JPS603646B2 - 座標検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【ａー 発明の技術分野 本発明は座標検出装置に係り、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 静電容量の変化を利用して指示された位置を検出する装
置は、人体やペン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。すなわち表示装贋の表示面前面に
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ー 従釆技術と
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
々提案されており、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１例を示す姿部概要図である。

検出パネルＰＮは例えば薄板状のガラス坂上にタッチ電
極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４を設けたものである。そ
してそれらタッチ電極の各交点部に接触部ＴＣＨを構成
する。また点線で囲んで示した１はタッチ検出部であっ
て、そのタッチ検出部１は前記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。その
タッチ検出部１は次の構成を探る。すなわち、コンデン
サＣａとコイルＬａとを並列接続して共振回路を形成し
、その共振回路に例えば抵抗素子Ｒが後続される。そし
て抵抗素子Ｒと共振回路の接続点にコンパレータＣＰの
一方の入力側が接続され、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。またこのよう
な構成のタッチ検出部１の抵抗素子Ｒに発振器ＯＳＣが
接続される。この発振器ＯＳＣは前記共振回路に共振し
た周波数の検索信号を抵抗素子Ｒを介して共振回路に供
給する。また３は例えばアナログマルチプレクサで構成
されたタッチ電極切替用スイッチであり、その切替スイ
ッチ３により、タッチ電極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４
が順次一本ずつ選択されて前記タッチ検出部１の共振回
路に接続される。さてこのような構成において、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１は、その検出部に順
次選択的に接続されるタッチ電極に静電容量の変化があ
る場合、その出力は“０”となる。この例の場合、タッ
チ電極Ｘ，およびＹ，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の出力が“０”となり、
他のタッチ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の出力は“１”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×側電極相互間、
Ｙ側電極相互間には隣接容量が存在し、×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
されたごとく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謀検出防止の
ために、各タッチ電極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４と接
地間にスイッチを接続し、それらスイッチによって、順
次選択された検索タッチ電極１本を除く他の全てのタッ
チ電極をグランドレベルに選択的にクランブする方式が
提案されている。このように選択された検索タッチ電極
を除く他の全てのタッチ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、順次選択された各検索タッチ
電極とグランドレベルにクランプされた他のタッチ電極
相互間に固有の電極容量が存在し、それら電極容量はタ
ッチ検出部１の共振回路に対して並列に接続されること
となる。このような各タッチ電極の固有の電極容量は、
例えばＸ側のタッチ電極数とＹ側のタッチ電極数とが異
なる場合や、また×側とＹ側のタッチ電極の長さが異な
るような場合等には、バラッキが一層大きくなる。従っ
てタッチ検出部１の共振回路に各タッチ検出電極Ｘ，〜
Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４が順次選択されて接続された際、
共振回路の共振周波数がタッチ電極によって異なること
となり、発振器ＯＳＣから共振回路に供給される検索信
号の周波数が一定の場合、タッチ電極によっては検出感
度が著しく低下し、安定な位置検出が困難になるという
問題がある。そこで、第１図に示すようにタッチ電極Ｘ
，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４に補正用の容量素子ＣＸ，〜
ＣＸ４およびＣＹ，〜ＣＹ４をそれぞれ接続する方法が
提案されているが、この方法によれば、タッチ電極数が
多くなると接続すべき補正用容量素子数も多くなり、そ
の結果、各タッチ電極の固有の電極容量のバラッキ補正
のための工数が多大となり、それに伴うコストアップを
招くという欠点があった。（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
の固有の電極容量のバラッキに起因して生じる検出感度
の低下を簡単な補正手段によって防止できる構成の座標
検出装置の提供を目的とするものである。

的 発明の構成 本発明による座標検出装置は、検出すべき位置に対応し
て配置した複数の検出電極と、任意の検出電極への指示
操作にもとづく当該検出電極の電気的特性の変化を検出
する検出部とをそなえ、さらに前記各検出電極ごとの電
気的特性のバラッキを補正するため各電極で共通の補正
用回路素子として用いられる複数の補正用回路素子と、
前記各検出電極ごとの電気的特性のバラッキに応じた補
正値に対応して前記補正用回路素子を選択するためのデ
ータを記憶した記憶素子とを設け、各検出電極を検索操
作する際、該記憶素子の記憶内容に応じて検索された検
出電極対応に前記補正用回路素子の中の補正値に対応し
た素子を選択的に接続するようにしたことを特徴とする
ものである。

‘ｆ’ 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１例構成を説明す
るための要部ブロック図であって、第１図における同等
部分には同一符号を付した。

検出パネルＰＮのタッチ電極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ
４は、例えばアナログマルチブレクサで構成されたタッ
チ電極切替用スイッチ３によって、順次一本ずつ選択さ
れてタッチ検出部１の共振回路ＲＣに接続される。なお
各タッチ電極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４と接地間には
図示を省略したがスイッチが接続され、それらスイッチ
によって、前記切替スイッチ３で選択されてタッチ検出
部１の共振回路ＲＣに接続された検索タッチ電極を除く
他の全てのタッチ電極が選択的にグランドレベルにクラ
ンプされる。そして選択された検索タッチ電極への指示
操作にもとづく静電容量の変化を共振回路ＲＣと抵抗素
子Ｒとの接続点における電圧変化として検出するのは従
来の座標検出装置とさして変らない。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きく異なる点は
、各タッチ電極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４の固有の電
極容量のバラッキを補正するために各タッチ電極に対し
て補正用インピーダンス素子を選択的に接続する補正回
路４（一点鎖線で囲んで示す）を設けたところにある。
この補正回路４は次の構成を探る。すなわち補正用イン
ピーダンス素子となる補正用コンデンサＣＩ〜Ｃ８と、
それらコンデンサＣＩ〜Ｃ８を選択的に各タッチ電極対
応に接続する補正用切替スイッチ５ならびに記憶素子６
よりなる。なお前記補正用切替スイッチ５は例えば８ビ
ットのアナログマルチプレクサで構成される。また補正
用コンデンサＣＩ〜Ｃ８の静電容量値は例えば（）内に
示したような値である。さて前記記憶素子６には、各タ
ッチ電極Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜Ｙ４の固有の電極容量
のバラッキを補正するために各タッチ電極対応に接続す
べき補正容量値に対応した内容が前記補正用切替スイッ
チに対するデコード信号の形で記憶されている。

このような構成において、タッチ電極切替用スイッチ３
にタッチ電極選択信号が入力され、各タッチ電極Ｘ，〜
Ｘ２およびＹ，〜Ｙ４が順次選択されてタッチ検出部１
に接続される。この際、同時に前記記憶素子６のアドレ
ス端子にもタッチ電極選択信号が入力される。そしてそ
の記憶素子６からは順次選択された検索タッチ電極に対
応した記憶内容が読出される。そしてその読出された内
容、つまり選択された検索タッチ電極対応に接続すべき
補正容量値に対応した内容のデコード信号にもとづき、
補正用切替スイッチ５のスイッチＳＩ〜Ｓ８のうちの１
つが選択的にオン状態となり、補正用コンデンサＣＩ〜
Ｃ８のうちの１つが選択されて、各検索タッチ電極対応
に接続されることとなる。かくして順次選択された各検
索タッチ電極対応に最適値の補正用コンデンサが選択的
に接続されるので、各タッチ電極の固有の電極容量のバ
ラッキを±５％程度に抑えることができ、同一周波数の
検索信号を用いて全てのタッチ電極を駆動しても十分な
検出感度を得ることができる。

なお通常の検出パネルにおける容量補正値としてはＩＰ
Ｆ〜２岬Ｆ程度であるので、前述の補正用切替スイッチ
を一般に市販されている８ビットのアナログマルチプレ
クサ１個で構成して、全タッチ電極の電極容量の補正を
なすことは十分可能である。

またタッチ電極数が増加しても、各タッチ電極に補正用
コンデンサを接続する方法に比べ、本発明によれば、小
数の補正用コンデンサを用意するだけでよく、補正作業
としては記憶素子にデータを書込む作業のみとなり、補
正工数は著しく低減される。次に補正容量値の範囲がさ
らに大きくなった際に用いて有効な補正回路の１例構成
を第３図に示す。

図において一点鎖線で囲んで示した４が補正回路であり
、１はタッチ検出部、３はタッチ電極切替用スイッチで
ある。前述の実施例では補正用切替スイッチ５（第２図
参照）をアナログマルチプレクサで構成したが、そのア
ナログマルチプレクサは記憶素子からのデコード信号に
対応してスイッチＳＩ〜Ｓ８のうちの１個のスイッチを
オン状態とするだけなので、検出パネルが大形サイズに
なってタッチ電極数が多くなって、補正容量値の範囲が
大きくなるとアナログマルチプレクサの数を増加する必
要がある。それに対して第３図に示す補正回路４は、図
から明らかなように、記憶素子６とアナログスイッチＡ
Ｉ〜Ａ８ならびに、それらアナログスイッチに接続され
た補正用コンデンサＣＩ〜Ｃ８から構成される。そして
前記各アナログスイッチは“１’’でオンし、“０”で
オフするものである。なお前記補正用コンデンサＣＩ〜
Ｃ８の静電容量値は（）内に示した値とする。このよう
な構成において、記憶素子６からの出力に対応してアナ
ログスイッチＡＩ〜Ａ８を選択的にオン、オフするよう
にしたもので、本例の場合、ＩＰＦから２５蛇Ｆまでの
範囲で補正容量値を変化させることが可能となる。なお
、上記実施例では、１組のタッチ検出部を設けて、各タ
ッチ電極を順次選択的にタッチ検出部に接続する場合に
ついて述べたが、それに限らず各タッチ電極対応にタッ
チ検出部を接続した構成のものに適用しても同様の効果
が得られる。

また補正用インピーダンス素子はコンデンサに限らずィ
ンダクタンス素子で構成してもよいし、さらに共振回路
ＲＣのコンデンサＣａと接地間あるいはコイルはと接地
間に選択的に補正用インピーダンス素子を接続するよう
にすることもできる。またタッチ検出部は共振回路の共
振現象を利用して指示状態を検出するものの他に、他の
方式例えば平衡回路によって静電容量の変化を検出する
ようにしてもよい。（ｇ）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
ッチ電極の固有の電極容量のバラッキに起因して生じて
いた検出感度の低下を簡単な補正手段によって防止でき
、高感度でしかも安定な位置検出が可能な座標検出装置
を安価に実現でき、その実用的効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は共振回路の共振現象を利用した座標検出装置の
従来例を示す要諦欧概要図、第２図は本発明による座標
検出装置の１例構成を説明するための要部ブロック図、
第３図は本発明による座標検出装置に用いる補正回路の
他の構成例を示す図である。 図において、１はタッチ検出部、２は平滑回路、３はタ
ッチ電極切替用スイッチ、４‘ま補正回路、５は補正用
切替スイッチ、６は記憶素子、Ｘ，〜Ｘ４およびＹ，〜
Ｙ４はタッチ電極、ＣＩ〜Ｃ８は補正用コンデンサ（補
正用インピーダンス素子）、ＯＳＣは発振器、Ｒは抵抗
素子、ＣＰはコンパレータをそれぞれ示す。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 検出すべき位置に対応して配置した複数の検出電極
   と、任意の検出電極への指示操作にもとづく当該検出電
   極の電気的特性の変化を検出する検出部とをそなえ、さ
   らに前記各検出電極ごとの電気的特性のバラツキを補正
   するため各電極で共通の補正用回路素子として用いられ
   る複数の補正用回路素子と、前記各検出電極ごとの電気
   的特性のバラツキに応じた補正値に対応して前記補正用
   回路素子を選択するためのデータを記憶した記憶素子と
   を設け、各検出電極を検索操作する際、該記憶素子の記
   憶内容に応じて検索された検出電極対応に前記補正用回
   路素子の中の補正値に対応した素子を選択的に接続する
   ようにしたことを特徴とする座標検出装置。