(57)【要約】  タッチ・センサーは、絶縁体の支持層（１２）と当該支持層に適用された抵抗層（１３）とを有する。抵抗性材料は、接触位置の列を形成する細長いパターンに従い形成され、検出装置（１１）の検知入力（１７）と結合する単一の端子（１６）を有する。前記端子と反対にある前記列の開放端（１５）は、結合されないままである。検出装置は、ユーザーと前記検出装置の接地素子（１８）とにより構成されるリターン・キャパシタンス（ＣＵ）を介して、単一の端子とユーザーにより接触される接触位置の１つとの間に形成される能動抵抗（ＲＰ）を検出する。有利なことに、単一の端子のみが必要であり、多数の接触位置を区別できる。
2010505157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチ・センサーであって、絶縁材料の支持層と前記支持層に適用される抵抗層を有し、
−前記抵抗層は、接触位置の列を形成する細長いパターンに従い形成された抵抗性材料を有し、前記細長いパターンは、前記列の接続可能な端に検出装置の検知入力と結合する単一の端子を有し、前記列の前記接続可能な端と反対にある前記列の開放端を有し、
−前記検出装置は、前記単一の端子と、ユーザーにより触れられた前記接触領域のうちの１つとの間の能動抵抗を、前記ユーザーと前記検出装置に結合された接地素子とにより形成されるリターン・キャパシタンスを介して検出する、タッチ・センサー。
【請求項２】
前記抵抗層は、前記細長いパターンに従い形成され、前記細長いパターンでは、前記能動抵抗値が前記単一の端子への距離に比例する以上に増大する、請求項１に記載のタッチ・センサー。
【請求項３】
前記抵抗層は、離れた多数の接触領域を有する前記細長いパターンに従い形成される、請求項１に記載のタッチ・センサー。
【請求項４】
前記抵抗層は、前記接触領域で相対的に広い領域、及び前記接触領域同士の間で相対的に小さい中間部分を有する前記細長いパターンに従い形成される、請求項３に記載のタッチ・センサー。
【請求項５】
前記抵抗層は、後段の接触領域のそれぞれの間の抵抗値の差分を有する前記細長いパターンに従い形成され、前記開放端へ向かって増大する抵抗値の差分を有する、請求項３に記載のタッチ・センサー。
【請求項６】
前記抵抗層は、前記細長いパターンに従い形成され、
−携帯機器、特に携帯電話、メディア・プレーヤー、又はパーソナル・デジタル・アシスタントのユーザー・インターフェース、
−電子機器、特にキーボード又は接触感知ディスプレイのユ―ザー・インターフェース、
のうちの少なくとも一部である、請求項１に記載のタッチ・センサー。
【請求項７】
タッチ・センサーの製造方法であって：
−絶縁材料の支持層を設ける段階；
−前記支持層に抵抗層を適用する段階；及び
−前記抵抗層を構成するために、接触位置の列を形成する細長いパターンに従い抵抗性材料を形成する段階；及び
−前記列の接続可能な端と反対にある前記列の開放端は結合されないままであり、前記列の前記接続可能な端に、検出装置の入力と結合する単一の端子を設ける段階、を有し、
前記検出装置は、ユーザーと前記検出装置の設置素子により構成されたリターン・キャパシタンスを介して、前記単一の端子と前記ユーザーにより触れられた前記接触位置との間の抵抗値を検出する、方法。
【請求項８】
前記方法は：
−前記細長いパターンに従って抵抗性材料を形成し、前記形成した抵抗性材料を前記支持層に適用する段階；
−前記支持層の上に抵抗性パターンを印刷する段階；
−抵抗性糸を挿入することにより、前記抵抗性材料を布地に組み込む段階；
の少なくとも１つを有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
検出装置であって、タッチ・センサーと協働し、前記タッチ・センサーは、絶縁材料の支持層と前記支持層に適用される抵抗層を有し、
−前記抵抗層は、接触位置の列を形成する細長いパターンに従い形成された抵抗性材料を有し、前記細長いパターンは、前記列の接続可能な端に検出装置の検知入力と結合する単一の端子を有し、前記列の前記接続可能な端と反対にある前記列の開放端を有し、
−前記検出装置は、前記単一の端子と、ユーザーにより触れられた前記接触領域のうちの１つとの間の抵抗を、前記ユーザーと前記検出装置に結合された接地素子とにより形成されるリターン・キャパシタンスを介して検出する、検出装置。
【請求項１０】
前記装置は：
−前記能動抵抗に従う周波数を検出するために、前記検知入力と結合する周波数生成回路；
−前記能動抵抗に従うインピーダンスを検出するために、前記検知入力と結合するインピーダンス検出回路；
のうちの少なくとも１つを有する請求項９に記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁体の支持層と当該支持層に適用された抵抗層とを有するタッチ・センサーに関する。
【０００２】
更に本発明は、タッチ・センサーを製造する方法に関する。
【０００３】
更に本発明は、タッチ・センサーと協働する検出装置に関する。
【０００４】
本発明は、電子機器を動作させるために、物体、標準的にはユーザーの指により接触されセンサーの分野に関する。センサーは、物体、例えば消費者電気機器の表面に設置されるか、又は個人向け携帯装置との装着可能なユーザー・インターフェースを構成する布地に統合される。
【背景技術】
【０００５】
特許文献１は、物体、標準的にはオペレーターの指の、検知素子に対する位置を検出する容量性位置センサーを開示している。検知素子は、検知経路を有する。当該検知経路は、複数の区画に分割され、当該検知経路に沿って接続された端子を有する。各端子は、当該端子自体の検知チャネルと結合される。各検知チャネルは、当該検知チャネルの端子とシステムの接地との間のキャパシタンスに応じた信号を生成する。信号は、分析のためにプロセッサーへ供給される。プロセッサーは、どの区画に物体が位置付けられるかを、検知チャネルからの信号を比較することにより決定する。また、プロセッサーは、当該区画内の物体の位置を、当該区画を測定する端子からの信号を比較することにより決定する。このように、検知経路は、スクロール・ダイヤルの円のような閉ループで形成される。当該閉ループでは、オペレーターの指の位置及び動きは、直接的な方法で一意に決定される。
【０００６】
特許文献１は、種々の検知チャネルを必要とするタッチ・センサーの例を提供している。特に、抵抗性検知素子は、接触する物体の位置を検出する両方の端子に接続される必要がある。しかしながら、多数の端子及び対応する検知チャネルを設けることは、複雑且つ高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第２００５／００５２４２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、複雑性の少ないタッチ・センサー及び検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的のため、本発明の第１の態様によると、冒頭の段落に記載したようなタッチ・センサーが提供される。当該タッチ・センサーは、絶縁材料の支持層と前記支持層に適用される抵抗層を有し、前記抵抗層は、接触位置の列を形成する細長いパターンに従い形成された抵抗性材料を有し、前記細長いパターンは、前記列の接続可能な端に検出装置の検知入力と結合する単一の端子を有し、前記列の前記接続可能な端と反対にある前記列の開放端を有し、前記検出装置は、前記単一の端子と、ユーザーにより触れられた前記接触領域のうちの１つとの間の能動抵抗を、前記ユーザーと前記検出装置に結合された接地素子とにより形成されるリターン・キャパシタンスを介して検出する。
【００１０】
上述の目的のために、本発明の第２の態様によると、冒頭の段落に記載したような方法が提供される。当該方法は：絶縁材料の支持層を設ける段階；−前記支持層に抵抗層を適用する段階；及び前記抵抗層を構成するために、接触位置の列を形成する細長いパターンに従い抵抗性材料を形成する段階；及び前記列の接続可能な端と反対にある前記列の開放端は結合されないままであり、前記列の前記接続可能な端に、検出装置の入力と結合する単一の端子を設ける段階、を有し、前記検出装置は、ユーザーと前記検出装置の設置素子により構成されたリターン・キャパシタンスを介して、前記単一の端子と前記ユーザーにより触れられた前記接触位置との間の抵抗値を検出する。
【００１１】
上述の目的のために、本発明の第３の態様によると、冒頭の段落に記載したような検出装置が提供される。当該検出装置は、タッチ・センサーと協働し、前記タッチ・センサーは、絶縁材料の支持層と前記支持層に適用される抵抗層を有し、前記抵抗層は、接触位置の列を形成する細長いパターンに従い形成された抵抗性材料を有し、前記細長いパターンは、前記列の接続可能な端に検出装置の検知入力と結合する単一の端子を有し、前記列の前記接続可能な端と反対にある前記列の開放端を有し、前記検出装置は、前記検知入力と、ユーザーにより触れられた前記接触領域のうちの１つとの間の抵抗を、前記ユーザーと前記検出装置に結合された接地素子とにより形成されるリターン・キャパシタンスを介して検出する。
【００１２】
測定は、抵抗層が単一の端子を介して検出装置と結合されるだけでよいという効果をもたらす。これは、タッチ・センサーの構成が簡略化され、タッチ・センサーが配置される物体の形状及び大きさに関し一層柔軟になるので、有利である。例えば、センサーは、衣類を形成する布地に統合されてよく、センサーの位置から検出装置への単一の接続のみを必要とする。
【００１３】
本発明は、以下の認識にも基づく。特許文献１は、両端を抵抗性検出チャネルと結合する必要のある抵抗性素子を有するセンサーを記載している。指の位置は、両端のチャネルを比較することにより検出される。外乱を抑制し未知のリターン・キャパシティの影響を除去するために、両端からの結果を平衡させる必要がある。発明者等は、片側が感応検出回路と結合された抵抗器を有する端の開放されたパターンによりタッチ・センサーを形成できることを認識している。信号検出チャネルからの未知のリターン・キャパシティの影響は、検出回路から除去される。また、当該パターンに沿った種々の接触位置の間の抵抗値の差が十分に正確に検出可能である。
【００１４】
タッチ・センサーのある実施例では、抵抗層は、細長いパターンに従い形成される。細長いパターンでは、能動抵抗値が単一の端子への距離に比例する以上に増大する。これは、パターンに沿って定期的間隔の接触位置間の相対抵抗値が比例する以上に増大するという影響をもたらす。これは、開放端の近くの接触位置間の相対的差異が十分大きく確実に検出されるという利点をもたらす。
【００１５】
タッチ・センサーのある実施例では、前記抵抗層は、離れた多数の接触領域を有する前記細長いパターンに従い形成される。有利なことに、多数の別個のボタン又は制御素子、例えば数字キーボードが形成される。特に、細長いパターンは接触領域で比較的幅広の部分を有し、接触領域の間で比較的小さい中間部分を有するよう形成される。これは、接触領域間の抵抗値が比較的高く、異なる接触領域の信号間が良好に区別されるので、有利である。
【００１６】
タッチ・センサーのある実施例では、前記抵抗層は、後段の接触領域のそれぞれの間の抵抗値の差分を有する前記細長いパターンに従い形成され、前記開放端へ向かって増大する抵抗値の差分を有する。これは、後段の接触領域間の相対的な抵抗値の差分が、開放端へ向かって、接触領域間で等しい抵抗値を有するパターンと比較してあまり減少しないので、有利である。本発明の装置及び方法の更に好適な実施例は、添付の請求項により与えられる。請求項の開示は、参照されることにより本願明細書に組み込まれる。
【００１７】
本発明のこれら及び他の態様は、以下で説明される例である実施例を参照し、及び図を参照し説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】タッチ・センサー及び検出装置を示す。
【図２】細長いパターンを形成されたタッチ・センサーを示す。
【図３】接触領域と周波数の関係を示す。
【図４】タッチ・センサーと結合されたキャパシターを示す。
【図５】インピーダンスを検出する検出装置を示す。
【図６】抵抗値の増大するタッチ・センサーを示す。
【図７】接触領域と電圧の関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図中の、既に説明された素子に対応する素子は、同様の参照符号を有する。
【００２０】
図１は、タッチ・センサー及び検出装置を示す。タッチ・センサー１０は、絶縁体の支持層１２と当該支持層に適用された抵抗層１３とを有する。抵抗層は、接触位置の列を形成する細長いパターンに従い形成された抵抗性材料により形成される。図１は、数字列のキーボードを示す。細長いパターンは、所定の順序（＊、７、４、１、２、５、８、０、＃、９、６、３）の数字に沿ったストリップの形式を有する。
【００２１】
留意すべき点は、図１に示されたキーパッドの配置が抵抗性ストリップの一部ではないことである。当該配置は、抵抗層の上に置かれた支持層に設けられる配置であり、ユーザーにユーザー・インターフェースを視覚的に提供する。
【００２２】
ストリップは、当該列の接続可能端１４に、検出装置１１の検知入力１７と結合される単一の端子１６を有する。ストリップの他方の端は、列の接続可能端と反対側の列の開放端１５と称され、結合されないままである。特定の実施例では、４００Ω／平方（ｏｈｍ／ｓｑｕａｒｅ）の抵抗値を有する材料の０．５ｃｍ幅のストリップが用いられる。当該ストリップは、３４ｃｍの長さで、総抵抗値（３４／０．５）＊４００＝２７．２ｋΩを有する。
【００２３】
タッチ・センサーの本実施例に示されるように、細長いパターンは、離れた多数の接触領域を有する。種々のパターンは、ユーザー・インターフェース素子、例えば多数のボタン又は電子若しくは電気機械装置を接触制御するための活性領域を構成するために、或いはこのような装置に接触検知表面を例えばディスプレイ画面に若しくはその近くに設けるために用いられる。特に、パターンの連続する部分は、例えば多くの装置若しくはカーソルの位置若しくは機械的構成要素を制御する、連続する、つまり実質的にアナログの制御素子を形成するために用いられる。
【００２４】
タッチ・センサーのある実施例では、細長いパターンは、携帯装置のユーザー・インターフェースを構成するために形成される。例えば、タッチ・センサーは、携帯電話機、メディア・プレーヤー、又はパーソナル・デジタル・アシスタントを少なくとも部分的に制御する。更に、タッチ・センサーは、モバイル装置と接続されるか、又は有線若しくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈのような無線インターフェースを介して結合される。タッチ・センサーは、二次的なユーザー・インターフェースであり、装置自体の制御素子に追加して存在する。
【００２５】
更なる実施例では、タッチ・センサーは、電子装置、特にキーボード又は接触感知ディスプレイのユーザー・インターフェースを形成する。例えば、折り畳み可能なキーボードを提供するために、可撓性材料が支持層に用いられる。ディスプレイ画面は、透過な抵抗性材料から成る１又は複数の細長いストリップを設けられる。
【００２６】
検出装置１１は、能動抵抗ＲＰを検出する検出回路を有する。能動抵抗は、単一の端子１６と、ユーザーによりリターン・キャパシタンスＣＵを介して接触される接触位置の１つとの間に形成される。リターン・キャパシタンスは、接触領域と、検出装置と結合された接地素子１８との間に、以下に詳述されるように特にユーザーを介して形成される。
【００２７】
図示された検出回路は、能動素子１１０、例えば入力ヒステリシスを有するシュミット・トリガー・ロジカル・インバーターを有する。能動素子の出力１１１は、以下のように能動抵抗に依存する周波数を提供する。能動素子は、出力から入力への帰還抵抗器ＲＰ、及び入力から接地へのキャパシタンスＣＵ、及び所定の直列入力抵抗Ｒ１を有するように示された。出力は、接触領域が接触されていないとき、所定のＲＦ及びＣのような所定の周波数を生成する。ユーザーが接触領域に接触すると、リターン・キャパシタンスがユーザーの指と、指の近くのストリップの領域とにより、ユーザーの身体を介して形成され、結果としてユーザーの身体から接地素子１８へのキャパシタンスを生じる。
【００２８】
留意すべき点は、接地素子は、実際に中間的キャパシタンスにより形成されることである。例えば、中間的キャパシタンスは、建物の接地面、建物のキャパシタンス、検出回路の接地面により形成される。
【００２９】
ある実施例では、検出回路は金属の筐体を設けられる。当該筐体は、少なくとも部分的に検出回路の構成要素を取り囲み、接地素子１８を有する検出回路の接地電位に接続される。最適な筐体は、ファラデー箱であり、例えば布地で編まれて形成されるか、又は導電性材料を塗布される。或いは、検出回路は、電子回路基板、特に接地素子を構成するための接地面を有する多層回路基板を有する。留意すべき点は、接地面が少なくとも何れの回路部品又は検知入力を構成する接続よりも大きいことである。
【００３０】
好適な実施例では、接地面は、検知回路部品又は検知入力を構成する接続と、ユーザーの身体との間に配置される。実際には、数ｃｍ２の接地面で十分である。
【００３１】
タッチ・センサーのある実施例では、能動抵抗値は、単一の端子への距離に比例する以上に増大する。個々の接触領域の能動抵抗値は、単一の端子１６と接触領域との間に配置されたストリップ１３の一部の抵抗値である。所定の導電率を有する材料が用いられ一定幅の細長いパターンを形成する場合、後段の接触領域のＲＰの相対変化は、距離に比例して減少する。相対変化は、例えば出力１１１での周波数を測定することにより、種々の接触位置を識別するために用いられる。センサーは、例えば開放端１５へ向かってパターンに沿って抵抗層１３の厚みを減少させることにより、又はパターンの幅を減少させることにより増大する抵抗値を有する。
【００３２】
図２は、細長いパターンを形成されたタッチ・センサーを示す。図２は、細長いパターン２０が接触領域で比較的幅広の部分２１を有し、接触領域の間で比較的小さい中間部分２２を有するよう形成されたタッチ・センサーを示す。幅広の部分２１は、接触する物体、例えばユーザーの指との良好な容量性結合を提供する。一定の導電率を有する単一の抵抗性材料が用いられる場合、幅広の部分は、比較的低い抵抗値を有する。当該低い抵抗値は、ユーザーが接触領域の正に中心に触れなかった結果として生じる能動抵抗の差分を低減する。更に、比較的小さい中間部分２２は、比較的高い抵抗値を有し、能動抵抗値の差を明らかに定める。
【００３３】
ここで、細長いパターン２０の、後段の各接触領域の間の抵抗値の差分は制御される。抵抗値の差分は、確実に識別されうる異なる検出信号を生じる。識別を改善するために、抵抗層は、開放端１５へ向かって増大する抵抗値の差を有する。
【００３４】
特定の実施例では、可撓性材料、例えば繊維の単一の層は、抵抗性材料が適用される、例えば印刷、塗布、若しくは選択されたパターンに切り出された第２の材料の取り付けにより支持層を形成する。可撓性抵抗層を載せた可撓性材料を用いることにより、導電性の糸又は配線を統合する必要がなく、従って伸縮機能及び／又は可撓性が低下することがない。
【００３５】
例えば、支持層は、マークテク社からＣｏｎｔｅｘとして市販されているポリピロールのような適切な抵抗性材料を塗布されたポリエステルの織物である。このような抵抗性材料は、形成されるパターンの寸法に基づき特定の抵抗値を有する。或いは、抵抗性の糸、配線、又はストリップは、支持層の材料に統合される。必要な層は、統合された抵抗性材料を有する可撓性材料の層だけである。
【００３６】
ユーザーの指とパターン上の位置との容量性結合、及びパターンの区画の能動抵抗器ＲＰと端子とにより、チェーンが生成される。抵抗器の一方の端子は測定装置と接続され、他方の端子は開放されたままである。ユーザーが開放端の上に指を置くと、検出装置の接地素子との容量性結合を伴い、ユーザーの身体を介してチェーンが完成する。容量性結合により、接続されていない抵抗器の端子の近くのユーザーの指は、開放された抵抗器の端子と回路の接地との間の回路を完成させる。センサー上の全ての異なる位置は、ＲＰに対し異なる値を表し、当該値は測定装置により検出されるので、パターン、例えばキーボード上の指の位置を検出することが可能である。
【００３７】
留意すべき点は、容量性結合が生じるために、如何なるパターンへの接触も、如何なる圧力も必要ないことである。従って、センサーに力を加える必要がない。しかしながら、圧力はリターン・キャパシタンスＣＵの値に影響を与えるので、印加された圧力はある程度検出される。検出回路は、抵抗値ＲＰ及びＣＵのインピーダンスを、例えばホイートストン・ブリッジを用いることにより、及び種々の周波数を供給することにより、及び／又はＣＵによる位相角を検出することにより、別個に検出する。
【００３８】
図３は、接触領域と周波数の関係を示す。図３の曲線３３は、縦軸３１の出力周波数と、横軸３２の接触されたキーパッド領域との間の関係を示す。図１に示されたキーパッドの配置、抵抗性材料の直線状のストリップ、及び検出回路が用いられた。留意すべき点は、図３のグラフは、単なる例であり、値がキーボードの配置（抵抗性材料の形状）及び検出回路内の幾つかの構成要素の値に依存することである。このグラフは、原則を証明している。
【００３９】
ある実施例では、検出回路は、検出レベルを較正する。タッチ・センサーを較正するため、ユーザーは、幾つかの接触領域、例えば最初及び最後の接触領域（本例では３と＊）、又は中間の１つの接触領域（例えば本例の０）に触るよう要求される。較正は、接触領域と結合された装置、例えば携帯電話機により、接触領域へのリンクを形成するとき、又は起動時に、又は最初に使用するときに要求される。
【００４０】
図４は、タッチ・センサーと結合されたキャパシターを示す。タッチ・センサー４５で用いられる容量性結合の基本図を示す。センサーは、絶縁支持層４０、抵抗層４１、及び検出回路１１の検知入力と結合された単一の端子４６を有する。円４２は、人間の身体、つまりセンサーに接触する物体を表す。外側の環状領域は、身体の皮膚を表す。内側の部分は人間の身体内部の流動体を表す。
【００４１】
回路内で、身体の容量性結合は、段階的に実現される。最初に、人間の身体内部の流動体が、電子回路（図１のＣＵ１）の接地電位と容量性結合される。更に、検出回路は、接触する身体４２と直接に容量性結合する接地素子４４を有する。身体４２は、接地面４３、例えば接地素子４４と実質的に結合する床又は地面とも結合する。次に、ユーザーが抵抗性材料の特定の領域の上方に指を位置付けると、ユーザーの身体内の流動体は、この抵抗性材料（図１のＣＵ２）と容量性結合する。
【００４２】
留意すべき点は、人間の皮膚の抵抗は、標準的に数メガΩ、低くても数百キロΩであり、検出に影響を与えないことである。発明者等は、人間の皮膚と比べて遙かに低い抵抗値を有する人間の身体内部の流動体との容量性結合が形成されることを示した。ここで用いられる結合を推定するために、静電放電（ＥＳＤ）の人体モデルの抵抗値を仮定する。この抵抗値は１．５キロΩである。従って、抵抗性材料の総抵抗値は、実質的に高く選択されるべきである。従って、１．５キロΩは、位置を測定する間に問題を生じないだろう。更に、１．５キロΩは全ての位置に対して示され、従ってオフセットのみが生じる。
【００４３】
図５は、インピーダンスを検出する検出装置を示す。図５は、ホイートストン・ブリッジに基づく測定回路を図示する。検出回路は、タッチ・センサーの単一の端子、例えば図６に示す端子６２と結合された検知入力５０を有する。抵抗ＲＰは、人間５２により触れられるタッチ・センサーの能動抵抗を表す。接地レベルへの容量性チェーンは、キャパシタンスＣＵ１及びＣＵ２により表される。抵抗器Ｒ１、Ｒ２、及びＲ４は、ブリッジの更なる枝を構成する。
【００４４】
留意すべき点は、これらの枝は、適切なインピーダンスを生成するために更なる構成要素を有することである。測定周波数信号は、電源ＶＡＣ５１により供給される。測定電圧Ｖｍ５３は、ブリッジで検出される。
【００４５】
図６は、抵抗値の増大するタッチ・センサーを示す。タッチ・センサー６０は、３つの層、つまり最下層６１、抵抗層６４、及びユーザー・インターフェース、例えば数字キーボードのレイアウトを表す最上層６３を有する。留意すべき点は、抵抗層が、検出回路の検知入力５０と結合するための端子６２を有することである。
【００４６】
図６は、端子の端にある最初のボタン「１」から開放端にある最後のボタン「＃」への抵抗性材料の減少、つまり抵抗値の増大を示す。留意すべき点は、この減少が、層６４内の抵抗性材料の厚み、幅、及び／又は導電率（抵抗値／面積）を減少させることにより形成されることである。この減少により、ボタンとボタンの間の絶対抵抗値が増大する。
【００４７】
抵抗値の差分の増大は、抵抗層の配置によっても達成される。後段の接触領域同士の間の中間部分では、長さが増大し、及び／又は幅が減少する。例えば、３つのボタンの配置では、最初のボタンはｘにあり、最初の中間部分は長さｘを有し、及び第２の中間部分は長さ２ｘを有する。従って、抵抗値の差分は、Ｒ−２Ｒ−４Ｒである。
【００４８】
ストリップがキーボードに沿って終始同一の幅を有する場合、キーボードの最後の部分の感度は、キーボードの最初の部分の感度より低くなる。これは、以下の論法に基づく。抵抗性材料は、面積当たりの特定の抵抗値を有する。ストリップが至る所で同一の幅である場合、キー「１」はＲを表す。キー「２」は２Ｒを表し、キー「３」は３Ｒを表す。以下同様である。
【００４９】
これは、それぞれ次のキーに対し、前段のキーと比較してＲだけ影響があることを意味する。しかしながら、Ｒの相対的影響は、総抵抗値と比較して次第に小さくなる。例えば、「＊」キーの代わりに「＃」キーに接触することは、１１Ｒではなく１２Ｒを意味する。従って、差分は１／１２である。キー「１」と「２」の間の差分は、Ｒから２Ｒへ行くことを意味する。
【００５０】
従って、ストリップの全長に渡り同一の幅を有するストリップは、最初のキーに対し高い感度を有し、最後のキーに対し低い感度を有する。これは図３から分かる。ここで、直線状のストリップを用いるほど、相対的な差分は減少しない。ある実施例では、減少は、相対的な差分が一定のままであるよう、定められる。
【００５１】
図７は、接触領域と電圧の関係を示す。図７の曲線７３は、縦軸７１の測定電圧と、横軸７２の接触されたキーパッド領域との間の関係を示す。図６に示した増大する抵抗値を有するキーパッドの配置及びタッチ・センサー、及び図５に示した検出回路を用いた。以下の値を用いた。
【００５２】
Ｒ１＝Ｒ２＝１８ｋΩ
ＶＡＣ＝１０ＶＰＰ（ピーク・ツー・ピーク）
ｆ＝１００ｋＨｚ
Ｒ４＝２００ｋΩ
曲線７３は、異なる接触領域に対応する異なる電圧を示す。
【００５３】
留意すべき点は、（「何れのキー」からも離れた）点は、図３に示した点よりも線形関係を有する。従って、ストリップを狭くすることにより感度の増大が達成される。
【００５４】
留意すべき点は、特定の実施例では、リターン・キャパシタンス（図５のＣＵ１及びＣＵ２）の影響を低減するために、例えば１−１００ＭＨｚの範囲内の、より高い周波数が用いられることである。更に、例えば周波数及び位相シフトに基づくインピーダンスを計算することにより、実際のリターン・キャパシタンスを検出するために、電源電圧ＶＡＣに対する測定信号Ｖｍの位相シフトを検出する。
【００５５】
リターン・キャパシタンスが検出されると、当該リターン・キャパシタンスが能動抵抗の測定に与える影響が除去され、例えば、信頼性を向上させ、又は較正の必要性を低減若しくは除去する。一連の測定を行い、信号処理を行うことにより、時間に対するリターン・キャパシタンスの値の変化が検出される。値の変化に基づき、ユーザーの動き、例えば圧力の量又はユーザーが個々の接触領域を素早く打つかゆっくり押すかが推定される。
【００５６】
留意すべき点は、本発明が、（部分的に）ハードウェア及び／又はソフトウェアで、設定可能な構成要素を用いて実施されてよいことである。本発明は、布地のタッチ・センサー及び数字キーパッドを用いる実施例により主に説明された。しかしながら、本発明は、接触により活性化される如何なる種類のユーザー制御素子にも適する。
【００５７】
留意すべき点は、本願明細書では、用語「有する」は列挙された以外の他の要素又は段階の存在を排除しないこと、単一の要素を示す語は当該要素の複数の存在を排除しないこと、如何なる参照符号も請求の範囲を制限しないこと、本発明はハードウェアとソフトウェアの両方を用いて実施されてよいこと、幾つかの「手段」又は「部分」はハードウェア又はソフトウェアの同一の要素により表されること、プロセッサーは１又は複数の部分の機能を満たし、場合によってはハードウェア要素と協働すること、である。更に、本発明は、実施例に限定されない。また、本発明は、新規な特徴のそれぞれ及び全て、又は上述の特徴の組み合わせにある。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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