JPH02254520A - 座標入力装置 - Google Patents

座標入力装置

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JPH02254520A
JPH02254520A JP1075074A JP7507489A JPH02254520A JP H02254520 A JPH02254520 A JP H02254520A JP 1075074 A JP1075074 A JP 1075074A JP 7507489 A JP7507489 A JP 7507489A JP H02254520 A JPH02254520 A JP H02254520A
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JP
Japan
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coordinate input
patterns
coordinate
scan signal
pattern
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JP1075074A
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Inventor
Atsuo Shoji
庄司 厚生
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、静電結合方式による座標入力装置に関するも
のである。
[従来の技術] 従来、この種の座標入力装置として、第2図〜第5図に
示すものがある(例えば、実開昭57−17522&号
公報参照)。
ここで、第2図はこの従来の座標入力装置を示すブロッ
ク図、第3図はその座標入力盤面の部分的な平面図、第
4図は第3図のIV −IV線断面図、第5図は座標入
力状態を示すタイム・チャートである。
第2図において、この座標入力装置20は、座標入力盤
面21、X座標ドライバ回路22、Y座標ドライバ回路
23、座標入力ペン24及びコントロール回路25から
構成されている。
座標入力盤面21には、第3図及び第4図に示すように
、直交する方向の一方向(以下、X方向と呼ぶ)に直線
的に延長されている導体でなる複数のXパターン26が
等間隔に設けられており、また、直交する方向の他方向
(以下、Y方向と呼ぶ)に直線的に延長されている導体
でなる複数のYパターン27が等間隔に設けられている
。Xノズターン26は絶縁基板28の一面に敷設され、
Yパターン27は絶縁基板28の他面に敷設され、これ
ら各パターン26.27はそれぞれプラスチックフィル
ム等の絶縁板29及び30で覆われている。
コントロール回路25は、X座標ドライバ回路22及び
Y座標ドライバ回路23に、コントロール信号S1及び
S2を与えるものであり、また、後述する座標入力ペン
24からのレシーブ信号S5に基づいて入力座標を検出
するものである。
X座標ドライバ回路22及びY座標ドライバ回路23は
、コントロール信号S1、S2に応じて、いずれかの出
力信号線にスキャン信号S3、S4を出力するものであ
る。各Xパターン26は、X座標ドライバ回路22から
のスキャン信号S3によって所定周期で択一的にドライ
ブされるものであり、各Yパターン27は、Y座標ドラ
イバ回路23からのスキャン信号S4によって所定周期
で択一的にドライブされるものである。
座標入力ペン24は、先端が徐々に窄まっている筒体で
なり、その先端にスキャン信号を受信する導体棒31が
設けられており、また、筒体内部には、導体棒31が受
信したレシーブ信号の直流成分を除去するコンデンサC
と、直流成分が除去されたレシーブ信号を増幅する増幅
器Aとが設けられている。増幅されたレシーブ信号S5
は、電気コード32を介してコントロール回路25に与
えられるようになされている。
次に、従来装置の動作を説明する。
コントロール回路25がX座標ドライバ回路22にコン
トロール信号S1を送出すると、X座標ドライバ回路2
2は各Xパターン26に一定時間間隔で順次スキャン信
号S3を与える。このようにして各Xパターン26に与
えられるスキャン信号S3 (Xi、X2、・・・)を
同一時間軸上で示すと、第5図(A>に示すようになる
座標入力ペン24を座標入力盤面21に押し付けると、
座標入力ペン24に近接する座標入力盤面21のXパタ
ーン26からのスキャン信号S3は、座標入力ペン24
に近接する座標入力盤面21のXパターン26と座標入
力ペン24内の導体棒31との静電結合により導体棒3
1で受信され、このレシーブ信号S5がコンデンサCを
介して直流成分がカットされた後、増幅器Aで増幅され
てコントロール回路25に与えられる。
ここで、スキャン信号S3を送出したXバターン26と
導体棒31との距離が離れた静電結合によっては、イン
ピーダンスが大きいためにレシーブ信号S5の振幅は小
さくなり、距離が近いXパターン26からのスキャン信
号S3を受信して得られたレシーブ信号S5の振幅は大
きくなる。勿論、静電結合がなされない位置のXパター
ン26からのスキャン信号S3に対応したレシーブ信号
S5は出力されない。
従って、レシーブ信号S5は、第5図(B)に示すよう
になる。コントロール回路25は、このレシーブ信号S
5を検波し、低周波成分をろ波して、第4図(C)に示
すようにな位置信号v1〜v5を取出す。この位置信号
■1〜■5は、座標入力ペン24の押圧位置に比例した
電圧値となってり、これら電圧の比例按分から座標入力
ペン24の押圧X座標を求める。
上述の動作はY座標を求める場合も同様であり、その説
明は省略する。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、座標入力ペン24を移動させる場合に、
座標入力ペンのコード32が邪魔になる場合があり、操
作性を損なうことがある。そこで、座標入力ペンのコー
ド32を省略することが考えられる。しかし、これでは
、レシーブ信号を取出すことができず、座標位置を検出
することができない。すなわち、他の構成が上述の従来
装置のままでは、座標入力ペン24がスキャン信号を受
信しており、また、増幅器等の能動素子を含む回路も内
蔵させていることからペンコード32を省略することは
実現不可能であった。
そこで、座標入力ペン24内に電池を内蔵し、レシーブ
信号を無線によって送出することが考えられるが、この
場合には、一定間隔で電池を取り替えなければならず、
操作者にとってわずられしく、また、コストもかさむと
いう問題点があり、さらに、座標入力ペン24が追加構
成の分だけ太くなったり長くなったりしてこの点から操
作し難いものとなるという問題点がある。
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、座
標入力ペン周りの構成が簡単になってユーザの使い勝手
を高めな座標入力装置を提供しようとするものである。
[課題を解決するための手段] かかる課題を解決するため、本発明においては、座標入
力ペンを、絶縁物でなるペン本体と先端に設けられた導
体片とで構成した。
また、座標入力装置本体を、交差する2方向のそれぞれ
に延びるスキャン信号を出力する複数の送信用パターン
とこれら複数の送信用パターンに対して導体片との静電
結合によってスキャン信号を送受できる位置に設けられ
た2方向のそれぞれに延びるスキャン信号を受信する複
数の受信用パターンとを備えた座標入力盤面と、送信用
パターンにスキャン信号を供給するスキャン信号供給手
段と、受信用パターンからスキャン信号を取込むスキャ
ン信号受信手段と、受信されたスキャン信号に基づいて
座標入力ペンで指示された座標位置を検出する入力座標
検出手段とで構成した。
[作用] スキャン信号供給手段は送信用パターンにスキャン信号
を供給し、スキャン信号受信手段は受信用パターンから
スキャン信号を取込んで入力座標検出手段に与える。入
力座標検出手段は受信されたスキャン信号に基づいて座
標入力ペンで指示された座標位置を検出する。
ここで、座標入力ペンが座標入力盤面に座標位置を指示
していない場合には、ペン先端の導体片と送信用パター
ン及び受信用パターンとが静電結合されないため、送信
用パターンに与えられたスキャン信号は、受信用パター
ンに伝送されず、入力座標検出手段は座標入力がないと
検出する。
他方、座標入力ペンが座標入力盤面に座標位置を指示し
た場合には、ペン先端の導体片と送信用パターン及び受
信用パターンとが静電結合され、送信用パターンに与え
られたスキャン信号は、この導体片を介して受信用パタ
ーンに伝送され、入力座標検出手段はスキャン信号を受
信した受信用パターン情報を得て入力座標位置を検出す
る。
[実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述する
ここで、第1図はこの実施例の座標入力装置を示すブロ
ック図、第6図はその座標入力盤面を示す模式平面図、
第7図は第6図のVI[−VI線断面図、第8図はその
座標入力ペンを示す正面図、第9図は座標入力の様子を
示す説明図、第10図は座標入力の状態を示すタイム・
チャートである。
この実施例の座標入力盤面10には、第6図及び第7図
に示すように、X方向に直線的に延長する導体でなる複
数の送信用XパターンD111x、 D112x・・・
が等間隔に離間して設けられており、また、隣合う送信
用Xパターンの中間位置に1本ずつ、送信用Xパターン
D111X、 D112X・・・と接触しないようにX
方向に直線的に延長する導体でなる複数の受信用Xパタ
ーンR111x、 R112x01.が設けられている
。同様に、X方向についても、複数の送信用Yパターン
D111y、 D112y・・・と、複数の受信用Yパ
ターンR111y、R112y・・・が設けられている
このように交互に配設された送信用XパターンDlll
x、 D112x・・・及び受信用XパターンR111
X、R112X・・・は絶縁基板12の一面に敷設され
、交互に配設された送信用YパターンDl11y、 D
112y・・・及び受信用YパターンR111y、R1
12y・・・は絶縁基板12の他面に敷設され、これら
各パターンはそれぞれプラスチックフィルム等の絶縁板
11及び13で覆われている。すなわち、絶縁板11、
Xパターン、絶縁基板12、Yパターン、絶縁板13の
積N構造となっている。
送信用XパターンD111x、 D112x・・・及び
送信用YパターンDllly、 D112y・・・には
、第1図に示す回路構成によってスキャン信号が与えら
れる。受信用XパターンR111X、 R112X・・
・及び受信用YパターンR111y、 R112y・・
・で受信されたレシーブ信号(レシーブ信号)は、第1
図に示す回路構成によって処理される。
次に、この実施例の回路構成を説明する。なお、X方向
についての回路構成とY方向についての回路構成とは同
様であるので、X方向についての回路構成だけを説明す
る。
送信用XパターンD111x、 D112x・・・は、
近接する位置の所定率(図示のものは8本)ずつが組と
なって共通信号線D11、D12・・・に接続され、組
内の送信用Xパターンに共通な信号線D11、D12・
・・がそれぞれ、対応するゲート回路611.612・
・・に接続されている。
各ゲート回路611.612・・・・・・の一方の入力
端子は、デコーダ回路61.62・・・に接続されてい
る。この実施例の場合、各デコーダ回路61.62・・
・は、8個のゲート回路の開閉動作を制御するものであ
り、後述するコントロール回路3から与えられるコント
ロール信号S12に応じて開閉動作を制御する。すなわ
ち、ゲート回路611.612の組数の1/8だけのデ
コーダ回路61.62・・・が設けられている。各デコ
ーダ回路61.62・・・は、コントロール信号S12
によってトリガされたときに制御対象である8個のゲー
ト回路を、択一的にオン開放動作させる。
各ゲート回路611.612、・・・・・・の他方の入
力端子は、発振回路1に接続されている。発振回路1は
、コントロール回路3から発振指令を指示するコントロ
ール信号SL2が与えられたときに、継続してスキャン
信号Sttを出力するものである。従って、オン動作し
ているある1個のゲート回路にかかる8本の送信用Xパ
ターンには、発振回路1から出力されたスキャン信号S
llが同時に与えられることとなる。
他方、各送信用XパターンD111x、 D112x・
・・とそれぞれ対をなす受信用XパターンR111x、
R112X・・・も8本ずつの組となっており、各組の
受信用Xパターンは各組に共通の8本の信号線し1〜L
8を介してアナログ・マルチプレクサ回路4に接続され
ている。
アナログ・マルチプレクサ回路4は、コントロール回路
3からのコントロール信号S14に基づいて、8本の信
号線L1〜L8を介して同時に与えられた8本の受信用
Xパターンからのレシーブ信号を、直列のレシーブ信号
813に変換して増幅器5に与えるものである。この増
幅器5を介して増幅されたレシーブ信号S15がコント
ロール回路3に与えられる。
コントロール回路3は、発振回路1、デコーダ回路61
.62・・・を制御して送信用Xパターンに対するスキ
ャン信号の供給を制御するものであり、また、アナログ
・マルチプレクサ回路4を制御して受信用Xパターンが
受信したレシーブ信号を所定のタイミングで取り込むよ
うにさせるものであり、与えられたレシーブ信号に基づ
いて入力された座標位置を決定するものである。
次に、この実施例の座標入力ペン14を説明する。座標
入力ペン14は、先端が徐々に窄まっているプラスチッ
ク等の絶縁体で構成された筒体形状のペン本体15と、
このペン本体15の先端に、固定的に又は回動自在に設
けられた導体球16とから構成されており、電気コード
や回路素子等は設けられていない。
実施例は、以上の構成からなるが、次に、パターンの本
数等の決定の仕方の一例について説明する。
例えば、座標入力盤面10の操作可能な面積がいわゆる
A4用紙サイズ相当とする。A4用紙サイズは、約30
0mX 210mmであるので、X座標を長手方向にと
ると320ymとなる。この場合において、座標入力ペ
ン14の導体球16の直径を1閣程度とし、隣合う送信
用χパターン及び受信用Xパターンの間隔を1+w+と
すれば、送信用Xパターンの本数は320/2=160
本となる。
このとき必要なゲート回路の個数は160/8=20個
となり、通常ICチップ1個にゲート回路が4個内蔵さ
れているので、ICチップ個数は20/4=5個ですむ
ことになる。この場合でも、信号受信用IC1すなわち
アナログ・マルチプレクサ回路4は1個で良く、座標入
力盤面10まわりのIC個数は少数とになる。
以上では座標入力盤面10のX座標についての回路構成
を説明したが、Y座標についても同様な回路構成となっ
ている。ただし、コントロール回!i’83は共通であ
る。
次に、回路動作を説明する。なお、回路動作は、動作す
る時間軸上の時間が異なる点を除き、X座標及びY座標
で同じであるので、以下では、X座標の回路動作につい
て説明する。
コントロール回路3は、コントロール信号S12によっ
て発振回路1を起動して第10図(A)に示すスキャン
信号Sllを継続して出力させる。
また、コントロール回#i3は、デコーダ回路61.6
2・・・をコントロールし、デコーダ回路61によって
第1のゲート回路61にスキャン信号の通過動作をさせ
て第1組の8本の送信用Xパターンに同時にスキャン信
号を与えさせる。その後、コントロール回路3は、デコ
ーダ回2861.62・・・をコントロールし、デコー
ダ回路61によって第2のゲート回862にスキャン信
号の通過動作をさせて第2組の8本の送信用Xパターン
に同時にスキャン信号を与えさせる。
以下、同様にして、コントロール回路3は、デコーダ回
1i’861.62・・・をコントロールすることで、
組を順番に変化させながら各組の8本ずつの送信用Xパ
ターンに同時にスキャン信号を与えさせる。なお、最終
組の送信用Xパターンにスキャン信号を与えさせた後は
、第1組の送信用Xパターンの信号供給制御に戻る。
また、コントロール回路3は、このスキャン信号の送信
用Xパターンへの供給制御に同期してアナログ・マルチ
プレクサ回路4をコントロールする。すなわち、各組の
8本の送信用Xパターンにスキャン信号を与えたタイミ
ングで、対応する8本の受信用Xパターンからのレシー
ブ信号をアナログ・マルチプレクサ回路4に取込まさせ
る。
このようにアナログ・マルチプレクサ回路4に並列的に
取り込まれた8本の受信用Xパターンからのレシーブ信
号は、アナログ・マルチプレクサ回路4によって直列の
レシーブ信号813に変換されて増幅器5に与えられ、
増幅された後にコントロール回路3に与えられる。ここ
で、上述したアナログ・マルチプレクサ回路4に対する
信号取込み制御は、パターンの組が変化した場合にも、
直列に変換されたレシーブ信号S13が不連続となるこ
とがないように行われる。
座標入力ペン14が座標入力盤面10に押圧されていな
い状態では、直列に変換されたレシーブ信号は無出力状
態となる。
他方、座標入力ペン14が座標入力盤面10に押圧され
た状態では、直列に変換されたレシーブ信号813は、
スキャン信号に対応した波形を含むものとなる。これは
、座標入力ペン14が座標入力盤面10に押圧された状
態では、ペン先端の導体球16と、この導体球16に近
接する送信用Xパターン及び受信用Xパターンが静電結
合され、送信用Xパターン、導体球16、受信用Xパタ
ーンとでスキャン信号の伝送路が構成されるためである
ここで、送信用Xパターン及び受信用Xパターンが導体
球16に近いほど、静電結合によるインピーダンスが小
さくてスキャン信号はさほど減衰されずに伝送され、遠
くなると静電結合によるインピーダンスが大きくなって
スキャン信号は大きく減衰されて伝送され、静電結合が
なされないほどに遠くなるとスキャン信号は伝送されな
い。
その結果、座標入力ペン14が押圧された近傍の受信用
Xパターンに対応した直列変換されたレシーブ信号S1
5は、第10図(B)に示すようにペンからの距離に応
じた振幅を有するものとなる。なお、静電結合された送
信用Xパターン及び受信用Xパターンが異なる組にまた
がる場合でも、アナログ・マルチプレクサ回路4の動作
による直列変換を通じて連続した変化として表れる。
コントロール回路3は、直列変換されたレシーブ信号S
15を検波し、低周波ろ波して第10図(C)に示す位
置信号v(n−1)18 、vnll 、・・・vn1
4(nは組数)を得る。上述したように、この位置信号
の振幅変化v(n−1)18 、vnll 、・・・v
n14は、座標入力ペン14の押圧位置からの距離に比
例した電圧となっているので、これら電圧の比例按分か
ら座標入力ペン14の押圧X座標を求める。
詳細な説明は省略するが、コントロール回路3は、同様
にして押圧Y座標も求める。
かくして、座標入力盤面10上の座標入力ペン14の押
圧座標(X、Y)が一元的に確定される。
従って、上述の実施例によれば、座標入力ペンとして電
気コードが不要なものを用いたので、コードが操作の邪
魔になるようなことがなく、操作性が良いものとなる。
また、ペン内部に回路素子を設ける必要がないので、ペ
ン形状が制約されることがなくてユーザが持ちやすい形
状とすることができ、また、電池交換の必要がなく、こ
の点からも操作性を良いものとすることができる。
また、上述の実施例によれば、座標入力ペン14が信号
の伝送媒体として用いて、受信装置としては用いられて
いないため、送信用パターンに1本ずつスキャン信号を
供給する必然性がないために、複数の送信用パターンに
同時にスキャン信号を供給させて処理するようにしたの
で、従来に比してこの点から回路構成を簡易なものとす
ることができる。
なお、上述の実施例においては、座標入力ペン14の先
端に導体球16を設けたものを示したが、形状は球に限
定されることはなく、任意の形状であっても良い。ただ
し、導体であることは必要である。
また、上述の実施例においては、8本の送信用パターン
に同時にスキャン信号を供給するものを示したが、この
本数に限定されるものではなく、任意の本数に選定して
も良い。例えば、1本ずつ、スキャン信号を供給するよ
うにしても良い。
さらに、上述の実施例においては、送信用パターンと受
信用パターンとが1対1に対応するものを示したが、送
信用パターン又は受信用パターンの一方を他方より多く
しても良い。例えば、隣合 1う送信用パターン間に2
本の受信用パターンを設けるようにしても良い。
さらにまた、上述の実施例では、同方向に延びる送信用
パターンと受信用パターンとでスキャン信号を伝送する
ものを示したが、異なる方向に延 1びる送信用パター
ンと受信用パターンとでスキャン信号を伝送するように
しても良い。
上述の実施例においては、座標入力ペン14による指示
位置を直交する2方向の座標によって検出するものを示
したが、かかる検出に用いる2方 2向が直交以外の角
度で交差するものであっても良い。
また、上述の実施例では、座標入力ペン14を押圧して
座標を指示するものを示したが、静電結合がなされる距
離で座標入力ペン14と座標入力盤面10とを離間させ
て座標を指示するようにしても良い。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、座標入力盤面に送信用
パターンと受信用パターンとを設け、座標入力ペン先端
にこれらパターンと静電結合してスキャン信号を通過さ
せる導体片を設けて、座標入力位置を検出するようにし
なので、座標入力ペンのコードを不要にでき、また、回
路素子を座標入力ペンに設ける必要がなくてペン形状を
ユーザが使い易い任意形状とすることができ、操作性を
従来に比して向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による座標入力装置の一実施例を示すブ
ロック図、第2図は従来の座標入力装置を示すブロック
図、第3図は第2図の座標入力盤面の部分的な平面図、
第4図は第3図のIV −IV線断面図、第5図は第2
図装置の座標入力状態を示すタイム・チャート、第6図
は第1図の座標入力盤面を示す模式平面図、第7図は第
6図のVW−■線断面図、第8図は第1図実施例の座標
入力ペンを示す正面図、第9図は第1図実施例の座標入
力の様子を示す説明図、第10図は第1図実施例の座標
入力状態を示すタイム・チャートである。 1:発振回路、3:コントロール回路、4:アナログ・
マルチプレクサ回路、10:座標入力盤面、14:座標
入力ペン、16:導体球、61.62・・弓デコーダ回
路、611.612・・・:ゲート回路、DIIIX、
 D112X=・・:送信用Xパターン、RIIIX、
 R112X・:受信用Xパターン、Dllly、D1
12V・・・:送信用Xパターン、R111y、 R1
12y・・弓受信用Xパターン。 X(n−1)1g Xall a12 n13 n14 a12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)座標入力ペンと、この座標入力ペンによって指示
    された座標位置を検出する座標入力装置本体とからなる
    座標入力装置において、 上記座標入力ペンが、 絶縁物でなるペン本体と、 先端に設けられた導体片とを備えてなり、 上記座標入力装置本体が、 交差する2方向のそれぞれに延びるスキャン信号を出力
    する複数の送信用パターンと、これら複数の送信用パタ
    ーンに対して上記導体片との静電結合によってスキャン
    信号を送受できる位置に設けられた上記2方向のそれぞ
    れに延びるスキャン信号を受信する複数の受信用パター
    ンとを備えた座標入力盤面と、 上記送信用パターンにスキャン信号を供給するスキャン
    信号供給手段と、 上記受信用パターンからスキャン信号を取込むスキャン
    信号受信手段と、 受信されたスキャン信号に基づいて上記座標入力ペンで
    指示された座標位置を検出する入力座標検出手段とを備
    えてなる ことを特徴とする座標入力装置。
  2. (2)上記スキャン信号供給手段が、同一方向の近接す
    る複数の送信用パターンに同時にスキャン信号を供給す
    ることを特徴とする請求項第1項に記載の座標入力装置
JP1075074A 1989-03-29 1989-03-29 座標入力装置 Pending JPH02254520A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012508415A (ja) * 2008-11-11 2012-04-05 エーティーラブ・インコーポレーテッド タッチパネル及びこれを備える入力装置
WO2013136763A1 (ja) * 2012-03-12 2013-09-19 パナソニック株式会社 スタイラス及びこれを備えたタッチパネルシステム
JP2016528602A (ja) * 2013-08-20 2016-09-15 アドヴァンスト・シリコン・ソシエテ・アノニム 静電容量型タッチシステム

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