JP2006085490A - 座標検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 精度の高い座標検出を行うことができると共に、汎用の駆動回路を用いることができる座標検出装置を提供する。
【解決手段】 第１スイッチング回路１６に、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎと接続すると共に２本以上のゲート線を選択的に短絡し、それぞれ短絡された２本以上のゲート線Ｓ１〜Ｓｍからなる２本の束線を形成する第１スイッチ手段を設け、第２スイッチング回路１７に、ソース線と接続すると共に２本以上のソース線を選択的に短絡し、それぞれ短絡された２本以上のソース線からなる２本の束線を形成する第２スイッチ手段を設ける。そして、位置指示器１１０によって指示された表示パネル上の座標を検出する際、第１スイッチング回路１６は、第１スイッチ手段によって形成された２本の束線により第１閉ループ回路を形成し、第２スイッチング回路１７は、第２スイッチ手段によって形成された２本の束線により第２閉ループ回路を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、座標検出装置に関し、マトリクス型の表示パネルを用いたものに関する。

従来、マトリクス型の表示パネルに向けて位置指示器から電磁波を放出し、この電磁波によって生じる誘導起電力により位置指示器の位置（座標）を検出するようにしたものがある。そして、このような座標検出装置としては、マトリクス型の表示パネルのゲート線及びソース線を、表示用の駆動線と座標検出用の駆動線とに共用する表示一体型の座標検出装置がある（特許文献１参照。）。

図１０は、このような従来の座標検出装置の構成を説明するための図であり、図１０において、１１１はアクティブマトリクス型の液晶パネル１１２を有する電磁誘導方式の座標検出装置である。

ここで、このマトリクス型の表示パネルである液晶パネル１１２は、互いに直交するよう配置された複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及び複数のソース線Ｓ１〜Ｓｍを有しており、これらのゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及びソース線Ｓ１〜Ｓｍは、液晶パネル１１２を構成する不図示の一対の基板の一方の基板であるアクティブマトリクス基板上に形成されている。

さらに、この基板上のゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及びソース線Ｓ１〜Ｓｍの交点部分には、画素を構成するＴＦＴ等のスイッチ素子（以下、表示用スイッチ素子ともいう。）１１２ａが設けられていて、それぞれスイッチ素子（ＴＦＴ）１１２ａのゲートがゲート線Ｇ１〜Ｇｎに接続され、スイッチ素子（ＴＦＴ）１１２ａのソースがソース線Ｓ１〜Ｓｍに接続されている。

また、この表示用スイッチ素子１１２ａのドレインは、不図示の画素電極などに接続されており、この画素電極と、上記一対の基板の他方の基板である対向基板上に設けられている共通電極との間には、容量１１２ｂが形成されている。

また、座標検出装置１１１は、走査信号に対応した駆動信号をゲート線Ｇ１〜Ｇｎに供給するゲート線駆動回路１１３と、表示データに対応した駆動信号をソース線Ｓ１〜Ｓｍに供給するソース線駆動回路１１４とを有しており、これらゲート線駆動回路１１３及びソース線駆動回路１１４によりゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及びソース線Ｓ１〜Ｓｍが所要のタイミングで駆動されることにより、液晶パネル１１２上で画像表示が行われるようになっている。

さらに、この座標検出装置１１１は、複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｎのうちの所定間隔を隔てて位置する２つのゲート線を含む第１閉ループ回路を、液晶パネル１１２の一端側から他端側までゲート線Ｇ１〜Ｇｎに沿って順次形成する第１閉ループ形成手段と、複数のソース線Ｓ１〜Ｓｍのうちの所定間隔を隔てて位置する２つのソース線を含む第２閉ループ回路を、ソース線Ｓ１〜Ｓｎに沿って順次形成する第２閉ループ形成手段とを有している。

ここで、この第１閉ループ形成手段は、所定間隔を隔てて位置する２つのゲート線の一端側（ゲート線駆動回路側）を順次増幅回路１１７に接続するゲート線電流検出回路１１５と、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎの他端側（ゲート線駆動回路１１３と反対側）を共通接続するゲート線用スイッチ回路１１９とから構成されている。

また、第２閉ループ形成手段は、所定間隔を隔てて位置する２つのソース線の一端側（ソース線駆動回路側）を順次増幅回路１１８に接続するソース線電流検出回路１１６と、ソース線Ｓ１〜Ｓｍの他端側（ソース線駆動回路１１４と反対側）を共通接続するソース線用スイッチ回路１１１０とから構成されている。

なお、ゲート線駆動回路１１３とゲート線電流検出回路１１５は、回路構成上共有できる部分があり、このため同一ＩＣ、即ちゲート線用回路１１１１に形成されている。また、ソース線駆動回路１１４とソース線電流検出回路１１６も、回路構成上共有できる部分があり、このため同一ＩＣ、即ちソース線用回路１１１２に形成されている。また、増幅回路１１７，１１８は、それぞれゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及びソース線Ｓ１〜Ｓｍを含む閉ループ回路に直列に挿入される不図示の抵抗素子を流れる電流を増幅する構成となっている。

ゲート線用スイッチ回路１１９は、液晶パネル１１２を構成するアクティブマトリックス基板のゲート線他端側部分上に形成された、電界効果型トランジスタなどの複数のスイッチ素子（以下、結線用スイッチ素子ともいう）１１９ａからなり、各スイッチ素子（トランジスタ）１１９ａのゲートには、スイッチ素子を開閉制御する制御信号ＧＤＥＴが入力されるようになっている。

また、同様にソース線用スイッチ回路１１１０は、液晶パネル１１２を構成するアクティブマトリックス基板のソース線他端側部分上に形成された、電界効果型トランジスタなどの複数のスイッチ素子（以下、結線用スイッチ素子ともいう。）１１１０ａからなり、各スイッチ素子（トランジスタ）１１１０ａのゲートには、スイッチ素子を開閉制御する制御信号ＳＤＥＴが入力されるようになっている。

なお、図１０において、１１１４は、先端から電磁波を放出して液晶パネル上での位置を指示する位置指示ペンであり、このように電磁波が放出されると第１及び第２閉ループ回路に誘導電流が発生するようになっている。また、１１１３は、位置指示ペン１１１４により指示された液晶パネル上での位置（座標）を検出する座標検出回路であり、この座標検出回路１１１３は、位置指示ペン１１１４から放出された電磁波により第１及び第２閉ループ回路に誘導される起電力の波形に基づいて、位置指示ペン１１１４の座標を検出するようになっている。なお、この座標検出回路１１１３は、各増幅回路１１７，１１８からの出力Ｙｋ，Ｘｋを受け、この出力Ｙｋ，Ｘｋに基づいて位置指示ペン１１１４により指示された位置の座標を算出するようになっている。

ところで、このような構成の座標検出装置１１１では、１フレーム期間における液晶パネル１１２上で画像表示が行われる表示期間と、１フレーム期間における座標検出期間を有している。

そして、１フレーム期間における液晶パネル１１２上で画像表示が行われる表示期間中には、各スイッチ回路１１９，１１１０のスイッチ素子１１９ａ，１１１０ａをオフ状態とし、各ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及びソース線Ｓ１〜Ｓｍに表示のための駆動信号を供給するようにしている。

また、１フレーム期間における座標検出期間には、スイッチ回路１１９，１１１０のスイッチ素子１１９ａ，１１１０ａをオン状態とし、ゲート線電流検出回路１１５及びソース線電流検出回路１１６により、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎを含む第１閉ループ回路及びソース線Ｓ１〜Ｓｍを含む第２閉ループ回路を形成する。具体的には、座標検出期間のＸ信号検出期間には、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎを含む第１閉ループ回路を上記のように順次形成し、座標検出期間のＹ信号検出期間にはソース線Ｓ１〜Ｓｍを含む第２閉ループ回路を上記のように順次形成する。

この状態のとき、使用者が位置指示ペン１１１４で液晶パネル１１２上のある部分を指示するよう、その先端を液晶パネル１１２に近接して位置させると、位置指示ペン１１１４から放出される電磁波により、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎの第１閉ループ回路及びソース線Ｓ１〜Ｓｍの第２閉ループ回路に高周波の誘導電流が発生する。

そして、この誘導電流は、ゲート線電流検出回路１１５及びソース線電流検出回路１１６を介して液晶パネル外部に取り出され、増幅回路１１７，１１８で増幅されて座標検出回路１１１３に入力される。ここで、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎの第１閉ループ回路は、座標検出期間のＹ信号検出期間に順次ゲート線Ｇ１〜Ｇｎの配置方向に移動するよう形成され、またソース線Ｓ１〜Ｓｍの第２閉ループ回路は、座標検出期間のＸ信号検出期間に順次Ｙ方向に移動するよう形成される。

この結果、座標検出回路１１１３には、液晶パネルの個々の位置における第１及び第２閉ループ回路に誘導された誘導電流が供給されることとなり、この誘導電流がピークになるタイミングから、位置指示ペン１１１４により指示された液晶パネル上での位置のＹ座標及びＸ座標を算出するようになっている。

特開平１０−４９３０１号公報

ところで、このような構成の従来の座標検出装置においては、閉ループ回路を形成する際、２本のゲート線及び２本のソース線を用いているが、ゲート線及びソース線の抵抗が大きい場合、言い換えればゲート線及びソース線が低抵抗な配線でない場合には、位置指示器により表示パネル上の位置が指示された際、閉ループ回路において電磁誘導により生じ、座標検出手段により検出される電流の大きさが十分でなく、高い精度の座標検出を行うことができないという問題があった。

なお、高い精度の座標検出を行うため、例えばペンからの電磁波出力を大きくした場合には、消費電力が大きくなってしまうという問題があった。また、ゲート線及びソース線の本数が多い場合には専用の駆動回路が必要となり、開発コストが発生してしまうという問題もあった。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、精度の高い座標検出を行うことができると共に、汎用の駆動回路を用いることができる座標検出装置を提供することを目的とするものである。

本発明のように、互いに直交するよう配置されたゲート線とソース線との交差位置に画素を具備したマトリクス型の表示パネルと、前記ゲート線を順次複数選択して第１閉ループ回路を形成する第１スイッチング回路と、前記ソース線を順次複数選択して第２閉ループ回路を形成する第２スイッチング回路と、前記表示パネル上の位置を指示すると共に、前記第１閉ループ回路及び第２閉ループ回路に誘導電流が発生するよう電磁波を放出する位置指示器と、前記第１閉ループ回路及び第２閉ループ回路に発生する誘導起電力より前記位置指示器により指示された前記表示パネル上の座標を検出する座標検出手段とを備える座標検出装置において、前記第１スイッチング回路との間で前記ゲート線が並列に接続され、該ゲート線を駆動すると共に全ゲート線を短絡する機能を有するゲート線駆動回路と、前記第２スイッチング回路との間で前記ソース線が並列に接続され、該ソース線を駆動すると共に、全ソース線を短絡する機能を有するソース線駆動回路と、前記第１スイッチング回路に設けられ、前記ゲート線と接続すると共に２本以上のゲート線を選択的に短絡し、それぞれ前記短絡された２本以上のゲート線からなる２本の束線を形成する第１スイッチ手段と、前記第２スイッチング回路に設けられ、前記ソース線と接続すると共に２本以上のソース線を選択的に短絡し、それぞれ前記短絡された２本以上のソース線からなる２本の束線を形成する第２スイッチ手段と、を備え、前記位置指示器により指示された前記表示パネル上の座標を検出する際、前記第１スイッチング回路は、前記第１スイッチ手段によって形成された前記２本の束線により前記第１閉ループ回路を形成し、前記第２スイッチング回路は、前記第２スイッチ手段によって形成された前記２本の束線により前記第２閉ループ回路を形成することを特徴とする。

本発明のように、位置指示器によって指示された表示パネル上の座標を検出する際、それぞれ短絡された２本以上のゲート線からなる２本の束線及びそれぞれ短絡された２本以上のソース線からなる２本の束線によって第１及び第２閉ループ回路を形成することにより、第１及び第２閉ループ回路の配線抵抗を低下することができる。これにより、電磁誘導により第１及び第２閉ループ回路に生じ、座標検出手段により検出される電流の大きさを大きくすることができ、この結果、精度の高い座標検出を行うことができる。

また、第１及び第２閉ループ回路をそれぞれ短絡された２本以上のゲート線からなる２本の束線及びそれぞれ短絡された２本以上のソース線からなる２本の束線により形成することにより、配線数を減らすことができるようになり、この結果、汎用の駆動回路を用いることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る座標検出装置の構成を示す概念図であり、図１において、１は表示パネル１１を有する電磁誘導方式の表示パネル一体型の座標検出装置である。ここで、表示パネル１１は、アクティブマトリックス基板に、表示素子として電気泳動型表示素子１２（メモリー性を有する）を具備している電気泳動表示パネルであり、互いに直交するように配置された複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及び複数のソース線Ｓ１〜Ｓｍを有している。

なお、これらのゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及びソース線Ｓ１〜Ｓｍの交点部分には、ＴＦＴ素子１３と電気泳動型表示素子１２が具備されており、それぞれのＴＦＴ素子１３のゲートに対してゲート線Ｇ１〜Ｇｎが、またＴＦＴ素子１３のソースに対してソース線Ｓ１〜Ｓｍが、さらにドレインに対して電気泳動型表示素子１２の駆動電極が接続されている。

また、この座標検出装置１は、走査信号に対応した駆動信号をゲート線Ｇ１〜Ｇｎに供給するゲート線駆動回路１４と、表示画像情報に対応した駆動信号をソース線Ｓ１〜Ｓｍに供給するソース線駆動回路１５とを具備しており、ゲート線駆動回路１４及びソース線駆動回路１５が所望のタイミングで駆動されることにより、表示パネル１１上で画像表示が行われる。

ここで、このゲート線駆動回路１４は、アナログスイッチタイプのＩＣであり、図２（一般的な信号線は省略）に示すように、ＡＬＬ＿ＯＦＦ信号によって全てのゲート線Ｇ１〜Ｇｎに対しＶｏｆｆ電圧を出力する機能を有するＩＣである。なお、本実施の形態では、この「全てのゲート線Ｇ１〜Ｇｎに対しＶｏｆｆ電圧を出力する」機能を、「全てのゲート線Ｇ１〜Ｇｎを短絡する」機能として用いる。

また、その短絡した全てのゲート線Ｇ１〜Ｇｎをフローティング状態にするため、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎから電源（Ｖｏｆｆ）を切り離すための第１フローティングスイッチであるスイッチＳＷｚを外部に有している。なお、ソース線駆動回路１５も、同様に全てのソース線Ｓ１〜Ｓｍを短絡する機能を有しており、さらにその短絡したソース線Ｓ１〜Ｓｍをフローティング状態にする機能を有している。

そして、本実施の形態のように、ゲート線駆動回路１４及びソース線駆動回路１５を、アナログスイッチタイプのＩＣ（駆動回路）とすることにより、全ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及び全ソース線Ｓ１〜Ｓｍを短絡する機能を容易に構成することができ、汎用型のゲート線駆動回路及びソース線駆動回路の転用が容易となる。

また、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎを電源から切り離すためのスイッチＳＷｚをゲート線駆動回路１４の外部に設けることにより、汎用のゲート線駆動回路を用いて全ゲート線を短絡し、しかも短絡したゲート線をゲート線駆動回路の中ではフローティング状態とすることができる。なお、ソース線駆動回路も、その短絡した全てのソース線Ｓ１〜Ｓｍをフローティング状態にするように、ゲート線Ｓ１〜Ｓｍから電源（Ｖｏｆｆ）を切り離すための第２フローティングスイッチである不図示のスイッチＳＷｚを外部に有している。

また、この座標検出装置１は、図１に示すようにゲート線駆動回路１４の反対端でゲート線Ｇ１〜Ｇｎに接続する第１スイッチング回路１６と、ソース線駆動回路１５の反対端でソース線Ｓ１〜Ｓｍに接続する第２スイッチング回路１７を具備している。

図３は、第１スイッチング回路１６を示す図であり、図３において、ＳＷＧは２本以上、本実施の形態においては、ｋ本のゲート線を選択的に短絡して束線を形成する第１スイッチ手段である初段スイッチであり、この初段スイッチＳＷＧはゲート線Ｇ１〜Ｇｎに対して接続している。

なお、本実施の形態においては、ｎ本のゲート線Ｇ１〜Ｇｎを同じ数のゲート線を有する、例えば図３において示す破線より上の上部ブロックと、破線より下の下部ブロックに分割し、初段スイッチＳＷＧにより、各ブロックごと、ｋ本のゲート線を選択的に短絡して束線を形成するようになっている。

そして、この初段スイッチＳＷＧは、座標検出のため第１ループ回路を形成する際、信号ＤＯを受けてＯＮとなると、上部ブロックのうちの並列に配されたｋ本のゲート線Ｇ１〜ｋを短絡し、以降同様に、ゲート線Ｇｋ＋１〜Ｇ２ｋを短絡すると共に、このようにｋ本ずつ短絡されたゲート線を、それぞれ配線ＧＬ１、ＧＬ２、・・、ＧＬｉに接続する。即ち、ｋ本のゲート線は、短絡されて束線となった状態でそれぞれ配線ＧＬ１、ＧＬ２、・・、ＧＬｉに接続される。

また、初段スイッチＳＷＧが、信号ＤＯを受けてＯＮとなると、下部ブロックのうちの並列に配されたｋ本のゲート線Ｇｊ〜ｊ＋ｋを短絡し、以降同様に、ゲート線Ｇｊ＋ｋ＋１〜ｊ＋２ｋを短絡すると共に、このようにｋ本ずつ短絡されたゲート線を、それぞれ配線ＧＬｉ＋１、ＧＬｉ＋２、・・、ＧＬＮ（Ｎ＝ｎ／ｋ）に接続する。即ち、ｋ本のゲート線は、短絡されて束線となった状態でそれぞれ配線ＧＬｉ＋１、ＧＬｉ＋２、・・、ＧＬＮに接続される。

またさらに、図３に示すように、上部ブロック側の配線ＧＬ１、ＧＬ２、・・、ＧＬｉに対し、スイッチＳＷａ１、ＳＷａ２、・・、ＳＷａｉが接続しており、下部ブロック側の配線ＧＬｉ＋１、ＧＬｉ＋２、・・、ＧＬＮに対し、スイッチＳＷｂ１、ＳＷｂ２、・・ＳＷｂｉが接続している。そして、選択信号ＳＥＬにより、不図示の制御装置は、これら２つのスイッチ群のうちから、それぞれ順次１つずつ、例えばＳＷａ２とＳＷｂ２をＯＮにして、出力段に接続するようにしている。

そして、このように第１スイッチング回路１６において、配線ＧＬ１、ＧＬ２、・・ＧＬＮから２つを選択すると共に、ゲート線駆動回路１４で全てのゲート線Ｇ１〜Ｇｎを短絡することで、ｋ本のゲート線Ｇ１〜Ｇｎを束ねて形成された束線である配線ＧＬ１、ＧＬ２、・・ＧＬＮを用いて第１閉ループ回路が形成可能となる。

なお、この第１閉ループ回路の一端はゲート線ループ用の電流検出回路１８に接続しており、他端は一定電圧点に接続している。そして、このように構成することにより、第１閉ループ回路にて生じた電磁誘導による電流を、座標検出回路３０により検出することができる。ここで好ましくは、第１閉ループ回路の他端に接続する一定電圧点の電圧は、ＴＦＴのＯＦＦ電圧である。なお、上記初段スイッチＳＷＧ及び、他のスイッチＳＷａ１〜ＳＷｂｉは別体でもよい。

このように、第１閉ループ回路を、ゲート線をｋ本束ねて形成されたループ形成用の配線ＧＬ１、ＧＬ２、・・ＧＬＮを用いて形成することにより、第１閉ループ回路の配線抵抗を低下することができ、これにより後述する位置指示器１１０により表示パネル上の位置が指示された際、第１閉ループ回路において電磁誘導により生じ、座標検出回路３０により検出される電流の大きさを大きくすることができる。

一方、ソース線Ｓ１〜Ｓｎについても、同様に第２スイッチング回路１７のスイッチングにより２本以上のソース線Ｓ１〜Ｓｎを束ねて形成されたループ形成用の配線によって閉ループ回路を形成するようにすることにより、第２閉ループ回路において電磁誘導により生じ、座標検出回路３０により検出される電流の大きさを大きくすることができる。

また、第２閉ループ回路の一端は、図１に示すソース線ループ用の電流検出回路１９に接続しており、他端は一定電圧点に接続している。なお、第２閉ループ回路に接続する一定電圧点の電圧は、０Ｖである。そして、このように構成することにより、第２閉ループ回路にて生じた電磁誘導による電流を、座標検出回路１８により検出することができる。

ところで、図１において、１１０は表示パネル上での位置を指示する位置指示器であり、この位置指示器１１０は、第１及び第２閉ループ回路に対し誘導電流が発生するようその一端部から電磁波を放出する構成となっている。なお、本実施の形態において、この位置指示器１１０は、電池とコイルを内蔵し、自己のみで、常に所定周波数、例えば５００ＫＨｚの電磁波を発信可能となっている。

また、３０は、位置指示器１１０により指示された表示パネル上の座標を検出する座標検出手段である座標検出回路であり、位置指示器１１０により表示パネル上の位置が指示された場合、座標検出装置２は、この座標検出回路３０からの座標情報に基づいて表示パネル上の位置に対応する画面を書き換えるようにしている。

また、メモリー性を有した電気泳動型表示素子２２は、図４に示すように、一対の基板５０Ａ，５０Ｂと、一方の基板５０Ｂに設けられ、ＴＦＴ素子２３のドレインに接続する駆動電極５１、全画素共通で駆動する共通電極５２、正に帯電した黒色帯電泳動粒子５３、媒質である液体と複数の帯電泳動粒子５３とを含む分散液５４、絶縁性反射層５５を備えている。

そして、共通電極５２を接地し、駆動電極５１に正電圧（＋Ｖ１）を印加すると、黒色帯電粒子５３は共通電極５２付近に集まるようになって底面の反射層５５が露出し、これにより白表示状態となる。逆に、駆動電極５１に負電圧（−Ｖ１）を印加すると、黒色帯電粒子５３は駆動電極５１付近に集まるようになって底面の反射層５５を覆った状態になり、これにより黒表示状態となる。なお、一旦、白状態及び黒状態になった画素は、上記電極間に０Ｖを印加しても状態はそのまま保持される。

なお、本実施の形態では、説明の簡単化のために白黒２値表示のパネルを用いて説明を行う。また、電気泳動型表示素子２２としては、一方の基板５０Ｂに駆動電極５１を設けたものを用いるが、一対の基板の少なくとも一方の基板に一対の電極を設けた基板を用いたもの、もしくは一対の各基板に電極を設けた基板を用いたものを使用しても良い。

次に、本実施の形態の動作について説明する。

本実施の形態における表示パネル２１は、位置指示器１１０による位置指示を行わないモード（ペン入力ＯＦＦ）と、位置指示器１１０により位置指示を行うモード（ペン入力ＯＮ）を有する。また、表示パネル全体の画像を書換えるのに要する時間は１００ｍｓｅｃ（フレームレート：１０Ｈｚ）である。

また、ペン入力ＯＦＦの場合には、図５の（ａ）に示すように画像書換え期間のみを有しており、ペン入力ＯＮの場合には、図５の（ｂ）に示すように座標検出期間と画像書換え期間を有している。以下では、ペン入力ＯＮの際の動作について説明し、静止画の上にペン入力（座標検出結果）を上書きしていく工程を説明する。

まず、座標位置を検出する座標検出期間について説明する。

座標検出期間になると、図２に示すようにゲート線駆動回路１４（のＡＬＬ＿ＯＦＦ）によって全てのゲート線Ｇ１〜Ｇｎの一端を短絡する。ここで、このようにゲート線駆動回路１４により全ゲート線Ｇ１〜Ｇｎを短絡した際、既述したようにスイッチＳＷｚにより、短絡した全ゲート線Ｇ１〜Ｇｎをフローティング状態とする。これにより、ゲート線駆動回路１４の電源電圧（Ｖｏｆｆ）に影響されることなく、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎを用いて第１閉ループ回路を形成することができる。

また同時に、図３に示す第１スイッチング回路１６において、初段スイッチＳＷＧがＯＮになり、これによりまずｋ本のゲート線Ｇ１〜ｋ及びゲート線Ｇｊ〜ｊ＋ｋが短絡する。さらに、まずＳＷａ１とＳＷｂ１がＯＮになり、これにより配線ＧＬ１がＯＵＴ１に、配線線ＧＬｉ＋１がＯＵＴ２に接続される。

これによって、ｋ本のゲート線Ｇ１〜ｋが線束になった配線ＧＬ１と、ｋ本のゲート線Ｇｊ〜ｊ＋ｋが線束になった配線ＧＬｉ＋１の２本の配線ＧＬ１，ＧＬｉ＋１により、１番目の第１閉ループ回路が形成される。そして次タイミングにおいては、同様にして、ｋ本のゲート線Ｇｋ＋１〜２ｋが線束になった配線ＧＬ２と、ｋ本のゲート線Ｇｊ＋ｋ＋１〜ｊ＋２ｋが線束になった配線ＧＬｉ＋２の２本の配線ＧＬ２，ＧＬｉ＋２により、２番目の第１閉ループ回路が形成される。そして、以降、このようにそれぞれｋ本のゲート線を線束にした２本の配線を用いて順次第１閉ループ回路を形成していき、表示全域を走査する。

ここで、このように第１閉ループ回路を順次走査していくと、図６に示すように、位置指示器１１０に近い閉ループＬｎ−１，Ｌｎ、Ｌｎ＋１には誘導電流が強く誘導される。そして、この誘導電流は、ＯＵＴ１に繋がる電流検出回路２８で検出される。なお、第１閉ループ回路を、１番目の第１閉ループ回路、２番目の第１閉ループ回路、・・、ｉ番目の第１閉ループ回路というように順次走査すると、図７の（ａ）に示すように、ループ毎に電流値が変化する。

そして、この図７の（ａ）の包絡線は、図７の（ｂ）に示すようになり、この図７の（ｂ）において、最も出力信号が大きな座標が位置指示器１１０により指示された座標となる。なお、これらの出力は、座標検出回路３０（図１参照）に入力され、座標検出回路３０は、以上のことから位置指示器１１０が指示したＹ座標を検出することができる。

以上のようにして、ゲート線を用いて位置指示器１１０のＹ座標を検出する。Ｘ座標についても、ソース線を同様に駆動して検出する。このようにして、位置指示器１１０の指示した座標（ｘ、ｙ）を検出する。

次に、画像を書換える画像書換え期間について説明する。なお、以下の画像書換え動作は、不図示の制御装置により制御される。

ここで、本実施の形態においては、表示素子としてメモリー性を有する電気泳動型表示素子１２を用いているので、静止画の上に座標検出結果を上書きしていく工程においては、画像書換え期間において、上書きする画素のみ書換えるようにしている。

画像書換え期間になると、不図示の制御装置により、まずゲート線駆動回路１４による全ゲート線Ｇ１〜Ｇｎの短絡は解除される。また同時に第１スイッチング回路１６においては、全てのスイッチがＯＦＦ状態となる。同様に、ソース線駆動回路１５による全ソース線Ｓ１〜Ｓｎの短絡は解除され、同時に第２スイッチング回路１７においては、全てのスイッチがＯＦＦ状態となる。

次に、制御装置は、前の座標検出期間において座標検出回路３０により検出された座標（ｘ、ｙ）に対応する画素に書換え動作を行う。この場合、ゲート線駆動回路１４より、座標（ｘ、ｙ）に対応するゲート線Ｇｙに対しＴＦＴのＯＮ電圧Ｖｏｎが選択的に印加され、その他のゲート線Ｇ１〜Ｇｎに対してはＴＦＴ素子２３のＯＦＦ電圧Ｖｏｆｆが印加される。

そして、ソース線駆動回路１５より、座標（ｘ、ｙ）に対応するソース線Ｇｘに対し黒書き込み電圧Ｖ１が選択的に印加され、その他のソース線Ｓ１〜Ｓｎに対しては０Ｖを印加する。以上の動作により、座標（ｘ、ｙ）に対応する画素の書換えを行う。

ところで、既述したように表示パネル上の座標を検出する際、それぞれ短絡された２本以上のゲート線からなる２本の束線及びそれぞれ短絡された２本以上のソース線からなる２本の束線によって第１及び第２閉ループ回路を形成することにより、第１及び第２閉ループ回路の配線抵抗を低下することができる。

これにより、電磁誘導により第１及び第２閉ループ回路に生じ、座標検出回路３０により検出される電流の大きさを大きくすることができ、この結果、精度の高い座標検出を行うことができる。また、第１及び第２閉ループ回路をそれぞれ短絡された２本以上のゲート線からなる２本の束線及びそれぞれ短絡された２本以上のソース線からなる２本の束線により形成することにより、配線数を減らすことができるようになり、この結果、汎用の駆動回路（ＩＣ）を用いることができ、その開発コストを低減することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係る座標検出装置の構成を示す概念図であり、図８において、８は表示パネル８１を有する電磁誘導方式の表示パネル一体型の座標検出装置である。ここで、表示パネル８１は、既述した第１の実施の形態の表示パネル８１と同様に、互いに直交するように配置された複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及び複数のソース線Ｓ１〜Ｓｎを有している。

なお、これらのゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及びソース線Ｓ１〜Ｓｍの交点部分には、ＴＦＴ素子８３と電気泳動型表示素子８２が具備されており、それぞれのＴＦＴ素子８３のゲートに対してゲート線Ｇ１〜Ｇｎが、またＴＦＴ素子８３のソースに対してソース線Ｓ１〜Ｓｍが、さらにドレインに対して電気泳動型表示素子８２の駆動電極が接続されている。

また、この座標検出装置８は、既述した第１実施の形態のゲート線駆動回路１４、ソース線駆動回路１５、位置指示器１１０及び電流検出回路１８と同様の構成のゲート線駆動回路８４、ソース線駆動回路８５、位置指示器８１０及び電流検出回路８８を具備している。なお、これらゲート線駆動回路８４等の機能及び駆動方法は、第１の実施の形態と同様である。

また、座標検出装置８は、ゲート線駆動回路８４の反対端でゲート線Ｇ１〜Ｇｎに接続し、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎをｋ本ずつ束ねるスイッチ素子ＳＷＧ８６ａと、第１スイッチング回路８６ｂを備えており、またソース線駆動回路８５の反対端でソース線Ｓ１〜Ｓｎに接続するスイッチ素子ＳＷＳ８７ａと、第２スイッチング回路８７ｂを具備している。

ところで、本実施の形態においては、第１スイッチング回路側のスイッチ素子ＳＷＧ８６ａと、第２スイッチング回路側のスイッチ素子ＳＷＳ８７ａを、ＴＦＴ素子８３と同じ基板上に形成し、ＴＦＴ素子８３と同じプロセスで作製するようにしている。なお、このスイッチ素子ＳＷＧ８６ａの配線と機能は、既述した第１の実施の形態における第１スイッチング回路２６の初段スイッチＳＷＧと同様である。

図９は、スイッチ素子ＳＷＧ８６ａと第１スイッチング回路８６ｂを示す図であり、図９に示すように、ゲート線をｋ本ずつ束ねるために、スイッチ素子ＳＷＧ８６ａがゲート線Ｇ１、Ｇ２、・・、Ｇｎに対し接続している。そして、このスイッチ素子ＳＷＧ８６ａは信号Ｇ＿ＤＯを受けてＯＮとなると、ｋ本のゲート線Ｇ１〜Ｇｋが短絡され、以降同様にゲート線がｋ本ずつ短絡される。また、そのｋ本ずつ短絡した線は、それぞれ配線ＧＬ１、ＧＬ２、・・、ＧＬＮに接続される。

さらに、図９に示すように、第１スイッチング回路８６ｂがｎ本のゲート線Ｇ１〜Ｇｎのうち半分の（ｎ／２）本のゲート線をそれぞれ５本ずつ束ねた配線ＧＬ１、ＧＬ２、・・、ＧＬｉに接続し、第１スイッチング回路８６ｂ内で、ＳＷａ１、ＳＷａ２、・・、ＳＷａｉにそれぞれ接続している。また、第１スイッチング回路８６ｂはｎ本のゲート線Ｇ１〜Ｇｎのうち他の半分の（ｎ／２）本のゲート線をそれぞれ５本ずつ束ねた配線ＧＬｉ＋１、ＧＬｉ＋２、・・、ＧＬＮに接続し、第１スイッチング回路８６ｂ内で、それぞれスイッチＳＷｂ１、ＳＷｂ２、・・ＳＷｂｉに接続している。なお、この第１スイッチング回路８６ｂの動作については、既述した第１の実施の形態と同様である。また、本実施の形態の、画像書換え動作及び座標検出動作についても、第１の実施の形態と同様である。

ここで、本実施の形態のように、第１スイッチング回路側のスイッチ素子ＳＷＧ８６ａと、第２スイッチング回路側のスイッチ素子ＳＷＳ８７ａを、ＴＦＴ素子８３と同じ基板上に形成することにより、つまりスイッチ素子ＳＷＧ８６ａ及びスイッチ素子ＳＷＳ８７ａを、ＴＦＴ素子基板上に作り込むことによって、ＴＦＴ基板に対して外付けの回路である第１スイッチング回路８６ｂ及び第２スイッチング回路８７ｂに接続する端子を減らすことが可能となり、座標検出装置８の製造難易度を軽減することができる。

ところで、これまでの説明においては、第１スイッチング回路８６ｂは、ｋ本のゲート線を束ねて構成された配線ＧＬ１、ＧＬ２、・・、ＧＬｎのうち、配線ＧＬ１とＧＬｉ＋１、配線ＧＬ２とＧＬｉ＋２、・・という２本の束線のゲート線並列方向の間隔が、略同じとなる組み合わせで第１閉ループ回路を形成する場合について述べてきたが、本発明は、これに限らない。

即ち、上記のような２本の束線のゲート線並列方向の間隔が、略同じとなる組み合わせではなく、言い換えれば第１閉ループ回路の、２本の束線により挟まれる面積が同じになるような組み合わせでなく、状況によって２本の束線のゲート線並列方向の間隔を変更することが可能となるよう、言い換えれば第１閉ループ回路の、２本の束線により挟まれる面積を変えることができるよう任意２本の配線を選択可能な機能を第１スイッチング回路８６ｂが有するようにしても良い。なお、これは第２スイッチング回路８７ｂについても同様である。

そして、このような機能を有することにより、高精度の座標検出が要求されない場合には、例えば位置指示器８１０が表示パネルから遠くに位置していて、次に位置指示器８１０がパネルに近づく際に、位置指示器８１０の大雑把な座標を把握したい場合には、閉ループ回路の面積を通常の座標検出時よりも大きくすることができ、これにより大まかな座標検出を行い、その動作を早く終了することができる。

また、これまでの説明においては、ゲート線とソース線の両方を、閉ループ形成用の配線として用いた場合について述べてきたが、本発明はこれに限らず、例えばゲート線あるいはソース線が抵抗率の高い部材で形成されている場合には、ゲート線あるいはソース線の片方の代わりに、全画素共通で駆動する抵抗率が低い部材によって形成される共通電極の駆動線を閉ループ形成用の配線として用いるようにしても良い。例えば、ソース線の代わりに共通電極配線を用いる場合は、共通電極配線をソース線に沿って分割して配し、独立に駆動できるようにしておく。

また、ゲート線とソース線の一方が低抵抗であるときは、低抵抗のほうを1本に配線でループを形成し、束ねるのは高抵抗側の配線だけにしてもよい。これにより、束ねないほうは高精度の座標検出ができる。

さらに、束ねる本数をソース線とゲート線で変えてもよい。カラーディスプレイにおいては、ＲＧＢの３つで１つの画素を構成するので、ソース線の本数はゲート線の３倍ある。このときはソース線の束ね本数をゲート線の束ね本数の３倍にすることが好ましいといえる。

また、これまでの説明においては、座標検出の際、全ての閉ループ回路を走査する場合について述べたが、本発明はこれに限らない。好ましくは、位置指示器により先に指示された座標に近いＮ個［１＜Ｎ＜（ゲート線あるいはソース線により形成可能な閉ループ回路の数）］の閉ループ回路を走査して、座標検出を行うようにする。これにより、走査する閉ループ回路の数を減少させることができ、座標検出レートの高速化を行うことができる。

さらに、これまでの説明においては、位置指示器として電源を搭載したものを用いた場合について説明したが、本発明は、これに限るものではない。好ましくは、位置指示器に充電機構を有し、ゲート線およびソース線により形成する閉ループを用いて電磁波を送信して位置指示器を充電し、そのエネルギーを用いて位置指示器から電磁波を送信し座標検出を行うようにしても良い。

また、これまでの説明においては、メモリー性のある表示パネルを使用しているが、使用する表示パネルはメモリー性のある表示パネルに限らず、メモリー性のない液晶パネル・有機ＥＬパネルも用いることができる。

さらに、これまでの説明においては、メモリー性を有する表示素子として電気泳動型表示素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示媒体としてポリマーネットワーク液晶、強誘電性液晶といった液晶を用いる表示装置に対しても適用できる。さらにまた、電気泳動型表示素子は、上下移動型電気泳動表示素子に対しても、水平移動型電気泳動表示素子に対しても適用できる。また、図４に示す液体と複数の帯電泳動粒子５３とを含む分散液５４を多数のマイクロカプセルのそれぞれに内包させるように構成したものにも適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る座標検出装置の構成を示す概念図。 上記座標検出装置におけるゲート線駆動回路の詳細な状態を示す図。 上記座標検出装置における第１スイッチング回路の詳細な状態を示す図。 上記座標検出装置における電気泳動型表示素子の画素断面を示す模式図。 本発明の第１の実施の形態に係る座標検出装置の画像書換え期間と座標検出期間を示すタイムチャート図。 上記座標検出装置における位置指示器の位置とその周辺に形成される閉ループ回路の位置関係を示す図。 上記座標検出装置における、（ａ）は位置指示器の位置とその周辺に形成される閉ループ回路からの出力信号の関係を示す図、（ｂ）は（ａ）に示す出力信号の変化を滑らかな包絡線に変換して示す図。 本発明の第２の実施の形態に係る座標検出装置の構成を示す概念図。 上記座標検出装置の第１スイッチング回路及びスイッチ素子の構造を示す図。 従来の座標検出装置の概念図。

符号の説明

１，８ 座標検出装置
１１，８１ 表示パネル
１２，８２ 電気泳動型表示素子
１３，８３ ＴＦＴ素子
１４，８４ ゲート線駆動回路
１５，８５ ソース線駆動回路
１６，８６ｂ 第１スイッチング回路
１７，８７ｂ 第２スイッチング回路
１８，８８ 電流検出回路
１９，８９ 電流検出回路
３０ 座標検出回路
８６ａ スイッチ素子ＳＷＧ
８７ａ スイッチ素子ＳＷＳ
１１０，８１０ 位置指示器
ＳＷＧ 初段スイッチ
Ｇ１〜Ｇｎ ゲート線
ＧＬ１〜ＧＬＮ 配線
Ｓ１〜Ｓｍ ソース線

Claims (10)

1. 互いに直交するよう配置されたゲート線とソース線との交差位置に画素を具備したマトリクス型の表示パネルと、前記ゲート線を順次複数選択して第１閉ループ回路を形成する第１スイッチング回路と、前記ソース線を順次複数選択して第２閉ループ回路を形成する第２スイッチング回路と、前記表示パネル上の位置を指示すると共に、前記第１閉ループ回路及び第２閉ループ回路に誘導電流が発生するよう電磁波を放出する位置指示器と、前記第１閉ループ回路及び第２閉ループ回路に発生する誘導起電力より前記位置指示器により指示された前記表示パネル上の座標を検出する座標検出手段とを備える座標検出装置において、
   前記第１スイッチング回路との間で前記ゲート線が並列に接続され、該ゲート線を駆動すると共に全ゲート線を短絡する機能を有するゲート線駆動回路と、
   前記第２スイッチング回路との間で前記ソース線が並列に接続され、該ソース線を駆動すると共に、全ソース線を短絡する機能を有するソース線駆動回路と、
   前記第１スイッチング回路に設けられ、前記ゲート線と接続すると共に２本以上のゲート線を選択的に短絡し、それぞれ前記短絡された２本以上のゲート線からなる２本の束線を形成する第１スイッチ手段と、
   前記第２スイッチング回路に設けられ、前記ソース線と接続すると共に２本以上のソース線を選択的に短絡し、それぞれ前記短絡された２本以上のソース線からなる２本の束線を形成する第２スイッチ手段と、
   を備え、
   前記位置指示器により指示された前記表示パネル上の座標を検出する際、前記第１スイッチング回路は、前記第１スイッチ手段によって形成された前記２本の束線により前記第１閉ループ回路を形成し、前記第２スイッチング回路は、前記第２スイッチ手段によって形成された前記２本の束線により前記第２閉ループ回路を形成することを特徴とする座標検出装置。
2. 前記表示パネルは、各画素にソース電極、ドレイン電極、ゲート電極の３電極からなるＴＦＴ素子を設けると共に、前記ドレイン電極と電気的容量を介して配される共通電極を備え、かつ前記ドレイン電極と前記共通電極との間に表示素子を配したものであることを特徴とする請求項１記載の座標検出装置。
3. 前記第１スイッチ手段及び前記第２スイッチ手段を、前記ＴＦＴ素子を備える基板上に形成することを特徴とする請求項２記載の座標検出装置。
4. 前記ゲート線駆動回路及び前記ソース線駆動回路は、アナログスイッチタイプの回路であることを特徴とする請求項１記載の座標検出装置。
5. 前記ゲート線駆動回路は全ゲート線を短絡した時、該全ゲート線を電源から切り離してフローティング状態にする機能を具備し、前記ソース線駆動回路は全ソース線を短絡した時、該ソース線を電源から切り離してフローティング状態にする機能を具備することを特徴とする請求項１記載の座標検出装置。
6. 前記ゲート線駆動回路に外付けされる第１フローティングスイッチと、
   前記ソース線駆動回路に外付けされる第２フローティングスイッチと、
   を備え、
   前記第１フローティングスイッチにより、全ゲート線を短絡した時、該全ゲート線を電源から切り離してフローティング状態とし、前記第２フローティングスイッチにより、全ソース線を短絡した時、該ソース線を電源から切り離してフローティング状態とすることを特徴とする請求項５記載の座標検出装置。
7. 前記第１及び第２スイッチ手段によってそれぞれ形成された前記２本の束線により前記第１及び第２閉ループ回路が形成された際、前記２本の束線の一端は電源に接続し、他端は前記座標検出手段に接続することを特徴とする請求項１記載の座標検出装置。
8. 前記第１スイッチ手段によって形成された前記２本の束線のゲート線並列方向の間隔及び前記第２スイッチ手段によって形成された前記２本の束線のソース線並列方向の間隔を変更可能としたことを特徴とする請求項１記載の座標検出装置。
9. 前記表示パネルは、少なくとも一方の基板に一対の電極が設けられた、もしくは各基板に電極が設けられた一対の基板と、前記一対の基板間に配置され、帯電泳動粒子及び前記帯電泳動粒子を分散させている媒質を有する事を特徴とする請求項１記載の座標検出装置。
10. 前記ゲート線又は前記ソース線の代わりに前記共通電極の駆動線を用いて前記第１又は第２閉ループ回路を形成することを特徴とする請求項２記載の座標検出装置。
    

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