(57)【要約】スイッチパネルは、１またはそれ以上の接触反応スイッチ装置と統合された装飾的な板を具備している。スイッチ装置と装飾は同一の基板に適用され、ユーザインタフェースパネルを分離する必要性を取り除いている。各スイッチ装置は、１つまたはそれ以上の電極と、電極に電界を導く回路と、電界の乱れに対応する回路と、を有している。
2006500792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触に反応するスイッチング装置およびデコレーション統合されたスイッチパネルであって、
誘電基板と、
該基板上に配置された少なくとも１つの電極を有する少なくとも１つの接触反応スイッチング装置と、
前記基板上に配置された少なくとも１つのデコレーションと、
を含む、前記スイッチパネル。
【請求項２】
前記誘電基板がプリント配線基板である、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項３】
前記誘電基板がライトパイプである、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項４】
少なくとも１つのデコレーションが直接前記基板に応用される、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項５】
前記少なくとも１つのデコレーションが前記基板に応用された分離層を有する、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項６】
少なくとも１つの前記デコラティブ層がドームを有する、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項７】
前記接触反応スイッチング装置がさらに、前記少なくとも１つの電極に近接する統合制御回路を有する、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項８】
実施可能な光源をさらに選択的に有する、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項９】
少なくとも１つの前記接触に反応するスイッチング装置によって実施可能な光源が統合された、請求項６記載のスイッチパネル。
【請求項１０】
前記デコラティブ層の少なくとも１つの層がテクスチャである、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項１１】
第１の前記少なくとも１つのデコラティブ層に、第２の前記少なくとも１つのデコラティブ層が配置される、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのデコラティブ層が少なくとも１つのアパーチャを含む、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項１３】
第２の基板と前記第２の基板上に支持された光源とをさらに含む、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの電極が透明である、請求項１記載のスイッチパネル。
【請求項１５】
前記光源が発光ポリマーである、請求項８記載のスイッチパネル。
【請求項１６】
前記照明がライトパイプである、請求項８記載のスイッチパネル。
【請求項１７】
前記照明が発光ダイオードである、請求項８記載のスイッチパネル。
【請求項１８】
前記発光ダイオードが有機発光ダイオードである、請求項１５記載のスイッチパネル。
【請求項１９】
統合デコレーションを有する接触に反応するスイッチパネルを製造する方法であって、
基板上に少なくとも１つのデコラティブ層を配置するステップと、
前記基板上に少なくとも１つの接触反応スイッチング装置と、前記少なくとも１つの接触反応スイッチング装置と、を配置するステップと、
を含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
この出願は、次の米国仮特許出願からの優先権を主張している。２００１年１１月２０日出願Ｎｏ．６０／３３４，０４０；２００１年１２月１８日出願のＮｏ．６０／３４１，３５０、Ｎｏ．６０／３４１，５５０及びＮｏ．６０／３４１，５５１。これ等出願の開示は、これによって参照としてここに組み込まれ（incorporated）ている。
本発明は、制御入出力装置として、タッチセンサを用いる制御パネルインタフェースの適用に関する。特に、タッチセンサと統合されたデコレーションを有する制御パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のタッチセンサは典型的に、１またはそれ以上の電極を有するタッチパッドと、タッチパッドに電界を導き、ユーザーの接触または接近のような励振によって電界が乱される場合に、その電界に応じた変化に対応する関連回路と、を含む。タッチパッドと関連回路は、典型的にはプリント回路基板またはガラスパネルとして、基板上に配置される。このタッチセンサの組立品は、制御パネル表面を形成する第２の基板に取り付けられる。典型的には、ガラスまたはプラスチック製の非導電パネルであり、導かれた電界を乱すユーザの（その接触面への）接触や接近の一部は、制御装置のユーザに対してタッチセンサの駆動であることをあらわす。この第２基板は、典型的にその基板上に配置されたデコラティブ層を含む。このデコラティブ層は、タッチセンサをより人間工学的（ergonomic）なものとするのに役立てることができる。例えば、ユーザにその存在およびタッチパッドの基礎をなすその所在へ注意を喚起すること、駆動されたときにタッチパッドの特別の現象をユーザに認知させること、あるいは、より容易に管理されたヒューマンインタフェースを創造することよって認知させることである。
【０００３】
これら周知のタッチセンサの組立品は、審美的（aesthtic）または人間工学的なインタフェースを提供している間は、接触面に存在する環境条件から、タッチパッドおよび関連する回路構成を保護する。しかしこの設計（design）では、応答するタッチパッドからタッチセンサの接触面を分離することが必要とされる。したがって全体として、タッチセンサ組立品は厚みを増すこととなる。関連するセンサのタッチパッドからの接触面の分離は、接触面に近接する電界の強さを弱め、またタッチセンサの厚みの増加は、特別の柔軟性や薄さが要求されるタッチセンサの利用を排除する。同様に、第２の基板の使用は、費用およびタッチセンサ組立工程の複雑さを増大させる。さらに、このような周知のタッチセンサは、バックライト照明、インジケータおよびディスプレイの統合性を制限している。このような特徴を有する場合には、それらは典型的にタッチセンサに対して近接する配置とされており、その代わりに、適合させるためにタッチセンサ電極の中にアパーチャ（aperture）を創っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の従来技術の問題点を回避するために、本発明は審美的かつ間工学的な制御パネルフェースを創るために、デコレーションによるタッチセンサ組立を統合している。
したがって本発明によれば、デコレーションはタッチセンサ組立品自体に配置され、そして続けて取付けられるタッチセンサ組立品の別の基板上には配置されない。
【発明の効果】
【０００５】
本発明にしたがったデコレーションは、特定の有効な接触面の配置に対してタッチセンサユーザに注意を喚起する目的を達することができる。それらは同様に、有効な接触面を他の有効な接触面と同一であると確認することを可能にするとともに識別することを可能とし、さらにタッチセンサユーザに特定機能への注意を喚起することができ、あるいは特定の有効な接触面に応答することを可能にする。例えばデコレーションは、それぞれ数的にまたは特定の機能によって明確に、あるいは“オン”または“オフ”のような表示状態によって、有効なタッチセンサを分類し識別することができる。他のディスプレイでも同様に、デコラティブかつ機能的な利益を提供できるインジケータと照明の特徴が、本発明にしたがって製造されたタッチセンサ組立品によって、より容易に統合される。
【０００６】
本発明によるデコレーションは、デカール（decal）またはフィルムとしてタッチセンサ基板または分離する搬送基板上に直接適用され、次にタッチセンサ組立品に適用され、統合される。いくつかの実施例ではバックライト照明が含まれ、その照明は少なくともデコレーションの一部を通過することができる。特定のタッチセンサに対応する有効な接触面のパネル上における配置を示す。他の実施例における新規なタッチセンサは、バックライト照明の特徴に対して効率的に適用する、統合されたライトパイプと基板とを含むことができる。本発明は以下に示すように、いずれの適用するタッチセンサにおいても使用することが可能である。
【実施例】
【０００７】
当該図は実例を示す目的において、一般的な容量式および電界式タッチスイッチをあらわしているが、それに限定されるものではなく、容量式タッチスイッチ、赤外線タッチスイッチ、電界式タッチスイッチ、音響タッチスイッチ、電磁タッチスイッチを含むものである。本発明の本質は、いずれのタッチスイッチ装置における適用方法として当業者によって理解されることができる。具体的な例として、タッチスイッチスイッチはＤａｖｉｄ  Ｗ．Ｃａｌｄｗｅｌｌを発明者とするタッチスイッチ米国特許Ｎｏ．５，５９４，２２２、Ｎｏ．５，８５６，６４６、Ｎｏ．６，３１０，６１１、そしてＮｏ．６，３２０，２８２が含まれている。先行する米国特許の開示は、ここに引用されることにより取り込まれる。米国特許出願Ｎｏ．１０／２７１，９３３はインテリジェント勾配システム（Intelligent Shelving System）と題され、Ｎｏ．１０／２７２，２１９は、型形成／統合（Molded/Integrated）タッチスイッチ／制御パネル組立と製法（method for Making Same）と題され、Ｎｏ．１０／２７２，３７７は制御回路統合タッチスイッチ（Touch Switch with Integrated Control Circuit）と題され、Ｎｏ．１０／２７２，０４７は統合デコレーションによるタッチセンサ（Touch Sensor with Integrated Decoration）と題され、Ｎｏ．１０／２７１，４３８は統合タッチセンサと照明装置（Integrated Touch Sensor and Light Apparatus）と題されており、すべての出願は２００２年１０月１５日のものであり、Ｄａｖｉｄ  Ｗ．Ｃａｌｄｗｅｌｌを発明者として、同じくここに引用されることにより取り込まれる。
【０００８】
図１において表現される本発明の実施例は、デコラティブ層１０がプリント配線基板として、タッチスイッチ搬送基板２０上に配置されている。タッチスイッチ搬送基板２０は少なくともタッチセンサの電子部品の一部のキャリアとして、内部および外部の電極３１と３２のように、それぞれ、統合制御回路３０、および回路トレース３３として機能する。図１では、デコラティブ層１０が基板２０における接触サイド４０上に配置されている。それは電極３１および３２を搬送する基板２０における非接触サイド１４０の反対となる。ここで“接触サイド”（“touched side”）は、一般に配線盤あるいはタッチセンサをアクティブにするためにユーザが正常に接触する他の基板を照会し、“非接触サイド”（non-touched side）は一般に配線盤または基板の反対側を照会する。同様に、“デコラティブ層”（“decorative layer”）は一般に、デコレーションが適用された基板２０を参照する。そのようなデコレーションは、例えばスクリーン印刷、スプレーコーティング、インクジェット印刷、パッド印刷、ディップコーティング、あるいはホットスタンピング技術に適用され、例えば、デカールまたはデコレーティッドフイルムとして、プレプリントされたキャリアを、タッチサイド４０へ付着するのに用いられる。後のケースでは、デコレーション層はオフラインを創ること、あるいはオーバーレイとしてタッチセンサの仮組立に適用することができる。他のデコレーションの方法も同様に実現可能である。またこの適用に従い必要とされるものは、基板２０をデコレーションするこれら方法のいずれの組合せにも使用される。これらのデコレーション技術は同様に、後述するすべての図の中で現される実施例において適当である。
【０００９】
図２は、容量式タッチセンサの概略平面図の一部であり、内部ならびに外部の電極３１、３２および回路トレース３３を含んでいる。図２Ｂ−２Ｃは基板２０上に位置する図２Ａの容量式タッチセンサを示している。図２Ｂではデコラティブ層１０は基板２０の接触サイド４０上に配置されることを示している。図２Ｃは本発明の実施例を示しており、デコラティブ層１０ならびに電極３１、３２およびトレース３３は基板２０の同一サイド上にある。図２Ｃでは、デコラティブ層１０が、デコラティブ層１０に配置された電極３１と３２およびトレース３３とともに、基板２０における非接触サイド１４０上に配置されることを示している。その結果、デコラティブ層１０は、基板２０ならびに電極３１、３２およびトレース３３との間にある。基板２０は図１のように、例えばＦＲ−ＲあるいはＣＥＭによるプリント配線基板である。基板２０はその代わりに、ガラス、プラスチック、またはいずれの誘電体材料でもよい。基板２０は、ポリエステルとしてのＰＥＮまたはＰｏｌｉｍｉｄｅのような材料によるフレキシブル回路搬送とされる。図２Ｃにおける実施例では、基板２０の少なくとも一部分が、基板２０におけるタッチサイド１４０からデコラティブ層１０を視認できるように、透明であることが好ましい。
【００１０】
図３では、内部および外部の電極３１、３２それぞれと、統合された制御回路３０を有するタッチセンサの平面概略図の一部である。図３Ｂでは、基板４０上に接触して配置されたデコラティブ層１０とともに基板２０上に支えられる、図３Ａのタッチセンサを示す。図３Ｃでは、基板２０とタッチセンサとの間の基板２０における非接触サイド１４０上に配置されたデコラティブ層１０を示す。すなわち、電極３１、３２およびトレース３３である。図３Ｃの実施例では、少なくとも基板２０の一部が、基板２０上の接触サイド４０からデコラティブ層１０が視認できるように、透明であることが好ましい。
【００１１】
図４Ａ−７Ｄは、各種の照明技術を組み入れる本発明の実施例を示す。これらの実施例では、光が通過できるように、少なくとも基板２０の一部が透明であるか、あるいは半透明でなければならない。以下の記述およびその図により、明白となるであろう。
【００１２】
図４Ａは、バックライト照明を含む利用におけるタッチセンサの平面概略図の一部である。この実施例においては、内部の電極３１は、透明であるか半透明であればよく、必ずしも透明である必要はない。実施例では、内部の電極３１は透明であるか、半透明であり、図４Ｂにおける発光ダイオード５０から生ずる光が、内部の電極３１を通過しデコラティブ層１０に達することができる。内部の電極３１も同様に、フィギュアやシンボルの輪郭を形成する各種の形状でよく、あるいは適正なメッシュでもよく、その結果、発光ダイオード５０からの照明の一部のみを通過させ、接触サイド４０の表面へ達する。図４Ａ−Ｂにおいて示されるタッチセンサは統合制御回路３０を含むが、容量式タッチセンサのような他のタッチセンサの構成は、同様に本発明の実施例に関連して用いられる。
【００１３】
視覚領域５７は、照明が通過できるデコラティブ層１０の領域を表している。デコラティブ層１０は、視覚領域５７において、透明であるか、あるいは半透明であればよく、少なくとも発光ダイオード５０からの照明をデコラティブ層１０の一部を通過させる視覚領域５７内において、視覚領域５７内にてデコラティブ層１０における外面６０に達し、ユーザを超えて届く（示さず）並べられたアパーチャを含む（図５Ｂに示されたように）。本実施例においては、他の構成が可能であるにもかかわらず、分離する搬送基板２２と搬送基板２０との間に位置するように、発光ダイオード５０が電極３１と３２のような分離する搬送基板２２上に支持されている。分離する搬送基板２２はいかなる構成でもよく、上述した基板のように同一材料によって構成されることもできる。同様に、分離する搬送基板２２は本発明のいかなる原理にしたがってデコレーションされる。発光ダイオード５０は、適当ないずれの光源によっても置き換えることができ、ライトパイプ、白熱電球、エレクトロルミネッセンス・ランプ、発光ポリマー、蛍光灯などが含まれる。
【００１４】
図５Ａおよび５Ｃは、図４Ｂの実施例を示しており、内部の電極３１、外部の電極３２および統合された制御回路３０とを含むが、接触サイド４０上の代わりに、基板２０上の非接触サイド１４０上にデコラティブ層１０とともに配置されている。図５Ｂでは、図５Ｃにおける発光ダイオード５０から照明が接触サイド４０の表面に届くことを許容するように構成されたデコラティブ層１０の例を示す。図５Ｂにおいて、デコラティブ層１０は、図５Ｃに示されているように、照明がデコラティブ層１０における外部表面４０に届くように許容されたアパーチャ５４を定める。
【００１５】
図６Ａ−７Ｄは、同時係属している新規な統合されたタッチセンサおよび発光素子と一般に保有された、統合されたタッチセンサおよび照明装置（Integrated Touch Sensor and Light Apparatus）と題される米国特許出願番号１０／２７１，４３８におけるその開示が、ここに引用されることにより取り込まれる。図６Ａの透過導電性アノード層５１、カソード層５２および発光層５３は、図６Ｂにおける統合制御回路３０とともに、その光源と統合されたタッチセンサのタッチパッドおよび発光素子５６を形成する。図６Ｃは、図６Ｄにおける統合されたタッチセンサの接触検知部品（the touch sensing component）を示しており、統合制御回路３０に接続されたアノード層５１を含む。図６Ｄ−６Ｅの基板２０、接触サイド４０は、図７Ａ−７Ｂに示されるような本発明の原理にしたがって、デコレートされ、それは図６Ｂの統合制御回路３０とともに、統合タッチセンサおよび発光素子５６を示している。また図７Ｃ−７Ｄは、統合制御回路を有しない統合されたタッチセンサおよび発光素子５６を示す。
【００１６】
図８Ａ−８Ｂは本発明の１つの実施例を示す。デコラティブ層１０は、テクスチャ（texture）部分１６０を有している。（接触や人体の付属肢あるいは他の物体による接近のような励振をあらわす領域が、タッチセンサの基礎をなすトリガとなるように備えられる）触知による、または視認による、フィードバックを提供することにより、接触面２４０の実用的な境界位置がユーザにいっそう認知されやすくなるように、テクスチャ部分１６０は、より人間工学的な制御パネルインタフェースに対応して、接触面２４０上か、あるいはその近くに、配置される。さまざまなタイプのテクスチャは、同様の他の技術を用いる前で議論した任意の各種デコレート手段を用いることに、目的を達成することできる。例えば、テクスチャ部分１６０は、図８Ａに示されたように、タッチ面２４０上あるいは近くのある位置における複数の物資レイヤリング（layering）を通して、または図８Ｂに示されたように、点描、スパッタ・プリンティング、スタンピング、スコーリング、その他の方法によって、デコラティブ層１０の領域における不一致を組み入れることによって、目的を達することができる。本発明の１つの実施例が有する、接触面２４０に最も近くに位置するドーム６５の形状の触知と視認によるフィードバックを、図８Ｃ−８Ｄは示している。そのような実施例では、ドーム６５の下に位置するタッチセンサは、単にドーム上でとどまる指などの付属肢によっては駆動しないように構成されるのが好ましいだけではなく、基板２０における表面４０に対して、そのドームが押下されるか、あるいは“平らに伸ばされる（flatten out）”場合に駆動するように構成される。ドーム６５は、図８Ｃにあるように、デコラティブ層１０における不可欠な部分とされる。あるいはそれは図８Ｄに示すように、デコラティブ層１０から分離する構造６７から構成されており、構造６７はデコラティブ層１０によって覆われ、かつデコラティブ層１０によって覆いをとられた、両方を示している。ドーム６５はまた同様に、そのようなフィードバックが有効となるであろう適用例における聴覚へ訴えるフィードバックをも提供する。聴覚へ訴えるフィードバックでは、その定常状態のドーム形と押し下げられた状態との間のドームの変化により、ポンッと、あるいはカチッと、音を出すことができる。
【００１７】
図９Ａ−１０Ｂは、ライトパイプを用いるバックライト照明を含む、本発明の実施例を示している。実施例ではこれらの図において、単一の電極、あるいは内部、外部の電極をともに有するタッチパッドを含むことができ、同様にそのタッチパッドに近接する統合制御回路を有することもできる。
【００１８】
自動車のダッシュボードのようなライトパイプを用いる適用例において、薄膜スイッチや他の電子的利用は一般的となっている。ライトパイプはインタフェース上の視認性や表示の有用性を向上させることができる。ライトパイプは、本発明が提供するタッチセンサによる改良された人間工学的ディスプレイを提供する本発明の原理と結びつき、有利に用いることができる。
【００１９】
図９Ａ−９Ｃは、基板２０がライトパイプである本発明の実施例を示す。基板２０は、完全に透明であることが有利ではあるが、完全に透明である必要はない。スロット７１は、完全には透明ではない基板２０である本発明の実施例を含み、所望の領域であるライトパイプ１７１を有する実施例の接触サイド４０における表面領域を照らすための光源７０によって、十分に照明をあてることができるように構成されている。基板２０は光源７０に適合する遮断（cutout）セクション７２を含む。基板２１は、同様の遮断（示さず）を有することができる。その代わりに、光源７０は図９Ｂに示すように基盤２０に直接形成されることができる。図９Ｂに示される本発明の実施例は、統合されるタッチセンサおよび照明装置と題される米国特許出願番号６０／３４１，３５０および１０／２７１，４３８において、開示された発明の原理と共用することができ、ここに引用されることにより取り込まれる。光源７０は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＬＥＰや、他のエレクトロルミネッセンス装置や蛍光灯装置、あるいは白熱電球に限定されることなく、いずれの発光要素が適合する。
【００２０】
図９Ｃに示されたように光源７０が、基板２０におけるスロット７１によって屈折される光を発する。スロット７１は、近接する領域あるいは電極が並べられた領域の均一な照明を供給するのに有利となるように、光源７０から発せられた光を導く。そのことは、光学分野における当業者によって理解されるであろう。スロット７１は、さまざまな構成をとることができる。図９Ａにおいては、その照明が電極３１の近くであることを示しており、図９Ｂのように、その照明が並べられた電極３１を示している。光源７０は、基板２０の遮断セクション７２内に位置することができ、あるいは基板２０内に形成することができ、図９Ａのデコラティブ層１０が、接触サイド４０の表面上に位置することが有利であることが示されている。もしできれば、光源７０が接触サイド４０上に見えることが好ましい。これらの適用では、デコラティブ層１０は基板２０における非接触サイド１４０上に位置される。同様に、光源７０とスロット７１は、光源７０とスロット７１を隠す基板２０の上に基板を枠組みするタッチパッドによって覆われ、デコラティブ層１０を基板２０における非接触サイド１４０上に配置すること、および電極３１と接触サイド４０の表面との間の距離を増加させる必要なく、照明領域を枠組みすることを許容する。
【００２１】
図１０Ａ−１０Ｂは同様に、ライトパイプを用いる本発明の実施例をあらわしている。図１０Ａは、ライトパイプ１７１と隙間クサビ（spacer wedge）１２０との間に配置された統合されたデコラティブ層１０とともに、単一の電極３１を有するタッチセンサを示している。デコラティブ層１０の表面へ反射せず、接触サイド３４０のタッチセンサユーザに届くことを許容する拡散反射面１７０は、光源７０からの光をライトパイプ１７１へ反射する。隙間クサビ１２０は、接触サイド３４０と電極３１を有利に平行に保っている。代わりの実施例では、隙間クサビ１２０は省かれることが可能である。しかし、隙間クサビ１２０は、隙間クサビ１２０を用いない場合よりも好都合に、光をより良く、そしてより均一に、反射するような投射角を提供する。代わりの実施例では、光は実質的に均一に反射される。例えばライトパイプ１７１は拡散材料からなり、基板２０は反射材料からなる。図１０Ａに示されたように、光源７０と電極３１は拡散反射面１７０および隙間クサビ１２０上で、それぞれに別のやり方で、基板２０によって支持されている。光源７０は任意の適した光源とすることができ、上で述べた光源が含まれる。光源７０は次のように構成されることが可能である。接触面３４０をユーザが触れることにより電極３１の励振が生じ、光源７０が拡散反射面１７０を通して光をライトパイプ１７１へ発して、タッチセンサ制御回路での反応を誘導する接触を行うユーザに対してフィードバックを提供している。拡散反射面１７０は、ライトパイプ１７１の近くに位置し、光源７０からのライトパイプ１７１へ、効率的に集約した光を確保することができる。ライトパイプ１７１は接触サイド４０の照明を均一とすることを確保することができる。その代わりライトパイプ１７１は、光学的なスイッチチング機構により統合されることができる。例えば、赤外線検知器（示さず）は、ライトパイプ１７１を通して、ユーザの接触による生来の体熱を検知することができた。あるいは、エミッタ検知器セット（示さず）は、ライトパイプ１７１を通して、ユーザの接近する接触の気配を検知することができた。ライトパイプ１７１は導波管あるいはレンズを含め、適した光学装置であった。図１０Ｂは、本発明にしたがって統合されたタッチセンサのとりうる構成を示している。図１０Ｂにおいて、三角の隙間クサビ１２０は、相補的な電極３１の上に横たわっている。拡散反射面１７０およびライトパイプ１７１によって定められる構成が、関連する隙間クサビ１２０の上に横たわっている場合、図１０Ａに示されたように、拡散反射面１７０は光源７０とともに並べられている。デコラティブ層１０は、光源７０からの光の色を変化させることにより、タッチセンサを好都合に識別することができる。あるいは光源７０は、分離する各タッチセンサのため、波長の異なる光を発することができる。
【００２２】
図１１Ａ−１１Ｂはライトパイプを含む本発明の他の実施例をあらわしている。図１１Ａにおいて、電極３１、３２および発光素子５０は基板上に支持されている。ライトパイプ１７１も同様に基板２０上に支持されており、また施され、同様に形作られる。デコラティブ層１０は電極３１、３２の上に配置される。ライトパイプ１７１は、熱利用あるいは紫外線技術によって修復される。あるいは同じく基板２０に支持される電極３１、３２および発光素子５０が適合される。同様に図１１Ａに示されるのは、第２のデコラティブ層であり、ライトパイプ１７１の上に配置される。図１１Ａでは、第２のデコラティブ層１１０はセクション１５４を示し、それは発光素子からの光が接触サイド４０に届くように、透明であるか、または半透明である。セクション１５４は選択的であり、また代わりの実施例では図５Ｂおよび５Ｃに対して参照し、述べられるように第２のデコラティブ層１１０がアパーチャ（示さず）を有する。図１１Ａの実施例は同様に、有利に表面４４０を持ち上げている。それはタッチセンサのユーザに、操作すべき接触面の存在を、テクスチャ領域と図８Ａ−８Ｄのドームと同じような方法によって注意を喚起している。図１１Ｂでは、電極３１、３２ならびに発光素子５０、および統合制御回路３０が基板上の非接触サイド１４０の反対側に支持される本発明と同様の実施例を示している。これらの構成では、発光装置５０からの光は、ライトパイプ１７１に届く前に、基板２０を最初に通過しなければならず、その光はセクション１５４を照らす。図１１Ｂの実施例は、ライトパイプ１７１が電極３１、３２、発光素子５０あるいは他の発光素子５０または他の構成を、適合させることなくライトパイプ１７１を基板２０に支持させることを許容する。図１１Ａ−１１Ｂにおいて、発光素子はワイヤボンディング、フリップチップあるいは他の直接のダイ接着方法によって、さらに基板２０の一方の面にプラスチック被包され部品における標準の表面マウントパッケージを用いた加えた方法によって、基板２０上にマウントされている。ライトパイプ１７１と上記構成の他の構成部分は、同様に、上で述べたような本発明の原理にしたがってデコレーションされている。図１１Ａおよび１１Ｂのライトパイプ１７１は、近接する接触サイド４０を示しているが、ライトパイプ１７１は、同様に基板２０における非接触サイド１４０上に有利に支持されている。
【００２３】
ここに、タッチセンサは、内部および外部の電極を有することが示されているが、その内部または外部の電極はいくつかの実施例において除かれている。さらに本発明では、いずれのタッチセンサにおいても用いられることができ、統合制御回路による容量式のタッチセンサあるいはタッチスイッチが含まれる。本発明の原理は同様に、他の一般的に所有され指定された適用の発明においても共用される。例えば、統合されたデコレーション基板におけるタッチセンサは、米国特許シリアル番号６０／３４１，５５１における新規な回路構成および、同様に米国特許シリアル番号６０／３４１，３５０にて開示された統合照明の発明を、も含んでいる。さらに、型により形成され／統合されたタッチスイッチ／制御パネル組立および同製法（Molded/Integrated Touch Switch/Control Panel Assembly and Method for Making Same）と題された米国特許シリアル番号６０／３４１、５５０および番号１０／２７２、２１９で開示された発明にしたがって熱形成あるいは射出成形されたデコレーション基板板におけるタッチセンサも同様に含むことができ、ここに引用されることにより取り込まれる。
【００２４】
先行する複数の図は本発明を説明しているが、いずれも本発明の限界を示し尽くしたものではない。上で述べた本実施例に対するさまざまな代替は、本発明の原理とともにあり、また以下に示すクレームされた本発明分野の当業者により理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】デコラティブ層によるプリント配線基板の本発明の実施例を示す。
【図２Ａ】代表的な容量式タッチセンサにおける電極構造を示す。
【図２Ｂ】搬送基板部品のタッチセンサ表面に配置されたデコラティブ層を示す。
【図２Ｃ】搬送基板部品における支持面部品上に配置されたデコラティブ層を示す。
【図３Ａ】統合された制御回路によるタッチスイッチにおける電極構造を示す。
【図３Ｂ】搬送基板部品おける接触表面サイドに配置されたデコラティブ層を示す。
【図３Ｃ】搬送基板部品における支持面部品に配置されたデコラティブ層を示す。
【図４Ａ】タッチパッドとタッチセンサにおける統合された制御回路を搬送する基板上に配置されたデコラティブ層を照らす発光ダイオードを含む本発明の実施例を示す。
【図４Ｂ】タッチパッドとタッチセンサにおける統合された制御回路を搬送する基板上に配置されたデコラティブ層を照らす発光ダイオードを含む本発明の実施例を示す。
【図５Ａ】タッチパッドとタッチセンサにおける統合された制御回路を搬送する基板上に配置されたデコラティブ層のスリットを照らす発光ダイオードを有する本発明の実施例を示す。
【図５Ｂ】タッチパッドとタッチセンサにおける統合された制御回路を搬送する基板上に配置されたデコラティブ層のスリットを照らす発光ダイオードを有する本発明の実施例を示す。
【図５Ｃ】タッチパッドとタッチセンサにおける統合された制御回路を搬送する基板上に配置されたデコラティブ層のスリットを照らす発光ダイオードを有する本発明の実施例を示す。
【図６Ａ】統合された発光装置を有するタッチセンサを示す。
【図６Ｂ】統合された発光装置を有するタッチセンサを示す。
【図６Ｃ】統合された発光装置を有するタッチセンサを示す。
【図６Ｄ】統合された発光装置を有するタッチセンサを示す。
【図６Ｅ】統合された発光装置を有するタッチセンサを示す。
【図７Ａ】デコラティブ層が、図６Ｄにあらわされたタッチセンサと統合された発光ダイオードを運ぶ基板に配置されたＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１０／２７１、４３８、統合されたタッチセンサおよび照明装置と題されたタッチセンサを有する本発明の実施例を示す。
【図７Ｂ】デコラティブ層が、図６Ｄにあらわされたタッチセンサと統合された発光ダイオードを運ぶ基板に配置されたＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１０／２７１、４３８、統合されたタッチセンサおよび照明装置と題されたタッチセンサを有する本発明の実施例を示す。
【図７Ｃ】デコラティブ層が、図６Ｄにあらわされたタッチセンサと統合された発光ダイオードを運ぶ基板に配置されたＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１０／２７１、４３８、統合されたタッチセンサおよび照明装置と題されたタッチセンサを有する本発明の実施例を示す。
【図７Ｄ】デコラティブ層が、図６Ｄにあらわされたタッチセンサと統合された発光ダイオードを運ぶ基板に配置されたＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１０／２７１、４３８、統合されたタッチセンサおよび照明装置と題されたタッチセンサを有する本発明の実施例を示す。
【図８Ａ】タッチセンサユーザに対して触知できるフィードバックを提供する構成と構造とを含む本発明の実施例を示す。
【図８Ｂ】タッチセンサユーザに対して触知できるフィードバックを提供する構成と構造とを含む本発明の実施例を示す。
【図８Ｃ】タッチセンサユーザに対して触知できるフィードバックを提供する構成と構造とを含む本発明の実施例を示す。
【図８Ｄ】タッチセンサユーザに対して触知できるフィードバックを提供する構成と構造とを含む本発明の実施例を示す。
【図９Ａ】ライトパイプの上に配置されたデコラティブ層を照らすことができるライトパイプとしての機能をも果たす基板を含む本発明の実施例を示す。
【図９Ｂ】ライトパイプの上に配置されたデコラティブ層を照らすことができるライトパイプとしての機能をも果たす基板を含む本発明の実施例を示す。
【図１０Ａ】ライトが基板内に配置されたデコラティブ層に反射しないライトパイプとしての機能をも果たす基板を含む本発明の実施例を示す。
【図１０Ｂ】ライトが基板内に配置されたデコラティブ層に反射しないライトパイプとしての機能をも果たす基板を含む本発明の実施例を示す。
【図１１Ａ】デコラティブ層の下のキャリア基板上の支えられるライトパイプの本発明の実施例を示す。
【図１１Ｂ】デコラティブ層の下のキャリア基板上の支えられるライトパイプの本発明の実施例を示す。
【図１】
2006500792.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年7月28日(2004.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
この出願は、次の米国仮特許出願からの優先権を主張している。２００１年１１月２０日出願Ｎｏ．６０／３３４，０４０；２００１年１２月１８日出願のＮｏ．６０／３４１，３５０、Ｎｏ．６０／３４１，５５０及びＮｏ．６０／３４１，５５１。これ等出願の開示は、これによって参照としてここに組み込まれ（incorporated）ている。
本発明は、制御入出力装置として、タッチセンサを用いる制御パネルインタフェースの適用に関する。特に、タッチセンサと統合されたデコレーションを有する制御パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のタッチセンサは典型的に、１またはそれ以上の電極を有するタッチパッドと、タッチパッドに電界を導き、ユーザーの接触または接近のような励振によって電界が乱される場合に、その電界に応じた変化に対応する関連回路と、を含む。タッチパッドと関連回路は、典型的にはプリント回路基板またはガラスパネルとして、基板上に配置される。このタッチセンサの組立品は、制御パネル表面を形成する第２の基板に取り付けられる。典型的には、ガラスまたはプラスチック製の非導電パネルであり、導かれた電界を乱すユーザの（その接触面への）接触や接近の一部は、制御装置のユーザに対してタッチセンサの駆動であることをあらわす。この第２基板は、典型的にその基板上に配置されたデコラティブ層を含む。このデコラティブ層は、タッチセンサをより人間工学的（ergonomic）なものとするのに役立てることができる。例えば、ユーザにその存在およびタッチパッドの基礎をなすその所在へ注意を喚起すること、駆動されたときにタッチパッドの特別の現象をユーザに認知させること、あるいは、より容易に管理されたヒューマンインタフェースを創造することによって認知させることである。
【０００３】
これら周知のタッチセンサの組立品は、審美的（aesthtic）または人間工学的なインタフェースを提供している間は、接触面に存在する環境条件から、タッチパッドおよび関連する回路構成を保護する。しかしこの設計（design）では、応答するタッチパッドからタッチセンサの接触面を分離することが必要とされる。したがって全体として、タッチセンサ組立品は厚みを増すこととなる。関連するセンサのタッチパッドからの接触面の分離は、接触面に近接する電界の強さを弱め、またタッチセンサの厚みの増加は、特別の柔軟性や薄さが要求されるタッチセンサの利用を排除する。同様に、第２の基板の使用は、費用およびタッチセンサ組立工程の複雑さを増大させる。さらに、このような周知のタッチセンサは、バックライト照明、インジケータおよびディスプレイの統合性を制限している。このような特徴を有する場合には、それらは典型的にタッチセンサに対して近接する配置とされており、その代わりに、適合させるためにタッチセンサ電極の中にアパーチャ（aperture）を創っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の従来技術の問題点を回避するために、本発明は審美的かつ間工学的な制御パネルフェースを創るために、デコレーションによるタッチセンサ組立を統合している。
したがって本発明によれば、デコレーションはタッチセンサ組立品自体に配置され、そして続けて取付けられるタッチセンサ組立品の別の基板上には配置されない。
【発明の効果】
【０００５】
本発明にしたがったデコレーションは、特定の有効な接触面の配置に対してタッチセンサユーザに注意を喚起する目的を達することができる。それらは同様に、有効な接触面を他の有効な接触面と同一であると確認することを可能にするとともに識別することを可能とし、さらにタッチセンサユーザに特定機能への注意を喚起することができ、あるいは特定の有効な接触面に応答することを可能にする。例えばデコレーションは、それぞれ数的にまたは特定の機能によって明確に、あるいは“オン”または“オフ”のような表示状態によって、有効なタッチセンサを分類し識別することができる。他のディスプレイでも同様に、デコラティブかつ機能的な利益を提供できるインジケータと照明の特徴が、本発明にしたがって製造されたタッチセンサ組立品によって、より容易に統合される。
【０００６】
本発明によるデコレーションは、デカール（decal）またはフィルムとしてタッチセンサ基板または分離する搬送基板上に直接適用され、次にタッチセンサ組立品に適用され、統合される。いくつかの実施例ではバックライト照明が含まれ、その照明は少なくともデコレーションの一部を通過することができる。特定のタッチセンサに対応する有効な接触面のパネル上における配置を示す。他の実施例における新規なタッチセンサは、バックライト照明の特徴に対して効率的に適用する、統合されたライトパイプと基板とを含むことができる。本発明は以下に示すように、いずれの適用するタッチセンサにおいても使用することが可能である。
【実施例】
【０００７】
当該図は実例を示す目的において、一般的な容量式および電界式タッチスイッチをあらわしているが、それに限定されるものではなく、容量式タッチスイッチ、赤外線タッチスイッチ、電界式タッチスイッチ、音響タッチスイッチ、電磁タッチスイッチを含むものである。本発明の本質は、いずれのタッチスイッチ装置における適用方法として当業者によって理解されることができる。具体的な例として、タッチスイッチはDavid W.Caldwellを発明者とするタッチスイッチ 米国特許 No.5,594,222 、 No.5,856,646 、 No.6,310,611 、そしてNo.6,320,282 が含まれている。先行する米国特許の開示は、ここに引用されることにより取り込まれる。米国特許出願 No.10/271,933はインテリジェント勾配システム(Intelligent Shelving System)と題され、No.10/272,219は、型形成/統合（Molded/Integrated）タッチスイッチ／制御パネル組立と製法(method for Making Same)と題され、No.10/272,377は完全な制御回路タッチスイッチ(Touch Switch with Integral Control Circuit)と題され、No.10/272,047は統合デコレーションによるタッチセンサ(Touch Sensor with Integrated Decoration)と題され、No.10/271,438は統合タッチセンサと照明装置(Integrated Touch Sensor and Light Apparatus)と題されており、すべての出願は2002年10月15日のものであり、David W.Caldwellを発明者として、同じくここに引用されることにより取り込まれる。
【０００８】
図１において表現される本発明の実施例は、デコラティブ層１０がプリント配線基板として、タッチスイッチ搬送基板２０上に配置されている。タッチスイッチ搬送基板２０は少なくともタッチセンサの電子部品の一部のキャリアとして、内部および外部の電極３１と３２のように、それぞれ、統合制御回路３０、および回路トレース３３として機能する。図１では、デコラティブ層１０が基板２０における接触サイド４０上に配置されている。それは電極３１および３２を搬送する基板２０における非接触サイド１４０の反対となる。ここで“接触サイド”（“touched side”）は、一般に配線盤あるいはタッチセンサをアクティブにするためにユーザが正常に接触する他の基板を照会し、“非接触サイド”（non-touched side）は一般に配線盤または基板の反対側を照会する。同様に、“デコラティブ層”（“decorative layer”）は一般に、デコレーションが適用された基板２０を参照する。そのようなデコレーションは、例えばスクリーン印刷、スプレーコーティング、インクジェット印刷、パッド印刷、ディップコーティング、あるいはホットスタンピング技術に適用され、例えば、デカールまたはデコレーティッドフイルムとして、プレプリントされたキャリアを、タッチサイド４０へ付着するのに用いられる。後のケースでは、デコレーション層はオフラインを創ること、あるいはオーバーレイとしてタッチセンサの仮組立に適用することができる。他のデコレーションの方法も同様に実現可能である。またこの適用に従い必要とされるものは、基板２０をデコレーションするこれら方法のいずれの組合せにも使用される。これらのデコレーション技術は同様に、後述するすべての図の中で現される実施例において適当である。
【０００９】
図２は、容量式タッチセンサの概略平面図の一部であり、内部ならびに外部の電極３１、３２および回路トレース３３を含んでいる。図２Ｂ−２Ｃは基板２０上に位置する図２Ａの容量式タッチセンサを示している。図２Ｂではデコラティブ層１０は基板２０の接触サイド４０上に配置されることを示している。図２Ｃは本発明の実施例を示しており、デコラティブ層１０ならびに電極３１、３２およびトレース３３は基板２０の同一サイド上にある。図２Ｃでは、デコラティブ層１０が、デコラティブ層１０に配置された電極３１と３２およびトレース３３とともに、基板２０における非接触サイド１４０上に配置されることを示している。その結果、デコラティブ層１０は、基板２０ならびに電極３１、３２およびトレース３３との間にある。基板２０は図１のように、例えばＦＲ−ＲあるいはＣＥＭによるプリント配線基板である。基板２０はその代わりに、ガラス、プラスチック、またはいずれの誘電体材料でもよい。基板２０は、ポリエステルとしてのＰＥＮまたはＰｏｌｉｍｉｄｅのような材料によるフレキシブル回路搬送とされる。図２Ｃにおける実施例では、基板２０の少なくとも一部分が、基板２０におけるタッチサイド１４０からデコラティブ層１０を視認できるように、透明であることが好ましい。
【００１０】
図３では、内部および外部の電極３１、３２それぞれと、統合された制御回路３０を有するタッチセンサの平面概略図の一部である。図３Ｂでは、基板４０上に接触して配置されたデコラティブ層１０とともに基板２０上に支えられる、図３Ａのタッチセンサを示す。図３Ｃでは、基板２０とタッチセンサとの間の基板２０における非接触サイド１４０上に配置されたデコラティブ層１０を示す。すなわち、電極３１、３２およびトレース３３である。図３Ｃの実施例では、少なくとも基板２０の一部が、基板２０上の接触サイド４０からデコラティブ層１０が視認できるように、透明であることが好ましい。
【００１１】
図４Ａ−７Ｄは、各種の照明技術を組み入れる本発明の実施例を示す。これらの実施例では、光が通過できるように、少なくとも基板２０の一部が透明であるか、あるいは半透明でなければならない。以下の記述およびその図により、明白となるであろう。
【００１２】
図４Ａは、バックライト照明を含む利用におけるタッチセンサの平面概略図の一部である。この実施例においては、内部の電極３１は、透明であるか半透明であればよく、必ずしも透明である必要はない。実施例では、内部の電極３１は透明であるか、半透明であり、図４Ｂにおける発光ダイオード５０から生ずる光が、内部の電極３１を通過しデコラティブ層１０に達することができる。内部の電極３１も同様に、フィギュアやシンボルの輪郭を形成する各種の形状でよく、あるいは適正なメッシュでもよく、その結果、発光ダイオード５０からの照明の一部のみを通過させ、接触サイド４０の表面へ達する。図４Ａ−Ｂにおいて示されるタッチセンサは統合制御回路３０を含むが、容量式タッチセンサのような他のタッチセンサの構成は、同様に本発明の実施例に関連して用いられる。
【００１３】
視覚領域５７は、照明が通過できるデコラティブ層１０の領域を表している。デコラティブ層１０は、視覚領域５７において、透明であるか、あるいは半透明であればよく、少なくとも発光ダイオード５０からの照明をデコラティブ層１０の一部を通過させる視覚領域５７内において、視覚領域５７内にてデコラティブ層１０における外面６０に達し、ユーザを超えて届く（示さず）並べられたアパーチャを含む（図５Ｂに示されたように）。本実施例においては、他の構成が可能であるにもかかわらず、分離する搬送基板２２と搬送基板２０との間に位置するように、発光ダイオード５０が電極３１と３２のような分離する搬送基板２２上に支持されている。分離する搬送基板２２はいかなる構成でもよく、上述した基板のように同一材料によって構成されることもできる。同様に、分離する搬送基板２２は本発明のいかなる原理にしたがってデコレーションされる。発光ダイオード５０は、適当ないずれの光源によっても置き換えることができ、ライトパイプ、白熱電球、エレクトロルミネッセンス・ランプ、発光ポリマー、蛍光灯などが含まれる。
【００１４】
図５Ａおよび５Ｃは、図４Ｂの実施例を示しており、内部の電極３１、外部の電極３２および統合された制御回路３０とを含むが、接触サイド４０上の代わりに、基板２０上の非接触サイド１４０上にデコラティブ層１０とともに配置されている。図５Ｂでは、図５Ｃにおける発光ダイオード５０から照明が接触サイド４０の表面に届くことを許容するように構成されたデコラティブ層１０の例を示す。図５Ｂにおいて、デコラティブ層１０は、図５Ｃに示されているように、照明がデコラティブ層１０における外部表面４０に届くように許容されたアパーチャ５４を定める。
【００１５】
図６Ａ−７Ｄは、同時係属している新規な統合されたタッチセンサおよび発光素子と一般に保有された、統合されたタッチセンサおよび照明装置（Integrated Touch Sensor and Light Apparatus）と題される米国特許出願番号１０／２７１，４３８におけるその開示が、ここに引用されることにより取り込まれる。図６Ａの透過導電性アノード層５１、カソード層５２および発光層５３は、図６Ｂにおける統合制御回路３０とともに、その光源と統合されたタッチセンサのタッチパッドおよび発光素子５６を形成する。図６Ｃは、図６Ｄにおける統合されたタッチセンサの接触検知部品（the touch sensing component）を示しており、統合制御回路３０に接続されたアノード層５１を含む。図６Ｄ−６Ｅの基板２０、接触サイド４０は、図７Ａ−７Ｂに示されるような本発明の原理にしたがって、デコレートされ、それは図６Ｂの統合制御回路３０とともに、統合タッチセンサおよび発光素子５６を示している。また図７Ｃ−７Ｄは、統合制御回路を有しない統合されたタッチセンサおよび発光素子５６を示す。
【００１６】
図８Ａ−８Ｂは本発明の１つの実施例を示す。デコラティブ層１０は、テクスチャ（texture）部分１６０を有している。（接触や人体の付属肢あるいは他の物体による接近のような励振をあらわす領域が、タッチセンサの基礎をなすトリガとなるように備えられる）触知による、または視認による、フィードバックを提供することにより、接触面２４０の実用的な境界位置がユーザにいっそう認知されやすくなるように、テクスチャ部分１６０は、より人間工学的な制御パネルインタフェースに対応して、接触面２４０上か、あるいはその近くに、配置される。さまざまなタイプのテクスチャは、同様の他の技術を用いる前で議論した任意の各種デコレート手段を用いることに、目的を達成することできる。例えば、テクスチャ部分１６０は、図８Ａに示されたように、タッチ面２４０上あるいは近くのある位置における複数の物資レイヤリング（layering）を通して、または図８Ｂに示されたように、点描、スパッタ・プリンティング、スタンピング、スコーリング、その他の方法によって、デコラティブ層１０の領域における不一致を組み入れることによって、目的を達することができる。本発明の１つの実施例が有する、接触面２４０に最も近くに位置するドーム６５の形状の触知と視認によるフィードバックを、図８Ｃ−８Ｄは示している。そのような実施例では、ドーム６５の下に位置するタッチセンサは、単にドーム上でとどまる指などの付属肢によっては駆動しないように構成されるのが好ましいだけではなく、基板２０における表面４０に対して、そのドームが押下されるか、あるいは“平らに伸ばされる（flatten out）”場合に駆動するように構成される。ドーム６５は、図８Ｃにあるように、デコラティブ層１０における不可欠な部分とされる。あるいはそれは図８Ｄに示すように、デコラティブ層１０から分離する構造６７から構成されており、構造６７はデコラティブ層１０によって覆われ、かつデコラティブ層１０によって覆いをとられた、両方を示している。ドーム６５はまた同様に、そのようなフィードバックが有効となるであろう適用例における聴覚へ訴えるフィードバックをも提供する。聴覚へ訴えるフィードバックでは、その定常状態のドーム形と押し下げられた状態との間のドームの変化により、ポンッと、あるいはカチッと、音を出すことができる。
【００１７】
図９Ａ−１０Ｂは、ライトパイプを用いるバックライト照明を含む、本発明の実施例を示している。実施例ではこれらの図において、単一の電極、あるいは内部、外部の電極をともに有するタッチパッドを含むことができ、同様にそのタッチパッドに近接する統合制御回路を有することもできる。
【００１８】
自動車のダッシュボードのようなライトパイプを用いる適用例において、薄膜スイッチや他の電子的利用は一般的となっている。ライトパイプはインタフェース上の視認性や表示の有用性を向上させることができる。ライトパイプは、本発明が提供するタッチセンサによる改良された人間工学的ディスプレイを提供する本発明の原理と結びつき、有利に用いることができる。
【００１９】
図９Ａ−９Ｃは、基板２０がライトパイプである本発明の実施例を示す。基板２０は、完全に透明であることが有利ではあるが、完全に透明である必要はない。スロット７１は、完全には透明ではない基板２０である本発明の実施例を含み、所望の領域であるライトパイプ１７１を有する実施例の接触サイド４０における表面領域を照らすための光源７０によって、十分に照明をあてることができるように構成されている。基板２０は光源７０に適合する遮断（cutout）セクション７２を含む。基板２１は、同様の遮断（示さず）を有することができる。その代わりに、光源７０は図９Ｂに示すように基盤２０に直接形成されることができる。図９Ｂに示される本発明の実施例は、統合されるタッチセンサおよび照明装置と題される米国特許出願番号６０／３４１，３５０および１０／２７１，４３８において、開示された発明の原理と共用することができ、ここに引用されることにより取り込まれる。光源７０は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＬＥＰや、他のエレクトロルミネッセンス装置や蛍光灯装置、あるいは白熱電球に限定されることなく、いずれの発光要素が適合する。
【００２０】
図９Ｃに示されたように光源７０が、基板２０におけるスロット７１によって屈折される光を発する。スロット７１は、近接する領域あるいは電極が並べられた領域の均一な照明を供給するのに有利となるように、光源７０から発せられた光を導く。そのことは、光学分野における当業者によって理解されるであろう。スロット７１は、さまざまな構成をとることができる。図９Ａにおいては、その照明が電極３１の近くであることを示しており、図９Ｂのように、その照明が並べられた電極３１を示している。光源７０は、基板２０の遮断セクション７２内に位置することができ、あるいは基板２０内に形成することができ、図９Ａのデコラティブ層１０が、接触サイド４０の表面上に位置することが有利であることが示されている。もしできれば、光源７０が接触サイド４０上に見えることが好ましい。これらの適用では、デコラティブ層１０は基板２０における非接触サイド１４０上に位置される。同様に、光源７０とスロット７１は、光源７０とスロット７１を隠す基板２０の上に基板を枠組みするタッチパッドによって覆われ、デコラティブ層１０を基板２０における非接触サイド１４０上に配置すること、および電極３１と接触サイド４０の表面との間の距離を増加させる必要なく、照明領域を枠組みすることを許容する。
【００２１】
図１０Ａ−１０Ｂは同様に、ライトパイプを用いる本発明の実施例をあらわしている。図１０Ａは、ライトパイプ１７１と隙間クサビ（spacer wedge）１２０との間に配置された統合されたデコラティブ層１０とともに、単一の電極３１を有するタッチセンサを示している。デコラティブ層１０の表面へ反射せず、接触サイド３４０のタッチセンサユーザに届くことを許容する拡散反射面１７０は、光源７０からの光をライトパイプ１７１へ反射する。隙間クサビ１２０は、接触サイド３４０と電極３１を有利に平行に保っている。代わりの実施例では、隙間クサビ１２０は省かれることが可能である。しかし、隙間クサビ１２０は、隙間クサビ１２０を用いない場合よりも好都合に、光をより良く、そしてより均一に、反射するような投射角を提供する。代わりの実施例では、光は実質的に均一に反射される。例えばライトパイプ１７１は拡散材料からなり、基板２０は反射材料からなる。図１０Ａに示されたように、光源７０と電極３１は拡散反射面１７０および隙間クサビ１２０上で、それぞれに別のやり方で、基板２０によって支持されている。光源７０は任意の適した光源とすることができ、上で述べた光源が含まれる。光源７０は次のように構成されることが可能である。接触面３４０をユーザが触れることにより電極３１の励振が生じ、光源７０が拡散反射面１７０を通して光をライトパイプ１７１へ発して、タッチセンサ制御回路での反応を誘導する接触を行うユーザに対してフィードバックを提供している。拡散反射面１７０は、ライトパイプ１７１の近くに位置し、光源７０からのライトパイプ１７１へ、効率的に集約した光を確保することができる。ライトパイプ１７１は接触サイド４０の照明を均一とすることを確保することができる。その代わりライトパイプ１７１は、光学的なスイッチチング機構により統合されることができる。例えば、赤外線検知器（示さず）は、ライトパイプ１７１を通して、ユーザの接触による生来の体熱を検知することができた。あるいは、エミッタ検知器セット（示さず）は、ライトパイプ１７１を通して、ユーザの接近する接触の気配を検知することができた。ライトパイプ１７１は導波管あるいはレンズを含め、適した光学装置であった。図１０Ｂは、本発明にしたがって統合されたタッチセンサのとりうる構成を示している。図１０Ｂにおいて、三角の隙間クサビ１２０は、相補的な電極３１の上に横たわっている。拡散反射面１７０およびライトパイプ１７１によって定められる構成が、関連する隙間クサビ１２０の上に横たわっている場合、図１０Ａに示されたように、拡散反射面１７０は光源７０とともに並べられている。デコラティブ層１０は、光源７０からの光の色を変化させることにより、タッチセンサを好都合に識別することができる。あるいは光源７０は、分離する各タッチセンサのため、波長の異なる光を発することができる。
【００２２】
図１１Ａ−１１Ｂはライトパイプを含む本発明の他の実施例をあらわしている。図１１Ａにおいて、電極３１、３２および発光素子５０は基板上に支持されている。ライトパイプ１７１も同様に基板２０上に支持されており、また施され、同様に形作られる。デコラティブ層１０は電極３１、３２の上に配置される。ライトパイプ１７１は、熱利用あるいは紫外線技術によって修復される。あるいは同じく基板２０に支持される電極３１、３２および発光素子５０が適合される。同様に図１１Ａに示されるのは、第２のデコラティブ層であり、ライトパイプ１７１の上に配置される。図１１Ａでは、第２のデコラティブ層１１０はセクション１５４を示し、それは発光素子からの光が接触サイド４０に届くように、透明であるか、または半透明である。セクション１５４は選択的であり、また代わりの実施例では図５Ｂおよび５Ｃに対して参照し、述べられるように第２のデコラティブ層１１０がアパーチャ（示さず）を有する。図１１Ａの実施例は同様に、有利に表面４４０を持ち上げている。それはタッチセンサのユーザに、操作すべき接触面の存在を、テクスチャ領域と図８Ａ−８Ｄのドームと同じような方法によって注意を喚起している。図１１Ｂでは、電極３１、３２ならびに発光素子５０、および統合制御回路３０が基板上の非接触サイド１４０の反対側に支持される本発明と同様の実施例を示している。これらの構成では、発光装置５０からの光は、ライトパイプ１７１に届く前に、基板２０を最初に通過しなければならず、その光はセクション１５４を照らす。図１１Ｂの実施例は、ライトパイプ１７１が電極３１、３２、発光素子５０あるいは他の発光素子５０または他の構成を、適合させることなくライトパイプ１７１を基板２０に支持させることを許容する。図１１Ａ−１１Ｂにおいて、発光素子はワイヤボンディング、フリップチップあるいは他の直接のダイ接着方法によって、さらに基板２０の一方の面にプラスチック被包され部品における標準の表面マウントパッケージを用いた加えた方法によって、基板２０上にマウントされている。ライトパイプ１７１と上記構成の他の構成部分は、同様に、上で述べたような本発明の原理にしたがってデコレーションされている。図１１Ａおよび１１Ｂのライトパイプ１７１は、近接する接触サイド４０を示しているが、ライトパイプ１７１は、同様に基板２０における非接触サイド１４０上に有利に支持されている。
【００２３】
ここに、タッチセンサは、内部および外部の電極を有することが示されているが、その内部または外部の電極はいくつかの実施例において除かれている。さらに本発明では、いずれのタッチセンサにおいても用いられることができ、統合制御回路による容量式のタッチセンサあるいはタッチスイッチが含まれる。本発明の原理は同様に、他の一般的に所有され指定された適用の発明においても共用される。例えば、統合されたデコレーション基板におけるタッチセンサは、米国特許シリアル番号６０／３４１，５５１における新規な回路構成および、同様に米国特許シリアル番号６０／３４１，３５０にて開示された統合照明の発明を、も含んでいる。さらに、型により形成され／統合されたタッチスイッチ／制御パネル組立および同製法（Molded/Integrated Touch Switch/Control Panel Assembly and Method for Making Same）と題された米国特許シリアル番号６０／３４１、５５０および番号１０／２７２、２１９で開示された発明にしたがって熱形成あるいは射出成形されたデコレーション基板板におけるタッチセンサも同様に含むことができ、ここに引用されることにより取り込まれる。
【００２４】
先行する複数の図は本発明を説明しているが、いずれも本発明の限界を示し尽くしたものではない。上で述べた本実施例に対するさまざまな代替は、本発明の原理とともにあり、また以下に示すクレームされた本発明分野の当業者により理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】デコラティブ層によるプリント配線基板の本発明の実施例を示す。
【図２Ａ】代表的な容量式タッチセンサにおける電極構造を示す。
【図２Ｂ】搬送基板部品のタッチセンサ表面に配置されたデコラティブ層を示す。
【図２Ｃ】搬送基板部品における支持面部品上に配置されたデコラティブ層を示す。
【図３Ａ】統合された制御回路によるタッチスイッチにおける電極構造を示す。
【図３Ｂ】搬送基板部品おける接触表面サイドに配置されたデコラティブ層を示す。
【図３Ｃ】搬送基板部品における支持面部品に配置されたデコラティブ層を示す。
【図４Ａ】タッチパッドとタッチセンサにおける統合された制御回路を搬送する基板上に配置されたデコラティブ層を照らす発光ダイオードを含む本発明の実施例を示す。
【図４Ｂ】タッチパッドとタッチセンサにおける統合された制御回路を搬送する基板上に配置されたデコラティブ層を照らす発光ダイオードを含む本発明の実施例を示す。
【図５Ａ】タッチパッドとタッチセンサにおける統合された制御回路を搬送する基板上に配置されたデコラティブ層のスリットを照らす発光ダイオードを有する本発明の実施例を示す。
【図５Ｂ】タッチパッドとタッチセンサにおける統合された制御回路を搬送する基板上に配置されたデコラティブ層のスリットを照らす発光ダイオードを有する本発明の実施例を示す。
【図５Ｃ】タッチパッドとタッチセンサにおける統合された制御回路を搬送する基板上に配置されたデコラティブ層のスリットを照らす発光ダイオードを有する本発明の実施例を示す。
【図６Ａ】統合された発光装置を有するタッチセンサを示す。
【図６Ｂ】統合された発光装置を有するタッチセンサを示す。
【図６Ｃ】統合された発光装置を有するタッチセンサを示す。
【図６Ｄ】統合された発光装置を有するタッチセンサを示す。
【図６Ｅ】統合された発光装置を有するタッチセンサを示す。
【図７Ａ】デコラティブ層が、図６Ｄにあらわされたタッチセンサと統合された発光ダイオードを運ぶ基板に配置されたＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１０／２７１、４３８、統合されたタッチセンサおよび照明装置と題されたタッチセンサを有する本発明の実施例を示す。
【図７Ｂ】デコラティブ層が、図６Ｄにあらわされたタッチセンサと統合された発光ダイオードを運ぶ基板に配置されたＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１０／２７１、４３８、統合されたタッチセンサおよび照明装置と題されたタッチセンサを有する本発明の実施例を示す。
【図７Ｃ】デコラティブ層が、図６Ｄにあらわされたタッチセンサと統合された発光ダイオードを運ぶ基板に配置されたＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１０／２７１、４３８、統合されたタッチセンサおよび照明装置と題されたタッチセンサを有する本発明の実施例を示す。
【図７Ｄ】デコラティブ層が、図６Ｄにあらわされたタッチセンサと統合された発光ダイオードを運ぶ基板に配置されたＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．１０／２７１、４３８、統合されたタッチセンサおよび照明装置と題されたタッチセンサを有する本発明の実施例を示す。
【図８Ａ】タッチセンサユーザに対して触知できるフィードバックを提供する構成と構造とを含む本発明の実施例を示す。
【図８Ｂ】タッチセンサユーザに対して触知できるフィードバックを提供する構成と構造とを含む本発明の実施例を示す。
【図８Ｃ】タッチセンサユーザに対して触知できるフィードバックを提供する構成と構造とを含む本発明の実施例を示す。
【図８Ｄ】タッチセンサユーザに対して触知できるフィードバックを提供する構成と構造とを含む本発明の実施例を示す。
【図９Ａ】ライトパイプの上に配置されたデコラティブ層を照らすことができるライトパイプとしての機能をも果たす基板を含む本発明の実施例を示す。
【図９Ｂ】ライトパイプの上に配置されたデコラティブ層を照らすことができるライトパイプとしての機能をも果たす基板を含む本発明の実施例を示す。
【図９Ｃ】ライトパイプの上に配置されたデコラティブ層を照らすことができるライトパイプとしての機能をも果たす基板を含む本発明の実施例を示す。
【図１０Ａ】ライトが基板内に配置されたデコラティブ層に反射しないライトパイプとしての機能をも果たす基板を含む本発明の実施例を示す。
【図１０Ｂ】ライトが基板内に配置されたデコラティブ層に反射しないライトパイプとしての機能をも果たす基板を含む本発明の実施例を示す。
【図１１Ａ】デコラティブ層の下のキャリア基板上の支えられるライトパイプの本発明の実施例を示す。
【図１１Ｂ】デコラティブ層の下のキャリア基板上の支えられるライトパイプの本発明の実施例を示す。
【国際調査報告】
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