(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に配列された複数の絵素電極と、該複数の絵素電極に対向する対向電極と、前記複数の絵素電極と該対向電極との間に設けられた液晶とによって絵素マトリックスが構成されているアクティブマトリクス型の液晶表示パネルと一体となった位置検出装置であって、
位置検出用信号を発生させる信号発生器と、
該信号発生器からの位置検出用信号を出力する電極を有する信号発生部材と、
一様な抵抗成分、インダクタンス成分及びキャパシタンス成分を有し、周縁部近傍の相互に異なる２点に第１信号検出電極および第２信号検出電極を有する導電膜と、
該信号発生器から発生される位置検出用信号と、該信号発生部材にて該導電膜上の任意の１点を指示することに対応して該導電膜に印加された該信号発生器からの該位置検出用信号が該第１信号検出電極および第２信号検出電極によってそれぞれ検出される各検出信号とのそれぞれの位相差に基づいて、該信号発生部材で指示された該点の座標を決定する座標決定手段とを備え、
前記導電膜が、前記アクティブマトリックス型の液晶表示パネルにおける前記対向電極であり、前記信号発生部材の電極は、前記導電膜と静電結合して該導電膜上に誘導電圧を誘起させるようになっており、さらに、前記信号発生器から発生される位置検出用信号が前記液晶表示パネルの表示に影響を与えないように、該位置検出用信号が前記導電膜へ印加されることによる前記絵素電極と対向電極との間の電圧差の変動によって前記液晶が変化しない電圧のパルス信号になっている、位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、平板上の指示位置を検出する位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、平板上の指示位置を検出する位置検出装置として、図７に示すようなものがある。
【０００３】
この位置検出装置は、絶縁されて平行に配列された複数の列電極Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｍ（総称する場合は符号Ｘで示す）およびこの列電極と直交して平行に配列された複数の行電極Ｙ１、Ｙ２、・・・、Ｙｎ（総称する場合は符号Ｙで示す）が形成された基板１と、該列電極Ｘに列電極走査信号を印加する列電極駆動部２と、行電極Ｙに行電極走査信号を印加する行電極駆動部３と、列電極Ｘあるいは行電極Ｙに印加された各走査信号を検出するための検出ペン４と、検出ペンから出力された検出信号に基づいて検出ペン４の先端座標を決定する座標決定部５と、列電極駆動部２および行電極駆動部３の動作を制御する制御部８から概略構成される。
【０００４】
該制御部８は、列電極駆動部２および行電極駆動部３に、図８に示すような所定の時間差のパルス電圧を有する走査信号ｘ，ｙを送出して列電極Ｘおよび行電極Ｙを走査する。それと同時に、列電極駆動部２、行電極駆動部３および座標決定部５に、列電極Ｘあるいは行電極Ｙを走査していることを知らせる制御信号を送出する。該列電極駆動部２および行電極駆動部３は、信号を出力または遮断するゲートを備えている。そして、制御部８からの信号によって、列電極Ｘを走査している期間は行電極駆動部３のゲートを閉じる一方、行電極Ｙを走査している期間には列電極駆動部２のゲートを閉じる。
【０００５】
こうして、該列電極駆動部２および行電極駆動部３のゲートを通過したパルス電圧は、順次列電極Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｍおよび行電極Ｙ１、Ｙ２、・・・、Ｙｎに印加されて列電極Ｘ及び行電極Ｙが走査される。一方、上記座標決定部５は、Ｘ座標検出回路６およびＹ座標検出回路７によって検出された検出信号と、制御部８からの制御信号とに基づいて、検出ペン４の先端座標を決定する。
【０００６】
次に、上記位置検出装置を応用した他の位置検出装置として、図９に示すような位置検出装置が特公告昭５０−１００８８号公報に開示されている。
【０００７】
この位置検出装置は、互いに絶縁されて平行に配列された列電極Ｘおよび行電極Ｙと、インダクタンスＬおよびコンデンサＣから成る遅延回路１１、１２と、この遅延回路１１、１２を介して列電極Ｘおよび行電極Ｙに印加される互いに異なる周波数ｆｘ、ｆｙの電圧信号を発生する信号発生器Ｆｘ、Ｆｙと、検出ペン１３からの検出信号に基づいて検出ペン１３の先端座標を決定する座標決定部１４で概略構成される。各列電極Ｘおよび各行電極Ｙには、遅延回路１１、１２によってその位置に応じて位相の異なる電圧信号が印加される。したがって、検出ペン１３によって位相の異なる周波数ｆｘ，ｆｙの電圧信号が検出され、この検出信号と発信器Ｆｘ，Ｆｙの出力信号との位相を座標決定部１４のｘ座標検出回路１５およびＹ座標検出回路１６で比較することによって、検出ペン１３の先端座標を検出することができる。
【０００８】
また、表示装置と一体化された位置検出装置がある。この位置検出装置の場合には、例えば表示装置として用いられているアクティブマトリクス型表示パネルにおける行電極及び列電極に走査信号ｘ，ｙを出力する列電極駆動部および行電極駆動部が設けられ、検出ペンによって上記走査信号ｘ，ｙを検出することによって検出ペンの先端の座標を検出することが可能となるのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の位置検出装置においては、以下に述べるような問題がある。
【００１０】
すなわち、図７および図９に示された上記位置検出装置においては、基本構成として、複数の列電極および複数の行電極と、上記各電極に何らかの走査信号を印加して駆動する電極駆動回路と、この電極駆動回路を制御するための制御回路が必要である。そこで、より高精度な位置検出を実施する場合には、より多数の列電極及び行電極を必要とし、さらには電極駆動回路や制御回路が複雑化する。このことは、上述の特公昭５０−１００８８号公報に開示された位置検出装置の場合でも同様である。
【００１１】
さらに、上記各電極に印加された走査信号を検出する検出ペンとして例えば容量結合性ペンを使用した場合、上側の列電極に印加された走査信号の検出精度と下側に印加された走査信号の検出精度とが異なり、上記検出ペンを表示画面に傾けて接触させた場合には検出位置に誤差が生ずることになる。
【００１２】
本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、その目的は、簡単な構造で、指定された任意の一点の座標を高精度に検出できる位置検出装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の位置検出装置は、マトリックス状に配列された複数の絵素電極と、該複数の絵素電極に対向する対向電極と、前記複数の絵素電極と該対向電極との間に設けられた液晶とによって絵素マトリックスが構成されているアクティブマトリクス型の液晶表示パネルと一体となった位置検出装置であって、位置検出用信号を発生させる信号発生器と、該信号発生器からの位置検出用信号を出力する電極を有する信号発生部材と、一様な抵抗成分、インダクタンス成分及びキャパシタンス成分を有し、周縁部近傍の相互に異なる２点に第１信号検出電極および第２信号検出電極を有する導電膜と、該信号発生器から発生される位置検出用信号と、該信号発生部材にて該導電膜上の任意の１点を指示することに対応して該導電膜に印加された該信号発生器からの該位置検出用信号が該第１信号検出電極および第２信号検出電極によってそれぞれ検出される各検出信号とのそれぞれの位相差に基づいて、該信号発生部材で指示された該点の座標を決定する座標決定手段とを備え、前記導電膜が、前記アクティブマトリックス型の液晶表示パネルにおける前記対向電極であり、前記信号発生部材の電極は、前記導電膜と静電結合して該導電膜上に誘導電圧を誘起させるようになっており、さらに、前記信号発生器から発生される位置検出用信号が前記液晶表示パネルの表示に影響を与えないように、該位置検出用信号が前記導電膜へ印加されることによる前記絵素電極と対向電極との間の電圧差の変動によって前記液晶が変化しない電圧のパルス信号になっており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２０】
【作用】
本発明では、信号発生部材によって、導電膜上のある任意の１点に信号発生器からの位置検出信号が印加される。そして上記位置検出信号は上記導電膜上を伝搬し、上記導電膜の周縁部近傍の相互に異なる２点に設けられた第１信号検出電極および第２信号検出電極によって検出され、これらから第１検出信号および第２検出信号が出力される。
【００２１】
これにより、上記信号発生器からの位置検出信号に基づいて、座標決定手段によって上記信号発生部材を介して印加された位置検出信号が、上記導電膜上を伝搬し第１信号検出電極および第２信号検出電極に検出されるまでの伝搬時間が検出されて上記信号発生部材先端で指示した点の座標が決定される。
【００２２】
上記座標決定手段によって上記信号発生部材の先端座標が検出されるに際して、先ず、位相比較器によって、上記信号発生器からの位置検出信号の位相と上記第１検出信号の位相とが比較されて、上記伝搬時間に相当する位相差を表す第１位置情報信号が生成され、さらに上記信号発生器からの位置検出信号の位相と上記第２検出信号の位相とが比較されて上記伝搬時間に相当する位相差を表す第２位置情報信号が生成される。そして、次に、座標決定部によって、上記第１、第２位置情報信号に基づいて、前記導電膜を伝搬する信号の最大位相差と、前記検出された位相差との比率を求め、この比率に基づいて上記導電膜上における上記信号発生部材の先端座標が決定される。
【００２３】
信号発生部材の先端が上記導電膜に接触すると、上記信号発生部材の先端に設けられた導電性の電極によって、上記導電膜を伝搬する位置検出用信号が印加される。以後、導電膜に設けられた第１信号検出電極および第２信号検出電極によって上記位置検出用信号が検出され、検出信号に基づいて上記信号発生部材の先端座標が決定される。
【００２４】
上記信号発生部材の先端と上記導電膜とは静電結合し、上記信号発生部材の信号電圧に起因する誘導電圧が上記導電膜上に誘起される。以後、導電膜に設けられた第１信号検出電極および第２信号検出電極によって上記位置検出用信号が検出され、検出信号に基づいて上記信号発生部材の先端座標が決定される。
【００２５】
上記導電膜上を伝搬する上記位置検出用信号は、上記導電膜上の互いに隣接する２辺にそれぞれ設けられている第１信号検出電極および第２信号検出電極によって検出され、検出信号に基づいて上記信号発生部材の先端座標が決定される。
【００２６】
上記座標決定手段で決定された信号発生部材の先端座標に基づいて、表示装置によって表示パネルに画像が表示されて上記信号発生部材による指示位置に画像が表示される。
【００２７】
アクティブマトリクス型の液晶表示パネルにおける対向電極に上記信号発生部材により印加されて伝搬する上記信号電圧が上記第１信号検出電極および第２信号検出電極によって検出されると、これらの電極からの検出信号に基づいて上記座標決定手段によって上記信号発生部材の先端座標が決定される。そして、この決定された上記信号発生部材の先端座標に基づいて、上記液晶表示パネル上における上記信号発生部材の指示位置が画像に表示される。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例の位置検出装置を図示の実施例により詳細に説明する。但し、本発明は以下の各実施例に限定されるものではない。
【００２９】
（第１実施例）
図１は、本実施例における位置検出装置を示す図であり、この発明の位置検出装置の基本構成を示す。図１に示す位置検出装置は、パルス発生器２１、導電膜２２、信号発生ペン２３、第１信号検出電極２４、第２信号検出電極２５、第１位相比較器２６、第２位相比較器２７、座標決定部２８から概略構成される。
【００３０】
上記パルス発生器２１は一定周期のパルス信号を発生し、信号発生ペン２３の先端部より矩形を成す導電膜２２に上記パルス信号を印加する。第１信号検出電極２４および第２信号検出電極２５は導電膜２２に印加された上記パルス信号を検出して検出信号を第１位相比較器２６および第２位相比較器２７に送出する。第１位相比較器２６および第２位相比較器２７は、パルス発生器２１からのパルス信号と第１信号検出電極２６および第２信号検出電極２７からの検出信号との位相差をそれぞれ比較して第１位置情報信号Ｓ１および第２位置情報信号Ｓ２を生成する。そして、座標決定部２８は、第１位相比較器２６および第２位相比較器２７で得られた第１位置情報信号Ｓ１および第２位置情報信号Ｓ２に基づいて信号発生ペン２３の先端座標を決定して座標信号を出力する。
【００３１】
以下、上述のことをさらに詳細に説明する。
【００３２】
上記パルス発生器２１から出力されたパルス信号は、上記信号発生ペン２３によって導電膜２２の任意の１点に印加される。導電膜２２は一様な抵抗成分、インダクタンス成分及びキャパシタンス成分をもつ伝送系であり、上記信号発生ペン２３から導電膜２２に印加されたパルス信号は、信号の印加点（イ）から膜一面に一様に広がる。その際に上記導電膜２２上を伝搬するパルス信号波形は、図３（ｂ）のように元となる図３（ａ）に示す周期Ｔを有するパルス信号Ｓｐに対して位相差となまりを持つ波形となる。
【００３３】
こうして、上記導電膜２２上を伝搬するパルス信号は、導電膜２２の夫々が四隅の互いに隣接する異なる２点（ロ）、（ハ）に設けられた第１信号検出電極２４および第２信号検出電極２５によって検出させる。上記第１信号検出電極２４で検出された第１検出信号は図３（ｂ）に示すような波形となり、第１位相比較器２６によって、上記第１検出信号波形とパルス発生器２１のパルス波形とから第１位置情報信号を得る。一方、上記第２信号検出電極２５で検出された第２検出信号は図３（ｅ）に示すような波形となり、第２位相比較器２７によって、上記第２検出信号波形とパルス発生器２１のパルス波形とから第２位置情報信号を得るのである。
【００３４】
次に上記第１位相比較器２６および第２位相比較器２７によって実施される位置情報信号生成方法について述べる。
【００３５】
上記第１，第２位相比較器２６、２７の構成として、図２に示すものが考えられる。但し、図２では第１位相比較器２６を例示している。上記第１，第２位相比較器２６，２７はシュミットトリガ回路２９およびＡＮＤ回路３０を有している。以下、第１位相比較器２６に回路の動作を図２および図３に従って説明する。
【００３６】
上記パルス発生器２１から第１位相比較器２６に送出された図３（ａ）に示すような周期Ｔを有するパルス波形を有するパルス信号Ｓｐは、アンド回路３０の入力端子に印加される。また、第１信号検出電極によって検出されたパルス信号の検出信号は図３（ｂ）に示すような位相差となまりを有しており、シュミットトリガ回路の入力端子に印加される。そうすると、上記シュミットトリガ回路２９から図３（ｃ）に示すような、パルス信号Ｓｐと同一周期Ｔを有する波形のパルス信号が出力されて、アンド回路３０のもう一方の入力端子に印加される。ここで、シュミットトリガ２９からのパルス信号は、その元となるパルス信号よりも導電膜２２のパルス信号印加点（イ）と第１信号検出電極との距離（ロ）（第２信号検出電極で検出する場合には距離（ハ））に応じて位相が遅れている。そこで、このアンド回路３０によって、パルス発生器２１からのパルス信号とシュミットトリガ回路２９からのパルスとの位相差がパルス幅変調された図３（ｄ）に示される第１位置情報信号Ｓ１を得る。また、第２信号検出電極２７で検出された場合は図３（ｇ）に示される第２位置情報信号Ｓ２を得る。
【００３７】
上記のようにして得られた第１、第２位置情報信号Ｓ１、Ｓ２は座標決定部２８に送出され、この座標決定部２８によって、導電膜２２を伝播する信号の位相遅れの最大値と各位置情報信号Ｓ１、Ｓ２に基づく上記検出信号の位相遅れとの比率から、信号発生ペン２３の先端が接触した導電膜２２に於ける接触位置のＸ、Ｙ座標が決定されて座標信号Ｓ３が出力される。
【００３８】
上述のように、本実施例においては、パルス発生器２１から出力される位置検出用信号を信号発生ペン２３を経て導電膜２２の任意の１点に印加する。そして、導電膜２２の第１，第２信号検出電極２４，２５によって検出された検出信号とパルス発生器２１からのパルス信号Ｓｐとの位相差を検出して、導電膜２２上における信号発生ペン２３の先端座標を表す第１，第２位置情報信号Ｓ１、Ｓ２を生成する。これにより、座標決定部２８は、第１，第２位相比較器２６，２７からの第１，第２位置情報信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて信号発生ペン２３の先端座標を検出するようにしている。したがって、２つの信号検出電極２４，２５を持つ導電膜２２にパルス信号を順次繰り返して印加するという非常に簡単な構造で信号発生ペン２３の先端座標を高精度で検出できる。
【００３９】
（第２実施例）
本実施例は、第１実施例における第１，第２信号検出電極を導電膜の互いに隣接する２辺に、該２辺のほぼ全長に亘る長さでそれぞれ設けた場合の実施例である。図４は、本実施例における位置検出装置を示すブロック図である。
【００４０】
図４に示す位置検出装置は、パルス発生器３１、導電膜３２、信号発生ペン３３、Ｘ方向信号検出電極３４、Ｙ方向信号検出電極３５、Ｘ方向カウンタ３６、Ｙ方向カウンタ３７、座標決定部３８から、前記第１実施例と同様に構成される。
【００４１】
パルス発生器３１、導電膜３２、信号発生ペン３３は、図１に示すパルス発生器２１、導電膜２２、信号発生２３と同じ構造を有しており、第１実施例で述べたように動作して導電膜３３にパルス信号が印加される。Ｘ方向信号検出電極３４およびＹ方向信号検出電極３５は、導電膜３２に印加されたパルス信号が１辺の電極に到達すると同時に検出信号をＸ方向カウンタ３６およびＹ方向カウンタ３７に送出する。これにより、Ｘ方向カウンタ３６は上記パルス発生器３１からパルス信号を入力すると同時にカウントを開始し、Ｘ方向検出電極３４からの検出信号を受けるまでの時間、すなわち信号印加点（ニ）からＸ方向信号検出電極３４までのパルス信号のＸ方向に沿う伝搬時間（ホ）を検出して、Ｘ方向位置検出信号を生成する。一方、Ｙ方向カウンタ３７は上記パルス発生器３１からパルス信号を入力すると同時にカウントを開始し、Ｙ方向信号検出電極３５からの検出信号を受けるまでの時間、すなわち信号印加点（ニ）からＹ方向信号検出電極３５までのパルス信号のＹ方向伝搬時間（ヘ）を検出して、Ｙ方向位置検出信号を生成する。
【００４２】
上記のようにして得られたＸ，Ｙ方向位置検出信号は座標決定手段３８に送出され、座標決定手段３８によってＸ方向カウンタ３６およびＹ方向カウンタ３７で得られたパルス信号のＸ，Ｙ方向伝搬時間と、導電膜３２によるＸ，Ｙ方向の最大伝搬時間との比較から信号発生ペン３３先端のＸ，Ｙ座標が第１実施例と同様な演算により得られる。
【００４３】
したがって、本実施例によれば、座標決定の際に複雑な演算をする必要がなく簡単な比率計算で、高精度な位置検出が可能となる。
【００４４】
（第３実施例）
本実施例は第１実施例に示す基本構成を表示装置と組み合わせた、より具体的な実施例である。本実施例に示す位置検出装置は、得られた座標検出信号に基づく画像を表示装置によって表示可能にした位置検出装置であり、図５に示すような構成を有している。
【００４５】
パルス発生器４１、導電膜４２、信号発生ペン４３、第１信号発生電極４４、第２信号検出電極４５、第１位相比較器４６、第２位相比較器４７、座標決定部４８は、図１に示すパルス発生器２１、導電膜２２、信号発生ペン２３、第１信号検出電極２４、第２信号検出電極２５、第１位相比較器２６、第２位相比較器２７、座標決定部２８と同じ構造および相互の接続関係を有しており、第１実施例で述べたように動作して信号発生ペン４３の先端座標を検出する。
【００４６】
上記導電膜４２は透明に形成されており、この導電膜４２の下側に積層された表示装置の表示パネル５０の表示内容を導電膜４２を通して見ることが可能となっている。表示制御部４９は座標決定部４８からの信号発生ペン４３の先端座標を表すＸ，Ｙ座標信号に基づいて、表示装置を制御して表示パネル５０上における信号発生ペン４３の先端座標に例として点を表示する。
【００４７】
その結果、上記信号発生ペン４３が導電膜４２上を摺動することによって、図形入力や図形検出が実施可能となる。
【００４８】
その際に、上記表示パネル５０上に積層される導電膜４２は１枚の薄膜で形成されている。従って、本実施例の表示装置は、互いに交差して２層に配列された列電極および行電極を有する位置検出装置を表示パネルと一体化して成る従来技術の表示装置より薄型で、かつ簡単な構成とすることができる。
【００４９】
また、第２実施例に示す基本構成を表示装置と組み合わせた実施例についても、上述したような本実施例における表示パネルと一体化した位置検出装置が提供できる。
【００５０】
（第４実施例）
本実施例は、第３実施例における表示装置としてアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置を用いた場合の実施例である。
【００５１】
図６は本実施例の位置検出装置における概略ブロック図であり、アクティブマトリックスタイプの液晶表示装置に組み込まれている。
【００５２】
この表示装置はアクティブマトリックスタイプの液晶表示パネル（以下、単に表示パネルという）５１と、この表示パネル５１を駆動する行電極駆動回路５２および列電極駆動回路５３に表示制御信号を供給する表示制御回路５４と、第１位置検出電極６７および第２位置検出電極６８からの検出信号を受けて表示パネル５１における信号発生ペン５５の先端座標を検出する座標検出回路５６と、座標検出の際にパルス信号を出力するパルス発生器５７と、表示制御回路５４に制御される座標検出回路５６とパルス発生器５７を制御する制御部５８によって構成される。
【００５３】
上記表示パネル５１は、透明なＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板５９上に平行に配列された複数の行電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・，Ｇ６およびこの行電極群と直交して平行に配列された複数の列電極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・，Ｓ６を有する。そして各行電極Ｇと列電極Ｓとの交差位置にＴＦＴ６０が設けられ、各ＴＦＴ６０のゲート電極には行電極Ｇが接続され、ソース電極には列電極Ｓが接続され、ドレイン電極には絵素電極６１が接続されている。
【００５４】
上記ＴＦＴ基板５９の裏面側にはこのＴＦＴ基板５９に対向して対向基板６２が配置され、この対向基板６２上にはＴＦＴ基板５９と略同面積の対向電極６３が配置されている。そして、絵素電極６１と対向電極６３との間に液晶が設けられて、マトリックス状に配列された絵素電極６１とこの絵素電極６１に対向した液晶、対向電極６３で絵素マトリックスを構成している。また、上記対向電極６３には、電源回路６５および対向電極駆動回路６４によってバイアス電圧が供給されると共に、パルス発生器５７から信号発生ペン５５を経てパルス信号が対向電極６３に繰り返して印加される。この場合、上記対向電極６３は、信号発生ペン５５の先端と静電結合し、パルス発生器５７のパルス信号電圧に起因する誘導電圧が対向電極６３に誘起される。表示パネル５１は、ＴＦＴ６０がオンすることによって絵素電極６１に電圧が印加され、各絵素電極６１に印加される電圧と、対向電極６３に印加されたバイアス電圧との電圧差によって液晶が駆動される。これにより、表示パネル５１に表示が形成される。そして、このような表示の間に、パルス発生器５７からのパルス信号が信号発生ペン５５を経て対向電極６３に繰り返し印加される。パルス信号は、パルス信号が対向電極６３に印加されることによって、絵素電極６１と対向電極６３との間の電圧差が変動しても、液晶が変化しない電圧とされる。従って、表示パネル５１には、パルス信号による影響のない正常な表示が形成される。
【００５５】
第１信号検出電極６５および第２信号検出電極６６は、対向電極６３の四隅における互いに隣接して異なる２点に設けられ、上記対向電極６３に印加されたパルス信号を検出し、第１位相比較器６７および第２位相比較器６８に検出信号を送出する。上記第１、第２位相比較器６７、６８は図１に於ける第１、第２位相比較器２６、２７と同じ構成であり、図３に示す回路により構成され、実施例１における動作と同様な動作によって第１、第２位置情報信号Ｓ１、Ｓ２を座標検出回路５６に送出する。座標検出回路５６は第１、第２位置情報信号に基づいて、表示パネル５１上における信号発生ペン５５先端のＸ，Ｙ座標を検出する。なお、パルス信号は、対向電極を伝搬する時間に基づく位相差を検出するために使用されるものであり、第１信号検出電極６５および第２信号検出電極６６によって検出することができる電圧であれば問題はない。従って、パルス信号によって液晶に印加される電圧が変動した場合に液晶が変化しない電圧がパルス信号として使用されても、信号発生ペン５５の先端が接触した位置のＸ，Ｙ座標を正確に検出することができる。
【００５６】
尚、上記対向電極６３に印加されるパルス信号は、各絵素による表示に影響を及ぼさない程度の電圧信号に定められる。具体的には、パルス信号が対向電極６３に印加されることによって、絵素電極６１と対向電極６３との間の電圧差が変動しても、液晶が変化しない電圧のパルス信号とされる。
【００５７】
こうして、上記座標検出回路５６によって検出された座標信号を表示データの一部として表示制御回路５４に入力することによって、表示制御回路５４による制御の下に、行電極駆動回路５２および列電極駆動回路５３によって行電極Ｇおよび列電極Ｓが駆動されて、表示パネル５１上における信号発生ペン５５による指示座標に点が表示される。その結果、上記信号発生ペン５５が表示パネル５１上を摺動することによって、ペン入力が可能になる。
【００５８】
上述のように、本実施例においては、アクティブマトリックスタイプの表示パネル５１の対向電極６３で上記導電膜を構成したので、上記アクティブマトリックスタイプの表示パネルをそのまま用いて位置検出装置を形成できる。したがって、本実施例によれば、簡単に且つ低コストで上記導電膜が表示パネルに一体化された位置検出装置を提供できる。
【００５９】
また、本実施例では、第２実施例に示す基本構成をアクティブマトリックスタイプの液晶表示装置と組み合わせた実施例についても、上述したような表示パネルと一体化した位置検出装置が提供できる。
【００６０】
第１実施例および第２実施例における信号発生ペン２３、３３が導電膜２２、３２にパルス信号を印加する場合、信号発生ペン２３、３３先端の導電性電極が直接導電膜２２、３２に接触して印加する構成であっても、信号発生ペン２３、３３の先端と上記導電膜２２、３２が静電結合し、上記パルス信号の信号電圧に起因する誘導電圧が上記導電膜２２、３２上に誘起されて印加されるものであってもよい。
【００６１】
また、上記各実施例においては、基本信号としてパルス信号を用い、導電膜上を伝搬するパルス信号を検出し、信号発生器の出力信号との位相差を位相比較器にて検出するか、あるいは、カウンタによって伝搬時間を検出して座標を検出するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６２】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の位置検出装置は、信号発生器からの信号電圧を信号発生部材にて、導電膜上の任意の１点を指示することにより上記導電膜に印加する。導電膜上の相互に異なる２点に設けられている第１信号検出電極および第２信号検出電極によって前記信号電圧が検出されるまでの伝搬時間が検出され、この伝搬時間に基づいて上記信号発生部材の先端座標を決定する。これにより、上記信号発生部材の摺動範囲をカバーする一枚の導電膜と信号発生器と信号発生部材という簡単な装置で、しかも高精度で平板上における信号発生部材の先端座標を検出できる。
【００６３】
したがって、従来の位置検出装置のごとく位置検出面上に行電極および列電極を２層に配列する必要がなく、行電極や列電極の配列ピッチによる検出精度の制限および行／列電極２層構造のための電極間距離差による検出誤差が解消され、より高精度な座標検出を実施できる。
【００６４】
また、上記座標決定手段を位相比較器および座標決定部で構成し、上記位相器によって、第１、第２信号検出電極からの第１、第２検出信号と上記信号発生器の出力信号との位相を比較して位相差を表す第１、第２位置情報信号を生成し、さらには、上記座標決定部によって、上記第１、第２位置情報信号に基づいて上記信号発生部材の先端座標を決定することにより、上記座標決定手段を容易に且つ簡単に構成できる。
【００６５】
また、上記信号発生用部材の先端に設けた導電性の電極が上記導電膜に接触した際に上記導電膜上に信号発生器の信号電圧を印加することにより、上記第１、第２信号検出電極にて上記信号電圧を確実に検出できる。したがって、上記信号発生部材の先端座標をさらに高精度に検出できる。
【００６６】
また、上記信号発生部材は上記導電膜と静電結合し、上記導電膜上に信号電圧に起因する誘導電圧を誘起させることにより、上記導電膜上に直接信号発生部材を接触しなくても、上記第１、第２信号検出電極にて検出信号を検出できる。尚、その際に、上記信号発生部材と静電結合する導電膜は１枚で形成されているので、Ｘ座標の検出精度とＹ座標の検出精度とは同じになり、上記信号発生部材の先端座標を高精度に検出できる。
【００６７】
また、上記導電膜に互いに隣接する２辺に設けてある第１信号検出電極および第２信号検出電極にて上記導電膜上を伝搬する信号電圧が検出されるまでの伝搬時間を検出することにより、上記伝搬時間に基づいて容易に上記信号発生部材の先端座標が検出できる。
【００６８】
また、上記導電膜を表示装置の表示パネルと一体に形成することにより、上記座標決定手段によって決定された信号発生部材の先端座標に基づいて上記信号発生部材による指示位置に画像を表示できる。
【００６９】
したがって、あたかも筆記用具によって紙に書くように上記信号発生部材による部材入力が可能となる。
【００７０】
また、上記導電膜をアクティブマトリックス型の液晶表示パネルにおける対向電極で構成することにより、上記アクティブマトリックス型の液晶表示パネルをそのまま用いて位置検出装置を形成できる。
【００７１】
したがって、この発明によれば、簡単にかつ低コスト上記導電膜が表示パネルに一体化された位置検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の位置検出装置における基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す位置検出装置における位相比較器の具体的な回路図である。
【図３】図１に示す位置検出装置における各部分の信号波形図である。
【図４】本発明の第２実施例の位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施例の位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４実施例の位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の位置検出装置のブロック図である。
【図８】図７に示す位置検出装置における列電極走査信号および行電極走査信号のタイミングチャートである。
【図９】図７とは異なる従来の位置検出装置のブロック図である。
【符号の説明】
２１、３１、４１、５７  パルス発生器
２２、３２、４２  導電膜
２３、３３、４３、５５  信号発生ペン
２４  第１信号検出電極
２５  第２信号検出電極
２６、４６  第１位相比較器
２７、４７  第２位相比較器
２８、３８、４８  座標決定部
３４  Ｘ方向信号検出電極
３５  Ｙ方向信号検出電極
３６  Ｘ方向カウンタ
３７  Ｙ方向カウンタ
４４  第１信号検出電極
４５  第２信号検出電極
４９  表示制御部
５０、５１  表示パネル
５２  行電極駆動回路
５３  列電極駆動回路
５４  表示制御回路
６７  第１位置検出電極
６８  第２位置検出電極
５６  座標検出回路
５８  制御部
Ｓ１、Ｓ２  第１、第２位置情報信号
Ｓ３  座標信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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