JPS63201815A

JPS63201815A - 手書き入力表示装置

Info

Publication number: JPS63201815A
Application number: JP62035204A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Hashimoto; 伸晃橋元
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1988-08-19

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、画像文字等の手書き入力表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、画像文字等の手書き入力表示装置としては、例え
ば、特開昭５８−９６３８２号公報に記載され、第２図
で示されるような構造のものが知られていた。第２図に
おいて、１は手書きで文字を入力するペンである。タブ
レット２は、透明であって複数箇所の記入領域を有し、
前記ペン１により入力された筆跡を遂次電気記号に変換
する。

このようなタブレットは、透明な抵抗フィルムと導電フ
ィルムおよびそれらを分割するスペーサーから構成する
ことができる。透明タブレット２に入力された手書き文
字パターン７の情報は、３のパターン入力部に入り、１
文字分バッファ領域に格納し、４の文字パターン認識部
へ送られる。なおかつ７の文字パターンの情報から透明
タブレット２の記入領域の位置が判別される。認識文字
出力部５は、パターン入力部３からの位置情報と、４の
文字バター７認識部からの認識文字情報に基いて、認識
文字パターン８の位置および、文字パターンを、６の表
示部に出力する。このような構成をとることによって、
１のページで書いた手書き文字パターン７の直下に、認
識文字パターンを表示することができた。今述べたよう
に、特開昭５８−９６３８２号公報に記載されている例
では、手書き文字の下部に認識文字を表示するが、手書
きの画像を入力・表示する場合の装置の構成もほぼ同様
で、この場合は４０文字パターン認識部が不要となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の画像・文字等の手書き入力表示装置では
以下の問題点を有していた。

１）　画像・文字等を表示部に出力する際は、必ず少く
とも画像・文字等の位置・データを入力する情報入力部
、その入力情報を処理する情報処理部、およびその処理
情報を表示部に表示させるための情報出力部が必要であ
り、それらに対応する複雑な電子回路群が必要である。

　　、２）　表示部は、情報出力部からの情報に基づい
て入力位置の下部に表示するために、煩雑な位置決定手
段が必要であった。これは、例えばＣＲＴではヨークコ
イルおよびそのドライブ晶路に相当し、ドツトマトリッ
クスタイプディスプレーでは、ドライバー回路と、アド
レスライン及びデコードラインに相当する。

上記問題点は、認識機能を伴なわない単なる画像・文字
等の入力・表示の場合も必要とされる機能であった。

そこで本発明では、情報入力部、情報処理部、情報出力
部等の電子回路を一斉不要とし、表示部も非常に簡略化
された、画像・文字等の手書き入力表示装置を提供する
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明の手書き入力表示装
置では、第１ガラス基板と、前記第１ガラス基板上全面
に形成された第１透明電極と、前記第１ガラス基板上、
前記第１透明電極形成面とは逆の面に設置された第１ｉ
光板と、前記第１ガラス基板上の前記第１透明電極側に
対向して設置された第２ガラス基板と、前記第１ガラス
基板上全面、前記第１ガラス基板方向に形成された第２
透明電極と、前記第２ガラス基板上、前記第２透明電極
形成面とは逆の面に設置された第２偏光板と、前記第１
透明電極と前記第２透明電極との間に封入された自発分
極を有する液晶と１．前記第２透明電極と第１極性側を
結線した第２電源と、前記第２電源の第１極性とは逆極
性を有する第２極性側と前記第１透明電極との結線を開
閉する開閉器と、前記第２透明電極と第２極性側を結線
した第１電源と、前記第１電源の第１極性側に結線した
棒状導体とから成ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の手書き入力表示装置では、上記のような構成に
したので、以下の作用を持つ。

１）　まず、第１透明電極〜第２透明電極間全面に電界
をかける。すると、カイラルスメクチックＣ液晶は、自
身の自発分極のために、第１偏光板による偏光方向とは
異った方向に、長袖方向が一様に配列する。第１偏光板
によって直線偏光になった光は、スメクチックＣ液晶分
子中を複屈折しながら進み、楕円偏光になる。第２偏光
板は、第１偏光板に対し直角の偏光方向なので、楕円偏
光となった光のうち、第２偏光板による偏光方向のモア
が第２偏光板を通過でき、結局、全面が２明、の軟融に
なる。この杖態は、人間の目には、透明、すなわち何も
入力されていない吠痘に映る。ここで、電界をとりのぞ
いても、カイラルスメクチックＣ液晶は、自発分極して
いるので、′明、状態のままとなる。

２）　次に、ペンによって、ペンと第２透明電極との間
に、１）とは反対方向の電界をかける。

ペンをなぞる、すなわち、１）と反対方向の電界を移動
すると、その下の電界がかかったスメクチツクＣ液晶分
子は、第１偏光板の偏光方向に長軸方向が変化する。す
ると、第１偏光板から入った直線偏光の光は、その偏光
モードが変化せずに、そのまま第２偏光板に到達する。

第２偏光板は、第１偏光板に対し直角の偏光方向なので
、光は第２偏光板を通過できず、結局、ペンでなぞった
部分が、′暗、の状態になる。スメクチックＣ液晶分子
は、分子自身が分極しているので、一度第１偏光板の偏
光方向に分子の長軸方向が変化すると、そのままの状態
、すなわち、′暗、の状態を保持する。このようにして
、結局、ペンでなぞった部分のみが、′暗、の状態、ず
なわち人間の目には線として映る。

３）　もう一度、第１透明電極〜第２透明電極間全面に
１）と同じ方向に電界をかける。すると１）とまったく
同様に全面が′明９の状態になる。この状態は人間の目
には、先程入力した線が消去されたものとして映る。

〔実施例〕

以下に、本発明による実施例を、図面に基き詳細に説明
する。

第１図は、本発明の手書き入力装置の断面図である。第
１図において、１６の第１ガラス基板上に第１透明電極
１５が全面に形成され、さらにその上に、１９の第１配
向膜が形成されている。下部も同様で、１２の第２ガラ
ス基板上に、１３の第２透明電極が全面に形成され、さ
れに第２配向膜９が形成されている。一般的に知られて
いるように、透明電極はネサ膜あるいは、ＩＴＯ等で、
また配向膜はポリイミド等で形成すれば良く、液晶の配
向処理等も、液晶パネル技術で使用されるものであれば
、何でもかまわない。１６の第１ガラス基板上の１５の
第１透明電極形成面とは反対側に、１７の第１偏光板が
置かれ、１１の第２偏光板は、１２の第２ガラス基板の
１３の第２透明電極形成面とは反対側に置かれている。

一般的に、１７の第１偏光板と、１１の第２偏光板は偏
光方向が９０’ずれるように設置されていることが多い
。１４は、シール材であって、１０のカイラルスメクチ
ックＣ液晶が封入されている配向膜間からもれ出さない
ためのものである。１８のセルギャップ材は、配向膜間
の距離、すなわち、セルギャップを一定にするためのも
のであって、セルギャップは、２μｍ程度以下のことが
多い。以上の構造は、両透明電極が全面に形成されてい
ることと、第１ガラス基板、第１偏光板が薄く、その誘
電率が高いことを除けば、公知のカイラルスメクチック
Ｃ液晶を用いた液晶パネルと同一である。２１の第２電
源は、入力した画像、文字等の消去用であり、消去時に
２０のスイッチをＯＮにすると、第２透明電極１３側か
ら第１透明電極１５側へ電界がかかる（図中下方から上
方へ）。２３は画像文字等の入力用ペンであり、これは
導体により形成されており、２２の第１電源に接続して
いる。画像、文字を入力する場合は、消去時とは逆向き
の電界が、２３のペンと、１３の第２透明電極間にかか
る（図中上方から下方へ）。上記のような構造をとると
、ペン２３による印加電界は、第１偏光板１７、第１ガ
ラス基板１６、第１配向膜１９による容量と、カイラル
スメクチックＣ液晶１０による容量とで分解されて、カ
イラルスメクチックＣ液晶１０に印加されることになる
。すなわち、上記構造は等側内には、コンデンサーの直
列接続と見なし得る。一般的にコンデンサーの容量は、
極板面積を一定にした場合、その比誘電率に比例し、極
板間距離に反比例する。カイラルスメクチックＣ液晶の
比誘電率は３〜ＩＯであり、セルギャップは２μｍ程度
であるので、第１ガラス基板には、高誘電率ガラス（比
誘電率５０００〜１００００）のものを用い、第１配向
板にも、高誘電率プラスチック（比誘電率１ｏ。

００〜）を用い、厚さを１市程度に形成する。このよう
にすれば、書き込み時に通常カイラルスメクチックＣ液
晶に加える１０数Ｖ（消去時に用いる電圧）の電圧の２
倍程度の電圧をペン２３に加えれば良いことになる。

次に、実際の手書きの手順について第３図の流れ図及び
、第４図のブロック図を用いて説明する。以下、手順に
ついては、第３図の流れ図に従って、実際の動作につい
ては、第４図のブロック図を用い、記号も第４図のブロ
ック図中のものを用いる。まず、本発明の手書き入力表
示側装置に新たに入力しようとする場合、２０のスイッ
チをＯＮにして、表示部５０の表示をすべて消去する。

２０のスイッチがＯＮになると、第１電源２１によって
、第２透明電極から第１透明電極に電界がかかる。（第
４図に示されるように結線されている。）続いて、スイ
ッチ２０をＯＦＦにする。もしくは、スイッチ２０をモ
ーメンタリ型の物を用いれば、人間が毎回ＯＦＦにしな
くとも、自動的にＯＦＦになる。次に、第２電源２２の
正極側と続がっている、ペン２３を表示部５０にあて、
その上をなぞり、文字・画像等を入力する。

この時、第２電源２２は負極側が第２透明電極に続がっ
ているので、ペン２３から第２透明電極へ電界がかかる
。入力動作を続け、書き損じ等のため、新たに入力し直
したい場合、スイッチ２０を再びＯＮにし、表示をすべ
て消去した後、スイッチ２０をＯＦＦにして、再び上記
と同様にして入力し始める。入力したいことがあれば、
人力動作を継続し、入力したいことがなくなれば１、そ
こで入力動作を終る。

さらに、画面の消去時と、入力時の状態を第５図、第６
図を用いてさらに詳細に述べる。第５図は、画面消去時
の様子を、第１図の第１電極方向から見た拡大模式図で
ある。３０のカイラルスメクチックＣ液晶分子は、第２
透明電極側から第１透明電極側に、４０の画面消去時の
印加電界方向で示される電界を印加されると、第５図に
示されるような一様方向に長軸方向が向く。ａは第１偏
光板による偏光方向であり、ｂは第２偏光板による偏光
方向である。図に示されるように、液晶分子の長袖方向
は、第１偏光板による偏光方向ａに一致していないので
、第１偏光板を通過して入射してくる直線偏光の光は複
屈折をおこし、第２偏光板に到達する時には、楕円偏光
になっている。

このうち、第２偏光板の偏光方向すと同じ方向のみの光
成分が第２偏光板を通過し、この時、表示部はすべて１
明、の状態になる。この状態は、カイラルスメクチック
液晶が自発分極性しているため、分子間力によって、そ
のままの状態を保つ。

次に、第６図で画像・文字の入力時の様子を説明する。

第６図も、第５図と同様に、画像・文字の入力時の様子
を第１図の第１電極方向から見た拡大模式図である。第
５図の状態に、前述したペンで、画面の消去時とは反対
に、ペンからｊｌ￥２電極に向って電界を加える。（３
２で示される一ンによる印加電界方向）そして、図中下
から、Ｃ方向に下向きの電界を加えながら、ペンをなぞ
る。

すると、３１の下向きの電界が加わった範囲の液晶分子
は、その自発分極性のために、今度はその長軸方向をＣ
方向に変える。ここで、ａは、第１偏光板による偏光方
向である。すると、第１偏光板より入射したＣ方向に直
線偏光した光は、複屈折をおこさず、そのまま第２偏光
板に到達する。

第２偏光板は、ｂ方向に偏光方向をもっているので、そ
の光は第２偏光板を通過できず、ペンによって３２の電
界がかかった部分３１は１暗、の状態になる。このよう
にして、ペンでなぞった部分のみが１暗、の状態になっ
て、他の部分は′明。

の状態になる。Ｃ方向に長袖方向を変えても、液晶分子
は自発分極しているので、方向変化した分子間子が引き
合い、Ｃ方向のままで安定する。つまり、一度なぞった
場所は、再び消去操作しない限り、′暗、の状態が保た
れるのである。

この装置を用いて、入力データーを、コンピュータ等に
取り込みたい場合は、本発明の手書き入力表示装置の上
にさらに、透明な入力タブレットを設置し、この上から
ペンでなぞって、入力するようにすれば良い。

以上の説明では、液晶材料にカイラルスメクチックＣ液
晶を用いて説明してきたが、一般的に強誘電性液晶と呼
ばれる自発分極している液晶であれば何を用いてもかま
わない。なお、ゲスト−ホストモードの強誘電性液晶を
用いれば、第１偏光板又は第２偏光板を省略することが
でき、さらにコントラストを強くしたい場合は、通常の
強誘電性液晶に、ゲスト−ホストモードの強誘電性液晶
を混合して用いれば良い。

また、カイラルスメクチックＣ液晶の初期配向方向を逆
にすれば、上述の電界のかけ方はすべて逆方向になる。

表示させる、線の太さを変化するためには、ペンに印加
する電圧を変化すれば良い。すなわち、線を太くしたい
場合は、カイラルスメクチックＣ液晶を反転するのに必
要な電界をペン先から広げるように、ペンに印加する電
圧を高くシ、逆に細くしたい場合は、ペンに印加する電
圧を低くすれば良いのである。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明では、カイラルスメクチ
ックＣ液晶の両側全面を透明電極で取りかこみ、さらに
、ペンから手書き入力用の電界をかけられる構成にした
ので、以下の大きな効果を持つ。

■、入力データーを、ただ表示させたいだけの場合情報
入力部、情報処理部、情報出力部を構成するのに必要な
電子回路が一斉不要となり、単なる電源スィッチだけで
よくなるので、製品コストが低下する。

２、表示部も、全面に透明電極を形成ずれば良いので電
極のマスク形成、マスク位置決め、エツチング等の工程
が不要になり、電極形成のためのプロセスが非常に簡略
化される。このため、製品コストも低下させることがで
きる。

３、入力データーを、コンピューター等に取り込みたい
場合も、ただ透明タブレットを重ねる構造にすれば良く
、表示部の駆動などは必要ない。

４、カイラルスメクチックＣ液晶には、長期間のメモリ
ー性があるので、他の表示デバイスのよに、表示部の駆
動を続けて行う必要がない。このため、画像・文字の保
存のために、電力は消費せず、電源部の小型化・高寿命
化がはかれる。

５、表示面への古き込み時、あるいは消去時も電流は流
れないので、書き込み用および消去用の電源を電池で構
成しても、電池はほとんど消耗せず、取り替えの必要が
なくなる。このため、メインテナンスが不要となり、使
用者もまったく電池取り替えを意識しなくとも良（なり
、煩雑さがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の手書き入力表示装置の断面図であり
、第２図は、従来の手書き入力表示装置のブロック図で
ある。第３図は、本発明の手書き入力表示装置の入力手
順を示す流れ図であり、第４図は、本発明の手書き入力
表示装置のブロック図である。第５図は、本発明の手書
き入力表示装置の消去時の状態を示す模式図であり、第
６図は、本発明の手書き入力表示装置の書き込み時の状
態を示す模式図である。１・・・ペン２・・・透明タブレット３・・・パターン入力部４・・・文字パターン認識部５・・・認識文字出力部６・・・表示部７・・・手書き文字パターン８・・・認識文字パターン９・・・第２配向膜１０・・・カイラルスメクチックＣ液晶１１・・・第２
偏光板１２・・・第２ガラス基板１３・・・第２透明電極１４・・・シール材１５・・・第１透明電極１６・・・第１ガラス基板１７・・・第１偏光板１８・・・セルギャップ材１９・・・第１配向膜２０・・・スイッチ２１・・・第２電源２２・・・第１電源２３・・・ペン３０・・・カイラルスメクチックＣ液晶分子３１・・・
下向きの電界か加わった範囲３２・・・ペンによる印加
電界方向４０・・・消去時の印加電界方向５０・・・表示部以　　上第６図

Claims

【特許請求の範囲】

第１ガラス基板と、前記第１ガラス基板上全面に形成さ
れた第１透明電極と、前記第１ガラス基板上、前記第１
透明電極形成面とは逆の面に設置された第１偏光板と、
前記第１ガラス基板の前記第１透明電極側に対向して設
置された第２ガラス基板と、前記第２ガラス基板上全面
、前記第１ガラス基板方向に形成された第２透明電極と
、前記第２ガラス基板上、前記第２透明電極形成面とは
逆の面に設置された第２偏光板と、前記第１透明電極と
前記第２透明電極との間に封入された自発分極を有する
液晶と、前記第２透明電極と第１極性側を結線した第２
電源と、前記第２電源の第１極性とは逆極性を有する第
２極性側と前記第１透明電極との結線を開閉する開閉器
と、前記第２透明電極と第２極性側を結線した第１電源
と、前記第１電源の第１極性側に結線した棒状導体から
成ることを特徴とする手書き入力表示装置。