JP2605603B2 - タッチパネル入力装置 - Google Patents

タッチパネル入力装置

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JP2605603B2 JP28465093A JP28465093A JP2605603B2 JP 2605603 B2 JP2605603 B2 JP 2605603B2 JP 28465093 A JP28465093 A JP 28465093A JP 28465093 A JP28465093 A JP 28465093A JP 2605603 B2 JP2605603 B2 JP 2605603B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タッチパネルを付設し
た画面よりデータ入力を行うタッチパネル入力装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のタッチパネル入力装置
は、CRT、液晶、プラズマあるいはエレクトロルミネ
センス等のディスプレイの表面に、操作者の接触した位
置を検出するタッチパネルを付設して成る。タッチパネ
ルとしては、静電容量方式、超音波方式、抵抗膜方式あ
るいは光学方式等が用いられている。このうち、静電容
量方式および超音波方式はその分解能が比較的高く、画
面表示を細かで複雑なデザインに設定可能である。
【0003】ところで、従来のタッチパネル入力装置で
は、例えば、メニュー画面によるデータ入力の場合に、
操作者が画面上の任意のひとつを手などで触れることに
より、この手で触れたメニューを選択したことになる。
即ち、従来のタッチパネル入力装置では、手などがタッ
チパネル表面に触れたときに、位置情報と選択情報との
両方が不可分な形で入力されることになる。このような
タッチパネル入力装置においては、入力位置の指定誤り
があったとしても、誤った指定のまま選択情報も入力さ
れ、この後に続く処理も進行してしまうという問題点が
ある。
【0004】この問題点に対し、特開昭63−2148
23号公報では、位置情報と選択情報とを独立して入力
できるタッチパネル入力装置が提案されている。即ち、
この装置によれば、メニュー画面によるデータ入力の場
合に、操作者が画面上の任意のひとつを手などで触れる
と、一旦、接触位置がディスプレイ画面上に表示され
る。操作者は、その画面を確認した上で、目的とする正
しいデータであれば、パネルとは別個に設けたキーを押
下する。あるいは、2点以上位置検知ができるタッチパ
ネルを用いて、前述のキー押下の代わりに画面上の他の
箇所を触れることで選択できる。このように、上記公報
に開示された装置によれば、一旦、画面を確認した上
で、目的とするデータを正しく入力できる構成であるた
め、入力位置の指定誤りがあったとしても、誤った指定
のまま選択情報を入力してしまうことが防止される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示されたタッチパネル入力装置では、パネルとは別個に
キーボード等を設けなければならず、入力装置として比
較的複雑な構成になるという問題点がある。
【0006】また、2点以上位置検知ができるタッチパ
ネルを用いた構成では、別個にキーボード等を設ける必
要がないものの、前述の超音波方式あるいは静電容量方
式等の高い分解能を有する方式が適用できず、抵抗膜あ
るいは光学式等の比較的分解能の低い方式を用いなけれ
ばならないため、画面表示のデザインを細かく設定でき
ないという問題点がある。
【0007】本発明の課題は、誤入力を防止できること
は勿論、簡素な構成のタッチパネル入力装置を提供する
ことである。
【0008】本発明の他の課題は、誤入力を防止できる
ことは勿論、分解能の高いタッチパネル入力装置を提供
することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、導電膜
を持ち、ディスプレイ面上に設けられた静電容量方式の
タッチパネルと、グラウンドに高インピーダンス部を介
して接続されるべき入力位置指定用のプローブと、前記
プローブに一体に備えられ、前記プローブを前記高イン
ピーダンス部をバイパスして前記グラウンドに接続可能
とする操作スイッチと、前記導電膜へ電圧を印加する内
部信号源を備え、前記プローブの前記導電膜への接触位
置に応じた電流値により該プローブの入力位置を検出す
る位置情報検出部と、前記位置情報検出部から得られる
信号のレベルにより前記操作スイッチの開閉を判別する
選択情報検出部とを有することを特徴とするタッチパネ
ル入力装置が得られる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
よるタッチパネル入力装置を説明する。
【0011】図1は、本実施例による静電容量方式のタ
ッチパネル入力装置を示す一部回路図を含むブロック図
である。
【0012】図1において、本装置は、図示しないディ
スプレイ面上に設けられ、均一な抵抗率の抵抗膜から成
る導電膜10を持つパネル(図示せず)と、操作者の手
に把持されるような形状、例えば、ペン状を呈し、グラ
ウンドの前段に設けられた高インピーダンス部100に
接続されると共にディスプレイ面上の導電膜10の任意
の点(図中では、接触点11)に接触可能な先端部分を
持つプローブ20とを有している。本装置は、さらに、
導電膜10へ電圧を印加する(前記導電膜に電界を発生
させる)内部信号源41を備え、接触点11の位置に応
じた導電膜10における電流値に基いて後述するように
して接触点11を検出する位置情報検出部40と、操作
者が操作できるようにプローブ20に一体に備えられ、
プローブ20における高インピーダンス部100の前段
に当たる箇所とグラウンドとを接離可能として高インピ
ーダンス部100をバイパス可能とする操作スイッチ3
0と、位置情報検出部40に接続され、ここから得られ
る信号(後述する)のレベルを判定することにより操作
スイッチ30の開閉を選択情報として判別する選択情報
検出部としてのレベル判定器50とを有している。
【0013】尚、本実施例において、高インピーダンス
部100は、ペン状のプローブ20を持って操作を行う
操作者により実現される。
【0014】また、静電容量方式の装置では二次元上に
て均一な抵抗率の抵抗膜を持つパネルをディスプレイ面
上に設けるのが普通であるが、以後、本実施例では、説
明を簡単にするために、導電膜の特定部分、即ち、X軸
の一部を抽出して、一次元のブロック図として説明す
る。
【0015】位置情報検出部40は内部信号源41の他
に、差動アンプ42、43、減算器44、45、およ
び、整流器46、47を導電膜10の両端にそれぞれ備
え、さらに、加算器48と、除算器49とを備えてい
る。
【0016】次に、動作例にしたがい、本実施例をさら
に詳しく説明する。
【0017】高インピーダンス部100としての操作者
は、インピーダンス値Zを有しているものとする。い
ま、操作者が、ペン上のプローブ20を把持しつつ、メ
ニュー画像の表示されたディスプレイ面上の一点、即
ち、導電膜10上の接触点11にプローブ20の先端部
分を接触させると、導電膜10両側での電位v1
2 、両端から接触点11までの抵抗r1 、r2 、およ
び電流i1 、i2 の関係はキルヒホッフの法則により、
数式1、数式2で表される。
【0018】
【数1】 v1 =i1 ・r1 +(i1 +i2 )・Z
【0019】
【数2】 v2 =i2 ・r2 +(i1 +i2 )・Z
【0020】ここで、導電膜10両端間の抵抗をRとす
れば、数式3となる。
【0021】
【数3】 R=r1 +r2
【0022】ここで、差動アンプ42、43の差動入力
がそれぞれイマジナリショートであり、内部信号源41
の電圧eが電位v1 、v2 とそれぞれ等しいとして、数
式1、数式2および数式3を整理して、抵抗r1 の割合
を表すと、数式4となる。
【0023】
【数4】
【0024】即ち、接触点11の位置情報は、高インピ
ーダンス部100のインピーダンスZとは無関係に両端
から流れる電流値だけで表される。
【0025】差動アンプ42、43の出力v1 ´、v2
´は、数式5、数式6で表される。
【0026】
【数5】 v1 ´=i1 ・R+i1 ・r1 +(i1 +i2 )・Z=i1 ・R+e
【0027】
【数6】 v2 ´=i2 ・R+i2 ・r2 +(i1 +i2 )・Z=i2 ・R+e
【0028】そして、差動アンプ42、43の出力
1 ′、v2 ′は、減算器44、45を経ると、i1
R、i2 ・Rの形で出力される。さらに、整流器46、
47にて位相差の影響が排除された信号が、加算器48
および除算器49により数式4の結果として出力され
る。
【0029】そして、導電膜10は、前述したように、
均一な抵抗率を持っているため、抵抗値の割合から、接
触点の物理的位置が得られる。
【0030】このようにして、プローブ20の接触点1
1の位置情報が得られる。より具体的には、画像上の各
メニュー要素とディスプレイ面上の導電膜10の接触点
との対応関係を予め設定しておき、位置情報が得られた
時点で、設定関係に基き、選ばれた該当メニューを明暗
反転表示や点滅表示させる。
【0031】一方、加算器48の出力を、数式1、数式
2、数式5および数式6より整理すると、数式7とな
る。
【0032】
【数7】 R・(i1 +i2 )=R2・e/(r1 ・r2 +Z・R)
【0033】ここで、導電膜10の抵抗値Rをインピー
ダンスZに対して相対的に非常に大きい値を選ぶと、操
作スイッチ30を閉じている場合、数式7の値は、操作
スイッチ30を開いている場合と比べて非常に大きな値
となり、レベル判定器50にて、数式7により表現され
る信号レベルの大小に対応している操作スイッチ30の
開閉状態を容易に知ることができる。したがって、前述
したように、位置情報が得られて明暗反転表示あるいは
点滅表示されている該当メニュー部分にプローブ20を
接触させた状態で、操作スイッチ30を押下することに
より、その該当メニューを選択したことを示す選択情報
が得られる。
【0034】以上のようにして、本装置を用いて位置情
報および選択情報の入力ができる。
【0035】なお、以上説明した動作は、X軸方向に関
する位置検出であるが、Y軸方向についても同様に構成
することで、二次元上の位置情報および選択情報の入力
が可能となる。
【0036】また、明暗反転表示あるいは点滅表示され
ている該当メニューが間違いであったり、他に変えよう
とする場合には、操作スイッチ30を押下せずに、ディ
スプレイ上の他の部分にプローブ20の先端部分を接触
させれば、該当メニューを変更できる。
【0037】
【発明の効果】本発明によるタッチパネル入力装置は、
導電膜を持ち、ディスプレイ面上に設けられた静電容量
方式のタッチパネルと、グラウンドに高インピーダンス
部を介して接続されるべき入力位置指定用のプローブに
一体に備えられ、プローブを高インピーダンス部をバイ
パスしてグラウンドに接続可能とする操作スイッチと、
導電膜へ電圧を印加する内部信号源を備え、プローブの
導電膜への接触位置に応じた電流値によりプローブの入
力位置を検出する位置情報検出部と、位置情報検出部か
ら得られる信号のレベルにより操作スイッチの開閉を判
別する選択情報検出部とを有しているため、位置情報を
入力してこれを確認した上で選択情報を入力する二段階
入力により誤入力を防止できることは勿論、パネルとは
別個にキーボード等を設ける必要がなく、簡素な構成で
ある。しかも、静電容量方式であるため、分解能が高
い。
【0038】また、本タッチパネル入力装置では、一般
にマウスと呼ばれる入力装置と同様の操作が行えるにも
かかわらず、マウスに必要な操作テーブル(スペース)
は不要であり、システム全体を小型に構成できる。しか
も、ワークステーションやパーソナルコンピュータにて
多く用いられつつあるグラフィカルユーザインターフェ
ースにおけるマウス用操作メニューを、全く変更するこ
となく利用できる。
【0039】さらに、先端部分が比較的細いプローブを
用いるため、従来のように指等の鈍形状のもので行うよ
りも、細かい座標指定、描画等が容易である。
【0040】また、手書き文字のような精細な入力軌跡
の座標認識も正確に行えるので、ペン入力タイプの携帯
型コンピュータや電子手帳の手書き入力装置の操作性の
向上にも大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるタッチパネル入力装置の構成を示
すブロック図である。
【符号の説明】
10 導電膜 11 接触点 20 プローブ 30 操作スイッチ 40 位置情報検出部 41 内部信号源 42、43 差動アンプ 44、45 減算器 46、47 整流器 48 加算器 49 除算器 50 レベル判定器 100 高インピーダンス部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電膜を持ち、ディスプレイ面上に設け
    られた静電容量方式のタッチパネルと、グラウンドに高
    インピーダンス部を介して接続されるべき入力位置指定
    用のプローブと、前記プローブに一体に備えられ、前記
    プローブを前記高インピーダンス部をバイパスして前記
    グラウンドに接続可能とする操作スイッチと、前記導電
    膜へ電圧を印加する内部信号源を備え、前記プローブの
    前記導電膜への接触位置に応じた電流値により該プロー
    ブの入力位置を検出する位置情報検出部と、前記位置情
    報検出部から得られる信号のレベルにより前記操作スイ
    ッチの開閉を判別する選択情報検出部とを有することを
    特徴とするタッチパネル入力装置。
  2. 【請求項2】 前記位置情報検出部は、X軸方向の位置
    検出部とY軸方向の位置検出部とを含み、各位置検出部
    はそれぞれ、前記導電膜の両側にそれぞれ接続されて該
    導電膜に生じた電位と前記内部信号源の電位とを入力す
    る一対の差動増幅器と、該差動増幅器の出力電位と前記
    内部信号源の電位との差をとる一対の減算器と、該減算
    器の出力を整流する一対の整流器と、前記一対の整流器
    の出力を加算する加算器と、該加算器の出力と前記一対
    の整流器の一方の出力とを用いて予め定められた除算を
    行う除算器とから成ることを特徴とする請求項1記載の
    タッチパネル入力装置。
  3. 【請求項3】 前記選択情報検出部は、前記加算器の出
    力レベルを監視して前記操作スイッチの開閉の判別を行
    うレベル判定器を有することを特徴とする請求項2記載
    のタッチパネル入力装置。
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JP5295008B2 (ja) 2009-06-18 2013-09-18 株式会社ワコム 指示体検出装置
JP5396167B2 (ja) 2009-06-18 2014-01-22 株式会社ワコム 指示体検出装置及び指示体検出方法
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