたは他の信号と組み合わせて用いることができる。組み合わせる他の信号は、電圧源または電流源などの外部信号源により生成された信号であり得る。
【００２１】
本発明によれば、外部因子は作用したタッチであり得る。タッチはフィルムを押圧して変形を誘発することを含み得る。変形は可逆性があり、作用したタッチが一旦取り除かれるとフィルムは元の形状に戻るということを意味する。タッチはフィルムの直接物理的タッチを含み得る。あるいは、タッチは追加層またはコーティングを介してフィルムに作用させることもできる。また、例えばタッチ手段をフィルムに十分接近して位置させるような近傍により、タッチをフィルムに作用させることができる。代替的には、タッチ手段がフィルムから遠く離れていてもよい。例えばタッチ手段は光源がフィルムから遠く離れたレーザ光源などの光源からの光であってもよい。この例では、光とフィルムとの間の相互作用によりフィルムが信号を自己生成することができる。
【００２２】
図１は本発明の１つの特定な実施形態によるシステム１００を図示する。システム１００は外部因子がフィルムに作用した箇所で信号を自己生成する特徴を有するフィルム１１０を含んでいる。本発明によればシステム１００は、外部因子がフィルムに作用した箇所においてフィルム１１０により自己生成された信号を増大または増幅させるための１つまたは複数の補助信号源（図１には図示せず）を含み得る。
【００２３】
典型的なシステム１００において、外部因子１３０が箇所Ｚにおいてフィルム１１０に作用する。外部因子は例えば箇所Ｚにおいてフィルム１１０に圧力を作用するスタイラスであり得る。他の例として外部因子は箇所Ｚでフィルム１１０に入射する光線であってもよい。一般には外部因子は任意の外部手段を含み、それに応答してフィルム１１０は外部因子がフィルムに作用した地点で信号を自己作成する。
【００２４】
自己生成信号はフィルム１１０の厚さ方向にわたって生成することができる。あるいは、自己生成信号はフィルム１１０の平面内にあってもよい。言い換えれば、自己生成信号は少なくとも部分的に厚さ方向にわたり、且つ少なくとも部分的にフィルム１１０の平面内にあってもよい。システム１００は、箇所Ｚで生成された信号を、フィルム上の所定位置１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃおよび１４０ｄで検出するようなセンサおよび電子機器１２０をさらに含む。位置１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃおよび１４０ｄで検出された信号は、それぞれ伝送器１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃおよび１５０ｄを介して、検出および処理のためにセンサおよび電子機器１２０に伝送される。図１ではフィルムから離れているように概略的に示されているが、センサおよび電子機器１２０の少なくとも一部分は、フィルム１１０と一体化されていてもよい。
【００２５】
センサおよび電子機器１２０は、位置１４０ａ〜１４０ｄにおいて自己生成信号を検出して、外部因子１３０がフィルム１１０に作用した箇所を決定する。センサおよび電子機器１２０により生成された情報は、外部因子１３０がフィルム１１０に作用した箇所を決定するために、コントローラ１６０に伝送される。システム１００は箇所Ｚで生成された信号を位置１４０ａ〜１４０ｄに伝送する手段(図１に図示されない手段)をさらに含む。このような手段はフィルム１１０に対して外部にあってもよい。例えば、１つまたは複数の信号伝送層は、自己生成信号を伝送するためにフィルム１１０の一方の側または両側でフィルム１１０に結合することができる。このような伝送手段はフィルム１１０に対して内部すなわち内在するものであってもよい。例えばフィルム１１０は自己生成信号を位置１４０ａ〜１４０ｄに伝送するというさらなる性質を有してもよい。図１によれば、フィルム内の４つの位置１４０ａ〜１４０ｄにおいて自己生成信号を検出することにより、箇所Ｚを決定することができる。一般には、２つ以上の位置またはフィルム１１０に沿った複数の位置において同等に自己生成信号を検出することにより、上記のような自己生成信号の箇所は決定することができる。
【００２６】
フィルム１１０の上面および／または下面を構造化することができる。構造は例えばランダムでありまたは規則正しいパターンを含み得る。例えば表面はランダム艶消し仕上げを有してもよい。表面は一次元または二次元のマイクロ構造を有してもよい。構造化表面はグレア（ｇｌａｒｅ）を低減することができる。また構造化表面は、外部因子１３０がフィルムに作用するときに滑る可能性を低減することができる。
【００２７】
外部因子１３０はフィルム１１０に物理的接触をして、フィルムが接点で外部因子に応答して信号を自己生成するようにし得る。物理的接触はフィルムによる応答を誘発するために、ある種の力または圧力を伴う場合もあり伴わない場合もある。代替的には、外部因子１３０はフィルムでの応答を誘発するためにフィルム１１０に近接し得る。他の例では、外部因子はフィルム１１０内での応答を誘発することができ、ここでの応答は、フィルムと外部因子との間の距離間隔が実質的に無関係であり得る。いくつかの他の構成では、外部因子はフィルムに直接または間接的に圧力または力を作用させてフィルム内の応答を誘発し得る。例えば外部因子は、フィルム１１０と外部因子との間に位置する１つまたは複数の層と接触し得る。このような層にはコーティング、基板、保護層等がある。
【００２８】
フィルムにより自己生成された信号は電圧、電流、温度、波動またはフィルム１１０が外部因子に応答して自己生成し得る任意の他の信号であってもよい。信号伝送器１５０ａ〜１５０ｄは、信号を位置１４０ａ〜１４０ｄからセンサおよび電子機器１２０に伝送する任意の適切な手段である。例えば自己生成信号が電圧である場合には、伝送器１５０ａ〜１５０ｄは導電性の電極または配線であり得る。伝送器１５０ａ〜１５０ｄをフィルム１１０から離れているように表示しているが、伝送器の少なくとも一部分は適当なパターンでフィルム１１０上に形成することができる。
【００２９】
図１のシステム１００は光学的に透過性または不透明であり得る。さらにシステムは剛性または可撓性、平坦または湾曲であり得る。システム１００は図１に図示しない他の構成要素を含み得る。例えばシステム１００はフィルム１１０の一方の側または両側に配置された追加層を含んでもよい。図１ではセンサおよび電子機器１２０ならびにコントローラ１６０は別体のユニットとして示されているが、用途によってはセンサ、電子機器およびコントローラは単一ユニットを形成することが可能であり、作用した外部因子の箇所を検出する手段がセンサ部品、電子部品およびコントローラ部品として容易に区分し得ないことは理解できよう。図１のシステム１００は、タッチの作用した箇所を検出するためにタッチセンサを採用していることは理解できよう。
【００３０】
図２は本発明の他の実施形態によるシステム２００の概略を図示する。システム２００は外部因子がフィルムに作用した箇所で信号を自己生成する特徴を有するフィルム２１０を含んでいる。外部因子２３０は、箇所Ｚ１においてフィルム２１０に作用し、同箇所においてフィルム２１０内に自己生成される信号を誘発する。フィルム２１０は上部の信号伝送層２７０と下部の信号伝送層２６０との間に配置されている。層２６０および２７０は箇所Ｚ１で自己生成された信号を位置２４０ａ〜２４０ｄに伝送し、そこで伝送された信号が検出可能となる。伝送器２５０ａ〜２５０ｄは検出可能な信号を対応箇所２４０ａ〜２４０ｄからセンサおよび電子機器２２０へ伝送して箇所Ｚ１を決定する。図２によれば、２つの伝送層２６０および２７０は、自己生成信号を箇所Ｚ１から位置２４０ａ〜２４０ｄに伝送するのに用いられる。ある例では単一の信号伝送層、例えば上部の信号伝送層２７０または下部の信号伝送層２６０を用い得る。さらに図２は４つの位置２４０ａ〜２４０ｄを示しており、ここから信号がセンサおよび電子機器２２０に伝送されるが、一般には少なくとも２つのこのような位置は箇所Ｚ１を決定するのに用いることができる。センサおよび電子機器２２０により生成された情報は、さらにコントローラ２８０に送ることができる。コントローラ２８０はセンサ２２０に結合されており、受信した情報を用いて外部因子２３０がフィルム２１０に作用した箇所を決定する。
【００３１】
本発明の１つの特定な態様によれば、システム２００はタッチ検出装置であり得る。この場合、外部因子２３０は箇所Ｚ１において入力タッチをタッチパネル２９０に作用するタッチ手段であり得る。フィルム２１０はタッチ手段２３０に応答して箇所Ｚ１において信号を自己生成する性質を有する。例えばフィルム２１０は圧電材料であり得る。一般には圧電とは機械的応力に応答して材料内で且つ材料により生じる電気分極を指す。圧電材料は電気分極に応答して機械的応力を自己生成する性質を有する。これらの効果のいずれか１つをシステム２００で用い得る。圧電フィルム２１０の場合、箇所Ｚ１において十分な力または圧力でフィルム２１０に作用するタッチ手段は、Ｚ１においてフィルム２１０の厚さ方向にわたってフィルム２１０により自己生成される電圧信号を誘発させる。本発明のこの特定な態様によれば、フィルム２１０は電気的導電層２６０と２７０との間に配置される。層２６０および２７０は、Ｚ１において自己生成された電圧信号を４つの位置２４０ａ〜２４０ｄに伝送し、ここで伝送された信号が検出可能となる。導電層２６０は、状況に応じて一定電位、例えばシステム接地に維持し得る。
【００３２】
導電層２６０および／または２７０は電気的に連続するものまたは個々の構成要素から作製し得る。電気的に連続する電極は、フィルム２１０全体すなわちタッチ検出エリア内にあるフィルム２１０全体、またはタッチ検出エリア内のフィルムの一部分を被覆することができる。伝送器２５０ａ〜２５０ｄは、箇所Ｚ１を決定するために、位置２４０ａ〜２４０ｄからセンサおよび電子機器２２０に信号を伝送する導電性の電極または配線であり得る。センサおよび電子機器２２０により生成された情報は、箇所Ｚ１を決定することができるようにさらにコントローラ２８０に伝送される。位置２４０ａ〜２４０ｄからセンサ２２０に伝送される検出可能な信号は、電圧、電流または他の検出可能な信号であり得る。
【００３３】
センサおよび電子機器２２０は、複数のセンサを含み得る。例えばセンサ２２０は、第１の位置２４０ａにおいて検出可能な信号を検出する第１のセンサと、第２の位置２４０ｂにおいて検出可能な信号を検出する第２のセンサと、第３の位置２４０ｃにおいて検出可能な信号を検出する第３のセンサと、第４の位置２４０ｄにおいて検出可能な信号を検出する第４のセンサとを含み得る。タッチ箇所Ｚ１は、４つのセンサによって検出される４つの検出可能な信号により決定される。
【００３４】
タッチ手段に応答してフィルム２１０により自己生成された信号の大きさは、フィルムに作用した圧力または力の関数であり得る。例えば自己生成された信号の強度は、フィルムに作用した力量が増加するにつれて増加し得る。このような性質はｚ軸制御の手段を提供することが可能であり、システム２００の応答はフィルムに作用した力量によって変化し得る。
【００３５】
フィルム２１０は、タッチダウンのときに作用するタッチに応答して、つまりフィルム２１０に対して正の力すなわち圧力を作用させているときに、電気信号を自己生成することができる。このような自己生成信号を「タッチダウン信号」と呼ぶことができる。またフィルム２１０は、タッチアップ（またはリフトオフ）のときに作用するタッチに応答して、つまりタッチが除去されたことによりタッチダウン中にフィルム２１０に予め作用していた力もしくは圧力が低減または除去されたことで電気信号を自己生成することができる。このような自己生成信号を「タッチアップ信号」と呼ぶことができる。タッチダウン信号またはタッチアップ信号のいずれかまたは両方を検出してタッチ箇所を検出することができる。両方の信号を検出することはタッチ箇所の決定精度を向上することができる。さらにタッチアップ信号を検出することは、一回だけのタッチとタッチ・アンド・ドラッグ（ｔｏｕｃｈ ａｎｄ ｄｒａｇ）とを識別する方法として利用することができる。なお、タッチ・アンド・ドラッグは、例えばスタイラスをタッチセンサに作用させて、タッチセンサ上で線を引くためにセンサ上でドラッグすることを言う。
【００３６】
さらに箇所２４０ａ〜２４０ｄにおいて検出された検出可能信号の大きさは、タッチ箇所においてフィルムに作用した力の大きさに関する情報を提供することができる。このような情報を用いてタッチセンサによる適正な応答を決定または変更することができる。例えばタッチ箇所が音量を制御するように設計されている場合、作用した力量を用いて適正な音量レベルを決定することができる。代替案として、タッチダウンおよびタッチアップ信号が自己生成された時の時間間隔をモニタすることにより、音量レベルを決定することができる。例えば時間間隔が長くなるほどタッチセンサにより設定される音量レベルは高くなり得る。
【００３７】
タッチパネルの上面はテキスチャ加工（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）または構造化し得る。上記したように構造化表面はグレアを低減することができる。さらにテキスチャ加工されたまたは構造化表面はタッチ手段に応答して自己生成信号に追加情報を付加することができる。例えばテキスチャ加工された表面上でスタイラスをドラッグすることは、表面に作用する力または圧力に変化を生じさせることになり、これによって自己生成信号を変化させる結果が得られる。例えばこのような信号変化はタッチ箇所を決定するのに使用することができる。
【００３８】
典型的な無機圧電材料には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、石英、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸ランタン鉛（ＰＬＴ）、チタン酸鉛ＰＴ、および、異なる無機圧電材料との化合物または複合物がある。
【００３９】
ポリマー圧電材料の例には、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦまたはＰＶＦ２）、Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）とＰ（ＶＤＦ−ＴｅＦＥ）とを含むＰＶＤＦコポリマー、ポリパラキシレン、ポリ−ビスクロロメチルオキセタン（ペントン（Ｐｅｎｔｏｎ））、芳香族ポリイミド類、ポリスルホン、ポリフッ化ビニル、合成ポリペプチド、シアノエチル化セルロース、ポリフッ化ビニリデン／ポリメチルメタクリレート混合物、ポリフッ化ビニリデン／ポリメチルアクリレート混合物、ポリフッ化ビニリデン／ポリエチルメタクリレート混合物、ポリフッ化ビニリデン／ポリビニルアセテート混合物、ポリフッ化ビニリデン／ポリＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド混合物、シアン化ビニリデン／ビニルアセテートコポリマー、ナイロン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリシアン化ビニリデン、シアン化ビニリデン／アクリロニトリルコポリマー、シアン化ビニリデン／塩化ビニリデンコポリマー、シアン化ビニリデン／スチレンコポリマー、シアン化ビニリデン／メチルメタクリレートコポリマー、シアン化ビニリデン／ビニルベンゾエートコポリマー、シアン化ビニリデン／塩化ビニルコポリマー、シアン化ビニリデン／アクリル酸コポリマーがある。
【００４０】
他の圧電材料の例には、ポリマー圧電材料ならびに無機圧電材料もしくはセラミックのいずれかとの複合物、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）とポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）との複合物がある。
【００４１】
代替的にはフィルム２１０は焦電材料であってもよい。一般に焦電気とは熱吸収に応答して材料内で且つ材料により自己生成された電気分極を指す。焦電フィルム２１０の場合、タッチ手段はフィルム２１０内のタッチ箇所Ｚ１において温度勾配または温度差を生成することができる。温度勾配は例えばフィルム厚さ方向にわたって生成することができる。タッチ手段２３０は例えば赤外線放射スタイラスであり、赤外線ビームがフィルム２１０により箇所Ｚ１で吸収されることにより、温度勾配または温度差を生じ得る。代替的にはタッチ手段２３０は１つまたは複数の波長または波長範囲の電磁放射線を放出可能であり、この波長をフィルム２１０は十分に吸収して温度勾配または温度差の形態の信号を自己生成する。温度勾配は例えばＺ１において、フィルム２１０により自己生成された電圧信号を誘発することができる。上記の説明と同様に、電気的導電層２６０および２７０は生成信号を４つの位置２４０ａ〜２４０ｄに伝送することができる。２４０ａ〜２４０ｄにおいて検出可能な信号はセンサ２２０およびコントローラ２８０により検出される。箇所Ｚ１は、検出された４つの検出可能な信号に基づいて、センサおよび電子機器２２０ならびにコントローラ２８０により決定される。
【００４２】
導電層２６０および２７０は均一な導電性を有することが望ましい。電気的導電層の場合、層のシート抵抗は１０％以内で均一であることが好ましく、これは２．５センチメートルの距離全体にわたり平均シート抵抗からの最大変位が１０％以下であるということを意味する。シート抵抗が２％以内で均一であることがより好ましく、０．５％以内であることがさらに好ましく、０．２％以内であることがさらにより好ましい。
【００４３】
導電層２６０および２７０は、金属、半導体、不純物半導体、半金属、金属酸化物、有機導体、導電性ポリマー等であり得る。典型的な金属導体には金、銅、銀等がある。典型的な無機材料には、透明導電性酸化物、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープスズ酸化物、アンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）等がある。典型的な有機材料には導電性有機金属複合物、ならびにポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンおよびポリチオフェンなどの導電性ポリマーがあり、これらは欧州特許出願公開第１−１７２−８３１−Ａ２号明細書に開示されている。電気的導電層２６０および２７０は、フィルム２１０全体もしくはタッチセンサのタッチ検出エリア内のフィルムに対して、またはタッチ検出エリアの一部分に対して電気的連続性があり得る。さらに電気的導電層２６０および２７０は、互いに電気的に絶縁された個々の導電性部分から構成することができる。
【００４４】
上記の説明によれば、フィルム２１０は焦電または圧電材料を含み得る。一般にフィルム２１０は、タッチの箇所においてタッチ手段に応答して信号を自己生成する任意の材料を含み得る。例えばフィルム２１０内で用いるのに適した他の材料には、熱電材料および強誘電材料がある。一般にフィルム２１０は変換器を含み得る。
【００４５】
図２のタッチセンサ２００は光学的に透過性または不透明であり得る。さらにタッチセンサは剛性または可撓性、平坦または湾曲であり得る。
【００４６】
図２は、４箇所において自己生成信号を検出することにより作用したタッチの箇所を決定することを図示している。一般に本発明によれば、２つ以上の位置もしくはフィルム上の複数の位置において同等に自己生成信号を検出することより、作用したタッチの箇所は決定される。２つの位置において自己生成信号を検出することによりタッチの箇所を決定する例を、図３を参照して説明する。
【００４７】
図３は、本発明の１つの特定な態様によるタッチセンサ３００を図示する。タッチセンサ３００はタッチパネル３９０と、センサ３２０と、コントローラ３８０とを含む。タッチパネル３９０は、箇所Ｚ２においてフィルム３１０に作用したタッチ手段３３０からの十分な力または圧力に応答して、Ｚ２において電圧信号を自己生成する圧電フィルム３１０を含む。図３に示す特定の実施形態は、圧電特性を有するフィルム３１０を用いて説明するが、本発明は圧電フィルムに限定されるものではない。フィルム３１０は、上記したような焦電気の他の適切な性質を有する材料を含み得る。
【００４８】
また図３を参照すると、圧電フィルム３１０が上部の電気的導電層３７０と下部の電気的導電層３６０との間に配置されており、各層は例えばタッチ検出エリア全体にわたって電気的に連続しているか、または互いに電気的に絶縁された個々の部分で構成されている。本発明のこの態様によれば、タッチパネル３９０のｙ軸に沿った寸法「ｂ」は十分に小さいので、例えば要求のおよび／または有効なタッチ分解能または精度があれば、作用したタッチの箇所は、タッチパネルの寸法「ａ」に沿ったタッチ箇所のｘ座標を決定することにより適正に決定される。タッチ手段３３０は、箇所Ｚ２においてタッチパネルに圧力または応力を作用させる。この圧力に応答して、圧電フィルム３１０は箇所Ｚ２において電圧信号を自己生成する。例えば信号はｚ軸に沿ったフィルムの厚さ方向にわたって自己生成された信号であり得る。自己生成された電圧は、導電層３７０および３６０を介して２つの位置３４０ａおよび３４０ｂに伝送される。用途によっては、導電層３６０または代わりに導電層３７０を一定の電位、例えばシステム接地の電位に維持することができる。
【００４９】
位置３４０ａおよび３４０ｂにおいて検出可能な電圧信号は、それぞれ電極３５０ａおよび３５０ｂを介してセンサ３２０により検出される。センサ３２０は箇所Ｚ２のｘ座標を決定することができる。センサ３２０により生成された情報は、さらに処理されてタッチ箇所を決定させるために、コントローラ３８０に伝送することができる。箇所Ｚ２のｘ座標は、センサ３２０およびコントローラ３８０により検出された検出可能な電圧信号に基づいて決定することができる。例えば箇所Ｚ２は、検出された２つの信号の相対的な大きさを比較することにより決定することができる。上記したように、箇所３４０ａおよび３４０ｂにおいて検出された信号は電圧、電流またはタッチ箇所を決定するために用い得る任意の他の適切な信号であり得る。図３は、寸法「ｂ」が十分に小さいためタッチの作用したｘ座標の決定でタッチ箇所は適正に確定されるという意味で、一次元のタッチセンサを示している。代替案として、タッチセンサ３００は図４に図示するように一連の短冊材（ｓｔｒｉｐ）を含み得る。
【００５０】
図４は、本発明の１つの特定な実施形態によるタッチセンサ４００の三次元の概略図である。タッチセンサ４００は、図示例として圧電フィルム４１０を含むが、フィルム４１０は加えられたタッチに応答して信号を自己生成する性質を有する任意の材料を含み得る。Ｎ電極の短冊材４７０−１から４７０−Ｎは、フィルム４１０上に配置されている。短冊材４７０−１から４７０−Ｎと同様な短冊材を、フィルム４１０の背面側に配置し得る。代替的には単一の電気用連続電極を、フィルム４１０の背面側に、例えばタッチセンサのタッチ検出エリアを覆いながら配置することができる。図示の簡略化のために且つ一般性を損なわない程度に、図４は下部の導電性電極を一切表示していない。
【００５１】
また図４を参照すると、タッチ手段４３０は例えば短冊材４７０−２に沿った箇所Ｚ４においてタッチセンサ４００にタッチを作用させる。作用したタッチに応答してフィルム４１０はＺ４において電気信号を自己生成する。タッチ箇所Ｚ４は、短冊材４７０−２に沿った位置４５０ａ−２および４５０ｂ−２において自己生成された信号を検出することにより決定される。一般に短冊材４７０−１から４７０−Ｎの幅、短冊材間の距離、およびタッチ手段のサイズによっては、自己生成信号はｙ方向に一つの短冊材以上に延び得る。このような場合、例えば補間アルゴリズムは、最大信号を搬送する短冊材を決めることで、タッチ箇所のｙ座標を決定するのに使用することが可能である。代替的には近視野像（ＮＦＩ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）方式のタッチセンサで用いられるものと同様なものを用いてｙ方向のタッチ箇所を決定し得る。このようなアルゴリズムの例は、米国特許第５，６５０，５９７号明細書に記載されている。通常電子機器を含むセンサ４２０およびコントローラ４８０は、２箇所４４０ａ−２および４４０ｂ−２において検出された検出可能信号に基づいてタッチ箇所Ｚ４を決定するとともにさらに適正な応答処理をする。
【００５２】
また図２に戻り参照すると、タッチパネル２９０は追加層を有し得る。この典型的な構造が図５に示されている。図５は本発明の他の態様によるタッチセンサ５００の概略の側面図を示す。タッチセンサ５００は、タッチ手段に応答して信号を自己生成する性質を有するフィルムを含み、タッチされた箇所において信号を生成することができる。上記したように、フィルム５１０に含むことができる典型的な材料には、圧電および／または焦電材料がある。フィルム５１０は上部の電気的導電層５７０と下部の電気的導電層５６０との間に配置されている。フィルム５１０は、条件によって導電層のいずれかまたは両方と接し得る。保護層５４５は、上部の電極５７０上に配置されており、タッチ手段または他の要因により生じ得る引っかき傷などの損傷からある程度センサを保護する。接着層５３５が保護層５４５と電極５７０との間に配置されている。基板５２５は、図５に示した構造を支持する役割をある程度果している。電極５７０および５６０は電気的に分離または連続し得る。同様にフィルム５１０は分離または連続し得る。図示の簡略化のために且つ一般性を損なわない程度に、センサ、コントローラ、信号伝送器およびタッチ箇所を検出するのに必要なまたは要求される他の構成要素は図５に示されていない。
【００５３】
接着層５３５に含まれる典型的な材料にはＵＶ硬化性接着剤、粘着剤、熱活性化接着剤および熱硬化性接着剤がある。
【００５４】
基板５２５は、剛性または可撓性であり得る。基板は、ポリマーまたは任意のタイプのガラス材であってもよい。例えば基板はフロートガラスでもよく、またはポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスルホン等などの有機材料で作製し得る。代替的には、基板５２５は金属を含み、この場合基板は下部の電極５６０として用いることもできる。
【００５５】
保護層５４５の表面５５５は、グレアを低減するような艶消しであり得る。前述したように、図示の簡略化のために且つ一般性を損なわない程度に、図５はセンサ、コントローラおよび電気的接続を始めとするタッチセンサ内の多数の構成要素を示していない。タッチセンサ５００内に組み込むことが可能であり且つ図５に明らかに示されていない他の典型的な層には、偏光板、位相差板、カラーフィルタ、反射防止コーティング、画像表示層、電磁障害（ＥＭＩ）シールド、静電放電（ＥＳＤ）シールド、指紋防止コーティング、ガスケット（ｇａｓｋｅｔ）がある。
【００５６】
本発明によるタッチパネルは、タッチ手段に応答して信号を自己生成する性質を各々が有する２つ以上のフィルムを含むことができ、タッチした箇所において信号を生成することができる。典型的な構造が図８に示されているが、この図は、本発明の一態様によるタッチパネル８００の概略な側面を示すものである。タッチセンサ８００は、基板８４０、フィルム８１０と８２０、電極８１５と８３５および電極含有層８２５とを含む。フィルムは、各々のタッチ手段に応答して信号を自己生成する性質を有し、タッチ箇所において信号を生成することができる。
【００５７】
上記したように、フィルム８１０および／または８２０をなす典型的な材料には圧電および／または焦電材料がある。例えばフィルム８１０および８２０は、両方とも圧電性または両方とも焦電性であってもよい。他の例として、一方のフィルムが圧電性であり他方が焦電性であってもよい。例えばフィルム８１０が焦電性でありフィルム８２０が圧電性であってもよい。図示するように、フィルム８１０および８２０の各々は２つの電極の間に配置されている。例えばフィルム８１０は電極８１５と電極含有層８２５との間に配置され、フィルム８２０は電極含有層８２５と電極８３５との間に配置されている。層８２５は、フィルム８１０および８２０の両方に接する単一電極となるように構成することが可能であり、またはフィルム８１０および８２０の各々に接する別々の電極を含み、別々の電極がそれらの間に電気的絶縁層を有するように構成可能である。状況に応じて、フィルム８１０は電極８１５および８２５のいずれか、または両方と接し得て、また一方でフィルム８２０は電極８２５および８３５のいずれか、または両方と接し得る。
【００５８】
図８はタッチ手段に応答して信号を自己生成する性質を有する２つのフィルム８１０および８２０を示しているが、タッチパネル８００がこのような付加的性質があるフィルムを有し得ることは理解できよう。
【００５９】
本発明で用いられる圧電性フィルムは、多数の方法で製造することができる。例えばＰＶＤＦフィルムは、ＰＶＤＦペレットをチル・ロールで押し出すことにより作製し得る。これは非結晶ＰＶＤＦフィルムを作製するためで、非結晶ＰＶＤＦフィルムは、時にはアルファ相にあると称される。あるいはＰＶＤＦとポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）との混合物を溶剤塗布して非結晶コーティングを作製し得る。次に上記非結晶ＰＶＤＦフィルムは、１方向または２方向に延伸されることにより配向性が得られる。延伸により、時にはベータ結晶相とも称される半結晶フィルムになる。代替的には配向性は、例えば非結晶フィルムを所定の間隙を有するローラを通すようなフィルムの圧縮方法により達成し得る。フィルムの組成によっては、配向性にするステップが必要ない場合もある。
【００６０】
次にＰＶＤＦフィルムは電界内に置かれ分極化される、例えば該フィルムを２つの帯電平行板の間に配置することにより分極させることができる。分極電界は、通例１ミクロン当り５０〜１００ボルトで約摂氏８０〜１２０度の温度であるが、分極は他の温度でも達成し得る。分極プロセスは通常約３０分かかり、この分極プロセスの後、フィルムは分極電界の存在下で室温まで冷却される。代替的にはフィルムはコロナ放電により分極し得て、同様な温度範囲であるが、通常はより短い時間で分極し得る。場合によっては、分極はすでにフィルム上に配置された電極で行い得る。通例コロナプロセスにおいて、コロナは通例フィルムの表面上に電荷分布を生じるため、フィルムは電極と密着している必要はない。ある材料組成の場合、非結晶フィルムを第１の配向することなくフィルムを分極させることが可能であり得る。代替的にはある組成の場合またはある一定条件で、フィルムを配向および分極するステップを同時に行い得る。米国特許第４，６０６，８７１号明細書、同第４，６１５，８４８号明細書、および同第４，８２０，５８６号明細書は、圧電性フィルムを分極するプロセスをさらに記載している。本発明によれば、フィルムを連続的に圧電性にまたは所定の領域内のみで圧電性に作製することができることは理解できよう。これは例えば図７に図示したような所定のエリアでフィルムを分極することにより達成することができる。
【００６１】
図７は、本発明の一態様による圧電フィルム７００の概略の側面図を示す。本発明の一態様によるフィルム７００は、タッチ手段のような外部因子が作用した箇所で信号を検出することにより決定するシステムに用いられる。例えばこの信号は、電気信号でフィルム上の複数の位置において外部因子に対応してフィルム７００で自己生成された信号である。フィルム７００は、エリア７０１、７０２および７０３では圧電特性を有するが、エリア７０４および７０５では有さないように加工される。矢印は、フィルムが分極化されていて、矢印の位置する領域において圧電性があるということを象徴的に示している。この分極の方向は、圧電性があるフィルムの様々な箇所で異なり得る。例えば図７ではエリア７０３における分極の方向は、エリア７０１および７０２における分極の方向とは反対方向である。分極の方向は、箇所の情報を含む自己生成信号に、さらなる情報を付加することができる。タッチ検出用フィルムが所定のエリアにおいてのみ圧電性であるタッチセンサの利点は、圧電性がないフィルムのエリアでは信号が自己生成されないためタッチを検出しないということである。従って不許可の箇所に作用するタッチを拒絶するためのソフトウェアおよび電子機器の必要性が、低減するかまたは削除することができる。典型的な用途として、タッチセンサ内のベゼル（ｂｅｚｅｌ）の下に位置するフィルムのエリアは、不注意によるベゼルへの応力が有効なタッチとして記録されないように、非圧電性にすることができる。
【００６２】
また図８を参照すると、フィルム８１０および８２０が両方とも圧電性である場合、フィルムは同一方向または反対方向に分極することができる。一般にタッチパネル８００が複数の圧電性フィルムを含む場合、フィルムをすべて同一方向または異なる方向に分極することができる。例えば圧電性フィルムを交互に反対方向に分極することができる。
【００６３】
図６は本発明の一態様によるディスプレイシステム６００の概略の断面図を示している。ディスプレイシステム６００は、タッチセンサ６０１とディスプレイ６０２とを含む。タッチセンサ６０１は、本発明の任意の実施形態によるタッチセンサであってもよい。ディスプレイ６０２は、常設または交換可能なグラフィクス（例えば絵、地図、アイコン等）、および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、陰極線管（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、有機エレクトロルミネセント・ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、電気泳動ディスプレイ等などの電子ディスプレイを含めることができる。図６ではディスプレイ６０２およびタッチセンサ６０１が２つの別体の構成要素として示されているが、この２つは単一のユニットに一体化して形成できることは理解できよう。例えばタッチセンサ６０１は、ディスプレイ６０２の上に積層することができる。代替的にはタッチセンサ６０１は、ディスプレイ６０２との一体部分であってもよい。
【００６４】
本発明で開示した実施形態は、フィルム上のある箇所に作用した外部因子に応答して信号を自己生成する性質を有する単一層のフィルムを示しているが、説明した各の実施形態は、各層が外部因子に応答して信号を自己生成する性質を有する２つ以上の層を含み得ることは理解できよう。さらに本発明によるタッチセンサなどのシステムが高い光学透過性を有し、スタイラス非依存であり、可動部分を有さないように設計し得ることは理解できよう。さらにまた本発明によるタッチセンサなどのシステムは、ディスプレイシステムなどの他のシステムと一体化して形成化することができる。また本発明によれば、タッチ手段および信号を自己生成するようなフィルムとの間の物理的な接触が、必ずしもタッチを記録させる必要はないことも理解できよう。
【００６５】
上記に引用した特許、特許出願および他の刊行物はすべて完全に再現するように本明細書に引用して援用する。本発明の特定な例を上記に詳細に説明して本発明の様々な態様の説明を容易にしたが、本発明をこれらの例の細部に限定しようとするものではないことを理解されたい。むしろ添付の特許請求の範囲により規定されるような本発明の要旨および範囲内にある変更例、実施形態および代替例を、すべて網羅しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態によるシステムを示す三次元の概略図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるシステムを示す三次元の概略図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態によるタッチセンサを示す三次元の概略図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるタッチセンサを示す三次元の概略図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるタッチセンサの側面を示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるディスプレイシステムの側面を示す概略図である。
【図７】本発明の他の実施形態による圧電性フィルムの側面を示す概略図である。
【図８】本発明の一実施形態によるタッチセンサの側面を示す概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に検出装置に関する。本発明は特にタッチ手段に応答して電気信号を自己生成することが可能な材料を含んでいるような検出装置に適用する。
【背景技術】
【０００２】
タッチスクリーンが、キーボード操作の必要性を低減させまたは排除することにより、ユーザは電子ディスプレイシステムに手軽にインターフェースすることができる。例えばユーザは、予めプログラムされているアイコンで認識できる箇所のスクリーンを単にタッチすることで、複雑な順序の命令処理を実行することができる。アプリケーションにより支援ソフトウェアを再プログラムすることで、スクリーン上のメニューを変更することが可能である。他の例としてタッチスクリーンは、ユーザがタッチスクリーン上に直接字を書いたり絵を描いたりして、テキストまたは図を電子ディスプレイ装置に転送することを可能にしてくれる。
【０００３】
タッチスクリーンの性能をスクリーンの様々な特性に関して記載する。この特性の一つは光学的透過性である。画像の輝度およびコントラストは、タッチスクリーンの光学的透過性が向上するにつれて増加する。高い光学的透過性は、特に携帯装置において要求されており、寿命に限界があるバッテリから携帯装置のディスプレイに給電されることが多いからである。光学的透過性はインターフェースの数を低減し様々なインターフェースにおける反射を低減することによって、タッチスクリーン内の異なる層の光学的透明度を改善することにより最適化し得る。
【０００４】
タッチスクリーンのもう一つの特性はタッチ手段である。いくつかのタッチ技術にはタッチ入力を加えるために用い得るタッチ手段のタイプに制限がある。例えば容量性方式のタッチセンサは、一般にユーザの指などの導電性スタイラスを必要とする。他方、抵抗タイプのタッチセンサは一般に、ユーザの指などの導電性タッチ手段およびユーザの爪などの非導電性のスタイラスの両方により加えられたタッチを検出することができる。スタイラスへの非依存性は、タッチセンサにおいて一般に望ましい特性である。一般にはタッチスクリーンは、採用するタッチ手段のタイプと関係なく、タッチを記録することが望ましい。
【０００５】
タッチスクリーンのもう一つの特性は全体のコストである。一般にタッチスクリーン内の層の数が増えるにつれて製造コストが増加する。そのため一般にはタッチスクリーンがわずかな層しか含まないことが望ましい。通例１つのスクリーンの特性が改善されると、１つまたは複数の他の特性が悪化することが多い。例えば製造コストを削減しようとすると、タッチスクリーン内の層の数を減少させることにより、光学透過性、またはスタイラスへの非依存性などのタッチスクリーンの他の特長を損なう恐れがある。その結果所定の用途に対する性能基準に最も合うようにする妥協がなされる。そのため依然として全体性能が向上したタッチスクリーンが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に本発明は検出装置に関する。また本発明は検出方法にも関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様において、システムはフィルム上のある箇所に作用した外部因子に応答して信号を自己生成するフィルムを含む。このシステムは、フィルム上の複数の位置において自己生成した信号を検出して外部因子がフィルムに作用した箇所を決定するように構成されたセンサをさらに含む。
【０００８】
本発明のもう一つの態様において、システムはフィルム上のある箇所に作用した外部因子に応答して信号を自己生成するフィルムを含む。この自己生成した信号が少なくともフィルム上の第１の位置において第１の検出可能信号とフィルム上の第２の位置において第２の検出可能信号とを作成する。システムは、少なくとも第１および第２の検出可能信号を受け取って、外部因子がフィルムに作用した箇所を決定するように構成されたコントローラをさらに含む。
【０００９】
本発明のもう一つの態様において、タッチセンサはフィルム上の任意の箇所に作用したタッチ手段に応答して信号を自己生成するフィルムを含む。フィルム上の複数の位置において信号を検出することによりタッチ箇所を決定することができる。
【００１０】
本発明のもう一つの態様において、タッチセンサはフィルム上の任意の箇所に作用したタッチ手段に応答して信号を自己生成するフィルムを含む。少なくとも第１のセンサがフィルム上の第１の位置において自己生成した信号により作成される第１の検出可能信号を検出するとともに、第２のセンサがフィルム上の第２の位置において自己生成した信号により作成される第２の検出可能信号を検出することにより、タッチ箇所を決定することができる。
【００１１】
本発明のもう一つの態様において、タッチ箇所の決定方法は、作用したタッチ入力に応答して信号を自己生成するフィルムを含むタッチ検出エリアを規定するステップを含む。この方法は自己生成した信号に応答して作成された複数の検出可能信号を検出するステップも含む。この方法は複数の検出可能信号を用いてタッチ箇所を決定するステップをさらに含む。
【００１２】
添付図面と共に、本発明の様々な実施形態に係る以下の詳細な説明を考察することによって、本発明をより完全に理解且つ評価できよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は一般に検出装置に適用可能である。本発明は特にタッチスクリーンに適用し、電子ディスプレイシステムと共に用いるタッチスクリーンで、さらに具体的には高い光透過性および低製造コストを有するようなスタイラス非依存のタッチスクリーンに適用するものである。
【００１４】
いくつかのタッチスクリーンは、他の状況では開放している電気回路が、タッチが作用した時に閉じるという一般的原理に基づいて動作する。閉回路で生成された信号の性質によりタッチ箇所の検出が可能になる。様々な技術を用いてタッチ箇所を検出し得る。このような技術の１つは抵抗方式である。抵抗方式のタッチでは、作用したタッチが他の状況では物理的に離れている２つの導電性フィルムを互いに直接物理的に接触させる。物理的接触が他の状況では開放している電子回路を閉じることにより、抵抗結合による電気信号が生成される。生成された信号の性質によりタッチ箇所の検出が可能になる。
【００１５】
容量方式はタッチの箇所を検出するために一般に用いられるもう一つの技術である。この場合、ユーザの指のような導電性のタッチアプリケータが導電性フィルムに十分接近して、２つの導体間の容量結合を可能にしたときに信号が生成される。２つの導体は、互いに電気的に接続されるが、例えば大地のアースを介して接続される。生成された信号の性質によりタッチ箇所の検出が可能になる。他の多様な技術には表面弾性波（ＳＡＷ）方式、赤外線（ＩＲ）方式および力によるものがある。
【００１６】
いくつかの周知のタッチ技術は、タッチが作用した箇所を検出する際に圧電効果を利用している。例えば米国特許第３，８０６，６４２号明細書には、電圧によるインパルスを圧電板に印加することで、圧電材料内に圧電により生成される進行性の機械的振動のインパルスを発することが開示されている。そして機械的な波は、圧電板内に圧電による電圧パターンを順々に生じていく。電気的導電性プローブが作用するタッチの箇所は、タッチセンサに電気的に接続するプローブが、タッチ箇所で圧電板の表面と電気的に接触するときに決定される。他の例として欧州特許出願公開第０−７５３−７２３−Ａ２号明細書には、圧電板の厚さ方向に分極した圧電板を含むタッチパネルが開示されている。圧電板は、所定の位置に複数の振動センサを有する振動伝播板に密接におかれる。電気的手段により圧電板内に均一な振動が誘発される。圧電板が例えばペンで押圧されると、振動が押圧位置において振動伝送板に伝送されて振動センサにより検出される。タッチの作用した箇所は、振動センサにより検出された信号から決定される。圧電効果を利用するタッチセンサの他の例は、米国特許第４，５１６，１１２号明細書、同第４，８６６，４１２号明細書、同第４，８７５，３７８号明細書、および同第５，６７３，０４１号明細書に開示されている。焦電効果を利用するタッチセンサの例が、米国特許第４，３０７，３８３号明細書および同第４，３６３，０２７号明細書ならびに特開２００１−１９５１９０号公報に開示されている。
【００１７】
本発明は、外部因子に応答して信号を自己生成すなわち自己作成する性質を有するフィルムを提供する。例えば外部の信号発生器のような追加供給源、電流または電圧源などの電源、もしくはこのような信号を生成する際に役立つ任意の他の追加供給源からの寄与なしに、外部因子に応答してフィルムにより信号を生成することが可能である。そうであっても、追加供給源は自己生成信号に関する情報を判断および／または報告するのに必要とされる。本発明によれば、フィルムと外部因子との間の相互作用は、フィルムによる生成信号を生じさせるのに十分である。このことは、電気的導電性フィルムなど通例タッチセンサで用いられる他のフィルム、例えば外部因子への応答だけでは信号を自己生成できず、外部因子に応答してフィルム内で信号が生成できるように、フィルムの外部にある供給源を必要とするインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）とは対照的である。
【００１８】
本発明によれば信号は生成時から電気的であり得る。例えば生成信号は電圧信号であり得る。電圧信号は例えばフィルムの厚さ方向に横断し得る。また電圧信号はフィルムの平面に沿い存在し得る。言い換えれば、電圧信号は部分的にフィルムの厚さ方向に沿って、且つ部分的にフィルムの平面に沿い存在し得る。自己生成信号は電流であり得る。他の例として自己生成信号は例えばフィルム厚さ方向にわたる温度勾配または温度差であり得る。一般には信号はフィルムによって自己生成される任意の情報であり、外部因子がフィルムに加えられた箇所を決定するのに用いることができる。
【００１９】
さらに本発明によれば、外部因子がフィルムに作用した箇所でまたはその近傍で信号を生成することができる。また外部因子がフィルムに作用した箇所以外の１つまたは複数の箇所で、自己生成信号を生成することもできる。このような箇所は、フィルム形状に対して、または外部因子がフィルムに作用する箇所に対して予め決めることができる。簡単にまた一般性を損なうことなく言えば、以後自己生成信号の箇所は外部因子が作用した箇所にあるとみなす。これにより、２つの箇所が要求される分解能を満たす範囲で互いに十分に接近できること、および２つの箇所が同一になる必要がないことを意味する。本発明の独自の特徴は外部因子がフィルムに作用する箇所を、フィルム上の２つ以上の位置における自己生成信号を検出することにより決定できることである。
【００２０】
さらに本発明によれば自己生成信号を用いることにより、外部因子がフィルムに作用した箇所であり得る自己生成信号の箇所の決定を助けることができる。信号の箇所を決定するために、自己生成信号を単独でまたは他の信号と組み合わせて用いることができる。組み合わせる他の信号は、電圧源または電流源などの外部信号源により生成された信号であり得る。
【００２１】
本発明によれば、外部因子は作用したタッチであり得る。タッチはフィルムを押圧して変形を誘発することを含み得る。変形は可逆性があり、作用したタッチが一旦取り除かれるとフィルムは元の形状に戻るということを意味する。タッチはフィルムの直接物理的タッチを含み得る。あるいは、タッチは追加層またはコーティングを介してフィルムに作用させることもできる。また、例えばタッチ手段をフィルムに十分接近して位置させるような近傍により、タッチをフィルムに作用させることができる。代替的には、タッチ手段がフィルムから遠く離れていてもよい。例えばタッチ手段は光源がフィルムから遠く離れたレーザ光源などの光源からの光であってもよい。この例では、光とフィルムとの間の相互作用によりフィルムが信号を自己生成することができる。
【００２２】
図１は本発明の１つの特定な実施形態によるシステム１００を図示する。システム１００は外部因子がフィルムに作用した箇所で信号を自己生成する特徴を有するフィルム１１０を含んでいる。本発明によればシステム１００は、外部因子がフィルムに作用した箇所においてフィルム１１０により自己生成された信号を増大または増幅させるための１つまたは複数の補助信号源（図１には図示せず）を含み得る。
【００２３】
典型的なシステム１００において、外部因子１３０が箇所Ｚにおいてフィルム１１０に作用する。外部因子は例えば箇所Ｚにおいてフィルム１１０に圧力を作用するスタイラスであり得る。他の例として外部因子は箇所Ｚでフィルム１１０に入射する光線であってもよい。一般には外部因子は任意の外部手段を含み、それに応答してフィルム１１０は外部因子がフィルムに作用した地点で信号を自己作成する。
【００２４】
自己生成信号はフィルム１１０の厚さ方向にわたって生成することができる。あるいは、自己生成信号はフィルム１１０の平面内にあってもよい。言い換えれば、自己生成信号は少なくとも部分的に厚さ方向にわたり、且つ少なくとも部分的にフィルム１１０の平面内にあってもよい。システム１００は、箇所Ｚで生成された信号を、フィルム上の所定位置１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃおよび１４０ｄで検出するようなセンサおよび電子機器１２０をさらに含む。位置１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃおよび１４０ｄで検出された信号は、それぞれ伝送器１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃおよび１５０ｄを介して、検出および処理のためにセンサおよび電子機器１２０に伝送される。図１ではフィルムから離れているように概略的に示されているが、センサおよび電子機器１２０の少なくとも一部分は、フィルム１１０と一体化されていてもよい。
【００２５】
センサおよび電子機器１２０は、位置１４０ａ〜１４０ｄにおいて自己生成信号を検出して、外部因子１３０がフィルム１１０に作用した箇所を決定する。センサおよび電子機器１２０により生成された情報は、外部因子１３０がフィルム１１０に作用した箇所を決定するために、コントローラ１６０に伝送される。システム１００は箇所Ｚで生成された信号を位置１４０ａ〜１４０ｄに伝送する手段(図１に図示されない手段)をさらに含む。このような手段はフィルム１１０に対して外部にあってもよい。例えば、１つまたは複数の信号伝送層は、自己生成信号を伝送するためにフィルム１１０の一方の側または両側でフィルム１１０に結合することができる。このような伝送手段はフィルム１１０に対して内部すなわち内在するものであってもよい。例えばフィルム１１０は自己生成信号を位置１４０ａ〜１４０ｄに伝送するというさらなる性質を有してもよい。図１によれば、フィルム内の４つの位置１４０ａ〜１４０ｄにおいて自己生成信号を検出することにより、箇所Ｚを決定することができる。一般には、２つ以上の位置またはフィルム１１０に沿った複数の位置において同等に自己生成信号を検出することにより、上記のような自己生成信号の箇所は決定することができる。
【００２６】
フィルム１１０の上面および／または下面を構造化することができる。構造は例えばランダムでありまたは規則正しいパターンを含み得る。例えば表面はランダム艶消し仕上げを有してもよい。表面は一次元または二次元のマイクロ構造を有してもよい。構造化表面はグレア（ｇｌａｒｅ）を低減することができる。また構造化表面は、外部因子１３０がフィルムに作用するときに滑る可能性を低減することができる。
【００２７】
外部因子１３０はフィルム１１０に物理的接触をして、フィルムが接点で外部因子に応答して信号を自己生成するようにし得る。物理的接触はフィルムによる応答を誘発するために、ある種の力または圧力を伴う場合もあり伴わない場合もある。代替的には、外部因子１３０はフィルムでの応答を誘発するためにフィルム１１０に近接し得る。他の例では、外部因子はフィルム１１０内での応答を誘発することができ、ここでの応答は、フィルムと外部因子との間の距離間隔が実質的に無関係であり得る。いくつかの他の構成では、外部因子はフィルムに直接または間接的に圧力または力を作用させてフィルム内の応答を誘発し得る。例えば外部因子は、フィルム１１０と外部因子との間に位置する１つまたは複数の層と接触し得る。このような層にはコーティング、基板、保護層等がある。
【００２８】
フィルムにより自己生成された信号は電圧、電流、温度、波動またはフィルム１１０が外部因子に応答して自己生成し得る任意の他の信号であってもよい。信号伝送器１５０ａ〜１５０ｄは、信号を位置１４０ａ〜１４０ｄからセンサおよび電子機器１２０に伝送する任意の適切な手段である。例えば自己生成信号が電圧である場合には、伝送器１５０ａ〜１５０ｄは導電性の電極または配線であり得る。伝送器１５０ａ〜１５０ｄをフィルム１１０から離れているように表示しているが、伝送器の少なくとも一部分は適当なパターンでフィルム１１０上に形成することができる。
【００２９】
図１のシステム１００は光学的に透過性または不透明であり得る。さらにシステムは剛性または可撓性、平坦または湾曲であり得る。システム１００は図１に図示しない他の構成要素を含み得る。例えばシステム１００はフィルム１１０の一方の側または両側に配置された追加層を含んでもよい。図１ではセンサおよび電子機器１２０ならびにコントローラ１６０は別体のユニットとして示されているが、用途によってはセンサ、電子機器およびコントローラは単一ユニットを形成することが可能であり、作用した外部因子の箇所を検出する手段がセンサ部品、電子部品およびコントローラ部品として容易に区分し得ないことは理解できよう。図１のシステム１００は、タッチの作用した箇所を検出するためにタッチセンサを採用していることは理解できよう。
【００３０】
図２は本発明の他の実施形態によるシステム２００の概略を図示する。システム２００は外部因子がフィルムに作用した箇所で信号を自己生成する特徴を有するフィルム２１０を含んでいる。外部因子２３０は、箇所Ｚ１においてフィルム２１０に作用し、同箇所においてフィルム２１０内に自己生成される信号を誘発する。フィルム２１０は上部の信号伝送層２７０と下部の信号伝送層２６０との間に配置されている。層２６０および２７０は箇所Ｚ１で自己生成された信号を位置２４０ａ〜２４０ｄに伝送し、そこで伝送された信号が検出可能となる。伝送器２５０ａ〜２５０ｄは検出可能な信号を対応箇所２４０ａ〜２４０ｄからセンサおよび電子機器２２０へ伝送して箇所Ｚ１を決定する。図２によれば、２つの伝送層２６０および２７０は、自己生成信号を箇所Ｚ１から位置２４０ａ〜２４０ｄに伝送するのに用いられる。ある例では単一の信号伝送層、例えば上部の信号伝送層２７０または下部の信号伝送層２６０を用い得る。さらに図２は４つの位置２４０ａ〜２４０ｄを示しており、ここから信号がセンサおよび電子機器２２０に伝送されるが、一般には少なくとも２つのこのような位置は箇所Ｚ１を決定するのに用いることができる。センサおよび電子機器２２０により生成された情報は、さらにコントローラ２８０に送ることができる。コントローラ２８０はセンサ２２０に結合されており、受信した情報を用いて外部因子２３０がフィルム２１０に作用した箇所を決定する。
【００３１】
本発明の１つの特定な態様によれば、システム２００はタッチ検出装置であり得る。この場合、外部因子２３０は箇所Ｚ１において入力タッチをタッチパネル２９０に作用するタッチ手段であり得る。フィルム２１０はタッチ手段２３０に応答して箇所Ｚ１において信号を自己生成する性質を有する。例えばフィルム２１０は圧電材料であり得る。一般には圧電とは機械的応力に応答して材料内で且つ材料により生じる電気分極を指す。圧電材料は電気分極に応答して機械的応力を自己生成する性質を有する。これらの効果のいずれか１つをシステム２００で用い得る。圧電フィルム２１０の場合、箇所Ｚ１において十分な力または圧力でフィルム２１０に作用するタッチ手段は、Ｚ１においてフィルム２１０の厚さ方向にわたってフィルム２１０により自己生成される電圧信号を誘発させる。本発明のこの特定な態様によれば、フィルム２１０は電気的導電層２６０と２７０との間に配置される。層２６０および２７０は、Ｚ１において自己生成された電圧信号を４つの位置２４０ａ〜２４０ｄに伝送し、ここで伝送された信号が検出可能となる。導電層２６０は、状況に応じて一定電位、例えばシステム接地に維持し得る。
【００３２】
導電層２６０および／または２７０は電気的に連続するものまたは個々の構成要素から作製し得る。電気的に連続する電極は、フィルム２１０全体すなわちタッチ検出エリア内にあるフィルム２１０全体、またはタッチ検出エリア内のフィルムの一部分を被覆することができる。伝送器２５０ａ〜２５０ｄは、箇所Ｚ１を決定するために、位置２４０ａ〜２４０ｄからセンサおよび電子機器２２０に信号を伝送する導電性の電極または配線であり得る。センサおよび電子機器２２０により生成された情報は、箇所Ｚ１を決定することができるようにさらにコントローラ２８０に伝送される。位置２４０ａ〜２４０ｄからセンサ２２０に伝送される検出可能な信号は、電圧、電流または他の検出可能な信号であり得る。
【００３３】
センサおよび電子機器２２０は、複数のセンサを含み得る。例えばセンサ２２０は、第１の位置２４０ａにおいて検出可能な信号を検出する第１のセンサと、第２の位置２４０ｂにおいて検出可能な信号を検出する第２のセンサと、第３の位置２４０ｃにおいて検出可能な信号を検出する第３のセンサと、第４の位置２４０ｄにおいて検出可能な信号を検出する第４のセンサとを含み得る。タッチ箇所Ｚ１は、４つのセンサによって検出される４つの検出可能な信号により決定される。
【００３４】
タッチ手段に応答してフィルム２１０により自己生成された信号の大きさは、フィルムに作用した圧力または力の関数であり得る。例えば自己生成された信号の強度は、フィルムに作用した力量が増加するにつれて増加し得る。このような性質はｚ軸制御の手段を提供することが可能であり、システム２００の応答はフィルムに作用した力量によって変化し得る。
【００３５】
フィルム２１０は、タッチダウンのときに作用するタッチに応答して、つまりフィルム２１０に対して正の力すなわち圧力を作用させているときに、電気信号を自己生成することができる。このような自己生成信号を「タッチダウン信号」と呼ぶことができる。またフィルム２１０は、タッチアップ（またはリフトオフ）のときに作用するタッチに応答して、つまりタッチが除去されたことによりタッチダウン中にフィルム２１０に予め作用していた力もしくは圧力が低減または除去されたことで電気信号を自己生成することができる。このような自己生成信号を「タッチアップ信号」と呼ぶことができる。タッチダウン信号またはタッチアップ信号のいずれかまたは両方を検出してタッチ箇所を検出することができる。両方の信号を検出することはタッチ箇所の決定精度を向上することができる。さらにタッチアップ信号を検出することは、一回だけのタッチとタッチ・アンド・ドラッグ（ｔｏｕｃｈ ａｎｄ ｄｒａｇ）とを識別する方法として利用することができる。なお、タッチ・アンド・ドラッグは、例えばスタイラスをタッチセンサに作用させて、タッチセンサ上で線を引くためにセンサ上でドラッグすることを言う。
【００３６】
さらに箇所２４０ａ〜２４０ｄにおいて検出された検出可能信号の大きさは、タッチ箇所においてフィルムに作用した力の大きさに関する情報を提供することができる。このような情報を用いてタッチセンサによる適正な応答を決定または変更することができる。例えばタッチ箇所が音量を制御するように設計されている場合、作用した力量を用いて適正な音量レベルを決定することができる。代替案として、タッチダウンおよびタッチアップ信号が自己生成された時の時間間隔をモニタすることにより、音量レベルを決定することができる。例えば時間間隔が長くなるほどタッチセンサにより設定される音量レベルは高くなり得る。
【００３７】
タッチパネルの上面はテキスチャ加工（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）または構造化し得る。上記したように構造化表面はグレアを低減することができる。さらにテキスチャ加工されたまたは構造化表面はタッチ手段に応答して自己生成信号に追加情報を付加することができる。例えばテキスチャ加工された表面上でスタイラスをドラッグすることは、表面に作用する力または圧力に変化を生じさせることになり、これによって自己生成信号を変化させる結果が得られる。例えばこのような信号変化はタッチ箇所を決定するのに使用することができる。
【００３８】
典型的な無機圧電材料には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、石英、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸ランタン鉛（ＰＬＴ）、チタン酸鉛ＰＴ、および、異なる無機圧電材料との化合物または複合物がある。
【００３９】
ポリマー圧電材料の例には、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦまたはＰＶＦ２）、Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）とＰ（ＶＤＦ−ＴｅＦＥ）とを含むＰＶＤＦコポリマー、ポリパラキシレン、ポリ−ビスクロロメチルオキセタン（ペントン（Ｐｅｎｔｏｎ））、芳香族ポリイミド類、ポリスルホン、ポリフッ化ビニル、合成ポリペプチド、シアノエチル化セルロース、ポリフッ化ビニリデン／ポリメチルメタクリレート混合物、ポリフッ化ビニリデン／ポリメチルアクリレート混合物、ポリフッ化ビニリデン／ポリエチルメタクリレート混合物、ポリフッ化ビニリデン／ポリビニルアセテート混合物、ポリフッ化ビニリデン／ポリＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド混合物、シアン化ビニリデン／ビニルアセテートコポリマー、ナイロン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリシアン化ビニリデン、シアン化ビニリデン／アクリロニトリルコポリマー、シアン化ビニリデン／塩化ビニリデンコポリマー、シアン化ビニリデン／スチレンコポリマー、シアン化ビニリデン／メチルメタクリレートコポリマー、シアン化ビニリデン／ビニルベンゾエートコポリマー、シアン化ビニリデン／塩化ビニルコポリマー、シアン化ビニリデン／アクリル酸コポリマーがある。
【００４０】
他の圧電材料の例には、ポリマー圧電材料ならびに無機圧電材料もしくはセラミックのいずれかとの複合物、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）とポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）との複合物がある。
【００４１】
代替的にはフィルム２１０は焦電材料であってもよい。一般に焦電気とは熱吸収に応答して材料内で且つ材料により自己生成された電気分極を指す。焦電フィルム２１０の場合、タッチ手段はフィルム２１０内のタッチ箇所Ｚ１において温度勾配または温度差を生成することができる。温度勾配は例えばフィルム厚さ方向にわたって生成することができる。タッチ手段２３０は例えば赤外線放射スタイラスであり、赤外線ビームがフィルム２１０により箇所Ｚ１で吸収されることにより、温度勾配または温度差を生じ得る。代替的にはタッチ手段２３０は１つまたは複数の波長または波長範囲の電磁放射線を放出可能であり、この波長をフィルム２１０は十分に吸収して温度勾配または温度差の形態の信号を自己生成する。温度勾配は例えばＺ１において、フィルム２１０により自己生成された電圧信号を誘発することができる。上記の説明と同様に、電気的導電層２６０および２７０は生成信号を４つの位置２４０ａ〜２４０ｄに伝送することができる。２４０ａ〜２４０ｄにおいて検出可能な信号はセンサ２２０およびコントローラ２８０により検出される。箇所Ｚ１は、検出された４つの検出可能な信号に基づいて、センサおよび電子機器２２０ならびにコントローラ２８０により決定される。
【００４２】
導電層２６０および２７０は均一な導電性を有することが望ましい。電気的導電層の場合、層のシート抵抗は１０％以内で均一であることが好ましく、これは２．５センチメートルの距離全体にわたり平均シート抵抗からの最大変位が１０％以下であるということを意味する。シート抵抗が２％以内で均一であることがより好ましく、０．５％以内であることがさらに好ましく、０．２％以内であることがさらにより好ましい。
【００４３】
導電層２６０および２７０は、金属、半導体、不純物半導体、半金属、金属酸化物、有機導体、導電性ポリマー等であり得る。典型的な金属導体には金、銅、銀等がある。典型的な無機材料には、透明導電性酸化物、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープスズ酸化物、アンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）等がある。典型的な有機材料には導電性有機金属複合物、ならびにポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンおよびポリチオフェンなどの導電性ポリマーがあり、これらは欧州特許出願公開第１−１７２−８３１−Ａ２号明細書に開示されている。電気的導電層２６０および２７０は、フィルム２１０全体もしくはタッチセンサのタッチ検出エリア内のフィルムに対して、またはタッチ検出エリアの一部分に対して電気的連続性があり得る。さらに電気的導電層２６０および２７０は、互いに電気的に絶縁された個々の導電性部分から構成することができる。
【００４４】
上記の説明によれば、フィルム２１０は焦電または圧電材料を含み得る。一般にフィルム２１０は、タッチの箇所においてタッチ手段に応答して信号を自己生成する任意の材料を含み得る。例えばフィルム２１０内で用いるのに適した他の材料には、熱電材料および強誘電材料がある。一般にフィルム２１０は変換器を含み得る。
【００４５】
図２のタッチセンサ２００は光学的に透過性または不透明であり得る。さらにタッチセンサは剛性または可撓性、平坦または湾曲であり得る。
【００４６】
図２は、４箇所において自己生成信号を検出することにより作用したタッチの箇所を決定することを図示している。一般に本発明によれば、２つ以上の位置もしくはフィルム上の複数の位置において同等に自己生成信号を検出することより、作用したタッチの箇所は決定される。２つの位置において自己生成信号を検出することによりタッチの箇所を決定する例を、図３を参照して説明する。
【００４７】
図３は、本発明の１つの特定な態様によるタッチセンサ３００を図示する。タッチセンサ３００はタッチパネル３９０と、センサ３２０と、コントローラ３８０とを含む。タッチパネル３９０は、箇所Ｚ２においてフィルム３１０に作用したタッチ手段３３０からの十分な力または圧力に応答して、Ｚ２において電圧信号を自己生成する圧電フィルム３１０を含む。図３に示す特定の実施形態は、圧電特性を有するフィルム３１０を用いて説明するが、本発明は圧電フィルムに限定されるものではない。フィルム３１０は、上記したような焦電気の他の適切な性質を有する材料を含み得る。
【００４８】
また図３を参照すると、圧電フィルム３１０が上部の電気的導電層３７０と下部の電気的導電層３６０との間に配置されており、各層は例えばタッチ検出エリア全体にわたって電気的に連続しているか、または互いに電気的に絶縁された個々の部分で構成されている。本発明のこの態様によれば、タッチパネル３９０のｙ軸に沿った寸法「ｂ」は十分に小さいので、例えば要求のおよび／または有効なタッチ分解能または精度があれば、作用したタッチの箇所は、タッチパネルの寸法「ａ」に沿ったタッチ箇所のｘ座標を決定することにより適正に決定される。タッチ手段３３０は、箇所Ｚ２においてタッチパネルに圧力または応力を作用させる。この圧力に応答して、圧電フィルム３１０は箇所Ｚ２において電圧信号を自己生成する。例えば信号はｚ軸に沿ったフィルムの厚さ方向にわたって自己生成された信号であり得る。自己生成された電圧は、導電層３７０および３６０を介して２つの位置３４０ａおよび３４０ｂに伝送される。用途によっては、導電層３６０または代わりに導電層３７０を一定の電位、例えばシステム接地の電位に維持することができる。
【００４９】
位置３４０ａおよび３４０ｂにおいて検出可能な電圧信号は、それぞれ電極３５０ａおよび３５０ｂを介してセンサ３２０により検出される。センサ３２０は箇所Ｚ２のｘ座標を決定することができる。センサ３２０により生成された情報は、さらに処理されてタッチ箇所を決定させるために、コントローラ３８０に伝送することができる。箇所Ｚ２のｘ座標は、センサ３２０およびコントローラ３８０により検出された検出可能な電圧信号に基づいて決定することができる。例えば箇所Ｚ２は、検出された２つの信号の相対的な大きさを比較することにより決定することができる。上記したように、箇所３４０ａおよび３４０ｂにおいて検出された信号は電圧、電流またはタッチ箇所を決定するために用い得る任意の他の適切な信号であり得る。図３は、寸法「ｂ」が十分に小さいためタッチの作用したｘ座標の決定でタッチ箇所は適正に確定されるという意味で、一次元のタッチセンサを示している。代替案として、タッチセンサ３００は図４に図示するように一連の短冊材（ｓｔｒｉｐ）を含み得る。
【００５０】
図４は、本発明の１つの特定な実施形態によるタッチセンサ４００の三次元の概略図である。タッチセンサ４００は、図示例として圧電フィルム４１０を含むが、フィルム４１０は加えられたタッチに応答して信号を自己生成する性質を有する任意の材料を含み得る。Ｎ電極の短冊材４７０−１から４７０−Ｎは、フィルム４１０上に配置されている。短冊材４７０−１から４７０−Ｎと同様な短冊材を、フィルム４１０の背面側に配置し得る。代替的には単一の電気用連続電極を、フィルム４１０の背面側に、例えばタッチセンサのタッチ検出エリアを覆いながら配置することができる。図示の簡略化のために且つ一般性を損なわない程度に、図４は下部の導電性電極を一切表示していない。
【００５１】
また図４を参照すると、タッチ手段４３０は例えば短冊材４７０−２に沿った箇所Ｚ４においてタッチセンサ４００にタッチを作用させる。作用したタッチに応答してフィルム４１０はＺ４において電気信号を自己生成する。タッチ箇所Ｚ４は、短冊材４７０−２に沿った位置４５０ａ−２および４５０ｂ−２において自己生成された信号を検出することにより決定される。一般に短冊材４７０−１から４７０−Ｎの幅、短冊材間の距離、およびタッチ手段のサイズによっては、自己生成信号はｙ方向に一つの短冊材以上に延び得る。このような場合、例えば補間アルゴリズムは、最大信号を搬送する短冊材を決めることで、タッチ箇所のｙ座標を決定するのに使用することが可能である。代替的には近視野像（ＮＦＩ：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）方式のタッチセンサで用いられるものと同様なものを用いてｙ方向のタッチ箇所を決定し得る。このようなアルゴリズムの例は、米国特許第５，６５０，５９７号明細書に記載されている。通常電子機器を含むセンサ４２０およびコントローラ４８０は、２箇所４４０ａ−２および４４０ｂ−２において検出された検出可能信号に基づいてタッチ箇所Ｚ４を決定するとともにさらに適正な応答処理をする。
【００５２】
また図２に戻り参照すると、タッチパネル２９０は追加層を有し得る。この典型的な構造が図５に示されている。図５は本発明の他の態様によるタッチセンサ５００の概略の側面図を示す。タッチセンサ５００は、タッチ手段に応答して信号を自己生成する性質を有するフィルムを含み、タッチされた箇所において信号を生成することができる。上記したように、フィルム５１０に含むことができる典型的な材料には、圧電および／または焦電材料がある。フィルム５１０は上部の電気的導電層５７０と下部の電気的導電層５６０との間に配置されている。フィルム５１０は、条件によって導電層のいずれかまたは両方と接し得る。保護層５４５は、上部の電極５７０上に配置されており、タッチ手段または他の要因により生じ得る引っかき傷などの損傷からある程度センサを保護する。接着層５３５が保護層５４５と電極５７０との間に配置されている。基板５２５は、図５に示した構造を支持する役割をある程度果している。電極５７０および５６０は電気的に分離または連続し得る。同様にフィルム５１０は分離または連続し得る。図示の簡略化のために且つ一般性を損なわない程度に、センサ、コントローラ、信号伝送器およびタッチ箇所を検出するのに必要なまたは要求される他の構成要素は図５に示されていない。
【００５３】
接着層５３５に含まれる典型的な材料にはＵＶ硬化性接着剤、粘着剤、熱活性化接着剤および熱硬化性接着剤がある。
【００５４】
基板５２５は、剛性または可撓性であり得る。基板は、ポリマーまたは任意のタイプのガラス材であってもよい。例えば基板はフロートガラスでもよく、またはポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスルホン等などの有機材料で作製し得る。代替的には、基板５２５は金属を含み、この場合基板は下部の電極５６０として用いることもできる。
【００５５】
保護層５４５の表面５５５は、グレアを低減するような艶消しであり得る。前述したように、図示の簡略化のために且つ一般性を損なわない程度に、図５はセンサ、コントローラおよび電気的接続を始めとするタッチセンサ内の多数の構成要素を示していない。タッチセンサ５００内に組み込むことが可能であり且つ図５に明らかに示されていない他の典型的な層には、偏光板、位相差板、カラーフィルタ、反射防止コーティング、画像表示層、電磁障害（ＥＭＩ）シールド、静電放電（ＥＳＤ）シールド、指紋防止コーティング、ガスケット（ｇａｓｋｅｔ）がある。
【００５６】
本発明によるタッチパネルは、タッチ手段に応答して信号を自己生成する性質を各々が有する２つ以上のフィルムを含むことができ、タッチした箇所において信号を生成することができる。典型的な構造が図８に示されているが、この図は、本発明の一態様によるタッチパネル８００の概略な側面を示すものである。タッチセンサ８００は、基板８４０、フィルム８１０と８２０、電極８１５と８３５および電極含有層８２５とを含む。フィルムは、各々のタッチ手段に応答して信号を自己生成する性質を有し、タッチ箇所において信号を生成することができる。
【００５７】
上記したように、フィルム８１０および／または８２０をなす典型的な材料には圧電および／または焦電材料がある。例えばフィルム８１０および８２０は、両方とも圧電性または両方とも焦電性であってもよい。他の例として、一方のフィルムが圧電性であり他方が焦電性であってもよい。例えばフィルム８１０が焦電性でありフィルム８２０が圧電性であってもよい。図示するように、フィルム８１０および８２０の各々は２つの電極の間に配置されている。例えばフィルム８１０は電極８１５と電極含有層８２５との間に配置され、フィルム８２０は電極含有層８２５と電極８３５との間に配置されている。層８２５は、フィルム８１０および８２０の両方に接する単一電極となるように構成することが可能であり、またはフィルム８１０および８２０の各々に接する別々の電極を含み、別々の電極がそれらの間に電気的絶縁層を有するように構成可能である。状況に応じて、フィルム８１０は電極８１５および８２５のいずれか、または両方と接し得て、また一方でフィルム８２０は電極８２５および８３５のいずれか、または両方と接し得る。
【００５８】
図８はタッチ手段に応答して信号を自己生成する性質を有する２つのフィルム８１０および８２０を示しているが、タッチパネル８００がこのような付加的性質があるフィルムを有し得ることは理解できよう。
【００５９】
本発明で用いられる圧電性フィルムは、多数の方法で製造することができる。例えばＰＶＤＦフィルムは、ＰＶＤＦペレットをチル・ロールで押し出すことにより作製し得る。これは非結晶ＰＶＤＦフィルムを作製するためで、非結晶ＰＶＤＦフィルムは、時にはアルファ相にあると称される。あるいはＰＶＤＦとポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）との混合物を溶剤塗布して非結晶コーティングを作製し得る。次に上記非結晶ＰＶＤＦフィルムは、１方向または２方向に延伸されることにより配向性が得られる。延伸により、時にはベータ結晶相とも称される半結晶フィルムになる。代替的には配向性は、例えば非結晶フィルムを所定の間隙を有するローラを通すようなフィルムの圧縮方法により達成し得る。フィルムの組成によっては、配向性にするステップが必要ない場合もある。
【００６０】
次にＰＶＤＦフィルムは電界内に置かれ分極化される、例えば該フィルムを２つの帯電平行板の間に配置することにより分極させることができる。分極電界は、通例１ミクロン当り５０〜１００ボルトで約摂氏８０〜１２０度の温度であるが、分極は他の温度でも達成し得る。分極プロセスは通常約３０分かかり、この分極プロセスの後、フィルムは分極電界の存在下で室温まで冷却される。代替的にはフィルムはコロナ放電により分極し得て、同様な温度範囲であるが、通常はより短い時間で分極し得る。場合によっては、分極はすでにフィルム上に配置された電極で行い得る。通例コロナプロセスにおいて、コロナは通例フィルムの表面上に電荷分布を生じるため、フィルムは電極と密着している必要はない。ある材料組成の場合、非結晶フィルムを第１の配向することなくフィルムを分極させることが可能であり得る。代替的にはある組成の場合またはある一定条件で、フィルムを配向および分極するステップを同時に行い得る。米国特許第４，６０６，８７１号明細書、同第４，６１５，８４８号明細書、および同第４，８２０，５８６号明細書は、圧電性フィルムを分極するプロセスをさらに記載している。本発明によれば、フィルムを連続的に圧電性にまたは所定の領域内のみで圧電性に作製することができることは理解できよう。これは例えば図７に図示したような所定のエリアでフィルムを分極することにより達成することができる。
【００６１】
図７は、本発明の一態様による圧電フィルム７００の概略の側面図を示す。本発明の一態様によるフィルム７００は、タッチ手段のような外部因子が作用した箇所で信号を検出することにより決定するシステムに用いられる。例えばこの信号は、電気信号でフィルム上の複数の位置において外部因子に対応してフィルム７００で自己生成された信号である。フィルム７００は、エリア７０１、７０２および７０３では圧電特性を有するが、エリア７０４および７０５では有さないように加工される。矢印は、フィルムが分極化されていて、矢印の位置する領域において圧電性があるということを象徴的に示している。この分極の方向は、圧電性があるフィルムの様々な箇所で異なり得る。例えば図７ではエリア７０３における分極の方向は、エリア７０１および７０２における分極の方向とは反対方向である。分極の方向は、箇所の情報を含む自己生成信号に、さらなる情報を付加することができる。タッチ検出用フィルムが所定のエリアにおいてのみ圧電性であるタッチセンサの利点は、圧電性がないフィルムのエリアでは信号が自己生成されないためタッチを検出しないということである。従って不許可の箇所に作用するタッチを拒絶するためのソフトウェアおよび電子機器の必要性が、低減するかまたは削除することができる。典型的な用途として、タッチセンサ内のベゼル（ｂｅｚｅｌ）の下に位置するフィルムのエリアは、不注意によるベゼルへの応力が有効なタッチとして記録されないように、非圧電性にすることができる。
【００６２】
また図８を参照すると、フィルム８１０および８２０が両方とも圧電性である場合、フィルムは同一方向または反対方向に分極することができる。一般にタッチパネル８００が複数の圧電性フィルムを含む場合、フィルムをすべて同一方向または異なる方向に分極することができる。例えば圧電性フィルムを交互に反対方向に分極することができる。
【００６３】
図６は本発明の一態様によるディスプレイシステム６００の概略の断面図を示している。ディスプレイシステム６００は、タッチセンサ６０１とディスプレイ６０２とを含む。タッチセンサ６０１は、本発明の任意の実施形態によるタッチセンサであってもよい。ディスプレイ６０２は、常設または交換可能なグラフィクス（例えば絵、地図、アイコン等）、および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、陰極線管（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、有機エレクトロルミネセント・ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、電気泳動ディスプレイ等などの電子ディスプレイを含めることができる。図６ではディスプレイ６０２およびタッチセンサ６０１が２つの別体の構成要素として示されているが、この２つは単一のユニットに一体化して形成できることは理解できよう。例えばタッチセンサ６０１は、ディスプレイ６０２の上に積層することができる。代替的にはタッチセンサ６０１は、ディスプレイ６０２との一体部分であってもよい。
【００６４】
本発明で開示した実施形態は、フィルム上のある箇所に作用した外部因子に応答して信号を自己生成する性質を有する単一層のフィルムを示しているが、説明した各の実施形態は、各層が外部因子に応答して信号を自己生成する性質を有する２つ以上の層を含み得ることは理解できよう。さらに本発明によるタッチセンサなどのシステムが高い光学透過性を有し、スタイラス非依存であり、可動部分を有さないように設計し得ることは理解できよう。さらにまた本発明によるタッチセンサなどのシステムは、ディスプレイシステムなどの他のシステムと一体化して形成化することができる。また本発明によれば、タッチ手段および信号を自己生成するようなフィルムとの間の物理的な接触が、必ずしもタッチを記録させる必要はないことも理解できよう。
【００６５】
上記に引用した特許、特許出願および他の刊行物はすべて完全に再現するように本明細書に引用して援用する。本発明の特定な例を上記に詳細に説明して本発明の様々な態様の説明を容易にしたが、本発明をこれらの例の細部に限定しようとするものではないことを理解されたい。むしろ添付の特許請求の範囲により規定されるような本発明の要旨および範囲内にある変更例、実施形態および代替例を、すべて網羅しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態によるシステムを示す三次元の概略図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるシステムを示す三次元の概略図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態によるタッチセンサを示す三次元の概略図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるタッチセンサを示す三次元の概略図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるタッチセンサの側面を示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるディスプレイシステムの側面を示す概略図である。
【図７】本発明の他の実施形態による圧電性フィルムの側面を示す概略図である。
【図８】本発明の一実施形態によるタッチセンサの側面を示す概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム上の任意の箇所に作用した外部因子に応答して、電気信号を自己生成するフィルムと、
前記フィルム上の複数の位置において前記電気信号を検出して、前記外部因子が前記フィルムに作用した前記箇所を決定するように構成されたセンサとを備えるシステム。
【請求項２】
前記センサに結合されるとともに、前記外部因子が前記フィルムに作用した前記箇所を決定するように構成されたコントローラをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記外部因子がタッチ手段を備える請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記自己生成電気信号が、前記外部因子が前記フィルムに作用した前記箇所において生成される請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記フィルムが圧電性である請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記フィルムが焦電性である請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
タッチの作用した箇所を検出するようにタッチセンサにおいて用いられる請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
光学的に透過性である請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
光学的に不透明である請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記自己生成信号が電流である請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記自己生成信号が電圧である請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記フィルムの少なくとも一方の側に配置されるような１つ以上の電気的連続電極をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
フィルム上の任意の箇所に作用した外部因子に応答して電気信号を自己生成し、前記自己生成電気信号が少なくとも前記フィルム上の第１の位置において第１の検出可能信号と前記フィルム上の第２の位置において第２の検出可能信号とを作成するフィルムと、
少なくとも前記第１および第２の検出可能信号を受け取って前記外部因子が前記フィルムに作用した前記箇所を決定するように構成されたコントローラとを備えるシステム。
【請求項１４】
前記フィルムと前記コントローラとに結合されるとともに、少なくとも前記第１および第２の検出可能信号を検出して前記検出した信号を前記コントローラに伝送するように構成されたセンサをさらに備える請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
フィルム上の任意の箇所に作用したタッチ手段に応答して電気信号を自己生成するフィルムを備え、前記フィルム上の複数の位置において前記電気信号を検出することにより前記タッチ手段により検出される箇所が決定されるフィルムを備えるタッチセンサ。
【請求項１６】
前記フィルムが圧電性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項１７】
前記フィルムが焦電性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項１８】
前記フィルムが所定の領域内においてのみ圧電性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項１９】
前記フィルムが所定の領域内においてのみ焦電性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２０】
光学的に透過性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２１】
前記フィルム上の２箇所において前記電気信号を検出することにより、前記タッチ箇所が決定される請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２２】
前記フィルム上の４箇所において前記電気信号を検出することにより、前記タッチ箇所が決定される請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２３】
剛性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２４】
可撓性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２５】
ディスプレイと組み合わされた請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２６】
前記フィルムの少なくとも一方の側に配置されるような１つ以上の電気的連続電極をさらに備える請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２７】
前記電気的連続電極が１０％以内で均一である請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項２８】
前記電気的連続電極が２％以内で均一である請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項２９】
前記電気的連続電極が０．５％以内で均一である請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項３０】
各々の追加フィルムが前記タッチ手段に応答して信号を自己生成する特性を有し、各々の追加フィルムで生成される前記信号を前記タッチ手段が作用した箇所において生成することができるような少なくとも１つの追加フィルムをさらに備える請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項３１】
前記連続電極が光学的に透過性である請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項３２】
前記連続電極がインジウムスズ酸化物を備える請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項３３】
前記連続電極が光学的に透過性導電性ポリマーを備える請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項３４】
フィルム上の任意の箇所に作用したタッチ手段に応答して電気信号を自己生成するフィルムを備え、少なくとも第１のセンサが前記フィルム上の第１の位置において前記自己生成の電気信号により作成される第１の検出可能信号を検出するとともに、第２のセンサが前記フィルム上の第２の位置において前記自己生成の電気信号により作成される第２の検出可能信号を検出することにより、前記タッチ手段により検出される箇所が決定されるフィルムを備えるタッチセンサ。
【請求項３５】
作用したタッチ入力に応答して電気信号を自己生成するフィルムを備えるタッチ検出エリアを規定するステップと、
前記自己生成電気信号に応答して作成された複数の検出可能信号を検出するステップと、および
タッチ箇所を決定するために前記複数の検出可能信号を用いるステップとを含むタッチ箇所の決定方法。
【請求項１】
フィルム上の任意の箇所に作用した外部因子に応答して、電気信号を自己生成するフィルムと、
前記フィルム上の複数の位置において前記電気信号を検出して、前記外部因子が前記フィルムに作用した前記箇所を決定するように構成されたセンサとを備えるシステム。
【請求項２】
前記センサに結合されるとともに、前記外部因子が前記フィルムに作用した前記箇所を決定するように構成されたコントローラをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記外部因子がタッチ手段を備える請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記自己生成電気信号が、前記外部因子が前記フィルムに作用した前記箇所において生成される請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記フィルムが圧電性である請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記フィルムが焦電性である請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
タッチの作用した箇所を検出するようにタッチセンサにおいて用いられる請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
光学的に透過性である請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
光学的に不透明である請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記自己生成信号が電流である請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記自己生成信号が電圧である請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記フィルムの少なくとも一方の側に配置されるような１つ以上の電気的連続電極をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
フィルム上の任意の箇所に作用した外部因子に応答して電気信号を自己生成し、前記自己生成電気信号が少なくとも前記フィルム上の第１の位置において第１の検出可能信号と前記フィルム上の第２の位置において第２の検出可能信号とを作成するフィルムと、
少なくとも前記第１および第２の検出可能信号を受け取って前記外部因子が前記フィルムに作用した前記箇所を決定するように構成されたコントローラとを備えるシステム。
【請求項１４】
前記フィルムと前記コントローラとに結合されるとともに、少なくとも前記第１および第２の検出可能信号を検出して前記検出した信号を前記コントローラに伝送するように構成されたセンサをさらに備える請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
フィルム上の任意の箇所に作用したタッチ手段に応答して電気信号を自己生成するフィルムを備え、前記フィルム上の複数の位置において前記電気信号を検出することにより前記タッチ手段により検出される箇所が決定されるフィルムを備えるタッチセンサ。
【請求項１６】
前記フィルムが圧電性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項１７】
前記フィルムが焦電性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項１８】
前記フィルムが所定の領域内においてのみ圧電性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項１９】
前記フィルムが所定の領域内においてのみ焦電性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２０】
光学的に透過性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２１】
前記フィルム上の２箇所において前記電気信号を検出することにより、前記タッチ箇所が決定される請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２２】
前記フィルム上の４箇所において前記電気信号を検出することにより、前記タッチ箇所が決定される請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２３】
剛性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２４】
可撓性である請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２５】
ディスプレイと組み合わされた請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２６】
前記フィルムの少なくとも一方の側に配置されるような１つ以上の電気的連続電極をさらに備える請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項２７】
前記電気的連続電極が１０％以内で均一である請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項２８】
前記電気的連続電極が２％以内で均一である請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項２９】
前記電気的連続電極が０．５％以内で均一である請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項３０】
各々の追加フィルムが前記タッチ手段に応答して信号を自己生成する特性を有し、各々の追加フィルムで生成される前記信号を前記タッチ手段が作用した箇所において生成することができるような少なくとも１つの追加フィルムをさらに備える請求項１５に記載のタッチセンサ。
【請求項３１】
前記連続電極が光学的に透過性である請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項３２】
前記連続電極がインジウムスズ酸化物を備える請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項３３】
前記連続電極が光学的に透過性導電性ポリマーを備える請求項２６に記載のタッチセンサ。
【請求項３４】
フィルム上の任意の箇所に作用したタッチ手段に応答して電気信号を自己生成するフィルムを備え、少なくとも第１のセンサが前記フィルム上の第１の位置において前記自己生成の電気信号により作成される第１の検出可能信号を検出するとともに、第２のセンサが前記フィルム上の第２の位置において前記自己生成の電気信号により作成される第２の検出可能信号を検出することにより、前記タッチ手段により検出される箇所が決定されるフィルムを備えるタッチセンサ。
【請求項３５】
作用したタッチ入力に応答して電気信号を自己生成するフィルムを備えるタッチ検出エリアを規定するステップと、
前記自己生成電気信号に応答して作成された複数の検出可能信号を検出するステップと、および
タッチ箇所を決定するために前記複数の検出可能信号を用いるステップとを含むタッチ箇所の決定方法。
【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】
【公表番号】特表２００７−５２１５６９（Ｐ２００７−５２１５６９Ａ）
【公表日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５１７１９１（Ｐ２００６−５１７１９１）
【出願日】平成１６年６月７日（２００４．６．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１７９７３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００６１６４
【国際公開日】平成１７年１月２０日（２００５．１．２０）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月７日（２００４．６．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１７９７３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００６１６４
【国際公開日】平成１７年１月２０日（２００５．１．２０）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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