JPS58222389A - タッチ検出装置 - 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】 れ）発明の技術分野 本発明は座標検出装置に係シ、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
の有無によって電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。

（ｂ）　　技術の背景 静電容量の灰化を利用して指示された位置を検出する装
置は、人体等が指示する接触部は！極だけ存在すればよ
く、従来周知のキースイッチのような機械的な接点を必
要としないので検出バネ〜の透明化が容易である。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
に対応するパネル上の接触部を指示することにより所望
の情報を入力するものである。

（０）　　従来技術と問題点 このような検出パネルを有する座標検出装置は種々提案
されておシ、第１図は共振回路の共振現象を利用した座
標検出装置の概要図である。検出バネ／ｌ／ＰＮは例え
ば薄板状のガラス板上にタッチ検出電極Ｘ１〜Ｘ４およ
びＹ１〜Ｙ４を配設し、それらタッチ検出電極上に絶縁
被膜の保護膜が形成しである。そしてその保農膜上のタ
ッチ検出電極の各交点部対応領域に接触部ＴＣＨを構成
する。また一点鎖線で囲んで示したｌはタッチ検出部で
あって、そのタッチ検出部ｌは前記各タッチ検出電極に
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
り、次の構成を採る。すなわちキャパシタＣ＆とインダ
クタＬａとを並列接続して共振回路２を形成し、その共
振回路２にインピーダンス素子Ｒが接続される。そして
インピーダンス素子Ｒと共振回路の接続点にコンパレー
タ８の一方の入力［９が接続され、さらにコンパレータ
８の出力側は平滑回路４０入力側に接続される。またイ
ンピーダンス素子Ｒに発振器ｏ　ｓ　ｃ　ｄｘ接続され
、この発振、ＩＩ、、、’、Ｉ 器Ｏ８Ｃは前記共振回路２に共振した周波数の交流信号
をインピーダンス素子只を介して共振回路２に供給する
。また５は例えばアナログマルチプレクサで構成したタ
ッチ検出電極切替え用ツイツチであシ、その切替えスイ
ッチ５にょシ、タッチ検出電極Ｘｌ−Ｘ４およびＹ１〜
Ｙ６が順次一本ずつ選択されてインダクタンス素子Ｌｂ
を介して前記共振回路２に接続される。なお前記インダ
クタンス素子Ｌｔ＋は検出バネ／Ｉ／ＰＭの接触部Ｔ（
Ｈを例えば指等で指示することによってタッチ検出電極
に付加される人体対地容量とで直列共振回路を構成する
もので、その直列共振回路は発振器Ｏ８Ｃの交流信号に
同調するよう構成され、タッチ検出感度の向上を図った
ものである。さてこのような構成において、操作者が例
えばタッチ検出電極Ｘｌ＋Ｙ１　との交点における接触
部ＴＣＨＫ触手することによシ指示したものと仮定する
とタッチ検出１極Ｘ１ｙＹｌ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１は、その検出
部に順次選択的に接続されるタッチ検出電極に１．１′
・・、： 静電容量の変化がおる場合、その出力は４Ｌｌ　レベル
となる。この例の場合、タッチ検出電極Ｘ１およびＹｌ
がタッチ検出部ｌに選択的に切替え接続されたタイミン
グでタッチ検出部ｌの出力が９Ｌルベルとなり、他のタ
ッチ検出電極がタッチ検出部ｌに切替え接続されたタイ
ミングでタッチ検出部ｌの出力はゞＨルベルとなる。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。

ところで前記検出パネルＰＮはＸ側のタッチ検−出電極
Ｘ１−Ｘ４およびＹ側のタッチ検出電極Ｙ１〜Ｙ４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、ＸｇＪＪ
Ｉ電極とＹＯｔｌｌ電極との各交差点には対向容量が存
在することどなる。これら不要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検出電極に対応する
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。

そこで例えばアナログスイッチで構成した切替えスイッ
チ６を設け、前記隣接谷駕や対向容量の存在による誤検
出防止のために、各タッチ検出電極Ｘ、１．−Ｘ４およ
びＹｌ−Ｙ４　と接地間にスイッチを接続し、その切替
えスイッチ６によって、順次選択されてタッチ検出部１
に接続される選択タッチ検出電極１本を除く他の全非選
択タッチ検出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。このように選択タッチ検出
電極を除く他の全ての非選択タッチ検出電極を選択的に
グランドレベルにクランプする方式では、順次選択され
てタッチ検出部ｌに接続された各タッチ検出電極とグラ
ンドレベルにクランプされた他のタッチ検出電極相互間
に電極容量が存在し、その電極容量はタッチ検出部ｌの
共振回路２に対して並列接続されることとなるーこの電
極容量値はタッチ検出電極数の増大、つまり検出パネル
の大形化に伴って増大し、例えば人体対地容量の付加に
よるタッチ検出電極の静電容量の変化が相対的に減少し
、従って検出されるタッチ検出電極の容量変化が相対的
に減少して検出感度が低下するという問題があ−）た。

また検出パネルの保護膜表面が汗等の付着により汚染さ
れた際、前述の選択タッチ検出電極を除く他の全てのタ
ッチ検出電極をグランドレペμにクランプする方式では
、その汚染によシ形成されるタッチ検出電極相互間の橋
渡しインピーダンスによる誤動作を生じることがあった
。

（ロ））発明の目的 本発明は前述の点に鑑みなされたもので、電極容量の大
話な大形の検出パネルにおいても検出感度の低下を防止
し、また検出パネル表面の汚染によって形成される電極
間橋渡しインピーダンスによる誤動作を防止した構成の
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検出電極と、
当該各タッチ検出電極が順次選択的に切替えられて接続
される共振回路と、該共振回路に交流信号を供給する発
振器とをそなえ、さらに前記発振器の出力を順次全非選
択タッチ検出電極に供給するバッファ回路を設けたこと
、および前記バッファ回路を電圧利得がほぼｌの高入力
インピーダンスでかつ低山”カインピーダンスの非反転
形増幅器によｈａ成したことを特徴とするものである。

（ト）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構成を説明するた
めの要部概要図であシ、第１図における同等部分には同
一符号を付した。検出パキｌｖＰｍのタッチ検出電極ｘ
１〜ｘ４およびＹｌ−Ｙ４は、例えばアナログマルチプ
レクサで構成した切替えスイッチ５によシ、順次一本ず
つ選択されてタッチ検出部ｌの共振回路２に接続される
。そして操作者が例えばタッチ検出電極ｘｌとＹｔとの
交点における接触部ＴＯｆ（に触手することＫよ）指示
したものと仮定すると、タッチ検出電極ＸｉおよびＹｌ
がタッチ検出部ｌに選択的に切替え接続されたタイミン
グでタッチ検出部１の出力が１Ｌルベルとなり、他のタ
ッチ検出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１：、１１１ の出力は１Ｈルべ〜となる。このよう圧して指示された
位置を検出するようにしたところは従来の座標検出装置
とさして度らない。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急く異なる点は、発振器Ｏ８Ｃの
交流信号出力を、前記切替えスイッチ５で順次選択的に
切替えられて共振回路２に接続される選択タッチ検出電
極を除く他の全ての非選択タッチ検出電極に供給するバ
ッファ回路７を設けたところにある。このバッファ回路
７は電圧相似形の演算増幅器の○入力端子を出力端子に
接続した電圧利得がほぼ１の高入力インピーダンスでか
つ低出力インピーダンスの非反転形増幅器によ多構成さ
れている。そしてバッファ回路７の入力側は切替えスイ
ッチ５の共通端子側に接続される。またバッファ回路７
の出力側は例えばアナログスイッチで構成した切替えス
イッチ６に接続されて、切替えスイッチ５で順次選択さ
れた選択タッチ検出電極を除く他の全ての非選択タッチ
検出電極が接続される、 さて、このような構成において、例えばタッチ検出電極
Ｘ１が切替えスイッチ５で選択されて共振回路２に接続
されると発振器Ｏ８Ｃの交流信号は切替えスイッチ６を
通してタッチ検出電極ｘ１に供給される。一方、前記タ
ッチ検出電極Ｘ１を除く全ての非選択タッチ検出室１ｉ
　、Ｘ　Ｑ〜Ｘ４およびＹ１〜Ｙ３には発振器Ｏ８Ｃの
交流信号出力がバッファ回路７を介して供給される。こ
の際、バッファ回路７は前述のように電圧利得がほぼ１
の非反転形増幅器で構成されているので、タッチ検出電
極Ｘ１に供給される交流信号電圧と非選択タッチ検出電
極Ｘ２〜Ｘ４および￥１〜Ｙ４に供給される交流信号電
圧とは同相でかつほぼ同電圧となる。すなわち、選択さ
れたタッチ検出室ｆｉｘｔの電位と同相でかりほぼ同電
位で非選択タッチ検出［１ｆｌＸＢ〜Ｘ４および￥１〜
Ｙ４の電位が追従することとなる。その結果、タッチ検
出電極ｘ１と非選択タッチ検出室１ｉＸ２°−Ｘ４およ
びＹｌ−Ｙ４との間には電流が殆んど流れないので、選
択タッチ検出電極ｘｌとその他の非選択タッチ検出室ｔ
ｆＭＸ２〜ｘ４および￥１〜Ｙ４との間のインピーダン
スは実質的に無視できる状態となる。またタッチ検出電
極Ｘ１以外の各タッチ検出電極が順次切替えスイッチ６
によって選択的に共振回路２に接続される際にも、前述
と同様に順次選択されたタッチ検出電極と非選択タッチ
検出電極との間のインピーダンスは実質的に無視できる
状態となる。

なお前記バッファ回路７の入力インピーダンスは共振回
路２の共振インピーダンスに比較して充分高いので、検
出バネ／Ｉ／ＰＮの特定接触部を触手等によシ指示し、
その接触部に対応したタッチ検出電極の静電容量変化は
、切替えスイッチ５で順次選択的に共振回路２に接続さ
れた際、インピーダンス素子Ｒと共振回路２の接続点に
おける電圧変化として何ら障害なく検出できる。また指
示された接触部に対応するタッチ検出電極が切替えスイ
ッチ５で非選択状態にある際、前記バッファ回路７の出
力インピーダンスが零に近いので、そのタッチ検出電極
に供給される交流信号電圧は他のタッチ検出電極に供給
される交流信号電圧と何ら異なることはない。

かくして、本発明によれば、タッチ検出を極相瓦間のイ
ンピーダンスが実質的に無視できるので、電極容量や検
出バネμ表面の汗等の汚染によ多形成される電極間橋渡
しインピーダンス等の影響を除去することができ、検出
感度の低下や誤動作を防止することが可能となる。また
電極容量の影響が除去されるので、大形サイズの検出パ
ネルの製作条件が大幅に緩和されるために検出パネルの
製造歩留シが向上し、大形サイズの検出パネルを有する
信頼性の高い座標検出装置の低価格化が可能となる。

（２）発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によればタッチ
検出電極の電極容量や検出バネμ表面の汗等の汚染によ
る障害を除去することかで色、大形サイズの検出パネル
を有する高感度でしかも信頼性の高い座標検出装置を安
価に実現することかで舞て、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、座標検出装置の構成を示す要部やヮ１
、第。図、−８□′：ｉ工よ、工ゆ、１０４成を示す要
部概要図である。 図において、１はタッチ検出部、２は共振回路８はコン
パレータ、４は平滑回路、６および６は切替えスイッチ
、７はバッファ回路、Ｘ１〜ｘ４およびＹｌ〜￥４はタ
ッチ検出電極、’１１’ＣＨは接触部、ＰＮは検出パネ
ルをそれぞれ示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）検出すべき座標位置に対応して規則的に隣接配置
   した複数のタッチ検出電極と、当該各タッチ検出電極が
   順次選択的に切替えられて接続される共振回路と、該共
   振回路に交流信号を供給する発振器とを七たえ、さらに
   前記発振器の出力を順次全非選択タッチ検出電極に供給
   するバッファ回路を設けたことを特徴とする座標検出装
   置。
2. （２）前記バッファ回路を電圧利得がほぼ１の高入力イ
   ンピーダンスでかつ低出力インピーダンスの非反転形層
   幅器によ多構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項に記載の座標検出装置。