JPH08305493A - 座標検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 座標位置を検出する際の精度を向上させるこ
とができる座標検出装置を提供する。 【構成】 座標検出装置５１における液晶パネル６１
は、同一の長さにおける電極本数がコモン電極Ｃより多
いセグメント電極Ｓをコモン電極Ｃに対して電子ペン８
側に設けて形成される。上述のように各電極Ｓ，Ｃが設
けられているので、コモン電極Ｃはセグメント電極Ｓの
各電極間の隙間を介して電子ペン８と静電的に結合する
こととなり、電子ペン８から遠いコモン電極Ｃからであ
っても充分な指示信号のレベルを得ることができ、電子
ペン８によって示される液晶パネル６１の座標位置の検
出精度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パネルに設けられる電
極と、前記電極と静電的に結合する電極によって示され
る座標を得ることができるように構成した座標検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は、典型的な従来例である表示一体
型の座標検出装置２１の構成を示すブロック図であり、
図１０は液晶パネル１の電極構造を示す平面図である。
座標検出装置２１では、切換回路４は制御回路７の制御
に従って座標検出期間には検出制御回路６から信号を受
取る。座標検出期間においては、検出制御回路６からの
信号に基づいて、セグメント駆動回路３はセグメント電
極走査信号を生成して、液晶パネル１のセグメント電極
Ｓを順次走査する。さらに、前記座標検出期間において
セグメント電極Ｓの走査が終了すると、検出制御回路６
からの各信号に基づいてコモン駆動回路２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。

【０００３】電子ペン８の先端部に形成される指示電極
は、直下のセグメント電極Ｓあるいはコモン電極Ｃとほ
んのわずかの容量で結合しており、ｘ座標検出回路１０
およびｙ座標検出回路１１は、前記指示電極に誘起され
た微小な誘導電圧の発生タイミングと各電極Ｓ，Ｃの走
査タイミングとに基づいて電子ペン８の先端部が示す液
晶パネル１のｘ座標およびｙ座標を検出する。

【０００４】また表示期間においては、制御回路７の制
御に従って切換回路４は入力を表示制御回路５側に切換
えて表示データ供給回路１３から供給される表示データ
に基づいた画像を液晶パネル１に表示する。

【０００５】コモン電極駆動回路２およびセグメント電
極駆動回路３には、直流電源回路１２から予め定める複
数の電圧が与えられる。

【０００６】図１０に示すように、液晶パネル１は左右
方向１００にｍ本のセグメント電極Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓ
ｍが配列され、上下方向１０１にｎ本のコモン電極Ｃ
１，Ｃ２，Ｃｎとが配列される。セグメント電極Ｓ１，
Ｓ２，…，Ｓｍを総称する際には参照符Ｓを用い、コモ
ン電極Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎを総称する際には参照符Ｃ
を用いる。コモン電極Ｃとセグメント電極Ｓとが交差す
る領域で画素２２を構成している。すなわち、液晶パネ
ル１にはｎ×ｍ個の画素２２がマトリクス状に配列され
ている。

【０００７】セグメント電極Ｓは、表示を行う画素の表
示色に対応して配置されており、たとえばＲ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の３色を１組にしてセグメント電極Ｓ
に繰り返し対応づけられる。表示色に対応した表示のた
めの信号電圧が前記セグメント駆動回路３から供給され
る。コモン電極Ｃは、表示を行う行を定め、表示位置信
号電圧が印加されたコモン電極Ｃに対応した行がセグメ
ント電極Ｓに与えられた表示信号に応じた表示を行う。

【０００８】カラー表示を行う場合、セグメント電極Ｓ
は３色、すなわちセグメント電極３本によって１画素を
構成するためにコモン電極Ｃより同一長さにおける電極
本数が多くなるように形成されており同一長さではセグ
メント電極Ｓはコモン電極Ｃの約３倍の電極本数で形成
される。カラー表示を行う際の１画素は画素領域２３で
示される。

【０００９】液晶パネル１において、たとえばセグメン
ト電極ＳのピッチＰｓは０．１２ｍｍであり、セグメン
ト電極Ｓの幅ｗｓは０．１ｍｍである。また、コモン電
極ＣのピッチＰｃは０．３６ｍｍであり、コモン電極Ｃ
の幅ｗｃは０．３３ｍｍである。各セグメント電極Ｓの
隙間ｄｓは０．０２ｍｍであり、各コモン電極Ｃの隙間
ｄｃは０．０３ｍｍである。図１０に示す液晶パネル１
において、電子ペン８側から見て下側に配置されるセグ
メント電極Ｓと、セグメント電極に対して上側に配置さ
れるコモン電極Ｃとの電子ペン８側からみた面積比は
１：１３．２となる。

【００１０】図１１は、液晶パネル１と電子ペン８との
間で生成する静電容量を説明するための図である。液晶
パネル１においては、基板１１１にコモン電極Ｃが形成
され、基板１１２にセグメント電極Ｓが形成されてい
る。基板１１１と基板１１２とは、液晶層１１３を挟ん
でコモン電極Ｃとセグメント電極Ｓとが直交するように
貼り合わされる。基板１１１において、コモン電極Ｃが
形成されていない表面を覆うように偏光板１１４が形成
される。基板１１２において、セグメント電極Ｓが形成
されていない表面を覆うように偏光板１１５が形成され
る。

【００１１】前述した座標検出期間中にセグメント電極
Ｓあるいはコモン電極Ｃに走査電圧が印加されると、前
記各電極Ｓ，Ｃと電子ペン８の先端部に設けられる指示
電極８ａとの間に設けられる基板１１１などによる静電
容量によって指示電極８ａに電圧が誘起される。

【００１２】図１２は座標検出装置２１における２値化
回路３２についての図であり、図１２（１）は２値化回
路３２の構成を示すブロック図である。２値化回路３２
は、比較器３３と可変電圧源３４とを含んで構成され
る。電子ペン８の先端電極８ａに誘起された電圧は増幅
器９で増幅された後、比較器３３において２値化信号に
変換される。比較器３３の反転入力端子には、可変電圧
源３４によって予め定められる基準電圧Ｖｓが入力され
ており、非反転入力端子に接続されている増幅器９から
基準電圧Ｖｓ以上のレベルの電圧が入力されたときに比
較器３３の出力がハイレベルとなる。

【００１３】座標検出装置２１においては、セグメント
電極Ｓおよびコモン電極Ｃと電子ペン８の指示電極８ａ
との静電結合を利用して電子ペン８の液晶パネル１にお
ける座標位置を求めている。各電極Ｓ，Ｃと電子ペン８
の指示電極８ａとの静電結合は、通常電子ペン８に対し
セグメント電極Ｓよりも上側に配置されるコモン電極Ｃ
との結合は大きいが、電子ペン８に対して下側に配置さ
れるセグメント電極Ｓとの結合は上側に配置された各コ
モン電極Ｃの間を介しての結合であるため極めて小さ
い。したがって、各座標検出回路１０，１１によって検
出される電圧は図１２（２）に示されるようになる。セ
グメント電極Ｓを走査することによって得られるセグメ
ント電極検出信号３６は、コモン電極Ｃを走査すること
によって得られるコモン電極検出信号３７に比べて著し
く小さい。たとえば、液晶パネル１では、コモン電極Ｃ
に電圧を印加することによって電子ペン８に誘起する電
圧は数十ｍＶ程度になるのに対して、セグメント電極Ｓ
に電圧を印加することによって電子ペン８に誘起する電
圧は４ｍＶ程度に過ぎない。

【００１４】電子ペン８の液晶パネル１における座表位
置は各検出信号のピークが得られたタイミングＴｘ，Ｔ
ｙによって示される。前述のように、セグメント電極検
出信号３６とコモン電極検出信号３７との電圧レベルが
異なるので、たとえば図１２（２）に示すようにコモン
電極検出信号３７を基準として基準電圧Ｖｓ１を定めた
場合、セグメント電極検出信号３６の電圧レベルは基準
電圧Ｖｓ１よりも小さく電子ペン８の存在するｘ座標を
検出することはできない。また、セグメント電極検出信
号３６を基準として基準電圧Ｖｓ２を定めた場合、図１
２（３）に示すように基準電圧Ｖｓ２はコモン電極検出
信号３７の裾の部分にあたり、２値化されたパルス信号
３９は、セグメント電極検出信号３６と基準電圧Ｖｓ２
とによって２値化されたパルス信号３８よりも幅広のパ
ルス信号となる。図１２（３）において、時刻ｔ７１か
ら時刻ｔ７２まではＸ座標の検出期間であり、時刻ｔ７
２から時刻ｔ７３まではＹ座標の検出期間である。時刻
ｔ７７から時刻ｔ７８までハイ「Ｈ」レベルとなるパル
ス信号３９に基づいて座標の検出を行うと座標の検出精
度が低下する。このように、コモン電極Ｃを走査するこ
とによって誘起された電圧と、セグメント電極Ｓを走査
することによって得られた電圧との差があまりにも大き
いため比較器３３に入力する基準電圧Ｖｓの設定が困難
となる。

【００１５】図１３はｘ座標検出時におけるコモン電極
駆動回路２およびセグメント駆動回路３の等価回路図で
あり、図１４は上記ｘ座標検出期間中において液晶パネ
ル１のセグメント電極Ｓに印加されるセグメント電極走
査信号Ｓｄのタイミングチャートおよび電子ペン８ある
いは増幅器９からの出力信号の波形図である。図１３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Ｖ
５を印加するためのスイッチであり、コモン駆動回路２
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。なお、抵抗ｒｃ１，ｒｃ
５，ｒｓ１，ｒｓ５はオン抵抗である。

【００１６】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。

【００１７】前記セグメント駆動回路３におけるスイッ
チＤは、スイッチＤ１からスイッチＤｍに向かって電圧
Ｖ５側に順次切換えられる。図１４（１）に示すセグメ
ント電極走査信号Ｓｄ１がセグメント電極Ｓ１に印加さ
れると、引き続いて図１４（２）に示すセグメント電極
走査信号Ｓｄ２がセグメント電極Ｓ２に印加される。以
後、順番にセグメント電極Ｓにセグメント電極走査信号
Ｓｄが印加され、図１４（３）に示すセグメント電極走
査信号Ｓｄｍ−１がセグメント電極Ｓｍ−１に印加さ
れ、図１４（４）に示すセグメント電極走査信号Ｓｄｍ
がセグメント電極Ｓｍに印加される。このようにして、
セグメント電極走査信号Ｓｄとして走査電圧Ｖ５が液晶
パネル１における一端に位置するセグメント電極Ｓ１か
ら順次他端に位置するセグメント電極Ｓｍに向かって印
加される。図１３においては、セグメント電極Ｓ２，Ｓ
３，Ｓ４に走査電圧Ｖ５が印加されており、他のセグメ
ント電極Ｓ１，Ｓ５，…，Ｓｍには非走査電圧Ｖ１が印
加されており、コモン電極Ｃには電圧Ｖ１が供給されて
いる。

【００１８】前記電子ペン８を液晶パネル１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１４
（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１３におけ
るコモン電極Ｃのように電子ペン８に近いほうの電極を
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
１３を介して静電的な結合を行っているので、座標検出
期間においてセグメント電極Ｓの走査をした場合、コモ
ン電極Ｃの抵抗およびコモン駆動回路２のオン抵抗ｒｃ
１，ｒｃ５が大きいためセグメント電極Ｓには図１４
（５）に示す電圧が誘起する。

【００１９】このような状態で電子ペン８を液晶パネル
１上に置くと、電子ペン８には図１４（６）のような電
圧が誘起する。図１４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１４（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１４（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Ｓ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。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】前述のような座標検出
精度の低下を防ぐための技術が特開平６−１３１１１８
号公報に開示されている。前記公報においては、コモン
電極に対して下側に配置され、検出ペンから遠い位置に
あるセグメント電極が走査される際に、補正電圧生成手
段によって生成された補正電圧をコモン電極に印加して
いる。コモン電極に補正電圧を印加することによって、
下側のセグメント電極を走査する際に印加される走査電
圧に起因して上側に位置するコモン電極に誘起される電
圧を打ち消して座標検出の精度を向上させている。

【００２１】前記補正電圧生成手段によって供給される
補正電圧は、液晶パネルごとに必要とされる電圧が異な
るので、予め液晶パネルごとに印加すべき補正電圧を測
定しておかなければならず手間がかかる。また、補正電
圧生成手段を設けることによって装置の構成が大きくな
る。なお、前記公報に示されている表示一体型タブレッ
ト装置の液晶パネルでは、補正電圧を印加することによ
る効果を増大させるために、コモン電極よりも抵抗値が
高くなるセグメント電極をコモン電極に対して検出ペン
から遠い下側に配置している。

【００２２】本発明の目的は、精度よく座標検出を行う
ことができる座標検出装置を提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の電極が
間隔をあけて予め定める方向に配列される座標検出のた
めのパネルと、電圧を印加されることによって前記電極
とパネルにおける座標を指示するための指示電極との静
電的な結合によって指示電極に発生した電気容量を指示
信号として出力する座標指示手段と、前記電極に対し
て、予め定めるタイミングで予め定める電圧を順次的に
印加する電圧印加手段と、座標指示手段と電圧印加手段
とに接続され、指示信号の発生タイミングと電圧印加手
段による電圧の印加タイミングとに基づいて、座標指示
手段が存在するパネルの座標位置を検出する座標検出手
段とを備える座標検出装置において、前記パネルは、各
電極が互いに平行となるように所定の間隔をあけて配列
される第１電極群と、第１電極とは異なる方向で各電極
が互いに平行となり、第１電極群よりも同一長さにおけ
る電極本数が多く配列され、かつ第１電極群よりも座標
指示手段側に形成される第２電極群とを備えることを特
徴とする座標検出装置である。また本発明は、前記パネ
ルにおける第２電極群の各電極間間隔は、第１電極群の
各電極間間隔より小さくなるように第１電極群および第
２電極群の各電極を配列することを特徴とする。また本
発明は、各電極が互いに平行となるように所定の間隔を
あけて配列される第３電極群および第３電極群とは異な
る方向で各電極が互いに平行となるように所定の間隔を
あけて配列される第４電極群を備える座標検出のための
パネルと、前記電極に対して、予め定めるタイミングで
予め定める電圧を順次的に印加する電圧印加手段と、電
圧を印加されることによって前記電極とパネルにおける
座標を指示するための指示電極との静電的な結合によっ
て指示電極に発生した電気容量を指示信号として出力す
る座標指示手段と、座標指示手段に接続され、与えられ
る指示信号を各電極群毎に異なる基準電圧に基づいて２
値化してパルス信号として出力する変換手段と、変換手
段と電圧印加手段とに接続され、パルス信号と電圧印加
手段による電圧の印加タイミングとに基づいて座標指示
手段が存在するパネルの座標位置を検出する座標検出手
段とを備えることを特徴とする座標検出装置である。ま
た本発明は、前記変換手段は、第３電極群が第４電極群
に対して座標指示手段に近くなるようにパネルが形成さ
れている場合には、第３電極群に電圧を付加したときに
与えられる指示信号を２値化する第１基準電圧を、第４
電極群に電圧を印加したときに与えられる指示信号を２
値化する第２基準電圧よりも低く設定し、第４電極群が
第３電極群に対して座標指示手段に近くなるようにパネ
ルが形成されている場合には第１基準電圧を第２基準電
圧よりも高く設定することを特徴とする。また本発明
は、複数の電極が間隔をあけて予め定める方向に配列さ
れる座標検出のためのパネルと、前記電極に対して、予
め定めるタイミングで予め定める電圧を順次的に印加す
る電圧印加手段と、電圧を印加されることによって前記
電極とパネルにおける座標を指示するための指示電極と
の静電的な結合によって指示電極に発生した電気容量を
指示信号として出力する座標指示手段と、座標指示手段
に接続され、与えられる指示信号が低レベルである場合
の増幅度を高レベルである場合の増幅度よりも高く定め
る増幅手段と、増幅手段と電圧印加手段とに接続され、
パルス信号と電圧印加手段による電圧の印加タイミング
とに基づいて座標指示手段が存在するパネルの座標位置
を検出する座標検出手段とを備えることを特徴とする座
標検出装置である。

【００２４】

【作用】本発明に従えば、座標検出装置におけるパネル
は、第１電極群と第１電極群よりも同一長さにおける電
極本数が多く配列される第２電極群とが、座標指示手段
に対して第２電極群が第１電極群よりも指示電極に近く
なるように形成される。このパネルにおける座標指示手
段の存在する座標位置を検出するために、電圧印加手段
によって各電極に対して予め定めるタイミングで電圧を
順次的に印加し、座標指示手段の指示信号の発生タイミ
ング、および電圧印加手段による電圧の印加タイミング
に基づいて座標検出手段が座標指示手段の存在する座標
を検出する。したがって、第１電極群に含まれる電極は
第２電極群における各電極間の隙間を介して指示電極と
静電的に結合することとなり第１電極群の電極と指示電
極との静電結合を密にすることができる。

【００２５】また好ましくは、前記パネルにおける第２
電極群の各電極間間隔は、第１電極群の各電極間間隔よ
り小さくなるように各電極が配列される。したがって、
第１電極群に含まれる電極は、当該電極群の各電極間の
間隔よりも各電極間の間隔が小さくなるように形成され
る第２電極群の各電極の隙間を介して指示電極と静電的
に結合する。

【００２６】また本発明に従えば、パネルにおける座標
指示手段の存在する座標位置を検出する際に、指示電極
とパネルに設けられる電極との間に静電結合によって発
生する指示信号を変換手段において、第３電極群につい
ての座標位置を検出するときと、第４電極群についての
座標位置を検出するときとで基準とする電圧レベルを変
更して指示信号を２値化する。したがって、指示電極に
対するパネルにおける電極群の位置によって、指示電極
と電極との間に発生する指示信号の発生電圧に差が発生
するが、電極群の位置によって座標検出の基準となる基
準電圧を変更しているので、各電極ごとに最適なレベル
で座標の検出を行うことができる。

【００２７】また好ましくは、第３電極群が第４電極群
に対して座標指示手段に近くなるようにパネルが形成さ
れている場合には、第３電極群に電圧を付加したときに
与えられる指示信号を２値化する第１基準電圧を、第４
電極群に電圧を印加したときに与えられる指示信号を２
値化する第２基準電圧よりも低く設定し、第４電極群が
第３電極群に対して座標指示手段に近くなるようにパネ
ルが形成されている場合には第１基準電圧を第２基準電
圧よりも高く設定する。したがって、発生される指示信
号電圧は低くなる指示電極から遠方側の電極群における
電極からの信号電圧は、低く定められる基準電圧によっ
て２値化され、充分な指示信号のレベルを得ることがで
きる指示電極側の電極群における電極からの指示信号
は、前記基準電圧よりも高く定められる基準電圧によっ
て２値化されることとなり、いずれの電極群から検出さ
れた信号であっても所望する精度で２値化を行うことが
できる。

【００２８】さらに本発明に従えば、パネルにおける指
示電極の存在する座標位置を検出する際に座標指示手段
とパネルに設けられる電極との間に静電結合によって発
生する指示信号が低レベルである場合の増幅度を高レベ
ルである場合の増幅度よりも高く定める。したがって、
指示信号のレベルが低い場合には高い増幅度で増幅し、
指示信号のレベルが高い場合には低い増幅度で増幅する
こととなり、座標指示手段に対する配列位置に関係なく
信号電圧のレベルを同程度にすることができる。

【００２９】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例である座標検出
装置５１の構成を示すブロック図である。座標検出装置
５１において、液晶パネル６１を除く他の構成要素は従
来技術で説明した座標検出装置２１と同一であるので、
同一の参照符を付して説明を省略する。また、液晶パネ
ル６１の駆動方法は座標検出装置２１における液晶パネ
ル１と同一である。液晶パネル６１の電極構造を図２に
示す。

【００３０】液晶パネル６１は、上下方向１０１にコモ
ン電極Ｃが配列され、左右方向１００にセグメント電極
Ｓが配列される。液晶パネル６１において、各電極Ｓ，
Ｃの電極幅Ｗｓ，Ｗｃおよび隣接する電極のピッチＰ
ｓ，Ｐｃは、従来の技術で説明した液晶パネル１と同一
であるので同一の参照符を付す。

【００３１】液晶パネル６１は、前述の液晶パネル１に
おいては図１０に示すように紙面の手前側にコモン電極
Ｃを配列し、コモン電極の下側となるようセグメント電
極Ｓを配列していたのを、図２に示すように紙面の手前
側にセグメント電極Ｓを配列し、セグメント電極Ｓの下
側となるようにコモン電極Ｃを配列している。

【００３２】液晶パネル６１では、電子ペン８側から見
てセグメント電極Ｓがコモン電極Ｙよりも上側になるよ
うに各電極Ｓ，Ｃが形成されるので、電子ペン８側から
見たときのセグメント電極Ｓとコモン電極Ｃとの面積比
が１：５．４５となっている。従来の液晶パネル１と比
較した場合、セグメント電極Ｓとコモン電極Ｃとの面積
比が近くなっている。

【００３３】図３は座標検出装置５１における表示期間
と座標検出期間とにおけるタイミングチャートであり、
図４は座標検出期間におけるタイミングチャートであ
る。

【００３４】図３に示すタイミングチャートにおいて、
時刻ｔ０から時刻ｔ３までの期間Ｗ０がＮ番目のフレー
ム期間となり、時刻ｔ３以降はＮ＋１番目のフレーム期
間となる。期間Ｗ０において、時刻ｔ０から時刻ｔ１ま
での期間Ｔ１は表示期間であり、液晶パネル６１の各電
極Ｓ，Ｃに対して駆動電圧が印加される。時刻ｔ１から
時刻ｔ３までの期間Ｗ２は座標検出期間であり、液晶パ
ネル６１における電子ペン８の存在する座標位置が検出
される。さらに期間Ｗ２は、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで
の期間Ｗ３と、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間Ｗ４と
を含む。期間Ｗ３はｘ座標検出期間であり、期間Ｗ４は
ｙ座標検出期間である。

【００３５】図４に示される座標検出期間が、たとえば
Ｎ番目のフレーム期間における座標検出期間であるとす
ると、前記時刻ｔ１と時刻ｔ１１とが一致し、前記時刻
ｔ２と時刻ｔ１２とが一致し、前記時刻ｔ３と時刻ｔ１
３とが一致する。

【００３６】座標検出装置２１においては、座標検出期
間中に切換え回路４から出力されるクロック信号ｃｐに
基づいて、図４（１）に示すセグメント電極走査用クロ
ック信号ｃｐｓと図４（４）に示すコモン電極走査用ク
ロック信号ｃｐｄとが生成される。時刻ｔ１から時刻ｔ
２までのｘ座標検出期間において、セグメント電極走査
用クロック信号ｃｐｓは少なくともセグメント電極Ｓと
同数のｍ回立上がり、コモン電極走査用クロック信号ｃ
ｐｄは少なくともコモン電極Ｃと同数のｎ回立上がる。

【００３７】セグメント電極Ｓは、コモン電極Ｃに対し
て同一長さに３倍の電極本数が存在するように液晶パネ
ル６１に設けられているので、図４（１）に示すセグメ
ント電極走査用クロック信号ｃｐｓは、図４（４）に示
すコモン電極走査用クロック信号ｃｐｄの３倍の周波数
となっている。したがって、ｘ方向すなわちセグメント
電極Ｓの走査速度をｙ方向、すなわちコモン電極Ｃの走
査速度に等しくすることができる。隣接する電極の配列
間隔であるピッチの小さいセグメント電極Ｓを走査する
際に電子ペン８の指示電極８ａに誘起される電圧波形
と、ピッチの大きなコモン電極Ｃを走査する際に誘起さ
れる電圧波形とが略等しくなり、電子ペン８の先端部が
示すｘ座標検出精度とｙ座標検出精度とを略等しくする
ことができる。

【００３８】セグメント電極走査用クロック信号ｃｐｓ
が供給されているＸ座標検出期間においては、図４
（２）に示す電位ＶｓをもつシフトデータＳＯが、セグ
メント電極走査用クロック信号ｃｐｓの立上がりごとに
図４（３）に示すようにセグメント電極走査信号Ｓｓ
１，Ｓｓ２，…，Ｓｓｍとしてセグメント電極Ｓに順次
供給される。セグメント電極走査信号Ｓｓ１，Ｓｓ２，
…，Ｓｓｍを総称するときは参照符Ｓｓを用いる。ま
た、Ｙ座標検出期間においては、前記シフトデータＳＯ
と同一である図４（５）に示すシフトデータＳＯがコモ
ン電極走査用クロック信号ｃｐｄの立上がりごとに図４
（６）に示すようにコモン電極走査信号Ｃｓ１，Ｃｓ
２，…，Ｃｓｎとして順次コモン電極Ｃに供給される。
コモン電極走査信号Ｃｓ１，Ｃｓ２，…，Ｃｓｎを総称
するときは参照符Ｃｓを用いる。

【００３９】以上のように本実施例によれば、座標検出
装置５１における液晶パネル６１を、コモン電極Ｃに対
して同一長さに３倍の電極本数が存在するように設けら
れるセグメント電極Ｓを電子ペン８に近い側に配列して
いるので、コモン電極Ｃはセグメント電極Ｓの各電極
Ｓ，Ｃの隙間を介して電子ペン８の指示電極８ａと静電
的に結合することとなり、座標検出期間においてコモン
電極Ｃを走査した結果得られる信号電圧が高くなり、電
子ペン８の存在する座標位置の検出精度を向上させるこ
とができる。

【００４０】図５は、本発明の第２実施例である座標検
出装置５２に含まれる２値化回路５６の構成を示すブロ
ック図である。座標検出装置５２において、座標検出装
置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。座標検出装置５２は、前述の２値化回路３２に
置き換えて２値化回路５６を設けた構成となっている。
本実施例においては、２値化回路５６における処理の説
明を行う。なお、本実施例におけるｘ座標検出回路１０
およびｙ座標検出回路１１では、２値化回路５６から供
給される信号に基づいて電子ペン８の存在する液晶パネ
ル６１のｘ座標およびｙ座標を検出している。

【００４１】２値化回路５６は、第１比較器１４と、第
２比較器１５と、第１可変電圧源１６と、第２可変電圧
源１７とを含んで構成される。各可変電圧源１６，１７
は、０〜Ｖｃｃの間の任意の電圧値を供給することがで
き、第１可変電圧源１６は電圧Ｖｓｘを供給し、第２可
変電圧源１７は電圧Ｖｓｙを供給する。電圧Ｖｓｘと電
圧Ｖｓｙとは、たとえばｘ座標に対応付けられるセグメ
ント電極Ｓがコモン電極Ｃよりも電子ペン８側に設けら
れている場合には、 Ｖｓｘ ＞ Ｖｓｙ …（１） となるように定められ、ｙ座標に対応付けられるコモン
電極Ｃがセグメント電極Ｓよりも電子ペン８側に設けら
れている場合には、 Ｖｓｘ ＜ Ｖｓｙ …（２） となるように定められる。

【００４２】第１比較器１４の反転入力端子には、第１
可変電圧源１６から電圧Ｖｓｘが入力されており、非反
転入力端子には増幅器９で増幅された検出信号が入力さ
れる。第１比較器１４からは、電圧Ｖｓｘ以上か未満か
によって２値化された信号が出力される。第２比較器１
５の反転入力端子には、第２可変電圧源１６から電圧Ｖ
ｓｙが入力されており、反転入力端子には第１比較器１
４と同様に増幅器９で増幅された検出信号が入力され
る。第２比較器１５からは電圧Ｖｓｙ以上か未満かによ
って２値化された信号が出力される。

【００４３】図６は２値化回路５６における信号のタイ
ミングチャートである。図６（１）は、電子ペン８によ
って検出された電圧を増幅器９で増幅した信号を示して
おり、時刻ｔ５１から時刻ｔ５２までの期間Ｗ３１では
セグメント電極Ｓが走査されることによって得られた検
出信号を増幅した信号が示され、時刻ｔ５２から時刻ｔ
５３までの期間Ｗ３２ではコモン電極Ｃが走査されるこ
とによって得られた検出信号を増幅した信号が示されて
いる。

【００４４】第１比較器１４は、入力される検出信号が
電圧Ｖｓｘ以上となる時刻ｔ５５から時刻ｔ５６までハ
イ「Ｈ」レベルを出力する。第１比較器１４の出力は図
６（２）に示すパルス波形となる。前記パルス波形は、
時刻ｔ３５以前と時刻ｔ３６以降はロー「Ｌ」レベルと
なっている。

【００４５】第２比較器１５は、図６（３）に示すよう
に入力される検出信号が電圧Ｖｓｙ以上となる時刻ｔ３
７から時刻ｔ３８までと、時刻ｔ３９から時刻ｔ４０ま
でとがハイ「Ｈ」レベルを出力する。図６（３）に示さ
れるパルス波形において、時刻ｔ５８から時刻ｔ５９ま
でのハイレベルである期間は、電子ペン８の存在するｘ
座標を示しているが出力されるパルスの幅が広すぎるの
で、検出される座標と実際に電子ペン８によって示され
る座標とにずれが生じるため座標の検出には用いられな
い。すなわち、ｙ座標検出回路１１では時刻ｔ６０から
時刻ｔ６１までのハイ「Ｈ」レベルであるパルス波形と
コモン電極Ｃに対する走査電圧印加タイミングとに基づ
いて電子ペン８の存在するｙ座標を検出する。

【００４６】以上のように本実施例によれば、電子ペン
８によって検出された信号を２値化する際に、基準とす
る電圧を、セグメント電極Ｓおよびコモン電極Ｃで異な
る電圧値としているので、各電極Ｓ，Ｃで互いに異なる
電圧値となる電子ペン８によって検出される信号電圧に
基づく座標位置の検出精度を向上させることができる。

【００４７】図７は、本発明の第３実施例である座標検
出装置５３に含まれる２値化回路５７の構成を示すブロ
ック図であり、図８は２値化回路５７における信号のタ
イミングチャートである。座標検出装置５３において、
前述の第１実施例における座標検出装置５１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。２値
化回路５７は、前述の座標検出装置５２における２値化
回路５６に置き換えて用いられる。２値化回路５７は、
基準電圧源５８と比較器５９とを含んで構成される。

【００４８】基準電圧源５８には、電圧Ｖｃｃが供給さ
れており、入力される制御信号、たとえば切換回路４か
ら供給される信号に従って電圧Ｖｓｖを比較器５９に供
給する。図８（１）は、２値化回路５７に入力される制
御信号の例を示す波形図である。前記制御信号は、座標
検出期間が切換わるごとに立上がる。前記制御信号が立
上がるたびに図８（２）に示す電圧Ｖｓｖが切換わる。
電圧Ｖｓｖが時刻ｔ５１まで電圧Ｖｙであるとすると、
時刻ｔ５１における制御信号の立上がりに伴って電圧Ｖ
ｘとなる。基準電圧源５８の出力は、時刻ｔ５２まで電
圧Ｖｘとなり、次に時刻ｔ５２において制御信号が立上
がると、電圧Ｖｙとなる。さらに３回目に制御信号が立
上がる時刻ｔ５３まで電圧Ｖｙとなる。なお、時刻ｔ５
３以降は画像表示期間となる。

【００４９】比較器５９は、反転入力端子に電圧Ｖｓｖ
が与えられており、非反転入力端子には図８（３）に示
す増幅器９の出力が与えられる。図８（４）に示される
比較器５９の出力は、時刻ｔ５１から時刻ｔ５２までの
期間では増幅器９の出力が電圧Ｖｘ以上となる時刻ｔ５
４から時刻ｔ５５までハイ「Ｈ」レベルとなり、時刻ｔ
５２から時刻ｔ５３までの期間では増幅器９の出力が電
圧Ｖｙ以上となる時刻ｔ５６から時刻ｔ５７までハイレ
ベルとなる。

【００５０】以上のように本実施例によれば、電子ペン
８によって検出された信号を２値化する際に基準とする
電圧値をセグメント電極Ｓおよびコモン電極Ｃで異なる
電圧値としているので、各電極Ｓ，Ｃで互いに異なる電
圧値となる電子ペン８によって検出される信号電圧に基
づく座標位置の検出精度を向上させることができる。

【００５１】本発明の第４実施例である座標検出装置５
４は、前述の図１に示す座標検出装置５１において電子
ペン８によって検出された電圧を増幅して２値化回路３
２へと与える増幅器９が増幅器７９に置き換えられたも
のである。

【００５２】座標検出装置５４において、座標検出装置
５１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。以下に、本実施例の特徴である増幅器７９に
ついて説明を行う。

【００５３】増幅器５９は、たとえば、いわゆるログア
ンプと称される対数曲線で示される入出力特性を有する
増幅器である。増幅器７９は、図１２に示されるセグメ
ント電極検出信号３６のような低いレベルの信号が入力
されたときには高い増幅度で増幅を行い、コモン電極検
出信号３７のような高いレベルの信号が入力されたとき
には低い増幅度で増幅を行うことによって増幅器７９か
ら出力される信号のレベルが一定となるようにしてい
る。

【００５４】以上のように本実施例によれば、入力され
る信号のレベルが異なっても増幅器５９から出力される
信号のレベルが等しくなるので、増幅器７９から出力さ
れる信号の２値化を行う回路における基準の電圧を１つ
に固定することができ、２値化回路の構成を増やすこと
なく座標位置の検出精度を向上させることができる。

【００５５】なお、上述の各実施例においては、座標検
出のためのパネルとしてデューティ駆動方式による液晶
パネル１，６１を用いて説明を行ったが、格子状に複数
の電極が配列され、所定の長さにおける一方の電極の本
数と他方の電極の本数とが異なる構成であれば、他の駆
動方式による液晶パネル、ＥＬ（ElectroLuminescenc
e）表示パネル、プラズマ表示パネルなどを用いてもよ
い。また、パネルの表示方法としては、図１に示すよう
な１画面方式について説明を行ったが、パネルにおける
表示画面を上半分と下半分とに分割して同時に並行して
表示を行う２画面方式にも適用することができる。

【００５６】また、第２実施例において示される座標検
出装置５２では、座標検出のためのパネルとして、所定
の長さにおける一方の電極の本数と他方の電極の本数と
が異なるパネルを用いた場合の説明を行ったが、所定の
長さにおける一方の電極の本数と他方の電極の本数とが
等しいパネルを用いた場合であっても、一方の電極で検
出される電圧と他方の電極で検出される電圧とが異なる
ような構成のパネルであればよい。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１電極
群に含まれる電極は座標指示手段側に形成される第２電
極群における各電極間の隙間を介して指示電極と静電的
に結合することとなるので、第１電極群の電極と指示電
極との静電結合を密にすることができ、指示電極の存在
する座標位置の検出精度、特に第１電極群に対応付けら
れる座標位置の検出精度を向上させることができる。

【００５８】また本発明によれば、パネルに配列される
第２電極群の各電極間間隔は、第１電極群の各電極間間
隔よりも小さくなるように配列されるので、第１電極群
の各電極は第２電極群の各電極の隙間を介して指示電極
と静電的に結合することができる。

【００５９】さらに本発明によれば、いずれの電極群に
含まれる電極からの指示信号であるかによって座標検出
の基準とする電圧値を変更するので、指示電極を介して
検出される指示信号を各電極群ごとに予め定める電圧レ
ベルで検出を行うことができ、指示電極の存在する座標
位置の検出精度を向上させることができる。

【００６０】またさらに本発明によれば、たとえば第３
電極群に対して指示電極側に配置される第４電極群に含
まれる電極からの指示信号を２値化する際の第１基準電
圧を第３電極群に含まれる電極からの指示信号を２値化
する際の第１基準電圧よりも高く設定しているので、各
電極群の電極から検出される指示信号に対応した第１お
よび第２の基準電圧によって２値化され、座標指示手段
の存在する座標位置の検出精度を向上させることができ
る。

【００６１】またさらに本発明によれば、入力される信
号電圧によって増幅度の異なる増幅器によって各電極群
の電極から検出された指示信号を増幅するので、いずれ
の電極群から検出された指示信号であるかに関係なく信
号電圧のレベルを同程度にすることができ、指示電極の
存在する座標位置の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である座標検出装置５１の
構成を示すブロック図である。

【図２】液晶パネル６１の電極構造を示す図である。

【図３】座標検出装置５１における液晶パネル６１を動
作させる際のタイミングチャートである。

【図４】座標検出装置５１において座標を検出する際の
各座標検出回路１０，１１における信号のタイミングチ
ャートである。

【図５】座標検出回路５６の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】座標検出回路５６における信号のタイミングチ
ャートである。

【図７】座標検出回路５７の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】座標検出回路５７におけるタイミングチャート
である。

【図９】典型的な従来例である座標検出機能を備えた表
示装置２１の構成を示すブロック図である。

【図１０】表示パネル１の電極構造を示す平面図であ
る。

【図１１】電子ペン８と表示パネル１との断面図であ
る。

【図１２】座標検出回路３２の構成を示すブロック図で
ある。

【図１３】表示パネル１とコモン電極駆動回路２とセグ
メント電極駆動回路３との構成を示す図である。

【図１４】座標検出機能付表示装置２１におけるセグメ
ント電極Ｓを走査する信号とｘ座標検出回路１０によっ
て検出される信号とを示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１，６１ 液晶パネル ２ コモン駆動回路 ３ セグメント駆動回路 ４ 切換回路 ５ 表示制御回路 ６ 検出制御回路 ７ 制御回路 ８ 電子ペン ９，７９ 増幅器 １０ ｘ座標検出回路 １１ ｙ座標検出回路 １２ 直流電源回路 １３ 表示データ供給回路 ３２，６５，５７ ２値化回路 ５１，５２，５３，５４ 座標検出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井口 茂樹 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 (72)発明者 平野 勝己 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 (72)発明者 廣本 邦雄 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電極が間隔をあけて予め定める方
   向に配列される座標検出のためのパネルと、 電圧を印加されることによって前記電極とパネルにおけ
   る座標を指示するための指示電極との静電的な結合によ
   って指示電極に発生した電気容量を指示信号として出力
   する座標指示手段と、 前記電極に対して、予め定めるタイミングで予め定める
   電圧を順次的に印加する電圧印加手段と、 座標指示手段と電圧印加手段とに接続され、指示信号の
   発生タイミングと電圧印加手段による電圧の印加タイミ
   ングとに基づいて、座標指示手段が存在するパネルの座
   標位置を検出する座標検出手段とを備える座標検出装置
   において、 前記パネルは、 各電極が互いに平行となるように所定の間隔をあけて配
   列される第１電極群と、 第１電極とは異なる方向で各電極が互いに平行となり、
   第１電極群よりも同一長さにおける電極本数が多く配列
   され、かつ第１電極群よりも座標指示手段側に形成され
   る第２電極群とを備えることを特徴とする座標検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記パネルにおける第２電極群の各電極
   間間隔は、第１電極群の各電極間間隔より小さくなるよ
   うに第１電極群および第２電極群の各電極を配列するこ
   とを特徴とする請求項１記載の座標検出装置。
3. 【請求項３】 各電極が互いに平行となるように所定の
   間隔をあけて配列される第３電極群および第３電極群と
   は異なる方向で各電極が互いに平行となるように所定の
   間隔をあけて配列される第４電極群を備える座標検出の
   ためのパネルと、 前記電極に対して、予め定めるタイミングで予め定める
   電圧を順次的に印加する電圧印加手段と、 電圧を印加されることによって前記電極とパネルにおけ
   る座標を指示するための指示電極との静電的な結合によ
   って指示電極に発生した電気容量を指示信号として出力
   する座標指示手段と、 座標指示手段に接続され、与えられる指示信号を各電極
   群毎に異なる基準電圧に基づいて２値化してパルス信号
   として出力する変換手段と、 変換手段と電圧印加手段とに接続され、パルス信号と電
   圧印加手段による電圧の印加タイミングとに基づいて座
   標指示手段が存在するパネルの座標位置を検出する座標
   検出手段とを備えることを特徴とする座標検出装置。
4. 【請求項４】 前記変換手段は、第３電極群が第４電極
   群に対して座標指示手段に近くなるようにパネルが形成
   されている場合には、第３電極群に電圧を付加したとき
   に与えられる指示信号を２値化する第１基準電圧を、第
   ４電極群に電圧を印加したときに与えられる指示信号を
   ２値化する第２基準電圧よりも低く設定し、第４電極群
   が第３電極群に対して座標指示手段に近くなるようにパ
   ネルが形成されている場合には第１基準電圧を第２基準
   電圧よりも高く設定することを特徴とする請求項３記載
   の座標検出装置。
5. 【請求項５】 複数の電極が間隔をあけて予め定める方
   向に配列される座標検出のためのパネルと、 前記電極に対して、予め定めるタイミングで予め定める
   電圧を順次的に印加する電圧印加手段と、 電圧を印加されることによって前記電極とパネルにおけ
   る座標を指示するための指示電極との静電的な結合によ
   って指示電極に発生した電気容量を指示信号として出力
   する座標指示手段と、 座標指示手段に接続され、与えられる指示信号が低レベ
   ルである場合の増幅度を高レベルである場合の増幅度よ
   りも高く定める増幅手段と、 増幅手段と電圧印加手段とに接続され、パルス信号と電
   圧印加手段による電圧の印加タイミングとに基づいて座
   標指示手段が存在するパネルの座標位置を検出する座標
   検出手段とを備えることを特徴とする座標検出装置。