JPH0738152B2 - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JPH0738152B2
JPH0738152B2 JP61226767A JP22676786A JPH0738152B2 JP H0738152 B2 JPH0738152 B2 JP H0738152B2 JP 61226767 A JP61226767 A JP 61226767A JP 22676786 A JP22676786 A JP 22676786A JP H0738152 B2 JPH0738152 B2 JP H0738152B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子計算機とその操作者との対話の手段と
して、平面状表示パネル面上に座標入力面としての機能
を持たせた入力機能付の表示装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、平面状表示パネル面に座標入力機能を持たせた入
力機能付表示装置として特開昭56-31127号公報に示され
たものがあり、その構成は第６図に示すような物であっ
た。
第６図において、400は液晶パネル、500は透明タッチパ
ネルスイッチ、600はコントローラである。また第７図
は第６図の透明タッチパネルスイッチ500の断面図であ
り、図中、501は上面透明フィルム基板、502は上面透明
フィルム基板501にそれぞれが平行にかつ帯状に被着さ
れたＸ透明電極、503は下面透明フィルム基板、504は下
面透明フィルム基板にそれぞれが平行に、かつＸ透明電
極502と直交するように被着された帯状のＹ透明電極、5
05はＸ透明電極502とＹ透明電極504との交点位置に穴の
あいた透明シート状のスペーサである。
次に動作について説明する。液晶パネル400に画像を表
示させる動作は従来よりよく知られているので、ここで
は省略する。次に透明タッチパネルスイッチ500の動作
であるが、指もしくは筆記ペンで透明タッチパネルスイ
ッチ500表面を指示すると、指示された部分のＸ透明電
極502とＹ透明電極504はスペーサ505の穴を介して接触
する。従ってコントローラ600は透明タッチパネルスイ
ッチ500の全Ｘ透明電極502と全Ｙ透明電極504とを走査
しそれぞれの交点の導通、非導通を識別する事により、
指もしくは筆記ペンの指示した液晶パネル400面上での
位置を検出できる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の入力機能付表示装置は以上のように構成されてい
るので、液晶パネルの表示を透明タッチパネルスイッチ
を通して見るため、表示品質が低下する。また透明タッ
チパネルスイッチの解像度を表示画素と同程度に高める
事は製造コストが高くなるうえに透明タッチパネルスイ
ッチと液晶パネルの表示ドットの位置を精度よく合わせ
る必要があるなどの問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、表示品質が高く安価でしかも検出位置精度
の高い入力機能付の表示装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る表示装置は、Ｘ−Ｙマトリックス電極構
成の平板状表示パネルと、前記Ｘ−Ｙマトリックス電極
に表示用信号を印加する表示用信号印加手段と、前記Ｘ
−Ｙマトリックス電極の少なくとも一方の電極群に順次
１本ずつ交流成分を有する電流を流す交流成分電流印加
手段と、磁束検出手段を具備した入力ペンと、前記磁束
検出手段に生じる信号の位相反転点を検出する位相反転
点検出手段と、前記位相反転点検出手段の出力に基づき
表示パネル上の入力ペンの位置を検出する位置検出手段
とを備えるようにしたものである。
〔作用〕
この発明における表示装置は、平板状表示パネルのＸ−
Ｙマトリックス電極に供給する信号の種類によって表示
モードと位置検出モードとしての動作が可能であり、位
置検出モード時に、上記Ｘ−Ｙマトリックス電極に順次
交流電流を流すと、磁束検出手段をもった、例えばペン
などの位置を境として一方の電極群に電流を流す場合と
他方の電極群に電流を流す場合とでは、磁束検出手段よ
り出力される信号の位相が異なるので、その変化点を検
出することで上記磁束検出手段のある位置を検出でき、
平板状表示パネルが座標入力面としての機能をも有する
ものとなる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明の一実施例による表示装置の構成図であ
り、図において、１はTNモードの表示用液晶セル（平板
状表示パネル）で、それぞれが直行するＸ透明電極11と
Ｙ透明電極12とを有し、それぞれの透明電極の両端は外
部から信号を与えられるような構造となっている。21,2
2はＸ用ドライバ、31,32はＹ用ドライバ、４は入力ペン
で、フェライトにコイルを巻いたピックアップコイル40
とヘッドアンプ41とで構成されている。５はメモリで、
液晶セル１に表示するパターンを書き込む。６は液晶表
示コントローラで、液晶セル１の選択されたＹ透明電極
12に対応するＸ方向のパターンデータをメモリ５から読
出し、Ｘ用ドライバ21,22に転送するなどの表示制御を
行う。
７は位置検出回路で、入力ペン４の信号より検出信号を
発生する。８は位置検出走査回路、９は入出力モードコ
ントローラで、表示モード時は液晶表示コントローラ６
よりの表示データや制御信号をＸ用ドライバ21,22、Ｙ
用ドライバ31,32へそれぞれ供給し、位置検出モード時
は、位置検出走査回路81よりの各種信号をＸ用ドライバ
21,22、Ｙ用ドライバ31,32へそれぞれ加える為の切替ス
イッチの役割を果たす。10はCPUであり、表示パターン
をメモリ５へ書き込んだり装置全体の制御を行う。
第２図は第１図の中で位置検出モードに関する構成の詳
細図である。図中、800はクロックジェネレータであ
り、その出力端は、入出力モードコントローラ９を介し
てＹ用ドライバ31,32のクロック入力端子CK,分周器801
の入力端及びカウンタ802のクロック入力端子CKに接続
される。また分周器801の出力端は入出力モードコント
ローラ９を介してＹ用ドライバ31,32のデータ入力端子
Ｄとカウンタ802のスタート端子５とに接続される。803
はラッチであり、カウンタ802の出力をラッチパルス
（ｌ）によりラッチする。804は正弦波発生器であり、
周波数ｆ０の正弦波を発生する。805はエミッタ接地の
トランジスタであり、正弦波発生器804の出力正弦波と
位相の180゜異なる正弦波を発生する。
また、700は中心周波数ｆ０のバンドパスフィルタであ
る。701は位相比較器であり、２つの入力端P1,P2に入力
されるそれぞれの正弦波の位相差を電圧レベルとして出
力端POから出力する。702は差動増幅器である。703はコ
ンパレータであり、位相比較器の出力が一定レベルにな
った時に一致パルスを出力する。
31,32は第１図に示したものと同じＸ用ドライバである
が、実際は内部にｎ段のシフトレジスタを持ち、クロッ
ク入力端子CKのクロックパルスによりデータ入力端子Ｄ
のデータを順次シフトする。またドライバの出力端子
（Oi）（ｉ＝１〜ｎ）はシフトレジスタ内のデータ（D
i）（ｉ＝１〜ｎ）と交流化端子（DF）の値とにより電
圧印加端子V1,V2,V3,V4に印加された電圧の１つを出力
する。その出力電圧の真理値表を第３図に示す。またこ
こで電圧印加端子V1,V2,V3には一定の直流電圧E1,E2,E3
が印加され、端子V4には入出力モードコントローラ９を
介して表示モード時には直流電圧E4が、位置検出モード
時には位相の180゜異なる２つの正弦波電圧が印加され
る。
また入出力モードコントローラ９の内部スイッチ群は第
２図に示すように表示モード時には破線で示す様に、位
置検出モード時には実線で示すように接続される。
また第２図ではＹ用ドライバ31,32、Ｙ透明電極121〜12
nしか図示していないが、実際はこれらと直交する位置
にＸ用ドライバ、Ｘ透明電極が設けられており、位置検
出モードではＹ用ドライバ、Ｙ透明電極と同様の動作を
する。
以上の様に構成された本発明に係る表示装置の動作を図
面を参照して説明する。
本発明の一実施例による表示装置は表示モードと位置検
出モードとを一定周期で時分割に繰り返す。つまり第４
図に示す様に１フレーム周期を（ｎ＋２）の期間に分割
し、期間Ｔ１からＴｎまでは表示モード、期間
Ｔｎ＋１,Tｎ＋２は位置検出モードとして動作する。
まず表示モードにおいては、入出力モードコントローラ
９の内部スイッチ群は第２図の破線で示すように接続さ
れ、液晶表示コントローラ６は表示すべきパターンのデ
ータをメモリ５から順次読み出し、従来より周知の電圧
平均化駆動法により表示を行う。つまり直流電圧（E1,E
2,E3,E4）は電圧平均化駆動法に適したバイアス電圧に
設定され、期間Ｔ１,T２，…,TｎごとにＹ透明電極121,
122,…12nに順次選択電圧が印加され、各期間ごとに、
選択されたＹ透明電極12の表示画素に対応する電圧がＸ
用ドライバ21,22により全Ｘ透明電極11に印加される。
この時、各々のＸ透明電極11,Y透明電極12の両端のドラ
イバ出力は同じ電圧を出力する。
次に、位置検出モードについて第５図を用いて説明す
る。期間Ｔｎ＋１で入出力モードコントローラ９の内部
スイッチ群は第２図の実線で示すように接続され、入力
ペン４のある位置のＹ座標を検出する。
位置検出モードでは、Ｙ用ドライバ31のV4端子及びＹ用
ドライバ32のV4端子には正弦波発生器804で発生した正
弦波電圧Ｖｍsin（２πｆ０ｔ）及びそれをトランジス
タ805で位相を180゜ずらせた−Ｖｍsin（２πｆ０ｔ）
なる正弦波電圧が印加される。さらにＹ用ドライバ31,3
2のDF端子は接地されているので、Ｙ用ドライバ31,32の
出力Oi（ｉ＝１〜ｎ）には、内部シフトレジスタのデー
タが“L"の時には直流電圧Ｅ２が、“H"の時は正弦波電
圧Ｖｍsin（２πｆ０ｔ）または−Ｖｍsin（２πｆ
０ｔ）が出力される。
クロックジェネレータ800で発生した基本クロック（第
５図Ｃ）を分周器801で（ｎ＋２）分周して出力される
スタートパルスSP（第５図SP）はカウンタ802をリセッ
トしカウントを開始させると共にＹ用ドライバ31,32の
シフトレジスタのデータ入力端子Ｄに供給される。その
後、基本クロックパルスＣが１つ発生する毎にカウンタ
802の出力値は“1"ずつ増加し、それに同期してＹ用ド
ライバ31,32の内部シフトレジスタのデータが１つずつ
シフトされるので、両端に±Ｖｍsin（２πｆ０ｔ）の
電圧の印加されたＹ透明電極12が１つずつ隣へシフトさ
れる。つまりＹ透明電極12の抵抗値をＲ０とすると、Ｙ
透明電極121,122,…12mに順番に（2Vｍ/R０）・sin（２
πｆ０ｔ）の正弦波電流が流れる。
この時、Ｙ透明電極12m上のＸの位置に置かれた入力ペ
ン４のピックアップコイル40には各Ｙ透明電極12に流れ
る正弦波電流により発生する交流磁束の液晶セル１面に
垂直な成分により起電力が生ずる。この起電力は、Ｙ透
明電極12を流れる正弦波電流と同じ周波数で位相が90゜
異なり、そのレベルの大きさが点Ｘと正弦波電流の流れ
ているＹ透明電極12との距離に反比例した正弦波とな
る。但し点ＸのＹ透明電極12mに電流が流れている場合
は距離は最短となるが、液晶セル１面に垂直な成分の磁
束はほぼゼロとなる為にピックアップコイル40出力もほ
ぼゼロとなる。このピックアップコイル40の出力信号は
ヘッドアンプ41で増幅され、S/N比を上げる為に中心周
波数ｆ０のバンドパスフィルタ700を通る。上に述べた
様にＹ透明電極12に順次１本ずつ電流を流していった時
のバンドパスフィルタ700出力波形を第５図（ｂ）に示
す。
また差動アンプ702の２つの入力端子にはＹ用ドライバ3
1,32のV4端子に印加されるそれぞれの正弦波電圧±Ｖｍ
sin（２πｆ０ｔ）が印加されるので、出力にはＹ透明
電極12に流れる電流に比例した正弦波が出力される（第
５図（ｒ）参照）。
第５図からも分かるようにバンドパスフィルタ700の出
力信号ｂの位相はＹ透明電極121から12mに電流を流して
いる期間とＹ透明電極12（ｍ＋１）から12nに電流を流
している期間とでは180度異なる。従って差動アンプ702
の出力信号ｒとバンドパスフィルタ700の出力信号ｂを
位相比較器701に入力すると出力信号ｐの波形は第５図
ｐの様になる。そしてコンパレータ703の基準電位端子
ＢをVRの電位に設定すると位相比較器701の出力信号ｐ
のレベルがVRとなった時にコンパレータ703は一致パル
スｌを出力しラッチ803がその時のカウンタ802出力をラ
ッチする。
つまり、順次Ｙ透明電極12に交流電流を流して走査し、
入力ペン４の位置するｍ番目のＹ透明電極12mを走査し
た時にコンパレータ703は一致パルスを発生し、カウン
タ802の出力値ｍをラッチする。このラッチ803の出力値
をCPU10が読取る事により、入力ペン４の位置のＹ座標
を検出する。
以上述べた動作を第４図の期間Ｔｎ＋１に行い、さらに
期間Ｔｎ＋２に同様の動作をＸ用ドライバ21,22、Ｘ透
明電極11に関して行い入力ペン４の位置の位置のＸ座標
を検出する。
このように、本実施例によれば、画像表示と位置検出機
能との実現のために、表示デバイスに特別なデバイスを
組合わせることなく、若干の駆動回路を付加するだけ
で、入力機能を有する平面ディスプレイ装置を実現でき
た。
なお、上記実施例では平板状表示パネルとして液晶表示
パネルを用いたものを示したが、PDP（plasma display
panel）,EL（electrolumin escence）,ECD（electronic
chromic display）を用いてもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。また位置検出モード時に透明電極に流
す電流は三角波やのこぎり波であってもよく、上記実施
例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、Ｘ−Ｙマトリックス
電極構成の平板状表示パネルと、前記Ｘ−Ｙマトリック
ス電極に表示用信号を印加する表示用信号印加手段と、
前記Ｘ−Ｙマトリックス電極の少なくとも一方の電極群
に順次１本ずつ交流成分を有する電流を流す交流成分電
流印加手段と、磁束検出手段を具備した入力ペンと、前
記磁束検出手段に生じる信号の位相反転点を検出する位
相反転点検出手段とを、前記位相反転点検出手段の出力
に基づき表示パネル上の入力ペンの位置を検出する位置
検出手段とを備えるようにしたので、平板状表示パネル
が座標入力面としての機能をも有するものとなり、装置
を安価にでき、検出座標出力が安定で表示画素との位置
精度の高い表示装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例による表示装置の構成図、
第２図はこの発明の一実施例による位置検出動作を説明
する図、第３図は第２図のＹ用ドライバ出力の真理値表
を示す図、第４図はこの発明の一実施例の表示モードと
位置検出モードとの時分割動作を説明する図、第５図は
第２図の主な信号の出力波形図、第６図は従来の入力機
能付表示装置の構成図、第７図は従来の入力機能付表示
装置に用いられている透明タッチパネルスイッチの断面
図である。 １…液晶セル（平板状表示パネル）、21,22…Ｘ用ドラ
イバ、31,32…Ｙ用ドライバ、４…入力ペン、６…液晶
表示コントローラ（表示用信号印加手段）、７…位置検
出回路、８…位置検出走査回路、10…CPU（位置検出手
段）、12…Ｙ透明電極、40…ピックアップコイル（磁束
検出手段）、701…位相比較器（位相比較手段）、703…
コンパレータ、802…カウンタ、803…ラッチ、804…正
弦波発生器（交流成分電流印加手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 修司 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社応用機器研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−157339（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Ｘ−Ｙマトリックス電極構成の平板状表示
    パネルと、 前記Ｘ−Ｙマトリックス電極に表示用信号を印加する表
    示用信号印加手段と、 前記Ｘ−Ｙマトリックス電極の少なくとも一方の電極群
    に順次１本ずつ交流成分を有する電流を流す交流成分電
    流印加手段と、 磁束検出手段を具備した入力ペンと、 前記磁束検出手段に生じる信号の位相反転点を検出する
    位相反転点検出手段と、 前記位相反転点検出手段の出力に基づき表示パネル上の
    入力ペンの位置を検出する位置検出手段とを備えたこと
    を特徴とする表示装置。
  2. 【請求項２】前記マトリックス電極の各々の電極の両端
    にはドライバが接続され、 表示信号印加時には前記交流成分電流印加手段は前記両
    端のドライバが同電圧を出力し、位置検出時には選択電
    極の両端のドライバが位相の180度異なる正弦波電圧を
    出力するように該ドライバを駆動することを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の表示装置。
JP61226767A 1986-09-25 1986-09-25 表示装置 Expired - Lifetime JPH0738152B2 (ja)

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