JPH04337824A - 表示一体型タブレット - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タやワードプロセッサなどに文字や図形などを入力する
際に用いられるいわゆるタブレットなどの座標入力装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】手書き文字や図形をコンピュータやワー
ドプロセッサなどに入力する手段として、たとえば液晶
ディスプレイと静電誘導型タブレットとを組合わせて、
静電誘導型タブレットへの入力文字や図形などが、操作
者が紙に筆記用具で書いた感覚で入力され、かつ液晶デ
ィスプレイに表示されるようにした入力装置が実用化さ
れている。

【０００３】このような用途に用いられる静電誘導型タ
ブレットとしては、従来、透明なガラスまたはプラスチ
ックフィルムの上に酸化インジウムなどの透明電極をま
たは数＋μｍの細線を電極として形成し、この電極に順
次パルス電圧を印加していくものが一般的であり、たと
えば図６に示すような構成のものがある。

【０００４】この静電誘導型タブレットの座標入力部３
１は、透明電極Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘｍ（総称するときは
Ｘで示す）を形成したガラス基板３２と、透明電極Ｙ１
，Ｙ２，…，Ｙｎ（総称するときはＹで示す）を形成し
たガラス基板３３とを、互いに電極形成面が対向するよ
うに微小な間隔をあけて配設した構成であり、図示しな
い液晶ディスプレイ上に置かれている。

【０００５】前記透明電極Ｘ，Ｙは、それぞれ列電極シ
フトレジスタ３４および行電極シフトレジスタ３５に接
続され、さらに、この２つのシフトレジスタ３４，３５
はタイミング発生回路３６に接続されている。このタイ
ミング発生回路３６からは、前記シフトレジスタ３４，
３５にシフトデータとクロック信号とが送られ、列電極
シフトレジスタ３４からは電極Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘｍに
、行電極シフトレジスタ３５からは電極Ｙ１，Ｙ２，…
，Ｙｎにそれぞれ順次、パルス電圧が印加される。

【０００６】前記座標入力部３１の表面に位置検出ペン
（以下、単に検出ペンという）３７を接近させると、検
出ペン３７の先端部に備えられる電極と電極Ｘ，Ｙとの
間の浮遊容量によって、検出ペン３７先端の電極に電圧
が誘起する。この検出ペン３７に誘起した電圧は、アン
プ３８によって増幅され、Ｘ座標検出回路３９およびＹ
座標検出回路４０に入力される。

【０００７】このＸ座標検出回路３９およびＹ座標検出
回路４０は、前記アンプ３８からの出力と前記タイミン
グ発生回路３６からのタイミング信号とに基づいて、そ
れぞれＸ座標およびＹ座標を検出し、前記図示しない液
晶ディスプレイはこの静電誘導型タブレットからの座標
信号に基づいて、前記検出ペン３７が指示した座標をデ
ィスプレイ上に表示する。

【０００８】しかしながら、この静電誘導型タブレット
の場合、前記座標入力部３１の透明電極Ｘ，Ｙが有る部
分と無い部分とでは反射率や透過率が異なるため、表示
画面上で格子状に電極が見え、液晶表示の品質を落とす
原因となっている。

【０００９】そこで、このような欠点を無くしたタブレ
ットとして、最近、図７に示すような表示一体型タブレ
ットが提案されている。

【００１０】この表示一体型タブレットは、液晶表示の
表示電極が位置検出電極を兼ねたもので、位置検出と表
示とを時分割で行うようにしたものである。

【００１１】図７において、液晶パネル５０１は、互い
に交差する方向に配列したコモン電極Ｙ１〜Ｙｎ（総称
するときはＹで示す）とセグメント電極Ｘ１〜Ｘｍ（総
称するときはＸで示す）との間に液晶層を介在させて構
成されており、各コモン電極Ｙとセグメント電極Ｘとが
交差する部分の液晶層が各画素となっている。すなわち
、ここではｎ×ｍドットの画素がマトリックス状に配列
されていることになる。このｎｘｍドットの画素が配列
されている領域が、図８に示すように、表示領域５０１
ｄであり、かつ位置検出領域である。

【００１２】この表示一体型タブレットは、上述の液晶
ディスプレイ上にタブレットをおいたものに比べて、格
子状の電極パターンが見えることがなくなり、画面を見
やすくなるといった利点の他に、電極や駆動回路を兼用
しているため、コストダウンや小形軽量化が容易になる
といった利点がある。

【００１３】前記コモン電極Ｙを駆動するためのコモン
駆動回路５０２と、前記セグメント電極Ｘを駆動するた
めのセグメント駆動回路５０３は、切換回路５０４を介
して表示制御回路５０５と位置検出制御回路５０６とに
接続されている。切換回路５０４は、制御回路５０７に
よって切換制御され、表示期間には表示制御回路５０５
からの出力を駆動回路５０２，５０３に出力し、位置検
出期間には位置検出制御回路５０６からの出力を駆動回
路５０２，５０３に出力する。

【００１４】表示期間では、前記表示制御回路５０５が
、シフトデータＳ、反転信号ＦＲ、クロックＣＰ１、ク
ロックＣＰ２、表示データＤ０〜Ｄ３を出力する。

【００１５】クロックＣＰ１は、１行分の画素を走査す
る走査期間を周期とするクロックであり、切換回路５０
４の出力端子ＣＰ１０からコモン駆動回路５０２のクロ
ック入力端子ＣＫとセグメント駆動回路５０３のラッチ
パルス入力端子ＬＰとに入力される。また、シフトデー
タＳは、各コモン電極Ｙを指定するためのパルス信号で
あり、切換回路５０４の出力端子Ｓ０から出力され、コ
モン駆動回路５０２のシフトデータ入力端子Ｄ１０１か
ら前記クロックＣＰ１とに同期して入力される。

【００１６】前記シフトデータＳのシフトに応じて、そ
のシフト位置に対応するコモン駆動回路５０２の出力端
子からコモン電極Ｙに駆動信号が出力される。この駆動
信号は、直流電源回路５１２から供給されるバイアス電
圧Ｖ０〜Ｖ５に基づいて生成される。クロックＣＰ２は
、１列分の画素を走査する走査期間を複数に分割した期
間を１周期とするクロックであり、切換回路５０４の出
力端子ＣＰ２０から出力され、セグメント駆動回路５０
３のクロック入力端子ＸＣＫに入力される。

【００１７】表示データＤ０〜Ｄ３は、切換回路５０４
の出力端子Ｄｏｕｔから出力され、セグメント駆動回路
５０３の入力端子Ｄ０〜Ｄ３に入力され、セグメント駆
動回路５０３内部のレジスタに順次取込まれる。１行分
の画素に対応する表示データが取込まれると、前記ラッ
チパルス入力端子ＬＰに入力されるクロックＣＰ１のタ
イミングでこれらの表示データがラッチされ、各表示デ
ータに対応する駆動信号がセグメント駆動回路５０３の
出力端子からセグメント電極Ｘに出力される。この駆動
信号も、前記直流電源回路５１２から供給されるバイア
ス電圧Ｖ０〜Ｖ５に基づいて生成される。なお、反転信
号ＦＲは、液晶層に印加する電圧の極性を周期的に反転
させて液晶の電気分解による劣化を防止するための信号
である。

【００１８】前記コモン駆動回路５０２およびセグメン
ト駆動回路５０３の動作によって、液晶パネル５０１の
画素はその行順序に従って駆動され、表示データに対応
する画像が液晶パネル５０１に表示される。

【００１９】一方、位置検出期間では、位置検出制御回
路５０６が、シフトデータＳｄ、反転信号ＦＲｄ、クロ
ックＣＰ１ｄ，ＣＰ２ｄ、および駆動データＤ０ｄ〜Ｄ
３ｄをそれぞれ出力する。

【００２０】クロックＣＰ１ｄは、１行分のコモン電極
を走査する走査期間を周期とするクロックであり、切換
回路５０４の出力端子ＣＰ１０からコモン駆動回路５０
２のクロック入力端子ＣＫと、セグメント駆動回路５０
３のラッチパルス入力端子ＬＰとに入力される。また、
シフトデータＳｄは、各コモン電極Ｙを指定するための
パルス信号であり、切換回路５０４の出力端子Ｓ０から
出力され、コモン駆動回路５０２のシフトデータ入力端
子Ｄ１０１から前記クロックＣＰ１ｄに同期して入力さ
れる。

【００２１】前記シフトデータＳｄのシフトに応じて、
そのシフト位置に対応するコモン駆動回路５０２の出力
端子からコモン電極Ｙに駆動信号が出力される。この駆
動信号は、直流電源回路５１２から供給されるバイアス
電圧Ｖ０〜Ｖ５に基づいて生成される。クロックＣＰ２
ｄは、１列分のセグメント電極Ｘを走査する走査期間を
周期とするクロックであり、切換回路５０４の出力端子
ＣＰ２０ｄから出力され、セグメント駆動回路５０３の
クロック入力端子ＸＣＫに入力される。

【００２２】駆動データＤ０ｄ〜Ｄ３ｄは、切換回路５
０４の出力端子Ｄｏｕｔから出力され、セグメント駆動
回路５０３の入力端子Ｄ０〜Ｄ３に入力され、セグメン
ト駆動回路５０３内部のレジスタに順次取込まれる。１
行分のセグメント電極Ｘに対応する駆動データが取込ま
れると、前記ラッチパルス入力端子ＬＰに入力されるク
ロックＣＰ１ｄのタイミングで、これらの駆動データが
ラッチされ、各駆動データに対応する駆動信号がセグメ
ント駆動回路５０３の出力端子からセグメント電極Ｘに
出力される。この駆動信号も、直流電源回路５１２から
供給されるバイアス電圧Ｖ０〜Ｖ５に基づいて作成され
る。なお、反転信号ＦＲｄは、液晶層に印加する電圧の
極性を周期的に反転させて液晶の電気分解による劣化を
防止するための信号である。

【００２３】図９は、前記表示一体型タブレットの位置
検出期間における駆動タイミングを示すタイミングチャ
ートである。この図９に示すように、位置検出期間はＸ
座標検出期間とそれに続くＹ座標検出期間とに別れてお
り、Ｘ座標検出期間ではセグメント電極Ｘをａ本ずつ順
に駆動し、Ｙ座標検出期間ではコモン電極Ｙをｂ本ずつ
順に駆動する。このように複数本ずつ同時にパルス電圧
を印加しているのは、検出ペン５０８の誘起電圧を高め
ることで検出精度をよくするためと、検出期間の短縮の
ためである。検出ペン５０８の誘起電圧はアンプ５０９
で増幅され、このアンプ５０９の出力と制御回路５０７
からのタイミング信号とに基づいて、Ｘ座標検出回路５
１０がＸ座標を検出し、Ｙ座標検出回路５１１がＹ座標
を検出する。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】液晶パネル５０１を用
いた表示一体型タブレットは、前述のように表示電極Ｘ
，Ｙが座標検出のための走査電極を兼ねている。すなわ
ち、図１０に示すように、液晶パネル５０１は、透明基
板２４，２３上に透明電極であるセグメント電極Ｘおよ
びコモン電極Ｙが形成され、その電極間のたとえば数μ
ｍの間隙に、液晶が満たされている。さらに、透明基板
２４，２３の電極形成面とは反対側表面には、偏光板２
１，２２が配置される。

【００２５】デューティ駆動型液晶パネルの場合、表示
電極が電極へのリード線を兼ねており、両電極の交点が
液晶表示の画素となり、つまり図８において、一点鎖線
で示す領域５０１ｄが表示領域である。表示領域５０１
ｄ以外での電極幅は、表示領域５０１ｄ内の表示電極幅
と同じである。ただし、液晶駆動回路との接続を考慮し
て、表示領域外で僅かに扇状に拡げている場合もある。 また、その長さも５ｍｍ程度である。

【００２６】このような液晶パネル５０１を表示装置と
して使う場合には、前述の表示領域外電極すなわち、リ
ード線部分の存在は表示機能上特に問題にならないけれ
ども、タブレットとして使用する場合には機能を妨げる
要因となる。

【００２７】図１１は検出ペン５０８をセグメント電極
Ｘ１付近に接触させた場合の、検出ペン５０８とセグメ
ント電極Ｘとの静電結合の状況を示し、図１２は検出ペ
ン５０８を表示領域の中央部、たとえばセグメント電極
Ｘｍ／２付近に接触させたときの、検出ペン５０８とセ
グメント電極Ｘとの静電結合の状況を示している。図１
２において、検出ペン５０８は、セグメント電極…，Ｘ
ｉ−１，Ｘｉ，Ｘｉ＋１，Ｘｉ＋２，…と静電的に結合
しており、セグメント電極に順次電圧を印加した場合、
検出ペン５０８には図１２（２）に示すような電圧が誘
導され、増幅後、ローパスフィルタを通すと図１２（３
）に示すような波形の電圧が得られる。さらにコンパレ
ータで２値化した後、そのパルスの発生タイミングに基
づいて、Ｘ座標を検出できる。

【００２８】図１１においては、検出ペン５０８はセグ
メント電極Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…と結合しているだけで
あり、セグメント電極Ｘ１より図面左側にはセグメント
電極が存在しない。したがって、セグメント電極Ｘ１，
Ｘ２，Ｘ３，…に順次電圧を印加した場合、検出ペン５
０８には図１１（２）に示すような波形の電圧が誘導さ
れ、増幅後、ローパスフィルタを通すと、図１１（３）
に示される波形の電圧が得られる。

【００２９】しかしながら、図１１（３）に示すような
検出電圧波形が出力された場合、図１２（３）に示され
る電圧波形に比べてピーク値が低く、したがってコンパ
レータの基準電圧が低い場合には検出できない場合があ
る。また、コンパレータで２値化処理ができた場合でも
、図１１（３）に示すように出力電圧波形は左右非対称
となっているために、検出座標が検出ペン５０８の直下
からずれてしまう。

【００３０】実際の液晶パネル５０１では、図１１に示
すように座標検出精度が低い領域は、表示領域５０１ｄ
端部から内方へ５ｍｍ程度までであり、それより内方側
の領域は図１２に示すように表示領域の中央部と同様に
高い精度での座標検出が可能である。

【００３１】図１３および図１４は、それぞれ検出ペン
５０８と図面において下方側に配置されるコモン電極Ｙ
との静電結合の状況を示す図である。図１３は検出ペン
５０８を表示領域５０１ｄの境界付近に接触させたとき
の静電結合の状況を示し、図１４は検出ペン５０８を表
示領域５０１ｄの中央部付近に接触させたときの静電結
合の状況を示す。

【００３２】図１４に示すように、検出ペン５０８を表
示領域５０１ｄの中央部付近に接触させた場合、検出ペ
ン５０８とコモン電極Ｙとは、複数のセグメント電極Ｘ
の隙間を介して静電結合している。図１４においては、
電極幅と電極間隔とは１対１で書かれているけれども、
実際には１０対１程度であり、隙間（電極間距離）は極
めて小さい。したがって、コモン電極Ｙに順次走査電圧
を印加して走査した際に、検出ペン５０８から得られる
検出電圧は、印加電圧がセグメント電極Ｘの印加電圧と
同じである場合は、セグメント電極Ｘとの静電結合時の
波形に比べると著しく低いけれども、波形はほぼ同じで
ある。

【００３３】しかしながら図１３に示すように、表示領
域５０１ｄの境界付近に検出ペン５０８を接触させた場
合、コモン電極Ｙのリード線部分２５は、セグメント電
極Ｘに覆われずに露出しているため、このリード線部分
２５における静電結合は極めて大きい。したがって、コ
モン電極Ｙに順次走査電圧を印加すると、図１３（２）
に示すようにリード線部分２５との密な静電結合によっ
て、極めて高い誘導電圧が検出ペン８に誘導されてしま
う。図１３（３）では、図１４（３）に示される電圧の
２倍程度であるけれども、１０倍を超える場合もある。

【００３４】このように、表示領域５０１ｄの境界付近
ではリード線部分２５による高い誘導電圧のために、座
標の検出ができない。このような座標検出精度が低い領
域は、表示領域５０１ｄの境界付近から内方向５ｍｍ程
度までであり、それより内部の領域では、図１４に示す
ように表示領域５０１ｄの中央部付近と同様に高い精度
で座標検出を行うことができる。

【００３５】なお、前述したようにリード線部分２５に
おいて、電極が扇状に拡がって形成されている場合には
、その角度が大きい場合には、さらに検出精度の低下を
招く。

【００３６】本発明の目的は、上記技術的課題を解消し
、座標検出領域における座標検出精度を全面に亘って均
一にすることができる座標入力装置を提供することであ
る。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明は、平行に配列さ
れた複数のセグメント電極および平行に配列された複数
のコモン電極を有するとともに、デューティ駆動方式に
よって駆動される表示パネルと、前記表示パネルのセグ
メント電極およびコモン電極との間で浮遊容量で結合さ
れる電極を先端部に備える検出ペンと、前記表示パネル
の複数のセグメント電極と複数のコモン電極との交差領
域によって構成される画素マトリックスに画像を表示す
るための表示制御信号および表示データを出力する表示
制御回路と、前記表示パネルのセグメント電極およびコ
モン電極を走査するための走査制御信号を出力する位置
検出制御回路と、前記表示パネルの表示期間では、前記
表示制御回路からの表示制御信号および表示データを出
力し、前記表示期間に引続く位置検出期間では、前記位
置検出制御回路からの走査制御信号を出力する切換回路
と、前記表示期間では、切換回路からの表示制御信号に
基づいて前記コモン電極を順次選択するためのコモン電
極駆動信号を生成し、前記位置検出期間では、切換回路
からの走査制御信号に基づいて前記画素マトリックスに
画像を表示することなく、前記コモン電極を順次走査す
るためのコモン電極走査信号を出力するコモン駆動回路
と、前記表示期間では、切換回路からの表示制御信号お
よび表示データに基づいて前記コモン電極駆動信号によ
って選択されたコモン電極に係わる画素を表示するため
のセグメント電極駆動信号を出力し、前記位置検出期間
では切換回路からの走査制御信号に基づいて前記画素マ
トリックスに画像を表示することなくセグメント電極を
順次走査するためのセグメント電極走査信号を出力する
セグメント駆動回路と、前記位置検出期間に、コモン電
極およびセグメント電極に与えられるコモン電極走査信
号およびセグメント電極走査信号の印加タイミングと、
前記検出ペンの電極に誘起された誘導電圧とに基づいて
、前記検出ペン先端部が表示パネル上で指示する座標を
検出し、Ｘ座標信号およびＹ座標信号を出力する座標検
出回路とを備えた座標入力装置において、前記表示パネ
ルの表示領域外にコモン電極およびセグメント電極に平
行な複数の補助電極を設け、前記位置検出期間では、前
記補助電極と、コモン電極およびセグメント電極とに順
次電極走査信号を印加することを特徴とする座標入力装
置である。

【００３８】また本発明は、位置検出期間における前記
補助電極への走査信号の電位を、表示領域内のコモン電
極およびセグメント電極に印加される走査信号の電位と
同一にすることを特徴とする。

【００３９】また本発明は、前記補助電極は、コモン駆
動回路およびセグメント駆動回路に接続され、前記位置
検出期間では補助電極、コモン電極、補助電極の順序で
かつ、補助電極、セグメント電極、補助電極の順序で、
予め定める配列方向に走査されることを特徴とする。

【００４０】また本発明は、平行に配列された複数の補
助電極を、隣接する複数の補助電極に同一タイミングで
同一電位の電極走査信号を印加することを特徴とする。

【００４１】また本発明は、前記コモン駆動回路および
セグメント駆動回路は、それぞれシフトレジスタを備え
、前記位置検出期間における補助電極の走査時と、コモ
ン電極またはセグメント電極の走査時とにおける前記シ
フトレジスタのクロックおよびデータを同一にすること
を特徴とする。

【００４２】また本発明は、前記駆動回路のシフトレジ
スタは、データの割込み機能を持ち、表示パネルの表示
期間では、シフトレジスタの途中からデータを割込ませ
て動作し、補助電極の走査を行わないことを特徴とする
。

【００４３】また本発明は、前記座標検出回路は、前記
補助電極を含めて算出された座標値を、コモン電極およ
びセグメント電極の交差部分によって構成される有効座
標入力領域における座標値に変換することを特徴とする
。

【００４４】また本発明は、前記補助電極は、コモン電
極またはセグメント電極と同一平面上に形成され、該補
助電極幅および形成間隔を、コモン電極またはセグメン
ト電極の電極幅および形成間隔に選ぶことを特徴とする
。

【００４５】また本発明は、前記補助電極の配列領域に
おける補助電極の幅方向長さを、表示パネルに対する座
標入力指示時における検出ペンとコモン電極またはセグ
メント電極との距離よりも大きく選ぶことを特徴とする
。

【００４６】また本発明は、前記補助電極は、セグメン
ト電極またはコモン電極とは異なる平面上に形成される
ことを特徴とする。

【００４７】また本発明は、前記補助電極は、セグメン
ト電極およびコモン電極と同一材料であり、かつ同一製
造工程において形成されることを特徴とする。

【００４８】

【作用】本発明に従えば、表示パネルのコモン電極およ
びセグメント電極の配列方向外方側に補助電極を設け、
表示パネルの表示期間に引続いて設定される位置検出期
間において、前記補助電極とコモン電極およびセグメン
ト電極とは、線順次で走査電圧が印加されて走査される
。これによって、表示パネルの表示領域境界付近に検出
ペンを接触させた際の検出ペンとコモン電極またはセグ
メント電極との間の静電結合を、表示パネルの中央部付
近に検出ペンを接触させた際の静電結合とほぼ同じ状態
にすることができる。したがって、表示領域、すなわち
座標検出領域のほぼ全面において、高い精度での座標検
出が可能となる。

【００４９】また本発明に従えば、前記補助電極はコモ
ン駆動回路およびセグメント駆動回路によって駆動され
るので、新たな回路を増設することなく、高い精度での
座標検出が可能となる。この場合、駆動すべき電極の数
が増えることによって、表示パネルの表示期間において
、電極を走査する走査期間が長くなり、表示パネルの表
示に影響が出る場合には、駆動回路に含まれるシフトレ
ジスタのクロックを切換えて電極を走査する。すなわち
、補助電極部分は、表示電極部分の走査に用いられるク
ロックより速いクロックで走査する。これによって、表
示パネルの表示品位の低下を防止することができる。

【００５０】さらに本発明に従えば、駆動回路に含まれ
る前記シフトレジスタは、データの割込み機能を持ち、
位置検出期間では駆動データをシフトレジスタの先頭か
ら入力し、表示期間ではシフトレジスタの途中、すなわ
ち表示電極に対応するレジスタからデータを入力する。 これによって、表示期間では補助電極部分の走査は行わ
れず、前述した補助電極の増設に起因する表示パネルの
表示品位の低下を防止することができる。

【００５１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である座標入力装
置の構成を示すブロック図である。この座標入力装置は
、いわゆる表示一体型タブレットであり、液晶表示の表
示電極が位置検出電極を兼ねたもので、位置検出と表示
とを時分割で行うようにしたものである。

【００５２】図１において、液晶パネル１は、互いに交
差する方向に配列したコモン電極Ｙ１〜Ｙｎ（総称する
ときはＹで示す）と、セグメント電極Ｘ１〜Ｘｍ（総称
するときはＸで示す）との間に液晶層を介在させて構成
されており、各コモン電極Ｙとセグメント電極Ｘとが交
差する部分の液晶層が各画素となっている。すなわち、
本実施例の液晶パネル１では、ｎ×ｍドットの画素がマ
トリックス状に配列されていることになる。

【００５３】この表示一体型タブレットは、上述の液晶
ディスプレイ上にタブレットを置いたものに比べて、格
子状の電極パターンが見えることがなくなり、見やすく
なるといった利点の他に、電極や駆動回路を兼用してい
るため、コストダウンや小形軽量化が容易になるといっ
た利点がある。

【００５４】前記コモン電極Ｙを駆動するためのコモン
駆動回路２と、前記セグメント電極Ｘを駆動するための
セグメント駆動回路３とは、切換回路４を介して表示制
御回路５と位置検出制御回路６とに接続されている。こ
の切換回路４は、制御回路７によって切換制御され、表
示期間には表示制御回路５からの出力を駆動回路２，３
に出力し、位置検出期間には位置検出制御回路６からの
出力を駆動回路２，３に出力する。

【００５５】表示期間では、前記表示制御回路５が、出
力端子からシフトデータＳ、反転信号ＦＲ、クロックＣ
Ｐ１，ＣＰ２、表示データＤ０〜Ｄ３をそれぞれ出力す
る。

【００５６】クロックＣＰ１は、１行分の画素を走査す
る走査期間を周期とするクロックであり、切換回路４の
出力端子ＣＰ１０からコモン駆動回路２のクロック入力
端子ＣＫとセグメント駆動回路３のラッチパルス入力端
子ＬＰとに入力される。また、シフトデータＳは、各コ
モン電極Ｙを指定するためのパルス信号であり、切換回
路４の出力端子Ｓ０から出力され、コモン駆動回路２の
シフトデータ入力端子Ｄ１０１から上記クロックＣＰ１
に同期して入力される。

【００５７】前記シフトデータＳのシフトに応じて、そ
のシフト位置に対応するコモン駆動回路２の出力端子か
らコモン電極Ｙに駆動信号が出力される。この駆動信号
は、直流電源回路１２から供給されるバイアス電圧Ｖ０
〜Ｖ５に基づいて生成される。クロックＣＰ２は、１列
分の画素を走査する走査期間を複数に分割した期間を１
周期とするクロックであり、切換回路４の出力端子ＣＰ
２０から出力され、セグメント駆動回路３のクロック入
力端子ＸＣＫに入力される。

【００５８】表示データＤ０〜Ｄ３は、切換回路４の出
力端子Ｄｏｕｔから出力され、セグメント駆動回路３の
入力端子Ｄ０〜Ｄ３に入力され、セグメント駆動回路３
内部のレジスタに順次取込まれる。１行分の画素に対応
する表示データが取込まれると、前記ラッチパルス入力
端子ＬＰに入力されるクロックＣＰ１のタイミングでこ
れらの表示データがラッチされ、各表示データに対応す
る駆動信号がセグメント駆動回路３の出力端子からセグ
メント電極Ｘに出力される。この駆動信号も直流電源回
路１２から供給されるバイアス電圧Ｖ０〜Ｖ５に基づい
て作成される。なお、反転信号ＦＲは、液晶に印加する
電圧の極性を周期的に反転させて液晶の電気分解による
劣化を防止するための信号である。

【００５９】前記コモン駆動回路２およびセグメント駆
動回路３の動作によって、液晶パネル１の画素はその行
順次に従って駆動され、表示データに対応する画像が液
晶パネル１に表示される。

【００６０】一方、位置検出期間では、位置検出制御回
路６が、出力端子からシフトデータＳｄ、反転信号ＦＲ
ｄ、クロックＣＰ１ｄ，ＣＰ２ｄ、および駆動データＤ
０ｄ〜Ｄ３ｄをそれぞれ出力する。

【００６１】クロックＣＰ１ｄは、１行分のコモン電極
Ｙを走査する走査期間を周期とするクロックであり、切
換回路４の出力端子ＣＰ１０からコモン駆動回路２のク
ロック入力端子ＣＫと、セグメント駆動回路３のラッチ
パルス入力端子ＬＰに入力される。また、シフトデータ
Ｓｄは、各コモン電極Ｙを指定するためのパルス信号で
あり、切換回路４の出力端子Ｆ０から出力され、コモン
駆動回路２のシフトデータ入力端子Ｄ１０１から前記ク
ロックＣＰ１ｄに同期して入力される。

【００６２】前記シフトデータＳｄのシフトに応じて、
そのシフト位置に対応するコモン駆動回路２の出力端子
からコモン電極Ｙに駆動信号が出力される。この駆動信
号は、直流電源回路１２から供給されるバイアス電圧Ｖ
０〜Ｖ５に基づいて生成される。

【００６３】クロックＣＰ２ｄは、１列分のセグメント
電極Ｘを走査する走査期間を周期とするクロックであり
、切換回路４の出力端子ＣＰ２０ｄから出力され、セグ
メント駆動回路３のクロック入力端子ＸＣＫに入力され
る。

【００６４】駆動データＤ０ｄ〜Ｄ３ｄは、切換回路４
の出力端子Ｄｏｕｔから出力され、セグメント駆動回路
３の入力端子Ｄ０〜Ｄ３に入力され、セグメント駆動回
路３内部のレジスタに順次取込まれる。１行分のセグメ
ント電極Ｘに対応する駆動データが取込まれると、前記
ラッチパルス入力端子ＬＰに入力されるクロックＣＰ１
ｄのタイミングで、これらの駆動データがラッチされ、
各駆動データに対応する駆動信号がセグメント駆動回路
３の出力端子からセグメント電極Ｘに入力される。この
駆動信号も、直流電源回路１２から供給されるバイアス
電圧Ｖ０〜Ｖ５に基づいて作成される。なお、反転信号
ＦＲｄは、液晶に印加する電圧の極性を周期的に反転さ
せて液晶の電気分解による劣化を防止するための信号で
ある。

【００６５】前記液晶パネル１の表面に位置検出ペン（
以下、単に検出ペンという）８を接近させると、検出ペ
ン８の先端部に備えられる電極と電圧が印加された電極
Ｘ，Ｙとの間の浮遊容量によって、検出ペン８の先端部
の電極に電圧が誘起する。この検出ペン８に誘起した電
圧は、アンプ９によって増幅され、座標検出回路１０に
与えられる。

【００６６】図２は、液晶パネル１の拡大平面図である
。図２に示すように、電極Ｘ−１，Ｘ０，Ｘｍ＋１，Ｘ
ｍ＋２および電極Ｙ−１，Ｙ０，Ｙｎ＋１，Ｙｎ＋２が
補助電極であり、液晶パネル１の表示領域１ｄの領域外
に、コモン電極ＹまたはセグメントＸと同一平面上に、
すなわち同一基板上に形成され、構造的に見るとコモン
電極およびセグメント電極の形成領域を拡げたことにな
るが、操作者が必要とする情報の表示には寄与しなくて
もよい。本実施例では、補助電極を表示領域１ｄ外方側
にそれぞれ２本ずつ設けており、各電極の電極幅および
設置間隔は、表示領域１ｄ内の表示電極分とほぼ同じで
ある。

【００６７】図２では、補助電極を表示領域１ｄの外方
側に２本ずつ配置しているけれども、実際の液晶パネル
１における補助電極形成領域Ｒ１，Ｒ２は、検出ペン８
の先端形状および液晶パネル１の上側ガラス基板、偏光
板、図示しない保護板などを含めた、液晶層と検出ペン
８との距離に基づいて決定されるが、少なくとも検出ペ
ン８と走査電極（コモン電極またはセグメント電極）群
との距離は必要であり、通常、３ｍｍ程度に選ばれる。

【００６８】前記補助電極形成領域Ｒ１，Ｒ２は、表示
に寄与しない領域であるので、補助電極間には液晶が満
たされる必要がなく、絶縁フィルムまたは２枚のガラス
基板を接着するための接着剤を介在してもよい。また、
液晶パネル１の表示期間では、これらの補助電極に表示
のための走査電圧などを印加すると、それだけ走査時間
、すなわち表示期間が長くなるので、補助電極の走査（
駆動）をする必要はない。

【００６９】図３は、位置検出期間における各電極の駆
動タイミングを示すタイミングチャートである。図３に
示すように、位置検出期間はＸ座標検出期間とそれに続
くＹ座標検出期間とに分かれており、Ｘ座標検出期間で
はセグメント電極Ｘをａ本ずつ順に駆動し、Ｙ座標検出
期間ではコモン電極Ｙをｂ本ずつ順に駆動する。さらに
、本実施例の液晶パネル１では、補助電極が形成されて
いるので、セグメント電極Ｘ１〜Ｘａの駆動に先立って
補助電極Ｘ０以前の電極が駆動され、またセグメント電
極Ｘｍ−ａ〜Ｘｍの駆動に続いて、補助電極Ｘｍ＋１以
降の電極が駆動される。また同様に、コモン電極Ｙ１〜
Ｙｂに先立って補助電極Ｙ０以前の電極が駆動され、コ
モン電極Ｙｎ−ｂ〜Ｙｎの駆動に引続いて、補助電極Ｙ
ｎ＋１以降の補助電極が駆動（走査）される。

【００７０】以上の説明のように、補助電極は位置検出
時のみ必要であり、さらに位置検出時の電極走査では、
図３に示すように、電極をａ本またはｂ本ずつまとめて
走査するため、各電極毎に独立した駆動回路を接続する
必要はない。すなわち、電極一端部で複数本の電極を櫛
状に接続して、駆動回路に接続すれば、本実施例におけ
る駆動方法であっても、駆動回路を僅かに増加するだけ
で、機能が大幅に向上する。液晶パネル１の外部で接続
してもよい。

【００７１】表示電極および補助電極は、酸化インジウ
ムまたは酸化錫などの透明電極である。電極形成は、先
ずスパッタリングなどによってガラス基板の全面に一様
に形成した後、写真技術とエッチングとによって必要な
電極部分のみが残される。したがって、補助電極も表示
電極と同一の製造工程において、同時に形成される。

【００７２】前記位置検出期間では、補助電極を含めた
全電極の走査を基準として座標を算出するので、算出さ
れる座標の原点は、表示領域（座標検出領域）１ｄの外
側に設定されるけれども、実用に際しては、表示領域１
ｄの外側の座標は必要としないばかりでなく、表示およ
びその他の処理をする上で不便である。

【００７３】したがって、座標検出回路１０では、検出
座標を表示領域１ｄのたとえば左下を原点となるように
シフトして出力する。また、表示領域１ｄの境界付近で
は、読取精度などによって座標が表示領域１ｄ外として
算出される場合があるけれども、このような場合には表
示領域１ｄ内の座標に補正するのが適当である。

【００７４】コモン駆動回路２およびセグメント駆動回
路３は、その各出力端子が前述のように、従来の駆動回
路に比べて補助電極に供給する分だけ増加しているが、
内部の構造は従来のものと基本的に同一である。

【００７５】ただし、従来の電極駆動回路をそのまま使
う場合、表示期間においては、補助電極による走査を必
要としないにも拘わらず、各駆動回路２，３は内部に補
助電極分を含むシフトレジスタを備えているので、補助
電極部分を走査する時間だけ表示期間が長くなる。しか
しながら、補助電極を走査する時間は、表示領域１ｄの
走査に比べて非常に短時間であるので、実用上殆ど無視
できる。

【００７６】したがって、本実施例の座標入力装置専用
の集積回路を新たに設計・製造することなく、従来の電
極駆動回路をそのまま利用することができ、これによる
コストダウンなどの効果の方が大きい。

【００７７】しかし、前述の補助電極の走査時間が比較
的長い場合には、液晶パネル１のコントラスト低下の原
因となり、より高品位なコントラストが要求される場合
には、そのための対応が必要である。以下に、その対応
策を幾つか説明する。

【００７８】その１つは、表示制御回路５において、表
示用クロックと表示用クロックよりも周波数の高い高速
走査用クロックとの２つのクロックを用意し、補助電極
部分は前記高速走査用クロックで走査する。これによっ
て、補助電極の走査時間を短縮することができ、液晶パ
ネル１の表示コントラストの低下を抑制することができ
る。また、表示制御回路５に変更を加えるだけで、従来
の電極駆動回路をそのまま利用することができる。

【００７９】図４を参照して、他の対応策を説明する。 この対応策は、駆動回路２，３の各シフトレジスタに、
データを途中から割込ませることができる割込み機能を
設けるものである。すなわち、座標検出期間において、
駆動回路内のシフトレジスタに入力されるデータＤ１０
１および駆動データＤ０〜Ｄ３は、シフトレジスタの先
頭から入力され、したがって駆動回路は補助電極を含め
て順次走査する。表示期間では、表示データをシフトレ
ジスタの途中から入力させ、表示電極のみを駆動させる
ものである。

【００８０】図４において、シフトレジスタは、補助電
極用レジスタ４４と、表示電極用レジスタ４３とで構成
される。出力制御部４５は、シフトレジスタの格納デー
タに基づいて、各電極駆動信号を出力する。シフトレジ
スタを構成するメモリＳ０，Ｓ１の間に３ステータスの
ゲート４６を設け、かつ入力端子ＴＤとメモリＳ１との
間に３ステータスのゲート４８を設ける。ゲート４６に
は、反転回路４７を介して入力端子ＴＩからの制御信号
Ｉが与えられ、同様にゲート４８には入力端子ＴＩから
の制御信号Ｉが直接与えられる。したがって、入力端子
ＴＩから与えられる制御信号Ｉをローレベルとすること
によって、ゲート４６は前記制御信号Ｉの反転信号であ
るハイレベルの信号が与えられ、オフ状態となり、ゲー
ト４８はローレベルの制御信号Ｉが与えられることによ
ってオン状態となる。これによって、入力端子ＴＤから
与えられる駆動データは、メモリＳ１，Ｓ２，…の順で
順次図面右側のメモリにシフトされる。

【００８１】逆に、入力端子ＴＩから与えられる制御信
号Ｉをハイレベルとすることによって、ゲート４６には
制御信号Ｉの反転信号であるローレベルの信号が与えら
れ、オン状態となり、ゲート４８にはハイレベルの制御
信号Ｉが与えられてオフ状態となる。したがって、入力
端子ＴＤから与えられる駆動データは、メモリＳ−１，
Ｓ０，Ｓ１，…の順で順次図面右側のメモリにシフトさ
れる。

【００８２】したがって、表示期間ではデータをメモリ
Ｓ１から入力され、座標検出期間ではデータをメモリＳ
−１から入力させる。これによって、表示期間では補助
電極は駆動されず、表示パネル１の表示コントラストの
低下を防止することができる。

【００８３】実使用の駆動回路２，３では、何段かの素
子をカスケードに接続しているけれども、その接続が図
４においてメモリＳ０，Ｓ１の間に存在する場合は、外
部接続が可能である。

【００８４】図５は、本発明の他の実施例を説明するた
めの断面図である。本実施例の特徴は、遮蔽部材１７を
液晶パネル１の外部、すなわちガラス基板１５と偏光板
１６との間に形成したことである。この場合、遮蔽部材
１７は、リード線部分１８からの電界を遮蔽するのに役
立つ。本実施例は、機能は前述の実施例よりも劣るけれ
ども、専用の液晶パネルを製造する必要がなく、従来の
液晶パネルをそのまま使えることから、低価格の普及形
のタブレットには最適である。

【００８５】また、遮蔽部材１７を偏光板１６上に設け
てもよい。通常この部分は、たとえばプラスチックケー
スなどで覆われるので、導電性のテープを接着する程度
でもよく、さらにはプラスチックケースの内側に導電性
部材、または無電界メッキなどで形成してもよい。

【００８６】なお、以上の説明では、液晶パネルの表示
電極を座標検出用電極として用いた場合を説明したけれ
ども、電極取出部と表示電極とを兼ねたＥＬ（エレクト
ロルミネッセンス）表示パネルをタブレットに応用した
場合でも適用できる。

【００８７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、座標検出
領域である表示パネルの表示領域の境界部付近に検出ペ
ンを接触させた場合でも、補助電極と検出ペンとの静電
結合によって、検出ペンから出力される電圧波形は、検
出ペンを表示領域のたとえば中央部付近に接触させた際
に検出ペンから出力される電圧波形とほぼ等しくなる。 したがって、座標検出領域の境界付近においても、高い
精度で座標検出を行うことができる。また、このような
補助電極を設けても、表示パネルの表示には影響はなく
、高い表示品位を保ちながら、かつ高い精度で座標検出
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である表示一体型の座標入力
装置の基本的構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す座標入力装置に用いられる液晶パネ
ル１の拡大平面図である。

【図３】本発明の座標入力装置における座標検出期間の
動作を示すタイミングチャートである。

【図４】図１に示すコモン駆動回路２またはセグメント
駆動回路３に備えられるシフトレジスタの構成を示す回
路図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図６】従来例である静電誘導型タブレットの構成を示
すブロック図である。

【図７】他の従来例である静電誘導型タブレットの構成
を示すブロック図である。

【図８】従来例であるタブレットに用いられる液晶パネ
ルの拡大平面図である。

【図９】従来の静電誘導型タブレットにおける位置検出
期間の動作を説明するタイミングチャートである。

【図１０】静電誘導型タブレットの原理を説明するため
の図である。

【図１１】検出ペンと電極との静電結合を説明するため
の図である。

【図１２】検出ペンと電極との静電結合を説明するため
の図である。

【図１３】検出ペンと電極との静電結合を説明するため
の図である。

【図１４】検出ペンと電極との静電結合を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１　　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　　位置検出制御回路 ７　　制御回路 ８　　検出ペン １０　　Ｘ座標検出回路 １１　　Ｙ座標検出回路 ２５　　補助電極 Ｘ　　セグメント電極 Ｙ　　コモン電極

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　平行に配列された複数のセグメント電
   極および平行に配列された複数のコモン電極を有すると
   ともに、デューティ駆動方式によって駆動される表示パ
   ネルと、前記表示パネルのセグメント電極およびコモン
   電極との間で浮遊容量で結合される電極を先端部に備え
   る検出ペンと、前記表示パネルの複数のセグメント電極
   と複数のコモン電極との交差領域によって構成される画
   素マトリックスに画像を表示するための表示制御信号お
   よび表示データを出力する表示制御回路と、前記表示パ
   ネルのセグメント電極およびコモン電極を走査するため
   の走査制御信号を出力する位置検出制御回路と、前記表
   示パネルの表示期間では、前記表示制御回路からの表示
   制御信号および表示データを出力し、前記表示期間に引
   続く位置検出期間では、前記位置検出制御回路からの走
   査制御信号を出力する切換回路と、前記表示期間では、
   切換回路からの表示制御信号に基づいて前記コモン電極
   を順次選択するためのコモン電極駆動信号を生成し、前
   記位置検出期間では、切換回路からの走査制御信号に基
   づいて前記画素マトリックスに画像を表示することなく
   、前記コモン電極を順次走査するためのコモン電極走査
   信号を出力するコモン駆動回路と、前記表示期間では、
   切換回路からの表示制御信号および表示データに基づい
   て前記コモン電極駆動信号によって選択されたコモン電
   極に係わる画素を表示するためのセグメント電極駆動信
   号を出力し、前記位置検出期間では切換回路からの走査
   制御信号に基づいて前記画素マトリックスに画像を表示
   することなくセグメント電極を順次走査するためのセグ
   メント電極走査信号を出力するセグメント駆動回路と、
   前記位置検出期間に、コモン電極およびセグメント電極
   に与えられるコモン電極走査信号およびセグメント電極
   走査信号の印加タイミングと、前記検出ペンの電極に誘
   起された誘導電圧とに基づいて、前記検出ペン先端部が
   表示パネル上で指示する座標を検出し、Ｘ座標信号およ
   びＹ座標信号を出力する座標検出回路とを備えた座標入
   力装置において、前記表示パネルの表示領域外にコモン
   電極およびセグメント電極に平行な複数の補助電極を設
   け、前記位置検出期間では、前記補助電極と、コモン電
   極およびセグメント電極とに順次電極走査信号を印加す
   ることを特徴とする座標入力装置。
2. 【請求項２】　　位置検出期間における前記補助電極へ
   の走査信号の電位を、表示領域内のコモン電極およびセ
   グメント電極に印加される走査信号の電位と同一にする
   ことを特徴とする請求項１記載の座標入力装置。
3. 【請求項３】　　前記補助電極は、コモン駆動回路およ
   びセグメント駆動回路に接続され、前記位置検出期間で
   は補助電極、コモン電極、補助電極の順序でかつ、補助
   電極、セグメント電極、補助電極の順序で、予め定める
   配列方向に走査されることを特徴とする請求項１記載の
   座標入力装置。
4. 【請求項４】　　平行に配列された複数の補助電極を、
   隣接する複数の補助電極に同一タイミングで同一電位の
   電極走査信号を印加することを特徴とする請求項１記載
   の座標入力装置。
5. 【請求項５】　　前記コモン駆動回路およびセグメント
   駆動回路は、それぞれシフトレジスタを備え、前記位置
   検出期間における補助電極の走査時と、コモン電極また
   はセグメント電極の走査時とにおける前記シフトレジス
   タのクロックおよびデータを同一にすることを特徴とす
   る請求項１記載の座標入力装置。
6. 【請求項６】　　前記駆動回路のシフトレジスタは、デ
   ータの割込み機能を持ち、表示パネルの表示期間では、
   シフトレジスタの途中からデータを割込ませて動作し、
   補助電極の走査を行わないことを特徴とする請求項５記
   載の座標入力装置。
7. 【請求項７】　　前記座標検出回路は、前記補助電極を
   含めて算出された座標値を、コモン電極およびセグメン
   ト電極の交差部分によって構成される有効座標入力領域
   における座標値に変換することを特徴とする請求項１記
   載の座標入力装置。
8. 【請求項８】　　前記補助電極は、コモン電極またはセ
   グメント電極と同一平面上に形成され、該補助電極幅お
   よび形成間隔を、コモン電極またはセグメント電極の電
   極幅および形成間隔に選ぶことを特徴とする請求項１記
   載の座標入力装置。
9. 【請求項９】　　前記補助電極の配列領域における補助
   電極の幅方向長さを、表示パネルに対する座標入力指示
   時における検出ペンとコモン電極またはセグメント電極
   との距離よりも大きく選ぶことを特徴とする請求項１記
   載の座標入力装置。
10. 【請求項１０】　　前記補助電極は、セグメント電極ま
    たはコモン電極とは異なる平面上に形成されることを特
    徴とする請求項１記載の座標入力装置。
11. 【請求項１１】　　前記補助電極は、セグメント電極お
    よびコモン電極と同一材料であり、かつ同一製造工程に
    おいて形成されることを特徴とする請求項１記載の座標
    入力装置。