JP4469650B2 - 光入力機能付き表示装置、表示装置および光源装置 - Google Patents

光入力機能付き表示装置、表示装置および光源装置 Download PDF

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Description

本発明は、例えばライトペンなどのような光源からの光により表示画面を照射することによりこの照射された表示画面上の位置情報を入力することができる光入力機能付き表示装置に関し、更に詳しくは、複数の走査線と複数の信号線との各交差部に配列された表示手段である例えば液晶等からなる液晶画素部と光検知手段である例えばフォトダイオード等からなる光検知部とを有し、これら複数の液晶画素部により画像を表示画面に表示するとともに、外部から表示画面に照射される光を前記複数の光検知部により検知することにより光の照射された表示画面上の位置情報を入力することができる光入力機能付き表示装置に関する。
近年、携帯電話、ノート型コンピュータなどの各種機器に表示装置として広く利用されている液晶表示装置は、複数の走査線と複数の信号線との各交差部に薄膜トランジスタ(TFT)、液晶容量、補助容量からなる液晶画素部が配列されたアレイ基板と走査線および信号線を駆動する駆動回路を有して構成されるが、近年の集積回路技術の発展およびプロセス技術の実用化により駆動回路の一部もアレイ基板上に形成され得るようになり、液晶表示装置全体の軽薄短小化が図られている。
一方、アレイ基板上に画像取り込み機能を有する密着型エリアセンサを配置した画像取り込み機能付き表示装置が光入力機能付き表示装置として提案されている。この種の画像取り込み機能を有する従来の液晶表示装置は、複数の走査線と複数の信号線との各交差部に配列された例えば液晶画素部などからなる表示手段と例えばフォトダイオードなどからなる光検知手段を有し、この光検知手段を構成するフォトダイオードに接続されたキャパシタの電荷量をフォトダイオードでの受光量に応じて変化させ、キャパシタの両端の電圧を検出することにより画像データを生成し、画像取り込みを行っている。このような画像取り込み機能を有する表示装置において、複数の撮像条件で得られた画像データから画像処理によって入射光の照射強度に対応した多階調画像データを得る手法が提案されている。
また、画像を表示する表示フレームの間に撮像フレームを挿入することにより画像の表示を行いながら画像を取り込む手法も提案されている。この手法を用いると、表示装置の表示画面に指を触れたり、または例えばペン型の光源を用いて表示画面に光を照射することにより、表示装置の座標入力デバイスとして使用することが可能であり、座標算出アルゴリズムやクリック検出アルゴリズムなどが提案されている。
特開2002−182839号公報
上述した従来の画像取り込み機能付き表示装置で座標入力を行おうとすると、フォトダイオードなどからなる光検知手段が外部の環境光に反応し、環境によっては誤動作してしまうという問題がある。
また、光入力手段として例えばペン型の光源を使用すると、光源を点滅させる必要があるため、消費電力が増大し、ペン型光源のバッテリが高くなってしまうという問題がある。
更に、ペン型光源で光入力する場合には、当該光源のペン先を表示装置の表示画面に押し付ける必要があるが、ペン先が表示画面に接触しているのか否かの判定やペン先がどの程度の力で表示画面に押し付けられているかを検知することが困難であるという問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光入力用の光源の消費電力を低減し、外部の環境光による誤動作を適確に防止し、光源の表示画面に対する押し付け力に応じて光源と表示画面の距離を検知し得る光入力機能付き表示装置を提供することにある。
請求項記載の本発明の光入力機能付き表示装置は、複数の並行に配列された走査線と該複数の走査線にそれぞれ交差するように並行に配列された複数の信号線との各交差部に配列された表示手段と光検知手段を有し、これら複数の表示手段により画像を表示画面に表示するとともに、表示画面に照射される光を前記複数の光検知手段により検知し、この検知情報により情報入力を行うことができる光入力機能付き表示装置であって、先端から光を照射するようになっていて、該先端を前記表示画面に押し付けた場合に、この押付け力に応じて前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域が変化する光源手段と、前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域を前記複数の光検知手段からの光検知信号に基づき検出する受光検出手段と、この検出した受光強度または受光領域に基づき前記光源手段と表示画面との間の距離を算出する距離算出手段とを有し、前記光源手段は、前記先端からの光が表示画面を照射した場合において表示画面に投影される光の形状が十文字状のスリット形状と該十文字状のスリット形状の交点を中心として対向しかつ隣接するスリットの間に形成された比較的小径の光点形状となるように十文字形スリットとこの十文字形スリットの交点を中心として対向しかつ隣接するスリットの間に形成された小径開口部が前記先端に形成され、前記光入力機能付き表示装置は、さらに、前記十文字状のスリット形状と小径の光点形状に合致するマッチング用パターンを予め記憶するパターン記憶手段と、前記光検知手段で検知された光検知信号によるパターンを前記パターン記憶手段に記憶されているマッチング用パターンと照合し、光検知手段で検知した光検知信号によるパターンが前記マッチング用パターンに合致する前記十文字状のスリット形状と小径の光点形状を有するものであるか否かを判定する照合手段と、この照合において前記マッチング用パターンに合致するパターンの光検知信号のみを前記光源手段からの正規の光として検知した信号であると判定する判定手段とを有することを要旨とする。
請求項記載の本発明の光入力機能付き表示装置は、複数の並行に配列された走査線と該複数の走査線にそれぞれ交差するように並行に配列された複数の信号線との各交差部に配列された表示手段と光検知手段を有し、これら複数の表示手段により画像を表示画面に表示するとともに、表示画面に照射される光を前記複数の光検知手段により検知し、この検知情報により情報入力を行うことができる光入力機能付き表示装置であって、先端を前記表示画面に所定の値以上の押付け力で押し付けた場合に前記先端から光を出力する光源手段と、前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域を前記複数の光検知手段からの光検知信号に基づき検出する受光検出手段と、この検出した受光強度または受光領域に基づき前記光源手段と表示画面との間の距離を算出する距離算出手段とを有し、前記光源手段は、前記先端からの光が表示画面を照射した場合において表示画面に投影される光の形状が十文字状のスリット形状と該十文字状のスリット形状の交点を中心として対向しかつ隣接するスリットの間に形成された比較的小径の光点形状となるように十文字形スリットとこの十文字形スリットの交点を中心として対向しかつ隣接するスリットの間に形成された小径開口部が前記先端に形成され、前記光入力機能付き表示装置は、さらに、前記十文字状のスリット形状と小径の光点形状に合致するマッチング用パターンを予め記憶するパターン記憶手段と、前記光検知手段で検知された光検知信号によるパターンを前記パターン記憶手段に記憶されているマッチング用パターンと照合し、光検知手段で検知した光検知信号によるパターンが前記マッチング用パターンに合致する前記十文字状のスリット形状と小径の光点形状を有するものであるか否かを判定する照合手段と、この照合において前記マッチング用パターンに合致するパターンの光検知信号のみを前記光源手段からの正規の光として検知した信号であると判定する判定手段とを有することを要旨とする。
請求項3記載の本発明の光入力機能付き表示装置は、複数の並行に配列された走査線と該複数の走査線にそれぞれ交差するように並行に配列された複数の信号線との各交差部に配列された表示手段と光検知手段を有し、これら複数の表示手段により画像を表示画面に表示するとともに、表示画面に照射される光を前記複数の光検知手段により検知し、この検知情報により情報入力を行うことができる光入力機能付き表示装置であって、先端から光を照射するようになっていて、該先端を前記表示画面に押し付けた場合に、この押付け力に応じて前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域が変化する光源手段と、前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域を前記複数の光検知手段からの光検知信号に基づき検出する受光検出手段と、この検出した受光強度または受光領域に基づき前記光源手段と表示画面との間の距離を算出する距離算出手段とを有し、前記光源手段は、内部に光を発生する光源部を有するペン型の構造体であり、当該光源手段の先端は、先細の円錐状または角錐状に形成され、この円錐状または角錐状の先端部に開口部が形成され、この開口部から光が透過可能な棒状の透明なペン先が突出し、このペン先が突出した開口部の周囲の円錐状または角錐状の先端部は開口部から所定の位置まで光が透過し得るように透明な光透過部として形成され、前記ペン先は付勢手段により開口部から所定距離外部に突出するように押動され、ペン先が前記付勢手段により押動されて開口部から所定距離以上外部に突出している場合には前記光源部はオフとなって光を発生せず、ペン先が前記付勢手段に抗して前記表示画面に所定の値以上の押付け力で押し付けられて開口部内に押動されると、前記光源部はオンとなって光を発生し、この光が前記先端部の光透過部および透明なペン先を通過して前記表示画面を照射するように構成されていることを要旨とする。
請求項4記載の本発明の光入力機能付き表示装置は、複数の並行に配列された走査線と該複数の走査線にそれぞれ交差するように並行に配列された複数の信号線との各交差部に配列された表示手段と光検知手段を有し、これら複数の表示手段により画像を表示画面に表示するとともに、表示画面に照射される光を前記複数の光検知手段により検知し、この検知情報により情報入力を行うことができる光入力機能付き表示装置であって、先端を前記表示画面に所定の値以上の押付け力で押し付けた場合に前記先端から光を出力する光源手段と、前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域を前記複数の光検知手段からの光検知信号に基づき検出する受光検出手段と、この検出した受光強度または受光領域に基づき前記光源手段と表示画面との間の距離を算出する距離算出手段とを有し、前記光源手段は、内部に光を発生する光源部を有するペン型の構造体であり、当該光源手段の先端は、先細の円錐状または角錐状に形成され、この円錐状または角錐状の先端部に開口部が形成され、この開口部から光が透過可能な棒状の透明なペン先が突出し、このペン先が突出した開口部の周囲の円錐状または角錐状の先端部は開口部から所定の位置まで光が透過し得るように透明な光透過部として形成され、前記ペン先は付勢手段により開口部から所定距離外部に突出するように押動され、ペン先が前記付勢手段により押動されて開口部から所定距離以上外部に突出している場合には前記光源部はオフとなって光を発生せず、ペン先が前記付勢手段に抗して前記表示画面に所定の値以上の押付け力で押し付けられて開口部内に押動されると、前記光源部はオンとなって光を発生し、この光が前記先端部の光透過部および透明なペン先を通過して前記表示画面を照射するように構成されていることを要旨とする。
請求項記載の本発明の光源装置は、先端から光を照射するようになっていて、該先端を任意の部分に押し付けた場合に、この押付け力に応じて前記先端からの光の前記任意の部分における受光強度または受光領域が変化する光源手段を有する光源装置であって、前記光源手段は、内部に光を発生する光源部を有するペン型の構造体であり、先端が、先細の円錐状または角錘状に形成され、この円錐状または角錘状の先端部に開口部が形成され、この開口部から光が透過可能な棒状の透明なペン先が突出し、このペン先が突出した開口部の周囲の円錐状または角錘状の先端部は開口部から所定の位置まで光が透過し得るように透明な光透過部として形成され、前記ペン先が付勢手段により開口部から所定距離外部に突出するように押動され、ペン先が前記付勢手段に抗して前記任意の部分に所定の値以上の押付け力で押し付けられて開口部内に押動されると、前記光源部がオンとなって光を発生し、この光が前記先端部の光透過部および透明なペン先を通過して前記任意の部分を照射するように構成されていることを要旨とする。
本発明によれば、光源手段の先端を表示画面に押し付けた場合に、この押付け力に応じて先端からの光の表示画面における受光強度または受光領域が変化し、この表示画面における受光強度または受光領域を複数の光検知手段からの光検知信号に基づき検出し、この検出した受光強度または受光領域に基づき光源手段と表示画面との間の距離を算出するので、光源手段からの光入力により例えば線や図形などを描く場合に、前記距離が長い場合には、細い線で描き、距離が短い場合には、太い線で描くなどの処理を単に光源手段の先端を表示画面に押し付ける押付け力により容易に可変でき、利便性を向上できる。
本発明によれば、光源手段の先端を表示画面に所定の値以上の押付け力で押し付けた場合に先端から光を出力し、先端からの光の表示画面における受光強度または受光領域が所定の値以上の押付け力に応じて変化し、この表示画面における受光強度または受光領域を複数の光検知手段からの光検知信号に基づき検出し、この検出した受光強度または受光領域に基づき光源手段と表示画面との間の距離を算出するので、光源手段からの光入力により例えば線や図形などを描く場合に、前記距離が長い場合には、細い線で描き、距離が短い場合には、太い線で描くなどの処理を単に光源手段の先端を表示画面に押し付ける押付け力により容易に可変でき、利便性を向上できるとともに、所定の押付け力で先端を押し付けない場合には、光が出力されないため、光源手段の電源の消費電力を低減できかつ誤動作を防止できる。
本発明によれば、光源手段は表示画面に十文字状のスリット形状と小径の光点形状となるような光を照射し、この十文字状のスリット形状と小径の光点形状となるような光を検知した光検知手段からの光検知信号のパターンはパターン記憶手段に記憶されているマッチング用パターンと照合され、パターンが合致した場合のみ、光源手段からの正規の光として検知した信号であると判定するので、外部からの環境光の影響を受けて誤動作することなく、各種処理を適確に行うことができ、外部からの環境光による誤動作の確率を低減することができる。
本発明によれば、光源装置は先端を任意の部分に押し付けた場合に、この押付け力に応じて先端からの光の前記任意の部分における受光強度または受光領域が変化するので、例えば光源装置からの光入力により線や図形などを描く場合に、前記押付け力に応じて細い線や太い線などの任意の太さで線や図形を描くことができ、利便性を向上できる。
以下、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態と称する)を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係わる光入力機能付き表示装置を適用した表示システムの構成を示すブロック図である。同図に示す実施形態の表示システムは、光入力を行うための光源手段を構成するペン型光源1と、このペン型光源1の先端のペン先を表示画面に押し付けられることによりペン型光源1から照射される光を光入力として検知する光入力機能を有するとともに、任意の画像を表示画面に表示することができる光入力機能付き表示部3と、この光入力機能付き表示部3で検知されたペン型光源1からの光入力データを受け取り、ペン型光源1で照射された表示画面上の位置およびペン型光源1の光源手段と表示画面との間の距離をそれぞれ位置データおよび距離データとしてそれぞれ算出して出力する信号処理部5と、この信号処理部5からの位置データおよび距離データを受け取り、例えば複数の位置データで特定される表示画面上の複数の位置間を線で接続して光入力機能付き表示部3の表示画面に表示したり、またこの場合において表示画面に表示される線の太さを前記距離データに応じて細い線、太い線、中くらいの太さの線などに変える表示をすることができるなどの種々の処理を行うホストプロセッサ7とから構成されている。
ペン型光源1は、図2(a)に示すように、先端1aが先細の円錐状または角錐状に形成され、この円錐状または角錐状の先端部に開口部が形成され、この開口部から光が透過可能な棒状の透明なペン先15が突出し、このペン先15が突出した開口部の周囲の円錐状または角錐状の先端部は開口部から所定の位置まで光が透過し得るように透明な光透過部17として図2(a)において点線で示すように形成されている。なお、ペン型光源1は、この光透過部17以外の部分は光を透過しない筐体31で構成され、後述する発光ダイオード11およびレンズ13からなる光源部からの光が光透過部17および透明なペン先15以外の部分から外部に出力されないように構成されている。
また、ペン型光源1は、その先端1a内に光源部を構成する発光ダイオード11が配設され、この発光ダイオード11と透明なペン先15との間にはレンズ13が設けられている。発光ダイオード11は、レンズ13で覆われて、レンズ13とともに絶縁性のベース12に一体的に取り付けられ、このベース12の上には発光ダイオード11のアノード端子14およびカソード端子16が突出している。なお、ベース12に一体的に取り付けられた発光ダイオード11およびレンズ13を光源部と以下称することにする。
発光ダイオード11からのレンズ13を通過した光は、ペン先15を通って外部に出力されるとともに、また光透過部17を通って外部に出力されるようになっている。発光ダイオード11のアノード端子14は、導体19の一端に接続され、この導体19の他端はペン型光源1の内壁寄りに配設された導電性の第1の機械的接触部材21に電気的に接触し、この第1の機械的接触部材21上を摺動自在に移動し得るようになっている。
この第1の機械的接触部材21は抵抗器23を介してバッテリ25の正極(+)に接続されている。また、バッテリ25の負極(−)は、ペン型光源1の筐体31に電気的に接続され、筐体31を介して筐体31の内壁に電気的に取り付けられた第2の機械的接触部材29に電気的に接続されている。
発光ダイオード11のカソード端子16は、導体27の一端に接続され、この導体27の他端27aは直角に折曲して、前記第2の機械的接触部材29の近傍まで延出している。導体27の他端27aと第2の機械的接触部材29とは図2で説明するスイッチ35を構成しているものであり、導体27の他端27aが後述するように第2の機械的接触部材29に接触することにより当該他端27aと第2の機械的接触部材29からなるスイッチ35がオンとなるものである。なお、図2(a)の状態では、導体27の他端27aは第2の機械的接触部材29から離れているため、他端27aと第2の機械的接触部材29からなるスイッチ35はオフ状態にある。
発光ダイオード11とレンズ13を一体的に取り付けているベース12には、ペン型光源1の中程の前寄りに設けられている圧縮ばね33の一端が取り付けられ、この圧縮ばね33の他端は、ペン型光源1内の筐体31などに取り付けられた固定部に固定的に取り付けられ、この圧縮ばね33によりベース12および発光ダイオード11とレンズ13からなる光源部がペン先15の方に押動され、これに伴いペン先15も押動され、ペン先15の先端が図示のように先端1aの開口部から少し外部に突出している。
図2(b)は、図2(a)に示すペン型光源1の電気的等価回路図である。同図に示すように、ペン型光源1は、発光ダイオード11、抵抗器23、バッテリ25および前記導体27の他端27aと第2の機械的接触部材29からなるスイッチ35を直列に接続して構成され、スイッチ35がオンとなることにより、バッテリ25の正極から電流が抵抗器23、発光ダイオード11、スイッチ35を介してバッテリ25の負極に流れ、この電流により発光ダイオード11がオンとなって点灯し、光を照射するようになっている。
図3は、前記光入力機能付き表示部3の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、光入力機能付き表示部3は、複数の並行に配列された走査線d1、d2、d3…dnに接続され、これらの走査線d1、d2、d3…dnに走査信号を順次出力する走査線駆動回路41と、複数の並行に配列された信号線e1、e2、e3…emに接続され、これらの信号線e1、e2、e3…emに信号を出力する信号線駆動回路43と、複数の走査線d1、d2、d3…dnと複数の信号線e1、e2、e3…emとの各交差部に各々が設けられ、全体としてn×mのマトリックス状に配列された複数の液晶画素部45と光検知部47から構成されている。なお、液晶画素部45は本発明の表示手段を構成し、光検知部47は本発明の光検知手段を構成するものである。また、図1に示す光入力機能付き表示部3のうち走査線d1、d2、d3…dnと信号線e1、e2、e3…emとの複数の交差部に配列された複数の液晶画素部45および光検知部47は、例えばガラスなどからなるアレイ基板上に配列され、また走査線駆動回路41および信号線駆動回路43も近年の集積回路技術およびプロセス技術により同じアレイ基板に設けられていてもよいものである。
液晶画素部45は、薄膜トランジスタ、液晶容量、補助容量を備えた液晶画素部で構成され、光検知部47は、例えばフォトダイオードなどからなる光電変換素子、電荷蓄積容量、増幅トランジスタ、切替トランジスタ、プリチャージ用トランジスタを備えた光検知部で構成される。なお、本実施形態では、液晶画素部45は薄膜トランジスタ、液晶容量、補助容量を備えた液晶画素部で構成されるものとしているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えばEL(エレクトロルミネッセンス)素子を用いて構成されてもよいものである。また、光検知部47も上述したようにフォトダイオードなどからなる光電変換素子、電荷蓄積容量、増幅トランジスタ、切替トランジスタ、プリチャージ用トランジスタを備えた光検知部で構成されることに限定されるものでなく、要はペン型光源1から光入力機能付き表示部3の表示画面3aに照射された光を検知できればよいものである。
図4(a)は、図2に示したペン型光源1のペン先15を図3のように構成される光入力機能付き表示部3の表示画面3aに押し付けた場合のペン型光源1の状態を示す説明図である。なお、同図において、光入力機能付き表示部3は、図の簡単化のために実際の構成とは異なって、概略的に図示されているものであるが、同図においては前記マトリックス状に配列された複数の液晶画素部45と光検知部47のうち光検知部47のみを側面から見た1行のみ図の最下部に示し、最上部を表示画面3aとして示している。
ペン型光源1は、そのペン先15を光入力機能付き表示部3の表示画面3aに接触させ、軽く押し付けてペン先15を内部に少し引っ込ませただけでは、図2(a)において導体27の他端27aと第2の機械的接触部材29との間の間隙から分かるように、スイッチ35はオンとならず、従って発光ダイオード11は光を出力しないが、図4(a)に示すように、ペン型光源1のペン先15を光入力機能付き表示部3の表示画面3aに接触させ、所定の押付け力でペン先15を表示画面3aに押し付けると、ペン先15は、発光ダイオード11とレンズ13からなる光源部およびベース12を介して圧縮ばね33に抗して矢印111で示す方向に先端1aの内部に押動される。この結果、ベース12のカソード端子16に接続された導体27も同じ方向に押動され、図4(a)に示すように導体27の他端27aは第2の機械的接触部材29に電気的に接触し、これにより他端27aと第2の機械的接触部材29からなるスイッチ35がオンし、発光ダイオード11はオンとなって光を発生する。
この発光ダイオード11からの光は、レンズ13およびペン先15を介して表示画面3aに対して出力されると同時に、レンズ13および先端1aの光透過部17を介して表示画面3aに対して出力され、この発光ダイオード11からレンズ13、ペン先15および光透過部17を介して出力された光は、発光ダイオード11から1点鎖線51で示す範囲内を照射して表示画面3aに当り、表示画面3aに受光領域53が形成される。なお、図4(a)では、受光領域53は複数の光検知部47に近接して図示され、表示画面3aは光検知部47および受光領域53から離れて図示されているが、実際には光検知部47の平面位置、詳しくは液晶画素部45と光検知部47の平面位置は表示画面3aとほぼ同じ平面位置上にあるものであり、以下の説明では受光領域53は表示画面3a上に形成されているものとして説明する。
図4(b)は、図4(a)に示すように、発光ダイオード11からの光を照射された表示画面3aをペン型光源1を除いて上方から見た平面図であり、この表示画面3aには上述したようにマトリックス状に配列された複数の光検知部47が図示されているが、液晶画素部45、走査線d1、d2、d3…dn、および信号線e1、e2、e3…emは図示を省略されている。
図4(b)に示すように、表示画面3a上には発光ダイオード11からの光が照射された受光領域53が点線で囲んで図示され、この受光領域53内に入る複数の光検知部47は、発光ダイオード11から照射された光を検知してそれぞれ光検知信号を出力するが、図4(b)においては、この受光領域53内に入るこれら複数の光検知部47は、表示画面3a上に照射された光を検知して光検知信号を出力したことを示すように同図において黒塗りされて図示されている。このように複数の光検知部47が発光ダイオード11からの光を検知してそれぞれ光検知信号を出力すると、この複数の光検知部47からそれぞれ出力される複数の光検知信号は、信号処理部5に供給され、信号処理部5においては当該複数の光検知信号に基づき、具体的には光を検知した複数の光検知部47の数に基づき受光領域53の面積を算出し、この面積に基づき光源手段を構成する光透過部17の先細の先端と表示画面3aとの間の距離を算出する。
なお、受光領域53の面積は、例えば複数の光検知部47からの光検知信号の数、すなわち発光ダイオード11からの光を検知して光検知信号を出力している光検知部47の数に基づいて算出することができる。図4(b)においては、受光領域53内に入って光を検知し黒塗りされている光検知部47の数は、21個である。また、前記距離は、後述する図5の説明から明確になるように、光透過部17の先細の先端が表示画面3aから離れている場合には、受光領域53の面積が大きくなり、光透過部17の先細の先端が表示画面3aに近い場合には、受光領域53の面積が小さくなるということに基づき算出することができる。
図5(a)、(b)は、図4(a)、(b)にそれぞれ対応する図であるが、ペン型光源1のペン先15を表示画面3aに対して前記所定の力よりも大きな力で更に強く押し付けた場合のペン型光源1の状態を示す説明図である。
図5(a)に示すように、ペン先15を表示画面3aに対して所定の力よりも大きな力で更に強く押し付けると、ペン先15は圧縮ばね33に抗して矢印111で示す方向に更に押動されて光透過部17の先細の先端の開口部内に進入し、この開口部の縁が表示画面3aに当って接触することにより、ペン先15は更に当該開口部内に進入することができず、ペン先15はこの位置で停止、すなわち図5(a)に示す位置で停止する。
この結果、光透過部17の先細の先端と表示画面3aとの間の距離は、図4(a)に示した場合に比較して短くなって、光透過部17の先細の先端は表示画面3aに近くなり、発光ダイオード11からの光照射により表示画面3a上に形成される受光領域53の大きさ、すなわち面積は、図4(a)に示した場合に比較して小さくなっている。
図5(b)に示すように、発光ダイオード11からの光を照射された表示画面3aを上方から見ると、この表示画面3a上に形成されている受光領域53の面積は、図4(a)に比較して明らかに小さくなり、この受光領域53内において光を検知して黒塗りされている光検知部47の数は、図4(a)の場合の21個に比較して、9個に低減されている。従って、このように発光ダイオード11からの光を光検知部47で検知して光検知信号を出力し黒塗りされている光検知部47の数または光検知信号の数を信号処理部5で算出することにより受光領域53の面積が算出でき、この面積に基づいて光透過部17の先細の先端と表示画面3aとの間の距離を算出することができる。なお、この算出した数と距離との関係は、例えば数が10以上39以下である場合には、距離が0、40以上69以下である場合には、距離が1、70以上99以下である場合には、距離が2、100以上または9以下である場合には、距離を3とするなどのように信号処理部5において例えばメモリにデータとして予め記憶しておき、このデータと照合することにより距離を算出することができる。
このように信号処理部5で算出された光透過部17の先細の先端と表示画面3aとの間の距離データは、ホストプロセッサ7に供給され、この距離データに応じて例えば円や矩形などの図形や線を表示画面3aに描く場合の線の太さを前記距離データに基づいて変化させるなどの種々の処理を行うことができる。
更に詳しくは、上述したように、ペン型光源1を光入力機能付き表示部3の表示画面3aに押し付けることにより、ペン型光源1からの光入力を行うという操作は、ホストプロセッサ7において信号処理部5からの前記距離データに基づいて、例えば表示画面3aに対して光入力を行った位置において表示画面3aに液晶画素部45で表示されている文字、線、図形、絵画などの画像の例えば線の太さや色などを前記距離に応じて細い線、太い線、中くらいの線などの線または赤、緑、黄色、黒などの色で表示変更するために使用されたり、またはペン型光源1で光入力を行った表示画面3a上の位置を中心に描かれている円や矩形などの図形の例えば線の太さや色などを距離に応じて描いたり、または当該位置から例えば先に特定された別の位置に向かって引く線の太さなどを前記距離に応じて変化させて引くなどのような処理をホストプロセッサ7において信号処理部5からの距離データに基づいて行うために有効なものである。具体的には、例えば前記距離が遠い場合には、円や線などを細い線で描き、近い場合には、太い線で描くということを可能とするものである。
上記説明は、表示画面3aに対して発光ダイオード11から照射された光の表示画面3aにおける受光領域53または受光領域53の面積に基づいて光透過部17の先細の先端と表示画面3aとの間の距離を算出するものであったが、表示画面3aに対して発光ダイオード11から照射された光の表示画面3aにおける受光領域53に基づいて表示画面3a上における光の照射位置、すなわち受光位置(以下、単に位置と称する)を算出することも容易である。
この位置の算出は、受光領域53に入る複数の光検知部47からの光検知信号の検出または受信が光入力機能付き表示部3において走査線駆動回路41および信号線駆動回路43から走査線d1、d2、d3…dnおよび信号線e1、e2、e3…emにそれぞれ走査信号および読出し信号を順次供給して各光検知部47を順次走査しながら、すなわち各光検知部47を順次アドレシングしながら行うものであるため、光検知部47から検出または受信した各光検知信号がどの位置、すなわちどの交差部位置の光検知部47からのものであるかが明確に分かるものである。
このように、受光領域53内の複数の光検知部47からの複数の光検知信号がどの位置の光検知部47からの信号であるかが分かるので、これらの位置の分かる複数の光検知信号を光入力機能付き表示部3から信号処理部5に供給することにより、信号処理部5は、これら複数の光検知信号をそれぞれ出力した複数の光検知部47のそれぞれの位置を識別することができ、これにより信号処理部5は、受光領域53内に入る複数の光検知部47の位置データを取得することができる。
従って、信号処理部5は、これらの位置データから受光領域53の位置を識別することができるので、この識別した受光領域53の位置から受光領域53の中心位置または受光領域53内の任意の位置を算出することも容易である。
このように算出した受光領域53の中心位置データは、信号処理部5からホストプロセッサ7に供給される。ホストプロセッサ7は、この受光領域53の中心位置データを例えば円や矩形などの図形や線などを表示画面3aに描く場合の基点または起点として使用し、例えば円や矩形などの図形や線などを描くなどの種々の処理を行うことができる。
なお、上記説明では、ペン型光源1からの表示画面3aに対する光を光入力機能付き表示部3の光検知部47で検知し、この光検知信号を信号処理部5に供給し、信号処理部5はこの光検知信号に基づいて例えば前記面積、距離、位置などの算出を行っているが、更に詳しくは、各光検知部47からの光検知信号は、光入力機能付き表示部3または信号処理部5において所定のしきい値と比較され、該しきい値より大きい光検知信号のみが2値データとして生成され、信号処理部5においては、この2値データの光検知信号に基づいて前記面積、距離、位置などの算出を行っているものである。この場合において、特に発光ダイオード11からの光が照射される前記受光領域53の周辺部においては、光強度が中心などに比較して弱まって受光領域53の周辺部がぼんやりして明確でなくなるおそれがあるため、受光領域53の周辺を画定するために前記2値データの光検知信号を使用することが好ましい。
また、上記説明では、発光ダイオード11からの光が表示画面3aに照射される領域を表示画面3aが光を受ける領域である受光領域53として説明したが、この受光領域53は、表示画面3aが発光ダイオード11から受ける光の強度である受光強度が所定の値よりも大きい領域であるため、この受光強度を各光検知部47で検知し、この検知した光検知信号に基づき、すなわち受光強度に基づき受光領域53を画定してもよいものである。従って、この受光強度を用いて光透過部17の先細の先端と表示画面3aとの間の距離や位置を算出し得ることは勿論のことであるが、この過程においては結局のところは、受光強度から受光領域53を画定しなければならないものであるため、ここでは受光領域53を用いて説明している。
しかしながら、本発明は、このように受光領域53に基づいて前記距離などを算出することに限定されるものでなく、例えばペン型光源1からの発光強度が前記押し付け力に応じて変化するものであり、この変化するペン型光源1の発光強度に比例して前記表示画面における受光強度が変化する場合にも本発明は適用でき、このような場合には表示画面における受光強度を前記光検知部47で検知することにより、当該受光強度に応じて前記距離などを算出することができるものである。
図6(a)は、上記実施形態において先端1aの構造を変更したペン型光源1の先端1aの拡大斜視図である。
同図に示すペン型光源1は、その先端1aに十文字形スリット61とこの十文字形スリット61の交点を中心として対向しかつ隣接するスリット61の間に形成された4個の小径開口部63を形成し、これによりペン型光源1の先端1aから表示画面3aに光を照射した場合において表示画面3aに投影される光の形状が図6(b)に示すように十文字状のスリット形状61aと該十文字状のスリット形状61aの交点を中心として対向しかつ隣接するスリット間に形成された4個の比較的小径の光点形状63aとなるようなパターンにしたものである。
このようなパターンの光を先端1aから出力するペン型光源1を用いて、図6(b)に示すように、表示画面3aに十文字状のスリット形状61aと小径の光点形状63aの光パターンを照射すると、この光パターンは光入力機能付き表示部3の光検知部47により検知され、光パターンの光検知信号として信号処理部5に供給される。
信号処理部5は、予めメモリなどに保存しておいた図6(b)に示すようなマッチング用パターン67を読み出し、光入力機能付き表示部3から供給された前記光パターンの光検知信号を所定のしきい値で2値化し、この2値化データの光パターンを前記マッチング用パターン67と比較してパターンマッチングを行い、このパターンマッチングにより光入力機能付き表示部3で検知した光パターンがペン型光源1から出力された真の光パターンであり、外部からの他の光が混入したり影響がないことを確認する。
この結果、真の光パターンであると確認した場合には、この光パターンの表示画面3aにおける位置や表示画面3aとペン先15との間の距離を上述したように算出し、この算出した位置データおよび距離データをホストプロセッサ7に供給する。ホストプロセッサ7は、この位置データおよび距離データにより上述したように各種処理を行う。
なお、上述したような人工的な光パターンは自然界には存在せず、環境光によって生成されることはほとんどないので、このような光パターンを出力するペン型光源1を用いることにより、外部からの他の光の影響を受けて誤動作することなく、各種処理を適確に行うことができるものであり、外部からの他の光である環境光による誤動作の確率を低減することができる。また、上記説明では、小径開口部63を4個設け、4個の小径の光点形状63aを投影するものとして説明しているが、本発明は4個に限定されるものでなく、1個以上任意の数でよいものであるとともに、更にスリット61の形状も十文字状に限定されるものでは無い。
なお、ペン型光源1からの光パターンは、ペン型光源1の回転、傾き、押付け力によってその受光強度が変化するので、このような回転や傾きによる変形を考慮したパターンマッチングを行えば、ペン型光源1の回転、傾き、押付け力の情報も得ることができる。
なお、上記処理を行うために、本実施形態の光入力機能付き表示装置は、前記十文字状のスリット形状と小径の光点形状に合致するマッチング用パターンを予め記憶するパターン記憶手段と、光検知手段である光検知部47で検知された光検知信号によるパターンを前記パターン記憶手段に記憶されているマッチング用パターンと照合し、光検知部47で検知した光検知信号によるパターンが前記マッチング用パターンに合致する前記十文字状のスリット形状と小径の光点形状を有するものであるか否かを判定する照合手段と、この照合において前記マッチング用パターンに合致するパターンの光検知信号のみを前記光源手段からの正規の光として検知した信号であると判定する判定手段とを有するものである。
図7は、本発明の他の実施形態に係わる光入力機能付き表示装置を適用した表示システムの構成を示すブロック図である。同図に示す実施形態は、図1に示した実施形態に対してタイミングコントローラ73および該タイミングコントローラ73によりオン−オフ制御される電源71を追加し、これにより光入力機能付き表示部3の複数の光検知部47の動作とペン型光源からの光の照射動作とを同期して制御させ得るようにペン型光源10とするとともに、またペン型光源10の動作電源として前記バッテリ25の代わりに電源71を使用し、この電源71の出力にスイッチ71aを接続し、このスイッチ71aを介して電源71からの動作電力をペン型光源10に供給するように構成した点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。
図7の実施形態においては、光入力機能付き表示部3の複数の光検知部47の動作とペン型光源10からの光の照射動作とを同期して制御するために、タイミングコントローラ73は、光入力機能付き表示部3の複数の光検知部47を動作させるための動作制御信号である画像取り込み制御信号を光入力機能付き表示部3に供給するとともに、この画像取り込み制御信号に同期した電源スイッチ制御信号を生成し、この電源スイッチ制御信号でスイッチ71aをオン−オフ制御し、このスイッチ71aのオン−オフ動作によりペン型光源10をオン−オフ動作させ、これによりペン型光源10からの光の出力または光の出力停止、すなわち点灯または非点灯を行うとともに、このペン型光源10の点灯または非点灯状態を示す点灯または非点灯フラグをタイミングコントローラ73から信号処理部5に供給するようにしている。
このように光入力機能付き表示部3の複数の光検知部47の動作とペン型光源10からの光の照射動作とを同期して制御することにより、例えばペン型光源10が光の照射動作を行っていないときに、すなわちタイミングコントローラ73から非点灯フラグが信号処理部5に出力されているときに、光入力機能付き表示部3の光検知部47からの光検知信号を信号処理部5が受信したとすると、この
光検知信号は外部の環境光による誤動作によるものであると識別することができ、無視などすることにより、外部の環境光などによる誤動作を適確に防止することができ、またペン型光源10が光の照射動作を行っていないときに、すなわちタイミングコントローラ73から点灯フラグが信号処理部5に出力されているときに、光入力機能付き表示部3の光検知部47からの光検知信号を信号処理部5が受信すると、この光検知信号はペン型光源10のペン先15からの正規の光によるものであると識別することができ、適確な動作を行うことができる。
上述した動作タイミングは、具体的には、図8に示すように、光入力機能付き表示部3の複数の光検知部47を順次1周動作させるフレーム同期の2倍の周期で同期させてペン型光源10を点滅動作させるものである。
すなわち、図8に示すように、ペン型光源10は、非点灯n、点灯n、非点灯n+1、点灯n+1のようにフレーム同期の2倍の周期で動作しながら点灯および非点灯を繰り返している。なお、この動作は、タイミングコントローラ73からの電源スイッチ制御信号により電源71のスイッチ71aをオン−オフ動作させ、このオン−オフ動作に応じてペン型光源10に電源71からの動作電力が供給されることにより実現される。
このようなペン型光源10の点灯および非点灯動作のそれぞれに同期して、光入力機能付き表示部3は、タイミングコントローラ73からの画像取り込み制御信号により図8に示すように、複数の液晶画素部45が液晶表示とブランキングの動作を交互に繰り返すとともに、複数の光検知部47が露光(すなわち光検知)、データ転送、初期電荷蓄積の各動作を繰り返し行うようになっている。
このようなペン型光源10と光入力機能付き表示部3の同期動作の結果、信号処理部5は、例えばペン型光源10が非点灯時には光入力機能付き表示部3からの非点灯時の光検知信号である2値画像データ(例えばF(2n))とペン型光源10が点灯時には光入力機能付き表示部3からの点灯時の光検知信号である2値画像データ(例えばF(2n+1))とが交互に供給されるので、この交互に供給される連続した2値画像データの非点灯時の2値画像データの論理否定信号と点灯時の2値画像データとの論理積を図8に差分演算として示すように各画素毎に演算する。すなわち、信号処理部5は、非点灯時の2値画像データF(2n)の論理否定信号notF(2n)と点灯時の2値画像データF(2n+1)との論理積(notF(2n))andF(2n+1)を演算し、これにより非点灯時の2値画像データF(2n)が光を検知していない0であり、点灯時の2値画像データF(2n+1)が光を検知した1である場合のみ、論理積(notF(2n))andF(2n+1)が1となり、この場合のみ、外部の環境光による誤動作でなく、ペン型光源10からの真の光のみによる正規の光検知信号であると判断することができる。
このように演算結果に基づいて光入力機能付き表示部3の光検知部47で検知した光検知信号、すなわち光入力機能付き表示部3からの2値画像データが外部の環境光による誤動作のない真のデータであるかを識別することができる。具体的には、信号処理部5における上記非点灯時の2値画像データF(2n)の論理否定信号notF(2n)と点灯時の2値画像データF(2n+1)との論理演算は、図9に真理値表として示すように、非点灯時の2値画像データF(2n)が光を検知していない黒の0であり、点灯時の2値画像データF(2n+1)も光を検知していない黒の0である場合、両者の差分演算である論理積(notF(2n))andF(2n+1)は0(黒)となり、光検知がないことを示す。
また、非点灯時の2値画像データF(2n)が光を検知していない黒の0であり、点灯時の2値画像データF(2n+1)が光を検知した白の1である場合には、論理積(notF(2n))andF(2n+1)は、1(白)となり、この場合のみ、光入力機能付き表示部3の光検知部47からの光検知信号は、外部の環境光による誤動作でなく、ペン型光源10からの真の光のみによる正規の光検知信号であると判断することができる。
また、非点灯時の2値画像データF(2n)が光を検知した白の1であり、点灯時の2値画像データF(2n+1)が光を検知していない黒の0である場合には、論理積(notF(2n))andF(2n+1)は、0(黒)となり、誤動作を防止することができる。すなわち、この場合には、非点灯時にも係わらず、非点灯時の2値画像データF(2n)が光を検知したことを示す論理出力信号1となっているが、この論理出力信号1は、光入力機能付き表示部3の光検知部47が外部の環境光などで誤動作した結果として1となってしまったものであり、このように誤動作を防止するように、論理積(notF(2n))andF(2n+1)は0となっている。なお、点灯時の2値画像データF(2n+1)は、点灯時にも係わらず、光を検知していないことを示す論理出力信号0となっていることは、この光検知に関係する光検知部47のところには、ペン型光源10からの光が当っていない領域、すなわち図4、5で示す受光領域53の外部にあるか、または受光領域53内にあるにも係わらず、光検知部47がペン型光源10からの光を検知できなかったことを示す。
更に、非点灯時の2値画像データF(2n)が光を検知した白の1であり、点灯時の2値画像データF(2n+1)も光を検知した白の1である場合には、論理積(notF(2n))andF(2n+1)は0となり、誤動作を防止することができる。すなわち、この場合には、非点灯時にも係わらず、非点灯時の2値画像データF(2n)が光を検知したことを示す1となっているが、これは光検知部47が外部の環境光などで誤動作した結果として1となってしまったものである。このような場合には、論理積(notF(2n))andF(2n+1)は0となり、このような外部の環境光などによる誤動作を防止するようになっている。
上述したように、光入力機能付き表示部3の複数の光検知部47を順次1周動作させるフレーム周期の2倍の周期で同期させてペン型光源10を点滅動作させるとともに、交互に連続して出力される非点灯時の2値画像データF(2n)の論理否定信号ontF(2n)と点灯時の2値画像データF(2n+1)との論理積(notF(2n))andF(2n+1)を演算することにより、外部の環境光による誤動作を適確に防止することができる。
なお、上記実施形態では、光入力機能付き表示部3の光検知部47の動作に同期させてペン型光源10を点滅動作させるために、電源71およびスイッチ71aを設け、スイッチ71aをタイミングコントローラ73からの電源スイッチ制御信号によりオン−オフ制御し、これによりペン型光源10を点滅動作させているが、本発明は、これに限定されるものでなく、例えば図2に示すペン型光源1においてバッテリ25からの動作電力を発光ダイオード11に供給する経路にスイッチなどを設け、このスイッチをタイミングコントローラ73からの制御信号でオン−オフ制御させることにより発光ダイオード11を点滅動作させるようにしてもよいものである。
なお、上記各実施形態においては、光入力機能付き表示部3の各光検知部47からの各出力信号は、単に光を検知した信号であるので、光検知信号としたが、この光検知部47からの出力信号が複数集まることにより画像を形成するものでもあるため、光検知信号の代わりに画像取り込み信号としてもよいものであるし、また光検知部47からの光検知信号は、光入力機能付き表示部3または信号処理部5において所定のしきい値と比較されて、2値データとして出力されるものであるため、2値データの光検知信号や2値画像データなどとしてもよいものである。
なお、上記実施形態で用いた受光領域や受光強度の代わりに発光強度または光の強度を用いることも可能であるが、発光強度または光の強度は発光ダイオード11から発生する光の強度、すなわち光源における光の強度を意味するおそれがあるので、表示画面3aにおいて光検知部47が受けた光の強度であるとして受光強度とした。更に、受光領域や受光強度の代わりに光の平面強度分布を用いることも可能であるが、平面強度分布は、表示画面3aにおける受光強度を表示画面3a全体について受光強度を検知したもの、すなわち表示画面3a全体に対するすべての光検知部47からの光検知信号を検知したものであり、この光検知信号に基づき表示画面3aのどの部分で大きく、どの部分で小さく、どの部分で中くらいで、どの部分で信号がないかなどを示すものであり、これによりペン型光源1からの光が当っている受光領域53がどこであるかを識別するために使用されるものであり、要は各光検知部47からの光検知信号に基づき算出されるものであるため、本発明では各光検知部47からの光検知信号に基づき検出される受光領域または受光強度を用いた。
本発明の一実施形態に係わる光入力機能付き表示装置を適用した表示システムの構成を示すブロック図である。 図1に示す実施形態に使用されているペン型光源の構成を示す図である。 図1に示す実施形態に使用されている光入力機能付き表示部の回路構成を示すブロック図である。 図1に示す実施形態においてペン型光源を光入力機能付き表示部の表示画面に押し付けた場合の状態を示す説明図である。 図1に示す実施形態においてペン型光源を光入力機能付き表示部の表示画面に対して図4の場合よりも更に強い押付け力で押し付けた場合の状態を示す説明図である。 図1に示す実施形態に使用されるペン型光源の先端の構造を変更したペン型光源の先端の拡大斜視図および説明図である。 本発明の他の実施形態に係わる光入力機能付き表示装置を適用した表示システムの構成を示すブロック図である。 図7に示した実施形態の動作を説明するための説明図である。 図7に示す実施形態における論理演算の真理値表である。
符号の説明
1、10 ペン型光源
3 光入力機能付き表示部
5 信号処理部
7 ホストプロセッサ
11 発光ダイオード
15 ペン先
17 光透過部
25 バッテリ
33 圧縮ばね
41 走査線駆動回路
43 信号線駆動回路
45 液晶画素部
47 光検知部
53 受光領域
61 十文字形スリット
63 小径開口部
67 マッチング用パターン
71 電源
71a スイッチ
73 タイミングコントローラ
d1、d2、d3…dn 走査線
e1、e2、e3…em 信号線

Claims (5)

  1. 複数の並行に配列された走査線と該複数の走査線にそれぞれ交差するように並行に配列された複数の信号線との各交差部に配列された表示手段と光検知手段を有し、これら複数の表示手段により画像を表示画面に表示するとともに、表示画面に照射される光を前記複数の光検知手段により検知し、この検知情報により情報入力を行うことができる光入力機能付き表示装置であって、先端から光を照射するようになっていて、該先端を前記表示画面に押し付けた場合に、この押付け力に応じて前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域が変化する光源手段と、前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域を前記複数の光検知手段からの光検知信号に基づき検出する受光検出手段と、この検出した受光強度または受光領域に基づき前記光源手段と表示画面との間の距離を算出する距離算出手段とを有し、
    前記光源手段は、前記先端からの光が表示画面を照射した場合において表示画面に投影される光の形状が十文字状のスリット形状と該十文字状のスリット形状の交点を中心として対向しかつ隣接するスリットの間に形成された比較的小径の光点形状となるように十文字形スリットとこの十文字形スリットの交点を中心として対向しかつ隣接するスリットの間に形成された小径開口部が前記先端に形成され、
    前記光入力機能付き表示装置は、さらに、
    前記十文字状のスリット形状と小径の光点形状に合致するマッチング用パターンを予め記憶するパターン記憶手段と、
    前記光検知手段で検知された光検知信号によるパターンを前記パターン記憶手段に記憶されているマッチング用パターンと照合し、光検知手段で検知した光検知信号によるパターンが前記マッチング用パターンに合致する前記十文字状のスリット形状と小径の光点形状を有するものであるか否かを判定する照合手段と、
    この照合において前記マッチング用パターンに合致するパターンの光検知信号のみを前記光源手段からの正規の光として検知した信号であると判定する判定手段と
    を有することを特徴とする光入力機能付き表示装置。
  2. 複数の並行に配列された走査線と該複数の走査線にそれぞれ交差するように並行に配列された複数の信号線との各交差部に配列された表示手段と光検知手段を有し、これら複数の表示手段により画像を表示画面に表示するとともに、表示画面に照射される光を前記複数の光検知手段により検知し、この検知情報により情報入力を行うことができる光入力機能付き表示装置であって、
    先端を前記表示画面に所定の値以上の押付け力で押し付けた場合に前記先端から光を出力する光源手段と、前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域を前記複数の光検知手段からの光検知信号に基づき検出する受光検出手段と、この検出した受光強度または受光領域に基づき前記光源手段と表示画面との間の距離を算出する距離算出手段とを有し、
    前記光源手段は、前記先端からの光が表示画面を照射した場合において表示画面に投影される光の形状が十文字状のスリット形状と該十文字状のスリット形状の交点を中心として対向しかつ隣接するスリットの間に形成された比較的小径の光点形状となるように十文字形スリットとこの十文字形スリットの交点を中心として対向しかつ隣接するスリットの間に形成された小径開口部が前記先端に形成され、
    前記光入力機能付き表示装置は、さらに、
    前記十文字状のスリット形状と小径の光点形状に合致するマッチング用パターンを予め記憶するパターン記憶手段と、
    前記光検知手段で検知された光検知信号によるパターンを前記パターン記憶手段に記憶されているマッチング用パターンと照合し、光検知手段で検知した光検知信号によるパターンが前記マッチング用パターンに合致する前記十文字状のスリット形状と小径の光点形状を有するものであるか否かを判定する照合手段と、
    この照合において前記マッチング用パターンに合致するパターンの光検知信号のみを前記光源手段からの正規の光として検知した信号であると判定する判定手段と
    を有することを特徴とする光入力機能付き表示装置。
  3. 複数の並行に配列された走査線と該複数の走査線にそれぞれ交差するように並行に配列された複数の信号線との各交差部に配列された表示手段と光検知手段を有し、これら複数の表示手段により画像を表示画面に表示するとともに、表示画面に照射される光を前記複数の光検知手段により検知し、この検知情報により情報入力を行うことができる光入力機能付き表示装置であって、
    先端から光を照射するようになっていて、該先端を前記表示画面に押し付けた場合に、この押付け力に応じて前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域が変化する光源手段と、前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域を前記複数の光検知手段からの光検知信号に基づき検出する受光検出手段と、この検出した受光強度または受光領域に基づき前記光源手段と表示画面との間の距離を算出する距離算出手段とを有し、
    前記光源手段は、内部に光を発生する光源部を有するペン型の構造体であり、当該光源手段の先端は、先細の円錐状または角錐状に形成され、この円錐状または角錐状の先端部に開口部が形成され、この開口部から光が透過可能な棒状の透明なペン先が突出し、このペン先が突出した開口部の周囲の円錐状または角錐状の先端部は開口部から所定の位置まで光が透過し得るように透明な光透過部として形成され、前記ペン先は付勢手段により開口部から所定距離外部に突出するように押動され、ペン先が前記付勢手段により押動されて開口部から所定距離以上外部に突出している場合には前記光源部はオフとなって光を発生せず、ペン先が前記付勢手段に抗して前記表示画面に所定の値以上の押付け力で押し付けられて開口部内に押動されると、前記光源部はオンとなって光を発生し、この光が前記先端部の光透過部および透明なペン先を通過して前記表示画面を照射するように構成されていることを特徴とする光入力機能付き表示装置。
  4. 複数の並行に配列された走査線と該複数の走査線にそれぞれ交差するように並行に配列された複数の信号線との各交差部に配列された表示手段と光検知手段を有し、これら複数の表示手段により画像を表示画面に表示するとともに、表示画面に照射される光を前記複数の光検知手段により検知し、この検知情報により情報入力を行うことができる光入力機能付き表示装置であって、
    先端を前記表示画面に所定の値以上の押付け力で押し付けた場合に前記先端から光を出力する光源手段と、前記先端からの光の前記表示画面における受光強度または受光領域を前記複数の光検知手段からの光検知信号に基づき検出する受光検出手段と、この検出した受光強度または受光領域に基づき前記光源手段と表示画面との間の距離を算出する距離算出手段とを有し、
    前記光源手段は、内部に光を発生する光源部を有するペン型の構造体であり、当該光源手段の先端は、先細の円錐状または角錐状に形成され、この円錐状または角錐状の先端部に開口部が形成され、この開口部から光が透過可能な棒状の透明なペン先が突出し、このペン先が突出した開口部の周囲の円錐状または角錐状の先端部は開口部から所定の位置まで光が透過し得るように透明な光透過部として形成され、前記ペン先は付勢手段により開口部から所定距離外部に突出するように押動され、ペン先が前記付勢手段により押動されて開口部から所定距離以上外部に突出している場合には前記光源部はオフとなって光を発生せず、ペン先が前記付勢手段に抗して前記表示画面に所定の値以上の押付け力で押し付けられて開口部内に押動されると、前記光源部はオンとなって光を発生し、この光が前記先端部の光透過部および透明なペン先を通過して前記表示画面を照射するように構成されていることを特徴とする光入力機能付き表示装置。
  5. 先端から光を照射するようになっていて、該先端を任意の部分に押し付けた場合に、この押付け力に応じて前記先端からの光の前記任意の部分における受光強度または受光領域が変化する光源手段を有する光源装置であって、
    前記光源手段は、内部に光を発生する光源部を有するペン型の構造体であり、先端が、先細の円錐状または角錘状に形成され、この円錐状または角錘状の先端部に開口部が形成され、この開口部から光が透過可能な棒状の透明なペン先が突出し、このペン先が突出した開口部の周囲の円錐状または角錘状の先端部は開口部から所定の位置まで光が透過し得るように透明な光透過部として形成され、前記ペン先が付勢手段により開口部から所定距離外部に突出するように押動され、ペン先が前記付勢手段に抗して前記任意の部分に所定の値以上の押付け力で押し付けられて開口部内に押動されると、前記光源部がオンとなって光を発生し、この光が前記先端部の光透過部および透明なペン先を通過して前記任意の部分を照射するように構成されていることを特徴とする光源装置。
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