JP3595137B2 - 液晶タブレット装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子手帳や携帯情報処理機器などに搭載されて、ペンタッチやフィンガータッチにより入力操作等を行う液晶タブレット装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶タブレット装置は、液晶ディスプレイの上に座標読み取り装置としてのタブレットを貼り合わせ、タブレットにおける入力と液晶ディスプレイの表示出力とを一致させるように構成したものである。
【0003】
表示信号を液晶ドットに印加するときは直流成分を付与することになるため、液晶の寿命劣化をもたらす。そこで、液晶ドットに印加する電圧の極性を一定時間おきに反転させて交流信号にするのが一般的である。つまり、一定時間ごとに立ち上がり・立ち下がりを繰り返す方形波である交流化信号(極性反転信号)を生成し、液晶ドライバが出力する表示信号の極性を交流化信号のエッジのタイミングで反転する状態でその表示信号を液晶表示素子に与えるようにしている。
【0004】
タブレットは、均一な抵抗分布を有する2枚の透明な導電膜を微小間隔隔てて対向させ、一方の導電膜には上下両辺に電極を設け、他方の導電膜には左右両辺に電極を設け、互いに異なるタイミングで電極間に電圧を印加してそれぞれの導電膜に一定の電流を流すことによりX方向とY方向とに電圧勾配を作り出すようにしたものである。ペン等でタブレットを圧迫すると、その圧迫された指示点で2枚の導電膜が接触する。まず、X方向に電圧勾配を作り、接触点での電圧値を読み取ると、それがX座標の信号となる。次に、Y方向に電圧勾配を作り、接触点での電圧値を読み取ると、それがY座標の信号となる。これらのX座標信号・Y座標信号はアナログ信号であるため、A/D変換によりデジタル信号に変換されてCPUに入力される。
【0005】
液晶ディスプレイにおいて液晶ドットに印加する表示信号を交流化信号に基づいて極性反転したとき強いインパルス状の電磁波が発生し、この電磁波が液晶ディスプレイに貼り合わされたタブレットの座標信号に対してノイズとなって重畳し、座標測定精度の低下をもたらすおそれがある。というのは、交流化信号による表示信号の極性反転のタイミングとタブレット検出タイミングとが非同期となっているために、双方のタイミングが一致する場合があり、そうなると、座標信号にノイズが重畳されることになるためである。
【0006】
この不都合を解消するための技術として特開平6−161658号公報に開示の液晶タブレット装置がある。それは、交流化信号を所定時間遅延させる遅延回路を設け、その遅延させた信号をタブレット検出タイミング信号としてタブレット駆動回路に導き、そのタブレット検出タイミング信号のエッジでタブレット駆動回路のA/DコンバータのA/D変換動作をスタートさせるように構成している。座標信号のA/D変換タイミングを交流化信号のエッジすなわち表示信号極性反転のタイミングからずれさせることができ、ノイズの重畳しないタイミングで座標信号をA/D変換することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、交流化信号は周波数が低く周期が長いために、これを遅延させたタブレット検出タイミング信号も同様に周期が長く、座標信号のA/D変換動作をスタートさせるまでの待ち時間が長くなり、タブレットに対する入力座標点の測定に時間がかかるという問題がある。
【0008】
また、より根本的な問題として、液晶ディスプレイ側からタブレット側に与える電磁波ノイズは何も交流化信号のエッジのタイミングだけではなく、液晶ディスプレイの液晶ドット列に与えるラインパルス(ゲートパルス信号)がアクティブになったときにも強いインパルス状の電磁波が発生し、その電磁波がタブレットの座標信号に対してノイズとして重畳するおそれがある。しかし、上記公報の従来技術では、このラインパルスに起因したノイズによる悪影響を除去することはできない。
【0009】
さらに、交流化信号のエッジのタイミングとラインパルスのアクティブのタイミングとが時間的に重なると、座標信号に重畳するノイズはさらに大きなものとなるが、遅延回路による一定時間の遅延の後にタブレット検出タイミング信号を出力していたのでは、ノイズが充分に減衰し切らないうちでの座標信号のA/D変換動作のスタートとなってしまい、座標測定精度が低下する。
【0010】
本発明はこのような事情に鑑みて創案されたものであって、液晶ディスプレイのラインパルスに起因したノイズの悪影響を除去して座標測定精度を向上させるとともに、座標測定に要する時間を短縮化することを目的としている。さらに、新たに採用した構成に派生する問題点の解消を併せて図ることを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項1の液晶タブレット装置は、次のような構成となっている。すなわち、液晶ディスプレイ上に透明なタブレットが貼り合わされており、タブレット上にタッチ指示された点の座標信号をA/Dコンバータでデジタルの座標、データに変換するように構成されている。そして、液晶ディスプレイコントロール回路が生成するラインパルスがアクティブになったタイミングから一定時間後に前記A/Dコンバータの動作をスタートさせ、液晶ディスプレイコントロール回路が生成する交流化信号の反転を検出し、その反転検出があったときは前記ラインパルスがアクティブ毎になったタイミングから一定時間後であってもA/Dコンバータの動作をスタートさせないように構成してある。
【0012】
本発明に係る請求項2の液晶タブレット装置は、次のような構成になっている。すなわち、液晶ディスプレイ上に透明なタブレットが貼り合わされており、タブレット上にタッチ指示された点の座標信号をA/Dコンバータでデジタルの座標データに変換するように構成された液晶タブレット装置であって、タブレット上にタッチ指示されたときから液晶ディスプレイコントロール回路が生成するラインパルスがアクティブになる毎に、このラインパルスの数をカウントし、そのカウント値がタブレット測定回路のスイッチング素子が安定するに足る時間に対応したカウント値になったときから、前記ラインパルスがアクティブ毎になったタイミングから一定時間後に前記A/Dコンバータの動作をスタートさせ、液晶ディスプレイコントロール回路が生成する交流化信号の反転を検出し、その反転検出があったときは前記ラインパルスがアクティブ毎になったタイミングから一定時間後であっても前記A/Dコンバータの動作をスタートさせないように構成してある。また、A/Dコンバータの動作をスタートするのを待つ一定時間として、ラインパルスがアクティブになったことに起因する相対的に小さいノイズが減衰するのを待つより短い時間を設定することが可能となり、早めにA/D変換を済ませることができ、また、次のラインパルスがアクティブになるまでの間の時間が長く、その時間内に確実にA/D変換を完了させることができる。
【0019】
本発明に係る請求項3の液晶タブレット装置は、タブレットに対するX方向またはY方向のいずれかの押し圧を測定し、次いでタブレットにおいて指示点のX座標およびY座標を測定し、その後に未だ測定していない方の方向の押し圧を測定するように構成してある。最後に押し圧測定を行うから、その前に行われたX座標およびY座標の測定の信頼性が高いものとなる。
【0020】
本発明に係る請求項4の液晶タブレット装置は、タブレットに対するX方向およびY方向の押し圧を測定し、次いでタブレットにおいて指示点のX座標およびY座標を測定し、その後に再びX方向およびY方向の押し圧を測定するように構成してある。指示点のX座標・Y座標の測定の前と後の両方においてX方向・Y方向の押し圧の測定をはさむようにして実行するから、測定に時間がかかっても、タブレットに対する押し操作の状態がきわめて正常である条件下でX座標・Y座標を測定するので、その測定の信頼性が充分に高いものとなる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶タブレット装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0022】
〔実施の形態1〕
図1は実施の形態1に係る液晶タブレット装置の電気的構成を示すブロック図である。図1において、11は演算処理を行うCPU(中央演算処理装置)、12はプログラムを格納しているROM(リードオンリーメモリ)、13は各種データの一時記憶を行うRAM(ランダムアクセスメモリ)、14は液晶ディスプレイコントロール回路、15は液晶ディスプレイ、16はタブレットコントロール回路、17は抵抗膜方式で感圧型の透明なタブレット、18はタブレット17が検出したアナログのX座標信号・Y座標信号をデジタルデータに変換するA/Dコンバータである。図示は省略しているが、タブレット17は液晶ディスプレイ15の表面に貼り合わされている。また、液晶ディスプレイコントロール回路14およびタブレットコントロール回路16はCPU11から延出のバスライン19に対して所要のインターフェイス(図示せず)を介して接続されている。
【0023】
図2は液晶ディスプレイコントロール回路14において生成されるラインパルスLPと交流化信号Mとタブレット17に誘起されるノイズXLの関係を示している。ラインパルスLPが“H”レベルとなってアクティブになったタイミングt1 ,t3 ,t5 ,t7 や交流化信号Mの立ち上がり・立ち下がりのエッジで表示信号の極性が反転されたタイミングt5 ,t11において強いインパルス状の電磁波が発生し、この電磁波がタブレット17においてノイズXLを誘起する。特に、交流化信号Mのエッジのタイミングt5 ,t11ではノイズXLのレベルが大きくなっている。ラインパルスLPのみに起因して発生するノイズは、発生から時間T1 (=t2 −t1 )の経過後にゼロレベルとなる。交流化信号Mに起因して発生するノイズが発生からゼロレベルになるまでの時間T2 (=t6 −t5 )はT1 よりも大きい。
【0024】
タブレット17をペン等で圧迫すると、その圧迫された指示点のX座標信号とY座標信号がアナログの形で出力され、A/Dコンバータ18においてデジタルデータに変換され、CPU11に取り込まれる。
【0025】
もし、ランダムなタイミングでタブレット17の検出座標信号をA/Dコンバータ18においてA/D変換すると、CPU11はノイズ成分を含んだ誤ったデータを取り込んでしまうことになる。そこで、ラインパルスLPがアクティブになったタイミングから一定時間T2 (レベルの大きい方のノイズがゼロレベルとなるまでの時間)だけ待った後に検出座標信号をA/D変換すれば、ノイズの悪影響を回避でき、座標測定精度を改善できる。ここで従来技術との対比上注意すべき点は、一定時間を待つ基点が交流化信号Mのエッジのタイミングではなく、ラインパルスLPがアクティブになったタイミングであるということである。
【0026】
そのようにする制御動作を図3のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートにおいては、すでに、タブレット17のある点がペン等により圧迫されたことが検出されているものとする(ペンタッチ)。ステップS11においてラインパルスLPがアクティブ(“H”レベル)に立ち上がるのを待ってステップS12に進み、一定時間T2 のアイドリングを行う。そして、ステップS13においてA/Dコンバータ18のA/D変換動作をスタートさせることによりタブレット17からA/Dコンバータ18に出力されているアナログのX座標信号・Y座標信号をデジタルデータに変換し、その変換後のX座標データ・Y座標データをCPU11に取り込んでペン等により圧迫された指示点の座標測定を行う。
【0027】
必要な待ち時間T2 は貼り合わされている液晶ディスプレイ15とタブレット17との間隔等によって変動するが、ラインパルスLPの周期を60μsecとして、例えば、T2 を50μsecと設定することができる。なお、T1 は30μsec程度である。この場合、時刻t6 からt7 までの10μsecの間にA/D変換を完了すればよい。
【0028】
一定時間T2 が経過する間にノイズは減衰し、その時間の経過直後においてノイズは実質的にゼロとなっているから、A/D変換されたX座標データ・Y座標データにはノイズ成分は含まれておらず、座標測定精度が高いものとなる。
【0029】
一定時間T2 を待つ基点を周期の長い交流化信号Mのエッジのタイミングとするのではなく、周期が短いラインパルスLPのアクティブのタイミングを基点としているので、どのようなタイミングでタブレット17がペン等により圧迫されたとしても、X座標信号・Y座標信号のA/D変換動作をスタートさせるまでの待ち時間が短くなり、タブレット17に対する入力座標点の測定に要する実時間を短縮化することができる。
【0030】
さらに、より根本的な機能として、交流化信号Mのエッジに起因したノイズの悪影響だけでなくラインパルスLPのアクティブ化に起因したノイズの悪影響をも回避することができるのである。もちろん、交流化信号MのエッジのタイミングとラインパルスLPのアクティブ化のタイミングとが時間的に重なった場合でも、ノイズの悪影響を回避することができる。
【0031】
〔実施の形態2〕
実施の形態2は、タブレットコントロール回路16に内蔵のタブレット測定回路を起動した後に、タブレットコントロール回路16内のトランジスタが安定してからタブレット17上の指示点の座標測定を行うものである。
【0032】
タブレット測定回路は常時的にアクティブになっているものではなく、タブレット17がペン等によって圧迫されたことを感圧で検出し、そのタイミングからタブレット測定回路がアクティブになる。このように構成することにより電力消費を抑えている。したがって、タブレット測定回路を起動した直後はトランジスタが安定しておらず、トランジスタの不安定の状態で指示点の座標測定を行うと座標測定精度が低下することになる。しかし、前述したように一定時間を待つタイミングの基点をラインパルスLPがアクティブになったタイミングに定めると、ラインパルスLPの周期が短いことから、タブレット測定回路のトランジスタが不安定の状態で指示点の座標測定を開始してしまうおそれがある。この不都合を解消するのが本実施の形態2に係る液晶タブレット装置である。
【0033】
実施の形態2の場合の制御動作を図4のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートにおいては、すでに、タブレット17のある点がペン等により圧迫されたことが検出されているものとする。ステップS21においてタブレットコントロール回路16に内蔵のタブレット測定回路をアクティブにする。ラインパルスLPが“L”レベルから“H”レベルになった回数を示す変数をAとする。ステップS22において変数Aをゼロクリアして初期化する。ステップS23においてラインパルスLPが“L”レベルになるのを待ってステップS24に進み、ラインパルスLPが次に“H”レベルになるのを待ってステップS25に進み、変数Aを1だけインクリメントする。すなわち、変数AはラインパルスLPが“L”レベルから“H”レベルに変化した回数をカウントしている。そして、ステップS26において変数Aが所定値Nになったかどうかを判断し、なっていないときはステップS23に戻り、ラインパルスLPが“L”レベルから“H”レベルになった回数のカウントを続ける。タブレット測定回路をアクティブ(そのトランジスタをON)にしてからトランジスタが安定するに至ったときには変数Aが所定値Nになっているようにあらかじめ所定値Nの値を定めておく。変数Aが所定値NになったときはステップS27に進み、一定時間T2 のアイドリングを行う。このアイドリングは前述のとおりラインパルスLPがアクティブになったことに起因するノイズはもちろん交流化信号Mのエッジに起因するノイズのゼロレベルへの減衰を待つものである。したがって、アイドリングも座標測定の処理の期間に含まれる。換言すれば、トランジスタが安定してから座標測定の処理に入るのである。そして、ステップS28においてA/Dコンバータ18のA/D変換動作をスタートさせることによりタブレット17からA/Dコンバータ18に出力されているアナログのX座標信号・Y座標信号をデジタルデータに変換し、その変換後のX座標データ・Y座標データをCPU11に取り込んでペン等により圧迫された指示点の座標測定を行う。
【0034】
所定値Nの値についての例を以下に示す。ラインパルスLPの周期が例えば100μsecであり、トランジスタの安定時間が例えば50μsecであるとすると、N=2に設定すればよい。トランジスタがONになった直後にラインパルスLPがアクティブになった場合を想定すると、これで変数A=1であるが、トランジスタの安定時間50μsecが経過した後にラインパルスLPがアクティブになったことを検出して初めてトランジスタの安定化が保証され、このとき変数A=2となるからである。また、ラインパルスLPの周期が例えば70μsecであり、トランジスタの安定時間が例えば80μsecであるとすると、N=3に設定すればよい。トランジスタがONになった直後にラインパルスLPがアクティブになった場合を想定すると、これで変数A=1であるが、トランジスタの安定時間80μsecが経過するまでにつまり70μsecの経過により次のラインパルスLPがアクティブとなり変数A=2となっている。この時点ではまだトランジスタは安定化していない。トランジスタ安定時間80μsecが経過した後にラインパルスLPがアクティブになったことを検出して初めてトランジスタの安定化が保証されるが、このとき変数A=3となるからである。
【0035】
本実施の形態2によれば、タブレット測定回路を起動した後においてトランジスタが確実に安定化してから座標測定の処理を開始するので、周期の短いラインパルスLPがアクティブになったタイミングを一定時間T2 の待ちの基点としているにもかかわらず、座標測定精度を高い状態に保つことができる。
【0036】
〔実施の形態3〕
実施の形態3は、ラインパルスLPがアクティブになったとしても、交流化信号Mが反転したタイミングであるのなら、座標測定の処理に進まないようにするものである。図2に示すように交流化信号Mの反転に起因したノイズが大きいので座標測定の誤差が大きくなりがちであるためである。それに、交流化信号Mの反転に起因したノイズがゼロレベルまで減衰するのに要する時間T2 が長く、次のラインパルスLPがアクティブになるまでの間(t6 〜t7 )の時間が短く、この短い時間内にA/D変換を完了することがむずかしくなるからである。
【0037】
実施の形態3の場合の制御動作を図5のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートにおいては、すでに、タブレット17のある点がペン等により圧迫されたことが検出されているものとする。ステップS31においてラインパルスLPが“L”レベルになるのを待ってステップS32に進み、変数Bに交流化信号Mのレベル(“H”レベルか“L”レベルかいずれか一方)を設定し、ステップS33においてまだラインパルスLPが“L”レベルであるか否かをチェックする。もし、ラインパルスLPがアクティブになって“H”レベルになっているのであればステップS31に戻り、交流化信号Mのレベルを変数Bに設定し直すが、まだラインパルスLPが“L”レベルのままであれば次のステップS34に進む。このようにするのは、変数Bに設定した交流化信号MのレベルがラインパルスLPが継続して“L”レベルとなっているときのものであることを保証するためである。
【0038】
次に、座標測定の処理を開始する前提として、ステップS34においてラインパルスLPがアクティブ(“H”レベル)に立ち上がるのを待つ。そして、ステップS35に進み、そのときの交流化信号Mのレベルと変数Bに設定している交流化信号Mのレベルとが一致するかどうかを判断する。つまり、両方とも“H”レベルであるか、それとも両方とも“L”レベルであるか、換言すれば、交流化信号Mの反転が生じていないかどうかを判定する。この判断が否定的となるときつまり交流化信号Mに反転が生じたときにはステップS36からの座標測定の処理には進まず、ステップS31に戻って交流化信号Mが反転しなくなる状態まで待つ。交流化信号Mに反転が生じておらずステップS35の判断が肯定的となったときはステップS36に進んで一定時間T1 のアイドリングを行う。このアイドリングの時間T1 は実施の形態1や実施の形態2の場合のステップS12,S27のアイドリングの時間T2 よりも小さい。それは交流化信号Mの反転によるノイズの影響をもとから避けているためであり、ラインパルスLPがアクティブになったことに起因する相対的に小さいノイズの減衰を待つだけでよいからである。このときの一定時間T1 は例えば30μsecである。そして、ステップS37においてA/Dコンバータ18のA/D変換動作をスタートさせることによりタブレット17からA/Dコンバータ18に出力されているアナログのX座標信号・Y座標信号をデジタルデータに変換し、その変換後のX座標データ・Y座標データをCPU11に取り込んでペン等により圧迫された指示点の座標測定を行う。
【0039】
本実施の形態3によれば、交流化信号Mが反転したタイミングでは座標測定の処理を避けるから、交流化信号Mの反転に起因した大きなノイズによる座標測定の誤差の影響を受けないですむ。また、アイドリングの時間T1 が短く、早めにA/D変換を済ませることができ、また、次のラインパルスLPがアクティブになるまでの間(t2 〜t3 )の時間が長く、その時間内に確実にA/D変換を完了させることができる。
【0040】
〔実施の形態4〕
実施の形態4は一部の機能をハードウェアで達成するように構成したものである。後述する実施の形態5についても同様である。
【0041】
図6は実施の形態4で用いるハードウェア構成を示すブロック図である。図6において、21はタブレット測定回路のトランジスタの安定時間を計測するためにシステムクロックをカウントする第1のカウンタ、22は第1のカウンタ21のカウントアップ値を設定するための第1のレジスタ、23は液晶ディスプレイコントロール回路14から入力したラインパルスLPをカウントするための第2のカウンタ、24は第2のカウンタ23のカウントアップ値を設定するための第2のレジスタ、25はラインパルスLPがアクティブになってからA/D変換スタートまでの待ち時間を計測するためにシステムクロックをカウントする第3のカウンタ、26は第3のカウンタ25のカウントアップ値を設定するための第3のレジスタ、27は交流化信号Mの反転を検出する交流化信号反転検出回路である。各レジスタ22,24,26にはそれぞれ個別的にCPU11より所定のカウントアップ値が設定されるようになっている。各カウンタ21,23,25はイネーブル端子/ENが“L”になったときにカウントを開始する。また、データ端子Dに各レジスタ22,24,26からのカウントアップ値が入力され、カウント値がカウントアップ値に一致したときに出力端子Oのレベルを“H”から“L”に切り換えて出力するようになっている。第1のカウンタ21はそのイネーブル端子/ENにCPU11からイネーブル信号OENを入力し、第2のカウンタ23のイネーブル端子/ENは第1のカウンタ21の出力端子Oに接続され、第3のカウンタ25のイネーブル端子/ENは第2のカウンタ23の出力端子Oに接続されている。交流化信号反転検出回路27は液晶ディスプレイコントロール回路14から交流化信号Mを入力し、交流化信号Mが反転したときに出力端子Cを“H”レベルから“L”レベルにするようになっている。この出力端子Cは第2のカウンタ23と第3のカウンタ25の各リセット端子/Rに接続されており、リセット端子/Rが“L”レベルになったときはいかなるカウント値の状態であっても各カウンタ23,25はリセットされて“0”となり、最初からカウントをスタートすることになる。
【0042】
各レジスタ22,24,26に設定するカウントアップ値について説明する。システムクロックCLKが例えば13MHz、タブレット測定回路のトランジスタの安定時間が例えば50μsecであるとした場合、第1のレジスタ22に設定するカウントアップ値は、
50×10−6÷(1/13×106)=650
となる。第2のレジスタ24に設定するカウントアップ値としては、通常、第1のカウンタ21がカウントアップしてその出力端子Oが“L”となり、第2のカウンタ23がカウントを開始したときはタブレット測定回路のトランジスタはすでに安定しているので、1回目のラインパルスLPの入力でカウントアップとしてよいことから、第2のレジスタ24に設定するカウントアップ値は、“1”としてよい。また、ラインパルスLPのアクティブのタイミングからノイズがゼロレベルまで減衰するのに要する時間T1 を例えば30μsecとすると、第3のレジスタ26に設定するカウントアップ値は、
30×10−6÷(1/13×106)=390
となる。以上のカウントアップ値があらかじめの計算により求められたら、ROM12に格納するプログラムを作成するときに、その値を設定しておく。CPU11がプログラムを読んで、各カウントアップ値を各レジスタ22,24,26に設定するのである。このように、カウンタとレジスタとに分け、レジスタに対してCPUからカウントアップ値を設定できるように構成したのは次のような理由による。それは図6のハードウェア構成を汎用型にするためである。液晶タブレット装置の機種が変更になったり仕様が変更になったときでも、それぞれの機種・仕様に合わせて、カウントアップ値を計算し、プログラムに組み込んでおけば、様々の機種・仕様に汎用的に対応することができる。
【0043】
実施の形態4の液晶タブレット装置の動作を図7のフローチャートに従って説明する。このフローチャートにおいては、すでに、タブレット17のある点がペン等により圧迫されたことが検出されているものとする。実施の形態4においては、交流化信号反転検出回路27は使用しないものとする。ステップS41においてCPU11はROM12のプログラムを読んでそこに書き込まれているカウントアップ値(650,1,390)を各レジスタ22,24,26に設定する。ステップS42においてCPU11は第1のカウンタ21に対してイネーブル信号OENを出力し、そのイネーブル端子/ENを“L”に切り換えることにより第1のカウンタ21がシステムクロックをカウントする動作をスタートさせる。そして、ステップS43に進んでCPU11自体はホールト(停止)する。あとは図6のハードウェアが動作する。CPU11が第1のカウンタ21のイネーブル端子/ENを“L”に切り換える手段としては、イネーブル端子/ENの前にCPU11より書き込み可能な1ビットのフリップフロップを設けておけばよい。CPU11がホールトしても第1のカウンタ21の動作は継続される。CPU11は割り込み(インタラプト)がかかるまでホールト状態で待機しておればよい。
【0044】
図6のハードウェアの動作を説明する。第1のカウンタ21はイネーブル端子/ENが“L”になった瞬間からシステムクロックのカウントを開始し、常にそのカウント値を第1のレジスタ22に設定のカウントアップ値(650)と比較し、カウントアップするまでは出力端子Oを“H”レベルの状態に保っている。第1のカウンタ21のカウント値がカウントアップ値に達すると、その出力端子Oを“L”レベルに切り換えるため、第2のカウンタ23のイネーブル端子/ENが“L”となり、第2のカウンタ23がラインパルスLPのカウントを開始する。一般的には、イネーブル端子/ENが“L”となった瞬間にはラインパルスLPの入力はなく、しばらく時間がたってからラインパルスLPが入力され、第2のカウンタ23のカウント値が“1”となり、第2のレジスタ24に設定のカウントアップ値と一致すると(ということは結局、ラインパルスLPが1つ入力されると)、その出力端子Oを“H”レベルから“L”レベルに切り換える。すると、第3のカウンタ25のイネーブル端子/ENが“L”レベルとなるため、第3のカウンタ25がシステムクロックのカウントを開始し、常にそのカウント値を第3のレジスタ26に設定のカウントアップ値(390)と比較し、カウントアップするまでは出力端子Oを“H”レベルの状態に保っている。第3のカウンタ25のカウント値がカウントアップ値に達すると、その出力端子Oを“L”レベルに切り換える。第3のカウンタ25の出力端子OはCPU11のインタラプト端子/INTに接続されており、これが“L”レベルに反転するためCPU11に割り込みがかかる。
【0045】
すなわち、ステップS51において割り込みを検出すると、CPU11はホールト状態から動作を再開し、ステップS52に進んでA/Dコンバータ18のA/D変換動作をスタートさせることによりタブレット17からA/Dコンバータ18に出力されているアナログのX座標信号・Y座標信号をデジタルデータに変換し、その変換後のX座標データ・Y座標データをCPU11に取り込んでペン等により圧迫された指示点の座標測定を行う。
【0046】
本実施の形態4によれば、CPU11は第1のカウンタ21のイネーブル端子/ENをアクティブにした後は次に割り込みがかかるまでホールト(停止)できるから、電力消費を抑えることができる。
【0047】
また、液晶タブレット装置の機種が変更になったり仕様が変更になったときでも、それぞれの機種・仕様に合わせて、カウントアップ値を計算し、プログラムに組み込んでおけば、様々の機種・仕様に汎用的に対応することができる。
【0048】
タブレット測定回路のトランジスタとして安定時間が比較的に長い安価なものを採用した場合には、第1のレジスタ22に設定するカウントアップ値をより大きく設定すればよい。逆に安定時間が短いトランジスタを採用したときはより小さなカウントアップ値を設定することで待ち時間を短縮化するとよい。また、ノイズが立ち上がってからゼロレベルに減衰するまでの時間が長い機種・仕様においては、第3のレジスタ26に設定するカウントアップ値をより大きく設定し、その減衰の時間が短い機種・仕様においては、カウントアップ値をより小さく設定すればよい。このように機種・仕様が変更になり、トランジスタの安定時間やノイズの持続時間が変化しても、それぞれに最適なカウントアップ値を設定することができる。
【0049】
なお、本実施の形態の変形として、第3のレジスタ26および第3のカウンタ25を省略するものが考えられる。この場合、第2のカウンタ23の出力端子OをCPU11のインタラプト端子/INTに接続するものとする。そして、制御フローとして、図7のステップS51とステップS52との間に、図5のステップS36と同様に一定時間T1 のアイドリングを行うステップを挿入すればよい。このアイドリングの時間T1 はラインパルスLPがアクティブになったことに起因する相対的に小さいノイズの減衰を待つだけの時間で、第3のカウンタ25のカウントアップに要する時間と同じく30μsecである。
【0050】
また、機種・仕様の変更に対応しないのであれば、CPU11から各レジスタへのカウントアップ値の設定の動作は必要ないし、さらには各レジスタを省略して、各カウンタとしてカウントアップ値内蔵の専用カウンタを使用するようにしてもよい。
【0051】
〔実施の形態5〕
実施の形態5は液晶ディスプレイコントロール回路14および液晶ディスプレイ15が駆動されておらず、したがってラインパルスLPが出力されていない状態でも、タブレット17をペン等により圧迫して指示したときには座標測定の処理を行えるようにしたものである。すなわち、図6のハードウェア構成であると、第2のカウンタ23にラインパルスLPが入力されてこない場合には、いくら時間待ちをしても第2のカウンタ23の出力端子Oが“L”レベルに切り換わらず、したがって第3のカウンタ25もいくら時間待ちをしてもその出力端子Oは“L”レベルに切り換わることがなく、CPU11に対して割り込みがかからないことになる。実施の形態5はこのような不都合を解消するものである。
【0052】
実施の形態5を図8のブロック図を用いて説明する。28はシステムクロックをカウントする第4のカウンタ、29は第4のカウンタ28のカウントアップ値を設定するための第4のレジスタ、30は第2のカウンタ23の出力端子Oと第4のカウンタ28の出力端子Oとをその2入力端子に接続し、その出力端子を次段の第3のカウンタ25のイネーブル端子/ENに接続するANDゲートである。第4のカウンタ28のイネーブル端子/ENは第2のカウンタ23のイネーブル端子/ENとともに前段の第1のカウンタ21の出力端子Oに接続されている。その他の構成は実施の形態4(図6)と同様であるので、対応する部分に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。
【0053】
ラインパルスLPの周期が例えば100μsecとして、その間に生じるシステムクロックの数を計算すると、
100×10−6÷(1/13×106)=1300
であるから、第4のレジスタ29に例えば“1400”を設定するものとする。
【0054】
第2のカウンタ23は第1のカウンタ21の出力端子Oが“L”レベルに切り換わった瞬間からラインパルスLPのカウントを開始する。第4のカウンタ28は第1のカウンタ21の出力端子Oが“L”レベルに切り換わった瞬間からシステムクロックのカウンタを開始する。第2のカウンタ23および第4のカウンタ28がカウントアップせず、それぞれの出力端子Oが“H”レベルのときはANDゲート30の出力も“H”レベルであり、第3のカウンタ25のイネーブル端子/ENが“H”であるため、第3のカウンタ25は起動しない。ラインパルスLPをカウントする第2のカウンタ23は、液晶ディスプレイコントロール回路14および液晶ディスプレイ15が動作しておらず、したがってラインパルスLPが入力されてこないときはカウントアップすることがなく、第2のカウンタ23の出力端子Oは“H”レベルのままとなる。しかし、第4のカウンタ28はシステムクロックをカウントし、やがてそのカウント値が第4のレジスタ29に設定のカウントアップ値に達することとなり、そうすると第4のカウンタ28の出力端子Oが“L”レベルに切り換わるため、ANDゲート30の出力が“L”となって第3のカウンタ25を起動する。すなわち、液晶ディスプレイ15が非動作の状態でもタブレット17をペン等で圧迫して指示すると、その指示点の座標測定の処理が実行されるのである。このような機能により、電子手帳などの携帯情報処理機器において、液晶ディスプレイ15のOFF状態で例えば電卓の表示領域を指示して、その表示領域を表示させるといった利用が考えられる。
【0055】
〔実施の形態6〕
実施の形態6は図6における交流化信号反転検出回路27を使用するものであり、これは実施の形態3(図5)の場合の処理(ラインパルスLPがアクティブになったとしても、交流化信号Mが反転したタイミングであるのなら、座標測定の処理に進まないようにする)をハードウェアで実現するものである。
【0056】
ラインパルスLPを第2のカウンタ23でカウントしているとき、あるいは第3のカウンタ25がシステムクロックをカウントしているとき、交流化信号Mが反転したとする。すると、交流化信号反転検出回路27がその反転を検出し、その出力端子Cを“L”レベルに切り換え、第2のカウンタ23および第3のカウンタ25のリセット端子/Rに入力するので、両カウンタ23,25をリセットする。両カウンタ23,25は“0”からのカウントをリスタートすることになる。第3のカウンタ25がカウントアップし座標測定の処理が開始されるのは、交流化信号反転検出回路27が交流化信号Mの反転を検出しない場合に限られることになる。したがって、ラインパルスLPがアクティブになっても交流化信号Mが反転したときには座標測定の処理に移らないため、交流化信号Mの反転に起因した大きなノイズによる座標測定の誤差の影響を受けないですむ。
【0057】
〔実施の形態7〕
実施の形態7はCPU11のホールト時間をより長くするものである。図6における第3のカウンタ25の出力端子OをCPU11のインタラプト端子/INTに接続することに代えて、図9に示すようにA/Dコンバータ18のスタート端子/STARTに接続し、A/Dコンバータ18のエンド端子/ENDをCPU11のインタラプト端子/INTに接続してある。A/Dコンバータ18のデータ入力端子はタブレット17の出力端子に接続され、データ出力端子はCPU11のデータ入力ポートに接続されている。その他の構成は実施の形態4(図6)と同様であるので、対応する部分に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。
【0058】
CPU11は第1のカウンタ21を起動した後はホールト状態になっている。第3のカウンタ25がカウントアップしてその出力端子Oが“L”レベルに切り換わると、A/Dコンバータ18のスタート端子/STARTが“L”レベルとなってA/Dコンバータ18が起動し、タブレット17から入力したアナログのX座標信号・Y座標信号をデジタルのX座標データ・Y座標データに変換する動作がスタートする。変換されたX座標データ・Y座標データはCPU11に送出される。このA/D変換が終了すると、エンド端子/ENDが“L”レベルに切り換わり、CPU11のインタラプト端子/INTに割り込みがかかる。
【0059】
本実施の形態7によれば、A/Dコンバータ18のA/D変換動作が終了するまでCPU11をホールトすることができるので、電力消費をより削減することができる。また、CPU11のホールト状態でA/D変換するので、ノイズがより少ない状態でのA/D変換が可能となり、精度がアップする。
【0060】
〔実施の形態8〕
実施の形態8はタブレット測定回路のトランジスタの安定時間をカウントするための第1のカウンタ21を省略し、第1のカウンタ21の機能を第2のカウンタ23に併せもたせるものである。
【0061】
システムクロックCLKが例えば13MHz、タブレット測定回路のトランジスタの安定時間が例えば50μsecであるとした場合、第1のレジスタ22に設定するカウントアップ値は、
50×10−6÷(1/13×106)=650
であった。
【0062】
29=512<650<210=1024
より、第1のカウンタ21を構成するフリップフロップの数は10個となり、第1のカウンタ21は比較的に複雑なものとなる。また、第1のレジスタ22も必要である。
【0063】
トランジスタの安定時間50μsecはラインパルスLPの周期100μsec内のものとなるから、50μsecを13MHzのクロックの650カウントで計測することに代えて、ラインパルスLPを1つ余分にカウントすればよい。そこで、第2のレジスタ24にカウントアップ値として“2”を設定するようにする。第2のカウンタ23を構成するフリップフロップは2個でよい。
【0064】
実施の形態8の場合、図6の構成において、第1のカウンタ21と第1のレジスタ22を省略し、CPU11からのイネーブル信号OENを第2のカウンタ23のイネーブル端子/ENに入力するように構成すればよい。
【0065】
〔実施の形態9〕
実施の形態9はペン等によるタブレット17上の所望の点の指示のための圧迫が不充分な状態での座標測定を回避し、座標測定精度を向上させるものである。
【0066】
図10のフローチャートに基づいて制御動作を説明する。タブレット17に対してペン等により所望の点を圧迫して指示点を指定する。この圧迫によりタブレット17を構成する2枚の導電膜が指示点において接触する。この接触抵抗が所定値かどうかでタブレット17に対する押し圧が測定される。X方向に電圧勾配を作る導電膜とY方向に電圧勾配を作る導電膜とは別である。押し圧も各導電膜ごとに測定される。この場合に、X方向に電圧勾配を作る導電膜での押し圧の測定を「X方向の押し圧」と称し、Y方向に電圧勾配を作る導電膜での押し圧の測定を「Y方向の押し圧」と称することとする。
【0067】
ステップS61においてタブレット17に対するX方向の押し圧P1 の測定を行い、ステップS62において押し圧P1 が所定値P0 以上あってタブレット17に対する圧迫が正常か否かを判断し、所定値P0 未満であればステップS68に進んでタブレット17が正常に押し操作されていないと判定し、動作を終了する。X方向の押し圧P1 が所定値P0 以上あるときはステップS63に進み、タブレット17における指示点のX座標を測定する。引き続いてステップS64においてタブレット17における指示点のY座標を測定し、そのあとでステップS65においてタブレット17に対するY方向の押し圧P2 の測定を行い、ステップS66において押し圧P2 が所定値P0 以上あるか否かを判断し、所定値P0未満であればステップS68に進んでタブレット17が正常に押し操作されていないと判定し、動作を終了するが、Y方向の押し圧P2 が所定値P0 以上あるときはステップS67に進み、タブレット17が正常に押し操作された状態で指示点のX座標・Y座標が正しく測定されたものと判定する。
【0068】
従来の一般的な手順は、▲1▼X方向押し圧測定→▲2▼X座標測定→▲3▼Y方向押し圧測定→▲4▼Y座標測定の順であったが、この場合、▲4▼のY座標測定の時点でY方向押し圧が不足する状態になっている可能性があり、Y座標測定の精度の信頼性が低いという問題があった。
【0069】
これに対し、本実施の形態9のように、Y座標測定の後にY方向の押し圧P2を測定して押し圧が正常のときは全体として正常な測定が行われたと判定し、押し圧が不足するときは測定は正常でないと判定するから、X座標・Y座標ともに測定の信頼性が高いものとなる。
【0070】
なお、ステップS68の次にステップS61に戻って、測定を繰り返すようにしてもよい。
【0071】
〔実施の形態10〕
実施の形態10もペン等によるタブレット17上の所望の点の指示のための圧迫が不充分な状態での座標測定を回避し、座標測定精度を向上させるものである。
【0072】
図11のフローチャートに基づいて制御動作を説明する。ステップS71においてタブレット17に対するX方向の押し圧P1 の測定を行い、ステップS72において押し圧P1 が所定値P0 以上あってタブレット17に対する圧迫が正常か否かを判断し、所定値P0 未満であればステップS82に進んでタブレット17が正常に押し操作されていないと判定し、動作を終了する。X方向の押し圧P1 が所定値P0 以上あるときはステップS73に進み、今度はY方向の押し圧P2 の測定を行い、ステップS74において押し圧P2 が所定値P0 以上か否かを判断し、所定値P0 未満であればステップS82に進んでタブレット17が正常に押し操作されていないと判定し、動作を終了する。Y方向の押し圧P2 が所定値P0 以上あるときはステップS75に進み、タブレット17における指示点のX座標を測定し、引き続いてステップS76においてタブレット17における指示点のY座標を測定する。そして、再びステップS77においてX方向の押し圧P1 の測定を行い、ステップS78において押し圧P1 が所定値P0 以上あるか否かを判断し、所定値P0 未満であればステップS82に進んでタブレット17が正常に押し操作されていないと判定し、動作を終了するが、所定値P0 以上あればステップS79に進んでY方向の押し圧P2 の測定を行い、ステップS80において押し圧P2 が所定値P0 以上あるか否かを判断し、所定値P0 未満であればステップS82に進んでタブレット17が正常に押し操作されていないと判定し、動作を終了するが、所定値P0 以上あればステップS81に進んでタブレット17が正常に押し操作された状態で指示点のX座標・Y座標が正しく測定されたものと判定する。
【0073】
つまり、X方向の押し圧P1 の測定とY方向の押し圧P2 の測定とを対にして連続して実行し、次に、指示点のX座標の測定とY座標の測定とを対にして連続して実行し、最後に念をいれてもう一度X方向の押し圧P1 の測定とY方向の押し圧P2 の測定とを対にして連続して実行している。
【0074】
本実施の形態10においては、X方向の押し圧P1 の測定とY方向の押し圧P2 の測定とを2回ずつ行うが、換言すると、指示点のX座標・Y座標の測定の前後にX方向・Y方向の押し圧P1 ,P2 の測定をはさむようにして実行するから、測定に時間がかかっても、タブレット17に対する押し操作の状態がきわめて正常である条件下でX座標・Y座標を測定するので、その測定の信頼性が充分に高いものとなる。
【0075】
なお、ステップS82の次にステップS71に戻って、測定を繰り返すようにしてもよい。
【0076】
【発明の効果】
本発明に係る請求項1の液晶タブレット装置によれば、一定時間を待つ基点を周期の長い交流化信号のエッジのタイミングとするのではなく、周期が短いラインパルスのアクティブのタイミングを基点としているので、X座標信号・Y座標信号のA/D変換動作をスタートさせるまでの待ち時間が短くなり、タブレットに対する入力座標点の測定に要する実時間を短縮化することができる。さらに、根本的には、交流化信号のエッジに起因したノイズの悪影響だけでなくラインパルスのアクティブ化に起因したノイズの悪影響をも回避することができる。また、A/Dコンバータの動作をスタートするのを待つ一定時間として、ラインパルスがアクティブになったことに起因する相対的に小さいノイズが減衰するのを待つより短い時間を設定すことが可能となり、早めにA/D変換を済ませることができ、また、次のラインパルスがアクティブになるまでの間の時間が長く、その時間内に確実にA/D変換を完了させることができる。
【0077】
本発明に係る請求項2の液晶タブレット装置によれば、タブレット測定回路を起動した後においてトランジスタなどのスイッチング素子が安定化してから座標測定の処理を開始するので、周期の短いラインパルスがアクティブになったタイミングを一定時間の待ちの基点としているにもかかわらず、ノイズの悪影響を回避して座標測定精度を高い状態に保つことができる。また、A/Dコンバータの動作をスタートするのを待つ一定時間として、ラインパルスがアクティブになったことに起因する相対的に小さいノイズが減衰するのを待つより短い時間を設定すことが可能となり、早めにA/D変換を済ませることができ、また、次のラインパルスがアクティブになるまでの間の時間が長く、その時間内に確実にA/D変換を完了させることができる。
【0084】
本発明に係る請求項3の液晶タブレット装置によれば、最後に押し圧測定を行うから、その前に行われたX座標およびY座標の測定の信頼を高いものとできる。
【0085】
本発明に係る請求項4の液晶タブレット装置によれば、指示点のX座標・Y座標の測定の前と後の両方においてX方向・Y方向の押し圧の測定をはさむようにして実行するから、測定に時間がかかっても、タブレットに対する押し操作の状態がきわめて正常である条件下でX座標・Y座標を測定するので、その測定の信頼性を充分に高いものとできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る液晶タブレット装置の電気的構成を示すブロック図
【図2】液晶ディスプレイコントロール回路において生成されるラインパルスと交流化信号とタブレットに誘起されるノイズの関係を示す波形図
【図3】実施の形態1の場合の動作説明に供するフローチャート
【図4】実施の形態2の場合の動作説明に供するフローチャート
【図5】実施の形態3の場合の動作説明に供するフローチャート
【図6】実施の形態4の液晶タブレット装置に用いるハードウェア構成を示すブロック図
【図7】実施の形態4の場合の動作説明に供するフローチャート
【図8】実施の形態5に係る液晶タブレット装置の電気的構成を示すブロック図
【図9】実施の形態7に係る液晶タブレット装置の電気的構成を示すブロック図
【図10】実施の形態9の場合の動作説明に供するフローチャート
【図11】実施の形態10の場合の動作説明に供するフローチャート
【符号の説明】
11……CPU
12……ROM
13……RAM
14……液晶ディスプレイコントロール回路
15……液晶ディスプレイ
16……タブレットコントロール回路
17……タブレット
18……A/Dコンバータ
21……タブレット測定回路のトランジスタの安定時間をカウントするための第1のカウンタ
22……第1のカウンタにカウントアップ値を設定するための第1のレジスタ
23……ラインパルスをカウントするための第2のカウンタ
24……第2のカウンタにカウントアップ値を設定するための第1のレジスタ
25……ノイズが減衰するまでの時間をカウントするための第3のカウンタ
26……第3のカウンタにカウントアップ値を設定するための第1のレジスタ
27……交流化信号反転検出回路
28……ラインパルスの入力がなく第2のカウンタが動作しないときでも第3のカウンタを起動するための第4のカウンタ
29……第4のカウンタにカウントアップ値を設定するための第1のレジスタ
30……ANDゲート
Claims (4)
- 液晶ディスプレイ上に透明なタブレットが貼り合わされており、タブレット上にタッチ指示された点の座標信号をA/Dコンバータでデジタルの座標データに変換するように構成された液晶タブレット装置であって、液晶ディスプレイコントロール回路が生成するラインパルスがアクティブになったタイミングから一定時間後に前記A/Dコンバータの動作をスタートさせ、液晶ディスプレイコントロール回路が生成する交流化信号の反転を検出し、その反転検出があったときは前記ラインパルスがアクティブ毎になったタイミングから一定時間後であってもA/Dコンバータの動作をスタートさせないように構成してあることを特徴をする液晶タブレット装置。
- 液晶ディスプレイ上に透明なタブレットが貼り合わされており、タブレット上にタッチ指示された点の座標信号をA/Dコンバータでデジタルの座標データに変換するように構成された液晶タブレット装置であって、タブレット上にタッチ指示されたときから液晶ディスプレイコントロール回路が生成するラインパルスがアクティブになる毎に、このラインパルスの数をカウントし、そのカウント値がタブレット測定回路のスイッチング素子が安定するに足る時間に対応したカウント値になったときから、前記ラインパルスがアクティブ毎になったタイミングから一定時間後に前記A/Dコンバータの動作をスタートさせ、液晶ディスプレイコントロール回路が生成する交流化信号の反転を検出し、その反転検出があったときは前記ラインパルスがアクティブ毎になったタイミングから一定時間後であっても前記A/Dコンバータの動作をスタートさせないように構成してあることを特徴とする液晶タブレット装置。
- タブレットに対するX方向またはY方向のいずれかの押し圧を測定し、次いでタブレットにおいて指示点のX座標およびY座標を測定し、その後に未だ測定していない方の方向の押し圧を測定するように構成してある請求項1または請求項2に記載の液晶タブレット装置。
- タブレットに対するX方向およびY方向の押し圧を測定し、次いでタブレットにおいて指示点のX座標およびY座標を測定し、その後に再びX方向およびY方向の押し圧を測定するように構成してある請求項1または請求項2に記載の液晶タブレット装置。
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