JP2015162238A - 携帯用入力機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子ペーパーの表示内容の視認性を維持しつつ、操作性を向上することのできる携帯用入力機器を提供する。【解決手段】透光性の抵抗膜方式のタッチパネル２０の下面に対向するように電子ペーパー４０を設け、電子ペーパーの表示内容をタッチパネルを通して視認可能とし、電子ペーパーによる表示内容に合わせて、タッチパネルの入力エリアのレイアウトを設定する制御部５０を備える。また、タッチパネルと電子ペーパーとの間にライトガイド３０が設けられ、ライトガイドは、タッチパネルと電子ペーパーとの間に光を射出する。【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルを備えた携帯用入力機器に関する。

特許文献１に記載の薄型ディスプレイは、電子ペーパーの裏面側に抵抗膜式タッチパネルを配置した構成を備え、電子ペーパーと抵抗膜式タッチパネルの間には、これらの少なくとも一方に固定された多数の突起が設けられている。このように突起を設けたことにより、局所的に抵抗膜式タッチパネルの可動電極フィルムを押し込むことが可能となるため、指やスタイラスペンで直接抵抗膜式タッチパネルの可動電極フィルムに入力したようになり、これにより点入力が容易かつ確実に行うことができる。

国際公開ＷＯ２０１１／０７１０９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の薄型ディスプレイは、突起を設けた部分については局所的に可動電極フィルムを押し込むことができるが、突起のない部分については、電子ペーパーの剛性により変形が均一となってしまうため、突起を設けた部分に比べて可動電極フィルムを局所的に押し込むことが難しい。このため、ディスプレイ全体としてみると、点入力の感度にばらつきが生じるため、一定の操作性を確保することが難しくなっている。

そこで本発明は、電子ペーパーの表示内容の視認性を維持しつつ、操作性を向上することのできる携帯用入力機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の携帯用入力機器は、透光性の抵抗膜方式のタッチパネルの下面に対向するように電子ペーパーを設け、電子ペーパーの表示内容をタッチパネルを通して視認可能とし、電子ペーパーによる表示内容に合わせて、タッチパネルの入力エリアのレイアウトを設定する制御部を備えることを特徴としている。

タッチパネルの入力エリアのレイアウトは、例えば、電子ペーパーによる表示内容がリモコン装置の複数の操作キー画像であった場合は、各操作キー画像にそれぞれ対応したエリアを入力エリアとし、各入力エリアの周囲を非入力エリアとするような配置である。

本発明の携帯用入力機器においては、タッチパネルと電子ペーパーとの間にライトガイドが設けられ、ライトガイドは、タッチパネルと電子ペーパーとの間に光を射出することが好ましい。

ライトガイドからの光の射出方向は、タッチパネルと電子ペーパーの両方であってもよいし、電子ペーパー側のみであってもよい。

本発明の携帯用入力機器において、タッチパネルは、ライトガイドとして、上下面から光を射出することが好ましい。

本発明の携帯用入力機器においては、ライトガイドに対して光を入射させる光源を備え、タッチパネルに対して入力操作があったときに、光源が点灯することが好ましい。

本発明の携帯用入力機器においては、タッチパネルに対して入力操作があったときに、タッチパネルによる検知が開始されることが好ましい。

本発明の携帯用入力機器において、電子ペーパーは、基本表示レイアウトと、基本表示レイアウトを拡大又は縮小した変更表示レイアウトとを切替表示可能であり、制御部は、基本表示レイアウトと変更表示レイアウトの表示切替に対応して、タッチパネルの入力エリアのレイアウトを切り替えることが好ましい。

本発明によると、電子ペーパー上に透光性のタッチパネルを配置した構成により電子ペーパーの表示内容の視認性を維持することができる。さらに、タッチパネルを電子ペーパー上に配置するため、入力エリアの平面性が確保され、これにより、全面に亘って感度が均一になるため、操作性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る携帯用入力機器の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る携帯用入力機器の構成を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る携帯用入力機器について図面を参照しつつ詳しく説明する。本実施形態では、本発明をリモコン装置（遠隔操作機器）に適用した例について説明するが、本発明はこれに限定されない。また、リモコン装置の用途としては、例えば、テレビ等のＡＶ（視聴覚）機器、エアコン等の家電製品、電子機器、玩具がある。

図１は、本実施形態に係る携帯用入力機器１０の概略構成を示す斜視図である。図２は、携帯用入力機器１０の構成を示す、Ｙ方向に直交する縦断面図である。

図１に示すように、携帯用入力機器１０は、Ｚ方向（上下方向）において上側から順に配置された、タッチパネル２０、ライトガイド３０、及び電子ペーパー４０、並びに、制御部５０を備える。また、図示しないが、遠隔操作の対象となる機器に対して、赤外線や電波などの電磁波による信号を送信するための信号出力部を備える。この信号出力部は制御部５０により動作が制御される。

タッチパネル２０は、透光性の抵抗膜方式のタッチパネルである。タッチパネル２０は図２に示すように、透光性の２枚のフィルム２１、２３の間に複数の微小なスペーサ２２を配置した構成であり、第１フィルム２１と第２フィルム２３は対向配置されている。スペーサ２２は、第１フィルム２１の上面２１ａ上に、Ｚ方向に垂直なＸＹ平面の方向の所定の位置に一定の間隔で配置されている。第１フィルム２１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムやガラス板を用いる。第２フィルム２３は、可撓性を備えたフィルムが好ましく、例えばＰＥＴフィルムを用いる。第１フィルム２１の上面２１ａ及び第２フィルム２３の下面２３ｂには、抵抗体層がそれぞれ格子状に形成されている。抵抗体層は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッタリングすることによって形成される。

第１フィルム２１には出力処理部５１が接続され、第２フィルム２３にはパネル駆動部５２が接続されている。出力処理部５１とパネル駆動部５２は、制御部５０によって動作が制御されている。

タッチパネル２０においては、パネル駆動部５２から第２フィルム２３に対して電流が供給されており、第２フィルム２３にユーザがタッチしていない状態では、スペーサ２２によって第１フィルム２１と第２フィルム２３が互いに離間しているため、第１フィルム２１と第２フィルム２３の間に電流は流れない。これに対して、第２フィルム２３の上面２３ａをユーザが所定以上の力で押圧すると、第２フィルム２３が撓み、第２フィルム２３の下面２３ｂの抵抗体層と第１フィルム２１の上面２１ａの抵抗体層が接触するため、第１フィルム２１と第２フィルム２３との間に電流が流れる。これにより、第１フィルム２１の上面２１ａの抵抗体層から出力処理部５１へ信号が出力され、出力処理部５１では、入力された信号に基づいて第２フィルム２３の上面２３ａにおける押圧位置を特定する。

タッチパネル２０の下方には、タッチパネル２０の下面、すなわち第１フィルム２１の下面２１ｂに対向するように電子ペーパー４０が配置されている。また、タッチパネル２０と電子ペーパー４０の間には、ライトガイド３０が配置されている。ユーザは、電子ペーパー４０の表示内容をタッチパネル２０及びライトガイド３０を通して視認可能である。

図２に示すように、ライトガイド３０は、光源３１と導光材３２からなる。光源３１は、例えば発光ダイオードであって、制御部５０からの指示信号にしたがって点灯する。導光材３２は、例えばフィルム状の拡散板である。図１に示すように、ライトガイド３０は、タッチパネル２０及び電子ペーパー４０に対向するように配置されている。光源３１からの出射光は、導光材３２の側面に入射し、導光材３２の上下面から拡散光が射出される。これにより、タッチパネル２０と電子ペーパー４０の間の空間に光を射出することができ、タッチパネル２０の上方から電子ペーパー４０を見たときの視認性を高めることができる。導光材３２は、光源３１を点灯していないときでもタッチパネル２０の上方から電子ペーパー４０の表示内容を視認できる程度の所定の透光性を備えている。

電子ペーパー４０は、マイクロカプセル型電気泳動方式の電子ペーパーである。図２に示すように、タッチパネル２０側に位置する透明電極４１と、これに対向する背面電極４２とを互いに平行に配置し、透明電極４１と背面電極４２の間に複数のマイクロカプセル４３を配置した構成を備えている。透明電極４１と背面電極４２は、例えばＰＥＴフィルムを基材として、互いに対向する面４１ａ、４２ａに電極層がそれぞれ形成されている。

透明電極４１の電極層は、透光性の材料、例えばＩＴＯで形成することが好ましい。背面電極４２の電極層は、マイクロカプセル４３中の顔料粒子を移動させて所望の解像度に対応した白黒反転表示が可能となるように、多数の微小な矩形電極を並べて形成されている。

マイクロカプセル４３は、透明なカプセル（例えば直径４０μｍ）の中に正と負に帯電した白色と黒色の顔料粒子が透明な分散媒（例えばオイル、空気）とともに収められた構造を備える。マイクロカプセル４３は、透明電極上に、隙間なく１層に並べて配置される。

マイクロカプセル４３においては、制御部５０の制御によって表示駆動部５３から、背面電極４２のそれぞれの矩形電極に印加された電圧によって、透明電極４１と背面電極４２の間に電界が生じ、印加された電圧の極性に応じた顔料粒子がタッチパネル２０側（透明電極４１側）に移動することによって白黒の表示を行う。この表示は、電圧の印加を止めても保持されるため、ユーザは、印刷物を見るように、電子ペーパー４０の表示を、ライトガイド３０及びタッチパネル２０を通して見ることができる。

制御部５０、出力処理部５１、パネル駆動部５２、及び表示駆動部５３は、例えば４０の下面にそれぞれ配置された回路である。

電子ペーパー４０は、例えば図１に示すような、リモコン操作画面を表示することができる。このリモコン操作画面には、複数の操作キー画像４４、４５、４６、４７、４８が表示されている。

電子ペーパー４０の表示内容は、表示駆動部５３から各矩形電極に印加する電圧の極性を制御することによって、任意に変更することができる。例えば、図１に示すように操作キー画像４４、４５、４６、４７、４８が全て表示された基本レイアウトと、タッチパネル２０に対するユーザの操作に対応して拡大又は縮小された変更レイアウトとに切替可能である。拡大された変更レイアウトとしては、例えば、操作キー画像４４、４５、４６、４７、４８のうちの一部の画像のみを表示するようなレイアウトができる。レイアウトの設定を含む、電子ペーパー４０の表示内容の設定・変更は、ユーザによるタッチパネル２０の入力操作に対応して、制御部５０が表示駆動部５３に対して指示信号を出力することによって実行される。

さらに、制御部５０は、電子ペーパー４０の表示内容の設定・変更に対応して、タッチパネル２０の入力エリアのレイアウトを設定・変更するための指示信号をパネル駆動部５２に対して出力する。指示信号を受けたパネル駆動部５２は、指示されたレイアウトとなるように、第２フィルム２３の対応する領域に対して電流を供給する。これにより、例えば、電子ペーパー４０における基本レイアウトと変更レイアウトの表示切替に対応して、タッチパネル２０の入力エリアのレイアウトが切り替えられる。

また、光源３１は、タッチパネル２０に対して入力操作があったときに点灯するようにすると、消費電力を抑える観点から好ましい。ここで、タッチパネル２０の入力操作には、第１フィルム２１と第２フィルム２３との間に電流が流れる程度の圧力で、ユーザがタッチパネル２０に触れただけの場合も含む。光源３１の点灯は、入力操作が終了してから予め定めた時間が経過した後に自動的に終了することが好ましい。

タッチパネル２０は、省電力の点から、一定時間入力操作がない場合にはパネル駆動部５２から印加する電流量を低減又は電流を印加するエリアを縮小し、入力操作があったときに、入力検知に必要な電流量及び入力エリア範囲に回復させることが好ましい。

以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果を奏する。
（１）電子ペーパーを用いることにより、製造コストを低くすることができ、また、白黒表示後に電圧印加を停止しても表示が保持されるため消費電力を抑えることができる。さらに、反射型表示であるため、液晶パネルのようなバックライトがなくても、ユーザはタッチパネル２０を通して表示内容を見ることができ、この点においても消費電力を抑えることができる。

（２）フィルム状のライトガイド３０を介して電子ペーパー４０上にタッチパネル２０を配置した構成により、タッチパネル２０の平面性が確保され、全面に亘って感度が均一になるため、操作性が向上する。

（３）抵抗膜方式のタッチパネルを用いるため、製造コストを安価に抑えることができ、また、タッチパネル及びライトガイドが透光性を有するため、液晶パネルのようなバックライトがなくても電子ペーパー４０の表示内容を見ることができる。

（４）ライトガイド３０を設けることにより、さらに視認性を高めることができる。

（５）電子ペーパーの表示内容を任意に変更でき、かつ、この変更に合わせてタッチパネルの入力エリアのレイアウトを設定できる。このため、設定された入力エリアのみに電圧を加えればよいため消費電力を抑えることができる。また、携帯用入力機器の用途、ユーザの年齢その他の条件に合わせて最適化されたレイアウトを実現でき、操作性が高くなる。

（６）抵抗膜式のタッチパネルと電子ペーパーの組み合わせにより、薄型の機器とすることができる。

以下に変形例について説明する。
上述の実施形態では、タッチパネル２０と電子ペーパー４０の間にライトガイド３０を配置したが、これに代えて又はこれに加えて、タッチパネル２０にライトガイドとしての機能を持たせると、電子ペーパーの表示内容の視認性を高めることができる。この場合は、例えば、タッチパネル２０の第１フィルム２１と第２フィルム２３の間にフィルム状の拡散板を配置し、その側面に配置した光源から光を入射することによって、タッチパネルの上下面から光を射出することが可能となる。

上述の実施形態のライトガイド３０は、タッチパネル２０及び電子ペーパー４０に対向するように配置されたフィルム状をなしていたが、これに代えて、電子ペーパー４０の表示に重ならないように外縁に沿って配置し、ＸＹ平面に沿った方向において、電子ペーパー４０の外縁から内側へ向けて光を射出させる形態をとると電子ペーパー４０の表示内容の視認性を高めることができる。

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。

以上のように、本発明に係る携帯用入力機器は、表示内容の視認性と操作性の両方を求められる場合に有用である。

１０ 携帯用入力機器
２０ タッチパネル
２１ 第１フィルム
２２ スペーサ
２３ 第２フィルム
３０ ライトガイド
３１ 光源
４０ 電子ペーパー
４１ 透明電極
４２ 背面電極
４３ マイクロカプセル
４４、４５、４６、４７、４８ 操作キー画像
５０ 制御部
５１ 出力処理部
５２ パネル駆動部
５３ 表示駆動部

Claims (6)

1. 透光性の抵抗膜方式のタッチパネルの下面に対向するように電子ペーパーを設け、前記電子ペーパーの表示内容を前記タッチパネルを通して視認可能とし、
   前記電子ペーパーによる表示内容に合わせて、前記タッチパネルの入力エリアのレイアウトを設定する制御部を備えることを特徴とする携帯用入力機器。
2. 前記タッチパネルと前記電子ペーパーとの間にライトガイドが設けられ、
   前記ライトガイドは、前記タッチパネルと前記電子ペーパーとの間に光を射出することを特徴とする請求項１に記載の携帯用入力機器。
3. 前記タッチパネルは、ライトガイドとして、上下面から光を射出することを特徴とする請求項１に記載の携帯用入力機器。
4. 前記ライトガイドに対して光を入射させる光源を備え、
   前記タッチパネルに対して入力操作があったときに、前記光源が点灯することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の携帯用入力機器。
5. 前記タッチパネルに対して入力操作があったときに、前記タッチパネルによる検知が開始されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の携帯用入力機器。
6. 前記電子ペーパーは、基本表示レイアウトと、前記基本表示レイアウトを拡大又は縮小した変更表示レイアウトとを切替表示可能であり、
   前記制御部は、前記基本表示レイアウトと前記変更表示レイアウトの表示切替に対応して、前記タッチパネルの前記入力エリアのレイアウトを切り替えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の携帯用入力機器。