(57)【要約】【課題】多様のアプリケーションに対して柔軟に適応できるようにし、アプリケーションに対する入力情報も豊富にすることができる。【解決手段】実施形態によれば、センサ一体型表示パネルは、センサに操作入力を与えるための操作面と、画像の表示面とを一体に備える。データ転送デバイスは、前記センサを駆動する駆動信号を前記センサ一体型表示パネルに入力すると共に、前記センサからのセンサ出力の電位に応じたセンサ出力検出データを出力する。接触電極は、前記センサ一体型表示パネルの周囲のフレームに設けられた電極であって、前記操作入力が与えられたとき、前記フレームに対する導体接触時の場合と非接触の場合とで、前記センサ出力の電位を異ならせる。アプリケーション動作デバイスは、前記センサ出力検出データを受け取り解析し、解析結果に応じて動作機能を切り替えるための出力を得る。【選択図】図１２Ｂ
2014199493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサに操作入力を与えるための操作面と、画像の表示面とを一体に備えたセンサ一体型表示パネルと、
前記センサを駆動する駆動信号を前記センサ一体型表示パネルに入力すると共に、前記センサからのセンサ出力の電位に応じた検出データを出力するデータ転送デバイスと、
前記センサ一体型表示パネルの周囲のフレームに設けられた電極であって、前記操作入力が与えられたとき、前記フレームに対する導体接触時の場合と非接触の場合とで、前記センサ出力の電位を異ならせるための接触電極と、
前記検出データを受け取り解析し、解析結果に応じて動作機能を切り替えるための出力を得るアプリケーション動作デバイスと、
を有する電子機器。
【請求項２】
前記接触電極に起因するセンサ出力の電位は、前記フレームに対する導体接触時の場合のほうが非接触の場合よりも、大きく変化する、請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記フレームの複数の領域にそれぞれ前記接触電極が区分されて配置され、前記区分された領域の前記接触電極が時分割で駆動され、前記アプリケーション動作デバイスは前記センサ出力の電位の変化により前記区分された領域を識別する、請求項１記載の電子機器。
【請求項４】
前記アプリケーション動作デバイスは、前記解析結果が前記接触電極に起因する前記センサ出力の電位の変化であった場合、前記操作面に入力される操作入力に対応するセンサ出力の受け付けを開始する、請求項１記載の電子機器。
【請求項５】
前記アプリケーション動作デバイスは、前記解析結果が、前記区分された領域の変化を示す場合、動作機能の切り替え指令を出力する請求項１記載の電子機器。
【請求項６】
センサに操作入力を与えるための操作面と、画像の表示面とを一体に備えたセンサ一体型表示パネルと、前記センサを駆動する駆動信号を前記センサ一体型表示パネルに入力すると共に、前記センサからのセンサ出力の電位に応じた検出データを出力するデータ転送デバイスと、前記センサ一体型表示パネルの周囲のフレームに設けられた電極であって、前記操作入力が与えられたとき、前記フレームに対する導体接触時の場合と非接触の場合とで、前記センサ出力の電位を異ならせる接触電極と、前記検出データを受け取り解析するアプリケーション動作デバイスと、を有する電子機器の制御方法であって、
前記接触電極に起因するセンサ出力の検出に応じて、動作機能の切り替え指令を出力する電子機器の制御方法。
【請求項７】
前記接触電極からの検出出力があった場合に、前記操作面に入力される操作入力に対応するセンサ出力の受け付けを開始する、請求項６記載の電子機器の制御方法。
【請求項８】
さらに前記フレームの複数の領域にそれぞれ前記接触電極が区分されて配置されており、前記区分された領域の前記接触電極を時分割で駆動し、
前記センサ出力の電位の変化により前記区分された領域を識別する、請求項６記載の電子機器の制御方法。
【請求項９】
前記領域の識別結果に応じて、前記センサ一体型表示パネルに供給する表示用データを変更する請求項８記載の電子機器の制御方法。
【請求項１０】
前記領域の識別結果に応じて、前記動作機能を切り替える請求項８記載の電子機器の制御方法。
【請求項１１】
センサに操作入力を与えるための操作面と、画像の表示面とを一体に備えたセンサ一体型表示パネルと、
前記センサを駆動する駆動信号を前記センサ一体型表示パネルに入力すると共に、前記センサからのセンサ出力の電位に応じた３次元イメージデータを出力するデータ転送デバイスと、
前記３次元イメージデータを受け取り解析する場合、前記データ転送デバイスで得られる前記３次元イメージデータの加工処理を行って解析するアプリケーション動作デバイスと、  を有する電子機器。
【請求項１２】
前記センサ一体型表示パネルの周囲のフレームに設けられた電極であって、前記操作入力が与えられたとき、前記フレームに対する導体接触時の場合と非接触の場合とで、前記センサ出力の電位を異ならせるための接触電極を更に有し、
前記アプリケーション動作デバイスは、前記接触電極に基づく前記電位の変化に応じて、前記３次元イメージデータの加工処理を変更する、
請求項１１記載の電子機器。
【請求項１３】
前記３次元イメージデータの加工処理は、取り出す閾値の可変又は切り替えを含む請求項１１記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は電子機器、電子機器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、タブレット、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、及び小型の携帯用パーソナルコンピュータなどが普及している。これら電子機器は、表示パネルと一体となった操作入力パネルを有する。
【０００３】
操作入力パネルは、ユーザが表示面上に触れたとき、触れた位置を、例えば静電容量の変化として検出する。検出信号は、操作入力パネルのために専用に設計され、集積回路（ＩＣ）化されたタッチ信号処理ＩＣに入力される。タッチ信号処理ＩＣは、前記検出信号を予め用意した計算アルゴリズムで処理し、ユーザが触れた位置を座標データに変換して出力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−４８２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
製造技術の進歩とともに、表示パネルの解像度は高解像度化し、また表示パネルの大型化も進んでいる。表示パネルの高解像度化や大型化に伴い、操作入力パネルの位置検出精度も高精細化が要求されている。また、アプリケーションによっては、操作入力パネルの操作入力に対するデータ処理速度も高速化が要求されている。また、アプリケーションを容易に変更できる方式の装置が要望されている。
【０００６】
そこでこの発明に係る一実施形態では、多様のアプリケーションに対して柔軟に適応できるようにし、アプリケーションに対する入力情報も豊富にすることができる電子機器、電子機器の制御方法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】
【０００７】
一実施形態によれば、センサに操作入力を与えるための操作面と、画像の表示面とを一体に備えたセンサ一体型表示パネルと、
前記センサを駆動する駆動信号を前記センサ一体型表示パネルに入力すると共に、前記センサからのセンサ出力の電位に応じた検出データを出力するデータ転送デバイスと、
前記センサ一体型表示パネルの周囲のフレームに設けられた電極であって、前記操作入力が与えられたとき、前記フレームに対する導体接触時の場合のほうが非接触の場合よりも、前記センサ出力の電位を大きく可変させるための接触電極と、
前記検出データを受け取り解析し、解析結果に応じて動作機能を切り替えるための出力を得るアプリケーション動作デバイスと、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態によれば、アプリケーション動作デバイスにより、操作入力など入力情報の利用形態、判定機能を多く設定することができ、装置全体の多様な使い方を容易に拡張できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による電子機器のブロック構成図である。
【図２Ａ】表示面又は表示パネルと操作面又は操作入力パネルを一体に有したセンサ一体型表示デバイスを説明するために示した断面図である。
【図２Ｂ】操作入力パネルから出力される信号からタッチ検出信号を得るための原理を説明するために示す説明図である。
【図３】操作入力パネルのセンサ構成部品とその駆動方法を説明するために示した斜視図である。
【図４】図１に示すデータ転送デバイスのブロック構成例及びアプリケーション動作デバイスの各種アプリケーションにより実現される機能の幾つかの例をブロック化して示す図である。
【図５Ａ】図１及び図４のドライブから出力される表示用の信号とセンサ用検出電極の駆動信号との出力タイミングの例を示す図である。
【図５Ｂ】センサ用検出電極の駆動信号の出力と共通電極との駆動状態を説明するために示した模式図である。
【図６】操作入力が無い場合のセンサ出力の生データ（検出データ）をグラフ化した一例を示す模式図である。
【図７】操作入力が有った場合のセンサ出力の生データ（検出データ）をグラフ化した一例を示す模式図である。
【図８Ａ】本実施形態に係る携帯端末の一使用例を示す図である。
【図８Ｂ】本実施形態に係る携帯端末の他の使用例を示す図である。
【図９Ａ】本実施形態に係る携帯端末のさらに他の使用例を示す図である。
【図９Ｂ】本実施形態に係る携帯端末のまた他の使用例を示す図である。
【図１０】図８Ａ，図８Ｂ，図９Ａ，及び図９Ｂで説明した使用例を実現するためのアプリケーションのフローチャートの例を示す図である。
【図１１Ａ】本実施形態に係る携帯端末のさらに他の使用例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａで示すように使用される携帯端末におけるセンサ出力の一例を示す信号波形図である。
【図１２Ａ】本実施形態に係る携帯端末のさらに他の使用例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａで示すように使用される携帯端末における内部ブロックにおける出力信号の一例を説明する図である。
【図１３】図１２Ａで示すように使用される携帯端末におけるタッチ信号とセンサ出力の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１には、一実施形態が適用された携帯端末１を示している。センサ一体型表示デバイス１００は、表示面（又は表示パネル）と操作面（又は操作入力パネル）を一体に有し、そのために表示素子構成部品１１０、及びセンサ構成部品１５０を有する。
【００１１】
このセンサ一体型表示デバイス１００には、後述するドライバー２１０から表示用信号（又は画素信号）が供給される。そしてドライバー２１０からゲート信号が供給されると、表示素子構成部品１１０の画素に対して画素信号が書き込まれる。この画素信号に応じて、画素電極と共通電極間の電圧が決まり、この電圧により電極間の液晶分子が変位し、液晶分子の変位に応じた輝度が得られる。
【００１２】
センサ一体型表示デバイス１００の呼び名は、これに限定されるものではなく、入力センサ一体型表示部、ユーザインターフェースなどと称してもよい。
【００１３】
表示素子構成部品１１０は、液晶表示パネル、ＬＥＤ、有機ＥＬなどの発光素子による表示部を採用してもよい。表示素子構成部品１１０は、単純にディスプレイと称されてもよい。センサ構成部品１５０は、静電容量変化検知方式である。センサ構成部品１５０はタッチ入力、ジェスチャーなどを検出するためのパネルと称されてもよい。
【００１４】
センサ一体型表示デバイス１００は、データ転送デバイス２００を介してアプリケーション動作デバイス３００に接続される。
【００１５】
データ転送デバイス２００は、ドライバー２１０、センサ信号検出器２５０を有する。ドライバー２１０は、基本的には、アプリケーション動作デバイス３００から転送されてくるグラフィックデータを表示素子構成部品１１０に入力する。また、センサ信号検出器２５０は、センサ構成部品１５０から出力されるセンサ出力を検出する。
【００１６】
ドライバー２１０とセンサ信号検出器２５０は、相互に同期動作するもので、同期制御は、アプリケーション動作デバイス３００の制御に基づいている。
【００１７】
アプリケーション動作デバイス３００は、携帯電話等の電子機器内に組み込まれている、例えば半導体集積回路（ＬＳＩ）であって、ＯＳなどのソフトウエアによってＷｅｂブラウジングやマルチメディアなどの複数の機能処理を複合的に実行する役割をもつものである。
【００１８】
これらのアプリケーションプロセッサは、高速な演算処理を行うもので、デュアルコア、あるいはQuad-Coreのものであってもよい。動作速度としては例えば５００ＭＨｚ以上、より好ましくは１ＧＨｚのものが好適である。
【００１９】
ドライバー２１０は、アプリケーションに基づいて、表示構成素子構成部品１１０に表示用信号（グラフィックスデータがアナログ変換された信号）を供給する。さらにドライバー２１０は、センサ信号検出器２５０からのタイミング信号に基づいて、センサ構成部品１５０を走査するための駆動信号Ｔｘを出力する。この駆動信号Ｔｘに同期してセンサ構成部品１５０からセンサ出力Ｒｘが読み出され、このセンサ出力Ｒｘはセンサ信号検出器２５０に入力する。
【００２０】
センサ信号検出器２５０は、センサ出力を検出し、ノイズ除去し、生の読み取りイメージデータ（３次元イメージデータと称することができる）としてアプリケーション動作デバイス３００に入力する。
【００２１】
センサ構成部品１５０が容量検出方式である場合、イメージデータは、単純に座標を表す２次元データではなく、容量の大きさに応じて異なる多値（２ビット以上の例えば３値−７値）を持つことができる。したがって、このイメージデータは、物理量と座標を含む３次元データと称することができる。対象物（例えばユーザの指先）とタッチパネルとの遠近に応じて容量の変化があるので、この変化を物理量の変化として捕らえることができる。
【００２２】
上記したようにデータ転送デバイス２００のセンサ信号検出器２５０が、イメージデータを直接、アプリケーション動作デバイス３００に提供する理由は以下の理由に基づいている。
【００２３】
まずアプリケーション動作デバイス３００は、その高速演算機能を活かして、イメージデータを各種の用途に用いることができる。
【００２４】
アプリケーション動作デバイス３００においては、ユーザからの種々の要望に応じて、新しい種々のアプリケーションが適用される。新しいアプリケーションは、データ処理内容に応じて、イメージデータの処理方法、読み出し（または検出）タイミング、読み出し（または検出）フォーマット、読み出し（または検出）領域または、読み出し（または検出）密度などの変化や切り替え望む場合がある。
【００２５】
このような場合、従来の装置のように座標データのみを受け取ると、その取得情報量が制約される。しかし、この装置のように生の３次元イメージデータを解析すると、例えば座標位置情報のほかに、遠近情報も得ることができる。
【００２６】
さらに、アプリケーションによる各種機能の拡張性を得るために、データ転送デバイス２００は、アプリケーション制御に基づく各種の動作に容易に追従できることが望ましい。そこで、データ転送デバイス２００は、できるだけシンプルな機能として、アプリケーション制御に応じて、センサ出力の読み取りタイミング、読み取り領域、読み取り密度などを任意に切り替え可能な構造としている。この点は、後でも説明する。
【００２７】
アプリケーション動作デバイス３００は、グラフィックデータ生成部、無線機インターフェース、カメラ機能インターフェースなどをも含むことができる。
【００２８】
図２Ａには、表示素子構成部品１１０とセンサ構成部品１５０とが一体となった、センサ一体型表示デバイス１００、つまり表示パネルと操作入力パネルが一体化した表示装置の基本的な断面構造を示している。
【００２９】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板１１上に、共通電極１３、さらに絶縁層を介して画素電極１２が形成され、画素基板１０が構成されている。画素基板１０対して、液晶層３０を挟んで、対向基板２０が画素基板１０と平行に配置されている。対向基板２０は、液晶層側から順次カラーフィルタ２２、ガラス基板２３、センサ用検出電極２４、偏光板２５が配置されて構成されている。
【００３０】
共通電極１３は、表示用の共通駆動電極でもあるが、センサ用駆動電極（或いはセンサの共通駆動電極）としても機能する。
【００３１】
図２Ｂは、共通電極とセンサ用検出電極の交差点付近に、導体、例えばユーザの指先が近接した場合であって、この交差点からセンサ用検出電極を介して読み出した電圧がＶ０からＶ１に変化した様子を示している。指を接触していない状態では、交差点の容量（第１容量素子とする）に対する充放電に伴って第１容量素子の容量値に応じた電流が流れる。このときの第１容量素子の他端の電位波形は、例えば図２Ｂの波形Ｖ０のようになる。センサ用検出電極にユーザの指先が近接すると、指によって形成される第２容量素子が第１容量素子に直列に追加された形となる。この状態では、第１容量素子と第２容量素子とに対する充放電に伴って、それぞれ電流が流れる。このときの第１容量素子の他端の電位波形は、例えば図４の波形Ｖ１のようになり、これが検出回路２０によって検出される。このとき、第１容量素子の他端の電位は、第１容量素子と第２容量素子とを流れる電流の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。したがって、このセンサ信号Ｒｘと閾値Ｖｔｈと比較することにより、センサに接触しているか否かを判断することが可能となる。
【００３２】
図３は、操作入力パネルのセンサ構成部品とその駆動方法を説明するために示した斜視図であり、センサ用検出電極２４と共通電極２１との配置関係を示している。図３に示す例は一例であり、このようなタイプに限定されるものではない。
【００３３】
図４には再度、センサ一体表示デバイス１００、データ転送デバイス２００及びアプリケーション動作デバイス３００を示している。
【００３４】
ここでは、データ転送デバイス２００とアプリケーション動作デバイス３００の内部構成例をさらに示している。
【００３５】
データ転送デバイス２００は、大きく分けてドライバー２１０と、センサ信号検出器２５０を有する。ドライバー２１０、センサ信号検出器２５０の名称は、これに限定されるものではなく、表示器ドライバーＩＣ，タッチＩＣと称されてもよい。ブロックは別々に示されているが、一体に構成され、１チップとしてされてもよい。
【００３６】
ドライバー２１０は、アプリケーション動作デバイス３００から表示用データを受け取る。表示用データは、時分割されておりブランキング期間を備える。表示用データは、バッファとしてのビデオランダムアクセスメモリ（ＶＲＡＭ）２１１を介して、タイミング回路及びデジタルアナログ変換器２１２に入力される。本システムでは、ＶＲＡＭ２１１は、１フレーム以下の容量であってもよい。
【００３７】
アナログ量としての表示用信号ＳｉｇＸは、出力増幅器２１３で増幅されて、表示素子に書き込むためにセンサ一体型表示デバイス１００に入力される。タイミング回路及びデジタルアナログ変換器２１２で検出されたブランキングの信号は、センサ信号検出器２５０のタイミング制御器２５１に入力する。このタイミング制御器２５１は、ドライバー２１０内に設けられてもよい、また同期化回路と称されてもよい。
【００３８】
タイミング制御器２５１は、前記表示用信号の任意の期間（例えばブランキング期間でも良い）にセンサを駆動するための駆動信号を生成する。この駆動信号は、出力増幅器２１４で増幅されてセンサ一体型表示デバイス１００に入力される。
【００３９】
駆動信号Ｔｘがセンサ用検出電極を駆動することにより、センサ信号Ｒｘがセンサ一体型表示デバイス１００から出力される。センサ信号Ｒｘは、センサ信号検出器２５０内の積分回路２５２に入力する。センサ信号Ｒｘは、積分回路２５２で基準電圧（閾値）Ｖｒｅｆと比較され、基準電位以上のレベルのセンサ信号Ｒｘは、コンデンサで積分され、積分出力が出力され、そして検出単位期間ごとにスイッチによりリセットされ、Ｒｘのアナログ出力を得ることができる。積分回路２５２の出力は、サンプルホールド及びアナログデジタル変換器２５３に入力され、デジタル化される。デジタル化された検出データは、デジタルフィルタ２５４を介して生のデータとして、アプリケーション動作デバイス３００に入力する。
【００４０】
検出データは、操作入力の検出データ及び操作入力の非検出データの両方を含む３次元データ（多値のデータ）である。プレゼンス検出器２５５は、例えばアプリケーション動作デバイスがスリープモードにあり、操作面上のタッチ座標の検出が行われていないときに機能する。プレゼンス検出器２５５は、何か接近物があるような場合、接近物を感知し、スリープモードを解除することができる。
【００４１】
アプリケーション動作デバイス３００は、検出データを受け取り解析し、解析結果に応じた前記表示用データを出力することができる、また、システムの動作機能を切り替えることができる。
【００４２】
アプリケーション動作デバイス３００は、各種のアプリケーションを展開して装置の動作手順の設定、機能切り替え、表示用信号の生成、切り替えなどを実行することができる。センサ信号検出器２５０から出力されたセンサ出力を用いて、座標演算処理を行い操作位置の解析を行うことができる。センサ出力は、イメージデータとして捉えられるので、アプリケーションにより３次元イメージデータが構築されることもできる。３次元イメージデータの登録処理、消去処理、確認処理なども実行できる。登録イメージデータと、取得したイメージデータを比較することにより、動作機能のロック及びロック解除を実行することもできる。
【００４３】
またセンサ出力を取得する場合、アプリケーション動作デバイス３００は、タイミング制御器２５１から出力されるセンサ検出用電極への駆動信号の周波数変更、駆動信号の出力タイミングを行うこともできる。これにより、アプリケーション動作デバイスは、センサ構成部品１５０の駆動領域の切り替え、駆動速度の設定を行うことができる。
【００４４】
また、アプリケーション動作デバイス３００は、センサ出力の検出密度、センサ出力に対する付加データの追加なども実行することができる。
【００４５】
図５Ａには、データ転送デバイス２００から出力される時分割の表示用データＳｉｇＸと、センサ駆動信号Ｔｘ（Ｔｘ１−Ｔｘｎ）のタイミングチャートの一例を示している。図５Ｂは、共通電極とセンサ用検出電極とを含むセンサ構成部品１５０を、共通電圧Ｖｃｏｍとセンサ駆動信号Ｔｘとが２次元スキャンを行う様子を模式的に示している。共通電圧Ｖｃｏｍは、共通電極１３に対して順次印加される。また共通電極１３には、任意の期間にセンサ出力を得るための駆動信号Ｔｘが与えられる。
【００４６】
アプリケーション動作デバイス３００から、表示用データＳｉｇｘとセンサ駆動信号Ｔｘとは、同じバスを介して時分割によりドライバー２１０に入力してもよい。タイミング回路及びデジタルアナログ変換器２１２で、表示用データＳｉｇｘとセンサ駆動信号Ｔｘが分離されてもよい。センサ駆動信号Ｔｘは、タイミング制御器２５１、増幅器２１４を介して先に説明した共通電極１３に供給される。タイミング制御器２５１からセンサ駆動信号Ｔｘを出力するタイミング、周波数などはアプリケーション動作デバイス３００の指令により変更することができる。またタイミング制御器２５１は、センサ信号検出器２５０の積分回路２５２に対してリセットタイミング信号を供給し、サンプルホールド及アナログデジタル変換器２５３、デジタルフィルタ２５４にクロックを供給することができる。
【００４７】
図６には、センサ出力の生データの例であり、操作入力が検出されていないときのデータをグラフ化した模式図を示している。
【００４８】
図７には、センサ出力の生データの例であり、操作入力が検出されたときのデータをグラフ化した模式図を示している。
【００４９】
図８Ａ及び図８Ｂは、携帯端末１をユーザが使用するときの一例を示している。携帯端末１を正面から見た外観は、表示面及び操作面５２がフレーム（筐体）５１によって囲まれた状態である。
【００５０】
表示及び操作面５２には、アプリケーションに応じて、種々の画像が表示される。図８Ａ、図８Ｂの例は、各種の選択ボタンａ１−ａ４，ｂ１−ｂ４，ｃ１−ｃ４，・・・ｓ１−ｓ４が画像として表示されている。
【００５１】
図８Ａでは、ユーザが例えば選択ボタンｓ１を親指でタッチして選択している。このときは、アプリケーションの判断により、例えば選択ボタンａ１−ａ４の何れかが選択可能であることを示している。このために、選択ボタンａ１−ａ４がハイライトされ、他の選択ボタンｂ１−ｂ４，ｃ１−ｃ４は、例えばグレー表示される。
【００５２】
図８Ｂでは、ユーザが例えば選択ボタンｓ２を親指でタッチして選択している。このときは、アプリケーションの判断により、例えば選択ボタンｂ１−ｂ４の何れかが選択可能であることを示している。このために、選択ボタンｂ１−ｂ４がハイライトされ、他の選択ボタンａ１−ａ４，ｃ１−ｃ４は、例えばグレー表示される。
【００５３】
上記したように、本システムでは、選択ボタンとして動作モード或いは機能を切り替えできる選択ボタンを有し、片手で簡単に切り替えることができる。従って、左手で動作モード或いは機能を切り替え、右手で操作入力作業を行うことができる。
【００５４】
図９Ａはアプリケーションとして描画用のアプリケーションが起動している場合に、携帯端末１の操作例を示している。図９Ａでは、ユーザが例えば選択ボタンｓ１を親指でタッチして選択している。このときは、アプリケーションの判断により、例えばスタイラス入力による描画線が太線で表示される。
【００５５】
図９Ｂでは、ユーザが例えば選択ボタンｓ２を親指でタッチして選択している。このときは、アプリケーションの判断により、例えばスタイラス入力による描画線が細線で表示される。
【００５６】
また左手の親指で他の選択ボタンが選択された場合、右手でハンドリングされるスタイラス入力が、消しゴムとして機能することもできる。
【００５７】
上記の実施形態に限定されるものではなく、本システムは、例えば片手で着色を切り替えるための選択ボタンを選択できるように構成されてもよい。図９（Ｂ）のように描画された図に着色する場合、図８Ａ，図８Ｂ、或いは図９Ａ，図９Ｂで説明したような操作により、着色が切り替わっても良い。
【００５８】
また、本システムにおいては、イメージデータは、例えば対象物（例えばユーザの指先）とタッチパネルとの遠近に応じて容量の変化があるので、座標情報のみならず、先の変化を物理量の変化として捕らえた３次元イメージデータとして取り扱うことができる。
【００５９】
したがって、使用するアプリケーションとしては、座標以外に立体的な形状認識のためのもの、或いは操作面上で物体が変動するような場合、物体の移動特性の認識などを行うもの等を使用することができる。この種のアプリケーションの場合は、３次元イメージデータを取り込む際の閾値の設定、閾値の可変などを行うことができる。つまり、本システムでは、アプリケーション動作デバイス側に受け渡す、或いは使用する３次元イメージデータを種々の形態に修正、調整、変更などの加工処理をおこなって使用することができ、立体的な距離認識、形状認識など多くの利用価値を生じる。
【００６０】
上記したように本システムは、ユーザが触る場所に応じて、機能が切り替わる、或いは一部の機能の起動、或いは起動停止、さらには３次元イメージデータの取り込み方法の変更等を実現することができる。また３次元イメージデータの各種使用形態の上記したような切り替え並びに設定は、これから説明するフレームへのタッチ（接触）検出信号との組み合わせに応じて設定できるようにしてもよい。
【００６１】
図１０は、図８Ａ−図９Ｂで説明した動作を実行するためにアプリケーション動作デバイス３００において実行される動作手順を示している。センサ出力から生成された３次元イメージデータには、座標演算処理が適用される（ステップＳＳ１）。座標演算処理により、選択されている選択ボタンの座標位置が判定される（ステップＳＳ２）。判定結果に応じて動作モードの決定、機能の切り替え処理が実施される（ステップＳＳ３）。
【００６２】
図１１Ａ，図１１Ｂは、ユーザ（人体）がフレームに触れているか否かにより機能切り替え、或いは動作切り替えが実行される更に他の実施形態を示している。
【００６３】
この実施形態では、例えば筐体としてのフレーム５１に、導体接触用電極Ｐが複数配置されている。装置が電源オンされ、一定時間放置されている状態では、この導体接触用電極Ｐには、装置の最下位（通常グランド電位或いは基準電位と称される）の導体（基準電位導体）が、スイッチを介して接続される。このスイッチは、ドライバー２１０により制御にされる。
【００６４】
導体接触用電極Ｐに人体が触れて（つまりユーザが装置を例えば左手に持ち）、右手で操作面の何れかにタッチ操作を行うと、図１１Ｂに示すように、センサ出力は、Ｖ０からＶ２に下がる。このときの差電位ｖｄは、比較的大きな差電位となる。これは、装置の通常時の基準電位が、人体が接触したことにより、一層低く（ゼロ電位に）なるからである。
【００６５】
この検出（人体接触）があることをアプリケーションが判定すると、アプリケーションは次のステップでは、例えば導体接触用電極Ｐと装置の基準電位導体間のスイッチをオフし、フレーム接触検出機能を断にする。さらに、アプリケーションは、操作入力判別機能を起動し、装置の本格的な使用状態を設定することができる。この後の通常動作においては、センサ出力は、図２Ｂで説明したように、操作入力を検出したときは、Ｖ０からＶ１に低下した出力電圧となる。
【００６６】
さらに別の実施形態を説明する。四角形のフレーム５１が複数の領域１４ａ−１４ｈに区分され、複数の導体接触電極Ｐが、複数の区分された領域１４ａ−１４ｈに分配されてもよい。
【００６７】
図１２Ａには、複数の導体接触電極Ｐが、複数の領域１４ａ−１４ｈに分配された実施形態を示している。この実施の形態では、どの領域の導体接触電極Ｐが、人体に接触しているかを判定することができる。例えば複数の領域１４ａ−１４ｈの導体接触用電極Ｐを順次アクティブに切り替えて、差電圧ｄｖ（図１１Ｂ参照）がどの領域の導体接触用電極がアクティブのとき得られるかを判定すればよい。各領域の導体接触用電極を順次アクティブと非アクティブに切り替えるためには、導体接触用電極Ｐと装置の基準電位導体間のスイッチをフレーム電極制御信号Ｆｖにより時分割でオンオフ制御すればよい。そして、該スイッチがオンしているときに駆動信号を供給することでセンサ出力を得ることができる。
【００６８】
上記のフレーム電極制御信号Ｆｖは、図２Ｂに示すように、例えばドライバー２１０から出力される。フレーム電極をセンサとするセンサ出力は、Ｒｘとして導出される。Ｒｘは、センサ信号検出器２５０で検出されセンサ出力データ或いは検出データとして出力される。
【００６９】
アプリケーション動作デバイス３００は、フレーム電極制御信号Ｆｖを出力するための電極制御信号指令部を有する。またセンサ出力を解析するための接触位置解析部を有する。さらに解析結果に応じて機能を切り替えるための機能切り替え部を有する。アプリケーション動作デバイス３００は、これらの動作機能を実現するために、アプリケーションの動作手順に基づいて指令を出力している。
【００７０】
図１３には、上記した実施形態の動作例を説明するための信号波形の例を示している。図１３のタッチ信号は、Ｆｖによる制御に基づいて、フレームの各領域１４ａ−１４ｈを順次アクティブと非アクティブに切り替える信号である。ここで、図１２Ａで示すような例えば領域４ｇの導体接触用電極がアクティブになり、このとき、ユーザが右手の指先を、どこかの操作面に触れているとする。すると、指先が触れている位置は、基準電位よりも低い負の方向の電位（印加信号）が与えられていることになる。このために、図１１Ｂで説明したように、通常とは異なる大きな差電位ｄｖがＲｘとして得られる。これにより、アプリケーション動作デバイス３００は、ユーザがフレーム１５の領域１４ｇを把持していることを認識することができる。
【００７１】
本システムは、上記の機能を活用することによって、把持位置に応じた動作機能の切り替えを実現することが可能である。たとえば把持位置に応じて、ユーザが右効き、左効きかを判断することも可能である。右利きと左利きに応じて、動作モードを切り替えることも可能である。さらには、装置本体が両手で把持されているかどうかを判断することも可能である。
【００７２】
例えば、ユーザが左効きであるか、右効きであるかを判定した際、操作ボタンの表示位置を左効き用と右効き用に変更処理することができる。またユーザが両手で把持したときは、例えばカメラ撮影モードに切り替わってもよい。さらにユーザの把持位置に応じて動作モードが切り替わった場合、その動作モードがメッセージで表示されるか音声で通知されるようにしてもよい。
【００７３】
上記の装置によれば、操作面上の操作入力を検出する期間と、ユーザがフレームにタッチしている期間とを時分割で設定することもできる。例えば、操作入力を検出しながら、ユーザがフレームに接触している領域を判定することができる。この場合、ユーザがフレームへの接触位置を変更した場合、装置の動作機能を切り替えるアプリケーションを採用することができる。
【００７４】
なお、上記の説明では、センサ付き表示デバイスが表示デバイスとして液晶表示デバイスを備えた構成について説明したが、有機エレクトロルミネッセンス表示デバイスなど他の表示デバイスを備えた構成であっても良い。また、図２などに示した例では、液晶表示デバイスは、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方がアレイ基板ＡＲに備えられた構成、すなわち、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの主として横電界（フリンジ電界も含む）を利用する構成について説明したが、液晶表示デバイスの構成はこれらに限らない。少なくとも画素電極ＰＥはアレイ基板ＡＲに備えられ、共通電極ＣＥはアレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴのいずれに備えられていても良い。ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｅｄ）モードなどの主として縦電界を利用する構成の場合、共通電極ＣＥは対向基板ＣＴに備えられる。つまり、共通電極ＣＥが配置される位置は、ＴＦＴ基板１２を構成する絶縁基板と対向基板ＣＴを構成する絶縁基板１４との間であれば良い。
【００７５】
上記した説明において、各ブロック、及び部品の名称は、記載されたものに限定されるものではない。また、ブロックの単位、部品の単位も上記した単位区切り限定されるものではなく、複合的に表されても良いし、さらに区分されて細かい単位で表されてもよい。用語においても「器」は、「装置」、「部」、「ブロック」及び「モジュール」に相互に置き換えても本発明の範疇であることは勿論である。さらにまた、請求項の各構成要素において、構成要素を分割して表現した場合、或いは複数を合わせて表現した場合、或いはこれらを組み合わせて表現した場合であっても本発明の範疇である。また請求項を方法として表現した場合であっても本発明の装置を適用したものである。
【００７６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。さらにまた、請求項の各構成要素において、構成要素を分割して表現した場合、或いは複数を合わせて表現した場合、或いはこれらを組み合わせて表現した場合であっても本発明の範疇である。また請求項を方法、ステップ、或いはプログラムとして表現した場合であっても本発明の装置を適用したものである。
【００７７】
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１・・・携帯端末、１００・・・センサ一体型表示デバイス、２００・・・データ転送デバイス、３００・・・アプリケーション動作デバイス、２１０・・・ドライバー、２５０・・・センサ信号検出器、５１・・・フレーム（筐体）、５２・・・操作面。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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