JPH0328088B2 - - Google Patents

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JPH0328088B2
JPH0328088B2 JP57030235A JP3023582A JPH0328088B2 JP H0328088 B2 JPH0328088 B2 JP H0328088B2 JP 57030235 A JP57030235 A JP 57030235A JP 3023582 A JP3023582 A JP 3023582A JP H0328088 B2 JPH0328088 B2 JP H0328088B2
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JP
Japan
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detection electrode
circuit
touch
contact
state
Prior art date
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JP57030235A
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English (en)
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JPS58146132A (ja
Inventor
Hisashi Yamaguchi
Tooru Asano
Kazuhiro Takahara
Keizo Kurahashi
Shizuhito Ando
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to US06/437,220 priority patent/US4550310A/en
Priority to EP19820305758 priority patent/EP0078676B1/en
Priority to DE8282305758T priority patent/DE3271194D1/de
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Publication of JPH0328088B2 publication Critical patent/JPH0328088B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/962Capacitive touch switches
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  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野 本発明は共振回路における共振現像を利用して
検出電極への接触、非接触を検出するタツチ検出
装置の改良に関するものである。 (b) 技術の背景 情報入力手段の1つであるキーボード装置は多
数のキースイツチを配列し、所望のキーを操作す
ることによつてそのキーに対応した文字情報等を
符号化して出力するものであり、入力可能な項目
は当然のことながらキートツプに刻印された情報
に限定される。 しかし、近年は少ないキースイツチによつてよ
り多くの項目を入力可能にした装置が提案されて
いる。その1つに陰極線管表示部の表示面前面に
座標入力用のボードを設置し、表示面に表示され
た情報に対応する位置情報をボードにより入力す
るものが知られている。かかる情報入力装置は表
示部の表示内容を変換すれば多くの情報を入力す
ることができるが、位置情報を入力するボードは
表示面における表示内容を確認することができる
ように透明あるいは半透明でなければならない。 しかしながら、前述のキーボードのようにキー
スイツチが機械的な接点を有している場合透明化
は困難となる。 (c) 従来技術と問題点 かかる要求を満足する検出装置として、静電容
量を利用したものが提案されている。原理は人体
等が有する静電容量を利用し、検出電極に対して
人体が接触した場合と、非接触の場合とでは静電
容量が変化することに基づく。そのようなタツチ
検出装置は、例えば特開昭58−75328号公報にて
詳細に開示されている。このタツチ検出装置の構
成を第1図に示す。図において1は発振器であつ
て、その発振器1はインピーダンス回路2を介し
てコンデンサCaとコイルLaとの並列共振回路3
に接続され、さらにその共振回路3は検出電極4
に接続してある。そして前記発振器1から送出さ
れる交流信号の周波数は共振回路3に同調するよ
う設定してある。なおCbはタツチ操作により付
加される等価回路素子としての人体対地容量であ
る。このような構成において、検出電極4に例え
ば指が接触した時と、非接触の時とでは共振状態
が変化する。そしてその共振状態の変化に応じて
出力端子5における電圧値が変化することとな
る。すなわち検出電極への接触、非接触を出力端
子の電圧値の変化に置換して検出している。 これによれば、検出部すなわちオペレータの操
作部は検出電極だけであり、機械的接点がないた
め、例えばガラス基板に透明な検出電極を形成す
ることにより、前述の如き要求を満たすボードが
得られる。 さて、第2図は第1図で示したタツチ検出装置
の出力電圧対周波数特性を示す図であつて、横軸
は角周波数を示し、縦軸は出力電圧を示す。また
実線で示した曲線Aは検出電極4に指が非接触の
場合の特性曲線を示し、一点鎖線ならびに点線で
示した曲線B′ならびにBは検出電極4に指が接
触した場合の特性曲線をそれぞれ示す。そして検
出電極4への指の接触、非接触は、非接触状態で
出力電圧が最大となる周波数、すなわち共振回路
3の同調角周波数
【式】に発振器 1の周波数を固定した状態で、非接触時の出力電
圧VOFFと接触時の出力電圧VONとの差で検知する
のである。ところでこの方法では検出電極4への
指の接触状態によつて人体の対地等価容量Cbが
実質的に小さくなることがあり、第2図において
一点鎖線B′で示すような特性曲線となるので、
出力電圧はVON′となり、その結果、接触、非接触
時の出力電圧差が小さくなつて、検出電極4への
タツチ状態を安定に検出することが困難となる場
合が生じてくる。 (d) 発明の目的 本発明は前述の点に鑑みなされたもので、検出
電極へのタツチ状態をより安定に検出することの
できるタツチ検出装置を提供することを目的とす
るものである。 (e) 発明の構成 本発明のタツチ検出装置は、所定の周波数の交
流信号を送出する発振器をインピーダンス回路素
子と当該発振器の周波数に同調した並列直列回路
とを直列に接続するとともに、該インピーダンス
回路素子と並列共振回路との接続点に前記検出電
極を当該検出電極への接触操作により付加される
等価回路素子と一緒に直列の共振回路を構成する
素子を介して接続し、検出電極への接触状態を、
当該検出電極への接触操作によつて生じる前記並
列共振回路の共振状態からのずれと接触操作によ
り構成される直列共振回路の共振状態とに対応し
たインピーダンス変化に基づく前記接続点におけ
る電圧値の変化として検出することを特徴とする
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3図は本発明によるタツチ検出装置の構成を
説明するための回路図であつて、第1図と同等部
分には同一符号を付した。図において1は発振器
であつて、その発振器1はインピーダンス回路2
を介して例えばコンデンサCaとコイルLaを並列
接続した共振回路3に接続され、さらにその共振
回路3はインダクタンス素子Lbを介して検出電
極4に接続してある。またインピーダンス回路2
と共振回路3との接続点には出力端子5が連結し
てある。このような構成において、発振器1から
送出される交流信号の周波数を共振回路3の同調
周波数に固定した状態で、検出電極4への接触、
非接触を出力端子5における電圧値の変化として
検出する点は従来のタツチ検出装置とさして変ら
ない。しかし本発明によるタツチ検出装置の従来
のものと大きく異なるのは共振回路3と検出電極
4との間にインダクタンス素子Lbが接続してあ
る点である。 第4図は第3図で示したタツチ検出装置の出力
電圧対周波数特性を示す図であつて、横軸は角周
波数を、また縦軸は出力端子5(第3図参照)に
おける出力電圧をそれぞれ示す。また実験で示し
た曲線Aは検出電極に例えば指が非接触の場合の
特性曲線を示す。さらに点線で示した曲線Cは検
出電極4に指が接触した場合の特性曲線を示すも
のであつて、例えばLa=LbならびにCa=Cbに設
定した場合のものである。いま検出電極4(第3
図参照)に指が非接触時の出力電圧対周波数特性
は第4図の曲線Aで示すように従来のものと何ら
変らない。それ故に出力端子5における出力電圧
はVOFFとなる。しかし、検出電極4に例えば指が
接触した場合には、共振回路3にインダクタンス
素子Lbと人体対地容量Cbとの直列回路が並列接
続されることとなる。そして出力電圧対周波数特
性は第4図の曲線Cで示すように角周波数がほぼ
0.6/√.と1.6/√.との2点で最大の

力電圧を有する特性となる。 しかして、発振器1(第3図参照)の周波数を
CbとLbとの直列接続よりなる共振回路に同調す
るよう、例えばCb=Ca,Lb=Laに設定しておけ
ば、接触時の出力電圧VONは零ボルト(V)とな
るので、接触、非接触時の出力電圧差を非常に大
きくすることができ、その結果、検出電極へのタ
ツチ状態を極めて安定に検出することが可能とな
るのである。ちなみに従来のタツチ検出装置にお
いては、人体対地容量Cbが極端に大きな値、例
えば1000pF(実際は50〜100pFである)であつた
としても、発振器の設定周波数
【式】における接触時の出力電圧 は零(V)とはなり得ない。 また本発明によるタツチ検出装置では、検出電
極として50KΩ程度までの抵抗を有するもので
も、安定なタツチ状態の検出が可能となる。すな
わち従来のタツチ検出装置における検出電極の抵
抗をrとすれば、第5図の出力電圧対周波数特性
曲線で示す如く、検出電極に抵抗rが存在する際
の接触時の出力電圧はVONとなつて、非接触時の
出力電圧VOFFとの差が極めて小さくなる。それに
対し、本発明によるタツチ検出装置では、第6図
の出力電圧対周波数特性曲線で示すように、たと
え検出電極に抵抗rが存在しても、接触時の出力
電圧VONは従来のものに比べて非常に低くなるの
でタツチ状態を安定に検出できるのである。それ
故に従来のタツチ検出装置においては検出電極の
抵抗が1〜3KΩの低抵抗を要求されていたが、
本発明によるタツチ検出装置では前述のように
50KΩ程度までの検出電極の抵抗が許容されるの
で、抵抗の高い透明な導電材料である酸化インジ
ウム(In2O3)やインジウム錫酸化物(ITO)等
で透明な検出電極を形成することが可能となり、
例えば陰極線管表示部の表示面前面に重ねて使用
するタツチ検出パネルの構成に対して極めて大き
な効果を有する。 なお前述の実施例では被検出体が人体の有する
静電容量の場合について述べたが、例えば1端が
アース接続されたコンデンサをペン状物体に収容
し、他端を検出電極に接触するようにしたもので
も良いし、場合によつてはインダクタンス素子
Lbもコンデンサと共に直列回路を構成する形で
ペンに収容しても良い。また前述の共振回路3は
コイルLaとコンデンサCaとの並列共振回路の場
合について述べたが、発振器1の周波数に同調す
るようなその他の形式の並列共振特性をそなえた
回路であつてもよいし、さらにまた、インダクタ
ンス素子Lbや検出電極4に接触させる容量Cbの
値は、前述のように共振回路3のコイルLaやコ
ンデンサCaと同じ値にする必要はなく、これら
LbとCbとの直列接続よりなる共振回路が発振器
1の周波数に同調するように設定することも勿論
可能である。 (g) 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、簡単な回路構成で、しかもタツチ状態を安定
に検知できるタツチ検出装置が実現できて、その
実用的効果は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のタツチ検出装置の構成を説明す
るための回路図、第2図および第5図は従来のタ
ツチ検出装置の動作を説明するための出力電圧対
周波数特性を示す図、第3図は本発明によるタツ
チ検出装置の構成を説明するための回路図、第4
図および第6図は本発明によるタツチ検出装置の
動作を説明するための出力電圧対周波数特性を示
す図である。 図において、1は発振器、2はインピーダンス
回路、3は同調回路、4は検出電極、5は出力端
子、Lbはインダクタンス素子をそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 検出電極への接触、非接触によつて当該検出
    電極の容量を変化させることにより、前記検出電
    極へのタツチ状態を検知する構成において、 所定の周波数の交流信号を送出する発振器の出
    力にインピーダンス回路素子と当該発振器の周波
    数に同調した並列共振特性の回路とを直列に接続
    するとともに、該インピーダンス回路素子と並列
    共振回路との接続点に前記検出電極を当該検出電
    極への接触操作により付加される等価回路素子と
    一緒に直列の共振回路を構成する素子を介して接
    続し、 検出電極への接触状態を、当該検出電極への接
    触操作によつて生じる前記並列共振回路の共振状
    態からのずれと接触操作により構成される前記直
    列共振回路の共振状態とに対応したインピーダン
    ス変化に基づく前記接続点における電圧値の変化
    として検出することを特徴とするタツチ検出装
    置。
JP3023582A 1981-10-29 1982-02-25 タツチ検出装置 Granted JPS58146132A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3023582A JPS58146132A (ja) 1982-02-25 1982-02-25 タツチ検出装置
US06/437,220 US4550310A (en) 1981-10-29 1982-10-28 Touch sensing device
EP19820305758 EP0078676B1 (en) 1981-10-29 1982-10-29 Touch sensing device
DE8282305758T DE3271194D1 (en) 1981-10-29 1982-10-29 Touch sensing device

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3023582A JPS58146132A (ja) 1982-02-25 1982-02-25 タツチ検出装置

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JPS58146132A JPS58146132A (ja) 1983-08-31
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2474841A4 (en) * 2009-08-31 2013-02-27 Keiichi Nonogaki ELECTROSTATIC CONDENSATE APPROACHING SENSOR
CN106797216B (zh) * 2014-05-22 2020-08-07 S.T.S.R.有限责任公司 检测传感器
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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