JPH06102841A - 位置センサ付映像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メニューウインドウの絶対位置を検出すると
共に、ポインタカーソルや映像信号を同時に表示するこ
と。 【構成】 外部から放射される電磁波ビームを入力し、
その入射位置を検出する二次元位置センサ２０ｂと、メ
ニューウインドウ及び映像を表示する表示装置２０ａを
一体に設ける。電磁波の入射によって励起される自由電
子生成用の電荷輸送層３２は、Ｘ及びＹ方向電極層３
１，３２を介して位置信号を出力する。一方、ＴＦＴ基
板２１上に形成された画素電極層２２，液晶層２３，色
素層２８によりカラー画像が表示される。パラメータ入
力装置から遠隔操作で電磁波ビームが入力されると、二
次元位置センサ２０ｂはその位置を識別してカーソルと
して表示装置２０ａに表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠隔で入力されたリモ
ートコントロール信号の入射位置と、映像を同時に表示
する位置センサ付映像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、信号処理装置等の電子機器を制御
するには、電子機器に取付けられたスイッチ等を直接操
作して、信号（パラメータ）を入力するのが一般的であ
る。このような信号入力装置としてキーボード，テンキ
ー，カーソルコントロールキー等が一般的に用いられ
る。

【０００３】近年、電子機器が複雑になってきたため、
電子機器を直接操作するためには多くのパラメータを設
定しなければならない。このため電子機器で多くのスイ
ッチが取付けられている。この結果操作が複雑でユーザ
インターフェースは悪くなり、感覚的に操作法を理解す
ることが難しくなる傾向にある。このためパーソナルコ
ンピュータやワークステーション等の電子機器では、テ
ンキー，カーソルコントロールキー，ポインティングデ
ィバイス等を用いてカーソルを移動させ、目的の画面に
ユーザを誘導するメニュー方式が利用されている。二次
元的な位置信号を入力する場合には、ポインティングデ
ィバイス等が用いられる。

【０００４】ポインティングディバイスには、ライトペ
ン，タブレット，マウス，トラックボール等があり、こ
れらは遠隔操作ができない。又ポインティングディバイ
スは、一般に信号処理装置とリード線を介し結合されて
いる。又無線の信号入力装置として赤外線発光ダイオー
ド等を用いたものもあるが、信号処理装置に受光素子部
を設置する必要がある。

【０００５】マウスやトラックボールは、ポインタの物
理的な移動量をロータリーエンコーダを用いてパルス信
号に変換し、これらのパルス数を計数することにより移
動量を検出するものである。この場合少なくとも２組の
一次元の変位信号が入力され、これを二次元の絶対位置
情報に変換するために信号変換回路が必要となる。又ラ
イトペンは、二次元的に配置されたセンサによってその
位置を読取るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な信号入力装置では、人の操作と信号入力装置の応答に
差があり、慣れが必要である。例えばキーボード，テン
キー，カーソルコントロールキー等の信号入力装置は、
電子機器の制御をする操作手順が複雑になり、電子機器
の使用者はこのような複雑な操作手順をその都度覚えな
ければならないという問題点があった。

【０００７】ポインティングディバイスを用いた信号入
力装置は、被制御対象としての電子機器に有線で結合さ
れているため、遠隔操作で信号を入力することができな
いという問題点があった。又マウス，タブレット等では
ある程度の操作面積が必要である。これは内蔵のロータ
リーエンコーダのパルスの発生数又はセンサの分解能の
関係で一定以上の移動距離を必要とするからである。

【０００８】一方、無線の信号入力装置として、赤外線
発光ダイオードを用いたものもあるが、この構成では赤
外線の放射強度の半値角が±10°程度あり、このような
赤外線を用いて二次元空間上の絶対位置を直接指示する
ことはできない。この信号入力装置では、表示画面と異
なる位置に赤外線の受光素子が設けられているため、信
号入力装置とメニュー空間のずれが生じ、信号入力装置
の使用者が感覚的に戸惑うという欠点があった。

【０００９】前述したテンキー，カーソルコントロール
キーと、表示画面のメニューを組合わせた構成の信号入
力装置では、複雑な制御を行うために頻繁にスイッチを
押圧してカーソルを移動させねばならず、カーソルを瞬
時に他の位置に動かすことは困難であった。

【００１０】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、遠隔のパラメータ入力装置から
の信号を受信し、その信号の入射位置を検出すると共
に、メニュー画面や映像を表示する位置センサ付映像装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、被制御対象機器の表示画面上での位置信号を電磁波
を用いて遠隔より入射するパラメータ入力装置と共に用
いられる位置センサ付映像装置であって、電磁波ビーム
が放射されるとその入射位置を検出し、その位置信号を
出力する二次元位置センサと、二次元位置センサと一体
に形成され、映像を表示する表示装置と、を具備するこ
とを特徴とするものてある。

【００１２】又本願の請求項２の発明では、二次元位置
センサは、Ｘ方向及びＹ方向に格子状に配置されたＸ方
向電極層及びＹ方向電極層と、Ｘ及びＹ方向電極層に挟
持され、固有のエネルギーレベル以上の電磁波が与えら
れるとその部分に電荷を励起する電荷輸送層と、Ｘ及び
Ｙ方向電極層で生成された電荷による自由電子の発生位
置を検出するＸ及びＹ位置検出用半導体装置と、を有す
ることを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、パラ
メータ入力装置により、被制御対象機器の表示画面上で
の位置信号を電磁波を用いて遠隔で入力する。そうする
と被制御対象機器に設けられた二次元位置センサは、電
磁波の入射位置を検出し、その位置信号を出力する。そ
して二次元位置センサと一体に形成された表示装置は、
映像とデータを表示する。このようにすると簡単な操作
で希望の画面上にポインタカーソルを同時に表示できる
こととなる。

【００１４】

【実施例】図４は本実施例による位置センサ付映像装置
と共に用いられ、被制御対象機器に人が遠隔で信号を入
力するパラメータ入力装置１の構成を示すブロック図で
ある。本図において電磁波発生手段２は赤外線，マイク
ロ波，レーザ光等の電磁波を発生する発生源である。Ｘ
方向偏向手段３及びＹ方向偏向手段４は、例えば磁界レ
ンズや光学レンズ、例えばコリメータレンズのように、
電磁波発生手段２から出射される電磁波を夫々Ｘ及びＹ
方向に偏向して、集束された電磁波を出力するものであ
る。アパーチャ５は集束された電磁波を所定口径の電磁
波ビームに変換するものである。

【００１５】次にスイッチ６は、人がパラメータ入力装
置１を介し被制御対象機器に信号を入力するスイッチで
ある。信号発生手段７はスイッチ６が押圧されると駆動
制御手段８に制御信号を出力する回路である。駆動制御
手段８はＸ，Ｙ方向偏向手段３，４に夫々偏向制御信号
を出力すると共に、駆動手段９に駆動制御信号を出力す
る回路である。駆動手段９は駆動信号を電磁波発生手段
２に与え、電磁波の波長又は断続用のパルスの周期を制
御するものである。

【００１６】このように構成されたパラメータ入力装置
１において、スイッチ６を押圧すると、信号発生手段７
の発振パルスの周波数が高くなる。駆動制御手段８がこ
のようなパルスを入力すると、駆動手段９に駆動制御信
号を出力する。そして電磁波発生手段２は、電源がオン
されると通常低周波パルスで変調された電磁波を発振し
ており、駆動手段９から駆動信号が与えられると、高周
波パルスで変調された電磁波を発生する。このような電
磁波はＸ，Ｙ方向偏向手段３，４を介して収束され、パ
ラメータ入力装置１の筐体に設けたアパーチャ５から電
磁波ビームが出射される。

【００１７】さて、本発明の位置センサ付映像装置と
は、パラメータ入力装置１から入射される電磁波ビーム
の入射位置を検出すると共に、カーソルパターン，ウイ
ンドウ，及び映像を表示する装置である。図１は本発明
の一実施例における位置センサ付映像装置２０の構成を
示す断面図である。本図に示すように位置センサ付映像
装置２０は、表示装置２０ａと二次元位置センサ２０ｂ
により構成される。

【００１８】映像を表示する表示装置２０ａの構成を説
明する。ＴＦＴ（Thin Film Transistor) 基板２１は透
明基板であり、その上面に薄膜トランジスタや画素電極
層２２が形成された基板である。画素電極層２２は液晶
層に電圧を印加する電極であり、例えばＩＴＯ（Indium
Tin Oxide）により構成される。画素電極層２２は２２
ｒ，２２ｇ，２２ｂから成るＲＧＢの透明電極であり、
ＴＦＴ基板２１の上面にマトリックス状に形成されてい
る。液晶層２３は例えばＣＯＯＢ（シアノ・オクティル
・オキシビフェニル）等のスメクティック液晶であり、
スペーサ２４で保持された一定の空間に充填されてい
る。パッシベーション層２５は例えばシリコン酸化膜や
シリコン窒化膜より構成される保護層で、液晶層２３を
挟んで共通電極層２６の下面に形成される。共通電極層
２６は例えばＩＴＯより構成される透明の共通電極層で
ある。

【００１９】次に共通電極層２６の上面に距離を隔てて
断面が凹凸状となるようパッシベーション層２７が設け
られている。パッシベーション層２７は透明の保護膜で
あり、表示装置２０ａと後述する二次元位置センサ２０
ｂを電気的に絶縁するものである。パッシベーション層
２７と透明電極層２６間に色素層２８が設けられてい
る。色素層２８は顔料やカラーレジストにより構成され
るＲＧＢの２８ｒ，２８ｇ，２８ｂから成る色素層であ
る。パッシベーション層２７と共通電極層２６の間隙の
大きな部分を夫々ＲＧＢの色素層２８ｒ，２８ｇ，２８
ｂとすると、これらの色素層２８は夫々画素電極層２２
ｒ，２２ｇ，２２ｂと対向する位置にある。ＴＦＴ基板
２１の下面より図示しないバックライトが点灯すると、
その白色光は各画素電極層２２に位置する液晶層２３で
偏光角が変化し、各色素層２８ｒ〜２８ｂを介し夫々Ｒ
ＧＢのドットとなる。

【００２０】次にパッシベーション層２７の下面であっ
て、共通電極層２６との間隙の少ない部分にブラックス
トライプ層２９が設けられている。ブラックストライプ
層２９はＲＧＢの各画素間の漏れ光を遮断すると共に、
二次元位置センサ２０ｂの一部に表示装置２０ａの映像
光が入射されるのを防止する層である。

【００２１】次に二次元位置センサ２０ｂについて説明
する。図２は二次元位置センサ２０ｂの構成を示す平面
図である。図１の断面図に示すようにパッシベーション
層２７の凹部の上面にＹ方向電極層３０が設けられてい
る。又パッシベーション層２７の凸部の上面を含むＸ方
向の面に、Ｘ方向電極層３１が設けられている。図１，
２に示すようにＸ及びＹ方向電極層３１，３０は、Ｘ及
びＹ方向に夫々格子状に配列された電極層である。

【００２２】さて図１に示すようにＸ及びＹ方向電極層
３１，３０の空隙に電荷輸送層３２が充填されている。
電荷輸送層３２はフタロシアニン系顔料をポリカーボネ
イトに分散した感光材料であり、赤外線を含む電磁波が
入射されると自由電子が生じ、最も近接するＸ，Ｙ方向
電極層３１，３０に夫々電流を与えるものである。図２
に示すようにＸ，Ｙ方向電極層３１，３０の端部に、Ｘ
位置検出用半導体装置３３とＹ位置検出半導体装置３４
が夫々設けられている。例えばＸ位置検出用半導体装置
３３は各Ｘ方向電極層３１より入力される電流の位置を
検出するものである。

【００２３】次に図１の二次元位置センサ２０ｂの最上
面に保護基板３５が形成されている。保護基板３５は外
部から入射する不要な電磁波を遮断すると共に、位置セ
ンサ付映像装置２０の剛性を高め、Ｘ方向電極層３１を
保護するものである。保護基板３５は例えばガラスやプ
ラスチックにより構成される。

【００２４】このように構成された位置センサ付映像装
置２０の動作を説明する。図３はパラメータ入力装置１
及び位置センサ付映像装置２０の使用方法を説明する斜
視図である。図４に示すパラメータ入力装置１は電源を
オンすると、スイッチ６を操作しない限り信号発生手段
７から低周波パルスで変調された電磁波ビームを出射す
る。

【００２５】一方、リモートコントロールシステム内の
図示しない映像表示手段，メニューウインドウ制御手段
を介して、複数のメニューウインドウ信号が表示装置２
０ａに与えられているものとする。この信号は図１に示
すＴＦＴ基板２１内のＸ及びＹ方向の電極を介し夫々の
薄膜トランジスタに与えられる。このため各画素電極層
２２と、他の画素電極層との間で電圧が印加され、この
間の液晶層２３の分子配列が変化し、偏光角度が変化す
る。又、透明電極２１ａの下部に設けたバックライトか
らの照明光は各液晶層２３で輝度変調され、その上部の
色素層２８に出力される。このように映像の輝度及び色
信号により変調された映像光は、保護基板３５を介し外
部に出力され、図３に示すように複数のメニューウイド
ウＭａ〜Ｍｎが表示される。

【００２６】次に、パラメータ入力装置１を位置センサ
付映像装置２０の方向に向けると、低周波パルスで変調
された電磁波ビーム（赤外光，レーザ，メーザ）が出射
される。図３の破線で示すように、パラメータ入力装置
１から出射された電磁波ビームは特定のメニューウイン
ドウＭａに入力されたとする。このうち紫外光又は遠赤
外光等の不要な成分は保護基板３５で除去され、他の成
分のビームが電荷輸送層３２に入射される。このとき電
荷輸送層３２を形成する感光材料が励起され、電荷が発
生する。この電荷は自由電子となり、最も近接するＹ方
向電極層３０及びＸ方向電極層３１に流入する。この電
流は図２に示すＸ，Ｙ位置検出用半導体装置３３，３４
に検出され、Ｘ位置情報及びＹ位置情報が出力される。
尚このとき液晶層２３から映像が出力され、その光が各
色素層２８に向かうが、ブラックストライプ層２９によ
り光が遮断され、二次元位置センサ２０ｂの電荷輸送層
３２には入射しない。

【００２７】さて現在ポインタカーソルがメニューウイ
ンドウＭａ内に出力されている状態で、パラメータ入力
装置１の使用者がスイッチ６を押圧すると、パルスの周
波数が高くなり、リモートコントロールシテム内のメニ
ューウインドウ制御手段は、被制御対象機器の使用者が
このメニュー画面を指定したものと判断する。そして映
像表示手段を介しこのメニューウインドウ信号が表示装
置２０ａに出力される。

【００２８】尚位置センサ付映像装置２０において他の
メニューウインドウを選択するときには、パラメータ入
力装置１の方向を変え、スイッチ６を押圧するとその部
分のメニューウインドウが選択される。

【００２９】このように表示装置２０ａに表示されたメ
ニューウインドウの位置に、パラメータ入力装置１を向
けてスイッチ６を押圧するだけでポインタ操作が行え
る。このため、従来の赤外線リモートコントロール装置
のように複雑なスイッチを多数設ける必要が無くなり、
リモートコントロールシステムのユーザインターフェー
スは大幅に向上する。又二次元位置センサ２０ｂも含ま
れているため、例えば受光素子等を表示部以外の部分に
設ける必要もなく、最低限必要な面積を有する表示画面
でリモートコントロールシステムが実現でき、特に壁掛
けテレビ等のように場合に有効である。

【００３０】尚本実施例は表示装置２０ａを液晶パネル
としたが、ＣＲＴ，プラズマディスプレイ，蛍光表示パ
ネル等のディスプレイでもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、二次元位置センサと表示装置が一体に構成されてい
るので、表示装置にメニュー画面を表示すればパラメー
タ入力装置から電磁波ビームの入射位置を１対１に対応
させることができる。更にパラメータ入力装置と位置セ
ンサ付映像装置の操作距離の制限が無くなり、簡単な操
作により映像装置のメニュー画面を選択することができ
る。このためユーザインターフェースの優れたリモート
コントロール装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における位置センサ付映像装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例の位置センサ付映像装置に含まれる二
次元位置センサの構成を示す平面図である。

【図３】本実施例の位置センサ付映像装置の使用方法を
説明する斜視図である。

【図４】本発明の位置センサ付映像装置と共に用いられ
る、パラメータ入力装置の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ パラメータ入力装置 ２ 電磁波発生手段 ３ Ｘ方向偏向手段 ４ Ｙ方向偏向手段 ５ アパーチャ ６ スイッチ ７ 信号発生手段 ８ 駆動制御手段 ９ 駆動手段 ２０ 位置センサ付映像装置 ２０ａ 表示装置 ２０ｂ 二次元位置センサ ２１ ＴＦＴ基板 ２２ 画素電極層 ２３ 液晶層 ２４ スペーサ ２５，２７ パッシベーション層 ２６ 共通電極層 ２８ 色素層 ２９ ブラックストライプ層 ３０ Ｙ方向電極層 ３１ Ｘ方向電極層 ３２ 電荷輸送層 ３３ Ｘ位置検出用半導体装置 ３４ Ｙ位置検出用半導体装置 ３５ 保護基板 Ｍａ〜Ｍｎ メニューウインドウ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被制御対象機器の表示画面上での位置信
   号を電磁波を用いて遠隔より入射するパラメータ入力装
   置と共に用いられる位置センサ付映像装置であって、 電磁波ビームが放射されるとその入射位置を検出し、そ
   の位置信号を出力する二次元位置センサと、 前記二次元位置センサと一体に形成され、映像を表示す
   る表示装置と、を具備することを特徴とする位置センサ
   付映像装置。
2. 【請求項２】 前記二次元位置センサは、 Ｘ方向及びＹ方向に格子状に配置されたＸ方向電極層及
   びＹ方向電極層と、 前記Ｘ及びＹ方向電極層に挟持され、固有のエネルギー
   レベル以上の電磁波が与えられるとその部分に電荷を励
   起する電荷輸送層と、 前記Ｘ及びＹ方向電極層で生成された電荷による自由電
   子の発生位置を検出するＸ及びＹ位置検出用半導体装置
   と、を有するものであることを特徴とする請求項１記載
   の位置センサ付映像装置。
3. 【請求項３】 前記二次元位置センサは、 Ｘ方向及びＹ方向に格子状に配置されたＸ方向電極層及
   びＹ方向電極層と、 前記Ｘ及びＹ方向電極層に挟持され、固有のエネルギー
   レベル以上の電磁波が与えられるとその部分に電荷を励
   起する電荷輸送層と、 前記Ｘ及びＹ方向電極層で生成された電荷による自由電
   子の発生位置を検出するＸ及びＹ位置検出用半導体装置
   と、 前記Ｘ及びＹ方向電極層の電磁波ビームの入射側に設け
   られ、可視光範囲の電磁波を透過する透明な保護基板
   と、を有するものであることを特徴とする請求項１記載
   の位置センサ付映像装置。
4. 【請求項４】 前記二次元位置センサは、 Ｘ方向及びＹ方向に格子状に配置されたＸ方向電極層及
   びＹ方向電極層と、 前記Ｘ及びＹ方向電極層に挟持され、固有のエネルギー
   レベル以上の電磁波が与えられるとその部分に電荷を励
   起する電荷輸送層と、 前記Ｘ及びＹ方向電極層で生成された電荷による自由電
   子の発生位置を検出するＸ及びＹ位置検出用半導体装置
   と、 前記Ｘ及びＹ方向電極層の電磁波ビームの入射側に設け
   られ、可視光範囲外のの電磁波を遮断する少なくとも１
   層のフィルタを有する保護基板と、を有するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の位置センサ付映像装
   置。
5. 【請求項５】 前記表示装置は、フラットパネルディス
   プレイであることを特徴とする請求項２〜４記載の位置
   センサ付映像装置。