JP3368628B2

JP3368628B2 - ディスプレイ一体型タブレット

Info

Publication number: JP3368628B2
Application number: JP23716693A
Authority: JP
Inventors: 功二小野高; 勝弥平賀; 洋一小堀; 総長澤
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: FR2709576A1; US6259437B1; JPH0764703A; FR2709576B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディスプレイと座標入力
を行うことのできるタブレットが一体とされているディ
スプレイ一体型タブレットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来から使用されているディス
プレイ一体型タブレット３０の構成の一例を示すもの
で、３１は表示及び座標検出を行うディスプレイ一体型
のマトリックスタブレット（以下、単にタブレットとい
う）であり、例えば薄膜ＥＬ（エレクトリックルミネ
ッセンス）を表示装置としている。このタブレット３１
には、列方向に並べられ水平走査を行なうＸ電極（ｘ₁
〜ｘ_m ）、及び行方向に並べられ垂直走査を行なうＹ電
極（ｙ₁ 〜ｙ_n ）がマトリクス状に配されている。

【０００３】各Ｘ電極（ｘ₁ 〜ｘ_m ）はＸ走査ドライバ
３２に接続されており、Ｘ走査ドライバ３２はドライバ
コントローラ３４の制御に従って所定のタイミングで各
Ｘ電極（ｘ₁ 〜ｘ_m ）に対して走査電圧を印加する。ま
たＹ電極（ｙ₁ 〜ｙ_n ）はＹ走査ドライバ３３に接続さ
れており、Ｙ走査ドライバ３３も前記ドライバコントロ
ーラ３４の制御に従って所定のタイミングで各Ｙ電極
（ｙ₁ 〜ｙ_n ）に対して走査電圧を印加する。３５は画
像表示走査制御を行うと共に、所定のタイミングで後述
するようにピーク検出信号からスタイラスペン３６で指
定した入力座標の検出動作を行なうＣＰＵである。

【０００４】３６はタブレットに対して先端の検出端部
（ペン先）を当接させることにより、静電容量結合方式
で座標検出をなすためのスタイラスペンを示す。また、
３７はスタイラスペン３６からの座標検出用信号を増幅
するアンプであり、３８はアンプ３７を介したスタイラ
スペン３６からの座標検出用信号出力についてピーク検
出を行なってそのピーク点の検出された座標位置をＣＰ
Ｕ３５に対して供給するピーク検出部を示している。

【０００５】次に、このディスプレイ一体型タブレット
３０における表示動作及び座標入力動作について図１２
及び図１３を参照して説明する。図１２は、Ｘ走査ドラ
イバ３２及びＹ走査ドライバ３３によって実行されるタ
ブレット１のＸ，Ｙ各電極（ｘ₁ 〜ｘ_m ）（ｙ₁ 〜ｙ
_n ）の走査タイミング波形を示すものである。この図に
示すように、１画面を表示する期間とペン入力位置を検
出する期間を、１フレーム（あるいは１フィールド）期
間に相当するものとして１画面表示期間とすると、この
期間は実際に表示動作を行なうための表示期間と、座標
入力に対応するためのＹ座標検出期間及びＸ座標検出期
間に分けられる。

【０００６】表示期間には、Ｙ走査ドライバ３３は、各
Ｙ電極（ｙ₁ 〜ｙ_n ）に対して、図１２（ａ）〜（ｃ）
に示すように順次走査電圧を印加し、垂直走査を実行す
る。つまり、垂直／水平同期信号に応じてＹ電極ｙ₁ か
らｙ_n まで、１ラインづつ電圧印加がなされる。これに
対して、Ｘ走査ドライバ３２は、各Ｘ電極（ｘ₁ 〜ｘ
_m ）に対して、ドライバコントローラ３４から供給され
た表示データに基づいて、図１２（ｄ）〜（ｆ）に示す
ようにＹ電極ｙ₁ 〜ｙ_n の各走査期間内に各電極（ｘ₁
〜ｘ_m ）に電圧印加を行なう。つまり、或るＹ電極（水
平ライン）における表示画素に相当するＸ電極に対して
電圧印加を行なう。従って、Ｙ電極ｙ₁ 〜ｙ_n の各走査
中において、電圧が印加されたＸ電極と交差している画
素が、そのＸ電極とＹ電極による電場によって発光し、
表示動作が行なわれる。なお、図１２（ｇ）〜（ｌ）
は、Ｙ電極ｙ₁ ，ｙ₂ の走査期間を拡大して、Ｘ電極ｘ
₁ からＸ電極ｘ_m までの走査タイミングを拡大して示し
たものである。

【０００７】このような表示期間が終了すると、次にＹ
座標検出期間としての動作が行なわれる。このＹ座標検
出期間と続くＸ座標検出期間は、スタイラスペン３６の
タブレット３１への当接による座標入力を検出するため
の期間である。まずＹ座標検出期間においては、Ｙ走査
ドライバ３３のみが図１２（ａ）〜（ｃ）のように各Ｙ
電極ｙ₁ 〜ｙ_n に対して順次検出電圧を印加していく。
従って、タブレット３１上の或る地点にスタイラスペン
３６のペン先が当接されている場合、その位置に近接し
ているＹ電極とスタイラスペン３６の間で静電容量結合
が行なわれ、スタイラスペン３６から座標検出信号とし
ての電圧出力が得られる。またＸ座標検出期間において
は、Ｘ走査ドライバ３２のみが図１２（ｄ）〜（ｆ）の
ように各Ｘ電極ｘ₁ 〜ｘ_m に対して順次検出電圧を印加
していく。従って、タブレット３１上の或る地点にスタ
イラスペン３６のペン先が当接されている場合、その位
置に近接しているＸ電極とスタイラスペン３６の間で静
電容量結合が行なわれ、スタイラスペン３６から座標検
出信号としての電圧出力が得られる。

【０００８】図１３において横軸にＸ又はＹ方向の位置
を取り、縦軸に静電容量を示すと、実際には、静電容量
分布は図１３のスタイラスペン３６の当接位置に対して
曲線で示すようになっており、従って、或るＹ電極（又
はＸ電極）に隣接するＹ電極（又はＸ電極）の走査期間
にも、スタイラスペン３６からはこの曲線に沿った電圧
出力が発生することになる。そこで、例えばあるＹ電極
を走査している時点で図１３に示す座標検出信号がスタ
イラスペン３６からアンプ３７を介してピーク検出回路
３８に供給されたとすると、ピーク検出回路３８では座
標検出信号のピーク点位置を、例えばある電圧を基準と
するコンパレータ等によって検出し、その時点で、ピー
ク点位置信号をＣＰＵ３５に供給する。そして、ＣＰＵ
３５では、ピーク点位置が供給されるタイミングに相当
する期間において走査していたＹ電極を判別すること
で、スタイラスペン３６が当接されていた位置のＹ電
極、即ちＹ座標を判別することができる。Ｘ座標検出に
ついても同様である。すなわち、Ｘ座標検出期間にはＸ
座標検出のためにＸ電極ｘ₁ 〜ｘ_m に対して順次走査電
圧を供給し、上記図１３で示すような検出電圧を得てそ
のピーク点位置信号をＣＰＵ３５に供給する。

【０００９】以上のようにＹ座標検出期間において入力
位置としてのＹ座標の検出が行なわれ、またＸ座標検出
期間において入力位置としてのＸ座標の検出が行なわれ
て、スタイラスペン３６によるＸ，Ｙ座標の入力がなさ
れることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成のディスプレイ一体型タブレットにおいては、同一
のタブレットにより画像表示と座標検出を行う必要上、
図１２に示したように１画面分の表示期間が実際の表示
期間とＸ、Ｙ座標の検出期間に分割されることになる。
また、検出期間中は数十ボルト〜数百ボルトのパルス状
の走査電圧をＸ電極とＹ電極に順次印加していることか
ら、走査パルスのパルス幅は一電極あたり数μｓ必要に
なる。したがって１画面表示期間において検出に要する
時間、すなわち表示停止に相当する期間はかなり長くな
り、これにより実際の表示期間も短縮されることにな
る。通常、このようなディスプレイでは１画面表示期間
は１／６０秒（約１６．７ｍｓ）〜１／７０秒（約１
４．２ｍｓ）程度であるが、例えばＹ電極を６０本、Ｘ
電極を８０本の分解能として、高速なドライバを使用し
て５μｓのパルス幅で検出時の走査をしていくとしても
Ｙ，Ｘの座標検出期間は（６０×５）＋（８０×５）＝
７００μｓ（０．７ｍｓ）を要することになり、１画面
表示期間内におけるＸ座標とＹ座標の検出に要する時間
の占有率はかなり多い。このように１画面表示期間にお
いて実際の表示期間が短いと表示が暗くなるという問題
を有している。また、スタイラスペン３６を単なるポイ
ンティングではなく、文字認識に使用するような場合に
は、スタイラスペン３６が相応の速度でタブレット上を
移動することになるから、精度の観点から座標検出には
最低１／１２０（約８．３ｍｓ）秒ごとに行うことが必
要とされている。そこで、図１２に示した座標検出方法
においてこの検出速度を実現しようとして、例えば１画
面表示期間内における座標検出回数を複数回以上行うよ
うにした場合、パルス幅と走査電極数との関係上座標検
出時間を短縮することはできないため、結果的に表示期
間を短縮することになり、表示画像はさらに暗くなり実
際の使用には適さないという問題を有している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで本発明のディスプ
レイ一体型タブレットは上記した問題点を解決するた
め、先ずタブレットとしてはＦＥＤを用いる。つまり、
電子を放出するエミッタが形成されたストライプ状のカ
ソード電極と、このカソード電極の上方に直交するよう
に形成された第１ゲート電極と、さらにこの上側に設け
られた第２ゲート電極からなるタブレットを用いること
とした。そして、上記カソード電極を所定タイミングで
走査するＹ電極ドライブ部と、第１ゲート電極を所定タ
イミングで走査するＸ電極ドライブ部と、座標入力のた
めの検出用信号を出力する第１の状態と、走査電圧を検
出するための第２の状態に切換え可能な検出用導体と、
第２ゲート電極に接続されて第１の状態で検出用導体か
ら出力された検出用信号のピークを検出する第１のピー
ク検出部と、第２の状態で上記検出用導体から出力され
る前記走査電圧のピーク値を検出する第２のピーク検出
部と、第１と第２のピーク検出手段からタブレットに当
接している検出用導体のＸ座標及びＹ座標を検出するＸ
−Ｙ座標検出部を設けることとした。

【００１２】そして、上記第２の状態においては、１画
面表示の後に少なくともＹ座標が検出されている時は、
このＹ座標位置を中心とした所定範囲内の走査電圧を検
出するように設定することとした。また、この際タブレ
ットの表示面をＹ電極方向に２以上の表示領域に分割
し、各分割画面の表示が終了した時点で第２の状態に切
換わるように構成することとした。加えて、第２ゲート
電極には高抵抗を介して駆動電圧が供給されるようにし
た。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、Ｙ座標検出はスタイラスペ
ン（検出用導体）により入力するライン表示の走査信号
の一部より得られる検出用電圧に基づいて行い、Ｘ座標
検出は、ライン表示が行われている間にスタイラスペン
からタブレットに検出用信号を加えてこれを第２ゲート
電極から取り込むというタイミングにより実現される。

【００１４】また、上記のようにして座標検出がなされ
た後は、次の１画面表示期間を複数のブロック表示期間
に分割し、Ｘ座標検出については上記と同様の動作を各
ブロック表示期間内ごとに行い、Ｙ座標検出については
検出期間を各ブロック表示期間の前又は後に設定し、こ
の期間内では先に検出されたＹ座標を含む所定範囲内の
カソード電極（Ｙ電極）のみ走査するようにできる。こ
の際、Ｘ座標検出時も先に検出されたＸ座標を含む所定
範囲内の第２ゲート電極から得られる電圧に基づいてＸ
座標検出を行うようにしてもよい。

【００１５】さらに、第２ゲート電極は高抵抗を介して
駆動電圧が供給されるようにすることで、例えば外部か
ら第２ゲート電極に電圧変化が与えられても、駆動電圧
はこの影響を受けることなく安定供給される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本実施例におけるディスプレイ一体型タブレットは電界
放出カソードを利用したディスプレイを用いることと
し、先ず、この電界放出型のディスプレイについて説明
することとする。

【００１７】金属または半導体表面の印加電界を１０⁹
［Ｖ／ｍ］程度にするとトンネル効果により、電子が障
壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われる。こ
れを電界放出（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎ）と云
い、このような原理で電子を放出するカソードを電界放
出型カソードと呼んでいる。近年、半導体加工技術を駆
使して、ミクロンサイズの電界放出型カソード（以下、
ＦＥＣという）アレイからなる面放出型のＦＥＣを作る
ことが可能となっている。

【００１８】図８（ａ）（ｂ）に、その一例であるスピ
ント（Ｓｐｉｎｄｔ）型と呼ばれるＦＥＣを示す。この
図の（ａ）は半導体加工技術を用いて作成したＦＥＣの
斜視図であり、（ｂ）は（ａ）図に示すＡ−Ａの線で切
断したＦＥＣの断面を示す図である。これらの図におい
て、基板上にアルミニウム等の金属で形成されたカソー
ド電極が設けられており、このカソード電極上にコーン
状のエミッタが形成されている。カソード電極上にはさ
らに、ＳｉＯ₂ 膜を介してゲ−ト電極が設けられてお
り、ゲート電極にあけられた開穴の中に上記エミッタが
位置するようにしている。すなわち、このコーン状のエ
ミッタの先端部分がゲート電極にあけられた穴から臨ん
でいる。

【００１９】このコーン状のエミッタ間のピッチは数ミ
クロン以下とすることが出来るため、数万から数１０万
個のＦＥＣを１枚の基板上に設けることが出来る。さら
に、ゲート電極とエミッタのコーンの先端との距離をサ
ブミクロンとすることが出来るため、ゲート電極とカソ
ード電極との間にわずか数１０ボルトの電圧を印加する
ことにより、電子をエミッタから電界放出することが出
来る。

【００２０】そして、このＦＥＣは図に示されているよ
うに平面状となっているため、面放出型の電界放出カソ
ードとすることが出来、このような面放出型の電界放出
カソードを利用して電界放出型ディスプレイ装置（以下
ＦＥＤ（Field Emission Display) という）を構築する
ことができる。そして、例えばこのＦＥＤとスタイラス
ペン等の座標検出用導体を組み合わせれば、ＦＥＤの電
極と検出用導体間における静電結合を利用して座標検出
を行うことも可能であるため、このＦＥＤによりディス
プレイ一体型タブレットを構築することができる。

【００２１】図９はこのようなＦＥＤの構成を示す斜視
図であり、この場合には本実施例にてタブレットとして
用いられるものと同一なものとされる。このＦＥＤにお
いて、ストライプ状に配されているｙ₁ 〜ｙ_n はＹ電極
としてのカソード電極を示しており、例えば実際には基
板上に形成される。このカソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n にはコ
ーン状のエミッタ２１（図８参照）が形成されていると
共に、後述するドライブパルスが供給されるカソード端
子ＣＴ１〜ＣＴｎが接続されている。

【００２２】また、ｘ₁ 〜ｘ_m はＸ電極としての第１ゲ
ート電極を示し、カソード電極ｙ₁〜ｙ_n の上に絶縁体
を介して、カソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n と直交するようスト
ライプ状に形成されている。そして、第１ゲート電極ｘ
₁ 〜ｘ_m にはドライブパルスが供給されるゲート端子Ｇ
１〜Ｇｍが接続される。このようにカソード電極（Ｙ電
極）ｙ₁ 〜ｙ_n と第１ゲート電極（Ｘ電極）ｘ₁ 〜ｘ_m
はマトリクス状に配されている。２２は第１ゲート電極
ｘ₁ 〜ｘ_m に形成されている穴であり、カソード電極ｙ
₁ 〜ｙ_n の上に形成されたコーン状のエミッタ２１から
電界放出される電子を放出するために形成されるもので
ある。

【００２３】ｘ₁₁〜ｘ_1mは上記第１ゲート電極ｘ₁ 〜ｘ
_m の上方に更に配置される第２ゲート電極を示し、第１
ゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_m の上側にて図のようにこれらの第
１ゲート電極と同様の配列となるように形成されてい
る。そして、これらの第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1mには一
定電圧が供給されるための第２ゲート引き出し電極Ｇ₂
がそれぞれ抵抗Ｒ₀ を介して接続されており、もう一方
の端部には後述するように第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1mと
スタイラスペン１０との間に静電容量結合により生じた
電圧が出力される第２ゲート端子Ｇ１１〜Ｇ１ｍが接続
される。上記した抵抗Ｒ₀ は高抵抗値のものを使用する
ことによって後述するＸ座標検出用パルスによる第２ゲ
ート電極での電圧変動をＸ座標検出回路８から効率よく
入力することができる。

【００２４】２３は、第１ゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_m の穴２
２とほぼ一致する位置で第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1mに形
成されている穴であり、カソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n の上に
形成されたコーン状のエミッタ２１から電界放出される
電子を放出するために形成されるものである。なお、こ
の第２ゲート電極の作用については後述するためここで
は説明を省略する。

【００２５】また、第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1m（及び第
１ゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_m ）に対向して配置されている２
４、２４・・・はアノード電極であり、実際には上方の
表示用基板ガラスに対して形成されると共に、第２ゲー
ト電極ｘ₁₁〜ｘ_1m（及び第１ゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_m ）の
位置に対応してストライプ状に配されている。また、そ
れぞれのアノード電極２４にはアノード引き出し電極Ａ
が接続されている。２５は蛍光体でありアノード電極２
４において第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1mと対向する側の面
に設けられ、電子が衝突することによって励起される。
そして、上記した各部分は密封容器中に封入され、上記
各端子が引き出されてディスプレイ一体型タブレットと
して構成している。

【００２６】そこで、このＦＥＤにより画像表示を行う
ための駆動方法の一例を概略的に説明する。各アノード
電極２４は、それぞれアノード引き出し電極Ａによりほ
ぼ一定のアノード電圧が供給されている。一方、カソー
ド電極（Ｙ電極）ｙ₁ 〜ｙ_n はそれぞれのカソード端子
ＣＴ１〜ＣＴｎに走査パルスが供給されて走査されるこ
とにより、各ストライプ状のカソード電極が順次選択さ
れて駆動される。

【００２７】そこで、アノード電極２４を駆動するため
にアノード引き出し電極Ａに正のアノード電圧を印加し
た状態で、カソード端子ＣＴ１〜ＣＴｎを順次走査して
いく。この時、ゲート端子Ｇ１〜Ｇｍには走査されるタ
イミングに応じて画像信号のデータに応じた電圧を印加
する。これにより、アノード電極２４に設けられた蛍光
体２５の画素が走査されたカソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n から
放出された電子により励起され、この画素はゲート端子
Ｇ１〜Ｇｍに印加された電圧に応じて発光制御されるこ
ととなり、このようにして画像の１画面が表示される。

【００２８】ところで、上記のようなコーン状のエミッ
タ２１においては電子は約３０°の広がりをもって電子
が放出するとされている。したがって、エミッタ２１か
ら放出される電子は、アノード電極２４に形成された蛍
光体２５に衝突するまでにある程度拡散することにな
り、このような現象は表示される画像の解像度等の点に
おいて不利となる。そこで、第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1m
に所定値の定電圧（例えば９Ｖ程度）を印加しておくこ
とにより、図１０の破線に示すようにエミッタ２１から
放出される電子が第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1mの穴２３に
引き込まれながらアノード電極２４に到達する状態とな
り、電子の拡散を制御することが可能となる。なお、図
１０に示す２６は上方部にカソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n が形
成されている基板を、２７は絶縁層としてのＳｉＯ₂ 膜
を、２８はタブレットの封入容器を構成するガラス板を
示している。

【００２９】以下、図１に上記ＦＥＤをタブレットとし
て採用したディスプレイ一体型タブレットを動作させる
ための構成を回路図として示す。この図において１はタ
ブレットであり図９に示したと同様の構成のＦＥＤが用
いられているものであってタブレット１の構造の説明は
省略する。なお、この図ではアノード電極２４（及び蛍
光体２５）とアノード引き出し電極Ａ、及び第２ゲート
引き出し電極Ｇ₂ は示されていないが、アノード電極２
４は第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1m上に配されているものと
され、アノード引き出し電極Ａは後述するアノードドラ
イバ１０に対して接続されているものとされる。また第
２ゲート引き出し電極Ｇ₂ は後述する第２ゲートドライ
バ６に対して接続されているものとする。また便宜上、
以後カソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n はＹ電極、第１ゲート電極
ｘ₁ 〜ｘ_m はＸ電極として名称を統一することにする。

【００３０】２は表示コントローラであり、後述する表
示期間には入力される画像信号に基づいた表示データ
を、Ｙ座標検出期間にはＹ電極の検出走査を行うための
制御信号をドライバコントローラ３に出力する。また、
座標検出コントローラ９と接続されていることで、座標
検出コントローラ９の座標検出タイミングを制御した
り、入力されてくるＸ−Ｙ座標検出データに基づいて所
定の表示データを生成する等の動作も行う。３はドライ
バコントローラであり、表示コントローラ２から入力さ
れる画像データ及びＹ座標検出時の制御信号に基づい
て、Ｙ走査ドライバ４の走査電圧の印加タイミングをコ
ントロールすると共に、Ｘ走査ドライバ５の画像データ
に応じた電圧の印加タイミングをコントロールする。ま
た、この場合には第２ゲートドライバ６とアノードドラ
イバ７の電圧印加動作もコントロールする。

【００３１】４はＹ走査ドライバを示し、図のようにＹ
電極（カソード電極）ｙ₁ 〜ｙ_n に設けられたカソード
端子ＣＴ１〜ＣＴｎが接続されている。つまり、このＹ
走査ドライバ４からはドライバコントローラ３の出力信
号に従って所定のタイミングでＹ電極ｙ₁ 〜ｙ_n に画像
表示あるいは座標検出のための走査信号を出力するもの
である。

【００３２】５はＸ走査ドライバを示し、Ｘ電極（第１
ゲート電極）ｘ₁ 〜ｘ_n に設けられた第１ゲート端子Ｇ
１〜Ｇｍが接続されており、このＸ走査ドライバ５はド
ライバコントローラ３から出力される画像データに基づ
く駆動信号に従って、所定のタイミングでＸ電極ｘ₁ 〜
ｘ_n に画像表示のための電圧を出力する。

【００３３】６は第２ゲートドライバであり、実際には
タブレット１の第２ゲート引き出し電極Ｇ₂ と接続され
ている。そして、ドライバコントローラ３の制御に従っ
て、各第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1mに対して所定値の定電
圧を印加する。また、７はアノードドライバであり実際
にはタブレット１のアノード引き出し電極Ａと接続され
ている。そして、ドライバコントローラ３の制御に従っ
てアノード電極２４を駆動するための正のアノード電圧
を出力するものである。

【００３４】８はＸ座標検出回路であり、この場合には
第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1mに設けられた第２ゲート端子
Ｇ１１〜Ｇ１ｍが接続されている。このＸ座標検出回路
８は、例えば第２ゲート端子Ｇ１１〜Ｇ１ｍから供給さ
れる各第２ゲート電極ごとの電圧値をそれぞれ取り込ん
で一時保持するホールド回路部と、このホールド回路部
にて保持されている電極ごとの電圧値を順次取り出して
そのピーク位置を検出するピーク検出部等からなるが、
回路構成の具体例は後述するためここでは説明を省略す
る。

【００３５】９は座標検出コントローラを示し、Ｘ座標
検出回路から出力されるＸ座標ピーク検出信号と、Ｙ座
標ピーク検出回路から出力されるＹ座標ピーク検出信号
のそれぞれの出力タイミングに基づいてＸ−Ｙ座標の判
別を行う。例えば、この座標データは表示コントローラ
２あるいは図示しない所要の回路に出力され、座標デー
タが入力された回路部側では、この座標データに基づい
て所定の処理が行われることとなる。また、この場合に
は後述するＸ、Ｙ座標ごとの検出タイミングに応じて、
パルス発生回路１３を動作させると共に、ペン動作切換
スイッチ１１の切換制御も行う。

【００３６】１０は検出用導体としてのスタイラスペン
を示し、タブレット１の表面に対して先端の検出端部
（ペン先）を当接させて使用する。そして、このスタイ
ラスペン１０は後述するようにペン動作切換スイッチ１
１の切換え状態に従い、パルス発生回路１３で生成され
たパルス信号を出力する動作状態と、静電容量結合によ
りペン先とＹ電極間に生じた電圧を入力してＹ座標ピー
ク検出回路１２に供給する動作状態とに切換えられる。

【００３７】１１はペン動作切換スイッチであり、スタ
イラスペン１０に対してＹ座標ピーク検出回路１２ある
いはパルス発生回路１３のいずれかが接続されるよう択
一的に切換えられるものであり、この切換えタイミング
は座標検出コントローラ９により制御される。

【００３８】１２はＹ座標ピーク検出回路であり、座標
検出時にＹ電極とスタイラスペン１０間で得られた検出
用電圧がペン動作切換スイッチ１１を介して入力され
る。例えば、このＹ座標ピーク検出回路１２は入力され
た電圧値と、所定のスレッショルドレベルとを比較する
コンパレータ等によりなる。入力される検出用電圧は図
１３に示したような分布となるが、この波形のピーク値
が検出可能なように上記スレッショルドレベルを設定す
ることで、コンパレータの出力に基づいてＹ座標ピーク
検出信号を得ることができる。そして、このＹ座標ピー
ク検出信号は座標検出コントローラ９に出力される。

【００３９】１３は高周波のパルス発生回路を示し、こ
こでは座標検出コントローラ９の制御タイミングに応じ
て、Ｘ座標検出のためのパルス信号を発生する。ここで
生成されたパルス信号はペン動作切換スイッチ１１を介
してスタイラスペン１０に供給されることとなる。

【００４０】ここで、前記スタイラスペン１０の動作状
態について図２を参照して説明する。図２（ａ）は後述
するＹ座標検出時の状態を示しており、この時にはペン
動作切換スイッチ１１がＹ座標ピーク検出回路１２側に
切換えられる。Ｙ座標検出時には、Ｙ走査ドライバ４に
より各Ｙ電極にライン表示のための走査信号が順次出力
されている。従って、スタイラスペン１０をタブレット
１に当接させていれば、図にコンデンサとして等価的に
示すように、Ｙ電極とペン先の間に静電容量結合による
電圧が生じる。そこでスタイラスペン１０はこの電圧を
Ｙ座標検出信号として入力し、ペン動作切換スイッチ１
１を介してＹ座標ピーク検出回路１２に供給する動作を
する。

【００４１】一方、後述するＸ座標検出時には図２
（ｂ）に示すようにペン動作切換スイッチ１１がパルス
発生回路１３側に切換えられ、パルス発生回路１３は座
標検出コントローラ９の制御で座標検出用パルスを発生
させる動作となる。従って、スタイラスペン１０からは
座標検出用パルスが出力される動作となる。そこで、こ
のＸ座標検出時にペン先をタブレット１に当接させてい
れば、各種電極側に対してパルス電圧が印加されること
となるが、本発明の場合はこの図にコンデンサとして等
価的に示すように、例えば第２ゲート電極とペン先の間
の静電容量結合による電圧が第２ゲート端子Ｇ１１〜Ｇ
１ｍを介してＸ座標検出回路８に入力されることとな
る。

【００４２】次に、図３を参照して本実施例におけるＸ
座標検出回路８で行うピーク検出のための回路の一例に
ついて説明する。このＸ座標検出回路８には、第２ゲー
ト端子Ｇ１１〜Ｇ１ｍを介して各第２ゲート電極ｘ₁₁〜
ｘ_1mで得られた電圧が入力される。そして、破線内のＸ
座標検出回路８の内部に示すＣ₁ 〜Ｃ_n は入力された各
電極ごとの電圧を保持するホールド素子としてのコンデ
ンサを示している。ＢＦ₁〜ＢＦ_n はバッファアンプで
ある。１５はマルチプレクサであり、この場合にはＢＦ
₁ 〜ＢＦ_n を介して入力される各第２ゲート電極の電圧
を、例えば座標検出コントローラ９から供給されるクロ
ックＣＬＫに基づくタイミングで順次出力する動作が行
われる。また、Ｃ₀ はコンデンサ、Ｒ₁ ，Ｒ₂ はそれぞ
れ抵抗を示すが、コンデンサＣ₀ と抵抗Ｒ₁ により微分
回路を形成している。１６ａ，及び１６ｂはコンパレー
タを示し、１７はＡＮＤ回路を示す。

【００４３】次に図４のタイミングチャートを参照しな
がらＸ座標検出回路８の動作について説明する。先ず、
Ｘ座標検出回路８が動作する際はＸ座標検出時であるの
で図２（ｂ）にて説明したように、スタイラスペン１０
はタブレット１に対して座標検出用パルスを出力する状
態とされる。そして、スタイラスペン１０からパルスが
出力されると静電容量結合により各第２ゲート電極で電
圧がＸ座標検出回路８側に入力される。このようにして
入力された各電極ごとの電圧はコンデンサＣ₁ 〜Ｃ_n に
一時ホールドされることとなる。そして、マルチプレク
サ１５ではクロックＣＬＫのタイミングに基づいて、コ
ンデンサＣ₁ 〜Ｃ_n に保持されている電圧を順次出力す
ることとなる。例えば、初めにコンデンサＣ₁ にホール
ドされた電圧がバッファアンプＢＦ₁ を介して、マルチ
プレクサ１５から出力されると、次はクロックのタイミ
ングによりコンデンサＣ₂ にホールドされた電圧が同様
にマルチプレクサ１５から出力される。このようにして
最終的にコンデンサＣ_n にホールドされている電圧がマ
ルチプレクサ１５から出力されることとなる。

【００４４】上記のようにして各第２ゲート電極ごとの
電圧値がマルチプレクサ１５から出力されていくと、ス
タイラスペン１０のタブレット上の位置に応じて、図４
（ａ）に示す波形の電圧がマルチプレクサ１５の出力Ｌ
として得られる。この出力Ｌはコンパレータ１６ａの非
反転入力に入力されると共に、コンデンサＣ₀ と抵抗Ｒ
₁ からなる微分回路を介することにより、図４（ｂ）に
示す信号Ｍの波形とされてコンパレータ１６ｂの反転入
力に対して入力される。コンパレータ１６ａでは入力さ
れた出力Ｌの波形と、反転入力に接続しているスレッシ
ョルドレベルＶｔｈ（図４（ａ））とを比較しており、
出力Ｌがスレッショルドレベルを越えた期間は図４
（ｃ）の信号Ｎに示すようにＨレベルを出力することに
なる。一方、コンパレータ１６ｂでは信号Ｍのレベルが
負となる期間、つまり出力Ｌがピーク時点から立ち下が
ってＯレベルとなるまでに対応する期間、図４（ｄ）の
信号Ｏに示すようにＨレベルが出力される。したがっ
て、コンパレータ１６ａ，ｂの出力が供給されるＡＮＤ
回路１７では、図４（ｅ）に示すように出力Ｌのピーク
時点に立ち上がり、かつパルス幅の小さな信号Ｐが座標
検出コントローラ１１に出力される。例えば、座標検出
コントローラ１１では信号Ｐが入力された時点とクロッ
クＣＬＫのタイミングとを比較して検出電圧のピークが
得られた第２ゲート電極（列方向の座標位置）を検出す
る。図９にて説明したように第２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1m
はＸ電極（第１ゲート電極）に対応して配されているか
ら、上記動作はＸ座標を検出することにほかならない。
なお、この図３及び図４に示したＸ座標検出回路８の回
路構成及び動作はあくまでも一例であり、例えば入力さ
れた第２ゲート電極の電圧をＡ／Ｄ変換器によってデジ
タル信号に変換して、そのデジタル出力の中のピーク点
を演算回路によって求めるようにしても良い。

【００４５】次に、図５を参照して上記構成によるディ
スプレイ一体型タブレットの画像表示と座標検出の動作
について説明する。図５は本実施例のディスプレイ一体
型タブレットの１画面表示期間における画像表示および
座標検出動作のタイミングを示すタイミングチャートで
ある。

【００４６】図５（ａ）は同期信号を示し、２つの同期
信号間の期間が１画面表示期間Ｔ_Fとされ、１フレーム
（あるいは１フィールド）期間に相当する。この同期信
号は例えば表示コントローラ２で画像データより抽出さ
れ、これにより画像表示のための走査パルスや座標検出
動作のタイミングを制御することとなる。そして、本実
施例ではこの１画面表示期間Ｔ_F において、順次ライン
走査を行って１画面分の表示を行っていくと共に、この
際のＹ電極の表示走査パルスの出力期間においてＸ電極
側にデータ電圧が印加されていない期間に、スタイラス
ペン１０から静電容量結合で誘起される電圧を検出して
Ｙ座標の検出に用いるものである。また、Ｘ座標の検出
については１ラインごとの表示動作中にスタイラスペン
１０からパルス信号を出力して、Ｘ座標検出回路８が第
２ゲート電極ｘ₁₁〜ｘ_1mより静電容量結合により得られ
る電圧を取り込むことによって行っていくこととなる。
図１０にて説明したように第２ゲート電極は、本来エミ
ッタ２１から放出される電子の拡散を制御するためのも
のであるので、図５（ｇ）に示すように所定の一定電圧
が印加されている状態にある。従ってたとえ画像表示期
間中であっても、第２ゲート電極に印加されている電圧
は交流的には０Ｖであるため、スタイラスペン１０から
パルス信号を複数印加する、つまり交流成分を与えれば
第２ゲート電極にはパルス信号に応じた電圧変化が表
れ、Ｘ座標検出回路８ではこれを検出信号として入力す
ることが可能となる。

【００４７】なお、本実施例のタブレット１の構造にお
いては図９、図１０にて説明したように、画像表示がな
されるためには各アノード電極２４に正のアノード電圧
が印化されていることが条件となるので、図５のタイミ
ングチャートには示さないが少なくとも表示動作中には
アノード電極２４がアノードドライバ７に駆動されてい
る状態にあるものとされる。

【００４８】上記したような状態のもとにおいて、図に
示す１画面表示期間Ｔ_F のはじめには第１のＹ座標検出
期間Ｔｙ₁ が設けられる。この第１のＹ座標検出期間Ｔ
ｙ₁ においては、先ず、座標検出コントローラ９により
ペン動作切換スイッチ１１がＹ座標ピーク検出回路１２
側に切換えられて（図２（ａ））、スタイラスペン１０
から静電容量結合による電圧を入力可能な状態とされ
る。そして、図５（ｂ）に示すようにこの期間内におい
て１ライン目、つまりＹ電極ｙ₁ のラインを表示するた
めの走査パルスが立ち上がるようにされる。このとき
に、スタイラスペン１０のペン先をタブレット１の表示
面に任意の位置に当接させておくと、図５（ｉ）に示す
ように、ペン先とＹ電極ｙ₁ の距離に応じた電圧がスタ
イラスペン１０から入力される。そして、この電圧値は
Ｙ座標検出用信号としてＹ座標ピーク検出回路１２に供
給される。

【００４９】すなわち、本実施例におけるＹ座標検出期
間とはＹ走査ドライバ４により表示走査されていくＹ電
極ごとに順次得られる電圧値をスタイラスペン１０を介
してＹ座標ピーク検出回路１２に供給する期間とされ
る。そして、図５に示す以降のＹ座標検出期間Ｔｙ₂ 〜
Ｔｙ_n においてもＹ電極ｙ₂ 〜ｙ_n に対して同様のスタ
イラスペン１０による動作が行われる。

【００５０】そして第１のＹ座標検出期間Ｔｙ₁ が終了
すると、次は１ライン目表示／Ｘ座標検出期間Ｔ_L1とさ
れる。この期間では実際に１ライン目の画像表示が行わ
れると共に、次に述べるＸ座標検出の動作が行われる。

【００５１】先ず、この１ライン目表示／Ｘ座標検出期
間Ｔ_L1における表示動作について説明する。この期間で
は図５（ｂ）に示すように、先のＹ座標検出期間Ｔｙ₁
内にて立ち上がったＹ電極ｙ₁ に対する走査パルスが継
続して出力されている。このとき図５（ｆ）に示すよう
に、Ｘ電極である第１ゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_m のそれぞれ
に対してＸ走査ドライバ５から画像データに応じた電圧
が印加されていく。なお、この際のＹ走査ドライバ４と
Ｘ走査ドライバ５の走査タイミングは、例えば図１２
（ｇ）〜（ｆ）に示した場合と同様、１つのＹ電極の走
査期間内に各Ｘ電極（ｘ₁ 〜ｘ_m ）に対して順次表示デ
ータに応じた電圧印加を行なっていくというタイミング
でよい。あるいはＸ電極（ｘ₁ 〜ｘ_m ）に表示データを
同時に供給することも考えられる。そして、以降の２ラ
イン目表示期間Ｔ_L2〜ｎライン目表示期間Ｔ_Lnにおいて
も表示動作については同様の方法で行われる。このよう
にして最後のｎライン目までライン走査が行われること
で、電圧が印加されたＸ電極とＹ電極が交差している位
置にあるアノード電極２４（図９参照）にコーン状のエ
ミッタより電子が衝突し、この時アノード電極２４に形
成された蛍光体２５が励起されて画素が発光する状態と
なり１画面の画像表示が行われていくこととなる。

【００５２】次に、この１ライン目表示／Ｘ座標検出期
間Ｔ_L1におけるＸ座標検出動作について説明する。この
期間内のある時点では図２（ｈ）に示すようにパルス出
力期間Ｔ_P が設定される。このパルス出力期間Ｔ_P で
は、先ずペン動作切換スイッチ１１がパルス発生回路１
３側に切換えられ、スタイラスペン１０から複数のパル
ス信号が出力可能とされる。そして、この期間に、スタ
イラスペン１０のペン先をタブレット１の表示面におけ
る任意の位置に当接させていることで、静電容量結合に
よりペン先とタブレット１側の第２ゲート電極間に図５
（ｇ）に示すようにパルス信号に応じた電圧変化が生じ
る。なお、この際の第２ゲート電極における電圧の強度
分布としては図１３に示したものと同様のものが得られ
る。そして、このようにして各第２ゲート電極ごとに得
られた電圧値は、第２ゲート電極端子Ｇ１１〜Ｇ１ｍを
介してＸ座標検出回路８に入力されて一時保持されるこ
とになる。

【００５３】なお、このとき第２ゲート電極は駆動電圧
が印加されているが、前述のように交流的には０Ｖとさ
れるから、たとえ画像表示期間中であってもスタイラス
ペン１０からパルス信号を複数印加する、つまり交流成
分を与えれば第２ゲート電極においてパルス信号に応じ
た電圧変化を得ることができる。。また、前述のように
各第２ゲート電極（ｘ₁₁〜ｘ_1m）と第２ゲートドライバ
６間には高抵抗値の抵抗Ｒ₀ が接続されているため、ペ
ンパルス印加時の駆動電圧ＶＧ₂ の変動は抑制されて、
Ｘ座標検出回路８は第２ゲート電極から検出電圧を効率
よく入力することができる。

【００５４】上記のように、本実施例においてはパルス
出力期間Ｔ_P には少なくとも上記動作が行われるもので
ある。つまり、スタイラスペン１０から検出用パルスを
出力して静電容量結合により各第２ゲート電極に対して
検出電圧を生じさせると共に、この電圧をＸ座標検出回
路８に取り込んで保持させるための動作に要する期間と
いえる。そして、このパルス出力期間Ｔ_P が経過した時
点では既にすべての第２ゲート電極ごとの電圧、つまり
Ｘ座標側における電圧分布が検出側（Ｘ座標検出回路
８、座標検出コントローラ９等）で得られている状態と
される。なお、このパルス出力期間Ｔ_P として必要な時
間は数μｓあればよいので、タブレット１に対するパル
ス出力は瞬間的に行われることになり、この期間での表
示画像の乱れ等への影響は無視することができる。そし
て、上記パルス出力期間Ｔ_P 以降のＸ座標検出回路８で
は、保持している各第２ゲート電極Ｇから入力された電
圧値に基づいて、例えば図４を参照して説明した動作に
よりピーク位置を検出して、ピーク検出信号として座標
検出コントローラ９に出力する。座標検出コントローラ
９ではピーク検出信号が入力されたタイミングに基づい
てＸ座標を判別する。なお、ここまでのＸ座標検出動作
は１画面表示期間内に行われればよい。また、パルス出
力期間Ｔ_P の設定位置は１ライン目に限定されるもので
なく、これ以降のライン表示期間に設定されても良い
が、座標検出コントローラ９にてＸ座標が検出されるの
に要する時間を考慮した場合、できるだけ１画面表示期
間内における初期のライン表示期間において設定される
ことが好ましい。

【００５５】このように、１ライン目表示／Ｘ座標検出
期間Ｔ_L1は、１ライン目の画像表示動作、Ｙ電極ｙ₁ に
て得られた電圧をＹ座標ピーク回路１２に入力する動
作、更にＸ座標検出に必要なすべての第２ゲート電極ご
との電圧値をＸ座標検出回路８に取り込む動作が行われ
る期間といえる。

【００５６】そこで、１ライン目表示／Ｘ座標検出期間
Ｔ_L1から後の期間では残りのＹ電極ｙ₂ 〜ｙ_n ごとの検
出用電圧をＹ座標ピーク回路１２に入力していく動作
（Ｙ座標検出期間Ｔｙ₂ 〜Ｔｙ_n ）と、２ライン目以降
のライン表示動作（２ライン目表示期間Ｔ_L2〜ｎライン
目表示期間Ｔ_Ln）を行っていくこととなる。つまり、１
ライン目表示／Ｘ座標検出期間Ｔ_L1が終了すると、第２
のＹ座標検出期間Ｔｙ₂ が設定される。そして先の第１
のＹ座標検出期間Ｔｙ₁ と同様の動作により、図５
（ｃ）に示すＹ電極ｙ₂ に対する走査パルスの立上がり
時点で得られる電圧値（図５（ｉ））が、スタイラスペ
ン１０からＹ座標ピーク検出回路１２に供給される。こ
の第２のＹ座標検出期間Ｔｙ₂ が経過して、次に２ライ
ン目表示期間Ｔ_L2とされると、先の１ライン目表示／Ｘ
座標検出期間Ｔ_L1における表示動作と同様に２ライン目
の画像表示が行われる。更に、２ライン目表示期間Ｔ_L2
が経過すると第３のＹ座標検出期間Ｔｙ₃ となり、図５
（ｄ）に示すＹ電極ｙ₃ に対する走査パルスの立上がり
時点で得られる電圧値（図５（ｉ））が、スタイラスペ
ン１０からＹ座標ピーク検出回路１２に供給され、次に
来る３ライン目表示期間Ｔ_L3でも先のライン表示期間と
同様にしてＹ電極ｙ₃ に対するライン表示を行う。

【００５７】このようにして、Ｙ座標検出期間とライン
表示期間の組み合わせが繰り返されていき、最終的に第
ｎのＹ座標検出期間Ｔ_Yn→ｎライン目表示期間Ｔ_Lnまで
至って１画面表示期間Ｔ_F が終了する。この時点では１
画面分の表示が完了していると共に、ｙ₁ 〜ｙ_n までの
各Ｙ電極で得られた電圧のＹ座標ピーク検出回路１２へ
の入力も完了したこととなる。

【００５８】この間、Ｙ座標ピーク検出回路１２では入
力されたスタイラスペン１０からの電圧値についてピー
ク検出を行っており、ピークが検出された時点でピーク
検出信号を座標検出コントローラ９に送っている。座標
検出コントローラ９ではこのピーク検出信号が入力され
たタイミングに基づいてピークが得られたＹ電極を検出
する、つまりＹ座標を判別することとなる。そこで、座
標検出コントローラ９では上記のようにして判別された
Ｙ座標のデータと先の説明のようにして判別されたＸ座
標のデータを、例えば表示コントローラ２に伝送するこ
とができる。そして、表示コントローラ２では入力され
たＸ−Ｙ座標のデータに基づいて所要の表示制御等の処
理を行うことができる。

【００５９】このように本実施例のディスプレイ一体型
タブレットでは、Ｙ座標検出については、Ｙ電極へのラ
イン走査パルスにより得られる電圧をスタイラスペン１
０からＹ座標検出信号として入力し、一方、Ｘ座標検出
については、本来エミッタの電子放出角を収束するため
に設けられる第２ゲート電極を利用し、この第２ゲート
電極に対してＸ座標検出回路８を接続する。そしてスタ
イラスペン１０からパルスを出力させて、このとき静電
容量結合を介して得られる第２ゲート電極ごとの電圧を
Ｘ座標検出回路８に取り込むようにしている。これによ
りＸ座標検出はあるラインを表示走査している期間中に
行うことができる。

【００６０】従って、従来のディスプレイ一体型タブレ
ットのように、実際の表示期間とは別に座標検出のため
にＹ座標を走査していく期間とＸ座標を走査していく期
間（約７００ｍｓ）を設けなくともＸ−Ｙ座標検出を行
うことが可能となり、１画面表示期間Ｔ_F における表示
停止期間を著しく減少させることができる。つまり、本
実施例では１画面表示期間Ｔ_F 内における実際の画像表
示期間を長く取ることができるので表示画像の輝度を充
分上げることが可能となる。

【００６１】ところで、本実施例のディスプレイ一体型
タブレットでは、上述の図５に示した動作が１画面ごと
に繰り返されて画像表示及び座標入力を行っていくこと
により輝度の向上した画像を得ることも可能であるが、
図５の方法においてはＹ座標検出にＹ電極へのライン表
示の走査パルスを利用しているため１画面ごとに一度の
Ｙ座標検出となる。そこで、いったん図５に示したタイ
ミングの動作によりＸ−Ｙ座標が判別された後は、次に
図６及び図７を参照して述べる検出タイミングに切換え
るよう構成すれば、１画面表示期間におけるＸ−Ｙ座標
の検出回数を複数回設定することが可能となる。

【００６２】図６のタイミングチャートにおいて、図６
（ａ）に示す信号は１フレーム（あるいは１フィール
ド）を表示する期間の同期信号を示し、２つの同期信号
間の期間が１画面表示期間Ｔ_F とされる。そして、本実
施例ではこの１画面表示期間Ｔ_F において、図のように
例えば実際の表示期間を第１ブロック表示期間Ｔ_B1、第
２ブロック表示期間Ｔ_B2、第３ブロック表示期間Ｔ_B3に
分割し、それぞれのブロックの表示期間の直後に座標検
出を行うためのＹ座標検出期間Ｔｙ₁ ，Ｔｙ₂ ，Ｔｙ₃
を設定している。なお、ここでいう第１〜第３ブロック
とは、図７の説明図に示すように表示画面ＰのＹ電極
（走査線）方向において分割された表示領域の範囲を示
している。

【００６３】そこで先ず、第１ブロック表示期間Ｔ_B1に
おいては、ドライバコントローラ３の制御に従い、Ｙ走
査ドライバ４及び、Ｘ走査ドライバ５を駆動して第１ブ
ロック部分（図７に示す表示領域）の表示を行ってい
く。このときの１ラインごとのＹ走査ドライバ４及び、
Ｘ走査ドライバ５の駆動タイミングは図１２（ｇ）〜
（ｌ）に示したと同様に行われればよい。つまり、Ｙ走
査ドライバ４より走査電圧をＹ電極ｙ₁ から順次印加し
て垂直走査を行っていくと共に、Ｘ走査ドライバ５を駆
動して１つのＹ電極の走査期間内に各Ｘ電極（ｘ₁ 〜ｘ
_m ）に対して順次表示データに応じた電圧印加を行なっ
ていく。あるいはＸ電極（ｘ₁ 〜ｘ_m ）に表示データを
同時に供給することも考えられる。

【００６４】そして、上記のようにして第１ブロックの
表示が行われていく第１ブロック表示期間Ｔ_B1内におけ
る所定の位置において、Ｘ座標を検出するためにスタイ
ラスペン１０からパルス出力を行うパルス出力期間Ｔ_P
が設定される。この期間においては図５におけるパルス
出力期間Ｔ_P と同様、ペン動作切換スイッチ１１は図２
（ｂ）に示すようにパルス発生回路１３側に切換えら
れ、スタイラスペン１０からタブレット１上の任意の位
置に対して複数のパルスが出力される（図６（ｆ））。
そして、この際静電容量結合により得られた第２ゲート
電極ごとの電圧（（図６（ｅ））が第２ゲート電極端子
Ｇ１１〜Ｇ１ｍを介してＸ座標検出部８に入力されて保
持されることとなる。この期間以後、Ｘ座標検出部８で
は保持された電圧値に基づいてピーク信号を出力し、座
標検出コントローラ９がこのピーク信号の入力タイミン
グに基づいてＸ座標を検出する。なお、この場合の座標
検出コントローラ９によるＸ座標検出までの動作は、次
のパルス出力期間Ｔ_P までに行われればよい。

【００６５】このように、第１ブロック表示期間Ｔ_B1に
おいて、あらかじめ設定された第１ブロックにおける最
後のＹ電極（走査線）まで表示走査が行われると共に、
Ｘ座標検出用電圧がＸ座標検出部８に保持されるまでの
動作が行われると、次は第１のＹ座標検出期間Ｔｙ₁ に
入ることとなる。この期間Ｔｙ₁ では表示動作を一時停
止させてその間にＹ座標検出用の走査パルスを出力す
る。

【００６６】この第１のＹ座標検出期間Ｔｙ₁ では、図
５におけるＹ座標検出期間と同様、先ずペン動作切換ス
イッチ１１がＹ座標ピーク検出回路１２側に切換えられ
（図２（ａ））スタイラスペン１０が座標検出信号を入
力可能な状態となる。そして、この期間においては図６
（ｄ）に示すようにＹ座標検出用の走査パルスがＹ走査
ドライバ４からＹ電極に対して出力されるように、表示
コントローラ２がドライバコントローラ３を制御する。

【００６７】ただし、この場合の走査パルスは、例えば
先の１画面表示期間内において判別されたＹ座標の位置
を中心として、予め設定された所定範囲内のＹ電極のみ
について順次走査を行うようにされる。例えば先の１画
面表示期間において、スタイラスペン１０が図７に示す
第２ブロックの位置にあって座標検出が行われた場合に
は、この第２ブロック内にて走査されるＹ電極の位置を
中心とする一定範囲のＹ電極のみの走査を行うようにす
ることとなる。そして、このようにしてＹ座標検出期間
Ｔｙ₁ 内にて走査されたＹ電極から得られた電圧がスタ
イラスペン１０を介してＹ座標ピーク検出回路１２に供
給され、ここから出力されるピーク検出信号に基づいて
座標検出コントローラ９では新たなＹ座標を判別するこ
ととなる。

【００６８】このように座標検出範囲を限定することが
可能なのは、ユーザーがスタイラスペン１０により座標
入力を行っているような状況では、瞬時にペン先が現在
の位置からかなり相当離れた位置に移動するようことは
考えられないため、いったんＸ−Ｙ座標が判別されれば
その後は判別された座標の周囲部分のみを検出するよう
にしても、ペン先の移動に追従して検出を行っていくこ
とが充分可能であり実用上は問題が無いとされることに
よる。そこで上述のように所定数のＹ電極のみを走査す
ることで、１回分のＹ座標検出に要する時間を全てのＹ
電極を走査する場合よりもはるかに短い期間とすること
ができる。

【００６９】ところで、上記説明ではＹ座標検出につい
てのみ検出領域を限定する動作が行われているが、Ｘ座
標の検出時においても先の座標検出データに基づいて、
Ｘ座標検出回路８に保持されている各第２ゲート電極ご
との電圧において、所定範囲の第２ゲート電極の電圧に
ついてのみピーク検出を行うようにする、あるいは、先
の座標検出データに基づいてＸ座標検出回路８に電圧を
入力する際の第２ゲート電極の範囲を所定範囲に限定す
ることができるようなスイッチング機能を有させるよう
なことも可能である。例えば、先の１画面表示期間にお
いて、スタイラスペン１０が図７に示す位置にあって座
標検出が行われた場合には、この図の画面の電圧を検出
するＸ電極として示されるように、ペン先が当接されて
いる位置を中心とする一定範囲の第２ゲート電極につい
てのみのピーク検出を行うようにすることとなる。この
ように構成すれば、Ｙ座標の検出時間のみならずＸ座標
が座標検出コントローラ９により判別されるまでの時間
も短縮される。

【００７０】上記のようにして第１のＹ座標検出期間Ｔ
ｙ₁ が経過すると、次は第２ブロック表示期間Ｔ_B2とさ
れ、予め設定されている第２ブロックの表示範囲におけ
る最初のＹ電極（つまり、第１ブロックにおける最後の
Ｙ電極の次のＹ電極）から第１ブロックの場合と同様の
走査を行っていって画像表示を再開する。そして、この
第２ブロック表示期間Ｔ_B2内においてもパルス出力期間
Ｔ_P （図６（ｆ））が設定されて、先の第１ブロック表
示期間Ｔ_B1内のパルス出力期間Ｔ_P の場合と同様の動作
により、各第２ゲート電極で得られたＸ座標検出用電圧
（図６（ｅ））がＸ座標検出回路８に保持されることと
なる。そしてこの期間後、座標検出コントローラ９によ
り新たなＸ座標の判別が行われることとなる。

【００７１】そして、上記２回目のパルス出力期間Ｔ_P
を経て第２ブロックにおける最後のＹ電極まで走査が行
われて第２ブロック表示期間Ｔ_B2が終了し、第２のＹ座
標検出期間Ｔｙ₂ とされた場合は、先の第１のＹ座標検
出期間Ｔｙ₁ にて検出されたＹ座標を中心とする所定範
囲のＹ電極のみを走査して、このとき静電容量結合によ
り得られる電圧をスタイラスペン１０から入力し、これ
に基づいて新たなＹ座標を検出することとなる。

【００７２】更に、第２のＹ座標検出期間Ｔｙ₂ が経過
し、次に第３ブロック表示期間Ｔ_B3とされた場合には、
所定の第３ブロックにおける最初のＹ電極から最後のＹ
電極ｙ_n まで走査を行って最終的に一画面分の表示を完
了させることになる。また、この期間においても３回目
のパルス出力期間Ｔ_P （図６（ｆ））が設定されて、先
のパルス出力期間Ｔ_P の場合と同様の動作に基づいて、
座標検出コントローラ９により新たなＸ座標の判別が行
われることとなる。

【００７３】このようにして第３ブロック表示期間Ｔ_B3
が終了すると、Ｙ座標を検出するための第３のＹ座標検
出期間Ｔｙ₃ とされる。この第３のＹ座標検出期間Ｔｙ
₃ においても、先の第２のＹ座標検出期間Ｔｙ₂ にて判
別されたＹ座標を中心とする所定範囲のＹ電極走査のみ
がなされて、この際得られる電圧をスタイラスペン１０
が検出信号として入力することで、新たなＹ座標を検出
することができる。そしてこの後は、Ｘ−Ｙ座標の検出
が継続して可能とされるかぎり図６に示す動作が１画面
表示期間ごとに繰り返し行われ、例えば座標の判別が不
可となった場合には図５に示した動作に戻る。そして図
５に示した動作において再び座標が検出されれば、次の
１画面表示期間からは図６に示すクイック動作に移行す
るようにすればよい。

【００７４】上述してきたように図６に示した動作で
は、座標検出（Ｘ，Ｙ）にあたって表示画面を分割し、
先の検出動作で判別された座標を中心とする所定範囲の
電極のみにを対象として、各分割画面の表示の終了ごと
に座標検出を行うようにしているので、１画面表示期間
Ｔ_F 内において復数回のＸ−Ｙ座標位置の検出を行うこ
とが可能となる。また、この表示停止期間は非常に短い
ものとすることができ、これにより表示画像の輝度に影
響を与えることはない。すなわち、１画面表示期間Ｔ_F
が約１／６０秒として、文字入力の認識に必要とされて
いる１／１２０秒以上の座標検出速度を実現するに足る
検出モード期間の回数（１画面表示期間Ｔ_F 内に２回以
上）を設定しても表示画像への輝度等の影響は無視する
ことができる。

【００７５】従って、例えばスタイラスペン１０をタブ
レット１上で移動させて文字や図形等に応じた座標を入
力するような時は、上記のように図５と図６の２つのパ
ターンのタイミングによる表示／座標検出動作が行われ
るようにすることで、表示画像の充分な輝度を確保しな
がら座標検出速度を上げることが可能となる。つまり、
座標の入力を行わないような場合や、座標入力中におい
て座標の判別がしばらく得られない時は、図５に示した
動作により画面表示を行い高輝度を確実に保つ。そして
座標入力時において、図５の動作によりＸ−Ｙ座標が連
続して検出される場合は、図６に示すタイミングの動作
に移行して、輝度を維持しながら複数回のＸ−Ｙ座標検
出を行うことで、例えば連続文字入力等にも対応させる
ことが可能となる。

【００７６】なお、上記実施例における図６のタイミン
グによる動作では、１画面を３分割のブロック表示期間
に分けることで、１画面表示期間Ｔ_F において３回のＸ
−Ｙ座標検出を行うようにされているが、１画面表示期
間Ｔ_F における実際の表示期間の分割数、つまり座標検
出回数の設定は任意であり、これらは機器の利用条件等
に応じて設定されればよい。また、図６のタイミングに
よる動作では、Ｙ座標検出期間が各ブロック表示期間の
後ろに設けられているが、前に設けられていてもよい。
また、本実施例に示すディスプレイ一体型タブレットの
回路構成は一例であり、本発明と同様の効果を有するか
ぎり各種変更は可能とされる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のディスプレ
イ一体型タブレットは、電界放出型カソードによるディ
スプレイ（ＦＥＤ）を用い、Ｘ座標検出にはエミッタか
らの電子の放出角を制御する第２ゲート電極にペンパル
スを与えて得られる電圧をＸ座標検出部に取り込むよう
にしたことで、Ｘ座標検出は実際の画像表示期間に行う
ことが可能となり、一方、Ｙ座標検出はＹ電極（ライ
ン）を表示走査するパルスの出力期間において、Ｘ電極
走査が行われていない一部期間にて得られる電圧を検出
信号としてスタイラスペンから入力するように構成する
ことで、１画面表示期間における表示停止期間を非常に
短くすることが可能となる。これにより、実際の表示期
間を長く取ることができるので、表示画像の輝度を向上
させることができるという効果を有している。

【００７８】また、上記動作によりＸ−Ｙ座標の検出が
実行された次の１画面表示期間からは実際の画像表示期
間を複数のブロックに分割してこのブロック表示期間の
前後にＹ座標検出期間を設け、このＹ座標検出期間では
先に検出されたＹ座標を含む所定範囲内のＹ電極のみの
走査が行われるようにして、１回のＹ座標検出に要する
時間を短縮させ、Ｘ座標検出については各ブロック表示
期間内にペンパルスを出力して行うようにすることで、
複数回のＸ−Ｙ座標検出を行うことが可能となり、特に
文字認識のための座標検出精度の向上を容易に実現でき
るという効果がある。かつ表示停止期間も非常に短いも
のとすることができるので画像の輝度も確保することが
できる。

【００７９】また、各第２ゲート電極と第２ゲートドラ
イバとの間にそれぞれ高抵抗を接続するように構成すれ
ば、スタイラスペンから出力されたパルスにより得られ
る検出用電圧を効率よくＸ座標検出部側に供給すること
が可能となるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるディスプレイ一体型タ
ブレットを示すブロック回路図である。

【図２】本実施例においてスタイラスペンの動作の切換
えを示す説明図である。

【図３】本実施例におけるＸ座標検出回路の構成の一例
を示す回路図である。

【図４】本実施例におけるＸ座標検出回路の動作を示す
タイミングチャートである。

【図５】本実施例のディスプレイ一体型タブレットにお
いて１画面表示期間内の電極駆動タイミング及び座標検
出タイミングを示すタイミングチャートである。

【図６】本実施例のディスプレイ一体型タブレットにお
いて座標判別がなされた後の１画面表示期間内の電極駆
動タイミング及び座標検出タイミングを示すタイミング
チャートである。

【図７】本実施例における表示領域分割状態と検出電極
の限定例を示す説明図である。

【図８】本実施例のタブレットに用いられるスピント型
の電界放出カソードを示す斜視図及び断面図である。

【図９】本実施例のタブレットの構造を示す斜視図であ
る。

【図１０】本実施例のタブレットの構造を示す断面図で
ある。

【図１１】従来例におけるディスプレイ一体型タブレッ
トを示すブロック回路図である。

【図１２】従来例における電極の走査タイミングを示す
タイミングチャートである。

【図１３】静電容量結合による電圧分布を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１タブレット２表示コントローラ３ドライバコントローラ４Ｙ走査ドライバ５Ｘ走査ドライバ６第２ゲートドライバ７アノードドライバ８Ｘ座標検出回路９座標検出コントローラ１０スタイラスペン１１ペン動作切換えスイッチ１２Ｙ座標ピーク検出回路１３パルス発生回路２１エミッタ２２、２３穴２４アノード電極２５蛍光体ｙ₁ 〜ｙ_n Ｙ電極（カソード電極）ｘ₁ 〜ｘ_m Ｘ電極（第１ゲート電極）ｘ₁₁〜ｘ_1m 第２ゲート電極ＣＴ１〜ＣＴｎカソード端子Ｇ１〜Ｇｍ第１ゲート端子Ｇ１１〜Ｇ１ｍ第２ゲート端子Ｇ₂ 第２ゲート引き出し電極Ａアノード引き出し電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長澤総千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式会社内 (56)参考文献特開平３−295138（ＪＰ，Ａ) 特開平６−119098（ＪＰ，Ａ) 特開平４−107723（ＪＰ，Ａ) 特開平４−310995（ＪＰ，Ａ) 特開平３−294918（ＪＰ，Ａ) 特開平５−80921（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/033 - 3/037 G06F 3/03

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ストライプ状に配置され、電子を放出す
るエミッタが設けられている複数本のカソード電極と、前記カソード電極の上方でそれぞれ直交するように配置
されている複数本の第１ゲート電極と、前記第１ゲート電極の上側で、それぞれがほぼ前記第１
ゲート電極と同方向に配置されている複数本の第２ゲー
ト電極と、前記第２ゲート電極と対向し、表面に蛍光材が設けられ
ているアノード電極とを備えているタブレットと、少なくとも前記カソード電極を所定タイミングで走査す
るためのＹ電極ドライブ手段と、前記第１ゲート電極を所定タイミングで走査するための
Ｘ電極ドライブ手段と、座標入力のための検出用信号を出力する第１の状態と、
走査電圧を検出するための第２の状態に切換え可能とさ
れている検出用導体と、前記第２ゲート電極に接続され、前記第１の状態で更に
前記検出用導体から出力された検出用信号のピークを検
出する第１のピーク検出手段と、前記第２の状態で上記検出用導体から出力される前記走
査電圧のピーク値を検出する第２のピーク検出手段と、前記第１、及び第２のピーク検出手段から前記タブレッ
トに当接している前記検出用導体のＸ座標及びＹ座標を
検出するＸ−Ｙ座標検出手段とを備えていることを特徴
とするディスプレイ一体型タブレット。
【請求項２】前記第２の状態においては、１画面表示
の後に少なくともＹ座標が検出されている時は、このＹ
座標位置を中心とした所定範囲内の走査電圧を検出する
ように設定されていることを特徴とする請求項１に記載
のディスプレイ一体型タブレット。
【請求項３】前記タブレットの表示面をＹ電極方向に
２以上の表示領域に分割し、各分割画面の表示が終了し
た時点で前記第２の状態に切換わるように制御されるこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のディスプ
レイ一体型タブレット。
【請求項４】前記第２ゲート電極には高抵抗を介して
駆動電圧が供給されていることを特徴とする請求項１又
は請求項２に又は請求項３に記載のディスプレイ一体型
タブレット。