JP6474853B2 - 入出力装置、制御方法および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、タッチ操作を検出する検出層が組み込まれた入出力装置のタッチ操作に対する応答を制御する技術に関する。

フラット・パネル型ディスプレイ（ＦＰＤ）には、指で入力するタッチ・センサや電子ペン（スタイラス・ペン）で入力するデジタイザが一緒に組み込まれる場合がある。また、ＦＰＤには、可撓性のあるフィルムで形成し、折り曲げたり畳んだりした状態で表示できるいわゆるフレキシブル・ディスプレイというものがある。特許文献１は、静電容量式のタッチ・パネルと、ディスプレイ・パネルと、電磁誘導式のデジタイザを含むタッチ・スクリーンを開示する。特許文献２は、電磁誘導式のデジタイザまたは静電容量式のタッチ入力検出装置で構成したセンサ・アレイを組み込んだフレキシブル・ディスプレイを開示する。特許文献３は、電子ペンで操作する電磁誘導式のデジタイザについて記載する。

米国特許出願公開第２０１６／０１５４５２８号明細書 米国特許出願公開第２００８／０１５８１７１号明細書 特許第５９４４３６２号公報

タッチ・スクリーンは、指でタッチ操作をするタッチ・センサとＦＰＤが積層された構造になっている。電磁誘導式のデジタイザを搭載するタッチ・スクリーンは、通常、電子ペンが放射する電磁波を透過する性質（電磁波透過性）がある。このときリジッドなタッチ・スクリーンが搭載するデジタイザは、電子ペンが指示した位置の座標だけを検出することができる。しかし、折りたたんだり丸めたりして表示できるフレキシブルなタッチ・スクリーンが搭載するデジタイザは、電子ペンが指示した位置の座標だけでなく、指示した位置から離れた位置の座標まで検出することがある。

また、それぞれ電磁誘導式のデジタイザを搭載するフィルム状の複数のタッチ・スクリーンを積層して、それぞれのタッチ・スクリーンに本のように異なる画像を表示させる電子機器の検討が行われている。このとき、タッチ・スクリーンの電磁波透過性により最上位のタッチ・スクリーンに対して電子ペンで指示したときに同時に下層のタッチ・スクリーンが搭載するデジタイザも座標を検出する。このような場合にユーザが指示を意図しない座標を認識して適切な処理をすることが求められる。

本発明の目的は、タッチ操作を検出する検出層が組み込まれた入出力装置のタッチ操作に対する応答を適切に制御することにある。さらに本発明の目的は、電子ペンでタッチ操作をする電磁誘導式のデジタイザ層が組み込まれた入出力装置のタッチ操作に対する応答を適切に制御することにある。

本発明の第１の態様にかかる入出力装置は、表示ブロックと制御部を含む。表示ブロックは、タッチ操作面を提供する第１のカバー層と、第１のカバー層に対するタッチ操作を検出することが可能な第１の検出層と、タッチ操作を検出する第２の検出層と、第１のカバー層に正画像を表示するディスプレイ層とを含む。制御部は、第１のカバー層にタッチ操作がされたときに第１の検出層の出力に基づいて第２の検出層が検出した座標の有効性を判断する。

表示ブロックは、折曲げが可能なフレキシブル・タイプと所定の剛性を備えるリジッド・タイプのいずれでもよい。第２の検出層は電子ペンでタッチ操作をする電磁誘導式のデジタイザ層とし、第１の検出層は指でタッチ操作をする静電容量式のタッチ・センサ層とすることができる。表示ブロックは、光透過率の高い材料で形成して、第１のカバー層に対向する面に配置した第２のカバー層にディスプレイ装置が反転画像を表示するようにしてもよい。

本発明の第２の態様にかかる入出力装置は、表示ブロックが、タッチ操作面を提供する第１のカバー層と、タッチ操作面を提供する第２のカバー層と、第１のカバー層と第２のカバー層のいずれか一方に正画像を表示し他方に反転画像を表示するディスプレイ層と、第１のカバー層に対するタッチ操作を検出することが可能な第１のタッチ・センサ層と、第２のカバー層に対するタッチ操作を検出することが可能な第２のタッチ・センサ層と、第１のカバー層および第２のカバー層に対するタッチ操作を検出するデジタイザ層を有する。制御部は、第１のカバー層または第２のカバー層にタッチ操作がされたときに第１のタッチ・センサ層または第２のタッチ・センサ層の出力に基づいてデジタイザ層が検出した座標の有効性を判断する。

本発明の第３の態様にかかる入出力装置は、表示ブロックがそれぞれタッチ操作面を提供するカバー層と、カバー層に対するタッチ操作を検出することが可能な第１の検出層と、タッチ操作を検出する第２の検出層と、カバー層に画像を表示するディスプレイ層とを含みタッチ操作時に積層されている。制御部は、上位に積層された表示ブロックが含むカバー層にタッチ操作がされたときに各表示ブロックが含む第１の検出層が検出した座標に基づいて各表示ブロックが含む第２の検出層が検出した座標の有効性を判断する。

本発明により、タッチ操作を検出する検出層が組み込まれた入出力装置のタッチ操作に対する応答を適切に制御することができた。さらに本発明により、電子ペンでタッチ操作をする電磁誘導式のデジタイザ層が組み込まれた入出力装置のタッチ操作に対する応答を適切に制御することができた。

本実施の形態にかかる入出力装置１０の構成を説明するための機能ブロック図である。 模式的に示した入出力装置１０の平面図および分解斜視図である。 本実施の形態にかかる他の入出力装置２０の構成を説明するための機能ブロック図である。 入出力装置１０、２０に対して電子ペン１５でタッチ操作をしたときの動作手順を説明するためのフローチャートである。 正画像を表示するフレキシブル・タイプの表示ブロック２００、２５０に電子ペン１５でタッチ操作が行われたときにデジタイザ層２０７が検出するリアル座標とゴースト座標を説明するための図である。 反転画像を表示するフレキシブル・タイプの表示ブロック２００に電子ペン１５でタッチ操作をしたときにデジタイザ層２０７が検出するリアル座標とゴースト座標を説明するための図である。 リジッド・タイプまたはタッチ操作時に平板状になっているフレキシブル・タイプの表示ブロック２００、２５０に電子ペン１５でタッチ操作をしたときにデジタイザ層２０７が検出するリアル座標を説明するための図である。 リアル座標とゴースト座標を区別する方法を説明するための図である。 本実施の形態にかかる他の入出力装置３０の構成を説明するための機能ブロック図である。 本実施の形態にかかる他の入出力装置４０を説明するための側面図である。 入出力装置４０の構成を説明するための機能ブロック図である。 入出力装置４０に対して電子ペン１５でタッチ操作が行われるときの表示ブロック５００ａ〜５００ｅの様子を説明するための図である。 入出力装置４０に対して電子ペン１５でタッチ操作をしたときの動作手順を説明するためのフローチャートである。

［画像の方向が固定された視覚透過性がある入出力装置］
図１は、本実施の形態にかかる入出力装置１０の構成を説明するための機能ブロック図である。図２は、模式的に示した入出力装置１０の平面図および分解斜視図である。本明細書および図面において、本発明の理解のために同一または同等として扱ってよいハードウェア要素およびソフトウェア要素には同一の参照番号を付して説明を省略または簡略化する。

入出力装置１０は、制御ブロック１００と表示ブロック２００で構成している。表示ブロック２００は、主要な構成要素としてのカバー層２０１、タッチ・センサ層２０３、ディスプレイ層２０５、デジタイザ層２０７、およびカバー層２０９が順番に積層された構造になっている。表示ブロック２００は、全体を光透過率の高い材料で形成して、視覚透過性を備えている。ここに視覚透過性は、表示ブロック２００が画像を表示しないときに、表示ブロック２００が透き通って背後の風景が見える性質をいう。表示ブロック２００は、ディスプレイ層２０５が表示する画像を正画像としてカバー層２０１に表示し、同時に正画像が裏返った反転画像をカバー層２０９に表示する。

表示ブロック２００は、平板状の形状を維持する程度の剛性があるリジッド・タイプでもよい。表示ブロック２００はまた、基板材料にフィルム状のプラスチック材料を使用して折り曲げたり丸めたりした状態で表示できるようにしたフレキシブル・タイプでもよい。ここにフレキシブル・タイプは、表示ブロック２００が図５、６で説明するような折り曲げや丸めができる程度の可撓性を備えていることを意味する。

正画像を表示するカバー層２０１は、表示ブロック２００の一方の面の輪郭を構成する。さらにカバー層２０１は、入出力装置１０に対してタッチ操作をするためのタッチ操作面を提供する。ここにタッチ操作は、カバー層２０１に対して指１３または電子ペン１５を接触または接近させて、入出力装置１０に入力する行為に相当する。タッチ操作にはタッチ・センサ層２０３の種類によってカバー層２０１に対する押圧を伴う場合もある。

タッチ・センサ層２０３は、一例においてカバー層２０１にタッチ操作をした指１３の座標を静電容量式で検出するための電極パターンを含む。タッチ・センサ層２０３は、自己容量式および相互容量式のいずれの原理で座標を検出してもよい。ディスプレイ層２０５は、有機ＥＬディスプレイおよびプラズマ・ディスプレイのような自発光型ディスプレイ、または液晶ディスプレイのような非自発光型ディスプレイを構成するための画素マトリクスを含む。液晶ディスプレイを採用する場合はディスプレイ層２０５が、制御ブロック１００に配置した図示しないバックライトの光を導くための導光板を含む。画素マトリクスは、ゲート線とドレイン線が密集した配線パターンと画素を含む。

デジタイザ層２０７は、電子ペン１５でタッチ操作をする電磁誘導式のデジタイザ・パネルを採用する。デジタイザ層２０７は、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ複数の検出コイルを所定のピッチで配置したコイル・アレイを含む。電子ペン１５は、内蔵電池を設けてイニシエータとして電磁波を放射するアクティブ・タイプおよび内部に共振回路を設けて高周波電流が流れたコイル・アレイが放射した電磁波のエネルギーを利用して電磁波を放射するパッシブ・タイプのいずれでもよい。

カバー層２０９は、表示ブロック２００の他方の面の輪郭を構成する。カバー層２０９はタッチ操作面を提供し、カバー層２０１と同様にタッチ操作が可能である。制御ブロック１００は、タッチ・センサ層２０３に接続されたタッチ・センサ・コントローラ１０３、ディスプレイ層２０５に接続されたディスプレイ・コントローラ１０５、デジタイザ層２０７に接続されたデジタイザ・コントローラ１０７を含む。制御ブロック１００はさらに、入力制御部１１１とインターフェース１１３を含む。

制御ブロック１００は、プロセッサやメモリなどのハードウェア要素と、デバイス・ドライバやファームウェアなどのソフトウェア要素で構成することができる。タッチ・センサ・コントローラ１０３は、タッチ・センサ層２０３の電極に電圧を印加してカバー層２０１の近辺に静電場を形成する。タッチ・センサ・コントローラ１０３は、カバー層２０１に対する指１３のタッチ操作による電界または静電容量の変化を検出して座標を出力する。タッチ・センサ・コントローラ１０３は、カバー層２０１に対する電子ペン１５のタッチ操作による電界または静電容量の変化を検出して座標を出力することができる。

電圧が印加されたタッチ・センサ層２０３は、ディスプレイ層２０５の画素マトリクスでシールドされてカバー層２０９の近辺には静電場を形成しない。したがって、タッチ・センサ・コントローラ１０３は、カバー層２０９に対する指１３および電子ペン１５によるタッチ操作の座標を検出しない。ディスプレイ・コントローラ１０５は、ホスト装置１１から受け取った画像データでディスプレイ層２０５の画素マトリクスを駆動してカバー層２０１に正画像を表示させ、カバー層２０９に反転画像を表示させる。

表示ブロック２００は、電磁波透過性があるため電子ペン１５が放射する電磁波は、ディスプレイ層２０５の画素マトリクスとデジタイザ層２０７のコイル・アレイを突き抜けてカバー層２０９から出射する。デジタイザ・コントローラ１０７は、デジタイザ層２０７のコイル・アレイに流したセンス電流でカバー層２０１にタッチ操作をした電子ペン１５の座標を出力する。デジタイザ・コントローラ１０７は、電子ペン１５によるカバー層２０９に対するタッチ操作の座標も検出する。デジタイザ・コントローラ１０７は、表示ブロック２００に設定された絶対座標に相当する信号を出力する。

入力制御部１１１は、タッチ・センサ・コントローラ１０３およびデジタイザ・コントローラ１０７から受け取った座標の相互関係を認識することができる。入力制御部１１１は、インターフェース１１１を通じてホスト装置１１から受け取った画像データをディスプレイ・コントローラ１０５に転送する。入力制御部１１１はインターフェース１１３を通じて、タッチ・センサ・コントローラ１０３とデジタイザ・コントローラ１０７から受け取った座標をホスト装置１１に送る。このとき入力制御部１１１は図４の手順で、デジタイザ・コントローラ１０７から受け取った座標の有効性を判断して所定のアクションをとる。

インターフェース１１３は、ホスト装置１１と有線または無線でデータ通信をするための処理をする。入出力装置１０は、電池（図示せず）や、ホスト装置１１が供給する電力で動作する。ホスト装置１１は、コンピュータ、ゲーム機、またはスマートフォンなどの情報処理装置に相当し、入出力装置１０に表示するための画像データを生成する。ホスト装置１１は、入出力装置１０から受け取った座標で動作することができる。ホスト装置１１は、コントロール・ブロック１００に組み込むことができる。この場合、入出力装置１０はまとまりのある機能を備えた情報機器または電子機器を構成する。

［視覚透過性がない入出力装置］
図３は、本実施の形態にかかる他の入出力装置２０を説明するための機能ブロック図である。入出力装置２０は、図１の入出力装置１０のカバー層２０９に代えて表示ブロック２５０に不透明なカバー層２１０を設けた点だけが異なる。したがって、表示ブロック２５０は、カバー層２０１に正画像を表示するが、カバー層２１０には反転画像を表示しない。表示ブロック２５０は，フレキシブル・タイプおよびリジッド・タイプのいずれでもよい。

［入出力装置１０、２０の動作手順］
図４は、画像を表示している入出力装置１０、２０に対して電子ペン１５でタッチ操作をしたときの動作手順を説明するためのフローチャートである。ブロック４０１で入出力装置１０、２０に電子ペン１５でタッチ操作が行われる。表示ブロック２００、２５０がフレキシブル・タイプの場合は、図５（Ａ）に示すように折りたまれた状態で正画像を表示するカバー層２０１の位置３０５、または図５（Ｂ）に示すように丸まった状態で正画像を表示するカバー層２０１の位置３０９にタッチ操作が行われる場合がある。

電子ペン１５が放射する電磁波は、表示ブロック２００、２５０を図５（Ａ）のように折りたたんだ場合はカバー層２０１の位置３０５に入射し、図５（Ｂ）のように丸めた場合はカバー層２０１の位置３０９に入射する。入射した電磁波は、表示ブロック２００、２５０を透過して、再び図５（Ａ）のカバー層２０９、２１０の位置３０７または図５（Ｂ）のカバー層２０１の位置３１１に入射する。その結果、図５（Ａ）のカバー層２０１の位置３０５に対するタッチ操作に応じてデジタイザ・コントローラ１０７は位置３０５、３０７の座標を出力する。

また、図５（Ｂ）のカバー層２０１の位置３０９に対するタッチ操作に応じてデジタイザ・コントローラ１０７は位置３０９、３１１の座標を出力する。ここで、デジタイザ・コントローラ１０７が出力する座標のなかで、物理的にタッチ操作がされた位置３０５、３０９の座標をリアル座標といい、電磁波が表示ブロック２００、２５０を突き抜けてから再び入射する位置３０７、３１１の座標をゴースト座標ということにする。

反転画像も表示することができる表示ブロック２００がフレキシブル・タイプの場合は、図６（Ａ）に示すように折りたたまれた状態で反転画像を表示するカバー層２０９の位置３１３または図６（Ｂ）に示すように丸まった状態で反転画像を表示するカバー層２０９の位置３１７にタッチ操作が行われ場合がある。電子ペン１５が放射する電磁波は、表示ブロック２００を図６（Ａ）のように折りたたんだ場合はカバー層２０９の位置３１３に入射し、図５（Ｂ）のように丸めた場合はカバー層２０９の位置３１７に入射する。入射した電磁波は、表示ブロック２００を透過して、再びカバー層２０１の位置３１５またはカバー層２０９の位置３１９から表示ブロック２００に入射する。その結果、カバー層２０９の位置３１３に対するタッチ操作に応じてデジタイザ・コントローラ１０７は位置３１３、３１５の座標を出力する。

また、カバー層２０９の位置３１７に対するタッチ操作に応じてデジタイザ・コントローラ１０７は位置３１７、３１９の座標を出力する。位置３１３、３１７に対応する座標はリアル座標に相当し、位置３１５、３１９に対応する座標はゴースト座標に相当する。なお、不透明なカバー層２１０を備える表示ブロック２５０（図３）に対してタッチ操作が行われても以下の同じ手順で処理することができる。

表示ブロック２００、２５０がリジッド・タイプのとき、またはタッチ操作時に平板状になっているフレキシブル・タイプのときは、図７（Ａ）に示すように正画像を表示するカバー層２０１に対するタッチ操作に応じて、デジタイザ・コントローラ１０７はゴースト座標を出力せず、位置３２１のリアル座標だけを出力する。表示ブロック２００がリジッド・タイプのとき、またはタッチ操作時に平板状になっているフレキシブル・タイプのときはまた、図７（Ｂ）に示すように反転画像を表示するカバー層２０９に対するタッチ操作に応じて、デジタイザ・コントローラ１０７はゴースト座標を出力せず、位置３２３のリアル座標だけを出力する。

ブロック４０３でデジタイザ・コントローラ１０７は、図５〜図７に示したさまざまな態様の表示ブロック２００、２５０に応じて、１個または複数個の座標を入力制御部１１１に出力する。ブロック４０５で、入力制御部１１１はデジタイザ・コントローラ１０７の出力に応じてタッチ・センサ・コントローラ１０３から座標を受け取っているか否かを判断する。座標を受け取っているときはブロック４０７に移行し、受け取っていないときはブロック４５１に移行する。ブロック４５１に移行するのは、図６、図７（Ｂ）に示すように反転画像も表示している表示ブロック２００において、タッチ・センサ層２０３が座標を検出できないカバー層２０９に対してタッチ操作が行われた場合に相当する。

ブロック４５１で入力制御部１１１は、デジタイザ・コントローラ１０７から受け取った座標がゴースト座標を含むか否かを判断する。入力制御部１１１は、デジタイザ・コントローラ１１１から受け取った座標の数が、図６の位置３１３、３１５の座標、または位置３１７、３１９の座標のように複数個の場合はゴースト座標を含むと判断してブロック４５５に移行し、図７（Ｂ）の位置３２３の座標のように１個の場合はゴースト座標を含まないと判断してまたは当該座標がリアル座標であると判断してブロック４５３に移行する。

ブロック４５３で入力制御部１１１は、デジタイザ・コントローラ１０７から受け取った図７（Ｂ）に示す位置３２３の座標を有効と判断してホスト装置１１に出力する。このとき、反転画像を表示するカバー層２０９の位置３２３の座標が有効になるが、図６のように画像が重なっていないため、ユーザが誤った位置を指示する可能性は低く、電子ペン１５の操作を有効にしたほうが都合がよい。

しかし、図６に示すような反転画像を表示するカバー層２０９に対するタッチ操作では、図７（Ｂ）に示すタッチ操作と異なり、正画像と反転画像が重なっている。この場合、タッチ操作を正確に行えない可能性があるため、無効にしたほうが都合がよい。ブロック４５５で入力制御部１１１は、デジタイザ・コントローラ１０７から受け取ったリアル座標とゴースト座標を含むすべての位置の座標３１３、３１５または位置３１７、３１９の座標を無効と判断してホスト装置１１に出力しない。このときリアル座標３１３、３１７も無効になるため、ユーザは電子ペン１５のタッチ操作に対する一切の応答がないことで困惑する可能性もある。

ブロック４５７で、入力制御部１１１は、ディスプレイ・コントローラ１０５に裏面タッチ操作が行われたことを示すメッセージを表示するための画像データを送る。メッセージの画像は、反転画像を表示するカバー層２０９に表示されるため、入力制御部１１１はカバー層２０９が正画像を表示するようにメッセージを反転して表示する画像データを送る。

ブロック４０５に戻って、タッチ・センサ層２０３が座標を検出することでブロック４０７に移行するのは、図５、図７（Ａ）に示すように表示ブロック２００、２５０において、タッチ・センサ層２０３が座標を検出できるカバー層２０１に電子ペン１５でタッチ操作が行われた場合に相当する。ブロック４０７で入力制御部１１１は、ブロック４５１と同じ手順で座標の個数からゴースト座標の検出の有無を判断する。

図７（Ａ）のように検出した座標の数が１個でゴースト座標が発生していないと判断する場合はブロック４５３に移行し、図５に示すように座標の数が複数個でゴースト座標が発生していると判断する場合はブロック４０９に移行する。ブロック４０９で入力制御部１１１は、タッチ・センサ・コントローラ１０３から受け取った座標と、デジタイザ・コントローラ１０７から受け取った座標を比較する。

このときの様子を図８に示す。図８は、表示ブロック２００のＸ−Ｙ座標系におけるデジタイザ・コントローラ１０７が出力した座標とタッチ・センサ・コントローラ１０３が出力した座標群を入力制御部１１１が関連付けた様子を示している。図８（Ａ）には、デジタイザ・コントローラ１０７が出力した位置３０５、３０７の座標３０５ａ、３０７ａおよびタッチ・センサ・コントローラ１０３が出力した座標群３５１を模式的に示している。図８（Ｂ）には、デジタイザ・コントローラ１０７が出力した位置３０９、３１１の座標３０９ａ、３１１ａおよびタッチ・センサ・コントローラ１０３が出力した座標群３５３を模式的に示している。

座標群３５１、３５３は、タッチ操作をするためにカバー層２０１に接近した電子ペン１５の輪郭に対応するもので面的な広がりがある。このとき、各座標を示す信号レベルは、指１３によるタッチ操作に対応する信号レベルより低くてもよい。電子ペン１５のハウジングとペン先が金属で形成されているときまたは電子ペン１５の形状や操作方法によっては、座標３０５ａ、３０９ａがそれぞれ座標群３５１、３５３に含まれる場合もある。

入力制御部１１１は、座標群３５１と座標３０５ａ、３０７ａの距離をそれぞれ計算する。このとき座標群３５１の位置は、一例として重心の座標で代表させることができる。座標群３５３と座標３０９ａ、３１１ａとの距離についても同様に計算することができる。入力制御部１１１は一例において、座標群３５１、３５３に最も距離が近い１個の座標３０５ａ、３０９ａをリアル座標と判断し、他のすべての座標３０７ａ、３１１ａをゴースト座標と判断する。なおゴースト座標は折曲げや丸めの状態によっては、複数個存在する場合もある。入力制御部１１１は、座標群３５１、３５３との距離が所定値未満であることを条件にして、１個の座標をリアル座標と判断するようにしてもよい。

図５に示すようなタッチ操作では、カバー層２０１が正画像を表示しているため、視覚透過性がある表示ブロック２００であってもタッチ操作を正確に行えるので、ゴースト座標を伴うリアル座標であっても有効にしたほうが都合がよい。入力制御部１１１はブロック４１１で、座標３０５ａ、３１１ａを有効と判断してホスト装置１１に出力し、ブロック４１３で座標３０７ａ、３１１ａを無効と判断してホスト装置１１に出力しない。

本実施の形態においては、タッチ・センサ層２０３が、正画像を表示するカバー層２０１に対する電子ペン１５のタッチ操作を検出し、反転画像を表示するカバー層２０９に対する電子ペン１５のタッチ操作を検出しないことを利用して、リアル座標とゴースト座標を区別する。したがって、タッチ・センサ層２０３の検出原理には、この点で静電容量式と同等の機能を発揮することができる、抵抗膜式、超音波表面弾性波方式、および光学方式などの他の方式を採用することができる。また、表示ブロック２００の要素を積層する順番も、図１で示した例に限定する必要はなく、たとえば、ディスプレイ層２０５とデジタイザ層２０７の順番を入れ替えてもよい。

図４に示した動作手順は、本発明の一例を示したものであり、本発明を限定するものではない。本発明の範囲は明細書の記述に基づいて作成した特許請求の範囲に記載のとおりである。たとえばブロック４５１の手順を省略して、タッチ・センサ層２０３が座標を検出しない場合は、ゴースト座標が発生しない場合でも、検出した座標をすべて無効にするようにしてもよい。また、ブロック４５７の手順は省略することもできる。

［画像反転機能を備えた入出力装置］
図９は、本実施の形態にかかる他の入出力装置３０の構成を説明するための機能ブロック図である。入出力装置３０が入出力装置１０と異なる点は、表示ブロック２６０がデジタイザ層２０７とカバー層２０９の間に、タッチ・センサ・コントローラ１０３に接続されたタッチ・センサ層２１２を備えることと、制御ブロック１６０が入力制御部１１１に接続された操作ボタン２６１ａ、２６１ｂを含み画像を反転できる機能を備える点だけである。表示ブロック２６０は、リジッド・タイプとフレキシブル・タイプのいずれでもよい。

操作ボタン２６１ａは制御ブロック１００のカバー層２０１側の表面に配置し、操作ボタン２６１ｂは制御ブロック１００のカバー層２０９側の表面に配置して、ユーザが操作できるようにしている。つぎに、入出力装置３０が搭載する入力制御部１１１の動作手順を説明する。操作ボタン２６１ａ、２６１ｂは、ユーザが正画像を表示するカバー層を切り換える際に使用する。ユーザが、対面する位置に存在する操作ボタン２６１ａ、２６１ｂを操作すると、入力制御部１１１は、ホスト装置１１から受け取った画像データを、ユーザ側に正画像が表示されるように必要に応じて反転させてディスプレイ・コントローラ１０５に送る。

さらに入力制御部１１１は、反転画像を表示するカバー層２０１またはカバー層２０９の直下にあるタッチ・センサ層２０３またはタッチ・センサ層２１２を利用して、入力制御部１１１は図４の手順で表示ブロック２００の場合と同様に電子ペン１５による入力が、カバー層２０１に対する操作であるかカバー層２０９に対する操作であるかを判断することができる。操作ボタン２６１ａ、２６１ｂに代えてタッチ・センサや人感センサを設けてユーザが存在するカバー層２０１、２０９を判断してもよいし、また加速度センサを設けて常に上側に存在するカバー層２０１、２０９に正画像が表示されるようにしてもよい。

［ブック・タイプの入出力装置］
図１０は、本実施の形態にかかる他の入出力装置４０を説明するための側面図である。入出力装置４０は、フィルム状の複数の表示ブロック５００ａ〜５００ｅが制御ブロック１７０の周りを回動できるように構成している。ユーザは、本のページのように表示ブロック５００ａ〜５００ｅをめくって各表示ブロック５００ａ〜５００ｅが表示する画面を閲覧できる。表示ブロック５００ａ〜５００ｅの数は複数であれば特に限定しない。このような入出力装置４０をブック・タイプということにする。

図１１は、ブック・タイプの入出力装置４０の構成を説明するための機能ブロック図である。表示ブロック５００ａ〜５００ｅはリジッド・タイプまたはフレキシブル・タイプのいずれでもよく、一例として、図３に示した不透明なカバー層２１０を備える表示ブロック２５０を採用することができる。また、視覚透過性のある表示ブロック２００（図１）または表示ブロック２６０（図９）を採用するときは、接近センサやメカニカル・スイッチなどを利用した積層状態の検出機構を設けて、下層の表示ブロックが上層の表示ブロックの背景画像を表示するようにしてもよい。

制御ブロック１７０は、表示ブロック５００ａ〜５００ｅの構成に対応する機能を備えた複数の制御ブロック１００ａ〜１００ｅとページ制御部１５１で構成している。ページ制御部１５１は、ホスト装置１１から受け取った画像データを複数の表示ブロック５００ａ〜５００ｅで表示できるようにページに区切って、制御ブロック１００ａ〜１００ｅに送る。たとえば表示ブロック５００ａ〜５００ｅがカバー層２０１に正画像を表示する表示ブロック２００、２５０の場合に、ページ制御部１５１は、ホスト装置１１から受け取った画像データを５つのページに区切って順番に１ページずつ制御ブロック１００ａ〜１００ｅに送る。

あるいは、表示ブロック５００ａ〜５００ｅがカバー層２０１またはカバー層２０９に正画像を表示する表示ブロック２６０の場合に、ページ制御部１５１は、ホスト装置１１から受け取った画像データを１０個のページに区切って順番に奇数のページを制御ブロック１００ａ〜１００ｅに送る。さらに、上を向いていた任意の表示ブロックのカバー層２０１が下を向いたときに、先行する奇数ページに続く偶数ページの画像データを反転させて制御ブロック１００ａ〜１００ｅに送る。こうすることで、ユーザは本をめくるようにして右側でカバー層２０１に表示され、左側でカバー層２０９に表示された正画像をページの順番にみることができる。

図１２は、入出力装置４０に対して電子ペン１５でタッチ操作が行われるときの表示ブロック５００ａ〜５００ｅの様子を説明するための図である。図１３は、制御ブロック１７０の動作手順を説明するためのフローチャートである。各制御ブロック１００ａ〜１００ｅの動作手順の詳細は図４のフローチャートを参考にして理解することができる。図１２（Ａ）は、５枚の表示ブロック５００ａ〜５００ｅが順番に平板状態で積層されている様子を示している。表示ブロック５００ａ〜５００ｅは、表示ブロック２００、２５０、２６０のいずれかで構成していると想定する。表示ブロック５００ａ〜５００ｅの上側のカバー層２０１はそれぞれ正画像を表示している。

ブロック６０１で、最上位の表示ブロック５００ａに対してタッチ操作が行われる。ブロック６０３で各制御ブロック１００ａ〜１００ｅのデジタイザ・コントローラ１０７はいずれも１個の座標を検出する。しかし、表示ブロック５００ａ〜５００ｅが積層されている場合は、最上位に積層された表示ブロック５００ａに対応するタッチ・センサ・コントローラ１０３は座標を検出するが、それより下層の表示ブロック５００ｂ〜５００ｅに対応するタッチ・センサ・コントローラ１０３は座標を検出しない。

各制御ブロック１００ａ〜１００ｅの入力制御部１１１は、デジタイザ・コントローラ１０５から座標を受け取ったときに、ブロック６０５でそれぞれタッチ・センサ層２０３が座標を検出したか否かを判断する。座標を検出した制御ブロック１００ａの入力制御部１１１はブロック６０７でデジタイザ・コントローラ１０７から受け取った座標を有効と判断して出力する。また座標を検出しない制御ブロック１００ｂ〜１００ｅの入力制御部１１１はブロック６５１でそれぞれデジタイ・コントローラ１０７から受け取った座標を無効と判断して出力しない。

図１２（Ｂ）は、表示ブロック５００ａ、５００ｂが左側にめくられて積層された様子を示している。このとき画像の方向の反転が可能な表示ブロック２６０を採用していれば、表示ブロック５００ｂのカバー層２０９に正画像が表示される。表示ブロック５００ｂのカバー層２０９に対するタッチ操作は、制御ブロック１００ａ、１００ｂのタッチ・センサ層２１２が図１３と同じ手順で処理することができる。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

１０、２０、３０、４０ 入出力装置
１５ 電子ペン
１００、１６０、１７０、１００ａ〜１００ｅ 制御ブロック
２００、２５０、２６０、５００ａ〜５００ｅ 表示ブロック
２０１、２０９、２１０ カバー層
２０３、２１２ タッチ・センサ層
２０５ ディスプレイ層
２０７ デジタイザ層

Claims (16)

1. 一方の輪郭を形成する第１のカバー層と他方の輪郭を形成する第２のカバー層と前記第１のカバー層に対する電子ペンによるタッチ操作を検出することが可能なタッチ・センサ層と前記電子ペンが放射する電磁波を検出する電磁誘導式のデジタイザ層と前記第１のカバー層に正画像を表示するディスプレイ層とを含む電磁波透過性と可撓性を備えた表示ブロックと、
   前記タッチ・センサ層が検出した座標を出力するタッチ・センサ・コントローラと、
   前記第１のカバー層に対する前記タッチ操作に応じて、前記第１のカバー層を透過して入射した電磁波と、前記第１のカバー層と前記第２のカバー層を透過したあとに入射した電磁波から前記デジタイザ層が検出した複数の座標を出力するデジタイザ・コントローラと、
   前記タッチ・センサ・コントローラの出力に基づいて前記デジタイザ・コントローラが出力した複数の座標の有効性を判断する制御部と
   を有する入出力装置。
2. 前記タッチ・センサ層が、指によるタッチ操作を検出することが可能な静電容量式のセンサである請求項１に記載の入出力装置。
3. 前記タッチ・センサ層は、前記第２のカバー層への前記タッチ操作を検出しない請求項１に記載の入出力装置。
4. 前記表示ブロックが、折り曲げおよび丸めが可能である請求項１に記載の入出力装置。
5. 前記制御部は、前記タッチ・センサ層が座標を検出しかつ前記デジタイザ層が複数個の座標を検出したときに、前記タッチ・センサ層が検出した座標と前記デジタイザ層が検出した座標の距離を計算して有効性を判断する請求項１に記載の入出力装置。
6. 前記制御部は、前記タッチ・センサ層が検出した座標に対して最も近い位置に存在する座標を有効と判断し、その他の座標を無効と判断する請求項５に記載の入出力装置。
7. 前記制御部は、前記タッチ・センサ層が座標を検出しないときに前記デジタイザ層が検出した１個の座標を有効と判断する請求項１に記載の入出力装置。
8. 前記表示ブロックが光透過率の高い材料で形成され、前記ディスプレイ層が前記第２のカバー層に反転画像を表示する請求項１に記載の入出力装置。
9. 前記制御部は、前記タッチ・センサ層が座標を検出しないときに前記デジタイザ層が検出した複数の座標を無効にしたことを示す情報を前記第２のカバー層に正画像として表示するために、前記ディスプレイ層に前記情報を反転して表示するための画像データを出力する請求項８に記載の入出力装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の入出力装置を有する電子機器。
11. 一方の輪郭を形成する第１のカバー層と該第１のカバー層に対する電子ペンによるタッチ操作を検出することが可能なタッチ・センサ層と画素マトリクスと前記電子ペンが放射する電磁波を検出する電磁誘導式のデジタイザ層と他方の輪郭を形成する第２のカバー層とを含む電磁波透過性と可撓性を備えた入出力装置の動作を制御する方法であって、
    前記第１のカバー層に対するタッチ操作に応じて前記第１のカバー層を透過して入射した電磁波と、前記第１のカバー層と前記第２のカバー層を透過したあとに入射した電磁波から前記デジタイザ層が複数の座標を検出するステップと、
    前記タッチ操作に応じて前記タッチ・センサ層による座標の検出の有無を判断するステップと、
    前記タッチ・センサ層による座標の検出の有無に応じて前記デジタイザ層が検出した複数の座標について前記タッチ操作の位置に対応する座標と前記タッチ操作の位置とは異なる位置に対応する座標を区別するステップと
    を有する方法。
12. 前記区別するステップが、前記タッチ・センサ層が座標を検出したときに前記デジタイザ層が検出した座標を有効と判断するステップを含む請求項１１に記載の方法。
13. 前記区別するステップが、前記デジタイザ層が検出した座標の個数が１個のときに当該座標を有効と判断するステップを含む請求項１２に記載の方法。
14. 前記区別するステップが、前記デジタイザ層が検出した座標の個数が複数個のときに前記タッチ・センサ層が検出した座標に対して最も近い位置に存在する座標を有効と判断するステップを含む請求項１２に記載の方法。
15. 前記区別するステップが、前記タッチ・センサ層が座標を検出しないときに前記デジタイザ層が検出したすべての座標を無効と判断するステップを含む請求項１１に記載の方法。
16. 前記区別するステップが、前記タッチ・センサ層が座標を検出しないときに前記デジタイザ層が検出した１個の座標を有効と判断するステップを含む請求項１１に記載の方法。

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