JPH06130360A - 液晶表示器の座標検出装置 - Google Patents

液晶表示器の座標検出装置

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JPH06130360A
JPH06130360A JP28133292A JP28133292A JPH06130360A JP H06130360 A JPH06130360 A JP H06130360A JP 28133292 A JP28133292 A JP 28133292A JP 28133292 A JP28133292 A JP 28133292A JP H06130360 A JPH06130360 A JP H06130360A
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JP
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liquid crystal
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crystal display
drive signal
waveform
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JP28133292A
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Takafumi Enami
隆文 枝並
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示器の表示面上における座標の検出装
置に関し、従来のタッチパネルを全く用いずに座標の検
出を行うことを目的とする。 【構成】 液晶15を挟む一対の基板のうち、表示面側
の基板42を柔軟性のある材質で形成すると、指等で基
板42を押圧したとき、その部分で相対向する電極1
1,13間のコンデンサ成分の容量が変化する。この容
量変化によって液晶表示器自体のX,Yドライブ信号が
波形変化するので、この波形変化を生じさせたX方向お
よびY方向ドライブ信号の各走査位置より、押圧部分の
XY座標を検出するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示器における座標
検出装置、特にタッチセンス形の座標検出装置に関す
る。液晶表示器の表示面に表示されたパターンの一部を
指やペン等で押すことにより、その押された部分の情報
を例えばCPUに対して通知する、ということがしばし
ば行われる。例えばパソコン、特に対話形のパソコンで
は表示されたメニューの中の1つを指定したり、あるい
は、Yes/No の回答を求められたとき、Yesなら、Y
es/No と表示された液晶パターンのうち、Yesの表示
部分を指等で触れる、というものである。
【0002】上記の例によれば、メニューのうちいずれ
が指定されたか、あるいはYes/No のうちいずれが指
定されたかは、タッチセンス形の座標検出装置を用いて
検出でき、通常この座標検出装置は液晶表示器と一体に
設けられる。
【0003】
【従来の技術】図5は従来の液晶表示器の第1例を示す
側断面図であり、いわゆるスキャン(走査)形タッチパ
ネル構造の座標検出装置を組み込んだ液晶表示器であ
る。本図において、まず液晶表示器の本来の表示部分に
ついて述べる。15は液晶であり、これを挟んで、相互
に直交するX方向およびY方向電極よりなるマトリクス
状電極11および13が配置される。これらの電極1
1,13は、一対の基板12および14にそれぞれ布線
される。
【0004】上記の本来の液晶表示器に対して付加され
る座標検出装置は同じくマトリクス電極ならびにこのマ
トリクス電極と共働するXY座標検出部とからなる。前
者のマトリクス電極はX方向電極21と、これに相対向
するY方向電極23とからなり、前者の電極21は基板
22に、後者の電極23は前述した基板12上にそれぞ
れ布線される。なお、上述の基板および電極は透明であ
る。
【0005】図6は図5の第1例におけるXY座標検出
部を表す図であり、本図中の点線部分はタッチパネル部
分である。タッチパネルは主として前述したマトリクス
電極21および23からなり、X方向電極21はそれぞ
れ対応する増幅器25を経てX方向電圧検出回路(図示
せず)に至る。一方、Y方向電極23はそれぞれ対応す
る増幅器26を介してY方向走査信号発生回路(図示せ
ず)より信号を入力する。
【0006】図5に示す太い矢印の方向に、指やペンを
用いて基板22を押圧すると、その押圧部分にある電極
21および電極23が接触し、ショートするので、電極
群23の中でショートした1つの電極23および、電極
群21の中でショートした1つの電極21を、前述のY
方向走査信号発生回路およびX方向電圧検出回路でそれ
ぞれ特定し、当該押圧部分の座標を特定する。
【0007】図7は従来の液晶表示器の第2例を示す側
断面図であり、同じくスキャン形タッチパネル構造であ
る。なお、全図を通じて同様の構成要素には同一の参照
番号または記号を付して示す。したがって液晶表示器本
来の構成部分11〜14は前述の説明どおりである。図
7に示す第2例は、前述したX方向電極21およびY方
向電極23に代えて、全面導電膜31および抵抗薄膜3
3を採用している。いずれの膜も透明である。本図中の
太い矢印の方向に、指やペンを用いて基板22を押圧す
ると、その押圧部分でショートする。このショート点の
位置のXY座標により、X方向における抵抗値およびY
方向における抵抗値がそれぞれ定まるので、これらを交
互にXY座標検出部で測定し、X座標およびY座標を割
り出す。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した第1例および
第2例共に本来の液晶表示器の上にタッチパネルを載せ
てXY座標検出部の検出電極としている。このために以
下の4つの問題が生ずる。第1の問題は、液晶表示器上
でのX−Y座標系と、タッチパネル上でのX−Y座標系
とを高精度で一致させなければならないので、組立作業
工数が大となり、コスト高になることである。
【0009】第2の問題は、液晶表示器の上にさらにタ
ッチパネルがあるので、この液晶表示面を見る場合、常
にタッチパネルを通して見ることから液晶パターンがく
っきりと見えないこと、およびバックライト形の液晶表
示器ではタッチパネルを通過する分だけ輝度が落ちるこ
とである。第3の問題は、タッチパネルという、基本的
に液晶表示器とほぼ同じ構造のものを載せるので液晶表
示器全体の厚さが本来の表示器の厚さの倍になってしま
うことである。
【0010】第4の問題は、例えば上記第1の例である
と、通常X方向電極群21の配列ピッチもY方向電極群
23の配列ピッチも、液晶表示器本体におけるX方向電
極群11の配列ピッチおよびY方向電極群13の配列ピ
ッチに比べてかなり大きいことである。余り配列ピッチ
を細かくすると、一層コスト高になるからであり、この
ため、いわゆる座標検出の分解能が落ちる。
【0011】したがって本発明は上記諸問題点に鑑み、
液晶表示器の小形化、組立作業工数の減少、液晶表示輝
度の向上および座標検出分解能の向上が図れる液晶表示
器の座標検出装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
を示す図である。本発明に係る液晶表示器の座標検出装
置において従来と基本的に同様の構成部分は、相互に直
交するX方向およびY方向に液晶15を挟んで相対向す
るマトリクス状電極11,13が、それぞれ布線される
一対の基板および、液晶パターンを表示するために、前
記マトリクス状電極にX方向およびY方向のドライブ信
号を生成して印加するドライブ回路41であるが、本発
明の特徴的部分は次のとおりである。
【0013】i) まず前記一対の基板のうち、前記液晶
パターンを見る側の透明基板42を、その表面が局部的
に押圧されたときに局部的にへこみを生ずる柔軟性のあ
る材質で形成する。例えばプラスチック系材料である。 ii)そして、前記のへこみに起因して、前記ドライブ回
路41からのドライブ信号に生ずる波形変化を監視し、
該波形変化を生じた部分を前記X方向およびY方向につ
いて走査して当該押圧部分(図中の太い矢印)のXY座
標を算出するXY座標検出部43を備える。
【0014】
【作用】図2は本発明の動作原理を説明するための等価
回路図である。本図において、41Xはドライブ回路4
1(図1)のX系統を表し、41YはそのY系統を表
す。このドライブ回路41Xおよび41YはそれぞれX
方向電極11およびY方向電極13にX方向およびY方
向ドライブ信号を与える。
【0015】増幅されたX方向およびY方向ドライブ信
号はこれら電極11,13を介して、CR等価回路で表
される液晶の両端に印加される。図中、CL は液晶のコ
ンデンサ成分であり、RL はその抵抗成分である。な
お、図中のXドライブアンプおよびYドライブアンプは
X方向およびY方向電極群11,13の各々に対応して
多数存在し、また液晶のCR等価回路(CL, RL ) も
多数存在するが、簡単のためにそのうちの一組のみを代
表して示す。
【0016】図3は本発明の動作原理を説明するための
波形図である。本図の(A)欄はドライブ信号波形であ
り、何らかの表示パターンを作りたい部分で交差するX
方向およびY方向電極11,13には交互に+および−
の電圧でドライブすべきことを指令するドライブ信号が
発生せしめられる。上記ドライブ信号が増幅されて実際
に液晶15(CR回路)に印加されるときは、コンデン
サ成分CL と抵抗成分RL で定まる時定数に従って徐々
に立ち上がりまた徐々に立ち下がる。この場合CL が大
ならゆっくり立ち上がり(立ち下がり)、小なら素早く
立ち上がる(立ち下がる)。
【0017】そこで柔軟性のある透明基板42を、図1
の太い矢印で示す方向に指やペンで押圧すると、上記C
L は大となる。この結果、液晶15間の電圧波形は、図
3の(C)のようにゆっくり立ち上がり、またゆっくり
立ち下がる。一方、指やペンで押圧しなければ、透明基
板42は元どおりに復元し、上記C L は小、となる。こ
の結果、液晶15間の電圧波形は、図3の(B)のよう
に素早く立ち上がり、また素早く立ち下がる。
【0018】この結果、(B)欄のような波形の場合に
は早くスレッショルド電圧THに到達し(時刻t1)、
逆に(C)欄のような波形の場合はゆっくりとスレッシ
ョルド電圧THに到達する。したがって到達時刻が早い
か(t1)、遅いか(t2)を監視すれば、押圧がない
かまたは押圧があるかを検出できる。そこで、ある基準
時刻t0 においてドライブ電圧がスレッショルド電圧T
Hに到達しないときのドライブ信号を検出したとき、こ
の検出がいずれの座標をドライブしたときに行われたか
を調べれば、結果として、押圧された部分の座標を検出
したことになる。
【0019】上記のように本発明では液晶表示のための
ドライブ信号そのものの波形変化に着目して座標の検出
をも併せて行う。したがって、 座標検出専用のタッチパネルは不要となり、 したがってタッチパネルを通さずに直接に液晶表示面
を見ることができ、 さらにまたタッチパネルがない分、小形化が図れ、 また座標検出の分解能は液晶表示器のそのものの電極
(11,13)配列ピッチで決まり、高分解能である。
【0020】この場合、本来の液晶表示用ドライブ信号
そのものを利用して座標検出用の信号とするので、この
ドライブ信号を入力とするXY座標検出部43が導入さ
れなければならない。
【0021】
【実施例】図4は本発明に基づく一実施例を示す図であ
る。図1のドライブ回路41は、X方向ドライブ回路4
1XとY方向ドライブ回路41Yに分解して表されてい
る。Y方向ドライブ回路41Y内には、Y方向カウンタ
51が、X方向ドライブ回路41X内には、X方向カウ
ンタ52がそれぞれ設けられており、いずれもクロック
CKを計数して歩進し、液晶15に対するXおよびY方
向の走査(スキャン)を行う。
【0022】X方向ドライブ回路41にXには、さらに
ビデオRAM53が設けられ、ここに液晶表示パターン
が逐次、バッファされる。RAM53からの読み出しは
カウンタ52の出力に同期して行われ、この読み出し信
号が既述のX方向ドライブ信号である。なお、図中のA
MPは増幅器を示す。このX方向ドライブ信号は、他方
においてXY座標検出部43にも印加される。この検出
部43はそのX方向ドライブ信号を入力としても、ま
た、Y方向ドライブ回路41YからのY方向ドライブ信
号を入力としても動作するが、本図の例ではX方向ドラ
イブ信号を入力する場合を示す。
【0023】RAM53から発生したX方向ドライブ信
号はXY座標検出部43内のコンパレータ61の一方の
比較入力に印加される。この入力波形が、図3の(B)
または(C)欄に示した信号波形に相当する。この図3
の(B)および(C)欄に示すTH、すなわちスレッシ
ョルド電圧は、X方向カウンタ52の出力、すなわちX
方向走査信号より、遅延回路(D)62および抵抗65
を通して作られる。さらに、コンパレータ61のもう一
方の比較入力に印加される。
【0024】遅延回路62は、図3の(B)および
(C)欄における一定時間(基準時間)、すなわちt0
を生成するものであり、時刻t0 で、X方向ドライブ信
号の電圧がスレッショルド電圧THを超えていないとき
は、図3の(C)欄の場合に相当し、Hレベルパルスp
がコンパレータ61より出力される。このパルスpはフ
リップフロップ(FF)63でラッチされ、押圧検出パ
ルスPとなる。なお、FF63へのラッチに際しては、
コンパレータ61での若干の動作遅延を見込んで、小さ
い遅延時間の遅延回路(d)64を挿入しておく。
【0025】上記押圧検出パルスPが出力されると同時
に、そのときのX方向カウンタ52およびY方向カウン
タ51の各計数値を読み取り、レジスタで保持してXお
よびYの各座標値とする。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の座標検出装置に比べて、液晶表示器の組立工数を
減らし、液晶表示面の輝度を高め、液晶表示器にお
ける液晶部の厚さをほぼ半減せしめ、座標検出の分解
能を、液晶パターンのビットピッチまで高めることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成を示す図である。
【図2】本発明の動作原理を説明するための等価回路で
ある。
【図3】本発明の動作原理を説明するための波形図であ
る。
【図4】本発明に基づく一実施例を示す図である。
【図5】従来の液晶表示器の第1例を示す側断面図であ
る。
【図6】図5の第1例におけるXY座標検出部を表す図
である。
【図7】従来の液晶表示器の第2例を示す側断面図であ
る。
【符号の説明】
11…X方向電極 12…基板 13…Y方向電極 14…基板 15…液晶 41…ドライブ回路 42…基板 43…XY座標検出部 51…Y方向カウンタ 52…X方向カウンタ 61…コンパレータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相互に直交するX方向およびY方向に液
    晶(15)を挟んで相対向するマトリクス状電極(1
    1,13)が、それぞれ布線される一対の基板と、 液晶パターンを表示するために、前記マトリクス状電極
    にX方向およびY方向のドライブ信号を生成して印加す
    るドライブ回路(41)と、からなる液晶表示器に対し
    て付加される座標検出装置において、 前記一対の基板のうち、前記液晶パターンを見る側の基
    板(42)を、その表面が局部的に押圧されたときに局
    部的にへこみを生ずる柔軟性のある材質で形成し、 前記のへこみに起因して、前記ドライブ回路からのドラ
    イブ信号に生ずる波形変化を監視し、該波形変化を生じ
    た部分を前記X方向およびY方向について走査して当該
    押圧部分のXY座標を算出するXY座標検出部(43)
    によって構成される液晶表示器の座標検出装置。
  2. 【請求項2】 前記XY座標検出部(43)は、前記X
    方向またはY方向ドライブ信号を順次走査する毎に、各
    該走査の開始時点から一定の時間経過後における該X方
    向またはY方向ドライブ信号電圧と予め定めた一定のス
    レッショルド電圧との間の電圧レベル比較を行うコンパ
    レータ(61)を含み、該X方向またはY方向ドライブ
    信号電圧が該スレッショルド電圧に至らないことを検出
    したときに、当該走査部分に相当するX座標およびY座
    標をもって前記押圧部分のXY座標とする請求項1に記
    載の液晶表示器の座標検出装置。
  3. 【請求項3】 前記XY座標検出部(43)は、前記走
    査のためのX方向カウンタ(52)およびY方向カウン
    タ(51)を含み、前記コンパレータ(61)からの出
    力発生タイミングにおいて、各該カウンタの計数値を読
    み取り、前記XおよびYの各座標の値とする請求項2に
    記載の液晶表示器の座標検出装置。
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