JPH09251152A

JPH09251152A - 表示装置一体型ペン位置検出装置

Info

Publication number: JPH09251152A
Application number: JP8060425A
Authority: JP
Inventors: Kan Shimizu; 簡清水
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】コントラスト比を低下することなくペンの位
置を正確に検出できる表示装置一体型ペン位置入力装置
を提供する。【解決手段】液晶表示パネル１の走査電極４および信
号電極５に電圧パルスを印加し、走査電極４および信号
電極５と静電結合したペン11でパルスを抽出する。Ｘ座
標の位置検出は、信号電極５の駆動パルスにより、表示
期間後の位置検出期間でグレイコードを用いて粗検出し
た後に、位相を経時的にずらした位相シフト信号で精細
検出し、ペン11のＸ座標を検出する。Ｙ座標の位置検出
は、走査電極４の走査パルスを抽出し、ペン11のＹ座標
を検出する。Ｘ座標およびＹ座標の位置を検出すること
により、ペン11の位置を特定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置にペンを
接触させてペンの位置を検知する表示装置一体型ペン位
置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ワードプロセッサやパーソナルコ
ンピュータなどの情報機器の多様化や携帯用情報端末の
小形軽量化に伴って、表示装置を出力のみに用いるので
はなく、たとえばペンをこの表示装置の任意の位置に接
触させ、接触させた位置を特定したいわゆるペン入力イ
ンターフェースとし入力手段としても用いている。ま
た、表示装置としては、たとえば薄膜ダイオード（Thin
Film Diode ）−液晶表示装置（ＬＣＤ）、薄膜トラン
ジスタ（Thin Film Transistor）−ＬＣＤ、ＳＴＮ−Ｌ
ＣＤなどのマトリクス型が主流である。

【０００３】そして、このような入出力インターフェー
スの機能を有するものは、たとえば表示装置とタブレッ
トまたはデジタイザとを重ね合わせて形成している。

【０００４】ところが、液晶表示装置とタブレットとを
重ね合わせると、タブレットを手前に配置した場合には
表示が暗くなり、反対に、液晶表示装置を手前に配置し
た場合にはペンの先端が指し示しているように見える位
置と、タブレットが実際に検出するペンの先端の位置と
の間に視差が生じてしまう。

【０００５】そして、液晶表示装置自体の格子状に配置
された走査電極を、静電容量結合方式のタブレットの電
極として用いるものとして、たとえば特開平２−１７１
８１８号公報および米国特許第５３５７２６６号明細書
あるいは特開平６−３１４１６５号公報に記載の構成が
知られている。

【０００６】これら特開平２−１７１８１８号公報およ
び米国特許第５３５７２６６号明細書には、液晶表示装
置に表示期間と位置検出期間とを設け、表示期間中では
表示動作をさせ、位置検出期間ではペンの位置を検出す
る。そして、液晶表示装置の信号電極に順次パルス電圧
を印加し、ペンは液晶表示装置の信号電極と静電結合
し、電位変化を電圧として出力する。すなわち、ペンの
近くの信号電極に電圧が印加された時にペン出力が大き
くなり、信号電極には順次パルス電圧が印加されるの
で、ペンの出力電圧が大きくなった時刻から、ペンがど
の信号電極の近くにあるかを検出する。さらに、走査電
極に対しても同様な動作を行なうことによりＬＣＤ上の
ペン位置を２次元で検出する構成が記載されている。

【０００７】また、特開平６−３１４１６５号公報に
は、表示期間と位置検出期間、表示期間中では走査パル
スに基づき走査電極の位置方向を検出し、位置検出期間
では信号電極に順次パルスを印加し、この印加された表
示とは別個のパルスで位置方向を検出する構成が記載さ
れている。

【０００８】しかしながら、表示のコントラスト比の低
下を防ぐために表示期間を必要以上に短くすることがで
きないため、位置検出用に信号電極に印加するパルスの
幅を狭くしなくてはならない。そして、パルス幅を狭く
するために、位置検出用パルスの液晶表示装置内での伝
搬遅延または歪みが位置検出誤差の原因となり、たとえ
ば特開平５−３２４１７４号公報に記載のように、伝搬
遅延を補償しなければならないとともに、パルス幅を狭
くするため、位置を誤検出するおそれがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、表示の
コントラスト比の低下を防止するためにパルス幅を狭く
しなければならないため、ペンの位置を誤検出するおそ
れがある問題を有している。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、コントラスト比を低下することなくペンの位置を正
確に検出できる表示装置一体型ペン位置入力装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、平行に配設さ
れ駆動パルスが印加される複数の信号電極と、これら信
号電極に直交し走査パルスが印加される複数の走査電極
と、前記信号電極および走査電極間にスイッチを介して
接続されマトリクス状に配設された表示電極と、前記任
意の信号電極に静電結合され前記駆動パルスを抽出する
ペンと、表示期間および位置検出期間を有し、表示期間
に前記信号電極に表示信号を出力して前記表示電極に表
示を行なわせ、位置検出期間に前記信号電極にグレイコ
ード信号を出力する信号線駆動回路と、このペンで抽出
されたグレイコード信号のグレイコードに基づき前記信
号電極に対応する位置方向を検出する位置検出手段とを
具備したもので、グレイコードを用いることにより、表
示期間に対する位置検出期間の割合を長くすることな
く、ペン位置を正確に検出する。

【００１２】また、前記信号線駆動回路は、グレイコー
ド信号を出力した後に所定間隔で交互に繰り返した２つ
の信号を経時的に位相をずらした位相シフト信号を出力
するもので、グレイコードで検出しきれない微小部分を
位相シフト信号により検出し、位置検出精度を高くす
る。

【００１３】さらに、前記信号線駆動回路より位置検出
期間に出力される信号は、表示期間に出力される表示信
号の最も明るい階調と、最も暗い階調との２値に基づき
出力されるため、最も出力差のある２つの信号を用いる
ため、位置検出精度が高くなる。

【００１４】またさらに、前記信号線駆動回路より位置
検出期間に同時に出力される２値の信号はそれぞれ略同
数であるので、隣接信号線の容量カップリングによる電
位変動を小さくし、位置検出精度を高くする。

【００１５】また、位置検出手段は、グレイコード信号
で検知されたグレイコードの判定不能の部分を判定不能
ビットとして出力するもので、判定不能を一つの検出要
素とすることにより境界位置における位置精度を高くす
る。

【００１６】さらに、グレイコードは、ＭＳＢからＬＳ
Ｂに向けて順次経時的に出力されるもので、回路構成を
簡単にする。

【００１７】またさらに、制御回路の出力に基づき信号
電極を駆動する信号電極ドライバを備え、グレイコード
のＬＳＢは、信号電極ドライバに基づき信号幅が設定さ
れるもので、位置検出できないまでＬＳＢの幅を狭くせ
ず、位置の誤検出を防止する。

【００１８】また、位置検出回路で検出されたペンが位
置するＬＳＢ内を含んで、位相シフト信号の位相をずら
すもので、必要以上に位相シフト信号の検出時間を長く
することなく、確実に位置を検出する。

【００１９】さらに、位置検出手段は、走査電極に供給
される信号分を差し引いて、信号電極の信号を検出する
もので、走査信号の信号の影響をなくして、位置検出を
正確にする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の表示装置一体型ペ
ン位置入力装置の一実施の形態を図面を参照して説明す
る。

【００２１】図１において、１は液晶表示パネルで、こ
の液晶表示パネル１は、画像表示機能と静電誘導タブレ
ット機能とを兼ね備えたアクティブマトリクスタイプ
で、第１の基板２および第２の基板３を重ね合わせ、こ
れら第１の基板２および第２の基板３と図示しない対向
基板との間に図示しない液晶を介して形成されている。

【００２２】そして、第１の基板２上にはΙΤＯ（Indi
um Tin Oxide）など透明電極の走査電極４が複数、たと
えば４８０本平行に配設され、第２の基板３上には金属
化合物にて構成され走査電極４より幅狭の信号電極５が
走査電極４に直交して複数、たとえば６４０本平行に配
設されている。また、それぞれ信号電極５には、スイッ
チとしてのＴＦＤ（Thin Film Diode ）６を介して透明
な画素電極７が接続され、１つの信号電極５に対して走
査電極４に対応する数の画素電極７が配設され、画素電
極７は全体としてはマトリクス状に配設されている。

【００２３】さらに、それぞれの走査電極４は走査電極
ドライバ８の出力に１本ずつ接続され、同様にそれぞれ
の信号電極５は信号電極ドライバ９の出力に１本ずつ接
続されている。

【００２４】また、第２の基板３側には、ペン11が接触
される。このペン11は、先端に先端電極12を有し、この
先端電極12は走査電極４および信号電極５の駆動信号の
漏れを抽出する。さらに、ペン11の軸内には、信号を増
幅するアンプ13が設けられ、ペン11の軸はアルミニウム
などの導電性物体で形成され、先端電極12で抽出した信
号以外がアンプ13に入力されないように遮蔽しており、
アンプ13の出力はシールド線14を介してペン座標を検出
するペン出力処理回路15に接続される。

【００２５】さらに、走査電極ドライバ８、信号電極ド
ライバ９およびペン出力処理回路15には、制御回路16が
接続され、この制御回路16は表示期間に同期信号と表示
データを受け取って液晶表示パネル１に表示させるとと
もに、位置検出期間にペン出力処理回路15を制御してペ
ン11の座標を検出する。また、ペン11の座標は、信号電
極５の駆動方向および走査電極４の走査方向の２つの方
向により検出する。なお、ペン11の位置の検出は、信号
電極５の駆動方向の位置をＸ座標、走査電極４の走査方
向の位置をＹ座標とする。

【００２６】また、走査電極４に印加する走査パルス
と、信号電極５に印加する駆動パルスについて図２を参
照して説明する。

【００２７】まず、走査電極４の走査線の選択するパル
スは、１水平期間内で極性の反転するバイポーラ・パル
ス対で、非選択パルスは、零電位で変化しない信号であ
る。

【００２８】また、信号電極５の駆動パルスは、パルス
幅変調によって階調表示を行なうパルスで、白の表示に
対応するパルスは選択パルスと同相の選択パルスよりは
振幅の小さなパルスで、黒の表示に対応するパルスは白
の表示のパルスの位相を反転させ、最も電気的に差を有
するパルスで、それぞれ位置検出用パルス１または位置
検出用パルス２になる。さらに、白の表示と黒の表示と
の間には、白に近い灰１ないし黒に近い灰６が順次設定
されている。

【００２９】そして、Ｘ座標の検出はどの走査電極４も
選択されていない位置検出期間に行なうので、Ｘ座標検
出のための走査電極４の走査パルスは、零電位で変化し
ない信号である。また、信号電極５のそれぞれは、白の
表示のためのパルスまた白の表示のためのパルスで駆動
され、信号電極５の駆動パルスに、互いに位相の反転し
たパルスを選ぶことによって最も電気的に異なる信号と
なるので、簡単な回路でペン11の出力信号を処理するこ
とができ、走査電極４の電位の変動を抑えられる。

【００３０】ここで、位置検出用信号を図３を参照して
説明する。

【００３１】図３に示すように、Ｘ座標検出期間中に、
各信号電極５に印加するパルスが白表示に対応するか黒
表示に対応するかを時間を追って示した図である。

【００３２】図３中の横方向に伸びる帯は、それぞれ１
水平期間内に信号電極５に印加するパルスを示し、横方
向の位置はＸ座標に対応し、１水平期間経過毎に１段下
の帯に対応するパルスが信号電極５に印加される。そし
て、これらのパルスを液晶表示パネル１の表示期間中に
信号電極５に印加すれば、図３に示す模様が液晶表示パ
ネル１に表示される。

【００３３】また、この図３に示す模様は、ａに示す上
から６行は小領域の識別、主尺のためのグレイコード信
号で、ｂに示す次の１行はペン出力処理回路15のオフセ
ット電圧補償用の模様で、ｃに示すその下の２０行は、
精細な位置検出、副尺のための白と黒の繰り返し模様の
位相を順次ずらした位相シフト信号である。

【００３４】ここで、グレイコードについて説明する
と、それぞれの幅が広いＭＳＢ（MostSignificant Bi
t）からそれぞれ幅が狭いＬＳＢ（Least Significant B
it ）までのグレイコード信号は６行あって、０から６
３まで表現できる。たとえば６４０本の信号電極５を互
いに大きさの等しい６４の小群に分割、または、液晶表
示パネル１を互いに大きさの等しい６４の帯状の小領域
に分割して、左端から順にグレイコードを割り当ててい
る。分割数６４は２の累乗である２の６乗なので、白の
割り当てられる小領域と黒の割り当てられる小領域の数
が等しくなって、走査電極４から見ると白と黒のパルス
が打ち消し合い、信号電極５に印加したパルスによる走
査電極４の電位の変動を小さくできる。

【００３５】このように分割したときの白と黒の最小繰
り返し周期は信号電極５の４０本分となる。白と黒の繰
り返し周期が小さすぎると白と黒のパルスが打ち消しあ
ってペン11の出力が小さくなり、ペン11からの出力を得
られないので、ペン出力の大きさの観点からも分割数を
調節する。その他、信号電極ドライバ９の立ち上がり、
立ち下がり、雑音、外来ノイズ、ペン11の精度などによ
り、ＬＳＢの幅を設定する。

【００３６】また、ｂの部分はペン出力処理回路15のオ
フセット電圧補償用の模様であり、白と黒の繰り返し周
期を信号電極５の４本分と短くし、ペン11の先端から見
ると白のパルスと黒のパルスが打ち消し有って、電位変
化が無いようにしている。

【００３７】そして、次の精細な位置検出時にオフセッ
ト電圧があると、ペン11の位置がずれて検出されるの
で、ここでペン出力処理回路15のオフセット電圧を補償
するとともに、信号電極ドライバ９の白と黒の振幅比の
アンバランスも同時に補償する。

【００３８】また、ｃのパルス位相信号の部分は２０行
あり、詳細なペン11の位置検出に用いる。すなわち、白
と黒の繰り返しを順次ずらした模様で、その繰り返し周
期は４０で、１走査周期毎に信号電極５の１本分だけ位
相を遅らせている。そして、この周期はグレイコードの
最小繰り返し周期であるＬＳＢと同じに選んでいる。ま
た、ペン11の位置検出期間をなるべく短くしたいので、
グレイコードで検出したペン位置に応じて、位相の変化
範囲を設定する。なお、図３ではペン11の位置が４０ラ
イン目付近にあると検出された場合を示している。そし
て、位相の変化範囲は、ペン11の出力が白に対応するパ
ルスから黒に対応するパルスに順次変化するように設定
し、ペン出力処理回路15は白から黒への変化したときの
白黒繰り返し模様の位相から精細なペン位置を検出す
る。ただし、ペン出力処理回路15などにオフセット電圧
が残っていると、ペン11の位置の検出誤差が、白から黒
への変化を利用した場合と黒から白への変化を利用した
場合で方向が異なるので、白から黒または黒から白への
変化のどちらか一方だけを利用することが重要である。
なお、位置検出されたＬＳＢ内で位相シフト信号の位相
をずらしていけば、ＬＳＢの幅の範囲内でのみ位相をず
らすだけで詳細な結果を得ることができるので、検出時
間を短縮できるとともに、検出精度を向上できる。

【００３９】次に、ペン出力処理回路15について図４に
示すＸ座標ペン出力処理回路21を説明する。

【００４０】この図４に示すＸ座標ペン出力処理回路21
は、ペン11のアンプ13からのペン出力が入力される位置
検出用パルス切出部22を有し、この位置検出用パルス切
出部22にはこの位置検出用パルス切出部22から位置検出
パルスが入力される３値化／２値化部23が接続され、こ
の３値化／２値化部23にはグレイコード、グレイコード
判定不能ビットおよびペン出力極性などが入力されるデ
コーダ24が接続され、このデコーダ24からペン位置を出
力する。また、位置検出用パルス切出部22、３値化／２
値化部23およびデコーダ24には、制御回路部25が接続さ
れ、この制御回路部25は、位置検出用パルス切出部22を
スイッチ制御し、３値化／２値化部23にクロックを供給
し、デコーダ24にはデコーダ・リセット、クロックおよ
び精細検出期間を設定し、デコーダ24からペン位置の大
まかな検出結果ＬＳＢ３ビットおよび検出誤りが入力さ
れる。

【００４１】また、位置検出用パルス切出部22を図５を
参照して説明する。

【００４２】この位置検出用パルス切出部22は、ペン出
力を増幅するアンプ31を有し、このアンプ31にスイッチ
32およびコンデンサ33の直列回路を接続し、このコンデ
ンサ33の出力側をスイッチ34を介して接地するとともに
出力端子とする。

【００４３】そして、位置検出用パルスとして図２に示
した白と黒に対応するパルスを用いると、白と黒を順次
組み合わせたときの境界にも電位変化を生じる。この境
界に生じ電位変化が生ずると不都合なのでスイッチ34を
閉成してこの電位変化を除去し、コンデンサ33およびス
イッチ34により直流成分を再生、いわゆるクランプし、
図６に示した信号電極電位の波形の矢印の部分を有効な
部分とする。なお、スイッチ32を開成することにより、
境界で生ずるパルスによる電流がアンプ31やスイッチ34
に流れることを防止するとともに、スイッチ32で余分な
電流を無くしたり減らしたりするので、スイッチ32を設
けない場合よりもアンプ31の出力インピーダンスやスイ
ッチ34のオン抵抗を高くできる。そして、ペン11の出力
波形は、信号電極電位の波形から直流成分と低周波成分
および高周波成分とが除去された波形となる。

【００４４】さらに、３値化／２値化部23について、図
７を参照して説明する。

【００４５】この３値化／２値化部23は、パルスを論理
信号に変換し正負の極性および判定不能を出力する３値
化部41および正負の極性のみを出力する２値化部42を有
しており、３値化部41と２値化部42とはそれぞれ独立に
動作する。

【００４６】まず、３値化部41は、基準電源Ｖref およ
び基準電源−Ｖref 間に、３つの抵抗43、抵抗44および
抵抗45の直列回路が接続され、抵抗43および抵抗44の接
続点にコンパレータ46の反転入力端子が接続され、抵抗
44および抵抗45の接続点にコンパレータ47の反転入力端
子が接続され、これらコンパレータ46およびコンパレー
タ47の非反転入力端子は位置検出用パルス切出部22が接
続されている。

【００４７】また、コンパレータ46の出力端子はラッチ
回路48のＤ端子に接続され、コンパレータ47の出力端子
はラッチ回路49のＤ端子に接続され、これらラッチ回路
48，49のクロック端子にはクロックが入力される。さら
に、ラッチ回路48の出力端子はアンドゲート50の入力端
子およびアンドゲート51のインバータ入力端子に接続さ
れ、ラッチ回路49の出力端子はアンドゲート50の入力端
子およびアンドゲート51の入力端子に接続されている。

【００４８】そして、アンドゲート50とアンドゲート51
の出力がともに１のときに入力信号がプラス極性である
ことを示し、アンドゲート50の出力が０でアンドゲート
51の出力が１のときは入力信号の振幅が小さすぎてプラ
スまたはマイナスの判定が不能であることを示し、アン
ドゲート50とアンドゲート51の出力がともに０のときに
入力信号の極性がマイナスであることを示す。

【００４９】すなわち、コンパレータ46はたとえば入力
信号が１Ｖ以上のとき論理信号１を出力するし、コンパ
レータ47は−１Ｖ以上のとき論理信号１を出力する。ま
た、ラッチ回路48とラッチ回路49は、クロックに同期し
て位置検出用パルス切出部22の出力がピークを示す時刻
でコンパレータ46およびコンパレータ47の出力をそれぞ
れラッチする。そして、アンドゲート50はラッチ回路48
とラッチ回路49との出力の論理積を出力し、アンドゲー
ト51はラッチ回路48の出力とラッチ回路49との出力の反
転の論理積を出力する。

【００５０】一方、２値化部42は、位置検出用パルス切
出部22の出力がコンパレータ52の非反転入力端子に接続
され、このコンパレータ52の反転入力端子はオフセット
補償用のコンデンサ53を介して接地されている。また、
このコンパレータ52の反転入力端子および出力端子間に
は、逆並列に接続されたダイオード54およびダイオード
55とスイッチ56とが並列に接続されている。さらに、コ
ンパレータ52の出力端子はコンパレータ57の非反転入力
端子に接続され、このコンパレータ57の反転入力端子は
接地されている。そして、このコンパレータ57の出力端
子は、ラッチ回路58のＤ端子に入力され、このラッチ回
路58のクロック端子にはクロックが入力され、出力端子
からはペン11の出力極性が出力される。

【００５１】そして、コンパレータ52とコンデンサ53と
スイッチ56はオフセット電圧を補償するための回路で、
信号電極ドライバ９の白と黒に対応する出力振幅のアン
バランス、立ち上がり時間のアンバランス、位置検出用
パルス切出部22のオフセット電圧、あるいは、コンパレ
ータ52自体のオフセット電圧をコンデンサ53に蓄えるこ
とによって補償する。また、図３のｂに示す部分は理想
的にはペン11の出力が零になる期間なので、この期間に
スイッチ56を閉じてコンデンサ53にオフセット電圧を充
電する。なお、ダイオード54，55は、コンパレータ52が
飽和するのを防ぎ、動作速度の低下を防ぐ働きをする。

【００５２】また、コンパレータ57はコンパレータ52の
出力電圧の極性を論理信号に変換し、ラッチ回路58はク
ロックに同期して位置検出用パルス切出部22の出力がピ
ークを示す時刻でコンパレータ57の出力をラッチして出
力する。

【００５３】次に、デコーダ24を図８を参照して説明す
る。

【００５４】このデコーダ24は、主尺検出部となるグレ
イコードデコーダ61および副尺検出部となる詳細位置検
出部62を有している。

【００５５】まず、グレイコードデコーダ61は、グレイ
コードＧＢが一端に入力されるエクスクルーシブオアゲ
ート63を有し、このエクスクルーシブオアゲート63の出
力端子はアンドゲート64の入力端子に接続され、このア
ンドゲート64の１つの入力端子にはグレイコード判定不
能ビットＧＢＸが入力される。また、アンドゲート64の
出力端子には、６段のシフトレジスタ回路65〜70が順次
接続されている。

【００５６】そして、これらシフトレジスタ回路65〜70
のそれぞれのＱ端子は、１０倍の乗算器71の入力端子Ｄ
０〜Ｄ５にそれぞれ接続され、この乗算器71の出力端子
Ｐ０〜Ｐ９はそれぞれ加算器72に接続されている。

【００５７】また、詳細位置検出部62はペン出力極性が
入力される微分回路73を有しており、この微分回路73は
ペン出力極性がシフトレジスタ74のＤ端子に入力され、
このシフトレジスタ74のＱ端子にアンドゲート75が接続
されている。

【００５８】さらに、アンドゲート75の出力端子にはカ
ウンタ停止制御回路76が接続され、このカウンタ停止制
御回路76はオアゲート77、アンドゲート78、シフトレジ
スタ79およびオアゲート80が順次接続されて構成されて
いる。また、アンドゲート75の入力端子はインバータゲ
ート81を介してペン極性切換え無し誤りが出力される。

【００５９】また、カウンタ停止制御回路76は、クロッ
ク信号とともにカウンタ82に接続され、このカウンタ82
の入力端子Ｄ０〜Ｄ５は−１〜−６に対応し、ＬＯＡＤ
端子には詳細検出期間が入力される。そして、このカウ
ンタ82の出力端子Ｑ０〜Ｑ５は乗算器71と同様に、加算
器72に入力される。

【００６０】さらに、大まかな位置検出結果ＬＳＢ、グ
レイコードデータリセットおよびグレイコード誤りが入
力あるいは出力され、オアゲート91、アンドゲート92、
シフトレジスタ93、アンドゲート94、オアゲート95、ア
ンドゲート96およびシフトレジスタ97が接続されてい
る。

【００６１】そして、３値化部41および２値化部42の出
力がデコーダ24に入力されると、デコーダ24はペン11の
Ｘ座標を出力する。デコーダ24は周期が１水平周期のク
ロックに同期して動作する。なお、このクロックは３値
化部41および２値化部42に供給されるクロックと同じも
のである。

【００６２】また、グレイコードデコーダ61は、３値化
部41の出力、つまり判定不能ビットを含むグレイコード
をＭＳΒから逐次２進数に変換する。ただし、判定不能
ビットが有る場合は、位置を小さい方に丸める。このよ
うに、判定不能ビットがあるときに小さい方に丸める回
路は一般的でないが、判定不能ビットに対応する２進数
のビットを０にすることで小さい方に丸められる。ま
た、グレイコードのデコード結果は判定不能ビット有無
も含めて精細な位置検出の範囲制限に利用するので、判
定不能ビットがきたときは１を記憶し、判定不能ビット
が２ビット以上有った場合は、信号の振幅が小さすぎて
グレイコードを現出できなかった場合なので、これを記
憶して出力する。

【００６３】一方、精細位置検出部62は、２値化部42の
出力が立ち上がるまでの時間をカウンタ82で計測して信
号電極５の１本単位でのペン11の位置を検出する。ただ
し、カウンタ82の初期値は、たとえば判定不能ビットが
有った場合は−１、判定不能ビットが無かった場合には
−６として、大まかな位置検出結果に加算するだけで、
ペン11のＸ座標が得られる。

【００６４】最後に、グレイコードデコーダ61の出力を
10倍し、精細位置検出部62の結果を加算してペン11のＸ
座標を得る。

【００６５】上述のように、グレイコードをＭＳＢから
ＬＳＢに向けて順次出力することにより、上述のように
６段のシフトレジスタ回路65〜70で構成でき、ＬＳＢか
らＭＳＢに向けて順次出力する場合に比べて、１段少な
いシフトレジスタ回路で構成できる。

【００６６】次に、図９を参照して具体的にペン11の位
置を検出する場合について説明する。

【００６７】この図９は、位置検出用パルス切出部22の
出力の概略の波形で、ペン11が２６０ライン目の信号電
極５の近傍に有った場合のものである。

【００６８】そして、グレイコードに対応する出力は、
白、黒、白、黒、判定不能および黒の順なので２進数で
は０１０１Ｘ１となり、３値化すると２５と判定不能ビ
ットとなる。また、１１ライン目で白から黒に変化して
いるので、精細な位置検出結果は−１＋１１＝１０とな
るので、ペン11のＸ座標は２５×１０＋１０＝２６０と
なり、より正確には２５９番と２６０番の信号電極５の
境界付近にペン11の先端が有ることが分かる。なお、一
番端部の信号電極５を０番としている。したがって、判
定不能ビットを用いることにより、境界におけるペン11
の位置をより確実にできる。

【００６９】ここで、走査電極４の電位の変化は、信号
電極５の電位の変化に比べて非常に大きな大きさでペン
11の出力にて現れる点について図１０を参照して説明す
る。

【００７０】ここで、走査電極４の幅を２００μｍ以上
とし、信号電極５の幅を５〜１０μｍとして考えると、
ペン11および信号電極５の線間容量C1に比べ、ペン11お
よび走査電極４の線間容量C2の２０〜４０倍になる。そ
して、信号電極ドライバ９の出力を同じ方向に振ると、
信号電極５および走査電極４の間の線間容量C3のため、
走査電極４の電位が振られるが、ペン11および走査電極
４の線間容量C2がペン11および信号電極５の線間容量C1
の２０〜４０倍であるので、走査電極４の電位の変化は
信号電極５の電位の変化の２０〜４０倍になる。

【００７１】このように、ΤＦＤ−ＬＣＤの走査電極４
の幅が信号電極５の幅よりも広い場合には、走査電極４
の電位変動が信号電極５の電位変動よりも大きくペン出
力に表れるので、ペン11の位置検出の精度を保つため
に、信号電極５に印加するペン位置検出用信号による走
査電極４の電位変動をなるべく小さくする必要がある。

【００７２】ただし、信号電極５の電位変化自体による
ペン11の出力が走査電極４の電位変動よりも小さくなる
とペン11の位置検出がきわめて困難になるので、ペン11
の出力中の走査電極４の電位変化成分を信号電極５の電
位変化成分よりも小さくなるようにする。特に、ＳＴＮ
−ＬＣＤの場合は走査電極４が信号電極５よりもペン11
側にあるときは、信号電極５の電位変化による走査電極
４の電位変化を小さくする。

【００７３】したがって、電位変化の方向が互いに反転
する２種のパルスを位置検出用パルスに選び、信号電極
５の内、２種のパルスの一方で駆動される信号電極５と
他方のパルスで駆動される信号電極５の数を等しく、ま
たは、ほぼ等しくする必要がある。

【００７４】一方、信号電極５の電位の変化を小さくす
るために、電位変化の方向が互いに反転する２種のパル
スを位置検出用パルスに選び、信号電極５の内、２種の
パルスの一方で駆動される信号電極５と他方のパルスで
駆動される信号電極５の数を等しく、または、ほぼ等し
くしてもよい。

【００７５】次に、他の実施の形態を図１１を参照して
説明する。

【００７６】図１１は、信号電極５に印加するパルス
に、２種のパルスではなく、階調表示のためのパルス幅
変調のバルスを用いるものである。

【００７７】この図１１では、画像発生部101 、デジタ
イズ信号挿入回路102 およびタイミングコントローラ10
3 が配設されている。

【００７８】そして、グレイスケール表示データで非表
示期間に、たとえば左端から順に白から黒に変化するグ
レイスケールに対応するパルスを信号電極５に印加する
と、左端では幅の狭いパルスが、右端では幅の広いパル
スが検出でき、このパルス幅からペン11の位置を特定す
る。また、信号電極５の信号電極ドライバ９が１６階調
の表現能力しかないと、画面を16分割する分解能しか得
られないので、順次分解能を上げていく。

【００７９】すなわち、ペン11の検出された付近を中心
とした狭い領域を１６分割し、分割を必要な分解能まで
繰り返す。したがって、隣り合う階調のパルスが打ち消
し合うことはないので、分割を細かくしていくだけで必
要な分解能が得られる。たとえば１６階調の制御が可能
な信号電極ドライバ９を用いれば１走査電極選択期間内
に１６の位置を特定できる。ただし、パルス幅変調を利
用する方法では、液晶表示パネル１内およびドライバ内
で歪みを生じやすいので、比較的小型の液晶表示パネル
１に適用することが好ましい。

【００８０】また、信号電極５のそれぞれに印加するパ
ルスは、表示のために信号電極５に印加するパルスを駆
動電圧極性の反転を止めるように変形したパルスである
ものとしてもよい。このようなパルスにすれば、駆動電
圧極性を反転するとともに仮想的な零電位をシフトさせ
る方法で液晶表示装置に表示動作を行なわせる場合に
は、駆動電圧極性の反転を止めて、仮想的な零電位のシ
フトによって生じるペン11の出力をなくして信号処理を
容易にでき、また、駆動電圧極性の反転を止めても一般
的な信号電極ドライバ９を使用できる。

【００８１】さらに、駆動電圧極性を反転するとともに
仮想的な零電位をシフトさせて液晶表示パネル１に表示
動作を行なわせる場合には、駆動電圧極性の反転を止め
て、仮想的な零電位のシフトによって生じるペン出力を
無くして信号処理を容易にできる。また、駆動電圧極性
の反転を止めても一般の信号電極ドライバ９を使用でき
る。

【００８２】またさらに、位相の反転した２種類のパル
スとしては、交流駆動するために、正極性の駆動に対応
するパルスと負極性の駆動に対応するパルスの２組を用
いてもよく、極性反転とともに零電位シフトする場合
は、４種から同時には２種を選択する。

【００８３】そして、駆動電圧極性を反転するとともに
仮想的な零電位をシフトさせる方法で液晶表示パネル１
に表示動作を行なわせる場合には、駆動電圧極性の反転
を止めて仮想的な零電位のシフトによって生じるペン11
の出力を無くして信号処理を容易にする。そして、駆動
電圧極性の反転を止めても一般の信号電極ドライバ９を
使用できる。

【００８４】また、自身に電位の変化する部分が含まれ
ないたとえば薄膜トランジスタ（Thin Film Τｒansito
r ）−ＬＣＤの場合は、表示のための駆動パルスを２つ
組み合わせて、電位の変化するパルスを２種作り、２種
のパルス２つを連続させたものを１組として、この１組
のパルスが信号電極の電位変化を含むようにし、組み合
わせ順序を変えて２種のペン位置検出パルスとしてもよ
い。

【００８５】さらに、グレイコードを用いることによ
り、コントラスト比を低下することなく、ペン11の位置
検出時間を短くできる。すなわち、位置検出期間に対す
る表示期間を短くすることなく、信号電極５を小群に分
割してグレイコードを割り当て、グレイコードによりパ
ルス幅を短くすることなく、どの小群内あるいは小群の
近傍に位置しているかを検知することにより、おおよそ
の位置を短時間で検出できる。また、信号電極５の本数
の対数の手間でペン11の位置を検出できる。なお、グレ
イコードは回転角度検出器などにも使用されている符号
で、符号を構成する各ビットは隣り合う数値に対応する
符号の間で１ビットだけ違う性質を持つ。特に、２進数
を用いた場合は、たとえば“１０００”と“０１１１”
を割り当てられた小群の境界付近にペン11が位置したと
きに、符号の各ビットのパルスは互いに打ち消し合い、
信号処理回路の僅かな誤差のために、信号処理回路はた
とえば“００００”の符号を検出する場合もある。“０
０００”は実際のペン位置から７も離れている。グレイ
コードでは、隣り合う大きさの符号の各ビットは１ビッ
トしか違わず、曖昧なビットは１ビットだけで、隣り合
う大きさの符号のどちらかと判定される。グレイコード
はペン位置検出に適する。

【００８６】さらに、ペン出力がグレイコードの各ビッ
トの１に対応するか０に対応するかの情報に加え、判定
不能の３値を利用することにより、ペン11がどの小群内
に位置するかだけでなく、境界付近に位置することも検
出でき、分解能が向上する。なお、判定不能のしきい値
を均等な分解能が得られる振幅よりも小さい値に選び、
ペン出力の振幅のばらつきが原因で誤って判定不能とす
ることを防ぐ。また、信号電極５を駆動するパルスの振
幅を温度補償の目的で変化させる場合は、判定不能とす
るしきい値を連動して変化させればよい。

【００８７】また、グレイコードの各ビットをＭＳＢか
らＬＳＢの順に割り当てると、信号処理回路のグレイコ
ードから２進数への変換回路部分を簡単な回路で構成で
きる。すなわち、グレイコードから２進数への変換回路
は、ビット毎に同じ構成の回路を繰り返すか、あるいは
同じ変換動作をペン出力の１、０の判定毎に繰り返す。
そして、上位ビットの２進数への変換結果と、変換該当
のグレイコード入力ビットの排他的論理和をとって、２
進数のビット出力とし、下位ビットまで繰り返す。ま
た、ペン出力の１、０および判定不能を利用する場合に
は、０を２進数のビット出力とし、ペン出力が１または
０の場合は、上位ビットの２進数変換結果と、グレイコ
ードの変換該当ビットの排他的論理和を２進数のビット
出力とする。

【００８８】さらに、より細かな分解能を必要とする場
合には、ペン11がどの信号電極５の小群内あるいは近傍
に位置するかをグレイコードによって検出した後に、精
細に検出することで短時間で正確にペン11の位置を検出
できる。すなわち、互いに位相の反転した２種の位相シ
フト信号を信号電極群のそれぞれに適当な周期で交互に
順次割り当て、表示の走査と同じ間隔で、２種のパルス
の割り当て位相を順次変化させ、ペン11が一方のパルス
で駆動される信号電極５と他方のパルスで駆動される信
号電極５の境界部に位置する場合を境にしてペン出力の
位相力仮転する。そこで、この反転位置を位相を順次変
化させて探し、位相を変化させる単位を信号電極５を１
本分とすれば、ペン出力信号の振幅比を利用せずに信号
電極５の１本分の分解能が得られる。また、走査の範囲
が狭く、パルスのピークを検出するのではなく位相の反
転するところと検出する点が従来に比べて短時間に正確
に検出できる。

【００８９】そして、グレイコードを用い１つのグレイ
コードに割り当てる信号電極５の本数を１０本に減らす
まで充分な振幅のペン出力が得られ、１つのグレイコー
ドに割り当てる信号電極５の本数を１０本とした場合、
グレイコードのＬＳＢを信号電極５に割り当てたもの
は、白表示２０画素と黒表示２０画素の破線表示に相当
する。次に、±１本の分解能のペン位置検出を行なうた
めに、白表示画素２０と黒表示画素２０の繰り返しの位
相を順次変化させていき、ペン出力の極性が反転する位
相を探す。極性が反転する方向は正から負または負から
正のどちらでもペン位置を検出できる。さらに、ペン出
力の処理回路がオフセット電圧を持っていた場合は、ペ
ン位置がずれて検出されて正から負と負から正の変化で
位置のずれる方向が変わり、ペンで図形を入力した場合
に図形が歪むが、正から負または負から正への変化の一
方のみを利用すれば、位置のずれる方向が一定するの
で、図形や文字の歪みを防げる。なお、位相を変化させ
る範囲は、ペン出力の正から負への変化のみ利用する場
合は、白表示と黒表示の繰り返し周期が４０画素なの
で、４０画素分の位相変化が必要となる。また、グレイ
コードを用いたペン位置検出で±１０画素の分解能まで
の位置検出を行なっているので、グレイコードを用いた
ペン位置検出結果を参考にして無駄な検出を省けば、位
相を変化させる範囲は２０本分で済む。

【００９０】また、信号電極５に２種のパルスを短い周
期で交互に順次割り当て、ペンで拾われる信号強度が実
質的に０になるようにし、信号を印加している期間に信
号処理回路のオフセット電圧を記憶し、信号処理回路の
オフセット電圧の補償に用いることにより、充分な精度
が得られる。

【００９１】すなわち、互いに位相が反転したペンで拾
われた場合に互いに弱め合うパルス信号２種を信号電極
５に短い周期、すなわち信号電極５の本数で交互に順次
割り当て、ペン11で抽出される信号強度が実質的に０に
なるようにし、この信号を印加している期間に信号処理
回路のオフセット電圧を記憶し、信号処理回路のオフセ
ット電圧の補償に用いる。このときの補償電圧には、信
号電極５の駆動信号の振幅比の誤差分も含まれるが、１
回のペン位置検出期間内では、液晶表示パネル１とペン
11との距離変化は僅かなので、振幅比もオフセット電圧
として処理しても問題を生じない。

【００９２】次に、ペン出力処理回路15について図１２
に示すＹ座標ペン出力処理回路111を説明する。

【００９３】まず、Ｙ座標を検出する際には、表示のた
めの走査電極４からの走査パルスの漏れをそのまま利用
する。

【００９４】そして、表示のための走査電極４の走査パ
ルスは、たとえば図１３に示すように走査電極４を１本
ずつ順次選択して走査電極４に印加され、走査信号のパ
ルスは選択期間の半分の時刻で極性が反転する。

【００９５】なお、信号電極５の駆動信号は、黒表示の
とき走査電極４の駆動パルスと位相が反転して振幅が小
さい信号で、白表示の信号は黒表示の信号の極性が反転
した信号であり、灰色の表示の信号は図示しないが、黒
表示の信号と白表示の信号の間の位相の信号である。

【００９６】そして、ペン11の出力信号を入力する増幅
およびパルス切出部112 を有し、この増幅およびパルス
切出部112 は増幅するとともに図１３の走査パルスの極
性反転に対応する部分の切り出しおよび極性を統一加工
する。

【００９７】また、増幅およびパルス切出部112 にはＡ
Ｄ変換器113 が接続され、このΑＤ変換器113 でデジタ
ルデータに変換する。さらに、このＡＤ変換器113 には
加算器114 が接続され、この加算器114 で表示データを
積算して得た補正値を減算し、この加算器114 には相関
器である波形検出部115 に接続される。

【００９８】そして、この波形検出部115 は、選択され
る走査電極４にペン11が近づいて、離れていく時のペン
の出力信号の振幅の波形を検出し、最大値の時刻を直接
検出せずに波形の検出するのは、補正値の計算誤差の影
響を小さくするためである。また、波形検出部115 は最
大値時刻検出部116 に接続され、波形検出部115 からの
出力は最大値時刻検出部116 にて、振幅が最大になる時
刻が検出される。さらに、ペン11の出力を微分した場合
には、雑音が多く含まれる状況になじまないが、ペン11
の出力を相関器である波形検出部115 に入力して波形が
最大となる時刻を求めることにより、雑音などの悪影響
を排除できる。

【００９９】したがって、走査電極４を選択する時刻は
制御回路16で決められているので、基準時刻を適当に定
めておけば、検出された時刻は直接Ｙ座標として読みと
れる。

【０１００】また、加算器114 で減算する補正値は２つ
の要素を足したもので、ペン11の出力信号を参照して大
きさを調節する。まず、補正すべき要素の１つとしては
信号電極５の電位の変化によって引き起こされる走査電
極４の電位の変化なので、表示データの白を１、黒を−
１として走査電極４毎に積算して、補正値調節データ発
生部の出力を掛けて、または、乗算の代わりに表を用い
て補正値１とし、灰色の表示データは１と−１の間の適
当な値を実験または計算で求めて、表示データ積算およ
び補正値発生部117 で演算する。

【０１０１】一方、他の要素としては、信号電極５の電
位の変化が直接ペン11に影響する成分の補正なので、予
め検出しておいたペン11のＸ座標の位置をもとに、ペン
11の近くの信号電極５の重みを大きく、ペン11から遠い
信号電極５の重みを小さくして、白をマイナス、黒をプ
ラスとして走査電極４毎に表示データの重み付きを表示
データの重み付き積算および補正値発生部118 で積算
し、これに補正値調節データ発生部119 の出力を掛けて
補正値２とする。すなわち、ペン11のＸ座標の位置によ
って出力が大きく異なるので、予めペン11のＸ座標の位
置を検出しておき、ペン11の近傍の信号電極５に印加す
るパルスをペン11との距離に応じて重み付き平均し、そ
れに適当な係数を掛けてペン11の出力から差し引く。ま
た、パルス幅変調で階調表示を行なう場合には、ペン11
との距離のみならず、走査電極４の電位変化を検出する
期間に影響する度合いも加味して重み付けする。

【０１０２】また、補正値の調節は、図１４に示すよう
に、どの走査電極４も選択されない期間に、表示に対応
する信号を信号電極５に印加し、その時に得られるペン
11の出力信号を参照する。そして、補正値調節データ発
生部119 からの補正値調節データ作成用信号は、走査電
極４上の全画素を黒表示または白表示と、白と黒が同数
の白と黒の繰り返し表示と、その繰り返しの位相を９０
度変化させた表示に対応する信号で構成する。すなわ
ち、信号電極５に印加したパルスに起因する成分をペン
出力から差し引くためには、信号電極５に印加したパル
スの振幅に適当な係数を掛けなくてはならず、この係数
は予め計算や実験で求めておくことができるが、液晶表
示パネル１とペン11との距離が変化した場合や、駆動電
圧が変わった場合などに対応して、自動的に係数を設定
できることが望ましい。そこで、表示のためのパルスを
走査電極４に印加していない期間に、たとえば全画素を
黒とするパルスを信号電極５に印加してペン11の出力の
振幅を記憶しておき、この振幅を基準にして係数を設定
または微調節する。

【０１０３】なお、白と黒の繰り返しは、白と黒の数を
同数に設定しているので、走査電極４の電位は変動しな
い。

【０１０４】したがって、白と黒の繰り返しに対するペ
ン出力は補正値２の調節に使えるが、ペン11の位置は分
からず、白と黒の境目にペン11が合った場合は、信号が
打ち消し合ってしまうので、位相が９０°異なるものを
用意しておき、２種の位相の白と黒の繰り返し表示に対
応するペン出力信号のどちらか絶対値の大きい方の絶対
値を補正値２のフルスケールの較正に用いる。

【０１０５】また、走査電極４上の画素を全部黒または
全部白とした場合は、走査電極４の電位の変動と信号電
極５の電位の変化の両方がペンで検出され、白と黒の繰
り返し表示のときのペン出力を極性を揃えてから、全部
黒または全部白としたときのペン出力から引いて、補正
値１のフルスケール調節に用いる。

【０１０６】ただし、補正値の調節のためのデータの取
得は、走査電極４が選択されていない状態で行なうが、
走査電極ドライバ８の出力インピーダンスが選択パルス
の出力時と非選択パルスの出力時で異なるので、補正値
の自動調節は補助手段として用いる。

【０１０７】そして、ペン11の出力には、走査パルスの
極性が反転したときの電位変化が表れ、ペン11の近傍の
走査電極４が選択されたときにペン11の出力が大きくな
る。ただし、隣り合う走査電極４の走査パルスの前縁と
後縁は、ペン11で拾われるときに互いに打ち消し合い、
ペン11は走査電極４の電位の変化とともに信号電極５の
電位の変化にも感じるので、ペン11の近傍に黒表示が多
いときはペン11の出力信号は小さくなり、白表示が多い
ときはペン11の出力信号は大きくなる。また、信号電極
５と走査電極４は静電結合していて信号電極５の電位の
変化は走査電極４の電位を変化させるので、走査電極４
上の黒表示の画素が多いときはペンの出力信号は小さく
なり、白表示の画素が多いときはペン11の出力は大きく
なる。したがって、白表示の部分と黒表示の部分が混在
すると、ペン11の出力信号が最大値を示す時刻がずれて
しまうので、信号電極駆動信号の影響を除去または軽減
する。

【０１０８】そうして、Ｙ座標ペン出力処理回路111
は、ペン11の出力信号を加工してペン11の最も近くの走
査電極４が選択された時刻を推定してＹ座標を検出す
る。

【０１０９】上述のように、Ｘ座標およびＹ座標の双方
を検出することにより、ペン11の位置を検出する。

【０１１０】また、検出には表示用のパルスより高速な
パルスを用いないので、液晶表示パネル１の電極抵抗と
浮遊容量による波形の歪みの影響が小さくなり、波形歪
みの補正が不要である。

【０１１１】なお、上記実施の形態では、スイッチとし
てＴＦＤを用いて説明したが、ＴＦＴ（Thin Film Tran
sitor ）を用いても同様の効果を得ることができる。

【０１１２】

【発明の効果】本発明によれば、グレイコードを用いる
ことにより、表示期間に対する位置検出期間の割合を長
くすることなく、ペン位置を正確に検出できる。

【０１１３】また、グレイコード信号を出力した後に所
定間隔で交互に繰り返した２つの信号を経時的に位相を
ずらした位相シフト信号を出力するもので、グレイコー
ドで検出しきれない微小部分を位相シフト信号により検
出し、位置検出精度を高くできる。

【０１１４】さらに、前記信号線駆動回路より位置検出
期間に出力される信号は、表示期間に出力される表示信
号の最も明るい階調と、最も暗い階調との２値に基づき
出力されるため、最も出力差のある２つの信号を用いる
ため、位置検出精度が高くできる。

【０１１５】またさらに、前記信号線駆動回路より位置
検出期間に同時に出力される２値の信号はそれぞれ略同
数であるので、隣接信号線の容量カップリングによる電
位変動を小さくし、位置検出精度を高くできる。

【０１１６】また、位置検出手段は、グレイコード信号
で検知されたグレイコードとともに判定不能の部分を判
定不能ビットとして出力するもので、判定不能を一つの
検出要素とすることにより境界位置における位置精度を
高くできる。

【０１１７】さらに、グレイコードは、ＭＳＢからＬＳ
Ｂに向けて順次経時的に出力されるもので、回路構成を
簡単にできる。

【０１１８】またさらに、グレイコードのＬＳＢは、信
号電極ドライバに基づき信号幅が設定されるもので、位
置検出できないまでＬＳＢの幅を狭くせず、位置の誤検
出を防止できる。

【０１１９】また、位置検出回路で検出されたペンが位
置するＬＳＢ内を含んで、位相シフト信号の位相をずら
すもので、必要以上に位相シフト信号の検出時間を長く
することなく、確実に位置を検出できる。

【０１２０】さらに、位置検出手段は、走査電極に供給
される信号分を差し引いて、信号電極の信号を検出する
もので、走査信号の信号の影響をなくして、位置検出を
正確にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示装置一体型ペン位置検出装置の一
実施の形態を示すブロック図である。

【図２】同上液晶表示素子の走査パルスおよび駆動パル
スとペン位置検出用パルスとの関係を示す波形図であ
る。

【図３】同上ペン位置検出用パルスの信号電極への割り
当てを時間を追って示す説明図である。

【図４】同上Ｘ座標ペン出力回路を示す構成図である。

【図５】同上位置検出用パルス切出部を示す回路図であ
る。

【図６】同上位置検出パルス切出部の動作を示す波形図
である。

【図７】同上３値化／２値化部を示す回路図である。

【図８】同上デコーダを示す回路図である。

【図９】同上位置検出パルス切出部の出力を示す波形図
である。

【図１０】同上走査電極電位の変動の影響を示す説明図
である。

【図１１】同上表示装置一体型ペン位置検出装置の他の
実施の形態を示すブロック図である。

【図１２】同上Ｙ座標ペン出力処理回路を示す構成図で
ある。

【図１３】同上液晶表示素子の走査パルスおよび駆動パ
ルスとペン位置検出用パルスとの関係を示す波形図であ
る。

【図１４】同上ペン位置検出用パルスの信号電極への割
り当てを時間を追って示す説明図である。

【符号の説明】

４走査電極５信号電極６スイッチ７画素電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平行に配設され駆動パルスが印加される
複数の信号電極と、これら信号電極に直交し走査パルスが印加される複数の
走査電極と、前記信号電極および走査電極間にスイッチを介して接続
されマトリクス状に配設された表示電極と、前記任意の信号電極に静電結合され前記駆動パルスを抽
出するペンと、表示期間および位置検出期間を有し、表示期間に前記信
号電極に表示信号を出力して前記表示電極に表示を行な
わせ、位置検出期間に前記信号電極にグレイコード信号
を出力する信号線駆動回路と、このペンで抽出されたグレイコード信号のグレイコード
に基づき前記信号電極に対応する位置方向を検出する位
置検出手段とを具備したことを特徴とする表示装置一体
型ペン位置検出装置。
【請求項２】前記信号線駆動回路は、グレイコード信
号を出力した後に所定間隔で交互に繰り返した２つの信
号を経時的に位相をずらした位相シフト信号を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置一体型ペン位
置検出装置。
【請求項３】前記信号線駆動回路より位置検出期間に
出力される信号は、表示期間に出力される表示信号の最
も明るい階調と、最も暗い階調との２値に基づき出力さ
れることを特徴とする請求項１または２記載の表示装置
一体型ペン位置検出装置。
【請求項４】前記信号線駆動回路より位置検出期間に
同時に出力される２値の信号はそれぞれ略同数であるこ
とを特徴とした請求項３記載の表示装置一体型ペン位置
検出装置。
【請求項５】位置検出手段は、グレイコード信号で検
知されたグレイコードの判定不能の部分を判定不能ビッ
トとして出力することを特徴とした請求項１記載の表示
装置一体型ペン位置検出装置。
【請求項６】グレイコードは、ＭＳＢからＬＳＢに向
けて順次経時的に出力されることを特徴とする請求項１
ないし５いずれか記載の表示装置一体型ペン位置検出装
置。
【請求項７】制御回路の出力に基づき信号電極を駆動
する信号電極ドライバを備え、グレイコードのＬＳＢは、信号電極ドライバに基づき信
号幅が設定されることを特徴とする請求項６記載の表示
装置一体型ペン位置検出装置。
【請求項８】位置検出回路で検出されたペンが位置す
るＬＳＢ内を含んで、位相シフト信号の位相をずらすこ
とを特徴とする請求項１ないし７いずれか記載の表示装
置一体型ペン位置検出装置。
【請求項９】位置検出手段は、走査電極に供給される
信号分を差し引いて、信号電極の信号を検出することを
特徴とした請求項１ないし８いずれか記載の表示装置一
体型ペン位置検出装置。