JPH02176819A - 光学式座標入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要］ 自己発光型表示装置において、表示装置の表示画面を指
又はペン先等で接触することによりその座標位置を計算
機へ入力する表示装置用光学式座標入力装置に関し、 光源の部品点数を増加することなしに分解能を向上する
ことを目的とし、 画面表示部と、該画面表示部の外周に配列された複数個
の発光体と、該発光体に対応して設けられた複数個の受
光素子とを具備し、前記画面表示部に対応する被検知体
の座標位置を入力する自己発光型表示装置用の座標入力
装置において、前記発光体は、前記画面表示部が形成さ
れている基板に同一構造にて形成されているように構成
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、プラズマディスプレイパネル、エレクトロル
ミネッセンス表示装置、バックライト付液晶表示装置等
の自己発光型表示装置において、表示装置の表示画面を
指又はペン先等で接触することによりその座標位置を計
算機に入力する表示装置用光学式座標入力装置に関する
。

〔従来の技術〕

第１Ｏ図は従来の光学式座標入力装置の一例を示す図で
ある。この光学式座標入力装置１は、画面表示装置２と
画面タッチ式キーボード３とよりなり、画面タッチ式キ
ーボード３は単に画面表示装置２の表示管の前面に枠と
して取り付けられるが、図は解かりやすくするため両者
を離して描いである。第１１図は第１０図に示した画面
タッチ式キーボード３を示す正面図である。

画面タッチ式キーボード３は枠状に組立てられ、枠４の
相隣れる２辺に発光素Ｐ５が一定の間隔で配置され、他
の２辺に受光素子６が発光素子５と同一間隔で配置され
ている。その間隔は要求する精度によって決められるが
、指で操作するときは、指の太さ程度とし、発光素子５
には例えば発光ダイオード、受光素子６にはホトダイオ
ードを使用し、必要に応じてそれぞれ集光装置、スリッ
トを設け、それぞれの受光素子６には対になっている受
光素子５以外の光が入らないようにしている。

なお点線で示す線７は各発光素子５から発せられた光の
束を表わしている。各受光素子６からの信号は論理信号
となるように増幅、弁別し、適当なフォーマントにして
計算機その他端末の入力として位置の情報が計算機から
読み取れるようにする。

またこのようなタッチ式キーボードでは指等でタッチ操
作を行う際、指等が完全に画面に触れなくとも光ビーム
を遮断して入力されてしまうことがあり、情報入力がさ
れたか否かが不明瞭となり、オペレータに不安感を与え
るため、第１２図に示すように発光素子５と受光素子６
間の光ビーム格子上に透明・軟質性のシート部材８を設
け、あるいは、第１３図（ａ）　（ｂ）に示すように発
光素子５と受光素子６間の光ビーム格子上に透明・軟質
性のシート部材８を設け、且つ画面表示部９とシート部
材８間にスペーサ８′を設け、この透明・軟質性のシー
ト部材８０弾力性を利用してキー入力感を出すタッチ式
キーボードが開発されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の光学式座標入力装置では光源としてＬＥＤ光
源等を表示装置とは別に必要とし、また光源を実装する
基板及び光源を駆動する回路用基板を必要としていた。

また検出の分解能を向上させるためには、光源の配列ピ
ッチを小さくして光源の部品点数を増やす必要があり、
コストが高（なるという問題があった。

さらにタッチ式キーボードと画面表示部が別々になって
いるため、表示画面のタッチ位置と光源及び受光素子の
位置がずれ、その結果として、計算機に入力される座標
位置が、タッチした位置とずれるという問題があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、光源の部品点数を増
加することなしに分解能を向上し、且つ表示画面の接触
位置と実際に計算機に入力される位置にずれのない光学
式座標入力装置を捷供することを目的とする。

（課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明の光学式座標入力装
置は、画面表示部１２と、該画面表示部１２の外周に配
列された複数個の発光体１３と、該発光体１３に対応し
て設けられた複数個の受光素子１４とを具備するか、又
はさらに前記発光体１３と受光素子１４間の光ビーム格
子上に設けられた透明・軟質性のシート部材１８とを具
備し、前記画面表示部１２に対応する被検知体の座標位
置を入力する自己発光型表示装置用の座標入力装置にお
いて、前記発光体１３は、前記画面表示部１２が形成さ
れている裏側基板１１と表側基板ＩＩ’との間に同一構
造にて形成されていることを特徴とする。

また上記目的を達成するために、本発明の光学式座標入
力装置は、画面表示部１２と該画面表示部１２の外周に
配列された複数個の発光体Ｉ３と、該発光体１３に対応
して設けられた複数個の受光素子１４と、前記発光体１
３から出射した光を前記受光素子１４へ導くための光学
素子１９．１９’とを具備し、前記画面表示部１２に対
応する被検知体の座標位置を入力するプラズマディスプ
レイ用座標入力装置において、前記発光体１３は前記画
面表示部１２の発光体と同一基板１１　、１１’内にＮ
ｅとＸｅの混合ガスを封入し、交流又は直流の電圧を前
記基板１１　、１１’内に形成された１極２１と電極２
１′の間に印加することにより発光することを特徴とす
る。

さらに上記目的を達成するために、本発明の光学式座標
入力装置は、画面表示部１２と該画面表示部１２の外周
に配列された複数個の発光体１３と、該発光体１３に対
応して設けられた複数個の受光素子１４と、前記発光体
１３から出射した光を前記受光素子１４へ導くための光
学素子１９　、１９’とを具備し、前記画面表示部１２
に対応する被検知体の座標位置を入力するバックライト
付液晶表示装亘用座標入力装置において、前記発光体１
３は前記バ・ツクライトからの光の一部であることを特
徴とする。

〔作　用〕

光学式座標入力装置の座標入力用発光体を画面表示部が
形成されている基板に同一構造にて形成することにより
、光源（発光体）の部品点数を増やすことなく光源（発
光体）の数を増し、その配列ピッチを密にして分解能を
向上することができる。また光源（発光体）が画面表示
部と同一基板上に形成されるため位置ずれはない。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例を示す図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図
である。

同図は面発光の表示装置であるプラズマディスプレイパ
ネルを用いた光学式座標入力装置であり、１０は自己発
光型表示装置であるプラズマディスプレイパネル、１１
は裏側基板、１Ｆは表側基板、１２は上下の向い合う基
板１１　、　！ｌ’にそれぞれ形成された電極、絶縁層
、保３！層および向い合う保護層間のギャップに封入さ
れるＮｅとＸｓの混合ガス等の希ガスとからなる画面表
示部、１３は画面表示部１２と同一基板ＩＩとｌビの間
に同一構造で形成された座標入力用光源としての発光体
であり、ＮｅとＸｅの混合ガス等が放電することにより
発光し画面表示部１２の相隣れる２ｉ２２に沿って複数
個ずつアレイ状に配列されている。

また基Ｆｉ１．１上には画面表示部１２の他に２辺に沿
い、且つ前記発光体１３に対応してそれぞれ複数個ずつ
の受光素子１４が設けられている。さらに発光体１３の
上には反射部１５及びレンズ部１６からなる光学系を複
数個配列したレンズアレイ１７が設けられ、発光体１３
から出射した光を受光素子１４に入射させることができ
るようになっている。

このように構成された本実施例は、発光体１３及び受光
素子１４を順次走査させておき、画面表示部１２に表示
された画面上を指又はペン先等で接触することにより、
それにより光路を遮断された受光素子１４が座検を検出
することができる。

以上の本実施例によれば、発光体１３は画面表示部１２
と同一基板内に同一構造で形成されているため、光源の
部品点数を増加することなく発光体１３の数を容易に増
加することができ分解能を向上することができる。また
表示画面に対する発光体の位置ずれもなくすことができ
る。さらに発光体Ｉ３の大きさ及び走査のための点滅ス
ピードをソフトを変更するだけで容易に変更することが
できる。

なお以上の実施例は表示装置としてプラズマディスプレ
イパネルを例にして説明したが、ＥＬ表示装置、バック
ライト付液晶表示装置等自己発光型であればすべて適用
可能である。

第２図は本発明の第２の実施例であり、（ａ）は平面図
、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図である。

同図において第１図と同一部分は同一符号を付して示し
た。

本実施例は、第２図に示すように、基板１１１１’　、
画面表示部１２、基板１１と１１′との間に形成された
発光体１３、受光素子１４、レンズアレイ１７により構
成されていることは第１図の第１の実施例と同様であり
、異なるところは発光体１３と受光素子１４間の光ビー
ム格子上にキー入力感を出すための軟質性で透明なシー
ト部材１８が設けられていることである。

このように構成された本実施例は、前実施例と同様な作
用・効果を有し、更にシート部材１８の弾力によりキー
入力感を出すことができる。

第３図は本発明の第３の実施例を示す図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図
である。

本実施例はプラズマディスプレイパネルを用いた光学式
座標入力装置であり、２０はプラズマデイスプレ・イバ
ネル、１１　、１１’　はガラス基板、１２は画面表示
部であって、該画面表示部は上下の向い合う表側基板１
１’及び裏側基板１１にそれぞれ形成された透明な上部
電極２１及び下部電極２１’　と、各電極の上に形成さ
れたガラス絶縁層２２及び保３を層２３と、向い合う保
護層間のギヤツブに封入されたＮｅとＸｅの混合ガス２
４とからなる。また１３は画面表示部１２と同一基板り
に形成された座標入力用光源としての発光体であり、画
面表示部１２の相隣れる２辺に沿って複数個ずつアレイ
状に配列されていて、核部に形成された上部電極２Ｉと
下部電極２１′の間に交流又は直流の電圧を印加するこ
とにより発光するようになっている。また表側基板１ビ
上には画面表・承部１２の他の２辺に沿い、且つ前記発
光体１３に対応してそれぞれ複数個ずつの受光素子１４
が設けられている。さらに発光体１３の上には平面部２
５、反射部１５及びレンズ部１６からなる光学系を複数
個一体成形して配列した光学素子１９が設けられ、また
受光素子１４の上にも平面部２５′、反射部１５’及び
レンズ部１６′からなる光学系を透明樹脂で一体成形し
て配列した光学素子１９′が設けられ、発光体１３から
出射した光は平面部２５を通り反射部１５で反射され、
レンズ部１６で集光されて平行光となり、受光素子側の
レンズ部１６′に到達し、該レンズ部１６’で集光され
、反射部１５′で反射されて受光素子１４に入射する。

このように構成された本実施例は、発光体１３及び受光
素子１４を順次走査させておき、画面表示部１２に表示
された画面上を指又はペン先等で接触することにより、
それにより光路を遮断された受光素子１４が座標を検出
することができる。

以上の本実施例によれば、座標入力用発光体１３は画面
表示部１２と同一基板内に形成されるため、表示画面に
対する座標入力用発光体１３の位置ずれをなくすことが
できる。また発光体１３を形成するＦ部電極２１を透明
電極にすることにより光学素子１９に取り込まれる光量
は増大し、結果として検出のｓＮ比が向」ニする。

第４図は本発明の第４の実施例を示す図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図
である。同図において第３図と同一部分は同一符号を付
して示した。

本実施例が第３図で説明した第３の実施例と異なるとご
ろは、発光体１３の下部電極２１を窓つきの不透明電極
としたことである。

このように構成された本実施例は、発光体１３からの光
が上部電極２１の窓から出射することにより、前実施例
と同様な作用をなし、その効果も同様である。

第５図は本発明の第５の実施例を示す図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図
である。同図において第３図と同一部分は同一符号を付
して示した。

本実施例が第３図で説明した第３の実施例と異なるとこ
ろは、発光体１３の上部電極２１を廃して下部電極２１
’を共通の単一電極２１．３と複数個の個別電極２１ｂ
とし、該共通電極２１ａと個別電極２１ｂとをすきまを
あけて裏側基板１１に配置したことと、受光素子側の光
学素子１９’　としてレンズ部１６’を有する受光素子
収納部２６を設け、該受光素子収納部に受光素子１４を
収納したことである。

このように構成された本実施例は、裏側基板１１に２つ
の電極２１ａ、２１ｂを設置することにより、プラズマ
発光体は、上部基板に電極をつけた場合に上部電極で光
がさえぎられるのに対し、光がさえぎられことがないの
で受光素子１４に取り込まれる光は増加する。

第６図は本発明の第６の実施例を示す図であり、（ａ）
は平面図、（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面図
である。同図において第５図と同一部分は同一符号を付
して示した。

本実施例が第５図で説明した第５の実施例と異なるとこ
ろは、発光体１３と表側基板ｌビとの間に蛍光体２７を
設けたことである。

このように構成された本実施例は、蛍光体２７に発光体
１３の光が入射すると光は異なる波長の光に変換される
。さらに蛍光体２７に赤外光を発するような蛍光体を使
用するとＳＮ比はさらに向上する。

第７図及び第８図は本発明の第７の実施例を示す図であ
り、第７図（ａ）は平面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ
）のｂ−ｂ線における断面図、第８図は第７図（ｂ）の
Ａ部拡大図である。

本実施例はバックライト付液晶表示パネルを用いた光学
式座標入力装置である。同図において、３０は液晶パネ
ル、３１は該液晶パネルの裏面に設けられた冷陰極管３
２及び導光板３３からなるバックライト、１３は座標入
力用光源としての発光体、１４は受光素子であり、発光
体１３は画面表示部１２の相隣れる２辺に沿って複数個
ずつ設けられ、受光素子１４は他の２辺に沿い発光体１
３に対応して複数個ずつ設けられている。発光体１３は
第７図（ｂ）に示すＡ部の液晶シャッタ部と冷陰極管３
２又は導光板３３から出射する光により形成される。液
晶シャンク部は第７図（ａ）に示すように上部側又は下
部側の透明電極はベタ電極３４であり、それと対向する
電極３５は光源の数だけ独立に形成される。また液晶シ
ャッタ部の断面は第８図に示すように、上部透明電極３
４と配向膜３６が設けられた上部ガラス基板３７と、下
部透明電極３５及び配向膜３６′が設けられた下部ガラ
ス基板３８を電極を内側に向は且つ隙間をもたせて対向
させ、その隙間に液晶３９を封入し、さらに上部ガラス
基板３７の外側には位相補償パネル又は位相補償フィル
ム４０と偏光板４１を設け、下部ガラス基板３８の外側
には偏光板４１′を設けている。また第７図（ｂ）に示
すように発光体１３及び受光素子１４の上方には反射部
１５又は１５′とレンズ部１６又は１６′と平面部２５
又は２５′とからなる光学素子１９又は１９’が設けら
れている。このような構成とすることにより白黒モード
の表示が実現される。そして上部透明電極３４と下部透
明電極３５との間に電圧を印加することにより、上部が
透明となり、バックライト３１からの光を透過させる。

この光は光学素子１９の平面部２５を通り反射部１５で
反射され、レンズ部１６から出射し、受光素子側のレン
ズ部１６′、反射部１５′、平面部２５′を通って受光
素子１４に入射する。

このように構成された本実施例は、発光体１３及び受光
素子Ｉ４を１幀次走査させておき、画面表示部１２に表
示された画面上を指又はペン先等で接触することにより
、それにより光路を遮断された受光素子１４が座標を検
出することができる９本実施例によれば、座標入力用発
光体１３は画面表示部１２と同一基板内に画面表示部の
液晶表示パネルと同一製造プロセスで形成されているた
め、光源の部品を従来の＋−Ｅ　Ｄのように外付けする
必要はなく、ＬＥＤの部品の分だけ部品点数を減少する
ことができ、かつ従来のように光学的検出部と表示画面
が別々になっているために生ずる両者の組付は誤差をな
くすことができ、タッチ位置と計算機入力位置のずれを
なくすことができる。

第９図は本発明の第８の実施例を示す図であり、（ａ）
は平面図、　（ｂ）は（ａ）図のｂ−ｂ線における断面
図である。同図において第７図と同一部分は同一符号を
付して示した。

本実施例が第７図で説明した第７の実施例と異なるとこ
ろは、受光素子側の光学素子１９’としてレンズ部１６
’を有する受光素子収納部２６を設け、該受光素子収納
部に受光素子１４を収容したことであり、本実施例の作
用効果は第７の実施例と全く同様である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、光学式座標入力装
置の光源として、自己発光型表示装置の光源と同一基板
上に同一製造プロセスで製造することから、光源の部品
点数を増加することなしに分解能を向上し、且つ表示画
面の接触位置と実際に計算機に入力される位置にずれの
ない光学式座標入力装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、第２図は本発
明の第２の実施例を示す図、第３図は本発明の第３の実
施例を示す図、第４図は本発明の第４の実施例を示す図
、第５図は本発明の第５の実施例を示す図、第６図は本
発明の第６の実施例を示す図、第７図は本発明の第７の
実施例を示す図、第８図は第７図（ｂ）のＡ部拡大図、 第９図は本発明の第８の実施例を示す図、第１Ｏ図は従
来の光学式座標入力装置を示す図、第１１図は従来の画
面タッチ式キーボードを示す図、 第１２図及び第Ｉ３図は従来の画面タッチ式キーボード
の他の例を示す図である。 図において １０は自己発光型表示装置、 】１は裏側基板、 １１’は表側基板、 １２は画面表示部、 １３は発光体、 １４は受光素子、 １５　、１５’は反射部、 １６　、１６’　はレンズ部、 １７　、１７’はレンズアレイ、 １８はシート部材、 １９　、１９’は光学素子、 ２０はプラズマディスプレイパネル、 ２１は上部電極、 ２１′は下部電極、 ２２は絶縁ガラス、 ２３は保護層、 ２４はＮｅ、Ｘｅａ合ガス、 ２５．２５’は平面部、 ２６は受光素子収納部、 ２７は蛍光体、 ３０は液晶パネル、 ３１はバックライト、 ３２は冷陰極管、 ３３は導光板 を示す。 本発明の第１の実５例を示亨図 第１０ １３・・・発光体 本発明の第２の実施例を示す図 第 ス １３・・・発光体 １８・・・シート耶臀 （ａ）平面図 （ｂ）０９のｂ−ｂｌｌｃ？ｊｌｔｉｆｆｉｌｌＧ本発
明の第７の冥施ｆｌ！−示マ図 第７図 第７図のＡ部拡大図 第 図 事発明の第９の実施例を示す図 冷１０　ｍ 従来の画面夕・ソチ式キーボードを示す図第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画面表示部（１２）と、該画面表示部（１２）の外
   周に配列された複数個の発光体（１３）と、該発光体（
   １３）に対応して設けられた複数個の受光素子、（１４
   ）とを具備し、前記画面表示部（１２）に対応する被検
   知体の座標位置を入力する自己発光型表示装置用の座標
   入力装置において、 前記発光体（１３）は、前記画面表示部（１２）が形成
   されてる基板に同一構造にて形成されていることを特徴
   とする光学式座標入力装置。 ２、画面表示部（１２）と該画面表示部（１２）の外周
   に配列された複数個の発光体（１３）と、該発光体（１
   ３）に対応して設けられた複数個の受光素子（１４）と
   、前記発光体（１３）と受光素子（１４）間の光ビーム
   格子上に設けられた透明・軟質性のシート部材（１８）
   とを具備し、前記画面表示部（１２）に対応する被検知
   体の座標位置を入力する自己発光型表示装置用の座標入
   力装置において、前記発光体（１３）は、前記画面表示
   部（１２）が形成されている裏側基板（１１）と表面基
   板（１１′）との間に同一構造にて形成されていること
   を特徴とする光学式座標入力装置。 ３、画面表示部（１２）と該画面表示部（１２）の外周
   に配列された複数個の発光体（１３）と、該発光体（１
   ３）に対応して設けられた複数個の受光素子（１４）と
   、前記発光体（１３）から出射した光を前記受光素子（
   １４）へ導くための光学素子（１９、１９′）とを具備
   し、前記画面表示部（１２）に対応する被検知体の座標
   位置を入力するプラズマディスプレイ用座標入力装置に
   おいて、 前記発光体（１３）は、前記画面表示部（１２）の発光
   体と同一基板（１１、１１′）内にＮｅとＸｅの混合ガ
   スを封入し、交流又は直流の電圧を前記基板（１１、１
   １′）内に形成された電極（２１）と電極（２１′）の
   間に印加することにより発光することを特徴とする光学
   式座標入力装置。 ４、画面表示部（１２）と該画面表示部（１２）の外周
   に配列された複数個の発光体（１３）と、該発光体（１
   ３）に対応して設けられた複数個の受光素子（１４）と
   、前記発光体（１３）から出射した光を前記受光素子（
   １４）へ導くための光学素子（１９、１９′）とを具備
   し、前記画面表示部（１２）に対応する被検知体の座標
   位置を入力するバックライト付液晶表示装置用座標入力
   装置において、 前記発光体（１３）は前記バックライト（３１）からの
   光の一部であることを特徴とする光学式座標入力装置。