JPS6029967B2 - 座標検出装置 - Google Patents

座標検出装置

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Publication number
JPS6029967B2
JPS6029967B2 JP57073784A JP7378482A JPS6029967B2 JP S6029967 B2 JPS6029967 B2 JP S6029967B2 JP 57073784 A JP57073784 A JP 57073784A JP 7378482 A JP7378482 A JP 7378482A JP S6029967 B2 JPS6029967 B2 JP S6029967B2
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JP
Japan
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touch
touch electrode
resonant circuit
oscillator
detection device
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JP57073784A
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JPS58191033A (ja
Inventor
和生 吉川
久 山口
徹 浅野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M11/00Coding in connection with keyboards or like devices, i.e. coding of the position of operated keys
    • H03M11/02Details

Description

【発明の詳細な説明】 【aー 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
極を鯨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ー 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、従来周知のキースィ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易である。
そのため表示装置等と粗合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。‘c)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の一例を第
1図に示す。
検出パネルPNは例えば薄板状のガラス板上にタッチ電
極X,〜X4およびY,〜Y4を設けたものであり、そ
れらタッチ電極の各交点部の接触部汀CHを構成してい
る。またタッチ電極X,〜X4には×方向のタッチ検出
部X−TCHSが各電極対応に接続され、同様にタッチ
電極Y,〜Y4にもY方向のタッチ検出部Y−TCHS
が接続してある。これらタッチ検出部X−TCHS,Y
−TCHSは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。第2図はタッチ検出部
の構成例を示すブロック図であって、タッチ電極X,に
接続されるタッチ検出部を代表的に示している。すなわ
ち各タッチ電極X,〜X4およびY.〜Y4に対応して
第2図に示す構成のタッチ検出部が接続される。これら
タッチ検出部は、コンデンサCaとコイルLaとを並列
接続して共振回路1を形成し、その共振回路1にインピ
ーダンス素子Rが接続される。そしてそのィンピーダン
ス素子Rと共振回路1との接続点にタッチ電極を接続す
るとともにコンパレータCPの一方の入力側が鞍競され
、さらにコンパレータCPの出力側は平滑回路2の入力
側に接続される。また各タッチ検出部に共通の発振器O
SCが各タッチ検出部のインピーダンス素子Rに接続さ
れる。この発振器OSCは各タッチ検出部の共振回路1
に共振した周波数の交流信号をインピーダンス素子Rを
介して共振回路1に供孫舎する。さてこのようなタッチ
検出部が各タッチ電極X.〜X4およびY,〜Y4に接
続された座標検出装置(第1図参照)において、例えば
操作者がタッチ電極X,とY,との交点における接触部
TCHに触手することによりり指示したものと仮定する
とタッチ電極X,,Y,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X−TCHS,Y−
TCHSは静電容量に変化がある場合、その出力は“L
”レベルとなる。この例の場合、タッチ電極X,および
Y,に対応するタッチ検出部の出力が“L”レベルとな
り、他の検出部の出力は“H”レベルとなる。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側のタッチ電極X,〜
X4およびY側のタッチ電極Y,〜Y4が互いに隣接、
交差して配設してあるので、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
ていないタッチ電極に対応する接触部が、あたかも指示
されたごと〈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、各タッチ電極X,〜X4およびY,〜Y4と基
準電位、例えば接地間にスイッチング手段を設け、それ
らスイッチング手段によって順次選択されたタッチ電極
1本を除く他の全てのタッチ電極を接地電位に選択的に
接続する方式が提案されている。上記スイッチング手段
としてIJレースィツチ等の機械スイッチが考えられる
が、このような機械スイッチではスイッチ速度が遅いた
め、高速スイッチが可能な半導体スイッチング素子を用
いることが考えられるごしかしスイッチング手段として
単に半導体スイッチング素子に層換えるだけでは次の問
題を生じる。
すなわち例えばnチンネルMOSFETを用いて、その
MOSFETのドレインをタッチ電極に、またソースな
らびに基板を接地電位に接続する。そしてMOSFET
のゲートを負電位にしてMOSFETをオフ状態、つま
りタッチ電極を選択して共振回路に接続した際、MOS
FETの基板とドレィン間にダイオードが構成され、共
振回路と並列にそのダイオードが等価的に接続されるこ
ととなる。一方その共振回路には発振器から正負両極性
の交流信号が印加されているが、前記ダイオードの存在
により、印加された交流信号の負電圧レベルではMOS
FETのドレィンがダイオードを通して接地電位にクラ
ンプされることとなる。その結果、Ca,Laから構成
される並列共振回路に加わる波形は半波のの波形になり
、良好な正弦波が印加されず、共振状態が得られなくな
り、共振回路のインピーダンスが低下し、検出感度が低
下する。そこで、このような問題を解決するために、第
1図に示すように、各タッチ電極X,〜X4およびY4
〜Y4を選択的に接地電位に接続するスイッチング手段
を半導体スイッチング素子SWとコンデンサCとの直列
回路で構成する方法が提案されている。しかしながらこ
のような構成では各タッチ電極ごとにコンデンサCを接
続する必要があり、大形サイズの検出パネルに適用する
際、そのスイッチング手段が大形化するという問題があ
った。(d} 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
を選択的に基準レベルに接続するスイッチング手段を比
較的大きな実装空間が必要なコンデンサを用いないで、
簡略化され、かつ集積化が容易にできるスイッチング回
路で構成した座標検出装置の提供を目的とするものであ
る。
{eー 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、択一
的に動作する第1のスイッチ群を介して各タッチ電極と
順次選択的に接続される共振回路と、該共振回路と選択
されたタッチ電極との接続点に当該共振回路の共振周波
数に相当する周波数の交流信号を供給する発振器とを有
し、かつ非選択のタッチ電極を選択的に基準電位に接続
する第2のスイッチ群をそなえてなる構成におし、て、
前記第2のスイッチ群の各スイッチング手段を前記発振
器の正負両極性の交流信号に対して双方向的なスイッチ
動作をなすよう組み合わせた互いに逆極性の1対の半導
体スイッチング素子により構成したことを特徴とするも
のである。
(fー 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図は本発明による座標検出装置の一例構成を説明す
るための要部ブロック図であり、第4図は第3図の座標
検出装置におけるスイッチング手段の一例構成を示すス
イッチング回路図であって、タッチ電極X.に接続され
るスイッチング回路SIを代表的に示している。まず第
3図において、検出パネルPNにはタッチ電極X,〜X
4およびY,〜Y4が配設され、それらタッチ電極の各
交点部に接触剖汀CHを構成する。また3は択一的にに
動作する第1のスイッチ群で例えばアナログマルチプレ
クサで構成されており、そのアナログマルチプレクサは
、タッチ電極X,〜X4およびY,〜Y4を順次1本ず
つ選択して共振回路1に接続する。その共振回路1には
、その共振回路にに共振した周波数の交流信号がインピ
ーダンス素子Rを介して発振器OSCから供給される。
さらに前記インピーダンス素子Rと共振回路1との接続
点‘まコンパレータCPの一方の入力側に接続され、コ
ンパレータCPのの出力は平滑回路2に入力される。ま
たSCはタッチ電極X,〜X4およびY,〜Y4の内非
選択のタッチ電極を選択的に基準電位、例えば接地電位
に接続する第2ののスイッチ群であって、各タッチ電極
X.〜X4およびびY,〜Y4と接地間には後述するス
イッチング回路SI〜S8が接続してある。そしてクロ
ックパルス発生器4からのクロックパルスで駆動された
3ビットノゞィナリカゥンタ5(以下単にカウンタと略
省する)からタッチ電極選択信号が送出される。そして
そのタッチ電極選択信号により、アナログマルチプレク
サ3が駆動されるとともにデコ−ダ6の出力によってス
イッチング回路SI〜S8が駆動される。すなわちアナ
ログマルチプレクサ3の切替スイッチAIがオン状態で
他の切替スイッチA2〜A8がオフ状態の際には、スイ
ッチング回路SIがオフ状態となり、その他のスイッチ
ング回路S2〜S8がオン状態となって、タッチ電極X
,が選択されて共振回路1に接続され、その他のタッチ
電極X2〜X4ならびにY,〜Y4は接地電位にクラン
プされる。次にアナログマルチプレクサ3の切替スイッ
チA2がオン状態で他の切替スイッチA1,A3〜A8
がオフ状態の際、スイッチング回路S2がオフ状態とな
り、その他のスイッチング回路S1,S3〜S8がオン
状態となってタッチ電極X2が選択されて共振回路1に
接続され、選択されたタッチ電極X2を除く他の全ての
非選択タッチ電極は接地電位にクランプされる。このよ
うにしてアナログマルチプレクサ3はカウンタ5からタ
ッチ電極選択信号に基づいて各タッチ電極を順次選択し
て共振回路1へ接続するとともにスイッチング回路SI
〜S8はタッチ電極選択信号に基づいたデコーダ6から
の信号によって選択されたタッチ電極を除く他の全ての
非選択タッチ電極を接地電位にクランプし、タッチ電極
の接触操作に基づく静電容量の変化を前記共振回路1と
インピーダンス素子Rとの接続則こおける交流信号レベ
ルの変化として検出する点は従来の座標検出装置として
変るところはない。しかしながら本発明の座標検出装置
が従来のものと大きく異なる点は前記スイッチング回路
SI〜S8を発振器OSCの正負両極性の交流信号に対
して双方向的なスイッチ動作をなすように半導体スイッ
チング素子を粗合せたスイッチング回路で構成したとこ
ろである。第4図はそのようなスイッチング回路の一例
構成を示す回路図である。図において一点鎖線で囲んで
示したSIはタッチ電極X,と基準電位、例えば接地電
位との間に接続されるスイッチング回路であって、この
ようなスイッチング回路が各タッチ電極と接地間に接続
される。さて第4図から明らかなように、スイッチング
回路SIは次の構成を採る。すなわちちQNおよびQP
は互いに逆極性の半導体スイッチング素子であって、例
えばQNはnチャンネルM○SFETでありQPはpチ
ャンネルMOSFETである。そしてそれらQN,QP
のソースSは接地され、またドレィンはタッチ電極X,
に接続される。そしてnチャンネルMOSFETQNの
基板には負の電位−Vsを印加する直流電源が接続され
、pチャンネルMOSFETQPの基板には正の電位+
Vsを印加する直流電源が接続されている。
このようにな構成において、タッチ電極選択信号に対応
したデコーダ6(第3図参照)からの信号でレベルシフ
タ7が駆動され、そのレベルシフタ7の出力側から正の
パルス電圧と負のパルス電圧が同時に送出される。その
正のパルス電圧でQNのゲートGが駆動されるとともに
負のパルス電圧でQPのゲートGが駆動されて、QNお
よびQPともにオン状態となる。その結果タッチ電極X
,は接地電位にクランプされることとなる。次にQNの
ゲート電位が負レベルに、またQPのゲート電位が正し
ベルに切替ると、つまりQNおよびQPがオフ状態とな
ってタッチ電極X,が選択され、共振回路1(第3図参
照)に接続されると、タッチ電極X,に接触操作がなけ
れば、タッチ電極X,には発振器QSC(第3図参照)
の出力交流信号が印加されることになる。この交流信号
は正負両極性で波高値が±Voの電圧波形である。なお
この際、前記QNならびにQPの基板に印加される電圧
−Vsならびに+Vsと交流信号の波高値±Voとの関
係はIVol<IVslに設定してある。このようにQ
NおよびQPがオフ状態では第5図に示すように、QN
の基板PとドレインD間にダイオード○,が構成され、
またQPの基板nとドレィンンD間にダイオードD2が
構成される。この状態を等価回路で示すと第6図のよう
になる。いま交流信号+Voに対してはダイオードD,
が逆方向に接続され、ダイオードD2は順方向に接続さ
れるが前述のように十Vs>十Voと設定されているの
でダイオードD2にも電流は流れず、タッチ電極X,に
は波高値が十Voの正電位波形が印加される。また交流
信号−Voに対してはダイオードD2が逆方向に接続さ
れた形となり、ダイオードD,は順方向に接続されるが
、この際も、ダイオードD,には負の電圧−Vs(IV
sl>IVol)が印加されているので、ダイオードD
,にも電流は流れず、タッチ電極X,には波高値が−V
oの負電位波形が印加される。かくしてタッチ電極X,
に印加される発振器OSCの正員両極性の交流信号に対
して双方向的なスイッチ動作をなすスイッチング回路S
Iが構成される。そしてこのような構成のスイッチング
回路SI〜S8が各タッチ電極X,〜X4およびY,〜
Y4と接地間に接続される。しかして、このような構成
のスイッチング回路は半導体集積回路として容易に集積
化が可能であり、従来のように比較的大きな実装空間を
必要とするコンデンサを用いたスイッチング手段に比べ
て、コンパクトなスイッチング手段を構成でき、その結
果、大形サイズの検出パネルを有する座標検出装置に適
用して、コンパクトな座標検出装置を製作することがで
きる。{Q 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば各タッ
チ電極を選択的に基準電位に接続するスイッチング手段
を集積化可能なスイッチング回路で構成することができ
、大形サイズの検出パネルを有する座標検出装置がコン
パクトに実現でき、その実用的効果は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は静電容量を利用した座標検出装置の従来例を示
す概要図、第2図はタッチ検出部のの構成例を示すブロ
ック図、第3図は本発明による座標検出装置の一例構成
を説明するための要部ブロック図、第4図〜第6図は本
発明の座標検出装置に用いたスイッチング回路を説明す
る図である。 図において、1は共振回路、2は平滑回路、3は切替ス
イッチ、4はクロックパルス発生器、5は力ウンタ、6
はデコーダ、7はしベルシフタ、X,〜X4およびY,
〜Y4はタッチ電極、SCはスイッチング手段、SI〜
S8はスイッチング回路、QNおよびQPは半導体スイ
ッチング素子、OSCは発振器をそれぞれ示す。第1図 第4図 第5図 第6図 図 N 船 図 の 船

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 検出すべき座標位置にに対応して規則的に隣接配置
    した複数のタツチ電極と、択一的に動作する第1のスイ
    ツチ群を介して各タツチ電極と順次選択的に接続される
    共振回路と、該共振回路と選択されたタツチ電極との接
    続点に当該共振回路の共振周波数に相当する周波数の交
    流信号を供給する発振器とを有し、かつ非選択のタツチ
    電極を選択的に基準電位に接続する第2のスイツチ群を
    そなえてなる構成において、前記第2のスイツチ群の各
    スイツチング手段を前記発振器の正負両極性の交流信号
    に対して双方向的なスイツチ動作をなすよう組み合わせ
    た互いに逆極性の1対の半導体スイツチング素子により
    構成したことを特徴とする座標検出装置。
JP57073784A 1982-04-30 1982-04-30 座標検出装置 Expired JPS6029967B2 (ja)

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JPS58191033A JPS58191033A (ja) 1983-11-08
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