JP3482072B2 - 表示一体形タブレット装置 - Google Patents

表示一体形タブレット装置

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JP3482072B2
JP3482072B2 JP16195896A JP16195896A JP3482072B2 JP 3482072 B2 JP3482072 B2 JP 3482072B2 JP 16195896 A JP16195896 A JP 16195896A JP 16195896 A JP16195896 A JP 16195896A JP 3482072 B2 JP3482072 B2 JP 3482072B2
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signal
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孝生 田川
健吾 高濱
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯形情報機器お
よびワードプロセッサなどに好適に実施され、文字およ
び図形などを入力する際に用いられる座標検出のための
構成に関し、特に時分割で表示と座標検出とを行う表示
機能を備えた表示一体形タブレット装置に関する。
【0002】
【従来の技術】座標を指示する手段である電子ペンによ
る入力機能を有する表示装置を含んで、携帯用の情報端
末装置を構成すると、文字などの入力に用いるキ−ボー
ドが不要となり、装置の小形化および軽量化を図ること
ができる。これらの情報端末装置は、一般的に電池によ
って駆動されており、電池も含めて小形かつ軽量である
ことが求められている。前記情報端末装置においては、
特に前記表示装置における電力消費を少なくし、かつ表
示装置を駆動する回路などの周辺の回路を小型軽量に形
成することが求められている。
【0003】液晶表示パネルの表示電極、および駆動回
路を時分割的に制御することによって、座標検出のため
の回路などを追加することなく座標検出を行わせ、前記
表示機能を備えた座標検出装置の構成を小型化するとと
もに低価格化を実現する先行技術が、本件発明者によっ
て、たとえば特開平5−53726号公報において提案
されている。
【0004】図17は、前記公報に示される表示機能を
備えた表示一体形タブレット装置1のブロック図であ
る。この装置1は、表示パネル2と、セグメント駆動回
路3と、コモン駆動回路4と、表示制御回路5と、検出
制御回路6と、制御回路7と、電子ペン8と、オペアン
プ9と、X座標検出回路10と、Y座標検出回路11
と、直流電源回路12と、表示信号供給回路13と、切
換え回路14とを含んで構成される。
【0005】この装置1では、1フレーム期間を表示期
間と座標検出期間とに時分割して表示パネル2を駆動す
る。したがって表示パネル2は、表示期間では表示パネ
ルとして動作し、座標検出期間では座標検出パネルとし
て動作する。表示パネル2には、セグメント電極S1,
S2,…,Smと、コモン電極C1,C2,…,Cnと
が互いに交差するように配置されている。セグメント電
極S1,S2,…,Smを総称するときには参照符Sを
用い、コモン電極C1,C2,…,Cnを総称するとき
には参照符Cを用いる。コモン駆動回路4とセグメント
駆動回路3とは、切換え回路14の出力に基づいて、直
流電源回路12から供給される複数の電圧を選択的に表
示パネル2の各電極C,Sに印加する。
【0006】図18は表示期間におけるセグメントおよ
びコモン駆動回路3,4の動作を説明するためのタイミ
ングチャートであり、図19は座標検出期間におけるセ
グメントおよびコモン駆動回路3,4の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。図18および図19
に示すように、シフトデータSによって規定されるN番
目のフレーム期間W1は、表示期間W3と、座標検出期
間W4とに分割される。さらに座標検出期間W4は、X
座標検出期間W5と、Y座標検出期間W6とを含んで構
成される。(N+1)番目のフレーム期間W2以降は、
フレーム期間W1と同様に各期間が繰返される。
【0007】図18に示すタイミングチャートは、本発
明による後述の図7および図8に示す表示パネル32に
おける表示例と同一内容を表示する場合のタイミングチ
ャートである。電圧Vs,Vcをコモン電極Cおよびセ
グメント電極Sに印加される電圧をそれぞれ示す電圧で
あるとすると、コモン電極Cおよびセグメント電極Sの
交差部である画素における電極間電圧は、|Vs−Vc
|となる。この電極間電圧が、液晶のしきい値電圧を超
える画素は表示状態となり、しきい値電圧に満たない画
素は非表示状態となる。
【0008】液晶パネル2に表示を行う場合、コモン電
極Cとセグメント電極Sとの交差部である各画素に印加
される電圧の極性は全フレームを通して同一方向ではな
く、たとえばフレーム毎に交互に切換えられる必要があ
る。これは、液晶に直流電圧を長時間印加することによ
って液晶が方向性を持ち、印加する電圧を変化させても
液晶の向きが変わらず、また液晶が電気分解し、そのた
め表示品位が低下することを防止するために行われるも
のであり、いわゆる交流化駆動と称される。
【0009】交流化駆動を行うことによって、予め定め
る電圧を挟んで対向することになる正方向と負方向との
電圧を、予め定める期間毎に交互に印加することとな
り、液晶に交流的に電圧が印加されることになる。した
がって前記予め定める電圧に対して正負いずれの方向に
も前記しきい値電圧以上の電圧となるように各電圧を定
めると、液晶を駆動する回路は液晶のしきい値電圧のほ
ぼ2倍の耐圧を必要とする。このような駆動回路は、5
0V以上の耐圧が必要となり、駆動回路を構成する集積
回路の面積の増大を招く。座標検出装置1では、以下に
示す構成によって、駆動回路に必要とされる耐圧を低く
している。
【0010】この装置1において、切換え回路14は制
御回路7から供給される制御信号に基づいて、画像を表
示する際の制御を行う表示制御回路5と、座標位置を検
出する際の制御を行う検出制御回路6との出力を切換え
てセグメント駆動回路3およびコモン駆動回路4に供給
する。
【0011】表示期間W3においては、制御回路7の制
御に従って切換え回路14は、表示制御回路5の出力を
受取り、コモン駆動回路4およびセグメント駆動回路3
に、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をそれぞれ出力する。クロック信号cpl
の立下がりに応答してコモン電極Cを順次選択してコモ
ン電極駆動信号a〜hを印加する。また、クロック信号
cplの立下がりに応答して、奇数番目セグメント電極
駆動信号Aをセグメント電極S1,S3,…に印加し、
偶数番目セグメント電極駆動信号Bをセグメント電極S
2,S4,…に印加する。
【0012】図18に示すタイミングチャートにおい
て、コモン電極駆動信号a〜hとセグメント電極駆動信
号A,Bとが共に「オン」となっている画素の電圧は、
|V0−V5|になる。座標検出装置1では、最大の電
圧幅である電圧|V0−V5|が画素に印加されたとき
のみ、前記しきい値電圧を超えるように各電圧V0〜V
5が設定されている。したがって、電圧|V0−V5|
が印加されている場合のみが表示状態となり、他の場合
は非表示状態となる。
【0013】図18では、コモン電極Cを3行走査する
度に、交流化信号FRの信号レベルが切換わり、画素に
印加される電圧の極性が反転され交流化が行われる。交
流化信号FRがローレベルである時刻t0〜t3までの
期間W11では、交流化駆動を行う際に基準となる基準
電圧がV4に定められる。前記期間W11で順次的に選
択されるコモン電極C1〜C3には順次的に電圧V0が
印加され、選択されていないコモン電極Cには電圧V4
が印加される。表示状態となる画素に対応するセグメン
ト電極Sには電圧V5が印加され、非表示状態となる画
素に対応するセグメント電極Sには電圧V3が印加され
る。電圧V5とV3とは基準電圧V4からの電圧差がそ
れぞれ等しい電圧である。
【0014】また交流化信号FRがハイレベルである時
刻t3〜t6までの期間W12では、基準電圧がV1に
定められる。前記期間W12で選択されるコモン電極C
には、電圧V5が印加され、選択されていないコモン電
極Cには基準電圧V1が印加される。表示状態となる画
素に対応するセグメント電極Sには電圧V0が印加さ
れ、非表示状態となる画素に対応するセグメント電極S
には電圧V2が印加される。電圧V0とV2とは基準電
圧V1からの電圧差がそれぞれ等しい電圧である。
【0015】上述のように、基準電圧が交流化信号FR
の信号レベルに基づいて切換えられるので、コモン電極
Cに選択時に印加される電圧と非選択時に印加される電
圧とは、期間W11とW12とで異なるようになる。セ
グメント電極Sに印加される電圧も期間W11,W12
で切換えられる。したがってセグメント電極に印加され
る電圧のレベルが大きく変化しているので、コモン電極
Cに印加する電圧の変化を抑えることができる。表示時
における印加電圧の一例を示すと、V0=0、V1=
1.7、V2=3.4、V3=23.5、V4=25.
2、V5=26.9Vであり、コモン駆動回路4および
セグメント駆動回路3に印加される電圧は27V程度と
なり、各駆動回路3,4を構成するLSI(大規模集積
回路)は、いわば中耐圧の耐圧保証が必要となる。
【0016】従来の装置1では、コモン電極Cの駆動回
路4に中耐圧のLSIを使うことができるように工夫さ
れているが、前述の動作説明から明らかなように駆動に
必要な電圧の種類が多く、直流電源回路12の構成が大
きくなるという課題を抱えている。
【0017】また交流化信号FRに応じて、コモン電極
Cおよびセグメント電極Sに印加する電圧の基準電圧を
切換えており、表示内容が変化しなくても各電極S,C
に保持されている電荷が、前記切換わりの度に各駆動回
路3,4へと流れ込み、結果的に電力が消費される。こ
のような消費電力は、基準電圧の切換わり毎に起り、1
フレーム期間における切換え回数に比例して消費電力が
増大する。本質的に消費電力が少ない(抵抗が高い)液
晶を用いて表示を行うにもかかわらず、各駆動回路3,
4の出力が、静電容量の大きい液晶を挟んで対向する電
極S,Cに接続されているので、充放電に伴う電力消費
が大きくなる。一般的な携帯用情報端末装置は電池駆動
になっており、したがって使用可能時間を長くするため
には容量の大きい大形の電池が必要になる。
【0018】前述のように装置1における消費電力は、
極性切換えを行う回数に比例して増加するので、特に電
力容量が制限される小形の携帯用情報端末装置では、1
フレーム毎に複数回の極性の切換えを行わずに、フレー
ム単位で極性を切換えている場合もある。フレーム単位
で極性を切換える場合、1フレームに複数回の極性の切
換えを行う場合に比較して、液晶の劣化が著しく、その
ため表示品位が低下することとなる。
【0019】従来の装置1では、コモン駆動回路4を構
成するLSIの耐圧を中耐圧とすることができるが、セ
グメント駆動回路3は表示時における信号電圧の差が期
間W11では|V5−V3|であり、期間W12では|
V2−V0|で共に5V以下(以下、低耐圧と称する)
であるにもかかわらず、交流化により基準電圧が大きく
変化するので、|V5−V0|の電圧を供給することが
できる中耐圧の構成とする必要がある。前述のように、
装置1を携帯情報端末装置として構成する場合には、小
形軽量および省電力を実現することが、無視できない課
題になる。
【0020】座標検出期間W4においては、検出制御回
路6が選択され、検出制御回路6から与えられる各信号
に基づいて、各駆動回路3,4が電子ペン8によって指
示される座標の検出を行う。図19に示すように、座標
検出期間W4におけるX座標検出期間W5では、セグメ
ント駆動回路3はセグメント電極走査信号ZS1,ZS
2,…,ZSmを生成して、表示パネル2のセグメント
電極Sを順次走査する。X座標検出期間W5に引続くY
座標検出期間W6では、検出制御回路6から与えられる
各信号に基づいて、コモン駆動回路4はコモン電極走査
信号ZC1,ZC2,…,ZCnを生成してコモン電極
Cを順次走査する。
【0021】電子ペン8の先端には、コモンおよびセグ
メント電極C,Sと静電的に結合する指示電極が設けら
れており、前記走査によって指示電極に信号電圧が誘起
する。各座標検出回路10,11は、その信号電圧の波
形におけるピークのタイミングに基づいて電子ペン8が
示す表示パネル2上の座標を検出する。座標検出期間W
4において、各座標検出回路10,11で検出された電
子ペン8の存在する座標位置を示すデータを、表示制御
回路5に入力することによって、次の表示期間において
座標位置に表示を行う。
【0022】座標検出走査時に印加する電圧を高い値に
設定することによって、電子ペン8から出力される信号
電圧の電圧レベルが上昇し、高い検出信号を得ることが
でき、S/N比が向上するので、なるべく高い電圧で走
査することが望ましい。しかしながら、走査する電圧が
高すぎると、各電極間に印加される電圧が表示に必要な
しきい値を超え、表示信号に基づく電圧以外の電圧が印
加されて不所望な表示が行われて表示品位が低下する。
したがって図19に示すタイミングチャートでは、電圧
V1またはV2を検出期間の基準の電圧に定め、順次的
に電圧V5を印加して座標検出走査を行う。たとえば検
出期間の基準電圧を電圧V1とし、走査電圧を電圧V5
とすると、コモン電極Cおよびセグメント電極S間に印
加される電圧は25.2Vとなり、前述の表示状態の電
極間に印加される電圧である26.9Vよりも小さくな
り、前記しきい値電圧以上の電圧が印加されることがな
く、表示品位の低下を防ぐことができる。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】表示一体形タブレット
装置1は、上述のように表示パネル2に表示を行う際に
表示電圧の極性を周期的に切換える、いわゆる交流化駆
動を行っており、またコモン電極Cの走査を行うコモン
駆動回路4を中耐圧の構成としている。したがって表示
機能の点で次のような課題を抱えている。
【0024】まず第1の課題は、表示パネル2を駆動す
るために各駆動回路3,4に供給される電圧の種類が多
いことである。多くの種類の電圧を供給するために、直
流電源回路12の構成が大きくなる。第2の課題は、交
流化駆動を行っているために基準となる電圧の切換わり
が多く、消費電力が大きくなることである。消費電力が
大きいので、使用可能な時間を長くするために電池サイ
ズを大きくする必要があり、装置の小形軽量化が困難と
なっている。第3の課題は、コモン駆動回路4を中耐圧
集積回路の構成としていることによって、セグメント駆
動回路3を中耐圧集積回路の構成とする必要があること
である。したがって、セグメント駆動回路3の低価格化
を図ったり、セグメント駆動回路3の面積を縮小するこ
とができない。すなわち高い電圧が印加されても回路が
破壊されないように、回路内に構成されるトランジスタ
の構造を、たとえば二重拡散構造としなければならず、
回路の面積が広くなる。また二重拡散構造とするために
は、回路を形成する際の工程が増え、形成の手間がかか
る。
【0025】さらに他の課題は高精細表示およびデュー
ティカラー表示パネルにペン入力機能を付加した場合、
座標検出期間が長くなることである。パーソナルコンピ
ュータなどに搭載される表示パネルは、今後ますます高
精細化の方向に進むことが予想される。たとえば、これ
まではVGA(Video Graphycs Array:640×480
画素)が中心であったが、近年はSVGA(Super Vide
o Graphycs Array:800×600画素)およびXGA
(extended Graphycs Array:1024×768画素)
などの表示パネルが多く用いられるようになっている。
【0026】さらに、これらのモノクロ表示パネルがそ
のままの精細度でカラー化される場合には、コモン電極
本数は増加しないが、セグメント電極本数は赤、緑、青
RGBの3色にそれぞれ対応するので3倍に増加するこ
ととなり、VGAでは1920(640×3)本、SV
GAでは2400(800×3)本、XGAでは307
2(1024×3)本と大幅に増加する。
【0027】したがってモノクロのVGAの表示パネル
を用いて座標検出を行う場合、座標検出走査の周波数が
3MHzであるとすると、X座標の走査に必要な時間
は、640×0.33=211.2μsであるけれど
も、前記表示パネルをカラー化した場合には、その3倍
の633.6μsとなる。さらに、XGAの表示パネル
をカラー化した表示パネルにおいて、座標検出を行う場
合にはX方向の座標検出走査時間は、3072×0.3
3となり1msを超えることとなる。
【0028】本件タブレット装置1では、1フレーム期
間W1を表示期間W3と座標検出期間W4とに時分割し
ているので、座標検出期間W4の増加分だけ表示期間W
3が短くなり、表示品位が低下する。またセグメント電
極Sの電極本数が大幅に増大する結果、セグメント駆動
回路3が複数個必要となる場合もあり、本件装置の価格
の上昇を抑えるには駆動回路の低価格化を図る必要があ
る。
【0029】コモン電極およびセグメント電極はガラス
板の表面に透明導電膜(ITO)で形成されるが、カラ
ー表示の場合、セグメント電極の幅が小さくなっている
ため、電極の長さ方向の電気抵抗がコモン電極の3倍以
上になってしまう。したがってペン入力機能付表示パネ
ルがカラー表示の場合、コモン電極を図17のようにペ
ン側に配置している。
【0030】このような配置の理由を以下に述べる。
【0031】図20において、セグメント駆動回路3に
おけるスイッチE1,E2,…,Emは各セグメント電
極Sに順次走査電圧V5を印加するためのスイッチであ
り、コモン駆動回路4におけるスイッチD1,D2,
…,Dnは、各コモン電極Cに順次走査電圧V5を印加
するためのスイッチである。スイッチD1,D2,…,
Dnを総称するときは参照符Dを用い、スイッチE1,
E2,…,Emを総称するときは参照符Eを用いる。抵
抗rc1,rc5,rs1,rs5はオン抵抗であり、
通常1.5KΩ程度の値になっている。
【0032】抵抗rc1,rc5は各スイッチDに対応
付けられており、抵抗rc1は電圧V1側に接続されて
いるときの抵抗を示し、抵抗rc5は電圧V5側に接続
されているときの抵抗を示す。抵抗rs1,rs5は各
スイッチEに対応付けられており、抵抗rs1は電圧V
1側に接続されているときの抵抗を示し、抵抗rs5は
電圧V5側に接続されているときの抵抗を示す。
【0033】図21(1)〜図21(4)は、X座標検
出期間W5におけるセグメント電極S1,S2,Sm−
1,Smに与えられる電圧V1,V5の波形を示す。
【0034】前記電子ペン8を液晶パネル2上に置いた
場合に、電子ペン8に誘起される電圧の波形は図21
(7)に示すような波形が理想的である。このような理
想的な波形の検出信号は、たとえば前述の図20におけ
るコモン電極Cのように電子ペン8に近い方の電極を走
査する場合に得られる。しかし、液晶パネル1において
は、上側、すなわち電子ペン8に近い側に位置するコモ
ン電極Cと下側に位置するセグメント電極Sは液晶層を
介して静電的な結合を行っており、1画素あたり1pF
にも達するので、座標検出期間において電子ペン8の下
側のセグメント電極Sの走査をした場合、静電容量が大
きくかつコモン電極Cの長さ方向の抵抗が1〜2kΩ程
度の抵抗を有し、かつコモン駆動回路4のオン抵抗rc
1,rc5が1.5kΩ程度高い値なので、セグメント
電極Sには図15(5)に示す電圧が誘起する。
【0035】このような状態で電子ペン8を液晶パネル
2上に置くと、電子ペン8には図21(6)のような電
圧が誘起する。図21においてGはセグメント電極Sを
走査することによって得られる電圧による真の検出電圧
を示すが、実際には図21(6)に示す誘導ノイズピー
クFおよび誘導ノイズピークRが重畳されることによっ
て図21(8)に示すように検出される。誘導ノイズピ
ークFあるいは誘導ノイズピークRの値はコモン電極C
の抵抗rが大きいほど大きくなり、誘導ノイズピーク
F,Rが検出信号ピークGに重畳されることによって、
特に電子ペン8が両端部に存在する場合にX座標の検出
精度が低下する。
【0036】前記セグメント駆動回路3において、スイ
ッチE1からEmに向かって図21(1)〜図21
(4)のように順次V5がセグメント電極に印加され
る。図20においてはセグメント電極S2,S3,S4
に走査電圧V5が印加され、他のセグメント電極および
コモン電極にはV1が供給されている状態である。
【0037】このように走査した場合における誘導ノイ
ズF,Rは、上側に配列される電極の長さ方向の抵抗が
高いほど大きいので、抵抗の高い電極を配置した電極面
を電子ペンに対し下側に配置するのである。モノクロ表
示の場合、コモン電極、セグメント電極ともに比較的広
くかつ同一幅の場合が多いので、上下いずれに配列して
も性能上の優劣はほとんどない。
【0038】しかし、カラー表示のように、セグメント
電極の幅が狭い場合にはセグメント電極の抵抗が高いの
で、従来は図17のようにセグメント電極を下側に配置
し、コモン電極を電子ペン側に配置している。セグメン
ト駆動回路3のオン抵抗もなるべく低いことが望ましい
が、耐圧が30Vを超える場合は1.5kΩ程度とな
る。
【0039】従来技術である特開平5−265650号
公報に開示されている装置では、前述の図18に示され
る静電誘導電圧Fにおいて、交流化信号FRの信号レベ
ルが変化する際に、セグメント電極Sおよびコモン電極
Cに印加されている基準電圧が、同時に切換わることに
よって発生するピークFa,Fbを用いて、電子ペン8
が表示パネル2の一方表面に接近しているかどうかを表
示期間において検出している。
【0040】電子ペン8が表示パネル2の一方表面に接
近していることを検知するための手段である図17の判
断回路15では、液晶表示パネルが交流化信号FRの信
号レベルに基づく交流化駆動方式によって動作している
点に着目し、各フレームの表示期間に検出している。図
22(1)に示す交流化信号FRの信号レベルに基づき
複数ラインの表示を行う毎に、コモン電極およびセグメ
ント電極に印加する電圧の極性を一斉に反転しつつ表示
を行っているので、電子ペン8が表示パネル2の一方表
面に接近していると、電子ペン8の指示電極は表示パネ
ル2の各電極S,Cとの静電結合が主となり、図22
(2)に示すように交流化信号FRの立上がりおよび立
下がりのタイミングと発生するタイミングが一致するス
パイク状の電圧が誘起される。電子ペン8が表示パネル
2の一方表面から離れている場合には、図22(3)に
示すように、周辺からの外来ノイズによる誘導電圧が主
となる。この誘導電圧にはスパイク状の部分がなく、交
流化信号FRの信号レベルの変化タイミングとは関係な
くランダムに発生している。
【0041】したがって従来技術の図17の判断回路1
5では交流化信号FRの信号レベルが切換わるタイミン
グを含むように期間Wa,Wbを設け、各期間Wa,W
bにおける電圧をゲート回路で分離し、それぞれの電圧
を整流して各期間Wa,Wbの平均電圧Vwa,Vwb
を比較することによって、電子ペン38がどのような状
態であるかを検出している。すなわち、電子ペン8が表
示パネル2の一方表面に接近している場合はVwa》V
wbであり、離れている場合にはVwa≒Vwbとなる
ので、コンパレータなどで平均電圧Vwa,Vwbを比
較することによって電子ペン38の状態を判定すること
ができる。表示期間W1は、その表示期間W3と座標検
出期間W4との和である1周期W1のたとえば約90%
を占め、したがってこの表示期間W3において判断回路
15を動作させることは、大きな電力消費となる。電池
を用いる携帯形情報機器では、消費電力を少しでも低減
することが望まれている。
【0042】
【0043】 本発明の目的は、用いられる電圧の種類
をできるだけ少なくし、しかも消費電力を節減すること
ができるようにし、さらに低耐圧の集積回路を用いて実
現することができるようにした表示装置を用い、ノイズ
による誤動作を防いで座標検出精度が向上された表示一
体形タブレット装置を提供することである。
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【課題を解決するための手段】本発明は、(a)複数の
セグメント電極および複数のコモン電極を有し、これら
のセグメント電極とコモン電極との間に誘電体が介在さ
れ、セグメント電極がコモン電極よりも上方に配置され
る表示パネルと、(b)表示パネルのセグメント電極お
よびコモン電極と浮遊容量で結合される電子ペンと、
(c)表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモ
ン電極との交差領域によって構成された画素マトリクス
に画像を表示するための表示制御信号および表示データ
を出力する表示制御回路と、(d)表示パネルのセグメ
ント電極およびコモン電極を走査するための走査制御信
号を出力する座標検出制御回路と、(e)表示期間と座
標検出期間と電子ペン有無検出期間とを順次的に繰返し
て設定し、座標検出期間は、X座標検出期間とY座標検
出期間とを含み、さらに極性が周期的に反転する交流化
信号を発生する制御手段と、(f)表示期間には表示制
御回路側を切換え選択して表示制御回路からの表示制御
信号および表示データを出力し、座標検出期間には座標
検出制御回路側を切換え選択して座標検出制御回路から
の走査制御信号を出力する切換え回路と、(g)コモン
駆動回路であって、表示期間には、交流化信号に応答
し、切換え回路からの表示制御信号に基づいて上記コモ
ン電極を順次選択するためのコモン電極駆動信号を生成
し、このコモン電極駆動信号は、交流化信号が一方極性
であるとき、選択コモン電極に基準電圧VMよりも高い
第1電圧VHを与え、非選択コモン電極に基準電圧VM
を与え、交流化信号が他方極性であるとき、選択コモン
電極に基準電圧VMよりも低い第2電圧VLを与え、非
選択コモン電極に基準電圧VMを与え、第1および第2
電圧VH,VLの絶対値は、誘電体の活性化のためのし
きい値未満であって、座標検出期間には、切換え回路か
らの走査制御信号に基づいて、X座標検出期間に、コモ
ン電極を基準電圧VMに保ち、Y座標検出期間に、画素
マトリクスに画像を表示することなくコモン電極を順次
走査するためのコモン電極走査信号を生成し、このコモ
ン電極走査信号は、選択コモン電極に第1または第2電
圧VH,VLを与え、非選択コモン電極に基準電圧VM
を与え、電子ペン有無検出期間に、コモン電極に基準電
圧VMを与えるコモン駆動回路と、(h)セグメント駆
動回路であって、表示期間には、交流化信号に応答し、
切換え回路からの表示制御信号および表示データに基づ
いてコモン電極駆動信号によって選択されたコモン電極
に係る画素を表示するためのセグメント電極駆動信号を
生成し、このセグメント電極駆動信号は、交流化信号が
前記一方極性であるとき、選択セグメント電極にコモン
電極駆動信号の前記基準電圧VMよりも低い第3電圧V
Aを与え、非選択セグメント電極に基準電圧VMよりも
高い第4電圧VBを与え、交流化信号が前記他方極性で
あるとき、選択セグメント電極に第4電圧VBを与え、
非選択セグメント電極に第3電圧VAを与え、第3およ
び第4電圧VA,VBは、前記しきい値未満であって、
かつ|VH−VA|および|VL−VB|は、前記しき
い値以上になるように選ばれ、座標検出期間には、切換
え回路からの走査制御信号に基づいてX座標検出期間
に、画素マトリクスに画像を表示することなく上記セグ
メント電極を順次走査するためのセグメント電極走査信
号を生成し、このセグメント電極走査信号は、選択セグ
メント電極に第3または第4電圧VA,VBのいずれか
一方の電圧を与え、非選択セグメント電極に第3または
第4電圧VA,VBのいずれか他方の電圧を与え、Y座
標検出期間に、セグメント電極を第3または第4電極V
A,VBの前記いずれか他方の電圧に保ち、電子ペン有
無検出期間に、電子ペン有無検出信号を生成し、この電
子ペン有無検出信号は、セグメント電極に第3電圧VA
と第4電圧VBとの間の波高値を有するパルスであるセ
グメント駆動回路と、(i)電子ペン有無検出期間の電
子ペン有無検出信号に対応して電子ペンから与えられる
誘導電圧に応答して、電子ペンの先端が表示パネルの表
面に接近しているか離れているかを検出する電子ペン有
無検出手段と、(j)電子ペン有無検出手段の出力に応
答し、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近してい
ることが検出されたとき、コモン駆動回路およびセグメ
ント駆動回路からコモン電極あるいはセグメント電極に
入力された座標検出期間の各走査信号に基づいて電子ペ
ンの電極に誘起された誘導電圧が与えられて、座標検出
期間において、電子ペンからの誘導電圧に基づいて電子
ペン先端の座標を検出して、X座標信号およびY座標信
号を出力する座標検出回路とを含むことを特徴とする表
示一体形タブレット装置である。
【0048】 また本発明は、(a)複数のセグメント
電極および複数のコモン電極を有し、これらのセグメン
ト電極とコモン電極との間に誘電体が介在される表示パ
ネルと、(b)表示パネルのセグメント電極およびコモ
ン電極と浮遊容量で結合される電子ペンと、(c)表示
パネルの複数のセグメント電極と複数のコモン電極との
交差領域によって構成された画素マトリクスに画像を表
示するための表示制御信号および表示データを出力する
表示制御回路と、(d)表示パネルのセグメント電極お
よびコモン電極を走査するための走査制御信号を出力す
る座標検出制御回路と、(e)表示期間と座標検出期間
と電子ペン有無検出期間とを順次的に繰返して設定し、
座標検出期間は、X座標検出期間とY座標検出期間とを
含み、さらに極性が周期的に反転する交流化信号を発生
する制御手段と、(f)表示期間には表示制御回路側を
切換え選択して表示制御回路からの表示制御信号および
表示データを出力し、座標検出期間には座標検出制御回
路側を切換え選択して座標検出制御回路からの走査制御
信号を出力する切換え回路と、(g)コモン駆動回路で
あって、表示期間には、交流化信号に応答し、切換え回
路からの表示制御信号に基づいて上記コモン電極を順次
選択するためのコモン電極駆動信号を生成し、このコモ
ン電極駆動信号は、交流化信号が一方極性であるとき、
選択コモン電極に基準電圧VMよりも高い第1電圧VH
を与え、非選択コモン電極に基準電圧VMを与え、交流
化信号が他方極性であるとき、選択コモン電極に基準電
圧VMよりも低い第2電圧VLを与え、非選択コモン電
極に基準電圧VMを与え、第1および第2電圧VH,V
Lの絶対値は、誘電体の活性化のためのしきい値未満で
あって、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御
信号に基づいて、X座標検出期間に、コモン電極を基準
電圧VMに保ち、Y座標検出期間に、画素マトリクスに
画像を表示することなくコモン電極を順次走査するため
のコモン電極走査信号を生成し、このコモン電極走査信
号は、選択コモン電極に第1または第2電圧VH,VL
を与え、非選択コモン電極に基準電圧VMを与え、電子
ペン有無検出期間には、電子ペン有無検出信号を生成
し、この電子ペン有無検出信号は、コモン電極に基準電
圧VMと第1または第2電圧VH,VLのいずれか一方
との間の波高値を有するパルスであるコモン駆動回路
と、(h)セグメント駆動回路であって、表示期間に
は、交流化信号に応答し、切換え回路からの表示制御信
号および表示データに基づいてコモン電極駆動信号によ
って選択されたコモン電極に係る画素を表示するための
セグメント電極駆動信号を生成し、このセグメント電極
駆動信号は、交流化信号が前記一方極性であるとき、選
択セグメント電極にコモン電極駆動信号の前記基準電圧
VMよりも低い第3電圧VAを与え、非選択セグメント
電極に基準電圧VMよりも高い第4電圧VBを与え、交
流化信号が前記他方極性であるとき、選択セグメント電
極に第4電圧VBを与え、非選択セグメント電極に第3
電圧VAを与え、第3および第4電圧VA,VBは、前
記しきい値未満であって、かつ|VH−VA|および|
VL−VB|は、前記しきい値以上になるように選ば
れ、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号
に基づいてX座標検出期間に、画素マトリクスに画像を
表示することなく上記セグメント電極を順次走査するた
めのセグメント電極走査信号を生成し、このセグメント
電極走査信号は、選択セグメント電極に第3または第4
電圧VA,VBのいずれか一方の電圧を与え、非選択セ
グメント電極に第3または第4電圧VA,VBのいずれ
か他方の電圧を与え、電子ペン有無検出期間に、セグメ
ント電極に第3または第4電圧VA,VBのうち、基準
電圧VMに関して、コモン電極に与えられる第1または
第2電圧VH,VLの前記いずれか一方と同一側の電圧
VAまたはVBを与えるセグメント駆動回路と、(i)
電子ペン有無検出期間の電子ペン有無検出信号に対応し
て電子ペンから与えられる誘導電圧に応答して、電子ペ
ンの先端が表示パネルの表面に接近しているか離れてい
るかを検出する電子ペン有無検出手段と、(j)電子ペ
ン有無検出手段の出力に応答し、電子ペンの先端が表示
パネルの表面に接近していることが検出されたとき、コ
モン駆動回路およびセグメント駆動回路からコモン電極
あるいはセグメント電極に入力された座標検出期間の各
走査信号に基づいて電子ペンの電極に誘起された誘導電
圧が与えられて、座標検出期間において、電子ペンから
の誘導電圧に基づいて電子ペン先端の座標を検出して、
X座標信号およびY座標信号を出力する座標検出回路と
を含むことを特徴とする表示一体形タブレット装置であ
る。また本発明は、交流化信号は、1フレーム期間中に
複数回反転されることを特徴とする。
【0049】 本発明に従えば、制御手段から与えられ
る交流化信号が一方極性、たとえばHレベルであると
き、コモン電極を順次選択して走査するコモン電極駆動
信号は、基準電圧VMよりも高い第1電圧VHを与え、
セグメント駆動回路は、画素を表示するために選択され
たセグメント電極に、その基準電圧VMよりも低い第3
電圧VAを与える。これによってその表示される画素の
誘電体には、|VH−VA|が与えられ、誘電体が活性
化される。このとき選択されない、すなわち非選択コモ
ン電極には、コモン駆動回路によって基準電圧VMが与
えられ、また非選択セグメント電極にはセグメント駆動
回路から基準電圧VMよりも高い第4電圧VBが与えら
れ、これによって表示されない画素の誘電体には|VB
−VM|が与えられるけれども、この値はしきい値より
も充分に低い。 交流化信号が他方極性、たとえばLレ
ベルであるとき、コモン駆動回路からは選択されたコモ
ン電極に基準電圧VMよりも低い第2電圧VLを与え、
セグメント駆動回路は表示すべき画素の選択されたセグ
メント電極に第4電圧VBを与え、これによって表示す
べき画素の誘電体には、|VL−VB|が与えられ、そ
の誘電体が活性化される。このとき非選択セグメント電
極には、第3電圧VAが与えられ、したがってその非選
択セグメント電極に対応する誘電体には、|VL−VA
|が与えられるけれども、その誘電体が活性化されるこ
とはない。また非選択コモン電極には基準電圧VMが与
えられており、その非選択コモン電極に対応する誘電体
に印加される電圧|VA−VM|および|VB−VM|
が与えられ、活性化されることはない。 また本発明に
従えば、コモン駆動回路は、基準電圧VMの上下に第1
および第2電圧VH,VLに切換わるだけであって、基
準電圧が一定のままであるので、コモン電極とセグメン
ト電極との間の充放電エネルギが消費されることを、先
行技術に比べてできるだけ抑制することができる。先行
技術では、交流化信号の反転のたびに、基準電圧の極性
が切換わり、したがって充放電エネルギが多く消費され
ることになる。本発明はこの問題を解決する。 さらに
本発明に従えば、このように無駄な充放電エネルギを抑
制することができるので、交流化信号を、1フレーム期
間中に複数回反転し、液晶の寿命を長くし、表示品位を
向上することができるようになる。 さらに本発明に従
えば、コモン駆動回路における第1および第2電圧V
H,VLの絶対値は、誘電体の活性化のためのしきい値
未満であり、さらにそのしきい値に近い値、たとえば2
5.2Vに選ばれてもよいので、コモン駆動回路を集積
回路によって実現する場合には、いわば高耐圧の構成に
する必要がある反面、セグメント駆動回路を集積回路に
よって実現するときには、その第3および第4電圧V
A,VBは基準信号VMに近似した小さい絶対値、たと
えば1.7Vであり、したがってセグメント駆動回路
は、いわば低耐圧集積回路によって容易に実現すること
ができる。このような低耐圧の集積回路によってセグメ
ント駆動回路を実現すると、安価に製造することがで
き、このことは特に表示パネルを、たとえば誘電体とし
て液晶を用い、赤、緑および青の合計3色のセグメント
電極を、各画素毎にそれぞれ設けられ、したがってコモ
ン電極の3倍の数のセグメント電極が設けられることに
なるけれども、このような安価な低耐圧の集積回路によ
ってセグメント駆動回路を実現することができるように
なるので、実現が容易である。本発明に従えば、電子ペ
ンを用いて座標入力を行う際に、X座標信号を得るため
に、セグメント駆動回路で用いた第3および第4電圧V
A,VBをセグメント電極走査信号として用い、Y座標
信号を得るために、コモン駆動回路で表示のために用い
る第1または第2電圧VH,VLと基準電圧VMとを用
いるので、用いられる電圧の種類を減少し、構成を簡略
化することができる。 しかも本発明に従えば、座標検
出期間においてセグメント駆動回路から与えられるセグ
メント電極走査信号である第3および第4電圧VA,V
Bの値は比較的小さい値であるけれども、このセグメン
ト電極は、表示パネルにおいてコモン電極よりも上方に
配置され、したがって座標入力時には、電子ペンとセグ
メント電極との距離がごくわずかとなるので、静電誘導
結合が確実になり、電子ペンに静電誘導信号を正確に得
ることができる。 本発明に従えば、コモン電極は、座
標入力時に、電子ペンからセグメント電極よりも遠去っ
た位置にあるけれども、このコモン電極には、比較的高
い電圧を有する第1または第2電圧VH,VLが与えら
れるので、このコモン電極と電子ペンとの静電誘導結合
は確実である。 本発明に従えば、電子ペン有無検出期
間に生成される電子ペン有無検出信号は、セグメント駆
動回路において得られる第3電圧VAと第4電圧VBと
の間の波高値を有するパルスであって、セグメント電極
に与えるようにしてもよいけれども、本発明の他の考え
方に従えば、この電子ペン有無検出信号は、コモン駆動
回路から得られる基準電圧VMと第1電圧VHとの間の
波高値を有するパルス、または基準電圧VMと第2電圧
VLとの間の波高値を有するパルスを用い、コモン電極
に与えるようにしてもよい。電子ペン有無検出信号は、
全てのセグメント電極またはコモン電極に同時に一斉に
与えるようにしてもよいけれども、全てのセグメント電
極を複数のセグメント電極毎にグループ化し、各グルー
プ毎に電子ペン有無検出信号を順次的に与えて走査する
ようにしてもよく、このことはコモン電極に関しても同
様である。
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の前提となる表示
一体形タブレット装置である表示機能付き座標検出装置
31のブロック図である。表示機能付き座標検出装置3
1は、表示パネル32と、セグメント駆動回路33と、
コモン駆動回路34と、表示制御回路35と、座標検出
制御回路36と、制御回路37と、電子ペン38と、オ
ペアンプ39と、X座標検出回路40と、Y座標検出回
路41と、直流電源回路42と、表示信号供給回路43
と、切換え回路44とを含んで構成される。
【0057】表示パネル32は、n行×m列(n,mは
2以上の自然数)の単純マトリクス型の表示パネルであ
り、セグメント駆動回路33によって列方向の電極であ
るセグメント電極Sが駆動され、コモン駆動回路34に
よって行方向の電極であるコモン電極Cが駆動される。
なお、表示パネル32に設けられるセグメント電極S1
〜Smを総称するときには参照符Sを用い、コモン電極
C1〜Cnを総称するときには参照符Cを用いる。直流
電源回路42は、予め定める正の電源電圧VEEと負の
電圧VSSとの間を抵抗などによって分圧して後述する
電圧VH,VM,VL;VA,VBを生成する。電圧V
H,VM,VLはコモン駆動回路34に供給され、電圧
VA,VBはセグメント駆動回路33に供給される。こ
れらの5値の電圧の関係は次の第1式のようになる。
【0058】 VEE>VH>VB>VM>VA>VL>VSS …(1) たとえばVH=22.5V、VB=1.7V、VM=0
V、VA=−1.7V、VL=−22.5Vである。
【0059】本件装置31では、1フレーム期間を表示
期間と座標検出期間とに時分割して表示パネル32を駆
動する。したがって表示パネル32は、表示期間では表
示パネルとして動作し、座標検出期間では座標検出パネ
ルとして動作する。前記時分割の方法としては、図2に
示すようにN番目のフレーム期間W21は、表示期間W
23と、座標検出期間W24とに分割される。座標検出
期間W24は、X座標検出期間W25と、Y座標検出期
間W26とを含んで構成される。(N+1)番目のフレ
ーム期間W22以降は、フレーム期間W21と同様に前
記各期間W23,W25,W26が繰返し行われる。
【0060】本件装置31において、切換え回路44
は、制御回路37から供給される制御信号に応答して、
画像を表示する際の制御を行う表示制御回路35からの
表示制御信号と表示データとを、または座標位置を検出
する際の制御を行う座標検出制御回路36からの走査制
御信号を切換えて出力する。
【0061】座標検出期間W24においては、座標検出
制御回路36が選択され、座標検出制御回路36から与
えられる走査制御信号に応答して、各駆動回路33,3
4が電子ペン38によって指示された座標の検出を行
う。座標検出期間W24におけるX座標検出期間W25
では、セグメント駆動回路33はセグメント電極走査信
号を生成して、表示パネル32のセグメント電極Sを順
次走査する。X座標検出期間W25に引続くY座標検出
期間W26では、座標検出制御回路36から与えられる
走査制御信号に応答して、コモン駆動回路34はコモン
電極走査信号を生成して、コモン電極Cを順次走査す
る。
【0062】また、表示期間W23においては、制御回
路37の制御に従って切換え回路44は、表示制御回路
35から出力される表示制御信号と表示データとを受取
り、コモン駆動回路34およびセグメント駆動回路33
に与える。
【0063】座標検出期間W24において、各座標検出
回路40,41で検出された電子ペン38の存在する座
標位置を示すデータを、表示制御回路35に入力するこ
とによって、表示期間W23において座標位置に表示を
行うことができる。
【0064】コモン駆動回路34とセグメント駆動回路
33とは、切換え回路44の出力に基づいて、直流電源
回路42から供給される複数の電圧VH,VM,VL;
VA,VBを選択的に表示パネル32の各電極C,Sに
印加する。
【0065】図3は表示パネル32および電子ペン38
の断面図であり、図4は表示パネル32の一部を拡大し
て示す断面図である。図4に示すように、表示パネル部
分232は、セグメント電極Sが配置される基板51
と、コモン電極Cが配置される基板52とを各電極S,
Cが対向するように貼合わせ、周辺部を封止部材54で
封止し、基板51,52と封止部材54とによって形成
される空間に液晶層53となる液晶を注入して形成され
ている。
【0066】表示パネル32においては、表示パネル部
分232を覆うようにアクリル樹脂などによって形成さ
れる防護板56を設ける。防護板56と基板51との間
には、表示パネル部232の周辺部に設けられるスペー
サ58によって形成されるエアギャップ57が存在す
る。エアギャップ57が存在することによって、防護板
56が撓んだ場合であっても防護板56が基板51に接
触することを防止することができる。電子ペン38の先
端部においては、指示電極61の先端部61aを包込む
ように樹脂62が形成される。指示電極61は、オペア
ンプ39に接続されており、指示電極61で発生した電
圧は、オペアンプ39で増幅されて各座標検出回路4
0,41に与えられる。
【0067】本件装置31では、電子ペン38が表示パ
ネル32の一方表面32aに接近しているときに、セグ
メントおよびコモン電極S,Cに順次的に電圧を印加す
ることによって、指示電極61とセグメントおよびコモ
ン電極S,Cとがエアギャップ57などを介して静電的
に結合することとなり、指示電極61に発生する電圧に
基づいて、電子ペン38が指し示す表示パネル32の座
標位置を検出している。
【0068】図5は、セグメント駆動回路33を構成す
る集積回路のブロック図である。セグメント駆動回路3
3を構成する集積回路33Lは、コントロール回路71
と、ラッチセレクタ72と、第1データラッチ73と、
第2データラッチ74と、バイ・ディレクショナル・シ
フトレジスタ75と、出力回路77と、データMPX
(マルチプレクサ)78とを含んで構成される。また、
第2データラッチ74と、バイ・ディレクショナル・シ
フトレジスタ75は、ブロック図では別構成になってい
るが一体構成でも良い。
【0069】 セグメント駆動回路33を構成する集積
回路33Lには、前述の各構成要素に対する信号の入出
力を行うために複数の端子が設けられている。本明細書
において、各端子と端子に与えられる電圧および信号と
には同一の参照符を付して説明を行うことがある。この
構成においては、たとえばセグメント駆動回路33を構
成する集積回路33Lに含まれる出力回路77に接続さ
れるセグメント電極Sを160本の倍数とする。
【0070】セグメント駆動回路33を構成する集積回
路33Lには、接続端子として端子SEL、および端子
DISが設けてある。端子SELには、表示走査を行う
か座標検出走査を行うかを選択するための信号SELが
与えられる。信号SELは切換え回路44から与えら
れ、端子SELを介してコントロール回路71に与えら
れる。端子DISには、信号DISが与えられる。信号
DISは切換え回路44から与えられ、端子DISを介
して出力回路77に与えられる。出力回路77は、後述
の図15の電子ペン有無検出期間W27で、信号DIS
が入力された際には、表示信号D0〜D7の信号レベル
に関係なく、信号DISのHまたはLの各信号レベルに
基づいて全てのセグメント電極Sに出力する電圧を、V
AまたはVBのいずれかの電圧とする。バイ・ディレク
ショナル・シフトレジスタ75に保持されているデータ
がクリア端子CLEへの入力によってクリアされて全て
の出力が電圧VAとなっている場合に、たとえばHレベ
ルである信号DISが与えられると、セグメント電極S
にそれぞれ接続されている出力端子OUT1〜OUT1
60からの出力電圧を電圧VBにすることができる。切
換え回路44から供給される信号が端子CLEを介して
与えられることによって、シフトレジスタ75およびデ
ータラッチ73,74に保持されている内容をクリアす
ることができる。
【0071】本件装置31には、複数個の大規模集積回
路によって実現されるセグメント駆動回路33が端子E
IO1,EIO2を介してカスケードに接続されてお
り、表示期間では端子EIO1,EIO2がチップセレ
クト端子として動作し、座標検出期間ではバイ・ディレ
クショナル・シフトレジスタ75へのデータ入出力を行
う端子として機能する。
【0072】セグメント駆動回路33を構成する集積回
路33Lは、表示のための160チャンネルのデータラ
ッチ74と、座標検出のための160チャンネルのバイ
・ディレクショナル・シフトレジスタ75とを備えてい
る。
【0073】セグメント駆動回路33を構成する集積回
路33Lは、表示期間W23では表示信号入力端子D0
〜D7から入力される8ビットの表示信号D0〜D7
を、端子SCKを介して与えられるクロックパルスSC
Kに基づいて、データMPX(マルチプレクサ)78を
介して第1データラッチ回路73に保持する。第1デー
タラッチ回路73は、8ビットのラッチ回路が20個組
合わされて構成されている。いずれのラッチ回路にデー
タを保持させるかは、ラッチセレクタ72によって制御
されている。20個のラッチ回路すべてに表示データ信
号が一旦蓄えられ、1ライン分の表示データがまとめて
160ビットの第2データラッチ74に与えられる。第
2データラッチ74には、端子DSTを介して入力され
るシフトデータSが与えられており、シフトデータSが
入力されることによって、第2データラッチ74から1
60ビット分の表示信号が出力回路77に与えられる。
出力回路77には、電圧VA,VBが与えられており、
第2データラッチ74から供給される信号のレベルに基
づいて出力端子OUT1〜OUT160から同時に電圧
VA,VBのいずれかの電圧がセグメント電極Sに出力
される。またデータMPX78では、端子REVを介し
て与えられる交流化信号FRの信号レベルに基づいて表
示信号D0〜D7の各信号レベルを反転させる。
【0074】座標検出期間W24ではシフトデータ入力
端子EIO1から入力されたシフトデータを、端子DS
Tを介して供給される転送クロックに基づいて、バイ・
ディレクショナル・シフトレジスタ75を介して出力端
子OUT1〜OUT160から順次出力する。前記シフ
トデータを順次的に出力した後、端子EIO2を介して
シフトデータを次段に接続されたセグメント駆動回路3
3を構成する集積回路33Lの端子EIO1に転送し
て、引続くセグメント電極Sの検出走査を行う。シフト
データ入力端子EIO1,EIO2の切換えは、端子S
Dに入力されるシフト方向制御信号SDの信号レベルに
よって行われる。シフト方向制御信号SDによって座標
検出の走査方向が切換えられると、シフトデータは出力
端子OUT160〜OUT1へと順次的に出力されるよ
うになる。このとき、セグメント駆動回路33を構成す
る集積回路33Lにはシフトデータは端子EIO2から
入力され、端子EIO1から出力される。
【0075】従来技術における図17のセグメント駆動
回路3では、出力電圧が4値になっており電圧レベルの
異なる4つの出力電圧を切換えて制御しなければならな
いので、160チャンネルのレベルシフタを備える必要
があるが、本実施の形態におけるセグメント駆動回路3
3を構成する集積回路33Lでは一般的なロジック駆動
回路と同程度の2値電圧の制御を行えばよく、レベルシ
フタを設ける必要がなく、したがってセグメント駆動回
路33を構成する集積回路33Lのチップの面積を縮小
することができる。
【0076】図6は、コモン駆動回路34を構成する集
積回路34Lを示すブロック図である。コモン駆動回路
34を構成する集積回路34Lは、制御回路101と、
双方向シフトレジスタ102と、レベルシフタ103
と、レベルセレクタ104とを含んで構成される。コモ
ン駆動回路34を構成する集積回路34Lでは、レベル
セレクタ104に接続されるコモン電極Cの本数を16
0本とする。したがって、コモン駆動回路34を構成す
る集積回路34Lは、出力OC1〜OC160を順次的
に出力する。
【0077】制御回路101には、クロック信号CKが
端子CKを介して与えられ、垂直同期信号SPが端子D
IOを介して与えられている。また、交流化信号FRは
端子FRを介して入力されており、後述するシフト方向
制御信号SDは端子SDを介して入力される。双方向シ
フトレジスタ102は、垂直同期信号SPが立下がって
から再び立下がるまでの期間でクロック信号CKが立上
がる毎に信号C1,C2,…,C160を順次レベルシ
フタ103へと与える。レベルシフタ103は、信号C
1,C2,…,C160を所定の電圧レベルへとシフト
させてレベルセレクタ104に与える。
【0078】レベルセレクタ104には、電圧VH,V
M,VLが与えられており、信号C1〜C160および
交流化信号FRに基づいて出力OC1,OC2,…,O
C160を出力する。出力OC1,OC2,…,OC1
60は、それぞれ表示パネル32の各コモン電極Cに与
えられる。交流化信号FRがハイレベルである場合、信
号C1がハイレベルである期間では出力OC1は電圧V
Hとなり、ローレベルである期間では出力OC1は電圧
VMとなる。交流化信号FRがローレベルである場合、
信号C1がハイレベルである期間では出力OC1は電圧
VLとなり、ローレベルである期間では出力OC1は電
圧VMとなる。
【0079】座標検出期間W24では、交流化信号FR
による出力電圧の切換えが行われず、また各出力OC1
〜OC160の出力されるタイミングが前記表示期間W
23におけるタイミングよりも短い周期に定められてい
る他は表示期間W23の動作と同一である。シフト方向
制御信号SDの信号レベルに基づいて、レベルセレクタ
104からの出力がOC1〜OC160の順番で出力さ
れるか、OC160〜OC1の順番で出力される。
【0080】図7は表示パネル32に行われる表示の一
例を示す。図7において、「○」は画素が表示状態であ
ることを示し、「×」は画素が非表示状態であることを
示す。図7に示す表示パネル32では、セグメント電極
Sの本数を13本とし、コモン電極Cの本数を8本とす
る。
【0081】図8は図7に示す表示例を表示するための
座標検出装置31におけるタイミングチャートであり、
図9は座標検出期間におけるタイミングチャートであ
る。図8に示すように、交流化信号FRの信号レベルが
変化しても、コモン電極Cおよびセグメント電極Sに供
給する電圧を交流化する際に基準となる電圧は、電圧V
Mのまま変化しない。したがって交流化信号FRがロー
レベルである時刻t10から時刻t13までの期間W3
1では、選択されたコモン電極Cには時刻t10から時
刻t11までの期間W30ずつ電圧VLがそれぞれ印加
され、選択されていないコモン電極Cには電圧VMが印
加される。また交流化信号FRがハイレベルである時刻
t13から時刻t16までの期間W32では、選択され
たコモン電極Cには電圧VHがそれぞれ印加され、選択
されていないコモン電極Cには電圧VMが印加される。
電圧VMを、たとえば0Vに定めると、電圧VL,VH
は、電圧VMを基準として下と上とに対称となるよう
に、−25.2Vと25.2Vにそれぞれ定められる。
【0082】交流化信号FRがローレベルである期間W
31では、表示状態となる画素を含むセグメント電極S
にはオン電圧として電圧VBが印加され、表示状態とな
る画素を含まないセグメント電極Sにはオフ電圧として
電圧VAが印加される。交流化信号FRがハイレベルで
ある期間W32では、オフ電圧を電圧VBとし、オン電
圧を電圧VAとしてセグメント電極Sに印加する。電圧
VMを、たとえば0Vに定めると、電圧VA,VBは、
電圧VMを基準として対向するように、−1.7Vと
1.7Vとにそれぞれ定められる。
【0083】 基準電圧VMは、この構成では0Vとし
たが、|VH−VM|と|VL−VM|とが等しく、|
VA−VM|と|VB−VM|とが等しく定められ、か
つ|VL−VB|と|VH−VA|とが表示のためのし
きい値電圧よりも高くなるように定められれば、他の電
圧値に定められてもよい。
【0084】コモン駆動回路34を構成する集積回路3
4Lからは、3値の電圧VH,VM,VLで変化する出
力波形が出力され、セグメント駆動回路からは2値の電
圧VA,VBで変化する出力波形が出力される。2つの
出力波形の電圧差によって、セグメント電極Sおよびコ
モン電極Cの直交点である画素が、点灯状態となるか非
点灯状態となるかが決定される。
【0085】表示パネル32を駆動する際に必要となる
駆動電圧は、以下に示す第2式のように表される。
【0086】 液晶駆動電圧Vmax={2(√N+1)−2}×Vth …(2) ここで、表示パネル32の行数をN=160とし、液晶
のしきい値電圧をVth=2Vとすると、駆動電圧Vm
axは約50Vとなる。したがって前述の各電圧値に基
づくと、コモン駆動回路34を構成する集積回路34L
には、電圧VH〜VLまでの最大で50.4Vの電圧が
印加されることとなり、セグメント駆動回路には電圧V
A〜VBまでの3.4Vの電圧が印加される。コモン駆
動回路34を構成する集積回路34Lは、高耐圧化して
形成する必要があるが、セグメント駆動回路33を構成
する集積回路33Lは低耐圧の構成でよい。
【0087】図9を参照して座標検出期間W24におけ
る動作について説明する。座標検出装置31では、座標
検出期間W24に走査のために印加する電圧を、表示期
間W23において用いられた電圧VA,VB,VH,V
L,VMと共通にしている。図9では、各電極S,Cに
印加する電圧の極性を正方向にしているが、負方向であ
っても差し支えない。
【0088】座標検出の走査のためにコモン電極Cに印
加される電圧は、基準値および波高値を表示期間W23
の電圧値と同じ電圧VMとVHとに設定した場合であっ
ても波高値として25.2Vの電圧を確保することがで
き、従来技術と同様に電子ペン38に誘起する検出電圧
は充分に高く座標検出を容易に行うことができる。
【0089】セグメント電極Sの座標検出走査では、た
とえば従来技術の図17の駆動回路の場合、駆動回路に
電圧V0,V5が印加されているので、表示のためのし
きい値電圧に近い値である電圧|V0−V5|で走査を
している。
【0090】 この構成のセグメント駆動回路33を構
成する集積回路33Lでは、セグメント駆動回路33を
構成する集積回路33Lの出力電圧が低く定められてい
る。これによって、座標検出の際に印加する電圧も表示
を行う際に印加される電圧と同様に低い電圧であり、低
消費電力などの効果が充分である。
【0091】セグメント駆動回路33を構成する集積回
路33Lには電圧VA,VBが与えられていることから
最大の波高値は|VB−VA|となり、前述の電圧値に
よると僅か3.4Vに過ぎない。したがって、たとえば
従来技術で示した前述の図17に示される表示パネル2
に対して座標検出のための走査を行ったとしても、電子
ペン8に誘起する検出電圧は極めて低いものとなり、検
出信号の信号レベルは低く、座標検出の精度は低くな
る。
【0092】 この構成では、図3に断面図を示す表示
パネル32を用いているので、セグメント電極Sが表示
パネル32の一方表面32a側に位置しており、電子ペ
ン38を前記一方表面32a側から表示パネル32に近
づけた場合、指示電極61とセグメント電極Sとが接近
するようになり、ロジック回路用LSIに供給する電源
電圧程度の低い電圧であっても、充分な検出電圧を得る
ことができ、電子ペン38によって指示される表示パネ
ル32に定められる座標のうちのX座標を確実に検出す
ることができる。
【0093】指示電極61とコモン電極Cとの結合はセ
グメント電極Sの隙間を介しての静電結合となるけれど
も、コモン電極Cに座標検出のために印加される電圧
は、表示期間W23における表示のための走査電圧と同
一の電圧を用いており、絶対値の大きい電圧である電圧
VH,VLで座標検出走査を行うこととなり、表示パネ
ル32に定められる座標のうちのY座標を検出すること
ができる。
【0094】セグメント駆動回路33を構成する集積回
路33Lは耐圧が低いので、通常のロジック回路用LS
Iの生産ラインでの生産が可能になり低価格化を図るこ
とができる。さらに、セグメント駆動回路33を構成す
る集積回路33L内部の電極構造も通常のロジック回路
用LSIと同レベルでの設計が可能になるので、セグメ
ント駆動回路33を構成する集積回路33Lを高速に動
作させることができる。したがって、表示パネル32の
カラー化および高精細化によってセグメント電極数が増
加しても、クロック周波数を高く定めることができるの
で、座標検出期間を延長することなく、短時間で座標検
出の走査を行うことができる。たとえば、前述のXGA
のカラー表示パネルを12MHzの周波数でX方向の座
標検出走査を行うと、走査時間は250μsで終了し、
表示に対する影響は無視することができる。
【0095】図10は、コモン駆動回路34を構成する
集積回路34Lにおけるレベルセレクタ104の一部の
具体的な構成を示す電気回路図である。各電圧VH,V
M,VLは、電界効果トランジスタなどの半導体スイッ
チング素子を介してコモン電極Cへ出力端子を介して与
えられ、これらのスイッチング素子は、交流化信号SR
とクロックパルスCPLとに応答するスイッチング制御
回路117によってスイッチング制御される。
【0096】図11はセグメント駆動回路33を構成す
る集積回路33Lの出力回路77の一部の構成を示す電
気回路図である。電圧VA,VBは、電界効果トランジ
スタなどのスイッチング素子を介してセグメント電極S
へ出力端子を介して与えられる。これらのスイッチング
素子は、前述の図10に示される構成と同様にスイッチ
ング制御回路118によって制御される。
【0097】耐圧の高いLSIは、内部配線間距離、ゲ
ート回路などを大きく構成し、かつ絶縁層も厚くしなけ
ればならない。しかしながら、セグメント駆動回路33
を構成する集積回路33Lは、耐圧の低いLSIであ
り、これは通常のロジック回路用LSIと同じレベルの
電極寸法で設計することができるので、従来の高耐圧L
SIに比べ電極の寸法を大幅に縮小することができる。
たとえば、回路の面積をa(>1)倍縮小すると接点の
容量などによって充放電に要する時間が減少し、ゲート
遅延時間が1/aに減少し、高速動作が実現可能とな
る。
【0098】 この構成の座標検出装置31では、コモ
ン駆動回路34を構成する集積回路34Lの出力部の構
成を、およそ60V程度の耐圧である高耐圧の構成にす
る必要があるが、セグメント駆動回路33を構成する集
積回路33Lを一般的なロジック回路と同程度の電圧を
出力する低耐圧の回路とすることができ、耐圧を高める
ための構造を設ける必要がなく、セグメント駆動回路3
3を構成する集積回路33Lの面積を縮小することがで
きる。特に、表示パネルの高精細化およびカラー化によ
ってセグメント電極Sの本数が増加することによってセ
グメント駆動回路33を構成する集積回路33Lを複数
個設けたりする必要があるけれども、セグメント駆動回
路33を構成する集積回路33Lの面積を縮小すること
ができるので、表示パネル32の周囲の部分で、各駆動
回路33,34が配置される、いわゆる額縁領域を縮小
することができる。また、セグメント駆動回路33を構
成する集積回路33Lが安価に形成されることによっ
て、複数個のセグメント駆動回路33を構成する集積回
路33Lが設けられる場合であっても座標検出装置31
の製造コストの上昇を抑えることができる。
【0099】本件装置31では、コモン駆動回路34を
構成する集積回路34Lを高耐圧の回路構成にする必要
があるが、高耐圧の回路であっても近年のLSIの製造
技術の向上によって中耐圧と同等の技術で生産すること
ができるようになっており、前述の額縁領域の形成され
る面積が大きくなることを防ぐことができる。
【0100】上述のように、セグメント駆動回路33を
構成する集積回路33Lは電圧VA,VBを出力するの
で、その耐圧は5V程度であれば充分であり、一般的な
ロジック回路用LSIと同様に製造することができる。
したがって、応答速度が速く、かつ出力部のオン抵抗が
低い駆動回路とすることができ、クロストークが少な
く、コントラストのよい表示を行うことができる駆動回
路とすることができる。
【0101】 従来の技術では交流化駆動を行う際に
は、基準電圧の極性が切換わるので、コモン電極Cおよ
びセグメント電極Sにおける充放電エネルギが無駄に消
費されていたが、この構成では、交流化駆動されること
で極性が変化しても基準電圧が一定であるので、前述の
ような無駄な電力消費を防ぐことができる。また電力消
費が抑えられることによって、1フレーム期間に複数回
にわたって極性を切換えることが可能となり、表示品位
を向上させることができる。
【0102】座標検出装置31では、座標検出期間W2
4において、表示パネル32の各電極S,Cに印加され
る電圧によって、電子ペン38の指示電極61に発生す
る極微弱な電圧に基づいて座標を検出しているので、操
作者が電子ペン38を表示パネル32から離して、ノイ
ズを発生しているような機器に近づけた場合、座標検出
回路40,41が前記ノイズを座標を示す信号と誤っ
て、正確でない座標信号を出力することとなる。このよ
うな誤動作を避けるために、電子ぺン38が表示パネル
32に接近しているか否かを検出する機能は実用上不可
欠である。すなわち、電子ペン38が表示パネル32に
接近している時の検出座標を有効とし、電子ペン38が
表示パネルから離れている場合に検出された信号に基づ
いては検出された座標に基づく処理を行わないようにす
ることが必要である。このような機能は、特にノイズの
多い場所で使われることも多い携帯用端末装置にとって
重要である。
【0103】 前述の構成における座標検出装置31で
は、基準電圧を固定しているので、交流化信号FRの信
号レベルが変化しても電子ペン38からは図18に示す
ような誘導電圧Fの比較的大きなピークFa,Fbが発
生せず、図22に関連して述べた従来技術と同様な手段
では電子ペン38が表示パネル32に接近しているかど
うかを検出することができない。この問題は、本発明に
従って次の構成によって解決される。
【0104】 図12は、本発明の実施の一形態である
表示一体形タブレット装置81の構成を示すブロック図
である。本件装置81において、前述の装置31と同一
の構成要素には同一の参照符を付して説明を省略する。
装置81の特徴は、電子ペン38が表示パネル32に接
近しているかどうかを判断して信号を出力するモード検
出回路82が設けられ、モード検出回路82から出力さ
れるモード信号MODEの信号レベルに基づいて座標検
出回路40,41で検出された座標についての出力を導
出して表示パネル32で表示を行うかどうかが定められ
ることである。
【0105】本実施の形態では、STN方式の液晶表示
パネルである表示パネル32を用いて説明を行うが、特
にこの形式の表示パネルに限定されるものではなく、T
FT(薄膜トランジスタ)駆動の液晶表示パネルは勿論
のこと、EL(ElectroLuminescence)パネルに座標検
出機能を付加した場合にも有効である。
【0106】モード検出回路82は、図13のように第
1ゲート回路91と、第2ゲート回路92と、増幅・整
形回路93,94と、比較器95とを含んで構成され
る。電子ペン38が検出した微弱な誘導電圧は、オペア
ンプ39で増幅された後、モード検出回路82の第1お
よび第2ゲート回路91,92および各座標検出回路4
0,41に与えられる。
【0107】第1ゲート回路91は、制御端子gp,g
nを備えており、制御端子gp,gnにゲート制御信号
が入力される期間Wp,Wnのみ、導通して、オペアン
プ39から供給される信号を増幅・整形回路93に出力
する。前記制御端子gp,gnには、期間Wp,Wnに
ゲート制御信号が与えられる。第2ゲート回路92は、
制御端子gaを備えており、制御端子gaに制御信号が
入力される期間Waのみ、導通して、オペアンプ39か
ら供給される信号を増幅・整形回路94に出力する。前
記制御端子gaには、後述する期間Waにゲート制御信
号が与えられる。
【0108】増幅・整形回路93,94は、第1および
第2ゲート回路91,92から供給される信号電圧を全
波整流し、後段の処理を行いやすいように予め定める増
幅率で増幅した後、直流成分を出力する。増幅・整形回
路93,94における増幅手段などの処理に関して接続
の前後関係は特に限定されるものではない。
【0109】増幅・整形回路93,94の各出力は、比
較器95に与えられて比較される。比較器95は、増幅
・整形回路93の出力値が大きい場合は、電子ペン38
が表示パネル32に接近していることを示すモード信号
MODEを出力する。期間Wp,Wnなどの時間設定、
および表示パネル32の構造にもよるが、電子ペン38
が表示画面に接近している場合は、増幅・整形回路93
の出力値が増幅・整形回路94の出力値のたとえば5倍
を超えるように設定されるので、安定したモード信号M
ODEが出力されることとなる。電子ペン38が表示画
面から離れている場合は、2つの増幅・整形回路93,
94からの出力値がもしも略同じとなると比較器95の
判定が不安定になるおそれがあるので、これを防ぐため
に増幅・整形回路94の出力が増幅・整形回路93の出
力より大きくなるようにそれぞれの増幅度を設定する。
【0110】本発明の他の形態では、比較器95の判定
の基準となる境界領域に電子ペン38が存在する場合に
は、モード信号が不安定になるので、比較器95は次に
述べるようにヒステリシス特性を備えた回路構成にす
る。
【0111】図14は、ヒステリシス特性を備える比較
器95の動作を説明するための図である。比較器95
は、第1および第2ゲート回路91,92からの増幅・
整形回路93,94を介する各出力P93,P94の差
(=V93−V94)が、予め定める第1の値V95a
以上であるとき、そのモード検出は論理「1」として電
子ペン38が比較パネル32に接近していると検出し、
第1の値V95a未満の第2の値V95b未満であると
き、離れていると検出する。
【0112】比較器95の出力であるモード信号MOD
Eは制御回路37に与えられる。制御回路37は、モー
ド信号MODEによって電子ペン38が画面から離れて
いると判断した場合は、座標検出期間で検出された電子
ペン38の座標を無効として座標位置に予め定める表示
を行わず、画面に接近していると判断した場合は、検出
された座標値を有効として表示パネル32では前記予め
定める表示を行う。
【0113】また、電子ペン38が表示パネル32から
離れていると判断した場合には、各座標検出回路40,
41の動作を休止するようにしてもよい。座標検出回路
40,41の動作を休止させることによって、不要な期
間での座標検出のための走査が行われず、座標検出装置
81における消費電力を低減することができる。
【0114】図15は、モード検出回路82の動作を説
明するためのタイミングチャートである。図15の参照
符S1〜Smは、セグメント電極S1〜Smに与えられ
る電圧波形を示し、C1〜Cnは、コモン電極C1〜C
nに与えられる電圧波形を示す。座標検出装置81で
は、表示期間W23と座標検出期間W24との間に、電
子ペン38が表示パネル32の一方表面32a側に接近
しているかどうかを判断する判断期間W27を設けてい
る。この期間W27は、図15では表示期間W23とX
座標検出期間W25との間に設けているが、X座標検出
期間W25とY座標検出期間W26との間、またはY座
標検出期間W26と引続く次の表示期間W23との間に
設定してもよい。
【0115】この判断期間W27には、図15に示すよ
うにセグメント駆動回路33を構成する集積回路33L
によって、m本の全てのセグメント電極Sに同時にパル
ス電圧を印加する。なお、m本未満の複数本のセグメン
ト電極S毎に同時にかつ順次的にパルス電圧を印加して
もよい。またこのパルス電圧を印加する際に、セグメン
ト電極Sだけでなくコモン電極Cにも同時に同一電圧を
印加してもよい。
【0116】次に検出動作について説明する。判断期間
W27において、時刻t30から時刻t31までの期間
W41と、時刻t32から時刻t33までの期間W42
とで電圧VBをすべてのセグメント電極Sに印加する。
電子ペン38が、表示パネル32の一方表面32aに接
しているか、またはごく接近している場合には、判断期
間W27に行われる走査によって、電子ペン38には図
15に誘導電圧GDとして示す電圧が誘起する。
【0117】電子ペン38が、表示パネル32の一方表
面32aに接近している場合は、電子ペン38の指示電
極61と表示パネル32のセグメント電極Sとの静電結
合が最も密になるので、誘導電圧GDとして示すように
期間Wp,Wnにのみスパイク状の電圧が電子ペン38
の指示電極61に誘起される。前記電圧波形が立上がる
ときには期間Wpに示す電圧が発生し、立下がるときに
は期間Wnに示す電圧が発生する。また、判断期間W2
7において前記期間Wp,Wnを除く期間Waでは、指
示電極61がシールド電極として作用し、電子ペン38
の周辺に存在する他の装置からのノイズによる誘導電圧
の発生を防ぐことができる。
【0118】電子ペン38が表示パネル32から離れて
いる場合には、電子ペン38の指示電極61とセグメン
ト電極Sとの静電結合がほとんど無く、むしろ電子ペン
38近辺に存在する他の電気器具などから発生されるノ
イズによる影響を受けて、判断期間W27には図15の
誘導電圧GLとして示すように、セグメント電極Sに印
加されるパルス電圧には全く関連のない電圧を誘起す
る。電子ペン38が帯電した衣類に接近して放電した場
合も同様に、前記パルス電圧の印加タイミングに関係な
く鋭いパルス状の電圧が発生する。
【0119】上述のように、電子ペン38から出力され
る誘導電圧の波形が、電子ペン38の指示電極61と表
示パネル32のセグメント電極Sとの位置関係によって
異なるので、この誘導電圧の波形を分析照合することに
よって電子ペン38が表示パネル32に接近しているか
否かを判定することができる。
【0120】モード検出回路82の構成をさらに簡易化
する手段として、図16のように、判断期間W27にお
ける印加電圧の周波数と同一周波数の信号を取り出すバ
ンドパスフィルタである狭帯域増幅器101をモード検
出回路82に設け、レベル弁別回路102に与える。判
断期間W27にこの周波数成分の信号が検出されると、
電子ペン38が表示パネル32の一方表面32aに接近
していることを示すモード信号をレベル弁別回路102
から出力する。レベル弁別回路102による出力の不安
定化をなくすために、狭帯域増幅器101の出力が予め
定める第1の弁別レベル以上であるとき電子ペン38が
表示パネル32に接近していると検出し、その狭帯域増
幅器101の出力が第1の弁別レベル未満の第2の弁別
レベル未満であるとき電子ペン38が表示パネル32か
ら離れていると検出するように、レベル弁別回路102
にヒステリシス特性を持たせるようにしてもよい。
【0121】このようにしてモード検出回路82によっ
て電子ペン38が表示パネル32に接近していること
が、期間W27で検出されたときには、次の期間W24
において電子ペン38から得られる図15の参照符GD
において示されているパルス103,104のタイミン
グに基づき、電子ペン38の先端のXY座標位置をX座
標検出回路40およびY座標検出回路41によって演算
して求める。
【0122】 この期間W27においてセグメント電極
S1〜Smに与えられるパルス電圧を得るために、前述
の図5において、このセグメント駆動回路33を構成す
る大規模集積回路33Lには、制御端子DISが設けら
れる。この制御端子DISは、表示情報に関係なく、全
てのセグメント電極Sに出力する電圧を、VAまたはV
Bに切換えるために用いられる。制御回路37からのL
レベルの制御信号が制御端子DISに与えられることに
よって、シフトレジスタ75の内容がクリアされた状態
で、セグメント電極S1〜Smの全てに電圧VAを与
え、この制御端子DISがHレベルになることによっ
て、全出力を電圧VBに切換えて、出力回路77が導出
する。この期間W27において、コモン電極Cは、基準
電圧VMに保たれる。図12〜図16の本発明の実施の
各形態における他の構成は、前述の図1〜図11に示さ
れる構成と同様である。
【0123】前述の従来技術の座標検出装置では表示パ
ネルに電子ペンが近づいているかどうかの判断は表示期
間に行われており、表示期間および座標検出期間などフ
レーム期間を通じて、電子ペン38およびオペアンプ3
9を動作させなければならない。しかしながら、本実施
の形態では、表示期間W23ではオペアンプ39などに
電力を供給せず、これによって座標検出装置81におけ
る消費電力を低減することができる。すなわち表示期間
W23では、オペアンプ38、モード検出回路82およ
び座標検出回路40,41への電力供給を、制御回路3
7の働きによって遮断し、これによって消費電力を低減
することができる。表示期間W23は、1周期(=W2
3+W24+W27)の約95%を占めるので、この表
示期間W23における省電力効果は大きい。
【0124】前述の実施の形態において、図15の期間
W27においてセグメント電極S1〜Smに与えられる
電圧VB,VAのパルスは、予め定める一定の周波数を
有する繰返しパルスであるけれども、本発明の実施の他
の形態では、その他の波形を有していてもよく、時間経
過に伴って波形が変化する信号であればよく、これによ
って電子ペン38から、その期間W27におけるセグメ
ント電極S1〜Smに与えられる信号に対応した波形の
出力を得ることができる。
【0125】本発明の実施の他の形態では、電子ペン有
無検出期間W27において、コモン電極Cには、基準電
圧VMと電圧VHとの間の波高値を有するパルスを与
え、この期間W27においてセグメント電極には、基準
電圧VMに関して電圧VHと同一側すなわち高い方の側
の電圧VBを与える。
【0126】本発明の実施のさらに他の形態では、コモ
ン電極Cに基準電圧VMと第2電圧VLの波高値を有す
るパルスを与え、セグメント電極Sは、基準電圧VMに
関して電圧VLと同一側、すなわち低い方の電圧VAを
与える。こうして期間W27において表示パネル32が
表示されることはなく、表示品質が低下することはな
い。
【0127】本発明は表示パネル32として液晶だけで
なく、EL、プラズマディスプレイおよびその他の誘電
体を用いる構成に関連して広範囲に実施することができ
る。本発明は、電子ペン38による座標検出のための構
成を省略して、表示パネル32によって表示だけを行う
構成に関連してもまた、実施することができる。
【0128】
【0129】
【0130】
【0131】
【発明の効果】本発明によれば、表示期間と座標検出期
間とにおいて、コモン駆動回路およびセグメント駆動回
路からは、同一種類の第1〜第4電圧VH,VL,V
A,VBおよび基準電圧VMが用いられるので、その用
いられる電圧の種類の数を減少し、構成の簡略化を図る
ことができる。
【0132】また本発明によれば、セグメント駆動回路
から得られるセグメント電極走査信号として用いられる
第3および第4電圧VA,VBは、比較的小さい値であ
るけれども、表示パネルには、その低い第3および第4
電圧VA,VBが与えられるセグメント電極が、コモン
電極よりも上方に配置されているので、セグメント電極
と電子ペンとの距離をできるだけ短くし、両者の静電誘
導結合を確実にすることができ、座標入力を確実に行う
ことができるようになる。コモン電極には、座標検出期
間において比較的高い第1および第2電圧VH,VLが
与えられるので、電子ペンからセグメント電極よりも遠
去った位置にコモン電極が配置されていても、コモン電
極と電子ペンとの静電誘導結合は確実である。
【0133】
【0134】
【0135】
【0136】
【0137】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の前提となる構成を示す表示一体形タブ
レット装置31のブロック図である。
【図2】図1に示される表示一体形タブレット装置31
の時間順次的な動作を説明するための図である。
【図3】表示パネル32および電子ペン38の断面図で
ある。
【図4】表示パネル32の一部を拡大して示す断面図で
ある。
【図5】セグメント駆動回路33を構成する集積回路の
ブロック図である。
【図6】コモン駆動回路34を構成する集積回路のブロ
ック図である。
【図7】表示パネル32に行われる表示の一例を示す。
【図8】図7に示す表示例を表示するための本件装置3
1におけるタイミングチャートである。
【図9】座標検出期間W24におけるタイミングチャー
トである。
【図10】コモン駆動回路34におけるレベルセレクタ
104の一部の具体的な構成を示す電気回路図である。
【図11】セグメント駆動回路33の出力回路77の一
部の具体的な構成を示す電気回路図である。
【図12】本発明の実施の一形態である表示一体形タブ
レット装置81の構成を示すブロック図である。
【図13】本件装置81におけるモード検出回路82の
構成を示すブロック図である。
【図14】ヒステリシス特性を備える比較器95の動作
を説明するための図である。
【図15】モード検出回路82の動作を説明するための
タイミングチャートである。
【図16】本発明の実施の他の形態におけるモード検出
回路82の構成を示すブロック図である。
【図17】従来からの表示機能を備えた表示一体形タブ
レット装置1のブロック図である。
【図18】図17に示される従来技術の表示期間におけ
るセグメントおよびコモン駆動回路3,4の動作を説明
するためのタイミングチャートである。
【図19】座標検出期間におけるセグメントおよびコモ
ン駆動回路3,4の動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
【図20】前述の従来技術におけるセグメント駆動回路
3とコモン駆動回路4との具体的な一部の構成を示す電
気回路図である。
【図21】図20に示される構成の動作を簡略化して示
すタイミングチャートである。
【図22】前述の従来技術における表示期間W3におい
て電子ペン8が表示パネル2に接近しているか離れてい
るかを検出するための動作を説明するためのタイミング
チャートである。
【符号の説明】
31 表示一体形タブレット装置 32 表示パネル 33 セグメント駆動回路 34 コモン駆動回路 35 表示制御回路 36 座標検出制御回路 37 制御回路 38 電子ペン 39 オペアンプ 40 X座標検出回路 41 Y座標検出回路 42 直流電源回路 43 表示信号供給回路 44 切換え回路 S1,S2,…,Sm セグメント電極 C1,C2,…,Cn コモン電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−76093(JP,A) 特開 平5−265650(JP,A) 特開 平5−80921(JP,A) 特開 平7−239747(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 3/03 - 3/037 G09G 3/18,3/36 G02F 1/133

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)複数のセグメント電極および複数
    のコモン電極を有し、これらのセグメント電極とコモン
    電極との間に誘電体が介在され、セグメント電極がコモ
    ン電極よりも上方に配置される表示パネルと、 (b)表示パネルのセグメント電極およびコモン電極と
    浮遊容量で結合される電子ペンと、 (c)表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモ
    ン電極との交差領域によって構成された画素マトリクス
    に画像を表示するための表示制御信号および表示データ
    を出力する表示制御回路と、 (d)表示パネルのセグメント電極およびコモン電極を
    走査するための走査制御信号を出力する座標検出制御回
    路と、 (e)表示期間と座標検出期間と電子ペン有無検出期間
    とを順次的に繰返して設定し、座標検出期間は、X座標
    検出期間とY座標検出期間とを含み、さらに極性が周期
    的に反転する交流化信号を発生する制御手段と、 (f)表示期間には表示制御回路側を切換え選択して表
    示制御回路からの表示制御信号および表示データを出力
    し、座標検出期間には座標検出制御回路側を切換え選択
    して座標検出制御回路からの走査制御信号を出力する切
    換え回路と、 (g)コモン駆動回路であって、表示期間には、交流化
    信号に応答し、切換え回路からの表示制御信号に基づい
    て上記コモン電極を順次選択するためのコモン電極駆動
    信号を生成し、このコモン電極駆動信号は、 交流化信号が一方極性であるとき、選択コモン電極に基
    準電圧VMよりも高い第1電圧VHを与え、非選択コモ
    ン電極に基準電圧VMを与え、 交流化信号が他方極性であるとき、選択コモン電極に基
    準電圧VMよりも低い第2電圧VLを与え、非選択コモ
    ン電極に基準電圧VMを与え、 第1および第2電圧VH,VLの絶対値は、誘電体の活
    性化のためのしきい値未満であって、 座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基
    づいて、X座標検出期間に、コモン電極を基準電圧VM
    に保ち、Y座標検出期間に、画素マトリクスに画像を表
    示することなくコモン電極を順次走査するためのコモン
    電極走査信号を生成し、このコモン電極走査信号は、選
    択コモン電極に第1または第2電圧VH,VLを与え、
    非選択コモン電極に基準電圧VMを与え、 電子ペン有無検出期間に、コモン電極に基準電圧VMを
    与えるコモン駆動回路と、 (h)セグメント駆動回路であって、表示期間には、交
    流化信号に応答し、切換え回路からの表示制御信号およ
    び表示データに基づいてコモン電極駆動信号によって選
    択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメ
    ント電極駆動信号を生成し、このセグメント電極駆動信
    号は、 交流化信号が前記一方極性であるとき、選択セグメント
    電極にコモン電極駆動信号の前記基準電圧VMよりも低
    い第3電圧VAを与え、非選択セグメント電極に基準電
    圧VMよりも高い第4電圧VBを与え、 交流化信号が前記他方極性であるとき、選択セグメント
    電極に第4電圧VBを与え、非選択セグメント電極に第
    3電圧VAを与え、 第3および第4電圧VA,VBは、前記しきい値未満で
    あって、かつ|VH−VA|および|VL−VB|は、
    前記しきい値以上になるように選ばれ、 座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基
    づいてX座標検出期間に、画素マトリクスに画像を表示
    することなく上記セグメント電極を順次走査するための
    セグメント電極走査信号を生成し、このセグメント電極
    走査信号は、選択セグメント電極に第3または第4電圧
    VA,VBのいずれか一方の電圧を与え、非選択セグメ
    ント電極に第3または第4電圧VA,VBのいずれか他
    方の電圧を与え、Y座標検出期間に、セグメント電極を
    第3または第4電極VA,VBの前記いずれか他方の電
    圧に保ち、 電子ペン有無検出期間に、電子ペン有無検出信号を生成
    し、この電子ペン有無検出信号は、セグメント電極に第
    3電圧VAと第4電圧VBとの間の波高値を有するパル
    スであるセグメント駆動回路と、 (i)電子ペン有無検出期間の電子ペン有無検出信号に
    対応して電子ペンから与えられる誘導電圧に応答して、
    電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近しているか離
    れているかを検出する電子ペン有無検出手段と、 (j)電子ペン有無検出手段の出力に応答し、電子ペン
    の先端が表示パネルの表面に接近していることが検出さ
    れたとき、コモン駆動回路およびセグメント駆動回路か
    らコモン電極あるいはセグメント電極に入力された座標
    検出期間の各走査信号に基づいて電子ペンの電極に誘起
    された誘導電圧が与えられて、座標検出期間において、
    電子ペンからの誘導電圧に基づいて電子ペン先端の座標
    を検出して、X座標信号およびY座標信号を出力する座
    標検出回路とを含むことを特徴とする表示一体形タブレ
    ット装置。
  2. 【請求項2】 (a)複数のセグメント電極および複数
    のコモン電極を有し、これらのセグメント電極とコモン
    電極との間に誘電体が介在される表示パネルと、 (b)表示パネルのセグメント電極およびコモン電極と
    浮遊容量で結合される電子ペンと、 (c)表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモ
    ン電極との交差領域によって構成された画素マトリクス
    に画像を表示するための表示制御信号および表示データ
    を出力する表示制御回路と、 (d)表示パネルのセグメント電極およびコモン電極を
    走査するための走査制御信号を出力する座標検出制御回
    路と、 (e)表示期間と座標検出期間と電子ペン有無検出期間
    とを順次的に繰返して設定し、座標検出期間は、X座標
    検出期間とY座標検出期間とを含み、さらに極性が周期
    的に反転する交流化信号を発生する制御手段と、 (f)表示期間には表示制御回路側を切換え選択して表
    示制御回路からの表示制御信号および表示データを出力
    し、座標検出期間には座標検出制御回路側を切換え選択
    して座標検出制御回路からの走査制御信号を出力する切
    換え回路と、 (g)コモン駆動回路であって、表示期間には、交流化
    信号に応答し、切換え回路からの表示制御信号に基づい
    て上記コモン電極を順次選択するためのコモン電極駆動
    信号を生成し、このコモン電極駆動信号は、 交流化信号が一方極性であるとき、選択コモン電極に基
    準電圧VMよりも高い第1電圧VHを与え、非選択コモ
    ン電極に基準電圧VMを与え、 交流化信号が他方極性であるとき、選択コモン電極に基
    準電圧VMよりも低い第2電圧VLを与え、非選択コモ
    ン電極に基準電圧VMを与え、 第1および第2電圧VH,VLの絶対値は、誘電体の活
    性化のためのしきい値未満であって、 座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基
    づいて、X座標検出期間に、コモン電極を基準電圧VM
    に保ち、Y座標検出期間に、画素マトリクスに画像を表
    示することなくコモン電極を順次走査するためのコモン
    電極走査信号を生成し、このコモン電極走査信号は、選
    択コモン電極に第1または第2電圧VH,VLを与え、
    非選択コモン電極に基準電圧VMを与え、 電子ペン有無検出期間には、電子ペン有無検出信号を生
    成し、この電子ペン有無検出信号は、コモン電極に基準
    電圧VMと第1または第2電圧VH,VLのいずれか一
    方との間の波高値を有するパルスであるコモン駆動回路
    と、 (h)セグメント駆動回路であって、表示期間には、交
    流化信号に応答し、切換え回路からの表示制御信号およ
    び表示データに基づいてコモン電極駆動信号によって選
    択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメ
    ント電極駆動信号を生成し、このセグメント電極駆動信
    号は、 交流化信号が前記一方極性であるとき、選択セグメント
    電極にコモン電極駆動信号の前記基準電圧VMよりも低
    い第3電圧VAを与え、非選択セグメント電極に基準電
    圧VMよりも高い第4電圧VBを与え、 交流化信号が前記他方極性であるとき、選択セグメント
    電極に第4電圧VBを与え、非選択セグメント電極に第
    3電圧VAを与え、 第3および第4電圧VA,VBは、前記しきい値未満で
    あって、かつ|VH−VA|および|VL−VB|は、
    前記しきい値以上になるように選ばれ、 座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基
    づいてX座標検出期間に、画素マトリクスに画像を表示
    することなく上記セグメント電極を順次走査するための
    セグメント電極走査信号を生成し、このセグメント電極
    走査信号は、選択セグメント電極に第3または第4電圧
    VA,VBのいずれか一方の電圧を与え、非選択セグメ
    ント電極に第3または第4電圧VA,VBのいずれか他
    方の電圧を与え、 電子ペン有無検出期間に、セグメント電極に第3または
    第4電圧VA,VBのうち、基準電圧VMに関して、コ
    モン電極に与えられる第1または第2電圧VH,VLの
    前記いずれか一方と同一側の電圧VAまたはVBを与え
    るセグメント駆動回路と、 (i)電子ペン有無検出期間の電子ペン有無検出信号に
    対応して電子ペンから与えられる誘導電圧に応答して、
    電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近しているか離
    れているかを検出する電子ペン有無検出手段と、 (j)電子ペン有無検出手段の出力に応答し、電子ペン
    の先端が表示パネルの表面に接近していることが検出さ
    れたとき、コモン駆動回路およびセグメント駆動回路か
    らコモン電極あるいはセグメント電極に入力された座標
    検出期間の各走査信号に基づいて電子ペンの電極に誘起
    された誘導電圧が与えられて、座標検出期間において、
    電子ペンからの誘導電圧に基づいて電子ペン先端の座標
    を検出して、X座標信号およびY座標信号を出力する座
    標検出回路とを含むことを特徴とする表示一体形タブレ
    ット装置。
  3. 【請求項3】 交流化信号は、1フレーム期間中に複数
    回反転されることを特徴とする請求項1または2記載の
    表示一体形タブレット装置。
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