(57)【要約】本発明は、タッチスクリーン（３１０）を有するディスプレイ装置に関する。タッチスクリーンは、第１のライトガイド（３０２）、第２のライトガイド（３０７）、及び干渉及び反射を除去するためにライトガイド間にある媒体（３０９）を有する。光源（３０８）は第１のライトガイド内に光（３１０）を放射するよう配置される。この光は通常は、全反射によって第１のライトガイド内に閉じ込められる。第２のライトガイド（３０７）は、第１のライトガイドの外側に配置される。ディスプレイ装置のユーザがタッチスクリーンと物理接触を確立すると、光は第１のライトガイドから抽出され光検出手段（３０３）に向けて導かれる。光検出手段は、光検出事象を、ユーザインタラクションが発生したタッチスクリーン上の入力位置に関連付けるよう構成される。
2007506175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイの画面上の入力位置を検出するよう構成される該ディスプレイを有するディスプレイ装置であって、
前記画面は、
第１のライトガイド及び該第１のライトガイド内に光を放射するよう構成される光源と、
第２のライトガイドと、
前記第１のライトガイドと前記第２のライトガイドとの間の媒体と、
を有し、
前記第１のライトガイドは、前記光源から放射される光が、全反射によって前記第１のライトガイド内に閉じ込められ、且つ、ユーザが前記入力位置において前記画面と物理的にインタラクトするときに、前記第１のライトガイドから抽出されるよう前記第１のライトガイドの外界と光学的に適合され、
前記第２のライトガイドは、前記画面との前記ユーザインタラクションが、前記第１のライトガイドと前記第２のライトガイドとの間の接触を確立するよう構成され、
前記媒体は、前記第１のライトガイド及び前記第２のライトガイドの各屈折率より低い屈折率を有する、ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記第１のライトガイドから抽出された光の少なくとも一部は、前記第１のライトガイドと前記第２のライトガイドとの間に接触が確立するとき、前記第２のライトガイド内に入り、
前記抽出された光は、全反射によって前記第２のライトガイド内に閉じ込められる請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記ディスプレイ装置は更に、前記第１のライトガイドから抽出された光を検出し、前記入力位置に前記光の検出を関連付ける検出手段を有する請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記光検出手段は、前記第２のライトガイドと本質的に同じ平面上で前記第２のライトガイドに隣接して配置される請求項２及び３記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記ユーザは、弾性材料から形成される前記第２のライトガイドに物理的にインタラクトする請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
前記ディスプレイ装置は更に、前記第１のライトガイドにおける光強度における低下を減少し、前記入力位置に前記光強度における低下を関連付ける検出手段を有する請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
前記第２のライトガイドの前記第１のライトガイドに面する表面は、前記第１のライトガイドと前記第２のライトガイドとの間の接触が確立されるときに、前記第１のライトガイドへの接着を阻止するよう構成される請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
前記媒体は、１．３０−１．４８の範囲における屈折率を有する液体であり、
前記液体は、前記第１のライトガイドと前記第２のライトガイドとの間に配置される拡大可能な容器内に入れられる請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項９】
前記液体は、フッ素系シリコン流体、又は、アルコール／水混合液を有する請求項８記載のディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記第１のライトガイド及び前記第２のライトガイドは、１．４９−１．５８の範囲における屈折率を有する材料から構成される請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記材料は、ポリメタクリル酸メチルを有する請求項１０記載のディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記第１のライトガイド内に光を放射するよう構成される前記光源は、可視スペクトル以外の波長を有する光を放射する請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記光源からの光は、赤外線又は近紫外線である請求項１２記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチスクリーン機能を有するディスプレイを有するディスプレイ装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
様々なディスプレイ技術において、タッチ入力スクリーンは周知である。これらのスクリーンは一般的に、例えば、ＰＥＴフォイル、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、又はポリカーボネートから形成される（一次元座標検出のための）一対の平行に位置合わせされた透明膜を使用する。各膜は、薄い透明且つ導電性インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）フィルムを有する。２つの膜は通常、約５００−１０００μｍの空隙によって互いから離される。膜に取り付けられたＩＴＯフィルムは、互いに面する。即ち、膜は、ＩＴＯフィルムが２つの膜の間に配置されるよう位置合わせされる。
【０００３】
一般的に、抵抗器に基づいたタッチスクリーンが、所与のディスプレイパネルへの追加モジュールとして付けられる。２つの高抵抗ＩＴＯフィルムのうちの１つのフィルムの２つの対向する縁のそれぞれに沿って、非常に低い抵抗を有する電極が付けられる。電圧が低抵抗電極の両端間に印加されると、ＩＴＯフィルム全体に（電極に平行して）等電位線が発生する。等電位線の電位は、例えば、ＩＴＯフィルムの１つの端における０Ｖから、もう１つの端における１０Ｖの範囲に及ぶ。ディスプレイパネルの外界に面する膜が、指、ペン、又は一部の他の適切なポインタ対象によって触られると、この膜、並びに関連付けられるＩＴＯ抵抗器は、この膜がディスプレイパネルに面する膜に触るまで変形され、それにより２つのＩＴＯフィルムは互いに接触するようにされる。その結果、接触位置における等電位線の電位は、ディスプレイパネルに面する膜に移動する。電気的な観点から、この膜は浮動しており、そのような浮動体の電位がゼロ電流フローにおいて測定されるとき、測定された電圧から接触位置が計算されうる。
【０００４】
２次元座標検出のためには、追加の一対の平行に位置合わせされる透明電極がもう１つの膜に取り付けられ、この追加対は、追加対の等電位線が既存の電極対の等電位線に対し垂直となるよう配置される電極を有する。従ってＸ座標及びＹ座標が測定可能である。
【０００５】
このタイプのタッチスクリーンは幾つかの欠点を有し、そのうち費用は主なものである。例えば、ＰＤＡサイズのタッチスクリーンは、＄１０−＄２０の範囲の費用がかかり、一方で１５インチのタッチスクリーンは、＄２００以上する。エンドユーザにとって重要な要素は、輝度、光度、コントラスト、応答時間等のパラメータを含む結果として得られるフロント・オブ・スクリーン（ＦｏＳ）性能である。タッチスクリーンが具備されたＬＣＤのＦｏＳ性能は、タッチスクリーンを有さない同一のＬＣＤのＦｏＳ性能より相当に劣る。タッチスクリーンＬＣＤの劣化したＦｏＳ性能は、例えば、以下のことを要因とする。
・膜内の抵抗器による光散乱が、画像をぼやけさせ、コントラストを低減する。
・膜内に抵抗器があることによるスクリーンの変色。
・膜及びＩＴＯフィルムにおける光の吸収が、経験される光度を低減する。
・ディスプレイに面する膜面とディスプレイ自体との間の空気の相互作用部が、不所望の反射、干渉パターン、及び低減された視覚をもたらす。
【０００６】
反射を低減するために反射防止コーティングを使用することが可能である。しかし、このコーティングは、膜と空気の相互作用部に適用されなければならず、一方で、ＩＴＯフィルムは、膜のもう１つの側面に堆積されなければならず、これは、高価な両面堆積処理及び取り扱い手順をもたらす。更に、反射防止コーティングは、光散乱やＩＴＯフィルムによる変色を抑制せず、また、これらのコーティングは透過損失を増加しうる。反射を低減するために、屈折率が適合する流体を膜間に空気の代わりの媒体として使用することが可能である。しかし、これもＩＴＯフィルム間の劣化したオーム接触をもたらす。
【０００７】
特許文献１は、層状のライトガイドを有するタッチ反応装置を開示する。ライトガイド内において、ＣＲＴのスクリーンといった光源からの光は、指によってライトガイドに圧力を加えることによって全反射によって捕捉されることが可能である。ライトガイドの縁には、ライトガイド内での光の捕捉に反応する光検出器が取り付けられる。
【０００８】
光検出器出力とＣＲＴラスタ位置とを比較することによってライトガイド上の正確なタッチ位置を決定することが可能である。
【０００９】
特許文献１の問題は、ライトガイドの空気相互作用部が光学干渉及び反射を引き起こす点である。別の問題は、指紋、埃、傷等といった任意のライトガイド表面汚染によって、ライトガイド内に光が捕捉され、光検出器がこの捕捉された光に反応してしまうという結果になりうる点である。従って、汚染が検出されてしまう場合がある。この汚染は、いわゆる「ゴーストタッチ」、即ち、偶然の接触入力をもたらしてしまう。
【特許文献１】英国特許出願番号第２０７４４２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、最良のフロント・オブ・スクリーン性能を有し、且つ、ゴーストタッチ入力を回避するタッチスクリーンディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１に記載のディスプレイ装置によって達成される。好適な実施例は、従属項に記載する。
【００１２】
本発明の１つの面では、ディスプレイ装置は、タッチスクリーン機能を有するディスプレイを有する。即ち、ディスプレイ装置は、ディスプレイの画面上の入力位置を検出するよう構成される。このために、スクリーンは、第１のライトガイドと、第１のライトガイド内に光を放射する光源を有する。第１のライトガイドは、光源の光が、全反射によって第１のライトガイド内に通常時に閉じ込められるよう第１のライトガイドの外界と光学的に適合される。このコンテキストにおける「通常時」とは、スクリーンとのユーザインタラクションがない状況を意味すると理解すべきである。
【００１３】
ユーザが、指、ペン、又は一部の他のポインタ対象によって、入力位置においてタッチスクリーンと物理的にインタラクトすると、第１のライトガイドにおける光の全反射状態は乱され、従って、光は、第１のライトガイドから抽出される。
【００１４】
スクリーンは更に、タッチスクリーンとのユーザのインタラクションが、第１のライトガイドと第２のライトガイドとの間に接触を確立するよう構成される第２のライトガイドを有する。更に、スクリーンは、第１のライトガイドと第２のライトガイドを離す媒体を有する。この媒体は、第１のライトガイド及び第２のライトガイドのそれぞれの屈折率より低い屈折率を有する。
【００１５】
入力位置の検出は、２つの方法のうちの１つによって行われる。例えば、光検出器又は光センサの形である光検出手段が設けられ、これは、第１のライトガイドから抽出された光か、又は、第１のライトガイドにおける光強度における減少を検出する。光検出手段は更に、光検出事象を、ユーザインタラクションが行われたタッチスクリーン上の入力位置に関連付けるよう構成される。
【００１６】
本発明は、ＬＣＤ、ＣＲＴといった多くのタイプのディスプレイ、例えば、ＯＬＥＤ、ＰＬＥＤ等の様々なタイプのＬＥＤ技術に信頼のあるタッチ入力の検出を提供できるので有利である。本発明を適用可能な装置には、移動電話機スクリーン、様々なタイプのモニタリング装置、テレビ受像機、プロジェクションスクリーン等が含まれる。
【００１７】
タッチ入力の検出は、ディスプレイ装置のユーザが、スクリーンの前に配置される第２のライトガイドと物理的な接触を確立するとき可能である。これは、ゴーストタッチ入力が回避されるという事実をもたらす。指紋、汚れ、埃、又はタッチスクリーン、即ち、第２のライトガイド上の他の望ましくない物質は、第１のライトガイドからの光の望ましくないアウトカプリングをもたらさない。
【００１８】
更に、第１のライトガイドと第２のライトガイドを離す媒体によって、望ましく内反射及び干渉パターンの影響も軽減される。これは、ライトガイド−媒体相互作用部は、従来技術において使用されるライトガイド−空気相互作用部と比較して低いフレネル反射率を有することによる。
【００１９】
従来技術において、光線が、特に浅い角度でディスプレイ上に入射すると、表面−空気相互作用部上の反射は、次第に増加し、９０°に近い入射角については略１００％に到達してしまう。複数の表面−空気相互作用部が経験される場合、全反射は、相対的に小さい入射角においても発生する。更に、表面−空気相互作用部が、相対的に大きい距離（〜２００μｍより大きい）によって互いから離される場合、ディスプレイ上に影が発生する。
【００２０】
２つのライトガイド間の媒体によって、表面反射の負の影響は低減され、視角が非常に増加されたディスプレイが得られる。
【００２１】
本発明の１つの好適な実施例では、ライトガイドが、ユーザインタラクションによって互いに（光学）接触する場合、第１のライトガイドから抽出された光は第２のライトガイド内に入る。その場合、光検出手段は、第２のライトガイドと本質的に同じ平面内で第２のライトガイドに隣接して配置される好適である。例えば、光検出器は、第２のライトガイドの縁に沿って位置付けられる。
【００２２】
第２のライトガイドは弾性材料から形成されることが好適である。この場合、タッチスクリーンとのユーザインタラクションは、第２のライトガイドを、第１のライトガイドと接触するよう曲げる。
【００２３】
第２のライトガイドの第１のライトガイドに面する表面は、その表面が特定の粗さを有する構成されることが好適である。これは、表面の粗さが、第２のライトガイドが第１のライトガイドに接着することを阻止するので有利である。
【００２４】
本発明のもう１つの実施例では、媒体は、１．３０−１．４８の範囲における屈折率を有する液体である。液体は、第１のライトガイドと第２のライトガイドとの間に配置される拡大可能な容器内に入れられる。この実施例は、拡大可能な容器内に入れられた液体は、ユーザが第２のライトガイドを曲げたときに容器内で簡単に動かされることが可能であるので有利である。
【００２５】
好適な液体には、フッ素系シリコン流体、又は、アルコール／水混合液を含む。これは、これらのタイプの液体は、温度に対して反応しないので有利である。更に、これらのタイプの液体は、透過性で、無色で、化学的に不活性で、非散乱性で、低屈折率を有する。
【００２６】
本発明の更なる実施例では、第１のライトガイド及び第２のライトガイドは、１．４９−１．５８の範囲における屈折率を有する材料から構成され、好適には、ＰＭＭＡから構成される。このようなライトガイドは、射出成形処理を使用することによって容易に製造可能である。
【００２７】
本発明の更なる実施例では、第１のライトガイド内に光を放射するよう構成される光源は、非可視光を放射する。これは、光源の光線は、人間の目には見えないので、ディスプレイのビューイング特性の劣化を引き起こさないという利点を有する。
【００２８】
本発明の更なる特徴及び利点は、請求項及び以下の説明を読むことにより明らかとなろう。当業者は、本発明の様々な特徴は、以下に記載する実施例以外の実施例を作成するよう組み合わせることが可能であることを認識するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。同様の参照番号は、全図面において対応する素子を示す。
【００３０】
図１は、キーボード１０１及びＬＣＤフラットディスプレイ１０２が配置されたラップトップの形のディスプレイ装置１００を示す。このディスプレイ装置に本発明を有利に適用することが可能である。本発明のタッチスクリーン機能を有するディスプレイ装置は、２つのライトガイドと、２つのライトガイドを離す媒体と、光検出手段を有し、以下に説明するように幾つか異なる方法でディスプレイ装置内に配置されることが可能である。例えば、ライトガイドは、追加モジュールとしてディスプレイの外側に配置されることが可能である。光検出手段は、ディスプレイ装置が、例えば、テレビ受像機、プロジェクションスクリーン、又はＣＲＴから構成される場合にディスプレイの縁１０３、１０４のうちの２つに配置されることが可能である。光検出手段は更に、ディスプレイ装置がアクティブマトリクス基板を有する場合、ディスプレイ装置の基板内に配置されることも可能であり、従って、光検出手段は、ディスプレイ装置の内側に置かれることになる。
【００３１】
図２の上部は、ディスプレイ装置のディスプレイ２０１の正面図を示し、そのディスプレイ上に、２つのライトガイド、即ち、内側ライトガイド２０２と外側ライトガイド２０７が、例えば、接着剤によって配置される。図２の下部は、ディスプレイ２０１の側面図を示す。外側ライトガイド２０７の縁のうちの２つに、例えば、光検出器の形の光検出手段２０３が配置される。この光検出器配置は、ディスプレイ装置がアクティブマトリクス基板を有さないとき、例えば、ディスプレイ装置が、テレビ受像機、ＣＲＴ、又はプロジェクションスクリーンを有するとき使用されることが好適である。光検出手段は、ＣＰＵ２０４又は処理機能を有する一部の他の適切な手段に接続される。有利に、ＣＰＵは、タッチスクリーン機能が適用される装置内に既存の処理手段を含むことが可能である。しかし、２つのライトガイド及び光検出手段は、独自のＣＰＵを有するスタンドアロンシステムであることが可能であり、このスタンドアロンシステムが、タッチスクリーン機能が設けられた装置に接続され、また、その装置と協働するようにされる。ペン２０５の形のポインティング装置がユーザによって用いられ、ディスプレイとの接点２０６を確立することが可能である。内側ライトガイド２０２は、内側ライトガイド内に光を放射するよう構成される光源２０８を有する。
【００３２】
内側ライトガイド２０２と、膨張可能な容器の中に入れられる液体２０９との光学的な適合は、光源２０８の光２１０が全反射によって内側ライトガイド内に閉じ込められるよう適応される。液体２０９は、フッ素系シリコン流体、又は、１．３０−１．４８の範囲における屈折率を有するアルコール／水混合液を有する。ライトガイド２０２、２０７は、ＰＭＭＡ、又は、〜１．５０の屈折率を有するガラス系材料から形成される。実際には、透過性で、無色で、化学的に不活性で、非散乱性の任意の液体が、その屈折率がライトガイド材料の屈折率より小さいが依然として良好な光学的な適合を与えるのに十分に近ければ使用可能である。
【００３３】
図３は、ディスプレイ装置のディスプレイ３０１の側面図を示す。例えば、ペン３０５による外側ライトガイド３０７との物理的な接触は、外側ライトガイドを内側ライトガイド３０２と接触するよう曲げる。これは、内側ライトガイドにおける全反射を乱し、また、内側ライトガイドと外側ライトガイドの接点相互作用部において、光源３０８からの光３１０は抽出され、光検出手段３０３に向けて導かれる。従って、ライトガイドを介する光源からの光検出手段３０３に当たる光３１０の入射点を決定することによってディスプレイ上の接触点を決定することが可能である。接触点において、光は複数の方向に散乱する。図３は、一般的に多数の方向において発生するこの散乱を単純化して示す。尚、図３では、Ｘ座標の検出を示すことに留意されたい。Ｙ座標の検出は、Ｘ座標を検出する検出器に垂直に配置される光検出手段によって行われる（図２参照）。
【００３４】
図３に示す配置を用いることによって、タッチ入力の検出は、ディスプレイ装置のユーザがディスプレイの前に配置される外側ライトガイドとの接触を確立したときにのみ可能であり、これは、ゴーストタッチ入力を回避するという事実をもたらす。指紋、汚れ、埃、又は、ディスプレイの外面、即ち外側ライトガイド上の他の望ましくない物質は、内側ライトガイドからの光の偶然的なアウトカプリング（out coupling）を引き起こさない。更に、内側ライトガイドと外側ライトガイドを離す液体３０９は、不所望の反射及び干渉パターンの影響を軽減する。このことは以下に詳細に説明する。第１のライトガイドの面し且つ第１のライトガイドと接触するよう曲げられる外側ライトガイドの側面は、内側ライトガイドへの接着を阻止するよう任意選択的に構成されることが可能である。
【００３５】
図４は、光検出のためのもう１つの配置を示し、ここでは、光検出手段は、ディスプレイ装置の基板内に組み込まれる。この光検出配置は、ディスプレイ装置がアクティブマトリクス基板を有する場合に好適である。これは、例えば、ＬＣＤ、及び、例えば、ＯＬＥＤ、ＰＬＥＤ等の様々なタイプのＬＣＤ技術の場合である。
【００３６】
図４の下部は、ディスプレイ装置の画面４０１の側面図を示す。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の形の光検出手段４０３が、入射光を検出するようディスプレイ装置のアクティブマトリクス基板４０９内に組み込まれる。内側ライトガイド４０２は、内側ライトガイド内に光を放射するよう構成される光源４０８を有する。尚、ここでの場合、図２の配置に比べて、内側ライトガイドの１つの側部から光を放射するだけでよいことに留意されたい。光検出手段４０３は、ＴＦＴを必ずしも有さなくてもよい。基板４０９が、ライトガイド２０２から抽出され光検出手段４０３に向けて導かれた光を検出するよう構成される感光材料から形成されることも可能である。
【００３７】
図５を参照するに、例えば、ペン５０５による外側ライトガイド５０７との物理接触は、外側ライトガイドを内側ライトガイド５０２と接触するよう曲げる。これは、内側ライトガイド内の全反射を乱し、また、内側ライトガイドと外側ライトガイドとの接触相互作用部において、第１の光源５０８からの光５１０が抽出され、今度は、基板における光検出手段５０３に主に向けて導かれる。従って、ライトガイドを介して光源からの光検出手段５０３上に当たる光５１０の入射点を決定することによって、ディスプレイ上の接触点を決定することが可能である。この接触点において、光は複数の方向に散乱する。即ち、外側ライトガイド５０７上の接触点は、ＴＦＴ５０３上に光を放射する光源として作用すると言える。
【００３８】
図６は、本発明が適用可能であるディスプレイ装置６０１の一部を示す概略図である。これは、列、即ち、選択電極６０７と、行、即ち、データ電極６０６との交差領域における素子、即ち、画素６０８のマトリクスを有する。列電極は、列駆動器６０４によって選択され、一方で行電極には、データレジスタ６０５を介してデータが供給される。このためには、入来データ６０２は、必要である場合には、最初にプロセッサ６０３内で処理される。列駆動器６０４とデータレジスタ６０５との間の相互同期は、駆動線６０９を介して生じる。
【００３９】
列駆動器６０４からの信号は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）６１０を介して画像電極を選択する。ＴＦＴのゲート電極６２３は、列電極６０７に電気接続され、ソース電極６２４は、行電極に電気接続される。行電極６０６にある信号は、ＴＦＴを介して、ドレイン電極６２５に接続される画素６０８の画像電極に送られる。他の画像電極は、例えば、１つ（以上の）共通カウンタ電極に接続される。データレジスタ６０５は更に、スイッチ６１１を有し、このスイッチによって、入来データが行電極６０６に伝送されることが可能であり（状態６１１ａ）、又は、感知段階の間に、ＴＦＴ６１０の状態を感知することが可能である（スイッチ６１１の状態６１１ｂ）。
【００４０】
半導体材料の特徴は、光電気であり、これは、ＴＦＴが露光されると、光誘起漏れ電流がＴＦＴ６１０内で誘導されることを意味する。従って、従来のディスプレイにおけるＴＦＴは、ブラックマトリクス層といった光拒絶層（図示せず）によって任意の入射光から遮断されている。光拒絶層内に開口を作ることによって、又は、光拒絶層を特定の波長に対し不透明である別の材料の層に置き換えることによって、ＴＦＴは、（特定の波長の）外部光に対し反応するようにされることが可能である。
【００４１】
光ビームは、ＴＦＴ６１０を局所的に照射し、ＴＦＴに関連付けられるコンデンサ６０８に蓄積された電圧は、照射時に降下する。次の書込みサイクルの間に新しい情報を書込みする前のこの電圧降下（スイッチ６１１の状態６１１ｂ）の感知は、意図的に照射された画素と非照射画素とを区別することを可能にする。感知された情報は、プロセッサ６０３内に格納され、また、専用ソフトウェアを用いることによって、ディスプレイ装置の外側からディスプレイ上に当たる光の入射点を検出することが可能となる。
【００４２】
図７は、ライトガイド間に配置された液体が反射及び干渉パターンを減少する理由を説明する。図７は、外側ライトガイド７０７と内側ライトガイド７０２を有する。これらのライトガイドは、ＰＭＭＡからできており、１．５の屈折率（ｎ２）を有する。１．４の屈折率（ｎ１）を有する液体７０９がライトガイド間に配置される。内側ライトガイドは、上述の実施例と同様に、ディスプレイ装置のディスプレイ７０１に取り付けられる。外側ライトガイドの外側にある媒体は空気であり、従って、１．０の屈折率を有する。式（１）において決定されるフレネル反射は、異なる屈折率を有する２つの媒体間の相互作用部における入射光の一部の反射を記述する。
【００４３】
【数１】
2007506175.tif 000003
外側ライトガイド７０７の空気−ＰＭＭＡ相互作用部におけるフレネル反射は、従って、４％である。液体７０９の代わりに空気が使用される場合、光線は、第２、第３、及び第４の空気相互作用部に向かって更に進行し、追加の反射がそれぞれの空気相互作用部において形成されうる。ＰＭＭＡ−液体相互作用部については、フレネル反射は、０．１２％に等しく、これは、反射の有意な減少である。尚、これらのフレネル値は、０°の入射角を有する光について与えていることに留意されたい。当然ながら、液体の使用は、例えば、特定の光量を放射するＬＣＤであるディスプレイ装置の視認性を増加する。
【００４４】
空気相互作用部の数を減少する重要性は、光線が浅い角度で入射する場合により一層顕著となる。この場合、空気相互作用部における反射は、最初は、９０°に近い入射角についての約１００％に急速に上昇する前に徐々に増加する。多数の空気相互作用部に遭遇すると、小さな入射角であっても全反射が発生する。更に、比較的大きい距離（〜２００μｍより大きい）で離される複数の空気相互作用部に遭遇すると、ディスプレイ上に影が発生する。即ち、本発明の場合における単一のＰＭＭＡ−空気相互作用部に比べて多数のＰＭＭＡ−空気相互作用部を用いると、ディスプレイの視角はより急速に減少する。
【００４５】
内側ライトガイド７０２における光の全反射に関連付けられる条件と、ライトガイド内への光結合に関連付けられる難しさを考慮すると、１．４８ではなく〜１．４の屈折率を有する液体／流体７０９を使用することが好適である。これは、単純に、ライトガイド内に全反射を発生させる入射角の範囲が増加されるからである。図７を参照するに、内側ライトガイド７０２について、
【数２】
2007506175.tif 000004
より大きい入射角を有する光線は、ライトガイド内に捕捉される。一方で、液体７０９が１．４８の屈折率を有する場合は、
【数３】
2007506175.tif 000005
より大きい入射角を有する光線がライトガイド内に捕捉される。明らかに９０°−８１°＝９°は、全反射が発生する入射角に対して狭い範囲であり、８１°より小さい角度は、内側ライトガイドから漏れ出て、ディスプレイ上の明らかに見える明るいスポット、また、恐らくゴーストタッチ入力を引き起こす。利用可能な光源（ＬＥＤ、ＩＲランプ等）の寸法、ライトガイドの実際の寸法、光の平行化、及び光結合の検討事項を考慮に入れると、液体は、以下の条件が満足されるよう選択されることが好適である。
【００４６】
ｎ２−ｎ１＞０．１
しかし、液体の屈折率はこの値に限定されない。
【００４７】
本発明は、本発明の具体的な例示的実施例を参照して説明したが、当業者には多くの様々な変更、改良等が明らかであろう。従って説明した実施例は、請求項に記載される本発明の範囲を限定することを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明が適用可能な従来技術のディスプレイ装置の例を示す図である。
【図２】本発明の実施例に従って２つのライトガイドが配置されるディスプレイ装置のディスプレイを示す正面図及び側面図である。
【図３】全反射が乱されたライトガイドを示す側面図である。
【図４】本発明のもう１つの実施例に従って２つのライトガイドが配置されるディスプレイ装置のディスプレイを示す正面図及び側面図である。
【図５】全反射が乱された図４のライトガイドを示す側面図である。
【図６】本発明が適用可能なディスプレイ装置の一部を示す図である。
【図７】反射及び干渉パターンの減少を示す図である。
【図１】
2007506175.tif 000006
【図２】
2007506175.tif 000007
【図３】
2007506175.tif 000008
【図４】
2007506175.tif 000009
【図５】
2007506175.tif 000010
【図６】
2007506175.tif 000011
【図７】
2007506175.tif 000012
【国際調査報告】
2007506175.tif 000013
2007506175.tif 000014
2007506175.tif 000015