JPH0746183B2

JPH0746183B2 - 書き込み装置

Info

Publication number: JPH0746183B2
Application number: JP60089169A
Authority: JP
Inventors: 郁夫三竿; 修眞島
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1985-04-25
Filing date: 1985-04-25
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPS61246718A

Description

【発明の詳細な説明】以下の順序で説明する。

Ａ産業上の利用分野Ｂ発明の概要Ｃ従来の技術Ｄ発明が解決しようとする問題点Ｅ問題点を解決するための手段（第１図）Ｆ作用Ｇ実施例（第１図、第５図、第６図）Ｈ発明の効果Ａ産業上の利用分野この発明は図形などの書き込み装置に関する。

Ｂ発明の概要この発明は、レーザー光によりメモリ機能を有するセル
に図形などを書き込む書込み装置において、不連続な二
点間に直線を描くとき、レーザー光の走査の応答時間を
利用することにより、補間の演算をしないでも、直線補
間ができるようにしたものである。

Ｃ従来の技術まず、液晶表示装置の一例を第１図を使用して説明しよ
う。この液晶表示装置は、レーザー光を液晶セルに照射
することによりその液晶セルに表示画像を書き込み、こ
の画像を投写手段によりスクリーン上に拡大投写して表
示を行うものである。なお、画像は白または黒の２段階
の濃度である。

そして、（10）はその液晶セルを示し、これは、レーザ
ー光が照射されると、そのレーザー光が熱エネルギーに
変換されてその照射部分が加熱され、この加熱により液
晶に相転移を生じて配列状態が乱れ、レーザー光を停止
すると、その照射部分が急速に冷却されて液晶の配列状
態の乱れがそのまま残り、したがって、その照射部分が
不透明になるものである。

このため、液晶セル（10）は例えば第２図に示すように
構成されている。すなわち、同図において、（11）は層
状に充てんされた液晶で、その両面には配向層（12），
（13）および透明電極（14），（15）が設けられてい
る。この電極（14）はガラス板（16）に形成され、電極
（15）はレーザー光を反射するコールドフィルタ（17）
を間にしてガラス板（18）に形成されている。そして、
書き込み用のレーザー光はガラス板（16）側から照射さ
れ、投写手段からの投写光はガラス板（18）側から投射
される。

また、この場合、液晶（11）は、シアノビフェニール系
の液晶、例えばオクチルシアノビフエニールを40モル
％、デシルシアノビフェニールを60モル％の割り合いで
混合したものであり、レーザー光を吸収したときには、
その温度によってスメクティック相→ネマティック相→
アイソトロビック相と相転移を生じるものである。な
お、例えば、スメクティックＡ相からネマティック相へ
の相転移温度は44.8℃、ネマティック相からアイソトロ
ビック相への相転移温度は45.2℃である。

さらに、液晶（11）には、染料として例えば1,3−（1,4
−ジメチル−７−イソブロピルアズレニール）−シクロ
ブテンジイリウムが添加されてレーザー光の吸収および
伝達の効率が高められている。

また、一例として、液晶セル（10）の有効領域は縦20mm
×横20mm、分解能は縦2000画素×横2000画素である。

さらに、第１図において、（20）はレーザー光による書
き込み手段を示す。この書き込み手段（20）は、表示デ
ータにしたがって１画素ごとにレーザー光をオンまたは
オフにするとともに、そのレーザー光を液晶セル（１）
に照射してセル（１）に画像を書き込むものである。

すなわち、後述するマイクロコンピュータ（70）から表
示データDsが取り出されると、この表示データDsが単安
定マルチバイブレータ（21）に供給されて１画素につき
パルス幅が2.5μ秒の書込みパルスPwとされ、このパル
スPwがドライブ回路（22）を通じてレーザーダイオード
（23）に供給される。このダイオード（23）は例えばGa
AlAs半導体レーザーであり、出力30mW、波長780nmの近
赤外光を出力するものである。

したがって、ダイオード（23）からは表示データDsにし
たがってオンまたはオフに変調されたレーザー光が出力
されるが、このレーザー光は、ガルバノミラー（24）→
レンズ（25）→プリズム（26）を通じて液晶セル（10）
に供給される。

また、この場合、スキャン手段（30）により液晶セル
（10）に対するレーザー光のスキャンが行われる。すな
わち、このスキャンにはラスタスキャンあるいはベクタ
スキャンなどがあるが、マイコン（70）からそのスキャ
ン位置（レーザー光の照射位置）のＸ座標およびＹ座標
を指定するデジタルの水平アドレス信号Axおよび垂直ア
ドレス信号Ayが取り出され、これら信号Ax,AyがD/Aコン
バータ（31），（32）に供給されてアナログ化されてか
らドライブ回路（33），（34）を通じて水平スキャナ
（35）及び垂直スキャナ（36）に供給され、したがっ
て、これらスキャナ（35），（36）によりガルバノミラ
ー（24）が水平方向および垂直方向にドライブされて信
号Ax,Ayの指定する液晶セル（10）の座標にレーザー光
が照射される。なお、この例では、液晶セル（10）の分
解能を縦2000画素×横2000画素としているので、信号A
x,Ayはそれぞれ11ビットである。

さらに、（41）は消去回路を示し、これはマイコン（7
0）により制御されて所定のレベルの交番電圧ERが取り
出され、この電圧ERが液晶セル（10）の電極（14），
（15）に供給されて消去が行われる。ただし、この消去
には、セル（10）の全面を消去する全面消去と、一部分
だけを消去する部分消去とがあり、これらは次表のよう
にして行われる。

なお、部分消去では、セル（10）の全面に低電圧の消去
電圧ERが供給されるとともに、消去したい部分だけにレ
ーザー光が照射される。

また、（42）は温度制御回路を示し、これにより液晶セ
ル（10）は、定常時は第１の相転移温度44.8℃よりも例
えば1.5℃低い43.3℃に保持（バイアス）され、したが
って、定常時には、液晶（11）はスメクティックＡ相の
状態に保たれている。

さらに、（50）は投写手段を示し、これにより液晶セル
（10）上の画像がスクリーン（60）に拡大投写される。
すなわち、光源、例えば150Wのハロゲンランプ（51）か
ら投写光が取り出され、この投写光が、赤外線フィルタ
（52）→コンデンサレンズ（53）→紫外線フィルタ（5
4）→ミラー（55）→レンズ（56）の光路を通じて液晶
セル（10）に照射され、セル（10）を透過した光がプリ
ズム（26）を通じて投写レンズ（57）によりスクリーン
（60）に照射される。したがって、セル（10）に書き込
まれている画像はスクリーン（58）に拡大表示される。

このスクリーン（58）は、この例においては、投写手段
（50）における表示スクリーンであると同時に、タブレ
ット（60）のタブレット盤（61）が一体化されているも
のであり、このため、例えば第３図に示すように構成さ
れている。すなわち、同図において、（59）は平板で、
かつ、透明のガラス板で、その投写光側の面がスリガラ
ス面（59A）とされて表示スクリーン（58）とされてい
るとともに、このスリガラス面（59A）とは反対側の面
には透明で、かつ、ストライプ状の複数の電極（63）が
水平方向に互いに分離して配列されている。また、（6
4）は平板で、かつ、透明のガラス板で、ガラス板（5
9）との対向面には透明で、かつ、ストライプ状の複数
の電極（65）が垂直方向に互いに分離して配列されてい
る。そして、これらガラス板（59），（64）は絶縁層
（図示せず）を間にして密接されて透明のタブレット盤
（61）が構成されている。なお、ガラス板（61），（6
4）の厚さは例えばそれぞれ1mmおよび3mmであり、その
大きさ、すなわち、スクリーン（58）およびタブレット
盤（61）の大きさは例えばA4版である。

さらに、（66）はタブレットペンで、これは電極（ペン
先）が把持部に対して絶縁され、タブレット盤（61）の
電極（63），（65）に電圧（スキャンパルス）が供給さ
れたとき、その電界をキャッチするようにされている。

また、（70）は各種の制御を行うマイコンを示し、（7
1）はそのCPU、（72）は制御用のプログラムが書き込ま
れているROM、（73）はワークエリア用のRAM、（74）は
入力ポート、（75），（76）は出力ポートで、これら回
路（72）〜（76）はシステムバス（79）を通じてCPU（7
1）に接続されている。さらに、CPU（71）にはバス（7
9）を通じてフルキーボード（77）および表示用メモリ
（78）が接続されるとともに、FDC（81）を通じてフロ
ッピーディスク装置（82）が接続されている。この場
合、メモリ（78）には液晶セル（10）に書き込まれる表
示データがアクセスされるもので、例えばセル（10）に
対応して縦2000ビット×横2000ビットの容量を有する。

そして、キーボード（77）を操作して書き込みモードに
すると、ER＝０とされるとともに、マイコン（70）にお
いてタブレット版のスキャンパルスが形成され、このパ
ルスがポート（75）を通じて電極（14），（15）に順次
供給されてスキャンが行われる。そして、このとき、タ
ブレットペン（66）をガラス板（64）にあてると、スキ
ャンパルスがタブレットペン（66）により検出され、こ
れがポート（74）を通じてマイコン（70）に取り込まれ
る。

そして、マイコン（70）において、タブレットペン（6
6）により検出されたスキャンパルスが、電極（14），
（15）のうちのどの電極をスキャンしていたときのもの
であるかが判別され、この判別結果からタブレットペン
（66）の指示した座標が求められ、この座標にしたがっ
てアドレス信号Ax,Ayが形成され、この信号Ax,Ayがポー
ト（76）を通じてD/Aコンバータ（31），（32）に供給
されるとともに、表示データDsがポート（76）からマル
チバイブレータ（21）に供給される。したがって、液晶
セル（10）の該当する画素（座標）にレーザ光が照射さ
れてこの画素は不透明とされ、これが投射手段（50）に
よりスクリーン（58）に投射されるので、スクリーン
（58）のうち、ペン（66）をあてた位置に黒くドットが
表示される。

また、このとき、メモリ（78）のうち、その座標に対応
するビットが“1"にセットされる。

こうして、タブレットペン（66）によりタブレット盤
（61）に描画を行うと、セル（10）の対応する部分にド
ットの書き込みが行われてスクリーン（58）にペン（6
6）の軌跡が表示されていく。また、これと同時に、メ
モリ（78）の対応するビットも“1"にセットされてい
く。

さらに、キーボード（77）を操作して消去モードにする
と、消去電圧がセル（10）に供給されて全面あるいはペ
ン（66）の指定した部分が消去される。なお、このと
き、メモリ（78）の対応するビットも“0"にリセットさ
れる。

そして、描画が終わったとき、キーボード（77）を操作
すると、このときのメモリ（78）の表示データがフロッ
ピーディスク装置（82）にセーブされる。また、フロッ
ピーディスク装置（82）の表示データのロードを指定し
たときには、その表示データがメモリ（78）にロードさ
れるとともに、この表示データが順次読み出されてセル
（10）に書き込まれ、したがって、フロッピーディスク
装置（82）にセーブされていた画像がスクリーン（58）
に再生される。

こうして、この表示装置によれば、描画を行うことがで
きる。

（文献：特願昭59-278509号の明細書および図面）Ｄ発明が解決しようとする問題点ところが、上述のように、タブレット（60）などの座標
入力装置により座標を入力しながら描画を行う場合、タ
ブレット（60）による座標の入力のサンプルレートは、
通常110ポイント／秒程度に限られているので、タブレ
ットペン（66）を速く動かすと、入力された座標は不連
続となってしまう。したがって、入力された座標だけを
液晶セル（10）に書き込むと、ペン（66）の描いた軌跡
の表示は実線とはならず破線になってしまう。

そこで、一般には、ペン（66）の軌跡の始点と終点との
間を演算により補間し、その始点および終点間の直線に
相当する座標にも画素ごとに書き込みを行い、実線を表
示するようにしている。

しかし、この方法では補間の演算をソフトウエアにより
行うと、そのソフトウエアが複雑になるとともに時間が
かかってしまう。また、ハードウエアで行うと、グラフ
ィックス用の特別のICが必要になり大幅なコストアップ
となってしまう。

この発明はこのような問題点を解決しようとするもので
ある。

ところで、上述のガルバノミラー（24）およびスキャナ
（35），（36）は具体的には、例えば第４図に示すよう
に構成されている。すなわち、レーザーダイオード（2
3）からのレーザー光（23L）は、コリメータレンズ（23
A）により平行光とされてからＸミラー（24X）およびＹ
ミラー（24Y）により順次反射され、この図には示さな
いが、レンズ（25）およびプリズム（26）を通じて液晶
セル（10）に焦点を結ぶようにされている。

そして、この場合、ミラー（24X），（24Y）はガルバノ
メータ（35A），（36A）により回動できるように支持さ
れてスキャナ（35），（36）が構成されている。したが
って、ガルバノメータ（35A）がアドレス信号Axにより
ドライブされるとミラー（24X）が回動し、これにより
レーザー光（23L）はセル（10）を水平方向にスキャン
し、ガルバノメータ（36A）がドライブされるとミラー
（24Y）が回動し、これによりレーザー光（23L）はセル
（10）を垂直方向にスキャンする。

このようにセル（10）に対するレーザー光のスキャン
は、一般に機械式手段により行われるので、レーザー光
のスキャンには遅れを生じてしまう。

このため、そのレーザー光の照射位置を指定するアドレ
ス信号Ax,Ayと、レーザーダイオード（23）に供給され
る表示データDsとは、第５図に示すようなタイミングと
されている。すなわち、同図Ａに示すように、まず、時
点t₀にポート（76）からのアドレス信号Ax,Ayがそれま
での座標（Xi,Yj）から目標とする座標（Xm,Yn）に変化
する。すると、これによりガルバノミラー（35A）がド
ライブされてミラー（24X）が回動し、レーザー光が照
射するはずのＸ座標は同図Ｂに示すように座標Xiから座
標Xmへと次第に変化していき、ある時点t₁に新座標Xmで
安定する。また、これと同時に、同様にしてレーザー光
が照射するはずのＹ座標も新座標Ynで安定する。

そして、この時点t₁になると、同図Ｃに示すように、ポ
ート（76）から表示データDsが出力され、このデータDs
がマルチバイブレータ（21）に供給されて同図Ｄに示す
ようにパルス幅Twが2.5μ秒の書き込みパルスPwとさ
れ、このパルスPwがレーザーダイオード（23）に供給さ
れる。

したがって、スクリーン（58）の座標（Xm,Yn）にドッ
トが表示される。

Ｅ問題点を解決するための手段上述のように、時点t₀にアドレス出力Ax,Ayが変化して
もレーザー光が照射するはずの座標は直ちに新座標（X
m,Yn）になるのではなく、応答期間（t₀〜t₁）の経過後
に新座標（Xm,Yn）になる。そして、期間（t₀〜t₁）に
は、レーザー光が照射するはずの座標は、旧座標（Xi,Y
j）から新座標（Xm,Yn）へと直線的に変化している。

この発明は、このような点に着目し、不連続な二点（X
i,Yj），（Xm,Yn）間に直線を描くとき、レーザー光の
スキャンの応答時間（t₀〜t₁）に書き込みパルスPwをレ
ーザーダイオード（23）に供給するようにしたものであ
る。

Ｆ作用補間の演算をしないでも直線補間が行われる。

Ｇ実施例第１図において、ROM（72）には例えば第６図に示すよ
うなルーチン（90）が設けられ、不連続な二点（Xi,Y
j），（Xm,Yn）間に直線を描くときには、このルーチン
（90）がCPU（71）により実行される。

すなわち、ルーチン（90）はステップ（91）からスター
トし、ステップ（92）において、二点（Xi,Yj），（Xm,
Yn）間に表示するドットの数Ｎが、Ｎ＝K₁D＋K₂ ……（ｉ） D:二点間の直線距離 K₁K₂:定数により求められ、次にステップ（93）においてドット数
Ｎが上限値Nuよりも小さいかどうかがチェックされる。
これは、距離Ｄが大きいときには、時点t₀における信号
AxないしAyの変化が大きくなり、この結果、第５図Ｂに
も示すように応答期間（t₀〜t₁）における座標の変化が
急激になり、結果として応答期間（t₀〜t₁）が短くなっ
て（ｉ）式が不適切になるので、距離Ｄがある程度以上
大きいときには、（ｉ）式を無視するためである。

そしてＮ＜Nuのときには、CPU（71）の処理はステップ
（93）からステップ（94）に進み、このステップ（94）
においてＮ個のドットを表示するときの書き込みパルス
Pwの周期Tp（第５図Ｆ）が求められ、次にステップ（9
5）において、第５図Ｅに示すようにポート（76）から
表示データDsが出力され、続いてステップ（96）におい
て期間Tpの遅延が行われてからステップ（97）において
値Ｎが「１」だけディクリントされ、ステップ（98）に
おいて値Ｎが「０」であるかどうかがチェックされ、Ｎ
≠０のときにはステップ（95）に戻る。したがって、Ｎ
＝０になるまで、ステップ（95）〜（98）が繰り返され
ることになり、ポート（76）からは第５図Ｅに示すよう
に、期間（t₀〜t₁）に周期TpでＮ個のデータDsが出力さ
れる。そして、Ｎ＝０になると、処理はステップ（98）
からステップ（99）に進み、このルーチン（90）を終了
する。

そして、ポート（76）から同図Ｅに示すようにデータDs
が出力されると、マルチバイブレータ（21）からは同図
Ｆに示すように期間（t₀〜t₁）に周期TpでＮ個の書き込
みパルスPwが出力され、このパルスPwによりレーザー光
が変調されると共に、このとき、そのレーザー光の照射
座標は、旧座標（Xi,Yj）から新座標（Xm,Yn）へと直線
的に移動しているので、これら座標（Xi,Yj），（Xm,Y
n）間には直線が表示される。

なお、ドット数Ｎが上限値Nu以上（Ｎ≧Nu）のときに
は、処理はステップ（93）からステップ（100）に進ん
で従来どおりの表示が行われる。

こうして、この発明によれば、不連続な二点間に直線を
描くことができるが、この場合、特にこの発明によれ
ば、レーザー光のスキャンの応答時間の遅れを利用して
直線補間を行っているので、複雑なソフトウエアを必要
とすることがなく、また、時間もかからない。さらに、
グラフィックス用の特別のICを必要とすることもなく、
コストアップにならない。

なお、上述においては、座標入力装置がタブレットであ
るがマウスなどでもよい。

Ｈ発明の効果この発明によれば、レーザー光のスキャンの応答時間の
遅れを利用して直線補間を行っているので、複雑なソフ
トウエアを必要とすることがなく、また、時間もかから
ない。さらに、グラフィックス用の特別のICを必要とす
ることもなく、コストアップにならない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一例の系統図、第２図〜第６図はこ
の説明のための図である。（10）は液晶セル、（20）は書き込み手段、（30）はス
キャン手段、（50）は投写手段、（60）はタブレット、
（70）はマイコンである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】書き込みの行われるセルと、このセルにレーザー光により書き込みを行う書き込み手
段と、上記レーザー光の上記セルへの書き込み座標を制
御するスキャン手段と、タブレットとを有し、上記タブレットの指示により、上記セルに書込みを行わ
せるものにおいて、上記タブレットで指示された２点の
夫々の座標値を求め、上記夫々の座標値から、２点間の
距離を求め、この距離が所定値より小であるとき、上記
スキャン手段により、上記２点間に対応するセル上に書
込みを行うと共に、この距離が所定値より大であるとき、上記２点間に対応
するセル上への書込みを禁止することを特徴とする書き
込み装置。