JP5663560B2 - ユーザ入力装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、概して、光学と電子工学に関する。具体的、しかしながら非排他的には、全反射（ＴＩＲ）現象を利用したタッチスクリーン装置などの、タッチ入力装置を有するＵＩ（ユーザインタフェース）に関する。

タッチスクリーンは、タッチ感機能を利用する数多くの技術に適用できる。他の種々の潜在的なオプションの中でも、例えば、容量分析法、抵抗分析法、赤外分析法、（カメラをベースとした）光学画像分析法、音響分析法、およびハイブリッド分析法が可能である。

現在、赤外分析法で光源と受信側との間の無制限の光接続を行なっているのは僅かであり、スクリーンカバーを変形する指またはタッチペンはディスプレイと検出器配置の光線に重なって、位置検出目的の光線を遮る、または、それぞれ、透明なオーバレイプレートがないバージョンの場合は、指やタッチペンが直接光線を遮ることがある。赤外分析法のタッチ検出能は、ＦＴＩＲ（漏れ全反射）現象にも依存している可能性があり、この場合、検出器に到達する光の量と分布は、例えば、制御入力の目的で指先またはタッチペンで光ガイドの表面を押して、「漏れ全反射」（ＦＴＩＲ）と呼ばれる現象、つまり、光（エネルギー）の漏れを発生させる現象によってガイドの表面にもたらされる乱れによって決まる。

図１ａは、光ガイドに関するＦＴＩＲ現象を示す。略図１０２のシナリオにおいては、光線１０４は、光ガイド１０６の壁から全反射１０８することにより光ガイド１０６内部に伝搬するように一方の端で光ガイド１０６に結合される（incoupled ?）。光線１０４は、最終的に、その遠端を介して光ガイド１０６を抜け出す。続く略図１１０のシナリオにおいては、指先１１２を光ガイドの上面に当てると、異なる方向の接点の特定の位置、例えば、光ガイド１０６の外側で、光の少なくとも一部が（指に）吸収され、拡散的に反射し、および／または、屈折し１１４、おそらくもとの光線の一部だけが鏡面的に反射し、最終的にはより早く遠端に到達する。光線１０４は、もとの伝搬方向の相互作用点１１４から後では、図では薄く表示されているが、その理由は、ＦＴＩＲの発生による上記のエネルギー損失（図の星印と小さな矢印）効果を示すためである。続いて、ＦＴＩＲに基づいた光の漏れ／損失が検出され、一般に光のＴＩＲ効果を利用するタッチスクリーンなどの位置センサー用途で使用される。

次に、周知のＳｎｅｌｌ法に由来する（Ｆ）ＴＩＲ現象の背景にあるいくつかの理論的側面について簡単に説明する。それの標準的な表記、すなわち、ｎ_１ｓｉｎθ_１＝ｎ_２ｓｉｎθ_２、を考慮すると、ｎは、媒質境界の両側での屈折率を表し、θは、媒質境界の法線に対する入射角をそれぞれ表す。屈折した光線を表すθ_２を９０°に設定して、Ｓｎｅｌｌの修正式：ｎ_１ｓｉｎθ_１＝ｎ_２による入射角に対する、いわゆる「臨界角度」を求める。一般的に、光が二つの媒質の境界領域に進入すると、その一部は屈折し、一部は反射する。但し、入射角が臨界角より大きい場合は、光は、媒質の境界でほぼ完全に反射し、その場合、入射角は、反射の法則に従って、屈折角に等しい。全反射が発生するための一般的な前提条件は、光の伝搬方向が、屈折率の大きい媒質（光学密度の高い材料）から屈折率の低い媒質（光学密度の低い材料）の時、すなわち、ｎ_１＞ｎ_２、である。

例えば、図１ａの例において、光ガイドに指を当てると、（もとの隣接する媒質２を、例えば、屈折率が約１の空気とし、一方、人間の皮膚の屈折率を１．４〜１．５とすると仮定した場合）隣接する媒質の屈折率が急激に変化し、臨界角の増加により、光ガイドのインカップリングとアウトカップリング端面間でかなりの結合損失が生じ、全反射ｎ_１＞ｎ_２の必須条件が成立しなくなる可能性がある。その結果、新旧の臨界角の範囲にある多くの光線が、実際には反射せずに屈折することがある。実際のところ、例えば、光ガイドの表面粗さは、光ガイドと指（同様に表面が不規則な）との間の密封性が完全ではないという事実に影響を及ぼす。つまり、これらの間にまだ空気が存在していることを示す。但し、いわゆるエバネッセント波カップリングのおかげで、カップリング目的に完全なシールは必要でさえない。エバネッセント波は、光ガイドから光ガイドの外部媒質境界（例えば、ガラス・空気のインタフェース）を介して、空気などの挟まれた媒質に比べて高い屈折率を有するヒトの指などの、更に近い（光波長の単位）媒質まで延び、光子トンネル現象と同様にそれにエネルギーを通す。従って、全反射は、「漏れている」と言われている。

米国特許出願第２００６／０１１４２３７号は、赤外エミッタ／レシーバを備えたＦＴＩＲタッチスクリーンを開示している。この特許に記載されている分析法の概念を、図１ｂで等角投影図として図解する。この開示された装置は、ストロボ型スキャンを利用したもので、光ガイド１０６の端部に沿って、複数の光エミッタ１２０，１２２とレシーバ１１８，１２４が配置されており、エミッタ／レシーバの対で、順次、起動／停止し（破線は、単一対のエミッタとレシーバ間の光伝搬の主な方向を示す）、光ガイドの特定の位置でタッチすると、ＦＴＩＲ現象により、動作しているエミッタ／レシーバ対の受信側で、より少量の光でそのタッチを検出できる。

キーボードやマウスなどの従来のオプションをしのぐ高度なＵＩ手段を提供している、現在利用可能なタッチスクリーンやそれに相当する分析法により示された利点や利益を否定するものではないが、これらの装置には、当然ながら、それぞれの特定の用途によって、未だに問題が存在している。例えば、従前のタッチスクリーンは、その実現および製造に要するコストが幾分か高くつく場合が多く、最終製品は、かなりのスペースを要し、また誘発的に発生する加算重量も忘れてはならない。これらは、全体的なＲ＆Ｄプロジェクトの初期段階で考慮されなければならない。前記タッチスクリーンは、例えば、携帯装置の関連では、驚くほどの余計な電力を消費する。更に、光インカップリングおよび／またはアウトカップリング構造、例えば、プリズム、反射体、格子などの付加的構造体が、光を光源から光ガイド、および／または、光ガイドからレシーバに、それぞれ通過させるために必要となる。かかる構造体は、更なる設計作業を要するだけでなく、最終製品に、とりわけ、重量、結合損失、価格などを増大させる可能性がある。

本発明の実施形態は、例えば、各種のＦＴＩＲタッチスクリーンアプリケーションを含むＴＩＲ現象を利用したＵＩ装置に関連して、従来技術の装置において明らかな上記の欠点のうちの、少なくとも一つまたは複数を軽減することを目的とする。本目的は、ユーザ入力装置を用いて概ね実現され、かかるユーザ入力装置において、光ガイドは、一つまたは複数の層を有し異なる光電子構成部品を含む電子機器で構成される基板上に、積層、成型または配置することができる。

従って、本発明の一つの態様においては、タッチスクリーンやタッチパッドなどのユーザ入力装置用構成は、
光学的に実質的に透明な屈曲フィルムまたは多層フィルムなどの基板であって、前記基板は、多くのプリント導体を含む、任意にロール・ツー・ロール加工されたプリント電子装置などのサポート電子装置を有し、電力、制御および／または通信接続を更なる電子構成部品に提供するための基板と、
前記基板に配置され前記サポート電子装置に接触している多くのエミッタおよび検出器であって、赤外線、可視光線、または紫外線（ＵＶ）をそれぞれ発光および検出するためのエミッタおよび検出器と、
前記エミッタおよび検出器が、光ガイド材料と光学的にカップリングされるように、前記基板上に積層、成形または配置などで設置された、例えば、既製のシートなどの光ガイドであって、前記光ガイドの特性が、選択された光ガイド材料の屈折率を含み、前記エミッタおよび検出器は、使用時に、エミッタと検出器の間にある光ガイド内で全反射（ＴＩＲ）現象と、検出された光から判定されるＴＩＲ性能の低下に基づいてタッチの認識を可能とするように構成されている、光ガイドと、を有する。

一実施形態において、（プラスチック）スクリーンカバーの役割を果たすこともできる光ガイドは、基板上に積層、成型、または配置および固定（例えば、接着による）された、例えば、電子フィルムであって、エミッタおよび検出器が任意に光ガイドの外側にありながら、発光して光を光ガイドに伝搬し、その伝播された光を、例えば、物理的に光ガイドに隣接した位置で受信できるように構成されている。更に、または、一つまたは複数のエミッタおよび／または検出器と、任意で、前記サポート電子装置の少なくとも一部は光ガイドの中に「沈める」（配置する）ことができる。つまり、エミッタおよび検出器の少なくとも一部は、基板に対向する光ガイドの表面の、一つまたは複数の、好ましくは、予め加工されている曲がり部、凹部、空洞、または穴に配置してもよい。

一実施形態においては、上記配置の少なくとも一部は、ディスプレイのオーバレイの役割をして、ディスプレイのユーザが上記配置（の一部）、例えば、タッチエリアまたはその「窓」部分から眺めて、所定の視角範囲内でディスプレイの内容が見えるように構成されている。前記構成は、タッチインタフェースができるようにディスプレイ上に配置されている。上記の構成は、更に、上記の二つの部分（基板部分の下層にある光ガイドのタッチエリアとディスプレイ）が実質的に物理的に接触するように、ディスプレイ構造と一体化してもよい。または、上記構成とディスプレイは、物理的に分離されてもよい。つまり、機能的な接続が提供される範囲において、例えば、両者の間に空気が存在してもよい。

従って、好ましい実施形態では、屈曲フィルムなどの基板は、ディスプレイまたはその他の光源・リフレクタを通じてユーザに向かって光を提供するように、光学的に略透明である。要求される透明度は、特定の用途によって決まる。一実施形態において、光（例えば、赤外線）の所定の波長に対する好ましい透過性は、例えば、約８０〜９５％の範囲内でよい。別の実施形態においては、基板は、光が拡散して通過するように、半透明である。更に別の実施形態においては、基板は略不透明であってもよい。この場合、本発明の配置は、光の通過には適さないが、例えば、携帯用を含む、ポータブルコンピュータのタッチパッドなどのその他各種目的の制御（タッチ）入力手段としては適しており、使用が可能である。更に、一実施形態において、中心部などの基板の一部に開口部（実質的に貫通穴と限定してもよい）を設けて、例えば、ディスプレイの光線がその貫通穴と光ガイド材料を通過して伝搬できる。従って、この場合、上記の構成は、透明、半透明、または不透明であってよく、これは、構成がディスプレイ・オーバレイとして実施される場合にも適用される。基板および／または望ましいタッチ式制御入力装置の少なくとも（カバー）表面を構成する光ガイドは、可視波長に関してユーザに対して透明でなくともよく、例えば、タッチスクリーンの代わりに、ディマスイッチ、ロック、タッチパッド、または携帯電話／ＰＤＡコントロールなどの素子の一部を構成できる。

一実施形態においては、タッチパッドは、本発明の上記構成から成る。または、タッチパッドは、多くのＬＥＤやその他の光源などの素子からなり、可視光線を実質的に（例えば、全反射なしに）光ガイドからタッチパッドのユーザに向けて発光できるように配置される。例えば、上記素子は、タッチパッドユーザを考慮して、光ガイドの下、つまり、基板上に配置することができ、または、基板が貫通穴を有する場合、上記素子が、基板の貫通穴を介し、光ガイドを通ってユーザに発光できるに配置された支持材料上に配置することができる。上記素子（例えば、上記素子のＬＥＤなどの独立した光源）および／または、望ましい設計（例えば、穿孔により可能な、例えば、形状、パターン等）の（黒）フォイルなどの、光路のオプションの一つまたは複数の中間素子により発光を制御することによって、ユーザに対して多くのアイコンまたはその他の記号（図形、文字等）を形成および表示できる。従って、アイコンや記号は、動的であってよく、例えば、対応する光源や、オプションで中間素子の起動／停止によって、起動／停止、および／または、動的な変更が可能である。光ガイドの対応する位置を押すことによって、表示されたアイコンまたはその他の記号に対応した、電子メールソフトの起動などの動作を起動させることができる。

上記またはその他のいくつかの実施形態において、導体などのサポート電子装置の少なくとも一部は、プリント電子装置を含んでもよい。但し、例えば、屈曲基板は、共通（プリントされていない）電子装置から成る本発明の実施形態に関連して、選択的または付加的に、利用してもよい。

同様に、上記またはその他のいくつかの実施例において、エミッタ、検出器、および／またはその他の構成部品や素子などの残りの電子装置の少なくとも一部は、選択されたプリント技術を用いて基板上にプリントされてもよく、例えば、ＳＭＴ（表面実装技術）、および／または、フリップチップ要素などの既製要素として、例えば、にかわやその他の接着剤で、基板に接着してもよい。

本発明の様々な実施形態において、タッチ動作は、指やタッチペンなどの起動素子を光ガイド、つまり、光ガイドそのもの、または、もしあれば、光ガイドの一番外側の追加材料層に実質的に接続することに触れておく。この接続は、各特定の実施形態により、例えば、検出器に付随する感度によって、例えば、単なるエバネッセントカップリング、または真の物理的接触、またはその両方の組み合わせを介した近距離接続から成る。

上記またはその他の実施形態において、接触を実際の「タッチ」として登録するために、本発明に係わるタッチスクリーンのユーザが、単にエバネッセントカップリングに頼るのではなく、指またはタッチペンでオーバレイ表面に物理的に接触して、タッチが、ＴＩＲ性能の低下から認識された時と同様に、誤検出などに悩まされないよう、はっきりと検出できるようにしなければならない。

タッチは、通常、動作の起動などの制御入力の目的で、タッチスクリーン装置に少なくとも機能的に結合されたターゲット装置において開始する。

光ガイドの屈折率などの一つ以上の特性は、空気などの所定の外部媒体、またはオプションとして空気を含む所定の媒体の範囲と協調して作用するように選択、および／または、設計して、結合された光にＴＩＲ効果をもたらすことが望ましい。空気の代わりに、隣接する外部媒体は、光ガイドの、一つまたは複数の、例えば、上面と下面または全て（使用されている時）の側面に、例えば、材料層を含んでもよい。材料層は、材料層から起動素子までのエバネッセントカップリングとＦＴＩＲ効果によるタッチ検出を可能にするほど十分に薄く配置できるが、ＴＩＲ効果は、既に、光ガイド材料層のインタフェースで発生することがある。更に別の実施形態では、ＴＩＲ状態の光ガイドを伝搬する光が実質的にインタフェースに反応せず、ＴＩＲが、さらに外側にある媒体（例えば、空気）インタフェースである材料層で発生するように、材料層と光ガイドの屈折率などの、一つ以上の光学特性を選択している。材料層は、例えば、光ガイドのタッチ面での触感を高め、例えば、摩擦調節などによって、起動素子の滑りを改善／低下するように構成できる。材料層は、選択的または付加的に、物理的または化学的誘発要因に対する保護層の役割をしてもよい。ＴＩＲおよびＦＴＩＲ効果がもたらされている限りにおいて、光ガイドの表面には複数の（異なる）材料層があってもよい。一実施例において、光ガイドの材料は、下層のディスプレイ素子のスクリーンカバーとして機能できる耐久性あるものが選択されている。

基板（薄いフィルムまたは厚めの基板）の特性は、光が、光ガイドと基板間のインタフェースで所定の、望ましい形で移動できるように選択してもよい。一実施形態では、ＴＩＲ状態の光ガイド内を伝搬する光が、実質的にインタフェースに反応しないように、基板と光ガイドの屈折率などの、一つまたは複数の光学特性が選択されている。一実施形態では、ＴＩＲ−伝搬光線が、光ガイド−基板インタフェースから、好ましくは、できるだけ反射するように、基盤と光ガイドの前記一つまたは複数の光学特性、例えば、屈折率、が選択されている。いずれにしても、タッチスクリーン装置のタッチスクリーンがディスプレイ上に配置されている典型的な使用例において、基板は光に対して光学的に透明であるよう、つまり、タッチスクリーン装置を通じて表示内容をユーザに示す目的で使用されている可視光線（の波長）に対して、透明であるものを選択する必要がある。

慎重なタッチを示すＴＩＲ性能の十分な低下を認識する検出レベルは、ａ）エミッタが常にオンの時、および、ｂ）指先（皮膚）などの所定の起動素子または所定の範囲の素子が光ガイドに接触した時、または、少なくともエバネッセントカップリングの範囲内にある時に、検出器での応答や変化をテストして判定できる。検出閾値は、固定または適応可能である。一実施形態において、適応閾値分析器が、絶対値の代わりに、適応基本強度レベルに対する光の検出された強度の変化を判定して、タッチを認識する。基本レベルは、長い時間ウインドウで、常時または時限的、例えば、間隔を置いて、測定できる。

前記エミッタは、例えば、ＬＥＤ（光発光ダイオード）またはＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）などの光電子構成要素を含んでもよい。

前記検出器は、例えば、フォトダイオードやフォトトランジスタなどの光電子構成要素を含んでもよい。更に、または、選択的に、ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＭＯＳ（金属酸化膜半導体）またはその他の種類のセンサーを適用してもよい。

前記光ガイド材料は、例えば、ガラスまたはプラスチックスを含んでもよい。光ガイド材料は、例えば、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＭＭＡ（ポリメチル・メタクリレート）、ＰＡ（ポリアミデ、ナイロン）、ＣＯＣ（ジクロオレフィン共重合体）、および／またはＣＯＰ（ジクロオレフィン重合体）を含んでよい。上記の材料および／またはその他の材料の一片、例えば、所定の寸法のシートまたはフィルムを基板上に配置して固定し、その上に光ガイドを設置できる。前記の一片は、エミッタ、検出器、および／または、基板上に配置されたサポート電子装置を収容するための多くの凹部、空洞、または穴を含んでもよい。

同様に、基板材料は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）、ＬＣＰ（液晶重合体）、ＰＥ（ポリエチレン）、および／または、ＰＰ（ポリプロピレン）を含有してもよい。

エミッタおよび検出器の数は必ずではないが、同じであってもよい。一実施形態において、エミッタおよび検出器は対で構成され、一つの対は、一つの起動オプションにおいて、同時に起動するように配置されてもよい。最小の場合、基板には単一のエミッタおよび検出器が配置される。

本発明の別の態様において、タッチスクリーンやタッチパッドなどのユーザ入力装置用構成を製造する方法は、
光学的に、実質的に透明なフィルムなどの基板を提供する工程と、
更なる電子構成部品に電源、制御、および／または通信接続を提供するために、多くのプリント導体を含むプリント電子装置などのサポート電子装置を前記基板に配置する工程と、
光をそれぞれ発光および検出するために、多くのエミッタおよび検出器を前記サポート電子装置に接続するよう前記基板上に配置する工程と、
前記基板上に、例えば、シートなどの既製の要素として光ガイドを積層、成形または配置して、前記エミッタおよび検出器が光ガイドの材料と光学的に結合させる工程であって、前記光ガイドの特性は、選択された光ガイド材料の屈折率を含み、前記エミッタおよび検出器は、使用時に、エミッタと検出器の間にある光ガイド内で光の全反射（ＴＩＲ）現象と、検出された光線から判定されるＴＩＲ性能の低下に基づいてタッチの認識を可能とする工程とを有する。

一実施形態において、導体などの電気配線は、屈曲フィルム基板またはその他の屈曲または硬質の基板上でプリントまたは形成されており、その後で、エミッタや検出器などの光学電気構成部品が、前記フイルムまたはそ他の種類の基板に取り付けられる、または、サポート電子装置、エミッタ、および／または、検出器などの電気構成部品が多層フィルム構造体に積層されてもよく、最終的に、光ガイド（プラスチック）が、前記フィルムまたはフィルム構造の基板に積層または配置される。または、積層された層の全てまたはほとんどが同時に一緒に積層されてもよい。前記光ガイドは、スクリーンカバーの役割をしてもよい。

積層の代わりに、本発明のタッチスクリーン構成は、射出成形などの成形を含むその他の方法で形成してもよい。この場合、サポート電子装置および、光電子光学エミッタおよび検出器などの更なる電子構成部品を含む電子装置が設置されている基板、例えば、屈曲フィルムは、射出成形工程でのインサートとして使用し、その間、光ガイド材料が、電子装置および関連する基板表面に外部被覆される。タッチスクリーン構成をホスト装置のメインボードなどの外部素子に接続するために既に基板に設置されているコネクタやコンタクトなどの一つまたは複数の接続要素は、完全に外部被覆されないか、少なくとも後でクリアする方が有利である。

既に示唆されているように、本発明の異なる態様の有用性は、各特定の実施形態による複数の問題から発生する。本発明に係わるタッチスクリーン構成を製造するための製造コストは、手頃で容易に入手可能な材料、構成部品および処理技術を広範囲で使用しているため、安価に抑えることができる。この実現可能な処理技術により、単なる試作品だけでなく上記構成の工業的規模の製造が早期に可能にする。取り巻く要素や設計に対して僅かの変更によって殆どの用途に適合させるために、上記構成は、薄く、軽量で、エネルギー節約型であってもよい。格子などの、外部にあって損失の多い、光を通過させる手段が必要でないので、エミッタ、光ガイド、および検出器の間の結合損失は最小限に抑えなければならない。上記構成の様々な実施例のタッチ検出性能は、例えば、タッチ面のホコリに対する感度が低く、優れており、マルチタッチアプリケーションも構築できる。上記構成は、既存のディスプレイまたは装置レイアウトに容易に組み合わせることができ、ホスト装置のメインボードなどの外部ターゲット構成要素とフレックスケーブルを介して便利に接続でき、そのため、将来の交換が容易にできる。更に、上記構成は、使用する材料によって、外部の衝撃に対して頑丈に製造でき、そのため、上記構成は、下層のディスプレイ素子のオプションで交換可能なスクリーンカバーの機能を果たす。更に、上記構成は、湿気および／またはほこりを含む空気などの好ましくない使用環境から密封的（防沫）隔離機能があるので、例えば、工業用自動化／電子制御装置を含む、各種の工業用途に特に適している。

「多くの」という表現は、ここでは、一（１）から始まる任意の正の整数を指す。「複数の」という表現は、二（２）から始まる任意の正の整数を指す。

以下で更に詳細に説明されている一実施形態において、上記の基本原理に従ったタッチスクリーン構成には、同様に開示されているか様々な代替機能が設けられている。

本発明の異なる実施形態は、添付の従属クレームでも開示されている。

タッチスクリーンにおける全反射現象とその利用の説明図である。 光ガイドの側面に沿って配置された複数のエミッタおよび検出器を有する先行技術のタッチスクリーン配置を示す。 本発明の一実施形態を示す。 図２ａに示されている実施形態型の線Ａ−Ａから見た典型的な断面図である。 本発明のタッチスクリーン構成を製造する一実施形態を全体的に示す図である。 本発明のタッチスクリーン構成を製造する一実施形態のフロー図を示す。 本発明に係るタッチスクリーン構成の一実施形態の上面図と下面図を示す。 本発明に係るタッチスクリーン構成を有する装置の一実施形態のブロック図である。 本発明に係るタッチスクリーン構成の一実施形態のブロック図である。 本発明に係るタッチスクリーン構成のエミッタと検出器を順次に駆動する二つの実施形態のタイミング図を示す。

次に、本発明の実施形態を、添付図面を参照して更に詳しく検討する。

図１ａと図１ｂは、本発明の背景の検討に関連して既に上記で検討されている。

図２ａを参照すると、タッチスクリーン構成の一実施形態の斜視図２０２が示される。ディスプレイのオーバレイとして実施されるタッチスクリーン構成は、導体および／または制御回路等のサポート電子装置などの電子装置２０４、および光電子工学光エミッタ、検出器およびオプションのその他の構成要素などの更なる電子素子を収容する（可撓）フィルム２０６などの基板から成る。光ガイド２０８は、その上に設けられている。以下で説明する原理は、当業者によって、タッチパッドなどのそのほかの種類のタッチを基本とした制御入力装置にも明らかに適用できることに留意する必要がある。

例えば、光ガイド材料層を基板上で電子装置に積層、成形、または配置するように一体化を適用でき、その場合、積層またはその他の望ましい光ガイド設置工程の終了時およびその後で、形成された層は、光電子構成部品などの電子装置の少なくとも一部を収容するための穴またはその他の表面輪郭を有することが望ましい。または、光電子工学構成部品は、（積層された）層の外側に残し、但し、層と光学的に結合されたままの状態になるように配置、構成（例えば、配向）することが可能である。その結果、特定の実施例に拘わらず、層はエミッタと検出器の間で光ガイドの機能を果たし、その上、下層の素子を密封／封入する。

構成の寸法Ｘ、Ｙ、Ｚは、各特定の製造および用途（例えば、ホスト装置とディスプレイレイアウト）に可能な限り適合するように選択できる。例えば、基板サイズは、約１５０ｍｍ（Ｘ）×１５０（Ｙ）ｍｍ×１２５μｍ （Ｚ）であってよく、それを基準としてさらに小さな専用部は、必要に応じて、外部被覆、積層、および／または、その他の方法で決めることができる。基板の厚さ（Ｚ）は、当然ながら、実施例によって変わり、例えば、約５０から５００μｍの範囲内にある。光ガイド２０８の厚さも、具体的な使用例によって変わるが、例えば、約１ｍｍから１０ｍｍである。剛性よりも検出感度と応答を優先する用途では、１ｍｍの厚さが望ましい。反対に、剛性と対応する付加的な耐久性を要求する用途では、５ｍｍ以上の厚さが特に状況に合う。中間的な厚さの１．５〜２ｍｍも、多くの用途、例えば、移動端末やＰＤＡに適合する。

構成とその構成要素、例えば、光ガイド２０８や基板２０６の形状は、使用する製造方法と望ましいターゲット形状に基づいて形成できる。単に典型例であるが図示の構成は、略矩形（立方形）の形状を有しており、例えば、ロール・ツー・ロール製造方法や典型的なディスプレイ用途には、特に、機能するが、例えば、円形の形状も可能であり、例えば、適切な切断加工を介して実現可能である。図示の実施例において、Ｙ軸に平行な端部は下側に向かって僅かに曲がった使用位置にあって、例えば、移動端末、ＰＤＡ（個人用携帯端末）、ミュージックプレイヤー、マルチメディアプレイヤー、産業用電子装置、および／または、自動装置などのターゲット装置に、より適合する。

図２ｂは、図２ａで示されている実施形態の線Ａ−Ａから見た典型的な断面図である。この例では、エミッタ／検出器２１０とサポート電子装置２１２を含む電子装置２０４が設置されている基板２０６の表面のほとんどを光ガイド２０８が覆っている。エミッタ／検出器１０は、基板に対向する表面部で形成されている光ガイド２０８の凹部または穴に配置できる。但し、電子装置２０４は、光ガイド２０８によって封入された状態ではない。この事実は、光ガイド２０８の右側にある単一の電子構成要素２０４と導体部によって可視化されており、導体は、基板２０６と光ガイド２０８の間の境界線に沿って延伸している厚い水平線によって示されている。電子装置２０４は、断面図の高さと幅を変えて図で示されているように、異なる寸法の要素を含んでもよい。

一実施形態では、エミッタおよび検出器２１０は光ガイド２０８の境界部付近に配置されており、光が、エミッタから出力された後、検出器で捕獲される前に、実質的に所定の方向で光ガイドの全体の長さを通過して伝搬するように配置されることが望ましい。例えば、２列のエミッタは、それぞれ、光ガイドの二つの隣接する側面に並行かつ密接して配置されてもよく、例えば、二つの隣接する側面は、図１の平面ＹＺとＸＺに平行であって、２列の検出器は、所定のエミッタが発光する光が対向する側面付近で一つまたは複数の検出器によって捕捉されるように、対向する隣接側面に対して同様に配置されている。他の実施形態では、少なくともいくつかのエミッタおよび／または検出器２１０が別の方法で配置されている。例えば、エミッタおよび／または検出器２１０は、一つまたは複数の検出器の検出器構成が、所定の中心点または中心線から特定の第一の半径（距離）を有するように放射方向に配置されており、一つまたは複数のエミッタは、同じ基準に対して別の第２の半径を有している。角度のある光ガイドの場合、検出器／エミッタは、また、その頂点（端点）付近に配置されている。望ましいタッチスクリーンまたはその他の制御入力構成の一実施形態では、ＬＥＤやＯＬＥＤなどの少なくとも一個のエミッタが、ターゲット構造体の中間に位置されており、多くの、好ましくは複数の検出器が、少なくとも一個のエミッタの周囲に配置されている。

図３ａは、非常に一般的な、本発明のタッチスクリーン構成を製造する一実施形態を示す。段階３０２において、基板に、導体、検出器、エミッタ、および必要な制御回路などの必要な電子装置が取り付けられ、基板の表面で動作する回転アームまたはノズルで示されている。アームは、例えば、フリップチップ接合装置またはインクジェットプリンタに属する。段階３０４では、光ガイドが、例えば、積層によって、基板／電子装置集合体に配置される。少なくとも、電子装置の一部を、例えば、光ガイドの凹部で光ガイドに「はめ込み」、前記一部を封入することが望ましい。この状態は、例えば、ディスプレイオーバレイとして使用できるタッチスクリーン構成の一実施形態を示す段階３０６で見ることができる。オーバレイは、ホスト装置に予め取り付けるか、そのディスプレイに設けて、必要な時に機能的に結合することができる。

図３ｂは、本発明のタッチスクリーンを製造する一実施形態のより詳細なフローチャートである。

３０８において、初期段階で、材料、構成部品および装置の選定と入手などの必要な作業が発生する。エミッタとセンサーの種類、または、例えば、その他の電子装置や基板／光ガイド／導体の材料や形状を決定する際は、ここの素子や材料の選定が一体的に機能し、全体の構成の選択した製造プロセスを乗り切れるよう特別な注意を要する。当然ながら、これらは、製造工程と構成部品のデータシートに基づき、例えば、制作した試作品を分析するなどしてチェックすることが望ましい。

参照符号３２２は、概ね、光学電子素子などを駆動するサポート電子装置や実際の光学電子素子から成る電子装置を初期の基板に取り付ける際の製造段階を指す。出来上がった（集合体の）基板は、その異なる層に散らばった上記の電子部品と素子から成る多層フィルムであってよい。中間段階の３１０と３１２は、問題となる特定の用途に最適な順序で実施できる。更に、示されている段階の中間作業は、有利と思われる場合、段階３１０と３１２の間で割り当てし直してもよい。

使用する基板は、例えば、ＰＥＴやＰＣフィルムなどの重合体を含んでもよい。適用する基板は、概ね、電子装置と光ガイド材料の観点、または、例えば、利用できる製造技術の観点から、望ましい柔軟性、構造安定性、および接着特性などのその他の要件を満たすように選択しなければならない。

選択した基板は、図示の処理段階の前、または、その間に、調整してもよい。基板は、例えば、積層、接着、または射出成形した光ガイドプラスチックなどのその他の材料との接着を高めるように調整してもよい。

３１０において、電気導体や回路などのサポート電子装置は、一つまたは複数の側面（例えば、使用時の、所定の上部、および／または、下部）で、基板上にプリントまたは成形してもよい。電子装置を設置するための可能な技術には、概ね、スクリーンプリント、回転スクリーンプリント、グラビアプリント、フレキソ印刷、インクジェット印刷、タンポ印刷、（ＰＷＢ基板を処理するときのような）エッチング、転写積層、薄膜堆積などがある。

例えば、導電性ペーストに関連して、銀系ＰＴＦ（ポリマー厚膜）ペーストを利用して、回路設計を基板上にスクリーンプリントできる。また、例えば、銅系や炭素系ＰＴＦペースとも使用できる。または、銅・アルミニウム層もエッチングで得ることができる。更に、導電性ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）やＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）ペーストを基板に焼結できる。導体の材料を選択する時は、基板の特性を考慮する必要がある。例えば、ＬＴＣＣペースとの焼結温度は約８５０から９００°Ｃであり、セラミック基板を使う必要がある。更に、銀系・金系のナノ粒子インクを使用して導体を製造できる。

可能なプリント技術に戻ると、プリント技術が異なると、例えば、使用するインク／ペーストから異なるレオロジー特性が要求されるため、ペースト／インクは、プリント技術に関連して選択する必要がる。更に、異なるプリント技術によって時間あたりのインク／ペーストの量が変わり、それがしばしば実現可能な導電性の数値に影響を及ぼす。

電子ＳＭＴ構成部品と回路または（フリップ）チップは、例えば、エポキシ系樹脂剤などの接着剤で基板に取り付けることができる。導電性（電気接触が可能）や非導電性（単なる配線）接着剤の両方を使用できる。かかる素子は、積層や射出外部被覆処理などの使用する光ガイド設定処理の圧力や温度に耐えられるように選択することが望ましい。あるいは、または、加えて、光ガイドは、基板に形成し、例えば、それに接着またはその他の方法で固定されている適当な材料、例えば、ガラスまたはプラスチック材料のシートまたはフィルムを塗布することによって設定することができる。本発明の実施例に従って使用する光ガイド材料などの材料は、エポキシ、および／または、ゾル−ゲル、または、それらに相当する成形可能性がある材料を含むことができる。

３１２では、光エミッタおよび検出器を含む光電子工学的素子を、例えば、接着剤で基板に接合する。従って、適当な印刷技術を有効利用できる。例えば、ＯＬＥＤは、インクジェットプリンタまたはその他の適用可能な装置で基板にプリントできる。前記光エミッタと検出器は、電磁放射線の所定の波長、例えば、可視波長、および／または、多くの場合、好ましい、赤外線波長などの非可視光線を発光および検出できるように構成されている。

当業者は、基板に光電子工学的装置やその他の電気装置が提供されることは、本発明の様々な別の実施形態において、図示された単なる例示段階３１０と３１２の間でも異なった違いがあり、関連する製造段階も適合しているという事実を評価されよう。例えば、サポート電子装置と光電子工学的構成部品を含む構成部品の殆どは、同じ製造段階、または、それに続く複数の製造段階において、実質的に単一の既製の回路モデルに追加できる。

有効な可撓性材料を使用して、ロール・ツー・ロール法で、少なくとも項目３２２，３１０，３１２のいくつかの実施を可能にすることが望ましい。かかる、ロール・ツー・ロール法は、例えば、輸送と保管を考慮すると、時間、費用、スペース面で更なる恩恵をもたらす。ロール・ツー・ロール法、または、リール・ツー・リール法では、光学的、および／または、電気的素子などの望ましい素子は、連続した「ロール」基板に形成できる。かかる素子は、プロセスの過程で、元のロールまたは複数の元のロールから目標のロールまでの一定または動的な速度を向上させることができるだけの長さと幅を有する。従って、基板は、後で分離される複数の製品から構成されてもよい。ロール・ツー・ロール製造法は、本発明に従って高速で費用対価のある製品製造方法を可能にすることが望ましい。ロール・ツー・ロールプロセスの過程で、いくつかの材料層を「フライ上で」接合でき、実際に接合される前、接合された時、または、接合された後で、電子装置などの前記素子を構造できる。元の層および結果的にできた帯状の集合素子は、プロセスの過程で、更に、様々な処理が実施される。層の厚さ（フィルムなどの薄い層は、ロール・ツー・ロール処理が容易な点で好ましい）と、オプションとして、その他の特性を、好ましい範囲でロール・ツー・ロールができるように選択しなければならない。

３１４では、光ガイドは、少なくとも電子装置の一部が、例えば、光ガイドの凹部に「はめ込まれる」ように、基板上に形成される。これによって、光ガイドは、かかる電子装置のカバーとして、および、エミッタと検出器の間の光搬送（ＴＩＲ）媒体として機能する。

一実施形態において、光ガイドは、既に設置されている電子装置を有する、熱可塑性重合フィルム、例えば、ＰＥＴフィルム、などの基板上に、積層され、（外部）被覆され、または配置されたＰＣなどのプラスチック材を含む。成形時に、ＰＥＴが基板上で成形されるように、基板をインサートとして、射出成形装置のモールドに塗布できる。光ガイド材料と取り付け方法は、基板上の電子装置がプロセス中に損傷を受けず、一方で、光ガイド材料が、基板にしっかりと固定され、その光学特性が所望通りであるように選択することが好ましい。

３１６と３２０において、光ガイド−基板集合体を更に加工する必要の有無を任意にチェックし、加工の必要がある場合は、必要な手順を踏む。例えば、補助材料層を、タッチスクリーン構成に追加する。一実施形態においては、光ガイド（の一部）などの構成の少なくとも一部に、ひっかきから保護する硬質コーティングを施す。および／または、ユーザの立場から、タッチ面の感触を高めるための層などの、機能的または装飾的な層、または、処理を施すことができる。更に、段階３１８では、上記構成に対してコネクタまたは（フレキシブル）ケーブルなどの付加的、および／または、外部的な素子の接続や、移動端末や制御ディスプレイなどのターゲット製品への上記構成の設置について言及している。更に、積層または外部被覆された（または、設置された／加工された）素子、光ガイド、および／または、その他の構成要素の機能に関する異なる品質チェックやテストを実施できる。

段階３１６は、例えば、電子装置や光ガイドの機能などの実時間でモニターされた構成のプロパティに基づく実時間チェックを指していないことは理解されよう。つまり、「チェック」とは、上記構成に施される処理の定義に用いる、プロセス制御データでコード化された所定のプロセス制御変数値（例えば、硬質コーティング＝真）を指すためである。

段階３１８では、この方法の実施が終了し、得られたタッチスクリーン構成を搬出できる。

図４は、本発明に係わるタッチスクリーン構成の概略レイアウトの一実施例の上面図と下面図を示す。４０２は、「上面」図を示し、４０４は、下面図を示す。図で、導体、コネクタ、チップ、及びその他の構成部品を認識でき、ここで、エミッタ・検出器の配列は、例えば、ディスプレイのタッチ領域オーバレイとして使用する、矩形で、実質的には正方形のタッチスクリーンウインドウを取り囲んでいる。

図５ａは、本発明に係わるタッチスクリーン（および／またはタッチパッド）構成から成る装置５０１の一実施形態の全体的なブロック図である。本装置は、移動端末、ＰＤＡ、産業アプリケーション用制御装置、多目的コンピュータ（デスクトップ、ラップトップ、パームトップ、等）、または、それらを有する。当業者には明らかである通り、装置５０１の各種装置は同一のハウジング内で直接に一体化されており、例えば、有線または無線接続で互いに接続できる、機能的接続性を少なくとも備えている。例えば、ディスプレイ５０４とそれに対応するタッチスクリーンは、一体型または分離型素子として装置５０１に組み込むことができる。

基本的でなければ、一つの可能性として、上記装置に含まれる機能的素子は、メモリ５０６であり、一つまたは複数の物理的メモリチップ、および／または、カードの間で分割でき、上記装置を制御、作動するために、例えば、コンピュータ・プログラム／アプリケーションの形の必要なコードから成り、更に、その他のデータ、例えば、現在の設定やユーザデータを含むことができる。メモリ５０１は、例えば、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）またはＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）実装を含んでもよい。更に、メモリ５０６は、取り外し可能なメモリカード／スティック、ＣＤ−ＲＯＭなどのフロッピー（登録商標）ディスクや光ディスク、または、外付けハードディスクを指す。

処理は、プログラマブル論理チップなどの処理／制御装置であり、メモリ５０６に保存しているアプリケーションコードを実際に実行するために、オプションとして、複数の協働または並列（サブ）ユニットを必要とすることがある。ディスプレイ５１４とキーボード／キーパッド５１２、または、キー、ボタン、ノブ、音声制御インタフェース、スライダー、ロッカー、スイッチなどのその他の補助的制御入力手段は、ディスプレイ５１４に関連するタッチスクリーン５０２（ユーザインタフェース、ＵＩ）に加えて、装置５０１のユーザに対して、データ可視手段と制御入力手段を提供する。プロセッサ５０４は、タッチスクリーン構成を制御でき、あるいは、その目的のために、選択的または付加的に、特別な制御手段を設けてもよい。データ・インタフェース５０９、例えば、無線トランシーバー（ＧＳＭ（登録商標）（大域移動通信システム））、ＵＭＴＳ（汎用移動通信システム）、ＷＬＡＮ（ワイヤレス・ローカルエリア・ネットワーク）、ブルートゥース、赤外等）、および／または、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ポート、ＬＡＮ（例えば、イーサネット（登録商標））インタフェース、または、ファイアワイヤ規格（例えば、ＩＥＥＥ １３９４）インタフェースなどの固定式／無線式接続用インタフェースが、通常、他の装置との通信に必要である。上記装置には、例えば、タッチスクリーン構成５０２と併用する各種の補助素子５１０を含めてもよい。更なる機能を装置に追加でき、それぞれの特別な実施例に応じて機能を変更できることは言うまでもない。

図５ｂは、本発明に係わるタッチスクリーン構成５０２の一実施形態のブロック図である。このタッチスクリーン構成は、装置５０１の残り部分または類似のホストシステムを考慮して、実際には、独自、外部、および／または、共用の制御手段またはその他の手段を有する。例えば、プロセッサ５０４は、タッチスクリーン５０２も制御できる。つまり、光ガイド／基板構成のサポート電子装置との必要な接続が提供されれば、５０４＝５１２である。

構成５０２は、例えば、実際のタッチスクリーンオーバレイ５２２のエミッタを駆動する「デマルチプレクサ」５１６のようなコントローラスイッチを有してもよい。つまり、デマルチプレクサは、所定のタッチ面（領域）とエミッタ／検出器配置、または、その他のパターンから成る機能的部分である。構成５０２は、プロセッサ５２４によって制御され、プロセッサ５２４は、付加的または選択的に、上記の装置５０１の他の機能も制御する共用ユニット５０４を指す。規定されたコントロールはＬＥＤセレクタおよびＬＥＤドライバ信号として示される。さらに、検出器はプロセッサ５２４またはいくつかの他のプロセス手段により、例えば、マルチプレクサスイッチ５１８を経て制御されうる。規定されたコントロールは「検出器選択」信号として示される。図示された「信号データ」信号などの得られた検出器信号は、プロセッサ５２４またはプロセッサ５０４のようないくつかの他のプロセス手段に転送する前に、増幅、フィルター、および/またはＡ／Ｄ変換５０２のようなプレ加工をしてもよい。図示された構成要素はさらに、例えばデータケーブルを有するかもしれないコネクタやコンダクタを経て、同じ基板に配置または実装されたタッチスクリーンの外側にある素子に対する接続部材を有してもよい。１つのそのような接続は図中に「位置アウト」として図示されている。

当業者は、図５ａおよび５ｂの視覚化したブロックの機能性は、図示されたもの、および／または、実施形態による他の要素間で異なるように分けられた実際の環境にあるかもしれない、と認識するであろう。

図６は、タッチスクリーン配置のエミッタおよび検出器を順次運転するための２つの実施形態の単なる代表的なタイミング図しか示していない。参照符号６０２でマークされている例では、フォトレジスタやフォトダイオードなどのエミッタとそれに対応する検出器のＬＥＤまたはその他のタイプが、制御信号の上下移動で可視できるように、実質的に、同時に作動する。エミッタ／検出器の対は、１対のみが同時に作動する形で連続して順次作動する。これは、タッチの検出と位置決めを目的としている。

具体例として、チャンネルは、ＸまたはＹ方向のエミッタ−検出器対として定義され、ＸとＹが、前記エミッタおよび検出器で囲まれた矩形のタッチ表面領域（ウインドウ）６０６の２本の境界線とそれぞれ平行な２本の直交軸を定義する。特定の位置依存型のチャンネルにおける信号は、対応する検出器で検出された特定のエミッタから発光される光の強度レベルに基づく。図では、タッチ表面領域６０６の対向側のＸおよびＹ軸に平行に３個のエミッタおよび検出器が配置されており、タッチ表面領域６０６は、それぞれ光ガイド面を横切るチャンネルを表す垂直および水平方向の破線で示されている。

全てのエミッタと検出器を常時オンにして、光ガイドの全体のタッチ領域上の特定のエミッタとそれに対応する検出器の間を延伸する特定のタッチ面「ストリップ」とリンクしている、特定のチャンネルに対応する領域をタッチすると、検出器が、他の作動しているエミッタから過度の光を捕捉し、当然ながら、タッチ認識、位置決め、構成感度が低下する。従って、前記エミッタには、チャンネル単位でパルスが送られることが望ましい。
・ 時間ｔｐの間、ＬＥＤ Ｘ１をオンにして、同時に、センサーＸ１の信号を読み取る。
・ 必要に応じて、ある時間の間、待ち時間を適用する。
・ 時間ｔｐの間、ＬＥＤ Ｘ２をオンにして、同時に、センサーＸ２の信号を読み取る。
・ 必要に応じて、ある時間の間、待ち時間を適用する。
・ 時間ｔｐの間、ＬＥＤ Ｙ１をオンにして、同時に、センサーＹ１の信号を読み取る。

（Ｘｔ， Ｙｔ）を交差するチャンネルに対して決定的な信号減衰が検出された場合、光ガイド上のタッチ位置を関連するディスプレイの対応する位置にプログラム的にマップできる。また、複数の交差点を慎重な複数の同時タッチ、または、大きな指やタッチペンによるタッチに対してマップできる。

光電子工学的構成部品の典型的な立上がり／立下り時間は、数ミリ秒程度である。従って、約０．５ミリ秒未満のパルス時間は、ハードウェアで容易に達成できる。テストした設定例（１２チャンネル）において、一回の全シーケンスに要する全体的な時間は、約０．０１秒未満に抑えることができた。これは、殆どのアプリケーションにとって、十分に速い時間である。

参照符号６０４でマークされている例では、「クロストーク」シーケンスが用いられており、１個のＬＥＤが、複数の検出器、この場合、３個の検出器に対応している。つまり、ＬＥＤに実際に対向している「主」検出器が１個と、それに隣接する検出器が２個である。シーケンス時と特定のエミッタの起動中に、エミッタと３個の検出器から成る次のグループに移動する前に、対応する３個の検出器が、図示のように、順次読み込まれる。一部の検出器は、複数のエミッタに対応している。つまり、グループは、検出器に対して重複している。この手順により、検出器で捕獲された光の一時的および位置的な配置（グループの各検出器でローカルの一時的な強度レベル）が分析できるため、得られた解像度が、少なくとも中央付近で両方向（Ｘ／Ｙ）に倍増できる。更に、グループ構成（例えば、グループ当たり、複数のエミッタと複数の検出器）も可能である。

タッチ認識とローカリゼーション機能に加え、タッチ強度、または、圧力、つまり、指やタッチペンが光ガイドをどの程度強く押したかをモニターして、ターゲット装置を制御することもできる。圧力は、例えば、検出器で、ＦＴＩＲをベースとした光強度損失（つまり、ＦＴＩＲ損失が増えるとタッチ圧力が大きくなる）の量と、任意で性質から推定することができる。

関連するプロセス変数や設定の点で本発明を考察すると、実施したテストに基づいて更なる指針を与えることができる。基板がＰＥＴで、例えば、基板上に外部被覆するＰＥＴや光ガイドプラスチックがＰＣであるとき、溶けたＰＣの温度は約２８０〜３２０℃であり、モールド温度は、約２０〜９５℃、例えば、８０℃である。使用する基板（フィルム）とプロセス変数は、基板がプロセス中に溶けずに、実質的に固体の状態を維持するように選択すべきである。基盤は、しっかりと固定されている状態でモールド内に配置されなければならない。同様に、予め設置した電子装置も、成型時に静止状態を維持できるように基板に固定する必要がある。

いくつかの実施形態では、光エミッタとそれに対応する光検出器との間の零次方向（反射のない直接路）を、同じ目的で特定のエミッタ／検出器アライメントに加えて、または、使用する代わりに、マスクなどの特殊なブロック構造によって、ブロックできる。これは、検出器のＴＩＲ伝搬光の相対的比率を高めることを目的とするが、光ガイドの表面（または、対応する被覆面）のＴＩＲ現象が、指（指先）、または、タッチペンのタッチにより乱れたときに、ＦＴＩＲをベースとした損失の検出を容易にする。

同様に、ブロック構造によって、外部の好ましくない光（例えば、日光やディスプレイの照明）から検出器を保護することができる。

本発明の範囲は、添付のクレームおよび相当する文書によって確定される。当業者には、本明細書で明確に開示されている実施形態は、例示的な目的としてのみ解釈され、本特許の範囲は、本特許のそれぞれの特定用途に適合した、更なる実施形態、実施形態の組む合わせ、変更、または、相当する実施形態を対象とすることを理解できよう。例えば、一つの分析法では、単にサポート電子装置またはその一部、および／または、エミッタ／検出器の一部が、光ガイド材料で覆われている。この場合、残りの（一部の）エミッタ／検出器は、別の位置、好ましくは、未だ基板上にあって、外部被覆された光ガイドに、少なくとも光学的に結合されている。この結合は、エミッタ／検出器と光ガイドの間（例えば、エミッタ／検出器と光ガイドの間の狭い隙間や直接接触）で、または、専用のインカップリング、および／または、格子などのアウトカップリング構造を介して直接に生じる。

Claims (10)

1. ユーザ入力装置用構成（２０２，５０２）であって、
   基板（２０６）と、
   光をそれぞれ発光および検出するために、サポート電子装置（２１２）に接触するように前記基板（２０６）上に配置された複数のエミッタおよび検出器（２１０）であって、前記サポート電子装置（２１２）は、前記エミッタおよび検出器（２１０）に対して、電源、制御、および／または、通信接続を提供し、前記サポート電子装置（２１２）は基板（２０６）上に配置される、エミッタおよび検出器（２１０）と、
   前記エミッタおよび検出器（２１０）が、光ガイド材料と光学的にカップリングされるように、前記基板（２０６）上に積層された光ガイド（２０８）であって、前記エミッタおよび検出器（２１０）は、積層された光ガイド材料層の外側に残されるが、前記光ガイド材料層と光学的に結合されたままの状態になるように配置され、前記光ガイドの特性が、選択される光ガイド材料の屈折率と、使用時に、前記エミッタと検出器との間の光ガイド内で全反射（ＴＩＲ）型の光伝搬と、検出された光から判定されるＴＩＲ性能の低下に基づくタッチの認識を可能にするように構成されていることを含む、光ガイドと、
   を備える、構成。
2. 前記基板（２０６）が、サポート電子装置、エミッタ、および検出器を備える多層基板である、請求項１に記載の構成。
3. 前記基板（２０６）に対向する前記光ガイド（２０８）の表面が、少なくとも１つのエミッタまたは検出器の少なくとも一部を収容するための凹部または穴を設けられている、請求項１または２に記載の構成。
4. 前記光ガイド（２０８）の所定のタッチ面（６０６）が、追加の保護材料層つまりタッチ感を改良するように構成された層を設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の構成。
5. 前記構成が、ＴＩＲ状態時の、所定のまたは適応的に判定された基本的な受信レベルおよび／または分布に照らして、１つ以上の検出器で捕捉された光強度レベルおよび／または分布のＦＴＩＲ（漏れＴＩＲ）により誘起される低下から、タッチを認識することと、タッチを位置づけることと、タッチ圧を判定することと、を可能にする、請求項１〜４のいずれかに記載の構成。
6. 前記エミッタが、少なくとも１つのＬＥＤ（発光ダイオード）またはＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の構成。
7. 前記検出器が、フォトダイオード、フォトトランジスタ、および、イメージセンサからなる群から選ばれる少なくとも１つの素子を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の構成。
8. １つのグループにおいて、少なくとも１個のエミッタが、前記光ガイド（２０８）の表面に対するタッチを位置決めする際に解像度を高めるため、複数の検出器に関連付けられるように、グループで順次に起動および停止（６０４）するように構成された複数のエミッタおよび検出器を備える、請求項１〜７のいずれかに記載の構成。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の構成、および、前記構成に関連付けられたディスプレイおよび／またはタッチパッドを備える電子装置（５０１）であって、前記装置が、更に、移動端末、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）、ミュージックプレイヤ、マルチメディアプレイヤ、ポータブルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、パームトップコンピュータ、ポータブルラジオ、および産業用途用制御装置からなる群から選ばれる１つの素子を備える、電子装置。
10. ユーザ入力装置用構成を製造するための方法であって、
    基板を提供する段階（３０８）と、
    前記基板上にサポート電子装置を配置する工程（３０２、３２２、３１０）であって、前記サポート電子装置は、複数のエミッタおよび検出器に電源、制御および／または通信接続を提供する、段階（３０２、３２２、３１０）と、
    光をそれぞれ発光および検出するために、前記エミッタおよび検出器を前記サポート電子装置に接触するように前記基板上に配置する段階（３０２、３２２、３１２）と、
    前記エミッタおよび検出器が光ガイド材料と光学的に結合されるように、光ガイドを前記基板に積層する段階（３０４、３１４）であって、前記エミッタおよび検出器は、積層された光ガイド材料層の外側に残されるが、前記光ガイド材料層と光学的に結合されたままの状態になるように配置され、前記光ガイドの特性は、選択された光ガイド材料の屈折率と、使用時に、前記エミッタと検出器の間の光ガイド内で、全反射（ＴＩＲ）型の光伝搬と、前記エミッタおよび検出器が検出された光から判定されるＴＩＲ性能の低下に基づくタッチの認識を可能にするように構成されていることを含む、段階と、
    を含む、方法。
    

Images