JPH06511578A - 透明な導電性グリッドを有する透視形ディジタイザ - 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】 透明な導電性１１月月・を有する透視形ディジタイザ発明の背景 本発明は、ディジタル化タブレット、特に、コンピュータ用の組合わされた表示 装置およびディジタル化入力デバイスに関し、該ディジタル化タブレットは、観 察表面を仔するグラフィックス表示パネルと、該観察表面上に配置された平行透 明導体の第１グリツドと、平行透明導体の該第１グリツド上に該第１グリソトか ら電気的に絶縁されて、該第１グリツドに直角に配置された平行透明導体の第２ グリツドとを含む。

ディジタル化タブレットは多年の間、コンピュータに用いられる入力デバイスと して利用されてきた。伝統的には、それらは図面のディジタル化のため、および ＣＡＤ／ＣＡＭ、卓上出版システムなとへの入力のために用いられてきた。典型 的な従来技術のディジタル化タブレットシステムにおいては、タブレット自身は 、Ｘグリッドのワイヤと、これに直角なＹグリッドのワイヤとを含む。スタイラ スデバイスか該タブレットの表面上で移動せしめられ、スタイラスデバイスの位 置が、スタイラスデバイスとグリッドのワイヤとの間の相互作用により、Ｘおよ びＹグリッドのワイヤにより定められるＸおよびＹ座標系において感知される。

最も典型的な前記相互作用は、電磁的または静電的なものである。

さらに最近では、ディジタル化タブレットは、それらのコンピュータとの関連に おいて、いわゆるペン駆動計算システムにおける１次人力デバイスとして著しく 重要性を増してきた。そのようなシステムにおいては、ディジタル化タブレット は第１図に示されているように表示パネルに関連せしめられ、その組合せは、陰 極線管（ＣＲＴ）上に表示された選択が光感知ペンをＣＲＴの面上に置くことに より選択され得る、初期の「ライトペン」と陰砥線管（ＣＲＴ）表示装置とのよ うに使用される。それらの従来技術のＣＲＴ／ライトペンシステムにおいては、 ユーザによって行われる選択は、表示を作りだす電子ビームがライトペンによっ て感知されるラスク走査パターン内の点によって決定され得た。ＣＲＴを液晶表 示（ＬＣＤ）パネルＩＯに、またライトペンをディジタル化タブレット１２に代 えることにより、軽量で携帯可能な入力デバイスか作られる。こうして、第１図 に示されているように、メニュー１４かＬＣＤパネルｌＯ上に表示され、メニュ ー１４内の個々の項目１６かスタイラス１８を用いて選択され得る。容易に理解 し得るように、さまざまな応用における組合わされたそのようなデバイスとペン 駆動計算との可能性は、事実上無限である。

現在市販されている従来技術のペン駆動ＬＣＤ／ディジタイザ入力デバイスには 、いくつかのタイプのものかある。１つは静電的に動作し、他は電磁的に動作す る。静電形デバイスはスフリブチル（Ｓｃｒｉｐｔｅｌ）によって作られ、その 動作様式は第２図および第３図に示されている。ディジタル化部分６０は、底面 上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）層６４か配置されたガラスシート６２を含む 。ディジタル化部分６０は、次にＬＣＤパネル１０上に置かれる。スタイラス１ ８は、ガラス６２の表面上で移動せしめられる。ガラス６２は、もちろん誘電体 層であり、それはスタイラス１８を１７０層６４から電気的に分離する。

１７０層６４は、透明であり、抵抗のある導電性を有する。１７０層６４はその 端縁て、ディジタル化部分６０に関連する座標系のそれぞれの方向において、静 電形トライバ６６．６６°に接続されている。ＸまたはＹ方向におけるスタイラ スＩ８の位置は、以下のように決定され得る。まず、ドライバ６６により静電信 号か印加される。スタイラス１８により感知される信号は、抵抗Ｒ３の関数であ る。次に、トライバ６６′　により静電信号か印加される。この場合にスタイラ ス１８により感知される信号は、抵抗Ｒ２の関数である。そこて、スタイラス１ ８の位置は、抵抗Ｒ１およびＲ２の差によって生ぜしめられる、スタイラス１８ により感知される静電信号の差の関数として、補間技術を用いて決定され得る。

スフリブチルのデバイスは、ペン駆動ＬＣＤ／ディジタイザ入力デバイスにおい て所望されるようにコードレスではない（すなわち、スタイラスＩ８とディジタ ル化部分６０との間に接続ケーブルかある）。また、それは湿気効果および手効 果のような静電的に動作するディジタイザの諸問題に直面する。

カルコンプ（ＣａｌＣｏｍｐ）（本願の権利者）、ワコム（ＷａＣｏｍ）、カー ク（Ｋｕ　ｒ　ｔ　ａ）　、およびヌモニクス（Ｎｕｍｏ　ｎ　ｉ　ｃ　ｓ）な どの会社により製造されている電磁形デバイスは、第４図のａｍ２１機能断面図 に示されているように、ＬＣＤ／バックライト構体の下に配置されたグリフ１〜 構造を用いている。ヌモニクスのデバイスを除外すれは、以上のものは全てコー ドレスである。スタイラス１８か上を移動する上部表面には、ＬＣＤパネル１０ かある。ＬＣＤパネル１０の下には、ＬＣＤパネルｌＯを見やすいように照明す るバックライトパネル２０か配置される。最後に、ディジタル化グリッド２２が バックライトパネル２０の下に配置される。スタイラス１８の位置感知は、スタ イラス１８とディジタル化グリッド２２との間に存在する電磁界を用い、本技術 分野に習熟した者にとって公知の任意の様式により行われる。この構造のために 、語構成要素の配置、ディジタル化技術、およびその性能には限界か存在する。

関連する駆動要素を担持する裏面上にプリント回路板を有するタイプのＬＣＤパ ネルは、プリント回路板の金属か電磁界を妨害してディジタル化装置を動作不能 にするので、使用され得ない。スフリブチルの（静電形）デバイスには、ＬＣＤ パネルに関連するいかなるプリント回路板も送信および受信要素間に配置されて いないので、もちろんこの問題かない。ＬＣＤパネル１０とバックライトパネル ２０とに関連する距離および静電界のために、従来技術の電磁的方法もまたジッ タその池の問題に苦しむことかあり得る。

もう１つの主要考廖事項は厚さである。ペン駆動ＬＣＤ／ディジタイザ入力デバ イスの全ての製造業者は、厚さゼロ（０）のタブレット、従って、厚さゼロ（０ ）のディジタイザを供給し得ることを望んでいる。しかし、現在の電磁形ディジ タイザは全て、それらのグリッド構体のために、少なくとも２．５４ｍｍ（０， １インチ）の厚さを必要とする。

それゆえ、本発明は、ペン駆動計算への応用に用いるためのディジタル化タブレ ットと組合わされたＬＣＤパネルであって、該タブレットか電磁形感知を用いて おり、感度か最大化され、隣接する静電界に起因する問題か事実上解消された、 前記ＬＣＤパネルを提供することを目的とする。

本発明のもう１つの目的は、任意のタイプのＬＣＤパネルか用いられ得る、ペン 駆動計算への応用に用いるためのディジタル化タブレットと組合わされたＬＣＤ パネルを提供することである。

本発明のさらにもう１つの目的は、ＬＣＤパネル上の表示の観察を妨害すること なく該ＬＣＤパネルの表面上に配置され得る、透明なディジタル化グリッドシス テムを提供することである。

本発明のさらにもう１つの目的は、グリッド構体か厚さゼロ（０）に近づくよ、 うに、約０．５１ｍｍ（０，０２０インチ）の厚さを有する、ＬＣＤパネルの表 面上に配置され得る、透明なディジタル化グリッドシステムを提供することであ る。

本発明のもう１つの目的は、ペン駆動計算への応用に用いるためのディジタル化 タブレットと組合わされたＬＣＤパネルてあって、該タブレットか電磁形感知を 用いており、該ＬＣＤパネルかプリント回路板上に取付けられ、該プリント回路 板か前記ディジタル化タブレットの送信および受信部分間に配置されていない、 前記ＬＣＤパネルを提供することである。

本発明の池の諸目的および諸利点は、添付図面を参照しつつ行われる以下の詳細 な説明において明らかにされる。

要約 以上の諸目的は、本発明の、コンピュータ用の組合わされた表示装置および電磁 形ディンモル化人カデハイスによって達成され、該組合せは、観察表面を有する グラフィックス表示パネルと、平行透明導体の第１グリツドてあって、前記観察 表面上に配置された、前記第１グリツドに関連する座標系の第１軸における電磁 形スタイラスの位置を感知する電磁形ディジタル化電子装置に対する接続手段を 含み、複数の第１透明酸化インジウムスズ導体を上に担持する第１可撓性透明基 板を含む前記第１グリソトと、平行透明導体の第２グリツドであって、平行透明 導体の前記第１グリツド上に、該第１り刃ットから電気的に絶縁され、かつ該第 １グリツドに対して直角に配置されて、前記第２グリツドに関連する前記座標系 の第２軸における前記電磁形スタイラスの位置を感知する前記電磁形ディジタル 化電子装置に対する接続手段を含み、複数の第２透明酸化インジウムスズ導体を 上に担持する第２可撓性透明基板を含む前記第２グリツドと、を含む。

実施例においては、平行透明導体の前記第」グリッドと前記観察表面とのＩＪＩ に配置され接地電位に接続された透明導電材料のシートの形式の遮蔽と、平行透 明導体の前記第１グリツドおよび平行透明導体の１ｉｉｉ記第２グリツドの範囲 にわたる前記表示パネルの下に配置された金属箔シートと、により改善された性 能が得られる。

図面の説明 第１図は、ペン駆動計算への応用に用いられる表示パネルに関連する従来技術の ディジタル化タブレットの概略図である。

第２図は、従来技術のディジタル化タブレットおよび第１実施例の表示パネルの 機能を示した概略断面図である。

第３図は、第２図のディジタル化タブレットの動作の機能図である。

第４図は、従来技術のディジタル化タブレットおよび第２実施例の表示パネルの 機能を示した概略断面図である。

第５図は、本発明の基本構造によるディジタル化タブレットおよび表示パネルの 機能を示した概略断面図である。

第６図は、本発明による基本的ディジタル化タブレットのグリッド構造の概略平 面図である。

第７図は、本発明の実施例による、ペン駆動計算への応用に用いられる表示パネ ルに関連するディジタル化タブレットの詳細断面図である。

第８図は、第５図の装置の透明グリッド部分のさらに詳細な断面図である。

実施例の説明 本発明のペン駆動ＬＣＤ／ディジタイザ入力デバイスの基本構造は、第５図に概 略機能断面図によって示されている。スタイラス１８が上で移動せしめられる頂 部表面には、ディジタル化グリッド２２′があり、それはこの場合透明である。

本技術分野に習熟した者ならば以下の説明から理解し得るように、本発明の目的 達成を可能ならしめるのは、使用表示装置の頂部表面の透明グリッド構造の新し い使用および配置である。透明ディジタル化グリッド２２°の下には、ＬＣＤパ ネルｌＯかあり、その下にはバックライトパネル２０かある。本発明のこの構造 を得る方法およびＬＣＤ／ディジタイザ入力デバイスの好ましい構成を、次に詳 述する。

本願の権利者は、剛性基板によって支持される可撓性基板材料上において導電性 および誘電体性のインクを用いるコードレスディジタル化タブレットシステムを 製造している。以下の説明から理解されるように、本発明の好ましいＬＣＤ／デ ィジタイザ入力デバイスは、同様の構成を用い、かつ剛性基板をＬＣＤパネルに 代え、それからの技術の多くを利用している。透明ディジタル化グリッド２２′ 　を含む可撓性基板構体２４は、第６図から第８図までを参照することによって 最も良く理解される。可撓性基板構体２４は、内側に長方形のウィンドウ開［１ ２８を有する外側部分２６を含む。内側部分３０は、ウィンドウ開口２８上に配 置されている。外側部分２６および内側部分３０の双方は、マイラまたは類似の 材料のものであり得る。内側部分３０の寸法は、これと共に使用されるへきＬＣ ＤパネルｌＯ上に適合するようにされており、従って、透明である。外側部分２ ６は見られることはないので、所望によって透明なもの、または着色されたもの であり得る。

内側部分３０は、透明Ｘ導体３２および透明Ｙ導体３４としてその上に形成され た透明ディノタル化グリッｌ’２２’　を打する。第６図に示されている導体３ ２．３４は、代表としてのもののみてあり、簡単にするために縮尺図とすること も、適正な数とすることも意図されていない。また同し理由で、図示されている 諸層の厚さも、必ずしも相互関係の縮尺とはなっていない。本技術分野に習熟し た者か以下の説明から認識するように、好ましくはＸ導体３２はループバックパ ターンをなして接続され、Ｘ導体３４は直線パターンをなして接続され、この技 術は、コードレス電磁形ディジタイサに用いるために本願の権利者により開発さ れたものである。試験された実施例においては、透明導体３２．３４は、サウス ウォール（Ｓｏｕｔｈｗａｌｌ）Ｍ−２０およびサウスウオール・ヒートミラー （Ｓｏｕｔｈｗａｌｌ　Ｈｅａｔｍｉｒｒｏｒ）８８という商品名で市販されて いる酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）薄膜材１１から形成された。試験された実施 例においては、ＩＴＯ材料はソート形式のマイラ基板材料に貼付され、次に０． ０５１ｍｍ（２ミル）の非導電性ストリップか前記シートから９．０４ｍｍ（， ３６インチ）毎にエツチングされて、透明導体３２．３４を構成する導電性連続 体（従来技術における０、５１ないし１．３ｍｍ（０，０２０ないし０．０５０ インチ）の幅の連続体と比較される）か形成された。本技術分野に習熟した者か 容易に認識しかつ理解するように、ＩＴＯ薄膜材料は抵抗のある導電性のもので ある。本技術分野においては、電磁形感知力法において用いられるべきディジタ ル化グリッドの導体は、抵抗かあまりにも高く、従って、電力要求があまりにも 大きくなるために、ＩＴＯ薄膜から形成されるべきてないことが一般に受入れら れていた。もし導体か本発明により、本願の権利者の技術以外の技術によって実 現されるような、グリッドか駆動され信号かスタイラスにおいて感知される電磁 形感用のために構成されたものであったとすれば、予想された問題は存在するは ずである。例えば、従来の構成技術による被駆動グリッドシステムにおける標準 的なグリッド連続体は約０．　Ｉオームであるか、本発明において用いられる技 術による連続体は５００オ一ム程度となる。しかし、本発明者は、スタイラスか 駆動され信号かグリツドにおいて感知される前記権利者の方法によれば、本技術 分野に習熟した他の者により予想された問題は実際に回避され得ることを認識し た。すなわち、本発明者は、その環境の属性を用いることにより、ついに成功し たのである。

第８図の拡大断面図において最も良くわかるように、ディジタル化グリッド２２ ′　を担持する透明な内側部分３０は２層をなして形成される。Ｘ導体３２を形 成するＩＴＯ透明導電材料３８を上に有する第１透明基板部分３６は、例えば第 １層を構成し、その上に、接着によって取付けられたＸ導体３４を形成するＩＴ Ｏ透明導電材料４２を上に有する第２透明基板部分４０は、第２層を構成する。

さらに第６図に示されているように、外側部分２６は、可撓性基板２４を関連す る電磁形ディジタル化電子装置（図示されていない）に電気的に接続するための Ｙ軸コネクタ４４およびＸ軸コネクタ４６を担持する。該電子装置は、一般に通 常の性質のもので、本発明の一部をなすものではない。Ｙ軸コネクタ４４および Ｘ軸コネクタ４６は、外側部分２６の基板材料上に形成された導電性インク連続 体４８によって、それぞれＸ導体３４およびＸ導体３２に、通常のようにして電 気的に接続される。好ましくは、一方におけるＸ導体３４およびＸ導体３２と、 他方における導電性インク連続体４８との間に作られる電気接続点は、市販の導 電性両面接着テープ５０によって形成される。

好ましいＬＣＤ／ディジタル化タブレット構体５２は、第７図に示されている。

前述のように、可撓性基板２４はＬＣＤパネルＩＯの回りを包み、該パネルは可 撓性基板２４に対する支持基板として働く。好ましくは、ＩＴＯ材料５４の透明 導電層かＬＣＤパネルｌＯの頂部と可撓性基板２４との間に配置され、かつ接地 電位に接続されて、静電荷を接地へ伝導することにより静電荷か電磁形ディジタ ル化プロセスを妨害することを防止する静電遮蔽として働く。静電遮蔽材料５４ は、特定の実施のために所望されるように、ＬＣＤパネル１０の頂部に、または 可撓性基Ｆｉ２４の底部に貼付され得る。また、好ましくは、電磁的および静電 的妨害をさらに遮蔽し、力りディジタル化グリッド２２゛　における縁効果の解 消を助けるために、電気的に接続されていないアルミニウム箔のシートから構成 される第２遮Ｆｉ５６かバックライトパネル２０の下に配置される。

第８図に示されているように、好ましくは、ポリカーボネートのような堅固な透 明保護プラスチックの薄片５８を内側部分３０の頂部に接着によって取付けて、 長期使用におけるスタイラス１８によるディジタル化グリッド２２′への損傷を 防止する。次に、前述の構体５２を適切なケース（図示されていない）内に配置 することかでき、それは、可撓性基板２４内に含まれる材料の薄い寸法のために （合計の厚さか約０．５１ｍｍ（０，０２０インチ））、極めて薄くなり得る。

内側部分３０の薄い寸法はまた、ＬＣＤパネル１０およびこれに取付けられたコ ンピュータによりその上に表示されるグラフィック表示情報が、著しい妨害また は歪みなしに観察されることを可能ならしめる。

請求の範囲

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ）観察表面を有するグラフィックス表示パネルと、ｂ）該観察表面上に配 置された平行透明導体の第１グリッドと、ｃ）平行透明導体の該第１グリッド上 に該第１グリッドから電気的に絶縁されて、該第１グリッドに直角に配置された 平行透明導体の第２グリッドと、を含む、コンピュータ用の組合わされた表示装 置およびディジタル化入力デバイス。
2. ２．ａ）平行透明導体の前記第１グリッドが、複数の第１透明酸化インジウム１ スズ導体を上に担持する第１透明基板を含み、ｂ）平行透明導体の前記第２グリ ッドが、複数の第２透明酸化インジウムスズ導体を上に担持する第２透明基板を 含む、請求項第１項記載のコンピュータ用の組合わされた表示装置およびディジ タル化入力デバイス。
3. ３．前記第１透明基板および前記第２透明基板が可撓性材料のものである、請求 項第２項記載のコンピュータ用の組合わされた表示装置およびディジタル化入力 デバイス。
4. ４．平行透明導体の前記第１グリッドと前記観察表面との間に配置され接地電位 に接続された透明導電材料のシート、をさらに含む、請求項第１項記載のコンピ ュータ用の組合わされた表示装置およびディジタル化入力デバイス。
5. ５．平行透明導体の前記第１グリッドおよび平行透明導体の前記第２グリッドの 範囲にわたる前記表示パネル下に配置された金属箔シート、をさらに含む、請求 項第１項記載のコンピュータ用の組合わされた表示装置およびディジタル化入力 デバイス。
6. ６．ａ）観察表面を有するグラフィックス表示パネルと、ｂ）平行透明導体の第 １グリッドであって、前記観察表面上に配置された、前記第１グリッドに関連す る座標系の第１軸における電磁形スタイラスの位置を感知する電磁形ディジタル 化電子装置に対する接続手段を含み、複数の第１透明酸化インジウムスズ導体を 上に旭持する第１可撓性透明基板を含む前記第１グリッドと、 ｃ）平行透明導体の第２グリッドであって、平行透明導体の前記第１グリッド上 に、該第１グリッドから電気的に絶縁され、かつ該第１グリッドに対して直角に 配置されて、前記第２グリッドに関連する前記座標系の第２軸における前記電磁 形スタイラスの位置を感知する前記電磁形ディジタル化電子装置に対する接続手 段を含み、複数の第２透明酸化インジウムスズ導体を上に担持する第２可撓性透 明基板を含む前記第２グリッドと、 を含む、コンピュータ用の組合わされた表示装置および電磁形ディジタル化入力 デバイス。
7. ７．ａ）平行透明導体の前記第１グリッドと前記観察表面との間に配置され接地 電位に接続された透明導電材料のシートと、ｂ）平行透明導体の前記第１グリッ ドおよび平行透明導体の前記第２グリッドの範囲にわたる前記表示パネルの下に 配置された金属箔シートと、をさらに含む、請求項第６項記載のコンピュータ用 の組合わされた表示装置および電磁形ディジタル化入力デバイス。
8. ８．観察表面を有するグラフィックス表示パネルを有する、コンピュータ用の組 合わされた表示装置およびディジタル化入力デバイスにおいて、前記表示パネル に関連する座標系におけるスタイラスの電磁的位置決定のための透明グリッドワ イヤ構体であって、 ａ）平行透明導体の第１グリッドであって、前記観察表面上に配置された、前記 座標系の第１軸における前記スタイラスの前記位置を感知する電磁形ディジタル 化電子装置に対する接続手段を含み、複数の第１透明酸化インジウムスズ導体を 上に担持する第１可撓性透明基板を含む前記第１グリッドと、ｂ）平行透明導体 の第２グリッドであって、平行透明導体の前記第１グリッド上に、該第１グリッ ドから電気的に絶縁され、かつ該第１グリッドに対して直角に配置されて、前記 座標系の第２軸における前記電磁形スタイラスの前記位置を感知する前記電磁形 ディジタル化電子装置に対する接続手段を含み、複数の第２透明酸化インジウム スズ導体を上に担持する第２可撓性透明基板を含む前記第２グリッドと、 を含む、透明グリッドワイヤ構体。
9. ９．ａ）平行透明導体の前記第１グリッドと前記観察表面との間に配置され接地 電位に接続された透明導電材料のシートと、ｂ）平行透明導体の前記第１グリッ ドおよび平行透明導体の前記第２グリッドの範囲にわたる前記表示パネルの下に 配置された金属箔シートと、をさらに含む、請求項第８項記載の透明グリッドワ イヤ構体。
10. １０．観察表面を有するグラフィックス表示パネルを有する、コンピュータ用の 組合わされた表示装置およびディジタル化入力デバイスにおいて、前記表示パネ ルに関連する座標系におけるスタイラスの後の電磁的位置決定のための、前記表 示パネル上に配置されるべき透明グリッドワイヤ構体であって、ａ）前記観察表 面上に配置され、平行透明導体の第１グリッドを構成する複数の第１透明酸化イ ンジウムスズ導体を上に担持する第１可撓性透明基板であって、前記座標系の第 １軸における前記スタイラスの前記位置を感知する電磁形ディジタル化電子装置 に対する接続手段を含む前記第１可撓性透明基板と、ｂ）前記第１可撓性透明基 板に対して接着によって取付けられ、平行透明導体の前記第１グリッドに対して 直角な平行透明導体の第２グリッドを構成する複数の第２透明酸化インジウムス ズ導体を上に担持する第２可撓性透明基板であって、前記座標系の第２軸におけ る前記スタイラスの前記位置を感知する前記電磁形ディジクル化電子装置に対す る接続手段を含む前記第２可撓性透明基板と、を含む、透明グリッドワイヤ構体 。
11. １１．平行透明導体の前記第１グリッドと前記観察表面との間に配置され接地電 位に接続された透明導電材料のシート、をさらに含む、請求項第８項記載の透明 グリッドワイヤ構体。
12. １２．平行透明導体の前記第１グリッドおよび平行透明導体の前記第２グリッド の範囲にわたる前記表示パネルの下に配置された金属箔シート、をさらに含む、 請求項第１１項記載の透明グリッドワイヤ構体。