JPS5897788A - 位置検出装置 - Google Patents

位置検出装置

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JPS5897788A
JPS5897788A JP56197166A JP19716681A JPS5897788A JP S5897788 A JPS5897788 A JP S5897788A JP 56197166 A JP56197166 A JP 56197166A JP 19716681 A JP19716681 A JP 19716681A JP S5897788 A JPS5897788 A JP S5897788A
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JP
Japan
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electrode
sheet
circuit
electrode sheet
switch
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JP56197166A
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English (en)
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Takamitsu Aoki
孝充 青木
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Sony Corp
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Sony Corp
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
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    • GPHYSICS
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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】 本発明は、平板状に形成された位置検出部を有し、この
位置検出部における押圧位置を、静電容量変化を利用し
て確実に検出するようにした位置検出装置に関する。
従来、位置検出装置として、対向端部間に所定の交流電
圧が与えられる板状の抵抗体シートと、板状の導電シー
トとを所定間隔を保ち、かつ、抵抗体シートと導電シー
トとを直流的に短絡しない様に配ゲして、平板状位置検
出部全構成したものが提案されている。かかる位置検出
装置においては、平板状位置検出部の抵抗体ンートもし
くは導電シートが押圧されると、両者間の間隔が小とな
って静電結合が強くなるので、抵抗体シートの押圧点に
おける電圧が導電シートから検出され、これに基すいて
平板状位置検出部における抑圧位置が検知されることに
よシ、位置検出がされるのである。しかし、この様な従
来装置にあっては、押圧される平板状位置検出部での均
一な静電結合状態が得難く、押圧されたか否かの判別が
極めて微妙となり、抑圧中ト定ノベルの設定が困難とな
るので、確実な位置検出が行なえないという不都合があ
る。また、導電シートから取り出される電圧・(位置情
報電圧)は、アナログ的な量であるのでコノピユータ・
システム等で処理を行なう場合には、割合に高価格なア
ナログ/ディジタル変換器を用いる必要がある等、周辺
回路の構成が高価、かつ、複雑になるという不都合もあ
る。
また、従来の他の位置検出装置として、ガラス平板の一
端から超音波を伝搬させてガラス平板の表面を押圧した
場合に、この抑圧部位において超音波が反射されるが、
この超音波の反射時間を検出してガラス平板上の抑圧位
置を検知することにより、位置検出をするようにしたも
の、あるいは、対向端部間に所定の電位差が与えられる
平板状の抵抗体と、この平板状の抵抗体の下面に密接し
て配される感圧導電シートと、この感圧導電シートの下
面に密接して配される導電/−トとにより構成された平
板状位置検出部が設けられ、この平板状位置検出部を押
圧した場合に平板状抵抗体の抑圧部位と導電シートとが
感圧導電シートによって電気的に接続される様になされ
て、その時の導電シートの電位、即ち、平板状抵抗体上
の押圧部位の電位が検出され、これに基すき押圧位置が
検知されることにより、位置検出がなされるようにされ
たものが知られている。
更には、ガラス平板の周辺部に複数個のスト/インゲー
ジを設け、ガラス平板を指等で押圧した場合に夫々のス
ト/インゲージに生じる応力を測定して押圧位置を求め
ることにより、位置検出をするようにしたものも提案さ
れている。
しかしながら、上述の様な3種の従来の位置検出装置は
、いずれも、それ自体の構造が複雑であると共に、その
周辺回路及び周辺機構が複雑になるという欠点があり、
更に、位置情報がアナログ的な電圧値として得られるの
で、コンピュータ・システム等での処理を行なう場合に
は、割合に高価なアナログ/ディジタル変換器を用いる
必要がある等の不都合がある。
本発明、ばこの様な種々の問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、確実な位置検出動作が得られ、構造が
簡単で、かつ、周辺回路が簡略化される位置検出装置を
提供することにある1以下、本発明の実施ρリヲ図面を
参照して詳説する。第1図は本発明に係る位置検出装置
が透視形として構成された例の概略構成図である。同図
において、lは透明なガラス板でなる基板で、この基板
lの上面には第tの電極シート2が密接して配されてい
る。この第1の電極シート2は透明な絶縁シート、例え
ば、ポリエステル・シートの表面に複数の互いに平行な
細条透明電極素子(以下、電極素子という)Yz=Y夕
が配されて形成されている。この電極素子Y/−Y、は
、例えば、インジューム・ティン・オキサイド(ITO
)で薄膜形成されている。第1の電極シート2の上面に
は、透明で、かつ、絶縁性と弾性を有する、例えば、ン
リコンゴムで製された絶縁シート3が密接載置され、こ
の絶縁シート3の上面には、前述の第1の電極シート2
と同様の第2の電極シー)Uが密接して配されている。
なお、第2の電極シートKに形成された電極素子Xt=
X3の配列方向は、第1の電極筒2の電8iノート2及
びV、絶縁/−ト3により、平板状位置検出部が構成さ
れているのである。更に、第1の電極シートコに形成さ
れた電極素子Yl〜Y5の夫々は、リード線を介して第
1のスイッチ回路5の夫々のスイッチA−Eの一方の接
点に接続され、これらスイッチA−Eの他方の接点は共
通接続されている。この第1のスイッチ回に3は、例え
ば、MOS形のICでなるアナログ・スイッチで構成さ
れている。また、第ユの電極/−トqに形成された電極
素子Xt=X夕の夫々も、上述と同様にリード線を介し
て第tのスイッチ回路Sと同様に構成された第2のスイ
ッチ回路乙の夫々のスインチa %−eの一方の接点に
接続され、これらスイッチa % eの他方の接点は共
通接続されている。
そして、第61のスイッチ回路りの共通接続点と第2の
スイ。ソチ回路乙の共通接続点は、発振回路7に接続さ
れている。発振回路7は、周知の無安定マルチバイブレ
ータで構成されておシ、第1及び第2のスイッチ回路S
及び乙の共通接続点は、その発振周波数が決定ずけられ
る素子であるコンデンサ7Cの両端に夫々接続されてい
る。、この発振回路7の出力端は、周波数−電圧変換を
行なうF/Vコノバータざへ接続され、更に、このF/
Vコンバータgの出力端は比較回路ワの比較入力端に接
続されている。この比較回路9の基準入力端には基準電
圧源10が接続されており、また、比較回路?の出力端
は変換回路//に接続でれている。
変換回路//の出力端は図示しない信号処理回路に接続
され、その出力eX座標軸のデータ及びY座標軸のデー
タ(X・Yデータ)の形で送出するようにされている。
更に、12は制御回路で、第1のスイッチ回路S及び第
2のスイッチ回路6のと共に、変換回路l/に上述の制
御信号P、Qに対応ずけられた制御信号Rを送出する様
にされて、いる。
次に、この様に構成された本発明に係る位置検出装置の
一9’lJの動作について述べる。。
先ず、位置検出部の動作について、第2図を参照して説
明する。第2図において、基板l上に載置される、電極
素子Y3が配された第1の電極シート2、絶縁/−ト3
、電極素子X/が配された第2の電極ジートリの夫々は
、前述した通りであり、EFIJえば、第1図において
8点を指等で押圧した場合には、第2の電極シートψが
矢印方向に押圧されるので、これに伴い電極素子X/に
介して絶縁/−ト3が圧縮され、電極素子Xlと電極素
子Y3との間隔が狭められる。従って、電極素子Xlと
電極素子Y3との間の静電容量が増加することになる、
次に、装置全体の動作を第3図の波形図を参照して説明
する。制御回路12から送出される制御信号P及びQに
よって、第1のスイッチ回路5及び第2のスイッチ回路
6が制御されることになるが、この制御は次の様に行な
われる。即ち、制御信号Pは第3図A−Eに示される如
くの5種類のパルス信号SA〜SEt含んでおシ、これ
らノくルス信号5A−8Eによシ、第1のスイッチ回路
SのスイッチA−Eが夫々オンとされる。また、制御信
号Qは第3図a % eに示される如くの5種類のパル
ス信号5a−set−含んでおシ、これらパルス信号S
a〜Seにより、第2のスイッチ回路乙のスイッチa〜
eが夫々オンとされる。そして、パルス信号SAにより
、第1のスイッチ回路5のスイッチAがオンとされるT
oなる期間に、パルス信号S、−Seにより、第2のス
イッチ回路乙の夫々のスイッチa −eが順次期間to
ずつオンとされる。更に、パルス信号SHによって、ス
イッチBがオンとされる期間においても、上述同様に、
パルス信号Sa −s、によって、スイッチa % e
が順次オンとされる。以下同様に、パルス信号Sc、S
D、SEによって、スイッチC、D。
Eが順次オンとされる各期間の夫々において、パルス信
号5a−3eにより、スイッチa ”−eが順次オンと
される。従って、電極素子Y7−Y5及び電極素子Xt
 −X5 カX −Y・アトノス・マトリックスを構成
していることになり、第1のスイッチ回路夕の共通接続
点にスイッチA−Eのいずれかを通じて接続される電極
素子Y/=Y!;のいずれかと、第2のスイッチ回路乙
の共通接続点にスイッチa−,−eのいずれかを通じて
接続される電極素子Xt=X夕のいずれかとの交点(以
下、電極交点という)が、順次移動していくことになる
。そして、後述する様に、この電極交点と位置検出部の
押圧位置、即ち、第2の電極ンー)fZの押圧位置が一
致することにより、押圧位置が検知されるのである。な
お、この電極交点の位置に対応したX−YアトVス信号
が、制御信号Rとして、制御回路12から変換回路ii
へ供給されるようにされている。ここで、第2の電極シ
ートG(を人間の指等で押圧可能な′最少時間を、レリ
えば、0.2秒とすれば、上述の期間Toの繰返し周期
T”fr:0.2秒とすることによって、電極素子Xt
=X夕のいずれかと電極素子Y、−Y、のいずれかで形
成される計25の電極交点の全て75;、抑圧時間内に
形成されて、抑圧位置と電極交点と全一致下せることが
できる事になる。この場合、期間Toは”” = ’I
 Om秒とし、期間toe″0m秒タ        
                   タ=gm秒と
すれば良い。なお、動作をよシ確実にするためには0.
2秒の押圧時間内に25の電極交点を数回繰返し形成す
るようにすれば良い。
この様にして、順次移動していく電極交点は発振回路り
のコンデンサ7CK並列接続されるノテあり、電極交点
が抑圧位置でないとき、即ち、電極交点を形成する電極
素子X、−X、のいずれがと電極素子Y/%Y、のいず
れかとの間に介在された絶縁シート3が押圧されていな
い場合には、所定の小静電容量がコンデンサ7Cに並列
に接続されることになる。従って、第2の電極シー)<
zの非押圧時においては、発振回路7の出方周波数は所
定の高周波数となる。この発振回路7の出力はF/Vコ
ノバータgに供給されて、その周波数に比例した電圧が
得られ、この電圧は比較回路ワによって基準電圧源IQ
の電圧と比較される。ここで、基準電圧源10の電圧は
、第2の電極シートぐが非押ず(F/Vコノバータgの
出力電圧以下の値に設定される。従って、第2の電極シ
ートFが非押圧状態にあるときには、比較回路9から比
較出方が得られ、これが変換回路//に供給される。
一方、例えば、第2の電極ノートl上の点Sを押圧した
とすると、電極素子¥3と電極素子Xlとの間隔が絶縁
シート3を介してせばめられ、その間の静電容量が増加
する。従って、電極交点が、点Sに一致する時、即ち、
スイッチCがオンとなり、かつ、スイッチaがオンとな
る期間S’ (第3図参照)において、この増加した静
電容量がコンデンサ7Cに並列接続されることになって
、コンデンサ7Cの実質的な容険増加となる。これによ
り、発振回路7の出力周波数が低くなり、F/Vコノパ
ータgの出力電圧が低下して、比較回路9の比較出力が
生じなくなって、比較回路ワからの比較出力が変換回路
//に供給されなくなる。これと同時に、押圧点Sに一
致した電極交点のX−YアトVス信号が、制御回路/2
から制御信号Rとして変換回路l/へ供給され、変換回
路//は、この比較回路9の比較出力が生じなくな′つ
たとき供給される制御信号RのX−Yアドノス信号を、
図示しない信号処理回路が処理しやすい様な形の信号(
X−Yデータ)に変換して、押圧位置検出信号として送
出する。また、第2の電極シートG(上の8点以外の点
を押圧した場合においても、上述同様にして、その押圧
点に応じたX−Yデータとされた抑圧位置検出信号が変
換回路//から送出される。。
この様にして、第2の電極シートq上の押圧位置が検知
されることによる位置検出がなされるのである。なお、
この本発明に係る位置検出装置の例は、図面や1.41
174画面に重ね合わせて用いる指タツチ入力装置を構
成できるものとなる。
上述の実施例についての説明で明らかな様に、本発明に
係る位置検出装置によれば全体の構成を著るしく簡略化
でき、しかも、静電容量変化に基ずく発振回路の発振周
波数の変化を検出することにより位置検出がされるので
、確実な検出出力を得ることができる。、さらに、位置
検出出力信号はディジタル化されたものとして得ること
ができるので、コンピュータ・システム等による処理が
し易いという利点もある1゜ なお、本発明に係る位置検出装置は透視形とするに特に
適しており、上述の実施列も透視形の位置検出装置とさ
れた例であるが、この様な透視形のものに限定されるも
のではなく、他の形式のものとされて良いこと勿論であ
る。ま之、上述の実施列における発振回路には無安定マ
ルチバイブレータが用いられているが、その他の発振回
路であっても良く、更に、電極素子の形成本数も任意に
設定できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る位置検出装置の一1+lJ Th
示す概略構成図、第2図は第1図に示されるレリの一部
分を示す拡大断面図、第3図は第1図に示される[+l
Jの動作説明に用いられる波形図である、図中、lは基
板、2は第1の電極シート、3は絶縁シート、すは第2
の電極シート、りは第1のスイッチ回路ζ 6は第2の
スイッチ回路、7は発振回路、7 CYiコンテンサ、
gはF/Vコンバータ、9は比較回路、10は基準電圧
源、//は変換回路、12は制御回路、Xt=Xり、 
Yt−Y夕は電極素子、A%E、a〜eはスイッチであ
る。 第1図 第3図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の互いに平行な細条電極素子が絶縁材で製されたシ
    ート上に配されてなる第tの電極シートと、複数の互い
    に平行な細条電極素子が、上記第1の電極シートにおけ
    る細条電極素子の配列方向に直交する方向をもって、絶
    縁材で製されたシート上に配されてなる第2の電極シー
    トと、該第1の電極ンート及び上記第2の電極シートの
    間に介在される弾性を有する絶縁材で製された絶縁シー
    トと、上記第1の電極シートの細条電極素子の夫々を第
    1の共通接続点に選択的に接続する第1のスイッチ回路
    と、上記第2の電極シートの細条電極素子の夫々を第2
    の共通接続点に選択的に接続する第2のスイッチ回路と
    、発振周波数を決定ずける容量素子に上記第1及び第2
    の共通接続点の夫々が接”続された発振回路と、上記第
    1の電極シートと上記第2の電極シートの間隔が押圧に
    より減少された時に生じる上記発振回路の発振周波数の
    変動を検出する検出手段と、該検出手段の検出出力に基
    すいて上記第1もしくは第2の電極シートの押圧位置を
    検知する手段と全備えてなる位置検出装置。
JP56197166A 1981-12-07 1981-12-07 位置検出装置 Pending JPS5897788A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6189941U (ja) * 1984-11-14 1986-06-11
JP2010003048A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Hitachi Displays Ltd タッチパネル付き表示装置
JP2010033133A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Hitachi Displays Ltd 入力装置、及びそれを備えた表示装置
JP2010117955A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Hitachi Displays Ltd 表示装置
JP2011028476A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Sony Corp 静電容量型入力装置および入力機能付き表示装置

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