JPH0580921A

JPH0580921A - 表示一体型タブレツト装置

Info

Publication number: JPH0580921A
Application number: JP24324591A
Authority: JP
Inventors: Kosei Tagawa; 孝生田川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1993-04-02
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: JP2723711B2

Abstract

(57)【要約】【目的】検出ペン８に乗るノイズによる誤動作を防止
できる表示一体型タブレット装置を提供する。また、座
標検出期間の設定に伴う画質低下と消費電力増大を抑え
る。【構成】モード検出回路２３は、表示期間中に画像表
示用電圧の極性反転によって検出ペン８に誘起された静
電誘導電圧を受けて、受けた静電誘導電圧と予め設定さ
れた基準電圧とを比較する。上記静電誘導電圧が上記基
準電圧よりも大きいとき座標検出を行うべき検出モード
と判定する一方、上記静電誘導電圧が上記基準電圧より
も小さいとき座標検出を行わない非検出モードと判定し
て、判定結果を表すモード信号を出力する。座標出力選
別回路１３は、上記モード信号が検出モードを表すとき
座標をそのまま出力する一方、上記モード信号が非検出
モードを表すとき座標の出力を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パーソナルコンピュ
ータやワードプロセッサなどに使用される表示一体型タ
ブレット装置に関する。

【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、例えば、液晶
ディスプレーと静電誘導型タブレットを組み合わせて、
静電誘導型タブレットへの入力文字や図形が、我々が紙
に筆記用具で書いた感覚で入力され、液晶ディスプレー
に表示されるようにしたものが実用化されている。しか
し、この静電誘導型タブレットは、電極のある部分とな
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、液晶表示の質を落とす原因とな
っている。そこで、本発明者は、このような欠点をなく
したタブレットとして、最近、図１５に示すような表示
一体型タブレット装置を提案した(特願平３−０４６７
５１号)。この表示一体型タブレット装置は、液晶表示
の表示電極が座標検出電極を兼ねたもので、図１６に示
すように１フレーム内において座標検出と表示を時分割
で行うようにしたものである。図１５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Ｙ
(Ｙ₁〜Ｙn)とセグメント電極Ｘ(Ｘ₁〜Ｘm)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が交差する部分の液晶層が各画素となって
いる。つまり、ここではn×ｍドットの画素がマトリク
ス状に配列されていることになる。この表示一体型タブ
レットは、上述の液晶ディスプレー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なくなり見
易くなるといった利点のほかに、電極やドライブ回路を
兼用しているためコストダウンや小型軽量化が容易にな
るといった利点がある。上記コモン電極Ｙを駆動するた
めのコモン駆動回路２と、上記セグメント電極Ｘを駆動
するためのセグメント駆動回路３は、切り替え回路４を
介して表示制御回路５と位置検出制御回路６に接続され
ている。この切り替え回路４は制御回路７により制御さ
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、座標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。

【０００３】表示期間には、上記表示制御回路５が、出
力端子ＳからシフトデータＳを、出力端子ＦＲから反転
信号ＦＲを、クロック出力端子ＣＰ１からクロックＣＰ
１を、クロック出力端子ＣＰ２からクロックＣＰ２を、
データ出力端子Ｄ０〜Ｄ３から表示データＤ０〜Ｄ３を
それぞれ出力する。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、切り替え
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、切り替え回路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より上記
クロックＣＰ１と同期して入力される。上記シフトデー
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０１〜ｎ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
を数分割した期間を周期とするクロックであり、切り替
え回路４の出力端子ＣＰ２０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。表
示データＤ０〜Ｄ３は切り替え回路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〜Ｄ
３に入力され、セグメント駆動回路３内のレジスタに順
次取り込まれる。そして、１行分の画素に対応する表示
データが取り込まれると、上記ラッチパルス入力端子Ｌ
Ｐ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０１〜ｍ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。上記コモン駆動回路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１に表示される。

【０００４】一方、座標検出期間には、位置検出制御回
路６が、出力端子ＳdからシフトデータＳdを、出力端子
ＦＲdから反転信号ＦＲdを、クロック出力端子ＣＰ１d
からクロックＣＰ１dを、クロック出力端子ＣＰ２dから
クロックＣＰ２dを、データ出力端子Ｄ０〜Ｄ３から駆
動データＤ０d〜Ｄ３dをそれぞれ出力する。クロックＣ
Ｐ１d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、切り替え回路４の出力端子ＣＰ
１０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、切り替え回路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より上記クロックＣＰ１dと同期
して入力される。上記シフトデータ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０１〜ｎ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Ｖ０〜Ｖ５に基づいて生成される。クロックＣＰ
２d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、切り替え回路４の出力端子
ＣＰ２０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。駆動データＤ０〜Ｄ３
は切り替え回路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内のレジスタに順次取り込まれる。そ
して、１行分のセグメント電極Ｘに対応する駆動データ
が取り込まれると、上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３の出力端子０１〜ｍ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が、座標検出期間中は反転し
ない。

【０００５】図１７は上記表示一体型タブレットの座標
検出期間における駆動タイミングを示す図である。座標
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
に分かれており、Ｘ座標検出期間にはセグメント電極Ｘ
に、Ｙ座標検出期間にはコモン電極Ｙに、それぞれ順
次、パルス電圧信号を印加する。上記パルス電圧信号の
印加により、電極Ｘ,Ｙと位置検出ペン(以下、検出ペン
という)８との間の浮遊容量によって検出ペン８に静電
誘導電圧が誘起される。この検出ペン８の誘起電圧は演
算増幅器(以下「オペアンプ」という。)９で増幅され、Ｘ
座標検出回路１０およびＹ座標検出回路１１に入力され
る。このＸ座標検出回路１０とＹ座標検出回路１１は上
記アンプ９からの出力信号と制御回路７からのタイミン
グ信号とに基づいて、上記誘起電圧が最高値になる迄の
時間を検出することにより、それぞれ上記検出ペン８の
指示する位置のＸ座標とＹ座標を検出する。なお、座標
検出期間の長さを短縮するために、座標検出走査は表示
走査よりも高速に行なわれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記表
示一体型タブレット装置は、次のような問題がある。第
１に、検出ペン８に衣類などからのノイズが乗って、誤
動作が起こるという問題がある。化学繊維で加工された
衣類、椅子に張られた布、種類の異なる繊維で加工され
た下着などは摩擦によって高電圧に帯電していることが
多く、検出ペン８が接触した場合、この電圧がノイズと
なる。また、衣類などが帯電していない場合であって
も、検出ペン８と接触することによって摩擦による帯電
が生じ、ノイズとなる。さらに、操作中の表示一体型タ
ブレット装置の周辺に置かれた機器から検出ペン８にノ
イズが乗ることもある。このようにノイズが検出ペン８
に乗った場合、誤った座標が検出される。特に、誤って
検出された座標がいわゆるメニュー選択位置である場
合、操作者の意図しないメニューが選択され、操作者が
大いに戸惑うことになる。第２に、座標検出走査に伴っ
て、表示画質が低下したり、消費電力が増大したりする
という問題がある。上記表示一体型タブレット装置は、
表示期間と座標検出期間とを設定しているため、１画面
の表示期間が表示専用液晶表示パネルの表示期間と同じ
長さである場合、そのままではフレーム周波数が低くな
る。このため、液晶表示パネルが反射光型であるとき
は、室内を照明している蛍光灯の残光特性や、蛍光灯の
電源周波数と液晶表示パネルのフレーム周波数との兼合
いによって、フリッカーが出ることがある(画質低下)。
また、座標検出走査は表示走査よりも高速に行なわれて
いるため消費電力が多いのであるが、上記表示一体型タ
ブレット装置は表示期間に続いて必ず座標検出期間を設
けているため、消費電力が無視できない程度に増大す
る。

【０００７】そこで、この発明の目的は、検出ペンのノ
イズに起因する誤動作を防止でき、また、座標検出走査
に伴う画質低下や消費電力増大を問題ないレベルに抑制
できる表示一体型タブレット装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するため、この発明の表示一体型タブレット装置は、
液晶を挟むセグメント電極群とコモン電極群とを有する
液晶表示パネルと、表示期間と座標検出期間とを時分割
で設定することができ、上記表示期間には上記両電極群
に画像表示用電圧を順次印加すると共に交流化信号の極
性が反転するタイミングで上記画像表示用電圧の極性を
周期的に反転させる一方、上記座標検出期間には上記両
電極群に座標検出用電圧を順次印加する制御駆動回路
と、上記液晶表示パネル面で上記両電極群のうち指示し
た電極と容量結合して静電誘導電圧を誘起できる検出ペ
ンと、上記座標検出期間に上記座標検出用電圧によって
上記検出ペンに誘起された静電誘導電圧を受けて、受け
た静電誘導電圧に基づいて上記検出ペンが指示した座標
を検出して出力する座標検出回路を備えた表示一体型タ
ブレット装置であって、上記表示期間中に上記画像表示
用電圧の極性反転によって上記検出ペンに誘起された静
電誘導電圧を受けて、受けた静電誘導電圧と予め設定さ
れた基準電圧とを比較して、上記静電誘導電圧が上記基
準電圧よりも大きいとき座標検出を行うべき検出モード
と判定する一方、上記静電誘導電圧が上記基準電圧より
も小さいとき座標検出を行わない非検出モードと判定
し、判定結果を表すモード信号を出力するモード検出回
路と、上記座標検出回路が出力する座標と上記モード検
出回路が出力するモード信号を受けて、上記モード信号
が検出モードを表すとき上記座標をそのまま出力する一
方、上記モード信号が非検出モードを表すとき上記座標
の出力を停止する座標出力選別回路を備えたことを特徴
としている。

【０００９】また、上記モード検出回路は、上記静電誘
導電圧を受けて、受けた静電誘導電圧の波高値に比例し
た直流電圧を作成するピーク検出器を有するのが望まし
い。

【００１０】また、上記検出ペンに誘起された静電誘導
電圧を増幅する増幅回路を備え、上記座標検出回路とモ
ード検出回路は、この増幅回路によって増幅された静電
誘導電圧を分岐して受けるのが望ましい。

【００１１】また、上記ピーク検出器は、受けた静電誘
導電圧に含まれる直流分を除去するフィルタ回路を有す
るのが望ましい。

【００１２】また、上記フィルタ回路は、上記交流化信
号の基本周波数を通過帯とするバンドパスフィルタであ
るのが望ましい。

【００１３】また、上記フィルタ回路は、上記検出ペン
の電極先端部を覆う誘電体を用いて構成されるコンデン
サを含むのが望ましい。

【００１４】また、上記ピーク検出器は、上記交流化信
号の極性が反転するタイミングと同期し、上記静電誘導
電圧が立ち上がっている期間内に上記静電誘導電圧を積
分して、上記直流電圧を作成するのが望ましい。

【００１５】また、上記モード検出回路は、検出モード
から非検出モードへ移行する判定を行う場合、上記ピー
ク検出器の出力電圧が上記基準電圧を一旦下回った後、
所定期間経過後に尚下回っているときに限り、非検出モ
ードへ移行すべき判定結果を表すモード信号を出力する
のが望ましい。

【００１６】また、上記基準電圧の値は複数設けられ、
非検出モードから検出モードへ移行する場合よりも検出
モードから非検出モードへ移行する場合の方が高い値に
設定されているのが望ましい。

【００１７】また、上記制御駆動回路は、上記モード検
出回路が出力するモード信号を受けて、上記モード信号
が検出モードを表すとき上記表示期間と座標検出期間と
の両方を時分割で設定する一方、上記モード信号が非検
出モードを表すとき上記表示期間のみの設定を行う手段
を有するのが望ましい。

【００１８】また、上記制御駆動回路は、検出モードの
ときに設定する表示期間と非検出モードのときに設定す
る表示期間とで、画像データ転送速度を同一に制御する
手段を有するのが望ましい。

【００１９】また、上記制御駆動回路は、検出モードと
非検出モードでのフレーム周波数が略同一となるよう
に、非検出モードのときの表示期間よりも検出モードの
ときの表示期間に、画像データを高速に転送する手段を
有するのが望ましい。している。

【００２０】この発明は本発明者による次の考察,解析
により創出された。

【００２１】本発明者は、タブレット機能を有する装置
が実際にどのように使用されているかを調査した。調査
によると、実際にはキーボードなどの入力手段を併用し
ている場合が多く、装置の全点灯時間(全使用時間)内
で、タブレットを入力手段としている時間は少ない。し
かも、タブレットを入力手段としている時間内でも、操
作者の思考判断時間、装置の処理時間待ち、端末機との
情報の授受、操作者の操作待ち、操作者への電話、訪問
者の割り込みによる業務などにより、検出ペンが入力面
(ここでは液晶表示パネル面。以下、単に「パネル面」と
いう。)から離れている時間のほうが長く、検出ペンを
パネル面に接近させている時間は装置の全使用時間の１
割に満たない。したがって、検出ペンがパネル面に接近
しているときのみ座標検出期間を設定し、検出ペンがパ
ネル面から離間しているときは表示期間だけを設定する
ようにすれば、実際上、画質低下を改善でき、消費電力
増大を抑えることができる。また、検出ペンがパネル面
に接近している時の検出座標のみを有効とし、検出ペン
が検出ペンがパネル面から離間しているときは検出座標
を無効とすれば、衣類などのノイズに起因する誤動作を
防止できる。

【００２２】ここで、検出ペンがパネル面に接近してい
るか否か、すなわち座標検出をすべき状態にあるか否か
を如何にして判断するかが問題となる。

【００２３】一般に、検出ペンの側面に操作者が操作す
べきモードスイッチを設けたり、検出ペンの先端に軽く
押したときに反応するマイクロスイッチを設けたりする
方法が知られている。しかし、検出ペン側面のモードス
イッチによる方法は、操作が煩わしく、操作者の立場を
無視した方法である。また、検出ペン先端のマイクロス
イッチによる方法は、検知開始がやや遅れるため、高速
で文字入力した場合、ストロークの短い部首が多い文字
(例えば、「点」のような文字)のときは特徴抽出が難し
く、誤認識することがある。しかも、検出ペンを入力予
定点に接触させないである程度近づけて、例えば「＋」マ
ークのカーソルをその入力予定点に表示するということ
ができない。マイクロスイッチはパネル面に接触しない
と働かないからである。

【００２４】このような状況の下、本発明者は、液晶の
電極間電圧を反転させる交流化信号によって、検出ペン
にスパイク状の静電誘導電圧が誘起されることに着目し
た。この様子を図を用いて詳細に説明する。図１２は図
１５に示した表示一体型タブレット装置の駆動タイミン
グを示している。液晶の電極間電圧の平均値が０となる
ように、１フレームの表示を行う間に交流化信号(反転
信号)ＦＲは数十回反転している。反転信号ＦＲがロー
レベルの場合のコモン電極Ｙ,セグメント電極Ｘに対す
る選択電圧はそれぞれＶ₀,Ｖ₅であり、図１２中に「オ
ン」と記している。一方、反転信号ＦＲがハイレベルの
場合のコモン電極Ｙ,セグメント電極Ｘに対する選択電
圧はそれぞれＶ₅,Ｖ₀であり、図１２中に同様に「オン」
と記している。交差するコモン電極Ｙ,セグメント電極
Ｘが共に「オン」の画素においてのみ表示が行なわれ、コ
モン電極Ｙ,セグメント電極Ｘのうち一方または両方が
「オン」でない画素においては表示が行なわれない。すな
わち、両電極Ｙ,Ｘ間の電圧の絶対値が│Ｖ₅−Ｖ₀│で
ある画素においてのみ表示が行なわれ、かつ両電極Ｙ,
Ｘ間の電圧極性は反転信号ＦＲによって決定されてい
る。この例では、反転信号ＦＲは時刻t₀,t₃,t₆で極性反
転しており、この時刻に全コモン電極Ｙ,セグメント電
極Ｘの電圧が同時に変化している。この時、検出ペン８
をパネル面上に置くと、電極Ｙ,Ｘとの容量結合によ
り、図１２下段に示すように、スパイク状の静電誘導電
圧が誘起される。誘起される静電誘導電圧は、表示内容
には殆んど依存せず、図１３に示すように、検出ペン８
とパネル面との距離に大きく依存する。すなわち、検出
ペン８がパネル面から離れるにしたがって、上記静電誘
導電圧のピーク値は小さくなる(なお、図１４(b),(c)
は、それぞれ検出ペン８がパネル面上にあるとき、パネ
ル面から離間しているときの波形を示している。)。し
たがって、このスパイク状電圧と予め設定した基準電圧
との大小を比較することによって、検出ペン８がパネル
面に接近しているか否かを知ることができる。

【００２５】

【実施例】以下、この発明を実施例により詳細に説明す
る。

【００２６】図１はこの発明の第１実施例の表示一体型
タブレット装置の全体構成を示し、図２は上記表示一体
型タブレット装置の要部の構成を示している。コモン駆
動回路２,セグメント駆動回路３,切り替え回路４,表示
制御回路５および位置制御回路６で制御駆動回路を構成
している。なお、図１２に示した従来の表示一体型タブ
レット装置と同一の構成部品については同一番号を付し
ている。図１に示すように、検出ペン８をパネル面１a
に置いた場合、検出ペン８には、図１２に示した交流化
信号ＦＲの極性が反転するタイミング(同時に、画像表
示用電圧すなわちコモン電極駆動信号およびセグメント
電極駆動信号も極性反転する)で、スパイク状の静電誘
導電圧が誘起される。この静電誘導電圧は検出ペン８に
つながるオペアンプ９で線形増幅される。図２に示すよ
うに、上記オペアンプ９の出力側にはアナログゲート２
０,２１が接続されている。さらに、アナログゲート２
０にはＸ座標検出回路１０,Ｙ座標検出回路１１、アナ
ログゲート２１にはモード検出回路２３がそれぞれ接続
されている。アナログゲート２１は、表示期間中は制御
電圧gmを受けて開き、座標検出期間中は閉じるようにな
っている。一方、アナログゲート２０は、表示期間中は
閉じ、座標検出期間中は制御電圧gtを受けて開くように
なっている。したがって、検出ペン８に誘起された静電
誘導電圧は、オペアンプ９の出力側で分岐されて、表示
期間中はアナログゲート２１を通してモード検出回路２
３に供給され、座標検出期間中はアナログゲート２０を
通してＸ座標検出回路１０,Ｙ座標検出回路１１に供給
される。静電誘導電圧をオペアンプ９で増幅した後に分
岐した理由は、検出ペン８に誘起される静電誘導電圧の
大きさが数十mＶのオーダーであって、そのまま分岐し
た場合、ノイズによって検出精度が低下するからであ
る。モード検出回路２３は、上記オペアンプ９,アナロ
グゲート２１を通して、表示期間中に検出ペン８に誘起
された静電誘導電圧を受ける。このモード検出回路２３
は、受けた静電誘導電圧と予め設定された基準電圧とを
比較して、上記静電誘導電圧が上記基準電圧よりも大き
いとき座標検出を行うべき検出モードと判定する。一
方、上記静電誘導電圧が上記基準電圧よりも小さいとき
座標検出を行わない非検出モードと判定する。そして、
この判定結果を表すモード信号(ハイレベルまたはロー
レベルの２値情報)を出力する。モード信号としては、
アナログ値や何段かのレベル値を用いることもできる
が、この場合は２値情報で十分である。図１に示すよう
に、上記モード検出回路２３が出力するモード信号は、
座標検出期間中に上記Ｘ座標検出回路１０,Ｙ座標検出
回路１１が出力する座標とともに、座標出力選別回路１
３に供給される。座標出力選別回路１３は、上記モード
信号が検出モードを表すとき、受けた座標をそのまま出
力する。一方、上記モード信号が非検出モードを表すと
き、上記座標の出力を停止、例えば座標出力をすべて無
視するか又はＸＹ座標の原点を表す信号を出力する。こ
のように、モード検出回路２３が出力するモード信号に
基づいて、座標検出回路１０,１１が出力する座標が正
規なものかノイズによるものかを判断することができ
る。したがって、検出ペン８のノイズによる誤動作を防
止することができる。

【００２７】上記静電誘導電圧は、図１２に示したよう
に、スパイク状の微分波形をしている。この波形のピー
ク値をそのまま基準電圧と比較することは難しい。そこ
で、図３に示すように、上記モード検出回路２３内に、
スパイク状の微分波形を直流電圧に変換するピーク検出
器２４を設ける。このピーク検出器２４は、差動増幅器
ＯＰ₁と、ダイオードＤ₁,Ｄ₂と、抵抗Ｒs,Ｒfと、コン
デンサＣ₁,Ｃ₂と、リセット回路ＲＣとで構成されてお
り、静電誘導電圧(正または負のピーク値をとる)Ｖsが
入力されると、その波高値に比例した直流電圧Ｖoを作
成する。作成した直流電圧Ｖoは出力側のコンデンサＣ₂
に蓄えられる。リセット回路ＲＣは、例えば電界効果ト
ランジスタ(ＦＥＴ)などで構成され、各表示期間の表示
開始までに、先のフレームでの作成電圧Ｖoをリセット
することができる。一方、入力側のコンデンサＣ₁は、
フィルタ回路(ハイパスフィルタ)を構成して、静電誘導
電圧Ｖsに含まれる直流分を除去する。したがって、検
出ペン８の電極が衣類などとの摩擦帯電によって直流電
圧を発生したときに、回路内にノイズが入るのを防止す
ることができる。なお、このコンデンサＣ₁の設置箇所
はモード検出回路２３内に限られるものではなく、オペ
アンプ９,アナログゲート２１,検出ペン８の容器内のい
ずれに設けても良い。また、上記コンデンサＣ₁は、図
４(a)に示すように、検出ペン８の検出電極(電極先端
部)８０を誘電体層８aで覆って構成しても良い。誘電体
層８aの材質は樹脂またはガラスとし、厚みは０.２mm程
度とする。この方式によれば、特別に単体コンデンサを
接続しなくても済み、構造を簡単化することができる。
しかも、操作者の指が電極先端部８０に接触したときな
どに、誤入力を大幅に改善することができる。ただし、
図４(a)に示した構造では、パネル面１aに何回も文字を
書いたときに、誘電体層８aが摩耗して電極先端部８０
が露出し、目的を果たさなくなることがある。図４(b)
に示すものは、その不具合を避けるために、電極先端部
８０に丸みを帯びた誘電体ボール８bを設けている。

【００２８】なお、検出ペン８は、図５に示すように、
マイクロ・スイッチ８４を内蔵する構成としても良い。
この検出ペン８は、端部８２aが先細りとなった略円筒
状のプラスチック(誘電体)製ケース８２と、このケース
８２の上記端部８２aの内側に嵌合する検出電極８１
と、この検出電極８１の先端開口部に摺動可能に嵌合す
るペン芯８３を備えている。ペン芯８３は棒状(材質は
テフロンなどの絶縁物でも良く、また検出電極８１と絶
縁できるならば金属であっても良い)になっていて、先
端８３aはケース８２の外部に露出する一方、末端８３b
はケース８２内でマイクロ・スイッチ８４に連結されて
いる。マイクロ・スイッチ８４は、ペン芯８３とともに
軸方向に移動する電極８５と、ケース８２内に固定され
た電極８６,８７とを有している。電極８６には本体９
０側から電位＋５Ｖが与えられる一方、電極８７はシー
ルド電極８９とともに接地されている。シールド電極
(無電解メッキなどで形成される)８９は、ケース８２の
内側(外側でも良い)に設けられており、検出電極８１へ
のノイズをシールドする。この検出ペン８を使用すると
きは、ペン芯８３の先端を筆圧十数グラムで(ばね８８
に抗して)パネル面１aに押し付ける。これにより、電極
８５と電極８６,８７とが接触して、入力していること
が検知される。ペン芯８３をパネル面１aから離間させ
ると、ぱね８８の力によって電極８５と電極８６,８７
とが離間して、元の状態に復帰する。なお、ペン芯８３
が摩耗したときは、ペン芯８３だけを取り替えることが
できる。

【００２９】また、上記フィルタ回路として、上記交流
化信号ＦＲの基本周波数を通過帯とするバンドパスフィ
ルタを設けるのが望ましい。検出ペン８に誘起される静
電誘導電圧は交流化信号ＦＲの周波数と同じであるか
ら、この周波数成分だけを通過させれば、必要な静電誘
導電圧を得ることができる上、外部ノイズ(周波数成分
が高い)を阻止することができる。

【００３０】また、上記モード検出回路２３は、受けた
静電誘導電圧の波高値に比例した直流電圧を得るため
に、図６(e)に示すように、上記静電誘導電圧を整流し
て１フレーム分を積分しても良い。ここで、同図(a)は
交流化信号ＦＲを示し、同図(c)は受けた静電誘導電圧
の波形(ノイズを含む)を示している。通常、表示期間の
交流化信号ＦＲはコモン電極Ｙを１３本走査する毎に反
転させるようになっている。したがって、例えばコモン
電極Ｙが４００本のとき、１画面を表示する間の反転回
数は４００／１３≒３０であるから、両波整流を行って
３０個のパルスの積分値により直流電圧を得ることがで
きる。このように、多数のパルスを積分することによっ
て、上記静電誘導電圧に含まれているノイズの影響を低
減することができ、検出精度を上げることができる。ま
た、図６(b)に示すサンプリング信号によって、ノイズ
の影響を更に低減することができる。このサンプリング
信号は、交流化信号ＦＲの極性が反転するタイミングと
同期して立ち上がっている。このサンプリング信号のパ
ルス幅は、図では分かりやすくするために広く描いてい
るが、実際には同図(c)に示す静電誘導電圧のパルス幅
程度、すなわち交流化信号ＦＲのパルス幅の１／１０程
度とする。上記静電誘導電圧を、このサンプリング信号
をゲートとしてアナログゲート回路を通した後、整流し
て、同図(d)に示す波形を得る。この波形を積分したも
のが同図(e)に示す波形である。このように、受けた静
電誘導電圧を積分する期間を、サンプリング信号が立ち
上がっている短い期間内に限ることにより、ノイズの影
響を低減することができる。また、受けた静電誘導電圧
の波形を微分してそのパルス幅を狭くし、同時に上記サ
ンプリング信号のパルス幅を更に狭くすることによっ
て、更に効果を高めることができる。

【００３１】操作者が検出ペン８をパネル面１a近傍に
保持した姿勢で入力準備または思考状態になった場合、
上記モード検出回路２３によって判定されるモードが一
定せず、不安定(スイッチにおけるチャタリングに相当
する状態)になることがある。この結果、表示画面にち
らつきを生ずることがある。この現象を避けるために、
次ぎの２つの手段が有効である。第１の手段は、上記モ
ード検出回路２３が、検出モードから非検出モードへ移
行する判定を行う場合、上記ピーク検出器２４の出力電
圧が基準電圧を一旦下回った後、所定期間経過後に尚下
回っているときに限り、非検出モードへ移行すべき判定
をする手段である。図７はこのときの状況を示してい
る。同図(a)は、ピーク検出器２４の出力電圧であっ
て、検出ペン８がパネル面１aに高い頻度で接触したり
離れたりしていることを示している。この出力電圧をそ
のまま基準電圧と比較して２値化した場合、同図(b)に
示すように、ハイレベルとローレベルが激しく入れ代わ
る波形となる。しかし、上記出力電圧が基準電圧を一旦
下回った後、期間td経過後に尚下回っているときに限
り、非検出モード(ローレベル)へ移行する場合、同図
(c)に示すように、安定した波形が得られる。第２の手
段は、上記基準電圧の値を複数設け、非検出モードから
検出モードへ移行する場合よりも検出モードから非検出
モードへ移行する場合の方を高い値に設定する手段であ
る。具体的には、上記モード検出回路２３内に、図９に
示すように、オペアンプＯＰ₂とツェナーダイオードＤ₃
とを組み合わせて、ヒステリシス特性を有するコンパレ
ータを構成する。図８はこのときの状況を示している。
同図(a)はピーク検出器２４の出力電圧を示している。
Ｅu,Ｅlは異なる値(Ｅu＞Ｅl)の基準電圧である。な
お、同図(a)中の数字は上記出力電圧が基準電圧Ｅu,Ｅl
と一致するタイミングを示している(同図(b),(c)におい
て同様。)。上記基準電圧Ｅu,Ｅlを基準としてそのまま
上記出力電圧を２値化したときは、同図(b),(c)に示す
ように、ハイレベルとローレベルが激しく入れ代わる波
形となる。しかし、上記出力電圧が下から上へ変化する
ときＥuを基準電圧とし、上記出力電圧が上から下へ変
化するときＥlを基準電圧とした場合、同図(d)に示すよ
うに、安定した波形が得られる。これを検出ペン８の位
置で考えると、検出ペン８を遠方からパネル面１aに接
近させる場合が基準電圧Ｅu、検出ペン８をパネル面１a
から離間させる場合が基準電圧Ｅlに相当する。すなわ
ち、検出ペン８を遠方からパネル面１aに接近させる場
合はかなり接近しなければ検出モードに入らないが、一
旦検出モードに入った場合は入った位置よりも遠くなる
まで検出モードが持続する。したがって、表示画面にち
らつきが生じるような不具合を避けることができる。

【００３２】図１１は第２実施例の表示一体型タブレッ
ト装置の全体構成を示している。この表示一体型タブレ
ット装置は、図１,図１５に示した制御回路７,表示制御
回路５に代えて、それぞれ制御回路７′,表示制御回路
５′を備えている。他の構成は図１に示した第１実施例
と同様である。上記制御回路７′は、モード検出回路２
３が出力するモード信号を受けて、このモード信号が検
出モードを表すとき表示期間と座標検出期間との両方を
時分割で設定する(表示／座標検出モード)。一方、上記
モード信号が非検出モードを表すとき表示期間のみの設
定を行う(表示モード)。表示制御回路５′は、プログラ
マブル型のものであって、モード検出回路２３が出力す
るモード信号を受けて、このモード信号の内容に合わせ
て転送モード(画像データ転送速度,クロック信号,同期
信号など)を変更することができる。この表示一体型タ
ブレット装置は、図１０に示すように、まず制御回路
７′が表示期間を設定して、表示走査を行う(ステップ
Ｓ１)。この表示期間中に、モード検出回路２３によっ
て、検出ペン８に誘起された静電誘導電圧と基準電圧と
を比較してモード判定を行う(ステップＳ２)。上記静電
誘導電圧が基準電圧よりも大きいときは表示／座標検出
モードで走査を行う一方(ステップＳ４)、上記静電誘導
電圧が基準電圧よりも小さいときは表示モードで走査を
行う(ステップＳ７)。表示／座標検出モードで走査する
ときは、表示期間だけでなく座標検出期間を設定して座
標検出走査を行い(ステップＳ５)、座標出力選別回路１
３を通して座標値を出力する。このように、検出ペン８
がパネル面１aに接近しているごく短時間だけタブレッ
トとして動作し、ほとんどの期間は表示だけを行う。し
たがって、座標検出に伴う画質低下や消費電力増加を、
実用上全く問題ないレベルに抑えることができる。

【００３３】ここで、上述のように表示期間と座標検出
期間とが混在している場合、表示制御回路５′から液晶
表示パネル１への画像データ転送速度と毎秒フレーム数
の設定の仕方として、次の２通りが考えられる。１つ
は、表示モードと表示／座標検出モードとで画像データ
転送速度を同一(クロック信号,同期信号も同様)にし
て、表示／座標検出モードのときに単に表示期間に座標
検出期間を割り込ませる設定である。この設定では、装
置全体の構成を簡単にすることができる。もう１つは、
表示モードよりも表示／座標検出モードでの画像データ
転送速度を速く(クロック信号,同期信号も同様)して、
表示モードと表示／座標検出モードの毎秒フレーム数を
同一にする設定である。この設定では、表示／座標検出
モードのときに走査期間が長くなるのを防止でき、した
がって照明器具や電源周波数の種類にかかわらず、フリ
ッカーが出るのを防止できる。

【００３４】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の表
示一体型タブレット装置は、液晶を挟むセグメント電極
群とコモン電極群とを有する液晶表示パネルと、表示期
間と座標検出期間とを時分割で設定することができ、上
記表示期間には上記両電極群に画像表示用電圧を順次印
加すると共に交流化信号の極性が反転するタイミングで
上記画像表示用電圧の極性を周期的に反転させる一方、
上記座標検出期間には上記両電極群に座標検出用電圧を
順次印加する制御駆動回路と、上記液晶表示パネル面で
上記両電極群のうち指示した電極と容量結合して静電誘
導電圧を誘起できる検出ペンと、上記座標検出期間に上
記座標検出用電圧によって上記検出ペンに誘起された静
電誘導電圧を受けて、受けた静電誘導電圧に基づいて上
記検出ペンが指示した座標を検出して出力する座標検出
回路を備えた表示一体型タブレット装置であって、上記
表示期間中に上記画像表示用電圧の極性反転によって上
記検出ペンに誘起された静電誘導電圧を受けて、受けた
静電誘導電圧と予め設定された基準電圧とを比較して、
上記静電誘導電圧が上記基準電圧よりも大きいとき座標
検出を行うべき検出モードと判定する一方、上記静電誘
導電圧が上記基準電圧よりも小さいとき座標検出を行わ
ない非検出モードと判定し、判定結果を表すモード信号
を出力するモード検出回路と、上記座標検出回路が出力
する座標と上記モード検出回路が出力するモード信号を
受けて、上記モード信号が検出モードを表すとき上記座
標をそのまま出力する一方、上記モード信号が非検出モ
ードを表すとき上記座標の出力を停止する座標出力選別
回路を備えているので、検出ペンが液晶表示パネル面に
接近しているか否かを判断できる。したがって、検出ペ
ンに乗るノイズに起因する誤動作を防止することができ
る。

【００３５】また、上記モード検出回路は、上記静電誘
導電圧を受けて、受けた静電誘導電圧の波高値に比例し
た直流電圧を作成するピーク検出器を有する場合、上記
静電誘導電圧と上記基準電圧との大小を容易に比較する
ことができる。

【００３６】また、上記検出ペンに誘起された静電誘導
電圧を増幅する増幅回路を備え、上記座標検出回路とモ
ード検出回路は、この増幅回路によって増幅された静電
誘導電圧を分岐して受ける場合、上記静電誘導電圧がノ
イズに紛れることが無くなり、検出精度を向上させるこ
とができる。

【００３７】また、上記ピーク検出器は、受けた静電誘
導電圧に含まれる直流分を除去するフィルタ回路を有す
る場合、検出ペンの電極が衣類などとの摩擦帯電によっ
て直流電圧を発生したときに、回路内にノイズが入るの
を防止することができる。

【００３８】また、上記フィルタ回路は、上記交流化信
号の基本周波数を通過帯とするバンドパスフィルタであ
る場合、検出ペンに誘起される静電誘導電圧の周波数成
分だけを通過させることができ、周波数成分が高い外部
ノイズを阻止することができる。

【００３９】また、上記フィルタ回路は、上記検出ペン
の電極先端部を覆う誘電体を用いて構成されるコンデン
サを含む場合、特別に単体コンデンサを接続しなくても
済み、構造を簡単化することができる。しかも、操作者
の指が電極先端部に接触したときなどに、誤入力を大幅
に改善することができる。

【００４０】また、上記ピーク検出器は、上記交流化信
号の極性が反転するタイミングと同期し、上記静電誘導
電圧が立ち上がっている期間内に上記静電誘導電圧を積
分して、上記直流電圧を作成する場合、受けた静電誘導
電圧を積分する期間を短い期間に限ることができ、ノイ
ズの影響を低減することができる。

【００４１】また、上記モード検出回路は、検出モード
から非検出モードへ移行する判定を行う場合、上記ピー
ク検出器の出力電圧が上記基準電圧を一旦下回った後、
所定期間経過後に尚下回っているときに限り、非検出モ
ードへ移行すべき判定結果を表すモード信号を出力する
場合、モード信号が不安定(スイッチにおけるチャタリ
ングに相当する状態)になるの避けることができ、この
結果、表示画面にちらつきが生ずるのを防止できる。

【００４２】また、上記基準電圧の値は複数設けられ、
非検出モードから検出モードへ移行する場合よりも検出
モードから非検出モードへ移行する場合の方が高い値に
設定されている場合、モード信号が不安定(スイッチに
おけるチャタリングに相当する状態)になるの避けるこ
とができ、この結果、表示画面にちらつきが生ずるのを
防止できる。

【００４３】また、上記制御駆動回路は、上記モード検
出回路が出力するモード信号を受けて、上記モード信号
が検出モードを表すとき上記表示期間と座標検出期間と
の両方を時分割で設定する一方、上記モード信号が非検
出モードを表すとき上記表示期間のみの設定を行う手段
を有する場合、検出ペンがパネル面に接近しているごく
短時間だけタブレットとして動作し、ほとんどの期間は
表示だけを行うことができる。したがって、座標検出に
伴う画質低下や消費電力増加を全く問題ないレベルに抑
えることができる。

【００４４】また、上記制御駆動回路は、検出モードの
ときに設定する表示期間と非検出モードのときに設定す
る表示期間とで、画像データ転送速度を同一に制御する
手段を有する場合、装置全体の構成を簡単にすることが
できる。

【００４５】また、上記制御駆動回路は、検出モードと
非検出モードでのフレーム周波数が略同一となるよう
に、非検出モードのときの表示期間よりも検出モードの
ときの表示期間に、画像データを高速に転送する手段を
有する場合、表示期間と座標検出期間との両方を時分割
で設定するモード(表示／座標検出モード)のときに走査
期間が長くなるのを防止でき、したがって照明器具や電
源周波数の種類にかかわらずフリッカーが出るのを防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の表示一体型タブレッ
ト装置の全体構成を示す図である。

【図２】上記表示一体型タブレット装置の要部の構成
を示す図である。

【図３】上記表示一体型タブレット装置のモード検出
回路が有するピーク検出器を示す図である。

【図４】検出ペンの電極先端部の構造を示す図であ
る。

【図５】検出ペンにマイクロスイッチを内蔵した状態
を示す図である。

【図６】静電誘導電圧を整流して積分したときの波形
を示す図である。

【図７】上記モード検出回路が出力するモード信号を
示す図である。

【図８】上記モード検出回路が出力するモード信号を
示す図である。

【図９】上記モード検出回路が有するコンパレータを
示す図である。

【図１０】この発明の第２実施例の表示一体型タブレ
ット装置の動作を説明するフローチャートを示す図であ
る。

【図１１】上記表示一体型タブレット装置の全体構成
を示す図である。

【図１２】本出願人が先に提案した表示一体型タブレ
ット装置の駆動タイミングを示す図である。

【図１３】静電誘導電圧のピーク値の距離依存性を示
す図である。

【図１４】静電誘導電圧の波形の距離依存性を示す図
である。

【図１５】本出願人が先に提案した表示一体型タブレ
ット装置の全体構成を示す図である。

【図１６】上記表示一体型タブレット装置の表示期間
と座標検出期間の設定の仕方を示す図である。

【図１７】上記表示一体型タブレット装置の駆動タイ
ミングを示す図である。

【符号の説明】

１液晶表示パネル１a パネル
面２コラム駆動回路３セグメン
ト駆動回路４切り替え回路５,５′ 表
示制御回路６位置検出制御回路７,７′ 制
御回路８検出ペン８a 誘電体
層９オペアンプ１０Ｘ座標
検出回路１１Ｙ座標検出回路は１２電源回
路１３座標出力選別回路２０,２１
アナログゲート２３モード検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶を挟むセグメント電極群とコモン電
極群とを有する液晶表示パネルと、表示期間と座標検出
期間とを時分割で設定することができ、上記表示期間に
は上記両電極群に画像表示用電圧を順次印加すると共に
交流化信号の極性が反転するタイミングで上記画像表示
用電圧の極性を周期的に反転させる一方、上記座標検出
期間には上記両電極群に座標検出用電圧を順次印加する
制御駆動回路と、上記液晶表示パネル面で上記両電極群
のうち指示した電極と容量結合して静電誘導電圧を誘起
できる検出ペンと、上記座標検出期間に上記座標検出用
電圧によって上記検出ペンに誘起された静電誘導電圧を
受けて、受けた静電誘導電圧に基づいて上記検出ペンが
指示した座標を検出して出力する座標検出回路を備えた
表示一体型タブレット装置であって、上記表示期間中に上記画像表示用電圧の極性反転によっ
て上記検出ペンに誘起された静電誘導電圧を受けて、受
けた静電誘導電圧と予め設定された基準電圧とを比較し
て、上記静電誘導電圧が上記基準電圧よりも大きいとき
座標検出を行うべき検出モードと判定する一方、上記静
電誘導電圧が上記基準電圧よりも小さいとき座標検出を
行わない非検出モードと判定し、判定結果を表すモード
信号を出力するモード検出回路と、上記座標検出回路が出力する座標と上記モード検出回路
が出力するモード信号を受けて、上記モード信号が検出
モードを表すとき上記座標をそのまま出力する一方、上
記モード信号が非検出モードを表すとき上記座標の出力
を停止する座標出力選別回路を備えたことを特徴とする
表示一体型タブレット装置。
【請求項２】請求項１に記載の表示一体型タブレット
装置において、上記モード検出回路は、上記静電誘導電圧を受けて、受
けた静電誘導電圧の波高値に比例した直流電圧を作成す
るピーク検出器を有することを特徴とする表示一体型タ
ブレット装置。
【請求項３】請求項１に記載の表示一体型タブレット
装置において、上記検出ペンに誘起された静電誘導電圧を増幅する増幅
回路を備え、上記座標検出回路とモード検出回路は、この増幅回路に
よって増幅された静電誘導電圧を分岐して受けることを
特徴とする表示一体型タブレット装置。
【請求項４】請求項２に記載の表示一体型タブレット
装置において、上記ピーク検出器は、受けた静電誘導電圧に含まれる直
流分を除去するフィルタ回路を有することを特徴とする
表示一体型タブレット装置。
【請求項５】請求項４に記載の表示一体型タブレット
装置において、上記フィルタ回路は、上記交流化信号の基本周波数を通
過帯とするバンドパスフィルタであることを特徴とする
表示一体型タブレット装置。
【請求項６】請求項４に記載の表示一体型タブレット
装置において、上記フィルタ回路は、上記検出ペンの電極先端部を覆う
誘電体を用いて構成されるコンデンサを含むことを特徴
とする表示一体型タブレット装置。
【請求項７】請求項２に記載の表示一体型タブレット
装置において、上記ピーク検出器は、上記交流化信号の極性が反転する
タイミングと同期し、上記静電誘導電圧が立ち上がって
いる期間内に上記静電誘導電圧を積分して、上記直流電
圧を作成することを特徴とする表示一体型タブレット装
置。
【請求項８】請求項２に記載の表示一体型タブレット
装置において、上記モード検出回路は、検出モードから非検出モードへ
移行する判定を行う場合、上記ピーク検出器の出力電圧
が上記基準電圧を一旦下回った後、所定期間経過後に尚
下回っているときに限り、非検出モードへ移行すべき判
定結果を表すモード信号を出力することを特徴とする表
示一体型タブレット装置。
【請求項９】請求項２に記載の表示一体型タブレット
装置において、上記基準電圧の値は複数設けられ、非検出モードから検
出モードへ移行する場合よりも検出モードから非検出モ
ードへ移行する場合の方が高い値に設定されていること
を特徴とする表示一体型タブレット装置。
【請求項１０】請求項１に記載の表示一体型タブレッ
ト装置において、上記制御駆動回路は、上記モード検出回路が出力するモ
ード信号を受けて、上記モード信号が検出モードを表す
とき上記表示期間と座標検出期間との両方を時分割で設
定する一方、上記モード信号が非検出モードを表すとき
上記表示期間のみの設定を行う手段を有することを特徴
とする表示一体型タブレット装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の表示一体型タブレ
ット装置において、上記制御駆動回路は、検出モードの
ときに設定する表示期間と非検出モードのときに設定す
る表示期間とで、画像データ転送速度を同一に制御する
手段を有することを特徴とする表示一体型タブレット装
置。
【請求項１２】請求項１０に記載の表示一体型タブレ
ット装置において、上記制御駆動回路は、検出モードと
非検出モードでのフレーム周波数が略同一となるよう
に、非検出モードのときの表示期間よりも検出モードの
ときの表示期間に、画像データを高速に転送する手段を
有することを特徴とする表示一体型タブレット装置。