JP3273384B2 - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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JP3273384B2
JP3273384B2 JP20705793A JP20705793A JP3273384B2 JP 3273384 B2 JP3273384 B2 JP 3273384B2 JP 20705793 A JP20705793 A JP 20705793A JP 20705793 A JP20705793 A JP 20705793A JP 3273384 B2 JP3273384 B2 JP 3273384B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は図形、キャラクタ等の座
標入力装置に関し、更に詳細には液晶表示板の上側及び
下側の電極線をタブレット電極と兼用することにより、
装置の厚みを薄くし、さらに入力位置と表示位置との視
差を低減する座標入力装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は従来の液晶一体型の座標入力装置
の縦断面図である。液晶表示板60の上にタブレット5
0が設けられ、このタブレット50の所望の位置に当接
して座標入力を行なう座標指示装置(入力ペン)との静
電容量結合によって、タブレット50の電極線に印加さ
れたAC信号を入力ペンの検出電極に生起した信号で位
置座標を検出するようにしている。尚、液晶表示板60
は透明ガラス基板62の上側に透明電極(ITO膜)6
3が形成され、透明ガラス基板66の下側に透明電極6
5が形成されて、透明ガラス基板62と66の間に液晶
層64が封入されている更に偏光板67、61がそれ
ぞれ上下に貼り合わされている。またタブレット50は
透明ガラス基板51の上に複数の透明電極52を形成
し、透明ガラス基板55の下側に透明電極54を前記透
明電極51に直交するように形成され、透明な誘導体層
53を挟んで透明基板51、55が接着されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の座標入
力装置では、入力装置の厚みは、液晶板60とタブレッ
ト50の厚みを加えたものになるので厚さが厚くなり装
置の薄型化が困難であり、座標検出用の透明電極52、
54と表示用透明電極63、65の距離が離れているた
め入力ペンでタブレット50を指示した位置と表示する
位置に視差が生じるという問題を有していた。またタブ
レット用透明電極52、54を表示用透明電極63、6
5と共用する方法が考えるられるが、表示用液晶電極6
5の電極間のギャップが狭いため一種のシールド層にな
り透明電極63からの信号が小さくなり座標検出されな
いという問題を有していた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した従来の
不都合点に鑑みなされたもので、液晶のドットピッチに
対応し座標軸方向に配置された複数の電極を有する、ド
ットマトリックス液晶表示板の電極に所定のAC信号を
印加する駆動部と、前記それぞれの電極に印加されたA
C信号と静電容量結合して信号検出を行う入力ペンと、
該入力ペンが検出した信号を処理する信号処理部と、処
理された信号の位置座標を算出する演算部とからなる座
標入力装置において、前記液晶表示板のX又はY軸方向
の上側の電極線にAC信号を順次印加し、該上側電極と
直交したX又はY軸方向の下側の電極の複数本の電極に
AC信号を同時に印加し、かつ該電極線群ごとにAC信
号が順次印加され、座標指示装置を当接し、前記信号処
理部に設けられているアナログ−デジタル変換器にタイ
ミングパルスを供給し、前記入力ペンの検出電極の生起
信号を信号処理部を介して信号の有無を確認し、前記信
号処理部からの入力信号が有る場合は、変換されたデジ
タル値の最大の電極線のアドレスと信号値を入力ペンの
当接部位に最も近接した上側の座標位置信号としてメモ
リーに格納し、下側は入力ペンの当接位置近傍の複数の
電極にAC信号を印加すると同時に、アナログ−デジタ
ル変換器にタイミングパルスを供給し、前記入力ペンの
検出電極の生起信号を信号処理部にて有無を確認し、信
号処理部に入力信号が有る場合、変換されたデジタル値
は電極線群と検出電極の距離に対応した電位勾配から座
標位置を算出することを特徴とした座標入力装置を提案
するものである。
【0005】
【作用】本発明の座標入力装置は、液晶表示板の表示用
電極線を座標入力用のタブレットとして共用するもの
で、直交する上側電極線には順次AC信号を印加し、下
側電極線には複数本同時にAC信号を印加することによ
り、下側電極線の検出信号が大きくなり、座標の算出が
容易になる。
【0006】
【実施例】本発明の実施例を添付図面を参照して説明す
る。図1は本発明の液晶一体型の入力装置の縦断面図で
あり、透明ガラス基板2の下側に上側透明電極3が形成
され、透明ガラス基板4の上側に下側透明電極5が形成
され、透明ガラス基板2と4の間に液晶層6が封入さ
れ、更に偏光板7と8がそれぞれ透明ガラス基板2と4
の外側に上下に貼り合わされている。
【0007】図2は電気的ブロック構成図である。参照
符号21はタブレットであり、座標軸上で直交する2方
向(X軸方向、Y軸方向)にそれぞれ所定の間隔で電極
線22は電極線23の下側に配置されている。この電極
線22及び23は、液晶板の電極線と兼用されている。
参照符号24、25はそれぞれX、Y軸方向の電極線選
択回路で、該電極線選択回路24及び25は液晶表示と
タブレット用を兼ねている。X、Y軸方向電極選択回路
24、25は制御回路26から供給されるアドレス信号
AD1、2に従い前記電極線22、23に順次AC信号
を印加する。
【0008】参照符号27は座標指示装置たる入力ペン
で、参照符号28は入力ペン27の先端に配置され、入
力ペン27がタブレット21の表面に当接されることに
より摺動自在に保持された検出電極である。参照符号2
9はスイッチで検出電極28のタブレット21上の当接
摺動に応じて開閉するものである。参照符号30は信号
処理部で、検出電極28に生起する電極線22、23と
静電結合された信号を増幅する増幅器31、バンドパス
フィルタ−32、検出回路33、アナログ−デジタル変
換器34から構成されている。信号処理部30の出力は
CPU36内の演算回路35に接続されている。
【0009】ここで実際の動作について説明する。入力
ペン27がタブレット21に配置された上側電極線22
の近傍に当接して入力を行なった場合、制御回路26は
電極選択回路24にアドレス信号AD1を印加し、図4
の如くYp1〜Ypnの所定の上側電極線に順次AC信
号を印加すると同時にアナログ−デジタル変換器34に
タイミングパルスTPを供給し、検出電極28の生起信
号を信号処理部30を介しての信号の有無を確認する。
ここで、信号処理部30からの入力信号がある場合は変
換されたデジタル値の最大の電極線のアドレスと信号値
をメモリーに格納する。この最大レベルの入力信号は、
入力ペン27の当接部位に最も近接した上側電極のAC
信号によるものであり、上側の座標位置信号になる。
【0010】次に前述の片側(Y軸方向)の座標位置を
特定した後、制御回路26は電極選択回路25にアドレ
ス信号AD2を印し、図5の如くXp1〜Xpnの所
定の下側電極線の複数本(電極線群)に同時にAC信号
を印加すると同時にアナログ−デジタル変換器34にタ
イミングパルスTPを供給し、検出電極28の生起信号
を信号処理部30を介しての信号の有無を確認する。こ
こで、信号処理部30からの入力信号がある場合は変換
されたデジタル値は電極線群と検出電極の距離に対応し
ている。
【0011】ここでもう一度下側の座標の特定の仕方に
ついて図3を参照して説明する。図3のようにX軸方向
に配置された下側電極線のXp1〜Xp2、Xp3〜X
p4、Xp5〜Xp6をそれぞれ同時に電極選択回路よ
りAC信号を順次印すると電極線と検出電極の間での
静電容量はそれぞれC1+C2、C3+C4、C5+C
6となり検出電極と電極線の距離に反比例し、検出信号
に正比例する。従って一本づつ電極線にAC信号を印
するよりも電極線を複数本同時にAC信号を印するこ
とにより検出される信号が大きくなり確実な位置座標を
検出することができる。
【0012】図3の状態で、入力ペンの検出電極には、
電極線群Xp1〜Xp2、Xp3〜Xp4、Xp5〜X
p6から静電結合して信号が生起される。電極線群Xp
1〜Xp2、Xp3〜Xp4、Xp5〜Xp6のそれぞ
れの中心からの間隔をLとし、電極線群Xp1〜Xp
2、Xp3〜Xp4、Xp5〜Xp6からの検出信号は
当接された入力ペンの検出電極に最も近い電極線群Xp
3〜Xp4から見てL1/L2=((L/2)−Lp)
/(L/2)が成立する。故にLpは電極線群Xp1〜
Xp2、Xp3〜Xp4、Xp5〜Xp6からの検出信
号V1、V2、V3を演算することで求めることができ
る。
【0013】図6は第2の実施例の電気的ブロック構成
図である。参照符号71はタブレットであり、直交する
2方向(X軸方向、Y軸方向)にそれぞれ所定の間隔で
電極線72と電極線73とが配置され、電極線73は下
側に配置されている。この電極線72及び73は、液晶
板の電極線と兼用されている。参照符号74、75はそ
れぞれX、Y軸方向の電極線選択回路で、該電極線選択
回路74及び75は液晶表示とタブレット用を兼ねてい
る。X、Y軸方向電極選択回路74、75はCPU86
内の制御回路76から供給されるアドレス信号AD1、
2に従い前記電極線72、73に順次AC信号を印加す
る。
【0014】参照符号77は座標指示装置たる入力ペン
で、参照符号78は入力ペン77の先端に配置され、入
力ペン77のタブレット71の表面に当接されることに
より摺動自在に保持された検出電極である。参照符号7
9はスイッチで検出電極78の摺動に応じて開閉するも
のである。参照符号80は信号処理部で、検出電極78
に生起する電極線72、73と静電容量結合された信号
を増幅する増幅器81、バンドパスフィルタ−82、検
出信号切り替え回路83、信号ピークタイミング検出回
路87、アナログ−デジタル変換器74から構成されて
いる。信号処理部80の出力はCPU86内の演算回路
85に接続されている。
【0015】入力ペン77がタブレット71に配置され
た上側電極線73の近傍に当接して入力を行なった場
合、制御回路76は電極選択回路74にアドレス信号A
D1を印加し、図4の如くY0〜Ynの所定の上側電極
線に順次AC信号を印加すると同時に検出信号切り替え
回路83に切り替え信号CHを供給し、検出電極78の
生起信号を信号ピークタイミング検出回路87を介して
信号の最大値のタイミングを確認する。ここで、信号処
理部80からの入力信号がある場合は最大の電極線のア
ドレスをメモリーに格納する。この最大レベルの電極線
のアドレスは、入力ペン77の当接部位に最も近接した
上側電極のAC信号によるものであり、上側の座標位置
信号になる。
【0016】次に前述の片側(Y軸方向)の座標位置を
特定した後、制御回路76は電極選択回路75にアドレ
ス信号AD2を印加し、図5の如くXp1〜Xpnの所
定の下側電極線の複数本(電極線群)を同時にAC信号
を印すると同時に検出信号切り替え回路83に切り替
信号CHとアナログ−デジタル変換器84にタイミ
ングパルスTPを供給し、検出電極78の生起信号を信
号処理部80を介して信号の有無を確認する。ここで、
信号処理部80からの入力信号がある場合は変換された
デジタル値は電極線群と検出電極の距離に対応してい
る。
【0017】
【発明の効果】本発明は如上のような構成となしたの
で、表示装置と一体型タイプの図形やキャラクタ等の入
力端末装置として液晶板の上側の電極とタブレットの下
側の電極を兼用することで薄型の座標入力装置が実現
し、操作性が向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施例の縦断面図
【図2】 電気的ブロック構成図
【図3】 電極線と入力ペンの静電結合説明図
【図4】 上側電極の印加信号状態図
【図5】 下側電極の印加信号構成図
【図6】 他の実施例の電気的ブロック構成図
【図7】 従来の縦断面図
【符号の説明】
1 液晶板 2 ガラス基板 3 電極線 4 ガラス基板 5 電極線 6 液晶層 7 偏光板 8 偏光板 10 ガラス基板 21 タブレット 22 電極線 23 電極線 24 電極線選択回路 25 電極線選択回路 26 制御回路 27 入力ペン 28 検出電極 29 スイッチ 30 信号処理部 31 増幅器 32 バンドパスフィルタ− 33 検出回路信号 34 アナログ−デジタル変換器 35 演算回路 36 CPU 71 タブレット 72 電極線 73 電極線 74 電極線選択回路 75 電極線選択回路 76 制御回路 77 入力ペン 78 検出電極 79 スイッチ 80 信号処理部 81 増幅器 82 バンドパスフィルター 83 検出信号切り替え回路 84 アナログ−デジタル変換器 85 演算回路 86 CPU 87 検出回路ピークタイミング検出回路路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/03 335 G06F 3/03 310 G06F 3/033 350

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶のドットピッチに対応し座標軸方向
    に配置された複数の電極を有する、ドットマトリックス
    液晶表示板の電極に所定のAC信号を印加する駆動部
    と、前記それぞれの電極に印加されたAC信号と静電容
    量結合して信号検出を行う入力ペンと、該入力ペンが検
    出した信号を処理する信号処理部と、処理された信号の
    位置座標を算出する演算部とからなる座標入力装置にお
    いて、前記液晶表示板のX又はY軸方向の上側の電極線
    にAC信号を順次印加し、該上側電極と直交したX又は
    Y軸方向の下側の電極の複数本の電極にAC信号を同時
    に印加し、かつ該電極線群ごとにAC信号が順次印加さ
    れ、座標指示装置を当接し、前記信号処理部に設けられ
    ているアナログ−デジタル変換器にタイミングパルスを
    供給し、前記入力ペンの検出電極の生起信号を信号処理
    部を介して信号の有無を確認し、前記信号処理部からの
    入力信号が有る場合は、変換されたデジタル値の最大の
    電極線のアドレスと信号値を入力ペンの当接部位に最も
    近接した上側の座標位置信号としてメモリーに格納し、
    下側は入力ペンの当接位置近傍の複数の電極にAC信号
    を印加すると同時に、アナログ−デジタル変換器にタイ
    ミングパルスを供給し、前記入力ペンの検出電極の生起
    信号を信号処理部にて有無を確認し、信号処理部に入力
    信号が有る場合、変換されたデジタル値は電極線群と検
    出電極の距離に対応した電位勾配から座標位置を算出す
    ることを特徴とする座標入力装置。
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