JPH09152931A - 座標入力装置一体型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で視差を少なくすることが可能な座
標入力装置一体型表示装置を提供する。 【解決手段】 ディジタイザ一体型ＬＣＤ１は、ＬＣＤ
５２、ディジタイザ５３、プリズム板（プリズムレンズ
板）２から構成される。ＬＣＤ５２は、画素が形成され
た表示面５２ａを備えた基板５４と、その表示面５２ａ
上に貼り付けられたガラス基板５５とから構成される。
ＬＣＤ５２とディジタイザ５３とは、スペーサ５６を介
して貼り合わされている。プリズム板２は平面上に同一
形状の複数のプリズム（プリズムレンズ）２ａが並べら
れて形成され、各プリズム２ａの底面２ｂは平板状を成
している。そして、各プリズム２ａの頂点２ｃが、ＬＣ
Ｄ５２のガラス基板５５の表面に接するように取り付け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は座標入力装置一体型
表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、表示装置である液晶ディスプレイ
（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）上に、座標入力装
置であるディジタイザ（タブレット）を取り付けること
で、両者を一体化したディジタイザ一体型ＬＣＤによる
座標入力装置一体型表示装置が開発されている。

【０００３】図４に、従来のディジタイザ一体型ＬＣＤ
の概略断面を示す。ディジタイザ一体型ＬＣＤ５１は、
ＬＣＤ５２と、抵抗感圧方式のディジタイザ５３とから
構成されている。ＬＣＤ５２は、画素が形成された表示
面５２ａを備えた基板５４と、その表示面５２ａ上に貼
り付けられたガラス基板５５とから構成されている。Ｌ
ＣＤ５２とディジタイザ５３とは、スペーサ５６を介し
て重ね合わされている。ＬＣＤ５２の表示面５２ａの寸
法形状は、ディジタイザ５３の表面（座標入力面）５３
ａの寸法形状に対応している。

【０００４】スペーサ５６が設けられているのは、ＬＣ
Ｄ５２とディジタイザ５３との間に空隙を設けるためで
ある。すなわち、そのような空隙を設けずに、ＬＣＤ５
２とディジタイザ５３とを密着させて直接貼り合わせた
場合、ＬＣＤ５２の表示面５２ａに圧力が加わって、表
示面５２ａの表示にリング状の干渉縞が生じる恐れがあ
る。特に、抵抗感圧方式のディジタイザ５３では、座標
入力ペン６１によってディジタイザ５３の表面を押圧す
るため、その押圧力がＬＣＤ５２の表示面５２ａに伝わ
り、ＬＣＤ５２の表示に干渉縞が生じやすい。

【０００５】尚、抵抗感圧方式のディジタイザについて
は、特開平４−１８２８１２号公報（G06F 3/03 315 ）
に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のディジタイザ一
体型ＬＣＤ５１では、スペーサ５６が設けられているた
め、ディジタイザ５３の座標入力面５３ａと、ＬＣＤ５
２の表示面５２ａとの距離Ｈが大きくなる。そのため、
座標入力ペン６１の操作者が、矢印Ａに示すように、デ
ィジタイザ５３を斜め方向から視認した場合、座標入力
ペン６１の座標入力面５３ａにおける指定位置Ｂと、Ｌ
ＣＤ５２の表示面５２ａにおける表示位置Ｃとが大きく
ずれることになる。この指定位置Ｂと表示位置Ｃとのず
れは視差と呼ばれる。

【０００７】視差が大きいと、座標入力ペン６１を用い
て手書きで座標を入力する際に、入力作業が困難になる
という問題がおこる。そこで、特開平３−２９４９１８
号公報（G06F 3/033 350,G06K 11/18 ）に開示される装
置が提案された。同公報によれば、表示装置（ディスプ
レイ）において、第１の走査線Ｘと同一方向，同一ピッ
チに配列した複数の第３の走査線Ｘを形成することで、
視差を無くすことができるとしている。

【０００８】しかし、同公報の装置では、第３の走査線
Ｘを形成するための回路が必要であり、表示装置の回路
構成が複雑になるという問題がある。本発明は上記問題
点を解決するためになされたものであって、その目的
は、簡単な構成で視差を少なくすることが可能な座標入
力装置一体型表示装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、座標入力装置と表示装置とが一体化された座標入力
装置一体型表示装置において、座標入力装置（５３）と
表示装置（５２）との間に、光の屈折手段（２）を備え
たことをその要旨とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、座標入力装置と
表示装置とが一体化された座標入力装置一体型表示装置
において、座標入力装置（５３）は座標入力面（５３
ａ）を備え、表示装置（５２）は座標入力面に対応した
寸法形状の表示面（５２ａ）を備え、座標入力装置（５
３）と表示装置（５２）との間に、座標入力面に対応し
た寸法形状の光の屈折手段（２）を備えたことをその要
旨とする。

【００１１】請求項３に記載の発明は、座標入力装置と
表示装置とが一体化された座標入力装置一体型表示装置
において、座標入力装置（５３）は座標入力面（５３
ａ）を備え、表示装置（５２）は座標入力面に対応した
寸法形状の表示面（５２ａ）を備え、座標入力装置（５
３）と表示装置（５２）との間に、座標入力面に対応し
た寸法形状の光の屈折手段（２）を備え、その光の屈折
手段の屈折率は、座標入力面の場所に対応して異なるこ
とをその要旨とする。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項に記載の座標入力装置一体型表示装置にお
いて、前記光の屈折手段は、平面上に複数のプリズム
（２ａ）が並べられて形成された少なくとも１枚のプリ
ズム板（２）から成ることをその要旨とする。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
の座標入力装置一体型表示装置において、前記光の屈折
手段は、底面が四角形の多面体形状の複数のプリズム
（２ａ）が平面上に並べられて形成されたプリズム板
（２）から成り、各プリズムの頂角（α〜γ）は、座標
入力面の場所に対応して異なることをその要旨とする。

【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の座標入力装置一体型表示装置において、前記底面を四
角形とした多面体は三角柱であることをその要旨とす
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、本発明を具体化した第１実施形
態を図面に従って説明する。尚、本実施形態において、
図４に示した従来の形態と同じ構成部材については符号
を等しくしてその詳細な説明を省略する。

【００１６】図１に、本実施形態のディジタイザ一体型
ＬＣＤ１の概略断面を示す。ディジタイザ一体型ＬＣＤ
１において、図４に示した従来のディジタイザ一体型Ｌ
ＣＤ５１と異なるのは、抵抗感圧方式のディジタイザ５
３とＬＣＤ５２との間に、プリズム板（プリズムレンズ
板）２が設けられている点だけである。

【００１７】プリズム板２は、平面上に三角柱状の複数
のプリズム（プリズムレンズ）２ａが並べられて形成さ
れている。そのため、各プリズム２ａの底面２ｂは平板
状を成している。また、各プリズム２ａの頂角αは全て
同じになっている。そして、各プリズム２ａの頂点２ｃ
が、ＬＣＤ５２のガラス基板５５の表面に接するように
取り付けられている。また、各プリズム２ａの底面２ｂ
とディジタイザ５３との間には、空気層４から成る空隙
３が設けられている。

【００１８】尚、プリズム板２の寸法形状は、ディジタ
イザ５３の座標入力面５３ａの寸法形状に対応してい
る。また、プリズム板２は、ガラスやプラスチックなど
の透明な材料によって形成されている。

【００１９】次に、本実施形態の作用について説明す
る。ここで、各条件は以下のとおりとする。 ディジタイザ５３の座標入力面５３ａにおける座標入
力ペン６１の座標位置（指定位置）Ｓ；（Ｘ0 ，Ｙ0 ） 空隙３における空気層４および各プリズム２ａ間にお
ける空気層５の屈折率；ｎ0 （＝１） 各プリズム２ａの屈折率；ｎ1 ガラス基板５５の屈折率；ｎ2 座標入力ペン６１と操作者の視線（矢印Ｄ）との成す
角度；δ° 各プリズム２ａの頂角；α° ディジタイザ５３における座標入力面５３ａの反対側
の面５３ｂと、ガラス基板５５との距離；Ｔ ガラス基板５５の厚さ；ｍ 各プリズム２ａの頂点２ｃと底面２ｂとの距離（プリ
ズム２ａの厚さ）；ｈ 尚、ディジタイザ５３部分における光の屈折は、従来の
形態と本実施形態で共通であるため、以下の説明では割
愛する。

【００２０】図２に、プリズム２ａおよびガラス基板５
５の拡大図を示す。プリズム２ａが設けられていない場
合、ディジタイザ５３に入射した光の経路は点線Ｅに示
すようになる。すなわち、角度θで座標位置Ｓ（Ｘ0 ，
Ｙ0 ）を通過した光は、点Ｐ（０，０）を通過し、ガラ
ス基板５５の表面において角度θ4の方向に屈折して、
ＬＣＤ５２の表示面５２ａ上の点Ｑ（Ｘ4 ，Ｙ4 ）に到
達する。この場合、式（１）（２）の関係が成り立つ。

【００２１】 ｎ0 ｓｉｎθ＝ｎ2 ｓｉｎθ4 ……（１） Ｘ4 ＝ｈｔａｎθ＋ｍｔａｎθ4 ……（２） プリズム２ａが設けられている場合、ディジタイザ５３
に入射した光の経路は実線Ｆに示すようになり、空気層
４とプリズム２ａの間、プリズム２ａと空気層５の間、
空気層５とガラス基板５５の間で順次屈折する。すなわ
ち、座標位置Ｓ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）を通過した光は、まず、
点Ｐ（０，０）からプリズム２ａ中へ入射角θで入射
し、空気層４とプリズム２ａの間で角度θ1 の方向に屈
折してプリズム２ａ中を進行し、次に、プリズム２ａと
空気層５の間で角度θ2 の方向に屈折して空気層５中を
進行し、表示面５２ａ上の点Ｒ（Ｘ3 ，Ｙ3 ）に到達す
る。この場合、式（３）〜（５）の関係が成り立つ。

【００２２】 ｎ0 ｓｉｎθ＝ｎ1 ｓｉｎθ1 ……（３） ｎ1 ｓｉｎ〔９０°−（α／２＋θ1 ）〕 ＝ｎ0 ｓｉｎ〔９０°−（α／２＋θ2 ）〕 ……（４） ｎ0 ｓｉｎθ2 ＝ｎ2 ｓｉｎθ3 ……（５） ここで、プリズム２ａの底面２ｂと光の出力点（屈折
点）との距離をＬ、プリズム２ａの頂点２ｃと点Ｐ
（０，０）とのＸ方向の距離をμとすると、式（６）
（７）が成り立つ。

【００２３】 Ｘ3 ＝Ｌｔａｎθ1 ＋（ｈ−Ｌ）ｔａｎθ2 ＋ｍｔａｎθ3 ……（６） Ｌ＝〔｛ｈｔａｎ（α／２）｝−μ〕／〔ｔａｎθ1 ＋ｔａｎ（α／２）〕 ……（７） このように、プリズム２ａが設けられていない場合、座
標位置Ｓ（Ｘ0 ，Ｙ0）と点Ｑ（Ｘ4 ，Ｙ4 ）とのＸ方
向の距離（Ｘ4 −Ｘ0 ）が視差となる。一方、プリズム
２ａが設けられている場合、座標位置Ｓ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）
と点Ｒ（Ｘ3 ，Ｙ3 ）とのＸ方向の距離（Ｘ3 −Ｘ0 ）
が視差となる。従って、プリズム２ａを設けることによ
る視差の補正量Δは、式（８）で表される。

【００２４】 Δ＝（Ｘ4 −Ｘ3 ） ＝ｈｔａｎθ＋ｍｔａｎθ4 −〔Ｌｔａｎθ1 ＋（ｈ−Ｌ）ｔａｎθ2 ＋ｍｔａｎθ3 〕 ＝ｈｔａｎθ−Ｌｔａｎθ1 −（ｈ−Ｌ）ｔａｎθ2 ＋ｍ（ｔａｎθ４ −ｔａｎθ3 ） ……（８） ここで、各角度θ1 〜θ4 は式（９）〜（１２）で表さ
れる。

【００２５】 θ1 ＝ｓｉｎ^-1〔（ｓｉｎθ）／ｎ1 〕 ……（９） θ2 ＝ｃｏｓ^-1〔ｎ1 ｃｏｓ（α／２＋θ1 ）〕−α／２ ……（１０） θ3 ＝ｓｉｎ^-1〔（ｓｉｎθ2 ）／ｎ2 〕 ……（１１） θ4 ＝ｓｉｎ^-1〔（ｓｉｎθ）／ｎ2 〕 ……（１２） 以上詳述したように、本実施形態によれば以下の作用お
よび効果を得ることができる。

【００２６】（１）プリズム板２を設けることで、視差
を少なくすることができる。その結果、ディジタイザ５
３とＬＣＤ５２の距離が大きい場合でも、座標入力ペン
６１を用いて手書きで座標を入力する際に、ＬＣＤ５２
の表示面５２ａの視認がし易くなり、入力作業を容易に
することができる。

【００２７】（２）ディジタイザ５３とＬＣＤ５２との
間にプリズム板２を取り付けるだけであり、ＬＣＤ５２
の回路構成については何ら手を加えない。そのため、特
開平３−２９４９１８号公報に開示される装置に比べ
て、実施が容易である。

【００２８】（第２実施形態）次に、本発明を具体化し
た第２実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形
態において、第１実施形態と同じ構成部材については符
号を等しくしてその詳細な説明を省略する。

【００２９】図３に、本実施形態のディジタイザ一体型
ＬＣＤ１１の概略断面を示す。ディジタイザ一体型ＬＣ
Ｄ１１において、図１に示した第１実施形態のディジタ
イザ一体型ＬＣＤ１と異なるのは、各プリズム２ａの頂
角α〜γがプリズム板２上で順次変化している点だけで
ある。

【００３０】座標位置Ｓが操作者の眼１２から遠い位置
にあるほど（すなわち、座標入力ペン６１で入力作業を
行う際に、操作者が腕を大きく伸ばすほど）、座標入力
ペン６１と操作者の視線（矢印Ｄ）との成す角度θは小
さくなる。そのため、ディジタイザ５３の座標入力面５
３ａが広くなるに従い、座標入力ペン６１の座標位置Ｓ
によって角度θは大きく変化することになる。

【００３１】従って、座標入力面５３ａが広い場合、各
プリズム２ａの頂角αが一定である第１実施形態では、
座標入力ペン６１の座標位置Ｓによって視差が大きく変
化する恐れがある。座標位置Ｓによって視差が大きく変
化すると、ＬＣＤ５２の表示面５２ａの視認がし難くな
り、入力作業が困難になる。

【００３２】それに対して、本実施形態では、各プリズ
ム２ａの頂角α〜γを変化させることにより、座標入力
ペン６１の座標位置Ｓによる視差の変化を少なくしてい
る。つまり、視差の補正量Δは各プリズム２ａの頂角α
〜γによって変化させることができる。そこで、操作者
の眼１２の位置から遠い部分にあるプリズム２ａの頂角
γを、近い部分にあるプリズム２ａの頂角αに比べて小
さくする。また、頂角γのプリズム２ａと頂角αのプリ
ズム２ａとの中間にあるプリズム２ａの頂角βを、各頂
角γ，αの間の値にする（γ＜β＜α）．すると、操作
者の眼１２の位置から遠い部分の視差の補正量Δは、近
い部分に比べて大きくなる。その結果、座標入力ペン６
１の座標位置Ｓによる視差の変化が少なくなる。

【００３３】尚、上記各実施形態は以下のように変更し
てもよく、その場合でも同様の作用および効果を得るこ
とができる。 （１）ディジタイザ５３およびＬＣＤ５２に対して、プ
リズム板２を水平方向（Ｘ方向）に移動可能にする。プ
リズム板２を水平方向に移動すると、その移動に伴って
距離Ｌが変化するため、点Ｒの位置を変更することがで
きる。従って、操作者が視認し易い位置にプリズム板２
を移動させることで、操作者の眼１２の位置に合わせて
視差を最小にすることができる。

【００３４】（２）上記（１）において、プリズム板２
の移動機構については以下のものがある。 プリズム板２の端部に圧電素子の一端を取り付け、圧
電素子の他端をガラス基板５５上に取り付ける。そし
て、圧電素子に印加する電圧を変化させることで、ガラ
ス基板５５に対してプリズム板２を移動させる。

【００３５】ガラス基板５５上にラック（rack）を設
け、プリズム板２の端部に当該ラックと嵌合するピニオ
ン（pinion）を設ける。そして、ピニオンを回転駆動す
ることで、ガラス基板５５に対してプリズム板２を移動
させる。

【００３６】（３）三角柱状のプリズム２ａを、底面を
四角形とした多面体形状のプリズム、その他の形状のプ
リズム、非球面レンズなどに置き代える。 （４）ＬＣＤ５２を、その他の方式の表示装置（ＣＲＴ
（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、ＥＬ（Electro Lu
minescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、プ
ラズマアドレス液晶ディスプレイ、フィールドエミッシ
ョンディスプレイ（ＦＥＤ）など）に置き代える。

【００３７】（５）抵抗感圧方式のディジタイザ５３
を、その他の方式のディジタイザ（電磁誘導方式、静電
結合方式、圧電効果方式、ホログラム方式など）に置き
代える。

【００３８】以上、各実施形態について説明したが、各
実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想につい
て、以下に記載する。 （イ）請求項１〜５のいずれか１項に記載の座標入力装
置一体型表示装置において、座標入力装置は、抵抗感圧
方式、電磁誘導方式、静電結合方式、圧電効果方式、ホ
ログラム方式からなるグループから選択された１つのデ
ィジタイザである座標入力装置一体型表示装置。

【００３９】（ロ）請求項１〜５のいずれか１項に記載
の座標入力装置一体型表示装置において、表示装置は、
ＣＲＴディスプレイ、ＥＬディスプレイ、プラズマディ
スプレイ、プラズマアドレス液晶ディスプレイ、ＦＥＤ
からなるグループから選択された１つの表示装置である
座標入力装置一体型表示装置。

【００４０】（ハ）請求項１〜５のいずれか１項に記載
の座標入力装置一体型表示装置において、座標入力装置
および表示装置に対して、光の屈折手段の位置を変化さ
せる移動手段を備えた座標入力装置一体型表示装置。

【００４１】ところで、本明細書において、発明の構成
に係る部材は以下のように定義されるものとする。 （ａ）座標入力装置はディジタイザ５３を指すものとす
る。

【００４２】（ｂ）表示装置はＬＣＤ５２を指すものと
する。 （ｃ）光の屈折手段はプリズム板２を指すものとする。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、簡
単な構成で視差を少なくすることが可能な座標入力装置
一体型表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の概略断面図。

【図２】第１実施形態の要部断面図。

【図３】第２実施形態の概略断面図。

【図４】従来の形態の概略断面図。

【符号の説明】

２…プリズム板 ２ａ…プリズム ５２…ＬＣＤ ５２ａ…表示面 ５３…ディジタイザ ５３ａ…座標入力面 α〜γ…プリズム２ａの頂角

フロントページの続き (72)発明者 上原 久夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機 株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 座標入力装置と表示装置とが一体化され
   た座標入力装置一体型表示装置において、 座標入力装置（５３）と表示装置（５２）との間に、光
   の屈折手段（２）を備えた座標入力装置一体型表示装
   置。
2. 【請求項２】 座標入力装置と表示装置とが一体化され
   た座標入力装置一体型表示装置において、 座標入力装置（５３）は座標入力面（５３ａ）を備え、
   表示装置（５２）は座標入力面に対応した寸法形状の表
   示面（５２ａ）を備え、 座標入力装置（５３）と表示装置（５２）との間に、座
   標入力面に対応した寸法形状の光の屈折手段（２）を備
   えた座標入力装置一体型表示装置。
3. 【請求項３】 座標入力装置と表示装置とが一体化され
   た座標入力装置一体型表示装置において、 座標入力装置（５３）は座標入力面（５３ａ）を備え、
   表示装置（５２）は座標入力面に対応した寸法形状の表
   示面（５２ａ）を備え、 座標入力装置（５３）と表示装置（５２）との間に、座
   標入力面に対応した寸法形状の光の屈折手段（２）を備
   え、その光の屈折手段の屈折率は、座標入力面の場所に
   対応して異なる座標入力装置一体型表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の座
   標入力装置一体型表示装置において、前記光の屈折手段
   は、平面上に複数のプリズム（２ａ）が並べられて形成
   された少なくとも１枚のプリズム板（２）から成る座標
   入力装置一体型表示装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の座標入力装置一体型表
   示装置において、前記光の屈折手段は、底面を四角形と
   した多面体形状の複数のプリズム（２ａ）が平面上に並
   べられて形成されたプリズム板（２）から成り、各プリ
   ズムの頂角（α〜γ）は、座標入力面の場所に対応して
   異なる座標入力装置一体型表示装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の座標入力装置一体型表
   示装置において、前記底面を四角形とした多面体は三角
   柱である座標入力装置一体型表示装置。