JP6033310B2 - ビジョンインタフェースシステムの駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、駆動方法に関し、特に、ビジョンインタフェースシステムの駆動方法に関する。
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）やテレビ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カップリングされてタッチコントロール式表示装置となる。一般に知られるタッチコントロール式表示装置は、直接にタッチパネルを表示モジュールにおける表示パネルに設置するが、この製造方法では製品の重量やサイズが大きくなる外、タッチパネルの追加によりタッチコントロールモジュールの製造コストの増加を招いてしまう。
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って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表示及び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カップリング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の駆動方法を提供するかが課題となる。
上記課題に鑑て、本発明は、他のタッチパネルを使用することなく、ビジョンインタフェースシステムに表示と通信機能を同時に有させ、製品の軽量化、薄型化によりコストの削減を図ることが可能なビジョンインタフェースシステムの駆動方法を提供することを目的とする。
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。
本発明はビジョンインタフェースシステムの駆動方法を開示する。ビジョンインタフェースシステムは、操作デバイスとマトリックス表示装置を備える。マトリックス表示装置は、表示面とマトリックス基板とから成る。マトリックス基板は、基板とマトリックスを有する。マトリックスは基板の一側に設置され、表示面は基板の他側に設置される。駆動方法は、マトリックス基板において、マトリックス表示装置によって複数のエンコーダ信号と複数の表示信号を転送するステップと、操作デバイスが表示面上において操作されることによって、複数のエンコーダ信号のうちの少なくとも一つを受信するステップとを備える。
一実施例において、エンコーダ信号は、マトリックス基板からコンデンサカップリングによって操作デバイスにカップリングされる。
一実施例において、複数のエンコーダ信号は、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む。
一実施例において、複数のエンコーダ信号は、周波数変調、振幅変調、位相変調、または時分割変調によってエンコードされる。
一実施例において、複数のエンコーダ信号は、それぞれマトリックス基板における複数の列電極または複数の行電極により転送される。複数のエンコーダ信号は、順に、または同時に、それぞれマトリックス基板における複数の列電極または複数の行電極により転送される。
一実施例において、複数の行電極の一部は同一のエンコーダ信号を同時に転送する。
一実施例において、複数の列電極により転送される複数のエンコーダ信号と複数の行電極により転送される複数のエンコーダ信号は、異なるエンコーダシステムに属する。
一実施例において、複数のエンコーダ信号は、複数の表示信号と混ぜ合わせて転送される。
一実施例において、複数のエンコーダ信号は、複数の表示信号を転送する際の帰線期間において転送される。帰線期間は、例えば、画像画面内または複数の画像画面の間にある。
一実施例において、各エンコーダ信号は、スタートコードまたはエンドコードを有する。
一実施例において、駆動方法は、転送モードスイッチを触発することによりマトリックス表示装置を起動して転送モードに入らせ、複数のエンコーダ信号を送信するステップを更に備える。
一実施例において、駆動方法は、エンコーダ信号に基づいてタッチコントロール情報を得るステップと、マトリックス表示装置がタッチコントロール情報に基づいて作動するステップとを備える。
このように、本発明はマトリックス表示装置によって、マトリックス基板において複数のエンコーダ信号と複数の表示信号を転送する。表示信号はマトリックス基板に画面を表示させるために用いられ、エンコーダ信号はマトリックス基板にタッチコントロール機能、データ転送機能、またはその他の機能（例えば、ユーザ識別）を達成させるために用いられる。表示面において、操作デバイスが操作されると、エンコーダ信号はマトリックス基板から操作デバイスにカップリングされ、エンコーダ信号が処理された後に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得ることができる。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、液晶表示パネルの薄膜トランジスタ基板、有機発光ダイオードパネル、発光ダイオードパネル、電気泳動表示パネル、またはＭＥＭＳ表示パネル等がマトリックス基板に応用されて、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するのであって、マトリックス基板が直接にエンコーダ信号を読み取るわけではないため、マトリックス基板に対してレイアウトの変更をする必要がない。例えば、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。
本発明の好ましい実施例に係るビジョンインタフェースシステムを示したブロック図である。 本発明の好ましい実施例に係るビジョンインタフェースシステムのマトリックス表示装置の側面図である。 本発明の好ましい実施例に係るマトリックス基板として薄膜トランジスタ基板を例とした概略図である。 本発明の好ましい実施例に係るビジョンインタフェースシステムの駆動方法のステップ流れ図である。 本発明の好ましい実施例に係る駆動方法において使用されるエンコーダ信号の異なる形態を示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る駆動方法において使用されるエンコーダ信号の異なる形態を示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る駆動方法において使用されるエンコーダ信号の異なる形態を示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る駆動方法において使用されるエンコーダ信号の異なる形態を示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る駆動方法において使用されるエンコーダ信号の異なる形態を示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る駆動方法において使用されるエンコーダ信号の異なる形態を示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る駆動方法において使用されるエンコーダ信号の異なる形態を示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る駆動方法において使用されるエンコーダ信号の異なる形態を示した図である。 本発明の好ましい実施例に係る駆動方法において使用されるエンコーダ信号の異なる形態を示した図である。 本発明の好ましい実施例に係るビジョンインタフェースシステムのマトリックス表示装置の外観を示した図である。
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の駆動方法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。
本発明の好ましい実施例に係る駆動方法はビジョンインタフェースシステムに応用される。図１は本実施例に係るビジョンインタフェースシステム１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及びマトリックス表示装置１２を備える。操作デバイス１１とマトリックス表示装置１２は、例えば、コンデンサカップリングによって相互にカップリングされる。操作デバイス１１とマトリックス表示装置１２はコンデンサカップリングによって信号を転送する。また、操作デバイス１１は、有線、無線、電気、または光学などの出力方式によって、ビジョンインタフェースシステムのその他のユニットに接続される。
図２は、マトリックス表示装置１２の側面図である。図２に示したとおり、マトリックス表示装置１２は、表示面１２１及びマトリックス基板１２２を備える。マトリックス基板１２２は、基板１２３及びマトリックス１２４を有する。マトリックス１２４は、基板１２３の一側に設置され、表示面１２１は基板１２３の他側に設置される。通常、周知の液晶表示装置におけるマトリックス基板と比べて、本発明のマトリックス基板１２２は反転設置である。つまり、フィルター基板と比べて、マトリックス基板１２２の基板１２３は、ユーザから近い表示面１２１とすることができる。本実施例において、表示面１２１は、ユーザがマトリックス表示装置１２の表示画像を見る時、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。ここでは、マトリックス表示装置１２は、保護ガラス１２５を更に備える。保護ガラス１２５は、基板１２３においてマトリックス１２４と反対側に設置され、表示面１２１は保護ガラス１２５におけるユーザから近い側の表面である。また、基板１２３と保護ガラス１２５との間にはその他の構成素子、例えば、偏光板を更に備える。
本実施例において、マトリックス基板１２２は、画素マトリックスを有し、画像を表示する基板またはパネルとして用いられる。マトリックス基板１２２は、例えば、液晶表示パネルの薄膜トランジスタ基板、有機発光ダイオードパネル、無機発光ダイオードパネル、電気泳動表示マトリックスパネル、またはＭＥＭＳ表示パネル等である。マトリックス１２４は、複数の列電極、複数の行電極、及び複数の画素電極を備える。複数の列電極と複数の行電極は交差して設置される。また、マトリックス１２４は、アクティブマトリックス（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ）またはパッシブマトリックス（ｐａｓｓｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ）である。ここでは、マトリックス１２４がアクティブマトリックス（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ）である場合を例とする。マトリックス１２４は、さらに複数のトランジスタを備え、複数のトランジスタは、それぞれ複数の列電極、複数の行電極、及び複数の画素電極に電気的に接続される。
図３は本実施例に係るマトリックス基板として薄膜トランジスタ基板を例とした概略図である。マトリックス１２４は、複数の列電極Ｓ１〜ＳＭと、複数の行電極Ｄ１〜ＤＮと、複数の画素電極Ｅ１１〜ＥＭＮを備える。前記複数の列電極Ｓ１〜ＳＭと前記複数の行電極Ｄ１〜ＤＮは交差して設置され、且つ実質上は、相互に垂直、または角度を挟んで設置される。また、マトリックス１２４は、複数のトランジスタＴ１１〜ＴＭＮを更に備え、複数のトランジスタＴ１１〜ＴＭＮは、それぞれ、複数の列電極Ｓ１〜ＳＭと、複数の行電極Ｄ１〜ＤＮと、複数の画素電極Ｅ１１〜ＥＭＮに電気的に接続される。ここでは、列電極Ｓ１〜ＳＭは、即ち、走査線であり、行電極Ｄ１〜ＤＮは、即ち、データ線である。また、基板１２３は駆動モジュールに更に設置することができ、駆動モージュルは、データ駆動回路と、走査駆動回路と、タイミング制御回路（図示せず）と、ガンマ補正回路（図示せず）とを備える。駆動モジュールの駆動によって、液晶表示パネルに画像を表示させることができる。駆動モジュールにおける画像に対する駆動に関する内容は周知の技術であるため、ここでは説明しない。また、このような実施形態におけるマトリックス基板１２２は単に例示的な説明で、本発明を限定するためのものではない。
図４は本発明の好ましい実施例に係るビジョンインタフェースシステム１の駆動方法のステップ流れ図である。駆動方法はステップＳ０１とＳ０２を含む。以下、図１から図４を参照してビジョンインタフェースシステム１の駆動方法を説明する。
ステップＳ０１は、マトリックス基板１２２において、マトリックス表示装置１２によって複数のエンコーダ信号と複数の表示信号を転送するステップである。表示信号はマトリックス表示装置１２に画像を表示させるために用いられ、表示信号は、例えば、走査信号、データ信号の両方またはいずれかを含み、それぞれ前記複数の列電極Ｓ１〜ＳＭと前記複数の行電極Ｄ１〜ＤＮによって転送される。
エンコーダ信号は、マトリックス基板１２２の独立電極（即ち、表示と無関係の電極である）、複数の列電極Ｓ１〜ＳＭ、複数の行電極Ｄ１〜ＤＮ、または列電極Ｓ１〜ＳＭ及び行電極Ｄ１〜ＤＮにより転送される。エンコーダ信号は、周波数変調、振幅変調、位相変調、符号分割多元接続（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ， ＣＤＭＡ）、または時分割変調によってエンコードされる。エンコーダ信号は、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。即ち、操作デバイス１１とマトリックス表示装置１２との間に確立しようとする機能に基づき、この機能を目的として、関連する情報を特定の方式によってエンコードしてエンコーダ信号に形成される。例えば、タッチコントロール情報は、操作デバイス１１とマトリックス表示装置１２にタッチコントロール機能を達成させることができる。識別情報は、操作デバイス１１とマトリックス表示装置１２にユーザ識別機能を達成させることができ、このユーザ識別機能は例えば、アクセスカードに応用することができる。取引情報は、操作デバイス１１とマトリックス表示装置１２との間の取引行為として用いられることができ、この行為は、それぞれ操作デバイス１１とマトリックス表示装置１２を有する二人のユーザにより発生される。ファイル情報は、写真や音楽などのファイルをマトリックス表示装置１２から操作デバイス１１に転送することができる。この点については、後の実施例において更に開示する。
エンコーダ信号は、順に、マトリックス基板１２２における複数の列電極または複数の行電極より転送され、または、マトリックス基板１２２における複数の列電極または複数の行電極により同時に転送される。列電極と行電極により転送されるエンコーダ信号を識別するため、複数の列電極により転送されるエンコーダ信号と複数の行電極により転送されるエンコーダ信号は異なるエンコーダシステムに属する。エンコーダ信号は、例えば、周波数変調、振幅変調、位相変調、または時分割変調、または符号分割多元接続によってエンコードされる。例を挙げると、列電極と行電極により転送されるエンコーダ信号の時間位置が異なり、または、列電極により転送されるエンコーダ信号が周波数の変化によってエンコードされ、行電極により転送されるエンコーダ信号が振幅の強弱によってエンコードされる。また、複数の行電極または複数の列電極の一部は、同一のエンコーダ信号を同時に転送することができる。即ち、複数の行電極または列電極を一組にして、同一のエンコーダ信号を転送することができ、列電極や行電極の幅が小さい場合に応用されることができる。
また、エンコーダ信号は表示画面の間（例えば、複数の表示フレームの時間を占有）、または複数の表示信号を転送する際の帰線期間（ｂｌａｎｋｉｎｇ ｔｉｍｅ）、または各表示信号の間の帰線期間において表示信号と混ぜ合わせて転送される。帰線期間は二つの画像フレームの間にある。注意すべきことは、エンコーダ信号の転送が表示画面にもたらす影響に対する許容度は、エンコーダ信号の応用によって決められる。例えば、エンコーダ信号がタッチコントロール用途に応用された場合は、画面の点滅を考慮する必要があるため、帰線期間または各表示信号の間に転送しなければならない。短時間通信の用途に応用された場合は、表示を一時停止し、エンコーダ信号のみを転送することができる。エンコーダ信号は、より高い周波数で、直接に表示信号に重ねて搬送波を形成することができ、そのエンコーダ信号の周波数が表示信号より高いため、表示品質に対する影響を下げることができる。また、エンコーダ信号は、直流成分が含まれていない信号を採用することにより、表示品質への影響を最小にすることができる。
ステップＳ０２は、操作デバイス１１が表示面１２１において操作されることによって、複数のエンコーダ信号のうちの少なくとも一つを受信するステップである。エンコーダ信号は、例えば、コンデンサカップリングの方式によって、マトリックス基板１２２から操作デバイス１１にカップリングされる。操作デバイス１１は、タッチペン、人の手、または受信装置であり、受信装置は、例えば、カードリーダなどのものである。表示面１２１において、操作デバイス１１が操作される場合（操作デバイス１１は表示面１２１に接触しても、しなくても良い、距離さえ近ければ良い）、操作デバイス１１に近い列電極または行電極により転送されるエンコーダ信号は、マトリックス基板１２２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ことができる。
操作デバイス１１がエンコーダ信号を受信した後、多種類の方式を介して、エンコーダ信号を処理し、エンコーダ信号に含まれる情報を、例えば、タッチコントロール情報、またはユーザ識別情報を得ることができる。エンコーダ信号からは、操作デバイス１１の処理によって、最終情報を得ることができる。この最終情報は、有線または無線の方式で、さらにその他のシステム装置に転送し、反応を行わせることができる。または、エンコーダ信号は、直接にマトリックス表示装置１２にフィードバックし、マトリックス表示装置１２によって処理して最終情報を得て、更にマトリックス表示装置１２によって、最終情報に対して反応を行わせ、またはその他のシステム装置に転送することができる。また、エンコーダ信号は、操作デバイス１１の中継処理、例えば、増幅処理やフィルター処理などの方式によって、その他のシステム装置またはマトリックス表示装置１２に転送し、処理を行って最終情報を得ることもできる。またあるいは、上記すべての場合において、ビジョンインタフェースシステム１に少なくとも一つの他のユニット（このユニットは、例えば、操作デバイス１１とマトリックス表示装置１２との間にある）を加え、このユニットは操作デバイス１１の出力の処理に用いられ、且つその結果をその他のシステム装置またはマトリックス表示装置１２に転送させる。また、前記ユニットはエンコーダ信号の処理作業に関与することもできる。
駆動方法は、更に、エンコーダ信号に基づいて情報を得るステップを備える。この情報は、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。仮に、エンコーダ信号にタッチコントロール情報が含まれている場合、エンコーダ信号が処理された後にタッチコントロール情報を得て、マトリックス表示装置１２をタッチコントロール情報に基づいて作動させることができる。
以下、例を挙げてエンコーダ信号の幾つかの実施形態を説明する。
図５Ａはシーケンスの方式によって、エンコーダ信号を転送する概略図であり、隣接する二つの列電極（ＳＭ-１、ＳＭ）と、隣接する二つの行電極（ＤＮ-１、ＤＮ）の信号を示している。列電極Ｓ１〜ＳＭはそれぞれ走査信号ＳＳを転送し、順に各列のトランジスタをオンにする。各列のトランジスタをオンにした場合、各行電極Ｄ１〜ＤＮは、それぞれエンコーダ信号ＭＳと表示信号ＤＳを転送する。本実施例において、図５Ａに示すように、一つの列電極がその走査信号を転送した時、一つの行電極のみが表示信号ＤＳとはレベルが異なるエンコーダ信号ＭＳを転送する。つまり、列電極ＳＭ-１がその走査信号ＳＳを転送する時間範囲内には、行電極ＤＮ-１のみが表示信号ＤＳ、及びレベルが表示信号ＤＳとは異なるエンコーダ信号ＭＳＮ-１を転送する。列電極ＳＭがその走査信号ＳＳを転送する時間範囲内には、行電極ＤＮのみが表示信号ＤＳ、及びレベルが表示信号ＤＳとは異なるエンコーダ信号ＭＳＮを転送する。
図５Ａは一つの列電極が一つの行電極に対応するものを例としたが、本方法はこれに制限されるものではない。信号の幅を適切に定義すれば、一対複数または複数対一の方式を採用することもできる。例えば、一つの列電極が導通した時、全ての行電極がそのエンコーダ信号を送信するようにできる。また、図５Ａにおけるエンコーダ信号（ＭＳＮ-１、ＭＳＮ）は、列電極の導通順に基づいて、（１、１）、（０、１）、（１、０）、または（０、０）の信号を転送したと見なすことができる。仮に、表示品質に対する影響を下げる可能性を考慮した場合は、図５Ｂに示す信号を出力することもでき、即ち、単位時間内に出力されたエンコーダ信号が平均的に直流成分を有しておらず、液晶表示器内の液晶分子が分極されることを避けることができる。通信の技術分野から見れば、このシーケンス走査は、実際、時分割多重化（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ, ＴＤＭ）の通信構造であり、ある一定の期間において、通信チャンネル（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ。送信端と受信端との間に存在し、即ち、マトリックス表示装置と操作デバイスの間に存在している）を特定の送信源（例えば行電極ＤＮ）へ分類して使われ、且つ異なる期間に異なる送信源への使用を指定する。逆に、もし受信端が、信号がどの送信源から送信されたかを識別することができれば、即ち例えば、時分割変調で信号をエンコードすることによって送信源を識別することができれば、タッチコントロールに応用することができる。次に、図５Ａに示したものがタッチコントロールに応用された場合を例として説明する。説明を分かりやすくするため、パルスを有する場合を'１'で示し、パルスを有しない場合を'０'で示す。
図５Ａに基づいて類推すると、各行電極Ｄ１〜ＤＮにより転送されるエンコーダ信号のシーケンス図は、図６に示した通り（表示用の表示信号ＤＳを省略する）である。行電極Ｄ１〜ＤＮは、列電極Ｓ１〜ＳＭが高レベルの走査信号を転送する時に対応して、それぞれエンコーダ信号ＭＳ１〜ＭＳＮを転送する。行電極Ｄ１〜ＤＮは、時間ごとに順次エンコーダ信号ＭＳ１〜ＭＳＮを転送するので、上記のコンデンサカップリングによって得られたエンコーダ信号（エンコーダ信号は、ＭＳ１〜ＭＳＮのうちのいずれか一つである）により、どの行電極がタッチコントロールされたか分かる。即ち、タッチコントロール座標におけるＸ座標を知ることができる。そして、タッチコントロール座標におけるＹ座標は列電極Ｓ１〜ＳＭから知ることができる。列電極Ｓ１〜ＳＭにより転送される走査信号ＳＳは順に発生されるので、その本質は、即ち、エンコーダ信号であるため、走査信号ＳＳを本発明のエンコーダ信号と見なし、且つマトリックス基板から操作デバイスにカップリングされることによりデコードを行い、更に、列電極Ｓ１〜列電極ＳＭが交替に起動する時間に合わせれば、どの列電極がタッチコントロールされたかを知ることができる。また、タッチコントロールに応用された場合、表示画面に対して妨害を起こさないように、本実施例に係る各エンコーダ信号ＭＳ１〜ＭＳＮのデューティサイクル（ｄｕｔｙ ｃｙｃｌｅ）は各表示信号のデューティサイクルより小さい。このようにして、表示品質が維持される。
図７Ａは時分割による時間差方式で情報エンコードを行う場合（ここでは、タッチコントロールを例とするので、情報は、例えば、電極番号であることができる）のエンコーダ信号を示した図（表示用の表示信号ＤＳを省略する）である。エンコーダ信号ＭＳ１〜ＭＳ３はそれぞれ一つのスタートコードＳＣを有し、スタートコードＳＣの時間位置は同一であり、それを始動参考点とする。各エンコーダ信号ＭＳ１〜ＭＳ３はスタートコードＳＣとの時間差によってエンコードされる。検知された時間差を利用すれば、信号がどの電極から転送されたかを推知することができるので、どの電極に対応した位置がタッチされたのかを知ることができる。上記方法は、スタートコードを時間の始動参考点とした。また、その他の実施例において、このスタートコードをデータ転送の始動点とすることもでき、エンコーダ信号はさらにエンドコードを有し、データ転送または時間の終了参考点とすることができる。更にまた、エンドコードを次の周期が開始する時のスタートコードとし、またあるいは、前の信号を時間の参考点とすることができる。
図７Ｂも図７Ａに示したものと同じく、時分割多重化の通信構造に属するが、図７Ｂに示したものは、対応する参考点の時間差によって情報エンコードを行うものではなく、直接に電極の番号によってエンコードを行うものである。例えば、図面におけるＭＳ１〜ＭＳ３はそれぞれ行電極Ｄ１〜Ｄ３に対応し、２進法のエンコーダによって、それぞれ（０１）、（１０）、及び（１１）とすることにより、異なる行電極からのエンコーダ信号を示している。よって、カップリングされたエンコーダ信号を介して、エンコーダ信号がどの行電極から転送されたかを直接に判読することができる。この方式は時間差を基礎としたものでないので、順に転送する必要がなく、送信信号の順序を変えることができる。また、複数の信号を一つの列電極の走査時間内に転送することにより、全ての行電極がエンコーダ信号を転送する時間を減少させることもできる。
図８は、グループ化によってエンコードを行うエンコーダ信号を示した図（表示信号ＤＳは省略する）である。この方式は、行電極Ｄ１〜Ｄ３を第一組とし、行電極Ｄ４〜Ｄ６を第二組とし、その他もこれに基づいて類推する（三本毎に一組とする）。各行電極Ｄ１〜Ｄ６により転送される一つ目のエンコーダ信号の時間は同じであるため、スタートコードとすることができる。各行電極Ｄ１〜Ｄ６により転送される二つ目のエンコーダ信号と一つ目のエンコーダ信号の時間差を利用すれば、カップリングされたエンコーダ信号がどのグループの行電極からかを識別することができる。そのうち、行電極Ｄ１〜Ｄ３により転送されるエンコーダ信号ＭＳ１は同一のものであり、行電極Ｄ４〜Ｄ６により転送されるエンコーダ信号ＭＳ２も同一のものである。よって、タッチコントロールに応用された時、操作デバイス１１で得られたエンコーダ信号の実際数量を減少させることで、エンコーダ信号処理の速度を更に高めることができる。
図９は、表示信号ＤＳに付加されたエンコーダ信号を示した図である。行電極ＤＮ-１、ＤＮにより表示信号ＤＳが転送されると同時に、エンコーダ信号ＭＳＮ-１、ＭＳＮは高周波信号として表示信号ＤＳに付加されている。本実施例において、エンコーダ信号ＭＳＮ-１、ＭＳＮは、時分割多重化の技術により表示信号ＤＳに付加されることを例としたが、当然、エンコーダ信号は周波数分割多重化（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ, ＦＤＭ）、符号分割多重化（ｃｏｄｅ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ, ＣＤＭ）、または位相偏移変調（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）の技術を利用して表示信号ＤＳに付加されることもできる。
複数のエンコーダ信号ＭＳは、複数の表示信号ＤＳの間に混ぜ合わせて転送されることもできる。以下、図１０の（ａ）から図１０の（ｃ）を例として、前記複数のエンコーダ信号ＭＳが前記複数の表示信号ＤＳに混ぜ合わせて転送された実施形態を説明する。垂直同期信号Ｖsyncは表示画面の間の同期信号を示す。垂直同期信号Ｖsyncの一周期は一つのフレーム時間（frame time）を示す。図１０の（ａ）の場合、エンコーダ信号ＭＳが少なくとも一つのフレーム時間を使用して転送されることができ、且つこの時間内では表示信号ＤＳを転送せず、エンコーダ信号ＭＳの転送が完了してから表示信号ＤＳを転送する。図１０の（ｂ）の場合、同一のフレーム時間内にそれぞれエンコーダ信号ＭＳと表示信号ＤＳを転送し、表示信号ＤＳの転送時間を圧縮した後に、表示信号ＤＳの前または後にエンコーダ信号ＭＳを転送する。ここでは、表示信号ＤＳの前にも後にもエンコーダ信号ＭＳの転送を行うことを例とする。図１０の（ｃ）に示した水平同期信号Ｈsyncは表示画面における各水平線の同期信号を示し、水平同期信号Ｈsyncの一周期は画面における一本の水平線の有効時間を示す。図１０の（ｃ）は、一つの水平線の有効時間内に、エンコーダ信号ＭＳと表示信号ＤＳが交替に転送されることを示す。例えば、表示画面に影響を起こさないように、エンコーダ信号ＭＳを転送してから表示信号ＤＳを転送する。以上から分かるように、図１０の（ａ）から図１０の（ｃ）では、前記複数のエンコーダ信号ＭＳと前記複数の表示信号ＤＳが混ぜ合わせて転送されることを示した。注意すべきことは、Ｈsyncは単に同期用途のみを示し、有効となる列電極は、配列（従来の表示方式のように）または非配列の方式によって転送することができる。
図１１は交流信号の概略図である。上記いずれかのエンコーダ方式は、それぞれ信号を'０'と'１'として示し、図１１の（ａ）に示すように、例えば、一つのパルスが発生した信号を'１'で示し、パルスがなかった信号を'０'で示す。信号がマトリクス表示装置に印加された時、図１１の（ａ）に示した信号はネット直流成分（単位時間内における信号の平均値）を引き起こし、この成分は表示画面に、特に液晶表示パネルに影響をもたらす。所定の正バイアスまたは負バイアスによって長時間駆動された場合において、液晶は分極現象を生じて、回転しにくくなる。よって、本実施例は、エンコーダ信号を交流信号または交流駆動で駆動させることにより、液晶の分極を避けることができる。このうち、より好ましいのは、同じ行電極により転送されるエンコーダ信号の平均値がゼロの場合である。表示品質が影響を受けることを避けるため、図１１の（ｂ）、（ｃ）に示すように、直流成分が含まれていない交流信号を用いて、'０'と'１'を表すことができる。直流成分が含まれていない交流信号を用いる以外に、交流駆動の方法によって達成することもでき、例えば、図１１の（ｄ）に示すように、エンコーダ信号を転送した後、一定の時間を経てから、このエンコーダ信号とは反転する波形を転送する。図１１の（e）に示すように、この反転波形は、数本の電極を合わせた後に、同一の時間に転送されることができる。図１１は説明のために幾つかの例を挙げたが、原則的に、エンコーダ信号は、交流信号または交流駆動の技術特徴を用いて、上記全てのエンコーダ方式に応用されることができる。
図１２は本発明の好ましい実施例に係るビジョンインタフェースシステムにおけるマトリックス表示装置１２の外観を示した図である。図１２に示すように、マトリックス表示装置１２は転送モードスイッチ１２７を更に備える。駆動方法は、転送モードスイッチ１２７を触発することにより、マトリックス表示装置１２を起動して転送モードに入らせ、複数のエンコーダ信号を転送するステップをさらに備える。転送モードスイッチ１２７は機械スイッチであり、ユーザまたは操作デバイスは転送モードスイッチ１２７を触発することにより、マトリックス表示装置１２を起動して転送モードに入らせることができる。転送モードに入っている時、マトリックス表示装置１２の行電極は表示信号とエンコーダ信号を同時に転送しなければならないので、ユーザがタッチコントロール機能を使用しない場合は、転送モードを閉じて、電力を節約することができると同時に、誤触を防止するためのスクリーンセーバ機能として使用することができる。ユーザがタッチコントロール機能を使用しなければならない時に、スイッチ１２７を触発することにより、マトリックス表示装置１２を起動して転送モードに入らせる。そして、この場合、列電極または行電極はエンコーダ信号を転送することにより電力の浪費を避けることができる。注意すべきことは、スイッチ１２７は操作デバイスに設置されることができ、この場合、スイッチが触発された後、操作デバイスは触発信号をマトリックス表示装置１２に転送して、マトリックス表示装置１２を転送モードに入らせる。さらに注意すべきことは、ここにおける転送モードスイッチ１２７を触発する機能は、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させるためのものであり、または、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させるためのものである。
上述をまとめると、本発明は、マトリックス表示装置によって、マトリックス基板において複数のエンコーダ信号と複数の表示信号を転送する。このうち、表示信号はマトリックス基板に画面を表示させるために用いられ、エンコーダ信号はマトリックス基板にタッチ機能、データ転送機能、またはその他の機能（例えば、ユーザ識別）を達成させるために用いられる。表示面において操作デバイスが操作されると、エンコーダ信号はマトリックス基板から操作デバイスにカップリングされ、このエンコーダ信号が処理された後、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得ることができる。上述の内容から分かるように、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、液晶表示パネルにおける薄膜トランジスタ基板、有機発光ダイオードパネル、発光ダイオードパネル、電気泳動表示パネル、またはＭＥＭＳ表示パネル等のマトリックス基板に応用されて、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し、マトリックス基板が直接にエンコーダ信号を読み取るわけではないため、マトリックス基板に対してレイアウトの変更をする必要がない。例えば、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。
上記実施例は例示的なものであって、限定するためのものではない。本発明の技術的思想および範囲から逸脱することなく、行われる等価の修正または変更は、いずれも別紙の特許請求の範囲に含まれる。
１ ビジョンインタフェースシステム
１１ 操作デバイス
１２ マトリックス表示装置
１２１ 表示面
１２２ マトリックス基板
１２３ 基板
１２４ マトリックス
１２５ 保護ガラス
１２７ 転送モードスイッチ
Ｄ１〜ＤＮ 行電極
ＤＳ 表示信号
Ｅ１１〜ＥＭＮ 画素電極
ＭＳ、ＭＳ１〜ＭＳＮ エンコーダ信号
Ｓ０１、Ｓ０２ 駆動方法のステップ
Ｓ１〜ＳＭ 列電極
ＳＣ スタートコード
ＳＳ 走査信号
Ｔ１１〜ＴＭＮ トランジスタ

Claims (8)

  1. 操作デバイスとマトリックス表示装置とから成り、前記操作デバイスが前記マトリックス表示装置から独立するビジョンインタフェースシステムの駆動方法であって、
    前記マトリックス表示装置は、表示面とアクティブマトリックス基板を有し、前記アクティブマトリックス基板は基板とアクティブマトリックスを有し、前記アクティブマトリックスが前記基板の一側の表面に設置され、前記表示面が前記基板の他側の表面に設置されると共に、前記アクティブマトリックスはさらに複数の走査線および複数のデータ線を有し、前記複数の走査線および前記複数のデータ線が交差して設置されて構成され、
    前記駆動方法は、
    前記アクティブマトリックス基板において、前記マトリックス表示装置の前記複数の走査線および前記複数のデータ線により複数のエンコーダ信号と複数の表示信号を転送するステップと、
    前記操作デバイスが前記表示面において操作されることにより、前記複数のエンコーダ信号のうちの少なくとも一つを受信するステップと、を備え、
    前記複数の表示信号は、画像を表示させるためのものであり、走査信号とデータ信号の両方またはいずれかを含むことを特徴とするビジョンインタフェースシステムの駆動方法。
  2. 前記エンコーダ信号は、前記アクティブマトリックス基板からコンデンサカップリングによって前記操作デバイスにカップリングされ、
    前記複数のエンコーダ信号は、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、周波数変調、振幅変調、位相変調、時分割変調、または符号分割多元接続によってエンコードされ、
    各エンコーダ信号の波形は、交流信号の波形であることを特徴とする請求項１に記載の駆動方法。
  3. 前記複数のデータ線の一部は同一のエンコーダ信号を転送し、
    前記複数の走査線により転送される前記複数のエンコーダ信号と前記複数のデータ線により転送される前記複数のエンコーダ信号は、異なるエンコーダシステムに属することを特徴とする請求項１に記載の駆動方法。

  4. 前記複数のエンコーダ信号は、前記複数の表示信号と混ぜ合わせて転送され、または、前記複数の表示信号を転送する際の帰線期間において転送され、またあるいは、画像画面内に転送されることを特徴とする請求項１に記載の駆動方法。
  5. 各エンコーダ信号は、スタートコードを有することを特徴とする請求項１に記載の駆動方法。
  6. 各エンコーダ信号は、エンドコードを有することを特徴とする請求項１に記載の駆動方法。
  7. 転送モードスイッチを触発することにより前記マトリックス表示装置を起動して転送モードに入らせ、前記複数のエンコーダ信号を転送するステップを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動方法。
  8. 前記エンコーダ信号に基づいてタッチコントロール情報を得るステップと、前記マトリックス表示装置が前記タッチコントロール情報に基づいて作動するステップとを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動方法。
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