(57)【要約】前表面と、裏表面と、複数の辺と内部体積とを有するタッチパネル。タッチパネルの第一の辺に近接してエネルギー源が位置され、該エネルギー源はエネルギーを放出するよう構成されている。放出されたエネルギーはタッチパネルの内部体積中を伝搬する。内部体積から逃げるエネルギーの少なくとも一部分を拡散反射するためにタッチパネルの前表面に近接して拡散反射器が位置されている。タッチパネルの第一の辺に近接して少なくとも一つの検出器が位置されており、タッチパネルの前表面を横切る方向に拡散反射されたエネルギーの強度レベルを検出するよう構成されている。好ましくは、タッチパネルの第一の辺に近接して二つの検出器が互いに離間されている。簡単な三角法を使ってタッチの位置を計算できるようにするためである。
2007536617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前表面、裏表面、複数の辺および内部体積を有するタッチパネルと、
タッチパネルの第一の辺に近接して位置され、タッチパネルの内部体積内を伝搬するエネルギーを放出するよう構成されたエネルギー源と、
タッチパネルの内部体積から逃げるエネルギーの少なくとも一部分を前表面を横切る方向に拡散反射するためにタッチパネルの前表面に近接して位置された拡散反射器と、
タッチパネルの第一の辺に近接して位置され、タッチパネルの前表面を横切る方向に拡散反射されたエネルギーの強度レベルを検出するよう構成されている少なくとも一つの検出器、
とを有することを特徴とするタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項２】
タッチパネルが表示画面の前に位置されており、表示画面上のオブジェクトがタッチパネルを通して見えるようになっていることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項３】
前記エネルギーが、不可視の光エネルギー、可視光エネルギー、マイクロ波エネルギーおよび音響エネルギーよりなる群から選択されることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項４】
前記エネルギー源がタッチパネルの前記第一の辺に近接して離間して位置された複数のエネルギー放出器を有することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項５】
前記エネルギー放出器がタッチパネルの前記第一の辺内に少なくとも部分的埋め込まれていることを特徴とする、請求項４記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項６】
前記拡散反射器が半透明または透明のベゼルの縁に適用される反射コンポーネントを有することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項７】
前記エネルギー源によって放出されたエネルギーをタッチパネルの内部体積中に案内するよう位置され、構成されている反射器をさらに有することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項８】
エネルギーをタッチパネルの内部体積中からタッチパネルの前表面のほうに外向きに案内するよう構成され、位置されている反射器をさらに有することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項９】
タッチパネルの前表面を横切る方向に反射されたエネルギーを前記検出器のほうに案内するよう位置され、構成された反射器をさらに有することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの検出器が、タッチパネルの前記第一の辺に近接して互いに離間された第一の検出器および第二の検出器を有することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項１１】
前記第一の検出器および第二の検出器が、タッチパネルの前表面を横切る方向に拡散反射されたエネルギーの強度レベルの変動を検出するに十分な感度の光撮像デバイスであることを特徴とする請求項９記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項１２】
タッチパネルの内部体積中を伝搬するエネルギーの方向を制御するための、タッチパネルの少なくとも一つの辺に適用された反射コンポーネントをさらに有することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項１３】
タッチパネルの前表面の上または近くのタッチが、前記前表面を横切る方向に拡散反射されたエネルギーの強度レベルに変動を生じることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項１４】
タッチパネルが、ガラス、プラスチックおよび熱可塑性樹脂よりなる群から選択される透明材料を有することを特徴とする請求項１記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項１５】
少なくとも前表面、裏表面、複数の辺および内部体積を有するタッチパネルと、
タッチパネルの第一の辺に近接して位置され、タッチパネルの内部体積内を伝搬するエネルギーを放出するよう構成されたエネルギー源と、
内部体積内から逃げるエネルギーの少なくとも一部分を前表面を横切る方向に拡散反射するためにタッチパネルの第二の辺に近接して位置された拡散反射器と、
タッチパネルの第一の辺に近接して位置され、タッチパネルの前表面を横切る方向に反射されたエネルギーを検出するよう構成されている第一の検出器と、
タッチパネルの第一の辺に近接して前記第一の検出器とは離間して位置され、タッチパネルの前表面を横切る方向に反射されたエネルギーを検出するよう構成されている第二の検出器、
とを有することを特徴とするタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項１６】
タッチパネルが表示画面の前に位置されており、表示画面上のオブジェクトがタッチパネルを通して見えるようになっていることを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項１７】
前記エネルギーが、不可視の光エネルギー、可視光エネルギー、マイクロ波エネルギーおよび音響エネルギーよりなる群から選択されることを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項１８】
前記エネルギー源がタッチパネルの前記第一の辺に近接して離間して位置された複数のエネルギー放出器を有することを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項１９】
前記エネルギー放出器が赤外発光ダイオードを有することを特徴とする、請求項１８記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項２０】
前記エネルギー源によって放出されたエネルギーをタッチパネルの内部体積中に案内するよう位置され、構成されている反射器をさらに有することを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項２１】
エネルギーをタッチパネルの内部体積中からタッチパネルの前表面のほうに外向きに案内するよう構成され、位置されている反射器をさらに有することを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項２２】
タッチパネルの前表面を横切る方向に反射されたエネルギーを前記第一の検出器のほうに案内するよう位置され、構成された第一の反射器と、
タッチパネルの前表面を横切る方向に反射されたエネルギーを前記第二の検出器のほうに案内するよう位置され、構成された第二の反射器、
とをさらに有することを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項２３】
前記第一の検出器および第二の検出器が、タッチパネルの前表面を横切る方向に拡散反射されたエネルギーの強度レベルの変動を検出するに十分な感度の光撮像デバイスであることを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項２４】
タッチパネルの内部体積中を伝搬するエネルギーの方向を制御するための、タッチパネルの少なくとも一つの辺に適用された反射コンポーネントをさらに有することを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項２５】
タッチパネルの前表面の上または近くのタッチが、前記前表面を横切る方向に拡散反射されたエネルギーの強度レベルに変動を生じることを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項２６】
タッチパネルが、ガラス、プラスチックおよび熱可塑性樹脂よりなる群から選択される透明材料を有することを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【請求項２７】
前記拡散反射器が半透明または透明なベゼルの縁に適用される反射コンポーネントを有していることを特徴とする請求項１５記載のタッチパネル・ディスプレイ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概略的には、当該システムの表面または表面近くを触れることにより表示された情報と対話することをユーザーに許容するタッチパネル・ディスプレイ・システムに関する。より詳細には、本発明は、タッチパネルの単一辺上に位置するエネルギー源および検出器を含んでおり、タッチパネルの表面がエネルギー源によって照明され、タッチパネルの表面または表面近くを触れることによるその照明の中断が検出器によって検出されるタッチパネル・ディスプレイ・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル・ディスプレイ・システム（タッチスクリーン・システムなどとしても一般に知られている）は、ユーザーに、タッチパネル（タッチスクリーンとも一般に称される）の領域またはその近くに触れることによりコンピュータ・システムへのコマンドを入力し、それによりコンピュータ・システムの動作を制御することを許容できる。タッチパネル・ディスプレイ・システムは、人がコンピュータ・システムによって実行されるさまざまな機能と容易に対話し、これを制御できるようにする直感的な方法を提供できる。たとえば、タッチパネル・ディスプレイ・システムは、キーボードを表すアイコン要素を表示することにより、ユーザーに、コンピュータ・システムにテキストを入力することを許容できる。そのようなキーボードまたはその他の情報の対話的なグラフィック表現により、キーボードまたはマウスといったある種の他の入力装置を使ってコンピュータ・システムを構成する必要をなくすことができる。
【０００３】
タッチパネルはさまざまな型および大きさで生産されることができ、キオスク、パーソナル・コンピュータ・システム、携帯型消費者電子装置（たとえば、携帯電話、携帯情報端末、ハンドヘルド・コンピュータ、ビデオゲーム機など）、家庭電気製品、乗り物情報システム（たとえばGPS位置特定）ならびに工業装置およびツールといった広範なシステムの一部として使用できる。企業は、タッチパネル・ディスプレイ・システムを使って、潜在顧客に対して情報を表示したり、顧客から所望の情報に関するフィードバックまたはコマンドを受け取ったりすることができる。タッチパネル・ディスプレイ・システムを使えば、銀行利用や商品もしくはサービスの販売といった業務および／または消費者トランザクションを容易にすることもできる。タッチパネル・ディスプレイ・システムに対する初期の従来技術のアプローチは、典型的には、容量、抵抗または音響波といった原理に基づいて動作していた。タッチパネル・ディスプレイ・システムに対するより最近の従来技術のアプローチは、放出されたエネルギー（たとえば赤外線エネルギー）の検出および画像処理に基づいて動作する。これはしばしば前記の初期の従来技術のアプローチよりも正確で、信頼できることがある。
【０００４】
タッチパネル・ディスプレイ・システムに対する一つの最近のアプローチは、固定放出器や振動もしくは回転反射器のような、振動または回転する放出システムからタッチパネル・ディスプレイ表面を横切る方向に放出された光の検出に関わる。ある類似のアプローチは、振動または回転する検出器組立体によるタッチパネル・ディスプレイ表面を横切る方向に放出された光の検出に関わる。これらのアプローチのいずれでも、ユーザーのタッチは、タッチパネル表面を横切る方向に放出される光の中断に基づいて検出される。しかし、これらのアプローチは機械的故障を受けやすい可動コンポーネントに依拠しており、ユーザーのタッチの検出精度を下げることがあり、生産コストおよび時間の上昇につながる。
【０００５】
タッチパネル・ディスプレイ・システムに対するもう一つの最近のアプローチは、タッチパネルの背後に位置するビデオカメラを使ってタッチパネル内で内部反射された光を検出することに関わる。ユーザーが指またはゴム様オブジェクトをタッチパネル表面に直接置くことからくるタッチは、タッチパネル中の光の内部反射を中断し、タッチパネル上に明るいまたは暗い像を現れさせ、それがビデオカメラによって検出される。ユーザーによるタッチパネルのタッチは、指によるまたは十分な密度のないオブジェクトによるあまりしっかりしていない接触によってなされた場合には、典型的にはこのアプローチによっては検出されない。さらに、このアプローチはビデオ撮像を含むが、これは通常、タッチパネル上でのタッチの位置を検出するために高価な撮像コンポーネントおよび複雑な処理演算を必要とする。さらに、ビデオカメラをタッチパネルの背後に置く必要性のため、ディスプレイ・システムが大きくなり、その用途が限られてしまう。
【０００６】
タッチパネル・ディスプレイ・システムに対するさらにもう一つのアプローチは、ビデオカメラを使って、タッチパネル表面または表面近くをタッチするユーザーのリアルタイム画像を取得することに関わる。次いでそのような画像が処理されて、ユーザーのタッチのタッチパネルに対する位置を決定するのである。このアプローチに基づくタッチパネル・ディスプレイ・システムも通常、タッチ位置を検出するためには高価なビデオ画像処理コンポーネントおよび複雑な処理演算を必要とする。さらに、これらのビデオベースのシステムの精度は周囲の光レベル（たとえば環境光レベル）の変動に敏感となりうるので、タッチを検出するのに必要とされる処理がさらに複雑化しうる。さらに、このアプローチは典型的には、正確なタッチ検出を提供するためにはタッチパネル・ディスプレイ・システムの複数の側に位置するビデオカメラを必要とするので、これも通常、製造コストを押し上げる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、当技術分野においては、タッチパネルの表面または表面近くにおけるユーザーのタッチを正確に検出できながらも、既存のアプローチに比べて高価でなく時間もかからないタッチパネル・ディスプレイ・システムに対する必要性は残っている。当技術分野においてはまた、タッチ位置を検出するためにそれほど高価でないコンポーネントおよびそれほど複雑でない処理演算を用いて実装できるタッチパネル・ディスプレイ・システムに対する必要性もある。さらに、当技術分野においては、エネルギー放出および／または検出コンポーネントをタッチパネルの複数の側に位置させる必要なしにタッチを検出できる、したがってシステムの大きさを低減するタッチパネル・ディスプレイ・システムに対する必要性もある。さらに、当技術分野においては、周囲の光レベルの変動に対する敏感さを低下させた、したがってタッチを検出するための処理演算をさらに単純化するタッチパネル・ディスプレイ・システムに対する必要性もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここに記載される例示的な実施形態によれば、本発明は、タッチパネルの単一辺から与えられる照明および検出機能をもったタッチパネル・ディスプレイ・システムを提供する。このタッチパネル・ディスプレイ・システムは、ユーザーによるタッチパネルまたはその近くのタッチ（たとえば指、スタイラスまたはその他のオブジェクトによる）を正確に検出できるが、既存の設計に比べて生産するのがそれほど高価でなく、それほど時間もかからない。このタッチパネル・ディスプレイ・システムはまた、それほど高価でないコンポーネントを用いて実装でき、タッチ位置を決定するために簡単な処理演算を使うことができる。さらに、このタッチパネル・ディスプレイ・システムは周辺の光レベルの変動およびその他の環境条件にことさら敏感ではなく、このことによってもタッチを検出するための処理演算を簡略化できる。
【０００９】
本発明のある諸側面によれば、タッチパネル・ディスプレイ・システムは、表示画面の正面に置かれたタッチパネルを含んでおり、表示画面上のオブジェクトが該タッチパネルを通して見えるようになっている。あるいはまた、タッチスクリーンは表示画面を兼ねてもよい。タッチパネルは前表面、裏表面、複数の辺および内部体積を有する。タッチパネルはガラス、プラスチックおよび／または熱可塑性樹脂といったいかなる好適な透明材料から構築されてもよい。
【００１０】
タッチパネル・ディスプレイ・システムはまた、タッチパネルのある第一の辺の近くに位置し、タッチパネルの内部体積内を伝搬するエネルギーを放出するよう構成されたエネルギー源をも含んでいる。一つまたは複数の反射器が設置され、該エネルギー源によって放出されたエネルギーをタッチパネルの内部体積内に案内するよう構成されていてもよい。エネルギー源によって放出されるエネルギーは不可視の光エネルギー、可視光エネルギー、マイクロ波エネルギー、音響エネルギーなどでありうる。エネルギー源は、タッチパネルの前記第一の辺の近くに離間した間隔で設置された、発光ダイオードなどのような複数のエネルギー放出器を含んでいてもよい。任意的に、タッチパネルの内部体積内を伝搬するエネルギーの方向を制御するために、タッチパネルの少なくとも一つの辺に、反射コンポーネントが適用されてもよい。
【００１１】
タッチパネルの内部体積を通って伝搬するエネルギーの少なくとも一部分は、必然的に、タッチパネルの前表面に向かって逃げることになる。一つまたは複数の反射器が、エネルギーをタッチパネルの内部体積内からタッチパネルの前表面に向かって外向きに案内するよう構成され、設置されていてもよい。タッチパネルの内部体積から逃げるエネルギーの少なくとも一部分を前表面を横切る方向に拡散反射するために、タッチパネルの前表面の近くに拡散反射器が配置されている。タッチパネルの前表面または前表面の近くをタッチすると、前表面を横切る方向に拡散反射されるエネルギーの強度レベルの変動が生じる。
【００１２】
タッチパネルの前記第一の辺の近くには少なくとも一つの検出器が位置しており、タッチパネルの前表面を横切る方向に拡散反射されるエネルギーの強度レベルを検出するよう構成されている。好ましくは、タッチパネルの前記第一の辺の近くに互いに離間して二つの検出器が含められる。二つ以上の検出器を使うことで、タッチ位置を簡単な三角法計算を通じて決定することが許容される。検出器はたとえば、タッチパネルの前表面を横切る方向に拡散反射されたエネルギーの強度レベルの変動を検出するのに十分な感度の光学式撮像デバイスでありうる。一つまたは複数の反射器が配置され、タッチパネルの前表面を横切る方向に反射されたエネルギーを検出器のほうに案内するよう構成されていてもよい。
【００１３】
これらのことを含む本発明のさまざまな側面について、付属の図面および請求項との関連で以下の詳細な記載においてさらに述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の例示的な実施形態について、これから図面を参照しつつ述べる。図面において、いくつかの図面を通じて同様の参照符号は同様の要素を表す。図１は、本発明の例示的な実施形態に基づくタッチパネル・ディスプレイ・システム１００の例示的な斜視図である。ここでの用法では、「タッチパネル・ディスプレイ・システム」は、タッチパネル１１０およびタッチ検出機能を提供するハードウェアおよび／またはソフトウェア・コンポーネントを指すことが意図されている。タッチパネル・ディスプレイ・システム１００は一般にタッチスクリーン・システムとも称される。
【００１５】
例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システム１００は、例示的な表示装置（すなわちビデオモニタ）１９０に隣接（adjacent）して示されている。表示装置１９０は、タッチパネル１１０またはその近くのタッチを検出するためのソフトウェアを実行しうるパソコン（図示せず）とのインターフェースをもっていてもよい。表示装置１９０に隣接するタッチパネル・ディスプレイ・システム１００の図１の図示は、タッチパネル・ディスプレイ・システム１００の例示的な応用を表している。たとえば、タッチパネル・ディスプレイ・システム１００は表示装置１９０の正面に配置および／または固定され、ユーザーがタッチパネル１１０を通して表示装置１９０の視覚出力（たとえば１９６、１９７、１９８）を見て、対話できるようになっていてもよい。
【００１６】
このように、タッチパネル・ディスプレイ・システム１００は、既存の表示装置１９０のためのオーバーレイまたは事後設置としての適用を有しうる。しかし、例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システム１００の他の適用も本発明によって考えられていることは理解しておくべきである。たとえば、タッチパネル・ディスプレイ・システム１００は表示装置１９０の統合されたコンポーネントとして適用されてもよいし、それに関し、表示装置１９０のための表示スクリーンとして機能してもよい。例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システム１００はあらゆるサイズおよび寸法の表示画面１９０と一緒に使用されうる。それには、これに限られないが、携帯電話、携帯情報端末（PDA）、ポケットベルなどといった小型ハンドヘルド機器の表示画面が含まれる。
【００１７】
タッチパネル１１０は「タッチスクリーン」または「タッチディスプレイ」とも称されうる。タッチパネル１１０の少なくとも一部分は典型的には透明および／または半透明で、画像（たとえば１９６、１９７、１９８）またはその他のオブジェクトはタッチパネル１１０を通して見ることができ、光および／またはその他の形のエネルギーはタッチパネル１１０内で、あるいはこれを通過して透過できる（たとえば反射または屈折により）。たとえば、タッチパネル１１０はプラスチックもしくは熱可塑性材料（たとえばアクリル樹脂、プレキシガラス、ポリカーボネート樹脂など）および／またはガラス型の材料で構築されうる。ある種の実施形態では、タッチパネルはポリカーボネート樹脂またはアクリル材料に接着されたガラス材料でありうる。タッチパネル１１０はその他の材料から構築されてもよく、それは当業者には明らかであろう。タッチパネル１１０は耐久（たとえばひっかきおよび／または破砕耐性のある）コーティングをもつよう構成されていてもよい。
【００１８】
タッチパネル１１０は前表面１１１および裏表面１０９を有している。このそれぞれはタッチパネル１１０の高さおよび幅によって定義される。前表面１１１はここでは「タッチ表面」とも称されうる。タッチパネル１１０はまた奥行きをも有しており、これがタッチパネル１１０の上辺１１２、底辺１１５、右側の辺１１６、左側の辺１１７および内部体積を定義する。タッチパネル１１０の内部体積は、単数または複数の材料の均質な体積、さまざまな密度の単数または複数の材料、あるいは空隙（可能性としては液体、ガスプラズマなどで満たされる）を有していてもよい。例示的なタッチパネル１１０は長方形状をもつとして記載されているが、他のさまざまな構成も可能であり、当業者には明らかであろうことを注意しておく。タッチパネル１１０はフレーム、すなわちタッチパネル１１０の周を囲むケーシングまたはハウジングを含んでいてもよいし、いなくてもよい。図１に示した例示的な実施形態では、タッチパネル１１０はフレームを含んでいない。
【００１９】
タッチパネル・ディスプレイ・システム１００はエネルギーを、たとえばパルス、波、ビームなどの形（ここでは簡単のため概括的に「エネルギービーム」と称する）で放出するよう構成されたエネルギー源１２０を含んでいる。エネルギー源１２０は典型的にはタッチパネル１１０の単一辺内に、あるいはそれに隣接（adjacent）（たとえば近接（in  proximity））して位置される。たとえば、図１に図示したように、エネルギー源１２０はタッチパネル１１０の底辺１１５内またはそれに沿って位置されうる。しかし、エネルギー源１２０（ここで論じる検出器１３０、１３１のような他のコンポーネントも同様に）は、本発明の他の実施形態によれば、タッチパネル１１０の他の任意の単一の辺（たとえば上辺１１２、右辺１１６または左辺１１７）内にまたはそれに沿って位置されてもよい。
【００２０】
エネルギー源１２０はさまざまな種類のエネルギーのうちの一つまたは複数を放出しうる。たとえば、エネルギー源１２０は赤外線（IR）を放出してもよい。あるいはまた、エネルギー源１２０は可視および／または不可視の光エネルギー（たとえば、一つまたは複数の周波数またはスペクトルにおいて）、マイクロ波エネルギー、音響エネルギーまたは当業者には明らかであろうその他の種類のエネルギーを放出してもよい。エネルギー源１２０は一つまたは複数の別個の放出源（放出器、発生器など）を含んでいてもよい。たとえば、エネルギー源１２０は一つまたは複数の赤外線発光ダイオード（LED）を含んでいてもよい。もう一つの例として、エネルギー源１２０は一つまたは複数のマイクロ波エネルギー送信機または一つまたは複数の音波発生器を含んでいてもよい。
【００２１】
図１にさらに示されるように、エネルギー源１２０はタッチパネル１１０の内部体積にエネルギービーム１４０を放出するよう配置され、構成される。放出されたエネルギービーム１４０をタッチパネル１１０の内部体積に案内するために、必要に応じて、あるいは必要なら、反射器またはプリズムを使ってもよい。当技術分野において知られているように、エネルギービーム１４０は、タッチパネル１１０の内部体積中に臨界角より大きな入射角で放出される場合、タッチパネル１１０の内部体積内で全反射されることになる。当業者は、エネルギービーム１４０は直接、タッチパネル１１０の内部体積を通って伝搬する、および／または内部体積内で屈折されてもよいことは認識するであろう。したがって、ここでいうエネルギービーム１４０の「内部反射」は便宜上使っているもので、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。
【００２２】
反射コンポーネント１１３は、エネルギービーム１４０の内部反射を支援するまたは向上させ、それによりエネルギービーム１４０の方向を制御するよう、タッチパネル１１０の一つまたは複数の辺（１１２、１１５、１１６、１１７）に加えられうる。前記一つまたは複数の反射コンポーネント１１３は、タッチパネル１１０の統合的な一部であってもよい。たとえば、反射コンポーネント１１３は、タッチパネル１１０の辺（１１２、１１５、１１６、１１７）の密度、偏光、半透明性または他の何らかの属性を変えることによって作られてもよい。あるいはまた、反射コンポーネント１１３は、反射テープ、ペイント、金属、プラスチックなどのような、タッチパネル１１０の辺（１１２、１１５、１１６、１１７）に取り付けまたは装着された別個の部材であってもよい。
【００２３】
反射コンポーネント１１３の構成および材質の選択は、タッチパネル・ディスプレイ・システム１００において用いられるエネルギービーム１４０の種類に依存しうる。たとえば、タッチパネル・ディスプレイ・システム１００において使用されるエネルギービーム１４０が可視または不可視の光エネルギー（たとえば赤外線エネルギー）である場合、反射コンポーネント１１３はそのようなエネルギーを反射できる金属性または鏡面様のコーティングを有しうる。他の種類のエネルギーを反射するためには他の種類の材料が使用されうるが、これは当業者には明らかであろう。反射コンポーネント１１３の使用はある種の実施形態においては完全に任意的であることは理解しておくべきである。
【００２４】
タッチパネル１１０の内部体積内で内部反射されたエネルギービーム１４０の一部分は最終的にはタッチパネル１１０の前表面１１１、裏表面１０９および任意の辺１１２、１１５、１１６、１１７で反射コンポーネント１１３によって覆われていないものを介して逃げる。エネルギービーム１４０は屈折（たとえば入射角が臨界角より小さいとき）および光学的結合の結果としてタッチパネル１１０から外に反射されうる。エネルギービーム１４０は、反射コンポーネント１１３における変動によってもタッチパネル１１０の内部から導き出されうる。前表面１１１および／または任意の辺を介して逃げるエネルギービーム１４０（図１ではエネルギービーム１５０として示されている）は、一つまたは複数の拡散反射器１１４によってタッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向に反射されうる。拡散反射器は、タッチパネル１１０の一つまたは複数の辺１１２、１１５、１１６、１１７の上に、あるいはこれに隣接（たとえば近接）して位置されうる。たとえば、図１に示した長方形のタッチパネル１１０の場合、拡散反射器１１４は、タッチパネル１１０の上辺１１２、右辺１１６および左辺１１７から、前表面１１１の前方に向けて前方に伸びている。
【００２５】
拡散反射器１１４はタッチパネル１１０の統合的な一部であってもよいし、タッチパネル１１０の前表面１１１の周および／または辺１１２、１１６、１１７のうちの一つまたは複数に装着または接続される（たとえば接着またはその他の仕方で取り付けられる）別個の部材であってもよい。のちにさらに論じるように、拡散反射器１１４は典型的には、エネルギービーム１５０をしてさまざまな方向に、たとえばタッチパネル１１０の前表面１１１に沿って反射するようにする反射性を有している。拡散反射器１１４の反射性は、たとえば、該拡散反射器１１４の一つまたは複数の表面を白色のペイントまたは所望の反射属性を与えることのできるその他の物質で覆うか、および／またはコーティングすることによって得ることができる。さらに、拡散反射器１１４の一つまたは複数の表面は、該拡散反射器１１４の所望の反射性を提供するために種々のテクスチャー、形状などを有しうる（たとえば、なめらか、粗い、一様、非一様など）。
【００２６】
いくつかの実施形態では、拡散反射器１１４は、それを構成する材質の結果としてその反射属性を有しうる。さらに、拡散反射器は単一のおよび／または連続的なコンポーネントとして形成されてもよいし、あるいはいくつかの独立なコンポーネントとして形成されてもよい。拡散反射器１１４のその他の構成も可能であり、本発明の範囲内であると見なされる。拡散反射器１１４は、反射の方向を制御するよう、その辺に沿って角度をもっていたり、あるいは形を付けられていたりしてもよい。それによりエネルギービーム１５０のうちのより多くがタッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向に向けられることを保証するのである。
【００２７】
ある好ましい実施形態では、拡散反射器１１４は半透明または透明なベゼルから構築される。ベゼル１１４はタッチパネル１１０と同じまたは同様の材料から構築されてもよい。ベゼル１１４の縁は上記した反射コンポーネント１１３によって覆われる、またはコーティングされる。上述したように、反射コンポーネント１１３は単に白色ペイントの被膜であってもよい。反射コンポーネント１１３が所望の拡散反射属性をベゼル１１４に与える。この好ましい実施形態は、したがって、簡素にしてコスト効率のよい構成を特徴とする。
【００２８】
ここでのいくつかの図面中におけるエネルギービーム１４０、１５０の光線または矢印のような表現は、波面またはパルス面の例示的な透過または伝搬経路を表現することを意図されたものであることは認識しておくべきである。ほとんどの種類のエネルギーは典型的には何らかの形の振動する（たとえば正弦波の）波または周期パルスとして伝搬するのである。さらに、エネルギービーム１４０、１５０の図示された表現は、透過、反射、屈折などの詳細に関して限定することは意図されていないことも理解しておくべきである。
【００２９】
タッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向に反射されたエネルギービーム１５０は検出器１３０、１３１によって検出される。これらの検出器１３０、１３１は、エネルギービーム１５０の変動（変化など）を監視および／または検出するよう構成されうる。たとえば、タッチパネルの前表面１１１の上または近くでのタッチ１７０（たとえば、指、スタイラスまたはその他のオブジェクトによる）は、反射されたエネルギービーム１５０のあるレベルの中断を引き起こし、検出器１３０、１３１によって検出されたときにタッチ位置１７０が影またはシルエットとして見えるようにしうる。いくつかの実施形態では、エネルギービーム強度の変動の検出を向上させるために、検出器１３０、１３１および／またはソフトウェアによってフィルタ処理を用いてもよい。しかし、エネルギービーム１５０と周辺ノイズとの間の強度のコントラストでフィルタ処理の必要をなくすに十分かもしれない。
【００３０】
検出器１３０、１３１は、前表面１１１を横切る方向に反射されたエネルギービーム１５０を監視および／または検出できるよう、タッチパネル１１０の内部またはそれに隣接（たとえば近接）して位置される。検出器１３０、１３１がエネルギービーム１５０を検出できるようにするため、検出器１３０、１３１の位置に依存して、必要に応じて、あるいは必要であれば、反射器および／またはプリズムを使ってもよい。図１に示された例では、検出器１３０、１３１はタッチパネル１１０の底辺１１５の内部にまたはそれに沿って、それぞれの角に一つずつ位置される。好ましい諸実施形態では、少なくとも二つの離間した検出器が含められる。タッチの位置が三角法を使って決定できるようにするためである。これについて以下に述べる。
【００３１】
検出器１３０、１３１はタッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向に反射されたエネルギービーム１５０の変動を検出（たとえば撮像、監視など）できるいかなるデバイスでもよい。たとえば、好適な検出器１３０、１３１は面スキャンまたは線スキャンの（たとえばデジタルの）カメラのようなさまざまな種類のカメラの一つでありうる。そのような面スキャンまたは線スキャンのカメラは、当技術分野において知られている相補型金属酸化物半導体（CMOS）または電荷結合素子（CCD）技術に基づいたものでよい。さらに、検出器１３０、１３１は詳細なカラー画像を取得する必要はないので、単色（たとえば白黒）のカメラが十分でありうる。
【００３２】
カメラは、光検出器（たとえばフォトダイオードまたはフォトトランジスタ）のような、タッチパネル・ディスプレイ・システム１００内で使用できる他の種類の検出装置よりも一般に高価であるが、タッチ検出のより高い精度を許容する。当技術分野において知られているように、面スキャンまたは線スキャンのカメラ（特に単色機能のもの）は典型的には詳細な画像を取得するよう構成された、および／またはカラー検出機能を有するカメラほどは高価ではない。よって、比較的コスト効率のよい面スキャンまたは線スキャンのカメラでタッチパネル・ディスプレイ・システム１００に非常に正確なタッチ検出機能を与えることができる。しかし、本発明の他の諸実施形態によれば、検出器１３０、１３１の機能を与えるために他の装置を使ってもよいことは理解しておくべきである。
【００３３】
したがって、本発明のタッチパネル・ディスプレイ・システム１００は、タッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向に反射されたエネルギービームの検出された変動に基づいてタッチ１７０（たとえば指、スタイラスまたはその他のオブジェクトによる）を検出するよう構成される。エネルギー源１２０はエネルギービーム１４０を放出し、それがタッチパネル１１０の内部体積内に向けられ、内部体積内で内部反射される。反射コンポーネント１１３を使って、エネルギービーム１４０がタッチパネル１１０の内部体積を通って導かれる間の意図しない損失を最小にすることができる。前表面１１１のほうに逃げるエネルギービーム１４０は、一つまたは複数の拡散反射器１１４によって前表面１１１を横切る方向に反射される。
【００３４】
反射されたエネルギービーム１５０は、前表面１１１を横切る方向に拡散し、検出器１３０、１３１によって監視される。検出器１３０、１３１は、エネルギービーム１５０の強度の変動（たとえば低下、欠落など）を検出するよう構成されうる。当業者には認識されるであろうように、検出器による十分な検出を許容するために要求されるエネルギー源１２０の出力容量は、さまざまな因子に基づきうる。たとえば、タッチパネル１１０の大きさ、タッチパネル・ディスプレイ・システム１００内での、および周辺媒体（たとえば空気）に起因する期待される損失（たとえば、距離の二乗分の一の損失）、検出器１１０の速度もしくは露出時間、環境光の特性などである。以後の図面との関連で論じるように、検出器１３０、１３１はエネルギービーム１５０（またはその変動）に関するデータをコンピューティング装置（図示せず）に送信し、該コンピューティング装置が前記データを処理してタッチパネル１１０に対するタッチ１７０の位置を計算するためのソフトウェアを実行する。
【００３５】
図２は、本発明のあるほかの実施形態に基づく例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システム２００の部分斜視図である。図２における同様の参照符号によって示されるように、図示したタッチパネル・ディスプレイ・システム２００は、先述した図１のタッチパネル・ディスプレイ・システム１００と同じまたは実質的に同様なコンポーネントの多くを含んでいる。それに関していうと、タッチパネル・ディスプレイ・システム２００は、タッチパネル１１０の同じ辺（たとえば底辺１１５）に沿って位置されたエネルギー源１２０およびエネルギー検出器１３０、１３１（図示せず）を含んでいる。先述したように、タッチパネル１１０は前表面１１１、裏表面１０９、上辺１１２、底辺１１５、右辺１１６、左辺１１７を含む。タッチパネル１１０は内部体積をも含む。任意的に、エネルギービーム１４０のタッチパネル１１０の内部体積内での内部反射を容易にするために、タッチパネル１１０の一つまたは複数の辺１１２、１１５、１１６、１１７は反射コンポーネント１１３（図示せず）によって覆われてもよい。タッチパネル１１０は、タッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向にエネルギービーム１５０を反射するために一つまたは複数の拡散反射器１１４を含む。
【００３６】
先述した図１のタッチパネル・ディスプレイ・システム１００の変形として、図２のタッチパネル・ディスプレイ・システム２００に含まれるエネルギー源１２０および検出器１３０、１３１はタッチパネル１１０の裏表面１０９に隣接して、またはその後方に位置される。たとえば、エネルギー源１２０および検出器１３０、１３１は後支持部材２０８内に取り付けられうる。後支持部材２０８はタッチパネル１１０の統合的な部分として形成されてもよいし、あるいはタッチパネル１１０とは別個に構築されてそれに取り付けまたは装着されてもよい。たとえば、支持部材２０８は回路基板であってもよいし、またはエネルギー源１２０および検出器１３０、１３１をタッチパネル・ディスプレイ・システム２００の動作のために適切な位置に支持できるその他の取り付け表面であってもよい。エネルギー源１２０および検出器１３０、１３１を支持部材２０８の上または内部に位置させることは、たとえば、これらのコンポーネントへの追加的な保護を提供し、またタッチパネル・ディスプレイ・システム２００のためのコンパクトにして効率的な形状を容易にしうる。
【００３７】
図２の例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システム２００は、タッチパネル１１０の内部にまたはそれに隣接して位置される一つまたは複数の反射器２１７、２１８、２１９を含む。たとえば、タッチパネル・ディスプレイ・システム２００は、エネルギー源１２０からのエネルギービーム１４０をタッチパネル１１０内に案内するための、タッチパネル１１０の底辺１１５の内部にまたはそれに隣接して位置された第一の反射器２１７を含む。第一の反射器２１７は、エネルギービーム１４０の少なくとも一部分がタッチパネル１１０の内部体積内で内部反射されるようにするよう形を付けられるか、および／または位置されるかすることができる。同様に、タッチパネル１１０の上辺１１２の内部にまたはそれに隣接して第二の反射器２１８が位置されうる。この第二の反射器２１８は、エネルギービーム１４０の少なくとも一部分がタッチパネル１１０の内部体積の外側を向き前表面１１１および拡散反射器１１４のほうに向けられるよう、形を付けられるか、および／または位置されるかすることができる。
【００３８】
第三の反射器２１９および対応する第四の反射器（図示せず）もタッチパネル１１０の底辺の内部にまたはそれに隣接して位置されることができる。第三の反射器２１９および第四の反射器は、タッチパネル１１０の前表面１１１からのエネルギービーム１５０を検出器１３０、１３１のほうに案内するよう形を付けられるか、および／または位置されることができる。ある種の実施形態では、第三の反射器２１９および第四の反射器はタッチパネルの底辺１１５に沿って、またはその内部に、それぞれの角に一つずつ位置される。第三の反射器２１９および第四の反射器についてのその他の構成および位置も可能である。さらに、第三の反射器２１９および第四の反射器の機能は、第三の反射器２１９のみを使って実行されてもよいし、あるいは複数の反射器を使って実行されてもよい。
【００３９】
上記の反射器２１７、２１８、２１９は、いかなる素材から構築されても、エネルギービーム１４０、１５１を反射できるいかなる構成において構築されてもよい。たとえば、エネルギー源１２０が可視または不可視の光エネルギーを放出する場合、反射器２１７、２１８、２１９のうちの一つまたは複数は鏡のような構成の金属材料から構築されうる。もう一つの例としては、反射器２１７、２１８、２１９のうちの一つまたは複数は、可視または不可視の光エネルギーを反射するために、プリズム的または部分プリズム的構成のアクリルおよび／またはガラス型の材料（たとえばタッチパネル１１０と同じ材料）から構築されうる。反射器２１７、２１８、２１９はまた、それを使用して反射すべきエネルギーの種別に応じて、その他の材料からその他の構成で構築されてもよい（たとえば鏡プリズム、音響反射器またはマイクロ波反射器など）。
【００４０】
反射器２１７、２１８、２１９の一つまたは複数の使用は、ある種の実施形態では任意的でありうる。たとえば、タッチパネル・ディスプレイ・システム２００は、エネルギー源からの、そして検出器１３０へのエネルギービーム１４０、１５０を案内するために、反射器２１７、２１９をタッチパネル１１０の底辺１１５に沿って含むのみでもよい。エネルギービーム１４０をタッチパネル１１０の内部体積から外向けに前表面１１１に向けることは、先に論じた反射コンポーネント１１３によって、ならびに／またはタッチパネル１１０の辺１１２、１１５、１１６、１１７、前表面１１１および／もしくは裏表面１０９の幾何学構成によって容易にされうる。反射器２１７、２１８、２１９に関するタッチパネル・ディスプレイ・システム２００の例示的な動作のより詳細な議論を以下に呈示する。
【００４１】
図３Ａは、図１に示した例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システム１００の側断面図である。図示したように、エネルギー源１２０および検出器１３０、１３１（図示せず）はすべて、タッチパネル１１０の底辺１１５に沿って、またはその内部に位置されうる。図示した実施形態では、エネルギー源１２０はタッチパネル１１０の奥行きに対して検出器１３０、１３１の背後に位置される。エネルギー源１２０は、タッチパネル１１０の底辺１１５の内部に位置され、タッチパネル１１０の内部体積中にエネルギービーム１４０を放出および反射するよう構成されているものとして示されている。検出器１３０、１３１は、タッチパネル１１０の前表面１１１の前方に位置され、前表面１１１を横切る方向に反射されたエネルギービーム１５０の視線上にさらされるよう構成されているものとして示されている。たとえば、検出器１３０、１３１は前支持部材３０２の上またはその内部に取り付けられうる。前支持部材はタッチパネル１１０に取り付けられてもよいし、あるいはその統合的な部分として形成されてもよい。
【００４２】
先に論じたように、タッチパネル１１０の内部体積は、エネルギー源１２０から放出されたエネルギービーム１４０のためのガイド（たとえば導波路またはパルス案内）としてはたらくことができる。タッチパネル１１０の内部体積を通じて伝搬するエネルギービーム１４０の少なくとも一部分は、内部体積を逃げるおよび／または内部体積から外に向かわされ、タッチパネル１１０の前表面１１１に向かう。エネルギービーム１４０は、結合、反射、屈折などの光学原理に基づいてタッチパネル１１０の内部体積にはいるか出るかしうる。先述したように、エネルギービーム１４０の所望の伝搬を容易にするために、タッチパネル１１０の一つまたは複数の辺１１２、１１５、１１６、１１７に反射コンポーネント１１３（上辺１１２のもののみ示す）が加えられてもよい。反射コンポーネント１１３は、拡散反射属性を与えるためにタッチパネルの前表面１１１から前方に向かって伸びるベゼル１１４の縁に適用されてもよい。
【００４３】
図示した実施形態におけるエネルギー源１２０の選ばれた位置のため、エネルギー源１２０からのエネルギービーム１４０をタッチパネル１１０の内部体積に案内するための追加的な反射器（たとえば図２の反射器２１７）は必要とされない。同様に、少なくとも上辺１１２上の反射コンポーネント１１３と拡散反射器１１４（たとえば、反射コンポーネント１１３で覆われるかコーティングされるかしている透明または半透明なベゼル）との組み合わせは、エネルギービーム１４０を内部体積から外側に向かって前表面１１１のほうに案内するための追加的な反射器（たとえば図２の反射器２１８）の必要をなくす。タッチパネル１１０の内部体積から前表面１１１のほうに逃げるエネルギービームは、一つまたは複数の拡散反射器１１４によって前表面を横切る方向に拡散反射される。タッチパネル１１０の前表面１１１の上またはその近くのタッチ１７０はそのようなエネルギービーム１５０の強度の変動につながる。強度の変動は検出器１３０、１３１によって検出される。  図示した実施形態における検出器１３０、１３１の選ばれた位置のため、タッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向に反射されたエネルギービーム１５０を検出器１３０、１３１のほうに案内するための追加的な反射器（たとえば図２の反射器２１９）は必要とされない。
【００４４】
図３Ｂは、図２に示した例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システム２００の側断面図である。エネルギー源１２０および検出器１３０、１３１（図示せず）はやはりすべて、タッチパネル１１０の底辺１１５に沿って位置されている。図示した実施形態では、エネルギー源１２０および検出器１３０、１３１はタッチパネル１１０の裏表面１０９の後方に位置される。たとえば、エネルギー源１２０および検出器１３０、１３１は後支持部材２０８の上またはその内部に取り付けられうる。後支持部材はタッチパネル１１０に取り付けられるのでもよいし、あるいはその統合的な部分として形成されてもよい。
【００４５】
エネルギー源１２０によって放出されたエネルギービーム１４０をタッチパネル１１０の内部体積中に案内するために第一の反射器が使われる。同様に、タッチパネル１１０の内部体積からのエネルギービーム１４０を前表面１１１に向かって外向きに案内するために第二の反射器２１８が使用されうる。第三の反射器２１９および対応する第四の反射器（図示せず）がタッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向に反射されたエネルギービームを検出器１３０、１３１のほうに案内する。第三の反射器２１９および第四の反射器は、たとえば、前支持部材２０８の上またはその内部に取り付けられうる。したがって、一つまたは複数の反射器２１７、２１８、２１９の使用は、エネルギー源１２０および検出器１３０、１３１の両方について位置の選択の柔軟性を与える。エネルギー源１２０および検出器１３０、１３１は図示した実施形態では裏表面１０９の後方に位置されるものとして示されているが、代替的に、前表面１１１の前方に同様に位置されるのでもよい。
【００４６】
図４は、本発明のある諸実施形態に基づく、例示的なコンピューティング装置４０１とのインターフェースをもつ、例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システム４００（たとえば図１のタッチパネル・ディスプレイ・システム１００または図２のタッチパネル・ディスプレイ・システム２００）を示すブロック図である。コンピューティング装置４０１のタッチパネル・ディスプレイ・システム４００との機能的な結合は、有線接続によってでもよいし、無線接続によってでもよい。例示的なコンピューティング装置４０１は、パソコン、ラップトップパソコン、ハンドヘルド・コンピュータ、携帯情報端末（PDA）、デジタルおよび／または携帯電話、ポケットベル、ビデオゲーム機などといったいかなる種類のプロセッサ駆動の装置４０１であってもよい。これらのものを含むさまざまなプロセッサ駆動の装置は当業者には明らかであろう。本論で使うところでは、「プロセッサ」の語は、マイクロプロセッサまたは他のいかなる型の同様のデバイスをも含む任意の型のプログラム可能論理デバイスをも指しうる。
【００４７】
コンピューティング装置４０１はたとえば、プロセッサ４０２、システムメモリ４０４およびさまざまなシステムインターフェースコンポーネント４０６を含みうる。プロセッサ４０２、システムメモリ４０４およびシステムインターフェースコンポーネント４０６は、システムバス４０８を介して機能的に接続されうる。システムインターフェースコンポーネント４０６は、プロセッサ４０２が周辺装置と通信することを可能にしうる。たとえば、記憶装置インターフェース４１０がプロセッサ４０２とディスクドライブのような記憶装置４１１（たとえばリムーバブルおよび／または非リムーバブル）との間のインターフェースを提供しうる。ネットワークインターフェース４１２も、コンピューティング装置４０１がネットワークに接続できるよう、プロセッサ４０２とネットワーク通信装置（図示せず）との間のインターフェースとして設けられうる。
【００４８】
表示画面インターフェース４１４はプロセッサ４０２と表示装置１９０（図１参照）との間のインターフェースを提供しうる。タッチパネル・ディスプレイ・システム４００のタッチパネル１１０は、表示装置１９０の正面に位置され、あるいはその他の仕方で取り付けられるか装着されるかしうる。あるいはまた、タッチパネル・ディスプレイ・システム４００は表示装置１９０の統合的な部分であってもよい。ここで、タッチパネル１１０は表示装置１９０の表示画面１９２としても機能する。一つまたは複数の入出力（「I/O」）ポートインターフェース４１６が、プロセッサ４０２とさまざまな入力および／または出力装置との間のインターフェースとして設けられうる。たとえば、検出器１３０、１３１またはタッチパネル・ディスプレイ・システム４００のその他の好適なコンポーネントが入力ポートを介してコンピューティング装置４０１に接続されることができ、入力ポートインターフェース４１６を介してプロセッサ４０２に入力信号を提供しうる。同様に、タッチパネル・ディスプレイ・システム４００のエネルギー源１２０は、出力ポートによってコンピューティング装置４０１に接続されることができ、出力ポートインターフェース４１６を介してプロセッサ４０２から出力信号を受け取りうる。
【００４９】
システムメモリ４０４および／または記憶装置４１１（たとえばハードディスクドライブ）に付随する他の任意のコンピュータ可読媒体にはいくつかのプログラムモジュールが保存されていることができる。プログラムモジュールはオペレーティングシステム４１７を含みうる。プログラムモジュールは、画像（たとえば図１の１９６、１９７、１９８）またはその他の情報を表示画面１９２上に表示するためのコンピュータ実行可能命令を有する情報表示プログラムモジュール４１９をも含みうる。本発明の例示的な実施形態のその他の側面は、タッチパネル・ディスプレイ・システム４００のエネルギー源１２０および／もしくは検出器１３０、１３１を制御するため、ならびに／または検出器１３０、１３１から受け取った信号に基づいてタッチパネル１１０に関するタッチの位置を計算するためのタッチパネル制御プログラムモジュール４２１において具現されうる。オペレーティングシステム４１７によって制御されうるプロセッサ４０２は、さまざまなプログラムモジュールのコンピュータ実行可能命令を実行するよう構成されうる。さらに、情報表示プログラムモジュール４１９によって表示される画像またはその他の情報は、一つまたは複数の情報データファイル４２３に保存されうる。これはコンピューティング装置４０１に付随するいかなるコンピュータ可読媒体に保存されてもよい。
【００５０】
上で論じたように、ユーザーがタッチパネル１１０の上または近くをタッチすると、タッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向に反射されたエネルギービーム１５０の強度の変動が生じる。検出器１３０、１３１は、タッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向に反射されたエネルギービーム１５０の強度を検出するよう構成されており、そのような強度の変動を検出するに十分な感度をもつ。検出器１３０、１３１および／またはタッチパネル・ディスプレイ・システム４００のその他のコンポーネントによって生成される情報信号は、タッチパネル１１０に対して（よって表示画面１９２に対して）タッチ１７０の位置を決定するためにコンピューティング装置４０１によって使用されうる。コンピューティング装置４０１はまた、タッチパネル１１０の上または近くのタッチ１７０への適切な反応を決定することもできる。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態によれば、タッチ１７０がないときにもタッチパネル１１０の前表面１１１を横切る方向に反射されるエネルギービーム１５０の典型的な強度レベルを監視するために、コンピューティング装置４０１はタッチパネル・ディスプレイ・システム１００からのデータを周期的に処理しうる。これにより、システムが環境光レベルおよびその他の環境条件の変化を知り、それによりその効果を軽減することを許容する。コンピューティング装置４０１は任意的に、必要に応じて、エネルギー源１２０によって放出されるエネルギービーム１４０の強度を増加または減少させてもよい。その後、反射されたエネルギービーム１５０の強度の変動が検出器１３０、１３１によって検出されたら、コンピューティング装置４０１はこの情報を処理して、タッチパネル１１０の上または近くでタッチ１７０が生じたと判定できる。
【００５２】
タッチパネル１１０に対するタッチの位置は、たとえば検出器１３０、１３１から受け取った情報を処理して一つまたは複数の三角法計算を実行することによって判定されうる。例として、コンピューティング装置４０１は各検出器１３０、１３１からの情報を受け取ることができ、該情報は、各検出器１３０、１３１に対する減少したエネルギービーム強度の領域の位置を同定するために使うことができる。各検出器に対する減少したエネルギービーム強度の領域の位置は、タッチパネル１１０の一つまたは複数のピクセルまたは仮想ピクセルとの関係で決定されうる。次いでその各検出器に対する減少したエネルギービーム強度の領域の位置を、検出器１３０、１３１の間の幾何学関係に基づいて三角法計算することにより、タッチパネル１１０に対するタッチの実際の位置を判定しうる。タッチ位置１７０を判定するための計算は、該当する際には、不一致（たとえば、レンズのゆがみ、環境条件、タッチパネル１１０上の損傷または障害物など）の補償のためのアルゴリズムを含みうる。
【００５３】
情報表示プログラムモジュール４１９およびタッチパネル制御プログラムモジュール４２１についての以上の記述が例示的なものであることは当業者には認識されるはずである。本発明の例示的な実施形態のある機能はいかなる種類のいかなる数のプログラムモジュールによって提供されてもよいし、いかなるプログラミング言語で作成されてもよいし、プログラムモジュールはコンピューティング装置４０１にローカルに保存されても、そうでなくてもよい。たとえば、コンピューティング装置４０１は別のネットワーク装置上に保存されているプログラムモジュール（たとえば４１９および４２１）を実行し、および／またはリモートに位置するタッチパネル・ディスプレイ・システム４００を制御するよう構成されうるネットワークサーバー、クライアントまたは機器であってよい。したがって、タッチパネル・ディスプレイ・システム４００の例示的な実施形態は、タッチパネル画面１１０の上または近くのタッチ１７０の位置をたとえば検出器１３０、１３１からのデータに基づいて判定できるいかなるコンピューティング装置４０１のためにも、直感的な制御インターフェースを提供しうる。
【００５４】
以上のことに基づき、本発明が改良されたタッチパネル・ディスプレイ・システムを提供することが見て取れる。本発明の他の多くの修正、特徴および実施例は当業者には明らかとなろう。したがって、本発明の多くの側面は、あくまでも例として上で述べたのであって、特に明記されていない限り本発明の必要または本質的な要素として意図されているのではない。したがって、以上のことは本発明のある実施形態に関係するのみであり、それに対して付属の請求項において定義される本発明の精神および範囲から外れることなく数多くの変更をなし得ることを理解しておくべきである。本発明が図示された実施形態に制限されるのではなく、付属の請求項の範囲内でさまざまな修正がなしうることも理解しておくものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の例示的な実施形態に基づくタッチパネル・ディスプレイ・システムの例示的な斜視図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態に基づくタッチパネル・ディスプレイ・システムの例示的な部分斜視図である。
【図３Ａ】図１に示した例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システムの側断面図である。
【図３Ｂ】図２に示した例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システムの側断面図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態に基づく、例示的なコンピューティング装置とのインターフェースをもつ例示的なタッチパネル・ディスプレイ・システムを示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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