JPS60123927A

JPS60123927A - タツチパネル

Info

Publication number: JPS60123927A
Application number: JP58231663A
Authority: JP
Inventors: Kimiyoshi Yoshida; 吉田　公義; Eiji Tamaru; 田丸　英司; Akio Sakano; 坂野　秋夫; Nobuo Kitamura; 信夫北村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-12-08
Filing date: 1983-12-08
Publication date: 1985-07-02

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、選局装置のチャンネルコマンド装置などに用
いられる、人の指を介して電極に誘導される信号の有無
により指がタッチした電極を識別するタッチパネルに関
する。

背景技術とその問題点この種のタッチパネルは、第１図に示すように、操作者
１の指２がタッチすることによって、例えば１００■の
商用交流電源３に接続された室内の電灯線４などの信号
源から操作者ｌの人体に誘起された交流信号が誘導され
る、並行して配列された複数の電極Ｙｌ、Ｙ２　・・・
と、電極Ｙ、、Ｙ２　・・・にそれぞれ接続されたスイ
ッチＳｔ、Ｓ２　・・・を備え、スイッチＳｒ、Ｓ２　
・・・が図示しないが一定周期のクロックパルスをカウ
ントする２進カウンクの出力によって順次オンにされる
ことによって、電極Ｙ　＋　、　Ｙ　２　・・・が増幅
回路５を介してシュミットトリガ−回路のような信号検
出回路６に順次接続されて、電極ｙ、、ｙｚ　・・・に
操作者１の指２を介して誘導される信号の有無が順次検
出されるもので、電極Ｙ　＋　、　Ｙ　２　・・・のう
らのいずれかに指２がタッチしているときには、その指
２がタッチしている電極に対応するスイッチがオンにさ
れてその電極が増幅回路５を介して信号検出回路６に接
続されたタイミングで信号検出回路６の出力に一定の検
出信号が得られ、そのタイミングでの２進カウンタの出
力データから指２が夕ソチした電極を識別することがで
きるようになっている。

ところで、この場合、電極に誘導される信号には、電灯
線４などの信号源と操作者ｌの人体との間に形成される
容量Ｃ１１及び操作者１の指２がその電極にタッチした
ときに操作者１の指２とその電極との間に形成される容
量ＣＦによって、操作者１の指２を介して直接その電極
に誘起される、本来の検出されるべき信号のほかに、電
灯線４などの信号源とその電極との間に直接形成される
浮遊容量や、電灯線４などの信号源とその電極との間に
他の電極を介して形成される浮遊容量や、操作者１の指
２がタッチしている電極とその電極との間に形成される
浮遊容量などの浮遊容量Ｃ８によって誘起されるエラー
信号があり、操作者１の指２が電極にタッチしないとき
にも、上記のエラー信号が電極に誘導されて、その電極
に対応するスイッチがオンにされるときには、増幅回路
５を介して信号検出回路６に供給される。そして、電極
の面積が充分小さい場合には、ＣＦが０８よりも充分大
きいので、ある電極に操作者１の指２がタッチしたとき
にその電極にＨＡ　ｆｔされる信号は、他の電極に誘導
されるエラー信号ないしその電極に指２がタッチしない
ときにその電極に誘導されるエラー信号に比べて充分大
きくなり、信号検出回路６からは操作者１の指２がある
電極にタッチしたときにおいてその電極に対応するスイ
ッチがオンにされるタイミンイグでのみ一定の検出出力
が得られるようになり、指２がタッチした電極を確実に
識別することができる。

しかし、電極の幅が広く、あるい）よ電極が長くて、電
極の面積が大きい場合には、Ｃ４も大きくなるもののＣ
８がかなり大きくなるので、ＣＦがＣ５に比べてそれほ
ど大きくならず、そのため、ある電極に操作者１の指２
がタッチしたときにその電極に誘導される信号は、他の
電極に誘導されるエラー信号ないしその電極に指２がタ
ッチしないときにその電極に誘導されるエラー信号に比
べてそれほど大きくならなくなって、指２がタッチした
電極を確実に識別することができなくなる不都合がある
。

発明の目的本発明は、上記の点に鑑み、電極の面積が大きい場合な
どにおいても、操作者の指がある電極にタッチしたとき
においてその電極が選択されるタンミングでのみ、信号
検出回路に一定レベルを越える信号が確実に供給される
ようになされて、指がタッチした電極を確実に識別する
ことができるタッチパネルを提案するものである。

発明の概要本発明では、複数の電極の各々を信号検出回路と基準電
位点のいずれか一方に接続するためのスイッチ群を設け
、このスイッチ群を、複数の電極のうちの順次選択され
る１つの電極は信号検出回路に接続し、他の電極は基準
電位点に接続するように駆動する。基準電位点は具体的
には接地点で、即ち本発明では、人の指を介して誘導さ
れる信号の有無を検出する選択された電極以外の電極を
接地する。ただし、この場合、例えば、信号源として第
１図に示した室内の電灯線のようなものを利用すること
なくタッチパネルに付加される発振回路を用いる場合に
は、後述の実施例で詳述するように、電極は直接、接地
することなく、信号源たる発振回路を介して接地するこ
とができる。

実施例第２図は本発明のタッチパネルの一例で、直交する２つ
の群の電極が設けられて操作者の指がタッチした点がＸ
Ｙ座標軸上の位置として検出されるように構成された場
合である。

即ち、例えば７個の電極Ｘ１〜Ｘ、が並行して一方向に
配列されるとともに、同様に例えば７個の電極Ｙ　ｌ”
　Ｙ　７が並行して電極Ｘ１〜Ｘ７の配列方向と直交す
る方向に配列される。具体的に、第３図に示すように、
例えば透明な絶縁板１１１−に電極Ｙ１〜Ｙ７が透明電
極とし゛（形成され、ぞの上に透明な絶縁［１２が被着
され、絶縁層１２上に電極Ｘ１〜Ｘ、が透明電極として
形成され、その上に保護用の透明な絶縁層１３が被着さ
れ、操作者が指２を絶縁層１３−Ｌにタッチするように
される。ここで、下側の電極Ｙ、〜Ｙ７は絶縁層】２及
び１３を介してその上に指２がタッチしたときにその電
極に可及的に大きな信号が誘導されるように幅が充分広
くされ、逆に上側の電極Ｘ１〜Ｘ、は下側の電極Ｙ１〜
Ｙ７をシールドすることがないように幅が充分狭くされ
る。

電極Ｘ＋−Ｘｔの一端はそれぞれスイッチＡ１〜Ａ７を
介して増幅回路２１の入力端子に接続され、同様に電極
Ｙ、−Ｙ、の一端はそれぞれスイッチＪ１〜Ｊ７を介し
て増幅回路２１の入力端子に接続される。また、電極Ｘ
、〜Ｘ７の他端がそれぞれスイッチＢ１〜Ｂ７を介して
増幅回路２１の接地ライン２２に接続され、同様に電極
Ｙ１〜Ｙ７の他端がそれぞれスイッチに１〜に７を介し
て増幅回路２１の接地ライン２２に接続され、接地ライ
ン２２と大地との間に一定周波数ｆ。の交流信号を発生
する信号源３０が接続される。従って、スイッチＢ１〜
Ｂ？、Ｋｌ　〜に７がオンにされるときは、電極Ｘ１〜
Ｘ７．Ｙ、〜Ｙ７は信号源３０を介して大地に接地され
ることになる。なお、電極Ｘ、−Ｘ、、Ｙ、−Ｙ、　の
他端と電源電圧ＶＣＣの供給点との間にそれぞれ１１（
抗１７．が接続される。ただし、抵抗ＲＬは操作者の指
２がある電極上にタッチしたときに指２とその電極との
間に形成される容量ＣＦのインピーダンスに比べて充分
大きくされる。増１喘ｌ！ｊ回路２１にば周波数ｆ。

に同調する同調回路２３が接続されて増幅回”？ｔ　２
１からは周波数ｆ。の信号成分のみが取り出されるよう
にされ、増幅回路２１の出力側にシュミットトリガ−回
路のような信号検出回路２４が接続される。

スイッチＡ１〜Ａ７の群へ及びスイッチＴ３．〜Ｂ７の
群Ｂを駆動するためにカウンタ４１が設けられ、同様に
スイッチＪ、〜Ｊ７のＩＣＹ、　Ｊ及びスイッチに１〜
に７の群Ｋを駆動するためにカウンタ４２が設けられる
。カウンタ４１’、４２はそれぞれクロック端子ＧＫに
供給されるクロックパルスをカウントして３ビツトの２
進コードからなる出力データＣｘ、Ｃｖを発生するよう
にされ、その出力データＣ，，ｃＶがそれぞれ７本の出
力ラインを存するデコーダ４３．４４に供給され、デコ
ーダ４３の出力信号がスイッチＡ　Ｉ−Ａ　、及び８１
〜Ｂ７にそのオン・オフ制御信号として供給され、デコ
ーダ４４の出力信号がスイッチＪｌ−ＪＴ及びに１〜に
７にそのオン・オフ制御信号として供給され、データＣ
Ｘが０００のときは電極Ｘ、〜Ｘ７の一端側のスイッチ
Ａ、〜Ａ７がすべてオフになるとともに他端例のスイッ
チＢ１〜Ｂ、がすべてオンになり、データＣＸが００１
のときはスイッチＡ１〜Ａ、のうちのスイッチＡ、のみ
がオンで他はオフになるとともにスイッチＢ１〜Ｂ７の
うちのスイッチＢ１のみがオフで他はオンになり、デー
タＣＸが１００のときは図のようにスイッチＡ、〜Ａ、
のうちのスイッチＡ４のみがオンで他はオフになるとと
もにスイッチＢ、−ＢヮのうちのスイッチＢ、のみがオ
フで他はオンになる、というように、データＣｘ、Ｃｖ
の値に応じてスイッチＡ１〜Ａ、及びＢ、〜Ｂ？、ＪＩ
〜Ｊ、及びに１〜に、がオン・オフ制御される。

いま図のように電極Ｘ、上を指２がタッチしたとすると
、カウンタ４１の出力データＣにが１００で図のように
スイッチＡ、〜Ａ７のうちのスイッチＡ４のみがオンで
他はオフになるとともにスイッチＢ１〜Ｂ、のうちのス
イッチＢ４のみがオフで他はオンになって、電極Ｘ、が
選択されるタンミングでは、信号源３〇−大地−操作者
の人体−操作者の指２−電極Ｘ４→スイッチＡ４−増幅
回路２１０入力抵抗Ｒ１−増幅回路２１の接地ライン２
２→信号源３０というループによって、増幅回路２１に
操作者の指２を介して誘導された周波数ｆ。の交流信号
が加えられる。このタイミングでは、そもそも電極ｘ４
以外の電極Ｘｌ−Ｘ３及びＸ５〜Ｘ、は増幅回路２１の
接地ライン２２に接続されるので、即ち信号源３０を介
して大地に接地されるので、これら電極Ｘ１〜Ｘ３及び
Ｘ５〜Ｘ７と電極Ｘ、との間に形成される浮遊容量によ
って電極Ｘ４にエラー信号が誘導されて、これが増幅回
路２１に加えられるとこはない。従って、このタイミン
グで増幅回路２１より得られる信号は、図のように電極
Ｘ４上を指２がタッチしているときと、していないとき
とでは、極めて大きな差を生じる。また、スイッチＡ、
〜Ａ、のうちのスイッチＡ４以外の１つのスイッチがオ
ンになるとともにスイッチＢ１〜Ｂ７のうちのスイッチ
Ａ４以外の１つのスイッチがオフになって、電極ｘ１〜
Ｘ７のうちの電極Ｘ４以外の１つの電極が選択されるタ
イミングにおいても、スイッチＢ４がオンにされて電極
Ｘ４が増幅回路２１の接地ライン２２に接続されるので
、即ち信号源３０を介して大地に接地されるので、指２
がタッチしている電極Ｘ４から電極Ｘ、と選択された電
極との間に形成される浮遊容量を介して選択された電極
にエラー信号が誘導されることはない。即ち、上述の構
成によるときは、指がタッチしている電極が選択された
タイミングにおいてのみ、増幅回路２１から信号検出回
路２４に信号検出回路２４のスレッショールド電圧Ｖ、
を超える大きな信号が供給されるようになる。

第２図の例において操作者の指２がタッチした点がｘｙ
座標軸上の位置として検出される様子を説明すると、ク
ロックパルス発生回路５１より得られる、信号源３０に
得られる信号の周波数ｒ。

よりも低い一定周波数のクロックパルスＰｃがアンドゲ
ート４５及び４６に供給される。また、スタートパルス
発生回路５２より得られる、第４図に示すようにクロッ
クパルス■〕、の周期よりも充分長い一定周期のスター
トパルス１）、が前述のカウンタ４１及び４２のクリア
端子ＣＬ　Ｒに供給されて、スタートパルスＰ、の前縁
ごとにカウンタ４１及び４２がクリアされて、それぞれ
の出力データＣＸ及びＣＹが０００にされる。スタート
パルスＰｓはまたフリップフロップ５３のリセット端子
Ｒに供給されて、スタートパルスＰ、の前縁によってフ
リップフロップ５３がリセットされて、その一方の出力
信号Ｓｘが高レベル、他方の出カ信号Ｓヶが低レベルに
される。（ｒ’ｉ号ｓＸはアン１ゲート４５に供給され
、信−号ｓ７はアントゲ−１〜４６に供給される。また
、スター１〜パルスＩ）、がオアゲート５４を介して単
安定マルチハイブレーク５５に供給されて、スタートパ
ルスＰ、の後縁によって単安定マルチハイブレーク５５
がトリガーされて、その出力に幅の狭いパルスＰＦが得
られる。パルスＰＦはＲＳフリップフロップ５６のセン
ト端子Ｓに供給されて、パルスＰ、の前縁によって、従
って、スタートパルスＰ、の後縁の時点でＲＳフリップ
フロン１５６がセントされて、その一方の出力信号Ｓ、
が高レベル、他方の出力信号Ｓ６が低レベルにされる。

信号ｓＧはアンドゲート４５及び４６に供給される。

従って、スタートパルスＰ、の後縁の時点からアントゲ
−１・４５よりクロックパルスＰＣが抜き取られ、その
抜き取られたクロックパルスＰ、がカウンタ４１のクロ
ック端子ＣＫに供給されて、カウンタ４１でカウントさ
れ、第４図に示すようにカウンタ４１の出力データｃＸ
が順次変化していく。第４図のデータｃＸにおいてＭＳ
Ｂは最上位ビット、ＬＳＢは最下位ビットである。この
ようにカウンタ４１の出力データｃＸが順次変化するこ
とによって、電極Ｘ、〜Ｘ、に対応するスイッチＡｌ〜
Ａ７及びＢ１〜Ｂ７が前述のように順次オン・オフ制御
されて、電極Ｘ　＋　”　Ｘ　７が順次選択されていく
。ただし、第２図に示すように例えば電極Ｘ４と電極Ｙ
、の交点上に指２がタッチしているときは、第４図に示
ずようにカウンタ４１がクロックパルスＰ、を４個カウ
ントして出力データＣＸが１００になり、電極Ｘ４に対
応したスイッチＡ４がオンになり、スイッチＢ４がオフ
になると、前述のように増幅回路２１がら信号検出回路
２４に信号検出回路２４のスレッショールド電圧Ｖ、を
超える大きな信号Ｓ。が供給されて、信号検出回路２４
の出力に検出パルスＰ、が得られ、この検出パルスＰＤ
−がＲＳフリップフロップ５６のリセット端子Ｒに供給
されて、検出パルスＰＩｌの立ち上がりによってＲＳフ
リップフロップ５６がリセットされて、信号ｓ６が低レ
ベル、信号Ｓｃが高レベルにされ、以後、カウンタ４Ｉ
にはクロックパルスＰＸが供給されなくなって、カウン
タ４１の出力データｃＸば指２がタッチしている電極Ｘ
４に対応する１００の値に保持される。

一方、前述のスタートパルス発生回路５２より得られる
スタートパルスＰ、はまたオアゲー１−５７を介して単
安定マルチハイブレーク５８に供給されて、スタートパ
ルスＰ５の後縁によって単安定マルチハイブレーク５８
がトリガーされて、その出力信号ＭＡが第４図に示すよ
うにスタートパルスＰ、の後縁の時点からスタートパル
スＰｓの半周期よりも幾分短い、クロックパルスＰｃの
７周期分以上にわたる一定時間の間、高レベルにされ、
この信号ＭＡが更に単安定マルチバイブレーク５９に供
給されて、信号ＭＡの高レベルから低レベルへの立ち下
がりによって単安定マルチバイブレーク５９がトリガー
されて、その出力信号Ｍ＋ｔが第４図に示すように信号
ＭＡの立ち下がりから若干の時間にわたって高レベルに
され、この信号Ｍ、がアンドゲート６１に供給される。

アンドゲート６１にはまた前述のＲＳフリップフロップ
５６の出力信号訂が供給される。信号Ｍｎが高レベルに
なる手前から信号ＳＧはすでに高レベルになっているの
で、アンドゲート６１の出力には信号Ｍｌｌと同様の信
号ＳＡが得られる。この信号Ｓ＾と前述のフリップフロ
ップ５３の一方の出力信号ＳＸが゛アンドゲート６２に
供給され、信号Ｓ、とフリップフロップ５３の他方の出
力信号Ｓｖがアンドゲート６３に供給される。いまだ信
号Ｓｘは高レベル、信号Ｓｖは低レベルであるから、ア
ンドゲート６２の出力信号Ｓ、が信号ＳＡ、従って信号
Ｍ、と同様になり、アンドゲート６３の出力信号Ｓｃは
低レベルのままである。このアンドゲート６２の出力信
号Ｓｌｌの高レベルから低レベルへの立ち下がりは７、
指２がタッチしている点の電極Ｘ１〜ｘ７の配列方向で
あるＸ方向の位置の検出期間が終了したことを示す。

そして、この信号ＳＢがフリップフロップ５３のクロッ
ク端子ＣＫに供給されて、信号Ｓ。の後縁によってフリ
ップフロップ５３が反転されて、即ちセットされて、信
号ＳＸが低レベル、信号ＳＶが高レベルにされる。信号
ＳＥはまたオアゲート５４を介して単安定マルチバイブ
レータ５５に供給されて、信号Ｓｓの後縁によって単安
定マルチバイブレーク５５が再びトリガーされて、その
出力に幅の狭いパルスＰ、が得られ、パルスＰＦの前縁
によって、従って信号Ｓ［ｌの後縁の時点でＲＳフリッ
プフロップ５６が再びセ・ノドされて、信号Ｓｃが高レ
ベル、信号ＳＧが低レベルにされる。

従って、信号Ｓ８の後縁の時点からアントゲ−゛　ト４
６よりクロックパルスＰＣが抜き取られ、その抜き取ら
れたクロックパルスＰ７がカウンタ４２のクロック端子
ＣＫに供給されて、カウンタ４２でカウントされ、第４
図に示すようにカウンタ４２の出力データＣ７が順次変
化していき、電極Ｙ、〜Ｙ７に対応するスイッチＪ、〜
Ｊ７及びに１〜に７が前述のように順次オン・オフ制御
されて、電極Ｙ、〜Ｙ７が順次選択されていく。ただし
、第２図に示すように例えば電極Ｘ４と電極Ｙ５の交点
上に指２がタッチしているときは、第４図に示ずように
カウンタ４２がクロックパルスＰｖを５個カウントして
出力データＣ７が１０１になり、電極Ｙ、に対応したス
イッチＪ、がオンになり、スイッチに、がオフになると
、増幅回路２１から信号検出回路２４にスレッショール
ド電圧■、を超える大きな信号Ｓ、が供給されて、信号
検出回路２４の出力に検出パルスＰ、が得られ、この検
出パルスＰＤがＲＳフリップフロ・ノブ５６のりセント
端子Ｒに供給されて、検出パルスＰ、の立ち上がりによ
ってＲＳフリップフロ・ノブ５６がリセットされて、信
号ＳＧが低レベル、信号Ｓ６が高レベルにされ、以後、
カウンタ４２にはクロ・ツクパルスＰｘが供給されなく
なって、カウンタ４２の出力データＣＹば指２が外ノチ
している電極Ｙ。

に対応する１０１の値に保持される。

一方、アンドゲート６２の出力信号ＳＲはまたオアゲー
ト５７を介して華安定マルチノ＼イブレータ５８に供給
されて、信号ＳＩｌの後縁によって単安定マルチバイブ
レーク５８が再びトリガーされて、その出力信号Ｍ、が
第４図に示すように信−号ＳＢの後縁の時点からスター
トパルスＰ、の半周期よりも幾分短い、クロ・ツクパル
スＰｃの７周期分以上にわたる一定時間の間、再び高レ
ベルにされ、信号ＭＡＯ高レベルから低レベルへの立ら
ドがりによって単安定マルチハイブレーク５９が再びト
リガーされて、その出力信号Ｍｎが第４図に示すように
再び若干の時間にわたって高レベルにされる。信号ＭＢ
が再び高レベルになる手前から信号Ｓ０はすでに高レベ
ルになっているので、アンドゲート６１の出力にはやは
り信号Ｍｌｌと同様の信号Ｓ、が得られる。しかし、す
でに信号ＳＸは低レベル、信号Ｓｖは高レベルであるか
ら、前とは逆にアントゲート６３の出力信号Ｓ、が信号
ＳＡ、従って信号ＭＢと同様になり、アンドゲート６２
の出力信号Ｓａは低レベルのままである。

このアンドゲート６３の出力信号ＳｃＯ高レヘしから低
レベルへの立ち下がりは、指２がタッチしている点の電
極Ｙｌ−Ｙ、の配列方向であるＹ方向の位置の検出１す
１間が終了したことを示す。

そして、カウンタ４１，４２の出力データＣＭ。

Ｃｖがデータラッチ回路７１．７２にそれぞれ供給され
、アンドゲート６３の出力信号Ｓ、がラッチパルスとし
てデータラッチ回路７エ及び７２に供給されて、データ
ラッチ回路７１．７２にて信号Ｓｃが高レベルのときに
おけるカウンタ４１゜４２の出力データＣｘ、Ｃｖがラ
ッチされ、データラッチ回Ｆａ！Ｉ７１．７２の出力に
Ｘ方向、Ｙ方向の位置検出データＤｘ、Ｉ）ｙが得られ
る。

なお、絶縁層１３上に操作者の指がタッチしていないと
きには、信号検出回路２４にスレッショールド電圧■、
を超える信号ＳＤが供給されず、信号検出回路２−４の
出力に検出パルス１ン。が得られないので、アンドゲー
ト４５を通してカウンタ４１のクロック端子ＣＫにりＬ
Ｊ　７クバルス１）ｘがずっと供給される状態になって
、カウンタ４１は出力データＣＸが循環するようにクロ
ックパルスＰ、をカウントし、電極×１〜Ｘ７のみが循
環的に順次選択されていく。

発明の効果本発明によれば、複数の電極の各々を信号検出回路と基
準電位点のいずれか一方に接続するためのスイッチ群を
設け、このスイッチ群を、複数の電極のうぢの順次選択
される１つの電極は信−号検出回路に接続し、他の電極
は基準電位点に接続するように駆動して、人の指を介し
てＨＥ　’Ａされる信号の有無を検出する選択された電
極以外の電極を基準電位点に接続するようにしたので、
電極の面積が大きい場合などにおいても、信号検出回路
には操作者の指がある電極にタッチしたときにおいてそ
の電極が選択されるタイミングでのみ、一定レベルを超
える信号が確実に供給されるようになり、指がタッチし
た電極を確実に識別することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のタッチパネルの原理的構成の一例を示す
接続図、第２図は本発明のタッチパネルの一例を示す接
続図、第３図はその電極配置部の断面図、第４図はその
動作の説明のための波形図である。図中、Ｘ、−Ｘ？とＹ１〜Ｙ７は電極、Ａ及びＢとＪ及
びＩ〈ばスイッチ群、２１は増幅回路、２４は信号検出
回路、３０は信号源、４１及び４２はカウンタ、４３及
び４４はデコーダである。

Claims

【特許請求の範囲】

並行して配列された複数の電極と、信号検出回路と、上
記複数の電極の各々を上記信号検出回路と基準電位点の
いずれか一方に接続するためのスイッチ群と、このスイ
ッチ群を、上記複数の電極のうちの順次選択される１つ
の電極は上記信号検出回路に接続し、他の電極は上記基
準電位点に接続するように駆動する駆動回路とを備えた
タッチパネル。