JPH07120242B2

JPH07120242B2 - 表示装置

Info

Publication number: JPH07120242B2
Application number: JP5953587A
Authority: JP
Inventors: 雅章中野; 雄作斉藤; 昭裕渡辺; 修司岩田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-03-13
Filing date: 1987-03-13
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPS63225818A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、表示装置に関し、例えば電子計算機とその
操作者との対話の手段として、平面状表示パネル面上に
座標入力面としての機能を持たせた入力機能付の表示装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、平面状表示パネル面に座標入力機能を持たせた入
力機能付の表示装置として、本出願人による特願昭61−
226767号明細書に示されるものが提案されている。

第４図は、その入力機能付の表示装置の構成を示すブロ
ック図であり、図において、（１）は平板状表示パネル
で、例えばTNモードの表示用液晶セルで、Ｘ−Ｙマトリ
クス電極構成になつており、例えばそれぞれが直交する
複数のＸ透明電極（11）とＹ透明電極（12）とを有し、
それぞれの透明電極（11）、（12）の両端は外部から信
号を与えられるような構造となつている。（21）、（2
2）はＸ用ドライバ、（31）、（32）はＹ用ドライバ、
（４）は入力ペンで、例えばフエライトにコイルを巻い
たピツクアツプコイル（40）とヘツドアンプ（41）とで
構成されている。（５）はメモリで、液晶セル（１）に
表示するパターンを書き込む。（６）は表示用信号印加
手段を構成する液晶表示コントローラで、液晶セル
（１）の選択されたＹ透明電極（12）に対応するＸ方向
のパターンデータをメモリ（５）から読出し、Ｘ用ドラ
イバ（21）、（22）に転送するなどの表示制御を行う。

（７）は位置検出回路で、入力ペン（４）の信号より検
出信号を発生する。（８）は位置検出走査回路、（９）
は入出力モードコントローラで、表示モード時は液晶表
示コントローラ（６）よりの表示データや制御信号をＸ
用ドライバ（21）、（22）、Ｙ用ドライバ（31）、（3
2）へそれぞれ供給し、位置検出モード時は、位置検出
走査回路（８）よりの各種信号をＸ用ドライバ（21）、
（22）、Ｙ用ドライバ（31）、（32）へそれぞれ加える
為の切換スイツチの役割を果たす。位置検出回路（７）
の一部及び位置検出走査回路（８）により位置検出手段
を構成する。（10）はCPUであり、表示パターンをメモ
リ（５）へ書き込んだり装置全体の制御を行う。

第５図は第４図の中で位置検出モードに関する構成を詳
細に示す回路図である。図中、（800）はクロツクジエ
ネレータであり、その出力端は、入出力モードコントロ
ーラ（９）を介してＹ用ドライバ（31）、（32）のクロ
ツク入力端子CK、分周器（801）の入力端及びカウンタ
（802）のクロツク入力端子CKに接続される。また分周
器（801）の出力端は入出力モードコントローラ（９）
を介してＹ用ドライバ（31）、（32）のデータ入力端子
Ｄとカウンタ（802）のスタート端子（Ｓ）とに接続さ
れる。（803）はラツチであり、カウンタ（802）の出力
をラツチパルス（ｌ）によりラツチする。

（804）は正弦波発生器であり、周波数f₀の正弦波を発
生する。（805）はエミツタ接地のトランジスタであ
り、正弦波発生器（804）の出力正弦波と位相の180°異
なる正弦波を発生する。

また、（700）は中心周波数がf₀のバンドパスフイルタ
である。（701）は位相比較手段を構成する位相比較器
であり、２つの入力端子P₁、P₂に入力されるそれぞれの
正弦波の位相を電圧レベルとして出力端POから出力す
る。（702）は差動増幅器である。（703）はコンパレー
タであり、位相比較器（701）の出力が一定レベルにな
つた時に一定パルスを出力する。

（31）、（32）は第４図に示したものと同じＹ用ドライ
バであるが、実際は内部にｎ段のシフトレジスタを持
ち、クロツク入力端子CKのクロツクパルスによりデータ
入力端子Ｄのデータを順次シフトする。またドライバの
出力端子（Oi）（ｉ＝１〜ｎ）はシフトレジスタ内のデ
ータ（Di）（ｉ＝１〜ｎ）と交流化端子（DF）の値とに
より電圧印加端子V1、V2、V3、V4に印加された電圧の１
つを出力する。その出力電圧の真理値表を第１表に示
す。

またここに電圧印加端子V1、V2、V3には一定の直流電圧
E1、E2、E3が印加され、端子V4には入出力モードコント
ローラ（９）を介して表示モード時には直流電圧E4、位
置検出モード時には位相の180°異なる２つの正弦波電圧が印加される。

また入出力モードコントローラ（９）の内部スイツチ群
は第５図に示すように表示モード時には破線で示す様
に、位置検出モード時には実線で示すように接続され
る。

また第５図ではＹ用ドライバ（31）、（32）、Ｙ透明電
極（121）〜（12n）しか図示していないが、実際はこれ
らと直交する位置にＸ用ドライバ、Ｘ透明電極が設けら
れており、位置検出モードではＹ用ドライバ、Ｙ透明電
極と同様の動作をする。

次いで動作について説明する。

本出願人が提案した入力機能付の表示装置は、表示モー
ドと位置検出モードとを一定周期で時分割に繰り返す。
つまり第６図に示す様に横方向を時間の経過とすると、
１フレーム周期を（ｎ＋２）の期間に分割し、期間T₁か
らT_nまでは表示モード、期間Tn＋１、Tn＋２は位置検出
モードとして動作する。

まず表示モードにおいては、入出力モードコントローラ
（９）の内部スイツチ群は第５図の破線で示すように接
続され、液晶表示コントローラ（６）は表示すべきパタ
ーンのデータをメモリ（５）から順次読出し、従来より
周知の電圧平均化駆動法により表示を行う。つまり直流
電圧（E₁、E₂、E₃、E₄）は電圧平均化駆動法に適したバ
イアス電圧に設定され、期間T₁，T₂，…,TnごとにＹ透
明電極（121），（122）、（…12n）に順次選択電圧が
印加され、各期間ごとに、選択されたＸ透明電極（11）
に印加される。この時、各々のＸ透明電極（11）、Ｙ透
明電極（12）の両端のドライバ出力は同じ電圧を出力す
る。

次に、位置検出モードについて第７図を用いて説明す
る。第７図は第５図に示す各部から出力される信号の時
間的変化を示す波形図である。期間Tn＋１で入出力モー
ドコントローラ（９）の内部スイツチ群は第５図の実線
で示すように接続され、入力ペン（４）のある位置のＹ
座標を検出する。

位置検出モードでは、Ｙ用ドライバ（31）のV4端子及び
Ｙ用ドライバ（32）のV4端子には正弦波発生器（804）
で発生した正弦波電圧V_msin（２πf_0t）及びそれをトラ
ンジスタ（805）で位相を180°ずらせた−V_msin（２πf
_0t）となる正弦波電圧が印加される。さらにＹ用ドライ
バ（31）、（32）のDF端子は接地されているので“L"と
なり、Ｙ用ドライバ（31）、（32）の出力Oi（ｉ＝１〜
ｎ）には、第１表に示すように内部シフトレジスタのデ
ータが“L"の時は直流電圧E₂が、“H"の時はV4端子に印
加される正弦波電圧V_msin（２πf_0t）または−V
_msin（２πf_0t）が出力される。

クロツクジエネレータ（800）で発生した基本クロツク
Ｃ（第７図の信号Ｃ）を分周器（801）で（ｎ＋２）分
周して出力されるスタートパルスSP（第７図の信号SP）
はカウンタ（802）（第７図の信号CNT）をリセツトしカ
ウントを開始させると共にＹ用ドライバ（31）、（32）
のシフトレジスタのデータ入力端子Ｄに供給される。そ
の後、基本クロツクパルスＣが１つ発生する毎にカウン
タ（802）の出力値は“1"ずつ増加し、それに同期して
Ｙ用ドライバ（31）、（32）の内部シフトレジスタのデ
ータが１つずつシフトされるので、両端に±V_msin（２
πf_0t）の電圧の印加されたＹ透明電極（12）が１つず
つ隣へシフトされる。つまりＹ透明電極（12）の抵抗値
をR₀とすると、Ｙ透明電極（121），（122），…（12
m）に順番に（2Vm/R₀）・_sin（２πf_0t）の正弦波電流
が流れる。

この時、Ｙ透明電極（12m）上のＸの位置に置かれた入
力ペン（４）のピツクアツプコイル（40）には各透明電
極（12）に流れる正弦波電流により発生する交流磁束の
液晶セル１面に垂直な成分により起電力が生ずる。この
起電力は、Ｙ透明電極（12）を流れる正弦波電流と同じ
周波数で位相が90°異なり、そのレベルの大きさが点Ｘ
と正弦波電流の流れているＹ透明電極（12）との距離に
反比例した正弦波となる。但し点ＸのＹ透明電極（12
m）に電流が流れている場合は距離は最短となるが、液
晶セル１面に垂直な成分の磁束はほぼゼロとなる為にピ
ツクアツプコイル（40）の出力もほぼゼロとなる。この
ピツクアツプコイル（40）の出力信号はヘツドアンプ
（41）で増幅され、S/N比を上げる為に中心周波数f₀の
バンドパスフイルタ（700）を通る。上に述べた様にＹ
透明電極（12）に順次１本ずつ電流を流していつた時の
バンドパスフイルタ（700）出力波形を第７図の信号ｂ
に示す。

また差動アンプ（702）の２つの入力端子にはＹ用ドラ
イバ（31）、（32）のV4端子に印加されるそれぞれの正
弦波電圧±V_msin（２πf_0t）が印加されるので、出力に
はＹ透明電極（12）に流れる電流に比例した正弦波が出
力される（第７図の信号ｒ参照）。

第７図からも分かるようにバンドパスフイルタ（700）
の出力信号ｂの位相はＹ透明電極（121）から（12m）に
電流を流している期間とＹ透明電極（12（ｍ＋１））か
ら（12n）に電流を流している期間とでは180度異なる。
従つて差動アンプ（702）の出力信号ｒとバンドパスフ
イルタ（700）の出力信号ｂを位相比較器（701）に入力
すると出力信号ｐの波形は第７図の信号ｐの様になる。
そしてコンパレータ（703）の基準電位端子ＢをVRの電
位に設定すると位相比較器（701）の出力信号ｐのレベ
ルがVRとなつた時にコンパレータ（703）は一致パルス
ｌを出力しラツチ（803）がその時のカウンタ（802）出
力をラツチする。

つまり、順次Ｙ透明電極（12）に交流電流を流して走査
し、入力ペン（４）の位置するｍ番目のＹ透明電極（12
m）を走査した時にコンパレータ（703）は一致パルスを
発生し、カウンタ（802）の出力値ｍをラツチする。こ
のラツチ（803）の出力値をCPU（10）が読取る事によ
り、入力ペン（４）の位置のＹ座標を検出する。

以上述べた動作を第６図の期間Tn＋１に行い、さらに期
間Tn＋２に同様の動作をＸ用ドライバ（21）、（22）Ｘ
透明電極（11）に関して行い入力ペン（４）の位置のＸ
座標を検出する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の表示装置は以上のように構成されているので、表
示画面を大きくした場合、第７図に示した主な各部の信
号の出力波形図は、実際は第８図に示す様な出力波形図
となる。

ｍ番目の電極の上にピツクアツプコイル（40）がある
時、カウンタ（802）の出力値がｍの前後付近の値の時
は、バンドパスフイルタ（700）の出力信号ｂは一定の
レベルを持つので位相比較器（701）は正常に動作する
が、カウンタ（802）の出力値がｍと大きな差を持つ値
の時は、ピツクアツプコイル（40）のある位置と交流成
分電流の流れている電極の位置の距離が大きくなる為
に、バンドパスフイルタ（700）の出力信号ｂのレベル
が小さくなり位相情報のS/N比が悪くなるので、位相比
較器（701）の出力ｐ（第８図の信号ｐにおける斜線部
分）は不安定になつてしまう。

従つて、コンパレータ（703）は誤まつた一致パルス信
号lfを出力する。この誤まつた一致パルス信号lfでラツ
チ（803）がカウンタ（800）の値をラツチする事により
検出座標が誤つてしまうという問題点があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、表示画面を大きくした場合でも誤まつた一致
パルスの発生を防ぎ、精度よく正確な座標検出の行なえ
る表示装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る表示装置は、磁束検出手段に生じる信号
の振幅を検出する振幅検出手段と、振幅が所定のしきい
値に達した時に開くゲート回路とゲート回路の出力パル
スによつてゲート回路を閉じる手段を備えたものであ
る。

〔作用〕

この発明における表示装置は、ゲート回路により誤つた
一致パルスの発生を防ぎ、磁束検出手段の振幅レベルが
一定値を越えた後の位相反転を示す一致パルスを真の一
致パルスとして処理する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、この発明の一実施例による表示装置の構成を
示すブロツク図である。第１図において、（1000）は振
幅検出手段、ゲート回路及びゲート回路を閉じる手段を
備えたゲート制御回路であり、その他の各構成要素は、
従来例の第４図に示す各構成要素と同様であり、同一符
号はそれぞれ同一又は相当の動作をする。

第２図は、第１図に示す入力ペン（４）、位置検出回路
（７）、位置検出走査回路（８）及びゲート制御回路
（1000）の詳細を示す回路図である。

第２図において、入力ペン（４）、位置検出回路
（７）、位置検出走査回路（８）の各構成要素は、従来
例の第５図によるものと同様であり、同一符号はそれぞ
れ同一又は相当の動作をする。

図において、（1001）はダイオード、（1002）は抵抗
器、（1003）はコンデンサでありこれらで包絡線検波回
路を構成し、バンドパスフイルタ（700）の交流成分を
含んだ出力信号から振幅情報を取り出す振幅検出手段で
ある。（1004）はコンパレータであり、入力端子Ａ、Ｂ
の電位を比較しＡ＞Ｂの時Ｃ端子からローレベルを出力
する。（1005）は可変抵抗器であり、コンパレータ（10
04）のＢ入力端子の比較電位、すなわち所定のしきい値
を決定する。（1006）はインバーターゲート、（1007）
は抵抗器、（1008）はオアゲートで、微分回路を構成
し、コンパレータ（1004）の出力の立下がりを検出しパ
ルスを発生する。（1009）はオアゲート、（1010）、
（1011）はセツト、リセツト可能なＤタイプのフリツプ
フロツプ、（1012）はオアゲート、（1013）はインバー
ターゲートである。

また、第３図は第２図の主な各部における信号の時間に
対する変化を示す出力波形図であり、信号CNTはカウン
タ（802）の出力値、信号SPは分周器（801）の出力する
スタートパルス、信号ｂはバンドパスフイルタ（700）
の出力及びその振幅の包絡線、信号CAはコンパレータ
（1004）のＡ入力、信号S1はコンパレータ（1004）の出
力、信号S2はオアゲート（1008）の出力、信号S3はフリ
ツプフロツプ（1010）のＱ出力、信号S4はフリツプフロ
ツプ（1011）のＱ出力、信号ｌはコパレータ（703）の
出力、信号ltはオアゲート（1012）の出力の波形であ
る。

次に動作について説明する。

この発明の一実施例による表示装置は従来例と同様の動
作で、第６図に示すように表示モードと位置検出モード
を時分割で繰り返すが、位置検出モードでの動作を第２
図、第３図について説明する。

第２図で入力ペン（４）の先端のピツクアツプコイル
（40）は図示していないが、例えば液晶セル（１）のｍ
番目のＹ透明電極（12m）の上に置かれている。そして
順次１本づつのＹ透明電極（12）に交流成分電流を流し
た時、バンドパスフイルタ（700）の出力信号ｂは第３
図の信号ｂの様な波形となり、この信号の位相変化点
（Ｐ点）に元に座標検出を行なう。コンパレータ（70
3）の出力信号ｌは第３図の信号ｌに示すように、位相
の変化点でパルスを発生するが、真の位相変化点以外に
信号ｂのレベルの低い所でも誤つたパルス信号lfを出力
する。

一方、バンドパスフイルタ（700）の出力信号ｂを包絡
線検波回路（1001）、（1002）、（1003）を通した後、
コンパレータ（1004）のＡ端子に入力される信号は第３
図の信号CAに示す波形となる。従つて、コンパレータ
（1004）の出力波形は所定のしきい値に達した時にゲー
ト回路が開かれることになり、第３図の信号S1となる。
即ち、バンドパスフイルタ（700）の出力の振幅が所定
レベルより大きくなつた時だけローレベルとなる。そこ
で、フリツプフロツプ（1011）のＱ出力の信号S4は第３
図の信号S4に示す様に、コンパレータ（1004）の立下が
りエツジを示すパルス（第３図の信号S2）のうち、フリ
ツプフロツプ（1010）のＱ出力（信号S3）でゲートをか
けて、得られるパルスでローレベルとなり、オアゲート
（1012）のローレベルパルスにより再びハイレベルとな
り、ゲート回路を閉じる。

従つて、コンパレータ（703）の出力パルス（第３図の
信号ｌ）のうち、フリツプフロツプ（1011）のＱ出力
（信号S4）がローレベルの期間のものだけをぬき取る様
にオアゲート（1012）でゲートをかける事によつて真の
位相変化を示すパルス信号ltを取り出す事ができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば磁束検出手段の位相変
化検出手段の出力部に、磁束検出手段の出力レベルを検
出する振幅検出手段と、この出力レベルが所定値を越え
た時に開くゲート回路を設け、位相変化検出手段への入
力信号レベルが低い時は動作しない構成としたので、表
示画面を大きくしても、座標検出精度の高い表示装置が
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による表示装置の構成を示
すブロツク図、第２図は第１図における位置検出走査回
路、位置検出回路、ゲート制御回路、入力ペンを詳細に
示す回路図、第３図は第２図の主な各部の信号の時間に
対する変化を示す出力波形図、第４図は従来の表示装置
の構成を示すブロツク図、第５図は従来の表示装置の位
置検出動作を説明するための説明図、第６図は表示モー
ドと位置検出モードとの時分割動作を説明する説明図、
第７図は第５図の各部の主な信号の時間に対する変化を
示す出力波形図、第８図は従来の表示装置の信号時間に
対する変化を示す波形図である。（１）……平板状表示パネル、（４）……入力ペン、
（６）……表示用信号印加手段、（７）、（８）……位
置検出手段、（11）……Ｘ電極、（12）……Ｙ電極、
（40）……磁束検出手段、（701）……位相比較手段、
（804）……交流成分電流印加手段、（1000）……ゲー
ト回路及びゲート回路を閉じる手段、（1001）、（100
2）、（1003）……振幅検出手段。なお、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田修司兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社応用機器研究所内 (56)参考文献特開昭60−79219（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−84339（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ−Ｙマトリクス電極構成の平板状表示パ
ネルと、上記Ｘ−Ｙマトリクス電極に表示用信号を印加
する表示用信号印加手段と、上記Ｘ−Ｙマトリクス電極の少なくとも一方の電極群に
順次１本ずつ交流成分を有する電流を印加する交流成分
電流印加手段と、磁束検出手段を具備する入力ペンと、上記マトリクス電極に印加する交流成分電流の位相と上
記磁束検出手段に生じる信号の位相とを比較する位相比
較手段と、上記位相比較手段の出力に基づき上記表示パネル上の入
力ペンの位置を検出する位置検出手段とを備えた表示装
置において、上記磁束検出手段に生じる信号の振幅を検
出する振幅検出手段と、上記振幅検出手段の出力がしきい値に達した時に開くゲ
ート回路と、上記ゲート回路の出力パルスにより上記ゲート回路を閉
じる手段とを備えた事を特徴とする表示装置。