JPS61269725A - 適応性しきい値化回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学ベースタッチ検出スクリーン用のアダプ
ティブ信号しきい値装置に関する。

〔従来技術および発明が解決しようとする間頂点〕

エル・アール・カスディ（Ｌ、　Ｒ，Ｋａｓｄａｙ　）
に付与された米国特許第４．４Ｆ１４，１７９号にＨＣ
ＲＴ（陰極線管ブラウン管）スクリーン面上のフィンガ
タッチの位置を決定する光学ベースタッチ検出スクリー
ンが記載されている。このスクリーンは、ＣＲＴスクリ
ーンを被覆する透明平行面装置であり、これを通してＣ
ＲＴが通る装置を備えている。上記装置上の点に接触す
ると、ＣＲＴラスクからの光は全内部反射にエリ上記装
置内に捕捉されるようになる。この捕捉された光は上記
装置のエツジに向けて伝搬し、上記装置のエツジに沿っ
て設けた光検出器により検出される。この内部反射は、
ＣＲＴラスタビームが指の下を通る時に生じるので、ラ
スタビームのタイミングを用いてタッチ位置を決定する
ことができる。

光学ベースタッチスクリーンに用いる材料の欠陥や、タ
ッチスクリーン自身のダスト、指紋、汚れなどの全ては
組合わされて、この。

スクリーンが接触されない場合にＣＲＴラスタビームの
全内部反射を惹起し、不都合である。従って、表示画像
が接触された時生ずる捕捉された光信号を、この画像が
接触されなかった時に生じた捕捉光信号から識別するこ
とが必要【なる。

この問題は、ＣＲＴ上の輝点の輝度が捕捉光のレベルを
上昇させるので、画像がこの輝度で表示される場合には
倍加される。このため、実際はユーザが接触してなくて
も表示画像が接触されたという誤った表示を与えること
になる。

スクリーンがいつ接触されたかを決定する問題を解決す
る１つの方法として、望ましい信号を検出するアダプテ
ィブしきい値化の成る形態を利用することが考えられる
。このような構成によると、電圧しきい値は背景の、或
いは望ましくない信号のレベルに適合され、受信信号の
レベルがしきい値のレベルと比較されることになる。こ
の受信信号が適応性しきい値を超えた場合にのみ、この
信号は望ましい信号として識別されることになる。通常
の光学ベースタッチスクリーン構成は、ユーザによる接
触に対して、「ターゲット」と呼ばれるスクリーン上の
特定領域を表示し、接触されたターゲットから生じた捕
捉光信号は接触されてないターゲットからの光と区別さ
れなければならない。このような構成によると、既に記
載した上記「走査時の（ｏｎ　ｔｈｅｆｌｙ　）　Ｊ　
Ｌきい値の適応化は多くの開祖を惹起する。

例えば、ターゲットはいわゆるＣＲＴ輝点に表示され、
これは恐らく、シきい値を超えた接触されないターゲッ
ト信号レベルを惹起し、従ってターゲットは接触されて
いたという誤った表示を与える。

新たな表示ターゲットの集団が表示される時は上記の構
成にも問題が生じる。即ち、ターゲットが変化した際に
直ちに得られるしきい値は、このしきい値が新たな接触
されないターゲットからの信号のレベルに適応するチャ
ンスが与えられるようになるまでは古いターゲットに、
少なくとも部分的に、しばらくは拘束されることになる
。しかしながら、ｐｒしい接触されてないターゲットの
強度は、ＣＲＴのけい光体の輝匿がＣＲＴスクリーンの
位置により変化するので、古いものとは異なったものに
なる。従ってこの場合も、非接触ターゲット信号のレベ
ルはしきい値以−ヒになり、接触されたターゲットから
のものと誤って解釈されることになる。

〔間亀点を解決するための手段〕

本発明によれば、光学ベースタッチスクリーンに用いら
れるしきい値が、第１時間区間中にタッチスクリーンか
ら受けた信号のレベルに基づいて確立され、そしてこの
しきい値は、スクリーンが接触された時点を決定する次
の時間区間の間に用いられる。本発明の好ましい実施例
によると、しきい値を確立するために用いられる信号お
よびしきい値に比較される信号は、例えば、ＣＲＴ輝度
領域を、並びに異なる表示領域から受けた捕捉光信号の
変動レベルを嗣酌するために修正される。

〔実施例〕

ラスタ走査ＣＲＴにおいてＩｆ、ＣＲＴ電子致からの電
子によるラスタビームは逐次パターンとして、平行して
、スクリーンの上部から底部に、ＣＲＴのけい光スクリ
ーンに入射する。電子がＣＲＴのけい光スクリーンに当
ると、その表面が発光する。

ラスタビームの偏向を、例えば、ＣＲＴコントローラを
用いて制御することにより、ＣＲＴスクリーン上の任意
の位置にある信号或いは文字、数などを表わす画像の形
成が可能になる。ＣＲＴスクリーンの面をタッチスクリ
ーンが被う、上記カスディによる特許に示されたような
光学ベースタッチ検出スクリーンでは、上記ＣＲＴコン
トローラはＣＲＴスクリーン上に画像或いはターゲット
を表示し　　　　、てユーザの応答を求めるように配置
される。

このターゲットはユーザの指或いはユーザが保持する他
の装置に工す接触され得る。ユーザが表示ターゲットに
接触すると、これによりタッチ検出スクリーンがたわみ
、従って表示ターゲットからの光信号が全内部反射によ
りタッチスクリーン内に捕捉されるようになる。この捕
捉された光は、これが光検出器或いは光ダイオードにエ
リ検出されるスクリーンのエツジに向けて伝搬し、これ
等の光検出器或いはフォトダイオードは、表示されたタ
ーゲットが接触されているということを決定するために
使用できる出力信号を与える。しかしながら、タッチス
クリーンが接触されない時もＣＲＴ光信号の全内部反射
が発生する。

このように、フォトダイオードは、接触されたターゲッ
ト、タッチされないターゲット、或いは他の表示画像（
非ターゲット）からのいずれかから生ずる信号を出力す
る。以下で指摘するように、非ターゲットからのフォト
ダイオード信号は、これ等の信号を扱う必要がないので
、ゲート回路により選択的にブロックされる。

以下においては、「ターゲット信号」は、表示てれたタ
ーゲットからのフォトダイオードが受光した光信号に応
じてフォトダイオードが出力する信号から得られる信号
を呼ぶために用いられる。この用語は、非接触ターゲッ
トからの信号と接触ターゲットからの信号をそれぞれ区
別する「接触された」または「接触されない」のいずれ
かに工す意味が規定される。

接触されたターゲット信号のレベルは通常は非接触ター
ゲット信号のレベルより大きくなるが、このことは［走
査時に（ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｌｙ）ｊしきい値を発生させ
たり、接触および非接触ターゲット信号を識別するため
にそのしきい値を用いる場合に利用され得る。これは、
ＣＲＴラスタビームの強度を確実に制御するＣＲＴ端子
により行われてもよいが、例えばユーザによるラスタビ
ームの強度の制御を許容するか、容易に輝点を発現させ
るＣＲＴ端子により行われるとは思われない。その理由
は、しきい値化方式では、信号は、そのレベルがしきい
値を超えた場合に望ましいターゲット信号として識別さ
れるということによる。そうでない場合は、しきい値が
生成される背景信号として上記信号は識別される。しか
しながら、非ターゲット信号のレベルが、例えばＣＲＴ
輝点などの何等かの異常により増強される場合は、もし
しきい値が［走査時に（ｏｎｔｈｅ　ｆｌｙ　）　Ｊ適
合するものならば、上記のレベルはしきい値を超え、ま
た上記の信号は望ましい信号であるとして不当に識別さ
れ得ることになる。

以上を説明するため、第１図には、ターゲットＡ、Ｂお
よびＣがＣＲＴ上に表示され（図示省略）、タッチスク
リーンを通して観測さ、れる上記カスディ（Ｋａｓｄａ
Ｙ　）の特許に記載された形態の光学ベースタッチスク
リーン５がブロック図として示される。ターゲットＣは
ＣＲＴ輝点に表示され、その輝度はターゲットＡ或いは
ターゲットＢのいずれかの輝度より大きい。上記の従来
のしきい値化方式によると、そのしきい値は、ラスタビ
ームがターゲットＣを表示する前にターゲットＡお工び
Ｂから得られるターゲット信号に適合することになる。

ターゲットＣが表示された時は、このターゲットから得
られたターゲット信号のレベルは確立されたしきい値の
レベルより大きくなり、その信号は、実際にはそうでな
くても、接触されたターゲット信号であるとして誤って
識別されることになる。

更に、従来のしきい値化方式は「走査時に（ｏｎ　ｔｈ
ｅ　ｆｌｙ）　ｊ適合するので、これ等の方式は、タッ
チスクリーンがユーザによりゆっくり変形される時に生
じる信号レベルに適合する。これは、しきい値化方式に
おいては、信号のレベルは、通常この信号がターゲット
信号であるとして識別される以前に所定マージンだけ確
立されたしきい値を超える必要があるということから生
じる。タッチスクリーンがゆるやかに変形される場合は
、得られたターゲット信号のレベルは、スクリーンの変
形のわずかな増加に伴ってわずかに増加するが、接触さ
れたターゲット信号は接触されたターゲットとして識別
される程しき、い値より十分大きくなることは決してな
い。

本発明にエリ我々は、接触および非接触ターゲット信号
を弁別するためにしきい値、が実際に用いられる前に、
またユーザがターゲットに接触する機会を持つ前に、複
数のＣＲＴフレーム、例えば４フレームにわたって生じ
るターゲット信号に基づいてしきい値を適応させること
により上記の、またその他の問題を扱っている。

不発明を具体化する構成の機能ブロック図を第２図に示
す。この図面においては、ＣＲＴコントローラ６０がＣ
ＲＴスクリーン（図示省略）上にターゲット信号の異な
るパターンを表示するように配置され、更に、ライトペ
ンでなされるように、ＣＲＴ上にターゲットが表示され
る時ターゲツ、トの位置を追跡するように配置される。

また、ＣＲＴコントローラ６０は、ターゲットがＣＲ，
、Ｔスクリーン上に表示されろ毎に信号を発生するよう
に配置される。

光ダイオード信号から形成された信号は、以下に説明す
るクランプ回路２０及び加算増幅器３０全通して処理さ
れ、また得られたターゲット信号は比較回路３５と適合
性（アダプティブ）ピークしきい値回路５０に供給され
る。後者のアダプティブピークしきい値回路に含まれる
しきい値は４ＣＲＴフレームにわたって生じるターゲッ
ト信号のピークレベルに適合するように構成される。４
番目のフレームの終了時には、しきい値は回路５０の出
力に転送される。この時しきい値回路５０が再始動され
て、次の隣接する４フレ一ム群にわたって次のしきい値
を形成する。この次の隣接する４フレ一ム群の処理の間
に、比較回路３５は予め確立されたしきい値のレベルを
、比較回路が受ける各ターゲット信号のｌノベルと比較
する。ターゲット信号のレベルがしきい値以上になると
、比較回路はリード線ＴＰを介してこの事実をＣＲＴコ
ントローラ６０に通知する。

従来のしきい値化法により扱われない信号検出の一側面
は、例えばけい光燈、或いは逆ビデオを含む光輝領域な
どのＣＲＴ光輝領域から得られる信号のような非ターゲ
ット信号に非接触ターゲット信号が重畳される場合であ
る。この場合は、非接触ターゲット信号のレベルは非タ
ーゲット信号のレベルにより増強され・る。従来のしき
い値化法を用いると、非接触増強ターゲット信号のレベ
ルはしきい値以上になり、従って接触されたターゲット
信号として誤って識別される。本発明の特徴により、我
々は、非接触増強ターゲット信号のレベルから非ターゲ
ット信号のレベルを減算し、これにより非接触ターゲッ
ト信号をその非増強レベルに復元することにより上記の
問題を解決する。更に、本発明者等は弱いターゲット信
号、即ち、光ダイオードの光学的検出領域の干渉位置に
ある点でスクリーン５に入射するトラップ光から生じる
信号を検出する問題を解決する。特に、不発明によれば
、各ターゲット信号のレベルは、ターゲット信号が比較
回路３５お工びしきい値回路５０に供給される前に、そ
れぞれのターゲットが表示されるＣＲＴ文字位置に対し
て特に確立される所定の輪郭電圧（ＣＶ）を用いて加算
増幅器３０により調節される。　・ 従来のしきい値化法により扱われない信号検出の他の側
面は、例えば、ユーザが表示ターゲットの１つに接触し
て「メニュー」項を選択する時表示される新しいスクリ
ーンの結果として、表示ターゲットのパターンまたはそ
の集合が変化する場合である。従来のしきい値化回路に
よると、新しいターゲットの表示からの非接触ターゲッ
ト信号は、そのレベ　　　　ゝルが表示されるターゲッ
トの従来のパターンおよび個数に基づくしきい値と比較
されるので、接触されたターゲット信号であるとして誤
って解釈される。′本発明者等は、不発明の特徴により
、ＣＲＴフレーム毎に表示されるターゲットの個数を追
跡し、１フレームの間に表示されるターゲットの数を次
の隣接するフレームの間に表示されるターゲットの数と
比較することにより、本発明者の構成により上記の問題
を解決する。２つの′数が一致した場合は表示ターゲッ
トのパターンは変化していないとされ、一致しない場合
はパターンは変化していると仮定される。変化が検出さ
れた時は、しきい値回路５０により出力されるしきい値
は所定の高レベルに強制され、これにより比較回路３５
が新しい表示からターゲット信号のレベルを誤って解釈
することがないようにされる。このより高いしきい値は
４フレームに対するしきい値回路５０により出力され、
この間に新しい゛しきい値が確立され、この七きい値は
ターゲットの新しい表示からのターゲット信号のレベル
に適合する。４番目のフレームの終了時には、より高い
しきい値は除去され、新たに確立されたしきい値がしき
い値回路５０の出力に転送される。

詳細な説明 第３図は第２図の実施例を更に詳細に示したものである
。第２図に示されたように、不実施例の構成はクランプ
回路２０、加算回路（増幅器）３０、比較回路３５、し
きい値回路５０およびＣＲＴコントローラ６０を備えて
いる。第３図に示した構成はまた以下に記載する他の要
素を備える。

特に、フォトダイオード或いは光検出器Ｄ１〜Ｄ４、例
えばす−ショナル　セミコンダクタ　コーポレーション
（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅｍ１ｃｏｎ　−ｄｕ、ｃｔｏ
Ｐ　Ｃ，ａｒｐ、　）から得られるダイ゛オードＬＦ３
５７が光学ベースタッチスクリーン５のそれぞれの偏部
に装置される。各フォトダイオードは、これに入射する
光レベルを示す信号を出力する。″フォトダイオードＤ
１〜Ｄ４により出力−される信号は、それぞれ抵抗器Ｒ
１〜Ｒ４を介して加算増幅器１０の反転入力に与えられ
る。増幅器１０は光ダイオード信号を加算し、得られた
加算信号をリード線１１を介して帯域フィルタ１５に出
力する。

フォトダイオード信号から形成される信号などのビデオ
信号を適切に戸波するために、帯域フィルタ１５が、単
極高域フィルタが先行する直線位相低域フィルタの２極
近似として構成される。この構成は８０　ＫＨｚ〜３０
０ＫＨｚの通過帯域を与え、ビデオ信号は通すが他の帯
域外信号は阻止するものである。フィルタ１５０３ｄＢ
高域上向き転移周波数は特に急峻ではなく、従ってけい
光燈または白熱燈からの５０　Ｈｚまたは６０　Ｈｚノ
イズ信号などのノイズ信号はフィルタ１５を通過できる
。

これ等の信号は、しかし、以下に説明するように、クラ
ンプ回路２０により処理される。

帯域フィルタ１５お工び加算増幅器１０はそれぞれ例え
ばナショナル　セミコンダクタコーポレーションから得
られる増幅器ＬＦ３５７を用いて実現できる。

サンプルアンドホールド増幅器２１、例えばプレシジョ
ン　モノリシックス（ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｏｎｏｌｉ
ｔｈｉｃｓ　）社から得られる増幅器ＳＭＰ１１、およ
び差動増幅器２２、例えば、テキサス　インスツルメン
ト（Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社から市販
きれている増幅器ＴＬＯ７２からなる同期クランプまた
は直流抵抗器２０が、ターゲット信号が非ターゲット信
号に重畳される時、リード線１６を介してフィルタ１５
により供給されるターゲット信号を所定レベルにクラン
プまたは復元させるように構成される。サンプルアンド
ホールド増幅器２１は、リード線１６に現われた非ター
ゲット信号のレベルをサンプルし、且つコンデンサｃ１
　　に上記信号レベルを蓄積する。コンデンサｃ１に蓄
積された上記信号レベルは、リード線ＴＧがビデオコン
トローラ６０によりパルスが出される度に増幅器２１と
リード線２４を介して増幅器２２の反転入力にゲート制
御される。コントローラ６０は、これがＣＲＴスクリー
ン上にターゲットを表示する毎にリード線ＴＧにパルス
を出し、それにより第２図に示したスイッチＳによりな
される機能を実施する。このように、第４ａ図および第
４ｂ図にＬり以下に詳細に説明するように、室内照明燈
からのノイズ信号またはターゲット信号と一致するリー
ド線１６に生じた逆ビデオからの信号が、コンデンサＣ
０に工り与えられるノイズ信号のレプリカおよびノイズ
信号が、それぞれ差動増幅器２２の反転お工び非反転入
力に同時に供給されるので、相殺される。

加算増幅器３０、例えば、テキサスインスツルメント社
から得られる増幅器ＴＬＯ７２は、輪郭電圧回路４０と
共同動作し、第５図により以下に詳述する工うに、この
増幅器が受ける各ターゲット信号のレベルを所定値だけ
調節する。ここでは次の点だけ言及しておく。即ち、所
定の輪郭電圧レベルがＣＲＴ上の各文字位置毎に予め確
立されており、またリード＃！２５と抵抗器Ｒ８を介し
て増・福器３０に供給される各ターゲット信号のレベル
は、リード線４６と抵抗器Ｒ９を介して輪郭電圧回路４
０により供給されるそれぞれの輪郭を圧のレベルにより
調節される。この時加算増幅器３０により出力されるタ
ーゲット信号が、比較増幅器３５の入力および適合性し
きい値回路５０にリード線３１を介して供給される。

表示されたターゲットの新しいパターンに対するユーザ
の応答は通常は高々０．６秒程もめることを本発明者等
は見出している。我々はこの事実を利用し、またはハ０
．１秒内に生じる４ビデオフレームにわたる、不発明に
よるしきい値を確立する。この時間はレベルが増加され
るターゲット信号に電圧しきい値を適応させるのに十分
でアリ、それは、上記ターゲット信号がビデオの輝点に
表示されるためか、または上記のように、ラスタビーム
の強度が変化しているためでめる。

しきい値回路５０の増幅器５１はゲート回路として構成
され、またリード＠ＴＧｆ介してコントローラ６０によ
り上記増幅器が使用可能にされる時この増幅器は、コン
デンサＣ２へのリード線上に現われるターゲット信号を
ゲートする。ブロッキングダイオードＤ５と共同するコ
ンデンサＣ２は、ターゲット信号が、既にコンデンサＣ
２にわたって確立されている電圧のレベルを超える場合
に限って、上記ターゲット信号のレベルまで充電される
かまたはそれに適合される。ダイオードＤ５は、コンデ
ンサＣ２にわたる電圧レベルがターゲット信号のレベル
を超える時は常に逆バイアスされ、これによりコンデン
サＣｔ　　は、増幅器５１により出力されるターゲット
信号のピークレベルが確立されつつあるしきい値電圧の
レベルより低い時は、増幅器５１全通して放電すること
が防止される。この工うにして、コンデンサＣ１にかか
る電圧は、以下に説明するように、コンデンサＣ２が最
後に放電されたので、増幅器３０による最大ターゲット
信号出力を代表することになる。

４フレームの各グループの最後には、スイッチＳ１が機
能的に示され、これはり−ドＮＲＥを介してゲートマレ
イア０により動作される。これはコンデンサＣ２のしき
い値電圧を増幅器５３および抵抗器Ｒ６を介してコンデ
ンサＣ５に転送する。この時、ゲートアレイ７０は、コ
ンデンサＣ２にわたって最低基準電圧を確立するために
、コンデンサｃ２　　が基準電圧ｖＲのレベルに放電す
ることを許容するり−ドＣＬを介して増幅器５２を使用
可能にする。これ等の増幅器３５．５１．５２お工び５
３はプレシジョン・モノリシック社から得られる増幅器
ＰＫＤＯＩを用いることができる。

本発明者等は、接触されたターゲット信号のレベルは非
接触ターゲット信号のレベルよ　　　　１りも数ボルト
以上高いことを見出している。

更に、表示されたターゲットの輝度はランダムノイズに
起因して直ちに増加することも見出している。従って、
非接触ターゲット信号のレベルは系内のランダム雑音の
関数なので、これは接触したターゲットからの信号と誤
って解釈される可能性がめる。これを避けるため、増幅
器５４、例えばテキサス・インスツルメント社から得ら
れる増幅器ＴＬＯ７２が、しきい値電圧が比較回路３５
の反転入力にリード＃１５６を介して供給される前に、
例えば＋１ボルトだけしきい値電圧を上昇させる加算増
幅器として配置される。これは＋１ボルトとコンデンサ
Ｃ３にわたる電圧しきい値とを、それぞれ、増幅器５４
の反転および非反転入力に接続して行われる。

このようにして、しきい値電圧は、この電圧を表示ター
ゲットのピークレベルに適応させることにより確立され
ることがわかる。この電圧しきい値の適応化は、ＣＲＴ
輝点、系内のランダム雑音を参酌したものであり、また
、例えばけい光体の経時変化或いはユーザの輝度調節に
起因するＣＲＴけい光体の照度の変化を参酌したもので
ある。

更に第３図を参照すると、比較増幅器３５が差動増幅器
として配列され、更に、この増幅器の非反転入力に供給
されるターゲット信号のレベルがその反転入力に供給さ
れる電圧しきい値のレベルを超える時リード３６にパル
スＴＰを印加する。そうでない時は、リード３６の信号
レベルは接地レベルのままでるる。リード３Ｅのパルス
はコントローラ６０に内蔵されたレジスタをセットし、
これは、現在表示されているターゲットがユーザにより
接触されているという表示としてコントローラ６０に工
す解釈される。

ゲートアレイ７０は逐次（シーケンス）回路であり、こ
の回路は、制御信号を７ダプテイブピークしきい値回路
５０に供給し且つＣＲＴキャラクタアドレスをカウンタ
電圧回路４０のＥＰＲＯＭ４１に供給する組合わせ論理
回路とディジタルカウンタとからなる。

標準ＣＲＴモニタは単一ビデオフレームにそれぞれわた
る８０キヤラクタのラインを表示する。・ゲートアレイ
７０□を表示されたキャラクタの位置に合わせるため、
ＣＲＴコントローラ６０Ｖｉ水平同ＩＫ　’（Ｈ”Ｓ　
）信号及びキャラクタクロック信号（ＣＣＬＫ）を、そ
れぞれリード６２と６４を介してゲートアレイ７０に供
給する。上記ゲートアレイ７０はそれぞれの水平同期信
号或いはパルスを計数し、また各キャラクタクロック信
号を計数し、表示されているＣＲＴキャラ−フタ位置に
対応するア“ドレスを形成する。各アドレスがゲートア
レイ７０により形成されると、これはバス７弓を介して
ＥＰＲＯＭ４１の１０ビツトアドレス入力（ＡＯ−ＡＩ
Ｏ）に供給される。

ＥＰＲＯＭ４１、例えば、シグネテイツ゛クス社から得
られるＥＰＲＯＭＴＭＳ２５３２は８ビツトの２０２９
個のメモリ記憶場所を有し、これ等の記憶場所の各々は
ＣＲＴキャラクタ位置毎に８ビツトの所定のディジタル
化、輪郭電圧を格納するために用いられる。ＥＰＲＯＭ
４１は、１０ビツトアドレスを受けると、これにより識
別されるメモリの記憶場所をアドレスし、その記憶場所
に格納されたディジタル化輪郭電圧レベルを８ビツトバ
ス４４に出力する。次に、ゲートアレイ７０はラッチエ
ネイブルをラッチ４２に供給し、このラッチはバス４４
に生じた８ビツトディジタル化輪郭電圧を８ビツトレジ
スタにラッチする。次に、このディジタル化輪郭電圧は
ＡＤＤ変換器４３、例えば、ナショナルセミコンダクタ
　コーポレーションから得られるＤ／Ａ変換器ＤＡＣＯ
８０６に供給される。このＤ／Ａ変換器４３は上記ディ
ジタル化輪郭電圧をアナログ信号に変換し、この信号を
、上記のようにリード４６と抵抗器Ｒ９を介して加算増
幅器３０に供給す・る。　　　　　　　−各ビデオフレ
ームの終゛了時に、ＣＲＴコントローラ６０はり一下６
３を介してアレイ７０に垂直同期パルスを与え、この同
期パルスはアレイ７０フレームカウンタを増分し、また
アレイ７０に内蔵されるＥＰＲ’０Ｍ４１アドレスカリ
ンクをクリアする。フレームカウンタの内容が計数値に
なると、上記のように、アレイ７０は新しい基準リード
線７３（ＮＲＥ　）を作動化してスイッチＳ１を動作さ
せる。アーレイ７０はまた゛、次の４フレ一ム群の計数
のために待機−中のフレームカウンタをクリ゛アする゛
。　　　　　゛ ・ア゛レイ７０はまた、′上記のように、表示されたタ
ーゲットの数の変化を検出するように配置される。アレ
イ７０は、各ビデオフレームの間にリード６１　（’Ｔ
’Ｇ　）に現われる各パルスを計数し、且つフルシーム
毎に・計数されたＴＧパルスの個数を次の隣接するフレ
ーム゛に対して′計゛数されたパルス数と比較して上記
のことを行う。２つの隣接フレームに対して得られたそ
れぞれのターゲット計数値が一致した場合は、アレイ７
０は、表示ターゲットの個数が変化してないと解釈する
。しかしながら、２つのターゲット計数値が不二致の時
は、アレイ７０は、１つのフレームから次の隣接するフ
レームまでの表示ターゲットの数が変化していると解釈
する。後者の場合は、ゲートアレイＴＯは、本発明に従
って、スイッチＳ２を動作させ、・これはコンデンサＣ
１をして抵抗器Ｒ７を通して高基準電圧ｖｔに向けて“
充電せしめる。この電圧Ｖ、のレベルが接触されたタニ
ゲツ下信号のレベルよりかなり高くなるように選−択・
され、これにより比較増幅器３５がこれ等の一信号を検
出しないようにきれる。スイッチＳ２は１ミリ′秒間動
作を続けてしきい値電圧を上昇させ、且つコンデンサＣ
２前後の電圧を、表、示ターゲットの新しいパターンに
より与えられる信号のピークレベルに適応させる。４−
フレームの終了時には、アレイ７０はスイッチＳ１を動
作させ、これによりコンデンサＣ２の前後にことで出・
現−する゛しきい値電圧のレベルにダイオードＤ６を通
してコンデンサＣ３を放電させる。

接触ター′ゲットの信号がリード３１に現われると、し
きい値はその信号のレベルまで上昇することが注目され
る。ゲートアレイ７０はまた、リード３６を介して比較
増幅器３５からのＴＰパルスを受けるように配置される
。

ゲートアレイ７０は、このパルスを受けると一コンデン
サＣ２に対して確立されているしきい値が４番目のフレ
ームの最後にコンデンサＣ３に転送されることを防止す
る。ゲートアレイ７０はそのフレームカウンタをクリア
し、且つ上記のように、コンデンサＣ２を電圧ＶＲに放
電することにより上記のことを実行する。

〔同期クランプ〕

上記のように、ターゲット信号が他の信号に重畳される
時、即ち、このターゲット信号とその他の信号が同時に
リード１６に現われる時間題が生じる。この問題は、上
記その他の信号が、表示ターゲットに隣接して表示され
る光輝領域から生じる信号の場合は特に顕著になる。例
えば、第４ａ図は、光輝領域がターゲットに隣接して表
示される時増幅器１０により出力される信号Ａを示すが
、この図面から明らかなように、信号Ａのレベルは、セ
グメントｄにより示されたように、指数関数的に増加す
る。これは、光輝領域が最初にＣＲＴスクリーン上に塗
布された時は捕捉光のレベルは低いということによる。

このトラップ光のレベル、従って信号Ａのレベルは、光
輝領域が完全に表示された時最大になる。

ラスタビームが次の表示位置に移動すると、光輝領域か
らの信号は、信号或いは波形Ａのセグメントｅおよびｇ
により示されたように、光輝領域におけるけい光体の輝
度が指数関数的に減衰することに起因して、指数関数的
に減衰し始める。

波形Ａに重畳されたのは、セグメントｆにより示される
ように、隣接する非接触表示ターゲットからの信号であ
る。第４ａ図から明　　　　１らかｌ工うに、上記光輝
領域の作用は表示ターゲットのキャラクタ位置に「あふ
れ出る（ｓｐｉｌｌ　ｏｖｅｒ　）　Ｊ。セグメントｆ
の信号レベルがしきい値回路５０に供給されると、コン
デンサＣ２はそれに適応するようになり）しきい値をラ
インＴＨのレベルにエリ示される波形Ａのレベルに高め
る。従って、しきい値は異常に高くなり、この構成はユ
ーザにより接触された他の表示されたターゲットからよ
り低レベルの信号を検出出来なくなる。

本発明の特徴によれば、同期クランプ回路２０はノイズ
信号または光輝領域からの信号などの信号のレベルを追
跡し、且つ隣接するターゲット信号を例えば０ボルトに
クランプすることによ一性、上記の信号レベルを有効に
相殺するように構成される。クランプ回路２０は、リー
ド１６の信号レベルを連続的にサンプリングし、コンデ
ンサＣ１にこのサンプリングされたレベルを蓄積するこ
とにより、上記動作を実施する。

サンプルホールド増幅器２１を通してのコンデンサＣ１
のＲｅ充電時定数は十分に速く、従ってビデオ信号以下
の周波数の信号サンプルを蓄積する。しかしながら、コ
ンデンサＣ１の正常放電路は増幅器２２を通る高インピ
ーダンス路で、あり、従って、コンデンサＣ１は、波形
への指数関数的に減衰する部分（セグメントｅとｇ）と
調和する程速く放電することは出来ない。この問題を解
決するため本発明者等は、抵抗器Ｒ５をクランプ回路２
０に付加し、光輝領域の、輝度から生じた信号の減衰速
度にほぼ等しい速さでコンデンサＣ１が放電するように
放電路を与えるようにした。

光輝領域からの信号或いは他の類似の信号を相殺するた
めに、上記のように、ターゲットがＣＲＴに表示される
毎に、コンデンサ０１前後の電圧が増幅器２１を介して
差動増幅器２２にゲート制御される。コンデンサＣ１の
電圧は光輝領域からの信号レベルを追跡するので、ター
ゲット信号に対する上記信号の効果は増幅器２２で相殺
される。これは、上記のように、コンデンサＣ１からの
上記信号およびその信号のレプリカを、それぞれ差動増
幅器２２の反転入力および非反転入力に供給してなされ
る。上記ターゲット信号は、この信号が差動増幅器２２
に供給される２信号間の差であるので、第４ｂ図に示し
たように、差分信号として出力される。ターゲットが接
触された場合は、上記差分信号は接触されたターゲット
信号である。

輪郭電圧 表示ターゲットにより放射されたトラップ光信号からの
ターゲット信号のレベルは、タッチスクリーン５のサイ
ドエツジに沿って配置されたフォトダイオードの個数及
び間隔に比例する。これ等のフォトダイオードがＣＲＴ
スクリーンに近接して配置された時、これ等のフォトダ
イオードは、ＣＲＴスクリーンに見出される高電圧部位
からの静電電圧放電からシールドされなければならない
。更に、フォトダイオードは高インピーダンス装置なの
で、これは、そのそれぞれの抵抗器にこれを接続するリ
ード１から４などのリードに対して増幅器でバッファさ
れ、リードが拾う可能性のあるＲＦノイズのレベルを減
らさなければならない。但し、かかるフォトダイオード
は高価であり、タッチスクリーン回路のコストをかなり
増加させる。

不発明者が見出したように、光学ベースタッチスクリー
ンを設けるコストは、例えばスクリーン５の各コーナに
それぞれ配置された４個のフォトダイオードを用い、更
に、本発明の特徴により、各ターゲット信号に所定電圧
レベル或いは輪郭電圧を印加し、４個のフォトダイオー
ドを用いたために生じたターゲット信号のレベルの減少
をオフセットする。

とにより、低減させることができる。上記輪郭電圧を与
えるコストはダイオードのコストとほぼ同じであり、ま
た第３図に示した回路の感度を増加させて接触されたタ
ーゲット信号を検出できるという利点を有する。

ここで第５図を参照すると、１０個のターゲット信号が
示され、これ等の信号はＣＲＴスクリーンの行或いは列
２上に表示された１０個の装置されたターゲットの結果
として与えられる０この図面かられかるように、各信号
のレベルは、この信号が加算増幅器１０により出力され
る時、中心信号の左右に増加する。

信号レベルのこの変化は、最も左および最も右の表示タ
ーゲットがそれぞれフォトダイオードＤ１およびＤ２に
最も近いが、スクリーンの中央に表示されたターゲット
はこれ等のダイオードから最も遠く、且つダイオードＤ
１とＤ２の光学的受信範囲、またはパターンの干渉位置
にあるために生じる。従って、フォトダイオードの光学
受信領域の干渉位置に生じたトラップ光信号はフォトダ
イオードの範囲内にあるもの程迅速には検出されない。

第５図に示したように、本発明者等が輪郭ラインと呼ぶ
ラインには図示された信号のピークが作る輪郭を近似す
るものである。本発明の特徴に従って、我々は、ライン
にの逆数にエリ輪郭電圧を表わすことにし、この輪郭電
圧は等しく分割されて、ＣＲＴスクリーンの列２の８０
個のキャラクタ位置の各々に対してそれぞれ与えられる
８０個のキャラクタ輪郭電圧レベルを与え、る。上記輪
郭ラインから得られた各々の輪郭電圧レベルは８ビツト
で表わされ、且つ、上記のように１そのそれぞれのＣＲ
ＴスクリーンキャラクタのＣｒｔを表わすＥＰＲＯＭ４
１の記憶場所に格納される。

輪郭電圧はＣＲＴｉ示の初めの１４ライン上の各キャラ
クタ位置毎に確立される。これは、上記のように、列２
に対し、てなされたと同様にして行われ、この場合、輪
郭ラインはディスプレイの第　の１４ラインの各々に対
して確立される。スクリーン５の上半部お工び下半部は
互いに鏡像関係にあるので、スクリーンの上半部のキャ
ラクタ位置に対して確立された輪郭電圧もスクリーンの
下半部に対して用いることができる。このようにして、
ターゲットがＣＲＴスクリーンの任意位置に表示できる
ので、ＣＲＴキャラクタ位置毎に確立される。

結論 不発明の特定の実施例が以上に記載されたが、これは不
発明の原理を単に例示するに過ぎない。当業者は、ここ
に特に記載されてないが１本発明の原理を具体化し、且
つその精神と範囲を逸脱しない池の構成を案出すること
ができる。例えば、増幅器３０は、リード２５のターゲ
ット信号のレベルが輪郭電圧ではなく、所定の乗算器に
エリ調節される乗算回路により代替してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学ベースタッチスクリーンの概略ブロック図
であり、 第２図は、本発明が実施される光学ベースタッチ検出ス
クリーンのブロック図であり、第３図は本発明の原理を
実施する第２図の方式に用いられるアダプティブしきい
値化方式のブロック図であり、 第４ａ図はターゲット信号が重畳される表示光輝領域か
ら得られた波形を示し、 第４ｂ図は所定電圧レベルに復元された第　４８図のタ
ーゲット信号を示し、更に、第５図はＣＲＴスクリーン
のライン２に表示された一連のターゲットから得られた
一連のターゲット信号を示す。 〔主要部分の符号の説明〕 ５　・・・・・・・・・・・・・・・　タッチスクリー
ン１０．３０．５４・・・　加算増幅器 ２０・・・・・・・・・・・・・・　クランプ回路２１
・・・・・・・・・・・・・・・サンプルアンドホール
ド増幅器 ３５・・・・・・・・・・・・・・・　比較回路４０・
・・・・・・・・・・・・・・　輪郭電圧回路４１・・
・・・・・・・・・・・・・　ＥＰＲＯＭ４３・・・・
・・・・・・・・・・・　Ａ／Ｄ変換器５０・・・・・
・・・・・・・・・・　適応性ピークしきい値回路６０
・・・・・・・・・・・・・・・　ＣＲＴコントローラ
７０・・・・・・・・・・・・・・・　ゲートアレイＦ
ＩＧ、５　　　　　　壌足、こψりとＩＹクーラーＦぺ
旦号が１２手続補正書（楓゛） 昭和６１年６月１９日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １　事件の表示 昭和６１年特許願第６４９９７号 ２　発明の名称 ３　補正をする者 事件との関係：特許出願人 ４代理人 ６　補正の対象　　明細書の「図面の簡単な説明」の欄
（１）明細書第３９頁第２０行の次に。 「ｔ５４図は、ＣＲＴからのターゲット信号の処理を示
す波形図であり、」を追加する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）信号源から信号を受ける手段からなり、該信号の一
   方の個々の信号が、該信号の他方の信号のレベルより大
   きなレベルを有してなる適応性しきい値化回路であって
   、該回路は、所定の時間区間にわたって前記信号が受信
   される時、該信号の他方の信号の各々のレベルに基づい
   てしきい値を確立する手段と、 次の時間区間にわたって受信された前記信号の各々のレ
   ベルと前記しきい値とを比較し、該しきい値以上の前記
   信号の一方の信号の各々毎に所定の信号を発生する手段
   とからなる適応性しきい値化回路。 ２）前記信号源は光学的タッチ検出スクリーンであり、
   前記信号の前記個別の信号はＣＲＴスクリーンに表示さ
   れ、接触されたターゲットから得られ、且つ、前記信号
   の他方の信号は前記ＣＲＴスクリーンに表示された接触
   されてないターゲットから得られてなる特許請求の範囲
   第１項に記載の適応性しきい値化回路。 ３）前記受信手段は、ターゲットが表示される前記ＣＲ
   Ｔスクリーン上の領域から生ずる信号と、前記ＣＲＴス
   クリーン上の他の領域からのものとを弁別する手段を有
   してなる特許請求の範囲第２項に記載の適応性しきい値
   化回路。 ４）前記受信手段は、前記信号の個々の信号を所定レベ
   ルにクランプする手段を更に有してなる特許請求の範囲
   第３項に記載の適応性しきい値化回路。 ５）前記受信手段は、所定の等高電圧を用いて前記信号
   の個別信号のレベルを調節する手段を更に有してなる特
   許請求の範囲第４項に記載の適応性しきい値化回路。 ６）前記所定の等高電圧は、各々が前記ＣＲＴスクリー
   ン上のそれぞれの文字位置に対して確立される複数の所
   定等高電圧の１つである特許請求の範囲第５項に記載の
   適応性しきい値化回路。 ７）前記しきい値確立手段は、前記ＣＲＴスクリーンに
   表示されるターゲット数が変化した時、より高いレベル
   のしきい値で前記しきい値を置き代える手段を更に有し
   てなる特許請求の範囲第１項に記載の適応性しきい値化
   回路。