JP2009070023A

JP2009070023A - タッチセンサ付き表示装置

Info

Publication number: JP2009070023A
Application number: JP2007236152A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Hayashi; 正明林
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2009-04-02

Abstract

【課題】押圧の微妙な変化を感知でき、省電力、フレキシブルな薄型のタッチセンサ付き表示装置を提供する。
【解決手段】タッチセンサ付き表示装置１は、触覚センサ１３と触覚センサ１３上に接着層１５を介して貼り合わせた電子ペーパー１１とからなるタッチペーパー１０と制御部３で構成され、制御部３のＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２、記憶部３４、ＲＡＭ３３に格納された画像データを入出力インタフェース３５を介して電子ペーパー１１に表示させる。電子ペーパー１１上の画像部分への押圧位置と圧力を触覚センサ１３が検知し、センサデータが入出力インタフェース３５を介して制御部３に送られ、ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２、記憶部３４に格納されているプログラムにより、押圧位置、圧力に対応する処理を実行し、ＩＯ制御部３８を介して処理情報を外部装置４１に送る。
【選択図】図３

Description

本発明は、タッチセンサ付き表示装置に関し、更に詳しくは、高精度のセンサ機能を持つ、薄型低電力のタッチセンサ付き表示装置に関する。

近年、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）ディスプレイ等の薄型表示装置が開発されている。また、これらの表示装置とタッチパネル機能を併せ持つ装置も開発されている（特許文献１、特許文献２）。
特開２００１−３４３９０８号公報特開２００７−３４００６号公報

特許文献１提案の装置は、可撓性のあるＥＬ表示パネルの背面側に、抵抗変化方式あるいはスイッチング方式のタッチパネルを密着装備するものである。
また、特許文献２提案の装置は、有機ＥＬパネル自体にタッチパネル機能を併せ持たせることにより、部品点数を減少させ、さらに温度特性を向上することを可能にした装置である。

しかしながら、上記の装置は、どちらも指等の押圧による押圧位置を検出するものであり、当該押圧位置のオン/オフ情報しか得られないという問題があった。また、機器構成が大きく、フレキシブル性に欠け、必要な電力容量が大きいという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、押圧の微妙な変化を感知でき、省電力、フレキシブルな薄型のタッチセンサ付き表示装置を提供することである。

前述した課題を解決するための本発明は、シート状の触覚センサと、シート状の画像表示装置を重ねて貼り合わせたタッチペーパーと、前記タッチペーパーと接続され、前記画像表示装置および前記触覚センサを制御するとともに、前記触覚センサからのセンサデータを処理する制御部と、を有することを特徴とするタッチセンサ付き表示装置である。

前記制御部は、前記画像表示装置に表示する画像データ、および、前記センサデータの処理に用いる各種データを保持する記憶手段と、前記画像データおよび前記各種データ、または外部に接続された機器からの信号の入力と、前記センサデータおよび前記センサデータの処理結果の外部に接続された機器への出力を行う入出力手段とを有する。
前記制御部は、前記タッチペーパーと取り外し可能に接続されることが望ましい。

触覚センサと画像表示装置はどちらもシート状であり、これらを重ねて貼り合わせたタッチペーパーもロール状等に曲げることが可能なシート状の構造である。制御部は、このタッチペーパーに取り外し可能に接続され、タッチペーパーの取替えが可能である。
制御部の入出力手段は、外部機器および通信ネットワークとの入出力制御を行う。すなわち、画像表示装置に表示する画像データやタッチセンサ付き表示装置の制御信号、センサデータの処理プログラム、処理用データを入力機器から、あるいは通信ネットワークを介して受け取るとともに、センサデータや処理結果を外部機器に、あるいは通信ネットワークを介して外部に出力する。

本発明によれば、押圧の微妙な変化を感知でき、省電力、フレキシブルな薄型のタッチセンサ付き表示装置を提供することが可能になる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面にしたがって詳細に説明する。まず、図１を参照しながら、本発明の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置１のシステム構成を説明する。
図１は、タッチセンサ付き表示装置１の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、タッチセンサ付き表示装置１は、タッチペーパー１０と制御部３で構成され、タッチペーパー１０と制御部３は、タッチペーパー１０に設けられたインタフェース部５に接続されたケーブル７によって接続される。
制御部３の詳細については後述する。

図２はタッチペーパー１０の構成を表す断面図である。
タッチペーパー１０は、電子ペーパー１１と、触覚センサ１３、接着層１５、インタフェース部５から成る。

電子ペーパー１１は、フレキシブルで薄型、省消費電力の表示装置であり、例えば、フレキシブル有機ＥＬディスプレイ、コレステリック液晶ディスプレイ等である。後者の例としては、現在、株式会社富士通研究所、富士通フロンテック株式会社、富士通株式会社の共同開発によるカラー電子ペーパー（２００５年７月１３日プレスリリース、およびhttp://jp.fujitsu.com/group/labs/techinfo/techguide/list/paper.html）がある。
同カラー電子ペーパーは、３色のコレスティック液晶シートと透明フィルム、透明電極、電極、封止剤、光吸収層を積層し、ドライバの位置を液晶シートごとに変えることにより薄型化し、厚さを０．８ｍｍにし、消費電力も書き換え時にのみ要する（例えば、４０型ディスプレイで３Ｗ）。

一方、触覚センサ１３は、押圧位置だけでなく、押圧強度を測定可能な薄型フレキシブルな圧力センサである。例えば、厚さ１ｍｍ以下の静電容量方式の高精度、高感度圧力センサがある。例えば、米国プレッシャー・プロファイル・システムズ社（ＰｒｅｓｓｕｒｅＰｒｏｆｉｌｅＳｙｓｔｅｍｓＩｎｃ．）の触覚センサＴ-２０００/３０００があり、シリコンラバー製で、接触位置（空間分解能最小２ｍｍ）と圧力分布を測定し、５Ｖ−１２ビットＡ/Ｄ変換によるディジタルデータを出力する。

上記のような電子ペーパー１１と触覚センサ１３を接着層１５で貼り合わせる。
接着層１５は、両面接着可能な接着シートまたは接着剤である。
インタフェース部５は、例えばＵＳＢインタフェースである。

図２では、触覚センサ１３の上面に接着層１５を介して電子ペーパー１１を貼り合わせる例を説明したが、電子ペーパー１１の上面に接着層１５を介して触覚センサ１３を貼り合わせてもよい。
すなわち、電子ペーパー１１と触覚センサ１３のどちらが上面にきても良い。

図３は、本発明の実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置１のシステム構成を説明する図である。
図３では、タッチペーパー１０を構成する電子ペーパー１１と触覚センサ１３を説明の都合上、分離して示しているが、タッチペーパー１０は、実際には、図２に示したように、触覚センサ１３上に接着層１５により電子ペーパー１１を重ねて貼り合わせた構造である。

制御部３は、例えばボード・コンピュータやパーソナルコンピュータ等の一般的なコンピュータの構成である。すなわち、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、記憶部３４、入出力インタフェース３５、通信インタフェース３６、電源部３７、ＩＯ制御部３８等で構成され、それらが例えばバス３９等を介して接続されている。

ＣＰＵ３１は、記憶部３４、ＲＯＭ３２等の記憶媒体に格納されているプログラムをＲＡＭ３３上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１３８を介して接続された各装置を駆動制御し、例えば、電子ペーパー１１への表示処理、触覚センサ１３からのセンサデータの処理等を実行する。

記憶部３４は、例えばハードディスク装置（ＨＤＤ）であり、ＣＰＵ３１が実行するプログラムや、プログラムの実行に必要なデータ、電子ペーパー１１表示用の画像データ、ＯＳ等が格納される。

入出力インタフェース３５は、ＵＳＢインタフェース、ＲＳ−２３２Ｃインタフェース等であり、電子ペーパー１１と接触センサ１３が接続されるほか、例えば、キーボードやマウス等のポインティングデバイス、モニタ、ＣＤ−ＲＯＭ等のメディア装置が接続される。
通信インタフェース３７は、通信制御装置、通信ポート等を有し、制御部３を、通信ネットワーク４３を介して遠隔の機器と接続する。遠隔の機器から画像データやプログラムを受信したり、また、センサデータや、ＣＰＵ３１によるセンサデータの処理結果を遠隔の機器に送信する。

電源部３７は、制御部３の各部分に電源を供給するほか、電子ペーパー１１および触覚センサ１３への電力供給を行う。
但し、電子ペーパー１１や触覚センサ１３を入出力インタフェース３５を介してＵＳＢ接続する場合には、ＵＳＢにより電力供給が可能である。
ＩＯ制御部３８は、ＦＡ機器等の外部装置４１と制御部３間の入出力を制御する。

上述の構成のタッチセンサ付き表示装置１は、タッチペーパー１０部を数ミリ厚のシート状に構成でき、ロール状に撓ませて携帯したり、曲面に貼り付けるように設置することも可能である。また、高精度の触覚センサ１３により、指等による押圧位置と圧力分布のデータを得ることができる。

以上のような利点により、上記のタッチ付き表示装置１はＦＡライン工場等での用途に適している。
例えば、ＦＡ機器（外部装置４１）の構成図、制御スイッチ等の図をタッチセンサ付き表示装置１のタッチペーパー１０の電子ペーパー１１に表示させ、触覚センサ１３により、例えば制御スイッチの表示部分を押すことによりＦＡ機器（外部装置４１）を制御可能にできる。例えば、押圧の強さによりＦＡ機器（外部装置４１）のモータの回転速度を変化させる等の制御が可能である。

この場合、制御部３の記憶部３４またはＲＯＭ３２には電子ペーパー１１に表示させるための画像データを予め入出力インタフェース３５あるいは通信インタフェース３６を介して読み込み格納しておく。さらに、ＦＡ機器（外部装置４１）の制御スイッチに対応する表示画像の位置と押圧の強さ、およびそれに対応する制御方法のプログラムを記憶部３４またはＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３等に格納しておく。
ＣＰＵ３１は、記憶部３４またはＲＯＭ３２から画像データを読み出し、入出力インタフェース３５を介して電子ペーパー１１に送り、電子ペーパー１１に画像を表示させる。

電子ペーパー１１上の例えば制御スイッチ等の部分にユーザが触れると、触角センサ１３は押圧の位置と圧力を検出し、インタフェース部５を介して制御部３にセンサデータを送る。
制御部３は、入出力インタフェース３５を介してセンサデータを受け取り、ＣＰＵ３１は、記憶部３４またはＲＯＭ３２に格納されているプログラムに従い、ＦＡ機器（外部装置４１）の制御信号を生成し、ＩＯ制御部３８を介して外部装置４１（ＦＡ機器）を制御する。

以上のように、本実施形態のタッチセンサ付き表示装置１の触覚センサ１３により、ボタンのＯＮ/ＯＦＦだけではなく、ＦＡ工場等の熟練者による微細な力加減による制御を実現することが可能になる。

タッチペーパー１０は、インタフェース部５の部分で制御部３と切り離すことが可能であり、例えば、タッチペーパー１０の部分のみを取り替えることが可能である。

尚、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能であり、それらも、本発明の技術範囲に含まれる。本発明は、例えば、曲面の壁等に設置される広告や、店舗内の広告や案内等にも使用可能である。

本実施の形態に係るタッチセンサ付き表示装置１の構成を示すブロック図タッチペーパー１０の構成を説明する図タッチセンサ付き表示装置１のシステム構成を示す図

符号の説明

１………タッチセンサ付き表示装置１
３………制御部
５………インタフェース部
１０………タッチペーパー
１１………電子ペーパー
１３………触覚センサ
１５………接着層
３１………ＣＰＵ
３２………ＲＯＭ
３３………ＲＡＭ
３４………記憶部
３５………入出力インタフェース
３６………通信インタフェース
３７………電源部
３８………ＩＯ制御部
３９………バス
４１………外部装置
４３………通信ネットワーク

Claims

シート状の触覚センサと、シート状の画像表示装置を重ねて貼り合わせたタッチペーパーと、
前記タッチペーパーに接続され、前記画像表示装置および前記触覚センサを制御するとともに、前記触覚センサからのセンサデータを処理する制御部と、
を有することを特徴とするタッチセンサ付き表示装置。
前記制御部は、前記画像表示装置に表示する画像データ、および、前記センサデータの処理に用いる各種データを保持する記憶手段と、
前記画像データおよび前記各種データ、または外部に接続された機器からの信号の入力と、前記センサデータおよび前記センサデータの処理結果の、外部に接続された機器への出力を行う入出力手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載のタッチセンサ付き表示装置。
前記制御部は、前記タッチペーパーと取り外し可能に接続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタッチセンサ付き表示装置。