JPH05307438A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】手書入力装置を構成するＬＣＤ上のカバ−材あ
るいはＬＣＤ内部の基板の厚みによって生じる視差ズレ
を実用レベルに抑える手書入力装置を提供することにあ
る。 【構成】手書入力装置の入力面から表示面までの厚みｔ
とＬＣＤのマトリクス電極のピッチｐとを（１９）式と
（２０）式に基いて任意に選択する。 【効果】高価な光フアイバプレ−トを使用せずとも視差
ズレを実用レベルに抑える手書入力装置が提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は入力と表示とを一体化し
た物を有する情報処理装置に係り、とくに視差の影響が
ない情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機への入力装置の一つとして、図２
に示すようにタブレット１と液晶表示装置（以下、ＬＣ
Ｄ）２とを一体積層した手書入力装置３がよく知られて
いる。４はカバ−材（ガラス）で付設しない場合もあ
る。８は入力ペン、１０は計算機本体である。

【０００３】図３は上記手書入力装置３の構造の説明を
容易にするための断面図である。

【０００４】図３において、ＬＣＤ２の表面にカバ−材
４、ＬＣＤ２内部の上部基板５の厚みのため、表示位置
６（６Ａ、６Ｂはマトリクス電極、６Ｃは液晶層）はＬ
ＣＤの上部基板５の下に対して、入力ペン８の指示位置
９は上記カバ−材の上、あるいは、上記上部基板５の上
であるため両者に食い違い ｄｘ（以下、視差ズレ）を
生じ、ＬＣＤの表示位置に正確にペン入力ができない問
題がある。

【０００５】この視差ズレは図２のＹ方向（縦方向）よ
りはＸ方向（横方向）に顕著に発生する。この理由はユ
−ザの多くがこの装置に入力する際、ペンをＸ方向より
見るためである。

【０００６】上記の問題を改善するために図４に示すよ
うに、手書入力装置の表面に光ガイド４Ａ（光ファイバ
プレ−ト）を配置する方法（特開昭６３−２６７２１）
などが提案されている。

【０００７】上記の方法は、手書入力装置のカバ−材の
厚みによって生じる視差ズレの解消とはなるが、ＬＣＤ
内部の上部基板の厚みに生じる視差ズレの解消とはなら
ない欠点があり、しかも、光ファイバプレ−トが未だ高
価であり、必ずしも実用的ではない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、透明
体の厚みによって生じる視差ズレを考慮した情報処理装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、位置を指示する位置指示手段と、上記位置指示手段
による位置に関する指示を受付け、指示された位置に対
応した信号を出力する位置検出手段と、上記信号を受付
けて、処理した後に、表示用の信号を出力する計算機
と、上記表示用の信号を受付けて、表示する表示手段と
を有し、上記位置検出手段と上記表示手段とが一体構造
を成し、上記表示手段の表面に少なくとも１つの透明体
（各透明体の厚さをｔ２，ｔ３，……，ｔｋ、屈折率を
ｎ２，ｎ３，……，ｎｋとする）があるために、指示し
ようとした位置と計算機が受付けた位置とにずれが生じ
る情報処理装置において、透明体の厚みｔ（＝ｔ２＋ｔ
３＋……＋ｔｋ）と表示手段の表示ドットのピッチｐと
は、θ１を、垂直法線に対して光線が成す角度、ｎ１を
大気中の屈折率、Ｌを、予め定められた値としたとき
に、１式の関係を有することとしたものである。

【００１０】

【作用】上記の情報処理装置において、位置指示手段
は、位置を指示する。位置検出手段は、上記位置指示手
段による位置に関する指示を受付け、指示された位置に
対応した信号を出力する。計算機は、上記信号を受付け
て、処理した後に、表示用の信号を出力する。表示手段
は、上記表示用の信号を受付けて、表示する。この時
に、透明体の厚みｔ（＝ｔ２＋ｔ３＋……＋ｔｋ）と表
示手段の表示ドットのピッチｐとは、θ１を、垂直法線
に対して光線が成す角度、ｎ１を大気中の屈折率、Ｌ
を、予め定められた値としたときに、１式の関係を有す
るため、指示誤差を減らすことができる。

【００１１】

【実施例】まず本発明の第１の実施例を図１を用いて説
明する。図１は手書入力装置の構造の説明を容易にする
ための断面図である。本発明に係る情報処理装置である
計算機（図示しない）に含まれる、計算機本体への手書
入力手段である手書入力装置３は、図１に示すようにタ
ブレット１と液晶表示装置（以下、ＬＣＤ）２とを一体
積層した構造を有する。４はカバ−材（ガラス）、８
は、入力ペンである。図１において、ＬＣＤ２の表面に
カバ−材４があり、ＬＣＤ２は、上部基板５、下部基板
７、マトリクス電極６Ａ、６Ｂ、液晶層６Ｃを有する。
ＬＣＤ２の上部基板５の下面に対して、入力ペン８の指
示位置９は上記カバ−材の上、あるいは、上記上部基板
５の上であるため両者に食い違い ｄｘ（以下、視差ズ
レ）を生じる。図１において、この装置を屈折率がｎ1
である媒体から垂直方向の法線に対して、角度θ１なる
方向で見る場合を考える。このとき、本発明に係る情報
処理装置を構成する手書入力装置の入力面から表示面ま
では、カバ−材、ＬＣＤの上部基板があり、光の屈折現
象により光線は垂直法線に対して，それぞれ、角度θ
２、θ３をなして伝播し、位置ズレｄｘを伴って表示面
まで達する。一般に、屈折率がｎ１、ｎ２、屈折角θ
１、θ２の間にはスネルの法則として次式が存在する。

【００１２】

【数５】 ｎ1・ｓｉｎ(θ１)＝ ｎ２・ｓｉｎ(θ２) …… （５） 同様に、屈折率がｎ２、ｎ３、屈折角θ２、θ３の間に
も次式が成立する。

【００１３】

【数６】 ｎ２・ｓｉｎ(θ２)＝ ｎ３・ｓｉｎ(θ３) …… （６） （５），（６）式より

【００１４】

【数７】 ｎ１・ｓｉｎ(θ１)＝ ｎ３・ｓｉｎ(θ３) …… （７） また、相対位置ズレｄｘは図１より次式で示される。

【００１５】

【数８】 ｄｘ＝ ｄｘ１＋ｄｘ２ …… （８）

【００１６】

【数９】 ｄｘ１＝ ｔ２・ｔａｎ(θ２) …… （９）

【００１７】

【数１０】 ｄｘ２＝ ｔ３・ｔａｎ(θ３) …… （１０） （５）、（７）式から、

【００１８】

【数１１】 θ２＝ ｓｉｎ−¹｛（ｎ1／ｎ２）・ｓｉｎ(θ１)｝… （１１）

【００１９】

【数１２】 θ３＝ ｓｉｎ−¹｛（ｎ1／ｎ３）・ｓｉｎ(θ１)｝… （１２） （１１）、（１２）式を（８）、（９）、（１０）式に
代入して、

【００２０】

【数１３】 ｄｘ＝ ｔ２・ｔａｎ｛ｓｉｎ−¹（ｎ1／ｎ２）・ｓｉｎ(θ１)｝ ＋ｔ３・ｔａｎ｛ｓｉｎ−¹（ｎ1／ｎ３）・ｓｉｎ(θ１)｝……（１３） ここで、図１において４はカバ−材（ガラス）であり、
５はＬＣＤの上部基板で材質は多く硬質ガラスを用いて
いる。したがって、両者の屈折率はほぼ同等とみなし、

【００２１】

【数１４】 ｎ２ ≒ ｎ３ …… （１４） （１４）式を（１３）式に代入して、

【００２２】

【数１５】 ｄｘ＝ｔ・ｔａｎ｛ｓｉｎ−¹（ｎ1／ｎ３）・ｓｉｎ(θ１)｝…（１５） 図２において、手書入力装置にカバ−材４を用いない場
合、（１３）式のｔ１に０を代入して、（１５）式が得
られる。図５にマトリクス電極のドットピッチが大きい
場合の手書入力装置の側断面図を示す。図５において、
手書入力装置のペン入力位置と表示ドットとを対応させ
るためには、

【００２３】

【数１６】 ｄｘ＜ ｐ／２ …… （１６） 同様に、ペン入力位置と対応する表示文字と次の表示ド
ット間をＭドット（図６参照）空ける場合の視差ズレ
は、

【００２４】

【数１７】 ｄｘ＜（Ｍ＋１／２）ｐ …… （１７） （１７）式を（１５）式に代入して、

【００２５】

【数１８】 ｔ＜ （Ｍ＋１／２）ｐ／ｔａｎ｛ｓｉｎ−¹（ｎ１／ｎ３）ｓｉｎ（θ１） ｝ …… （１８） ここで、ｎ₁は空気の屈折率で１．０で（１４）式に代
入すると、

【００２６】

【数１９】 ｔ＜ （Ｍ＋１／２）ｐ／ｔａｎ｛ｓｉｎ−¹（１／ｎ３）ｓｉｎ（θ１）｝ …… （１９） また、（１９）式より、

【００２７】

【数２０】 Ｍ＞（ｔ／ｐ）・ｔａｎ｛ｓｉｎ−¹（１／ｎ３）ｓｉｎ（θ１）｝−１／２ ……（２０） すなわち、手書入力装置の視差を実用レベルに抑えるた
めには、下記のことが有効である。 （１）手書入力装置のＬＣＤのドットピッチと表示ドッ
ト間の空きドット数が一定の場合は、装置の入力面から
表示面までの厚さを（１９）式に基いて設計する。 （２）ＬＣＤのドットピッチと装置の入力面から表示面
までの厚さとが一定の場合は、表示ドット間の空きドッ
ト数（２０）式に基いて設定する。 以下の実施例に用いたＬＣＤの横方向の視角範囲は、コ
ントラスト比が４０：１、表面輝度１２０ｃｄ／ｍ²で
±３０°（文献 電子技術９１−５ ｐ３８）で、ユ−
ザは上記範囲で最も視差ズレが大きくなる３０°の角度
（θ１）より見た場合である。図１において、ＬＣＤ２
のドットピッチｐは０．２０５ｍｍで、上部基板に厚み
が０．５ｍｍのガラスを用いた実施例である。この場
合、ＬＣＤの表示文字と表示文字との空ドットは図６に
示すように１ドットである。いま、 θ１＝３０° ｎ３＝１．６（ガラスの屈折率） ｐ＝０．２０５ｍｍ Ｍ＝１ を（１９）式に代入すると、 ｔ＜０．９３ｍｍ となる。前述のようにＬＣＤの上部基板の厚みは、０．
５ｍｍなので本実施例は（１９）式を満たしている。し
かし、ＬＣＤの表示文字と表示文字との空ドットが０ド
ット（図７（ａ）のように隣接して表示する）の場合、
図７（ｂ）に示す任意の表示ドットに正確にペン入力し
たい場合は、（２０）式に、 θ１＝３０° ｎ３＝１．６（ガラスの屈折率） ｐ＝０．２０５ｍｍ Ｍ＝０ を代入して ｔ＜０．３１ｍｍ を得る。表示ドットとは表示手段（液晶表示装置）のマ
トリクス電極のうち印可された電極のことで、空きドッ
トとは表示ドット間の印可されないものである。ＬＣＤ
の上部基板の厚みが、０．５ｍｍなので明らかに視差ズ
レが発生する。このような場合、厚さ約０．１ｍｍの有
機高分子フイルムをＬＣＤの基板に用いることが有効で
ある。次に、第２の実施例について、図８により述べ
る。図８は本発明の別な手書入力装置を示した断面図
で、図１の手書入力装置に比べてデイスプレイの厚みが
大きい場合である。ＬＣＤ２は、１１２０＊７８０ドッ
ト、ドットピッチｐは０．２０５ｍｍのもので、上記装
置の入力面から表示面までの厚さｔは１ｍｍであり、Ｌ
ＣＤの表示文字と表示文字との空ドットＭは２ドットで
ある。いま、 θ１＝３０° ｐ＝０．２０５ｍｍ ｔ＝１ｍｍ を（２０）式に代入すると、 Ｍ＞ １．１ を得る。本実施例では、ＬＣＤの表示文字と表示文字と
の空ドットは２ドットであり、（２０）式を満足してい
る。しかし、空ドットが１ドットであれば視差ズレが発
生する。次に、第３の実施例について図９により述べ
る。さきに、視差ズレは横方向（図２のＸ方向）に多く
発生することを述べたが、この装置画面にメニュ−枠を
設定する際、図９（ａ）に示すように一つのメニュ−枠
はＸ方向（横方向）に広く設定することが視差ズレを防
止するためには有効である。また、一つのメニュ−枠の
領域（ＬＣＤのドットの倍数、図９のＡ）は，視差ズレ
ｄｘとドットピッチｐとの比より大であればよい。すな
わち、 Ａ＞ ｄｘ／ｐ 第２の実施例の場合、ｄｘは０．３３ｍｍ、ｐは０．２
０５ｍｍ、Ａは１．６以上、すなわち２以上にすればよ
い。また、図９（ｂ）のＢに示すように、空きドットを
横方向の多く設定することも視差ズレを防止するために
は有効である。次に、第４の実施例について図１０によ
り述べる。図１０に基板材料に上記有機高分子フイルム
を用いたタブレットとＬＣＤとを積層した手書入力装置
の実施例を示す。同装置は軽量、薄型のため携帯可能で
あり、また、壁に掛けられる利点がある。計算機（マイ
コン）１０は同装置に内臓してもよく、同図のように外
付けでもよい。無論、視差ズレも図１１に示すように視
差ズレは小さく実用レベルである。このように、本発明
の（１９）式、あるいは、（２０）式に基いて、手書入
力装置の入力面から表示面までの厚みとＬＣＤの表示ド
ットの間隔を任意に選択することにより、手書入力装置
特有の視差ズレを実用レベルに抑えることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、透明体の厚みによって
生じる視差ズレを考慮した情報処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による手書入力装置の断面図。

【図２】情報処理装置のブロック図。

【図３】従来技術に係る手書入力装置の断面図。

【図４】カバ−材に光フアイバプレ−トを用いた手書入
力装置の側断面図。

【図５】本発明の作用の説明図。

【図６】空きドット１の場合の表示例の説明図。

【図７】空きドット０の場合の表示例の説明図。

【図８】本発明の別な（デイスプレイの厚みが大きい）
手書入力装置の断面図。

【図９】本発明に基いたメニュ−枠の説明図。

【図１０】本発明の有機高分子フイルムを用いた手書入
力装置を有する情報処理装置のブロック図。

【図１１】図１０の手書入力装置の断面図。

【符号の説明】

１…タブレット、２…液晶表示装置（ＬＣＤ）、３…手
書入力装置、４…カバ−材、５…ＬＣＤの上部基板、６
…ＬＣＤの表示位置、６Ａ、６Ｂ…ＬＣＤのマトリクス
電極、６Ｃ…ＬＣＤの液晶層、７…ＬＣＤの下部基板、
８…入力ペン、９…入力ペンの指示位置、１０…計算機
本体。

フロントページの続き (72)発明者 福永 泰 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位置を指示する位置指示手段と、 上記位置指示手段による位置に関する指示を受付け、指
   示された位置に対応した信号を出力する位置検出手段
   と、 上記信号を受付けて、処理した後に、表示用の信号を出
   力する計算機と、 上記表示用の信号を受付けて、表示する表示手段とを有
   し、 上記位置検出手段と上記表示手段とが一体構造を成し、
   上記表示手段の表面に少なくとも１つの透明体（各透明
   体の厚さをｔ２，ｔ３，……，ｔｋ、屈折率をｎ２，ｎ
   ３，……，ｎｋとする）があるために、指示しようとし
   た位置と計算機が受付けた位置とにずれが生じる情報処
   理装置において、 透明体の厚みｔ（＝ｔ２＋ｔ３＋……＋ｔｋ）と表示手
   段の表示ドットのピッチｐとは、 θ１を、垂直法線に対して光線が成す角度、ｎ１を大気
   中の屈折率、Ｌを、予め定められた値としたときに、 【数１】Ｌ・ｐ＞ｔ２・ｔａｎ｛ｓｉｎ−¹（ｎ１／ｎ
   ２）ｓｉｎ（θ１）｝＋ｔ３・ｔａｎ｛ｓｉｎ−¹（ｎ
   １／ｎ３）ｓｉｎ（θ１）｝＋……＋ｔｋ・ｔａｎ｛ｓ
   ｉｎ−¹（ｎ１／ｎｋ）ｓｉｎ（θ１）｝ の関係を有することを特徴とする情報処理装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の情報処理装置において、 上記のＬは、Ｍを表示手段の表示ドット間の表示に使わ
   れない空きドット数としたときに、 【数２】Ｌ＝Ｍ＋１／２ であることを特徴とする情報処理装置。
3. 【請求項３】位置を指示する位置指示手段と、 上記位置指示手段による位置に関する指示を受付け、指
   示された位置に対応した信号を出力する位置検出手段
   と、 上記信号を受付けて、処理した後に、表示用の信号を出
   力する計算機と、 上記表示用の信号を受付けて、表示する表示手段とを有
   し、 上記位置検出手段と上記表示手段とが一体構造を成し、
   上記表示手段の表面に透明体（透明体の屈折率をｎ３と
   する）があるために、指示しようとした位置と計算機が
   受付けた位置とにずれが生じる情報処理装置において、 透明体の厚みｔと表示手段の表示ドットのピッチｐと
   は、 θ１を、垂直法線に対して光線が成す角度としたとき
   に、 【数３】ｔ＜ （Ｍ＋１／２）・ｐ／ｔａｎ｛ｓｉｎ−
   ¹（１／ｎ３）ｓｉｎ（θ１）｝ の関係を有することを特徴とする情報処理装置。
4. 【請求項４】請求項１、２または３記載の情報処理装置
   において、 表示手段の表示ドットのピッチｐと表示ドット間の空き
   ドット数Ｍが与えられたときに、厚みｔを上式に基いて
   設定することを特徴とする情報処理装置。
5. 【請求項５】請求項１、２、３または４記載の情報処理
   装置において、 透明体は、有機高分子フイルムであることを特徴とする
   情報処理装置。
6. 【請求項６】請求項１、２、３、４または５記載の情報
   処理装置において、 位置検出手段の基板の材質は有機高分子フイルムである
   ことを特徴とする情報処理装置。
7. 【請求項７】請求項２、３、４、５または６記載の情報
   処理装置において、 表示手段の表示ドットのピッチｐと、厚みｔが与えられ
   たときに、上記の式に基いてドット数Ｍを設定すること
   を特徴とする情報処理装置。
8. 【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６または７記
   載の情報処理装置において、 各々の位置指示用の単位表示領域は、横長であることを
   特徴とする情報処理装置。
9. 【請求項９】請求項８記載の情報処理装置において、 各々の位置指示用の単位表示領域が、占有するドットの
   個数Ａは、 ｄｘを指示しようとした位置と計算機が受付けた位置と
   のずれの長さとしたときに、 【数４】Ａ＞ｄｘ／ｐ であることを特徴とする情報処理装置。
10. 【請求項１０】請求項１、２、３、４、５、６、７、８
    または９記載の情報処理装置において、 横方向の空きドット数は、縦方向の空きドット数よりも
    多いことを特徴とする情報処理装置。