JPH04123123A - ディスプレイ一体型タブレット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ディスプレイ一体型タブレットに関し、特に
、図形入力精度の向上されたディスプレイ一体型タブレ
ットに関する。

［従来の技術］ パソコン（パーソナルコンピュータ）やワープロ（ワー
ドプロセッサ）等の情報処理装置の周辺機器には、この
情報処理装置に画像を入力するためのタブレットとよば
れる画像入力装置や、情報処理装置の出力データをユー
ザが視認できる形で表示するためのディスプレイなどが
ある。

タブレットとして代表的なものに、静電容量結合型タブ
レットがある。静電容量結合型タブレットは、パソコン
等に入力すべき図形などを規定する座標をユーザが指定
するための図形入力用パネルと、ユーザがこのパネル上
の位置を前記座標として指定するために用いるペンシル
状の導体、いわゆるライトペンとを含む。パネルは、Ｘ
方向およびｙ方向にマトリックス状に配列される複数の
電極を有する。これらの電極には、順次的に電圧パルス
が与えられる。一方、ユーザはライトペンの先をパネル
上の任意の位置に接触させる。ライトペンは導体によっ
て形成されるので、この接触によってライトペンがパネ
ル内の電極と静電気的に結合される。この結合によって
、ライトペンはパネル内の電極のうち、その先が接触し
ている位置に最も近い位置に配列される電極に前述の電
圧パルスが印加されたことを検出する。パネル内の電極
には時間順次に電圧パルスが印加されるので、ライトペ
ンから検出出力が得られるタイミングから、ライトペン
の先が接触されている位置を知ることができる。このよ
うな原理を利用することにより、ユーザが指定したパネ
ル上の位置の座標がライトペンの検出出力に基づいて検
出される。

ライトペンの検出出力に基づいて検ａされた座標は、た
とえばディスプレイの表示パネル上に表示すべき図形を
示すデータ（以下、表示データと呼ぶ）として用いられ
る。そのため、ディスプレイの表示パネル上の座標とタ
ブレットのパネル上の座標とは１対１に対応させられる
。

さて、タブレットはディスプレイと分離して構成される
場合と、ディスプレイと一体化して構成される場合とが
ある。第３図は、従来のディスプレイ一体型タブレット
の構成を説明するための図である。第３図を参照して、
タブレットがディスプレイと一体化して構成される場合
には、ディスプレイの表示パネル５１とタブレットの図
形入力用パネル５２とがそれぞれ独立に形成される。そ
して、この表示パネル５１と図形入力用パネル５２とが
互いに密着させられる。表示パネル５１にはたとえばＥ
Ｌ（エレクトロ・ルミネッセンス）表示素子が用いられ
、図形入力用パネル５２にはたとえば静電容量結合型の
ものが用いられる。この場合、ユーザは密着されたパネ
ル上に前述のように、ライトペン２を接触させることに
よって、所望の図形をパソコン等に入力することができ
る。

しかしながら、このような従来のディスプレイ一体型タ
ブレットは、次のような問題を有していた。

ユーザがライトペンを用いて指定した図形を正確に表示
パネル５１上に表示するためには、ライトペンによって
指定された位置をより正確に検出する必要がある。その
ためには、表示パネル５１を構成する画素と図形入力用
パネルを構成する画素とを１対１に精度よく一致させな
ければならない。このため、表示パネル５１および図形
入力用パネル５２の製造が非常に困難となる。

また、表示パネル５１としてＥＬ表示素子が用いられる
と、図形入力用パネル５２だけでなく表示パネル５１内
にも、Ｘ方向およびｙ方向にマトリックス状に電極が配
列される。そして、この電極を駆動するためのドライバ
等が必要となる。

方、タブレットも、図形入力用パネル５２内の電極を駆
動するためのドライバを有する。したがって、表示パネ
ル５１としてたとえばＥＬ表示素子のような、表示面上
の画素に対応させた電極を有する表示パネルが用いられ
る場合には、表示パネル５１および図形入カバネル５２
の両方が同様に配列された電極を有する。さらに、表示
パネル５１および図形入カバネル５２のそれぞれに対し
て、互いに同様の機能を有するドライバ等の回路が必要
となる。このため、従来のディスプレイ一体型タブレッ
トによれば、パネルの電極を駆動するためのドライバ等
の回路が無駄に多数必要となり、その結果、装置全体の
コスト高および占有スペースの増大という問題が生じる
。

そこで、上記のような問題点を解決するために、１つの
パネルが表示パネルおよび図形入力用パネルの両方の機
能を兼ね備えるように構成されたディスプレイ一体型タ
ブレットが、特願平１−１６３２２１や、“１９８９年
電子通信学会全国大会ｖｏ１．７．ＥＩＮ）、１９３”
などに提案されている。

第４図は、上記文献等で提案されたディスプレイ一体型
タブレットの構成を示す概略ブロック図である。

第４図を参照して、パネル１は、薄１１１ＥＬ表示素子
によって構成される。すなわち、パネル１は、Ｘ方向に
互いに平行に配列される列電極３と、Ｘ方向に互いに平
行に配列される行の電極４とを含む。

第５図は、ＥＬパネル１の構造を示す図である。

第５図を参照して、前記列電極３および前記行電極４は
それぞれ、ガラス基板３０および４０の内面に形成され
る。列電極３と行電極４との間には絶縁膜５０を介して
蛍光体層６０が形成される。

蛍光体層６０は、電圧を印加されることによって発光す
る発光物質によって形成される。

再度第４図を参照して、列電極３および行電極４はそれ
ぞれ列ドライバ５および行ドライバ６に接続される。列
ドライバ５および行ドライバ６は座標検出コントローラ
１３および表示コントローラ１４によって制御される。

列ドライバ５および行ドライバ６と、座標検出コントロ
ーラ１３および表示コントローラ１４との間にはマルチ
プレクサ７が設けられる。マルチプレクサ７は、座標検
出コントローラ１３の出力および表示コントローラ１４
の出力の内のいずれか一方を選択的に列ドライバ５およ
び行ドライバ６に与える。これによって、ＥＬパネル１
が表示パネルおよび図形入力用パネルの両方の機能を果
たすことが可能となる。

表示コントローラ１４は、ＲＡＭ　（ランダムアクセス
メモリ）等の記憶回路部（図示せず）から与えられる表
示データに応じて、列ドライバ５および行ドライバ６を
制御するための信号を出力する。

具体的に説明すると、パネル１内の蛍光体層６０の輝度
とこれに印加される電圧との関係（電圧・輝度特性）に
おいて、蛍光体層に印加される電圧が２００ｖ程度以下
であれば蛍光体層はほとんど発光しないので蛍光体層の
輝度は低い。しかし、蛍光体層に印加される電圧が２０
０Ｖ程度に達すると、蛍光体層は急激に発光しはじめる
ので、２００Ｖ程度以上の電圧が印加された蛍光体層の
輝度は非常に高くなる。一方、パネル１において、ガラ
ス基板による表示面（第５図参照）を構成する画素は、
列電極３と行電極４との交点の各々である。そこで、パ
ネル１に画像を表示する場合には、行ドライバ６から行
電極４の各々に時間順次に一定電位のパルス（順次走査
パルス）が与えられる。同時に、列ドライバ５から列電
極３の各々ごとに表示データに応じた電圧が印加される
。つまり、行ドライバ６によって行電極４の内の任意の
電極にパルスが印加されている期間には、パネル１の表
示面のうちこの任意の電極に対応する行を構成する画素
の各々に列ドライバ５から表示データに応じた電圧が与
えられる。これによって、パネル１内の蛍光体層の前記
任意の行電極と列電極３との交点の各々に対応する部分
に、行ドライバ６が出力する順次走査パルスの電位と列
ドライバ５が対応する列電極に与える電位との差電圧が
印加される。この差電圧が２００ｖ以上である交点に対
応する画素の蛍光体層のみが発光する。これによって、
パネル１の表示面上に明暗による画像が表示される。こ
のように、パネル１への画像表示は、表示データに応じ
た電位を列ごとに与えられた蛍光体層を１行ずつ走査す
ることによって行なわれる。表示コントローラ１４は、
上述のような原理でパネル１上に画像が表示されるよう
に、列ドライバ５の出力電位およびタイミングならびに
行ドライバ６の順次走査パルスの出力タイミング等を制
御する。

一方、座標検出コントローラ１３は、パネル１が図形入
力用パネルとして機能するように列ドライバ５および行
ドライバ６を制御する。

パネル１を図形入力用パネルとして用いる場合、従来と
同様にライトペン２が用いられる。ライトペン２は、パ
ソコンやワープロなど（図示せず）に入力すべき図形や
、パネル１上の特定の位置や領域を指定するために、パ
ネル１の表示面を形成するガラス基板３０（第５図参照
）に接触させられる。ライトペン２がパネル１の表示面
に接触すると、ライトペン２と列電極３および行電極４
との間に静電容量が形成される。

第６図は、ライトペン２が列電極３および行電極４と静
電気的に結合された様子を示すモデル図である。第６図
を参照して、パネル１の表示面を形成するガラス基板３
０に接触したライトペン２は基板３０を介して行電極４
と静電気的に結合し、かつ、ガラス基板３０および絶縁
膜５０を介して列電極３と静電気的に結合する。すなわ
ち、ライトペン２と列電極３および行電極４との間のガ
ラス基板３０および絶縁膜５０に静電容量Ｃが形成され
る。このとき、列電極３または行電極４に端から順次的
に電圧パルスが印加されれば、ライトペン２の真下に位
置する電極（図中斜線で示す）に列ドライバ５または行
ドライバ６から電圧パルスが印加されたときに、ガラス
基板５０および絶縁膜５０に形成される静電容量が最大
となる。したがって、ライトペン２に誘起される電圧は
、ライトペン２の真下に位置する列電極および行電極に
それぞれ列ドライバ５および行ドライバ６から電圧パル
スが印加されたときに最大となる。そこで、列電極３の
各々に電圧パルスが印加されるタイミングのずれを一定
の時間期間に設定しておけば、列ドライバ５からいくつ
の電圧パルスが出力されたときにライトペン２に誘起さ
れる電圧が最大となったかを検出することによって、ラ
イトペン２がパネル１上のどの列の画素に接触している
かを知ることができる。同様に、行電極４の各々に電圧
パルスが印加されるタイミングのずれを一定の時間期間
に設定しておけば、行ドライバ６からいくつめの電圧パ
ルスが出力されたときにライトペン２に誘起される電圧
が最大となるかを検出することによって、ライトペン２
がパネル１上のどの行の画素に接触しているかを知るこ
とができる。

前述したように、蛍光体層６０の電圧・輝度特性は印加
電圧２００ｖ近辺で急峻に立ち上がる。

したがって、蛍光体層６０に印加する電圧が電圧・輝度
特性が急峻に立ち上がる値（２００Ｖ）よりも１桁程度
低い値であれば、蛍光体層６０は発光しない。そこで、
パネル１を図形入力用パネルとして用いる場合には、行
ドライバ６から行電極４の各々に前記低い電圧が時間順
次に印加された後、列ドライバ５から列電極３の各々に
前記低い電圧が時間順次に印加される。このように、パ
ネル１を介しての図形入力において、列電極３および行
電極４がそれぞれ低い電圧で走査される。座標検出コン
トローラ１３は列ドライバ５および行ドライバ６がそれ
ぞれ列電極３の各々および行電極４の各々を時間順次に
走査するように、列ドライバ５および行ドライバ６から
の前記低い電圧の出力タイミングを制御する。

再度第４図を参照して、ライトペン２に誘起される電圧
は低いので、アンプ８によって増幅された後コンパレー
タ９に与えられる。アンプ８の入力インピーダンスをＺ
で表すと、ライトペン２は第６図に示されるように前記
入力インピーダンスＺに対応する抵抗値を有する抵抗器
１５を介して接地されると考えられる。したがって、ラ
イトペン２に誘起された電圧に応じて抵抗器１５に電流
が流れるので、ライトペン２の出力電圧はライトペン２
と列電極３および行電極４との間に形成される静電容量
の変化に追従して変化する。

コンパレータ９は、アンプ８を介して与えられるライト
ペン２の出力電圧を基準電圧源１８の出力電圧Ｖｒｅｆ
と比較し、その比較結果に応じた論理レベルの電圧を出
力する。具体的には、アンプ８の出力電圧が基準電圧Ｖ
ｒｅｆよりも高ければ、コンパレータ９は論理レベル“
Ｈ”の電圧を出力する。逆に、アンプ８の出力電圧が基
準電圧Ｖｒｅｆよりも低ければ、コンパレータ９は論理
レベル“Ｌ”の電圧を出力する。コンパレータ９の出力
は２人力ＡＮＤゲート１１の一方の入力端に与えられる
。ＡＮＤゲート１１の他方の入力端には検出期間指示回
路１０の出力が与えられる。

検出期間指示回路１０は、表示コントローラ１４によっ
て制御されて、パネル１が図形入力用パネルとして用い
られる期間のみ“Ｈ”レベルの電圧をＡＮＤゲート１１
に出力する。

パネル１は各１フレ一ム期間の前半において表示パネル
として用いられ、各１フレ一ム期間の後半において図形
入力用パネルとして用いられる。

つまり、パネル１は表示パネルとしておよび図形入力用
パネルとして時分割して用いられる。第７図は、この時
分割のタイミングを示す図である。

第４図および第７図を参照して、表示コントローラ１４
は、１フレ一ム期間のうちの走査期間においてパネル１
に画像が表示されるように列ドライバ５および行ドライ
バ６を制御するための信号を出力する。一方、座標検出
コントローラ１３は、１フレ一ム期間のうちの帰線期間
に、ライトペン２の接触位置を検出できるように列ドラ
イバ５および行ドライバ６を制御するための信号を出力
する。さらに詳細には、この帰線期間において座標検出
コントローラ１３は、まずライトペン２の接触位置のＸ
座標を検出するために行ドライバ６を制御する信号を出
力した後、ライトペン２の接触位置のＸ座標を検出でき
るように列ドライバ５を制御するための信号を出力する
。したがって、１フレ一ム期間が、パネル１に画像を表
示する期間（表示期間）、ライトペン２の接触位置のＸ
座標を検出するための期間（Ｘ座標検出期間）、および
ライトペン２の接触位置のＸ座標を検出するための期間
（Ｘ座標検出期間）の３つの期間に分割される。

マルチプレクサ７は、前記表示期間において表示コント
ローラ１４の出力を列ドライバ５および行ドライバ６に
与え、前記Ｘ座標検出期間において座標検出コントロー
ラ１３の出力を行ドライバ６に与え、Ｘ座標検出期間に
おいて座標検出コントローラ１３の出力を列ドライバ５
に与える。これによって、表示期間、Ｘ座標検出期間、
およびＸ座標検出期間のそれぞれにおいて列電極３およ
び行電極４がパネル１が果たすべき機能に応じた方式で
駆動される。

そこで、検出期間指示回路１０はＸ座標検出期間および
Ｘ座標検出期間を指示するために設けられる。すなわち
、検出期間指示回路１０は、表示コントローラ１４によ
って制御されて、表示コントローラ１４が列ドライバ５
および行ドライバ６を制御する表示期間において“Ｌ”
レベルの電圧を出力し、表示コントローラ１４が列ドラ
イバ５および行ドライバ６を制御しないＸ座標検出期間
およびＸ座標検出期間においてのみ“Ｈ”レベルの電圧
を出力する。したがって、Ｘ座標検出期間およびＸ座標
検出期間においてのみ、コンパレータ９の出力論理レベ
ルがＡＮＤゲート１１の出力に現れる。

ＡＮＤゲート１１の出力は座標検出用カウンタ１２に与
えられる。

座標検出用カウンタ１２は、ＡＮＤゲート１１の出力に
基づいてライトペン２の接触位置を検出する。

さて、座標検出コントローラ１３は、Ｘ座標検出期間お
よびＸ座標検出期間に列ドライバ５および行ドライバ６
を制御するとともに、座標検出用カウンタ１２に一定周
波数のクロックパルスを与える。

Ｘ座標検出期間において、行ドライバ６は、座標検出コ
ントローラ１３によって制御されて、低いレベルの電圧
パルスを行電極４の各々に時間順次に印加する。このＸ
座標検出期間において、座標検出コントローラ１３は、
行ドライバ６から行電極４に電圧パルスが印加されるタ
イミングと同じタイミングで１つのパルスを座標検出用
カウンタ１２に出力する。Ｘ座標検出期間においては、
列ドライバ５は座標検出コントローラ１３によって制御
されて、列電極３の各々に低いレベルの電圧パルスを時
間順次に印加する。このＸ座標検出期間においては、座
標検出コントローラ１３は列ドライバ５から列電極３に
電圧パルスが印加されるタイミングと同じタイミングで
１つのパルスを座標検出用カウンタ１２に与える。した
がって、Ｘ座標検出期間およびＸ座標検出期間において
、座標検出用カウンタ１２には、行電極４の走査開始お
よび列電極３の走査開始に応答して列電極３および行電
極４の走査周波数と同じ周波数のクロックパルスが与え
られる。

座標検出用カウンタ１２は、ＡＮＤゲート１１の出力論
理レベルが“Ｈ”となるまで、座標検出コントローラ１
３から与えられるパルスの数をカウントする。ＡＮＤゲ
ート１１の出力論理レベルが“Ｈ”となると、座標検出
用カウンタ１２はカウント動作を停止し、その時点での
カウント値をライトペン２の接触位置のＸ座標またはＸ
座標を示す値として出力する。ただし、座標検出用カウ
ンタ１２のカウント値は、座標検出用コントローラ１３
によって、列電極３の走査開始時および行電極４の走査
開始時において一旦リセットされる。

さて、ＡＮＤゲート１１の８カ論理レベルが“Ｈ”とな
るのは、Ｘ座標検８期間およびＸ座標検出期間において
、コンパレータ９の出力電圧が“Ｈ”レベルとなる場合
、すなわち、アンプ８によって増幅されたライトペン２
の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ以上となった場合である
。ここで、基準電圧Ｖｒｅｆは、Ｘ座標検出期間におい
て列電極３のうちライトペン２の接触位置の真下に位置
する電極に電圧パルスが印加されることによってライト
ペン２の出力電圧が最大となった場合および、Ｘ座標検
出期間において、行電極４のうちライトペン２の接触位
置の真下に位置する電極に電圧パルスが印加されること
によってライトペン２の出力電圧が最大となった場合の
アンプ８の出力電圧に基づいて設定される。

第８図は、アンプ８およびコンパレータ９の出力電圧を
示す波形図である。アンプ８の出力電圧は、第８図（ａ
）に示されるように、列電極３の走査開始時または行電
極４の走査開始時から、電圧パルスが印加される電極か
ライトペン２の接触位置に近付くにつれて増大しライト
ペン２に接触位置の真下に位置する電極に電圧パルスが
印加される時刻ｔｌにおいて最大値を示す。そして、こ
の時刻ｔ１以後においては、電圧パルスが印加される電
極がライトペン２の接触位置から再び遠ざかりはじめる
ので、アンプ８の出力電圧は時刻ｔ１以後急速に低下す
る。時刻ｔ１におけるアンプ８の出力電圧の大きさは、
ライトペン２がパネル１にどのように接触しているかに
よってことなる。

たとえば、ライトペン２がパネル１に傾いて接触したり
、パネル１から若干浮いていたりすると、ライトペン２
と列電極３または行電極４との間に形成される静電容量
が小さくなる。この結果、ライトペン２の接触位置の真
下に位置する電極に電圧パルスが印加されたときのライ
トペン２の出力電圧が低くなる。このため、時刻ｔ１に
おけるアンプ８の出力電圧が小さくなる。そこで、ライ
トペン２とパネル１との接触状態が若干悪い場合でもコ
ンパレータ９の出力論理レベルが“Ｈ”となるようにす
るために、基準電圧Ｖｒｅｆは、ライトペン２が直角に
パネル１の表示面上に接触している場合のアンプ８の出
力電圧のピーク値よりもかなり低い電圧■ｓに設定され
る（第８図（ａ）参照）。

したがって、コンパレータ９の出力電圧は第８図（ｂ）
に示されるように、アンプ８の出力電圧が前記電圧７８
以上となる期間τ１において“Ｈ”レベルとなる。この
結果、Ｘ座標検出期間およびＸ座標検出期間において座
標検出用カウンタ１２のカウント動作は、ライトペン２
の接触位置の真下に位置する列電極３または行電極４に
電圧パルスが印加される時刻ｔ１よりも若干速い時刻ｔ
２において停止される。したがって、座標検出用カウン
タ１２の出力は、Ｘ座標検出期間においてライトペン２
の接触位置のｙ座標にほぼ対応するカウント値を示し、
Ｘ座標検出期間においてはライトペン２の接触位置のＸ
座標にほぼ対応するカウント値を示す。

座標検出用カウンタ１２の出力は、このディスプレイ一
体型タブレットが用いられるシステムの用途等に応じて
使用される。

たとえば、座標検出用カウンタ１２の出力はパネル１に
画像を表示するために用いられる。この場合には、任意
の１フレ一ム期間における座標検出用カウンタ１２の出
力がライトペン２の接触位置を表す座標（ｘ、　　ｙ）
を示すデータとして一旦メモリ（図示せず）に取り込ま
れる。次に、このディスプレイ一体型タブレットに接続
されるワープロやパソコン等の情報処理機器がこのメモ
リに一旦取り込まれた座標データに基づいて、ライトペ
ン２の接触位置を直線あるいは曲線で結んで描ける図形
に対応する表示データを作成する。この表示データが表
示コントローラ１４に与えられる。

この結果、前記任意の１フレ一ム期間の後の１フレ一ム
期間内の表示期間において、ユーザがライトペン２を用
いて指定したパネル１上の点を起点とする文字や図形が
パネル１上に表示される。すなわち、ユーザはあたかも
紙に鉛筆で字を書くように、ライトペン２でパネル１に
文字や図形を描きながら、これらの文字や図形を上記の
ような情報処理機器に入力することができる。

さらに、座標検出用カウンタ１２の出力はたとえば、パ
ネル１上に表示された複数の選択項目のうちのいずれを
ユーザが選択したかを検出するために用いられる。たと
えば、複数の機能を示すアイコン等を使用するシステム
において、オペレータがどの機能を使用するかを指定す
るような場合にもこのディスプレイ一体型タブレットは
使用され得る。このような場合には、たとえば、パネル
１上に第１の機能、第２の機能、・・・のそれぞれを示
す文字や数字等が異なる領域に表示される。オペレータ
は、ライトペン２の先を、パネル１の表示面上の、使用
したい機能を示す絵や文字や数字等のアイコンが表示さ
れた領域に接触させる。この接触によって得られる座標
検出用カウンタ１２の出力に基づいて、システム内のＣ
ＰＵ　（中央演算処理装置；図示せず）が複数の機能の
うちのいずれが選択されたかを判断し、選択された機能
を実現する。つまり、ＣＰＵは、座標検出用カウンタ１
２の出力が示す座標が、どの機能を示す絵や文字や数字
等のアイコンが表示された領域に属すかを判別する。そ
して、座標検出用カウンタ１２の出力が示す座標が属す
ると判断された領域に表示された絵や文字や数字等のア
イコンが示す動作が開始される。したがって、オペレー
タはライトペン２をパネル１の表示面上に接触させるだ
けで、所望の機能によるデータ処理等を行なうことがで
きる。

このように、座標検出用カウンタ１２の出力は、ライト
ペン２の接触位置の座標そのものや、ライトペン２の接
触位置がパネル１上のどの領域に属するかなどを検出す
るために用いられる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、従来のディスプレイ一体型タブレットに
おいては、ライトペンの検出出力がアンプによって増幅
された後、ライトペンのパネル上における接触位置の座
標が検出される。このため、以下のような問題が生じた
。以下に、この問題点について第４図のディスプレイ一
体型タブレットを例にとって具体的に説明する。

第４図および第８図を参照して、基準電圧源１８の出力
電圧Ｖｒｅｆはライトペン２がパネル１上に直角に接触
している場合のアンプ８の出力電圧のピーク値よりもか
なり低い電圧Ｖ、に設定される。このため、座標検出用
カウンタ１２のカウント動作が停止されるタイミングは
、実際にライトペン２の接触位置の真下に位置する列電
極３または行電極４に電圧パルスが印加される時刻ｔ１
よりも若干早い時刻ｔ２となる。したがって、座標検出
用カウンタ１２の出力が示すカウント値は、列電極３ま
たは行電極４の走査が開始されてからライトペン２の接
触位置の真下に位置する電極に電圧パルスが印加される
までの時間よりも短い期間内に座標検出コントローラ１
３から座標検出用カウンタ１２に与えられるパルスの数
である。このため、ライトペン２の接触位置の検出精度
が悪くなる。たとえば、アンプ８の出力電圧が電圧Ｖ５
に達する時刻ｔ２からアンプ８の出力電圧がピークを示
す時刻ｔ１までの期間内に座標検出コントローラ１３か
ら座標検出用カウンタ１２にｎ個のクロックパルスが与
えられる場合を想定する。

この場合、座標検出用カウンタ１２の出力はライトペン
２の実際の接触位置よりもＸ方向およびＸ方向にそれぞ
れ１つの列電極３の幅のｎ倍分の距離だけおよび１つの
行電極４の幅のｎ倍分の距離だけずれた位置の座標を示
す。

このように、従来のディスプレイ一体型タブレットにお
いては、コンパレータ９の出力がライトペン２の出力が
最大となったことを示すレベルとなる時刻ｔ２とライト
ペン２の出力が実際に最大となる時刻ｔ１との間に時間
差τ２が生じるので、座標検出用カウンタ１２は列電極
３の走査開始時刻からライトペン２の接触位置の真下に
位置する列電極に電圧パルスが印加される時刻ｔ１まで
の時間τ４ではなく、列電極３の走査開始時刻からアン
プ８の出力電圧が電圧Ｖｓに達する時刻ｔ２までの時間
τ３を計測し、同様に、行電極４の走査開始時刻からラ
イトペン２の接触位置の真下に位置する行電極に電圧パ
ルスが印加される時刻ｔ１までの時間τ４ではなく、行
電極４の走査開始時刻からアンプ８の８カ電圧が電圧■
、に達する時刻ｔ２までの時間τ３を計測する。この結
果、座標検出用カウンタ１２の出力がライトペン２の実
際の接触位置よりも若干ずれた位置を示す座標に対応す
るものとなる。

また、アンプ８の入力インピーダンスは十分高く設定さ
れるので、ライトペン２の先端が衣類などの、摩擦帯電
等で高い電位となっている物体に接近または接触すると
、アンプ８の入力端の電位が異常に上昇する。この結果
、アンプ８からコンパレータ９に基準電圧Ｖｒｅｆより
も高い電位が与えられる。したがって、ライトペン２が
パネル１に接触していないにも拘らずＡＮＤゲート１１
の出力論理レベルが“Ｈ”となったり、ライトペン２の
接触位置とはまったく異なる位置に配列された列電極３
または行電極４に電圧パルスが印加されたことに応答し
てＡＮＤゲート１１の出力論理レベルが“Ｈ゛となった
りする。これによって、座標検出用カウンタ１２の出力
はライトペン２によって指示されたパネル１上の点の座
標とは異なる座標を示すものとなる。

座標検出用カウンタ１２の出力は、前述したようにパネ
ル１に画像を表示するためやパネル１に表示された選択
項目のうちのいずれかを指定するためなどに用いられる
。したがって、座標検出用カウンタ１２が上記のように
ライトペン２の接触位置の座標をただしく検８しないと
、このディスプレイ一体型タブレットが関与するシステ
ムが誤動作するなどの問題が生じる。

それゆえに本発明の目的は、上記のような問題点を解決
し、静電気等による外乱や、ライトペンの検出出力が最
大となったことを検出するための基準電圧の設定値がラ
イトペンの検出出力の実際の最大値よりもかなり低い値
に設定されることなどにかかわらず、ライトペンの接触
位置の座標をただしく検出することのできるディスプレ
イ一体型タブレットを提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上記のような目的を達成するために、本発明にかかるデ
ィスプレイ一体型タブレットは、マトリックス状に配列
される電極を有するパネルと、このパネル上の任意の位
置を指定するためにこのパネル上の前記任意の位置に接
触させるべき導体と、座標検８期間に電極に時間順次に
所定の電圧を印加する電圧印加手段とを含む。前記導体
は前記電極のうち自らが接触しているパネル上の位置に
配列される電極に電圧印加手段から所定の電圧が印加さ
れたことを静電容量結合によって検出する。

本発明にかかるディスプレイ一体型タブレットは、さら
に、この導体の出力を少なくとも１同機分する微分手段
と、微分手段の出力に基づいて導体が接触しているパネ
ル上の位置の座標を検出する手段とを備える。

［作用コ 本発明にかかるディスプレイ一体型タブレットは上記の
ように構成されるので、いわゆるライトペンなどに代表
される、座標検出用導体の出力電圧が微分された後、座
標検８手段に与えられる。

したがって、導体のパネル上での接触位置の座標は、導
体の出力電圧そのものではなく、導体の出力電圧の変化
を表す信号に基づいて検出される。

［実施例コ 第１図は、本発明の一実施例のディスプレイ−体型タブ
レットの構成を示す概略ブロック図である。

第１図を参照して、このディスプレイ一体型タブレット
は第４図に示される従来のディスプレイ一体型タブレッ
トと異なり、アンプ８とコンパレータ９との間に微分回
路１６ａおよび１６ｂを含み、かつ、座標検出用カウン
タとして２種類の時間期間を計測することができるカウ
ンタを用いる。

このディスプレイ一体型タブレットの他の部分の構成お
よび動作は第４図に示されるそれと同様であるので説明
は省略する。

微分回路１６ａは、演算増幅器を用いた、減衰振動防止
型の微分回路である。すなわち、微分回路１６ａは、演
算増幅器１６０ａと、演算増幅器１６０ａの反転入力端
子およびアンプ８の出力端間に直列に接続される抵抗１
６１ａおよびコンデンサ１６２ａと、演算増幅器１６０
ａの反転入力端子および出力端子間に接続される抵抗１
６３ａとを含む。演算増幅器１６０ａの非反転入力端子
は接地される。抵抗１６１ａがコンデンサ１６２ａと直
列に接続されることによって、減衰振動が防止される。

抵抗１６３ａに流れる電流は、コンデンサ１６２ａの両
端間の電圧の変化に反比例した変化を示す。したがって
、演算増幅器１６０ａの出力端にはアンプ８の出力電圧
が微分された形で現れる。

第２図は、アンプ８と、微分回路１６ａおよび１６ｂと
、コンパレータ９の各々の出力電圧を示す波形図である
。アンプ８の出力電圧は第２図（ａ）に示されるように
、従来と同じく、Ｘ座標検出期間およびＸ座標検出期間
において、ライトペン２の接触位置の真下に位置する列
電極３また′は行電極４に列ドライバ５または行ドライ
バ６から電圧パルスが印加された時刻ｔ１において最大
となる。したがって、微分回路１６ａの出力電圧、すな
わち、演算増幅器１６０ａの出力端の電圧は第２図（ｂ
）に示されるように、時刻ｔ１において０となり、時刻
ｔ１の前後においてそれぞれ極小および極大を示す。

微分回路１６ｂは、微分回路１６ａと同一の構成を有す
る。すなわち、微分回路１６ｂは、非反転入力端子を接
地された演算増幅器１６０ｂと、演算増幅器１６０ｂの
反転入力端子と微分回路１６ａの出力端との間に直列に
接続される抵抗１６１ｂおよびコンデンサ１６２ｂと、
演算増幅器１６０ｂの反転入力端子および出力端子間に
接続される抵抗１６３ｂとを含む。この微分回路１６ｂ
の動作も微分回路１６ａの動作と同様である。したがっ
て、微分回路１６ａの出力電圧は演算増幅器１６０ｂの
出力端に微分された形で現れる。すなわち、演算増幅器
１６０ｂの出力電圧は、第２図（Ｃ）に示されるように
、時刻ｔｌにおいて極小を示し、時刻ｔ１の前後におい
てそれぞれ極大を示す。この演算増幅器１６０ｂの出力
電圧が微分回路１６ｂの出力電圧としてコンパレータ９
に入力される。

アンプ８の出力電圧の最大値が大きいほど、微分回路１
６ｂの出力電圧（第２図（Ｃ））の極小値の絶対値は大
きくなる。したがって、コンパレータ９への入力電圧の
極小値の絶対値は、ライトペン２がパネル１上に直角に
接触しているときに最も大きくなると考えられる。そこ
で従来と同様に、基準電圧源１８の出力電圧Ｖｒｅｆは
、ライトペン２がパネル１上に直角に接触している場合
における、微分回路１６ｂの出力電圧の極小値よりもか
なり高い値ＶＢ’　に設定される（第２図（Ｃ）参照）
。したがって、コンパレータ９の出力電圧は第２図（ｄ
）に示されるように、微分回路１６ｂの出力電圧が基準
電圧ＶＳ’　よりもさらに低い期間において“Ｈ”レベ
ルとなり、それ以外の期間には“Ｌ″レベルなる。これ
によって、第１図において、Ｘ座標検出期間およびＸ座
標検出期間にそれぞれライトペン２の接触位置の真下に
位置する列電極３および行電極４に電圧パルスが印加さ
れる時刻ｔ１よりも若干早い時刻ｔ２においてコンパレ
ータ１１の出力電圧が“Ｈ”レベルとなる。しかしなが
ら、アンプ８の出力電圧は従来と異なり２回微分された
後にコンパレータ９に入力されるので、コンパレータ９
への入力電圧が時刻ｔ１を頂点として従来よりもシャー
プな波形を描く。このため、コンパレータ９の出力電圧
が“Ｈ″レベルなる期間の長さが、時刻ｔ１を中心とす
る従来よりも短い時間期間となる。この結果、コンパレ
ータ１１の出力電圧が“Ｈ”レベルとなる時刻と、ライ
トペン２の接触位置の真下に位置する電極に電圧パルス
が印加される時刻ｔ１との間のずれτ２が従来よりも大
幅に小さくなる。

一方、座標検出用カウンタ１７は従来と同様に座標検出
コントローラ１３から与えられるパルスの数をカウント
し、ＡＮＤゲート１１の出力電圧が“Ｈ”　レベルに立
ち上がった時点でのカウント値をライトペン２の接触位
置の座標を示すデータとして出力する。したがって、Ａ
ＮＤゲート１１の出力電圧が“Ｈ”レベルとなる時刻ｔ
２とアンプ８の出力電圧が最大となる時刻ｔ１との間の
ずれが小さいと、コンパレータ９の出力電圧のレベルが
座標検出用カウンタ１７にカウント値の出力を指定する
レベル（“Ｈ”）となる時刻が時刻ｔ１に近づく。この
結果１、座標検出用カウンタ１７から８カされる時刻ｔ
２におけるカウント値が従来よりも正確にライトペン２
の接触位置を示す。

なお、微分回路１６ａおよび１６ｂの構成は本実施例に
示されるものに限定されず、コンデンサおよび抵抗のみ
によって構成されてもよい。しかしながら、本実施例の
ように微分回路１６ａおよび１６ｂを演算増幅器を用い
て構成すれば、アンプ８の出力電圧がさらに増幅される
のでライトペン２の接触位置をより精度よく検出するた
めに効果的である。

また、微分回路は入力信号の直流成分（低周波成分）を
除去し交流成分（高周波成分）を抽出するためのバイパ
スフィルタでもある。一方、Ｘ座標検出期間およびＸ座
標検出期間において列電極３の各々および行電極２の各
々には非常に高速で電圧パルスが印加されるためライト
ペン２の検出出力の変化は非常に急速である。すなわち
、アンプ８の出力電圧の周波数成分はＸ座標検出期間お
よびＸ座標検出期間における列電極３および行電極４の
走査周波数に依存し非常に高い。このため、アンプ８の
出力電圧は第１図における微分回路１６ａおよび１６ｂ
を通過できる。これに対し、衣類などの、摩擦帯電等に
よって高い電位となっている物体にライトペン２が接触
した場合のライトペン２の出力の周波数成分は非常に低
く、はとんど直流成分と見なすことができる。したがっ
て、ライトペン２がこのような帯電物体に接触しても、
この接触に応答したライトペン２の出力電圧は微分回路
１６ａおよび１６ｂによってほとんど阻止されるので、
コンパレータ９には伝達されない。

それゆえ、ライトペン２の先端がこのような帯電物体に
接触しても、コンパレータ１１の出力電圧が誤って“Ｈ
”レベルに立ち上がるというような誤動作は回避される
。

さらに、本実施例では、座標検出用カウンタ１７は、従
来と異なり、ＡＮＤゲート１１の出力が“Ｈ”　レベル
に立ち上がった後も座標検出コントローラ１３からａカ
されるパルスをカウントし続け、ＡＮＤゲート１１の出
力電圧が“Ｌ”レベルに再び立ち下がった時点でのカウ
ント値もライトペン２の接触位置の座標を示すデータと
して出力する。

そこで、このディスプレイ一体型タブレットが適用され
るシステム内のＣＰＵ等の制御装置は、座標検出用カウ
ンタ１７の出力に基づいて、Ｘ座標検出期間における列
電極３の走査開始時刻から時刻ｔ１までの時間およびＸ
座標検出期間における行電極４の走査開始時刻から時刻
ｔ１までの時間を検出することもできる。

つまり、ライトペン２の接触位置の真下に位置する電極
に電圧パルスが印加された時刻ｔ１は時刻ｔ２と時刻ｔ
３のほぼ中間であると考えられる。

そこで、前記制御装置が、座標検出用カウンタ１７から
Ｘ座標検出期間において出力される、時刻ｔ２およびｔ
３のカウント値に基づいて、ライトペン２の接触位置の
Ｘ座標を、時刻ｔ１におけるカウント値等の、列電極３
の走査開始時刻からライトペン２の出力が最大となる時
刻までの時間ｔ４の長さを示すデータとして導出し、か
つ、Ｘ座標検出期間において座標検出用うカウンタ１７
から出力される、時刻ｔ２およびｔ３でのカウント値に
基づいて、ライトペン２の接触位置のｙ座標を、時刻ｔ
１におけるカウント値等の、行電極４の走査開始時刻か
らライトペン２の出力が最大となる時刻までの時間の長
さを示すデータとして導出するように構成されればよい
。

このように、本実施例では、座標検出用カウンタ１７が
ＡＮＤゲート１１の出力電圧が立ち上がる時刻ｔ２およ
び立ち下がる時刻ｔ３の両方におけるカウント値を出力
するので、アンプ８の出力電圧が最大となる時刻ｔｌを
容易に検出することも可能となる。

なお、座標検出用カウンタ１７は本実施例のように１つ
のカウンタによって構成されてもよいし、２つのカウン
タによって構成されてもよい。前者の場合には、たとえ
ば、時刻ｔ２におけるカウント値がメモリ（図示せず）
に記憶されてもよい。

このような場合には前記制御装置がこのメモリから時刻
ｔ２におけるカウント値を読み出せばよい。

後者の場合には、２つのカウンタのうちの一方がＡＮＤ
ゲート１１の出力電圧が立ち上がる時刻ｔ２まで座標検
出コントローラ１３の出力パルスをカウントし、他方の
カウンタがＡＮＤゲート１１の出力電圧が立ち下がる時
刻ｔ３まで座標検出コントローラ１３の出力パルスをカ
ウントすればよい。

本実施例では、上記のように、アンプ８の出力電圧を微
分した信号がライトペン２の接触位置の座標検出のため
に用いられるとともに、座標検出用カウンタ１７がライ
トペン２の検出出力が最大であるとされる時間期間の始
めまでおよび終りまでの両方の時間を測定するので、従
来に比べよりいっそう正確にライトペン２の接触位置の
座標が検出される。

なお、上記実施例では本発明がＥＬパネルを用いるディ
スプレイ一体型タブレットに適用された場合について説
明されたが、本発明は、走査電極を有する任意の種類の
パネル、たとえば液晶パネルなどを用いたディスプレイ
一体型タブレットなどにも適用可能である。また、本発
明を、表示用のパネルと図形入力用のパネルとを別々に
有するディスプレイ一体型タブレットに適用しても、同
様の効果が得られることも自明である。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、検出用導体の検出出力
が最大となる時刻により近い時刻に電圧が印加された電
極の位置が、検出用導体にパネル以外の帯電物体が接触
した場合でも、誤りなく検ａされる。この結果、パネル
上の指定された位置の座標が従来よりも正確に検出され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のディスプレイ−体型タブ
レットの構成を示すブロック図、第２図は実施例のディ
スプレイ一体型タブレットの動作を説明するための波形
図、第３図は従来のディスプレイ一体型タブレットの構
造を説明するための図、第４図は、最近提案されたディ
スプレイ一体型タブレットの構成を示すブロック図、第
５図はＥＬパネルの構造を示す図、第６図は、静電容量
結合型タブレットの動作原理を示す図、第７図は第４図
のディスプレイ一体型タブレットの動作タイミングを示
す図、第８図は第４図のディスプレイ一体型タブレット
の動作を説明するための波形図である。 図において、１はＥＬパネル、２はライトペン、３は列
電極、４は行電極、５は列ドライバ、６は行ドライバ、
７はマルチプレクサ、８はアンプ、９はコンパレータ、
１０は検出期間指示回路、１１は２人力ＡＮＤゲート、
１２および１７は座標検出用カウンタ、１３は座標検出
コントローラ、１４は表示コントローラ、１６ａおよび
１６ｂは微分回路、１８は基準電圧源である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　マトリックス状に配列される電極を有するパネルと、
   前記電極に時間順次に所定の電圧を印加する電圧印加手
   段と、前記パネル上の任意の位置を指定するために前記
   パネル上の前記任意の位置に接触されるべき導体とを備
   え、前記パネル上の前記任意の位置に接触した前記導体
   は、前記電極のうち、前記任意の位置に配列された電極
   に前記電圧印加手段から前記所定の電圧が印加されたこ
   とを、静電容量結合によって検出し、前記導体の検出出
   力を少なくとも一回微分する微分手段と、前記微分手段
   の出力に基づいて、前記任意の位置の座標を検出する手
   段とをさらに備えた、ディスプレイ一体型タブレット。