JP2003162374A - 入出力一体型表示装置 - Google Patents

入出力一体型表示装置

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JP2003162374A JP2002017151A JP2002017151A JP2003162374A JP 2003162374 A JP2003162374 A JP 2003162374A JP 2002017151 A JP2002017151 A JP 2002017151A JP 2002017151 A JP2002017151 A JP 2002017151A JP 2003162374 A JP2003162374 A JP 2003162374A
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尚人 井上
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秀樹 市岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極走査に因らずに入力位置を精度良く検出
する。 【解決手段】 非表示期間のx検出期間には、ソース駆
動回路3は、ゲート駆動回路2側からの距離に比例した
波高値のパルスを全信号配線に同時に印加する。座標検
出回路8は、印加パルスの波高値(x座標)に応じたペン
7の誘導電圧に基づいてx座標を得る。一方、y検出期
間には、パルス発生回路5は、共通線に1パルスを印加
する。ペン7は、容量を介して全信号配線に略同時に発
生するソース駆動回路3側からの距離(y座標)に比例し
た振幅の電位変化を検出する。座標検出回路8は、x座
標検出の場合と同様にしてy座標を得る。こうして、走
査線および信号配線を走査すること無く入力位置を極短
時間に検出する。また、座標検出回路8はA/D変換し
て定数を掛けるだけでx,y座標を得るので、さらに短
時間に正確に入力位置を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、入力された位置
情報をペンによって検出して入力位置を求め、この求め
られた位置に位置画像を出力できる入出力一体型表示装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、上述のような入出力一体型表
示装置として、透明タブレットと液晶ディスプレイとを
一体に構成したタブレット一体型液晶ディスプレイが広
く用いられている。このタブレット一体型液晶ディスプ
レイには様々なタイプがあり、タブレットに抵抗方式を
用いたものが最も広く用いられている。
【0003】上記従来のタブレット一体型液晶ディスプ
レイとして、液晶ディスプレイの前面にこの液晶ディス
プレイとは独立して設けられた透明タブレットを貼り合
せて形成されているものがある。この構造の場合には、
透明タブレットが液晶ディスプレイの前面に独立して設
けられているため、透明タブレットの存在によって、る
液晶ディスプレイからの光の透過率低下やペンによる入
力位置と表示位置との視差の増大、コストの増加、モジ
ュール厚およびモジュール面積の増大等の問題を抱えて
いる。
【0004】そこで、液晶ディスプレイ自身に入力位置
検出機能を持たせて、表示パネルそのもの単独で入出力
一体型表示装置を構成するものが提案されている。例え
ば、特開平6‐314165号公報には、行電極,列電
極,TFT(薄膜トランジスタ)および画素電極が形成さ
れたTFT基板と対向電極が形成された対向基板とを液
晶層を挟んで積層し、表示期間に行電極に行電極走査パ
ルスを順次入力して走査し、非表示期間には列電極に列
行電極走査パルスを順次入力して走査し、この走査に起
因して検出ペンの先端電極に誘起された電圧に基づいて
入力位置を検出して位置表示する表示一体型タブレット
装置が開示されている。尚、この表示一体型タブレット
装置の場合では、上記TFT基板を前面に位置させる一
方、対向基板を裏面に位置させて、上記対向基板の背後
からバックライトで照射することによって、上記バック
ライトからの高周波ノイズを対向電極で遮断して検出ペ
ンに誘起される誘導電圧にノイズが重畳されるのを防止
している。
【0005】また、特開平8‐146381号公報に
は、アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ一体型タ
ブレットが開示されている。この公報においては、アク
ティブマトリクス型液晶ディスプレイ(TFT‐LCD)
の対向電極の四辺に棒状の金属電極を配置し、上記液晶
ディスプレイへの書き込み動作期間には、各金属電極か
ら対向電極に直流電圧を供給して上記対向電極を同電位
とする。一方、タブレット動作期間には、縦方向検出期
間と横方向検出期間とに時分割し、縦方向検出期間に
は、対向電極の縦方向両端に位置する2本の金属電極の
一方に交流信号を印加し、他方に0Vを印加する。そし
て、ペンの位置の電位を検出してペンの縦方向の位置を
求める。同様にして、横方向検出期間にはペンの横方向
の位置を求めるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の入出力一体型表示装置には、以下のような問題があ
る。すなわち、特開平6‐314165号公報に開示さ
れた表示一体型タブレット装置の場合には、入力位置検
出時には行電極および列電極を共に走査する必要がある
ために入力位置検出に時間が掛り、然も行電極走査は表
示期間に行うため1フレーム期間に2回以上の入力位置
検出は不可能である。また、上記走査に起因して検出ペ
ンに誘起された誘導電圧の時系列を整形解析して検出ペ
ンの位置を求める必要があり、検出ペン位置の検出の精
度が悪い。また、上記走査を行うために回路構成が複雑
になるという問題がある。
【0007】さらに、上記TFT基板上に形成されてい
る行電極および列電極によって、前面から入射される外
光等の光が反射される。したがって、外光が存在する個
所におけるコントラストが低下すると言う問題もある。
また、上記構成の表示一体型タブレット装置を反射型と
して用いる場合には、通常は画素電極を兼ねてTFT基
板に形成される反射板をカラーフィルタが形成されてい
る対向基板側に設ける必要があるため、反射面積を大き
く取ることができないという問題がある。
【0008】一方、特開平8‐146381号公報に開
示されたアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ一体
型タブレットの場合には、対向電極の四辺に金属電極を
配置し、上記金属電極への印加電圧を上記書き込み動作
期間とタブレット動作期間とで異なるようにし、然も上
記タブレット動作期間はさらに縦方向検出期間と横方向
検出期間とに時分割して、電圧の印加方向を変える必要
がある。そのために、上記対向電極への電圧印加を制御
する周辺回路の実装形態が複雑になり、コストが上昇す
ると共にモジュール形態が変化する可能性があるという
問題がある。さらに、上記対向電極には広がり抵抗が存
在する。したがって、その広がり抵抗のために、入力位
置検出精度が低くなってしまうという問題もある。
【0009】そこで、この発明の目的は、電極走査に因
らずに、表示品位を落すことなく、モジュールの外形や
厚みを変えることなく、周辺回路の少ない変更によって
入力位置を精度良く検出可能な入出力一体型表示装置を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明の入出力一体型表示装置は、マトリクス
状に配列された画素と,走査信号が入力されて上記画素
を行単位で順次選択する複数の行線と,表示信号が入力
されて上記選択された画素に表示電圧を印加する複数の
列線を有する表示パネルと、表示期間に,上記各行線に
上記走査信号を入力する一方,上記各列線に上記表示信
号を入力して,上記表示パネルに画像を表示する表示制
御手段と、非表示期間に,上記複数の列線に上記表示パ
ネル上の位置を表わす位置情報信号を同時に印加する位
置情報制御手段と、先端部の近傍に位置する上記列線に
印加された位置情報信号を検知する信号検知部を有し
て,上記信号検知部で検知された位置情報信号に基づい
て上記表示パネル上における上記信号検知部による入力
位置を検出する位置検出手段を備えたことを特徴として
いる。
【0011】上記構成によれば、非表示期間には、位置
情報制御手段によって総ての列線に表示パネル上におけ
る位置を表わす位置情報信号が同時に印加される。そし
て、信号検知部によって近傍に位置する上記列線に印加
された位置情報信号が検知され、この検知された位置情
報信号に基づいて、位置検出手段によって上記表示パネ
ル上における上記信号検知部による入力位置が検出され
る。したがって、上記表示パネルの行線および列線を走
査することなく、1フレームの非表示期間内に極単時間
で上記入力位置が検出される。
【0012】また、1実施例では、上記第1の発明の入
出力一体型表示装置において、上記位置情報信号は,上
記表示パネルにおける上記行方向への位置を表わす第1
位置情報信号と,上記表示パネルにおける上記列方向へ
の位置を表わす第2位置情報信号とから成り、上記位置
情報制御手段は,上記1位置情報信号と第2位置情報信
号とを時系列に印加するようになっており、上記位置検
出手段は,上記第1位置情報信号に基づいて上記表示パ
ネル上における上記行方向の位置を検出する一方,上記
第2位置情報信号に基づいて上記表示パネル上における
上記列方向の位置を検出するようになっている。
【0013】この実施例によれば、上記位置情報制御手
段から時系列に印加される上記1位置情報信号と第2位
置情報信号とに基づいて、上記表示パネルにおける上記
行方向への位置と上記列方向への位置とが互いに分離さ
れて検出される。こうして、上記表示パネル上における
位置が確実に検出される。
【0014】また、第2の発明の入出力一体型表示装置
は、マトリクス状に配置された画素電極と,マトリクス
状に配置されて上記画素電極に接続されたスイッチング
素子と,行方向に配列された各スイッチング素子の制御
端子に共通に接続された複数の走査線と,行方向に配列
された各画素電極に各スイッチング素子を介して共通に
接続された複数の基準配線が形成された第1絶縁基板
と,列行方向に配列された各画素電極に共通に対向した
ストライプ状の複数の信号配線が形成された第2絶縁基
板と,上記第1絶縁基板と第2絶縁基板との間に挟持さ
れた液晶層を有する液晶表示パネルと、表示期間に,上
記複数の走査線に走査信号を入力して行単位で上記スイ
ッチング素子をオンして上記画素電極を基準配線に接続
する一方,上記複数の信号配線に表示データに従って電
圧を入力して上記基準配線に接続された画素電極と上記
信号配線との間に上記表示データに応じた表示電圧を印
加する表示制御手段と、非表示期間に,上記複数の信号
配線に上記液晶表示パネル上の位置を表わす位置情報信
号を同時に入力する位置情報制御手段と、先端部の近傍
に位置する上記信号配線に入力された位置情報信号を検
知する位置情報信号検知手段と、上記位置情報信号検知
手段によって検知された位置情報信号に基づいて,上記
液晶表示パネル上における上記位置情報信号検知手段の
先端位置を検出する位置検出手段を備えたことを特徴と
している。
【0015】上記構成によれば、非表示期間には、位置
情報制御手段によって総ての信号配線に同時に入力され
た位置情報信号に基づいて、位置情報信号検知手段およ
び位置検出手段によって液晶表示パネル上における上記
位置情報信号検知手段による入力位置が検出される。し
たがって、上記液晶表示パネルの走査線および信号配線
を走査することなく、1フレームの非表示期間内に極単
時間で上記入力位置が検出される。
【0016】さらに、上記第2絶縁基板上に形成される
信号配線をITO(錫添加酸化インジウム)膜等で透明に
形成すれば、上記第1絶縁基板を表側(上側)にしてもバ
ックライトからの放射光が上記信号配線で反射されるこ
とは極少なく、透過率の低下による表示品位の低下が抑
制される。
【0017】さらに、上記液晶表示パネルに画像を表示
する表示制御手段に、上記複数の信号配線に同時に位置
情報信号を入力する位置情報制御手段を加えるだけの少
ない変更によって上記入力位置の検出が可能になる。
【0018】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記位置情報信号は,上
記液晶表示パネル上における行方向の位置を表わす第1
位置情報信号と列方向の位置を表わす第2位置情報信号
とから成り、上記第1位置情報信号は,上記行方向の位
置に応じた振幅を有する信号である。
【0019】この実施例によれば、第1位置情報信号
は、上記液晶表示パネル上における行方向の位置に応じ
た振幅を有しており、上記位置情報信号検知手段によっ
て検知された第1位置情報信号も上記行方向の位置に応
じた振幅の情報を有している。したがって、上記位置検
出手段は、上記検知された位置情報信号に基づく上記振
幅の値に係数を掛けるだけの簡単な処理で上記液晶表示
パネル上における行方向の位置が得られる。したがっ
て、上記入力位置の検出時間がさらに短縮される。
【0020】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記位置情報信号は,上
記液晶表示パネル上における行方向の位置を表わす第1
位置情報信号と列方向の位置を表わす第2位置情報信号
とから成り、上記第1位置情報信号は,基準電圧レベル
を超える電圧レベルと上記基準電圧レベルを超えない電
圧レベルとの組み合せで上記行方向の位置を表わすディ
ジタル信号である。
【0021】この実施例によれば、上記位置情報信号検
知手段によって検知される第2位置情報信号は上記行方
向の位置を表わすディジタル信号である。したがって、
上記位置検出手段は、上記検知された第2位置情報信号
が表わすディジタル値を得ることによって、上記液晶表
示パネル上における行方向の位置が得られる。
【0022】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記ディジタル信号は、
グレーコードで表現されている。
【0023】この実施例によれば、上記位置情報信号検
知手段によって先端部の近傍に位置する上記信号配線に
入力されたディジタル信号を検知する際に誤検知された
としても、当該信号配線の実際の位置と検出位置との乖
離は互いに隣接した信号配線間でしか起きない。したが
って、上記列方向の位置が正確に検出される。
【0024】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記第1絶縁基板上に上
記行方向に延在して形成されると共に,上記第2絶縁基
板上に形成された上記複数の信号配線の一端部の夫々と
容量結合している共通線を備えると共に、上記位置情報
信号は,上記液晶表示パネル上における行方向の位置を
表わす第1位置情報信号と列方向の位置を表わす第2位
置情報信号から成り、上記第2位置情報信号は,上記共
通線に印加されたパルスに起因して各信号配線に生ずる
と共に,上記共通線側から順次減衰した振幅を有する電
圧信号である。
【0025】この実施例によれば、第2位置情報信号
は、上記液晶表示パネル上における列方向の位置に応じ
た振幅を有しており、上記位置情報信号検知手段によっ
て検知された第2位置情報信号も上記列方向の位置に応
じた振幅の情報を有している。したがって、上記位置検
出手段は、上記検知された位置情報信号に基づく上記振
幅の値に係数を掛けるだけの簡単な処理で上記液晶表示
パネル上における列方向の位置が得られる。
【0026】さらに、上記信号配線はストライプ状に形
成されているため広がり抵抗は生じない。したがって、
上記信号配線に生ずる第2位置情報信号は、正確に上記
液晶表示パネル上における列方向の位置に応じた振幅を
有している。
【0027】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記共通線は、上記基準
配線と電気的に接続されている。
【0028】この実施例によれば、上記共通線と基準配
線とは電気的に接続されている。そのため、上記表示期
間に上記基準配線を所定レベルの電圧に保つ手段と上記
非表示期間に上記共通線にパルスを印加する手段とを、
兼用することができる。したがって、上記位置情報制御
手段の構成を簡単にできる。
【0029】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記位置情報制御手段
は、上記共通線にパルスを印加する際に、上記複数の信
号配線の他端には中間調表示電圧を印加するようになっ
ている。
【0030】この実施例によれば、1水平ライン毎に印
加極性を正・負に反転させる所謂1Hライン反転駆動の
場合でも、列方向の位置検出時に、上記信号配線の基準
電圧が定電圧に保たれる。したがって、上記第2位置情
報信号には位置情報(上記電位の変化)以外の信号による
ノイズが乗り難くなる。
【0031】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記位置情報制御手段
は、上記共通線に印加するパルスを、電源と上記共通線
との間に設けられたスイッチング手段を断続することに
よって発生させるようになっている。
【0032】この実施例によれば、上記共通線には、電
源と上記共通線との間に設けられたスイッチング手段を
断続することによって発生された立ち上がりが急峻なパ
ルスが印加される。したがって、上記パルスに起因して
各信号配線に生ずる電位の変化がより大きくなる。
【0033】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記第1絶縁基板上に上
記行方向に延在して形成されると共に,上記第2絶縁基
板上に形成された上記複数の信号配線の一端部の夫々と
スイッチング手段を介して接続された共通線を備えると
共に、上記位置情報信号は,上記液晶表示パネル上にお
ける行方向の位置を表わす第1位置情報信号と列方向の
位置を表わす第2位置情報信号から成り、上記第2位置
情報信号は,上記位置情報制御手段によって上記スイッ
チング手段がオンされた後上記共通線に印加されたパル
スに起因して各信号配線に生ずると共に,上記共通線側
から順次減衰した振幅を有するパルス信号である。
【0034】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記第1絶縁基板上に上
記行方向に延在して形成されると共に,上記第2絶縁基
板上に形成された上記複数の信号配線の一端部の夫々と
スイッチング手段を介して接続された共通線を備えると
共に、上記位置情報信号は,上記液晶表示パネル上にお
ける行方向の位置を表わす第1位置情報信号と列方向の
位置を表わす第2位置情報信号から成り、上記第2位置
情報信号は,上記位置情報制御手段によって上記スイッ
チング手段がオンされた後上記複数の信号配線の他端に
印加されると共に,上記他端側から順次減衰した振幅を
有するパルス信号である。
【0035】上記2つの実施例によれば、第2位置情報
信号は、上記液晶表示パネル上における列方向の位置に
応じた振幅を有しており、上記位置情報信号検知手段に
よって検知された第2位置情報信号も上記列方向の位置
に応じた振幅の情報を有している。したがって、上記位
置検出手段は、上記検知された位置情報信号に基づく振
幅の値に係数を掛けるだけの簡単な処理で上記液晶表示
パネル上における列方向の位置が得られる。
【0036】さらに、上記信号配線はストライプ状に形
成されているため広がり抵抗は生じない。したがって、
上記信号配線に生ずる第2位置情報信号は、正確に上記
液晶表示パネル上における列方向の位置に応じた振幅を
有している。
【0037】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記位置情報信号検知手
段は、先端部の近傍に位置する上記信号配線と容量結合
する導体を備えている。
【0038】この実施例によれば、上記位置情報信号検
知手段は上記信号配線と容量結合している。したがっ
て、上記第1位置情報信号および第2位置情報信号が有
する上記液晶表示パネル上における位置に応じた電圧情
報が、上記位置情報信号検知手段によって電圧の変動と
して検知される。
【0039】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記位置情報信号検知手
段は、先端部の近傍に位置する上記信号配線と誘導結合
する導体を備えている。
【0040】この実施例によれば、上記位置情報信号検
知手段は上記信号配線と誘導結合している。したがっ
て、上記第1位置情報信号および第2位置情報信号が有
する上記液晶表示パネル上における位置に応じた電圧情
報が、上記位置情報信号検知手段によって電流の変動と
して検知される。
【0041】また、1実施例では、上記第2の発明の入
出力一体型表示装置において、上記位置情報信号検知手
段の先端位置を検出する期間以外は、上記位置検出手段
に対する電源の供給を停止するようになっている。
【0042】この実施例によれば、上記位置検出時以外
は、上記位置検出手段の電源が落されて、電力消費量の
低減が図られる。
【0043】また、1実施例では、上記第1の発明また
は第2の発明の入出力一体型表示装置において、上記位
置検出手段による位置検出は、上記検知された1つの位
置情報信号から複数個所の値を検出し、その検出値を用
いて行うようになっている。
【0044】この実施例によれば、上記位置検出は、上
記検知された1つの位置情報信号の複数個所から検出さ
れた値を用いて行われる。そのため、上記検知された位
置情報信号におけるピーク位置での値と波形が安定して
いる定常期間での値とを検出し、上記ピーク位置での値
と上記定常期間での値との差である振幅値を位置情報と
して得ることが可能になる。したがって、静電気等によ
って上記検知された位置情報信号全体の電圧が変動した
場合であっても、上記信号検知部による入力位置あるい
は位置情報信号検知手段の先端位置が正確に検出され
る。
【0045】また、1実施例では、上記第1の発明ある
いは第2の発明の入出力一体型表示装置において、上記
検知された位置情報信号は,大きく値が変動する変動期
間とこの変動期間の両側に位置して値が安定した定常期
間とを有し、上記位置検出手段による上記値の検出は,
上記定常期間に1回および上記変動期間に1回行うよう
になっている。
【0046】この実施例によれば、大きく値が変動する
変動期間での値の検出をピーク位置で行うようにすれ
ば、上記ピーク位置におけるピーク値と値が安定した定
常期間での定常値との差である振幅値を位置情報として
得ることが可能になる。したがって、静電気等によって
上記検知された位置情報信号全体の電圧が変動した場合
であっても、上記信号検知部による入力位置あるいは位
置情報信号検知手段の先端位置が正確に検出される。
【0047】また、1実施例では、上記第1の発明ある
いは第2の発明の入出力一体型表示装置において、上記
検知された位置情報信号は,大きく値が変動する変動期
間とこの変動期間の両側に位置して値が安定した定常期
間とを有し、上記位置検出手段による上記値の検出は,
上記変動期間に複数回行うようになっている。
【0048】この実施例によれば、上記変動期間におけ
る複数回の値の検出をピーク位置近傍で行うようにすれ
ば、上記検知された位置情報信号の振幅変化に伴ってピ
ーク位置が変動しても、常に安定してピーク値を検出す
ることが可能になる。したがって、上記信号検知部によ
る入力位置あるいは位置情報信号検知手段の先端位置が
安定して正確に検出される。
【0049】また、1実施例では、上記値の検出を上記
変動期間に複数回行う入出力一体型表示装置において、
上記位置検出手段による上記値の検出は、上記定常期間
にも1回行うようになっている。
【0050】この実施例によれば、上記変動期間におけ
るピーク位置での値と上記定常期間での値との差から振
幅値を位置情報として得ることが可能になる。したがっ
て、静電気等によって上記検知された位置情報信号全体
の電圧が変動した場合であっても、上記信号検知部によ
る入力位置あるいは位置情報信号検知手段の先端位置が
正確に検出される。その際に、上記変動期間におけるピ
ーク位置近傍において値を複数回検出することによっ
て、上記検知された位置情報信号の振幅変化に伴ってピ
ーク位置が変動しても常に安定して上記ピーク値が検出
可能になる。したがって、上記信号検知部による入力位
置あるいは位置情報信号検知手段の先端位置が正確に且
つ安定して検出される。
【0051】また、1実施例では、上記値の検出を上記
変動期間に複数回行う入出力一体型表示装置において、
上記位置検出手段による上記値の検出は、上記定常期間
にも複数回行うようになっている。
【0052】この実施例によれば、上記変動期間におけ
るピーク位置での値と上記定常期間での値との差から振
幅値を位置情報として得ることが可能になる。したがっ
て、静電気等によって上記検知された位置情報信号全体
の電圧が変動した場合であっても、上記信号検知部によ
る入力位置あるいは位置情報信号検知手段の先端位置が
正確に検出される。その際に、上記変動期間におけるピ
ーク位置近傍で値を複数回検出することによって常に安
定して上記ピーク値が検出可能になり、上記定常期間で
の検出値を複数回検出された値の平均値とすることによ
って定常値をより正確に検出可能になる。したがって、
上記信号検知部による入力位置あるいは位置情報信号検
知手段の先端位置が、より正確に且つ安定して検出され
る。
【0053】また、1実施例では、上記検知された1つ
の位置情報信号の複数個所から検出された値を用いて位
置検出を行う入出力一体型表示装置において、上記位置
検出手段は、上記変動期間に検出された値に基づく第1
検出値から上記定常期間に検出された値に基づく第2検
出値を差し引いた値を位置情報として用いるようになっ
ている。尚、ここで、上記第1検出値および第2検出値
とは、検出された値そのものをも含む概念である。
【0054】この実施例によれば、上記変動期間におけ
る値の検出を上記ピーク位置近傍において行うことによ
って、ピーク値と定常値との差である振幅値を位置情報
として得ることが可能になる。尚、上記第1検出値とし
て、検出された値が1つであればその値を用い、複数で
あれば最大値を用いることが望ましい。さらに、上記第
2検出値として、検出された値が1つであればその値を
用い、複数であれば平均値を用いることが望ましい。
【0055】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
【0056】<第1実施の形態>図1は、本実施の形態
の入出力一体型タブレット装置におけるブロック図であ
る。この入出力一体型タブレット装置は、画像表示機能
と静電誘導タブレット機能とを兼ね備えたアクティブマ
トリックスタイプの液晶表示パネル(以下、単に表示パ
ネルと言う)1と、この表示パネル1を駆動するゲート
駆動回路2およびソース駆動回路3と、ゲート駆動回路
2およびソース駆動回路3に表示制御信号を供給する表
示制御回路4と、ソース駆動回路3,パルス発生回路5
および座標検出回路8に位置情報制御信号を供給する位
置情報制御回路6と、ペン7からの信号を受けて表示パ
ネル1上におけるペン7の先端座標を検出する座標検出
回路8から概略構成される。
【0057】図2は、上記表示パネル1の等価回路を示
す。表示パネル1はマトリックス状に配置された複数の
液晶容量11を有して各画素を構成している。また、各
液晶容量11の列間には信号配線12が配線される一
方、各液晶容量11の行間には基準配線13と走査線1
4とが配線されている。各液晶容量11は互いに対向す
る画素電極15と対向電極16との間に液晶が挟持され
て構成されている。各画素にはスイッチング素子として
TFT17が配置されている。そして、TFT17のソ
ースは画素電極15に接続され、ドレインは基準配線1
3に接続され、ゲートは走査線14に接続されている。
さらに、対向電極16には信号配線12が接続されてい
る。こうして、TFT17は、走査線14から供給され
る電気信号によってオン・オフ制御され、オン時に基準
配線13と信号配線12との間に印加される表示データ
信号に応じた電圧が液晶容量11に保持され、TFT1
7がオフ時にも維持されるのである。
【0058】図3は上記表示パネル1における1画素分
の模式平面図であり、図4は2画素分の模式斜視図であ
る。図3および図4に従って、上記スイッチング素子が
TFTである場合の具体的な画素構成について説明す
る。表示パネル1は、ガラス等でなる絶縁性を有するT
FT基板21と、このTFT基板21に対して所定の間
隔で対向するガラス等でなる光透過性を有する対向基板
22と、TFT基板21と対向基板22との間に挟持さ
れた液晶層(図示せず)で概略構成される。
【0059】上記TFT基板21には、上記TFT17
と、一部がTFT17のゲート電極23となる走査線1
4と、TFT17のドレイン電極24に電気的に接続さ
れた基準配線13と、TFT17のソース電極25に電
気的に接続された画素電極15が形成されている。基準
配線13と走査線14とはタンタル層等の同じ金属層で
形成されているが、異なる金属層によって形成しても差
し支えない。また、TFT17のゲート電極23および
走査線14を覆うように、典型的にはTFT基板21の
略全面に、窒化シリコン膜等のゲート絶縁膜(図示せず)
が形成されている。そして、このゲート絶縁膜上に、T
FT17を構成する活性半導体層27,ドレイン電極2
4,ソース電極25および画素電極15が形成されてい
る。尚、画素電極15は、例えばITO等の透明絶縁膜
で形成されている。また、説明の都合上、図3において
は、TFT17,走査線14,基準配線13および画素電
極15は、TFT基板21を透過して見えるように描い
ている。
【0060】一方、上記対向基板22には、列方向に配
列された全画素に共通のストライプ状の対向電極16が
形成されている。この対向電極16はITO層等によっ
て透明に形成されており、その一端は、表示パネル1に
おける表示領域外に設けられた転移部において、TFT
基板21に形成されている信号配線入力部に異方性導電
膜等によって電気的に接続されている。つまり、本実施
の形態におけるストライプ状の対向電極16は、信号配
線12としても機能するのである。以下、対向電極16
を信号配線12と言う。尚、TFT基板21と対向基板
22との間に挟持される液晶層としては種々のタイプの
液晶層を用いることができる。
【0061】また、上記信号配線12の他端は、図5に
示すように、対向基板22における表示領域1a外にま
で延在しており、この表示領域1a外において、TFT
基板21上に走査線14と平行に形成された1本の共通
線28と交差している。尚、図5においては1本の信号
配線12で代表して表現しているが、他の信号配線12
についても同様である。図6は、信号配線12と共通線
28との交差領域Aの拡大断面図である。信号配線12
と共通線28とは液晶層29等の誘電体を介して積層さ
れており、上述のように表示領域1a外において意図的
に容量を形成している。そして、図5に示すように、共
通線28の一端にはパルス発生回路5が接続されてお
り、非表示期間におけるある期間にパルス波形が入力さ
れるようになっている。
【0062】このように、本実施の形態における表示パ
ネル1においては、上記従来の技術における特開平6‐
314165号公報における列電極に相当する信号線1
2を透明に形成して対向電極の機能を持たせ、対向基板
21側に形成するようにしている。したがって、TFT
基板21を前面に位置させた場合でも、前面から入射さ
れる外光等の光が、対向基板21側にITO膜で形成さ
れた信号線12によって反射されることは極少ない。し
たがって、外光が存在する個所におけるコントラストの
低下による表示品位の低下を抑制することができるので
ある。
【0063】上記ゲート駆動回路2は、表示制御回路4
からの表示制御信号に基づいて、走査パルスを表示パネ
ル1の各走査線14に順次印加して走査する。そうする
と、上記走査パルスが印加された走査線14の一部をゲ
ート電極とするTFT17はオンとなる。一方、ソース
駆動回路3は、上記表示制御信号に基づいて、上記ゲー
ト電極の走査に同期して、表示データ信号に応じた駆動
パルスを、上記信号配線入力部を介して信号配線12に
印加する。そうすると、オンとなっているTFT17の
液晶容量11に駆動パルスが印加されて画像情報が書き
込まれるのである。
【0064】また、上記ソース駆動回路3は、後に詳述
するように、上記位置情報制御回路6からの位置情報制
御信号に基づいて、上記駆動パルスの印加とは独立し
て、各信号配線12の位置を表わす位置情報信号を全信
号配線12に同時に印加する。さらに、上記位置情報制
御信号に基づいて、パルス発生回路5によって共通線2
8に1パルスのパルス信号を印加する。尚、ゲート駆動
回路2が生成する走査パルス,ソース駆動回路3が生成
する駆動パルスと位置情報信号およびパルス発生回路5
が生成するパルス信号は、電源回路10からのバイアス
電圧によって生成される。
【0065】上記表示制御回路4は、外部から入力され
る表示データ信号及び同期信号に基づいて表示パネル1
に画像を表示するための表示制御信号を生成する。そし
て、この生成した表示制御信号をゲート駆動回路2およ
びソース駆動回路3に送出してゲート駆動回路2および
ソース駆動回路3の動作を制御する。一方、位置情報制
御回路6は、上記同期信号に基づいてペン7の先端座標
検出用の位置情報制御信号を生成して、ソース駆動回路
3,パルス発生回路5および座標検出回路8に送出す
る。
【0066】基準配線駆動回路9は、上記電源回路10
からのバイアス電圧によって生成される所定レベルの基
準電圧を、表示パネル1の基準配線13に印加する。
【0067】上記ペン7は、表示パネル1の信号配線1
2と浮遊容量で結合されて入力インピーダンスの高い検
出電極(図示せず)を先端に有しており、信号配線12に
印加された位置情報信号および共通線28に印加された
パルス信号に基づいて信号配線12に発生した位置情報
信号に起因して、上記検出電極に誘導電圧が誘起され
る。座標検出回路8は、位置情報制御回路6からの位置
情報制御信号に基づいて座標検出タイミングを検知し
て、ペン7からの誘導電圧信号に従ってペン7の先端座
標を検出する。
【0068】すなわち、本実施の形態においては、上記
表示制御手段を、表示制御回路4,ゲート駆動回路2,ソ
ース駆動回路3および基準配線駆動回路9で構成する。
また、上記位置情報制御手段を、位置情報制御回路6,
ソース駆動回路3およびパルス発生回路5で構成する。
また、上記信号検知部および位置情報信号検知手段を、
ペン7で構成する。また、上記位置検出手段を、座標検
出回路8で構成するのである。
【0069】以上のようにして、上記座標検出回路8に
よってペン7の先端座標が検知されると、この先端座標
を表すx座標信号及びy座標信号が座標検出回路8から
出力される。そして、このx座標信号およびy座標信号
に基づいて表示パネル1上におけるペン7の先端位置に
点画像を表示するための上記表示データ信号が表示デー
タ信号生成手段(本実施の形態とは直接関係ないので図
示せず)によって生成されて、上述のように表示制御回
路4に入力される。その結果、表示制御回路4,ゲート
駆動回路2およびソース駆動回路3の動作によって、表
示パネル1上におけるペン7の先端位置に点画像が表示
される。
【0070】こうして、我々が恰も筆記用具で紙に書く
ように表示パネル1上にペン7によって文字や記号や絵
を書き込むことができる。それと共に、上記x座標信号
およびy座標信号の変化から入力文字や入力記号を認識
手段(図示せず)によって認識して、認識結果を用いて文
書作成や制御指示等を実施できる。勿論、表示パネル1
上に表示されたアイコンに対する応答手段としても使用
できるのである。
【0071】尚、上述したように、本実施の形態におい
ては、上記ペン7の検出電極は、対向基板22上の信号
配線12と浮遊容量で結合されている。したがって、対
向基板22側を前面(つまり上側)にして表示パネル1を
配置した方が、ペン7の先端電極と信号配線12との静
電結合を大きくでき、位置検出において有利である。
尚、その場合であっても、信号配線12はITO膜によ
って形成されているために、前面から入射される外光等
の光を反射することはない。したがって、外光が存在す
る個所におけるコントラストの低下による表示品位の低
下を抑制することができる。
【0072】次に、上記構成の入出力一体型表示装置の
動作について説明する。図7(a)に示すように、1フレ
ーム期間を、表示パネル1に画像を表示する表示期間と
垂直ブランキング期間等の非表示期間とに時分割する。
表示期間については、特開平6‐314165号公報に
開示された表示一体型タブレット装置や通常のアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置と基本的には同じである
から簡単に説明する。すなわち、表示制御回路4からの
表示制御信号に基づいて、ゲート駆動回路2によって走
査線14を走査して行毎に順次TFT17をオンし、ソ
ース駆動回路3から全信号配線12に対して表示データ
に応じた電圧信号を印加する。そして、オンしたTFT
17に接続された液晶容量11に表示データに応じた電
圧を保持させて画像を表示する。
【0073】一方、上記非表示期間については、図7
(b)に示すように、一部を位置検出期間に割り当てる。
そして、その位置検出期間をさらにx検出期間とy検出
期間とに時分割する。先ず、x検出期間の動作について
説明する。
【0074】上記x検出期間には、上記ソース駆動回路
3から、全信号配線12に対して位置情報信号を同時に
印加する。その場合、ゲート駆動回路2側からの各信号
配線12までの距離と印加される位置情報信号の波高値
との関係を、図8に示すように予め設定しておくのであ
る。こうすることによって、例えば上記関係を図8の
「a」のように設定すれば、表示パネル1の各信号配線1
2には、図9に示すようにゲート駆動回路2側からの距
離(つまりx座標)に比例した波高値のパルスが印加され
ることになる。したがって、ペン7の先端電極には、先
端が位置する信号配線12に印加されたパルスの波高値
(つまりx座標)に応じた誘導電圧が誘起されるのであ
る。
【0075】上記座標検出回路8は、上記位置情報制御
回路6からの位置情報制御信号に基づいて、上記x検出
期間には、ペン7からの電圧値のアナログ情報をA/D
変換し、得られたデジタル情報に基づいてx座標を得る
のである。
【0076】尚、各信号配線12のゲート駆動回路2側
からの距離と印加される位置情報信号の波高値との関係
を、図8の「a」のように比例するように設定してもよい
し、「b」の如く反比例するように設定してもよい。要
は、位置情報信号の波高値をx方向に昇順あるいは降順
に設定するのである。こうすることによって、ペン7か
らの誘導電圧のデジタル値に係数を掛けるだけでx座標
を得ることができ、予め作成したテーブル等を用いて上
記誘導電圧のデジタル値をx座標に変換する必要が無
く、より高速にx座標を得ることができるのである。
【0077】また、上記x座標の検出は次のようにして
も行うことができる。すなわち、ソース駆動回路3か
ら、全信号配線12に対して同時に印加される位置情報
信号を複数ビットのディジタル信号とするのである。そ
の場合に、各信号配線12のゲート駆動回路2側からの
距離と印加されるディジタル値との関係を、図10に示
すようにx方向に昇順に設定するのである。そして、例
えば、8ビットのディジタル値「10010111」を信
号配線12に印加する場合には、値「1」に「H」レベルの
電圧値を割当る一方、値「0」に「L」レベルの電圧値を割
り当てると共に、最高桁「1」から最小桁「1」に向って時
系列に印加するのである。ここで、「H」レベルの電圧値
とは、任意に設定された基準電圧レベルを超える電圧値
のことである。一方、「L」レベルの電圧値とは、上記基
準電圧レベルを超えない電圧値のことである。
【0078】そして、上記座標検出回路8は、上記ペン
7からの電圧値のアナログ情報をA/D変換して図11
に示すようなデジタル情報を得る。そして、得られたデ
ジタル情報を、信号配線12に印加されたディジタル信
号の桁数に応じたサンプリング数(8ビットのディジタ
ル信号の場合には「8」)で所定のサンプリング期間でサ
ンプリングする。さらに、サンプリング値が閾値以上で
あれば「1」と判定し、閾値より小さければ「0」と判定し
て、ペン7の先端近傍に位置する信号配線12に印加さ
れた8ビットのディジタル値「10010111」を再現
してx座標を得るのである。尚、図10においては、各
信号配線12の上記距離とディジタル値との関係をx方
向に昇順としているが降順であっても差し支えない。
【0079】尚、上述のように、上記位置情報信号を複
数ビットのディジタル信号とする場合には、実際には、
図10に示すようにx方向に昇順あるいは降順に設定さ
れたディジタル値をグレーコードに変換したものを信号
配線12に印加することが望ましい。すなわち、図12
(a)に示すように、例えば、3ビットのディジタル値を
x方向に降順に設定した場合に、ディジタル値「100」
が印加された信号配線とディジタル値「011」が印加さ
れた信号配線との境界位置Cにペン7が位置していると
する。そして、ペン7には最上位ビットは「1」でありそ
の下の2つのビットが「11」を表わす誘導電圧が誘起さ
れ、座標検出回路8によってディジタル値「111」が再
現された場合には、実際のペン7の位置は位置Cである
にも拘わらず、位置Cから遠く隔たった位置Dであると
誤認識されてしまう。つまり、ペン7の先端位置と表示
位置とに乖離が生ずるのである。この現象は、ビット数
が増えるとより深刻になり、各ビットの誤検知によって
多種類のペン7の先端位置と表示位置との乖離のパター
ンが発生し、正確な入力位置の追随ができなくなってし
まうのである。
【0080】そこで、図12(a)を、図12(b)に示すよ
うに互いに隣接する2つのディジタルデータでは任意の
1ビットだけが異なるグレーコードに変換して印加する
のである。そうすると、図12(a)における位置Cと同
じ位置Cにペン7が位置していた場合でも、位置Cの両
側のディジタル値「101」とディジタル値「001」とは
最上位ビットのみが異なるので如何様に誤認識されて
も、ペン7の先端位置と表示位置との乖離は互いに隣接
した信号配線12間でしか起きなくなる。したがって、
正確な入力位置の追随ができるのである。
【0081】尚、上記グレーコードへの変換は、例えば
位置情報制御回路6で行えば良い。その場合におけるグ
レーコードへの変換は、先ず図12(a)に示すように降
順に配列されたディジタル値における最上位ビットは、
そのままグレーコードの最上位ビットとする。以下、図
12(a)に示すディジタル値を最上位ビットから順に検
証し、対象ビットの値が「1」であればグレーコードにお
ける1ビット分だけ下位のビットの値として図12(a)
に示すディジタル値における同じビットの値を転用し、
対象ビットの値が「0」であれば図12(a)に示すディジ
タル値における同じビットの値を反転したものを用いる
のである。
【0082】そして、上記座標検出回路8では、再現し
たグレーコードを図12(a)に示す降順のディジタル値
に逆変換することによって、対応する信号配線12の位
置を得るのである。その場合における上記逆変換は、先
ずグレーコードにおける最上位ビットは、そのまま図1
2(a)に示すディジタル値の最上位ビットとする。以
下、上記逆変換後のディジタル値を検証し、対象ビット
の値が「1」であれば図12(a)に示すディジタル値にお
ける1ビット分だけ下位のビットの値としてグレーコー
ドにおける同じビットの値を転用し、対象ビットの値が
「0」であればグレーコードにおける同じビットの値を反
転したものを用いるのである。
【0083】このように、各信号配線12に印加する位
置情報信号をデジタル情報とすることによって、アナロ
グ値を入力する場合に比してS/N比を大きくとれるた
め、ノイズに強いという利点がある。反面、ペン7から
のアナログ情報をA/D変換したデジタル情報のサンプ
リング回数がビット数に比例して増加するため、x座標
を得るのに時間が掛ってしまう。
【0084】次に、上記y検出期間について説明する。
上述したように、各信号配線12におけるソース駆動回
路3側とは反対側の端部は、対向基板22における表示
領域1a外において、共通線28と交差して意図的に容
量を形成している。いま、この容量を、図13(b)に示
すように容量30とする。そして、上記y検出期間に
は、図13(b)に示すように、パルス発生回路5から共
通線28に1つのパルスが入力される。
【0085】そうすると、上記共通線28(つまり容量
30における一方の電極)の電位変動が容量30を介し
て信号配線12に伝わり、信号配線12には、図13
(c)に示すように共通線28の電位の立上がりと立下り
に同期してスパイク状の電位の乱れが生ずる。そして、
図13(a)および図13(b)に示すように、信号線12自
身の配線抵抗によって、上記スパイク状の電位変化の振
幅は信号配線12の容量30側からソース駆動回路3側
に向かって順次小さくなる。したがって、スパイク状の
電位変化の高さがy座標の情報となるのである。すなわ
ち、上記スパイク状の電位変化を示す電圧信号が上記位
置情報信号となるのである。そこで、上述したx座標検
出の場合と同様にして、このスパイク状の電位変化をペ
ン7の先端電極への誘導電圧として検知し、座標検出回
路8によって、位置情報制御回路6からの位置情報制御
信号に基づいて、上記y検出期間にペン7からの電圧値
のアナログ情報をA/D変換して得られたデジタル情報
に基づいてy座標を得るのである。
【0086】ここで、図13(c)に示すように、上記y
検出期間においては、上記ソース駆動回路3から信号配
線12への出力電圧は直流の方が良い。これは、ソース
駆動回路3からの出力が直流の方が、信号配線12に位
置情報(スパイク状の電位変化)以外の信号によるノイズ
が乗り難いためである。したがって、表示パネル1の表
示方式が、1水平ライン毎に印加極性を正・負に反転さ
せる所謂1Hライン反転駆動の場合には、ソース駆動回
路3は中間調の定電圧を出力するのである。
【0087】また、上記共通線28に印加されるパルス
の波形は、急峻であるほど信号配線12のスパイク状の
電位変化が大きくなり、座標検出回路8によって位置情
報が検出し易くなる。実験では、図14(c)に示すよう
に共通線28へのパルス波形の立ち上がり時間がパルス
幅の10%(2μs)を超える程度に鈍ると、図14(b)に
示すように信号配線12のスパイク状の電位変化が非常
に小さくなり、y座標の位置情報が非常に得難くなっ
た。尚、上述のような立ち上がりが急峻な波形のパルス
は、例えば、パルス発生回路5(電源回路10と共通線
28との間)において、アンプを用いることなくスイッ
チング素子をオン・オフすることによって発生させるこ
とができる。
【0088】ここで、上記座標検出回路8を、位置情報
制御回路6からの位置情報制御信号に基づいて図7(b)
に示す位置検出期間のみ動作させて、図7(c)に示すよ
うに、位置検出期間以外の期間は電源回路10からの電
源をオフにして休止するようにしている。こうして、消
費電力の削減を図るのである。この座標検出回路8の電
源をオフして消費電力を削減することは、本実施の形態
のごとく位置検出期間が非常に短時間である場合に大き
な効果が得られる。
【0089】上述のごとく、本実施の形態においては、
上記液晶層29を挟んで互いに対向するTFT基板21
と対向基板22とで表示パネル1を構成する。そして、
TFT基板21には、TFT17と走査線14と基準配
線13と画素電極15を形成する。一方、対向基板22
には、画素の列単位にストライプ状の信号配線12をI
TO層等で形成して対向電極としての機能を持たせてい
る。また、TFT基板21上の表示領域1a外に走査線
14と平行に1本の共通線28を形成し、対向基板22
に形成された各信号配線12の一端と交差させている。
こうして、信号配線12と共通線28と液晶層29とで
容量30を形成している。一方、各信号配線12の他端
はソース駆動回路3に接続されている。
【0090】そして、上記表示パネル1上のペン7先の
x座標を検出する場合には、1フレーム期間における非
表示期間のx検出期間に、ソース駆動回路3から、ゲー
ト駆動回路2側からの距離に比例(または反比例)した波
高値のパルスで成る位置情報信号を、全信号配線12に
対して同時に印加する。その際に、ペン7の先端位置に
ある信号配線12に印加されたパルスの波高値(つまり
x座標)に応じてペン7の先端電極に誘起された誘導電
圧(アナログ情報)を座標検出回路8によってA/D変換
し、得られたデジタル情報に基づいてx座標を得る。
【0091】一方、上記非表示期間のy検出期間には、
パルス発生回路5から、共通線28に1つのパルスが入
力される。そして、容量30を介して全信号配線12に
略同時に発生するソース駆動回路3からの距離(y座標)
に比例した振幅のスパイク状の電位変化(位置情報信号)
をペン7の先端電極で検出し、座標検出回路8によっ
て、x座標検出の場合と同様にして、A/D変換して得
られたデジタル情報に基づいてy座標を得るのである。
【0092】したがって、本実施の形態の場合には、上
記ペン7の先端位置の検出に際しては、表示パネル1の
走査線14および信号配線12に走査パルスを順次印加
して走査する必要が無く、ペン7による入力位置を1フ
レームの非表示期間内に極短時間に検出できる。また、
その際に、ペン7によって検出される信号は、ペン7の
先端のx,y座標に比例した電圧信号である。したがっ
て、座標検出回路8では、ペン7からのアナログ信号を
A/D変換して定数を掛けるだけの極簡単な処理でx,y
座標を得ることができ、より短時間に正確にペン7によ
る入力位置を検出できるのである。
【0093】すなわち、本実施の形態によれば、図7
(b)に示すように、位置検出期間長を非表示期間長より
も短時間に短縮することができ、1フレーム期間にペン
入力位置の検出を複数回行うことが可能になる。したが
って、特開平6‐314165号公報における1回の検
出に比して、ペン入力位置を正確に検出することができ
るのである。
【0094】また、上記y座標の検出に抵抗方式を用い
ている点においては、特開平8‐146381号公報に
開示されたアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ一
体型タブレットと同じである。しかしながら、本実施の
形態の場合には、位置情報信号の印加対象がストライプ
状の信号配線12であるため広がり抵抗は生じない。し
たがって、入力位置検出精度が低くなることもないので
ある。
【0095】さらに、本実施の形態においては、上記信
号線12を、対向基板21側にITO膜で透明に形成し
ている。したがって、TFT基板21を前面に位置させ
た場合でも、前面から入射される外光等の光が信号配線
12によって反射されることは極少ない。したがって、
外光が存在する個所におけるコントラストの低下による
表示品位の低下を大幅に抑制することができる。さら
に、反射型として用いる場合でも、反射板を画素電極1
5と兼ねてTFT基板21上に形成することが可能であ
るため何ら支障はない。
【0096】また、表示パネル1に対する表示期間と位
置検出期間におけるx座標検出時とにおける信号の入力
を通常の液晶パネル表示手段としてのゲート駆動回路2
およびソース駆動回路3によって行い、y座標検出時に
は各信号配線12の一端と交差して容量30を形成して
いる共通線28に、パルス発生回路5から1つのパルス
を入力するだけの極簡単な構成にしている。したがっ
て、信号配線12への印加信号を制御するための複雑な
周辺回路を必要とはせず、コストが上昇したりモジュー
ル形態が変化したりすることはない。
【0097】尚、上記x検出期間に上記ソース駆動回路
3から各信号配線12に一斉に印加するゲート駆動回路
2側からの距離に比例(または反比例)する位置情報信号
としては、上述した上記距離に比例(または反比例)する
波高値のパルス信号の他に、上記距離に比例(または反
比例)するディジタル値(またはそのグレーコードへの変
換値)の各ビット値に応じた「H」,「L」の電圧レベルの組
み合わせ信号を印加しても差し支えない。要は、ゲート
駆動回路2側からの距離に比例(または反比例)する情報
を含む電圧信号であれば良いのである。
【0098】また、上記信号配線12と容量30を形成
する共通線28は、表示パネル1の基準配線13と電気
的に接続していても差し支えない。そうすることによっ
て、表示パネル1の基準配線13に所定レベルの基準電
圧を印加する基準配線駆動回路9をパルス発生回路5で
代用することができる。したがって、基準配線駆動回路
9は必要がなくなり、周辺回路をさらに簡素化すること
ができる。尚、その場合における共通線28へのパルス
の印加に起因する基準配線13の電圧変動は非表示期間
に生ずるため、表示画像に影響を与えることはないので
ある。
【0099】ところで、本実施の形態における上記信号
配線12の他端と共通線28との間に形成される容量3
0は、液晶層29を挟持することによって構成するよう
にしている。しかしながら、信号配線12の他端と共通
線28とで形成する容量を、図15に示すように構成す
ることもできる。すなわち、信号配線12の下方におけ
るTFT基板21のゲート絶縁膜54上に、信号配線1
2と同じ幅を有して共通線28と直交するストライプ状
の上部電極51を配設し、異方性導電膜52中の導電粒
子53を介して対向基板22上の信号配線12に接続す
るのである。こうして、共通線28と上部電極51とゲ
ート絶縁膜54とで容量を構成するのである。
【0100】また、上記x座標検出用の位置情報信号と
して上記グレーコードを用いる場合において、以下に述
べるような方法を適用して、更に検出精度を向上させる
こともできる。すなわち、例えば、4ビットのグレーコ
ードを用いる場合には、図16に示すように、ビットに
よってx方向に同じ値が連続する個数が異なる。すなわ
ち、4ビット目は「1」が8個連続するのに対して、3,
2ビット目は「1」が4個連続し、1ビット目は「1」が2
個しか連続しない。そして、この「1」が連続する数の分
だけ隣接する信号配線12に「H」レベルの電圧が印加さ
れるので、ビットに応じて「H」レベルの電圧が印加され
ている信号配線12の本数(面積)が変化することにな
る。
【0101】その結果、図17(a)に示すように、信号
配線12に印加する「H」レベルの電圧の値が各ビット毎
に同じである場合には、ペン7の先端電極に誘起される
誘導電圧がビットに応じて変化するのである。その場合
には、サンプリング値を「1」と「0」とに判別する閾値の
設定が非常に難しく、ビット数が増加すると下位ビット
の値を判定できなくなってしまう。そこで、図17(b)
に示すように、x方向に「1」が連続する数に応じて、各
ビット毎に信号配線12に印加する「H」レベルの電圧の
値を換えるのである。すなわち、「1」が連続する数が多
いビット程「H」レベルの電圧値を低くするのである。こ
うすることによって、ペン7の先端電極に誘起される誘
導電圧を揃えることができ、サンプリング値を「1」と
「0」とに判別する閾値の設定が非常に簡単になる。その
結果、ビット数が増加しても下位ビットの値を容易に判
定することができ、更に検出精度を向上できるのであ
る。
【0102】<第2実施の形態>本実施の形態の入出力
一体型タブレット装置における基本構成は、図1に示す
上記第1実施の形態の入出力一体型タブレット装置と同
じである。また、その基本動作も上記第1実施の形態の
入出力一体型タブレット装置と同じである。そして、本
入出力一体型タブレット装置は、上記位置検出期間にお
けるy座標検出に関する構成と方法とにおいて上記第1
実施の形態とは異なるものである。
【0103】すなわち、図18に示すように、本入出力
一体型タブレット装置における信号配線32は、TFT
基板上の表示領域31a外に走査線と平行に形成された
共通線33と交差して容量は形成していない。その代わ
りに、各信号配線32の一端と共通線33とはトランジ
スタ34によって接続されている。
【0104】図19は、上記信号配線32の一端部Bの
拡大断面を示す。図19に示すように、TFT基板35
上に形成されたトランジスタ34のドレイン電極36は
共通線33に接続される一方、ソース電極37は、接続
配線38及び異方性導電膜39中の導電粒子40を介し
て対向基板41上の信号配線32に接続されている。そ
して、トランジスタ34のゲート電極42には、位置情
報制御回路(図1参照)からの位置情報制御信号が入力さ
れるようになっている。そうすると、上記位置情報制御
信号に基づいて、y検出期間にトランジスタ34はオン
されて、信号配線32は共通線33に接続されるのであ
る。
【0105】上記構成の入出力一体型タブレット装置
は、次のように動作してペン先端のy座標検出を行うの
である。すなわち、y検出期間には、上述したように、
上記位置情報制御回路からの位置情報制御信号に基づい
て、信号配線32におけるソース駆動回路43側とは反
対側と共通線33とを接続させる。そして、ソース駆動
回路43からの信号配線32への印加電圧を定電圧と
し、パルス発生回路44から矩形波を入力するのであ
る。そうすると、図20に示すように、信号配線32の
抵抗によって矩形波の電圧に減衰が起こる。そして、信
号配線32におけるトランジスタ34側の端からの距離
に比例して電圧値は小さくなり、ソース駆動回路43側
の端で最小電圧値となる。
【0106】そこで、上記第1実施の形態の場合と同様
に、上記信号配線32の電圧値を、信号配線32と容量
結合したペン(図1参照)の先端電極に発生する誘起電圧
の電圧値で検出し、座標検出回路(図1参照)によってデ
ジタル変換して上記ペンの先端のy座標を検出するので
ある。
【0107】尚、上述の場合には、上記ソース駆動回路
43からの信号配線32への印加電圧を定電圧とする一
方パルス発生回路44から矩形波を入力しているが、パ
ルス発生回路44からの印加電圧を定電圧とする一方ソ
ース駆動回路43から矩形波を入力しても差し支えな
い。その場合には、信号配線32と表示パネルの基準配
線(図3参照)とを接続し、パルス発生回路44および基
準配線駆動回路(図1参照)の何れか一方を省略すること
ができるのである。
【0108】<第3実施の形態>ところで、上記各実施
の形態においては、上記信号配線12,32に印加され
た位置情報信号に起因してペン7の先端電極に誘起され
た電圧信号(以下、誘導電圧信号と言う)の波高値に基づ
いてペン7の先端座標を求めている。したがって、上記
各実施の形態においては、以下のような問題が生ずる。
【0109】すなわち、図21に示すように、上記表示
パネル1の表面やペン7の先端部等の位置検出部分にお
いて、例えばペン7の先端と表示パネル1表面との間で
の摩擦によって発生する静電気やノイズ等の何らかの要
因で、上記誘導電圧信号の電圧が変動する場合がある。
その場合には、図22に示すように、上記誘導電圧信号
の電圧変動によって、ペン7の先端軌跡と検出座標の軌
跡とが異なることになる。
【0110】尚、上述のような上記誘導電圧信号の電圧
変動は対向基板22,41とペン7の先端との間で生じ
る静電気が主なものであるから、この現象の対策とし
て、ペン7の先端と表示パネル1の表面との素材や形状
を吟味して、静電気が生じないような組み合わせを採用
することも考えられる。しかしながら、ペン7の先端お
よび表示パネル1の表面に用いられる素材や形状が限定
されることになり、開発・生産に対する自由度が損われ
てしまう。
【0111】本実施の形態は、上記問題点を解決して、
さらに精度よく入力座標を検出できる入出力一体型表示
装置に関するものである。以下、図23〜図26に従っ
て、本実施の形態における入出力一体型表示装置につい
て説明する。尚、本実施の形態における入出力一体型表
示装置の基本的構成は、上記第1実施の形態において図
1に示す構成と同じであるから詳細な説明は省略する。
【0112】先ず、本入出力一体型表示装置において、
対向基板の信号配線に印加された位置情報信号に誘起さ
れて、ペンの先端電極に生ずる誘導電圧信号の各部分
(各電圧波形領域)の呼び名を説明しておく。図23にお
いて、曲線で表わされているのが誘導電圧信号61であ
る。この誘導電圧信号61には、比較的一定の電圧値を
とる電圧定常期間62と、電圧定常期間62の間にあっ
て大きく電圧が変動する電圧変動期間63とがあり、1
回の電圧定常期間62とそれに続く1回の電圧変動期間
63とで1回の検出期間が構成される。そして、電圧定
常期間62の電圧値を定常電圧値とし、電圧変動期間6
3において最も大きな電圧値をピーク電圧値とし、その
ピーク電圧値をとる時点をピーク位置とし、さらに上記
ピーク電圧値と定常電圧値との差の値を振幅値と言うこ
とにする。
【0113】上記第1および第2実施の形態において
は、上記誘導電圧信号の基準電圧からの波高値によっ
て、ペンの先端座標を検知するようにしている。ここ
で、図25に示す誘導電圧信号67〜69のごとく、上
記誘導電圧信号が何らかの要因によって電圧変動を受け
た場合を考えてみる。この場合、本来の誘導電圧信号の
電圧値に電圧変動分のある電圧値が乗るだけであるか
ら、誘導電圧信号67〜69の振幅値には本来の誘導電
圧信号の振幅値と差異はないものとする。
【0114】そして、上記第1および第2実施の形態に
おいては、位置情報制御回路6(図1参照)から座標検出
回路8(図1参照)への位置情報制御信号の一つである検
出制御信号Paは、誘導電圧信号67〜69に対して、
検出周期内で上記ピーク位置における時点Pa1で1回だ
け電圧検出(検出値は一つの誘導電圧信号に対して1値)
を行うようなパルス信号である。したがって、上記振幅
値を決定する際の基準電圧Vbaseは、誘導電圧信号67
〜69に対して総て同じ電圧値である(通常、基準電圧
Vbaseの電圧レベルはGNDレベルに設定されることが
多い)。そのために、誘導電圧信号67〜69の振幅値
E'〜G'の値は大きく異なり、電圧変動が起った場合に
は各々の振幅値E'〜G'は大きく異なってしまうのであ
る。
【0115】つまり、このように、一つの誘導電圧信号
に対して1回の電圧検出を行うような座標検出方法の場
合には、例えば、ペン7の先端が表示パネル1の表面に
接触・移動してペン7の先端と表示パネル1の表面との
間に摩擦による静電気が発生し、その静電気に起因して
誘導電圧信号61の電圧が変化した場合には、図22に
示すように、ペン7の先端の動きと検出座標の軌跡とに
ずれが生じてしまうのである。
【0116】そこで、本実施の形態においては、上記検
出制御信号Paを、図24に示すように、誘導電圧信号
64〜66に対して、検出周期内の電圧定常期間62に
おける時点Pa1と電圧変動期間63における時点Pa2
の夫々に1回の電圧検出(検出値は一つの誘導電圧信号
に対して2値)を行うようなパルス信号に設定する。そ
して、電圧定常期間62の時点Pa1では定常電圧値Va,
Vb,Vcを検出し、電圧変動期間63の時点Pa2では上
記ピーク電圧値を検出し、検出された上記ピーク電圧値
と定常電圧値Va,Vb,Vcの差を求めることによって振
幅値を決定するのである。
【0117】その場合、上述したように、上記誘導電圧
信号64〜66は、本来の誘導電圧信号に電圧変動分の
電圧値が乗ったものであるから、誘導電圧信号64〜6
6におけるピーク電圧値および定常電圧値Va,Vb,Vc
は、本来のピーク電圧値および定常電圧値に電圧変動分
の電圧値が乗ったものであり、誘導電圧信号64〜66
の振幅値は本来の誘導電圧信号の振幅値と殆ど差異はな
いことになる。したがって、各誘導電圧信号64〜66
に対応する定常電圧値Va,Vb,Vcを基準電圧として振
幅値E〜Gを求めることによって、電圧変動が起った場
合であっても、夫々の電圧変動下において振幅値E〜G
を正確に同じ値として読み取ることができるのである。
【0118】その結果、本実施の形態によれば、例え
ば、ペン7の先端部と表示パネル1の表面との摩擦によ
る静電気に起因して誘導電圧信号61の電圧が変動した
場合であっても、図26に示すように、ペン7の先端の
動きと検出座標の軌跡とにずれは生じないのである。
【0119】尚、図24においては、上記電圧定常期間
62は電圧変動期間63の前の電圧定常期間に設定して
いるが、電圧変動期間63の後の電圧定常期間に設定し
ても差し支えない。
【0120】<第4実施の形態>ところで、上記誘導電
圧信号において最も安定した振幅値が得られる位置は上
記ピーク位置である。例えば、図27に示すように、誘
導電圧信号71に何らかの要因で歪が生じた場合には、
検出位置「T1」のごとく波形の立ち上り部で電圧検出を
行った場合には、ノイズや電圧変動による波形の歪みに
対してV1,V2のごとく大きく検出値が変動してしま
う。これに対して、検出位置「T2」のごとく上記ピーク
位置で電圧検出を行った場合には、波形の歪みに対して
大きく検出値が変動するようなことはない。つまり、常
に安定してピーク電圧値を検出することができ、波形の
歪みに対して強い検出方法を提供できるのである。
【0121】ところが、種々検討した結果、上記誘導電
圧信号のピーク位置はその振幅値に応じて変動するとい
うことが判明した。すなわち、例えば図28に示すよう
に、誘導電圧信号72〜74のごとく振幅が変化するに
従って、そのピーク位置が矢印で指示するように変動す
るのである。このように、ピーク位置が変動する場合に
は、検出周期内で1回の電圧検出を行うような検出制御
信号Paでは、常に安定してピーク電圧値を検出するこ
とはできない。つまり、このような検出方法の場合は、
例えば、何らかの原因で誘導電圧信号に歪みが生じた場
合には、検出値が大きく変動してしまい、図29に示す
ように、ペン7の先端軌道と検出座標の軌跡とにずれが
生じてしまう。
【0122】そこで、本実施の形態においては、上記検
出制御信号Paを、図30に示すように、検出周期内
で、一つの誘導電圧信号(例えば誘導電圧信号76)にお
ける電圧変動期間のピーク位置付近で複数回(図30で
は時点Pa1〜Pa3の3回)の電圧検出(検出値は一つの誘
導電圧信号に対して複数値)を行うようなパルス信号に
設定する。そして、一つの誘導電圧信号76におけるピ
ーク位置近傍において複数回電圧検出を行って、複数の
検出値の中における最大値をピーク電圧値として認識す
るのである。
【0123】こうすることによって、上記誘導電圧信号
の振幅変化に伴ってピーク位置が変動した場合であって
も、ピーク位置近傍において複数回の電圧検出が行われ
るので、常に安定して上記ピーク電圧値を検出すること
ができる。したがって、図26に示すように、ペン7の
先端の動きと検出座標の軌跡とにずれは生じないのであ
る。その際に、電圧検出回数を増やし、検出周期を高く
することによって、より精度よくピーク電圧値を検出す
ることが可能になる。
【0124】尚、本実施の形態においては、上述のごと
く複数の検出値の中における最大値をピーク電圧値とし
て認識したが、ピーク位置の変動が小さい場合やピーク
がブロードな場合等には、最大値ではなく検出値の平均
値をピーク電圧値として認識することも可能である。
【0125】<第5実施の形態>本実施の形態は、上記
第3実施の形態と第4実施の形態とを組み合わせたもの
である。すなわち、本実施の形態においては、検出制御
信号Paを、図31に示すように、誘導電圧信号78に
対して、検出周期内の電圧定常期間79における時点P
a1と電圧変動期間80におけるピーク位置近傍での時点
Pa2〜時点Pa4の複数回(3回)との電圧検出(検出値は
一つの誘導電圧信号に対して複数値)を行うようなパル
ス信号に設定する。そして、電圧定常期間79の時点P
a1では上記定常電圧値を検出し、電圧変動期間80の時
点Pa2〜時点Pa4では上記ピーク電圧値を複数回検出
し、検出された上記ピーク電圧値の最大値(上記第1検
出値に相当)と定常電圧値との差を求めることによって
振幅値を決定するのである。
【0126】したがって、本実施の形態によれば、例え
ば、ペン7の先端部と表示パネル1の表面との摩擦によ
る静電気に起因して誘導電圧信号78の電圧が変動した
場合であっても、常に安定して誘導電圧信号78の振幅
値を検出することができる。さらに、誘導電圧信号78
の振幅変化に伴ってピーク位置が変動した場合であって
も、常に安定してピーク電圧値を検出することができ
る。そのために、図26に示すように、ペン7の先端の
動きと検出座標の軌跡とにずれは生じないのである。
【0127】その際に、上記電圧検出回数を増やし、検
出周期を高くすることによって、より精度よくピーク電
圧値を検出することが可能になる。また、電圧定常期間
79は電圧変動期間80の後に設定しても差し支えな
い。
【0128】<第6実施の形態>本実施の形態は、上記
第5実施の形態における検出周期内の電圧定常期間79
での電圧検出回数を、電圧変動期間80におけるピーク
位置近傍での電圧検出回数と同じ複数回に設定したもの
である。すなわち、本実施の形態においては、検出制御
信号Paを、図32に示すように、誘導電圧信号81に
対して、検出周期内の電圧定常期間82における時点P
a1〜時点Pa3の複数回(3回)と、電圧変動期間83にお
けるピーク位置近傍での時点Pa4〜時点Pa6の複数回
(3回)とに電圧検出(検出値は一つの誘導電圧信号に対
して複数値)を行うようなパルス信号に設定する。そし
て、電圧定常期間82の時点Pa1〜時点Pa3では上記定
常電圧値を複数回検出し、電圧変動期間80の時点Pa4
〜時点Pa6では上記ピーク電圧値を複数回検出し、検出
された上記ピーク電圧値の最大値(上記第1検出値に相
当)と定常電圧値との差を求めることによって振幅値を
決定するのである。その場合に、上記定常電圧値とし
て、上記複数回検出された定常電圧値の平均値(上記第
2検出値に相当)を用いるのが最も精度よく振幅値を決
定することができる。
【0129】本実施の形態によれば、例えば、ペン7の
先端部と表示パネル1の表面との摩擦による静電気に起
因して誘導電圧信号81の電圧が変動した場合であって
も、常に安定して誘導電圧信号81の振幅値を検出する
ことができる。さらに、誘導電圧信号81の振幅変化に
伴ってピーク位置が変動した場合であっても、常に安定
してピーク電圧値を検出することができる。そのため、
図26に示すように、ペン7の先端の動きと検出座標の
軌跡とにずれは生じないのである。
【0130】その際に、上記電圧検出回数を増やし、検
出周期を高くすることによって、より精度よくピーク電
圧値を検出することが可能になる。また、電圧定常期間
82は電圧変動期間83の後に設定しても差し支えな
い。
【0131】尚、上記各実施の形態においては、上記ペ
ン7の先端には、各信号配線12,32と容量結合した
先端電極を設けて、信号配線12,32の電圧に応じた
誘起電圧を得るようにしている。しかしながら、信号配
線12,32電圧検出方法はこれに限定されるものでは
なく、誘導結合した先端電極を有するペンによって電流
変動として検出しても差し支えない。
【0132】また、上記各実施の形態においては、上記
位置検出期間をx検出期間とy検出期間とに時分割し、
x検出期間にはx座標検出用の位置情報信号を印加し、
y検出期間にはy座標検出用の位置情報信号を印加する
ようにしている。しかしながら、この発明はこれに限定
されるものではなく、x座標情報とy座標情報とを有す
る位置情報信号を1回だけ印加してx座標とy座標とを
同時に検出するようにしても構わない。例えば、上記x
座標情報としては複数ビットのディジタル値を用い、y
座標情報としては上記ディジタル値を表わすパルス信号
の減衰波高値を用いることができる。
【0133】また、上記各実施の形態においては、この
発明を、上記TFT基板21,35上に基準配線13と
走査線14と画素電極15とTFT17を形成する一
方、対向基板22,41上に信号配線12,32を形成す
る所謂対向ソース構造の入出力一体型表示装置に適用し
ている。しかしながら、この発明はこれに限定されるも
のではない。例えば、位置検出期間において、表示パネ
ルの行線および列線を走査することなくペンによる入力
位置を1フレームの非表示期間内に極短時間に検出こと
を目的とするのであれば、上述した特開平6‐3141
65号公報のごとくTFT基板上に走査線,信号線,画素
電極およびTFTを形成する一方、対向基板上に対向電
極を形成する表示一体型タブレット装置にも適用可能で
ある。さらには、ガラス基板上に平行に形成された複数
のセグメント電極とガラス基板上に平行に形成された複
数のコモン電極とを直交させると共に両基板間に液晶を
挟持し、上記両電極の交差領域で成る画素に両電極間の
電圧に応じて画像を表示する所謂デューティタイプの表
示一体型タブレット装置にも適用可能である。
【0134】
【発明の効果】以上より明らかなように、第1の発明の
入出力一体型表示装置は、非表示期間に、位置情報制御
手段によって、表示パネル上の複数の列線に位置情報信
号を同時に印加し、信号検知部によって先端部の近傍に
位置する上記列線に印加された位置情報信号を検知し、
位置検出手段によって、上記検知された位置情報信号に
基づいて上記表示パネル上における上記信号検知部によ
る入力位置を検出するので、上記表示パネルの行線およ
び列線を走査する必要がなく、1フレームの非表示期間
内に、極単時間で上記入力位置を検出することができ
る。したがって、1フレームに複数回上記入力位置を検
出することが可能になり、より正確に上記入力位置を検
出することができる。
【0135】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置情報制御手段によって、上記表示パネル上
における行方向への位置を表わす第1位置情報信号と列
方向への位置を表わす第2位置情報信号とを時系列に印
加し、上記位置検出手段によって、夫々の位置情報信号
に基づいて上記表示パネル上における上記行および列方
向の位置を検出するので、上記表示パネル上における位
置を確実に検出することができる。
【0136】また、第2の発明の入出力一体型表示装置
は、非表示期間には、位置情報制御手段によって総ての
信号配線に同時に位置情報信号を入力し、位置情報信号
検知手段によって先端部の近傍に位置する信号配線に入
力された位置情報信号を検知し、この検知された位置情
報信号に基づいて位置検出手段によって上記液晶表示パ
ネル上における上記位置情報信号検知手段の先端位置を
検出するので、上記液晶表示パネルの走査線および信号
配線を走査することなく、1フレームの非表示期間内に
極単時間で上記位置検出を行うことができる。
【0137】さらに、上記信号配線をITO膜等で第2
絶縁基板上に形成すれば、上記第1絶縁基板を表側(上
側)にした場合に、前面から入射される外光等の光が上
記信号配線で反射されるのを極少なくでき、外光が存在
する個所におけるコントラストの低下による表示品位の
低下を抑制することができる。
【0138】さらに、上記液晶表示パネルに画像を表示
する表示制御手段に、上記複数の信号配線に同時に位置
情報信号を入力する位置情報制御手段を加えるだけでよ
く、周辺回路の変更を少なく抑えることができる。した
がって、入力位置検出機能を付加したことによるコスト
上昇も最小限に抑えることができるのである。
【0139】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置情報信号のうちの上記液晶表示パネル上に
おける行方向の位置を表わす第1位置情報信号を、上記
行方向の位置に応じた振幅を有するようにしたので、上
記位置検出手段は、上記位置情報信号検知手段によって
検知された第1位置情報信号に基づく上記振幅の値に係
数を掛けるだけの簡単な処理で、上記液晶表示パネル上
における行方向の位置を得ることができる。したがっ
て、上記入力位置の検出時間をさらに短縮することがで
きる。
【0140】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記第1位置情報信号を、基準電圧レベルを超える
電圧レベルと上記基準電圧レベルを超えない電圧レベル
との組み合せで上記行方向の位置を表わすディジタル信
号としたので、上記位置検出手段は、上記位置情報信号
検知手段によって検知された第1位置情報信号が表わす
ディジタル値を得ることによって、上記液晶表示パネル
上における行方向の位置を得ることができる。
【0141】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記ディジタル信号をグレーコードで表現したの
で、上記位置情報信号検知手段によって先端部の近傍に
位置する上記信号配線に入力されたディジタル信号を誤
検知しても、当該信号配線の実際の位置と検出位置との
乖離は互いに隣接した信号配線間でしか起きない。した
がって、上記列方向の位置を正確に検出することができ
る。
【0142】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記第1絶縁基板上に上記行方向に延在して上記第
2絶縁基板上の複数の信号配線の一端部の夫々と容量結
合した共通線を備え、上記共通線に印加されたパルスに
起因して各信号配線に生じて上記共通線側からの距離に
応じて減衰する振幅を有する電圧信号を、上記液晶表示
パネル上における列方向の位置を表わす第2位置情報信
号とするので、上記位置検出手段は、上記位置情報信号
検知手段によって検知された位置情報信号に基づく振幅
の値に係数を掛けるだけの簡単な処理で、上記液晶表示
パネル上における行方向の位置を得ることができる。
【0143】さらに、上記信号配線はストライプ状に形
成されているため広がり抵抗は生じない。したがって、
上記液晶表示パネル上における列方向の位置を正確に求
めることができる。
【0144】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記共通線を上記基準配線と電気的に接続したの
で、上記表示期間に上記基準配線を所定レベルの電圧に
保つ手段と上記非表示期間に上記共通線にパルスを印加
する手段とを兼用することができる。したがって、上記
位置情報制御手段の構成を簡単にできる。
【0145】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置情報制御手段を、列方向の位置検出時に上
記共通線にパルスを印加する際に、上記複数の信号配線
の他端には中間調表示電圧を印加するようにしたので、
所謂1Hライン反転駆動の場合でも、上記信号配線の基
準電圧を定電圧に保つことができる。したがって、上記
第2位置情報信号に、位置情報(上記電位の変化)以外の
信号によるノイズが乗ることを防止できる。
【0146】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置情報制御手段によって、電源と上記共通線
との間に設けられたスイッチング手段を断続して上記共
通線に印加するパルスを発生させるので、立ち上がりが
急峻なパルスを印加することができる。したがって、上
記パルスに起因して各信号配線に生ずる電位の変化をよ
り大きくでき、精度良く列方向の位置を検出できる。
【0147】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記第1絶縁基板上に上記行方向に延在して上記第
2絶縁基板上の複数の信号配線の一端部の夫々とスイッ
チング手段を介して接続された共通線を備えて、上記ス
イッチング手段がオンされて上記共通線に印加されたパ
ルスに起因して各信号配線に生じ、上記共通線側からの
距離に応じて減衰する振幅を有するパルス信号を、上記
液晶表示パネル上における列方向の位置を表わす第2位
置情報信号とするので、上記位置検出手段は、上記位置
情報信号検知手段によって検知された位置情報信号に基
づく振幅の値に係数を掛けるだけの簡単な処理で、上記
液晶表示パネル上における列方向の位置を得ることがで
きる。
【0148】さらに、上記信号配線はストライプ状に形
成されているため広がり抵抗は生じない。したがって、
上記液晶表示パネル上における列方向の位置を正確に求
めることができる。
【0149】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記第1絶縁基板上に上記行方向に延在して上記第
2絶縁基板上の複数の信号配線の一端部の夫々とスイッ
チング手段を介して接続された共通線を備えて、上記ス
イッチング手段がオンされて上記複数の信号配線の他端
に印加され、上記他端側からの距離に応じて減衰する振
幅を有するパルス信号を、上記第2位置情報信号とする
ので、上記位置検出手段は、上記位置情報信号検知手段
によって検知された位置情報信号に基づく振幅の値に係
数を掛けるだけの簡単な処理で、上記液晶表示パネル上
における列方向の位置を得ることができる。
【0150】さらに、上記信号配線はストライプ状に形
成されているため広がり抵抗は生じない。したがって、
上記液晶表示パネル上における列方向の位置を正確に求
めることができる。
【0151】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置情報信号検知手段に、先端部の近傍に位置
する上記信号配線と容量結合する導体を設けたので、上
記第1位置情報信号および第2位置情報信号が有する上
記液晶表示パネル上における位置に応じた電圧情報を、
上記位置情報信号検知手段によって電圧の変動として検
知することができる。
【0152】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置情報信号検知手段に、先端部の近傍に位置
する上記信号配線と誘導結合する導体を設けたので、上
記第1位置情報信号および第2位置情報信号が有する上
記液晶表示パネル上における位置に応じた電圧情報を、
上記位置情報信号検知手段によって電流の変動として検
知することができる。
【0153】また、1実施例の発明の入出力一体型表示
装置は、上記位置情報信号検知手段の先端位置を検出す
る期間以外は、上記位置検出手段に対する電源の供給を
停止するので、消費電力の低減を図ることができる。
【0154】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置検出手段による位置検出を、上記検知され
た1つの位置情報信号から複数個所の値を検出し、その
検出値を用いて行うので、上記検知された位置情報信号
におけるピーク位置での値と定常期間での値との差であ
る振幅値を位置情報として得ることができる。したがっ
て、静電気等によって上記検知された位置情報信号全体
の電圧が変動した場合であっても、上記信号検知部によ
る入力位置あるいは位置情報信号検知手段の先端位置を
正確に検出することができる。
【0155】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置検出手段による上記値の検出を、上記検知
された位置情報信号における値が安定した定常期間に1
回、および、大きく値が変動する変動期間に1回行うの
で、上記変動期間での値の検出をピーク位置で行うこと
によって、ピーク値と定常値との差である振幅値を位置
情報として得ることができる。したがって、静電気等に
よって上記検知された位置情報信号全体の電圧が変動し
た場合であっても、上記信号検知部による入力位置ある
いは位置情報信号検知手段の先端位置を正確に検出する
ことができる。
【0156】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置検出手段による上記値の検出を上記変動期
間に複数回行うので、上記変動期間における値の検出を
ピーク位置近傍で行うことによって、上記検知された位
置情報信号の振幅変化に伴って上記ピーク位置が変動し
た場合であっても、常に安定して上記ピーク値を検出す
ることができ、上記信号検知部による入力位置あるいは
位置情報信号検知手段の先端位置を安定して正確に検出
することができる。
【0157】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置検出手段による上記値の検出を、上記変動
期間に複数回行うに加えて上記定常期間にも1回行うの
で、上記ピーク値と定常値との差である振幅値を位置情
報として得ることができる。したがって、上記検知され
た位置情報信号全体の電圧が変動しても、上記信号検知
部による入力位置あるいは位置情報信号検知手段の先端
位置を正確に検出することができる。その際に、上記変
動期間におけるピーク位置近傍において値を複数回検出
することによって、上記ピーク位置が変動しても、常に
安定して上記ピーク値を検出できる。したがって、上記
信号検知部による入力位置あるいは位置情報信号検知手
段の先端位置を安定して正確に検出することができる。
【0158】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置検出手段による上記値の検出を、上記変動
期間に複数回行うに加えて上記定常期間にも複数回行う
ので、静電気等によって上記検知された位置情報信号全
体の電圧が変動した場合であっても、上記検知された位
置情報信号の振幅変化に伴ってピーク位置が変動した場
合であっても、常に安定して正しく上記ピーク値および
定常値を検出することができる。したがって、上記信号
検知部による入力位置あるいは位置情報信号検知手段の
先端位置を正確に検出することができる。
【0159】また、1実施例の入出力一体型表示装置
は、上記位置検出手段を、上記変動期間に検出された値
に基づく第1検出値から上記定常期間に検出された値に
基づく第2検出値を差し引いた値を位置情報として用い
るようにしたので、上記変動期間における値の検出をピ
ーク位置近傍で行うことによって、ピーク値と定常値と
の差である振幅値を位置情報として得ることができる。
したがって、静電気等に起因する電圧変動や振幅変化に
伴うピーク位置変動に強く、上記位置検出に最適な位置
情報を得ることができる。ここで、上記第1検出値は、
例えば、検出された値が1つであればその値であり、複
数であれば最大値である。さらに、上記第2検出値は、
例えば、検出された値が1つであればその値であり、複
数であれば平均値である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の入出力一体型タブレット装置にお
けるブロック図である。
【図2】 図1における表示パネルの等価回路図であ
る。
【図3】 表示パネルにおける1画素分の平面図であ
る。
【図4】 表示パネルにおける2画素分の斜視図であ
る。
【図5】 表示パネルにおける入力位置検出系の説明図
である。
【図6】 図5における領域Aの拡大断面図である。
【図7】 1フレーム期間のうちの表示期間,非表示期
間,x検出期間,y検出期間および休止期間の説明図であ
る。
【図8】 ゲート駆動回路側から各信号配線までの距離
と位置情報信号の波高値との関係を示す図である。
【図9】 図8に「a」で示す距離と波高値との関係の場
合に信号配線に印加されるパルスの波高値の一例を示す
図である。
【図10】 ゲート駆動回路側から各信号配線までの距
離と位置情報信号のディジタル値との関係を示す図であ
る。
【図11】 図1における座標検出回路によるデジタル
情報の再現方法の説明図である。
【図12】 グレーコードの説明図である。
【図13】 図5に示す入力位置検出系によるy座標検
出の原理と信号配線に発生する電位変化の説明図であ
る。
【図14】 共通線への入力パルスの立ち上がり時間の
鈍りが信号配線の電位変化に及ぼす影響の説明図であ
る。
【図15】 図6とは異なる信号配線と共通線とで形成
する容量の断面図である。
【図16】 グレーコードの場合にx方向に同じ値が連
続する個数がビット毎に異なることの説明図である。
【図17】 各ビット毎に信号配線に印加する電圧とペ
ンの先端電極に誘起される誘導電圧との関係を示す図で
ある。
【図18】 図5とは異なる表示パネルにおける入力位
置検出系の説明図である。
【図19】 図18における領域Bの拡大断面図であ
る。
【図20】 図18に示す入力位置検出系によるy座標
検出の原理と信号配線に発生する電位変化の説明図であ
る。
【図21】 ペン先端と表示パネル表面との摩擦による
静電気等に起因する誘導電圧信号の電圧変動の説明図で
ある。
【図22】 誘導電圧信号の電圧変動に起因するペンの
先端軌跡と検出座標の軌跡とのずれを示す図である。
【図23】 誘導電圧信号波形の各部の説明図である。
【図24】 誘導電圧信号に電圧変動が生じても正しく
振幅値を求めることができる座標検出方法の説明図であ
る。
【図25】 誘導電圧信号に電圧変動が生じた場合の振
幅値変動の説明図である。
【図26】 図24に示す座標検出方法によるペンの先
端軌跡および検出座標の軌跡を示す図である。
【図27】 誘導電圧信号に歪が生じた場合に生ずる検
出値変動の説明図である。
【図28】 誘導電圧信号の振幅変化に伴って生ずるピ
ーク位置変動の説明図である。
【図29】 誘導電圧信号のピーク位置変動に起因する
ペンの先端軌跡と検出座標の軌跡とのずれを示す図であ
る。
【図30】 誘導電圧信号にピーク位置変動が生じても
正しく振幅値を求めることができる座標検出方法の説明
図である。
【図31】 図24および図30とは異なる座標検出方
法の説明図である。
【図32】 図24,図30および図31とは異なる座
標検出方法の説明図である。
【符号の説明】
1…表示パネル、 1a,31a…表示領域、 2…ゲート駆動回路、 3,43…ソース駆動回路、 4…表示制御回路、 5,44…パルス発生回路、 6…位置情報制御回路、 7…ペン、 8…座標検出回路、 9…基準配線駆動回路、 11…液晶容量、 12,32…信号配線、 13…基準配線、 14…走査線、 15…画素電極、 17…TFT、 21,35…TFT基板、 22,41…対向基板、 28,33…共通線、 29…液晶層、 30…容量、 34…トランジスタ、 39,52…異方性導電膜、 51…上部電極、 54…ゲート絶縁膜、 61,64〜69,71〜78,81…誘導電圧信号、 62,79,82…電圧定常期間、 63,80,83…電圧変動期間。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 612 G09G 3/20 612T 5G435 680 680H 691 691B 3/36 3/36 (72)発明者 田中 恵一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 井上 尚人 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 市岡 秀樹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 2H089 HA17 HA40 QA04 QA09 QA12 2H093 NC13 NC25 NC27 NC34 NC58 NC72 ND31 ND50 ND53 5B087 AA02 CC25 CC26 CC32 5C006 AF73 AF78 BB16 BC11 BC20 BF38 EB05 EC05 FA47 5C080 AA10 BB05 DD26 DD30 FF11 JJ02 JJ04 JJ06 KK52 5G435 AA01 BB12 CC09 EE37 LL07

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス状に配列された画素と、走査
    信号が入力されて上記画素を行単位で順次選択する複数
    の行線と、表示信号が入力されて上記選択された画素に
    表示電圧を印加する複数の列線を有する表示パネルと、 表示期間に、上記各行線に上記走査信号を入力する一
    方、上記各列線に上記表示信号を入力して、上記表示パ
    ネルに画像を表示する表示制御手段と、 非表示期間に、上記複数の列線に上記表示パネル上の位
    置を表わす位置情報信号を同時に印加する位置情報制御
    手段と、 先端部の近傍に位置する上記列線に印加された位置情報
    信号を検知する信号検知部を有して、上記信号検知部で
    検知された位置情報信号に基づいて上記表示パネル上に
    おける上記信号検知部による入力位置を検出する位置検
    出手段を備えたことを特徴とする入出力一体型表示装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の入出力一体型表示装置
    において、 上記位置情報信号は、上記表示パネルにおける上記行方
    向への位置を表わす第1位置情報信号と、上記表示パネ
    ルにおける上記列方向への位置を表わす第2位置情報信
    号とから成り、 上記位置情報制御手段は、上記1位置情報信号と第2位
    置情報信号とを時系列に印加するようになっており、 上記位置検出手段は、上記第1位置情報信号に基づいて
    上記表示パネル上における上記行方向の位置を検出する
    一方、上記第2位置情報信号に基づいて上記表示パネル
    上における上記列方向の位置を検出するようになってい
    ることを特徴とする入出力一体型表示装置。
  3. 【請求項3】 マトリクス状に配置された画素電極と、
    マトリクス状に配置されて上記画素電極に接続されたス
    イッチング素子と、行方向に配列された各スイッチング
    素子の制御端子に共通に接続された複数の走査線と、行
    方向に配列された各画素電極に各スイッチング素子を介
    して共通に接続された複数の基準配線が形成された第1
    絶縁基板と、列行方向に配列された各画素電極に共通に
    対向したストライプ状の複数の信号配線が形成された第
    2絶縁基板と、上記第1絶縁基板と第2絶縁基板との間
    に挟持された液晶層を有する液晶表示パネルと、 表示期間に、上記複数の走査線に走査信号を入力して行
    単位で上記スイッチング素子をオンして上記画素電極を
    基準配線に接続する一方、上記複数の信号配線に表示デ
    ータに従って電圧を入力して上記基準配線に接続された
    画素電極と上記信号配線との間に上記表示データに応じ
    た表示電圧を印加する表示制御手段と、 非表示期間に、上記複数の信号配線に上記液晶表示パネ
    ル上の位置を表わす位置情報信号を同時に入力する位置
    情報制御手段と、 先端部の近傍に位置する上記信号配線に入力された位置
    情報信号を検知する位置情報信号検知手段と、 上記位置情報信号検知手段によって検知された位置情報
    信号に基づいて、上記液晶表示パネル上における上記位
    置情報信号検知手段の先端位置を検出する位置検出手段
    を備えたことを特徴とする入出力一体型表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の入出力一体型表示装置
    において、 上記位置情報信号は、上記液晶表示パネル上における行
    方向の位置を表わす第1位置情報信号と列方向の位置を
    表わす第2位置情報信号とから成り、 上記第1位置情報信号は、上記行方向の位置に応じた振
    幅を有する信号であることを特徴とする入出力一体型表
    示装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の入出力一体型表示装置
    において、 上記第1位置情報信号の振幅は、上記走査信号の入力側
    から順次大きくまたは順次小さくなるように設定されて
    いることを特徴とする入出力一体型表示装置。
  6. 【請求項6】 請求項3に記載の入出力一体型表示装置
    において、 上記位置情報信号は、上記液晶表示パネル上における行
    方向の位置を表わす第1位置情報信号と列方向の位置を
    表わす第2位置情報信号とから成り、 上記第1位置情報信号は、基準電圧レベルを超える電圧
    レベルと上記基準電圧レベルを超えない電圧レベルとの
    組み合せで上記行方向の位置を表わすディジタル信号で
    あることを特徴とする入出力一体型表示装置。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の入出力一体型表示装置
    において、 上記ディジタル信号は、グレーコードで表現されている
    ことを特徴とする入出力一体型表示装置。
  8. 【請求項8】 請求項3に記載の入出力一体型表示装置
    において、 上記第1絶縁基板上に上記行方向に延在して形成される
    と共に、上記第2絶縁基板上に形成された上記複数の信
    号配線の一端部の夫々と容量結合している共通線を備え
    ると共に、 上記位置情報信号は、上記液晶表示パネル上における行
    方向の位置を表わす第1位置情報信号と列方向の位置を
    表わす第2位置情報信号とから成り、 上記第2位置情報信号は、上記共通線に印加されたパル
    スに起因して各信号配線に生ずると共に、上記共通線側
    から順次減衰した振幅を有する電圧信号であることを特
    徴とする入出力一体型表示装置。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の入出力一体型表示装置
    において、 上記共通線は、上記基準配線と電気的に接続されている
    ことを特徴とする入出力一体型表示装置。
  10. 【請求項10】 請求項8に記載の入出力一体型表示装
    置において、 上記位置情報制御手段は、上記共通線にパルスを印加す
    る際に、上記複数の信号配線の他端には中間調表示電圧
    を印加するようになっていることを特徴とする入出力―
    体型表示装置。
  11. 【請求項11】 請求項8に記載の入出力一体型表示装
    置において、 上記位置情報制御手段は、上記共通線に印加するパルス
    を、電源と上記共通線との間に設けられたスイッチング
    手段を断続することによって発生させるようになってい
    ることを特徴とする入出力一体型表示装置。
  12. 【請求項12】 請求項3に記載の入出力一体型表示装
    置において、 上記第1絶縁基板上に上記行方向に延在して形成される
    と共に、上記第2絶縁基板上に形成された上記複数の信
    号配線の一端部の夫々とスイッチング手段を介して接続
    された共通線を備えると共に、 上記位置情報信号は、上記液晶表示パネル上における行
    方向の位置を表わす第1位置情報信号と列方向の位置を
    表わす第2位置情報信号とから成り、 上記第2位置情報信号は、上記位置情報制御手段によっ
    て上記スイッチング手段がオンされた後上記共通線に印
    加されたパルスに起因して各信号配線に生ずると共に、
    上記共通線側から順次減衰した振幅を有するパルス信号
    であることを特徴とする入出力一体型表示装置。
  13. 【請求項13】 請求項3に記載の入出力一体型表示装
    置において、 上記第1絶縁基板上に上記行方向に延在して形成される
    と共に、上記第2絶縁基板上に形成された上記複数の信
    号配線の一端部の夫々とスイッチング手段を介して接続
    された共通線を備えると共に、 上記位置情報信号は、上記液晶表示パネル上における行
    方向の位置を表わす第1位置情報信号と列方向の位置を
    表わす第2位置情報信号とから成り、 上記第2位置情報信号は、上記位置情報制御手段によっ
    て上記スイッチング手段がオンされた後上記複数の信号
    配線の他端に印加されると共に、上記他端側から順次減
    衰した振幅を有するパルス信号であることを特徴とする
    入出力一体型表示装置。
  14. 【請求項14】 請求項3乃至請求項13の何れか一つ
    に記載の入出力一体型表示装置において、 上記位置情報信号検知手段は、先端部の近傍に位置する
    上記信号配線と容量結合する導体を備えていることを特
    徴とする入出力一体型表示装置。
  15. 【請求項15】 請求項3乃至請求項13の何れか一つ
    に記載の入出力一体型表示装置において、 上記位置情報信号検知手段は、先端部の近傍に位置する
    上記信号配線と誘導結合する導体を備えていることを特
    徴とする入出力一体型表示装置。
  16. 【請求項16】 請求項4乃至請求項15の何れか一つ
    に記載の入出力一体型表示装置において、 上記第1位置情報信号の入力および上記液晶表示パネル
    上における行方向の位置の検出と、上記第2位置情報信
    号の入力および上記液晶表示パネル上における列方向の
    位置の検出とは、時系列に行われるようになっているこ
    とを特徴とする入出力一体型表示装置。
  17. 【請求項17】 請求項3乃至請求項16の何れか一つ
    に記載の入出力一体型表示装置において、 上記位置情報信号検知手段の先端位置を検出する期間以
    外は、上記位置検出手段に対する電源の供給を停止する
    ようになっていることを特徴とする入出力一体型表示装
    置。
  18. 【請求項18】 請求項1あるいは請求項3に記載の入
    出力一体型表示装置において、 上記位置検出手段による位置検出は、上記検知された1
    つの位置情報信号から複数個所の値を検出し、その検出
    値を用いて行うようになっていることを特徴とする入出
    力一体型表示装置。
  19. 【請求項19】 請求項18に記載の入出力一体型表示
    装置において、 上記検知された位置情報信号は、大きく値が変動する変
    動期間とこの変動期間の両側に位置して値が安定した定
    常期間とを有し、 上記位置検出手段による上記値の検出は、上記定常期間
    に1回および上記変動期間に1回行うようになっている
    ことを特徴とする入出力一体型表示装置。
  20. 【請求項20】 請求項18に記載の入出力一体型表示
    装置において、 上記検知された位置情報信号は、大きく値が変動する変
    動期間とこの変動期間の両側に位置して値が安定した定
    常期間とを有し、 上記位置検出手段による上記値の検出は、上記変動期間
    に複数回行うようになっていることを特徴とする入出力
    一体型表示装置。
  21. 【請求項21】 請求項20に記載の入出力一体型表示
    装置において、 上記位置検出手段による上記値の検出は、上記定常期間
    にも1回行うようになっていることを特徴とする入出力
    一体型表示装置。
  22. 【請求項22】 請求項20に記載の入出力一体型表示
    装置において、 上記位置検出手段による上記値の検出は、上記定常期間
    にも複数回行うようになっていることを特徴とする入出
    力一体型表示装置。
  23. 【請求項23】 請求項19,請求項21および請求項
    22の何れか一つに記載の入出力一体型表示装置におい
    て、 上記位置検出手段は、上記変動期間に検出された値に基
    づく第1検出値から上記定常期間に検出された値に基づ
    く第2検出値を差し引いた値を位置情報として用いるよ
    うになっていることを特徴とする入出力一体型表示装
    置。
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