(57)【要約】タッチの位置を検出するタッチ検出方法及びタッチ検出装置（１００）が記載されている。前記タッチ検出装置（１００）にタッチすると、支持層（１１５）上に配設された第１の導電層（１１０）が第２の導電層（１２０）の方へゆがめられる。前記タッチの前記位置におけるキャパシタンスの変化を検出することにより、前記タッチ位置を判定する。前記導電層（１１０、１２０）のうち一方を他方の導電層（１２０、１１０）に関連した電気信号で駆動し、前記導電層（１１０、１２０）間の電流フローを測定することにより、前記タッチ位置におけるキャパシタンスの変化を検出する。キャパシタンスの前記検出変化は、タッチセンサの外部キャパシタンスの変化よりも大きい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の透明導電シートの少なくとも一部を第２の透明導電シートの方へ移動させた場合に前記第１の透明導電シートと前記第２の透明導電シートとの間のキャパシタンスの変化を検出するステップと、
前記２つの透明導電シート間のキャパシタンスの前記変化から得られる信号からタッチの二次元位置を判定するステップと、
を含む、タッチセンサ上のタッチの二次元位置を検出する方法。
【請求項２】
前記第１の透明導電シートが柔軟であり、前記第１の透明導電シートを前記タッチの前記位置で前記第２の透明導電シートの方へ移動させるステップが、前記第１の透明導電シートを前記第２の透明導電シートの方へ柔軟にゆがめるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
キャパシタンスの前記変化を検出するステップが、
前記透明導電シートのうち一方を他方の透明導電シートに関連した電気信号で駆動するステップと、
前記第１及び第２の透明導電シート間の容量電流フローを測定するステップと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
電流フローを測定するステップが、前記第１及び第２の透明導電シートのうち少なくとも一方の上の２箇所以上の周囲位置で容量電流フローを測定するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記２箇所以上の周囲位置のうち２箇所で測定された前記容量電流の比を取得するステップを更に含み、前記二次元位置を判定するステップが、前記容量電流の前記比に基づいて前記２箇所の周囲位置の間の場所にタッチ位置を割り当てるステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の透明導電シートを用いて前記タッチセンサの表示側に配設された表示装置により生じた電磁干渉から前記タッチセンサを遮蔽するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記タッチの前記位置でタッチ力を検出するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の透明導電シートを前記第２の透明導電シート層の方へ移動させるステップが、前記タッチセンサの外面にタッチするステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
タッチ物体で前記タッチセンサにタッチして前記タッチセンサの前記第１の透明導電シートを前記第２の透明導電シートの方へゆがめるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記タッチ物体が、実質的に電気絶縁している、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
柔軟透明支持層上に支持された第１の透明導電シートと、
第２の透明導電シートであって、前記第１及び第２の透明導電シートの間の間隙を規定するように配設されており、前記第１及び第２の透明導電シートの間のキャパシタンスの変化を生成するように前記第２の透明導電シートと接触させることなくタッチ力のために前記第２の透明導電シートの方へ局部的に変形できるように前記第１の透明導電シートが柔軟である第２の透明導電シートと、
を含む、タッチセンサ。
【請求項１２】
前記支持層の厚さが、前記第１及び第２の導電シートの間の前記間隙の厚さよりも大きい、請求項１１に記載のタッチセンサ。
【請求項１３】
前記支持層が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から構成されている、請求項１１に記載のタッチセンサ。
【請求項１４】
前記第１及び第２の導電シートの間の前記間隙内に前記第１及び第２の導電シートのうち少なくとも一方の上に設けられた少なくとも１つの保護被膜を更に含む、請求項１１に記載のタッチセンサ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの保護被膜の厚さが、約１μｍ〜４μｍの範囲にある、請求項１４に記載のタッチセンサ。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの保護被膜が、その関連した導電シートの屈折率よりも小さい屈折率を有する、請求項１４に記載のタッチセンサ。
【請求項１７】
少なくとも１つの要素が、前記第１の導電シートを前記第２の導電シートの方へ移動させた場合に前記第１及び第２の導電シートがタッチするのを防止するように前記間隙内に配設されている、請求項１４に記載のタッチセンサ。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの要素が、前記第１及び第２の導電シートの間の前記間隙に配設された複数のスペーサを含む、請求項１７に記載のタッチセンサ。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの要素が、前記第１及び第２の導電シートの間の前記間隙に配設された材料の層を含む、請求項１７に記載のタッチセンサ。
【請求項２０】
誘電材料が、前記第１及び第２の導電シートの間の前記間隙に配設されている、請求項１４に記載のタッチセンサ。
【請求項２１】
前記誘電材料が、流体である、請求項２０に記載のタッチセンサ。
【請求項２２】
前記流体が、変形可能弾性材料である、請求項２０に記載のタッチセンサ。
【請求項２３】
前記誘電材料の電気的特性が、前記誘電材料を圧縮した場合に変化する、請求項２２に記載のタッチセンサ。
【請求項２４】
前記誘電材料に導電粒子が添加されている、請求項２３に記載のタッチセンサ。
【請求項２５】
前記導電粒子が、金属粒子、金属酸化物粒子、金属被覆粒子及び金属酸化物被覆粒子のうち少なくとも１種を含む、請求項２４に記載のタッチセンサ。
【請求項２６】
前記誘電材料が、圧電材料である、請求項２０に記載のタッチセンサ。
【請求項２７】
前記誘電材料の屈折率が、前記第１及び第２の導電シートのうち少なくとも一方の屈折率よりも小さい、請求項２０に記載のタッチセンサ。
【請求項２８】
前記第２の導電シートの方へ移動する前記第１の導電シートの一部の二次元位置を判定するのに複数の接点を介して前記第１及び第２の導電シートに結合された制御器を更に含む、請求項１１に記載のタッチセンサ。
【請求項２９】
前記制御器が、前記第１及び第２の導電シートのうち一方を前記第１及び第２の導電シートのうち他方に関連した電気信号で駆動し、前記第１及び第２の導電シート間の容量電流フローを測定する、請求項２８に記載のタッチセンサ。
【請求項３０】
容量電流フローが、前記導電シートのうち少なくとも一方の上の２箇所以上の周囲位置で測定される、請求項２９に記載のタッチセンサ。
【請求項３１】
前記第２の導電シートが、前記タッチセンサの下に配設された表示装置により生じた電磁干渉から前記タッチセンサを遮蔽する、請求項１１に記載のタッチセンサ。
【請求項３２】
前記第１及び第２の導電層のうち少なくとも一方が、２０００オーム／スクエア以下の抵抗率を有する、請求項１１に記載のタッチセンサ。
【請求項３３】
第１の導電層であって、透明かつ柔軟である第１の導電層と、
第２の導電層であって、前記第２の導電層が、透明であり、前記第１及び第２の導電層の間の間隙を規定するように前記第１の導電層に対して配設されており、前記第１及び第２の透明導電層の間のキャパシタンスの変化を生成するように前記第２の透明導電層と接触させることなくタッチ力のために前記第２の透明導電層の方へ局部的に変形できるように前記第１の透明導電層が柔軟である第２の導電層と、
前記間隙内に設置された複数のスペーサであって、前記複数のスペーサが、透明であり、前記第１及び第２の導電層の間の所定の最小距離を維持しながらタッチの下で前記第２の導電層の方へ前記第１の導電層を移動できるスペーサと、
を含む、タッチセンサ。
【請求項３４】
前記所定の距離が、５〜５００μｍの範囲にある、請求項３３に記載のタッチセンサ。
【請求項３５】
隣接するスペーサ間の分離距離が、２０〜５０００μｍの範囲にある、請求項３３に記載のタッチセンサ。
【請求項３６】
前記複数のスペーサが、前記タッチセンサの層の上に形成されている、請求項３３に記載のタッチセンサ。
【請求項３７】
前記スペーサが、紫外線（ＵＶ）硬化性材料から形成されている、請求項３６に記載のタッチセンサ。
【請求項３８】
前記第１及び第２の導電層のうち少なくとも一方が、保護被膜を含む、請求項３３に記載のタッチセンサ。
【請求項３９】
前記複数のスペーサが、前記保護被膜と一体に形成されている、請求項３８に記載のタッチセンサ。
【請求項４０】
スペーサが一体化された前記保護被膜の表面が、ニュートンリングの発生及びまぶしさを減少するように粗くされている、請求項３９に記載のタッチセンサ。
【請求項４１】
前記スペーサが、粒子添加材料から形成されている、請求項３３に記載のタッチセンサ。
【請求項４２】
前記スペーサが、シリカ粒子が添加された材料から形成されている、請求項４１に記載のタッチセンサ。
【請求項４３】
柔軟透明支持層上に支持された第１の透明導電シートと、
前記第１の透明導電層に対して配設された第２の透明導電シートであって、前記透明導電シートの間の間隙を規定しており、前記第１及び第２の透明導電シートの間のキャパシタンスの変化を生成するように前記第２の透明導電シートと接触させることなくタッチ力のために前記第２の透明導電シートの方へ局部的に変形できるように前記第１の透明導電シートが柔軟である第２の透明導電シートと、を含む、タッチを検出するタッチスクリーンと、
前記第１及び第２の導電シートに結合されたタッチスクリーン制御器であって、前記第１及び第２の導電シートのうち一方を前記第１及び第２の導電シートのうち他方に関連した電気信号で駆動し、前記第１及び第２の導電シート間の容量電流フローを測定するタッチスクリーン制御器と、
情報を表示する、前記タッチスクリーンの下に配設された表示装置と、
を含む、タッチスクリーン表示システム。
【請求項４４】
前記表示装置が、液晶表示装置、発光ダイオード表示装置、プラズマ表示装置又はブラウン管表示装置である、請求項４３に記載のタッチスクリーン表示システム。
【請求項４５】
前記制御器が、前記表示装置上に表示された情報に対して前記タッチスクリーン上に行われたタッチを検出するように配置されている、請求項４３に記載のタッチスクリーン表示システム。
【請求項４６】
前記表示装置上に表示された前記情報を制御する前記表示装置及び前記タッチスクリーン制御器からタッチ位置情報を受信するように結合された処理装置を更に含む、請求項４３に記載のタッチスクリーン表示システム。
【請求項４７】
データを記憶する前記処理装置に結合された１つ以上のデータ記憶装置と、前記制御器に及び同制御器から情報を転送する１つ以上の入出力装置とを更に含む、請求項４６に記載のシステム。
【請求項４８】
前記処理装置をネットワークに結合する回路を更に含む、請求項４３に記載のシステム。
【請求項４９】
前記タッチスクリーン制御器が、閉ループで前記第１及び第２の透明導電シートに結合されている、請求項４３に記載のシステム。
【請求項５０】
第１の透明導電シートの少なくとも一部を第２の透明導電シートの方へ移動させた場合に前記第１の透明導電シートと前記第２の透明導電シートとの間のキャパシタンスの変化を検出する手段と、
前記２つの透明導電シート間のキャパシタンスの前記変化から得られる信号からタッチの二次元位置を判定する手段と、
を含む、タッチセンサ上のタッチの位置を検出するシステム。
【請求項５１】
タッチ領域に配設された２つの透明電気連続導電層であって、前記２層間の間隙を規定しており、タッチ入力の位置を前記２層間のキャパシタンスの変化により判定する透明電気連続導電層を含む、タッチセンサ。
【請求項５２】
前記タッチ入力により一方の導電層が他方の導電層の方へ局部的に屈曲した場合にキャパシタンスの前記変化が生じる、請求項５１に記載のタッチセンサ。
【請求項５３】
前記透明電気連続導電層が、金属酸化物から形成されている、請求項５１に記載のタッチセンサ。
【請求項５４】
前記透明電気連続導電層が、導電性高分子から形成されている、請求項５１に記載のタッチセンサ。
【請求項５５】
前記２つの透明電気連続導電層間の前記間隙に配設された間隙充填材料を更に含む、請求項５１に記載のタッチセンサ。
【請求項５６】
前記２つの透明電気連続導電層間の前記間隙に配設されたスペーサを更に含む、請求項５１に記載のタッチセンサ。
【請求項５７】
前記タッチ入力の前記位置が、二次元位置である、請求項５１に記載のタッチセンサ。
【請求項５８】
前記間隙に面する前記透明電気連続導電層のうち少なくとも一方の表面上に保護層を更に含む、請求項５１に記載のタッチセンサ。
【請求項５９】
前記タッチの前記位置を判定するのに前記２つの透明電気連続導電層に電気的に結合された制御器を更に含む、請求項５１に記載のタッチセンサ。
【請求項６０】
前記制御器が、前記透明電気連続導電層のうち一方を前記透明電気連続導電層のうち他方に関連した電気信号で駆動し、前記透明電気連続導電層間の容量電流フローを測定する、請求項５９に記載のタッチセンサ。
【請求項６１】
見る人に前記２つの透明電気連続導電層を介して画像を表示するのに配設された表示装置を更に含む、請求項５１に記載のタッチセンサ。
【請求項６２】
情報を処理して情報表示信号を前記表示装置に向けるのに前記表示装置に結合された処理装置を更に含む、請求項６１に記載のタッチセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にタッチセンサに関し、より詳細には、耐久性のある透明タッチセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチセンサは、電子システムと作業者との間の自然なインタフェースとなるので、ますます人気が高まっている装置である。キーボードを使用してデータをタイプ入力する代わりに、例えば、タッチセンサでは、使用者は、表示されたアイコンにタッチすることにより、又はスクリーン上で書き込んだり描いたりすることにより、情報をコンピュータに転送することができる。多くの用途において、タッチスクリーンは、透明で表示装置上に配置されていることが望ましい。
【０００３】
数種類の透明タッチセンサでは、抵抗型又は容量型技法を使用してタッチ位置を検出する。抵抗型タッチセンサは、間隙で分離された透明導電酸化物などの２層の透明導電材料を含む。十分な力でタッチすると、前記導電層のうち一方が屈曲して他方の導電層と接触する。接触点の位置は、前記接触点における抵抗の変化を検出する制御器回路により検出可能である。
【０００４】
抵抗型タッチセンサは前記導電層間の実際の接触に左右され、この技法には幾つかの問題がある。まず、頻繁に接触すると、前記導電層が擦れて、前記導電層に損傷を来す場合もある。透明導電層は脆く、屈曲は、屈曲点における微細な亀裂のために前記導電材料の劣化を引き起こす。屈曲を繰り返すと、ある接触から導電材料のある領域がはがれて、その接触層に空隙を生じることもある。また、抵抗型タッチセンサで使用される前記導電層は、前記導電層と周囲の材料との相互作用のために劣化することもある。上記の機構による前記導電層の劣化により、タッチ位置を検出する際に、感度、分解能及び精度の損失、又は光透過率の低下が生じることもある。
【０００５】
容量型タッチセンサは通常、タッチ検出用の１つの導電層を含む。前記センサに指でタッチすると、前記導電層から人体を通って接地面までの容量結合経路が形成される。接触点の位置は、タッチ位置における容量結合電気信号の変化を測定する制御器回路により検出可能である。
【０００６】
前記抵抗型タッチセンサと比べて、上記容量型タッチセンサの操作では、接触点まで導電層を屈曲させる必要がない。しかし、前記容量型センサでは、大きい外部キャパシタンス及び指タッチのキャパシタンスのばらつきのために、低い信号対雑音比を補償するためのより複雑な制御器を必要とする。容量型タッチセンサは、タッチにより接地面への容量結合回路が生じることを必要とし、指タッチ又は導電針によってのみ操作可能である。不導電針、手袋をはめた手または指の爪を用いたタッチは、通常検出不可能であり、又は殆どの状況下で検出不可能である。更に、指タッチでセンサを操作した場合、ある用途、例えば小さいハンドヘルドコンピュータのスクリーン上での描画に必要な空間分解能が得られないこともある。導電針を用いて空間分解能を向上させることもできるが、使用者の中には、不快な特別の針を必要とすることもある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一般に、本発明は、タッチセンサ上のタッチの位置を検出する方法及びシステムに関する。本発明は、透明タッチスクリーンにより機能拡張した表示装置を動かすマイクロプロセッサによるシステムと組み合わせると特に有用である。より詳細には、本発明は、ある導電層の別の導電層への接近を容量的に検出するタッチセンサに関する。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、タッチセンサ上のタッチの二次元位置を検出する方法は、第１の透明導電シートの少なくとも一部を第２の透明導電シートの方へ移動させた場合に前記第１の透明導電シートと前記第２の透明導電シートとの間のキャパシタンスの変化を検出するステップを含む。前記２つの透明導電シート間のキャパシタンスの前記変化から得られる信号から、前記タッチの前記二次元位置を判定する。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、柔軟透明支持層上に支持された第１の透明導電シートを有するタッチセンサに関する。第２の透明導電シートは、前記第１及び第２の透明導電シートの間の間隙を規定するように配設されている。前記第１及び第２の透明導電シートの間のキャパシタンスの変化を生成するように前記第２の透明導電シートと接触させることなくタッチ力のために、前記第２の透明導電シートの方へ局部的に変形できるように、前記第１の透明導電シートは柔軟である。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、透明かつ柔軟である第１の導電層を有するタッチセンサに関する。第２の導電層は、透明であり、前記第１及び第２の導電層の間の間隙を規定するように前記第１の導電層に対して配設されている。前記第１及び第２の透明導電層の間のキャパシタンスの変化を生成するように前記第２の透明導電層と接触させることなくタッチ力のために、前記第２の透明導電層の方へ局部的に変形できるように、前記第１の透明導電層は柔軟である。複数のスペーサは、前記間隙内に設置されている。前記スペーサは、透明であり、前記第１及び第２の導電層の間の所定の最小距離を維持しながらタッチの下で前記第２の導電層の方へ前記第１の導電層を移動できる。
【００１１】
本発明の別の実施形態は、タッチを検出するタッチスクリーンを有するタッチスクリーン表示システムに関する。前記タッチスクリーンは、柔軟透明支持層上に支持された第１の透明導電シートを含む。第２の透明導電シートは、前記第１の透明導電層に対して配設されており、前記透明導電シートの間の間隙を規定している。前記第１及び第２の透明導電シートの間のキャパシタンスの変化を生成するように前記第２の透明導電シートと接触させることなくタッチ力のために、前記第２の透明導電シートの方へ局部的に変形できるように、前記第１の透明導電シートは柔軟である。タッチスクリーン制御器は、前記第１及び第２の導電シートに結合されている。前記タッチスクリーン制御器は、前記第１及び第２の導電シートのうち一方を前記第１及び第２の導電シートのうち他方に関連した電気信号で駆動し、前記第１及び第２の導電シート間の容量電流フローを測定する。表示装置は、情報を表示する前記タッチスクリーンの下に配設されている。
【００１２】
本発明の別の実施形態は、タッチセンサ上のタッチの位置を検出するシステムに関する。前記システムは、第１の透明導電シートの少なくとも一部を第２の透明導電シートの方へ移動させた場合に前記第１の透明導電シートと前記第２の透明導電シートとの間のキャパシタンスの変化を検出する手段を含む。また、前記システムは、前記２つの透明導電シート間のキャパシタンスの前記変化から得られる信号から前記タッチの二次元位置を判定する手段も含む。
【００１３】
本発明の上記開示では、本発明のあらゆる実施又は各図示実施形態を説明するつもりではない。下記の図面及び詳細な説明では、これらの実施形態をより詳しく例示する。
【００１４】
本発明は、添付図面に関連して本発明の種々の実施形態の次の詳細な説明を考慮して一層完全に理解することができる。
【００１５】
本発明は種々の変更形態及び代替形態に補正可能であるけれども、その具体例は図面に例をとって示されており、詳細に説明される。しかし、本発明では具体的な上記実施形態に本発明を限定すべきではないものとする。逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の精神と範囲内にあるすべての変更形態、均等物及び代替物を含むべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図示の実施形態の次の説明では、この一部を成し実例をとって示された添付図面、本発明を実施できる種々の実施形態に言及する。本発明の範囲から逸脱することなく構造上及び機能上の変更を行うことができ、他の実施形態を利用することができるものとする。
【００１７】
上述のように、及び本明細書を読むと明らかになる後述の他の理由で、使用されるタッチ手段とは無関係にタッチの位置を確実に精度よく検出する耐久性のあるタッチセンサが必要である。更に、光学特性及び耐久性が向上したタッチセンサの必要がある。更に、簡易制御回路で使用できるタッチセンサの必要がある。
【００１８】
本発明は、とりわけ、タッチセンサによって光透過率を向上させるように設計されたタッチセンサを提供する。更に、センサ操作では、導電層間で実際の接触を必要とせず、これによって、前記導電層の擦れ、粘着又ははがれ、及び他の材料との化学的相互作用に起因する機械的劣化が減少するので、前記タッチセンサの耐久性が高まる。本発明のタッチ検出装置は接地面への容量結合外部経路に左右されないので、内部低インピーダンス参照接続部を内蔵する簡易制御器を使用することができる。前記タッチセンサは、携帯型タッチスクリーンを必要とするものを含む種々のデータ処理用途で使用可能である。本発明の前記タッチセンサは、独立したタッチ機器であり、指、手袋をはめた指、指の爪又は他の不導体でタッチすることにより操作可能である。更に、前記センサでは、タッチスクリーン表面上の湿気、塵埃又は他の汚れを通り抜けてタッチ検出を確実に行える。
【００１９】
本発明の前記タッチセンサは、様々な種類のデータ処理システムと組み合わせると特に有用である。本発明の前記タッチセンサを内蔵する前記データ処理システムは、例えば透明タッチスクリーンにより機能拡張した表示装置を含むことができる。このようなシステムは、キオスク、現金自動預入払出機（ＡＴＭ）及び種々の販売時点情報管理装置で使用可能である。更に、デスクトップ型、ハンドヘルド又はラップトップ型のコンピュータシステムは、本発明のタッチセンサを内蔵することができる。前記タッチセンサを、個人用携帯情報端末機（ＰＤＡ）または携帯電話で実現することもできる。前記タッチ検出装置はマイクロプロセッサによるシステムと組み合わせて記載されているけれども、前記タッチ検出装置を、要すれば任意の論理によるシステムと組み合わせることもできる。本発明の前記システム及び方法は、接地面への容量結合接続部を使用する制御器回路、又は内部低インピーダンス参照部を使用する簡易制御器で実現可能である。
【００２０】
一実施形態において、本発明の前記タッチセンサは、タッチ領域に配設された２つの導電層を含み、前記導電層は前記２層間の間隙を規定する。タッチ入力の位置は、前記２層間のキャパシタンスの変化により判定される。本発明のタッチ検出方法は、第１の導電層を第２の導電層の方向にゆがめるステップと、前記ゆがみの位置を検出するステップとを含む。本発明のタッチセンサの基本的な操作を、図１Ａ及び図１Ｂに示す。前記タッチセンサは、間隙１１５で分離された上部導電層１１０及び下部導電層１２０を少なくとも含む。前記上部及び下部導電層１１０、１２０は、容量型タッチセンサ１００のコンデンサ板を形成する。タッチの前に、前記上部及び下部導電層１１０、１２０は通常、図１Ａに示すように、前記導電層を十分に分離するように位置決めされている。十分な力でタッチすると、一方の導電層は、他方の導電層の方へ局部的にゆがめられるが、他方の導電層と物理的に接触はしない。図１Ｂに示す例では、前記上部導電層１１０を前記下部導電層１２０の方向にゆがめる。前記上部導電層をゆがめると、前記導電層１１０、１２０の間の距離が前記タッチの位置で減少し、これによって、ゆがみ点の周りの局部的な領域で前記上部及び下部導電層１１０、１２０の間のキャパシタンスが変化する。キャパシタンスの変化は、前記タッチセンサに結合された制御器回路により検出可能であり、前記タッチの位置を判定するのに使用できる。
【００２１】
本発明のある具体的な実施形態を、図２Ａに示す。タッチセンサ２０１は、間隙２１５で分離された２つの多層構造体２４０、２４５を含む。前記上部構造体２４０は柔軟性があることが好ましく、前記下部構造層２４５は柔軟性又は剛性があってもよい。前記上部及び下部構造体２４０、２４５を、透明材料から構成することもできる。透明タッチスクリーンは、液晶表示装置（ＬＣＤ）またはブラウン管（ＣＲＴ）などの表示装置の上に配置して統合タッチスクリーン／表示装置を生成するのに適している。
【００２２】
前記上部構造体２４０は、支持層２０５とオプションの保護被膜２１２付きの第１の導電層２１０とを含む。前記上部構造体２４０の構成要素は、柔軟性材料から成ることが好ましい。
【００２３】
前記下部構造層２４５は、オプションで保護層２１８を塗布することもできる第２の導電層２２０と基板２３０とを含むことができる。前記上部及び下部構造体２４０、２４５は、間隙層２１５で分離されている。スペーサ２１６を前記間隙２１５内に設置して、前記上部及び下部構造体２４０、２４５間の所定の距離、例えば５μｍ〜５００μｍの間隔を維持することができる。前記スペーサ２１６は、例えば、適切な寸法のパターンで前記下部保護層２１８又は導電層２２０の上へ紫外線（ＵＶ）硬化性材料をスクリーン印刷することにより形成可能である。隣接するスペーサを、２０μｍ〜５ｍｍの距離だけ互いに分離することができる。
【００２４】
前記上部支持層２０５を前記上部導電層２１０のための絶縁体として使用して、前記タッチセンサ２０１に関する外部キャパシタンスの影響を減少することができる。外部キャパシタンスにより、前記タッチセンサ２０１と接地面との間の容量結合が生じ、その結果、タッチ位置信号の信号対雑音比が低下する。前記上部導電層２１０を前記上部支持層２０５で絶縁すると、外部キャパシタンスの影響が減少する。前記上部支持層の特性を選択して、前記上部支持層２０５を介した容量結合を減少することができる。容量結合は、例えば、適切な材料の特性又は厚さを有する上部支持層２０５を使用することにより減少可能である。ある実施形態では、前記上部支持層２０５の誘電体厚を、前記第１及び第２の導電層２１０、２２０間の誘電体厚よりも大きく形成することができる。誘電体厚は、厚さを測定する材料の誘電特性及び実際の厚さを考慮に入れ、厚さを測定する材料の比誘電率を掛けられた実際の厚さに比例する。前記支持層２０５の誘電体厚は、ゆがめられた前記第１の導電層２１０と前記第２の導電層２２０との間の最小誘電体厚と少なくとも同じ厚さであってもよい。この構成は、前記上部導電層２１０のゆがみにより誘導されるキャパシタンスの変化が最も優勢であるように外部キャパシタンスの影響を減少するのに使用可能である。
【００２５】
前記導電層２１０、２２０は通常、薄いシートの導電材料から構成されている。前記導電層２１０、２２０は、耐久性及び連続性を維持しながら出来るだけ薄く形成してもよい。透明タッチセンサを必要とする用途では、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又はアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）などの透明導電酸化物を使用して前記導体２１０、２２０を形成することができる。例えば、前記導電層２１０、２２０は、約１０〜５００００オーム／スクエアの抵抗率を有するＩＴＯから構成してもよい。別の例では、前記導電層２１０、２２０は、約１０〜５００００オーム／スクエアの抵抗率を有するＡＴＯから構成してもよい。導電層の厚さは、通常、０．００５μｍ〜１０μｍの範囲内にあるが、この範囲外の厚さを有することもできる。また、導電性高分子などの他の透明導電材料を、前記導電層２１０及び２２０のために使用することもできる。適当な導電性高分子には、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレン硫化物、ポリｐ−フェニレン及びポリヘテロ環ビニレンがある。典型的な導電性高分子は、ＰＥＤＯＴと一般に呼ばれる置換ポリチオフェン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）である。
【００２６】
本発明の容量型タッチセンサの構造及び操作では、従来の技術より高い耐久性が得られる。通常の操作の下では、前記導電層２１０、２２０を接触点まで曲げない。不導体で保護層を被覆することにより、又はスペーサ、充填材料又は前記導電層を離しておく他の方法を使用することにより、前記導電層間の接触を防止することができる。これにより、前記導電層の擦れ、粘着又ははがれの発生が減少する。更に、前記導電層間２１０、２２０の接触を必要としないので、オプションとして一方又は両方の導電層２１０、２２０を保護層又は多層２１２、２１８で被覆することができる。前記保護層２１２、２１８は、例えば粘着を減らす低表面エネルギー材料の硬質被膜であってもよい。前記保護層２１２、２１８は、前記導電層を他のセンサ材料から物理的に絶縁し、これによって、化学反応及びイオン拡散による前記導電層の劣化が軽減される。
【００２７】
前記上部導電層２１０を前記下部導電層２２０の方へ押すと、２つの前記導電層２１０及び２２０の間を流れる容量電流が、前記下部導電層２２０の方へ更に近づく前記上部導電層２１０のその部分で局部的に増加される。２つの前記導電層間の容量電流のこの局部的な増加のために、前記上部導電層２１０を押下する任意の物体又は針でタッチスクリーンを操作できることが分かる。この操作モードは、導電針の使用を必要とする従来の容量型タッチスクリーンと対照をなす。
【００２８】
オプションの前記保護層２１２、２１８は、前記導電層２１０、２２０のための透明反射防止被膜としての機能を果たすこともできる。例えば、前記保護層２１２、２１８は、ＳｉＯ2から形成されることができ、０．０５μｍ〜１０μｍの範囲の厚さを有することができるが、前記保護層２１２、２１８はこの範囲外の厚さを有することもできる。また、前記下部保護層２１８は、ＳｉＯ2から形成されることができ、前記保護層２１２の厚さよりも大きい厚さを有することもできる。前記導電層の保護に加えて、保護層を使用する利点は、通常高い屈折率を有する前記導電層と前記間隙との間の境界面における高反射損失を減少することができることである。
【００２９】
本発明のタッチセンサの他の実施形態を、図２Ｂ及び図２Ｃに概略的に示す。前記タッチセンサを、図２Ｂに示すように１つの保護層２１２だけで構成することもでき、又は図２Ｃに示すように保護層なしで構成することもできる。スペーサ２１６を２つの前記導電層２１０及び２２０の間に挿置することができ、スペーサは、前記層間の接触を防止する、前記層間の均一な間隙を設定する、又は所望の活性化力を与えるように設計されている。
【００３０】
オプションとして、間隙２１５に変形可能材料を充填することができる。タッチすると、前記間隙材料により、一方の導電層が他方の導電層の方へ移動できる。前記タッチを取り除くと、前記センサ層はそれらの元の位置に戻る。前記間隙材料は、液体又は変形可能弾性材料であってもよい。間隙材料を前記導電層間に配設する場合、保護層２１２と２１８及びスペーサ２１６を使用しても使用しなくてもよい。間隙充填材料を付加すると、タッチ中に加えられるエネルギーを放散し、前記センサの耐損傷性を増加することにより、表示耐久性を向上させることができる。
【００３１】
前記センサを貫通する透明度が重要である場合、前記間隙充填材料は、前記センサを貫通する総透過率を増加する適切な光学特性を有する変形可能材料であってもよい。前記間隙充填材料は、前記材料の光学的損失が大きくなるエアポケットの生成なしに変形することが好ましい。例えば、前記間隙充填材料は、ポリウレタンエポキシ樹脂、シリコーン、ゴム状材料又はゲルであってもよい。更に、前記間隙充填材料は、材料境界面における反射損失を減少するために周囲材料の屈折率と同様な屈折率を有することもできる。
【００３２】
その上、前記間隙充填材料は、圧縮された場合に誘電特性を変え、更にタッチにより誘導されるキャパシタンスの変化を増大する材料から構成することもできる。圧力のかかった状態で電気的特性を変える１種類の材料は、導電粒子を添加されている変形可能材料である。前記導電粒子は、金属、金属酸化物の粒子又は導電性高分子であってもよい。その上、前記粒子に、導電材料、例えば金属、金属酸化物又は導電性高分子を被覆してもよい。前記粒子の屈折率を選択して、前記センサを貫通する光透過率を増加することができる。例えば、母材内の前記粒子による散乱及び反射損失が、前記粒子と前記母材との間の屈折率の差を減少すると、減少される。
【００３３】
また、前記間隙充填材料は、圧力と共に電気的特性の変化を示す材料、例えば圧電材料から構成することもできる。前記間隙充填材料として感圧材料を内蔵する構成では、タッチの位置だけでなく力を示す、例えばｚ軸感度を与える信号を提供することもできる。圧電間隙充填材料を力変換器として使用することができ、前記センサの表面に力を加えると、前記間隙の両端の電圧の対応する変化が生じる。前記圧電材料の両端の電圧を測定することにより、前記タッチ力の大きさを判定することができる。適当な圧電材料には、分極したポリ弗化ビニリデン（ＰＤＶＦ）及び強誘電性液晶がある。
【００３４】
図３Ａに示す本発明の別の実施形態は、前述のように、支持層３０５、第１の導電層３１０及びオプションの保護層３１２を有する上部構造体３４０を含む。この実施形態において、下部構造体３４５は、オプションの基板３３０と、下部導電層３２０と、一体化スペーサ３１６を設けられた保護層３１８とを含む。代わりに、前記上部保護層３１２は、前記一体化スペーサ３１６を含むこともできる。前記スペーサ３１６と一体化された前記保護層３１８は、例えば、アクリル酸又はメタクリル酸組成物などの紫外線（ＵＶ）硬化性材料を用いた標準的な微細複製方法により形成可能である。前記スペーサでは、密度及び寸法を変え、前記センサの物理的剛性を変えてタッチ活性化力を制御することができる。例えば、前記スペーサは、５μｍ〜２５０μｍの直径、２μｍ〜５０μｍの高さを有し、０．５ｍｍ〜５ｍｍだけ離れて配置されることができるが、これらの範囲外の寸法を有することもできる。必要であれば硬度を増大するのに１０ｎｍ〜１０μｍの範囲の寸法を有するシリカ又は他の粒子を、前記スペーサ３１６と一体化された前記保護層３１８を形成するのに使用された材料に添加することができる。
【００３５】
オプションとして、前記上部構造体３４０を前記下部構造体３４５と接触させた場合、ニュートンリング及びまぶしさの発生を減少するのに、粗面３１７を前記スペーサ３１６及び保護層３１８に重ね合わせることができる。前記スペーサ３１６及び保護層３１８の前記粗面により、透明センサにおいて前記スペーサ３１６及び層３１８の視認性が減少し、必要であれば、より大きいスペーサをタッチ活性化力の制御に使用することができる。更に、前記上部及び下部層３４０、３４５の屈折率を調節して、前記センサを貫通する光透過率を増加することができる。前述のように、オプションとして、前記上部及び下部層３４０、３４５間の前記間隙３１５に変形可能弾性材料を充填することもできる。
【００３６】
図３Ｂに概略的に示す本発明の別の実施形態では、前記上部保護層がない。下部保護層３１８は、一体化スペーサ３１６を含む。
【００３７】
図４Ａ〜図４Ｄを参照して説明される、上部及び下部層間の距離を維持する別の手法は、適切な機械的特性を有する材料を間隙に充填して前記上部及び下部層間の分離距離を維持することである。通常、この材料は、タッチを行った状態で上部構造体が下部構造体に接近できるように圧縮性があり、また、一旦前記タッチを取り除くと上部構造体がその平衡位置に戻るように弾力性もある。ある実施形態では、前記材料を前記タッチの領域から追い出さず、その結果、導電層が互いに接触しない。また、粒子、例えばスペーサとしての役割を果たすガラス粒子を前記間隙充填材料に添加して、導電層４１０、４２０間の最小分離距離を維持することもできる。
【００３８】
図４Ａに示すタッチセンサの実施形態において、柔軟上部構造体４４０は、支持層４０５、第１の導電層４１０を含み、また保護層４１２を含むこともできる。前記上部構造体４４０を形成する前記層４０５、４１０及び４１２は通常、力を加えた状態で前記構造体４４０が曲がるのを可能にするように柔軟材料から構成されている。下部構造体４４５は、オプションの基板４３０、第２の導電層４２０を含み、また保護層４１８を含むこともできる。前記下部構造体４４５は、柔軟性又は剛性があってもよい。前記上部及び下部構造体４４０、４４５は、間隙充填材料を充填された間隙４１５により分離されている。
【００３９】
図４Ｂ及び図４Ｃは、間隙充填材料を使用して導電層を分離する本発明の他の実施形態を概略的に示す。図４Ｂに示すように、前記下部導電層４２０上に配設された１つだけの保護層４１８で、タッチセンサを構成することもできる。代わりに、前記保護層を前記上部導電層４１０の上に配設することもできる。１つ以上の保護層４１２及び４１８を使用する場合、前記保護層又は複数の保護層を当てにして前記導電層４１０及び４２０間の接触を防止することができ、その結果、前記間隙充填材料をタッチの位置から消耗することがある。
【００４０】
更に、例えば図４Ｂに概略的に示すように保護層なしで、前記タッチセンサを構成することもできる。このような場合、前記間隙充填材料は、前記導電層４１０及び４２０間の接触を防止するように設計されており、従って、タッチの位置における前記導電層４１０及び４２０の間から消耗されない。
【００４１】
別の実施形態を、図４Ｄに概略的に示す。この実施形態において、間隙４１５は、粒子４５２、例えば比較的圧縮し難いガラス粒子を埋設された層４５０を含む。前記粒子４５２は、前記層４５０の厚さと等しいサイズを有してもよく（図示）、又は前記層４５０の厚さよりも小さくてもよい。前記層４５０と前記導電層４１０及び４２０のうち一方との間に、例えばエラストマーから形成された少なくとも１つの圧縮可能層４５４がある。図示の具体的な実施形態では、前記層４５０と前記導電層４１０及び４２０の各々との間に圧縮可能層４５４がある。使用者がこのタッチスクリーンにタッチすると、前記圧縮可能層４５４又は複数の圧縮可能層は前記タッチの下で圧縮し、前記上部導電層４１０は前記下部導電層４２０に接近でき、従って、２つの前記層４１０及び４２０間のキャパシタンスが変化する。
【００４２】
本発明の典型的な実施形態に従ってタッチセンサ上の二次元タッチ位置を検出するのに使用される１つの手法は、５線式技法である。図５は、タッチセンサ上のタッチの位置を検出する５線式タッチ検出システムのブロック図を示す。前記システムは、二次元（ｘ、ｙ）タッチセンサ５１０及び制御器５２０を含む。前記タッチセンサ５１０は、個人用携帯情報端末機、携帯電話などの携帯用装置で前記センサを使用できる閉検出回路に基づいている。更に、前記センサ５１０の信号対雑音比は、他の容量型タッチセンサで通常得られる信号対雑音比よりも高い。
【００４３】
前記制御器５２０内の駆動回路５３０は、前記タッチセンサの導電層のうち一方、例えば上部層５１２上の４つの異なる位置に設置された接点５１５、５１６、５１７、５１８を介して交流電気信号を投入する。１つの構成において、前記上部層５１２の形状は長方形であり、前記接点５１５、５１６、５１７、５１８を前記上部層５１２の四隅に設置することができる。残りの導電層（この場合、下部層５１４）は、前記投入信号のための参照層及び帰路を提供する。前記タッチセンサは形状が長方形として図５に示してあるけれども、前記タッチセンサは、長方形である必要はなく、任意の形状を有してもよい。
【００４４】
前記下部層５１４を前記参照層として使用すると、好都合なことに、タッチスクリーンの下に設置されたＬＣＤまたはＣＲＴ表示装置（図示せず）などの表示装置で生じた電磁干渉（ＥＭＩ）から前記タッチセンサを遮蔽することができる。これにより、現在の容量型タッチスクリーンで通常見られる、前記表示装置と前記タッチスクリーンとの間のＥＭＩ遮蔽体としての役割を果たす追加の導電層の必要を無くすことができる。前記接点５１５、５１６、５１７、５１８に結合され、前記導電層の表面上に配設された導電部分（図示せず）のオプションのパターンを使用して、前記上部導電層の表面全体にわたって電界を線形化することができる。
【００４５】
タッチを行う前、前記駆動回路は、前記タッチセンサを介して各接点５１５、５１６、５１７、５１８で電流フローを生成する。タッチすると、前記接点５１５、５１６、５１７、５１８からの前記タッチの距離に比例して前記タッチセンサを介して各接点５１５、５１６、５１７、５１８からの電流の変化が生じる。前記駆動回路５３０は、４つの前記接点５１５、５１６、５１７、５１８の各々で電流を測定する。前記タッチセンサの４つの前記接点５１５、５１６、５１７、５１８の各々で測定された前記電流は、タッチ位置の関数として変化する。この実施形態において、タッチの位置は、前記上部層５１２の前記接点５１５、５１６、５１７、５１８で測定された前記電流を比較することにより処理装置５４０で判定される。別の実施形態において、前記電気信号を投入し、前記下部層５１４及び前記上部層５１２の４つの位置に設置された接点で測定された電流は、帰路参照層としての役割を果たす。上記例では、前記電気信号を投入し、前記タッチセンサ上の４つの位置に設置された接点で電流を測定するけれども、任意の数の接点を使用することもできる。
【００４６】
本発明の実施形態に従ってタッチセンサ上のタッチ位置を検出するのに使用される別の手法は、４線式技法である。図６は、センサ上のタッチの位置を検出する４線式システムのブロック図を示す。前記システムは、二次元（ｘ、ｙ）タッチセンサ６１０及び制御器６２０を含む。
【００４７】
この構成において、前記タッチセンサは、２組の接点を有する。垂直接点６１５、６１７は、上部導電層６１２上に設置されている。水平接点６１６、６１８は、下部導電層６１４上に設置されている。前記４線式システムは、タッチ位置のｘ及びｙ座標を別々に判定することにより動作する。
【００４８】
例えば、駆動／検出回路６３０に結合された前記タッチセンサ６１０の前記垂直接点６１５、６１７を介して前記上部導電層６１２に通電することにより、前記タッチのｘ座標を判定することができる。前記下部導電層は、前記水平接点６１６、６１８を介して前記制御器６２０に結合された参照としての役割を果たす。前記検出回路６３０は、前記垂直接点６１５、６１７の各々で容量電流フローを測定する。前記タッチセンサ６１０の前記垂直接点６１５、６１７で測定された前記容量電流は、前記タッチ位置のｘ座標の関数として変化する。前記垂直接点６１５、６１７を流れる容量電流の相対量は、タッチのｘ座標を示す。
【００４９】
前記駆動／検出回路６３０に結合された前記水平接点６１６、６１８を介して前記下部導電層６１４に通電することにより、前記タッチ位置のｙ座標を判定することができる。前記上部導電層は、前記垂直接点６１５、６１７を介して前記制御器に結合された参照としての役割を果たす。前記検出回路６３０は、前記水平接点６１６、６１８の各々で容量電流フローを測定する。前記水平接点６１６、６１８の各々で測定された前記容量電流は、前記タッチのｙ位置の関数として変化する。前記水平接点６１６、６１８を流れる容量電流の相対量は、タッチのｙ座標を示す。
【００５０】
図７は、一実施形態に従って簡易制御器で使用される本発明のタッチセンサ及び駆動／検出回路の構成を概略的に示す。この実施形態において、駆動／検出回路７０５、７０６は、電気信号を投入して電流を測定する一次元タッチセンサ７１０の対向端部に設置された２つの接点７０７、７０８に接続されている。図７に示すタッチ検出システム７００は、タッチ位置のｘ座標を検出することができる。前記検出システムは簡潔のために一次元システムとして示されているが、少なくとも１つの接点及び関連回路を追加した二次元検出に一次元検出用の原理を拡張できることが分かる。更に、図７に示す前記回路を単なる例として示していること、及び閉ループ検出回路の他の構成を使用できることが分かる。
【００５１】
前記検出システム７００の前記駆動／検出回路７０５、７０６は、電気信号を投入して生じた電流を測定する前記タッチセンサ７１０の各端部における接点７０７、７０８に接続されている。処理装置（図示せず）は、前記タッチセンサ７１０の前記接点７０７、７０８で測定された電流値の比を使用してタッチ位置を判定する。図７の構成では、接地面に対する前記タッチセンサの容量結合が減少され、前記システムは、参照接続部として既知の低インピーダンス接続部７６０のみを使用する。この構成の重要な特徴には前記検出システムの内部閉回路があり、前記検出回路が使用者により閉じられる他の容量型センサ回路と対照をなす。前記内部閉回路の結果、前記検出回路のパラメータは既知であり、時間と共に比較的安定している。一方、他の容量型検出回路では、接地面に対する結合キャパシタンスは、異なる使用時間の間で変化することがある。
【００５２】
Ｃセンサ７４０は、タッチを行うと変化する可変キャパシタンスである。タッチの前、Ｃセンサ７４０は、もしあれば、導電層間の距離、保護層及び間隙充填材料の誘電率を含むセンサパラメータに主に依存する固定値を有する。タッチを行うと、導電層間の距離が減少するにつれて、前記センサパラメータは変化し、Ｃセンサ７４０の前記値の対応する変化を生じる。Ｃセンサ７４０の変化による前記タッチセンサの前記接点７０７、７０８におけるタッチセンサ電流の比の変化を、処理装置（図示せず）により検出して、タッチ位置に変換することができる。
【００５３】
図７に示す前記低インピーダンス参照接続部７６０は、接地面に対する前記センサの外部容量結合の影響を大幅に減少する。外部容量結合の減少により、外部キャパシタンスの影響を追跡して補償する必要が減少し、簡易制御器回路を使用することができる。外部キャパシタンスは、適切な厚さ及び材料特性を有する支持層を使用して前記センサの第１の導電層を環境から絶縁することにより更に減少される。従って、Ｃ内部７３０で表される浮遊キャパシタンスは固定である。前記外部キャパシタンスと前記固定浮遊キャパシタンスの両方への依存の減少は、前記タッチ検出システム内の内部閉回路の使用からもたらされる。
【００５４】
図７に関連して示した説明では、例示を容易にするために一次元タッチセンサを用いてタッチ検出を記載している。１つ以上の電極及び関連回路の追加で、タッチ位置の二次元座標を判定することができる。二次元構成では、前述の５線式又は４線式技法を使用してタッチ位置を検出することができる。
【００５５】
図７に示す前記簡易制御器は、低インピーダンス参照接続部を使用し、これにより、前記システムに関する外部キャパシタンスの影響を減少する。前記導電層上の絶縁層及び内部低インピーダンス参照接続部の使用によって前記センサの外部容量結合を減少するので、本発明の前記タッチ検出システムを簡易制御器で実現可能である。低インピーダンス参照部を使用すると、前述の利点に加えて利点がある。第１に、前記タッチセンサは接地面による接続部に依拠しないので、前記センサは、独立したタッチ機器であり、導電又は不導電針、手袋をはめた手、又は一方の導電層を他方の導電層の方へ押す任意の手段で使用できる。第２に、前記内部閉回路のために、前記浮遊キャパシタンスが減少され固定される。第３に、前記回路が接地面接続部に依存しないので、前記タッチセンサを個人用携帯情報端末機（ＰＤＡ）及び携帯電話などの種々の携帯用途に使用できる。第４に、光学的損失をもたらす、周囲の層に比べて高い屈折率値を導電層が通常有するので重要である、二次元位置検出に２つの導電層のみを使用する。閉回路検出システムを有する２つの導電層のみを使用すると、装置の携帯性を維持しながら、低い光学的損失が維持される。
【００５６】
ここで図８に移って、一体化タッチスクリーン及び表示装置を用いたデータ処理システム８００のブロック図を本発明の実施形態に従って示す。前記システム８００では、データ処理用途に適した表示装置８０８、例えばＬＣＤ表示装置の上に配置された透明タッチスクリーン８０６を使用する。ブラウン管（ＣＲＴ）表示装置、プラズマ表示装置、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示装置などの他の表示装置を使用してもよい。前記表示装置８０８は、前記表示装置をデータ処理装置８１０に接続する表示制御器回路８０９を必要とすることがある。タッチスクリーン制御器８０７は、本発明の実施形態によるタッチスクリーン処理装置に加えて上述の駆動／検出回路を含む。
【００５７】
前記データ処理装置８１０は、コンピュータシステム用途によって種々の構成要素を含むことができる。例えば、前記データ処理装置は、マイクロプロセッサ８１２、様々な種類のメモリ回路８１４、電源装置８１８及び１つ以上の入出力インタフェース８１６を含むことができる。前記入出力インタフェース８１６により、前記データ処理システムが、キーボード８２１、ポインティング装置８２２、及びマイク及びスピーカを含むサウンド装置８２３などの任意数の周辺入出力装置に接続できる。前記データ処理システムは、大容量データ記憶装置８３０、例えばハードディスクドライブ又はＣＤ  ＲＯＭを更に含むこともでき、物理的又は無線のネットワーク接続部８４０を介して他のデータ処理システムにネットワーク接続できる。
【００５８】
本発明の原理によるタッチ検出方法及びシステムでは、幾つかの利点が得られる。例えば、前記タッチセンサは、従来の容量型タッチセンサに使用される接地面への脆弱な接続部の代わりに、低インピーダンス参照接続部に結合されている。更に、ここに記載のタッチセンサ構造では、接地面に対する外部容量結合の影響を減少して安定させる。外部容量影響の補償回路及び追跡の減少により、前記タッチセンサが簡易制御器で動作できる。最後に、本発明の前記タッチ検出方法及びシステムでは、指タッチ、手袋をはめた手、指の爪、導電又は不導電針の検出が可能となる。ここに記載の前記タッチ検出方法は、個人用携帯情報端末機（ＰＤＡ）、電子機器、携帯電話、及びハンドヘルド、ラップトップ型及びデスクトップ型のコンピュータを含むコンピュータを含む種々のデータ処理システム用によく適している。前記タッチセンサは導電層間の実際の接触を必要としないので、前記タッチセンサでは、光透過率を高め、耐久性を向上させることができる。
【００５９】
本発明は、上述の具体的な例に限定されると考えないが、むしろ、添付の特許請求の範囲に公正に記載のような本発明の全態様を含むものとする。本発明を適用できる多くの構造体だけでなく種々の変更、同等の処理は、本明細書を再検討する際に本発明を指示する当業者にとってすぐに明らかであろう。前記特許請求の範囲は、そのような変更及び装置を含むことになっている。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１Ａ】本発明の実施形態に従ってタッチセンサの導電層の断面図を概略的に示す。
【図１Ｂ】本発明の実施形態に従って上部層を下部層の方へゆがめた状態のタッチセンサの導電層の断面図を概略的に示す。
【図２Ａ】本発明の実施形態に従って２つの保護誘電層及びスペーサを有するタッチセンサの断面図を概略的に示す。
【図２Ｂ】本発明の実施形態に従って１つの保護誘電層及びスペーサを有するタッチセンサの断面図を概略的に示す。
【図２Ｃ】スペーサを有するタッチセンサの断面図を概略的に示す。
【図３Ａ】本発明の実施形態に従って一体化スペーサ及びニュートンリング防止構造を有する下部保護層、上部保護層を有するタッチセンサの断面図を概略的に示す。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に従って一体化スペーサ及びニュートンリング防止構造を有する下部保護層を有するタッチセンサの断面図を概略的に示す。
【図４Ａ】本発明の実施形態に従って上部及び下部保護層を有するタッチセンサの断面図を概略的に示す。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に従って１つの保護層を有するタッチセンサの断面図を概略的に示す。
【図４Ｃ】本発明の実施形態に従ってタッチセンサの断面図を概略的に示す。
【図４Ｄ】本発明の実施形態に従ってタッチセンサの断面図を概略的に示す。
【図５】本発明の実施形態に従ってタッチセンサ及び５線式制御器を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に従ってタッチセンサ及び４線式制御器を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に従って簡易制御器で使用されるタッチセンサを概略的に示す。
【図８】本発明の実施形態に従ってタッチ検出インタフェースを用いたデータ処理システムのブロック図である。
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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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【国際調査報告】
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