JPS63108423A - 指タツチ式座標出力装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、基板上に抵抗層を設け、さらにその抵抗層
上に絶縁層を設けてなる、一般に指タッチ式座標入力パ
ネルと呼ばれる入力手段を用いた指タッチ式座標出力装
置に関する。

炙米五ス庸 指タッチ式座標入力パネル（以下、タッチパネルという
）を用いた指タッチ式座標出力装置には、たとえば特開
昭６０−５３２６号公報ほか多数の文献に記載されるよ
うに、いろいろなものがある。

これらの装置は、いずれにしても、タッチ位置をＸ、Ｙ
座標軸上の位置として正確に検出できることが必要で、
そのためのいろいろな工夫がなされているが、指タッチ
の強さをも同時に検出できるものは未だ提供されていな
い。しかるに、パネルに指を触れたことに加えて、その
タッチの強さをも同時に検出できれば、たとえば、誤っ
て２本の指を触れたことなどを検出できるようになるの
で大変便利である。

明が解決しようとする０題、 この発明の目的は、かかる要求に鑑み、指タッチの強さ
をも合わせて検出することができる指タッチ式座標出力
装置を提供するにある。

４　慮を　決するための 上記目的を達成するためのこの発明は、基板上に抵抗層
を設け、その抵抗層上に絶縁層を設けてなる指タッチ式
座標入力パネルの、前記抵抗層のＸ軸方向の一端および
他端に、複数個のスイッチをその一端において接続し、
前記抵抗層のＹ軸方向の一端および他端には、複数個の
スイッチをその一端において接続し、前記Ｘ軸方向一端
に接続した各スイッチの他端とＹ軸方向一端に接続した
各スイッチの他端とを共通接続するとともに、抵抗を介
して、一端を接地した発振器の他端に接続し、前記Ｘ軸
方向他端に接続した各スイッチの他端とＹ軸方向他端に
接続した各スイッチの他端とを共通接続するとともに抵
抗を介して前記発振器の他端に接続してなり、かつ前記
パネルに指を触れたときに生ずる、前記発振器の他端の
電位と前記Ｘ軸方向他端における前記共通接続点の電位
との差と、前記発振器の他端の電位と前記Ｘ軸方向一端
側における前記共通接続点の電位との差をがら指タッチ
の強さを検出する手段を備えている指タッチ式座標出力
装置を特徴とするものである。

この発明において使用するタッチパネルは、ガラス板な
どの、好ましくは透明材料からなる電気絶縁性基板上に
、ＩＴ６　（Ｉｎｄｉｕｍ　　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ　＞
などからなる、好ましくは透明な抵抗層を設け、さらに
その抵抗層の上に、たとえば樹脂コートによる、好まし
くは透明な電気絶縁層を形成してなるものである。透明
であることにより、これを、たとえばブラウン管の前面
に置いて使用するようなことが可能になる。

ｌ まず、タッチパネルのＸ軸方向におけるタッチ位置を求
める場合について説明する。抵抗層のＸ軸方向における
全抵抗値をＲ、タッチ位置から抵抗層のＸ軸方向一端ま
での抵抗値をＸとする。したがって、タッチ位置から抵
抗層のＸ軸方向他端までの抵抗値はＲ−Ｘということに
なる。また、抵抗層の各端側における抵抗の抵抗値ｒを
ｒ〜Ｒになるように調整しておく。

さて、タッチパネルに指を触れると、人体の対地容量を
介して、抵抗層の一端側における抵抗を通る回路と、他
端側における抵抗を通る回路との２つの検出回路が形成
され、各共通接続点に電位ＥａＳＥｂを生ずる。そこで
、発振器の他端の電位をＥＯとすれば、抵抗層の一端か
らタッチ位置までの抵抗値Ｘは、 ｘ−［（Ｅｏ−Ｅｂ）Ｒ十（Ｅａ−Ｅｂ）ｒ］／［（Ｅ
ｏ−Ｅｂ）＋　（Ｅｏ−Ｅａ）］・・・・・・・・・■ となり、ｒ〜Ｒであるから、結局、タッチ位置Ｔは、 Ｔ＝ｃＫ　［（Ｅｏ−Ｅｂ）＋　（Ｅａ−Ｅｂ）コ／［
（Ｅｏ−Ｅｂ）十（Ｅｏ−Ｅａ）］・・・・・・・・・
■ となって、上記３点の電位からタッチ位置を求めること
ができる。なお、Ｋは、上記０式を演算するための演算
器の増幅度などにより定まる定数である。

以上においては、タッチパネルのＸ軸方向におけるタッ
チ位置を求める場合について説明したが、Ｙ軸方向にお
けるタッチ位置も全く同様にして求めることができるこ
とはいうまでもない。

かくして、タッチ位置が、Ｘ軸方向とＹ軸方向について
、つまりＸ、Ｙ座標軸上の位置として出力されることに
なるが、上記０式の分母、つまり［（Ｅｏ−Ｅｂ）　十
（Ｅｏ−Ｅａ）］は、指タッチの強さに応じて変わるの
で、これを検出してどのような強さでパネルに指を触れ
たかを知る。上記電位がタッチパネルに触れる指の強さ
で変わるのは、指の強さに応じて指とタッチパネルとの
接触面積が変わり、タッチパネルと人体との結合度が変
わって上記検出回路に流れる電流の大きざが変わるから
である。

なお、この発明では、上記説明から明らかなように、抵
抗を、Ｘ軸方向とＹ軸方向のタッチ位買の決定にあたっ
て共用している。しかして、ｒζＲになるように抵抗値
を調整するのは、タッチパネルは一般的にはＸ軸方向と
Ｙ軸方向とで抵抗層の長さが異なり、したがって両方向
で全抵抗値が異なるので、両方向の全抵抗値の平均をと
るからである。もし、両方向で抵抗層の全抵抗値が等し
ければ、正確にｒ＝Ｒとおくことでよい。

Ｘ鬼工韮 この発明をその一実施態様に基いてさらに詳細に説明す
るに、第１図において、タッチパネルの抵抗層１のＸ軸
方向の一端には、任意のｎ個のスイッチ２１、・・・・
・・２ｎが、また他端にはｎ個のスイッチ３１、・・・
・・・３ｎが、それぞれそれらの一端において接続され
ている。全く同様に、抵抗層１のＹ軸方向一端には、任
意のｎ個のスイッチ４１、・・・・・・４ｎが、また他
端にはｎ個のスイッチ５１、・・・・・・５ｎが、それ
らの一端においてそれぞれ接続されている。また、Ｘ軸
方向一端に接続されたスイッチ２１、・・・・・・２ｎ
の他端と、Ｙ軸方向一端に接続されたスイッチ４１、・
・・・・・４ｎの他端とは共通接続されているとともに
、抵抗６を介して、一端が接地された発振器７の他端に
接続されている。

ざらに、Ｘ軸方向他端に接続されたスイッチ３１、・・
・・・・３ｎの他端と、Ｙ軸方向他端に接続されたスイ
ッチ５１、・・・・・・５ｎの他端とは共通接続されて
いるとともに、抵抗８を介して上記発振器７の他端に接
続されている。

上記スイッチ２１、・・・・・・２ｎとスイッチ４１、
・・・・・・４ｎとの共通接続点には、その共通接続点
の電位Ｅａを検出するための電圧検出器９が、スイッチ
３１、・・・・・・３ｎとスイッチ５１、・・・・・・
５ｎとの共通接続点には、その共通接続点の電位Ｅｂを
検出するための電圧検出器１０が、ざらに発振器７の他
端にはその他端の電位ＥＯを検出するための電圧検出器
１１がそれぞれ接続されている。

上記電圧検出器９．１０．１１には、減算器１２が接続
されている。この減算器１２は、電圧検出器１１の出力
から電圧検出器１０の出力を差し引く、つまり（ＥＯ−
Ｅｂ）を演算する減算回路１３と、電圧検出器１１の出
力から電圧検出器９の出力を差し引く、つまり（Ｅｏ−
Ｅａ）を演算する減算回路１４と、電圧検出器９の出力
から電圧検出器１０の出力を差し引く、つまり（Ｅａ−
Ｅｂ）を演算する減算回路１５とを有している。

上記減算器１２には、減算器１６が接続されている。こ
の減算器１６は、上記減算器１３に接続された、その減
算器１３の出力を零に調整し得る減算回路１７と、減算
器１４に接続された、その減算器１４の出力を零に調整
し得る減算回路１８と、減算器１５に接続された、その
減算器１５の出力を零に調整し得る減算回路１９とから
なっている。しかして、上記減算器１２と１６が、Ｘ軸
方向用の補正手段２０を構成しているが、後述する補正
を行わないのであれば減算器１６は設けなくてよい。

上記減算器１６には演算器２１が接続されている。この
演算器２１は、減算回路１７の出力と減算回路１つの出
力とを加算する、つまり［（Ｅ。

−Ｅｂ）十（Ｅａ−Ｅｂ）］を求める加算回路２５と、
減算回路１７の出力と減算回路１８の出力とを加算する
、つまり［（Ｅｏ−Ｅｂ）＋　（ＥＯ−Ｅａ）］を求め
る加算回路２６と、これら加算回路２５．２６の出力を
上記０式に基いて割算する割算回路２７と、指タッチの
強さの検出レベルを設定する比較回路２８とを有してい
る。しかして、この演算器２１が指タッチの強さを検出
する手段を構成している。

以上は、Ｘ軸方向用であるが、Ｙ軸方向用としてＸ軸方
向用と並列に同様の補正手段２３、演算器２４が設けら
れている。もっとも、演算器２４には、演算器２１にお
ける比較回路２８に相当するものは必要でない。また、
後述する出力×２に対応する出力を得るための手段も不
要である。

さて、上記装置の作用を説明するに、まず抵抗６．８を
、上述したようにｒζＲになるように調整する。

次に、タッチパネルに指を触れない状態で、タッチパネ
ルのＸ軸方向に関して、補正手段２０の出力、つまり減
算回路１７の出力Ａ２と、減算回路１８め出力Ｂ２と、
減算回路１９の出力Ｃ２が、いずれも零になるように各
減算回路で調整する。

すなわち、スイッチ２１、・・・・・・２ｎと３１、・
・・・・・３ｎとを閉じ、スイッチ４１、・・・・・・
４ｎと５１、・・・・・・５ｎを開き、発振器７からタ
ッチパネルに高周波電圧を印加する。すると、浮遊容量
の影響により、減算回路１３の出力Ａ１、つまり（ＥＯ
−Ｅｂ）は（Ｅｏ−Ｅｂ）＞Ｏとなり、同様に減算回路
１４の出力Ｂ１、つまり（ＥＯ−Ｅａ）もまた（ＥＯ−
１：ａ）＞Ｏとなり、減算回路１５の出力Ｃ１、つまり
（Ｅａ−Ｅｂ）は（Ｅａ−Ｅｂ）≠０となる。したがっ
て、減算回路１７．１８．１９によってそれらの出力Ａ
２、Ｂ２、Ｃ２がすべて零になるように調整するのであ
る。かくして、Ｘ軸方向における調整を終える。゛ ＹＹ軸方向おける調整も全く同様である。すなわち、゛
この場合はスイッチ２１、・・・・・・２ｎと３１、・
・・・・・３ｎを開き、スイッチ４１、・・・・・・４
″ｎと５１、・・・・・・５ｎを閉じ、補正手段２３を
用いて上記と金く同様に行う。

Ｘ軸方向およびＹ軸方向について上記調整が終わると、
装置は使用可能な状態になる。そこで、スイッチ２１、
・・・・・・２ｎと３１、・・・・・・３ｎを閉じ、ス
イッチ４１、・・・・・・４ｎと５１、・・・・・・５
ｎを開き、発振器７から高周波電圧を印加した状態でタ
ッチパネルに指を触れると、第２図に原理図で示すよう
に人体の対地容ｆｆ１２２を介して電流１１．１２が流
れ、電位Ｅａ、　Ｅｂ、ＥＯを生ずるので、それらの電
位をそれぞれ電圧検出器９．１０，１１で検出し、減算
回路１３．１４．１５の出力Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、ざらに
減算回路１７．１８．１９の出力Ａ２．８２、Ｃ２を得
て、演算器２１の加算回路２５で減算回路１７．１つの
出力Ａ２、Ｃ２を加算する。これは、上記０式の分子を
演算しているということである。また、演算器２１の加
算回路２６で減算回路１７．１８の出力Ａ２１、Ｂ２を
加算する。つまり、上記０式の分母を演算する。

しかして、加算回路２５．２６の出力を割算回路２７で
割算するが、その出力ｘ１は上記０式におけるＴ、つま
りタッチ位置を示すことになる。また、加算回路２６の
出力は、上述したように指タッチの強さに比例している
から、それから指タッチの強さに比例した出力×２が得
られ、また比較回路２８で必らかしめ設定しておいた検
出レベルと比較することにより、指タッチがあったか否
かを表わす出力ｘ３を得ることができる。

次に、スイッチ２１、・・・・・・２ｎと３１、・・・
・・・・・・３ｎを開き、スイッチ４１、・・・・・・
４ｎと５１、・・・・・・５ｎを閉じると、こんどは演
算器２４からＹ軸方向におけるタッチ位置が出力Ｙ１と
して求まり、結局、タッチ位置がＸ、Ｙ座標軸上の位置
として出力されることになる。

１皿り１工 この発明の装置は、タッチパネルの抵抗層のＸ軸方向の
一端および他端に、複数個のスイッチをその一端におい
て接続し、抵抗層のＹ軸方向の一端および他端には、複
数個のスイッチをその一端において接続し、Ｘ軸方向一
端に接続した各スイッチの他端とＹ軸方向一端に接続し
た各スイッチの他端とを共通接続するとともに、抵抗を
介して、一端を接地した発振器の他端に接続し、Ｘ軸方
向他端に接続した各スイッチの他端とＹ軸方向他端に接
続した各スイッチの他端とを共通接続するとともに抵抗
を介して上記発振器の他端に接続してなり、かつ上記パ
ネルに指を触れたときに生ずる、発振器の他端の電位と
Ｘ軸方向他端における共通接続点の電位との差と、発振
器の他端の電位とＸ軸方向一端側における共通接続点の
電位との差から指タッチの強さを検出する手段を備えて
いるからして、単にタッチ位置のみならず、その指タッ
チの強さをも同時に知ることができる。そのため、たと
えば、１木の指を触れるべきであるのに２木の指を触れ
てしまったといった、いわゆるミスタッチを検出するこ
とができるようになる。また、タッチパネルを指でなぞ
ることによって図形や文字を出力する場合に、タッチの
強さを変えて線の太さを変えることができるようになり
、たとえば毛筆様の文字を出力するようなことが可能に
なる。

この発明の装置は、たとえば、タッチパネルをブラウン
管の前面において文字や図形などの入力手段として使用
することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の装置の一実施態様を示す概略ブロ
ック図、第２図は、上記第１図に示した装置の原理を示
す概略ブロック図である。 １：タッチパネルの抵抗層 ２１、・・・・・・２ｎ：スイッチ ３１、・・・・・・３ｎ：スイッチ ４１、・・・・・・４ｎ：スイッチ ５１、・・・・・・５ｎ：スイッチ ６：抵抗 ７：高周波発振器 ８：抵抗 ９：電圧検出器 １０：電圧検出器 １１：電圧検出器 １２：減算器 １３：減算回路 １４：減算回路 １５：減算回路 １６：減算器 １７：減算回路 １８二減算回路 １９：減算回路 ２０：補正手段 ２１：演算器（指タッチの強さを検出する手段）２２：
対地容聞 ２３：補正手段 ２４：演算器 ２５：加算回路 ２６：加算回路 ２７：割算回路 ２８：比較回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に抵抗層を設け、その抵抗層上に絶縁層を設けて
   なる指タッチ式座標入力パネルの、前記抵抗層のＸ軸方
   向の一端および他端に、複数個のスイッチをその一端に
   おいて接続し、前記抵抗層のＹ軸方向の一端および他端
   には、複数個のスイッチをその一端において接続し、前
   記Ｘ軸方向一端に接続した各スイッチの他端とＹ軸方向
   一端に接続した各スイッチの他端とを共通接続するとと
   もに、抵抗を介して、一端を接地した発振器の他端に接
   続し、前記Ｘ軸方向他端に接続した各スイッチの他端と
   Ｙ軸方向他端に接続した各スイッチの他端とを共通接続
   するとともに抵抗を介して前記発振器の他端に接続して
   なり、かつ前記パネルに指を触れたときに生ずる、前記
   発振器の他端の電位と前記Ｘ軸方向他端における前記共
   通接続点の電位との差と、前記発振器の他端の電位と前
   記Ｘ軸方向一端側における前記共通接続点の電位との差
   から指タッチの強さを検出する手段を備えていることを
   特徴とする指タッチ式座標出力装置。