JP3237629B2 - 直接触式タッチパネル装置 - Google Patents
直接触式タッチパネル装置Info
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- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0444—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single conductive element covering the whole sensing surface, e.g. by sensing the electrical current flowing at the corners
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、指のパネルへのタ
ッチ状態を検出するタッチパネル装置に関し、特に指ま
たは導電物が、直に電気的にセンサーパネルの導電面に
接触する直接触式タッチパネル装置に関する。
ッチ状態を検出するタッチパネル装置に関し、特に指ま
たは導電物が、直に電気的にセンサーパネルの導電面に
接触する直接触式タッチパネル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】二層の抵抗膜が押圧点で互いに導通する
構造のパネルを使用したもの、光によるアレイの一部を
指で遮断する構造のパネルを使用したもの、またはパネ
ル構造のシンプルな例として、一層の抵抗膜を基本構造
とするパネルを使用した、特許第１５３６７２３号に示
されたもの、及び詳細は不明瞭であるが、特許第２６０
３９８６号に開示されたもの等がある。
構造のパネルを使用したもの、光によるアレイの一部を
指で遮断する構造のパネルを使用したもの、またはパネ
ル構造のシンプルな例として、一層の抵抗膜を基本構造
とするパネルを使用した、特許第１５３６７２３号に示
されたもの、及び詳細は不明瞭であるが、特許第２６０
３９８６号に開示されたもの等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の特許
は、指とパネルの抵抗膜との間が、表面絶縁層による静
電容量結合である場合、及び直接触である場合を含めた
内容となっているが、以下の３点に関し開示されておら
ず、静電容量結合の場合以外は極めて実現困難であっ
た。
は、指とパネルの抵抗膜との間が、表面絶縁層による静
電容量結合である場合、及び直接触である場合を含めた
内容となっているが、以下の３点に関し開示されておら
ず、静電容量結合の場合以外は極めて実現困難であっ
た。
【０００４】第１の点は、ノイズ（外乱）の問題であ
り、人体には広い周波数帯域のノイズが誘起しており、
例えばＣＲＴ表示装置及びパーソナルコンピュータの直
前にいる人体の受ける電圧ノイズは、通常、タッチパネ
ル装置の本来の信号レベルを優に越すレベルである。特
に商用電源からの５０〜６０Ｈｚの成分は大きく２０Ｖ
以上である例は珍しくない。静電容量結合式の場合は、
約１０ｐＦの結合容量が低周波ノイズを自動的に阻止し
てくれる特質を持つが、直接触式の場合は全周波数成分
のノイズが混入してくる。
り、人体には広い周波数帯域のノイズが誘起しており、
例えばＣＲＴ表示装置及びパーソナルコンピュータの直
前にいる人体の受ける電圧ノイズは、通常、タッチパネ
ル装置の本来の信号レベルを優に越すレベルである。特
に商用電源からの５０〜６０Ｈｚの成分は大きく２０Ｖ
以上である例は珍しくない。静電容量結合式の場合は、
約１０ｐＦの結合容量が低周波ノイズを自動的に阻止し
てくれる特質を持つが、直接触式の場合は全周波数成分
のノイズが混入してくる。
【０００５】第２の点は、指接触部分の絶縁性の問題で
ある。特に商用１００〜２００Ｖから電源供給されるタ
ッチパネル装置は、電源トランスを介し、電磁結合を介
し、または電源ノイズフィルタ（特にコンデンサを使用
したもの）を介して、多かれ少なかれ回路に電源成分
（特にコモンモード成分）が伝わっている。直接触式の
場合は、その回路の一部に指が直接に触れることにな
る。静電容量結合式の場合はパネル表面の絶縁層がある
のでこの問題はない。
ある。特に商用１００〜２００Ｖから電源供給されるタ
ッチパネル装置は、電源トランスを介し、電磁結合を介
し、または電源ノイズフィルタ（特にコンデンサを使用
したもの）を介して、多かれ少なかれ回路に電源成分
（特にコモンモード成分）が伝わっている。直接触式の
場合は、その回路の一部に指が直接に触れることにな
る。静電容量結合式の場合はパネル表面の絶縁層がある
のでこの問題はない。
【０００６】第３の点は、表面抵抗膜の耐久性の問題で
ある。直接触式の場合は指その他で抵抗膜が直接こすら
れる為、耐久性に対して材料等の充分な検討が必要であ
る。
ある。直接触式の場合は指その他で抵抗膜が直接こすら
れる為、耐久性に対して材料等の充分な検討が必要であ
る。
【０００７】また、静電容量結合式の場合でも問題点が
あり、図５を参照して説明する。絶縁層で表面が覆われ
た均一な面抵抗体５４の周囲に低抵抗電極５５が配設さ
れている。引き出し線はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点に接続されて
いる。このパネル５３は表面に絶縁層があるので静電容
量結合式のものであり、指７がパネル面にタッチした時
の状態を図５は示している。
あり、図５を参照して説明する。絶縁層で表面が覆われ
た均一な面抵抗体５４の周囲に低抵抗電極５５が配設さ
れている。引き出し線はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点に接続されて
いる。このパネル５３は表面に絶縁層があるので静電容
量結合式のものであり、指７がパネル面にタッチした時
の状態を図５は示している。
【０００８】操作者は指７でＰ１点にタッチしたつもり
であるが、実際には結合容量が、Ｐ１点と指７間以外に
も他の指とＰ２，Ｐ３間にもあり、また手の平とＰ４間
にも図示するように少しづつではあるが生成される。こ
れら余分な結合容量は実際はＰ２，Ｐ３，Ｐ４付近に分
布する。タッチパネル装置が認識する位置は、これらの
重み付け平均した一点であるＰｍ点を算出する。従って
操作者の意識する入力点よりも、主に手の平の方向にシ
フトした点が入力されてしまう。このシフト現象を本出
願において［手の平効果］と表現する。この効果は、図
５に示す構造のパネルのみならず、均一な抵抗膜面を使
用する、総ての静電容量結合式のタッチパネル装置に対
しても同様である。
であるが、実際には結合容量が、Ｐ１点と指７間以外に
も他の指とＰ２，Ｐ３間にもあり、また手の平とＰ４間
にも図示するように少しづつではあるが生成される。こ
れら余分な結合容量は実際はＰ２，Ｐ３，Ｐ４付近に分
布する。タッチパネル装置が認識する位置は、これらの
重み付け平均した一点であるＰｍ点を算出する。従って
操作者の意識する入力点よりも、主に手の平の方向にシ
フトした点が入力されてしまう。このシフト現象を本出
願において［手の平効果］と表現する。この効果は、図
５に示す構造のパネルのみならず、均一な抵抗膜面を使
用する、総ての静電容量結合式のタッチパネル装置に対
しても同様である。
【０００９】パネルの構造がシンプルな、一層の抵抗膜
を使用するタッチパネル装置に関するこれら総ての項目
が本発明の対象課題であるが、更に、人体の電気的接地
の理由が不確実であった為に、指タッチの検出が不確実
となる条件が潜在していたことも、本発明に係わる課題
である。
を使用するタッチパネル装置に関するこれら総ての項目
が本発明の対象課題であるが、更に、人体の電気的接地
の理由が不確実であった為に、指タッチの検出が不確実
となる条件が潜在していたことも、本発明に係わる課題
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の手段は、手の平効
果を除去するために、指とパネルの抵抗膜が直に接触す
る直接触式とした。
果を除去するために、指とパネルの抵抗膜が直に接触す
る直接触式とした。
【００１１】第２の手段は、ノイズ（外乱）の悪影響を
なくすために、信号処理回路の入力部を、ＡＣ的にベー
スまたはゲート接地したエミッタまたはソース入力であ
り且つコレクタまたはドレイン負荷をコイルとコンデン
サによる共振回路としたトランジスタによる、電流／電
圧変換回路とした。また、検出信号のＳ／Ｎ比を更に向
上させるため、及びＡ／Ｄの高分解能化のために、信号
レベル計測手段を、ＡＣ／ＤＣ（ＡＭ検波）出力電圧レ
ベルにアナログ／デジタル変換器の２ＬＳＢ以上の振幅
の階段状三角波を重畳させる手段と、この階段状三角波
の各段におけるアナログ／デジタル変換器の出力を加算
する手段とを備えたＡ／Ｄ手段とした。
なくすために、信号処理回路の入力部を、ＡＣ的にベー
スまたはゲート接地したエミッタまたはソース入力であ
り且つコレクタまたはドレイン負荷をコイルとコンデン
サによる共振回路としたトランジスタによる、電流／電
圧変換回路とした。また、検出信号のＳ／Ｎ比を更に向
上させるため、及びＡ／Ｄの高分解能化のために、信号
レベル計測手段を、ＡＣ／ＤＣ（ＡＭ検波）出力電圧レ
ベルにアナログ／デジタル変換器の２ＬＳＢ以上の振幅
の階段状三角波を重畳させる手段と、この階段状三角波
の各段におけるアナログ／デジタル変換器の出力を加算
する手段とを備えたＡ／Ｄ手段とした。
【００１２】第３の手段は、パネルの絶縁性を確保する
ために、電圧浮動系（回路ブロック）を作り、パネル部
及び信号処理回路をもこの電圧浮動系に配設し、電圧浮
動系と非浮動系との間をアイソレータを介してアナログ
またはデジタル電気情報を受け渡しし、電圧浮動系の基
準電位回路と非浮動系のグランド回路との間を、ＡＣ信
号発生器と５０００ｐＦ以下のＡＣ信号カップリングコ
ンデンサとの直列回路を介し接続した。
ために、電圧浮動系（回路ブロック）を作り、パネル部
及び信号処理回路をもこの電圧浮動系に配設し、電圧浮
動系と非浮動系との間をアイソレータを介してアナログ
またはデジタル電気情報を受け渡しし、電圧浮動系の基
準電位回路と非浮動系のグランド回路との間を、ＡＣ信
号発生器と５０００ｐＦ以下のＡＣ信号カップリングコ
ンデンサとの直列回路を介し接続した。
【００１３】第４の手段は、パネルの抵抗膜の耐久性を
考慮し、酸化錫膜による抵抗膜とした。
考慮し、酸化錫膜による抵抗膜とした。
【００１４】第５の手段は、人体の接地効果を無条件に
得るために、指とパネル間に流れる微小ＡＣ信号電流の
周波数を２００ｋＨｚ以上とした。
得るために、指とパネル間に流れる微小ＡＣ信号電流の
周波数を２００ｋＨｚ以上とした。
【００１５】
【作用】第１の作用として、指のパネルとの接触部の接
触抵抗は、手の平等の容量結合部の結合インピーダンス
の大きさより大幅に小さく、ＡＣ信号電流は略１００％
が指の接触部を通じて流れる。従って本タッチパネル装
置は指先のタッチ位置を認識し、手の平効果による入力
位置シフト現象はない。
触抵抗は、手の平等の容量結合部の結合インピーダンス
の大きさより大幅に小さく、ＡＣ信号電流は略１００％
が指の接触部を通じて流れる。従って本タッチパネル装
置は指先のタッチ位置を認識し、手の平効果による入力
位置シフト現象はない。
【００１６】第２の作用はいくつかの作用内容を含んで
おり、先ず、ノイズ源のインピーダンス値は通常大変大
きいので、ノイズ電圧は大きくてもノイズ電流はさほど
大きくない。本装置のパネルからの信号検出を電流検出
方式とした理由の１つである。次に、バイポーラトラン
ジスタでも電界効果トランジスタでも、エミッタまたは
ソース入力電流の約９９．５％（バイポーラトランジス
タ）または９９．９５％（電界効果トランジスタ）をコ
レクタまたはドレインへ伝達するので、リニアリティが
必要充分に良好であり、コレクタまたはドレイン瞬時電
流が零近くになるまで回路の線型性が保たれる。コレク
タまたはドレインの負荷をコイルとコンデンサによる共
振回路としたので、信号周波数に対する電流／電圧変換
効率が非常に大きいにもかかわらず、ノイズ成分に対す
るコレクタまたはドレイン電圧の変動はなく飽和しない
ため、極めて大きな耐ノイズ性がある。更に、ｎ回（ｎ
は正の整数）のサンプルを取りそれを平均化するとＳ／
Ｎ比は√ｎ倍に改善される。抵抗膜を使用するパネルの
場合、パネルの数点から検出する信号レベルの比を使用
し、位置計算するので、平均化する必要はなく、アナロ
グ／デジタル変換器の各出力をｎ回加えるだけでＳ／Ｎ
比が自動的に改善された結果となる。と同時に階段状三
角波を被計測アナログ電圧に重畳してやると、Ａ／Ｄの
リニアリティは向上しないが、Ａ／Ｄの分解能をも等価
的に向上させる作用がある。
おり、先ず、ノイズ源のインピーダンス値は通常大変大
きいので、ノイズ電圧は大きくてもノイズ電流はさほど
大きくない。本装置のパネルからの信号検出を電流検出
方式とした理由の１つである。次に、バイポーラトラン
ジスタでも電界効果トランジスタでも、エミッタまたは
ソース入力電流の約９９．５％（バイポーラトランジス
タ）または９９．９５％（電界効果トランジスタ）をコ
レクタまたはドレインへ伝達するので、リニアリティが
必要充分に良好であり、コレクタまたはドレイン瞬時電
流が零近くになるまで回路の線型性が保たれる。コレク
タまたはドレインの負荷をコイルとコンデンサによる共
振回路としたので、信号周波数に対する電流／電圧変換
効率が非常に大きいにもかかわらず、ノイズ成分に対す
るコレクタまたはドレイン電圧の変動はなく飽和しない
ため、極めて大きな耐ノイズ性がある。更に、ｎ回（ｎ
は正の整数）のサンプルを取りそれを平均化するとＳ／
Ｎ比は√ｎ倍に改善される。抵抗膜を使用するパネルの
場合、パネルの数点から検出する信号レベルの比を使用
し、位置計算するので、平均化する必要はなく、アナロ
グ／デジタル変換器の各出力をｎ回加えるだけでＳ／Ｎ
比が自動的に改善された結果となる。と同時に階段状三
角波を被計測アナログ電圧に重畳してやると、Ａ／Ｄの
リニアリティは向上しないが、Ａ／Ｄの分解能をも等価
的に向上させる作用がある。
【００１７】第３の作用は、コンデンサのインピーダン
スが周波数依存性であることに起因している。ＡＣ信号
周波数においてカップリングコンデンサとして充分に低
いインピーダンスであり、５０〜６０Ｈｚの電源周波数
において絶縁物と見なせる値が存在する。
スが周波数依存性であることに起因している。ＡＣ信号
周波数においてカップリングコンデンサとして充分に低
いインピーダンスであり、５０〜６０Ｈｚの電源周波数
において絶縁物と見なせる値が存在する。
【００１８】第４の作用として、セラミックスである酸
化錫膜はガラスによく似た機械的または化学的特質があ
り、耐久性の点で優れており、また潤滑性はガラスより
も多い。
化錫膜はガラスによく似た機械的または化学的特質があ
り、耐久性の点で優れており、また潤滑性はガラスより
も多い。
【００１９】第５の作用として、人体は数ｋΩ〜１０ｋ
Ω程度の抵抗分のある導電体であり、その人体が電圧振
動した場合は、人体（導電体）がアンテナとなり、電磁
波を多少なりとも放射する。このアンテナとしての放射
インピーダンスは振動周波数が高い程、一般的には低下
する。この放射インピーダンスが人体（導電体）の電圧
振動の負荷となるため、人体が絶縁性の椅子または台上
に居るときでも、振動周波数（ＡＣ信号周波数）が２０
０ｋＨｚ以上で、電圧振動抑制効果（接地効果）が有効
になる。
Ω程度の抵抗分のある導電体であり、その人体が電圧振
動した場合は、人体（導電体）がアンテナとなり、電磁
波を多少なりとも放射する。このアンテナとしての放射
インピーダンスは振動周波数が高い程、一般的には低下
する。この放射インピーダンスが人体（導電体）の電圧
振動の負荷となるため、人体が絶縁性の椅子または台上
に居るときでも、振動周波数（ＡＣ信号周波数）が２０
０ｋＨｚ以上で、電圧振動抑制効果（接地効果）が有効
になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】パネル上の一点を指または導電性
ペンで指示する、位置（座標）入力用の直接触式タッチ
パネル装置のみならず、タッチキーボードのようなパネ
ルの一区画を指または導電物で指示する、項目入力用の
直接触式タッチパネル装置、及び指または導電物の接触
のみを検出するスイッチ機能の直接触式タッチパネル装
置、またはこれらの機能を兼ね備えた装置としたもので
ある。
ペンで指示する、位置（座標）入力用の直接触式タッチ
パネル装置のみならず、タッチキーボードのようなパネ
ルの一区画を指または導電物で指示する、項目入力用の
直接触式タッチパネル装置、及び指または導電物の接触
のみを検出するスイッチ機能の直接触式タッチパネル装
置、またはこれらの機能を兼ね備えた装置としたもので
ある。
【００２１】
【実施例】以下本発明の詳細を添付図を参照して説明す
る。図１は、指７または導電性ペン（図示せず）の、セ
ンサーパネル３の面上における接触位置（Ｘ，Ｙ座標）
を検出する、直接触式タッチパネル装置の説明図であ
る。センサーパネル３は、均一な面抵抗体５の周辺に低
抵抗の周囲電極６を密着配設してある。その４隅（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ点）に各１本の引き出し線（シールド電線）
１０が接続されている。均一な面抵抗体５の表面に絶縁
層は無く、指７または導電性ペンが面抵抗体５に直に電
気的に接触する。従って本装置は静電容量結合式のもの
ではない。センサーパネル３の詳細構造については後述
する。シールド板４は必ずしも必要ではないが、ＣＲＴ
ディスプレイまたは液晶ディスプレイ装置等の表示面の
前に重ねて、センサーパネル３を配置する場合には、不
要電磁放射を受けなくするのに有効である。
る。図１は、指７または導電性ペン（図示せず）の、セ
ンサーパネル３の面上における接触位置（Ｘ，Ｙ座標）
を検出する、直接触式タッチパネル装置の説明図であ
る。センサーパネル３は、均一な面抵抗体５の周辺に低
抵抗の周囲電極６を密着配設してある。その４隅（Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ点）に各１本の引き出し線（シールド電線）
１０が接続されている。均一な面抵抗体５の表面に絶縁
層は無く、指７または導電性ペンが面抵抗体５に直に電
気的に接触する。従って本装置は静電容量結合式のもの
ではない。センサーパネル３の詳細構造については後述
する。シールド板４は必ずしも必要ではないが、ＣＲＴ
ディスプレイまたは液晶ディスプレイ装置等の表示面の
前に重ねて、センサーパネル３を配置する場合には、不
要電磁放射を受けなくするのに有効である。
【００２２】本装置はセンサーパネル３を含む電圧浮動
系１を作り、非浮動系２に対し５０〜６０Ｈｚの周波数
において絶縁性を有しており、人体の指７がセンサーパ
ネル３の導電面に直に触れても、ピリピリする電気感を
感じない構成としている（詳細は後述）。
系１を作り、非浮動系２に対し５０〜６０Ｈｚの周波数
において絶縁性を有しており、人体の指７がセンサーパ
ネル３の導電面に直に触れても、ピリピリする電気感を
感じない構成としている（詳細は後述）。
【００２３】信号処理部１１の、センサーパネル３との
各接続端子は、電圧浮動系基準電位回路１６に対し、低
インピーダンスであり、従ってセンサーパネル３（シー
ルド板４も含めて）全体が、電圧浮動系基準電位回路１
６に電位追従する。信号処理部１１は、電圧浮動系１に
属する電池または非浮動系から供給されるアイソレーシ
ョン電源１３により、電源供給される。電圧浮動系１と
非浮動系２との間のアナログまたはデジタル電気情報の
受け渡しは、アイソレータ１２を介して行っている。信
号処理の一部を非浮動系２に属するインターフェイス１
８内で行なってもよい。
各接続端子は、電圧浮動系基準電位回路１６に対し、低
インピーダンスであり、従ってセンサーパネル３（シー
ルド板４も含めて）全体が、電圧浮動系基準電位回路１
６に電位追従する。信号処理部１１は、電圧浮動系１に
属する電池または非浮動系から供給されるアイソレーシ
ョン電源１３により、電源供給される。電圧浮動系１と
非浮動系２との間のアナログまたはデジタル電気情報の
受け渡しは、アイソレータ１２を介して行っている。信
号処理の一部を非浮動系２に属するインターフェイス１
８内で行なってもよい。
【００２４】ここで商用電源（ＡＣ１００〜２００Ｖ、
５０〜６０Ｈｚ）に対するセンサーパネル３の絶縁性に
ついて説明する。これは電圧浮動系１の非浮動系２から
の絶縁性を得ることにより達成している。商用電源か
ら、本装置を含むシステムの非浮動系グランド回路１７
に、各電源トランス（図示せず）を介し、電磁結合を介
し、または電源ノイズフィルタ（特にコンデンサを使用
するもの）を介して、図１に交流電源からの結合等価電
圧源１９として示した電源成分が、多かれ少なかれ伝わ
って（誘起して）いる。参照符号２０（Ｚ2）は非浮動
系グランド回路１７の接地インピーダンスである。以上
の説明のように、非浮動系グランド回路１７は、通常、
接地２１から見て電源周波数成分をある程度含んでい
る。
５０〜６０Ｈｚ）に対するセンサーパネル３の絶縁性に
ついて説明する。これは電圧浮動系１の非浮動系２から
の絶縁性を得ることにより達成している。商用電源か
ら、本装置を含むシステムの非浮動系グランド回路１７
に、各電源トランス（図示せず）を介し、電磁結合を介
し、または電源ノイズフィルタ（特にコンデンサを使用
するもの）を介して、図１に交流電源からの結合等価電
圧源１９として示した電源成分が、多かれ少なかれ伝わ
って（誘起して）いる。参照符号２０（Ｚ2）は非浮動
系グランド回路１７の接地インピーダンスである。以上
の説明のように、非浮動系グランド回路１７は、通常、
接地２１から見て電源周波数成分をある程度含んでい
る。
【００２５】本装置は、非浮動系グランド回路１７と電
圧浮動系基準電位回路１６とを、ＡＣ信号カップリング
コンデンサ１５を介し接続している。このコンデンサ１
５のみが電圧浮動系１と非浮動系２との絶縁性を決定し
ている。参照符号１４は、指７のタッチ位置（Ｘ，Ｙ座
標）を検出するためのＡＣ信号発生器であり、本実施例
では４６０ｋＨｚを発生し、５０〜６０Ｈｚに対するイ
ンピーダンスは零と見なしてよい。
圧浮動系基準電位回路１６とを、ＡＣ信号カップリング
コンデンサ１５を介し接続している。このコンデンサ１
５のみが電圧浮動系１と非浮動系２との絶縁性を決定し
ている。参照符号１４は、指７のタッチ位置（Ｘ，Ｙ座
標）を検出するためのＡＣ信号発生器であり、本実施例
では４６０ｋＨｚを発生し、５０〜６０Ｈｚに対するイ
ンピーダンスは零と見なしてよい。
【００２６】ＡＣ１００Ｖの、人体に対する安全性の目
安としては１ＭΩ以上のインピーダンスと言われてい
る。６０Ｈｚにおいて１ＭΩのインピーダンスは、コン
デンサの場合約２５００ｐＦである。多くの場合、電源
ノイズフィルタは電源電圧を１／２に分圧し、そのグラ
ンド回路に伝える。この場合は約５００ｋΩのインピー
ダンスである５０００ｐＦでもよいことになる。本実施
例ではＡＣ信号カップリングコンデンサ１５（商用電源
に対する絶縁コンデンサ）の値を２２００ｐＦとしてい
る。
安としては１ＭΩ以上のインピーダンスと言われてい
る。６０Ｈｚにおいて１ＭΩのインピーダンスは、コン
デンサの場合約２５００ｐＦである。多くの場合、電源
ノイズフィルタは電源電圧を１／２に分圧し、そのグラ
ンド回路に伝える。この場合は約５００ｋΩのインピー
ダンスである５０００ｐＦでもよいことになる。本実施
例ではＡＣ信号カップリングコンデンサ１５（商用電源
に対する絶縁コンデンサ）の値を２２００ｐＦとしてい
る。
【００２７】ここで、商用電源以外の電源から必要電力
を供給される場合について述べる。例えば電池または専
用発電装置等の接地２１から独立した電源（図示せず）
を使用する場合、本装置の全回路が電源に関して接地２
１から断たれるため、指７へ印加される電源関係の電流
は原理的に無い。従って、ＡＣ信号カップリングコンデ
ンサ１５（絶縁コンデンサ）は必要なく、直結すること
が出来る。この場合、電圧浮動系１の多くの部分は、Ａ
Ｃ信号発生器１４により電圧浮動の動作となるが、ＡＣ
信号発生器１４の電圧レベルが０．４Ｖｒｍｓという小
さな電圧振幅であり、アイソレータ１２を必要とするほ
どではなく、そこを直結することは容易である。更に、
信号処理部１１の電源１３も非浮動系２から必ずしもア
イソレーションする必要はない。同様のことは、商用電
源から電力供給される場合でも、絶縁トランスを介した
場合に言えて、やはり接地２１から電源関係において独
立した動作となる。
を供給される場合について述べる。例えば電池または専
用発電装置等の接地２１から独立した電源（図示せず）
を使用する場合、本装置の全回路が電源に関して接地２
１から断たれるため、指７へ印加される電源関係の電流
は原理的に無い。従って、ＡＣ信号カップリングコンデ
ンサ１５（絶縁コンデンサ）は必要なく、直結すること
が出来る。この場合、電圧浮動系１の多くの部分は、Ａ
Ｃ信号発生器１４により電圧浮動の動作となるが、ＡＣ
信号発生器１４の電圧レベルが０．４Ｖｒｍｓという小
さな電圧振幅であり、アイソレータ１２を必要とするほ
どではなく、そこを直結することは容易である。更に、
信号処理部１１の電源１３も非浮動系２から必ずしもア
イソレーションする必要はない。同様のことは、商用電
源から電力供給される場合でも、絶縁トランスを介した
場合に言えて、やはり接地２１から電源関係において独
立した動作となる。
【００２８】次に指７のセンサーパネル３上における位
置（Ｘ，Ｙ座標）を検出する時の動作について説明す
る。ＡＣ信号発生器１４が４６０ｋＨｚ ０．４Ｖｒｍ
ｓの正弦波を発生する。ＡＣ信号カップリングコンデン
サ１５は２２００ｐＦであり、４６０ｋＨｚに対するイ
ンピーダンス値は１６０Ωとなり、ＡＣ信号カップリン
グ用として充分に低いインピーダンス値である。センサ
ーパネル３は前述のように電圧浮動系基準電位回路１６
に電位追従する。センサーパネル３の均一な面抵抗体５
と指７は直接触するので、その接触点の接触抵抗は無い
ものと見なせる。しかし、人体は数ｋΩ〜１０ｋΩ程度
の抵抗分のある導電体であり、参照符号８で等価抵抗と
して示した。
置（Ｘ，Ｙ座標）を検出する時の動作について説明す
る。ＡＣ信号発生器１４が４６０ｋＨｚ ０．４Ｖｒｍ
ｓの正弦波を発生する。ＡＣ信号カップリングコンデン
サ１５は２２００ｐＦであり、４６０ｋＨｚに対するイ
ンピーダンス値は１６０Ωとなり、ＡＣ信号カップリン
グ用として充分に低いインピーダンス値である。センサ
ーパネル３は前述のように電圧浮動系基準電位回路１６
に電位追従する。センサーパネル３の均一な面抵抗体５
と指７は直接触するので、その接触点の接触抵抗は無い
ものと見なせる。しかし、人体は数ｋΩ〜１０ｋΩ程度
の抵抗分のある導電体であり、参照符号８で等価抵抗と
して示した。
【００２９】人体は、従来から説明されているような接
地容量、及び本出願の一要点である接地効果（詳細は後
述）による、合成されたインピーダンス９（Ｚ1）を介
し接地２１されている。非浮動系の接地インピーダンス
２０（Ｚ2）は、容量を介しまたは商用電源供給ライン
を介して接地２１するインピーダンスであり、通常、人
体の接地効果インピーダンス９（Ｚ1）よりも小さいイ
ンピーダンス値である。交流電源からの結合等価電圧源
１９はＡＣ信号周波数に対して零のインピーダンスと見
なしてよい。また、交流電源からの、６０Ｈｚ以上の周
波数のノイズ成分も多少重畳される。
地容量、及び本出願の一要点である接地効果（詳細は後
述）による、合成されたインピーダンス９（Ｚ1）を介
し接地２１されている。非浮動系の接地インピーダンス
２０（Ｚ2）は、容量を介しまたは商用電源供給ライン
を介して接地２１するインピーダンスであり、通常、人
体の接地効果インピーダンス９（Ｚ1）よりも小さいイ
ンピーダンス値である。交流電源からの結合等価電圧源
１９はＡＣ信号周波数に対して零のインピーダンスと見
なしてよい。また、交流電源からの、６０Ｈｚ以上の周
波数のノイズ成分も多少重畳される。
【００３０】座標検出用のＡＣ信号の電流ループは次の
通りである。ＡＣ信号発生器１４，電圧浮動系基準電位
回路１６，信号処理部１１の低入力インピーダンス回
路，シールド電線１０，低抵抗の周囲電極６，均一な面
抵抗体５，指７，人体の等価抵抗８，人体の接地効果イ
ンピーダンス９（Ｚ1），接地２１，非浮動系の接地イ
ンピーダンス２０（Ｚ2），交流電源からの結合等価電
圧源１９，非浮動系グランド回路１７，ＡＣ信号カップ
リングコンデンサ１５，そして元のＡＣ信号発生器１
４。
通りである。ＡＣ信号発生器１４，電圧浮動系基準電位
回路１６，信号処理部１１の低入力インピーダンス回
路，シールド電線１０，低抵抗の周囲電極６，均一な面
抵抗体５，指７，人体の等価抵抗８，人体の接地効果イ
ンピーダンス９（Ｚ1），接地２１，非浮動系の接地イ
ンピーダンス２０（Ｚ2），交流電源からの結合等価電
圧源１９，非浮動系グランド回路１７，ＡＣ信号カップ
リングコンデンサ１５，そして元のＡＣ信号発生器１
４。
【００３１】この内、インピーダンス値が１ｋΩ以上に
なるものは、人体の等価抵抗８と人体の接地効果インピ
ーダンス９（Ｚ1）及び非浮動系の構成状態にもよるが
その接地インピーダンス２０（Ｚ2）である。これらの
３要素の内、人体の接地効果インピーダンス９（Ｚ1）
は大きな変動幅があり、センサーパネル３に流れるＡＣ
信号電流の大きさに大変影響する。本実施例において、
指７に流れるＡＣ信号電流の最大値は８０μＡｒｍｓ程
度である。
なるものは、人体の等価抵抗８と人体の接地効果インピ
ーダンス９（Ｚ1）及び非浮動系の構成状態にもよるが
その接地インピーダンス２０（Ｚ2）である。これらの
３要素の内、人体の接地効果インピーダンス９（Ｚ1）
は大きな変動幅があり、センサーパネル３に流れるＡＣ
信号電流の大きさに大変影響する。本実施例において、
指７に流れるＡＣ信号電流の最大値は８０μＡｒｍｓ程
度である。
【００３２】面抵抗体５は均一な抵抗値分布をしてお
り、指７に流れるＡＣ信号電流が、その直接触点により
近い接続点（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点）に、より多く流れる。
従って、信号処理部１１の４つの各端子に流れるＡＣ信
号電流値から、センサーパネル３上の指７の接触点
（Ｘ，Ｙ座標）を算出する。
り、指７に流れるＡＣ信号電流が、その直接触点により
近い接続点（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点）に、より多く流れる。
従って、信号処理部１１の４つの各端子に流れるＡＣ信
号電流値から、センサーパネル３上の指７の接触点
（Ｘ，Ｙ座標）を算出する。
【００３３】ここで、人体の接地効果インピーダンス９
（Ｚ1）について説明する。人体が、普通に地上に靴を
履き立っている時、または容量接地された導電性の机の
直前に居る時、接地容量は実測（１０ｋＨｚを使用）で
１０ｐＦ以上であった。しかし、人体が地上２０ｃｍの
絶縁台上に立っている時の接地容量を実測すると（１０
ｋＨｚを使用）、１ｐＦにも満たなかった。ところが、
４６０ｋＨｚで接地インピーダンス値を実測してみると
７ｋΩ前後であった。１ｐＦの４６０ｋＨｚにおけるイ
ンピーダンス値は３５０ｋΩであり、従って接地容量以
外の接地効果要因がある。この要因は、人体がアンテナ
となる時の、電磁波を放射する際の放射インピーダンス
が負荷となることによる、人体の電圧振動抑制効果（接
地効果）であることが、各実験の結果判明した。
（Ｚ1）について説明する。人体が、普通に地上に靴を
履き立っている時、または容量接地された導電性の机の
直前に居る時、接地容量は実測（１０ｋＨｚを使用）で
１０ｐＦ以上であった。しかし、人体が地上２０ｃｍの
絶縁台上に立っている時の接地容量を実測すると（１０
ｋＨｚを使用）、１ｐＦにも満たなかった。ところが、
４６０ｋＨｚで接地インピーダンス値を実測してみると
７ｋΩ前後であった。１ｐＦの４６０ｋＨｚにおけるイ
ンピーダンス値は３５０ｋΩであり、従って接地容量以
外の接地効果要因がある。この要因は、人体がアンテナ
となる時の、電磁波を放射する際の放射インピーダンス
が負荷となることによる、人体の電圧振動抑制効果（接
地効果）であることが、各実験の結果判明した。
【００３４】因みに、人体が１ｍの高さの絶縁台上に居
る場合でも、４６０ｋＨｚにおいて接地インピーダンス
値は上記と大差ない。また大人が台上でしゃがむ時、ま
たは小学校低学年の子供がその台上に立った時は、実測
で１５ｋΩ前後であった。また、周波数が２００ｋＨｚ
の時は、上記のいずれの場合も、接地効果が１／２〜１
／２．５に低下した。（人体の接地インピーダンス値が
増大した。）
る場合でも、４６０ｋＨｚにおいて接地インピーダンス
値は上記と大差ない。また大人が台上でしゃがむ時、ま
たは小学校低学年の子供がその台上に立った時は、実測
で１５ｋΩ前後であった。また、周波数が２００ｋＨｚ
の時は、上記のいずれの場合も、接地効果が１／２〜１
／２．５に低下した。（人体の接地インピーダンス値が
増大した。）
【００３５】以上をまとめると、電磁波の放射インピー
ダンスは、波長に比しサイズがはるかに小さな人体（導
電体）の場合、電気振動周波数と導電体（人体）のサイ
ズ（主に長さ）との積に略反比例する。２００ｋＨｚ〜
５００ｋＨｚの電磁波の波長は１．５ｋｍ〜６００ｍな
ので、人体のサイズの場合、その放射インピーダンス値
は上記程度となることは理解されるであろう。２００ｋ
Ｈｚ以下のＡＣ信号周波数では、人体の居る条件によ
り、図１のＡＣ信号ループ電流の大きさが変動し過ぎる
ため、無条件安定の座標検出が非常に困難であった。本
実施例の、ＡＣ信号発生器１４の周波数が４６０ｋＨｚ
の場合に、人体の居る条件による、センサーパネル３に
流れるトータルのＡＣ信号電流の変動幅は約３倍の範囲
内である。
ダンスは、波長に比しサイズがはるかに小さな人体（導
電体）の場合、電気振動周波数と導電体（人体）のサイ
ズ（主に長さ）との積に略反比例する。２００ｋＨｚ〜
５００ｋＨｚの電磁波の波長は１．５ｋｍ〜６００ｍな
ので、人体のサイズの場合、その放射インピーダンス値
は上記程度となることは理解されるであろう。２００ｋ
Ｈｚ以下のＡＣ信号周波数では、人体の居る条件によ
り、図１のＡＣ信号ループ電流の大きさが変動し過ぎる
ため、無条件安定の座標検出が非常に困難であった。本
実施例の、ＡＣ信号発生器１４の周波数が４６０ｋＨｚ
の場合に、人体の居る条件による、センサーパネル３に
流れるトータルのＡＣ信号電流の変動幅は約３倍の範囲
内である。
【００３６】以上の説明の通り、人体または導電物の接
地効果を利用し、センサーパネルにＡＣ信号電流を直接
触により流通させる総てのタッチパネル装置は、図１に
示す装置に限らず、接地効果が有効である事に依存して
いるので、２００ｋＨｚ以上のＡＣ信号周波数で高信頼
の検出ができる。またパルス信号を使用するものでも、
その信号の中に２００ｋＨｚ以上の周波数成分を計測可
能に含むものは、上記のメリットを持つ。更に、電池を
電源とする携帯用の機器に使用される直接触式タッチパ
ネル装置でも、その非浮動系グランド回路の接地効果
が、２００ｋＨｚ以上のＡＣ信号周波数で向上すること
も確認している。
地効果を利用し、センサーパネルにＡＣ信号電流を直接
触により流通させる総てのタッチパネル装置は、図１に
示す装置に限らず、接地効果が有効である事に依存して
いるので、２００ｋＨｚ以上のＡＣ信号周波数で高信頼
の検出ができる。またパルス信号を使用するものでも、
その信号の中に２００ｋＨｚ以上の周波数成分を計測可
能に含むものは、上記のメリットを持つ。更に、電池を
電源とする携帯用の機器に使用される直接触式タッチパ
ネル装置でも、その非浮動系グランド回路の接地効果
が、２００ｋＨｚ以上のＡＣ信号周波数で向上すること
も確認している。
【００３７】次に、信号処理部11の入力回路に使用した
電流/電圧変換回路について説明する。図2にその低入力
インピーダンスのＡＣ電流／ＡＣ電圧変換回路例を示
す。基本部分はトランジスタ25とＬＣ共振回路23及び24
である。トランジスタ25は、抵抗30を介してＡＣ的にベ
ース接地され、エミッタへ入力するＡＣ信号電流の９
９．５％程度をコレクタへ伝達する。トランジスタ25の
コレクタそのものの出力インピーダンス値は大きく、ア
ナログ・マルチプレクサ２７で選択されている時、並列
共振回路23及び24のＱ値をあまり低下させないので、Ａ
Ｃ信号周波数において高インピーダンスとなり、トラン
ス・インピーダンス値が大きく、従ってＡＣ信号発生器
14の周波数成分に対してＡＣ電流／ＡＣ電圧変換効率が
高い。この信号電流／信号電圧変換効率が高いにもかか
わらず、ノイズを含めたダイナミックレンジを極めて大
きくし、耐ノイズ性を大幅に強化していることも特徴で
あり、その作用も含めて以下に述べる。
電流/電圧変換回路について説明する。図2にその低入力
インピーダンスのＡＣ電流／ＡＣ電圧変換回路例を示
す。基本部分はトランジスタ25とＬＣ共振回路23及び24
である。トランジスタ25は、抵抗30を介してＡＣ的にベ
ース接地され、エミッタへ入力するＡＣ信号電流の９
９．５％程度をコレクタへ伝達する。トランジスタ25の
コレクタそのものの出力インピーダンス値は大きく、ア
ナログ・マルチプレクサ２７で選択されている時、並列
共振回路23及び24のＱ値をあまり低下させないので、Ａ
Ｃ信号周波数において高インピーダンスとなり、トラン
ス・インピーダンス値が大きく、従ってＡＣ信号発生器
14の周波数成分に対してＡＣ電流／ＡＣ電圧変換効率が
高い。この信号電流／信号電圧変換効率が高いにもかか
わらず、ノイズを含めたダイナミックレンジを極めて大
きくし、耐ノイズ性を大幅に強化していることも特徴で
あり、その作用も含めて以下に述べる。
【００３８】トランジスタ２５は、そのエミッタ瞬時電
流が零近くになるまで、その電流値にほとんど関係な
く、ＤＣ成分をも含めてエミッタ瞬時電流の約９９．５
％（ほぼ一定値）をそのコレクタに伝達するので、リニ
アリティが必要充分に良好であり、回路の線型性が保た
れる。また、ＡＣ信号と違う周波数のノイズ電流成分に
対して、コレクタ電圧の変化はなく、コレクタ側の回路
は飽和しない。回路の線型性が崩れるのは、エミッタ瞬
時電流が略零に到達した時からである。すなわち、本実
施例において、ＡＣ信号電流は、多くても８０μＡｒｍ
ｓ程度であり、ＤＣバイアス電流の約１．３ｍＡが零近
くまでになるノイズ混入に対して、信号周波数成分に対
して歪みが発生せず、信号レベルの＋２１ｄＢの違う周
波数成分のノイズが混入しても、検出位置がずれる程で
はない。つまり、電流/電圧変換効率が高くても、信号
周波数と違う周波数帯域のノイズが＋２１ｄＢのレベル
で混入しても、本回路は飽和せず、ダイナミックレンジ
が極めて大きい。
流が零近くになるまで、その電流値にほとんど関係な
く、ＤＣ成分をも含めてエミッタ瞬時電流の約９９．５
％（ほぼ一定値）をそのコレクタに伝達するので、リニ
アリティが必要充分に良好であり、回路の線型性が保た
れる。また、ＡＣ信号と違う周波数のノイズ電流成分に
対して、コレクタ電圧の変化はなく、コレクタ側の回路
は飽和しない。回路の線型性が崩れるのは、エミッタ瞬
時電流が略零に到達した時からである。すなわち、本実
施例において、ＡＣ信号電流は、多くても８０μＡｒｍ
ｓ程度であり、ＤＣバイアス電流の約１．３ｍＡが零近
くまでになるノイズ混入に対して、信号周波数成分に対
して歪みが発生せず、信号レベルの＋２１ｄＢの違う周
波数成分のノイズが混入しても、検出位置がずれる程で
はない。つまり、電流/電圧変換効率が高くても、信号
周波数と違う周波数帯域のノイズが＋２１ｄＢのレベル
で混入しても、本回路は飽和せず、ダイナミックレンジ
が極めて大きい。
【００３９】エミッタＤＣバイアス電流をもっと大きく
設計すればノイズ余裕度を更に大きくすることは可能で
ある。商用電源の５０〜６０Ｈｚのノイズ成分が人体に
誘起しても、ＡＣ信号カップリングコンデンサ１５（図
1の絶縁コンデンサ）が低周波ノイズ電流を強力に阻止
してくれる。本回路は直接触式タッチパネル装置の大き
なノイズ混入性に対し、強力に対処したものであり、テ
レビ、パーソナルコンピュータ、ＣＲＴモニタ、液晶デ
ィスプレイ等と共に使用される環境下での安定動作を提
供する。因みに従来の指タッチ位置検出装置のノイズ余
裕度は、演算増幅器が飽和し易く、せいぜい０ｄＢ程度
である。
設計すればノイズ余裕度を更に大きくすることは可能で
ある。商用電源の５０〜６０Ｈｚのノイズ成分が人体に
誘起しても、ＡＣ信号カップリングコンデンサ１５（図
1の絶縁コンデンサ）が低周波ノイズ電流を強力に阻止
してくれる。本回路は直接触式タッチパネル装置の大き
なノイズ混入性に対し、強力に対処したものであり、テ
レビ、パーソナルコンピュータ、ＣＲＴモニタ、液晶デ
ィスプレイ等と共に使用される環境下での安定動作を提
供する。因みに従来の指タッチ位置検出装置のノイズ余
裕度は、演算増幅器が飽和し易く、せいぜい０ｄＢ程度
である。
【００４０】アナログ・マルチプレクサ２７は４個の入
力回路の内の１回路を並列共振回路２３及び24へ接続
し、時分割でＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点のＡＣ信号電流を計測で
きるようにしている。ダイオード２２はアナログ・マル
チプレクサ２７で選択されていない時にも、入力回路を
動作させておき、本回路の入力インピーダンスを常時一
定値に保持するための、クランプ作用のある代用負荷で
ある。アナログ・マルチプレクサ２７は内部に浮遊容量
を持っているが、それは共振コンデンサ２４の一部と見
なせるため、信号ロスの要因とはならない。更に本装置
は、従来の装置と異なり、電圧浮動系基準電位回路１６
に対するシングルエンドの信号処理であるため、本回路
の総ての浮遊容量から、信号成分へ加わる有害なスプリ
アス成分はない。これも本装置の特徴の１つである。
力回路の内の１回路を並列共振回路２３及び24へ接続
し、時分割でＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点のＡＣ信号電流を計測で
きるようにしている。ダイオード２２はアナログ・マル
チプレクサ２７で選択されていない時にも、入力回路を
動作させておき、本回路の入力インピーダンスを常時一
定値に保持するための、クランプ作用のある代用負荷で
ある。アナログ・マルチプレクサ２７は内部に浮遊容量
を持っているが、それは共振コンデンサ２４の一部と見
なせるため、信号ロスの要因とはならない。更に本装置
は、従来の装置と異なり、電圧浮動系基準電位回路１６
に対するシングルエンドの信号処理であるため、本回路
の総ての浮遊容量から、信号成分へ加わる有害なスプリ
アス成分はない。これも本装置の特徴の１つである。
【００４１】トランジスタ２５のエミッタ入力インピー
ダンス値は、これのみでは１５Ω以上であり、本実施例
におけるセンサーパネル３の構造に対しては、もっと低
入力インピーダンス値が望まれるので、トランジスタ２
８による反転増幅回路を追加している。電流/電圧変換
トランジスタ２５のエミッタ電圧が変動すると、ＡＣカ
ップリングコンデンサ３７を介してトランジスタ２８の
ベースへ、電圧変動分として印加される。この電圧変動
分は、エミッタ接地トランジスタ２８により位相反転増
幅され、トランジスタ２５のベースへ印加され、このベ
ースＤＣ電圧を変調する。この変調は、トランジスタ２
５のエミッタ電圧変動を少なくする方向に働く。すなわ
ち、トランジスタ２５のエミッタ入力インピーダンスが
低下する。本実施例では４６０ｋＨｚにおいて、２．５
Ω±０．５Ωを得た。各回路定数は、参考例として符号
の説明の欄を参照されたい。
ダンス値は、これのみでは１５Ω以上であり、本実施例
におけるセンサーパネル３の構造に対しては、もっと低
入力インピーダンス値が望まれるので、トランジスタ２
８による反転増幅回路を追加している。電流/電圧変換
トランジスタ２５のエミッタ電圧が変動すると、ＡＣカ
ップリングコンデンサ３７を介してトランジスタ２８の
ベースへ、電圧変動分として印加される。この電圧変動
分は、エミッタ接地トランジスタ２８により位相反転増
幅され、トランジスタ２５のベースへ印加され、このベ
ースＤＣ電圧を変調する。この変調は、トランジスタ２
５のエミッタ電圧変動を少なくする方向に働く。すなわ
ち、トランジスタ２５のエミッタ入力インピーダンスが
低下する。本実施例では４６０ｋＨｚにおいて、２．５
Ω±０．５Ωを得た。各回路定数は、参考例として符号
の説明の欄を参照されたい。
【００４２】注意すべきことは、トランジスタ２５のエ
ミッタに接続される浮遊容量が５００〜１０００ｐＦと
大きいことである。従って回路の安定動作のためには、
抵抗３３とコンデンサ３４による位相補償が必要であ
る。それでも開ループ・ゲインは、本実施例での４６０
ｋＨｚにおいて、ほとんど低下しない。この回路は１０
００ｐＦの入力浮遊容量でも全く安定である。本回路の
代わりに演算増幅器を使用すると、サミング点にこの浮
遊容量が入るため、２．５Ωの入力インピーダンスを保
持しての安定動作は得難い。
ミッタに接続される浮遊容量が５００〜１０００ｐＦと
大きいことである。従って回路の安定動作のためには、
抵抗３３とコンデンサ３４による位相補償が必要であ
る。それでも開ループ・ゲインは、本実施例での４６０
ｋＨｚにおいて、ほとんど低下しない。この回路は１０
００ｐＦの入力浮遊容量でも全く安定である。本回路の
代わりに演算増幅器を使用すると、サミング点にこの浮
遊容量が入るため、２．５Ωの入力インピーダンスを保
持しての安定動作は得難い。
【００４３】図２に示す回路の入力インピーダンスが、
センサーパネル３の低抵抗の周囲電極６の各辺の両端間
抵抗値に比して充分に小さくないと、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点
への電流配分比が小さくなり、従って算出位置のエラー
要因となる。また、この入力インピーダンス値を小さく
したことは、シールド電線１０，シールド板４等の大き
な浮遊容量による信号ロスを防止することでもある。本
実施例でのセンサーパネル３の各抵抗値は、均一な面抵
抗体５が１ｋΩ／□であり、低抵抗の周囲電極６の各辺
の両端間抵抗値が１２０Ωであって、実際の入力位置に
対する算出位置の湾曲性（直線性）は、補正無しでもほ
とんど直線と見なし得る程度であり、図2の回路の入力
インピーダンス値も含めて、各パラメータが理想に近い
値であることを確認している。
センサーパネル３の低抵抗の周囲電極６の各辺の両端間
抵抗値に比して充分に小さくないと、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点
への電流配分比が小さくなり、従って算出位置のエラー
要因となる。また、この入力インピーダンス値を小さく
したことは、シールド電線１０，シールド板４等の大き
な浮遊容量による信号ロスを防止することでもある。本
実施例でのセンサーパネル３の各抵抗値は、均一な面抵
抗体５が１ｋΩ／□であり、低抵抗の周囲電極６の各辺
の両端間抵抗値が１２０Ωであって、実際の入力位置に
対する算出位置の湾曲性（直線性）は、補正無しでもほ
とんど直線と見なし得る程度であり、図2の回路の入力
インピーダンス値も含めて、各パラメータが理想に近い
値であることを確認している。
【００４４】図２の回路はバイポーラトランジスタで説
明したが、電界効果トランジスタを使用しても同様の特
性に出来る。また、入力部のＡＣカップリングコンデン
サ３９の代わりにコイル結合による入力部にしてもよ
い。従来の、指から人体へＡＣ信号電流を流通させる、
指タッチ位置検出装置は、シールド板、シールド電線、
装置筐体等との浮遊容量へもＡＣ信号電流が流れ、本来
の指へのＡＣ信号電流の正味分は５％にも満たないた
め、検出位置精度を確保することが困難だった。本実施
例では、シールド板４及びシールド電線１０の浮遊容量
に流れるＡＣ信号電流は略零であり、装置筐体に少し流
れるが、指７に流れる正味ＡＣ信号分が約９５％を占め
るため、従来に比し非常に信号の信頼性が増し、より安
定に接触位置検出を得た。
明したが、電界効果トランジスタを使用しても同様の特
性に出来る。また、入力部のＡＣカップリングコンデン
サ３９の代わりにコイル結合による入力部にしてもよ
い。従来の、指から人体へＡＣ信号電流を流通させる、
指タッチ位置検出装置は、シールド板、シールド電線、
装置筐体等との浮遊容量へもＡＣ信号電流が流れ、本来
の指へのＡＣ信号電流の正味分は５％にも満たないた
め、検出位置精度を確保することが困難だった。本実施
例では、シールド板４及びシールド電線１０の浮遊容量
に流れるＡＣ信号電流は略零であり、装置筐体に少し流
れるが、指７に流れる正味ＡＣ信号分が約９５％を占め
るため、従来に比し非常に信号の信頼性が増し、より安
定に接触位置検出を得た。
【００４５】ここまでに説明した本出願の各要点は、パ
ネル上の一点を指または導電性ペンで指示する、位置
（座標）入力用の直接触式タッチパネル装置のみなら
ず、タッチキーボードのようなパネルの一区画を指また
は導電物で指示する、項目入力用の直接触式タッチパネ
ル装置、及び指または導電物の接触のみを検出する、ス
イッチ機能の直接触式タッチパネル装置へも有効に利用
出来ることは理解されるであろう。
ネル上の一点を指または導電性ペンで指示する、位置
（座標）入力用の直接触式タッチパネル装置のみなら
ず、タッチキーボードのようなパネルの一区画を指また
は導電物で指示する、項目入力用の直接触式タッチパネ
ル装置、及び指または導電物の接触のみを検出する、ス
イッチ機能の直接触式タッチパネル装置へも有効に利用
出来ることは理解されるであろう。
【００４６】図２の回路は、従来に比し耐ノイズ性が優
れており、それを使用した図１に示す装置は普通の事務
所の環境で充分実用になる指接触位置及び導電性ペンの
接触位置の検出精度を得た。更にシビアなノイズ環境で
の座標検出精度の確保のため、以下に述べる改善も行っ
た。一般的に言ってｎ回（ｎは正の整数）のサンプルを
取りそれを平均化すると、Ｓ／Ｎ比は√ｎ倍に改善され
る。本実施例の場合、センサーパネル３の４隅に流れる
各ＡＣ信号電流の比から座標を算出するため、平均化す
る必要はなく、アナログ／デジタル変換器の各出力をｎ
回加えた和の値で表わした、センサーパネル３の各点
（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点）のデジタル電流値から座標計算す
ると、その結果はノイズの影響が１／√ｎに減少したも
のになる。この効果と同時にＡ／Ｄの分解能の向上も得
た。
れており、それを使用した図１に示す装置は普通の事務
所の環境で充分実用になる指接触位置及び導電性ペンの
接触位置の検出精度を得た。更にシビアなノイズ環境で
の座標検出精度の確保のため、以下に述べる改善も行っ
た。一般的に言ってｎ回（ｎは正の整数）のサンプルを
取りそれを平均化すると、Ｓ／Ｎ比は√ｎ倍に改善され
る。本実施例の場合、センサーパネル３の４隅に流れる
各ＡＣ信号電流の比から座標を算出するため、平均化す
る必要はなく、アナログ／デジタル変換器の各出力をｎ
回加えた和の値で表わした、センサーパネル３の各点
（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ点）のデジタル電流値から座標計算す
ると、その結果はノイズの影響が１／√ｎに減少したも
のになる。この効果と同時にＡ／Ｄの分解能の向上も得
た。
【００４７】図３はＳ／Ｎ比を向上させると同時に高分
解能化したＡ／Ｄの回路構成図である。この回路は図１
に示す装置の信号処理部１１内に入れても、またはイン
ターフェイス１８内に入れてもよい。容易な理解のた
め、抵抗等の数値を入れた。ＡＣ／ＤＣコンバータ４２
（一種のＡＭ検波器）の出力インピーダンス値は大変小
さいので零と見なしてよい。また、ここの１０ビットＡ
ＤＣ５１（アナログ／デジタル変換器）の入力インピー
ダンス値は大変大きいので、その入力電流は無視してよ
い。
解能化したＡ／Ｄの回路構成図である。この回路は図１
に示す装置の信号処理部１１内に入れても、またはイン
ターフェイス１８内に入れてもよい。容易な理解のた
め、抵抗等の数値を入れた。ＡＣ／ＤＣコンバータ４２
（一種のＡＭ検波器）の出力インピーダンス値は大変小
さいので零と見なしてよい。また、ここの１０ビットＡ
ＤＣ５１（アナログ／デジタル変換器）の入力インピー
ダンス値は大変大きいので、その入力電流は無視してよ
い。
【００４８】抵抗４５〜４８とマイクロコンピュータ５
２の４ビットデジタル出力とで電流出力型の４ビットＤ
／Ａを構成している。この目的のためにはマイクロコン
ピュータ５２はＣＭＯＳ型がよい。従って抵抗４４の右
端へ１６段階の電流（正及び負を含む）を印加する。故
に抵抗４４は１６段階（約２０ｍＶ振幅）の電位差を生
じ、これがＡＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧に重畳
する。この電圧変化（１０ビットＡＤＣ５１の入力）の
様子を図４に示す。始めの１６段階は上昇のスロープで
あり、後の１６段階は下降のスロープとし、上昇時と下
降時の微妙な特性差を吸収させている。
２の４ビットデジタル出力とで電流出力型の４ビットＤ
／Ａを構成している。この目的のためにはマイクロコン
ピュータ５２はＣＭＯＳ型がよい。従って抵抗４４の右
端へ１６段階の電流（正及び負を含む）を印加する。故
に抵抗４４は１６段階（約２０ｍＶ振幅）の電位差を生
じ、これがＡＣ／ＤＣコンバータ４２の出力電圧に重畳
する。この電圧変化（１０ビットＡＤＣ５１の入力）の
様子を図４に示す。始めの１６段階は上昇のスロープで
あり、後の１６段階は下降のスロープとし、上昇時と下
降時の微妙な特性差を吸収させている。
【００４９】この階段状三角波の振幅は本実施例では１
０ビットＡＤＣ５１の約４ＬＳＢ分に設定している。２
ＬＳＢ分に設定しても可能であるがリニアリティが少し
劣るものとなる。その理由は一般にＡ／Ｄコンバータ素
子は最下位ビットはさほど信用できないためである（図
４では各１ＬＳＢ分を理想的な等間隔で示した）。図４
に示す階段状三角波電圧の各段において１０ビットのＡ
／Ｄ変換を行い計３２回の１０ビットのＡ／Ｄ変換し、
各デジタル出力を加算し、その１５ビットデータを１サ
ンプルのデータとしている。しかし信頼できるのは、こ
の構成において、上位約１３ビットである。座標計算は
１５ビットデータのままで行い、最終的な座標値で０．
１ｍｍ以下を丸めて出力している。導電性ペンを使用す
る時でも、この分解能で充分である。
０ビットＡＤＣ５１の約４ＬＳＢ分に設定している。２
ＬＳＢ分に設定しても可能であるがリニアリティが少し
劣るものとなる。その理由は一般にＡ／Ｄコンバータ素
子は最下位ビットはさほど信用できないためである（図
４では各１ＬＳＢ分を理想的な等間隔で示した）。図４
に示す階段状三角波電圧の各段において１０ビットのＡ
／Ｄ変換を行い計３２回の１０ビットのＡ／Ｄ変換し、
各デジタル出力を加算し、その１５ビットデータを１サ
ンプルのデータとしている。しかし信頼できるのは、こ
の構成において、上位約１３ビットである。座標計算は
１５ビットデータのままで行い、最終的な座標値で０．
１ｍｍ以下を丸めて出力している。導電性ペンを使用す
る時でも、この分解能で充分である。
【００５０】以上の説明の通り、使用しているのは１０
ビットＡＤＣ５１であるが、約１３ビットの分解能を得
ている。Ａ３サイズ相当のセンサーパネル３の場合で
も、０．１ｍｍの分解能は１２．１ビットに相当するの
でこれでちょうどよい。コンデンサ５０はマイクロコン
ピュータ５２の４ビットデジタル出力が変化した時の電
圧ショックを吸収するためと、ＡＣ／ＤＣコンバータ４
２の出力に含まれるノイズの除去効果を少し持たせてい
る。
ビットＡＤＣ５１であるが、約１３ビットの分解能を得
ている。Ａ３サイズ相当のセンサーパネル３の場合で
も、０．１ｍｍの分解能は１２．１ビットに相当するの
でこれでちょうどよい。コンデンサ５０はマイクロコン
ピュータ５２の４ビットデジタル出力が変化した時の電
圧ショックを吸収するためと、ＡＣ／ＤＣコンバータ４
２の出力に含まれるノイズの除去効果を少し持たせてい
る。
【００５１】参照符号４３の枠で示した簡単なもので
（マイクロコンピュータ５２も利用して）高分解能Ａ／
Ｄとしている。と同時に前記のＳ／Ｎ比向上効果も１５
ｄＢを得た。この方式で総合的に１５０ポイント座標検
出／秒のスピードを得ている。
（マイクロコンピュータ５２も利用して）高分解能Ａ／
Ｄとしている。と同時に前記のＳ／Ｎ比向上効果も１５
ｄＢを得た。この方式で総合的に１５０ポイント座標検
出／秒のスピードを得ている。
【００５２】ここで１つ注意すべきことがある。Ｓ／Ｎ
比と分解能は向上しているが、リニアリティは１０ビッ
トＡＤＣ５１のままである。従ってＡ３サイズ相当のセ
ンサーパネル３の場合、任意の位置で分解能０．１ｍｍ
を得ているが、位置により絶対確度は０．４ｍｍ程度ず
れる可能性がある。指またはペンで座標指示するタッチ
パネル装置において、これは許容される範囲である。従
って上記の高分解能化の方法は、一般的に何にでも応用
出来るわけではなく、しかし本実施例のようなセンサー
パネルの計測用引き出し線数の少ない座標検出用タッチ
パネル装置においては非常に有効な手段であることが判
った。
比と分解能は向上しているが、リニアリティは１０ビッ
トＡＤＣ５１のままである。従ってＡ３サイズ相当のセ
ンサーパネル３の場合、任意の位置で分解能０．１ｍｍ
を得ているが、位置により絶対確度は０．４ｍｍ程度ず
れる可能性がある。指またはペンで座標指示するタッチ
パネル装置において、これは許容される範囲である。従
って上記の高分解能化の方法は、一般的に何にでも応用
出来るわけではなく、しかし本実施例のようなセンサー
パネルの計測用引き出し線数の少ない座標検出用タッチ
パネル装置においては非常に有効な手段であることが判
った。
【００５３】ここでセンサーパネル３の構造について説
明する。透明なガラスまたは不透明な絶縁基板の面上
に、２次元に（どの方向にも）均一に分布した抵抗体５
（膜状）を形成する。本実施例においては、酸化錫（Ｓ
ｎＯ2）膜をスプレー法によりガラス面上に成膜した。
面抵抗値は約１ｋΩ／□である。その外周部に、周囲電
極６をカーボン（または銀カーボン）を材料とし密着配
設した。周囲電極６の抵抗値は各辺の両端間で約１２０
Ωとした。この周囲電極６の形状は各種のものが提案さ
れており、本実施例では単純な直線状としたが、各抵抗
値のパラメータを吟味し、段落００４３に述べた結果を
得ている。周囲電極６の各頂点に引き出し線１０（シー
ルド電線）が接続されている。もっと多くの引き出し線
の接続点を備える方法もあるが、いずれにしても本出願
の各要点はメリットとなる。
明する。透明なガラスまたは不透明な絶縁基板の面上
に、２次元に（どの方向にも）均一に分布した抵抗体５
（膜状）を形成する。本実施例においては、酸化錫（Ｓ
ｎＯ2）膜をスプレー法によりガラス面上に成膜した。
面抵抗値は約１ｋΩ／□である。その外周部に、周囲電
極６をカーボン（または銀カーボン）を材料とし密着配
設した。周囲電極６の抵抗値は各辺の両端間で約１２０
Ωとした。この周囲電極６の形状は各種のものが提案さ
れており、本実施例では単純な直線状としたが、各抵抗
値のパラメータを吟味し、段落００４３に述べた結果を
得ている。周囲電極６の各頂点に引き出し線１０（シー
ルド電線）が接続されている。もっと多くの引き出し線
の接続点を備える方法もあるが、いずれにしても本出願
の各要点はメリットとなる。
【００５４】面抵抗体５を酸化錫膜とした理由を述べ
る。センサーパネル３の、指７または導電性ペンが直接
触する導電膜は、先ず耐久性が必要である。酸化錫膜は
セラミックスの一種であり、ガラスによく似た性質を持
ち、ナイフで軽くこする程度では劣化しない。硬度はガ
ラス程度であり、引っ掻き強度もガラス同等もしくはそ
れ以上である。また耐候性も優れており化学的安定性も
良好である。電気的には、１ｋΩ／□の面抵抗値は容易
に作れて、原料は他の導電材料よりも安価である。更
に、ガラスよりも潤滑性があり、導電性ペン使用時の操
作性も良好である。因みに、現在のほとんどの飲料用瓶
の表面は、ガラスそのものよりも潤滑性を良くして破損
防止のための酸化錫膜による緩衝用コーティングが施さ
れている。
る。センサーパネル３の、指７または導電性ペンが直接
触する導電膜は、先ず耐久性が必要である。酸化錫膜は
セラミックスの一種であり、ガラスによく似た性質を持
ち、ナイフで軽くこする程度では劣化しない。硬度はガ
ラス程度であり、引っ掻き強度もガラス同等もしくはそ
れ以上である。また耐候性も優れており化学的安定性も
良好である。電気的には、１ｋΩ／□の面抵抗値は容易
に作れて、原料は他の導電材料よりも安価である。更
に、ガラスよりも潤滑性があり、導電性ペン使用時の操
作性も良好である。因みに、現在のほとんどの飲料用瓶
の表面は、ガラスそのものよりも潤滑性を良くして破損
防止のための酸化錫膜による緩衝用コーティングが施さ
れている。
【００５５】
【発明の効果】本発明は以上のような構成となしたの
で、センサーパネルの構造がシンプルであるにもかかわ
らず、手の平効果が無く、耐ノイズ性に優れ、且つ電気
的に安全度の高い、高耐久性の直接触式タッチパネル装
置を得た。また、Ａ／Ｄ部分は低コスト化と同時にＳ／
Ｎ比の向上があり、タッチ状態検出の精度も向上した。
更に、人体の接地効果の要因を明確にしたことにより、
空中に浮いた人体でさえも、無条件安定にその指のパネ
ルへのタッチ状態を検出するので装置の確実性／信頼性
が向上した。
で、センサーパネルの構造がシンプルであるにもかかわ
らず、手の平効果が無く、耐ノイズ性に優れ、且つ電気
的に安全度の高い、高耐久性の直接触式タッチパネル装
置を得た。また、Ａ／Ｄ部分は低コスト化と同時にＳ／
Ｎ比の向上があり、タッチ状態検出の精度も向上した。
更に、人体の接地効果の要因を明確にしたことにより、
空中に浮いた人体でさえも、無条件安定にその指のパネ
ルへのタッチ状態を検出するので装置の確実性／信頼性
が向上した。
【図１】 均一な面抵抗体を有するセンサーパネルを使
用した、指または導電性ペンの接触位置を検出する直接
触式タッチパネル装置の説明図
用した、指または導電性ペンの接触位置を検出する直接
触式タッチパネル装置の説明図
【図２】 信号処理部１１の入力回路例（低入力インピ
ーダンスの電流／電圧変換回路例）
ーダンスの電流／電圧変換回路例）
【図３】 Ｓ／Ｎ比を向上させる高分解能化Ａ／Ｄの回
路構成図
路構成図
【図４】 １０ビットＡＤＣ（アナログ／デジタル変換
器）への入力波形
器）への入力波形
【図５】 指先の近接位置を検出する、静電容量結合式
タッチパネル装置における検出位置シフト（手の平効
果）に関する説明図
タッチパネル装置における検出位置シフト（手の平効
果）に関する説明図
１ 電圧浮動系 ２ 非浮動系 ３ センサーパネル ４ シールド板 ５ 均一な面抵抗体 ６ 低抵抗の周囲電極 ７ 指 ８ 人体の等価抵抗 ９ 人体の接地効果インピーダンス １０ シールド電線 １１ 信号処理部 １２ アイソレータ １３ 電池または非浮動系から供給されるアイソレーシ
ョン電源 １４ ＡＣ信号発生器 １５ ＡＣ信号カップリングコンデンサ（交流電源成分
に対する絶縁コンデンサ） １６ 電圧浮動系基準電位回路 １７ 非浮動系グランド回路 １８ インターフェイス １９ 交流電源からの結合等価電圧源 ２０ 非浮動系の接地インピーダンス ２１ 接地 ２２ クランプダイオード（代用負荷） ２３ バンドパス・コイル ２４ バンドパス・コンデンサ ２５ 電流／電圧変換トランジスタ（例えば２ＳＣ４１
１６Ｙ） ２６ 抵抗（例えば４７Ω） ２７ アナログ・マルチプレクサ ２８ 電圧変動反転増幅トランジスタ ２９ 抵抗（例えば１０Ω） ３０ トランジスタ２８のＡＣ及びＤＣ負荷抵抗及びト
ランジスタ２５のベース接地抵抗（例えば１ｋΩ） ３１ トランジスタ２８のＤＣ負荷抵抗（例えば４．７
ｋΩ） ３２ デカップリングコンデンサ（例えば１μＦ） ３３ 位相補償抵抗（例えば１ｋΩ） ３４ 位相補償コンデンサ（例えば７ｐＦ） ３５ ＤＣ分圧抵抗（例えば６８ｋΩ） ３６ ＤＣ分圧抵抗（例えば２２ｋΩ） ３７ ＡＣカップリングコンデンサ（例えば１０００ｐ
Ｆ） ３８ 抵抗（例えば１．０Ω） ３９ ＡＣカップリングコンデンサ（例えば０．４７μ
Ｆ） ４０ ＤＣ電流シンク抵抗（例えば１．５ｋΩ） ４１ センサーパネルのＤＣバイアス抵抗（例えば２
２ｋΩ） ４２ ＡＣ／ＤＣコンバータ（ＡＭ検波器） ４３ 高分解能Ａ／Ｄ部 ４４ 抵抗（例えば４．７ｋΩ） ４５ 抵抗（例えば２．５ＭΩ） ４６ 抵抗（例えば５ＭΩ） ４７ 抵抗（例えば１０ＭΩ） ４８ 抵抗（例えば２０ＭΩ） ４９ アナログ・グランド ５０ コンデンサ（例えば１０００ｐＦ） ５１ １０ビットＡＤＣ（アナログ／デジタル変換
器） ５２ マイクロコンピュータ ５３ 静電容量結合式パネル ５４ 絶縁層で表面が覆われた均一な面抵抗体 ５５ 低抵抗電極
ョン電源 １４ ＡＣ信号発生器 １５ ＡＣ信号カップリングコンデンサ（交流電源成分
に対する絶縁コンデンサ） １６ 電圧浮動系基準電位回路 １７ 非浮動系グランド回路 １８ インターフェイス １９ 交流電源からの結合等価電圧源 ２０ 非浮動系の接地インピーダンス ２１ 接地 ２２ クランプダイオード（代用負荷） ２３ バンドパス・コイル ２４ バンドパス・コンデンサ ２５ 電流／電圧変換トランジスタ（例えば２ＳＣ４１
１６Ｙ） ２６ 抵抗（例えば４７Ω） ２７ アナログ・マルチプレクサ ２８ 電圧変動反転増幅トランジスタ ２９ 抵抗（例えば１０Ω） ３０ トランジスタ２８のＡＣ及びＤＣ負荷抵抗及びト
ランジスタ２５のベース接地抵抗（例えば１ｋΩ） ３１ トランジスタ２８のＤＣ負荷抵抗（例えば４．７
ｋΩ） ３２ デカップリングコンデンサ（例えば１μＦ） ３３ 位相補償抵抗（例えば１ｋΩ） ３４ 位相補償コンデンサ（例えば７ｐＦ） ３５ ＤＣ分圧抵抗（例えば６８ｋΩ） ３６ ＤＣ分圧抵抗（例えば２２ｋΩ） ３７ ＡＣカップリングコンデンサ（例えば１０００ｐ
Ｆ） ３８ 抵抗（例えば１．０Ω） ３９ ＡＣカップリングコンデンサ（例えば０．４７μ
Ｆ） ４０ ＤＣ電流シンク抵抗（例えば１．５ｋΩ） ４１ センサーパネルのＤＣバイアス抵抗（例えば２
２ｋΩ） ４２ ＡＣ／ＤＣコンバータ（ＡＭ検波器） ４３ 高分解能Ａ／Ｄ部 ４４ 抵抗（例えば４．７ｋΩ） ４５ 抵抗（例えば２．５ＭΩ） ４６ 抵抗（例えば５ＭΩ） ４７ 抵抗（例えば１０ＭΩ） ４８ 抵抗（例えば２０ＭΩ） ４９ アナログ・グランド ５０ コンデンサ（例えば１０００ｐＦ） ５１ １０ビットＡＤＣ（アナログ／デジタル変換
器） ５２ マイクロコンピュータ ５３ 静電容量結合式パネル ５４ 絶縁層で表面が覆われた均一な面抵抗体 ５５ 低抵抗電極
Claims (9)
- 【請求項１】 センサーパネルの導電面に、指または導
電物が直に電気的に接触するタッチパネル装置であっ
て、電圧浮動系と非浮動系とを有し、前記電圧浮動系
は、前記導電面を配設した前記センサーパネルと、前記
導電面に接続した信号処理部と、該信号処理部に接続し
た電圧浮動系基準電位回路とからなり、前記非浮動系
は、外部装置に接続するインターフェイスと、非浮動系
グランド回路とからなり、前記信号処理部と前記インタ
ーフェイスとの間でアイソレータを介してデジタルまた
はアナログ電気情報を受け渡しし、前記電圧浮動系基準
電位回路と前記非浮動系グランド回路との間を、ＡＣ信
号発生器と５０００ｐＦ以下のＡＣ信号カップリングコ
ンデンサとの直列回路を介し接続し、前記信号処理部の
入力回路は、前記電圧浮動系基準電位回路に対しＡＣ的
にベースまたはゲート接地したエミッタまたはソース入
力であり、且つコレクタまたはドレイン負荷をコイルと
コンデンサによる共振回路としたトランジスタによる、
電流／電圧変換回路であることを特徴とする直接触式タ
ッチパネル装置。 - 【請求項２】 電池、絶縁トランス、または専用発電装
置により電源供給されるシステムにおいて専ら使用さ
れ、指または導電物がセンサーパネルの導電面に直に電
気的に接触するタッチパネル装置であって、電圧浮動系
と非浮動系とを有し、前記電圧浮動系は、前記導電面を
配設した前記センサーパネルと、前記導電面に接続した
信号処理部と、該信号処理部に接続した電圧浮動系基準
電位回路とからなり、前記非浮動系は、外部装置に接続
するインターフェイスと、非浮動系グランド回路とから
なり、前記信号処理部と前記インターフェイスとの間で
直接接続の信号線を介してデジタルまたはアナログ電気
情報を受け渡しし、前記電圧浮動系基準電位回路と前記
非浮動系グランド回路との間をＡＣ信号発生器を介し接
続し、前記信号処理部の入力回路は、前記電圧浮動系基
準電位回路に対しＡＣ的にベースまたはゲート接地した
エミッタまたはソース入力であり、且つコレクタまたは
ドレイン負荷をコイルとコンデンサによる共振回路とし
たトランジスタによる、電流／電圧変換回路であること
を特徴とする直接触式タッチパネル装置。 - 【請求項３】 前記導電面が均一な面抵抗体であり、前
記導電物が導電性ペンであり、該導電性ペンまたは前記
指の、前記センサーパネル面上における接触位置を検出
することを特徴とする請求項1記載の直接触式タッチパ
ネル装置。 - 【請求項４】 前記導電面が均一な面抵抗体であり、前
記導電物が導電性ペンであり、該導電性ペンまたは前記
指の、前記センサーパネル面上における接触位置を検出
することを特徴とする請求項２記載の直接触式タッチパ
ネル装置。 - 【請求項５】 前記面抵抗体が酸化錫膜であることを特
徴とする請求項3記載の直接触式タッチパネル装置。 - 【請求項６】 前記面抵抗体が酸化錫膜であることを特
徴とする請求項４記載の直接触式タッチパネル装置。 - 【請求項７】 センサーパネルの導電面に、指または導
電物が直に電気的に接触するタッチパネル装置であっ
て、２００ｋＨｚ以上の周波数のＡＣ信号電流を、前記
導電面を介し前記指または前記導電物に流通させること
を特徴とする直接触式タッチパネル装置。 - 【請求項８】 前記接触位置を算出するための信号レベ
ル計測手段が、ＡＣ／ＤＣ（ＡＭ検波）出力電圧レベル
にアナログ／デジタル変換器の２ＬＳＢ以上の振幅の階
段状三角波を重畳させる手段と、前記階段状三角波の各
段における前記アナログ／デジタル変換器の出力を加算
する手段とを備えたＡ／Ｄ手段であることを特徴とする
請求項3記載の直接触式タッチパネル装置。 - 【請求項９】 前記接触位置を算出するための信号レベ
ル計測手段が、ＡＣ／ＤＣ（ＡＭ検波）出力電圧レベル
にアナログ／デジタル変換器の２ＬＳＢ以上の振幅の階
段状三角波を重畳させる手段と、前記階段状三角波の各
段における前記アナログ／デジタル変換器の出力を加算
する手段とを備えたＡ／Ｄ手段であることを特徴とする
請求項４記載の直接触式タッチパネル装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32150898A JP3237629B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 直接触式タッチパネル装置 |
| US09/426,531 US6373474B1 (en) | 1998-10-27 | 1999-10-26 | Real contact type touch panel apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32150898A JP3237629B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 直接触式タッチパネル装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000132319A JP2000132319A (ja) | 2000-05-12 |
| JP3237629B2 true JP3237629B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=18133359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32150898A Expired - Fee Related JP3237629B2 (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 直接触式タッチパネル装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6373474B1 (ja) |
| JP (1) | JP3237629B2 (ja) |
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| US7113175B2 (en) * | 2000-09-26 | 2006-09-26 | Intertact Corporation | Methods and apparatus for supplying power to touch input devices in a touch sensing system |
| WO2004040538A1 (en) * | 2002-10-28 | 2004-05-13 | Semtech Corporation | Data acquisition from capacitive touch pad |
| KR100480823B1 (ko) * | 2002-11-14 | 2005-04-07 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 표시장치용 터치 패널 |
| US7265686B2 (en) * | 2003-07-15 | 2007-09-04 | Tyco Electronics Corporation | Touch sensor with non-uniform resistive band |
| CN1838051A (zh) * | 2005-03-25 | 2006-09-27 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 触摸式感应装置 |
| US20070034423A1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-15 | Rebeschi Thomas J | Touch screen having reduced susceptibility to radio frequency interference |
| AT502349B1 (de) * | 2005-08-29 | 2008-07-15 | Frequentis Gmbh | Verfahren zur auswertung von touch-signalen und touch-einheit |
| CN101384981B (zh) * | 2006-02-10 | 2011-07-13 | 夏普株式会社 | 触摸面板的坐标位置检测装置 |
| TW200802057A (en) * | 2006-06-20 | 2008-01-01 | Egalax Inc | Compensation control method and device of a capacitive touch panel |
| US9626044B2 (en) * | 2006-06-20 | 2017-04-18 | Egalax_Empia Technology Inc. | System and method for scanning control of a capacitive touch panel |
| TW200802058A (en) * | 2006-06-20 | 2008-01-01 | Egalax Inc | Scanning control device for capacitive touch panel |
| US7643011B2 (en) * | 2007-01-03 | 2010-01-05 | Apple Inc. | Noise detection in multi-touch sensors |
| DE102007034273A1 (de) * | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Volkswagen Ag | Verfahren zur Bestimmung der Position eines Fingers eines Nutzers in einem Kraftfahrzeug und Positionsbestimmungsvorrichtung |
| US7808490B2 (en) * | 2007-08-29 | 2010-10-05 | Egalax—Empia Technology Inc. | Device and method for determining touch position on sensing area of capacitive touch panel |
| TW200937268A (en) * | 2008-02-26 | 2009-09-01 | Egalax Empia Technology Inc | Touch panel device capable of being used by multiple persons at the same time and its control device and method |
| FI121979B (fi) * | 2008-03-26 | 2011-06-30 | Elsi Technologies Oy | Sovitinkomponentti mittausjärjestelmään |
| US8619055B2 (en) * | 2008-04-14 | 2013-12-31 | Microsoft Corporation | Active matrix touch sensing |
| JP5117279B2 (ja) * | 2008-05-20 | 2013-01-16 | 富士通コンポーネント株式会社 | 座標検出装置及び座標検出方法 |
| US8228306B2 (en) * | 2008-07-23 | 2012-07-24 | Flextronics Ap, Llc | Integration design for capacitive touch panels and liquid crystal displays |
| US9128568B2 (en) * | 2008-07-30 | 2015-09-08 | New Vision Display (Shenzhen) Co., Limited | Capacitive touch panel with FPC connector electrically coupled to conductive traces of face-to-face ITO pattern structure in single plane |
| JP5229887B2 (ja) * | 2008-08-06 | 2013-07-03 | 株式会社ワコム | 位置検出装置 |
| DE102008057823A1 (de) * | 2008-11-18 | 2010-08-19 | Ident Technology Ag | Kapazitives Sensorsystem |
| KR101511162B1 (ko) * | 2008-12-01 | 2015-04-13 | 삼성전자주식회사 | 다중접촉 감지회로 |
| US8209861B2 (en) * | 2008-12-05 | 2012-07-03 | Flextronics Ap, Llc | Method for manufacturing a touch screen sensor assembly |
| US20100156811A1 (en) * | 2008-12-22 | 2010-06-24 | Ding Hua Long | New pattern design for a capacitive touch screen |
| US8274486B2 (en) * | 2008-12-22 | 2012-09-25 | Flextronics Ap, Llc | Diamond pattern on a single layer |
| US20100156846A1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-06-24 | Flextronics Ap, Llc | Single substrate capacitive touch panel |
| KR101610109B1 (ko) * | 2009-05-19 | 2016-04-11 | 삼성전자주식회사 | 전기장 통신을 이용한 입력 위치 추적 장치 |
| CN101943978B (zh) * | 2009-07-06 | 2012-12-26 | 弗莱克斯电子有限责任公司 | 电容触摸屏面板及其制造方法、电容触摸传感器 |
| TWI506486B (zh) * | 2009-10-09 | 2015-11-01 | Egalax Empia Technology Inc | 分析位置的方法與裝置 |
| TWI420375B (zh) * | 2009-10-09 | 2013-12-21 | Egalax Empia Technology Inc | 平行掃描的差動觸控偵測裝置及方法 |
| EP2503432A4 (en) | 2009-10-09 | 2014-07-23 | Egalax Empia Technology Inc | METHOD AND DEVICE FOR DOUBLE DIFFERENTIATED DETECTION |
| US9285929B2 (en) | 2010-03-30 | 2016-03-15 | New Vision Display (Shenzhen) Co., Limited | Touchscreen system with simplified mechanical touchscreen design using capacitance and acoustic sensing technologies, and method therefor |
| US8797282B2 (en) * | 2010-10-18 | 2014-08-05 | Apple Inc. | Touch sensor with secondary sensor and ground shield |
| FR2976675B1 (fr) * | 2011-06-16 | 2013-07-12 | Nanotec Solution | Circuit integre de mesure capacitive a pont flottant. |
| KR101374384B1 (ko) * | 2011-09-02 | 2014-03-13 | 주식회사 팬택 | 정전용량 방식 터치 패널의 노이즈 제거 장치 및 방법 |
| US9259904B2 (en) | 2011-10-20 | 2016-02-16 | Apple Inc. | Opaque thin film passivation |
| US8525955B2 (en) | 2012-01-31 | 2013-09-03 | Multek Display (Hong Kong) Limited | Heater for liquid crystal display |
| JP5955074B2 (ja) * | 2012-04-23 | 2016-07-20 | 富士通コンポーネント株式会社 | タッチパネル |
| US9921691B2 (en) * | 2012-05-18 | 2018-03-20 | Atmel Corporation | Burst-mode self-capacitance measurement with compensated capacitance |
| US9436307B2 (en) * | 2013-10-02 | 2016-09-06 | Synaptics Incorporated | Modulated back plate for capacitive sensing |
| JP6368139B2 (ja) * | 2014-05-07 | 2018-08-01 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | タッチセンサ |
| KR102274908B1 (ko) * | 2015-04-30 | 2021-07-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 햅틱 구동 장치 및 햅틱 기능을 갖는 전자 기기 |
| US10386962B1 (en) | 2015-08-03 | 2019-08-20 | Apple Inc. | Reducing touch node electrode coupling |
| CN109564485B (zh) | 2016-07-29 | 2022-04-01 | 苹果公司 | 具有多电源域芯片配置的触摸传感器面板 |
| US10429974B2 (en) | 2016-09-23 | 2019-10-01 | Apple Inc. | Touch sensor panel with top and/or bottom shielding |
| US11086463B2 (en) | 2017-09-29 | 2021-08-10 | Apple Inc. | Multi modal touch controller |
| WO2019067267A1 (en) | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Apple Inc. | TACTILE DETECTION WITH MULTIPLE POWER DOMAINS |
| US11016616B2 (en) | 2018-09-28 | 2021-05-25 | Apple Inc. | Multi-domain touch sensing with touch and display circuitry operable in guarded power domain |
| US11789561B2 (en) | 2021-09-24 | 2023-10-17 | Apple Inc. | Architecture for differential drive and sense touch technology |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3186946B2 (ja) * | 1994-05-31 | 2001-07-11 | シャープ株式会社 | 座標検出装置 |
| TW408277B (en) * | 1996-11-15 | 2000-10-11 | Alps Electric Co Ltd | Small current detector circuit and locator device using the same |
| US6124848A (en) * | 1997-08-01 | 2000-09-26 | Lsi Logic Corporation | Method and apparatus for reducing flat panel display horizontal scan signal interference in the electrostatic pen operated digitizer |
-
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-
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