JPH06301464A

JPH06301464A - 入力装置

Info

Publication number: JPH06301464A
Application number: JP8356493A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Uno; 高明鵜野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】入力位置に直接対応した表示が実現される新
規な入力装置を提供する。【構成】透光性基板２，７間の透明電極３が形成され
た基板２側にはネマティック液晶とコレステリック液晶
とを含む液晶層４が配置され、透明電極６が形成された
基板７側には光導電層５が配置されて液晶素子１が構成
される。液晶素子１の基板２側からは、指示手段である
ライトペン８によって光１１が照射される。液晶層４に
は、入力および消去に応じてそれぞれに対応した交流電
圧が印加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示機能を備えた入力
装置に関し、特にライトペンなどから光を照射すること
によって入力することができる入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、幅広く使用されているパーソナル
コンピュータ、ワードプロセッサなどの電子機器は、キ
ーボード、マウス、トラックボール、デジタイザ、タブ
レットなどで実現される入力手段と、液晶素子、ＣＲＴ
（Cathode Ray Tube）などで実現される表示手段とを含
んで構成され、入力手段からの入力信号は、処理回路な
どで位置補正されて表示手段に入力される。上述したデ
ジタイザやタブレットは、ペンなどによって直接表示画
面に入力するものであるが、入力手段と表示手段とは電
気的に独立したものであって、両者を機械的に一体化さ
せただけのものであり、実質的にはキーボード、マウ
ス、トラックボールなどと同じようにして表示が行われ
ている。また、表示された画像は、画像データに変換さ
れて記憶手段に記憶され、必要に応じて読出されて再度
表示手段に表示される。したがって、画像を再度表示す
るときには、表示のための電力供給が必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したような入力手
段と表示手段とは電気的に独立したものであるので、入
力手段からの入力信号を処理回路などで位置補正して表
示手段に入力する必要がある。また、デジタイザやタブ
レットなどの場合、入力手段と表示手段とを機械的に精
度よく一体化する必要がある。このような位置補正や一
体化には、手間や費用がかかるという問題があり、製造
業者にとっては経済的に大きな負担となる。

【０００４】さらに、液晶素子に光導電層を設けて両者
に直列に電圧を印加するようにした液晶表示装置が提案
されているが、これは投影式の液晶表示装置であって、
書込み用の光および投写用の光が互いに液晶素子や光導
電層に入射しないようにする必要があり、液晶素子と光
導電層との間に光遮断層を設ける必要がある。

【０００５】また、液晶の熱光学効果を利用して、たと
えばレーザー光を用いて局所的に加熱し、冷却すること
によって液晶分子の配向状態を制御して表示を行う液晶
表示装置が提案されているが、熱による制御が難しいこ
とや、液晶材料や電極材料の耐熱性および周囲温度の変
化に対する耐熱性などの点において問題が生じる。

【０００６】本発明の目的は、表示機能を備え、入力位
置に直接対応した表示を実現することができる新規な入
力装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも一
方基板が透光性を有する一対の基板間であって、透光性
を有する一方基板側にネマティック液晶とコレステリッ
ク液晶とを含む液晶層を配置し、他方基板側に光によっ
てそのインピーダンスが変化する光導電層を配置し、前
記一方基板の液晶層側表面と他方基板の光導電層側表面
とに電極をそれぞれ形成し、前記透光性を有する一方基
板側に形成された電極が透明電極である液晶素子と、前
記液晶素子の一方基板側から液晶素子に向けて局所的に
光を照射して入力位置を指示する指示手段と、予め定め
られる基準周波数および予め定められる振幅の交流電圧
を発生する第１電源と、前記基準周波数以上の周波数で
あって、前記予め定められる振幅以上の振幅の交流電圧
を発生する第２電源と、入力時には、前記第１電源から
の交流電圧を前記液晶素子の電極間に印加し、消去時に
は、前記第２電源からの交流電圧を前記液晶素子の電極
間に印加する制御手段とを含むことを特徴とする入力装
置である。

【０００８】また本発明は、前記一方および他方基板に
それぞれ形成された電極が複数の帯状電極であり、入力
時に前記複数の帯状電極に流れる電流を検出する検出手
段を備え、前記制御手段は、前記検出手段からの出力に
基づいて入力位置を判定することを特徴とする。

【０００９】また本発明は、前記基準周波数および前記
予め定められる振幅より大きい振幅の交流電圧を発生す
る第３電源と、画像信号発生手段とを備え、前記制御手
段は、前記画像信号発生手段からの画像信号に基づいて
第３電源からの交流電圧を前記複数の帯状電極に選択的
に印加することを特徴とする。

【００１０】また本発明は、前記液晶層と光導電層との
間に特定の波長帯域の光のみを通過させるフィルタが配
置されていることを特徴とする。

【００１１】また本発明は、前記光導電層は、マトリク
ス状に配置される光導電材料と、前記光導電材料の隙間
を満たす絶縁材料とから成ることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明に従えば、入力装置は、液晶素子、指示
手段、第１電源、第２電源および制御手段を含んで構成
される。前記液晶素子は、透光性を有する一方基板、液
晶層、光導電層および他方基板がこの順番に配置され、
さらに前記一方基板の液晶層側表面および他方基板の光
導電層側表面には電極がそれぞれ形成されている。透光
性を有する一方基板側の電極は、透明電極とされる。前
記液晶層は、ネマティック液晶とコレステリック液晶と
を含み、メモリ効果を有する液晶としてG.H.Heilmeier
らによって既に見出された液晶材料で実現される。この
液晶材料は、１００Ｈｚ以下の周波数の交流電圧を印加
すると、動的散乱効果によって液晶分子が不規則に配列
するので、液晶層に入射した外光が散乱して白濁する。
一方、数１００Ｈｚ以上の周波数の交流電圧を印加する
と、液晶分子が電界方向に規則的に配列するので、電界
方向に対して平行に入射した外光が透過する。前記白濁
状態は、液晶のメモリ効果によって電圧を除去した後も
保持（メモリ）される。前記光導電層のインピーダンス
Ｒ１は、光を照射することによってインピーダンスＲ２
（＜Ｒ１）に変化する。

【００１３】前記指示手段は、前記液晶素子の一方基板
側から液晶素子に向けて局所的に光を照射し、入力位置
を指示する。前記第１電源は、予め定められる基準周波
数Ｆ１であり、予め定められる振幅Ｔ１の交流電圧を発
生する入力用電源である。前記第２電源は、前記予め定
められる基準周波数Ｆ１よりも大きい周波数Ｆ２であ
り、前記予め定められる振幅Ｔ１以上の振幅Ｔ２の交流
電圧を発生する消去用電源である。前記制御手段は、入
力時と消去時とに対応して第１および第２電源からの交
流電圧を前記液晶素子の電極間にそれぞれ印加する。

【００１４】入力時において、基板間に配置される液晶
分子は該基板に対して垂直となるように配列し、かつ液
晶素子の電極間には入力用の第１電源の交流電圧が印加
されているが、光導電層のインピーダンスがＲ１である
ので、液晶層には電圧が印加されない。指示手段から局
所的に光が照射されると、その部分の光導電層のインピ
ーダンスが低下してＲ２となり、液晶層に第１電源の交
流電圧が印加される。第１電源の基準周波数Ｆ１は液晶
層の液晶分子が動的散乱状態となる値、すなわち１００
Ｈｚ以下の値に定められる。このため、液晶分子は不規
則に配列し、入射した外光が散乱して白濁状態となる。
また、第１電源の振幅Ｔ１は、光導電層のインピーダン
スがＲ１のときには液晶層に電流が流れず、インピーダ
ンスがＲ２のときには液晶層に電流が流れて液晶分子が
動的散乱状態となるような値に定められる。このような
白濁状態は、液晶のメモリ効果によって電圧を除去した
後も保持されるので、表示のための電力が低減される。

【００１５】一方、消去用の第２電源の周波数Ｆ２は、
前記基準周波数Ｆ１よりも大きい値であり、液晶分子が
電界方向に配列する値、すなわち数１００Ｈｚ以上の値
に定められる。また、第２電源の振幅Ｔ２は、光導電層
のインピーダンスがＲ１のときに液晶層に電流が流れる
値であってもよいし、指示手段から局所的に光が照射さ
れて光導電層のインピーダンスが低下してＲ２となった
ときに液晶層に電流が流れる値であってもよく、すなわ
ち前記振幅Ｔ１以上の値に定められる。消去時におい
て、第２電源の交流電圧が印加されると、液晶分子が電
界方向、すなわち基板に対して垂直方向に規則的に配列
し、入射した外光が透過して透明状態となる。

【００１６】したがって、指示手段によって入力した入
力位置が直接表示位置となり、位置ずれが生じることは
ない。また、従来のように入力手段からの入力信号を位
置補正する必要や、入力手段と表示手段とを機械的に一
体化する必要がなくなり、経済的負担が低減する。

【００１７】また本発明に従えば、前記入力装置の電極
は複数の帯状電極であり、前記入力装置は入力時におい
て複数の帯状電極に流れる電流を検出する検出手段を備
える。入力時において指示手段から局所的に光が照射さ
れると、前述と同様にその部分の光導電層のインピーダ
ンスが低下してＲ２となり、液晶層に第１電源の交流電
圧が印加されて白濁状態となる。また、検出手段が複数
の帯状電極のうち、光の照射部分に位置する帯状電極に
流れる電流を検出し、検出結果に基づいて制御手段が入
力位置を判定する。

【００１８】したがって、指示手段によって指示した入
力位置が直接表示位置となるとともに、入力位置（表示
位置）を電気的に検出することが可能となる。また、帯
状電極の幅を細くして本数を増加することによって位置
検出精度を向上することができる。検出結果は、他の表
示手段に入力したり、記憶手段に記憶したりすることが
できる。

【００１９】さらに本発明に従えば、前記入力装置は、
第３電源と画像信号発生手段とを備える。第３電源は、
前記第１電源の基準周波数Ｆ１と同じ値に定められる周
波数Ｆ３であり、光導電層のインピーダンスがＲ１のと
きに液晶層に電流が流れるような値に定められる振幅Ｔ
３の交流電圧を発生する。前記制御手段は、画像信号発
生手段からの画像信号に基づいて、第３電源の交流電圧
を前記複数の帯状電極に選択的に印加する。これによっ
て、帯状電極の交差部分である画素が選択的に白濁状態
となり、液晶素子には画像が表示される。

【００２０】したがって、指示手段によって指示した入
力位置が直接表示位置となり、入力位置（表示位置）を
検出することが可能となるとともに、画像信号発生手段
からの入力に基づく表示を行うことが可能となる。

【００２１】さらにまた本発明に従えば、前記入力装置
の液晶層と光導電層との間には、特定の波長帯域の光の
みを通過させるフィルタが配置される。前記特定の波長
帯域は、前記指示手段から照射される光の波長帯域とほ
ぼ一致するように設定される。

【００２２】したがって、指示手段からの光の波長帯域
のみが選択的に入射されるので、周囲光によって光導電
層のインピーダンスが変化することがなくなる。このた
め、液晶層に安定した電圧を印加することが可能とな
り、表示特性の向上を図ることが可能となる。

【００２３】さらにまた本発明に従えば、前記入力装置
の光導電層は、光導電材料と絶縁材料とから成る。光導
電材料はマトリクス状に配置され、該光導電材料の隙間
を満たすように絶縁材料が配置されている。

【００２４】したがって、光導電層の光導電材料が絶縁
材料中にあるため、光照射時に光によって励起された電
子・正孔の平均自由行程が制限され、インピーダンスが
変化する領域が光照射した領域に近付く。このため、表
示領域が光照射した領域よりも大きくなることが抑制さ
れ、表示が高精細となって表示品位が向上する。マトリ
クス状の光導電材料の大きさを細かくすることによっ
て、さらに高精細な表示とすることができる。

【００２５】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例である入力装
置１７の液晶素子１の構成を示す切欠き斜視図であり、
図２はその断面図である。液晶素子１は、透光性基板
２，７、透明電極３，６、液晶層４および光導電層５を
含んで構成される。透光性基板２，７間の基板２側には
液晶層４が配置され、基板７側には光導電層５が配置さ
れる。また、基板２の液晶層４側表面２ａと基板７の光
導電層５側表面７ａとには、その全面に透明電極３，６
がそれぞれ形成される。

【００２６】透光性基板２，７は、たとえばガラスある
いはプラスチックで実現され、透明電極３，６は、たと
えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）あるいはネサ膜と称さ
れる酸化錫（ＳｎＯ₂）で実現される。液晶層４は、負
の誘電異方性を有するネマティック液晶とコレステリッ
ク液晶とを重量比でおよそ９：１の割合で混合したもの
で実現される。該混合液晶は、メモリ効果を有する材料
としてG.H.Heilmeierらによって見出されたものであ
り、該混合液晶に１００Ｈｚ以下の周波数の電圧を印加
すると、動的散乱効果によって液晶分子が不規則に配列
し、入射光は散乱して白濁する。この白濁状態は、電圧
を除去した後も保持（メモリ）される。一方、数１００
Ｈｚ以上の周波数の電圧を印加すると、液晶分子が電界
方向に規則的に配向し、電界方向に対して平行に入射し
た光は液晶層を通過する。このような光散乱特性やメモ
リ特性は、コレステリック液晶の混合割合によって大き
く変わり、重量比で約１０％程度のときが比較的よい特
性を示すといわれている。また、液晶層４の厚みは、数
μｍ〜数十μｍとされる。

【００２７】光導電層５は、少なくとも前記液晶層４の
液晶材料と化学的に反応せず、液晶層４に不純物などが
浸出して液晶層４の特性を損なわない材料が選択され、
たとえばアモルファスシリコン、ポリシリコン、ＺｎＳ
（硫化亜鉛）あるいはＺｎＳｅ（硫化セレン）が選ばれ
る。これらの材料は、通常（光が照射されないとき）は
絶縁体に近く、そのインピーダンスがＲ１であり、光が
照射されたときはそのインピーダンスが数桁程度低下し
てＲ２（《Ｒ１）となる。光が照射されないときの光導
電層５のインピーダンスＲ１は、前記液晶層４の印加交
流周波数に対するインピーダンスと同等、あるいはそれ
以上となるように材料設定される。

【００２８】図３は、本発明の第１の実施例である入力
装置１７の構成を示す図である。入力装置１７は、前記
液晶素子１、ライトペン８、スイッチ１２、第１電源１
５および第２電源１６を含む。液晶素子１に向けて光１
１を照射する指示手段であるライトペン８は、光源９と
レンズ１０とを含んで構成される。光源９は、ＣＲＴ、
ＥＬ（Electroluminescent）素子、発光ダイオードなど
で実現され、前記光導電層５として用いられる材料に対
応した光源９が適宜用いられる。すなわち、光源９から
の光によって光導電層５のインピーダンスＲ１が低下し
てＲ２となる。光源９からの光は、レンズ１０で集光さ
れてライトペン８の先端部から出射する。

【００２９】前記透明電極３，６は、第１電源１５ある
いは第２電源１６を介して接続されている。電源１５，
１６の切換えは、透明電極３と電源１５あるいは電源１
６との間に設けられたスイッチ１２によって制御され
る。第１電源１５は、入力用の交流電源であり、振幅Ｔ
１および周波数Ｆ１に設定される。一方、第２電源１６
は、消去用の交流電源であり、振幅Ｔ２および周波数Ｆ
２に設定される。前記振幅Ｔ１と振幅Ｔ２とは、同じ値
に設定され、周波数Ｆ１と周波数Ｆ２とは、周波数Ｆ２
の方が大きくなるように設定される。また、振幅Ｔ１
（＝Ｔ２）は、光導電層５のインピーダンスがＲ２のと
きに印加されて、液晶層４の液晶分子４ａが動的散乱効
果によって不規則に配列する値、すなわち液晶層４の閾
値電圧の振幅を超えた値に設定される。周波数Ｆ１は、
液晶分子４ａが不規則に配列する、たとえば１００Ｈｚ
以下に設定され、周波数Ｆ２は、液晶分子４ａが電界方
向に規則的に配列する、たとえば数１００Ｈｚ以上に設
定される。該周波数Ｆ１，Ｆ２は、液晶層４として用い
られる液晶材料に対応して適宜設定される。

【００３０】液晶層４の液晶分子４ａは、初期状態にお
いて基板２，７に対して垂直方向に配向している。これ
は、たとえば透明電極３および光導電層５の液晶層４側
表面を垂直配向処理することで実現される。また、スイ
ッチ１２の端子１２ａと端子１２ｂとが接続されて電極
３，６間には第１電源１５からの交流電圧が印加されて
いる。しかしながら、光が照射されないときには、光導
電層５のインピーダンスＲ１が液晶層４の印加交流周波
数に対するインピーダンスと同等、あるいはそれ以上と
なるように設定されているので、電極３，６間の液晶層
４には閾値電圧に達するだけの交流電圧が印加されな
い。このため、液晶素子１の基板２側あるいは基板７側
から入射した外光は、液晶層４を通過して出射し、透明
な表示となっている。

【００３１】入力（白濁表示）時には、液晶素子１の基
板１側に配置されるライトペン８から光１１が照射さ
れ、光導電層５の光照射された領域１４のインピーダン
スＲ１が低下してインピーダンスＲ２となる。このた
め、電極３，６間にある液晶層４の光照射された領域１
３には、閾値電圧以上の交流電圧が印加される。液晶層
４の領域１３に、たとえば１００Ｈｚ以下に設定される
周波数Ｆ１の交流電圧が印加されると、液晶分子４ａ
が、動的散乱効果によって不規則に配列する。このた
め、該領域１３に基板２側あるいは基板７側から入射し
た外光が散乱されて白濁表示となる。

【００３２】一方、消去（透明表示）時には、スイッチ
１２の端子１２ａと端子１２ｃとが接続されて、電極
３，６間には第２電源１６からの交流電圧が印加され
る。光が照射されないときには、前述と同様に、光導電
層５のインピーダンスＲ１によって電極３，６間にある
液晶層４には閾値電圧に達するだけの交流電圧が印加さ
れない。しかしながら、ライトペン８から光１１が照射
されると、光導電層５のインピーダンスＲ１が低下して
インピーダンスＲ２となり、電極３，６間の液晶層４
に、閾値電圧以上の交流電圧が印加される。液晶層４
に、たとえば数１００Ｈｚ以上に設定される周波数Ｆ２
の交流電圧が印加されると、液晶分子４ａが電界方向、
すなわち基板２，７に対して垂直方向に規則的に配列す
る。このため、基板２側あるいは基板７側から入射した
外光は液晶層４を通過し、透明表示となる。

【００３３】白濁表示部分の消去方法は、上記方法に限
らず、他の方法で行っても構わない。たとえば、表示画
面の全面を消去するために、ライトペン８を用いる代わ
りに画面全面に光照射することができる照射手段を用い
ても構わない。この場合、照射手段は液晶素子１の基板
７側に配置することが利便性の点から好ましい。また、
光照射する代わりに液晶層４の閾値電圧よりもさらに高
い電圧、すなわち液晶層４の液晶分子４ａが電界方向に
配列する振幅の交流電圧を印加し、画面全面を消去して
も構わない。たとえば、液晶分子４ａが電界方向に配列
する電圧を１０Ｖとし、液晶層４と光導電層５とのイン
ピーダンスが等しいとすると、電極３，６間に２０Ｖ以
上の電圧を印加すれば、液晶層４に１０Ｖ以上の電圧が
印加され、画面全面を消去することができる。

【００３４】本実施例では、透光性基板２，７と、透明
電極３，６とを用いたが、たとえば表示面を基板２側と
すれば、電極６および基板７を透光性とする必要はなく
不透明であっても構わない。ただし、前述した照射手段
を基板７側に配置する場合は、透光性を有する基板７お
よび電極６が用いられる。

【００３５】以上のように本実施例の入力装置１７は、
ライトペン８からの光で指示した入力位置が直接表示位
置となるものである。また、用いられる液晶材料はメモ
リ特性を有するものであり、電圧を除去した後も表示が
保持される。したがって、入力位置と表示位置とがずれ
ることはなく、従来のように入力手段からの入力信号を
位置補正する必要や、入力手段と表示手段とを機械的に
精度よく一体化する必要がなくなり、経済的な負担が低
減する。また、消費電力が低減される。このため、「電
子メモ」と称されるような表示装置として用いることが
できる。

【００３６】図４は、本発明の第２の実施例である入力
装置３４の液晶素子２１の構成を示す切欠き斜視図であ
る。第２の実施例の入力装置３４では、入力時に分極に
よって液晶層４に流れる電流を検出し、入力位置の検出
を行うことを特徴とする。このため、液晶素子２１は、
前記液晶素子１とほぼ同じ構成とされるが、透明電極
３，６が帯状電極であり、等間隔に複数形成され、また
透明電極３，６が互いに直交するように形成されてい
る。帯状電極３，６の幅を細くして、本数を増加するこ
とによって、位置検出精度を向上することが可能とな
る。

【００３７】図５は、第２の実施例である入力装置３４
の電気的構成を示すブロック図である。液晶素子２１の
複数の帯状の透明電極３，６であって、電極３，６の長
手方向の一方端部に形成される端子は、それぞれ駆動回
路２２，２３に接続される。駆動回路２２は、制御回路
３０の制御に基づいて駆動回路２２内に設けられる電源
切換回路２４の電源２６，２８を切換え、透明電極３に
前記電源２６，２８からの交流電圧を印加する。駆動回
路２３は、前記回路２２と同様に、制御回路３０の制御
に基づいて駆動回路２３内に設けられる電源切換回路２
５の電源２７，２９を切換え、透明電極６に前記電源２
７，２９からの交流電圧を印加する。電源２６，２７
は、前述した第１電源１５に対応し、入力用の交流電
圧、すなわち振幅Ｔ１および周波数Ｆ１を発生する。ま
た、電源２８，２９は、第２電源１６に対応し、消去用
の交流電圧、すなわち振幅Ｔ２および周波数Ｆ２を発生
する。前記駆動回路２２，２３と電極３，６の端子との
間には、電流検出回路３２，３３がそれぞれ接続され
る。電流検出回路３２，３３は、それぞれ複数の帯状電
極３，６に電流が流れたかどうかを検出する回路であ
り、検出結果は制御回路３０に入力されて、たとえば記
憶回路３１に記憶される。

【００３８】第１の実施例と同様にして指示手段である
ライトペンから光が照射されると、光導電層５のインピ
ーダンスＲ１が低下してインピーダンスＲ２となり、液
晶層４に電源２６，２７からの交流電圧が印加されて白
濁表示となる。このとき、光導電層５には光電流が流れ
るが、同時に電極３，６間が導通して液晶層４に分極に
よる電流が流れる。電流検出回路３２，３３は、この分
極によって液晶層４に流れて電極３，６に流れた電流を
検出する。制御回路３０は、複数の帯状電極３，６の中
から電流が流れた電極３，６を検出し、入力位置、すな
わち表示位置を、たとえばＸ−Ｙ座標に変換して出力す
る。この座標は、記憶回路３１に記憶される。記憶回路
３１に記憶された座標は、必要に応じて読出され、たと
えば他の表示手段に表示される。

【００３９】図６は、本発明の第３の実施例である入力
装置３７の電気的構成を示すブロック図である。入力装
置３７は、前述した入力装置３４とほぼ同じように構成
されるが、電源切換回路２４，２５内に第３電源３５，
３６が設けられ、制御回路３０に画像信号発生回路４２
が接続されていることを特徴とする。第３電源３５，３
６は、振幅Ｔ３および周波数Ｆ３を発生する交流電源で
ある。振幅Ｔ３は、光導電層５に光が照射されないと
き、すなわち光導電層５のインピーダンスがＲ１のとき
に液晶層４に印加されて、液晶層４の液晶分子４ａが動
的散乱効果によって不規則に配列する値に設定される。
したがって、前記振幅Ｔ１，Ｔ２よりも大きい値に設定
される。また、周波数Ｆ３は、前記周波数Ｆ１，Ｆ２と
同じ値に設定される。

【００４０】このような入力装置３７では、前記入力装
置３４と同様に、ライトペンからの光によって表示が行
われ、また入力位置（表示位置）を検出することも可能
である。さらに、制御回路３０は、画像信号発生回路４
２からの画像信号に基づいて、第３電源３５，３６から
の交流電圧を電極３，６に選択的に印加する。このた
め、前記画像信号に基づく表示が実施される。

【００４１】図７は、本発明の第４の実施例である入力
装置の液晶素子３９の構成を示す切欠き斜視図である。
液晶素子３９は、前記液晶素子２１とほぼ同じように構
成されるが、液晶層４と光導電層５との間に特定の波長
帯域の光のみを通過させる光フィルタ３８が配置されて
いることを特徴とする。前記特定の波長帯域は、ライト
ペンからの光の波長帯域とほぼ一致するように設定され
る。光導電層５として用いられる材料は、広い波長帯域
にわたって感応する特性をもっているので、ライトペン
からの光以外の、たとえば周囲光にも感応する。ライト
ペンからの光強度を周囲光より十分に強くし、印加する
電圧を適切に設定することによって周囲光による不都合
はほとんど生じないが、特に明るい環境下で使用する場
合、周囲光によって光導電層５のインピーダンスＲ１が
低下してしまい、液晶層４に印加する電圧が不安定にな
って表示品位が低下する。

【００４２】しかしながら、本実施例の液晶素子３９に
は、たとえばライトペンからの光のみを通過させる光フ
ィルタ３８が設けられるので、周囲光の影響はなくな
り、光導電層５のインピーダンスＲ１が低下することは
なくなる。このため、液晶層４に安定した電圧を印加す
ることが可能となって表示品位が低下することはなくな
る。ただし、光フィルタ３８が絶縁性材料から成ると、
液晶層４に十分な電圧が印加されないので、導電性材料
から成る光フィルタ３８を用いることが好ましい。この
ような光フィルタ３８は、前述した入力装置１７，３
４，３７などに好適に用いられる。

【００４３】図８は、本発明の第５の実施例である入力
装置の液晶素子４１の構成を示す切欠き斜視図であり、
図９はその断面図である。液晶素子４１は前記液晶素子
１とほぼ同じように構成されるが、光導電層５が光導電
材料５ａと絶縁材料４０とから成ることを特徴とする。
光導電層５として用いられる光導電材料は、光励起によ
って発生した電子・正孔が移動してそのインピーダンス
が変化するものであるが、光導電材料によっては光励起
された電子・正孔の平均自由行程が長くなり、前記光導
電層５内での拡散が大きくなる。すなわち、基板２，７
に対して平行方向への拡散も大きくなるので、ライトペ
ンから光照射した領域よりも大きな領域の光導電層５の
インピーダンスが低下することとなり、表示領域が光照
射した領域よりも大きくなってしまう。このため、表示
ににじみが生じ、表示品位が低下する。

【００４４】本実施例の液晶素子４１では、光導電材料
５ａがマトリクス状に形成され、その隙間を満たすよう
に絶縁材料４０が形成されている。このため、光励起さ
れた電子・正孔の平均自由行程が長くても光導電層５内
での拡散が大きくなることはない。したがって、光照射
した領域よりも大きな領域の光導電層５のインピーダン
スが低下することはなくなる。このため、表示領域が大
きくなることはなくなり、表示が高精細化されて表示品
位が向上する。

【００４５】このような構成の光導電層５は、前述した
液晶素子１，２１，３９などにも適用することができ、
また光導電材料５ａの大きさを細かくすることによっ
て、さらに高精細な表示とすることができる。なお、第
２〜第４の実施例のように、透明電極を帯状とした場
合、光導電材料５ａのマトリクスの大きさを透明電極の
幅の数分の１から数十分の１の大きさとすると、良好な
表示が得られる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、指示手段
によって指示した入力位置が直接表示位置となり、位置
ずれが生じることはなくなる。このため、従来のように
位置補正する必要や、入力手段と表示手段とを機械的に
精度よく一体化する必要はなくなり、経済的な負担が低
減する。また、使用する液晶材料は、メモリ効果をもっ
ているので、入力時の交流電圧を除去しても、表示が保
持される。このため、表示のための電力が低減される。

【００４７】また本発明によれば、指示手段によって指
示した入力位置が直接表示位置となるとともに、入力位
置（表示位置）を電気的に検出することが可能となる。

【００４８】さらに本発明によれば、上記効果に加え
て、画像信号発生手段からの入力に基づく表示を行うこ
とが可能となる。

【００４９】さらに本発明によれば、周囲光の影響を受
けることなく、安定した電圧を印加することが可能とな
り、表示特性が向上する。

【００５０】さらに本発明によれば、表示領域が光を照
射した領域よりも大きくなることが低減され、表示が高
精細化されて表示品位が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である入力装置１７の液
晶素子１の構成を示す切欠き斜視図である。

【図２】前記液晶素子１の断面図である。

【図３】入力装置１７の構成を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例である入力装置３４の液
晶素子２１の構成を示す切欠き斜視図である。

【図５】入力装置３４の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図６】本発明の第３の実施例である入力装置３７の電
気的構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の第４の実施例である入力装置の液晶素
子３９の構成を示す切欠き斜視図である。

【図８】本発明の第５の実施例である入力装置の液晶素
子４１の構成を示す切欠き斜視図である。

【図９】前記液晶素子４１の断面図である。

【符号の説明】

１，２１，３９，４１液晶素子２，７透光性基板３，６透明電極４液晶層４ａ液晶分子５光導電層５ａ光導電材料８ライトペン９光源１１光１２スイッチ１５，２６，２７第１電源１６，２８，２９第２電源１７，３４，３７入力装置２２，２３駆動回路２４，２５電源切換回路３０制御回路３２，３３電流検出回路３５，３６第３電源３８光フィルタ４０絶縁材料４２画像信号発生回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方基板が透光性を有する一
対の基板間であって、透光性を有する一方基板側にネマ
ティック液晶とコレステリック液晶とを含む液晶層を配
置し、他方基板側に光によってそのインピーダンスが変
化する光導電層を配置し、前記一方基板の液晶層側表面
と他方基板の光導電層側表面とに電極をそれぞれ形成
し、前記透光性を有する一方基板側に形成された電極が
透明電極である液晶素子と、前記液晶素子の一方基板側から液晶素子に向けて局所的
に光を照射して入力位置を指示する指示手段と、予め定められる基準周波数および予め定められる振幅の
交流電圧を発生する第１電源と、前記基準周波数以上の周波数であって、前記予め定めら
れる振幅以上の振幅の交流電圧を発生する第２電源と、入力時には、前記第１電源からの交流電圧を前記液晶素
子の電極間に印加し、消去時には、前記第２電源からの
交流電圧を前記液晶素子の電極間に印加する制御手段と
を含むことを特徴とする入力装置。
【請求項２】前記一方および他方基板にそれぞれ形成
された電極が複数の帯状電極であり、入力時に前記複数の帯状電極に流れる電流を検出する検
出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段からの出力に基づいて入
力位置を判定することを特徴とする請求項１記載の入力
装置。
【請求項３】前記基準周波数および前記予め定められ
る振幅より大きい振幅の交流電圧を発生する第３電源
と、画像信号発生手段とを備え、前記制御手段は、前記画像信号発生手段からの画像信号
に基づいて第３電源からの交流電圧を前記複数の帯状電
極に選択的に印加することを特徴とする請求項２記載の
入力装置。
【請求項４】前記液晶層と光導電層との間に特定の波
長帯域の光のみを通過させるフィルタが配置されている
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の入力装
置。
【請求項５】前記光導電層は、マトリクス状に配置さ
れる光導電材料と、前記光導電材料の隙間を満たす絶縁
材料とから成ることを特徴とする請求項１、２、３また
は４記載の入力装置。