(57)【要約】  光学式タッチ感応システム用のガラス板の曲率を保持し制御するためのアセンブリが記載されている。アセンブリは、第１の平面内に延在し、パネルの周りに少なくとも部分的に延在するように構成された第１のフレーム要素を含む。少なくとも１つの第２のフレーム要素が第２の平面内に延びてプレートのための支持部分を形成し、少なくとも１つのスペーシング要素が少なくとも部分的に支持部分と第１のフレーム要素との間に配置される。スペーシング要素は、第１のフレーム要素の曲率を制御するように構成され、少なくとも１つの第２のフレーム要素は、支持部分でプレートと係合するように構成され、プレートの曲率を制御するために、スペーシング要素で第１のフレーム要素の曲率を制御することによって、第１のフレーム要素に取り付けられ、傾斜可能である。【選択図】図５ｂ
2020512607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学タッチ感応システムのためのプレート（２）の曲率を保持し、制御するためのアセンブリ（１００）において、
第１の面内に延在し、パネル（１）の周りに少なくとも部分的に延在する第１のフレーム要素（１０２；２０２）と、
第２の面内に延在し、前記プレート（２）のための支持部分（１０１ａ、１０１ｂ；２０１ｂ）を形成する少なくとも１つの第２のフレーム要素（１０３ａ、１０３ｂ；２０３）と、
少なくとも部分的に前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ、２０１ｂ）と前記第１のフレーム要素（１０２；２０２）との間に位置し、前記第１のフレーム要素（１０２；２０２）の曲率を制御するように構成された少なくとも１つのスペーシング要素（１１６）とを具え、
前記少なくとも１つの第２のフレーム要素（１０３ａ、１０３ｂ；２０３）は、前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ；２０１ｂ）で前記プレートに係合するように構成されており、前記第２のフレーム要素の形状および／または位置は、前記プレートの曲率を制御するために、前記第１のフレーム要素（１０２、２０２）と前記スペーシング要素（１１６）によって制御されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
請求項１のアセンブリ（１００）において、前記第２のフレーム要素（１０３ａ、１０３Ｂ；２０３）は、弛緩状態から、前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ、２０１ｂ）の長さの少なくとも一部に沿って放物線状の凹面曲線を形成する偏向状態へと偏向可能であり、アセンブリ（１００）のねじ機構（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１３ａ、１１３ｂ、２１９ａ、２１９ｂ、２１９ｃ）が、前記第１のフレーム要素（１０２；２０２）と組み立てられたときに前記第２のフレーム要素（１０３ａ、１０３ｂ、２０３）を撓み状態に保持することを特徴とするアセンブリ。
【請求項３】
請求項１または２のアセンブリ（１００）において、前記第１のフレーム要素（１０２）のフレーム（１０９）が前記フレームの角部から離間して配置された複数のスペーシング要素（１１６）を含み、当該スペーシング要素は前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ）から離れるように前記フレーム（１０９）に力を生成するように構成されていることを特徴とするアセンブリ。
【請求項４】
請求項３のアセンブリ（１００）において、各スペーシング要素（１１６）が前記フレーム（１０９）の穴に配置されたネジ（１１６、１１６ａ、１１６ｂ）を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５】
請求項４のアセンブリ（１００）において、各スペーシング要素（１１６）が所定の長さを有するネジと、当該ネジと前記フレーム（１０９）の間に配置されたスペーサを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかのアセンブリ（１００）において、前記アセンブリ（１００）が、前記第１のフレーム要素（１０２）を前記パネル（１）に取り付けるための前記フレーム（１０９）の周りに配置された複数の取り付け要素（１１２）を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項７】
請求項６のアセンブリ（１００）において、前記取り付け要素（１１２）がそれぞれ、前記フレーム（１０９）の穴に配置された複数のネジ（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１３ａ、１１３ｂ）を含み、当該ネジの少なくとも１つ（１１２ａ、１１３ｂ）が、前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ）の方へ前記フレーム（１０９）に第１の力を加えるように配置され、前記ネジの少なくとも他の１つ（１１２ｂ、１１２ｃ、１１３ｂ）は、前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ）から離れるように前記フレーム（１０９）に第２の力を加えるように配置されていることを特徴とするアセンブリ。
【請求項８】
請求項７のアセンブリ（１００）において、前記取り付け要素（１１２）がそれぞれ、少なくとも２つのネジ（１１３ａ、１１３ｂ）を含み、当該２つのネジのうちの第１のネジ（１１３ａ）は前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ）に対向して配置されるとともに、前記第１の力を前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ）に向けて前記フレーム（１０９）に加えるように配置され、前記２つのネジのうちの第２のネジ（１１３ｂ）は、前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ）の周縁部よりも前記第１のフレーム要素（１０２）の中央の近くに配置され、前記第２の力を前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ）から離れるように前記フレーム（１０９）に加えるように配置されていることを特徴とするアセンブリ。
【請求項９】
請求項７のアセンブリ（１００）において、各取り付け要素（１１２）が少なくとも３つのネジ（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ）を含み、３つのネジすべてが前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ）の周縁部よりも前記第１のフレーム要素（１０２）の中心寄りに配置され、前記３つのネジのうちの第１のネジ（１１２ａ）は、前記第１の力を前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ）の方へ前記フレーム（１０９）に加え、前記３つのネジのうちの第２のネジ（１１２ｂ）と第２のネジ（１１２ｃ）は、前記第２の力を前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ）から離れるように前記フレーム（１０９）に加え、前記第１のネジ（１１２ａ）は前記第２のネジ（１１２ｂ）と前記第３のネジ（１１２ｃ）との間に配置されていることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか７のアセンブリ（１００）において、前記第２のフレーム要素（２０２）の別の支持部分（２０１ａ）にガスケット（２０５）が配置されており、当該ガスケット（２０５）はその長さに沿って厚さが変化することを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１０のアセンブリ（１００）において、前記ガスケット（２０５）は、対向する端部を有し、これらの対向する端部間は前記端部よりも薄いことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２】
請求項１１のアセンブリ（１００）において、前記ガスケット（２０５）の一方の端部における第１の区画（２０５ａ）と、前記ガスケット（２０５）の他方の端部における第２の区画（２０５ｂ）とが第１の厚さを有し、前記第１の区画（２０５ａ）と第２の区画（２０５ｂ）の間の前記ガスケットにおける第３の区画（２０５ｃ）が第２の厚さを有し、前記第１の厚さは前記第２の厚さより厚いことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれかのアセンブリ（１００）において、前記第２のフレーム要素（２０３）がフレーム側を含み、前記第３のフレーム要素がエッジカバーを含み、前記エッジカバーが前記パネル（１）のための別の支持部分を含み、前記フレーム側の支持部分と前記エッジカバーの支持部分との間の距離は、組み立てられた状態で不連続であることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１４】
請求項１３のアセンブリ（１００）において、前記フレーム側が、前記フレーム側の両端部に第１の面内の第１の穴（２１７ａ）および第２の穴（２１７ｂ）と、前記第１の穴（２１７ａ）と第２の穴（２１７ｃ）との間に前記第１の面とは異なる面内に配置された第３の穴（２１７ｃ）とを具え、
前記エッジカバーは当該エッジカバーの両端に配置された第１の穴（２１８ａ）および第２の穴（２１８ｂ）と、前記エッジカバーの第一の穴（２１８ａ）と第二の穴（２１８ｂ）の間に配置された第３の穴（２１８ｃ）とを具え、前記エッジカバーが前記フレーム側から切り離されたときに前記エッジカバーの第一の穴（２１８ａ）、第二の穴（２１８ｂ）、および第３の穴（２１８ｃ）はほぼ同一面上に配置され、
前記エッジカバーは、前記エッジカバーの穴（２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃ）が前記フレーム側の穴（２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃ）と位置合わせされるように、かつ前記エッジカバーの支持部分が湾曲した面に延在するように、前記フレーム側より剛性が低く偏向可能であることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１５】
光学式タッチ感応システム用のパネルとプレートを組み立てる方法であって、
第１の平面内に延在しパネル（１）の周りに少なくとも部分的に延在するように構成された第１のフレーム要素（１０２；２０２）を提供するステップと、
前記プレート（２）のための支持部分（１０１ａ、１０１ｂ；２０１ｂ）を形成する少なくとも１つの第２のフレーム要素（１０３ａ、１０３ｂ；２０３）を提供するステップと、
前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ、２０１ｂ）によってプレート（２）を支持するステップと、
前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ、２０１ｂ）が、前記第１のフレーム要素（１０２、２０２）の少なくとも一部とほぼ反対側の第２の平面内に少なくとも部分的に延在し、第１の平面から離間し、かつ、
前記第１のフレーム要素（１０２；２０２）に取り付けられたスペーシング要素（１１６）で前記第１のフレーム要素（１０２；１０２）の曲率を制御し、それによって前記支持部分（１０１ａ、１０１ｂ、２０１ｂ）を傾けて前記プレート（２）の曲率が制御されるように、
前記第２のフレーム要素を前記第１のフレーム要素（１０２；２０２）に取り付けるステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
タッチ感応装置であって、
タッチ面と、
前記タッチ面を横切って伝播するように第１の光線を発するように前記タッチ面の周りに配置された一組のエミッタと、
前記タッチ面の周りに配置され前記一組のエミッタからの光を受光する一組の光デテクタと、ここで各光デテクタは、２以上のエミッタからの光を受光するように構成されており、
前記一組の光デテクタの出力信号に基づいて、前記タッチ面上の物体の位置を特定するように構成された処理要素とを具え、
前記タッチ面は、第１の放物線に従って第１の軸に湾曲していることを特徴とするタッチ感応装置。
【請求項１７】
請求項１６のタッチ感応装置において、前記タッチ面は、第２の放物線に従って第２の軸に湾曲していることを特徴とするタッチ感応装置。
【請求項１８】
請求項１６のタッチ感応装置において、前記タッチ面が放物面を形成することを特徴とするタッチ感応装置。
【請求項１９】
請求項１６のタッチ感応装置において、前記第１の放物線の放物面が楕円の放物面であることを特徴とするタッチ感応装置。
【請求項２０】
請求項１６のタッチ感応装置において、前記タッチ表面の第１の軸の各点は、数学的な放物線の０．５ミリメートルの範囲内であることを特徴とするタッチ感応装置。
【請求項２１】
請求項２０のタッチ感応装置において、前記数学的な放物線は、ｚ（ｘ，ｙ）＝ａ＋ｂｘ２＋ｃｘ２ｙ２＋ｄｙ２によって定義され、式中ｚは深さであり、ｘとｙはガラスの平面における座標であることを特徴とするタッチ感応装置。
【請求項２２】
請求項１６のタッチ感応装置において、前記タッチ面は、プレートの表面の一部を含むことを特徴とするタッチ感応装置。
【請求項２３】
請求項１６のタッチ感応装置において、前記プレートは、ガラスまたはプラスチックのシートを含むことを特徴とするタッチ感応装置。
【請求項２４】
請求項１６のタッチ感応装置において、前記タッチ面は放物面を形成することを特徴とするタッチ感応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に光学式タッチセンシティブシステムの分野に関する。より詳細には、本発明は、湾曲したプレートと、プレートの曲率が制御されるようにパネルに対してガラスプレートなどのシステムのプレートを保持するためのアセンブリとに関する。本発明はまた、曲率が制御されるような方法で光学タッチ感応システムのプレートをパネル（例えばディスプレイパネル）と組み立てる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような表面光学式タッチシステムとして知られているタッチ感応パネルの１つのカテゴリにおいて、例えば、米国特許第４４５９４７６号では、複数の光エミッタおよびレシーバがタッチ面の周囲に配置されて、タッチ面の上に交差する光路の格子を形成している。各光路はそれぞれのエミッタ／レシーバ対の間に延びる。タッチ面に接触する物体は、特定の光路を遮る。遮断された光路を検出したレシーバの識別情報に基づいて、プロセッサは遮断された光路間の遮断位置を特定することができる。この種のシステムは、１つの物体の位置を確実に検出することしかできない（シングルタッチ検出）。さらに、必要とされるエミッタおよびレシーバの数、したがってコストや複雑性は、タッチパネルの表面積および／または空間解像度の増加と共に急速に増大する。
【０００３】
変形例では、例えばＷＯ２００６／０９５３２０に示されるように、各光エミッタはタッチ面を横切って発散する光線を発し、各光線はタッチ面の周囲に配置された１より多い光学レシーバによって検出される。
【０００４】
これらのシステムは、通常、最大５ｍｍの高さでタッチ面の表面を横切って進むように光を向ける。
【０００５】
他の表面タッチ感応システムは、ＷＯ２０１６／１３００７４に記載されているように、タッチを感知するためにトモグラフィックタッチイメージングを使用する。そのようなシステムでは、光をタッチ面にずっと近づけることができ、それによって精度の大幅な改善を実現し、必要な光の予算が少ない。光は通常、プレートの上方約１ｍｍまでの高さに向けられる。
【０００６】
典型的には、タッチ面はガラス板である。光がタッチ面の近くに向けられるようなシステムでは、プレートの歪みが光信号に非常に大きな影響を与える。それ故、システムの精度がプレート内の歪みによって損なわれるので、光がプレートに接近して伝達される場合には、これまでに知られている上記の表面光学式タッチシステムで使用されるガラスプレートは不適当である。
【０００７】
さらに、光学式タッチ感応システムのプレートとＬＣＤパネルなどのパネルとを組み立てるためのフレームは、例えほぼ平らであってもプレート内の捻れや曲げといった制御されていない反りの形で歪みをもたらす可能性がある。制御されていない反りは、プレートを横切って伝達される光を妨げる可能性がある。これは、フレームがパネルに取り付けられるときにフレームが制御されずに捻れるためである。
【０００８】
タッチシステムに関しては記載されていないが、ガラスの反りを最小限に抑える方法が、ウィンドウ業界およびディスプレイパネル業界から知られている。そのような解決策は反りを制御するために予め曲げられたガラスを含む。しかしながら、そのような解決策は、ガラスの境界にかさばるフレームおよび／またはガラスの形状を制御するために力が加えられるパネルの中心により近い圧力点を通常必要とするので、タッチ感応システムには不適当／不十分である。これらの解決策は、最小／軽量の境界ベゼルが必要とされる場合には不適当であり、そして支持される物体がガラスボーダーにその境界で接触することはない。加えて、予め曲げられたガラスは高価であり輸送するのにもろい。
【０００９】
したがって、パネルに対して光学式タッチ感応システムのプレートを保持するための改良されたフレームアセンブリは利点があり、特に、精度の改良、コンパクト性の増大、費用効果、および／または制御された湾曲を可能にする。さらに、できるだけ多くのエミッタからの光をデテクタに伝達するのに役立つ形状を有するタッチパネルが必要とされる。
【発明の概要】
【００１０】
したがって、本発明の実施形態は、好ましくは、単独または任意の組み合わせで、添付の特許請求の範囲に係るアセンブリ、組み立て方法、およびフレーム部品のキットを提供することによって、当技術分野における１またはそれ以上の欠陥、欠点または問題を軽減、低減または排除しようと努めるものである。
【００１１】
本発明の第１の実施形態は、光学式タッチ感応システム用のプレートの湾曲を保持および制御するためのアセンブリを説明するものであり、これは第１の平面内に延在して少なくとも部分的にパネルの周りに延在するように構成された第１のフレーム要素と；第２の平面内に延在してプレートの支持部分を形成する少なくとも１つの第２のフレーム要素と、支持部分と第１のフレーム要素との間に少なくとも部分的に配置される少なくとも１つのスペーシング要素とを含み、当該スペーシング要素は第１のフレーム要素の曲率を制御するように構成され、少なくとも１つの第２のフレーム要素は前記支持部分でプレートと係合するように構成され、第１の枠要素に取り付けられ、前記第２のフレーム要素の形状および／または位置は、前記スペーシング要素とともに第１のフレーム要素の曲率によって制御され、プレートの曲率が制御される。
【００１２】
本発明の第２の実施形態は、光学式タッチ感応システム用のパネルとプレートとを組み立てる方法を説明するものであり、第１の平面内に延在し、少なくとも部分的にパネルの周囲に延在するように構成された第１のフレーム要素を提供するステップと、プレート用の支持部分を形成する少なくとも１つの第２のフレーム要素を提供するステップと、支持部分によってプレートを支持するステップと、支持部分が第１のフレーム要素の少なくとも一部とほぼ反対側の第２の平面内に少なくとも部分的に延び、第１の平面から離間するように、第２のフレーム要素を第１のフレーム要素に取り付けるステップと、第１のフレーム要素に取り付けられたスペーシング要素で第１のフレーム要素の曲率を制御し、それによって支持部分を傾けてプレートの曲率を制御するステップとを含む。
【００１３】
本発明の第３の実施形態は、タッチ感応システムのパネルとプレートとを組み立てるためのフレーム要素のキットを記載するものであり、第１の平面内に延在する第１のフレーム要素と、プレートの支持部分を形成し第１のフレーム要素に取り付け可能な少なくとも１つの第２のフレーム要素と、第１のフレーム要素に調整可能に取り付け可能なスペーシング要素とを具え、支持部分の少なくとも一部は、スペーシング要素によって、第１のフレーム要素に対して調節可能であり、それは、湾曲した第２の平面内に延びる。
【００１４】
本発明のいくつかの実施形態は、プレートがパネルと組み立てられるときに湾曲が生じないように、光学式タッチ感応システム用のプレートの湾曲制御を提供する。これにより、プレート内の歪みがプレートを横切って伝送される光信号に影響を与えることが防止され、ひいてはシステムの精度向上および光予算の低下を実現する。追加的または代替的に、実施形態は、タッチ感応システムの光エミッタからの光を受光するデテクタについての視野が実質的に平坦なプレートと比較して増大するように湾曲を制御することを提供する。ここでも、改良された視野は、タッチ感応システムの改良された精度を提供し、そしてより良好な光予算を可能にする。さらに、実施形態は、湾曲が制御され得ると同時にコンパクトであるアセンブリを提供する。また、プレートの中心に接触することなく曲率を制御することができる。
【００１５】
本発明の第４の実施形態は、タッチ感知装置を説明するものであり、タッチ面と、タッチ面を横切って伝播するように第１の光線を発するようにタッチ面の周りに配置された一組のエミッタと、この第１の組のエミッタから光を受け取るようにタッチ面の周りに配置された一組の光デテクタとを具え、各光デテクタは１より多いエミッタからの光を受けるように構成されており、前記一組の光デテクタの出力信号に基づいて、前記タッチ面における物体の位置を特定するように構成された処理要素を具え、前記タッチ面は、第１の放物線に従って第１の軸に湾曲している。
【００１６】
本明細書で使用される場合、用語「具える／含む」は、記載された特徴、数、ステップまたは構成要素の存在を特定するために用いられるが、１またはそれ以上の他の特徴、数、ステップ、それらの部品またはグループの存在または追加を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の実施形態で実現可能であるこれらおよび他の態様、特徴および利点は、添付の図面を参照しながら、以下の本発明の実施形態の説明から明らかになり、解明されるであろう。
【図１】図１は、断面軸線Ａ−ＡおよびＢ−Ｂを示す第１のフレーム要素の上面図である。
【図２】図２ａ−２ｄは、アセンブリの実施形態の断面図である。
【図３ａ】図３ａは、アセンブリの図１の断面軸Ｂ−Ｂを示す概略図であり、第１のフレーム要素に対して第２のフレーム要素を有し、プレートを平坦な平面内に保持している。
【図３ｂ】図３ｂは、アセンブリの図１の断面軸Ａ−Ａを示す概略図であり、第１のフレーム要素に対して第２のフレーム要素を有し、プレートを平らな平面内に保持している。
【図３ｃ】図３ｃは、アセンブリの図１の断面軸Ｂ−Ｂを示す概略図（断面図）であり、第２のフレーム要素が第１のフレーム要素に対して反っており、プレートを凹状の湾曲した平面内に保持している。
【図３ｄ】図３ｄは、アセンブリの図１の断面軸Ａ−Ａを示す概略図（断面図）であり、第２のフレーム要素が第１のフレーム要素に対して反っており、プレートを凹状の湾曲した平面内に保持している。
【図４ａ】図４ａは、第１のフレーム要素の斜視図である。
【図４ｂ】図４ｂは、凸状のパネルと凹状の第１のフレーム要素のフレームとの概略図であり、プレート２も凹状に制御されている。
【図４ｃ】図４ｃは、ねじ１１６ａおよび１１６ｂを示す側面図である。
【図５】図５ａ−５ｈは、フレーム形状を構成するためのねじ構成を含むアセンブリの実施形態の側面図と斜視図である。
【図６】図６は、アセンブリの一実施形態の第１の方向からの概略断面図である。
【図７】図７は、プレート２の湾曲をもたらすための別の実施形態の概略側面図である。
【図８】図８は、図５ａ−図５ｇの実施形態の変形例の等角図である。
【図９】図９は、光学式タッチシステムおよび対応する検出線の上面図を示す。
【図１０ａ】図１０ａは、光学式タッチシステムの平坦なタッチ面の等角図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、平坦なタッチ面を有する光学式タッチシステムの断面図である。
【図１１ａ】図１１ａは、ｘ軸に湾曲したプロファイルを有する光学式タッチシステムのタッチ面の等角図である。
【図１１ｂ】図１１ｂは、ｘ軸に湾曲したプロファイルを有するタッチ面を有する光学式タッチシステムのｘ軸に沿った断面図を示す。
【図１１ｃ】図１１ｃは、ｘ軸に湾曲したプロファイルを有するタッチ面を有する光学式タッチシステムのｘ軸に沿った断面図を示す。
【図１１ｄ】図１１ｄは、タッチパネルが呈しうる反りの種類の例を示す。
【図１２ａ】図１２ａは、光学式タッチシステムのタッチ面の上面図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは、ｘ軸に湾曲したプロファイルとｙ軸に湾曲したプロファイルとを有する光学式タッチシステムのタッチ面の等角図である。
【図１２ｃ】図１２ｃは、ｘ軸に湾曲したプロファイルとｙ軸に湾曲したプロファイルとを有するタッチ面を有する光学タッチシステムのｘ軸に沿った断面図である。
【図１２ｄ】図１２ｄは、ｘ軸に湾曲したプロファイルとｙ軸に湾曲したプロファイルとを有するタッチ面を有する光学タッチシステムのｙ軸に沿った断面図を示す。
【図１３ａ】図１３ａは、タッチ面の反対側の端部のデテクタで受光されるべく、タッチ面の端部の点から発せられタッチ面を横切って伝播する光の断面レンダリングを示す。
【図１３ｂ】図１３ｂは、放射光の角度に関して、湾曲したタッチ面の端部の点から放出され、タッチ面の反対側の端部のデテクタで受光された光のグラフを示す。
【図１４ａ】図１４ａは、タッチ面の反対側の端部のデテクタで受光されるように、湾曲したタッチ面の端部の点から放射され、湾曲したタッチ面を横切って伝播する光の断面レンダリングを示す。
【図１４ｂ】図１４ｂは、放射光の角度に関して、湾曲したタッチ面の端部の点から放射され、タッチ面の反対側の端部のデテクタで受光された光のグラフを示す。
【図１５ａ】図１５ａは、タッチ面の反対側の端部のデテクタで受光されるように、タッチ面の端部の点から放射され、タッチ面を横切って伝播する光の断面レンダリングを示す。
【図１５ｂ】図１５ｂは、放射光の角度に関して、湾曲したタッチ面の端部の点から放射され、タッチ面の反対側の端部のデテクタで受光された光のグラフを示す。
【図１６ａ】図１６ａは、タッチ面の反対側の端部のデテクタで受光されるように、湾曲したタッチ面の端部の点から放射され、湾曲したタッチ面を横切って伝播する光の断面レンダリングを示す。
【図１６ｂ】図１６ｂは、放射光の角度に関して、湾曲したタッチ面の端部の点から放射され、タッチ面の反対側の端部のデテクタで受光された光のグラフを示す。
【図１７ａ】図１７ａは、タッチ面の反対側の端部のデテクタで受光されるように、タッチ面の端部の点から放射され、タッチ面を横切って伝播する光の断面レンダリングを示す。
【図１７ｂ】図１７ｂは、放射光の角度に関して、湾曲したタッチ面の端部の点から放射され、タッチ面の反対側の端部のデテクタで受光された光のグラフを示す。
【図１８ａ】図１８ａは、ｘ軸に沿った放物線状曲面に対する実際のタッチ面の湾曲を示す。
【図１８ｂ】図１８ｂは、ｘ軸に沿った実際のタッチ面と放物線状曲面との間の偏差を示す。
【図１９ａ】図１９ａは、ｘ軸に沿った放物線状曲面に対する実際のタッチ面の湾曲を示す。
【図１９ｂ】図１９ｂは、ｘ軸に沿った実際のタッチ面と放物線状曲面との間の偏差を示す。
【図２０ａ】図２０ａは、一実施形態によるタッチ面の変位輪郭の上面図を示す。
【図２０ｂ】図２０ｂは、図２０ａの実施形態による、ｘ軸に沿ったタッチ面の湾曲を示す図である。
【図２０ｃ】図２０ｃは、図２０ａの実施形態による、ｙ軸に沿ったタッチ面の湾曲を示す図である。
【図２０ｄ】図２０ｄは、図２０ａの実施形態による、対角線に沿ったタッチ面の湾曲を示す図である。
【図２１ａ】図２１ａは、別の実施形態によるタッチ面のための変位輪郭の上面図を示す。
【図２１ｂ】図２１ｂは、図２１ａの実施形態による、ｘ軸線に沿ったタッチ面の湾曲を示す図である。
【図２１ｃ】図２１ｃは、図２１ａの実施形態による、ｙ軸線に沿ったタッチ面の湾曲を示す図である。
【図２１ｄ】図２１ｄは、図２１ａの実施形態による、対角線に沿った接触面の湾曲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の特定の実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全となるように、かつ本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供されている。添付の図面に示される実施形態の詳細な説明で使用される用語は、本発明を限定することを意図していない。図面において、同じ番号は同じ要素を指す。
【００１９】
光学式タッチ感応システムでは、ガラスプレートなどのシステムのプレート２を、ＬＣＤパネルまたは追加のフレームなどのパネル１の反対側に配置することができる。プレート２は通常ほぼ平坦である。統合した後のプレート２の周囲が問題となり、プレート２の４つの側部／縁部はすべて、タッチ面すなわち光が透過するプレート２の側から見て平面であるか僅かに凹面でなければならない。この一態様は、プレート２の周囲を保持または支持する機械部品が凸状にならないようにすることである。場合によっては、プレート２を保持するためのいくつかの構成要素（バックカバー、キャリア、エッジカバー、ねじボスなど）がある。アセンブリの堅い構成要素ほど、それがプレート２の最終形状を支配することになる。
【００２０】
従来技術の解決策では、プレート２を縁部／周囲で保持するフレームは、プレートに多少のねじれをもたらす可能性がある（角部が完全に平らな平面上にない）。ねじれはプレートの対角線に沿って凸状になることがあるため、最小限に抑えるか排除する必要がある。ねじれの許容度は、例えば、ガラスの仕様、製品、サイズ、一体型ガラスの周囲形状、およびＶＥＳＡマウントの取り付け方に依存する。
【００２１】
図１は、プレートの縁部および／または対角線に沿ってなど、プレートに沿って凸状となるの防止するフレームアセンブリ１００、２００の実施形態を示す。いくつかの実施形態は、凸面を回避し、タッチシステムをさらに改善するために凹面を誘発する場合さえある。フレーム１０９は、第１のフレーム要素１０２で形成される。取り付け要素１１２およびスペーシング要素１１６が、以下の実施形態において説明される。
【００２２】
本発明のいくつかの実施形態によれば、プレート２とパネル１を保持または支持するように構成されているアセンブリ１００、２００は、プレート２の湾曲が制御されるようにプレート２に制御された力を加える。図２ａ〜２ｃおよび図３ａ〜３ｄに示す実施形態では、力はプレート２の支持部分１０１ａ、１０１ｂにトルクを加える。図４ａ〜４ｃの実施形態では、力は実質的に真っ直ぐであり、プレート２に対して垂直である。以下では、図２ａ〜２ｃ、図３ａ〜３ｄ、図４ａ〜４ｃ、および図５ａ〜５ｇの実施形態を個別に説明する。しかしながら、これらの実施形態は、図６ａ〜６ｃに示す組み合わせのように、さらなる実施形態を提供するために組み合わせてもよい。
【００２３】
図２ａ〜２ｄは、フレームアセンブリ１００が第１のフレーム要素１０２と１以上の第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂとを含む実施形態を示す。第１のフレーム要素１０２は、パネル１の背面を少なくとも部分的に覆って延在する後部ブラケットフレームを形成することができる。第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂはホルダまたは支持ブラケットを形成し得る。さらに、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂは、プレート２および／またはパネル１の周囲の少なくとも一部分に沿って延在し得る。別個の第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂが、プレート２および／またはパネル１の異なる側の周囲に少なくとも部分的に沿って延在し得る。例えば、２つの第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂが、プレート２および／またはパネル１の対向する周囲に沿って延びてもよい。あるいは、４つの第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂがプレート２および／またはパネル１の周囲に沿って、すなわち長方形のプレート２および／またはパネル１の各辺に沿って１つずつ延在してもよい。
【００２４】
図４ａ〜４ｃに示されるように、パネル１は、第１のフレーム要素１０２と第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂとの間に保持されてもよい。プレート２は、支持部分１０１ａ、１０１ｂを形成する第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂの一部の第１の側で支持または保持されてもよい。パネル１は、パネル１の支持部分を形成する支持部分１０１ａ、１０１ｂの第２の側によって保持または支持されてもよい。接着テープのような接着剤１０４が、支持部分１０１ａ、１０１ｂとプレート２との間に配置されてもよい。支持部分１０１ａ、１０１ｂとパネル１との間にガスケット１０５を配置してもよい。
【００２５】
一実施形態では、要素１０２、１０３（要素１０３ａおよび１０３ｂを含んで図示されている）は、単一片から形成されている。
【００２６】
第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂは、第１のフレーム要素１０２に取り付けることができる。
【００２７】
図２ａ〜２ｃおよび図３ａ〜３ｄの実施形態では、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂは、ねじ、溶接、リベットなどの１以上の取り付け部材１０６ａ、１０６ｂによって第１のフレーム要素１０２に取り付けられる。したがって、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂは、第１のフレーム要素１０２にしっかりと取り付けられる。
【００２８】
第１のフレーム要素１０２は、第１のフレーム要素１０２の周囲に延びるフランジ１０７ａ、１０７ｂを含み得る。同様に、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂはフランジ１０８ａ、１０８ｂを含み得る。組み立てられたとき、第１のフレーム要素１０２のフランジ１０７ａ、１０７ｂは、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂのフランジ１０８ａ、１０８ｂと当接するように配置することができる。第１のフレーム要素１０２のフランジ１０７ａ、１０７ｂは、取り付け部材１０６ａ、１０６ｂによって第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂのフランジ１０８ａ、１０８ｂと一緒に保持されてもよい。
【００２９】
第１のフレーム要素１０２は、第１の平面内に延びるフレーム１０９（図１に示す）を形成する。フレーム１０９は、パネル１の第１の側の周りに少なくとも部分的に延びるように構成される。パネル１の第１の側は、パネル１の裏側であり得る。いくつかの実施形態において、フレーム１０９は、３〜１０ｃｍといった幅を有する。フレーム１０９は、パネル１の第１の側の縁から第１の側の中央に向かって延びることができる。したがって、フレーム１０９は四角形であり、単一の材料片から作ることができる。
【００３０】
図３ａ、３ｂに示されるように、アセンブリ１００は、バックカバー１１１を支持するための１以上の支持領域１１０ａ、１１０ｂを含み得る。支持領域１１０ａ、１１０ｂは、フレーム１０９が延びる第１の平面と実質的に平行な平面内に延在し得る。支持領域１１０ａ、１１０ｂは、フレーム１０９とバックカバー１１１とが離間するように、フレーム１０９よりも第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂの支持部分１０１ａ、１０１ｂからさらに離れて位置することができる。図示の実施形態では、支持領域１１０ａ、１１０ｂは、フランジ１０７ａ、１０７ｂと第１のフレーム要素１０２のフレーム１０９との間に設けられている。バックカバー１１１は、ネジなどの取り付け要素によって支持領域１１０ａ、１１０ｂに取り付けられる。
【００３１】
他の実施形態では、支持領域１１０ａ、１１０ｂは、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂのフランジ１０８ａ、１０８ｂによって提供される。第１のフレーム要素１０２のフランジ１０７ａ、１０７ｂは、フランジ１０８ａ、１０８ｂと第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂの支持部分１０１ａ、１０１ｂとの間で第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂに接続され得る。
【００３２】
第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂは支持部分１０１ａ、１０１ｂを形成してもよい。例えば、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂは、断面が少なくとも部分的にＬ字形の細長い部材を形成することができる。組み立てられたとき、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂがパネル１の周囲に沿って延び、支持部分１０１ａ、１０１ｂがフレーム１０９とほぼ反対側の第２の平面内で少なくとも部分的に延び、かつ第１の平面から離間してパネルの周囲を包むようにパネルの周囲を取り囲む。それによって、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂは、パネル１の第２の側、例えば、パネル２の前面の少なくとも一部に延びるように構成される。
【００３３】
いくつかの実施形態では、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂは、第１の部分と第２の部分とを有する。第１の部分は、第２の部分に対して角度をつけて設けられてもよい。第２の部分は支持部分１０１ａ、１０１ｂを形成し、フレーム１０９とは反対側の第２の平面内に延びるように構成されてもよい。第１の部分は、第２の部分と第１のフレーム要素１０２との間に延びてもよい。また、第１の部分は、組み立てられたときにプレート２の縁部または側面に沿って延びてもよい。第１のフレーム要素１０２は、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂの第１の部分に接続することができる。第１の部分は第２の部分に対して実質的に垂直であり得る。
【００３４】
図３ａ〜３ｄに示されるように、第１のフレーム要素１０２は、それらが互いに対して固定されるように、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂの第１の部分に取り付けられてもよい。さらに、第２のフレーム要素１０３は、第１のフレーム要素１０２に対して傾斜可能である。第１フレーム要素１０２に加えられた力は、支持部分１０１ａ、１０１ｂが第１のフレーム要素１０２に向かって傾斜するように、第２のフレーム要素１０３に伝達される。したがって、トルクによって、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂの第２の部分、すなわちプレート２を支持する支持部分１０１ａ、１０１ｂの、第１のフレーム要素１０２に対する傾斜を制御することができ、これが図３ｃ、３ｄに湾曲した矢印で示されている。いくつかの実施形態では、図３ａ、３ｂに示すように、支持部分１０１ａ、１０１ｂの傾斜角は中立になるように制御され、すなわち支持部分１０１ａ、１０１ｂの傾斜角はパネル１と実質的に平行になるように制御され、および／または、プレート２が平坦面になるように制御される。他の実施形態では、図３ｃおよび図３ｄに示すように、支持部分１０１ａ、１０１ｂの傾斜角は、タッチ面に対して負になるように制御され、すなわち支持部分１０１ａ、１０１ｂの自由端がフレーム１０９に向かって傾斜するように制御される。後者の場合、プレート２は、プレート２のタッチ面からパネル１に向かう方向にわずかに凹形状が与えられる。これらの場合のそれぞれにおいて、プレートが凸となるが回避されるので、タッチ感応システムの光エミッタからの光を受光するデテクタについての視野が改善されるように湾曲が制御される。ここでも、視野が改善されると、タッチ感応システムの精度が向上し、より少ない光予算が可能になる。さらに、支持部分１０１ａ、１０１ｂは、周縁部でプレート２を越えて短い距離だけ延在する必要があるので、曲率を制御することができると同時にアセンブリがコンパクトとなる。また、プレートの中心に接触することなく、曲率を制御することができる。凹面を適用すると、システムの感度をさらに向上させることができる。
【００３５】
図２ａ〜２ｄおよび図３ａ〜３ｄは、第１のフレーム要素１０２をパネルに取り付けるための取り付け要素１１２の実施形態を示す。複数の取り付け要素１１２（例えば、三重の要素１１２ａ、１１２ｂ、および１１２ｃとして示されているように）を、図４ａで円として示されるフレーム１０９の各隅におくなど、フレーム１０９の周りに配置してもよい。各取り付け要素は一群のネジ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１３ａ、１１３ｂを含むことができる。各ネジはフレーム１０９の穴内に配置することができ、これはネジ止めよい。取り付け要素はそれぞれ、少なくとも２つのネジ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１３ａ、１１３ｂを含み得る。ネジ１１２ａ、１１３ａの少なくとも一方は、フレーム１０９にネジを切ってパネル１を押すことによって、フレーム１０９をパネル１から離れるように変位させるように配置されてもよく、これが図２ｄにおいて矢印で示されている。ネジ１１２ｂ、１１２ｃ、１１３ｂのうちの少なくとも他の１つは、例えばパネルにネジ山を、フレーム１０９に穴を設けることによって、フレーム１０９をパネル１に向かって変位させるように配置され、これも図２ｄにおいて矢印で示されている。
【００３６】
図２ａは、取り付け要素がそれぞれ少なくとも３本のネジ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃを含む実施形態を示す。３つのネジ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃはすべて、支持部分１０１ａ、１０１ｂの周縁部よりも第１のフレーム要素１０２の中心に近い位置に配置されており、すなわち各ネジ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃの長軸の仮想延長部１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃが、図２ａに示すように、断面で見たときに支持部分１０１ａ、１０１ｂの外側を通る。図示の実施形態では、第１のネジ１１２ａが第２のネジ１１２ｂと第３のネジ１１２ｃとの間に配置されている。図２ａは１つの組のネジのみを示す。しかしながら、一組のネジをフレーム１０９の周囲の任意の位置に配置して、第１のフレーム要素１０２をパネル１に取り付けることができる。
【００３７】
図２ｂは、各組のネジが２つのネジ１１３ａ、１１３ｂのみからなる実施形態を示す。第１のネジ１１３ａは支持部分１０１ａ、１０１ｂに対向して配置され、すなわち第１のネジ１１３ａの長軸の仮想延長部１１５ａは、図２ｂに示すように、断面で見たときに例えばその中心を通るように支持部分１０１ｂを貫通する。２つのネジのうちの第２のネジ１１３ｂは、支持部分１０１ｂの周縁部よりも第１のフレーム要素１０２の中心に近い位置に配置され、すなわち、長手方向軸の仮想延長部１１５ｂは、図２ｂに示すように、断面で見たときに支持部分１０１ｂの外側を通る。
【００３８】
図２ｄに示すように、第１のネジ１１２ａはフレーム１０９をパネル１から離れるように変位させるように構成されている。これは、ネジの頭部がパネル１に当接した状態で第１のネジが係合するフレーム１０２内のネジ穴１１２ｉによって実現し得る。第２のネジ１１２ｂは、フレーム１０９をパネルの方へ変位させるように配置されている。これは、第２のネジ１１２ｂの頭部がフレームの表面に当接している状態で第２のネジ１１２ｂが係合する、パネル１内のネジ穴１１２ｆによって実現し得る。ネジ１１２ａおよび／または１１２ｂを使用することによって、フレーム／パネルの曲げまたは回転を制御するために、フレーム１０２および／またはパネル２に力を加えることができる。
【００３９】
図２ｂの実施形態では、第１のネジ１１３ｂが支持部分１０１ａ、１０１ｂの上に位置合わせされているので、フレームの曲げまたは回転を制御するためにネジが２つだけ必要とされる。
【００４０】
図２ａ〜２ｂでは、一組のネジのみが示されている。しかしながら、プレート２およびパネル１を支持するために、一組のネジをフレーム１０９の周縁部の任意の位置に配置することができる。
【００４１】
図２ｃは、図２ａ、２ｂの実施形態の組み合わせ、すなわち、２つおよび３つのネジを有するネジの複数組がフレーム１０９の周りに配置され得ることを示す。これにより、柔軟性が提供される。
【００４２】
図２ａ〜２ｃ、図３ｃおよび図３ｄに示すように、各組のネジ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１３ａ、１１３ｂは、フレーム１０９に力を加えることができる。したがって、
支持部分１０１ａ、１０１ｂの傾斜、ひいてはプレートの湾曲が制御されるようにフレーム１０９の湾曲を制御することを介して第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂにトルクを加えることができる。図３ａに示すアセンブリでは、フレームが実質的に平らでパネル１と平行になるように正味の力が加えられる。図３ｃおよび３ｄに示すアセンブリでは、支持部分１０１ａ、１０１ｂから離れる正味の力がフレーム１０９に加えられ、プレート２のタッチ面から見たときにわずかに凹状になる。結果として、トルクが第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂに提供され、それによってプレート２の縁部または周囲に沿って支持部分１０１ａ、１０１ｂが傾斜する。したがって、第１のフレーム要素１０９の曲率を制御すると、プレートの曲率を制御することができる。プレート２は、プレート２のタッチ面から見て凹状になっていてもよい。
【００４３】
図４ａ〜４ｃ、図５ａ〜５ｇおよび図６ａ〜６ｃは、フレーム１０９の形状の代替的または追加的な制御が導入され得る実施形態を例示する。図４ａに示すように、取り付け要素１１２をフレーム１０９の角部に配置することができる。取り付け要素１１２は、図２ａ〜２ｃおよび図３ａ〜３ｄに関して上述したように、一群のネジ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１３ａ、１１３ｂを含むことができる。取り付け要素１１２は、パネル１をフレーム１０９の方へ引っ張るように構成されてもよい。これは、上述のように支持部分１０１ａ、１０１ｂを傾けて、あるいは傾けずに行うことができる。少なくとも１つのスペーシング要素１１６（スペーシング要素１１６がネジ１１２および別個のスペーシング構成要素を含み得る）が、２つの取り付け要素１１２の間でフレーム１０９の周囲に沿って配置され得る。スペーシング要素１１６は、パネル１から離れる方向にフレーム１０９に力を加えるようにアセンブリ内に配置されている。それによって、スペーシング要素１１２によって加えられた力は、支持部分１０１ａ、１０１ｂが上述のように傾斜するように第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂに伝達され、それによってプレート２の曲率が制御される。
【００４４】
図４ｂに示されるように、フレーム１０９の一般的な形状は凹状であるが、パネル１の一般的な形状は凸状であり得る。パネルはまた、その剛性に応じて実質的に平面のままであり得る。結果として生じるプレート２の形状は凹面となる。このため、フレーム１０９の各側は湾曲した経路をたどるように制御されてもよい。湾曲は、各スペーシング要素１１６によって加えられる力を調節することによって、および／またはフレーム１０９の各側に沿ったスペーシング要素１１６の数を介して制御することができる。その結果、支持部分１０１ａ、１０１ｂは、少なくとも支持部分１０１ａ、１０１ｂの自由端において、湾曲した経路をたどることができる。したがって、支持部分１０１ａ、１０１ｂの少なくとも一部は、湾曲した平面内に延在することができる。
【００４５】
第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂが分解されるか、第１のフレーム要素１０２にのみ取り付けられた場合、それは弛緩状態を有し得る。弛緩状態では、支持部分１０１ａ、１０１ｂは実質的に平らな平面内に延在する。第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂは、例えば取り付け要素１１２およびスペーシング要素１１６によって、弛緩状態から撓み状態または応力状態へと撓むことができる。取り付け要素１１２が設けられている支持部分１０１ａ、１０１ｂの両端部における傾斜レベルは、スペーシング要素１１６が設けられる端部間の傾斜レベルよりも小さくてもよい。結果として、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂは、撓み状態または応力状態に撓むことができる。撓み状態または応力状態では、支持部分１０１ａ、１０１ｂはその長さに沿って湾曲した平面内に延在する。支持部分１０１ａ、１０１ｂの自由端または先端部などの支持部分１０１ａ、１０１ｂに沿ったこの面の断面は、支持部分１０１ａ、１０１ｂの長さの少なくとも一部に沿って放物線状凹面曲線を形成することができる。一緒にネジ構成を形成することができる取り付け要素１１２とスペーシング要素１１６の組み合わせは、第１のフレーム要素１０２と組み立てられたときに、第２のフレーム要素１０３ａ、１０３ｂを撓み状態または応力状態に保持することができる。
【００４６】
スペーシング要素１１６は、その先端がパネル１の表面に係合または当接した状態でフレーム１０９のネジ山に螺合する単一のネジによって提供されてもよい。あるいは、パネル１は、スペーシング要素１１６がネジ込まれるネジ穴を含み、したがってスペーシング要素１１６はフレーム１０９をパネル１１の方へ移動させるために用いることができる。さらに、要素１１６は、ワッシャ、スペーサなどのスペーサ要素を含み得る。図３ａ、３ｂならびに図６ａにおいて、２つのスペーシング要素１１６ａ、１１６ｂが例示目的のために示されており、別々の実施形態を形成してもよい。他の実施形態では、単一のスペーサ要素１１６ａ、１１６ｂを用いてもよい。スペーシング要素１１６ａ、１１６ｂの頭部はバックカバー１１１に当接し、スペーシング要素１１６ａ、１１６ｂはフレーム１０９と係合し、このフレーム１０９はバックカバー１１１に向かって引っ張られてもよい。その結果、フレーム１０９が凹状になる。いくつかの実施形態では、スペーシング要素１１６ａはパネル１に当接も係合もせず、パネル１はフレーム１０９に加えられる力によって影響を受けなくてもよい。他の実施形態では、スペーシング要素１１６ｂは、当該スペーシング要素１１６ｂの先端がパネル１の表面に当接するように十分に長い。これにより、プレート２の形状のさらなる制御が追加される。
【００４７】
いくつかの実施形態では、フレームアセンブリ１００は、フレーム１０９の角部から間隔をあけて配置された複数のスペーシング要素１１６を含む。１または複数のスペーシング要素１１６をフレーム１０９の各辺または各側に沿って配置することができる。単一のスペーシング要素１１６が各辺に沿って配置されている場合、それはフレーム１０９の角部間の中央にあることが好ましい。
【００４８】
各スペーシング要素１１６は、所定の長さを有するネジを含み得る。これは、頭部と先端部がそれぞれの表面に当接するようにネジを完全に着座させることができ、それによってプレート２の所定の曲率が得られることを意味する。湾曲のレベルは、頭部と当該頭部が当接する表面との間に配置された１または複数のスペーサによって調整することができる。これは、複数のスペーシング要素１１６が単一の側に沿って配置されている場合、あるいは異なる側が異なる長さを有する場合に特に有用である。スペーサが多く設けられるほど、フレーム１０９に加えられる力は少なくなる。代替として、図５ｈに示されるように、所定の高さの差を他の方法、例えばフレームを所定の高さに平削りすることにより生じさせ、より連続的な支持構造を実現してもよい。
【００４９】
図５ａ〜５ｈは、上述の第１のフレーム要素１０２と組み合わせることができるアセンブリ２００の実施形態を示している。図５ａ〜５ｈに示す実施形態は、プレート２を上部にして、先に示した実施形態とは反転して示されている。
【００５０】
図５ａ、５ｂに示すように、フレームアセンブリ２００は、第１のフレーム要素２０２と第２のフレーム要素２０３とを含む。第１のフレーム要素２０２と第２のフレーム要素２０３は、それぞれ支持部分２０１ａ、２０１ｂを有する細長い部材であり得る。第１のフレーム要素２０２と第２のフレーム要素２０３は、例えば、断面Ｌ字型であり得る。第１のフレーム要素２０２および第２のフレーム要素２０３のそれぞれの第１の部分は、パネル１の縁部に沿って延びるように構成されてもよい。第１のフレーム要素２０２および第２の要素２０３のそれぞれの第２の部分は、支持部分２０１ａ、２０１ｂを形成し、組み立てられたときに、プレート２の表面上にプレート２の周囲から１〜３ｃｍなどの短い距離だけ延びるように構成されてもよい。さらに、第２のフレーム要素２０３は、組み立てられたときに、プレート２の周縁部が各フレーム要素２０２、２０３の第２の部分の間に配置されるように、第１のフレーム要素２０２の頂部に配置されてもよい。したがって、各支持部分２０１ａ、２０１ｂは、図５ｇに示されるように、プレート２の対向する表面を支持または係合することができる。
【００５１】
図５ｃ〜５ｄに示すようないくつかの実施形態では、ガスケット２０５（例えばガスケット２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ）が第１のフレーム要素２０２と第２のフレーム要素２０３との間に配置されている。ガスケットは、例えば、第１のフレーム要素２０２の支持部分２０１ａ上に配置される。また、シール２０４ａを第２のフレーム要素２０３の支持部分２０１ｂ上に配置することができる。
【００５２】
ガスケット２０５は、その長さに沿って、すなわち第１のフレーム要素２０２の長さに沿って様々な厚さを有することができる。これにより、図５ｆ〜５ｇに示すように、第１のフレーム要素２０２と第２のフレーム要素２０３との間に捕捉されたときにプレート２の周縁部の所望の湾曲形状を得ることが可能になる。例えば、ガスケット２０５は対向する端部を有し、対向する端部間は前記端部よりも薄くてもよい。これにより、プレート２の周縁部の所定の凹面を得ることができる。ガスケットは十分に堅く、圧迫されたときでもその端部は厚い。ガスケット２０５は、端部で約１．５〜２．０ｍｍ、中心部で約１ｍｍの薄とすることができる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、ガスケット２０５はその長さに沿って複数の区画を有する。各区画の厚さは異なり得る。例えば、ガスケットの第１の区画２０５ａがその一方の端部に設けられ、ガスケットの第２の区画２０５ｂがその他方の端部の設けられる。第１の区画２０５ａおよび第２の区画２０５ｂは、第１の厚さを有し、これは各区画で等しくてもよい。ガスケットの少なくとも第３の区画２０５ｃが、第１の区画２０５ａと第２の区画２０５ｂとの間に配置されている。第３の区画２０５ｃは第２の厚さを有する。第１の厚さは第２の厚さよりも厚い。例えば、厚さの差は約０．５〜２ｍｍ、好ましくは約１．０ｍｍである。厚さの違いは、ガスケット２０５の長さや、凹部が導入されるプレート２の縁部に応じて変わり得る。いくつかの実施形態では、第４および第５の区画２０５ｄ、２０５ｅが、それぞれ第１および第２の区画２０５ａ、２０５ｂと第３の区画２０５ｃとの間に設けられてもよい。第４および第５の区画２０５ｄ、２０５ｅにより、構成２００によって提供される凹状曲線形状のさらなる制御を追加することができる。第１および第２の区画２０５ａ、２０５ｂのそれぞれの長さは、ガスケット２０５の全長の約２〜２０％であり得る。第３の区画の長さは、ガスケット２０５の全長の約６０〜９６％であり得る。第４および第５の区画２０５ｄ、２０５ｅのそれぞれの長さは、ガスケット２０５の全長の約１０〜２０％であり得る。いくつかの実施形態では、第４および第５の区画２０５ｄ、２０５ｅの合計長さは、第３の区画２０５ｃの長さよりも短く、第１および第２の区画２０５ａ、２０５ａの合計長さは、第４および第５の区画２０５ｄ、２０５ｅの合計長さよりも短い。これにより、フレームアセンブリ２００の長さに沿って放物線状凹面曲線が得られる。
【００５４】
図５ｅに見られるように、第１のフレーム要素２０２の支持部分２０１ａと第２のフレーム要素２０３の支持部分２０１ｂとの間の距離は、組み立てられた状態で不連続であり得る。
【００５５】
プレート２の凹部を維持するために、支持部分２０１ａ、２０１ｂの間の距離が組み立てられた状態に維持されるように、第１のフレーム要素２０２と第２のフレーム要素２０３とを一緒に保持することができる。第１のフレーム要素２０２は、第１のフレーム要素２０２の第２の部分などに、第１のフレーム要素２０２の両端に配置された第１の穴２１７ａと第２の穴２１７ｂを有する。第１および第２の穴２１７ａ、２１７ｂは第１の平面に配置されている。第３の穴２１７ｃが、第１の穴２１７ａと第２の穴２１７ｂとの間の中央など、第１の穴２１７ａと第２の穴との間に配置されている。第３の穴２１７ｃは、第１の平面とは異なる平面に設けられている。第１および第２の穴２１７ａ、２１７ｂが配置されている平面と、第３の穴２１７ｃが配置されている平面との間の距離またはオフセットは、第１および第２の区画２０５ａ、２０５ｂと第３の区画２０５ｃの間の厚さの差と実質的に同じであり、すなわち約０．５〜２ｍｍであり得る。いくつかの実施形態では、第１および第２の穴２１７ａ、２１７ｂは、第１のフレーム要素２０２の長さに沿ってガスケット２０５の第１および第２の区画２０５ａ、２０５ｂのそれぞれの中心にある。
【００５６】
同様に、第２のフレーム要素２０３は、当該第２のフレーム要素２０３の両端に配置された第１の穴２１８ａと第２の穴２１８ｂとを含むことができる。第２のフレーム要素２０３の第１の穴２１８ａと第２の穴２１８ｂとの間に第３の穴２１８ｃが配置されてもよい。第２のフレーム要素２０３の第１の穴２１８ａ、第２の穴２１８ｂ、および第３の穴２１８ｃは、第２のフレーム要素２０３が第１のフレーム要素２０２から切り離されたときに概して同一平面内に配置される。第２のフレーム要素２０３は、第１のフレーム要素２０２よりも剛性が低いか弱く、第２のフレーム要素２０３の各穴２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃが第１のフレーム要素２０２の穴２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃと整列するように撓み可能であり得る。したがって、第２のフレーム要素２０３の支持部分２０１ｂは、フレームアセンブリ２００の組み立てられた状態では湾曲している面内に延びるように撓むことができる。ネジ２１９ａ、２１９ｂ、２１９ｃを整列した穴２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃ、２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃに挿入することができ、パネルに直接係合し、またはパネル１のネジ穴に係合してもよく、これによりフレーム要素２０２、２０３が組み立て状態に保持される。穴２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃ；２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃの他の相対配置を考えることができ、各フレーム要素２０２、２０３の中心穴２１７ｃ、２１８ｃは、第２のフレーム要素２０３の弛緩状態では位置がずれているが、第２のフレーム要素２０３が撓み状態または応力状態になると位置合わせされる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、第１のフレーム要素２０２はフレーム側部を形成し、第２のフレーム要素２０３はエッジカバーを形成する。図４ａ〜４ｃに関して説明したフレーム１０９と一緒に用いる場合、フレーム側部は、図４ａ〜４ｃの実施形態の第２のフレーム要素を置換することができる。したがって、フレーム側部は、フレーム１０９にほぼ対向する支持面を有する支持部分２０１ａを含み、ガスケット２０５を支持するように構成される。
【００５８】
図６に示すように、構成要素（例えば、シール要素２０４ａ）を支持部分２０１ａとプレート２との間に設けることができる。図６は、力２２０が第２のフレーム要素２０３ａに加えられたときに生じる力およびトルクを示す。第２の力２２１が支持部分２０１に加えられる。したがって、図示の構成では反時計回りに、正味トルク２２２が発生する。点線２２３で示すように、プレート２は湾曲した経路をとる。
【００５９】
図７に示す実施形態では、プレート２の湾曲をもたらすための代替の構成が提供されている。この実施形態では、支持ブロック３０１がガラス板２を支持するように配置されている。支持ブロック３０１は、第２のフレーム要素１０３ａからある角度を成すテーパエッジ３０３を有する表面部分を有する。プレート２が、第１のフレーム要素１０２およびシール２０４ａからの圧力２０１ｂから支持ブロック３０１の上面に押し付けられる。圧力２０１ｂはプレート２をブロック３０１の上面の輪郭に追従させ、プレート２が第２のフレーム要素１０３ａの面に対してある角度で湾曲面へと押し込まれる。プレート２の得られる経路が、湾曲経路３１０によって示されている。テーパした表面部分３０３は、第２のフレーム要素１０３ａから０．５度から３度の間の角度である。
【００６０】
図８に示す実施形態では、図５ａ〜５ｇに示す実施形態の変形例が提供されている。この実施形態では、第２のフレーム要素２０３は、第２のフレーム要素２０３の縁部２０３ｃから部分４１０が取り去られるように変更されている。これにより、プレート２の曲率が生じるように第２のフレーム要素２０３を曲げるのに必要な力が減少する。部分４１０は、平削り工程によって、彫刻工程または切断工程によって除去されてもよく、または第２のフレーム要素２０３が成形工程などを介して部分４１０なしで形成されてもよい。部分４１０は、最も狭い点における第２のフレーム要素２０３の深さを５〜２０％減少させるのが好ましい。
【００６１】
アセンブリの実施形態のフレーム要素は、シートメタルから作られ、所望のデザイン、厚さを与えられ、および／または上述の力、形状、トルクなどが得られるような異なる材料から作られてもよい。
【００６２】
実施形態は、光学式タッチ感応システムのパネル１とプレート２を組み立てるための方法を含む。この方法は、本明細書に提示された実施形態によるフレーム要素を提供することを含む。この方法はさらに、第１のフレーム要素を第２のフレーム要素に取り付けるステップと、アセンブリの支持部分でプレートを支持するステップと、支持部分が平坦または湾曲した面内に延在するように、第１のフレームアセンブリおよび第２のフレームアセンブリの少なくとも一方をパネルに取り付けるステップを含む。また、この方法は、支持部分が第１のフレーム要素の少なくとも一部と概ね対向する第２の面内に少なくとも部分的に延在するとともに、第１の面から離間するように、第２のフレーム要素を第１のフレーム要素に取り付けることを含む。第１のフレーム要素の湾曲は、当該第１のフレーム要素に取り付けられたスペーシング要素によって制御することができ、それによって支持部分を傾けてプレートの曲率を制御することができる。
【００６３】
図９は、タッチ感応装置９９の一例の平面図を示す。複数のエミッタ３０ａが、タッチ面２０を横切って光を伝播させるために、タッチプレート１０の周囲に分布されている。複数のデテクタ３０ｂが、伝播する光の一部を受光するために、タッチ面２０の周囲に分布されている。各エミッタ３０ａからの光は、複数の光路５０上のいくつかの異なるデテクタ３０ｂに伝播する。
【００６４】
上記の実施形態は、プレートの形状および湾曲の制御を達成する方法を説明するものである。以下の実施形態は、タッチセンサシステムの性能改善を達成するためのプレートの望ましい形状を説明する。光路５０は、概念的には、エミッタ３０ａとデテクタ３０ｂの対の間でタッチ面２０を横切って延びる「検出線」として表すことができる。上面図で見られるように、エミッタ３０ａおよびデテクタ３０ｂは集合的に、タッチ面２０上に検出線５０のグリッド（「検出グリッド」）を規定する。検出グリッド内の交点の間隔が、タッチ感応装置９９の空間分解能、すなわちタッチ面２０上で検出することができる最小の物体を規定する。検出線の幅はエミッタおよび対応するデテクタの幅の関数である。広いエミッタからの光を検出する広いデテクタは、幅広い表面被覆率を有する広い検出線を提供し、タッチ被覆率を提供しない検出線間のスペースを最小にする。広い検出線の不利な点は、別々の物体を区別する能力が低下し、信号対雑音比が低下することである。
【００６５】
本明細書で使用される場合、エミッタ３０ａは、所望の波長範囲の放射を放出できる任意のタイプのデバイス、例えばダイオードレーザ、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器型面発光レーザ）、ＬＥＤ（発光ダイオード）、白熱灯、ハロゲンランプなどでありうる。エミッタ３０ａはまた、光ファイバの端部で構成されてもよい。エミッタ３０ａは任意の波長範囲の光を発生させることができる。以下の実施例は、光が赤外線（ＩＲ）、すなわち約７５０ｎｍを超える波長で生成されるものと仮定する。同様に、デテクタ３０ｂは、光デテクタ、ＣＣＤ装置、ＣＭＯＳ装置などの（同じ波長範囲の）光を電気信号に変換することができる任意の装置とすることができる。
【００６６】
デテクタ３０ｂは集合的に出力信号を提供し、それは信号プロセッサ１３０によって受信されサンプリングされる。出力信号は、「投射信号」とも呼ばれるいくつかのサブ信号を含み、各サブ信号は、エミッタ３０ａのうちの１つから光デテクタ３０ｂの１つによって受光される光のエネルギィを表す。実施形態によっては、信号プロセッサ１３０は、個々の投影信号を分離するために出力信号を処理する必要がある。投影信号は、個々の検出線５０上でデテクタ３０ｂによって受光された光の受光エネルギィ、強度またはパワーを表す。物体が検出線５０を部分的または完全に塞ぐと、この検出線における受光エネルギィは減少または「減衰」される。
【００６７】
信号プロセッサ１３０は、位置（例えば、ｘ、ｙ座標系における）、形状、または面積などの接触物体の特性を特定するように投影信号を処理するように構成され得る。この特定は、米国特許第７４３２８９３号および国際公開第２０１０／０１５４０８号に開示されているように、減衰された検出線に基づく簡単な三角測量を含んでもよく、あるいは、タッチ面２０を横切る減衰値（単純化のため「減衰パターン」と呼ぶ）の分布を再現するためのより高度な処理を含んでもよく、各減衰値が局所的な光の減衰度合いを表す。減衰減衰パターンは、接触物体の位置、形状または面積を特定するために、信号プロセッサ１３０または別個の装置（図示せず）によってさらに処理されてもよい。減衰パターンは、投影信号値に基づく画像再構成のための利用可能な任意のアルゴリズムで生成することができ、それには例えばフィルタ補正逆投影法といったトモグラフィ再構成方法、ＦＦＴベースのアルゴリズム、ＡＲＴ（代数的再構成法）、ＳＡＲＴ（同時代数再構成法）などが含まれる。あるいは、減衰パターンは、１または複数の基底関数を適合させることによって、および／またはベイズ反転などの統計的方法によって生成され得る。タッチ判定に使用するために設計されたそのような再構成関数の例は、ＷＯ２００９／０７７９６２、ＷＯ２０１１／０４９５１１、ＷＯ２０１１／１３９２１３、ＷＯ２０１２／０５０５１０、およびＷＯ２０１３／０６２４７１に見ることができ、これらの全ては参照により本明細書に組み込まれる。
【００６８】
図示の例では、装置９９はまた、エミッタ３０ａの活性化、および場合によってはデテクタ３０ｂからのデータの読み出しを選択的に制御するように接続されたコントローラ１２０を含む。実施形態に応じて、エミッタ３０ａおよび／またはデテクタ３０ｂは、順次にまたは同時に、例えば、ＵＳ８５８１８８４に開示されているように作動させることができる。信号プロセッサ１３０とコントローラ１２０とは別々のユニットとして構成されていてもよいし、単一のユニットに組み込まれていてもよい。信号プロセッサ１３０およびコントローラ１２０の一方または両方は、処理装置１４０によって実行されるソフトウェアによって少なくとも部分的に実装され得る。
【００６９】
図１０ａは、従来技術による実質的に平坦な長方形のタッチプレート１０を示す。この例では、タッチプレートは、ガラス、プラスチック、またはＰＭＭＡ（ポリ（メチルメタクリレート））などの任意の他の材料でできている。２つの軸が図１０ａに定義されている。ｘ軸は、長方形の一対の長辺と平行かつ等距離に、タッチ面の平坦面に沿って延びる軸として定義される。ｙ軸は、長方形の一対の短辺と平行かつ等距離に、タッチ面の平坦面に沿って延びる軸として定義される。タッチプレート１０の上面の少なくとも一部はタッチ面２０を含む。
【００７０】
図１０ｂは、従来技術によるタッチ装置の一例を示す図である。図１０ｂは断面図でタッチ装置を示し、この断面図はプレート１０のｘ軸に沿っている。光はエミッタ３０ａによって放出され、透過プレート１０を通ってタッチ面２０を通り、エッジ反射体７０の反射面８０によって反射されて、タッチ面２０と実質的に平行な平面内を移動する。次に、光は、透過プレート１０の反対側の端部でエッジ反射体７０の反射面８０によって偏向されるまで続き、そこで光は透過プレート１０を通ってデテクタ３０ｂ上に戻って偏向される。物体がタッチ面２０に当たると、タッチ面２０の光の一部が遮られる。この遮蔽がタッチ装置によって検出され、物体の存在、大きさ、および／または形状の特定に使用される。エミッタおよびデテクタは、エミッタからの光がタッチ面に送達され、タッチ面からデテクタに送達されるように、他のいくつかの構成で配置されてもよい。他の既知の配置は、タッチ面の上にエミッタとデテクタを配置し、反射面を使用せずに直接光を送受信するものである。光はまた、導波管、光ファイバケーブル、または他の光学部品によってタッチ面に送達されてもよい。
【００７１】
図１１ａは、図１０ａに示すものと同様のタッチプレート１０の実施形態を示すが、タッチプレート１０が湾曲している。この実施形態では、プレートは、ｙ軸の方向において実質的に平坦なままであるが、ｘ軸に関して凹面方向に湾曲している。この実施形態では、ｘ軸は、長方形の対の長辺と平行かつ等距離に延びる軸として定義される。タッチ面の放物線または放物面の頂点は、タッチ面がタッチプレートの縁部に対して最も深いところである。ｘ軸がタッチプレートの縁部の高さに配置されている場合、プレートの曲率は、ｘ軸からタッチ面の距離を用いて測定することができる。図１１ｂは、図１１ａのタッチプレート１０のｘ軸に沿った断面図を示す。
【００７２】
図１１ｃは、湾曲したタッチプレート１０の例示的実施形態を示す。タッチプレート１０は、ｘ軸に沿って１９００ｍｍの幅を有し、ｙ軸に沿って１０７０ｍｍの高さを有する。この例示的な実施形態では、ガラスは、タッチ面がｘ軸に対して放物曲線に従うように形作られている。タッチ面２０の中点Ｏは、タッチ面の中心であってｘ軸の中点である。タッチ面２０の曲率が放物線である場合、タッチ面とｘ軸との間の最大距離ａは、タッチ面の中点Ｏにある。
【００７３】
図１１ｄは、最大許容凹面距離ａおよび最大許容凸面距離ｂを示す。最大許容凸面距離ｂは、実質的に凸であるタッチ面の一部がエミッタとデテクタ間の光の遮蔽およびタッチ信号の著しい損失をもたらす可能性があるので、重要な考慮事項であり得る。最大許容凸面距離ｂは、本実施例では負の数である。
【００７４】
一実施形態では、垂直に配向されたタッチプレートの距離ａの範囲は、タッチシステムの歩留まりや性能を向上させるために制限される。この範囲はタッチシステムのサイズに応じて設定される。ガラス形状の非放物線状のずれおよび一体化における凸状性が、凸状の一体化されたタッチ面をもたらさないようにするためには、最小値が必要とされる。タッチされた物体の良い接触検出および離脱検出を可能にするために、最終的なタッチシステムの光照射野の高さが合理的に低く保たれることを保証するには、最大値が必要とされる。好ましくは、距離ａの範囲は０〜２．５ｍｍである。
【００７５】
本実施例では、最大距離ａは凹面ガラスについては正の数である。したがって、タッチ面の曲率は以下のようにモデル化することができる。
Ｆ（ｘ）＝−ａ＋ｃｘ２
本実施形態例では、図１１ｃのタッチ面の長さ１９００ｍｍの断面とｘ軸との間の最大距離ａは２．０ｍｍである。したがって、タッチ面２０に対する理想的な放物曲線は、以下の通りである。
Ｆ（ｘ）＝５．５＊ｌ０−６＊ｘ２−２．０
ここで、Ｆ（ｘ）は位置ｘにおけるｘ軸とタッチ面との間の距離であり、ｘ軸が縁部と交差する場所では、Ｆ（ｘ）は縁部の中点でゼロである。
【００７６】
図１２ａ、１２ｂは、図１１ａに示すものと同様のタッチプレート１０の実施形態を示すが、タッチプレート１０は２軸で湾曲している。図１２ａはタッチプレート１０の平面図を示し、図１２ｂは等角図を示す。この実施形態では、プレートはｘ軸に対して凹面方向に湾曲しており、ｙ軸に対しても凹面方向に湾曲している。図１１ａに示す実施形態と同様に、ｘ軸は、長方形の対の長辺と平行で等距離にあり、タッチ面上の中点Ｏを通る軸として定義される。したがって、プレートの曲率は、ｘ軸からタッチ面の距離から測定することができる。同様に、ｙ軸は、長方形の対の短辺と平行で等距離にあり、タッチ面の中点Ｏを通る軸として定義される。したがって、この軸に沿ったプレートの曲率は、ｙ軸からのタッチ面の距離から測定することができる。
【００７７】
図１２ｃ、１２ｄは、図１２ａ、１２ｂのタッチプレート１０のｘ軸およびｙ軸に沿ったそれぞれの断面図を示す。湾曲したタッチプレート１０の例示的実施形態である。タッチプレート１０は、ｘ軸に沿って１９００ｍｍの幅を有し、ｙ軸に沿って１０７０ｍｍの高さを有する。この例示的な実施形態では、ガラスは、タッチ面がｘ軸に対して放物曲線に従うように形作られている。タッチ面１０の中心点Ｏは、タッチ面の中心であり、ｘ軸の中点と平行である。タッチ面１０の曲率が放物線状である場合、タッチ面とｘ軸との間の最大距離ａは中心点Ｏにある。最大距離ａは、本実施例における凹面ガラスの場合、正の数である。したがって、タッチ面の曲率は次のようにモデル化することができる。
ｚ（ｘ，ｙ）＝−ａ＋ｂ＊ｘ２＋ｃ＊ｘ２ｙ２＋ｄ＊ｙ２
ここでｚは、ｘ軸およびｙ軸で定義される面とタッチ面との間の距離であり、ｘとｙはガラス面内の座標である。
【００７８】
ｙ＝０（すなわち、プレートの中央）についてｘ方向に沿って測定して２．０ｍｍの最大距離でプレートの周囲に平らな周縁部を有する実施形態例では、以下のようになる。
ｚ（ｘ，ｙ）＝−２＋５．５６ｅ−０６＊ｘ２−４．７４ｅ−１１＊ｘ２ｙ２＋１．７ｅ−０５＊ｙ２
【００７９】
別の例示的な実施形態では、プレートの周囲に凹状の周辺部を有し、ｙ＝０（スクリーンの中央から短辺まで）においてｘ方向に沿って測定した最大距離２．０ｍｍと、ｘ＝０（スクリーンの中央から長辺まで）においてｙ方向に沿って測定した最大距離１．５ｍｍとを有する。上端と下端の距離が最大１．０ｍｍ、左右の端の距離が最大０．５ｍｍである。
ｚ（ｘ，ｙ）＝−２．５＋５．５６ｅ−０６＊ｘ２−２．３７ｅ−１１＊ｘ２＊ｙ２＋１．２８ｅ−０５＊ｙ２
【００８０】
図１３ａは、ｘ軸に湾曲したプロファイルを有する湾曲したタッチプレート１０のタッチ面の例示的な実施形態を横切って伝播する光のｘ軸に沿った断面図を示す。この断面図では、点光源１３１０からの光の伝播経路が示されている。点線１３２０は、デテクタ面１３４０によって受光されない点光源１３１０ａから放射された光の伝播経路を示す。実線１３３０は、デテクタ面１３４０によって受光された点光源１３１０から放出された光の伝播経路を示す。図示されるように、光の一部はデテクタの上に失われ、一部はデテクタの下に失われ、そして光の一部はデテクタ面で受光される。（タッチ面に映っている）デテクタの鏡像に向かって発光点から見ている人は、デテクタのサイズが実際のデテクタよりも２．２倍大きいと感じるであろう。この拡大効果は、軸を外した放物面鏡を用いた効果である。タッチシステムの特定のケースでは、これは、平坦なタッチ面と比較した場合、２．２倍の検出信号のブーストをもたらす。このブーストは信号にのみ適用され、他の方法でデテクタが受光する周囲光には有意に適用されない。好ましい実施形態では、タッチシステムのデテクタおよびエミッタは、（直接または間接的に）タッチ面から３ｍｍ以下であり、検出線の長さは１００から２５００ｍｍの範囲であり、入射角は９０度に非常に近い。これにより、タッチ面上の装飾、汚れ、またはアンチグレアコーティングは、反射に実用的な影響を与えないので、実際には鏡面である。
【００８１】
図１３ｂは、図１３ａのモデルの縁部における光路のｚ座標に対する点光源１３１０からの放射光の角度のグラフを提供する。デテクタ表面のｚ座標範囲が縦軸で示されている。その範囲内のｚ座標で受け取られた点光源１３１０によって放出された光は、デテクタによって受け取られる。
【００８２】
図１４ａは、図１３ａの実施形態の断面図を示す。この断面図では、第２の点光源１４１０からの光の伝搬経路が示されている。この例では、検出信号のブーストは約３．３である。図１４ｂは、第２の点光源１４１０についての図１３ｂに対応するグラフを示す。
【００８３】
図１５ａは、図１３ａの実施形態の断面図を示す。この断面図では、第３の点光源１５１０からの光の伝播経路が示されている。図１５ｂは、第３点光源１５１０についての図１３ｂの対応するグラフを示す。この例では、検出信号のブーストは約３．０３である。
【００８４】
図１６ａは、図１３ａの実施形態の断面図を示す。この断面図では、第４の点光源１６１０からの光の伝播経路が示されている。図１６ｂは、第４の点光源１６１０についての図１３ｂの対応するグラフを示す。この例では、検出信号のブーストは約２．７１である。
【００８５】
図１７ａは、図１３ａの実施形態の断面図を示す。この断面図では、第５の点光源１７１０からの光の伝播経路が示されている。図１７ｂは、第５の点光源１７１０についての図１３ｂの対応するグラフを示す。この例では、検出信号のブーストは約２．１９である。
【００８６】
図１３ａ〜１７ｂは、異なるエミッタ位置がタッチ面の異なる部分を利用することを実証している。反射体として働くタッチ面の部分は、ガラスの実際の形状、ならびにエミッタおよびデテクタ開口面１３４０の配置およびサイズに依存するであろう。
【００８７】
しかしながら、タッチプレート１０を完全な形状で製造、位置決め、または保持することはできない。したがって、タッチ面が追従する曲線と理想的な放物線状曲線との間にある程度の偏差が予想される。
【００８８】
図１８ａは、数学的に定義される放物曲線と、現実世界の放物線状のタッチ面のグラフを示す。図１８ａの例示的実施形態では、湾曲したタッチプレート１０は、ｘ軸に沿って１９００ｍｍの幅と、ｙ軸に沿って１０７０ｍｍの高さとを有する（ここで、ｘ軸とｙ軸は、図１２ａ、４ｂに示される実施形態におけるように定義される）。この例示的実施形態では、ガラスは、タッチ面がｘ軸に対して放物曲線１８１０をたどるように形作られる。タッチ面とｘ軸との間の最大距離ａは１０ｍｍである。数学的に定義された放物線は１８２０と定義されている。グラフは、点線１８２０で表される、数学的に定義された放物線と実際のタッチ面１８１０との間の偏差を示す。ここでは、実際のタッチ面は非対称に反っている。図１０ｂは、対角線の長さが２１８０ｍｍで比率が１６：９の、短辺から中央までの断面であり、熱強化ガラスは凹面距離が６ｍｍ未満、放物線偏差が０．５ｍｍ未満の最大限界値かそのすぐ範囲内である。
【００８９】
タッチ面１８１０の放物線状の適合は、Ｓ字形の誤差を有する。そのような非対称的な反りは、製造時の焼き戻しプロセスの急冷段階における搬送ローラの問題または不均一な温度分布の結果である可能性がある。
【００９０】
図１８ｂは、数学的に定義された放物曲線と図１８ａの現実世界の放物線状のタッチ面との間の偏差のグラフを示す。
【００９１】
以下の表は、最適なタッチ面の形状を得るためにタッチ面の形状に対する好ましい一連の制限を規定する。用語「反り」は、中心点Ｏと交差するそれぞれの軸からのタッチ面のｚ軸方向の距離を規定する。
2020512607.tif 000003
凸ｂは、図１８ａに示されている。放物線誤差は図１８ｂに示されている。
【００９２】
図１９ａは、数学的に定義された放物曲線と、図１８ａのものと同様のガラスとの別のグラフを示すが、図１９ａのガラスは範囲外であり、タッチシステムの製造には推奨されない。図１９ａに示す大きな凹面の１つの理由は、製造時の焼入れプロセスにおける高低の冷却パラメータの間の差が大きすぎる状態で焼戻しプロセスが実行されたことであり得る。数学的に定義された放物曲線は１９２０で定義されている。グラフは、数学的に定義された放物曲線と実際のタッチ面１９１０との間の誤差を示す。
【００９３】
図１９ｂは、数学的に定義された放物曲線と、図１９ａの現実世界の放物線タッチ面との間の誤差のグラフを示す。図１９ａの実世界の放物線状のタッチ面は、対称的であるがより高次の反り（例えば、Ｗ形）の一例を示す。そのような反りは、信号ブーストを著しく低下させる可能性があり、製造焼き戻しプロセス中の対称的な温度問題（例えば、ガラスの中心部または縁部が熱すぎる）によって引き起こされる可能性がある。
【００９４】
図２０ａは、タッチ面が放物面を形成する実施形態を示す。図２０ａでは、タッチ面の４つの角を交差する平坦面に対するタッチ面の深さを示す等高線を用いてタッチ面の上面図が示されている。各等高線に表示されている数字は、等高線の深さを表す。ｘ軸、ｙ軸、および対角線軸ｄがすべて示されている。ｘ軸は、長方形の対の長辺と平行に等距離にある軸として定義される。ｙ軸は、長方形の対の短辺と平行に等距離に延びる軸として定義される。対角線軸ｄは、１つの角から対角線上の反対側の角まで対角線上に延びる軸として定義される。この実施形態では、タッチ面１０のｘ軸、ｙ軸、および対角線ｄはそれぞれ、タッチ面の深さに対して放物線を描く。図２０ｂでは、対角線軸ｄは、左下角部から右上角部まで延びるように示されている。図２０ａの例示的実施形態では、湾曲したタッチプレート１０は、ｘ軸に沿って１９００ｍｍの幅と、ｙ軸に沿って１０７０ｍｍの高さとを有する。
【００９５】
図２０ｂ〜２０ｄは、図２０ａに示す実施形態のための任意の放物線構成を示す。図２０ｂは、ｘ軸の下およびｘ軸に対する、タッチ面の所望の放物線のグラフを示す。ｘ軸からの偏差（下軸）は、ｘ軸に沿った位置（左軸）を基準にして表示されている。図２０ｃは、ｙ軸の下およびｙ軸に対する、タッチ面の所望の放物線のグラフを示す。ｘ軸からの偏差（下軸）は、ｙ軸に沿った位置（左軸）を基準にして表示されている。図２０ｄは、対角線軸の下および対角線軸に対する、タッチ面の所望の放物線のグラフを示す。ｘ軸からの偏差（下軸）は、対角軸に沿った位置（左軸）を基準にして表示されている。
【００９６】
図２０ａ〜２０ｄに示す実施形態は、ほとんどのエミッタとデテクタの間を移動する信号に対して実質的な信号ブーストを提供するタッチ面を示している。しかしながら、タッチ面の非平坦な周縁部は、そのようなシステムの製造および組み立てをより複雑にする。
【００９７】
図２１ａは、タッチ面が図２０ａに示す実施形態のものとは別の放物面を形成する実施形態を示す。図２０ａと同様に、図２１ａは、タッチ面１０の四辺を横切る平面に対するタッチ面の深さを示す等高線を有するタッチ面の上面図を示している。各等高線に表示されている数字は、等高線の深さを表す。ｘ軸、ｙ軸、および対角線軸ｄがすべて示されている。ｘ軸は、長方形の対の長辺と平行に等距離にある軸として定義される。本実施形態では、タッチ面１０のｘ軸は、タッチ面の深さに対して放物線を描く。ｙ軸は、長方形の対の短辺と平行に等距離に延びる軸として定義される。この実施形態では、タッチ面１０のｙ軸もまた、タッチ面の深さに対して放物線を描く。対角線軸ｄは、１つの角から対角線上の反対側の角まで対角線上に延びる軸として定義される。図２１ｂでは、対角線軸ｄは、左下隅から右上隅まで延びるように示されている。図２１ａの例示的実施形態では、湾曲したタッチプレート１０は、ｘ軸に沿って１９００ｍｍの幅とｙ軸に沿って１０７０ｍｍの高さを有する。この実施形態のタッチ面の周縁部は平坦であるか、または平坦に近い。タッチ面の周縁部が平坦または平坦に近い実施形態では、いくつかの検出線の下の面は完全な放物線ではない。反りが１〜２．５ｍｍの範囲にあるほぼ完璧な一体型ガラス形状であっても、実際にはいくつかの検出線（非常に小さい部分）の方が板ガラスよりも信号が少なくなる。この小さな欠点は、重要な全体信号の改善によって相殺される。さらに、タッチ面の周縁部が平坦または平坦に近いタッチシステムは、製造および組み立てがより容易であり得る。
【００９８】
図２１ｂは、ｘ軸の下およびｘ軸に対する、タッチ面の所望の放物線のグラフを示す。ｘ軸からの偏差（下軸）は、ｘ軸に沿った位置（左軸）を基準にして表示されている。図２１ｃは、ｙ軸の下およびｙ軸に対する、タッチ面の所望の放物線のグラフを示す。ｘ軸からの偏差（下軸）は、ｙ軸に沿った位置（左軸）を基準にしている。図２１ｄは、対角線軸の下および対角線軸に対するタッチ面の所望の放物線のグラフを示す。ｘ軸からの偏差（下軸）は、対角軸に沿った位置（左軸）を基準にして表示されている。
【００９９】
上記で開示された特定の実施形態の特徴および属性は、追加の実施形態を形成するために異なる方法で組み合わされてもよく、それらすべては本開示の範囲内に入ることが明らかである。
【０１００】
本明細書で使用される条件付き用語、例えば、「できる」、「する」、「でもよい」、「することができる」などは、特に断らない限り、または使用される文脈内で他に理解されない限り、一般に、特定の実施形態が特定の特徴、要素および／または状態を含み、他の実施形態は含まないことを伝えることを意図している。したがって、そのような条件付き用語は、一般に、著者の示唆または意図なしで、特徴、要素および／または状態が１つまたは複数の実施形態に何らかの形で必要であること、または１つまたは複数の実施形態がこれらの特徴、要素および／または状態が、任意の特定の実施形態に含まれるかまたはその実施形態で実行されるべきであると企図するものではない。
【０１０１】
本発明を特定の実施形態を参照して説明した。しかしながら、上記以外の他の実施形態も本発明の範囲内で同様に可能である。本発明の範囲内で、上述したものとは異なる方法ステップを提供することができる。本発明の異なる特徴およびステップは、記載されたもの以外の他の組み合わせで組み合わせることができる。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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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５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図５ｇ】
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【図５ｈ】
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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１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５ａ】
2020512607.tif 000042
【図１５ｂ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２０ｃ】
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【図２０ｄ】
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【図２１ａ】
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【図２１ｂ】
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【図２１ｃ】
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【図２１ｄ】
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【国際調査報告】
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