(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ検知エリアを有する、弾性波を伝搬可能な基板、
弾性波を発するトランスデューサー、および
基板中または基板上に設けられる弾性波反射要素から成るアレイ
を有して成るタッチスクリーンであって、
前記アレイはアレイ軸を有し、前記弾性波反射要素が、該アレイ軸に対して角度を成して配置され、それによって、前記発せられた弾性波の弾性エネルギーをタッチ検知エリアに向かって部分的に偏向させるようになっており、また
前記弾性波反射要素が、前記アレイ軸の中心線近傍に弾性波の弾性エネルギーを狭く部分的に保持する集束形状を有している、タッチスクリーン。
【請求項２】
少なくとも１つの弾性波反射要素が、基板の表面に配置されているか又は基板内に少なくとも部分的に埋設されている、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項３】
少なくとも１つの弾性波反射要素が、
弾性波反射要素の中心付近で幅が最大限となる可変幅寸法、
弾性波反射要素の中心付近で高さが最大限となる可変高さ寸法、
弾性波反射要素の中心付近で幅および高さが最大限となる可変幅寸法および可変高さ寸法、ならびに
テーパーが付けられたプロファイル
のいずれか１つを有する、請求項１または２に記載のタッチスクリーン。
【請求項４】
少なくとも１つの弾性波反射要素が、その中心付近で深さが最大限となる可変深さを有する溝部を基板の表面に有して成り、好ましくは、基板が第１媒体から成り、溝部が第２媒体で少なくとも部分的に満たされている、請求項１〜３のいずれかに記載のタッチスクリーン。
【請求項５】
少なくとも１つの弾性波反射要素が放物線状プロファイルを有しており、好ましくは、少なくとも１つの弾性波反射要素の各々が近位に面する凸面および遠位に面する凸面を有して成る、請求項１〜４のいずれかに記載のタッチスクリーン。
【請求項６】
アレイの軸と実質的に整列する導波路コアを更に有して成る、請求項１〜５のいずれかに記載のタッチスクリーン。
【請求項７】
弾性波反射要素が、導波路コアの上または下に配置される、請求項６に記載のタッチスクリーン。
【請求項８】
タッチ検知エリアを有する弾性波を伝搬可能な基板、
弾性波を発するトランスデューサー、および
基板中または基板上に設けられており、前記発せられた弾性波を弾性波信号をタッチ検知エリアに送信するように配置される弾性波反射要素から成る第１アレイ、および
基板中または基板上に設けられる弾性波反射要素の第２アレイであって、第１アレイによって送信された弾性波信号がタッチ検知エリアを横切るように進行した後でその信号を受信するように配置される弾性波反射要素から成る第２アレイ
を有して成り、
第１アレイおよび第２アレイの少なくとも一方の弾性波反射要素が前記アレイ軸の中心線近傍に弾性波の弾性エネルギーを狭く部分的に保持する集束形状を有している、タッチスクリーン。
【請求項９】
第１アレイが第１アレイ軸を有し、第２アレイが第２アレイ軸を有しているタッチスクリーンであって、
弾性波を伝えるように基板に連結されており、第１アレイ軸に沿って弾性波信号を送信するように配置された第１トランスデューサー、および
弾性波を伝えるように基板に連結されており、第２アレイ軸に沿って進行する弾性波信号を受信するように配置された第２トランスデューサー
を有して成り、
好ましくは、第１トランスデューサーおよび第２トランスデューサーのいずれか一方または双方が集束トランスデューサーから成る、請求項８に記載のタッチスクリーン。
【請求項１０】
（ａ）第１アレイ軸を有し、その第１アレイ軸に実質的に整列する導波路コアを更に有して成る第１アレイ、
（ｂ）第２アレイ軸を有し、その第２アレイ軸に実質的に整列する導波路コアを更に有して成る第２アレイ、
（ｃ）集束形状を有する第１アレイの弾性波反射要素および第２アレイの弾性波反射要素、ならびに
（ｄ）第１アレイおよび第２アレイにつき、弾性波反射要素の中心付近で幅および高さのいずれか一方もしくは双方が最大限となる可変幅寸法および可変高さ寸法のいずれか一方または双方を有する弾性波反射要素、
のうちの少なくとも１つを有する、請求項８または９に記載のタッチスクリーン。
【請求項１１】
基板が、
タッチ検知エリアに隣接するボーダー領域、
第１アレイ軸を有し、ボーダー領域の第１部分に配置される弾性波反射要素の第１アレイ、および
第２アレイ軸を有し、ボーダー領域の第２部分に配置される弾性波反射要素の第２アレイ
を更に有して成り、
第１反射アレイ要素および第２反射アレイ要素が集束形状を有する、請求項８〜１０のいずれかに記載のタッチスクリーン。
【請求項１２】
ボーダー領域の第１部分にて弾性波を伝えるように基板に連結されており、第１アレイ軸に沿って弾性波信号を送信するように配置される第１トランスデューサー、および
ボーダー領域の第２部分にて弾性波を伝えるように基板に連結されており、第２アレイ軸に沿って進行する弾性波信号を受信するように配置される第２トランスデューサー
を更に有して成る、請求項１１に記載のタッチスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、弾性波タッチスクリーン（または超音波タッチスクリーン）に関し、より詳細には、弾性波信号をタッチ検知エリアに送信したり、タッチ検知エリアからの弾性波信号を受信したりする集束形状反射アレイが用いられる弾性波タッチスクリーンに関する。
【０００２】
背景および関連技術
弾性波タッチスクリーンはタッチ検知エリアを有している。タッチ検知エリアがタッチされると、タッチ効果によって、表面を横切って伝搬するように弾性波が送信され、表面のタッチ位置が検知されることになる。図１に、有効（またはアクティブ）なエリア２または「タッチ検知」エリア２を有する従来の弾性波タッチスクリーン１の作動状態を示す。第１送信トランスデューサー３ａは、タッチ検知エリア２の外側に配置されており、タッチスクリーン１の表面に弾性波を伝えるように（または音波的にもしくは超音波的に）連結されている。トランスデューサー３ａは、弾性波信号（または音波信号もしくは超音波信号）を弾性波（または弾性波ビームもしくは音波もしくは超音波、ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｗａｖｅ）１１ａの形態で送信しており、一般的にタッチスクリーン１の平面にてタッチスクリーン１の上方エッジと平行となるように信号を進行させる。弾性波反射要素４の第１線状アレイ１３は、弾性波１１ａの送信経路に整列している。反射要素４の各々は、弾性波信号１１ａを（略９０°に）部分的に反射したり部分的に送信（即ち、進行）させたりするので、それによって、タッチ検知エリア２を横切るように垂直方向（Ｙ軸と平行）に進行する複数の弾性波（例えば、５ａ、５ｂおよび５ｃ）が生じる。
【０００３】
簡潔に言えば、明細書および特許請求の範囲で用いられる「弾性反射」要素には、たとえそのような要素がほとんど全てのエネルギーを通過させることが可能な場合であっても、弾性波エネルギーを少なくとも部分的に反射させる要素が含まれる。例えば、タッチ検知エリアのサイズ、反射アレイに用いられる要素の数、弾性波信号のエネルギーおよび／または他のファクターに応じて、個々の反射アレイ要素が、わずか１％以下しか弾性波をタッチ検知エリアへと反射させず、残りの波エネルギーが後続のアレイ要素を通過する場合が考えられる。
【０００４】
図１に戻って説明すると、反射アレイ要素４の間隔は、第１トランスミッター３ａからの距離が増すにつれて減衰する弾性波を補償するように変化する。別法にて、かかる補償は、可変反射強度を有する反射アレイ要素を密な間隔に設けることによって行っている。弾性波５ａ、５ｂおよび５ｃは、タッチスクリーン１の下方エッジに到達すると、弾性波反射要素４の第２線状アレイ１３によって第１受信トランスデューサー６ａの方向に向かって略９０°（矢印１１ｂで示される方向）に再度反射する。そして、第１受信トランスデューサー６ａで弾性波５ａ、５ｂおよび５ｃが検知され、データ処理のために電気信号に変換されることになる。このような構成と同様の構成が、タッチスクリーン１の左側エッジおよび右側エッジに沿って配置されている。第２送信トランスデューサー３ｂは、左側エッジに沿うように弾性波１２ａを発生させる。弾性波１２ａは、弾性波反射要素４の第３線状アレイ１３によって、タッチ検知エリア２を水平方向（Ｘ軸と平行）に横切って進行する複数の弾性波（例えば７ａ、７ｂおよび７ｃ）にされる。弾性波７ａ、７ｂおよび７ｃは、弾性波反射要素４の第４線状アレイ１３によって、受信トランスデューサー６ｂの方向（矢印１２ｂの方向）へと向きを変えられる。そして、受信トランスデューサー６ｂにおいて弾性波７ａ、７ｂおよび７ｃが検知され、電気信号に変換されることになる。
【０００５】
タッチ検知エリア２が、指またはスタイラス等の物体によってポジション８でタッチされると、弾性波５ｂおよび７ａのエネルギーの幾らかがタッチした物体によって吸収される。その結果、減衰が生じ、受信トランスデューサー６ａ、６ｂで、弾性波信号の変動（または摂動）が検知される。マイクロプロセッサー（図示せず）を用いてデータの時間遅れを解析することによって、ポジション８の座標を決定することができる。タッチスクリーンの製造に際し、必ずしも送信／受信トランスデューサーが２組であることを要しないことを当業者は理解されよう。図１のようなデバイスが、トランスデューサーを１組しか有していない場合であっても、タッチスクリーンとして機能することに依然変わりはなく、タッチの発生を検知し、限られた位置情報（即ち１つの座標）が提供されることになる。あるいは、米国特許第４８８０６６５号の図１１で示されているように、共通の送信／受信トランスデューサーの構成を用いると、２つのトランスデューサーのみからタッチスクリーンを設計することができる。
【０００６】
ベゼル（その輪郭は図１にて点線９および１０で示す）は、典型的には成形ポリマーまたは金属薄板（または板金）から作られ、タッチスクリーン１に重ねて置かれるものである。そのようなベゼルは、送信トランスデューサー、受信トランスデューサー、反射部材および他の部品を隠蔽し、タッチ検知エリア２を規定している。このような構成によって、コンタミおよび／または損傷から隠蔽部品が保護され、外観がより美的に好ましくなると共に、ユーザーのためのタッチ検知エリアが規定されることになる。タッチ検知エリア２が、ボーダー領域１５（２つの領域だけ番号を付している）によって包囲されており、そのボーダー領域１５に反射要素４、送信トランスデューサー３ａ、３ｂおよび受信トランスデューサー６ａ、６ｂが配置されている。ボーダー領域１５の幅が減少すると、タッチ検知エリア２に割り当てられ得るデバイスの正面エリアの割合が増加することになるだけでなく、扱い易く、しゃれたデザインの印象となる。
【０００７】
米国特許第６６３６２０１号（教示する全ての内容は参照することによって本明細書に取り込まれている）では、比較的より狭いボーダー領域１５を有する弾性波タッチスクリーンが開示されている。ボーダー領域の幅を減少させる手掛かりは、アレイ１３の幅およびトランスデューサー（３ａ，３ｂ，６ａ，６ｂ）にある。常套のタッチスクリーンよりもボーダー領域が狭い弾性波タッチスクリーンのトランスデューサー１６および反射アレイ１３を図２に示す。特に、弾性波１１ａの通路は、弾性波の導波路コア１８によって囲まれている。反射アレイ１３には、導波路コア１８と協働する複数の弾性波反射要素１４が含まれている。図示する態様において、反射要素１４は、所定の間隔で導波路コア１８上に配置されている。そのため、反射要素１４によって、入射する弾性波１１ａのエネルギーが弾性波５ａおよび５ｂとしてタッチ検知エリアを横切るように部分的に効果的に反射することになる。図３に示すように、幅ｙの導波路コア１８が含まれる結果、弾性波エネルギーの大部分はアレイに閉じ込められることになる。導波路コア１８の幅によって弾性波エネルギーの幅を制御することができるので、それに対応するように、反射体１４を常套のものよりも狭く形成することができるものの、依然、十分な量の弾性波エネルギーがタッチ検知エリアを横切るように反射され、タッチが検知されることになる。
【０００８】
発明の要旨
本発明の１つの要旨では、タッチ検知エリアへと弾性波信号を送信するように又はタッチ検知エリアからの弾性波信号を受信するように、集束形状の弾性波反射要素のアレイが配置された弾性波タッチスクリーンが供される。本明細書および特許請求の範囲で用いられる「集束形状」反射アレイ要素は、それを通る弾性波エネルギーの一部（典型的にはほとんど全て）をアレイの中心線軸付近の領域に集束させるものである。弾性波エネルギーの通路において、集束形状要素は、タッチスクリーン基板上またはタッチスクリーン基板中に配置される。そのような集束形状要素は、周囲のタッチスクリーン基板と比べて、減速効果を有していたり、または同様にして、相遅れ効果を有していたりする。要素の中心付近で幅および／または高さが最大限となって横断方向端部で幅および／または高さが最小限となるようなテーパー付けが行われるように、要素の幅、および要素の横断寸法に沿う高さ（即ち、伝搬する波エネルギーに対して横断する寸法に沿う高さ）の何れか一方または双方が変化することによって、各々の要素の減速効果が要素の中心付近で強められることになる。波エネルギーの自然発散は要素自体によって抑えられ、波エネルギーがアレイ軸の中心線に向かって引っ張られるので、個々の要素を通る伝搬の遅れがアレイ軸の中心線で最大限となる。このようにして、集束形状要素は、導波路として機能し、別個の導波路コア構造が必要とされない。
【０００９】
ある態様において、タッチスクリーンには、弾性波が伝搬することができる基板であって、タッチ検知エリアを有する基板が含まれる。タッチ検知エリアへと弾性波信号を送信したり、タッチ検知エリアからの信号を受信したりするように、集束形状弾性波反射要素の直線状アレイが基板中または基板上に設けられている。例えば、反射要素は、反射要素の中心付近で幅が最大限となる可変幅寸法（または幅が変化する寸法）を有し得る。別の例では、反射要素は、反射要素の中心付近で高さが最大限となる可変高さ寸法（または高さが変化する寸法）を有し得る。
【００１０】
ある態様において、反射要素は、基板の表面に配置された溝部であって、アレイ軸に対して角度を成して配置されている。その各々の要素は、要素の中心付近で深さが最大限となる可変深さ（基板表面からの深さ）を有している。基板媒体とは異なる（即ち、基板媒体の場合より遅い）弾性波伝搬速度を有する媒体でもって溝部を少なくとも部分的に満たしてもよい。
【００１１】
本発明の態様において、反射アレイ要素を基板の表面に配置してもよい。あるいは、反射アレイ要素を基板内に部分的にもしくは全て埋設してもよい。ある態様では、反射アレイ軸と実質的に整列する導波路コアが更にタッチスクリーンに含まれる。
【００１２】
本発明の他の更なる要旨、態様および特徴は、次の詳細な説明および例示する態様から明らかとなるであろう。なお、それらは本発明を例示するだけであり、本発明を制限するものでない。
【００１３】
図面は、本発明の態様の設計および効用を示しており、同様な要素は同じ参照番号で表している。
【００１４】
例示された態様の詳細な説明
図４は、トランスデューサー２２および線状反射アレイ２４を示している。線状反射アレイ２４は、トランスデューサー２２から発せられる弾性波ビーム３４を、弾性波タッチスクリーン（例えばガラス）基板２５のタッチ検知エリア（図示せず）を横切るように送信させるように用いられている。反射アレイ２４は、弾性波を反射する複数の集束形状要素２６を含んでいる。特に、反射要素２６はレンズ形状である。即ち、反射要素２６が放物線状プロファイルを有し、反射アレイ２４の軸２８に対して角度（略４５°）を成すように配置されている。各々の反射要素２６は、近位に面する凸面３０および遠位に面する凸面３２を有しており、それぞれの面３０および３２が、要素２６の個々の横断方向端部３９および４０に向かってテーパー付けされている。図５Ａおよび５Ｂは、基板２５の表面に形成される図４に示すアレイ要素２６の平面図および側面図である。
【００１５】
アレイ軸２８は、弾性波ビーム３４の送信路と整列しており、そのため、各々の要素２６によって弾性波ビーム３４が部分的に（略９０°に）反射され（即ち、伝搬し）、タッチ検知エリア（図示せず）へと進行する複数の弾性波（例えば３４ａ，３４ｂおよび３４ｃとして表されるような弾性波）が生じることになる。反射要素２６が集束形状であるために、個々の要素２６を通過する弾性波ビーム３４のエネルギーの一部（典型的には略全て）は、個々の要素２６の各中心点３７を通る中心線であってアレイ軸２８に平行な中心線の近傍の比較的狭いエリアに集束することになる。
【００１６】
当業者に理解されるように、反射要素２６の個々の幅は例示のために強調して表しており、実際の態様では、非常に薄いアレイ要素が好ましい。重要なこと（及び反射要素２６の図示される態様の幅の強調）は、各々の要素によって、個々の中心点３７付近で強められる弾性波ビーム３４には減速効果がもたらされるということである。このことは、要素２６の中心３７の付近で幅および／または高さが最大限となり、要素２６の横断方向端部３９，４０で幅および／または高さが最小限となるようにテーパー付けされるように、横断方向寸法（即ち伝搬する波エネルギーに対して横断する寸法）に沿う要素２６の幅もしくは高さの何れか一方またはそれらの双方が変更されることによって達成することができる。このようにして、波エネルギーの自然発散は要素自体によって抑えられており、ビーム３４の波エネルギーがアレイ軸２８の中心線３６に向かって引っ張られることになり、個々の要素２６を通る伝搬の遅れが中心線３６で最大限となる。
【００１７】
従って、反射アレイ要素２６によって、弾性波ビーム３４が集束するのではなく、むしろ、弾性波ビーム３４の自然回折広がりの非集束が効果的に防止されている。そのため、弾性波ビーム３４がアレイ２４の連続する各々の反射要素２６に達すると、ビーム３４の横断方向幅（即ち、アレイ軸２８に対して横断する方向の幅）が実質的に同一に維持されることになる。各々の反射要素２６によって、順次、回折広がり効果が抑えられることになり、ビーム３４の幅が制限なく狭く維持されるので、別個の導波路コアを使用することなく導波路の機能が供されることになる。アレイ要素２６によって弾性波ビーム３４の幅が比較的狭く維持されるので、それに対応して、弾性波タッチスクリーンに使用される常套の反射アレイよりも狭く要素２６を形成することができる。そのような要素２６であっても、十分な量の弾性波エネルギーを基板２５のタッチ検知エリアを横切るように依然反射するので、タッチが検知されることになる。
【００１８】
基板２５の表面では弾性波ビーム３４の波エネルギーが十分なエネルギー密度を有して伝搬することが理解されよう。しかしながら、発明の概念が容易に例示されるように、本明細書では、基板２５の表面で２次元的に弾性波ビーム３４が伝搬するように説明している。特に、表面上または表面付近に配置される反射アレイ要素２６は、上述したように、波エネルギーと相互に十分に作用し、波伝搬速度に影響を及ぼすので、アレイ軸２８の中心線３６の付近でビーム３４のエネルギーが「集束」することになる。
【００１９】
必ずしも必要でないが、典型的にはレイリー波（本明細書で用いられる「レイリー波」という用語は擬似レイリー波を含む）と共に用いられ、レイリー波が応用されている態様では、送信トランスデューサー２２は集束トランスデューサーであってもよく、最も近位の要素２６の近位面３０の中心付近の集束位置３８で弾性波のビーム３４が集束されることになる。ビーム３４の波エネルギーは正確なものではないので、集束位置３８は数学的に得られるスポットではなく、むしろビーム３４の幅の「くびれ（ｎｅｃｋ）」のようなものである。個々の反射アレイ要素２６が弾性波ビーム３４の通路になければ、そのビーム３４は集束ネック３８を通った後で発散することになる。なお、受信トランスデューサー（図示せず）は、同様の利点を有する集束型であってもよい。当業者には明らかであるように、集束トランスデューサーの使用に関する上述の教示事項を本発明の更なる態様（図示される態様および図示されていない態様）に適用することができる。しかしながら、簡略化のために、それについては各々説明しない。
【００２０】
図６Ａおよび図６Ｂは、図４の反射アレイ２４に使用される、タッチスクリーン基板２５上に形成され得る別の集束形状要素４６（平面図にて菱形状を有している）を示している。特に、要素４６は、近位に面する一対のフラットな面５０および５１を有しており、そのフラットな面５０および５１が、それぞれの端部５９および６０（中心３７から離れている）から近位にて角度を成している。同様に、遠方の一対のフラットな面５２および５３は、それぞれの端部５９および６０（中心３７から離れている）から遠位にて角度を成している。要素２６と同様に、要素４６を通過する弾性波ビーム３４の一部の相遅れプロファイルは、中心線３６の近くのエリアで「集束」することになる。
【００２１】
図７Ａおよび７Ｂならびに図８Ａおよび図８Ｂは、図４の反射アレイ２４に使用される、タッチスクリーン基板２５上に形成され得る更に別の集束形状要素６６および８６をそれぞれ示している。特に、反射要素６６および８６は、反射要素２６および４６の可変幅寸法に相当するような可変高さ寸法を各々有している。なお、要素６６は放物線状の高さプロファイルを有しており、要素８６は三角形状の高さプロファイルを有している。図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、要素６６は、放物線状の上面７２と共に、対向するフラットな近位に面する面７０および遠位に面する面７１を有している。上面７２は、要素６６の中心３７付近で高さが最大限となっており、基板２５の表面の個々の端部７９および８０に向かってテーパーが付けられている。図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、要素８６は対向するフラットな近位に面する面９０および遠位に面する面９１を有しており、一対のフラットな上面８２および８３が、基板２５の表面の端部９９および１００から延在しており、要素８６の中心３７付近で高さが最大限になっている。
【００２２】
要素２６および４６と同様に、要素６６および８６を通過する弾性波ビーム３４の一部の相遅れプロファイルは、アレイ軸２８の中心線の近くのエリアに集束することになる。別の態様では、要素６６および／または要素８８が、必要に応じて可変幅寸法を有していてもよい。更に、単一のアレイにおける集束形状反射要素は、幅および高さのいずれか一方または双方が個々の要素の中心付近で最大限となるような可変幅寸法および可変高さ寸法のいずれか一方または双方を含んでいてもよいことを理解されよう。
【００２３】
集束形状反射要素２６，４６，６６および８６が、タッチスクリーン基板２５の表面に形成されるように示され、説明されているものの、特定の態様で用いられる弾性波および／または他の設計考慮事項の観点から用いられる弾性波に応じて、アレイの１つ以上の反射要素がタッチスクリーン基板内に部分的に又は完全に埋設されるような構成が望ましい場合もある。例えば、弾性波タッチスクリーンが、レイリー波以外の波、例えば剪断波およびラム波、または種々の弾性波の組合せ（レイリー波を含む組合せが含まれる）を用いてもよい。剪断波（例えばＺＯＨＰＳおよびＨＯＨＰＳ）ならびにラム波は、それらが伝搬する基板の上面および底面ではかなりの弾性エネルギー密度を有している。また、特定のアレイおよび／またはタッチスクリーンの特定の集束形状反射要素を種々に形成してもよく、例えば、ある集束形状反射アレイが表面上に位置しており、他の集束形状反射アレイがタッチスクリーン基板内に部分的または十分に埋設されるような態様であってもよい。
【００２４】
更に、図９Ａおよび図９Ｂは、タッチスクリーン基板２５に部分的に埋設されることによって形成されている集束形状要素１０６および１２６であって、図４の反射アレイ２４に用いることができる集束形状要素１０６および１２６をそれぞれ示している。上述の要素６６および要素８８と同様に、反射要素１０６および１２６は、横断長さに沿うような可変高さ寸法を各々有している。要素１０６は完全な放物線状の側方プロファイルを有しており、要素１２６は菱形の側方プロファイルを有している。より詳細には、図９Ａを参照すると、要素１０６は、放物線状の上面１０８および底面１１０をそれぞれ有している。基板２５の表面を基準にして、要素１０６の中心付近で、上面１０８の高さが最大限となり、底面１１０の深さが最大限となっている。図９Ｂを参照すると、要素１２６は、一対のフラットな上面１２２および１２４、ならびに一対のフラットな底面１１８および１２０を有している。一対のフラットな上面１２２および１２４は、要素１２６の中心付近で高さが最大限となるように基板２５から延在している。また、一対のフラットな底面１１８および１２０は、中心付近で深さが最大限となるように基板２５から延在している。なお、要素１０６および／または１２６は、必要に応じて可変幅寸法を有し得る。上述の集束形状反射アレイ要素の場合と同様に、要素１０６および１２６を通過する弾性波３４の一部の相遅れプロファイルは、アレイ軸２８の中心線３６の近くのエリア内に集束することになる。
【００２５】
図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、図４の反射アレイ２４に使用され得る更なる別の集束形状要素１４６、１５６および１６６を示している。特に、要素１４６、１５６および１６６は、基板２５の表面に形成される溝部であり、各々が基板２５の表面に対して深さが変わる寸法を有している。要素１４６および１６６は半放物線状の側方プロファイルを各々有しており、要素１５６は三角形状の側方プロファイルを有している。より詳細には、図１０Ａを参照すると、要素１４６は、放物線状の底面１４２を有しており、要素１４６の中心付近で基板２５の表面に対する深さが最大限となっている。図１０Ｂを参照すると、要素１５６は一対のフラットな底面１５２および１５４を有しており、その一対のフラットな底面１５２および１５４が、要素１５６の中心付近で深さが最大限となるように基板２５にて延在している。図１０Ｃを参照すると、要素１６６は、放物線状の底面１６４を有しており、要素１６６の中心付近にて基板２５の表面に対する深さが最大限となっている。要素１６６は、要素１４６が空となっていることを除いては要素１４６と類似するものの、要素１６６は、基板媒体とは異なる媒体１６８（即ち、波伝搬速度がより遅くなる媒体）で実質的に満たされている。かかる媒体の例としては、ガラスおよび／または銀が担持されたガラスフリット、ならびに、ポリマーインク、例えば米国特許第５６４８６４３号および同５８８３４５７号（開示された内容は全て、引用によってこの明細書に含まれる）で開示されているポリマーインクが挙げられる。必要に応じて、要素１４６、要素１５６および／または要素１６６のいずれかが、可変幅寸法を有していてもよい。上述の集束形状反射アレイ要素と同様に、要素１４６、１５６および１６６を通過する弾性波の一部の相遅れプロファイルは、アレイ軸２８の中心線３６の近くのエリア内に集束することになる。
【００２６】
更に当業者には明らかであるが、上述の態様の特定の幾何学的形状は例示であり、本発明の実施を可能為らしめるような集束形状を全て網羅していない。集束形状反射アレイが導波路として機能するものの、ある態様では、集束形状反射アレイと共に弾性波伝達経路に導波路コアを更に用いることが望ましい場合もある。
【００２７】
そのような１つの態様が図１１に示されている。図１１には、集束形状トランスデューサー１８２および集束形状反射アレイ１８４が含まれており、弾性波タッチスクリーン基板１８５のタッチ検知エリア（図示せず）を横切るようにトランスデューサー１８２から発せられる弾性波ビーム１９４を伝達する導波路コア２００と協働するようになっている。反射アレイ１８４は、弾性的に反射する複数のレンズ形状要素１８６（図４の態様の要素２６と類似する）を含んでいる。そのレンズ形状要素１８は、反射アレイ１８４の軸１８８に対して角度（略４５°）を成すように配置されている。各々の要素１８６が弾性波ビーム１９４を部分的に（略９０°に）反射させ、また、部分的に伝達（または伝搬）させることによって、複数の弾性波（例えば１９４ａおよび１９４ｂ）がタッチ検知エリア（図示せず）を進行するように、導波路コア２００およびアレイ軸１８８が、弾性波ビーム１９４の伝達経路と整列している。
【００２８】
導波路コア２００およびアレイ要素１８６の集束形状に起因して、個々の要素１８６の中心１８７を通過する弾性波ビーム１９４のエネルギーの一部が、中心線１９６の近くの伝達エリア内に集束される。集束トランスデューサー１８２によって、導波路コア２００の入口であって中心線１９６付近の焦点１９８で集束する弾性波のビーム１９４が生じる。特に、導波路コア２００および反射アレイ要素１８６は、タッチスクリーン基板１８５と同じ表面もしくは異なる表面に連結してもよく、および／または、部分的にもしくは十分にタッチスクリーン基板１８５と同じ表面もしくは異なる表面に埋設してもよい。例えば、反射アレイ要素１８６は、導波路コア２００の下または上に重ねて配置され得る。本明細書に取り込まれている上述の米国特許第６６３６２０１号には、導波路コアおよび反射要素の構成が例示的に示されている。
【００２９】
本発明のある態様（導波路コアが用いられる態様または導波路コアが用いられない態様）では、少なくとも幾つかの反射アレイ要素が集束形状であれば（かかるアレイの要素が、本明細書で説明するような又は特許請求の範囲に記載されるような集束形状反射アレイを有していれば）、反射アレイ要素の全てが集束形状でなくてもよい。言い換えれば、非集束反射要素を単に１つ以上含んでいても、アレイ、またはその一部が集束形状反射要素アレイとして機能することが排除されることはない。
【００３０】
上述の本発明の詳細な説明は、主としてまたは専ら本発明の特定の部分、特定の要旨または特定の態様に関する記載を含んでいる。そのような説明は便宜的に明瞭にするためのものであり、特定の特徴が、開示されている記載の範囲を超えて関連のあることを理解されよう。同様に、本明細書の種々の図面および説明は、本発明の特定の態様に関係しているが、特定の特徴が特定の図面および態様の内容に開示されている場合、かかる特徴は、別の図面または態様の内容において、または、別の特徴との組合せにおいて、あるいは一般的に本発明において適切な程度まで用いることが可能であることを理解されよう。
【００３１】
更に、ある例示的な態様に関して本発明を特に説明してきたが、本発明は、かかる態様に限定されるものではないことを理解されよう。むしろ、本発明の範囲は、上述の特許請求の範囲によって規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、従来の弾性波タッチスクリーンの模式的な平面図である。
【図２】図２は、弾性波タッチスクリーンに用いられる導波路−反射アレイの組合せである。
【図３】図３は、図２の導波路−反射アレイの幅に沿う弾性波エネルギーの模式的なグラフである。
【図４】図４は、本発明の集束形状反射アレイの例示的な態様の平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図４のアレイの集束形状反射要素の平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４のアレイの集束形状反射要素の側面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の別の態様の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の別の態様の側面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の別の態様の平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の別の態様の側面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の更に別の態様の平面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の更に別の態様の側面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の更に別の態様の側面の断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の更に別の態様の側面の断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の更に別の態様の側面の断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の更に別の態様の側面の断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図４のアレイに使用される集束形状反射要素の更に別の態様の側面の断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の更なる要旨に従って導波路コアと協働する集束形状反射アレイの更なる例示的な態様の平面図である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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