JP3442893B2 - 入力装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
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Description
状に配列された表示素を有する表示装置の画面上にペン
あるいは指での押圧位置に対応した信号を出力する入力
パネルを設置した構造の入力装置に関する。
ば、図9に示すようになっている。図9(a)は、入力
装置の断面構造を示す。図9(a)において、この入力
装置は、液晶表示ユニット(以下、LCDという)10
の表示画面上にペンあるいは指での押圧位置に対応した
信号を出力する入力パネル20が設置された構造となっ
ている。入力パネル20は、透明抵抗体フィルム21、
22、ガラス基板23及び保護フィルム24とを有して
いる。透明抵抗体フィルム21及び22の間には複数の
絶縁体スペーサ(以下、ドットスペーサという)30が
設けられ、このドットスペーサ30により透明抵抗体フ
ィルム21、22が所定の間隔に保持されている。一方
の透明抵抗体フィルム22がガラス基板23上に固定さ
れ、他方の透明抵抗体フィルム22の上面が保護フィル
ム24にて覆われている。
4上をペンあるいは指により押圧すると、その押圧位置
にて透明抵抗体フィルム21及び22が接触する。そし
て、この透明抵抗体フィルム21及び22の接触位置が
電気的に検出される。上記入力パネル20におけるドッ
トスペーサ30の二次元的な配列間隔は、押圧位置が検
出されうる荷重(以下、入力荷重という)に影響を与え
る。従って、入力パネル20の全面にわたって均一な入
力荷重でのスムースな入力操作感を得るために、ドット
スペーサ30を均一な間隔にて二次元的に配列すること
が好ましい。このため、ドットスペーサ30は、一般
に、図9(b)に示すように格子間隔d1の格子の各格
子点上に配列されている。この格子間隔d1は、所定の
入力荷重が得られるように決定される。
(c)に示すように、表示素(表示ドット)15が格子
間隔d2の格子の各格子点上に配列されている。従来、
LCD10画面上に入力パネル20を設置する際の、L
CD10における表示ドット15が配列された格子と入
力パネル20におけるドットスペース30が配列された
格子との相対的な位置関係について議論はなされていな
い。LCD10における表示ドット15の該格子上での
配列方向(A21, A22)と入力パネル30におけるドッ
トスペーサ30の該格子上での配列方向(A11,A12)
が同じになるように、入力パネル20がLCD10上に
設置されるのが一般的である。
に表示ドット15が格子の各格子点上に配列されたLC
D10の画面上に、ドットスペーサ30が格子の各格子
点上に配列された入力パネル20を重ねると、入力パネ
ル20にモアレ縞が表れる場合がある。これは、2種類
の格子が重なることにより生ずるのものと考えられる。
即ち、各格子点上に配列されたドットスペーサ30と表
示ドット15とが干渉してモアレ縞が表れると考えられ
る。このモアレ縞は、格子上のパターンとして表れ、表
示品質を阻害する。
が二次元的に配列された入力パネルと表示素が格子上に
配列された表示ユニットとが重ねられてもモアレ縞の表
れ難い構造となる入力装置を提供することである。
め、本発明は、請求項1に記載されるように、上記第一
の格子上の表示素の配列方向と、上記第二の格子上の絶
縁体スペーサの配列方向とのなす相対角度θが、 0°<θ<15° の範囲内の角度とされ、上記第一の格子の格子線間隔d
またはd(1+a)と上記第二の格子の格子線間隔d
(1+a)またはdの関係を示す値a(a≧0)が
に記載されるように、上記第一の格子上の表示素の配列
方向と、上記第二の格子上の絶縁体スペーサの配列方向
とのなす相対角度θが、 30°<θ<45° の範囲内の角度となり、上記第一の格子の格子線間隔d
またはd(1+a)と上記第二の格子の格子線間隔d
(1+a)またはdの関係を示す値a(a≧0)が
+a)/√2 −1のいずれかの値で、かつ、a’≧0 d’はdとd(1+a)/√2 のうちのいずれか小さい
値を満たすようにする。
は、表示素(表示ドット)15が第一の格子L1上に配
列され、入力パネル20においては、絶縁体スペーサ3
0が第二の格子L2上に配列されている。そして、第一
の格子L1上の表示素15の配列方向と第二の格子L2
上の絶縁体スペーサ30の配列方向とのなす相対角度が
θとなる。第一の格子L1の格子線間隔がd(1+
a)、第二の格子L2の格子線間隔がdである。ここ
で、aは第一の格子L1の格子線間隔と第二の格子L2
の格子線間隔の関係を示す値で、常にゼロまたは正であ
る(例えば、a=0のとき、同間隔)。
子の交点が周期的に表れる。そのことからすると、表示
ユニット10の表示素15が配列される格子と入力パネ
ル20の絶縁体スペーサ30が配列される格子との平面
的にみた交点にモアレ縞の明点あるいは暗点が周期的に
生ずると考えられる。絶縁体スペーサ30は、本来第二
の格子L2上に配列されているが(図1参照)、その一
部は、図2に示すように、格子線間隔が√2 dとなる格
子L3上にも配列され、さらに、また一部は、図3に示
すように、格子線間隔が√5 dとなる格子L4上にも配
列されていると考えられる。このように、本来第二の格
子L2上に配列される絶縁体スペーサ30は、その一部
が種々の格子上にも配列されていると考えられる。しか
し、モアレ縞について考察する場合、最も格子線間隔の
小さい(d)第二の格子L2と、次に格子線間隔の小さ
い(√2 )格子L3(図2)の影響を考慮すれば充分で
あると考えられる。そこで、第一の格子L1と第二の格
子L2との関係及び第一の格子L1と格子L3との関係
に基づいて発生するモアレ縞について考察する。
の関係に基づいて発生するモアレ縞について考える。図
2に示すように、間隔dの格子線対と間隔d(1+a)
の格子線対が角度θで交差する場合、その交点A,C,
D,Fにモアレ縞の明点あるいは暗点が生ずるというモ
デルを考える。そして、このモデルでの幾何学的関係か
ら、モアレ縞のピッチx1 (A−G)は次の式で表され
る。
アレ縞を視認することが難しくなる。次に、上記第一の
格子L1と格子L3との関係に基づいて発生するモアレ
縞について考える。この場合、格子L3は第二の格子L
2に対して45°(π/4)だけ回転している。そし
て、格子L3の格子線間隔が√2 dである。この条件を
用いて上記(1)式を変形すると、モアレ縞のピッチx
2 が次式で表される。
は(1+a)/√2 −1のいずれかの値で、かつ、a’
≧0、また、d’はdとd(1+a)/√2 のうちのい
ずれか小さい値である。上記各式(1)及び(2)で表
されるモアレ縞のピッチx1 及びx2 は、aをパラメー
タとして、図5に示すように、交叉する第一の格子L1
と第二の格子L2の相対角度θに応じて変化する。
びx2 の双方とも各パラメータaにおいて小さくなる。
例えば、相対角度θ=30°、a=0.5 の場合、モアレ
縞のピッチx2 が最大となるが、その値は約4dであ
る。ここで、第二の格子の格子線間隔d=0.5(mm) とす
ると、モアレ縞のピッチx2 は約2mmとなる。また、相
対角度θ=15°、a=0の場合、モアレ縞のピッチx
1 が最大となるが、その値は上記と同様約4dである。
経験的に、モアレ縞のピッチが2mm以下であれば、その
モアレ縞は見えにくくなる。
θが、 20°≦θ≦25° の範囲内の角度となるときは、モアレ縞のピッチx1 及
びx2 の双方が同程度に充分小さくなる。
θが、 0°<θ<15° の範囲内の角度となるときは、モアレ縞のピッチx2 は
充分小さくなるが、モアレ縞のピッチx1 は、第一の格
子L1の格子線間隔と第二の格子L2の格子線間隔との
関係を表す値aに大きく依存する。そこで、上記相対角
度θが上記角度範囲ある場合、このモアレ縞のピッチx
1 が2mm( ミリメートル) 以下であれば、モアレ縞は見
え難くなる。即ち、
間隔と第二の格子L2の格子線間隔との関係を表す値a
を調整すれば、上記角度範囲(0°<θ<15°)おい
ても、モアレ縞を見え難くすることができる。更に、図
5において、当該相対角度θが、 30°<θ<45° の範囲内の角度となるときは、モアレ縞のピッチx1 は
充分小さくなるが、モアレ縞のピッチx2 は、第一の格
子L1の格子線間隔と第二の格子L2の格子線間隔との
関係を表す値aに大きく依存する。そこで、上記相対角
度θが上記角度範囲にある場合、モアレ縞のピッチx2
が2mm (ミリメートル) 以下であれば、モアレ縞は見え
難くなる。即ち、
a)/√2 −1のいずれかの値で、 かつ、a’≧0 d’はdとd(1+a)/√2 のうちのいずれか小さい
値を満たすように、値aを調整すれば、上記角度範囲
(30°<θ<45°)おいても、モアレ縞を見え難く
することができる。
1の格子線間隔をd(1+a)とし、第二の格子L2の
格子線間隔をdとして説明したが、その逆に、第一の格
子L1の格子線間隔をdとし、第二の格子L2の格子線
間隔をd(1+a)としても、上述したのと同様の結果
が得られる。
する。本発明の実施例に係る入力装置の基本的な構成
は、図9(a)に示すものと同様となっている。即ち、
LCD10の表示画面上に、ガラス基板23、透明抵抗
体フィルム21、22及び保護フィルム24からなる入
力パネル20が設けられている。そして、透明抵抗体フ
ィルム21及び22は絶縁体で形成されたドットスペー
サ30にて所定の間隔に保持されている。
表示ユニット10の表示素(表示ドット)は、図1に示
すように、それぞれ格子L1、L2上に配置さている。
ここで、各格子L1及びL2の条件を以下のようにして
モアレ縞の見え具合を観察した。
d=0.25mm 表示ユニット10の格子L1の格子間隔 d(1+a)
=0.33mm 格子L1と格子L2の格子間隔の差 a=0.32
0 その結果、図6に示すように、保護フィルム24とし
て、白濁色のノングレアフィルムを用いた場合、格子L
1上に配列される表示ドット15の配列方向と格子L2
上に配列されるドットスペーサ30の配列方向との相対
角度θが約11°と34°の範囲R1内で、モアレ縞が
見にくいものとなった。また、この保護フィルム24を
除去した場合には、該相対角度θが約15°と25°の
範囲R2内で、モアレ縞が見にくいものとなった。
アレ縞のピッチx1 (dとd(1+a)の格子に基づいたモアレ
縞) は、該相対角度θに従って、図6に示す曲線Q1の
ように変化し、また、演算されるモアレ縞のピッチx2
( √2 d とd(1+a)の格子に基づいたモアレ縞) は、該相
対角度θに従って、図6に示す曲線Q2のように変化す
る。この演算結果からも、相対角度θが約15°と約3
0°の範囲内にある場合には、モアレ縞が見えにくくな
ることが判る。これは、上記実際の観察結果と略同様の
ものとなる。
る場合に、モアレ縞を見え難くするためには、第一の格
子L1と第二の格子L2の各格子線間隔の差を小さくす
ればよい(値aが小さくなる)。また、相対角度θが約
0°と15°との間にある場合、モアレ縞を見えにくく
するためには、第一の格子L1と第二の格子L2の各格
子線間隔の差を大きくすればよい(値aが大きくな
る)。
格子L1上に配列される表示ドット15の配列方向と第
二の格子L2 上に配列されるドットスペーサ30の配列
方向の相対角度θが約21°のときモアレ縞が最も見え
にくくなると考えれれる。これは、実際にモアレ縞が見
えにくくなる相対角度θの角度範囲R1,R2の略中央
になる。
けるドットスペーサ30が、図7に示すように、平面に
敷きつめた正六角形の各頂点に位置するように配置され
ている。この場合、隣接するドットスペーサ30の距離
は、d1,d2及びd3の三種類となる。このように、
隣接するドットスペーサ30間の距離が3種類に限定さ
れていることから、入力パネル20でのペンあるいは指
での入力操作に必要な入力荷重は略均一なものとなる。
従って、入力操作感は比較的安定している。
上に配列されており、この表示素と図7に示すように、
正六角形の各頂点に配置されたドットスペーサ30との
周期的な干渉が少なくなり、モアレ縞も生じ難くなる。
更に次の実施例では、上記入力パネル20におけるドッ
トスペーサ30が、図8に示すように、等間隔dの同心
円上に、n番目の円上において隣接するドットスペーサ
30と中心Oとを結ぶ線分がなす角度θが1/nとなる
ように、配列されている。このように配列すれば、n番
目の円上において隣接するドットスペーサ30間のの円
弧の長さは nd×1/n=d と一定値となる。即ち、隣接するドットスペーサ30間
の距離は常に、同心円の間隔dと略等しくなる。
間の距離が略均一となるので、入力パネル20でのペン
あるいは指での入力操作に必要な入力荷重は更に均一な
ものとなる。従って、その入力操作感は非常に安定して
いる。また、図7にしめした例と同様に、ドットスペー
サ30と格子上に配列された表示ユニット10の表示素
15との周期的な干渉が少なくなり、モアレ縞も生じ難
くなる。
る同心円の中心Oは、入力パネル20面の任意の位置に
配置可能である。例えば、入力パネル20面の中央で
も、また、そのコーナ部でもよい。また、上記角度θ
は、1/nに限定されることなく、任意の角度θ=C/
nl(Cは定数)であってよい。この場合、隣接するド
ットスペーサ30の間隔は、 nd×C/n=Cd の値と略同じになる。
に記載の発明によれば、格子上に配列された表示素の配
列方向と格子上に配列された絶縁体スペーサの配列方向
とのなす相対角度θあるいは各格子の格子線間隔の関係
を調整することにより、絶縁体スペーサと表示素の周期
的な干渉が少なくなる。その結果、モアレ縞が見えにく
いものとなる。
ネルのドットスペーサの配列と表示パネルの表示ドット
の配列の状態を示す図である。
えられる格子の例を示す図である。
えられる格子の他の例を示す図である。
子をモデル化して示す図である。
す図である。
チをグラフ化すると共に、同条件のもとで実際にモアレ
縞が観察された範囲を示す図である。
す図である。
を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 表示素が第一の格子上に配列された表示
ユニットと、 該表示ユニットに重ねて設けられ、第二の格子上に配列
された複数の絶縁体スペーサによって所定の間隔に保持
された2つの透明抵抗体フィルムが透明基板上に設けら
れた構造となる入力パネルとを備えた入力装置におい
て、 上記第一の格子上の表示素の配列方向と、上記第二の格
子上の絶縁体スペーサの配列方向とのなす相対角度θ
が、 0°<θ<15° の範囲内の角度となり、 上記第一の格子の格子線間隔dまたはd(1+a)と上
記第二の格子の格子線間隔d(1+a)またはdの関係
を示す値a(a≧0)が 【数1】 を満たす入力装置。 - 【請求項2】 表示素が第一の格子上に配列された表示
ユニットと、 該表示ユニットに重ねて設けられ、第二の格子上に配列
された複数の絶縁体スペーサによって所定の間隔に保持
された2つの透明抵抗体フィルムが透明基板上に設けら
れた構造となる入力パネルとを備えた入力装置におい
て、 上記第一の格子上の表示素の配列方向と、上記第二の格
子上の絶縁体スペーサの配列方向とのなす相対角度θ
が、 30°<θ<45° の範囲内の角度となり、 上記第一の格子の格子線間隔dまたはd(1+a)と上
記第二の格子の格子線間隔d(1+a)またはdの関係
を示す値a(a≧0)が 【数2】 a’は√2/(1+a)−1または(1+a)/√2−
1のいずれかの値で、かつ、a’≧0 d’はdとd(1+a)/√2 のうちのいずれか小さ
い値を満たす入力装置。
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