JP3014716B2 - 入力表示一体型ディスプレイ装置 - Google Patents

入力表示一体型ディスプレイ装置

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は入力表示一体型ディスプレイ装置に関し、そ
の利用分野はエンジニアリングワークステーション(EW
S)に用いられるコンピュータ・エイデット・デザイン
(CAD)やコンピュータ・エイデット・エンジニアリン
グ(CAE)および手書きワープロ・電子手帳などの文字
・図形入力などの入力支援を行うと同時に描画、表示す
る画像処理機能、さらに手書きと描画像などを同時に伝
送するテレライティング装置などの手書き入力表示装置
に利用されるものである。
(従来の技術) 第4図は従来用いられている液晶ディスプレイと透明
タブレットを一体化した入力表示一体型ディスプレイ装
置の一例を示し、同図(a)は全体の構成を示す外観
図、同図(b)は同図(a)で示したA−A′での断面
図である。
これは同図(a)に示すように液晶ディスプレイ1の
上面に透明タブレット2がスペーサt(b図参照)の間
隔で貼り合わせた構造になっており、透明タブレット2
面に入力ペン3や指でタッチすることにより、その押さ
れた点の入力座標値を検出し、検出された情報を液晶デ
ィスプレイ1面で対応した点の画素に変換され表示され
る。したがって入力ペン3で押された点の軌跡が表示さ
れることになる。
第4図(b)は、より詳細な(a)図のA−A′断面
図である。透明タブレットの方式は静電結合形、電磁誘
電形および感圧形がある。本図に示すのは、構成の簡単
な感圧形の透明タブレットであり、透明ガラスあるいは
透明フィルム基板4の上に均一な透明抵抗膜5を上下に
2枚設け、入力ペン3で押されることにより導通状態と
なり、この2枚の透明抵抗膜5に定電流を流してX方向
およびY方向にそれぞれ分流して入力座標位置X,Yに応
じて変化するX,Y方向の抵抗値の変化を測定し座標値を
検出する構造である。
液晶ディスプレイ1の構成は、単純マトリックス駆動
型液晶ディスプレイを示している。上下の透明ガラスま
たはフィルム基板4に互いに直交するストライプ電極を
形成する、液晶X走査電極7(第1の走査線)と液晶Y
走査電極6(第2の走査線)を設けその中に液晶層10を
注入している。そして両電極7と8を時分割駆動する。
通常、液晶Y走査電極6がライン走査となり、信号電極
は液晶X走査電極7となる。液晶Y走査電極6に順次電
圧パルスを印加し、液晶X走査電極7に信号が加えられ
マトリックスの交点に選択・非選択に応じて液晶表示さ
れる。
(発明が解決しようとする課題) 上述した従来の液晶ディスプレイと透明タブレットを
一体化した入力表示一体型ディスプレイ装置において
は、液晶ディスプレイ1と透明タブレット2を貼り合わ
せた場合、透明抵抗膜5の抵抗値の不均一によって実際
に入力した位置と表示する位置がずれた状態になり、座
標検出誤差を生じる。
そこで、液晶ディスプレイ1の表示位置と入力位置と
を1対1に対応させるためには、透明タブレットで押下
された入力座標値の誤差を補正する回路が必要になると
いう欠点がある。
また、液晶ディスプレイ1と透明タブレット2を貼り
合わせる時に、密着して貼り合わせた場合にリング上の
干渉縞が生じてしまい、偏向フィルタ等の対策およびス
ペーサtの間隔を0.5〜1mm程度の間隔をあける必要があ
り、実際に入力ペン3等で入力した時に、その厚みのた
めに入力した位置と表示される部分の位置でのずれが生
じ、手書き入力の際、実際の手書きの軌跡をその表示
(エコーバック)のずれにより入力しにくいという欠点
が生じる。
本発明は上述した従来技術の入力表示一体型ディスプ
レイ装置を構成する液晶ディスプレイと透明タブレット
の貼り合せによる不具合いを解決し、手書入力位置と表
示位置とが補正なしに同一位置に描画表示することを目
的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決し、目的を達成するため、マ
トリックス駆動型フラットディスプレイで形成される下
部基板及び上部基板に夫々複数の第1,第2の走査線X,Y
が互いに交差し、該両走査線が対向してマトリックス配
列したディスプレイ装置において、前記上部基板の第2
の走査線Yの形成された面側に前記下部基板の第1の走
査線Xと同一方向,同一ピッチに配列した複数の第3の
走査線Xを形成したことを主な特徴とする。
(作 用) 本発明は上記構成の第2および第3の走査線に順次に
座標検出パルスを印加し、該第2および第3の走査線間
に形成される容量を介して前記座標検出パルスを検出
し、前記座標検出パルスの印加タイミングとその検出タ
イミングで、入力ペンの手書入力の接触交点の座標を検
出し、手書入力の座標に対応した情報をディスプレイに
手書描画あるいは表示させる。つまり、マトリックス型
フラットディスプレイにタブレット機能を付加して一体
化構成し、導電性の入力ペンで押された位置(情報)が
そのまま描画表示される。したがってタブレットの座標
値と表示の1画素が1対1に対応していることに特徴を
有し、入力位置の補正を行なう必要がなく、従来に比べ
薄形化を可能とする。そして、実際に手書入力で描いた
文字,図形等をあたかも紙の面に鉛筆やボールペンで書
いたように違和感なく描画表示することができる。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の構成を示す断面図であ
り、これは単純マトリックス型液晶ディスプレイの駆動
を利用しタブレット機能を有する。
第1図(a)は、上記透明ガラスまたはフィルム基板
4の上には液晶駆動を行うライン走査用の液晶Y走査電
極8(第2の走査線)に直交して第3の走査線を形成す
るタブレットX座標検出用走査電極9を設け、その上に
透明保護膜11を覆った構成である。
また、同図(b)は、同図(a)で示したのとほぼ同
じ構成であるが、上記透明ガラスまたはフィルム基板4
にまず第3の走査線を形成するタブレットX座標検出用
走査電極9を形成し、同面上,下方に透明絶縁膜12、最
後に液晶Y走査電極8を夫々形成する構成を示す。この
液晶ディスプレイの構造は第4図(b)に示した液晶デ
ィスプレイ1であり、単純マトリックス方式である。以
下詳細に記述する。
第1図(a)に示した構成は、2枚の透明ガラスまた
は透明フィルム基板4の上下部に液晶X,Y走査電極7,8で
マトリックス配線を形成し、その中に液晶層10を注入し
ている。即ち、下部には第1の走査線を形成する液晶X
走査電極7が上部には第2の走査線を形成する液晶Y走
査電極8をそれぞれ配線する。ただし、液晶Y走査電極
8はタブレットY座標検出用走査電極を兼用化させる。
座標検出方法は後で第2図および第3図で詳しく説明
するが、液晶X走査電極7は信号データ供給であり、X
座標の検出を液晶X走査電極7で共通化すると、座標検
出を行うための検出パルスが印加されるため、その時に
表示されてきたデータが変化してしまい表示に乱れが生
じる。これを防ぐため新たに上部ガラス基板に対向して
第3の走査線Xを形成するタブレットX座標検出用走査
電極9を液晶Y走査電極8と直交して配線を形成する。
なお、配線の形成は液晶X走査電極7と同一方向、同一
ピッチにし配線させる。これによりタブレット座標値を
エコーバックして表示が同位置に検出表示される事にな
る。
また、タブレットX座標検出用走査電極9は表面に配
線されるため、入力ペン3などで入力した時にキズが生
じる。これを防ぐため透明保護膜11をタブレットX座標
検出用走査電極9に覆うように平面上に平滑化させるよ
うに形成する。Y電極の液晶Y走査電極8には、ライン
走査パルスが加えられ、順次走査している。したがっ
て、このライン走査パルスを利用しY座標検出として用
いる事ができるので、共通化が可能となる。
第1図(b)に示すものは、液晶ディスプレイ内部に
処理し座標検出を可能とした構成である。タブレットX
座標検出用走査電極9を上部透明ガラスまた透明フィル
ム基板4の内側に配線する。これにより入力する面は液
晶ディスプレイの透明ガラス面で行うことができ、入力
ペン3で手書き入力した軌跡を同一表示ができ、マンマ
シーンの優れた入力表示ができる。
液晶ディスプレイのマトリックス配線を製造する時
に、液晶Y走査電極8を形成する前にタブレットX座標
検出用走査電極9を液晶X走査電極7と同一方向,同一
ピッチ配線形成する。この上に覆うようにして透明絶縁
膜12を設ける。次に液晶Y走査電極8を配線する。下部
電極は同図(a)に示したのと同様である。
第2図は第1図(a)に示す液晶ディスプレイ1に対
する駆動回路の一例図を示す。図において、13は画像デ
ータ等の情報データを記憶してあるフレームメモリ、14
は液晶X走査電極7を駆動する液晶X走査駆動部、15は
前記フレームメモリ13から情報データ等を前記液晶X走
査駆動部14へ伝送するデータ線、16は液晶タブレット駆
動制御部で、前記液晶X走査駆動部14,液晶Y走査タブ
レットY走査駆動部17,タブレットX走査駆動部18及び
座標検出カウンタ制御部19を制御する。前記液晶Y走査
タブレットY走査駆動部17は液晶Y走査電極8(タブレ
ットY座標検出用走査電極)を駆動し、前記タブレット
X走査駆動部18はタブレットX座標検出用走査電極9を
駆動する。20は入力ペン3の出力増幅器(Amp)、21は
座標検出カウンタ部19の座標出力を示す。
次に第2図の駆動回路の動作を説明すると、前記フレ
ームメモリ13には、画像データ、キャラクタ文字情報お
よび手書き図形情報が格納されている。この情報データ
はデータ線15を介して液晶X走査駆動部14へ入力する。
この液晶X走査駆動部14よりバイトあるいはワード単位
に順次第1の走査線である液晶X走査電極7に情報デー
タが出力されていく。
液晶タブレット駆動制御部16は、上記X走査駆動や液
晶Y走査および兼用化されたタブレットY走査駆動、タ
ブレットX走査駆動のそれぞれの各タイミング発生(第
3図)を行う。液晶Y走査およびタブレットY走査駆動
部17は、液晶ディスプレイ1のマトリックス駆動におけ
るライン走査を行う。液晶Y走査電極(タブレットY走
査電極)8にY0、Y1〜Ynのライン単位に順次走査パルス
を出力していく。
単純マトリックス型液晶ディスプレイの表示は、Y方
向によるライン走査とX走査(データ)のマトリックス
交点にパルス電圧の印加状態により表示および非表示と
なり情報データが表示される。前記、マトリックス配線
により2次元的に配列されたタブレット検出は静電結合
しており、おのおの画素での交点は容量を有している。
これにパルス電圧が順次走査されていき、この交点を導
電性を有する入力ペン3より指示したパルス電圧は、Am
p20で増幅された後、座標検出カウンタ制御部19により
X,Y座標値を出力21する。
第3図は上記第2図で示した座標検出動作のタイミン
グチャートである。垂直同期信号Yは、ライン走査1フ
ィールドFを表しており、ブランキング期間Bおよび表
示期間Dを示す。タブレットX走査駆動部18ではブラン
キング期間BでX座標値を検出する。これは、表示期間
Dに座標値検出を行うと表示の乱れが生じる。これを防
ぐため、このブランキング期間Bに1回でX座標値検出
TX0、TX1〜TXnがタブレットX走査駆動部18を介して、
タブレットX座標検出用走査電極9に順次シフトパルス
を出力しX座標値を読み取る。Y座標検出動作は、液晶
駆動のY走査順次シフトパルスを読み出し共通化して行
う事ができる。すなわち、1フィールド内の液晶ライン
走査パルスY0、Y1〜Ynにより行われ、特別の走査駆動を
必要としない。また、Y座標検出を表示期間Dで行って
説明したが、X座標と同様にブランキング期間BにY座
標を検出しても良い。なお、1フィールド周波数は50〜
60Hzであり、座標検出を行うサンプリングも50〜60サン
プル/secであり、通常の手書き入力速度に十分追従可能
である。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、マトリックス
駆動型フラットディスプレイにタブレット機能を付加
し、ペンタッチによる手書き入力した位置と表示される
画像位置とが同一の位置に描画表示することができる入
力表示一体型構成であり、手書き入力により文字・図形
など描くと同時に表示することができ、従来の技術に比
べて、タブレット入力座標値の補正回路を必要とせず、
さらに厚みを薄くすることができ、マンマシーンに優れ
た利点がある。
また、フラットディスプレイに単純マトリックス駆動
型液晶ディスプレイを適用して説明したが、他の方式例
えばアクティブマトリックス型液晶ディスプレイTFT(T
hin−Film−Transistor)やMIM(Metel−Insulator−Me
tal)方式やEL(Electro−Luminescence)およびPDP(P
lasma−Display−Panel)方式のディスプレイでも本発
明の構成で入力座標値の検出が行う事ができ、適用可能
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第2図
は第1図(a)を例とした駆動回路の一例図、第3図は
第2図の座標検出動作のタイミングチャート、第4図は
従来の入力表示一体型ディスプレイ装置の一例を示す図
である。 1……液晶ディスプレイ、3……入力ペン、4……透明
ガラスまたは透明フィルム基板、7……液晶X走査電
極、8……液晶Y走査電極(タブレットY座標検出用走
査電極)、9……タブレットX座標検出用走査電極、10
……液晶層、11……透明保護膜、12……透明絶縁膜、13
……フレームメモリ、14……液晶X走査駆動部、15……
データ線、16……液晶タブレット駆動制御部、17……液
晶Y走査タブレットY走査駆動部、18……タブレットX
走査駆動部、10……座標検出カウンタ制御部、20……増
幅器(Amp)、21……座標出力。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−293626(JP,A) 特開 昭56−95752(JP,A) 特開 平2−255911(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/033

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マトリックス駆動型フラットディスプレイ
    で形成される下部基板及び上部基板に夫々複数の第1,第
    2の走査線X,Yが互いに交差し、該両走査線が対向して
    マトリックス配列したディスプレイ装置において、 前記上部基板の第2の走査線Yの形成された面側に前記
    下部基板の第1の走査線Xと同一方向,同一ピッチに配
    列した複数の第3の走査線Xを形成したことを特徴とす
    る入力表示一体型ディスプレイ装置。
  2. 【請求項2】第2および第3の走査線に順次に座標検出
    パルスを印加し、該第2および第3の走査線間に形成さ
    れる容量を介して前記座標検出パルスを検出し、前記座
    標検出パルスの印加タイミングとその検出タイミング
    で、入力ペンの手書入力の接触交点の座標を検出し、手
    書入力の座標に対応した情報をディスプレイに手書描画
    あるいは表示させることを特徴とする請求項(1)記載
    の入力表示一体型ディスプレイ装置。
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