專利名稱：位置檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及位置檢測裝置。更具體地，本發(fā)明涉及在沒有減小透射率的情況下將 顯示功能添加到其上的新型位置檢測裝置。
背景技術(shù)：
存在用于向計算機(jī)提供位置信息的多種輸入裝置。該種輸入裝置包括一種被稱為 "觸摸板(touch panel)"的位置信息輸入裝置。觸摸板是用于通過利用諸如手指、專用觸 屏筆(stylus pen)等這樣的輸入工具來觸摸其平面檢測表面，從而操作計算機(jī)等的輸入裝 置。通過將用于檢測指示位置的位置檢測裝置疊加到液晶顯示裝置的顯示區(qū)域上來構(gòu)造所 述觸摸板。在觸摸板中，檢測手指或者專用觸屏筆觸摸的位置，在屏幕中指示檢測位置，并 且指令被輸出至計算機(jī)中。 觸摸板被廣泛地應(yīng)用在PDA(個人數(shù)字助理)、ATM(自動柜員機(jī))、鐵路自動售票 機(jī)等中。 可以將各種的位置信息檢測技術(shù)應(yīng)用到觸摸板中。例如，存在基于壓力變化來檢 測位置的電阻膜型位置檢測裝置，基于在平面檢測表面上膜的電容變化來檢測位置的靜電 電容型位置檢測裝置等。在日本未審查專利申請公開No. 10-020992中，公開了現(xiàn)有技術(shù)。
在很多種情況下，尤其是當(dāng)位置檢測裝置被用于檢測由手指指示的位置時，使用 靜電電容型位置檢測裝置來構(gòu)造前述的觸摸板。當(dāng)將靜電電容型位置檢測裝置與顯示裝置 組合時，位置檢測裝置被疊加到顯示裝置上。 近來，一種新型的顯示裝置"電子紙"引起來很多關(guān)注。在電子紙中，通過將電壓 施加到帶電的顏色粉末上來控制暗度(例如，在白色和黑色之間的)和/或顏色。因為相 比于液晶顯示裝置(其被廣泛用作顯示裝置)而言，電子紙耗費更小的電力并且可以制作 得更薄，所以電子紙正變得流行起來，特別是當(dāng)其被用于顯示靜止圖像、文本等時。
存在著將其他的功能添加到電子紙上的需要。例如，如普通的紙一樣，期待的是電 子紙能夠允許將筆記、標(biāo)記、或者標(biāo)簽添加在其上。為了獲得這些功能，一種可能的方法是， 以與上述觸摸板相似的方式將靜電電容型位置檢測裝置疊加到電子紙上，從而能夠添加上 述的功能。 然而，當(dāng)將諸如靜電電容型位置檢測裝置這樣的位置檢測裝置疊加到顯示裝置的 顯示區(qū)域上時，多個透明構(gòu)件將在顯示區(qū)域中相互疊加。因此，將減小顯示區(qū)域的透射率。 此外，因為多個透明構(gòu)件被相互疊加，所以相對于沒有上述額外功能的電子紙而言，電子紙 的厚度將增加。 從上述問題的觀點出發(fā)，本發(fā)明的一個目的在于提供一種在沒有減小透射率和增加厚度的情況下將顯示功能添加到其上的位置檢測裝置'

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明一方面的位置檢測裝置包括顯示單元，其具有由 透明導(dǎo)電膜形成的第一電極、多個第二電極、以及顯示材料，其被插在第一電極和第二電極 之間；顯示驅(qū)動器，其基于待顯示的信號來執(zhí)行顯示單元的顯示驅(qū)動；以及位置檢測部，其 用于檢測通過指示器在第一電極上指示的位置，并且輸出檢測的信號，其中，所述顯示單元 的顯示狀態(tài)即使在第一電極和第二電極之間施加的驅(qū)動電源中斷之后，仍然可以保持。
電子紙和位置檢測裝置共享作為公共元件的透明導(dǎo)電膜。在電子紙和位置檢測裝 置之間共享透明導(dǎo)電膜導(dǎo)致在沒有減小透射率和增加厚度的情況下，產(chǎn)生了向其增加了顯 示功能的位置檢測裝置。


圖1A和圖1B是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的位置檢測裝置的操作原理的示意圖 示； 圖2A至圖2D是示出了根據(jù)上述實施例的位置檢測裝置的操作原理的示意圖示；
圖3是示出了根據(jù)上述實施例的電子紙的原理的示意圖示；
圖4是電子紙的上述示意圖示的等效電路； 圖5是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的位置檢測裝置的框圖；
圖6是示出了根據(jù)第一實施例的位置檢測裝置的電極膜周圍的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的框圖；
圖7是示出了根據(jù)第一實施例的位置檢測裝置的位置檢測部和顯示驅(qū)動器的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)的框圖； 圖8是示出了根據(jù)第一實施例的位置檢測裝置的位置檢測部的細(xì)節(jié)的框圖；
圖9是示出了根據(jù)第一實施例的位置檢測裝置的位置檢測部和顯示驅(qū)動器的操 作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖； 圖10是示出了根據(jù)第一實施例的位置檢測裝置的位置檢測部和顯示驅(qū)動器的各 種信號和狀態(tài)的時序圖； 圖11是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的位置檢測裝置的框圖；
圖12是示出了根據(jù)第二實施例的位置檢測裝置的細(xì)節(jié)的框圖。
具體實施例方式
以下將參考圖1A至圖12來描述本發(fā)明的實施例。首先，以下將參考圖1A、1B、2A、 2B、2C、和2D來大致地描述位置檢測部101的操作原理，并且以下將參考圖3和圖4來大致 地描述作為顯示單元的電子紙301的原理。 如圖1A所示，位置檢測部101包括作為透明導(dǎo)電膜的電極膜102、接點104a至 104d、布線105a和105b、AC電壓源106、電流電壓轉(zhuǎn)換電路108等。 電極膜102可以是諸如ITO(氧化銦錫)膜、通過將銻添加到氧化錫中獲得的ATO 膜、或者通過將鋁添加到氧化鋅中獲得的AZO膜之類的透明導(dǎo)電膜。薄絕緣膜(未示出) 被附在電極膜102的表面上。用戶利用手指103通過絕緣膜來觸摸電極膜102。此外，在電極膜102的四個角落上分別設(shè)置四個接點104a、104b、104c、104d。通過布線105a將接點 104a和104b相互連接，并且通過布線105b將接點104c和104d相互連接。
將布線105a連接到AC電壓源106。將布線105b連接到由運算放大器107a和電 阻器R107b組成的電流電壓轉(zhuǎn)換電路108。 現(xiàn)在參考圖1B，可以將人體109視為具有幾pF電容的等效電容器，并且該種等效 電容器通過人體電容器C110來表示。由于公知的虛短路現(xiàn)象，由運算放大器107a和電阻 器R107b組成的電流電壓轉(zhuǎn)換電路108的輸入端子可以被等效地認(rèn)為處于導(dǎo)通的狀態(tài)。因 此，通過AC電壓源106生成的AC電流被分支為兩個電流流過由電極膜102形成的電極膜 電阻器Rill的電流，以及流過接觸電極膜102的點的人體電容器C110的電流。
將參考圖2A至圖2D來描述兩種情況，在第一種情況中，AC電壓源106連接到位 置檢測部101的布線105a，并且在第二種情況中，AC電壓源106被連接到位置檢測部101 的布線105b 。 當(dāng)從AC電壓源106看去時，如通過將圖2B中所示的等效電路與圖2D中所示的等 效電路相比較而得知的，在等效電路之間，用戶利用手指103觸摸電極膜102的位置是不同 的。因此，因為在圖2B所示的等效電路和在圖2D所示的等效電路之間由電極膜102的電 極膜電阻器Rlll和人體電容器C110形成的合成阻抗是不同的，所以在圖2B所示的等效電 路和在圖2D所示的等效電路之間由電流電壓轉(zhuǎn)換電路108檢測的電流也是不同的。通過 計算電流差，可以檢測在電極膜102的左右方向中手指103的位置。 雖然通過圖2A和圖2C所示的布置，可以檢測在電極膜102的左右方向中手指103 的位置，但是在電極膜102的上下方向中手指103的位置也可以以相似的方式來進(jìn)行檢測。 具體地，為了檢測在上下方向中的手指103的位置，可以在其中電極膜102的接點104a和 104c( S卩，在上側(cè)的兩個接點)相互連接和在電極膜102的接點104b和104d( S卩，在下側(cè)的 兩個接點)相互連接的布置中執(zhí)行相似的處理。 如上所述，在使用透明電極膜的靜電電容型位置檢測裝置中，將AC電壓施加到透 明電極膜的"上"、"下"、"左"、和"右"側(cè)，以檢測相應(yīng)的電流，并且通過計算電流的差來檢測 在透明電極膜處的手指的位置。 順便地，為了有效地檢測通過利用用戶的手指103來觸摸電極膜102而導(dǎo)致的效 果，在位置檢測裝置中使用了幾種技術(shù)。例如，將AC電壓源106的頻率設(shè)置為200kHz，其是 最容易由人體來吸收的頻率。 接下來，以下將參考圖3和圖4來描述電子紙301的操作原理。如圖3中所示，電 子紙301包括以矩陣形式布置的多個水平電壓線302和垂直控制線305，以及水平選擇開 關(guān)303。通過水平選擇開關(guān)303，水平電壓線302選擇性地連接到DC電壓源304上。水平 電壓線302和垂直控制線305的每個交叉點具有連接到那里的FET 306。 FET 306的漏極 端子被連接到水平電壓線302，并且FET 306的柵極端子被連接到垂直控制線305。
垂直控制線305的每個被連接到計數(shù)器307。計數(shù)器307的每個被連接到寄存器 308。當(dāng)在寄存器308中設(shè)置的計數(shù)值被輸出到計數(shù)器307時，計數(shù)器307開始對從時鐘生 成器309輸入的時鐘進(jìn)行計數(shù)。當(dāng)時鐘的計數(shù)值達(dá)到由寄存器308設(shè)置的計數(shù)值時，輸出 從高電平(H)下降到低電平(L)。換言之，通過寄存器308為計數(shù)器207設(shè)置的計數(shù)值表示 FET 306的導(dǎo)通時間。
因此，在圖3中的計數(shù)器307與在圖4中由虛線圍繞的開關(guān)402和電阻器R403的 組合的等效。開關(guān)的導(dǎo)通時間等于計數(shù)器307輸出"H"的時間。 小電極板310被連接到FET 306的源極端子。布置接地的電極膜102，使其面對電 極板310。小珠子311被夾在電極板310和電極膜102之間，在珠子311中封入有帶電微 粒。 珠子311具有白色微粒和黑色微粒封入在其中。封入在珠子311中的黑色微粒帶
有負(fù)電，并且封入在珠子311中的白色微粒帶有正電。此外，以將黑色微粒封入在珠子311
的一個半球中，并且將白色微粒封入在另一個半球中的方式來構(gòu)造珠子311 。 當(dāng)將電壓施加到珠子311上時，由于封入在珠子311中的微粒的電荷，珠子311將
發(fā)生旋轉(zhuǎn)。珠子311的旋轉(zhuǎn)根據(jù)施加電壓的時間而不同。換言之，對于每個點的黑色和白
色之間的密度(暗度)可以通過變化將電壓施加到珠子311的時間來進(jìn)行控制。 順便地，因為通過每個點的黑色和白色來定義電子紙301 ，所以，不僅施加了正電
極而且還施加了負(fù)電極以旋轉(zhuǎn)珠子311 ，使得每個點從白色變化成黑色，并且從黑色變化成白色。 如上所述，在電子紙301中，在將電壓施加到珠子311之后，珠子311旋轉(zhuǎn)，并且即 使中斷施加電壓，珠子311的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)保持不變，并且由此保持電子紙301的顯示內(nèi)容。因 此， 一旦已經(jīng)驅(qū)動了電子紙301，即使停止了電壓的施加，也可以保持顯示狀態(tài)不變，并且因 此與通常的液晶顯示器(LCD)相比較，電子紙301節(jié)省了電力消耗。 位置檢測部101和電子紙301的共同特征在于均具有電極膜102。在本發(fā)明中，電 極膜102以分時共享(time-sharing)的方式，被位置檢測部101和電子紙301兩者排他性 地共享。 接下來，將參考圖5來描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的位置檢測裝置501。位置檢 測裝置501包括顯示驅(qū)動器502、位置檢測部503、矩陣門504、以及顯示單元505。
顯示驅(qū)動器502驅(qū)動顯示單元505。顯示單元505包括電極膜102和矩陣門504， 電極膜102由諸如ITO膜這樣的透明導(dǎo)電膜來形成。顯示單元505通過顯示驅(qū)動器502驅(qū) 動，以基于從外部裝置輸入的視頻信號來顯示圖像、文本和/或等等。 位置檢測部503是用于檢測諸如手指這樣的指示器觸摸顯示單元505的電極膜 102的位置的電路。在此，顯示驅(qū)動器502和位置檢測部503排他地占據(jù)電極膜102。顯示 驅(qū)動器502執(zhí)行排他控制。 當(dāng)基于視頻信號執(zhí)行顯示驅(qū)動時，顯示驅(qū)動器502向位置檢測部503輸出控制信 號。當(dāng)開始執(zhí)行顯示驅(qū)動時，控制信號提供指示"從現(xiàn)在起將執(zhí)行電子紙的顯示驅(qū)動"的顯 示更新信號。以相似的方式，位置檢測部503向顯示驅(qū)動器502輸出兩種控制信號。兩種控 制信號是檢測結(jié)束信號，其指示"用于檢測手指的過程完成"和手指存在信號，其指示"當(dāng) 前在電極膜上存在手指(或者不存在手指)"。 矩陣門504包括水平電壓線302、垂直控制線305、 FET 306、以及設(shè)置在水平電壓 線302和垂直控制線305的每個交叉點處的電極板310(參見圖3)。雖然在圖5中沒有示 出，但珠子311被夾在矩陣門504和電極膜102之間。顯示單元505由矩陣門504、電極膜 102和珠子311 (未示出)來組成。 例如，當(dāng)從諸如個人計算機(jī)這樣的主機(jī)裝置中輸入視頻信號時，通過矩陣門504，顯示驅(qū)動器502對插在矩陣門504和電極膜102之間的珠子311進(jìn)行電壓驅(qū)動。當(dāng)基于視
頻信號開始顯示驅(qū)動時，顯示驅(qū)動器502向位置檢測部503輸出顯示更新信號。 位置檢測部503將AC電壓施加到電極膜102的"上"、"下"、"左"、和"右"側(cè)，以通
過檢測電流來檢測是否存在手指，并且如果存在手指，則檢測手指的位置。在用于檢測手指
的過程完成之后，位置檢測部503向顯示驅(qū)動器502輸出檢測結(jié)束信號。此外，位置檢測部
503輸出指示在電極膜102上是否存在手指103的手指存在信號。 接下來，將參考圖6來詳細(xì)描述在圖5中所示的顯示驅(qū)動器502、位置檢測部503 和顯示單元505之間的連接關(guān)系。在電極膜102的四個角落上分別設(shè)置四個模式選擇器開 關(guān)602a、602b、602c、602d。模式選擇器開關(guān)602a、602b、602c、602d中的每個的一個端子被 連接到顯示驅(qū)動器502。這些端子被提供用于向電極膜102供應(yīng)公共電勢。因此，這些端子 相互連接。 模式選擇器開關(guān)602a、602b、602c、602d的每個的另一個端子被連接到位置檢測 部503上。如上所述，這些端子被連接到位置檢測部503上以順序地向電極膜102的"上"、 "下"、"左"、和"右"側(cè)施加AC電壓，以檢測電流。模式選擇器開關(guān)602a、602b、602c、602d的 切換控制通過顯示驅(qū)動器502來執(zhí)行。 接下來，將參考圖7和圖8來描述圖5中所示的位置檢測部503和顯示驅(qū)動器502 的細(xì)節(jié)。 如圖7所示，通過主機(jī)裝置輸出的視頻信號被輸入至顯示驅(qū)動器502。通過在顯示 驅(qū)動器502內(nèi)部的信號處理器702將視頻信號轉(zhuǎn)化為視頻數(shù)據(jù)。對于每一幀，視頻數(shù)據(jù)被 存儲在第一幀存儲器703中。 顯示驅(qū)動器502設(shè)置有第二幀存儲器704，其容量與第一幀存儲器703的相同。顯
示單元505的各個珠子311的顯示狀態(tài)被存儲在第二幀存儲器704中。 顯示驅(qū)動器502還被設(shè)置有差值提取器705和顯示驅(qū)動控制器706。差值提取器
705在第一幀存儲器703和第二幀存儲器704之間生成差值數(shù)據(jù)，并且將差值數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@
示驅(qū)動控制器706。 由微計算機(jī)構(gòu)造的顯示驅(qū)動控制器706基于差值數(shù)據(jù)來執(zhí)行對矩陣門504的驅(qū)動 控制。此外，在執(zhí)行對矩陣門504的驅(qū)動控制之后，顯示驅(qū)動控制器706將驅(qū)動控制的結(jié)果 存儲在第二幀存儲器704中。 此外，為了在顯示驅(qū)動器502和位置檢測部503之間提供分時共享的控制，顯示驅(qū) 動控制器706將顯示更新信號傳輸至位置檢測部503內(nèi)部的控制器712，并且接收來自控制 器712的檢測結(jié)束信號和手指存在信號。 在此，在位置檢測部503正在執(zhí)行位置檢測操作的時間期間，顯示驅(qū)動器502不能 執(zhí)行顯示驅(qū)動。在沒有執(zhí)行顯示驅(qū)動控制的時間期間，顯示驅(qū)動控制器706停止更新第二 幀存儲器704。為了停止更新第二幀存儲器704，從顯示驅(qū)動控制器706向第二幀存儲器 704提供更新控制信號。 換言之，在位置檢測部503正在執(zhí)行位置檢測操作的時間期間，顯示驅(qū)動器502停 止執(zhí)行顯示驅(qū)動。為此，在顯示驅(qū)動器502中，從顯示驅(qū)動控制器706向第二幀存儲器704 提供更新控制信號，以停止更新第二幀存儲器704。 連接到電極膜102的四個角落的模式選擇器開關(guān)602a、602b、602c、602d的切換控制基于AND門707的輸出信號來執(zhí)行，其中，顯示更新信號和檢測結(jié)束信號被輸入到AND 門707。當(dāng)顯示更新信號和檢測結(jié)束信號都處于邏輯真(H)狀態(tài)時，模式選擇器開關(guān)602a、 602b、602c、602d被連接到顯示驅(qū)動器502偵U。 連接到電極膜102的四個角落的模式選擇器開關(guān)602a、602b、602c、602d分別連接 至四個輸入/輸出選擇器開關(guān)802a、802b、802c、802d。在正弦波生成器803 (其是AC電壓 源)的輸出和運算放大器107(其形成電流電壓轉(zhuǎn)換電路)的反相輸入之間，選擇性地切換 輸入/輸出選擇器開關(guān)802a、802b、802c、802d。 通過控制四個輸入/輸出選擇器開關(guān)802a、802b、802c、802d的切換，可以將AC電 壓順序地施加到電極膜102的"上"、"下"、"左"、和"右"側(cè)，以檢測電流。
從運算放大器107輸出的信號被輸入至帶通濾波器804以去除噪聲。順便地，將 帶通濾波器804的中心頻率設(shè)置為基本上等于由正弦波生成器803生成的信號的頻率。
連同由正弦波生成器803生成的AC電壓信號，帶通濾波器804的輸出信號被輸入 到由模擬乘法器構(gòu)造的同步檢測器805中。 同步檢測器805的輸出信號被輸入到執(zhí)行積分處理的積分器806中。順便地，因 為在A/D轉(zhuǎn)換過程已經(jīng)通過連接到積分器806的后級的A/D轉(zhuǎn)換器807完成之后，積分過 程必須被重置，所以從控制器712向積分器806輸入重置信號。 A/D轉(zhuǎn)換器807將積分器806的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且向由微計算機(jī)構(gòu) 造的控制器712輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。控制器712控制輸入/輸出選擇器開關(guān)802a、802b、802c、 802d的切換，控制正弦波生成器803的正弦波的輸出時序，產(chǎn)生輸出到積分器806的重置信 號，并且產(chǎn)生用于A/D轉(zhuǎn)換器807的轉(zhuǎn)換觸發(fā)信號。此外，基于從A/D轉(zhuǎn)換器807獲取的數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)，控制器712檢測是否存在手指，計算手指的位置數(shù)據(jù)，并且輸出計算的位置數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，通過位置檢測部503可以不斷地檢測由指示器指示的位置。因為位置檢 測部503不知道何時開始由諸如手指這樣的指示器執(zhí)行的位置指示，所以如果停止檢測的 持續(xù)時間變長，則跟蹤能力變差。 通常地，用于諸如鼠標(biāo)這樣的指示裝置的要求在于，位置指示器(指針)的位置可 以以大約10msec的時間間隔來獲得。位置檢測部503通過順序地向電極膜102的"上"、 "下"、"左"、和"右"側(cè)施加AC電壓來檢測電流，從而執(zhí)行用于檢測指示器的檢測操作。因 此，如果僅僅通過位置檢測部503來執(zhí)行檢測操作，則需要以2. 5msec的時間間隔，將AC電 壓順序地施加到電極膜102的"上"、"下"、"左"、和"右"側(cè)。 然而，在本實施例中，顯示驅(qū)動器502和位置檢測部503排他性地共享單個電極膜 102。換言之，在顯示驅(qū)動器502正在執(zhí)行顯示控制的同時，位置檢測部503不能執(zhí)行位置 檢測。 為了解決該問題，如果在顯示內(nèi)容中不存在變化，則優(yōu)先地通過位置檢測部503 來執(zhí)行檢測操作，而如果在顯示內(nèi)容中存在變化，則將顯示驅(qū)動器502的操作插入到位置 檢測部503的檢測操作中。 圖9是示出了顯示驅(qū)動器502和位置檢測部503的操作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換的狀態(tài)轉(zhuǎn)換 圖。在狀態(tài)S901至S904中，圖表中的每個示出了AND門707的輸出的轉(zhuǎn)換信號。提供該 圖表以解釋當(dāng)邏輯為真時執(zhí)行用于檢測手指的檢測操作。 在沒有視頻信號從主機(jī)裝置被輸入到顯示驅(qū)動器502，并且沒有檢測到指示器的狀態(tài)中，因為不需要顯示驅(qū)動器502執(zhí)行顯示驅(qū)動，所以位置檢測部503不斷地執(zhí)行位置檢 測操作(S901)。 此外，當(dāng)通過位置檢測部503檢測到存在手指時，如果沒有視頻信號從主機(jī)裝置 中輸入，則位置檢測部503繼續(xù)不斷地像狀態(tài)S901中一樣，執(zhí)行位置檢測操作(S902)。
在狀態(tài)S901中，如果存在從主機(jī)裝置向顯示驅(qū)動器502輸入的視頻信號，則大部 分的驅(qū)動時間被分配給顯示驅(qū)動器502，并且為位置檢測部503剩余最小的時間，以剛剛能 檢測手指(S903)。 在狀態(tài)S902中，如果存在從主機(jī)裝置向顯示驅(qū)動器502輸入的視頻信號，則因為 用于位置檢測部503來檢測指示器的操作需要比顯示驅(qū)動器502的操作更優(yōu)先地執(zhí)行，使 得位置檢測部503能夠在顯示驅(qū)動器502正在執(zhí)行顯示控制的同時檢測指示的位置，所以 被分配給位置檢測部503的驅(qū)動時間比分配給顯示驅(qū)動器502的驅(qū)動時間更長(S904)。
相似地，在狀態(tài)S903中，當(dāng)由指示器指示的位置被位置檢測部503檢測到時，狀態(tài) 將轉(zhuǎn)移至狀態(tài)S904，使得可以可靠地追蹤指示器的移動。 如上所述，在特定狀態(tài)(S904)中，因為需要交替地操作顯示驅(qū)動器502和位置檢 測部503，所以需要限制位置檢測部503的操作時間。順便地，位置檢測部503的位置檢測 操作的一個周期必須小于10msec。此外，優(yōu)選的是， 一半的時間被分配給位置檢測部503并 且一半的時間被分配給顯示驅(qū)動器502。這是因為顯示驅(qū)動器502(其是電子紙)的顯示 過程幾乎不能被快速地處理。作為具體的示例，優(yōu)選的是，在一個操作周期中，分配給顯示 驅(qū)動器502的時間是5至6msec，并且分配給位置檢測部的時間是4至5msec。在該種配置 中，優(yōu)選的是，在順序地將AC電壓施加到電極膜102的"上"、"下"、"左"、和"右"側(cè)以檢測 電流的四步周期中，每個步驟在lmsec中完成。 接下來，將參考圖10來描述通過顯示驅(qū)動器502和位置檢測部503輸出的各種控 制信號。圖10的圖示(a)、 (b)、 (c)、 (d)、 (e)、 (f)、和(g)是示出了顯示驅(qū)動器502和位 置檢測部503的各種信號和狀態(tài)的時序圖。 在此，圖10的圖示(a)示出視頻信號。從主機(jī)裝置中輸入視頻信號的持續(xù)時間示 意性地通過邏輯真來表示。 圖10的圖示(b)示出由計時器輸出的邏輯值。計時器通過在顯示驅(qū)動控制器706 內(nèi)部的程序來實現(xiàn)。 圖10的圖示(c)示出了顯示更新信號。顯示更新信號從顯示驅(qū)動器502傳輸至 位置檢測部503，以向位置檢測部503指示應(yīng)該執(zhí)行顯示驅(qū)動操作。 圖10的圖示(d)示出由顯示驅(qū)動器502執(zhí)行的顯示操作的狀態(tài)。假設(shè)的信號波 形示出的是當(dāng)邏輯為真時，顯示驅(qū)動器502執(zhí)行顯示操作。 圖10的圖示(e)示出由位置檢測部503執(zhí)行的檢測操作的狀態(tài)。假設(shè)的信號波 形示出的是當(dāng)邏輯為真時，位置檢測部503執(zhí)行位置檢測操作。 圖10的圖示(f)示出檢測結(jié)束信號。檢測結(jié)束信號從位置檢測部503傳輸至顯示 驅(qū)動器502，以向顯示驅(qū)動器502指示用于檢測手指位置的位置檢測操作完成。從當(dāng)顯示更 新信號被設(shè)置為真的時間開始，當(dāng)接收處于邏輯真狀態(tài)的顯示更新信號時，顯示驅(qū)動器502 執(zhí)行顯示操作。 圖10的圖示(g)示出手指存在信號。手指存在信號是指示位置檢測部503已經(jīng)檢測到手指的信號。 通過差值提取器705，在檢測到視頻信號從主機(jī)裝置輸入，并且因此由珠子311顯 示的顯示內(nèi)容需要被更新之后，顯示驅(qū)動控制器706將顯示更新信號從邏輯"假"改變到邏 輯"真"，使得"顯示驅(qū)動請求"被通知給控制器712。然而，在大多數(shù)情況下，此時位置檢測 部503正在執(zhí)行用于檢測手指的檢測操作(SIOOI)。為了解決該問題，在顯示更新信號變?yōu)?真之后， 一旦檢測操作終止，則控制器712將檢測結(jié)束信號從"假"改變?yōu)?真"，并且暫時地 停止用于檢測手指的檢測操作(S1002)。 在檢測到檢測結(jié)束信號已經(jīng)變成"真"時，顯示驅(qū)動控制器706打開內(nèi)部計時器 (S1003)。計時器指定顯示驅(qū)動器502執(zhí)行顯示驅(qū)動操作的時間。換言之，僅僅在計時器處 于"真"狀態(tài)時，顯示驅(qū)動器502執(zhí)行顯示驅(qū)動操作(S1004)。這意味著即使在由計時器指 定的時間內(nèi)顯示驅(qū)動控制器706沒有完成顯示更新操作，也會因為時間到而將中斷顯示更 新操作。 當(dāng)計時器已經(jīng)計時了預(yù)定時間時，顯示驅(qū)動控制器706將顯示更新信號從"真"改 變?yōu)?假"(S1005)，并且停止顯示操作(S1006)。 在檢測到顯示更新信號已經(jīng)從"真"改變至"假"之后(S1007)，控制器712將檢測 結(jié)束信號從"真"偏移至"假"(S1008)，并且重新開始用于檢測手指的檢測操作(S1009)。
通過差值提取器705，在檢測到即使沒有視頻信號從主機(jī)裝置中輸入，因為上次顯 示更新操作由于時間到而被中斷，所以由珠子311顯示的顯示內(nèi)容需要被更新之后，顯示 驅(qū)動控制器706再次將顯示更新信號從邏輯"假"改變至邏輯"真"，使得"顯示驅(qū)動請求" 被通知給控制器712。然而，在大多數(shù)的情況下，此時位置檢測部503正在執(zhí)行用于檢測手 指的檢測操作(S1010)。為了解決該問題，在顯示更新信號變?yōu)檎嬷?，一旦檢測操作終止， 則控制器712將檢測結(jié)束信號從"假"改變?yōu)?真"，并且暫時地停止用于檢測手指的檢測操 作(S1011)。 在檢測到檢測結(jié)束信號已經(jīng)變成"真"時，顯示驅(qū)動控制器706打開內(nèi)部計時器 (S1012)。僅僅在計時器處于"真"狀態(tài)時，顯示驅(qū)動器502執(zhí)行顯示驅(qū)動操作。
在顯示驅(qū)動操作完成的時間點處，第一幀存儲器703的內(nèi)容和第二幀存儲器704 的內(nèi)容完全相同。換言之，顯示更新操作不需要被執(zhí)行。在檢測到第一幀存儲器703的內(nèi) 容和第二幀存儲器704的內(nèi)容完全相同，并且因此不需要執(zhí)行顯示更新操作之后，顯示驅(qū) 動器停止執(zhí)行顯示操作并且重置計時器(S1014)。 在重置計時器之后，計時器的輸出被從邏輯"真"改變?yōu)檫壿?假"。因此，顯示更 新信號的邏輯從"真"改變?yōu)?假"(S1015)。 在檢測到顯示更新信號已經(jīng)從"真"改變?yōu)?假"之后(S1016)，控制器712將檢測 結(jié)束信號從"真"改變至"假"(S1017)，并且重新開始用于檢測手指的檢測操作(S1018)。
根據(jù)手指存在信號的邏輯狀態(tài)(圖10的圖示(g))，顯示驅(qū)動控制器706將計時器 的計時時間進(jìn)行切換。因此，在檢測到手指之后(S1019)的顯示驅(qū)動控制器706的計時器 的計時時間(T1021)比在檢測到手指之前的計時時間(T1020)更短。 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的位置檢測裝置501公開了一種技術(shù)想法， 其中，通過顯示驅(qū)動器502和位置檢測部503以分時共享的方式來排他性地共享電極膜 102。替代分時共享的方式，還可以在不同的頻率范圍上，通過顯示驅(qū)動器502和位置檢測部503來共享電極膜102。 基于該技術(shù)想法，以下將參考圖11和圖12來描述本發(fā)明的第二實施例。圖ll是 示意性示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的位置檢測裝置1011的框圖。 位置檢測裝置1011與本發(fā)明第一實施例的位置檢測裝置501的不同之處在于，顯 示更新信號、檢測結(jié)束信號和手指存在信號在顯示驅(qū)動器502和位置檢測部1103之間沒有 發(fā)生變化。因為第二實施例的位置檢測裝置1011的其他結(jié)構(gòu)與第一實施例的位置檢測裝 置501的相同，所以將不再描述其細(xì)節(jié)。 以下將參考圖12來描述本發(fā)明的第二實施例的位置檢測部1103。在第二實施例 中，在電極膜102的四個角落上分別設(shè)置電流檢測電路1202a、1202b、1202c、1202d，來代替 第一實施例的模式選擇器開關(guān)602a、602b、602c、602d。 電流檢測電路1202a、1202b、1202c、1202d分別被連接到正弦波控制開關(guān)1203a、 1203b、1203c、1203d和電流檢測開關(guān)1204a、 1204b、 1204c、 1204d。電流檢測電路1202a、 1202b、 1202c、 1202d的每個包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路、電阻器R1214和R1215、以及電容器 C1216，其中，電流電壓轉(zhuǎn)換電路通過運算放大器1217和電阻器R1218來構(gòu)造，電阻器R1214 和R1215向運算放大器1217的正電極側(cè)上的輸入端子提供偏置電壓，并且電容器C1216向 運算放大器1217的正電極側(cè)上的輸入端子提供正弦波電壓信號。 設(shè)置電阻器R1214和R1215，以便于顯示驅(qū)動器502操作作為顯示單元505的部分 的電極膜102。換言之，使用運算放大器1217的虛短路現(xiàn)象，電阻器R1214和R1215將預(yù)定 的參考電壓施加到電極膜102上。 通過正弦波控制開關(guān)1203a和電容器C1216，由正弦波生成器803生成的正弦波電 壓被施加到在運算放大器1217的正電極側(cè)上的輸入端子上。換言之，使用運算放大器1217 的虛短路現(xiàn)象，將AC電壓施加到電極膜102上。 在正弦波控制開關(guān)1203a被連接到正弦波生成器803上的同時，切斷電流檢測開 關(guān)1204a，并且在正弦波控制開關(guān)1203a沒有連接到正弦波生成器803上的同時，打開電流 檢測開關(guān)1204a。 此夕卜，通過電流檢測開關(guān)1204a、1204b、1204c、1204d，從電流檢測電路1202a、 1202b、 1202c、 1202d輸出的輸出信號被輸入到帶通濾波器804。因為在帶通濾波器804之 后的信號過程與第一實施例的相同，所以將不再描述其細(xì)節(jié)。 應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于上述的實施例，并且在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情 況下，可以對其進(jìn)行各種修改和應(yīng)用。 例如，雖然使用指示器是手指的示例來描述本發(fā)明的第二實施例和第一實施例， 但是本發(fā)明不限于此。例如，當(dāng)使用具有以矩陣來布置的多個電極的電極膜來作為電子紙 301的電極膜102時，可以與現(xiàn)有的電磁感應(yīng)型位置檢測裝置或者現(xiàn)有的靜電耦合型位置 檢測裝置結(jié)合地來使用電子紙。在這些情況中，可以使用用于相應(yīng)的位置檢測裝置的專用 指示器，尤其是可以使用包括以預(yù)定頻率共振的共振電路的位置指示器(觸屏筆)和靜電 耦合型輸入觸屏筆。
權(quán)利要求
一種位置檢測裝置，包括顯示單元，所述顯示單元具有由透明導(dǎo)電膜形成的第一電極、多個第二電極、以及插在所述第一電極和所述多個第二電極之間的顯示材料；顯示驅(qū)動器，所述顯示驅(qū)動器被構(gòu)造為基于輸入到所述顯示驅(qū)動器的視頻信號來驅(qū)動所述顯示單元；以及位置檢測部，所述位置檢測部被構(gòu)造為用于檢測在所述第一電極上通過指示器指示的位置，并且輸出檢測的位置信號，其中，所述顯示單元被構(gòu)造為當(dāng)施加到所述第一電極和所述第二電極之間的驅(qū)動電源中斷時，保持顯示狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，進(jìn)一步包括開關(guān)，所述開關(guān)用于選擇性地將所述顯示驅(qū)動器或者所述位置檢測部連接到所述第一電極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其中，所述位置檢測部是靜電耦合型位置檢測部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置檢測裝置，其中，所述第一電極包括被布置為矩陣的多個傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置檢測裝置，其中，所述指示器是人的手指和靜電耦合型位置指示器中的至少一個，并且所述位置檢測裝置被構(gòu)造為檢測所述指示器和所述第一電極相互靜電耦合的位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的位置檢測裝置，其中，所述指示器是人的手指和靜電耦合型位置指示器中的至少一個，并且所述位置檢測裝置被構(gòu)造為檢測所述指示器和所述第一電極相互靜電耦合的位置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其中，所述位置檢測部是電阻膜型位置檢測部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其中，所述第一電極包括被布置為矩陣的多個傳感器，并且所述位置檢測部是電磁感應(yīng)型位置檢測部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的位置檢測裝置，其中，所述指示器是具有由線圈和電容器構(gòu)成的共振電路的電磁感應(yīng)型位置指示器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其中，當(dāng)所述指示器被所述位置檢測部檢測到時，通過所述顯示驅(qū)動器執(zhí)行的顯示驅(qū)動操作被停止，使得用于檢測由所述指示器指示的位置的操作被執(zhí)行。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的位置檢測裝置，其中，當(dāng)在通過所述位置檢測部正在執(zhí)行位置檢測操作的時間期間所述視頻信號被輸入到所述顯示驅(qū)動器時，所述顯示驅(qū)動器在正在被執(zhí)行的位置檢測操作完成之后，執(zhí)行所述顯示驅(qū)動操作。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其中，在不存在所述視頻信號時，通過所述位置檢測部不斷地檢測在所述第一電極上的所述指示器的位置，并且在存在所述視頻信號時，以與驅(qū)動所述顯示單元的所述顯示驅(qū)動器的分時共享模式，通過所述位置檢測部來檢測在所述第一電極上的所述指示器的位置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的位置檢測裝置，其中，所述顯示驅(qū)動器包括顯示驅(qū)動控制器，所述顯示驅(qū)動控制器被構(gòu)造為控制所述位置檢測部和所述顯示驅(qū)動器的操作的所述分時共享模式。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的位置檢測裝置，其中，所述顯示驅(qū)動控制器進(jìn)一步被構(gòu)造為選擇性地將所述顯示驅(qū)動器或者所述位置檢測部連接到所述第一電極。
15. —種用于檢測在顯示單元上的位置的方法，其中，所述顯示單元具有由透明導(dǎo)電膜形成的第一電極、多個第二電極、以及插在所述第一電極和所述多個第二電極之間的顯示材料，所述方法包括基于視頻信號驅(qū)動所述顯示單元；當(dāng)施加到所述第一電極和所述第二電極之間的驅(qū)動電源中斷時，保持所述顯示單元的顯示狀態(tài)；以及檢測通過指示器在所述第一電極上指示的位置，并且輸出檢測的位置信號。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括在任何給定時間選擇性地執(zhí)行所述顯示單元的所述驅(qū)動或者位置的所述檢測。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，當(dāng)在正在執(zhí)行位置的所述檢測期間接收到所述視頻信號時，所述顯示單元的所述驅(qū)動在位置的所述檢測完成之后被執(zhí)行。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，在不存在所述視頻信號時，不斷地執(zhí)行位置的所述檢測，并且在存在所述視頻信號時，以與所述顯示單元的所述驅(qū)動的分時共享模式，執(zhí)行位置的所述檢測。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種位置檢測裝置，包括顯示單元，其具有由透明導(dǎo)電膜形成的第一電極、多個第二電極、以及插在第一電極和第二電極之間的顯示材料；顯示驅(qū)動器，其被構(gòu)造為基于輸入到顯示驅(qū)動器的視頻信號來驅(qū)動顯示單元；以及位置檢測部，其被構(gòu)造為檢測在第一電極上的指示器的位置，并且輸出檢測的位置。例如，顯示單元可以包括“電子紙”，使得即使在施加到第一電極和第二電極之間的驅(qū)動電源被中斷之后，也能夠保持顯示單元的顯示狀態(tài)。
文檔編號G06F3/045GK101727241SQ20091020922
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者小野田直人, 山本定雄 申請人:株式會社和冠