JPH07175591A - 画像入出力システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、専用のペン入力タブレットを用い
ることなく表示パネル上でペン入力を可能とする画像入
出力システムを提供することを目的とする。 【構成】 走査側駆動回路５２からの走査電圧信号によ
り液晶表示パネル２０の各ゲートラインに接続されるＴ
ＦＴのゲート電極に発生する電圧変化を入力ペン４０で
検出し、制御回路５１が、ゲートラインの走査時に、こ
のゲートライン方向の入力ペン４０の電圧検出位置を検
出した後、ゲートラインの走査を行わない状態で液晶表
示パネル２０の各データラインを順次走査し、この走査
により入力ペン４０による電圧検出位置の当該データラ
イン方向の電圧検出位置を検出するようにしているの
で、専用のペン入力タブレット等を用いることなく、液
晶表示パネル２０上で入力ペン４０により操作されるペ
ン入力位置を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像入出力システムに
係り、詳細には、表示パネル上で静電結合方式によるペ
ン入力を可能にする画像入出力システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像入出力システムとしては、例
えば、液晶表示パネル上にペン入力型タブレットを重ね
て構成されるものがあり、その具体的構成を図５に示
す。

【０００３】この図５において、１は液晶表示パネル、
２は入力タブレット、３は液晶表示パネル１を駆動する
液晶駆動回路、４は入力タブレット２上のペン５による
入力位置を検出する座標検出回路である。

【０００４】入力タブレット２は、縦方向と横方向に位
置検出用電極が形成された２枚のガラス基板を張り合わ
せて構成され、その表面をペン５で押圧しながら描画す
ると、その変化する描画位置の座標が座標検出回路４に
より検出され、その検出座標に応じた図形や文字等の画
像データが図示しない制御回路等で生成され、その画像
データに基づいて液晶駆動回路３により液晶表示パネル
１に描画像が表示されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像入出力システムにあっては、液晶表示パ
ネル上にペン入力型タブレットを重ねる構成となってい
たため、液晶表示パネルモジュールの厚みが増加すると
ともに、液晶表示パネルの開口率が低下するという問題
点があった。

【０００６】また、液晶表示パネルの他にペン入力型タ
ブレットを必要とするため、画像入出力システムのシス
テムコストを増加させるという欠点もある。

【０００７】そこで本発明は、専用のペン入力タブレッ
トを用いることなく表示パネル上でペン入力を可能とす
る画像入出力システムを提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の走査電極と複数の信号電極を有した表示パネル
と、前記各走査電極を順次走査する走査信号に同期して
一走査ライン分の画像データを前記複数の信号電極に供
給して画像データを表示する表示制御手段と、前記走査
信号により各走査電極に発生する電圧変化を検出する電
圧検出手段と、前記走査電極の走査時に前記電圧検出手
段の当該走査ライン方向の電圧検出位置を検出すると共
に、前記走査電極の走査を行わない状態で、前記各信号
電極を順次走査し、この走査により前記電圧検出手段の
当該信号ライン方向の電圧検出位置を検出する位置検出
手段と、を具備することにより、上記目的を達成してい
る。

【０００９】この場合、例えば、請求項２に記載するよ
うに、前記信号電極の走査は、前記走査電極の走査に引
き続いて行われるようにしてもよいし、請求項３に記載
するように、前記表示パネルは、各走査電極と各信号電
極にスイッチング素子を有するものでもよい。

【００１０】

【作用】本発明によれば、表示制御手段により表示パネ
ルの複数の走査電極を順次走査する走査信号に同期して
一走査ライン分の画像データを前記複数の信号電極に供
給して画像データを表示し、この走査信号により各走査
電極に発生する電圧変化を電圧検出手段で検出し、前記
走査電極の走査時に前記電圧検出手段の当該走査ライン
方向の電圧検出位置を位置検出手段で検出すると共に、
前記走査電極の走査を行わない状態で、前記各信号電極
を順次走査し、この走査により前記電圧検出手段の当該
信号ライン方向の電圧検出位置を当該位置検出手段で検
出しているので、専用のペン入力タブレットを用いるこ
となく、表示パネル上で操作されるペン入力位置を検出
することができ、画像入出力システムのコストダウンを
図ることができる。その結果、本発明の画像入出力シス
テムを搭載する携帯型電子機器の携帯性を維持し、部品
点数が減るため信頼性を向上させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、図１〜図４を参照して実施例を説明す
る。

【００１２】図１〜図４は、本発明の画像入出力システ
ムの一実施例を示す図である。

【００１３】まず、構成を説明する。

【００１４】図１は、画像入出力システム１０を構成す
る液晶表示パネル２０と入力ペン４０の断面図である。
本実施例の液晶表示パネル２０は、マトリクス状に配列
されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ：thin film transistor）１１を有しており、その
構造は、図１に１表示画素分の断面図を示すように、ガ
ラス基板２１上に、ゲート電極２２、ゲート絶縁膜２
３、シリコン（Ｓｉ）半導体膜２４、ソース電極２５、
ドレイン電極２６から成るＴＦＴが形成され、そのＴＦ
Ｔのソース電極２５と接続するＩＴＯ画素電極２７が形
成され、ＴＦＴとＩＴＯ画素電極２７の上には配向膜２
８が形成され、またガラス基板２１に対向するガラス基
板３２の内面側には、ＩＴＯコモン電極３１及び配向膜
３０が形成されており、ガラス基板２１、３２と配向膜
２８、３０との間には液晶が封入されている。

【００１５】この液晶表示パネル２０の回路構成を図２
に示す。この図において、各ゲートラインＧｌ１〜Ｇｌ
ｍには、上記ＴＦＴのゲート電極２２が接続され、各デ
ータラインＤｌ１〜Ｄｌｎには、上記ＴＦＴのドレイン
電極２６が接続され、各ＴＦＴのソース電極２５には、
上記ＩＴＯ画素電極２７が接続される。したがって、本
実施例の液晶表示パネル２０は、ｍ×ｎの表示画素数を
有する。

【００１６】また、上記図１において、入力ペン４０
は、そのケース４１内に、ＴＦＴのゲート電極２２が駆
動される際の電圧に応じて誘電される誘電体４２と、こ
の誘電体４２に誘電される電荷を中和する中和電流が流
れる応答電極４３と、応答電極４３に流れる中和電流を
グランドへ流す接地電極４４と、応答電極４３に流れる
中和電流を電圧に変換して電圧検出信号として図外の制
御回路に出力する電圧検出回路４５とにより構成されて
いる。

【００１７】次いで、図３に画像入出力システム１０の
ブロック構成図を示す。この図において、画像入出力シ
ステム１０は、上記図１に示した液晶表示パネル２０及
び入力ペン４０と、制御回路５１、走査側駆動回路５
２、信号側駆動回路５３及びＯＲ回路５４により構成さ
れている。

【００１８】制御回路５１は、走査側駆動回路５２及び
信号側駆動回路５３を制御するＣＰＵ（Central Proces
sing Unit ）などから構成され、内部で生成するクロッ
クパルス、水平同期信号及び垂直同期信号に基づいて走
査側駆動回路５２及び信号側駆動回路５３を制御する各
種タイミング制御信号を生成して走査側駆動回路５２及
び信号側駆動回路５３に出力する。

【００１９】具体的には、走査側駆動回路５２における
１フレーム内の１フィールド毎の上記図２に示したゲー
トラインＧｌ１〜Ｇｌｍの順次走査タイミングを制御す
るシフトクロック信号ＣＰG と走査駆動信号ΦG を出力
するとともに、信号側駆動回路５３における１フレーム
内の１フィールド毎の表示データＤＡＴＡを上記図２に
示したデータラインＤｌ１〜Ｄｌｎに順次転送するタイ
ミングを制御するシフトクロック信号ＣＰS と転送駆動
信号ΦS を出力する。

【００２０】また、制御回路５１は、入力ペン４０によ
り液晶表示パネル２０上で入力が行われる際に検出され
る電圧検出信号に基づいて、液晶表示パネル２０上の入
力位置を検出するために、上記走査駆動信号ΦG と転送
駆動信号ΦS を制御し、その入力ペン４０による入力位
置を順次検出し、その順次検出した入力位置に応じた液
晶表示パネル２０に表示中の画面上におけるコマンド指
示や文字、図形入力等を認識して、その入力内容に応じ
た表示データＤＡＴＡを生成し、液晶表示パネル２０に
表示する制御制御を実行する。

【００２１】走査側駆動回路５２は、制御回路５１から
入力されるシフトクロック信号ＣＰG と走査駆動信号Φ
G に応じて、上記図２に示した液晶表示パネル２０内の
ゲートラインＧｌ１〜Ｇｌｍに接続されるＴＦＴの各ゲ
ート電極２２に対して、図４のタイミングチャートのゲ
ート信号Ｇ１〜Ｇｍで示す上から下への順序で走査電圧
信号を印加してＴＦＴを順次オンさせる。

【００２２】信号側駆動回路５３は、制御回路５１から
入力されるシフトクロック信号ＣＰS と転送駆動信号Φ
S に応じて、上記図２に示した液晶表示パネル２０内の
データラインＤｌ１〜Ｄｌｎに接続される各ＴＦＴのド
レイン電極２６に対して、図４のタイミングチャートの
各データＤ１〜Ｄｎで示す左から右への順序で表示デー
を順次転送し、各ＴＦＴのソース電極２５に接続される
上記ＩＴＯ画素電極２７に表示データを蓄積させて画像
表示を行わせる。

【００２３】ＯＲ回路５４は、制御回路５１から入力さ
れる表示データＤＡＴＡと転送駆動信号ΦS との論理和
出力を信号側駆動回路５３に出力する。

【００２４】次に、図４のタイミングチャートを参照し
て動作を説明する。

【００２５】制御回路５１は、内部で生成するクロック
パルス、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）及び垂直同期信号
（Ｖｓｙｎｃ）に基づいて、走査側駆動回路５２におけ
る１フレーム内の１フィールド毎の上記図２に示したゲ
ートラインＧｌ１〜Ｇｌｍの順次走査タイミングを制御
するシフトクロック信号ＣＰG と走査駆動信号ΦG を生
成して、走査側駆動回路５２に出力するとともに、信号
側駆動回路５３における１フレーム内の１フィールド毎
の表示データＤＡＴＡを上記図２に示したデータライン
Ｄｌ１〜Ｄｌｎに順次転送するタイミングを制御するシ
フトクロック信号ＣＰS と転送駆動信号ΦS を出力信号
側駆動回路５３に出力する。

【００２６】走査側駆動回路５２では、この制御回路５
１から出力されるシフトクロック信号ＣＰG と走査駆動
信号ΦG に応じて、上記図２に示した液晶表示パネル２
０内のゲートラインＧｌ１〜Ｇｌｍに接続されるＴＦＴ
のゲート電極２５に対して、そのシフトクロックタイミ
ングに従ってゲート信号Ｇ１〜Ｇｍを供給し、図４に示
す１〜ｍの期間に走査電圧を印加して、各ＴＦＴを順次
オンさせる。

【００２７】一方、信号側駆動回路５３では、この制御
回路５１から出力されるシフトクロック信号ＣＰS と転
送駆動信号ΦS に応じて、上記図２に示した液晶表示パ
ネル２０内のデータラインＤｌ１〜Ｄｌｎに接続される
各ＴＦＴのドレイン電極２６に対して、そのシフトクロ
ックタイミングに従って、ＯＲ回路５４を介して入力さ
れる表示データＤＡＴＡを、図４に示す１〜ｎの期間に
順次転送し、各ＴＦＴのソース電極２５に接続される上
記ＩＴＯ画素電極２７に表示データを蓄積させて画像表
示を行わせる。

【００２８】また、液晶表示パネル２０上で入力ペン４
０によりペン入力操作が行われていると、上記ＴＦＴの
ゲート電極２２に対して走査電圧が印加される期間で
は、その液晶表示パネル２０上に接触する入力ペン４０
内の誘電体４２により、ゲート電極２５に印加される電
圧が検出され、その入力ペン４０内の電圧検出回路４５
により電圧検出信号が制御回路５１に出力される。

【００２９】制御回路５１では、走査側駆動回路５２に
よりゲートラインＧｌ１〜Ｇｌｍに印加中の走査電圧の
タイミングと、入力ペン４０から入力される電圧検出信
号の入力タイミングとの関係に基づいて、液晶表示パネ
ル２０上の走査方向における入力ペン４０による電圧検
出位置を検出する。すなわち、図２に示す液晶表示パネ
ル２０の縦方向における入力ペン４０の電圧検出位置を
検出する。

【００３０】次いで、制御回路５１では、図４に示すｍ
＋１〜ｍ＋ｎの期間は、表示画面を保持するように、シ
フトクロック信号ＣＰG と走査駆動信号ΦG の出力を停
止して全ＴＦＴのゲート電極２５をカットオフ状態とす
るとともに、信号側駆動回路５３に対してシフトクロッ
ク信号ＣＰS と転送駆動信号ΦS を出力し、信号駆動回
路５３によりデータラインＤｌ１〜Ｄｌｎに接続される
各ＴＦＴのソース電極２５に対して、走査電圧を順次印
加させる。

【００３１】このソース電極２５に印加される走査電圧
が、入力ペン４０内の誘電体４２により検出されて電圧
検出信号が制御回路５１に出力されると、制御回路５１
は、その信号駆動回路５３によりデータラインＤｌ１〜
Ｄｌｎに印加中の走査電圧のタイミングと入力ペン４０
から入力される電圧検出信号の入力タイミングとの関係
に基づいて、液晶表示パネル２０上のデータ転送方向に
おける入力ペン４０による電圧検出位置を検出する。す
なわち、図２に示す液晶表示パネル２０の横方向におけ
る入力ペン４０の電圧検出位置を検出する。

【００３２】なお、入力ペン４０のゲートラインＧｌ１
〜Ｇｌｍ方向及びデータラインＤｌ１〜Ｄｌｎ方向の位
置が検出される上記の検出動作においても、各薄膜トラ
ンジスタ１１を介して画素電極２７に蓄積された電荷は
保持されており、画素表示は維持されている。

【００３３】以上、図４に示したように、１〜ｍ、１〜
ｎの期間とｍ＋１〜ｍ＋ｎの期間で走査側を駆動するシ
フトクロック信号ＣＰG 及び走査駆動信号ΦG と、信号
側を駆動するシフトクロック信号ＣＰS と転送駆動信号
ΦS の出力制御を制御回路５１で繰り返し実行すること
により、液晶表示パネル２０上で操作される入力ペン４
０の接触位置を順次検出することができ、表示画面を保
持したまま入力ペン４０による入力を可能とすることが
できる。

【００３４】このため、制御回路５１では、入力ペン４
０により液晶表示パネル２０上で入力が行われる際に順
次検出される電圧検出信号に基づいて、液晶表示パネル
２０上の入力位置を順次検出し、その順次検出した入力
位置に応じたコマンド指示や文字、図形入力等を認識し
て、その入力内容に応じた表示データＤＡＴＡを生成
し、液晶表示パネル２０に表示中の画面上に重ねて表示
することができる。

【００３５】したがって、本発明の画像入出力システム
を利用することにより、従来のように、専用のペン入力
タブレットを用いなくても、液晶表示パネル２０と入力
ペン４０だけで静電結合方式によるペン入力操作が可能
となる。

【００３６】また、液晶表示パネル上にペン入力型タブ
レットを重ねることがないため、液晶表示パネルモジュ
ールの厚みが増加するということがなくなり、液晶表示
パネルを搭載する機器の軽量化を図ることができ、液晶
表示パネルの開口率を低下させるということもなくな
り、実質的な開口率の向上を図ることができる。さら
に、部品点数が減るため、信頼性を向上させることがで
きる。

【００３７】その結果、本発明の画像入出力システムを
電子手帳やペン入力コンピュータ等の携帯性を重視する
電子機器に適用したとしても、その携帯性を損なわずに
快適なペン入力システムを提供することができる。

【００３８】なお、上記実施例においては、本発明をＴ
ＦＴ素子を利用したアクティブマトリックス型液晶表示
パネルに適用した場合を示したが、これに限るものでは
なく、例えば、ダイオード素子を利用したアクティブマ
トリックス型液晶表示パネルに対しても適用することが
できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、走査信号により表示パ
ネルの各走査電極に発生する電圧変化を検出し、この走
査電極の走査時に当該走査ライン方向の電圧検出位置を
検出すると共に、この走査電極の走査を行わない状態で
当該表示パネルの各信号電極を順次走査し、この走査に
より前記電圧検出位置の当該信号ライン方向の電圧検出
位置を検出するようにしているので、専用のペン入力タ
ブレット等を用いることなく、表示パネル上で操作され
るペン入力位置を検出することができ、画像入出力シス
テムのコストダウンを図ることができる。その結果、本
発明の画像入出力システムを搭載する携帯型電子機器の
携帯性を維持し、部品点数が減るため信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像入出力システムを構成する液晶表
示パネルと入力ペンの断面図。

【図２】図１における液晶表示パネルの回路構成図。

【図３】本実施例の画像入出力システムのブロック構成
図。

【図４】図３の走査側駆動回路及び信号側駆動回路から
出力される走査電圧信号及び表示データのタイミングチ
ャート。

【図５】従来の画像入出力システムの

【符号の説明】

１０ 画像入出力システム ２０ 液晶表示パネル ２２ ゲート電極 ２５ ソース電極 ２６ ドレイン電極 ２９ 液晶層 ４０ 入力ペン ４２ 誘電体 ４３ 応答電極 ４４ 接地電極 ４５ 電圧検出回路 ５１ 制御回路 ５２ 走査側駆動回路 ５３ 信号側駆動回路 ５４ ＯＲ回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の走査電極と複数の信号電極を有した
   表示パネルと、 前記各走査電極を順次走査する走査信号に同期して一走
   査ライン分の画像データを前記複数の信号電極に供給し
   て画像データを表示する表示制御手段と、 前記走査信号により各走査電極に発生する電圧変化を検
   出する電圧検出手段と、 前記走査電極の走査時に前記電圧検出手段の当該走査ラ
   イン方向の電圧検出位置を検出すると共に、前記走査電
   極の走査を行わない状態で、前記各信号電極を順次走査
   し、この走査により前記電圧検出手段の当該信号ライン
   方向の電圧検出位置を検出する位置検出手段と、 を具備することを特徴とする画像入出力システム。
2. 【請求項２】前記信号電極の走査は、前記走査電極の走
   査に引き続いて行われることを特徴とする請求項１記載
   の画像入出力システム。
3. 【請求項３】前記表示パネルは、前記各走査電極と各信
   号電極との間にスイッチング素子を有し、このスイッチ
   ング素子のスイッチング動作により前記走査電極側の走
   査と前記信号電極側の走査を切換制御することを特徴と
   する請求項１記載の画像入出力システム。