(57)【要約】タッチ入力画面内部に一体化された不可視光線の光源と、タッチ入力画面内部に一体化された複数の光検出器とを含むタッチ入力画面を備え、光検出器が不可視光線を検出するように設定された携帯通信装置。この携帯通信装置は、画面上に配設された追加的な接触感知層がなくても画面への接触を検知すると同時に、暗い状況において及び／又は暗い画像や背景での画面上の接触を検知するように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウシング（１２）と、
前記ハウジング内部に配設されたタッチ入力画面（１４）とを有し、
前記タッチ入力画面（１４）は、
ユーザによる接触を受け付けるために配設された上部の基材（７４）と、
前記タッチ入力画面（１４）内部に一体化された不可視光線の光源（４２，４３）と、
前記タッチ入力画面（１４）内部に一体化された複数の光検出器（４４）とを含み、前記光検出器（４４）が不可視光線を検出するように構成されている携帯通信装置（１０）。
【請求項２】
前記不可視光の光源は、予め決められた波長範囲内の光を発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた波長範囲内の不可視光を検出するように構成されている請求項１に記載の携帯通信装置。
【請求項３】
前記予め決められた波長範囲は、約７００ナノメートルから約１０００ナノメートルまでを含む請求項２に記載の携帯通信装置。
【請求項４】
前記不可視光の光源は、赤外線又は近赤外線を発光するように構成され、前記光検出器は赤外線又は近赤外線を検出するように構成されている請求項１又は請求項２に記載の携帯通信装置。
【請求項５】
前記タッチ入力画面は、前記不可視光の光源から発光された不可視光が前記タッチ入力画面を通って前記上部の基材に達するように構成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項６】
前記タッチ入力画面は表示領域を有し、前記不可視光の光源は、前記不可視光が前記上部の基材に向くように、前記表示領域の縁部に隣接して配置された複数の発光ダイオードを含む請求項５に記載の携帯通信装置。
【請求項７】
前記光検出器は、前記上部の基材に接触する物体により反射した不可視光を検出するように構成され、前記携帯通信装置はさらに、前記光検出器により検出された不可視光に基づいて、ユーザにより接触された前記タッチ入力画面上での位置を判定するように構成された制御回路を備える請求項５に記載の携帯通信装置。
【請求項８】
前記不可視光の光源は、予め決められた周波数で前記不可視光の発光を変調するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた周波数で変調された不可視光を検出するように構成されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項９】
前記不可視光の光源は、予め決められたパルスレートで前記不可視光をパルス発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められたパルスレートに応じた不可視光を検出するように構成されている請求項１乃至８のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項１０】
前記不可視光の光源は、１つ以上の発光ダイオードを含み、前記光検出器は、前記発光ダイオードの波長に略一致する波長を有する不可視光を検出するように調整された感光薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備える請求項１乃至９のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項１１】
前記携帯通信装置は、携帯電話である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項１２】
ユーザによる接触を受け付けるために配設された上部の基材（７４）と、
タッチ入力表示装置内部に一体化された不可視光線の光源（４２，４３）と、
前記タッチ入力表示装置（１４）内部に一体化された光検出器（４４）とを備え、
前記光検出器（４４）が不可視光線を検出するように構成されているタッチ入力表示装置（１４）。
【請求項１３】
前記光検出器は、前記上部の基材に接触する物体により反射した不可視光を検出するように構成されている請求項１２に記載のタッチ入力表示装置。
【請求項１４】
前記不可視光の光源は、予め決められた波長範囲内の赤外線又は近赤外線を発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた波長範囲内の赤外線又は近赤外線を検出するように構成されている請求項１２又は請求項１３に記載のタッチ入力表示装置。
【請求項１５】
前記不可視光の光源は、予め決められた周波数で前記不可視光の発光を変調するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた周波数で変調された不可視光を検出するように構成されている請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のタッチ入力表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００７年８月３１日出願の米国仮出願番号６０／９６９３２４の利益を主張するものであり、その開示内容の全てを、ここに援用する。本願発明は、全般的に携帯通信装置に関し、特に、近赤外セル内タッチ入力画面を有する携帯通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯端末などの携帯通信装置の人気が成長し続けている。携帯通信装置の人気が成長し続けるに従って、携帯通信装置用のアプリケーションや機能が拡大し続けている。ユーザに対して、携帯無線装置は、強力な通信や、データサービス、娯楽ツールとして役立つ機能を持つため、ユーザに対して魅力的である。
【０００３】
無線業界は、携帯電話データサービスや機能強化の急速な拡大を経験している。さらに、特定のタイプの携帯通信装置に関連した機能がますます多様化している。２〜３例を挙げると、多くの携帯通信装置は、テキスト・メセージ機能、インターネットの閲覧機能、電子メール機能、映像再生機能、音声再生機能、画像表示機能、ハンズフリー・ヘッドセット・インタフェースを有している。
【０００４】
最近の携帯電話に関連する情報表示の必要性に適応するために、ほとんどの携帯電話が情報を表示する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含んでいる。さらに、多くの携帯電話が、現在では、タッチ画面やタッチパネルのような、ユーザが入力できるタッチ入力装置を有する。従来の多くのタッチ画面が実際上抵抗性や容量性を持ち、例えば画面の上部の層に、追加的な構成や層を含み、それらがコストの追加と画面の光学性能の低下を招いている。
【発明の概要】
【０００５】
前述したことを考慮すると、改良されたタッチ画面を有する携帯通信装置には必要性が存在する。
【０００６】
本発明は、タッチ入力画面を有する携帯通信装置を提供する。タッチ入力画面は、当該画面内部に一体化された不可視光線の光源と、当該画面内部に一体化された複数の光検出器とを含み、不可視光線を検出するように構成されている。このタッチ入力装置は、上部の接触感知層の必要性をなくし、改良されたＳＮ比によって暗い状況でのタッチ入力操作を実現できる。
【０００７】
本発明の１つの側面は、ハウシングと前記ハウジング内部に配設されたタッチ入力画面とを含む携帯通信装置に関する。前記タッチ入力画面は、ユーザによる接触を受け付けるために配設された上部の基材と、前記タッチ入力画面内部に一体化された不可視光線の光源と、前記タッチ入力画面内部に一体化された複数の光検出器とを含み、前記光検出器が不可視光線を検出するように構成されている。
【０００８】
他の側面によれば、前記不可視光の光源は、予め決められた波長範囲内の光を発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた波長範囲内の不可視光を検出するように構成されている。
【０００９】
他の側面によれば、前記予め決められた波長範囲は、約７００ナノメートルから約１０００ナノメートルまでを含む。
【００１０】
他の側面によれば、前記不可視光の光源は、赤外線又は近赤外線を発光するように構成されている。
【００１１】
他の側面によれば、前記光検出器は赤外線又は近赤外線を検出するように構成されている。
【００１２】
他の側面によれば、前記タッチ入力画面は、前記不可視光の光源から発光された不可視光が前記タッチ入力画面を通って前記上部の基材に達するように構成されている。
【００１３】
他の側面によれば、前記タッチ入力画面は、前記不可視光の光源と上部の基材との間に複数の素材層を含み、少なくともいくつかの素材層は、前記不可視光の光源からの不可視光の伝播を許容するように構成されている。
【００１４】
他の側面によれば、前記タッチ入力画面は表示領域を有し、前記不可視光の光源は、前記不可視光が前記上部の基材に向くように、前記表示領域の縁部に隣接して配置された複数の発光ダイオードを含む。
【００１５】
他の側面によれば、前記光検出器は、前記上部の基材に接触する物体により反射した不可視光を検出するように構成されている。
【００１６】
他の側面によれば、前記携帯通信装置は、前記光検出器により検出された不可視光に基づいて、ユーザにより接触された前記タッチ入力画面上での位置を判定するように構成された制御回路を含む。
【００１７】
他の側面によれば、前記不可視光の光源は、予め決められた周波数で前記不可視光の発光を変調するように構成されている。
【００１８】
他の側面によれば、前記光検出器は、前記予め決められた周波数で変調された不可視光を検出するように構成されている。
【００１９】
他の側面によれば、前記不可視光の光源は、予め決められたパルスレートで前記不可視光をパルス発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められたパルスレートに応じた不可視光を検出するように構成されている。
【００２０】
他の側面によれば、前記不可視光の光源は、１つ以上の発光ダイオードを含む。
【００２１】
他の側面によれば、前記光検出器は、前記発光ダイオードの波長に略一致する波長を有する不可視光を検出するように調整された感光薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備える。
【００２２】
他の側面によれば、前記タッチ入力画面は、液晶画面である。
【００２３】
他の側面によれば、前記携帯通信装置は、携帯電話である。
【００２４】
本発明の他の側面は、ユーザによる接触を受け付けるために配設された上部の基材と、タッチ入力表示装置内部に一体化された不可視光線の光源と、前記タッチ入力表示装置内部に一体化された光検出器とを含み、前記光検出器（４４）が不可視光線を検出するように構成されているタッチ入力表示装置に関する。
【００２５】
他の側面によれば、前記タッチ入力表示装置は、前記不可視光の光源から発光された不可視光がタッチ入力画面を通って、当該タッチ入力画面の上部の基材に達するように構成されている。
【００２６】
他の側面によれば、前記光検出器は、前記上部の基材に接触する物体により反射した不可視光を検出するように構成されている。
【００２７】
他の側面によれば、前記不可視光の光源は、予め決められた波長範囲内の赤外線又は近赤外線を発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた波長範囲内の赤外線又は近赤外線を検出するように構成されている。
【００２８】
他の側面によれば、前記不可視光の光源は、予め決められた周波数で前記不可視光の発光を変調するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた周波数で変調された不可視光を検出するように構成されている。
【００２９】
本発明のこれらの、さらなる特徴は、以下の記述と添付された図面を参照して明らかにされる。その記述及び図面では、本発明の特定の実施形態が、本発明の原理を採用しうるいくつかの方法を示しながら詳細に開示されているが、本発明は、それに応じた範囲に限定されないことが理解される。それどころか、本発明は、その精神や請求項に付記された用語の範囲内にある全ての変更や改良、同等なものを含んでいる。
【００３０】
一の実施形態に関して記述及び／又は描画される特徴は、同等の方法又は類似の方法で、１つ以上の複数の他の実施形態及び／又は組み合わせ、又は他の実施形態の特徴に代えて使用されうる。
【００３１】
強調すべき点は、用語「備える／備えた（ｃｏｍｐｒｉｓｅ／ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、この明細書中で使用された場合、記載された特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を明示するものと解釈され、他の１つ以上の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはこれらのグループの存在または追加を排除するものではないことである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明の多くの態様は、以下の図面を参照することによってよりよく理解することができる。これらの図面中の構成要素は、必ずしも一定の縮尺ではなく、むしろ本発明の原理を明確に図示することに重点が置かれている。同様に、１つの図面に描かれている要素および特徴は、付加的な図面に描かれた要素および特徴と組み合わせることもできる。さらに、これらの図面において、同様の参照符号は、いくつかの図にわたって対応する部分を示す。
【図１】本発明に係るタッチ入力画面を有する携帯通信装置の典型例としての携帯電話の概略図である。
【図２】タッチ入力装置を有する携帯通信装置の概略図である。
【図３】典型的なタッチ入力装置を上から見た概略図である。
【図４】一実施形態に係る典型的なタッチ入力画面の断面図である。
【図５】他の実施形態に係る典型的なタッチ入力画面の断面図である。
【図６】他の実施形態に係る典型的なタッチ入力画面の断面図である。
【図７】他の実施形態に係るタッチ入力画面の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下の詳細な説明では、本発明の異なる実施形態に示されているかどうかに係わらず、類似する要素には同一の符号を付している。本発明を明確かつ簡潔に描くため、図面は必ずしも同等の縮尺ではなく、特定の機能がやや概略的な形で示されている。
【００３４】
タッチ入力画面には美的かつ機能的な利点がある。いくつかのタッチ入力画面は、その画面の上部に抵抗性や容量性のある追加的な接触感知層を含んでいる。これらの余計な層は、光学性能を低下させる。あるタッチ入力画面は、当該画面を通過する可視光と共に、当該画面に接触した物体により投影された影を検知するように構成されている。追加的な接触感知層を有する画面をより改良しながら、可視光やそれに関連する影を検知することは、暗い状況において及び／又はより暗い画面上の画像に関して、とうてい最良の性能を提供し得ない。本開示は、指による接触やペンによる接触などの画面表面へのユーザの接触を通じたユーザ入力を受け付けるように構成されたタッチ入力画面が設けられた携帯無線通信装置を記述している。このタッチ入力画面は、不可視光の光源と、赤外線や近赤外線などの不可視光を検知するように構成された１つ以上の光検出器とを含むように構成されている。不可視光の光源は、上記不可視光が、画面を通って上部の基材に達するように構成されている。画面部分に接触した物体により反射した不可視光は、画面上の接触位置を判定するために、光検出器により検出される。この構成により、画面上部の追加的な層を使用しないタッチ入力機能と共に、暗い環境での操作やＳＮ比の改善を可能にする。
【００３５】
ここで参照されるように、“携帯通信装置”の用語は、携帯無線通信機器を含む。ここで後に携帯電話、携帯機器、携帯無線端末、或いは携帯端末として参照される携帯無線通信機器は、携帯電話、ページャ、電子手帳、スマートフォーン、ＰＤＡなどの通信機を含むが、それらに限らないすべての電子機器を含んでいる。本発明は、携帯通信装置に関して説明されているが、本発明は携帯通信装置に限るものではなく、タッチ入力画面が搭載されたあらゆるタイプの電子機器に適用できることは当然に理解されるべきである。
【００３６】
先ず図１を参照すると、携帯通信装置１０が本発明に従って示されている。ここに記述された例示的な実施形態では、携帯通信装置は携帯電話１０である。当然ながら、本発明が他の携帯通信装置に適用できることは充分に理解されるであろう。ここで、携帯電話１０は、“ブロック”タイプハウシング１２を有するものとして示されているが、クラムシェルやスライドタイプのハウシングのような他のハウジングタイプが本発明の範囲を逸脱しないで使用し得ることは充分に理解されるであろう。
【００３７】
携帯電話１０は、タッチ入力画面１４と、英数文字のキーパッド１６と、例えばジョイスティック、ロッカーキー（Ｒｏｃｋｅｒ ｋｅｙ）などの１つ以上のファンクションキー１８と、スピーカ２０と、マイク２２とを含んでいる。英数文字のキーパッド１６とファンクションキー１８とは、電話番号、電話帳、アドレス帳、ノートやそれに類するような英数文字の情報の入力を可能にすることで、携帯電話１０の動作制御を容易化する。通常は、ファンクションキー１８が、電話や他の通信の開始や案内を含む様々なユーザメニューを通じた操作を容易化する。
【００３８】
上記タッチ入力画面１４は、記録写真や映像、操作状態、時間、電話番号、連絡先や様々な操作メニューなどの記録されたデジタル・メディアのようなユーザへの情報を表示し、ユーザが携帯電話１０の様々な機能を使用可能にする。加えて、上記タッチ入力画面１４は、指やペンによる接触などの画面へのユーザの接触検知を介したユーザ入力を受け付けるように構成されている。以下にさらに詳述されているように、タッチ入力画面は、不可視光の光源と不可視光を検出するように構成された光検出器とが一体化されて含むように構成されている。携帯電話１０がさらに適切な回路と様々な機能を実行するためのソフトウェアを含んでいることは、当業者であれば充分に理解できるであろう。携帯電話の回路やソフトウェアが、英数文字のキーパッド１６、ファンクションキー１８、マイク２２のような、入力デバイスと接続される共に、タッチ入力画面１４やスピーカ２０を含む入出力デバイスに接続される。タッチ入力画面が、本発明の範囲を逸脱しないで、適当なサイズ、形状、位置を持ち得ることは、充分に理解できるであろう。また、例示した携帯電話１０は、キーパッド１６、ファンクションキー、タッチ入力画面１４を有するものとして記述されているが、携帯電話が、英数文字のユーザ入力及び／又は操作指令を受け付ける主要な手段としてタッチ入力画面１４だけを含み得ることは、充分に理解できるであろう。
【００３９】
図２は、携帯電話などの携帯通信装置１０の機能的なブロック図を例示している。上記携帯通信装置１０は、携帯通信装置の全体の動作を制御するコントローラ３０を含んでいる。このコントローラ３０は、どのような市販又は特注のマイクロプロセッサやマイクロプロセッサを含み得る。メモリ３２は  携帯通信装置で使用する制御プログラムやデータを格納するため、コントローラ３０に動作可能に接続されている。このメモリ３２は、ここで記述される１つ以上の側面に従う携帯通信装置の機能を実現するために使用されるソフトウェアとデータを包含するメモリデバイスの全ての階層を示している。メモリ３２は、例えばＲＡＭ、又は他の揮発性半導体メモリ、フラシュ又は他の非揮発性半導体メモリ、ハードデスクのような電磁記憶媒体、着脱可能な記憶媒体、或いは他の適切な記憶手段を含み得る。音声通信の対応に加えて、携帯通信装置１０は、例えはテキストメッセージ（ショートメッセージサービスやＳＭＳとして周知）、電子メール、マルチメディアメッセージ（ＭＭＳとして周知）、画像ファイル、映像ファイル、音声ファイル、着メロ、音声ストリーム、映像オストリーム、データフィード（例えば：ポッドキャスティング）その他のデータを送信、受信、処理するように構成され得る。
【００４０】
図示の実施形態では、メモリ３２は、ドライバー３４（例えば、Ｉ／Ｏデバイスドライバー）、アプリケーションプログラム３６、及びアプリケーションプログラムデータ３８を格納している。Ｉ／Ｏデバイスドライバーは、上記タッチ入力画面１４やキーパッド１６（例えば、標準キーパッド、クエリーキーパッド、タッチ画面キーパッド）と共に、他の入出力ポートのようなデバイスと通信するためのアプリケーションプログラム３６によって、コントローラ３０（又はメモリ３２に格納されたＯＳ（不図示））を通じてアクセスされるソフトウェアルーチンを含んでいる。以下にさらに詳述されるように、タッチ入力画面は、表示制御部４０（例えば、適切なマイクロコントローラやマイクロプロセッサ）に動作可能に接続されかつ制御され、タッチ入力機能（ユーザの画面への接触の検出及び画面への接触に基づく所望のユーザ入力の認識）を容易化するように構成されている。以下にさらに詳述されるように、タッチ入力画面は、不可視光４２の１つ以上の光源と、不可視光を検出するように構成された１つ以上の光検出器４４を含んでいる。上記表示制御部４０は、タッチ入力画面１４と協働し、ユーザの接触又は画面への操作を検出し、検出されたタッチ入力画面１４へのユーザ操作に基づいて“イベント”（例えば、キー押しイベント）をコントローラへ送信する。
【００４１】
上記アプリケーションプログラム３６は、音声電話、電子メール、インターネットアクセス、マルチメディアメッセージ、予定管理ソフトやそれらに類するような携帯通信装置１０の様々な機能を実現するプログラムを備える。
【００４２】
続いて図２を参照すると、コントローラ３０は、上述したタッチ入力画面１４、キーパッド１６（及び他のユーザインタフェースデバイス）、送信／受信器４６（多くの場合、送受信器と呼ばれる）、音声処理部４８のような音声処理回路、及び位置決定要素又は全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器のような位置受信器５０とインタフェースをとる。上記携帯通信装置１０は、デジタル写真、音声及び／又は映像を撮影するメディアレコーダ（例えば、スチルカメラ、ビデオカメラ、音声レコーダやそれらに類するもの）を含み得る。上記写真、歌曲及び／又は映像に対応する画像、音声及び／又は映像ファイルは、メモリ３２に格納し得る。
【００４３】
アンテナ５２は、従来のように、送受信器４６がアンテナ５２を介して信号を送受信するように送信受信器４６に接続される。携帯通信装置１０は、送受信器により送信及び受信された音声信号を処理するための音声処理部４８を含んでいる。この音声処理部４４は、スピーカ２０及びマイク２２に接続され、ユーザが携帯通信装置を介して聴いたり話したりすることを可能にする。音声データは、ユーザへの再生用に音声処理部４８に移動され得る。音声データは、例えば、メモリ３２に格納された音声ファイルからコントローラ３０により抽出された音声データ、又は生成又は受信したメディア拡張（ｅｎｈａｎｃｅｄ）されたテキストテキストメッセージに関連付けされた音声データを含み得る。音声処理部４８は、適切なバッファ、デコーダ、増幅器やそれらに類するものを含み得る。
【００４４】
上記携帯通信装置はまた、アクセサリー、例えば携帯通信装置１０からアダプター、その他の携帯無線端末、コンピュータ、又は他のあらゆる電子機器へ転送される音声データに対応する音声を聞き取り可能に出力するヘッドセットのようなハンズフリーアダプターとの通信を確立するために、赤外線送受信器及び／又は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアダプター、ＷＬＡＮアダプター、超広帯域（ＵＷＢ）アダプターなどの無線アダプターのような、１つ以上のローカル無線インタフェース（無線インタフェース５４として概略的に示される）を含み得る。また、無線インタフェース５４は、セルラーネットワークや他の広域無線ネットワーク（ＷＷＡＮ）内での通信に適したインタフェースを代表し得る。
【００４５】
ここで図３を参照すると、例示的なタッチ入力画面１４の部分の上面図が描かれている。好ましい実施形態では、タッチ入力画面は、例えばバックライトＬＣＤなどの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であるが、本発明の範囲を逸脱しないで他の画面タイプが使用され得る。タッチ入力画面１４は、複数の画素６０を含んでいる。以下にさらに詳述されるように、カラーＬＣＤ画面の場合には、各画素６０は、適切なカラー画面を提供するために、赤、緑、青のカラーフィルタなどの適切なカラーフィルタと結合された１つ以上の画素電極から構成され得る。
【００４６】
上記タッチ入力画面は、１つまたは複数の不可視光の光源４２が画面内部に一体化されるように構成されている。一実施形態では、上記不可視光の光源４２が、例えば波長は約７００ナノメートルから約１０００ナノメートルの波長を持つ、１つまたは複数の赤外線又は近赤外線の光源を含んでいる。一実施形態では、不可視光の光源が、タッチ入力画面内部に配設された１つ以上の発光ダイオードを含み、この発光ダイオードからの不可視光が、画面を通って上部のガラスやプラスチックカバープレートなどの上部の基材に達するようになっている。以下にさらに詳述されるように、上記不可視光の光源は、当該画面のバックライトの近くか、一体化されるように、タッチ入力画面内部の様々な位置に配置され得る。
【００４７】
図３に示すように、タッチ入力画面１４にはまた、例えば不可視光の光源４２により発光された不可視光と一致又は略一致する波長を持つ光などの不可視光を検出するように構成され、あるいは別途調整された１つまたは複数の光検出器４４が設けられている。一実施形態では、上記光検出器４４は、赤外線又は近赤外線の発光ダイオードと一致又は略一致する波長を持つ赤外線又は近赤外線を検出するように構成された感光薄膜トランジスタ（ｐｈｏｔｏ ＴＦＴ）を含み得る。他の方法として、本発明の範囲を逸脱しないで他のタイプの光検出器を使用可能である。また、本発明の範囲から逸脱しないで、様々な構成の光検出器４４が使用可能であることは充分に理解できるであろう。
【００４８】
例えば、タッチ入力画面は、当該画面が４画素（ここで１つの画素は多数の画素電極とカラーフィルタからなる）ごとに１つの光検出器、８画素ごとに１つの光検出器、１６画素ごとに１つの光検出器、あるいはそれに類するものを含むように構成され得る。不可視光を検出するように調整された光検出器の数や構成は、画面の大きさや形状、画面の全解像度、光検出器の感度やそれに類するものを含むが、それらに限られない、多数の要因に基づいて調整され得る。
【００４９】
以下にさらに詳述されるように、不可視光の光源と、不可視光を検出するように構成され、あるいは不可視光を検出するように調整された適切に対応する光検出器とを有するタッチ入力画面の提供は、画面の上部の基材上に配設された、抵抗性や容量性のある層などの追加的な層を必要とせずに、タッチ入力機能を有する画面を提供し得る。さらにまた、画面へのユーザの接触検知のために不可視光を使用することで、ユーザの視界及び／又は画面の利便性を損なうことなく、光源の変調やそれに対応する光検出器の調整が可能になる。以下にさらに詳述されるように、不可視光の光源４２と光検出器４４とは、不可視光が画面を通って画面の上部の基材に達し、上部の基材に接触するユーザの指やペンなどの物体で反射した不可視光が、そのタッチ入力画面への接触を介して供されるユーザの所望の入力を判定するように光検出器により受け付けられる。
【００５０】
ここで図４−７を参照すると、タッチ入力画面１４の様々な実施形態の断面図が提示されている。図４−６に描かれた様々な実施形態において、同等の要素には同等の符号が参照されている。ここで図４を参照すると、一実施形態に係る例示的なタッチ入力画面１４の断面図が付与されている。この例示的な実施形態では、タッチ入力画面１４は、アクティブマトリックスＬＣＤ（ＡＭＬＣＤ）などのＬＣＤタイプ画面である。画面１４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）の配列、蛍光管、キセノンフラット電球やそれらに類するものなど、当該画面上への画像の形成に使用するために当該画面を通って外に出る光を供与するバックライト６２を含んでいる。複数の不可視光の光源４２は、画面内部に配設されるか、あるいは画面と一体化されている。好ましい実施形態では、不可視光の光源４２は、不可視光の領域内の波長を持つ光を発光するように構成された複数の発光ダイオードを含んでいる。一実施形態では、上記光源４２は、赤外線又は近赤外線（例えば、約７００ナノメートルから約１０００ナノメートルまでの波長を持つ光）を発光するように構成されている。当然ながら、本発明の範囲を逸脱しないで不可視光の光源４２は、上述した以外の波長を持つ不可視光を発光するように構成し得る。
【００５１】
図４で示される実施形態では、不可視光の光源４２は、バックライト６２の近くにあるか、一体化されている。この実施形態では、不可視光の光源４２の上に配置された層は、不可視光の光源により発光された光の波長に対応する波長を持つ光を通すように構成されている。図示された実施形態では、赤、緑、青のカラーフィルタなどの複数のカラーフィルタ６４を含み、フルカラーの機能を有する画面の提供に役立っている。
【００５２】
複数の画素電極６６が画面内部に配設されている。図示された実施形態では、画素電極６６は、各カラーフィルタ上に配設されているが、本発明の範囲から逸脱しないで、各カラーフィルタより下方などの他の位置に配設し得ることは充分に理解されるであろう。図示された実施形態では、上記カラーフィルタは黒マトリックス部６８により分離され、黒マトリックス部６８は、一般的に、黒マトリックス部６８の下方に配設されて感光性の半導体要素を保護するために使用される。そのような要素は、様々な画素電極に選択的に電圧を印加するか、あるいはアドレスを指定するように構成された薄膜トランジスタを含み得る。図４に示される実施形態では、画素電極は、不可視光の光源４２からの光が画素電極を通過するように、導電性であるが、透明な材料からなる。
【００５３】
上記画面はさらに、液晶材料７０の層を含み、液晶材料７０は、一般的に、１対の指向性フィルム（不図示）の間に配設される。指向性フィルムは、基材の壁部に直接隣接した液晶材料の分子を物理的に整列させるためにミクロな溝を生成するように研磨された表面を持つガラス基材又は他の材料基材を含み得る。例えば、ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）液晶画面の場合には、分子間力により、隣接する液晶分子が、液晶セルの間隔にわたる分子の付与列における分子の向きが、当該列の長さを超えてねじれる結果となる近くの分子が協調するような状態にできる。一般的には、液晶画面は、液晶セルの構成や画素電極６６及び上部の（一般に連続する）電極にそれぞれ印加される電圧７２に応じて、明るい領域と暗い領域を選択的に生成するために当該液晶画面と協働する１対の偏光器（不図示）を含む。液晶画面の一般的な動作は、当業者には良く認識されたものであるので、液晶セルの一般的な動作の詳細な説明は省略する。タッチ入力画面１４はさらに、ユーザからタッチ入力画面に配設されたデバイスへの接触による入力を受け付けるように露出されるか、あるいは構成された上部の基材７４を含んでいる。この接触は、ユーザの指による接触及び／又はペンや他の適当な操作具を用いたユーザによる接触を含み得る。
【００５４】
図４に示される実施形態では、上記タッチ入力画面は、不可視光の光源４２の上部に配置される層及び要素が当該光源４２からの光に対して透過性があるように構成されている。これにより、画面へのユーザの楽しみに悪影響を及ぼさずに、不可視光が、画面の様々な層を通って上部の基材７４まで伝播され得る（最終的に上部の基材に接触する物体によって反射されるため）。ユーザの指やペンなどの、上部の基材７４に接触する物体から反射した不可視光は、画面の様々な層を通って逆行し、光検出器４４により検出される。上述したように、光検出器は、感光薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの、光源４２により発光された不可視光の波長と一致又は略一致する波長を持つ不可視光を検出するように構成された任意の適切な感光要素を含み得る。
【００５５】
この構成では、画面は、ユーザが（ユーザの指やペンのいずれかで）タッチ入力画面を触ることにより、接触の位置を知ることが可能である。好適な実施形態では、画面は、“反射モード”で動作し、このモードでは、不可視光の光源４２から発光された不可視光は、ユーザが（指やペンを使用して）画面を触り、不可視光が画面に触れた物体から反射し、最終的に光検出器４４により検出されるときを除き、全体的に上部の基材を通過する。光検出器は、適切なコントローラと協働し、ユーザが画面に触る地点で画面上の位置を判定する。画面の動作は、“反射モード”の動作に限られないことは充分に理解されるであろう。例えば、画面はまた、本発明の範囲から逸脱しないで、“透過モード”で動作し得る。
【００５６】
好適な実施形態では、制御回路は、不可視光の光源４２と協働し、不可視光の光源４２から光を変調、あるいは制御可能に発光する。例えば、不可視光の光源４２は、１ＫＨｚやそれに類する周波数などの所定の周波数で不可視光を点滅させるように構成されている。他の方法として、不可視光の光源は、２０１ミリ秒光パルスの後で２０ミリ秒の周期の発光オフに続く１ミリ秒のパルス光などの、不可視光の非発光周期に続く短い周期の不可視光を提供するように構成され得る。上記不可視光の光源の変調及び／又はパルス化により、省電力化、光検出器による赤外線又は近赤外線の検知におけるＳＮ比の向上を含むが、それに限らない利点が提供され得る。例えば、光検出器には、不可視光の変調周波数にロックするための適切なロックイン増幅器が搭載でき、それにより、ノイズを除去し、ＳＮ比を改善できる。当然ながら、この不可視光の光源の変調及び／又はパルス化の全ては、ユーザに対して不可視光なので、ユーザが検知せずに実行される。
【００５７】
図４は、画面の“長辺側”に沿って配設される複数とＬＥＤアレイと不可視光の光源４２に関してバックライト６２を説明しているが、本発明の範囲から逸脱しないで、他の構成が使用し得ることは充分に理解されるであろう。例えば、図５は、光が上記バックライトの“短辺側”から伝播される他の例示的な実施形態が描かれている。図５に示されるように、予め決められた波長又は複数の波長の可視光や不可視光を発光するように構成された光源４３が、バックライト６２の側部に近接して配設されてもよい。図５に示されるように、光源４３からの光がバクライト（それ故、画面を）を照明する。
【００５８】
ここで図６を参照すると、変形した形態のタッチ入力画面１４が提供されている。図４を参照して前述したように、この画面１４は適切なバックライト６２を含み、バックライト上又は近くに配設された不可視光の光源４２、黒マトリクス部６８により分離された複数のカラーフィルタ６４、不可視光を検出するように調整された光検出器４４が設けられている。液晶材料の層７０は全体的に、画素電極６６と上部（全体的に連続）の電極７２の間に配設される。前に言及したように、一般的な液晶画面と同じように、この画面は、適切な指向性フィルム、平坦化層、偏光器やそれらに類するものを含み得る。上部の基材７４は画面の上部に配設され、ユーザの接触を介した入力を受け付ける位置に置かれる。
【００５９】
図６に示される実施形態は、不可視光の光源４２の上部に配設される１つ以上の層が、不可視光に対して不透明な別の何等かの層を通って不可視光が通過可能な開口６７を含むように分割あるいは変形されている点で図４に示される実施形態と相違している。ここに記述される発明は、様々なアクティブマトリックス層内部の任意の特定の構成の開口に限られないが、当業者により作成された任意の適切な構成の開口に適用されることは充分に理解されるであろう。図４を参照して前述されたように、画面は、不可視光が、画面の様々の層を通じかつ全体的に上部の基材７４から出るか又は達することができるように構成されている。反射モードでは、不可視光が、基材７４の一部（又は複数の部分）に接触している物体により反射され得る。反射された光は、その後様々な光検出器４４により検出され、ユーザの接触位置、つまり所望のユーザ入力の判定に使用される。
【００６０】
ここで図７を参照すると、変形した形態のタッチ入力画面１４が提供されている。図４及び図６に関して記述されたのと同様に、図７に示される実施形態は、バックライト６２、黒マトリクス部６８により分離された複数のカラーフィルタ６４、液晶材料７０の層を挟む複数の画素電極６６と上部電極７２を含んでいる。前に言及したように、この画面は、不可視光を発光するように構成された複数の発光ダイオードなどの１つ以上の不可視光の光源４２と共に、不可視光の光源４２により発光された１つの波長又は複数の波長と一致又は略一致する波長を持つ不可視光を検出するように構成された複数の光検出器４４を含むように構成されている。この実施形態では、不可視光の光源４２は、画面の側部又は縁部又は画面の表示領域の縁部（一般的に、上部の基材７４に向けて上側に角がつくように）に位置付け、あるいは配設される。この構成では、画面の様々なアクティブマトリックス層が不可視光に対して不透明であり、そうしても、画面は、上部の基材に接触した物体により最終的に反射し、反射した光を光検出器により検出するため、不可視光が基材に達するように構成される。
【００６１】
上で言及したのと同様に、この実施形態では、画面はまた、不可視光が画面の上部の基材の一部に触れたユーザの指やペンで反射し、それによって反射光が１つ以上の光検出器により検出され、画面に対するユーザの接触位置を判定できる反射モードにて動作され、その結果、ユーザの所望の操作を判定できる。他の方法として、画面は透過モードで動作させ得る。
【００６２】
図４乃至６で記述した各実施形態は、光検出器でロックしている周波数と連関する不可視光の変調及び／又は別の発光制御を可能にすることは充分に理解されるであろう。そのような不可視光の変調や発光制御は、不可視光だけが変調又はパルス化されているので、画面へのユーザの楽しみに何ら影響しないであろう。
【００６３】
不可視光の光源と、不可視光を検出するように構成された対応する光検出器が搭載されたタッチ入力画面の提供は、携帯電話（又は他の電子機器）の操作において１つ以上の利点を付与する。例えば、一般的な余分なタッチパネル（抵抗性又は容量性のタッチパネル又は層）が上部の基材に必要なくなることで、光学性能、画面の全体的なサイズやコストを改良する。さらに、上述した画面でもって、ユーザが画面の２点に同時に接触する場合の入力などの、二重の入力を受け付け、処理することが可能となる。また、上述されたタッチ入力画面は、周囲の光の状態やユーザインタフェースや画面に表示される画像の明るさに、一般的に影響を受けない。このような利点は、換言すると、より良いスマートフォーン、より魅力的な画面、二元的な入力を必要とするゲームや他のアプリケーション用の二元的な入力を実現可能にする。
【００６４】
不可視光の使用はまた、携帯電話が暗い環境にあるときの改良された性能を提供する（接触検出のため周辺光に頼る必要がないため）。また、不可視光の光源の変調や光検出器を変調された光に調整又はロックすることの提供は、ＳＮ比の増加をもたらす。本発明を特定の好適な実施形態に関して図示および説明してきたが、他の当業者は、この明細書および添付の図面を読んで理解すれば、対応の変形および修正を思い付くであろうことは明らかである。特に、上述した要素（要素、アッセンブリ、デバイス、構成、その他）によって実行される様々な機能に関して、このような要素を説明するために用いられた用語（「手段（ｍｅａｎｓ）」への言及を含む）は、特に断りのない限り、記載された要素の特定された機能を実行する何れの要素にも、たとえここに描かれた例示的な１つ以上の実施形態においてその機能を実行する開示構造に構造的には等価でなくても、該当する（すなわち、機能的に等価である）ものとする。さらに、本発明の特定の特徴は、いくつかの描かれた実施形態の１つ以上についてのみ上で言及されている場合もあるが、そのような特徴は、何れか所与の、または特定の、用途に有利な、または所望されるように、他の実施形態の他の１つ以上の特徴と組み合わせることもできる。
【図１】
2010533331.tif 000003
【図２】
2010533331.tif 000004
【図３】
2010533331.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010533331.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月30日(2009.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウシング（１２）と、
前記ハウジング内部に配設されたタッチ入力画面（１４）とを有し、
前記タッチ入力画面（１４）は、
ユーザによる接触を受け付けるために配設された上部の基材（７４）と、
前記タッチ入力画面（１４）内部に一体化されて不可視光線を発光する光源（４２，４３）と、
前記タッチ入力画面（１４）内部に一体化された複数の光検出器（４４）とを含み、前記光検出器（４４）が前記光源により発光された不可視光線を検出するように構成されており、
前記光源は、予め決められた波長範囲内の光を発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた波長範囲内の不可視光を検出するように構成されている携帯通信装置。
【請求項２】
前記予め決められた波長範囲は、約７００ナノメートルから約１０００ナノメートルまでを含む請求項１に記載の携帯通信装置。
【請求項３】
前記不可視光の光源は、赤外線又は近赤外線を発光するように構成され、前記光検出器は赤外線又は近赤外線を検出するように構成されている請求項１又は請求項２に記載の携帯通信装置。
【請求項４】
前記タッチ入力画面は、前記不可視光の光源から発光された不可視光が前記タッチ入力画面を通って前記上部の基材に達するように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項５】
前記タッチ入力画面は表示領域を有し、前記不可視光の光源は、前記不可視光が前記上部の基材に向くように、前記表示領域の縁部に隣接して配置された複数の発光ダイオードを含む請求項４に記載の携帯通信装置。
【請求項６】
前記光検出器は、前記上部の基材に接触する物体により反射した不可視光を検出するように構成され、前記携帯通信装置はさらに、前記光検出器により検出された不可視光に基づいて、ユーザにより接触された前記タッチ入力画面上での位置を判定するように構成された制御回路を備える請求項４に記載の携帯通信装置。
【請求項７】
前記不可視光の光源は、予め決められた周波数で前記不可視光の発光を変調するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた周波数で変調された不可視光を検出するように構成されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項８】
前記不可視光の光源は、予め決められたパルスレートで前記不可視光をパルス発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められたパルスレートに応じた不可視光を検出するように構成されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項９】
前記不可視光の光源は、１つ以上の発光ダイオードを含み、前記光検出器は、前記発光ダイオードの波長に略一致する波長を有する不可視光を検出するように調整された感光薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項１０】
前記携帯通信装置は、携帯電話である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項１１】
ユーザによる接触を受け付けるために配設された上部の基材（７４）と、
タッチ入力表示装置内部に一体化されて不可視光線を発光する光源（４２，４３）と、
前記タッチ入力表示装置（１４）内部に一体化された光検出器（４４）とを備え、
前記光検出器（４４）が前記光源により発光された不可視光線を検出するように構成されており、
前記光源は、予め決められた波長範囲内の赤外線又は近赤外線を発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた波長範囲内の赤外線又は近赤外線を検出するように構成されているタッチ入力表示装置（１４）。
【請求項１２】
前記光検出器は、前記上部の基材に接触する物体により反射した不可視光を検出するように構成されている請求項１１に記載のタッチ入力表示装置。
【請求項１３】
前記不可視光の光源は、予め決められた周波数で前記不可視光の発光を変調するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた周波数で変調された不可視光を検出するように構成されている請求項１１又は１２に記載のタッチ入力表示装置。
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月7日(2010.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウシング（１２）と、
前記ハウジング内部に配設されたタッチ入力画面（１４）とを有し、
前記タッチ入力画面（１４）は、
ユーザによる接触を受け付けるために配設された上部の基材（７４）と、
前記タッチ入力画面（１４）内部に一体化されたバックライト（６２）と、
前記タッチ入力画面（１４）内部に一体化されて不可視光線を発光する光源（４２，４３）と、
前記タッチ入力画面（１４）内部に一体化された複数の光検出器（４４）とを含み、前記光検出器（４４）が前記光源により発光された不可視光線を検出するように構成されており、
前記光源は、予め決められた波長範囲内の光を発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた波長範囲内の不可視光を検出するように構成されている携帯通信装置（１０）。
【請求項２】
前記予め決められた波長範囲は、７００ナノメートルから１０００ナノメートルまでを含む請求項１に記載の携帯通信装置。
【請求項３】
前記不可視光の光源は、赤外線又は近赤外線を発光するように構成され、前記光検出器は赤外線又は近赤外線を検出するように構成されている請求項１又は２に記載の携帯通信装置。
【請求項４】
前記タッチ入力画面は、前記不可視光の光源から発光された不可視光が前記タッチ入力画面を通って前記上部の基材に達するように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項５】
前記タッチ入力画面は表示領域を有し、前記不可視光の光源は、前記不可視光が前記上部の基材に向くように、前記表示領域の縁部に隣接して配置された複数の発光ダイオードを含む請求項４に記載の携帯通信装置。
【請求項６】
前記光検出器は、前記上部の基材に接触する物体により反射した不可視光を検出するように構成され、前記携帯通信装置はさらに、前記光検出器により検出された不可視光に基づいて、ユーザにより接触された前記タッチ入力画面上での位置を判定するように構成された制御回路を備える請求項４に記載の携帯通信装置。
【請求項７】
前記不可視光の光源は、予め決められた周波数で前記不可視光の発光を変調するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた周波数で変調された不可視光を検出するように構成されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項８】
前記不可視光の光源は、予め決められたパルスレートで前記不可視光をパルス発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められたパルスレートに応じた不可視光を検出するように構成されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項９】
前記不可視光の光源は、１つ以上の発光ダイオードを含み、前記光検出器は、前記発光ダイオードの波長に略一致する波長を有する不可視光を検出するように調整された感光薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項１０】
前記携帯通信装置は、携帯電話である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の携帯通信装置。
【請求項１１】
ユーザによる接触を受け付けるために配設された上部の基材（７４）と、
タッチ入力表示装置（１４）内部に一体化されたバックライト（６２）と、
前記タッチ入力画面内部に一体化されて不可視光線を発光する光源（４２，４３）と、
前記タッチ入力画面（１４）内部に一体化された光検出器（４４）とを備え、
前記光検出器（４４）が前記光源により発光された不可視光線を検出するように構成されており、
前記光源は、予め決められた波長範囲内の赤外線又は近赤外線を発光するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた波長範囲内の赤外線又は近赤外線を検出するように構成されているタッチ入力表示装置（１４）。
【請求項１２】
前記光検出器は、前記上部の基材に接触する物体により反射した不可視光を検出するように構成されている請求項１１に記載のタッチ入力表示装置。
【請求項１３】
前記不可視光の光源は、予め決められた周波数で前記不可視光の発光を変調するように構成され、前記光検出器は、前記予め決められた周波数で変調された不可視光を検出するように構成されている請求項１１又は１２に記載のタッチ入力表示装置。
【国際調査報告】
2010533331.tif 000010
2010533331.tif 000011