(57)【要約】【課題】曲げ検出にひずみゲージセンサを用いた、より簡易あるいは効果的な技術を提供する。【解決手段】表示部と、前記表示部の第１のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第１の検出部と、前記表示部の第２のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第２の検出部と、前記第１のエリアおよび第２のエリアの前記変位に基づき、所定の動作をするよう指示する制御手段とを備えた情報処理装置。また、表示部と、前記表示部の第１のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第１の検出部と、前記表示部の第２のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第２の検出部とを備えた入力装置。【選択図】  図７
2014067291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、
前記表示部の第１のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第１の検出部と、
前記表示部の第２のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第２の検出部と、
前記第１のエリアおよび第２のエリアの前記変位に基づき、所定の動作をするよう指示する制御手段とを
備えた情報処理装置。
【請求項２】
更にタッチセンサを備え、このタッチセンサが設けられたエリアの変位に基づく前記所定の動作を、前記制御手段はこの変位が所定の閾値より小さいときに実施する請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記第１のエリアと第２のエリアは前記表示部において隣接するまたは裏表の関係にある請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記第１の形状変化検出部および第２の形状変化検出部は、ひずみゲージセンサを用いて構成される請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
表示部と、
前記表示部の第１のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第１の検出部と、
前記表示部の第２のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第２の検出部と、
を備えた入力装置。
【請求項６】
表示部を備えた情報処理装置における情報処理方法であって、
前記表示部の第１のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第１の検出工程と、
前記表示部の第２のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第２の検出工程と、
前記第１のエリアおよび第２のエリアの前記変位に基づき、所定の動作をするよう指示する制御工程とを
含んだ情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、フレキシブルディスプレーを利用した入力方式に係わる情報処理装置、入力装置及び情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルディスプレー(Ex.プラスチック有機ELディスプレー)は、薄く柔軟性があるため、折り曲げたり丸めたりすることが可能な新規デバイスである。近年、このデバイスを用いた曲げ可能なシート状のタブレットや電子書籍、あるいは電子ペーパーと呼ばれるものの開発が進められている。その中でも、曲げによる制御信号 の入力(Ex.曲げてページ送り)が求められている。しかし、曲げによってタッチパネルが相互作用しタッチパネルが誤作動する問題がある。そのため、曲げとタッチ機構を両立することが困難となっている。そこでは、曲げ検出の具体的な構造案と、曲げの曲率からタッチパネルの誤作動を防止するシステムへの要望がある。
【０００３】
例えば、特許文献１は、光源とフォトダイオードアレイを用い光検出によって、入射する光を判別することで曲げを検出している。
また、特許文献２は、曲げ検出にひずみゲージセンサを表面側に一周するように配置される。そのため、ひずみゲージセンサの実装面積が多いため、コストが増大する問題、検出したひずみがどの箇所であるかを判断できない問題がある。さらに、具体的なひずみゲージセンサの配置・構造までは触れていない。
【０００４】
また、特許文献３は、一対の導電層と、それらの間に設けられた感知層を有し、前記変位が加えられた時に前記一対の導電層の間の抵抗が変化することを特徴とする。つまり、導電層１対即ち2層、更に感知層1層の計3層で構成される。つまり3層必要になり、構造が複雑になる問題がある。
【０００５】
以上例えば、曲げ検出に原理的にひずみゲージセンサを用いるとしても、より簡易あるいは効果的な技術への要望があるが、かかる要望を実現するための手段は知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８１４６６号公報
【特許文献２】特開２００５−２６７１７０号公報
【特許文献３】特開２００４−４６７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施の形態は、曲げ検出にひずみゲージセンサを用いた、より簡易あるいは効果的な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、実施形態によれば情報処理装置は、表示部と、前記表示部の第１のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第１の検出部と、前記表示部の第２のエリアが曲がることによって生じる変位を検出可能な第２の検出部と、前記第１のエリアおよび第２のエリアの前記変位に基づき、所定の動作をするよう指示する制御手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態にかかる表示入力システムを例示するブロック図。
【図２】同実施形態の一部の構成要素 (ユニット)を示す実装構成図。
【図３】同実施形態のひずみゲージセンサを説明するために示す図。
【図４】同実施形態の曲げと制御入力の対応例を示す表図。
【図５】同実施形態に用いられる検出の原理を示す断面模式図。
【図６】同実施形態の静電容量式タッチセンサを有するシートディスプレーと曲げによる誤作動発生の原理図。
【図７】同実施形態に用いられる曲率検出によるタッチセンサ検出オフ(誤作動防止)のフローチャート。
【図８】同実施形態に用いられる検出量の拡大を示す図。
【図９】同実施形態に用いられる検出量の拡大を示す図。
【図１０】一実施形態に係わるホール素子を利用した検出精度向上機構の一例を示す説明図。
【図１１】一実施形態に係わる検出精度向上の工夫の一例を示す説明図。
【図１２】一実施形態に係わる狭額縁モデルに対するタッチパネルキャンセル機構の応用の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図１２を参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかる表示入力システムを例示するブロック図である。
【００１１】
表示入力装置１０は、画像表示部１０Ａ、滑動検出部８００、滑動検出データ記憶部８１０、演算部８２０、表示部固有データ記憶部８３０、表示制御部８４０などが設けられている。滑動検出部８００で取得されたデータは、演算部８２０で処理されて曲げデータとして出力される。この際に、例えば、滑動検出データ記憶部８１０に格納されている前回取得されたデータや、平坦な状態での滑動検出データ、あるいは表示部の大きさや精細度などの表示部に固有なデータが記憶された表示部固有データ記憶部８３０からのデータも適宜演算部８２０に出力され、参酌される。
【００１２】
演算部８２０において得られた曲げデータの出力先は、例えば、バックライト制御部８５０、表示制御部８４０、曲げデータ出力部８７０などである。曲げデータ出力部８７０から出力された曲げデータは、制御装置２０に送られる。制御装置２０においては、曲げデータがデジタルまたはアナログの入力データに変換され、この入力データに基づいて例えば、ソフトウエアのステップを進めたり、表示内容のスクロールや拡大・縮小などを実行する。
【００１３】
また一方、本実施形態においては、表示入力装置１０に曲げが加えられたことによる表示品質の劣化を補正するようにしてもよい。例えば、液晶他のセルが曲げられた場合、視野角への要求値が変わることもある。さらにまた、セルギャップが局所的に変化して表示品質が劣化することもある。そこで、演算部８２０から出力される曲げデータをバックライト制御部８５０や表示制御部８４０にも出力し、バックライト４００の駆動条件や、液晶他のセルの駆動条件を補正することも可能である。
【００１４】
このように、曲げの方向や曲げ量に応じて、比較的単純な処理を行えばよいフィードバックについては、バックライト制御部８５０や表示制御部８４０において補正する。また、例えば、曲げ限界を超えるような曲げ応力が表示入力装置１０に与えられた場合は、その状況をユーザーに警告するために、バックライト制御部８５０へフィードバックしてバックライト４００を点滅あるいは消灯するようにしてもよい。また、表示制御部８４０へのフィードバックとして、表示画面での警告ダイアログ表示や特定パターンの表示や点滅なども可能である。
【００１５】
一方、曲げの方向や曲げ量に応じて、画像表示に複雑な補正が必要な場合、例えば、拡大率あるいは縮小率を表示位置によって変化させる場合や、アプリケーションによって異なる処理が要求される場合などは、曲げデータ出力部８７０を介して制御装置２０へ曲げデータを送出した上で、入出力部２１を介して制御装置２０の中央演算部２２や記憶部２３やグラフィックス演算部２４で処理を行い、通常の表示と同様にグラフィックスデータ出力部２６から表示入力装置１０のグラフィックスデータ入力部８８０へ表示データを送出すればよい。
【００１６】
本実施形態の主な構成要素としては、薄くて曲げが可能なシートディスプレー１０Ａ（Ｄ）と、ユーザのタッチ入力を検出するタッチパネル(フィルム、滑動検出部８００の一部)と、シートディスプレーＤの周囲に実装されたひずみゲージセンサＳと、ひずみゲージセンサＳの曲率から制御入力と誤作動を防止するシステム（２０）からなる。
【００１７】
図２、図３に一部の構成要素を示す。本実施形態は、シートディスプレーＤとひずみゲージセンサ（または、ひずみセンサ、ひずみゲージ）Ｓを中心としてなる。
図２はシートディスプレーＤでありプラスチック有機ELディスプレーなどのフレキシブルで曲がるディスプレーである。また、図３はひずみゲージセンサ(センサ部ＳのうちＡ２の例、および信号線Ｌ)でありシートディスプレーＤの曲げをひずみ量として検出する。上記シートディスプレーＤに貼り付けられるか、蒸着などによって直接シートディスプレーＤに形成される。このひずみゲージセンサＡ２は、金属などの導電体からなり、３つの細かい屈曲部分を設けることにより抵抗値が大きくなるように工夫されている（2本を屈曲させ往復させることにより、配置される本数が増加し抵抗値の変化が本数分（この例では４）取り出せる。）。ひずみゲージセンサＡ１は、このひずみゲージセンサＡ２と左右対称な形状に形成されている。
【００１８】
図２では、ひずみゲージ信号線Ｌは左右に３本ずつシートディスプレーＤの周囲の額縁部分に巡らされている。このうちの外側の２本づつが各ひずみゲージセンサＳのうちのＡ１エリアとＡ２エリアの部分の抵抗値の変化を信号として受け取るためのものである。また内側の２本がひずみゲージセンサＳのうちのＢエリアの部分の抵抗値の変化を信号として受け取るためのものである。
【００１９】
図４に曲げによる制御入力の基本的な動作を示す。
（１）タブレットの角を折り曲げるページめくり。例えば、電子書籍を閲覧中にページをめくりたい際に曲げ、ページを元に戻す際は逆側に折り曲げる。
（２）タブレット全体を凹面に曲げる縮小。例えば、電子マップなどの地図を縮小したい際に、内側に折り曲げる。
（３）タブレット全体を凸面に曲げる拡大。例えば、写真などを拡大したい際に、外側に折り曲げる。
（４）タブレットの画面を外側に向けて2つ折りにする片面表示。満員電車内など空間が狭い場所で、半分に折り曲げることで画面の半分のみに情報を表示する。（３）との違いは加速度の違いを用いても良いし、曲率が安定しときに想定していない方の動作をキャンセルする形態としてもよい。
【００２０】
（５）タブレットの画面を内側に向けて2つ折りにする電源OFF。電源をOFFにする際に2つ折りにする。（２）との違いは加速度の違いを用いても良いし、曲率が安定しときに想定していない方の動作をキャンセルする形態としてもよい。
【００２１】
図４に示した曲げ入力を実現するため、ひずみゲージセンサは図２に示した通り、少なくとも3箇所のひずみゲージセンサを配置する。例えば、ひずみゲージセンサＡ２（またはＡ１）は、入力（１）に用いられる。ひずみゲージセンサＢは、入力（２）〜（５）に用いられる。
【００２２】
いずれも曲げによる圧縮歪みと引っ張りひずみから曲げ方向と曲げ量を検出し、制御信号とする。例えば、入力（２）の場合、曲げ量(ひずみ量)が大きい場合は縮小スピードを速くするなどの処理を行ったり、抵抗変化の時間一次微分およびその二次微分を調べることにより「曲げ」の速度または加速度から縮小スピードを速くするなどの処理が行える。
【００２３】
図５は、実施形態に用いられる検出の原理を示す断面模式図である。タブレットを凹面に曲げることにより、シートディスプレーＤの上のひずみゲージセンサＳには圧縮ひずみが加えられる。このひずみを検知し制御入力信号とする。反対に凸面に曲げることにより引っ張り応力が作用する。
【００２４】
図６は、静電容量式タッチセンサを有するシートディスプレーと曲げによる誤作動発生の原理を示す図である。この図６（ａ）のように静電容量式のタッチセンサを実装したシートディスプレーがある。例えば、折り曲げて表面を近づけると、タッチセンサ範囲Ａでは静電容量が発生しセンサは誤作動を起こしてしまう。そのため、2つ折りのタブレットなどでは図６（ｂ）のように折り曲げ時に誤作動を起こす可能性が高い。
【００２５】
タッチセンサを右エリアと左エリアに配置したシートディスプレイを構成し、ひずみゲージセンサがその左右のタッチセンサエリアの中間点に設置されている（即ち、折り曲げ部分にはタッチセンサを設けない）実装を採れば、次に述べる図７のようなタッチセンサ検出オフによる誤作動防止は不要となる。しかし右エリア右端と左エリア左端の接近に関しては、タッチセンサ検出オフによる誤作動防止は有効となろう。
【００２６】
図７は、曲率検出によるタッチセンサ検出オフ(誤作動防止)のフローチャートである。そこで、本実施形態では、静電結合が発生する曲率をひずみゲージセンサによって検出し、結合する場合はその領域にあるタッチセンサのオフないしキャンセルする仕組みを提供する。
【００２７】
具体的には、図 7に示すフローチャートによってこの仕組みは構成される。例えば静電結合する曲率が10 mmの場合、曲率を測定して（ステップＳ７１）、この値が10 mm（Ｒ１０）より小さい値を検出した際に（ステップＳ７２のＹｅｓ）、結合領域(図６では範囲A)のみをオフないしキャンセルする（ステップＳ７３）。もちろん、範囲Aのみをオフないしキャンセルするため、それを検出し、他の領域ではタッチ操作である。曲率が10 mm以上の場合は（ステップＳ７２のＮｏ）、通常の入力として処理され、例えばマップの拡大の入力となる（ステップＳ７４）。
【００２８】
このように、ひずみゲージセンサＢによってタッチパネルを部分的のオン・オフないしキャンセルすることができ、誤動作を防ぐことが可能になる。
次に他の実施例、変形例について述べる。図８、図９は曲げ量検出範囲のダイナミックレンジを向上する構造である。
一枚のひずみゲージセンサでは検出できる量や範囲に限界がある。例えば、図８（ａ）に示すように先端部を曲げることにより得られる信号と、端より内側を曲げることにより得られる信号の差異は検出でき難い。そのため従来は専ら「曲げ量」や「曲げの速度」により入力信号を判定していた。
【００２９】
本提案では「曲げ量」や「曲げの速度」に加え、図８（ａ）に示すような構造を用いて「曲げ場所」による新たな入力信号の検出機構を追加する。具体的には2種類のひずみゲージを用いる。先端部はひずみゲージセンサＡ２−１によって検出し、端より内側はひずみゲージセンサＡ２−２によって検出する。例えば、ページめくりにおいて、端(ひずみゲージセンサＡ２−１の領域)を少し曲げた場合は１枚ずつページを送り、端よりも内側(ひずみゲージセンサＡ２−２の領域)を曲げた際は１０枚にページを送ることなどが可能になる。曲げ量に曲げ位置を組み合わせることで、より細かな制御が可能となる。
【００３０】
また図９に示すように2つのひずみゲージセンサを表裏に貼り付けることによっても可能である（表面はＡ３，背面はＡ４）。
図１０は、磁界（磁束）を検出するホール素子との組み合わせによる検出精度向上機構の一例を示す説明図である。図４に示した二つ折り時において、内側に折り曲げた際に電源OFFまたはスリープ状態を精度よく検出できる機構を図１０（ａ）に示す。磁石ＭとホールセンサＨとの組み合わせであり、両者が近接するか否かを判定できる。
【００３１】
折り曲げ時に、図１０（ｂ）のように端同士が重ねあわされることで電源がOFFし、重ならない場合(ずらされて折り曲げられた場合)は、例えば図１０（ｃ）のようにスリープ状態に移行するなど細かな設定が可能となる。また、磁石によって折り曲げた状態を保持することが可能になるため携行性が向上する。
【００３２】
図１１は、検出精度向上の工夫の一例を示す説明図である。ひずみゲージを表裏に配置することで、引っ張りと圧縮を効率よく検出できるため、圧縮側に感度の悪い(低コストな)ひずみゲージセンサを用いても十分な効果を得ることができる。図４（１）のように圧縮側の頻度が高いことが期待されるような応用に好適である。
【００３３】
図１２は、狭額縁モデルに対するタッチパネルキャンセル機構の応用の一例を示す説明図である。額縁が薄くなった場合、ユーザが保持する際に画面を誤って握ってしまう可能性がある。そこで、タッチセンサにより握ったことを検知し、操作をキャンセルするとともに、キャンセル部分を黒表示にするなどしてユーザにセンサオフを視覚的に伝える方法を提供する。具体的には背面側にもタッチセンサを設け、表裏のタッチセンサが同時に触れられている場合に作動するような発展形を持つ。
【００３４】
以上のように、歪みゲージセンサを分割して配置しひずみゲージセンサの配置や形状について提供し、基本的にはひずみゲージセンサ一層で構成され、容易に作成することが出来るため部品点数を削減し、省スペースな実装でコストを抑えることが可能となった。また、応用として両面に異なるひずみゲージセンサを貼り付ける構造のため、検出できる曲率のダイナミックレンジが向上した。タッチセンサとひずみゲージセンサを組み合わせることによって、タッチパネルの誤作動を防ぐことが可能になった。部品点数が少ないため、省スペースでコストを抑えることが可能となった。2種類のひずみゲージセンサを用いることで曲げの箇所を検出できるようになり、入力方式の自由度が向上した。
【００３５】
システムのポイントは、次のようである。
（１）．ひずみゲージセンサを用いることで、曲げ入力とタッチ入力を両立できるシステム(フローチャート参照)。
（２）．ひずみゲージセンサによって曲げの曲率を検出し入力(電源ON/OFF、ページめくり、拡大縮小など)するシステム
（３）．ひずみゲージセンサによって曲げの曲率を検出し局所的に信号をキャンセルするシステム
（４）．シートディスプレーの表面または背面、両面にひずみゲージを実装する。
（５）．ひずみゲージは基本的にシートディスプレーの上部左右と中央部上に実装される (機能によっては四隅、左右上下中央部にも実装される。) 。
先行技術に比べ、本実施形態は、次のような効果がある。
（１）部品点数が少ないため、省スペースでコストを抑えることが可能
（２）2種類のひずみゲージセンサを用いることで曲げの箇所を検出できるようになり、入力方式の自由度が向上
（３）タッチセンサとひずみゲージセンサの結果を併せて用いることで、タッチパネルの誤作動を防ぐ機構を有する。
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、曲げ検出にひずみゲージセンサ以外のものを用いてもよい。また、タッチセンサも静電容量式以外の方式のものを用いてもよい。
【００３６】
また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係わる構成要素を適宜組み合わせても良いものである。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 表示入力装置、 １０Ａ 画像表示部、 ２０ 制御装置、 ２２ 中央演算部、 ２４ グラフィックス演算部、 ２６ グラフィックスデータ出力部、１００ 第１の層状体（液晶セル）、１００Ａ 画像表示領域、１００Ｂ 額縁領域、１２０ 光検出素子アレイ、１２２ フォトダイオード（光検出素子）、１２４、１２６  読み出し線、１５０ 配線層、１６０ 抵抗層、１７０ 電極層、１８０ 誘電体層、１９２ 信号線、１９４ 書き込み線、１９６ 画素電極、２００ 第２の層状体（上部偏光板）、２２０ 光反射層、２３０ 遮光層、２４０ 配線層、２５０ 接点、２６０ 電極層、２９０ 突起、２９２ パターン、３００ 第３の層状体、４００ バックライト（バックライトユニット）、６００ 筐体、６１０ 光吸収層、６２０ 光反射層、８００、８００Ａ〜８００Ｄ 滑動検出部、８１０ 滑動検出データ記憶部、８２０ 演算部、８３０ 表示部固有データ記憶部、８４０ 表示制御部、８５０ バックライト制御部、８７０ データ出力部、８８０ グラフィックスデータ入力部、９００ 固定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014067291.tif 000012
【図１１】
2014067291.tif 000013
【図１２】
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