(57)【要約】【課題】タッチスクリーン要素をコントロールパネルに装着するための方法及び同タッチスクリーン要素がコントロールパネルに装着された装置を提供すること。【解決手段】同装置において、タッチスクリーン要素１０３は半剛性の支持体６０１に装着されたセンシング要素１０６と、タッチスクリーン要素の相対向する側をパネルに１００保持するための第一及び第二のクランプ１０４，１０５とを含む。少なくとも第二のクランプは開放形態と閉鎖形態との間にて移動可能であり、同開放形態は組立時に使用される。組立時、タッチ感受性要素の一方の側が第一のクランプに挿入される。次に、タッチ感受性要素が湾曲されて第二のクランプ内に押圧される。その際第二のクランプは開放形態である。タッチ感受性要素がパネル上にて平坦化されるとともに第二のクランプ内に配置された後に同第二のクランプは閉じられて組立が完了する。【選択図】      図４
2008102938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルと、前記パネルに装着されるタッチスクリーン要素と、前記タッチスクリーン要素の第一及び第二の縁部をそれぞれ前記パネルに保持するための第一及び第二のクランプ機構と、からなる装置であって、
前記タッチスクリーン要素は支持体に装着されるセンシング要素を含み、
前記第二のクランプ機構は、前記タッチスクリーン要素を前記パネルに合わせる開放形態から前記タッチスクリーン要素を前記第一及び第二のクランプ機構により前記パネルに保持するための閉鎖形態まで移動可能である、装置。
【請求項２】
前記第二のクランプ機構はベース部と可動部とを含み、前記ベース部は前記パネルに固定され、前記可動部は、同可動部が前記ベース部に嵌合される嵌合位置と、同可動部が前記ベース部に嵌合されていない非嵌合位置との間にて移動可能であり、前記可動部は前記嵌合位置にて前記タッチスクリーン要素を前記パネルに保持するように構成された突出部を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記可動部はヒンジ領域により前記ベース部に連結されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ベース部及び前記可動部は、前記嵌合位置にある場合、両者によりラッチ係合されるよう構成された協働嵌合面をそれぞれ有する、請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
前記嵌合位置において前記タッチスクリーン要素を前記パネルに保持するように構成された突出部は、変形可能である、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記ベース部は、前記パネルに隣接し、かつ前記ベース部の嵌合面を越えて延びる摺動阻止突出部を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記可動部は、前記タッチスクリーン要素を前記パネルに保持するように構成されるとともに形状化された突出部を提供するためのリップアセンブリを有する取り外し可能な挿入部であり、それにより、前記挿入部のトングが前記ベースアセンブリのチャネルに挿入された際に前記リップアセンブリが前記タッチスクリーン要素を前記パネルに保持する、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記挿入部の前記トング及び前記ベース部の前記チャネルは、両者の間の摩擦嵌合が促進されるように構成されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記挿入部の前記トング及び前記ベース部の前記チャネルは、両者の間の摩擦嵌合が促進されるように、互いに嵌合される溝をそれぞれ含む、請求項７又は８に記載の装置。
【請求項１０】
前記リップアセンブリは、前記挿入部が前記ベース部と嵌合された際に前記タッチスクリーン要素を押圧するように構成された弾性要素を含む、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記第二のクランプ機構の前記ベース部は接着剤により前記パネルに固定される、請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
前記第二のクランプ機構の前記ベース部は前記パネルと一体的に形成される、請求項２に記載の装置。
【請求項１３】
前記第一のクランプ機構は接着剤により前記パネルに固定される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第一のクランプ機構は前記パネルと一体的に形成される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第二のクランプ機構は、その閉鎖形態からその開放形態まで移動可能であり、それにより解放可能な機構が提供される、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記タッチスクリーン要素の前記対応する第一及び第二の縁部は、相対向する縁部である、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記タッチスクリーン要素は、前記パネルと対面する凸状面を備えた湾曲した形状を有し、それにより、前記タッチスクリーン要素が前記パネルに装着される際に同タッチスクリーン要素の表面が同パネルの表面に対して付勢される、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記パネルの表面は湾曲した形状を備え、それにより前記タッチスクリーン要素が前記パネルに装着される際に同タッチスクリーン要素の表面が同パネルの表面に対して付勢される、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の装置は、整合用ストリップを更に含み、前記整合用ストリップは、前記タッチスクリーン要素の前記第一及び第二の縁部以外の隣接する縁部の位置にて前記パネルに固定される、装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の装置は、前記タッチスクリーン要素と前記パネルとの間に屈折率整合流体又は反射防止コーティングを更に含む、装置。
【請求項２１】
前記センシング要素は前記支持体上に積層される、請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記センシング装置は粘着剤を使用して前記支持体に装着される、請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
請求項１乃至２２に記載の装置はディスプレイモジュールを更に含み、前記タッチスクリーン装置は前記ディスプレイモジュールのディスプレイ上に配置されている、装置。
【請求項２４】
タッチスクリーン要素をコントロールパネルに装着させるための方法であって、前記方法は、
第一及び第二の縁部を有するタッチ感受性要素を提供する工程と、
前記タッチ感受性要素が装着されるべき境界面を有するコントロールパネルを提供する工程と、
前記タッチスクリーン要素の前記第一及び第二の縁部を前記コントロールパネルにそれぞれ保持するための第一及び第二のクランプ機構を前記コントロールパネルに提供する工程と、その際、前記第二のクランプ機構は、開放形態にあることと、
前記タッチ感受性要素の第一の縁部を前記第一のクランプ機構に挿入する工程と、
前記タッチ感受性要素を湾曲形状となるように湾曲させて、その凸状側を前記境界面に対面させる工程と、
前記タッチ感受性要素の第二の縁部を下向きに前記第二のクランプ機構内に押圧し、それにより前記タッチ感受性要素が前記境界面に対して平らに配置される工程と、
前記タッチ感受性要素を前記パネル内に保持するために前記第二のクランプ機構を閉鎖形態に移動させる工程と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチスクリーン要素をコントロールパネル上に装着するための方法及びコントロールパネル上に装着されたタッチスクリーン要素を含む装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、容量タイプ又は弾性表面波タイプのタッチスクリーンをコントロールパネルの背面に装着する上での問題点に取り組むものである。ＰＣ−モニタ型のタッチスクリーンの場合、通常、前側のカバーシートの全面をスクリーン要素として使用するべく許容されており、よって、タッチスクリーン層をカバーシートの背面に結合させる又はラミネートさせることは問題ではない。本発明が解決しようとする課題は、タッチスクリーンのサイズが製品のパネルサイズよりも小さい場合であって、パネル全体のサブセット領域のみをタッチスクリーンに形成されることが望ましい場合に特に起こり得る。例えば、キッチンにビルドインされたオーブン、ハイファイ装置、市販のコーヒーメーカー又は類似の家電製品の場合、タッチスクリーン要素をディスプレイ上のパネルの背面に結合させることは以下の３つの理由から困難である。
【０００３】
第１に、結合工程は、通常、空洞部分がその内部に封じ込められることを回避するために転造圧力下でのラミネート加工工程を含むが、パネル全体をラミネート加工機に通過させることは困難であり、多くの場合不可能である。多くのコントロールパネルは平坦ではなく、例えば、コントロールパネルは背面に突起物又はその他三次元の形状体を備えた状態にて射出成形され得るものであり、平坦ではなく、そのような構造では、損傷を受けることなくラミネート加工機内に挿入することは不可能である。
【０００４】
第２に、仮にラミネート加工後にタッチスクリーンに不具合が発見された場合、接着層が所定の位置にて硬化されたものを交換することになるので、同タッチスクリーンを再び除去することは非常に困難である。更に、野外にて不具合が生じた場合、保守技術者はラミネート加工機を利用することができず、コントロールパネル全体を取り替える必要があり、それは必要以上に費用のかかるものであり、かつ時間のかかる仕事である。
【０００５】
第３に、センシング層をリアパネル面に対して整合させることは制御された環境であっても困難である。なぜならば、粘着剤（ＰＳＡ）層をラミネート加工工程の開始前に接着させることになり、仮に最初の整合がわずかでも成功しなかった場合、オペレータがパネル表面から同層を引き剥がして再び接着させることが必要となる。
【０００６】
加えて、タッチエリアがパネルの全体よりもはるかに小さいもののような、より大きなパネルの背後にて使用するためのタッチスクリーン製品を市販することは困難である。なぜならば、製造業者は通常、製造時に組立が容易なタッチスクリーン製品に興味を示すからであり、不具合が起こり得るまでに組立工程がセンシング層にストレスを与えないタッチスクリーン製品に興味を示すからである。特に、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）ベースのフィルムをラミネートすることは、一定の不具合率に通ずるようなストレスのかかる工程である。そして幾らかのコントロールパネルは極端に高価であるために、このようなストレスのかかる装着工程が、ＩＴＯフィルム単独の市場性に制限を与えることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、タッチスクリーン要素（ＴＳＥ）とパネルとの間に粘着剤を必要としないで、パネル上に挿入可能なＴＳＥを形成することにより、背面パネルタッチスクリーンの装着を改善することである。更に、本発明は、工具又はラミネート加工機を必要としないでＴＳＥを装着可能にすることであり、この方法は最小限に訓練されたオペレータにより容易に実施可能である。更に、本発明は、特別な工具を必要としないで、又はコントロールパネル全体を取り替えることを必要としないで、野外にてＴＳＥを容易に取り替え可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために、請求項１に記載の発明は、パネルと、パネルに装着されるタッチスクリーン要素と、タッチスクリーン要素の第一及び第二の縁部をそれぞれパネルに保持するための第一及び第二のクランプ機構と、からなる装置であって、タッチスクリーン要素は支持体に装着されるセンシング要素を含み、第二のクランプ機構は、タッチスクリーン要素をパネルに合わせる開放形態からタッチスクリーン要素を第一及び第二のクランプ機構によりパネルに保持するための閉鎖形態まで移動可能である、装置を提供する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の装置において、第二のクランプ機構はベース部と可動部とを含み、ベース部はパネルに固定され、可動部は、同可動部がベース部に嵌合される嵌合位置と、同可動部がベース部に嵌合されていない非嵌合位置との間にて移動可能であり、可動部は嵌合位置にてタッチスクリーン要素をパネルに保持するように構成された突出部を含む、ことをその要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の装置において、可動部はヒンジ領域によりベース部に連結されている、ことをその要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の装置において、ベース部及び可動部は、嵌合位置にある場合、両者によりラッチ係合されるよう構成された協働嵌合面をそれぞれ有する、ことをその要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の装置において、嵌合位置においてタッチスクリーン要素をパネルに保持するように構成された突出部は、変形可能である、ことをその要旨とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の装置において、ベース部は、パネルに隣接し、かつベース部の嵌合面を越えて延びる摺動阻止突出部を含む、ことをその要旨とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の装置において、可動部は、タッチスクリーン要素をパネルに保持するように構成されるとともに形状化された突出部を提供するためのリップアセンブリを有する取り外し可能な挿入部であり、それにより、挿入部のトングがベースアセンブリのチャネルに挿入された際にリップアセンブリがタッチスクリーン要素をパネルに保持する、ことをその要旨とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の装置において、挿入部のトング及びベース部のチャネルは、両者の間の摩擦嵌合が促進されるように構成されている、ことをその要旨とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の装置において、挿入部のトング及びベース部のチャネルは、両者の間の摩擦嵌合が促進されるように、互いに嵌合される溝をそれぞれ含む、ことをその要旨とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の装置において、リップアセンブリは、挿入部がベース部と嵌合された際にタッチスクリーン要素を押圧するように構成された弾性要素を含む、ことをその要旨とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項２に記載の装置において、第二のクランプ機構のベース部は接着剤によりパネルに固定される、ことをその要旨とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項２に記載の装置において、第二のクランプ機構のベース部はパネルと一体的に形成される、ことをその要旨とする。
【００１８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置において、第一のクランプ機構は接着剤によりパネルに固定される、ことをその要旨とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の装置において、第一のクランプ機構はパネルと一体的に形成される、ことをその要旨とする。
【００１９】
請求項１５に記載の発明は、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の装置において、第二のクランプ機構は、その閉鎖形態からその開放形態まで移動可能であり、それにより解放可能な機構が提供される、ことをその要旨とする。
【００２０】
請求項１６に記載の発明は、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の装置において、タッチスクリーン要素の対応する第一及び第二の縁部は、相対向する縁部である、ことをその要旨とする。
【００２１】
請求項１７に記載の発明は、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の装置において、タッチスクリーン要素は、パネルと対面する凸状面を備えた湾曲した形状を有し、それにより、タッチスクリーン要素がパネルに装着される際に同タッチスクリーン要素の表面が同パネルの表面に対して付勢される、ことをその要旨とする。
【００２２】
請求項１８に記載の発明は、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の装置において、パネルの表面は湾曲した形状を備え、それによりタッチスクリーン要素がパネルに装着される際に同タッチスクリーン要素の表面が同パネルの表面に対して付勢される、ことをその要旨とする。
【００２３】
請求項１９に記載の発明は、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の装置が整合用ストリップを更に含み、かつ整合用ストリップは、タッチスクリーン要素の第一及び第二の縁部以外の隣接する縁部の位置にてパネルに固定される、ことをその要旨とする。
【００２４】
請求項２０に記載の発明は、請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の装置がタッチスクリーン要素とパネルとの間に屈折率整合流体又は反射防止コーティングを更に含む、ことをその要旨とする。
【００２５】
請求項２１に記載の発明は、請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の装置において、センシング要素は支持体上に積層される、ことをその要旨とする。
請求項２２に記載の発明は、請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の装置において、センシング装置は粘着剤を使用して支持体に装着される、ことをその要旨とする。
【００２６】
請求項２３に記載の発明は、請求項１乃至２２に記載の装置がディスプレイモジュールを更に含み、かつタッチスクリーン装置は前記ディスプレイモジュールのディスプレイ上に配置されている、ことをその要旨とする。
【００２７】
請求項２４に記載の発明は、タッチスクリーン要素をコントロールパネルに装着させるための方法であって、同方法は、第一及び第二の縁部を有するタッチ感受性要素を提供する工程と、タッチ感受性要素が装着されるべき境界面を有するコントロールパネルを提供する工程と、タッチスクリーン要素の第一及び第二の縁部をコントロールパネルにそれぞれ保持するための第一及び第二のクランプ機構をコントロールパネルに提供する工程と、その際第二のクランプ機構は、開放形態にあることと、タッチ感受性要素の第一の縁部を第一のクランプ機構に挿入する工程と、タッチ感受性要素を湾曲形状となるように湾曲させて、その凸状側を境界面に対面させる工程と、タッチ感受性要素の第二の縁部を下向きに第二のクランプ機構内に押圧し、それによりタッチ感受性要素が境界面に対して平らに配置される工程と、タッチ感受性要素をパネル内に保持するために第二のクランプ機構を閉鎖形態に移動させる工程と、を含む方法を提供する。
【００２８】
本発明は、ＴＳＥの一部として半剛性の支持体を使用するという概念に基づくものであり、同ＴＳＥ上には、センシング要素が、別のラミネート加工工程又は蒸着工程を介して予め装着されている。容量タイプのＴＳＥの場合、センシング電極層は、一例では、ＰＥＴのようなプラスチックフィルム上にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を有するプラスチック層又は類似の抵抗層であり、ＰＳＡ層がＰＥＴの一方の側を支持体に結合した状態となっている。
【００２９】
支持体は、既に装着されたパネル面に沿った確実な接触を容易にするために、一方向において緩く湾曲していると好ましい。二つの装着クランプが、工業グレードの接着剤を使用してコントロールパネルの背面に取り付けられるか、又は仮にコントロールパネルがプラスチックから形成される場合にはコントロールパネルが射出成形時に形成される内蔵型クランプを有する。クランプは好ましくは、ＴＳＥの相対向する二つの縁部に沿って、かつ屈曲軸に沿って配置されている。少なくとも一つのクランプは、ＴＳＥが挿入可能となるように、かつ可動性若しくは挿入可能なクランプリップを介して把持されるように構成されている。ＴＳＥは同ＴＳＥの最終的な位置の第一の側にある第一のクランプに挿入され得、次に同ＴＳＥは装着リップを有する第二のクランプ内に押圧される。次にリップは、ＴＳＥを正の圧力下にてパネルに固定するために最終的な操作において下方に締め付けられる。
【００３０】
ＴＳＥパネル全体の境界部は正圧下にあるので、エアギャップは存在せず、組立体は機械的に安定である。境界の結果として光学的なニュートン環が発生する場合には溶液が提供され得る。
【００３１】
従って、本発明の第一の態様に従って、パネルと、同パネルに装着されたタッチスクリーン要素と、第一及び第二のクランプ機構と、からなる装置が提供され、タッチスクリーン要素は支持体に装着されたセンシング要素を含み、第一及び第二のクランプ機構はタッチスクリーン要素の対応する第一及び第二の縁部をパネルに保持し、第二のクランプ機構はタッチスクリーン要素がパネルに合わせられた開放形態から、タッチスクリーンが第一及び第二のクランプ機構によりパネルに保持される閉鎖形態まで移動可能である。
【００３２】
更に、本発明の第二の態様に従って、タッチスクリーン要素をコントロールパネルに装着するための方法が提供され、同方法は、第一及び第ニの縁部を有するタッチ感受性要素を提供する工程と、タッチ感受性要素が装着されるべき境界面を有するコントロールパネルを提供する工程と、タッチスクリーン要素の第一及び第二の縁部をコントロールパネルに保持するために、同コントロールパネルに、第一及び第二のクランプ機構を提供する工程であって、第二のクランプ機構が開放形態にある工程と、タッチ感受性要素の第一の縁部を第一のクランプ機構に挿入する工程と、タッチ感受性要素を湾曲した形状となるように湾曲させて、その凸状側を境界面に対面させる工程と、タッチ感受性要素の第二の縁部を第二のクランプ機構内に下向きに押圧してタッチ感受性要素を境界面に対して平らに配置させる工程と、タッチ感受性要素をパネルに保持するために第二のクランプ機構を閉鎖した形態に移動させる工程と、を含む。
【００３３】
従って、予め形成されたタッチスクリーン要素は、簡単な機械的な固定具を使用して、製造組立段階において別のラミネート加工工程を必要としないで、装置のパネルに容易に装着され得る。更に、タッチスクリーン要素は、例えば修理時、又は取替時に容易に取り外し可能であり得る。
【００３４】
移動可能な第二のクランプ機構は、ベース部と可動部とからなり、ベース部はパネルに固定され、可動部は、同可動部がベース部に嵌合される嵌合位置と同可動部がベース部に嵌合されていない非嵌合位置との間にて移動可能である。可動部は嵌合位置にある場合にタッチスクリーン要素をパネルに保持するように構成された突出部を含む。この構成は、操作が容易な簡単な機械的クランプ機構を提供する。
【００３５】
可動部はヒンジ領域によりベース部に結合され、ベース部及び可動部は、嵌合位置にある場合にラッチ係合されるべく配置された協働嵌合面をそれぞれ有し得る。これは、クランプ機構の製造及び操作を容易にする。更に、ベース部は、パネルに隣接し、かつ装着位置にてタッチスクリーン要素に当接するべくベース部の嵌合面を超えて延びる、摺動回避用の突出部を含む。これは、嵌合面をタッチスクリーン要素の縁部から離間することを可能にした状態にて、タッチスクリーン要素を所定の位置に整合保持することを容易にし、装着を一層容易にする。
【００３６】
嵌合位置にある場合にタッチスクリーン要素をパネルに保持するように構成された突出部は変形可能である。これは、パネルが装着された場合に、タッチスクリーン要素をその位置に確実に付勢することを容易にする。
【００３７】
その他の実施形態において、可動部は、タッチスクリーン要素をパネルに保持するように構成されるとともに形状化された突出部を提供するリップアセンブリを有する可動挿入部であり得、それにより、挿入部のトングがベース部のチャネルに挿入されると、リップアセンブリがタッチスクリーン要素をパネルに保持する。この構成は、操作を容易にするべく別の簡単な機械的クランプ機構を提供する。
【００３８】
挿入部のトング及びベース部のチャネルは両者の間の摩擦嵌合を容易にするように構成され得、例えば、挿入部のトング及びベース部のチャネルは互いに嵌合されるべく構成された対応する溝を含む。
【００３９】
リップアセンブリは、挿入部がベース部に嵌合された場合にタッチスクリーン要素を押圧するように構成された弾性要素、例えば、押し出されたゴム形状体を含み得る。これは、タッチスクリーンをパネルに装着された位置にて確実に付勢する。
【００４０】
第二のクランプ機構のベース部は、例えば接着剤によりパネルに固定され得るか、或いはパネルと一体的に形成され得る。
同様に、第一のクランプ機構は、例えば接着剤によりパネルに固定され得るか、或いはパネルと一体的に形成され得る。
【００４１】
第一のクランプ機構は、例えば簡単に固定されるリップ型クランプのような非可動性のクランプ機構であり、タッチスクリーン要素をパネルに付勢するために弾性要素を備えることもできる。代替的に、第一のクランプ機構は、第二のクランプ機構に類似するか、或いは同第二のクランプ機構と同一である可動クランプ機構であり得る。
【００４２】
タッチスクリーン要素の対応する第一及び第二の縁部は相対向する縁部であり得る。
タッチスクリーン要素は、その自由な状態（即ち、所定の位置でクランプされていない状態）において、パネルに対面する凸状の側部を備えた湾曲形状を有し、それにより、タッチスクリーン要素がパネルに装着された際に同タッチスクリーン要素の表面は同パネルの表面に対して付勢される。これは、タッチスクリーン要素全体にわたり同タッチスクリーン要素と同パネルとの間の良好な接触状態を確保する。同様に、パネルの表面は湾曲した形状を有し、それにより、タッチスクリーン要素をパネルに装着した際、同タッチスクリーン要素の表面が同パネルの表面に対して付勢される。
【００４３】
同装置は更に、クランプされる第一及び第二の縁部以外に、タッチスクリーン要素の隣接する縁部の位置にてパネルに固定される整列用ストリップを有し得る。これは、クランプされる縁部の範囲と平行な方向に沿って、パネルに対するタッチスクリーン要素の移動を整列し、かつ阻止することを促進する。
【００４４】
同装置は更に、タッチスクリーン要素とパネルとの間に屈折率整合流体又は反射防止コーティングを含み得る。これは、ニュートン環のような光学的な干渉作用を低減し得る。
同装置は更に、ディスプレイモジュールを含み、同ディスプレイモジュールは、タッチスクリーン要素がディスプレイモジュールのディスプレイ上に配置されるように構成されている。
【発明の効果】
【００４５】
本発明により、粘着剤等を必要としないでタッチスクリーン要素をコントロールパネルに装着するための方法と、同タッチスクリーン要素がコントロールパネルに装着された装置が提供される。同方法及び装置では、特別な工具を必要としないで、又はコントロールパネル全体を取り替えることを必要としないで、野外にてタッチスクリーン要素を容易に取り替えることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
本発明をより理解するために、かつ本発明がどのように実施され得るかを示すために、添付した図面により参照される。
図１（Ａ）を参照すると、コントロールパネルピース１００がユーザ側から図示されている。点線１０２はＰＣＢの輪郭を示し、同ＰＣＢはコントロールパネルピース１００の背面にそれ自体のＰＳＡ層で接着されている。このＰＣＢはタッチコントロール回路と、ボタン１０１を制御するための電極と、ＴＳＥ１０３への接続点と、を含み、同ボタン１０１のうち１４個が図示されている。ＰＣＢ１０２は選択的なものであり、本発明には必要のないものではあるが、同一のパネル上にＴＳＥと分離したタッチボタンとの組み合わせを含む典型的な用途を図示するために含めてある。ボタン１０１は、機械式のものであり得、いずれにしても、本発明において重要なものではない。
【００４７】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の線Ａ−Ａに沿った断面図を示し、ＴＳＥを所定の位置に保持するストリップ状クランプ１０４及び１０５を含む。図面を簡略化するために、ストリップ状クランプ１０５は図１（Ｂ）においては詳細に示されていないが、図１（Ｃ）に詳細に記載されている。
【００４８】
図１（Ｃ）は、ＴＳＥ１０３の第一の縁部上にある非可動性のストリップ状クランプ１０４と、可動性のリップアセンブリを備えた第二のストリップ状クランプ１０５と、を示す。クランプ１０４はＴＳＥをその第一の縁部にてパネルに対して押圧した状態で保持する。ＴＳＥ１０３の第二の縁部はクランプアセンブリ１０５により所定の位置にて保持される。ＴＳＥのセンシング層は薄い層１０６であり、ＩＴＯベースの容量エレメントの場合、層１０６はＩＴＯ層を含み、かつ後に記載されるように、ＰＳＡを備えたＰＥＴ基板であり得る。ＴＳＥとパネル１００との間の境界は符号４０１で示されている。
【００４９】
図２は、一つの型のクランプ１０５を更に詳細に示し、同クランプ１０５は、固定ベース部２０１及び挿入部２０２といった二つの部品から構成されている。ベース部２０１は接着剤２０６によりパネル１００の背面に固定される。チャネル２０５は例えば、摩擦嵌合を容易にするように同チャネルの側部に沿った溝を使用して挿入部２０２を捕捉するように構造化されている。挿入部２０２は、チャネル２０５に整列された溝と嵌合する溝を有するトング２０４を備え、それにより、挿入時に挿入部２０２が手動にて除去されることのない程度に強固に連結される。
【００５０】
挿入部２０２の一方の面の下側には、弾性材料の形状体２０３が設けられており、挿入部２０２がベース部２０１と嵌合される際にＴＳＥ１０３を緩く押圧するために使用される。同形状体２０３は押出成形されたゴムにて形成されており、図示されるように、接着剤を使用するか、又は挿入部２０２のチャネル２０７への機械的嵌合により、同挿入部２０２に固定されるべきである。ストリップ状ベース部２０１及び固定ストリップ状クランプ１０４は製造時に簡単な整列用固定具を使用して容易に装着され得る。これらは積層される必要はなく、しかも、これらのストリップはディスプレイの視認領域の外側にあり、これらとパネルとの間に形成される空洞に関してはそれほど深刻になる必要がないので、殆ど訓練を受けなくてもこれらのストリップを装着することができる。
【００５１】
図３（Ａ）は、別の型のストリップ状クランプ１０５を示し、ヒンジ部３０１を備えた押出成形されたプラスチック製の簡単な形状体からなる。部分３０６は固定されたベース部である。接着剤２０６を使用して、予めパネルの背面に同ベース部３０６が装着されている。部分３０７は可動部であり、薄い湾曲可能なヒンジ領域３０１を用いてベース部３０６に連結される。部分３０７を曲げて閉じると、嵌合クランプ面３０３及び３０４が係合されて、互いに捕捉される。部分３０７から突出する薄い可撓性の部分３０２は、部分３０７が部分３０６上に閉じられる際にＴＳＥ１０３を緩く押圧するように機能する。
【００５２】
図３（Ｂ）は、閉じられた位置にあるクランプ１０５を示し、第二の縁部上にてＴＳＥ１０３が保持されている。嵌合クランプ面３０３及び３０４が嵌合されると、機構が予期せずして開放されることが困難になるように、ラッチ係合される。ヒンジ３０１はほぼ１８０°湾曲し、部分３０７がベース部３０６から分離することのないように、同部分３０７の右側（図示しない）を捕捉するように機能する。ベース部３０６の突出部３０５は、ＴＳＥ１０３を離間すべく機能し、それにより、同ＴＳＥは図面の右側に殆ど滑ることがないか、又は全く滑らなくなる。アセンブリ時にＴＳＥは面３０４を取り除く必要があるので、仮に突出部３０５が存在しない場合には、ＴＳＥ１０３の第二の縁部とベース部３０６の底部との間には明白な間隙が存在し、それがアセンブリ時に位置に関する誤差を引き起こすことになるであろう。突出部３０５は、変位誤差を生ずるような深刻な間隙を存在させることなく、ＴＳＥの第二の縁部を配置するべく機能する。薄い押圧ストリップ３０２は、パネル１００の内側にてＴＳＥ１０３を境界４０１に沿って緩く下方に押圧するのに十分なように、僅かに変形される。
【００５３】
図４は、クランプ１０５が開放された状態の、本発明のアセンブリ工程を示す。図示される様に、ＴＳＥ１０３は経路４０３に沿って湾曲し（同図面においては例示する目的にて誇張して図示されている）、その凸状側が境界面４０１と対面している。センシング層が、ＴＳＥのパネル側に符号１０６として示されている。ＴＳＥの第一の縁部が図示されているように固定されたストリップ状クランプ１０４に最初に挿入される。操作者は次にＴＳＥの第二の側をストリップ状クランプ１０５内に下向きに押圧し（矢印Ｂ）、それによりＴＳＥはパネル１００の内面に、境界４０１に沿って平らに配置される。ストリップ状クランプ１０５を閉じると、図３（Ｂ）に示されるような最終的な装着状態が得られる。
【００５４】
図５は、コントロールパネル１００の後ろ側の平面図を示し、ＴＳＥ１０３がストリップ状クランプ１０４及び１０５によりパネル１００に対して平坦化されている。ヒンジ面３０１も示されている。ストリップ状クランプ１０４及び１０５は、ＴＳＥ１０３の両縁部の全長にわたり存在しているか、或いは図示されるようにその一部分のみに存在している。また図５に示されるように、ＴＳＥを所定の位置にて垂直軸（図示しない）に沿って整合させるとともに、振動又は衝撃により同垂直軸に沿ってＴＳＥが移動することを回避するべく使用される二つの整合ストリップ５０３も示されている。これらの整合ストリップ５０３は簡単な形状体であるので、更に詳細には述べないが、長方形、Ｌ字型又は設計者が所望するその他の形状であり得る。それらは、対応する縁部の全長に沿って設けられているか、又は図示されるようにその一部に設けられている。
【００５５】
４つの要素１０４、１０５及び５０３は分離した部品として示されているが、これらをＴＳＥ１０３を保持する射出成形された１つのフレームとして形成されることが望ましい場合もあり得る。そのようなピースを形成するための金型は一組の押出成形による形状体のための金型よりは費用がかさみ、得られた部品は一つのサイズのＴＳＥのみを収容するものであるが、それにもかかわらず、これら４つの要素を、ＴＳＥを所定の位置にて整合及び保持する１つの一体的な「フレーム」に形成することは組立工程の理由から有効であろう。代替的に、例えば、パネルを射出成形によりプラスチックから形成される場合、これら４つの要素はパネル１００そのものに直接組み込むこともでき、それにより、組立工程は、パネルそのものに既に設けられているフレームにＴＳＥを挿入することのみになる。この方法は、ストリップを装着し、かつ接着するといった余分な作業を回避したいような、大量生産の家庭用電子機器には特に適しているであろう。
【００５６】
要素１０４，１０５及び５０３はディスプレイの視認される領域には存在していないので、これらのピース（或いは、一体的な射出成形部品の場合では一つのピース）の結合は、組立時に同ピースを整合のために移動させることのできる硬化可能な液体又はゲル状の接着剤を使用することにより容易になる。ピースを整合させた後に、接着剤が、時間の経過、加熱、又はＵＶ光により硬化し、ＴＳＥ１０３を挿入する前に所定の位置に同ピースが固定される。その他の装着法は、特に、熱かしめ、超音波溶接、ボスへのねじ込み、及び機械干渉スナップ固定を含む。上述のようにストリップを装着するために接着剤を使用することは、本発明を制限するものではない。ＰＣＢ１０２（仮に使用される場合）の装着は、ストリップ状クランプアセンブリを装着する前であっても、後であってもよい。
【００５７】
図６（Ａ）は、ＴＳＥ１０３の平坦な断面を示す。半剛性の層６０１は、透明で薄いが、比較的硬いプラスチック、例えば１．５ｍｍのポリカーボネートから形成され得る。ＩＴＯセンシング層６０３が蒸着されたＰＥＴ（容量性スクリーンの場合）のような透明なプラスチックから形成された可撓性フィルム層６０４は、接着剤６０２により半剛性の層６０１に結合される。この組立体は小さいので、この接着結合工程は容易に制御され、タッチスクリーン製造業者により実施可能である。完全な組立体１０３は、ラミネート加工工程がセンシング要素の不具合を誘導していないことを確証するために、消費者に出荷される前に検査されるべきである。
【００５８】
図６（Ａ）は、ＴＳＥ１０３を平坦な形状にて示しているが、実際には、好ましい形状では、既に記載したように、境界４０１に沿った表面との積極的な嵌合を可能にするために、図４に最初に示したように、一つの方向４０３に沿って僅かに湾曲している。図６（Ａ）の組立体の上面はパネル１００と嵌合される表面である。湾曲は、ラミネート加工の前又は後のいずれかに、層６０１を加熱して湾曲状態を形成させるように圧力を付与することにより、誘導され得る。湾曲はラミネート加工前に誘導されることが好ましく、それによりセンシング層は常に緊張状態よりはむしろ圧縮状態となり、センシング要素の破損の頻度を低減できる。
【００５９】
図６（Ｂ）は、ＴＳＥ１０３の容量性バージョンの平面図を示し、センシング層６０４が一方の側に取り付けられている。電気テール６０５がこのフィルム状センシング層６０４を別体のＰＣＢに含まれる電子機器に接続する。幾らかの実施形態において、電子機器６０７がテール自体に装着されるか、或いは完全独立型タッチスクリーンモジュールを提供するためにフィルムの縁部付近に装着され得る。テール６０５は、ＴＳＥパネルの、ストリップ状クランプ１０４，１０５又は整合ストリップ５０３により占有されていない領域から延出させるべきである。センシング層６０４が装着されている側は、凸状の（湾曲されている場合）側であり、パネルの境界４０１に対面するように装着されている。
【００６０】
幾らかの場合において、ＴＳＥ１０３のパネルへの装着は、ニュートン環を形成する。ニュートン環現象は、二つの隣接した面であり、かつ互いに対して完全にはフラットでない面の間における光の反射により引き起こされる干渉パターンである。ＴＳＥを境界４０１に対して平坦化することにより通常ニュートン環は形成されないものであるが、両者の良好な平面性が達成されない幾らかの場合では、幾らかの残存効果が観察されるかもしれない。これを解決するために層６０４の表面に、オイル又はゲル６０６のような屈折率整合流体の薄層を塗布することが望ましいであろう。代替的に、層６０６は任意のニュートン環を効率的に減衰するであろう蒸着された反射防止（ＡＲ）層であり得る。
【００６１】
代替的な実施形態において、境界４０１により画定されたコントロールパネル１００の下側そのものを湾曲することができ、それにより、装置のコントロールパネル１００とＴＳＥ１０３との間にて最適かつ確実な接触状態を形成するために、ＴＳＥ１０３の湾曲は既に記載した実施形態と比較してそれほど重要ではなくなる。コントロールパネル及びＴＳＥの一方若しくは他方、又は両方の湾曲は、コントロールパネル及びＴＳＥ間の確実な接触又は結合を作出するために適用される圧力を有利に改善し、それにより、境界領域４０１に存在し得る気泡の存在が排除され得る。
【００６２】
本発明の特定の利点は、装置のコントロールパネルの背面にタッチスクリーン要素を容易に装着するための装置及び方法を提供することにある。更に、同タッチスクリーン要素は、寿命後の交換においてコントロールパネルから容易に除去され得る。このことは、仮にタッチスクリーン要素が役に立たなくなったり、不具合を生じたりした場合には全体の部品を交換する必要のないことを意味する。現在のところ、タッチスクリーンが組み込まれたコントロールパネルを備える大部分の装置は、仮にタッチスクリーン要素が破損した場合には装置全体を交換する必要がある。
【００６３】
本発明をその好ましい実施形態に関して記載してきたが、本発明から逸脱することなく、種々の修正及び変更がなされる。従って、そのような修正及び変更の全ても本発明の精神及び範囲内のものであると考慮されるべきことが意図されている。
【００６４】
従って、パネルの表面に装着されたタッチスクリーン要素を有するコントロールパネルを含む装置が記載されている。タッチスクリーン要素は、半剛性の支持体に装着されたセンシング要素と、同タッチスクリーン要素の第一及び第二の縁部をパネルに保持するための対応する第一及び第二のクランプ機構と、を含む。クランプ機構の一方又は両方は、開放形態から閉鎖形態まで移動可能である。閉鎖形態において、タッチスクリーン要素は、クランプ機構によりパネルに保持され、かつ開放形態において、タッチスクリーン要素はパネルに保持されていない。可動型クランプ機構は、パネルに固定されるベース部と、タッチスクリーン要素をパネルに保持するための突出部を有する協働可動部とを含み、可動部は、突出部がタッチスクリーン要素をパネルに保持する嵌合位置（ラッチ係合された位置）と、可動部がベース部に嵌合されておらず、かつタッチスクリーン要素がパネルから離間されてフリーである非嵌合位置（ラッチ係合されていない位置）との間にて移動可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】（Ａ）は、コントロール面、ボタン領域、及びＬＣＤ又はその他のディスプレイ型から構成されたタッチスクリーンを有するコントロールパネルを示し、ＴＳＥがパネルの背面であって、ディスプレイモジュールの前面に装着された状態を示す。（Ｂ）は（Ａ）のコントロールパネルの線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。（Ｃ）は（Ｂ）のＴＳＥ領域の拡大図を示す。
【図２】図１（Ｃ）において断面にて示された１つの型のクランプ機構の斜視図である。
【図３】（Ａ）は第二の型のクランプ機構の、開放形態にある断面図を示す。（Ｂ）は（Ａ）のクランプ機構の、閉鎖形態にある斜視図を示す。
【図４】第二の型のクランプ機構の、開放形態にある断面図を示し、湾曲したＴＳＥが対向する側のクランプに挿入される様子を示す。
【図５】図１（Ａ）のパネルの背面を示し、ＴＳＥが完全に挿入されてクランプされた状態を示す。
【図６】（Ａ）は容量性バージョンのＴＳＥの断面図を示す。（Ｂ）は、（Ａ）の容量性バージョンのＴＳＥのユーザ側を示す。
【図１】
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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６】
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