JP2839804B2 - 座標検出装置 - Google Patents

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などに使用される座標検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】手書き文字や図形をコンピュータやワー
ドプロセッサなどに入力する手段として、例えば、液晶
ディスプレイと静電誘導型タブレットを積層して、我々
が紙に筆記用具で書く感覚で文字や図形を静電誘導型タ
ブレットに入力できるようにした表示部一体型タブレッ
ト装置が実用化されている。しかしながら、この表示部
一体型タブレット装置は、電極のある部分とない部分と
では反射率や透過率が異なるために表示画面上で格子状
に電極が見え、液晶表示の質を落とす原因となってい
る。

【０００３】そこで、このような欠点をなくしたタブレ
ットとして、最近、図７に示すような表示一体型タブレ
ット装置が提案されている(特願平３−４６７５１号公
報)。この表示一体型タブレット装置は、液晶ディスプレ
イの表示電極と静電容量型タブレット装置の座標検出電
極を兼ねたものである。そして、図８に示すように１フ
レーム期間中にタブレット上の指示座標を検出する座標
検出期間と画像を表示する表示期間とを設けて、座標検
出と画像表示とを時分割で行うようにしている。

【０００４】図７において、液晶パネル１０１は互いに
直交して配列されたコモン電極Ｙ₁〜Ｙ_m(以下、任意の
コモン電極をＹと記載する)とセグメント電極Ｘ₁〜Ｘ_m
（以下、任意のセグメント電極をＸと記載する)との間
に液晶を挟入して構成されており、各コモン電極Ｙとセ
グメント電極Ｘとが交差する領域で各画素を構成してい
る。つまり、上記液晶パネル１０１にはｎ×ｍドットの
画素がマトリクス状に配列されていることになる。

【０００５】この表示一体型タブレット装置は、上述の
液晶ディスプレイ上に静電容量型タブレットを積層した
ものに比べて、格子状の電極パターンがなくなり見易く
なるといった利点の他に、液晶ディスプレイと静電容量
型タブレットとの電極や駆動回路を兼用しているためコ
ストダウンや小型軽量化が容易になるといった利点があ
る。

【０００６】上記表示一体型タブレット装置は次のよう
に動作する。すなわち、上記コモン電極Ｙを駆動するた
めのコモン駆動回路１０２と、上記セグメント電極Ｘを
駆動するためのセグメント駆動回路１０３とは、切り替
え回路１０４を介して表示制御回路１０５と検出制御回
路１０６に接続されている。この切り替え回路１０４
は、制御回路１０７によって制御されて、表示期間には
表示制御回路１０５からの出力信号をコモン駆動回路１
０２およびセグメント駆動回路１０３に出力する一方、
座標検出期間には検出制御回路１０６からの出力信号を
コモン駆動回路１０２およびセグメント駆動回路１０３
に出力する。尚、図７においては、上記切り替え回路１
０４,表示制御回路１０５,検出制御回路１０６および制
御回路１０７を各ブロックに分割して表現している。と
ころが、実際の回路においては上記各回路はＬＳＩ(大
規模集積回路)化されており、上記のようなブロックに
は形態上厳密に区分できない。

【０００７】上記表示期間においては、上記表示制御回
路１０５のシフトデータ出力端子Ｓからシフトデータｓ
が出力され、反転信号出力端子ＦＲから反転信号frが出
力され、クロック出力端子ＣＰ１からクロック信号cp1
が出力され、クロック出力端子ＣＰ２からクロック信号
cp2が出力され、データ出力端子Ｄ０〜Ｄ３から表示デ
ータＤ₀〜Ｄ₃が出力される。

【０００８】上記クロック信号cp1は１行分の画素を表
示する期間を周期とするクロック信号であり、切り替え
回路１０４の出力端子ＣＰ１Ｏを介してクロック信号cp
1oとしてコモン駆動回路１０２のクロック入力端子ＹＣ
Ｋとセグメント駆動回路１０３のラッチパルス入力端子
ＸＬＰに入力される。また、特定のコモン電極Ｙを選択
するためのパルス信号であるシフトデータｓは、切り替
え回路１０４の出力端子ＳＯを介してシフトデータsoと
してコモン駆動回路１０２のシフトデータ入力端子ＤＩ
Ｏ１に上記クロック信号cp1oと同期して入力される。

【０００９】上記コモン駆動回路１０２にシフトデータ
soが入力されるとこのシフトデータsoのパルス位置がシ
フトレジスタによってクロック信号cp1oに同期してシフ
トされ、そのシフト位置に対応するコモン駆動回路１０
２の出力端子Ｏ１〜Ｏｎからコモン電極Ｙ₁〜Ｙ_nにコモ
ン電極駆動信号の駆動パルスが印加される。このコモン
電極駆動信号は直流電源回路１１２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。

【００１０】上記クロック信号cp2は１行分の画素を表
示する期間を数分割した期間を周期とするクロック信号
であり、上記切り替え回路１０４の出力端子ＣＰ２Ｏを
介してクロック信号cp2oとしてセグメント駆動回路１０
３のクロック入力端子ＸＣＫに入力される。

【００１１】上記表示データＤ₀〜Ｄ₃は切り替え回路１
０４の出力端子Ｄ０Ｏ〜Ｄ３Ｏを介して表示データＤ₀o
〜Ｄ₃oとしてセグメント駆動回路１０３の入力端子ＸＤ
０〜ＸＤ３に入力され、セグメント駆動回路１０３内の
レジスタにクロック信号cp2oに同期して順次取り込まれ
る。そして、１行分の画素に対応する表示データが総て
取り込まれると、この取り込まれた表示データが上記ラ
ッチパルス入力端子ＸＬＰに入力されるクロック信号cp
1oのタイミングでラッチされ、各表示データに対応する
セグメント電極駆動信号の駆動パルスがセグメント駆動
回路１０３の出力端子Ｏ１〜Ｏｍからセグメント電極Ｘ
₁〜Ｘ_mに印加される。このセグメント駆動信号も直流電
源回路１１２から供給されるバイアス電源Ｖ₀〜Ｖ₅に基
づいて作成される。

【００１２】尚、上記反転信号frは、表示期間において
液晶に印加する電圧の印加方向を周期的に反転させて液
晶の電気分解による劣化を防止するための信号であり、
切り替え回路１０４の反転信号出力端子ＦＲＯを介して
反転信号froとしてコモン駆動回路１０２の反転信号入
力端子ＹＦＲとセグメント駆動回路１０３の反転信号入
力端子ＸＦＲとに入力される。

【００１３】こうして、上記コモン駆動回路１０２およ
びセグメント駆動回路１０３の動作によって液晶パネル
１０１の画素マトリックスがその行順序に従って駆動さ
れ、表示データＤ₀〜Ｄ₃に応じた画像が液晶パネル１０
１に表示されるのである。

【００１４】一方、上記座標検出期間においては、検出
制御回路１０６のシフトデータ出力端子Ｓdからシフト
データsdが出力され、反転信号出力端子ＦＲdから反転
信号frdが出力され、クロック出力端子ＣＰ１dからクロ
ック信号cp1dが出力され、クロック出力端子ＣＰ２dか
らクロック信号cp2dが出力され、データ出力端子Ｄ０d
〜Ｄ３dから駆動データＤ₀d〜Ｄ₃dが出力される。

【００１５】上記クロック信号cp1dは１本のコモン電極
Ｙを走査する走査期間を周期とするクロック信号であ
り、切り替え回路４の出力端子ＣＰ１Ｏを介してクロッ
ク信号cp1oとしてコモン駆動回路１０２のクロック入力
端子ＹＣＫとセグメント駆動回路１０３のラッチパルス
入力端子ＸＬＰに入力される。また、特定のコモン電極
Ｙを選択するためのパルス信号であるシフトデータsd
は、切り替え回路１０４の出力端子ＳＯを介してシフト
データsoとしてコモン駆動回路１０２のシフトデータ入
力端子ＤＩＯ１に上記クロック信号cp1dと同期して入力
される。

【００１６】そうすると、上述の表示期間の場合と同様
にして、上記シフトデータsoのパルス位置がコモン駆動
回路１０２のシフトレジスタによってクロック信号cp1o
に同期してシフトされ、そのシフト位置に対応する出力
端子Ｏ１〜Ｏｎからコモン電極Ｙ₁〜Ｙ_nにコモン電極走
査信号ｙ₁〜ｙ_n(以下、任意のコモン電極走査信号をｙ
と記載する)の走査パルスが順次印加される。このコモ
ン電極走査信号ｙは直流電源回路１１２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。上記クロ
ック信号cp2dはセグメント電極Ｘを走査する走査期間を
周期とするクロック信号であり、上記切り替え回路１０
４の出力端子ＣＰ２Ｏを介してクロック信号cp2oとして
セグメント駆動回路１０３のクロック入力端子ＸＣＫに
入力される。

【００１７】上記駆動データＤ₀d〜Ｄ₃dは切り替え回路
１０４の出力端子Ｄ０Ｏ〜Ｄ３Ｏを介して駆動データＤ
₀o〜Ｄ₃oとしてセグメント駆動回路１０３の入力端子Ｘ
Ｄ０〜ＸＤ３に入力され、セグメント駆動回路１０３内
のレジスタにクロック信号cp2oと同期して順次取り込ま
れる。そして、上記駆動データに対応するセグメント電
極走査信号ｘ₁〜ｘ_m(以下、任意のセグメント電極走査
信号をｘと記載する)の走査パルスがセグメント駆動回
路１０３の出力端子Ｏ１〜Ｏｍからセグメント電極Ｘ₁
〜Ｘ_mに出力される。このセグメント電極走査信号ｘも
直流電源回路１１２から供給されるバイアス電源Ｖ₀〜
Ｖ₅に基づいて作成される。

【００１８】座標検出期間はｘ座標検出期間とそれに続
くｙ座標検出期間に分かれており、ｘ座標検出期間には
セグメント電極Ｘにパルス電圧信号であるセグメント電
極走査信号ｘを順次印加する一方、ｙ座標検出期間には
コモン電極Ｙにパルス電圧信号であるコモン電極走査信
号ｙを順次印加する。

【００１９】上記パルス電圧信号の印加により、セグメ
ント電極Ｘあるいはコモン電極Ｙと指示座標検出ペン
(以下、単に検出ペンという)１０８の検出電極との間の
浮遊容量によって検出ペン１０８に電圧が誘起される。
この検出ペン１０８に生じた誘起電圧はアンプ１０９で
増幅され、ｘ座標検出回路１１０およびｙ座標検出回路
１１１に入力される。このｘ座標検出回路１１０および
ｙ座標検出回路１１１は、上記アンプ１０９からの出力
信号と制御回路１０７からのタイミング信号とに基づい
て、上記パルス電圧信号が印加されてから誘起電圧が最
高値になる迄の時間を検出することにより、夫々上記検
出ペン１０８が指示する位置のｘ座標あるいはｙ座標を
検出する。

【００２０】図９は、上記座標検出期間中に、液晶パネ
ル１０１のコモン電極Ｙに印加されるコモン電極走査信
号ｙのタイミングチャートである。上記ｙ座標検出期間
中に、コモン駆動回路１０２にシフトデータsoが入力さ
れると、このシフトデータsoと同じパルス幅を有するコ
モン電極走査信号ｙがクロック信号cp1oに同期して、互
いの位相をずらして各コモン電極Ｙ₁〜Ｙ_nにコモン電極
走査信号ｙ₁〜ｙ_nとして印加される。

【００２１】図１０は、上記セグメント電極Ｘ,コモン
電極Ｙおよび検出ペン１０８の関係を示す部分拡大図で
ある。各コモン電極Ｙ_n1,Ｙ_n2,Ｙ_n3はセグメント電極Ｘ
_m1,Ｘ_m2,Ｘ_m3によって覆われており、各セグメント電極
Ｘと各コモン電極Ｙとは静電的に結合している。

【００２２】今、上記コモン電極Ｙ_n1→コモン電極Ｙ_n2
→コモン電極Ｙ_n3の順にコモン電極走査信号ｙ(以下、
単に走査パルスと言う)が印加されるとする。そうする
と、各コモン電極Ｙ_n1,Ｙ_n2,Ｙ_n3から放出される電気力
線の一部は、各セグメント電極Ｘ_m1,Ｘ_m2,Ｘ_m3の隙間を
通過して検出ペン１０８の検出電極と結び付く。こうし
て、各コモン電極Ｙ_n1,Ｙ_n2,Ｙ_n3に印加された走査パル
スｙによって、検出ペン１０８の検出電極に電圧が誘起
されるのである。一方、上記検出ペン１０８の検出電極
はセグメント電極Ｘ_m1,Ｘ_m2,Ｘ_m3とも静電的に結合して
いる。また、上述のように、各セグメント電極Ｘ_m1,Ｘ
_m2,Ｘ_m3は各コモン電極Ｙ_n1,Ｙ_n2,Ｙ_n3とも静電的に結
合している。したがって、コモン電極Ｙ_n1,Ｙ_n2,Ｙ_n3に
走査パルスｙが印加されるとセグメント電極Ｘ_m1,Ｘ_m2,
Ｘ_m3にも電圧が誘起され、更にこの誘起電圧に基づいて
検出ペン１０８の検出電極に電圧が誘起されることにな
る。

【００２３】図１１は上記検出ペン１０８の断面図であ
る。図１１において、２０１は検出電極、２０３はシー
ルド効果を持つテーパー部である。検出電極２０１は単
一の電極から構成され、この検出電極２０１とテーパー
部２０３との接触を防ぐために、テーパー部２０３の内
側には樹脂姓の絶縁体２１５が形成されている。

【００２４】上記検出電極２０１は導電性のよい金属で
形成され、テーパー部２０３に対向する部分は直棒状に
形成されている。そして、検出電極２０１の外縁と絶縁
体２１５とは軽く接触していて検出電極２０１は絶縁体
２１５にガイドされて摺動可能な状態にあり、スプリン
グ２０５とストッパー２０９によって適当な力で外向き
に押されている。また、上記検出電極２０１におけるペ
ン本体側(内側)の先端にはペンタッチスイッチ２０６が
取り付けられている。このペンタッチスイッチ２０６
は、検出電極２０１が押された状態にあるか否かを識別
するためのスイッチである。

【００２５】上記構成の検出ペン１０８は、オペレータ
によって液晶パネル１０１(図７参照)の上面に置かれた
アクリルなどの樹脂製の保護板の上をなぞるように動か
されて、上述のように液晶パネル１０１のセグメント電
極Ｘあるいはコモン電極Ｙに印加された走査パルスに起
因して誘起される電圧信号(検出信号)を出力する。基板
２０７は基板固定部２１０によって固定されている。

【００２６】上記検出電極２０１に誘起された検出信号
は細い導線２１２を介して基板２０７上の電気回路に送
出される。こうして、基板２０７上の電気回路に入力さ
れた検出信号は増幅等の波形整形を受ける。一方、ペン
タッチスイッチ２０６で検出されたスイッチング信号は
導線２１３を介して上記電気回路に送出される。こうし
て、基板２０７上の電気回路に入力された検出信号は増
幅等の波形整形を受ける。

【００２７】金属等の導電性のある材料から成る円筒部
２０４とテーパー部２０３と後端部２１１は、ネジ等に
よって分解可能なように形成されている。そして、円筒
部２０４とテーパー部２０３とは基板２０７内のグラン
ド線に接続されており、静電遮蔽の効果を有する。

【００２８】ケーブル２１４は後端部２１１の貫通穴を
通ってペン本体の内から外へ出ている。基板２０７上の
電気回路による波形整形を受けた検出信号は、ケーブル
２１４を通ってダブレット本体のｘ座標検出回路１１０
およびｙ座標検出回路１１１に出力される。

【００２９】図１２は、上記検出ペン１０８と座標検出
アナロク回路２２１(図７におけるｘ座標検出回路１１
０とｙ座標検出回路１１１とによって構成される)と液
晶パネル１０１との電気的関係を示す。上述のように、
上記検出ペン１０８の検出電極２０１と液晶パネル１０
１上のセグメント電極Ｘおよびコモン電極Ｙとは静電的
に結合されている。そして、検出電極２０１に誘起され
た電圧信号(検出信号)は基板２０７(図１１参照)上に設
けられたアンプ１０９によって増幅された後、ケーブル
２１４を通って座標検出アナログ回路２２１に送出され
る。

【００３０】一方、上記アンプ１０９のグランドと座標
検出アナログ回路２２１のグランドとはコード２２２で
接続され、電気的に同電位になっている。また、座標検
出アナログ回路２２１のグランドとコモン駆動回路１０
２およびセグメント駆動回路１０３のグランドとはコー
ド２２３で接続されている。したがって、コモン駆動回
路１０２あるいはセグメント駆動回路１０３への駆動電
流によるグランドの電位変動、および、コモン駆動回路
１０２あるいはセグメント駆動回路１０３の出力インピ
ーダンスやコモン電極Ｙあるいはセグメント電極Ｘの抵
抗成分による電位変動が、ノイズＶn'として検出信号に
重畳されることになる。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の表示一体型
タブレット装置においては、検出ペン１０８の検出電極
２０１に、検出信号としての誘起電圧以外の電圧も誘起
されて検出信号のＳ/Ｎ比を低下させるという問題があ
る。すなわち、図１０に示すように、例えばセグメント
電極Ｘがコモン電極Ｙよりも検出ペン１０８に近い場合
には、コモン電極Ｙと検出ペン１０８との静電的結合
は、各セグメント電極Ｘ_m1,Ｘ_m2,Ｘ_m3の隙間を通って直
結する経路と各セグメント電極Ｘ_m1,Ｘ_m2,Ｘ_m3を経由し
た経路との２つの経路によって結ばれている。

【００３２】図１３は、ｙ座標検出期間中に検出ペン１
０８の検出電極２０１に誘起された検出信号の波形の一
例を示す。検出信号におけるピーク２３０は、コモン電
極Ｙに印加された走査パルスｙに基づいて、コモン電極
Ｙと検出電極２０１とを直結する経路によって誘起され
た誘起電圧ピーク(すなわち、検出ペン１０８のｙ座標
を表す電圧ピークであり、以下検出信号ピークと言う)
である。この検出信号ピーク２３０は、ｙ座標検出期間
に入ってｙ座標の走査が開始されてから検出ペン１０８
先端直下におけるコモン電極Ｙが走査されるまでの走査
時間“t_y"が経過した後に出現する。

【００３３】ここで、上記検出ペン１０８の先端をｙ方
向に移動すると検出ペン１０８の先端のｙ座標が変化
し、それに比例して上記走査時間“t_y"も矢印で示すよ
うに変化する。したがって、逆に検出信号ピーク２３０
が出現するタイミングを測れば検出ペン１０８の先端の
ｙ座標を検出できるのである。

【００３４】一方、ピーク２３１およびピーク２３２
は、コモン電極Ｙと検出電極２０１とをセグメント電極
Ｘを経由して結ぶ経路によって誘起される誘起電圧ピー
ク(以下、誘導ノイズピークと言う)である。このうち、
誘導ノイズピーク２３１はｙ座標検出期間が開始されて
最初のコモン電極Ｙ₁(図７参照)に走査パルスｙが印加
されたときに発生する。これに対して、誘導ノイズピー
ク２３２はｙ座標検出期間終了時に最終のコモン電極Ｙ
_nから走査パルスｙが抜けて行く際に発生する。

【００３５】このように、上記両誘導ノイズピーク２３
１,２３２は共に固定したタイミングで出現する。した
がって、検出ペン１０８の先端が液晶パネル１０１上に
おけるｙ方向両端(すなわち、コモン電極Ｙ₁近傍あるい
はコモン電極Ｙ_n近傍)を指示している場合には、検出信
号ピーク２３０に誘導ノイズピーク２３１あるいは誘導
ノイズピーク２３２が重畳されて、検出信号ピーク２３
０の波形が歪むことになる。その結果、上記液晶パネル
１０１の端ではｙ座標検出精度が低下するという問題が
生ずるのである。

【００３６】また、図１２に示すように、検出ペン１０
８内のアンプ１０９のグランドと表示一体型タブレット
装置本体にある座標検出アナログ回路２２１のグランド
とがコード２２２で接続されている。したがって、上記
検出ペン１０８からは上記ケーブル２１４とケーブル２
２２との２本のケーブルが引き出されており、オペレー
タの操作性を損ねるという問題もある。

【００３７】そこで、この発明の目的は、検出ペンから
の検出信号のＳ／Ｎ比を高め、検出ペンのコードレス化
を図って、位置検出精度が高く操作性の良い座標検出装
置を提供することにある。

【００３８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、第１の電極群及び第２の電極群と静
電的に結合された検出ペンと、上記電極群を走査して上
記検出ペンに誘起された電圧により座標を検出する座標
検出回路を有する座標検出装置において、上記検出ペン
の検出電極は、同心円の円筒形状をした第１検出電極と
第２検出電極とで構成されると共に、少なくとも上記第
１検出電極と第２検出電極との間および上記第１，第２
検出電極の外側の夫々に設けられたシールド電極と、上
記第１検出電極からの出力信号と上記第２検出電極から
の出力信号との差分をとる差分検出回路を備えたことを
特徴としている。

【００３９】また、第２の発明は、第１の電極群及び第
２の電極群と静電的に結合された検出ペンと、上記電極
群を走査して上記検出ペンに誘起された電圧により座標
を検出する座標検出回路を有する座標検出装置におい
て、上記検出ペンの検出電極は、同心円の円筒形状をし
た第１検出電極と第２検出電極とで構成され、上記座標
検出回路はコードレス受信手段を有すると共に、上記検
出ペンには、少なくとも上記第１検出電極と第２検出電
極との間および上記第１，第２検出電極の外側の夫々に
設けられたシールド電極と、上記第１検出電極からの出
力信号と上記第２検出電極からの出力信号との差分を取
って差分値を表す差分信号を出力する差分検出回路と、
上記差分検出回路からの差分信号を上記座標検出回路の
コードレス受信手段に対してコードレスで送信するコー
ドレス送信手段を備えたことを特徴としている。

【００４０】また、第３の発明は、第１あるいは第２の
発明の座標検出装置において、上記第１検出電極，第２
検出電極およびシールド電極を一体に形成したことを特
徴としている。

【００４１】

【作用】第１の発明では、第１の電極群または第２の電
極群のうち下側に位置する電極が走査されると、上記下
側に位置する電極と検出ペンとを直接結ぶ経路および上
側に位置する電極を経由して結ぶ経路によって、上記検
出ペンの検出電極に電圧が誘起される。その際に、上記
検出電極を構成する第１検出電極および第２検出電極の
うちいずれか一方の検出電極には、主に上記下側に位置
する電極と直結する経路によって電圧が誘起される。一
方、いずれか他方の検出電極には、主に上記上側に位置
する電極を経由する経路によって電圧が誘起される。そ
の結果、上記一方の検出電極からは上記検出ペンの先端
座標を表す上記検出信号ピークの成分を多く含む電圧信
号が出力される。また、上記他方の検出電極からは上記
上側の電極に誘起された電圧に基づく上記誘電ノイズピ
ークの成分を多く含む電圧信号が出力される。

【００４２】そうすると、上記第１検出電極からの出力
信号と第２検出電極からの出力信号とが差分検出回路に
入力される。そして、上記検出信号ピークの成分を多く
含む電圧信号と上記上側の電極に誘起された電圧に基づ
く誘電ノイズピークの成分を多く含む電圧信号との差分
が取られて、上記誘電ノイズピークの成分が抑制された
電圧信号が出力される。こうして、上記差分検出回路か
らはＳ/Ｎ比の高い検出信号が出力される。

【００４３】その際に、上記第１検出電極と第２検出電
極との間に設けられたシールド電極によって上記第１検
出電極と第２検出電極との静電結合が抑制されて、上記
第１,第２検出電極に誘起される電圧信号のレベル低下
が防止される。さらに、上記第１,第２検出電極の外側
に設けられたシールド電極によって外部からのノイズが
遮断されて、上記第１,第２検出電極の指向性が最適に
制御される。

【００４４】また、第２の発明では、第１の発明と同様
にして、検出ペンに設けられた差分検出回路によって第
１検出電極からの出力信号と第２検出電極からの出力信
号との差分が取られて、Ｓ／Ｎ比の高い差分信号が出力
される。そして、上記差分検出回路から出力された上記
差分信号は上記検出ペンに設けられたコードレス送信手
段に入力される。そうすると、上記コードレス送信手段
によって、上記差分検出回路からの差分信号が座標検出
回路のコードレス受信手段に対してコードレスで送信さ
れる。

【００４５】こうして、上記検出ペンと上記座標検出回
路との間でコードレスで信号が送受信され、コードに邪
魔されることなく操作性良く上記検出ペンによる座標入
力が実施される。

【００４６】また、第３の発明では、上記第１検出電
極,第２検出電極およびシールド電極が一体に形成され
ているので、夫々の相対的位置関係が精度良く確保され
る。したがって、上記第１検出電極および第２検出電極
の指向性がより最適に保持され、上記第１検出電極と第
２検出電極との静電結合の抑制および外部からのノイズ
の遮断が確実に実施される。

【００４７】

【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。尚、この発明の表示一体型タブレット装置に
おいては、検出ペン以外は図７に示す表示一体型タブレ
ット装置と同じである。そこで、検出ペン以外の説明に
は図７に示す表示一体型タブレット装置と同じ番号を用
いることにする。また、本実施例における液晶パネルに
おいては、セグメント電極がコモン電極の上側に位置し
ているものとして説明する。

【００４８】図１は、本実施例における表示一体型タブ
レット装置において使用される検出ペン１の先端部を模
式的に示す縦断面図である。図１において、２は直棒状
あるいは円筒状の第１検出電極、３は円筒状の第２検出
電極、４,５は円筒状のシールド電極である。そして、
上記第１検出電極２を中心に据えて、その同心円上に内
側から順にシールド電極４,第２検出電極３およびシー
ルド電極５を配置している。

【００４９】上記第１検出電極２,第２検出電極３およ
びシールド電極４,５は互いに接触しないように間隔を
おいて配置され、夫々が電気的に分離されている。これ
は、各電極間に絶縁物を挿入して電気的分離を図っても
よい。

【００５０】上記第１検出電極２は主に検出信号ピーク
(図１３参照)を検出するための電極であり、ｙ座標検出
期間中に下側に位置するコモン電極Ｙから放射される電
気力線を直接検知することを目的としている。但し、上
側に位置するセグメント電極Ｘとも静電的結合を成して
いるから上記誘導ノイズピーク(図１３参照)をも検出し
てしまう。これに対して、上記第２検出電極３は主に上
記誘導ノイズピークを検出するための電極であり、ｙ座
標検出期間中にセグメント電極Ｘから放射される電気力
線を検知することを目的としている。

【００５１】上記シールド電極４は、側面から第１検出
電極２へ向かう電気力線を防御して第１検出電極２の指
向性を向上させることと、第１検出電極２と第２検出電
極３との静電的結合を防ぐことを目的としている。これ
に対して、上記シールド電極５は、側面から第２検出電
極３へ向かう電気力線を防御して第２検出電極３の指向
性を向上させることと、第２検出電極３に対する外部か
らのノイズを遮断することを目的としている。

【００５２】図２(a)は上記第１検出電極２の指向特性
の断面を示す図であり、図２(b)は第２検出電極３の指
向特性の断面を示す図である。尚、横軸は第１検出電極
２の中心軸に対する垂直方向の空間的位置を示し、縦軸
は第１検出電極２あるいは第２検出電極３の感度を示
す。

【００５３】図２から分かるように、第１検出電極２お
よび第２検出電極３の指向特性は、第１検出電極２の中
心軸を回転軸とする回転対称を呈する。さらに、上記第
１検出電極２の指向特性は回転軸に近い程高感度であ
り、遠ざかる程感度が低下する。すなわち、第１検出電
極２の直下に位置した下側のコモン電極Ｙから放射され
る電気力線を受け易いような指向特性になっているので
ある。そして、このような指向特性を得るために、図１
に示すように、第１検出電極２の側面近傍にシールド電
極４を配置し、第１検出電極２の先端がシールド電極４
から僅かに突出するようにする。尚、第１検出電極２の
先端をシールド電極４の先端から突出させる量は０mm〜
１mmが適当である。

【００５４】一方、上記第２検出電極３の指向特性は略
ドーナツ形状を成す。すなわち、第１検出電極２の直下
に位置するコモン電極Ｙから放射される電気力線は余り
受けず、その周囲に位置する上側のセグメント電極Ｘ全
体から放射される電気力線をより多く検知し易いような
指向特性になっているのである。そして、このような指
向特性を得るために、第２検出電極３は両シールド電極
４,５によって挟まれて、シールド電極４の先端位置は
第２検出電極３の先端位置よりも突出するか同じにす
る。また、第２検出電極３の先端位置はシールド電極５
の先端位置よりも突出している。このような構造によっ
て、第１検出電極２の中心軸に向かう方向内側には余り
感度を持たず、外側により大きな感度を有するのであ
る。

【００５５】上述のような基本構成を有する検出ペン１
の第１検出電極２および第２検出電極３は、図３に示す
ように、差動増幅器６に接続されている。一方、シール
ド電極４,５はグランドに接続されている。既に述べた
ように、上記第１検出電極２によって検出された電圧信
号は上記検出信号ピーク成分を多く含む。一方、第２検
出電極３によって検出される電圧信号は上記誘導ノイズ
ピーク成分を多く含み他に検出信号ピーク成分も含む。
したがって、第１検出電極２によって検出された電圧信
号と第２検出電極３によって検出された電圧信号とを差
動増幅器６で差動増幅することによって、誘導ノイズピ
ーク成分に対する検出信号ピーク成分の比が増大され
る。その結果、上記検出ペン１が液晶パネル１０１にお
けるｙ方向両端(コモン電極Ｙ₁近傍あるいはコモン電極
Ｙ_n近傍)を指示している際に、検出信号ピークに誘導ノ
イズピークが重畳されても誘導ノイズピークの成分が抑
制され、検出ペン１に誘起される検出信号のＳ/Ｎ比が
向上するのである。

【００５６】図４は、図１に示すような基本構成を有す
る検出ペン１の具体的な構成例を示す。図４において、
２は第１検出電極であり、電極保護部８とその先端が一
体成型されている。そして、その外側には第１検出電極
２および電極保護部８を取り囲むようにシールド電極４
が配置されている。さらに、シールド電極４の外側を第
２検出電極３で取り囲み、第２検出電極３の外側をシー
ルド電極５で取り囲んでいる。

【００５７】上記第１検出電極２における電極保護部８
で覆われている先端の部分の径は太く、シールド電極４
に対向している軸部２aは細く形成している。電極保護
部８の外周面とシールド電極４の内周面とは軽く接触し
ていて、電極保護部８はシールド電極４にガイドされて
摺動可能な状態にある。

【００５８】上記第１検出電極２はスプリング１５によ
って外方に付勢されており、その内端に対向してペンタ
ッチスイッチ(図示せず)が取り付けられている。このペ
ンタッチスイッチは第１検出電極２が検出ペン１の本体
内に押し込まれた状態にあるか否かを識別する。

【００５９】上記第１検出電極２は、アルミニウム,真
鍮,鉄,ステンレスあるいは銅等の金属材料で構成され、
液晶パネル１０１のセグメント電極Ｘおよびコモン電極
Ｙと静電的に結合している。そして、セグメント電極Ｘ
およびコモン電極Ｙに印加された走査パルスによって電
圧が誘起される。また、第１検出電極２は、電極保護部
８が押されたことを確認するために、押された力を上記
ペンタッチスイッチまで伝える役割をも有する。

【００６０】上記第１検出電極２は、その径を大きくす
るとセグメント電極Ｘおよびコモン電極Ｙとの結合容量
が大きくなって検出信号レベルが大きくなる。反面、結
合容量の指向性が悪くなって検出信号のＳ/Ｎ比が小さ
くなる。また、第１検出電極２の先端が異常に太い場合
には入力時に検出ペン１の指す位置が見えにくく、使い
勝手が悪い。したがって、上記第１検出電極２の径には
適当な値があり、０.５mm〜３.０mmが適当である。

【００６１】さらに、上記第１検出電極２の軸部２aに
は、誘起された電圧信号(検出信号)を電気的に伝える役
割をも有する。電気的伝導の立場から見れば、第１検出
電極２とグランドに接続されているシールド電極４との
間で生ずる静電容量によって検出信号が分割されて、そ
のレベルが低下する。したがって、第１検出電極２とシ
ールド電極４との間の静電容量はできるだけ小さくする
必要がある。そのために、第１検出電極２における軸部
２aの径を小さくして、第１検出電極２の軸部２aとシー
ルド電極４との間隔を大きく取るのである。また、その
際に、第１検出電極２の軸部２aとシールド電極４との
間に樹脂等を入れると静電容量が増えるので、何も入れ
ずに空洞にしておくのがよい。

【００６２】上記第１検出電極２とシールド電極４との
軸方向の相対位置も検出信号の特性に大きな影響を与え
る。図４に示すように、第１検出電極２の先端がシール
ド電極４の先端から突出している距離(突出量)ａを大き
くすると、シールドされているシールド電極４から露出
している第１検出電極２の部分が増えるので検出信号の
レベルは大きくなる。ところが、セグメント電極Ｘある
いはコモン電極Ｙとの結合容量の指向性が悪くなって検
出信号のＳ/Ｎ比が下がってしまう。したがって、突出
量ａは検出信号の大きさとＳ/Ｎ比との兼合いで最適に
決定する必要があり、０mm〜１mmが適当である。尚、上
記突出量ａは正確に設定する必要がある。

【００６３】上記電極保護部８は液晶パネル１０１の入
力面と接触する部分であって樹脂で構成される。すなわ
ち、液晶パネル１０１の入力面は樹脂性の保護板で構成
される。そこで、金属製の第１検出電極２が直接この保
護板に接触して保護板を摩耗させないように、電極保護
部８によって第１検出電極２を被覆するのである。その
ために、電極保護部８の材質は上記保護板との耐摩耗性
を考慮して選択する必要がある。

【００６４】また、上記第１検出電極２のペンキャップ
先端部７から露出している部分を全て電極保護部８で覆
うことによって、オペレータが検出ペン１を握ったとき
に第１検出電極２に直接触れることができないようにす
る。こうして、オペレータが検出ペン１に触れることに
よって検出信号にノイズが混入することを防止する。

【００６５】上記シールド電極４は、外部からの静電ノ
イズを遮断するために基板(図示せず)内のグランドに電
気的に結線されている。そこで、シールド電極４と第１
検出電極２が接触すると第１検出電極２に誘起された電
圧信号(検出信号)は消えてしまう。そこで、電極保護部
８によって第１検出電極２の先端部分を覆って、シール
ド電極４と第１検出電極２とを電気的に絶縁状態にす
る。したがって、電極保護部８には電極絶縁性が必要で
ある。

【００６６】さらに、オペレータが検出ペン１によって
液晶パネル１０１の上記保護板に上をなぞる際にペン先
が検出ペン本体の軸に対して垂直方向に動くと非常に書
き心地が悪くなる。また、オペレータが入力中か否かを
ペンタッチスイッチで識別可能にするために、電極保護
部８はペンキャップ先端部７内を上下方向に滑らかに動
く必要がある。そこで、電極保護部８は第１検出電極２
の軸に対して垂直方向に固定する一方、ペンキャップ先
端部７(シールド電極４)との摺動性を高めるのである。
そのために、上記シールド電極４の内径と電極保護部８
の外形とを僅少差に設定する。また、電極保護部８とシ
ールド電極４との摩擦係数を勘案して電極保護部８の材
料を選定する。

【００６７】上記電極保護部８は、以上の種々の目的を
満たすために、ポリアセタール,ＡＢＳ(アクリロニトリ
ル・ブタジエン・スチレン),ポリカーボネート等の樹脂で
構成する。

【００６８】上記ペンキャップ先端部７は樹脂等の絶縁
体から構成され、その内面および外面にメッキや蒸着に
よって金属膜が形成されている。したがって、上記ペン
キャップ先端部７の内面の金属膜と外面の金属膜とは電
気的に孤立した状態になっている。このペンキャップ先
端部７内面の金属膜がシールド電極４であり、外面の金
属膜が第２検出電極３となる。その際に、上述のよう
に、上記シールド電極４の先端位置は第２検出電極３の
先端位置よりも突出するか同じにするのである。

【００６９】上記第２検出電極３は円筒状のコネクタ１
０に電気的に接続されている。そして、コネクタ１０は
リード線１３に結線されており、第２検出電極３によっ
て検出された電圧信号(上記誘電ノイズピークを多く検
出)がリード線１３を介して取り出される。また、シー
ルド電極４は円筒状のコネクタ１１に電気的に接続され
ている。そして、コネクタ１１はリード線１４によって
上記基板のグランドに接続されている。

【００７０】上記コネクタ１０とコネクタ１１とは、リ
ング状のコネクタ支持体１２によって電気的に絶縁され
て支持されている。そして、両コネクタ１０,１１とコ
ネクタ支持体１２とによってペンキャップ先端部７の内
端を包み込んで、ペンキャップ先端部７に対するストッ
パとなっている。一方、コネクタ支持体１２はペンキャ
ップ９の突起９aに当たって固定される。したがって、
第２検出電極３およびシールド電極４の位置が精度良く
設定される。

【００７１】上記ペンキャップ９は樹脂等の絶縁体によ
って形成され、その外面にはメッキや蒸着によって金属
膜が形成されている。このペンキャップ９の外面に形成
された金属膜がシールド電極５となる。その際に、ペン
キャップ９の内面には導電性がなく、シールド電極５と
第２検出電極３とは電気的に孤立状態になるような構造
になっている。

【００７２】上記第２検出電極３の先端は、シールド電
極５の先端より突出して外部に露出している。この露出
部分がセグメント電極Ｘから放出される電気力線を受け
取る電極となり、露出面積によって第２検出電極３の感
度が決まるのである。

【００７３】本実施例の最大特徴は、図４に示すよう
に、ペンキャップ９やペンキャップ先端部７の樹脂の表
面に形成された金属膜によってシールド電極４,５およ
び第２検出電極３を構成することである。上記検出ペン
１の先端は非常に細径であるために多数の電極を夫々孤
立させて設置することは困難である。そこで、検出ペン
１の外殻を成す樹脂の表面に形成した金属膜を利用する
ことによって、検出ペン１を太くすることなく第２検出
電極３およびシールド電極４,５を形成できるのであ
る。

【００７４】上述のように、本実施例においては、検出
ペン１の中心に配置された直棒状の第１検出電極２とこ
の第１検出電極２の周囲に配置された円筒状の第２検出
電極３とを設ける。さらに、両検出電極２,３の間と第
２検出電極３の外側とに円筒状のシールド電極４,５を
配置する。こうして、両シールド電極４,５によって、
両検出電極２,３の指向特性を制御すると共に両検出電
極２,３間の静電的結合を抑制して、第１検出電極２の
指向特性をｙ座標検出の際に直下に位置する下側のコモ
ン電極Ｙから放射される電気力線を直接検出できるよう
にする一方、第２検出電極３の指向特性を上記コモン電
極Ｙの周囲に位置する上側のセグメント電極Ｘから放射
される電気力線を主に検出できるようにしている。

【００７５】したがって、上記差動増幅器６によって、
第１検出電極２で検出された検出信号ピークの成分を多
く含む信号と第２検出電極３で検出された誘導ノイズピ
ークの成分を多く含む信号とを差動増幅することによっ
て誘導ノイズの比率を低下せしめて、検出信号のＳ/Ｎ
比を高めることができる。その結果、上記検出ペン１に
よって指示された液晶パネル１０１上の位置検出精度を
高めることができる。

【００７６】図５は、図１に示すような基本構成を有す
る検出ペン１の他の具体的な構成例を示す。図５におい
て、２'は第１検出電極であり、３'は第２検出電極であ
り、４'はシールド電極である。上記第１検出電極２',
第２検出電極３'およびシールド電極４'を取り囲むよう
に電極保護部２３が配置され、その電極保護部２３の外
側に金属等の導電性材料から成るペンキャップ５'が配
置される。このペンキャップ５'はシールド電極を兼ね
ている。

【００７７】上記第１検出電極２'およびシールド電極
４'は、中心に導線２４が挿通された直棒状の電極中心
材２１の異なる表面に形成されている。また、電極中心
材２１の周囲には電極周辺材２２が配置されており、こ
の電極周辺材２２の外面に第２検出電極３'が形成され
ている。上記電極中心材２１および電極周辺材２２の先
端は、ポリアセタール,ＡＢＳおよびポリカーボネート
等の樹脂から成る上記電極保護部２３によって覆われて
いる。すなわち、電極中心材２１,電極周辺材２２およ
び電極保護部２３は一体成型されるのである。

【００７８】上記第１検出電極２'およびシールド電極
４'は以下のようにして形成される。上記電極中心材２1
の全面にメッキや蒸着によって金属膜を形成する。そう
した後に、２箇所の金属膜を除去して金属膜を電気的に
３つの部分に分離する。こうして形成した３箇所の金属
膜のうち先端から順に第１検出電極２',シールド電極
４'および接続電極２５とするのである。つまり、上記
第１検出電極２'は電極中心材２１の外端面とそれに連
なる側面に形成され、シールド電極４'は長軸２１aに形
成されることになる。第１検出電極２'と接続電極２５
とは導線２４で接続されており、第１検出電極２'に誘
起された検出信号が接続電極２５に伝送される。

【００７９】上記電極周辺材２２の外面にメッキや蒸着
によって金属膜を形成して、第２検出電極３'とする。
尚、電極周辺材２２の内面にも金属膜を形成して電極と
することも可能であるが、電極周辺材２２の内面と外面
とは電気的に分離しておく必要がある。このように構成
された電極周辺材２２は電極中心材２１に外嵌され、こ
の電極周辺材２２と電極中心材２１の合体物の先端は樹
脂から成る電極保護部２３によって覆われる。

【００８０】上記接続電極２５は金属等から成る電極支
持体２８によって支持されており、この電極支持体２８
はスプリング２９によって外方に付勢されている。接続
電極２５と電極支持体２８とスプリング２９とは電気的
に導通状態にあり、スプリング２９の一端は長く延びて
基板(図示せず)に接続されている。したがって、第１検
出電極２'に誘起された電圧信号は、導線２４,接続電極
２５,電極支持体２８およびスプリング２９を介して基
板上の差動増幅器に送出される。

【００８１】これに対して、上記第２検出電極３'はペ
ンキャップ５'の内壁に沿ってリング状の絶縁体３０に
よって固定された信号取出部２６と接触しており、この
信号取出部２６は上記基板に接続されている。こうし
て、第２検出電極３'に誘起された電圧信号は、信号取
出部２６を介して基板上の差動増幅器に送出される。上
記信号取出部２６は弾力性および導電性を有する材料で
構成され、第２検出電極３'に摺接して第２検出電極３'
が上下方向に動いても電気的に接続可能にしている。

【００８２】また、上記シールド電極４'にはシールド
取出部２７が接触しており、このシールド取出部２７は
ペンキャップ(シールド電極)５'と電気的に接続され、
さらにグランドに接続されている。シールド取出部２７
も弾力性および導電性を有する材料で構成され、シール
ド電極４'に摺接してシールド電極４'が上下方向に動い
ても電気的に接続可能にしている。

【００８３】上述のように、本実施例においては、第１
検出電極２',第２検出電極３'およびシールド電極４'を
一体に形成しているので、互いの相対的位置関係を精度
良く設定管理できるのである。

【００８４】図６は、図１に示すような基本構成を有す
る検出ペン１を用いた表示一体型タブレット装置におけ
る検出ペン１と座標検出アナログ回路２２１と液晶パネ
ル１０１との電気的関係を示す。上記検出ペン１内に
は、第１検出電極２,第２検出電極３,差動増幅器６およ
びコードレス送信部４１を備えており、第１検出電極２
および第２検出電極３は差動増幅器６の入力端子に接続
されている。こうして、差動増幅器によって、第１検出
電極２で検出された検出信号ピークの成分を多く含む電
圧信号と第２検出電極３で検出された誘導ノイズピーク
の成分を多く含む電圧信号との差分信号が得られ、出力
端子から出力される。

【００８５】上記差動増幅器６の出力端子はコードレス
送信部４１に接続されており、差動増幅器６からの差分
信号はコードレス送信部４１からタブレット本体内に在
る座標検出アナログ回路２２１に向けて発信される。
尚、コードレス送信部４１としては、空間光伝搬装置や
無線装置等を用いればよい。上記座標検出アナログ回路
２２１はコードレス受信回路を含み、このコードレス受
信回路によって受信したコードレス送信部４１からの差
分信号を波形整形する。

【００８６】上記座標検出アナログ回路２２１のグラン
ドと液晶パネル１０１のコモン駆動回路１０２およびセ
グメント駆動回路１０３のグランドとはコード４３で接
続されている。そして、このコード４３は、さらに電源
トランス４４との静電結合を介し、商用１００Ｖ電源を
通して接地されている。

【００８７】一方、上記差動増幅器６のグランドは、検
出ペン１の筐体４２に接続されている。そして、上記検
出ペン１の筐体４２に現れている差動増幅器６のグラン
ドは人体４５と静電結合し、更に人体４５は大地と静電
結合している。したがって、差動増幅器６のグランドは
接地されているのである。こうして、上記差動増幅器６
のグランドと座標検出アナログ回路２２１のグランドと
は非常に弱い状態でつながっている。ここで、上記商用
１００Ｖ電源には、他の機器から発生するノイズがコモ
ンモードノイズとして重畳される。したがって、第１検
出電極２あるいは第２検出電極３によって検出された電
圧信号には非常に高いレベルのコモンモードノイズが重
畳されることになる。

【００８８】ここで、上記第１検出電極２によって検出
されるべき真の電圧信号をＶs１とし、第２検出電極３
によって検出されるべき真の電圧信号をＶs２とし、コ
モンモードノイズをＶnとすると、第１検出電極２によ
って実際に検出される電圧信号はＶs１＋Ｖnとなる。一
方、第２検出電極３によって実際に検出される電圧信号
はＶs２＋Ｖnとなる。そこで、差動増幅器６によって第
１検出電極２で実際に検出される電圧信号と第２検出電
極３で実際に検出される電圧信号との差分を取ることに
よって、次式で示すようにコモンモードノイズＶnを打
ち消すことができる。 (Ｖs１＋Ｖn)−(Ｖs２＋Ｖn)＝Ｖs１−Ｖs２ さらに、(Ｖs１−Ｖs２)を算出することによって、上記
検出信号ピーク成分と誘導ノイズピーク成分とのレベル
差が大きくなって検出信号のＳ/Ｎ比が高められる。

【００８９】以上のように、本実施例においては、上記
差動増幅器６によって、第１検出電極２で検出される検
出信号ピーク成分の多い電圧信号と第２検出電極３で検
出される誘導ノイズピーク成分の多い電圧信号との差分
を取ることによって、第１検出電極２および第２検出電
極３からの出力信号に重畳されるコモンモードノイズを
除去し、検出信号ピーク成分と誘導ノイズピーク成分と
の差を大きくして高いＳ/Ｎ比の検出信号を得ることが
できる。さらに、上記差動増幅器６の出力信号をコード
レス送信部４１によって座標検出アナログ回路２２１に
送信するようにする一方、差動増幅器６のグランドと座
標検出アナログ回路２２１のグランドとは筐体４２,人
体４５,大地,商用電源,電源トランス４４およびコード
４３を介して接続している。したがって、差動増幅器６
のグランドと座標検出アナログ回路２２１のグランド、
および、差動増幅器６の出力端子と座標検出アナロク回
路２２１の入力端子をコードで直結する必要がない。

【００９０】すなわち、本実施例によれば、検出ペン１
のコードレス化を図ることができるのである。

【００９１】上記各実施例はセグメント電極Ｘがコモン
電極Ｙの上側(すなわち、検出ペン１に近い側)に位置し
ている場合について説明しているが、コモン電極Ｙがセ
グメント電極Ｘの上側である場合も全く同じである。

【００９２】また、上記各実施例においては、第１検出
電極２,２'を直棒状に成して検出ペン１の中心に配置
し、第２検出電極３,３'を円筒状に成して第１検出電極
２,２'の周囲に配置し、シールド電極４,４'は第１検出
電極２,２'と第２検出電極３,３'との間に配置し、シー
ルド電極５,５'は第２検出電極２,２'の外側に配置して
いる。しかしながら、この発明における上記各電極の位
置関係はこれに限定されるものではない。要は、上記セ
グメント電極Ｘあるいはコモン電極Ｙのうち下側に位置
する電極を走査するに際して、第１検出電極および第２
検出電極のいずれか一方はこの下側の電極と直結する経
路によって電圧が誘起されるように成し、いずれか他方
は上側に位置する電極を経由して結ぶ経路によって電圧
が誘起されるように成し、第１検出電極と第２検出電極
との静電的結合が抑制され、外部からのノイズが遮断さ
れれば良いのである。

【００９３】

【発明の効果】以上より明らかなように、第１の発明の
座標検出装置は、検出ペンの検出電極を第１検出電極と
第２検出電極とで構成し、少なくとも上記第１検出電極
と第２検出電極との間および上記第１，第２検出電極の
外側の夫々にシールド電極を設け、差分検出回路によっ
て上記第１検出電極からの出力信号と上記第２検出電極
からの出力信号との差分を取るので、第１の電極群また
は第２の電極群のうち下側に位置する電極を走査するに
際して、上記第１検出電極と第２検出電極とによって分
離して検出される上記下側に位置する電極に直結する経
路によって誘起された電圧信号と上側に位置する電極を
経由して結ばれる経路によって誘起される電圧信号との
差分信号を得ることができる。

【００９４】したがって、上記下側の電極に直結する経
路によって誘起される上記検出信号ピーク成分を多く含
む電圧信号に重畳された上記上側の電極を経由した経路
によって誘起される上記誘導ノイズピーク成分を多く含
む電圧信号の成分が抑制されて、上記検出ペンからの検
出信号のＳ／Ｎ比が高められる。さらに、上記第１検出
電極と第２検出電極との間に設けられたシールド電極に
よって上記第１検出電極と第２検出電極との静電的結合
が抑制され、上記第１，第２検出電極の外側に設けられ
たシールド電極によって上記第１，第２検出電極に対す
る外部からのノイズが遮断されて、両検出電極の指向特
性が最適に制御される。すなわち、この発明によれば、
位置検出精度が高い座標検出装置を提供できる。

【００９５】また、第２の発明の座標検出装置は、検出
ペンの検出電極を第１検出電極と第２検出電極とで構成
し、少なくとも上記第１検出電極と第２検出電極との間
および上記第１，第２検出電極の周囲に夫々シールド電
極を設け、差分検出回路によって上記第１検出電極から
の出力信号と上記第２検出電極からの出力信号との差分
を取って差分値を表す差分信号を出力し、コードレス送
信手段によって上記差分信号を座標検出回路のコードレ
ス受信手段に対してコードレスで送信するようにしたの
で、第１の発明と同様にして得られた上記差分検出回路
からのＳ／Ｎ比の高い検出信号をコードレスで座標検出
回路に送信できる。

【００９６】したがって、この発明によれば、コードに
邪魔されることなく操作性良く検出ペン先端の座標を検
出でき、位置検出精度が高く操作性の良い座標検出装置
を提供できる。

【００９７】また、第３の発明の座標検出装置は、上記
第１検出電極，第２検出電極およびシール電極を一体に
形成したので、上記各電極間の位置関係を精度よく確保
できる。したがって、上記第１検出電極および第２検出
電極の指向特性をより最適に保持でき、上記第１検出電
極と第２検出電極との静電結合の抑制および外部からの
ノイズの遮断をより確実に実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の表示一体型タブレット装置に用いら
れる検出ペンにおける先端部を模式的に表す断面図であ
る。

【図２】図１における第１検出電極および第２検出電極
の指向特性を示す図である。

【図３】図１に示す検出ペンからの出力信号の処理の説
明図である。

【図４】図１に示す基本構造を有する検出ペンの具体的
な構成例を示す図である。

【図５】図４とは異なる検出ペンの具体的な構成例を示
す図である。

【図６】図１,図４あるいは図５に示すような検出ペン
と座標検出アナログ回路と液晶パネルとの電気的接続関
係を示す図である。

【図７】表示一体型タブレット装置のブロック図であ
る。

【図８】図７に示す表示一体型タブレット装置における
表示期間と座標検出期間の説明図である。

【図９】図７に示す表示一体型タブレット装置における
ｙ座標検出期間中にコモン電極に印加される走査パルス
のタイミングチャートである。

【図１０】セグメント電極,コモン電極および検出ペン
の静電的結合の説明図である。

【図１１】従来の表示一体型タブレット装置における検
出ペンの断面図である。

【図１２】図７に示す表示一体型タブレット装置におけ
る検出ペンと座標検出アナログ回路と液晶パネルとの電
気的関係を示す図である。

【図１３】図１１に示す従来の検出ペンの検出電極に誘
起される検出信号の波形の一例を示す図である。

【符号の説明】

１…検出ペン、 ２,２'…第１検
出電極、３,３'…第２検出電極、 ４,
４',５,５'…シールド電極、６…差動増幅器、
７…ペンキャップ先端部、８,２３…電極
保護部、 ９…ペンキャップ、１５,２９
…スプリング、 ２１…電極中心材、２２
…電極周辺材、 ２４…導線、２５…
接続電極、 ２８…電極支持体、４
１…コードレス送信部、 ４２…筐体、１０
１…液晶パネル、 ２２１…座標検出ア
ナログ回路。

フロントページの続き (72)発明者 田川 孝生 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 賀好 宣捷 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 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 3/03 G06F 3/033

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の電極群及び第２の電極群と静電的
   に結合された検出ペンと、上記電極群を走査して上記検
   出ペンに誘起された電圧により座標を検出する座標検出
   回路を有する座標検出装置において、 上記検出ペンの検出電極は、同心円の円筒形状をした第
   １検出電極と第２検出電極とで構成されると共に、 少なくとも上記第１検出電極と第２検出電極との間およ
   び上記第１，第２検出電極の外側の夫々に設けられたシ
   ールド電極と、 上記第１検出電極からの出力信号と上記第２検出電極か
   らの出力信号との差分をとる差分検出回路を備えたこと
   を特徴とする座標検出装置。
2. 【請求項２】 第１の電極群及び第２の電極群と静電的
   に結合された検出ペンと、上記電極群を走査して上記検
   出ペンに誘起された電圧により座標を検出する座標検出
   回路を有する座標検出装置において、 上記検出ペンの検出電極は、同心円の円筒形状をした第
   １検出電極と第２検出電極とで構成され、 上記座標検出回路はコードレス受信手段を有すると共
   に、 上記検出ペンには、 少なくとも上記第１検出電極と第２検出電極との間およ
   び上記第１，第２検出電極の外側の夫々に設けられたシ
   ールド電極と、 上記第１検出電極からの出力信号と上記第２検出電極か
   らの出力信号との差分を取って差分値を表す差分信号を
   出力する差分検出回路と、 上記差分検出回路からの差分信号を上記座標検出回路の
   コードレス受信手段に対してコードレスで送信するコー
   ドレス送信手段を備えたことを特徴とする座標検出装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２に記載の座標
   検出装置において、 上記第１検出電極，第２検出電極およびシールド電極を
   一体に形成したことを特徴とする座標検出装置。