【手続補正書】
【提出日】平成23年10月11日(2011.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の電極と、第二の電極と、前記第一の電極と前記第二の電極との間に介在配置された表示材料を備え、前記第一の電極と前記第二の電極との間への駆動電源の供給が停止した後も前記表示材料が表示状態を保持可能な表示部と、
入力信号の供給に対応して前記表示部の表示駆動を行う表示駆動部と、
前記表示部が備える前記第一の電極を指示体による指示位置に共用して前記指示体による指示位置を検出する位置検出部と、
前記入力信号の供給及び前記指示体の位置指示のそれぞれの有無に基づいて前記表示駆動部と前記位置検出部とを時分割動作させる際の駆動時間を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記位置検出部による指示体が指示する位置を検出する動作を優先させるように制御し、前記表示部に表示させる内容に変化が生じた際には、前記表示駆動部の動作を前記位置検出部による動作の間で行わせるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記位置検出部によって指示体が指示する位置が検出されているときに前記入力信号が供給された際には、前記表示駆動部の動作よりも前記位置検出部による指示体が指示する位置の検出が優先されるように前記位置検出部への駆動時間の割り当て制御を行うようにすることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記表示駆動部は表示更新信号を送信することで、前記位置検出部との時分割制御が行われることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記位置検出部は指示体の検出処理が完了したことを示す検出完了信号を送信することで、前記表示駆動部との時分割制御が行われることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記位置検出部は指示体が存在するか否かを示す指示体存在信号を送信することで、前記表示駆動部との時分割制御が行われることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記第一の電極は、マトリクス状に複数の電極が設けられた電極膜であることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の位置検出装置は、第一の電極と、第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に介在配置された表示材料を備え、第一の電極と第二の電極との間への駆動電源の供給が停止した後も表示材料が表示状態を保持可能な表示部を備える。さらに、入力信号の供給に対応して表示部の表示駆動を行う表示駆動部と、この表示部が備える第一の電極を指示体による指示位置に共用して指示体による指示位置を検出する位置検出部と、入力信号の供給及び指示体の位置指示のそれぞれの有無に基づいて表示駆動部と位置検出部とを時分割動作させる際の駆動時間を制御する制御部とを備えている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態例について、図１〜図１２を参照して説明する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
まず、本発明の実施形態例である位置検出装置の動作原理を図１及び図２を参照して、表示部である電子ペーパーの動作原理を図３及び図４を参照して、それぞれ簡単に説明する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図１（ａ）は位置検出装置１０１の動作原理を説明する模式図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の等価回路図である。位置検出装置１０１は、透明導電膜である電極膜１０２、接点１０４ａ〜１０４ｄ、配線１０５ａ、１０５ｂ、交流電圧源１０６、電流電圧変換回路１０８等を備えて構成される。
電極膜１０２は、例えば、酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide）よりなるＩＴＯ膜や、酸化錫にアンチモンを添加したＡＴＯ膜、酸化亜鉛にアルミニウムを添加したＡＺＯ膜などの透明導電性材料の膜である。この電極膜１０２の表面には図示しない薄い絶縁膜が貼付され、この絶縁膜を介して電極膜１０２の上を指１０３で触れるようになっている。そして、この電極膜１０２の四隅に接点１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ及び１０４ｄが設けられている。この接点１０４ａと１０４ｂ、接点１０４ｃと１０４ｄ同士はそれぞれ配線１０５ａ及び１０５ｂによって接続されている。
この配線１０５ａは交流電圧源１０６に、配線１０５ｂはオペアンプ１０７ａと抵抗Ｒ１０８ｂとからなる電流電圧変換回路１０８にそれぞれ接続されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図２（ｂ）及び図２（ｄ）に示した等価回路を比較すると、交流電圧源１０６から見たときの人体の指１０３が触れる位置は異なっている。このため、図２（ｂ）と図２（ｄ）とでは、電極膜１０２の抵抗Ｒ１１１と人体コンデンサＣ１１０とによって形成される合成インピーダンスが異なるので、電流電圧変換回路１０８で検出される電流が異なることになる。この電流の差を演算することで、指１０３が電極膜１０２上の左右方向の位置を検出することができるようになっている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
以上のように、透明電極膜を用いた静電方式の位置検出装置は、透明電極膜の「上」「下」「左」「右」に交流電圧を印加し、それぞれで検出した電流の差を演算することで、透明電極膜上の指の位置を検出する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
次に、電子ペーパーの動作原理について、図３及び図４を参照して説明する。ここで、図３は電子ペーパーの原理を説明する模式図であり、図４は図３の等価回路である。なお、図３は電子ペーパーの模式的斜視図でもあり、図４は図３の模式的構成を真横から見たものと解釈することもできる。
電子ペーパー３０１は、マトリクス状に配置された複数の水平電圧線３０２及び垂直制御線３０５、水平選択スイッチ３０３等を備えている。水平電圧線３０２は水平選択スイッチ３０３を介して選択的に直流電圧源３０４に接続される。水平電圧線３０２と垂直制御線３０５との交点部分には、ＦＥＴ３０６が接続されている。ＦＥＴ３０６のドレインが水平電圧線３０２に、ＦＥＴ３０６のゲートが垂直制御線３０５にそれぞれ接続される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
ところで、位置検出装置１０１と電子ペーパー３０１とは、それぞれ電極膜１０２を有している、という共通点がある。そこで、本発明は、この電極膜１０２を位置検出装置１０１と電子ペーパー３０１の双方で時分割にて排他的に共有するようにしている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
次に、本発明の第一の実施の形態例における位置検出装置５０１を図５に従って説明する。この図５は、位置検出装置５０１の概略ブロック図である。
位置検出装置５０１は、表示駆動部５０２と、位置検出部５０３と、マトリクスゲート５０４と、表示部５０５とから構成されている。
表示駆動部５０２は、表示部５０５を駆動するものである。表示部５０５は、例えば、ＩＴＯ膜等の透明導電膜からなる電極膜１０２と、マトリクスゲート５０４とからなり、表示駆動部５０２により表示駆動されて、外部から入力されたビデオ信号に基づき画像やテキスト等を表示する。
位置検出部５０３は、表示部５０５の電極膜１０２上を指等の指示体により指示した位置を検出する回路部である。ここで、表示駆動部５０２と位置検出部５０３とは排他的に電極膜１０２を占有するため、その排他制御は表示駆動部５０２が行う。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
次に、図５に示した表示駆動部５０２と位置検出部５０３と表示部５０５との接続関係を図６に従って詳述する。この図６は、図５に示した位置検出装置５０１のうち電極膜１０２の周囲の構成をより詳細に説明するためのブロック図である。
電極膜１０２の四隅には、モード切替スイッチ６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ及び６０２ｄが設けられている。このモード切替スイッチ６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ及び６０２ｄの一方の端子は、表示駆動部５０２に接続されている。これら端子は電極膜１０２に共通の電位を与えるためのものである。このため、これら端子同士も接続されている。
モード切替スイッチ６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ及び６０２ｄの他方の端子は、位置検出部５０３に接続されている。これら端子は、前述したように、電極膜１０２の「上」「下」「左」「右」に交流電圧を順番に印加し、電流を検出するため、位置検出部５０３に接続されている。なお、このモード切替スイッチ６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ及び６０２ｄの切替制御は、表示駆動部５０２によって行われる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
次に、図５に示した表示駆動部５０２と位置検出部５０３とを図７及び図８に従って詳述する。ここで、図７は、表示駆動部５０２及び位置検出部５０３の内部の構成ブロックを詳細に説明するための図、図８は位置検出部５０３の詳細ブロック図である。主に図７の信号処理部７０２の内部を詳述する図である。
図７に示すように、上位装置が出力したビデオ信号は、表示駆動部５０２に入力される。このビデオ信号は、表示駆動部５０２内の信号処理部７０２でビデオデータに変換される。このビデオデータはフレーム毎に第一フレームメモリ７０３に格納される。
ここで、表示駆動部５０２は、第一フレームメモリ７０３と同一容量の第二フレームメモリ７０４を備えており、この第二フレームメモリ７０４は、表示部５０５を構成する各々のビーズ３１１の表示状態を記憶している。
差分抽出部７０５は、第一フレームメモリ７０３と第二フレームメモリ７０４との間の差分データを作成して、表示駆動制御部７０６に送る。
このマイコンよりなる表示駆動制御部７０６は、差分データに基づいてマトリクスゲート５０４の駆動制御を行う。そして、表示駆動制御部７０６は、マトリクスゲート５０４の駆動制御を行った後、その結果を第二フレームメモリ７０４に反映させる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
状態Ｓ９０１において、上位装置から表示駆動部５０２にビデオ信号が入力されると、位置検出部５０３の動作は指の存在を検出する最低限の動作に留め、駆動時間の大半を表示駆動部５０２に割り当てる（Ｓ９０３）。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
また、状態Ｓ９０２において、上位装置から表示駆動部５０２にビデオ信号が入力されると、表示駆動部５０２が表示制御を行いつつ、位置検出部５０３は指示位置を検出するために、表示駆動部５０２の動作よりも位置検出部５０３による指示体の検出を優先するために、駆動時間を表示駆動部５０２よりも位置検出部５０３へ長めに割り当てる（Ｓ９０４）。
同様に、状態Ｓ９０３において、位置検出部５０３が指示体による位置指示を検出すると、指示体の動きをしっかりトレースするために、状態Ｓ９０４に移行する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
次に、表示駆動部５０２及び位置検出部５０３から出力される各種制御信号について図１０を参照して説明する。この図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）は、表示駆動部５０２及び位置検出部５０３の、各種信号及び状態のタイミングチャートである。
ここで、図１０（ａ）はビデオ信号を示している。上位装置からビデオ信号が来ると、その期間を論理の真で模式的に表している。
図１０（ｂ）はタイマが出力する論理値を示す。このタイマは表示駆動制御部７０６の内部に、プログラムによって実現される。
図１０（ｃ）は表示更新信号を示す。この信号は、表示駆動部５０２が位置検出部５０３に対して表示動作を行いたい、との意思を伝える信号である。
図１０（ｄ）は表示駆動部が表示動作を行っている状態を示す。この仮想的な信号波形は、論理の真の時に表示駆動部が表示動作を行っていることを示す。
図１０（ｅ）は位置検出部５０３が位置検出動作を行っている状態を示す。この仮想的な信号波形は、論理の真の時に位置検出部５０３が位置検出動作を行っていることを示す。
図１０（ｆ）は検出完了信号を示す。この信号は、位置検出部５０３が表示駆動部５０２に対して指の位置検出動作を完了したことを報告する信号である。表示駆動部５０２は、表示更新信号を真に設定してから、この信号が真になったことを受けて、表示動作を実行する。
図１０（ｇ）は指存在信号を示す。この信号は、位置検出部５０３が指の存在を検出したことを示す信号である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
表示駆動制御部７０６は、検出完了信号が「真」になったことを検出すると、内部のタイマをオン動作させる（Ｓ１０１２）。タイマが「真」を示している間だけ、表示駆動部５０２は表示駆動動作を行う（Ｓ１０１３）。
表示駆動動作が一通り完遂すると、第一フレームメモリ７０３の内容と第二フレームメモリ７０４の内容とが完全に一致する。つまり、表示更新作業が不要になる。表示駆動部は、このことを差分抽出部７０５から検知すると、表示動作を止めて、タイマをリセットさせる（Ｓ１０１４）。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
表示駆動制御部７０６は、指存在信号（図１０（ｇ））の論理状態に応じて、タイマの計時時間を切替える。このため、表示駆動制御部７０６が指の存在を検出した後（Ｓ１０１９）の、タイマの計時時間（Ｔ１０２１）は、指の存在を検出していない時の計時時間（Ｔ１０２０）よりも短い。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
以上説明したように、本発明の第一の実施の形態例における位置検出装置５０１においては、電極膜１０２を表示駆動部５０２と位置検出部５０３との双方で時分割にて排他的に共有する、という技術的思想を開示した。この電極膜１０２を表示駆動部５０２と位置検出部５０３との双方で共有する方法としては、時分割の他に、周波数領域で分けて共有する方法もある。
以下、この技術思想に基づく本発明の第二の実施の形態例を、図１１及び図１２を参照して説明する。ここで、図１１は、本発明の第二の実施の形態例における位置検出装置１０１１の概略ブロック図である。
この本発明の第二の実施の形態例における位置検出装置１０１１と、第一の実施の形態の例における位置検出装置５０１との相違点は、表示駆動部５０２と位置検出部１１０３との間で、表示更新信号、検出完了信号、指存在信号のやりとりを行わない点である。その他の点に関しては、第一の実施の形態例と同一なので、詳細な説明は省略する。