(57)【要約】【課題】タッチ・スクリーン・アセンブリの能動領域全域で線形な応答を示すコンタクト入力装置を提供する。【解決手段】本発明のコンタクト入力装置は、基板、基板の第１の表面上に基板の外周に本質的に沿って設けられた相対的に低抵抗の材料を含む第１のパターン及び基板の第１の表面上に、基板の外周から内側に向かって間隔をおいて分離した内周に沿って第１のパターンに本質的に平行に延びる、相対的に低抵抗の材料を含む第２のパターンを含む。第１及び第２のパターンは、一緒になって、それらの間に第１の表面上の１つの領域として抵抗ゾーンを定義する。抵抗ゾーンは、第１及び第２のパターン間に延びる複数の分離した抵抗性通路を含んでおり、抵抗性通路は、抵抗ゾーンの残りの部分よりも相対的に低い電気抵抗値を有する１または複数の材料を含んでいる。【選択図】図６
2006221635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ・スクリーン・アセンブリに使用するためのコンタクト入力装置であって、
（ａ）基板と、
（ｂ）前記基板の第1の表面上に、本質的に前記基板の外周に沿って設けられた相対的に低抵抗の材料を含む第１のパターンと、
（ｃ）前記基板の前記第１の表面上に設けられ、前記基板の前記外周から内側に間隔をおいて分離した内周に沿って、前記第１のパターンと本質的に平行な関係を保って延びる相対的に低抵抗の材料を含む第２のパターンと、
（ｄ）前記第１の表面上に前記第１及び第２のパターン間に１つの領域で定義される抵抗ゾーンであって、前記第１及び第２のパターン間に延びる複数の個別的な抵抗性通路を有し、前記抵抗性通路は、前記抵抗ゾーンの残りの部分よりも相対的に低い電気抵抗値を有する１または複数の材料を含む前記抵抗ゾーンと、
を含む前記コンタクト入力装置。
【請求項２】
請求項１記載のコンタクト入力装置であって、前記基板の前記第１の表面上の、前記第２のパターンによって定義される周辺境界内部に能動領域を含む前記コンタクト入力装置。
【請求項３】
請求項１記載のコンタクト入力装置であって、前記第１のパターンは、複数の不連続な電極を含んでいる前記コンタクト入力装置。
【請求項４】
請求項１記載のコンタクト入力装置であって、前記第１のパターンは、相対的に低抵抗の材料を含む連続したトレースを含んでいる前記コンタクト入力装置。
【請求項５】
請求項１記載のコンタクト入力装置であって、前記第２のパターンは、複数の不連続な電極を含んでいる前記コンタクト入力装置。
【請求項６】
請求項１記載のコンタクト入力装置であって、前記第２のパターンは、相対的に低抵抗の材料を含む連続したトレースを含んでいる前記コンタクト入力装置。
【請求項７】
請求項１記載のコンタクト入力装置であって、前記第２のパターンは、前記第１のパターンから約０．２から１０ｍｍの距離だけ離れている前記コンタクト入力装置。
【請求項８】
請求項１記載のコンタクト入力装置であって、前記抵抗ゾーン上に設けられた第１の抵抗性材料の層を含み、前記第１の抵抗性材料の層は、前記基板の電気抵抗値よりも相対的に低い電気抵抗値を有している前記コンタクト入力装置。
【請求項９】
請求項８記載のコンタクト入力装置であって、前記抵抗性通路は、前記第１の抵抗性材料の層を含んでいる前記コンタクト入力装置。
【請求項１０】
請求項９記載のコンタクト入力装置であって、前記抵抗性通路は、前記抵抗ゾーンから前記第１の抵抗性材料の層を部分的に除去することによって形成される前記コンタクト入力装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のコンタクト入力装置であって、前記部分的除去は、抵抗性材料の層を除去することによって実行される前記コンタクト入力装置。
【請求項１２】
請求項１記載のコンタクト入力装置であって、前記基板は、四辺及び四隅を有する本質的に矩形である前記コンタクト入力装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のコンタクト入力装置であって、前記辺の少なくとも１つに沿って設けられた複数の前記抵抗性通路を含み、前記基板のそれぞれの隅に近接する前記抵抗性通路の各々は、前記隅の各々から遠く離れた前記抵抗性通路の各々よりも高い抵抗値を有している前記コンタクト入力装置。
【請求項１４】
請求項１３記載のコンタクト入力装置であって、前記抵抗性通路の抵抗値は、前記隅から前記隅同士の中間地点に向かうにつれて徐々に減少する前記コンタクト入力装置。
【請求項１５】
タッチ・スクリーン・アセンブリに使用するためのコンタクト入力装置であって、
（ａ）四辺及び四隅を有する一般に矩形の基板と、
（ｂ）前記基板の第１の表面上に、本質的に前記基板の外周に沿って設けられた相対的に低抵抗の材料を含む第１のパターンと、
（ｃ）前記基板の前記第１の表面上に設けられ、前記基板の前記外周から内側に間隔をおいて分離した内周に沿って、前記第１のパターンと本質的に平行な関係を保って延びる相対的に低抵抗の材料を含む第２のパターンであって、前記第１及び第２のパターンは、前記第１及び第２のパターンのそれよりも本質的に高い抵抗値を有する１または複数の材料を含む複数の個別的な抵抗性通路を通して接続されて動作する前記第２のパターンと、
を含む前記コンタクト入力装置。
【請求項１６】
請求項１５記載のコンタクト入力装置であって、前記第１の表面上の前記第１及び第２のパターン間に１つの領域によって定義される抵抗ゾーンを含む前記コンタクト入力装置。
【請求項１７】
請求項１６記載のコンタクト入力装置であって、前記抵抗性通路は、前記抵抗ゾーンの残りの部分よりも相対的に低い電気抵抗値を有する１または複数の材料を含んでいる前記コンタクト入力装置。
【請求項１８】
請求項１５記載のコンタクト入力装置であって、前記基板の前記第１の表面上に抵抗性被覆を含む前記コンタクト入力装置。
【請求項１９】
請求項１８記載のコンタクト入力装置であって、前記抵抗性被覆は、前記基板の電気抵抗値よりも低い電気抵抗値を有している前記コンタクト入力装置。
【請求項２０】
タッチ・スクリーン・アセンブリの能動領域全域で線形な応答を提供するコンタクト入力装置であって、
（ａ）基板であって、前記基板は、前記能動領域では、本質的に均一な第１の抵抗値を有し、また、本質的に前記基板の外周に沿って設けられた相対的に低抵抗の材料を含むそれぞれ第１及び第２のパターン間に定義される抵抗ゾーンでは、不連続な第２の抵抗値を有しており、前記第２のパターンは、前記第１のパターンから内側に向かって間隔をおいて分離されており、前記抵抗ゾーンは、それらの間に相対的に低抵抗のギャップを定義する相対的に高抵抗の材料の不連続な部分を有しており、前記ギャップは、前記第１及び第２のパターン間に複数の個別的な連続した抵抗性通路を形成している前記基板、
を含む前記コンタクト入力装置。
【請求項２１】
請求項２０記載のコンタクト入力装置であって、前記基板の前記外周に、前記第１のパターンに対して予め決められた電圧を供給するための少なくとも１つの電圧印加地点を含む前記コンタクト入力装置。
【請求項２２】
請求項２１記載のコンタクト入力装置であって、前記抵抗性通路の各々は、前記電圧印加地点からの距離が増大するにつれて徐々に抵抗値が減少し、それによって能動領域全域で線形な電圧降下が発生するようになっている前記コンタクト入力装置。
【請求項２３】
請求項２０記載のコンタクト入力装置であって、前記第１及び第２のパターンは、常に相互間に約０．５から５ｍｍの間隔をおいて離されている前記コンタクト入力装置。
【請求項２４】
単一シート状抵抗体型タッチ・センサであって、それの能動領域全域で本質的に線形な応答を示し、
（ａ）それの周囲部分に位置する電圧印加地点を有する基板と、
（ｂ）前記基板の前記周囲部分に本質的に沿って設けられた相対的に低抵抗の材料を含む第１及び第２のパターンであって、前記第２のパターンは、前記第１のパターンから内側に向かって間隔をおいて分離されており、前記第１及び第２のパターン間の連続した間隔は、第１の電気抵抗値の第１の部分及び第２の抵抗値の第２の部分を有する抵抗ゾーンを定義しており、また、前記第１の部分は、前記第２の部分よりも相対的に高い電気抵抗値を有して前記周囲部分のまわりに不連続なパターン状に形成されており、前記第１の部分の前記不連続なパターンは、前記第１のパターンから第２のパターンに延びる前記第２の部分のみを含む複数の連続した通路を定義している前記第１及び第２のパターンと、
を含む前記センサ。
【請求項２５】
請求項２４記載のセンサであって、前記各通路は、前記第１及び第２のパターン間に予め決められた長さを有しており、前記通路のそれぞれの長さは、前記電圧印加地点から前記通路のそれぞれまでの距離が一般に増加するにつれて徐々に減少するようになっている前記センサ。
【請求項２６】
請求項２４記載のセンサであって、前記各通路は、前記第１及び第２のパターン間に予め決められた抵抗値を有しており、前記通路のそれぞれの抵抗値は、前記電圧印加地点から前記通路のそれぞれまでの距離が一般に増加するにつれて徐々に減少するようになっている前記センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、タッチ・スクリーン・アセンブリに関するものであって、更に詳細には、電圧印加地点とアースとの間の能動領域の周囲まわりに本質的に線形な電圧降下を提供することによって、タッチ・スクリーン・アセンブリの能動領域全域で線形な応答を示すコンタクト入力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチ・スクリーン・アセンブリは、アセンブリの能動領域でコンタクト位置の座標を決定するために、多層または単層、いずれかのコンタクト入力システムを利用するのが普通である。２次元的電圧ベースのアナログ式コンタクト入力システムは、コンタクト位置の座標を最も正しく決定するために、抵抗性の表面における線形な電圧降下を要求する。これを実現する１つの方法は、２つの別々の抵抗性表面に独立した電圧降下を生成するものである。そのような２層回路は、従来のコンタクト入力システムのごく普通の例である。そのような従来のシステムの一例が図１及び１Ａに示されている。これらの図面は、２つの相対的に高抵抗の表面１０、１４を示しており、それらの表面上に相対的に低抵抗の材料を含む本質的に矩形の対向電極１２、１３、１５及び１６が設置されている。そのような相対的に低抵抗の電極は、印加電圧を均等に分散させ、電極間に一様な電圧降下を生成する。
【０００３】
典型的には、図２に示されたように、第１及び第２の表面１０、１４は、互いに逆向きに組み立てられる。第１及び第２の表面１０、１４は、誘電体のスペーサ・ドット１７によって分離され、それらの間での偶発的な接触を防止する。しかし、通常は、柔軟な基板である上表面１０は、オペレータの指やスタイラスによって意図的に変形せられ、それによって駆動される回路の励起地点に印加される電圧が検出回路に供給されるようになる。そのようにして測定される電圧は、本質的に励起位置の座標を表すデジタル値に変換される。
【０００４】
上述のように１つの座標の決定が成功すると、２層コンタクト入力システムの抵抗性回路のそれぞれの役割が交換されて、第１の座標を決定するための電圧降下を生成するために使用されてきた被駆動層は、次には、検出回路となり、他方で、第１の座標を検出するために使用されてきた層は、第１のコンタクト座標を決定するために先に生成された電圧降下に対して９０度ずれた線形な電圧降下を生成するために使用されることになる。このような直交関係は、電極１２、１３、１５及び１６を図１に示すように配置して１つの層の対応する電極が他方の層の電極に対して直交するようにして生成される。
【０００５】
２層コンタクト入力システムには、線形な特性にも拘わらず、複数の重大な欠点が存在する。例えば、位置決めの精度を保つためには、各層の抵抗値及び抵抗値の均一性は、システムの動作寿命を通して一定に留まるべきである。しかし、可撓的な層上の抵抗性被覆が経年変化により亀裂を生じ、あるいは、劣化することによって望ましくない応答変化をもたらすという事実のせいで、そのような時間的一貫性は、実際の用途においては、本質的に達成不可能である。
【０００６】
多層検出システムに関して上述した欠点は、単一層上にＸ及びＹの両方の座標電圧降下を生成するシステムで克服される。単一層でコンタクトを検出するシステムは、抵抗値が変化しない材料を用いて、あるいは、駆動される抵抗性層が損傷を受けにくい場合、あるいは、連続使用による劣化がキルヒホッフの第２法則のもとで抵抗層に対する変化によって影響を受けない場合には、製造可能である。このように、単一層コンタクト入力システムは、典型的には、Ｘ及びＹ座標の両方向で電圧勾配を得るために単一の導電性被覆層を採用する。しかし、単一層コンタクト入力システムは、タッチ・スクリーンの想定される能動領域のそれぞれのエッジに沿って直線状の低抵抗電極を使用するのでは、動作中に電極構造がスクリーン中に永久的な回路短絡を起こすなど正しく動作しない。
【０００７】
これに対処するために、単一層入力システムは、図３に示されたように矩形スクリーンの四隅などの１または複数の電気接続地点を利用する。図３の矩形入力システムの例では、印加地点２２、２４に電圧を供給し、印加地点２３、２５でシステムをアースに接続することによって電圧降下が生成される。第１の座標位置は、印加地点２２、２４に供給される電圧で決まり、他方、コンタクト入力の第２の座標は、地点２４、２５に電圧を供給し、地点２２、２３をアースに接続するように印加地点の対を逆にすることでマッピングされる。このような逆転は、コンタクト位置の第１の座標を決めるために使用された電圧降下に対して９０度ずれた電圧降下を発生する。このように、単一層コンタクト入力システムは、スクリーン・コンタクトのＸ及びＹ座標の両方を決定するために必要な９０度ずれた電圧降下を生成することができる。
【０００８】
しかし、単一層コンタクト入力システムを使用する場合の問題点は、駆動地点とアース地点との間の材料固有の抵抗によって生ずる電界ひずみに存在する。矯正手段なしでは、図３に示されたシステムのコンタクト入力電界は、図４に示されたような能動領域の動作電界を生ずる。この電界ひずみは、実際のコンタクト位置と直接関連しないコンタクト入力信号を生ずるため、より正確なコンタクト位置表示を確実にするためには、アルゴリズムやその他の変換修正手段をシステムに採用する必要がある。
【０００９】
電界ひずみを克服し、それによってコンタクト入力応答の全般的な線形特性を改善しようとして多様なメカニズムが開発されてきた。典型的には、単一層コンタクト入力システムの製造業者は、コンタクト入力層の周囲の抵抗性材料に直接供給される１組の電極を利用して、この領域の抵抗値を下げようとした。複数の隣接した、及び／または交互に配置された電極を使用すれば、コンタクト入力層の全体的な線形特性は、改善するが、それでも電界ひずみは、存在し、スクリーンの駆動部とそれぞれのアース部との間の抵抗値は、ゼロにはできない。部分的に改善されたコンタクト入力層の例は、図５及び５Ａに示されているが、電界のひずみは、まだ残っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
電界ひずみを低減するためにその他数多くの方法論が開発され、単一層コンタクト入力システムに採用されてきた。しかし、今日までに提案された各システムは、タッチ応答領域の相対的に幅広い電極パターンやひずみを持つ周辺部を隠すために相対的に幅広い不活動な周辺領域を必要とする。
【００１１】
従来の単一層システムに固有な別の問題は、能動領域の周囲にあるゼロでない抵抗を有する電極に隣接するコンタクト位置で発生する「フッキング（ｈｏｏｋｉｎｇ）」効果である。このフッキング効果は、一般に、可能な限り小さい個別電極を使用すれば最小化できることが知られている。しかし、単一層コンタクト入力システムに電極を導入するための現在の技術には限界がある。
【００１２】
従って、本発明の主たる目的は、能動領域全域にわたって高度に線形的タッチ応答を実現しながら、小さい不活動な周辺領域の中に多数の電極を採用する単一層コンタクト入力システムを提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、単一層コンタクト入力システムの能動領域に対する侵入を最小限に抑制するエッジ線形化システムを提供することである。
【００１４】
本発明の更に別の目的は、コンタクト入力システムの周囲に広がる複数の明確に分離した低抵抗のパターンを採用した、エッジ線形化構造を有する単一層コンタクト入力システムを提供することである。
【００１５】
本発明の更に別の目的は、単一層コンタクト入力システムのためのエッジ線形化構造を提供することであり、このエッジ線形化構造は、複数の間隔をおいて分離した低抵抗パターンの間に延びる抵抗性通路を含み、また、この抵抗性通路は、予め決められた相異なる抵抗値を有し、電圧が印加された場所からの距離に依存して低抵抗パターンに沿う電圧降下を線形化する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、単一層コンタクト入力システム用の線形的な応答を示す能動領域が提供される。本発明の装置は、横方向補償電極を使用せずに、また、能動領域に内向きに配置されたパラボラ型の電極パターンを含まなくても、横方向電圧補償を可能とする。特に、本発明は、複数の明確に分離された相対的に低抵抗の材料を含むパターンを使用し、それらのパターンは、抵抗性基板の周囲に設けられる。そのような明確に分離された低抵抗材料のパターンと組み合わせて、複数の個別的な抵抗性通路が２または複数の低抵抗パターン間に広がるように設けられる。それらの通路は、コンタクト入力システム中の電圧印加地点へのそれぞれの接近度に応じて異なる抵抗値を有する。
【００１７】
特別な実施の形態で、本発明のコンタクト入力装置は、基板、基板の第１の表面上に、本質的にそれの外周に沿って設けられた相対的に低抵抗の材料を含む第１のパターン及び第１の表面上に、第１のパターンと本質的に平行に、基板の外周から内に向かって間隔をおいて分離された内周に沿って設けられた相対的に低抵抗の材料を含む第２のパターンを含む。第１及び第２のパターンは、集合的にそれらの間に、第１及び第２のパターン間に延びる複数の明確に分離した抵抗性通路を有する抵抗ゾーンを定義する。抵抗性通路は、抵抗ゾーンの残りの部分よりも相対的により低い電気抵抗値を有する１または複数の材料を含む。
【００１８】
好ましくは、コンタクト入力装置は、四隅及び４つの辺を有する本質的に矩形をしており、第２のパターンによって定義される周囲境界内部の第１の表面上に能動領域を有する。第１及び第２のパターンは、一方、あるいは、両方ともに複数の不連続な電極または相対的に低抵抗の材料を含む連続的なトレースを含む。コンタクト入力装置は、好ましくは、更に、少なくとも１つの辺に沿って設けられた複数の抵抗性通路を含み、基板のそれぞれの隅に接近する抵抗性通路のそれぞれは、対応する隅から遠く離れた抵抗性通路の対応するものよりも相対的に高い抵抗値を有する。更に、抵抗性通路は、好ましくは、隅から、隅同士の中間点に向かうにつれて徐々に低下する抵抗値を有する。
【００１９】
別の実施の形態で、本発明のコンタクト入力装置は、１つの基板を含み、その基板は、能動領域では、本質的に均一な第１の抵抗率を有し、また、本質的に基板の外周に沿って設けられた相対的に低抵抗の材料を含む第１及び第２のパターン間に定義される抵抗ゾーンでは、第２の不連続な抵抗率を有する。第２のパターンは、第１のパターンから内側に向かって間隔をおいて分離している。抵抗ゾーンは、好ましくは、それらの間に相対的に低抵抗の空隙を定義する相対的に高抵抗の材料を含む不連続的な部分を含み、それらの空隙は、第１及び第２のパターン間に複数の個別的な連続した抵抗性通路を形成する。
【００２０】
コンタクト入力装置は、好ましくは、基板の外周に沿って少なくとも１つの電圧印加地点を含み、そこにおいて、予め決められた電圧が第１のパターンに供給されて第２のパターンに誘起される。好ましくは、抵抗性通路のそれぞれは、電圧印加地点からの距離が増えるにつれて徐々に抵抗値が下がってきて、第１及び第２のパターンに平行な全長に沿って等電位となる電圧が生成される。
【００２１】
一枚の抵抗型タッチ・センサは、好ましくは、基板を含み、それは、それの周囲部分に位置する電圧印加地点を有する。タッチ・センサは、好ましくは、更に、本質的に基板の周囲部分に沿って設けられた相対的に低抵抗の材料を含む第１及び第２のパターンを含み、ここで、第２のパターンは、第１のパターンから内側に向かって間隔をおいて分離されている。第１及び第２のパターン間の連続した空間は、抵抗ゾーンを定義し、それは、第１の電気抵抗の第１の部分と、第２の電気抵抗の第２の部分とを有する。第１の部分は、第２の部分よりも相対的に高い電気抵抗率を有し、周囲部分まわりに不連続なパターン状に形成される。第１の部分の不連続なパターンは、第１のパターンから第２のパターンに延びる第２の部分のみを含む複数の連続的通路を定義する。好ましくは、各通路は、各々、第１及び第２のパターン間に予め決められた抵抗値を有しており、通路のそれぞれの抵抗値は、電圧印加地点から通路のそれぞれまでの距離が増大するにつれて、徐々に減少する。
【００２２】
上で列挙した目的及び特徴とともに、本発明によって提供されるその他の目的、機能及び特徴について、ここで添付図面を参照しながら詳細な実施の形態を例にとって説明する。図面は、本発明の各種の可能な構成を表すことを意図している。本発明のこれ以外の実施の形態や態様については、当業者の理解の範疇に含まれよう。
【実施例】
【００２３】
本発明の１つの実施の形態が図６に示されており、コンタクト入力装置４０は、第１の表面４４を有する基板４２を含んでおり、第１の表面上には、相対的に低い抵抗率の材料を含む第１及び第２のパターン５０、５２が設けられている。第１のパターン５０は、好ましくは、基板４２の外周４６に沿って延びており、第２のパターン５２は、第１のパターン５０と本質的に平行に、基板４２のまわりに延びている。図６に示されたように、第２のパターン５２は、外周４６から内側に間隔をおいて分離された基板４２の内周４８に沿って延びている。図６で第２のパターンは、第１のパターン５０に本質的に平行に延びているように示されているが、本発明は、第１のパターンと第２のパターンとの相対的な配置に関して多様な構造を包含する。例えば、第２のパターン５２は、辺６１、６２、６３及び６４のそれぞれの中間点５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ及び５３Ｄに頂点を持つパラボラ状経路に沿うように、第１のパターン５０に向かって外向きに湾曲することができる。あるいは、第１のパターン５０は、辺６１、６２、６３及び６４の１つまたは複数のものに沿った、好ましくは、第１のパターン５０の中間点５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ及び５４Ｄに頂点を持つそれぞれパラボラ状経路に沿うように、第２のパターン５２に向かって内向きに湾曲することができる。更に、第１及び第２の両パターン５０、５２は、互いに向かって湾曲することもできるし、あるいは、応用ごとの要求に応じて、その他の非線形な形状を取ることもできる。
【００２４】
基板４２は、好ましくは、ガラス、樹脂、あるいは、その他の本質的に抵抗体物体であり、更に、それの第１の表面４４上に設けられた１または複数の抵抗性被覆を含むことができる。そのような被覆は、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、スズ酸化物、スズ・アンチモン酸化物、インジウム酸化物、カーボン材料、などの半導体的な金属酸化物を含むことができる。本質的に均一な抵抗率を有する表面を持つ予め作製された基板が広く市販されていて利用できる。基板４２は、第１の表面４４上に抵抗性被覆を含むことができるが、それは、必ずしも必須ではない。
【００２５】
基板４２は、図面では、四辺６１、６２、６３及び６４と、四隅６６、６７、６８及び６９とを有する本質的に矩形領域として定義されている。しかし、基板４２は、矩形以外の外周形状を定義することもできるし、また平面、円筒あるいは、２次元的に複雑な形状を定義することができる。
【００２６】
図６に更に示されているように、第１及び第２のパターン５０、５２は、第１の表面４４上でそれらの間に抵抗ゾーン７２を定義する。抵抗ゾーン７２は、より詳細に図７に示されている。図７は、コンタクト入力装置４０の一部を示している。抵抗ゾーン７２は、好ましくは、第１及び第２のパターン５０、５２間に複数の個別的な抵抗性通路７４を定義する抵抗値が不揃いである領域を含む。抵抗性通路７４は、図７には、第１及び第２のパターン５０、５２のそれぞれ対応する部分間にある最も低い電気抵抗の通路を表す破線によって示されている。そのような抵抗性通路７４は、迂回セグメント７６の形をした電気的抵抗性材料を含む不連続なパターンによって個別に定義され、それらの迂回セグメントが集まって迂回パターン７８が形成される。そのようなものとして、抵抗性通路７４は、抵抗ゾーン７２の残りの部分を形成する、迂回パターン７８を作り上げる材料よりも相対的に低い電気抵抗値を有する１または複数の材料を含む。
【００２７】
上述のように、本発明の主たる目的は、装置４０の線形的な応答を示す能動領域４５を提供することである。能動領域４５で線形応答を得る方法の第１の態様は、電圧印加地点とアース地点との間の装置４０内部ですべての電極両端で、存在しうる電圧降下を均等化することによって横方向補償あるいは、「湾曲効果」低減を実現することである。そのような電圧印加地点及びアース地点は、図６に四隅６６、６７、６８及び６９で示されている。能動領域４５で発生したタッチ事象のＸ及びＹ軸の両方の座標位置を取得するために、矩形の装置４０の場合には、隅６７、６９のような対角線上の対向する１組の隅の極性を逆転させることによって電圧降下を９０度オフセットさせる機能が用意される。この関係は、図６と８とに進行的に示されており、最初は、隅６９に電位が与えられ、隅６７がアースされていたものが、後では、それらの隅の特性を交換して、隅６７が電位を受け、隅６９がアースされている。第１及び第２のパターン５０、５２に対して電位が印加される時のそれらに対する横方向補償は、図７に示された新規な構成によって提供される。装置４０の能動領域と、システムの高低それぞれの電位を発生させるために用いられる第１及び第２のパターン５０、５２の各部とに等しい電位を発生させるために、第１及び第２の電極５０、５２間に異なる抵抗率の通路が形成される。
【００２８】
辺６１、６２、６３及び６４を定義する各電極区間の中心に向かって低下する自然な抵抗の変化を打ち消すために、第１及び第２のパターン５０、５２間の抵抗値は、好ましくは、電圧印加地点及び／またはシステム４０のアース地点からの距離に応じて調節される。より詳細には、それぞれの電極辺の両端が等しい電位に設定される場合（電圧を印加するか、あるいは、アースに接続することによって）には、電極パターン固有の電気抵抗のために、割り当てられた電圧は、それぞれの隅同士の間の電極パターンにおいて一般に低下する。電極上などでの電圧の不一致を克服するために、本発明の装置４０は、第２のパターン５２のそれぞれの隅に近接する部分に、第２のパターン５２のそれぞれの隅から離れた部分と比べて更に抵抗を追加する手段を採用する。この抵抗ゾーン７２への追加の抵抗は、第１及び第２のパターン５０、５２間に、分離のための電気抵抗材料を導入することによって行われる。更に、装置４０のそれぞれの隅からの距離に応じて第２のパターン５２に「加える」抵抗を変えることは、第１及び第２のパターン５０、５２間に設ける電気抵抗の量を電極区間を定義するそれぞれの隅からの距離の関数として変化させることで実行される。好適な実施の形態では、第１及び第２のパターン５０、５２間の抵抗率の変化は、長さ、幅及び／または材料を変えて導電度の異なる通路を形成し、第１及び第２のパターン５０、５２間で通路長とともに、及び／または材料の抵抗値が減少するとともに、及び／または通路の幅が増加するとともに、抵抗値が減少するようにすることで可能とされる。図７に示された実施の形態で、電極区間のそれぞれの隅に近接して設けられた各通路７４は、それらの隅から離れて設けられた通路７４よりも相対的に長い。例えば、電極区間の中間点５４にある通路７４は、それが第１及び第２のパターン５０、５２間で電極区間のそれぞれの隅から最も離れた通路を代表するものであり、最も短い通路である。
【００２９】
図７に示されたように、通路７４は、抵抗ゾーン７２に予め決められた迂回セグメント７６を相対的にねじれた方向に配置することによって、相対的に短く、あるいは、長く形成される。迂回セグメント７６は、抵抗ゾーン７２の残りの部分よりも高い電気抵抗を持つ材料を含むこと、あるいは、通路７４よりも少なくとも高抵抗であることから、そのような迂回セグメントを図７に示されたものに類似した形状に互いにねじれた向きに配置することによって、最も低い電気抵抗の通路がその周りを迂回するようにされる。このように、予め決められた程度に迂回セグメント７６をねじれさせることが、長さ、従って全電気抵抗が異なる通路７４を提供することになる。
【００３０】
通路７４は、また、あるいは、これの代わりに、それの幅を調節することによって、抵抗値のレベルを予め決められたように区分化するようにも形成できる。任意の与えられた通路７４の全抵抗値は、幅が増大するとともに低下するため、電極区間のそれぞれの隅に近接して設けられた通路７４は、それらの隅からより離れて設けられた通路７４よりも幅を狭くされる。更に、本発明では、長さ及び幅の調節を組み合わせることによって、第１及び第２のパターン５０、５２間でそれぞれの隅からの距離が増大するとともに抵抗値を減少させる効果を得ることができる。
【００３１】
装置４０の抵抗ゾーン７２には、多様な材料を使用することが考えられる。例示的な実施の形態では、基板４２の第１の表面４４は、ＩＴＯなどの抵抗性材料で被覆される。しかし、そのような抵抗性材料は、ベース基板よりも電気抵抗が低いことが望ましく、そうすれば、抵抗ゾーン７２における抵抗性被覆を部分的に除去することによって、抵抗性被覆の残りの部分よりも電気抵抗の高い迂回パターン７８を形成するように、迂回セグメント７８を形成することができる。特別な実施の形態では、迂回パターン７８を形成するためのそのような抵抗性被覆除去は、既知の除去技術を用いて実行することができる。しかし、他の実施の形態では、迂回セグメント７６は、基板４２上の抵抗ゾーン７２の場所にスクリーン印刷やその他の方法で形成した電気抵抗材料を含むこともできる。同様に、そのような電気抵抗材料の堆積は、ＩＴＯやその他同様な抵抗性材料の被覆の上に行うことができる。迂回パターン７８用として不連続なパターン状にそのような電気抵抗材料を供給することは、スクリーン印刷、蒸着法、及び同様な手法を含む多様な既知の技術によって実行できる。
【００３２】
本発明の別の実施の形態が図９に示されており、抵抗ゾーン１７２は、第１及び第２のパターン１５０、１５２間に延びる複数の分離された通路１７４Ａ−Ｅを含む。上述のような個別的な抵抗追加手段を実現するために、各通路１７４Ａ−Ｅは、異なる電気抵抗値を有する異なる材料を含むことが望ましい。そのようなものとして、通路１７４Ａは、通路１７４Ｂよりも高い電気抵抗を有することが望ましく、また、通路１７４Ｂは、通路１７４Ｃよりも相対的に高い電気抵抗を有する材料を含むことが望ましい等々である。通路１７４Ｄは、装置４０のそれぞれの辺の本質的に中間点１５４に位置するため、通路１７４Ｄは、図１０に示された構成の通路１７４に使用されているすべての材料のうちで、電気抵抗が最も小さい材料を含むことが望ましい。もちろん、辺のそれぞれの隅から本質的に同じ距離にある、通路１７４の対応する一対は、それぞれの隅から離れて設けられた通路のほうが相対的に低い電気抵抗値を採用することを前提に、同一の材料を含むように作製される。
【００３３】
図７及び９に示された実施の形態で、本発明は、それぞれの通路７４、１７４が特定の応用で要求される電圧降下補償の総量に対応するように校正された抵抗値を有するように考えている。言い換えれば、各通路７４、１７４には、コンタクト入力装置の各辺上で実行される電圧降下補償の全負荷を想定した場合のそれぞれの配分に適した予め決められた電気抵抗が与えられる。
【００３４】
上で述べたように、第１及び第２のパターン５０、５２は、導電性材料や半導体材料のような相対的に低抵抗の材料を含むように作製されることが望ましい。好適な実施の形態では、第１及び第２のパターン５０、５２は、銀、金、あるいは、その他の導電性金属のような金属材料を含むように作製される。そのような金属材料は、例えば、インクの形で第１及び第２のパターン５０、５２の望む形状に供給される。
【００３５】
更に、第１及び第２のパターン５０、５２は、相対的に低抵抗の材料を含む連続及び不連続なセグメントを含む多様な形状に形成することができる。図６−９に示された実施の形態では、第１及び第２のパターン５０、５２は、基板４２の周囲まわりに相対的に低抵抗の材料を含む連続したトレースを定義する電極を形成する。上述のように、相対的に低抵抗の材料を含む連続したトレースは、大きな電流を流すという欠点を含むものの、本発明では、第１及び第２のパターンには、能動領域４５及び抵抗ゾーン７２よりも抵抗が小さく中間の導電率を有する材料を使用するように考えている。そのような中間の導電率材料は、例えば、半導体材料を含む。
【００３６】
しかし、他の実施の形態では、複数の不連続な電極が第１及び第２のパターン５０、５２のそれぞれを定義する。図１０及び１０Ａは、第１及び第２のパターン２５０、２５２用に複数の不連続な電極を利用したコンタクト入力装置２４０の好適な実施の形態を示している。そのような電極は、間隔をおいて配置されているが、抵抗値、従ってそれらの間の電圧降下を下げるための交互配置及び／または重畳する部分を含んでいる。第１及び／または第２のパターン用の不連続な電極パターンの別の例が図１１及び１１Ａに示されているが、ここで、第１及び第２のパターン３５０、３５２は、一連の重畳電極セグメントを採用している。幅広い多様な交互配置及び／または重畳電極セグメントのパターンが本発明で使用できることは、当業者には、既知である。そのようなものとして、本発明のコンタクト入力装置には、連続または不連続な電極セグメント及び形状の各種組合せを採用できる。従って、図面中に示した例は、本発明に採用できる電極の各種タイプ及び形状を制限する意図を持たない。
【００３７】
本発明のコンタクト入力装置によって提供される別の特徴は、本質的により多数の電極セグメントを利用することによって、電極区間の一連の電極に隣接する能動領域の周囲における不連続な電圧降下を最小化できることである。フッキング効果は、典型的には、従来のコンタクト入力システムでは、能動領域の周囲に導電性電極セグメントが接近することによって発生する。フッキング効果は、より小型の電極を利用することで最小化することができ、それによって、隣接するセグメント間の電位差を低減できる。そのような効果は、電極区間の各電極の抵抗を決める次の関係式によって示される。
【００３８】
【数１】
2006221635.tif 000003
【００３９】
ここで、ＲＳは、高抵抗の均一な基板の公称抵抗値、
Ｌは、隣接する電極セグメント間の重畳距離、
Ｗは、隣接する電極セグメント間の間隔、及び
Ｎは、電極区間中の抵抗体ギャップの数である。
【００４０】
各電極区間は、（１）一対の電極の最も接近した駆動地点またはアース地点間で、両地点が等電位に設定された場合、電極区間のすべての内側電極に等電位の電圧を発生させ、（２）電極区間の１つの隅に１つの電圧を供給し、それの対向する隅をアースするように２つの電位を供給した場合、電極区間の全長にわたって線形な電圧降下を発生させることが望ましい。すべての内側電極に等電位の電圧を発生させるために、電極区間の導電性コーナー・セグメントは、予め決められた電圧あるいは、アースのいずれかに設定し、他方、同じ隅に９０度ずらして接続された電極は、もう一方の電位（電圧の電位またはアースのいずれか）に設定される。
【００４１】
例えば、図１０に示されるように、従来のコンタクト入力システムに付随するフッキング効果を更に低減するために、第２のパターン２５２は、第１のパターン２５０よりも多くの電極セグメントを含む。更に、図８に参照符号７４で示すように、第２のパターン２５２の２番目または３番目ごとの電極だけを抵抗性通路を介して第１のパターン２５０の１つの電極に接続して動作させることによって、第１のパターン２５０に接続して動作させるものの中間にある第２のパターン２５２の電極は、それぞれの電極区間の両端に等電位が供給されるときに、その電圧を均等に分散させるブリッジ電極として機能する。
【００４２】
本発明のコンタクト入力システムによって導入される別の特徴は、横方向補償用電極に占有される周辺面積を本質的に縮小できることである。好適な実施の形態では、装置４０の能動領域４５の外側にある周辺領域の幅「Ｗ」は、約３から５ｍｍの間にある。これとは、対照的に、従来のコンタクト入力システムのその幅寸法は、典型的には、約１０から２０ｍｍの間にある。この結果、コンタクト入力装置全体を大きくしなくても、本質的により広い能動領域が得られる。
【００４３】
本発明は、特許法に従って、また、この新規な原理を適用し、本発明の実施の形態を構築及び使用するために必要な情報を当業者に提供するようにここにかなり詳細に説明してきた。しかし、本発明がこれ以外の特定の装置によっても実行できること、及び本発明のスコープから離れることなく各種の修正が実行できることは、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来技術による２層コンタクト入力システムの一部を示す図。
【図１Ａ】従来技術による２層コンタクト入力システムの一部を示す図。
【図２】図１に示された２層コンタクト入力システムを組み上げたときの側面断面図。
【図３】従来技術の理論的な単一層コンタクト入力システムを示す図。
【図４】従来技術の単一層コンタクト入力システムを示す図。
【図５】従来技術の単一層コンタクト入力システムを示す図。
【図５Ａ】図５に示されたコンタクト入力システムの一部の拡大図。
【図６】本発明の単一層コンタクト入力装置の図。
【図７】図６に示されたコンタクト入力装置の一部の拡大図。
【図８】電圧の極性を逆にした場合の、図６に示されたコンタクト入力装置の図。
【図９】本発明の単一層コンタクト入力装置の一部の拡大図。
【図１０】本発明の単一層コンタクト入力装置の図。
【図１０Ａ】図１０に示された単一層コンタクト入力装置の一部の拡大図。
【図１１】本発明の単一層コンタクト入力装置の図。
【図１１Ａ】図１１に示された単一層コンタクト入力装置の一部の拡大図。
【符号の説明】
【００４５】
１０，１４  表面
１２，１３，１５，１６  電極
２２，２３，２４，２５  電圧印加地点
４０  コンタクト入力装置
４２  基板
４４  第１の表面
４６  外周
４８  内周
５０  第１のパターン
５２  第２のパターン
５３Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  中間点
５４Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  中間点
６１，６２，６３，６４  辺
６６，６７，６８，６９  隅
７２  抵抗ゾーン
７４  抵抗性通路
７６  迂回セグメント
７８  迂回パターン
１４０  装置
１５０  第１のパターン
１５２  第２のパターン
１７２  抵抗ゾーン
１７４Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ  通路
２４０  装置
２５０  第１のパターン
２５２  第２のパターン
３５０  第１のパターン
３５２  第２のパターン
【図１】
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【図１Ａ】
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【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５Ａ】
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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１０Ａ】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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