JP6033308B2 - ビジョンインタフェースシステム - Google Patents

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Description

本発明は、ヒューマンマシンインタフェースシステムに関し、特に、ビジョンインタフェースシステムに関する。
近年、タッチパネルはすでにモバイル通信機器、デジタルカメラ、デジタル音楽プレーヤー（ＭＰ３）、個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）、衛星測位器（ＧＰＳ）、携帯情報端末（hand-held PC）、さらにはウルトラモバイルＰＣ（Ultra Mobile PC, UMPC）等の一般の大衆消費電子機器に幅広く応用されている。上述のタッチパネルは、いずれも表示スクリーンに結合されてタッチコントロール式表示装置となる。
一方で、大衆消費電子機器の適用性を広げるために、これらの製品に近距離無線通信（Near Field Communication, NFC）機能を追加する場合も多くなっている。これらの製品は、アクセス制御システム、乗車券、入場チケット、またはクレジットカードによる消費等の大量にICカードを使用する場合に取って代われるほか、音楽コンテンツ、画像、または名刺の交換等、二つの電子機器の間でのデータ交換を可能にする。このため、多種類の機能が追加される上で、いかにシンプルな構造を維持しつつ、これまでにない方式による製品を実現するかについての研究がなされている。
したがって、いかにして別のタッチパネルを使用せずにタッチコントロール機能を達成すると同時に、製品の軽量化、薄型化によりコストの削減を図り、さらに近距離無線通信機能を結合させることで適用性を拡大するビジョンインタフェースシステムを提供するかが課題となる。
したがって、本発明は、別のタッチパネルを使用せずに、手書き機能やタッチコントロール機能を達成すると同時に、近距離無線通信機能に応用することが可能なビジョンインタフェースシステムを提供することを課題とする。
本発明は、以下の技術を採用することで上記課題を解決する。
本発明のビジョンインタフェースシステムは、操作デバイス及びパッシブマトリックス表示装置を備える。パッシブマトリックス表示装置は、第一基板と、表示面と、第二基板を備える。表示面は、第一基板の第一表面に設けられる。第二基板は、第一基板の第一表面に対向する第二表面に、前記第一基板と対向するよう設けられる。操作デバイスがパッシブマトリックス表示装置の表示面において操作される時、エンコーダ信号がパッシブマトリックス表示装置から操作デバイスにカップリングされて、操作デバイスがエンコーダ信号を受信して転送信号を得ることを特徴とする。
一実施例において、転送信号はパッシブマトリックス表示装置に転送される。
一実施例において、パッシブマトリックス表示装置は少なくとも一つの電極を有し、少なくとも一つの電極は第一基板または第二基板に設置される。エンコーダ信号は、電極に印加され、コンデンサカップリングまたは誘導カップリングによって電極から操作デバイスにカップリングされる。電極は、単独の電極であり、またはパッシブマトリックス表示装置における複数の電極のうちの少なくとも一つである。
一実施例において、パッシブマトリックス表示装置は転送信号を処理して情報を得て、情報はタッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、またはファイル情報を含む。タッチコントロール情報は、表示面上における操作デバイスの相対位置情報であり、転送信号は第一基板と第二基板からの信号である。
一実施例において、ビジョンインタフェースシステムが更に少なくとも一個の中継デバイスを備える。中継デバイスは、転送信号を処理して中継処理信号を得て、中継処理信号がビジョンインタフェースシステム以外のその他のデバイスまたはパッシブマトリックス表示装置に転送される。このうち、転送信号は、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報を含む。または、中継処理信号は、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報を含む。または、ビジョンインタフェースシステム以外のその他のデバイスまたはパッシブマトリックス表示装置によって中継処理信号を処理して情報を得て、情報はタッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報を含む。
一実施例において、ビジョンインタフェースシステムは、モード触発素子を更に備え、ユーザまたは操作デバイスがこのモード触発素子を触発することで、パッシブマトリックス表示装置を起動してタスクモードにし、エンコーダ信号を送信する。
一実施例において、操作デバイスがユーザである場合、ビジョンインタフェースシステムは、感知素子を更に備え、ユーザが同時に表示面と感知素子に接触することにより、転送信号が感知素子に転送される。感知素子は、モード触発機能を有し、ユーザが感知素子に接触することにより、パッシブマトリックス表示装置は起動されてタスクモードに入り、エンコーダ信号を送信する。
一実施例において、パッシブマトリックス表示装置は表示誘電体層を更に備え、表示誘電体層は第一基板と第二基板の間に挟まれて設置される。パッシブマトリックス表示装置は複数の行電極と複数の列電極を更に備え、複数の行電極は第一基板の第二表面に設置され、複数の列電極は第二基板における第一基板に対向する側に設置され、複数の行電極と複数の列電極は交差して設置される。
このように、本発明のビジョンインタフェースシステムは、操作デバイスがパッシブマトリックス表示装置の表示面において操作されると、エンコーダ信号がパッシブマトリックス表示装置から操作デバイスにカップリングされて、操作デバイスがエンコーダ信号を受信して転送信号を得る。タッチコントロール操作を例とすると、転送信号は、直接的にまたは間接的にパッシブマトリックス表示装置に転送され、且つ、転送信号の転送過程において、操作デバイスの処理と、少なくとも一つの中継デバイスの処理と、パッシブマトリックス表示装置の処理の全てまたはいずれかを介して、パッシブマトリックス表示装置にエンコーダ信号と転送信号に含まれる情報を得させる。前記情報は、例えば、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報である。
上述の内容から、本発明のビジョンインタフェースシステムは、直接に、例えば、パッシブマトリックス液晶表示装置、不揮発性表示装置、タッチコントロール表示装置、またはパッシブマトリックス有機発光ダイオード表示装置などのパッシブマトリックス構造を含むシステムに応用されて、表示と、タッチコントロールと、データ転送を統合して、製品の軽量化、薄型化を図り、コストを削減して製品の競争力を高めることが明らかである。また、本発明は、エンコーダ信号を外部の操作デバイスにカップリングさせ、パッシブマトリックス表示装置が直接にエンコーダ信号を読み取るわけではないため、パッシブマトリックス表示装置に対してレイアウトの変更をする必要がない。例えば、タッチコントロールの応用において、表示パネル内に静電容量感知素子を追加して外界の静電容量の変化を測定する必要がなく、コストの削減と製造工程の短縮を可能にする。
本発明の第一実施例におけるビジョンインタフェースシステムの機能を示したブロック図である。 本発明の第一実施例におけるパッシブマトリックス表示装置の側面図である。 図２に示したパッシブマトリックス表示装置の立体図である。 図３Ａにおける複数の行電極と複数の列電極が交差して設置されることを示した図である。 図３Ｂにおける隣接する二つの行電極の信号を示した図である。 本発明の第一実施例における各行電極が転送するエンコーダ信号のシーケンス図である。 本発明の第一実施例におけるパッシブマトリックス表示装置の外観を示した図である。 本発明の第一実施例におけるパッシブマトリックス表示装置及びユーザを操作デバイスとする場合を示した図である。 本発明の第二実施例におけるビジョンインタフェースシステムの機能を示したブロック図である。
以下に、図を参照しながら、本発明のビジョンインタフェースシステムにおける好適な実施例について説明する。このうち同じ構成要素は同じ符号を付して説明する。
図１を参照されたい。図１は、本発明の第一実施例におけるビジョンインタフェースシステム１の機能を示したブロック図である。
ビジョンインタフェースシステム１は、操作デバイス１１及びパッシブマトリックス表示装置（Passive Matrix Display Apparatus）１２を備える。操作デバイス１１とパッシブマトリックス表示装置１２は相互にカップリングされる。例えば、コンデンサカップリングまたは誘導カップリングによってカップリングされる。操作デバイス１１とパッシブマトリックス表示装置１２はカップリングによって信号を転送するため、両者は非接触による信号転送である。
本実施形態において、操作デバイス１１は、例えば、タッチペン、導体、ＩＣカード、近距離無線リーダ、またはユーザ自身（一般にはユーザの指を指す）である。操作デバイス１１が電子機器である場合、その内部には処理制御回路、保存回路または転送回路等の機能回路を有する。ここでは、「回路」は、ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェア、またはその組合せである。操作デバイス１１がユーザである場合、ユーザ自身（操作デバイス）が媒介となって信号を転送する。パッシブマトリックス表示装置１２は、例えば、パッシブマトリックス液晶表示装置（Passive Matrix LCD）、タッチコントロール表示装置（Touch Display Apparatus）、不揮発性表示装置（Non-Volatile Type Display Apparatus）、またはパッシブマトリックス有機発光ダイオード表示装置（Passive Matrix OLED）である。
図２を参照されたい。図２は、図１に示したパッシブマトリックス表示装置１２の側面図である。
パッシブマトリックス表示装置１２は、表示面１２１と、第一基板１２２と、第二基板１２３を備える。表示面１２１は、第一基板１２２の第一表面Ｐ１に設けられ、第二基板１２３は、第一基板１２２における第一表面Ｐ１に対向する第二表面Ｐ２に位置され、第一基板１２２に対向して設置される。本実施例において、表示面１２１は、ユーザがパッシブマトリックス表示装置１２の表示画像を見る時、パッシブマトリックス表示装置１２の最もユーザに近い表面を指す。ここにおいて、第一基板１２２と第二基板１２３はそれぞれガラス基板であり、パッシブマトリックス表示装置１２は、更に、第一基板１２２の第一表面Ｐ１に設置される保護ガラス１２４を備え、表示面１２１は保護ガラス１２４におけるユーザから近い表面である。
パッシブマトリックス表示装置１２は表示誘電体層１２５を更に備え、表示誘電体層１２５は第一基板１２２と第二基板１２３の間に挟まれて設置される。パッシブマトリックス表示装置１２が液晶表示装置である場合、表示誘電体層１２５は液晶層であり、液晶表示装置は、更に、例えば、配向膜、偏光板、カラーフィルター、バックライトユニット、またはその他の素子を備える。パッシブマトリックス表示装置１２が不揮発性表示装置である場合、表示誘電体層１２５は電気泳動層であり、不揮発性表示装置は、更に、例えば、収容体またはその他の素子を備える。また、パッシブマトリックス表示装置１２が有機発光ダイオード表示装置である場合、表示誘電体層１２５は有機発光層であり、この場合、パッシブマトリックス表示装置１２は、更に、例えば、カラーフィルターまたはその他の素子を備える。
以下に、タッチコントロールの用途を例として、本実施例の実施方式について説明する。図1及び図２に示したように、操作デバイス１１をパッシブマトリックス表示装置１２の表示面１２１において操作する時、エンコーダ信号ＥＳがパッシブマトリックス表示装置１２から、コンデンサカップリングまたは誘導カップリングなどの無線の方式によって、操作デバイス１１にカップリングされ、操作デバイス１１がエンコーダ信号ＥＳを受信して転送信号ＴＳを得る。ここでは、エンコーダ信号ＥＳは、マトリックス表示装置１２の表示スクリーンが操作デバイス１１に接触された場合に関する座標情報を含むため、転送信号ＴＳも必然的に座標情報を含む。パッシブマトリックス表示装置１２がエンコーダ信号ＥＳを操作デバイス１１に転送する時、そのカップリング方式は、多くの場合、無線による方式で近距離（Near Field）の信号を形成して転送する。当然、その他の応用がなされる場合、エンコーダ信号ＥＳは任意の転送しようとする情報から構成される。例えば、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報またはファイル情報（例えば、音楽、写真、文字等）等の情報から構成されて、転送信号ＴＳにもその対応する情報を含ませることが可能である。エンコーダ信号ＥＳはパッシブマトリックス表示装置１２の少なくとも一つの電極に印加され、この電極は第一基板１２２または第二基板１２３に設置される。エンコーダ信号ＥＳは、前記電極に印加され、且つ前記電極からコンデンサカップリングまたは誘導カップリングによって、操作デバイス１１にカップリングされる。パッシブマトリックス表示装置１２には、当然、表示画面用の表示信号も別に印加されて画像を表示する。エンコーダ信号ＥＳは、例えば、表示信号を印加する時の帰線期間（blanking time）で印加される。帰線期間は、例えば、二つのフレーム（frame）の間の帰線期間、または、二つの列電極や二つの行電極の転送信号の間の帰線期間、または、表示信号の印加時間を短縮する際に発生した帰線期間であり、または、表示信号に表示信号より周波数の高い信号を直接に重ね合わせることでエンコーダ信号ＥＳを印加し、あるいはまた、表示画面が毎回更新する前の帰線期間に印加される。
図２、図３Ａ、図３Ｂを同時に参照されたい。図３Ａは図２に示したパッシブマトリックス表示装置１２の立体図である。図３Ｂは図３Ａにおける複数の行電極と複数の列電極が交差して設置されることを示した図である。ここでは、図３Ｂは、図３Ａのパッシブマトリックス表示装置１２における複数の行電極と複数の列電極のみを示し、パッシブマトリックス表示装置１２の第一基板１２２と、第二基板１２３と、表示誘電体層１２５は示していない。
本実施例において、パッシブマトリックス表示装置１２は有機発光ダイオード表示装置を例とし、表示誘電体層１２５は有機発光層である。ここでは、パッシブマトリックス表示装置１２は更に複数の行電極Ｄ１〜ＤＮと複数の列電極Ｓ１〜ＳＭを備え、複数の行電極Ｄ１〜ＤＮは第一基板１２２の第二表面Ｐ２に設置され、前記複数の列電極Ｓ１〜ＳＭは第二基板１２３における第一基板１２２に対向する側に設置される。前記複数の行電極Ｄ１〜ＤＮと前記複数の列電極Ｓ１〜ＳＭとは交差して設置され、実質上は、相互に垂直または角度を挟んで設置される。また、パッシブマトリックス表示装置１２はさらに駆動モジュール（図示されない）が設置され、この駆動モジュールによってパッシブマトリックス表示装置１２を駆動して画像を表示させる。更に、駆動モジュールによって、列電極と行電極を選択且つ駆動させ、列電極と行電極が交差するところに位置する表示誘電体層１２５を発光させ、画像を表示させることもできる。パッシブマトリックス表示装置１２における駆動モジュールの画像の駆動に関する技術は周知の技術であるため、ここでは説明しない。本実施例の特徴は、列電極Ｓ１〜ＳＭと行電極Ｄ１〜ＤＮの両方またはいずれかを利用し、パッシブマトリックス表示装置１２からエンコーダ信号ＥＳを操作デバイス１１に転送させて、転送信号ＴＳを生成する点にある。特に注目すべきは、エンコーダ信号ＥＳが異なるメッセージを含み、それぞれ異なる応用に対応して、パッシブマトリックス表示装置１２の表示スクリーンの参考座標から個人データ、音楽、写真等の各種形式のファイルデータまで、全てエンコーダ信号ＥＳに含まれて転送される点である。
本実施例において、行電極Ｄ１〜ＤＮは、表示画面の信号を転送する外、エンコーダ信号ＥＳをも転送する。例えば、表示信号ＤＳ上に直接に表示信号ＤＳより周波数の高いエンコーダ信号ＥＳを重ね合わせるか、または表示信号ＤＳを転送する際に発生した帰線期間（フレームとフレームの間の帰線期間、または画面が毎回更新する前の帰線期間）においてエンコーダ信号ＥＳを転送する。エンコーダ信号ＥＳはパッシブマトリックス表示装置１２における駆動モジュールの回路から提供することにより、回路設計を簡素化することができる。
注意すべきことは、パッシブマトリックス表示装置１２は双安定（bistable）の表示装置である。例えば、パッシブマトリックス表示装置１２がコレステリック液晶表示装置である場合、表示装置は画面が更新する時のみに、表示信号を転送する必要があるため、エンコーダ信号は、表示画面が更新すると同時に（表示信号に付加して）転送され、または、表示画面が毎回更新する前の帰線期間に（表示信号の間に挟まれて）転送されることができる。また、パッシブマトリックス表示装置１２は表示画面の一部のみを更新することができるため、表示画面エリアの一部を更新すると同時に、または毎回表示画面エリアの一部を更新する前に、エンコーダ信号を転送することができる。また、パッシブマトリックス表示装置１２は準双安定（quasi-bistable）の表示装置である場合、例えば、微小電気機械システムを使用して光干渉現象を生じさせる干渉変調表示装置（interferometric modulator, IMOD）である場合、このような表示装置は信号を表示して画面を更新する必要がある以外に、画面が更新されていない時にも依然として維持信号によって画面を維持する必要がある。この場合、エンコーダ信号ＥＳは、依然として、表示信号や維持信号の上に付加して転送され、または、表示信号や維持信号の間に挟まれて転送されることができる。
図４を参照されたい。図４は図３Ｂにおける隣接する二つの行電極の信号を示した図である。以下に、行電極方向に垂直な一次元タッチコントロールの場合のみを例として、同時に、タイミングコードの方式によってエンコーダ信号ＥＳを説明する。同様の方法は、列電極に垂直な方向上で実行することが可能である。このようにして、完全な二次元平面タッチコントロールが構成される。
図４に示したように、本実施例において、一つの行電極のみがエンコーダ信号ＥＳを転送し、このエンコーダ信号ＥＳは、レベルが表示信号と異なる方式で表示されるが、実施時には同一レベルで進行されることもできる。つまり、行電極は一つの時間に一つのエンコーダ信号ＥＳ１と一つの表示信号ＤＳ１を転送し、次の時間において、もう一つのエンコーダ信号ＥＳ２ともう一つの表示信号ＤＳ２を転送する。よって、各行電極が転送したエンコーダ信号のシーケンス図は図５に示したとおりである（表示信号ＤＳは省略される）。行電極Ｄ１〜ＤＮは、それぞれエンコーダ信号ＥＳ１〜ＥＳＮを転送する。さらに説明すると、上述のエンコーダ信号ＥＳ１〜ＥＳＮは、それぞれ異なる行電極において転送されることができ、複数の行電極において同一のエンコーダ信号（エンコーダ信号はマルチビットである）を転送することも可能である。例えば、行電極Ｄ１〜Ｄ３は全てエンコーダ信号ＥＳ１を転送し、行電極Ｄ４〜Ｄ６は全てエンコーダ信号ＥＳ２を転送する。同じことは、列電極が転送するエンコーダ信号ＥＳにも適用される。また、列電極と行電極が転送するエンコーダ信号ＥＳは、それぞれ一つのシステムとして独立させることが可能である。行電極は、順にエンコーダ信号ＥＳを転送するため、時間の基準点を必要とし、この時間の基準点を比較することで、行電極の位置を知り得る。この基準点は、同じ方式で転送される特殊コードであり、例えば、全ての行電極は、それぞれ二つの１を転送した後に、順にエンコーダ信号ＥＳを転送する。上述の方式によって、操作デバイス１１が生成したエンコーダ信号ＥＳが、例えば、１１００１００００であれば、すなわち、操作デバイス１１が三本目の行電極に位置することを知り得るということであり、したがって、操作デバイス１１の座標値（Ｘ座標）を算出することが可能となる。同様の方法を使用して、操作デバイス１１のＹ座標は他の列電極に印加される他のエンコーダ信号ＥＳによって知り得る。また、本実施例におけるエンコーダ信号ＥＳのデューティサイクル（duty cycle）を表示信号ＤＳのデューティサイクルより小さくすることで、表示クォリティーが維持される。
上記の変調方式は振幅変調（Amplitude Modulation）技術であり、即ち、振幅の強弱をデジタル信号の１または０として表示する技術である。しかしながら、周波数変調（Frequency Modulation）の技術を使用し、例えば、周波数の変化をデジタル信号の１または０として表示することもできる。例えば、単位時間内に、振幅の上下変化が５つであれば、それを１と定義し、その他を０と定義する。または、位相偏移変調（Phase Shift Modulation）の技術を使用し、例えば、高レベルに低レベルを加えた位相変化を０と定義し、低レベルに高レベルを加えた位相変化を１と定義する。ここでは、変調方式を限定しない。また、隣接する電極の間の妨害を避けるため、異なる電極の間には、時分割、周波数分割、または符号分割などの技術を採用することができる。
ユーザが操作デバイス１１を持って、パッシブマトリックス表示装置１２の表示面１２１上で操作すると（例えば、表示面１２１に触れたり、表示面１２１に近づいたりする）、エンコーダ信号ＥＳがパッシブマトリックス基板１２からコンデンサカップリングによって操作デバイス１１にカップリングされる。本実施例では、行電極Ｄ１〜ＤＮによってエンコーダ信号ＥＳが転送される場合を例としているため、行電極はコンデンサカップリングのうちの一方の電極となり、操作デバイス１１にはコンデンサカップリングのもう一方の電極が設けられることになる。例えば、操作デバイス１１がタッチペンである場合、ペン先には導体を設けて、コンデンサカップリングのもう一方の電極とする。
操作デバイス１１がカップリングによってエンコーダ信号ＥＳを受信した後、操作デバイス１１は、エンコーダ信号ＥＳに基づき処理を行って転送信号ＴＳを得る。前述の処理は、エンコーダ信号ＥＳに対して増幅とデコードの両方またはいずれかを実行して、どの行電極がタッチコントロールされたかを読み取るか、タッチコントロールされた位置を読み取るか、タッチコントロール時の手の動作（ジェスチャ）を読み取るか、または、タッチコントロールに対応する機能指令を読み取ることを含む。注意すべき点は、エンコーダ信号ＥＳは、コンデンサカップリングによって操作デバイス１１にカップリングされ、このコンデンサの容量は操作デバイス１１及び表示面１２１の間の距離に関係することである。すなわち、信号の強さによってＺ軸の情報を得ることができるため、操作デバイス１１は平面の二次元座標を得るのみならず、平面との距離を示すＺ座標をも得ることができる。以上により、いわゆる転送信号ＴＳがカバーする範囲は、エンコーダ信号ＥＳを単純に増幅することから、最後に処理して動作指令となるまでを含むことが可能である。
次に、操作デバイス１１が転送信号ＴＳを生成した後、操作デバイス１１は、有線方式または無線方式、または電気的にカップリングする方式（コンデンサカップリングや誘導カップリングを含む）、または光学的にカップリングする方式によって、転送信号ＴＳをパッシブマトリックス表示装置１２、その他の中継デバイス、またはこのビジョンインタフェースシステム１以外のその他のデバイスに転送する。ここでは、直接にパッシブマトリックス表示装置１２に転送する場合を例とする。
本発明がその他の非接触用途に応用される場合、まず、転送しようとするメッセージが特定の原則に従ってエンコーダ信号ＥＳとして符号化され、そして、パッシブマトリックス表示装置１２（例えば、携帯電話またはタブレットパソコンに含まれる）からカップリングによって操作デバイス１１（例えば、壁に固定された近距離無線リーダ）にカップリングされる。同様に、操作デバイス１１が、設定された原則に基づきエンコーダ信号ＥＳを処理して（例えば、データのデコードと修正の両方またはいずれか）転送信号ＴＳを得た上、さらに、それぞれの用途に基づき転送信号ＴＳを応用することができる。例えば、アクセス制御システム、ショッピング、金融取引、または、ファイルの転送等への応用を含む。
上述の操作デバイス１１によって処理されて得られた転送信号ＴＳは、すでにタッチコントロール情報、指令情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報等の情報を有している。また、その他の実施例において、パッシブマトリックス表示装置１２は、転送信号ＴＳを処理して、情報を得ることができ、前記情報はタッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報を含む。タッチコントロール情報は操作デバイス１１が表示面１２１における相対位置情報であり、且つその相対位置情報はパッシブマトリックス表示装置１２の第一基板１２２と第二基板１２３から送信された信号である。
さらに、図１に示したように、エンコーダ信号ＥＳが操作デバイス１１にカップリングされて転送信号ＴＳを生成し、転送信号ＴＳがパッシブマトリックス表示装置１２に転送されて情報を得る過程において、信号にはある処理が行われている。この処理は、例えば、増幅とデコードであり、これらの処理の過程は、操作デバイス１１またはパッシブマトリックス表示装置１２に集中または分散することにより、転送信号ＴＳにタッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報を有させるか、パッシブマトリックス表示装置１２が得る情報はタッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報を有させるようにする。
また、操作デバイス１１とパッシブマトリックス表示装置１２の間では、応答（Response）信号ＲＳを転送させることもできる。応答信号ＲＳはメッセージであり、パッシブマトリックス表示装置１２に操作デバイス１１の受信状態を通知するようにする。また、もう一つのメッセージとしては、操作デバイス１１に信号を受信する準備をするよう通知するものである。また、操作デバイス１１とパッシブマトリックス表示装置１２の間の同期用信号とすることもできる。このように、信号の送信と受信の間に相互にハンドシェイクを行なう仕組みを確立するのである。また、応答信号ＲＳは、両者の同期機能をも兼ね備えることで、情報のハンドシェイク（information handshaking）過程を構成する。
図６を参照されたい。図６は、本発明の第一実施例に係るパッシブマトリックス表示装置１２の外観を示した図である。
ビジョンインタフェースシステム１は、モード触発素子１２７を更に備え、ユーザまたは操作デバイスがこのモード触発素子１２７を触発することで、パッシブマトリックス表示装置１２を起動してタスクモードにし、エンコーダ信号ＥＳを送信する。タッチコントロールの場合を例にすると、ユーザがタッチコントロール機能を利用する必要がある時、モード触発素子１２７（そのボタンを押す）を触発することで、パッシブマトリックス表示装置１２を起動して、タッチコントロールモードに切り替える。この時、列電極または行電極がエンコーダ信号を転送し、その他の時間においては、パッシブマトリックス表示装置１２のタッチコントロール機能を全部または一部シャットダウンすることにより、スクリーンに触れて誤動作を起こすのを防止すると同時に、電力を節約する効果を有する。ここで注目すべきは、このモード触発素子１２７のタスクモードは、複数の態様があるということである。例えば、一度触発した後ある一定の時間を経過すると前の状態に戻る、毎回触発する度にステータスが変更される、または触発が継続している時のみステータスが維持される等の方式がある。注目すべき点は、モード触発素子１２７は、操作デバイス１１上（例えば、タッチペン上のスイッチ）に設置されるという点である。この状況において、モード触発素子１２７が触発された後、操作デバイス１１は触発信号をパッシブマトリックス表示装置１２に送信し、タッチコントロールモードに切り替える。注目すべきは、ここで言うところのモード触発素子１２７の機能は、一度触発することによってタッチコントロールモードに切り替えるものであるが、ユーザが接触を保持する方式によりタッチコントロールモードに切り替えることも可能である。また、アクセス制御システム、入場カード、クレジットカード、またはファイル転送の場合を例とすると、ユーザはこのモード触発素子１２７を触発し、エンコーダ信号によって身分を確認するためのデータ転送機能を実行できる。例えば、データをカードリーダまたは他の受信機を有する装置に転送するものである。モード触発素子１２７は、例えば、機械式スイッチまたはタッチコントロールスイッチ等である。
図７を参照されたい。図７は、本発明の第一実施例におけるパッシブマトリックス表示装置１２及びユーザを操作デバイス１１とする場合を示した図である。
ビジョンインタフェースシステム１は、感知素子１２８を更に備える。感知素子１２８はパッシブマトリックス表示装置１２に電気的に接続され、ユーザ（操作デバイス）が同時にパッシブマトリックス表示装置１２の表示面１２１及び感知素子１２８に接触することで、転送信号ＴＳがパッシブマトリックス表示装置１２に転送される。これはすなわち、ユーザが転送導体となって、転送信号ＴＳをパッシブマトリックス表示装置１２に転送させることである。その具体的な実際の動作は、例えば、ユーザの右手で表示面１２１を操作して、左手で感知素子１２８を押さえることである。このようにして、エンコーダ信号ＥＳがユーザの右手から進入して、転送信号ＴＳが左手から転送されて出て行く。感知素子１２８が受信する転送信号ＴＳを解析することによって、転送の情報を得る。感知素子１２８は、さらにモード触発素子１２７の機能を有することも可能である。例えば、左手が感知素子１２８を押さえていることを検知するとタスクモードを起動し、その他の時間はタスクモードを起動しないようにする。このようにして、大幅にパワーの消耗を低く抑え、誤触等の状況を回避することができる。
図８を参照されたい。図８は、本発明の第二実施例におけるビジョンインタフェースシステム１ａの機能を示したブロック図である。
ビジョンインタフェースシステム１ａは、操作デバイス１１及びパッシブマトリックス表示装置１２を備える。
第一実施例との主な違いは、ビジョンインタフェースシステム１ａがさらに少なくとも一つの中継デバイス１３を備える点である。転送信号ＴＳは、中継デバイス１３を介してビジョンインタフェースシステム１ａ以外のその他のデバイスまたはパッシブマトリックス表示装置１２に転送される。ここでは、ユーザの手によって転送信号ＴＳを一つの中継デバイス１３に転送し、転送信号ＴＳが中継デバイス１３によって処理された後、中継処理信号ＩＳをパッシブマトリックス表示装置１２に戻す場合を例とするが、以下に説明する技術的特徴はいずれも、複数の中継デバイスを使用した場合に類推することが可能である。当然、操作デバイス１１がユーザである場合、ユーザは、転送信号ＴＳを中継デバイス１３に転送することで信号の転送を実行して、再びパッシブマトリックス表示装置１２に信号を戻す必要はない。この時、中継デバイス１３は、例えば、携帯電話などのモバイル通信デバイスであるため、ユーザを媒介としてパッシブマトリックス表示装置１２が送信したエンコーダ信号ＥＳを中継デバイス１３に転送し、ファイルデータの転送に用いることができる。
中継デバイス１３は、転送信号ＴＳを処理して中継処理信号ＩＳを得て、中継処理信号ＩＳをパッシブマトリックス表示装置１２に転送する。エンコーダ信号ＥＳを操作デバイス１１にカップリングさせて転送信号ＴＳが生成され、中継デバイス１３は転送信号ＴＳを処理して中継処理信号ＩＳを得て、さらに、中継処理信号ＩＳをパッシブマトリックス表示装置１２に転送して、情報を得る過程において、信号にはある処理が行われている。この処理は、例えば、増幅、デコード、修正、読み取り等である。これらの処理の過程は、操作デバイス１１、パッシブマトリックス表示装置１２または中継デバイス１３に集中または分散される。結果として、転送信号ＴＳは、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報を有することになる。または、中継処理信号ＩＳに、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報を有させる。
また、第一実施例における応答信号ＲＳは、さらに本実施例に係る操作デバイス１１と中継デバイス１３とパッシブマトリックス表示装置１２の全てまたはいずれかに応用することが可能であり、信号の送信と受信の間に相互にハンドシェイクを行なう仕組みを確立させる。同時に、応答信号ＲＳは、三者の同期機能を兼ね備えることで、３ウェイ・ハンドシェイク（three-way handshake）過程を構成する。
以上により、本発明のビジョンインタフェースシステムは、操作デバイスが表示面において操作されると、エンコーダ信号がパッシブマトリックス表示装置から操作デバイスにカップリングされて、操作デバイスがエンコーダ信号を受信して転送信号を得る。タッチコントロール操作の場合を例にすると、転送信号は、直接的にまたは間接的にパッシブマトリックス表示装置に転送することができ、その過程において、操作デバイスの処理と少なくとも一つの中継デバイスの処理とパッシブマトリックス表示装置の処理の全てまたはいずれかを介して、パッシブマトリックス表示装置はエンコーダ信号と転送信号に含まれる情報を得ることができる。前記情報は、例えば、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、ファイル情報またはその他の情報である。
上述の内容から、本発明のビジョンインタフェースシステムは、直接に、例えば、パッシブマトリックス液晶表示装置、不揮発性表示装置、タッチコントロール表示装置、またはパッシブマトリックス有機発光ダイオード表示装置などのパッシブマトリックス構造を含むシステムに応用されて、表示と、タッチコントロールと、データ転送を統合して、製品の軽量化、薄型化を図り、コストを削減して製品の競争力を高め得ることが明らかである。また、本発明は、エンコーダ信号を外部の操作デバイスにカップリングさせ、パッシブマトリックス表示装置によって直接エンコーダ信号を読み取るわけではないため、パッシブマトリックス表示装置に対してレイアウトの変更をする必要がない。例えば、タッチコントロールの応用において、表示パネル内に静電容量感知素子を追加して外界の静電容量の変化を測定する必要がなく、コストの削減と製造工程の短縮を可能にする。
以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。
１、１ａ ビジョンインタフェースシステム
１１ 操作デバイス
１２ パッシブマトリックス表示装置
１２１ 表示面
１２２ 第一基板
１２３ 第二基板
１２４ 保護ガラス
１２５ 表示誘電体層
１２７ モード触発素子
１２８ 感知素子
１３ 中継デバイス
Ｄ１〜ＤＮ 行電極
ＤＳ、ＤＳ１、ＤＳ２ 表示信号
ＥＳ、ＥＳ１〜ＥＳＮ エンコーダ信号
ＩＳ 中継処理信号
Ｐ１ 第一表面
Ｐ２ 第二表面
ＲＳ 応答信号
Ｓ１〜ＳＭ 列電極
ＴＳ 転送信号

Claims (6)

  1. 操作デバイスと、
    パッシブマトリックス表示装置とを備え、
    前記パッシブマトリックス表示装置は、第一基板と、前記第一基板の第一表面に設けられる表示面と、前記第一基板の前記第一表面に対向する第二表面に、前記第一基板と対向するよう設けられる第二基板とから成り、
    前記操作デバイスは前記パッシブマトリックス表示装置から独立しており、前記パッシブマトリックス表示装置は画像を表示させるためのものであり、前記第一基板または前記第二基板に設置された複数の電極を有しており、
    前記操作デバイスが前記パッシブマトリックス表示装置の前記表示面において操作される時、エンコーダ信号が、前記パッシブマトリックス表示装置における前記複数の電極に印加され、コンデンサカップリングまたは誘導カップリングによって前記パッシブマトリックス表示装置における前記複数の電極から前記操作デバイスにカップリングされて、前記操作デバイスが前記エンコーダ信号を受信して転送信号を得るとともに、前記エンコーダ信号は、前記エンコーダ信号を転送する電極の位置を確認するための時間の基準点を有することを特徴とするビジョンインタフェースシステム。
  2. 前記転送信号は、前記パッシブマトリックス表示装置に転送され、
    前記パッシブマトリックス表示装置は、表示誘電体層を備え、前記表示誘電体層は前記第一基板と前記第二基板の間に挟まれて設置され、
    前記パッシブマトリックス表示装置は、前記第一基板の前記第二表面に設置される複数の行電極と、前記第二基板における前記第一基板に対向する側に設置される複数の列電極とを更に備え、前記複数の行電極と前記複数の列電極は交差して設置され、
    前記パッシブマトリックス表示装置は、前記転送信号を処理して情報を得て、前記情報は、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報またはファイル情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のビジョンインタフェースシステム。
  3. 前記転送信号を処理して中継処理信号を得る少なくとも一つの中継デバイスを備え、前記中継処理信号は、前記パッシブマトリックス表示装置に転送され、前記パッシブマトリックス表示装置は前記中継処理信号を処理して情報を得て、
    前記転送信号は、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、またはファイル情報を含み、前記中継処理信号は、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報、またはファイル情報を含み、前記情報は、タッチコントロール情報、指令情報、識別情報、取引情報またはファイル情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のビジョンインタフェースシステム。
  4. ユーザまたは前記操作デバイスによって触発され、前記パッシブマトリックス表示装置を起動してタスクモードにし、前記エンコーダ信号を送信するモード触発素子をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のビジョンインタフェースシステム。
  5. 前記操作デバイスがユーザである場合、前記ビジョンインタフェースシステムはさらに感知素子を備え、前記ユーザが同時に前記表示面と前記感知素子に接触することにより、前記転送信号は前記感知素子に転送されることを特徴とする請求項１または請求項３に記載のビジョンインタフェースシステム。
  6. 前記エンコーダ信号は、前記パッシブマトリックス表示装置の表示画面が更新すると同時に転送され、または前記表示画面が毎回更新する前の期間に転送されることを特徴とする請求項１に記載のビジョンインタフェースシステム。
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