JP2013524316A - ベゼルレスな弾性波タッチ装置 - Google Patents

Abstract

表面弾性波（レイリー波タイプまたはラブ波タイプ）を伝搬させることができる基板を含んだ弾性波タッチ装置が供される。基板は、正面側の表面、背面側の表面、正面側の表面と背面側の表面との間に形成された湾曲した接続表面を有している。また、本発明の弾性タッチ装置は、少なくとも１つの弾性波トランスデューサーおよび少なくとも１つの反射アレイを有している。弾性波トランスデューサーおよび反射アレイは、基板の背面側表面の背後に設けられている。弾性波トランスデューサーは、反射アレイへと表面弾性波を送信することができたり、あるいは、反射アレイから表面弾性波を受信することができたりする。反射アレイは、基板の湾曲した接続表面を介して表面弾性波が基板の背面側の表面から伝搬または正面側の表面を横切るように伝搬するように、表面弾性波を弾性的に結合させることができる。本発明の特定の態様に従ってエッジ感知タッチ機能を有する種々の弾性波タッチ装置を供すことができる。

Description

関連出願の相互参照

本願は、米国特許出願第13/012,513（2011年1月24日出願）および米国特許出願第12/732,132号（2010年3月25日）の優先権を主張する。

発明の分野

本発明は、弾性タッチセンサー・システムの分野に関する。より詳細には、本発明は、表面弾性波タッチスクリーン、タッチモニターまたはタッチ計算デバイスに関する。

タッチスクリーンまたはタッチモニターなどのタッチセンサー・システムは、情報案内所、コンピューター、レストランのオーダーエントリー・システム、ビデオ・ディスプレイ、標識、モバイル機器などの用途に用いられる双方向コンピューター・システムのための入力デバイスとして機能し得る。タッチセンサー・システムまたはタッチスクリーンは、コンピューター機器に組み込まれており、それゆえ、コンピューター、ビデオ・ディスプレイ、標識またはモバイル機器を含む相互に作用するタッチ可能なコンピューター機器として利用される。

有力なタッチセンター技術は、抵抗式、容量式および弾性波式の技術である。表面弾性波を用いる超音波タッチセンサーなどの弾性波タッチセンサーは、タッチ感知表面の耐久性が高く表示画像の光学的劣化が最小となることが求められる用途では特に有用である。

多くの弾性波タッチセンサーが存在する。例えば、弾性波タッチスクリーンの１つとして、平行な表面結合波またはプレート波を同時に発生させる基板の第１周縁面に沿って位置付けられたトランスミッターのアレイを有するタッチ基板を含んでいる（平行な表面結合波またはプレート波は、基板の第２周縁面の第１アレイとは反対側に位置付けられた対応する検出器のアレイへとパネルを通って直接的に伝搬する）。トランスデューサー・アレイの別の対は、第１セットに対して直角の角度を成して基板表面に設けられている。あるポイントで基板表面をタッチすると、そこを通過する波が減衰するので、トランスデューサー・アレイの２つのセットからの出力を解析することによって、タッチ座標を示すことができる。このような種類の弾性波タッチ位置センサーは、ＷＯ94/02911（トダ）に開示されており、かかる文献の内容は引用することにより本明細書に含まれる。

弾性波タッチセンサーの別の例は、アドラータイプ（Adler-type）の弾性波タッチスクリーンである。かかる弾性波タッチスクリーンは、位置表示として信号を空間的に広げて摂動の一時的な側面を解析することによって、トランスデューサーを効率的に用いている。従って、典型的な矩形のタッチスクリーンは、トランスデューサーを２セット含んでいる。かかる２セットのトランスデューサーの各々は、基板によって規定される物理的なデカルト座標系のそれぞれの軸に対して整列した異なる軸を有している。弾性波パルスまたはパルス列は、１つのトランスデューサーによって発生させられ、反射要素のアレイと交差する軸に沿って伝搬する（例えば、狭いレイリー波として伝搬する。尚、反射要素は、４５°の角度を成し、弾性波パルスの波長の整数に応じて離隔されている）。アレイにおける各々の反射要素は、軸に垂直な経路に沿う波の一部を反射させて、それによって、
タッチ検知のための基板の正面側表面に広いタッチ領域を超えて反対側の反射要素およびトランスデューサー（第１のアレイおよびトランスデューサーと鏡像関係にある反射要素およびトランスデューサー）へと波を向かわせる（尚、アレイの次の反射要素への通過を可能としつつ波反射が行われる）。鏡像関係にあるアレイのトランスデューサーは、双方のアレイの反射要素によって反射させられ、発せられたパルスに対して非平行にされた「徐々に変化する波部分」の重ね合わされた部分から成る弾性波を受信する。このようにして、減衰した波が生じた座標位置を特徴付ける時間分散情報を維持しつつ、弾性波は集められる。センサーのアクティブ領域における波経路は特徴的な時間遅れを有しており、それゆえ、タッチ検知領域をタッチする物体によって減衰された波経路は、複合的にリターンする波形態にて減衰の時間的タイミングを測定することによって判明し得る。アレイおよびトランスデューサーの第２のセットは、第１のセットに対して直角を成すように設けられ、同様に作動させられる。びトランスデューサーの軸は基板の物理的な座標軸に対応し、リターンする波の減衰の時間的タイミングが、基板上の位置のデカルト座標を示す。座標は、減衰物体の二次元的なデカルト座標位置を決定するためにシーケンス的に決定される。表面へのタッチが表面でパワー密度を有する表面拘束波またはプレート波を減衰させるという原理に基づいてシステムは作動している。基板を横切るように移動する波の減衰によって、特徴的な時間的な期間にて受信トランスデューサーへ影響を及ぼす波の対応する減衰が引き起こされる。従って、コントローラーは、座標位置を決定するために減衰の一時的な特徴を検知することのみを必要とする。測定は、デカルト座標位置を決定するために、シーケンス的に２つの軸に沿って行われる。また、アドラータイプのタッチセンサーにてボーダー幅を減じるべく、弾性波のガイド効果を利用することは知られている。米国特許第4,642,423号、同4,644,100号、同4,645,870号、同4,700,176号、同4,746,914号、再発行特許第33,151号、同第6,636,201号を参照されたい（尚、かかる文献の内容は引用することにより本明細書に含まれる）。

弾性波タッチシステムのこれらの例は、典型的には、基板の表面上および基板の表面に沿って配置された多くの操作可能な要素（マルチプルなトランスデューサー、あるいは、１つのトランスおよび反射アレイ）を有している。外界環境または外的物体からの露出に起因した損傷を防止するために、これらの周縁に設けられる操作可能な要素は、ベゼルによって隠されて保護される（ベゼルは、基板の正面側表面に設けられたこれらの要素が覆われ封止されるように設けられる。それゆえ、基板表面のアクティブなタッチ領域のみが可能なタッチ入力のために露出している）。このような種類の弾性波タッチシステムは、アクティブなタッチ領域（タッチセンサーの下方でディスプレイと重なっている透明なタッチセンサーの一部）に対してのみタッチ入力処理されることに制限されている。

タッチシステム・デバイスの市場では、デバイスの美観のみならず頑丈性や信頼性（かかるデイバスの特徴的な機能の信頼性）がますます重要になってきている。それゆえ、かかるデバイスのタッチスクリーンの周縁部に設けられるベゼルのサイズを小さくするために、種々の試みが行われている。しかしながら、タッチ・デバイスは、常套的にはデバイスの正面にベゼルを依然有している（ベゼルの形状プロファイルが低減したり、および／またはボーダー幅が薄くなったりしているといえども、タッチ・デバイスは依然ベゼルを有している）。

それゆえ、アクティブなタッチ領域に設けられるタッチ機能を超える付加的なタッチ機能特徴が供されるベゼルレスな（またはベゼルが少ない若しくはベゼルがない、bezel-les）弾性波タッチシステムを有することが望まれている。

特定の態様によれば、本発明では、弾性タッチ装置が供される。かかる本発明の弾性タッチ装置は、表面弾性波を伝搬させることができる基板を含んでいる。基板は、正面側の表面、背面側の表面、正面側の表面と背面側の表面との間に形成された湾曲した接続表面を有している。また、本発明の弾性タッチ装置は、少なくとも１つの弾性波トランスデューサーおよび少なくとも１つの反射アレイを有している。弾性波トランスデューサーおよび反射アレイは、基板の背面側の表面の背後に設けられている。前記弾性波トランスデューサーは、反射アレイへと表面弾性波を送信することができたり、あるいは、反射アレイから表面弾性波を受信することができたりする。反射アレイは、基板の湾曲した接続表面を介して基板の背面側の表面と正面側の表面との間にて表面弾性波が伝搬するように、表面弾性波を弾性的に結合させることができる。

本発明のかかる又は他の態様を十分に理解するために、添付図面で例示されるような種々の特定の態様についての詳細な説明を参照されたい（尚、図面は実際のスケールとはなっていない）。

図１は、本発明の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーまたは弾性波タッチスクリーンの簡略化された断面図である。 図２（ａ）および図２（ｂ）は、それぞれ、本発明の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの正面側図および背面側図である。 図３（ａ）〜３（ｃ）は、本発明の種々の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板の異なるように湾曲した接続表面の一部断面図である。 図３（ｄ）は、図３（ａ）の異なるように湾曲した接続表面上を移動する表面弾性波の性能をレジする実験測定図である。 図３（ｅ）は、図３（ｂ）の異なるように湾曲した接続表面上を移動する表面弾性波の性能をレジする実験測定図である。 図３（ｆ）は、図３（ｃ）の異なるように湾曲した接続表面上を移動する表面弾性波の性能をレジする実験測定図である。 図３（ｇ）は、本発明の特定の態様に従って使用され得るグライディング・ツール１７で製造される弾性波タッチセンサーの基板の不適切に処理されたエッジの一部断面図である。 図３（ｈ）は、本発明の別の特定の態様に従って使用され得るグライディング・ツール１８で製造される弾性波タッチセンサーの基板の処理されたエッジの一部断面図である。 図３（ｉ）および３（ｊ）は、本発明の更なる特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板の異なるように構成された湾曲した接続表面の一部断面図である。 図４は、本発明の別の特定の態様に従った弾性波タッチ・デバイスの簡略化された断面図である。 図５は、本発明の別の特定の態様に従った弾性波タッチ・デバイスの展開斜視図である。 図６（ａ）および６（ｂ）は、それぞれ、本発明の特定の態様に従ったベゼルレスな波タッチ・デバイスのためのコーナー構成および取付けスキームの一部断面図および一部平面図である。 図６（ｃ）は、本発明の別の特定の態様に従ったベゼルレスな弾性波タッチセンサーのためのコーナー構成および取付けスキームの一部断面図である。 図６（ｄ）は、本発明の特定の態様に従った案内所システムなどの別のシステムの一部として供されるベゼルレスな弾性波タッチセンサーの正面図である。 図６（ｅ）は、本発明の特定の態様に従った案内所システムなどの別のシステムの一部として示されたベゼルレスな弾性波タッチ・センサー（面一取り付けの直前）の封止スキームの一部断面スライスの斜視図を示している。 図６（ｆ）は、図６（ｅ）の態様に従った案内所システムなどの別のシステムの一部として取り付けられるように示されたベゼルレスな弾性波タッチセンサーの取付けスキームの一部断面スライスの斜視図を示している。 図６（ｇ）および図６（ｈ）は、本発明の他の特定の態様に従った案内所システムなどの別のシステムの一部として取り付けられるように示されたベゼルレスな弾性波タッチ・デバイスのための２つの他の取付けスキームの一部断面スライスの斜視図を示している。 図７は、本発明の本発明の特定の態様に従ったエッジ感知タッチ機能を備えたベゼルレスな弾性波タッチ・デバイス（タッチモニターなど）の斜視図である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ、本発明の別の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板の正面側図および背面側図である。 図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ、本発明の更に別の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板の正面側図および背面側図である。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、それぞれ、本発明の更に別の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板の正面側図および背面側図である。 図１１（ａ）〜１１（ｄ）は、それぞれ、本発明の別の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板の正面側図および背面側図である。 図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、それぞれ、本発明の更に別の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板の正面側図および背面側図である。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に関連する本発明の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板のび背面側表面のコーナーの平面図（一部拡大図）である。 図１３は、本発明の特定の態様に従って弾性的に良性な層の厚さの関数として弾性波タッチセンサーの波速度をプロットしたグラフである。

特定の態様の詳細な説明

本発明では、タッチスクリーンや他のタッチセンサーまたはタッチ・デバイス（例えば、タッチ・コンピューター、タッチディスプレイ、標識またはモバイルタッチデバイス）であり得るタッチセンサー装置が供される。かかるタッチセンサー装置では、“表面弾性波”を発生させるために弾性波トランスデューサー（たとえば圧電要素）が使用されている。ここでいう“表面弾性波”は、レイリータイプの波、ラブタイプの波または他の表面拘束弾性波を意味している。

レイリー波は、タッチ表面に拘束されていることに起因して、タッチ表面で有用なパワー密度を維持している。レイリー波は、垂直方向の波成分および横断方向の波成分を有する波であって（基板粒子が波伝搬の軸を含む垂直面にて楕円パスに沿って動く）、また、基板深さが深くなるにつれて波エネルギーが減少する波である。剪断力と圧力・張力の双方はレイリー波に関連している。数学的にいえば、レイリー波は、半無限媒質においてのみ存在する。有限厚さの実際の基板では、生じる波は、より正確には“疑似レイリー波”と称される。ここで、レイリー波は理論的にのみ存在するので、かかるレイリー波は疑似レイリー波を示している。技術的な目的のためには、基板が３レイリー波波長または４レイリー波波長の厚さを有していれば十分であり、それによって、目的とする距離にわたってレイリー波伝搬がサポートされる。

レイリー波と同様、ラブ波は「表面拘束波」である。即ち、ラブ波は、ある表面によって拘束またはガイドされた波であって、基板が十分に厚いならば他の基板の他の面によっては影響されない。レイリー波と違って、ラブ波の粒子運動は水平的である。即ち、ラブ波の粒子運動は、タッチ面に平行であり、伝搬方向に垂直である。剪断力のみがレイリー波に関連する。

記載の点に鑑みて、レイリータイプの波を用いるアドラータイプの弾性波タッチスクリーンを特定の態様に従って説明する。しかしながら、他の態様では、アドラータイプでない弾性波タッチスクリーンまたは他のタイプの表面弾性波（ラブ波など）を用いる弾性波タッチスクリーンが用いられ得る。

図１は、弾性波タッチセンサーまたは弾性波タッチスクリーン１を簡略的に表した断面図である。図２（ａ）および２（ｂ）は、それぞれ、本発明の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板５の正面図および背面図である。図２（ａ）は、弾性波タッチセンサーの正面側の表面１０の平面図であるが、そこでは、図２（ｂ）に関連するフレームが点線で示されている。図２（ｂ）は、弾性波タッチセンサーの背面側の表面１５の平面図であるが、そこでは、トランスデューサー３５が実線で示されている。更にフレームについては、図２（ａ）および２（ｂ）ではＸ−Ｙ座標軸が示されている。

図１に示されるように、タッチセンサー１は、正面側の表面１０、背面側の表面１５、および、「湾曲した接続表面２０（正面側の表面１０の周縁部１４と背面側の表面１５とを結合する接続表面２０）」を有している。かかる「湾曲した接続表面２０」は、図３（ａ）〜３（ｆ）に関連して以下で更に説明される。正面側の表面１０は、ノミナル・タッチ領域（または公称領域もしくは名目領域、nominal touch region）１３を有しており、かかるノミナル・タッチ領域１３上にて物体（object）３０が接触してグラフィック・ユーザー・インターフェース（背面側の表面１５の背後に位置しているディスプレイ（図示せず）に示されているグラフィック・ユーザー・インターフェース）に従って入力が供される。ノミナル・タッチ領域１３は、正面側の表面１０の一部と規定されるものであって、ベゼルによって典型的にはカバーされていない常套的な表面弾性波タッチセンサーのためのアクティブタッチ領域と常套的にみなされる正面側の表面１０の内側部分と規定される。ノミナル・タッチ領域１３は、図２（ａ）に点線内で示されている領域であり、周縁部１４は、ノミナル・タッチ領域１３の外部にある正面側の表面１０の一部である。常套的な表面弾性波タッチセンサーにおいて、表面側の表面１０の周辺領域１４はベゼルによってカバーされていない。物体３０は、図１にて“指”の形態として示されているものの、弾性波によって検知される“タッチ”は、ある特定の態様に従って、カバーシートまたは非反射コーティングを介して直接的または間接的に正面側の表面にスタイラスで押圧することを含んでいる。弾性波トランスデューサー３５および反射要素アレイ４０は背面側の表面１５に設けられている。

特定の態様では、タッチセンサー１は、表示デバイスの正面側（背面側の表面１５に面している正面側）に一般的に配置される矩形状のタッチスクリーンである。タッチスクリーンは、典型的には、多くの機能を有するコントロール・システム（図示せず）と関連している。まず、電子信号が生じ、それによってトランスデューサーが駆動させられ、表面弾性波（複数の波から成るセット）を生じる。そして、トランスデューサーが複数の波から成るセットを受信し、それを電気信号に変える。かかる電気信号は、低レベル制御システムで比較的高いデータ速度を有する重要な情報を有しているが、それが受信される。多くの態様では、受信された信号に含まれる相情報をキャプチャーすることは必要ではない。従って、コントローラーおよび／またはプロセッサーが、配線またはリードを介してタッチセンサー１の種々のトランスデューサー３５へと連結されており、それによって、表面弾性波の伝達および受信が制御され、また、タッチ座標および位置情報を検知すべく波形態の摂動が処理される。尚、本明細書における「コントローラー」は、励起信号が生じたり、タッチスクリーンから信号が受信されたりするように、ファーム・ウエアを備えたマイクロプロセッサーを典型的に含む電子機器やその類の電子機器を意味している。コントローラーおよび／またはプロセッサーは、タッチ座標および位置情報を、ディスプレイに示されるユーザー・インターフェースの適当な制御作用へとマッピングする。

特定の態様に従った本発明の一般的な構造および動作は、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）および他の図面に関連して更に以下で説明され得る。

本発明の特定の態様に従えば、基板は、矩形または非矩形（六角形プレートなど）のフラット・プレートとして形成されていてよい。ある態様では、伝搬基板５は、フラット・パネルまたは低曲率パネルから構成されている。別法にて、基板は、円筒形、球形、楕円表面または断面表面として１つまたは２つの軸に沿って湾曲したものであってよく、あるいは、別の形態を有していてもよい。他の特定の態様では、大きな立体角の球形基板および完全な円筒形の基板も可能であり、基板５の正面側の表面１０および背面側の表面１５は、平坦またはフラットというよりもむしろ湾曲したものとなっている。他の態様では、中央が刳り抜かれた形態（例えば、ドーナツ構造またはフレーム型構造）となって内側エッジおよび外側エッジにて湾曲した接続表面２０を有する基板５であってもよい。例えば、多角形のタッチセンサーには、各サイド部に反射アレイが設けられており、各頂点部にトランスデューサーが設けられている。本発明は、標準的な矩形センサーの幾何学的形状に必ずしも限定されるわけではない。本出願の目的に鑑みると、基板は、単一の一体構造である必要はなく、むしろ均一性もしくは非均一性の要素を弾性的に結合して組み合わせたものであってもよい（例えば、ラブ型の波では、異なる密度を有する内側材料と外側材料を備えた複合基板であってよい）。送信トランスデューサーから受信トランスデューサーに至るまでの弾性波パスは、製造プロセスの一部として一体的に結合された基板領域をオプション的に通過するものであってよい。

基板５は、表面弾性波が伝搬することができる表面を有する伝搬媒体として機能する。伝搬媒体の種類は特に制限されるわけではないが、表面弾性波（特に超音波表面弾性波）が伝搬することができるパネルが用いられる。パネルの表示エリアは、タッチ可能な座標入力幅を含んでおり、横方向において対称的な形状を有するように一般に形成されている。例えば、上記態様で触れたように、横方向において直線的に対称な形状（特に矩形状）として形成されている。特定の態様では、パネルとして構成されている伝搬媒体基板５は、タッチパネル下に配されたディスプレイを可視状態にするために透明性を一般に有している。

好ましい伝搬媒体は透明で等方性である。本発明の種々の態様に従えば、タッチスクリーン、タッチモニターまたはタッチ・コンピューター型デバイスのための「基板を形成するための適当なガラス」には、ソーダ石灰ガラス；ホウ素含有ガラス（例えばホウケイ酸ガラス）、バリウム含有ガラス、ストロンチウム含有ガラス、ジルコニウム含有ガラス、鉛含有ガラス；クラウンガラスが含まれる。ある態様に従えば、好ましい透明基板の例としては、スコット（Ｓｃｏｔｔ）から販売されているＢ２７０（登録商標）ガラス、旭ガラス株式会社から販売されているＰＤ２００ガラスであってよく、または、表面弾性波伝搬のロスが少なく良好な信号が得られるガラスが含まれる。

タッチスクリーンとして使用されないタッチセンサーの他の形態（例えば、電子ホワイトボードまたはタッチパッド）としては、弾性波ロスが許容される他の不透明な基板材料を用いてよい（例えば、制限されるわけではないが、アルミニウムやスチールを用いてよい）。有利には、アルミニウムまたは他の金属がエナメル（比較的遅い弾性波位相伝搬速度を有するエナメル）を用いてコートされ得るので、正面側の表面１０にて高いタッチ感度（水平剪断プレート波モードのよりも高いタッチ感度）を有するラブ波がサポートされる。ある条件では、適当な基板５が、弾性波ロスが少ないポリマーから形成されてもよい。また、適当な基板は、不均一な弾性波性質を有する積層体または基板から形成されてもよい。有利には、積層体は、正面側の表面に濃縮された弾性波エネルギーを有するラブ波の伝搬をサポートし得る（例えば、ホウケイ酸ガラスまたはスコットＢ２７０と、ソーダ石灰ガラスとの積層体、あるいは、アルミニウム上にエナメルが設けられた積層体であってよい）。

本発明では種々のタイプのトランスデューサーが用いられ得る。トランスデューサーは、エネルギーを一方から他方へと変換する物理的要素または要素のセットである。これには、弾性波モード間の変換や、電気エネルギーと弾性波エネルギーとの間の変換が含まれる。典型的には、弾性波トランスデューサーの一部を構成する弾性的な放射構造または感知構造は、限定されるわけでないが、圧電要素である。例えば、特に電子−弾性波トランスデューサー、光−弾性波トランスデューサー、磁気−弾性波トランスデューサー、弾性波−弾性波トランスデューサー（エネルギーを一方の弾性波モードから別の弾性波モードへと変換するタイプのトランスデューサー）、熱−弾性波トランスデューサーを利用することができ、使用することができる。好ましくは、超音波ウェッジ型トランスデューサーが送信用および受信用のレイリー波またはラブ波のために背面側の表面１５に設けられてもよい。ある態様では、櫛形電極トランスデューサーなどの圧電トランスデューサー（表面に形成された導体を有する矩形の角柱圧電セラミックから構成された圧電トランスデューサー）は、基板５の背面側の表面１５に形成されたセラミック要素または金属電極のフラットな面を取り付けることによって背面側の表面１５に弾性的に結合するように用いられ得る。選択されるトランスデューサーは、受信された波および特定寸法の特定の基板上でのタッチに関連する摂動が適切に検知され、座標データを確かめることができるように、十分な大きさの表面弾性波を伝えることができるものである。

反射要素のアレイ４０は、表面弾性波を回折または散乱させることができる規則的な間隔または空間的増加を有している。既知であるアドラー型のタッチセンサー設計は、所定の角度で弾性波をコヒーレントに反射させるために反射アレイを用いており、そこでは入射角度が反射角に等しくなっている。反射アレイ要素は相互に平行となるように一般に形成されており、反射部材の角度または反射アレイ要素の各々は、Ｘ軸およびＹ軸の方向に表面弾性波（レイリー型の波など）を伝搬させるために、一般的にＸ軸またはＹ軸に対して一般的に約４５°になっている。本発明では、背面側の表面１５の反射アレイ４０は、送信トランスデューサーから送られてきた表面弾性波がある場合にかかる波を「湾曲した接続表面２０」に向かって外側へと方向付けるように形成された反射要素や、受信トランスデューサーに向かって「湾曲した接続表面２０」からくる表面弾性波を集めるように形成された反射要素を有している。米国特許第５,５９１，９４５号（参照することによって本明細書に組み込まれる）で知られているように、反射アレイ要素は他の角度で傾いたものであってもよく、それによって、タッチスクリーンのための非矩形波パスが生じたり、あるいは、入射波と反射波との間のモード変換（例えば、疑似レイリー波からラブ波への変換）がされる。

反射アレイは多くの方法で形成することができる。例えば、プリンティング、エッチング、金属基板のスタンピンなどで反射アレイを形成することができ、あるいは、ポリマー基板に対しては型による造形で反射アレイを形成することができる。既知の反射アレイは、ソーダ石灰ガラス・シートまたは他の基板材料上にシルク・スクリーンされたガラス・フリットから一般的に形成されたり、フロート法によって形成されたり、***したガラス・インターラプションの山形パターンを形成すべくオーブンで硬化に付すことによって形成される。これらのインターラプションは、典型的には、弾性波波長の１％のオーダーの高さまたは深さを有しており、それゆえ、弾性波エネルギーの一部のみを反射させる。受信トランスデューサーにて均等化された弾性波エネルギーを供するために反射要素の間隔は、送信トランスデューサーからの離隔距離が増すにつれ減少するものであってよい。あるいは、弾性波の透過率と反射要素の反射率との間のバランスを変えてもよく、それによって、送信トランスデューサーからの離隔距離が増すにつれ反射率の増加が可能となる。タッチセンサーは表示デバイスの正面に一般に配置されるので、また、反射アレイは一般に光学的に見ることができるので、反射アレイは基板の正面側の表面の周縁部（ノミナル・タッチ領域の外側）に常套的に位置付けられており、ベゼル下において隠され保護されれている。しかしながら、本発明では、反射アレイ４０は基板５の背面側の表面に形成されており、基板５の正面側の表面１０はその周縁部に保護ベゼルを必要としていない。

図２（ａ）および２（ｂ）を参照すると、本発明の１つの特定の態様では、基板にて圧電要素を検知波へと結合するためにトランスデューサー３５を用いたアドラー型タッチスクリーン・システムが供される。従って、タッチセンサー１は、表面弾性波が伝搬することができる「横方向に対称な表示エリア」を有する基板５を有して成る座標入力デバイス・システムを供している。典型的な４つのトランスデューサーを備えたアドラー型システムのように、２対のトランスデューサー３５は、Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれに供されているが、正面側の表面１０に設けられることに代えて、トランスデューサー３５は基板５の背面側の表面１５に設けられている。特に、送信トランスデューサー３５ａはＹ軸送信エリアに設けられており、送信トランスデューサー３５ｂはＸ軸送信エリアに設けられており、かかる送信エリアは背面側の表面１５にある。背面側表面１５のＹ軸送信エリアに対向するＹ軸受信エリアに設けられた受信トランスデューサー３５ｃは、正面側表面１０のタッチのＸ座標を検知するためのものである。即ち、送信トランスデューサー３５ａおよび受信トランスデューサー３５ｃはＹ座標のタッチ位置を検知するために使用され、送信トランスデューサー３５ｂおよび受信トランスデューサー３５ｄはＸ座標のタッチ位置を検知するために使用される。各々のトランスデューサー３５は、弾性波を対称的に送信または受信する。２つのトランスデューサー対は、座標系を規定するために直角に配置されている。

また、タッチセンサーは、対を成すＹ軸反射アレイ４０ａおよび４０ｂ、および、対を成すＸ軸反射アレイ４０ｃおよび４０ｄを含んでおり、正面側の表面１０に設けられる代わりに、反射アレイ４０は基板５の背面側の表面１５に設けられる。一般的に、表面弾性波は、反射アレイがパネルの周縁エッジ付近に設けられている軸に沿うことになるように送信トランスデューサーから送られる。反射アレイの要素は、各々、弾性波の部分をパネルを横切るように進行する検知波へと結合させ、アレイの近傍要素へと送り、全体的なタッチ検知領域から分散した検知波を、トランスデューサーへと結合する狭い弾性波ビームへと結合させる。一般に、システムは、送信弾性波トランスデューサー３５および反射アレイ４０によってバースト（burst）の形態で短時間の超音波信号を送信する。尚、送信弾性波トランスデューサー３５および反射アレイ４０によって、表面１５から外側に向かって送信された信号が、「湾曲した接続表面２０」を周り、ノミナル・タッチ領域１３を有する正面側の表面を横切って、対向する「湾曲した接続表面２０」を周り、背面側の表面１５へと内側に向かって進行し、反射アレイ要素を通過して受信トランスデューサー３５へと送られる。反射アレイ４０ａおよび４０ｃは弾性波ディスパーサーとして機能する一方、反射アレイ４０ｂおよび４０ｄは、弾性波コレクターとして機能する。システム・コントローラーは、受信された信号を時間ベースに沿って（along the time base）解析し、正面側表面のノミナル・タッチ領域１３内において示されたタッチ座標（図２（ａ）に示されるように進行パスが交差している箇所）を検知する。図２（ａ）および図２（ｂ）の特定の態様では、表面弾性波を用いるＸＹタッチセンサーが供されている。

特に、表面弾性波は、「反射アレイ４０ａが基板５の背面側票面１５の周縁エッジ付近に供されているマイナス（−）のＹ軸方向」に沿うように送信トランスデューサー３５ａから発せられ進行する。図２（ａ）および２（ｂ）にて検知波進行パスを示す実線矢印から分かるように、反射アレイ４０ａの要素は、各々、弾性波の一部を反射させたり、検知波と結合させる：かかる波は、基板５の最も近い接続表面２０に向かって、それを周るように、プラス（＋）のＸ軸方向に沿って外側に向かって進行する、そして、正面側の表面を横切るようにプラス（＋）のＸ軸方向に沿って進行し、対向する湾曲した接続表面２０に向かい、それを周ることになるように背面側表面１５のマイナス（−）のＸ軸方向アレイ４０ｂの方向に進行して、そして、プラス（＋）のＹ軸方向にて反射アレイ４０ｂに沿って進行して受信トランスデューサーへと向う。同様に、表面弾性波は、「反射アレイ４０ｃが基板５の背面側票面１５の周縁エッジ付近に供されているマイナス（−）のＸ軸方向」に沿って送信トランスデューサー３５ｂから発せられ進行する。図２（ａ）および２（ｂ）にて検知波進行パスを示す実線矢印から分かるように、反射アレイ４０ｃの要素は、各々、弾性波の一部を反射させたり、検知波と結合させる：かかる波は、基板５の最も近い接続表面２０に向かって、それを周るように、マイナス（−）のＹ軸方向に沿って外側へと反射アレイ４０ｃから進行する、そして、正面側の表面を横切るようにプラス（＋）のＹ軸方向に沿って進行し、対向する湾曲した接続表面２０に向かい、それを周るように背面側表面１５のマイナス（−）のＹ軸方向アレイ４０ｄの方向に進行して、そして、プラス（＋）のＸ軸方向にて反射アレイ４０ｄに沿って進行して受信トランスデューサー３５ｃへと向う。

湾曲した接続表面２０を周るように表面弾性波が進行することについては、図３（ａ）、３（ｂ）および３（ｃ）に関連してより詳細に説明する。尚、図３（ａ）、３（ｂ）および３（ｃ）は、本発明の種々の特定の態様に従って、弾性波タッチセンサーの基板の「異なるように湾曲したエッジ接続表面」の一部断面図である。参照することによって本明細書に組み込まれる米国特許第6,567,077号では、（下記の面取り部を介して）伝搬媒体の正面側表面から背面側表面へと又は背面側表面から正面側表面へと弾性波が方向転換および伝搬することができるように搬媒体基板の面取りしたまたは丸みを帯びた端部もしくはコーナー面（弾性波の方向が変わる部分）が記載されている。米国特許第6,567,077号の図１および図２で見られるように、球形状伝搬媒体の表面上にて伝搬する弾性波などは、領域の中央を含む平面に沿って領域を切断することによって形成された断面外形に対応し、円柱形状伝搬媒体の表面上を進行する波は、伝搬媒体の表面にて空間的に進行する。このように、弾性波は、伝搬媒体の湾曲した表面を通過するように進行することによってその方向を変えることができる（波損失は無視できるほどである）。米国特許第6,567,077号の図３および図４は、半径Ｒの半球形断面が形成されるように面取りされた伝搬媒体の丸みを帯びた周縁エッジ部を示している。

図３（ａ）は、米国特許第6,567,077号の図４で示される半球形断面と同様、基板５の厚さＴの半分の長さの半径Ｒを有する「伝搬媒体または基板５の丸みを帯びた部分２０」を示している。半径Ｒを有する半球形断面では、伝搬媒体の丸みを帯びた部分の長さｂはＲに等しく、それは、Ｔ／２に等しい（Ｔがレイリー波の波長λの５倍であると想定される場合）。しかしながら、本願発明者らは、伝搬媒体の湾曲面を通過する表面弾性波の方向の変換（大きな損失がない変換）には半球形断面が必要ないことを決定した。図３（ｂ）から分かるように、湾曲表面２０の個々の半径Ｒが約Ｔ／４となるように基板５のシャープな上側エッジおよび底側エッジを丸くすることによって、半球形断面の長さｂよりも相当に小さい長さｂを有する基板表面２０が得られる。更に、図３（ｃ）から分かるように、湾曲表面２０の個々の半径Ｒが約Ｔ／８となるようにシャープな上側エッジおよび底側エッジを更に変更することによって、図３（ａ）および図３（ｂ）の場合よりも更に小さい長さｂを有する基板表面２０が得られる。

本願発明者らは、Ｒ（またはｂ）がＴ／２（またはＴ＝５λに対して５λ／２）に増加して近づくにつれ、湾曲表面２０が表面弾性波の送信にとって幾分良好となる一方、Ｒ（またはｂ）がＴ／８に減少して近づき、表面弾性波の波長よりも相当に大きく維持されると、タッチセンサーのボーダー領域が望ましく小さくなる。従って、かかる好適な事項はトレードオフの関係にあり、コスト因子が考慮される。ある特定の好適な態様では、Ｒは約Ｔ／４〜約Ｔ／８となるように選択される。十分な受信信号があり、他の設計制約を満たしさえすれば、半径ＲはＴ／８未満であってよいと認められる。表面弾性波の伝搬するための基板としてはアルミニウムはガラスと同様であるので、エッジ曲率の異なる半径および約３ｍｍの厚さ（Ｔ）を備えた湾曲した接続表面２０を有するアルミニウム基板について実験的な測定が行われた。実験は、（名目上５．５３ＭＨｚの基本共鳴を有するＰＺＴに関連する圧電セラミックの一素材として）約３ｍｍ幅のセラミック圧電要素を有する弾性波ウェッジトランスデューサーを使用した。送信トランスデューサーを励起し、それによって、表面弾性波が基板の正面側表面を横切るように、半径Ｒを有する基板の湾曲した接続表面の方向に向かって進行してから、その湾曲した表面を周るように進行し、そして、受信トランスデューサーによる測定のために基板の背面側表面を横切るように進行する。周波数５．５３ＭＨｚにて受信トランスデューサーに加えられる所定の励起電圧に対しては、図３（ｄ）（半径Ｒ＝Ｔ／２）に比べると図３（ｅ）（半径Ｒ＝Ｔ／４）および図３（ｆ）（半径Ｒ＝Ｔ／８）に見られるように、受信トランスデューサーで受信した信号の関連する遅延時間にわたって測定された信号の振幅は、目に付くほどには変化しなかった。かかる測定においては、予期された遅延時間（約１７μ秒〜約２５μ秒の遅延時間で予期された受信信号が到達する）で測定された受信信号の振幅は、所定の励起では目に付くほどには変化しないことが示されている。受信信号の両側の他の波形態は、テスト・システムで生じた基板における他の意図しない余分な波またはモード伝搬に基づいたアーチファクトにすぎない。

約Ｔ／４〜約Ｔ／８を有するＲの湾曲した接続表面２０に対しては、アルミニウム伝搬材料に関する発明者の実験では、「キンク（kink）」またはシャープな斜めのエッジがない場合にのみ、ガラス伝搬基板の表面弾性波の伝達により小さいＲが許容されるといったことが示唆される。米国特許第5,739,479号の図９で示される式に関連して記載されているように、モノリシックなソーダ石灰ガラス基板のための斜め表面とアクティブなタッチ面との間の斜角度１６°によって、弾性波パスの信号ロスが６ｄＢよりも相当に小さくなる。モノリシックなソーダ石灰ガラス基板のための斜め表面とアクティブなタッチ面との間の斜角度θ２５°によって、弾性波パスの信号ロスが約８ｄＢと測定されることが示された。２５°の斜角データからの２次外挿では、斜角度θ３３°では１４ｄＢの信号ロスが暗に意図される。ある特定の態様では、４つのキンク（基板５の対向するサイドに各々湾曲した部分２０が２つ）を有する３ｄＢ未満のロスを有するように、完成した弾性パスにおいてキンクが約１０°未満の斜角度θを有すべきである。

特定の態様では、ガラス基板のシャープな斜角度の丸みは、所望の形状プロファイルへとガラスをグラインディングすることによって（オプション的には、その後に所望の滑らかなプロファイルが得られるようにポリッシュすることによって）達成することができる。ある態様に従えば、図３（ｇ）に示されるような例えばステップ部１６を含むキンクは最小にされ得るか、あるいは回避され得る。所望の半径Ｒを有するグラインディング工具１７（その断面を示している）が用いられ、かつ、基板が工具１７との整合においてオフセットを有するか、および／または、異なる基板５の厚さが変わっている場合では、かかるキンクまたはステップが生じる。本発明のある態様では、弾性波寄生信号を非所望に生じ得るタッチ基板のエッジのかかるキンクまたはシャープな斜めエッジは最小限または回避され得る。ある特定の態様では、寄生信号（表面弾性波とプレート波または他の波モードとの間の変換から生じ得るような寄生信号）は、現実的なタッチでなく歪んだ座標測定につながる“ゴースト”タッチを検知し得るタッチセンサで非所望に生じ得るので、かかる寄生は最小にされるべきである。図３（ｇ）では、例えばＲ＝Ｔ／３のグラインディング工具１７が、常套的なコンピューター数値制御された（「ＣＮＣ」）グラインディング機械を用いて使用される。ステップ部１６は、そのステップ部（オフセットによって形成されるステップまたは基板厚さ変化によって形成されるステップ部）がおおよそ表面弾性波の波長のオーダーであったとしても、非所望の寄生信号（プレート波からの寄生信号）につながる。基板厚さのかかる変化および／または基板と使用されるグラインディング工具とのオフセットを好ましく許容するためには、図３（ｈ）に示されるように、改良したグラインディング工具１８（例えば、ある態様ではＲ＝Ｔ／６であり、テーパ角度αが約１０°〜１２°の幅口となっており、また、別のある態様ではＲ＝Ｔ／３であり、テーパ角度が約３°〜５°になっているグラインディング工具）を使用してよい。図３（ｈ）は、基板はグラインディング工具とはオフセットされておらず、かかる工具と望ましくは整列した場合にて工具１８を使用して製造した基板５の湾曲したエッジ・プロファイルを示している。図３（ｉ）は、基板５が工具１８からオフセットされている場合、Ｒ＝Ｔ／６を有する工具１８を使用して製造した基板５の湾曲したエッジ・プロファイルを示している。図３（ｊ）は、基板５が工具１７’からオフセットされている場合、グラインディング工具１７’（図３（ｇ）に示される工具１７と似ているものの、例えばＲ＝Ｔ／３であり、角度αを有するテーパ開口部を有している）を使用して製造した基板５の湾曲したエッジ・プロファイルを示している。周波数が約５．５３ＭＨｚである特定の態様では、約３ｍｍの基板厚さに対して４°のテーパ角度およびＲ＝Ｔ／３を有するグラインディング工具を用いることは最も望ましいものの（しかしながら、同じ基板厚さに対して１２°のテーパ角度およびＲ＝Ｔ／６を有するグラインディング工具は非所望な寄生を有していた）、多くの因子が寄生信号の強さおよび許容できるレベルの双方に影響を与え、その結果、ある用途では１２°テーパ角およびＲ＝Ｔ／６を使用することを許容できる。達成されるアライメントまたは存在する許容誤差に応じて、基板５の正面側の表面１０と背面側の表面１５とが、少なくとも１つの湾曲した接続表面を介して結合される。かかる少なくとも１つの湾曲した接続表面は、フラット部分を含んで成り得、例えば、正面側の表面１０と湾曲部との間のフラット部分（特定の態様ではフラット部分と正面側の表面１０との間の角度は５°未満となっている）、２つのそれぞれの湾曲部の間のフラットな部分、背面側の表面１５と湾曲部との間のフラット部分（特定の態様ではフラット部分と正面側の表面１０との間の角度は５°未満となっている）。当然ながら、図示される例は、特定の基板厚さの同じ基板がある製造厚さ変動を有する場合と同様であり得る。上述したように、オプション的にはエッジは滑らかになるようにポリッシュ処理されてよい。本発明の他の態様に従えば、基板のシャープなエッジを丸くする他の方法には、プラスチック成型、ガラス成型またはアルミニウム成型などが含まれる。

湾曲した接続表面２０は、図３（ａ）〜３（ｃ）または図３（ｈ）〜（ｊ）に示すように種々の断面形状プロファイルを有するものであってよく、また、湾曲した接続表面２０には少なくとも１つの半径Ｒの湾曲部が含まれることを認識されたい。図３（ｂ）〜３（ｃ）は、直線的な部分によって結合された２つの対称的な湾曲部（各々が同じ半径Ｒを有している）の例を例示しているが、本発明の他の態様では湾曲した接続表面２０が直線的な部分によって結合された２つの非対称的な湾曲部（各々が同じ半径Ｒを有している）であってもよい。図３（ｈ）〜３（ｊ）は、上述したように、更に特定の態様に従って、弾性波タッチセンサーの基板における異なるように構成された湾曲した接続面の一部断面図を示している。当然ながら、図３（ａ）〜３（ｃ）および図３（ｈ）〜１３（ｊ）の図は包括的なものを意図したものでなく、基板の湾曲したエッジ形状プロファイルの例を示しているにすぎない。更に、図３（ｇ）、３（ｈ）などの半径Ｒは、「円の円弧の半径」から「連続的に変化する曲率のカーブに対して接する円の最小半径」へと変えることできる。最も商用の製品設計でしばしば見られるようにタッチセンサーの基板厚さＴがレイリー波の波長の約５波長であり、Ｒ＝Ｔ／３等の表現をＲ＝５λ／３として再表現できるとする。同様に、Ｒ＝Ｔ／６の表現は、Ｒ＝５λ／６として再表現できる。当然ながら、このような表現は基板厚さＴに対して変えてもよく、レイリー波の波長の約５波長よりも変えてよい。例えば、良好な寄生抑制の利益は、５．４λ厚さのガラスに対してＲ＝Ｔ／２のエッジが丸い半径で見られる。例えば、５．４λ厚さのガラスに対しては、かかるエッジが丸い半径はＲ＝２．７λと表すことができる。弾性波のために求められるものではないが、より厚いガラス基板から構成されたＳＡＷタッチスクリーン（例えば、およそ１１λ厚さのガラスを有するタイコ・エレクトロニクスのSecureTouch（登録商標））には市場的に利益があり、かかる製品のベゼルレスのバリエーションは、良好な寄生抑制のために半径Ｒ＝２．７λの丸くされたエッジを有するように製造されている。

図４は、本発明の種々の特定の態様に従って、弾性波タッチセンサー・デバイス５０（「タッチデバイス５０」とも称される）の簡略化した断面図である。かかる弾性波センサーデバイス５０は、タッチモニター、タッチ・コンピューター、タッチビデオディスプレイ、タッチビデオ署名、またはタッチモバイルデバイスであり得る。図１のタッチセンサー１と同様、タッチ・デバイス５０は、正面側の表面、背面側の表面１５、正面側の表面の周縁部と背面側の表面１５とを結合する湾曲した表面２０を備えた基板５を含んでいる。正面側の表面１０は、正面側の表面の内側部分であるノミナル・タッチ領域１３を有しており、その領域では物体３０が接触することになり、その接触によって、背面側の表面１５に結合したディスプレイ（図４にて図示する）上に示されるグラフィックなユーザー・インターフェースに従って入力が供される。特定の態様に従えば、ディスプレイ２５はオプション的に背面側の表面１５に接合され得るものの、他の態様ではディスプレイ２５は、背面側の表面１５に接触せず、単に基板５の下に設けられ、ハウジング５５および接着剤によって基板５に対して安定に保持される。また、図４は、配線および／またはケーブル（図示せず）へと接続されるリードを備えたボックス６９としてタッチコントローラー（以下に詳述する）を含む電子機器を示している。ノミナル・タッチ領域１３は、図２（ａ）の点線内にて正面側の表面の一部として規定されており、周縁領域１４は、かかるノミナル・タッチ領域１３の外側に位置する正面側の表面１０の一部である。物体３０は図４では指として表されているものの、本発明のある特定の態様では、弾性波によって検知されるタッチには、カバー・シート（弾性検知波の進行パスに使用される基板５の表面をカバーするようなカバー・シート）または反射防止コーティングを介して正面側の表面を直接的または間接的に押圧するスタイラスが含まれ得る。

特定の態様に従った本発明のタッチ態様における一般的な構造および操作は、図１、２（ａ）および２（ｂ）に関連して説明したものと同様であるが、幾つかの異なる点があり、それについて以下説明する。

かかる特定の態様に従えば、弾性波トランスデューサー３５および反射要素アレイ４０は、弾性的に良性な層（acoustically benign layer）を介して、背面側の表面１５へと結合している。説明のために、“弾性的に良性な”材料は、急な減衰させずに表面弾性波を伝搬させる材料であり、その結果、好ましくは材料厚さのファクショナルな変化に拘わらず、波速度をより容易に製造制御のための表面弾性波の速度に対しての変化は極僅かなものとなる。ある特定の態様では、弾性的に良性な層６０は、好ましくは不透明であり、基板５と結合すると共に、トランスデューサー３５およびその上に形成された反射アレイ４０のための適切な処理表面として機能する。例えば、ウェッジ・トランスデューサー３５が層６０（フリットを用いて反射アレイ４０が形成されている層６０）上に接合している。ある態様では、層は黒い無機材料の薄いフィルム（スクリーン印刷されたり、塗布されたり、スパッタリングされたり、あるいは、他の方法で供されたりしたインクまたはペイントの薄いフィルム）であってよい。

特定の態様に従えば、弾性的に良性な層は、セラミック樹脂または陶材エナメルタイプの材料から形成された無機黒色ペイントであってよい。層６０の例には、ある態様において深い色のためコバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）またはマンガン（Ｍｎ）と組み合わすことができる二酸化チタン（ＴｉＯ_２）またはシリカ（ＳｉＯ_２）が含まれ得る。ある耐熱性の高いペイント組成物（例えば、RustOleum（登録商標）の高熱ウルトラペイントまたはFerro（登録商標）ガラス・コーティング1597）が、弾性的に良性な層として使用するのに好適となり得る。他の態様では、層６０は白色か他の色であり得る。層６０は、トランスデューサー３５およびアレイ４０を基板５を介して視界から隠しつつ、目立つまたは鮮やかな視覚的な外観を供すことができる。また、本発明の特定の態様に従って、エッジ感知タッチ機能入力が示されるように、層６０は、パターンに使用される色、他の装飾的な特徴および／または有用な特徴を有する複合材料を有し得る。ある態様では、弾性的に良性な層は半透明であり、その結果、光源（発光ダイオードなどの光源）は背面側の表面１５の背後に配置され、起動時にて半透明な層６０を通して光を放つ。当然ながら、ある態様では、より工業的な外観または技術的な外観が考慮されるなら、トランスデューサー３５およびアレイ４０を隠すことが望ましく成り得、かかるケースでは、層６０は透明であるか、全く使用されていないか（図１に示すような態様）、あるいは、背面側の表面１４の周縁領域１４の一部においてのみ使用される。

本発明の特定の態様では、層６０が背面側の表面１５とトランスデューサー３５およびアレイ４０との間に配置される場合、かかる層６０は基板５を通して可視状態にあり（ある態様では層６０は不透明であり、見る者からトランスデューサー３５およびアレイ４０を隠している）、ユーザーにとってはフレームのノミナル・タッチ領域１３（弾性波タッチセンサー５０の簡易的な展開図である図５の点線内にて示される領域）のように思える。特定の態様に従えば、タッチセンサー５０は、背面側の表面１５に面するディスプレイ２５を一体化する矩形状のタッチデバイスであり、それによって、ディスプレイは基板５を介して可視状態にある。ある態様では、薄層６０は、基板５のい正面側の表面１０の周縁部１４であっても適用され得る。

層６０から生じる信号減衰が層の不透明性に関連した外観上の目的とバランスが取られるように層６０の厚さは制御される。図１３に示されるように、タッチセンサーの層６０の領域を伝搬する表面弾性波の波速度（またはより正確には波パケットの群速度とは対照的な波面の相速度）は、層６０のコーティング厚さによって影響される。ガラス基板に適合する温度で焼結できる多くの材料については、ガラスの場合よりも音速が遅くなる。かかる場合、基板６０を通過するように伝搬する表面弾性波エネルギーの一部が増加するにつれ、波速度ｖ_SAWが減じられる（即ち、層６０の厚さは波伝搬を遅くする）。層６０の材料が基板５の材料よりも速い速度の音伝搬を有する場合、基板６０を通過するように伝搬する表面弾性波エネルギーの一部が増加するにつれ、波速度ｖ_SAWが増加する（即ち、層６０の厚さは波伝搬を速くする）。波速度ｖ_SAWの製造プロセス制御の観点から層６０のための理想的な材料は、波速度の変化を生じず、それゆえ、層６０の厚さで波速度が変化しない。図１３のためのデータを生じるのに使用される層６０の材料については、層６０の厚さがかかる周波数に対して５０ミクロンを超える場合に非常に強い減衰が生じることが観察される。周波数が約５．５３ＭＨｚで基板がB270ガラスである特定の態様においては、約１５μｍ〜約２１μｍ（または好ましくは約１２μｍ〜２０μｍ）の範囲にある層６０の厚さは、層６０に対してフェロブラックインク24-8328を使用する場合、低い波減衰およびきれいな外観（半透明が認識されないような高い不透明性）に対する所望要件と釣り合う許容可能な厚さであることを見出した。より薄いコーティングを有するきれいな外観を可能とするより高い光学的密度を有する他のインク製品は存在し得、弾性波減衰が減じられ得、また、波速度の変動が減じられ得るので、弾性波にとって望ましいものとなる。

タッチ・デバイス５０は、ディスプレイ２５を含んで保護するハウジング５５、層６０、トランスデューサー３５、反射要素アレイ４０を含んでおり、また、デバイスの他の要素、例えば、デバイスの作動に必要とされるプロセッサー、コントローラー、コネクター、および他の受動もしくは能動の電子機器またはパーツを含んでいる。簡略化のため、これらの他の要素は示されていない。

本発明のタッチセンサー・システムまたはタッチセンサー・デバイスは、弾性波を発生させ、タッチ位置またはタッチ座標を示す摂動を決める電子制御システム（図示せず）を典型的には用いている。同様に、電子制御は、例えば、ヒューマン・インターフェース・デバイスとしてパーソナル・コンピューター、埋設システム、情報案内所、またはユーザー・ターミナルなどのコンピューターシステム（図示せず）とインターフェースを取る。それゆえ、コンピューター・システムはいずれの適当なタイプのものであってよく、例えば、ディスプレイ２５、オーディオ入力および／または出力機能、キーボード、電子カメラまたは他のポインティング入力デバイス等を含み得る。コンピューター・システムは、カスタム・ソフトウエアを用いて作動するものであり、より典型的にはマイクロソフト・ウインドウズ（例えば、3.1、3.11，7、ＷＦＷ、ＣＥ、ＮＴ、95、98などや、ウインドウズ・アプリケーション・プログラム・インターフェースまたはＡＰＩｓのセット、サブセットまたはスーパーセットに合う他のオペレーション・システム）、マッキントッシュのオペレーション・システム、ＵＮＩＸバージョンなどの標準的なオペレーション・システムを用いて作動する。従って、タッチセンサーは、ユーザー入力を受けるために、グラフィックユーザー・インターフェース・システムのための主たるまたは２次的なポインティングデバイスとして用いられ得る。

特定の態様では、ハウジング５５は基板５に結合しており、ある適当な手段によって周縁部６５にて環境封止され得るものであってよく、例えば、クローズドセルフォームのストリップ、ワイパー・ブレード断面（wiper blade cross section）の軟質ゴムガスケット、およびＲＴＶシリコンまたはエポキシの狭い接着剤ボンド、弾性波的に良性な他の材料および接触幅などによって周縁部６５にて環境封止され得る。従って、アレイ４０およびトランスデューサー３５を保護すると共に、ディスプレイ２５およびハウジング５５内の他の要素／ワイヤ／パーツをコンタミから保護しつつ、十分な弾性波エネルギーがタッチセンサー作動を可能とするように周縁部６５に封止が設けられている。ある態様では、ハウジング５５に取り付けられるように、基板５はある位置（例えば、背面側の表面１５のコーナー付近）にて接続されたポスト（図示せず）を周縁部６５での封止に加えて有している。ある他の態様では、図６（ａ）、６（ｂ）および６（ｃ）に対して以下で説明されるように、基板５は、サブ・ベゼルなどの他の金属製品を介してハウジング５５に接続および／または結合され得る。

特定の態様に従えば、基板５は、アニール処理された、焼なましされた、または化学的に強化された約３ｍｍ厚さのガラスのシートであり得る。ノミナル・タッチ領域１３は、基板５の正面側の表面１０内に位置付けられている。特定の態様では、フラットな正面側の表面１０の遮断はなく、ベゼルが使用されてないか、ベゼルがないことが望ましい。特に、基板５の正面側の表面１０には反射アレイまたはトランスデューサー要素がないことに留意されたい。

本発明の特定の態様では、基板５のノミナル・タッチ領域１３の背後に、ディスプレイ２５が適当な結合材料を用いて結合領域にて基板５の背面側の表面１５に結合している。光学的な結合材料は、弾性的に吸収する光学的な透明結合材料（例えば３Ｍ（登録商標）のOptical Clear Adhesive 8171）である。光学的な結合材料は、基板５と緊密に機械的に接触し、背面側の表面１５の意図しないプレート波パスおよび／または表面弾性波パスを弾性的に吸収する固体材料である（そうでなければ、そのような背面側の表面１５の意図しないプレート波および／または表面弾性波が反射アレイ４０の対向する対の間を伝搬する）。ディスプレイ２５は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、真空蛍光管、陰極線管、または他のディスプレイである。別法にて、ディスプレイ２５は、基板５に光学的に結合したリーバス映写スクリーンであってよい。ある態様では、ディスプレイ２５は、ハウジング５５への取り付けのために機械的サポート６７に光学的に結合している。ある他の態様では、ディスプレイ２５は、光学的に基板５に結合せず、その代わり機械的サポート６７を使用している。更なる態様では、図６（ａ）〜６（ｃ）にて以下で説明されるなど、ディスプレイ２５は、サブ・ベゼル又は図６（ｄ）〜６（ｈ）で説明するものなどの金属製品を介してハウジング５５に接続および／または結合されていてもよい。光学的な結合材料が使用されていない態様では、基板５の背面側の表面１５のノミナル・タッチ領域１３の背後にて、非破砕材料を接着させることによって、または、スクリーン印刷で薄い透明なポリマー層を適用することによって光学的に透明で弾性波を吸収する材料を設けることが好ましく、その結果、反射アレイ４０の対向する対の間の意図しないプレート波パスまたは表面弾性波パスによって生じる寄生信号が最小限または回避される。

基板５の背面側の表面１５では、例えば図２（ａ）および２（ｂ）に示すシステムと同様のアレンジメントで４つの反射要素アレイ４０および４つのレイリー波ウエッジ・トランスデューサー３５が設けられている。ディスプレイ２５が基板背面表面１５に光学的に結合している態様では、反射アレイ４０の対の間の背面側の表面１５の意図しない弾性波パスは、ディスプレイ２５の弾性波吸収光学的結合材料によってブロックされる。

特定の態様として、図６（ａ）は、ベゼルレスな弾性波タッチセンサーデバイスのコーナー構成および取付けスキームの一部断面図を示している。図６（ｂ）は、本発明の特定の態様として、ベゼルレスな弾性波タッチセンサーデバイスのコーナー構成および取付けスキームの一部平面図を示している。図６（ａ）および６（ｂ）から分かるように、基板５の下方に配置されたサブ・ベゼルまたはフランジ１１０を含むハウジング５５は、タッチセンサー・デバイス５０の種々の要素を包囲している。デバイスのユーザーの観点（誇張されない観点）からは、フランジ１１０の外側部分の全体的な上面１１７は、基板５の背面側の表面１５と接触しているように見える。しかしながら、フランジ１１０の外側部分の上面１１７は、背面側の表面１５と離隔しており、背面側の表面１５との間にエアー・ギャップ（基板５の背面側表面１５とフランジ１１０との間に突出部１１９が設けられている箇所以外）を有している。突出部１１９は、基板５の背面側表面１５とフランジ１１０との間のスペーサーとして機能する。特定の態様では、突出部は、１０ミクロン高さのオーダーとなっており、ある場所においてのみ基板５の背面側表面１５と限定的に物理的接触している。そのような接触エリアは、許容できる表面弾性波吸収がもたらされるほど十分ではない（フランジ１１０の表面１１７が背面側１５と実際に接触しているなら、許容できる表面弾性波吸収がもたらされることになり得る）。ある態様では、表面１５と上面１１７との間のエアー・ギャップには、汚染物質または液体のハウジング５５への侵入や、汚染物質または液体によるディスプレイ２５またはその電子要素を潜在的な損傷を防止するために、クローズドセルフォームのストリップ、ワイパー・ブレード断面のゴムガスケットなどの弾性波良性周縁シーラントが配置されてもよい。

図６（ｂ）に示される線Ａ−Ａ’に沿って切り取った断面の図６（ａ）は、ディスプレイ２５をハウジング５５のフランジ１１０へと固定する周縁ディスプレイ接合層１１５を示すと共に、タッチ基板５をハウジング５５のフランジ１１０へと固定する周縁基板接合層１２０を示している。ハウジング５５のフランジ１１０は、トランスデューサー３５（弾性的良性層６０（図示せず）を介して背面側表面１５に結合されているか又は直接的に背面側表面１５に結合されている）の寸法を許容する切欠部を有している。周縁ディスプレイ接合層１１５は、信頼性のある機械的接合を供するために、両面接着テープ、エポキシ、または他の手段であってよい。また、周縁基板接合層１２０は、信頼性のある機械的接合を供するために、エポキシ、両面接着テープ、または他の手段であってよい。接合層１２０の材料は、弾性波吸収性を有していることが望ましく、典型的なケースでは機械的または構造的に信頼性のある接着剤が望ましい。特定の態様では、結合層１１５および／または結合層１２０として使用するのに４ｍｍ幅の両面接着テープで十分となり得る。特定の態様では、２つの反射アレイ４０が図６（ｂ）にて点線で示されており、トランスデューサー３５に対する反射アレイ４０の配置が示されている。このような取付け形態では、アレイ４０は突出部１１９に起因してフランジ１１０と接触していない。かかる態様では、意図しない弾性波パスが周縁基板接合層１２０によってブロックされる（そうでなければ、そのような意図しない波が反射アレイ４０の対向する対の間を伝搬する）。

図６（ｃ）は、別の特定の態様において、ベゼルレスな弾性波タッチセンサー・デバイスの別のコーナー構成および別の取付けスキームの一部断面図を示している。図６（ｃ）は、図６（ｂ）の線Ａ−Ａ’に沿って切り取った断面を示しておらず、図６（ｂ）の態様で示されるよりも高いコーナー位置にトランスデューサー３５が基板５の背後に配置された特定の態様に従った同様のエリアにおける断面を示している。図６（ａ）に示す態様と同様、基板５の下方に配置されたサブ・ベゼルまたはフランジ１１０を含むハウジング５５は、タッチセンサー・デバイス５０の種々の要素を包囲している。かかる態様では、弾性的良性層６０は、基板５の背面側の表面１５とトランスデューサー３５と反射アレイ４０との間に配置されている。弾性的良性な周縁シーラント１２１は層６０とフランジ１１０との間に配置されており、ハウジング５５へと侵入したり、ディスプレイ２５またはその電子要素を潜在的に損傷させたりする汚染物質または液体のためのバリアが供される。特定の態様では、シーラント１２１はクローズドセルフォーム（Volara（登録商標）フォーム）のストリップ、ワイパー・ブレード断面のゴムガスケットであり得る。ディスプレイ２５は、上述の結合層１２０を介して、その上に配置されたブラケット１２３を有している。ブラケット１２３は、結合層１２０によって弾性的良性層６０を介して基板５に結合されている。ブラケット１２３は、場合によっては基板５の付加的な固定取付けを供すようにハウジング５５へ結合されていてもよく、タッチセンサーおよび／またはディスプレイ２５のためのケーブルまたは配線１２４（丸く描いた点線で示される）を物理的（および／または電気的および／または弾性的に）に反射アレイ４０から絶縁するように機能する。ブラケット１２３は、金属材料から構成されたフレーム状構造であり、切欠部（図示せず）を有している。例えばウエッジ・トランスデューサーおよびそれに関連する配線がかかる切欠部を介して配置され、ブラケット１２３の下方に設けられるように切欠部が設けられる。かかる態様では、ブラケット１２３は反射アレイ４０と接触し得るものの、金属材料は、進行する表面弾性波を弾性的に減衰されるかそれに干渉するように十分には接触しない面を有している。このようなブラケット１２３が含まれる取付け形態は、狭い周縁ボーダーを有するディスプレイ２５に対する満足のいく結合を可能とし、ケーブルおよび／または配線１２４をハウジング５５内で基板５、トランスデューサー３５、アレイ４０およびディスプレイ２５と一体化することを可能とする。

図６（ｄ）は、ある特定の態様に従った、情報案内システムなどの別のシステムの一部として供されるベゼルレスな弾性波タッチセンサーの正面図である。例えば、ベゼルレスな弾性波タッチセンサー１は、例えばそれを包囲するフレーム５７を有する情報案内板などのより大きいシステムの一部であることが望ましくなり得る。当然ながら、センサー１が、カウンタートップの一部として裏側に設けられる場合、フレーム５７は、図６（ｄ）に示されるような周縁部を超えて延在するものであってよい。図６（ｅ）〜６（ｈ）は、図６（ｄ）に示す矢印Ｂ―Ｂ’方向にみた、その断面スライスを斜視的に示している（かかる図では、センサー１の反射アレイおよびトランスデューサーは図示していない）。

図６（ｅ）は、特定の態様に従った、情報案内システムなどのより大きいシステムの一部として面一状態で取り付ける直前の状態のベゼルレスな弾性波タッチセンサーの封止スキームの一部断面スライス斜視図を示している。図６（ｆ）は、図６（ｆ）の態様に従った、情報案内システムなどの別のシステムの一部として設けられるように示されたベゼルレスな弾性波タッチセンサーの取付けスキームの一部断面スライス斜視図を示している。より大きいシステムのフレーム５７を備えたタッチセンサー１の封止スキームの中身を供するために、図６（ｅ）〜６（ｆ）は、正面側の表面１０と、周縁領域１４にてコーティングされた弾性的良性層６０を有する背面側の表面１５を備えており、ディスプレイ上の画像が領域１３にて基板５を通して見ることができるタッチ基板５の一部を示している。エラストマー材料または他の弾性的良性材料から形成されたガスケット６１は、基板５の周縁部に沿って、湾曲した接続表面に接触している。特定の態様に従えば、ガスケット６１は押し出された測定可能なシリコンまたは固いゴムから成るものであってもよい。取り付けに先立っては、ガスケット６１は、ワイパー・ブレード形状の断面プロファイルを有しており、突出ヘッドと下方ステム部とを備えている。突出ヘッドは、基板５の湾曲した接続表面２０の上側半分と接触し、ブレードまたはフランジにて外側方向に延在している。図６（ｅ）および６（ｆ）に示されるように、基板５の層６０がコートされた底側表面１５の周縁部に配置され、ガスケット６１のステム部の右側と湾曲した接続表面２０の底側半部分との間に配置されている。基板５の周縁部の周りでフレームとして形成されるので、ガスケット６３は金属またはプラスチックなどから形成されてよく、基板５に対するガスケット６１の圧縮を制御するのに使用される。ガスケット６３は、基板５の背面側の表面１５に取り付けられるべく、その両側に接着剤（図示せず）が設けられている。かかる接着剤は、背面側の表面１５のトランスデューサーおよび反射アレイに対して内側（ディスプレイ２５の方向にて内側）に位置している。ばね鋼または他のばね金属材料から成るブラケット７１（バネ・ブラケットとも称される）は、ガスケット６１の左サイド・底部とブラケット６３の少なくとも一部との間に配置される。ブラケット７１は、一定の均一な圧力が加えられるように基板５に抗するようにガスケット６１を位置付ける。ガスケット６１とブラケット７１とブラケット６３との組み合わせは、基板５への接触を一定の最小限の接触としており、湾曲した接続表面２０の周囲を伝搬する表面弾性波の過剰な弾性減衰を回避するためにガスケットの基板５との接触エリアを最小限にしつつも湿気や外界環境から良好に封止すべく均一な圧力が加えられている。ブラケット７３は、両面接着剤部材８１を介してフレームブラケット６３に少なくとも取り付けられている。図面では一部のみが示されるものの、接着剤部材８１は、バネ・ブラケット７１の底面とブラケット７３との間に配置される。ブラケット７７は、常套的にはフレーム５７に接続されており、スロットを介して高さ調節できるようになっている。尚、スロットを通るように常套的な取付け具７９（ナット（図示せず）を備えたスクリューなど）がブラケット７３（ブラケットの穴と重なる穴またはスロットを有するブラケット）と接続するように設けられる。ブラケット７３および７７の各々は、センサー１の周縁部に略比例するようなフレームとして形成されたものであってよく、および／または、かかるブラケットの複数が周縁部に沿って種々の位置に使用されていてよい。ブラケット７３および７７は、金属から成るものであってよい。

図６（ｇ）および６（ｈ）は、他の特定の態様に従った、情報案内システムなどの別のシステムの一部として取り付けるように示されたベゼルレスな弾性波タッチセンサーの２つの他の封止スキームの一部断面スライス斜視図を示している。図６（ｇ）〜図６（ｈ）に示される要素において、図６（ｅ）〜図６（ｆ）で示した要素の説明と同様であるものは、反復を避けるため説明を省略する。フレーム５７’が薄いこと以外は、図６（ｇ）の態様は、図６（ｅ）〜図６（ｆ）に示す態様と同様である。即ち、図６（ｇ）の態様では、基板５とフレーム５７’との間でガスケット６１の露出が最小限（例えば約１ｍｍ幅）となるようにしつつもガスケット６１の上部のワイパー・ブレード部に載ることができるようにフレーム５７’の厚さが薄くなっている。ブラケット７７とブラケット７３とは、取付け具７９を用いて（必要ならば）適当な寸法のスペーサー８３を介して一体的に結合されており、それによって、タッチセンサー１がフレーム５７’に適切に取り付けられる。図６（ｈ）の態様は、フレーム５７’’の厚さを変えることができるので、フレーム５７’’のエッジが滑らかな仕上げ面エッジというよりもむしろ丸みを帯びたものでなっている場合でも好適であること以外は、図６（ｅ）〜図６（ｆ）の態様と同様である。図６（ｈ）の態様では、ガスケット６１のワイパー・ブレード部は、フレーム５７’’の上面に配置されてもよく、それによって、その丸いエッジがカバーされ、良好な封止が供されると共に、他の態様で説明した他の利点が供される。

上述した図２（ａ）および２（ｂ）の特定の態様では、ノミナル・タッチ領域１３上のタッチと共に、正面側の表面１０にてノミナル・タッチ領域１３の外側の周縁領域１４上のタッチおよび／または湾曲した接続表面２０上のタッチを検知することができるＸＹ表面弾性波タッチセンサーが供される。しかしながら、周縁領域１４または湾曲した接続表面２０でタッチがなされる場合、かかる特定の態様のＸＹタッチセンサーは、１つのみの位置座標（即ち、Ｘ座標またはＹ座標）を検知することができる。上側または底側のエッジ接続表面２０または、周縁領域１４の上側部または底側部上におけるタッチからＸ座標が検知される場合にのみ、あるいは、両側のエッジ接続表面２０または周縁領域１４の両側のタッチからＹ座標が検知される場合にのみ、どのエリア（上側、底側、右側、左側）がタッチされたのかの曖昧さを解決するため別の座標または位置データが必要とされる。本発明に従ってエッジ感知タッチ機能が設けられている場合、上記解決は以下の異なる態様に従った種々の手法で行うことができる。本明細書においては、「エッジ感知タッチ機能（edge sensitive touch functions）」は、周縁領域１４および／または湾曲した接続表面２０に対してなされたタッチの検知に基づいた双方向のタッチ機能を意味している。

図７は、本発明の特定の態様に従って、拡大した右底コーナー図に示されるようなエッジ感知タッチ機能を備えたベゼルレスな弾性波タッチセンサー・デバイス５０（例えば、タッチ・モニターなど）の斜視図である。図７は、図１のタッチセンサー１および図４のタッチセンサー５０に関連して説明された種々の要素を含んでいる（それらの要素については繰り返して説明は行わない）。当然ながら、弾性波タッチセンサーがモニターに一体化されておらず、コンピューターまたはポータブルタッチデバイスに挿入されて一体化されている場合では、モニター・スタンドは必要とされない。タッチセンサー・デバイス５０の拡大した右底コーナー図が示されている図７から分かるように、基板５の正面側表面ならびに湾曲した接続表面２０ａおよび２０ｂは、ハウジング５５に結合されるように示されている。正面側表面は、ディスプレイ２５上に配置される周縁領域１４（ノミナル・タッチ領域１３を規定する点線の外側に示される領域）を含んでいる。

あるエッジ感知タッチ機能は、周縁領域の適当な部分または湾曲した接続表面２０におけるタッチを測定することによって検知され得る。他のエッジ感知タッチ機能は、ジェスチャーが生じていることを検知することによって検知され得る。ジェスチャーでは、周縁領域４４の一部または湾曲した接続表面２０の最初のタッチが認識されると、受信した表面弾性波信号の摂動が連続的スキャニングに伴って増加する時間遅延または連続的スキャニングに伴って減少する時間遅延を有するなら、タッチがジェスチャー（たとえば、スライディング動きまたはスワイピング動きなど）であることが観察される。ジェスチャーでは、適当なエッジ感知タッチ機能領域において時間に伴った増加または減少が最初のタッチが検知された後で生じる限り、連続的なタッチの位置の絶対的な座標は重要ではない。

特定の態様に従えば、周縁領域１４は、層６０（種々の態様においては基板５の背面側表面１５または正面側表面上に配置され得る層）の一部として設けられている種々のアイコンまたは印刷ボタンを有するものであってよく、たとえば、かかる例では、図示されるようにボックス９５、９７、アイコン１０１および／またはアイコン１０３であってよい。弾性的に良性な層６０は不透明であってよく、黒色、白色および／または他の色を含む色の組合せが使用されるので、周縁領域１４においてボタンまたは他のエッジ感知タッチ機能を設計する特定のアイコンまたはボックスをカスタマイズすることができる。それゆえ、周縁領域１４の適当な部分にて検知されるタッチによって、システム制御ソフトウエアおよび／またはファーム・ウェアによってマッピングされるように、設計された機能作動がもたらされる。別法にて又は付加的に、湾曲した接続表面２０ａおよび／または２０ｂで検知されたタッチは、設計された機能作動をもたらすように使用され得る。接続表面２０のエッジ探知検知の機能が使用される場合、表面２０自体は、適当なエッジ感知タッチ機能が設計されるように、その上に薄い材料層（層６０と同様の層）を有し得る。あるいは、接続表面２０の関連する一部に近接するハウジング５５は、デバイス音量、表示輝度、表示コントラストまたは他の設計された又は構成されたエッジ感知機能の所望の増加または減少をそれぞれ示すべく増加矢印１０５または減少矢印１０７などの印刷されたアイコンを有し得る。矢印１０５および１０７に近接する表面２０の一部は、デバイスのスライド制御が供されるように、スライド運動でタッチされ得るものであってよい。

ボタン９５および９７は所定の機能（例えばon／offやスリープ・モードからの起動や他の動作）が割り当てられたものであってよく、また、かかる機能は、特定のタッチ領域を特定の機能にマッピングするべく設置ソフトウエアを使用してユーザーまたはデバイス５０のメーカーによって設定可能となっていてもよい。更なる例としては、周縁領域１４のアイコン１０１（表示輝度調整のための太陽マークで示されるようなアイコン）は、湾曲した接続表面２０の近接位置が表示輝度を増加または減少させるようにスライドタッチされることをデバイス制御に対して示すべくタッチされるものであってよい。更なる例としては、周縁領域１４上のアイコン１０３（表示コントラスト調整のために半分が影付きされた円として示されるようなアイコン）は、湾曲した接続表面２０の近接位置が表示コントラストを増加または減少させるようにスライドタッチされることをデバイス制御に対して示すべくタッチされるものであってよい。

図７で示される例では種々のアイコンおよびボタンがデバイス５０の１つのコーナーに示されているものの、アイコンまたはボタンのいずれか、全てまたはそれらの組合せがエッジ検知探知機能のために使用されてもよい。例えば、ある態様では、必ずしも増加矢印１０５および減少矢印１０７の双方を有する必要はなく、１つで十分となり得る。更に、本発明の種々の態様では、上述したものとは異なる多くのエッジ感知タッチ機能は、本発明のエッジ感知タッチ機能特徴によって可能となり得る。図７は、２０ｂおよび領域１４ｂがデバイス５０の右側の側部に示しているものの（図７は単にエッジ感知タッチ機能を例示したにすぎないものである）、図１１（ａ）〜１１（ｄ）に示すような表面２０ｂおよび領域１４ｂが、デバイス５０の左側にあってもよいことを認識されたい。しかしながら、特定の態様に応じて、図７に示す表面２０ｂおよび領域１４ｂはデバイス５０の右側または左側に位置付けてよい。つまり、エッジ感知タッチ機能の位置は、本発明の異なる特定の態様を用いることによって、周縁領域１４および／または表面２０の上面、底部、右側、左側またはそれらの組み合わせのいずれに設けることができる。

ノミナル・タッチ領域１３におけるタッチのためのＸ−Ｙ座標を検知するため図２（ａ）および図２（ｂ）に関連して上述したような同様の作動を有する種々の他の特定の態様について説明する（繰り返しの説明は行わない）。説明されるかかる態様の要旨は、本発明に従ってエッジ検体タッチ機能が設けられている場合、タッチされたエリアの曖昧さ（上面、底部、左側、右側）を解決するための別の座標または位置データを供することに焦点を置いている。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ、本発明の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板５の正面図および背面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ、本発明の別の特定の態様に従った別の弾性波タッチセンサーの基板５の正面図および背面図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、それぞれ、本発明の更に別の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板５の正面図および背面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）のケースと同じように、図８（ａ）、図９（ａ）および図１０（ａ）のトランスデューサー３５は、参照されるフレームを示すべく点線が示されている。尚、弾性波タッチセンサーの背面側の表面１５の平面図である図８（ｂ）、図９（ｂ）および図１０（ｂ）は、それぞれ図８（ａ）、図９（ａ）および図１０（ａ）に関連しており、トランスデューサーが実線で示されている。参照されるフレームのために、図８（ａ）,８（ｂ）,９（ａ）,９（ｂ）,１０（ａ）および１０（ｂ）ではＸ-Ｙ座標軸が示され、関連するＵ座標軸が示される。Ｕ座標は、ＸおよびＹと同一平面であるものの、傾斜した方向となっている。タッチのＸ、ＹおよびＵ座標を測定することによって、高性能なデュアルタッチまたはマルチプルな同時タッチ用途に対して必要とされる位置測定の冗長性の程度が供される。以下で説明するように、Ｕ座標測定機能の追加は、ベゼルレスな弾性波タッチセンサー・デバイスに対して追加の利益をもたらす。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ、本発明の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板５の正面図および背面図である。図８（ａ）および図８（ｂ）の態様は、図２（ａ）および図２（ｂ）と構造的に同様であって、図２（ａ）および図２（ｂ）で上述したようなノミナル・タッチ領域１３でのタッチを検知すべく同様に作動する。図８（ａ）および図８（ｂ）の特定の態様の付加的な要旨について説明する。かかる特定の態様では、図２（ａ）および図２（ｂ）の態様とは違って、４つのビーム・スプリッター７５が基板５の正面側の表面に設けられている。それゆえ、図８（ａ）および図８（ｂ）の特定の態様は、Ｕ座標軸を使用しており、それによって、正面側の表面１０のノミナル・タッチ領域１３、その外側の周縁領域１４および／または湾曲した接続表面２０上のマルチプルなタッチを信頼性良く検知することができるＸＹＵ表面弾性波タッチセンサーが供される。エッジ感知タッチ機能は、周縁領域１４および／または湾曲した接続表面２０で実行され得る。

図８（ａ）および図８（ｂ）に示されるように、ビーム・スプリッター７５は、Ｕ座標軸に垂直な方向にて入射表面弾性波ビームの一部を偏向させる一方、別の一部はそのまま偏向させない。ビーム・スプリッター７５は、例えば、ガラス・フリットまたは複合ポリマー材料インクなどをスクリーン印刷したり、あるいは別法にて溝をエッチングで形成することによって、基板５の正面側表面に形成してもよい。各々のビーム・スプリッター７５は、複数の偏向要素を有している。かかる複数の偏向要素は、（例えば、アスペクト比４：３などの所定のアスペクト比系となるように）垂直に対して所定角度回転した平行な反射体セグメントであって、９０°と所定角度との差のサインによって分割された表面弾性波波長の中心-中心間隔でもってビーム・スプリッターの事項に沿うように離隔した平行な反射体セグメントである。上側ビーム・スプリッター７５ｂおよび底側ビーム・スプリッター７５ｃの偏向要素は、第１規定角度を有しており、側部側ビーム・スプリッター７５ａおよび７５ｂの偏向要素は、第２規定角度（第１規定角度と異なる規定角度）を有している。ビーム・スプリッター偏向要素における弾性波入射は、ビーム・スプリッターの軸に対して所定角度でコヒーレントに偏向され、その場合の反射角度は入射角度に等しい。他の態様では、基板寸法の幾何学的形状やアスペクト比に応じてビーム・スプリッター偏向要素の角度を変更することができる。尚、かかる弾性波ビーム・スプリッターに関する更なる詳細は、米国特許出願公報第２００８／０２６６２６６Ａ１号の少なくとも図４〜６に関して見ることができ、その内容の全ては参照することによって本明細書に組み込まれる。ビーム・スプリッター７５ａ，７５ｂの偏向要素の所定角度に対して垂直な角度は、Ｕ座標軸を規定する。

基板の正面側表面１０にてビーム・スプリッター７５が露出している或る態様は、美観的に望ましくなく、また、耐久性や摩耗性の問題につながる。鉛系セラミックが使用される場合、ビーム・スプリッター７５の露出したフリットが、酸（例えば酸性のソフトドリンク）によって溶解されたり、あるいは、ユーザーが鉛の毒に潜在的に曝されるリスクがある。ビーム・スプリッター７５が鉛系フリットから作製される場合では、それをシーラントでカバーすることが望ましくなり得る。別法にて、複合ポリマー・インク、非鉛系高温硬化温度材料フリット、フリットまたは他の材料で最適に埋め戻される剥離溝を含んだ非鉛系材料が使用されてもよい。

作動時には、アレイ４０ａによって反射した送信トランスデューサー３５ａからの表面弾性波ビームの一部であって、ビーム・スプリッター７５ａに入射する湾曲した接続表面２０の周囲を進行する表面弾性波ビームの一部は、一定の座標軸Ｕの線に沿って部分的に偏向する一方（Ｕ１ビーム）、偏向しない表面弾性波ビームの部分は、上述したように進行し、それによって、タッチのＹ軸座標が検知される。図８（ａ）および図８（ｂ）にてＵ検知波進行パスを示す点線矢印から分かるように、Ｕ１ビームの部分的に偏向した部分は、正面側表面１０の一定座標Ｕの線に沿って進行して、ビーム・スプリッター７５ｂに入射することになる。ビーム・スプリッター７５ｂは、ビームの一部を湾曲した接続表面２０の周囲を介して背面側表面１５へと偏向させており、背面側表面１５では反射アレイ４０ｄがビームの一部を受信トランスデューサー３５ｄに向かって反射させる。従って、受信トランスデューサー３５ｄは、Ｘ信号の受信トランスデューサーとして機能するだけでなく、Ｕ１信号の受信トランスデューサーとして機能しても機能する。Ｕ１信号は、タッチエリアの一部分のためのＵ座標を測定する。

同様に、アレイ４０ｃによって反射した送信トランスデューサー３５ｂからの表面弾性波ビームの一部であって、ビーム・スプリッター７５ｃに入射する湾曲した接続表面２０の周囲を進行する表面弾性波ビームの一部は、一定の座標軸Ｕの線に沿って部分的に偏向する一方（Ｕ２ビーム）、偏向しない表面弾性波ビームの部分は、上述したように進行し、それによって、タッチのＸ軸座標が検知される。図８（ａ）および図８（ｂ）にてＵ検知波進行パスを示す点線矢印から分かるように、Ｕ２ビームの部分的に偏向した部分は、正面側表面１０の一定座標Ｕの線に沿って進行して、ビーム・スプリッター７５ｄに入射することになる。ビーム・スプリッター７５ｄは、ビームの一部を湾曲した接続表面２０の周囲を介して背面側表面１５へと偏向させており、背面側表面１５では反射アレイ４０ｂがビームの一部を受信トランスデューサー３５ｃに向かって反射させる。従って、受信トランスデューサー３５ｃは、Ｙ信号の受信トランスデューサーとして機能するだけでなく、Ｕ２信号の受信トランスデューサーとして機能しても機能する。Ｕ２信号は、Ｕ１信号によってカバーされないタッチエリアの一部分のためのＵ座標を測定する。

システム・コントローラーは、正面側表面１０のノミナル・タッチ領域１３内におけるタッチ（図２（ａ）にて示される波進行パスが交差する場所でタッチは生じる）の示される座標を検知するために、時間ベースに沿って受信した信号を解析する。更に、システム・コントローラーは、図８（ａ）および図８（ｂ）に示される進行パスに基いて、正面側表面１０の周縁領域１４または接続表面２０で生じるタッチの示される座標を検知するために、時間ベースに沿って受信した信号を解析する。従って、Ｕ座標信号の使用は、ロバストな複数のタッチ操作に対して座標測定冗長性を供するだけでなく、デバイス・コントローラーが設けられ得るエッジ感知タッチ機能を区別することを可能とする。

図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ、本発明の更なる特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板５の正面図および背面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）の態様は、図２（ａ）および図２（ｂ）と構造的に同様であって、図２（ａ）および図２（ｂ）で上述したようなノミナル・タッチ領域１３でのタッチを検知すべく同様に作動する。それについては繰り返して説明は行わないが、図９（ａ）および図９（ｂ）の特定の態様の付加的な要旨について説明する。かかる特定の態様では、図２（ａ）および図２（ｂ）ならびに図８（ａ）および図８（ｂ）の態様とは違って、４つのビーム・スプリッター８５が基板５の背面側の表面１５に設けられている。それゆえ、図９（ａ）および図９（ｂ）の特定の態様は、ノミナル・タッチ領域１３のマルチプルなタッチを信頼性良く検知することができ、上述したようなタッチ入力エッジ機能が供された湾曲した接続表面２０または周縁領域１４上のタッチと区別することができるＸＹＵ表面弾性波タッチセンサーが供される。

上述したビーム・スプリッター７５と同様、ビーム・スプリッター８５は、Ｕ方向に入射表面弾性波ビームの一部を偏向させる一方、別の一部はそのまま偏向させない。かかる特定の態様に従えば、ビーム・スプリッター８５は基板５の背面側表面１５に形成されるものであってよい（種々の態様に従えば層６０を用いずに直接的に形成されたり、あるいは、層６０を介して形成されていてよい）。ビーム・スプリッター８５を背面側表面１５に有する特定の態様では、露出されたビームスプリッター・フリットはハウジング５５内にてそれによって保護されているので、美観の問題（可視性および無耐久性および／または安全性の懸念を伴った問題）がない。

作動時には、アレイ４０ａによって反射した送信トランスデューサー３５ａからの表面弾性波ビームの一部であって、ビーム・スプリッター８５ａにマイナス（−）のＸ方向にて入射する表面弾性波ビームの一部は、一定の座標軸Ｕの線に沿って部分的に偏向する一方（Ｕ１ビーム）、偏向しない表面弾性波ビームの部分は、上述したように進行し、それによって、タッチのＹ軸座標が検知される。図９（ａ）および図９（ｂ）にてＵ検知波進行パスを示す点線矢印から分かるように、Ｕ１ビームの部分的に偏向した部分は、正面側表面１０の一定値Ｕの線に沿って進行して、湾曲した接続表面２０を周ってからビーム・スプリッター８５ｂに入射することになる。ビーム・スプリッター８５ｂは、マイナス（−）のＹ方向のビームの一部を反射アレイ４０ｄに向かうように偏向させており、反射アレイ４０ｄがプラス（＋）のＸ方向のビームの一部を受信トランスデューサー３５ｄに向かうように偏向させている。従って、受信トランスデューサー３５ｄは、Ｘ信号の受信トランスデューサーとして機能するだけでなく、Ｕ１信号の受信トランスデューサーとして機能しても機能する。

同様に、アレイ４０ｃによって反射した送信トランスデューサー３５ｂからの表面弾性波ビームの一部であって、ビーム・スプリッター８５ｃにマイナス（−）のＹ方向にて入射する表面弾性波ビームの一部は、一定の値Ｕの線に沿って部分的に偏向して（Ｕ２ビーム）、湾曲した接続表面２０の周りを進行する一方、偏向しない表面弾性波ビームの部分は、上述したように進行し、それによって、タッチのＸ軸座標が検知される。図９（ａ）および図９（ｂ）にてＵ検知波進行パスを示す点線矢印から分かるように、Ｕ２ビームの部分的に偏向した部分は、正面側表面１０の一定値Ｕの線に沿って進行し、湾曲した接続表面２０を周って背面側表面１５へと進行してビーム・スプリッター８５ｄに入射することになる。ビーム・スプリッター８５ｄは、マイナス（−）のＸ方向のビームの一部を反射アレイ４０ｂに向かうように偏向させており、反射アレイ４０ｂがプラス（＋）のＸ方向のビームの一部を受信トランスデューサー３５ｃに向かうように偏向させている。従って、受信トランスデューサー３５ｃは、Ｙ信号の受信トランスデューサーとして機能するだけでなく、Ｕ２信号の受信トランスデューサーとして機能しても機能する。

システム・コントローラーは、正面側表面のノミナル・タッチ領域１３内におけるタッチ（図２（ａ）にて示される波進行パスが交差する場所でタッチは生じる）の示される座標を検知するために、時間ベースに沿って受信した信号を解析する。更に、システム・コントローラーは、図９（ａ）および図９（ｂ）に示される進行パスに基いて、正面側表面１０の周縁領域１４または接続表面２０で生じるタッチの示される座標を検知するために、時間ベースに沿って受信した信号を解析する。

種々のＸＹＵタイプ・タッチセンサーの詳細については、例えば、米国特許第5,854,450号公報および米国出願公報第2008/0266266号公報に記載されている。かかる米国特許第5,854,450号公報および米国出願公報第2008/0266266号公報の内容は参照することによって本明細書に組み込まれる。アドラータイプの弾性波タッチセンサーの別の例では、トランスデューサーの数を更に減じるために、折られた弾性波パスが使用され得るものがあり、例えば、米国特許第4,700,176号公報、同5,072,427号公報、5,162,618号公報および5,177,327号公報に開示されている。かかる米国特許第4,700,176号公報、同5,072,427号公報、5,162,618号公報および5,177,327号公報の内容は参照することによって本明細書に組み込まれる。本発明はこのようなトランスデューサーの数が減じられた異なる種類のＸＹＵタイプ・タッチセンサーおよび／またはタッチセンサーへと一般化できることを認識されたい。例えば、本発明の特定の態様では、Ｘ-Ｙ反射要素アレイに重ねられたＵアレイを有するＸＹＵタイプ・タッチセンサー、または、別個の反射アレイおよび隣接するビーム・スプリッターを有するＸＹＵタイプ・タッチセンサーが使用され得る。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、それぞれ、本発明の更に別の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの基板５の正面図および背面図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）の態様は、図２（ａ）および図２（ｂ）と構造的に同様であって、図２（ａ）および図２（ｂ）で上述したようなノミナル・タッチ領域１３でのタッチを検知すべく同様に作動する。図１０（ａ）および図１０（ｂ）の特定の態様の付加的な要旨について説明する。更なるフレームの参照のために、Ｘ-Ｙ-Ｕ座標軸が図１０（ａ）および１０（ｂ）にて示されている。かかる特定の態様では、図２（ａ）および図２（ｂ）ならびに図９（ａ）および図９（ｂ）の態様とは違って、２つのみビーム・スプリッター８５が基板５の背面側の表面１５に設けられている。それゆえ、図１０（ａ）および図１０（ｂ）の特定の態様は、ノミナル・タッチ領域１３のマルチプルなタッチを検知することができ、上述したようなタッチ入力エッジ機能が供された湾曲した接続表面２０または周縁領域１４上のタッチと区別することができるＸＹ表面弾性波タッチセンサーが供される。

かかる特定の態様に従えば、２つのみ設けられるビーム・スプリッター８５は基板５の背面側表面１５に形成されるものであってよい（種々の態様に従えば層６０を用いずに直接的に形成されたり、あるいは、層６０を介して形成されていてよい）。

作動時には、アレイ４０ａによって反射した送信トランスデューサー３５ａからの表面弾性波ビームの一部は、マイナス（−）のＸ方向に進行しているが、湾曲した接続表面２０を周るように進行した後、上述したように進行して、それによって、タッチのＹ軸座標が検知される。図１０（ａ）および図１０（ｂ）にてＵ検知波進行パスを示す点線矢印から分かるように、２つのＵビーム（図９（ａ）および図９（ｂ）で説明したＵ２ビームにと同様であるものの、異なるＵ値を有するビーム）があり、底側の湾曲した接続表面２０ａおよび側部の湾曲した接続表面２０ｂに沿ってＵ値の一般的な変化が示される。アレイ４０ｃによって反射した送信トランスデューサー３５ｂからの表面弾性波ビームの一部は、マイナス（−）のＹ方向にてビーム・スプリッター８５ｃに入射することになり、部分的に偏向されて、湾曲した接続表面２０ａの周りを一定のＵ値の線に沿って進行する一方、偏向しない表面弾性波ビームの部分は、上述したように進行し、それによって、タッチのＸ軸座標が検知される。Ｕビームの部分的に偏向した部分は、正面側表面１０の一定値Ｕの線に沿って進行し、湾曲した接続表面２０ｂを周って背面側表面１５へと進行してビーム・スプリッター８５ｄに入射することになる。ビーム・スプリッター８５ｄは、マイナス（−）のＸ方向のビームの一部を反射アレイ４０ｂに向かうように偏向させており、反射アレイ４０ｂがプラス（＋）のＸ方向のビームの一部を受信トランスデューサー３５ｃに向かうように偏向させている。従って、受信トランスデューサー３５ｃは、Ｙ信号の受信トランスデューサーとして機能するだけでなく、Ｕ座標信号の受信トランスデューサーとして機能しても機能する。

システム・コントローラーは、正面側表面１０のノミナル・タッチ領域１３内におけるタッチ（図２（ａ）にて示される波進行パスが交差する場所でタッチは生じる）の示される座標を検知するために、時間ベースに沿って受信した信号を解析する。更に、システム・コントローラーは、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示される進行パスに基いて、正面側表面１０の周縁領域１４ａおよび／もしくは１４ｂまたは接続表面２０ａおよび／もしくは２０ｂで生じるタッチの示される座標を検知するために、時間ベースに沿って受信した信号を解析する。特に、単一の検知されたＸ座標信号（即ち、Ｙ座標信号が検知されない）に関連した表面２０ａまたは領域１４ａのＵ信号の存在によって、Ｕ信号が存在するエッジ感知タッチ機能が可能となる。単一の検知されたＸ座標信号に関連した表面２０ａまたは領域１４ａのＵ信号がないなら、デバイス・コントローラーはエッジ感知タッチ機能を領域１４ｄまたは表面２０ｄのものとして区別することができる。同様に、単一の検知されたＹ座標信号（即ち、Ｘ座標信号が検知されない）の存在の有無を用いることによって、デバイスは、検知されたエッジ感知タッチ機能を領域１４ｂまたは表面２０ｂのものとして、領域１４ｃまたは表面２０ｃのものと区別することができる。

当然ながら、他の態様では、或る湾曲した接続表面（２０ａおよび２０ｂと反対にある湾曲した接続表面）とそれらの個々に近接した周縁領域１４の部分とが区別されてエッジ感知タッチ機能がもたらされるように背面側表面１５の２つのビーム・スプリッター（図９（ｂ）で見られるようなビーム・スプリッター８５ｂおよび８５ａ）が図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示されるビーム・スプリッター（ビーム・スプリッター８５ｃおよび８５ｄ）と異なっていてもよいことを認識されたい。

更に、正面側表面１０に４つのビーム・スプリッターを有する図８（ａ）〜８（ｂ）の態様は、の別の例のＸＹセンサーにエッジ感知タッチ機能を供すべく、正面側表面１０に２つのビーム・スプリッター（ビーム・スプリッター７５ａ・７５ｂまたはビーム・スプリッター７５ｃ・７５ｄ）を有する更に別の態様のために変更してもよい（背面側表面１５に２つのビーム・スプリッター８５ｃ・８５ｄを使用する図１０（ａ）〜１０（ｂ）の態様と同様に変更してよい）ことを認識されたい。また、別の特定の態様に従えば、センサーの周縁コーナー・エッジに沿ってのみ部分的に延在し、近接する反射アレイの全長に沿っては延在していないビーム・スプリッター（例えば、形成されたトランスデューサー３５ｂ付近のコーナーに最も近い８５ｃおよび８５ｄの一部のみが存在することになるように面取りされた８５ｃおよび８５ｄ）を有することは、領域１４ならびに／または表面２０ａ，２０ｂのエッジ感知タッチ機能部が、ブラケット８７によって示される領域に空間的に制限されることになるにすぎないことを認識されたい。このことは、ビーム・スプリッター７５ｄ・７５ｃが、図８（ａ）および図８（ｂ）に示される態様にて同様に面取りされるように形成された場合に同様となり得る。即ち、図７に示される場合など、エッジ感知タッチ機能が、周縁領域１４と接続表面２０との右底コーナーに空間的に制限されることになる。更に別の態様では、少なくとも１つの周縁領域１３および／またはそれに対応する湾曲した接続表面２０にエッジ感知タッチ機能が設けられるように基板５の１つのエッジ（例えば、上側エッジ、左側エッジ、右側エッジまたは底側エッジ）に沿った１つのビーム・スプリッター７５または８５のみを使用するために、図８、図９または図１０の態様を変更することが可能である。

図７の説明を平易にするために、説明される及び／または示されるエッジ感知タッチ機能は、側部の湾曲した接続表面２０ｂおよび底側の湾曲した接続表面２０ａおよび／または２０ａ,２０ｂに近接する周縁領域１４の一部分に設けられるように示されている。しかしながら、本発明の種々の特定の態様に従って、湾曲した接続表面２０および／または周縁領域１４上のいずれの場所においても利用されるエッジ感知タッチ機能をデバイス５０が有することができるといった事項は強調される。これは、エッジ感知機能に加えられたタッチ入力を決定すべくＸ座標またはＹ座標に関連してＵ座標信号が使用されるからである。

図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）および図１１（ｄ）は、周縁領域１４の部分で（湾曲した接続表面２０ではない）曖昧さの問題を解決する弾性波ＸＹセンサーのための別の特定の態様を示している。かかる態様はＵ座標を測定しておらず、タッチ検知のためのＸ座標信号またはＹ座標信号を周辺領域１４の部分にまで延ばしている。かかる特定の態様は、反射アレイ４０およびトランスデューサー３５の配置を図２（ａ）および図２（ｂ）に示される配置から変更している。特に、トランスデューサー３５ａおよび３５ｃはマイナス（−）のＹ軸方向に移動させられており、トランスデューサー３５ｂおよび３５ｄマイナス（−）のＸ軸方向に移動させられている。更に、反射アレイ４０ｄはトランスデューサー３５ａを覆うように延在し、反射アレイ４０ｂはトランスデューサー３５ｂの後ろに至るように延在し、反射アレイ４０ａおよび４０ｃはそれらが交差するコーナーで結合するように延在している。即ち、２つの反射アレイに共通な反射体要素がある。

ノミナル・タッチ領域１３にてタッチのためのデータを検知する際、かかる図１１（ａ）〜１１（ｄ）に示される特定の態様は、図２（ａ）〜図２（ｂ）の態様で上述したのと同様に作動する（これについては繰り返して説明は行わない）。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、周縁領域１４ａでのエッジ感知機能へのタッチの動作を説明するのに有用である（湾曲した接続表面２０ａにおけるタッチは、湾曲した接続表面２０の上部におけるタッチ同じ信号を生じるので曖昧なものである）。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、ノミナル・タッチ領域１３（図２（ａ）に示されるものと同様の領域）のタッチのＸ座標および周縁領域１４のタッチのＸ座標を検知するためのあり得る弾性波の進行パス（実線矢印）を示している。特に、表面弾性波は、送信トランスデューサー３５からマイナス（−）のＸ軸方向（基板５の背面側の表面１５の周縁エッジに近くには反射アレイ４０ｃが設けられている）に沿って進行する。図１１（ａ）および図１１（ｂ）にてＸ座標検知波進行パスを示す実線矢印から分かるように、反射アレイ４０ｃは、弾性波の一部を反射または検知波に結合させており、かかる波は、反射アレイ４０ｃから外側方向にマイナス（−）のＹ軸方向に沿って進行し、基板５の近接する接続表面２０ａへと進行してそこを周り、正面側の表面を横切るようにプラス（＋）のＹ軸方向に沿って進行し、対向する湾曲した接続表面２０に向かってそこを周るように進行して、マイナス（−）のＹ軸方向に背面側の表面１５の反射アレイ４０ｄに向かって進行し、そして、プラス（＋）のＸ軸方向に反射アレイ４０ｄに沿って進行して受信トランスデューサー３５ｄへと向かう。

図１１（ｃ）および図１１（ｄ）は、周縁領域１４ｂのエッジ感知機能へのタッチ操作を説明するのに有用である（湾曲した接続表面２０ｂにおけるタッチは、湾曲した接続表面２０の対向する部分におけるタッチ同じ信号を生じるので曖昧なものである）。図１１（ｃ）および図１１（ｄ）は、ノミナル・タッチ領域１３（図２（ａ）に示されるものと同様の領域）のタッチのＹ座標および周縁領域１４ｂのタッチのＹ座標を検知するためのあり得る弾性波の進行パス（実線矢印）を示している。特に、表面弾性波は、送信トランスデューサー３５ａからマイナス（−）のＹ軸方向（基板５の背面側の表面１５の周縁エッジに近くには反射アレイ４０ａが設けられている）に沿って進行する。図１１（ｃ）および図１１（ｄ）にてＹ座標検知波進行パスを示す実線矢印から分かるように、反射アレイ４０ａは、検知波を有する弾性波の一部を反射しており、かかる波は、反射アレイ４０ａから外側方向にマイナス（−）のＸ軸方向に沿って進行し、基板５の近接する接続表面２０ｂへと進行してそこを周り、正面側の表面を横切るようにプラス（＋）のＸ軸方向に沿って進行し、対向する湾曲した接続表面２０に向かってそこを周るように進行して背面側の表面１５の反射アレイ４０ｂにマイナス（−）のＸ軸方向に入射し、そして、プラス（＋）のＹ軸方向に反射アレイ４０ｄに沿って進行して受信トランスデューサー３５ｃへと向かう。

システム・コントローラーは、正面側表面のノミナル・タッチ領域１３内におけるタッチ（図２（ａ）にて示される波進行パスが交差する場所でタッチは生じる）の示される座標を検知するために、時間ベースに沿って受信した信号を解析する。また、システム・コントローラーは、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示される進行パスに基いて、正面側表面１０の周縁領域１４ａおよび／もしくは１４ｂまたは接続表面２０ａおよび／もしくは２０ｂで生じるタッチの示される座標を検知するために、時間ベースに沿って受信した信号を解析する。

それゆえ、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示される特定の態様は、ノミナル・タッチ領域１３の外側にあり、エッジ感知タッチ機能の処理を行うことができる周縁領域１４ａおよび／または周縁領域１４ｂ（点線１００の下方または左側）がもたらされている。

図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、周縁領域１４および／または湾曲した接続表面２０で弾性的に検知されたタッチに関連したＸ座標またはＹ座標に関して使用される付加的な座標または位置データを有する弾性波ＸＹセンサーの別の特定の態様を示している。かかる特定の態様は、反射アレイ４０およびトランスデューサー３５の配置を図２（ａ）および図２（ｂ）に示される配置から変更していないものの、更なる位置データを供すべく１つ以上の検知電極層１０３を追加している。ノミナル・タッチ領域１３にてタッチのためのＸＹデータを検知する際、かかる図１２（ａ）〜１２（ｂ）に示される特定の態様は、図２（ａ）〜図２（ｂ）の態様で上述したのと同様に作動する（これについては繰り返して説明は行わない）。

デバイス５０の検知電極１０３は、周縁領域１４および／または接続表面２０でなされるタッチから生じるキャパシタンス（またはある態様ではオーム抵抗）の変化を検知し、エッジ感知タッチ機能を供すべく、弾性的に検知されたタッチに関連して使用される付加的な位置データを供する。即ち、電極層１０３は、ある態様では容量検知電極として使用され得るものであり、また、他の態様ではオーム検知電極として使用され得るものである。

特定の態様では、検知電極層１０３の考えられるレイアウトは、図１２（ａ）の特定の態様に従えば（点線で）単に示される。電極層１０３は図１２（ａ）の正面側表面１０に示されるものの、これは、ある特定に態様に従った場合のケースにすぎないことに留意されたい。このように検知電極層１０３が正面側の表面１０に設けられている態様では、層１０３（容量検知電極またはオーム検知電極として用いることができる層）は好ましくは透明であり、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、または正面側の表面１０に対してスクリーン印刷やスパッタリングを施すことができる他の既知の透明導電性材料から成るものが好ましい。他の態様では、層１０３（容量検知電極として用いることができる層）は、基板５とその上に設けられるトランスデューサー／アレイ／ビーム・スプリッターとの間に存在するように背面側表面１５に直接的に（層６０を介して）設けられる。層６０が使用されない場合、電極層１０３は透明導電性材料から成り得るものであるが、層６０が使用される場合では、不透明ないずれの種類の導電性材料（例えば、層６０上にスクリーン印刷またはスパッタリングを行うことができる金属含有材料などの弾性的に良性な導電性材料）から成るものであってよい。図１２（ｃ）（基板５の背面側表面１５のコーナーの一部拡大平面図）に示すように基板５の背面側表面１０の層６０に電極１０３が形成される別の特定の態様では、反射アレイ２０の反射要素１２５（ビーム・スプリッター８５が使用され得るものの、図面では簡略化のために図示していない）は、少なくとも導電性リード１２７と一体的に結合されている。かかる態様では、アレイ２０の銀含有ガラス・フリット１２５は反射アレイとしてのみ機能するだけでなく、リード１２５と共に容量検知のために使用される電極１０３（点線によって示されている）としても機能する。リード１２７は、弾性的に良性ないずれの導電性材料から成るものであってよく、例えば反射要素１２５を作製するのに使用される材料と同一の材料の薄いラインとして形成されてもよい。別の同様の態様では、反射アレイ２０の反射要素１２５は、導電性リード１２７およびオプション的に設けられる反射要素１２５の反対端部に沿って別の同様なリード（図示せず）と一体的に結合している。

図１２（ａ）では４つの電極１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃおよび１０３ｄが示されるものの、２つの容量検知電極（例えば、１０３ａ・１０３ｂ、１０３ａ・１０３ｄ、１０３ｂ・１０３ｃ、または、１０３ｄ・１０３ｃ）でも接続表面２０および／または周縁領域１４にエッジ感知タッチ機能を供するための曖昧さの問題解決に取り組むのに必要とされる付加的な位置データを供するのに十分である。ある態様では、少なくともいつの電極（容量検知用またはオーム検知用の電極）の使用も可能であり、その場合、単一の周縁領域１３および／またはその対応する湾曲した接続表面２０にはエッジ感知タッチ機能が設けられており、（電極１０３の電気接続スキームはより複雑になり得るものの）ある態様は電極１０３をより小さいサイズに分割することによって４つの容量電極よりも多くの電極を有し得る。また、別の特定の態様に従えば、センサーの周縁コーナー・エッジに沿ってのみ部分的に延在し、センサーの周縁エッジの全長に沿っては延在していない２つの容量電極（例えば、形成されたトランスデューサー３５ｂ付近のコーナーに最も近い１０３ａおよび１０３ｂの一部のみが存在することになるように面取りされた１０３ａおよび１０３ｂ）を有することは、領域１４ならびに／または表面２０ａ，２０ｂのエッジ感知タッチ機能部が、ブラケット１０５によって示される領域に空間的に制限されることを認識されたい。

システム・コントローラーは、正面側表面１０のノミナル・タッチ領域１３内におけるタッチ（図２（ａ）にて示される波進行パスが交差する場所でタッチは生じる）の示される座標を検知するために、時間ベースに沿って受信した信号を解析する。ノミナル・タッチ領域１３の外側でのタッチのために、弾性波的な測定と容量測定（またはオーム測定）との組合せを通じて上側、底側、左側または右側のタッチとして検知され曖昧さなく認識される。システム・コントローラー（容量電極１０３に結合しているシステム・コントローラー）は、正面側表面１０の周縁領域１４ａおよび／または接続表面２０での座標を有するタッチを示す電極１０３に近接するタッチの存在を検知するために、受信される信号を解析する。これにより、上側、底側、左側または右側に向いているのかを決定する。選択された周縁部の側部に沿った座標は、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示される弾性波ビーム進行パスに基づく。

上記においては本発明の特定の態様に従った弾性波タッチセンサーの種々の側面について説明および図示している。対象となる発明については、変更、改良、バリエーション、コンビネーション、サブコンビネーションが可能であり、他の使用および他の用途も可能であるが、それは、本願明細書および添付図面（好ましい態様を開示している）を参照すると当業者には明らかである。例えば、図面の態様では湾曲した接続表面２０が基板５の周縁部全体に沿って延在するように示しているが、他の態様ではエッジ感知タッチ機能が２つまでの対応する周縁領域１４および／または２つまでの対応する湾曲した接続表面２０にのみ設けられる際、相互に対向する２つの湾曲した接続表面２０が設けられるようにしてもよい。別の例では、コーナーベゼル状カバーが使用され得るシャープなエッジによって正面側表面１０と背面側表面１５が接続されるコーナー部を除いて、湾曲した接続表面２０が基板５のエッジの大部分に沿って形成されるものであってもよい。別の特定の態様では、背面側表面１５に形成された１つのトランスデューサー（トランスミッターおよびレシーバーとして機能するトランスデューサー）および１つの反射アレイ４０を有する基板５が、シャープなエッジ表面に対向するように設けられた１つの湾曲した接続表面２０（トランスデューサー３５から送信された表面弾性波が反射アレイ４０によって反射され、湾曲した接続表面２０の周りを進行し、正面側表面を横切るように進行し、シャープなエッジ表面から外れるように反射され、正面側表面１０を戻って横切るように進行して、湾曲した接続表面２０の周りを進行して、反射アレイ４０によって反射し、「表面弾性波を受けるトランスデューサー３５」へと戻る）を有するものであってよい。かかる態様では、エッジ感知タッチ機能が、１つの周縁領域１３および／またはそれに対応する１つの湾曲した接続表面２０にのみに沿って設けられていてもよい。

本発明の精神または範囲から逸脱することのない種々の特定の態様に従ったこのような又は他の変更、改良、バリエーション、使用および用途はカバーされており、あくまでも特許請求の範囲によってのみ制限される。

Claims (30)

1. 弾性波タッチ装置であって、
   表面弾性波を伝搬させることが可能な基板であって、正面側の表面、背面側の表面、該正面側の表面と該背面側の表面との間に形成された湾曲した接続表面を有する基板、ならびに
   前記背面側の表面の背後の少なくとも１つの弾性波トランスデューサーおよび少なくとも１つの反射アレイ
   を有して成り、
   前記弾性波トランスデューサーは、前記反射アレイへと表面弾性波を送信または前記反射アレイから表面弾性波を受信することができ、
   前記反射アレイは、前記基板の前記湾曲した接続表面を介して前記基板の前記背面側の表面と前記正面側の表面との間にて前記表面弾性波が伝搬するように該表面弾性波を弾性的に結合できる、弾性波タッチ装置。
2. 前記正面側の表面は、ノミナル・タッチ領域および該ノミナル・タッチ領域の外側の周縁領域を有しており、
   前記弾性波タッチ装置が、
   前記表面弾性波の検知された波形態の摂動に基づいて、前記ノミナル・タッチ領域のタッチ座標、前記周縁領域のタッチ座標または前記湾曲した接続表面のタッチ座標を決定するコントローラーであって、前記弾性波トランスデューサーに電気的に結合するコントローラー、ならびに
   前記背面側の表面の背後のディスプレイ
   を更に有しており、
   前記周縁領域がベゼルによってカバーされていない、請求項１に記載の弾性波タッチ装置。
3. 前記周縁領域のタッチ座標または前記湾曲した接続表面のタッチ座標を決定する際に、前記コントローラーが、前記周縁領域または前記湾曲した接続表面のためのタッチ座標データを生じる、請求項２に記載の弾性波タッチ装置。
4. 前記タッチ座標データは、前記弾性波タッチ装置のエッジ感知タッチ機能を開始させる、請求項３に記載の弾性波タッチ装置。
5. 前記弾性波タッチ装置には、前記周縁領域の異なる座標または前記湾曲した接続表面の異なる座標に相当する複数のエッジ感知タッチ機能が設けられている、請求項４に記載の弾性波タッチ装置。
6. 少なくとも１つのビーム・スプリッターを更に有して成る、請求項１に記載の弾性波タッチ装置。
7. 前記ビーム・スプリッターが、前記背面側の表面の背後に位置する、請求項６に記載の弾性波タッチ装置。
8. 前記基板が厚さＴを有し、前記湾曲した接続表面が、約Ｔ／３〜約Ｔ／１６の半径Ｒを有する少なくとも１つの湾曲部を介して、前記正面側の表面と前記背面側の表面とを結合している、請求項１に記載の弾性波タッチ装置。
9. 前記弾性波トランスデューサーおよび前記反射アレイが、前記背面側の表面に設けられた弾性的に良性な層を介して前記背面側の表面に結合している、請求項１に記載の弾性波タッチ装置。
10. 前記弾性的に良性な層が無機材料を含んで成る、請求項１に記載の弾性波タッチ装置。
11. 前記弾性的に良性な層が不透明または半透明である、請求項１０に記載の弾性波タッチ装置。
12. 前記弾性波トランスデューサーおよび前記反射アレイが、前記背面側の表面の弾性的に良性な層を介して前記背面側の表面に結合しており、該弾性的に良性な層が、前記エッジ感知タッチ機能を示すアイコンを供する、請求項３に記載の弾性波タッチ装置。
13. 前記弾性波トランスデューサー、前記反射アレイおよび前記ビーム・スプリッターが、前記背面側の表面の弾性的に良性な層を介して該背面側の表面に結合している、請求項７に記載の弾性波タッチ装置。
14. 前記エッジ感知タッチ機能が、ジェスチャーが生じていることを決定することで開始される入力作用を有して成る、請求項３に記載の弾性波タッチ装置。
15. 前記周縁領域または前記湾曲した接続表面の近くに配置された少なくとも１つの導電性電極を更に有して成る、請求項１に記載の弾性波タッチ装置。
16. 前記少なくとも１つの導電性電極が前記背面側の表面の背後に位置する、請求項１５に記載の弾性波タッチ装置。
17. 前記少なくとも１つの導電性電極が前記反射アレイの反射要素、および該反射要素を結合する導電性リードを有して成り、
    前記少なくとも１つの導電性電極および前記反射要素が、前記弾性的に良性な層を介して前記背面側の表面に形成されている、請求項１６に記載の弾性波タッチ装置。
18. 第２反射アレイを更に有して成り、
    前記第２反射アレイおよび前記少なくとも１つの反射アレイが共通の反射要素をシェアしている、請求項１に記載の弾性波タッチ装置。
19. 弾性波タッチ装置であって、
    表面弾性波を伝搬させることが可能な基板であって、正面側の表面、背面側の表面、該正面側の表面と該背面側の表面との間に形成された湾曲した接続表面を有する基板、
    前記背面側の表面の弾性的に良性な層を介して該背面側の表面に結合された少なくとも１つの弾性波トランスデューサーおよび少なくとも１つの反射アレイ
    コントローラー、ならびに
    前記背面側の表面の背後のディスプレイ
    を有して成り、
    前記正面側の表面がノミナル・タッチ領域および該ノミナル・タッチ領域の外側の周縁領域を有しており、該周縁領域がベゼルによってカバーされておらず、
    前記弾性波トランスデューサーは前記反射アレイへと表面弾性波を送信または前記反射アレイから表面弾性波を受信することができる一方、前記反射アレイは、前記湾曲した接続表面を介して前記背面側の表面と前記正面側の表面との間にて前記表面弾性波が伝搬するように該表面弾性波を弾性的に結合することができ、また
    前記コントローラーは、前記表面弾性波の検知された波形態の摂動に基づいて、前記ノミナル・タッチ領域のタッチ座標、前記周縁領域のタッチ座標または前記湾曲した接続表面のタッチ座標を決定し、また、該コントローラーが前記弾性波トランスデューサーに電気的に結合する、弾性波タッチ装置。
20. 弾性波タッチ装置であって、
    表面弾性波を伝搬させることが可能な基板であって、正面側の表面、背面側の表面、該正面側の表面と該背面側の表面との間に形成された湾曲した接続表面を有している基板、
    前記背面側の表面の弾性的に良性な層を介して該背面側の表面に結合された少なくとも１つの弾性波トランスデューサーおよび少なくとも１つの反射アレイ、ならびに
    コントローラー
    を有して成り、
    前記正面側の表面がノミナル・タッチ領域および該ノミナル・タッチ領域の外側の周縁領域を有しており、該周縁領域がベゼルによってカバーされておらず、
    前記弾性波トランスデューサーは前記反射アレイへと表面弾性波を送信または前記反射アレイから表面弾性波を受信することができる一方、前記反射アレイは、前記湾曲した接続表面を介して前記背面側の表面と前記正面側の表面との間にて前記表面弾性波が伝搬すべく該表面弾性波を弾性的に結合させることができ、また
    前記コントローラーは、前記弾性波トランスデューサーに電気的に結合しており、前記表面弾性波の検知された波形態の摂動に基づいて、前記ノミナル・タッチ領域のタッチ座標、前記周縁領域のタッチ座標または前記湾曲した接続表面のタッチ座標を決定し、また、該コントローラーは、前記周縁領域のタッチ座標または前記湾曲した接続表面のタッチ座標を決定する際に、該周縁領域または該湾曲した接続表面のためのタッチ座標データを生じる、弾性波タッチ装置。
21. 前記ディスプレイが、前記ベゼルを有していないハウジング内にて、ブラケットを介して前記背面側の表面の背後に設けられている、請求項２に記載の弾性波タッチ装置。
22. 前記基板が厚さＴを有し、少なくとも前記湾曲した接続表面が前記正面側の表面と前記背面側の表面との間にて結合しており、該湾曲した接続表面が約２．７λの半径Ｒを有する、請求項９に記載の弾性波タッチ装置。
23. 前記湾曲した接続表面が、少なくとも１つのフラット部を介して前記正面側の表面と前記背面側の表面との間にて結合している、請求項１に記載の弾性波タッチ装置。
24. 前記少なくとも１つのフラット部が、前記正面側の表面または前記背面側の表面のいずれかに対して８°未満の角度を成している、請求項２３に記載の弾性波タッチ装置。
25. 前記湾曲した接続表面が２つの湾曲部を有して成り、該２つの湾曲部が、それらの間に設けられた少なくとも１つのフラット部と結合している、請求項１に記載の弾性波タッチ装置。
26. 前記ハウジングが、ワイパー・ブレード断面のガスケットを介して前記基板の前記背面側の表面に結合している、請求項１に記載の弾性波タッチ装置。
27. 第１ブラケット、スプリング・ブラケット、および、前記基板と接する最小部を備えたワイパー・ブレード断面を有するガスケットを更に有して成り、
    前記第１ブラケットは、前記背面側の表面と前記ガスケットの第１サイドとの間にて連結されており、
    前記スプリング・ブラケットは、前記ガスケットの第２サイドおよび前記第１ブラケットの底表面に結合しており、それによって、該ガスケットが前記基板と該基板を囲むフレームとの間で圧封止を供する、請求項２に記載の弾性波タッチ装置。
28. 前記ディスプレイが、第４ブラケットに接続された第３ブラケットを用いて前記背面側の表面の背後に設けられており、該第３ブラケットが前記フレームに接続され、該第４ブラケットが前記スプリング・ブラケットおよび前記第１ブラケットに取り付けられている、請求項２７に記載の弾性波タッチ装置。
29. 前記ガスケットの一部が前記フレームの周辺上部に設けられている、請求項２８に記載の弾性波タッチ装置。
30. 弾性的に減衰させ光学的に透明な層が、前記背面側の表面と前記ディスプレイとの間に設けられている、請求項１９に記載の弾性波タッチ装置。

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