JPH11143633A

JPH11143633A - 表示一体型タブレット装置

Info

Publication number: JPH11143633A
Application number: JP31064097A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Hirano; 勝己平野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】誘導ノイズ電圧を消去して座標検出ペンによ
るＸＹ座標値の検出精度を高める。【解決手段】直交するＸ電極群とＹ電極群間に液晶層
を挟入した液晶パネルと、前記液晶パネルを複数の表示
領域に分けその表面領域別に表示データを表示するため
の表示走査信号と座標入力するための座標走査信号を所
定期間交互に生成して前記Ｘ電極群とＹ電極群を駆動す
る電極駆動回路と、前記Ｘ電極群とＹ電極群に印加され
る前記座標走査信号により発生する誘導電圧を前記表示
領域別のＸＹ座標値として検出する座標検出ペンと、前
記液晶層下側に形成されたＸ電極群またはＹ電極群に印
加される座標走査信号によって前記液晶層上側に形成さ
れたＸ電極群またはＹ電極群に発生する誘導ノイズ電圧
と対称波形の誘導ノイズ消去電圧を生成して前記Ｘ電極
群またはＹ電極群に印加して前記誘導ノイズ電圧を消去
する誘導ノイズ消去回路とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータやワードプロセッサ等に適用される表示装置の表
示画面を座標入力画面として一体形成された表示一体型
タブレット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータやワード
プロセッサの表示装置の表示画面に一体形成されたタブ
レットに手書き文字や図形を入力する手段として、例え
ば、図８に示すような、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表示
一体型タブレット装置が実用化されている。

【０００３】図８は従来の表示一体型タブレット装置の
構成を示すブロック図である。また、図９は従来の表示
一体型タブレット装置における表示期間と座標検出期間
を示す説明図である。そして、図９に示すように、１
フレーム期間中にタブレット上の座標検出ペンの入力座
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を時分割で行うようにし
ている。

【０００４】図８において、液晶パネル１０１は、互い
に直交して配列された各コモン電極Ｃ（Ｙ電極群）と各
セグメント電極Ｓ（Ｘ電極群）との間に液晶を挟入して
構成され、各コモン電極と各セグメント電極Ｓとが交差
する領域で各画素を構成している。切換回路１０４は、
表示制御回路１０５と検出制御回路１０６とを切り替
え、座標検出期間において、制御回路１０７の制御に従
って検出制御回路１０６からの信号を入力し、表示期間
において、制御回路１０７の制御に従って表示制御回路
１０５からの信号及び表示データ供給回路１１３の表示
データを入力としてコモン駆動回路１０２及びセグメン
ト駆動回路１０３に供給する。

【０００５】セグメント駆動回路１０３は、座標検出期
間において、検出制御回路１０６からの信号に基づいて
セグメント電極走査信号を生成して液晶パネル１０１の
セグメント電極Ｓを順次走査する。そして各セグメント
電極Ｓの走査が終了すると、コモン駆動回路１０２は、
検出制御回路１０６からの信号に基づいてコモン電極走
査信号を生成して液晶パネル１０１のコモン電極Ｃを順
次走査する。

【０００６】また、コモン電極駆動回路１０２及びセグ
メント電極駆動回路１０３には、直流電源回路１１２か
ら予め定められた複数の電圧が供給されている。コモン
駆動回路１０２及びセグメント駆動回路１０３は、表示
期間において、切替回路１０４を介して表示データ供給
回路１１３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１０１に表示するようコモン電極Ｃ及びセグ
メント電極を同時に走査する。バックライト１１８は、
液晶パネル１０１の下に重ね合わせて表示画面を明るく
見やすくするものである。また、座標検出期間は消灯す
る機能を有し、人間の目に見えない間隔で点滅を繰り返
している。

【０００７】図１０は液晶パネルと座標検出ペンとの間
で発生する静電容量及び誘導電圧を示す説明図である。
図１０（ａ）に示すように、液晶パネル１０１は、液晶
層１０１ａを挟んでセグメント電極Ｓとコモン電極Ｃが
直交するように張り合わされ、保護フィルタ１０１ｂが
液晶パネル１０１上に形成されている。

【０００８】座標検出ペン１０８はその先端部に検出電
極１０８ａを形成し、検出電極１０８ａと液晶パネル１
０１直下のセグメント電極Ｓ及びコモン電極Ｃとは、ほ
んのわずかな静電容量で結合されている。図１０（ｂ）
に示すように、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、各電極Ｓ、Ｃと座標検出ペ
ン８の検出電極１０８ａとの間の静電容量によって検出
電極１０８ａに誘導電圧が発生する。

【０００９】このように、液晶パネル１０１と座標検出
ペン１０８の検出電極１０８ａ間に誘起された微少な誘
導電圧は、図８に示すように、増幅回路１０９で増幅さ
れ、さらに２値化回路１１４で２値信号に変換されてＸ
座標検出回路１１０及びＹ座標検出回路１１１に供給さ
れる。Ｘ座標検出回路１１０及びＹ座標検出回路１１１
は、座標検出ペン１０８の検出電極１０８ａに誘起され
た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座標検出ペン１０８の先端部が示す
液晶パネル１０１上のＸ座標及びＹ座標を検出する。

【００１０】また、図１１は図８に示すコモン駆動回路
及びセグメント駆動回路によるＹ座標検出時の座標走査
信号処理を示す回路図である。図１１において、コモン
駆動回路１０２におけるＤ1 、Ｄ2……Ｄnは、走査電圧
Ｖ0と非走査電圧Ｖ4を順次切り替えてコモン電極走査信
号を生成して各コモン電極Ｃに供給するためのスイッチ
Ｄである。セグメント駆動回路１０３におけるスイッチ
Ｅ1 、Ｅ2……Ｅmは、走査電圧Ｖ0と非走査電圧Ｖ3を順
次切り替えてセグメント電極走査信号を生成して各セグ
メント電極Ｓに供給するためのスイッチＥである。

【００１１】スイッチＤ1 、Ｄ2……Ｄnを総称するとき
はスイッチＤと称し、スイッチＥ1、Ｅ2……Ｅmを総称
するときはスイッチＥと称する。なお、ｒc0、ｒc4、ｒ
s0、ｒｓ3はスイッチＤ、スイッチＥのオン抵抗を示
す。また、図１１は、コモン電極Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4に走査
電圧Ｖ0が印加され、他のコモン電極Ｃ1、Ｃ5……Ｃnに
は、非走査電圧Ｖ4が印加されている状態を示す。

【００１２】図１２は図１１に示すＹ座標検出時におけ
るコモン電極走査信号及び誘導電圧等の波形を示すタイ
ムチャートである。図１２において、ｃｄ1〜ｃｄnは、
Ｙ座標検出時における液晶パネル１０１のコモン電極Ｃ
に印加されるコモン電極走査信号を示す。図１２（１）
に示すコモン電極走査信号ｃｄ1がコモン電極Ｃ１に印
加されると、引き続いて、図１２（２）に示すコモン電
極走査信号ｃd2がコモン電極Ｃ２に印加される。以後、
順次コモン電極Ｃにコモン電極走査信号ｃｄが印加さ
れ、図１２（３）に示すコモン電極走査信号ｃdn‐1が
コモン電極Ｃn-1に印加され、図１２（４）に示すコモ
ン電極走査信号ｃdnがコモン電極Ｃnに順次印加され
る。

【００１３】このようにして、図１１に示すコモン駆動
回路１０２内のスイッチＤ1からスイッチＤnによって非
走査電圧Ｖ4から走査電圧Ｖ0に順次切り替えられる。走
査電圧Ｖ0が液晶パネル１０１における一端に位置する
コモン電極Ｃ１から他端に位置するコモン電極Ｃnに向
かって順次印加される。液晶パネル１０１上に置かれた
座標検出ペン１０８は、座標検出期間におけるコモン電
極Ｃの走査により、理論的には図１２（７）に示すＧの
ような真の誘導電圧が発生する。誘導電圧Ｇは座標検出
ペン１０８で検出され、さらに２値化回路１１４で２値
信号に変換される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
に示すように、液晶パネル１０１は、座標検出ペン１０
８に近い上側セグメント電極Ｓと遠い下側コモン電極Ｃ
は液晶層１０１ａを介して静電的に結合されているの
で、コモン電極Ｃの走査を行った場合、セグメント電極
Ｓの抵抗及びセグメント駆動回路１０３のオン抵抗ｒs3
が大きいため、セグメント電極Ｓには図１２（５）に示
す電圧が発生する。

【００１５】この状態で、液晶パネル１０１上に置かれ
た座標検出ペン１０８は、図１２（６）のような誘導ノ
イズ電圧Ｆ、Ｐが発生する。従って、実際には、座標検
出ペン１０８に誘起される検出信号電圧は、図１２
（６）に示す誘導ノイズ電圧Ｆおよび誘導ノイズ電圧Ｒ
が重畳された図１２（８）に示すような信号波形にな
る。誘導ノイズ電圧Ｆあるいは誘導ノイズ電圧Ｒの値は
セグメント電極Ｓの抵抗およびセグメント駆動回路３の
オン抵抗ｒｓ３が大きいほど大きくなり、誘導ノイズ電
圧Ｆ、誘導ノイズ電圧Ｒが検出信号ピークＧに重畳され
ることによって、特に、座標検出ペン１０８が液晶パネ
ル１０１の両端部に存在する場合にＹ座標の検出精度が
低下する。

【００１６】つまり、下側電極と上側電極が液晶を介し
て静電的に結合しているので、下側電極を駆動した際に
上側電極、特に、表示領域の境界部分及び両端部におい
て誘導ノイズ電圧が発生するため、座標検出ペンが表示
領域の境界部分及び両端部を指示する場合、座標検出の
精度が低下するという問題がある。

【００１７】また、特開平６−１３１１１８号公報に
は、座標検出ペンに近い上側電極に発生する誘導ノイズ
電圧に対し、補正電圧であるバイアス電圧を生成し、そ
の上側電極に付加することにより誘導ノイズ電圧をキャ
ンセルする方法が提案されている。しかし、このバイア
ス電圧は最小の電力で誘導ノイズ電圧波形のみを直接キ
ャンセルするように構成されていない。

【００１８】図１３は従来の表示一体型タブレット装置
における液晶反転駆動処理のタイミングを示すタイミン
グチャートである。図１３（１）に示すｍｄは、液晶反
転信号を示し、図８に示す表示制御回路１０５から切替
回路１０４を介してセグメント駆動回路１０２及びコモ
ン駆動回路１０３に供給される。図１３（２）に示すｐ
ｅは、座標検出ペン１０８に誘起される電圧Ｇｘ、Ｇｙ
を示し、図１３（３）に示すｄｅは、座標検出期間信号
を示す。

【００１９】液晶パネル１０１の液晶が電気分解によっ
て劣化するのを防止するために、液晶反転信号ｍｄのレ
ベル（Ｈ．Ｌ）に同期して液晶に印加する電圧レベルを
周期的に反転させている。その際、電極に印加されてい
る駆動信号の電圧も一斉に変化する。

【００２０】このため、上記液晶への印加する電圧レベ
ルが反転する際に座標検出ペン１０８を液晶パネル１０
１の表面に近づけると、座標検出ペン１０８の検出電極
１０８ａと液晶パネル１０１の電極との距離に依存する
スパイク状電圧ｓｐが誘起される。このスパイク状電圧
ｓｐが座標検出期間中に発生した場合、座標信号が正し
く検出できなくなるため、座標検出期間中は、液晶反転
信号を一方向に固定して変化しないようにしている。

【００２１】しかしながら、表示期間中は液晶反転信号
により駆動信号も反転して電極に印加されるため液晶の
劣化は防止することができるが、座標検出期間中は液晶
反転信号を一方向に固定しているため、液晶の劣化を防
止するには十分でない。

【００２２】図１４は従来の表示一体型タブレット装置
におけるバックライトの点滅制御による表示画面の状態
を示す説明図である。バックライトは表示期間に同期し
て点灯し、座標検出期間に消灯するよう点滅制御され
る。一般的な表示一体型タブレット装置では、表示画面
の上部から下部に向かって順次走査するため、図１４
（１）に示すように表示画面の下部が他の部分より暗く
見える。

【００２３】これは、バックライトの消灯と液晶の応答
速度の関係によるもので、バックライトは消灯した瞬間
から図１４（２）のように徐々に輝度が下がるが、液晶
は数十μｓ〜数百μｓ後に反応するため、時間のズレが
生じ、バックライトの輝度が下がっている過渡期に表示
画面の下部がまだ表示されているためである。図１５は
バックライトに使用する冷陰極管の残光特性を示す図で
ある。

【００２４】例えば、上下２分割画面表示構成の表示一
体型タブレット装置に適用すると、図１４（４）に示す
ように、表示期間において表示領域の端部から表示領域
が隣合わせた境界部分に向かって電極群を駆動し、検出
期間にバックライトを消灯してさらに境界部分から次の
表示領域の端部に向かって電極群を駆動する表示方式で
は、境界部分である中央部で暗くなる輝度ムラが発生
し、表示品位を低下させるという問題がある。

【００２５】本発明は以上の事情を考慮してなされたも
ので、例えば、分割表示される液晶パネルの液晶層上側
に形成された電極群に発生する誘導ノイズ電圧を、簡単
な回路構成で完全に消去して座標検出ペンによるＸＹ座
標値の検出精度を高め、液晶駆動方法による液晶の劣化
を防止し、分割画面の境界部分の輝度ムラを低減するこ
とができる表示一体型タブレット装置を提供する。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は、直交するＸ電
極群とＹ電極群間に液晶層を挟入した液晶パネルと、前
記液晶パネルを複数の表示領域に分けその表面領域別に
表示データを表示するための表示走査信号と座標入力す
るための座標走査信号を所定期間交互に生成して前記Ｘ
電極群とＹ電極群を駆動する電極駆動回路と、前記Ｘ電
極群とＹ電極群に印加される前記座標走査信号により発
生する誘導電圧を前記表示領域別のＸＹ座標値として検
出する座標検出ペンと、前記液晶層下側に形成されたＸ
電極群またはＹ電極群に印加される座標走査信号によっ
て前記液晶層上側に形成されたＸ電極群またはＹ電極群
に発生する誘導ノイズ電圧と対称波形の誘導ノイズ消去
電圧を生成して前記Ｘ電極群またはＹ電極群に印加して
前記誘導ノイズ電圧を消去する誘導ノイズ消去回路とを
備えてなる表示一体型タブレット装置である。

【００２７】なお、本発明において、液晶パネルは、例
えば、ガラス基板、透明のセグメント電極群（Ｘ電極
群）、液晶層、透明のコモン電極群（Ｙ電極群）からな
るドットマトリクス型液晶ディスプレイとタブレットを
兼ね備えた構成である。電極駆動回路は、シフトレジス
タ、アナログスイッチ等で構成され、表示データを表示
するためのデューティタイプの表示走査信号と、座標入
力するためのデューティタイプの座標走査信号とを所定
期間交互に生成して表示領域別のＸ電極群とＹ電極群と
を駆動する。

【００２８】座標検出ペンは、その先端部に検出電極を
有し、検出電極が、液晶パネルと静電的に結合して、座
標走査信号によりコモン電極群とセグメント電極群をそ
れぞれ駆動する際の誘導電圧を表示領域のＸＹ座標値と
して検出する。誘導ノイズ消去回路は、コンデンサＣ、
抵抗Ｒ、オペアンプ等からなる微分回路と、アナログス
イッチ等で構成され、前記液晶層上側に形成されたＸ電
極群またはＹ電極群に発生する誘導ノイズ電圧に対しこ
の誘導ノイズ電圧とは対称の誘導ノイズ消去電圧を生成
する。

【００２９】本発明によれば、分割表示される液晶パネ
ルの液晶層上側に形成されたＸ電極群またはＹ電極群に
発生する誘導ノイズ電圧を、簡単な回路構成で直接消去
して座標検出ペンによるＸＹ座標値の検出精度を高める
ことができる。

【００３０】前記誘導ノイズ消去回路は、前記液晶層下
側に形成されたＸ電極群またはＹ電極群に印加される前
記座標走査信号のうちＸ電極群またはＹ電極群の駆動開
始時と駆動終了時の座標走査信号を前記電極駆動回路か
ら受け取り、その座標走査信号を微分した微分電圧を前
記誘導ノイズ消去電圧として生成して前記電極駆動回路
に出力するよう構成してもよい。

【００３１】前記構成によれば、簡単な微分回路によ
り、誘導ノイズ電圧を消去する誘導ノイズ消去電圧をＸ
電極群またはＹ電極群の駆動開始時と駆動終了時の座標
走査信号から生成することができる。特に、表示両端部
及び中央部において、発生する誘導ノイズ電圧を、予め
誘導ノイズ消去電圧により消去できるため、座標検出ペ
ンは精度よく座標検出を行うことができる。

【００３２】前記電極駆動回路は、前記Ｘ電極群とＹ電
極群に前記表示走査信号が印加される表示期間と前記座
標走査信号が前記Ｘ電極群とＹ電極群に印加される座標
検出期間とからなる１フレーム期間毎に前記座標走査信
号の位相を反転するよう構成してもよい。

【００３３】前記構成によれば、座標検出期間における
座標走査信号が１フレーム期間毎に反転することによ
り、ＤＣ信号が印加されない液晶駆動になるので液晶の
劣化を防止することができる。さらに、電極駆動回路が
簡略化できので、部品点数が削減でき省スペース化及び
コストダウンが図れる。

【００３４】前記液晶パネルの後部から前記液晶層を照
明するバックライトと、前記表示走査信号による前記電
極群の駆動中の表示期間に前記バックライトを点灯し、
前記座標走査信号による前記電極群の駆動中の座標検出
期間に前記バックライトを消灯するバックライト駆動回
路とをさらに備え、前記電極駆動回路は、前記表面パネ
ルを複数の表示領域に分け、同じタイミングの２組の表
示走査信号により前記電極群を駆動を行う際、二つの表
示領域が隣合わせの境界部分からそれぞれの表示領域の
端部に向かって前記電極群を駆動する、または前記端部
から前記境界部分に向かって前記電極群を駆動するよう
構成してもよい。

【００３５】前記構成において、例えば、バックライト
は冷陰極管で構成される。バックライト駆動回路は、表
示期間信号を入力としてインバータをスイッチングして
バックライトを点灯／消灯するトランジスタ等で構成さ
れる。前記構成によれば、二つの表示領域が隣合わた境
界部分を表示期間の開始または終了に同期した表示走査
信号により駆動することにより、境界部分の輝度ムラを
無くして、表示品位を高めることができる。

【００３６】前記液晶パネルの後部から前記液晶層を照
明するバックライトと、前記表示走査信号による前記電
極群の駆動中の表示期間に前記バックライトを点灯し、
前記座標走査信号による前記電極群の駆動中の座標検出
期間に前記バックライトを消灯するバックライト駆動回
路とをさらに備え、前記バックライト駆動回路が、前記
表示期間と前記座標検出期間との間に前記バックライト
を点灯する非表示期間をさらに設けた構成にしてもよ
い。

【００３７】前記構成によれば、表示期間の後に非表示
期間（無表示期間）設けることによりバックライト点灯
中に表示期間を終了させ、データ表示中の輝度ムラを無
くすことができる。

【００３８】前記液晶パネルの後部から前記液晶層を照
明するバックライトと、前記表示走査信号による前記電
極群の駆動中の表示期間に前記バックライトを点灯し、
前記座標走査信号による前記電極群の駆動中の座標検出
期間に前記バックライトを消灯するバックライト駆動回
路とをさらに備え、前記バックライト駆動回路が、前記
バックライトの残光が９０％以上を確保できる時間でか
つ座標検出が可能な０．３±０．０５ｍｓの時間を座標
検出期間として前記バックライトを消灯するよう構成し
てもよい。

【００３９】前記構成によれば、バックライトを消灯す
る座標検出期間の時間を短くして液晶パネルを明るく
し、かつ輝度ムラを無くして、表示品位を高めることが
できる。

【００４０】前記液晶パネルの後部から前記液晶層を照
明するバックライトと、前記表示走査信号による前記電
極群の駆動中の表示期間に前記バックライトを点灯し、
前記座標走査信号による前記電極群の駆動中の座標検出
期間に前記バックライトを消灯するバックライト駆動回
路とをさらに備え、前記バックライト駆動回路が、前記
表示期間と前記座標検出期間とからなる１フレーム期間
の少なくとも２以上のフレーム期間に１回のサイクルで
前記座標検出期間を無効にして前記バックライトを点灯
するよう構成してもよい。

【００４１】前記構成によれば、バックライトを消灯す
る座標検出期間の割合を短くして液晶パネルを明るく
し、かつ輝度ムラを無くして、表示品位を高めることが
できる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施例に基づいて
本発明を詳述する。なお、これによって本発明は限定さ
れるものではない。

【００４３】図１は本実施例の表示一体型タブレット装
置の構成を示すブロック図である。図１において、液晶
パネル１は、例えば、ガラス基板、透明のセグメント電
極群（Ｘ電極群）、液晶層、透明のコモン電極群（Ｙ電
極群）からなるドットマトリクス型液晶ディスプレイと
タブレットを兼ね備えた上下２画面領域で構成されてい
る。また、液晶パネル１は、互いに直交して配列された
各コモン電極Ｃ（Ｙ電極群）と各セグメント電極Ｓ（Ｘ
電極群）との間に液晶層を挟入して構成され、各コモン
電極と各セグメント電極Ｓとが交差する領域で各画素を
構成している。ここでは、コモン電極Ｃがセグメント電
極Ｓの下側に形成しているものとする。

【００４４】上部／下部コモン駆動回路２ａ、２ｂと上
部／下部セグメント駆動回路３ａ、３ｂは、シフトレジ
スタ、アナログスイッチ等で構成され、表示データを表
示するためのデューティタイプの表示走査信号と、座標
入力するためのデューティタイプの座標走査信号とを所
定期間交互に生成して上下２画面領域別のセグメント電
極群とコモン電極群とを駆動する電極駆動回路として機
能する。また、上部コモン駆動回路２ａと上部セグメン
ト駆動回路３ａとで上画面領域を駆動する。また、下部
コモン駆動回路２ｂと下部セグメント駆動回路３ｂとで
下画面領域を駆動する。

【００４５】また、本実施例の表示一体型タブレット装
置における表示制御回路５、検出制御回路６、制御回路
７、座標検出ペン８、増幅回路９、Ｘ座標検出回路１
０、Ｙ座標検出回路１１、直流電源回路１２、表示デー
タ供給回路１３、２値化回路１４は、それぞれＡＳＩＣ
で構成され、図８に示す従来の表示一体型タブレット装
置の回路と同じ機能をする。

【００４６】座標検出ペン８は、その先端部に検出電極
を有し、検出電極が、液晶パネル１と静電的に結合し
て、座標走査信号によりコモン電極群とセグメント電極
群をそれぞれ駆動する際の誘導電圧を上下２画面領域別
のＸＹ座標値として検出する。増幅回路９は、検出した
誘導電圧を増幅し、２値化回路１４は増幅された誘導電
圧を２値信号に変換し、セグメント電極またはコモン電
極による誘導電圧であるかを判別してＸ座標検出回路１
０またはＹ座標検出回路１１に供給する。Ｘ座標検出回
路１０は２値信号からＸ座標値を決定し、座標検出回路
１１で２値信号からＹ座標値を決定する。

【００４７】切換回路４は、表示制御回路５と検出制御
回路６とを切り替え、座標検出期間において、制御回路
７の制御に従って検出制御回路６からの信号を入力し、
表示期間において、制御回路７の制御に従って表示制御
回路５からの信号及び表示データ供給回路１３の表示デ
ータを上部／下部コモン駆動回路２ａ、２ｂ及び上部／
下部セグメント駆動回路３ａ、３ｂに供給する。上部／
下部コモン駆動回路２ａ、２ｂ及び上部／下部セグメン
ト駆動回路３ａ、３ｂは表示データに基づいた画像を液
晶パネル１に表示するようコモン電極Ｃ及びセグメント
電Ｓを同時に走査する。

【００４８】上部／下部セグメント駆動回路３ａ，３ｂ
は、座標検出期間において、検出制御回路６からの信号
に基づいてセグメント電極走査信号（座標走査信号）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。そして各セグメント電極Ｓの走査が終了すると、コ
モン駆動回路２ａ、２ｂは、検出制御回路６からの信号
に基づいてコモン電極走査信号（座標走査信号）を生成
して液晶パネル１のコモン電極Ｃを順次走査する。

【００４９】また、直流電源回路１２は、図８に示す直
流電源回路と同じように、バイアス電源Ｖ0〜Ｖ5を生成
し、上部／下部コモン駆動回路２ａ，２ｂ、上部／下部
セグメント駆動回路３ａ、３ｂ、上部／下部誘導ノイズ
消去回路１６ａ、１６ｂに供給している。

【００５０】マルチプレクサ１５は、切替回路４からＹ
座標検出期間信号を受け、電極駆動開始時と電極駆動終
了時のＹ座標走査信号に同期した信号を上部／下部誘導
ノイズ消去回路１６ａ、１６ｂに供給する。

【００５１】バックライト１８は、冷陰極管で構成さ
れ、液晶パネル１の下に重ね合わせて表示画面を明るく
見やすくするものである。また、座標検出期間は消灯す
る機能を有し、人間の目に見えない間隔で点滅を繰り返
している。バックライト駆動回路１７は、表示期間はイ
ンバータ１９をＯＮしてバックライト１８を点灯し、座
標走査期間はインバータ１９をＯＦＦしてバックライト
１８を消灯するスイッチングトランジスタ等で構成され
る。

【００５２】図２は本実施例によるＹ座標検出期間の各
信号と誘導電圧波形のタイミングを示すタイムチャート
である。図２において、図２（ａ）、２（ｂ）は、上画
面領域におけるＹ座標走査の開始時／終了時の同期信号
ｄa1、ｄanを示し、図２（ｃ）、２（ｄ）は、下画面領
域におけるＹ座標走査の開始時／終了時の同期信号ｄb
1、ｄbnを示す。図２（ｅ）は、座標検出ペン８が液晶
パネル１の上画面領域を指示した際、セグメント電極の
抵抗及びセグメント駆動回路３ａのオン抵抗に起因して
セグメント電極に発生する誘導電圧を示す。

【００５３】図２（ｆ）は、座標検出ペン８が検出する
見かけの誘導電圧を示し、誘導ノイズ電圧Ｆu、Ｒuが重
畳されている。図２（ｇ）は、上部誘導ノイズ消去回路
１６ａで生成され、電極走査信号Ｖ3U、Ｖ4Uに付加され
る誘導ノイズ消去電圧Ｆu'、Ｒu'を示す。図２（ｈ）
は、座標検出ペン８が検出する実際の誘導電圧Ｇuを示
し、誘導ノイズ電圧Ｆu、Ｒuが誘導ノイズ消去電圧Ｆ
u'、Ｒu'により消去されている。

【００５４】図２（ｉ）〜図２（ｌ）は、座標検出ペン
８が液晶パネル１の下画面領域を指示した際の誘導電圧
ＧL、下部誘導ノイズ消去回路１６ｂで生成され、電極
走査信号Ｖ3L、Ｖ4Lに付加される誘導ノイズ消去電圧Ｆ
L'、ＲL'を示す。

【００５５】図３は本実施例による誘導ノイズ消去回路
の構成を示す回路図である。図３において、上部／下部
誘導ノイズ消去回路１６ａ、１６ｂは、コンデンサＣ１
〜Ｃ４、抵抗Ｒ1〜Ｒ6、オペアンプＯＰ1〜ＯＰ2、イン
バータＩ1〜Ｉ2からなる微分回路と、アナログスイッチ
ＳＷ1〜ＳＷ2等で構成される。液晶層下側に形成された
コモン電極群に印加されるＹ座標走査信号のうち電極駆
動の開始時と終了時に液晶層上側に形成されたセグメン
ト電極群に発生する誘導ノイズ電圧に対しこの誘導ノイ
ズ電圧とは対称の誘導ノイズ消去電圧を生成する。

【００５６】上部／下部誘導ノイズ消去回路１６ａ、１
６ｂにおいて、上画面領域におけるＹ座標走査信号の開
始同期信号ｄa1、終了同期信号ｄan、下画面領域におけ
るＹ座標走査信号の開始同期信号ｄb1、終了同期信号ｄ
bnに基づいて、それぞれに直列に接続された抵抗Ｒ1〜
Ｒ4及びコンデンサＣ1〜Ｃ4により実際の誘導ノイズ電
圧のレベルに応じて誘導ノイズ消去電圧のレベルを調整
する。

【００５７】上部誘導ノイズ消去回路１６ａは、バイア
ス電源Ｖ4を、開始同期信号ｄa1，終了同期信号ｄa2に
基づいて、誘導ノイズ消去電圧Ｖ3U、Ｖ4Uに変換する。
この誘導ノイズ消去電圧Ｖ3U，Ｖ4Uは、セグメント電極
の下側に位置するコモン電極がコモン電極走査信号によ
り駆動される際に、コモン電極走査信号に起因して上側
に位置するセグメント電極に誘起する電圧を打ち消すよ
うな電圧である。

【００５８】なお、下部誘導ノイズ消去回路１６ｂは、
バイアス電源Ｖ4を、開始同期信号ｄb1、終了同期信号
ｄb2に基づいて、誘導ノイズ消去電圧Ｖ3L、Ｖ4Lに変換
する。この誘導ノイズ消去電圧Ｖ3L、Ｖ4Lは、セグメン
ト電極の下側に位置するコモン電極がコモン電極走査信
号により駆動される際に、コモン電極走査信号に起因し
て上側に位置するセグメント電極に誘起する電圧を打ち
消すような電圧である。

【００５９】図４は図１に示す上部／下部コモン駆動回
路及上部／下部セグメント駆動回路によるＹ座標検出時
の座標走査信号処理を示す回路図である。図４におい
て、上部コモン駆動回路２ａにおけるスイッチＤ1u、Ｄ
2u…Ｄnuは、各コモン電極Ｃｕに順次走査電圧Ｖ0を印
加するためのスイッチであり、上部セグメント駆動回路
３ａにおけるスイッチＥ1u、Ｅ2u…Ｅnuは、各セグメン
ト電極Ｓｕに順次走査電圧Ｖ０を印加するためのスイッ
チである。なお、抵抗ｒc0u、ｒc4u、ｒs0u、ｒs3u、ｒ
c0L、ｒc4L、ｒs0L、ｒs3Lはオン抵抗である。

【００６０】上部コモン駆動回路２ａにおけるスイッチ
Ｄは，スイッチＤ1uからスイッチＤnuに向かって電圧Ｖ
0側に順次切り替えられる。座標検出期間において、図
１のマルチプレクサ１５の２画面領域の走査切り替えに
より、スイッチＤnuに続いてスイッチＤ１ＬがＶ0側に
順次切り替えられる。以降同じようにスイッチＤnLに向
かって電圧Ｖ0側に順次切り替えられる。

【００６１】コモン電極Ｃuが走査されると、座標検出
ペン８を液晶パネル１の上画面領域に置いた場合には、
座標検出ペン８に誘起される電圧の波形は、図２（ｆ）
に示すように、誘導ノイズを含んだ電圧波形となる。誘
導ノイズ電圧Ｆuの発生するタイミングは、コモン電極
Ｃ1uを走査開始するタイミング、つまりＹ座標走査信号
ＳＹが上部コモン駆動回路２ａに入力されるタイミング
である。このＹ座標走査信号ＳＹを図２（ａ）の開始同
期信号ｄa1とし、図２（ｇ）に示す誘導ノイズ消去電圧
Ｆu'を生成し、上部コモン電極Ｃu及び上部セグメント
電極Ｓuに印加することにより、誘導ノイズＦuを消去す
る。

【００６２】また、誘導ノイズＲuの発生するタイミン
グは、中央のコモン電極Ｃnuを走査終了するタイミン
グ、つまり図２（ａ）の終了同期信号ｄa2である。この
同期信号ｄa2から図２（ｇ）に示す誘導ノイズ消去電圧
Ｒu'を生成し、上部コモン電極Ｃu及び上部セグメント
電極Ｓuに印加することにより、誘導ノイズ電圧Ｒuをキ
ャンセルする。これにより、最終的に座標検出ペン８に
誘起される電圧の波形は、図２（ｈ）に示す波形とな
る。

【００６３】同様に、座標検出ペン８を液晶パネル１の
下画面部分に置いた場合には、座標検出ペン８に誘起さ
れる電圧の波形は、誘導ノイズを含んだ図２（ｊ）に示
す波形となる。誘導ノイズＦLの発生するタイミング
は、中央のコモン電極Ｃ1Lを走査開始するタイミング、
つまり図２（ｃ）の開始同期信号ｄb1である。この開始
同期信号ｄb1から図２（ｋ）に示す誘導ノイズ消去電圧
ＦL'を生成し、下部コモン電極ＣL及び下部セグメント
電極ＳLに印加することにより、誘導ノイズ電圧ＦLを消
去する。

【００６４】また、誘導ノイズＲLが発生するタイミン
グは、コモン電極ＣnLを走査終了するタイミング、つま
り図２（ｃ）の終了同期信号ｄb2である。この終了同期
信号ｄb2から図２（ｋ）に示す誘導ノイズ消去電圧ＲL'
を生成し、下部コモン電極ＣL及び下部セグメント電極
ＳLに印加することにより、誘導ノイズＲLを消去する。
これにより、最終的に座標検出ペン８に誘起される電圧
の波形を、図２（ｌ）に示す波形となる。

【００６５】図５は本実施例の表示一体型タブレット装
置における液晶反転駆動処理のタイミングを示すタイミ
ングチャートである。図５のタイミングチャートを用い
て、他の実施例として本発明の液晶反転駆動処理につい
て説明する。図５（ａ）のｍｄは液晶反転信号を示し、
図５（ｂ）のｄｅは座標検出期間信号を示す。また、図
５（ｃ）は、セグメント電極駆動信号の電圧波形を示
す。図５（ｄ）は、コモン電極駆動信号の電圧波形を示
す。駆動電圧は、Ｖ0＞Ｖ1＞Ｖ2＞Ｖ3＞Ｖ4＞Ｖ5の関係
である。また、電圧差の関係は、Ｖ1−Ｖ2＝Ｖ3−Ｖ4で
ある。

【００６６】液晶が電気分解によって劣化するのを防止
するために、液晶反転信号ｍｄのレベルに応じて液晶に
印加する電圧の印加方向を周期的に反転させるようにし
ている。しかし、座標検出期間では、座標検出に影響を
与えないよう一方向に固定している。

【００６７】液晶反転信号ｍｄが“Ｌ”レベルの場合
は、セグメント電極駆動電圧はＶ3となり、コモン電極
駆動電圧はＶ4となる。また、液晶反転信号ｍｄが
“Ｈ”レベルの場合は、セグメント電極駆動電圧はＶ2
となり、コモン電極駆動電圧はＶ1となる。

【００６８】Ｎ番目フレームの座標検出期間には、セグ
メント電極駆動電圧はＶ3が印加され、コモン電極駆動
電圧はＶ4が印加されているため、液晶にはＶ3−Ｖ4の
ＤＣ電圧が印加されている。また、Ｎ＋１番目フレーム
の座標検出期間には、セグメント電極駆動電圧はＶ2が
印加され、コモン電極駆動電圧はＶ1が印加されている
ため、液晶にはＶ2−Ｖ1のＤＣ電圧が印加され、Ｎ番目
フレームとは反対の電位が印加されている。なお、座標
検出のための座標走査信号は、１フレーム毎にそのピー
ク電圧をＶ0またはＶ5に切り替わる。

【００６９】したがって、２フレームを１サイクルと考
えた場合には、１フレームと次のフレームの電位差は反
転の関係により液晶にはＤＣ電圧は印加されない。つま
り、座標検出期間における座標走査信号の電位差（位
相）が１フレーム期間毎に反転することにより、ＤＣ信
号が印加されない液晶駆動になるので液晶の劣化を防止
することができる。

【００７０】図６は本実施例の表示一体型タブレット装
置におけるバックライトの点滅制御による表示画面の状
態を示す説明図である。さらに他の実施例として、図６
の説明図を用いて、本発明のバックライトの点滅制御に
ついて説明する。図１に示すように、バックライト１８
は液晶パネル１の裏側に備え、表示期間にバックライト
を点灯し、座標検出期間にバックライトを消灯するバッ
クライト駆動回路１７を備えている。

【００７１】図６（ａ）は、画面の境界部分とは反対に
位置する一端から境界部分に向かって順次連続して表示
する表示画面の状態を示す。また、図６（ｂ）は、画面
の境界部分の一端から境界部分とは反対に位置するそれ
ぞれの他端に向かって順次連続して表示する表示画面の
状態を示す。表示画面に輝度差が生じる理由について
は、図１４（４）で説明しているので、ここでは説明を
省略する。

【００７２】図６（ａ）では、輝度が暗くなる部分が表
示画面の中央に隣り合わせているため、輝度の変化がわ
かりにくい。また、図６（ｂ）では、輝度が暗くなる部
分が表示画面の上下両端に分散しているため、輝度の差
がわからない。これは、人間の目の錯覚を利用してい
る。前記構成によれば、二つの表示領域が隣合わた境界
部分を表示期間の開始または終了に同期した表示走査信
号により駆動されるので、境界部分の輝度ムラを無くし
て、表示品位を高めることができる。

【００７３】図７は本実施例の表示一体型タブレット装
置における表示期間と座標検出期間におけるバックライ
トの点滅制御を示す説明図である。図７において、図７
（ａ）は、１フレーム期間中に画像を表示する表示期間
にはバックライトを点灯する機能と、座標を検出する座
標検出期間にはバックライトを消灯する機能とを時分割
で行う基本的なバックライトの点滅制御を示す。

【００７４】図７（ｂ）は、１フレーム期間中に表示期
間と非表示期間及び座標検出期間を設けて、座標検出期
間のみバックライトを消灯する。例えば、液晶の応答速
度が５００μｓの場合、表示期間の後に５００μｓ以上
の非表示期間（無表示期間）を設けることにより、バッ
クライトを消灯する前に表示動作が完全に終了するよう
にする。前記構成によれば、表示期間の後に非表示期間
を設けることによりバックライト点灯中に表示期間を終
了させ、データ表示中の輝度ムラを無くすことができ
る。

【００７５】図７（ｃ）は、１フレーム期間中に表示期
間及び座標検出期間を設けて、座標検出期間にバックラ
イトを消灯する。バックライトを消灯する時間である座
標検出期間は、輝度差がわかりにくいように、バックラ
イトの残光が９０％以上を確保できる時間でかつ座標検
出可能な時間である０．３±０．０５ｍｓとする。これ
らの値は、実験により経験的に輝度差が識別できない状
態から設定したものである。前記構成によれば、バック
ライトを消灯する座標検出期間の時間を短くして液晶パ
ネルを明るくし、かつ輝度ムラを無くして、表示品位を
高めることができる。

【００７６】図７（ｄ）は、１フレーム期間中に表示期
間及び座標検出期間を設けるが、少なくとも２以上のフ
レーム期間に１回のサイクルで座標検出期間を無効にし
てバックライトを点灯する。バックライトを消灯してい
ない座標検出期間の座標データは無効とする。また、バ
ックライトの消灯は３フレームに１回消灯して座標検出
期間の座標データを有効にしてもよい。前記構成によれ
ば、バックライトを消灯する座標検出期間のフレームの
割合を少なくして液晶パネルを明るくし、かつ輝度ムラ
を無くして、表示品位を高めることができる。

【００７７】図７（ｅ）は、図７（ｃ）に示す構成と、
図７（ｄ）に示す構成を組み合わせたバックライトの点
滅制御方法を示す。前記構成によれば、バックライトを
消灯する座標検出期間の時間を短く、かつバックライト
を消灯する座標検出期間のフレームの割合を少なくして
液晶パネルを明るくし、かつ輝度ムラを無くして、表示
品位を高めることができる。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、分割表示される液晶パ
ネルの液晶層上側に形成されたＸ電極群またはＹ電極群
に発生する誘導ノイズ電圧を、簡単な回路構成で直接消
去して座標検出ペンによるＸＹ座標値の検出精度を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の表示一体型タブレット装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本実施例によるＹ座標検出期間の各信号と誘導
電圧波形のタイミングを示すタイムチャートである。

【図３】本実施例による誘導ノイズ消去回路の構成を示
す回路図である。

【図４】図１に示す上部／下部コモン駆動回路及上部／
下部セグメント駆動回路によるＹ座標検出時の座標走査
信号処理を示す回路図である。

【図５】本実施例の表示一体型タブレット装置における
液晶反転駆動処理のタイミングを示すタイミングチャー
トである。

【図６】本実施例の表示一体型タブレット装置における
バックライトの点滅制御による表示画面の状態を示す説
明図である。

【図７】本実施例の表示一体型タブレット装置における
表示期間と座標検出期間におけるバックライトの点滅制
御を示す説明図である。

【図８】従来の表示一体型タブレット装置の構成を示す
ブロック図である。

【図９】従来の表示一体型タブレット装置における表示
期間と座標検出期間を示す説明図である。

【図１０】液晶パネルと座標検出ペンとの間で発生する
静電容量及び誘導電圧を示す説明図である。

【図１１】図８に示すコモン駆動回路及びセグメント駆
動回路によるＹ座標検出時の座標走査信号処理を示す回
路図である。

【図１２】図１１に示すＹ座標検出時におけるコモン電
極走査信号及び誘導電圧等の波形を示すタイムチャート
である。

【図１３】従来の表示一体型タブレット装置における液
晶反転駆動処理のタイミングを示すタイミングチャート
である。

【図１４】従来の表示一体型タブレット装置におけるバ
ックライトの点滅制御による表示画面の状態を示す説明
図である。

【図１５】バックライトに使用する冷陰極管の残光特性
を示す図である。

【符号の説明】

１液晶パネル２ａ上部コモン駆動回路２ｂ下部コモン駆動回路３ａ上部セグメント駆動回路３ｂ下部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座標検出ペン９増幅器１０Ｘ座標検出回路１１Ｙ座標検出回路１２直流電源回路１３表示データ供給回路１４２値化回路１５マルチプレクサ１６ａ上部誘導ノイズ消去回路１６ｂ下部誘導ノイズ消去回路１７バックライト駆動回路１８バックライト１９インバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直交するＸ電極群とＹ電極群間に液晶層
を挟入した液晶パネルと、前記液晶パネルを複数の表示
領域に分けその表面領域別に表示データを表示するため
の表示走査信号と座標入力するための座標走査信号を所
定期間交互に生成して前記Ｘ電極群とＹ電極群を駆動す
る電極駆動回路と、前記Ｘ電極群とＹ電極群に印加され
る前記座標走査信号により発生する誘導電圧を前記表示
領域別のＸＹ座標値として検出する座標検出ペンと、前
記液晶層下側に形成されたＸ電極群またはＹ電極群に印
加される座標走査信号によって前記液晶層上側に形成さ
れたＸ電極群またはＹ電極群に発生する誘導ノイズ電圧
と対称波形の誘導ノイズ消去電圧を生成して前記Ｘ電極
群またはＹ電極群に印加して前記誘導ノイズ電圧を消去
する誘導ノイズ消去回路とを備えてなる表示一体型タブ
レット装置。
【請求項２】前記誘導ノイズ消去回路は、前記液晶層
下側に形成されたＸ電極群またはＹ電極群に印加される
前記座標走査信号のうちＸ電極群またはＹ電極群の駆動
開始時と駆動終了時の座標走査信号を前記電極駆動回路
から受け取り、その座標走査信号を微分した微分電圧を
前記誘導ノイズ消去電圧として生成して前記電極駆動回
路に出力することを特徴とする請求項１記載の座標入力
装置。
【請求項３】前記電極駆動回路は、前記Ｘ電極群とＹ
電極群に前記表示走査信号が印加される表示期間と前記
座標走査信号が前記Ｘ電極群とＹ電極群に印加される座
標検出期間とからなる１フレーム期間毎に前記座標走査
信号の位相を反転することを特徴とする請求項１記載の
表示一体型タブレット装置。
【請求項４】前記液晶パネルの後部から前記液晶層を
照明するバックライトと、前記表示走査信号による前記
電極群の駆動中の表示期間に前記バックライトを点灯
し、前記座標走査信号による前記電極群の駆動中の座標
検出期間に前記バックライトを消灯するバックライト駆
動回路とをさらに備え、前記電極駆動回路は、前記表面
パネルを複数の表示領域に分け、同じタイミングの２組
の表示走査信号により前記電極群を駆動を行う際、二つ
の表示領域が隣合わせの境界部分からそれぞれの表示領
域の端部に向かって前記電極群を順次駆動する、または
前記端部から前記境界部分に向かって前記電極群を順次
駆動することを特徴とする請求項１記載の表示一体型タ
ブレット装置。
【請求項５】前記液晶パネルの後部から前記液晶層を
照明するバックライトと、前記表示走査信号による前記
電極群の駆動中の表示期間に前記バックライトを点灯
し、前記座標走査信号による前記電極群の駆動中の座標
検出期間に前記バックライトを消灯するバックライト駆
動回路とをさらに備え、前記バックライト駆動回路が、
前記表示期間と前記座標検出期間との間に前記バックラ
イトを点灯する非表示期間をさらに設けたことを特徴と
する請求項１記載の表示一体型タブレット装置。
【請求項６】前記液晶パネルの後部から前記液晶層を
照明するバックライトと、前記表示走査信号による前記
電極群の駆動中の表示期間に前記バックライトを点灯
し、前記座標走査信号による前記電極群の駆動中の座標
検出期間に前記バックライトを消灯するバックライト駆
動回路とをさらに備え、前記バックライト駆動回路が、
前記バックライトの残光が９０％以上を確保できる時間
でかつ座標検出が可能な０．３±０．０５ｍｓの時間を
座標検出期間として前記バックライトを消灯することを
特徴とする請求項１記載の表示一体型タブレット装置。
【請求項７】前記液晶パネルの後部から前記液晶層を
照明するバックライトと、前記表示走査信号による前記
電極群の駆動中の表示期間に前記バックライトを点灯
し、前記座標走査信号による前記電極群の駆動中の座標
検出期間に前記バックライトを消灯するバックライト駆
動回路とをさらに備え、前記バックライト駆動回路が、
前記表示期間と前記座標検出期間とからなる１フレーム
期間の少なくとも２以上のフレーム期間に１回のサイク
ルで前記座標検出期間を無効にして前記バックライトを
点灯することを特徴とする請求項１記載の表示一体型タ
ブレット装置。