JPS61184627A - 情報手書入力素子 - 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】 （技術分野） 本発明は、情報手書入力素子に関する。

（従来技術） 情報手書入力素子は、コンピューターやワードプロセッ
サー等の情報機器や、ファクシミリ等の通信機器におい
て、情報を手書き行為によって直接的に入力するための
素子として知られ、電磁誘導型や静電結合型等、種々の
ものが知られている。

しかし、これら従来の入力素子は、入力のために、電磁
ペンやライトペンといった、「特殊な」入力ペンを必要
とするという問題があった。

このような特殊な入力ペンを用いず、ボールペンや鉛筆
、万年筆といった身近な筆記具等を入力ペンとして、情
報入力を行ないうる情報手書入力素子としては、例えば
、第５図に示す如きものが考えられる。すなわち、第５
図（Ｉ）に説明図的に示す情報手書入力素子１０は、基
板１２と、弾性を有する入力板１４と、スペーサー１６
と、電極１２Ａ。

１４Ａとに構成されている。

基板１２、入力板１４は、それぞれ片面に電極１２Ａ、
　　１４Ａを設けられ、これら電極１２Ａ、　　１４Ａ
を互いに対向させるように配備される。スペーサー１６
は、基板１２、入力板１４間に介設され、両者の間隙を
所定の大きさに維持する。基板１２に設けられた電極１
２Ａ、入力板１４に設けられた電極１４Ａは、それぞれ
、短冊状電極の集合である。各電極１２八１４Ａにおけ
る短冊状電極群は、それぞれの電極において、互いに平
行に配列されているが、電極１２Ａと１４Ａとでは、こ
の配列の方向が互いに直交している。すなわち、電極１
２Ａにおいて、短冊状電極は、その長手方向を、第５図
左右方向に向けて、図面に直交する方向へ、互いに所定
の微小間隔で配列されている。また、電極１４Ａにおい
て、各短冊状電極は長手方向を図面に直交する方向へ向
けて、互いに所定の微小間隙を隔して、第５図左右方向
へ配列されている。従って、 これらの短冊状電極の配列を、例えば、基板１２上に射
影してみると、電極１２Ａ、　　１４Ａの短冊状電極の
交叉部は、２次元マトリックス状の配列となる。このよ
うな配列を、画素マトリックスと呼ぶ。

換言すれば、電１１２Ａと１４Ａとは画素マトリックス
を構成するのである。ここで、電極１２Ａのひとつひと
つに配列方向に従って順次番号をふり、１．２．・・・
、ｉ・・・、Ｎとし、電極１４Ａの方も同様にして１，
２．・・・１ｊ、・・・９Ｍ　とすると、上記画素マト
リックスのひとつひとつの要素は、（ｚ、　０　）、（
ｚ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）で与えられる。

さて、電極１２Ａ、１４Ａの間に電圧を印加しておき、
ボールペンのような、先端部の細いものを入力ペンとし
て、例えば、第５図（ＩＩ）の矢印の位置を押圧すると
、入力板１４は、その弾性によシ第５図（６）に示す如
くに変形し、押圧部における入力板の電極１４Ａのうち
の、例えばｑ番目の短冊状電極が、基板１２上の電極１
２Ａのうちの、例えばｐ番目の短冊状電極と接触して導
通する。すると、導通した短冊状電極の組合せ（ｑ、ｐ
）として、押圧部の位置が電気的に特定される。従って
、入力ペンによシ入力すべきパターンを、入力板１４上
に描けば、押圧部の位置（ｑ、ｐ）が変化し、ｑ、ｐの
時間的変化として、上記パターンが入力され信号化され
る。

ところで、このような手書入力素子には以下の如き問題
がある。すなわち、入力作業時に、不用意に指や、手の
一部等が入力板１４に触れると、その接触圧力で、入力
板が変形し、電極の接触、導通が生じ、上記接触が誤情
報として入力され、本来の入力情報に対してノイズとし
て作用することである。

（目　　的） 本発明は上述の如き事情に鑑みてなされたものであって
、ノイズの発生しにくい、新規な情報手書入力素子の提
供を目的とする。

（構　成） 以下、本発明を説明する。

本発明の情報手書入力素子は、基板と、入力板と、スペ
ーサーと、基板、入力板の双方に設けられた電極と、絶
縁性の粒子群または、絶縁性の粒子群および絶縁性の液
体と、を有する。

基板と入力板とは、それぞれに設けられた電極を互いに
対向させるようにして、対向配備される。

入力板は、弾性を有しなければならないが、基板の方は
、弾性を有しても良いし、剛性板であってもよい。

スペーサーは、基板と入力板とで挾まれた所定間隙の空
間部分を外部に対して閉ざす。

絶縁性の粒子群は、粒子群単独で、あるいは、絶縁性の
液体とともに、上記空間部分に封入される。絶縁性の液
体が粒子群とともに封入されるときは、液体は、上記空
間部分を満たす。

基板に形成される電極と、入力板に形成される電極とは
、画素マトリックスを構成する。このためには、それぞ
れの電極を、短冊状電極の平行配列で構成し、各電極に
おける配列方向が互いに直交するようにしてもよいしく
これは、第５図に即して説明した場合である）、あるい
は、一方の電極を、微小電極の２次元マトリックス配置
とし、他方の電極を、これら微小電極の全体と対向する
単一の平面状電極としてもよい（この場合、上記微小電
極の−々が画素に相肖する）。

次に、各部の形状、材質等につき説明する。

基板は、前述の如く、弾性体でも剛性体でも良い。その
形状は、長方形、正方形等が一般的であるが、これに限
らず、円形、楕円形等、種々の形状が許容される。厚さ
についても特に制限はないが、強度を考慮すると、５０
μｍ以上であることが好ましい。材質の面からすると、
絶縁性であることが必要であり、具体的には、ガラス、
セラミックス、あるいは樹脂、例えばポリエステル、ポ
リカーボネート、塩化ビニル等をあげることができる。

入力板は、形状としては基板と同一でよい。また、厚さ
は１０μｒｒＬ〜３ｒｒＬｍ、好ましくは５０μｍ〜１
ｍｒｎ程度が良い。材質的には、弾性と、絶縁性とが要
求され、具体的には、ポリエステル、ポリカーボネート
、塩化ビニル等の樹脂を、あげることができる。

電極は、基板、入力板のいずれに設けられるも５０００
Ａの範囲が良く、各種金属や、その化合物で薄膜に形成
するのが良い。具体的な材料としては、■ｎ２０３−Ｚ
　　＋　　　ｓ、ｏ２　Ｚ　　＋　　　丁Ｔｏ　　、　
　　ＮＥＳＡ　　、　　　Ｃ，Ｉ、　　　Ａ、、　　Ｐ
ｄ。

Ｉｎ工ＣｙＯＺ　、　５ｎＩＣｙ　Ｏｚ　等をあげるこ
とができる。

スペーサーの材質は、絶縁性であれば特に制限はなく、
その厚さく電極間の間隙を規定する）は１μ扉ないしｌ
Ｑｍｍが許容されるが、好ましくは、５μｍないし５ｒ
ｒＬｒＩＬの範囲が良い。

基板、入力板、スペーサーによって閉ざされた空間部分
に封入される粒子群を構成する各粒子の形状には、特に
制限はないが、球形状もしくはこれに類似する形状が、
一般的でもあシ現実的でもある。また、各粒子は、例え
ば中空構造であってもよいし、多孔質であってもよい。

大きさは、封入される空間部分の厚さくスペーサーによ
って規制された厚さ）より小さくなければならないこと
は勿論であるが、この自明な条件下において、径（粒子
の大きさを代表させうる長さをいう）が０．１　ｔｔｍ
〜２ｒｎｍ　、好ましくは１μｍ〜５００μｍであシ、
３０μｍ前後が特に好適である。また、粒子の材質とし
ては、ガラス、ＭＭＡ、ポリエチレン、塩化ビニル、ア
ルミナ、シリカ、ジルコニア、炭素、シラス、アルミノ
シリケート、マグネシアスピネル、パーライト、フライ
アッシー等の絶縁性材料をあげることができる。粒子の
体積抵抗は１０６Ω・０以上であることが望ましい。

また、粒子群とともに封入されうる絶縁性の液体の材料
としては、絶縁性であること以外、特に制限はないが、
沸点５０℃以上のもので、体積抵抗１０６０ｍ以上のも
のが好ましく、具体的には、脂肪族炭化水素類、芳香族
炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、アルコール類、ケ
トン類、エステル類、アルコールエステル類、ケトンエ
ステル類、エーテル類、ケトンアルコール類、エーテル
アルコール類、ケトンエーテル類、エステルエーテル類
、純水、あるいは、これらの混合系等をあげることがで
きる。蒸気圧、毒性、取シ扱いの容易性を考慮すると、
特に、０６〜ＣＩ３の飽和炭化水素類、これらの混合物
、純水が、特に好適である。なお、粒子群の分散性を良
好にするために、液体中に種々の添加剤を加えてもよい
。

また、必要に応じて、入力板表面に耐摩耗性や、反射防
止性等を付与するため、入力板の表面に、入力板の一部
として保護層を設けてもよい。

以下、図面を参照しながら説明する。

第１図に示す、情報手書入力素子２ｏは、本発明の素子
の具体的な構成の１例である。この素子１゜は、基板２
２、入力板２４、スペーサー２６、電１ｆＩｉ２２Ａ、
２４Ａ１粒子２８による粒子群とで構成されている基板
２２に設けられた電極２２Ａ１人カ板２４に設けられた
電極２４Ａは、いずれも、短冊状電極の平行配列で構成
され、その配列方向が、電極２２Ａと２４Ａとで互いに
直交的に結合せられることによって画素マトリックスを
構成している。因みに、電極２４Ａにおける各短冊状電
極は、長さ方向を図面に直交する方向へ向けている。

スペーサー２６は、基板２２、入力板２４との間に介設
され、両者の間隙を所定の大きさに保つとともに、基板
２２、入力板２４とともに閉じた空間部分を形成する。

この空間部分に封入される粒子群において、各粒子２８
は、上記空間部分内を自由に動きうるようにしてもよい
し、あるいは基板２２、入力面２４の一方に接着剤等で
固定するようにしてもよい。

第４図に示す、情報手書入力素子３０は、本発明の素子
の具体的な構成の別個である。繁雑をさけるため、第１
図のものと同一の部分については、第１図におけると同
一の符号を付した。第１図に示す素子２０との相異は唯
一点、素子３０では、粒子群とともに、絶縁性の液体２
９が、上記空間部分に封入され、上記空間部分を満して
いることである。

以下に、第１図に示す情報手書入力素子２０を例にとっ
て、本発明の作用を、第２図および第３図を参照しつつ
説明する。

今、第２図に示すように、先端部の細い、ボールペン４
０の如き筆記具を入力ペンとして、入力板２４を押圧す
ると、入力板２４は容易に変形して、第２図に示すよう
に、押圧部における電極２２Ａ。

２４Ｂが導通状態となって、情報として入力される。

しかるに、第３図に示すように、指５０等で入力面を押
しても、この場合、入力面を押圧する面積が広いため、
粒子２８の存在が、電極２２ん２４Ａの接触を妨げるた
め、この場合、指５０等の接触が、誤情報として入力さ
れることはないのである。第４図に示す素子３０の場合
も同様である。このことから明らかなように、粒子群に
おける個々の粒子２８の間の平均的間隔は、先の細い入
力ペンの先端部の大きさに比して大きく、指等の大きさ
に比して十分に小さければよい。このようにして、粒子
群の上記空間部分における存在密度の適値域が定まる。

以下、具体的実施例を２例あげる。

基板２２を、厚さ１．ｌｙｙｘｍ、縦横１２０″！７７
Ｌ　×１４ｏ　７７Ｌ７７Ｌの寸法の長方形のガラス板
で作製し、この片面にＩＴＯにより、短冊状電極の平行
配列によシミ極２２Ａを形成した。短冊状電極の長さは
１００ｍｍ。

幅はＱ、３ｍｍ、配列間隔は０，２　ｒｒＬｍ　、配列
数は１６０である。

入力板２４を、厚さＱ、１ｍｍのポリエステルフィルム
で基板２２と同一形状に作製し、その片面にＩＴＯによ
シ、短冊状電極の平行配列により電極２４Ａを形成した
。短冊状電極の長さは１００ｍｍ、幅は０．３ｍｍ、配
列間隔はＱ、）ｍｍ、配列数は１６０である。

また、この短冊状電極の配列方向は、電極２２Ａにおけ
るそれと直交するようにされ、両電極２２Ａ。

２４Ａが画素マトリックスを構成するようにした。

スペ−１−２６もポリエステルフィルム（厚す０．０５
ｍｍ）で形成して、基板、入力板間に介設した。

また、粒子群の粒子としては、パールライトによる粒径
１０μｍ前後のもの（形状は球形状である）を用い、こ
れらを、基板２２、入力板２４、スペーサー２６による
閉空間内に、１ｒｒＬｒＩＬ　　あだ！１１１０〜２０
個の密度となるようにして封入した。このようにして、
第１図に示すごとき構成の情報手書入力素子を作製した
。

また、このようにして作製された今ひとつの素子の、上
記空間部分に、上記の粒子群（パールライトによる粒径
１０μｍ前後のもの、１７７１ｍ２あたり、１０〜２０
個）とともに、絶縁性の液体としてアイソパラフィン（
Ｃ〜１０）を封入して、空間内を満し、第４図に示すご
とき構成の情報手書入力素子を得た。

これら、２種の素子に対し、ボールペン、鉛筆、万年筆
、先端部を尖らせた木の棒を入力ペンとして、情報の手
書入力を行なったところ、ノイズの混入しない良好かつ
確実な情報入力を実現できた。

また、いずれの素子も、手の指や、手のひら、指の関節
、ひじ等で、入力板表面を押圧しても、この押圧動作が
、情報として入力されることはなかった。

なお、これら実施例の情報手書入力素子は、いずれも、
全体が透明であるため、液晶表示装置に重ね、手書きに
よる入カッ々ターンをそのまま、液晶表示装置に表示し
、表示されたノくターンを、入力素子を介して見ること
ができた。このように、本発明の情報手書入力素子を全
体として透明に構成すると、素子を各種ディスプレイに
重ね、入カバターンをディスプレイ上に表示し、これを
素子を介して観察できるようにすることができる。

（効　　果） 以上、本発明によれば、新規な、情報手書入力素子を提
供できる。この情報手書入力素子は上記の如くに構成さ
れているので、電磁ペン、ライトペンの如き特殊な入力
ペンを必要とせず、ボールペンや鉛筆等、身近な筆記具
を入力ペンとして容易かつ確実に情報を手書き入力でき
、まだ手指等の入力板への接触が誤情報として入力され
ることがない。なお、基板側、入力板側の電極を、それ
ぞれ単一の平面状電極とすると、この素子を、オン・オ
フのスイッチ素子として使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の情報手書入力素子の構成の１例を説
明するための図、第２図および第３図は、本発明の詳細
な説明するための図、第４図は、本発明の情報手書入力
素子の構成の別個を説明するだめの図、第５図は、本発
明の解決課題を説明するだめの図である。 ２０、３０・・・情報手書入力素子、２２・・・基板、
２４・・入力板、　２２Ａ、　２４Ａ・・・電極、２６
・・・スペーサー、　　２８・・絶縁性の粒子、　　２
９・・・絶縁性の液体。 う４　Ｋ 最Ｚζ 杢σ尺 最４幻

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 片面に電極を設けられた基板と、 弾性を有し、片面に電極を設けられ、上記電極同志が対
   向するようにして上記基板に対向配備される入力板と、 これら基板と入力板とで挾まれた所定間隙の空間部分を
   外部に対して閉ざすスペーサーと、上記空間部分に封入
   される、絶縁性の粒子群または、絶縁性の粒子群および
   絶縁性の液体と、を有し、 上記基板の電極と上記入力板の電極とが、画素マトリッ
   クスを構成し、 上記空間部分に絶縁性の粒子群とともに絶縁性の液体が
   封入されるときは、上記空間部分を上記液体が満たすこ
   とを特徴とする、情報手書入力素子。