(57)【要約】  タッチ感応システムと装置および前記装置の操作の方法が提供される。一実施の形態において、前記装置は、光を発光するように構成された光源モジュールおよび前記光源モジュールに結合された変形可能な導波管であって、前記変形可能な導波管の外部の圧力が付与される位置にて、前記光または前記光の被偏向バージョンを伝送するように構成される変形可能な導波管を有する。前記変形可能な導波管は、また、前記光により照射されるだろう。前記装置は、また、前記位置における前記光または前記光の前記被偏向バージョン示す情報を検出し、前記検出された情報に応じて信号を出力するように構成された１つ以上のセンサーを有するだろう。 【選択図】  図４
2011507108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光するように構成された光源モジュールと、前記光源モジュールに結合される変形可能な導波管であって、前記変形可能な導波管の外部の圧力が付与される位置にて、前記光または前記光の被偏向バージョンを伝送するように構成され、また、前記光により照射されるようになされた変形可能な導波管と、前記位置における前記光または前記光の前記被偏向バージョンを示す情報を検出し、前記検出された情報に応じて信号を出力するように構成された１つ以上のセンサーとを具備するタッチ感応装置。
【請求項２】
前記検出された情報が前記位置における前記光の、または、前記光の前記被偏向バージョンの強度または角度の変化であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記１つ以上のセンサーの各々が、前記光源モジュールと反対側の前記変形可能な導波管のエッジに沿って取り付けられることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記光源モジュールと反対側の前記変形可能な導波管のエッジに沿って第一の複数の前記１つ以上のセンサーが取り付けられ、前記変形可能な導波管の複数のコーナーに沿って第二の複数の前記１つ以上のセンサーが取り付けられ、前記複数のコーナーが前記光源モジュールに隣接していることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記１つ以上のセンサーが前記変形可能な導波管の複数のコーナーに沿って取り付けられ、前記複数のコーナーが前記光源モジュールと反対側の前記変形可能な導波管の前記エッジに隣接していることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記光源モジュールが複数の光源を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記複数の光源の各々が発光ダイオードであることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記センサーの各々がフォトダイオードであることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記変形可能な導波管がポリジメチルシロキサンから成ることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記1つ以上のセンサーにより出力された前記信号を受信し、前記外部圧力が付与される前記位置を特定するように構成された信号プロセッサーを更に具備する請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記特定された位置を示すビジュアルディスプレイを提供するように構成されたディスプレイデバイスを更に具備する請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
光を発光するように構成された光源モジュールと、前記光源モジュールに結合される変形可能な導波管であって、前記変形可能な導波管の外部の圧力が付与される位置にて、前記光または前記光の被偏向バージョンを伝送するように構成され、また、前記光により照射される変形可能な導波管とを具備するタッチ感応装置と、前記位置における前記光または前記光の前記被偏向バージョンを示す情報を検出し、前記検出された情報に応じて信号を出力するように構成された１つ以上のセンサーと、前記1つ以上のセンサーにより出力された前記信号を受信し、前記位置を特定するように構成された信号プロセッサーと、前記特定された位置を示すビジュアルディスプレイを提供するように構成されたディスプレイデバイスと、を具備するタッチ感応システム。
【請求項１３】
前記検出された情報が、前記位置における前記光の、または、前記光の前記被偏向バージョンの強度または角度の変化であることを特徴とする請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記１つ以上のセンサーの各々が、前記光源モジュールと反対側の前記変形可能な導波管のエッジに沿って取り付けられることを特徴とする請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記光源モジュールと反対側の前記変形可能な導波管のエッジに沿って第一の複数の前記１つ以上のセンサーが取り付けられ、前記変形可能な導波管の複数のコーナーに沿って第二の複数の前記１つ以上のセンサーが取り付けられ、前記複数のコーナーが前記光源モジュールに隣接していることを特徴とする請求項１２記載のシステム。
【請求項１６】
前記１つ以上のセンサーが前記変形可能な導波管の複数のコーナーに沿って取り付けられ、前記複数のコーナーが前記光源モジュールと反対側の前記変形可能な導波管の前記エッジに隣接していることを特徴とする請求項１２記載のシステム。
【請求項１７】
前記変形可能な導波管がポリジメチルシロキサンから成ることを特徴とする請求項１２記載のシステム。
【請求項１８】
前記光源モジュールが前記光を選択的に発光すべく制御するように構成された信号制御器を更に具備する請求項１２記載のシステム。
【請求項１９】
前記光源モジュールが選択されたサイン付の前記光を発光すべく制御するように構成された信号制御器を更に具備する請求項１２記載のシステム。
【請求項２０】
前記発光された光を変調するように構成された信号制御器を更に具備する請求項１２記載のシステム。
【請求項２１】
前記変調がパルス周波数変調であることを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記変調がパルス幅変調であることを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
光源モジュールと、前記光源モジュールに結合された変形可能な導波管と、前記変形可能な導波管に結合された１つ以上のセンサーを有するタッチ感応装置を操作する方法であって、前記光源モジュールから光を発光し、前記変形可能な導波管を介して、前記変形可能な導波管の外部の圧力が付与される位置にて、前記光または前記光の被偏向バージョンを伝送し、前記１つ以上のセンサーにて、前記位置における前記光または前記光の前記被偏向バージョンを示す情報を検出し、前記１つ以上のセンサーから、前記検出された情報に応じて信号を出力すること、を具備する方法。
【請求項２４】
光を発光することが選択された順序によって行われることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記光源モジュールが複数の光源を具備し、前記選択された順序が前記光源のシーケンシャルな順番から光を発光することから成る請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記光源モジュールが複数の光源を具備し、前記選択された順序が前記1つ以上の複数の光源から一斉に光を発光することから成る請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
前記発光された光が変調されていることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２８】
前記変調がパルス周波数変調であることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記変調がパルス幅変調であることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
情報を検出して信号を出力することが前記１つ以上のセンサーの選択された１つにて、前記光が発光される光源に対応して行われることを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項３１】
前記発光された光が、前記発光された光がその期間に検出されるべき第一の時間に対応した第一の部分と前記発光された光がその期間に検出されるべきでない第二の時間に対応した第二の部分を有するサインを具備することを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項３２】
前記第二の時間に対応して前記信号の一部をろ過して取り除き、前記第一の時間に対応して前記信号の一部を処理することを更に具備することを特徴とする請求項３１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、ディスプレイ装置に関し、特に、タッチ感応被照射ディスプレイ装置に関する。（関連出願のクロスリファレンス）この出願は、２００７年１２月１１日に出願され、その内容が全て参考資料としてここにて援用されている「タッチ感応被照射ディスプレイ」とタイトルされた米国仮出願番号６１／０１２，８６９に対する優先権およびベネフィットを要求している。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような従来のディスプレイは、一般的に透明である。そのディスプレイは、ユーザにより見ることができる画像を提供するために、ディスプレイパネルを介して光を伝送するバックライトユニットのような従来の照明ユニット（ＣＩＵ）の真上に位置する。しかしながら、光ガイド板（ＬＧＰ）を有する従来のＣＩＵは、重量が不都合なほどに過剰である。過剰な重量は、ＬＧＰの製作において一般的に含有される多重の光学シートに大きく起因する。ＣＩＵの重量を軽減し、ＣＩＵの製作を簡単にする、付加的な被膜のない単一シートＬＧＰが開発されてきた。これらのＬＧＰは、都合良く軽量である。
【０００３】
電子ペーパのような電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）においては、ディスプレイパネルは透明ではない。従って、ＣＩＵの真上に位置するＥＰＤディスプレイパネルを提供する従来技法は、ユーザがＥＰＤを簡単に見るのを許容するのに十分な光を提供しないだろう。従って、ＥＰＤを照明するための代替のシステム、装置および方法が望ましい。
【０００４】
また、テクノロジー主導の消費財の数の増加で、ＥＰＤによってユーザ双方向性を増進するよう強い要望がある。ユーザ双方向性を増進させる一つのアプローチは、タッチ感応デバイスを提供することである。しかしながら、ＥＰＤのようなデバイスを照射する願望が存続している。従って、軽量で、被照射のタッチ感応ディスプレイシステムおよび装置を、その操作の方法とともに、所有することが望ましい。
【発明の開示】
【０００５】
一実施の形態において、タッチ感応装置が提供される。前記装置は、光を発光するように構成された光源モジュールと、前記光源モジュールに結合されて前記光または前記光の被偏向バージョンを伝送するように構成された変形可能な導波管を有するだろう。前記光または前記光の前記被偏向バージョンは、前記変形可能な導波管の外部の圧力が付与される位置にて、受信されるだろう。前記変形可能な導波管は、また、前記光により照射されるだろう。前記装置は、また、前記位置における前記光または前記光の前記被偏向バージョンを示す情報を検出し、前記検出された情報に応じて信号を出力するように構成された１つ以上のセンサーを有するだろう。
【０００６】
別の実施の形態において、タッチ感応システムが提供される。前記システムはタッチ感応装置を有するだろう。前記装置は、光を発光するように構成された光源モジュールと、前記光源モジュールに結合され、前記光または前記光の被偏向バージョンを伝送するように構成された変形可能な導波管とを有するだろう。前記光または前記光の前記被偏向バージョンは、前記変形可能な導波管の外部の圧力が付与される位置にて、受信されるだろう。前記変形可能な導波管は、また、前記光により照射されるだろう。前記装置は、また、前記位置における前記光または前記光の前記被偏向バージョンを示す情報を検出し、前記検出された情報に応じて信号を出力するように構成された１つ以上のセンサーを有するだろう。前記システムは、また、前記1つ以上のセンサーにより出力された前記信号を受信し、前記位置を特定するように構成された信号プロセッサーと、前記特定された位置を示すビジュアルディスプレイを提供するように構成されたディスプレイデバイスとを有するだろう。
【０００７】
別の実施の形態において、光源モジュールと、前記光源モジュールに結合された変形可能な導波管と、前記変形可能な導波管に結合された１つ以上のセンサーを有するタッチ感応装置を操作する方法が提供される。前記方法は、前記光源モジュールから光を発光し、前記変形可能な導波管を介して、前記変形可能な導波管に外部の圧力が付与される位置にて、光または前記光の被偏向バージョンを伝送することを具備するだろう。前記方法は、また、前記１つ以上のセンサーのところで、前記位置における前記光または前記光の前記被偏向バージョンを示す情報を検出し、前記１つ以上のセンサーから、前記検出された情報に応じて信号を出力することを具備するだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、単一シートＬＧＰを有する従来の照明ユニット（ＣＩＵ）の斜視図および断面図である。
【図２Ａ】、
【図２Ｂ】図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の実施の形態に従ったタッチ感応システムの概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の実施の形態の試作品の構造および機能性を説明するスクリーン・ショットのフロー図である。
【図３】図３は、図２Ｂのタッチ感応システムのタッチ感応ディスプレイ装置の断面図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施の形態に従ったタッチ感応ディスプレイ装置の概略図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に従ったタッチ感応ディスプレイ装置を操作する方法のフロー図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に従った回路の図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に記載の事例的な実施の形態の目的および範囲は、同様の参照文字が同様の要素を示すために使用されている添付の図面と併せて、以下の詳細な記載から明白であろう。
【００１０】
図１は、単一シートＬＧＰを有する従来の照明ユニット（ＣＩＵ）の斜視および断面の図を示す。示されているＣＩＵは、オプティックス・レターズ、２００７年９月１５日、Ｖｏｌ．３２、Ｎｏ．１８の「単一シートのマイクロパターン化されたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）ライト・ガイドプレートのみから成るシンプル液晶ディスプレイバックライトユニット…」（「ＬＧＰ出版物」）に記載された如くであり、その記載の全内容が参考資料としてここにて援用される。具体的に、図１を参照すると、ＣＩＵ１００は、付加的な光学被膜のない単一シートＰＤＭＳで形成されるＬＧＰ１０２を有する。ＬＧＰ１０２は、このＬＧＰ１０２に押し付けられた逆台形１１６ａ、１１６ｂ、．．．１１６ｉのマイクロパターンを有するように製作される。逆台形１１６ａ、１１６ｂ、．．．１１６ｉのパターンは、ライト・ツール（登録商標）照射設計プログラムを用いて形成されるだろう。逆台形の各々は、上辺径３０μｍ、底辺径１２．９μｍ、高さ１２μｍおよび傾斜角度５４．５度を有する。逆台形間の距離は４０μｍである。このＬＧＰは、発光ダイオード（ＬＥＤ）１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄに結合された第一の端１０４と、ミラー１１０に結合された第二の端１０６を有する。このＬＧＰの高さ、幅および長さは、それぞれ、５００μｍ、３２ｍｍおよび４２ｍｍである。
【００１１】
ＬＥＤ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄは光１１２を発光し、それが、全内部反射に従って反射され、１回以上反射した後に、ＬＧＰ１０２の内装面からＬＧＰ１０２の外に出る。光１１２は、ＬＧＰ１０２のエッジにおけるＬＥＤ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄの配置に起因して、ＬＧＰ１０２内にエッジ注入される。ミラー１１０は、光１１２を反射するために、ＬＥＤ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄと反対側に位置する反射面１１４を有する。光１１２は、逆台形１１６ａ、１１６ｂ、．．．１１６ｉの傾斜側壁にて、ＬＧＰ１０２から、排出される。ＬＧＰ１０２は、前記ＬＧＰ出版物に記載された製造プロセスによって製作される。
【００１２】
本発明の事例的な実施の形態において、タッチ感応システム、ディスプレイ装置および前記ディスプレイ装置の操作の方法が提供される。本発明の種々の実施の形態において、前記ＬＧＰ出版に記載されたようなＣＩＵが、図２Ａ、図２Ｂ、図３、図４および図５を参照して記載されるようなタッチ感応システム、ディスプレイ装置および前記ディスプレイ装置の操作の方法を提供するために変形されるだろう。
【００１３】
前記ＬＧＰ出版物に記載されたようなＣＩＵが、ディスプレイパネルの背面照明を提供するために、透明ディスプレイパネルの下に位置しているのに対して、本発明の種々の実施の形態は、ＥＰＤ用の前面照明を提供するために、ＥＰＤの真上に（すなわち、上端に）位置する1つ以上のコンポーネントを有するタッチ感応前面光ユニット（Ｔ−ＦＬＵ）を有するだろう。図１を参照して記載されたＣＩＵ１００は、以下に記載されるような前面照明用に変形されて、利用されるだろう。また、図１を参照した記載において、ＣＩＵ１００の特定のディメンジョンが提供されてきており、Ｔ−ＦＬＵの実施の形態において、1つ以上のそのようなディメンジョンが使用されるだろうが、他のディメンジョンを有する他の実施の形態が同様に使用されるだろう。また、ＣＩＵに関して、ＰＤＭＳが記載されてきており、Ｔ−ＦＬＵがかような材料を有するだろうが、Ｔ−ＦＬＵの他の実施の形態は、他の材料を有するだろう。種々の実施の形態において、任意の他の透明または実質的に透明なプラスチックまたは他の可撓性材料が使用されるだろう。最後に、ＣＩＵのＬＧＰのマイクロパターンに関して、逆台形が記載されてきており、Ｔ−ＦＬＵのマイクロパターンがそのような形状で形成されるだろうが、マイクロパターンにおける多くの他の変形が可能である。全てのそのような代替および変形は、発明者らによって想定されるし、請求の範囲に記載されたような範囲を含んで、ここにて開示される実施の形態の範囲内に包含される。
【００１４】
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の実施の形態に従ったタッチ感応システムの概略図である。一実施の形態において、システム２００は、タッチ感応前面光ユニット（Ｔ−ＦＬＵ）２１０、信号プロセッサー２２０およびディスプレイデバイス２２２を有するだろう。Ｔ−ＦＬＵ２１０は、信号プロセッサー２２０に通信的に結合されるだろうし、信号プロセッサー２２０は、ディスプレイデバイス２２２に通信的に結合されるだろう。
【００１５】
種々の実施の形態において、Ｔ−ＦＬＵ２１０は、圧力がＴ−ＦＬＵ２１０の外部の場所から提供されるだろう位置にて偏向されるだろう光を提供するだろう。被偏向光は、Ｔ−ＦＬＵ２１０によって検出されるだろうし、1つ以上の信号が、検出された情報に基づいて、Ｔ−ＦＬＵ２１０から出力されるだろう。1つ以上の信号は、信号プロセッサー２２０によって受信されて、処理されるだろう。
【００１６】
種々の実施の形態において、信号プロセッサー２２０は、任意の数の異なるタイプの情報用の信号を処理するだろう。一例として、限定ではないが、信号プロセッサー２２０は、その位置で印加される圧力の位置および／または量を決定する信号を処理するだろう。その信号は、その位置で印加される圧力の位置および／または量の決定の前または後に、収集および／またはフィルターされるだろう。信号プロセッサー２２０は、情報を収集するために、および／または、Ｔ−ＦＬＵ２１０に印加される圧力の位置および／または量を特定するために、回路を含んで、任意のソフトウェア、ハードウェアを有するだろう。図６は、本発明の実施の形態に従った回路の図である。種々の実施の形態において、信号プロセッサー２２０は、位置の特定および／または印加される圧力の量の測定のために、図６に示されるような信号処理アルゴリズムおよび／または選択された回路を有するだろう。いくつかの実施の形態において、そのようなアルゴリズムは、技術的に周知だろう。一実施の形態において、信号処理アルゴリズムは、ナショナルインスツルメンツ（登録商標）ＮＩ‐Ｄ・ＡＱｍｘモジュール、ナショナルインスツルメンツ（登録商標）ＮＩ‐ＤＡＱモジュール、ナショナルインスツルメンツ（登録商標）ＤＡＱモジュールおよび／またはナショナルインスツルメンツ（登録商標）ＤＡＱアシスタント・モジュールで施行されたアルゴリズムだろう。処理された情報は、信号プロセッサー２２０から出力されて、ディスプレイデバイス２２２によって受信されるだろう。
【００１７】
いくつかの実施の形態において、ディスプレイデバイス２２２は、信号プロセッサー２２０からの情報出力に対応してディスプレイを提供するように構成される任意のデバイスだろう。いくつかの実施の形態において、ディスプレイデバイス２２２は、ナショナルインスツルメンツ（登録商標）ラボビュー・モジュールがそれにより動作するアルゴリズムによって動作するだろう。種々の実施の形態において、ディスプレイデバイス２２２は、図６に示された回路を有するか、および／または、それによって動作するだろう。
【００１８】
他の実施の形態において、システム２００は、Ｔ−ＦＬＵ２１０およびＴ−ＦＬＵ２１０から受信した信号を処理する信号プロセッサー２２０のみを有するだろう。信号プロセッサー２２０は、種々のアプリケーションを提供するためのシステムに含まれるだろう任意の数のコンポーネントに、処理された信号を出力するだろう。例えば、信号は、ＥＰＤデバイス（図示せず）の操作を制御するための制御装置またはＴ−ＦＬＵ２１０が通信的に結合されるだろう任意の他のデバイスに、出力されるだろう。一例として、限定ではないが、そのデバイスは、それに限定されないが、携帯、インターネット、自動車、ホームネットワーキングおよび／またはホーム警報環境を含む任意の数の環境における、任意の有線または無線デバイスだろう。種々の実施の形態において、そのデバイスは、電子ペーパ、イ-ブックリーダー、テレビジョン、電話、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、ホーム警報システム、自動車ナビゲーションシステムなどだろう。
【００１９】
Ｔ−ＦＬＵ２１０の事例的な実施の形態が、これから、詳細に記載される。Ｔ−ＦＬＵ２１０は、導波管２０２、光源モジュール２１４および１つ以上のセンサー２１８ａ、２１８ｂを有するだろう。導波管２０２は、光源モジュール２１４から発光される光が導波管２０２内へ進むだろうように、光源モジュール２１４に結合されるだろう。光源モジュール２１４は、エッジ注入された光２１４を導波管２０２内へ提供するために、種々の実施の形態において、導波管２０２へ（および／またはＥＰＤまたは他のディスプレイへ）エッジ設置されるだろう。センサー２１８ａ、２１８ｂは、導波管２０２内へ発光される1つ以上の光が検出されるだろうように、導波管２０２に動作可能に結合され、それに沿って位置決めされるだろう。
【００２０】
図２Ａおよび図３を参照すると、一実施の形態において、導波管２０２は、いくつかの実施の形態において、変形可能な材料を有するだろう。さらに、いくつかの実施の形態において、導波管２０２は、導波管２０２の上面上に形成されたマイクロパターンを有するだろう。マイクロパターンは、いくつかの実施の形態において、逆台形３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃを有するだろう。他の実施の形態において、マイクロパターンは、装置および／またはシステムの設計者によって決定されるような他の形状を有するだろう。いくつかの実施の形態において、導波管２０２は、付加的な光学被膜無しで、変形可能な材料の単一シートで形成されるだろう。変形可能な材料は、人の指または人により操作されたデバイスによって典型的に提供される圧力の典型的な圧力の量の適用で変形され得る任意の材料だろう。一実施の形態において、導波管２０２は、図１Ａおよび図１Ｂを参照して記載されるように、ＰＤＭＳの単一シートで形成されるだろう。他の実施の形態において、上述で言及されているように、任意の透明か実質的に透明なプラスチックあるいは可撓性材料が使用されるだろう。
【００２１】
図２Ａおよび図２Ｂに関しては、示されているＴ−ＦＬＵ２１０において、４つの光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄおよび２つのセンサー２１８ａ、２１８ｂが設けられている。この実施の形態において、Ｔ−ＦＬＵ２１０は、グリッドの任意の数の領域２１２ａ、２１２ｂに実質的に分割されるだろう感応領域を有するだろう。示されている実施例において、Ｔ−ＦＬＵは、実質的に３行Ｘ４列のグリッドに分割される。他の実施の形態において、Ｔ−ＦＬＵ２１０は、Ｔ−ＦＬＵ２１０の光源の数およびセンサーの数によって決まる、任意の数の行列のグリッドだろう。Ｔ−ＦＬＵ２１０のグリッドの行および／または列の数が増加するにしたがって、Ｔ−ＦＬＵ２１０の解像度が増加するだろう。従って、Ｔ−ＦＬＵ２１０の異なる実施の形態は、異なる用途に適した、選択された解像度を達成するために設計されるだろう。例えば、ビデオゲーム用途は、バーチャルドラフティング用途よりも、より低い解像度を必要とするだろう。
【００２２】
各センサー２１８ａ、２１８ｂは、各自のセンサーによって検出されるだろう領域をカバーするだろう感応チャンネルを作り出すだろう。例えば、センサー２１８ａ、２１８ｂは、導波管２０２のそれぞれの下側コーナーに取り付けられるだろう。その配置は、導波管２０２での感応がその上で行われる、２つのチャンネルを作り出すだろう。この配置において、導波管２０２の側面にセンサー２１８ａ、２１８ｂを取り付けることは、光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄからの光がセンサー２１８ａ、２１８ｂを飽和させる可能性を低減するだろう。
【００２３】
いくつかの実施の形態において、光源モジュール２１４は、光源２１６ｂから発光される光２２４のような光を発光するように構成された複数の光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄを有するだろう。いくつかの実施の形態において、光源モジュール２１４は、単一個別のユニットあるいは光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄのアレイであるか、または、それらを有するだろう。いくつかの実施の形態において、光源モジュール２１４は、光を発光するように構成された任意の光源だろう。種々の実施の形態において、光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄは、センサー２１８ａ、２１８ｂによって検出されるだろう光を発光するように構成された任意のメカニズムだろう。一例として、限定ではないが、1つ以上の光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄは、それに限定されないが、ＬＥＤ、赤外光源、白熱光、蛍光灯および／または発光パネルを含む、人の目に可視または不可視である光を提供する光源だろう。
【００２４】
光源モジュール２１４および／または1つ以上の光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄは、導波管２０２内へ注入される光を発光するだろうし、その光が導波管２０２を介して進む。その光は、導波管２０２のマイクロパターンから、それに限定されないが、Ｔ−ＦＬＵ２１０がその上方に位置するだろうＥＰＤを含む、ディスプレイに向かって、反射されるだろう。その光は、ディスプレイから反射されるだろうし、導波管２０２を介して進むだろう。従って、その光は、ディスプレイを照射するだろうし、導波管２０２を介して進行する光は、ディスプレイを使用するユーザに向かって進むだろう。
【００２５】
一実施の形態において、センサー２１８ａ、２１８ｂは、フォトダイオードのようなフォトディテクタであるだろう。センサー２１８ａ、２１８ｂは、センサーが光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄによって発光された光を検出できるように、導波管２０２の周辺に沿った任意の場所に位置されるだろう。従って、センサー２１８ａ、２１８ｂの位置は、導波管２０２のアスペクト比に基づいて、実施の形態にわたって、異なるだろう。種々の実施の形態において、センサー２１８ａ、２１８ｂは、1つ以上のセンサーが光２２４を感知できるように、導波管２０２の基部に対して任意の数の角度２２８ａ、２２８ｂに、位置されるだろう。示された実施の形態において、センサー２１８ａ、２１８ｂがそれにて位置するだろう角度２２８ａ、２２８ｂは、ほぼ５度と９０度間の任意の角度だろう。
【００２６】
センサー２１８ａ、２１８ｂおよび／または信号プロセッサー２２０は、導波管２０２内に注入されるだろう不均一な光を正規化し、印加される圧力の位置および／または大きさを示す実質的に均一な出力を提供することができるだろう。
【００２７】
図３は、図２Ｂのタッチ感応システムのタッチ感応ディスプレイ装置の断面図である。図３は、図２Ｂの１-１線に沿った、Ｔ−ＦＬＵ２１０内の内部反射の断面図を示す。図２Ｂおよび図３を参照すると、示された実施の形態において、光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄが光を発光する。外部圧力が、導波管２０２の選択されたグリッド部分２１２ｂに対応する選択された位置２２６において、Ｔ−ＦＬＵ２１０に付与される。その圧力は、光源２１６ｂによって発光される光２２４を妨げ、それにより、光の強度に変化をもたらし、いくつかの方向に光が偏向するように仕向ける。被偏向光３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃは、導波管２０２の逆台形３１０ｂの傾いた側壁から排出されるだろう。被偏向光３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃは、位置２２６に対してより近い導波管２０２上の場所で、より強く、位置２２６からより遠い場所においてより弱いだろう。
【００２８】
光および／または被偏向光３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃの強度および／または進行の角度の変化は、センサー２１８ａ、２１８ｂによって検出されるだろう。センサー２１８ａ、２１８ｂは、光２２４の強度および／または強度の変化を信号に変換するだろうし、信号プロセッサー２２０に、Ｔ−ＦＬＵ２１０からの信号を出力するだろう。信号プロセッサー２２０は、位置２２６および／または位置２２６で印加された圧力の量を特定するために、その信号を処理するだろう。いくつかの実施の形態において、信号プロセッサー２２０は、ディスプレイデバイス２２２に、処理された信号を出力するだろう。
【００２９】
図２Ｃは、本発明の実施の形態の試作品の構造および機能性を説明するスクリーン・ショットのフロー図である。その試作品は、信号プロセッサー（図示せず）とディスプレイデバイス２２２’に通信的に結合されたＴ−ＦＬＵ２０４を有する。フロー図に示されるように、導波管２０２’の外部の圧力印加は、光源２１６’から導波管２０２’内へとエッジ注入された光を、その位置の場所で偏向させるだろう。光およびその光の被偏向バージョンは、Ｔ−ＦＬＵ２０４上のセンサー（図示せず）で検出されるだろうし、位置を示す信号および／または印加された圧力の量は、処理されるだろうし、処理された情報は、ディスプレイデバイス２２２’によってディスプレイされるだろう。示されているように、そこにて圧力が付与されている、導波管２０２’のグリッド位置が、ディスプレイデバイス２２２’上でディスプレイされるだろう。
【００３０】
いくつかの実施の形態において、環境光ノイズは、Ｔ−ＦＬＵ２０２に漏入されるだろうし、および／または、圧力の印加時に生じるだろう光アーティファクトは、光のおよび／またはその光の被偏向バージョンの強度の変化を低減するだろう。もしノイズまたはアーティファクトが印加される圧力、および／または、システムの感応能力に対して大きすぎるならば、タッチスクリーン能力は減じられるだろう。従って、それぞれ図４および図５を参照して記載されたこれらのようなＴ−ＦＬＵ２１０’の実施の形態および／または方法５００は、増進される性能のために採用されるだろう。
【００３１】
図４は、本発明の別の実施の形態に従ったタッチ感応ディスプレイ装置の概略図である。種々の実施の形態において、図４を参照して記載されたもののような付加的なセンサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４１２ｆの使用は、インターチャンネル差動信号伝達によって光と被偏向光を処理するために使用されるだろう。この点で、かなり大きなノイズあるいはアーティファクト環境に対する光強度の小さな変化は、検出されて、処理されるだろう。
【００３２】
示された実施の形態において、Ｔ−ＦＬＵ４００は、導波管２１０’、光源モジュール２１４、センサーモジュール４１０およびセンサーモジュール４１０に通信的に結合された６個のセンサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４１２ｆを有するだろう。示されているように、６個のセンサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４１２ｆは、図２Ａおよび図２Ｂの２個のセンサーの実施の形態のそれより高い解像度を提供する。各センサーは、各自のセンサーによって検出されるだろう感応チャンネルを作り出すだろう。例えば、センサー４１２ｅ、４１２ｆは、光源モジュール２１４に隣接する導波管２１０’のそれぞれの上部コーナーに取り付けられるだろうし、一方、４個のセンサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄは、光源モジュール２１４と反対側の導波管２１０’のエッジに取り付けられるだろう。
【００３３】
この実施の形態において、Ｔ−ＦＬＵ４００は、グリッドの任意の数の領域２１２ａ、２１２ｂに実質的に分割されるだろう感応領域を有するだろう。示された実施例において、Ｔ−ＦＬＵ４００は、４行ｘ４列グリッドに実質的に分割される。他の実施の形態において、Ｔ−ＦＬＵ４００は、Ｔ−ＦＬＵ４００の光源の数および検出器の数によって決定づけられるような、任意の数の行列のグリッドであるだろう。Ｔ−ＦＬＵ４００のグリッドの行および／または列の数が増加するにしたがって、Ｔ−ＦＬＵ４００の解像度が増加するだろう。従って、Ｔ−ＦＬＵ４００の異なる実施の形態は、異なる用途に適した、選択された解像度を達成するために設計されるだろう。
【００３４】
一実施の形態において、センサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４１２ｆは、フォトダイオードのようなフォトディテクタであるだろう。センサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４１２ｆは、センサーが光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄによって発光された光を検出できるように、導波管２１０’の周辺に沿った任意の場所に位置されるだろう。従って、センサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４１２ｆの位置は、光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄが導波管２１０’のエッジにわたって均一に分布される場合において、導波管２１０’のアスペクト比に基づいて実施の形態にわたって、異なるだろう。いくつかの実施の形態において、光源モジュール２１４は、単一個別のユニットあるいは光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄのアレイであるか、または、それらを有するだろう。種々の実施の形態において、センサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４１２ｆは、1つ以上のセンサーが光２２４を感知できるように、センサーモジュール４１０に対して任意の数の角度に、位置されるだろう。示された実施の形態において、センサー４１２ａ、４１２ｄがそれにて位置するだろう角度４１４ａ、４１４ｂは、ほぼ５度と９０度の間の任意の角度だろう。
【００３５】
付加的なセンサーは、それに限定されないが、導波管２１０’のアスペクト比、そこにおける光源モジュール２１４または光源の種類および物理的な構造、センサー全一式の幾何学的な配置、および／または、センサーおよび／または信号プロセッサーの種類または強度を含む導波管２１０’の幾何学的配列のようなファクターに依存して導波管２１０’に沿って設置されるだろう。
【００３６】
センサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄおよび／または信号プロセッサー２２０は、導波管２０２内に注入されるだろう不均一な光を正規化し、印加される圧力の位置および／または大きさを示す実質的に均一な出力を提供することができるだろう。
【００３７】
いくつかの実施の形態において、光源モジュール２１４は、光源２１６ｂから発光される光２２４のような光を発光するように構成された複数の光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄを有するだろう。他の実施の形態において、光源モジュール２１４は、光を発光するように構成された任意の光源だろう。種々の実施の形態において、光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄは、センサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４l２ｆによって検出されるだろう光を発光するように構成された任意のメカニズムだろう。一例として、限定ではないが、1つ以上の光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄは、それに限定されないが、ＬＥＤ、赤外光源、白熱光、蛍光灯および／または発光パネルを含む、人の目に可視または不可視な光だろう。
【００３８】
種々の実施の形態において、導波管２１０’は変形可能だろう。上述で言及されているように、種々の実施の形態において、導波管２１０’は、透明か、実質的に透明なプラスチックまたは可撓性材料を有するだろう。また、上述で言及されているように、他の実施の形態において、任意の数の形状を含む任意の微細パターンは、導波管２１０’の一部として製作されるだろう。
【００３９】
導波管２１０’は、光源モジュール２１４から発光されるエッジ注入された光が導波管２１０’内に進行するだろうように、エッジ設置された光源モジュール２１４に結合されるだろう。センサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４１２ｆは、導波管２１０’内へ発光される1つ以上の光が検出されるだろうように、導波管２１０’に操作可能に結合され、それに沿って位置決めされるだろう。
【００４０】
Ｔ−ＦＬＵ４００は、インターチャンネル差動信号伝達によって、光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄにより発光された光またはその光の被偏向バージョンの強度の変化を処理するだろう。
【００４１】
図５は、本発明の実施の形態に従ったタッチ感応ディスプレイ装置を操作する方法のフロー図である。方法５００は、光源モジュール２１４に結合された導波管２１０’を有し、導波管２１０’の第一のエッジに配置された複数のセンサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、導波管２１０’の第二のエッジ上のセンサー４１２ｅおよび導波管２１０’の第三のエッジ上のセンサー４１２ｆを有するＴ−ＦＬＵ上で動作するだろう。いくつかの実施の形態において、光源モジュール２１４は、導波管２１０’に光を出力するために採用されるだろう。いくつかの実施の形態において、光源モジュール２１４は、光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄを有するだろう。
【００４２】
一実施の形態において、方法５００は、光源モジュール２１４に変調された光をＴ−ＦＬＵ２１０’へ出力させるように、光源モジュール２１４を制御するための信号制御器５１０を提供することを含む。２つの実施の形態において、変調される光は、パルス周波数変調（ＰＦＭ）またはパルス幅変調（ＰＷＭ）によって変調されるだろう。示された実施の形態において、ステップ１と２では、変調される光はＰＦＭによって変調されるだろうし、一方、ステップ３と４では、変調される光はＰＷＭによって変調されるだろう。
【００４３】
採用された変調の特性に基づいて、任意の１つ以上のセンサーが光を受信すべきおよその期間に、情報が、信号プロセッサー（図示せず）に、および／または、1つ以上のセンサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４１２ｆに伝達されるだろう。信号プロセッサーおよび／またはセンサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４l２ｅ、４１２ｆは、他の時間の期間に受信した光または偏向光を拒絶するまたはろ過して除去するだろう。従って、センサーのところで環境光から感知される寄与、および／または、信号プロセッサー２２０のところで処理される寄与は、もし、センサーが検出を提供するために割り当てられる光源から提供された光または被偏向光が無い時間の期間に感知されたならば、無視されるだろう。
【００４４】
いくつかの実施の形態において、ＰＦＭは、パルスが人の目に検出不可能であるように、十分に高い周波数を有するだろう。種々の実施の形態において、周波数は、６０Hz以上だろう。さらに、ＰＦＭおよび／またはＰＷＭが、Ｔ−ＦＬＵ２１０’内でセンサー４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４１２ｄ、４１２ｅ、４１２ｆによって検出される光の間のノイズ干渉を低減するために使用されるだろう。
【００４５】
方法５００の別の実施の形態において、サイン（例えば、パルス列）は、信号制御器５１０によって、光源モジュール２１４に提供されるだろう。サインは、光源モジュール２１４によって発光された任意の光に付与されるだろう。センサーおよび／または信号プロセッサー２２０は、サインについての情報を受信し、サインを有さない光および／または被偏向光をろ過して取り除くだろう。従って、感知される環境光ノイズは、光源モジュール２１４にて付与されるサインを含まないので、ろ過して取り除かれるだろう。また、選択された時間に、発光された光にサインを付与するように制御されていない光源からの光および／または被偏向光は、また、ろ過して取り除かれるであろう。従って、導波管２１０’内の他の光源からのノイズ干渉は、また、ろ過して取り除かれるだろう。例えば、もしパルス列が光に提供されるならば、パルスが提供されない時間サンプルの期間に受信された情報は、環境光または他のノイズと見なされ、ろ過して取り除かれるだろう。
【００４６】
別の実施の形態において、発光される光の順序付けは、信号制御器５１０によって制御されるだろう。信号制御器５１０は、選択された順序で1つ以上の選択された光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄのみから光を出力するように、光源モジュール２１４を制御するだろう。その順序は、順次的か、ランダムか、あるいは、他のやり方だろう。いくつかの実施の形態において、１つよりも多い光源が、同時にあるいは一斉に光を発光するように制御されるだろう。
【００４７】
図５に示されるように、方法５００のステップ１において、光源モジュール２１４は、光源２１６からセンサー４１２ａに、光を出力する。方法５００のステップ２において、光源モジュール２１４は、光源２１６ｂからセンサー４１２ｂに、光を出力する。方法５００のステップ３において、光源モジュール２１４は、光源２１６ｃからセンサー４１２ｃに、光を出力する。方法５００のステップ４において、光源モジュール２１４は、光源２１６ｄからセンサー４１２ｄに、光を出力する。光源２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６dのどれが選択された時間サンプルでオンオフされるかについての情報は、各自のセンサーに、および／または、信号プロセッサー（図示せず）に提供されるだろう。従って、信号プロセッサーにより実行される、センサーおよび／または信号プロセッサーのアルゴリズムは、他の光源からの（または、環境光からの）光および／または被偏向光をろ過して取り除くだろう。
【００４８】
方法５００の種々の実施の形態において、変調、サイン付与および／または光の順序付けの任意の組み合せは、また、一斉に、同時に、および／または、順番に付与されるだろう。
【００４９】
種々の実施の形態において、図４の装置および図５の方法は、環境光ノイズおよび光アーティファクトで性能を改善し、および／または、他の光源からの干渉の可能性を低減するだろう。このようにして、位置の特定および／または導波管２１０’に印加された圧力の測定が、改善されるだろう。
【００５０】
先行した明細書において、システム、装置および方法の種々の実施の形態が、添付図面を参照して記載されてきた。しかしながら、後続する請求の範囲に記載される発明のより広い範囲から逸脱しないで、種々の変形および／または変更がそこにはなされるだろうし、および／または、付加的な実施の形態が施行されるだろうことが明白であろう。さらに、図面は、種々のコンポーネントを、お互いに別々の構成要素として例示していることが注目される。お互いが別々の構成要素としてのコンポーネントの例示は、単に事例的である。コンポーネントは、種々の用途をサポートするために、組み合され、一体化され、分離され、および／または、複写されるだろう。明細書および／または図面は、従って、限定的な感覚よりはむしろ例示的と見做されるべきである。
【００５１】
前記装置が、いくつかは図面に明確に示されており、および／または、その他は明確に示されていない1つ以上の付加的な装置を有するだろうことが理解される。ここにて使用されたように、用語「モジュール」は、コンピュータのソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、回路および／またはそれらの種々の組み合せを参照していることが理解されるだろう。モジュールは単に事例的であることが注目されるだろう。モジュールは、種々の用途をサポートするために、組み合され、一体化され、分離され、および／または、複写されるだろう。また、特別なモジュールにて行われるとして、ここにて記載された機能は、示された特別なモジュールにて行なわれる機能の代わりに、または、それに付加して、1つ以上の他のモジュールにて行われるかもしれない。さらに、モジュールは、お互いにローカルか遠隔である多重デバイスおよび／または他のコンポーネントにわたって実装されるだろう。また、モジュールは、１つのデバイスから移動され、および／または、他のデバイスに付加されるだろうし、および／または、両デバイスに含まれるだろう。
【００５２】
尚、ここにて提供されたフローチャートは、方法ステップの特定の順序を示しているが、これらのステップの順序は、描写されるだろうものから異なってもよいことが理解される。また、２つ以上のステップが、一斉にまたは部分的な一致で行われてもよい。そのような変形は、選択されたソフトウェアおよび／またはハードウェアシステムに、および／または、設計者選択に依存するであろう。全てのそのような変形は、事例的な実施の形態の範囲内であるということが理解される。同様に、事例的な実施の形態のソフトウェアおよび／またはウェブ実装は、種々のステップを達成するためのルールベース・ロジックおよび／または他のロジックを有する標準プログラミング技術によって達成され得るであろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【国際調査報告】
2011507108.tif 000011