JP2001166882A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
容易に回避して、入力位置検出装置による位置検出を正
確に行うことのできる表示装置を提供する。 【解決手段】 入力位置検出装置に入力が行われて位置
検出要求信号Cが出力されると、LCD駆動信号Aの周
期Tが積分時間Tsよりも長い場合は位置検出信号のサ
ンプル開始タイミングをLCD駆動信号Aの所定の位相
のタイミングに同期させて、位置検出サンプル信号S1
を積分することによりサンプルを行う。積分時間Tsが
LCD駆動信号Aの一定レベル時間Tcよりも短い場合
には、サンプル開始タイミングをLCD駆動信号Aの立
ち上がりタイミングから時間Tdだけずらして一定レベ
ル時間Tc内で位置検出サンプル信号S2を積分しても
よい。周期Tが積分時間Tsよりも短い場合は積分時間
Tsを周期Tの整数倍として位置検出サンプル信号S3
を積分する。
Description
触入力位置を検出するタッチパネル方式の入力位置検出
装置を備えた液晶パネルなどの表示装置に係り、特に、
検出する位置情報からノイズを除去する機構に関するも
のである。
示装置に用いられる液晶パネル(以下、LCDと称す
る)などの表示パネルには、ペンなどによって接触入力
された位置を検出するタッチパネル方式の入力位置検出
装置(タブレット)が備えられているものが多い。表示
パネルと入力位置検出装置とを組み合わせたものは、画
像データの表示を行うとともに外部からの入力を受け付
ける入出力装置となる。図4にこのような入出力装置5
1の一般的な構成例を示す。同図に示すように、入力位
置検出装置52は表示パネル(LCD)53に極めて密
接に配置される。入力位置検出装置52は、例えば特開
平6−318137号公報に開示されているように、表
示パネル53とガラス基板で絶縁されており、該ガラス
基板上にX軸座標検出用の透明電極とY軸座標検出用の
透明電極とが絶縁スペーサを介して対向した構成であ
る。
押圧されると、押圧された位置の透明電極同士が接触す
る。このときにそれぞれの透明電極に電圧印加を行う
と、押圧位置に応じた電圧が各透明電極から出力され
る。この電圧は、X座標を表す位置検出信号、およびY
座標を表す位置検出信号として検出され、A/D変換器
54に入力される。A/D変換器54はアナログの位置
検出信号のサンプルを行ってデジタル信号に変換する。
た従来の表示装置では、図4に示すように入力位置検出
装置52が表示パネル53に接近しているために、入力
位置検出装置52の位置検出信号に表示パネル53の駆
動信号からノイズBが重畳し、位置検出信号のサンプル
を誤りやすいという問題がある。
合、図5に示すように、LCD駆動信号Aが周期パルス
の交流化信号としてLCDに供給されていると、該パル
スの立ち上がりおよび立ち下がりタイミングで入力位置
検出装置52の位置検出信号にノイズBが重畳する。A
/D変換器54による位置検出信号のサンプルは、入力
位置検出装置52への接触によって発生する位置検出要
求信号Cに基づいて開始されるが、位置検出要求信号C
の発生タイミングからサンプル開始タイミングまでの時
間は、マイコンなどの処理時間によって決まるため、同
図のt1,t2といったようにランダムとなる。
には、逐次比較変換方式のようにサンプルホールド(S
/H)回路が設けられたものが使用されており、極めて
短いサンプル時間で取り込んだS/Hパルスに対し、ホ
ールド時間内に設定されるA/D変換時間TadでA/D
変換を行う。従って、同図に示すようにサンプル開始タ
イミングが位置検出要求信号Cの発生タイミングから時
間t1後となって、サンプルを行う期間がLCD駆動信
号Aの立ち上がりタイミングに一致する位置検出サンプ
ル信号S4には、該立ち上がりタイミングで発生するノ
イズBが重畳し、位置情報に大きな誤差を含むことにな
る。また、サンプル開始タイミングが位置検出要求信号
Cの発生タイミングから時間t2後となって、サンプル
を行う期間がLCD駆動信号Aの立ち上がりあるいは立
ち下がりタイミングからずれる位置検出サンプル信号S
5には、ノイズBが重畳しないため、正確な位置検出信
号がA/D変換器54に取り込まれる。
グの違いで位置検出情報に大きなばらつきが発生するの
を防止しようとすると、T>Tadの場合は1回のデータ
取り込みにおいてサンプルを数回行い、各データを比較
して不良データを判別するといった複雑な処理を行う必
要がある。
ンプルを行う期間とノイズ発生タイミングとが一致する
確率が高くなるため、上述のように数回のサンプル値を
比較する方法ではノイズBの影響を回避することができ
ない。従って、このような周期Tが短い場合のノイズ対
策としては、位置情報を検出する際に予めLCD駆動回
路によってLCD駆動信号Aの供給を停止する方法が採
用されている。しかしこの場合、サンプル開始タイミン
グとLCD駆動タイミングとを調整する必要があるた
め、その制御回路および処理手順が複雑になってしま
う。
は、交流化信号を検出して、その安定部分に同期させて
タブレットからの座標検出信号のサンプルを行うことに
より、LCDからのノイズが影響しないようにする方法
が開示されている。しかし、この方法では、サンプル期
間が交流化信号の安定部分となるようにサンプル開始タ
イミングを調整する複雑な制御が必要になる。
ものであり、その目的は、表示パネルの駆動信号による
ノイズの影響を容易に回避して、入力位置検出装置によ
る位置検出を正確に行うことのできる表示装置を提供す
ることにある。
記課題を解決するために、周期パルスを駆動信号として
駆動される表示パネルに、外部からの接触による入力位
置を検出する入力位置検出装置を備えた表示装置におい
て、上記入力位置検出装置から出力される位置検出信号
を積分することによってサンプルを行うサンプル手段を
有し、上記サンプル手段のサンプル開始タイミングを、
上記駆動信号が所定の位相となるタイミングに一致させ
ることを特徴としている。
ら出力される位置検出信号を積分することによってサン
プルを行うサンプル手段を設ける。サンプル手段として
は積分型のA/D変換器や、非積分型のA/D変換器の
前段に設ける積分回路などが挙げられる。これにより、
表示パネルの駆動信号から位置検出信号に重畳されるノ
イズの、積分値に占める割合を小さくすることができる
ので、サンプルで得た信号に対するノイズの影響を回避
することができる。
ングを、表示パネルの駆動信号が所定の位相となるタイ
ミングに一致させる。このようにタイミングの一致を行
うには、例えば表示パネルの駆動信号を生成する際に用
いるクロック信号を分周するなどして得た信号によっ
て、サンプル手段の動作を制御するようにすればよい。
これにより、駆動信号の位相に対してサンプルを行う期
間が各サンプル間で固定されるので、駆動信号から重畳
するノイズの量のばらつきを容易に抑えることができ
る。また、積分によるサンプルを行うので、サンプル開
始タイミングを駆動信号のいずれの位相のタイミングに
一致させるようにしても、各サンプルで重畳するノイズ
量のばらつきは抑えられる。
イズの影響を容易に回避して、入力位置検出装置による
位置検出を正確に行うことのできる表示装置を提供する
ことができる。
決するために、上記サンプル開始タイミングを、上記駆
動信号のレベルが反転するタイミングに同期させること
を特徴としている。
ングを、表示パネルの駆動信号のレベルが反転するタイ
ミング、すなわち駆動信号からのノイズが発生するタイ
ミングに同期させる。従って、駆動信号の生成源となる
クロック信号を分周することにより駆動信号に同期した
信号を得て、その信号のレベルが反転するタイミングを
用いてサンプルを開始すればよいので、制御が容易にな
る。
決するために、上記駆動信号のレベルが反転してから次
にレベルが反転するまでの一定レベル時間が、上記サン
プル手段における積分時間よりも長い場合に、積分が上
記一定レベル時間内に行われるように上記サンプル開始
タイミングを決定することを特徴としている。
ル時間が積分時間よりも長い場合に、積分を該一定レベ
ル時間内に、すなわち駆動信号からのノイズが発生しな
い期間内に行う。従って、積分値にはノイズが全く重畳
せず、より正確なサンプルを行うことができる。
決するために、上記サンプル手段における積分時間を上
記駆動信号の周期の整数倍とすることを特徴としてい
る。
の周期の整数倍とする。従って、例えば駆動信号の周期
が、最低限必要な積分時間よりも短くなって、サンプル
で得られる信号へのノイズ重畳量が多くなってしまう場
合でも、積分量に占めるノイズの割合を小さくしてその
影響を回避することができる。またこれにより、サンプ
ル開始の際に予め駆動信号の供給の停止を行うといった
複雑な制御が不要となる。
の一形態について図1ないし図3を用いて説明すれば以
下の通りである。
構成を示す。表示装置1は、表示パネル2aと入力位置
検出装置2bとからなる入出力部2、表示パネル駆動回
路3、入力位置検出装置駆動回路4、A/D変換回路5
aとA/D変換制御回路5bとからなるA/D変換部
5、クロック発振回路6aと分周回路6b・6c・6d
とからなる信号発生部6、および演算・制御部7を備え
ている。
えばLCDからなり、入力位置検出装置2bは表示パネ
ル2a上に密接して一体的に設けられる前述と同様のタ
ブレットである。入力位置検出装置2bは、ペンによる
接触などの動作開始イベントが発生すると、位置検出要
求信号Cを後述する演算・制御部7へ出力する。表示パ
ネル駆動回路3は表示パネル2aを駆動する回路で、L
CD駆動信号Aとして交流化信号など必要な動作信号を
生成して表示パネル2aに供給する。入力位置検出装置
駆動回路4は入力位置検出装置2bの透明電極に印加す
る電圧など必要な制御信号を生成する。入力位置検出装
置駆動回路4によって入力位置検出装置2bが駆動され
ると、入力位置検出装置2bからA/D変換回路5aに
向けて位置検出信号が出力される。
5aはΔ−Σ変換方式、二重積分方式、帰還型パルス幅
変調方式などのA/D変換に用いられる積分型のA/D
変換器からなる。もしくは、A/D変換回路5aとし
て、図3に示すように、非積分型のA/D変換器12
と、その前段にボルテージフォロア回路13、スイッチ
14、およびコンデンサ15からなる入力積分回路11
とを組み合わせたものでもよい。後者の場合、スイッチ
14は、積分時にボルテージフォロア回路13とコンデ
ンサ15とを接続し、A/D変換時にコンデンサ15と
A/D変換器12とを接続するように切り換え制御され
る。また、A/D変換制御回路5bはA/D変換回路5
aを駆動するために必要な制御信号を生成する回路であ
る。
6aは表示装置1のベースクロックCKを生成する回路
であり、分周回路6b・6c・6dは該ベースクロック
CKを分周して、それぞれ表示パネル駆動回路3の出力
信号を生成するための動作クロックCK1、入力位置検
出装置駆動回路4の出力信号を生成するための動作クロ
ックCK2、A/D変換回路5aの動作クロックCK3
を生成する。動作クロックCK3はA/D変換動作用の
カウントクロックである。各分周回路6b・6c・6d
は同一発振回路で生成されたクロックを分周するため、
各動作クロックCK1・CK2・CK3のレベル反転タ
イミングは最も周波数の高い動作クロック(例えばCK
1)のレベル反転タイミングに一致している。このよう
に、A/D変換回路5aの動作クロックCK3と表示パ
ネル駆動回路3の動作クロックCK1との位相が合って
いるため、A/D変換における積分時間周期を、表示パ
ネル2aのLCD駆動信号Aと同期を取りながらその周
期に一致するように選択することができる。
3、入力位置検出装置駆動回路4、およびA/D変換制
御回路5bに対してON/OFFなど一連の動作制御を
行うとともに、A/D変換回路5aからのA/D出力を
用いて入力位置情報の演算を行うものである。特に、入
力位置検出装置2bから位置検出要求信号Cが入力され
ると、入力位置検出装置駆動回路4およびA/D変換制
御回路5bに駆動開始の指示を行う信号を出力する。
1のタイミングチャートを用いて説明する。まず、LC
D駆動信号Aの周期Tが、A/D変換回路5aの積分時
間Tsよりも長い場合について説明する。本実施の形態
では、積分時間Tsはサンプル時間を指す。入力位置検
出装置2bにペンなどにより入力が行われると、入力位
置検出装置2bから演算・制御部7に位置検出要求信号
Cが出力される。これにより、入力位置検出装置駆動回
路4が演算・制御部7の制御によって、分周回路6bか
らの動作クロックCK2を基に入力位置検出装置2bへ
の制御信号を出力する。入力位置検出装置2bは、入力
位置のX座標あるいはY座標に応じたアナログの電圧を
位置検出信号としてA/D変換回路5aに出力する。
御部7の制御によってA/D変換回路5aの動作制御を
開始し、A/D変換回路5aは分周回路6dからの動作
クロックCK3を基にして位置検出信号のサンプルを開
始する。積分時間Tsでサンプルの対象となる位置検出
信号が、図1に示す位置検出サンプル信号S1である。
位置検出要求信号Cが出力されてからサンプルを開始す
るまでに要する時間は、サンプル開始用の信号が立ち上
がるまでの時間t1となる。
bから出力される動作クロックCK1とは、クロック発
振回路6aからの同一のベースクロックCKを分周する
ことにより生成したものである。前述したようにA/D
変換回路5aの動作クロックCK3と表示パネル駆動回
路3の動作クロックCK1との位相が合っているため、
サンプル開始タイミングをLCD駆動信号Aに同期させ
ることができる。
りタイミングに一致するサンプル開始タイミングには、
LCD駆動信号AからのノイズBが位置検出サンプル信
号S1に重畳し、さらにサンプル期間中にLCD駆動信
号Aの立ち下がりタイミングが含まれていると、このタ
イミングにおいてもノイズBが重畳することになる。し
かし、A/D変換の対象はA/D変換回路5aによる積
分の値であるので、A/D変換回路5aの入力信号の変
化分は積分時間Ts内で平均化される。従って、ノイズ
Bが積分値に占める割合は小さくなり、サンプルで得た
信号に対するノイズBの影響を回避することができる。
LCD駆動信号Aの立ち上がりタイミングに一致させる
ようにしたが、LCD駆動信号Aの立ち下がりタイミン
グに一致させるようにしてもよい。このようにサンプル
開始タイミングをLCD駆動信号Aのレベルが反転する
タイミングに一致させる制御は、分周回路6dからの動
作クロックCK3を直接用いることができるので、容易
である。
LCD駆動信号Aのレベル反転タイミングを含め、LC
D駆動信号Aが所定の位相となるタイミングに一致させ
るようにしてもよい。これにより、LCD駆動信号Aの
位相に対してサンプルを行う期間が各サンプル間で固定
される。従って、従来のように複数回のサンプルを行っ
て演算処理する手間が省け、LCD駆動信号Aから重畳
するノイズ量のばらつきを容易に抑えることができる。
また、積分によるサンプルを行うので、サンプル開始タ
イミングをLCD駆動信号Aのいずれの位相のタイミン
グに一致させるようにしても、各サンプルで重畳するノ
イズ量のばらつきは抑えられる。
号Aの一定レベル時間Tc(同図では“Low”レベル
時間であるが“High”レベル時間でもよい。)が積
分時間Tsよりも長い場合には、位置検出サンプル信号
S2のようにサンプル開始タイミングをLCD駆動信号
Aのレベル反転タイミングから所定時間Tdだけずらし
て、積分を該一定レベル時間Tc内に行うようにしても
よい。この場合、サンプルをLCD駆動信号Aからのノ
イズBが発生しない期間内に行うので、積分値にはノイ
ズが全く重畳せず、より正確なサンプルを行うことがで
きる。
間Tsよりも短い場合について説明する。サンプル値を
正確なデジタル信号に変換するために積分時間Tsがあ
る程度必要であるが、LCD駆動信号Aの周期Tが最低
限必要な積分時間Tsよりも短くなる場合がある。この
場合、位置検出要求信号Cを基にサンプルが開始される
が、LCD駆動信号Aの周期Tが積分時間Tsよりも短
いため、サンプル期間中にLCD駆動信号Aのレベル反
転が3回以上行われることになる。従って、LCD駆動
信号Aから積分値に混入するノイズ量の割合がT>Ts
の場合よりも大きくなるので、これを避けるため、図1
に示す位置検出サンプル信号S3のように、サンプル開
始タイミングをLCD駆動信号Aの立ち上がりタイミン
グに同期させて、積分時間TsをLCD駆動信号Aの周
期Tの整数倍に設定する。
で、LCD駆動信号Aのn周期(nは整数)の時間nT
を通して位置検出サンプル信号S3に重畳する全ノイズ
の、1周期当たりの平均ΔVは、各周期で重畳するノイ
ズ量をそれぞれΔV1,ΔV2,…,ΔVnとすると、 ΔV=(ΔV1+ΔV2+…+ΔVn)/n となる。サンプル開始タイミングをLCD駆動信号Aの
立ち上がりタイミングに同期させているため、各サンプ
ルに対して同数のノイズパルスが重畳され、ΔVはほぼ
同量になる。ΔVは各サンプルの積分値に対するオフセ
ット値となるが、実際の位置検出信号に対し、各サンプ
ルで同じ値がオフセット値となるだけであるので、問題
とはならない。また、積分時間Tsを長く設定すること
は、各サンプルにおける積分値のばらつきの低減にもつ
ながる。
動信号Aの立ち下がりタイミングに同期させてもよく、
LCD駆動信号Aのレベル反転タイミングに同期させる
制御は、分周回路6dからの動作クロックCK3を直接
用いることができるので、容易である。さらには、各サ
ンプル開始タイミングを、LCD駆動信号Aのレベル反
転タイミングを含め、LCD駆動信号Aが所定の位相と
なるタイミングに一致させるようにしてもよい。この関
係さえ保てば、ΔVを各サンプル間でほぼ同一にするこ
とができる。
示装置1によれば、入力位置検出装置2bから出力され
る位置検出信号を積分することによってサンプルを行
い、サンプル開始タイミングを、LCD駆動信号Aが所
定の位相となるタイミングに一致させる。従って、LC
D駆動信号Aによるノイズの影響を容易に回避して、入
力位置検出装置2bによる位置検出を正確に行うことが
できる。
周期Tの整数倍とすることにより、LCD駆動信号Aの
周期が、最低限必要な積分時間よりも短くなって、サン
プルで得られる信号へのノイズ重畳量が多くなってしま
う場合でも、積分量に占めるノイズの割合を小さくして
その影響を回避することができる。またこれにより、サ
ンプル開始の際に予めLCD駆動信号Aの供給の停止を
行うといった複雑な制御が不要となる。
用いた表示装置に適用した例について説明したが、これ
に限らず、プラズマディスプレイパネルや蛍光表示管な
ど、表示パネルの駆動信号、特にパルス信号から発生す
る周期的なノイズが位置検出時にA/D変換の誤差とな
るような表示装置の全てに本発明が適用される。
力位置検出装置から出力される位置検出信号を積分する
ことによってサンプルを行うサンプル手段を有し、上記
サンプル手段のサンプル開始タイミングを、駆動信号が
所定の位相となるタイミングに一致させる構成である。
検出信号に重畳されるノイズの、積分値に占める割合を
小さくすることができるので、サンプルで得た信号に対
するノイズの影響を回避することができる。また、サン
プル開始タイミングを駆動信号のいずれの位相のタイミ
ングに一致させるようにしてもよく、駆動信号の位相に
対してサンプルを行う期間が各サンプル間で固定される
ので、駆動信号から重畳するノイズの量のばらつきを容
易に抑えることができる。
イズの影響を容易に回避して、入力位置検出装置による
位置検出を正確に行うことのできる表示装置を提供する
ことができるという効果を奏する。
に、上記サンプル開始タイミングを、上記駆動信号のレ
ベルが反転するタイミングに同期させる構成である。
ク信号を分周することにより駆動信号に同期した信号を
得て、その信号のレベルが反転するタイミングを用いて
サンプルを開始すればよいので、制御が容易になるとい
う効果を奏する。
に、上記駆動信号のレベルが反転してから次にレベルが
反転するまでの一定レベル時間が、上記サンプル手段に
おける積分時間よりも長い場合に、積分が上記一定レベ
ル時間内に行われるように上記サンプル開始タイミング
を決定する構成である。
分時間よりも長い場合に、積分を駆動信号からのノイズ
が発生しない期間内に行う。従って、積分値にはノイズ
が全く重畳せず、より正確なサンプルを行うことができ
るという効果を奏する。
に、上記サンプル手段における積分時間を上記駆動信号
の周期の整数倍とする構成である。
限必要な積分時間よりも短くなって、サンプルで得られ
る信号へのノイズ重畳量が多くなってしまう場合でも、
積分量に占めるノイズの割合を小さくしてその影響を回
避することができるという効果を奏する。またこれによ
り、サンプル開始の際に予め駆動信号の供給の停止を行
うといった複雑な制御が不要となるという効果を奏す
る。
プル動作を説明するタイミングチャートである。
を示すブロック図である。
一例を示す回路図である。
る。
ミングチャートである。
Claims (4)
- 【請求項1】周期パルスを駆動信号として駆動される表
示パネルに、外部からの接触による入力位置を検出する
入力位置検出装置を備えた表示装置において、 上記入力位置検出装置から出力される位置検出信号を積
分することによってサンプルを行うサンプル手段を有
し、上記サンプル手段のサンプル開始タイミングを、上
記駆動信号が所定の位相となるタイミングに一致させる
ことを特徴とする表示装置。 - 【請求項2】上記サンプル開始タイミングを、上記駆動
信号のレベルが反転するタイミングに同期させることを
特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 【請求項3】上記駆動信号のレベルが反転してから次に
レベルが反転するまでの一定レベル時間が、上記サンプ
ル手段における積分時間よりも長い場合に、積分が上記
一定レベル時間内に行われるように上記サンプル開始タ
イミングを決定することを特徴とする請求項1に記載の
表示装置。 - 【請求項4】上記サンプル手段における積分時間を上記
駆動信号の周期の整数倍とすることを特徴とする請求項
1または2に記載の表示装置。
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---|---|---|---|
JP35211399A JP4097866B2 (ja) | 1999-12-10 | 1999-12-10 | 表示装置 |
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JP35211399A JP4097866B2 (ja) | 1999-12-10 | 1999-12-10 | 表示装置 |
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