JP2001100917A - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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JP2001100917A JP27709399A JP27709399A JP2001100917A JP 2001100917 A JP2001100917 A JP 2001100917A JP 27709399 A JP27709399 A JP 27709399A JP 27709399 A JP27709399 A JP 27709399A JP 2001100917 A JP2001100917 A JP 2001100917A
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coordinate input
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Mitsugi Kobayashi
貢 小林
Hisao Uehara
久夫 上原
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 座標入力装置の構成を簡略化する。 【解決手段】 ELディスプレイ21の表示面に先端に
受光部を設けた入力ペン22で図形等を描く。このと
き、ELディスプレイ21を点順次で発光させ、ELデ
ィスプレイ21の発光のタイミングと入力ペン22の発
光検出のタイミングとに基づいて、入力ペン22の位置
を座標情報として検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ機器
の入力デバイスとして用いられるデジタイザの如き座標
入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、座標入力装置としてのデジタイ
ザの構造を示す斜視図であり、図6は、その構成を示す
ブロック図である。
【0003】デジタイザ1は、表示面2を有し、ケーブ
ル3を介してコンピュータ機器と接続される。表示面2
には、コンピュータ機器から供給される画像情報に従う
画像4が表示され、この表示面2上に入力ペン5を用い
て文字や図形等を描くことにより、その軌跡が、座標情
報として所定の時間間隔でコンピュータ機器に送られ
る。
【0004】デジタイザ1は、フラットディスプレイ1
1、抵抗シート12、表示制御回路13、座標処理回路
14、画像メモリ15及びCPU16より構成される。
フラットディスプレイ11は、例えば、LCD(Liquid
Crystal Display)からなり、デジタイザ1の受光面2に
配置される。このフラットディスプレイ11は、画像信
号Yと共に水平同期信号HD、垂直同期信号VDを受け
ることにより、画像信号Yに従う画像を表示する。抵抗
シート12は、感圧式の透明な抵抗体であり、フラット
ディスプレイ11に重ねて受光面2に配置される。この
抵抗シート12は、例えば、水平方向に抵抗が配置され
た第1のシートと垂直方向に抵抗が配置された第2のシ
ートとを重ねたものであり、圧力を受ける位置によっ
て、その抵抗値Rを変化させる。
【0005】表示制御回路13は、画像メモリ15に記
憶される画像データに基づいて画像信号Yを生成すると
共に、この画像信号Yに同期する水平同期信号HD及び
垂直同期信号VDを生成し、これらの画像信号Y、水平
同期信号HD及び垂直同期信号VDをフラットディスプ
レイ11に供給する。座標処理回路14は、抵抗シート
12に接続され、抵抗シート12から入力される抵抗値
Rに基づいて、抵抗シート12上で圧力を受けていいる
位置の座標を検出する。この座標処理回路14において
は、抵抗値Rの変化を一定の周期でサンプリングするこ
とにより、連続して変化する座標を周期的に検出する。
そして、その座標を所定のフォーマットに従う座標情報
として連続的にバス10へ送出する。
【0006】画像メモリ15は、デジタイザ1に接続さ
れるコンピュータ機器から供給される画像情報を1画面
単位で記憶し、表示制御回路13に供給する。CPU1
6は、例えば、ワンチップマイコンであり、バス10を
介して表示制御回路13、座標処理回路14及び画像メ
モリ15に接続され、所定の制御プログラムに従って各
部の動作を制御する。バス10は、インタフェースを介
してコンピュータ機器に接続され、コンピュータ機器か
らの情報を画像メモリ15やCPU16に転送すると共
に、座標処理回路14からの座標情報をコンピュータ機
器へ転送する。
【0007】以上のデジタイザにおいては、表示面2上
に入力ペン5で描かれる軌跡を座標情報の連続として数
値化することができ、その情報をコンピュータ機器へ取
り込むことが可能になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述のデジタイザにお
いては、フラットディスプレイ11に重ねて抵抗シート
12を配置する必要があり、表示面2の構造が複雑にな
るという問題が生じる。また、抵抗シート12は複数の
シートを重ねて配置するため、光の干渉の影響によって
ディスプレイ11の表示が見にくくなるという問題も生
じる。
【0009】そこで本発明は、構造を簡略化すると共
に、ディスプレイの表示を見やすくすることを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するためになされたもので、第1の特徴とするとこ
ろは、複数の表示画素が配列された自発光型ディスプレ
イの表示面から座標情報を取り込むことにある。
【0011】そして、本発明の第2の特徴とするところ
は、複数の表示画素が行列配置されたエレクトロルミネ
ッセンスディスプレイと、上記ディスプレイの表示面に
接触し、接触した位置の表示画素の発光状態を検出する
入力ペンと、を備え、上記複数の表示画素を所定の順序
で発光させて上記入力ペンの接触位置の座標情報を取り
込むことにある。
【0012】さらに、本発明の第3の特徴とするところ
は、複数の表示画素が行列配置されたエレクトロルミネ
ッセンスディスプレイと、上記ディスプレイの表示面に
接触し、接触した位置の表示画素の発光状態を検出する
入力ペンと、水平走査及び垂直走査のタイミングを決定
して上記ディスプレイに画像を表示すると共に上記複数
の表示画素を水平走査及び垂直走査のタイミングに従っ
て点順次で発光させる表示制御回路と、上記表示制御回
路の水平走査及び垂直走査のタイミングに対する上記入
力ペンの検出出力の変化に基づいて座標情報を生成する
座標入力処理回路と、を備えたことにある。
【0013】本発明によれば、自発光するディスプレイ
の表示面から座標情報を直接取り込むようにしたこと
で、ディスプレイの表示面に座標認識用の機構を設ける
必要がなくなる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
ブロック図である。本発明の座標入力装置としてのデジ
タイザは、エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプ
レイ21、入力ペン22、表示制御回路23、座標処理
回路24、画像メモリ25及びCPU26より構成され
る。このデジタイザは、図1に示すデジタイザと同一の
形状を成しており、入力ペン22によって文字や図形が
描かれる表示面を有している。
【0015】ELディスプレイ21は、複数の自発光素
子(EL素子)からなる表示画素が行列配置されてお
り、デジタイザに表示面に配置される。このELディス
プレイ21は、表示制御回路23から供給される画像信
号Yに応じて、複数の表示画素を発光させることによ
り、所定の画像を表示する。入力ペン22は、先端に受
光部が形成され、表示面、即ち、自発光するELディス
プレイ21の表面に接触させることにより、接触位置に
ある表示画素の発光状態を検出し、検出出力Pを発生す
る。この入力ペン22においては、ELディスプレイ2
1の表面までが所定の距離以下になったときにセンサ部
分に光が届くように光学系の焦点距離が設定される。こ
れにより、入力ペン22の先端が、ELディスプレイ2
1の表面から離れたときには、入力ペン22の受光部が
関係のない光に反応するのを防止できる。
【0016】表示制御回路23は、画像メモリ25に記
憶される画像データに基づいて画像信号Yを生成すると
共に、この画像信号Yに応じて、水平同期信号HD及び
垂直同期信号VDを生成する。そして、画像信号Yを水
平同期信号HD及び垂直同期信号VDと共にフラットデ
ィスプレイ11に供給すると共に、水平同期信号HD及
び垂直同期信号VDを座標処理装置24に供給する。さ
らに、表示制御回路23は、水平走査周期または垂直走
査周期で、ELディスプレイ21に対して、座標検出の
ための表示動作を行わせる。この座標検出動作では、E
Lディスプレイ21の全面を所定の順序で走査し、一定
の輝度の画像を点順次で表示する。
【0017】座標処理回路24は、入力ペン22に接続
され、入力ペン22の検出出力Pの変化と水平同期信号
HD及び垂直同期信号VDとに基づいて座標情報を生成
する。即ち、座標検出動作においてELディスプレイ2
1が発光するとき、入力ペン22がELディスプレイ2
1表面のある位置に接触していた場合、その接触位置に
ある表示画素が発光するタイミングで入力ペン22の検
出出力Pが変化することになる。そして、その変化のタ
イミングが、水平走査及び垂直走査の何番目に当たるか
を水平同期信号HD及び垂直同期信号VDに基づいて判
定する。例えば、水平同期信号HDの各立ち上がり(ま
たは立ち下がり)のタイミングでリセットされて、水平
走査期間に水平方向の表示画素数だけカウントするカウ
ンタのカウント値を入力ペン22の検出出力Pの変化す
るタイミングでロードすることで、水平方向の位置を検
出できる。同様に、垂直同期信号VDの各立ち上がり
(または立ち下がり)のタイミングでリセットされて、
水平同期信号HDでカウントするカウンタのカウント値
を入力ペン22の検出出力Pの変化するタイミングでロ
ードすることで、垂直方向の位置を検出できる。これら
の検出位置は、所定のフォーマットに従う座標情報とし
て、バス20に送出される。
【0018】画像メモリ25は、外部のコンピュータ機
器から供給される画像情報を1画面単位で記憶し、CP
U26の制御の下、表示制御回路23に供給する。CP
U26は、バス20を介して表示制御回路23、座標処
理回路24及び画像メモリ25に接続され、所定の制御
プログラムに従って各部の動作を制御する。バス20
は、インタフェースを介してコンピュータ機器に接続さ
れ、コンピュータ機器からの情報を画像メモリ25やC
PU26に転送すると共に、座標処理回路24からの座
標情報をコンピュータ機器へ転送する。
【0019】図2は、ELディスプレイ21の構成を示
す等価回路図である。このELディスプレイ21は、ア
クティブマトリクス方式であり、行列配置された複数の
表示画素30、水平駆動回路34、垂直駆動回路35及
びプリチャージ回路36より構成される。
【0020】複数の表示画素30は、第1及び第2のト
ランジスタT1、T2、コンデンサC1及びEL素子D
1をそれぞれ有する。Nチャンネル型の第1のトランジ
スタT1及びPチャンネル型の第2のトランジスタT2
は、それぞれ薄膜トランジスタであり、透明な基板上に
形成される。第1のトランジスタT1のソースには、第
2のトランジスタT2のゲートが接続され、ドレインに
は、ドレインライン31が接続される。また、第1のト
ランジスタT1のゲートには、ゲートライン32が接続
される。第2のトランジスタT2のドレインには、電源
ライン33が接続され、ソースには、EL素子D1が接
続される。そして、第1のトランジスタT1のソースと
第2のトランジスタT2のゲートとの間には、コンデン
サC1が接続される。ドレインライン31は、複数の表
示画素30の各列毎に共通に設けられ、水平駆動回路3
4に接続されると共に、プリチャージ回路36に接続さ
れる。ゲートライン32は、複数の表示画素30の各行
毎に共通に設けられ、垂直駆動回路35に接続される。
電源ライン33は、全ての表示画素30に対して共通に
設けられ、EL素子D1を駆動するための駆動電位Vd
が印加される。これにより、ゲートライン31が選択さ
れると、第1のトランジスタT1がオンし、ドレインラ
イン31から信号電位が第2のトランジスタT2のゲー
トに印加される。この第2のトランジスタT2のゲート
に印加された電位は、第1のトランジスタT1がオフし
た後も、コンデンサC1の容量によって保持される。そ
して、第2のトランジスタT2がドレインライン31か
ら印加される信号電位に応じてオンすると、電源ライン
33からEL素子D1に駆動電位Vdが第2のトランジ
スタT2を介して印加されることになり、EL素子D1
は、ドレインライン31に印加される信号電位に応じて
発光する。
【0021】水平駆動回路34は、複数のドレインライ
ン31を水平走査周期で順次駆動し、画像信号Yに従う
電位を走査方向に従って各ドレインライン31に順次印
加する。垂直駆動回路35は、複数のゲートライン32
を垂直走査周期で順次駆動し、走査方向に従って各ゲー
トライン32を順次選択状態とする。そして、プリチャ
ージ回路36は、ドレインライン31を介して各表示画
素30に所定の電位を印加し、各表示画素30を所望の
状態に設定する。これにより、複数の表示画素30は、
1行ずつ点順次で駆動され、各表示画素30に画像信号
Yに従う信号電位が順次印加されることになる。この結
果、ELディスプレイ21の表示面には、画像信号Yに
従う画像が1画面ずつ表示される。このようなELディ
スプレイ21は、EL素子D1の応答速度が液晶の応答
速度と比較して速いため、高速で座標検出動作と画像表
示動作とを繰り返すのに適している。
【0022】図3は、本発明の座標入力装置の第1の動
作を説明するタイミング図である。ここで、(a)は、
1水平走査期間内で座標検出と画像表示とを完了する場
合を示し、(b)は、座標検出のための水平走査期間と
画像表示のための水平走査期間とを設定する場合を示
す。
【0023】1水平走査期間内で座標検出動作を行う場
合、図3(a)に示すように、それまで発光していた各
表示画素30を一旦消した後、所定の輝度で発光するよ
うに画像信号Yのレベルを設定する。消去動作は、プリ
チャージ回路36から消去電位Veを印加することで、
選択された行単位で各列同時に行うことができる。そし
て、水平駆動回路34から、各表示画素30を座標検出
のために発光させる中間電位Vmを垂直駆動回路35で
選択された行に、1列ずつ印加する。この中間電位Vm
は、レベルを高くすると各表示画素30が明るく発光し
て表示画像を乱すことになるため、低くすることが望ま
しい。しかし、中間電位Vmは、レベルを低くしすぎる
と、発光状態を入力ペン22で検出できなくなるため、
入力ペン22により検出できる最低限の発光状態を得ら
れるように設定する。以上の座標検出動作を、水平走査
の有効映像期間の間隙に設定される水平ブランキング期
間に完了される。尚、座標検出動作を高速で行う場合に
は、ELディスプレイ21の水平駆動回路34を動作さ
せるクロックの周波数を高くすることにより、実現され
る。座標検出動作を完了した後は、通常の画像表示動作
を行う。このような座標検出動作と画像表示動作とを1
垂直走査期間の間に繰り返すことにより、ELディスプ
レイ21の表示面に画像信号Yに従う画像が表示される
と共に、入力ペン22が接触している位置が座標情報と
して検出される。このような座標検出動作の場合、1垂
直走査期間毎に1つの座標検出が行われることになる。
【0024】座標検出のための水平走査期間と画像表示
のための水平走査期間とを設定する場合、水平走査期間
を1/2に設定し、図3(b)に示すように、先に座標
検出動作を行った後、同一行に対して画像表示動作を行
うようにする。即ち、画像表示動作のみを行うときの水
平走査と比較して、1/2の周期で座標検出動作と画像
表示動作とを交互に繰り返し、座標検出動作を行った直
後に画像表示動作を行うようにする。ここで、座標検出
動作自体は、図3(a)に示す座標検出動作と同一であ
り、ELディスプレイ21の各表示画素30に消去電位
eを印加した後、中間電位Vmを点順次で印加する。こ
れにより、図3(a)の場合と同様に、ELディスプレ
イ21の表示面に画像信号Yに従う画像の表示と入力ペ
ン22が接触している位置の座標検出とが同時に行われ
る。このような座標検出動作の場合も、1垂直走査期間
毎に1つの座標検出が行われることになる。
【0025】図4は、本発明の座標入力装置の第2の動
作を説明するタイミング図である。ここで、(a)は、
1垂直走査期間内で座標検出と画像表示とを完了する場
合を示し、(b)は、座標検出のための垂直走査期間と
画像表示のための垂直走査期間とを設定する場合を示
す。
【0026】1垂直走査期間内で座標検出動作を行う場
合、図4(a)に示すように、それまで発光していた各
表示画素30を一旦消した後、所定の輝度で発光するよ
うに画像信号Yのレベルを設定する。この画像信号Yの
レベル設定は、図3(a)に示す第1の動作と同一であ
る。消去動作では、プリチャージ回路36から消去電位
eを供給しながら垂直駆動回路35を動作させ、全て
の表示画素30を1行単位で消去する。そして、垂直駆
動回路35を動作させながら、その動作に同期して水平
駆動回路34から中間電位Vmを順次供給することで、
全ての表示画素30を点順次で発光させる。以上の座標
検出動作を、垂直走査の有効映像期間の間隙に設定され
る垂直ブランキング期間に完了させる。この座標検出動
作を完了した後には、通常の画像表示動作を行う。この
ような座標検出動作と画像表示動作とを繰り返すことに
より、ELディスプレイ21の表示面に画像信号Yに従
う画像が表示されると共に、入力ペン22が接触してい
る位置が座標情報として検出される。尚、座標検出動作
を高速で行う場合には、ELディスプレイ21の水平駆
動回路34及び垂直駆動回路35を動作させるクロック
の周波数を高くすることにより、実現される。このよう
な座標検出動作の場合、1垂直走査期間毎に1つの座標
検出が行われることになる。
【0027】座標検出のための垂直走査期間と画像表示
のための垂直走査期間とを設定する場合、図4(b)に
示すように、複数の水平走査期間に画像表示動作を行
い、1垂直走査期間に座標検出動作を行うようにする。
即ち、画像表示動作のみを行うときの従来の垂直走査と
比較して、垂直走査周期を短く設定し、画像表示を行う
合間に座標検出を行うようにしている。例えば、垂直走
査期間を4/5倍とすることでフレームレートを5/4
倍とし、画像表示動作を4垂直走査期間連続した後に1
垂直走査期間だけ座標検出動作を行うようにする。尚、
座標検出動作自体は、図4(a)に示す座標検出動作と
同一であり、ELディスプレイ21の各表示画素30に
消去電位Veを印加した後、中間電位Vmを点順次で印加
する。これにより、図4(a)の場合と同様に、ELデ
ィスプレイ21の表示面に画像信号Yに従う画像の表示
と入力ペン22が接触している位置の座標検出とが同時
に行われる。このような座標検出動作の場合、座標検出
動作と画像表示動作との比に応じて座標検出が行われる
ことになる。
【0028】以上の実施形態においては、ELディスプ
レイ21がアクティブマトリクス方式の場合を例示した
が、単純マトリクス方式であっても、点順次で画素の表
示が可能であれば、同様に適用できる。ELディスプレ
イ21が単純マトリクス方式の場合、各表示画素が選択
状態のとき以外は発光していないため、図3及び図4に
示すような消去動作は不要になる。
【0029】
【発明の実施の形態】本発明よれば、ディスプレイの表
面に座標検出のための機構を設ける必要がなく、ディス
プレイ部分の構造の簡略化が図れると共に、ディスプレ
イの表示面が見にくくなるのを防止できる。ディスプレ
イに用いるEL素子は、液晶に比べて応答速度が速く、
座標検出動作を高速で繰り返しても、十分に追従するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の座標入力装置の実施形態を示すブロッ
ク図である。
【図2】ELディスプレイの構成を示す等価回路図であ
る。
【図3】本発明の座標入力装置の第1の動作を説明する
タイミング図である。
【図4】本発明の座標入力装置の第2の動作を説明する
タイミング図である。
【図5】デジタイザの構造を示す斜視図である。
【図6】従来の座標入力装置の実施形態を示すブロック
図である。
【符号の説明】
11 フラットディスプレイ 12 抵抗シート 10、20 バス 13、23 表示制御回路 14、24 座標処理回路 15、25 画像メモリ 16、26 CPU 30 表示画素 31 ドレインライン 32 ゲートライン 33 電源ライン 34 水平駆動回路 35 垂直駆動回路 36 プリチャージ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B068 AA01 AA11 AA21 AA36 BB18 BC02 BD02 BD09 BE03 BE08 5B087 AA00 AB04 AE00 CC01 CC12 CC16 CC21 CC25 CC26

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の表示画素が配列された自発光型表
    示器の表示面から座標情報を取り込むことを特徴とする
    座標入力装置。
  2. 【請求項2】 複数の表示画素が行列配置された自発光
    型表示器と、上記表示器の表示面に接触し、接触した位
    置の表示画素の発光状態を検出する検出器と、を備え、
    上記複数の表示画素を所定の順序で発光させて上記検出
    器の接触位置の座標情報を取り込むことを特徴とする座
    標入力装置。
  3. 【請求項3】 複数の表示画素が行列配置されたエレク
    トロルミネッセンスディスプレイと、上記ディスプレイ
    の表示面に接触し、接触した位置の表示画素の発光状態
    を検出するペンと、水平走査及び垂直走査のタイミング
    を決定して上記ディスプレイに画像を表示すると共に上
    記複数の表示画素を水平走査及び垂直走査のタイミング
    に従って点順次で発光させる表示制御回路と、上記表示
    制御回路の水平走査及び垂直走査のタイミングに対する
    上記ペンの検出出力の変化に基づいて座標情報を生成す
    る座標入力処理回路と、を備えたことを特徴とする座標
    入力装置。
  4. 【請求項4】 上記エレクトロルミネッセンスディスプ
    レイは、一対の電極の間に発光層が設けられて、行列配
    置される複数の表示画素と、水平走査のタイミングに従
    って上記複数の表示画素の各列に画像情報に応じた電位
    を順次印加する水平駆動回路と、垂直走査のタイミング
    に従って上記複数の表示画素を行単位で駆動する垂直駆
    動回路と、を有することを特徴とする請求項3に記載の
    座標入力装置。
  5. 【請求項5】 上記表示制御回路は、各水平走査期間の
    有効映像期間外に上記複数の表示画素を点順次で1行ず
    つ所定の輝度で発光させることを特徴とする請求項4に
    記載の座標入力装置。
  6. 【請求項6】 上記表示制御回路は、第1の水平走査期
    間に、上記複数の表示画素を1行ずつ画像情報に応じて
    発光させ、第2の水平走査期間に、上記複数の表示画素
    を点順次で1行ずつ所定の輝度で発光させることを特徴
    とする請求項4に記載の座標入力装置。
  7. 【請求項7】 上記表示制御回路は、上記複数の表示画
    素を一旦非発光状態とした後、所定の照度で発光させる
    ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の座標
    入力装置。
  8. 【請求項8】 上記エレクトロルミネッセンスディスプ
    レイは、上記複数の表示画素に所定の電位を供給して初
    期設定するプリチャージ回路をさらに備え、上記プリチ
    ャージ回路から上記複数の表示画素に対して、各表示画
    素を非発光状態とする電位を供給することを特徴とする
    請求項7に記載の座標入力装置。
  9. 【請求項9】 上記駆動回路は、各垂直走査期間の有効
    映像期間外に上記複数の表示画素を点順次で1面ずつ所
    定の輝度で発光させることを特徴とする請求項4に記載
    の座標入力装置。
  10. 【請求項10】 上記駆動回路は、第1の垂直走査期間
    に、上記複数の表示画素を1面ずつ画像情報に応じて発
    光させ、第2の垂直走査期間に、上記複数の表示画素を
    点順次で1面ずつ所定の輝度で発光させることを特徴と
    する請求項4に記載の座標入力装置。
  11. 【請求項11】 上記駆動回路は、上記複数の表示画素
    を一旦非発光状態とした後、所定の照度で発光させるこ
    とを特徴とする請求項9または請求項10に記載の座標
    入力装置。
  12. 【請求項12】 上記エレクトロルミネッセンスディス
    プレイは、上記複数の表示画素に所定の電位を供給して
    初期設定するプリチャージ回路をさらに備え、上記プリ
    チャージ回路から上記複数の表示画素に対して、各表示
    画素を非発光状態とする電位を供給することを特徴とす
    る請求項11に記載の座標入力装置。
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