(57)【要約】【解決手段】本発明は、第１の表面に表示画面を備え、第１の表面とは異なる第２の表面にユーザインタフェースデバイス(30)を備えた携帯機器に関し、ユーザインタフェースデバイスはフォトンセンサ(60)のセンサアレイを有している。
2016503529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯用システム(10)において、
第１の表面(12)に表示画面(18)を備え、前記第１の表面とは異なる第２の表面(16)にユーザインタフェースデバイス(30; 65; 67)を備えており、
該ユーザインタフェースデバイスはフォトンセンサ(60)のセンサアレイを有していることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記ユーザインタフェースデバイス(30; 65; 67)は、動作要素(64)の影の変化及び／又は前記動作要素による放射波の反射の変化から、前記動作要素と前記フォトンセンサ(60)のセンサアレイとの距離の変化を表す情報を推定し得ることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ユーザインタフェースデバイス(30; 65; 67)は、動作要素(64)の影の変化及び／又は前記動作要素による放射波の反射の変化を検出し得ることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ユーザインタフェースデバイス(30; 65; 67)は、動作要素(64)の影の変化及び／又は前記動作要素による放射波の反射の変化から、前記フォトンセンサ(60)のセンサアレイに対する前記動作要素の位置の変化を表す情報を推定し得ることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ユーザインタフェースデバイス(30; 65; 67)は、前記影の変化及び／又は反射した放射波の変化から、前記フォトンセンサ(60)のセンサアレイに平行な前記動作要素の位置の変化を表す情報を推定し得ることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の表面(12)は前記第２の表面(16)の反対側にあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項７】
前記ユーザインタフェースデバイス(30; 65; 67)は、前記フォトンセンサ(60)によって受ける光強度レベルの変化を検出し得ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項８】
前記表示画面(18)及び前記ユーザインタフェースデバイス(30; 65; 67)に接続された制御部(40)を更に備えており、
該制御部は、前記ユーザインタフェースデバイスが前記フォトンセンサ(60)のセンサアレイに関する位置の範囲内に前記動作要素(64)を検出すると、前記表示画面上の表示の変更を制御し得ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項９】
半透明の保護層(62)が前記フォトンセンサ(60)のセンサアレイを覆っていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１０】
前記フォトンセンサ(60)のセンサアレイの表面積が、前記センサアレイに対向する動作要素(64)の表面積より大きいことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１１】
前記フォトンセンサ(60)は透明な材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１２】
前記ユーザインタフェースデバイス(30; 65; 67)は電磁波のエミッタ(66, 68)を更に有していることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１３】
前記ユーザインタフェースデバイス(30; 65; 67)は可視放射又は赤外放射のエミッタのエミッタアレイを更に有していることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１４】
前記ユーザインタフェースデバイス(30; 65; 67)は、前記フォトンセンサ(60)のセンサアレイを覆う導波管(62)と、該導波管の周囲に可視放射又は赤外放射のエミッタ(68)とを更に有していることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１５】
前記フォトンセンサ(60)は、液状の有機半導体材料及び導体材料を誘電性支持体上に成膜することによって形成された有機的なセンサであることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１６】
携帯電話、無線電話、コンピュータ電話、オーディオプレーヤ、ビデオプレーヤ、小型の携帯型コンピュータ、電子リーダ、タブレット、カメラ、遠隔操作装置、分析デバイス又はセンサであることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１つに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示画面及びユーザインタフェースデバイスを備えた携帯用システムに関し、特には携帯電話、無線電話、コンピュータ電話、オーディオプレーヤ、ビデオプレーヤ、小型の携帯型コンピュータ、電子リーダ、タブレット、カメラ、遠隔操作装置、分析デバイス又はセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用システムのためのユーザインタフェースがますます高性能になっており、今や多くのユーザインタフェースが表示画面を有している。
【０００３】
表示画面を備えた携帯用システムのユーザインタフェースデバイスの例として、キーボード、ボタン、サムホイール、スイッチ、ジョイスティック又はタッチスクリーンが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第2009／315834号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態は、携帯用システムにおいて、第１の表面に表示画面を備え、前記第１の表面とは異なる第２の表面にユーザインタフェースデバイスを備えており、該ユーザインタフェースデバイスはフォトンセンサのセンサアレイを有していることを特徴とするシステムを提供する。
【０００６】
実施形態によれば、前記ユーザインタフェースデバイスは、動作要素の影の変化及び／又は前記動作要素による放射波の反射の変化を検出し得る。
【０００７】
実施形態によれば、前記ユーザインタフェースデバイスは、動作要素の影の変化及び／又は前記動作要素による放射波の反射の変化から、前記フォトンセンサのセンサアレイに対する前記動作要素の位置の変化を表す情報を推定し得る。
【０００８】
実施形態によれば、前記ユーザインタフェースデバイスは、前記影の変化及び／又は反射した放射波の変化から、前記フォトンセンサのセンサアレイに平行な前記動作要素の位置の変化を表す情報を推定し得る。
【０００９】
実施形態によれば、前記第１の表面は前記第２の表面の反対側にある。
【００１０】
実施形態によれば、前記ユーザインタフェースデバイスは、前記フォトンセンサによって受ける光強度レベルの変化を検出し得る。
【００１１】
実施形態によれば、前記システムは、前記表示画面及び前記ユーザインタフェースデバイスに接続された制御部を更に備えており、該制御部は、前記ユーザインタフェースデバイスが前記フォトンセンサのセンサアレイに関する位置の範囲内に前記動作要素を検出すると、前記表示画面上の表示の変更を制御し得る。
【００１２】
実施形態によれば、半透明の保護層が前記フォトンセンサのセンサアレイを覆っている。
【００１３】
実施形態によれば、前記フォトンセンサのセンサアレイの表面積が、前記センサアレイに対向する動作要素の表面積より大きい。
【００１４】
実施形態によれば、前記フォトンセンサは透明な材料から形成されている。
【００１５】
実施形態によれば、前記ユーザインタフェースデバイスは電磁波のエミッタを更に有している。
【００１６】
実施形態によれば、前記ユーザインタフェースデバイスは可視放射又は赤外放射のエミッタのエミッタアレイを更に有している。
【００１７】
実施形態によれば、前記ユーザインタフェースデバイスは、前記フォトンセンサのセンサアレイを覆う導波管と、該導波管の周囲に可視放射又は赤外放射のエミッタとを更に有している。
【００１８】
実施形態によれば、前記フォトンセンサは、液状の有機半導体材料及び導体材料を誘電性支持体上に成膜することによって形成された有機的なセンサである。
【００１９】
実施形態によれば、前記システムは、携帯電話、無線電話、コンピュータ電話、オーディオプレーヤ、ビデオプレーヤ、小型の携帯型コンピュータ、電子リーダ、タブレット、カメラ、遠隔操作装置、分析デバイス又はセンサである。
【００２０】
前述及び他の特徴及び利点を、添付図面を参照して本発明を限定するものではない具体的な実施形態について以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】表示画面を備えた携帯用システムの実施形態の表側を示す簡略図である。
【図２】図１の携帯用システムの裏側を示す簡略図である。
【図３】図１の携帯用システムの内部回路の実施形態を示すブロック図である。
【図４】図１の携帯用システムのユーザインタフェースデバイスの実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図５】図４のユーザインタフェースデバイスを示す断面図である。
【図６】ユーザインタフェースデバイスの他の実施形態を示す断面図である。
【図７】ユーザインタフェースデバイスの他の実施形態を示す断面図である。
【図８】ユーザインタフェースデバイスの他の実施形態を示す断面図である。
【図９】図１の携帯用システムを使用する方法の実施形態を示すブロック図である。
【図１０Ａ】有機半導体材料及び導体材料に基づいたユーザインタフェースデバイスの実施形態を部分的且つ概略的に示す断面図である。
【図１０Ｂ】有機半導体材料及び導体材料に基づいたユーザインタフェースデバイスの実施形態を部分的且つ概略的に示す断面図である。
【図１１】図10A 及び図10B のユーザインタフェースデバイスの他の実施形態を部分的且つ概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
明瞭化のために、同一の要素は様々な図面において同一の参照番号で示されている。更に、回路の表示ではよくあるように、様々な図面は正しい縮尺で示されていない。
【００２３】
述べられている実施形態についての理解に有用な要素のみが示され説明されている。特に、以降で説明される表示画面及びユーザインタフェースデバイスを備えた携帯用システムを用いてなされる用途は詳細に説明されていない。更に、以降で説明されるユーザインタフェースデバイスによって与えられる情報を制御するための手段は当業者の技能の範囲内であり、詳細に説明されていない。
【００２４】
多くのユーザインタフェースは、タッチスクリーンが指又はスタイラスによって触れられたことを検出することができるタッチスクリーンを使用する。多くのタイプのタッチスクリーンがあり、特に容量性センサ又は抵抗性センサを使用したタッチスクリーンがある。
【００２５】
タッチスクリーンは、携帯用システムの使用を簡略化するため携帯用システムにおいて便利である。メニュー要素がタッチスクリーンに表示されてもよく、ユーザがタッチスクリーン上でポインタ、矢印又はカーソルのようなインジケータを位置付けるか又は操作する必要なく、メニュー要素を触れるか又は押すことによりメニュー要素と直接相互作用することができる。更に、表示画面のタッチ機能によって、ボタン、サムホイール、スイッチ、ジョイスティックなどの追加の入力周辺機器の数を減らすことが可能になる。
【００２６】
しかしながら、このタイプのインタフェースの欠点は、タッチスクリーンがユーザの指に接してすぐに汚れる傾向にあるということである。よって、特に汚れた環境（工場、公共交通機関など）での使用の場合にはタッチスクリーンの定期的なクリーニングを伴うことになる。
【００２７】
タッチスクリーンの別の欠点は、ユーザの指がタッチスクリーンの一部をユーザから隠す場合があるということである。更に、ユーザが特に片手で携帯用システムを保持して、且つタッチスクリーン上で正確なタッチ入力を行なうことが難しい場合がある。このため、多くのデバイスの使用方法は理想的な使用方法より難しい。
【００２８】
従って、実施形態の目的は、既存のデバイスの欠点の内の一部を少なくとも部分的に克服する表示画面を備えた携帯用システムを提供することである。
【００２９】
実施形態の別の目的は、携帯用システムの使用を容易にすることである。
【００３０】
実施形態の別の目的は、携帯用システムの表示画面の清潔さが失われることを減らすことである。
【００３１】
実施形態の別の目的は、携帯用システムが使用されているときに表示画面のあらゆる部分を隠さないようにすることである。
【００３２】
実施形態の別の目的は、ボタン、サムホイール、スイッチ又はジョイスティックのような手動の入力周辺機器の数を減少させることである。
【００３３】
実施形態の別の目的は、表示画面を備えた携帯用システムが既知のデバイスより形成がより容易なことである。
【００３４】
実施形態によれば、携帯用システムは、表示画面が設けられている第１の表面と、接触式又は非接触式のユーザインタフェースデバイスが設けられている、例えば第１の表面の反対側の第２の表面とを有している。「ユーザインタフェースデバイス」とは、インタフェースデバイスによってユーザがデバイスに作用し得るインタフェースデバイスを意味する。
【００３５】
携帯用システムが携帯電話である実施形態を述べる。しかしながら、本実施形態が表示画面を備えたあらゆるタイプの携帯用システムに適用されてもよいことは明らかなはずである。
【００３６】
図１及び２は、携帯電話10の実施形態の表側及び裏側を示す図である。携帯電話10は薄く略矩形状の筐体12を備えており、筐体12は、例えば略平面で平行な２つの両側、つまり表側14及び裏側16を有している。表示画面18が表側14の表面に設けられている。特に通話中に携帯電話10によって受ける話し手の声を発することが可能なスピーカ20とカメラ22とが、表側14の表示画面18の上側部分に設けられている。キーボード24のキーと特に通話中にユーザの声を受けることが可能なマイクロホン26とが、表側14の表示画面18の下側部分に更に設けられている。
【００３７】
ユーザインタフェースデバイス30が携帯電話10の裏側16に設けられている。ユーザインタフェースデバイス30の露出面は正方形状であっても矩形状であってもよく、又はあらゆる他の形状を有してもよい。ユーザインタフェースデバイス30の露出面は、表示画面18の表面積と同じ大きさであってもよく、又は表示画面18の表面積より小さくてもよい。例として、露出面は１cm2 〜10cm2 の範囲内の面積を有してもよい。露出面は、例えば１cm×１cm、２cm×２cm、１.5cm×２.5cm又は２cm×２.5cmの矩形状又は正方形状であってもよい。ユーザインタフェースデバイス30の露出面の表面積は表示画面18の表面積に比例してもよい。例として、11cm×６cmの表示画面18では、ユーザインタフェースデバイス30の露出面は、３.7cm×２cmの矩形状であってもよい。
【００３８】
図３は、図１及び２の携帯電話10の内部回路の実施形態を示すブロック図である。
【００３９】
携帯電話10は、主制御部40、例えば非一時的なメモリであるメインメモリ42及び例えば非一時的なメモリであるバッファメモリ44を備えており、主制御部40、メインメモリ42及びバッファメモリ44は、制御バス46及びデータバス48を含むシステムバスに接続されている。更に、通信回路50（電話通信回路）、表示制御部52、ユーザインタフェース管理部54（操作部）及びカメラ制御部56がシステムバスに接続されている。
【００４０】
主制御部40は、携帯電話10の動作を制御すべくコンピュータプログラムの命令を記憶する不揮発性メモリを含むプロセッサを有している。主制御部40は、記憶されたコンピュータプログラムの命令に基づく複数の制御処理を実行してもよい。
【００４１】
メインメモリ42は、例えば電話帳データ又は電子メールアドレスのようなデータを記憶する。更に、メインメモリ42はカメラ22を使用して得られる画像又は映像を記憶してもよい。バッファメモリ44は、主制御部40がコンピュータプログラムの命令に基づいて処理を実行するときに作業メモリとして使用される。
【００４２】
電話通信回路50は、基地局及び携帯電話網経由で電話通信又は（例えばインターネット経由のデータ交換のための）別のタイプの遠隔通信を確立するための無線通信部である。電話通信回路50は、アンテナ58を介して通信データを受信／送信する。
【００４３】
スピーカ20及びマイクロホン26はデータバス48に接続されている。スピーカ20は音声メッセージのエミッタとして作動し、マイクロホン26は音声メッセージレシーバとして作動する。携帯電話10のユーザとスピーカとの電話通信では、電話通信回路50によって受けるスピーカの音声メッセージが主制御部40の制御下でスピーカ20によって発せられ、マイクロホン26によって受けるユーザの声が、ユーザが話をする相手に電話通信回路50を介して送られる。本実施形態では、電話通信回路50は、テレビ電話の場合にカメラ22によって得られるデジタル画像を表すデータを更に送信及び／又は受信してもよい。
【００４４】
表示画面18は表示制御部52に接続されている。主制御部40の要求に応じて、表示制御部52は表示画面18を制御して、画像及び／又は映像を、例えばテレビ電話の場合には携帯電話10のユーザと通信する相手の画像を表示してもよい。
【００４５】
ユーザインタフェース管理部54は、キーボード24のキー及びユーザインタフェースデバイス30に接続されている。主制御部40は、ユーザインタフェース管理部54によって与えられる信号に基づいて、押されるキーのタイプ又はユーザとユーザインタフェースデバイス30との相互作用を検出して対応する動作を実行するように構成されている。
【００４６】
カメラ22はカメラ制御部56に接続されている。画像若しくは映像取得機能又はテレビ電話機能がユーザインタフェースデバイス30及びユーザインタフェース管理部54によって有効になると、カメラ22によって得られるデジタル画像が、カメラ制御部56によってデータバス48を介して受信される。
【００４７】
図４及び５は、ユーザインタフェースデバイス30の実施形態を概略的に示す。図４はユーザインタフェースデバイス30の斜視図であり、図５は図４の面Ｐに沿った断面図である。
【００４８】
ユーザインタフェースデバイス30はフォトンセンサ、つまり光センサ60（図５）のセンサアレイを有している。この例では、センサ60は平面上に配置されている。しかしながら、センサ60が非平面上に配置されている実施形態が提供されてもよい。センサ60のセンサアレイの最上部に透明な又は半透明な保護被膜62が設けられてもよい。保護被膜62は、例えばガラスプレート、又は例えばポリメタクリル酸メチルつまりPMMAから形成されたプラスチック被膜である。
【００４９】
ユーザインタフェースデバイス30は、フォトンセンサ、つまり光センサ60のセンサアレイを有している。センサアレイは、約20,000〜約250,000 の光センサ60を有してもよい。光センサ60は行及び列に分配されてもよい。センサアレイは例えば正方形状又は矩形状のアレイである。例として、50,000の光センサのセンサアレイが、200 行及び250 列のアレイ又は225 行及び225 列のアレイに相当してもよい。例として、250,000 の光センサのセンサアレイが、500 行及び500 列のアレイ又は400 行及び600 列のアレイに相当してもよい。指紋の認識を可能にするために、光センサ60のセンサアレイの分解能は、好ましくは約200ppp〜約600pppの範囲内にあり、好ましくは約400ppp〜約600pppの範囲内にある。
【００５０】
動作要素64はユーザの指、手又はあらゆる他の対象物であってもよい。特に携帯用システム10が携帯電話である本実施形態では、動作要素64は、ユーザの指、例えば人差し指若しくは中指、又は携帯電話10を保持するユーザの手であることが好ましい。
【００５１】
図６は、ユーザインタフェースデバイス65の実施形態を示す断面図であり、本実施形態では、ユーザインタフェースデバイス65は、図４及び５のユーザインタフェースデバイス30と同一の要素を有しており、放射波、例えば可視放射又は赤外放射のエミッタ66のエミッタアレイを更に有している。エミッタ66は例えば発光ダイオードである。この例では、エミッタ66は、光センサのセンサアレイ及び保護被膜62間の、光センサ60のセンサアレイに平行な面に配置されている。
【００５２】
光センサ60のセンサアレイ及びエミッタ66は、平面図でエミッタ66が光センサ60に対向して配置されていないように僅かに偏移して積層されており、このため、光センサ60がマスクされ、動作要素64の画像の検出が防止される。更に、光センサ60がエミッタ66によって発せられた放射波を直接受けないために、不透明な壁（不図示）が光センサ60に対向して配置された各エミッタ66の側に設けられてもよい。別の実施形態では、フォトンセンサ60のセンサアレイがエミッタ66のエミッタアレイと保護被膜62との間に配置されている。
【００５３】
図７はユーザインタフェースデバイス65の別の実施形態を示す断面図であり、本実施形態では、センサ60のセンサアレイ及びエミッタ66のエミッタアレイが導体層及び半導体層の積層体の同一レベルに形成されている。エミッタ66はセンサ60と交互に配置されてもよい。
【００５４】
図８は、ユーザインタフェースデバイス67が放射波のエミッタを有している別の実施形態を示す断面図である。エミッタは、保護被膜62に相当してもよい導波管の周囲に配置された発光ダイオード68を有してもよい。そのため、保護被膜62は、動作要素64を照らすべく発光ダイオード68によって発せられた放射波を導く。別の実施形態によれば、光センサ60のセンサアレイは導波管と保護被膜62との間に配置されている。
【００５５】
ユーザインタフェースデバイス30，65，67は、センサ60のセンサアレイに対する動作要素64の位置を検出することができる。動作要素64はセンサ60のセンサアレイに直接対向して置かれてもよく、つまり、光学システムがセンサアレイと動作要素との間に設けられていない。センサ60のセンサアレイによって占める表面積は、このセンサアレイの面に動作要素64が投影される表面積より大きいことが好ましい。より一般的には（特にはセンサ60のセンサアレイが平坦な表面に設けられていない場合）、センサ60のセンサアレイの表面積はこのセンサアレイの前の動作要素64の表面積より大きい。特にユーザインタフェースデバイス30，65，67は、センサ60のセンサアレイの面に平行な面での動作要素の移動、並びに動作要素64及びセンサ60のセンサアレイ間の距離Ｚの変化を検出可能であってもよい。
【００５６】
図４及び５に示されているユーザインタフェースデバイス30で実行されてもよい実施形態に応じて、ユーザインタフェースデバイス30は、動作要素64が光源及びセンサアレイ間に配置されているときにセンサ60のセンサアレイ上での動作要素64の投影の変化を検出して、動作要素の位置の変化を表す情報を検出結果から推定することが可能である。光源は、周辺光、例えば太陽又は建物の部屋の屋内の電気照明であることが好ましい。
【００５７】
図６〜８に示されているユーザインタフェースデバイス65，67で実行されてもよい別の実施形態に応じて、ユーザインタフェースデバイスは、動作要素によって少なくとも部分的に反射され得る放射波の放射源を更に有している。ユーザインタフェースデバイスは、光センサのセンサアレイ上で反射する放射波を検出して、動作要素の位置の変化を表す情報を検出結果から推定することができる。放射波は例えば可視放射又は赤外放射である。この場合、フォトンセンサにより確かめられる動作要素での可視放射又は赤外放射の反射／拡散を利用して、動作要素の位置に関する情報を得ることが好ましい。
【００５８】
このため、初期化段階では、動作要素がセンサ60のセンサアレイの前に配置されていないとき、ユーザインタフェースデバイス30，65，67は周囲の明るさ、つまり各センサ60によって受ける光強度を測定する。
【００５９】
影を検出する場合、動作要素64が光源とセンサアレイとの間に置かれているとき、センサアレイ上での動作要素の投影により、センサ60の一部によって受ける光強度が減少する。動作要素64によって反射する放射波を検出する場合、反射する放射波により、センサ60の一部によって受ける光強度が増加してもよい。このため、ユーザインタフェースデバイス30，65，67は、センサアレイに近い動作要素64の存在を検出することができ、場合によってはセンサアレイの面に平行な面（又はセンサアレイによって占める表面が平面でない場合にはこの表面に平行な面）での動作要素の移動をたどることができる。
【００６０】
動作要素及びセンサ60のセンサアレイ間の距離Ｚが変わるとき、センサ60によって受ける光強度レベルも変わる。特に影を検出する場合、動作要素64がセンサ60のセンサアレイに近づけられると、動作要素の影の、センサ60によって受ける光強度が減少し、動作要素64がセンサアレイから除かれると光強度が増加する。動作要素64によって反射する放射波を検出する場合、動作要素64がセンサアレイ60に近づけられると、動作要素の影の、センサ60によって受ける光強度が増加し、動作要素64がセンサアレイから除かれると光強度が減少する。
【００６１】
ユーザインタフェースデバイス30，65，67は、動作要素64の投影の強度変化又は動作要素64によって反射する放射波の強度変化から動作要素及びセンサ60のセンサアレイ間の距離Ｚの変化に関する情報を推定することができる。他の実施形態では、動作要素の投影の強度レベル又は動作要素によって反射する放射波の強度レベルを動作要素64及びセンサ60間の距離と一致させる較正段階が設けられてもよい。このため、ユーザインタフェースデバイス30，65，67は、動作要素64及びセンサ60間の距離Ｚを測定することができる。
【００６２】
従って、実施形態では、ユーザインタフェースデバイスは、センサアレイの前にある空間における動作要素64の三次元の位置を検出することができる。
【００６３】
図４〜８に関して述べられているユーザインタフェースデバイス30，65，67の利点は、このユーザインタフェースデバイスがユーザと接することなく作動され得るということである。しかしながら、ユーザインタフェースデバイス30，65，67は更にタッチセンサ式の表面として作動してもよく、つまり、ユーザがユーザインタフェースデバイスの上面（この例における保護被膜62の上面）上で自身の指を滑らせる場合、ユーザインタフェースデバイスは、滑り面上での動作要素の二次元の位置（保護被膜62の厚さに等しい距離Ｚ）を決定することができることに注目すべきである。
【００６４】
別の実施形態によれば、ユーザインタフェースデバイス30，65，67は、動作要素64がセンサ60のセンサアレイに接するか又はセンサ60のセンサアレイに非常に近いときにのみ動作要素64の移動を検出するように構成されている。
【００６５】
ユーザインタフェースデバイス30、65、67の別の利点は、このユーザインタフェースデバイスが動作要素及びセンサ60間の距離に関する情報を与え得ることである。このため、例えば三次元の仮想オブジェクト又は三次元のナビゲーションの制御に適用することができる。
【００６６】
ユーザインタフェースデバイス30が光源を備えていない上述した実施形態では、検出面に投影される動作要素の影を使用して動作要素の位置に関する情報を得る。別の実施形態によれば、フォトンセンサ60により得られる動作要素64の画像が使用されてもよい。実際には、光源がセンサアレイ上での動作要素の投影の軸に正確に置かれている場合を除いて、動作要素の投影及び画像が一致しないことに留意すべきである。変形例として、ユーザインタフェースデバイス30は、動作要素の投影及び画像の両方を検出して動作要素の位置又は位置の変化に関するより正確な情報を得てもよい。ユーザインタフェース管理部54又は主制御部40は例えば、動作要素64の投影、場合によっては画像を検出することができる光センサ60のセンサアレイによって送られる信号を処理するためのソフトウェアを有する。
【００６７】
図６〜８に示されている実施形態では、エミッタ66，68は夫々動作中に放射波を常時発する。動作要素64が保護被膜62の上方を移動するとき、発せられた放射波の一部が、動作要素64によって近隣の光センサ60に向かって反射／拡散する。ユーザインタフェース管理部54又は主制御部40は、その結果からユーザインタフェースデバイスの上方の対象物の存在に関する情報を推定してもよい。従って、エミッタ66，68を光センサ60と組み合わせることにより、ユーザインタフェースデバイス65，67は、影検出器として使用される光センサ60単独の場合と同一の、動作要素64の位置の変化を検出する機能を実行することができる。
【００６８】
動作要素64の影の検出に対する動作要素64による放射波の反射／拡散の検出の利点は、その動作が周辺光から独立しており、従ってより確実であるということである。特に、動作要素による放射波の反射の検出が、携帯電話10の外部の光源がない状態で暗い所で行われてもよい。周辺光が投影の検出を可能にするときの、光センサ60による動作要素の投影の検出に基づく低消費の動作モードと、光条件が投影の検出を可能にしないときの、動作要素64による放射波の反射／拡散の検出による動作モードとを交互に行ってもよい。携帯電話10は、周囲の光度が投影の検出を可能にするにはあまりにも低いときに低消費の動作モードから反射の検出による動作モードに自動的に切り替えるために明暗センサを備えてもよい。
【００６９】
エミッタ66，68が赤外放射のエミッタであるとき、周波数変調を用いた赤外放射が行われてもよく、そのため、光センサ60により受信する際に、影を赤外線信号の反射と区別することが可能になる。このため、赤外放射の動作及び投影検出による動作を同時的に使用して、動作要素64の位置に関するより正確な情報を得ることができる。更に、周波数変調を用いた赤外放射によって赤外放射源の電力消費量を減少させることができる。
【００７０】
図９は、図１及び２に示されている携帯電話10を使用する方法の実施形態を示す。
【００７１】
ステップ80では、携帯電話10の表示画面18に画像を表示する。画像は、視覚的に定められた表示領域を有してもよい。例として、画像は、ユーザインタフェースデバイス30と同一の形状を同一の尺度又は拡大尺度で有する第１の表示領域を有してもよい。第２の表示領域は第１の表示領域内に表示されてもよい。各表示領域は、ユーザインタフェースデバイス30に対する動作要素64の位置の範囲に相当する。本方法はステップ82に続く。
【００７２】
ステップ82では、メニュー要素を表示領域に表示する。本方法はステップ84に続く。
【００７３】
ステップ84では、主制御部40は、メニュー要素がユーザによって選択されているか又は有効にされているかを判断する。表示領域の内の１つに位置付けられたメニュー要素は、動作要素34とユーザインタフェースデバイス30との特定の相互作用によって選択されてもよく、又は有効にされてもよい。本方法はステップ86に続く。ユーザインタフェースデバイスに対する動作要素の位置の範囲に相当する表示領域に表示されるメニュー要素を選択させ得る相互作用の例は以下の通りである。
【００７４】
−  期間が何であれ、この位置の範囲内における動作要素34の検出、
−  所与の期間での、この位置の範囲内における動作要素34の中断なしの検出、
−  ユーザインタフェースデバイス30による動作要素34の検出の中断によって分離された、所与の期間でのこの位置の範囲内における動作要素34の２以上の検出、
−  この位置の範囲内における動作要素34の特定の方向への、例えば左から右への、又は最上部から底部への移動、
−  ユーザインタフェースデバイス30による動作要素の連続的な検出後にこの位置の範囲内で生じる動作要素の検出の停止。
【００７５】
ステップ86では、主制御部40は、ユーザによるメニュー要素の選択に関連した動作を実行する。この動作は、別の人との電話通信の確立、インターネット経由のデータの取得などに相当してもよい。この動作は、表示領域に表示されるメニュー要素の変更に相当してもよい。その後、本方法はステップ82に続く。
【００７６】
実施形態によれば、表示画面18は更にタッチスクリーンであってもよい。この場合、ユーザの携帯電話10との相互作用が、携帯電話10の裏側のユーザインタフェースデバイス30との相互作用の代わりに、所望のメニュー要素の箇所で表示画面18に触れることにより行なわれてもよい。
【００７７】
実施形態によれば、ユーザインタフェースデバイス30，65，67の光センサ60は有機半導体材料及び導体材料に基づいて形成されてもよい。
【００７８】
図10A 及び10B は、有機半導体材料及び導体材料に基づいたユーザインタフェースデバイス90の実施形態を概略的且つ部分的に示す断面図である。図10B は図10A の面Ｂでの断面図であり、図10A は図10B の面Ａでの断面図である。
【００７９】
ユーザインタフェースデバイス90は、（図10A 及び図10B には示されていない）動作要素の投影の変化を検出することができる、又は動作要素による光波の反射を検出することができるフォトンセンサ、つまり光センサ92のセンサアレイを備えている。この例では、光センサ92は、例えばガラス又はプラスチックから形成された透明な又は半透明の誘電体基板、つまり支持体94の表面に形成されている。
【００８０】
各光センサ92は、基板94から以下の順に、
TCO 材料から形成された透明な下側電極96と、
例えば高濃度にドープされた透明な有機半導体ポリマ、又は例えばZnO タイプの透明な導電性の金属酸化物から形成された電子注入部分98と、
有機半導体ポリマの混合物、例えばPCBMとして公知の[6,6] −フェニル−C61 −ブタン酸メチル（Ｎ型半導体）と混合されたP3HTとして公知のポリ（３−ヘキシルチオフェン）又はポリ（３−ヘキシルチオフェン−2,5 −ジイル）（Ｐ型半導体）から形成されている半導体部分100 と、
高濃度にドープされた有機半導体ポリマ（例えばポリ(3,4) −エチレンジオキシチオフェン及びポリスチレンスルホン酸ナトリウムの混合物であるPEDOT:PSS として公知のポリマ）の部分102 と、
例えば金又は銀から形成された上側電極104 と
を有する積層体を備えている。
【００８１】
保護被膜108 が、（上側電極104 の側で）アレイの上面を覆っている。
【００８２】
下側電極96は、平面図で平行なストリップの形状を有しており、各ストリップ96はアレイの同一の行Ｒ（図10A ）の全ての光センサに対応している。上層電極104 は、平面図で下側電極96に直交するストリップの形状を有しており、各ストリップ104 はアレイの同一の列Ｃ（図10B ）の全ての光センサに対応している。この例では、下側電極96の層が、アレイの光センサ92の各行Ｒの下に連続的に延びており、上部電極104 の層が、アレイの光センサ92の各列Ｃの上に連続的に延びている。光センサ92の半導体部分100 の領域は誘電材料106 によって互いに横方向に分離されている。更に、透明な保護被膜108 がアレイの上面（上側電極104 の側）を覆っている。
【００８３】
この例では、光センサ92は、透明な基板94を通して（及び透明な下側電極96及び電子注入部分98の層を通して）照らされるように構成されている。図10A 及び図10B では、入射する放射波が矢印110 によって基板94の側に示されている。
【００８４】
図11は、図10A 及び図10B のユーザインタフェースデバイス90の他の実施形態を概略的且つ部分的に示す断面図である。図11のユーザインタフェースデバイスは、光センサ92の層の順序が逆である点で図10A 及び図10B のユーザインタフェースデバイスとは異なる。図11は光センサの列Ｃに沿った断面図である。（行に沿った）対応する断面は図示されていない。
【００８５】
この例では、各光センサ92は、基板94から以下の順に、例えばアルミニウム又は銀から形成された上側電極104 、高濃度にドープされた有機半導体ポリマから形成された部分102 の層（正孔ドナー層）、有機半導体ポリマから形成された半導体部分100 の層、高濃度にドープされた透明な有機半導体ポリマの電子注入部分98の層（電子ドナー層）、及び透明な下側電極96を有する積層体を備えている。透明な保護被膜108 が（下側電極96の側で）アレイの上面を覆っている。
【００８６】
光センサ92は、本実施形態では保護被膜108 を通して（及び透明な下側電極96及び電子注入部分98の層を通して）照らされるように構成されている。図11では、入射する放射波が矢印112 によって透明な保護被膜108 の側に示されている。
【００８７】
本実施形態では、ユーザインタフェースデバイス90を印刷技術によって形成してもよい。前述の層96〜108 の材料は液体の形態、例えば導体インク及び半導体インクの形態でインクジェットプリンタによって成膜されている。液体の形態の材料は、印刷技術によって成膜され得るゲル材料を更に意味することに留意すべきである。アニール工程が異なる層の成膜間に行われてもよいが、アニール温度は150 度を超えてはならず、成膜及び場合によってはアニールは大気圧で行なわれてもよい。
【００８８】
印刷技術による有機半導体部品の形成は、例えば、Jean-Yves Laurent等著，論文「CEA-LITEN S2S printing platform for Organic CMOS and Sensors Devices」，LOPE-C Conference，2011年６月，フランクフルトに記載されている。
【００８９】
ユーザインタフェースデバイス90の利点は、既存のユーザインタフェースデバイスより容易に形成され得るということである。特に、ユーザインタフェースデバイス90は、多種多様な表面に形成されてもよく、特により大きな表面積のあらゆるタイプの基板に形成されてもよく、このような基板として、耐熱性がない基板、例えばプラスチック、紙、ボール紙、織物などから形成されたフレキシブル基板が含まれる。図10A 及び図10B のユーザインタフェースデバイスでは、基板が不透明である場合、上側電極104 が透明な導体材料から形成されてもよく、ユーザインタフェースデバイスはその表側に（図11の方向）に照らされてもよいことに注目すべきである。
【００９０】
更に、ユーザインタフェースデバイス90は、筐体を製造するための工業設備、プラスチック工学などに適合する設備（印刷成膜設備）を使用して形成されてもよい。
【００９１】
ユーザインタフェースデバイス90の別の利点は、その製造に必要な設備（印刷成膜設備）が無機半導体デバイスの形成に必要な設備ほど高価ではなく、更に有機半導体部品を形成するために使用される通常の設備（低圧蒸着及び高温アニール設備）ほど高価ではないので、ユーザインタフェースデバイス90のコストが比較的低いということである。
【００９２】
様々な変更、調整及び改良は当業者に容易に想起される。特に、図10A ，図10B 及び図11に関して述べられているもの以外に、あらゆる適した層の積層体を設けて光センサを形成することは当業者の技能の範囲内である。特に、上述した材料以外の液状で成膜され得る導体材料、半導体材料及び誘電材料を特に使用してもよい。
【００９３】
より一般的には、半導体部品が液状の有機半導体材料及び導体材料を誘電性支持体に成膜することによって形成されているタッチセンサ式又は非接触式のユーザインタフェースデバイスが提供される。光センサのセンサアレイとは別に、可視放射又は赤外放射のエミッタが有機材料の印刷によって形成されてもよい。
【００９４】
更に、上述されていないが、光センサのセンサアレイに各光センサ（能動アレイ）に関連付けられた一又は複数のアクセストランジスタを有してもよい。アクセストランジスタは更に、印刷技術によって液体又はゲルの形態で有機半導体材料から形成されてもよい。
【００９５】
更に、上述した実施形態は、表示画面が設けられている第１の表面と、ユーザインタフェースデバイスが設けられている、第１の表面の反対側の第２の表面とを有している携帯用システムに関するが、第１の表面及び第２の表面は、異なっていても必ずしも反対側になくてもよいことは明らかなはずである。従って、実施形態に応じて、第２の表面は第１の表面に垂直であってもよい。
【００９６】
本特許出願は、参照によって本明細書に組み込まれている仏国特許出願第12／59824 号明細書の優先権を主張している。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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