JP3269628B2 - 改良された絶縁スペーサ機構をもつコンタクト・タッチスクリーン - Google Patents

改良された絶縁スペーサ機構をもつコンタクト・タッチスクリーン

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JP3269628B2
JP3269628B2 JP51015593A JP51015593A JP3269628B2 JP 3269628 B2 JP3269628 B2 JP 3269628B2 JP 51015593 A JP51015593 A JP 51015593A JP 51015593 A JP51015593 A JP 51015593A JP 3269628 B2 JP3269628 B2 JP 3269628B2
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シー． ケント，ジョエル
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、エレクトログラフセンサ（electrographic
sensor）、特にコンタクトセンサ（contact sensor）
に関する。
コンタクトセンサ、特にタッチスクリーンはコンピュ
ータの一般的な入力デバイスになりつつある。タッチス
クリーンによって、以前にコンピュータを使用したこと
がない人も、コンピュータを容易に扱うことができる。
タッチスクリーンは、車、空港、工場、ショッピングセ
ンター、病院、トレーニングセンター、銀行、食料品
店、図書館および薬局で使用されている。銀行のキャッ
シュサービス、POSシステムおよび空港で見られる、様
々な場所への方向を示したり、地元のホテルに関する情
報を提供する情報システムに、よく応用されている。
タッチスクリーンの一般的な型の１つとして、エレク
トログラフタッチスクリーン、または本明細書中に参考
として援用される米国特許第4,220,815号に記載されて
いる型のセンサがある。そのようなタッチスクリーンは
典型的には、電圧が加えられることにより電位を確定す
る可撓性材料からなる第１シートを備えている。センサ
はまた、第１シートと並置され、電圧が加えられること
により電位が確定する第２シートを備えている。尖った
ものまたは指で第１シート上を押すと、２つのシートの
選択された部分が合わさり、可撓性シートの押された部
分の軌跡に対応する電気信号が生成される。シートが押
されない時に２つのシートを離隔しておくために、複数
の離散した絶縁ボタンあるいは離散した絶縁アイランド
（insulating island）が与えられる。アイランドの大
きさおよび位置は、第１シートを押すと２つのシートが
接触するように定められる。
コンタクトセンサの問題点は、圧力がなくなっても、
２つのシートが、時折接触したままであること、つま
り、２つのシートが膠着することがあるということであ
る。シートが膠着すると、センサがその上で使用されて
いるデバイスを非動作にしてしまう。このような膠着
は、高温および／または湿気、製造上の欠陥および選択
された材料の凝集力などの環境条件から生じている。
膠着は、深刻で損害の多い問題である。膠着が生じる
と、センサ全体を取り替える必要がしばしば生じる。更
に、この問題が解決されるまで、センサを使用する機械
全体の機能が低下し、非動作になる。更に、欠陥タッチ
クスリーンによってコンピュータシステムが動作しない
と、ユーザは大きな迷惑を被る。
多くの科学的努力がこの問題に向けられてきた。検討
された解決法には、絶縁アイランドの大きさおよび／ま
たは材料を変えること、種々のシートの表面を粗くする
こと、シートの材料を変えること、およびシート上に特
別のコーティングを施すことが考えられている。実際に
使用できなかったり、高価であったり、あるいは実現が
困難であったために、これらの解決法のいずれも完全に
は満足なものではなかった。
従って、商業的に利用可能なタッチスクリーンの特質
をすべて有する、すなわち使用が簡単であり、現在購入
可能なタッチスクリーンの多くを悩ます、膠着の問題が
ないタッチスクリーンが必要とされている。
発明の要旨 本発明は、この必要性を満足するタッチスクリーン、
または電気センサに関する。本発明のセンサは、透明基
板シートおよび透明カバーシートを備える。透明基板
は、上面、下面および上面の上に形成される第１透明導
電層を有する。透明カバーシートは、カバーシートと基
板との間にギャップを挟み、第１導電層上に設けられて
いる。カバーシートは上面、下面および下面上に形成さ
れる第２導電層を有する。カバーシートは十分に柔軟
で、第２導電層の選択部分を基板の第１導電層の対応部
分と接触するように押すことが可能であり、押されたカ
バーシートの部分に対応する電気信号を生成する。
本発明の１つの実施態様では、導電層の１つは他の導
電層よりもより導電率が高く、導電率が低い導電層は
「抵抗」層である。本発明のこの実施態様では、１つの
層、典型的には抵抗層に直交電界を生じるために電気的
手段が設けられる。
本発明の２番目の実施態様では、２つの導電層は実質
的に同じ導電率を有し得る。本発明のこの実施態様で
は、手段は各層に取り付けられ、各層に電界を生じ、そ
の２つの電界は互いに直交する。
複数の絶縁アイランドはカバーシートと基板との間の
ギャップに配置され、カバーシートに圧力が加わらない
場合にギャップを維持する。本発明は、アイランドの適
切な間隔によって、２つのシートをくっつけるために要
する力を過度に増大させずに、膠着問題が大幅に減少さ
せられる、という発見に基づく。
特に、少なくとも絶縁アイランドの一部は、（ｉ）そ
の部分の各絶縁アイランドと最も隣接した絶縁アイラン
ドとの間の距離の（ii）繰返しパターンの直径に対する
比が0.65未満、好ましくは0.6未満になるように、繰返
しパターンを有する配列に配置される。「パターンの直
径」という用語は、円の内部に絶縁アイランドを含まず
に、パターンの中に描き得る最大の円の直径を指して言
う。
例えば、アイランドは、長さ（ｌ）で幅（ｗ）の長方
形の、繰返し長方形パターンを有する配列に配置され得
る。最も隣接したアイランドどうしは、距離（ｗ）離れ
ている。パターンの直径は長方形の対角線と等しく、距
離「ｄ」離れている。従って、このような構成では、パ
ターンの幅（ｗ）と直径（ｄ）との比、すなわち長方形
の対角線は0.65未満、好ましくは0.6未満である。長方
形形状では、幅（ｗ）の長さ（ｌ）に対する比は好まし
くは0.85未満、より好ましくは0.75未満である。
アイランドは正方形形状には配置され得ない。アイラ
ンドは長方形以外に、平行四辺形（長方形を含む）、六
角形、あるいはハニカムの形状に配置され得る。
故に、タッチスクリーンのコストを増大させず、かつ
タッチスクリーンを駆動する（activate）ために要する
力を過度に増大させずに、膠着問題を減少し得る。
図面 本発明のこれらのおよびこれら以外の特徴、局面およ
び利点は、以下の記載、請求項および添付した図面によ
ってよりよく理解される。
図１は、本発明による改良されたセンサの部分断面図
である。
図２〜図５は、本発明による絶縁アイランドの種々の
パターンを示す。
図６は、長方形のドットパターンを有するタッチスク
リーンを駆動する圧力（その圧力は、対応する正方形ド
ットパターンに対して標準化される）とその長方形のア
スペクト比の関係図である。
記載 本発明は、図１に示されるセンサまたはタッチセンサ
８に関して記載されている。センサまたはタッチセンサ
８の寸法は、構成要素をより分かりやすく示すために拡
張されている。図１のデバイスの基礎となる構成要素
は、米国特許第4,220,815、4,659,873、4,661,655号の
基礎的な構成要素に類似しており、これらの米国特許
は、本明細書中において参考として援用されている。し
かし、以下で詳細に示されるように、本発明は、図１の
構造とは異なる構造を有するタッチスクリーンにも適用
され得る。従って、本発明は、センサ８の構成を有する
センサのみに限定されない。
図１を参照すると、エレクトログラフコンタクトセン
サ８は、上面12、下面14および上面12上に設けられた抵
抗層16を有する基部素子または基板10を含む。基板は平
面であってもよく、または、データ処理などを備えた従
来の映像表示スクリーンまたは陰極線管18のような、曲
線状の物体の面に整合するような形状でもよい。基板10
の周囲の形状は、例えば長方形のような、映像表示スク
リーンの形状と整合するあらゆる形状であってよい。基
板10は、典型的には、硬直なプラスチック、ガラス、様
々な種類のプリントされた回路板材料または予め塗布さ
れた絶縁層を有する金属で有り得る。更に、様々なプラ
スチック材料は、柔軟なシートの形で用いられ得、適切
な硬質の表面材料上で支えられ得る。
タッチスクリーンとして、基板10は実質的には透明で
ある。基板10上の抵抗層16も、同様に透明である。米国
特許第4,071,689号に記載されているように、実質的に
透明な抵抗層16は、典型的には、酸化インジウムスズ、
または、あまり好ましくないが酸化スズ、または酸化ア
ンチモンスズのような、半導体酸化金属である。酸化イ
ンジウムスズでコーティングされた基板は、例えば、Pe
nnsylvania、BrackenridgeのLiberty Mirror社より入手
可能である。この抵抗層16は、非常に均一な抵抗率を有
し、その値は、10から10,000オーム／平方の間で選択さ
れ得る。
上面26および下面28を有する透明なカバーシート24
は、抵抗層16から少し離れている。下面28上に、導電層
30が形成されている。導電層30および抵抗層16の間に、
ギャップ32が形成されている。
上記の構成のデバイスが、例えばタッチスクリーンに
対して透明であるならば、導電層30およびカバーシート
24も透明でなければならない。不透明なセンサであるデ
バイスに対しては、透明性は必要ではない。柔軟なフィ
ルムまたはカバーシート24は、ポリエステルのような硬
直状のプラスチックかポリカーボネイトのいずれか、ま
たはエラストマーであり得る。カバーシート24は、熱形
成できるポリエステルプラスチック、または厚みが約0.
005インチ（0.125mm）のポリビニルクロライドであり得
る。
実質的に透明な導電層またはコーティング30は、抵抗
率が一般的に10から40オーム／平方である、金またはニ
ッケル金の被覆物であり得る。一方、酸化インジウムス
ズからなる導電層は、例えば、New York、IthacaのEvap
orated Metal Filmsによる、従来の真空蒸着技術によっ
て用いられ得る。カバーシート24は、米国特許第4,659,
873号に記載されているように、繊維の層でもあり得
る。
本発明は、主に、透明なタッチスクリーンに関するも
のであるが、不透明な製品および半透明な製品にも適用
可能である。製品が不透明なセンサである場合、抵抗イ
ンクをスクリーニングすることによって、つまりスプレ
ーすることまたは他のコーティング技術によって基板10
上に抵抗塗料を塗布することによって、抵抗層16を用い
ることができ、または抵抗層16は、ゴムやプラスチック
のような体積のある導電シートであり得る。
不透明のユニットでは、抵抗被膜は、典型的には、約
10から約10,000オーム／平方のシート抵抗率を有し、か
つ、デバイス８の位置的な精度要求に依存して、約２％
から25％の均一性の変化内で用いられ得る。
透明度がどのような値であってもよいなら、導電層お
よび抵抗層は銀、銅、またはニッケルでもよい。
カバーシート24は、十分に柔軟性があるので、導電層
30の選択された部分は押し下げられて、圧力をかけられ
たカバーシートの部分に対応する信号を生成するため
に、導電層16の対応する部分に接触する、即ちギャップ
32を閉じる。
「導電層」および「抵抗層」という用語は、層16およ
び30の相対的な導電率に関してのみ用いられる。両方の
層の比較的低い抵抗率を考慮すると、それらの層は、
「導電」層と見なされ、クレームでそのように記載され
ている。更に、抵抗層が基板上にある必要はなく、導電
層がカバーシートの上にある必要はない。抵抗層がカバ
ーシートの上に形成されたり、導電層が基板の上に形成
されることは、本発明の範囲内である。
抵抗層16と導電層30は、複数の小さな絶縁体アイラン
ド40によって隔てられている。抵抗層16および導電層30
の間の離隔距離を最小にするように、絶縁体40の大きさ
と配置が設定されていて、両者の偶発的な接触をさせ、
かつ、指先または小物体の小さな加圧による両者の接触
を可能にする。典型的には、そのアイランドは、約0.00
05から約0.015インチの高さを有する。アイランドの直
径は、典型的には、約0.002から約0.02インチ（0.05〜
0.5mm）である。以下で述べられるように、アイランド
の間隔のとり方は、本発明では非常に重要である。アイ
ランドとアイランドの間の全ての間隔は、アイランドの
中心から中心を測定する。
これらの絶縁体アイランド40は、あらゆる適切な絶縁
材料で形成され得る。そのような材料が、紫外線硬化イ
ンクであるなら、その材料は、従来のシルクスクリーン
または写真技術を用いて、位置づけられる。この目的に
用いられる典型的なインクは、Illinois、ChicagoのAdv
ance Exello社が製造している“Solex"である。アイラ
ンド40は、図示されているように、導電層30または抵抗
層16に付着し得る。
図示されていないが、電気的手段が、直交電位を抵抗
層16に与えるために設けられている。一方、直交電位
は、導電層30に与えられ得る。そのような手段の多く
は、米国特許第4,071,689号に記載のTalmageら、および
米国特許第3,449,516号に記載のS.H.Cameronらの手段と
して、当該技術分野では公知である。これらの特許は、
本明細書中では参考として援用されている。一般的に、
これらの電気的手段は、端に沿って抵抗層16に付着し
た、間隔を空けて配置された小さな電極、および端に沿
った各電極が実質的に同じ電位を有するように、かつ電
位が直交方式で切り替えられるように各電極に接続した
回路を含む。小さな電極の位置づけは、印加された電位
の結果、抵抗層に生じた電界が、平面表面上に投影さ
れ、直線座標系を規定するような方法で行われる。本発
明のデバイスの電極（図示されない）からの導線は、セ
ンサをケーブル（図示されない）に導通状態にしてお
く。
本発明の他の実施態様において、２つの層16および30
は、実質的に同じ導電率を有し得る。本発明のこの実施
態様において、電気的手段は、電位を各層に与えるため
に設けられていて、その２つの電位はお互いに直交して
いる。この構造を有する製品は、Elographics,Inc.製の
Ultralinear Touchscreenに対して、1990年10月26日に
提出された、米国特許出願シリアル番号第07/603,420に
記載されている。この構成においては、２つの導電層
は、抵抗率が、典型的に150オーム／平方である酸化イ
ンジウムスズから形成されている。
センサ８の操作の効果に関する２つの重要な要素は、
絶縁体アイランド40間の配置に関連していることが分か
っている。アイランドとアイランドの位置が近いほど、
特に、各アイランドが隣のアイランドと接近しているほ
ど、ギャップが閉じているときに抵抗（または導電）層
16および導電層30がくっついたままになる、つまり「膠
着」の問題が起こる可能性は低い。逆に、あるアイラン
ド40が、最も近いアイランド40と離れると、抵抗層16お
よび導電層30の間のギャップ32を閉じるのに、それほど
の力が要求されない。センサ８の性能に影響を与える他
の要素は、「ドラッグ（drag）」に対するセンサの応答
性である。即ち、デバイス８は、カバーシート24の外面
26をドラッグするとき、指または他の駆動デバイスを正
確に追従するかどうかである。一般的に、センサ８を駆
動するのに必要な力が少ないほど、ドラッグに対するセ
ンサ８の性能はより良好である。
良好なドラッグ性能とともに、非膠着および低駆動力
という矛盾する要求は、絶縁体アイランドの形状を正方
形にしないことによって、互いに両立することができ
る。特に、少なくとも一部分の絶縁体アイランド、およ
び、好ましくは全ての絶縁体アイランドは、規則的な繰
り返しパターンを有する配列に配置されている。その結
果、（ｉ）各絶縁体アイランドおよび最も隣接したアイ
ランドの間の距離の（ii）パターンの直径に対する比
は、0.65未満で、好ましくは0.6未満である。絶縁体ア
イランドは、センサ全体を通じて、規則的な繰り返しパ
ターンで、均一に配置されていることが好ましい。
絶縁体アイランドの配列に対する、様々な適切な形状
が、図２〜５に示される。例えば、図２は、平行四辺形
のパターンを有する配列を示す。そのパターンでは、各
平行四辺形の一方の辺の長さは「ｓ」であり、他方の辺
の長さは「ｌ」である。図２のアイランド48（円で囲ま
れている）に関して、あるアイランドと最も隣接したア
イランドの間の距離は、「ｓ」であり、そのアイランド
とそれから最も遠い隣のアイランドの間の距離は「ｄ」
であり、これは円49に示されるパターンの直径である。
本発明によれば、s:dの比は0.65未満で、0.6未満である
ことが好ましい。図２に示されるように、円49は、内部
にアイランドを含まないが、その周囲にアイランドを有
している。
図３は、長方形配列内の絶縁体アイランドを示し、各
長方形は、長さが「ｌ」で高さが「ｈ」である。図３の
配列は、図２の配列の特別な場合で、図２の平行四辺形
の角度がすべて90度である。図３の配列では、円で囲ま
れたアイランド50とその最も隣接したアイランドの間の
距離は「ｈ」である。一方、アイランド50とその最も離
れた隣のアイランドとの間の距離は「ｄ」で、この距離
は円51に示されるパターンの直径に等しい、長方形の対
角線である。h:dの比は0.65未満で、0.6未満であること
が好ましい。h:lの比は、0.85未満であることが好まし
いが、0.75未満であることがより好ましい。良好に機能
する長方形配列では、長さｌは0.180インチで、高さｈ
は0.130インチであると考えられている。
図４は、六角形またはハニカムパターンを有する配列
を示す。この形状において、円で囲まれたアイランド62
とその最も隣接したアイランドの間の距離は「ｓ」であ
り、パターンの直径はｄである。本発明によれば、s:d
の比は、0.65未満で、0.6未満であることが好ましい。
ハニカムの全ての側壁の長さを等しくし、ｓを約0.08
85にすることによって、膠着性および駆動のための圧力
の間の良好なバランスを有するハニカムパターンが得ら
れると考えられている。
図５は、一般的な長方形の形状のアイランドで、その
長方形の各側面には、追加の絶縁アイランドが配置され
ている配列を示す。アイランド66に最も隣接するアイラ
ンドまでは、距離「ｓ」離れており、そのパターンの直
径は「ｄ」である。従って、臨界比はs:dである。絶縁
体アイランド68については、最も隣接するアイランドま
での距離は「s'」である。アイランド68に対する臨界比
は、従ってs':dであり、この臨界比は0.65未満でなけれ
ばならない。従って、いくつかのパターンに対して、臨
界比は、全てのアイランドに対して同じではない。
使用に際しては、デバイス８は、回路を閉じる力を与
えるあらゆるデバイス、例えば、ペン、指または抵抗プ
ローブなどによって駆動され得る。
絶縁アイランド間の距離に関して設定された寸法は、
アイランドの中心から中心間の測定に基づく。曲線面に
配置された絶縁アイランドに関して測定が行われると
き、その測定は、その曲線面に沿った寸法に関して行わ
れる。絶縁アイランドを形成する好ましい方法が、シル
クスクリーンを用いたり、または同様のプロセスで行わ
れるので、シルクスクリーン鋳型が形成されるとき、シ
ルクスクリーンは平面素子として形成され、その測定
は、実際には平面で行われる。しかし、エレクトログラ
フセンサに典型的な湾曲の度合は、一般的には、比較的
小さいので、平らな面に沿った測定と曲線面に沿った測
定の間の差は、比較的小さい。
以下の実施例は、本発明の利点を示す。
実施例１ 図１のセンサ８の構造を有するセンサは、様々な長方
形のドットパターンを用いて構成される。各センサは、
Michigan、HollandのDonnely Companyから入手できる、
酸化インジウムスズの抵抗層でコーティングされた、厚
み0.125インチのガラス膜からなる基板を有する。上シ
ート24は、0.007インチの厚さのポリエステル膜であ
る。導電層30は、ニッケル金で形成されている。絶縁ア
イランドは、WR Grace Sm 3400 solder−maskから形成
されていて、表１に示される様々な間隔のスクリーンを
使って用いられる。各絶縁アイランドは、高さが約0.00
1インチで、基部の直径は約0.010インチである。
テストセンサに関しては、デバイスを駆動する力が、
デバイスの膠着しようとする傾向と共に測定される。駆
動力は、直線ボールスライド上に水平に設置された電子
圧力計によって測定される。ボールスライドおよび電子
圧力計は、共通のシャシ上に設置されている。抵抗層お
よび導電層の間のギャップが閉じるまで、ネジ機構は、
圧力計をタッチスクリーンの方へ進めるために用いられ
る。
膠着しようとする傾向は、35℃および95％の相対湿度
の条件下で、試料を15日間、エージングすることによっ
て決定される。ローラーを用いると、導電層が巻かれて
抵抗層と接触し、膠着性が、視覚的に観察される。この
ローラー膠着テストは、15日間のエージングプロセスの
間、５日ごとに行われる。
駆動力は、５つの異なる位置で、各試料に対して決定
され、５つの位置の平均が決定される。これらの結果
を、表１に示す。
実施例１の結果を、実施例２、３、４および６の結果
と比較すると、臨界比を0.65未満にすることによって、
従来の正方形の形状に比べて、膠着性が実質的に減少し
ていることが分かる。実施例２、３、４および６の結果
を、実施例５の結果と比較することによって、臨界比を
0.65よりも小さくすることは、駆動力を実質的により低
くすることにつながることが分かる。実施例１の結果を
実施例６の結果と比較することによって、本発明は、駆
動力を増加することなく、膠着性を減少することができ
る。
実施例２ この実施例は、長方形や正方形の形状を駆動するのに
必要な圧力に関して作られた理論に基づいて、どのよう
にドットパターンをカスタムデザイン（custom desig
n）するのかを示している。そのカスタムデザインは、
これらの理論的な計算から導かれた曲線に基づいてい
る。図６は、長方形を駆動する圧力と、その長方形のア
スペクト比a/bの関係図である。ここで、 Ｐ（a,b）＝「長さａおよび高さｂを有する長方形に
対する駆動圧力」 であり、 Ｐ（b,b）＝「ａ＝ｂの正方形のドットパターンを駆
動する圧力」 である。
「駆動のための圧力」は、導電層30が抵抗層16と接触
するための、カバーシート上における最大圧力である。
図６の曲線は、理論上の計算に基づき、その計算による
と、長方形を駆動するための圧力は、固定したアスペク
ト比（b/a）を有する長方形について高さｂの四乗によ
って減少すると定められている。換言すれば、長方形の
高さｂが大きくなるにつれ、圧力は、ｂの四乗により減
少する。
この理論は、以下の式を支持する。
ここで、Ｐ（a,b）/P（b,b）は、図６のそれと同じ
で、 Pactは、長方形のドットパターンｂ、ａに対する所望
の駆動圧力であり、 P0は、間隔b'を有する正方形ドットパターンに対す
る、測定された駆動圧力である。
この実施例によれば、値が0.72であるアスペクト比
（b/a）は、膠着性を最小にするのに望ましいことが知
られている。各辺が0.160インチである正方形ドットパ
ターンは、駆動圧力が十分に低いことも知られている。
上記式および図６より、各辺が0.16インチの正方形とほ
ぼ同じ駆動圧力を有し、アスペクト比が0.72である長方
形のパターンを特定することが可能である。
特に、上記式（１）においては、所望の駆動圧力（P
act）はP0、即ち、各辺が0.16インチの正方形ドットパ
ターンに対する駆動圧力、に等しいことが知られてい
る。a/b＝1/0.72（所望のアスペクト比）＝1.39である
ことが知られている。図６から分かるように、このこと
によて、Ｐ（a,b,）/P（b,b）は、約0.43に等しくな
る。この値を式１に代入すると、 0.43＝b4/（0.160）４、これにより、ｂ＝0.13とな
る。
アスペクト比は、0.72であるので、ａ＝0.13/0.72＝
0.18となる。
それゆえ、絶縁体は、0.13x0.18の長方形のパターン
を有する配列に配置されなければならない。
実施例３ 本実施例は、長方形パターンの「膠着性」が、異なる
長方形パターンの膠着性と比較してどのように決定され
得るかを示す。それは、長方形のパターンの膠着性が、
そのパターンの絶縁アイランド間の最小距離、つまり長
方形の幅、の四乗に反比例しているという決定に基づ
く。従って、実施例２の結果より、0.16x0.16の正方形
ドットパターンから0.13から0.18の長方形ドットパター
ンに変更することにより、膠着性の相対量が、（0.13/
0.16）４＝0.44という係数によって減少するという結論
を導くことができる。つまり、膠着性は、50％以上減少
している。
本発明は、重要な利点を有している。本発明は、デバ
イスが使いにくくなるほど駆動力を増加させることな
く、膠着性の問題を解決する。更に、本発明は、材料ま
たは製造プロセスを何ら変化させることなく、経済的に
膠着性の問題を解決する。
本発明は、ある好ましい実施態様を参照して、かなり
詳細に記載されたが、他の実施態様も可能である。例え
ば、本発明は、エレクトログラフセンサに限定されてお
らず、断続的に押し合わされる、間隔をおいて配置され
たシートを含むあらゆるセンサに用いられ得る。それゆ
え、クレームの主旨および範囲は、本明細書に包含され
る好ましい実施態様の記載に限定されるべきではない。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 3/03 - 3/033 G01B 7/16

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ）上面、下面および該上面に設けられた
    第１導電層を有する基板； ｂ）該基板との間にギャップを有して、該第１導電層上
    に設けられたカバーシートで、該カバーシートが上面、
    下面および該下面に設けられた第２導電層を有し、該カ
    バーシートは十分に柔軟で、該第２導電層の選択された
    部分が押されて、該基板の該第１導電層の対応する部分
    と接触して、押された該カバーシートの部分に対応する
    信号を生成するカバーシート；および ｃ）該カバーシートと該基板の間の該ギャップの中に配
    置され、該カバーシート上の圧力がない場合に、該カバ
    ーシートおよび該基板の間の該ギャップを維持する複数
    の絶縁アイランドで、少なくとも該絶縁アイランドの一
    部が、繰り返しパターンを有する配列に配置され、
    （ｉ）該部分の各絶縁アイランドとその最も隣接したア
    イランドの間の距離の（ii）該繰り返しパターンの直径
    に対する比が0.65未満である、複数の絶縁アイランド；
    を含むセンサで、 該パターンの直径は、該パターンの中に描かれ得る最も
    大きな円の直径に等しく、該円が内部に絶縁アイランド
    を含んでいない、センサ。
  2. 【請求項２】データを含む表面上に配置され、データの
    あらゆる部分のｘ座標およびｙ座標に対応する電気信号
    の生成を可能にするエレクトログラフコンタクトセンサ
    で、該センサは、 ａ）上面、下面、および該上面に設けられた透明な抵抗
    層を有する透明基板で、該下面は、該データを含む表面
    上の配置に対して形および大きさが決められる、透明基
    板； ｂ）電気回路に接続して、該抵抗層の中に直交電界を形
    成する、抵抗層に備わる手段； ｃ）該基板との間にギャップを有し、該抵抗層の上に設
    けられた透明なカバーシートで、該カバーシートは、上
    面、および下面の上に透明導電層を有する下面を有し、
    該カバーシートは十分に柔軟で、該導電層の選択された
    部分が押されて、該基板の該抵抗層の対応する部分と接
    触し、押された該カバーシートの部分に対応する電気信
    号を生成し、該カバーシートおよび該基板が、互いに膠
    着し得る材料から形成される、透明なカバーシート；お
    よび ｄ）該カバーシートと該基板の間のギャップに配置され
    て、該カバーシート上に圧力が存在しない場合に、該カ
    バーシートと該基板の間の該ギャップを維持する複数の
    絶縁アイランドで、少なくとも該絶縁アイランドの部分
    が、繰り返しパターンを有する配列に配置されて、
    （ｉ）該部分の各絶縁アイランドとその最も隣接したア
    イランドの間の距離の（ii）該繰り返しパターンの直径
    に対する比が、0.65未満の十分な値であり、その結果該
    カバーシートと該基板が互いに膠着しない、複数の絶縁
    アイランド；を含み、 該パターンの直径が、該パターンの中に描かれ得る最も
    大きな円の直径に等しく、該円が、内部に絶縁アイラン
    ドを含まない、エレクトログラフコンタクトセンサ。
  3. 【請求項３】データを含む表面上に配置され、データの
    あらゆる部分のｘ座標およびｙ座標に対応する電気信号
    の生成を防ぐエレクトログラフコンタクトセンサで、該
    センサは、 ａ）上面、下面、および該上面に設けられた第１透明導
    電層を有する透明基板で、該下面は、該データを含む表
    面上の配置に対して形および大きさが決められる、透明
    基板； ｂ）該基板との間にギャップを有し、該第１透明導電層
    上に設けられた透明なカバーシートであって、該カバー
    シートは、上面および下面の上に第２透明導電層を有す
    る下面を有し、該第２導電層の選択された部分が押され
    て、該基板の第１導電層の対応する部分と接触して、押
    された該カバーシートの部分に対応する電気信号を生成
    するために、該カバーシートが十分に柔軟であり、該カ
    バーシートおよび該基板が互いに膠着し得る材料で形成
    される、透明なカバーシート； ｃ）電気回路に接続して、該第１導電層に第１電界を形
    成するための該第１導電層に備わった手段； ｄ）電気回路に接続し、該第２導電層に、該第１電界と
    直交する第２電界を形成するための該第２導電層に備わ
    った手段；および ｅ）該カバーシートと該基板の間のギャップに配置され
    て、該カバーシート上に圧力が存在しない場合に、該カ
    バーシートと該基板の間の該ギャップを維持する複数の
    絶縁アイランドで、少なくとも該絶縁アイランドの一部
    分が、繰り返しパターンを有する配列に配置されて、
    （ｉ）該部分の各絶縁アイランドとその最も隣接したア
    イランドの間の距離の（ii）該繰り返しパターンの直径
    に対する比が、0.65未満の十分な値であり、その結果該
    カバーシートと該基板が互いに膠着しない、複数の絶縁
    アイランド；を含み、 該パターンの直径が、該パターンの中に描かれ得る最も
    大きな円の直径に等しく、該円が、内部に絶縁アイラン
    ドを含まない、エレクトログラフコンタクトセンサ。
  4. 【請求項４】請求項１または３に記載のセンサであっ
    て、 前記第１導電層および前記第２導電層が異なる導電率を
    有している、センサ。
  5. 【請求項５】請求項１または３に記載のセンサであっ
    て、 前記第１導電層および前記第２導電層が、実質的に同じ
    導電率を有している、センサ。
  6. 【請求項６】前記第１導電層および前記第２導電層は、
    実質的に同じ導電率を有する、請求項１に記載のセンサ
    であって、該センサは、電気回路に接続して、両方の導
    電層内に電界を形成するための、両方の導電層に備わっ
    た手段を含み、該電界は、互いに直交しているセンサ。
  7. 【請求項７】請求項１、２または３に記載のセンサであ
    って、 （ｉ）実質的に全ての絶縁アイランドが、繰り返しパタ
    ーンを有する配列に配置されている、 （ii）前記絶縁アイランドが均一に配置されている、 （iii）（ｉ）前記部分の各絶縁アイランドおよびその
    最も隣接したアイランドの間の距離の、（ii）前記繰り
    返しパターンの直径に対する比が0.6未満である、 （iv）前記絶縁アイランドが、カバーシートを構成する
    のに不可欠の要素である、 （ｖ）前記絶縁アイランドは、高さが0.0005から0.015
    インチ、および直径が0.001から0.02インチである、 （vi）前記基板が、陰極線管である、 （vii）前記基板が、液晶表示装置である、 あるいは、 （viii）前記基板が、エレクトロルミネッセント表示装
    置である、 という特徴のうち、１またはそれ以上の特徴を備えたセ
    ンサ。
  8. 【請求項８】前記繰り返しパターンは長方形であり、該
    長方形は、幅の長さに対する比が0.85未満である長さお
    よび幅を有する、請求項１、２、または３のいずれかに
    記載のセンサ。
  9. 【請求項９】前記繰り返しパターンは長方形であり、該
    長方形は、幅の長さに対する比が0.75未満である幅およ
    び長さを有する請求項８に記載のセンサ。
  10. 【請求項１０】請求項１に記載のセンサであって、 （ｉ）前記繰り返しパターンは、平行四辺形パターンで
    ある、 あるいは、 （ii）前記繰り返しパターンは六角形パターンである、 という特徴のうち、１またはそれ以上の特徴を備えたセ
    ンサ。
  11. 【請求項１１】データを含む表面が平面でなく、前記基
    板の下面が、平面でないデータを含む表面に沿う、請求
    項２または３に記載のセンサ。
  12. 【請求項１２】前記絶縁アイランドが前記第１導電層に
    備わっている、請求項１または３に記載のセンサ。
  13. 【請求項１３】前記絶縁アイランドが前記導電層に備わ
    っている、請求項２に記載のセンサ。
  14. 【請求項１４】請求項１、２、または３のいずれかのセ
    ンサを備える、陰極線管。
  15. 【請求項１５】接触する物体に応答する識別コンタクト
    センサであって、該センサは、 ａ）電圧が加えられることによって、電位を確定するこ
    とができる可撓性物質からなる第１シート； ｂ）電圧が加えられることによって、電位を確定するこ
    とができる可撓性物質からなり、該第１シートに並列に
    配置される第２シートで、該２つのシートは、互いに膠
    着しあう傾向の物質から形成される、第２シート；およ
    び ｃ）少なくとも該センサの一部を通して該第１および第
    ２シートを離隔する、複数の実質的に均一で個々に分か
    れた絶縁アイランドであって、該第１シート上における
    圧力によってシートが接触するように該アイランドが大
    きさを決められ、該絶縁アイランドの少なくとも一部
    が、（ｉ）各絶縁アイランドとその最も隣接するアイラ
    ンドの間の距離の（ii）該繰り返しパターンの直径に対
    する比が、0.65未満の十分な値で、該２つのシートが互
    いに膠着しない、繰り返しパターンをもつ配列に配置さ
    れる、絶縁アイランド；を含み、 該パターンの直径は、該パターンの中に描かれ得る最も
    大きな円の直径に等しく、該円が、内部に絶縁アイラン
    ドを含まない、識別コンタクトセンサ。
  16. 【請求項１６】前記繰り返しパターンは長方形であり、
    該長方形は、幅が0.13インチ、および長さが0.18インチ
    である長さおよび幅を有する、請求項１、２、または３
    のいずれかに記載のセンサ。
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