JPH08335139A - 座標検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 指示具によって指示されるパネル上の座標位
置の検出精度が高い座標検出装置を提供する。 【構成】 座標検出装置における液晶パネル１２は、基
板３１ｂに設けられるコモン電極Ｃにおいて定められる
第１電極群の中心と第２電極群の中心との第１距離Ｎ
と、コモン電極Ｃと指示電極２２の先端部２２ａとの第
２距離Ｈとが ０．４≦Ｎ／Ｈ≦１．１となるように構
成されているので、指示電極２２によって指し示される
液晶パネル１２の座標位置を精度よく検出することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電界発生手段を用いて
発生させた電界を、液晶パネルにおける電極に作用させ
たときに電極に発生する誘導電圧を検出して、電界発生
手段の液晶パネルにおける座標を得ることができる座標
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４５は、典型的な従来例である表示一
体型の座標検出装置９０１の構成を示すブロック図であ
る。電子ペン９０８が示す座標位置の検出と画像の表示
とを行う座標検出装置９０１において切換え回路９１２
は、制御回路９０６から与えられる制御信号に従って、
画像を表示する際の制御を行う表示制御回路９１０と、
座標位置を検出する際の制御を行う検出制御回路９１１
との出力を切換えて受取る。座標検出装置９０１では、
画像表示を行う表示期間と座標位置検出を行う座標検出
期間とが時分割で割り当てられている。

【０００３】座標検出期間においては、検出制御回路９
１１が選択され、検出制御回路９１１から与えられる各
信号に基づいて、セグメント駆動回路９０４はセグメン
ト電極走査信号を生成して、液晶表示パネル９０２のセ
グメント電極Ｓを順次走査する。前記座標検出期間にお
いて、セグメント電極Ｓの走査が終了した後、検出制御
回路９１１から与えられる各信号に基づいて、コモン駆
動回路９０３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。

【０００４】電子ペン９０８の先端部に設けられる電極
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９０
７ａおよびＹ座標検出回路９０７ｂは、電子ペン９０８
の先端電極に誘起された微小な誘導電圧に基づいて、電
子ペン９０８の先端部が位置する液晶パネル９０２のＸ
座標およびＹ座標を検出する。

【０００５】また、表示期間においては、制御回路９０
６の制御に従って切換え回路９１２は、表示制御回路９
１０側の出力を受取り、コモン駆動回路９０３およびセ
グメント駆動回路９０４に出力する。

【０００６】なお、表示期間において座標検出回路９０
７ａ，９０７ｂで検出された電子ペン９０８の存在する
座標位置を示すデータを表示制御回路９１０に入力する
ことによって、検出された座標位置に表示を行うように
することができる。

【０００７】コモン駆動回路９０３とセグメント駆動回
路９０４とは、切換回路９１２の出力に基づいて、電源
回路９０５から供給される複数の電圧を選択的に液晶パ
ネル９０２の各電極Ｓ，Ｃに印加する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記従来例は、電子ペ
ン９０８と各電極Ｓ，Ｃの間の微小な容量結合に基づく
誘導電圧を検出するものであるから、取り扱いやすい電
圧まで増幅するために多数の増幅器が必要となる上に、
Ｓ／Ｎ(Signal／Noise）比が悪く、電子ペン９０８の指
示する点と座標検出回路によって検出される座標点とに
ずれが生じることがある。また、多数の増幅器を用いる
ことにより装置全体の製造コストが増加する。さらに、
増幅器の数が多いので実装スペースが増加することとな
り、座標検出装置の小形化の障害となる。

【０００９】本発明の目的は、指示具によって指示され
るパネル上の座標位置の検出精度が高い座標検出装置を
提供することである。

【００１０】

【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配列方向に配列される座標検出
のためのパネルと、交流発振器と、前記交流発振器によ
って発生される交流電界が与えられ、前記電極との間で
静電的な結合を行うことによって、パネルに予め対応付
けられる座標位置を示す指示電極と、一方の入力が前記
電極の配列方向に隣接する１または複数の電極を含む第
１電極群と共通に接続され、第１電極群に対して配列方
向に隣接し、かつ第１電極群に含まれる電極数と同一数
の前記電極を含む第２電極群が他方の入力に共通に接続
され、一方および他方の入力から入力される前記静電的
な結合に基づく信号の差を出力する演算手段と、第１電
極群と第２電極群との配列方向に対する相対的な間隔を
変えることなく第１電極群と第２電極群とに含まれる各
電極を前記配列方向にずらして順次的に切換え接続を行
う切換え手段と、前記演算手段の出力と、前記切換え手
段によって演算手段に接続される電極の切換え接続状態
とに基づいて、前記指示電極が存在する前記パネルにお
ける座標位置を検出する座標検出手段とを含み、パネル
の前記電極と前記指示電極との第１距離をＨとし、第１
電極群の配列方向に沿う幅の中央値と、第２電極群の前
記配列方向に沿う幅の中央値との第２距離をＮとすると
き、前記第１距離であるＨと前記第２距離であるＮと
を、 ０．４≦Ｎ／Ｈ≦１．１ と定めることを特徴とする座標検出装置である。また本
発明は、複数の電極が間隔をあけて予め定める配列方向
に配列される座標検出のためのパネルと、交流発振器
と、前記交流発振器によって発生される交流電界が与え
られ、前記電極との間で静電的な結合を行うことによっ
て、パネルに予め対応付けられる座標位置を示す指示電
極と、一方の入力が前記電極の配列方向に隣接する１ま
たは複数の電極を含む第１電極群と共通に接続され、第
１電極群に対して配列方向に隣接し、かつ第１電極群に
含まれる電極数と同一数の前記電極を含む第２電極群が
他方の入力に共通に接続され、一方および他方の入力か
ら入力される前記静電的な結合に基づく信号の差を出力
する演算手段と、第１電極群と第２電極群との配列方向
に対する相対的な間隔を変えることなく第１電極群と第
２電極群とに含まれる各電極を前記配列方向にずらして
順次的に切換え接続を行う切換え手段と、前記演算手段
の出力と、前記切換え手段によって演算手段に接続され
る電極の切換え接続状態とに基づいて、前記指示電極が
存在する前記パネルにおける座標位置を検出する座標検
出手段とを含み、パネルの前記電極と前記指示電極との
第１距離をＨとし、前記第１および第２電極群の前記配
列方向に沿う幅である第３距離をＢとするとき、前記第
１距離であるＨと前記第３距離であるＢとを、 ０．３≦Ｂ／Ｈ≦０．７ と定めることを特徴とする座標検出装置である。

【００１１】

【作用】本発明に従えば、複数の電極が予め定める間隔
をあけて予め定める配列方向に配列されるパネルにおい
て、前記電極の配列方向に対して隣接する１または複数
の電極を含む第１電極群と、前記第１電極群に対して配
列方向に隣接し、かつ第１電極群と同一本数の電極を含
む第２電極群とを定め、切換え手段によって各電極群の
電極を配列方向に、第１電極群と第２電極群との配列方
向に対する相対的な間隔を変えることなくずらして順次
的に切換えて、演算手段の一方の入力に第１電極群に含
まれる電極を共通に接続し、他方の入力に第２電極群に
含まれる電極を共通に接続する。交流発振器の出力が与
えられることで電界を発生する指示電極が存在するパネ
ルにおける座標位置を、前記演算手段の出力と、前記切
換え手段によって演算手段に接続される電極の切換え接
続状態とに基づいて座標検出手段で検出する。前記パネ
ルは、パネルに設けられる電極と前記指示電極との第１
距離をＨとし、第１電極群の前記配列方向に沿う幅の中
央値と第２電極群の前記配列方向に沿う幅の中央値との
第２距離をＮとするときに、Ｎ／Ｈが０．４以上１．１
以下の範囲内の値となるように形成される。したがっ
て、前記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、実際に指示電極が存在する座標と座標検
出手段によって検出された座標とのずれを小さくするこ
とができ、検出精度を高くすることができる。なお、前
記第１距離と第２距離との比であるＮ／Ｈが０．４未満
である場合、および１．１を超える場合には、実際に指
示電極が存在する座標と座標検出手段によって検出され
た座標とのずれが大きくなり、充分な検出精度を得るこ
とができない。

【００１２】また本発明に従えば、複数の電極が予め定
める間隔をあけて予め定める配列方向に配列されるパネ
ルにおいて、前記電極の配列方向に対して隣接する１ま
たは複数の電極を含む第１電極群と、前記第１電極群に
対して配列方向に隣接し、かつ第１電極群と同一本数の
電極を含む第２電極群とを定め、切換え手段によって各
電極群の電極を配列方向に、第１電極群と第２電極群と
の配列方向に対する相対的な間隔を変えることなくずら
して順次的に切換えて、演算手段の一方の入力に第１電
極群に含まれる電極を共通に接続し、他方の入力に第２
電極群に含まれる電極を共通に接続する。交流発振器の
出力が与えられることで電界を発生する指示電極が存在
するパネルにおける座標位置を、前記演算手段の出力と
前記切換え手段によって演算手段に接続される電極の切
換え接続状態とに基づいて座標検出手段で検出する。前
記パネルは、パネルに設けられる電極と前記指示電極と
の第１距離をＨとし、前記第１および第２電極群の前記
配列方向に沿う幅の第３距離をＢとするときに、Ｂ／Ｈ
が０．３以上０．７以下の範囲内の値となるように形成
される。したがって、前記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、実際に指示電極が存在
する座標と座標検出手段によって検出された座標とのず
れを小さくすることができ、検出精度を高くすることが
できる。なお、前記第１距離と第３距離との比であるＢ
／Ｈが０．３未満である場合、および０．７を超える場
合には、実際に指示電極が存在する座標と座標検出手段
によって検出された座標とのずれが大きくなり、充分な
検出精度を得ることができない。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の第１実施例である座標検出装
置１１の構成を示すブロック図であり、図２は座標検出
装置１１の利用例を示す図であり、図３は座標検出装置
１１に含まれる液晶パネル１２周辺部のブロック図であ
る。

【００１４】図１に示されるように座標検出装置１１
は、液晶パネル１２と、コモン駆動回路１３と、セグメ
ント駆動回路１４と、電源回路１５と、制御回路１６
と、検出回路１７と、電子ペン１８とを含んで構成され
る。

【００１５】座標検出装置１１は、従来の技術において
説明した座標検出装置９０１と同様に、電子ペン１８が
示す座標位置の検出と画像の表示とを行うことができ
る。座標検出装置１１では、座標検出期間と表示期間と
は制御回路１６によって時分割で制御される。

【００１６】座標検出期間においては、セグメント電極
Ｓおよびコモン電極Ｃに各電極毎に順次的に電圧を印加
して走査することによって得られる信号を、検出回路１
７に入力して電子ペン１８の存在する座標位置を検出し
ている。

【００１７】表示期間においては、制御回路１６から与
えられる表示データに基づいてコモン電極１３とセグメ
ント電極１４とが電源回路１５から供給される複数の電
圧を選択的にコモン電極Ｃおよびセグメント電極Ｓに印
加する。

【００１８】座標検出装置１１においては、図２に示す
ように使用者が電子ペン１８をあたかも筆記用具のよう
に保持して、液晶パネル１２の上をなぞるように動かす
ことによって電子ペン１８の先端部の座標が検出され
る。表示パネル１２上に、前記検出された座標点を点灯
するようにすることによって、あたかも筆記用具で紙に
字などを書くように液晶パネル１２に画像を表示させる
ことができる。なお、図２においては、他の構成要素と
の区別が容易となるように電子ペン１８にハッチングを
施した。

【００１９】液晶パネル１２は、たとえばデューティ駆
動方式の液晶表示パネルであり、本実施例においては座
標入力に兼用して用いている。図３に示す液晶パネル１
２は、説明を容易にするためにＸ軸方向およびＹ軸方向
いずれも画素数が８個ずつ、すなわち総画素数が６４個
としている。なお、液晶パネル１２において、コモン電
極Ｃおよびセグメント電極Ｓと他の構成要素との区別を
容易にするために、コモン電極Ｃおよびセグメント電極
Ｓにハッチングを施した。また、画素表示駆動回路１９
は図１に示すコモン駆動回路１３とセグメント駆動回路
１４とを１つの回路に構成したものであり、液晶パネル
１２の駆動方式の違いによって異なる構成となる。電子
ペン１８は、交流発振器２１と電極２２ａ，２３ａとを
含んで構成され、交流電界を発生する。制御回路１６に
よって制御されることで液晶パネル１２において座標入
力機能と画像表示機能とが行われる。

【００２０】前記座標検出機能とは、本実施例において
は液晶パネル１２上での電子ペン１８の存在する位置を
座標として検出することであり、図２に示す液晶パネル
１２の画像表示部分２０に水平方向にＸ軸、垂直方向に
Ｙ軸をとったときに、電子ペン１８がいずれの座標
（Ｘ，Ｙ）に置かれているか検出しようというものであ
る。すなわち、電子ペン１８において発生された電界を
液晶パネル１２に作用させ、液晶パネル１２のセグメン
ト電極Ｓおよびコモン電極Ｃに生じた電気的な変化を座
標検出回路１７で検出して電子ペン１８の置かれた座標
位置を検出する。

【００２１】図４は液晶パネル１２におけるコモン電極
Ｃの構成を示す図であり、図５は液晶パネル１２および
電子ペン１８の断面図であり、図６は図１に示す切断面
線ＶＩ−ＶＩから見た断面図である。

【００２２】本実施例においては、コモン電極Ｃを用い
て説明を行うがセグメント電極Ｓについても同様であ
る。図３に示す座標軸に従うとコモン電極ＣはＹ軸方向
に配列されている。図４において、たとえば理解を容易
にするためにハッチングを施した斜線で示す電極である
コモン電極Ｃ３，Ｃ４を１組として第１電極群５１を形
成し、第１電極群５１と同一本数であるコモン電極Ｃ
９，Ｃ１０を１組として第２電極群５２を形成する。第
１電極群５１と第２電極群５２との間には、４本のコモ
ン電極Ｃ５〜Ｃ８が存在する。

【００２３】第１電極群５１の中心点と第２電極群５２
の中心点とのＹ軸方向の距離を第２距離Ｎとする。ま
た、第１電極群５１および第２電極群５２のＹ軸方向の
幅を第３距離Ｂとする。なお、第１電極群５１および第
２電極群５２に含まれる電極本数ならびに、第１電極群
５１および第２電極群５２の間に存在する電極の本数は
図４に示す例に限らない。

【００２４】図６に示すように、液晶パネル部３４はセ
グメント電極Ｓが形成される基板３１ａと、コモン電極
Ｃが形成される基板３１ｂ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３２で封止し、封止
部材３２によって形成される基板３１ａと基板３１ｂと
の間の空間に液晶層３３となる液晶を注入して形成され
ている。

【００２５】液晶パネル１２においては、液晶パネル部
３４を覆うようにアクリルなどによって形成される防護
板３５を設ける。防護板３５と基板３１ａとの間には、
液晶パネル部３４の周辺部に設けられるスペーサ３６に
よって形成されるエアギャップ３７が存在する。エアギ
ャップ３７が存在することによって、防護板３５がたわ
んだ場合であっても防護板３５が基板３１ａに接触する
ことを防止することができる。電子ペン１８の先端部に
おいては、指示電極２２の先端部２２ａを包み込むよう
に樹脂３９が形成される。本実施例においては、指示電
極２２の直径は０．８〜１．０ｍｍである。電子ペン１
８の詳しい構造については後述する。

【００２６】基板３１ａの厚みを距離Ｌ１とし、エアギ
ャップ３７の厚みを距離Ｌ２とし、防護板３５の厚みを
距離Ｌ３とし、指示電極２２の先端部２２ａから防護板
３５の一方表面３５ａまでを距離Ｌ４とする。たとえば
本実施例においては、距離Ｌ１は１．１ｍｍであり、距
離Ｌ２は１．７ｍｍであり、距離Ｌ３は１．０ｍｍであ
り、距離Ｌ４は０．５ｍｍである。距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ
３、Ｌ４をそれぞれ足し合わせた距離を第１距離Ｈとす
る。すなわち、本実施例において第１距離Ｈは４．３ｍ
ｍとなる。本実施例において示す各距離の値および指示
電極の直径は、前述した各数値に限るものではない。

【００２７】図７は、電子ペン１８の構成を示す概略的
な断面図である。図７（１）に示す電子ペン１８は、交
流発振器２１と、指示電極２２と、外側電極２３とを含
んで構成される。外側電極２３は、指示電極２２を取り
囲むように形成されており、指示電極２２と外側電極２
３とが同軸状の電極となっている。指示電極２２と外側
電極２３とには、交流発振器２１の２つの出力がそれぞ
れ接続されている。前記外側電極２３は、電子ペン１８
の先端部１８ａから電子ペン１８の内部に行くにしたが
って円周が広くなるように、いわゆるテーパー状に形成
される。交流発振器２１の発振周波数は１００ｋＨｚで
あり、指示電極２２の先端部２２ａと外側電極２３の先
端部２３ａとの間の電圧は１００Ｖである。

【００２８】図７（２）は、電子ペン１８の他の構成例
を示す図である。図７（２）に示す電子ペン１８は、指
示電極２２を取り囲むように形成される外側電極２４の
先端部２４ａが指示電極２２の先端部２２ａ近傍でのみ
同軸状となるように形成されている。他の構成について
は図７（１）に示す電子ペン１８と同一の構成であるの
で同一の参照符を付して説明を省略する。

【００２９】ここで、同軸状電極という特殊な形状をし
た電極を用いる理由を説明する。本発明では、電子ペン
１８の指示電極２２と、液晶パネル１２の各電極Ｓ，Ｃ
との静電容量結合を用い、電子ペン１８から発生する電
界によって液晶パネル１２の各電極Ｓ，Ｃに起こる電気
的な変化を液晶パネル１２において検出して電子ペン１
８の存在する座標位置を特定する。一般に電子ペン１８
は、図２に示すようにペン状になっているので転がりや
すく通常のペンと同様に扱うことができ扱いが容易であ
る。

【００３０】しかし、電子ペン１８の指示電極２２と液
晶パネル１２の各電極Ｓ，Ｃとの静電容量結合を用いる
という観点からは、電子ペン１８が転がり電子ペン１８
の先端部１８ａと液晶パネル１２との位置関係などが変
化しても発生する静電容量が変化しないような構成とす
ることが不可欠となる。図７（１）に示される電子ペン
１８のように各電極２２，２３が形成されることによっ
て、電子ペン１８の方向および角度に影響されることな
く、液晶パネル１２の電極と常に一定の静電容量で結合
することになり、電子ペン１８から発生する電界によっ
て液晶パネル１２の各電極Ｓ，Ｃに起こる電気的な変化
を一定とすることができる。

【００３１】同軸状に形成される電極である電子ペン１
８の先端部１８ａは、液晶パネル１２に設けられる各電
極Ｓ，Ｃの電極幅および各電極群５１，５２を何本の電
極で構成するかなどに応じて指示電極２２の先端部２２
ａと外側電極２３の先端部２３ａとの間隔を決定する。
たとえば、液晶パネル１２の電極ピッチを１００μｍ〜
３００μｍ程度とし、各電極群５１，５２を１本の電極
で構成し、各電極群５１，５２を互いに隣接するような
構成とするときは、指示電極２２の先端部２２ａと外側
電極２３の先端部２３ａの断面との間の距離が概ね電極
ピッチと等しい数百μｍとなるように電子ペン１８の先
端部１８ａを形成する。また、各電極群５１，５２の間
に電極が２本あるいは３本存在するように定められると
きには前記距離が１ｍｍ程度となるように電子ペン１８
の先端部１８ａを形成する。

【００３２】電子ペン１８の先端部１８ａを上述のよう
に形成することができるように、外側電極２３の先端部
２３ａの半径と、指示電極２２の先端部２２ａの形状を
適切に加工することが必要となる。たとえば、指示電極
２２の先端部２２ａを先鋭に加工することが望ましい。

【００３３】電子ペン１８が、図７に示すように形成さ
れることによって、図８に示すように電子ペン１８の指
示電極２２と外側電極２３とが、防護板３５などを介し
て液晶パネル１２に設けられる電極２９ａと電極２９ｂ
の直上に位置することができる。指示電極２２と防護板
３５などと電極２９ａとによってコンデンサ３０ａが形
成され、外側電極２３と防護板３５などと電極２９ｂと
によってコンデンサ３０ｂが形成される。指示電極２２
と外側電極２３とが電極２９ａ，２９ｂの直上に位置す
るときコンデンサ３０ａ，３０ｂを通じて指示電極２２
と外側電極２３とが電極２９ａ，２９ｂに最も強く結合
することとなる。電子ペン１８において、先端部２２と
外側電極２３とに供給される電界は互いに逆位相であ
り、かつ液晶パネル１２の電極２９ａ，２９ｂは差動増
幅器２４２の逆相の入力端子に接続されている。したが
って、コンデンサ３０ａ，３０ｂを通じて、差動増幅器
２４２から最も効率よく出力を取り出すことができる。
差動増幅器２４２から出力される信号の処理については
後述する。

【００３４】図８に示すように液晶パネル１２上に電子
ペン１８が接触された際の電気的な等価回路を図９に示
す。電子ペン１８に備えられる交流発振器２１はコンデ
ンサ３０ａ，３０ｂを通じて差動増幅器２４２に接続さ
れる。

【００３５】図１０は、本発明の基本的な原理を説明す
るために行われた第１の実験に用いられた座標検出装置
１１の構成を示す平面図である。図１０に示される液晶
パネル１２には、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に８本ずつの電極
Ｓ，Ｃが設けられる。液晶パネル１２は、たとえばＳＴ
Ｎ(Super Twisted Nematic）液晶を用いたドットマトリ
クスタイプのデューティ駆動方式の液晶パネルである。
液晶パネル１２における各電極Ｓ，Ｃのピッチは概ね３
６０μｍであり、各電極Ｓ，Ｃの幅は約３３０μｍであ
る。液晶パネル１２上に示した座標軸の原点からＸ軸方
向には電極Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓ８が配列され、Ｙ軸方向
には電極Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ８が配列される。なお、図
１０に示す液晶パネル１２においては、理解を容易にす
るために各電極Ｓ，Ｃにハッチングを施した。

【００３６】また、基板３１ａ，ｂの間隔は約７μｍで
あり、基板３１ａ，ｂの間に液晶層３３を形成する液晶
物質が挟み込まれている。電極Ｓは基板３１ａ上に設け
られたコネクタ２０ａを通じて図示しない外部の回路と
接続され、電極Ｃは基板３１ｂ上に設けられたコネクタ
２０ｂを通じて図示しない外部の回路と接続される。上
述のように構成される液晶パネル１２の電極Ｃを共通に
接続して接地し、電極Ｓはすべて開放とした。

【００３７】本実験においては、電子ペン１８における
交流発振器２１の出力端子のうち一方の端子を接地し、
他方の端子を指示電極２２へと接続した。なお、交流発
振器２１の発振周波数を１００ｋＨｚとし、各出力端子
の間の電圧を２０Ｖとした。上述のように、電子ペン１
８の交流発振器２１と液晶パネル１２の電極Ｃとはいず
れも接地されているので、共通の電極に接続されている
と考えることができる。電子ペン１８を図１０に示すよ
うに液晶パネル１２に近づけると、指示電極２２と電極
Ｓ６との間に強い電界が発生する。前記電界による電位
差は交流的なものであり交流発振器２１の発振周波数に
一致している。

【００３８】図１０に示すように座標軸Ｘ，Ｙをとっ
て、指示電極２２を（Ｘ，Ｙ）＝（３，５），（１０，
５），（１３，５）に配置したとき、Ｘ＝Ｘｓ（ｃｍ）
に存在する電極Ｓとグランド電位との間に生じる電圧Ｖ
１の測定を行った。

【００３９】図１１は、図１０に示すようにして行われ
た第１の実験の結果を示すグラフである。図１１は、前
記実験によって測定された交流的な電圧である電圧Ｖ１
の実効値を示すグラフであり、測定された交流信号の周
波数は、交流発振器２１の発振周波数に一致していた。
図１１に示すグラフにおいて、縦軸は検出電圧を示し単
位はｍＶであり、横軸は指示電極２２が存在する座標位
置を示し単位はｃｍである。

【００４０】図１１を参照すると、グランド電位と電極
Ｓにおいて検出された電位との電位差は、電子ペン１８
における指示電極２２の直下に位置する電極においてピ
ークを形成する。また、当該ピークが存在しているＸ座
標の位置から離れるにしたがって検出される電位差が急
峻に減少していることがわかる。また、前記ピーク付近
での電位差は急峻に減少するが、ピーク位置付近から離
れるにしたがって電位差はなだらかに減少する。このよ
うなグラフの特徴は、指示電極２２を配置した３点（Ｘ
＝３ｃｍ，１０ｃｍ，１３ｃｍ）について座標位置に関
係なく現れる。

【００４１】検出された電位差は、指示電極２２の存在
する位置に依存するので、指示電極２２の存在する位置
を示す信号と考えることができる。したがって、たとえ
ば振幅の変化に着目するか、位相の変化に着目するかし
て信号がピークとなる位置Ｘｓを検出することによっ
て、指示電極２２の存在する位置のＸ座標が判明するこ
とになる。

【００４２】上述の実験は、電極Ｃをすべて接地し、電
極Ｓとグランド電位との電位差を検出するようにした
が、電極Ｓをすべて接地し、電極Ｃとグランド電位との
電位差を検出することも可能である。検出結果の図示は
省略するが、図１１に示すグラフの特性と同一の結果を
得ることができる。

【００４３】上述した図１０、図１１に示す実験をふま
えて、さらに図１２に示す第２の実験を行った。図１２
は、第２の実験で用いられた座標検出装置１１の構成を
示す平面図である。図１２に示される液晶パネル１２に
おいては、電極Ｃを前述した第１の実験と同様に共通に
接続して接地し、電極Ｓはたとえば電極Ｓ５，Ｓ６を一
対として差動増幅器２４２の非反転入力端子と反転入力
端子とにそれぞれ接続した。差動増幅器２４２の出力と
グランド電位との間に生じる電圧Ｖ２の測定を行った。
本実験において用いられた電子ペン１８は、前述した図
７に示すように交流発振器２１の一方の出力が指示電極
２２に接続され、他方の出力が外側電極２３に接続され
ている。なお、図１２に示す液晶パネル１２において
は、理解を容易にするために各電極Ｓ，Ｃにハッチング
を施した。

【００４４】図１３は、前記第２の実験の結果を示すグ
ラフである。図１３は、前述した図１１に示すグラフと
同様に、交流発振器２１の発振周波数において測定され
る電圧Ｖ２の実効値を示している。図１３に示すグラフ
において縦軸は検出電圧を示し単位はＶであり、横軸は
指示電極２２が存在する座標位置を示し単位はｃｍであ
る。図１３において示されるグラフは、双峰性形状とな
っており、双峰性形状の出力の谷にあたる座標位置に指
示電極２２および外側電極２３が存在することがわかっ
た。また、図１３には図示されていないが検出された交
流的な電圧は、最低点である谷部の左右に存在する山部
では、互いに位相が１８０度異なっていた。

【００４５】本実験においても、前述の第１の実験の場
合と同様に、接地する電極と出力電圧を検出する電極と
を入換えることによって指示電極２２の存在する液晶パ
ネル１２の座標（Ｘ，Ｙ）を特定することが可能であ
る。

【００４６】上述のように、差動増幅器２４２に接続さ
れる２本の電極は近接しており、外部から受けるノイズ
成分はほぼ同等とすることができる。したがって、差動
増幅器２４２においては、隣接する２本の電極からの出
力の差分をとるので、共通のノイズ成分が除去されるこ
ととなり、信号に対するノイズ成分の比率が低くなり電
子ペン１８の存在する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。なお、上述の各実験において
は、電界発生器として交流発振器２１を用いたが、たと
えばペルチェ素子などとＬＣ並列または直列共振回路な
どとを組合わせた構成を用いて電界を発生させるように
してもよい。

【００４７】また、本実験においては信号を検出しない
側の電極は接地されてグランド電位となっているが、所
定の基準電位となるようにしてもよい。

【００４８】図１４は、座標検出装置１１における座標
検出回路１７の構成を示すブロック図である。図１４に
示す液晶パネル１２においては、理解を容易にするため
に各電極Ｓ，Ｃにハッチングを施した。図１４におい
て、液晶パネル１２に設けられる各電極Ｓ，Ｃは各スイ
ッチ回路２４９，２５０，２５１を介して差動増幅器２
４２に接続される。

【００４９】座標検出回路１７は、第１スイッチ回路２
４９ａ〜２４９ｈ、第２スイッチ回路２５０ａ〜２５０
ｄ、第３スイッチ回路２５１ａ，２５１ｂ、座標変換回
路１７５、およびタイミング制御回路１７４を含んで構
成される。

【００５０】第１スイッチ回路２４９ａ〜２４９ｈを総
称するときは参照符２４９を用い、第２スイッチ回路２
５０ａ〜２５０ｄを総称するときは参照符２５０を用
い、第３スイッチ回路２５１ａ、２５１ｂを総称すると
きは参照符２５１を用いる。

【００５１】第１スイッチ回路２４９ａ〜２４９ｄは電
極Ｓ４〜Ｓ１に順番にそれぞれ接続され、セグメント
「Ｓ」側の出力が第２スイッチ回路２５０ａ，２５０ｂ
に与えられ、コモン「Ｃ」側は接地されている。第２ス
イッチ回路２５０ａ，２５０ｂは、６つの入力端子Ｚ１
〜Ｚ６をそれぞれ備えており、第２スイッチ回路２５０
ａと第２スイッチ回路２５０ｂとは各入力端子に接続さ
れる第１スイッチ回路２４９ａ〜２４９ｄの出力がそれ
ぞれ異なる。第２スイッチ回路２５０ａの出力は第３ス
イッチ回路２５１ａのセグメント「Ｓ」端子に接続さ
れ、第２スイッチ回路２５０ｂの出力は第３スイッチ回
路２５１ｂのセグメント「Ｓ」端子に接続される。

【００５２】第１スイッチ回路２４９ｅ〜２４９ｈは電
極Ｃ１〜Ｃ４に順番にそれぞれ接続され、コモン「Ｃ」
側の出力が第２スイッチ回路２５０ｃ，２５０ｄに与え
られ、セグメント「Ｓ」側は接地されている。第２スイ
ッチ回路２５０ｃ，２５０ｄは、第２スイッチ回路２５
０ａ，２５０ｂと同様に６つの入力端子Ｚ１〜Ｚ６をそ
れぞれ備えており、第２スイッチ回路２５０ｃと第２ス
イッチ回路２５０ｄとは各入力端子に接続される第１ス
イッチ回路２４９ｅ〜２４９ｈの出力がそれぞれ異な
る。第２スイッチ回路２５０ｃの出力は第３スイッチ回
路２５１ａのコモン「Ｃ」端子に接続され、第２スイッ
チ回路２５０ｄの出力は第３スイッチ回路２５１ｂのコ
モン「Ｃ」端子に接続される。

【００５３】座標検出回路１７において、第１スイッチ
回路２４９は、タイミング制御回路１７４によってコモ
ン「Ｃ」もしくはセグメント「Ｓ」側に接続される。第
１スイッチ回路２４９は、すべてのスイッチ回路２４９
が一方側か他方側かのいずれか一方の端子に接続され
る。また、第１スイッチ回路２４９と第３スイッチ回路
２５１とは連動して動作する。すなわち、第１スイッチ
回路２４９がコモン「Ｃ」側となっているときには、第
３スイッチ回路２５１もコモン「Ｃ」側となり、コモン
電極である電極Ｃに対応付けられるＹ座標の検出を行
い、第１スイッチ回路２４９がセグメント「Ｓ」側とな
ったときには、第３スイッチ回路２５１もセグメント
「Ｓ」側となり、セグメント電極である電極Ｓに対応付
けられるＸ座標の検出を行う。

【００５４】図１２、図１３に示す第２の実験によっ
て、双峰性出力信号の谷が現れる電極付近に電子ペン１
８が存在することが確認されているので、差動増幅器２
４２の出力が、図１３に示す実験結果の横軸を時間軸で
置換えたような信号となるように各スイッチ回路２４９
〜２５１を制御し、双峰性出力信号が谷の部分となるタ
イミングを検出すれば電子ペン１８の存在する位置を示
すことができる。座標変換回路１７５においては、前記
双峰性形状の出力信号のうち谷の部分を検出して電子ペ
ン１８の存在する位置を示す。

【００５５】図１５は、座標変換回路１７５における信
号の処理される過程を示す図である。図１４および図１
５を参照して座標変換回路１７５の構成および動作につ
いて説明する。座標変換回路１７５は、差動増幅器２４
２、包絡線検波器１８６、比較器１８０、Ｔフリップフ
ロップ１８１、遅延回路１８２、ＮＡＮＤゲート１８
３、カウンタ１８４およびラッチ回路１８５を含んで構
成される。

【００５６】座標変換回路１７５に導かれた信号は、ま
ず差動増幅器２４２に入力される。差動増幅器２４２の
一方の入力端子には、第３スイッチ回路２５１ａの出力
が与えられ、他方の入力端子には第３スイッチ回路２５
１ｂの出力が与えられている。差動増幅器２４２におい
ては、第３スイッチ回路２５１ａ，２５１ｂの各出力の
差分をとり、この差分として得られる信号が予め定める
レベルまで増幅される。各スイッチ回路を順次的に切換
えることによって検出される信号は数ｍＶ程度であり、
差動増幅器２４２において数百倍〜千倍程度増幅される
ので、差動増幅器２４２から出力される際には数ボルト
オーダーの信号となり信号の扱いが容易となる。差動増
幅器２４２の出力は、包絡線検波器１８６に与えられ
る。

【００５７】包絡線検波器１８６は、入力される信号の
包絡線１８６ａを抽出して出力する。図１５（１）は、
包絡線検波器１８６に入力される信号を示している。包
絡線検波器１８６の出力は、比較器１８０の一方の入力
端子に与えられる。比較器１８０の他方の入力端子には
基準電圧ＶＣが入力されている。

【００５８】比較器１８０においては、図１５（２）に
示される包絡線１８６ａと基準電圧ＶＣとに基づいて２
値化を行う。時刻ｔ５１から時刻ｔ５２までの期間Ｗ１
と、時刻ｔ５３から時刻ｔ５４までの期間Ｗ２とにおい
て包絡線１８６ａが基準電圧ＶＣ以上となることによっ
て、比較器１８０の出力は図１５（３）に示すように期
間Ｗ１と期間Ｗ２とにおいてはハイ「Ｈ」レベルとな
り、他の期間ではロー「Ｌ」レベルとなる。

【００５９】比較器１８０によって２値化されたパルス
信号は、Ｔフリップフロップ１８１のＴ入力に与えられ
る。Ｔフリップフロップ１８１は、Ｔ入力に与えられる
信号の立下がりタイミングで動作する。また、セット
「Ｓ」端子を有し、予め定めるタイミングでセットされ
るものとする。Ｔフリップフロップ１８１がセットされ
るタイミングについては後述する。Ｔフリップフロップ
１８１のＱ出力は、時刻ｔ５２まではロー「Ｌ」レベル
であり、比較器１８０から供給されるパルス信号が立下
がる時刻ｔ５２以降はハイ「Ｈ」レベルとなる。時刻ｔ
５２から再び比較器１８０から供給される信号が立下が
る時刻ｔ５４までの期間Ｗ３においてハイ「Ｈ」レベル
となる。時刻ｔ５４以降はロー「Ｌ」レベルとなる。Ｔ
フリップフロップ１８１のＱ出力は、図１５（４）に示
すように双峰性形状をした信号の谷の部分にあたる時刻
ｔ５２に立上がりを有するパルス信号となる。

【００６０】図１５（４）に示されるＴフリップフロッ
プ１８１のＱ出力は、ＮＡＮＤゲート１８３の一方の入
力端子に入力され、反転Ｑ出力は遅延回路１８２を経て
ＮＡＮＤゲート１８３の他方の入力端子に入力される。
遅延回路１８２は、入力される信号を予め定める遅延時
間だけ遅らせて出力する。本実施例においては、遅延回
路１８２における遅延時間を時刻ｔ５２から時刻ｔ５３
までの期間Ｗ４としている。図１５（５）においては、
遅延回路１８２の出力信号の波形を実線で示し、遅延回
路１８２を経ずにＮＡＮＤゲート１８３に入力信号の波
形を仮想線で示す。

【００６１】ＮＡＮＤゲート１８３の出力は、図１５
（６）に示されるようになり、遅延回路１８２の遅延時
間である期間Ｗ４の幅を有する負極性のパルス信号とな
る。前記ＮＡＮＤゲート１８３から出力されるパルス信
号のロー「Ｌ」レベルである部分は、図１５（１）に示
す双峰性形状である信号における谷の部分に存在する。
ＮＡＮＤゲート１８３の出力は、後述するラッチ回路１
８５のクロック端子に入力される。

【００６２】カウンタ１８４のロード端子には、タイミ
ング制御回路１７４からロード信号が供給される。前記
ロード信号は、カウンタ１８４と同時にＴフリップフロ
ップ１８１のセット「Ｓ」端子に供給される。カウンタ
１８４は、ロード信号が入力されてからタイミング制御
回路１７４からクロック端子に入力されるクロック信号
に従って計数動作を行う。

【００６３】ラッチ回路１８５は、２つのＤフリップフ
ロップを含んで構成されている。カウンタ１８４はそれ
ぞれが独立した２つの出力を備えており、各出力がラッ
チ回路１８５の２つのＤ入力に接続される。カウンタ１
８４は、ロード信号が立下がるたびにいずれかの出力か
らカウント値を出力する。前記カウント値をラッチ回路
１８５を構成する１つのＤフリップフロップの各Ｄ端子
に入力し、前記ＮＡＮＤゲート１８３の出力であるパル
ス信号をラッチ回路１８５のクロック端子に入力するこ
とによって、ＮＡＮＤゲート１８３からパルス信号が出
力されるタイミングに一致してカウンタ１８４から与え
られているカウント値が保持される。

【００６４】図１６は座標検出装置１１において表示お
よび座標検出を行う際のタイミングチャートであり、図
１７は座標検出装置１１における座標検出回路１７の動
作を説明するためのタイミングチャートである。

【００６５】図１６に示すように座標検出装置１１にお
いては、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間Ｗ１１が画像
の表示を行う表示期間となっており、引き続く時刻ｔ１
から時刻ｔ３までの期間Ｗ１２が電子ペン１８の存在す
る位置を検出する座標検出期間となっている。座標検出
期間は、時刻ｔ１からｔ２までの期間Ｗ１３と、時刻ｔ
２から時刻ｔ３までの期間Ｗ１４とに分けられる。期間
Ｗ１３は、前記座標軸におけるＸ軸方向の座標位置を検
出する期間であり、期間Ｗ１４はＹ軸方向の座標位置を
検出する期間である。液晶パネル１２に、たとえばＸ軸
方向にセグメント電極Ｓがｍ本、Ｙ軸方向にコモン電極
Ｃがｎ本設けられているとすると、期間Ｗ１３にはセグ
メント電極Ｓ側に設けられる第３スイッチ回路２５０
ａ，２５０ｂを切換えるタイミング回路１７４からのク
ロック信号がｍ個入力され、期間Ｗ１４にはコモン電極
Ｃ側に設けられる第３スイッチ回路２５０ｃ，２５０ｄ
を切換えるクロック信号がｎ個入力される。

【００６６】図１７（１）に示すタイミング信号は、制
御回路１６から座標検出回路１７へと供給される画像表
示期間と座標検出期間とを定める信号であり、時刻ｔ１
０から時刻ｔ１１までの表示期間である期間Ｗ２１にお
いてはハイ「Ｈ」レベルとなり、時刻ｔ１１から時刻ｔ
１７までの座標検出期間である期間Ｗ２２においてはロ
ー「Ｌ」レベルとなる。図１７（２）に示すクロック信
号は、タイミング回路１７４からカウンタ１８４へと供
給される信号である。前記クロック信号は、画像表示期
間であるか座標検出期間であるかに関係なく一定の間隔
で連続してタイミング制御回路１７４から供給される。

【００６７】タイミング制御回路１７４では、制御回路
１６から与えられる図１７（１）に示すタイミング信号
に基づいて、第１スイッチ回路２４９に供給する各切換
制御信号を発生する。図１７（３）に示す第１切換制御
信号は、第１スイッチ回路２４９ａ〜ｄに入力され、第
１切換制御信号がロー「Ｌ」レベルであるときにはセグ
メント「Ｓ」側に接続され、ハイ「Ｈ」レベルであると
きにはコモン「Ｃ」側に接続される。図１７（４）に示
す第２切換制御信号は、第１スイッチ回路２４９ｅ〜ｈ
に入力され、第２切換制御信号がロー「Ｌ」レベルであ
るときにはコモン「Ｃ」側に接続され、ハイ「Ｈ」レベ
ルであるときにはセグメント「Ｓ」側に接続される。前
記第１および第２切換制御信号によって前述した図１６
に示すセグメント検出期間とコモン検出期間とが切換え
られる。

【００６８】タイミング制御回路１７４から第１スイッ
チ回路２４９へ与えられる２つの切換制御信号は、座標
検出期間中において各スイッチ回路２４９をセグメント
「Ｓ」側、コモン「Ｃ」側のいずれかに切換える。時刻
ｔ１１から時刻ｔ１４までの期間Ｗ２３においては、第
１スイッチ回路２４９ａ〜２４９ｄはセグメント「Ｓ」
側に接続されているので、各第１スイッチ回路２４９ａ
〜２４９ｄに入力される信号は第２スイッチ回路２５０
ａ，ｂに与えられる。第１スイッチ回路２４９ｅ〜２４
９ｈは、接地されているセグメント「Ｓ」側に接続され
る。時刻ｔ１４から時刻ｔ１７までの期間Ｗ２４におい
ては、第１スイッチ回路２４９ａ〜２４９ｄは接地され
ているコモン「Ｃ」側に接続されている。第１スイッチ
回路２４９ｅ〜２４９ｈがコモン「Ｃ」側に接続されて
いるので、各第１スイッチ回路２４９ｅ〜２４９ｈに入
力される信号は第２スイッチ回路２５０ｃ，ｄに与えら
れる。

【００６９】表示期間中は、図１７（３）に示す第１切
換制御信号は第１スイッチ回路２４９ａ〜ｄをセグメン
ト「Ｓ」側に接続し、図１７（４）に示した第２切換制
御信号は第１スイッチ回路２４９ｅ〜２４９ｈをコモン
「Ｃ」側に接続する。

【００７０】図１７（５）に示す第３切換制御信号は、
表示期間中においては第３スイッチ回路２５０ａ，２５
０ｂを常に入力端子Ｚ６に接続し、第３スイッチ回路２
５０ｃ，２５０ｄを常に入力端子Ｚ１に接続する。座標
検出期間中では、第３切換制御信号によって第３スイッ
チ回路２５０ｂは入力端子Ｚ１から入力端子Ｚ４まで、
第３スイッチ回路２５０ｃは入力端子Ｚ３から入力端子
Ｚ６までを順次的に切換えて接続する。また、第３スイ
ッチ回路２５０ａ，２５０ｄは入力端子Ｚ２から入力端
子Ｚ５までを順次的に切換えて接続する。

【００７１】タイミング制御回路１７４では、制御回路
１６から与えられるタイミング信号に基づいて図１７
（６）に示すロード信号を発生する。ロード信号は、セ
グメント電極側検出、コモン電極側検出の各検出開始時
に立上がる。前記ロード信号は、座標検出期間の開始時
刻である時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までハイ「Ｈ」レベ
ルとなり、カウンタ１８４にクロック信号の計数動作の
開始を指示する。ロード信号が立上がる時刻ｔ１１から
再びロード信号が立上がる時刻ｔ１４までがセグメント
電極側の検出期間となり、時刻ｔ１４から座標検出期間
の終了する時刻ｔ１７までがコモン電極側の検出期間と
なる。

【００７２】図１７（７）に示すカウント値は、図１７
（６）に示すロード信号が立下がる時刻ｔ１２からカウ
ントが開始される。カウンタ１８４では、次にロード信
号が立下がる時刻ｔ１５までタイミング回路１７４から
供給されるクロック信号に基づいてクロック信号数をカ
ウントし、時刻ｔ１５からは再び１からカウントを行
う。

【００７３】電子ペン１８が、セグメント電極Ｓ３、コ
モン電極Ｃ４付近、すなわち座標（ｘ，ｙ）＝（３，
４）付近に存在したとすると、Ｔフリップフロップ１８
１から図１７（８）に示す波形が出力され、セグメント
電極Ｓ３，コモン電極Ｃ４を第２スイッチ回路２５０が
切換え接続したときに、図１７（９）に示すＮＡＮＤゲ
ート１８３の出力である負極性のパルスが得られる。

【００７４】前記負極性のパルスがラッチ回路１８５に
入力されることによって図１７（１０）に示すようにカ
ウンタ１８４のカウント値（３，４）が保持される。図
１７（８）に示すＴフリップフロップ１８１の出力は、
Ｘ軸方向において電子ペン１８が存在する位置を示す時
刻ｔ１３において立上がりＴフリップフロップ１８１の
セット「Ｓ」端子に入力される前記ロード信号が立上が
る時刻ｔ１４までハイ「Ｈ」レベルとなる。

【００７５】上述のように、電子ペン１８が存在してい
るＸ座標およびＹ座標は、図１６に示した各検出期間に
おいて、ＮＡＮＤゲート１８３から負極性のパルス信号
が立下がるタイミングで、ラッチ回路１８５に含まれる
Ｄフリップフロップにそれぞれ保持されるカウント値に
基づいて判断される。

【００７６】前記電子ペン１８の座標位置を示すデータ
を、たとえば図１に示す制御回路１６が画像表示を行う
ように指定している期間に、直前に検出した座標を点灯
させることを繰返し行えば、あたかも筆記具で紙に字な
どを書くように電子ペン１８を用いて液晶パネル１２の
上に所望する表示を行うことができる。また、同時に検
出した座標データを図示しない他の装置に取り込み、文
字認識など所望の処理を行わせることも可能である。

【００７７】図１８は、座標変換回路１７５の他の構成
例である第２座標変換回路２７５の構成を示すブロック
図である。第２座標変換回路２７５において、座標変換
回路１７５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。第２座標変換回路２７５の特徴は、時
定数が小さく定められる第１包絡線検波器１９１と、時
定数が大きく定められる第２包絡線検波器１９２との並
列接続を有していることである。

【００７８】差動増幅器２４２では、反転入力端子に入
力される信号と非反転入力端子に入力される信号との差
分をとった信号が、予め定めるレベルまで増幅される。
増幅された信号は、第１包絡線検波器１９１と、第２包
絡線検波器１９２とに入力される。図１９（１）に示す
信号は、第１包絡線検波器１９１と第２包絡線検波器１
９２とに入力される信号である。第２包絡線検波器１９
２からは、図１９（３）に示すような双峰性形状をした
信号の谷の部分が埋まったような信号が出力され、第１
包絡線検波器１９１からは、図１９（２）に示すような
入力された信号のエンベロープの形が信号として出力さ
れる。

【００７９】差分回路１９３は、第１および第２包絡線
検波器１９１，１９２の出力に基づいて、図１９（４）
に示す信号を出力し２値化回路１９４の一方の入力端子
に与える。比較器１９４の他方の入力端子には、予め定
める比較参照電圧ＶＤが入力されており、差分回路１９
３の出力が比較参照電圧ＶＤ以上となる期間ロー「Ｌ」
レベルの信号を出力する。

【００８０】２値化回路１９４は、図１９（５）に示す
ように入力される信号が比較参照電圧ＶＤ以上となる時
刻ｔ６１から時刻ｔ６２までロー「Ｌ」レベルとなる負
極性のパルス信号を出力する。図１９（５）に示す信号
の波形図は、図１９（１）に示す双峰性形状をした信号
の谷の部分に立下がりを有する。２値化回路１９４で２
値化され、２値化回路１９４の出力はラッチ回路のクロ
ック端子に接続されている。カウンタ１８４およびラッ
チ回路１８５における信号の処理については、図１４に
示す座標変換回路１７５と同一である。

【００８１】なお、第２座標検出回路２７５において
は、第１包絡線検波器１９１と第２包絡線検波器１９２
との出力の差を演算したが、各検波器１９１，１９２の
出力の積演算などを行って出力に大きな差が発生する部
分である谷の部分を検出するようにしてもよい。

【００８２】なお、上述の説明においては差動増幅器２
４２の出力を包絡線検波器を用いて検波し、入力された
信号のエンベロープを抽出しているが、図１１に示す第
１の実験結果のように信号のピーク値を検出する手段を
用いてもよい。

【００８３】再び図１４を参照して、第１スイッチ回路
２４９ならびに第３スイッチ回路２５１、およびタイミ
ング制御回路１７４の動作について説明する。タイミン
グ制御回路１７４は、主として各スイッチ回路２４９，
２５０，２５１の動作を司り、またカウンタ１８４のク
ロック信号などの信号を発生する。

【００８４】図１２に示す第２の実験によると、セグメ
ント電極Ｓから座標を示す信号の検出を行うときはコモ
ン電極Ｃをすべて接地する必要がある。また、コモン電
極Ｃから検出を行うときはセグメント電極Ｓはすべて接
地する必要がある。すなわち、セグメント電極Ｓ側から
座標の検出を行うときには、セグメント電極Ｓに対応付
けられて設けられた第１スイッチ回路２４９ａ〜２４９
ｄは、すべてセグメント「Ｓ」側に接続され順次的に第
２スイッチ回路２５０ａ，２５０ｂに信号を伝達する。
コモン電極Ｃ側に設けられた第１スイッチ回路２４９ｅ
〜２４９ｈは、すべてセグメント「Ｓ」側に接続され、
接地されている。また、検出された信号を第２スイッチ
回路２５０ａ，２５０ｂを経て差動増幅器２４２に入力
するために、第３スイッチ回路２５１ａ，２５１ｂはセ
グメント「Ｓ」側に接続される。

【００８５】逆に、コモン電極Ｃから座標を示す信号を
検出するときには、コモン電極Ｃに対応付けて設けられ
た第１スイッチ回路２４９ｅ〜２４９ｈは、すべてコモ
ン「Ｃ」側に接続され順次的に第２スイッチ回路２５０
ｃ，２５０ｄに信号を伝達する。またセグメント電極Ｓ
に接続された第１スイッチ回路２４９ａ〜２４９ｄは、
すべてコモン「Ｃ」側に接続され、接地されている。ま
た、検出された信号を第２スイッチ回路２５０ｃ，２５
０ｄを経て差動増幅器２４２に入力するために第３スイ
ッチ回路２５１ａ，２５１ｂはコモン「Ｃ」側に接続さ
れる。

【００８６】図１４においては、図中に記載した原点側
の各電極Ｓ，Ｃから順次的に走査するようになってい
る。図１４に示した第２スイッチ回路２５０ａ，２５０
ｂの接続の状態は、第１スイッチ回路２４９と第３スイ
ッチ回路２５１とがセグメント「Ｓ」側に接続されてい
るとすると、差動増幅器２４２の非反転入力端子が図示
した座標軸で第１本目に位置するセグメント電極Ｓ１に
接続され、反転入力端子が第２本目に位置するセグメン
ト電極Ｓ２に接続される。前記状態から１段階走査され
ると、差動増幅器２４２の非反転入力端子が図示した座
標軸で第２本目に位置するセグメント電極Ｓ２に接続さ
れ、反転入力端子が第３本目に位置するセグメント電極
Ｓ３に接続される。

【００８７】上述のように、２本の電極を１対として組
合わせ状態を順次変化させながら電極１本ずつの走査を
行う。したがって、図１２の実験の結果である図１３
は、横軸を時間軸として差動増幅器２４２の入力端子に
再現されることとなる。

【００８８】図１４に示す第２スイッチ回路２５０ａ〜
２５０ｄが順次的に切換わって、各電極Ｓ，Ｃを走査す
るタイミングと、カウンタ１８４が１カウントづつ計数
動作を行うタイミングとを一致させることによって、現
在走査されている電極の位置をカウンタ１８４のカウン
ト値で知ることができる。

【００８９】上述した説明においては、１対のセグメン
ト電極Ｓあるいはコモン電極Ｃを差動増幅器２４２の反
転入力および非反転入力に接続される電極の本数は１本
ずつであった。電子ペン１８の指示電極２２と、１本の
セグメント電極Ｓあるいはコモン電極Ｃとの容量結合は
非常に微小であり誘導される電圧も微小なものである。
したがって、増幅後の信号に比べて外来ノイズのうち差
動によって除去しきれなかったノイズ、および回路内部
で発生するノイズなどが大きくなり、信号とノイズの比
であるＳ／Ｎ比が低くなり検出精度が低くなる。

【００９０】図１４において、包絡線検波器１８６から
信号のエンベロープが出力されるが、ノイズが信号に重
畳された場合、前記エンベロープはノイズの影響によっ
て安定せず、比較器１８０における基準電圧ＶＣで参照
されるレベルの位置がずれてしまう。これはすなわち検
出する座標点のずれとなり、座標点を液晶パネル１２に
表示する場合には、電子ペン１８で指示した点を中心に
数画素の範囲で検出された表示点が移動するという現象
となって現れるようになり操作者の使い勝手が悪化す
る。

【００９１】図２０は、座標検出装置１１を用いて行わ
れた第３の実験を説明するための平面図である。図２０
に示される液晶パネル１２は、前述の図１２に示す実験
において用いられた液晶パネル１２と同一の液晶パネル
である。図２０に示す液晶パネル１２においては、理解
を容易にするために各電極Ｓ，Ｃにハッチングを施し
た。また、電子ペン１８の構造は前述の各実験において
用いられた電子ペン１８と同一である。なお、交流発振
器２１の発振周波数を７８０ｋＨｚとし、出力端子の両
端の電圧を１４０Ｖとした。また、液晶パネル１２の各
電極Ｓ，Ｃから電子ペン１８の指示電極２２までの高さ
である第１距離Ｈを４．３ｍｍになるように設定した。

【００９２】図２０では、セグメント電極Ｓ６，Ｓ７を
共通に接続して非反転入力電極群として差動増幅器２４
２の非反転入力端子に接続し、セグメント電極Ｓ４，Ｓ
５を共通に接続して反転入力電極群として差動増幅器２
４２の反転入力端子に接続している。本実験では、差動
増幅器２４２の出力とグランド電位との間に生じる電圧
Ｖ３の測定を行う。本実験においては、非反転入力電極
群と反転入力電極群とによって誘導される電圧の対称性
を保つため、それぞれ等しい本数のセグメント電極Ｓを
接続することとし、接続するセグメント電極Ｓの本数を
変えて測定を行った。

【００９３】また実際には、非反転入力電極群と反転入
力電極群との間にいずれの入力端子にも接続されない電
極が存在するが、その電極本数と一方の入力電極群の本
数との和が常に８本となるようにした。つまり非反転も
しくは反転入力電極群がそれぞれ２本で構成される場合
は、両電極群の間には６本の開放されたセグメント電極
Ｓが存在し、非反転もしくは反転入力電極群がそれぞれ
４本で形成される場合は、両電極群の間には４本の開放
されたセグメント電極Ｓが存在する。上述のように各入
力電極群を設定することによって、非反転入力電極群と
反転入力電極群との中心間距離である第２距離Ｎが一定
となる。本実施例においては、前記第２距離Ｎは２．８
８ｍｍとしている。

【００９４】第３の実験の測定結果を図２１〜図２４に
示す。図２１〜図２４において横軸はすべて入力電極本
数を示し単位は本である。図２１は、入力電極本数と検
出電圧との関係を示す図であり、縦軸は検出電圧を示し
単位はｍＶである。図２２は、入力電極本数とノイズレ
ベルの関係を示す図であり、縦軸はノイズレベルを示し
単位はｍＶである。図２３は、入力電極本数と双峰性信
号のピーク間距離との関係を示す図であり、縦軸はピー
ク間距離を示し単位はｍｍである。図２４は、入力電極
本数と検出精度の関係を示す図であり、縦軸は検出精度
を示す。

【００９５】図２１に示すように、入力電極群の本数が
増加するに従って検出電圧が増加するが、入力電極本数
が４本になるまでの検出電圧の増加する割合に対して、
４本を超えてからの検出電圧の増加する割合は小さくな
る。なお、図２１における検出電圧は、双峰性信号の一
方のピークにおける電圧値の絶対値と他方のピークにお
ける電圧値の絶対値とを足し合わせた値である。

【００９６】図２２に示すように、入力電極群の本数が
増加するに伴ってノイズレベルが増加してゆく。入力電
極本数が４本になるまでのノイズレベルの増加する割合
に対して４本を超えてからのノイズレベルの増加する割
合は小さくなる。

【００９７】図２３に示すように、各電極群のピッチが
一定であるにもかかわらず入力電極群に含まれる電極本
数の増加に伴ってピーク間距離が増加している。ピーク
間距離が増加すると双峰性信号の山部の急峻度が減少
し、検出される座標位置の精度が悪化することになる。
入力電極本数が４本になるまでのピーク間距離が長くな
る割合に対して４本を超えてからのピーク間距離が長く
なる割合は大きくなる。

【００９８】図２１〜図２３に示す結果に基づいて、図
２４に示す電極群本数と検出精度との関係を示す図を得
ることができる。検出精度は標準偏差をとることによっ
て求めているので、

【００９９】

【数１】

【０１００】と示される。式（１）において、Ｎはノイ
ズレベルの実効値の平均値であり、単位はｍＶである。
Ｐは検出された電圧値であり、単位はｍＶである。ｈは
検出された信号の一方のピークと他方のピークとの距離
であり、単位はｍｍである。ｈは、たとえば図１３に示
すグラフにおける双峰性信号の一方のピークと他方のピ
ークとの距離を測ることによって求められる。またＢＷ
は、本実験においては１本の電極で電極群を構成したと
きの電極群幅であり、０．３６ｍｍとなっている。

【０１０１】前記検出精度は、検出電圧、ノイズレベ
ル、ピーク間距離を基に算出され、前述の検出座標から
のずれ量を画素数で示したものであり、統計的な数値で
ある。検出精度が１であるときには、電子ペン８が示し
た座標から検出された座標までのずれ量が１画素であ
る。検出精度の値が小さいほど座標のずれが小さく精度
がよいことを示している。前記画素数として示される範
囲内に検出された座標が入る確率は９９．７％である。

【０１０２】以下に示す表１に電極群幅と検出精度との
関係を示す。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】表１において先端電極高さは、前述の第１
距離Ｈであり、本実験においては４．３ｍｍである。

【０１０５】図２４および表１においては省略したが、
電極群に含まれる電極本数が８本を越えて増加するに従
って検出精度は次第に悪化することが本件出願人によっ
て確認されている。

【０１０６】これらの結果から、検出精度は入力電極群
の電極本数に対して最小値をもっており、検出精度の面
から考慮して最適な入力電極群の電極本数が存在するこ
とを示している。さらに、最適電極群本数は前記第１距
離Ｈである先端電極高さに影響されると考えられ、電極
群本数を幅で表し、先端電極高さとの比で見た場合、そ
の比がおよそ０．３〜０．７の範囲内にあるときには検
出精度が１画素以下となり、充分良好な精度が得られて
いることがわかる。なお本実験の結果として、先端電極
高さとして第１距離Ｈが４．３ｍｍの場合についてのみ
示したが、先端電極高さを変化させた場合であっても中
心間距離と先端電極高さとの比を本実験の結果と等しく
することによって同様の結果を得ることができる。

【０１０７】次に、第４の実験について説明する。本実
験は座標検出装置１１を用いて行われており、液晶パネ
ル１２、電子ペン１８、差動増幅器２４２などは前述し
た第３の実験と同一のものである。本実験においては、
コモン電極Ｃをすべて接地し、前述の各入力電極群にお
ける電極本数をそれぞれ１本として、入力電極群間ピッ
チｐをｐ＝２〜２０本の範囲で変化させ、検出電圧その
他を測定した。入力電極群間ピッチｐは各入力電極群の
中心間距離を電極の本数に換算した値である。

【０１０８】本実験の結果を図２５〜図２７に示す。図
２５〜図２７において横軸はすべて入力電極間ピッチを
示し単位は本である。図２５は、前記ピッチと検出電圧
との関係を示す図であり、縦軸は検出電圧を示し単位は
ｍＶである。図２６はピッチと双峰性信号のピーク間距
離との関係を示す図であり、縦軸はピーク間距離を示し
単位はｍｍである。図２７はピッチと検出精度との関係
を示す図であり、縦軸は検出精度を示す。本実験におい
ては、ピッチを変化させてもノイズレベルに変化は生じ
なかった。

【０１０９】図２５に示すように、ピッチが増加するに
従って検出電圧が増加するが、ピッチの増加に伴って検
出電圧の増加する割合が鈍り、検出電圧は一定の値に近
づく。図２６に示すように、ピッチの増加に伴って双峰
性信号のピーク間距離が増加する。前述の図２５，２６
に示す結果とノズルレベルを定めることで式（１）を用
いて図２７に示すピッチと検出精度との関係を示す図を
得ることができる。

【０１１０】以下に示す表２にピッチ間隔と検出精度と
の関係を示す。

【０１１１】

【表２】

【０１１２】表２に示す先端電極高さは前記第１距離Ｈ
である。

【０１１３】これらの測定結果から検出精度は、入力電
極のピッチに対して最小値をもっており、このことは検
出精度の面から考慮して最適な入力電極のピッチが存在
することを示している。さらに、最適な入力電極ピッチ
は先端電極高さに影響されると考えられるので、ピッチ
を中心間距離で表し、先端電極高さとの比で見た場合、
その比がおよそ０．４〜１．１の範囲内にあるときには
検出精度が２画素以下となり、充分良好な精度が得られ
ていることがわかる。

【０１１４】なお、本実験において求められる検出精度
は、前述した第３の実験によって求められる検出精度よ
りも全体的に検出精度が低いが、これは入力電極群の電
極本数を１本ずつにしたためである。前述した第３の実
験においては、反転入力電極群と非反転入力電極群との
中心間距離を２．８８ｍｍにしたが、この中心間距離は
本実験において検出精度が最も小さくなったときの中心
間距離である。したがって、前述の第３の実験の結果と
第４の実験の結果とに示される数値を単独で用いて液晶
パネル１２を形成してもよいが、組合わせて用いること
によってさらに検出精度を向上させることができる。

【０１１５】本実験の結果として、先端電極高さとして
第１距離Ｈが４．３ｍｍの場合についてのみ示したが、
先端電極高さを変化させた場合であっても中心間距離と
先端電極高さとの比を本実験の結果と等しくすることに
よって同様の結果が得られることが確認された。

【０１１６】以上に示す第３および第４の実験では、コ
モン電極Ｃをすべてグランド電位に落とし、セグメント
電極Ｓからグランド電位との電位差を検出するようにし
たが、セグメント電極Ｓをすべてグランド電位に落と
し、コモン電極Ｃからグランド電位との電位差を検出す
ることも可能である。

【０１１７】以上に示す第４の実験の結果から、最適な
入力電極のピッチが存在することが判明したので、当該
ピッチで入力電極群を差動増幅器２４２に接続すること
により座標検出の精度が向上した良好な装置を提供する
ことが可能である。したがって、図１に示す座標検出装
置１１において、予め最適な差動増幅器２４２に入力す
る電極ピッチを電極本数として求めておき、電極本数分
の間隔をあけて走査するようにすればよい。走査のため
の手法については、図２０を用いて説明した走査の手法
と同一であるので説明を省略する。

【０１１８】図１４では、入力電極を１本ずつ走査する
方法についての例を示したが、入力電極本数および電極
群間の接地本数を任意に設定して走査することも図１２
に示す方法を基にして可能である。図２８に入力電極群
の電極本数を２本ずつとし、電極群間のピッチ本数を３
本とした場合の例を示す。

【０１１９】図２８に示す座標検出装置１１において、
前述の図１４に示す座標検出装置１１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。図２８に示
す座標検出装置１１においては、差動増幅器２４２に検
出信号を入力するために第４スイッチ回路３４９と、第
５スイッチ回路３５０と、第６スイッチ回路３５９と、
第７スイッチ回路３６０とが設けられる。なお、図２８
に示す第４スイッチ回路３４９と第６スイッチ回路３５
９とは、図１４においては第１スイッチ回路２４９に対
応しており、図２８に示される第５スイッチ回路３５０
と第７スイッチ回路３６０とは、図１４においては第２
スイッチ回路２５０に対応する。なお、図２８に示す液
晶パネル１２においては、理解を容易にするために各電
極Ｓ，Ｃにハッチングを施した。

【０１２０】図２９は、本発明の第２実施例である座標
検出装置１１１に含まれる複数電極同時走査方式パネル
と称される液晶パネル１１２の平面図である。液晶パネ
ル１１２は、液晶パネル１２を各セグメント電極Ｓが対
向するようにつなぎ合わせた構造となっており、表示容
量が増加されている。

【０１２１】液晶パネル１１２には、図２９において液
晶パネル１１２の上方部１１２ａ側に位置する第１セグ
メント電極Ｓｕ１，Ｓｕ２，…，Ｓｕ５と、下方部１１
２ｂ側に位置する第２セグメント電極Ｓｄ１，Ｓｄ２，
…，Ｓｄ５とが設けられている。第１セグメント電極Ｓ
ｕ１，Ｓｕ２，…，Ｓｕ５を総称する際には参照符Ｓｕ
を用い、第２セグメント電極Ｓｄ１，Ｓｄ２，…，Ｓｄ
５を総称する際には参照符Ｓｄを用いる。第１セグメン
ト電極Ｓｕはセグメント電極コネクタ１１４ａにそれぞ
れ接続され、第２セグメント電極Ｓｄはセグメント電極
コネクタ１１４ｂにそれぞれ接続される。セグメント電
極コネクタ１１４ａ，１１４ｂを介して各セグメント電
極Ｓｕ，Ｓｄに信号が供給される。なお、図２９に示す
液晶パネル１１２においては、理解を容易にするために
各電極Ｓｕ，Ｓｄ，Ｃｕ，Ｃｄにハッチングを施した。

【０１２２】また液晶パネル１１２には、図２９におい
て上方部１１２ａ側に位置する第１コモン電極Ｃｕ１，
Ｃｕ２と、下方部１１２ｂ側に位置する第２コモン電極
Ｃｄ１，Ｃｄ２とが設けられている。第１コモン電極Ｃ
ｕ１，Ｃｕ２を総称する際には参照符Ｃｕを用い、第２
コモン電極Ｃｄ１，Ｃｄ２を総称する際には参照符Ｃｄ
を用いる。第１コモン電極Ｃｕ１，Ｃｕ２はコモン電極
コネクタ１１５ａに接続され、第２コモン電極Ｃｄ１，
Ｃｄ２はコモン電極コネクタ１１５ｂに接続される。コ
モン電極コネクタ１１５ａ，１１５ｂを介して各コモン
電極Ｃｕ，Ｃｄに信号が供給される。なお、図２９に示
す液晶パネル１１２においては、各セグメント電極Ｓ
ｕ，Ｓｄに含まれる電極数が５本ずつであり、各コモン
電極Ｃｕ，Ｃｄに含まれる電極数が２本ずつであるが、
液晶パネル１１２に配列される電極数については限定さ
れるものではない。

【０１２３】前述のように構成される液晶パネル１１２
は、既にワードプロセッサなどで広く実用されており参
考文献書籍などは多数入手することができる。たとえ
ば、参考書籍として「液晶＝応用編」（岡野、小林共
編、培風館刊、１９９２第７刷）の９９ページを参照す
ることができる。言うまでもなく、このような液晶パネ
ルは従来は表示専用に用いられてきたので、表示のため
に用いる周辺回路などは全く既知のものである。

【０１２４】座標検出装置１１１においては、図３０に
示すように前述の第２の実験で用いた図１２に示される
構成を少なくとも２組有し、第１セグメント電極Ｓｕは
差動増幅器１４２を介して信号を検出しており、第２セ
グメント電極Ｓｄは差動増幅器１４３を介して信号を検
出している。図３０においては、コモン電極Ｃｕ，Ｃｄ
は接地されているが前述のようなスイッチ回路を有する
構造にすることによって、セグメント電極Ｓｕ，Ｓｄを
接地し、コモン電極Ｃｕ，Ｃｄから信号を検出するよう
にすることもできる。なお、図３０に示す液晶パネル１
１２においては、理解を容易にするために各電極Ｓｕ，
Ｓｄ，Ｃｕ，Ｃｄにハッチングを施した。

【０１２５】図３１を用いて、本実施例の座標検出装置
１１１の動作について説明する。図３１は、前述の図１
４に対応する図であり、図１４に示される座標検出装置
１１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。なお、図３１に示す液晶パネル１１２におい
ては、理解を容易にするために各電極Ｓｕ，Ｓｄ，Ｃ
ｕ，Ｃｄにハッチングを施した。液晶パネル１１２にお
いて第１セグメント電極Ｓｕ、第２セグメント電極Ｓｄ
はそれぞれ２本の電極を１組として、一方の端部が開放
され、かつ他方の端部がそれぞれ差動増幅器１４２，１
４３に接続されている。差動増幅器１４２，１４３の出
力は、加算器１４５に接続されている。加算器１４５の
出力が与えられる座標変換回路１７５ａは、前述の第１
実施例における座標変換回路１７５から差動増幅器２４
２を除いたものである。

【０１２６】本発明の基となる実験は、前述した図１２
に示したとおりであって、電子ペン１８を液晶パネル１
１２に近づけた際に、図１３に示す出力と同様の出力を
得ることができた。図１３に示す結果においては、各電
極を走査することによって検出される双峰性出力信号が
谷となる付近に電子ペン１８が存在することが確認され
ているので、差動増幅器１４２，１４３の出力が、第１
実施例と同様に図１３に示す実験結果の横軸を時間軸で
置換えたような信号であると考えると、谷となる部分が
出力されるタイミングを検出することによって電子ペン
１８の存在する位置を検出することができる。

【０１２７】液晶パネル１１２は、第１セグメント電極
Ｓｕと第２セグメント電極Ｓｄとが接続されていないの
で、２つの液晶パネルに分離されていると考えることが
でき、電子ペン１８が液晶パネル１１２の上方部１１２
ａ側にあるときに検出された信号は差動増幅器１４２に
よって増幅され、また下方部１１２ｂ側にあるときに検
出された信号は差動増幅器１４３によって増幅される。
したがって、各差動増幅器１４２，１４３からの出力を
加算器１４５で加算することによって、液晶パネル１１
２の全面で電子ペン１８の位置を検出することができ
る。

【０１２８】次に、図３２を参照して座標検出装置１１
１における各スイッチ回路の動作について説明する。な
お、図３２に示す液晶パネル１１２においては、理解を
容易にするために各電極Ｓｕ，Ｓｄ，Ｃｕ，Ｃｄにハッ
チングを施した。座標検出装置１１１においては、第１
セグメント電極Ｓｕと差動増幅器１４２との間にスイッ
チ回路２９１とスイッチ回路２９２とが設けられてい
る。スイッチ回路２９１は、４つのスイッチ回路２９１
ａ，２９１ｂ，２９１ｃ，２９１ｄを含んで構成されて
おり、スイッチ回路２９１ａ〜２９１ｄが第１セグメン
ト電極Ｓｕにそれぞれ接続される。スイッチ回路２９１
は、図１４に示す第１スイッチ回路２４９ａ〜ｄと同一
の構成であり、かつ同一の動作を行うので説明を省略す
る。スイッチ回路２９２は、図１４に示す第２スイッチ
回路２５０ａ，ｂと同一の構成であり、スイッチ回路２
９１と順次的に切換え接続することによってスイッチ回
路２９１の出力を差動増幅器１４２へと入力する。

【０１２９】また、第２セグメント電極Ｓｄと差動増幅
器１４３との間にはスイッチ回路２９３とスイッチ回路
２９４とが設けられている。スイッチ回路２９３は、ス
イッチ回路２９１と同様に４つのスイッチ回路２９３
ａ，２９３ｂ，２９３ｃ，２９３ｄを含んで構成されて
おり、各スイッチ回路２９１ａ〜２９１ｄが第２セグメ
ント電極Ｓｕにそれぞれ接続される。スイッチ回路２９
３はスイッチ回路２９１と同一の動作を行うので説明を
省略する。スイッチ回路２９４は、スイッチ回路２９２
と同一の構成であり、スイッチ回路２９３と順次的に切
換え接続することによってスイッチ回路２９３の出力を
差動増幅器１４３へと入力する。

【０１３０】コモン電極Ｃｕ，Ｃｄと差動増幅器１４４
との間にはスイッチ回路２９５とスイッチ回路２９６と
が設けられている。スイッチ回路２９５は、図１４に示
す第１スイッチ回路２４９ｅ〜ｈと同様に４つのスイッ
チ回路２９５ａ，２９５ｂ，２９５ｃ，２９５ｄを含ん
で構成されている。スイッチ回路２９５ａ，２９５ｂは
第１コモン電極Ｃｕと接続され、スイッチ回路２４５
ｃ，２９５ｄは第２コモン電極Ｃｄと接続される。スイ
ッチ回路２９５は、第１コモン電極Ｃｕに接続されてい
るか第２コモン電極Ｃｄに接続されているかに関係な
く、スイッチ回路２４９ｅ〜ｈと同一の動作を行うので
説明を省略する。スイッチ回路２９６は、図１４に示す
第２スイッチ回路２５０ｃ，ｄと同一の構成であり、ス
イッチ回路２９５と順次的に切換え接続することによっ
てスイッチ回路２９５の出力を差動増幅器１４４へと入
力する。前記各スイッチ回路の動作とタイミング制御回
路１７４の動作について説明を行う。

【０１３１】図３２に示すように、座標検出装置１１１
で用いるスイッチ回路２９１などの構造は、使用する増
幅器が差動増幅器１４３，１４２となっているので、各
差動増幅器１４３，１４２に２つの入力を与える必要が
あり、２本の電極において検出された信号を同時に切換
え接続することができるような構造となっている。ま
た、座標検出装置１１１においては、セグメント電極Ｓ
ｕ，Ｓｄ側の座標を検出するために同一の構成であるス
イッチ回路を２組用いている。

【０１３２】前述の第１の実験によると、セグメント電
極Ｓｕ，Ｓｄを走査して座標の検出を行うときはコモン
電極Ｃｕ，Ｃｄはすべて接地する必要がある。また、コ
モン電極Ｃｕ，Ｃｄを走査して座標の検出を行うとき
は、セグメント電極Ｓｕ，Ｓｄを接地する必要がある。
すなわち、セグメント電極Ｓｕ，Ｓｄに対応付けられた
座標の検出を行うときには、セグメント電極Ｓｕ側に接
続されているスイッチ回路２９１が次段に接続されてい
るスイッチ回路２９２ａ，ｂに信号を伝達し、同時にセ
グメント電極Ｓｄ側に接続されたスイッチ回路２９３が
次段に接続されているスイッチ回路２９４ａ，ｂに信号
を伝達する。コモン電極Ｃｕ，Ｃｄ側に接続されている
各スイッチ回路２９５ａ〜ｄはすべて接地される。

【０１３３】スイッチ回路２９２ａ，ｂから出力された
信号は、差動増幅器１４２および加算器１４５を経てセ
グメント「Ｓ」側に接続されているスイッチ回路２９７
へと与えられる。また、スイッチ回路２９４ａ，ｂから
出力された信号は、差動増幅器１４３を経て加算器１４
５に入力される。スイッチ回路２９７がセグメント
「Ｓ」側に接続されることによって加算器１４５からの
出力が包絡線検波器１８６に入力される。

【０１３４】コモン電極Ｃｕ，Ｃｄに対応付けられた座
標の検出を行うときには、スイッチ回路２９５ａ〜ｄが
次段に接続されているスイッチ回路２９６ａ，ｂに信号
を伝達し、スイッチ回路２９１，２９３はすべて接地さ
れる。スイッチ回路２９６ａ，ｂから出力された信号
は、差動増幅器１４４を経てコモン「Ｃ」側へと接続さ
れたスイッチ回路２９７へと与えられ、包絡線検波器１
８６に入力される。包絡線検波器１８６に入力された信
号の処理については、前述の図１５の説明において述べ
たとおりであるので、説明を省略する。

【０１３５】スイッチ回路２９２，２９４，２９６は、
各セグメント電極Ｓｕ，Ｓｄまたはコモン電極Ｃｕ，Ｃ
ｄからどの程度の電圧が出力されているかを検出するた
めに各セグメント電極Ｓｕ，Ｓｄおよびコモン電極Ｃ
ｕ，Ｃｄを順次的に走査するように切換え接続される。
図３２に示す座標検出装置１１１では、図中に記載した
それぞれの座標軸の原点側に存在する電極から順次的に
切換え接続を行う。

【０１３６】各接点接続の状態は、たとえば各スイッチ
回路が図１４と同じように接続されているとすると、ま
ず差動増幅器１４２の非反転入力端子には、原点から第
１本目に存在する第１セグメント電極Ｓｕ１が接続さ
れ、反転入力端子には同じく第２本目に存在する第１セ
グメント電極Ｓｕ２が接続される。続いてクロック信号
の入力などによって各電極との接続状態の切換えが指示
されると、差動増幅器１４２の非反転入力端子には原点
から第２本目に存在する第１セグメント電極Ｓｕ２が接
続され、反転入力端子には同じく第３本目に存在する第
１セグメント電極Ｓｕ３が接続される。

【０１３７】また、差動増幅器１４３の非反転入力端子
には、原点から第１本目に存在する第２セグメント電極
Ｓｄ１が接続され、反転入力端子には同じく第２本目に
存在する第２セグメント電極Ｓｄ２に接続される。さら
に前述の差動増幅器１４２の場合と同様に、各電極との
接続状態の切換えが指示されると、差動増幅器１４３の
非反転入力端子には、原点から第２本目に存在する第２
セグメント電極Ｓｄ２が接続され、反転入力端子には同
じく第３本目に存在する第２セグメント電極Ｓｄ３が接
続される。

【０１３８】上述のように２つの差動増幅器１４２，１
４３に対して、上方部１１２ａ側および下方部１１２ｂ
側に設けられる電極から各々２本の電極を１対として、
電極の組合わせ状態を順次変化させながら原点側から順
番に電極１本ずつの走査を行う。

【０１３９】差動増幅器１４４の非反転入力端子には、
原点から第１本目に存在する第２コモン電極Ｃｄ１が接
続され、反転入力端子には同じく第２本目に存在する第
２コモン電極Ｃｄ２が接続される。前述の各差動増幅器
１４２，１４３と同様に、各電極との接続状態の切換え
が指示されると、差動増幅器１４４の非反転入力端子に
は、前記第２コモン電極Ｃｄ２が接続され、反転入力端
子には、原点から第３本目に存在する第１コモン電極Ｃ
ｕ２が接続される。上述のように差動増幅器１４４に対
して、原点側から電極１本ずつ順番に２本の電極を１対
として、電極の組合せ状態を変化させながら走査を行
う。

【０１４０】上述のように各スイッチ回路を切換えるこ
とによって図１３に示すように横軸を時間軸として差動
増幅器１４４または加算器１４５の出力端子に再現され
ることとなる。なお、本実施例においては、差動増幅器
１４２，１４３に入力されるセグメント電極Ｓｕ，Ｓｄ
は隣接した２本の電極としたが、共通に入力する電極の
本数および差動増幅器に入力される電極間に存在する電
極数については前述の実験に基づいた構成とすることが
できる。

【０１４１】続いて本発明の第３実施例である座標検出
装置２１１について説明を行う。座標検出装置２１１の
構成要素は、図３２に示す座標検出装置１１１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。座標検
出装置２１１においては、前述の座標検出装置１１１に
おけるスイッチ回路２９１，２９３，２９５とスイッチ
回路２９２，２９４，２９６との切換え接続を行う電極
のピッチ本数を前述の第３の実験に示すよう変化させて
接続する。上述のような構成で検出される電圧を測定す
ることによって前述の第３の実験の結果である図２７に
示すグラフと同様の結果を得ることができた。

【０１４２】座標位置を検出する際の精度は、入力電極
のピッチに対して最小値をもっており、検出精度の面か
ら考慮して最適な入力電極のピッチが存在することを示
している。前記最適ピッチは、画素のピッチおよび幅、
あるいは電子ペン１８と液晶パネル１１２の距離、入力
電極群を形成する電極本数などの条件によって変化する
と考えられる。

【０１４３】以上の結果から、最適な入力電極ピッチが
存在することがわかったので、前記最適ピッチで入力電
極群を差動増幅器１４２，１４３，１４４に接続するこ
とにより座標検出の精度が向上した使い勝手が良好な装
置を提供することが可能となる。

【０１４４】したがって、図３２に示す座標検出装置２
１１において、差動増幅器１４２，１４３，１４４に入
力する電極ピッチを予め最適な電極本数として求めてお
き、電極本数分の間隔をあけて順次走査するようにすれ
ば検出精度の向上した使い勝手のよい座標検出装置２１
１を提供することが可能である。

【０１４５】図３３は、本発明の第４実施例である座標
検出装置３１１に含まれるＴＦＴ（Thin Film Transist
or）型の液晶パネル３１２の平面図である。本実施例に
おいては、ＴＦＴ型の液晶パネル３１２を用いて電子ペ
ン１８によって示される座標の検出を行う。

【０１４６】液晶パネル３１２には、図３３に示す座標
軸の原点側から順番にＸ軸方向にソース電極ｐ１，ｐ
２，…，ｐ６が設けられ、各ソース電極ｐと直交するよ
うにＹ軸方向にゲート電極ｇ１，ｇ２，…，ｇ５が設け
られる。ソース電極ｐ１，ｐ２，…，ｐ６を総称すると
きは参照符ｐを用い、ゲート電極ｇ１，ｇ２，…，ｇ５
を総称するときは参照符ｇを用いる。液晶パネル３１２
においては、ソース電極ｐ２，ｐ４，ｐ６は、ソース電
極コネクタ３１４ａに接続され、ソース電極ｐ１，ｐ
３，ｐ５はソース電極コネクタ３１４ｂに接続される。
ソース電極コネクタ３１４ａ，ｂを介してソース電極ｐ
に映像を表示するための信号が供給される。また、ゲー
ト電極ｇにはゲート電極コネクタ３１５を介して信号が
与えられる。なお、図３３に示す液晶パネル３１２にお
いては、理解を容易にするために各電極ｐ，ｇにハッチ
ングを施した。

【０１４７】前述のように構成される液晶パネル３１２
は、既にワードプロセッサなどに広く実用されているの
で、参考文献書籍などは多数入手することができる。た
とえば、参考書籍として「液晶＝応用編」（岡野、小林
共編、培風館刊、１９９２年第７刷）の１０４ページを
参照することができる。前記書籍に示されるような液晶
パネル３１２は、従来表示専用に用いられてきたので、
表示のために用いる周辺回路などは全く既知のものであ
る。

【０１４８】図３４は、液晶パネル３１２を用いて行わ
れた第５の実験を説明するための図である。図３４に示
す液晶パネル３１２においては、ソース電極ｐを４本設
け、ゲート電極ｇを４本設けた。なお、図３４に示す液
晶パネル３１２においては、理解を容易にするために各
電極ｐ，ｇにハッチングを施した。図３４に示されるよ
うに、ソース電極ｐ２，ｐ４をソース電極コネクタ３１
４ａを介して差動増幅器３４３の各入力端子に接続し、
ソース電極ｐ１，ｐ３をソース電極コネクタ３１４ｂを
介して差動増幅器３４２の各入力端子に接続する。な
お、本実験においては、ゲート電極ｇはすべて接地され
ている。上述のようにソース電極ｐと差動増幅器３４
２，３４３とが接続された液晶パネル３１２に対して、
電子ペン１８を近づけることによって各ソース電極ｐか
ら検出される出力電圧を測定した。

【０１４９】図３５は、第５の実験の結果を示すグラフ
である。図３５に示すグラフにおいては、図１３に示し
たグラフと同様の傾向を示す結果を得ることができた。
すなわち、包絡線が双峰形状をした交流出力電圧が得ら
れ、交流出力電圧の谷の位置が電子ペン１８の存在する
位置に関係することが判明した。したがって、液晶パネ
ル３１２を用いた場合であっても前述の各実施例と同様
に電子ペン１８の存在する座標位置を求めることができ
る。

【０１５０】以下に図３６を用いて座標検出装置３１１
の動作について説明する。なお、図３６に示す液晶パネ
ル３１２においては、理解を容易にするために各電極
ｐ，ｇにハッチングを施した。まず、差動増幅器３４
２，３４３からは、電子ペン１８の存在する位置に応じ
て図３５に示す出力電圧が供給される。差動増幅器３４
２，３４３の出力を加算器３４５において加算し、座標
検出回路１７５ａに入力する。座標検出回路１７５ａに
おいて行われる処理については前述の各実施例と同一で
あるので説明を省略する。

【０１５１】次に図３７を参照して、座標検出装置３１
１における各スイッチ回路とタイミング制御回路１７４
の動作を説明する。なお、図３７に示す液晶パネル３１
２においては、理解を容易にするために各電極ｐ，ｇに
ハッチングを施した。

【０１５２】座標検出装置３１１においては、ソース電
極ｐ１，ｐ３，ｐ５と差動増幅器３４２との間にスイッ
チ回路３９１とスイッチ回路３９２とが設けられてい
る。スイッチ回路３９１は、３つのスイッチ回路３９１
ａ，３９１ｂ，３９１ｃを含んで構成されており、各ス
イッチ回路３９１ａ〜ｃは第１スイッチ回路２４９と同
一の構成であり、ソース電極ｐ１，ｐ３，ｐ５にそれぞ
れ接続される。スイッチ回路３９２は、図１４に示す第
２スイッチ回路２５０ａ，ｂと同一の構成であり、スイ
ッチ回路３９１と順次的に切換え接続することによって
スイッチ回路３９１の出力を差動増幅器３４２に与え
る。

【０１５３】また、ソース電極ｐ２，ｐ４，ｐ６と差動
増幅器３４３との間にはスイッチ回路３９３とスイッチ
回路３９４とが設けられている。スイッチ回路３９３
は、スイッチ回路３９１と同様に３つのスイッチ回路３
９３ａ，３９３ｂ，３９３ｃを含んで構成されており、
各スイッチ回路３９３がソース電極ｐ２，ｐ４，ｐ６に
それぞれ接続される。スイッチ回路３９３は、スイッチ
回路３９１と同一の動作を行うので動作についての説明
を省略する。スイッチ回路３９４は、スイッチ回路３９
２と同一の構成であり、スイッチ回路３９３と順次的に
切換え接続することによってスイッチ回路３９３の出力
を差動増幅器３４３に与える。

【０１５４】ゲート電極ｇと差動増幅器３４４との間に
はスイッチ回路３９５とスイッチ回路３９６とが設けら
れている。スイッチ回路３９５は、図１４に示す第１ス
イッチ回路２４９ｅ〜ｈと同様に４つのスイッチ回路３
９５ａ，３９５ｂ，３９５ｃ，３９５ｄを含んで構成さ
れている。各スイッチ回路３９５は、ゲート電極ｇとそ
れぞれ接続される。スイッチ回路３９５は、第１スイッ
チ回路２４９ｅ〜ｈと同一の動作を行うので動作につい
ての説明を省略する。スイッチ回路３９６は、図１４に
示す第２スイッチ回路２５０ｃ，ｄと同一の構成であ
り、スイッチ回路２９５と順次的に切換え接続すること
によってスイッチ回路３９５の出力を差動増幅器３４４
に与える。座標検出装置３１１におけるスイッチ回路
は、図３７においては詳細に示していないが、たとえ
ば、図３７のスイッチ回路３９１ａ，ｂ，ｃ、およびス
イッチ回路３９１ｄ，ｅ，ｆは、図１４に示す第１スイ
ッチ回路２９１ａ，ｂ，ｃに対応しており置換えて考え
ることができる。同様に図３７のスイッチ回路３９１
ｇ，ｈ，ｉは図１４の第１スイッチ回路２９１ｅ，ｆ，
ｇに対応しており置換えて考えることができる。

【０１５５】また、図３７のスイッチ回路３９２ａ，
ｂ、およびスイッチ回路３９２ｃ，ｄは図１４の第２ス
イッチ回路２９２ａ，ｂに置換えて考えることができ、
同様に図３７のスイッチ回路３９２ｅ，ｆは図１４の第
２スイッチ回路２９２ｃ，ｄに置換えて考えることがで
きる。

【０１５６】前述の実験の説明で述べたように、ゲート
電極ｇをすべて接地し、ソース電極ｐから出力電圧を検
出するようにすることも、またソース電極ｐをすべて接
地し、ゲート電極ｇから出力電圧を検出するようにする
ことも可能である。前述の図３６に示す実験の結果のグ
ラフでは、電子ペン１８が存在する位置に対して双峰性
の形状を有した信号が検出され、信号の谷となる部分が
電子ペン１８の存在する位置であったから、同様の検出
動作をソース電極ｐ側からとゲート電極ｇ側からと２回
行うことによって電子ペン１８の存在する座標位置を特
定することが可能である。

【０１５７】座標を検出するタイミングとしては図１６
に示すタイミングチャートにおいて、セグメント電極検
出期間をソース電極検出期間とし、コモン電極検出期間
をゲート電極検出期間と考えることによって前述の各実
施例と同様に検出することができる。

【０１５８】前述の実験によるとソース電極ｐに対応付
けられた座標の検出を行うときは、ゲート電極ｇはすべ
て接地する必要がある。また逆に、ゲート電極ｇに対応
付けられた座標の検出を行うときは、ソース電極ｓをす
べて接地する必要がある。各電極ｐ，ｇの接続状況など
を考慮してタイミング回路１７４は、各スイッチ回路を
切換え制御する。

【０１５９】すなわち、まずソース電極ｐに対応付けら
れた座標位置を検出するときには、ソース電極ｐに接続
されるそれぞれのスイッチ回路３９１，３９３は次段に
接続されているスイッチ回路３９２，３９４に信号を伝
達する。ゲート「ｇ」側に接続されたスイッチ回路３９
５は接地される。そのため、信号はスイッチ回路３９
２，３９４を経てそれぞれ差動増幅器３４２，３４３に
導かれ、差動増幅器３４２，３４３の出力が加算器３４
５で加算される。また、加算器３４５の出力は、スイッ
チ回路２９３がソース「ｐ」側に接続されることで包絡
線検波器１８６へと与えられる。包絡線検波器１８６に
入力された後の信号の処理については前述したとおりで
ある。

【０１６０】逆に、ゲート電極ｇに対応付けられた座標
位置を検出するときには、ゲート電極ｇに接続されるス
イッチ回路３９５が次段に接続されているスイッチ回路
３９６に信号を伝達する。ソース電極ｐに接続されたス
イッチ回路３９１，３９３は接地される。ゲート電極ｇ
側に設けられたスイッチ回路３９６から出力された信号
は、差動増幅器３４４を経てゲート電極ｇであるゲート
「ｇ」端子に接続されたスイッチ回路２９３へと与えら
れる。

【０１６１】座標検出装置３１１においては、図中に記
載した座標軸の原点側に存在する電極から順番に走査さ
れる。各スイッチ回路の動作は、以下のように示され
る。差動増幅器３４２の反転入力端子には図示した座標
軸で原点から第１本目に存在するソース電極ｐ１が接続
され、また非反転入力端子には同じく第３本目に存在す
るソース電極ｐ３が接続される。同時に、差動増幅器３
４３の反転入力端子には図示した座標軸で原点から第２
本目に存在するソース電極ｐ２が接続され、非反転入力
端子には同じく第４本目に存在するソース電極ｐ４が接
続される。

【０１６２】クロック信号の入力などによって各スイッ
チ回路３９１，３９３にソース電極ｐとの接続状態の切
換えが指示されると、差動増幅器３４２の反転入力端子
には、図示した座標軸で原点から第３本目に存在するソ
ース電極ｐ３が接続され、また非反転入力端子には同じ
く第５本目に存在するソース電極ｐ５が接続される。差
動増幅器３４３の反転入力端子は、図示した座標軸で原
点から第４本目に存在するソース電極ｐ４が接続され、
非反転入力端子には同じく第６本目に存在するソース電
極ｐ６が接続される。

【０１６３】上述のように、２つの差動増幅器３４２，
３４３に対して各々２本の電極を一対として組合わせ状
態を順次変化させながら原点側から順番に電極１本ずつ
走査を行う。なお、スイッチ回路３９１とスイッチ回路
３９３とが順次各電極との接続状態を切換え、ゲート電
極ｓを走査してゆくタイミングと、カウンタ１８４が１
カウントずつ進んでいくタイミングは一致させる必要が
ある。前記タイミングを一致させることによって、現在
走査されているパネルにおける座標位置をカウンタ１８
４のカウント値で知ることができる。このためには、カ
ウンタ１８４に入力されるクロック信号を用いてスイッ
チ回路３９１とスイッチ回路３９３との切換制御信号を
発生させるようにすればよい。

【０１６４】差動増幅器３４４の非反転入力端子には原
点から第１本目に存在するゲート電極ｇ５が接続され、
反転入力端子には同じく第２本目に存在するゲート電極
ｇ４が接続される。前述の差動増幅器３４２，３４３と
同様に、クロック信号の入力などによってゲート電極ｇ
との接続状態の切換えが指示されると、差動増幅器３４
４の非反転入力端子には前記ゲート電極ｇ３が接続され
る。

【０１６５】スイッチ回路３９５が、ソース電極ｐを走
査してゆくタイミングを前述のスイッチ回路３９１，３
９３の場合と同様にカウンタ１８４が１カウントずつ進
むタイミングと一致させることによって座標位置を検出
することができる。

【０１６６】なお、本実施例においては、液晶パネル３
１２の一方端部３１２ａ側と他方端部３１２ｂ側とから
それぞれ座標位置を示す信号の検出を行ったが、一方端
部３１２ａ側および他方端部３１２ｂ側のいずれか一方
のみにソース電極ｐを接続して信号の検出を行うように
してもよい。検出方法として、たとえば図１２に示すよ
うにソース電極ｐを１本ずつ差動増幅器の各入力端子に
入力してもよいし、図２０に示すように２本ずつ入力す
るようにしてもよい。また、液晶パネル３１２の表示容
量を増加させるために液晶パネル１１２に示すような構
造となる場合であっても、一方端部３１２ａおよび他方
端部３１２ｂの両端部から、たとえば図３０に示すよう
にして信号の検出を行うことができる。なお、上述の例
はすべてソース電極ｐについて述べたが、ゲート電極ｇ
についても同様である。

【０１６７】図３８は、上述の各実施例において用いら
れる電子ペン１８に置換えて用いることができる電子ペ
ン１１８の先端部の構成を示す図である。電子ペン１１
８は、先端部１１８ａの形状を除けば前述の電子ペン１
８と同一であるので、先端部１１８ａの構造について説
明を行い、電子ペン１８と同一の構成要素は同一の参照
符を付して説明を省略する。

【０１６８】電子ペン１１８の先端部１１８ａには、複
数の電極ｋ１，ｋ２，…，ｋ６が円周状になるように配
置されている。電極ｋ１，ｋ３，ｋ５が共通に交流発振
器２１の一方の出力端子に接続され、電極ｋ２，ｋ４，
ｋ６が共通に交流発振器２１の他方の出力端子に接続さ
れる。

【０１６９】上述のように各電極を配置することによっ
て、先端部１１８ａに環状の電界を発生させることがで
き、電子ペン１１８と座標検出のためのパネルとの接す
る角度が変化しても電極ｋ１〜ｋ６とパネルの電極との
間に発生する静電容量が変化しない。

【０１７０】図３９は、上述の各実施例において用いら
れる第３座標検出回路３７５の構成を示すブロック図で
ある。第３座標検出回路３７５において、前述の座標検
出回路１７５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。

【０１７１】第３座標検出回路３７５は、差動増幅器２
４２、遅延回路３７６と減算器３７７と包絡線検波器３
７８と２値化回路３７９とカウンタ１８４とラッチ回路
１８５とを含んで構成される。第３座標検出回路３７５
においては、前述の座標検出回路１７５とは異なり、双
峰性形状の出力信号の谷部における信号の振幅ではなく
信号の位相によって前記双峰性の出力信号の谷部を検出
するようにしている。すなわち、第３座標検出回路３７
５は、前記双峰性出力信号における谷部以前の信号部分
は、前記谷部以後の信号部分とは位相が１８０度異なっ
ているという位相反転特性を利用して、前記双峰性出力
信号における谷部の位置を検出するものである。

【０１７２】第３座標検出回路３７５の動作について説
明する。第３座標検出回路３７５においては、前述のス
イッチ回路と同一のスイッチ回路に各入力端子が接続さ
れている差動増幅器２４２からの出力が、減算器３７７
の反転入力端子に入力される。また同時に差動増幅器２
４２の出力は遅延回路３７６を介して減算器３７７の非
反転入力端子へと入力される。減算器３７７において
は、各入力端子に入力される信号の演算が行われ、包絡
線検波器３７８へと出力される。包絡線検波器３７８
は、２値化回路３７９に接続されており、包絡線検波器
３７８の出力が２値化回路３７９に入力される予め定め
る比較参照値と比較され、比較参照値以上か未満かによ
って２値化される。２値化回路３７９の出力は、前述し
たラッチ回路１８５のクロック端子へと入力される。カ
ウンタ１８４およびラッチ回路１８５の動作について
は、前述の座標検出回路１７５と同一であるので説明を
省略する。

【０１７３】図４０は、第３座標検出回路３７５におけ
る信号の波形を示す波形図である。図４０（１）に示さ
れるような差動増幅器２４２の出力信号は、減算器３７
７の反転入力端子へと入力される。図４０（２）に示す
信号は、遅延回路３７６によって予め定める時間、たと
えば時刻ｔ６１から時刻ｔ６３までの期間Ｗ１１だけ図
４０（１）に示す差動増幅器２４２の出力信号を遅らさ
れた信号である。図４０（３）に示される減算器３７７
の出力は、図４０（１）に示す信号の波形と、図４０
（２）に示す信号の波形とを減算した波形となる。

【０１７４】図４０（３）に示される出力信号波形は、
包絡線検波器３７８において当該出力信号波形の包絡線
が検出され、図４０（４）に示される信号波形となって
２値化回路３７９へと入力される。２値化回路３７９に
おいては、前述のように比較参照電圧に基づいて比較を
行い、入力サレル信号波形が比較参照電圧以上となる時
刻ｔ６２から時刻ｔ６４までの期間Ｗ１２をロー「Ｌ」
とし、期間Ｗ１２以外の期間をハイ「Ｈ」とする。

【０１７５】図４０（５）に示すように２値化回路３７
９の出力パルスは、差動増幅器２４２の出力信号の谷の
部分と比べて、前記出力パルスと双峰性出力信号の谷の
部分とがずれているために、前記遅延回路３７６の遅延
時間だけ出力時間が遅れる。そのために、検出される座
標と実際に電子ペン１８の存在する座標とがずれてしま
う。しかし、遅延回路３７６の遅延時間は常に一定であ
るために予め前記遅延時間が同程度の座標のずれ値に相
当するのかを計測しておいて、ラッチ回路１８５に保持
された座標データから前記計測されたずれ値を差し引く
ことによって、座標検出の際の誤差発生を防ぐことがで
きる。

【０１７６】前記遅延回路３７６における遅延時間は、
前記スイッチ回路の切換え速度に関連している。すなわ
ち、前記遅延時間は図４０（１）に示した２つの山の間
の時間間隔と同程度かあるいは同程度以下であることが
望ましい。したがって、前記スイッチ回路の切換え速度
が遅いほど前記遅延時間を長く設定することになる。そ
のため前記切換え速度は、遅延回路３７６の実現性を考
慮して設定する必要がある。なお、図４０に示す例は、
遅延回路３７６の遅延時間が２つの山の頂点間の時間に
等しい場合の例である。

【０１７７】図４０（１）に示した双峰性形状を有する
差動増幅器２４２の出力信号と、図４０（２）に示した
双峰性形状を有する遅延回路３７６の出力信号とは減算
器３７７に入力されて減算される。双峰性の入力信号の
谷の前後では信号の位相が１８０度反転しているため、
減算器３７７の２つの入力に同時に信号が入ったときに
信号自体は減算されるが、信号波形つまり信号の振幅
は、図４０（３）に示すように加算される。したがっ
て、前記減算器３７６の出力波形は、図４０（３）に示
すように最も高い山と、この高い山を挟んだ２つの低い
山を有する波形となる。

【０１７８】以上のように第３座標検出回路３７５にお
いては、信号の位相の変化に着目した座標検出を行って
いるので、検出した信号に混入する雑音であって信号の
振幅変化をきたすものに影響されにくいという特徴があ
り、座標検出の精度を向上させることができる。

【０１７９】図４１は、図１に示した座標検出回路１７
の入力端子に接続されるバンドパスフィルタ３８０の構
成を示す図である。バンドパスフィルタ３８０は、具体
的には図１４を参照した場合、差動増幅器２４２の入力
端子およびスイッチ回路２４９ａ〜ｈの入力側端子に接
続される。前記バンドパスフィルタ３８０は、コンデン
サ３８１と、コンデンサ３８１の出力端子に一方が接続
され他方が接地された抵抗３８２とを備えている。バン
ドパスフィルタ３８０は、前記電子ペン１８が発生する
交流電界の周波数付近の周波数成分だけを選択して通過
させる。したがって、前記バンドパスフィルタ３８０を
設けることよって、座標検出に必要な周波数成分だけを
良好に通過させることができるとともに、前記バンドパ
スフィルタ３８０の遮断周波数領域に属する、たとえば
ハム雑音などの不要な雑音を有効に低減することができ
る。

【０１８０】図４２は、差動増幅器２４２に帰還回路３
９０，３９６を設けた場合の回路図である。差動増幅器
２４２の出力端子と反転入力端子の間に、図４２に示す
帰還回路３９０を接続することによって差動増幅器２４
２の周波数特性を最適化することができる。前記帰還回
路３９０は、インダクタンス３９１とコンデンサ３９２
と抵抗３９３の並列回路によって構成されており、帰還
素子としては前記交流電界の周波数に共振するように構
成されるインダクタンス３９１とコンデンサ３９２とに
よる共振回路を有している。前記共振回路においては、
共振点付近でインピーダンスが最大になるため、帰還率
が最低になる。その結果、共振周波数付近のみで大きな
利得を得ることができる。なお、抵抗３９３は最大利得
を調整するために使用している。

【０１８１】また、図４２に示す回路においては、差動
増幅器２４２の非反転入力端子とグランド電位との間に
抵抗３９７とコンデンサ３９８とインダクタンス３９９
とによって構成される並列共振回路である帰還回路３９
６が接続されている。帰還回路３９６は、前記交流電界
の周波数において共振し、前記共振周波数付近でインピ
ーダンスが最大となるので共振周波数付近のみで大きな
利得を得ることができる。

【０１８２】なお上述の各実施例においては、包絡線検
波器１８６，３７８を用いた実施例について示している
が、図４３に示す同期検波器４０１に置換えてもよい。
図４３に示される同期検波器４０１は、ＰＬＬ（位相同
期ループ周波数復調）４０２と、乗算回路４０３と、ロ
ーパスフィルタ４０４とを含んで構成される。

【０１８３】同期検波器４０１において入力された信号
は、乗算回路４０３とＰＬＬ４０２とに入力される。Ｐ
ＬＬ４０２では、入力された信号のキャリア成分に位相
同期した連続信号が作成される。ＰＬＬ４０２から出力
される連続信号と前記入力信号とが乗算回路４０３にお
いて乗算される。乗算回路４０３の出力は、ローパスフ
ィルタ４０４へと入力され低域成分のみが通過させられ
信号の輪郭が抜き出される。同期検波器４０１の出力
は、たとえば２値化回路１８０に入力される。同期検波
器４０１を用いた場合、包絡線検波器１８６，３７８を
用いた場合よりも抽出される信号の輪郭のひずみを低減
させることができるので電子ペン１８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。

【０１８４】また上述の各実施例においては、２値化し
たパルスを用いて電子ペン１８の位置を決定しているが
２値化したパルス信号を用いずに図４４に示すようにｘ
座標の点ｘ１と点ｘ２と点ｘ３と、対応する電圧値を検
出し、当該検出された電圧値に基づいて回帰分析などを
行って多項式を当てはめ、電子ペン１８が存在する位置
に対応する目的とする点ｘｘの座標を検出するようにし
てもよい。

【０１８５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、交流発振
器の出力が与えられることで電界を発生する指示電極の
存在する位置を検出するパネルにおいて、パネルに設け
られる電極と指示電極との第１距離をＨとして、第１電
極群の配列方向に沿う幅の中央値と第２電極群の配列方
向に沿う幅の中央値との第２距離をＮとした場合に、
０．４≦Ｎ／Ｈ≦１．１となるようにパネルを形成して
いるので、パネルにおける指示電極の存在する座標を検
出する際の検出精度を高くすることができる。

【０１８６】また本発明によれば、交流発振器の出力が
与えられることで電界を発生する指示電極の存在する位
置を検出するパネルにおいて、パネルに設けられる電極
と指示電極との第１距離をＨとして、第１および第２電
極群の配列方向に沿う幅の第３距離をＢとした場合に、
０．３≦Ｂ／Ｈ≦０．７となるようにパネルを形成して
いるので、パネルにおける指示電極の存在する座標を検
出する際の検出精度を高くすることができる。

【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１１の
構成を示すブロック図である。

【図２】座標検出装置１１の使用例を示す図である。

【図３】座標検出装置１１における液晶パネル１２周辺
のブロック図である。

【図４】液晶パネル１２におけるセグメント電極Ｓの構
成を示す図である。

【図５】液晶パネル１２および電子ペン１８の断面図で
ある。

【図６】液晶パネル１２における液晶層３３周辺の断面
図である。

【図７】電子ペン１８の概略的な断面図である。

【図８】液晶パネル１２と電子ペン１８との間で発生す
る静電的な結合について模式的に示す図である。

【図９】座標検出装置１１の交流発振器２１と差動増幅
器２４２とを用いた等価回路図である。

【図１０】座標検出装置１１を用いて行われた第１の実
験の構成を示す平面図である。

【図１１】第１の実験の結果を示すグラフである。

【図１２】座標検出装置１１を用いて行われた第２の実
験の構成を示す平面図である。

【図１３】第２の実験の結果を示すグラフである。

【図１４】座標検出回路１７の構成を示すブロック図で
ある。

【図１５】座標検出回路１７において行われる信号の処
理を示す図である。

【図１６】座標検出装置１１において表示および座標検
出を行う際のタイミングチャートである。

【図１７】座標検出回路１７におけるタイミングチャー
トである。

【図１８】第２座標変換回路２７５の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１９】第２座標変換回路２７５において行われる信
号の処理を示す図である。

【図２０】座標検出装置１１を用いて行われた第３の実
験の構成を示す平面図である。

【図２１】第３の実験の結果において、入力電極本数と
検出電圧との関係を示す図である。

【図２２】第３の実験の結果において、入力電極本数と
ノイズレベルとの関係を示す図である。

【図２３】第３の実験の結果において、入力電極本数と
双峰性性信号のピーク間距離との関係を示す図である。

【図２４】第３の実験の結果において、入力電極本数と
検出精度との関係を示す図である。

【図２５】第４の実験の結果において、電極ピッチと検
出電圧との関係を示す図である。

【図２６】第４の実験の結果において、電極ピッチと双
峰性信号のピーク間距離との関係を示す図である。

【図２７】第４の実験の結果において、電極ピッチと検
出精度との関係を示す図である。

【図２８】第３の実験に基づく座標検出装置１１の構成
を示すブロック図である。

【図２９】本発明の第２実施例である座標検出装置１１
１および第３実施例である座標検出装置２１１に含まれ
る表示容量を増加させた液晶パネル１１２の平面図であ
る。

【図３０】液晶パネル１１２を用いて座標の検出を行う
際の構成を示す図である。

【図３１】座標検出装置１１１，２１１において座標を
検出するための構成を示す図である。

【図３２】座標検出装置１１１，２１１の構成を示すブ
ロック図である。

【図３３】本発明の第４実施例である座標検出装置３１
１に含まれるＴＦＴ型液晶パネル３１２の平面図であ
る。

【図３４】ＴＦＴ型液晶パネル３１２を用いて行われた
第５の実験の構成を示す平面図である。

【図３５】液晶パネル３１２を用いて行われた第５の実
験の結果を示すグラフである。

【図３６】液晶パネル３１２を用いて電子ペン１８の存
在する座標の検出を行う際の構成を示すブロック図であ
る。

【図３７】座標検出装置３１１の構成を示すブロック図
である。

【図３８】電子ペン１１８の先端部の概略的な構造を示
す断面図である。

【図３９】座標変換回路３７５の構成を示すブロック図
である。

【図４０】座標変換回路３７５において行われる信号の
処理を示す図である。

【図４１】バンドパスフィルタ３８０の回路図である。

【図４２】差動増幅器２４２に設けられる帰還回路３９
０，３９６の回路図である。

【図４３】同期検波器４０１の構成を示すブロック図で
ある。

【図４４】座標の検出方法の１例を示すための図であ
る。

【図４５】従来の座標検出装置９０１の構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１１ 座標検出装置 １２ 液晶パネル １３ コモン駆動回路 １４ セグメント駆動回路 １５ 電源回路 １６ 制御回路 １７ 検出回路 １８ 電子ペン １９ 画素表示駆動回路 ２０ コネクタ ２１ 交流発振器 ２２ 指示電極 ２３ 外側電極 ２６ 第１電極群 ２７ 第２電極群 ３１ 基板

フロントページの続き (72)発明者 田川 孝生 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 (2)

【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配
   列方向に配列される座標検出のためのパネルと、 交流発振器と、 前記交流発振器によって発生される交流電界が与えら
   れ、前記電極との間で静電的な結合を行うことによっ
   て、パネルに予め対応付けられる座標位置を示す指示電
   極と、 一方の入力が前記電極の配列方向に隣接する１または複
   数の電極を含む第１電極群と共通に接続され、第１電極
   群に対して配列方向に隣接し、かつ第１電極群に含まれ
   る電極数と同一数の前記電極を含む第２電極群が他方の
   入力に共通に接続され、一方および他方の入力から入力
   される前記静電的な結合に基づく信号の差を出力する演
   算手段と、 第１電極群と第２電極群との配列方向に対する相対的な
   間隔を変えることなく第１電極群と第２電極群とに含ま
   れる各電極を前記配列方向にずらして順次的に切換え接
   続を行う切換え手段と、 前記演算手段の出力と、前記切換え手段によって演算手
   段に接続される電極の切換え接続状態とに基づいて、前
   記指示電極が存在する前記パネルにおける座標位置を検
   出する座標検出手段とを含み、 パネルの前記電極と前記指示電極との第１距離をＨと
   し、第１電極群の配列方向に沿う幅の中央値と、第２電
   極群の前記配列方向に沿う幅の中央値との第２距離をＮ
   とするとき、前記第１距離であるＨと前記第２距離であ
   るＮとを、 ０．４≦Ｎ／Ｈ≦１．１ と定めることを特徴とする座標検出装置。
2. 【請求項２】 複数の電極が間隔をあけて予め定める配
   列方向に配列される座標検出のためのパネルと、 交流発振器と、 前記交流発振器によって発生される交流電界が与えら
   れ、前記電極との間で静電的な結合を行うことによっ
   て、パネルに予め対応付けられる座標位置を示す指示電
   極と、 一方の入力が前記電極の配列方向に隣接する１または複
   数の電極を含む第１電極群と共通に接続され、第１電極
   群に対して配列方向に隣接し、かつ第１電極群に含まれ
   る電極数と同一数の前記電極を含む第２電極群が他方の
   入力に共通に接続され、一方および他方の入力から入力
   される前記静電的な結合に基づく信号の差を出力する演
   算手段と、 第１電極群と第２電極群との配列方向に対する相対的な
   間隔を変えることなく第１電極群と第２電極群とに含ま
   れる各電極を前記配列方向にずらして順次的に切換え接
   続を行う切換え手段と、 前記演算手段の出力と、前記切換え手段によって演算手
   段に接続される電極の切換え接続状態とに基づいて、前
   記指示電極が存在する前記パネルにおける座標位置を検
   出する座標検出手段とを含み、 パネルの前記電極と前記指示電極との第１距離をＨと
   し、前記第１および第２電極群の前記配列方向に沿う幅
   である第３距離をＢとするとき、前記第１距離であるＨ
   と前記第３距離であるＢとを、 ０．３≦Ｂ／Ｈ≦０．７ と定めることを特徴とする座標検出装置。