JP4556700B2 - Coordinate detection device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば各種電子端末装置の表示画面上で接触指示された座標の位置を検出するための座標検出装置に関する。 The present invention relates to a coordinate detection device for detecting the position of a coordinate instructed to contact on a display screen of various electronic terminal devices, for example.
従来、各種電子端末装置の表示画面上のペン操作位置を検出するために、表示一体型の座標検出装置が実用されており、一般的には抵抗膜方式や静電誘導方式を用いたタッチパネルが数多く使用されている。 Conventionally, in order to detect the pen operation position on the display screen of various electronic terminal devices, a display-integrated coordinate detection device has been put into practical use. Generally, a touch panel using a resistive film method or an electrostatic induction method is used. Many are used.
抵抗膜方式の座標検出装置は、2枚の抵抗膜にX、Y方向の電圧を交互に印加し、ペンタッチによる接触位置からの出力電圧に基づいて座標位置を検出するものである(例えば、特許文献1参照。)。 The resistance film type coordinate detection device alternately applies voltages in the X and Y directions to two resistance films and detects a coordinate position based on an output voltage from a contact position by a pen touch (for example, a patent) Reference 1).
静電誘導方式の座標検出装置は、ペンの先端にLC共振回路などによる誘導体を内蔵させ、このペンの先端が被検出平面上に接近・接触することにより発生する誘起電圧を該平面側の各点において検知することで、ペンタッチの座標位置を検出するものである(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、前記従来の抵抗膜方式の座標検出装置では、ユーザ所望の指定点に対するペンタッチ操作に伴い、例えばペンを把持するユーザの手のひらやその他の部分が被検出平面上に当たってしまうと、ペンの正確な座標の検出ができず、特に大型のタッチパネルを机上に設置して使用する場合など、使い勝手が悪い問題があった。 However, in the conventional resistive film type coordinate detection device, when the user touches a specified point, for example, when the palm of the user holding the pen or other part hits the detected plane, the pen is accurately Coordinates could not be detected, and there was a problem of poor usability especially when a large touch panel was installed on a desk.
また、前記従来の静電誘導方式の座標検出装置では、ペンの先端は一般に細く空間が無く、誘導体を内蔵させる位置とは若干の位置ずれがあるため、特にペンを寝かせて入力操作した場合など、ペン先端での実際の指定点と誘導体による誘起電圧に応じて検出された座標位置とが異なることがあり、細かな位置入力を正確に行うのが難しい問題があった。 Further, in the conventional electrostatic induction type coordinate detection device, the tip of the pen is generally thin and has no space, and there is a slight misalignment from the position in which the derivative is built-in. The actual designated point at the tip of the pen and the coordinate position detected according to the induced voltage due to the derivative may be different, which makes it difficult to perform precise position input accurately.
本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、抵抗膜方式でも静電誘導方式でもなく、全く新しい方式で指定点の座標を正確に検出することが可能になる表示一体型の座標検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a display-integrated coordinate system that can accurately detect the coordinates of a designated point by a completely new system, not a resistive film system or an electrostatic induction system. An object is to provide a detection device.
本発明の請求項1に記載の座標検出装置は、表示パネルと、この表示パネルを制御する表示パネル制御部と、前記表示パネルに接触する物体とから構成される座標検出装置であって、前記表示パネルは、表示画面の複数の定位置に配置された赤外光の発光素子と、この複数の発光素子のそれぞれと組み合わせて配置され、当該発光素子からの赤外光の発光に応じて、その発光素子の配置位置に対応するところの表示画面に接触した物体により反射された反射光を受光する受光素子と、を備え、前記物体は、前記表示画面と接触する部分に対応して設けられた赤外光を反射する反射体と、前記反射体の反射方向前面に配置され、該反射体により反射された反射光を入力すべきコマンドコードに応じたパルス状の光信号に変換するために、コマンドコードに応じて光を遮光する状態と透過する状態とに駆動される液晶シャッタと、を備え、前記表示パネル制御部は、前記複数の受光素子それぞれによる反射光の受光出力に基づいて前記表示画面に接触した物体の位置を検出する検出手段と、前記複数の受光素子それぞれによる反射光の受光出力の信号パターンに基づいて入力されたコマンドコードを判断するコマンド判断手段と、を備えたことを特徴とする。
The coordinate detection apparatus according to
本発明の請求項2に記載の座標検出装置は、請求項1記載の座標検出装置において、前記液晶シャッタに代えて、前記反射体の反射方向前面をその外周部が横切るように配置された回転する円板を有し、該円板の外周部に前記コマンドコードに応じて透過状態とすべきタイミングの範囲でスリットを形成したエンコーダを備えたことを特徴とする。The coordinate detection device according to
本発明の請求項3に記載の座標検出装置は、請求項1記載の座標検出装置において、前記液晶シャッタに代えて、前記反射体の反射方向前面をその回転経路が横切るように配置された回転するベルトを有し、該ベルトに対し前記コマンドコードに応じて透過状態とすべきタイミングの範囲でスリットを形成したベルト型エンコーダを備えたことを特徴とする。
The coordinate detection device according to claim 3 of the present invention is the coordinate detection device according to
本発明の請求項4に記載の座標検出装置は、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の座標検出装置であって、前記発光素子と当該発光素子に組み合わされる受光素子は、前記表示画面の表示画素毎に一組ずつ配置されることを特徴とする。A coordinate detection device according to a fourth aspect of the present invention is the coordinate detection device according to any one of the first to third aspects, wherein the light emitting element and the light receiving element combined with the light emitting element are: One set is arranged for each display pixel of the display screen.
本発明に係る座標検出装置によれば、抵抗膜方式でも静電誘導方式でもない、全く新しい方式でペンなどの物体による指定点の座標を正確に検出できるようになるとともに、物体側で反射光の遮光と透過とを切り換えることによって、コマンドコードに応じたパルスタイミングの光信号を容易に生成して表示画面上の指定点に対応する受光素子に与え命令情報として入力できるようになる。According to the coordinate detection device of the present invention, it is possible to accurately detect the coordinates of a designated point by an object such as a pen by a completely new method that is neither a resistive film method nor an electrostatic induction method, and the reflected light on the object side. By switching between light shielding and transmission, it is possible to easily generate an optical signal having a pulse timing corresponding to the command code and input it to the light receiving element corresponding to the designated point on the display screen as command information.
以下図面により本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る表示一体型の座標検出装置10の構成を示す図であり、同図(A)は全体の外観構成を示す斜視図、同図(B)は表示入力パネル11の一部矩形領域を抜き出して示す拡大平面図、同図(C)は表示入力パネル11の1画素12nを抜き出して示す拡大平面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a display-integrated
この表示一体型の座標検出装置10は、その表示入力パネル11の各画素121,122,123,…のそれぞれにおいてカラー表示機能および反射型センサによるペン先検知機能を有している。
This display-integrated
各画素121,122,123,…には、その1画素12nの領域を4分割し、そのうち3つの領域にカラー表示を行うためのR,G,B三原色の表示素子である赤色発光体(R)13r、緑色発光体(G)13g、青色発光体(B)13bが配置され、残る1つの領域にペンPのペン先検知を行うためのペン先検知部14が一組の発光素子14aと受光素子14bを配置して構成される。
Each of the
ペンPのペン先P1は、ペン先検知部14の発光素子14aによる発光波長を良く反射する素材により構成されるもので、例えば発光素子14aが赤外光を発光する場合には、この赤外光のみを十分反射し易い素材によって構成される。
The pen tip P1 of the pen P is made of a material that reflects the light emission wavelength of the
なお、この座標検出装置10の表示入力パネル11の表面は、その全領域が透明アクリル板や薄いガラス板からなる保護層15により被覆される。
The entire surface of the
図2は、前記座標検出装置10の表示入力パネル11におけるペン先検知動作を示す図であり、同図(A)はペン先P1が表示入力パネル11から離れている状態での対応画素12nの動作を示す図、同図(B)はペン先P1が表示入力パネル11に当接した状態での対応画素12nの動作を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a pen tip detection operation in the
図2(A)に示すように、表示入力パネル11の表面からペン先P1が離れている状態では、対応する画素12n内におけるペン先検知部14の発光素子14aから発光される光Xaは、保護層15を透過してさらに上方の空間にて散光するので、反射光Xbとして受光素子14b側に受光されることはなく、ペン先P1が検知されることはない。
As shown in FIG. 2A, in a state where the pen tip P1 is away from the surface of the
一方、図2(B)に示すように、表示入力パネル11の表面にペン先P1が近付いて接触すると、対応する画素12n内におけるペン先検知部14の発光素子14aから発光される光Xaは、当該接触中のペン先P1の反射素材により反射され、その反射光Xbが受光素子14bにて受光されることで、この画素12nのペン先検知部14によりペンPによる表示入力パネル11上での指定の座標位置が検出される。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the pen tip P1 comes close to and comes into contact with the surface of the
この場合、ペンPは、表示入力パネル11に当接することによりそのペン先P1がパネル11面との接触に応じて潰されて変形し、当該ペン先P1のパネル11面との接触面積が広がるので、対応画素12nのペン先検知部14にて確実にペン先P1からの反射光Xbを得ることができる。
In this case, when the pen P abuts on the
図3は、前記座標検出装置の表示入力パネル11に対する表示制御ならびに入力位置の座標検出制御を行うための表示入力回路を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a display input circuit for performing display control on the
表示入力パネル11の各画素121,122,123,…におけるペン先検知部14の発光素子14aは、電源ONの状態で常時発光駆動され、この発光Xaに応じてペン先P1により反射された反射光Xbが受光素子14bに受光されると、この受光信号はペン先検知信号として各画素121,122,123,…毎に設けられたラッチ回路211,212,213,…にて直ちにラッチされる。そして、この各ラッチ回路211,212,213,…にてラッチされたペン先検知信号は、所定のタイミングでシフトレジスタ221,222,223,…に読み出され、同各画素121,122,123,…に対応させて記憶される。
The
このシフトレジスタ221,222,223,…に記憶された各画素対応のペン先検知信号は、制御部(CPU/LSI)24により予め設定されたタイミングで読み出された後クリアされ、ペン先検知信号が得られた画素位置に応じた表示入力パネル11上の座標位置が検出される。
The pen tip detection signal corresponding to each pixel stored in the
一方、各画素121,122,123,…毎の表示素子である赤色発光体(R)13r、緑色発光体(G)13g、青色発光体(B)13bは、前記制御部(CPU/LSI)24により表示用メモリ25に書き込まれた表示データに従って表示ドライバ26によりそれぞれ発光駆動される。
On the other hand, the red light emitter (R) 13r, the green light emitter (G) 13g, and the blue light emitter (B) 13b, which are display elements for each of the
なお、前記制御部(CPU/LSI)24は、メモリ(処理用)27に予め記憶された入力(座標検出)制御プログラムおよび表示制御プログラムなどに応じて各部の動作を制御する。 The control unit (CPU / LSI) 24 controls the operation of each unit in accordance with an input (coordinate detection) control program and a display control program stored in advance in a memory (for processing) 27.
そして、前記制御部(CPU/LSI)24は、表示入力パネル11に対するペン入力操作に応じて検出されたペン先P1による指定の座標位置に対応させて、例えばその表示素子(R)13r、(G)13g、(B)13bを点灯駆動または消灯駆動することによるペン入力軌跡の表示制御や消去制御などを実行する。
Then, the control unit (CPU / LSI) 24 corresponds, for example, to the display element (R) 13r, (corresponding to the coordinate position designated by the pen tip P1 detected in response to the pen input operation on the
図4は、前記座標検出装置で使用されるペンPのペン先P1の種々の変形例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing various modifications of the pen tip P1 of the pen P used in the coordinate detection device.
表示入力パネル11上の所望の位置を指定するためのペンPのペン先P1は、前述したとおり、図4(A)に示すように、ペン先P1がパネル11面に当接するのに伴い当該パネル11面に沿って潰れて平らになる弾性を有するもの以外に、図4(B)に示すように、ユーザによるペンPの表示入力パネル11面に対する平均的操作角度に応じて予め傾斜した接触面を有するペン先P1a、図4(C)に示すように、一部に平面を有するボール状で表示入力パネル11面に当接するのに伴い矢印xで示すように可動して面接触が得られるペン先P1b、図4(D)に示すように、球面全体に渡り隣接する6角形の小平面を形成したミラーボール状のペン先P1cなど、何れを用いてもよい。なお、何れのペン先P1,P1a,P1b,P1cであっても、ペン先検知部14の発光素子14aによる発光波長を良く反射する素材により構成される。
As described above, the pen tip P1 of the pen P for designating a desired position on the
したがって、前記構成の第1実施形態の表示一体型座標検出装置10によれば、表示入力パネル(表示画面)11における各画素121,122,123,…毎に、R,G,B三原色の表示素子である赤色発光体(R)13r、緑色発光体(G)13g、青色発光体(B)13bを設けると共に、赤外波長の発光素子14aと受光素子14bを組み合わせて配置したペン先検知部14を隣接配置し、ユーザによる表示画面上でのペン操作に応じてペン先P1がパネル11面に当接した場合、当該ペン先P1の当接位置にある画素12nのペン先検知部14の発光素子14aから発光された赤外光Xaをペン先P1に反射させ、この反射光Xbを同一検知部14の受光素子14bにて受光させることで、該当画素12nのペン先検知部14における受光信号をペン先検知信号として取り込み、表示入力パネル(表示画面)11上でのペン入力座標位置を検出するようにしたので、従来の抵抗膜方式であったユーザの手のひらがパネル面に接触することにより不要部分の座標位置を誤検出してしまう問題、あるいは静電誘導方式であった実際のペン操作位置と検出座標位置とにずれが生じてしまう問題などが起きることはなく、正確且つ確実にペン先P1を検知し指定点の座標位置を検出することが可能になる。
Therefore, according to the display-integrated coordinate
また、前記構成の第1実施形態の表示一体型座標検出装置10によれば、ペン操作指定点に対応する画素12nのペン先検知部14にて得られたペン先検知信号は、データとしてラッチ回路21nに保持された後シフトレジスタ22nに読み出されペン先検知された指定点の座標位置が判断されるので、表示入力パネル(表示画面)11上での連続的なペン操作に伴う入力軌跡の座標位置も漏れなく確実に検出することができる。
Further, according to the display-integrated coordinate
なお、前記第1実施形態の座標検出装置10では、表示入力パネル11上でのペンPの操作に伴う指定点の座標位置を検出し、この座標位置に対応してどのような制御を実行するかは、指定点表示や指定点消去、あるいは指定点に表示されているアイコンに応じたコマンドの実行など、事前のユーザ設定に応じてプログラム制御されるものとして構成したが、次の第2実施形態の座標検出装置10において説明するように、反射シャッタ機能を備えたペン先P2により指定点での反射光Xbをユーザ操作に応じて選択されるコマンドコードに応じたパルス状の反射光信号に変換し、各画素121,122,123,…毎のペン先検知信号に従った座標位置の検出と共に当該検知信号のパルスコードをデコードすることで、そのコマンドコードに応じた制御を実行する構成としてもよい。
Note that the coordinate
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係る表示一体型座標検出装置10の表示入力パネル11におけるペン先検知動作を示す図であり、同図(A)は反射シャッタ機能を備えたペン先P2が表示入力パネル11から離れている状態での対応画素12nの動作を示す図、同図(B)は反射シャッタ機能を備えたペン先P2が表示入力パネル11に当接した状態での対応画素12nの動作を示す図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a pen tip detection operation in the
すなわち、この第2実施形態の座標検出装置10では、ユーザにより直接操作されるペンPのペン先P2として、例えば前記図4(C)で示したように、一部に平面を有するボール状で表示入力パネル11面に当接するのに伴い矢印xで示すように可動して面接触が得られるペン先P1bを使用すると共に、このペン先P2(P1b)のパネル11面との接触面となる平面部分に対し、当該平面部に入射する赤外光を反射するためのミラー板31、およびこのミラー板31による反射光を該ミラー全面にわたり遮光または透過するための液晶シャッタ32が設けられる。
That is, in the coordinate
図5(A)に示すように、表示入力パネル11の表面からペン先P2が離れている状態では、対応する画素12n内におけるペン先検知部14の発光素子14aから発光される光Xaは、保護層15を透過してさらに上方の空間にて散光するので、ミラー板31が液晶シャッタ32により遮光されているか透過されているかに関係なく反射光Xbとして受光素子14b側に受光されることはなく、ペン先P2が検知されることはない。
As shown in FIG. 5A, in a state where the pen tip P2 is away from the surface of the
一方、図5(B)に示すように、表示入力パネル11の表面にペン先P2が近付いて接触すると、対応する画素12n内におけるペン先検知部14の発光素子14aから発光される光Xaは、当該接触中のペン先P2の液晶シャッタ32が透過されているタイミングにてミラー板31により反射され、その反射光Xbが受光素子14bにて受光されることで、この画素12nのペン先検知部14によりペンPによる表示入力パネル11上での指定の座標位置が検出される。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the pen tip P2 comes close to and comes into contact with the surface of the
なお、液晶シャッタ32は、後述する表示用のコマンドコードに従って遮光/透過駆動制御されるので、ペン先検知部14においてペン先P2が検知されているときの受光素子14bでの反射光Xbの受光パターン、つまりペン先検知信号の信号パターンは、当該コマンドコードに対応して受光時と非受光時のタイミングが組み合わされたパルス状の信号パターンになる。
Since the
図6は、前記第2実施形態の座標検出装置10におけるペンPのペン先P2に設けられたミラー板31および液晶シャッタ32の構成を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the
液晶シャッタ32は、その液晶層32aを上下の電極基板32b1,32b2および偏光板32c1,32c2によって挟んだ構造とされ、ミラー板31の表面のミラー層31aに重ねて配置される。
The
液晶シャッタ32は、ペンPに内蔵された図示しない液晶駆動回路および電池電源により駆動されるもので、この液晶シャッタ32における遮光と透過の切り換えが伴う駆動制御は、例えば当該ペンPの側面に設けられてユーザにより操作される図示しない表示コマンド切換ボタンの操作によって選択された表示用のコマンドコードに従って行われる。
The
例えば本実施形態の座標検出装置10における表示用のコマンドとしては、表示入力パネル11に対するペン入力指定点の表示点灯(コマンド“0”)、表示消灯(コマンド“1”)、表示色変更(コマンド“2”)、表示強調(コマンド“3”)の4つのコマンドが用意される。
For example, as the display command in the coordinate
そして、液晶シャッタ32は、前記各コマンド“0”“1”“2”“3”毎に異なる1,0配列の8ビットのコマンドコードに従って遮光または透過駆動制御される。
The
図7は、前記第2実施形態の座標検出装置10のペン先検知部14により受光検知されるペン先検知状態での表示用コマンドコードに対応したペン先検知信号の信号パターンを示すタイミングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart showing a signal pattern of a pen tip detection signal corresponding to a display command code in a pen tip detection state detected and received by the pen
すなわち、スタートビット(ST)を“0”(遮光)、ストップビット(SP)を“1”(透過)とする8ビット(b0〜b7)のコマンドコードに対応したパルス状の液晶駆動信号によりペン先P2に設けた液晶シャッタ32を遮光/透過駆動することで、ペン先P2が表示入力パネル11面に当接しているときには、ペン先検知部14により得られる反射光Xbの受光信号(ペン先検知信号)は前記液晶駆動信号と同様にコマンドコードに対応してV0とV1で変化するパルス状の信号となる。
That is, the pen is generated by a pulsed liquid crystal drive signal corresponding to an 8-bit (b0 to b7) command code in which the start bit (ST) is “0” (light shielding) and the stop bit (SP) is “1” (transparent). When the pen tip P2 is in contact with the surface of the
図8は、前記第2実施形態の座標検出装置10の表示入力パネル11に対する表示制御ならびに入力位置の座標検出制御を行うための表示入力回路を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a display input circuit for performing display control on the
この第2実施形態の座標検出装置10の表示入力回路では、各画素12n毎のペン先検知部14に設けられた受光素子14bから出力される受光信号(ペン先検知信号)は、アンプ回路14cにより増幅されるもので、このアンプ回路14cには制御部(CPU/LSI)24から所定間隔でサンプリング制御信号が供給され、このサンプリ制御信号に同期して当該アンプ回路14cにて増幅安定化されたペン先検知信号は制御部(CPU/LSI)24により読み出される。
In the display input circuit of the coordinate
制御部(CPU/LSI)24は、前記表示入力パネル11の各画素12n毎のアンプ出力回路14cから読み出されるペン先検知信号に基づき、該当画素12nに応じた座標位置を検出すると共に、当該ペン先検知信号の1,0変化に応じたコマンドコードをデコードして解析し、解析された表示用コマンドに従った表示制御を実行する。
The control unit (CPU / LSI) 24 detects the coordinate position corresponding to the
図9は、前記第2実施形態の座標検出装置10による座標検出処理を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart showing a coordinate detection process performed by the coordinate
すなわち、表示入力パネル11の各画素121,122,123,…毎のペン先検知部14における発光素子14aの発光駆動が開始された状態で(ステップS1)、例えば図5(B)に示したように、ペンPのペン先P2が表示入力パネル11上の何れかの画素位置に当接されると、当該画素12nの位置の発光素子14aからの光Xaがペン先P2に設けられた液晶シャッタ32が透過駆動されているタイミングでミラー板31により反射され、その反射光Xbが同画素12nの位置の受光素子14bに受光される(ステップS2)。
That is, in the state where the light emission driving of the
ここで、ペンPのペン先P2に設けられている液晶シャッタ32は、ユーザ操作により選択された任意の表示用コマンド“0”〜“3”のコマンドコードに対応して遮光/透過駆動されているので、受光素子14bにより受光される反射光Xbの受光信号(ペン先検知信号)も当該コマンドコードに対応した信号パターンになる(例えば図7参照)。
Here, the
こうしてペン先P2により指定された画素12nにおける受光素子14bからの受光信号(ペン先検知信号)がアンプ出力回路14cを介して制御部(CPU/LSI)24に入力されると、この受光信号(ペン先検知信号)の取得された受光素子14bのある画素12nに対応して表示入力パネル11上での指定点の座標が検出判断される(ステップS3)。
When the light reception signal (pen point detection signal) from the
またこれと共に、制御部(CPU/LSI)24に入力された受光信号(ペン先検知信号)の信号パターンが解析され(ステップS4)、表示用コマンド“0”〜“3”の何れのコマンドコードと一致するのか判断される(ステップS5〜S8)。 At the same time, the signal pattern of the received light signal (pen tip detection signal) input to the control unit (CPU / LSI) 24 is analyzed (step S4), and any command code of display commands “0” to “3” is analyzed. Is determined (steps S5 to S8).
そして、前記ペン入力指定点のペン先検知部14によりペン先検知され、制御部(CPU/LSI)24に入力されて検出判断された指定点座標位置でのペン先検知信号の信号パターンが、例えば表示用コマンド“0”と一致した場合には、表示用メモリ25に書き込まれた表示データに従って当該指定点座標位置に対応する画素12nの表示素子13r,13g,13bが点灯駆動される(ステップS5→S9)。これにより、表示入力パネル11上でのペンPの移動軌跡に対応した描画表示が行えるようになる。
Then, a pen tip detection signal at the designated point coordinate position detected by the pen
また、前記ペン入力指定点のペン先検知部14によりペン先検知され、制御部(CPU/LSI)24に入力されて検出判断された指定点座標位置でのペン先検知信号の信号パターンが、例えば表示用コマンド“1”と一致した場合には、当該指定点座標位置に対応する画素12nの表示素子13r,13g,13bが消灯駆動される(ステップS6→S10)。これにより、表示入力パネル11上でのペンPの移動軌跡に対応した表示消去が行えるようになる。
Further, the pen tip detection signal at the designated point coordinate position detected by the pen
また、前記ペン入力指定点のペン先検知部14によりペン先検知され、制御部(CPU/LSI)24に入力されて検出判断された指定点座標位置でのペン先検知信号の信号パターンが、例えば表示用コマンド“2”と一致した場合には、当該指定点座標位置に対応する画素12nの表示素子13r,13g,13bによる表示色が変更されて点灯駆動される(ステップS7→S11)。これにより、表示入力パネル11上でのペンPの移動軌跡に対応した表示色変更が行えるようになる。
Further, the pen tip detection signal at the designated point coordinate position detected by the pen
さらに、前記ペン入力指定点のペン先検知部14によりペン先検知され、制御部(CPU/LSI)24に入力されて検出判断された指定点座標位置でのペン先検知信号の信号パターンが、例えば表示用コマンド“3”と一致した場合には、当該指定点座標位置に対応する画素12nの表示素子13r,13g,13bによる表示輝度(光量)が増加されて強調駆動される(ステップS8→S12)。これにより、表示入力パネル11上でのペンPの移動軌跡に対応した表示強調が行えるようになる。
Furthermore, a pen tip detection signal at the designated point coordinate position detected by the pen
したがって、前記構成の第2実施形態の表示一体型座標検出装置10によれば、表示入力パネル11上の各画素121,122,123,…毎に発光素子14aと受光素子14bからなるペン先検知部14を設け、発光素子14aからの光Xaをパネル11面に接触したペン先P2に反射させその反射光Xbを受光素子14bで受光させることでペン先P2による指定点の座標位置を検出すると共に、ペンPのペン先P2のミラー板31の前面に液晶シャッタ32を配置し、パネル面操作時にはこの液晶シャッタ32を表示用のコマンドコードに対応させて遮光/透過切換駆動することで、前記反射光Xbの受光信号(ペン先検知信号)を表示用のコマンドコードに対応した0,1変化のパルス状の信号に変換し、前記指定点に対するコマンドの内容をも得られるようにしたので、ペンPにより任意の指定点を操作入力するだけでなく、例えば当該入力操作指定点に対する表示制御の命令をも入力することができる。
Therefore, according to the display-integrated coordinate
なお、前記第2実施形態の座標検出装置10では、ペン先P2のミラー板31の前面に設けた液晶シャッタ32を、表示入力パネル11上での当該ペン入力操作に伴い例えば表示用のコマンドコードに対応させて遮光/透過切換駆動させることで、ペン操作位置に対応する画素12nのペン先検知部14への反射光Xbの受光信号(ペン先検知信号)を前記コマンドコードに応じたパルス状の信号パターンに変換する構成としたが、次の図10に示すように、ペン先P2において、回転軸Oを中心にして回転(R)する円板41の外周に所定のコマンドコードに対応して発光Xaおよびその反射光Xbを共にパルス状にして通過させるスリット41a,41b,…を設けたエンコーダ40を構成する。
In the coordinate
そして、表示入力パネル11上でのペン入力操作に伴いエンコーダ40を回転動作(R)させることで、当該ペン操作位置に対応する画素12nのペン先検知部14への反射光Xbの受光信号(ペン先検知信号)を前記コマンドコードに応じたパルス状の信号パターンに変換するようにしてもよい。
Then, by rotating (R) the encoder 40 in accordance with the pen input operation on the
図10は、前記第2実施形態の座標検出装置10においてペンPのペン先P2に内蔵されてコマンドコードに対応したパルス状の反射光信号(Xb)を生成するためのエンコーダ40を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an encoder 40 that is built in the pen tip P2 of the pen P and generates the pulsed reflected light signal (Xb) corresponding to the command code in the coordinate
また、次の図11に示すように、ペン先P2において、回転軸Oを中心にして回転(R)するローラ51と当該ペン先P2の最先端部であって内側にミラー板31を配置したレンズ兼ガイド52との間にベルト53を装架し、このベルト53に対して、表示入力パネル11との間での発光Xaおよびその反射光Xbを共に所定のコマンドコードに対応させた長短パルス状にして通過させるためのスリット53a,53b,…を設けたベルト型エンコーダ50を構成する。
In addition, as shown in FIG. 11, the
そして、表示入力パネル11上でのペン入力操作に伴いベルト53を回転動作(R)させることで、当該ペン操作位置に対応する画素12nのペン先検知部14への反射光Xbの受光信号(ペン先検知信号)を前記コマンドコードに応じたパルス状の信号パターンに変換するようにしてもよい。
Then, by rotating (R) the
図11は、前記第2実施形態の座標検出装置10においてペンPのペン先P2に内蔵されてコマンドコードに対応したパルス状の反射光信号(Xb)を生成するためのベルト型エンコーダ50を示す図である。
FIG. 11 shows a belt-type encoder 50 that is built in the pen tip P2 of the pen P and generates a pulsed reflected light signal (Xb) corresponding to the command code in the coordinate
また、前記第1実施形態の座標検出装置では、ペンPのペン先P1の表面自体が、また前記第2実施形態の座標検出装置では、ペンPのペン先P2に内蔵させたミラー板31が、それぞれ表示入力パネル11の各画素121,122,123,…毎に設けられたペン先検知部14の発光素子14aにより発光された光Xaを反射し、その反射光Xbを受光素子14bに受光させて該ペンPによる指定点の座標位置を検出する構成としたが、次の第3実施形態の座標検出装置10(図12参照)において説明するように、ペンPのペン先P3を反射塗料61が描画できる構成のものとし、表示入力パネル11上に直接ペン先P3で描画された反射塗料61によってペン先検知部14の発光素子14aにより発光された光Xaを反射し、その反射光Xbを受光素子14bに受光させて該ペンPによる指定点の座標位置を検出する構成としてもよい。
Further, in the coordinate detection device of the first embodiment, the surface of the pen tip P1 of the pen P itself is used, and in the coordinate detection device of the second embodiment, the
(第3実施形態)
図12は、本発明の第3実施形態に係る表示一体型座標検出装置10の表示入力パネル11におけるペン入力指定点の検知動作を示す図であり、同図(A)はペン先P3が表示入力パネル11から離れている状態での対応画素12nの動作を示す図、同図(B)はペン先P3の反射塗料61により表示入力パネル11に描画した状態での対応画素12nの動作を示す図である。
(Third embodiment)
FIG. 12 is a diagram showing a pen input designated point detection operation in the
図12(A)に示すように、表示入力パネル11の表面からペン先P3が離れている状態では、対応する画素12n内におけるペン先検知部14の発光素子14aから発光される光Xaは、保護層15を透過してさらに上方の空間にて散光するので、反射光Xbとして受光素子14b側に受光されることはなく、ペン先P3が検知されることはない。
As shown in FIG. 12A, in a state where the pen tip P3 is away from the surface of the
一方、図12(B)に示すように、表示入力パネル11の表面にペン先P3を接触させて反射塗料61による描画を行うと、対応する画素12n内におけるペン先検知部14の発光素子14aから発光される光Xaは、当該描画により付着した反射塗料61により反射され、その反射光Xbが受光素子14bにて受光されることで、この画素12nのペン先検知部14によりペンPによる表示入力パネル11上での描画指定点あるいは描画軌跡の座標位置が検出される。
On the other hand, as shown in FIG. 12B, when the pen tip P3 is brought into contact with the surface of the
なお、反射塗料61は、例えば発光素子14aによる赤外光の光Xaを反射し易い塗料とし、表示素子13による表示光Hを反射し難い塗料とする。
The
また、表示入力パネル11上に付着した反射塗料61は、布などを用いて容易に消去可能なものである。
The
したがって、前記構成の第3実施形態の表示一体型座標検出装置10によれば、表示入力パネル11上の各画素121,122,123,…毎に発光素子14aと受光素子14bからなるペン先検知部14を設け、発光素子14aからの光Xaをペン先P3によりパネル11面に接触描画して付着させた反射塗料61に反射させその反射光Xbを受光素子14bで受光させることでペン先P3による描画指定点あるいは描画軌跡の座標位置を検出するようにしたので、従来の抵抗膜方式であったユーザの手のひらがパネル面に接触することにより不要部分の座標位置を誤検出してしまう問題、あるいは静電誘導方式であった実際のペン操作位置と検出座標位置とにずれが生じてしまう問題などが起きることはなく、正確且つ確実にペン先P3による指定点を検知しその座標位置を検出することが可能になる。
Therefore, according to the display-integrated coordinate
なお、本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. Further, each of the embodiments includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in each embodiment or some constituent features are combined, the problems described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved. When the effects described in the column of the effect of the invention can be obtained, a configuration in which these constituent elements are deleted or combined can be extracted as an invention.
10 …座標検出装置
11 …表示入力パネル
12n…画素
13 …表示素子
13r…赤色発光体(R)
13g…緑色発光体(G)
13b…青色発光体(B)
14 …ペン先検知部
14a…発光素子
14b…受光素子
15 …パネル保護層
21n…ラッチ回路
22n…シフトレジスタ
24 …制御部(CPU/LSI)
25 …表示用メモリ
26 …表示用ドライバ
27 …メモリ(処理用)
31 …ミラー板
32 …液晶シャッタ
40 …エンコーダ
41 …円板
41a,41b,…円板のスリット
50 …ベルト型エンコーダ
51 …ローラ
52 …レンズ兼ガイド
53 …ベルト
53a,53b,…ベルトのスリット
61 …反射塗料
Xa…発光
Xb…反射光
P …ペン
P1…ペン先(第1実施形態)
P2…ペン先(第2実施形態)
P3…ペン先(第3実施形態)
DESCRIPTION OF
13g ... Green light emitter (G)
13b ... Blue light emitter (B)
DESCRIPTION OF
25 ...
DESCRIPTION OF
P2 ... nib (second embodiment)
P3 ... nib (third embodiment)
Claims (4)
前記表示パネルは、
表示画面の複数の定位置に配置された赤外光の発光素子と、
この複数の発光素子のそれぞれと組み合わせて配置され、当該発光素子からの赤外光の発光に応じて、その発光素子の配置位置に対応するところの表示画面に接触した物体により反射された反射光を受光する受光素子と、を備え、
前記物体は、
前記表示画面と接触する部分に対応して設けられた赤外光を反射する反射体と、
前記反射体の反射方向前面に配置され、該反射体により反射された反射光を入力すべきコマンドコードに応じたパルス状の光信号に変換するために、コマンドコードに応じて光を遮光する状態と透過する状態とに駆動される液晶シャッタと、を備え、
前記表示パネル制御部は、
前記複数の受光素子それぞれによる反射光の受光出力に基づいて前記表示画面に接触した物体の位置を検出する検出手段と、
前記複数の受光素子それぞれによる反射光の受光出力の信号パターンに基づいて入力されたコマンドコードを判断するコマンド判断手段と、
を備えたことを特徴とする座標検出装置。 A coordinate detection apparatus including a display panel, a display panel control unit that controls the display panel, and an object that contacts the display panel,
The display panel is
An infrared light emitting element arranged at a plurality of fixed positions on the display screen;
Reflected light that is arranged in combination with each of the plurality of light emitting elements and is reflected by an object that touches the display screen corresponding to the arrangement position of the light emitting elements in response to infrared light emission from the light emitting elements. A light receiving element for receiving light ,
The object is
A reflector that reflects infrared light provided corresponding to a portion in contact with the display screen;
A state in which light is shielded according to the command code in order to convert the reflected light reflected by the reflector into a pulsed optical signal corresponding to the command code to be input, disposed in front of the reflector in the reflection direction And a liquid crystal shutter that is driven in a transmitting state,
The display panel control unit
Detecting means for detecting a position of an object in contact with the display screen based on the light receiving output of the light reflected by each of the plurality of light receiving elements,
Command determination means for determining an input command code based on a signal pattern of a light reception output of reflected light by each of the plurality of light receiving elements;
A coordinate detection apparatus comprising:
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