(57)【要約】  タッチスクリーンが、導電性トレースに容量性結合される導電性アイランドを含み、それらを用いて、タッチスクリーンと接触している１本以上の指の位置の容量性検知を提供することができ、及び／又はタッチスクリーンと接触している１本以上の指にハプティック力を及ぼすことができる。【選択図】図２Ａ
2018517216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチスクリーンであって、
複数の導電性アイランドを有する前面を備え、前記複数の導電性アイランドは、前記前面に極めて近接した深さに位置決めされ、前記複数の導電性アイランドは互いから実質的に電気的に絶縁される、タッチスクリーン。
【請求項２】
複数の導電性トレースを更に備え、各導電性トレースは、前記導電性アイランドのうちの少なくとも２つに実質的に容量性結合される、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項３】
前記複数の導電性トレースが電気的に接続される、請求項２に記載のタッチスクリーン。
【請求項４】
前記複数の導電性トレースはそれぞれ、前記導電性アイランドの上方に位置決めされる、請求項２に記載のタッチスクリーン。
【請求項５】
前記複数の導電性トレースはそれぞれ、前記導電性アイランドの下方にそれぞれ位置決めされる、請求項２に記載のタッチスクリーン。
【請求項６】
容量性結合が前記複数の導電性トレースを更なる電子回路に接続する、請求項２に記載のタッチスクリーン。
【請求項７】
前記タッチスクリーンと接触している指先の位置が、前記複数の導電性トレースの相互キャパシタンスを測定することによって特定される、請求項２に記載のタッチスクリーン。
【請求項８】
指先が前記タッチスクリーンに触れるときに、前記導電性アイランドの少なくとも１つの導電性アイランドに近接している少なくとも１つ導電性トレースへの前記少なくとも１つの導電性アイランドの容量性結合を介して、前記指先の近くにある前記少なくとも１つの導電性アイランドを帯電させることによって、前記指先に静電引力が生成される、請求項２に記載のタッチスクリーン。
【請求項９】
前記少なくとも１つの導電性アイランドに同じく近接している第２の導電性トレースへの前記少なくとも１つの導電性アイランドの容量性結合を介して、前記指先の近くにある少なくとも１つの導電性アイランド上の電荷を削減することによって、前記指先への静電引力が減少する、請求項８に記載のタッチスクリーン。
【請求項１０】
導電性トレースがジグザグパターンで前記導電性アイランドのアレイを通り抜ける、請求項８に記載のタッチスクリーン。
【請求項１１】
タッチスクリーン内のタッチ位置を特定することであって、該方法は、
前面に極めて近接している深さにおいて前記前面内に複数の導電性アイランドを形成するステップと、
前記複数の導電性アイランドを互いから実質的に電気的に絶縁するステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
複数の導電性トレースを形成するステップを含み、各導電性トレースは、前記導電性アイランドのうちの少なくとも２つに実質的に容量性結合される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の導電性トレースが電気的に接続される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の導電性トレースは前記導電性アイランドの上方に位置決めされる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の導電性トレースはそれぞれ前記導電性アイランドの下方に位置決めされる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
容量性結合が前記複数の導電性トレースを更なる電子回路に接続する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記タッチスクリーンと接触している指先の位置が、前記複数の導電性トレースの相互キャパシタンスを測定することによって特定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
指先が前記タッチスクリーンに触れるときに、前記導電性アイランドの少なくとも１つの導電性アイランドに近接している少なくとも１つ導電性トレースへの前記少なくとも１つの導電性アイランドの容量性結合を介して、前記指先の近くにある前記少なくとも１つの導電性アイランドを帯電させることによって、前記指先に静電引力が生成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの導電性アイランドに同じく近接している第２の導電性トレースへの前記少なくとも１つの導電性アイランドの容量性結合を介して、前記指先の近くにある前記少なくとも１つの導電性アイランド上の電荷を削減することによって、前記指先への静電引力が減少する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
導電性トレースがジグザグパターンで前記導電性アイランドのアレイを通り抜ける、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０１５年６月１０日に出願された「Method and Apparatus For Finger Position Tracking and Haptic Display Using conductive Islands」と題する米国仮特許出願第６２／１７３，７３２号及び２０１６年６月９日に出願された「Method and Apparatus For Finger Position Tracking and Haptic Display Using conductive Islands」と題する米国非仮特許出願第１５／１７８，２８３号の優先権を主張する。
【０００２】
［本発明の契約上の起源］
本発明は全米科学財団によって授与された助成金番号ＩＩＳ−０９６４０７５及びＩＩ５−１３０２４２２に基づく政府支援を受けてなされた。政府は本発明に関して一定の権利を有する。
【０００３】
本開示は包括的にはハプティクスの分野に関し、より詳細には、導電性トレースに容量性結合される導電性アイランドを含むタッチスクリーンに関する。
【背景技術】
【０００４】
タッチスクリーンはコンピューターインターフェースとして定着しており、携帯電話、タブレット、ラップトップコンピューター、銀行キオスク、その他多くの適用例及びデバイスにおいて使用される。タッチスクリーンは、画面と接触しているユーザーの指の位置を検出することができる。検出された位置は、その後、ユーザーが触れたことによって表されるようなユーザーのコマンドに応答する、例えば、タッチスクリーン上で見ることができるグラフィカル・オブジェクトを動かす、又はボタンかメニューアイテムを選択する等のために、コンピュータープログラムによって使用することができる。
【０００５】
通常、タッチ・センシティブ・スクリーンは透明であり、視覚的に表現されたオブジェクトに自分が触れているか、又はオブジェクトを自分が指していることをユーザーが想像することができるようにビジュアルディスプレイと組み合わせられる。関連する２つの情報の流れ、すなわち、コンピューターからユーザーへの視覚情報及びユーザーからコンピューターへのタッチ情報がある。
【０００６】
ユーザーが自分の触覚を利用してコンピューターから情報を得ることができる、タッチ情報の他の伝達方向は、より一般的ではない。これは、ユーザーが、表面のエッジ又はテクスチャーを、又は表面上の明らかな凸部又は凹部さえも知覚するのをサポートすることができる。
【０００７】
ユーザーにタッチ情報を伝達する機能は、ハプティクスと呼ばれる。ハプティクスの現在の形は、ハンドヘルドデバイスの振動を生成することによって成し遂げられる。ユーザーは、ビジュアルディスプレイ上に表現されるアイコン又は他のグラフィカルフィーチャとユーザーとのインタラクションにおいて振動が生じていると想像することができる。振動ハプティクスを超えて進展したものとして、表面触覚ディスプレイという用語は、画面によって力を生成することができ、画面と接触している点にあるユーザーの指先に力を及ぼすことができるタッチスクリーンを指している。
【０００８】
タッチスクリーンが、同時に画面と接触している２本以上の指の位置を別々に検出することができる場合、これは「マルチタッチ」として知られている。表面触覚ディスプレイが、同時に画面と接触している２本以上の指に異なる力を生成することができる場合、これは「マルチハプティクス」として知られている。
【０００９】
表面触覚ディスプレイに関する課題は、一般にガラスで形成されるタッチスクリーンが、このタッチスクリーンに触れている指先に力を及ぼすことができる方法を見つけることである。その力は、ソフトウェア制御下になければならない。さらに、力を生成する機構は、画面に触れている指先の位置の検出を妨げてはならない。さらに、力を生成する機構は、タッチスクリーンの下にあるビジュアルディスプレイが覆い隠されないように、適度に透明にすべきである。
【００１０】
表面触覚ディスプレイを成し遂げる１つの方法は、静電引力を用いて、ユーザーの指先に力をもたらすことである。酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）のような透明電極が、一般にガラスで形成されるタッチスクリーンの表面の真下に配置される。ユーザーの指の電位に対して、電極を或る電位に帯電させる。電極とユーザーの指先との間の静電引力は指先とガラスとの間の接触力を高め、それゆえ、ガラスにわたって自分の指を動かすためにユーザーが克服しなければならない摩擦力をも高める。ユーザーは高められた摩擦力を知覚し、その摩擦力は、アイコン、テクスチャー、エッジ、及び他のハプティック効果を表すためにソフトウェア制御下で調節することができる。静電引力の力は、電位差（電圧）、表面積、引き寄せられる表面間の距離、電圧の符号が入れ替わる周波数、表面間の材料の誘電率を含む、数多くの要因によって決まる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本開示の目的は、タッチスクリーンと接触している１本以上の指の位置の容量性検知を提供し、及び／又はタッチスクリーンと接触している１本以上の指にハプティック力を及ぼすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示は、導電性トレースに容量性結合される導電性アイランドを含むタッチスクリーンの構成、及びこのタッチスクリーンを形成する方法の説明を提供する。本発明の目的及び利点は、以下の説明及び図面において示され、それらの説明及び図面から明らかになり、特許請求される主題を実践することによって習得されることになる。
【００１３】
本開示の一実施形態は、タッチスクリーンであって、複数の導電性アイランドを有する前面を備え、前記複数の導電性アイランドは、前記前面に極めて近接した深さに位置決めされ、前記複数の導電性アイランドは互いから実質的に電気的に絶縁される、タッチスクリーンを含む。
【００１４】
別の実施形態は、複数の導電性トレースを備え、各導電性トレースは、前記導電性アイランドのうちの少なくとも２つに実質的に容量性結合される。
【００１５】
別の実施形態では、前記複数の導電性トレースが電気的に接続される。
【００１６】
別の実施形態では、前記複数の導電性トレースは、前記導電性アイランドの上方に位置決めされる。
【００１７】
別の実施形態では、前記複数の導電性トレースはそれぞれ、前記導電性アイランドの下方に位置決めされる。
【００１８】
別の実施形態では、容量性結合が前記複数の導電性トレースを更なる電子回路に接続する。
【００１９】
別の実施形態では、前記タッチスクリーンと接触している指先の位置が、前記複数の導電性トレースの相互キャパシタンスを測定することによって特定される。
【００２０】
別の実施形態では、指先が前記タッチスクリーンに触れるときに、前記導電性アイランドの少なくとも１つの導電性アイランドに近接している少なくとも１つの導電性トレースへの前記少なくとも１つの導電性アイランドの容量性結合を介して、前記指先の近くにある前記少なくとも１つの導電性アイランドを帯電させることによって、前記指先に静電引力が生成される。
【００２１】
別の実施形態では、前記少なくとも１つの導電性アイランドに同じく近接している第２の導電性トレースへの前記少なくとも１つの導電性アイランドの容量性結合を介して、前記指先の近くにある前記少なくとも１つの導電性アイランド上の電荷を削減することによって、前記指先への静電引力が減少する。
【００２２】
別の実施形態では、導電性トレースがジグザグパターンで前記導電性アイランドのアレイを通り抜ける。
【００２３】
本開示の別の実施形態は、タッチスクリーン内のタッチ位置を特定する方法であって、前記方法は、前面に極めて近接している深さにおいて前記前面内に複数の導電性アイランドを形成するステップと、前記複数の導電性アイランドを互いから実質的に電気的に絶縁するステップとを含む、方法を含む。
【００２４】
別の実施形態は、複数の導電性トレースを形成するステップであって、各導電性トレースは、前記導電性アイランドのうちの少なくとも２つに実質的に容量性結合される、ステップを含む。
【００２５】
別の実施形態では、前記複数の導電性トレースが電気的に接続される。
【００２６】
別の実施形態では、前記複数の導電性トレースは前記導電性アイランドの上方に位置決めされる。
【００２７】
別の実施形態では、前記複数の導電性トレースはそれぞれ前記導電性アイランドの下方に位置決めされる。
【００２８】
別の実施形態では、容量性結合が前記複数の導電性トレースを更なる電子回路に接続する。
【００２９】
別の実施形態では、前記タッチスクリーンと接触している指先の位置が、前記複数の導電性トレースの相互キャパシタンスを測定することによって特定される。
【００３０】
別の実施形態では、指先が前記タッチスクリーンに触れるときに、前記導電性アイランドの少なくとも１つの導電性アイランドに近接している少なくとも１つの導電性トレースへの前記少なくとも１つの導電性アイランドの容量性結合を介して、前記指先の近くにある前記少なくとも１つの導電性アイランドを帯電させることによって、前記指先に静電引力が生成される。
【００３１】
別の実施形態では、前記少なくとも１つの導電性アイランドに同じく近接している第２の導電性トレースへの前記少なくとも１つの導電性アイランドの容量性結合を介して、前記指先の近くにある前記少なくとも１つの導電性アイランド上の電荷を削減することによって、前記指先への静電引力が減少する。
【００３２】
別の実施形態では、導電性トレースがジグザグパターンで前記導電性アイランドのアレイを通り抜ける。
【００３３】
これまでの包括的な説明及び以下の詳細な説明は例示であり、説明することのみを目的として与えられ、特許請求される主題を制限するものではないことは理解されたい。指及び指先という用語は、タッチスクリーンに関与又は接触することができるユーザーの身体の一部を指すのに、本明細書において交換可能に使用され、これらは、ユーザーの身体の任意の一部を表すのに総称的に使用されることは理解されたい。本開示の更なる特徴及び目的は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明において、かつ添付の特許請求の範囲から更に十分に明らかになるであろう。
【００３４】
好ましい実施形態を説明する際に、添付の図面が参照され、図面では、同様の部品は同様の参照符号を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】導電性アイランドを有するタッチスクリーンの正面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのタッチスクリーンの断面図である。
【図２Ａ】個々の導電性アイランドに実質的に容量性結合される典型的な導電性トレースを含むタッチスクリーンの正面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのタッチスクリーンの断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａに示される導電性アイランドのうちの１つの正面図の詳細図である。
【図３Ａ】導電性アイランドと、個々の導電性アイランドに実質的に容量性結合される典型的な導電性トレースとを有し、導電性トレースのうちの幾つかが交差する（cross paths）、タッチスクリーンの正面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのタッチスクリーンの断面図である。
【図４Ａ】導電性アイランドと、個々の導電性アイランドに実質的に容量性結合される典型的な導電性トレースとを有し、導電性トレースのうちの幾つかが交差する、タッチスクリーンの正面図である。
【図４Ｂ】図４Ａのタッチスクリーンの断面図である。
【図５Ａ】導電性アイランドと、個々の導電性アイランドに実質的に容量性結合される代替の典型的な導電性トレースとを有するタッチスクリーンの正面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのタッチスクリーンの断面図である。
【図５Ｃ】代替の導電性トレースに実質的に容量性結合される図５Ａからの相対的に大きい導電性アイランドの正面図の詳細図である。
【図５Ｄ】更なる代替の導電性トレースに実質的に容量性結合される相対的に小さい導電性アイランドの正面図の詳細図である。
【図６Ａ】導電性アイランドと、個々の導電性アイランドに実質的に容量性結合される典型的な導電性トレースとを有し、導電性トレースのうちの幾つかが交差し、タッチスクリーンの基板の外面上の導電性パッドに容量性結合される、タッチスクリーンの正面図である。
【図６Ｂ】図６Ａのタッチスクリーンの断面図である。
【図７Ａ】導電性アイランドと、個々の導電性アイランドに実質的に容量性結合される典型的な導電性トレースとを有し、導電性トレースのうちの幾つかが交差し、個々のＸ導電性トレースに方形波パルスで電圧を加えることができ、Ｙ導電性トレースがＸ導電性トレースから電荷を受けることを更に表す、タッチスクリーンの正面図である。
【図７Ｂ】図７Ａのタッチスクリーンの断面図である。
【図８Ａ】導電性アイランドと、個々の導電性アイランドに実質的に容量性結合される典型的な導電性トレースとを有し、導電性トレースのうちの幾つかが交差し、幾つかの負に帯電した導電性トレースと他の正に帯電した導電性トレースとを有する、別の例示的なタッチスクリーンの正面図の概略図である。
【図８Ｂ】２本の指に異なるハプティック感覚を与えるために導電性トレースのうちの幾つかを帯電させる代替の方法を用いる、図８Ａのタッチスクリーンの別の実施形態を示す図である。
【図９Ａ】導電性アイランドと、ジグザグパターンで導電性アイランドのアレイを通り抜け、個々の導電性アイランドに実質的に容量性結合される典型的な導電性トレースとを有し、さらに、導電性トレースのうちの幾つかが交差し、幾つかの帯電した導電性トレースが負に帯電し、他の導電性トレースが正に帯電している、タッチスクリーンの正面図である。
【図９Ｂ】指に対するタッチスクリーン前面の静電引力を変更することになる、導電性トレースのうちの幾つかを帯電させる代替の方法を用いる、図９Ａのタッチスクリーンの別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図面は縮尺どおりでないことは理解されたい。締結手段の細部を含む、タッチスクリーンデバイスの幾つかの細部、並びに特定のコンポーネントの他の平面図及び断面図が含まれていないが、そのような細部は、本開示を踏まえると、当業者の理解の範囲内にあると見なされる。また、本発明が図示される例示的な実施形態に限定されないことも理解されたい。
【００３７】
本開示は包括的には、前面と、前面に極めて近接している深さに位置決めされる複数の導電性アイランドとを有するタッチスクリーンを提供し、導電性アイランドは、互いから実質的に電気的に絶縁される。
【００３８】
図１Ａは、基板１０１を含むタッチスクリーン１０２の正面図を示す。図１Ｂはタッチスクリーン１０２の断面図を示す。一実施形態において、タッチスクリーン内の導電性アイランド１０３の深さは、それらの導電性アイランドがタッチスクリーン１０２の前面（触れられる面）１０４に極めて近接しているような深さであり、タッチスクリーン１０２の前面１０４から５μｍの深さにある。導電性アイランド１０３は、良好な光透過性を可能にするために、結果として５００オーム／スクエアの抵抗率を生じる厚さの堆積されたＩＴＯから構成される。この例では、各導電性アイランドは５平方ｍｍであり、ｘ及びｙと呼ばれる軸を有する正方形のアレイ内にある。各導電性アイランド１０３は、他の導電性アイランド１０３から電気的に絶縁される。また、各導電性アイランド１０３は、堆積されたＩＴＯ層に切り込まれる、それぞれが１００μｍの幅のレーザーアブレーション線１０５によって、隣接する導電性アイランド１０３から分離される。タッチスクリーン１０２の基板１０１の面積の大部分は導電性アイランド１０３によって覆われ、電気的に互いに絶縁するために必要に応じて、導電性アイランド間に最低限のアブレーション線１０５のみが残される。図式的に明確にするために、図１Ｂは、タッチスクリーン１０２の前面１０４下の導電性アイランドの深さ、並びに隣接する導電性アイランド間のアブレーション線１０５の間隔及び空間的配置を誇張している。
【００３９】
図２Ａに開示される一実施形態において、２つの導電性トレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａが共通の導電性アイランド１０３に容量性結合され、共通の導電性アイランドは、両方のトレース又はパッドに近接し、それらに重なるように位置決めされる。導電性アイランド１０３は、２つのトレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａ間に相互キャパシタンスを生成する役割を果たし、この相互キャパシタンスは、タッチスクリーンから上方に投射するか、又は弧を描く電界線を必要としない。共通のアイランド１０３に近接しているユーザーの指先は、アイランド１０３の自己キャパシタンスを高め、この機構によって、２つのトレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａの相互キャパシタンスを下げる。
【００４０】
導電性アイランド１０３は、ユーザーの指先がタッチスクリーン前面１０４に接近又は接触するにつれて、ユーザーの指先と、タッチスクリーン内の導電性トレースとの間の容量性相互作用を仲介するための役割を果たす。これらの導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａの構成は本明細書において説明されることになる。表面容量性検知の適用例において、指先がトレース又はパッドに近接しているとき、導電性トレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａが指先にそれぞれ容量性結合し、トレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａの自己キャパシタンスが増加する。この自己キャパシタンスは、指先の近接を検出するために電子的に測定される。投影型静電容量（projected capacitance）（Ｐ−ｃａｐ）検知の適用例では、２つの導電性トレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａが互いに容量性結合し、２つのトレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａを結合する電界線がタッチスクリーンから上方に投射するか、又は弧を描き、ユーザーの指先が近接している場合には、電界線がユーザーの指先を横切る場合がある。２つのトレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａの相互キャパシタンスが電子的に測定される。ユーザーの指先は、投射された電界線を横切ることによって、相互キャパシタンスを増減する役割を果たすことができ、それにより、指先を検出することができる。
【００４１】
近接する指先が２つのトレース又はパッドの相互キャパシタンスを変更する上記で論じられた物理的機構を利用することは、優れたタッチ位置の結果をもたらす。投影型静電容量検知において、２つのトレース又はパッドを結合する電界線はタッチ表面から弧を描き、近接する指先によって遮断される。図１Ａに示されるタッチスクリーンの場合、２つのトレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａを結合する電界線はタッチ表面の内部にあり、近接する指によって直接影響を及ぼされない。代わりに、近接する指は、２つのトレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａを結合する導電性アイランド１０３の自己キャパシタンスを変更する。本発明において、必要とされる電子的な測定は、２つのトレース又はパッド２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａの相互キャパシタンスを測定することである。相互キャパシタンスの測定は、多重化に適しているので有益である。
【００４２】
導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａは、幅が２５０μｍのような相対的に狭い導電性トレース２０６、２０７とすることができ、及び／又は幅が２．５ｍｍのような相対的に広い導電性トレース２０６ａ、２０７ａとすることができる。導電性トレースは、図２Ｂに示されるように、導電性アイランド１０３の下方にあり、触れられる前面２０４から更に離れている。別の実施形態では、導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａは、導電性アイランドの上方に位置決めすることができる。
【００４３】
他の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく異なることができる。例えば、導電性アイランド１０３は、タッチスクリーン１０２の前面１０４から更に深い、又は更に浅い深さにあることができ、全てが同じ深さにある必要はない。導電性アイランド１０３の抵抗率は、５００オーム／スクエアより大きく、又は小さくすることができる。導電性アイランド１０３は、ＩＴＯ以外の材料から構成することができ、蒸着及びレーザーアブレーション以外の手段によって配置し、パターニングすることができる。導電性アイランドのサイズは５ｍｍ以外にすることができ、その形状は、正方形以外の形状にすることができる。導電性アイランドの形状は、多角形のような簡単な形状にすることができるか、又は複雑な形状、更には非凸形状若しくは複数の電気的に接続される部品からなる形状とすることができる。さらに、導電性アイランドは全て同じ形状、サイズ、厚さ、深さ、抵抗率、組成物又は抵抗率を有する必要はない。導電性アイランドは、基板１０１の表面の、及びそれにより、個々のタッチスクリーン１０２の全て、又はほぼ全て、又は全てより著しく小さい部分を覆うことができる。異なる深さにある導電性アイランドは重なり合うか、部分的に重なり合うか、又は重なり合わない場合がある。
【００４４】
別の実施形態では、導電性アイランドは、互いから厳密に電気的に絶縁されるのではなく、互いに対する導通の範囲が限られるか、又は距離が長くなるにつれて導通が大きく低下するような導電性からなり、そのような周波数において呼掛けが実行される。このようにして、ＩＴＯのパッチは互いに実効的に実質的に電気的に絶縁されるので、ＩＴＯのような導電性材料の均一なシートであってもアイランドで構成されると見なすことができる。
【００４５】
図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、各導電性トレース１０６、１０６ａ、１０７、１０７ａ、２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａ、３０６、３０６ａ、３０７、３０７ａ、４０６、４０６ａ、４０７及び４０７ａはそれぞれ、近接することになった導電性アイランド１０３のそれぞれに著しく容量性結合される。容量性結合の範囲は、導電性アイランド１０３と導電性トレース１０６、１０６ａ、１０７、１０７ａ、２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａ、３０６、３０６ａ、３０７、３０７ａ、４０６、４０６ａ、４０７及び４０７ａとの間の重なる面積の大きさ、その間のタッチスクリーン前面１０４、２０４、３０４又は４０４に対して垂直な距離、及びその間の単数又は複数の材料の誘電率に応じて、より大きく、又はより小さくすることができる。このようにして、互いに近接している、導電性トレース１０６、１０６ａ、１０７、１０７ａ、２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａ、３０６、３０６ａ、３０７、３０７ａ、４０６、４０６ａ、４０７及び４０７ａと、導電性アイランド１０３との相互キャパシタンスは、数ピコファラッド（ｐＦ）〜数ナノファラッド（ｎＦ）の範囲内の値を有することができる。相互キャパシタンスのより大きな値、及びより小さな値はいずれも、後に説明されるように、本発明において有用性がある。
【００４６】
図２Ｃは、１つの行内の各導電性アイランド１０３に実質的に容量性結合される４つの導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａが存在する、導電性アイランドのうちの１つの正面図の詳細図である。図２Ｃにおいて明確にするために、１つの導電性アイランド１０３に関連付けられる導電性トレースのみが示される。導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａは、良好な導電性を達成するために、５０オーム／スクエアのような、相対的に低い抵抗率のＩＴＯで形成される。各導電性トレースは軸（ｘ又はｙ）に平行に延在し、その軸に対して平行に配列される導電性アイランドの１つの線に沿って、各導電性アイランドと近接することになる。このようにして、相対的に狭いＸ導電性トレース２０６、相対的に広いＸ導電性トレース２０６ａ、相対的に狭いＹ導電性トレース２０７、及び／又は相対的に広いＹ導電性トレース２０７ａが存在することができる。
【００４７】
他の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく異なることができる。各導電性アイランドに実質的に容量性結合される５つ以上、又は３つ以下の導電性トレースが存在することができる。いくつかのそのような変形形態が、本明細書において詳述される。導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａは、ＩＴＯ又は他の材料から構成することができ、蒸着又は他の技法によって堆積することができ、レーザーアブレーション又は他の技法によってパターニングすることができる。導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａの層の深さは、提供された先行する例示的な図より深く、又は浅くすることができる。ガラス基板１０１の材料及び厚さは異なることができる。導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａの抵抗率は、５０オーム／スクエアより大きく、又は小さくすることができる。導電性トレースのために数多くのパターン及びルートが使用される場合がある。また、導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａは、各導電性トレースのルートに応じて、導電性アイランドの異なるサブセットに近接することになる場合がある。
【００４８】
電気的絶縁層１１０が、導電性アイランド１０３と導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａとの間に、及び少なくとも導電性トレースが互いに交差する位置にある導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａと他の導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａとの間に介在する。本発明を実施する際に適用することができる数多くの既知の絶縁材料及びそれを作製する方法が存在することは理解されよう。これらの材料及び方法はここでは検討されないが、個々の導電性アイランドと導電性トレースとの間の空間内に存在するものと理解されたい。これらの方法のうちの幾つかは、導電性トレースが同じＩＴＯ層上に、すなわち、タッチスクリーン２０２の前面２０４の下方の同じ深さに存在することを可能にし、さらには、当該分野において既知である種々の種類のブリッジによって、互いに接触することなく互いに乗り越えることを可能にする。
【００４９】
図３Ａ及び図３Ｂは、前面３０４を有するタッチスクリーン３０２の別の実施形態を示す。タッチスクリーン３０２において、各導電性アイランド１０３に近接することになる２つの相対的に狭い導電性トレース３０６、３０７のみが存在する。ここでも、明確にするために、導電性トレース３０６、３０７及び導電性アイランド１０３のうちの幾つかのみが示される。Ｘ導電性トレース３０６は、導電性アイランド１０３の５μｍ下方の深さに存在する。Ｙ導電性トレース３０７は、導電性アイランドの７μｍ下方の深さに存在する。Ｘ導電性トレース３０６及びＹ導電性トレース３０７は、５０オーム／スクエアの抵抗率を有するＩＴＯで構成される。タッチスクリーン基板１０１は０．５ｍｍの厚さを有するガラスであり、その上に上記のＩＴＯの層が堆積及びパターニングされ、二酸化シリコンの層が絶縁体として介在し、さらに、ＩＴＯの導電性アイランド層の上方に絶縁体として二酸化シリコンの最上層がある（個々の要素と表面との間の間隙によって表される）。
【００５０】
Ｘ導電性トレース３０６及びＹ導電性トレース３０７はレーザーアブレーションによってパターニングされ、図示されるように、ｘ軸及びｙ軸に対してそれぞれ平行な相対的に狭い導電性トレース３０６、３０７の交差回路網を形成する。Ｘ導電性トレース３０６及びＹ導電性トレース３０７の交差点は、それらの線が絶縁体によって分離される異なるＩＴＯ層上にあるので、導電性トレース３０６と３０７との間に電気的接続をもたらさない。導電性トレース３０６、３０７は、当該分野において既知である種々の方法のいずれかによって、エッジコネクタまで引き出される。この実施形態において、導電性トレース３０６、３０７の狭い幅が導電性トレース３０６、３０７と導電性アイランド１０３との間の重なる面積を小さくするので、Ｘ導電性トレース３０６又はＹ導電性トレース３０７から導電性アイランド１０３への相互キャパシタンスは相対的に小さい。
【００５１】
図４Ａ及び図４Ｂは、容量性検知ではなく、表面触覚ディスプレイとして使用するためのタッチスクリーン４０２の別の実施形態を示す。Ｘ導電性トレース４０６及びＹ導電性トレース４０７は相対的に広いので、導電性トレース４０６、４０７と導電性アイランド１０３との重なる面積は相対的に大きい。この実施形態において、Ｘ導電性トレース４０６又はＹ導電性トレース４０７から導電性アイランド１０３への相互キャパシタンスは相対的に大きい。
【００５２】
Ｘ導電性トレース４０６又はＹ導電性トレース４０７から導電性アイランド１０３への相対的に大きいキャパシタンスは、触覚ディスプレイにとって最適であるが、これは、同じ導電性トレース４０６、４０７が容量性検知のためにも使用されることを妨げない。或る状況では、全体としてより少ない数の導電性トレース４０６、４０７を利用することが望ましい場合があり、それゆえ、触覚ディスプレイ及び容量性検知の両方のために同じ導電性トレース４０６、４０７のうちの幾つか又は全てを再利用することが望ましい場合がある。他の状況では、触覚ディスプレイの機能及び容量性検知の機能のための別々の導電性トレース４０６、４０７を使用することが望ましい場合がある。一般に、或る導電性トレース４０６、４０７は容量性検知及びハプティックディスプレイの両方の役割を果たすことができ、他の導電性トレース４０６、４０７は、容量性検知のためにのみ、又は触覚ディスプレイのためにのみ役割を果たすことができる。
【００５３】
明確にするために、タッチスクリーン２０２はタッチスクリーン３０２及び４０２を組み合わせる。この実施形態と矛盾することなく、各導電性アイランド１０３は、４つの導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａに著しく容量性結合される。導電性トレースのうちの２つは指位置を容量性検知するために使用され、導電性トレースのうちの２つは触覚ディスプレイのために使用される。複数の導電性トレース２０６ａ、２０６、２０７ａ、２０７が一体に電気的に接続される接続パターンは、必要とされる電子回路のチャネル数を増やすことなく、ハプティクスのための電気的な起動、又は指位置検知のための電気的な検知をより精細に可能にすることによって有用な場合がある。
【００５４】
図５Ａ及び図５Ｂは、タッチスクリーン５０２の別の実施形態を示す。導電性トレースは２ｍｍの間隔を置いて配置され、容量性検知によって指接触の位置を特定するための役割を果たすか、又はハプティック作動信号を生成することができるか、又はその両方である、コントローラー、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の電子回路に導電性トレースを接続するために、導電性トレース５０８は交互に基板１０１の反対のエッジに向けられている。エッジ付近において行われる接続によって、導電性トレース５０８は、２つずつ電気的に一体に接続される。このようにして、導電性トレース５０８は、組み合わせた両手の指のように、対をなして互いにかみ合わせられる。
【００５５】
図５Ｃ及び図５Ｄは、互いにかみ合わせられたパターンを維持するが、ここでは規模が縮小されており、導電性アイランドに容量性結合するために必要とされる導電性トレース５０８の数を増やすことなく、数が少なく大きい方の導電性アイランド１０３を、数が多く小さい方の導電性アイランド１０３’に置き換えることができることを更に明示する。図５Ｃ及び図５Ｄにおいて、最初に２つの導電性アイランド１０３が存在し、その後、より小さな４つの導電性アイランド１０３’にそれぞれ細分される。導電性トレース５０８を２つずつ組み合わせることによって、依然として、２つの導電性トレース５０８しか必要とされない。
【００５６】
他の実施形態において、３つ以上のような、他の数の隣接する、又は隣接しない導電性トレース５０８を一体に接続することができる。接続される導電性トレース５０８は互いにかみ合わせられても、かみ合わせられなくてもよい。複数の導電性トレース５０８を互いに一体に接続する電気的接続は、好ましい実施形態と同様に基板１０１自体の上の接続によって行うことができるか、ＩＴＯ又は別の導体で形成することができるか、又は基板１０１へのエッジコネクタ内、エッジコネクタから電子回路へのリボンケーブル若しくはフレックスＰＣＢのようなケーブル内、又は例えば、プリント回路基板上の電子回路内の接続によって行うことができる。また、複数の導電性トレース５０８を互いに一体に接続する電気的接続は、次に説明されるように、抵抗性接続ではなく、容量性接続を通して行うこともできる。
【００５７】
タッチスクリーンは多くの場合に１つ又は２つのパターニングされたＩＴＯ層を有し、これらは絶縁層において覆われ、かつそれらの層間にも絶縁層を有する。ＩＴＯ層上で導電性トレース５０８への電気的接続を行うために、ＩＴＯの或る部分が露出し、絶縁されないままにされ、絶縁体によって覆われない。これらの露出した部分は、多くの場合に、マルチコンダクタリボンケーブル又はフレキシブルＰＣＢによって、電子回路に直接、導電性接続される。保護のため、そして電気的接触を容易にするために、露出したＩＴＯ上に、多くの場合に導電性メタライゼーション層が堆積される。本発明の幾つかの実施形態において、現時点で通常使用される１つ又は２つの層より多くのＩＴＯ層が使用されるようになる。多くの層に絶縁されない露出面を配置することが好ましくない場合がある。
【００５８】
図６Ａ及び図６Ｂは、前面６０４を有するタッチスクリーン６０２の別の実施形態を示しており、Ｘ導電性トレース６０６は、導電性トレース６０６、６０７を含む層上のＩＴＯへの直接の導電性接続によってではなく、代わりに、その導電性トレース６０６、６０７から、タッチスクリーン６０２の基板１０１内の別の層上の導電性トレース６０６、６０７への容量性結合によって、電子回路と電気的に接続される。容量性結合を形成する例示的なキャパシタの寸法は４ｍｍ×２ｍｍであり、複数の層が、厚さ５μｍの二酸化シリコンの絶縁層によって分離される。
【００５９】
他の実施形態では、容量性結合は、基板１０１内の別の導電層ではなく、基板の外面上の導電性パッド６０９への結合とすることができる。この導電性パッド６０９は、導電性塗料若しくはインク又はメタライゼーションとすることができるか、又は当該技術分野において既知である導電性パッド６０９を被着する種々の方法のいずれかとすることができる。
【００６０】
Ｘ導電性トレース６０６だけでなく、Ｙ導電性トレース６０７も、上記のように任意の数の導電性トレース６０６、６０７を容量性接続することができる。容量性結合を形成するキャパシタの寸法は、４ｍｍ×２ｍｍより大きく、又は小さくすることができ、層は、厚さが５μｍより厚い、又は薄い二酸化シリコンの絶縁層によって分離することができる。また、絶縁層は、二酸化シリコン以外の材料とすることもでき、例えば、より高い誘電率を有する材料が望ましい場合がある。
【００６１】
２つの導電性トレース（例えば、１つのＸ導電性トレース６０６及び１つのＹ導電性トレース６０７）の両方に実質的に容量性結合される導電性アイランド１０３は、２つの導電性トレース間に相互キャパシタンスを引き起こす。相互キャパシタンスは、ユーザーの指先が導電性アイランドに近い場合には減少する。別の実施形態において、ｘ軸に対して平行な２０個のＸ導電性トレース６０６（「Ｘ導電性トレース」）があり、ｙ軸に対して平行な１２個のＹ導電性トレース６０７（「Ｙ導電性トレース」）がある。
【００６２】
図７は、図３Ａのタッチスクリーンの別の実施形態を示す。図７に示されるように、Ｘ導電性トレース３０６は、持続時間１μＳ及び振幅３．３ボルトの方形波パルスで順次に電圧を加えられる。Ｙ導電性トレース３０７は、電圧を加えられたＸ導電性トレース３０６からそれぞれが或る量の電荷を受けるのに応じて電気的に監視される。この電荷は、Ｘ導電性トレース３０６及びＹ導電性トレース３０７に共通である導電性アイランド１０３を介して実質的に伝達され、さらに、本発明に関係しない種々の寄生結合を介して伝達される。ユーザーの指先が導電性アイランド１０３に近い限り、その導電性アイランドに関連付けられるＸ導電性トレース３０６からその導電性アイランドに関連付けられるＹ導電性トレース３０７への電荷の伝達は減少する。各Ｘ導電性トレース３０６から各Ｙ導電性トレース３０７に伝達される電荷を決定することによって、全ての（ｘ，ｙ）交差点における電荷の伝達が決定される。この実施形態では、２４０個のそのような交差点が存在する。個々の伝達値はそれぞれ、正常値から低下する限り、ユーザーの指先がその交差点付近にある度合いを示す。
【００６３】
１μＳの方形波パルスを毎秒５００，０００回の速度で加えることができ、それにより、毎秒２５，０００回、タッチスクリーン全体を走査する。１０００回の連続走査を平均して、相対的に雑音の影響を受けにくい指標を得ることができる。このようにして、画面と接触しているか、又は画面付近にある全ての指の位置を毎秒２５回確認することができる。
【００６４】
導電性トレース３０６、３０７の互いに対する容量性相互作用を仲介するために導電性アイランド１０３を使用するので、タッチ位置のユーザーの指の識別が大きく改善される。特に低い電力消費量で導電性トレース３０６、３０７を駆動し、読み取るための電子的方法、導電性トレース３０６、３０７のためのパターン、そして、Ｐ−ｃａｐタッチ検知のために考案された、特に雑音が存在する中で測定値を最も正確に解釈するためのアルゴリズムのうちの多くを、直接、又は軽微な変更を加えて、本発明に適用することができる。しかしながら、従来技術のＰ−ｃａｐ検知は、背面付近において電極を使用する。前面付近における本開示の電極の使用は、適度な作動電圧によるハプティック作動を可能にするのに重要である。
【００６５】
他の実施形態は、本明細書において説明される実施形態とは異なることができる。１２及び２０に加えて他の数の導電性トレース３０６、３０７が使用される場合があり、ｘ−ｙ格子に加えて他のパターンが使用される場合がある。他のパルス形状、持続時間及び繰り返し率が使用される場合がある。雑音を低減するために他の連続走査数が平均される場合があり、当該技術において既知である他の雑音低減方法が使用される場合がある。タッチスクリーン全体の他の走査速度、すなわち、毎秒２５回より多いか、又は少ない全体走査回数を達成することができる。当該技術における既知の方法で、部分走査、又は走査速度の適応的変更が使用される場合がある。
【００６６】
伝達される電荷以外の他の量を用いて、導電性アイランドに結合される２つの導電性トレース間の相互キャパシタンスを反映する指位置を特定することができる。消費される電力を最小限に抑え、雑音を回避し、指を最も良好に識別し、Ｐ−ｃａｐにおける数多くの他の所望の目的を果たす方法が当該技術において既知であり、これらの方法を本発明に適合させることができる。しかしながら、上記で言及されたように、電極を前面付近に配置することが有利である。
【００６７】
上記で説明されたように、指先と基板１０１内の導電性アイランド１０３との間の電位差によって、タッチスクリーン１０２の前面１０４に向かってユーザーの指先を静電的に引き寄せることができる。基板１０１上の１本の指先のエリアの真下に２つ以上の導電性アイランド１０３を有することが望ましい場合があり、導電性アイランド１０３のうちの幾つかは指先の電位に対して正の電位に帯電し、他の導電性アイランドは負に帯電している。指先の面積（通常、１平方ｃｍ）が導電性アイランド１０３の面積に比べて大きい場合には、指先の面積内に数多くの導電性アイランドが存在する場合がある。本発明によれば、導電性アイランドのうちの幾つかを正に帯電させ、幾つかを負に帯電させることができるようになる。
【００６８】
一実施形態において、図２Ａに示されるように、各導電性アイランド１０３に近接して４つの導電性トレース２０６、２０６ａ、２０７、２０７ａが存在する。例として、典型的な状況において、タッチスクリーン２０２の前面２０４と接触している指先の下の基板１０１上に４つの導電性アイランド１０３が存在するものと仮定するが、指先のサイズ及び厳密な位置と、導電性アイランド１０３のサイズとに応じて、より多くの導電性アイランド、又は少ない導電性アイランドが存在することができる。図８Ａはこの例を示すが、触覚ディスプレイ作動のために使用される導電性トレース８０６、８０７のみを示す。その際、指先の下の導電性アイランド１０３のうちの幾つかを指先に対して正に帯電させ、他を負に帯電させるために、１つのＸ導電性トレース８０６ａ’を正に帯電させることができ、１つのＸ導電性トレース８０６ａ’’を負に帯電させることができる。これは、指先の下の導電性アイランド１０３のうちの２つを正のままにし、２つを負のままにする。この実施形態において、いかなるＹ導電性トレース８０７も関与する必要はない。
【００６９】
本発明の範囲内で数多くの変形形態が可能である。例えば、各導電性アイランドを、静電引力を有するようにするために、上記のように、Ｘ導電性トレース８０６、８０６ａ’、８０６’’の代わりに、Ｙ導電性トレース８０７を使用することができる。Ｘ導電性トレース８０６、８０６ａ’、８０６’’又はＹ導電性トレース８０７のいずれかを排除することができる。ｘ軸及びｙ軸と位置合わせされるだけでなく、他の導電性トレースパターンも使用することができる。導電性アイランド１０３を指先に対して静電引力を有するようにするために帯電する導電性トレース８０６、８０６ａ’、８０６’’、８０７の数は１ではなく、２とすることができるか、又は幾つかの導電性トレースパターンにおいて、各導電性アイランド１０３に実質的に容量性結合される導電性トレース８０６、８０６ａ’、８０６’’、８０７がより多く存在する場合には、３つ以上とすることができる。
【００７０】
マルチ触覚ディスプレイを提供するタッチスクリーンの場合、多くの場合に、タッチスクリーン８０２の前面８０４と接触している２つ以上の指先が存在することになる。共通の導電性トレース８０６、８０６ａ’、８０６’’、８０７上に２本の指先が当たることが可能であり、さらには、２本の指先に異なるハプティック感覚を与えることが望ましい場合がある。上記の好ましい実施形態において、Ｘ導電性トレース８０６、８０６ａ’、８０６’’がそれらに関連付けられる導電性アイランド１０３を帯電させるために駆動される場合、同じＸ導電性トレース８０６、８０６ａ’、８０６’’上にいずれも延在する異なる指に異なるハプティック感覚をもたらすことができないように思われる。
【００７１】
図８Ｂは、２本の指に異なるハプティック感覚を与えるために、導電性トレース８０６、８０６ａ’、８０６’’、８０７のうちの幾つかを帯電させる代替の方法による、図８Ａのタッチスクリーンの別の実施形態を示す図である。２本の指に異なるハプティック感覚を与える１つの方法は、不運にも２本の指の一致が生じるＸ導電性トレース８０６ａ、８０６ａ’、８０６’’ではなく、Ｙ導電性トレース８０７を用いて、導電性アイランドを帯電させることである。すなわち、異なるハプティック感覚を必要とする２本の指をその上に有するという問題を、導電性トレース８０６ａ、８０６ａ’、８０６’’、８０７のどの組が回避するかに応じて、必要な導電性アイランドに電圧を加えるために、Ｘ導電性トレース８０６ａ、８０６ａ’、８０６’’を用いて導電性アイランドに電荷を伝達するか、Ｙ導電性トレース８０７を用いて導電性アイランドに電荷を伝達するかを選択することができる。
【００７２】
両方の指の下にある導電性アイランドを等しく帯電させるのを回避し、更に好ましい実施形態を提供する別の方法は、Ｘ導電性トレース８０６ａ及びＹ導電性トレース８０７の両方を利用することである。Ｘ導電性トレース８０６ａ上で不運にも２本の指の一致が生じており、一方の指がタッチスクリーン８０２の前面８０４に静電的に引き寄せられるべきであり、他方の指は引き寄せられるべきでないと仮定する。Ｘ導電性トレース８０６ａ、８０６ａ’、８０６ａ’’は正に帯電することができ、それゆえ、両方の指の下にある導電性アイランド１０３を帯電させ、第２の指の下にある導電性アイランドは、この第２の指の下にある導電性アイランドに近接しており、かつ第１の指の下にある導電性アイランド１０３に近接していないＹ導電性トレース８０７に負の電圧を印加することによって、引力ポテンシャルを下げることができる。このようにして、異なる指の下にある導電性アイランド１０３が、共通の導電性トレース８０６ａ、８０６ａ’、８０６ａ’’、８０７上に存在する場合であっても、各導電性アイランド１０３が２つ以上の導電性トレース８０６ａ、８０６ａ’、８０６ａ’’、８０７に実質的に容量性結合されることを利用することによって、それらの導電性アイランド１０３を互いに異なるように帯電させることができる。このようにして、導電性アイランド１０３の引力ポテンシャルを、幾つかの導電性トレース８０６ａ、８０６ａ’、８０６ａ’’、８０７の作用の組み合わせとして制御することができる。
【００７３】
図９Ａ及び図９Ｂは、タッチスクリーン９０２の別の実施形態を示す。ここでは、ハプティック作動のための導電性トレース９０６、９０７のみが示され、指位置検知のためのいかなる導電性トレースも示されない。また、後者の導電性トレースは追加することもできるか、又はハプティック作動のための導電性トレースが、上記で説明されたように、指位置検知のための目的も果たすことができる。導電性トレース９０６、９０７は、ジグザグパターンで導電性アイランド１０３のアレイを通り抜ける。Ｘ導電性トレース９０６及びＹ導電性トレース９０７の両方が示される。それらが頻繁に交差するのにもかかわらず、導電性アイランド１０３のアレイを通してその連続性をより良好に見ることができるようにするために、導電性トレース９０６、９０７は相対的に狭く示される。
【００７４】
幾つかの導電性アイランド１０３を正に帯電させ、他の導電性アイランドを負付近に帯電させるために、相互の導電性トレース９０６、９０７に正の電位及び負の電位を与えることができる。領域Ａは、領域Ａを通り抜けるトレース９０６、９０７を示されるように帯電させることによって、指への強い静電引力を与えることができる。各導電性アイランド１０３ａは、両方が正に帯電しているか、又は両方が負に帯電しているＸトレース９０６及びＹトレース９０７に実質的に容量性結合されている。同時に、各導電性アイランド１０３も２倍だけ正に帯電しているか、又は２倍だけ負に帯電しているので、領域Ｂも第２の指に強い静電引力を与える。
【００７５】
図９Ｂは、導電性トレース９０６、９０７のうちの２つの極性を単に交換することによって、領域Ｂの静電引力を排除することができ、一方、領域Ａの静電引力が維持されることを示す。ここで領域Ｂにおいて、各導電性アイランド１０３は、電荷が反対の極性からなり、これらの電荷が相殺するＸトレース９０６及びＹトレース９０７に実質的に容量性結合されている。
【００７６】
要約すると、Ｘトレース９０６及びＹトレース９０７によって伝達される電荷の和である電荷をそれぞれ伝達する導電性アイランド１０３は、それゆえ、Ｙ導電性トレース９０７がＸ導電性トレース９０６の作用を増強又は相殺できるようにする役割を果たすことができる。
【００７７】
上記の全ての説明において、指定された極性は所与の導電性トレース又は導電性アイランドの電圧の相対的な位相を示していることは理解されたい。好ましい実施形態において、電圧は全て迅速に入れ替わる。
【００７８】
複数の導電性トレースが導電性アイランドの静電引力を相殺又は増強できるようすることである本発明の概念を実現するために、他のパターンを使用することもできる。複数の導電性トレースが増強又は相殺できることを示してきたが、説明された起動パターンの一次結合として、これら２つの事例間の任意の中間の静電引力レベルも達成できることは理解されたい。
【００７９】
導電性トレースは任意の数の方法において交差することができる。実際の交差は回避することもできる。ジグザグパターンを２つの接続された平行な直線トレースに置き換えることができ、導電性アイランドを互い違いにするために、トレースが近接して通り過ぎるときに幅を変更することができる。
【００８０】
本開示によるタッチスクリーンは種々の構成において提供される場合があることは理解されよう。エンドユーザーの特定の要求及び要件を満たすために、任意の種々の適切な構成材料、コンポーネントのための構成、形状及びサイズ、並びにコンポーネントを接続する方法を利用することができる。特許請求される主題の範囲又は趣旨から逸脱することなく、そのようなタッチスクリーンの設計及び構成に関して種々の変更を加えることができること、及び特許請求の範囲が本明細書において示された好ましい実施形態に限定されないことは当業者には明らかであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【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５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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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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【国際調査報告】
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