JP2003263268A - 一体型デジタイジングタブレットおよびディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一体型デジタイジングタブレットおよびディ
スプレイ装置を提供する。 【解決手段】 本発明によれば、その装置のうちのデジ
タイジングタブレット部は磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）セル
２１２のアレイから構成され、各ＭＲＡＭセル２１２は
外部からかけられる磁界１１２に反応する。各メモリセ
ル２１２は、外部からかけられる磁界をかけると向きが
変更される磁気ビットを有し、アレイに第２の電界がか
けられるとそのビットの向きに基づいて電気信号が生成
される。ディスプレイ１０４は画素セル２１６のアレイ
から構成され、各画素セル２１６はＭＲＡＭセル２１２
のうちの１つに接続される。ＭＲＡＭセル２１２は、Ｍ
ＲＡＭセル２１２によって生成される電気信号によって
画素セル２１６を起動する。デジタイジングセルは、プ
ロセッサを追加することを必要とせずにディスプレイセ
ルを直に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は全般にデジタイジン
グ入力装置に関し、より詳細には、ディスプレイシステ
ムに一体化されているデジタイザ装置内のデジタイジン
グアレイとして磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡ
Ｍ）素子を用いることに関する。同じ譲受人に譲渡さ
れ、同時係属中の「STYLUS BASED INPUT DEVICES UTILI
ZING A MAGNETIC RANDOM ACCESS MEMORY ARRAY」と題す
る米国特許出願第１０／０３８，４８５号、ならびに同
時係属中の「AN INTEGRATED DIGITIZING TABLET AND CO
LOR DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF OPERATION」と
題する米国特許出願第１０／０３７，０２８号におい
て、磁気ランダムアクセスメモリアレイの２つのさらな
る応用形態が記載されている。

【０００２】

【従来の技術】デジタイザシステムは当業者によく知ら
れている。典型的には、ユーザが文字や図を書いたり、
デジタイザアレイに対してスタイラスの位置を指示した
りすることにより格子上に直にデータを入力し、種々の
コンピュータ機能を制御するために用いられるスタイラ
スに対して、電磁アレイあるいは他のタイプのシステム
が応答することができる。ある実施形態では、モニタ上
に直にデジタイザを配置する。他の実施形態では、２つ
の装置は分離される。一般に、モニタ画面のような表示
装置の大きさに比べて大きな作業表面が必要とされる場
合に、個別のデジタイザが利用される。可搬性および大
きさが重要な場合には、一体型のデジタイザおよびディ
スプレイ装置が用いられる。それゆえ、種々のタイプの
コンピュータシステムがスタイラスによる技術を利用し
ており、そのようなコンピュータシステムには携帯シス
テム、デスクトップシステム、可搬システムあるいは端
末型システムが含まれる場合がある。

【０００３】一体型のデジタイザ−ディスプレイシステ
ムは、それらが同一平面上に位置し、ともに共通の装置
に取り付けられるという意味でのみ一体化される。それ
らは、デジタイザによって生成される信号をディスプレ
イに適合性のある表示信号に変換するために信号プロセ
ッサが必要とされるという点では一体化されていない。
したがって、デジタイザが配置されるのと同じディスプ
レイ表面上に直に入力するために一体化されたデジタイ
ザ−ディスプレイシステムの最も簡単なものであって
も、回路が追加され、複雑なシステムになる。

【０００４】従来技術においていくつかのタイプのスタ
イラス入力デジタイジング装置が存在する。１つのタイ
プは、容量性−抵抗性アレイに対してスタイラスの先端
部を直に接触させることを含む。金属製の先端部、ある
いはユーザの指のようなスタイラス先端部がデジタイジ
ングパッドの選択された領域の近くに置かれるとき、パ
ッド内の容量性−抵抗性回路が、スタイラスが置かれた
ことを検出し、格子を基にしたアレイに関する既知の数
式にしたがってその位置を計算する。一般的に、容量性
−抵抗性アレイは、携帯型デジタイザ画面あるいは指検
出式マウスパッドのような装置内の小さな領域上で用い
られる。

【０００５】第２の従来技術のシステムは、ユーザがデ
ータを入力し、所望の動作を実行する際に磁気先端構造
のスタイラスあるいは電磁界発生型のスタイラスと相互
作用する電磁デジタイザを用いる。スタイラスの先端部
はデジタイザ上の電磁界と相互作用し、ユーザからの情
報およびデータを伝達する。一般的に、交差する線から
なる格子が、スタイラスによって生成される電磁界によ
って能動的あるいは受動的に変更されることができる電
磁界を生成する。交差する線は、応答信号を生成するた
めにその先端部の電磁界を検出することができるか、あ
るいは相互作用している間にスタイラスによって変更さ
れる電磁界を生成することができる。

【０００６】別の実施形態は、デジタイジングアレイに
信号を送信するためのＲＦ送信器を備えるスタイラスか
らなるシステムであり、その後、送信された信号は、デ
ジタイジングアレイ内の受信回路を用いて検出される。
別法では、パッド位置がコーティングされる場合があ
り、スタイラスによって生成されたＲＦ信号がアレイと
相互作用し、スタイラス自体の内部にある受信器におい
て受信される。

【０００７】さらに別の実施形態は、パッドから反射す
るようにスタイラスの先端部内に配置される可視光源あ
るいは赤外光源のような光源を組み込む場合がある。ス
タイラスはＣＣＤカメラのようなイメージング素子を用
いて戻り信号、それゆえスタイラスがデジタイザと相互
作用する場所を光学的に検出する。その後、そのシステ
ムは、適当な情報を判定するために、受信された信号お
よび位置を処理し、復号化する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】それらのシステムはそ
れぞれある程度の成功を収めてきた。しかしながら、そ
れぞれのシステムには制限があり、利用するのを難しく
するか、あるいは望ましくないものにしている。たとえ
ば、直接接触技術は通常の動作中に掻き傷および摩耗の
影響を受けやすく、他の技術に比べて耐久性が低い。

【０００９】ワイヤグリッド電磁界技術は実装するのに
コストがかかり、解像度を高めるために数多くの個別の
線を必要とする。さらに、電磁デジタイザは一般的に、
ワイヤグリッドセンサの背後に平坦な磁性材料を配置
し、浮遊磁界の影響からシステムを保護する必要があ
る。このため、携帯の用途では、そのシステムのための
技術は必要以上に重い技術を実装することになる。光を
用いるシステムでは、スタイラスはデジタイザアレイに
コードが繋がれる必要があり、そのようなスタイラスを
実現するためには、光源およびＣＣＤカメラを形成する
ための複雑な電子回路を組み込む必要があり、スタイラ
スを大きくしなければならない。

【００１０】種々のタイプの従来技術のデジタイジング
技術の全てに共通の１つの問題点は、ユーザのスタイラ
スとデジタイザとの相互作用を保持しておくために、デ
ジタイジングアレイに常に電源を供給しなければならな
いことである。さらに、ユーザのスタイラスセッション
の内容を保存するために、ユーザはその情報をコンピュ
ーティングシステム上のハードディスクドライブのよう
な長期記憶装置に記憶しなければならない。さらに、携
帯装置の場合にも同じことが言え、メモリに情報を保存
するための電源が供給されない場合に、装置の再始動時
にユーザが最新の情報を保持できるように、ユーザの入
力は長期メモリに格納されなければならず、一般的に表
示システムが重ねられるデジタイザ上に保持することが
できない。

【００１１】結果を同時に描画し、かつ閲覧する容易な
方法を提供するために、デジタイジングアレイはディス
プレイシステムと係合されている。たとえば、ユーザが
デジタイザとのインターフェースとしてスタイラスを用
いる場合には、ユーザがスタイラスを用いて作業するの
に応じて、画像がスタイラスの真下に表示されるよう
に、デジタイジングアレイは酸化インジウムスズディス
プレイパネルを重ねることができる。これにより、実デ
ータを用いて作業するか、あるいはペンを用いて実際の
筆記用タブレットに書込みを行うかのように、ユーザが
画面を用いて作業できるようになる。そのような技術で
は常に、入力信号プロセッサを用いる必要があり、この
プロセッサがデジタイザと協動して、電磁パルス、光パ
ルス、抵抗性の相互作用、あるいは用いられるシステム
を介してユーザの入力信号を受信し、表示装置部に表示
するために信号を処理する。

【００１２】したがって、本発明の目的は、従来技術の
システムよりも高い解像度を有し、容易に製造でき、し
かも実際の使用中に、より耐久性のある改善されたデジ
タイジング装置を提供することである。さらに本発明の
目的は、表示装置と一体化させることができ、同じ処理
方法および技法を用いてエレクトロルミネセンス装置の
ような表示装置とともに製造することができるデジタイ
ザ装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、一体型
デジタイジングタブレットおよびディスプレイ装置が開
示される。その装置のうちのデジタイジングタブレット
部は磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）セルのア
レイから構成され、各ＭＲＡＭセルは外部からかけられ
る磁界に反応する。各メモリセルは、外部からかけられ
る磁界をかけると向きが変更される磁気ビットを有し、
アレイに第２の電界がかけられるとそのビットの向きに
基づいて電気信号が生成される。ディスプレイは画素セ
ルのアレイから構成され、各画素セルはＭＲＡＭセルの
うちの１つに接続され、それに接続されるＭＲＡＭセル
によって生成される電気信号によって起動される。こう
して、一体型デジタイジングタブレットおよびディスプ
レイが実現され、デジタイジングセルは、プロセッサを
追加することを必要とせずにディスプレイセルを直に制
御する。さらに、磁界として、固定磁界先端部か、変動
する磁界を与えるための電流搬送先端部かのいずれかを
有するスタイラスと相互作用することにより生成される
ような固定あるいは可変のいずれかの磁界を用いること
ができる。さらに、スタイラスはＭＲＡＭアレイと相互
作用し、一般的に一体型デジタイジングタブレットおよ
びディスプレイに関連するコンピュータシステムによっ
て実行されることになる動作を指示することができる。
その動作は一般的に、右マウスクリック、左マウスクリ
ック、あるいは他の選択機能および機構のような当分野
において知られている動作である。一実施形態では、デ
ィスプレイ部は薄膜トランジスタディスプレイである
が、トランジスタを用いる他のディスプレイシステムを
実装することもできる。

【００１４】本発明はさらに、本発明の一体型デジタイ
ジングタブレットおよびディスプレイにおいてユーザ入
力を画像データに変換する方法を含む。したがって、そ
の方法はＭＲＡＭセルおよび画素セルを一体化したアレ
イを配設するステップであって、各ＭＲＡＭセルは磁界
をかけると向きが変更される磁気ビットを有し、また各
セルはさらに１つの画素セルに接続されている、配設す
るステップと、ＭＲＡＭセルの少なくとも一部の磁気ビ
ットの向きを変化させるためにアレイに磁界をかけるス
テップと、アレイに入力電気信号を加えるステップと、
影響を受けたＭＲＡＭセルに接続された画素セルを起動
し、画像を表示するステップ、を含む。またその方法
は、第１の磁界とは独立して第２の磁界をかけ、ＭＲＡ
Ｍセルの少なくとも第２の部分の磁気ビットの向きを変
化させることにより、より大きな自由度を提供するか、
あるいは第２のユーザが第１のユーザと協力してディス
プレイ・デジタイジングアセンブリと相互作用できるよ
うにすることを含む。互いに独立して３つ以上の磁界が
かけられ、処理される場合もある。

【００１５】本発明のさらに別の実施形態は、一体型デ
ジタイジングおよびディスプレイセルを含む。この一体
型セルは、ディスプレイ画素セルに能動的に接続される
ＭＲＡＭセルを含み、ＭＲＡＭセル内部の内容をさらに
処理することを必要とせずに、ＭＲＡＭセルの機能がデ
ィスプレイセルの機能を直に制御する。

【００１６】本発明の特徴および利点は添付の図面を参
照して以下に記載される説明を読むことにより当業者に
は明らかになるであろう。

【００１７】

【発明の実施の形態】簡略化し、かつ例示する目的を果
たすために、本発明の原理が主にその典型的な実施形態
を参照することにより記載される。しかしながら、当業
者であれば、同じ原理がディスプレイを有する数多くの
タイプのデジタイザシステムに同じく適用できることは
容易に理解されよう。

【００１８】本発明による、ディスプレイシステムに接
続されるデジタイジング装置が図１に示される。スタイ
ラスによる入力装置として機能するために磁気ランダム
アクセスメモリ（ＭＲＡＭ）セルのアレイを用いるデジ
タイザ１００が開示される。デジタイザ１００は信号プ
ロセッサ１０２に接続され、信号プロセッサ１０２はさ
らにディスプレイシステム１０４に接続される。信号プ
ロセッサ１０２はデジタイザ１００から信号を受信し、
ビデオディスプレイ１０４上に表示するためにそれらの
信号を処理する。デジタイザ１００はさらに、当業者に
はよく知られている、アレイ読出し、アレイ書込みある
いはアレイクリアのような動作中にデジタイザ１００を
制御するために用いられる制御ロジック１０５を含む。

【００１９】図２にはデジタイザ１００がさらに詳細に
示されており、デジタイザ１００の表面上のスタイラス
先端部の軌跡が示される。デジタイザ１００はメモリセ
ル１０６のアレイから構成される。各メモリセルはセル
１０８内に見られる磁気ビットの向きに基づいて、少な
くとも２つの状態をとる可能性がある。デジタイザ１０
０の表面と相互作用するスタイラスの軌跡が生じると
き、セル内のビットは向きを変更され、それによりメモ
リセル１０６の状態はセル１０８に示されるように変化
することができる。軌跡１１０はスタイラスによってと
られる経路を示す。その後、読出し信号として電気信号
がセル１０６のアレイに加えられ、ビット変化によって
変更されたそれらのセルの読出し出力が生成される。読
出し出力信号は変更されたビット位置によって引き起こ
される変更された電気信号であり、その後図１の信号プ
ロセッサ１０２に送られ、そこで、ユーザによって描か
れたパターンに従って処理される。その後、軌跡１１０
がディスプレイユニット１０４上に表示される。

【００２０】ＭＲＡＭセルは長期記憶素子に対する代替
として現れたものであり、ＭＲＡＭセルは半導体メモリ
の高速アクセスと類似の特性を有する。それらは、永久
に情報を格納できる能力を有するので、長期記憶素子と
しての役割を果たすことができる。ＭＲＡＭセルは、パ
ターニングされた薄膜磁気素子内に位置付けられる磁化
の磁気的な向きに基づいて１ビットの情報を格納する。
この磁性薄膜は、２つの安定した状態と異なる磁気状態
とを有するように設計される。安定した磁気状態は２進
の１あるいは２進の０を定義する。デジタル情報は１つ
の磁性薄膜に格納されるが、非常に注意深く制御された
磁性層および誘電体層からなる多数の層が１つのメモリ
素子に関連付けられる。

【００２１】ＭＲＡＭセルの一例はスピントンネル効果
を利用しており、スピントンネル素子として知られる。
図３は、そのようなＭＲＡＭセル１０６の概略図を示
す。ＭＲＡＭセル１０６はトンネル障壁層３００と、デ
ータ記憶あるいはセンス層３０２と、基準薄膜あるいは
固定層（pinned layer）３０４とを含む。固定層３０４
は、関心のある範囲内の磁界がかけられる場合でも回転
しないように固定された磁気の向きを有する。センス層
３０２は、固定層３０４の状態に整列する状態と、固定
層３０４の状態に整列しない状態との間で変化すること
ができる磁気の向きを有する。これらの向きはそれぞれ
低抵抗状態と高抵抗状態とに対応する。絶縁性トンネル
障壁層３００は、磁性固定層３０４と磁性センス層３０
２との間に挟まれる。絶縁性トンネル障壁層３００によ
って、センス層３０２と固定層３０４との間で量子力学
的トンネル現象が生じるようになる。トンネル現象は電
子スピン依存性であり、それによりメモリセルの抵抗
が、センス層および固定層の磁化の相対的な向きの関数
として変化できるようになる。

【００２２】選択されたメモリセル１０６の磁気状態
は、選択されたメモリセル１０６を横切るワード線３０
８およびビット線３０６に対して電流を加えることによ
り変更され得る。この電流は２つの直交する磁界を生成
し、その磁界が合成されるとき、それぞれ平行および逆
平行状態としても知られる整列状態と非整列状態との間
で、選択されたメモリセル１００の磁気の向きが切り替
えられることになる。選択されない他のメモリセルは、
選択されないメモリセルを横切るワード線あるいはビッ
ト線のいずれかからのみ磁界を受ける。片側の磁界は選
択されないセルの磁気の向きを変更するほど強くはない
ため、選択されないセルはその磁気の向きを保持する。
磁気先端部を有するスタイラスがセルの近くに置かれる
とき、セルの磁気状態が変更されるだけの十分な磁界が
かけられる。この結果として、平行状態と逆平行状態と
の間で向きが変化するようになる。

【００２３】従来技術の記憶装置ではなくＭＲＡＭセル
を利用する１つの利点は、外部から全く力を加えること
なくＭＲＡＭセルが永久にその向きを保持することであ
る。これは、その磁気ビットの磁化の向きを保持するた
めに、ＭＲＡＭセルに電界あるいは電流を加える必要が
ないことを意味する。したがって、素子がオフされる場
合には、セルに最後に付与された向きが永久に保持され
るであろう。一旦システムに再度電源が供給されると、
読出し動作によって、その状態が保持されており、それ
ゆえ向きが保存されることがわかるであろう。これによ
り、信号プロセッサに知らせることになる信号が送信さ
れ、電源がオフされる前にユーザによってデジタイザア
レイ上に前に作成された描画が表示装置上に表示される
ことになる。

【００２４】そのシステムは、デジタイザアレイ上で走
査されることができる、一実施形態の磁気先端部を有す
るスタイラスを用いる。パッドの表面の下には、先に記
載されたＭＲＡＭアーキテクチャに非常によく似ている
ＭＲＡＭセルのアレイが存在する。スタイラスが移動す
るとき、スタイラスの先端部内の磁石によって磁界が生
成され、スタイラスの移動経路内にあるビットが反転す
るようになり、図２に示されるような軌跡が残される。
ＭＲＡＭアレイは、その中に記録されたビットパターン
内の変化を検出するために連続して読み出され、走査さ
れる。スタイラスがアレイを横切って移動するとき、軌
跡がパターンを変更し、その経路がディスプレイ上に表
示される。

【００２５】一実施形態では、図４に示されるスタイラ
ス先端部は、既知の磁界を生成する永久磁石を含む。磁
石が、タブレットと相互作用するために用いられる先端
部内に配置される場合があるか、あるいはスタイラス
が、ＭＲＡＭメモリセルに作用することができる磁界を
生成する磁性材料でコーティングされる場合がある。デ
ジタイザ内には駆動電子回路が設けられ、それは当業者
によく知られているものと仮定する。最初に、駆動電子
回路は、メモリセルのアレイ内の全てのビットを第１の
方向に設定する。スタイラス先端部がアレイを横切って
移動するとき、磁界が、元の整列状態と反対の方向への
ビット変化を引き起こす。駆動電子回路は、定期的に、
あるいはユーザによって指示される際に、その元の向き
に全てのビットをリセットすることができる。

【００２６】別の実施形態では、スタイラスの先端部１
１２が、電流搬送コイルを用いて、変化する磁界を生成
することができる。電流はその方向およびその大きさを
変化させることにより変更することができるので、スタ
イラスを用いてユーザによって電流パターンが選択され
るのに応じて、メモリセル内の影響を受けるビットは、
それらのビットが空間的および時間的に変更されている
ような固有のパターンに配置されるであろう。電流パタ
ーンは、ユーザが先端部をアレイに対して押下し、マウ
スタイプのポインティング装置の動作のようなボタン押
下動作を指示することにより、あるいはユーザがスタイ
ラス上の１つあるいは複数のボタンを選択し、マウスに
おけるクリックが右、左あるいは中央のボタンを選択す
るように異なるキークリックを指示することにより変更
されることができる。さらに別の実施形態では、変化す
る電流パターンは色を変化させることも指示する場合が
あり、それは以下にさらに詳細に記載されるであろう。

【００２７】さらに、ＭＲＡＭセルは他のセルおよびス
タイラスとは独立して動作するので、２つ以上のスタイ
ラスが用いられる場合もある。したがって、複数のスタ
イラスが用いられる場合があり、それらが作用するセル
が互いから独立して動作するので、各スタイラスも他の
スタイラスから独立して動作することができる。したが
って、例示されるような１つのスタイラスを用いること
は本発明の典型例ではあるが、制限するものではない。
たとえば、多指入力システムが実装されることができ、
この多指入力装置は、グローブアレイ内に実装すること
ができ、各指が個別に符号化されるスタイラスを有し、
他の信号とは異なる選択信号が生成される。多指入力シ
ステムによって、一人のユーザが、下側にある本発明に
よるＭＲＡＭセンサアレイ上に多数の軌跡を生成できる
ようになるであろう。

【００２８】磁気セルアレイは磁界に反応する。スタイ
ラスによって生成される磁界の強さは、直に接触するこ
となく、アレイによって検出されるだけの十分な強さに
なるように選択される。これにより、画面あるいは下方
のアレイ表面を引っ掻いたり、損傷したりする心配なし
に、パッドに直に書込みが行われることができるように
ＭＲＡＭセルの上側表面上にカバーを置くことができ
る。

【００２９】図５は本発明によるデジタイザ装置として
ＭＲＡＭセルのアレイを用いる方法の流れ図を示す。最
初に、ブロック５００に示されるように、そのようなメ
モリセルのアレイが形成される。そのメモリセルは、ス
タイラスが相互作用するデジタイザパネル上の特定の位
置を識別するための付加的な制御ロジックを含む。選択
されたセル内のビットの向きを変更するスタイラスの相
互作用を検出することにより、信号処理ユニットに信号
が送信されるようになり、その後、信号処理ユニットに
よって、本発明による表示装置上にその軌跡が表示され
るようになる。一旦ＭＲＡＭセルアレイが得られたな
ら、ディスプレイ上に軌跡を生成するために、ユーザが
スタイラスを用いてブロック５０２に示されるようにア
レイ内のセルに磁界をかける。

【００３０】次に、スタイラスを用いてユーザが変更し
たのがどのメモリセルであるかを判定するために、その
システムはブロック５０４に示されるようにアレイに読
出し電気信号を加える。影響を受けたセルによって変更
されるようなこの電気信号は信号プロセッサに転送さ
れ、変更されているそのセルを識別するように処理され
る。一旦セルが識別されたなら、その後、デジタイザ上
のセル位置に対応する画面上の画素が起動され、ディス
プレイ上に軌跡が再現される。スタイラスとデジタイザ
パネルとの相互作用中に、システムはブロック５０６に
示されるように、ユーザが特定の動作を実行したか否か
を判定する。ユーザがＭＲＡＭアレイに単に磁界をかけ
ている場合には、ブロック５０８に示されるように、シ
ステムは各信号から出力信号を読み出す。そうではな
く、ユーザが所望の動作を実行したことをシステムが検
出する場合には、ブロック５１０に示されるように、シ
ステムはユーザによって要求される動作を実行する。一
般的に、これらの動作は、ユーザがマウスあるいはロー
ラボールのようなポインティング装置を用いて行うこと
ができる動作に類似である。その動作は右または左マウ
スクリック、あるいは中央マウスクリックを含むことが
できる。ユーザによって実施されるようなスタイラスの
動作範囲内に、プログラムの実行あるいはウエブページ
を開くことを便宜的に配置することもできる。

【００３１】最後に、一旦アレイが電気信号を加えられ
ており、各セルから出力信号が読み出されたなら、ブロ
ック５１２に示されるように、信号プロセッサが出力電
気信号を処理して、その出力電気信号から認識される画
像データに対応する画像をディスプレイ上に表示する。
出力電気信号が、任意の時点においてデジタイザ上で実
行される２つ以上の軌跡のための出力を与えることがで
きること、ならびに種々の色が、本発明の範囲内に含ま
れるような種々の軌跡あるいはスタイラス動作のために
用いられる場合があることに留意されたい。

【００３２】本発明の別の実施形態が図６に示される。
デジタイジングＭＲＡＭアレイ１００と物理的に係合す
るディスプレイパネル１０４が図６の概略図に示され
る。ディスプレイ１０４がデジタイザ１００上に配置さ
れ、ユーザがディスプレイ１０４の表面にわたってスタ
イラスを用いて描画し、磁界が下のアレイ１００と相互
作用し、厳密にスタイラスがディスプレイパネルと相互
作用する場所に軌跡が描画されるようになる。信号プロ
セッサ１０２に信号が送信され、その後信号は表示する
ためにディスプレイパネル１０４に送信される。これ
は、ラップトップコンピュータおよび携帯情報端末（Ｐ
ＤＡ）等において用いられるような表示装置１０４とデ
ジタイジング装置１００との一体化に関して有利であ
る。

【００３３】図７に示されるような本発明の別の実施形
態では、ＭＲＡＭセルを用いるデジタイザがディスプレ
イパネル１０４内に見られるディスプレイ画素を能動的
に制御するように、表示装置１０４とデジタイザ装置１
００とが係合される。このタイプのシステムにおいて用
いられるディスプレイパネルは一般的にアクティブマト
リクスの場合のようなトランジスタを利用しており、当
業者にはよく知られている。本発明によれば、アレイ内
のＭＲＡＭセルは選択されたトランジスタと係合され、
ディスプレイ内の画素を起動する。

【００３４】図８はシングルデジタイザ−ディスプレイ
システム２００において一体化されるようなメモリセル
によって制御される画素のアレイの概略図である。各画
素２０２は破線で囲まれたブロック内に配置された要素
で表され、画素イネーブル線２０６と、第１の行メモリ
セル電圧線２０８と、第２の行メモリセル電圧線２１０
とをさらに含む。

【００３５】各ディスプレイ画素２０２は、２つの行メ
モリセル電圧線２０８と２１０との間に固定されるＭＲ
ＡＭセル２１２を含む。セル電圧線２１０はその後さら
に、画素イネーブル線２０６に接続されるソースを有す
る電界効果トランジスタのようなスイッチング素子２１
４に接続される。トランジスタ２１４は画素ダイオード
２１６を制御する。この例示では、画素ダイオード２１
６は赤色の光を生成するが、カラーディスプレイを提供
するために、またカラー装置を制御し、かつスタイラス
を利用することにより個別の色の選択を提供するＭＲＡ
Ｍアレイデジタイザの実装形態を表すために、隣接する
画素内に一連の赤色、緑色および青色顔料が配設されて
いる。画素２１６が動作状態であるときにその画素に一
定の電源を供給するために、各画素２１６はキャパシタ
２１８に接続される。

【００３６】図８のアレイ２００は、赤色、緑色および
青色（ＲＧＢ）から選択される３つの画素を示す。その
アレイは実際には複数の画素を含み、３つの色は、１つ
のカラー画素と１つのＭＲＡＭとを含む個別のセルにグ
ループ化される。こうして、そのアレイは、ＲＧＢマト
リクス内に形成される複数のカラー画素を含む。各色に
対して同じ数の画素が示されているが、各色の輝度レベ
ルが全体として等しくなることが意図されることに留意
されたい。その場合に、設計者は、等しい色の輝度を達
成するために、ある色の付加的な画素を次々に追加する
であろう。あるいは、１つの色当たり１つの画素のみが
配置されるように、各カラー画素の輝度が別のメモリセ
ルによって調整されることができる。

【００３７】そのアレイは、ＸおよびＹ方向にわずか数
画素しか含まないものから、従来のサイズの表示装置を
供給するために必要とされるのと同じ大きなものまでの
あらゆる大きさを含むことができる。そのようなディス
プレイはＸおよびＹ両方の次元に１０００本以上の線を
有するであろう。

【００３８】図９は半導体材料内に実装されるようなセ
ル２０２の断面図を示す。ＭＲＡＭセル２１２は、発光
画素２１６に隣接する半導体材料内に形成される。スイ
ッチ２１４は、ソース接続２１８およびドレイン接続２
２０を含んでおり、起動するために画素２１６に接続さ
れる。ゲート２２２は、ＭＲＡＭセル２１６の下に形成
される。またセルは、ＭＲＡＭセルおよびディスプレイ
画素をパターニングし、製造するために必要とされる適
当な分離層および導電層も含む。

【００３９】図９はさらに、制御セル部がディスプレイ
セル２１６に隣接して配置されることを示す。磁気スイ
ッチングセルは一般的にディスプレイ画素よりもはるか
に小さい。それゆえ、ディスプレイ画素はＭＲＡＭセル
よりも概して少なくとも１桁だけ大きいため、ＭＲＡＭ
セルはディスプレイ画素に隣接して形成されることがで
きる。たとえば、０．２ないし２．０μｍの範囲内のフ
ォームファクタを有し、一方ディスプレイ画素は４ある
いは５μｍ以上のフォームファクタを有する。その場合
に、それらのサイズ故、付加的な制御スイッチを用いる
ことができ、特に輝度制御用として機能させることがで
きる。

【００４０】画素に隣接してメモリセルを配置すること
は、画素の下側にメモリセルを配置する場合よりも大き
な半導体表面積を使用する。したがって、画素ディスプ
レイセル２１６の下側にメモリセル２１２を配置する別
の実施形態が図１０に示される。これにより、図９に示
される画素アレイと同じ表面積において、より高い解像
度とより高い密度とが達成できるようになる。メモリセ
ルは動かされるが、画素の背後あるいは下側へのわずか
な距離に過ぎない。その距離は、デジタイジングディス
プレイの上側表面にわたって移動する際に、スタイラス
が依然としてメモリセルと相互作用できるほど十分に短
い。このように高い画素密度は、画素と同じ基板内にス
イッチを配置する他の技術を用いて実現することはでき
ない。またこの移動によって、磁気セルは外部磁界の影
響をほとんど受けないようになる。外部磁界は一般的に
所与のメモリセル内のビットの向きに影響を及ぼす前に
減衰するであろう。

【００４１】図１１は、本発明に意図されるような、直
接起動されるディスプレイ画素２１６のさらに別の実施
形態を示しており、メモリセル２１２は、図８に示され
たようにゲートに直に接続されるのとは対照的に、スイ
ッチングトランジスタ２１４のソースを制御する。その
アレイは、第１の列メモリ電圧制御線２３２と第２の列
メモリ電圧制御線２３４とを含み、それらはメモリセル
２１２と並列に接続される。画素行制御線２３６はトラ
ンジスタ２１４のゲートに接続される。電圧線２３２に
信号が加えられるとき、その中のビットの向きに応じ
て、メモリセル２１２内に電流が流れる。その向きによ
ってセル内に電流が流れるようになる場合には、制御線
２３６によって起動されるスイッチ２１４により、画素
２１６が起動され、表示できるようになる。本発明に意
図されるようなセルのアレイを形成するために、さらに
別のセルが設けられる。

【００４２】図１２はディスプレイ画素２１６の起動を
制御するための改善された回路においてメモリセル２１
２を利用するさらに別の実施形態を示す。一対のメモリ
セル２１２がスイッチングトランジスタ２１４の起動を
制御する。その一対のメモリセル２１２は、従来の手段
を用いて、起動されたメモリセルあるいは起動されない
メモリセルのいずれかの信号強度を判定するために差動
センスアンプ回路内に配置される。第１のセル２１２は
第１の信号を受信し、第２のセルは第１の信号と相補的
な第２の信号を受信する。相補的なセルを用いることは
代表的なものにすぎず、検出用電子回路の信号対雑音比
を改善する際に用いられる。別法では、雑音の低減ある
いは精度を改善するために相補的なセルには基づかずに
１つのセルを用いることができる。

【００４３】さらに、セルサイズは、所望の精度ならび
にデジタイジングシステム内に一体化される表示装置に
応じて拡大縮小することができる。たとえば、現時点の
処理技法によれば、メモリアレイの応用形態において
０．１ないし０．３μｍの範囲のセルサイズを作り出す
ことができる。ディスプレイおよびデジタイザシステム
の応用形態の場合、ディスプレイ画素およびスイッチン
グ回路のサイズに適合するセルサイズが許容可能であ
り、１μｍないし数十μｍのサイズが実現される。この
ように拡大縮小できることにより、従来技術より優れた
別の利点が提供される。

【００４４】こうして、ＭＲＡＭセルのアレイを利用す
るデジタイジング装置を表示装置と相互作用するように
組み込むことができること、および薄膜トランジスタセ
ルを用いてデジタイザ装置が実際にディスプレイと組み
合わせられ、メモリセルがアクティブマトリクスディス
プレイ内の画素を直接起動できることが示されてきた。
その結果として、もしあったとしても、他のデジタイザ
−ディスプレイユニットにおいて必要とされるような信
号処理ロジックをほとんど必要としないデジタイザ−デ
ィスプレイが形成される。こうして、ユーザがディスプ
レイ上に直に軌跡を書き込む際に、もしあったとしても
ほとんど中間処理することなく、軌跡が画面上に直に表
示される。

【００４５】さらに、ＭＲＡＭセルアレイはアドレス指
定可能なメモリアレイとして機能するので、これは、従
来技術のシステムにおいて一般的に必要とされる駆動電
子回路を簡略化する。さらに、表示される画像／グラフ
ィックス、あるいは他に規定される情報は、上記のよう
なＭＲＡＭセルの特性に起因して不揮発性の状態で格納
することができる。ＭＲＡＭセルはメモリビットの最後
に選択された向きを永久に保持するので、ディスプレイ
システムがオフされ、その後再びオンされるときでも情
報の損失は生じない。そのディスプレイは、デジタイザ
自体の内部にデータを直接保管するのではなく、通常は
長期メモリにデータを保管する必要があった従来のデジ
タイザタブレットとは異なり、書込み可能および再利用
可能な紙媒体として機能する。

【００４６】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）セルが本発明
の特定の実施形態において示されてきたが、別のディス
プレイセルが用いられる場合もある。さらに、開示され
るＭＲＡＭセルはトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果を利
用してきたが、他のＭＲＡＭセルが意図される場合もあ
る。これは、磁気抵抗（ＭＲ）効果、巨大磁気抵抗（Ｇ
ＭＲ）効果、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）効果、あるい
はコロッサル磁気抵抗（ＣＭＲ）効果に基づくセルを含
むであろう。

【００４７】種々のタイプのＭＲ、すなわちＡＭＲ（異
方性）、ＧＭＲ（巨大）、ＴＭＲ（トンネル現象）およ
びＣＭＲ（コロッサル）を生成する４つの非常に異なる
物理的な効果が存在する。トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）
あるいはトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）は、磁気
トンネル接合（ＭＴＪ、ＳＤＴ接合と呼ばれる場合もあ
る）に見られるスピン依存トンネル現象（ＳＤＴ）の物
理的な効果によって生成される抵抗の変化である。

【００４８】たとえば、ＭＴＪを用いるセルは、高抵抗
状態と低抵抗状態とを有する２つの状態を持つ抵抗とし
て挙動する。メモリセルはトランジスタスイッチ２１４
のゲートに接続され、メモリセル抵抗は、メモリセル２
１２の状態に応じて駆動電圧が画素あるいはスイッチ２
１４をオンあるいはオフするように選択される。一旦ス
イッチ２１４がオン（あるいはオフ）したなら、それに
よりネマティック（neumatic）液晶ディスプレイが光を
遮断できる（あるいは通過させることができる）ように
なる。セル２１２の状態は、スタイラスが存在すること
により、スタイラスの先端部内に存在する磁界において
外部から変更される。これによりさらに、スイッチ２１
４がオフあるいはオンできるようになり、結果として画
素がオフあるいはオンする。

【００４９】さらに、スイッチングおよび伝達用の電子
回路が、メモリセルアレイ全体をリフレッシュあるいは
消去することができるか、個々のセルをオンまたはオ
フ、あるいはリフレッシュすることができるような設計
にも組み込まれる。さらに、アレイ内の内容が保管され
る必要があるが、さらに書込みを行うことができるよう
に消去される必要もある場合には、電子回路によってセ
ル内の情報が長期メモリ素子に格納されるようになる。

【００５０】メモリセルアレイに対するカラーの応用形
態は、感度のレベルが異なるメモリセルを形成すること
により得られる。これは、赤色のためのセルが青色ある
いは緑色の画素とは離れた特定の電界強度のネマティッ
ク電界に反応する場合があり、その逆も成り立つことを
意味する。これにより、ユーザはオプションで、所望の
ような着色された結果を達成するために任意の時点で１
つ、２つあるいは３つ全ての画素を起動することになる
所望の電界強度のレベルを能動的に選択することによ
り、動作中に色を変更できるようになる。

【００５１】上記の構成は本発明の原理のための応用形
態の例示にすぎないことは理解されたい。本発明の精神
および範囲から逸脱することなく、種々の変更形態およ
び別の構成が当業者によって考案される場合があり、添
付の特許請求の範囲はそのような変更形態および構成を
網羅することを意図している。したがって、本発明は、
現時点で本発明の最も実用的で好ましい実施形態である
と思われるものに関連して図示され、特徴および細部と
ともに先に十分に説明されてきたが、特許請求の範囲に
記載されるような本発明の原理および概念から逸脱する
ことなく、限定はしないが、サイズ、材料、形状、形
態、動作の機能および態様、アセンブリならびに用途の
変更を含む種々の変更がなされる場合があることは当業
者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、ディスプレイユニットを有する
デジタイジングシステムの概略図である。

【図２】図１からのデジタイジングシステムの磁気ラン
ダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）デジタイジングパッド
上に軌跡を残すスタイラス相互作用の概略図である。

【図３】センス線およびビット線によって制御されるよ
うなＭＲＡＭセルのアレイの概略図である。

【図４】図２のタブレットにしたがってデジタイザタブ
レットと相互作用するスタイラスの側断面図である。

【図５】本発明のＭＲＡＭデジタイザシステム内のディ
スプレイのための情報を入力するのに用いる方法ステッ
プの流れ図である。

【図６】本発明による表示装置によって重ねられるデジ
タイザの概略図である。

【図７】その表面上に配置されるディスプレイとともに
本発明によるＭＲＡＭデジタイザタブレットの動作を示
す側断面図である。

【図８】ＭＲＡＭセルが設けられる、本発明にしたがっ
て用いられる電気回路アレイの概略図である。

【図９】図７の概略図にしたがってエレクトロルミネセ
ンス画素を用いて形成されるＭＲＡＭセルの断面図であ
る。

【図１０】ＭＲＡＭセルが画素の下側に配置される、エ
レクトロルミネセンス画素と相互作用するＭＲＡＭセル
の別の実施形態を示す図である。

【図１１】本発明にしたがって画素を起動するためにＭ
ＲＡＭを用いる別の実施形態の概略図である。

【図１２】本発明にしたがって画素を起動するために実
装されるメモリセルの別の実施形態の概略図である。

【符号の説明】

２００：デジタイザ−ディスプレイシステム ２０２：画素 ２０６：画素イネーブル線 ２０８：第１の行メモリセル電圧線 ２１０：第２の行メモリセル電圧線 ２１２：ＭＲＡＭセル ２１４：スイッチング素子 ２１６：画素ダイオード ２１８：キャパシタ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B068 AA22 BB16 BC03 BD07 BE03 BE08 CD06 5B087 AA02 CC02 CC12 CC13 CC14 CC25 CC26 CC32 5C094 AA15 AA54 AA56 BA03 BA09 BA14 BA27 BA43 CA19 DA13 DB01 DB04 FA01 FA02 FB20 GA10 5G435 AA18 BB05 BB12 CC09 DD19 EE49 HH00

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡ
   Ｍ）セルのアレイを有するデジタイジングタブレットで
   あって、前記各ＭＲＡＭセルは外部からかけられる磁界
   に反応し、また前記各メモリセルは、外部からかけられ
   る磁界をかけると向きが変更される磁気ビットを有し、
   前記アレイに第２の電界がかけられると前記ビットの向
   きに基づいて電気信号が生成される、デジタイジングタ
   ブレットと、 画素のアレイを有するディスプレイであって、前記各画
   素は前記ＭＲＡＭセルのうちの１つに接続され、それに
   結合される前記ＭＲＡＭセルによって生成される前記電
   気信号によって起動される、ディスプレイと、 を備えている、一体型デジタイジングタブレットおよび
   ディスプレイ。
2. 【請求項２】 前記外部からかけられる磁界を生成する
   第１の先端部を有するスタイラスをさらに備えている、
   請求項１に記載の、一体型デジタイジングタブレットお
   よびディスプレイ。
3. 【請求項３】 少なくとも１つの外部からかけられる磁
   界と同時に、第２の外部からかけられる磁界が前記ＭＲ
   ＡＭアレイと相互作用することができる、請求項１に記
   載の、一体型デジタイジングタブレットおよびディスプ
   レイ。
4. 【請求項４】 前記画素のアレイが、ＴＦＴディスプレ
   イセルを有し、前記ＭＲＡＭセルのアレイ上に配置され
   ている、請求項１に記載の、一体型デジタイジングタブ
   レットおよびディスプレイ。
5. 【請求項５】 ユーザ入力を画像データに変換する方法
   であって、 磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）セルおよび画
   素を一体化したアレイを配設するステップであって、前
   記各ＭＲＡＭセルは、磁界をかけると向きが変更される
   磁気ビットを有し、さらに前記各セルは１つの画素に結
   合されている、前記配設するステップと、 前記ＭＲＡＭセルのうちの少なくとも一部の前記磁気ビ
   ットの向きを変化させるために前記アレイに磁界をかけ
   るステップと、 前記アレイに入力電気信号を印加するステップと、 影響を受けた前記ＭＲＡＭセルに結合された前記画素を
   起動して、画像を表示するステップと、 を含む方法。
6. 【請求項６】 前記画素が前記ＭＲＡＭセルのアレイと
   一致するアレイを形成し、前記画素が前記ＭＲＡＭセル
   のアレイによって直に制御されるビデオディスプレイと
   して機能する、請求項５に記載の、ユーザ入力を画像デ
   ータに変換する方法。
7. 【請求項７】 前記各セルに関する前記磁気ビットの向
   きがリフレッシュされることなく保持される、請求項５
   に記載の、ユーザ入力を画像データに変換する方法。
8. 【請求項８】 外部からかけられる磁界に反応し、電界
   あるいは外部からかけられる磁界をかけると向きが変更
   される磁気ビットを有し、前記セルに読出し信号が加え
   られると前記ビットの前記向きに基づいて電気信号を生
   成する磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）セル
   と、 前記ＭＲＡＭセルに結合され、前記電気信号によって起
   動されるディスプレイ画素と、 を備えている、一体型デジタイジングおよびディスプレ
   イセル。
9. 【請求項９】 前記磁界がＭＲＡＭセルとの相互作用中
   に変化することができる、請求項８に記載の、一体型デ
   ジタイジングおよびディスプレイセル。
10. 【請求項１０】 前記画素がＴＦＴディスプレイ画素で
    ある、請求項８に記載の、一体型デジタイジングおよび
    ディスプレイセル。