(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラスタースキャン方式により表示画像を形成する表示装置の表示部と、位置指示器と位置検出部との間で磁界または電界または電磁界をやりとりすることによって位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置の該位置検出部とを一体的に重ねて配置してなる表示装置一体型位置検出装置において、
表示装置の副走査方向の同期信号の発生時刻から経過した時間を測定して、この時間情報を出力する手段と、
表示装置の１回の副走査に要する時間と、表示部と位置検出部との対応関係と、その時点の位置指示器の指示位置とから、該その時点の位置指示器の指示位置を中心とする所定の範囲内に表示装置の走査位置が重なる期間を算出する手段と、
前記時間情報が前記期間に該当する間、位置検出装置における少なくとも表示装置の副走査方向と一致する方向の位置検出動作を停止する手段とを設けた
ことを特徴とする表示装置一体型位置検出装置。
【請求項２】
ラスタースキャン方式により表示画像を形成する表示装置の表示部と、位置指示器と位置検出部との間で磁界または電界または電磁界をやりとりすることによって位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置の該位置検出部とを一体的に重ねて配置してなる表示装置一体型位置検出装置において、
表示装置の副走査方向の同期信号の発生時刻から経過した時間を測定して、この時間情報を出力する手段と、
表示装置の１回の副走査に要する時間と、表示部と位置検出部との対応関係と、その時点の位置指示器の指示位置とから、該その時点の位置指示器の指示位置を中心とする所定の範囲内に表示装置の走査位置が重なる期間を算出する手段と、
前記時間情報が前記期間に該当する間に検出された、少なくとも表示装置の副走査方向と一致する方向の指示位置のデータを無効とする手段とを設けた
ことを特徴とする表示装置一体型位置検出装置。
【請求項３】
ラスタースキャン方式により表示画像を形成する表示装置の表示部と、位置指示器と位置検出部との間で磁界または電界または電磁界をやりとりすることによって位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置の該位置検出部とを一体的に重ねて配置してなる表示装置一体型位置検出装置において、
表示装置の副走査方向の同期信号の発生時刻と、表示装置の１回の副走査に要する時間と、表示部と位置検出部との対応関係と、その時点の位置指示器の指示位置とから、該その時点の位置指示器の指示位置を中心とする所定の範囲内を表示装置が走査する期間を特定する手段と、
前記特定された期間の間、位置検出装置における少なくとも表示装置の副走査方向と一致する方向の位置検出動作を停止する手段とを設けた
ことを特徴とする表示装置一体型位置検出装置。
【請求項４】
ラスタースキャン方式により表示画像を形成する表示装置の表示部と、位置指示器と位置検出部との間で磁界または電界または電磁界をやりとりすることによって位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置の該位置検出部とを一体的に重ねて配置してなる表示装置一体型位置検出装置において、
表示装置の副走査方向の同期信号の発生時刻と、表示装置の１回の副走査に要する時間と、表示部と位置検出部との対応関係と、その時点の位置指示器の指示位置とから、該その時点の位置指示器の指示位置を中心とする所定の範囲内を表示装置が走査する期間を特定する手段と、
前記特定された期間の間に検出された、少なくとも表示装置の副走査方向と一致する方向の指示位置のデータを無効とする手段とを設けた
ことを特徴とする表示装置一体型位置検出装置。
【請求項５】
表示装置として平面形状の液晶ディスプレイを用いたことを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の表示装置一体型位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置の表示部と位置検出装置の位置検出部とを一体的に重ねて配置してなる表示装置一体型位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１はこの種の表示装置一体型位置検出装置の概要を示すものである。
【０００３】
図１において、１０１は位置検出装置、例えば特開昭６３−７０３２６号公報に開示された電波授受方式の位置検出装置の位置検出部、２０１は表示装置、例えばラスタースキャン方式により表示画像を形成する周知の平面形状の液晶ディスプレイの表示部であり、これらは一体的に重ねて配置されている。
【０００４】
また、１０２は位置検出装置の制御回路（タブレットコントローラ）、２０２は表示装置の制御回路（液晶コントローラ）であり、これらはそれぞれ、位置検出部１０１及び表示部２０１に一体的に設けられる場合もある。また、１０３は位置検出装置の位置指示器である。
【０００５】
前述した位置検出装置では、位置検出部と位置指示器との間で電波をやりとりすることにより、その位置指示器による指示位置の座標値を求めるようにしている。これによれば、位置検出部内に位置検出方向に並設された複数のループコイルを順次選択して電波を放射するとともに、位置指示器に設けられた共振回路から再放射される電波を受信し、その受信信号強度の分布より指示位置の座標値（座標位置）を求めるようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような表示装置一体型位置検出装置では、表示部から発生するノイズ、特にラスタースキャンの際における同期信号によるノイズが位置検出部のループコイルに飛び込むため、これが原因となって座標値を安定して検出することができないという問題があった。
【０００７】
この問題を緩和するため、従来は、位置検出装置側で電波の送信パワーを増やすことによりノイズの影響を少なくしていた。しかし、送信パワーを増やすとしても限界がある他、コストが高くなる等の問題があった。
【０００８】
本発明は、これらの問題点に対して、液晶ディスプレイ等の表示装置側から発生するノイズによる影響を受け難く、座標値を安定して検出できる表示装置一体型位置検出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、少ない送信電力でも安定した座標値を検出できる表示装置一体型位置検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、低コストな構成で安定した座標値を検出できる表示装置一体型位置検出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】
本発明では前記目的を達成するため、ラスタースキャン方式により表示画像を形成する表示装置の表示部と、位置指示器と位置検出部との間で磁界または電界または電磁界をやりとりすることによって位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置の該位置検出部とを一体的に重ねて配置してなる表示装置一体型位置検出装置において、表示装置の副走査方向の同期信号の発生時刻から経過した時間を測定して、この時間情報を出力する手段と、表示装置の１回の副走査に要する時間と、表示部と位置検出部との対応関係と、その時点の位置指示器の指示位置とから、該その時点の位置指示器の指示位置を中心とする所定の範囲内に表示装置の走査位置が重なる期間を算出する手段と、前記時間情報が前記期間に該当する間、位置検出装置における少なくとも表示装置の副走査方向と一致する方向の位置検出動作を停止する手段とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
前記構成によれば、時間測定手段から出力される時間情報に基づき、位置検出装置における座標検出のためのスキャン動作、即ち位置検出動作を開始できる。同期信号の発生時刻に基づく時間情報は表示装置における走査位置に関係し、この走査位置から発生するノイズが座標検出に影響を与えることになる。そこで、本発明では前記時間情報を元に、表示装置の走査周波数や走査方向、位置指示器の置かれている場所等の情報から、その時刻において座標検出に有害なノイズが混入するかどうかを判断する。そして、座標検出のためのスキャン領域が表示装置の走査位置、即ちノイズ発生位置と一致する場合には、座標検出のためのスキャン開始を遅らせる、言い換えれば一致する間、位置検出装置における位置検出動作を停止することにより、ノイズ発生位置と座標検出位置とが一致しない時刻にスキャンを行うように処理する。このように処理することにより、検出される座標値は表示装置から放射されるノイズの影響を受けなくなる。
【００１３】
また、本発明では前記目的を達成するため、ラスタースキャン方式により表示画像を形成する表示装置の表示部と、位置指示器と位置検出部との間で磁界または電界または電磁界をやりとりすることによって位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置の該位置検出部とを一体的に重ねて配置してなる表示装置一体型位置検出装置において、表示装置の副走査方向の同期信号の発生時刻から経過した時間を測定して、この時間情報を出力する手段と、表示装置の１回の副走査に要する時間と、表示部と位置検出部との対応関係と、その時点の位置指示器の指示位置とから、該その時点の位置指示器の指示位置を中心とする所定の範囲内に表示装置の走査位置が重なる期間を算出する手段と、前記時間情報が前記期間に該当する間に検出された、少なくとも表示装置の副走査方向と一致する方向の指示位置のデータを無効とする手段とを設けたことを特徴とする。
【００１４】
前記構成によれば、座標検出のためのスキャンは一定の周期で継続して行う。一方、同期信号の発生時刻に基づく時間情報を元に、表示装置の走査周波数や走査方向、位置指示器の置かれている場所等の情報から、その時刻において座標検出に有害なノイズが混入するかどうかの判断を各座標検出スキャン毎に行う。その結果、座標検出のためのスキャン領域が表示装置の走査位置、即ちノイズ発生位置と一致した場合は、その座標データを無効とする。このように処理することにより、検出される座標データ自体はノイズの影響を受けることがあっても、このノイズの影響を受けている恐れのある座標データを除外することができる。
【００１５】
このように、表示装置の走査用の同期信号を用いてノイズの影響を回避することができるのは、同期信号のタイミングとその周期、座標検出のためにスキャンする領域等から、ノイズが混入するタイミングを予測することができるからである。
【００１６】
液晶ディスプレイ等の表示装置は、一般にＣＲＴと同様に、主走査方向（水平方向）には高速で走査させ、副走査方向（垂直方向）には数１０ＫＨｚ程度の低い周期で走査させている。このため、横方向に並設されたループコイル（Ｘ軸コイル）にはノイズは殆ど混入せず、主として縦方向に並設されたループコイル（Ｙ軸コイル）にノイズが混入する。このような場合には垂直同期信号のタイミングを元にして、特にＹ座標のスキャンを行う時刻にねらいを定めて判定することが好ましい。
【００１７】
また、本発明では、前述した時間測定手段を特に設けず、表示装置の副走査方向の同期信号の発生時刻と、表示装置の１回の副走査に要する時間と、表示部と位置検出部との対応関係と、その時点の位置指示器の指示位置とから、該その時点の位置指示器の指示位置を中心とする所定の範囲内を表示装置が走査する期間を特定する手段と、前記特定された期間の間、位置検出装置における少なくとも表示装置の副走査方向と一致する方向の位置検出動作を停止する手段もしくは前記特定された期間の間に検出された、少なくとも表示装置の副走査方向と一致する方向の指示位置のデータを無効とする手段とを設けても前記同様に、ノイズの影響を回避することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
（第１の実施の形態の構成）
図２は本発明の表示装置一体型位置検出装置の第１の実施の形態を示すものである。
【００１９】
図２において、１は位置検出部であり、複数、ここでは４０本のループコイルがＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ、ループコイルＸ１〜Ｘ４０及びループコイルＹ１〜Ｙ４０として配置されてなっている。これらのループコイルは各ループコイルを選択する選択回路２に接続されている。
【００２０】
前記位置検出部１の各ループコイルは図示しないプリント基板上にエッチング処理等によって作成されており、この位置検出部１は図示しない表示装置、例えばラスタースキャン方式により表示画像を形成する周知の平面形状の液晶ディスプレイの表示部と、前記各ループコイルによる座標検出エリアと表示エリアとがちょうど同一領域となるように重ねて配置されている。
【００２１】
前記選択回路２は送受切替回路３に接続され、該送受切替回路３の受信側（Ｒ）はアンプ４に接続され、該アンプ４は検波回路５に接続されている。また、検波回路５はローパスフィルタ６に接続され、該ローパスフィルタ６はサンプルホールド回路７に接続されている。また、サンプルホールド回路７はＡ／Ｄ変換回路８に接続され、Ａ／Ｄ変換回路８はＣＰＵ（中央処理装置）９に接続されている。
【００２２】
また、１０は一定周波数ｆ０の交流信号を発生する発振器、１１はこの交流信号を電流に変換する電流ドライバであり、その出力は送受切替回路３の送信側（Ｔ）に接続され、位置検出部１中の選択された１本のループコイルから周波数ｆ０の交流磁界が放射される。
【００２３】
ＣＰＵ９は制御信号（情報）を、選択回路２、送受切替回路３、サンプルホールド回路７及びＡ／Ｄ変換回路８にそれぞれ送出する。
【００２４】
これらの符号２〜１１で示される要素により位置検出装置の制御回路（タブレットコントローラ）が構成される。
【００２５】
また、１２は位置指示器であり、その内部にはコイル１３、筆圧センサ１４及び筆圧検出回路１５が設けられている。コイル１３は図示しないコンデンサと接続されて周波数ｆ０の共振回路をなしている。筆圧検出回路１５はＩＣを含む電子回路によって構成され、筆圧センサ１４からのアナログ信号を時分割のデジタル信号に変換して、このデジタル信号をコイル１３を通して位置検出部１に返信している。この位置指示器の動作については、例えば特開平５−３１３４３９号公報において開示されているので、ここでは省略する。
【００２６】
ここまでの構成は従来の技術で述べた表示装置一体型位置検出装置の場合と殆ど同じである。
【００２７】
図２において、２１は前述した液晶ディスプレイの表示部を駆動するための液晶コントローラであり、これは従来通りの周知のものである。本実施の形態では、この液晶コントローラ２１から垂直同期信号を取り出し、これを時間測定回路２２に供給する。この時間測定回路２２は垂直同期信号が発生してからの経過時間を逐次デジタル値としてＣＰＵ９に供給するもので、クロック発振器とカウンタ回路により構成されている。これらの構成が本発明の特徴の一つである。
【００２８】
（第１の実施の形態の動作）
まず、位置指示器１２が位置検出部１のどの位置に置かれたかをおおよそ検出するための全面スキャン動作が行われる。この全面スキャン動作は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各４０本のループコイルの全てを順次切り替えながら、所定の閾値以上の信号レベルが受信されるかどうかを検出する。この全面スキャン動作は、位置指示器１２がおよそどの位置に置かれているのかを最初に検出するためのものであるから液晶ディスプレイ側からのノイズによる影響は問題とならない。そのため、従来の装置の場合と同様に行う。
【００２９】
次に、上記全面スキャン動作によって位置指示器１２のおおよその位置が分かった後の部分スキャン動作について説明する。ここで用いる液晶ディスプレイは水平方向（Ｘ軸方向）に高速で走査し、垂直方向（Ｙ軸方向）には上から下方向へは約６０Ｈｚの速度（１７ｍｓに１回）で走査しているものとする。また、Ｘ軸座標及びＹ軸座標の検出はそれぞれ位置指示器１２が置かれている位置に最も近い、即ち信号レベルが最も大きいループコイル（ピークコイル）を中心とする前後数本のループコイルをスキャンすることで従来と同様な方法で座標検出を行い、このスキャンのために要する時間が各軸約１ｍｓであるものとする。
【００３０】
図３は本実施の形態における部分スキャン動作の様子を示したものであり、図３において上の方から、垂直同期信号、液晶ディスプレイの表示画面における縦方向の走査位置（これは時間測定回路２２からの情報によりＣＰＵ９において認識される値である。）、位置検出のためのＸ軸部分スキャン動作及びＹ軸部分スキャン動作のタイミングをそれぞれ示している。
【００３１】
位置検出動作としてはＸ軸部分スキャンとＹ軸部分スキャンとを繰り返しているが、位置指示器１２の指示位置を中心とするＹ軸方向の所定の範囲（ノイズ混入領域）内を液晶ディスプレイが走査している時には、前述したようにその領域内のＹ軸方向のループコイルにノイズが混入するため、この期間は部分スキャン（少なくともＹ軸部分スキャン）をせずにノイズの通過を待つようにしている。そのため、液晶ディスプレイからのノイズによる影響を受けることなく指示位置の座標値を検出することができる。
【００３２】
実際の動作は、ＣＰＵ９において、液晶ディスプレイの１回の副走査に要する時間と、液晶ディスプレイの表示部と位置検出部１との対応関係と、その時点の位置指示器１２の指示位置（ピークコイルの番号）とから、該その時点の位置指示器１２の指示位置を中心とする所定の範囲内に液晶ディスプレイの走査位置が重なる期間（検出不能期間）を算出し、これと時間測定回路２２からの時間情報とを比較し、検出不能期間内であれば部分スキャン動作を停止し、検出不能期間内でなければ部分スキャン動作を行い、従来と同様にして詳細な指示位置の座標値を求める。
【００３３】
上述した第１の実施の形態における位置検出動作の処理の流れを図４に示す。
【００３４】
（第１の実施の形態の拡張）
本実施の形態では、表示装置として液晶ディスプレイを用いたが、プラズマディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等、その他の方式の表示装置にも適用することができる。また、本実施の形態ではループコイルをプリント基板上に形成しているが、これを液晶ディスプレイ内部に組み込むようにしても良い。
【００３５】
また、本実施の形態ではＸ軸スキャンとＹ軸スキャンのみを繰り返しているが、これに前述した特開平５−３１３４３９号公報において開示されたような筆圧検出の期間を加えても良い。この場合、位置指示器からの筆圧値はデジタルデータとして受信されるためノイズの影響は受け難い。従って、筆圧検出期間がノイズ混入期間と一致することは問題無い。
【００３６】
［第２の実施の形態］
（第２の実施の形態の構成）
本第２の実施の形態の装置構成は、図２に示した第１の実施の形態の場合と同じである。
【００３７】
（第２の実施の形態の動作）
まず、第１の実施の形態の場合と同様に位置指示器１２が位置検出部１のどの位置に置かれたかをおおよそ検出するための全面スキャン動作を行い、次に、第１の実施の形態の場合と同様に部分スキャン動作に移行する。
【００３８】
図５は本実施の形態における部分スキャン動作の様子を示したものであり、本実施の形態でも第１の実施の形態の場合と同様な条件で動作するものとして説明する。即ち、液晶ディスプレイは水平方向（Ｘ軸方向）に高速で走査し、垂直方向（Ｙ軸方向）には上から下方向へは約６０Ｈｚの速度（１７ｍｓに１回）で走査しているものとする。また、Ｘ軸座標及びＹ軸座標の検出はそれぞれ位置指示器１２が置かれている位置に最も近い、即ち信号レベルが最も大きいループコイル（ピークコイル）を中心とする前後数本のループコイルをスキャンすることで従来と同様な方法で座標検出を行い、このスキャンのために要する時間が各軸約１ｍｓであるものとする。
【００３９】
図５において上の方から、垂直同期信号、液晶ディスプレイの表示画面における縦方向の走査位置（これは時間測定回路２２からの情報によりＣＰＵ９において認識される値である。）、位置検出のためのＸ軸部分スキャン動作及びＹ軸部分スキャン動作のタイミングをそれぞれ示している。
【００４０】
位置検出動作としてはＸ軸部分スキャンとＹ軸部分スキャンとを一定の間隔（本実施の形態では２ｍｓ）で繰り返しているが、位置指示器１２の指示位置を中心とするＹ軸方向の所定の範囲（ノイズ混入領域）内を液晶ディスプレイが走査している期間に部分スキャンが行われた場合には、その少なくともＹ軸部分スキャンによるデータを無効とするようにＣＰＵ９は処理を行う。そのため、液晶ディスプレイからのノイズによる影響を受けることなく指示位置の座標値を求めることができる。
【００４１】
実際の動作は、ＣＰＵ９において、従来通りのＸ軸部分スキャン及びＹ軸部分スキャンを繰り返し行わせ、座標値を求めるとともに、液晶ディスプレイの１回の副走査に要する時間と、液晶ディスプレイの表示部と位置検出部１との対応関係と、その時点の位置指示器１２の指示位置（ピークコイルの番号）とから、該その時点の位置指示器１２の指示位置を中心とする所定の範囲内に液晶ディスプレイの走査位置が重なる期間（検出不能期間）を算出し、これと時間測定回路２２からの時間情報とを比較し、検出不能期間内であれば少なくともＹ軸の座標値を無効とし、検出不能期間内でなければＸ軸及びＹ軸の座標値とも有効とする。
【００４２】
上述した第２の実施の形態における位置検出動作の処理の流れを図６に示す。
【００４３】
（第２の実施の形態の拡張）
本実施の形態では、表示装置として液晶ディスプレイを用いたが、プラズマディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等、その他の方式の表示装置にも適用することができる。また、本実施の形態ではループコイルをプリント基板上に形成しているが、これを液晶ディスプレイ内部に組み込むようにしても良い。
【００４４】
また、本実施の形態ではＸ軸スキャンとＹ軸スキャンのみを繰り返しているが、これに前述した特開平５−３１３４３９号公報において開示されたような筆圧検出の期間を加えても良い。この場合、位置指示器からの筆圧値はデジタルデータとして受信されるためノイズの影響は受け難い。従って、筆圧検出期間がノイズ混入期間と一致することは問題無い。
【００４５】
なお、第１及び第２の実施の形態では、時間測定回路２２で垂直同期信号が発生してからの経過時間情報を作成し、これをＣＰＵ９が受け取って検出不能期間と比較することによって部分スキャン動作の可否もしくは座標値の有効・無効を判定しているが、液晶コントローラ２１から垂直同期信号をＣＰＵ９が直接受け取り、そのタイミングと、液晶ディスプレイの表示部と位置検出部１との対応関係と、その時点の位置指示器１２の指示位置（ピークコイルの番号）とから、該その時点の位置指示器１２の指示位置を中心とする所定の範囲内を液晶ディスプレイが走査する期間（検出不能期間）を特定し、該特定期間の間、少なくとも液晶ディスプレイの副走査方向と一致する方向の部分スキャン動作を停止する、もしくは特定期間の間に検出された、少なくとも液晶ディスプレイの副走査方向と一致する方向の指示位置のデータを無効とすることによっても、前記同様の効果が得られる。
【００４６】
この場合の第１及び第２の実施の形態における位置検出動作の処理の流れを図７及び図８にそれぞれ示す。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、座標検出のためのスキャン領域が表示装置の走査位置、即ちノイズ発生位置と一致する場合には、座標検出のためのスキャン動作を停止する、もしくは座標検出のためのスキャン動作によって得られた座標値を無効とすることにより、表示装置から放射されるノイズの影響を受けない指示位置の座標値を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表示装置一体型位置検出装置の概要を示す構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態における部分スキャン動作を示す図
【図４】第１の実施の形態における位置検出動作の処理の流れ図
【図５】本発明の第２の実施の形態における部分スキャン動作を示す図
【図６】第２の実施の形態における位置検出動作の処理の流れ図
【図７】第１の実施の形態における他の位置検出動作の処理の流れ図
【図８】第２の実施の形態における他の位置検出動作の処理の流れ図
【符号の説明】
１：位置検出部、２：選択回路、３：送受切替回路、４：アンプ、５：検波回路、６：ローパスフィルタ、７：サンプルホールド回路、８：Ａ／Ｄ変換回路、９：ＣＰＵ、１０：発振器、１１：電流ドライバ、１２：位置指示器、１３：コイル、１４：筆圧センサ、１５：筆圧検出回路、２１：液晶コントローラ、２２：時間測定回路。
【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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