JPH05324173A

JPH05324173A - 表示一体型タブレット装置

Info

Publication number: JPH05324173A
Application number: JP13068592A
Authority: JP
Inventors: Kengo Takahama; 健吾高濱; Kosei Tagawa; 孝生田川; Kazunari Okamura; 和成岡村; Nobutoshi Gako; 宣捷賀好
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1993-12-07
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JP2798552B2

Abstract

(57)【要約】【目的】安定した座標検出ができる表示一体型タブレ
ット装置を提供することにある。【構成】検波ホールド回路２４はＸ信号増幅器２３か
らの出力信号よりｘ座標検出パルスに比例したレベルの
基準信号を出力する。遅延素子２５は基準信号を遅延さ
せる。加算器２６はＸ信号増幅器２３からの検出信号と
遅延素子２５からの遅延信号を加算する。比較器２７,
３０は、検波ホールド回路３３からの基準信号を基準と
して検出信号に基づいて座標検出パルスを求める。こう
して、ｘ座標検出パルス以後のノイズを除去し、液晶表
示電圧反転パルスのレベルに応じた基準値で座標検出パ
ルスを生成して安定した座標検出を可能にする。

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表示一体型タ
ブレット装置に関する。

【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１０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１１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１０において、液晶パネル１は互いに直
交して配列されたコモン電極Ｙ₁〜Ｙ_n（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１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２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３とは、切り替え回路４
を介して表示制御回路５と検出制御回路６に接続されて
いる。この切り替え回路４は、制御回路７によって制御
されて、表示期間には表示制御回路５からの出力信号を
コモン駆動回路２およびセグメント駆動回路３に出力す
る一方、座標検出期間には検出制御回路６からの出力を
コモン駆動回路２およびセグメント駆動回路３に出力す
る。尚、図１０においては、上記切り替え回路４,表示
制御回路５,検出制御回路６および制御回路７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５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２のクロック入力端子ＹＣＫとセグ
メント駆動回路３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４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２のシフトデータ入力端子ＤＩＯ１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２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２の出力
端子Ｏ１〜Ｏｎからコモン電極Ｙ₁〜Ｙn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１２から供給されるバイアス電源Ｖ
₀〜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４
の出力端子Ｄ０Ｏ〜Ｄ３Ｏを介して表示データＤ₀o〜Ｄ
₃oとしてセグメント駆動回路３の入力端子ＸＤ０〜ＸＤ
３に入力され、セグメント駆動回路３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cp1o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３の出力
端子Ｏ１〜Ｏｍからセグメント電極Ｘ₁〜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１２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４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２の反転信号入力端子Ｙ
ＦＲとセグメント駆動回路３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２およびセ
グメント駆動回路３の動作によって液晶パネル１の画素
マトリックスがその行順序に従って駆動されて、表示デ
ータＤ₀〜Ｄ₃に応じた画像が液晶パネル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６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f
rd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〜Ｄ
３d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２のクロック入力端子
ＹＣＫとセグメント駆動回路３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４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２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、上記シフトデータsoのパルス位置がコモン駆動回路
２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ｙ
₁〜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１２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cp
2d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４の出力端子Ｃ
Ｐ２Ｏを介してクロック信号cp2oとしてセグメント駆動
回路３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
４の出力端子Ｄ０Ｏ〜Ｄ３Ｏを介して駆動データＤ₀o〜
Ｄ₃oとしてセグメント駆動回路３の入力端子ＸＤ０〜Ｘ
Ｄ３に入力され、セグメント駆動回路３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３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１２
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】図１２は上記表示一体型タブレット装置の
座標検出期間における各走査信号のタイミングチャート
である。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)８の先端電極との間の浮遊
容量によって検出ペン８に電圧が誘起される。この検出
ペン８に生じた誘起電圧はアンプ９で増幅され、ｘ座標
検出回路１０およびｙ座標検出回路１１に入力される。
このｘ座標検出回路１０およびｙ座標検出回路１１は、
上記アンプ９からの出力信号と制御回路７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８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１３は液晶パネル１と検出ペン８の位置
関係を示す。検出ペン８によって液晶パネル１を直接触
れると、偏光板１４や液晶密閉ガラス１５に応力が加わ
って液晶パネル１の透過率が変調をうけ、所謂ニュート
ンリング状の模様が現れる。そこで、通常ガラスやアク
リル材料のような透明保護板１６を液晶パネル１と検出
ペン８の間に挿入してエアギャップ１７を設け、直接液
晶パネル１に応力が加わらないようにする。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
に示すような表示一体型タブレットの構造においては、
液晶パネル１への応力は避けることができるが透明保護
板１６は応力によって大きく変形し、液晶パネル１のセ
グメント電極Ｘおよびコモン電極Ｙ(以下、単に走査電
極と言う)と検出ペン８の検出電極１３との距離が大き
く変動する。表示一体型タブレット装置においては静電
誘導現象を利用して座標検出を実施している。そのた
め、検出ペン８の出力は上記走査電極Ｘ,Ｙと検出電極
１３との距離に反比例して変動する。したがって、検出
ペン８のアナログ出力を固定閾値で２値化して検出パル
スを得る通常方式では、Ｓ/Ｎ比の小さい検出信号に対
して確実な検出パルスが得られないという問題がある。

【００２２】ここで、上記コモン電極群を電圧Ｖ₀に固
定し、セグメント電極群を電圧Ｖ₀から電圧Ｖ₅に変化さ
せた後再び電圧Ｖ₀に変化するようなＸ座標検出期間に
おける液晶パネル１の電気的な等価回路は図１４のよう
に表すことができる。尚、rcd₁〜rcd_nはコモン駆動回路
２の内部抵抗、rsd₁〜rsd_mはセグメント駆動回路３の内
部抵抗、rc₁,₁〜rc_n,_mはコモン電極群の抵抗値、rs₁,₁
〜rs_n,_mはセグメント電極群の抵抗値、Ｃ₁,₁〜Ｃ_n,_mは
液晶の１画素毎の容量である。

【００２３】この場合、抵抗値rs₁,₁〜rs_n,_mを無視し、
rc₁,₁＝rc₁,₂＝・・・・＝rc_n,_m＝ｒc、rcd₁＝rcd₂＝・・・・＝
rcd_n＝rcd、Ｃ₁,₁＝Ｃ₁,₂＝・・・・＝Ｃ_n,_m＝Ｃ、rsd₁＝rs
d₂＝・・・・＝rsd_m＝rsdとすると、図１４の等価回路は図
１５に示すようにさらに簡略化される。図１５において
は、セグメント電極に電圧Ｖ₀が印加されているコンデ
ンサは電荷が０であり、電圧Ｖ₅が印加されているコン
デンサは電荷が(Ｖ₅−Ｖ₀)/ｎ/Ｃだけ充電されている。
尚、図１５においては、４本のセグメント電極に同時に
電圧Ｖ₅が印加されている。

【００２４】図１５の状態においてセグメント電極群の
走査が１クロック進むと図１６の状態になる。そして、
電位がＶ₅からＶ₀に変化したセグメント電極Ｘのコンデ
ンサには放電電流が流れ、電位がＶ₀からＶ₅に変化した
セグメント電極のコンデンサには充電電流が流れる。rc
/ｎはrsdに比較して無視できるため、上記充放電電流は
コモンドライバーには流れ込まない。

【００２５】ところが、図１７に示すように、セグメン
ト電極Ｘの走査開始時(コモン駆動回路２に最も近いセ
グメント電極Ｘ₁にのみ電圧Ｖ₅が印加される)にはコン
デンサの充放電電流がコモン駆動回路２に流れ込み、コ
モン駆動回路２の出力インピーダンスによって電圧降下
が発生する。これらの電圧降下はコモン電極群全体に重
畳する。また、図１８に示すように、走査終了時(コモ
ン駆動回路２から最も遠いセグメント電極Ｘmにのみ電
圧Ｖ₅が印加される)にはコモン電極群の抵抗での電圧降
下も重畳するため、走査終了時のノイズは走査開始に比
較してより大きくなる。

【００２６】また、図１３に示すような液晶パネル１,
透明保護板１６および検出ペン８の配置では、検出ペン
８の検出電極１３とコモン電極群との静電結合は強く、
セグメント電極群との静電結合は非常に弱い。そのため
に、コモン電極群に重畳されたノイズの影響は非常に大
きく、検出ペン８のアナログ出力を固定閾値で２値化し
て座標パルスを得る通常方式においては、セグメント電
極走査時に検出ペン８に誘起される検出信号は図１９に
示すようにＳ/Ｎ比が悪いのである。したがって、確実
なｘ座標の検出用の座標パルスが得られなくなるという
問題がある。

【００２７】上記静電誘導型タブレットにおいては、検
出ペン８の出力には直流成分が失われた信号として検出
信号が得られる。そして、静電誘導型タブレットを使用
した表示一体型タブレット装置における検出ペン出力に
は、表示期間,ｙ座標検出期間およびｘ座標検出期間
に、夫々液晶表示極性反転パルス,ｙ座標検出パルスあ
るいはｘ座標検出パルスがアナログ信号として得られ
る。したがって、ｘ座標検出回路１０およびｙ座標検出
回路１１中における容量結合によって低域周波数成分の
遅延が発生する。そのため、上記各々のパルスが他のパ
ルスに対して低域干渉をおこし、座標検出誤差となって
現れるという問題がある。

【００２８】そこで、この発明の目的は、検出ペンの検
出電極とセグメント電極およびコモン電極との間の距離
が変動しても安定した座標検出ができ、走査終了時に検
出ペンからの出力信号に発生するノイズを除去でき、且
つ上記出力信号の座標検出パルスに対する他のパルスの
干渉を防止できる座標検出精度の高い表示一体型タブレ
ット装置を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明の表示一体型タブレット装置は、直交す
るセグメント電極群とコモン電極群との間に表示用材料
を挟入してデューティタイプの駆動方法によって駆動さ
れる表示パネルと、上記表示パネルのセグメント電極群
及びコモン電極群と静電的に結合された電極を先端に有
する検出ペンと、上記セグメント電極群を駆動するセグ
メント駆動回路と、上記コモン電極群を駆動するコモン
駆動回路と、表示期間に上記セグメント駆動回路および
コモン駆動回路を制御して上記表示パネル上に画像を表
示する表示制御回路と、座標検出期間に上記セグメント
駆動回路を制御して上記表示パネルのセグメント電極群
を順次走査する一方上記コモン駆動回路を制御して上記
コモン電極群を順次走査する検出制御回路と、上記検出
ペンからの出力信号の発生タイミングと上記セグメント
電極群の走査タイミングとから上記検出ペン先端によっ
て指示された表示パネル上のｘ座標を検出するｘ座標検
出回路と、上記検出ペンからの出力信号の発生タイミン
グと上記コモン電極群の走査タイミングとから上記検出
ペン先端によって指示された表示パネル上のｙ座標を検
出するｙ座標検出回路を有する表示一体型タブレット装
置において、上記検出制御回路は、第１走査期間には上
記セグメント電極群あるいはコモン電極群のうち上記検
出ペン側に位置する一方の電極群を走査し、上記第１走
査期間に続く第２走査期間には他方の電極群を走査する
ように上記セグメント駆動回路およびコモン駆動回路を
制御可能に成すと共に、上記第１走査期間において上記
検出ペンからの出力信号を受けて上記一方の電極群の電
圧変化量を検波保持すると共に、上記一方の電極群の電
圧変化に応じた基準信号を出力する検波回路を備えて、
上記ｘ座標検出回路あるいはｙ座標検出回路のうち他方
の電極群に係る座標検出回路は、上記検波回路からの基
準信号に基づいて上記検出ペンからの出力信号における
座標検出パルスを検出するようにしたことを特徴として
いる。

【００３０】また、第２の発明の表示一体型タブレット
装置は、直交するセグメント電極群とコモン電極群との
間に表示用材料を挟入してデューティタイプの駆動方法
によって駆動される表示パネルと、上記表示パネルのセ
グメント電極群およびコモン電極群と静電的に結合され
た電極を先端に有する検出ペンと、上記セグメント電極
群を駆動するセグメント駆動回路と、上記コモン電極群
を駆動するコモン駆動回路と、表示期間に上記セグメン
ト駆動回路およびコモン駆動回路を制御して上記表示パ
ネル上に画像を表示する表示制御回路と、座標検出期間
に上記セグメント駆動回路を制御して上記表示パネルの
セグメント電極群を順次走査する一方上記コモン駆動回
路を制御して上記コモン電極群を順次走査する検出制御
回路と、上記検出ペンからの出力信号の発生タイミング
と上記セグメント電極群の走査タイミングとから上記検
出ペン先端によって指示された表示パネル上のｘ座標を
検出するｘ座標検出回路と、上記検出ペンからの出力信
号の発生タイミングと上記コモン電極群の走査タイミン
グとから上記検出ペン先端によって指示された表示パネ
ル上のｙ座標を検出するｙ座標検出回路を有する表示一
体型タブレット装置において、上記第表示期間において
上記検出ペンからの出力信号を受けて上記セグメント電
極群およびコモン電極群の電圧変化量を検波保持すると
共に、上記セグメント電極群およびコモン電極群の電圧
変化に応じた基準信号を出力する検波回路を備えて、上
記ｘ座標検出回路およびｙ座標検出回路は、上記検波回
路からの基準信号に基づいて上記検出ペンからの出力信
号における座標検出パルスを検出するようにしたことを
特徴としている。

【００３１】また、第３の発明の表示一体型タブレット
装置は、第１あるいは第２の発明の表示一体型タブレッ
ト装置において、上記ｘ座標検出回路あるいはｙ座標検
出回路は、上記検出ペンからの出力信号中の座標検出パ
ルスを検波保持すると共に検波信号を出力する検波回路
と、上記検波回路からの検波信号を所定時間遅延させる
遅延回路と、上記遅延回路からの検波信号と上記検出ペ
ンからの出力信号とを合成する合成回路を備えて、上記
検出信号中の座標検出パルスのピークより後に続くノイ
ズを抑制することを特徴としている。

【００３２】また、第４の発明の表示一体型タブレット
装置は、第１乃至第３のうちいずれか１つの発明の表示
一体型タブレット装置において、上記ｘ座標検出回路お
よびｙ座標検出回路は、上記表示期間,セグメント電極
群走査期間あるいはコモン電極群走査期間に同期して、
上記表示期間における上記検出ペンからの出力信号,上
記セグメント電極群走査期間における上記検出ペンから
の出力信号あるいは上記コモン電極群走査期間における
上記検出ペンからの出力信号のいずれか異なる一つの出
力信号を取り込む３つのクランプ回路を有して、上記検
出ペンからの出力信号に時系列に含まれる表示電圧反転
パルス,ｘ座標検出パルスおよびｙ座標検出パルスにお
ける上記ｘ座標検出回路およびｙ座標検出回路内での相
互干渉を防止することを特徴としている。

【００３３】

【作用】第１の発明では、座標検出期間における第１走
査期間に、検出制御回路の制御に基づいて、上記セグメ
ント電極群あるいはコモン電極群のうち検出ペン側に位
置する一方の電極群が走査される。そして、その際にお
ける上記検出ペンからの出力信号が検波回路に入力さ
れ、上記一方の電極群の電圧変化量が検波保持されると
共に、上記一方の電極群の電圧変化に応じた基準信号が
出力される。そうすると、ｘ座標検出回路あるいはｙ座
標検出回路のうち他方の電極群に係る座標検出回路によ
って、上記検波回路からの基準信号に基づいて上記検出
ペンからの出力信号における座標検出パルスが検出され
る。

【００３４】こうして、常に上記一方の電極群が走査さ
れる際におけるこの一方の電極群の電圧変化量に応じた
基準信号に基づいて、上記他方の電極群に係る座標検出
回路によって上記検出ペンからの出力信号の座標検出パ
ルスが検出される。したがって、上記検出ペンと上記セ
グメント電極あるいはコモン電極との間の距離の変化に
よる上記検出ペンからの出力信号のレベル変化が上記基
準信号によって補正される。

【００３５】また、第２の発明では、表示期間における
検出ペンからの出力信号が検波回路に入力され、セグメ
ント電極群およびコモン電極群の電圧変化に応じた基準
信号が出力される。そして、上記セグメント電極群およ
びコモン電極群の電圧変化量に応じた基準信号に基づい
て、ｘ座標検出回路およびｙ座標検出回路によって、座
標検出期間における上記検出ペンからの出力信号の座標
検出パルスが検出される。

【００３６】また、第３の発明では、ｘ座標検出回路あ
るいはｙ座標検出回路における検波回路によって、検出
ペンからの出力信号中の座標検出パルスが検波保持され
る。そして、この検波回路からの検波信号が遅延回路に
よって所定時間遅延される。その後、合成回路によっ
て、上記遅延回路からの検波信号と上記検出ペンからの
出力信号とが合成される。こうして、上記検出信号中に
おける座標検出パルスのピークより後に続くノイズが抑
制される。

【００３７】また、第４の発明では、表示期間に同期し
て動作するクランプ回路によって、上記表示期間におけ
る検出ペンからの出力信号が取り込まれる。また、セグ
メント電極群走査期間に同期して動作するクランプ回路
によって、上記セグメント電極群走査期間における上記
検出ペンからの出力信号が取り込まれる。また、コモン
電極群走査期間に同期して動作するクランプ回路によっ
て、上記コモン電極群走査期間における上記検出ペンか
らの出力信号が取り込まれる。こうして、上記検出ペン
からの出力信号に時系列的に含まれる表示電圧反転パル
ス,ｘ座標検出パルスおよびｙ座標検出パルスにおける
ｘ座標検出回路およびｙ座標検出回路内での相互干渉が
防止される。

【００３８】

【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。＜第１実施例＞図１は本実施例の表示一体型タブレット
装置における座標検出系を示すブロック図である。ここ
で、図１０および図１３と同じ構成部品には同じ番号を
付して説明は省略する。図１において、１は液晶パネ
ル、１６は透明保護パネル、１３は検出ペン８の検出電
極、９は検出ペン８に構造的に内蔵された増幅器であ
る。また、２０は検出信号クランプ回路、２１は検出信
号増幅器、２２はＸ座標信号クランプ回路、２３はＸ座
標信号増幅器、２４は検波ホールド回路、２５は遅延素
子、２６は合成器、２７は比較器である。また、２８は
Ｙ座標信号クランプ回路、２９はＹ座標信号増幅器、３
０は比較器、３２は表示反転信号クランプ回路、３３は
検波ホールド回路、７は制御回路である。

【００３９】上記制御回路７から、図２のようなタイミ
ングで、座標検出期間信号ａ,ｙ座標検出期間信号ｂ,ｘ
座標検出期間信号ｃおよび表示期間信号ｄが出力され
る。このうち表示期間信号ｄは、d'のように表示電圧反
転の期間のみアクティブになる信号でも良いし、d"のよ
うにｙ座標検出期間信号ｂがアクティブになる直前の表
示電圧反転のタイミングのみアクティブになる信号であ
っても良い。また、検出ペン８の検出電極１３に誘起さ
れる検出信号をｅに示す。

【００４０】上記検出ペン８の検出電極１３に誘起され
て増幅器９で増幅された検出信号ｅは、ケーブルを介し
て検出信号クランプ回路２０および表示反転信号クラン
プ回路３２に入力される。検出信号クランプ回路２０と
表示反転信号クランプ回路３２は、図３の(a)に示すよ
うに２個の抵抗と１個のコンデンサとトランジスタある
いは電界効果型トランジスタのような１個の電圧制御ス
イッチ素子４１から構成される。その場合、図３(b)に
示すように演算増幅器と組み合わせてもよい。

【００４１】図３において、上記電圧制御スイッチ素子
４１は、制御端子に５Ｖのアクティブ制御電圧を入力す
るとインピーダンスが上がって“オフ"状態になる一
方、０Ｖの非アクティブ制御電圧を入力すると“オン"
状態になる。制御電圧が０Ｖの間は、この電圧制御スイ
ッチ素子４１は“オン"状態であり続けるために、図３
(a)における電圧Ｖ₂あるいは図３(b)における電流i₂は
“０"となり、入力電圧Ｖ₁は出力側と全く遮断されてコ
ンデンサへの充放電がおこなわれているだけである。制
御電圧が０Ｖから５Ｖに変化すると入力側と出力側との
遮断が解除され、直前に充電されたコンデンサの電荷に
よって、電圧Ｖ₂あるいは電流i₂は“０"から立ち上が
る。

【００４２】図２に示すように、上記液晶表示極性反転
パルス,ｙ座標検出パルスおよびｘ座標検出パルスは時
間的に接近している。さらに、検出ペン８の検出電極１
３と液晶パネル１との容量結合に起因するハイパスフィ
ルタ効果のために、直前の信号の低域成分の遅れが抽出
したい主信号成分に重畳してしまう。しかしながら、検
出信号クランプ回路２０あるいは表示信号クランプ回路
２３においては、電圧制御スイッチ素子４１のスイッチ
ング動作によって入力側と出力側が遮断されるために、
これらの低域成分が高域成分に重畳されることがない。
したがって、電圧制御スイッチ素子４１の前段にあるコ
ンデンサと抵抗とによって有効に低域成分が除去される
のである。

【００４３】尚、図１におけるｘ検出信号クランプ回路
２２およびｙ検出信号クランプ回路２８の構成も図３
(a)あるいは図３(b)に示すような構成を有している。

【００４４】上記表示反転信号クランプ回路３２におけ
る電圧制御スイッチ素子４１の上記制御端子には、図２
で示すような表示期間のみアクティブとなる表示期間信
号ｄが印加される。その結果、図２における検出信号ｅ
の液晶表示極性反転パルスだけが通過して、次段の検波
ホールド回路３３に送出される。

【００４５】上記検波ホールド回路３３は、ピーク値を
検出するピークホールド回路でもよいし、積分機能を含
む平均値検出ホールド回路であってもよい。その場合の
ピークホールド回路の例を図４に示し、平均値検出ホー
ルド回路の例を図５に示す。上記検波ホールド回路３３
では、液晶表示極性反転パルスのレベルに応じた直流電
圧が得られ、次段の比較器２７および比較器３０の閾値
電圧として一方の入力端子に印加される。

【００４６】一方、上記検出信号クランプ回路２０にお
ける電圧制御スイッチ素子４１の上記制御端子には、図
２に示すような座標検出期間のみアクティブとなる検出
期間信号ａが印加される。その結果、ｙ座標検出パルス
およびｘ座標検出パルスを含む座標検出期間の検出信号
だけが通過し、次段の検出信号増幅回路２１に入力され
る。そして、検出信号増幅回路２１で増幅された検出信
号は、Ｘ検出信号クランプ回路２２とＹ検出信号クラン
プ回路２８に送出される。上記Ｙ検出信号クランプ回路
２８の電子制御スイッチ素子の制御端子には、図２に示
すｙ座標検出信号ｂが印加されているのでｙ座標検出信
号だけが通過することになる。そして、上記Ｙ信号増幅
回路２９で増幅されて比較器３０に供給される。

【００４７】その際に、上記比較器３０のもう一方の入
力端子には、上述のように既に検波ホールド器３３から
液晶表示極性反転信号の大きさに比例した閾値電圧が印
加されている。したがって、比較器３０はこの閾値を越
えるｙ座標検出パルスを検出した場合のみ正のパルスを
有するｙ座標信号を出力する。

【００４８】同様に、上記Ｘ検出信号クランプ回路２２
の電子制御スイッチの制御端子には図２に示すｘ座標検
出信号ｃが印加されているので、ｘ座標検出信号だけが
通過する。そして、Ｘ信号増幅回路２３で増幅されて加
算器２６の正入力端子と検波ホールド回路２４に供給さ
れる。上記検波ホールド回路２４は、検波ホールド回路
３３と同様の構成となっており、ｘ座標検出信号のレベ
ルに応じた直流電圧が出力される。但し、この検波ホー
ルド回路２４はオフセット注入回路を有しており、図６
に示すような不感帯を持つ。

【００４９】上記検波ホールド回路２４の出力は、遅延
素子２５により遅延されて加算器２６の負入力端子に加
えられ、元のx座標検出信号と合成される。

【００５０】図７は、図１９に示すようなｘ座標検出信
号を検波ホールド回路２４に入力した際における検波ホ
ールド回路２４,遅延素子２５および加算器２６の夫々
から出力される出力信号を示す。加算器２６からの出力
信号は、ｘ座標検出パルスを検出した後は、検波ホール
ド回路２４からの出力信号のレベル(すなわち、ｘ座標
検出ピークのレベル)に応じた電圧だけ、後側のノイズ
成分を負電圧の方向に抑圧された信号となる。上記遅延
素子２５の出力をデジタル的な制御出力として、Ｘ信号
増幅器２３の出力をミューティング制御することによっ
ても同等の効果を得ることができる。

【００５１】上記加算器２６の出力は比較器２７の入力
端子に加えられる。比較器２７におけるもう一方の入力
には、すでに検波ホールド回路３３からの液晶表示極性
反転信号の大きさに比例した閾値電圧が印加されてい
る。したがって比較器２７はこの閾値を越えるｘ座標検
出パルスを検出した場合のみ、正のパルスを有するｘ座
標信号を出力する。

【００５２】上記比較器２７から出力されるｘ座標信号
におけるｘ座標パルスと比較器３０から出力されるｙ座
標信号におけるｙ座標パルスとは、検出ペン８のタブレ
ット上の位置が時間位置として反映されたディジタルパ
ルスであるから、制御回路７のｘ座標検出期間信号ｃお
よびｙ座標検出期間信号ｂの立ち上がりでリセットする
ようなカウンタを用いてｘ座標信号のｘ座標パルスある
いはｙ座標信号のｙ座標パルスでカウントを停止させる
ような論理回路を使用すれば、ｘ座標パルスあるいはｙ
座標パルスの時間位置がカウント値として得られ、結果
的に検出ペン８によって指示された液晶パネル１上の位
置を知ることができる。図８にその論理回路の一例を示
す。

【００５３】このように、本実施例においては、検出信
号クランプ回路２０,表示反転信号クランプ回路３２,Ｘ
検出信号クランプ回路２２およびＹ座標信号クランプ回
路２８によって、検出ペン８の検出電極１３に誘起され
た検出信号から液晶表示極性反転パルス,ｙ座標検出パ
ルスおよびｘ座標検出パルスを分離するようにしてい
る。したがって、検波ホールド回路３３には、液晶表示
極性反転パルスを、Ｘ信号増幅器２３にはｘ座標検出パ
ルスを、Ｙ信号増幅器２９にはｙ座標検出パルスを夫々
相互に干渉しないように入力できる。

【００５４】また、検波ホールド回路３３によって液晶
表示極性反転パルスのレベルに応じた直流電圧を得る。
そして、この直流電圧を比較器２７,２８においてｘ座
標検出パルスあるいはｙ座標検出回路の２値化パルスを
得る際の基準電圧とする。その場合、上記液晶表示極性
反転パルスは、検出ペン８の検出電極１３をセグメント
電極Ｘおよびコモン電極Ｙとの間の距離に応じて変化す
る。したがって上記基準電圧も上記距離に応じて変化す
ることになる。このことは比較器２７,２８に入力され
る検出信号電圧と基準電圧とは、共に検出ペン８とセグ
メント電極Ｘおよびコモン電極との間の距離に応じて変
化することを意味し、比較器２７,２８から出力される
ｘ座標信号およびｙ座標信号は上記距離に依存しない信
号となる。

【００５５】また、ｘ座標検出回路１０にｘ座標検出パ
ルスを検出する検波ホールド回路２４,遅延素子２５お
よび加算器２６を付加して、ｘ座標検出信号に検波ホー
ルド回路２４および遅延素子２５を通過したｘ座標検出
信号を加算する。その結果、最も強度の高いｘ座標検出
パルスを検出すると、その後のノイズ成分を抑圧するこ
とができる。

【００５６】＜第２実施例＞図９は本実施例における表
示一体型タブレット装置における座標検出系を示すブロ
ック図である。但し、図１と同じ構成部品には同じ番号
を付して説明は省略する。検出ペン８に近い側に位置し
ているコモン電極から受ける検出信号のＳ/Ｎは非常に
よいために、固定閾値でも十分誤差の少ないｙ座標パル
スが得られる。したがって、このことを利用すれば第１
実施例における座標検出系の回路規模を簡素化できる。

【００５７】但し、以下の点において第１実施例とは異
なる。すなわち、ｘ座標検出信号用の比較器２７の基準
としてｘ座標検出信号よりも発生タイミングの早いｙ座
標検出パルスのレベルに比例した直流電圧を用いる点で
ある。そのために、本実施例においては、液晶表示極性
反転パルスのレベルに比例した直流電圧を求めるための
表示反転信号クランプ回路３２および検波ホールド回路
３３を除去して、検波ホールド回路３１を追加する。こ
の発明はこれに限定されるものではなく、液晶パネル１
のコモン電極群とセグメント電極群との上下の位置関係
を逆にし、ｙ検出期間とx検出期間の時間的順序を入れ
替えて図９におけるｘ座標検出系回路とｙ座標検出系回
路を入れ替えても何等差し支えない。

【００５８】

【発明の効果】以上より明らかなように、第１の発明の
表示一体型タブレット装置は、検出制御回路の制御に基
づいて第１走査期間にはセグメント電極群あるいはコモ
ン電極群のうち検出ペン側に位置する上側電極群を走査
し、その際に検出ペンからの出力信号によって上記上側
電極群の電圧変化量を検波回路によって検波保持すると
共に上記電圧変化に応じた基準信号を出力し、上記ｘ座
標検出回路あるいはｙ座標検出回路のうち下側電極群に
係る座標検出回路は上記基準信号に基づいて上記検出ペ
ンからの出力信号における座標検出パルスを検出するの
で、外部ノイズを受けやすい下側電極に係る座標検出パ
ルスの検出基準を上側電極群走査時の電圧変化量に基づ
いて変更できる。

【００５９】したがって、この発明によれば、上記検出
ペンの検出電極とセグメント電極およびコモン電極との
距離の変動に起因する上記検出ペンからの出力信号の変
動を的確に補正して、精度良く座標検出ができる。

【００６０】また、第２の発明の表示一体型タブレット
装置は、表示期間において、検出ペンからの出力信号に
よってセグメント電極およびコモン電極の電圧変化を検
波回路によって検波保持すると共に上記電圧変化に応じ
た基準信号を出力し、ｘ座標検出回路およびｙ座標検出
回路は上記基準信号に基づいて上記検出ペンからの出力
信号における座標検出パルスを検出するので、ｘ座標検
出回路およびｙ座標検出回路の両座標検出回路におい
て、上記検出ペンからの出力効果の変動を更に的確に補
正できる。

【００６１】また、第３の発明の表示一体型タブレット
装置は、検波回路によって検出ペンからの出力信号中の
座標検出パルスを検波保持し、さらに遅延回路によって
所定時間遅延し、合成回路によって上記遅延回路からの
検波信号を上記検出ペンからの検出信号とを合成するよ
うにしたので、上記検出信号中における座標検出パルス
のピークより後に続くノイズを抑制でき、座標検出の精
度を高めることもできる。

【００６２】また、第４の発明の表示一体型タブレット
装置は、表示期間,セグメント電極群走査期間およびコ
モン電極群走査期間の夫々に同期する３のクランプ回路
の夫々によって、上記３つの期間における上記検出ペン
からの出力信号を取り込むので、ｘ座標検出回路および
ｙ座標検出回路内における表示電圧反転パルス,ｘ座標
検出パルスおよびｙ座標検出パルスの相互干渉が防止で
き、座標検出精度を高めることができる。

【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の座標検
出系における一実施例のブロック図である。

【図２】図１に示す制御回路から出力される各期間信号
のタイミングチャートである。

【図３】図１における検出信号クランプ回路あるいは表
示反転信号クランプ回路の具体例を示す図である。

【図４】図１における検波ホールド回路としてのピーク
ホールド回路の具体例を示す図である。

【図５】図１における検波ホールド回路としての平均値
検出ホールド回路具体例を示す図である。

【図６】オフセット注入回路を有する検波ホールド回路
の入出力特性を示す図である。

【図７】ｘ座標検出信号に対する走査終了時ノイズ除去
過程における各回路の出力信号波形を示す図である。

【図８】ｘ座標信号およびｙ座標信号からｘ座標および
ｙ座標を得る論理回路の説明図である。

【図９】図１とは異なる座標検出系のブロック図であ
る。

【図１０】従来の表示一体型タブレット装置のブロック
図である。

【図１１】図１０に示す表示一体型タブレット装置にお
ける表示期間および座標検出期の一例を示す図である。

【図１２】図１０に示す表示一体型タブレット装置にお
けるセグメント電極走査信号およびコモン電極走査信号
のタイミングチャートである。

【図１３】液晶パネルと検出ペンとの位置関係の説明図
である。

【図１４】液晶パネルの等価回路図である。

【図１５】図１４をさらに簡略化した等価回路図であ
る。

【図１６】図１５においてセグメント電極走査が１クロ
ック進んだ状態を示す図である。

【図１７】図１５においてセグメント電極走査開始時の
状態を示す図である。

【図１８】図１５においてセグメント電極走査終了時の
状態を示す図である。

【図１９】ｘ座標検出信号の一例を示す図である。

【符号の説明】

１…液晶パネル、８…検出ペン、２
０…検出信号クランプ回路、２２…Ｘ検出信号ク
ランプ回路、２４,３１,３３…検波ホールド回路、２５
…遅延素子、２６…加算器、２
７,３０…比較器、３２…表示反転信号クランプ回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直交するセグメント電極群とコモン電極
群との間に表示用材料を挟入してデューティタイプの駆
動方法によって駆動される表示パネルと、上記表示パネ
ルのセグメント電極群およびコモン電極群と静電的に結
合された電極を先端に有する検出ペンと、上記セグメン
ト電極群を駆動するセグメント駆動回路と、上記コモン
電極群を駆動するコモン駆動回路と、表示期間に上記セ
グメント駆動回路およびコモン駆動回路を制御して上記
表示パネル上に画像を表示する表示制御回路と、座標検
出期間に上記セグメント駆動回路を制御して上記表示パ
ネルのセグメント電極群を順次走査する一方上記コモン
駆動回路を制御して上記コモン電極群を順次走査する検
出制御回路と、上記検出ペンからの出力信号の発生タイ
ミングと上記セグメント電極群の走査タイミングとから
上記検出ペン先端によって指示された表示パネル上のｘ
座標を検出するｘ座標検出回路と、上記検出ペンからの
出力信号の発生タイミングと上記コモン電極群の走査タ
イミングとから上記検出ペン先端によって指示された表
示パネル上のｙ座標を検出するｙ座標検出回路を有する
表示一体型タブレット装置において、上記検出制御回路は、第１走査期間には上記セグメント
電極群あるいはコモン電極群のうち上記検出ペン側に位
置する一方の電極群を走査し、上記第１走査期間に続く
第２走査期間には他方の電極群を走査するように上記セ
グメント駆動回路およびコモン駆動回路を制御可能に成
すと共に、上記第１走査期間において上記検出ペンからの出力信号
を受けて上記一方の電極群の電圧変化量を検波保持する
と共に、上記一方の電極群の電圧変化に応じた基準信号
を出力する検波回路を備えて、上記ｘ座標検出回路あるいはｙ座標検出回路のうち他方
の電極群に係る座標検出回路は、上記検波回路からの基
準信号に基づいて上記検出ペンからの出力信号における
座標検出パルスを検出するようにしたことを特徴とする
表示一体型タブレット装置。
【請求項２】直交するセグメント電極群とコモン電極
群との間に表示用材料を挟入してデューティタイプの駆
動方法によって駆動される表示パネルと、上記表示パネ
ルのセグメント電極群およびコモン電極群と静電的に結
合された電極を先端に有する検出ペンと、上記セグメン
ト電極群を駆動するセグメント駆動回路と、上記コモン
電極群を駆動するコモン駆動回路と、表示期間に上記セ
グメント駆動回路およびコモン駆動回路を制御して上記
表示パネル上に画像を表示する表示制御回路と、座標検
出期間に上記セグメント駆動回路を制御して上記表示パ
ネルのセグメント電極群を順次走査する一方上記コモン
駆動回路を制御して上記コモン電極群を順次走査する検
出制御回路と、上記検出ペンからの出力信号の発生タイ
ミングと上記セグメント電極群の走査タイミングとから
上記検出ペン先端によって指示された表示パネル上のｘ
座標を検出するｘ座標検出回路と、上記検出ペンからの
出力信号の発生タイミングと上記コモン電極群の走査タ
イミングとから上記検出ペン先端によって指示された表
示パネル上のｙ座標を検出するｙ座標検出回路を有する
表示一体型タブレット装置において、上記表示期間において上記検出ペンからの出力信号を受
けて上記セグメント電極群およびコモン電極群の電圧変
化量を検波保持すると共に、上記セグメント電極群およ
びコモン電極群の電圧変化に応じた基準信号を出力する
検波回路を備えて、上記ｘ座標検出回路およびｙ座標検出回路は、上記検波
回路からの基準信号に基づいて上記検出ペンからの出力
信号における座標検出パルスを検出するようにしたこと
を特徴とする表示一体型タブレット装置。
【請求項３】請求項１あるいは請求項２に記載の表示
一体型タブレット装置において、上記ｘ座標検出回路あ
るいはｙ座標検出回路は、上記検出ペンからの出力信号中の座標検出パルスを検波
保持すると共に検波信号を出力する検波回路と、上記検波回路からの検波信号を所定時間遅延させる遅延
回路と、上記遅延回路からの検波信号と上記検出ペンからの出力
信号とを合成する合成回路を備えて、上記検出信号中の座標検出パルスのピークより後に続く
ノイズを抑制することを特徴とする表示一体型タブレッ
ト装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一つに
記載の表示一体型タブレット装置において、上記ｘ座標
検出回路およびｙ座標検出回路は、上記表示期間,セグメント電極群走査期間あるいはコモ
ン電極群走査期間に同期して、上記表示期間における上
記検出ペンからの出力信号,上記セグメント電極群走査
期間における上記検出ペンからの出力信号あるいは上記
コモン電極群走査期間における上記検出ペンからの出力
信号のいずれか異なる一つの出力信号を取り込む３つの
クランプ回路を有して、上記検出ペンからの出力信号に時系列に含まれる表示電
圧反転パルス,ｘ座標検出パルスおよびｙ座標検出パル
スにおける上記ｘ座標検出回路およびｙ座標検出回路内
での相互干渉を防止することを特徴とする表示一体型タ
ブレット装置。