JP2534422B2 - 表示一体型タブレット装置 - Google Patents

表示一体型タブレット装置

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JP2534422B2 JP1906492A JP1906492A JP2534422B2 JP 2534422 B2 JP2534422 B2 JP 2534422B2 JP 1906492 A JP1906492 A JP 1906492A JP 1906492 A JP1906492 A JP 1906492A JP 2534422 B2 JP2534422 B2 JP 2534422B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、パーソナルコンピュ
ータやワードプロセッサ等に用いられる表示機能が一体
化された表示一体型タブレット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、表示部とタブレットとを積層して
一体に構成した表示部一体型タブレット装置がある。図
１２はこの表示部一体型タブレット装置に用いられる静
電誘導タブレット及びその駆動部の概略構造を示す。
【０００３】静電誘導タブレット１０１は、列電極Ｘ1,
Ｘ2,…,Ｘm(以下、任意の列電極をＸと記載する）が平
行に配列されたガラス基板と行電極Ｙ1,Ｙ2,…,Ｙn（以
下、任意の行電極をＹと記載する)が平行に配列された
ガラス基板とを両電極を直交させかつ対向させて、スペ
ーサ（透明性の接着剤等）を介して固定して形成されて
いる。そして、各行電極Ｙは行電極シフトレジスタ１０
２に接続されている一方、各列電極Ｘは列電極シフトレ
ジスタ１０３に接続されている。
【０００４】その際に、上記列電極Ｘおよび行電極Ｙは
酸化インジュウム（ＩＴＯ）等によって略透明に形成さ
れている。
【０００５】上記行電極シフトレジスタ１０２および列
電極シフトレジスタ１０３はタイミング発生回路１０４
に接続されている。また、このタイミング発生回路１０
４にはｘ座標検出回路１０７およびｙ座標検出回路１０
８が接続されている。上記ｘ座標検出回路１０７は、タ
イミング発生回路１０４からの信号と電子ペン１０５か
らオペレーショナル・アンプ１０６を介して入力される
信号とに基づいて電子ペン１０５の先端のｘ座標を検出
して、ｘ座標を表すｘ座標信号を出力する。同様にし
て、上記ｙ座標検出回路１０８は、電子ペン１０５の先
端のｙ座標を表すｙ座標信号を出力する。
【０００６】このように構成された静電誘導タブレット
１０１は略８５％の光透過率を有する。したがって、こ
の静電誘導タブレット１０１を液晶ディスプレイ上に積
層しても、静電誘導タブレット１０１を介して液晶ディ
スプレイの表示画面を見ることができるのである。そこ
で、上述のように、静電誘導タブレット１０１を液晶デ
ィスプレイ上に積層して表示部一体型タブレット装置を
構成して、液晶ディスプレイ上の座標を静電誘導タブレ
ット１０１と電子ペン１０５とによってペン入力できる
のである。
【０００７】上記構成の静電誘導タブレット１０１およ
びその駆動部は、次のように動作する。
【０００８】すなわち、まず上記タイミング発生回路１
０４から列電極シフトレジスタ１０３にシフトデータと
クロック信号が送出される。そうすると、図１３に示す
ような列電極走査信号の走査パルスが列電極シフトレジ
スタ１０３から各列電極Ｘに順次印加される。次に、同
様にして、図１３に示すような行電極走査信号の走査パ
ルスが行電極シフトレジスタ１０２から各行電極Ｙに順
次印加される。その際に、静電誘導タブレット１０１の
表面に電子ペン１０５を接近させる。
【０００９】そうすると、電子ペン１０５の先端電極
(図示せず)と列電極Ｘおよび行電極Ｙとは夫々浮遊容量
で結合されているので、電子ペン１０５の先端電極には
図１４(a)に示すような誘導電圧が誘起する。ここで、
上記先端電極にはオペレーショナル・アンプ１０６が接
続されて、電子ペン１０５の先端電極の入力側のインピ
ーダンスがリード線側のインピーダンスよりも高く設定
されている。
【００１０】こうして上記先端電極に誘起された誘導電
圧に基づいて、以下に述べるようにして電子ペン１０５
の先端座標を検出するのである。
【００１１】すなわち、電子ペン１０５から出力された
図１４(a)に示すような波形の誘導電圧信号は、ローパ
スフィルタおよびアンプを介して、図１４(b)に示すよ
うな波形の信号となってｘ座標検出回路１０７あるいは
ｙ座標検出回路１０８に入力される。
【００１２】上記ｘ座標検出回路１０７は、タイミング
発生回路１０４からのクロック信号と電子ペン１０５か
らの信号とに基づいて、列電極シフトレジスタ１０３か
ら列電極Ｘ1に図１３に示すような走査信号のパルスが
印加されて列電極Ｘの走査が開始されてから電子ペン１
０５からの信号における波形のピークが入力されるまで
の時間(図１４(b)におけるＴs)を計測する。そして、こ
の計測値に基づいて電子ペン１０５の先端のｘ座標を表
すｘ座標信号を出力する。
【００１３】同様にして、上記ｙ座標検出回路１０８
は、行電極Ｙの走査が開始されてから電子ペン１０５か
らの信号における波形のピークが入力されるまでの時間
を計測する。そして、この計測値に基づいて電子ペン１
０５の先端のｙ座標を表すｙ座標信号を出力するのであ
る。
【００１４】その際における時間Ｔsの計測は、行電極
シフトレジスタ１０２または列電極シフトレジスタ１０
３に印加されるクロック信号のパルス数をカウントする
ことによって計測される。
【００１５】また、次のような方法によって電子ペン１
０５の先端座標をより正確に算出することも可能であ
る。すなわち、ｘ座標検出回路１０７は、図１４(a)に
示すような電子ペン１０５からの信号の階段状の波形に
おける各階段の波高値を最大波高値で正規化する。その
後、最大波高値を呈した際に走査信号が印加されている
列電極Ｘm1のｘ座標(すなわち、電子ペン１０５の先端
に最も近い列電極Ｘm1のｘ座標：最大波高値に係る時間
Ｔsから求められる)と２番目に高い波高値を呈した際に
走査信号が印加されている列電極Ｘm2のｘ座標(すなわ
ち、電子ペン１０５の先端に２番目に近い列電極Ｘm2の
ｘ座標：上記２番目に高い波高値に係る時間Ｔsから求
められる)との間を上記最大波高値と２番目に高い波高
値との比に応じて分割する。こうして、列電極Ｘm1と列
電極Ｘm2との間に位置する電子ペン１０５の先端のｘ座
標を求めるのである。
【００１６】同様にして、ｙ座標検出回路１０８は、電
子ペン１０５からの信号における最大波高値と２番目に
高い波高値との比に基づいて、電子ペン１０５の先端に
最も近い行電極Ｙn1と２番目に近い行電極Ｙn2との間に
位置する電子ペン１０５の先端のｙ座標を求めるのであ
る。
【００１７】こうすることによって、各列電極Ｘのピッ
チあるいは各行電極Ｙのピッチが粗い場合であっても、
電子ペン１０５の先端座標を精度良く算出できるのであ
る。なお、電子ペン１０５からの信号における階段状の
波形の各階段の波高値を最大波高値で正規化するのは、
電子ペン１０５の先端が静電誘導タブレット１０１の表
面から離れている場合であっても誤差が生じないように
するためである。
【００１８】上述のように、静電誘導タブレット１０１
は、比較的構造が簡単であるにも拘わらず、高い精度で
電子ペン１０５の先端座標を得ることができ、小型コン
ピュータ等に多く用いられている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上述のような静電誘導
タブレット１０１と液晶ディスプレイとを積層して、静
電誘導タブレット１０１上における電子ペン１０５の先
端座標に対応する液晶ディスプレイ上の画素を表示する
ような表示部一体型タブレット装置を構成する。この表
示部一体型タブレット装置は、上記電子ペン１０５の先
端で静電誘導タブレット１０１の表面をなぞってペン入
力された文字や図形を液晶ディスプレイの表示画面に表
示することによって、恰も紙にボールペン等の筆記用具
で書く感覚で文字や図形を入力できるのである。
【００２０】しかしながら、上述のような表示部一体型
タブレット装置には次のような問題がある。
【００２１】まず、上記液晶ディスプレイの表示画面上
を見ながら電子ペン１０５によって静電誘導タブレット
１０１の表面をなぞる場合に、液晶ディスプレイの表示
画面が見にくいという問題がある。すなわち、上述のよ
うに、静電誘導タブレット１０１の列電極Ｘや行電極Ｙ
はガラスやプラスチック等の透明基板上に酸化錫や酸化
インジウム等によって略透明に形成されている。
【００２２】ところが、こうして形成された電極の光透
過率は略８５％と基板の光透過率に比較してあまり高く
なく曇りもある。また、電極は格子状に規則正しく配列
されている。そのために、静電誘導タブレット１０１の
電極Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘm,Ｙ1,Ｙ2,…,Ｙnは思いの外目立つ
のである。この現象は、バックライトの無い簡易型の表
示部一体型タブレットにおいて特に顕著である。
【００２３】また、上記液晶ディスプレイの表示画面上
が静電誘導タブレット１０１の電極Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘm,
Ｙ1,Ｙ2,…,Ｙnによって覆われる面積が比較的大きい。
その結果、液晶ディスプレイの表示画面が暗くなり、か
つコントラストが低くなるという問題もある。
【００２４】また、上記液晶ディスプレイと静電誘導タ
ブレット１０１とが別々に構成されているために、液晶
ディスプレイと静電誘導タブレット１０１とを積層して
一体に組み立てる際に、液晶ディスプレイと静電誘導タ
ブレット１０１との対応する位置がずれる場合がある。
【００２５】この場合には、ペン入力した液晶ディスプ
レイ上の位置(電子ペン１０５の先端によって指示した
位置)とこのペン入力によって液晶ディスプレイの表示
画面に表示された画素の位置とにずれが生じてしまう。
したがって、恰も紙にボールペン等の筆記用具で書く感
覚で文字や図形を入力することができないという問題が
ある。
【００２６】さらに、別々に形成された上記液晶ディス
プレイと静電誘導タブレット１０１とを一体に積層して
構成しているので、得られる表示部一体型タブレットは
大型となり重量も重くなる。したがって、需要者が望む
小型コンピュータやワードプロセッサのコンパクト化に
は大きな妨げとなるという問題もある。また、コストア
ップの要因になるという問題もある。
【００２７】そこで、この発明の第１の目的は、表示画
面上の位置を電子ペンによってペン入力する際に表示画
面上が見易く、かつ、コンパクト化および低コスト化が
容易な表示一体型タブレット装置を提供することにあ
る。
【００２８】さらに、この発明の第２の目的は、上記第
１の目的を達成するに際して、電子ペンの先端のｘ座標
とｙ座標とを検出可能な表示一体型タブレット装置を提
供することにある。
【００２９】さらに、この発明の第３の目的は、上記第
１の目的を達成するに際して、電子ペンから出力される
誘導電圧信号の誤検出を防止できる表示一体型タブレッ
ト装置を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の表示一
体型タブレット装置は、それぞれ互いに異なる方向に沿
って配列された複数の第１電極と複数の第２電極とを有
し、第１電極と第２電極とが交差する箇所に対応する画
素を有する表示パネルと、該表示パネル表面の位置を指
示すると、第１電極及び第２電極と容量結合して誘導電
圧が誘起される指示手段と、第１電極を駆動する第１電
極駆動手段と、第２電極を駆動する第２電極駆動手段
と、第１電極駆動手段と第２電極駆動手段とを制御して
各画素に対応した電圧を第１電極及び第２電極に印加し
て所望画像を表示する表示期間を設定する表示制御手段
と、各画素に対応して印加する電圧の印加方向を表示期
間内に所定間隔で切り替える設定制御手段と、第１電極
駆動手段と第２電極駆動手段とを制御して第１電極また
は第２電極に順次走査電圧を印加する走査期間を設定す
ると共に、走査開始からの時間を計時する検出制御手段
と、上記指示手段と上記検出制御手段で印加された走査
電圧との容量結合により上記指示手段に誘起された誘導
電圧と上記検出制御手段で計時された時間とに基づいて
上記指示手段の座標検出を行う座標検出手段と、上記表
示制御手段と上記検出制御手段とを交互に切り替える切
替手段と、表示期間と走査期間との間に、上記設定制御
手段による印加方向の切り替えにより上記指示手段に誘
起された誘導電圧が座標検出に影響しない程度に減衰す
る時間の空時間を設定するように上記切替手段を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００３１】請求項２に記載の表示一体型タブレット装
置は、上記表示パネルが液晶表示パネルであることを特
徴とする。
【００３２】請求項３に記載の表示一体型タブレット装
置は、請求項１または請求項２に記載の表示一体型タブ
レット装置において、表示期間内に第１電極駆動手段あ
るいは第２電極駆動手段に保持された表示情報を上記空
時間にクリアすることを特徴とする。
【００３３】請求項４に記載の表示一体型タブレット装
置は、請求項１、請求項２、または請求項３に記載の表
示一体型タブレット装置において、上記走査期間は、第
１電極駆動手段を制御して第１電極に順次走査電圧を印
加する第１走査期間と第１走査期間に続いて第２電極駆
動手段を制御して第２電極に順次走査電圧を印加する第
２走査期間であり、空時間を第１走査期間と第２走査期
間との間に設けることを特徴とする。
【００３４】請求項５に記載の表示一体型タブレット装
置は、請求項１、請求項２、請求項３、または請求項４
に記載の表示一体型タブレット装置において、上記座標
検出手段により検出された座標に対して上記表示制御手
段により表示することを特徴とする。
【００３５】
【作用】請求項１に記載の表示一体型タブレット装置
は、表示期間内に設定制御手段により画素に対応した電
圧の印加方向を所定間隔で切り替えつつ表示制御手段に
より所望画像を表示し、走査期間には容量結合による座
標検出を行い、表示期間と走査期間とを交互に切り替え
ると共に、設定制御手段による電圧の印加方向の切り替
えにより指示手段に誘起される不必要な誘導電圧が充分
に減衰する時間の空時間を表示期間と走査期間との間に
設定制御するので、座標検出時の誤検出を防止すること
ができる。
【００３６】請求項２に記載の表示一体型タブレット装
置は、表示期間内に液晶の劣化を防止するため、各画素
に対応した電圧印加方向を所定間隔で切り替えつつ所望
画像を表示する液晶パネルを、表示パネルとして使用す
ることができる。
【００３７】請求項３に記載の表示一体型タブレット装
置は、表示期間と走査期間との間に空時間を設定してい
るので、その空時間に第１電極駆動手段あるいは第２電
極駆動手段に保持された表示情報をクリアする座標検出
のための前処理を行うことができる。
【００３８】請求項４に記載の表示一体型タブレット装
置は、第１走査期間と第２走査期間との間に、空時間を
設けることにより、第１走査期間において誘起された誘
導電圧と第２走査期間において誘起された誘導電圧とが
互いに干渉するのを防止することができる。
【００３９】請求項５に記載の表示一体型タブレット装
置は、座標検出手段により検出された座標に上記表示制
御手段により表示がなされ、あたかも、表示パネル面に
ペン等の筆記用具で書く感覚で文字や図形を入力するこ
とができる。
【００４０】
【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。
【００４１】図１は本実施例における表示一体型タブレ
ット装置のブロック図である。この表示一体型タブレッ
ト装置は上記目的を達成するための表示一体型タブレッ
ト装置であり、静電誘導タブレットの電極および駆動回
路をデューティータイプ液晶表示装置における液晶パネ
ルの電極および駆動回路で兼用することによって表示機
能が一体化されたタブレット装置を構成している。
【００４２】以下、本実施例に係る表示一体型タブレッ
ト装置の説明に先立って、デューティータイプ液晶表示
装置について簡単に述べる。
【００４３】図７は通常のデューティータイプ液晶表示
装置のブロック図である。液晶パネル１は、複数本のコ
モン電極Ｙ1,Ｙ2,…,Ｙ8(以下、任意のコモン電極をＹ
と記載する）が平行に配列された透明基板と複数本のセ
グメント電極Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘ40(以下、任意のセグメント
電極をＸと記載する)が平行に配列された透明基板と
を、コモン電極Ｙとセグメント電極Ｘとが対向して直交
するようにスペーサ等を介して所定間隔で配置してい
る。そして、両透明基板間には液晶が充填されている。
【００４４】こうして、上記コモン電極Ｙとセグメント
電極Ｘとが交差する領域で画素を構成するのである。つ
まり、この液晶パネル１は、４０ドット×８ドットの画
素がマトリックス状に配列されると共に、デューティタ
イプの駆動方法によって駆動されるのである。
【００４５】上記コモン電極Ｙ1,Ｙ2,…,Ｙ8は、夫々コ
モン駆動回路２の対応する出力端子０１,０２,…,０８
に接続されている。そして、コモン駆動回路２の各出力
端子０１,０２,…,０８から出力されるコモン電極駆動
信号の選択パルスによってコモン電極Ｙをアクティブに
して画素マトリックスの行を選択する。一方、上記セグ
メント電極Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘ40は、夫々セグメント駆動回
路３の対応する出力端子０１,０２,…,０４０に接続さ
れている。そして、セグメント駆動回路３の出力端子０
１,０２,…,０４０からセグメント電極Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘ40
に表示データに応じたセグメント電極駆動信号を出力す
る。
【００４６】そうすると、上記コモン駆動回路２からの
コモン電極駆動信号によって選択された画素マトリック
スの行における各画素が、セグメント駆動回路３からの
セグメント電極駆動信号によって表示データに応じて表
示されるのである。
【００４７】上記コモン駆動回路２およびセグメント駆
動回路３は、以下のように表示制御回路４に接続されて
いる。
【００４８】すなわち、表示制御回路４のシフトデータ
出力端子Ｓはコモン駆動回路２のシフトデータ入力端子
ＤＩＯ1に接続される。また、表示制御回路４の交流化
信号出力端子ＦＲはコモン駆動回路２の交流化信号入力
端子ＹＦＲおよびセグメント駆動回路３の交流化信号入
力端子ＸＦＲに接続される。また、表示制御回路４のク
ロック出力端子ＣＰ１はコモン駆動回路２のクロック入
力端子ＹＣＫおよびセグメント駆動回路３のラッチパル
ス入力端子ＸＬＰに接続される。また、表示制御回路４
のクロック出力端子ＣＰ２はセグメント駆動回路３のク
ロック入力端子ＸＣＫに接続される。また、表示制御回
路４の表示データ出力端子Ｄ0〜Ｄ3はセグメント駆動回
路３の表示データ入力端子ＸＤ0〜ＸＤ3に接続されるの
である。電源回路５は、上記コモン駆動回路２およびセ
グメント駆動回路３で液晶パネル１を駆動する駆動信号
を生成する際に用いる複数レベルのバイアス電源Ｖ0〜
Ｖ5を、コモン駆動回路２およびセグメント駆動回路３
に供給する。本液晶表示装置においては、上記バイアス
電源Ｖ0〜Ｖ5を次のように設定する。
【００４９】すなわち、Ｖ0＝０.０Ｖ,Ｖ1＝１.７Ｖ,Ｖ
2＝３.４Ｖ,Ｖ3＝２３.５Ｖ,Ｖ4＝２５.２Ｖ,Ｖ5＝２
６.９Ｖである。
【００５０】図８は、上記コモン駆動回路２の端子部分
を示す図である。出力端子０１,０２,…,０８からはコ
モン電極駆動信号ａ,ｂ,…,ｈが出力されて、液晶パネ
ル１の対応するコモン電極Ｙ1,Ｙ2,…,Ｙ8に入力され
る。また、入力端子Ｖ0,Ｖ1,Ｖ4,Ｖ5には、電源回路５
からのバイアス電源Ｖ0,Ｖ1,Ｖ4,Ｖ5が入力され、この
バイアス電源Ｖ0,Ｖ1,Ｖ4,Ｖ5に基づいて後に詳述する
ようにして上記コモン電極駆動信号ａ,ｂ,…,ｈが生成
される。
【００５１】上記構成のデューティータイプ液晶表示装
置は次のように動作する。
【００５２】図９は上記コモン電極駆動信号ａ〜ｈおよ
びセグメント電極駆動信号のタイミングチャートであ
る。以下、図７および図８を参照して、図９に従ってデ
ューティータイプ液晶表示装置の動作を説明する。
【００５３】上記表示制御回路４におけるクロック出力
端子ＣＰ１から出力されるクロック信号cp1がクロック
入力端子ＹＣＫに入力されると、この入力されたクロッ
ク信号cp1に同期して、表示制御回路４のシフトデータ
出力端子Ｓから出力されるシフトデータｓのパルスがシ
フトデータ入力端子ＤＩＯ1からシフトレジスタ(図示せ
ず)に取り込まれる。そして、このシフトレジスタによ
ってシフトされたシフトデータｓのパルス位置に対応す
る出力端子０１〜０８から、対応するコモン電極駆動信
号ａ〜ｈの選択パルスが順次出力される。その際に、上
記コモン電極駆動信号ａ〜ｈは、上記電源回路５から供
給されるバイアス電源Ｖ0〜Ｖ5に基づいて生成される。
【００５４】一方、上記セグメント駆動回路３は、表示
制御回路４のクロック出力端子ＣＰ２から出力されるク
ロック信号cp2がクロック入力端子ＸＣＫに入力される
と、この入力されたクロック信号cp2に同期して、セグ
メント電極Ｘの指定位置をシフトする。そうすると、表
示制御回路４の表示データ出力端子Ｄ0〜Ｄ3から出力さ
れてセグメント駆動回路３の表示データ入力端子ＸＤ0
〜ＸＤ3に入力された表示データＤ0〜Ｄ3が、レジスタ
における上記シフト位置に対応するビットに順次取り込
まれる。以下、この動作を１０回繰り返して上記レジス
タに画素マトリックス１行(４０画素)分の表示データが
取り込まれる。
【００５５】そうした後、ラッチパルス入力端子ＸＬＰ
に入力される上記クロック信号cp1に同期して上記取り
込まれた表示データＤ0〜Ｄ3がラッチされる。そして、
ラッチされた表示データＤ0〜Ｄ3に応じたセグメント電
極駆動信号が出力端子０１〜０４０から対応するセグメ
ント電極Ｘに出力される。その際におけるセグメント電
極駆動信号は、上記電源回路５から供給されるバイアス
電源Ｖ0〜Ｖ5に基づいて、表示データＤ0〜Ｄ3に応じて
生成される。
【００５６】このようにして、上記コモン駆動回路２か
ら出力されるコモン電極駆動信号ａの選択パルス(イ)に
よって選択されてアクティブになったコモン電極Ｙ1に
係る各画素が、セグメント駆動回路３から出力されるセ
グメント電極駆動信号によって表示データに応じて表示
されるのである。
【００５７】以下、コモン駆動回路２からのコモン電極
駆動信号ｂ〜ｈの選択パルスに従ってコモン電極Ｙ2,Ｙ
3,…,Ｙ8が順次選択されて１フレーム分の画像が表示さ
れると、再び上記シフトデータｓの次のパルスがコモン
駆動回路２のシフトデータ入力端子ＤＩＯ1から取り込
まれる。そして、コモン駆動回路２,セグメント駆動回
路３および表示制御回路４によって上述の動作が繰り返
されて、次のフレーム分の画像が表示される。
【００５８】以下、この動作を繰り返して液晶パネル１
に画像が表示されるのである。
【００５９】すなわち、図９における期間Ｔ1の間にＮ
番目フレームの画像が表示され、引き続いて期間Ｔ2の
間に(Ｎ＋１)番目フレームの画像が表示される。その際
に表示される単位時間当たりのフレーム数は、フリッカ
が生じないように７２フレーム/秒程度に設定する場合
が多い。
【００６０】一般に、液晶パネル１のコモン電極Ｙ1,Ｙ
2,…,Ｙ8とセグメント電極Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘ40との交差領
域における液晶に電圧の印加方向が一定の電圧を印加し
続けると、その間に液晶が電気分解を起こして液晶の寿
命が短くなる。そこで、それを防ぐために、表示制御回
路４の交流化信号出力端子ＦＲから出力されてコモン駆
動回路２の交流化信号入力端子ＹＦＲおよびセグメント
駆動回路３の交流化信号入力端子ＸＦＲに入力される交
流化信号frのレベルに応じて、液晶に印加する電圧の印
加方向を各フレーム毎に変えるのである。
【００６１】上述の動作をさらに実例を上げて詳細に説
明する。
【００６２】例えば、奇数番目のセグメント電極Ｘに入
力されるセグメント電極駆動信号Ａおよび偶数番目のセ
グメント電極Ｘに入力されるセグメント電極駆動信号Ｂ
は、図９に示すような波形であるとする。その際に、Ｎ
番目フレームの画像と(Ｎ＋１)番目フレームの画像とは
同じ画像であるとする。その結果、液晶パネル１におけ
る各画素は図１０に示すように表示されるのである。図
１０における○印は表示画素を示す一方、×印は非表示
画素を示す。
【００６３】上述の液晶に印加される電圧の方向反転は
上記交流化信号frのレベルに応じて次のようにして実施
される。
【００６４】図９に示すように、交流化信号frのレベル
が“Ｌ"の場合(時間Ｔ1の場合)には、任意のコモン電極
Ｙをアクティブにして液晶パネル１の画素マトリックス
における表示行を選択するためのコモン電極駆動信号ａ
〜ｈの選択パルス電圧(以下、単に選択電圧と言う)を
“Ｖ0"にする。一方、任意のコモン電極Ｙを非アクティ
ブにするためのコモン電極駆動信号ａ〜ｈの電圧(以
下、非選択電圧と言う)は“Ｖ4"である。これに対し
て、交流化信号frのレベルが“Ｈ"の場合(時間Ｔ2の場
合)には、選択電圧を“Ｖ5"にする。一方、非選択電圧
を“Ｖ1"にする。
【００６５】また、交流化信号frのレベルが“Ｌ"の場
合(時間Ｔ1の場合)には、液晶パネル１の画素マトリッ
クスにおける上記選択された表示行の表示画素を表示す
るためのセグメント電極駆動信号Ａ,Ｂの電圧(図９にお
けるオン電圧)を“Ｖ5"にする。一方、選択された表示
行の非表示画素を表示しないためのセグメント電極駆動
信号Ａ,Ｂの電圧(図９におけるオフ電圧)を“Ｖ3"にす
る。
【００６６】これに対して、交流化信号frのレベルが
“Ｈ"の場合(時間Ｔ2の場合)には、表示画素へのオン電
圧を“Ｖ0"にする。一方、非表示画素へのオフ電圧を
“Ｖ2"にする。
【００６７】上記コモン駆動回路２によって実施される
上記選択電圧“Ｖ0",“Ｖ5"の切り替えおよび非選択電
圧“Ｖ4",“Ｖ1"の切り替えや、上記セグメント駆動回
路３によって実施される表示画素への印加電圧“Ｖ5",
“Ｖ0"の切り替えおよび非表示画素への印加電圧
“Ｖ3",“Ｖ2"の切り替えは、交流化信号frのレベル変
化に同期して動作するアナログスイッチによって、上記
電源回路５からのバイアス電源Ｖ0〜Ｖ5のいずれかを選
択することによって実施される。
【００６８】このように、交流化信号frのレベルの
“Ｌ"と“Ｈ"との変化に同期して、アナログスイッチに
よって、コモン電極駆動信号ａ〜ｈにおける選択電圧を
“Ｖ0"と“Ｖ5"との間で切り替えると同時に、セグメン
ト電極駆動信号Ａ,Ｂにおける上記表示画素への印加電
圧を“Ｖ5"と“Ｖ0"との間で切り替えるので、表示画素
におけるコモン電極Ｙとセグメント電極Ｘとの電位差
は、交流化信号frのレベルに拘わらず(Ｖ5−Ｖ0)とな
る。
【００６９】これに対して、非表示画素におけるコモン
電極Ｙとセグメント電極Ｘとの電位差は、交流化信号fr
のレベルが“Ｌ"の場合には(Ｖ3−Ｖ0）,(Ｖ4−Ｖ3）,
(Ｖ5−Ｖ4)のいずれかになり、いずれも表示画素におけ
るコモン電極Ｙとセグメント電極Ｘとの電位差より低く
なる。
【００７０】一方、交流化信号frのレベルが“Ｈ"の場
合には(Ｖ1−Ｖ0),(Ｖ2−Ｖ1),(Ｖ5−Ｖ2)のいずれかに
なり、いずれも表示画素におけるコモン電極Ｙとセグメ
ント電極Ｘとの電位差より低くなるのである。
【００７１】したがって、電位差(Ｖ5−Ｖ0)の値が液晶
表示電圧の閾値より高くなる一方、電位差(Ｖ5−Ｖ1)の
値および電位差(Ｖ4−Ｖ0)の値が上記閾値以下になるよ
うに上記バイアス電源Ｖ0〜Ｖ5の値を設定することによ
って、交流化信号frのレベルに拘わらず液晶バネル１の
表示を行なうことができるのである。
【００７２】また、その際において、交流化信号frのレ
ベルの反転に応じてコモン電極Ｙとセグメント電極Ｘと
の間の電圧の印加方向が反転するので、液晶の寿命の低
下が防止されるのである。
【００７３】以上の説明においては、交流化信号frのレ
ベルをフレーム毎に反転してコモン電極駆動信号とセグ
メント電極駆動信号の電圧印加方向を反転するようにし
ている。しかしながら、液晶パネル１の画素数が多くな
り、例えば６４０画素×４００画素のような高密度液晶
パネルの場合には、コモン電極Ｙとセグメント電極Ｘと
の間の電圧の方向を頻繁に(例えば、コモン電極Ｙを１
３行分選択する毎に)反転するのである。その場合に
は、コモン電極Ｙの総数は４００本であるから、フレー
ムの切り替え周期と交流化信号frのレベル反転周期とは
図１１に示すように全く同期していない。
【００７４】したがって、１フィールドの画像における
印加電圧の方向反転箇所はランダムに分散することにな
り、画素に印加される電圧の印加方向反転による明度む
らは全く見られないという効果がある。
【００７５】次に、本実施例における表示一体型タブレ
ット装置の説明を行なう。
【００７６】図１２に示すように、上記静電誘導タブレ
ット１０１では垂直方向に平行して配列された電極と水
平方向に平行して配列された電極とが微小間隔を置いて
対向している。また、図７に示すように、上記デューテ
ィタイプ液晶表示装置の液晶パネルでも垂直方向に平行
して配列された電極と水平方向に平行して配列された電
極とが微小間隔を置いて対向している。
【００７７】そこで、本実施例においては、その点に注
目して、静電誘導タブレットの行/列電極とその行/列電
極の駆動回路とをデューティタイプ液晶表示装置の液晶
パネルにおけるコモン/セグメント電極とそのコモン/セ
グメント電極の駆動回路とで兼用することによって、表
示機能が一体化された表示一体型タブレット装置を構成
するのである。
【００７８】図１に示すように、本実施例における表示
一体型タブレット装置は、図７に示すデューティタイプ
液晶表示装置に検出制御回路６,切り替え回路７,ｘ座標
検出回路８,ｙ座標検出回路９,制御回路１０および電子
ペン１１を加えた構成になっている。そして、液晶パネ
ル１は静電誘導タブレット機能を合わせ持つのである。
【００７９】以下、この静電誘導タブレット機能が一体
化された液晶パネル１(すなわち、逆に言えば表示機能
が一体化された静電誘導タブレット)を単に液晶パネル
と言う。
【００８０】上記検出制御回路６は、図１２に示す静電
誘導タブレット１０１の駆動部におけるタイミング発生
回路１０４と略同様の動作をするものである。また、上
記切り替え回路７は、制御回路１０の制御に基づいて、
表示制御回路４からのシフトデータｓ,交流化信号fr,ク
ロック信号cp1,クロック信号cp2と検出制御回路６から
のシフトデータsd,交流化信号frd,クロック信号cp1d,ク
ロック信号cp2dとを切り替え選択して、コモン駆動回路
２およびセグメント駆動回路３にシフトデータso,交流
化信号fro,クロック信号cp1o,クロック信号cp2oとして
出力する。
【００８１】そうすると、上記液晶パネル１において
は、切り替え回路７によって表示制御回路４からの各信
号が選択されている場合には、コモン駆動回路２からの
コモン電極駆動信号ａ〜ｈとセグメント駆動回路３から
のセグメント電極駆動信号Ａ,Ｂとに基づいて、上述の
ようにして画素マトリックスに画像が表示される。
【００８２】一方、切り替え回路７によって検出制御回
路６からの各信号が選択されている場合には、後に詳述
するようにして出力されるコモン駆動回路２からのコモ
ン電極走査信号y1,y2,…,y8(以下、任意のコモン電極走
査信号をｙと記載する)とセグメント駆動回路３からの
セグメント電極走査信号x1,x2,…,x40(以下、任意のセ
グメント電極走査信号をｘと記載する)とに基づいて、
電子ペン１１の先端位置を検出すために上述のようにし
て液晶パネル１のセグメント電極Ｘとコモン電極Ｙとが
走査されるのである。
【００８３】上記ｘ座標検出回路８およびｙ座標検出回
路９は、図１２に示す静電誘導タブレット１０１の駆動
部におけるｘ座標検出回路１０７およびｙ座標検出回路
１０８と略同様の動作をする。すなわち、電子ペン１１
の先端電極(図示せず)に誘起される誘導電圧と、セグメ
ント電極走査信号ｘやコモン電極走査信号ｙを生成する
ために検出制御回路６から出力されるシフトデータｓ,
クロック信号cp1およびクロック信号cp2とに基づいて、
電子ペン１１の先端座標を検出する。
【００８４】その際に、上記電子ペン１１の先端電極に
はオシロスコープのプローブのような高抵抗値を有する
抵抗を接続するか又は高精度を要求される場合にはオペ
レーショナル・アンプ１２を接続して、電子ペン１１の
先端電極側から見たインピーダンスを高くして先端電極
に誘起される誘起電圧を大きくする一方、リード線側か
ら見たインピーダンスを低くしてリード線で外部ノイズ
を拾わないようにしている。
【００８５】また、上記電子ペン１１の先端電極には、
液晶パネル１の画素マトリックスに画像を表示している
際にも常時誘導電圧が誘起されている。しかしながら、
上記ｘ座標検出回路８およびｙ座標検出回路９は、切り
替え回路７によって検出制御回路６からの各信号が選択
されてセグメント電極Ｘとコモン電極Ｙとが走査されて
いる際にのみ動作して、電子ペン１１の先端座標を検出
するのである。
【００８６】上記構成の表示一体型タブレット装置は次
のように動作して、画素マトリックスへの画像表示と電
子ペン１１の先端座標検出とを実施する。
【００８７】図２は上記液晶パネル１の画素マトリック
スに画像が表示されている表示期間と液晶パネル１のセ
グメント電極Ｘとコモン電極Ｙとが走査されて電子ペン
１１の先端位置が検出される座標検出期間とのタイミン
グチャートである。この表示一体型タブレット装置にお
いては、１フレーム期間を表示期間と座標検出期間とで
形成するのである。そして、更に座標検出期間をｘ座標
検出期間とｙ座標検出期間とで形成するのである。
【００８８】こうすることによって、液晶パネル１にお
ける画素マトリックスへの画像の表示と、液晶パネル１
である静電誘導タブレットによる電子ペン１１の先端座
標検出とを、互いに相手の性能を損なうことなく実施で
きるのである。
【００８９】図２においては、分かり易くするために座
標検出期間をかなり長く表現しているが、実際には表示
期間長/座標検出期間長が“５"以上になるようにしてい
る。上記表示期間と座標検出期間との切り替えは、上記
制御回路１０の制御に基づいて切り替え回路７を表示制
御回路４側と検出制御回路６側とに切り替えることによ
って実施するのである。
【００９０】また、図２においては、分かり易くするた
めに表示期間,ｘ座標検出期間およびｙ座標検出期間は
連続して実施されるようになっている。しかしながら、
実際には、表示期間とｘ座標検出期間との間およびｘ座
標検出期間とｙ座標検出期間との間に空時間を設定する
のである。
【００９１】上記表示期間と座標検出期間(つまり、ｘ
座標検出期間)との間に空時間を設定するのは次の理由
による。
【００９２】すなわち、上述のように、液晶パネル１に
おける液晶が電気分解を起こして劣化するのを防止する
ために、交流化信号froに基づいてセグメント電極Ｘと
コモン電極Ｙとの交差領域における液晶に印加する電圧
の印加方向をある周期で一斉に切り替えている。その際
に、電子ペン１１の先端電極にはスパイク状の高い電圧
が誘起される。
【００９３】この誘導電圧の値は、座標検出期間におい
て各走査信号に起因して電子ペン１１の先端電極に誘起
する電圧の値より１桁以上大きい。しかも、上記液晶に
印加する電圧の印加方向の切り替えのタイミングはフレ
ーム周期と同期していないため、この印加方向の変化が
表示期間における座標検出期間の直前に発生する場合が
ある。この場合には、高いスパイク状の誘導電圧が電子
ペン１１に誘起されてそのままオペレーショナル・アン
プ１２に送られることになる。
【００９４】ところが、上記オペレーショナル・アンプ
１２に入力された誘導電圧の値が余りにも高いために誘
導電圧の平均レベルが高くなり、その直後にｘ座標検出
期間に突入してセグメント電極走査信号ｘに起因する誘
導電圧がオペレーショナル・アンプ１２に入力されても
正しく増幅されないことになる。その結果、上記座標検
出信号が正しく２値化されないという問題が生ずるので
ある。
【００９５】そこで、このような問題を避けるために、
表示期間終了後直ちに座標検出期間に入ることなく空時
間を設けるのである。
【００９６】更にまた、上記表示期間直後におけるセグ
メント駆動回路３のシフトレジスタは、表示期間におけ
る最終ライン表示の際に各セグメント電極Ｘにセグメン
ト電極駆動信号を入力したときの状態を維持している。
したがって、座標検出期間に入る直前にシフトレジスタ
の内容をクリアする座標検出前処理を実施する必要があ
る。そのためにも、表示期間とｘ座標検出期間との間に
空時間を設ける必要がある。
【００９７】一方、上記ｘ座標検出期間とｙ座標検出期
間との間に空時間を設定するのは、ｘ座標検出期間にお
いて電子ペン１１の先端電極に誘起される誘導電圧とｙ
座標検出期間における誘導電圧とが互いに干渉しないよ
うにするためである。
【００９８】例えば、上記液晶パネル１におけるｘ座標
検出期間における走査開始位置が左である一方ｙ座標検
出期間における走査開始位置が上であって、電子ペン１
１の先端位置が最右最上にある場合を考える。この場合
には、電子ペン１１の先端電極にセグメント電極走査信
号ｘに起因する誘導電圧が生じた直後にコモン電極走査
信号ｙに起因する誘導電圧が生ずることになる。
【００９９】ところが、この誘導電圧信号はアナログ信
号であるから、両電圧信号は重なり合ってしまい区別が
困難なのである。したがって、ｘ座標検出回路８および
ｙ座標検出回路９による電子ペン１１の先端座標検出は
正しく実施できず、誤った座標値が検出されることにな
る。
【０１００】このような電子ペン１１先端座標の誤検出
は、ｘ座標検出期間とｙ座標検出期間との間に空時間を
設けることによって防止できるのである。
【０１０１】上記表示期間においては、上記切り替え回
路７は、制御回路１０の制御に基づいて表示制御回路４
からのシフトデータｓ,交流化信号fr,クロック信号cp1,
クロック信号cp2を選択して、シフトデータso,交流化信
号fro,クロック信号cp1o,クロック信号cp2oとして出力
する。
【０１０２】そうすると、コモン駆動回路２およびセグ
メント駆動回路３は、図７において説明したように動作
して、例えば図９に示すようなコモン電極駆動信号ａ〜
ｈおよびセグメント電極駆動信号Ａ,Ｂを出力する。そ
の結果、液晶パネル１の画素マトリックスの各画素は図
１０に示すように表示されるのである。
【０１０３】以下、本実施例の特徴である座標検出期間
における各回路の動作について詳細に説明する。
【０１０４】図３は、図２に示すｘ座標検出期間におい
てセグメント駆動回路３から出力されるセグメント電極
走査信号ｘと、ｙ座標検出期間においてコモン駆動回路
２から出力されるコモン電極走査信号ｙとを示す。この
座標検出期間におけるセグメント駆動回路３からのセグ
メント電極走査信号ｘおよびコモン駆動回路２からのコ
モン電極走査信号ｙの生成は、セグメント駆動回路３お
よびコモン駆動回路２を表示期間におけるコモン駆動回
路２の機能と同じように機能するように動作させること
によって可能である。
【０１０５】但し、その際に、上記アナログスイッチ
は、交流化信号froのレベル反転に応じてバイアス電源
Ｖ0〜Ｖ5を選択して、ｘ座標検出回路８あるいはｙ座標
検出回路９によって十分検出可能なだけの誘導電圧が電
子ペン１１の先端電極に誘起され、かつ、液晶が表示さ
れないようなセグメント電極走査信号およびコモン電極
走査信号を生成するようにする。
【０１０６】このようにして、上記セグメント駆動回路
３からセグメント電極走査信号ｘの走査パルスが対応し
たセグメント電極Ｘに順次出力された後、コモン駆動回
路２からコモン電極走査信号ｙの走査パルスが対応した
コモン電極Ｙに順次出力されると、上述のように上記電
子ペン１１の先端電極には誘導電圧が誘起される。そし
て、電子ペン１１からの誘導電圧信号はオペレーショナ
ル・アンプ１２によって増幅された後、ｘ座標検出回路
８およびｙ座標検出回路９に入力される。
【０１０７】そうすると、ｘ座標検出回路８はｘ座標検
出期間内にオペレーショナル・アンプ１２から入力され
た誘導電圧信号のみを有効とする一方、ｙ座標検出回路
９はｙ座標検出期間内に入力された誘導電圧信号のみを
有効として、図１２におけるｘ座標検出回路１０７およ
びｙ座標検出回路１０８と同様に動作して電子ペン１１
の先端座標を検出する。そして、ｘ座標検出回路８は電
子ペン１１の先端のｘ座標を表すｘ座標信号を出力する
一方、ｙ座標検出回路９はｙ座標信号を出力する。
【０１０８】こうして出力されたｘ座標信号およびｙ座
標信号は種々の処理部へ転送されて種々の処理が実施さ
れる。
【０１０９】例えば、画像メモリ(図示せず)における上
記ｘ座標信号およびｙ座標信号に基づくアドレスにはペ
ン入力位置を表す画像データが書き込まれる。そして、
表示期間において、この書き込まれたペン入力位置を表
す画像データがペン入力位置を表す表示データＤ0〜Ｄ3
として読み出され、この読み出されたペン入力位置を表
す表示データＤ0〜Ｄ3に基づいて、液晶パネル１におけ
るペン入力位置の画素が表示される。その結果、静電誘
導タブレット機能が一体化された液晶パネル１上を電子
ペン１１の先端によってなぞることによって、恰も紙に
筆記用具で書く感覚で文字や図形を入力して表示できる
のである。
【０１１０】上記ｘ座標検出回路８およびｙ座標検出回
路９から上記各処理部へのｘ座標信号およびｙ座標信号
の転送は、次のフレームにおける座標検出期間までに実
施すればよく、次のフレームにおける表示期間中に実施
するのが適当である。したがって、Ｎ番目フレームの座
標検出期間において得られたｘ座標信号およびｙ座標信
号に基づく液晶パネル１におけるペン入力位置の画素表
示は、(Ｎ＋２)番目フレームにおける表示期間に実施さ
れるのである。
【０１１１】次に、液晶パネル１に静電誘導タブレット
の機能を一体化させたことによって生ずる問題点と、そ
の対処について更に詳細に述べる。
【０１１２】まず、座標検出期間において、セグメント
駆動回路３から出力されるセグメント電極走査信号ｘお
よびコモン駆動回路２から出力されるコモン電極走査信
号ｙにおける走査パルスの波高値Ｖd(図３参照)には、
次のような制限がある。すなわち、表示期間において液
晶パネル１の画素マトリックスに表示された画像の画質
を落とさないようにするために、座標検出期間において
各画素の液晶に印加される電圧は、液晶表示電圧の閾値
を越えてはならない。したがって、上記走査パルスの波
高値Ｖdの値は、コモン電極Ｙおよびセグメント電極Ｘ
間の電圧が上記液晶表示電圧の閾値より低くなるように
設定しなければならない。
【０１１３】ここで言う液晶表示電圧の閾値は、図９の
説明時に述べた表示期間における液晶表示電圧の閾値と
は異なる値である。すなわち、１フレーム期間中におけ
る座標検出期間の割合はなるべく小さいほうが好まし
い。そこで、座標検出期間におけるコモン電極Ｙおよび
セグメント電極Ｘの走査は高速に行なう必要がある。そ
こで、座標検出期間における液晶表示電圧の閾値は高速
走査時での液晶表示電圧の閾値となり、表示期間におけ
る液晶表示電圧の閾値よりやや高い値となるのである。
【０１１４】本実施例の場合における上記走査パルス波
高値Ｖdは、電源回路５から供給されるバイアス電源Ｖ0
〜Ｖ5を用いて次のように設定する。
【０１１５】例えば、上記交流化信号froのレベルが
“Ｌ"の場合には次のようにして設定する。すなわち、
液晶パネル１のセグメント電極Ｘ1を走査する場合に
は、走査セグメント電極Ｘ1用のセグメント電極走査信
号x1の走査パルス電圧(以下、走査電圧と言う)を“Ｖ5"
とする。一方、非走査セグメント電極Ｘ2〜Ｘ40用のセ
グメント電極走査信号x2〜x40の電圧(以下、非走査電圧
と言う)を“Ｖ3"とする。その際に、総てのコモン電極
走査信号ｙの電圧を“Ｖ4"とする。
【０１１６】そうすると、上記走査セグメント電極Ｘ1
と総てのコモン電極Ｙとの電位差は（Ｖ5−Ｖ4)とな
る。一方、非走査セグメント電極Ｘ2〜Ｘ40と総てのコ
モン電極Ｙとの電位差は(Ｖ4−Ｖ3)となる。
【０１１７】したがって、上記バイアス電源Ｖ0〜Ｖ5の
値を図９の説明の際と同じに設定しておけば、走査画素
および非走査画素に印加される電圧は上記表示期間にお
いて非表示画素に印加される電位と同じ電位となり、当
然座標検出期間における液晶表示電圧の閾値より低い値
となって表示されないのである。
【０１１８】他のセグメント電極Ｘ2〜Ｘ40を走査する
場合も全く同じであり、走査画素および非走査画素に印
加される電圧は液晶表示電圧の閾値より低い値となって
表示されない。
【０１１９】また、上記コモン電極Ｙ1の走査の際に
は、走査電圧を“Ｖ0"とする一方、非走査電圧を“Ｖ4"
とする。その際に、総てのセグメント電極走査信号ｘの
電圧を“Ｖ3"とする。そうすると、走査画素に印加され
る電圧が(Ｖ3−Ｖ0)となる。一方、非走査画素に印加さ
れる電圧が(Ｖ4−Ｖ3)となる。
【０１２０】したがって、走査画素および非走査画素に
印加される電圧は座標検出期間における液晶表示電圧の
閾値より低い値となって表示されないのである。他のコ
モン電極Ｙ2〜Ｙ8を走査する場合も全く同じであり、走
査画素および非走査画素共に表示されない。
【０１２１】これに対して、図２に示すように交流化信
号froのレベルが“Ｈ"に反転した場合には、次のように
上記走査パルス波高値Ｖdを設定する。
【０１２２】すなわち、上記セグメント電極Ｘを走査す
る場合には、走査電圧を“Ｖ0"とする一方、非走査電圧
を“Ｖ2"とする。その際に、コモン電極走査信号ｙの電
圧を“Ｖ1"とする。そうすると、走査画素に印加される
電圧が(Ｖ1−Ｖ0)となる。一方、非走査画素に印加され
る電圧が(Ｖ2−Ｖ1)となる。
【０１２３】したがって、走査画素および非走査画素に
印加される電圧は座標検出期間における液晶表示電圧の
閾値より低い値となって表示されない。
【０１２４】また、上記コモン電極Ｙを走査する場合に
は、走査電圧を“Ｖ5"とする一方非走査電圧を“Ｖ1"と
する。その際に、セグメント電極走査信号ｘの電圧を
“Ｖ2"とする。そうすると、走査画素に印加される電圧
が(Ｖ5−Ｖ2)となる一方、非走査画素に印加される電圧
が(Ｖ2−Ｖ1)となる。
【０１２５】したがって、走査画素および非走査画素に
印加される電圧は座標検出期間における液晶表示電圧の
閾値より低い値となって表示されないのである。
【０１２６】上述のようにすることによって、座標検出
期間においては、走査画素および非走査画素に印加され
る電圧は交流化信号froのレベル反転に拘わらず液晶表
示電圧の閾値より低い値となって表示されない。また、
その際に交流化信号froのレベル反転に伴って走査画素
および非走査画素に印加される電圧の方向が反転される
ので、座標検出期間においても液晶の寿命低下が防止さ
れるのである。
【０１２７】上述のセグメント電極走査信号ｘおよびコ
モン電極走査信号ｙの生成の説明の際には、交流化信号
froのレベル反転周期をフレーム周期に同期させてい
る。しかしながら、実際には、図４に示すように交流化
信号froのレベル反転周期とフレーム周期とを非同期に
して、１フレームの画像における印加電圧の方向反転箇
所のランダム化を図っている。その結果、図４に示すよ
うに表示期間における交流化信号froの最終立ち上がり
時点から座標検出期間の開始時点までの時間tfがランダ
ムになるので、座標検出期間中における交流化信号frの
レベル反転箇所もランダム化されてしまうのである。
【０１２８】図５は、上述のように座標検出期間中にお
いて任意の時点で交流化信号froのレベルが反転した場
合におけるレベル反転時点近傍の走査信号波形の詳細図
である。
【０１２９】上記表示期間からｘ座標検出期間に移る
と、制御回路１０(図１参照)の制御によって座標検出前
処理が実施され、コモン駆動回路２のシフトデータsoを
シフトするシフトレジスタおよびセグメント駆動回路３
の表示データをラッチするためのラッチ回路の内容をク
リアする。そうした後、ｘ座標検出処理が開始される。
その際に、交流化信号froのレベルは当初“Ｌ"でありｘ
座標検出期間中に“Ｈ"に反転するものとする。
【０１３０】図５から分かるように、交流化信号froの
レベルが“Ｌ"の場合には、セグメント電極走査信号ｘ
の走査電圧は“Ｖ5"である一方非走査電圧は“Ｖ3"であ
る。また、コモン電極走査信号ｙの電圧は“Ｖ4"であ
る。これが、交流化信号froのレベルが“Ｈ"に反転する
ことによって、セグメント電極走査信号ｘの走査電圧が
“Ｖ0"に、非走査電圧が“Ｖ2"に、コモン電極走査信号
ｙの電圧が“Ｖ1"に変わり、一斉に電圧レベルが低下す
るのである。そのため、セグメント電極Ｘおよびコモン
電極Ｙと浮遊容量で結合されている電子ペン１１の先端
電極には、セグメント電極Ｘの走査時に誘起する正常な
誘導電圧の数倍もの誘導電圧が誘起されるのである。そ
の結果、ｘ座標検出回路８は上記交流化信号froのレベ
ル反転に起因する電子ペン１１の先端電極からの誘導電
圧によって電子ペン１１の先端のｘ座標を誤検出してし
まう。
【０１３１】このことは、上記交流化信号froのレベル
が“Ｈ"から“Ｌ"に反転する場合も同様に発生する。し
たがって、交流化信号froのレベル反転に起因する電子
ペン１１先端座標の誤検出はランダムに発生することに
なる。したがって、このままでは、液晶パネル１はタブ
レットとしての機能を果たさないのである。
【０１３２】上述の問題を解決するために、本実施例に
おいては、図６に示すように座標検出期間における検出
交流化信号froを表示期間中における表示交流化信号fro
と独立して設定するのである。この座標検出期間におけ
る検出交流化信号froは、上記検出制御回路６から出力
される交流化信号frdであり、例えばそのレベル反転箇
所はｘ座標検出期間とｙ座標検出期間以外の時点(例え
ば、ｘ座標検出期間とｙ座標検出期間との境界)に設定
される。その際のｘ座標検出期間におけるレベルとｙ座
標検出期間におけるレベルの組み合わせは、図６に示す
“Ｌ−Ｈ"の他に“Ｈ−Ｌ",“Ｈ−Ｈ",“Ｌ−Ｌ"であっ
てもよい。
【０１３３】なお、表示期間における表示交流化信号fr
oは、上記表示制御回路４から出力される交流化信号fr
に設定される。
【０１３４】上述のように、本実施例においては、上記
表示制御回路４からの交流化信号frに基づく表示期間の
表示交流化信号froの間に、検出制御回路６からの交流
化信号frdに基づく座標検出期間の検出交流化信号froを
挿入している。そこで、単純に表示交流化信号froの間
に検出交流化信号froを挿入すると、表示期間において
液晶に印加される電圧の方向反転が乱れるので好ましく
ない。
【０１３５】そこで、図６に示すように、例えば表示交
流化信号froのレベル“Ｈ"の状態が期間tfだけ経過した
ときに座標検出期間に切り替わった場合には、次のフレ
ームの表示期間における表示交流化信号froの最初のレ
ベルを“Ｈ"とし、その期間tbを tb＝Ｔf−tf 但し、Ｔf：交流化信号froのレベル
反転周期 とするのである。
【０１３６】これは、表示期間において、コモン駆動回
路２のシフトレジスタのシフト回数(すなわち、コモン
電極Ｙの走査本数)をカウントし、そのカウント値が上
記Ｔfに相当する値になる毎に表示交流化信号froのレベ
ルを反転するようにすることによって実現できる。また
は、上記座標検出期間を表示交流化信号froの周期(２Ｔ
f)の整数倍に設定することによって実現できる。
【０１３７】また、上述のように、ｘ座標検出期間とｙ
座標検出期間とにおける検出交流化信号froのレベルの
組み合わせを常に同じにしておいた場合には、ｘ座標検
出期間あるいはｙ座標検出期間において液晶に印加され
る電圧の方向は常に同じとなって好ましくない。そこ
で、上記検出交流化信号froのレベルをフレーム毎に反
転するようにするのである。そうすることによって、ｘ
座標検出期間あるいはｙ座標検出期間における検出交流
化信号froのレベルがフレーム毎に逆になるのである。
【０１３８】これは、直前のフレームにおけるｘ座標検
出期間の検出交流化信号froのレベルとｙ座標検出期間
の検出交流化信号froのレベルとをメモリに格納してお
き、現在のフレームにおけるｘ座標検出期間およびｙ座
標検出期間の検出交流化信号froのレベルを上記メモリ
に格納された夫々のレベルの逆にすることによって実現
できる。
【０１３９】ところがこの場合には、上記ｘ座標検出期
間あるいはｙ座標検出期間において電子ペン１１の先端
電極に誘起される誘導電圧の極性が各フレーム毎に反転
してしまう。したがって、そのままではｘ座標検出回路
８およびｙ座標検出回路９によって安定して各座標を検
出できない。そこで、電子ペン１１の先端電極によって
検出された誘導電圧を増幅した後に全波整流してｘ座標
検出回路８およびｙ座標検出回路９に入力するのであ
る。こうすることによって、同じｘ座標検出回路８およ
びｙ座標検出回路９によって電子ペン１１先端のｘ座標
およびｙ座標を安定して検出することが可能になる。
【０１４０】上述のように、本実施例においては、液晶
パネル１,コモン駆動回路２,セグメント駆動回路３,表
示制御回路４および電源回路５で概略構成されるデュー
ティータイプ液晶表示装置に、検出制御回路６,切り替
え回路７,ｘ座標検出回路８,ｙ座標検出回路９,制御回
路１０および電子ペン１１を付加している。そして、各
フレーム期間を上記液晶パネル１の画素マトリックスに
画像を表示する表示期間と液晶パネル１上の電子ペン１
１の先端座標を検出する座標検出期間とに時分割するよ
うにしている。
【０１４１】上記表示期間においては、上記制御回路１
０の制御によって切り替え回路７は表示制御回路４側を
選択する。そして、この選択された表示制御回路４から
の信号に基づいて切り替え回路７から出力されるシフト
データso,交流化信号fro,クロック信号cp1oおよびクロ
ック信号cp2oに従って、コモン駆動回路２およびセグメ
ント駆動回路３が動作する。
【０１４２】その際に、コモン駆動回路２によって生成
されたコモン電極駆動信号ａ〜ｈが液晶パネル１のコモ
ン電極Ｙ1〜Ｙ8に入力されて、液晶パネル１の画素マト
リックスの表示列が順次選択される。一方、セグメント
駆動回路３によって表示データＤ0o〜Ｄ3oに基づいて生
成されたセグメント電極駆動信号Ａ,Ｂが液晶パネル１
のセグメント電極Ｘ1〜Ｘ40に入力されて、上記画素マ
トリックスにおけるコモン駆動回路２によって選択され
ている表示列の画素が表示データに応じて表示される。
【０１４３】こうして、上記画素マトリックスは図１０
に示すように表示されるのである。一方、座標検出期間
においては、制御回路１０の制御によって切り替え回路
７は検出制御回路６側を選択する。そして、この選択さ
れた検出制御回路６からの信号に基づいて切り替え回路
７から出力されるシフトデータso,交流化信号fro,クロ
ック信号cp1oおよびクロック信号cp2oに従って、コモン
駆動回路２およびセグメント駆動回路３が動作する。
【０１４４】こうして、上記セグメント駆動回路３によ
って生成されたセグメント電極走査信号x1〜x40が液晶
パネル１のセグメント電極Ｘ1〜Ｘ40に印加されて、上
記セグメント電極Ｘが順次走査される。そうすると、電
子ペン１１の先端電極に誘導電圧が誘起され、この誘導
電圧に基づいてｘ座標検出回路８によって電子ペン１１
の先端のｘ座標が検出されてｘ座標信号が出力される。
引き続き、コモン駆動回路２によって生成されたコモン
電極走査信号y1〜y8が液晶パネル１のコモン電極Ｙ1〜
Ｙ8に順次印加されて、上記コモン電極Ｙが走査され
る。そして、電子ペン１１の先端電極に誘起した誘導電
圧に基づいて、ｙ座標検出回路９によって電子ペン１１
の先端のｙ座標が検出されてｙ座標信号が出力される。
【０１４５】その際に、上記セグメント電極Ｘとコモン
電極Ｙとの間の電位差を、座標検出期間における液晶表
示電圧の閾値より小さくなるように、セグメント電極走
査信号ｘおよびコモン電極走査信号ｙの走査パルスのレ
ベルを設定しておくので、座標検出期間に液晶パネル１
の画素マトリックスは表示されないのである。
【０１４６】こうして出力されたｘ座標信号およびｙ座
標信号は表示制御回路４によって表示データＤ0〜Ｄ3に
変換され、この変換された表示データＤ0〜Ｄ3に従って
切り替え回路７から出力される表示データＤoo〜Ｄ3oに
基づいて、液晶パネル１の画素マトリックス上における
電子ペン１１の先端位置の画素が表示される。
【０１４７】このように、液晶パネル１の画素マトリッ
クス表示における各フレーム期間を上記表示期間と座標
検出期間とに時分割する。そして、表示期間においては
液晶パネル１を画像表示部として使用する一方、座標検
出期間においては液晶パネル１をタブレットとして使用
することによって、表示機能を一体化させたタブレット
を構成するのである。
【０１４８】したがって、本実施例によれば、タブレッ
トの行/列電極の低光透過率による表示部の表示画面の
明るさ及びコントラストの低下、タブレットの電極配列
の規則性や表示部とタブレット部との対応箇所のずれに
よる表示部の視認性の低下、タブレットと表示部との積
層による大型化やコストアップ等の問題点を一挙に解決
できる。すなわち、本実施例の表示一体型タブレット
は、表示画面上の位置をペン入力する際に表示画面が見
易く、かつ、コンパクト化や低コスト化が容易なのであ
る。
【０１４９】また、本実施例においては、上記液晶パネ
ル１の液晶に印加する電圧の印加方向を反転するための
交流化信号froを上記座標検出期間においては表示期間
と独立に設定している。したがって、座標検出期間にお
ける検出交流化信号froを、ｘ座標走査期間あるいはｙ
座標走査期間に液晶に印加する電圧の印加方向が反転し
ないように設定することができるのである。その結果、
検出交流化信号froのレベル反転に起因するコモン電極
走査信号ｙあるいはセグメント電極走査信号ｘの電圧レ
ベル変化によって生ずる電子ペン１１先端位置の誤検出
を防止できる。上記実施例においては、上記液晶パネル
１の液晶に印加する電圧の印加方向を反転するための交
流化信号froを上記表示制御回路４および検出制御回路
６によって生成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、例えばコモン
駆動回路２およびセグメント駆動回路３あるいは切り替
え回路７によって生成するようにしても何等差し支えな
い。
【０１５０】また、上記電子ペン１１の先端電極を複数
個の電極で構成し、夫々の電極からの誘導電圧をオペレ
ーショナル・アンプ１２によって差動増幅するようにし
てもよい。こうすれば、電子ペン１１先端位置の検出精
度をさらに高めることができる。
【０１５１】また、上記実施例においては、座標検出期
間をｘ座標検出期間とｙ座標検出期間に設定してｘ座標
とｙ座標とを個別に検出しているが、ｘ座標検出期間と
ｙ座標検出期間のいづれか一方を座標検出期間とし、他
方の座標検出期間を表示期間内に行うこともできる。そ
れは、例えば、コモン電極の走査信号に、座標検出のた
めの高周波を重畳して行い、表示のための走査と一方の
座標検出のための走査を同時に行い、高周波信号成分の
み取り出して一方の座標検出を行うことにより実現でき
る。
【０１５２】また、上記実施例においては、上記電子ペ
ン１１,オペレーショナル・アンプ１２,ｘ座標検出回路
８およびｙ座標検出回路９の組を１組備えている。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。
上記電子ペン１１,オペレーショナル・アンプ１２,ｘ座
標検出回路８およびｙ座標検出回路９の組を複数組備え
て、複数の電子ペンによって独立してペン入力を実施可
能にしても何等差し支えない。
【０１５３】その際に、各電子ペンによってペン入力さ
れた文字や図形の夫々を異なる線種(例えば、実線や点
線や太線等)や異なる色で表示するようにすれば、異な
る電子ペンによって描かれた文字や図形を容易に区別で
きる。
【０１５４】また、上記実施例においては、入力文字や
図形の認識手段を付加することによって、ペン入力され
た文字や図形を上記認識手段によって認識し、その認識
結果を用いて各種の処理を実施することも可能である。
あるいは、指示判断手段を付加して、液晶パネル１上に
表示された種々の処理メニュー(いわゆるアイコン)のう
ち電子ペンによって指示された処理メニューの内容を判
断し、判断結果に応じた処理を実施することも可能であ
る。
【０１５５】現在広く使用されている表示部一体型タブ
レット装置として、液晶パネルの裏面に電磁誘導型タブ
レットを重ね合わせたものがある。この電磁誘導型タブ
レットにおいては、検出ペン先端からの高周波磁界によ
って上記電磁誘導型タブレットの電極に誘起された誘導
電圧を検出して検出ペンの先端座標を求めている。した
がって、外部からの僅かな磁界の影響によって誤検出し
易いのである。
【０１５６】そのために、上記電磁誘導型タブレットの
背面にＣＰＵ(中央処理装置)やＩＣメモリ等を搭載した
プリント基板を設置した場合には、このプリント基板上
の回路を流れる電流によって発生する外部磁界の影響を
受けて、検出ペン先端座標を誤検出してしまうのであ
る。
【０１５７】これに対して、上記実施例においては、上
記セグメント電極Ｘおよびコモン電極Ｙは外部磁界によ
る影響は受けない。したがって、液晶パネル１の裏面に
ＣＰＵやＩＣメモリ等を直接配置したり、ＣＰＵやＩＣ
メモリが搭載されたプリント基板を液晶パネル１の背面
に殆ど密着した状態で配置しても電子ペン１１の先端座
標検出には何等支障はないのである。
【０１５８】したがって、このようにして上記液晶パネ
ル１の裏面に設けられたＣＰＵによって、上述のような
認識手段や指示判断手段やその他の処理手段を構成すれ
ば、キーボードによるキー入力の変わりにペン入力を用
いた極めて薄い小型コンピュータが実現可能になるさら
に、上記液晶パネル１に用いる液晶としてポリマー分散
型液晶を採用すればフレキシブルなシート状タブレット
が形成可能であり、ノート型コンピュータの実現が可能
となる。
【０１５９】
【発明の効果】請求項１に記載の表示一体型タブレット
装置は、コンパクトで低コストな表示一体型タブレット
装置が得られるのみならず、高密度液晶パネルのように
表示期間内に画素に対応して印加する電圧の印加方向の
切り替えがあっても、電子ペン等の指示手段により指示
された表示パネル表面の座標の誤検出がないので、高精
度に安定して座標検出を行うことができ、信頼性の高い
表示一体型タブレット装置が実現できる。
【０１６０】請求項２に記載の表示一体型タブレット装
置は、表示パネルに液晶パネルを用いることができ、請
求項１に記載の本発明と同様な効果が得られる。
【０１６１】請求項３に記載の表示一体型タブレット装
置は、座標検出のための走査電圧に、保持された表示情
報に対応した電圧が混入することがないので、座標検出
をより高精度に安定して行うことができる。
【０１６２】請求項４に記載の表示一体型タブレット装
置は、電子ペン等の指示手段に誘起される誘導電圧の干
渉を防止できるので、座標検出をより高精度に安定して
行うことができる。
【０１６３】請求項５に記載の表示一体型タブレット装
置は、電子ペン等の指示手段であたかも紙に文字や図形
を書く感覚で安定して入力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る表示一体型タブレット装
置のブロック図である。
【図２】表示期間と座標検出期間とのタイミングチャー
トである。
【図３】図２におけるｘ座標検出期間に出力されるセグ
メント電極走査信号およびｙ座標検出期間に出力される
コモン電極走査信号の一例を示す図である。
【図４】交流化信号の波形の一例を示す図である。
【図５】交流化信号のレベル反転時点における走査信号
の波形変化の説明図である。
【図６】交流化信号のレベル反転周期の説明図である。
【図７】デューティタイプ液晶表示装置のブロック図で
ある。
【図８】図７に示すコモン駆動回路の端子の詳細図であ
る。
【図９】図７に示すデューティタイプ液晶表示装置にお
けるコモン電極駆動信号およびセグメント電極駆動信号
のタイミングチャートである。
【図１０】図９に示すコモン電極駆動信号およびセグメ
ント電極駆動信号に基づく表示画像の説明図である。
【図１１】図７に示すデューティタイプ液晶表示装置に
おける交流化信号のレベル反転周期の説明図である。
【図１２】静電誘導タブレットおよびその駆動部のブロ
ック図である。
【図１３】図１２に示す駆動部によって生成される列電
極走査信号および行電極走査信号の一例を示す図であ
る。
【図１４】図１２における電子ペンから出力される信号
波形の説明図である。
【符号の説明】
１…液晶パネル、 ２…コモン駆動
回路、 ３…セグメント駆動回路、 ４…表示制御回
路、 ５…電源回路、 ６…検出制御回
路、 ７…切り替え回路、 ８…ｘ座標検出
回路、 ９…ｙ座標検出回路、 １０…制御回路、 １１…電子ペン、 １２…オペレー
ショナル・アンプ

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれ互いに異なる方向に沿って配列
    された複数の第１電極と複数の第２電極とを有し、第１
    電極と第２電極とが交差する箇所に対応する画素を有す
    る表示パネルと、 該表示パネル表面の位置を指示すると、第１電極及び第
    ２電極と容量結合して誘導電圧が誘起される指示手段
    と、 第１電極を駆動する第１電極駆動手段と、 第２電極を駆動する第２電極駆動手段と、 第１電極駆動手段と第２電極駆動手段とを制御して各画
    素に対応した電圧を第１電極及び第２電極に印加して所
    望画像を表示する表示期間を設定する表示制御手段と、 各画素に対応して印加する電圧の印加方向を表示期間内
    に所定間隔で切り替える設定制御手段と、 第１電極駆動手段と第２電極駆動手段とを制御して第１
    電極または第２電極に順次走査電圧を印加する走査期間
    を設定すると共に、走査開始からの時間を計時する検出
    制御手段と、 上記指示手段と上記検出制御手段で印加された走査電圧
    との容量結合により上記指示手段に誘起された誘導電圧
    と上記検出制御手段で計時された時間とに基づいて上記
    指示手段の座標検出を行う座標検出手段と、 上記表示制御手段と上記検出制御手段とを交互に切り替
    える切替手段と、 表示期間と走査期間との間に、上記設定制御手段による
    印加方向の切り替えにより上記指示手段に誘起された誘
    導電圧が座標検出に影響しない程度に減衰する時間の空
    時間を設定するように上記切替手段を制御する制御手段
    とを備えたことを特徴とする表示一体型タブレット装
    置。
  2. 【請求項２】 上記表示パネルが液晶表示パネルである
    ことを特徴とする請求項１に記載の表示一体型タブレッ
    ト装置。
  3. 【請求項３】 表示期間内に第１電極駆動手段あるいは
    第２電極駆動手段に保持された表示情報を上記空時間に
    クリアすることを特徴とする請求項１または請求項２に
    記載の表示一体型タブレット装置。
  4. 【請求項４】 上記走査期間は、第１電極駆動手段を制
    御して第１電極に順次走査電圧を印加する第１走査期間
    と第１走査期間に続いて第２電極駆動手段を制御して第
    ２電極に順次走査電圧を印加する第２走査期間であり、
    空時間を第１走査期間と第２走査期間との間に設けるこ
    とを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３に
    記載の表示一体型タブレット装置。
  5. 【請求項５】 上記座標検出手段により検出された座標
    に対して上記表示制御手段により表示することを特徴と
    する請求項１、請求項２、請求項３、または請求項４に
    記載の表示一体型タブレット装置。
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