JPS6029973B2 - 座標入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【ａー 発明の技術分野 本発明は座標入力装置に係り、特に二次元的に配列され
たタッチ検出電極に、一対一に対応して導出された引出
しリードを走査して、タッチ検出を行う座標入力装置に
おけるタッチ検出回路構成の改良に関する。

｛ｂ｝ 従来技術と問題点 従来より座標入力装置としては、タッチ検出電極が二次
元的に配列され、各タッチ検出電極からそれぞれ各一本
の引出しリードが導出された構成のものと、Ｘ方向及び
Ｍ方向にそれぞれ複数個のタッチ検出電極が配設され、
この両者が順次走査されて、マトリックス状に配置され
た両者の交点座標が検出されるよう横成されたものとが
ある。

後者はパネル構造が複雑で高価であるのに対して、前者
のものは、タッチ検出電極及び引出しリードを通常は一
層で形成し得るので、構造が簡単であり安価という利点
がある。しかしその反面、タッチ検出電極の近傍に引出
しリードが配設されるような構成では、検出感度が低下
し謀検出を生じる恐れがあるため、引出しリードをタッ
チ検出電極の間に配設する必要のない単純な構造のもの
に限られ、従って用途が制限されるという問題があった
。‘ｃ’発明の目的 本発明の目的は、二次元的に配列されたタッチ検出電極
から各１本導出された引出しリードが、たとえばタッチ
検出電極の近傍に配設されても、検出感度を低下させる
ことがなく、また誤検出が生じる恐れの少ない座標入力
装置を提供することにある。

‘ｄ｝ 発明の構成 本発明の特徴は、パネル基板上に、二次元的に配列され
た複数個のタッチ検出電極と、該タッチ検出電極のそれ
ぞれより各１本ずつ導出された引出しリードと、前記複
数個のタッチ検出電極及び引出しリードを被覆する誘電
体層とを有するタッチパネルと、該タッチパネル上にお
ける接触操作により前記複数個のタッチ検出電極の中か
ら選択されたタッチ検出電極を、前記接触操作によって
生じる前記選択されたタッチ検出電極の容量変化を検知
することにより検出する検出部とからなり、該検出部が
、所定の周波数の検出信号を送出する信号発生器と、前
記検出信号の周波数に共振する共振特性の共振回路を有
する検出回路とを具備し、前記検出信号を前記複数個の
タッチ検出電極に順次選択的に供給することにより前記
複数個のタッチ検出電極を順次選択的に検索するととも
に、前記検出信号を、高入力インピーダンス且つ低出力
インピーダンスのバッファ回路を介して前記検索された
タッチ検出電極を除く残りの全非検索タッチ検出電極に
供給し、前記選択されたタッチ検出電極の容量変化を、
該容量変化によって生じる前記共振回路の共振特性の変
化を検知することにより検出するよう構成されたことに
ある。

‘ｅ｝ 発明の実施例以下本発明の一実施例を図面を参
照しながら説明する。

第１図‘ａ｝、‘ｂ）は上記一実施例のタッチパネルを
示す平面図及び断面図である。同図において、１はタッ
チパネル、２はタッチ検出電極、３は引出しリード、４
はパネル基板、５は誘電体層を示す。上記タッチパネル
ーは、パネル基板４上に複数個のタッチ検出電極２が二
次元的に配設され、各タッチ検出電極２からそれぞれ１
本の引出しリード３が、タッチ検出電極２の間を通って
タッチパネルーの端部に導出されている。

更にこれらタッチ検出電極２及び引出しリード３上は、
その上に形成された誘電体層５により分離されている。
第２図は本実施例の座標入力装置の一実施例の概要を示
す図で、前記第１図に示したタッチパネル１と、該タッ
チパネルー上において選択されたタッチ検出電極の検出
部からなる。同図において、１は前述のタッチパネル、
３は引出しリード、６はアナログマルチプレクサ、７は
信号発生器、８は検出回路、９はィンダクタンス素子、
１０はインピーダンス素子、１１は共振回路、１２はキ
ヤパシタ、１３はインダクタンス、１４はコンパレータ
、１５はアナログスイッチ、１６はデコーダ、１７はク
ロツク発生器、１８はカウンタ、１９はバッファ回路で
ある。またＥ，は前記第１図におけるタッチ検出電極２
の１つであって、第２図では他のタッチ検出電極２は省
略してある。上述のように構成された本実施例の選択さ
れたタッチ検出電極の検出部は、バッファ回路１９を、
検出回路８の入力端即ちアナログマルチプレクサ６の共
通端（図のＡ点）と、アナログスイッチ１５の共通端（
図のＢ点）との間に介装することにより、信号発生器７
から送出された検出信号を非選択タッチ検出電極の総て
に供給するようにしたことが、従来と異なる点である。

上記バッファ回路１９は、電圧相似型の演算増幅器のｅ
入力端を出力端に接続した電圧利得がほぼ１の高入力イ
ンピーダンス且つ低出力インピーダンスの非反転型増幅
器により構成されている。

このような構成において、例えばタッチ検出電極Ｅ，が
アナログマルチプレクサ６で選択されて検出回路８に接
続されると、信号発生器７の検出信号（交流信号）はア
ナログマルチプレクタ６を介してタッチ検出電極Ｅ，に
供給される。この過程において、アナログマルチプレク
サ６は、クロツク発生器１７からのクロック信号に同期
してカウンタ１８から送出されたアドレス選択信号に従
って切り換えを行い、上記アドレス選択信号によって指
定されたタッチ検出電極を検出回路８に接続する。一方
上記アドレス選択信号はデコーダ１６を介してアナログ
スイッチ１５に供給され、上記アナログマルチプレクサ
６により検出回路８に接続されたタッチ検出電極Ｅ，を
除く残りの全非選択タッチ検出電極を、前記バッファ回
路１９に接続する。従って選択されたタッチ検出電極Ｅ
，に供給される検出信号が、上記バッファ回路１９を介
して全非選択タッチ検出電極に供聯合される。この際、
バッファ回路１９は前述のように電圧利得力ぷまぼ１の
非反転増幅器で構成されているので、選択されたタッチ
検出電極Ｅ，に供給される検出信号と、非選択タッチ検
出電極に供給される検出信号とは、同相で且つほぼ同電
位である。従って全非選択タッチ検出電極の電位は選択
されたタッチ検出電極Ｅ，に追従することとなる。その
結果、選択されたタッチ検出電極Ｅ，と、全非選択タッ
チ検出電極との間には電流が殆ど流れないので、両者間
のインピーダンスは実質的に無視出来る状態となる。第
３図ａ｝、‘ｂ｝は検出回路に接続されるインピーダン
ス（タッチパネル１の状態）を、タッチパネルに対して
非タッチ時とタッチ時のそれぞれについて示す等価回路
図である。

同図においてＡ点及びＢ点は第２図のＡ点及びＢ点、Ｃ
Ｂは選択されたタッチ検出電極に付加される人体容量、
ＣＰは選択されたタッチ検出電極Ｅ，とこれを除く他の
非選択タッチ検出電極との間の電極間容量、Ｃｓ、Ｃｎ
はそれぞれ選択されたタッチ検出電極Ｅ，及び他の全非
選択タッチ検出電極の膜容量、即ち誘電体を介して人体
（タッチした指）と選択されたタッチ検出電極Ｅ，及び
非選択全タッチ検出電極とにより構成されたキヤパシタ
の容量である。本実施例では上述の如くＡ点に供給され
る検出信号が、バッファ回路１９を介してＢ点にも供給
され、Ａ点及びＢ点は同相、同電位であるから、電極間
容量Ｃｐは実質的に零とみなすことが出来る。一方、前
記バッファ回路１９の入力インピーダンスは供振回路８
の共振インピーダンスに比較して十分高いので、タッチ
検出電極Ｅ，の静電容量変化は、このタッチ検出電極Ｅ
，がアナログマルチプレクサ６で選択的に共振回路１１
に接続された際、Ａ点における電圧変化として何ら障害
なく検出出来る。このように選択されたタッチ検出電極
の検出時に電極間容量Ｃｐの影響を排除することが可能
となったため、タッチパネル１が大規模化し、タッチ検
出電極２の数が多くなっても、電極間容量Ｃｐの影響が
ないので、検出感度が低下することがない。

また誘電体層５表面に汗等の汚れが付着して生じる電極
間橋絡インピーダンスの影響も、同様に排除され、検出
感度には何の影響も及ぼすことがなくなった。また選択
されたタッチ検出電極Ｅ，以外の各タッチ検出電極が、
アナログマルチプレクサ６が順次切り換えられて選択的
に共振回路８に接続された際にも、上記電極間容量は実
質的に無視し得る。

即ち、Ａ点から見た容量、即ち共振回路１１に付加され
る容量はほぼ零と見てよい。

従って非タッチ時〔同図【ａ｝〕にはＡ点から見た容量
Ｃ′ｔはほぼ零である。これに対しタッチ時〔同図（切
には上記容量ＣｔはＣｔ＝（ＣＳＣｎ）／（ＣＳ＋Ｃｎ
十ＣＢ）■となる。

従って本実施例ではタッチ時の容量変化（これをタッチ
容量と略称する）△Ｃは△Ｃ＝Ｃｔ
…■となる。

ここで通常Ｃｎ； １０〔ｐＦ〕 Ｃ８二 １００〔ｐＦ〕 ＣＳニ１００〜３００〔ｐＦ〕 …・・・■
程度であるので、△Ｃ＝Ｃｎ／〔（ＣＢ＋ＣＳ）／ＣＢ
〕 二Ｃｎ／２〜Ｃ〜／４ ・・・・・・■である。

従来の座標入力装置においては、上記バッファ回路１９
を具備せず、前記Ｂ点を接地端に接続していた。この場
合のタッチ容量△Ｃ′は、△Ｃ′＝Ｃｎ（ＣＳ＋ＣＢ）
／（Ｃｎ＋ＣＢ十ＣＳ）．・…・■となる。

これに前記■の値を代入すると、△Ｃ三Ｃｎ
．・…．■となる。

選択されたタッチ検出電極Ｅ，以外のタッチ検出電極が
共振回路８に接続された場合に付加されるタッチ容量は
、■式と比較することにより本実施例では従来の凡そ１
／２〜１／４に減少したことが理解されよう。

このタッチ容量はタッチパネル１上に接触した人体（指
先）と引出しリード３との間の容量である。

本実施例ではこのように、非選択タッチ検出電極が共振
回路８に接続された時のタッチ容量を大幅に４・さくす
ることが出来たので、引出しリード３を従来より太くし
うる。従って引出しリード３の抵抗が減少し、引出しリ
ード３が細いことから生じる検出感度の低下を防止出来
た。‘ｆ’発明の効果 以上の如く本実施例はタッチ検出電極及び引出しリード
が一層構造のため安価である。

しかもタッチ検出電極を二次元配列とし、その近傍に引
出しリードを配設しても、検出感度の低下及び謀検出を
生じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ）及び‘ｂ｝‘ま本発明の一実施例のタッチパ
ネルを示す平面図及び断面図、第２図は上記一実施例の
検出部を示す要部回路図、第３図は本発明の効果を説明
するための等価回路図である。 図において、１はタッチパネル、２はタッチ検出電極、
３は引出しリード、４はパネル基板、５は議電体層、６
はアナログマルチプレクサ、７は信号発生器、８は検出
回路、１１は共振回路、１５はアナｏグスイッチ、１９
はバッファ回路、Ｅ，は選択されたタッチ検出電極を示
す。第１図 第３図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パネル基板上に、二次元的に配列された複数個のタ
   ツチ検出電極と、該タツチ検出電極のそれぞれより各１
   本ずつ導出された引出しリードと、前記複数個のタツチ
   検出電極及び引出しリードを被覆する誘電体層とを有す
   るタツチパネルと、該タツチパネル上における接触操作
   により前記複数個のタツチ検出電極の中から選択された
   タツチ検出電極を、前記接触操作によつて生じる前記選
   択されたタツチ検出電極の容量変化を検知することによ
   り検出する検出部とからなり、該検出部が、所定の周波
   数の検出信号を送出する信号発生器と、前記検出信号の
   周波数に共振する共振特性の共振回路を有する検出回路
   とを具備し、前記検出信号を前記複数個のタツチ検出電
   極に順次選択的に供給することにより前記複数個のタツ
   チ検出電極を順次選択的に検索するとともに、前記検出
   信号を、高入力インピーダンス且つ低出力インピーダン
   スのバツフア回路を介して前記検索されたタツチ検出電
   極を除く残りの全非検索タツチ検出電極に供給し、前記
   選択されたタツチ検出電極の容量変化を、該容量変化に
   よつて生じる前記共振回路の共振特性の変化を検知する
   ことにより検出するよう構成されたことを特徴とする座
   標入力装置。