(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラ（８５０）を用いてタッチパネル（ＴＰ）（１００）を動作させる方法であって、
第１の層（１０４）上の第１および第２の端部を有する第１の導体パターンの第１の端部と、第１の導体パターンに電気的に結合されている第２の導体パターンの第２の端部とを通じ、第１の抵抗（Ｒｔ）を介して第１の所定の電圧（Ｖｃｃ）を印加する工程であって、第２の導体パターンは第２の層（１１０）上の第１および第２の端部を有し、第１の抵抗（Ｒｔ）はタッチパネル（ＴＰ）（１００）に加えられる力に比例する前記工程と、
第１の導体パターンの第１および第２の端部を通じた第２の抵抗（Ｒｘ）を判定する工程と、
第１の導体パターンの第２の端部における第１の電圧（Ｖ１）を判定する工程と、
第２の導体パターンの第１の端部における第２の電圧（Ｖ２）を判定する工程と、
第１の導体パターンの第１の端部と第２の端部とを通じて第２の所定の電圧（Ｖｃｃ２）を印加し、第２の導体パターンの第２の端部における第３の電圧（Ｖ３）を測定する工程と、
第１の電圧（Ｖ１）、第２の電圧（Ｖ２）、第３の電圧（Ｖ３）および第２の抵抗（Ｒｘ）の関数として第１の抵抗（Ｒｔ）の値を判定する工程と、
判定した第１の抵抗（Ｒｔ）の値に基づき制御信号を生成する工程と、
を備える方法。
【請求項２】
第１の抵抗（Ｒｔ）の値に基づきタッチパネルＴＰ（１００）の第１（１０４）または第２層（１１０）に加えられた荷重の大きさを判定する工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２の所定の電圧（Ｖｃｃ２）に対する第３の電圧（Ｖ３）の比に基づきタッチパネルＴＰ（１００）の第１（１０４）または第２の層（１１０）に加えられた荷重の座標を判定する工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１の抵抗（Ｒｔ）は、第１（１０４）および第２の層（１１０）の間に挟まれた透明荷重感知（ＴＦＳ）シート（１０６）を通じて可変な抵抗を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
コンピュータ可読持続性メモリ媒体上に記憶されたコンピュータプログラムであって、
ユーザインタフェース（ＵＩ）のタッチパネル（ＴＰ）（１００）を動作させるように構成されており、
第１の層（１０４）上の第１および第２の端部を有する第１の導体パターンの第１の端部と、第１の導体パターンに電気的に結合されている第２の導体パターンの第２の端部とを通じ、第１の抵抗（Ｒｔ）を介して第１の所定の電圧を印加する工程であって、第２の導体パターンは第２の層（１１０）上の第１および第２の端部を有し、第１の抵抗（Ｒｔ）はタッチパネル（ＴＰ）（１００）に加えられる力に比例する前記工程と、
第１の導体パターンの第１および第２の端部を通じた第２の抵抗（Ｒｘ）を判定する工程と、
第１の導体パターンの第２の端部における第１の電圧（Ｖ１）を判定する工程と、
第２の導体パターンの第１の端部における第２の電圧（Ｖ２）を判定する工程と、
第１の導体パターンの第１の端部と第２の端部とを通じて第２の所定の電圧（Ｖｃｃ２）を印加し、第２の導体パターンの第２の端部における第３の電圧（Ｖ３）を測定する工程と、
第１の電圧（Ｖ１）、第２の電圧（Ｖ２）、第３の電圧（Ｖ３）および第２の抵抗（Ｒｘ）の関数として第１の抵抗（Ｒｔ）の値を判定する工程と、
判定した第１の抵抗（Ｒｔ）の値に基づき制御信号を生成する工程と、
を実行するように構成されたプログラム部分を含む、コンピュータプログラム。
【請求項６】
前記プログラム部分は、
第１の抵抗（Ｒｔ）の値に基づきタッチパネル（ＴＰ）（１００）の第１（１０４）または第２層（１１０）に加えられた荷重の大きさを判定する工程と、
第２の所定の電圧（Ｖｃｃ２）に対する第３の電圧（Ｖ３）の比に基づいた荷重の座標を判定する工程と、
を実行するように構成されている、請求項５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項７】
第１の所定の電圧（Ｖｃｃ）と第２の所定の電圧（Ｖｃｃ２）とは等しい、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第１の所定の電圧（Ｖｃｃ）と第２の所定の電圧（Ｖｃｃ２）とは等しい、請求項５に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明のシステムはタッチスクリーンレンダリングシステムに関し、より詳細には、タッチスクリーンレンダリングデバイスに加えられる接触荷重を検出するように構成された荷重感知アナログタッチスクリーンレンダリングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ピクセル化された荷重感知タッチスクリーンディスプレイ（特許文献１および２０１０年３月１７日に出願の米国特許出願第１２／７２５，６９９号明細書に開示されるものなど。その各々の内容を引用によって本明細書に援用する。）は、一方の電極の組が他方の電極の組に対し垂直であるように配列された２組の電極を用いる。それらの電極は、次いで、透明荷重感知（ＴＦＳ）層の対向する表面上に配置される。荷重がタッチスクリーンディスプレイ上の１つ以上の位置に加えられるとき、それらの荷重が加えられる位置（例えば、ｘ，ｙ平面において）は、荷重を受ける対応する垂直な電極同士の交点の位置によってデジタル的に判定される。荷重の大きさは、各荷重交点における抵抗値によって判定される。したがって、これらのディスプレイはマルチタッチ感知を提供することが可能であり、タッチ位置における荷重を同時に感知することが可能である。しかしながら、その複雑性のために、マルチタッチディスプレイは一定の用途においてはコストの面から用いられない。さらに、それらのディスプレイは複数の走査を必要とし、各ピクセルはフレーム毎に走査される必要があり、これは特定の用途には遅い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２３７３７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書に記載のシステム、デバイス、方法、ユーザインタフェース、コンピュータプログラムなど、（別の文脈で示されていない限り、以下ではこれらをそれぞれシステムと呼ぶ）は、従来技術のシステムにおける問題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のシステムは、廉価でかつ製造の容易なアナログタッチ感知ディスプレイスクリーンシステムを開示し、これは企業用途などシングルタッチ用途に適切な場合がある。さらに利点として、本発明のシステムは安価なタッチスクリーンディスプレイシステムを提供し、位置および荷重情報を伴う高速なタッチ検出を提供することが可能である。さらに、本発明のシステムは署名キャプチャ性能に低費用で適合され得るので、企業システムにおいて理想的である。
【０００６】
本発明のシステムの実施形態では、タッチパネル（ＴＰ）ディスプレイ装置が開示される。この装置は第１および第２のシートを備えることができる。第１および第２のシートは、対向する主面と、対向する端部および対向する縁部によって形成された周辺部とを各々有する。第１および第２のシートは、第１および第２のシートのうちの対応するシートに電気的に結合された１対の対向するバスを含む導体パターンを各々有する。対向する主面と可変抵抗とを有する透明荷重感知（ＴＦＳ）シートは、第１および第２のシートの間に配置されてよい。分離部は、第１または第２のシートから離間したＴＦＳシートにバイアスを与えるべく、ＴＦＳシートと第１または第２のシートとの間に配置されてよい。該一対の対向するバスは、電圧計、電圧源、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、またはデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器にコントローラによって電気的に結合されてよい。さらには、この装置は、荷重（すなわち、ＴＰに対しユーザによって加えられる荷重による）の位置および荷重の大きさを判定するように構成されたコントローラを備えてよい。プロセッサは、電圧計、電圧源、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、およびデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器のうちの１つ以上に結合されている。したがって、この装置は、第１および第２のシートを通じた抵抗を判定するためにシートを走査することができる（例えば、同時に）。さらに、この装置は、第１および第２のシートの抵抗に対応する電圧を判定することができる。
【０００７】
透明な保護層が第１または第２のシートの１つの主面上に重ねられてよいことがさらに想定される。さらに、第１の主要なシートのバスは該対向する縁部の間に延びていてよく、第１の主要なシートの対向する端部のうちの隣接する端部に隣接していてよい。さらに、第１および第２のシートの複数のトレースは、互いにほぼ垂直であってよい。さらには、この装置は第１または第２のシートの１つの主面上に重ねられた基板を備えてもよい。
【０００８】
本発明のシステムの一態様では、タッチスクリーンディスプレイを製造する方法が開示される。この方法は、次のうちの１つ以上の工程を備えてよい。第１および第２のシートを形成する工程。第１および第２のシートは、対向する主面と、対向する端部および対向する縁部によって形成された周辺部とを各々有する。第１および第２のシートのうちの対応するシートに電気的に結合された１対の対向するバスを含む導体パターンを各々有する。ＴＦＳシートは対向する主面と、該対向する主面を通じて可変な抵抗とを有する。ＴＦＳシートと第１または第２シートとの間に配置された分離部を用いて、ＴＦＳシートから離間した第１または第２シートにバイアスを与える工程。
【０００９】
この方法は、該一対の対向するバスを、電圧計、電圧源、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、またはデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器に電気的に結合する工程をさらに備えてよい。この方法が、荷重の位置と、荷重の大きさとを判定するように構成されたプロセッサを電圧計、電圧源、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、およびデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器のうちの１つ以上に結合する工程を備えてよいことがさらに想定される。この方法は、第２の主要なシートの主面上に透明な保護層を配置する工程をさらに備えてよい。さらには、第１の主要なシートのバスは該対向する縁部の間に延びていてよく、第１の主要なシートの対向する端部のうちの隣接する端部に隣接していてよい。
【００１０】
さらに、この方法が、第１および第２のシートの複数のトレースを互いにほぼ垂直に構成する工程を備えてよいことが想定される。さらには、この方法は、第１または第２のシートの１つの主面に基板を重ねる工程を備えてもよい。本発明のシステムのさらに別の態様では、コントローラを用いてタッチパネル（ＴＰ）を動作させる方法が開示される。この方法は次の工程のうちの１つ以上を含んでよい。第１の層上の第１および第２の端部を有する第１の導体パターンの第１の端部と、第１の導体パターンに電気的に結合されている第２の導体パターンの第２の端部とを通じ、抵抗（Ｒｔ）を介して所定の電圧を印可する工程であって、第２の導体パターンは第１および第２の端部を有し第２の層上に位置する工程。第１の導体パターンの第１および第２の端部を通じた抵抗（Ｒｘ）を判定する工程。第１の導体パターンの第２の端部における第１の電圧（Ｖ１）を判定する工程。第２の導体パターンの第１の端部における第２の電圧（Ｖ２）を判定する工程。Ｖ１、Ｖ２、およびＲｘに基づきＲｔの値を判定する工程。この方法は、Ｒｔの値に基づきＴＰの第１または第２層に加えられた荷重の大きさを判定する工程をさらに備えてもよい。
【００１１】
また、この方法が次の工程のうちの１つ以上を含んでよいことも想定される。第１または第２の導体パターンの第１および第２の端部を通じて電圧（Ｖｃｃ２）を印可する工程。第１または第２の導体パターンのうちの他方の第２の端部における電圧（Ｖ３）を測定する工程。Ｖｃｃ２に対するＶ３の比に基づきＴＰの第１または第２の層に加えられた荷重の座標を判定する工程。この方法では、抵抗Ｒｔは、第１および第２の層の間に挟まれた透明荷重感知（ＴＦＳ）シートを通じて可変な抵抗にほぼ等しい可変抵抗であってもよく、シートに加えられた荷重に基づき変化してもよい。
【００１２】
本発明のシステムのさらなる一態様では、コンピュータ可読メモリ媒体上に記憶されたコンピュータプログラムが開示される。このコンピュータプログラムは、ユーザインタフェース（ＵＩ）のタッチパネル（ＴＰ）を動作させるように構成されており、次のように構成されたプログラム部分を含んでよい。第１の層上の第１および第２の端部を有する第１の導体パターンの第１の端部と、第１の導体パターンに電気的に結合されている第２の導体パターンの第２の端部とを通じ、抵抗（Ｒｔ）を介して所定の電圧を印可する工程であって、第２の導体パターンは第１および第２の端部を有し第２の層上に位置する工程。第１の導体パターンの第１および第２の端部を通じた抵抗（Ｒｘ）を判定する工程と。第１の導体パターンの第２の端部における第１の電圧（Ｖ１）を判定する工程。第２の導体パターンの第１の端部における第２の電圧（Ｖ２）を判定する工程。Ｖ１、Ｖ２、およびＲｘに基づきＲｔの値を判定する工程。このプログラム部分は次のように構成されてよいことがさらに想定される。Ｒｔの値に基づきＴＰの第１または第２層に加えられた荷重の大きさを判定する工程。第１または第２の導体パターンの第１および第２の端部を通じて別の電圧（Ｖｃｃ２）を印可する工程。第１または第２の導体パターンのうちの他方の第２の端部における電圧（Ｖ３）を測定する工程。Ｖｃｃ２に対するＶ３の比に基づいた荷重の座標を判定する工程。
【００１３】
本発明について、例示として添付図面を参照し、さらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のシステムの実施形態において用いられるタッチパネル（ＴＰ）の平面図。
【図２】本発明のシステムの実施形態によるＴＰの一部の図１の２−２線に沿って得られる断面図。
【図３】本発明のシステムの実施形態による上部層に荷重が加えられた図２のＴＰの断面図。
【図４】本発明のシステムの実施形態において用いられる図２のＴＰの上部分解斜視図。
【図５】本発明のシステムの実施形態において用いられるＴＦＳ層の一部の側面図。
【図６】本発明のシステムの実施形態において用いられるＴＦＳ層の一部の側面図。
【図７】本発明のシステムの実施形態による図４のＴＰに類似するＴＰの等価回路の分解斜視図。
【図８】本発明のシステムの実施形態によるＴＰ制御システムの一部を示す図。
【図９】本発明のシステムの実施形態によるＴＰ制御システムの一部を示す図。
【図１０】本発明のシステムの実施形態による処理を示すフローチャート。
【図１０Ａ】本発明のシステムの実施形態による荷重−抵抗曲線を示す図。
【図１１】本発明のシステムの実施形態による面における位置のｘ座標を取得する等価回路構成のブロック図。
【図１２】本発明のシステムの実施形態によるｙ面における位置のｙ座標を取得する等価回路構成のブロック図。
【図１３】本発明のシステムの実施形態によるＶ１を取得する等価回路構成のブロック図。
【図１４】本発明のシステムの実施形態によるＶ２を取得する等価回路構成のブロック図。
【図１５】本発明のシステムの実施形態によるシステムの一部を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書において用いられる用語「レンダリング」およびその構成要素は、視覚および／または聴覚などユーザの１つ以上の感覚によって知覚されることのできるようにデジタルメディアなどのコンテンツを提供することを指す。例えば、本発明のシステムは、ユーザによって見られ対話が行われるように、ディスプレイ装置上にユーザインタフェース（ＵＩ）のレンダリングを行うことができる。さらに、本発明のシステムは、聴覚的な出力のレンダリングを行うデバイス（例えば、ラウドスピーカーなどのスピーカ）と、視覚的な出力（例えば、ディスプレイ）のレンダリングを行うデバイスとの両方において、音響映像コンテンツのレンダリングを行うことができる。以下の説明を単純化するため、容易に認められ得るように、特定のコンテンツ種類が特別に意図されているのでない限り、用語コンテンツおよびその構成要素は、音響（オーディオ）コンテンツ、視覚映像コンテンツ、音響映像コンテンツ、文字コンテンツ、および／または他のコンテンツの種類を含むように用いられ、また理解されているべきである。
【００１６】
ユーザのコンピュータ環境との対話およびその操作は、表示された環境を制御するプロセッサに操作について結合されている様々な種類の人−プロセッサのインタフェースデバイスを用いて達成される。グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）などユーザインタフェース（ＵＩ）用の一般的なインタフェースデバイスは、タッチ感知性ディスプレイなどである。例えば、スタイラスまたは荷重伝達デバイス（例えば、ユーザの指）は、例えば、ユーザ操作の位置と示されたカーソルの位置との間の直接のマッピングにおいて二次元のディスプレイ表面上に示されるカーソルまたはピクセレータ（ｐｉｘｅｌａｔｏｒ）（例えば、ＧＵＩのスクリーンとのユーザの対話を示すための）など視覚的なオブジェクトを動かすべく、平面（または非平面）の作業空間においてユーザによって移動され得る。これは、通常、ポジションコントロールとして知られており、示されたオブジェクトの運動はユーザ操作の動きに直接的に相関する。同様のインタフェースは、タッチセンシティブスクリーン（その上でユーザの指または他の入力デバイス（スタイラスなど）などの入力デバイスによって操作される）を有するデバイスによって提供される場合がある。この環境では、選択の位置がタッチセンシティブスクリーンとの対話の位置によって直接的に判定されるので、カーソルは提供されてもよく、提供されなくてもよい。
【００１７】
本発明のシステムは、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を提供する場合もある。これはウィンドウ環境を含む典型的なＵＩを提示してもよく、メニューアイテム、サブメニューアイテム、プルダウンメニューアイテム、ポップアップウィンドウ、選択アイテム、ラジオボックス、チェックボックス、フレーム、署名キャプチャボックス、コンテンツズーム動作（例えば、ピンチおよび／またはスクイーズ動作）などウィンドウ環境において通常提供されるものである。例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ株式会社によって提供されるＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）オペレーティングシステムＧＵＩ、および／またはＯＳ  Ｘ（ＴＭ）オペレーティングシステムＧＵＩ、および／またはアップル社（Ａｐｐｌｅ，  Ｉｎｃ．）によって提供されるｉＰｈｏｎｅ（商標）、ＭａｃＢｏｏｋ（商標）、ｉＭａｃ（商標）、ｉＰａｄ（商標）上などに提供されるものなどハードウェア（例えば、ユーザデバイス）および／または別のオペレーティングシステムに表されてもよい。ＧＵＩのオブジェクトおよびセクションは、指、スタイラスおよび／または他の適切なユーザ入力など、ユーザ入力デバイスを用いてナビゲートされる場合がある。さらに、ユーザ入力は、例えばタッチスクリーン入力動作や本技術分野における当業者によって理解されるような他の一般的な対話パラダイムに応答して、メニューアイテムの選択、サブメニューアイテム、ウィンドウアイテム、ラジオボタン、ポップアップウィンドウ、シグネチャ（署名）ボックス、署名選択によってなど、ＧＵＩ内において選択を行うことのために利用される場合がある。
【００１８】
タッチ感知入力をサポートするために利用されるＧＵＩは、例えば、コンピュータマウス入力をサポートするために利用されるＧＵＩとは幾らか異なる場合があるが、しかしながら、本発明のシステムの目的では、その動作は類似している。したがって、先の記述を単純化する目的のため、説明される対話は、それらのシステムまたは適切に適用される他のシステムのいずれにも適用されることが意図される。
【００１９】
本発明のシステムの記述を単純化する目的のため、本明細書において用いられる用語「動作可能に結合」、「結合」およびそれらの構成要素は、本発明のシステムによる動作を可能とするデバイスおよび／またはその一部の間の接続を意味する。例えば、動作可能な結合には、デバイスおよび／またはその一部の間の一方向および／または双方向の通信パスを可能とする２つ以上のデバイスの間の有線接続および／または無線接続が含まれる。
【００２０】
図１は、本発明のシステムの実施形態において用いられるタッチパネル（ＴＰ）１００の平面図である。ＴＰ１００は、対向する端部１２２と対向する縁部１２０とを有し、それらはＴＰ１００の周辺部とＴＰ１００の主面の周辺部とを形成する（ＴＰ１００の厚み／深度に対向して）。ＴＰ１００は、例えば、ディスプレイ部分によってレンダリングされるアイテム１０１などコンテンツを表示できるように、透明な場合がある。したがって、ＴＰ１００はディスプレイ部分を備え得る（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイなど）。ＴＰ１００が任意の所望の形状および／または寸法も有し得る（例えば、円、楕円形、正方形、矩形など）ことがさらに想定される。
【００２１】
図２は、本発明のシステムの実施形態によるＴＰ１００の一部の図１の２−２線に沿って得られる断面図である。ＴＰ１００は、基板１０２、導電性フィルム層１０４，１１０、透明荷重感知（ＴＦＳ）部分１０６、スペーサ層１０８、および上部層１１２のうちの１つ以上を備えてよい。層１０４〜１１２は、ユーザの便宜のためにコンテンツのレンダリングを行うディスプレイの上方に配置され得るように、透明な場合がある。しかしながら、所望に応じて、層１０４〜１１２および／または基板のうちの１つ以上は、グラフィックス、文字含んだり、半透明であったりしてもよい。
【００２２】
基板１０２は、適切な材料から形成された平坦面であってよく、例えば、ポリマー（例えば、アクリル樹脂など）、ガラスなどを含んでよい。基板１００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイなど任意の適切な表示部分に取り付けられてもよく、任意の適切な表示部分を含んでもよい。したがって、基板１０２は、他の層と同様、実質的に透明であってよく、１つ以上の実質的に透明な材料を用いて形成されてよい。
【００２３】
ＴＦＳ層１０６は透明なフィルムを備えてよく、この透明なフィルムは透明なマトリクスを含んでよい。この透明なマトリクスは、適切なポリマー材料と、該透明なマトリクスに分散される複数の透明な導電性粒子を含んでよい。適切なポリマー材料は、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエステル、シリコーンゴム、ポリイミドなどを含んでよい。導電性粒子は、インジウムスズ酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物などを含んでよく、使用時における光散乱を最小化するために可視範囲の光の波長未満の寸法を有してよく、透明なマトリクスに分散されてよい。ＴＦＳ層１０６の抵抗は、荷重（例えば、圧縮力）が直接的におよび／またはＴＦＳ層１０６の表面へ間接的に加えられるとき、変化し得る。本発明のシステムの実施形態では、ＴＦＳ層１０６の抵抗におけるこの変化を検出することによって、荷重の大きさが判定され得る。
【００２４】
導体層１０４および１１０は、ｘ，ｙ平面とそれぞれ対応し、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）フィルムなど、透明な導電性フィルムを含み得る導電性フィルムなど、適切な導体材料を含んでよい。
【００２５】
スペーサ層１０８は、導体層１０４および１１０のうちの１つからＴＦＳ層１０６を分離することのできる任意の適切な層を備えてよい。例えば、スペーサ層１０８は、層およびアイランド１１４（ドット、スペーサなど）の周辺部に沿って配置される１つ以上の絶縁スペーサ部分（例えば、図４の１２７）を含んでよく、これによって、図３に示すように導体層１１０が荷重によって変位させられるとき、導体層１１０が含むからＴＦＳ層１０６の一部を分離することができる。アイランド１１４は、ＴＰ１００の内部において分散されてもよく、スペーサ部分によって包囲されてもよい。アイランド１１４は、隣接したアイランド１１４から各々所定の距離だけ分離されてもよく、隣接したアイランド１１４から等距離にあってもよい。
【００２６】
上部層１１２は、保護層を提供することのできる（上部層１１２の下に位置する他の層に対する損傷を防止できるなど）適切なポリマーを用いて形成されてよい。したがって、上部層は、導体層１１０などの隣接した層の上に堆積されるポリエチレンテレフタレート（ｔｅｒａｐｈｔａｌａｔｅ）（ＰＥＴ）フィルムを含んでよい。しかしながら、導体層１１０と上部層１１２との間に他の層が配置されてよいことも想定される。
【００２７】
図３は、本発明のシステムの実施形態による上部層１１２に荷重が加えられた図２のＴＰ１００の断面図である。荷重が矢印１１６によって示すようにＴＰ１００に対し加えられるとき、上部層１１２および導体層１１０は、その荷重に応答して変形し、例えば、スペーサ層１０８における対向するバイアス荷重を克服した後、ＴＦＳ層１０６に向かって動くことができる。本発明のシステムの実施形態では、導体層１１０は、荷重の大きさにしたがって（例えば、応じて）、ＴＦＳ層１０６に接触する、ＴＦＳ層１０６において変形を生じる、又はその両方を引き起こし得る。
【００２８】
図４は、本発明のシステムの実施形態において用いられる図２のＴＰ１００の上部分解斜視図である。本発明のシステムの実施形態では、導体層１０４および１１０は、中実なＩＴＯ層など、ブランケット層（例えば、中実導体層）であってよい。説明のため、図７に関連して記載されているように、導体層１０４，１１０は、導体層１０４，１１０に対して等価な回路を提供するべく、対応する導体層１０４，１１０を通じて延びる導体トレースを有するようにモデル化されている場合がある。導体層１０４，１１０は、正のリード線１２６（ｘ＋）および負のリード線１２８（ｘ−）を含む「バスバー」の対の間に電気的に延びている。本発明のシステムの実施形態では、導体層１１０は、正のリード線１３２（ｙ＋）および負のリード線１３６（ｙ−）を含む「バスバー」の対の間に電気的に延びている場合がある。リード線（例えばｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−）を含むこれらの「バスバー」対について、より詳細に以下に説明する。明瞭さのため、ｘ＋，ｘ−のリード線を含む「バスバー」対をｘ−バスバー対とし、ｙ＋，ｙ−リード線を含む「バスバー」対をｙ−バスバー対とする。ｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線の各々は、ＴＰ１００に関して、左、右、上、下など対応する座標をそれぞれ有する場合がある。バスバー対のバスバーのうちの１つ以上は、対応する導体層に対する接続点を形成するようにパターン形成されていてもよい。
【００２９】
導体層１０４，１１０は、それらの導体層がＴＦＳ層１０６にまたは互いに対向するように対応する層の主面上に位置してよい。例えば、導体層１０４は上側の主面に位置してよく、導体層１１０は下側の主面に位置してよい。したがって、上部層１１２（例えば、位置または領域１４４に）に加えられた荷重は、導体層１１０の変形を引き起こし、導体層１１０をＴＦＳ層１０６と接触させ得る。ＴＦＳ層１０６は、導体層１０４に直に接触してもよい。本発明のシステムの実施形態では、導体層１０４および１１０は、ｘ＋，ｘ−リード線の間やｙ＋，ｙ−リード線の間に電気的に位置するそれらの領域において、単位長さ当たりに所定の抵抗を有し得る。
【００３０】
スペーサ層１０８に関して、アイランド１１４はスペーサ層１０８の内部において１つ以上の位置に配置され、導体層１１０およびＴＦＳ層１０６の隣接部を互いから分離してもよい。さらに、絶縁スペーサ部１２７は、外的な荷重（例えば、指、スタイラスなど）が加えられないときに導体層１０４およびＴＦＳ層１０６の１つ以上の部分を互いから分離するために、導体層１１０の隣接面間である位置においてスペーサ層１０８の周辺部（例えば、外周辺部）に隣接して位置してよい。
【００３１】
図５は、本発明のシステムの実施形態において用いられるＴＦＳ層１０６の一部の側面図である。図５では、ＴＦＳ層１０６は、圧縮されていない構成（例えば、荷重がＴＦＳ層１０６に加えられていない）により示されており、ＴＰ１００の１つ以上の領域に位置していたピエゾ抵抗性材料を備えてよい。ＴＦＳ層１０６は、ＴＦＳ層１０６の対向する主面同士の間の抵抗性の情報として、ＴＦＳ層１０６に加えられた荷重に関する情報を提供し得る。例えば、ＴＦＳ層１０６は、圧縮されていないとき（例えば、自由な状態において）、ＴＦＳ層１０６の対向する主面１０６Ａ，１０６Ｂを通じる経路において接触抵抗ＲＴｏｕｃｈ（例えば、本明細書では説明のためＲｔと呼ぶ）を有する場合がある。換言すると、ＲＴｏｕｃｈはＴＦＳ層１０６を通じた抵抗として判定されてよく、ユーザによってタッチスクリーンの保護層に加えられる荷重による広い荷重範囲を通じてＴＦＳ層１０６に加えられる荷重に対数比例してよい。しかしながら、本発明のシステムの実施形態におけるＲＴｏｕｃｈは、タッチ面積（例えば、平方ミリメートル単位）に直線的にしか比例しない場合もある。例えば、ＲＴｏｕｃｈは、加えられる荷重のために大きく変化してもよく（例えば、抵抗の数十倍）、面積によってほとんど変化しないでもよい。例えば、Ｒｔｏｕｃｈは、〜５グラムの荷重で〜１Ｍオームから、５００グラムの荷重で約１０ｋオームまで変化してもよく（約１００倍の変化）、しかしながら、接触面積の変化がわずか２倍またはそれ未満であってもよい。したがって、面積の変化によるＲＴｏｕｃｈの変化は無視され得る。ＴＦＳ層１０６は、が隣接した導体層と接触し得る１つ以上の主面（例えば、各主面）上の１つ以上の電極を含んでもよい。
【００３２】
図６は、本発明のシステムの実施形態において用いられるＴＦＳ層１０６の一部の側面図である。ＴＦＳ層１０６は、例として、ＴＦＳ層１０６の面に加えられる荷重（例えば、荷重６１６）による半圧縮構成により示されている。荷重６１６は、荷重を受ける領域におけるＴＦＳ層１０６を変形させ（例えば、ＴＦＳ層１０６を圧縮することによって）、したがって、本発明のシステムの実施形態では、荷重が加えられるこの領域（例えば、領域６１７を参照）におけるＲＴｏｕｃｈが低下する。したがって、ＲＴｏｕｃｈは、ＴＦＳ層１０６に加えられた荷重（例えば、上部層１１２に対してユーザの働かせる荷重（例えば、スタイラス、指などを用いて）を介して）の大きさを判定するために用いられてもよい。
【００３３】
図７は、本発明のシステムの実施形態による図４のＴＰ１００に類似するＴＰ７００の等価回路の分解斜視図である。ＴＰ７００は、アナログ回路として示されており、第１、第２の導体層７０４、７１０、ｘ＋バスバー７２６およびｘ−バスバー７２８を含むｘバスバー対（ｘ面を通じた）、ｙ＋バスバー７３２およびｙ−バスバー７３６を含むｙバスバー対（ｙ面を通じた）、ｘバスバー対の間に延びるｘ導体トレース７３８、ｙバスバー対の間に延びるｙ導体トレース７４０、およびｘ導電性面７３８とｙ導電性面７４０との間に位置する抵抗素子ＲＴｏｕｃｈのうちの１つ以上を備えてよい。
【００３４】
この例では、荷重が単なる点よりも大きな表面面積を通じて働かされ得ることは明らかであることが当業者によって容易に認められるが、しかしながら、その等価回路は、ｘ，ｙ座標を有する点または位置７４４に荷重が加えられているＴＰに対応する回路を表している（以下、明瞭さのため「点７４４」とする）と仮定する。示した実施形態では、ｘ導電性面７３８は、ｘ導電性面７３８に沿った点７４４など、荷重の座標の対向する側に等価な直列抵抗Ｒｘ＋，Ｒｘ−を備えてよい。本発明のシステムの実施形態では、ｘ導電性面７３８は、既知の抵抗対長さ比と、Ｒｘ＋足すＲｘ−の全等価抵抗（個別におよび／または集合的に、荷重が加えられるｘ導電性面７３８に沿った位置により各々異なる）を有してよい。したがって、Ｒｘ＋およびＲｘ−のうちの１つ以上を判定することによって、荷重が加えられるｘ導電性面７３８に沿った対応する位置が判定され得る。例えば、Ｒｘ＋が２５０オームで、Ｒｘ−が１００オームで、全抵抗が３５０オームであってもよい。容易に認められ得るように、本明細書に提供される抵抗は説明の目的であることが意図されており、導体層の組成に応じた他の抵抗が本発明のシステムの実施形態において実装されてもよい。
【００３５】
ｙ導電性面７４０は、ｙ−導体トレース７４０に沿った点７４４など、荷重の点の対向する側に等価直列抵抗Ｒｙ＋，Ｒｙ−を備えてよい。ｙ導電性面７４０は、既知の抵抗対長さ比と、Ｒｙ−足すＲｙ＋の全等価抵抗（個別におよび／または集合的に、荷重が加えられるｙ導電性面７４０に沿った位置により各々異なる）を有してよい。したがって、Ｒｙ＋およびＲｙ−のうちの１つ以上を判定することによって、荷重が加えられるｙ導電性面７４０に沿った対応する位置が判定され得る。例えば、Ｒｙ＋が３００オームで、Ｒｙ−が２００オームで、全抵抗が５５０オームであってもよい。
【００３６】
ＲＴｏｕｃｈは、点７４４におけるＴＦＳ層１０６など、ＴＦＳ層の対向する主面１０６Ａ，１０６Ｂの間の経路の抵抗の少なくとも一部に対応してもよく（例えば、等しくてもよく）、ＴＰの保護層に対して点７４４において加えられた荷重に比例する。本発明のシステムの実施形態では、ＲＴｏｕｃｈは、第１、第２の導体層７０４，７１０の間の接続抵抗として機能する場合がある。
【００３７】
この例では、第１、第２の導体層の各々上に１対の電極（例えば、バスバー対を参照）を組み込む４ワイヤ（例えば、ｘ−バスバー対およびｙ−バスバー対）のＴＳＭを例として提供する。バスバーの各々は、例えば、上述のｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線など、１つ以上の対応するリード線を有し得る。したがって、制御システムは約４つのリード線を用いてＴＰに接続されてよく、これは一部の従来のタッチスクリーンシステムが各並列な導体トレースに対し１対のリード線を必要とするのとは対照的である。したがって、例えば、制御システムは、４ワイヤのフレックスケーブル、または４トレースのフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）などを用いて、ＴＰに電子的に結合されてよい。４ワイヤのフレックスケーブルまたは４トレースのＦＰＣを用いるとき、第１、第２、第３、第４のワイヤ（またはトレース）の各々は、ｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線に電気的にそれぞれ結合されてよい。
【００３８】
図８は、本発明のシステムの実施形態によるＴＰ制御システム８００の一部を示す図である。ＴＰ制御システム８００は、ＴＰ制御部８５０およびＴＰ８５６のうちの１つ以上を備えてよい。ＴＰ８５６は、ＴＰ１００などのＴＰと同様であってよく、ｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線などのバスバー対を備える入力／出力（ＩＯ）インタフェースを備えてよい。ユーザは、ユーザの便宜のため、ユーザインタフェース（ＵＩ）８５７（コンテンツ（例えば、「ここに署名Ｘ」などの署名コンテンツなど）のレンダリングを行うためのタッチスクリーンおよびディスプレイ装置のうちの１つ以上であってよい）を介してＴＰ８５６に接続することができる。ユーザ入力（例えば、ｘ，ｙ位置および／または接触荷重（ＣＦ））はＴＰ制御部８５０によって読み取られてよく、対応する情報がＴＰ制御システム８００の１つ以上のメモリに記憶されてよい（例えば、署名情報）。このメモリはローカルでであってもよく、互いから遠隔に位置してもよい。
【００３９】
ＴＰ制御部８５０は、プロセッサ部８５８、電圧制御部（ＶＣＮＴＲＬ）８５４、およびアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器部８５２（Ａ／Ｄ８５２）のうちの１つ以上を備えてよい。プロセッサ部８５８は、コントローラ、プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など、１つ以上の論理部を備えてよく、それによって制御部８５０の全動作を制御してもよい。したがって、プロセッサ部８５８は、本発明のシステムの実施形態による１つ以上の働きを実行するようにＶＣＮＴＲＬ５８４およびＡ／Ｄ８５２を制御してよい。
【００４０】
ＶＣＮＴＲＬ８５４は、ｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線に対して選択的に電子的に結合されてよく、プロセッサ部８５８の制御下においてｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線のうちのつ以上に１つ以上の電圧を加えてもよい、および／または、それらのリード線を通じて電圧が（例えば、ｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線に電子的に結合された対応する入力を有するＡ／Ｄ８５２などの電圧計によって）正確に判定され得るように、それらのリード線（ｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線）をフロートさせてもよい。ＶＣＮＴＲＬ８５４はプロセッサ部８５８から電圧および／またはリード線選択情報を受信してもよく、プロセッサ部８５８からの対応する電圧（例えば、ＶＣＣ）および／またはリード線選択（例えば、選択的にｘ＋，ｘ−対に結合された）の情報により、リード線および／または出力電圧を選択してもよい。
【００４１】
Ａ／Ｄ８５２は、ｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線のうちの１つ以上を通じて選択的に電圧を判定し、対応する電圧情報を形成し、その電圧情報を処理のためにプロセッサ部８５８に転送してもよい。Ａ／Ｄ８５２は、所望の分解能を有してよく、プロセッサ部８５８の制御下で動作してよい。したがって、プロセッサ部８５８は、所望に応じて、１つ以上のｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線を通じた読取を行うようにＡ／Ｄ８５２を制御してよい。戻ってＶＣＮＴＲＬ部８５４を参照すると、この部分はプロセッサ部８５８の制御下で動作してもよく、プロセッサ部８５８の制御下で、１つ以上の選択されたｘ＋，ｘ−、ｙ＋およびｙ−リード線に１つ以上の選択された電圧を印可してもよい。ＶＣＮＴＲＬ８５４は、プロセッサ部８５８から電圧（例えば、ＶＣＣ）情報を受け取るデジタル−アナログＤ／Ａ変換器を備えてよく、プロセッサ部８５８から受信されるリード線選択情報および／またはアドレス情報により、対応するアナログ電圧を所望のリード線に出力してよい。プロセッサ部８５８は、リード線選択情報をＶＣＮＴＲＬ８５４および／またはＡ／Ｄ８５２に送信してよく、ＶＣＮＴＲＬ８５４および／またはＡ／Ｄ８５２は、リード線選択情報により、選択されたｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線のうちの１つ以上に入力または出力を電子的に結合させてよい。
【００４２】
ＶＣＮＴＲＬ８５４および／またはＡ／Ｄ８５２は、所望の分解能を有してよい。リード線は、トランジスタ回路、リレー、マルチプレクサ（ＭＵＸ）、デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）など、任意の適切な方法も用いて電子的に結合されてよく、これによってｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線のうちの１つ以上をＶＣＮＴＲＬ部８５４および／またはＡ／Ｄ８５２の選択されたリード線に選択的に電子的に接続してよく、その反対であってもよい。ＶＣＮＴＲＬ８５４および／またはＡ／Ｄ８５２は、ＭＵＸおよび／またはＤＥＭＵＸを内部に備えてよい。
【００４３】
しかしながら、プロセッサ部８５８の制御下のアドレスマトリクスは、ｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線のうちの１つ以上をＶＣＮＴＲＬ８５４および／またはＡ／Ｄ８５２の選択されたリード線に結合させるために用いられてよいことも想定される。
【００４４】
図９は、本発明のシステムの実施形態によるＴＰ制御システム９００の一部を示す図である。ＴＰ制御システム９００はＴＰ制御システム８００に類似してよく、明瞭さのために同様の数値指定を用いる。しかしながら、ＴＰ制御システム９００ではＭＵＸ８５９を示し、これは１つ以上のＭＵＸおよび／またはＤＥＭＵＸを備えてもよく、入力／出力Ｉ／Ｏリード線、Ｉｘ＋、Ｉｘ−、Ｉｙ＋、Ｉｙ−を備えてよく、これがＴＰ８５６のｘ＋，ｘ−，ｙ＋，ｙ−リード線にそれぞれ結合されてよい。ＭＵＸ８５９は、リード線Ｉｘ＋、Ｉｘ−、Ｉｙ＋、Ｉｙ−のうちの選択されたもののうちの１つ以上を、プロセッサ部８５８の制御下でＩ／Ｏリード線Ｉ０〜Ｉ３のうちの１つ以上の選択されたリード線に対し選択的に電子的に結合してよい。したがって、プロセッサ部６５８は、どのリード線が互いに電子的に結合される必要があるかを指定する情報を含み得るリード線選択情報（ＬＳＩ）（アドレス選択情報に類似している場合がある）を送信してよい。したがって、ＭＵＸ８５９は、プロセッサ部８５８からＬＳＩを受信するためのアドレス選択線（ＳＥＬ）を備えてよい。プロセッサ部８５８は、ＭＵＸのイネーブルを行うべく、ＭＵＸ８５９にイネーブル信号を送信してもよい。Ａ／Ｄ８５２に関して、ＡＤ０およびＡＤ１は、回路を通じた電圧を読み取るように提供され得る。明瞭さのため、この例では、Ｖｃｃの負端子（Ｖｃｃ−）のようにＡＤ１がグラウンド電位にあると仮定される。
【００４５】
図１０は、本発明のシステムの実施形態による処理１０００を示すフローチャートである。処理１０００は、ネットワーク通じて通信を行う１つ以上のコンピュータを用いて実行されてもよく、互いについてローカルおよび／またはリモートな１つ以上のメモリを用いて情報を取得および／または記憶してもよい。処理１０００は、次の動作のうちの１つ以上のを備えてよい。さらに、これらの動作のうちの１つ以上は、所望の場合、組み合わされたり、サブ動作に分離されたりしてもよい。動作時には、処理は動作１００１中に開始し、次いで、動作１００３に進行し得る。図１０に示す処理の演算動作の回路類似物を以下の図１１〜１４に示す。
【００４６】
動作１００３中、処理はタッチパネル（ＴＰ）を構成し得る。したがって、この処理は、システムのメモリからのＴＰに関連する情報、および／またはＴＰの較正による情報を取得し得る。例えば、処理は、サイズ、形状、アスペクト比、抵抗、較正情報（例えば、Ｖｘ−／ＶｃｃおよびＶｙ−／Ｖｃｃ限界、荷重／抵抗情報、Ｒｘなど）のうちの１つ以上などに関連した情報を得る場合がある。Ｒｘに関して、Ｒｘは、ｘ平面を通じた（例えば、ｘバス対を通じた）抵抗と対応してもよく、任意の適切な方法も用いて取得されてもよい。例えば、Ｒｘはシステムのメモリから得られたり、例えば、当業者によって容易に認められ得るような電気的な方法を用いて、構成処理中に測定されたりできる。例えば、処理はｘバス対を通じた既知の電流を流し、次いで、ｘバス対を通じた（すなわち、ｘ＋およびｘ−を通じた）電圧を測定できる。次いで、例えば、Ｒ＝Ｖ／Ｉ（Ｒ＝抵抗、Ｖ＝電圧、Ｉ＝電流）を求め、処理は、既知の電流からＲｘを計算できる。動作１００３を完了した後に、処理は動作１００５に続く。
【００４７】
動作１００５中、処理は電流フレームを走査するかどうかを判定する。処理は、フレームを走査することをコントローラが要求したかどうかを判定することによって、フレームを走査するかどうかを判定できる。さらに、処理は、所定の時間間隔毎（例えば、１／６０秒毎）にフレームを走査してもよく、電圧における変化がパターン形成された導体層（例えば、パターン形成された導体層１０４、１１０）を通じて感知されるときにフレームを走査してもよい。いずれの場合にも、フレームを走査することを判定する際、処理は動作１００７に続く。フレームの走査は不要である（例えば、動作１００５においてＮＯ）と処理が判定する場合、処理は動作１００５を繰り返す。容易に認められ得るように、フレームを走査するかどうかを判定する動作が所望されない場合、処理は単純にコントローラによって判定される時間にフレームを走査し得るので、動作１００５が削除されてもよい。
【００４８】
動作１００７中、処理は、対応する平面におけるバスバー対を通じて電圧を印加することによって、第１の平面（例えば、この例ではｘ位置）における荷重の座標（例えば、ＴＰに対しユーザが荷重を働かせることによるｘ平面における座標）を判定する。この例では、第１の平面はｘ平面と対応し、タッチから生じる加えられる荷重のｘ座標が得られる。したがって、処理は、既知の電圧（例えば、Ｖｃｃ、これはシステムによって制御され得る）がｘバスバー対（例えば、ｘ＋およびｘ−バスバーを含む）を通じて印加され、ｘ＋，ｘ−バスバー対を通じて印可されるＶｃｃによる対応する電圧がｙ＋バスバーから取得されるように、システムの回路を構成する場合がある。
【００４９】
本発明のシステムの実施形態による面における荷重のｘ座標を取得する等価回路構成のブロック図を図１１に示す。示すように、電圧源（例えば、ＶＣＮＴＲＬ８５４）がｘ＋，ｘ−バスバー対を通じてＶｃｃを印加する一方、電圧計（例えば、Ａ／Ｄ８５２）がｙ＋バスバーを通じて電圧を測定する。次いで、電圧計は１つ以上のプロセッサによる処理のために、対応する電圧（例えば、Ｖｏｕｔ）情報を出力する。抵抗Ｒｔ（すなわち、ＲＴｏｕｃｈ）の値が充分に高い（例えば、対応するＴＦＳ層の側面抵抗のために）ので、Ｒｘ＋を通じて流れる大部分の電流（例えば、ｉ）はＲｔによってブロックされ、したがって、電流がｘ＋，ｘ−バスバーの間のｘ平面を通じて流れるとき、Ｒｘ−を通じて流れる。したがって、ｙ＋バスバーにおける電圧は、Ｒｘ−を通じた電圧（すなわち、Ｖｘ−）に実質的に等しい。したがって、Ｖｘ−は、Ｖｙ＋（すなわち、Ｙ＋バスバーにおける電圧）に実質的に等しく、Ｖｙ＋の値で置き換えられ得る。次いで、処理は、Ｖｘ−／Ｖｃｃの比に基づきｘ位置を判定する。例えば、１０ビットのシステム（タッチパネル内の各方向に１０２４ピクセルが存在する）では、Ｘピクセル位置は１０２４＊Ｖｘ−／Ｖｃｃによって判定される。
【００５０】
Ｒｔに戻って参照すると、他に記載の通り、Ｒｔは、ユーザによってタッチスクリーンの保護層に加えられる荷重による広い荷重範囲を通じてＴＦＳ層１０６に加えられる荷重に対数比例してよく、タッチの面積（例えば、平方ミリメートル単位）に単に直線的に比例してもよい。したがって、Ｒｔは、荷重のために大きく変化してもよく（例えば、抵抗の数十倍）、荷重が加えられる面積によってほとんど変化しないでもよい。この理由で、また本発明のシステムの実施形態では、荷重が加えられる面積によるＲｔの変化が無視される場合がある。動作１００７を完了した後に、処理は動作１００９に続く。
【００５１】
動作１００９中、処理は、第２の平面における荷重（例えば、ＴＰにタッチするスタイラスまたはユーザの）の座標を判定する。したがって、処理がｘ平面における荷重の座標を判定したように、同様にｙ平面に対する荷重のｙ座標（すなわち、ｙ座標）を判定する。この処理は、動作１００７に関して上述した処理に類似する場合がある。しかしながら、ｘ平面を通じて電圧を加えるのではなく、ここでは処理はｙ平面を通じて電圧（例えば、Ｖｃｃ）を加える。したがって、処理は、既知の電圧（例えば、この例ではＶｃｃ、これはシステムによって制御され得る）がｙバスバー対（例えば、ｙ＋およびｙ−バスバーを含む）を通じて印加され、電圧がｘ＋バスバーから取得されるように、システムの回路を構成する場合がある。
【００５２】
本発明のシステムの実施形態によるｙ平面における位置のｙ座標を取得する等価回路構成のブロック図を図１２に示す。電圧源（例えば、ＶＣＮＴＲＬ８５４）がｙ＋，ｙ−バスバー対を通じてＶｃｃを印加する一方、電圧計（例えば、Ａ／Ｄ８５２）がｘ＋バスバーを通じて電圧を測定する。次いで、電圧計は１つ以上のプロセッサによる処理のために、対応する電圧（例えば、Ｖｏｕｔ）情報を出力する。抵抗ＲＴｏｕｃｈ（すなわち、Ｒｔ）の値が充分に高い（例えば、対応するＴＦＳ層の側面抵抗のために）ので、Ｒｙ＋を通じて流れる大部分の電流（例えば、ｉ）はＲＴｏｕｃｈによってブロックされ、したがって、電流がｙ＋，ｙ−バスバーの間のｙ平面を通じて流れるとき、Ｒｙ−を通じて流れる。したがって、ｘ＋バスバーにおける電圧は、Ｒｙ−を通じた電圧（すなわち、Ｖｙ−）に実質的に等しい。したがって、Ｖｙ−は、Ｖｘ＋（すなわち、ｘ＋バスバーにおける電圧）に実質的に等しく、Ｖｘ＋の値で置き換えられ得る。次いで、処理は、Ｖｙ−／Ｖｃｃの比に基づきｙ位置を判定する。例えば、１０ビットのシステム（タッチパネル内の各方向に１０２４ピクセルが存在する）では、Ｙピクセル位置は１０２４＊Ｖｙ−／Ｖｃｃによって判定される。図１２の回路は本質的には図１１の回路のミラーイメージであるので、明瞭さのため、それに関するさらなる記載は提供しない。動作１００９を完了した後に、処理は動作１０１１に続く。
【００５３】
ＴＦＳ層の接触抵抗であるＲＴｏｕｃｈを判定する方法について、動作１０１１〜１０１７に関して提供する。本発明のシステムの実施形態によるＲＴｏｕｃｈの算出のため、処理は、動作１０１１，１０１３中にそれぞれＶ１，Ｖ２を判定し、次いで、以下に記載するように、ＲＴｏｕｃｈを算出する。
【００５４】
動作１０１１中、電圧Ｖｃｃがｙ＋バスを通じて印加されるとき、処理はｘ＋バスにおける電圧Ｖ１を判定する一方、本発明のシステムの実施形態によるＶ１を取得する等価回路構成のブロック図である図１３に示すように、ｘ−バスは接地される。したがって、Ｖｃｃがｙ＋バスを通じて提供される一方、グランド電圧（例えば、０ボルト）がｘ−バスに提供されるように、処理はＶＣＮＴＲＬ８５４を構成する。さらに、処理は、ｘ＋バスにおけるＶ１に対応する電圧情報を取得するべくＡ／Ｄ８５２を構成する。Ｖ１に関連した電圧情報（例えば、その電圧）を取得した後、Ａ／Ｄ８５２は、さらなる処理のためにプロセッサにＶ１のデジタル表現を出力する。動作１０１１を完了した後に、処理は動作１０１３に続く。
【００５５】
動作１０１３中、電圧Ｖｃｃがｙ＋バスを通じて印加されるとき、処理はｙ−バスにおける電圧Ｖ２を判定する一方、本発明のシステムの実施形態によるＶ２を取得する等価回路構成のブロック図である図１４に示すように、ｘ−バスは接地される。したがって、Ｖｃｃがｙ＋バスを通じて提供され、グランド電圧がｘ−バスに印加されるように、処理はＶＣＮＴＲＬ８５４を構成する。さらに、処理は、ｙ−バスにおけるＶ２に関連する電圧情報を取得するべくＡ／Ｄ８５２を構成する。Ｖ２に関連した電圧情報（例えば、その電圧）を取得した後、Ａ／Ｄ８５２は、さらなる処理のためにプロセッサにＶ２のデジタル表現を出力する。動作１０１３を完了した後に、処理は動作１０１５に続く。
【００５６】
図１３の回路に関して、Ｖ１は次式（１）に示すように表現され得る。
Ｖ１＝Ｉ＊Ｒｘ−  ・・・  式（１）
Ｉに関して、これは示すようにＲｙ＋を通じて流れる電流である。
【００５７】
同様に、図１４の回路に関して、Ｖ２は次式（２）に示すように表現され得る。Ｖ２  ＝  Ｉ＊Ｒｘ−  ＋  Ｉ＊  ＲＴｏｕｃｈ  ・・・  （２）
次いで、図１２及び１３に示す回路の電流Ｉはそれらの各図において同じであるので、ＲＴｏｕｃｈ（すなわち、Ｒｔ）は式（３）によって示すように式１，２を組み合わせることによって得られる。
ＲＴｏｕｃｈ  ＝  （Ｖ２−Ｖ１）／Ｉ  ・・・  （３）
次いで、式（３）におけるＩをＶ１／Ｒｘ−に置き換えると、式（４）が得られる。
ＲＴｏｕｃｈ  ＝  （Ｖ２／Ｖ１  −  １）Ｒｘ−  ・・・  （４）
次いで、第１のｘ位置測定値に戻って参照すると、Ｖｘ＝（Ｖｃｃ／Ｒｘ）＊Ｒｘ−を用いて（ここで、Ｒｘはｘ平面のｘ＋，ｘ−バスを通じた抵抗（または一般にｘ平面を通じた抵抗）である）、次式５に示すようにＲｘ−を表現することができる。
Ｒｘ−  ＝  （Ｖｘ／Ｖｃｃ）Ｒｘ  ・・・  （５）
したがって、式４におけるＲｘ−を式５で置き換え、次式６を得ることができる。これはＲＴｏｕｃｈの値を簡単に判定するために処理によって用いられる。
ＲＴｏｕｃｈ  ＝  （Ｖ２／Ｖ１  −  １）（Ｖｘ／Ｖｃｃ）＊Ｒｘ  ・・・  （６）
したがって、動作１０１５中、処理は、方程式（６）によるＲＴｏｕｃｈの値を算出する。動作１０１５を完了した後に、処理は動作１０１７に続く。
【００５８】
動作１０１７中、処理は、任意の適切な方法を用いて、本発明のシステムのＴＰの主面（例えば、保護層）に働く対応する荷重の大きさを判定するべく、ＲＴｏｕｃｈの計算値を用いる。例えば、処理は、ＲＴｏｕｃｈの計算値を荷重−抵抗曲線からの値を含むルックアップテーブルにおける対応する値と比較する（図１０Ａに例示したものなど、この値はシステムのメモリに記憶されてもよい）。処理は、対応する荷重を得るべくＲＴｏｕｃｈの値を外挿する。また、処理は、例えば、１つ以上の数式を用いて、ＲＴｏｕｃｈの値と対応する荷重を算出してもよい。動作１０１７を完了した後に、処理は動作１０１９に続く。
【００５９】
動作１０１９中、処理はシステムのメモリにおける判定された位置に、判定された位置（ｘ，ｙ）および対応する荷重を記憶する。したがって、処理は、位置、荷重情報を更新してもよく、複数の位置（ｘ，ｙ）および対応する荷重を統合してもよく（例えば、ユーザが署名、および／または文字、数字などを入力することに対応する）、この情報を、後の使用のため（例えば、署名用ファイルなどにおいてなど）、例えば、タッチ履歴情報（例えば、（ｘ，ｙ、タッチ）の情報を含む）として、記憶してもよい。この位置および対応する荷重に関連した情報は、タッチ履歴情報と呼ぶことがある。処理は、またシステムのディスプレイ上にタッチ履歴情報を呈してもよい。動作１０１９を完了した後に、処理は動作１０２１に続き、そこで処理は終了し得る。
【００６０】
例えば、荷重情報は、ある個人が自身の署名の各位置でどれくらい強く押しているなど、個人の署名を記録して検証するために収集される。
従来の抵抗性のタッチスクリーンでは、接触抵抗は接触荷重およびその面積の両方に関係する。したがって、これらの２つの係数は相互関係があり、分離することが困難である。さらにまた、従来のシステムにおける荷重に対する接触抵抗の変化は加えられる荷重が低い時には安定せず、さらにまた、荷重が閾値レベルを超えると接触抵抗は加えられる荷重との相関を失う。その結果、接触抵抗は、加えられる荷重に対して簡単に認識可能な関係を有しない。しかしながら、本発明のシステムの実施形態によれば、ＴＦＳ層のため、接触抵抗ＲＴｏｕｃｈは、広い荷重範囲を通じてタッチパネルの表面に加えられる荷重に対数比例し得る。この実施形態では、ＲＴｏｕｃｈが面積に対しては単に直線的に比例することが留意される。荷重による抵抗の何十倍にもなるＲＴｏｕｃｈの劇的な変化と比べ、面積によるＲＴｏｕｃｈの変化は相当穏やかであり本発明のシステムの実施形態では無視され得る。
【００６１】
最後に、明瞭さのため一点のジェスチャを用いて本発明のシステムの実施形態を示したが、本発明のシステムの実施形態では、従来のシステムではハードウェアにの変化が必要なのとは対照的に、アルゴリズムベースの検知システムを用いるピンチ及びズーム機能など、本発明のシステムがマルチタッチのジェスチャをサポートできることが想定される。
【００６２】
本発明のシステムの例示的な実施形態において上述の通り、全体で４つの測定値のみを用いてタッチ位置（ｘ，ｙ）の座標とその各フレームの荷重Ｒｔとをを判定する。各フレームのすべてのピクセルを個別に走査する従来のタッチスクリーンディスプレイ（例えば、マトリクスマルチタッチシステム（ＭＭＳ））とは対照的に、この処理では少数の処理しか必要としないので、本発明のシステムは、それらの従来のタッチスクリーンディスプレイより１０倍高速である。さらにまた、本発明のシステムの位置精度は従来のタッチスクリーンディスプレイよりも改良されている。例えば、本発明のシステムの実施形態では、ＴＰは、４インチのスクリーンにおいて１０ビットの分解能を得ることができる。これは〜０．１ｍｍの分解能にあたり、これと比べると、従来のデジタルマトリクス型スクリーンでは〜１ｍｍの最大分解能（例えば、解像され得る最小寸法）である。したがって、本発明のシステムは、署名キャプチャなど、様々なタッチパネルディスプレイ処理を提供できる。本発明のシステムの実施形態によるＴＰの本質的に単純であるので（例えば、ＩＴＯパターニングを必要としない、駆動電子機器が相当少数の接続およびスイッチ／マルチプレクサしか必要としないなどの点で単純化される）、製造コストは、同等のサイズの従来のマトリクス型タッチスクリーンディスプレイ（例えば、容量性、またはデジタル抵抗性）より有意に低い。加えて、本発明のシステムのタッチスクリーンディスプレイは本質的に単純であるので、これらのディスプレイを駆動する制御システム（例えば、制御駆動電子機器）もより単純にできる。
【００６３】
図１５は、本発明のシステムの実施形態によるシステム１５００（例えば、ピア、サーバ、ユーザデバイスなど）の一部を示す図である。例えば、本発明のシステムの一部は、メモリ１５２０、ディスプレイ１５３０、タッチパネル１５５０およびユーザ入力デバイス１５７０に動作可能に結合されたプロセッサ１５１０を含む。メモリ１５２０は、ルックアップテーブルなど（例えば、荷重−抵抗テーブルなど）、アプリケーションデータや上述の動作に関連した他のデータを非一時的に記憶するための任意の種類のデバイスである。アプリケーションデータおよび他のデータは、本発明のシステムによる演算動作を実行するべく、プロセッサ１５１０を構成すること（例えば、プログラミング）のため、プロセッサ１５１０によって受信される。プロセッサ１５１０は、そのように構成されると、本発明のシステムによる実行に特に適合した専用機械になる。演算動作は、コンテンツの要求、提供、および／またはレンダリングを含む。ユーザ入力１５７０は、キーボード、マウス、トラックボールまたはＴＰ１５５０（例えば、タッチセンシティブディスプレイなど）を含む他のデバイスを備えてよい。これはスタンドアローンであっても、任意の動作可能なリンクを介してプロセッサ１５１０と通信するための、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、携帯電話機、セットトップボックス、テレビ、スマートホンまたは他のデバイス（例えば、ユーザデバイス）の一部などシステムの一部であってもよい。ユーザ入力デバイス１５７０は、本明細書に記載するように位置および加えられる荷重を判定するなど、ＵＩ内における対話を可能とすることを含むプロセッサ１５１０と対話のために動作可能である。明らかに、プロセッサ１５１０、メモリ１５２０、ディスプレイ１５３０および／またはユーザ入力デバイス１５７０は、全部または一部が、コンピュータシステム、またはクライアントデバイス、サーバ、ユーザデバイスなど本明細書に記載の他のデバイスの一部であってよい。本発明のシステムの方法は、本発明のシステムによって記載されおよび／または想定される個々の工程または動作のうちの１つ以上に対応するモジュールを含むプログラムなど、コンピュータソフトウェアプログラムによって実行されるために特に適合されている。そのようなプログラムは、当然のことながら、集積チップ、周辺デバイス、またはメモリ１５２０などのメモリまたはプロセッサ１５１０に結合された他のメモリなど、非一時的なコンピュータ可読媒体により具体化される。プログラムおよび／またはメモリ１５２０に含まれるプログラム部分は、本明細書に開示の方法、演算動作および機能を実装するべくプロセッサ１５１０を構成する。メモリは、例えば、クライアントおよび／またはサーバの間で分散されてもよく、ローカルであってもよい。また、プロセッサ１５１０（追加のプロセッサが提供される場合がある）も分散されてもよく、１つであってもよい。メモリは、電気、磁気または光メモリ、またはそれらの任意の組み合わせ、または他の種類の記憶装置として実装される。さらに、用語「メモリ」は、プロセッサ１５１０によってアクセス可能なアドレス可能空間におけるアドレスからの読取またはアドレスへの書込が可能な任意の情報を含むように広く解釈される。この定義によれば、例えば、プロセッサ１５１０は本発明のシステムによる動作のためにネットワーク１５８０から情報を読み出し得るので、ネットワーク１５８０（動作可能にプロセッサ１５１０に結合されている）を通じてアクセス可能な情報は、依然としてメモリ内に存在する。プロセッサ１５１０は、制御信号を提供するため、および／またはユーザ入力デバイス１５７０からの入力信号に応答して、またはネットワークの他のデバイスに応答して動作を実行し、メモリ１５２０に記憶された命令を実行したり、ルックアップテーブルなどのメモリ得から情報を読み出したりするために動作可能である。プロセッサ１５１０は、特定用途向け集積回路であっても、汎用集積回路であってもよい。さらに、プロセッサ１５１０は、本発明のシステムにより実行するための専用のプロセッサであっても、多くの関数演算のうちの１つだけが本発明のシステムにより実行するための汎用プロセッサであってもよい。プロセッサ１５１０は、プログラム部分、複数のプログラムセグメントを利用して動作してもよく、専用または多目的の集積回路を利用するハードウェアデバイスであってもよい。本発明のシステムのさらなる変形は当業者には容易に生じ、添付の特許請求の範囲に含まれる。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１】
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【図１０Ａ】
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