JPS58191034A - 座標検出装置 - Google Patents

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】 蛛）　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交点の特定交点を指示し、指示
の有無によってｉｔ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。

（至）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、人体やペン等が指示する接触部は電極だけ存在す
ればよく、従来周知のキースイッチのごとき機械的な接
点を必要としないので、検出パネルの透明化が容品であ
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バネμ上の接触部管指示することに
より所望の情報を入力するものである。

（Ｃ）　　従来姑術と問題点 このような検出バネ１ｖｔ−有する座標検出装置は種々
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１例を示す要部概要図である。検出バ
ネμＰＮは例えば薄板状のガラス板上にタッチを極ン−
ｌ〜Ｘ４およびＹ１〜Ｙ４を設けたものである。そして
それらタッチ電極の各交点部に接触部ＴＣ）（を構成す
る。ｔた点線で囲んで示したｌはタッチ検出部であって
、そのタッチ検出部ｌは前記各タッチ電極における接触
操作による静電容量変化を検出するものである。そのタ
ッチ検出部ｌは次の構成を採る。すなわち、コンデンサ
ＣａとコイルＬａとを並列接続して共振回路を形成し、
その共振回路に例えば抵抗素子Ｒが接続される。そして
抵抗素子Ｒと共振回路の接続点Ｋ　：２’ンバレータＣ
Ｐの一方の入力側が接続され、サラ（コンパレータＣＰ
の出力側は平滑回路２０入力側に接続される。またこの
ような構成のタッチ検出部ｌの抵抗素子Ｒに発振器Ｏ８
Ｃが接続される。この発振器Ｏ８Ｃは前記共振回路に共
振した周波数の検索信号を抵抗素子Ｒを介して共振回路
に供給する。また８は例えばアナログマルチプレクサで
構成されたタッチ電極切替用スイッチであ抄、その切替
スイッチ８により、タッチ電極Ｘ１〜Ｘ４およびＹ１〜
￥４が順次一本ずつ選択されて前記タッチ検出部ｌの共
振回路に接続される、さてこのＸＩ　とＹｌとの交点に
おける接触部ＴＯＨに触手することによシ指示したもの
と仮定するとタッチ電極Ｘｉ　、　Ｙｌ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ｌは
、その検出部に順次選択的に接続されるタッチ１極に静
電容量の変化がある場合、その出力は０”となる。この
例の場合、タッチ電ｗ１Ｘ１およびＹｌがタッチ検出部
ｌに切替え接続されたタイミングでタッチ検出部の出力
が０”となり、他のタッチ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の出力は”ｌ”
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。

ところで前記検出バネ〜ＰＮはＸ側のタッチ電ＩＩＸＩ
〜ｘ４およびＹ側のタッチ電極Ｙｌ〜￥４が互いに隣接
、交差して配設しであるので、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。

これら不萎な隣接容量や対向容量の存在は、本来指示し
ていないタッチ電極に対応する接触部が、あたかも指示
されたごとく検出されるという問題がある。そこで、こ
のような隣接容量や対向容量の存在による誤検出防止の
ために、各タッチ電［ｉ　Ｘ　ｌ　−Ｘ　４およびＹｌ
〜Ｙ４と接地間にスイッチを接続し、それらスイッチに
よって、順次選択された検索タッチ電極１本を除く他の
全てのタッチ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。このように選択された検索
タッチ電極を除く他の全てのタッチ電極を選択的にグラ
ンドレベ〜にクランプする方式では、順次選択された各
検索タッチ電極とグランドレベルにクランプされた他の
タッチ電極相互間に固有の電極容量が存在し、それら電
極容量はタッチ検出部ｌの共振回路に対して並列に接続
されることとなる。このような各タッチ電極の固有の電
極容量は、例えばＸ側のタッチ電極数とＹ側のタッチ電
極数とが異なる場合や、壕友ｘ側とＹ側のタッチ電極の
長さが異なるような場合等には、パフツキが一層大きく
なる。従ってタッチ検出部ｌの共振回路に各タッチ検出
Ｋ　ｌｉ　Ｘ　１〜ｘ４およびＹ１〜Ｙ４が順次選択さ
れて接続された際、共振回路の共振周波数がタッチ電極
によって異なることとなり、発振器Ｏ８Ｃから共振回路
に供給される検索信号の周波数が一定の場合、タッチ電
極によっては検出感度が著しく低下し、安定な位置検出
が困難になるという問題がある。そこで、第１図に示す
ようにタッチ電極Ｘ１〜ｘ４およびＹｌ〜Ｙ４に補正用
の容量素子ＣＸ１〜ＣＸ４およびＣＹＩ〜ＣＹ４をそれ
ぞれ接続する方法が提案されているが、この方法によれ
ば、タッチ電極数が多くなると接続すべき補正用容量素
子数も多くなり、その結果、各タッチ電極の固有の電極
容量のバラツキ補正のための工数が多大となり、それに
伴うコストアップを招くという欠点があった。

ゆ）発明の目的 本発明は前述の点に鑑みなされたもので）各タッチ電極
の固有の電極容量のバラツキに起因して生じる検出感度
の低下を簡単な補正手段によって防止できる構成の座標
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電極と、該タ
ッチ電極への指示操作にもとづくタッチ電極の静電容量
の変化を検出するタッチ検出部とをそなえ、さらに前記
各タッチｗＬ極の固有の電極容量のバフツキを補正する
ための複数の補正用インピーダンス素子と、前記各タッ
チ電極ごとの電極容量のバフツキに応じた補正値を記憶
した記憶素子とを設け、該記憶素子の記憶内容に応じて
、各タッチ電極対応に前記補正用インピーダンス素子を
選択的に接続するようにしたことを特徴とするものであ
る。

「）　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１例構成を説明す
るための要部ブロック図であって、第１図における同等
部分には同一符号を付した。検出バネｔＶ　、Ｐ　Ｈの
タッチ電極Ｘ　ｌ−Ｘ　４およびＹ１〜Ｙ４タッチ電極
切替用スイッチ３によって、順次一本ずつ選択されてタ
ッチ検出部ｌの共振回路ＲＣＫ接続される。なお各タッ
チ電極Ｘ１〜Ｘ４および￥１〜Ｙ４と接地間には図示を
省略したがスイッチが接続され、それらスイッチによっ
て、前記切替スイッチ８で選択されてタッチ検出部ｌの
共振回路ＰＣに接続された検索タッチｗＬ極を除く他の
全てのタッチ電極が選択的にグランドレベルにクフンプ
される。そして選択された検索タッチ電極への指示操作
にもとづく静電容量の変化を共振回路ＥＣと抵抗素子Ｒ
との接続点における電圧変化として検出するのは従来の
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、各タッチ電極Ｘ１〜Ｘ４およびＹ１
〜Ｙ４の固有の電極容量のバフツキを補正するために各
タッチ電極に対して補正用インピーダンス素子を選択的
に接続する補正回路４（一点鎖線で囲んで示す）を設け
たところにある。この補正回路◆は次の構成を採る、す
なわち補正用インピーダンス素子となる補正用コンデン
サＣ１〜Ｃ８と、それらコンデンサＣ１−０８を選択的
に各タッチ電極対応に接続する補正用切替スイッチ５な
らびに記憶素子６よりなる。なお前記補正用切替スイッ
チ６は例えば８ビツトのアナログマルチプレクサで構成
される。また補正用コンデンサＣ１〜Ｃ８の静電容量値
は例えば（）内に示したような値である。

さて前記記憶素子６には、各タッチ［％Ｘ１〜ｘ４およ
びＹ　１−Ｙ　４の固有の電極容量のバフツキを補正す
るために各タッチ電極対応に接続すべ色補正容量値に対
応した内容が前記補正用切替スイッチに対するデコード
信号の形で記憶されている。

このような構成において、タッチ電極切替用スイッチ８
にタッチ電極選択信号が入力され、各タッチ電極ｘ１〜
ＸｌｌおよびＹ１〜￥４が順次選択されてタッチ検出部
ＩＫ接続される。この際、同時に前記記憶素子６のアド
レス端子にもタッチ電極選択信号が入力される。そして
その記憶素子６からは順次選択された検索タッチ電極に
対応した記憶内容が読出される。そしてその読出された
内容、つまり選択された検索タッチｗｔ、極対応に接続
すべ補正容量値に対応した内容のデコード信号にもとづ
き、補正用切替スイッチ５のスイッチ５ｌ−３８のうち
の１つが選択的にオン状態となり、補正用コンデンサＣ
１〜Ｃ８のうちの１つが選択されて、各検索タッチ電極
対応に接続されることとなる。

かくして順次選択され九番検索タッチ電極対応に最適値
の補正用コンデンサが選択的に接続されるので、各タッ
チを極の固有の電極容量のバフツキを±５％程度に抑え
ることができ、同一周波数の検察信号を用いて全てのタ
ッチ電極を駆動しても十分な検出感度を得ることができ
る。

なお通常の検出パネルにおける容量補正値としてはＩＰ
Ｆ〜２０ＰＦ程度であるので、前述の補正用切替スイッ
チを一般に市販されている８ビツトのアナログマルチプ
レクサ１個で構成して、全タッチ電極の電極容量の補正
をなすことは十分可能である。またタラ・チ電極数が増
加しても、各タッチ成極に補正用コンデンサを接続する
方法に比べ本発明によれば、小数の補正用コンデンサを
用意するだけでよく、補正作業としては記憶素子にデー
タを書込む作業のみとなり、補正工数は著しく低減され
る。

次に補正容量値の範囲がさらに大きくなった際に用いて
有効な補正回路の１例構成を第８図に示す。図において
一点鎖線で囲んで示した会が補正回路であり、ｌはタッ
チ検出部、８Ｆｉタツチ電極切替用スイツチである。前
述の実施例では補正用切替スイッチ５（第２図参照）を
アナログマルチプレクサで構成したが、そのアナログマ
ルチプレクサは記憶素子からのデコード信号に対応して
スイッチ５ｌ−Ｓ８のうちの１個のスイッチをオン状態
とするだけなので、検出パネルが大形サイズになってタ
ッチ電極数が多くなって、補正容量値の範囲が大きくな
るとアナログマルチプレクサの数を増加する必要がある
。それに対して第３図に示す補正回路番は、図から明ら
かなように、記憶素子６とアナログスイッチＡ　Ｉ　−
Ａ　８ならびに、それらアナログスイッチに接続された
補正用コンデングスイッチは”１″でオンし、′Ｏ″で
オフするものである。なお前記補正用コンデンサＣ１−
０８の静電容量値は０内に示した値とする。

このような構成において、記憶素子６からの出力に対応
してアナログスイッチＡｌ−Ａ３を選択的にオン、オフ
するようにしたもので、本例の場合、ｌ　ＰＦ’から２
５５ＰＦ″！での範囲で補正容量値を変化させることが
可能となる。

なお上記実施例では、１組のタッチ検出部を設けて、各
タッチ電極を順次選択的にタッチ検出部に接続する場合
について述べたが、それに限らず各タッチ電極対応にタ
ッチ検出部を接続した構成のものに適用しても同様の効
果が得られる。また補正用インピーダンス素子はコンデ
ンサに限らずインダクタンヌ素子で構成してもよいし、
さらに共振回路ＲＣのコンデンサＣａと接地間あるいは
コイｚＬ／Ｌａと接地間に選択的に補正用インピーダン
ス素子を接続するようにすることもできる。またタッチ
検出部は共振回路の共振現象を利用して指示状態を検出
するものの他に、他の方式例えば平衡回路によって静電
容量の変化を検出するようにしてもよい。

（２）発明の効果 以上の説明から明らかなように、木！＠ＪＫよれば、各
タッチ電極の固有の電極容量のバラツキに起因して生じ
ていた検出感度の低下を簡単な補正手段によって防止で
き、高感度でしかも安定な位置検出が可能な座標検出装
置を安価に！現でき、その実用的効果は大である。

【図面の簡単な説明】

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
従来例を示す要部概要図、第２図は本発明による座標検
出装置の１例構成を説明するための要部ブロック図、第
８図は本発明による座標検出装置に用いる補正回路の他
の構成例を示す図である。 図において、ｌｕタッチ検出部、２は平滑回路。 ８はタッチ１ＬＦＭ切替用スイッチ、４は補正回路、５
は補正用切替スイッチ、６は記憶素子、Ｘ１〜×養およ
びＹｌ〜Ｙ４はタッチ電極、Ｃｌ−Ｃ８は補正用コンデ
ンサ（補正用インピーダンス素子）、Ｏ２０は発振器、
Ｒは抵抗素子、ＣＰはコンパレータをそれぞれ示す。

Claims (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
   数のタッチ電極と、該タッチｉｌＩ極への指示操作にも
   とづくタッチ電極の静電容量の変化を検出するタッチ検
   出部とをそなえ、さらに前記各タッチ電極の固有の電極
   容量のバフツキを補正するための複数の補正用インピー
   ダンス素子と、前記各タッチ電極ごとの電極容量のバフ
   ツキに応じた補正値を記憶した記憶素子とを設け、該記
   憶素子の記憶内容に応じて、各タッチ電極対応に前記補
   正用インピーダンス素子を選択的に接続するよう処した
   ことを特徴とする座標検出装置。