(57)【要約】【課題】　表示品位を低下させることなく、低消費電力で、かつ小型な表示機能付の表示一体形タブレット装置を提供する。【解決手段】　表示一体形タブレット装置３１では、表示パネル３２のコモン電極Ｃを駆動するコモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌには、直流電源回路４２から各電圧間の絶対値が大きい電圧ＶＬ，ＶＭ，ＶＨが供給され、セグメント電極Ｓを駆動するセグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌには、各電圧間の絶対値が小さい電圧ＶＡ，ＶＢが供給される。切換え回路４４は、制御回路３７の制御に従って表示期間には表示制御回路３５を選択して、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌおよびコモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌを制御して表示パネル３２に画像を表示する。また、座標検出期間では座標検出制御回路３６の出力を選択して、表示期間で用いた各電圧をそれぞれ用いて座標の検出を行う。【選択図】　　　図１
2004078971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　複数のセグメント電極および複数のコモン電極を有し、これらのセグメント電極とコモン電極との間に誘電体が介在される表示パネルと、
　表示パネルのセグメント電極およびコモン電極と浮遊容量で結合される電子ペンと、
　表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモン電極との交差領域によって構成された画素マトリクスに画像を表示するための表示制御信号および表示データを出力する表示制御回路と、
　表示パネルのセグメント電極およびコモン電極を走査するための走査制御信号を出力する座標検出制御回路と、
　表示期間と座標検出期間と電子ペン有無検出期間とを順次的に繰返して設定する制御手段と、
　表示期間には表示制御回路側を切換え選択して表示制御回路からの表示制御信号および表示データを出力し、座標検出期間には座標検出制御回路側を切換え選択して座標検出制御回路からの走査制御信号を出力する切換え回路と、
　表示期間には、切換え回路からの表示制御信号に基づいて上記コモン電極を順次選択するためのコモン電極駆動信号を生成し、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて画素マトリクスに画像を表示することなくコモン電極を順次走査するためのコモン電極走査信号を生成し、
　電子ペン有無検出期間には、コモン電極に予め定める一定の電圧を与えるコモン駆動回路と、
　表示期間には、切換え回路からの表示制御信号および表示データに基づいてコモン電極駆動信号によって選択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメント電極駆動信号を生成し、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて画素マトリクスに画像を表示することなく上記セグメント電極を順次走査するためのセグメント電極走査信号を生成し、電子ペン有無検出期間には、時間経過に伴って波形が変化する電子ペン有無検出信号を生成するセグメント駆動回路と、
　電子ペン有無検出期間の電子ペン有無検出信号に対応して電子ペンから与えられる誘導電圧に応答して、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近しているか離れているかを検出する電子ペン有無検出手段と、
　電子ペン有無検出手段の出力に応答し、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近していることが検出されたとき、コモン駆動回路およびセグメント駆動回路からコモン電極あるいはセグメント電極に入力された座標検出期間の各走査信号に基づいて電子ペンの電極に誘起された誘導電圧が与えられて、座標検出期間において、電子ペンからの誘導電圧に基づいて電子ペン先端の座標を検出して、Ｘ座標信号あるいはＹ座標信号を出力する座標検出回路とを含むことを特徴とする表示一体形タブレット装置。
【請求項２】
　複数のセグメント電極および複数のコモン電極を有し、これらのセグメント電極とコモン電極との間に誘電体が介在される表示パネルと、
　表示パネルのセグメント電極およびコモン電極と浮遊容量で結合される電子ペンと、
　表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモン電極との交差領域によって構成された画素マトリクスに画像を表示するための表示制御信号および表示データを出力する表示制御回路と、
　表示パネルのセグメント電極およびコモン電極を走査するための走査制御信号を出力する座標検出制御回路と、
　表示期間と座標検出期間と電子ペン有無検出期間とを順次的に繰返して設定する制御手段と、
　表示期間には表示制御回路側を切換え選択して表示制御回路からの表示制御信号および表示データを出力し、座標検出期間には座標検出制御回路側を切換え選択して座標検出制御回路からの走査制御信号を出力する切換え回路と、
　表示期間には、切換え回路からの表示制御信号に基づいて上記コモン電極を順次選択するためのコモン電極駆動信号を生成し、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて画素マトリクスに画像を表示することなくコモン電極を順次走査するためのコモン電極走査信号を生成し、電子ペン有無検出期間には、時間経過に伴って波形が変化する電子ペン有無検出信号を生成するコモン駆動回路と、
　表示期間には、切換え回路からの表示制御信号および表示データに基づいてコモン電極駆動信号によって選択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメント電極駆動信号を生成し、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて画素マトリクスに画像を表示することなく上記セグメント電極を順次走査するためのセグメント電極走査信号を生成し、電子ペン有無検出期間には、セグメント電極に予め定める一定の電圧を与えるセグメント駆動回路と、
　電子ペン有無検出期間の電子ペン有無検出信号に対応して電子ペンから与えられる誘導電圧に応答して、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近しているか離れているかを検出する電子ペン有無検出手段と、
　電子ペン有無検出手段の出力に応答し、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近していることが検出されたとき、コモン駆動回路およびセグメント駆動回路からコモン電極あるいはセグメント電極に入力された座標検出期間の各走査信号に基づいて電子ペンの電極に誘起された誘導電圧が与えられて、座標検出期間において、電子ペンからの誘導電圧に基づいて電子ペン先端の座標を検出して、Ｘ座標信号あるいはＹ座標信号を出力する座標検出回路とを含むことを特徴とする表示一体形タブレット装置。
【請求項３】
　電子ペン有無検出信号は、
　表示パネルの少なくとも手前側に設けられたセグメント電極またはコモン電極のいずれか一方に与えられる繰返しパルスであり、
　電子ペン有無検出手段は、
　電子ペンの出力を、電子ペン有無検出信号に対応した電子ペンの出力が得られる期間Ｗｐ，Ｗｎだけ導出する第１ゲート手段と、
　電子ペンの出力を、電子ペン有無検出信号に対応した電子ペンの出力が得られる期間Ｗｐ，Ｗｎ以外の期間Ｗａだけ導出する第２ゲート手段と、
　第１ゲート手段の出力が第２ゲート手段の出力よりも大きいとき、接近していることを検出する比較手段とを含むことを特徴とする請求項１または２記載の表示一体形タブレット装置。
【請求項４】
　比較手段は、
　第１ゲート手段と第２ゲート手段との各出力の差が、予め定める第１の値以上であるとき接近していると検出し、第１の値未満の第２の値未満であるとき離れていると検出するヒステリシス特性を有することを特徴とする請求項３記載の表示一体形タブレット装置。
【請求項５】
　電子ペン有無検出信号は、
　表示パネルのセグメント電極またはコモン電極のいずれか一方に与えられる予め定める周波数を有する繰返しパルスであり、
　電子ペン有無検出手段は、
　前記繰返しパルスの周波数の帯域を通過する周波数特性を有し、電子ペンの出力を濾波するバンドパスフィルタと、
　バンドパスフィルタの出力をレベル弁別し、バンドパスフィルタの出力が予め定める弁別レベルよりも大きいとき、接近していることを検出するレベル弁別手段とを含むことを特徴とする請求項１または２記載の表示一体形タブレット装置。
【請求項６】
　レベル弁別手段は、
　バンドパスフィルタの出力が予め定める第１の弁別レベル以上であるとき接近していると検出し、第１の弁別レベル未満の第２の弁別レベル未満であるとき離れていると検出するヒステリシス特性を有することを特徴とする請求項５記載の表示一体形タブレット装置。
【請求項７】
　電子ペン有無検出手段の出力に応答し、電子ペンの先端が表示パネルの表面から離れていると検出されたとき、座標検出期間に座標検出回路への電力供給を遮断する電力制御手段が設けられることを特徴とする請求項１〜６のうちの１つに記載の表示一体形タブレット装置。
【請求項８】
　表示期間には、電子ペン有無検出手段と、座標検出回路への電力供給を遮断する電力制御手段が設けられることを特徴とする請求項７記載の表示一体形タブレット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、携帯形情報機器およびワードプロセッサなどに好適に実施され、文字および図形などを入力する際に用いられる座標検出のための構成に関し、特に時分割で表示と座標検出とを行う表示機能を備えた表示一体形タブレット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　座標を指示する手段である電子ペンによる入力機能を有する表示装置を含んで、携帯用の情報端末装置を構成すると、文字などの入力に用いるキ−ボードが不要となり、装置の小形化および軽量化を図ることができる。これらの情報端末装置は、一般的に電池によって駆動されており、電池も含めて小形かつ軽量であることが求められている。前記情報端末装置においては、特に前記表示装置における電力消費を少なくし、かつ表示装置を駆動する回路などの周辺の回路を小型軽量に形成することが求められている。
【０００３】
　液晶表示パネルの表示電極、および駆動回路を時分割的に制御することによって、座標検出のための回路などを追加することなく座標検出を行わせ、前記表示機能を備えた座標検出装置の構成を小型化するとともに低価格化を実現する先行技術が、本件発明者によって、たとえば特開平５−５３７２６号公報において提案されている。
【０００４】
　図１７は、前記公報に示される表示機能を備えた表示一体形タブレット装置１のブロック図である。この装置１は、表示パネル２と、セグメント駆動回路３と、コモン駆動回路４と、表示制御回路５と、検出制御回路６と、制御回路７と、電子ペン８と、オペアンプ９と、Ｘ座標検出回路１０と、Ｙ座標検出回路１１と、直流電源回路１２と、表示信号供給回路１３と、切換え回路１４とを含んで構成される。
【０００５】
　この装置１では、１フレーム期間を表示期間と座標検出期間とに時分割して表示パネル２を駆動する。したがって表示パネル２は、表示期間では表示パネルとして動作し、座標検出期間では座標検出パネルとして動作する。表示パネル２には、セグメント電極Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍと、コモン電極Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎとが互いに交差するように配置されている。セグメント電極Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍを総称するときには参照符Ｓを用い、コモン電極Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎを総称するときには参照符Ｃを用いる。コモン駆動回路４とセグメント駆動回路３とは、切換え回路１４の出力に基づいて、直流電源回路１２から供給される複数の電圧を選択的に表示パネル２の各電極Ｃ，Ｓに印加する。
【０００６】
　図１８は表示期間におけるセグメントおよびコモン駆動回路３，４の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図１９は座標検出期間におけるセグメントおよびコモン駆動回路３，４の動作を説明するためのタイミングチャートである。図１８および図１９に示すように、シフトデータＳによって規定されるＮ番目のフレーム期間Ｗ１は、表示期間Ｗ３と、座標検出期間Ｗ４とに分割される。さらに座標検出期間Ｗ４は、Ｘ座標検出期間Ｗ５と、Ｙ座標検出期間Ｗ６とを含んで構成される。（Ｎ＋１）番目のフレーム期間Ｗ２以降は、フレーム期間Ｗ１と同様に各期間が繰返される。
【０００７】
　図１８に示すタイミングチャートは、本発明による後述の図７および図８に示す表示パネル３２における表示例と同一内容を表示する場合のタイミングチャートである。電圧Ｖｓ，Ｖｃをコモン電極Ｃおよびセグメント電極Ｓに印加される電圧をそれぞれ示す電圧であるとすると、コモン電極Ｃおよびセグメント電極Ｓの交差部である画素における電極間電圧は、｜Ｖｓ−Ｖｃ｜となる。この電極間電圧が、液晶のしきい値電圧を超える画素は表示状態となり、しきい値電圧に満たない画素は非表示状態となる。
【０００８】
　液晶パネル２に表示を行う場合、コモン電極Ｃとセグメント電極Ｓとの交差部である各画素に印加される電圧の極性は全フレームを通して同一方向ではなく、たとえばフレーム毎に交互に切換えられる必要がある。これは、液晶に直流電圧を長時間印加することによって液晶が方向性を持ち、印加する電圧を変化させても液晶の向きが変わらず、また液晶が電気分解し、そのため表示品位が低下することを防止するために行われるものであり、いわゆる交流化駆動と称される。
【０００９】
　交流化駆動を行うことによって、予め定める電圧を挟んで対向することになる正方向と負方向との電圧を、予め定める期間毎に交互に印加することとなり、液晶に交流的に電圧が印加されることになる。したがって前記予め定める電圧に対して正負いずれの方向にも前記しきい値電圧以上の電圧となるように各電圧を定めると、液晶を駆動する回路は液晶のしきい値電圧のほぼ２倍の耐圧を必要とする。このような駆動回路は、５０Ｖ以上の耐圧が必要となり、駆動回路を構成する集積回路の面積の増大を招く。座標検出装置１では、以下に示す構成によって、駆動回路に必要とされる耐圧を低くしている。
【００１０】
　この装置１において、切換え回路１４は制御回路７から供給される制御信号に基づいて、画像を表示する際の制御を行う表示制御回路５と、座標位置を検出する際の制御を行う検出制御回路６との出力を切換えてセグメント駆動回路３およびコモン駆動回路４に供給する。
【００１１】
　表示期間Ｗ３においては、制御回路７の制御に従って切換え回路１４は、表示制御回路５の出力を受取り、コモン駆動回路４およびセグメント駆動回路３に、コモン電極駆動信号ａ〜ｈおよびセグメント電極駆動信号Ａ，Ｂをそれぞれ出力する。クロック信号ｃｐｌの立下がりに応答してコモン電極Ｃを順次選択してコモン電極駆動信号ａ〜ｈを印加する。また、クロック信号ｃｐｌの立下がりに応答して、奇数番目セグメント電極駆動信号Ａをセグメント電極Ｓ１，Ｓ３，…に印加し、偶数番目セグメント電極駆動信号Ｂをセグメント電極Ｓ２，Ｓ４，…に印加する。
【００１２】
　図１８に示すタイミングチャートにおいて、コモン電極駆動信号ａ〜ｈとセグメント電極駆動信号Ａ，Ｂとが共に「オン」となっている画素の電圧は、｜Ｖ０−Ｖ５｜になる。座標検出装置１では、最大の電圧幅である電圧｜Ｖ０−Ｖ５｜が画素に印加されたときのみ、前記しきい値電圧を超えるように各電圧Ｖ０〜Ｖ５が設定されている。したがって、電圧｜Ｖ０−Ｖ５｜が印加されている場合のみが表示状態となり、他の場合は非表示状態となる。
【００１３】
　図１８では、コモン電極Ｃを３行走査する度に、交流化信号ＦＲの信号レベルが切換わり、画素に印加される電圧の極性が反転され交流化が行われる。交流化信号ＦＲがローレベルである時刻ｔ０〜ｔ３までの期間Ｗ１１では、交流化駆動を行う際に基準となる基準電圧がＶ４に定められる。前記期間Ｗ１１で順次的に選択されるコモン電極Ｃ１〜Ｃ３には順次的に電圧Ｖ０が印加され、選択されていないコモン電極Ｃには電圧Ｖ４が印加される。表示状態となる画素に対応するセグメント電極Ｓには電圧Ｖ５が印加され、非表示状態となる画素に対応するセグメント電極Ｓには電圧Ｖ３が印加される。電圧Ｖ５とＶ３とは基準電圧Ｖ４からの電圧差がそれぞれ等しい電圧である。
【００１４】
　また交流化信号ＦＲがハイレベルである時刻ｔ３〜ｔ６までの期間Ｗ１２では、基準電圧がＶ１に定められる。前記期間Ｗ１２で選択されるコモン電極Ｃには、電圧Ｖ５が印加され、選択されていないコモン電極Ｃには基準電圧Ｖ１が印加される。表示状態となる画素に対応するセグメント電極Ｓには電圧Ｖ０が印加され、非表示状態となる画素に対応するセグメント電極Ｓには電圧Ｖ２が印加される。電圧Ｖ０とＶ２とは基準電圧Ｖ１からの電圧差がそれぞれ等しい電圧である。
【００１５】
　上述のように、基準電圧が交流化信号ＦＲの信号レベルに基づいて切換えられるので、コモン電極Ｃに選択時に印加される電圧と非選択時に印加される電圧とは、期間Ｗ１１とＷ１２とで異なるようになる。セグメント電極Ｓに印加される電圧も期間Ｗ１１，Ｗ１２で切換えられる。したがってセグメント電極に印加される電圧のレベルが大きく変化しているので、コモン電極Ｃに印加する電圧の変化を抑えることができる。表示時における印加電圧の一例を示すと、Ｖ０＝０、Ｖ１＝１．７、Ｖ２＝３．４、Ｖ３＝２３．５、Ｖ４＝２５．２、Ｖ５＝２６．９Ｖであり、コモン駆動回路４およびセグメント駆動回路３に印加される電圧は２７Ｖ程度となり、各駆動回路３，４を構成するＬＳＩ（大規模集積回路）は、いわば中耐圧の耐圧保証が必要となる。
【００１６】
　従来の装置１では、コモン電極Ｃの駆動回路４に中耐圧のＬＳＩを使うことができるように工夫されているが、前述の動作説明から明らかなように駆動に必要な電圧の種類が多く、直流電源回路１２の構成が大きくなるという課題を抱えている。
【００１７】
　また交流化信号ＦＲに応じて、コモン電極Ｃおよびセグメント電極Ｓに印加する電圧の基準電圧を切換えており、表示内容が変化しなくても各電極Ｓ，Ｃに保持されている電荷が、前記切換わりの度に各駆動回路３，４へと流れ込み、結果的に電力が消費される。このような消費電力は、基準電圧の切換わり毎に起り、１フレーム期間における切換え回数に比例して消費電力が増大する。本質的に消費電力が少ない（抵抗が高い）液晶を用いて表示を行うにもかかわらず、各駆動回路３，４の出力が、静電容量の大きい液晶を挟んで対向する電極Ｓ，Ｃに接続されているので、充放電に伴う電力消費が大きくなる。一般的な携帯用情報端末装置は電池駆動になっており、したがって使用可能時間を長くするためには容量の大きい大形の電池が必要になる。
【００１８】
　前述のように装置１における消費電力は、極性切換えを行う回数に比例して増加するので、特に電力容量が制限される小形の携帯用情報端末装置では、１フレーム毎に複数回の極性の切換えを行わずに、フレーム単位で極性を切換えている場合もある。フレーム単位で極性を切換える場合、１フレームに複数回の極性の切換えを行う場合に比較して、液晶の劣化が著しく、そのため表示品位が低下することとなる。
【００１９】
　従来の装置１では、コモン駆動回路４を構成するＬＳＩの耐圧を中耐圧とすることができるが、セグメント駆動回路３は表示時における信号電圧の差が期間Ｗ１１では｜Ｖ５−Ｖ３｜であり、期間Ｗ１２では｜Ｖ２−Ｖ０｜で共に５Ｖ以下（以下、低耐圧と称する）であるにもかかわらず、交流化により基準電圧が大きく変化するので、｜Ｖ５−Ｖ０｜の電圧を供給することができる中耐圧の構成とする必要がある。前述のように、装置１を携帯情報端末装置として構成する場合には、小形軽量および省電力を実現することが、無視できない課題になる。
【００２０】
　座標検出期間Ｗ４においては、検出制御回路６が選択され、検出制御回路６から与えられる各信号に基づいて、各駆動回路３，４が電子ペン８によって指示される座標の検出を行う。図１９に示すように、座標検出期間Ｗ４におけるＸ座標検出期間Ｗ５では、セグメント駆動回路３はセグメント電極走査信号ＺＳ１，ＺＳ２，…，ＺＳｍを生成して、表示パネル２のセグメント電極Ｓを順次走査する。Ｘ座標検出期間Ｗ５に引続くＹ座標検出期間Ｗ６では、検出制御回路６から与えられる各信号に基づいて、コモン駆動回路４はコモン電極走査信号ＺＣ１，ＺＣ２，…，ＺＣｎを生成してコモン電極Ｃを順次走査する。
【００２１】
　電子ペン８の先端には、コモンおよびセグメント電極Ｃ，Ｓと静電的に結合する指示電極が設けられており、前記走査によって指示電極に信号電圧が誘起する。各座標検出回路１０，１１は、その信号電圧の波形におけるピークのタイミングに基づいて電子ペン８が示す表示パネル２上の座標を検出する。座標検出期間Ｗ４において、各座標検出回路１０，１１で検出された電子ペン８の存在する座標位置を示すデータを、表示制御回路５に入力することによって、次の表示期間において座標位置に表示を行う。
【００２２】
　座標検出走査時に印加する電圧を高い値に設定することによって、電子ペン８から出力される信号電圧の電圧レベルが上昇し、高い検出信号を得ることができ、Ｓ／Ｎ比が向上するので、なるべく高い電圧で走査することが望ましい。しかしながら、走査する電圧が高すぎると、各電極間に印加される電圧が表示に必要なしきい値を超え、表示信号に基づく電圧以外の電圧が印加されて不所望な表示が行われて表示品位が低下する。したがって図１９に示すタイミングチャートでは、電圧Ｖ１またはＶ２を検出期間の基準の電圧に定め、順次的に電圧Ｖ５を印加して座標検出走査を行う。たとえば検出期間の基準電圧を電圧Ｖ１とし、走査電圧を電圧Ｖ５とすると、コモン電極Ｃおよびセグメント電極Ｓ間に印加される電圧は２５．２Ｖとなり、前述の表示状態の電極間に印加される電圧である２６．９Ｖよりも小さくなり、前記しきい値電圧以上の電圧が印加されることがなく、表示品位の低下を防ぐことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
　表示一体形タブレット装置１は、上述のように表示パネル２に表示を行う際に表示電圧の極性を周期的に切換える、いわゆる交流化駆動を行っており、またコモン電極Ｃの走査を行うコモン駆動回路４を中耐圧の構成としている。したがって表示機能の点で次のような課題を抱えている。
【００２４】
　まず第１の課題は、表示パネル２を駆動するために各駆動回路３，４に供給される電圧の種類が多いことである。多くの種類の電圧を供給するために、直流電源回路１２の構成が大きくなる。第２の課題は、交流化駆動を行っているために基準となる電圧の切換わりが多く、消費電力が大きくなることである。消費電力が大きいので、使用可能な時間を長くするために電池サイズを大きくする必要があり、装置の小形軽量化が困難となっている。第３の課題は、コモン駆動回路４を中耐圧集積回路の構成としていることによって、セグメント駆動回路３を中耐圧集積回路の構成とする必要があることである。したがって、セグメント駆動回路３の低価格化を図ったり、セグメント駆動回路３の面積を縮小することができない。すなわち高い電圧が印加されても回路が破壊されないように、回路内に構成されるトランジスタの構造を、たとえば二重拡散構造としなければならず、回路の面積が広くなる。また二重拡散構造とするためには、回路を形成する際の工程が増え、形成の手間がかかる。
【００２５】
　さらに他の課題は高精細表示およびデューティカラー表示パネルにペン入力機能を付加した場合、座標検出期間が長くなることである。パーソナルコンピュータなどに搭載される表示パネルは、今後ますます高精細化の方向に進むことが予想される。たとえば、これまではＶＧＡ（Video Graphycs Array：６４０×４８０画素）が中心であったが、近年はＳＶＧＡ（Super Video Graphycs Array：８００×６００画素）およびＸＧＡ（extended Graphycs Array：１０２４×７６８画素）などの表示パネルが多く用いられるようになっている。
【００２６】
　さらに、これらのモノクロ表示パネルがそのままの精細度でカラー化される場合には、コモン電極本数は増加しないが、セグメント電極本数は赤、緑、青ＲＧＢの３色にそれぞれ対応するので３倍に増加することとなり、ＶＧＡでは１９２０（６４０×３）本、ＳＶＧＡでは２４００（８００×３）本、ＸＧＡでは３０７２（１０２４×３）本と大幅に増加する。
【００２７】
　したがってモノクロのＶＧＡの表示パネルを用いて座標検出を行う場合、座標検出走査の周波数が３ＭＨｚであるとすると、Ｘ座標の走査に必要な時間は、６４０×０．３３＝２１１．２μｓであるけれども、前記表示パネルをカラー化した場合には、その３倍の６３３．６μｓとなる。さらに、ＸＧＡの表示パネルをカラー化した表示パネルにおいて、座標検出を行う場合にはＸ方向の座標検出走査時間は、３０７２×０．３３となり１ｍｓを超えることとなる。
【００２８】
　本件タブレット装置１では、１フレーム期間Ｗ１を表示期間Ｗ３と座標検出期間Ｗ４とに時分割しているので、座標検出期間Ｗ４の増加分だけ表示期間Ｗ３が短くなり、表示品位が低下する。またセグメント電極Ｓの電極本数が大幅に増大する結果、セグメント駆動回路３が複数個必要となる場合もあり、本件装置の価格の上昇を抑えるには駆動回路の低価格化を図る必要がある。
【００２９】
　コモン電極およびセグメント電極はガラス板の表面に透明導電膜（ＩＴＯ）で形成されるが、カラー表示の場合、セグメント電極の幅が小さくなっているため、電極の長さ方向の電気抵抗がコモン電極の３倍以上になってしまう。したがってペン入力機能付表示パネルがカラー表示の場合、コモン電極を図１７のようにペン側に配置している。
　このような配置の理由を以下に述べる。
【００３０】
　図２０において、セグメント駆動回路３におけるスイッチＥ１，Ｅ２，…，Ｅｍは各セグメント電極Ｓに順次走査電圧Ｖ５を印加するためのスイッチであり、コモン駆動回路４におけるスイッチＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎは、各コモン電極Ｃに順次走査電圧Ｖ５を印加するためのスイッチである。スイッチＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを総称するときは参照符Ｄを用い、スイッチＥ１，Ｅ２，…，Ｅｍを総称するときは参照符Ｅを用いる。抵抗ｒｃ１，ｒｃ５，ｒｓ１，ｒｓ５はオン抵抗であり、通常１．５ＫΩ程度の値になっている。
【００３１】
　抵抗ｒｃ１，ｒｃ５は各スイッチＤに対応付けられており、抵抗ｒｃ１は電圧Ｖ１側に接続されているときの抵抗を示し、抵抗ｒｃ５は電圧Ｖ５側に接続されているときの抵抗を示す。抵抗ｒｓ１，ｒｓ５は各スイッチＥに対応付けられており、抵抗ｒｓ１は電圧Ｖ１側に接続されているときの抵抗を示し、抵抗ｒｓ５は電圧Ｖ５側に接続されているときの抵抗を示す。
【００３２】
　図２１（１）〜図２１（４）は、Ｘ座標検出期間Ｗ５におけるセグメント電極Ｓ１，Ｓ２，Ｓｍ−１，Ｓｍに与えられる電圧Ｖ１，Ｖ５の波形を示す。
【００３３】
　前記電子ペン８を液晶パネル２上に置いた場合に、電子ペン８に誘起される電圧の波形は図２１（７）に示すような波形が理想的である。このような理想的な波形の検出信号は、たとえば前述の図２０におけるコモン電極Ｃのように電子ペン８に近い方の電極を走査する場合に得られる。しかし、液晶パネル１においては、上側、すなわち電子ペン８に近い側に位置するコモン電極Ｃと下側に位置するセグメント電極Ｓは液晶層を介して静電的な結合を行っており、１画素あたり１ｐＦにも達するので、座標検出期間において電子ペン８の下側のセグメント電極Ｓの走査をした場合、静電容量が大きくかつコモン電極Ｃの長さ方向の抵抗が１〜２ｋΩ程度の抵抗を有し、かつコモン駆動回路４のオン抵抗ｒｃ１，ｒｃ５が１．５ｋΩ程度高い値なので、セグメント電極Ｓには図１５（５）に示す電圧が誘起する。
【００３４】
　このような状態で電子ペン８を液晶パネル２上に置くと、電子ペン８には図２１（６）のような電圧が誘起する。図２１においてＧはセグメント電極Ｓを走査することによって得られる電圧による真の検出電圧を示すが、実際には図２１（６）に示す誘導ノイズピークＦおよび誘導ノイズピークＲが重畳されることによって図２１（８）に示すように検出される。誘導ノイズピークＦあるいは誘導ノイズピークＲの値はコモン電極Ｃの抵抗ｒが大きいほど大きくなり、誘導ノイズピークＦ，Ｒが検出信号ピークＧに重畳されることによって、特に電子ペン８が両端部に存在する場合にＸ座標の検出精度が低下する。
【００３５】
　前記セグメント駆動回路３において、スイッチＥ１からＥｍに向かって図２１（１）〜図２１（４）のように順次Ｖ５がセグメント電極に印加される。図２０においてはセグメント電極Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に走査電圧Ｖ５が印加され、他のセグメント電極およびコモン電極にはＶ１が供給されている状態である。
【００３６】
　このように走査した場合における誘導ノイズＦ，Ｒは、上側に配列される電極の長さ方向の抵抗が高いほど大きいので、抵抗の高い電極を配置した電極面を電子ペンに対し下側に配置するのである。モノクロ表示の場合、コモン電極、セグメント電極ともに比較的広くかつ同一幅の場合が多いので、上下いずれに配列しても性能上の優劣はほとんどない。
【００３７】
　しかし、カラー表示のように、セグメント電極の幅が狭い場合にはセグメント電極の抵抗が高いので、従来は図１７のようにセグメント電極を下側に配置し、コモン電極を電子ペン側に配置している。セグメント駆動回路３のオン抵抗もなるべく低いことが望ましいが、耐圧が３０Ｖを超える場合は１．５ｋΩ程度となる。
【００３８】
　従来技術である特開平５−２６５６５０号公報に開示されている装置では、前述の図１８に示される静電誘導電圧Ｆにおいて、交流化信号ＦＲの信号レベルが変化する際に、セグメント電極Ｓおよびコモン電極Ｃに印加されている基準電圧が、同時に切換わることによって発生するピークＦａ，Ｆｂを用いて、電子ペン８が表示パネル２の一方表面に接近しているかどうかを表示期間において検出している。
【００３９】
　電子ペン８が表示パネル２の一方表面に接近していることを検知するための手段である図１７の判断回路１５では、液晶表示パネルが交流化信号ＦＲの信号レベルに基づく交流化駆動方式によって動作している点に着目し、各フレームの表示期間に検出している。図２２（１）に示す交流化信号ＦＲの信号レベルに基づき複数ラインの表示を行う毎に、コモン電極およびセグメント電極に印加する電圧の極性を一斉に反転しつつ表示を行っているので、電子ペン８が表示パネル２の一方表面に接近していると、電子ペン８の指示電極は表示パネル２の各電極Ｓ，Ｃとの静電結合が主となり、図２２（２）に示すように交流化信号ＦＲの立上がりおよび立下がりのタイミングと発生するタイミングが一致するスパイク状の電圧が誘起される。電子ペン８が表示パネル２の一方表面から離れている場合には、図２２（３）に示すように、周辺からの外来ノイズによる誘導電圧が主となる。この誘導電圧にはスパイク状の部分がなく、交流化信号ＦＲの信号レベルの変化タイミングとは関係なくランダムに発生している。
【００４０】
　したがって従来技術の図１７の判断回路１５では交流化信号ＦＲの信号レベルが切換わるタイミングを含むように期間Ｗａ，Ｗｂを設け、各期間Ｗａ，Ｗｂにおける電圧をゲート回路で分離し、それぞれの電圧を整流して各期間Ｗａ，Ｗｂの平均電圧Ｖｗａ，Ｖｗｂを比較することによって、電子ペン３８がどのような状態であるかを検出している。すなわち、電子ペン８が表示パネル２の一方表面に接近している場合はＶｗａ》Ｖｗｂであり、離れている場合にはＶｗａ≒Ｖｗｂとなるので、コンパレータなどで平均電圧Ｖｗａ，Ｖｗｂを比較することによって電子ペン３８の状態を判定することができる。表示期間Ｗ１は、その表示期間Ｗ３と座標検出期間Ｗ４との和である１周期Ｗ１のたとえば約９０％を占め、したがってこの表示期間Ｗ３において判断回路１５を動作させることは、大きな電力消費となる。電池を用いる携帯形情報機器では、消費電力を少しでも低減することが望まれている。
【００４１】
　本発明の目的は、用いられる電圧の種類をできるだけ少なくし、しかも消費電力を節減することができるようにし、さらに低耐圧の集積回路を用いて実現することができるようにした表示装置を用い、ノイズによる誤動作を防いで座標検出精度が向上された表示一体形タブレット装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
　本発明は、複数のセグメント電極および複数のコモン電極を有し、これらのセグメント電極とコモン電極との間に誘電体が介在される表示パネルと、
　表示パネルのセグメント電極およびコモン電極と浮遊容量で結合される電子ペンと、
　表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモン電極との交差領域によって構成された画素マトリクスに画像を表示するための表示制御信号および表示データを出力する表示制御回路と、
　表示パネルのセグメント電極およびコモン電極を走査するための走査制御信号を出力する座標検出制御回路と、
　表示期間と座標検出期間と電子ペン有無検出期間とを順次的に繰返して設定する制御手段と、
　表示期間には表示制御回路側を切換え選択して表示制御回路からの表示制御信号および表示データを出力し、座標検出期間には座標検出制御回路側を切換え選択して座標検出制御回路からの走査制御信号を出力する切換え回路と、
　表示期間には、切換え回路からの表示制御信号に基づいて上記コモン電極を順次選択するためのコモン電極駆動信号を生成し、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて画素マトリクスに画像を表示することなくコモン電極を順次走査するためのコモン電極走査信号を生成し、
　電子ペン有無検出期間には、コモン電極に予め定める一定の電圧を与えるコモン駆動回路と、
　表示期間には、切換え回路からの表示制御信号および表示データに基づいてコモン電極駆動信号によって選択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメント電極駆動信号を生成し、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて画素マトリクスに画像を表示することなく上記セグメント電極を順次走査するためのセグメント電極走査信号を生成し、電子ペン有無検出期間には、時間経過に伴って波形が変化する電子ペン有無検出信号を生成するセグメント駆動回路と、
　電子ペン有無検出期間の電子ペン有無検出信号に対応して電子ペンから与えられる誘導電圧に応答して、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近しているか離れているかを検出する電子ペン有無検出手段と、
　電子ペン有無検出手段の出力に応答し、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近していることが検出されたとき、コモン駆動回路およびセグメント駆動回路からコモン電極あるいはセグメント電極に入力された座標検出期間の各走査信号に基づいて電子ペンの電極に誘起された誘導電圧が与えられて、座標検出期間において、電子ペンからの誘導電圧に基づいて電子ペン先端の座標を検出して、Ｘ座標信号あるいはＹ座標信号を出力する座標検出回路とを含むことを特徴とする表示一体形タブレット装置である。
【００４３】
　また本発明は、複数のセグメント電極および複数のコモン電極を有し、これらのセグメント電極とコモン電極との間に誘電体が介在される表示パネルと、
　表示パネルのセグメント電極およびコモン電極と浮遊容量で結合される電子ペンと、
　表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモン電極との交差領域によって構成された画素マトリクスに画像を表示するための表示制御信号および表示データを出力する表示制御回路と、
　表示パネルのセグメント電極およびコモン電極を走査するための走査制御信号を出力する座標検出制御回路と、
　表示期間と座標検出期間と電子ペン有無検出期間とを順次的に繰返して設定する制御手段と、
　表示期間には表示制御回路側を切換え選択して表示制御回路からの表示制御信号および表示データを出力し、座標検出期間には座標検出制御回路側を切換え選択して座標検出制御回路からの走査制御信号を出力する切換え回路と、
　表示期間には、切換え回路からの表示制御信号に基づいて上記コモン電極を順次選択するためのコモン電極駆動信号を生成し、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて画素マトリクスに画像を表示することなくコモン電極を順次走査するためのコモン電極走査信号を生成し、電子ペン有無検出期間には、時間経過に伴って波形が変化する電子ペン有無検出信号を生成するコモン駆動回路と、
　表示期間には、切換え回路からの表示制御信号および表示データに基づいてコモン電極駆動信号によって選択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメント電極駆動信号を生成し、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて画素マトリクスに画像を表示することなく上記セグメント電極を順次走査するためのセグメント電極走査信号を生成し、電子ペン有無検出期間には、セグメント電極に予め定める一定の電圧を与えるセグメント駆動回路と、
　電子ペン有無検出期間の電子ペン有無検出信号に対応して電子ペンから与えられる誘導電圧に応答して、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近しているか離れているかを検出する電子ペン有無検出手段と、
　電子ペン有無検出手段の出力に応答し、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近していることが検出されたとき、コモン駆動回路およびセグメント駆動回路からコモン電極あるいはセグメント電極に入力された座標検出期間の各走査信号に基づいて電子ペンの電極に誘起された誘導電圧が与えられて、座標検出期間において、電子ペンからの誘導電圧に基づいて電子ペン先端の座標を検出して、Ｘ座標信号あるいはＹ座標信号を出力する座標検出回路とを含むことを特徴とする表示一体形タブレット装置である。
【００４４】
　また本発明は、電子ペン有無検出信号は、
　表示パネルの少なくとも手前側に設けられたセグメント電極またはコモン電極のいずれか一方に与えられる繰返しパルスであり、
　電子ペン有無検出手段は、
　電子ペンの出力を、電子ペン有無検出信号に対応した電子ペンの出力が得られる期間Ｗｐ，Ｗｎだけ導出する第１ゲート手段と、
　電子ペンの出力を、電子ペン有無検出信号に対応した電子ペンの出力が得られる期間Ｗｐ，Ｗｎ以外の期間Ｗａだけ導出する第２ゲート手段と、
　第１ゲート手段の出力が第２ゲート手段の出力よりも大きいとき、接近していることを検出する比較手段とを含むことを特徴とする。 
【００４５】
　また本発明は、比較手段は、
　第１ゲート手段と第２ゲート手段との各出力の差が、予め定める第１の値以上であるとき接近していると検出し、第１の値未満の第２の値未満であるとき離れていると検出するヒステリシス特性を有することを特徴とする。
【００４６】
　また本発明は、電子ペン有無検出信号は、
　表示パネルのセグメント電極またはコモン電極のいずれか一方に与えられる予め定める周波数を有する繰返しパルスであり、
　電子ペン有無検出手段は、
　前記繰返しパルスの周波数の帯域を通過する周波数特性を有し、電子ペンの出力を濾波するバンドパスフィルタと、
　バンドパスフィルタの出力をレベル弁別し、バンドパスフィルタの出力が予め定める弁別レベルよりも大きいとき、接近していることを検出するレベル弁別手段とを含むことを特徴とする。 
【００４７】
　また本発明は、レベル弁別手段は、
　バンドパスフィルタの出力が予め定める第１の弁別レベル以上であるとき接近していると検出し、第１の弁別レベル未満の第２の弁別レベル未満であるとき離れていると検出するヒステリシス特性を有することを特徴とする。
【００４８】
　また本発明は、電子ペン有無検出手段の出力に応答し、電子ペンの先端が表示パネルの表面から離れていると検出されたとき、座標検出期間に座標検出回路への電力供給を遮断する電力制御手段が設けられることを特徴とする。 
【００４９】
　また本発明は、表示期間には、電子ペン有無検出手段と、座標検出回路への電力供給を遮断する電力制御手段が設けられることを特徴とする。
【００５０】
　本発明に従えば、電子ペン有無検出期間を設けてこの期間に表示パネルの電極群に予め設定された時間変化が既知の電圧を印加し、この電圧を電子ペンで受け、上記既知電圧と比較することにより、電子ペンが表示パネルに接近しているか離れているかを検出できる。その結果、電子ペンが表示パネルより離れてノイズを発生している電気機器に接近し、電子ペンがこれを信号として誤って検出してもその信号は除去することができる。 
【００５１】
　制御手段によって表示期間と座標検出期間と電子ペン有無検出期間とが順次的に繰返して設定される。制御回路の制御に従って、切換え回路によって表示制御回路側が切換え選択されて表示期間に入る。切換え回路から表示制御回路からの表示制御信号および表示データが出力される。そうすると、コモン駆動回路によって、切換え回路からの表示制御信号に基づいて、表示パネルのコモン電極を順次選択するためのコモン電極駆動信号が生成される。セグメント駆動回路によって、切換え回路からの表示制御信号および表示データに基づいて、コモン電極駆動信号によって選択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメント電極駆動信号が生成される。こうして表示期間においては、生成されたコモン電極駆動信号およびセグメント電極駆動信号に基づいて、表示パネルの画素マトリックスにおいて順次選択された行の画素が表示データに応じてデューティタイプの表示方法で表示される。 
【００５２】
　また、制御回路の制御に従って、切換え回路によって検出制御回路側が切換え選択されて座標検出期間に入る。切換え回路から検出制御回路からの検出制御信号が出力される。そうすると、この切換え回路からの検出制御信号に基づいて、セグメント駆動回路によって、表示パネルの画素マトリックスに画像を表示することなくセグメント電極を順次走査するためのセグメント電極走査信号が生成されてセグメント電極に入力される。その結果、セグメント電極に入力されたセグメント電極走査信号に基づいて、電子ペンの電極に誘導電圧が誘起される。こうして、電子ペンの電極に誘起された誘導電圧が座標検出回路に入力されると、座標検出期間においては、座標検出回路によって、入力された電子ペンからの誘導電圧に基づいて、所定の手順で電子ペン先端のＸ座標が検出されてＸ座標信号が出力される。 
【００５３】
　切換え回路からの検出制御信号に基づいて、コモン駆動回路によって、表示パネルの画素マトリックスに画像を表示することなくコモン電極を順次走査するためのコモン電極走査信号が生成されてコモン電極に入力される。その結果、コモン電極に入力されたコモン電極走査信号に基づいて、電子ペンの電極に誘導電圧が誘起されて座標検出回路に入力される。座標検出回路によって、入力された電子ペンからの誘導電圧に基づいて、所定の手順で電子ペン先端のｙ座標が検出されてｙ座標信号が出力される。こうして、座標検出期間においては、表示パネルは静電誘導タブレットとして動作して、表示パネルを用いて電子ペンの先端位置が検出される。 
【００５４】
　座標検出期間において、コモン駆動回路およびセグメント駆動回路によって、表示パネルの各画素の誘電体に印加される電圧が誘電体表示電圧の閾値よりも低い電圧になるようなコモン電極走査信号あるいはセグメント電極走査信号を生成し、こうして、座標検出期間においては、画素マトリックスに画像が表示されないようにして各電極が走査される。
【００５５】
　特に本発明に従えば、電子ペン有無検出期間を設けてこの期間に表示パネルの電極群に予め設定された時間変化が既知の電圧を印加し、その電圧を電子ペンで受け、既知電圧と比較することにより、電子ペンが表示パネルに接近しているか離れているかを検出できる。その結果電子ペンが表示パネルより離れてノイズを発生している電気機器に接近し、電子ペンがこれを信号として誤って検出してもその信号は除去することができる。 
【００５６】
　さらに本発明に従えば、電子ペン有無検出手段を構成する比較手段およびレベル弁別手段は、ヒステリシス特性を有し、これによって電子ペンが表示パネルに接近しているか離れているかを、安定に確実に検出することができ、これによって座標入力の誤りを防ぐことができ、確実な入力操作を行うことができる。 
【００５７】
　さらに本発明に従えば、電力消費を低減するために、電子ペンが表示パネルから離れているときには、座標検出回路への電力供給を遮断する。さらに本発明に従えば、表示期間には、電子ペン有無検出手段および座標検出回路への電力供給を遮断する。この電力消費の低減は、電池を用いる携帯形の電子手帳などの情報機器において特に重要である。
【発明の効果】
【００５８】
　本発明によれば、表示期間と座標検出期間とのほかに、電子ペン有無検出期間を設け、この電子ペン有無検出期間に、電子ペンが表示パネルの座標面に接近しているか離れているかを検出することができる。その結果、電子ペンが表示パネルから離れて、ノイズを発生している電気機器に接近することで、電子ペンがこれを信号として誤って検出してもその信号は座標を検出するためには用いないので、不所望な座標の表示を行うことを防止することができる。
【００５９】
　さらに本発明によれば、電子ペン有無検出期間において、電子ペンが座標面に接近していると判断されたときには、電子ペンが検出した座標を示す信号を出力するので、確実に電子ペンが座標を指示しているときの座標だけに表示を行うことができる。
【００６０】
　本発明によれば、比較手段およびレベル弁別手段は、ヒステリシス特性を有するので、電子ペンが表示パネルに接近しているか離れているかの判断が不安定になることを防ぎ、電子ペンによる座標入力を確実に行わせることができる。
【００６１】
　さらに本発明によれば、電子ペンが表示パネルから離れていると判断されたときには、座標検出回路に電力を供給せず、前記座標検出期間における座標検出用電圧の印加を行わないので、電力消費を低減することができる。
【００６２】
　さらに本発明によれば、表示期間には、電子ペン有無検出手段および座標検出回路への電力供給を遮断し、電力消費をさらに低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
　図１は、本発明の実施の第１の形態の表示一体形タブレット装置である表示機能付き座標検出装置３１のブロック図である。表示機能付き座標検出装置３１は、表示パネル３２と、セグメント駆動回路３３と、コモン駆動回路３４と、表示制御回路３５と、座標検出制御回路３６と、制御回路３７と、電子ペン３８と、オペアンプ３９と、Ｘ座標検出回路４０と、Ｙ座標検出回路４１と、直流電源回路４２と、表示信号供給回路４３と、切換え回路４４とを含んで構成される。
【００６４】
　表示パネル３２は、ｎ行×ｍ列（ｎ，ｍは２以上の自然数）の単純マトリクス型の表示パネルであり、セグメント駆動回路３３によって列方向の電極であるセグメント電極Ｓが駆動され、コモン駆動回路３４によって行方向の電極であるコモン電極Ｃが駆動される。なお、表示パネル３２に設けられるセグメント電極Ｓ１〜Ｓｍを総称するときには参照符Ｓを用い、コモン電極Ｃ１〜Ｃｎを総称するときには参照符Ｃを用いる。直流電源回路４２は、予め定める正の電源電圧ＶＥＥと負の電圧ＶＳＳとの間を抵抗などによって分圧して後述する電圧ＶＨ，ＶＭ，ＶＬ；ＶＡ，ＶＢを生成する。電圧ＶＨ，ＶＭ，ＶＬはコモン駆動回路３４に供給され、電圧ＶＡ，ＶＢはセグメント駆動回路３３に供給される。これらの５値の電圧の関係は次の第１式のようになる。
【００６５】
　　　ＶＥＥ＞ＶＨ＞ＶＢ＞ＶＭ＞ＶＡ＞ＶＬ＞ＶＳＳ　　　　　　…（１）
　たとえばＶＨ＝２２．５Ｖ、ＶＢ＝１．７Ｖ、ＶＭ＝０Ｖ、ＶＡ＝−１．７Ｖ、ＶＬ＝−２２．５Ｖである。
【００６６】
　本件装置３１では、１フレーム期間を表示期間と座標検出期間とに時分割して表示パネル３２を駆動する。したがって表示パネル３２は、表示期間では表示パネルとして動作し、座標検出期間では座標検出パネルとして動作する。前記時分割の方法としては、図２に示すようにＮ番目のフレーム期間Ｗ２１は、表示期間Ｗ２３と、座標検出期間Ｗ２４とに分割される。座標検出期間Ｗ２４は、Ｘ座標検出期間Ｗ２５と、Ｙ座標検出期間Ｗ２６とを含んで構成される。（Ｎ＋１）番目のフレーム期間Ｗ２２以降は、フレーム期間Ｗ２１と同様に前記各期間Ｗ２３，Ｗ２５，Ｗ２６が繰返し行われる。
【００６７】
　本件装置３１において、切換え回路４４は、制御回路３７から供給される制御信号に応答して、画像を表示する際の制御を行う表示制御回路３５からの表示制御信号と表示データとを、または座標位置を検出する際の制御を行う座標検出制御回路３６からの走査制御信号を切換えて出力する。
【００６８】
　座標検出期間Ｗ２４においては、座標検出制御回路３６が選択され、座標検出制御回路３６から与えられる走査制御信号に応答して、各駆動回路３３，３４が電子ペン３８によって指示された座標の検出を行う。座標検出期間Ｗ２４におけるＸ座標検出期間Ｗ２５では、セグメント駆動回路３３はセグメント電極走査信号を生成して、表示パネル３２のセグメント電極Ｓを順次走査する。Ｘ座標検出期間Ｗ２５に引続くＹ座標検出期間Ｗ２６では、座標検出制御回路３６から与えられる走査制御信号に応答して、コモン駆動回路３４はコモン電極走査信号を生成して、コモン電極Ｃを順次走査する。
【００６９】
　また、表示期間Ｗ２３においては、制御回路３７の制御に従って切換え回路４４は、表示制御回路３５から出力される表示制御信号と表示データとを受取り、コモン駆動回路３４およびセグメント駆動回路３３に与える。
【００７０】
　座標検出期間Ｗ２４において、各座標検出回路４０，４１で検出された電子ペン３８の存在する座標位置を示すデータを、表示制御回路３５に入力することによって、表示期間Ｗ２３において座標位置に表示を行うことができる。
【００７１】
　コモン駆動回路３４とセグメント駆動回路３３とは、切換え回路４４の出力に基づいて、直流電源回路４２から供給される複数の電圧ＶＨ，ＶＭ，ＶＬ；ＶＡ，ＶＢを選択的に表示パネル３２の各電極Ｃ，Ｓに印加する。
【００７２】
　図３は表示パネル３２および電子ペン３８の断面図であり、図４は表示パネル３２の一部を拡大して示す断面図である。図４に示すように、表示パネル部分２３２は、セグメント電極Ｓが配置される基板５１と、コモン電極Ｃが配置される基板５２とを各電極Ｓ，Ｃが対向するように貼合わせ、周辺部を封止部材５４で封止し、基板５１，５２と封止部材５４とによって形成される空間に液晶層５３となる液晶を注入して形成されている。
【００７３】
　表示パネル３２においては、表示パネル部分２３２を覆うようにアクリル樹脂などによって形成される防護板５６を設ける。防護板５６と基板５１との間には、表示パネル部２３２の周辺部に設けられるスペーサ５８によって形成されるエアギャップ５７が存在する。エアギャップ５７が存在することによって、防護板５６が撓んだ場合であっても防護板５６が基板５１に接触することを防止することができる。電子ペン３８の先端部においては、指示電極６１の先端部６１ａを包込むように樹脂６２が形成される。指示電極６１は、オペアンプ３９に接続されており、指示電極６１で発生した電圧は、オペアンプ３９で増幅されて各座標検出回路４０，４１に与えられる。
【００７４】
　本件装置３１では、電子ペン３８が表示パネル３２の一方表面３２ａに接近しているときに、セグメントおよびコモン電極Ｓ，Ｃに順次的に電圧を印加することによって、指示電極６１とセグメントおよびコモン電極Ｓ，Ｃとがエアギャップ５７などを介して静電的に結合することとなり、指示電極６１に発生する電圧に基づいて、電子ペン３８が指し示す表示パネル３２の座標位置を検出している。
【００７５】
　図５は、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路のブロック図である。セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌは、コントロール回路７１と、ラッチセレクタ７２と、第１データラッチ７３と、第２データラッチ７４と、バイ・ディレクショナル・シフトレジスタ７５と、出力回路７７と、データＭＰＸ（マルチプレクサ）７８とを含んで構成される。また、第２データラッチ７４と、バイ・ディレクショナル・シフトレジスタ７５は、ブロック図では別構成になっているが一体構成でも良い。
【００７６】
　セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌには、前述の各構成要素に対する信号の入出力を行うために複数の端子が設けられている。本明細書において、各端子と端子に与えられる電圧および信号とには同一の参照符を付して説明を行うことがある。本実施の形態においては、たとえばセグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌに含まれる出力回路７７に接続されるセグメント電極Ｓを１６０本の倍数とする。
【００７７】
　セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌには、接続端子として端子ＳＥＬ、および端子ＤＩＳが設けてある。端子ＳＥＬには、表示走査を行うか座標検出走査を行うかを選択するための信号ＳＥＬが与えられる。信号ＳＥＬは切換え回路４４から与えられ、端子ＳＥＬを介してコントロール回路７１に与えられる。端子ＤＩＳには、信号ＤＩＳが与えられる。信号ＤＩＳは切換え回路４４から与えられ、端子ＤＩＳを介して出力回路７７に与えられる。出力回路７７は、後述の図１５の電子ペン有無検出期間Ｗ２７で、信号ＤＩＳが入力された際には、表示信号Ｄ０〜Ｄ７の信号レベルに関係なく、信号ＤＩＳのＨまたはＬの各信号レベルに基づいて全てのセグメント電極Ｓに出力する電圧を、ＶＡまたはＶＢのいずれかの電圧とする。バイ・ディレクショナル・シフトレジスタ７５に保持されているデータがクリア端子ＣＬＥへの入力によってクリアされて全ての出力が電圧ＶＡとなっている場合に、たとえばＨレベルである信号ＤＩＳが与えられると、セグメント電極Ｓにそれぞれ接続されている出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ１６０からの出力電圧を電圧ＶＢにすることができる。切換え回路４４から供給される信号が端子ＣＬＥを介して与えられることによって、シフトレジスタ７５およびデータラッチ７３，７４に保持されている内容をクリアすることができる。
【００７８】
　本件装置３１には、複数個の大規模集積回路によって実現されるセグメント駆動回路３３が端子ＥＩＯ１，ＥＩＯ２を介してカスケードに接続されており、表示期間では端子ＥＩＯ１，ＥＩＯ２がチップセレクト端子として動作し、座標検出期間ではバイ・ディレクショナル・シフトレジスタ７５へのデータ入出力を行う端子として機能する。
【００７９】
　セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌは、表示のための１６０チャンネルのデータラッチ７４と、座標検出のための１６０チャンネルのバイ・ディレクショナル・シフトレジスタ７５とを備えている。
【００８０】
　セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌは、表示期間Ｗ２３では表示信号入力端子Ｄ０〜Ｄ７から入力される８ビットの表示信号Ｄ０〜Ｄ７を、端子ＳＣＫを介して与えられるクロックパルスＳＣＫに基づいて、データＭＰＸ（マルチプレクサ）７８を介して第１データラッチ回路７３に保持する。第１データラッチ回路７３は、８ビットのラッチ回路が２０個組合わされて構成されている。いずれのラッチ回路にデータを保持させるかは、ラッチセレクタ７２によって制御されている。２０個のラッチ回路すべてに表示データ信号が一旦蓄えられ、１ライン分の表示データがまとめて１６０ビットの第２データラッチ７４に与えられる。第２データラッチ７４には、端子ＤＳＴを介して入力されるシフトデータＳが与えられており、シフトデータＳが入力されることによって、第２データラッチ７４から１６０ビット分の表示信号が出力回路７７に与えられる。出力回路７７には、電圧ＶＡ，ＶＢが与えられており、第２データラッチ７４から供給される信号のレベルに基づいて出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ１６０から同時に電圧ＶＡ，ＶＢのいずれかの電圧がセグメント電極Ｓに出力される。またデータＭＰＸ７８では、端子ＲＥＶを介して与えられる交流化信号ＦＲの信号レベルに基づいて表示信号Ｄ０〜Ｄ７の各信号レベルを反転させる。
【００８１】
　座標検出期間Ｗ２４ではシフトデータ入力端子ＥＩＯ１から入力されたシフトデータを、端子ＤＳＴを介して供給される転送クロックに基づいて、バイ・ディレクショナル・シフトレジスタ７５を介して出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ１６０から順次出力する。前記シフトデータを順次的に出力した後、端子ＥＩＯ２を介してシフトデータを次段に接続されたセグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌの端子ＥＩＯ１に転送して、引続くセグメント電極Ｓの検出走査を行う。シフトデータ入力端子ＥＩＯ１，ＥＩＯ２の切換えは、端子ＳＤに入力されるシフト方向制御信号ＳＤの信号レベルによって行われる。シフト方向制御信号ＳＤによって座標検出の走査方向が切換えられると、シフトデータは出力端子ＯＵＴ１６０〜ＯＵＴ１へと順次的に出力されるようになる。このとき、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌにはシフトデータは端子ＥＩＯ２から入力され、端子ＥＩＯ１から出力される。
【００８２】
　従来技術における図１７のセグメント駆動回路３では、出力電圧が４値になっており電圧レベルの異なる４つの出力電圧を切換えて制御しなければならないので、１６０チャンネルのレベルシフタを備える必要があるが、本実施の形態におけるセグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌでは一般的なロジック駆動回路と同程度の２値電圧の制御を行えばよく、レベルシフタを設ける必要がなく、したがってセグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌのチップの面積を縮小することができる。
【００８３】
　図６は、コモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌを示すブロック図である。コモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌは、制御回路１０１と、双方向シフトレジスタ１０２と、レベルシフタ１０３と、レベルセレクタ１０４とを含んで構成される。コモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌでは、レベルセレクタ１０４に接続されるコモン電極Ｃの本数を１６０本とする。したがって、コモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌは、出力ＯＣ１〜ＯＣ１６０を順次的に出力する。
【００８４】
　制御回路１０１には、クロック信号ＣＫが端子ＣＫを介して与えられ、垂直同期信号ＳＰが端子ＤＩＯを介して与えられている。また、交流化信号ＦＲは端子ＦＲを介して入力されており、後述するシフト方向制御信号ＳＤは端子ＳＤを介して入力される。双方向シフトレジスタ１０２は、垂直同期信号ＳＰが立下がってから再び立下がるまでの期間でクロック信号ＣＫが立上がる毎に信号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ１６０を順次レベルシフタ１０３へと与える。レベルシフタ１０３は、信号Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃ１６０を所定の電圧レベルへとシフトさせてレベルセレクタ１０４に与える。
【００８５】
　レベルセレクタ１０４には、電圧ＶＨ，ＶＭ，ＶＬが与えられており、信号Ｃ１〜Ｃ１６０および交流化信号ＦＲに基づいて出力ＯＣ１，ＯＣ２，…，ＯＣ１６０を出力する。出力ＯＣ１，ＯＣ２，…，ＯＣ１６０は、それぞれ表示パネル３２の各コモン電極Ｃに与えられる。交流化信号ＦＲがハイレベルである場合、信号Ｃ１がハイレベルである期間では出力ＯＣ１は電圧ＶＨとなり、ローレベルである期間では出力ＯＣ１は電圧ＶＭとなる。交流化信号ＦＲがローレベルである場合、信号Ｃ１がハイレベルである期間では出力ＯＣ１は電圧ＶＬとなり、ローレベルである期間では出力ＯＣ１は電圧ＶＭとなる。
【００８６】
　座標検出期間Ｗ２４では、交流化信号ＦＲによる出力電圧の切換えが行われず、また各出力ＯＣ１〜ＯＣ１６０の出力されるタイミングが前記表示期間Ｗ２３におけるタイミングよりも短い周期に定められている他は表示期間Ｗ２３の動作と同一である。シフト方向制御信号ＳＤの信号レベルに基づいて、レベルセレクタ１０４からの出力がＯＣ１〜ＯＣ１６０の順番で出力されるか、ＯＣ１６０〜ＯＣ１の順番で出力される。
【００８７】
　図７は表示パネル３２に行われる表示の一例を示す。図７において、「○」は画素が表示状態であることを示し、「×」は画素が非表示状態であることを示す。図７に示す表示パネル３２では、セグメント電極Ｓの本数を１３本とし、コモン電極Ｃの本数を８本とする。
【００８８】
　図８は図７に示す表示例を表示するための座標検出装置３１におけるタイミングチャートであり、図９は座標検出期間におけるタイミングチャートである。図８に示すように、交流化信号ＦＲの信号レベルが変化しても、コモン電極Ｃおよびセグメント電極Ｓに供給する電圧を交流化する際に基準となる電圧は、電圧ＶＭのまま変化しない。したがって交流化信号ＦＲがローレベルである時刻ｔ１０から時刻ｔ１３までの期間Ｗ３１では、選択されたコモン電極Ｃには時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの期間Ｗ３０ずつ電圧ＶＬがそれぞれ印加され、選択されていないコモン電極Ｃには電圧ＶＭが印加される。また交流化信号ＦＲがハイレベルである時刻ｔ１３から時刻ｔ１６までの期間Ｗ３２では、選択されたコモン電極Ｃには電圧ＶＨがそれぞれ印加され、選択されていないコモン電極Ｃには電圧ＶＭが印加される。電圧ＶＭを、たとえば０Ｖに定めると、電圧ＶＬ，ＶＨは、電圧ＶＭを基準として下と上とに対称となるように、−２５．２Ｖと２５．２Ｖにそれぞれ定められる。
【００８９】
　交流化信号ＦＲがローレベルである期間Ｗ３１では、表示状態となる画素を含むセグメント電極Ｓにはオン電圧として電圧ＶＢが印加され、表示状態となる画素を含まないセグメント電極Ｓにはオフ電圧として電圧ＶＡが印加される。交流化信号ＦＲがハイレベルである期間Ｗ３２では、オフ電圧を電圧ＶＢとし、オン電圧を電圧ＶＡとしてセグメント電極Ｓに印加する。電圧ＶＭを、たとえば０Ｖに定めると、電圧ＶＡ，ＶＢは、電圧ＶＭを基準として対向するように、−１．７Ｖと１．７Ｖとにそれぞれ定められる。
【００９０】
　基準電圧ＶＭは、本実施の形態では０Ｖとしたが、｜ＶＨ−ＶＭ｜と｜ＶＬ−ＶＭ｜とが等しく、｜ＶＡ−ＶＭ｜と｜ＶＢ−ＶＭ｜とが等しく定められ、かつ｜ＶＬ−ＶＢ｜と｜ＶＨ−ＶＡ｜とが表示のためのしきい値電圧よりも高くなるように定められれば、他の電圧値に定められてもよい。
【００９１】
　コモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌからは、３値の電圧ＶＨ，ＶＭ，ＶＬで変化する出力波形が出力され、セグメント駆動回路からは２値の電圧ＶＡ，ＶＢで変化する出力波形が出力される。２つの出力波形の電圧差によって、セグメント電極Ｓおよびコモン電極Ｃの直交点である画素が、点灯状態となるか非点灯状態となるかが決定される。
【００９２】
　表示パネル３２を駆動する際に必要となる駆動電圧は、以下に示す第２式のように表される。
【００９３】
　　　液晶駆動電圧Ｖｍａｘ＝｛２（√Ｎ＋１）−２｝×Ｖｔｈ　　…（２）
ここで、表示パネル３２の行数をＮ＝１６０とし、液晶のしきい値電圧をＶｔｈ＝２Ｖとすると、駆動電圧Ｖｍａｘは約５０Ｖとなる。したがって前述の各電圧値に基づくと、コモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌには、電圧ＶＨ〜ＶＬまでの最大で５０．４Ｖの電圧が印加されることとなり、セグメント駆動回路には電圧ＶＡ〜ＶＢまでの３．４Ｖの電圧が印加される。コモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌは、高耐圧化して形成する必要があるが、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌは低耐圧の構成でよい。
【００９４】
　図９を参照して座標検出期間Ｗ２４における動作について説明する。座標検出装置３１では、座標検出期間Ｗ２４に走査のために印加する電圧を、表示期間Ｗ２３において用いられた電圧ＶＡ，ＶＢ，ＶＨ，ＶＬ，ＶＭと共通にしている。図９では、各電極Ｓ，Ｃに印加する電圧の極性を正方向にしているが、負方向であっても差し支えない。
【００９５】
　座標検出の走査のためにコモン電極Ｃに印加される電圧は、基準値および波高値を表示期間Ｗ２３の電圧値と同じ電圧ＶＭとＶＨとに設定した場合であっても波高値として２５．２Ｖの電圧を確保することができ、従来技術と同様に電子ペン３８に誘起する検出電圧は充分に高く座標検出を容易に行うことができる。
【００９６】
　セグメント電極Ｓの座標検出走査では、たとえば従来技術の図１７の駆動回路の場合、駆動回路に電圧Ｖ０，Ｖ５が印加されているので、表示のためのしきい値電圧に近い値である電圧｜Ｖ０−Ｖ５｜で走査をしている。
【００９７】
　本実施形態のセグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌでは、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌの出力電圧が低く定められている。これによって、座標検出の際に印加する電圧も表示を行う際に印加される電圧と同様に低い電圧であり、低消費電力などの効果が充分である。
【００９８】
　セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌには電圧ＶＡ，ＶＢが与えられていることから最大の波高値は｜ＶＢ−ＶＡ｜となり、前述の電圧値によると僅か３．４Ｖに過ぎない。したがって、たとえば従来技術で示した前述の図１７に示される表示パネル２に対して座標検出のための走査を行ったとしても、電子ペン８に誘起する検出電圧は極めて低いものとなり、検出信号の信号レベルは低く、座標検出の精度は低くなる。
【００９９】
　本実施の形態では、図３に断面図を示す表示パネル３２を用いているので、セグメント電極Ｓが表示パネル３２の一方表面３２ａ側に位置しており、電子ペン３８を前記一方表面３２ａ側から表示パネル３２に近づけた場合、指示電極６１とセグメント電極Ｓとが接近するようになり、ロジック回路用ＬＳＩに供給する電源電圧程度の低い電圧であっても、充分な検出電圧を得ることができ、電子ペン３８によって指示される表示パネル３２に定められる座標のうちのＸ座標を確実に検出することができる。
【０１００】
　指示電極６１とコモン電極Ｃとの結合はセグメント電極Ｓの隙間を介しての静電結合となるけれども、コモン電極Ｃに座標検出のために印加される電圧は、表示期間Ｗ２３における表示のための走査電圧と同一の電圧を用いており、絶対値の大きい電圧である電圧ＶＨ，ＶＬで座標検出走査を行うこととなり、表示パネル３２に定められる座標のうちのＹ座標を検出することができる。
【０１０１】
　セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌは耐圧が低いので、通常のロジック回路用ＬＳＩの生産ラインでの生産が可能になり低価格化を図ることができる。さらに、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌ内部の電極構造も通常のロジック回路用ＬＳＩと同レベルでの設計が可能になるので、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌを高速に動作させることができる。したがって、表示パネル３２のカラー化および高精細化によってセグメント電極数が増加しても、クロック周波数を高く定めることができるので、座標検出期間を延長することなく、短時間で座標検出の走査を行うことができる。たとえば、前述のＸＧＡのカラー表示パネルを１２ＭＨｚの周波数でＸ方向の座標検出走査を行うと、走査時間は２５０μｓで終了し、表示に対する影響は無視することができる。
【０１０２】
　図１０は、コモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌにおけるレベルセレクタ１０４の一部の具体的な構成を示す電気回路図である。各電圧ＶＨ，ＶＭ，ＶＬは、電界効果トランジスタなどの半導体スイッチング素子を介してコモン電極Ｃへ出力端子を介して与えられ、これらのスイッチング素子は、交流化信号ＳＲとクロックパルスＣＰＬとに応答するスイッチング制御回路１１７によってスイッチング制御される。
【０１０３】
　図１１はセグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌの出力回路７７の一部の構成を示す電気回路図である。電圧ＶＡ，ＶＢは、電界効果トランジスタなどのスイッチング素子を介してセグメント電極Ｓへ出力端子を介して与えられる。これらのスイッチング素子は、前述の図１０に示される構成と同様にスイッチング制御回路１１８によって制御される。
【０１０４】
　耐圧の高いＬＳＩは、内部配線間距離、ゲート回路などを大きく構成し、かつ絶縁層も厚くしなければならない。しかしながら、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌは、耐圧の低いＬＳＩであり、これは通常のロジック回路用ＬＳＩと同じレベルの電極寸法で設計することができるので、従来の高耐圧ＬＳＩに比べ電極の寸法を大幅に縮小することができる。たとえば、回路の面積をａ（＞１）倍縮小すると接点の容量などによって充放電に要する時間が減少し、ゲート遅延時間が１／ａに減少し、高速動作が実現可能となる。
【０１０５】
　本実施の形態に示す座標検出装置３１では、コモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌの出力部の構成を、およそ６０Ｖ程度の耐圧である高耐圧の構成にする必要があるが、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌを一般的なロジック回路と同程度の電圧を出力する低耐圧の回路とすることができ、耐圧を高めるための構造を設ける必要がなく、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌの面積を縮小することができる。特に、表示パネルの高精細化およびカラー化によってセグメント電極Ｓの本数が増加することによってセグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌを複数個設けたりする必要があるけれども、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌの面積を縮小することができるので、表示パネル３２の周囲の部分で、各駆動回路３３，３４が配置される、いわゆる額縁領域を縮小することができる。また、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌが安価に形成されることによって、複数個のセグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌが設けられる場合であっても座標検出装置３１の製造コストの上昇を抑えることができる。
【０１０６】
　本件装置３１では、コモン駆動回路３４を構成する集積回路３４Ｌを高耐圧の回路構成にする必要があるが、高耐圧の回路であっても近年のＬＳＩの製造技術の向上によって中耐圧と同等の技術で生産することができるようになっており、前述の額縁領域の形成される面積が大きくなることを防ぐことができる。
【０１０７】
　上述のように、セグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌは電圧ＶＡ，ＶＢを出力するので、その耐圧は５Ｖ程度であれば充分であり、一般的なロジック回路用ＬＳＩと同様に製造することができる。したがって、応答速度が速く、かつ出力部のオン抵抗が低い駆動回路とすることができ、クロストークが少なく、コントラストのよい表示を行うことができる駆動回路とすることができる。
【０１０８】
　従来の技術では交流化駆動を行う際には、基準電圧の極性が切換わるので、コモン電極Ｃおよびセグメント電極Ｓにおける充放電エネルギが無駄に消費されていたが、本実施の形態では、交流化駆動されることで極性が変化しても基準電圧が一定であるので、前述のような無駄な電力消費を防ぐことができる。また電力消費が抑えられることによって、１フレーム期間に複数回にわたって極性を切換えることが可能となり、表示品位を向上させることができる。
【０１０９】
　座標検出装置３１では、座標検出期間Ｗ２４において、表示パネル３２の各電極Ｓ，Ｃに印加される電圧によって、電子ペン３８の指示電極６１に発生する極微弱な電圧に基づいて座標を検出しているので、操作者が電子ペン３８を表示パネル３２から離して、ノイズを発生しているような機器に近づけた場合、座標検出回路４０，４１が前記ノイズを座標を示す信号と誤って、正確でない座標信号を出力することとなる。このような誤動作を避けるために、電子ぺン３８が表示パネル３２に接近しているか否かを検出する機能は実用上不可欠である。すなわち、電子ペン３８が表示パネル３２に接近している時の検出座標を有効とし、電子ペン３８が表示パネルから離れている場合に検出された信号に基づいては検出された座標に基づく処理を行わないようにすることが必要である。このような機能は、特にノイズの多い場所で使われることも多い携帯用端末装置にとって重要である。
【０１１０】
　前述の実施の第１の形態における座標検出装置３１では、基準電圧を固定しているので、交流化信号ＦＲの信号レベルが変化しても電子ペン３８からは図１８に示すような誘導電圧Ｆの比較的大きなピークＦａ，Ｆｂが発生せず、図２２に関連して述べた従来技術と同様な手段では電子ペン３８が表示パネル３２に接近しているかどうかを検出することができない。この問題は、本発明に従って次の構成によって解決される。
【０１１１】
　図１２は、本発明の実施の第２の形態である表示一体形タブレット装置８１の構成を示すブロック図である。本件装置８１において、前述の装置３１と同一の構成要素には同一の参照符を付して説明を省略する。装置８１の特徴は、電子ペン３８が表示パネル３２に接近しているかどうかを判断して信号を出力するモード検出回路８２が設けられ、モード検出回路８２から出力されるモード信号ＭＯＤＥの信号レベルに基づいて座標検出回路４０，４１で検出された座標についての出力を導出して表示パネル３２で表示を行うかどうかが定められることである。
【０１１２】
　本実施の形態では、ＳＴＮ方式の液晶表示パネルである表示パネル３２を用いて説明を行うが、特にこの形式の表示パネルに限定されるものではなく、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）駆動の液晶表示パネルは勿論のこと、ＥＬ（Electro Luminescence）パネルに座標検出機能を付加した場合にも有効である。
【０１１３】
　モード検出回路８２は、図１３のように第１ゲート回路９１と、第２ゲート回路９２と、増幅・整形回路９３，９４と、比較器９５とを含んで構成される。電子ペン３８が検出した微弱な誘導電圧は、オペアンプ３９で増幅された後、モード検出回路８２の第１および第２ゲート回路９１，９２および各座標検出回路４０，４１に与えられる。
【０１１４】
　第１ゲート回路９１は、制御端子ｇｐ，ｇｎを備えており、制御端子ｇｐ，ｇｎにゲート制御信号が入力される期間Ｗｐ，Ｗｎのみ、導通して、オペアンプ３９から供給される信号を増幅・整形回路９３に出力する。前記制御端子ｇｐ，ｇｎには、期間Ｗｐ，Ｗｎにゲート制御信号が与えられる。第２ゲート回路９２は、制御端子ｇａを備えており、制御端子ｇａに制御信号が入力される期間Ｗａのみ、導通して、オペアンプ３９から供給される信号を増幅・整形回路９４に出力する。前記制御端子ｇａには、後述する期間Ｗａにゲート制御信号が与えられる。
【０１１５】
　増幅・整形回路９３，９４は、第１および第２ゲート回路９１，９２から供給される信号電圧を全波整流し、後段の処理を行いやすいように予め定める増幅率で増幅した後、直流成分を出力する。増幅・整形回路９３，９４における増幅手段などの処理に関して接続の前後関係は特に限定されるものではない。
【０１１６】
　増幅・整形回路９３，９４の各出力は、比較器９５に与えられて比較される。比較器９５は、増幅・整形回路９３の出力値が大きい場合は、電子ペン３８が表示パネル３２に接近していることを示すモード信号ＭＯＤＥを出力する。期間Ｗｐ，Ｗｎなどの時間設定、および表示パネル３２の構造にもよるが、電子ペン３８が表示画面に接近している場合は、増幅・整形回路９３の出力値が増幅・整形回路９４の出力値のたとえば５倍を超えるように設定されるので、安定したモード信号ＭＯＤＥが出力されることとなる。電子ペン３８が表示画面から離れている場合は、２つの増幅・整形回路９３，９４からの出力値がもしも略同じとなると比較器９５の判定が不安定になるおそれがあるので、これを防ぐために増幅・整形回路９４の出力が増幅・整形回路９３の出力より大きくなるようにそれぞれの増幅度を設定する。
【０１１７】
　本発明の他の形態では、比較器９５の判定の基準となる境界領域に電子ペン３８が存在する場合には、モード信号が不安定になるので、比較器９５は次に述べるようにヒステリシス特性を備えた回路構成にする。
【０１１８】
　図１４は、ヒステリシス特性を備える比較器９５の動作を説明するための図である。比較器９５は、第１および第２ゲート回路９１，９２からの増幅・整形回路９３，９４を介する各出力Ｐ９３，Ｐ９４の差（＝Ｖ９３−Ｖ９４）が、予め定める第１の値Ｖ９５ａ以上であるとき、そのモード検出は論理「１」として電子ペン３８が比較パネル３２に接近していると検出し、第１の値Ｖ９５ａ未満の第２の値Ｖ９５ｂ未満であるとき、離れていると検出する。
【０１１９】
　比較器９５の出力であるモード信号ＭＯＤＥは制御回路３７に与えられる。制御回路３７は、モード信号ＭＯＤＥによって電子ペン３８が画面から離れていると判断した場合は、座標検出期間で検出された電子ペン３８の座標を無効として座標位置に予め定める表示を行わず、画面に接近していると判断した場合は、検出された座標値を有効として表示パネル３２では前記予め定める表示を行う。
【０１２０】
　また、電子ペン３８が表示パネル３２から離れていると判断した場合には、各座標検出回路４０，４１の動作を休止するようにしてもよい。座標検出回路４０，４１の動作を休止させることによって、不要な期間での座標検出のための走査が行われず、座標検出装置８１における消費電力を低減することができる。
【０１２１】
　図１５は、モード検出回路８２の動作を説明するためのタイミングチャートである。図１５の参照符Ｓ１〜Ｓｍは、セグメント電極Ｓ１〜Ｓｍに与えられる電圧波形を示し、Ｃ１〜Ｃｎは、コモン電極Ｃ１〜Ｃｎに与えられる電圧波形を示す。座標検出装置８１では、表示期間Ｗ２３と座標検出期間Ｗ２４との間に、電子ペン３８が表示パネル３２の一方表面３２ａ側に接近しているかどうかを判断する判断期間Ｗ２７を設けている。この期間Ｗ２７は、図１５では表示期間Ｗ２３とＸ座標検出期間Ｗ２５との間に設けているが、Ｘ座標検出期間Ｗ２５とＹ座標検出期間Ｗ２６との間、またはＹ座標検出期間Ｗ２６と引続く次の表示期間Ｗ２３との間に設定してもよい。
【０１２２】
　この判断期間Ｗ２７には、図１５に示すようにセグメント駆動回路３３を構成する集積回路３３Ｌによって、ｍ本の全てのセグメント電極Ｓに同時にパルス電圧を印加する。なお、ｍ本未満の複数本のセグメント電極Ｓ毎に同時にかつ順次的にパルス電圧を印加してもよい。またこのパルス電圧を印加する際に、セグメント電極Ｓだけでなくコモン電極Ｃにも同時に同一電圧を印加してもよい。
【０１２３】
　次に検出動作について説明する。判断期間Ｗ２７において、時刻ｔ３０から時刻ｔ３１までの期間Ｗ４１と、時刻ｔ３２から時刻ｔ３３までの期間Ｗ４２とで電圧ＶＢをすべてのセグメント電極Ｓに印加する。電子ペン３８が、表示パネル３２の一方表面３２ａに接しているか、またはごく接近している場合には、判断期間Ｗ２７に行われる走査によって、電子ペン３８には図１５に誘導電圧ＧＤとして示す電圧が誘起する。
【０１２４】
　電子ペン３８が、表示パネル３２の一方表面３２ａに接近している場合は、電子ペン３８の指示電極６１と表示パネル３２のセグメント電極Ｓとの静電結合が最も密になるので、誘導電圧ＧＤとして示すように期間Ｗｐ，Ｗｎにのみスパイク状の電圧が電子ペン３８の指示電極６１に誘起される。前記電圧波形が立上がるときには期間Ｗｐに示す電圧が発生し、立下がるときには期間Ｗｎに示す電圧が発生する。また、判断期間Ｗ２７において前記期間Ｗｐ，Ｗｎを除く期間Ｗａでは、指示電極６１がシールド電極として作用し、電子ペン３８の周辺に存在する他の装置からのノイズによる誘導電圧の発生を防ぐことができる。
【０１２５】
　電子ペン３８が表示パネル３２から離れている場合には、電子ペン３８の指示電極６１とセグメント電極Ｓとの静電結合がほとんど無く、むしろ電子ペン３８近辺に存在する他の電気器具などから発生されるノイズによる影響を受けて、判断期間Ｗ２７には図１５の誘導電圧ＧＬとして示すように、セグメント電極Ｓに印加されるパルス電圧には全く関連のない電圧を誘起する。電子ペン３８が帯電した衣類に接近して放電した場合も同様に、前記パルス電圧の印加タイミングに関係なく鋭いパルス状の電圧が発生する。
【０１２６】
　上述のように、電子ペン３８から出力される誘導電圧の波形が、電子ペン３８の指示電極６１と表示パネル３２のセグメント電極Ｓとの位置関係によって異なるので、この誘導電圧の波形を分析照合することによって電子ペン３８が表示パネル３２に接近しているか否かを判定することができる。
【０１２７】
　モード検出回路８２の構成をさらに簡易化する手段として、図１６のように、判断期間Ｗ２７における印加電圧の周波数と同一周波数の信号を取り出すバンドパスフィルタである狭帯域増幅器１０１をモード検出回路８２に設け、レベル弁別回路１０２に与える。判断期間Ｗ２７にこの周波数成分の信号が検出されると、電子ペン３８が表示パネル３２の一方表面３２ａに接近していることを示すモード信号をレベル弁別回路１０２から出力する。レベル弁別回路１０２による出力の不安定化をなくすために、狭帯域増幅器１０１の出力が予め定める第１の弁別レベル以上であるとき電子ペン３８が表示パネル３２に接近していると検出し、その狭帯域増幅器１０１の出力が第１の弁別レベル未満の第２の弁別レベル未満であるとき電子ペン３８が表示パネル３２から離れていると検出するように、レベル弁別回路１０２にヒステリシス特性を持たせるようにしてもよい。
【０１２８】
　このようにしてモード検出回路８２によって電子ペン３８が表示パネル３２に接近していることが、期間Ｗ２７で検出されたときには、次の期間Ｗ２４において電子ペン３８から得られる図１５の参照符ＧＤにおいて示されているパルス１０３，１０４のタイミングに基づき、電子ペン３８の先端のＸＹ座標位置をＸ座標検出回路４０およびＹ座標検出回路４１によって演算して求める。
【０１２９】
　この期間Ｗ２７においてセグメント電極Ｓ１〜Ｓｍに与えられるパルス電圧を得るために、前述の図５において、このセグメント駆動回路３３を構成する大規模集積回路３３Ｌには、制御端子ＤＩＳが設けられる。この制御端子ＤＩＳは、表示情報に関係なく、全てのセグメント電極Ｓに出力する電圧を、ＶＡまたはＶＢに切換えるために用いられる。制御回路３７からのＬレベルの制御信号が制御端子ＤＩＳに与えられることによって、シフトレジスタ７５の内容がクリアされた状態で、セグメント電極Ｓ１〜Ｓｍの全てに電圧ＶＡを与え、この制御端子ＤＩＳがＨレベルになることによって、全出力を電圧ＶＢに切換えて、出力回路７７が導出する。この期間Ｗ２７において、コモン電極Ｃは、基準電圧ＶＭに保たれる。図１２〜図１６の本発明の実施の各形態における他の構成は、前述の図１〜図１１に示される実施の形態と同様である。
【０１３０】
　前述の従来技術の座標検出装置では表示パネルに電子ペンが近づいているかどうかの判断は表示期間に行われており、表示期間および座標検出期間などフレーム期間を通じて、電子ペン３８およびオペアンプ３９を動作させなければならない。しかしながら、本実施の形態では、表示期間Ｗ２３ではオペアンプ３９などに電力を供給せず、これによって座標検出装置８１における消費電力を低減することができる。すなわち表示期間Ｗ２３では、オペアンプ３８、モード検出回路８２および座標検出回路４０，４１への電力供給を、制御回路３７の働きによって遮断し、これによって消費電力を低減することができる。表示期間Ｗ２３は、１周期（＝Ｗ２３＋Ｗ２４＋Ｗ２７）の約９５％を占めるので、この表示期間Ｗ２３における省電力効果は大きい。
【０１３１】
　前述の実施の形態において、図１５の期間Ｗ２７においてセグメント電極Ｓ１〜Ｓｍに与えられる電圧ＶＢ，ＶＡのパルスは、予め定める一定の周波数を有する繰返しパルスであるけれども、本発明の実施の他の形態では、その他の波形を有していてもよく、時間経過に伴って波形が変化する信号であればよく、これによって電子ペン３８から、その期間Ｗ２７におけるセグメント電極Ｓ１〜Ｓｍに与えられる信号に対応した波形の出力を得ることができる。
【０１３２】
　本発明の実施の他の形態では、電子ペン有無検出期間Ｗ２７において、コモン電極Ｃには、基準電圧ＶＭと電圧ＶＨとの間の波高値を有するパルスを与え、この期間Ｗ２７においてセグメント電極には、基準電圧ＶＭに関して電圧ＶＨと同一側すなわち高い方の側の電圧ＶＢを与える。
【０１３３】
　本発明の実施のさらに他の形態では、コモン電極Ｃに基準電圧ＶＭと第２電圧ＶＬの波高値を有するパルスを与え、セグメント電極Ｓは、基準電圧ＶＭに関して電圧ＶＬと同一側、すなわち低い方の電圧ＶＡを与える。こうして期間Ｗ２７において表示パネル３２が表示されることはなく、表示品質が低下することはない。
【０１３４】
　本発明は表示パネル３２として液晶だけでなく、ＥＬ、プラズマディスプレイおよびその他の誘電体を用いる構成に関連して広範囲に実施することができる。本発明は、電子ペン３８による座標検出のための構成を省略して、表示パネル３２によって表示だけを行う構成に関連してもまた、実施することができる。
　本発明は、次の実施の形態が可能である。
【０１３５】
　（１）（ａ）複数のセグメント電極および複数のコモン電極を有し、これらのセグメント電極とコモン電極との間に誘電体が介在される表示パネルと、（ｂ）極性が周期的に反転する交流化信号を発生する制御手段と、（ｃ）表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモン電極との交差領域によって構成された画素マトリクスに画像を表示するための表示データを出力する表示制御回路と、（ｄ）交流化信号に応答し、コモン電極を順次選択するコモン電極駆動信号を生成するコモン駆動回路であって、このコモン電極駆動信号は、交流化信号が一方極性であるとき、選択コモン電極に基準電圧ＶＭよりも高い第１電圧ＶＨを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与え、交流化信号が他方極性であるとき、選択コモン電極に基準電圧ＶＭよりも低い第２電圧ＶＬを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与え、第１および第２電圧ＶＨ，ＶＬの絶対値は、誘電体の活性化のためのしきい値未満であって、かつそのしきい値に近い値に選ばれるコモン駆動回路と、（ｅ）交流化信号に応答し、コモン電極駆動信号によって選択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメント電極駆動信号を生成するセグメント駆動回路であって、このセグメント電極駆動信号は、交流化信号が前記一方極性であるとき、選択セグメント電極にコモン電極駆動信号の前記基準電圧ＶＭよりも低い第３電圧ＶＡを与え、非選択セグメント電極に前記基準電圧ＶＭよりも高い第４電圧ＶＢを与え、交流化信号が前記他方極性であるとき、選択セグメント電極に第４電圧ＶＢを与え、非選択セグメント電極に第３電圧ＶＡを与え、第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢは、前記しきい値未満であって、かつ｜ＶＨ−ＶＡ｜および｜ＶＬ−ＶＢ｜は、前記しきい値以上になるように選ばれるセグメント駆動回路とを含むことを特徴とする表示装置。　
【０１３６】
　（２）交流化信号は、１フレーム期間中に複数回反転されることを特徴とする表示装置。
【０１３７】
　制御手段から与えられる交流化信号が一方極性、たとえばＨレベルであるとき、コモン電極を順次選択して走査するコモン電極駆動信号は、基準電圧ＶＭよりも高い第１電圧ＶＨを与え、セグメント駆動回路は、画素を表示するために選択されたセグメント電極に、その基準電圧ＶＭよりも低い第３電圧ＶＡを与える。これによってその表示される画素の誘電体には、｜ＶＨ−ＶＡ｜が与えられ、誘電体が活性化される。このとき選択されない、すなわち非選択コモン電極には、コモン駆動回路によって基準電圧ＶＭが与えられ、また非選択セグメント電極にはセグメント駆動回路から基準電圧ＶＭよりも高い第４電圧ＶＢが与えられ、これによって表示されない画素の誘電体には｜ＶＢ−ＶＭ｜が与えられるけれども、この値はしきい値よりも充分に低い。　
【０１３８】
　交流化信号が他方極性、たとえばＬレベルであるとき、コモン駆動回路からは選択されたコモン電極に基準電圧ＶＭよりも低い第２電圧ＶＬを与え、セグメント駆動回路は表示すべき画素の選択されたセグメント電極に第４電圧ＶＢを与え、これによって表示すべき画素の誘電体には、｜ＶＬ−ＶＢ｜が与えられ、その誘電体が活性化される。このとき非選択セグメント電極には、第３電圧ＶＡが与えられ、したがってその非選択セグメント電極に対応する誘電体には、｜ＶＬ−ＶＡ｜が与えられるけれども、その誘電体が活性化されることはない。また非選択コモン電極には基準電圧ＶＭが与えられており、その非選択コモン電極に対応する誘電体に印加される電圧｜ＶＡ−ＶＭ｜および｜ＶＢ−ＶＭ｜が与えられ、活性化されることはない。　
【０１３９】
　コモン駆動回路は、基準電圧ＶＭの上下に第１および第２電圧ＶＨ，ＶＬに切換わるだけであって、基準電圧が一定のままであるので、コモン電極とセグメント電極との間の充放電エネルギが消費されることが、先行技術に比べてできるだけ抑制することができる。先行技術では、交流化信号の反転のたびに、基準電圧の極性が切換わり、したがって充放電エネルギが多く消費されることになる。本発明はこの問題を解決する。　
【０１４０】
　このように無駄な充放電エネルギを抑制することができるので、交流化信号を、１フレーム期間中に複数回反転し、液晶の寿命を長くし、表示品位を向上することができるようになる。　
【０１４１】
　コモン駆動回路における第１および第２電圧ＶＨ，ＶＬの絶対値は、誘電体の活性化のためのしきい値未満であって、かつそのしきい値に近い値、たとえば２５．２Ｖに選ばれるので、コモン駆動回路を集積回路によって実現する場合には、いわば高耐圧の構成にする必要がある反面、セグメント駆動回路を集積回路によって実現するときには、その第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢは基準信号ＶＭに近似した小さい絶対値、たとえば１．７Ｖであり、したがってセグメント駆動回路は、いわば低耐圧集積回路によって容易に実現することができる。このような低耐圧の集積回路によってセグメント駆動回路を実現すると、安価に製造することができ、このことは特に表示パネルを、たとえば誘電体として液晶を用い、赤、緑および青の合計３色のセグメント電極を、各画素毎にそれぞれ設けられ、したがってコモン電極の３倍の数のセグメント電極が設けられることになるけれども、このような安価な低耐圧の集積回路によってセグメント駆動回路を実現することができるようになるので、実現が容易である。
【０１４２】
　コモン駆動回路によってコモン電極に与えられる電圧は基準電圧ＶＭの上下の第１および第２電圧ＶＨ，ＶＬの合計３種類の電圧であり、セグメント駆動回路によってセグメント電極に与えられる電圧は、同一の基準電圧ＶＭの上下の第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢの合計２種類の電圧が用いられ、したがって使用される電圧の種類が少なく、実現が容易である。しかももっと重要なことは、コモン駆動回路におけるコモン電極駆動信号の電圧は、交流化信号の極性が反転しても、上述のように基準電圧ＶＭは一定のままであるので、この交流化時におけるコモン電極とセグメント電極との間の充放電エネルギの消費が抑制され、電力消費が低減される。このことは特に携帯形情報機器において、電池を用いるので、重要なことである。
【０１４３】
　上述のように交流化時の消費電力がわずかであるので、交流化信号は、１フレーム期間中に複数回反転しても、その消費電力が上述のように抑制され、したがって液晶などの誘電体の劣化を防ぎ、表示品位を向上することができる。
【０１４４】
　コモン駆動回路によって得られる第１および第２電圧ＶＨ，ＶＬの絶対値は、たとえば２５．２Ｖであり、誘電体の活性化のためのしきい値に近い値に選ばれるけれども、セグメント駆動回路では、第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢは、基準電圧ＶＭに対して小さい絶対値、たとえば１．７Ｖである。したがってセグメント駆動回路を、たとえば集積回路によって実現するとき、その耐圧を低くすることができ、いわばごく普通のロジック回路用大規模集積回路のプロセスによって生産することができる。その結果、セグメント駆動回路の応答速度を向上し、出力素子のオン抵抗を低くし、クロストークを少なくし、コントラストなどの表示品位を向上することができるようになり、安価に実現することができる。特に表示パネルがカラー化され、たとえばセグメント電極が赤、緑、青の３色分、設けられる構成では、そのセグメント電極は、コモン電極の数の３倍に達し、表示パネルの高精細化に伴い、セグメント駆動回路を、製造容易で安価に、集積回路によって実現することができ、本発明の実施が容易になるという重要な効果が達成される。
【０１４５】
　（３）（ａ）複数のセグメント電極および複数のコモン電極を有し、これらのセグメント電極とコモン電極との間に誘電体が介在され、セグメント電極がコモン電極よりも上方に配置される表示パネルと、（ｂ）表示パネルのセグメント電極およびコモン電極と浮遊容量で結合される電子ペンと、（ｃ）表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモン電極との交差領域によって構成された画素マトリクスに画像を表示するための表示制御信号および表示データを出力する表示制御回路と、（ｄ）表示パネルのセグメント電極およびコモン電極を走査するための走査制御信号を出力する座標検出制御回路と、（ｅ）表示期間と座標検出期間とを順次的に繰返して設定し、座標検出期間は、Ｘ座標検出期間とＹ座標検出期間とを含み、さらに極性が周期的に反転する交流化信号を発生する制御手段と、（ｆ）表示期間には表示制御回路側を切換え選択して表示制御回路からの表示制御信号および表示データを出力し、座標検出期間には座標検出制御回路側を切換え選択して座標検出制御回路からの走査制御信号を出力する切換え回路と、（ｇ）コモン駆動回路であって、表示期間には、交流化信号に応答し、切換え回路からの表示制御信号に基づいて上記コモン電極を順次選択するためのコモン電極駆動信号を生成し、このコモン電極駆動信号は、交流化信号が一方極性であるとき、選択コモン電極に基準電圧ＶＭよりも高い第１電圧ＶＨを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与え、交流化信号が他方極性であるとき、選択コモン電極に基準電圧ＶＭよりも低い第２電圧ＶＬを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与え、第１および第２電圧ＶＨ，ＶＬの絶対値は、誘電体の活性化のためのしきい値未満であって、かつそのしきい値に近い値に選ばれ、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて、Ｘ座標検出期間に、コモン電極を基準電圧ＶＭに保ち、Ｙ座標検出期間に、画素マトリクスに画像を表示することなくコモン電極を順次走査するためのコモン電極走査信号を生成し、このコモン電極走査信号は、選択コモン電極に第１または第２電圧ＶＨ，ＶＬを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与えるコモン駆動回路と、（ｈ）セグメント駆動回路であって、表示期間には、交流化信号に応答し、切換え回路からの表示制御信号および表示データに基づいてコモン電極駆動信号によって選択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメント電極駆動信号を生成し、このセグメント電極駆動信号は、交流化信号が前記一方極性であるとき、選択セグメント電極にコモン電極駆動信号の前記基準電圧ＶＭよりも低い第３電圧ＶＡを与え、非選択セグメント電極に基準電圧ＶＭよりも高い第４電圧ＶＢを与え、交流化信号が前記他方極性であるとき、選択セグメント電極に第４電圧ＶＢを与え、非選択セグメント電極に第３電圧ＶＡを与え、第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢは、前記しきい値未満であって、かつ｜ＶＨ−ＶＡ｜および｜ＶＬ−ＶＢ｜は、前記しきい値以上になるように選ばれ、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいてＸ座標検出期間に、画素マトリクスに画像を表示することなく上記セグメント電極を順次走査するためのセグメント電極走査信号を生成し、このセグメント電極走査信号は、選択セグメント電極に第３または第４電圧ＶＡ，ＶＢのいずれか一方の電圧を与え、非選択セグメント電極に第３または第４電圧ＶＡ，ＶＢのいずれか他方の電圧を与え、Ｙ座標検出期間に、セグメント電極を第３または第４電極ＶＡ，ＶＢの前記いずれか他方の電圧に保つセグメント駆動回路と、（ｉ）コモン駆動回路およびセグメント駆動回路からコモン電極あるいはセグメント電極に入力された座標検出期間の各走査信号に基づいて電子ペンの電極に誘起された誘導電圧が与えられて、座標検出期間において、電子ペンからの誘導電圧に基づいて電子ペン先端の座標を検出して、Ｘ座標信号およびＹ座標信号を出力する座標検出回路とを含むことを特徴とする表示一体形タブレット装置。
【０１４６】
　（４）（ａ）複数のセグメント電極および複数のコモン電極を有し、これらのセグメント電極とコモン電極との間に誘電体が介在され、セグメント電極がコモン電極よりも上方に配置される表示パネルと、（ｂ）表示パネルのセグメント電極およびコモン電極と浮遊容量で結合される電子ペンと、（ｃ）表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモン電極との交差領域によって構成された画素マトリクスに画像を表示するための表示制御信号および表示データを出力する表示制御回路と、（ｄ）表示パネルのセグメント電極およびコモン電極を走査するための走査制御信号を出力する座標検出制御回路と、（ｅ）表示期間と座標検出期間と電子ペン有無検出期間とを順次的に繰返して設定し、座標検出期間は、Ｘ座標検出期間とＹ座標検出期間とを含み、さらに極性が周期的に反転する交流化信号を発生する制御手段と、（ｆ）表示期間には表示制御回路側を切換え選択して表示制御回路からの表示制御信号および表示データを出力し、座標検出期間には座標検出制御回路側を切換え選択して座標検出制御回路からの走査制御信号を出力する切換え回路と、（ｇ）コモン駆動回路であって、表示期間には、交流化信号に応答し、切換え回路からの表示制御信号に基づいて上記コモン電極を順次選択するためのコモン電極駆動信号を生成し、このコモン電極駆動信号は、交流化信号が一方極性であるとき、選択コモン電極に基準電圧ＶＭよりも高い第１電圧ＶＨを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与え、交流化信号が他方極性であるとき、選択コモン電極に基準電圧ＶＭよりも低い第２電圧ＶＬを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与え、第１および第２電圧ＶＨ，ＶＬの絶対値は、誘電体の活性化のためのしきい値未満であって、かつそのしきい値に近い値に選ばれ、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて、Ｘ座標検出期間に、コモン電極を基準電圧ＶＭに保ち、Ｙ座標検出期間に、画素マトリクスに画像を表示することなくコモン電極を順次走査するためのコモン電極走査信号を生成し、このコモン電極走査信号は、選択コモン電極に第１または第２電圧ＶＨ，ＶＬを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与え、電子ペン有無検出期間に、コモン電極に基準電圧ＶＭを与えるコモン駆動回路と、（ｈ）セグメント駆動回路であって、表示期間には、交流化信号に応答し、切換え回路からの表示制御信号および表示データに基づいてコモン電極駆動信号によって選択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメント電極駆動信号を生成し、このセグメント電極駆動信号は、交流化信号が前記一方極性であるとき、選択セグメント電極にコモン電極駆動信号の前記基準電圧ＶＭよりも低い第３電圧ＶＡを与え、非選択セグメント電極に基準電圧ＶＭよりも高い第４電圧ＶＢを与え、交流化信号が前記他方極性であるとき、選択セグメント電極に第４電圧ＶＢを与え、非選択セグメント電極に第３電圧ＶＡを与え、第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢは、前記しきい値未満であって、かつ｜ＶＨ−ＶＡ｜および｜ＶＬ−ＶＢ｜は、前記しきい値以上になるように選ばれ、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいてＸ座標検出期間に、画素マトリクスに画像を表示することなく上記セグメント電極を順次走査するためのセグメント電極走査信号を生成し、このセグメント電極走査信号は、選択セグメント電極に第３または第４電圧ＶＡ，ＶＢのいずれか一方の電圧を与え、非選択セグメント電極に第３または第４電圧ＶＡ，ＶＢのいずれか他方の電圧を与え、Ｙ座標検出期間に、セグメント電極を第３または第４電極ＶＡ，ＶＢの前記いずれか他方の電圧に保ち、電子ペン有無検出期間に、電子ペン有無検出信号を生成し、この電子ペン有無検出信号は、セグメント電極に第３電圧ＶＡと第４電圧ＶＢとの間の波高値を有するパルスであるセグメント駆動回路と、（ｉ）電子ペン有無検出期間の電子ペン有無検出信号に対応して電子ペンから与えられる誘導電圧に応答して、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近しているか離れているかを検出する電子ペン有無検出手段と、（ｊ）電子ペン有無検出手段の出力に応答し、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近していることが検出されたとき、コモン駆動回路およびセグメント駆動回路からコモン電極あるいはセグメント電極に入力された座標検出期間の各走査信号に基づいて電子ペンの電極に誘起された誘導電圧が与えられて、座標検出期間において、電子ペンからの誘導電圧に基づいて電子ペン先端の座標を検出して、Ｘ座標信号およびＹ座標信号を出力する座標検出回路とを含むことを特徴とする表示一体形タブレット装置。
【０１４７】
　（５）（ａ）複数のセグメント電極および複数のコモン電極を有し、これらのセグメント電極とコモン電極との間に誘電体が介在される表示パネルと、（ｂ）表示パネルのセグメント電極およびコモン電極と浮遊容量で結合される電子ペンと、（ｃ）表示パネルの複数のセグメント電極と複数のコモン電極との交差領域によって構成された画素マトリクスに画像を表示するための表示制御信号および表示データを出力する表示制御回路と、（ｄ）表示パネルのセグメント電極およびコモン電極を走査するための走査制御信号を出力する座標検出制御回路と、（ｅ）表示期間と座標検出期間と電子ペン有無検出期間とを順次的に繰返して設定し、座標検出期間は、Ｘ座標検出期間とＹ座標検出期間とを含み、さらに極性が周期的に反転する交流化信号を発生する制御手段と、（ｆ）表示期間には表示制御回路側を切換え選択して表示制御回路からの表示制御信号および表示データを出力し、座標検出期間には座標検出制御回路側を切換え選択して座標検出制御回路からの走査制御信号を出力する切換え回路と、（ｇ）コモン駆動回路であって、表示期間には、交流化信号に応答し、切換え回路からの表示制御信号に基づいて上記コモン電極を順次選択するためのコモン電極駆動信号を生成し、このコモン電極駆動信号は、交流化信号が一方極性であるとき、選択コモン電極に基準電圧ＶＭよりも高い第１電圧ＶＨを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与え、交流化信号が他方極性であるとき、選択コモン電極に基準電圧ＶＭよりも低い第２電圧ＶＬを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与え、第１および第２電圧ＶＨ，ＶＬの絶対値は、誘電体の活性化のためのしきい値未満であって、かつそのしきい値に近い値に選ばれ、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいて、Ｘ座標検出期間に、コモン電極を基準電圧ＶＭに保ち、Ｙ座標検出期間に、画素マトリクスに画像を表示することなくコモン電極を順次走査するためのコモン電極走査信号を生成し、このコモン電極走査信号は、選択コモン電極に第１または第２電圧ＶＨ，ＶＬを与え、非選択コモン電極に基準電圧ＶＭを与え、電子ペン有無検出期間には、電子ペン有無検出信号を生成し、この電子ペン有無検出信号は、コモン電極に基準電圧ＶＭと第１または第２電圧ＶＨ，ＶＬのいずれか一方との間の波高値を有するパルスであるコモン駆動回路と、（ｈ）セグメント駆動回路であって、表示期間には、交流化信号に応答し、切換え回路からの表示制御信号および表示データに基づいてコモン電極駆動信号によって選択されたコモン電極に係る画素を表示するためのセグメント電極駆動信号を生成し、このセグメント電極駆動信号は、交流化信号が前記一方極性であるとき、選択セグメント電極にコモン電極駆動信号の前記基準電圧ＶＭよりも低い第３電圧ＶＡを与え、非選択セグメント電極に基準電圧ＶＭよりも高い第４電圧ＶＢを与え、交流化信号が前記他方極性であるとき、選択セグメント電極に第４電圧ＶＢを与え、非選択セグメント電極に第３電圧ＶＡを与え、第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢは、前記しきい値未満であって、かつ｜ＶＨ−ＶＡ｜および｜ＶＬ−ＶＢ｜は、前記しきい値以上になるように選ばれ、座標検出期間には、切換え回路からの走査制御信号に基づいてＸ座標検出期間に、画素マトリクスに画像を表示することなく上記セグメント電極を順次走査するためのセグメント電極走査信号を生成し、このセグメント電極走査信号は、選択セグメント電極に第３または第４電圧ＶＡ，ＶＢのいずれか一方の電圧を与え、非選択セグメント電極に第３または第４電圧ＶＡ，ＶＢのいずれか他方の電圧を与え、電子ペン有無検出期間に、セグメント電極に第３または第４電圧ＶＡ，ＶＢのうち、基準電圧ＶＭに関して、コモン電極に与えられる第１または第２電圧ＶＨ，ＶＬの前記いずれか一方と同一側の電圧ＶＡまたはＶＢを与えるセグメント駆動回路と、（ｉ）電子ペン有無検出期間の電子ペン有無検出信号に対応して電子ペンから与えられる誘導電圧に応答して、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近しているか離れているかを検出する電子ペン有無検出手段と、（ｊ）電子ペン有無検出手段の出力に応答し、電子ペンの先端が表示パネルの表面に接近していることが検出されたとき、コモン駆動回路およびセグメント駆動回路からコモン電極あるいはセグメント電極に入力された座標検出期間の各走査信号に基づいて電子ペンの電極に誘起された誘導電圧が与えられて、座標検出期間において、電子ペンからの誘導電圧に基づいて電子ペン先端の座標を検出して、Ｘ座標信号およびＹ座標信号を出力する座標検出回路とを含むことを特徴とする表示一体形タブレット装置。　
【０１４８】
　（６）交流化信号は、１フレーム期間中に複数回反転されることを特徴とする表示一体形タブレット装置。
【０１４９】
　電子ペンを用いて座標入力を行う際に、Ｘ座標信号を得るために、セグメント駆動回路で用いた第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢをセグメント電極走査信号として用い、Ｙ座標信号を得るために、コモン駆動回路で表示のために用いる第１または第２電圧ＶＨ，ＶＬと基準電圧ＶＭとを用いるので、用いられる電圧の種類を減少し、構成を簡略化することができる。　
【０１５０】
　座標検出期間においてセグメント駆動回路から与えられるセグメント電極走査信号である第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢの値は比較的小さい値であるけれども、このセグメント電極は、表示パネルにおいてコモン電極よりも上方に配置され、したがって座標入力時には、電子ペンとセグメント電極との距離がごくわずかとなるので、静電誘導結合が確実になり、電子ペンに静電誘導信号を正確に得ることができる。　
【０１５１】
　コモン電極は、座標入力時に、電子ペンからセグメント電極よりも遠去った位置にあるけれども、このコモン電極には、比較的高い電圧を有する第１または第２電圧ＶＨ，ＶＬが与えられるので、このコモン電極と電子ペンとの静電誘導結合は確実である。　
【０１５２】
　電子ペン有無検出期間に生成される電子ペン有無検出信号は、セグメント駆動回路において得られる第３電圧ＶＡと第４電圧ＶＢとの間の波高値を有するパルスであって、セグメント電極に与えるようにしてもよいけれども、本発明の他の考え方に従えば、この電子ペン有無検出信号は、コモン駆動回路から得られる基準電圧ＶＭと第１電圧ＶＨとの間の波高値を有するパルス、または基準電圧ＶＭと第２電圧ＶＬとの間の波高値を有するパルスを用い、コモン電極に与えるようにしてもよい。電子ペン有無検出信号は、全てのセグメント電極またはコモン電極に同時に一斉に与えるようにしてもよいけれども、全てのセグメント電極を複数のセグメント電極毎にグループ化し、各グループ毎に電子ペン有無検出信号を順次的に与えて走査するようにしてもよく、このことはコモン電極に関しても同様である。
【０１５３】
　表示期間と座標検出期間とにおいて、コモン駆動回路およびセグメント駆動回路からは、同一種類の第１〜第４電圧ＶＨ，ＶＬ，ＶＡ，ＶＢおよび基準電圧ＶＭが用いられるので、その用いられる電圧の種類の数を減少し、構成の簡略化を図ることができる。
【０１５４】
　セグメント駆動回路から得られるセグメント電極走査信号として用いられる第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢは、比較的小さい値であるけれども、表示パネルには、その低い第３および第４電圧ＶＡ，ＶＢが与えられるセグメント電極が、コモン電極よりも上方に配置されているので、セグメント電極と電子ペンとの距離をできるだけ短くし、両者の静電誘導結合を確実にすることができ、座標入力を確実に行うことができるようになる。コモン電極には、座標検出期間において比較的高い第１および第２電圧ＶＨ，ＶＬが与えられるので、電子ペンからセグメント電極よりも遠去った位置にコモン電極が配置されていても、コモン電極と電子ペンとの静電誘導結合は確実である。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の実施の第１の形態の表示一体形タブレット装置３１のブロック図である。
【図２】図１に示される表示一体形タブレット装置３１の時間順次的な動作を説明するための図である。
【図３】表示パネル３２および電子ペン３８の断面図である。
【図４】表示パネル３２の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】セグメント駆動回路３３を構成する集積回路のブロック図である。
【図６】コモン駆動回路３４を構成する集積回路のブロック図である。
【図７】表示パネル３２に行われる表示の一例を示す。
【図８】図７に示す表示例を表示するための本件装置３１におけるタイミングチャートである。
【図９】座標検出期間Ｗ２４におけるタイミングチャートである。
【図１０】コモン駆動回路３４におけるレベルセレクタ１０４の一部の具体的な構成を示す電気回路図である。
【図１１】セグメント駆動回路３３の出力回路７７の一部の具体的な構成を示す電気回路図である。
【図１２】本発明の実施の第２の形態である表示一体形タブレット装置８１の構成を示すブロック図である。
【図１３】本件装置８１におけるモード検出回路８２の構成を示すブロック図である。
【図１４】ヒステリシス特性を備える比較器９５の動作を説明するための図である。
【図１５】モード検出回路８２の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１６】本発明の実施の他の形態におけるモード検出回路８２の構成を示すブロック図である。
【図１７】従来からの表示機能を備えた表示一体形タブレット装置１のブロック図である。
【図１８】図１７に示される従来技術の表示期間におけるセグメントおよびコモン駆動回路３，４の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１９】座標検出期間におけるセグメントおよびコモン駆動回路３，４の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図２０】前述の従来技術におけるセグメント駆動回路３とコモン駆動回路４との具体的な一部の構成を示す電気回路図である。
【０１５６】
【図２１】図２０に示される構成の動作を簡略化して示すタイミングチャートである。
【図２２】前述の従来技術における表示期間Ｗ３において電子ペン８が表示パネル２に接近しているか離れているかを検出するための動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１５７】
　３１　表示一体形タブレット装置
　３２　表示パネル
　３３　セグメント駆動回路
　３４　コモン駆動回路
　３５　表示制御回路
　３６　座標検出制御回路
　３７　制御回路
　３８　電子ペン
　３９　オペアンプ
　４０　Ｘ座標検出回路
　４１　Ｙ座標検出回路
　４２　直流電源回路
　４３　表示信号供給回路
　４４　切換え回路
　Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｍ　セグメント電極
　Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｎ　コモン電極
【図１】
2004078971.tif 000003
【図２】
2004078971.tif 000004
【図３】
2004078971.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004078971.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004078971.tif 000009
【図８】
2004078971.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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