JPS61292731A - 座標検出装置 - Google Patents
座標検出装置Info
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- JPS61292731A JPS61292731A JP60107621A JP10762185A JPS61292731A JP S61292731 A JPS61292731 A JP S61292731A JP 60107621 A JP60107621 A JP 60107621A JP 10762185 A JP10762185 A JP 10762185A JP S61292731 A JPS61292731 A JP S61292731A
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- JP
- Japan
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- capacity
- circuit
- capacitance
- analog switch
- phase shift
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
静電容量形タッチパネルにおける容量検出回路の改良で
あり、被測定容量により９０°移相回路を構成としたＰ
ＬＬ ｉｇ似の周波数負帰還系回路によフて、ノイズ耐
性の高い容量検出用発振器を得ることにより座標検出装
置の精度を高める。
あり、被測定容量により９０°移相回路を構成としたＰ
ＬＬ ｉｇ似の周波数負帰還系回路によフて、ノイズ耐
性の高い容量検出用発振器を得ることにより座標検出装
置の精度を高める。
本発明は容量検出装置に係わり、特に周波数負帰還系を
用いた容量一時間変換方式に関する。
用いた容量一時間変換方式に関する。
もと本出願人は、バッファ回路を用いて単一抵抗股上の
指タツチ座標を等測的に容量値に変換する第２図に示す
指タツチ検出方式を開発していた。
指タツチ座標を等測的に容量値に変換する第２図に示す
指タツチ検出方式を開発していた。
この方式ではバッファ回路の両端に接続切替えのための
アナログスイッチを介してパネル（抵抗）が接続され、
指タツチ点より左右の抵抗比に基づいた座標が検出され
る。
アナログスイッチを介してパネル（抵抗）が接続され、
指タツチ点より左右の抵抗比に基づいた座標が検出され
る。
第２図において、タッチパネル２２はガラス基板上に透
明抵抗膜を形成し、さらにＳｉＯ２蒸着膜で被覆した構
造となっている。タッチパネル２２の左端辺にはアナロ
グスイッチアレイ２３がｍ本の各スイッチ線ＡＸｕ 、
ＡＸ１２ 、、、、、、Ａｘ＋ｖｗｂ によって接続
され、それらスイッチ線の他端子は接続線い に共通接
続されている。またタッチパネル２２の右端辺にはアナ
ログスイッチアレイ２４がアナログスイッチアレイ２３
に対応して、ｍ本の各スイッチ線ＡＸ２１ ＋ＡＸ２２
．．．．．八Ｘ２Ｍによって接続され、それらスイ。
明抵抗膜を形成し、さらにＳｉＯ２蒸着膜で被覆した構
造となっている。タッチパネル２２の左端辺にはアナロ
グスイッチアレイ２３がｍ本の各スイッチ線ＡＸｕ 、
ＡＸ１２ 、、、、、、Ａｘ＋ｖｗｂ によって接続
され、それらスイッチ線の他端子は接続線い に共通接
続されている。またタッチパネル２２の右端辺にはアナ
ログスイッチアレイ２４がアナログスイッチアレイ２３
に対応して、ｍ本の各スイッチ線ＡＸ２１ ＋ＡＸ２２
．．．．．八Ｘ２Ｍによって接続され、それらスイ。
チ線の他端子は接続線Ｌ２に共通接続されている。
さらにタッチパネルの上端辺にはアナログスイッチアレ
イ２５がｎ本の各スイッチ線Ａｙ＋＋ 、 ＡｙＩ２゜
Ａ ｙ＋３・・・・・Ａｙ＋ｎによって接続され、それ
らスイッチ線の他端子は接続線Ｌ１ に共通接続されて
いる。
イ２５がｎ本の各スイッチ線Ａｙ＋＋ 、 ＡｙＩ２゜
Ａ ｙ＋３・・・・・Ａｙ＋ｎによって接続され、それ
らスイッチ線の他端子は接続線Ｌ１ に共通接続されて
いる。
同様にタッチパネル２２の下端辺にはアナログスイッチ
アレイ２６がアナログスイッチアレイ２５に対応して、
ｎ本の各スイッチ線ＡＸ２１ 、 Ａｘ２ｚ、 ＡＸ２
３．、、。
アレイ２６がアナログスイッチアレイ２５に対応して、
ｎ本の各スイッチ線ＡＸ２１ 、 Ａｘ２ｚ、 ＡＸ２
３．、、。
ＡＸ２Ｋによって接続され、それらスイッチ線の他端子
は接続線Ｌ２に共通接続されている。
は接続線Ｌ２に共通接続されている。
上記アナログスイッチアレイ２３および２４の制御端子
はスイッチ制御線Ｃ１に接続され、アナログスインチア
レイ２５および２６の制御端子はインバータ３２および
３３を介してスイッチ制御線Ｃ１に接続され、スイッチ
制御線Ｃ＋ は制御装置３０に接続される。接続線Ｌ１
はアナログスイッチ２７のスイッチＳ１ に接続され
、スイッチＳ１ は端子■１ またはＯ＋ と選
択的に接続される。また接続線Ｌ２は同じくアナログス
イッチ２７のスイッチＳ２に接続され、スイッチＳ２は
端子■２または０２と選択的に接続される。アナログス
イッチ２７の制御端子はスイッチ制御線Ｃ２に接続され
、スイッチ制御線Ｃ２は制御装置３０に接続される。
はスイッチ制御線Ｃ１に接続され、アナログスインチア
レイ２５および２６の制御端子はインバータ３２および
３３を介してスイッチ制御線Ｃ１に接続され、スイッチ
制御線Ｃ＋ は制御装置３０に接続される。接続線Ｌ１
はアナログスイッチ２７のスイッチＳ１ に接続され
、スイッチＳ１ は端子■１ またはＯ＋ と選
択的に接続される。また接続線Ｌ２は同じくアナログス
イッチ２７のスイッチＳ２に接続され、スイッチＳ２は
端子■２または０２と選択的に接続される。アナログス
イッチ２７の制御端子はスイッチ制御線Ｃ２に接続され
、スイッチ制御線Ｃ２は制御装置３０に接続される。
またオペアンプ２８の非反転入力端子はアナログスイッ
チ２７の端子■１ およびＩ２に接続されるとともに
、容量可変ディジタル発振器２９の容量端子に接続され
る。オペアンプ２８の反転入力端子はオペアンプ２８の
出力端子に接続され、オペアンプ２８の出力端子はアナ
ログスイッチ２７の端子０１ および０２に接続され
る。容量可変ディジタル発振器２９の出力端子は制御装
置３０に接続され、制御装置３０の出力端子３１には検
出座標値が出力される。そしてタッチパネル２２上にお
ける座標指示は指タッチ３４によって行われる。その時
の変動する人体容量をＣＢ とし、そのアースを３５と
する。
チ２７の端子■１ およびＩ２に接続されるとともに
、容量可変ディジタル発振器２９の容量端子に接続され
る。オペアンプ２８の反転入力端子はオペアンプ２８の
出力端子に接続され、オペアンプ２８の出力端子はアナ
ログスイッチ２７の端子０１ および０２に接続され
る。容量可変ディジタル発振器２９の出力端子は制御装
置３０に接続され、制御装置３０の出力端子３１には検
出座標値が出力される。そしてタッチパネル２２上にお
ける座標指示は指タッチ３４によって行われる。その時
の変動する人体容量をＣＢ とし、そのアースを３５と
する。
以上のような構成の座標検出装置において、アナログス
イッチアレイ２３．２４．２５および２６はスイッチ制
御線Ｃ１によってＸ方向（タッチパネル２２の左右方向
）またはＹ方向（タッチパネル２２の上下方向）が交互
に開閉できるようになっている。
イッチアレイ２３．２４．２５および２６はスイッチ制
御線Ｃ１によってＸ方向（タッチパネル２２の左右方向
）またはＹ方向（タッチパネル２２の上下方向）が交互
に開閉できるようになっている。
例えばアナログスイッチアレイ２３および２４がオンと
なれば、アナログスイッチ２５および２６はオフとなる
。またオペアンプ２８の部分はボルテージフォロア回路
となっており、その入力および出力端子は、アナログス
イッチ２７においてスイッチ制御線Ｃ２によって接続線
Ｌ＋ およびＬ２と交互に接続されるようになっている
。また指タッチ３４による人体容量ＣすにはＳｉＯ＋蒸
着膜の部分の容量も含まれるとする。
なれば、アナログスイッチ２５および２６はオフとなる
。またオペアンプ２８の部分はボルテージフォロア回路
となっており、その入力および出力端子は、アナログス
イッチ２７においてスイッチ制御線Ｃ２によって接続線
Ｌ＋ およびＬ２と交互に接続されるようになっている
。また指タッチ３４による人体容量ＣすにはＳｉＯ＋蒸
着膜の部分の容量も含まれるとする。
〔発明が解決しようとする問題点〕
容量測定方式は電流電圧測定系を用いたオーツドックス
なものからＣＲ時定数を計測するもの、またはＣＲ弛張
発振周期を測る簡易なものまで数多くある。ディジタル
システムとの組合せを考えた場合、高価なＡＤ変換器を
要する電圧／電流法より時間に変換できる後者の方が構
成も簡単であり安価でもある。
なものからＣＲ時定数を計測するもの、またはＣＲ弛張
発振周期を測る簡易なものまで数多くある。ディジタル
システムとの組合せを考えた場合、高価なＡＤ変換器を
要する電圧／電流法より時間に変換できる後者の方が構
成も簡単であり安価でもある。
他方、容量がノイズを含む場合（例えば人体容量、ハム
ノイズなど）、弛張発振方式は容量の電圧と別の参照電
位とを比較して充放電の切替えを行なづているため、ノ
イズによる発振周期の変動が大きく、精度を上げられな
いという問題がある。
ノイズなど）、弛張発振方式は容量の電圧と別の参照電
位とを比較して充放電の切替えを行なづているため、ノ
イズによる発振周期の変動が大きく、精度を上げられな
いという問題がある。
ノイズを除去するにはフィルタを使う方法が考えられる
が弛張発振器の場合°、信号（発振波形）自体に無数の
高調渡分を含んでいるため困難である。
が弛張発振器の場合°、信号（発振波形）自体に無数の
高調渡分を含んでいるため困難である。
第４図は弛張発振器の問題を説明するための図で、実線
ａはノイズのない場合を示し、その左から見て充電して
参照電位１に達すると放電して参照電位２まで下り、次
いで充電、放電を繰り返す。
ａはノイズのない場合を示し、その左から見て充電して
参照電位１に達すると放電して参照電位２まで下り、次
いで充電、放電を繰り返す。
ここで点線すで示す大きなノイズが入ると、ノイズも同
様な動作を繰り返す。ノイズが大であるときは図示の如
くに信号レベルと変らな（なり、何れが信号で何れがノ
イズか判別し難くなる問題がある。
様な動作を繰り返す。ノイズが大であるときは図示の如
くに信号レベルと変らな（なり、何れが信号で何れがノ
イズか判別し難くなる問題がある。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、ノイ
ズ耐性が大きくかつ簡単な容量一時間変換型容量測定回
路を提供することを目的とする。
ズ耐性が大きくかつ簡単な容量一時間変換型容量測定回
路を提供することを目的とする。
第１図は本発明実施例構成図、第２図は第１図の周波数
負帰還系容量検出回路の構成図、第３図は本出願人の開
発した座標検出装置の構成図、第６図は本発明の詳細な
説明する構成図である。
負帰還系容量検出回路の構成図、第３図は本出願人の開
発した座標検出装置の構成図、第６図は本発明の詳細な
説明する構成図である。
第１図において、電圧制御発振器４１とその出力信号が
入力される移相回路４２とその入力および出力信号の位
相差を検出する位相比較回路４３とその出力信号が入力
される低減通過フィルタ４４とその出力信号が入力され
る積分回路４５からなり、積分回路４５の出力電圧が前
記電圧制御発振器４１へ帰還される周波数負帰還系を構
成し、前記移相回路を既知抵抗Ｒと未知容量Ｃとからな
る一次の全域通過フィルタ４２によって構成し、電圧制
御発振器４Ｉの発振周期Ｔと既知抵抗ＲからＴ／ ２π
になる演算により未知容１ｃを測定し、それによって座
標検出をノイズの影響なくなすものである。
入力される移相回路４２とその入力および出力信号の位
相差を検出する位相比較回路４３とその出力信号が入力
される低減通過フィルタ４４とその出力信号が入力され
る積分回路４５からなり、積分回路４５の出力電圧が前
記電圧制御発振器４１へ帰還される周波数負帰還系を構
成し、前記移相回路を既知抵抗Ｒと未知容量Ｃとからな
る一次の全域通過フィルタ４２によって構成し、電圧制
御発振器４Ｉの発振周期Ｔと既知抵抗ＲからＴ／ ２π
になる演算により未知容１ｃを測定し、それによって座
標検出をノイズの影響なくなすものである。
本発明は、Ｗ＝１／ＣＲで決る周波数において、９０“
の位相差を生ずる一次の全域通過フィルタを用いた周波
数負帰還系を利用して未知容量を電圧制御発振周期に変
換するようにしたものである（Ｃ＝Ｔ／２πＲ）。
の位相差を生ずる一次の全域通過フィルタを用いた周波
数負帰還系を利用して未知容量を電圧制御発振周期に変
換するようにしたものである（Ｃ＝Ｔ／２πＲ）。
先ず一次全域通過フィルタの構成とその動作を第５図（
ａ）と（ｂ）に示す。振幅利得は一定であるが、位相は
ωが大きくなると共に増大し、ωｏ＝１／ＣＲで９０°
となりそれ以降１８０ °まで増大していく。
ａ）と（ｂ）に示す。振幅利得は一定であるが、位相は
ωが大きくなると共に増大し、ωｏ＝１／ＣＲで９０°
となりそれ以降１８０ °まで増大していく。
なお第５図（ａｌにおいて、伝達関数Ｆ（ｓ）はで表わ
され、γはＡＰＦ特性には無関係である。位相はωが大
きくなると共に増大し、ωｏ＝１／ＣＲで９０’となり
それ以降 １８０ °まで増大していく。
され、γはＡＰＦ特性には無関係である。位相はωが大
きくなると共に増大し、ωｏ＝１／ＣＲで９０’となり
それ以降 １８０ °まで増大していく。
第６図には、本発明原理を説明するために、この全域通
過フィルタを用いた周波数負帰還回路が示される。電圧
制御発振器（ＶＣＯ） ４１の出力５ｉｎａｌｊと、こ
れをＡＰＦ ４２に通した信号５ｉｎ（ωｔ＋φ）、お
よびＡＰＦ内の未知容量から入るノイズｓｉｎωＮｔを
乗算器４３で乗算すると１／２ （ｃｏｓφ−ｃｏｓ
（２ωｔ＋φ） ） ＋１／２ （ｃｏｓ（ω−ωＮ
） ｔ −ｃｏｓ （ω＋ωＮ）ｔ）となり、低域通
過フィルタ （ＬＰＦ ） ４４によりＡＣ分を除くと
１／２ｃｏｓφのＤＣ電圧が位相差信号として得られ
る。これを積分器４５に入力し、その出力を反転回路４
６で反転して電圧制御発振器（ＶＣＯ）４１の制御電圧
入力端子に入力すると、ｃｏｓ ９０°はＯであるから
ω＝ １／ＣＲとなる周波数で安定することが分る。
過フィルタを用いた周波数負帰還回路が示される。電圧
制御発振器（ＶＣＯ） ４１の出力５ｉｎａｌｊと、こ
れをＡＰＦ ４２に通した信号５ｉｎ（ωｔ＋φ）、お
よびＡＰＦ内の未知容量から入るノイズｓｉｎωＮｔを
乗算器４３で乗算すると１／２ （ｃｏｓφ−ｃｏｓ
（２ωｔ＋φ） ） ＋１／２ （ｃｏｓ（ω−ωＮ
） ｔ −ｃｏｓ （ω＋ωＮ）ｔ）となり、低域通
過フィルタ （ＬＰＦ ） ４４によりＡＣ分を除くと
１／２ｃｏｓφのＤＣ電圧が位相差信号として得られ
る。これを積分器４５に入力し、その出力を反転回路４
６で反転して電圧制御発振器（ＶＣＯ）４１の制御電圧
入力端子に入力すると、ｃｏｓ ９０°はＯであるから
ω＝ １／ＣＲとなる周波数で安定することが分る。
一方、容量から入ってくるノイズ成分はＬＰＦで除去さ
れることは容易に分る。この系は極めてノイズ耐性の高
い発振器と考えることができる。
れることは容易に分る。この系は極めてノイズ耐性の高
い発振器と考えることができる。
第１図は本発明実施例の構成図で、この実施例は指タツ
チ検出装置への応用例で、指タツチ検出方式としての第
３図に示した座標・容量変換方式を用いている。第１図
の実施例は、“座標値に比例した容量”を測定し、制御
装置内での座標値算出を行なわせるための容量測定手段
として本技術を応用している。ＣＲＴなどの表示管面に
設置されるタッチパネルは表示装置からのノイズを強く
受け、従来の弛張発振を用いた容量測定方式では高い精
度を得ることは困難であった。本発明によれば表示装置
ノイズはＬＰＦと積分回路によってほとんど減衰するた
め、高い座標検出精度が得られる。
チ検出装置への応用例で、指タツチ検出方式としての第
３図に示した座標・容量変換方式を用いている。第１図
の実施例は、“座標値に比例した容量”を測定し、制御
装置内での座標値算出を行なわせるための容量測定手段
として本技術を応用している。ＣＲＴなどの表示管面に
設置されるタッチパネルは表示装置からのノイズを強く
受け、従来の弛張発振を用いた容量測定方式では高い精
度を得ることは困難であった。本発明によれば表示装置
ノイズはＬＰＦと積分回路によってほとんど減衰するた
め、高い座標検出精度が得られる。
なお第１図において、３６は周波数負帰還系容量検出回
路（その内容の詳細、は第２図に示す）、３７は６ Ｍ
Ｈｚのクロック、３８はアンドゲート、３９はカウンタ
である。
路（その内容の詳細、は第２図に示す）、３７は６ Ｍ
Ｈｚのクロック、３８はアンドゲート、３９はカウンタ
である。
第２図は本発明による容量測定ブロックの詳細を示す図
であり、その動作は第６図を参照して説明したところと
同じである。ＶＣＯ４Ｌと乗算器４３はＩＣチップとし
て形成されたものを使用することができる。
であり、その動作は第６図を参照して説明したところと
同じである。ＶＣＯ４Ｌと乗算器４３はＩＣチップとし
て形成されたものを使用することができる。
以上述べてきたように、本発明によれば、ノイズ耐性の
高い容量測定法が得られ、ＣＲＴなどの表示装置に設置
されるタッチパネルにおいて、ノイズによる座標検出装
置の容量測定精度の低下が防止される効果がある。
高い容量測定法が得られ、ＣＲＴなどの表示装置に設置
されるタッチパネルにおいて、ノイズによる座標検出装
置の容量測定精度の低下が防止される効果がある。
第１図は本発明実施例の構成図、
第２図は第１図の回路の一部の詳細を示す構成図、
第３図は従来の座標検出装置の構成図、第４図は弛張発
振器の問題を説明する図、第５図（ａ）と（′ｂ）はＡ
ＰＦの構成図と特性を示す線図、第６図は本発明の原理
を示す構成図である。 第１図、第２図、第３図、第６図において、２２はタッ
チパネル、 ２３、２４．２５．２６はアナログスイッチアレイ、２
７、２７ａはアナログスイッチ、 ２８はオペアンプ（バッファ回路）、 ２９は容量可変ディジタル発振器、 ３０は制御装置、 ３１は出力端子、 ３２と３３はインバータ、 ３４は指タッチ、 ３５はアース、 ３６は周波数負帰還系容量検出回路、 ３７はクロック、 ３８はアンドゲート、 ３９はカウンタ、 ４１はｖＣＯｌ ４２は八ＰＦ。 ４３は乗算器、 ４４はＬＰＦ 。 ４５は積分器、 ４６は反転回路である。 挫浄布誘ｄｉのＮす皇を禾１図 第４図 γ 第５図
振器の問題を説明する図、第５図（ａ）と（′ｂ）はＡ
ＰＦの構成図と特性を示す線図、第６図は本発明の原理
を示す構成図である。 第１図、第２図、第３図、第６図において、２２はタッ
チパネル、 ２３、２４．２５．２６はアナログスイッチアレイ、２
７、２７ａはアナログスイッチ、 ２８はオペアンプ（バッファ回路）、 ２９は容量可変ディジタル発振器、 ３０は制御装置、 ３１は出力端子、 ３２と３３はインバータ、 ３４は指タッチ、 ３５はアース、 ３６は周波数負帰還系容量検出回路、 ３７はクロック、 ３８はアンドゲート、 ３９はカウンタ、 ４１はｖＣＯｌ ４２は八ＰＦ。 ４３は乗算器、 ４４はＬＰＦ 。 ４５は積分器、 ４６は反転回路である。 挫浄布誘ｄｉのＮす皇を禾１図 第４図 γ 第５図
Claims (4)
- （１）電圧制御発振器（４１）とその出力信号が入力さ
れる移相回路（４２）、前記移相回路の入力および出力
信号の位相差を検出する位相比較回路（４３）とその出
力信号が入力される低域通過フィルタ（４４）、および
前記低域通過フィルタ（４４）の出力信号が入力される
積分回路（４５）からなり、積分回路出力電圧が前記電
圧制御発振器（４１）へ帰還される周波数負帰還系であ
って、該移相回路（４２）を既知抵抗Ｒと未知容量Ｃか
らなる一次の全域通過フィルタ（４２）によって構成し
、電圧制御発振器（４１）の発振周期Ｔと抵抗ＲからＴ
／（２πＲ）なる演算により未知容量Ｃを知る座標検出
装置。 - （２）前記位相比較回路（４３）の出力が積分回路（４
５）に入力されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の座標検出装置。 - （３）前記未知容量Ｃが人体容量であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の座標検出装
置。 - （４）前記未知容量Ｃが指タッチのときの容量であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
の座標検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107621A JPS61292731A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 座標検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107621A JPS61292731A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 座標検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61292731A true JPS61292731A (ja) | 1986-12-23 |
Family
ID=14463820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60107621A Pending JPS61292731A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 座標検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61292731A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012018619A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Sony Corp | 検知装置および表示装置 |
| JP2012043270A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Sony Corp | 検知装置、表示装置および電子機器 |
| JP2013115682A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Pentel Corp | 静電容量結合方式静電センサー |
| JP2013135346A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Pentel Corp | 静電容量結合方式静電センサー |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP60107621A patent/JPS61292731A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012018619A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Sony Corp | 検知装置および表示装置 |
| JP2012043270A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Sony Corp | 検知装置、表示装置および電子機器 |
| JP2013115682A (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Pentel Corp | 静電容量結合方式静電センサー |
| JP2013135346A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Pentel Corp | 静電容量結合方式静電センサー |
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