(57)【要約】抵抗式または容量式ポジション・タッチスクリーンはガラス基板を含み、ガラス基板は均一な抵抗性コーティング、および基板の周縁に近接した、オーバーラップしている不連続な電極の直列抵抗性鎖を有する。他の部分では絶縁している線状不連続部におけるギャップは、各鎖に平行に延び、タッチ領域を横切る抵抗性電流パスを形成する。複数の電流パスが各電極に接続されるように、各電極に関して少なくとも２つのギャップが存在する。各ギャップは、ギャップから離れるにしたがって減衰する、局所的なリップルを電圧場に生成する。リップルの減衰長さは、電流パス間の距離によって決定されるので、電極付近のリップルの大きさは、電極１つあたりのギャップの数に相当するファクターによって指数関数的に減少する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポジション・タッチスクリーンであって、
４つのコーナーで終わる４つの周縁エッジに接続された抵抗性表面であって、前記エッジの内側にタッチ領域を有する抵抗性表面を有する基板、
前記タッチ領域で電場を形成するための、前記周縁エッジのそれぞれに近接した直列抵抗体鎖、および
前記抵抗体鎖と前記タッチ領域との間で、各抵抗体鎖に近接した、前記抵抗性表面における不連続部
を含み、
各抵抗体鎖は、それらの間の前記表面の抵抗性領域と直列に配置された複数の導電性電極を含み、各電極は、前記タッチ領域に面する内側部分を有し、隣接する電極の当該内側部分は、ジャンクションによって分離されており、
前記不連続部は、前記抵抗性表面が除去されていないギャップによって中断されており、それにより並列導電性パスを前記タッチ領域に前記ギャップを介して形成し、
前記内側部分の大部分は、複数のギャップによって前記タッチ領域に接続されており、それにより、内側部分の前記大部分の各々と、対向する周縁エッジに近接する電極の内側部分との間で、複数の前記導電性パスを形成する
ポジション・タッチスクリーン。
【請求項２】
前記ギャップのいずれもが、ジャンクションの上に位置しておらず、それにより前記導電性パスの各々が、直列抵抗体鎖において前記電極の１つのみに接続されている、請求項１に記載のポジション・タッチスクリーン。
【請求項３】
前記ギャップの幾つかがジャンクションの上に位置し、それにより前記導電性パスの幾つかが、直列抵抗体鎖において２つの電極に接続されている、請求項１に記載のポジション・タッチスクリーン。
【請求項４】
前記不連続部がそれぞれ、前記隣接する抵抗体鎖に平行に延びている、請求項１に記載のポジション・タッチスクリーン。
【請求項５】
前記基板がガラス基板であり、前記抵抗性表面が透明の導電性物質の層を前記ガラスの上に含む、請求項１に記載のポジション・タッチスクリーン。
【請求項６】
前記層が酸化スズ、ＩＴＯおよびＡＴＯのうち少なくとも１つを含む、請求項５に記載のポジション・タッチスクリーン。
【請求項７】
前記不連続部が前記層が除去されたラインであり、前記ラインは前記直列抵抗体鎖に平行である請求項５に記載のポジション・タッチスクリーン。
【請求項８】
少なくとも幾つかの前記電極がＺ形状の電極であり、各Ｚ形状の電極は前記内側部分に接続された外側部分を有し、前記内側部分の少なくとも幾らかは、隣接する電極の前記外側部分にそれぞれ平行である、請求項１に記載のポジション・センサ。
【請求項９】
前記電極が各直列鎖において更に中央棒電極を含み、前記棒電極はそれぞれ隣接するＺ形状の電極の外側部分と重なっている、請求項８に記載のポジション・センサ。
【請求項１０】
前記電極が各コーナーにて直角電極を更に含み、前記直角コネクターはそれぞれ、２つの直列鎖の各々において前記Ｚ形状の電極の１つの内側部分と重なっており、前記直角電極は各直列鎖に電圧入力を供給する、請求項９に記載のポジション・センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、タッチされる位置に関してアウトプット信号を生成するタッチ・センシティブ・スクリーン（または接触感知スクリーン、ｔｏｕｃｈ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｓｃｒｅｅｎ）等、二次元系における位置の座標（即ち、ＸおよびＹ座標）を検知するためのデバイスに関する。本発明は、より特にはタッチ感知領域の周縁付近で改良された線形性を有する５線式（または９線式）抵抗性タッチ・センサを提供する。
【０００２】
従来技術の説明
タッチスクリーンは、指または他の電子的に受動的なスタイラス（または尖筆）の二次元のタッチ場所を感知できる、透明な入力デバイスである。タッチスクリーンは、陰極管モニターおよび液晶ディスプレイ等のディスプレイ装置の上に配置され、レストランのオーダー・エントリー・システム、工業的なプロセス・コントロール用途、双方向性のミュージアムの展示物、パブリック・インフォメーション・キオスク（ｐｕｂｌｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｋｉｏｓｋ）、ラップトップ・コンピュータ等のために入力を提供する。
【０００３】
現在、主なタッチ技術は、４線式抵抗方式、５線式抵抗方式、容量方式、超音波方式、および赤外線方式である。これらは、コスト的に競争力のある価格で高水準の性能をもたらした技術である。タッチスクリーンの性能の重要な側面は、タッチ感知領域内のあらゆる場所において、現実のタッチ位置と測定されるタッチ位置とが厳密に一致していることである。
【０００４】
５線式抵抗性タッチスクリーン、例えば、カリフォルニア州フリーモントのエロ・タッチシステムズ社（Ｅｌｏ　ＴｏｕｃｈＳｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｃ，）のＡｃｃｕＴｏｕｃｈ（登録商標）の製品ラインは、多くのタッチスクリーン用途に関して広く受け入れられている。これらのタッチスクリーンでは、指またはスタイラスからの機械的な圧力によって、プラスチック膜のカバーシートが撓み、下にあるガラス基板と物理的に接触する。ガラス基板は、電圧勾配が励起される（または生じる）抵抗性層で被覆されている。（米国特許第３，５９１，７１８号で説明されているように）被覆されたガラス基板の４つのコーナーへの電気的な接続を介して、関連する電子機器が順次、ＸおよびＹ方向の両方で勾配を生じさせ得る。カバーシートの下面は、タッチ位置と電圧を感知する電子機器との電気的な接触を供する導電性コーティングを有している。基板の抵抗性コーティングにＸの電圧勾配およびＹの電圧勾配の双方が生じるので、カバーシートのコーティングは電気的な連続性を供する必要があるのみである。５線式抵抗性タッチスクリーンに関する更なる詳細は、ギブソン（Ｇｉｂｓｏｎ）の米国特許第４，２２０，８１５号、ギブソン（Ｇｉｂｓｏｎ）らの米国特許第４，６６１，６５５号および第４，７３１，５０８号、タルマージ（Ｔａｌｍａｄｇｅ）らの米国特許第４，８２２，９５７号、ダンソーン（Ｄｕｎｔｈｏｒｎ）の米国特許第５，０４５，６４４号、ならびにケント（Ｋｅｎｔ）の米国特許第５，２２０，１３６号において見られる。
【０００５】
電子機器は、上述の電圧励起と同様、電流注入により、５線式抵抗性タッチスクリーンからタッチ情報を得ることができる。電流注入の読出しのために、電源がカバーシートを介して電流を注入し、タッチされる間に、各々の４つのコーナーの接続点の各々に到達する電流を測定する。これらのコーナーの電流の和および割合から、タッチ位置が再構成される。電流注入と電圧励起との間の選択は、電子機器の設計の選択ということであり、おしなべてタッチスクリーンの設計とは無関係である。電圧励起型の電子機器を備えたタッチ・システムに関する周縁電極パターンのデザインは、電流注入型電子機器を有するタッチ・システムに同様に適用できる。
【０００６】
容量式タッチスクリーンでは、しばしは、５線式抵抗性タッチスクリーンと同じ基本機能を供する周縁電極パターンが必要とされる。マイクロタッチ・システムズ社（ＭｉｃｒｏＴｏｕｃｈ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｃ．）は、容量式タッチスクリーン（ＣｌｅａｒＴｅｋ；登録商標）、およびペッパー（Ｐｅｐｐｅｒ）の米国特許第４，３７１，７４６号の図１ｂに類似する周縁電極パターンを有する５線式抵抗性タッチスクリーン（ＴｏｕｃｈＴｅｋ；登録商標）を提供している。容量式タッチスクリーンでは、カバーシートは薄い透明な誘電体コーティングで置きかえられ、当該コーティングはＩＴＯまたはＡＴＯで被覆された基板の外側表面を形成する。振動電圧は４つのコーナーの接続点に印加される。指によるタッチは、地面へのＡＣ分流を与え、したがってタッチ位置でのＡＣ電源（シンク）として作用する。４つのコーナーの接続点の間で、このＡＣ電流の分割を測定し、それをタッチ座標を決めるのに用いる。電流注入型電子機器のＡＣ変形（またはＡＣバリアント）が用いられる。
【０００７】
しばしば、ドライブ、および電子機器と４つのコーナーの接続点の各々との間の感知ライン接続部の両方を有することが有利である。電子機器で適当なフィードバック・ループを用いると、ドライブと感知ラインとの組み合わせは、コーナーの接続点に印加する励起電圧のより良好な制御を電子機器に与える。これにより、電子機器とタッチスクリーンとの間で９線の接続を有する、「５線式」タッチスクリーンの変形体がもたらされる。周縁電極パターンの設計は、５線式接続スキームと９線式接続スキームとの間の選択によって、大きく影響されることはない。
【０００８】
典型的には、５線式抵抗性タッチスクリーンは、１〜３ｍｍ厚さのガラス基板を有しており、その上に透明の抵抗性コーティングが塗布されている。周縁電極パターンは、抵抗性コーティングに印刷される導電性インクの幾何学的パターンとして基板上に形成され、絶縁領域が抵抗性コーティングに形成される。ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）およびＡＴＯ（アンチモンスズ酸化物）は、導電性および透明性という重要な特性を有する縮退した半導体の例であり、抵抗性コーティングとして作用し得る。導電性電極間の領域は、抵抗体を形成し、絶縁領域がそれらの間で導電性パスを規定している。電極パターンおよびその製造に関する詳細は、（特許査定された）米国特許出願第０８／９８９９２８号において見られ、当該出願は引用することにより本明細書に組み込まれている。この情報はまた、公表されたＰＣＴ出願ＷＯ９９／３０２７２号においても見られる。
【０００９】
米国特許第３，５９１，７１８号（アセイン（Ａｓａｎｅ）＆バクスター（Ｂａｘｔｅｒ））、米国特許第４，１９８，５３９号（ペッパー（Ｐｅｐｐｅｒ））および米国特許第４，７９７，５１４号（タルマージ（Ｔａｌｍａｄｇｅ）＆ギブソン（Ｇｉｂｓｏｎ））には、コーナーの接続点同士の間で連続抵抗電極を有する周縁電極パターンが開示されている。かかる電極パターンの性能は、電極の抵抗率の安定性および一様性に左右されやすい。連続電極の電気的特性が長さに沿って不均一であると、センサの線形性がゆがめられる。適用環境での湿度および温度の変化により、連続抵抗電極（例えば、タッチ領域の抵抗性コーティング（例えばＩＴＯ）および印刷された複合ポリマーインクで構成されている）の電気的な特性に種々の影響を及ぼし得る。そのような場合、タッチスクリーンの線形性は損なわれことがある。
【００１０】
この敏感さは、不連続なオーバーラップ（または重なり）抵抗体を用いる周縁電極とは対照的である。そのような抵抗体は、エロ・タッチシステムズ社（Ｅｌｏ　ＴｏｕｃｈＳｙｓｔｅｍｓ）のＡｃｃｕＴｏｕｃｈ（登録商標）製品で見られ、ダンソーン（Ｄｕｎｔｈｏｒｎ）の米国特許第５，０４５，６４４号で開示され、これは引用することにより本明細書に組み込まれている。電極と抵抗性コーティングとの間で良好な電気的接触が起こる場合、不連続なオーバーラップ抵抗体の抵抗は、電極間のギャップの抵抗性コーティングの抵抗によって支配される。導電性インクを印刷した電極の抵抗は相対的に小さく、従って、導電性インクの電気的特性が変化する場合の影響はほとんどない。更に、ギャップ抵抗体は、タッチ領域で使用されるのと同じコーティングで構成されており、温度および湿度の関数として、作動領域の抵抗率の変化に追従する。このことにより、抵抗性コーティングのオーム／□が環境条件とともに変化する場合でも、タッチスクリーンに安定な線形性が与えられる。
【００１１】
不連続なオーバーラップ抵抗体の使用により、周縁電極パターンとタッチ感知領域との間での並列接続の独立したセットがもたらされる。これにより、周縁電極パターン付近のタッチ領域でリップルの非線形性が生じる。リップルの例は、米国特許第５，０４５，６４４号の図４Ｂで見ることができる。Ｘの励起およびＹの励起の双方に関して、等電位線が示されている。Ｘ座標の測定に使用される等電位線のセットを考慮されたい。より下側の左のコーナーにおいて、タッチ領域の中心に向かい、且つ周縁電極パターンから遠ざかっている、Ｘの等電位線は、一定の間隔を有する鉛直な線として現われている。しかしながら、その図面の右側においては、Ｘの等電位線のゆがみは、かなり明らかである。この領域において、鉛直な直線を下向きに（一定の正確なＸ座標でもって）移動する指は、Ｘの励起電圧の変化、従って、測定されるＸ座標の変化を受ける（もしそうでないならば、補正される）。カーソルの動きは、鉛直なリップルのゆがみに付される。オーバーラップ抵抗体を使用した周縁電極の構成の利点を保ちつつ、このようなリップルを減少させる必要がある。
【００１２】
ここで、米国特許第５，０４５，６４４号の図４Ｂの右側を再度参照し、リップルは、オーバーラップ抵抗電極１つにつき１回繰り返して、ほぼ周期的となる傾向にあることに留意されたい。「Ｓ」を、直列抵抗体鎖に沿ったオーバーラップ抵抗体およびそれらの電極の代表的な間隔とする。それから、垂直な座標ｙの関数として、Ｘ励起に関するリップル領域における電位は、波長Ｓとともに、ほぼ正弦波的に変化する、即ち、ほぼ関数形式ｃｏｓ（２π＊ｙ／Ｓ）を有する。静電学においてよく知られているように、タッチ領域における電圧励起パターンは、ラプラスの方程式の数学に従う。ラプラスの方程式を満足するために、タッチ領域の右および左側にてリップル領域内のＸ励起電位は、ほぼ下記の式を有する：
【数１】
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べき指数におけるプラスまたはマイナスは、Ｘ軸が周縁電極の境界から離れて向けられている場合には、マイナスであり、リップルを引き起こす。ここで、Ａは規格化定数である。同様の式が、タッチ領域の上部および下部領域付近のリップルに関するＹ励起電位にも適用される。
【００１３】
Ｘ方向において、上述の式は、Ｓ／２πの減衰長さに従って指数的に減少することに留意されたい。ここで、我々は、リップルの振幅がｅ（２．７１８２８．．．）のファクターによって減衰する距離を、「ルップル減衰長さ」と称する。短いリップル減衰長さは、リップルがほとんど無い又は全く無いために、タッチ領域を最大限にするのに望ましい。これは、次に、直列抵抗体鎖におけるオーバラップ抵抗の数を増加させることによって、Ｓを減少させることを提案する。しかしながら、下記で論じるように、オーバーラップ抵抗の数は任意に増加させることができない。
【００１４】
周縁電極パターン、例えば米国特許第５，０４５，６４４号および米国特許出願０８／９８９，９２８に開示されたものにおいては、オーバーラップ抵抗の数を増やすことによってリップルを減少させることを試み、それゆえにタッチ領域への並列接続の密度を増加させるかもしれない。しかしながら、直列抵抗体鎖においてオーバラップ抵抗体の数が倍にされると、各オーバーラップ抵抗体を構成するために利用できる周縁の長さは約半分となる。所定のギャップ距離に関して、これは、各オーバーラップ抵抗体の抵抗をほぼ倍にする。オーバラップ抵抗体の全部の数を倍にすることと組み合わされて、鎖の全体の直列抵抗は４倍になる。この全抵抗が増加するために、周縁電極パターンがタッチ領域において直線状の等電位線を維持することは、急速により困難となる。抵抗体鎖におけるオーバーラップ抵抗体の数を最大限にした後でさえも、リップルをさらに減少させる必要がなお存在する。
【００１５】
歴史的には、大抵のタッチ用途は、ソフトウェアでプログラムされたタッチボタンまたはタッチゾーンのユーザによる起動を必要とする。タッチ領域の周縁付近のほどほどの量のリップル非線形性は、一般に顕著な影響を有しない。しかしながら、タッチスクリーンはいまや、グラフィカル・ユーザー・インタフェース（ＧＵＩ）を利用する種々の用途において使用され、ＧＵＩは、小さいエリアボタン、スクロール・バー、およびプルダウンメニューを表示された画像の周縁付近に配置する。指が鉛直方向のまっすぐなラインにおいて、狭いスクロール・バーにそってドラッグされる場合、再構成されるタッチ座標もまた、まっすぐなラインをたどる。垂直なリップルの歪み（または湾曲）は、スクロール・バーおよびプルダウンメニューに関する操作の問題を引き起こす。平行なリップルの歪みはここではより重要ではない。それはカーソルがスクロール・バーまたはプルダウンメニューから離れることを生じさせないからである。ＧＵＩインターフェースは、しばしば狭いスクロール・バーを、タッチゾーンの周縁近くに配置することに留意されたい。
【００１６】
米国特許第４，３７１，７４６号（ペッパー（Ｐｅｐｐｅｒ））は、不連続なオーバラップ抵抗体を組み込む周縁電極パターンにおいて、リップルの非線形性を最小限にする別の試みを示している。米国特許第４，３７１，７４６号の図１ｂは、粒度（または個々の寸法）が徐々に増加する電極の４つの連続的な列を有する、電極パターンを示す。電極の粒度（または個々の寸法）は、タッチ領域に近づくほど、より細かくなる。外側の経路の粒状の電極は、隣接するコーナーの接続ポイント同士の間で所望の値の抵抗を与え、一方、より細かい粒状の内側電極の列の連続は、タッチ領域において所望のリップルの減少が得られるまで続き得る。しかしながら、隣接するコーナーの電極同士の間で単一の直列抵抗体鎖を使用するパターンと比較して、比較的幅広の周縁電極パターンが必要とされる。タッチスクリーンのデザインにおいて狭いボーダーが必要とされることに起因して、隣接するコーナーの電極同士の間で単一の直列抵抗体鎖を使用するデザインにおいて、リップルを減少させる必要が依然としてある。
【００１７】
線形タッチスクリーンシステムの性能を達成するために、タッチスクリーンそのものが線形（またはリニア）であることは、必要条件ではない。非線形のゆがみ（もしくは湾曲）は、電子機器またはホスト・コンピュータのソフトウェアのいずれかによって、訂正され得る。例えば、米国特許第５，９４０，０６５号（バッブ（Ｂａｂｂ）およびウィルソン（Ｗｉｌｓｏｎ））を参照されたい。タッチスクリーンにおける線形性からの偏差（またはずれ）をスムースに変化させることは、比較的容易に修正されるが、リップルのような非線形性を速く変化させることは、さらにより厄介である。それゆえ、非線形タッチスクリーンを有するタッチシステムにおいてでさえも、リップルを減少させる必要があり、したがって、下流側の信号処理によってより容易に訂正され得る非線形性を残す。
【００１８】
発明の概要
この発明の主たる目的は、４つのコーナーの接続ポイントを備えた基板を有する抵抗性または容量式タッチスクリーンにおいてリップル（または波紋）の非線形性を減少させることである。タッチ領域が最大となるように、比較的狭いボーダー電極（または境界電極；ｂｏｒｄｅｒ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）のパターンを維持するとともに、リップルの非線形性を減少させることが、関連する目的である。
【００１９】
これらの目的は、オーバラップ（もしくは重なり）抵抗電極（または抵抗体電極；ｒｅｓｉｓｔｏｒ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の単一の直列抵抗体鎖（または抵抗鎖もしくはレジスター・チェーン；ｒｅｓｉｓｔｏｒ　ｃｈａｉｎ）を、コーナー（または隅）の各組の間に設け、且つ、リップルの非線形性を減少させる手段として、複数の並列接続を、各オーバーラップ抵抗電極に設けることによって達成される。好ましい態様において、これは、欠損ライン、即ち、抵抗性層が除去された絶縁のラインにおいて、電極とタッチ領域との間のギャップによって達成される。そのようなギャップは、本明細書において欠損ギャップ（または欠落ギャップ；ｄｅｌｅｔｅｔｉｏｎ　ｇａｐ）と称される。これらのギャップは、タッチ領域と電極との間で、並列接続のための電流パスを提供する。欠損ギャップそのものは、米国特許出願０８／９８９，９２８号から公知であるが、その出願は、オーバーラップ抵抗電極１つにつき、単一の欠損ギャップを開示するだけであって、これは、上述のように、電極の間隔Ｓに基づいてシヌソイド（または正弦波）のリップル（もしくは波紋状）電位をもたらすことに留意されたい。
【００２０】
１つのオーバラップ抵抗電極につき、並列欠損ギャップ接続が２つである場合、リップルは、オーバーラップ抵抗電極の間隔の半分に等しい距離Ｓ’で繰り返される。ゆえに、リップルの指数関数型減衰長さは、Ｓ’／（２π）＝Ｓ／（４π）であり、したがって、リップル領域の寸法を大幅に減少させる。この効果に加えて、数値シミュレーションは、式Ａ’＊ｅｘｐ（±２π＊ｘ／Ｓ’）＊ｃｏｓ（２π＊ｙ／Ｓ’）における振幅Ａ’の著しい減少を同様に示す。最終的な効果は、リップルの歪みが著しく減少することである。３またはそれよりも多い並列接続は、さらにリップルの歪みを減少させ得る。
【００２１】
この発明の範囲は、電極に沿って配置される欠損ギャップだけでなく、オーバーラップ抵抗電極の間のジャンクション・ポイント（または近接点もしくは接続点）に配置される欠損ギャップをも包む。シミュレーションは、このデザインが垂直のリップルのゆがみを抑えるのに同様に効果的であることを示す。しかしながら、シミュレーションは、そのようなジャンクションの欠損ギャップを有するこのデザインが、平行なリップルの歪みを抑えることにおいて、僅かに不十分に作用する傾向にあることを示す。
【００２２】
多くのタッチスクリーン用途において、タッチ領域の外側でタッチスクリーンのボーダー（または縁）領域のために使用できるスペースは限られている。この発明は、このボーダー領域を２つの方法で最小限にする。
【００２３】
第１に、単一の直列抵抗体鎖だけを使用することによって、電極領域の幅を小さく維持できる。例えば、国際公開ＷＯ９９／３０２７２の図８のような、「Ｚ」形状の電極を使用することは、幅の狭い直列抵抗体鎖を与える。微細な断続した欠損ライン・ギャップにより与えられる並列接続は、周縁の電極パターンの幅に僅かな量を加える。第２に、許容できないほど大きなリップル非線形性がタッチ領域へ侵入することが、大幅に減少する。最終的な効果は、ボーダーの幅を、製造コストを追加することなく大幅に減少させることである。
【００２４】
エロ（Ｅｌｏ）社の現在のＡｃｃｕＴｏｕｃｈ（登録商標）製品と同様に、並列接続の抵抗を変化させて、線形タッチスクリーンを与えることができる。欠損ギャップを短くすることは抵抗を増大させ、一方、欠損ギャップの寸法を大きくすることは、並列接続の抵抗を減少させる。線形センサ（またはリニア・センサ）のデザインは、デザインを構成し試験することによって、あるいは構成要素電極のシミュレーションに基づいて実効電極抵抗の式を開発することによって、繰り返し得ることができる。
【００２５】
本発明は、周縁電極パターンの導電、抵抗および絶縁領域の改良されたジオメトリー（または幾何学的形態）を提供する。この改良されたジオメトリーは、特定の材料の選択または電子的な読み出し方法に限定されない。
【００２６】
好ましい形態の詳細な説明
図１Ａは、周縁エッジ１３、コーナー１４および中央タッチ領域１５を有するガラス基板１２で形成されたシート１０の右上部分を示す。基板は、実質的に均一な抵抗率を有する透明な抵抗性層１６で被覆される。重なっている導電性ストリップ２０の組によって形成された抵抗体鎖１８が、各エッジ１３に沿って配置される。重なっている部分同士の間で、抵抗性層１６は抵抗を与え、その結果、直列鎖１８は、電圧がコーナーのタブ２４に印加されると、その長さに沿って、徐々に増加する段付きの電圧（または段階的に増加する電圧）を有する。各導電性ストリップ２０は、Ｔ形状の電極２２に接続される。電極２２の間には、抵抗性層が除去された絶縁領域２６がある。したがって、並列抵抗性電流パスが、タッチ領域１５の対向するサイドの電極と電極との間に設けられる。この従来の構成の更なる詳細は、米国特許出願０８／９８９，９２８号で説明されている。
【００２７】
図１Ｂは、別の従来の勾配シート（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｓｈｅｅｔ）の右上の部分を示す。これは、米国特許出願０８／９８９，９２８号の図８に関連して説明されている。ここでは、抵抗体鎖は、Ｚ形状の電極３０を有し、各々は外側部分３１と内側部分３２を有する。隣接する電極の内側および外側部分が重なっており、その結果、その間の抵抗性層は抵抗性の接続を形成している。ギャップ３５を有する直線（またはリニア）の不連続部３４が、内側部分３２に平行に設けられ、したがってタッチ領域を横切る並列電流パスを与える。直線の不連続部３４は、抵抗性コーティングのレーザ・アブレーションによって容易に形成され、電極の間で延びる絶縁サブセクションを含む。これらのサブセクションのレーザ調整は、電極と電極の間の抵抗体を効果的に削って仕上げる。
【００２８】
図１Ｃは、図１Ａかあるいは１Ｂのいずれかの配置の模式的な回路であり、タッチ領域と直列抵抗体鎖におけるモードとの間の並列接続を示す。これらの接続はまた、本明細書において（タッチ領域接続に関する）Ｔ接続と称される。従来技術によれば、電極１つにつき、Ｔ接続が１つだけ存在する。
【００２９】
図２Ａは、外側部分４１および内側部分４２が重なっているＺ形電極４０を有し、隣接する電極の内側部分４２がジャンクション４４にて最も近接している、本発明の抵抗体鎖３８Ａを示す。ギャップ４６を有する直線の不連続部４５は、内側部分４２に平行に延びているが、１つの共通のオーバーラップ抵抗電極４０に関して、２つのギャップ４６が存在する。図２Ｂの等価回路に示されているように、これは、１つの電極につき、２つの並列なＴ接続をもたらす。同様に、内側部分４２に隣接する不連続部のラインにおいて３つのギャップが存在する場合、各電極からタッチ領域に延びる３つの並列なＴ接続が存在することになるであろう。
【００３０】
概要において説明したように、２つのギャップを使用することは、２つのファクターによって、リップルの指数関数型減衰長さを減少させる。同様に、３つのギャップを使用することは、３つのファクターによってリップル減衰長さを減少させる。
【００３１】
図３Ａは、図２Ａのように配置されたＺ形電極５０を有する、本発明の抵抗体鎖４８を示す。しかしながら、ここでは、不連続部５５のラインは、電極の内側部分５２の上の中央に位置するギャップ５６だけでなく、ジャンクション５４の上の中央に位置するギャップをも有する。図３Ｃに示すように、これは、２つの隣接する電極の間で分かれている交互のＴ接続をもたらし、その結果、実効電圧は、隣接する電極５０の電圧の中間となる。
【００３２】
図４〜７は、コンピュータで作成したシミュレーションであり、本発明に従って、段付き電極の数を増加させることなく、Ｔ接続の数を増加させることによって、タッチ領域が不連続部のラインまで延び得るように、リップルが減少する様子を示す。
【００３３】
図４は、各周縁エッジに沿って直列の抵抗体鎖を有する、従来のタッチスクリーンの右上の象限における等電位線を示す。各鎖は、図１Ａに示すように、絶縁領域によって分離された７つのＴ形状の電極を含む。線形電圧勾配が、左および右の周縁エッジに沿って直列抵抗体鎖に課され、同時に、上側および下側抵抗体鎖はその左側および右側端部にて、共通電圧（ｃｏｍｍｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ）によって励起される。したがって、等電位線が水平方向に延びるとともに、タッチのＹ座標を測定するためのＴコネクタまたは電流パスが鉛直方向に延びる。この場合において、上部および底部の抵抗体鎖に隣接する少なからぬリップルが、この領域における測定の精度を制限し、したがって、実効タッチ領域の寸法が減じられる。次の測定インターバルの間、勾配は上部および下部の鎖を横切って走り、等電位線は垂直方向に現われ、同時に、タッチのＸ座標を測定するための電流パスは、水平方向に延びる。しかしながら、同様のリップルが、左および右側の抵抗体鎖に隣接して現われる。
【００３４】
図５は、各周縁エッジに沿って１０個のＺ形状の電極を備えた直列抵抗体鎖を有する、本発明のタッチスクリーンの右上の象限における等電位線を示す。各鎖の側面には、図３Ａに示すように、各内側電極部分および各ジャンクションの上に中断またはギャップを有する、不連続部のラインが位置する。等電位線は、この測定インターバルの間、Ｙ座標を測定するために水平方向に延びるが、ここで上部および下部の鎖に隣接するリップルは実質的に減少し、使用可能なタッチ領域の寸法が増加している。
【００３５】
図６は、６．２インチの対角線、および各周縁エッジに沿って５つのＴ形状の電極を有する、従来のスクリーンの右上の象限を示す。５ボルトのコーナーの励起を仮定すると、等電位線の間に約０．０５ボルトの間隔があけられる。図４のリップルに類するほぼ周期的なリップルが示され、それはＴ形状の電極の間隔に等しい周期性を有する。
【００３６】
図７は、６．２インチの対角線、ならびに各周縁に沿って中央の棒形状の電極とともに４つのＺ形状の電極を有する、本発明のスクリーンの右上の象限を示す。Ｚ形状の電極は、対で、中央の棒電極に対して対称に、且つ中央の棒電極と重なるように配置されている。ここで、不連続部のラインは、各内側電極部分および中央の棒の上に３つのギャップを有するが、ジャンクションの上にはギャップはない。電極の数が制限され、それらの間隔が大きいにもかわわらず、リップルは実質的に減少している。それは、減衰長さ、ひいてはリップルの大きさが、電流パス間又はギャップ間の距離によって決定されることによる。使用可能なタッチ領域の寸法は、それにより、電極の数を増加させることなく最大限にされる。電極の数を増加させることは、鎖に許容できないほど大きな抵抗をもたらす。
【００３７】
上記は例示的なものであって、請求項の範囲を制限することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】図１Ａは、オーバーラップ抵抗電極１つにつき単一の欠損ギャップを有する、従来の直列抵抗体鎖の模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、オーバーラップ抵抗電極１つにつき単一の欠損ギャップを有する、従来の別の直列抵抗体鎖の模式図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１ＡおよびＢの配置の等価回路である。
【図２Ａ】図２Ａは、オーバラップ抵抗電極１つにつき２つの欠損ギャップを有する、本発明の直列抵抗体鎖の模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの配置の等価回路である。
【図３Ａ】図３Ａは、各オーバーラップ抵抗電極上に１つの欠損ギャップを有し、且つ電極間の各ジャンクションの上に１つの欠損ギャップを有する、本発明の直列抵抗体鎖の模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの配置の等価回路である。
【図４】図４は、従来のスクリーンの右上の象限を、Ｙ座標を検知する等電位線のシミュレーションとともに示す。
【図５】図５は、非ジャンクションおよびジャンクション欠損ギャップの両方を有する、本発明のスクリーンの右上の象限を、Ｙ座標を検知するための等電位線のシミュレーションとともに示す。
【図６】図６は、従来の別のスクリーンの右上の象限を、Ｙ座標を検知するための等電位線のシミュレーションとともに示す。
【図７】図７は、１つの電極につき３つの非ジャンクション欠損ギャップを有する、本発明の別のスクリーンの右上の象限を、Ｙ座標を検知するための等電位線のシミュレーションとともに示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図４】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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