JPS6029969B2 - タッチ検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ‘ａ｝ 発明の技術分野 本発明は座標検出装置に係り、特にマトリックス状に電
極を配設した多数の電極支点の特定交点を指定し、指示
の有無によって電極における静電容量の変化をもたらし
、該容量変化を検出して指示点の位置を検出する座標検
出装置に関するものである。

｛Ｗ 技術の背景 静電容量の変化を利用して指示された位置を検出する装
置は、人体等が指示する接触部は電極だけ存在すればよ
く、従来周知のキースィッチのような機械的な接点を必
要としないので検出パネルの透明化が容易である。

そのため表示装置等と組合わせて情報入力手段として近
年注目を集めている。すなわち表示装置の表示面前面に
透明化された位置検出用のパネルを設置し、情報の表示
位置に対応するパネル上の接触部を指示することにより
所望の情報を入力するものである。‘ｃー 従釆技術と
問題点 このような検出パネルを有する座標検出装瞳は種々提案
されており、第１図は共振回路の共振現象を利用した座
標検出装置の概要図である。

検出パネルＰＮは例えば薄板状のガラス板上にタッチ検
出電極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４を配設し、それらタ
ッチ検出電極上に絶縁被膜の保護膜が形成してある。そ
してその保護膜上のタッチ検出電極の各交点部対向領域
に接触部ＴＣＨを構成する。また一点鎖線で囲んで示し
た１はタッチ検出部であって、そのタッチ検出部１は前
記各タッチ検出電極における接触操作による静電容量変
化を検出するものであり、次の構成を探る。すなわちキ
ャパシタＣａとィンダクタ凶とを並列接続して共振回路
２を形成し、その共振回路２にインピーダンス素子Ｒが
接続される。そしてインピーダンス素子Ｒと共振回路の
接続点にコンパレータ３の一方の入力側が接続され、さ
らにコンパレータ３の出力側は平滑回路４の入力側に接
続される。またインピーダンス素子Ｒに発振器ＰＳＣが
接続され、この発振器ＯＳＣは前記共振回路２に共振し
た周波数の交流信号をインピーダンス素子Ｒを介して共
振回路２に供給する。また５は例えばアナログマルチプ
レクサで構成したタッチ検出電極切替え用スイッチであ
り、その切替えスイッチ５により、タッチ検出電極Ｘ，
〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ５が順次一本ずつ選択されてィン
ダクタンス素子Ｌｂを介して前記共振回路２に接続され
る。なお前記ィンダクタンス素子Ｌｂは検出パネルＰＮ
の接触部ＴＣＨを例えば指等で指示することによってタ
ッチ検出電極に付加される人体対地容量とで直列共振回
路を構成するもので、その直列共振回路は発振器ＯＳＣ
の交流信号に同調するよう構成され、タッチ検出感度の
の向上を図ったものである。さてこのような構成におい
て、操作者が例えばタッチ検出電極Ｘ，とＹ，との交点
における接触部ＴＣＨに触手することにより指示したも
のと仮定するとタッチ検出電極Ｘ，とＹ，は触手以前の
静電容量とその値が異なることとなる。タッチ検出部１
は、その検出部に順次選択的に接続されるタッチ検出電
極に静電容量の変化がある場合、その出力は“Ｌ”レベ
ルとなる。この例の場合、タッチ検出電極Ｘ，およびＹ
，がタッチ検出部１に選択的に切替え接続されたタイミ
ングでタッチ検出部１の出力が“Ｌ”レベルとなり、他
のタッチ検出電極がタッチ検出部１に切替え接続された
タイミングでタッチ検出部１の出力は“Ｈ’’レベルと
なる。これによって指示された接触部の位置が検出され
たこととなる。ところで前記検出パネルＰＮは×側のタ
ッチ検出電極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ側のタッチ検出電極Ｙ
，〜Ｙ４が互いに隣接、交差して配設してあるのでそれ
らＸ側電極相互間、Ｙ側電極相互間には隣接容量が存在
し、Ｘ側電極とＹ側電極との各交差点には対向容量が存
在することとなる。

これら不要な隣接容量や対向容量の存在は、本来指示し
ていないタッチ検出電極に対応する接触部が、あたかも
指示されたごと〈検出されるという問題がある。そこで
例えばアナログスイッチで構成した切替えスイッチ６を
設け、前記隣接容量や対向容量の存在による誤検出防止
のために、各タッチ検出電極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ
４と接地間にスイッチを接続し、その切替えスイッチ６
によって、順次選択されてタッチ検出部１に接続される
選択タッチ検出電極１本を除く他の全非選択タッチ検出
電極をグランドレベルに選択的にクランプする方式が提
案されている。このように選択タッチ検出電極を除〈他
の全ての非選択タッチ検出電極を選択的にグランドレベ
ルにクランプする方式では、順次選択されてタッチ検出
部１に接続された各タッチ検出電極とグランドレベルに
クランプされた他のタッチ検出電極相互間に電極容量が
存在し、その電極容量はタッチ検出部１の共振回路２に
対して並列接続されることとなる。この電極容量はタッ
チ検出電極数の増大、つまり検出パネルの大形化に伴っ
て増大し、例えば人体対地容量の付加によるタッチ検出
電極の静電容量の変化が相対的に減少し、従って検出さ
れるタッチ検出電極の容量変化が相対的に減少して検出
感度が低下するという問題があった。また検出パネルの
保護膜表面が汗等の付着により汚染された際、前述の選
択タッチ検出電極を除く全てのタッチ検出電極をグラン
ドレベルにクランプする方式では、その汚染により形成
されるタッチ検出電極相互間の橋渡しインピーダンスに
よる誤動作を生じることがあった。｛ｄ’発明の目的本
発明は前述の点に鑑みなされたもので、電極容量の大き
な大形の検出パネルにおいても検出感度の低下を防止し
、また検出パネル表面の汚染によって形成される電極間
橋渡しインピーダンスによる誤動作を防止した構成の座
標検出装置の提供を目的とするものである。

｛ｅ’発明の構成 本発明による座標検出装置は、検出すべき座標位置に対
応して規則的に隣接配置した複数のタッチ検出電極と、
当該各タッチ検出電極が順次選択的に切替えられて接続
される共振回路と、該共振回路に交流信号を供給する発
振器とをそなえ、さらに前記発振器の出力を順次全非選
択タッチ検出電極に供給するバッファ回路を設けたこと
、および前記バッファ回路を電圧利得がほぼ１の高入力
インピーダンスでかつ低出力インピーダンスの非反転形
増幅器により構成したことを特徴とするものである。

【ｆ）発明の実施例 以下本発明の実施例につき図面を参照して説明する。

第２図は本発明による座標検出装置の構成を説明するた
めの要部概要図であり、第１図における同等部分には同
一符号を付した。

検出パネルＰＮのタッチ検出電極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，
〜Ｙ４は、例えばアナログマルチプレクサで構成した切
替えスイッチ５により、順次一本ずつ選択されてタッチ
検出部１の共振回路２に接続される。そして操作者が例
えばタッチ検出電極Ｘ，とＹ，との交点における接触部
ＴＣＨに触手することにより指示したものと仮定する。
タッチ検出電極Ｘ，およびＹ，がタッチ検出部１に選択
的に切替え接続されたタイミングでタッチ検出部１の出
力が“Ｌ”レベルとなり、他のタッチ検出電極がタッチ
検出部１に切替え接続されたタイミングでタッチ検出部
１の出力は“ＨＩ’レベルとなる。このようにして指示
された位置を検出するようにしたところは従来の座標検
出装置とさして変らない。しかしながら本発明による座
標検出装置の従来のものと大きく異なる点は、発振器Ｏ
ＳＣの交流信号出力を、前記切替えスイッチ５で順次選
択的に切替えられて共振回路２に接続される選択タッチ
検出電極を除く他の全ての非選択タッチ検出電極に供給
するバッファ回路７を設けたところにある。このバッフ
ァ回路７は電圧相似形の演算増幅器のｅ入力端子を出力
端子に接続した電圧利得がほぼ１の高入力インピーダン
スでかつ低出力インピーダンスの非反転形増幅器により
構成されている。そしてバッファ回路７の入力側は切替
えスイッチ５の共通端子側に接続される。またバッファ
回路７の出力側は例えばアナログスイッチで構成した切
替えスイッチ６に接続されて、切替えスイッチ５で順次
選択された選択タッチ検出電極を除く他の全ての非選択
タッチ検出電極が接続される。さて、このような構成に
おいて、例えばタッチ検出電極Ｘ，が切替えスイッチ５
で選択されて共振回路２に接続されると発振器ＯＳＣの
交流信号は切替えスイッチ５を通してタッチ検出電極Ｘ
，に供給される。

一方、前記タッチ検出電極Ｘ，を除く全ての非選択タッ
チ検出電極Ｘ２〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ３には発振器ＯＳ
Ｃの交流信号出力がバッファ回路７を介して供給される
。この際、バッファ回路７は前述のように電圧利得がほ
ぼ１の非反転形増幅器で構成されているので、タッチ検
出電極Ｘ，に供給される交流信号電圧と非選択タッチ検
出電極Ｘ２〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４に供給される交流信
号電圧とは同相でかつほぼ同電圧となる。すなわち、選
択されたタッチ検出電極Ｘ．の電位と同相でかつほぼ同
電位で非選択タッチ検出電極Ｘ２〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ
４の電位が追従することとなる。その結果、タッチ検出
電極Ｘ，と非選択タッチ検出電極Ｘ２〜Ｘ４およびＹ，
〜Ｙ４との間には電流が殆んど流れないので、選択タッ
チ検出電極Ｘ．とその他の非選択タッチ検出電極Ｘ２〜
Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４との間のインピーダンスは実質的
に無視できる状態となる。またタッチ検出電極Ｘ，以外
の各タッチ検出電極が順次切替えスイッチ５によって選
択的に共振回路２に接続される際にも、前述と同機に順
次選択されたタッチ検出電極と非選択タッチ検出電極と
の間のインピーダンスは実質的に無視できる状態となる
。なお前記バッファ回路７の入力インピーダンスは共振
回路２の共振インピーダンスに比較して充分高いので、
検出パネルＰＮの特定接触部を触手等により指示し、そ
の接触部に対応したタッチ検出電極の静電容量変化は、
切替えスイッチ５で順次選択的に共振回路２に接続され
た際、インピーダンス素子Ｒと共振回路２の接続点にお
ける電圧変化として何ら障害なく検出できる。

また指示された接触部に対応するタッチ検出電極が切替
えスイッチ５で非選択状態にある際、前記バッファ回路
７の出力インピーダンスが零に近いので、そのタッチ検
出電極に供給される交流信号電圧は他のタッチ検出電極
に供給される交流信号電圧と何ら異なることはない。か
くして、本発明によれば、タッチ検出電極相互間のイン
ピーダンスが実質的に無視できるので、電極容量や検出
パネル表面の汗等の汚染により形成される電極間橋渡し
インピーダンス等の影響を除去することができ、検出感
度の低下や誤動作を防止することが可能となる。

また電極容量の影響が除去されるので、大形サイズの検
出パネルの製作条件が大幅に緩和されるために検出パネ
ルの製造歩蟹りが向上し．大形サイズの検出パネルを有
する信頼性の高い座標検出装置の低価格化が可能となる
。‘Ｑ 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によればタッチ
検出電極の電極容量や検出パネル表面の汗等の汚染によ
る障害を除去することができ、大形サイズの検出パネル
を有する高感度でしかも信頼性の高い座標検出装置を安
価に実現することができて、その実用的効果は大である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の座標検出装置の構成を示す要部概要図、
第２図は本発明による座標検出装置の構成を示す要割欧
概要図である。 図において、１はタッチ検出部、２は共振回路、３はコ
ンパレータ、４は平滑回路、５および６は切替えスイッ
チ、７はバッファ回路、Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４は
タッチ検出電極、ＴＣＨは接触部、ＰＮは検出パネルを
それぞれ示す。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検出すべき座標位置に対応して規則的に隣接配置し
   た複数のタツチ検出電極と、当該各タツチ検出電極が順
   次選択的に切替えられて接続される共振回路と、該共振
   回路に交流信号を供給する発振器とをそなえ、さらに前
   記発振器の出力を順次全非選択タツチ検出電極に供給す
   るバツフア回路を設けたことを特徴とする座標検出装置
   。 ２ 前記バツフア回路を電圧利得がほぼ１の高入力イン
   ピーダンスでかつ低出力インピーダンスの非反転形増幅
   器により構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の座標検出装置。