JPS605326A - 指タツチ式座標入力装置 - Google Patents

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】 （１）　発明の技術分野 本発明は座標入力装置に係り、特に指タツチによって変
化する容量を検出して指タツチ点の座標をめる指タツチ
式座標入力装置に関する。

（２）　技術背景 最近の電子工学の発達とともにあらゆる分野での電子工
学の応用が盛んとなってきている。その応用の１つとし
て座標入力装置がある。座標入力装置の入力方式は様々
あるがある基板における座標を座標指示媒体を用いるこ
とにより操作者の指によって指し示しその座標を検出回
路を用いて電気的に検出する装置かある。そして、この
様な方式においてより正確に判定できる。感度の良いも
のがさらに望まれている。

（３）　従来技術と問題点 従来１抵抗膜の両端に電圧を印加し、抵抗膜の両端から
抵抗膜上の指示された点へ流れる電流比から座標点を検
出する座標入力装置がある。この装置は一般的に抵抗膜
の保護のために抵抗ＩＩ―は誘電体層で′ｆＪ１覆され
ており、電源は交流電源であることが必要となってくる
。なぜならば、前述した様に抵抗膜を被覆している誘電
体層は直流電流を流さない絶縁体であるからである。し
かしながら。

電源として交流電源を用いるために基板上に透明な抵抗
層と抵抗層を透明な絶縁層で被覆した指タッチ式座標入
カバネルや検出回路にぶらさがっている浮遊容量が問題
となってくる。何故ならば浮遊容量を通じて電流が漏れ
てしまうからである。

よって従来の装置ではこの浮遊容量が人体対地容量と同
程度もしくはそれ以上となるため指タツチ式座標検出を
行なった場合、」−分な検出感度すなわち分解能がとれ
ないという問題があった。

（４）　発明の目的 本発明は前記問題点を解決するものであり、その目的と
するところは分解能が高い指タツチ式座標入力装置を堤
供することにある。

（５）　発明の構成 本発明の特徴とするところは基板」二に透明な抵抗層と
前記抵抗層を透明な絶縁層で′Ｉｊ１．覆した指タツチ
式座標パネルのＸ方向の両端部に複数のダイオードを離
散的に一端はダイオードのアノード側を他端にはカソー
ド側を接続し、前記指タツチ式座標パネルのＹ方向の両
端部にはＸ方向と同しく。

複数のダイオードを離散的に一端はダイオードのカソー
ド側を他端にはアノード側を接続してＸ方向のアノード
端子端子とＹ方向のカソード端子を共通接続し、Ｘ方向
のカソード端子とＹ方向のアノード端子を共通接続する
ことにより形成した２端子からそれぞれ検出器を介し正
弦波発振器に接続し。

また前記２端子それぞれにＬＣ並列共振回路を介して、
切替可能な高低二種の直流電源に接続したことを特徴と
する指タツチ式座標入力装置にある。

（６）　発明の実施例 以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の指タツチ式座標入力装置の原理を示す
ブロック図である。一端が接地されている正弦波発振器
の他端に接続している電流検出器２と電流検出器３と、
その各々の電流検出器の他端が接続されている指タッチ
式座標入カバネル４から構成されている。ここでタッチ
する指５を人体列地容Ｎ５′で示している。

指タツチ時に電流は二個の経路に接続、一方は正弦発振
器１から電流検出器２を介して指タッチ式座標入カバネ
ル４のａ＃Ａから入り、指タツチ点（ｘ、ｙ）から人体
対地容量５を介して大地に流れる。この流れる電流値を
■１とする。また他方は同様に正弦波発振器１から電流
検出器３を介して指タッチ式座標入カバネル４のｂ端か
ら入り指タツチ点（ｘ、ｙ）から人体対地容量５′を介
して大地に流れる。この流れる電流値を１２とする。

５− 指りノ千式座標入カバネル４は抵抗層であるから抵抗と
して考えてよく、指タッチ式座標人カバネル４のａ端、
ｂ端にかかる電圧は等しいためにａＸ間とｂｘ間を流れ
る電流ずなわち電流１＋と電流Ｉ２の比は、ａｘ間の抵
抗値とｂｘ間の抵抗値の逆比に等しい。指タツチ式座標
パネル４の抵抗層は一様であるからａｘ間の抵抗値とｂ
ｘ間の抵抗値はそれぞれａｘ間、ｂｘ間の距離に比例し
ている。指タツチ点Ｘが指タツチ式座標パネル４のａｂ
間のどこに位置するかは（１）式により計算できる。こ
こでａｂはａｂ間の距離を示すものとする。

（１）式は指タツチ点Ｘが指タツチ式座標パネル４のａ
ｌ）間のａ端からみてどの割合の位置にあるかを示す。

例えば（１）式の値が０．３のときａｂ間においてａ、
端からａｂ間の３／１ｏの位置に指タツチ点Ｘがあるこ
とを示している。第２図に本発明の指タソ千式座標入カ
バネルの構造を示すそれぞれ平面図、側面図である。第
２図ａ）ば指タロ　− ノチｉ、（座標入カバネルを真上から見たところを第２
図ｂ　）は指タッチ式座標入カバネルを真横から見たと
、−ろを示ず。基板４Ｉの−にに抵抗Ｎ４２があり、そ
の保護のために絶縁層４３が抵抗層４２に被覆されてい
る。

第３図（ａｌはダイオードバイアススイッチ法による２
次元座標検出例の基本回路構成図であり第３図（ｂｌは
第３図（ａ）におけるＤＣバイアスＡかＤＣバイアスＢ
より小さいときの交流等価回路図、第３図（【旧ま第３
図（ａｌにおけるＤＣバイアス八がＤＣバイアスＢより
大きいときの交流等価回路の図である。

第３図ｔａ）は指タツチ式座標パネル４のＸ軸方向の両
端部に複数のダイオードＤＩ、ＤＯを離散的に一端はダ
・イオードのアノード側を他端にはカソード側を接続し
、前記指タツチ式座標パネル４のＹ軸方向の両端部には
Ｘ方向と同じく、複数のダイオードＤ２．Ｄ３を離散的
に一端はダイオードのカッ−１，側を他端には７ノーＦ
　ｆｕｌｌを接続しさらＧこ前述ダイオードＤｏ、Ｄ３
をＸ軸方向のアノード端子とＹ軸方向のカソード端子を
共通接続し。

Ｘ方向のカソード端子とＹ方向のアノード端子を共通接
続する。一端が接地された正弦波発振器１は加算器８，
９並びに電流検知器６．７を介して前述したダイオード
が共通接続された点にそれぞれ接続される。

加算器８の入力１１にばＤＣバイアス八へルトがかかり
加算器９の入力１２にはＤＣバイアスＢボルトがかかる
。ずなわち加算器８，９によりＤＣバイアスＡ、ＤＣバ
イアスＢが正弦波発振器の出力と加算されるのでダイオ
ードＤｏ”ＤａにはＤＣバイアスが加わるためダイオー
ドの作動は換言するならばスイッチ動作はＤＣバイアス
によってきまる。

ＤＣバイアスＡがＤＣバイアスＢより小さいときにはダ
イオードＤｏ、Ｄｌがオンとなり、交流等価回路は第３
図（ｂｌに示すものとなる。また、その逆にＤＣバイア
スΔがＴ）ＣバイアスＢより大きいときには交流等価回
路は第３図（Ｃ１に示すものとなる。すなわち、ＤＣバ
イアスＡ　′ｈ＜Ｄ　Ｃバイアスｒ３より小さいときダ
イオードはＸ方向のダイオ−１、が導通となり、Ｘ方向
の座標を検出することができる。またＤＣバイアス八が
ＤＣバイアスＢより人きいとき、ダイオードはＹ方向の
ダイオ−１・が導通となり、Ｙ方向の座標を検出するこ
とかできる。尚、前述の検出は先に説明した様に電流検
出回路６，７によってなされ、第３図には図示しないが
、演算回路によって指タッチした点の座標がめられる。

第４図は本発明の一実施例のブロック図である。

基板」二に抵抗層とこれを絶縁層で被覆した指タッチ式
座標人カバネル４のＸ軸方向の両端部にそれぞれ複数の
ダイオードＤ５．Ｄｓを離散的に一端はダイオードのア
ノード側を他端にはカソード側を接続する。さらに前記
指タツチ式座標パネル４のＹ方向の両端部にはＸ方向と
同じく、複数のダイオードＤ？、Ｄ６を離散的に一端は
ダイオードのカソード側を他端にはアノード側を接続す
る。

Ｘ方向のアノード端子とＹ方向のカソード端子を共通接
続し、さらにＸ方向のカソード端子とＹ方　９− 向のアノード端子を共通接続する。形成した２端子から
それぞれ交流電流検出器６．交流電流検出器７を介し、
一端接地されている正弦波発振器１に接続されている。

またそれぞれの共通接続点は１、　Ｃ共振回路１３．１
４を介して２回路２接点のバイアス切替用アナログスイ
ッチ１５の各接点にそれぞれ接続されている。バイアス
切替用アナログスイッチ１５の共通接点にはＤＣバイア
ス用の高ＤＣバイアス１９とＤＣバイアス２０が接続さ
れている。そして、交流電流検出器６，７の出力は加算
器１６に入力し、その出力は交流電流検出器６の出力と
ともに除算器１７に入力され出力端子１８へと出力され
る。交流電流検出器６．交流電流検出器７はそれぞれ抵
抗素子６］、、７］とその両端の電圧を人力とする差動
アンプ６２．７２と差動アンプ６２．７２の出力が加わ
る微分回路６３．７３よりそれぞれ構成され、前述の微
分回路６３．７３の出力が交流電流検出器６，７の出力
となる。

交流電流検出器６の電流値＋２．交流電流検出−１０− 器７の電流値■１はそれぞれ加算器１６に入力される。

そして加算器１６の出力は除算器１７へ除数として入力
する。一方交流電流検出器６の出力が除算器１７へ被除
数として入力され除算器の出力は端子１８に接続される
。

バイアス切替用アナログスイッチ１５は高ＤＣ電圧電源
１９と低ＤＣ電圧電源２０のどららか一方をバイアス切
替信号２１により選択する。そしてダイオ−１・の電圧
の高低により導通したりあるいは導通しないダイオード
バイアススイッチ法どちらか一方を時分割に選択する。

ここでＬ　Ｃ並列共振器１３．１４は直流的には短絡で
ありダイオートスイッチを動作すなわちオン、オフさせ
ることができる。ここで、ＬＣ並列共振器１３゜１４は
交流的には手を指夕・７チ座標入カバネル４に接触して
いないときに共振するようにできており、配線等に生じ
る浮遊容量をキャンセルする。

バイアス切替用アナログスイッチ１５がたとえば第４図
に示された様に、高電圧電源１９をスイッチ１５−１に
よって選択してＬ　Ｃ並列共振器１４を介してダイオ−
１’Ｄ４．Ｄ７に高電圧を印加し、さらに低電圧電源１
８をスイッチ１５−２によって選択してＬ　Ｃ並列共振
器１３を介してダイオードＤ５．Ｄ６に低電圧を印加し
た場合には。

ｙ軸方向のダイオ−１゛すなわちダイオードＤ６゜Ｄ７
がオン、Ｘ軸方向すなわちダイオードＤ４゜Ｄ５がオフ
となる。このダイオードＤａ、Ｄ７のオンによって交流
電流検出器６，７の抵抗６１゜７１を介して正弦波発振
器の出力が指タッチ式座標入カバネル４に加わる。この
時操作者によって指タッチがなされた場合には指の′Ｒ
，遊容量によって接地間に電流が流れる。この電流によ
って抵抗６１．７１には電圧が発生ずる。抵抗６１．７
１の尖端はそれぞれ差動アンプ６２．７２に加わってい
るので、その出力は抵抗を６１．７］に流れる電流に比
例した値となる。その出力は微分回路６３．７３を介し
て加算器１６に加わるので、加算器１６は二個の交流電
流検出回路６，７に流れる電流の和を出力する。

一方、除算器１７の被除算入力には交流電流６の出力が
入力し、除算入力には前述した加算回路の出力すなわち
電流の和が入力しているので１その出力はタッチした指
のｙ軸方向の位置に関係した値となる。この値はＩｃ並
列共振回路１３゜１４によって浮遊容量をキャンセルし
ているので。

その値は高精度のものとなる。前述の説明ではｙ軸方向
を選択した場合の動作について説明している。バイアス
切換用アナログスイッチ１５が前述とは逆を各スイッチ
１５−１．１５−２が選択した場合にはＸ軸方向の座標
検出動作となる。尚。

この時の座標検出値も前述した様に浮遊容量をキャンセ
ルした値となっているので、この値は高精度のものとな
る。さらに、ダイオードＤｏ＝Ｄ３へのＤＣバイアス１
９．２０を検出用の交流電源１と分離し、ＤＣバイアス
をＬＣ共振回路１３゜１４を介してダイオードＤｏ−Ｄ
３に印加しているので、ＤＣバイアスがＬＣ並列共振器
１３゜１４によってショートされてしまうことはない。

また、低い方のＤＣバイアス２０は直接接地して−　１
３〜 も良い。

（７）　発明の効果 本発明によれば、ダイオードバイアススイ・７チを用い
たことによりアナログスイッチより低価格で回路を構成
することができる。さらに指を指タッチ式座標入カバネ
ルに触れないときに共振する■、Ｃ並列共振器を用いた
ことにより、交流を用いるために生じる浮遊容量を共振
点でインピーダンスが増大することにより打ち消すこと
ができるために、漏れ電流を減少することができて、検
出感度が向上し、高精度な座標入力装置を得ることがで
きる。すなわち、座標指示媒体への電流成分のＳＮ比を
向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の指タツチ式座標入力装置の原理を示す
ブロック図、第２図（ａｌ　（ｂｌは本発明の指タッチ
式座標入カバネルの構造を示すそれぞれ平面図、側面図
、第３図（ａ）は本発明のダイオードバイアススイッチ
法による２次元検出例の基本回路構成図、第３図（ｂｌ
は第３図（ａｌにおいてＤＣバイアス１４− ＡがＤＣバイアスＢより小さいときの交流等価回路図、
第３図［０）は第３図ＦａｌにおいてＤＣバイアス八が
ＤＣバイアスＢより大きいときの交流等価回路図、第４
図は本発明の一実施例のブロック図である。 ■・・・正弦波発振器、　２，３・・・電流検出器、　
４・・・指タッチ式座標入カバネル、　５′・・・人体
対地容量、　６゜７・・・交流電流検出器、　８．９・
・・加算器、　１１・・・ＤＣバイアスＡ。 １２・・・ＤＣバイアスＢ、　１３．１４・・・Ｌ　Ｃ
並列共振器、　Ｉ５・・・バイアス切替用アナログスイ
・ノチ、　１６・・・加’ｌｌ−器、　１７・・・除算
器、　１８・・・出力端子、　１９・・・高電圧電源。 ２０・・・低電圧電源、　２１・・・バイアス切替信号 ２０・・・低電圧電源 １５− 第１図 第２菌 第３図 （ｂ） 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　基板上に透明な抵抗層と前記抵抗層を透明な絶
   縁層で被覆した指タツチ式座標パネルのＸ方向の両端部
   に複数のダイオードを島！を数的に一端はダイオードの
   アノ−１−′側を他端にはカッ−１′側を接続し、前記
   指タツチ式座標パネルのＹ方向の両端部にはＸ方向と同
   じく、複数のダイオードをＩｉ！Ｉｔ散的に一端はダイ
   オードのカソード側を他端にはアノード側を接続してＸ
   方向のアノード端子とＹ方向のカソード端子を共通接続
   し、Ｘ方向のカソード端子とＹ方向の７ノード端子を共
   通接続することにより形成した２端子からそれぞれ検出
   器を介し発振器に接続し、また前記２端子それぞれに共
   振回路を介して、切替可能な高低二種の直流電源に接続
   したことを特徴とする指タツチ式座標入力装置。
2. （２）　前記検出器は第１．第２の交流電流検出回路と
   、加算器と除算回路とより成り、前記加算器は前記第１
   ．第２の交流電流検出回路の出力を加算し、除算回路は
   前記第１あるいは第２の交流電流検出回路の出力を前記
   加算器の出力で除算することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の指タツチ式座標入力装置。
3. （３）　前記直流電源の一方が接地電位であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の指タツチ式座標入
   力装置。