JPS63304313A - タッチ位置測定方法及びタッチパネル装置 - 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］ 本発明は、使用者によるタッチ感応表面上のタッチ位置
を測定するタッチ位置測定方法及びタッチパネル装置に
関する。

本発明は使用者が選択する情報を表示する各種の表示装
置に広く応用し得る。−例として、使用者がタッチによ
って項目を選択するラップベルト（膝のせ）型タブレッ
トへの応用がある。他の例として、コンピュータ情報処
理システムに接続された端末等の表示画面上の情報項目
を使用者が選択する装置への応用がある。

［従来の技術］ 表示画面上に複数のタッチ区分の設定パターンを有する
タッチパネルを配置したＣＲＴ表示端末装置は周知であ
る。この端末装置では上記パターンのどの区分へのタッ
チにも応答し、その区分の位置を確認できる。このよう
なシステムでは静電容量検出技術を採用しているのが一
般的である。

即ち、コントローラは絶えずタッチパネル面に走査信号
を送り続け、タッチを検出するまでタッチ区分の監視を
続ける。使用者がタッチ区分の１つにタッチすると、使
用者の身体の静電容量が、この回路に加えられる。コン
トローラはこの静電容量の変化を検出し、そのタッチ区
分を確認する。

このようなタッチ応答型端末装置の一例はユタ州ソルト
・レイク・シティのＲＧＢダイナミックス社により製造
されている。この装置では、タッチ感応表面はガラス基
板に被着したインジウム・スズ酸化物より構成されてい
る。この表面被覆は各タッチ区分が分離するようパター
ン化して電気的検出回路と導体により接続している。こ
のようにパターン化すると、パターン化したタッチ区分
の寸法でタッチ検出分解能が制限されてしまう。

また、タッチ検出自体、形成したタッチ区分の特定パタ
ーンに制限されてしまう、更に、パターン化した各タッ
チ区分と電気的接触をする複雑な配線も必要である。こ
のような複雑な接続構造では簡単な構造のものに比べ故
障し易く経費もかかる。

他の周知の実用例としては、画面上に透明な機械的スイ
ッチを配置したものがある。カリフォルニア州シルマー
のシェラシン・イントレフクス・プロダクツ社がこの型
のスイッチをトランスフレックス（Ｔｒａｎｓｆｌｅｘ
　）の商標で販売している。こ−の型の装置では複数の
薄膜シートを用い、使用者がタッチするとシート間を押
圧して電気的接触させている。この薄１臭シートのある
位置を押圧すると、電流が特定回路に流れて、その押圧
位置が確認される。他の薄膜型タッチパネルはドーマン
等による米国特許第４．４８４．０３８号公報に開示さ
れているう また、マサチューセッツ州アンドーバーのドーマン・ホ
ドノフ社の製品カタログによれば、パターン化していな
い薄膜を用いたタッチ・パネル・スイッチの１０００シ
リーズタツチ・スクリーン装置の従来技術がある。この
＋０００シリーズタツチ・パネル装置は、タッチ・スク
リーンのＸ及びＹ軸間のスイッチング電流によって透明
タッチ・スクリーントのスイッチの開閉を検出するコン
トローラを具えている。このタッチ・スクリーンの種々
のスイッチを通過した電流は電圧に変換され、次にアナ
ログＸ／Ｙ信号更にデジタルＸ／Ｙ位置座標に変換され
る。このような薄膜型スイッチ装置では、薄膜はキズが
つき易い、また、この装置に用−いられている多重枚に
より、光の反射率が高くなり、光の等価率及び分解能が
比較的低くなり易いという欠点がある。

タッチパネルの周囲に光源及び検出器のアレイを形成し
て、タッチパスル上のタッチした位置を検出する方法も
周知である。或は、超音波発振器及び超音波検出器のア
レイをタッチパネルのＪ￥１囲に形成することもある。

いずれの場合でも、信号係及び検出器は電気的システム
と接しｋしていて、信号源から検出器に送られる信号が
パネルにタッチすることにより妨害されるのに応じてそ
の位置を検出する。

他の静電容量タッチ検出装置はＮｇ等による米国特許第
４，４７６．４６３号公報に開示されている。この特定
装置には導電性タッチ感応被覆表面が用いられ、この被
覆には４本のｍ長い導電性バー状電極が接続されている
。このタッチ感応被覆の各辺にこのバー状電極が１本ず
つ設けられている。この特許公報に記載されている如く
、静電容量性タッチによってタッチ検出表面を含む抵抗
−静電容量（Ｒ−Ｃ）回路に起こるインピーダンスの変
化が測定される。このインピーダンス測定をするには、
２本の交差する直線軸の各端部より繰返し行われる測定
により上記Ｒ−Ｃ回路の時定数を測定する。この測定結
果を総合してタッチした位置を検出する。この特許の一
実施例では、交流測定信号が電極に入力し、その信号に
応じて発生する電圧波形がこの電極で監視される。この
測定信号の周波数は監視される電圧波形が選択した条件
に達するまで変化する。この選択した条件と合う測定信
号周波数より、信号の入力した電極丘に於けるタ・７チ
位置を決めることができる。他の実施例では、２つの選
択した幅の直流信号を連続的に電極に加えている。この
信号の入力した電極上に於けるタッチ位置は電極に加え
た２つの直流信号による電極での電圧から決めることが
できる。即ち、第１測定信号はタッチにより生じた静電
容量を含んだタッチ感応被覆の静電容量を既知のレベル
まで充電する。それから、第２測定信号はタッチ感応被
覆の抵抗を介して部分的に放電させる。この一部分的放
電後に残る電極電圧により電極上に於けるタッチの位置
を求めることができる。この特許公報に記載されている
回路は入力信号の周波数を変化させたり、２つの連続し
た直流信号を入力させたりする必要性がある等、相当？
１雑になるという欠点があった。

タッチ感応表面を有する別のタッチ・パネル装置がペラ
パー・ジュニアによる米国特許第４，３５３゜５．５２
号公報に開示されている。この装置によれば、使用者は
指又は他の身体の部分又は導電性のスタイラス等でタッ
チ感応表面にタッチする。このタッチ感応表面の複数の
終端部（即ち、４つの角Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄ）は発振器により同じ瞬時レベルに同時に駆
動される一、タッチ感応表面にタッチすると、電流がこ
れら終ａ部を介して流れ、使用者のタッチによるインピ
ーダンス変化とは無関係に、これらの電流によってタッ
チのＸ及びＹ座標が決められる。この方法ではタッチの
位置決定が不正確になるという問題があり、且つある応
用例では有用であるインピーダンス情報がなくなるとい
う欠点がある。一実施例では、ペラパーはタッチ位置の
圧力が闇値を越えると感応する圧力センサも用いている
。このようなタッチ位置決定方法により、ビデオ・ゲー
ムの遊戯中に銃を発射するというような２つの作用を制
御し得る。

以上の多くのタッチパネル装置の精度は使用環境内のノ
イズの影響により低化する。特に、ＣＲ′Ｆフライバッ
ク信号の如き一定周波数の干渉信号スペクトルによって
起こる。また、表示装置によってはフライバンク信号の
周波数は装置の動作につれて変化するものもある。この
事が、そのような信号の影響を補償するのを困難にして
いる。従来斯る欠点を解決したタッチパネル装置が存在
しなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 使用者がタッチ感応表面上の指又はスタイラス等のタッ
チ位置を一定に維持していたとしても、タッチ位置の測
定値には僅かながら変動が生じることが発見された。こ
れらのタッチ位置の測定値の変動は、ノイズに起因する
もので、正確な動作に支障を来たすことも有り得る。こ
れと比較して、使用者が指でタッチ感応表面上を横切っ
たり、成るタッチ位置から別の位置へ指を移動した場合
には、これらのノイズに起因する変動は、余り問題にな
らない。後者の場合、タッチ位置の測定値の変動は、主
として指或いはスタイラスの移動に起因するものである
。従って、この場合のタッチ位置の測定値の変動は必要
な情報であり、タッチ信号から除去すべき情報ではない
。

使用者の指或いはスタイラスのタッチ位置が一定の場合
、タッチ位置の測定値の変動を補償する１つの方法は、
タッチ位置の測定の際に平均化処理をするサンプル数を
実質的に増加することである。しかし、サンプル数を増
加すればタッチ位置の測定に時間がかかり、タッチパネ
ル・システムの応答が遅くなってしまう。更に、使用者
が指或いはスタイラスをタッチ感応表面上で移動した場
合を考えてみよう。この場合、サンプル数を増加すると
、使用者の指又はスタイラスが移動するにつれて求めら
れるタッチ位置の測定値の数が減少してしまう。このタ
ッチ位置の測定値の減少により、成る位置から別の位置
までの指の移動経路を正確に測定することが困難となり
得る。即ち、指の移動経路を正確に測定するには、移動
経路に沿って測定される各タッチ位置の取り込みサンプ
ルの数を減少して測定されるタッチ位置の数を増加する
ことが望ましい。従って、タッチ位置の移動速度にかか
わらず、タッチ位置の測定の際に平均化するサンプル数
を単純に増加するという方法には重大な欠点が存在する
ことになる。

［発明の目的］ 従って、本発明の目的は、タッチ感応表面上のタッチ位
置が移動した場合でも最適な測定精度及び信頼性を得ら
れるタッチ位置測定方法及びタッチパネル装置を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、タッチ感応表面上のタッチ位置が
静止している場合、タッチパネル装置ノ動作中に発生す
るノイズの影響を最少にしタッチ位置測定方法及びタッ
チパネル装置を提供することである。

［発明の概要コ 本発明のタッチパネル装置は人間の指等でタッチパネル
のタッチ感応表面上のどこにタッチしてもそのタッチを
検出する。このタッチ感応表面上のタッチ位置は典型的
には針によって正確にタッチしたものとしてＸ−Ｙ座標
系により決められる。

このタッチ位置は、交流電圧パネル走査信号をタッチ感
応表面に選択的に印加し、それから発生するタッチ信号
（即ち電流）により決定される。

−走査方法によれば、これらパネル走査信号はタッチ感
応表面の第１辺から反対側の第２辺まで第１方向に交流
電圧勾配を形成するように印加される。このように走査
され、使用者がタッチ感応表面にタッチすると、第１タ
ツチ電流が使用者を介して流れ、検出される。更に、共
通の交流電圧パネル走査信号がタッチ感応表面の第１及
び第２辺の両辺に同時に印加されると、インピーダンス
・タッチ電流が使用者を介して流れ、検出される。

この第１方向に関するタッチ位置が検出された第１及び
インピーダンス・タッチ電流により決められる。また、
交流電圧走査パネル信号がタッチ感応表面の第３辺から
第４辺まで第２方向に交流電圧勾配を形成するように印
加される。パネルがタッチされると、第２タツチ電流が
流れ、検出される。一般に、第１＆び第２方回は互いに
ｉＫ交していて、Ｘ−Ｙ座標系に対応している。それか
ら、タッチ位置は第１．第２．及びインピーダンス・タ
ッチ電流によりこのＸ−Ｙ座標系に対して決められる。

他の過当な走査法を採用してもよい。

本発明によれば、タッチ信号は、タッチ感応表面上のタ
ッチ位置から次のタッチ位置までの移動速度の変化量に
応じてフィルタリングされる。より具体的に言えば、タ
ッチ信号の低域通過フィルタによる遮断領域は、タッチ
の移動速度が減少するにつれて拡大する。本発明の実施
例によれば、プロセッサがタッチの移動速度に応じてタ
ッチ位置のデータをデジタル的にフィルタ処理して修正
することにより、この可変フィルタ処理、即ち適応フィ
ルタ処理が実行される。また、本発明によれば、タッチ
位置を測定する為に平均化される夕・。

子信号のサンプル数は、この適応フィルタ処理を施す為
に変更される。この方法では、平均化されるサンプル数
は、タッチの移動速度が減少するにつれて増加する。本
発明の他の実施例では、この移動速度の変化に応じてタ
ッチ信号のフィルタ処理を調整する為に、プロセッサは
、可変アナログ・フィルタを制御する。

タッチ位置は使用者の指と同様に導電性のスタイラスで
タッチされても求めることができる。また、手袋をして
タッチした場合でも手袋が導電性物質であるか、或いは
導電性でなくとも充分に薄くてパネル走査信号の周波数
で容量性タッチ電流を測定できれば、正確にタッチ位置
を求められる。

このようなタッチ電流を生じさせるようなものであれば
、他の方法でタッチしてもよい、ここに述べたように、
手袋をした指とかスタイラスとかによるタッチは、タッ
チ電流を生じさせるような物に国定されると理解された
い。

〔実施例〕

肝炎 第１図に示すように一本発明の夕・ノチバネル装置は表
示画面（１４）を有する表示装置（１２）を具えている
０図の表示装置はＣＲＴコンビ二−タ端末装置を含むの
で、表示画面（１４）はＣＲＴの表面を含んでいる。光
学的に透明なタッチパネル（１６）が画面（１４）に重
ねられているので、タッチパネル（１６）を等価して画
面（１４）を見ることができる。これは光学的透明とい
うことであり、画面（１４）上の画像がタッチパネル（
１６）を介して見えるということである。他の応用例で
は表示装置（１２）を削除する０例えば、質問及び回答
シートのような情報を含んだ一枚の用紙をタッチパネル
（１６）の下に置き、この質問及び回答シート−に関す
るデータを入力するのにタッチパネル（１６）を利用し
てもよい、別の応用例では、タッチパネル（１６）は透
明でなくてもよい０例えば、タッチパネル（１６）を単
にデータ人カバソドとして用い、タッチした位置によっ
てコンピュータ或いは他の装置にデータを入力してもよ
い。

タッチパネル（１６）はガラス或いは他の光学的通過性
物質の基板を含み、その基板の外側表面上には導電性波
ｆｆ１（１８）を被着している。被ｒｉ（１８）はタッ
チ・パネルを施して表示画面（１４）全体を覆ってもよ
く、或いは画面の一部のみを覆って、そこに使用者の選
択項目（メニュ）を表示するようにしてもよい。

第２図に概要を示しているように、（詳細１１に述する
）被１（１８’）は、複数の電気的コンタクト或いは電
極（この場合２０個のＡ乃至′「のコンタクト）を有す
るタッチ感応表面を含んでいる。これらのコンタクトの
第１組（２２）　、叩ちＰ乃至Ｔのコンタクトはタッチ
感応表面（１８）の１辺に１列に配置している。コンタ
クトの第２組（２４）　、即ちＦ乃至Ｊのコンタクトは
第１組（２２）の対向する辺に１列に配置している。つ
まり、第１及び第２組（２２）及び（２４）はタッチ感
応表面（１８）の第１方向の両端に夫々位置する離れた
列を形成している。コンタクトの第３組（２８）、即ち
に乃至０のコンタクトはタッチ感応表面（１８）の下側
（第３）辺に１列に配置している。また、コンタクトの
第４組（２６）　、部ちＡ乃至Ｅのコンタクトはこの面
の上側（第４）辺に１列に配置している。

従って、第３及び第４組（２８）及び（２６）はタッチ
感応表面の第２方向の両端に互いに離れて位置している
。これらコンタクトは約０．２平方インチの空気乾燥し
た銀接触塗料スポットであってもよい、各コンタクトに
は電気的接触を容易にするため導線が接続されている。

歪を軽減する為、コンタクトとの接続部分、付近の各導
線の一部はエポキシ樹脂などでタッチパネル基板の縁に
固定してもよい。

この構成では、コンタクトの第１及び第２組（２２）及
び（２４）は、タッチパネルの水平方向０対向する両端
に離れて位置している。別のコンタクトの組（２６）及
び（２８）はタッチパネルの鉛直方向の対向する両端に
夫々離れて位置している。

コンタクトの各組は必ずしも１列に並んでいなくともよ
いが、各組が夫々直線上にあり、且つ第１及び第２方向
が互いに垂直で゛あれば、コンタクトにより基準座標系
が定義される。タッチ位置はこの座標系に従って、以下
に説明する回路により求められる。更に、タッチ・パネ
ルを固定し、校正しておけば、コンタクトは画面（１４
）に関して既知の位置にある。従って、タッチ感応表面
（１８）上でのタッチ位置を求めれば、これに対応する
画面（１４）上での位置を求めることができる０本発明
はこの特定のコンタクトの構成に限定されるものではな
いことに留意されたい、また、タッチ感応表面の各辺に
設けたコンタクトの数は増減してもよい。

第２図のタッチ位置検出システムでは、タッチ感応表面
（１８）上で２つの方向に関してタッチ位置を求めるの
に、対向するコンタクトの組のベア（２２）　、　　（
２４）及び別のベア（２６）　、　　（２８）の２つの
ベアを用いている。もし、■方向に関してのみタッチ位
置を求めるのなら、一方のベアのみが使用される。即ち
、コンタクトの組（２２）及び（２４）は第１　　（Ｘ
）方向のタッチ位置を求めるのに用いられ、また、組（
２６）及び（２８）は第２（Ｙ）方向のタッチ位置を求
めるのに用いられる。

また、第１図及び第２図を参照すると、関数発生器部ち
、可変周波数信号源（３０）は出力端（３６）に交流電
圧タッチパネル走査信号を出力する。パネル駆！ｌ］増
幅器（３８）はパネル走査信号を受け、この信号を増幅
し、出力端（４０）に出力したその信号をタッチパネル
駆動変成器（４４）の１次巻線（４２）に供給する。こ
れは変成器の２次巻線（４６）の両端、即ち信号プラス
（ＳＩＧ＋）出力端（４８）及び信号マイナス（ＳＩＧ
−）出力端（５ｏ）間に交流電圧を発生させる。マルチ
プレクサ（叩ちスイッチ回路”）　　（５２）により、
２次巻線の出力端（４８）及び（５０）からのパネル走
査信号を、以下に説明するように、選択的にタッチパネ
ル・コンタクトの組に加える。これらパネル走査信号に
応じて、パネル出力タッチ信号（即ち、タッチ電流信号
）がタッチ感応表面がタッチされると変成器（４４）の
中央タップ（５４）に発生する。これらタッチ電流信号
は、パネル出力信号処理回路（５６）で処理され、タッ
チ位置及び他の情報が求められる。

このパネル出力信号処理回路（５６）では、中央タップ
（５４）からのタッチ電流信号は線路（６ｏ）を伝わり
、電流検出演算増幅器のようなタッチ電流構出！（６２
）に送られる。この検出器（６２）の出力は中央タップ
（５４）からのタッチ電流信号に対応している。この検
出器（６２）の出力は出力線（６４）に出力され、フィ
ルタ（６６）　　（、第３Ｂ図）を介してアナログ・マ
ルチプライヤ（６９）の１入力端（６８）へ送られる。

可変周波数信号源（３ｏ）の交流電圧基準出力は線路（
７０）によって、マルチプライヤ基準回路（７２）と接
続している。このマルチプライヤ基準回路（７２）から
出力するマルチプライヤ基準電圧信号は、線路（７４）
を伝わり−、アナログ・マルチプライヤ（６９）の基準
入力端（７６）に入力する。この基準電圧信号により、
アナログ・マルチプライヤ（６９）の乗算とタッチ感応
表面（１８）に入力する交流電圧信号とが同期する。

この乗算されたタッチ電流信号は線路（７８）を経て増
幅器とフィルタ回路（８ｏ）に送られる。この回路（８
０）の出力は線路（８２）に出力し、積分回路タイミン
グ・スイッチ（８４）を介して、これらの信号を積分す
る積分回路（８６）に入力する。

この積分回路タイミング・スイッチ（８４）は積分タイ
ミング信号（ＩＮＴ）に応じて、積分期間中に閉じる。

この積分タイミング信号（「マ〒）は後述するように発
生し、積分タイミング入力端子（８８）に入力する。こ
のスイッチ（８４）が閉じると、積分回路（８６）に送
られた信号が、そこで積分される。積分回路（８６）は
互いに並列な積分コンデンサ（９０）及び増幅器（９２
）を含んでいる。

これらに加えて、積分コンデンサ放電スイッチ（９４）
も内蔵し、このスイッチは線路（９６）の放電信号（ｍ
）に応じて選択的に積分コンデンサ（９０）を放電させ
る。この放電信号（ＤＩＳ）、（即ち積分回路の零化信
号）の発生については後述する。この積分されたタッチ
電流信号は線路（９８）を経て、信号をデジタル化する
アナログ・デジタル変換器回路即ちＡＤＣ（１００）に
入力する。このデジタル化された信号はデータ・バス（
１０２）　、　　（１０４）を経テ、ＭＰＵ（１０８）
のデータ人力１ｆｌ（１０６）ニ送られル、　ＭＰ　Ｕ
　（１０８）は他の処理の合間に、タッチ電流信号から
タッチ位置及び他の所望の情報を計算する。

動的フィルタ、即ち可変周波数低域通過フィルタ（８５
）を、増幅器及びフィルタ回路（８０）と積分回路（８
６）の間に挿入し得る。この実施例の記載の中で適応フ
ィルタ処理に関連して後述するように、動的フィルタ（
８５）は、タッチ位置の変化速度を表す変化量に応じて
タッチ電流の信号をフィルタ処理する為に用いられる。

この動的フィルタ（８５）は、使用する場合には、変圧
器の中央タップ（５４）と積分回路（８６）の間のどこ
か適当な位置に配置しても良い。線路（８７）上のフィ
ルタ制御信号は、動的フィルタ（８５）のフィルタ処理
の制御するが、この信号の発生に関しては後述する。

ＭＰＵ（１０８）は、バス（１０４）　、　　（１１０
）、並列出力ラッチ（１１２）及びバス（１１３）を介
してコンピュータ（１１４）と接続している。このコン
ピュータ（１１４”）は線路（１１６）により表示端末
装置（１２）と接続している。このように接続したこと
により、コンピュータ（１１４）を用いて選択した情報
を画面（１４）上に表示させることができる。また、コ
ンピュータ（１１４’）により、タッチ位置に応じて表
示情報をソフトウェアに従って・変更してもよい、この
ように、所望の応用に適合するように従来の手法により
実現できる。ＭＰＵ（１０８）はバス（１１８）によっ
て周知のＲ５２３２型通信インターフェース回路（１２
０）にも接続している。これによって、タッチパネルで
遠方のデータ処理局と通信回線を介して通信できる。こ
のインターフェース回路（１２０）には典型的な例とし
て直列データ出力ｆｉ（１２２）を設けている。

ＭＰＵ（１０８）からの制御信号はＭＯ及びＭｌ出力端
から夫々線路（１２４）及び（１２６）を経てマルチプ
レクサ（５２）へ送られる。これらの制御信号により、
マルチプレクサ（５２）はパネル走査信号をコンタクト
の所望の組へと接続する。このようにして、タッチ位置
を決めるタッチ電流信号が発生する。典型的な走査方法
については後述する。

第１図のパネル出力信号処理回路（５６）はデコーダ・
デマルチプレクサ（１３０）も含んでいる。

デコーダ・デマルチプレクサ（１３０）はＭＰＵ（１０
８）からの線路（１３２）　、　　（１３４）及び（１
３６）の入力信号をデコードし、それに応じて、タッチ
パネル回路の種々の機能を制御する信号を出力する６例
えば、デコーダ・デマルチプレクサ（１３０）は線路（
８８）に積分タイミング信号（ＩＮＴ）を出力する。こ
の信号を受けるとスイッチ（８４）が閉じて、タッチ位
置の決定が必要になるとタッチ電流信号の積分が始まる
。この積分はＩＮＴ信号のパルス幅の期間続く、デコー
ダ・デマルチプレクサ（１３０）は線路（９６）に積分
コンデンサ放電信号（丁ＴＴ）も出力する。この信号に
よりスイッチ（９４）が閉じて、積分コンデンサ（９０
）は各連続的な積分の前に放電される。　ＭＰＵ　（１
０Ｂ）は信号源（３０）の基準出力から出た線路（１４
０）上の同期信号を受ける同期入力端を有する。従って
、積分はパネル走査信号のタッチ感応表面（１８）への
印加と同期している。デコーダ・デマルチプレクサ（１
３０）は線路（１４２）でＡＤＣ（１００）にも接続し
ている。　ＡＤＣ（１００）は積分されたタッチ信号を
デジタル変換した信号をＭＰｔＪ（１０８）に送る・更
に、デコーダ（１３０）は、線路（８７）を介して動的
フィルタ（８５）に送られるフィルタ制御信号（ＦＩＬ
Ｔ、）を発生する。このフィルタ制御信号により動的フ
ィルタ（８５）は、夕・シチ感応表面上のタッチ位置の
動きに応じてタッチ信号のフィルタ処理を制御する。

ＡＤＣ（１００）が所望の範囲内の値の出力を発生すれ
ばより正確なタッチ電流及びタッチ位置の決定が行える
。もしこれが小さすぎると、タッチ電流の小さな変動が
見のがされ、スプリアス信号の影響がより大きくなる。

もし大きすぎればＡＤＣ（１００）はオーバーフローし
て、不正確なタッチ電流信号の指示を与える。このよう
な可能性を最小にする為、ＭＰＬＩ（１０８）はＡＤＣ
（１００）の出力値を監視している。この値が所望の範
囲外のとき、ＭＰＵ（１０８）はデコーダ・デマルチプ
レクサ（１３０）に送る積分タイミング制御信号のパル
ス幅を調整する。これに応じてｌＮ′ｒ’信号のパルス
幅、即ち積分期間が調整され、ＡＤＣ（１００）の出力
が所望のレベルまで戻される。これによって、広範囲に
タッチ電流が変化するように条件が広範囲に変化しても
、容易にこのパネル装置を使用できる。　（Ｊｌｌえば
、タッチ感応表面（１Ｂ）へのタッチがスタイラスの使
用によるものとか、指や他自動零化回路（１５０）はタ
ッチ感応表面がタッチされない時、変成器（４４）の中
央タップ（Ｓ４）のタッチ電流信号を０にするように調
整する。この零化後、中央タップ（５４）に電流が存在
すると、（少くともノイズ闇値レベル以上の電流がある
と）、それはタッチ感応表面がタッチされたことを指示
する。一般に自動零化回路（１５０）は、タッチされな
い状況下では中央タップ（５４）に自動的に適当なオフ
セット電流を供給し、その中央タップの電流を全て打ち
消して０にする。

これを実行する為、第１図の自動零化回路では、実質的
な静電容量性負荷をパネル走査出力の１つ（この場合、
線路１５２を介してＳＩＧ＋出力端（４Ｂ））に選択的
に接続している。自動零化回路（１５０）はＭＰＵ（１
０８）からバス（１０４）及び（１５４）を介して入力
する零化信号に応答する。

自動零化回路（１５０）によりＳＩＧ＋出力端（４８）
と接続された実質的静電容量性負荷の値は零化信号に応
じて変化し、それによって零化動作に影響する。典型的
に、オフセット零化コンデンサ（１５８）が５ＩＧ−パ
ネル走査出力端（５０）と接続し、中央タップ（５４）
に自動零化回路から供給されるオフセント電流と逆の方
向に初期オフセット電流を供給する。その結果、自動零
化回路（１５０）によりＳＩＧ＋パネル走査出力端（４
８）に静電容量が加えられると、コンデンサ（１５８）
から流れる初期オフセット電流とイｔの周辺信号とが釣
り合う。

別のオフセット・コンデンサ（１６Ｂ）がスイッチ（１
７０）により選択的に５ＩＧ−パネル走査出力１（５０
）に接続される。スイッチ（１７０）はマルチプレクサ
（５２）から線路（１７２）に出力する信号に応じて、
インピーダンス・タッチ電流の決定中に閉じられる。コ
ンデンサ（１５Ｂ）及び（１６Ｂ）が両方共この回路に
接続されると、インピーダンス・タッチ電流の決定中に
生じる典型的な電流漏れがより大きくなるので、初期オ
フセット電流はより大きくなる。

第１図のパネル出力信号処理回路（５６）は、自動周波
数制御手段も含んでいる。これはタッチパネル装置が使
用されている環境での、ＣＲＴ水平−フライバック信号
のような一定周波数の混信スペクトルによって影響を受
けないレベルまでパネル走査信号の周波数を変化させる
ためのものである。

ここで用いた「一定周波数の混信スペクトル」とは、タ
ッチパネル装置と併用する装置によって典型的に発生す
る周期信号及びそれらの高調波信号を言う、この用語は
ＣＲＴ表示装置の変動する多重水平フライバック信号の
ように、ある時間一定で、その後別の一定値に変化する
ような信号も含んでいる。これは、またタッチパネル装
置のパネル励起周波数の調整可能速度より遅い速度で変
化する周辺ノイズ信号も含んでいる。タッチパネル装置
をこのような一定周波数混信スベクトルの周波数付近で
動作させると、タッチ位デの決定を著しく損ない、場合
によっては決定したタッチ位置が全く信頼性を欠くもの
になる。

第１図の構成に於て、信号源（３０）は可変周波数信号
発生器を内蔵している。この信号源（３０）は周波数制
御入力端（１７Ｂ）を有し、ここに入力する周波数制御
信号に応じて可変の交流電圧出力信号を線路（３６）　
、　　＜７０）に出力する手段を内蔵している。　ＭＰ
Ｕ　（１０８）の制御により、自動周波数制御回路（１
７８）は周波数制御信号を出力し、周波数制御入力端（
１７６）に線路（１８０）を介して送る。より具体的に
はＭＰＵ（１０８）が周波数調整を必要と判断した時点
で、デジタル周波数制御信号がバス（１０４）及び（１
８２）を経て自動周波数制御回路（１７８）へ送られる
。デジタル・アナログ変換Ｂ（ＤＡＣ）（１８４）はデ
コーダ・デマルチプレクサ（１３０）からの線路＜１８
６）の信号に応じて、バス（［１２）から入力した周波
数制御信号を自動周波数制御回路に伝える。典型的には
、周波数の調整は零化調整の頻度が高（なり過ぎた時、
零化調整の頻度を減少させるレベルまで動作周波数を変
化させる目的で行われる。ＭＰＵ（１０８）はこの周波
数の変化方向（増加又は減少）も予め定める。

第１図のタッチ・パネル装置は過大なタッチ電流からパ
ネル出力信号処理回路（５６）及びタッチ感応表面（１
８）を保護するという特徴もある。具一体的に、ＭＰＵ
（１０８）はタッチ電流が最大安全闇値を越え、積分回
路（８６）がその信号を最小積分期間積分していること
を判断していると仮定する。この場合、ＭＰＵ（１０８
）により、デコーダ・デマルチプレクサ（１３０）は線
路（１９０）のＯＳＣ，ＥＮ、出力を打ち切る。これに
よりスイッチ（１９２）が閉じて、信号＃（３０）のデ
ィセーブル・入力端（１９４）を接地する。こうなると
、信号源（３０）の出力は停止し、タッチ感応表面（１
８）へのパネル走査信号は遮断される。保護の為に、Ｍ
ＰＵ（１０８）のＭＯ及びＭ１出力は、ＳＩＧ＋及び５
ＩＧ−パネル走査出力端とタッチ感応表面との間の接続
を断ち切るようにマルチプレクサ（５２）を制御するデ
ジタル論理レベルに変化する。

手動制御スイッチ（１９８）が制御線路（２００）によ
りＭＰＵ（１０８）と接続している。詳細は後述するが
、スイッチ（１９８）の設定により、タッチ位置信号を
並列出力端（１１３）に送るか或いは直列データ出力！
（１２２）に送るかというような処理パラメータが選択
される。

パ゛ル　　゛　び　−チ）の？ より詳細に後述する通り、ＭＰＵ（１０８）はマルチプ
レクサ（５２）を制御して、所定の方法でタッチ感応表
面（１８）の辺に変成器（４４）のＳＩＧ＋及び５ＩＧ
−出力端（４８）及び（５０）を夫々接続する。この結
果性じるタッチ電流信号によりタッチ位置及び他の情報
が決められる。

走査方法の第１の具体例として第２図を参照し、タッチ
感応表面がタッチされずに零化回路（１５０）によりタ
ッチ電流が０に調整されていると仮定する。また、Ｘ−
Ｙ座標系の原点をタッチ感応表面（１８）の中心に設定
したものとする。点Ｐがタッチされたとすると、この点
の位置は第２図のＸ及びＹ座標で与えられる。（ここで
は、時々Ｘｐ。

Ｙｐと表わす。） この第１走査方法の第１モードでは、５ＩＧ−出力端（
５０）がコンタクトの組（２２）と、ＳＩＧ＋出力Ｌ４
（４８）はコンタクトの組（２４）と夫々接続している
。その上、他のコンタクトの組（２６）及び（２８）は
（その必要性は特にないが）開路に−なっている。この
モードでは交流電圧勾配がタッチ感応表面（１８）の第
１方向く即ち、Ｘ方向）に形成される。この場合では、
第１方向は水平方向でＸ軸を含んでいる。後述するよう
に、マルチプライヤ（６９）の乗算及びフィルタ通過後
、第１（Ｘ）方向のタッチ電流は次式で表わされる。

この方程式で、ｉｘは上述の結果によるタフ・千電流で
第１　　（ｆｆｌちＸ）タッチ電流を表わす。また、■
は変成器の中央タップ（５４）の仮想接地に対する２次
巻線出力端（４８）の電圧である。Ｚｔは使用者がタッ
チ感応表面にタッチした時この回路に加えられるインピ
ーダンスであり、Ｋｘは定数である。また、Ｖ／Ｚｔは
使用者のタッチによって流れるインピーダンス・タッチ
電流に相当している。Ｘはタッチ位置のＸ座標である。

第１走査方法の第２モードでは、ＳＩＧ＋出力端（４８
）はタッチ感応表面の第１及び第２辺（２２）（２４）
の少くとも一方、典型的には同時に両方と接続する。こ
れにより一様な交流電圧が第１　（×）方向に形成され
る。このモードでは中央タンプ（５４）のどのタッチ電
流も使用者を介して流れるインピーダンス・タッチ電流
に相当する６乗算及びフィルタ通過後のインピーダンス
・タッチ電流は次式で表わされる。

インピーダンス電流走査モードの他の方法としては、パ
ネル走査出力端の一方（即ち、ＳＩＧ＋出力端）をタッ
チ感応表面の１辺だけと接続したり、隣接する２辺と接
続したり、４辺全部と接続したりする。

上記２つの方程式を連立して解けば、Ｘタッチ位置は次
式で与えられる。

ｚ　Ｋｘ Ｋ　ｚ　／　Ｋ　ｘを求める為に、タッチ感応表面（１
８）の既知のχ位置にタッチする０例えば、４隅、即ち
Ｘ座標の右端及び左端にタッチする。複数の既知のＸ座
標を上記（Ｃ１式に代入して、その結果を平均すればＫ
　２　／　Ｋ　ＸＯ値が求められる。一旦ＫＺ／ＫｘＯ
値が求まれば、未知のＸタッチ位置は第１及びインピー
ダンスタッチ電流信号から上記方程式を使って計算でき
る。

２次元のタッチ情報が望ましい場合には、第１走査方法
を第３モードにする。第３モードでは、ＳＩＧ＋出力端
（４８）はタッチ感応表面（１８）の上辺（２６）と接
続し、５ＩＧ−出力端（５０）は底辺（２８）と接続す
る。これにより交流電圧勾配がタッチ感応表面（１８）
の第２（即ちＹ）方向に形成される０乗算及びフィルタ
通過後の第２　（Ｙ）タッチ電流信号ｉｙは次式で表わ
せる。

この方程式でＹはＹタッチ位置、ＫｙはＫｘと同様に決
まる定数である。第１図ではＫｘ、Ｋｙ及びＫｚは夫々
略１に等しい、従って、これら定数を求める必要がない
、方程式（ｂ）及び（ｄｌを連立して解けば、Ｙタッチ
位置は次式で与えられる。

ｊｚ　Ｋ）’ この方程式で、Ｋ　ｚ　／　Ｋ　ｙはＫ　ｚ　／　Ｋ　
ｘと同様に決まる定数である。

以上述べた３つのモードでタッチ感応表面（１８）を走
査して得たタッチ電流信号から、タッチ位置ＰのＸ及び
Ｘ座標が求められる。所定の回数走査サイクルを繰返し
て、その結果を総合、（即ち平均）してタッチ位置を正
確に求めることができる。

しかし、精度は及ばないが、多くの応用例では、複数の
結果を平均しなくても十分な精度でタッチ位置を求める
ことができる０種々のモード間の切換えはＭＰＵ（１０
Ｂ）からの信号ＭＯ及びＭｌの制御により、マルチプレ
クサ（５２）が実行する。

タッチパネル（１６）上のタッチ位置より、コンピュー
タ（１１４）は表示端末（１２）に表示されたほどの情
報項目を使用者が選択したかを確認する。

それから表示端末は周知の方法で使用者の選択に応答す
る。

タッチ位置の決定に加えて、生じたタッチ電流から付加
的情報が得られる０例えば、Ｘ及びＸ座標を連続して計
算し、その上インピーダンス・タッチ電流ｉｚも監視し
た場合がある。Ｘ及びＹが不変で１２だけが変化すれば
、これは使用者がタッチ感応表面の特定の位置をタッチ
し続け、単にタッチの仕方が変ったという事を示す０例
えば、これは使用者がタッチ位置をより強く押えている
場合かも知れない、この場合にはタッチ感応表面のタッ
チされている面積が変化する。この結果生じるインピー
ダンス・タッチ電流の変化は付加的機能を制御する為コ
ンピュータ（１１４）が使用できる０例えば、タッチ画
面が同じ位置で単により強く押されただけなら、インピ
ーダンス・タッチ電流の変化は検出され、それはタッチ
位置で決まるデータ上で動作する特性のサブルーチンを
呼び出すのに用いられる。

所望のＸ及びＹタッチ電流及びインピーダンス・タッチ
電流を与える他の走査方法を以下に説明する。この第２
の走査方法では前述した３つのモードの代りに、４つの
モードでタッチ感応表面を走査する。第２図に於て、こ
の走査方法によればタッチ位置の点ＰはＸｓ　、Ｘ２　
、Ｙｚ　、Ｙｌの４つで記述される。卯ち、タッチ感応
表面のＸ方向の両端間の距離は既知で、それがＸｌ及び
Ｘ２の和に等しい、また、Ｘｌは第２図のパネルの左辺
から点Ｐまでの水平距離で定義され、他方Ｘ２はパネル
の右辺から点Ｐまでの水平距離で定義される。また、こ
のパネルのＹ方向の両端の距離は既知で、それはＹｌ及
びＹｌの和に等しい、Ｙｔ及びＹｌは夫々タッチ感応表
面の底辺及び上辺から点Ｐまでの距離として定義される
。

この第２走査方法の第１モードでは、マルチプレクサ（
５２）によりＳＩＧ＋出力端（４８）はタッチ感応表面
（１８）の右辺と接続し、中央タップ（５４）はタッチ
感応表面（１８）の左辺と接続している。これによって
、タッチ感応表面のＸ方向に右端から左端へと交流電圧
勾配が形成される。タッチ感応表面（１８）がタッチさ
れない時零化回路によってタッチ電流は０に調整され、
またタッチ電流の乗算及びフィルタ通過も行われたもの
と仮定する。これらの条件で、中央タップの第１タツチ
電流ｉｘｘは次式で与えられる。

また、第２モードの時、ＳＩＧ＋出力端（４８）及び中
央タップ（５４）は夫々タッチ感応表面の左辺及び右辺
に接続される。これによってタッチ感応表面のＸ方向に
今度は左端から右端へ交流電圧勾配が形成される。この
場合の第２タツチ電流ｉｘ２は次式で与えられる。

Ｘ１＋Ｘ２　　Ｚｔ 方程式（ｆｌ及び（幻を加算すれば、インピーダンス・
タッチ電流ｉｚｘは次式で与えられる。

結局、方程式＋ｆｌ及びｆｈ）より、タッチ位置の点Ｐ
ＯＸ軸位置ｘ１は次式で与えられる。

以上の方程式でＫｘは定数で、タッチ感応表面（１８）
の既知の位置にタッチして前述したのと同様の方法で求
めることができる。

また、前述の通り、ＸｌとＸｌの和は既知である。従っ
て上記２渕定の結果からタッチ位置（点Ｐ）のＸ軸位置
情報は計算でき、また、インピーダンス・タッチ電流１
３に関する変化の情報も得られる。

Ｙ軸についての位置情報は以下の方法で求められる。こ
の第２走査方法の第３モードに於て、ＳＩＧ＋出力端（
４８）及び中央タップ（５４）は夫々タッチ感応表面（
１８）の上辺及び底辺と接続する。その結果、第３タツ
チ電流ｉｙ１は次式で与えられる。

第４モードでは、ＳＩＧ＋出力端（４８）及び中央タッ
プ（５４）は夫々タッチ感応表面（１８）の底辺及び上
辺と接続する。この結果、第４タツチ電流ｉ　ｙｔは次
式で与えられる。

方程式（」）及び（ｋｌを加算すれば、インピーダンス
・タッチ電流ｉｚｙは次式で与えられる。

■ 更に、方程式（１）及び（１１より、Ｙｌは次式で与え
られる。

上述のように、Ｙｌ及びＹ２の和は既知であり、また定
数Ｋｙは定数ＫＸと同様にして求めることができる。よ
って、Ｘｌ及びＹｌはタッチ電流から求めることができ
、またインピーダンス・タッチ電流の変化も自在に監視
できる。

当業者には明らかなように、タッチ感応表面に交流電圧
勾配を形成する他の走査方法及びモードを採用すること
により、所望の位置情報を求め得るようなタッチ電流信
号を発生させることが可能である。

タッチ・パネルの　゛ 再び第２図を参照して、タッチ・パネル（１６）の全面
領域を覆うタッチ感応表面（１８）はタッチ位置決定回
路と接続され、使用者のタッチを検出するのに用いられ
る。前述のように、タッチ・パネル（１６）は導電性フ
ィルムでタッチ感応表面を被覆した基板を臭えている。

このようなフィルムの好適な一例は、面固有抵抗が２０
０Ω／面、５２Ｏｎ＋＋＋の波長の光透過率が８５％の
インジウム・スズ酸化物である。このようなフィルムで
被覆した基板は、カリフォルニア州すンタ・ローザのオ
プティカル・コーティング・ラボラトリ社から市販され
ている、このフィルムの面固有抵抗はそれ程厳密でな（
ともよく、５０〜２０００Ω／面かそれ以上でも好適で
ある０面固有抵抗２００Ω／面より相当低い場合には特
別に低抵抗スイッチを必要とし、比較的大電力を消費す
ることになるかも知れない。

この基板は特定の形状に限定されるものではない、従っ
て、画面（１４）に適合するように、円形、凹面、球面
、曲面、平面等どんな面でもよい、また、この基板は光
学的に透明であれば種々の好適材料ものでもよい。背景
からの反射光による眩しさを低減する為、基板は市販の
防眩ガラスのものでもよい、このガラスも平面或いは表
示画面の曲面に合うような曲面であってもよい、このよ
うな基板の販売元の１つはウェスト・バージニア州チャ
ールスバーグのイーグル・コンベックス・グラス社であ
る。

前述のように、どのようなコンタクト配置構造を採用す
るかは上述の例に応じて種々変更し得る。

勿論、具体的なマルチフラクサ（即ちスイッチ回路）　
　（５２）は選択したコンタクト配置構造に応じて変わ
る。一般に、比較的一様な交流電圧勾配を所望の方向に
タッチ感応表面上に容易に形成し得るものならどんなコ
ンタクト配置構造を採用してもよい。

タッチパネル駆動回路 交流電圧信号を発生し、タッチ感応表面（１８）に印加
する回路の詳細は第３図に示している。

もっと具体的に述べると、図の構成に於て、信号源（３
０）はエグザ・カンパニー〇ＸＲ８０３８Ａ　型集積回
路信号源で代表される周知の正弦波信号源を含み、第３
図のように周知の方法で接続されている。信号源（３０
）は正弦波出力をビン２、即ち出力！（３６）に出力す
る。決定的条件ではないが、この信号発生器の典型的出
力信号の周波数は１５〜３００ＫＨｚ　（好適値２００
ＫＨｚ）である、理由は後述するが、この周波数はタッ
チ処理回路によって自動的に調整される。この信号源（
３０）は矩形基準信号もピン９　（出力端（７０）　）
　に出力する。この基準信号により同期信号（ＯＳＣ，
５ＹＮＣＨ，）が線路（１４０）に出力され、またマル
チプライヤ基準回路（７２）を経て、この基準電圧信号
がアナログ・マルチプライヤ（６９）に送られる。

図のパネル駆動増幅器（３８）は演算増幅器（２１０）
及びディスクリート型ブシュ・プル・フォロア回路（２
１２）を含んでいる。パネル駆動増幅器（３８）の出力
は線路（４０）により１μＦのセラミック製ＤＣ遮断コ
ンデンサ（２１３）を介して変成器（４４）の１次巻線
（４２）と接続している。コンデンサ（２１３）は直流
電流によって変成器（４４）が飽和−するのを防止する
。典型的に、信号源（３０）及び駆動増幅回路（３８）
により変成器（４４）は２次巻線の出力端（４８）及び
（５０）間に最高最低（ピーク・トウ・ピーク）ｉｌ圧
値で約１２Ｖの電圧を出力する。この変成器は１次対２
次の電圧比が１対１のものを用いているので、同じ電圧
が１次巻線（４２）の入力端間に供給されている。

好適実施例では変成器（４４）は環状（トロイダル）コ
アを有する。この変成器（４４）によって、タッチ感応
表面（１８）を駆動する電流と信号源（３０）の出力す
る電流とがＦ？Ｊｔｉされる。その結果、中央タップ（
５４）に生じる電流はタッチ電流のみとなる。このよう
な変成器（４４）の駆動構成により、パネル走査電流を
除いてタッチ電流のみを得る為の複雑な回路は不必要と
なる。

信号発生器（３０）及び駆動増幅図￥！＆（３８）に好
適な抵抗器及びコンデンサは先の説明にはなかったが、
この実施例の最後の表１に記載している。

第２図のマルチプレクサ（５２）はパネル走査信号をタ
ッチ感応表面に供給するスイッチ回路を含んでいる。こ
れらのパネル走査信号により、タッチ感応表面（１８）
上に所望の方向で交流電圧勾配を形成する０図示したタ
ッチ・コンタクトの配置に関して、マルチプレクサ（５
２）は図のように相互接続した６つの２極双投ＣＭＯＳ
マナログ・スイッチ（２６０）乃至（２７０）及び状態
デコーダ回路（２７２＞を含んでいる。具体例として、
スイッチ（２６０）乃至（２７０）はジー・イー・イン
ターシル社製ｌＨ３Ｏ４５型スイツチを用いてもよく、
また状態デコーダ回路（２７２＞は周知の７４ＬＳＯ２
型ＮＯＲゲートの回路でもよい、ＳＩＧ＋出力ｆｉ（４
８）及び５ｒＧ−出力端（５０）のパネル走査信号はマ
ルチプレクサ（５２）の走査入力端に送られる。一般に
、スイッチ（２６０”）乃至（２７０）はＭＰＵ（１０
８）から制御線路（１２４）　、　　（１２６）を介し
て状態デコーダ回路（２７２’）に送られる制御信号Ｍ
Ｏ及びＭｌに応じて種々の状態に切換えられる。マルチ
プレクサ（５２）のλ力／出カ線路（２７４）は第２図
に示したようにタッチ感応表面（１８）のコンタクトＡ
乃至Ｔに夫々接続している。

論理状態“０”（ＭＯ）及び論理状態“１”（Ｍｌ）の
信号がＭＰＵ（１０８）から制御線路（１２４）　及ヒ
（１２６）に夫々出力されると、スイッチ回路は第１　
　（Ｘ）タッチ電流検出状態（Ｘ状！３）に入る。この
第１状態のとき、コンタクトの組（２２）のＰ乃至Ｔは
電気的接続し、またコンタクトの組（２４）のＦ乃至Ｊ
も電気的接続する。それに、コンタク）Ａ乃至Ｅ及びに
乃至０は開路（オープン）になっている、また、この第
１状態のとき、ＳＩＧ＋出カ端（４８）の出力はコンタ
クトの組（２４）に印加し、５ＩＧ−出力端（５０）　
（７）出力はコンタクトの組（２２）に印加する。これ
らの条件下で、タッチ感応表面（１８）の第１　（ｘ）
方向に交流電圧勾配が形成される。

更に、制御線路（１２４）に出力したＭＯ制御信号が論
理状態“１°で、制御線路（１２６）のＭ１制御信号が
論理状態“０゛のとき、マルチプレクサ（５２）は第２
（Ｙ）タッチ電流検出状態（Ｙ状ｒｉ）となる、この第
２状態ではコンタクトの組（２６）のＡ乃至Ｅは電気的
接続し、ＳＩＧ＋出力ｆｉ（４８）からの信号が入力す
る。また、コンタクトの組（２８）のに乃至０も電気的
接続し、５ＩＧ−出力端（５０）からの信号が入力する
。コンタクトＰ乃至Ｔ及びＦ乃至Ｊは開路となっている
。この条件下で、タッチ感応表面（１８）の上辺及び底
辺のコンタクト間に第２（Ｙ）方向で交流電圧勾配が形
成される。

マルチプレクサ（５２）はＭＯ及びＭ１制御信号が共に
Ｏ°のとき、第３　（即ちインピーダンス）タッチ電流
検出状、ｌ：ｉ（Ｚ状態）になる、この第３状態ではコ
ンタクトの組（２２）及び（２６）は夫々電気的接続し
、ＳＩＧ＋出力端（４８）と接続する。

また、他のコンタクトの組（２４）及び（２日）は開路
となっている。交流電圧がタッチ感応表面（１８）の２
つの隣接する辺に同時に印加する。その結果、中央タッ
プ（５４）に流れるタッチ電流は、タッチ感応表面が使
用者にタッチされた時発生するインピーダンス電流に直
接対応している。前述した型の付加的なＣＭＯＳアナロ
グ・スイッチを追加使用すれば、タッチ・パネルの総て
の辺に同時に間じ信号を加えることもできる。また、多
くの場合、インピーダンス電流は、タッチ感応表面の単
一の辺のみを駆動するだけでも検出することができる。

勿論、この辺によって形成したタッチ表面上の一様な交
流電界によって他の辺のコンタクトは刺激されている。

最後に、マルチプレクサ（５２）はＭＯ及びＭ１制御信
号が両方共“１′のとき、第４　（オフ）状態となる。

スイッチ（２６０）乃至（２７０）がオフ状態になると
、タッチ感応表面（１８）へのパネル走査信号の印加が
遮断される。過大出力電流が検出されると、このオフ状
態に切換わるようにし得るので、これによりタッチ感応
表面及び回路は過大電流から保護される。また、回路を
保護する為に通常、スイッチ（２６０）乃至（２７０）
は、Ｘ。

Ｙ、及びＺ状態間の切換時及び回路のリセット時にはオ
フ状態に切換わる。

次の状態表は上述の４つの状態を示している。

この表で、英文字Ｒ，Ｌ、Ｔ及びＢは状態デコーダ（２
７２）の出力信号の論理状態を示し、夫々タッチ感応表
面（１８）の４辺右辺、左辺、上辺及び底辺と対応して
いる。

１、 動作中、ＭＰＬＩ（１０８）はタッチ感応表面（１８）
の走査を周期的に繰返している。各サイクルについてマ
ルチプレクサ（５２）は次の順序で切換わる。

即ち、第３　（Ｚ）−オフー第１　（Ｘ）−オフー第２
　（Ｙ）−オフー第３　（Ｚ）−オフ・・・の如くであ
る。過大電流に関するテストは通常Ｚ状態中に実行され
、この状態切換順序に於ける各走査サイクルの開始及び
終了時点毎にチェックされる。

また、インピーダンス（Ｚ）電流はＸ及びＹ軸上−の位
置を決めるのに用いられるので、Ｘ及びＹ電流の検出の
場合より高い周波数でＺ電流を検出し直すことが望まし
い、勿論、他の走査方法を用いてもよい、この結果求め
たタッチ電流から、前述の方程式（ａ）乃至（ｅ）を用
いてタッチ位置が決定される０通常、マルチプレクサ（
５２）の３状態間の走査切換サイクルは比較的高速で、
３０〜１００ＯＨ２である。一般に、マルチプレクサ（
５２）の切換周波数が遅くなればなる程、処理回路がタ
ッチ位置を決定するに要する時間は長くなる。

同様にして、適当なマルチプレクサにより、前述の方程
式（ｆ）乃至（ホ）に関して説明したように、４つのタ
ッチ電流ｉｘｘ、　　ｉｘ２．　　ｉｙｓ及びｉｙｚを
発生させてもよい。

タッチ検出回路を駆動するのに変成器を用いたことによ
り回路構成が簡単になった上に他の利点もあるが、タッ
チ感応表面（１８）に所望の交流電圧勾配を形成するの
に別の回路を用いてもよい。

例えば、正弦波駆動信号出力端（４０）を利得一定の反
転増幅器を介して５ｔＣ−出力端（５０）に接続しても
よい、同時に駆動信号出力＃（４０）を直接ＳＩＧ十出
力端（４８）に接続してもよい、それから、ＳＩＧ＋及
びＳＩＧ〜出力端（４Ｂ）　、　　（５０）の差動電流
は差動電流検出器に入力し、処理されてタッチ位置が決
められる。更に、タッチ・パネルがタッチされない時及
び零化回路（１５０）により零化調整されている時には
、後述するようにこの差動電流は０になる。

付加的保護装置として、第２図のタッチ・パネル駆動信
号印加回路には、タッチ検出回路から高電圧を放電する
付加的手段を具えている。このような電圧は、例えば使
用者の静電気に起因して発生する。この手段は４組のク
ランプ・ダイオードから成り、１組は第２図で（２８０
）の番号を付して示している。これらの各組はタッチ感
応表面の各辺と夫々接続している０例えば、組（２０８
）はパネル上辺の中央コンタクトＣと接続している。

同様に他の組もパネルの他の辺の中央のコンタクトと夫
々接続している０組（２８０）の第１ダイオード（２８
２）はカソードをタッチ感応表面に、アノードを一１２
ＶのＤＣ電源に夫々接続し、第２ダイオード（２８４）
はアノードをタッチ感応表面に、カソードを＋１２Ｖの
ＤＣ電源に夫々接続している。

パネル上辺の電圧が＋１２Ｖ越えると、ダイオード（２
８４）が順バイアスで導通し、この電圧を放電する。同
様に、この電圧か−・１２Ｖより低くなると、ダイオー
ド（２８２）が導通してこの電圧を放電させる。従って
、タッチ感応表面の電圧は＋１２Ｖの範囲内の電圧に有
効に制限される。第１ツエナー・ダイオード（２８５）
はアノードを一１２Ｖ　’ｉ源に接読し、カソードを接
地している。第２ツエナー・ダイオード（２８６）はカ
ソードを＋１２Ｖ　Ｗ源に接続し、アノードを接地して
いる。これらのツェナー・ダイオードのブレーク・ダウ
ン電圧は供給電圧より高く、例えば＋１８Ｖである。従
って、ダイオードの組（２８０）及び他のダイオードの
組を介して放電された電圧が電源の吸収し得る電圧を越
えても、その電圧はツェナー・ダイオードを介して接地
端に流れる。このような高電圧の保護以外にはこれらク
ランプ・ダイオード及びツェナー・・ダイオードは通常
のタッチ位置検出中に電流を余計に流すことはない、よ
って、この保護回路の漏れ電流によってタッチ位置決定
精度が影響されるということもない。

引き続き第２図を参照すると、第３　（Ｚ）タッチ電流
検出中にオフセント・コンデンサ（１６Ｂ）を５ＩＧ−
出力端（５０）に接続する回路がある。

具体的に言えば、ＭＯ及びＭ１出力がダイオード（２８
Ｂ）　、　　（２９０）及び抵抗器（２９２）より成る
ワイヤードＯＲゲートを介してスイッチ（１７０）に接
続している。スイッチ（１７０）は制御入力の状態が“
０”のとき閉じる周知の反転スイッチである。このスイ
ッチ（１７０）が閉じるのは、ＭＯ及びＭ１制御入力が
共に０゛、且つパネルが第３（Ｚ）状態、即ちインピー
ダンス電流検出状態のときである。このオフセット・コ
ンデンサ（１６８）の機能については、自動零化回路（
１５０）に関連して後述する。

パネル　　量　八　回 再び第３図に戻り、電流検出器（６２）は電流・電圧変
換器としての演算増幅器を含み、この増幅器の反転入力
端は変成器（４４）の中央タップ（５４）と接続してい
る。また非反転入力端は接地している。この電流検出増
幅器（６２）の再入力端間に並列且つ逆方向に１対のダ
イオードを接続している。

これらのダイオードにより、この増偏器（６２）は過大
電流及び電圧から保護される。２２０Ωの帰還抵抗器（
３０２）が増幅器（６２）の出力端（６４）及び反転入
力端間に接続している０以上の結線の結果、増＠器（６
２）の出力端（６４）の電圧は、変成器の中央タップ（
５４）に流れる電流、即ち第１（Ｘ）、第２　（Ｙ）　
、及び第３（Ｚ）の各タッチ電流に夫々対応している。

これらのタッチ電流信号はフィルタ回路（６６）を通っ
てアナログ・マルチプライヤ（６９）の入力端（６８）
に送られる。フィルタ（６６）は受動型高域通過フィル
タである。

このフィルタ（６６）には、１０００ρＦのＤＣ遮断コ
ンデンサ（３０４）及びアナログ・マルチプライヤ入力
端（６８）及び接地間に接続した４、７にΩの抵抗器（
３０２）が含まれている。また、−１２■電源も４．７
ＸΩの抵抗器（３０６）を介して入力端（６８）に接続
している。

アナログ・マルチプライヤ（６９）は信号源（３０）の
出力端（７０）から基準信号を受ける。出力端（７０）
の信号は変成器（４４）を駆動するのに用いる正弦波出
力端（３６）の信号と９０°位相のずれた矩形波である
。出力端（７０）は４．７ｘΩの抵抗器（３１０）を介
して接続点（３１１）と接゛続し、ここからＩＯＫΩの
抵抗器（３１２）を介して＋１２Ｖ電源に接続している
。接続点（３１１）はまた３、９にΩの抵抗器（３１４
’）を介して接地端にも接続している。

この回路によって、矩形波出力の電圧がＴＴＬロジック
回路に適合する電圧まで分圧される。ダイオード（３１
６”）により矩形波出力信号の負の半周期がクリップさ
れて切り取られる。この結果、ＯＳＣ，５ＹＮＣ）１．
出力端（１４０）の同期信号として正の半周期が残され
る。接続点（３１１）は１０００ｐＦのＤＣ遮断コンデ
ンサ（３１８）及び１対のＩＯＫΩの抵抗器（３２０）
　、　　（３２２）を介してアナログ・マルチプライヤ
（６９）の入力ｆｉ（７６）に接続している。　１５０
ｐＦのフィルタ用コンデンサ（３２４“）が抵抗器（３
２０）　、　　（３２２）間の接続点と接地間に接続し
ている。また、アナログ・マルチプライヤ（６９）の入
力端（７６）はＩＫΩの抵抗器（３２８）を介して接地
している。これらコ゛ン°デンサ及び抵抗器のフィルタ
を通過して、クリンプされた矩形波出力信号は基準周波
数信号としてアナログ・マルチプライヤに入力する。ア
ナログ・マルチプライヤ（６９）にはモトローラ社のＭ
Ｃ１４９６型アナログ・マルチプライヤを用いてもよい
、この回路に第３Ｂ図に示すように接続されている周知
のバイアス抵抗器は表１．０中に示している。

後述するように、零化回路によって使用者がタッチして
いないとき、変成器の２次巻線の中央タップ（５４）の
電圧は正確に０■になる。これは、たとえ検出回路がな
くても実行される。使用者がパネルにタッチすると電流
がある程度接地端に流れる。電荷保存則により、この電
流は変成器の中央タップのワイヤ（５４）にも流れる。

この結果流れる中央タップの電流はパネル駆動周波数Ｗ
ｏ（７）信号及び実質的ノイズ成分より成る。Ｘ、Ｙ及
びＺのタッチ・データは各電流信号の振幅の変化によっ
て表わされる。この振幅のデータのみに注目すればよい
ので、同期検出器は振幅変調したタッチ電流信号を復調
するのに使用し得る。アナログ・マルチプライヤ（６９
）がこの同期検出の為に用いられ、ノイズの除去効果が
高まり、それによってより正確なタッチ位置の決定が行
える。復調する為に中央タップの電流信号は、信号ｔＡ
（３０）の出力端（７０）から送られた搬送信号と乗算
される。

数学的に示すと、第１　（×）タッチ電流）食出状態で
、タッチによって接地端に対して一定のインピーダンス
２１が生じているものと仮定すると、次のような結果が
得られる。

Ｘ　Ｖｏ　ｃｏｓ　ＷＱ　ｔ これらの式は信号の処理中に打消される定数も含んでい
る。同様の式がＹ及びＺのタッチ電流検出状態の場合に
も得られる。マルチプライヤの基準信号に対するタッチ
電流の位相のずれφが９０”でなければ、ＣＯＳφは０
にはならず、マルチプライヤの出力は有効なデータを与
える。タッチ電流は通常容量性であるが、信号源（３ｏ
）の矩形波出力信号は正弦波出力信号から９０°位相が
ずれているので、結局位相差φは０°に近く、正確な情
報が得られる。マルチプライヤの出力の増幅器及びフィ
ルタ回路（８０）はＶｏ　ｃｏｓ　２ｗｏ　ｔの項及び
ノイズの殆どを効果的に除去する低域通過フィルタを含
んでいる。この結果得られる信号は前述した方程式ａ、
　　ｂ及びｄで夫々示したＩＸ＋１３’及び１２に対応
している。タッチ位置はこれらの信号を処理して決定さ
れる。

より具体的に言えば、アナログ・マルチプライヤ（６９
）の出力ピン（９）は４７にΩの抵抗器（３４６）を介
して演算増幅器（３４Ｂ　）の反転入力端に接続してい
る。アナログ・マルチプライヤ（６９）の出力ピン（６
）は別の４７にΩの抵抗器（３５０）を介して演算増幅
器（３４８）の非反転入力端に接続している。この増幅
器の非反転入力端は４７にΩの抵抗器（３５２）を介し
て接地端にも接続している。また、４７にΩの帰還抵抗
器（３５４）が増幅器（３４Ｂ　）の出力端及び反転入
力端間に接続している。更に、０．０２２μＦのコンデ
ンサ（３５６）　、　　（３５Ｂ　）が夫々出力ピン（
９）及び（６）と接地端との間に接続している。

２１は広範囲に変化するので、出力端（８２）の信号レ
ベルも相当大幅に変化する。出力端（８２）のｔｘ、ｉ
ｙ及びｉｚの信号を単にデジタル・データに変換して前
述の方程式ａ、ｂ及びｄに従って分離するだけでは、得
られる精度は所謂丸めの誤差の為微小信号に対して低く
なってしまう、そうならないように、これらの信号は積
分され、夫−々ｔｘｉ×、ｔｙ　ｉｙ及びｔｚ　ｉｚの
の値を得る。

この積分回数ｔ×、ｔｙ、ｔｚはＭＰＵ（１０８）によ
り積分値の大きさを制限範囲内で最大にし、誤差を最小
にするように制御される＊　　ｔＸ＋　　ｔｙ及びｔｚ
！１−ＭＰＵ　（１０８）には既知なので、夫々異なる
積分回数がタッチ位置検出中にＭＰｔＪ（１０８）によ
って設定される。この積分操作により更にノイズを除去
し得る。

更に、タッチ信号に適応フィルタ処理を施す為に動的フ
ィルタ（８５）を使用しても良い。後述するように、こ
のフィルタ処理はタッチ感応表面上をタッチが動く速さ
に応じて変化する。フィルタ（８５）の代わりに、デジ
タル適用フィルタ技術を使用することも出来る。ＭＰＵ
　（１０８）は、デコーダ（１３０）を介して動的フィ
ルタ（８５）の処理を制御する。

再び第３Ｂ図に戻り、増幅器（３４８）の出力端（８２
）は２．２にΩの抵抗器（３６０）を介して積分器スイ
ッチ（８４）に接続している。論理ｒＯＪの保持信号（
ＩＮＴ）がＭＰＵ（１０８）によりデコーダ（１３０）
から線路（８８）に入力していれば、スイッチ（８４）
は閉じている。このとき、増幅器（３４Ｂ）の出力端（
８２）は積分コンデンサ（９０）と接続している。出力
端（８２）の信号は保持信号＜　ｒｒ’ｒ’　＞のパル
ス幅で決まる積分期間に積分ささる。積分コンデンサ（
９０）は０．０２μＦのコンデンサで、積分増幅器（９
２）の反転入力端及び出力端（９８）間に接続している
。増幅器（９２）の非反転入力端は２．２にΩの抵抗器
（３６２”）を介して接地している。積分器放電スイッ
チ（９４）と３９０Ωの放＠電流制限抵抗器（３６４）
の直列回路が積分コンデンサ（９０）と並列接続してい
る。ＭＰＵ（１０８）の制御によりデコーダ（１３０）
からの線路（９６）の論理状態“０”の信号（ＬｒｒＴ
）に応じてスイッチ（９４）が閉じてコンデンサ（９０
）を放電させる。この放電は積分の直前に行われる。積
分回路（８６）の出力端（９８）の信号は正或いは負の
アナログ電圧信号である。この出力信号は変成器（４４
）の中央タップ（５４）に発生したタッチ電流の積分ア
ナログ信号に相当する。

この積分回路出力端（９８）は演算増幅器回路（３６６
）を介してＡＤＣ（１００）のデータ入力端ピン（６）
に接続している０回路（３６６’）により積分回路出力
端（９８）の信号はＡＤＣ（１００）の入力範囲に合う
ようにレベル・シフト及び減衰される。

回路（３６６）も別のフィルタ段を含んでいる。１対の
ツェナー・ダイオード（３８Ｂ　）は抵抗器（３８０）
及び（３８６）間の接続点と接地間に接続している。

これらのダイオードによりこの接続点の電圧は約±６．
８■にクランプされ、演算増幅回路（３６６）に印加す
る電圧範囲が制限される。

ＡＤＣ（１００）はナショナル・セミコンダクタ社のＡ
ＤＣ１００Ｉ型回路を用いてもよい、この回路の８本の
出力データ線路は線路（１０２）及び（１０４）により
、ＭＰＵ（１０Ｂ）のデータ人出力ピン（３２）乃至（
３９）に接続している。　ＡＤＣ（１００）のσ丁入力
ビン（１）は線路（１４２）を介してデコーダ（１３０
）と接続しており、ＡＤＣ（１００）は［了ピン（２）
、ＴＫビン（３）及びｒ丁酉ピン（５）を有している。

周知のように、これらのピンはＭＰＵ（１０８）によっ
て制御され、積分サイクルが完了し、その積分したタッ
チ電流信号をデジタル化すると、このデジタル化された
タッチ電流データがＭＰＬＪ（１０８）に送られる。　
ＡＤＣ（１００）及び回路（３６６）に接続又は含まれ
ている抵抗器及びコンデンサの値は表１に載っている。

積分回路（８６）からの負の出力値をデジタル化する際
に、２つの相補的方法を使用し得る。デジータル化され
た値の符号からタッチ位置の点Ｐがどの象限にあるかが
決められる０例えば、タッチ感応表面（１８）の中央に
ぶ点を設定したＸ−Ｙ座標系に於て、負のＸタッチ電流
値はタッチ位置が原点より左側にあることを示している
。逆に、正のＸタッチ電流値はタッチ位置が原点右側で
あることを示す、同様に、負のＸタッチ電流値はタッチ
位置が原点より下側であることを示し、正のＸタッチ電
流値はタッチ位置が原点より上側であることを示す。

ＭＰＵ（１０８）によりマルチプレクサ（５２）（第２
図）の状態を切換えて、上記積分サイクルが繰り返され
、連続的にデジタル化した第１　（χ）、第２（Ｙ）及
びインピーダンス（Ｚ）タッチ電流値が得られる。これ
らの値が処理されて、パネルのタッチ位置が求められる
。

図のＭＰＵ（１０８）はインテル社製プログラマブル８
７５１型ＥＰＲＯ？Ｉマイクロコントローラである。

また、デコーダ（１３０）は７４ＬＳ１３８型デコ一ダ
／デマルチプレクサ回路を含んでいる。更に、通信−用
インターフェース（１２０）はナショナル・セミコンダ
クタ社、１Ｄｓ１４８９型クワッド・ライン・レシーバ
（Ｑｕａｄ　Ｌｉｎｅ　Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）及び０５１
４８８型クワフド・ライン・ドライバ（Ｑｕａｄ　Ｌｉ
ｎｅ　Ｄｒｉｖｅｒ）で構成してもよい０図の構成に於
て、ＭＰＵ（１０Ｂ）のピン（１０）は直列入力ポート
を含み、ピン（９）は論理状態“１°でタッチ検出回路
をリセットするリセット入力端を含み、ピン（１３）は
外部割込入力端を含んでいる。　ＭＰｔＪ　（１０Ｂ）
の出力ピン（６）は送信要求信号を送るのに用いられ、
ピン（７）はデータ送信用送信可能信号線であり、ピン
（１１）は直列データ出力線を含んでいる。これらのピ
ンを周知の方法で制御して、ＭＰＵ（１０８）はインタ
ーフェース（１２０）を介して通信ネットワークとデー
タの送受信を行う、また、データを直列送受信すること
も可能である。並列出力ラッチ（１１２）は８本の並列
データ出力ピン及び対応する入力ピンを有する７４ＬＳ
３７７型８Ｄ・フリップ・フロップでもよい、　ＭＰＵ
　（１０８）はピン（１１）でこのラッチ（１１２）を
制御する。また、ラッチ（１１２）のイネーブル入力ピ
ン（１）はＭＰＵ（１０８）の入出力ピン（８）と接続
している。　ＭＰＬ＋　（１０８）からのイネーブル信
号に応じて、ラッチ（１１２）から並列データが送信さ
れる。

制御スイッチ（１９８）はＭＰＵ（１０８）の入力ピン
（２１）乃至（２７）に接続した７つの出力端を有する
手動スイッチを含んでもよい、これらの出力端はスイッ
チの設定に応じて論理状態“１″又は“Ｏ″になる０通
常、この制御スイッチのピン（１３）及び（１４）の論
理状態によりタッチを検出するモードが決まる０例えば
、ピン（１３）及び（１４）が夫々“０”及び“１”な
らば、タッチ接触（ｏｎ　ｍａｋｅ　）モードが指示さ
れる。このモードでは、タッチの最初の検出に応じてタ
ッチ位置データがラッチ（１１２）或いはインターフェ
ース（１２０）を介して送られる。また、これらの論理
状Ｍ、が夫々“１”及び°Ｏ”のときはタッチ解除（ｏ
ｎ　ｂｒｅａｋ）モードが指示される。このモードでは
、例えば使用者がタッチ感応表面から指を離すというよ
うなタッチ位置の解除に応じてタッチ位置データが送ら
れる。更に、ピン（１３）及び（１４）の出力が共に“
Ｏ”のときは連続モードが指示される。このモードでは
、タッチ位置データが連続的に送られ、タッチ感応表面
上での使用者の指の動きが監視される。また、ピン（１
１）及び（１２）の論理状態によって、並列出力ランチ
（１１２）か直列出力のどちらを用いるかが決まるほか
、通信出力の送信速度（ボー）も（例えば１２００；　
９．６００　；１９．２００ボーのように）決まる。ピ
ン（９）及び（１０）の論理状態により、これらのデー
タのパリティ（奇偶性）が決められる。最後に、ピン（
８）の状態により、データが８ビツトの２進形式か又は
別の形式で伝送されるかが決まる。スイッチ（１９８）
は実際にはどのような形式のものでもよく、信号処理の
際に指定されたパラメータを制御するときの必要に応じ
てより大きくしても又は小さくしてもよい。

最後に、ＭＰＵ（１０８）のピン（１日）及び（１９）
は夫々、３３ｐＦのコンデンサを介して、接地している
０両方のピンの間にＭＰＵ（１０８）の基準周波数の発
振器となる水晶発振器が接続されている。

また、タッチパネル回路（５６）には多くの電源用デカ
ップリング（減結合）コンデンサ（例えばコンデンサ（
３７４）　”）が含まれている。

信号の積分やタッチ位置の決定をしたり、自動零化制御
及び自動周波数制御等を行うＭＰＵ（１０８）の動作に
ついては、第９図乃至第１６図の流れ図を参照して後述
する。

１肱笠匿亘１ 本発明の別の側面として、パネル出力信号処理回路は、
第１（Ｘ）、第２　（Ｙ）及びインピーダンス（Ｚ）タ
ッチ電流をＯにする自動零化回路（１５０）を含んでい
る。零化の意味はタッチ感応表面（１８）がタッチされ
ない時、中央タップ（５４）のタッチ電流が効果的に相
殺されて０になるということである。この零化を行うこ
とにより、比較的微小なタッチ電流を発生するような、
例えば手袋をした指によるタッチの場合でも、そのタッ
チ電流をより正確且つ容易に検出し得る。即ち、タッチ
電流がタッチと関係なく中央タップ（５４）に発生する
潜在的周囲電流信号に隠さｈていることがない、従って
、本発明のタッチパネル装置はエレクトロルミネセンス
表示器も含んだ比較的ノイズの多い種々の環境でも広く
応用することができる。

一般に、オフセント電流即ち、零化電流は、非タッチ状
態の条件で変成器の中央タップ（５４）に実質的に加え
られて、Ｘ、Ｙ、及びＺのタッチ電流を相殺してＯにす
る。この零化電流の値はＭＰＵ（１０８）に制御され、
処理が続くにつれて自動的に調整される。零化回路の具
体例では、実質的な容量性負荷が零化回路によって、第
１及び第２パネル走査出力端（４８）　、　　（５０）
の内の一方に接続される。この容量性負荷の静電容量は
ＭＰＵ（１０Ｂ）からの零化制御信号に応じて変化し、
それによって変成器の中央タップ（５４）の電流信号を
零化する零化電流を変えている。

自動零化回路の一実施例を第３Ａ図に示している。この
場合、零化回路（１５０）はランチ（３９０）のような
零化制御デバイスを含んでいる。タッチ（３９０’）は
並列出力ラッチ（１１２）と類似していて、ＭＰＵ（１
０８）のデータ・ピン（３２）乃至（３９）からバス（
１５４）を介して零化信号を受ける。クロック信号もＭ
ＰＵ（１０Ｂ）からランチ（３９０）のピン（１１）に
送られる。ＭＰＵ（１０８）の制御によりデコーダ（１
３０）から線路（１５６）を介してランチ（３９０）の
ピン＋１１に入力するイネーブル入力信号に応じて、デ
ジタル零化制御信号がラッチ（３９０）の入力端から出
力端に送られる。

流れ図に関連して後述するように、これは通常ＭＰＵ（
１０８）がタッチ感応表面（１８）がタッチされていな
いことを検出した時、及びＸ、Ｙ及びＺタッチ電流のど
れかが過大であることを検出時に起こることである。ラ
ッチ（３９０”）の出力端は１対のスイッチ回路（３９
２）、　　（３９４’）の制御ピン（１）　、　（８１
、（９）及び（１６）に図のように接続している。実施
例のスイッチ回路はＧＥインターシル社製ＤＧ２１１型
ＣＭＯＳ　４チヤンネル・アナログ・スイッチを含んで
いる。これらのスイッチ回路の出力ピン（３）、　（６
）、　　（１１）及び（１４）は相互接続しており、線
路（１５２）によってパネル走査信号出力端の一方（例
えばＳＩＧ＋出力端（４８）　）に接続している。これ
らのスイッチ回路の入力ピンは夫々コンデンサ・パンク
（３９６）　、　　（３９８）のコンデンサに接続して
いる。ＳＩＧ＋パネル走査出力婦出力続される静電容量
の値はラッチ（３９０）の出力端の論理状態に応じて決
まる。もって具体的に言えば、スイッチ回路（３９２）
のピン＋２）、　＋７）、　　（１０）及び（１５）は
夫々１ｐＦ、２ｐＦ、４ｐＦ及び８９Ｆのコンデンサ群
（４００）乃至（４０６）を介して接地している。同様
に、スイッチ（３９４）のピン＋２１　、　（７１。

（１０）及び（１５）は夫々１６ｐＦ、　３２ｐＦ、　
６４ｐＦ及び１２８ｐＦのコンデンサ群（４０８’Ｉ乃
至（４１４）を介して接地している。コンデンサのこの
ような配置により、零化回路（１５０）によってＳＩＧ
＋出力端（４８）に加えられる容量性負荷の値を１ｐＦ
の分解能でＯ〜２５５ｐＦまで可変できる。所望により
、スイッチ回路（３９２）　、　　（３９４）及びラン
チ（３９０）をもって制御能力のある部品に変更して、
もっと大きなコンデンサ・バンク（３９６）　、　　（
３９８）を用いて可変容量範囲を拡大してもよい。

特定のタッチ電流を最も有効に零化するようにＳＩＧ＋
出力端（４８）に与える容量性負荷を決めるのに種々の
方法を利用し得る。この零化の為の容量性負荷はＸ、Ｙ
及びＺタッチ電流の各測定状態に応じて決められるもの
と仮定する。この容量性負荷は通常非タッチ条件下でタ
ッチ感応表面に発生するタッチ電流が所定の零閾値を越
えない限り一定のままである。タッチ電流がこの零閾値
を越えると、そのタッチ電流の測定値が闇値以下になる
ように容量性負荷が調整される。

通切な容量性負荷を自動的に選択する１方法として、非
タッチ条件下でインピーダンス（Ｚ）タッチ電流が零閾
値を越えた場合を考える。この場合、静電容量が最大の
零化コンデンサ（４１４）がＳＩＧ＋出力端に接続し、
可変容量範囲の中央の静電容量を結合しているものとす
る。その後、非タッチ条件下でＺタッチ電流が負になっ
て、所望の闇値を越えたとすると、これはコンデンサ（
４１４）の値では零化するのに不十分であることを意味
する。２番目に大きなコンデンサ（４１２’）がＳＩＧ
＋出力端に追加され、非タッチ条件下のＺタッチ電流を
再検査する。逆に、ＳＩＧ＋出力端にコンデンサ（４１
４”）が接続していた時、非タッチ条件下でＺタッチ電
流が正になって零閾値を越えたとすると、これはコンデ
ンサ（４１４）の値が大き過ぎることになる。コンデン
サ（４１４５は回路から離され、コンデンサ（４１２）
に置換される。その後、零化検査が継続する。その後こ
の手］［が繰返され、所望の零化を達成するように通切
な容量性負荷が接続される。勿論、容量性負荷を結合す
るのに他の方法を用いてもよい。

オフセント・コンデンサ（１５８）　　（第１図及び第
３Ｂ図）は通常１２０ｐＦのコンデンサから成り、５Ｉ
Ｇ−出力端（５０）と接地間を接続している。

このコンデンサにより中央タップ（５４）のタッチ電流
に初期零化オフセントを与える。この初期オフセントの
方向は、典型的にコンデンサ・バンク（３９６）　、　
　（３９８）の中央付近の静電容量によってＸ及びＹタ
ッチ電流をＯにするようになっている。Ｚタッチ電流の
検出中に、特にタッチ感応表面の全通が同時にＳＩＧ＋
出力により駆動されている場合には漏れ電流が比較的大
きくなる。従って、この時付加的なオフセット静電容量
を加えて、零化回路（１５０）の総静電容量の中央付近
のどこかで、非タッチ条件下のインピーダンス（Ｚ）タ
ッチ電流にオフセットを与えるようにしてもよい。

故に、付加的オフセット・コンデンサ（１６８）がＺタ
ッチ電流検出中に５ＩＧ−出力端（５ｏ）に追加される
。第２図に関して前述した通り、スイッチ（１７０）は
Ｚタッチ電流の測定をしている時のみコンデンサ（１６
８）を接続する。それ以外の時、このコンデンサ（１６
８）は回路から切り離されている。付加的オフセント・
コンデンサ（１６Ｂ）の代表的な値は約６５０ｐＦであ
る。もし自動零化回路（１５０）の静電容量の可変範囲
を拡大すれば、コンデンサ（１６Ｂ）を継続して回路に
接続しておいてもよい。

非タッチ条件下でインピーダンス（Ｚ）タッチ電流を測
定していると仮定する。この場合、総浮遊容量及びタッ
チパネルに接続しているオフセント静電容量の和が零化
回路（１５０）による零化静電容量Ｃｚと等しければ、
変成器の中央タップ（５４）から仮想接地へと電流は流
れない、これが零化条件であり、この時中央タップの電
流はタッチ・インピーダンスのみの関数となる。この為
タッチ位置が変ってもあまり電圧変化を生じない。

Ｘ及びＹタッチ電流の検出中に零化回路（１５０）によ
ってタッチ感応表面（１８）に接続される零化静電容量
Ｃｘ及びｃｙは、同様に非タッチ条件下で中央タップ（
５４）に零化電流を与えるように調整される。３つの全
状態について零化されると、タッチ感応表面（１８）が
タッチされた時のみ中央タップ（５４）に電流が流れる
。

タッチ感応表面がタッチされない時、タッチ信号を０に
する為ＭＰＵ（１０８）はオフセット零化信号を発生す
るソフトウェアを含んでいる。これらオフセント信号、
は非タッチ条件下のタッチ電流を事実上０にするように
微調整する。この詳細については第９図乃至第１６図の
流れ図の説明の中で後述する。

零化回路（１５０）を種々の形式で実現してもよい０例
えば、第６図に示すように、ランチ（３９０）を、スイ
ッチ回路（３９２）　、　　（３９４）の各制御入力端
に接続する出力端を有するループ・カウンタ或いはシフ
ト・レジスタ（４２２）と入れ換えてもよい。カウンタ
の場合には、ＭＰＵ（１０８）から線路（１５４）を介
して入力する計数パルスに応じて、カウンタ（４２２）
は計数値を増加して、それによってＳＩＧ＋出力端（４
８）に接続する容量性負荷を種々切換える。この静電容
量は、各タッチ電流検出状態に対して所望の零化静電容
量が決まるまで、１ステツプずつ連続的に変る。シフト
・レジスタに置換した場合には、シフト・レジスタ（４
２２）はＭＰＵ（１０Ｂ）に接続したデータ入力端及び
ＭＰｔＪ（１０Ｂ）のストローブ出力端に接続したスト
ローブ入力端を有する。ストローブ信号に応じて零化コ
ンデンサの特定の組合せを決める零化信号データはＭＰ
Ｕ（１０８）からシフト−レジスタ（４２２）に送られ
る。第３図に関連して前。

述した反復技法を用いてシフト・レジスタ（４２２）に
入力する適当な零化データを決めてもよい。

他の例として、ＭＰＵ（１０８）の制御により乗算用Ｄ
ＡＣ回路を用いてタッチ感応表面に接続する容量性負荷
を変化させてもよい、第４図に於て、周知の乗算用ＤＡ
Ｃ回路（４２４”）はパネル駆動増幅器（３８）の出力
端（４０）に接続した入力端を有する。この回路（４２
４）の出力端は演算増幅器（４２６）の非反転入力端に
接続している。この演算項＠器の出力端及び反転入力端
間に帰還抵抗器（４２８）が接続している。使用する演
算増＠器（４２６）の型に応じて、零化コンデンサ（４
３０）は、［ａ）・・・演算増幅器の反転入力端及び５
ＩＧ−パネル走査出力端（５０）間を接続（第４図に実
線で示す）、或いはＴｏ）・・・演算増幅器の出力端及
び５ＩＧ−出力端間を接続（第４図に破線で示す）のど
ちらかの接続になる。第５図は乗算用ＤＡＣ回路（４２
４）を使用する点で第４図と類似している。

しかし、第５図の回路（４２４）の出力端は直接５５０
ｐＦの零化コンデンサ（４３０）に接続している°。

３２にΩの抵抗器（４３１）は回路（４２４）の全スケ
ール範囲を減少し、他方２２９Ｆのコンデンサ（４３３
）は回路（４２４’）のスプリアス発振を防止する。従
って、零化コンデンサ（４３０）は零化回路の容量性負
荷の一形式である。　ＭＰＵ　（１０８）は線路（１５
４）を介して零化制御信号を乗算用ＤＡＣ回路（４２４
）へ送る。この信号に応じて、コンデンサ（４３０）の
容量性負荷効果が変化する。上述したように容量性負荷
が変化して、パネルがタッチされない時Ｘ、Ｙ及びＺタ
ッチ電流がＯに調整される。

第７図の実施例に於て、信号源（３０）に含まれる周知
の矩形波発振器の第１出力端（３６）はパネル駆動増幅
器（３８）に接続している。この例では、乗算用ＤＡＣ
回路（４２４）に矩形波発振器（３０）の第２出力端（
７０）から第１出力端（３６）の信号と９０”位相のず
れた信号が入力する。この乗算用ＤＡＣ回路の出力端は
抵抗器（４３２）を介して５ＩＧ−パネル走査出力端（
５０）に接続している。

矩形波発振器の出力端（３６）及び（７０）の出力信号
の位相が９０°ずれているので、抵抗器（４３２”）は
実質的に５ＩＧ−出力端に対して容量性負荷の如（ふる
まう、この実効的容量性負荷の値はＭＰＵ（１０８）か
ら線路（１５４）を介して送られる零化信号に応じて変
化する。この値は各タッチ電流に対して零化条件を満た
すように調整される。

第８図にはオフセット電流を電流検出器（６２）の前の
位置で直接中央タップ（５４）に加える零化回路の例を
開示している。この例では中央タップ（５４）は演算項
＠器（４３４）の反転入力端に接続している。この増１
！ｉｌ器（４３４）の出力端及び反転入力端間に帰還抵
抗器（４３６）が接続している。

増幅器（４３４）の出力端は抵抗器（４３Ｂ）を介して
別の演算項＠器（４４０）の反転入力端に接続している
。演算増幅器（４４０）も出力端及び反転入力端間に帰
還抵抗器（４４２）を有し、この出力端は電流検出器（
６２）の入力端（６０）に接続している。これら増幅Ｂ
　（４３４）及び（４４０）の各非反転入力端は接地し
ている。更に乗算用ＤＡＣ回路（４２４）の出力端はコ
ンデンサ（４４４）を介して増幅器（４４０）の反転入
力端に接続している０乗算用ＤＡＣ回路（４２４）の第
１入力端はパネル駆動増幅器（３８）の出力端（４０）
と接続している。

回路（４２４）　ｌ＠　２　（？ｆｉｌ１ｍ）　入７［
ＫハＭ　Ｐ　Ｕ（１０８）から零化信号が入力している
。このように接続すると、乗算用ＤＡＣ回路（４２４）
により中央タップ（５４）に生じたタッチ電流に零化電
流が加えられる。この零化電流の値はＭＰＵ（１０８）
の制御により調整され、パネルがタッチされない時タッ
チ電流を０にする。

以上の例により、タッチ・パネル装置に生じるタッチ電
流信号の自動的零化が行われる。また、タッチ・パネル
装置の動作中にタッチ電流をＯにするようにこの零化を
行える。

１軌ｌ改改肌１ 第１図及び第３図に於て、タッチ・パネル装置は、この
システムが使用されている環境内の信号とパネル走査信
号が干渉しないようにパネル走査信号の周波数を環境信
号の周波数スペクトルから自動的にすらす″手段を含ん
でいる。この手段はタッチ電流検出の際に干渉する周波
数スペクトルの影響を効果的に除去する。このような干
渉スペクトル信号源の主な一例はＣＲＴ表示装置の水平
フライバンク信号である。このフライバック信号の周波
数は装置によって変化し、且つ特定の装置が動作しても
変化する。この干渉周波数スペクトルからパネル走査周
波数を自動的にずらすようにしたので、予期される種々
の干渉周波数スペクトルに対し、種々のタッチパネル装
置を特別に設計する必要がない。卯ち、本発明のタッチ
パネル・システムはこのような周波数変化に対し自動的
に補償されるので干渉周波数スペクトルを避ける為に逐
−作る必要がない。

第１図に於て、信号源（３０）に含まれる可変周波数信
号発生器は制御人力ａ（１７６）に入力する周波数制御
信号に制御された周波数の出力を発生する。具体的には
、信号源（３０）は自動周波数制御回路（１７８）の信
号に応じて可変周波数信号を出力する電圧制御発＠器（
ＶＣＯ）を含んでもよい。

ＭＰＵ（１０８）はタッチ電流データにより駆動信号周
波数を変化させるかどうか決める。１つの方法として、
この決定はタッチ電流出力の零化調整の必要頻度を監視
して行われる。もし零化調整頻度が予め定めた頻度を越
えると、駆動周波数が干渉信号の周波数に近過ぎるレベ
ルにあるものと見なされる。この場合、ＭＰＵ（１０１
’ｌ）が自動周波数制御回路（１７８）を制御して信号
発生器（３０）の出力するパネル走査信号の周波数を調
整する。

通常、最初に調整した周波数は比較的高い、最初の動作
周波数を選択後、動作周波数の更新は通常少しずつ増加
して行われる。また、流れ図に関して後述するように、
この周波数を調整すべき方向を決める手段が用意されて
いる。

第３図に於て、ＭＰＵ（１０８）の出力ピン（３２）乃
至（３９）からデジタル周波数制御信号がバス（１０４
）及び（１８２）を介してＤＡＣ（１８４）のデータ入
力ピン（４）、乃至（１１）に送られる。ＤＡＣ（１８
４）は自動周波数制御回路の一部を構成し、第３Ｂ図の
ように接続したアナログ・デバイス社製ＡＤ７５２４型
ＤＡＣを含んでもよい、この回路に用いたフィルタ用コ
ンデンサ及びバイアス抵抗器は表１に記載されている。

　ＤＡＣ（１８４）のＷＲ入力ピン（１３）はＭＰＵ（
１０８１のＷ玉出力ビン（１６）に接続している。また
、ＤＡＣ（１８４）の苺ピン（１２）はデコーダ（１３
０）に線路（１８６）を介して接続している０ＭＰＵ　
（１０８）の制御によりＣ３及びＶ１人人力ン（１２）
及び（１３）が共に論理“０′になると、ＤＡＣ（１８
４）はビン（４）乃至（１１）のデータ・バス入力信号
に応答する。

Ｃ入力信号が論理“１″になると、データ・バス入力信
号は遮断される。逆に、ＷＲ大入力“１′になると、Ｄ
ＡＣ（１８４）はＷｌ又は６３人力信号が“１′になっ
た時データ入力端に最後に存在するデータを保持する。

　ＤＡＣ（１８４”）の出力ピン（１）は演算増幅器（
４６０）の反転入力端に接続している。増幅器（４６０
）の出力端はＤＡＣ（１８４）の帰還ピン（１６）に接
続している。ｌμＦのコンデンサ（４６２）はＤＡＣ（
１８４）のビン（１）及び（１６）間を接続し、増幅器
（４６０）の非反転入力端は接地している。また、増幅
器（４６０）の出力端は６８にΩの抵抗器（４６４）を
介して別の演算増幅器（４６６）の反転入力端に接続し
ている。信号源（３０）のＦ　Ｍバイアス端（１７６ａ
）は４７にΩの抵抗器（４６８）を介して増幅器（４６
６）の非反転入力端に接続している。増幅器（４６６）
の出力端は信号源（３０）の周波数掃引入力端（１７６
ｂ）に接続するほか、ＩＯＫΩの帰還抵抗器（４７０）
を介して自身の反転入力端にも接続している。上述の構
成により、ＭＰＵ（１０８）の周波数制御信号に応じて
信号源出力端（３６）　、　　（７０）の信号の周波数
は約１３０〜２３０ＫＨｚの範囲で可変できる。この可
変範囲は所望により増減可能である。

タッチパネル装置を過大電流から保護する為、ＭＰＵ（
１０８）は絶えずデジタル化タッチ電流信号を監視して
いる。典型的にはインピーダンス（Ｚ）タッチ電流信号
が特に過大電流になるか監視されるが、他のタッチ電流
を同様に監視してもよい、Ｚタッチ電流信号が予め定め
た値を越えると、ＭＰＵ（１０８）によりデコーダ（１
３０）からＯＳＣ，ＥＮ、信号が線路（１９０）を介し
て信号源（３０）用のディセーブル・スイッチ（１９２
）の制御入力端に送られる。これによってスイッチ（１
９２）が閉じると、信号源（３０）のビン（１０）が接
地され、信号出力が遮断される。同時にパネル走査状態
がオフ状態に通常切換わる。これでパネルのコンタクト
とタッチ検出回路群との接続が離れ、タッチ処理回路群
も過大電流から保護される。

上述したタッチ電流システムは動作するのに比較的小さ
な電力（！ｌ］ち、通常３Ｗ以下）しか消費しない。更
に、回路基板の寸法、使用部品点数及び経費も低減して
いる。また、通常この装置全体が広範囲に応用できる基
準装置であるが、オフセント・コンデンサ（１５８）及
び（１６８）は実際のＰＪ境に適合させる為に時には変
更できる。従って、使用者による調整は最小限度となる
。また、マルチプレクサ（５２）を設計変更せずに１ピ
ンから６ピンまでをタッチ感応表面の各辺に接続するの
に使用できる。これによって本タッチ・パネル装置の汎
用性は更に拡大される。

Ｌユｌ」［ｕと圏 第９図乃至第１６図の流れ図は第１図のタッチ・パネル
・システムを動作させる一手順を示している。これら流
れ図には自動零化、自動周波数制御の手順及びデジタル
・タッチ電流信号をタッチ位面データに処理する手順も
含まれている。適応フィルタ処理の方法に関しては第１
７図及び第１８図によって説明する。

第９図では全般的手順を示している。開始ブロック（４
８０）（これは装置のリセットを含んでいてもよい）か
ら始まり、初期周波数ブロック（４８２）に至る。ブロ
ック（４８２）は初期タッチ・パネル動作周波数を選択
するサブルーチン及び初期零化サブルーチンを呼び出す
サブルーチンにも相当する０次のブロック（４８４）で
はＸ及びＹがＯに設定される。またＺはＦＦｈに設定さ
れる。このＦＦｈは１６進数のＦＦ（１０進数では２５
５）を示している。これらの値は非タッチ状態に対応し
ている。この後、この装置はＸ、Ｙ及びＺを出力し、こ
の初期設定が完了したことを示す、その後、ブロック（
４８６）では以前のＸ、　Ｙ及びＺの値（旧（Ｘ、Ｙ、
Ｚ））　　として（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が設定される。その後
、ブロック（４８８）に達すると新しいＸ、Ｙ及びＺの
値が決められる。ブロック（４８８）は第１３図及び第
１４図に示したサブルーチンに相当する０次に、ブロッ
ク（４８９）に進んでも良い。

しのブロックに関しては第１７図を参照して後述するが
、このブロックではタッチ位置の測定に際し、ノイズの
影響を低減する為の可変フィルタ処理を行う。このノイ
ズは、成るタッチ位置から次のタッチ位置まで指或いは
スタイラスが動く速さに応じて変化する。

ブロック（４８８）から処理はループ（４９０）、（４
９５）及び（４９７）へ継続していく。これらのループ
ではタッチ・パネル装置が特定の動作モードにある時折
しいｘｌＹ及びＺの値を新しい値として認めるかどうか
を決める。より詳しく言えば、ループ（４９０）はこの
装置が連続モードで動作中であるどうかを検査する判断
ブロック（４９２）を含んでいる。第３Ａ図に関して上
述したように、これは制御スイッチ（１９Ｂ）の設定に
よって決まる。もしＹＥＳならばタッチ・パネル装置は
判断ブロック（４９４”）でＸ、Ｙ及びＺの値の変化を
操業する。もし値の変化がなければ（即ちＮｏならば）
、処理はブロック（４９８）へ進む、もし値が変化して
いれば（ＹＥＳならば）、ブロック（４９６）で新しい
Ｘ、Ｙ及びＺの値がタッチパネル検出回路群から出力さ
れる。その後処理手順は継続する。

ループ（４９０）の処理の後、ループ（４９５）では制
御スイッチ（１９８）によってタッチ接触モードが選択
されている場合にこのモードを評価する。

このモードの時には、Ｘ、Ｙ及びＺの値の最初の変化に
応じて新しい値が出力される。タッチパネル装置がタッ
チ接触モードであれば、判断ブロック（４９８）から判
断ブロック（５００）に処理が進む、もし、旧Ｚの値が
ＦＦｈ　（非タッチ）であって、新しいＺの値がＦＦｈ
に等しくなければ、パネルがタッチされていることにな
る。この場合、ブロック（４９６）に進み新しいＸ、Ｙ
及びＺの値が出力される。その後、ブロック（４９６）
から、或いは新しいタッチが検出されなかった場合には
ブロック（５００）から処理は継続する。

ループ（４９７”）の判断ブロック（５０２）では、タ
ッチ・パネル装置がタッチ解除モードにあるかどうかが
判断される。これは制御スイッチ（１９８）の設定で決
まり、もしこのモードにあればタッチパネル装置は使用
者がタッチ感応表面からタッチを離す最初の瞬間を監視
する。ブロック（５０４）では旧Ｚの値がタッチ状態に
対応していて且つ新しいＺの値が非タッチ状態に対応し
ているかどうかを判断する。もしＹＥＳならば、タッチ
感応表面からタッチが解除されたことになるので、記憶
されていた旧Ｘ、　Ｙ及びＺの値が出力される。これら
の値は使用者の指又はスタイラスがタッチ感応表面から
離された泣面に対応している。ブロック（５０６）又は
ブロック（５０４）から処理が継続する。

ブロック（５０８）では信号源（３ｏ）がＯＳＣ，ＥＮ
。

信号によって停止されたかどうかを判断する。もし停止
状態になれば、ブロック（５１０）で任意の遅延時間（
例えば１秒より僅かに長い時間）を加えて、過大電流源
を取り除（時間を与える。この遅延時間後に処理がｉ１
続する。第９図には示していないが、絶えず遅延時間を
監視することができる。また、累積遅延時間が予め定め
た時間を越えた場合、全処理を停止するようにしてもよ
い、この場合、ＭＰＵ（１０８）は過大タッチ電流の為
に、所定の最大遅延時間を越えて、信号源（３０）を停
止し続ける。これはシステムを検査する必要があること
を意味する。

第１０図を参照すると、第９図から呼出された初期周波
数サブルーチンはブロック（５１２）から開始する。ブ
ロック（５１４）では周波数ＦＲＥＱ、は７Ｆｈに初期
設定される。これは信号源（３ｏ）の周波数制御の為に
ＤＡＣ（１８４）に送られた最初の周波数である。この
初期値はＤＡＣ（１８４）の出力範囲の略中央値から始
まる。後続のブロック“　（５１６）　、　　（５１８
”）及び（５２０）ではある初期条件が設定される。変
数Ｆ　ｃｏｎｓｔは最初０に設定される。この変数はタ
ッチが検出されずに走査周波数の設定が一定のまま走査
した走査サイクルの数を表わしている＊　Ｆ　ｃｏｎｓ
ｔの前の値ＯＬ　Ｄ　Ｆ　ｃｏｎｓｔは最初周波数が安
定であると仮定しているので、ＦＦｈに設定される。変
数Ｆ　ｏｆｆｓｅｔも最初Ｏに設定される。また、Ｆ　
ｎ＋ｏｄフラグは１に設定される。

このＦ　ｍｏｄフラグは周波数の変化方向を制御する。

Ｆ　ＩＩｏｄ　−１のとき周波数の調整は増加方向であ
る。

Ｆｍｏｄｍ−１のときは周波数調整が減少方向であるこ
とを意味する。ブロック（５２０）から初期零化ブロッ
ク（５２２）に進む、このブロックはＸ。

Ｙ及びＺタッチ電流を最初０に設定する初期零化サブル
ーチンである。このサブルーチンについては第１１図に
関連して後述する。

その後、判断ブロック（５２４）ではＸ、Ｙ及びＺタッ
チ電流が十分に零化されているかどうかを判断する。こ
れは、各電流の値を零化閾値と比較して行われる。答が
ＮＯであれば、初期周波数が干渉周波数スペクトルに近
過ぎることを意味する。

例えば、初期周波数が、この装置を使用しているＣＲＴ
表示器の水平フライバンク周波数の高調波のどれかに近
いものかも知れない、この場合には、ブロック（５２６
）で周波数は大きなステップ（即ち、１０単位）だけ増
加される。これはＭＰＵ（１０８）と自動周波数制御回
路（１７８）とによって行われる０判断ブロック（５２
Ｂ　＞　では全周波数が試験済かどうかが評価される。

答がＹＥＳなら、処理はブロック（５３０）で停止する
。まだ全周波数が試験済でなければ、処理はブロック（
５２Ｂ）から信号の再零化の為ブロック（５２２）へと
戻る。

ブロック（５２４）でＸ、Ｙ及びＺタッチ電流が閾値範
囲内と判断されたと仮定する。この場合にはサブループ
（５３２）に処理が進む、このサブループでは、タッチ
電流（例えばＺタッチ電流）が予め定めたサイクル数の
期間十分に一定であったかどうか評価する。十分一定で
あれば、最初の動作周波数は以下述べるように更新され
るまで、そのまま保持される。Ｚタッチ電流がこのサイ
クル期間中に一定でなければ、周波数を少しだけ増加し
てから初期周波数選択手順が継続する。結局、周波数を
選択した結果Ｚタッチ電流は所定の測定サンプル数の期
間で略一定となる。そして、この初期周波数サブルーチ
ンが終了する。

詳しく言えば、ブロック（５２４）からＹＥＳ分岐によ
りブロック（５３４）に進み、ここで測定サンプル数Ｃ
０ＵＮＴが設定される。測定サンプル数をいくつに選ん
でもよいが、１０が好適例である。ブロック（５３６）
では旧インピーダンス・タッチ電流０ＬＤＺとしてＺの
値が記憶され、次のブロック（５３８）では新しいイン
ピーダンスタッチ電流Ｚが測定される。タッチ電流の測
定については第１２図に関連して後述する。ブロック（
５４０）では旧ＺとＺとの差の絶対値を闇値（即ち１）
と比較する。もし、閾値より大きければ、ブロック（５
４２）に進み、駆動周波数ＦＲＥＱ、は小さなステップ
（即ち１単位）だけ増加する。その後処理はブロック（
５２４）へ継続する。しかし、もしインピーダンス・タ
ッチ電流がこの闇値の許容範囲内で一定であれば、ブロ
ック（５４０）からブロック（５４３）に進み、Ｃ０Ｌ
ＩＮＴの値が１減少される０次のブロック（５４４）で
は測定サンプル全てが検査されたかどうかを判断する。

まだなら処理はブロック（５３６）に戻される。全て検
査が終れば一定かどうか評価中のＺタッチ電流或いは他
のタッチ電流は所定の測定サンプル数の期間、十分に一
定であったことになる。その後、この結果によって初期
動作周波数が確定する。ブロック（５４６）から処理は
第９図のブロック（４８２）に戻る。

第１０図のブロック（５２２）で呼出された初期零化サ
ブルーチンは、第１１図のブロック（５５０）から開始
する。このサブルーチン零化手順によって、各タッチ電
流信号を零化する為に必要な零化静電容量を選択する。

第４図乃至第８図に示した種々の零化回路の例に対して
も同様の手順が好適である。ブロック（５５２）では、
積分器の利得ＧＡＩＮは０に初期設定される。これは最
長有効時間（例えば約３０ｍ５）の積分に対応している
。また、零化制御信号ＮＵＬＬは０に初期設定される。

この零化制御信号はＭＰＵ（１０８）からランチ（３９
０）（第３Ａ図）に送られる信号である。また、最終零
化フラグＬＡＳＴ　ＮＵＬＬを論理状態“偽”　　（Ｆ
ＡＬＳＥ）に初期設定する。このフラグは、後の零化を
更新する際に用いられる。

ブロック（５５４）では、変数ＢＩＴが８０ｈ　（１６
進数）に設定される。このＢＩＴはランチ（３９０）の
出力に対応し、１６進数形式で表わされる。ＢＩＴが８
Ｑｈに設定されると、可変範囲の中間値のコンデンサ（
即ち、１２８９Ｆのコンデンサ（４１４）　）が選択さ
れ、ＳＩＧ＋走査出力端（４８）に接続される。ブロッ
ク（５５６）では、零化制御信号ＮＵＬＬとＢＩＴの和
を新しいＮＬＩＬＬに設定する。このループを最初通過
するとき、零化制御信号ＮｔｌＬＬは８０ｈに等しい、
もし、Ｘタッチ電流を零化している時なら、ブロック（
５５８”）でＸタッチ電流が第１２図のサブルーチンに
従って測定される。同様に、Ｙ及びＺタッチ電流も各零
化中には測定される。

ブロック（５６０）では、測定したＸタッチ電流の値（
或いはＹ又はＺタッチ電流の値）が０より大きいかどう
かを判断する。答がＹＥＳならば、ＳＩＧ＋出力端に接
続した静電容量が大き過ぎることになる、この場合、ブ
ロック（５６２）でＮｔｌＬｔ。

からＢＩＴを引いた値を新しいＮＵＬＬとする。これで
自動零化回路（１５０）からコンデンサが切離される。

初期状態ではコンデンサ（４１４）がＳＩＧ＋出力端に
結合していたとする。ブロック（５６０）でもし測定し
たタッチ電流が０より大きくなければ、これはＳＩＧ＋
出力端に十分な静電容量が接続していないことを意味す
る。この場合、ブロック（５６４）でＢＩＴの値が半分
になる６次のブロック（５６６）では、この半分になっ
たＢＩＴの値が０かどうかを判断する。答がＹＥＳなら
ばコンデンサ選択過程が完了したことになる。第１回目
では答はＮｏで処理はブロック（５５６）に戻ることに
なる。ブロック（５６０）で、もし自動零化回路の静電
容量が不十分と判断されたら（即ち、ＮＯのとき）、ブ
ロック＜５６２）は迂回され、その後プロ７り（５５６
）に戻った時、コンデンサ（４１４”）及び（４１２）
が共にこの回路に接続する。

その後、処理が継続する０反対に、ブロック（５６０）
で自動零化回路の静電容量が大き過ぎると判断されると
、ブロック（５５６）に戻った時コンデンサ（４１４）
がはずされ、コンデンサ（４１２）が加えられる。ＳＩ
Ｇ＋出力端に接続した総静電容量により、零化タッチ電
流の値が僅かに負で０に非常に近づいた時、このコンデ
ンサ選択手順は停止する。この種々のコンデンサを組合
せた結果、ＢＩＴ−〇になると、ブロック（５８８）に
進んで非タッチ条件下のＸ、Ｙ及びＺタッチ電流が測定
される。

また、ブロック（５７０）にて、Ｘ、Ｙ及びＺの零化オ
フセットがこれらの測定値に等しく設定される。これら
の測定値は初期零化処理が完了後の非タッチ条件下に於
ける残留Ｘ、Ｙ及びＺタッチ電流に対応している。これ
ら零化オフセントは零化処理を更新するかどうかの後の
判断に用いられる。

即ち、ＳＩＧ＋出力端（４日）に零化回路（１５０）が
接続するコンデンサを変更するかどうかを判断する場合
である。ブロック（５７０）からブロック（５８２）へ
進み、処理は第１０図のブロック（５２４）へ戻る。

第１２図のタッチ電流の測定サブルーチンはブロック（
５９０）から開始する。ブロック（５９２）では、マル
チプレクサ（５２）を制御して、タッチ電流検出の為所
望の状態に装置を設定する０例えば、Ｘ電流検出中には
ＳＩＧ＋出力端をパネルの右側辺に接続し、５ＩＧ−出
力端を左側辺に接続する。

ブロック（５９４）では、適当な零化状態を設定する。

換言すれば、特定のタッチ電流（即ちＸタッチ電流）を
検出する為以前決めたラッチ（３９０）の設定を用いて
、以前決めたコンデンサをＳＩＧ＋出力端に接続するの
である。ブロック（５９６）では、スイッチ（９４）　
　（、第１．３図）を閉じて、積分準備の為積分用コン
デンサ（９０）を放電させる。ブロック（５９８）では
、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）オフセットが決められ
る。具体的には、積分用コンデンサを放電した時、ＡＤ
Ｃ（１００）から７Ｅｈ　（中央値）以外の出力を発生
させてもよい。Ａ／Ｄオフセットは記憶され、データの
ずれを補償する為に用いられる。

”　　ブロック（６００）では、積分期間を、最長積分
期間ＭＡχ、ＴＩＭＥ割る設定利得値ｇａｉｎ　（便宜
的にＧＡＩＮと書くこともある）を指数とする２の累乗
（即ち、？ＩＡＸ、ＴＩ？ＩＥ／　２　ｇａＬｎ）　ニ
等しくする。最初、この利得ｇａｉｎはＯである。しか
し、後述するように、この利得は第１３図の位置読込サ
ブルーチンで調整される。一般に、丸め誤差を低減する
為に、タッチ電流をデジタル化した時、ＡＤＣ（１００
）の出力範囲を逸脱しない範囲で最も長い期間積分を行
うことが望ましい、ブロック（６０２）では、Ｘ、Ｙ。

Ｚのどれであっても積分回路の出力をデジタル化した値
を測定したタッチ電流の値（ＶＡＬＵＥ　）とする、ブ
ロック（６０４）では、この値ＶＡＬＩＪＥからブロッ
ク（５９Ｂ　）で決めたＡ／Ｄオフセント（Ａ／Ｄ　０
ＦＦＳＥＴ　）を引いて新たな値ＶＡＬｔｉＥとする。

その後、ブロック（６０６）ではマルチプレクサ（５２
）を切換えてスイッチをオフ状態にする。この手順は測
定された各タッチ電流について繰返される。

以上のタッチ電流測定の完了後、ブロック　（６０８）
からこの測定サブルーチンを呼出した元の処理ブロック
へ処理は戻される。

新しいＸ、Ｙ及びＺの値を返すサブルーチンを第１３図
及び第１４図に示す、このサブルーチンは第１３図のブ
ロック（６１０）から開始する。総ての場合に不可欠と
いう訳ではないが、通常タッチ電流信号は平均化され、
この平均化によりタッチ位置が決められる。ブロック（
６１２）では平均化処理する測定サンプルの数を設定す
る。この数（Ｎ）は積分回路の設定利得ＧＡＩＮの開数
ｆ１　（即ち、Ｎ−ｆ　１（ＧＡＩＮ）　）に等しく設
定される。より詳しく言えば、ｆｌ（ＧＡＩＮ）の値は
、設定利得が０か１０時２に等しく、設定利得が２又は
３の時４に等しく、設定利得が４又は５の時８に等しく
、設定利得が６又は７の時１６に等しい、この測定サン
プル数の選択は、平均化によってノイズを有効に除去し
、他方妥当な応答時間を維持するように決められる。他
の利得関数も所望により用いてもよい・更に、第１８図
を参照して後述するように、適応フィルタ処理を実行す
る際に、タッチ信号のサンプル数を調整しても良い。

ブロック（６１４）では、測定したＸ、Ｙ及びＺタッチ
電流をデジタル化したデータを累計するアキュムレータ
をＯに設定する。その後、プロ・ツク（６１６）に進み
、Ｚタッチ電流が測定される。この時Ｘ或いはＹタッチ
電流を測定することもできるが、通常はＺタッチ電流を
測定し、これが過大タッチ電流の存在及び設定利得の調
整の必要性も判断する為に評価される。この測定したＺ
タッチ電流は、ブロック（６１８）で予め定めた最大値
？ＩＡＸ、Ｚより大きいかどうか判断される。もしＹＥ
Ｓなら、ブロック（６２０）でこの設定利得が、最短積
分時間に対応する値Ｏであるかどうかチェックされる。

もし設定利得がＯであれば、最短積分時間を用いても尚
Ｚタッチ電流が所定の最大値を越えていることから、過
大Ｚタッチ電流が流れていることを意味する。この場合
、ブロック（６２１）で信号源（３０）の動作を停止し
、マルチプレクサ（５２）のスイッチも遮断される。更
に、Ｘ及びＹの値は夫々以前の値０ＬＤＸ及び○ＬＤＹ
に等しく設定され、２は０に設定され、停止条件を示す
。

また、最終零化フラグしＡＳＴ　ＮｔｌＬＬは後の零化
の更新に用いるので論理状態”偽（ＦＡＬＳＩＥ　）　
　”に設定される。その後、処理はブロック（６２４）
から元に戻される。第９図のブロック（５０８）に達す
ると、停止状態が指示され、ブロック（５１０）で遅延
時間が発生する。

第１３図のブロック（６２０）で設定利得ＧＡＩＮが０
でないと判断されると、この利得はブロック（６２２）
でＯに設定される。その後処理はブロック（６１２）か
ら継続する。再びブロック（６１８）に達し、ＹＥＳ分
岐に進めば設定利得はＯなので停止状態になる。しかし
、Ｚタッチ電流が所定の最大値ＭＡＸ、Ｚ以下ならば、
ブロック（６２６）に処理が進む、このブロック（６２
６）ではＺタッチ電流が最小所望値旧Ｎ、Ｚより小さい
かどうか判断される。

もし、小さければ、サブルーチン（６２８）で利得調整
が行われる。即ち、ブロック（６２６）からブロック（
６３０）に進み、利得ＧＡＩＮが最大設定利得ＭＡＸ、
ＧＡＩＮに等しいかどうか判断される。もし等しければ
、ブロック（６３２）でＸ、Ｙ及びＺは非タッチ状態を
示すように（即ちＸ、Ｙ−０，Ｚ＝ＦＦｈ）夫々設定さ
れる。換言すれば、微小インピーダンス電流信号は最長
積分期間を設定したことにより検出され、タッチされた
ことを指示できる、ブロック（６３２）から処理は周波
数及び零化のオフセット更新サブルーチン（６３４）に
進む。

このサブルーチン実行後、ブロック（６３６）から処理
が戻される。この処理手順では、オフセット更新サブル
ーチン（６３４）には非タッチ条件の時以外進まない。

従って、タッチが検出されている時には周波数及び、＄
化の調整（即ち更新）は行われない。

ブロック（６３０）に於て、設定利得ＧＡＩＮが最大設
定値ではないと判断されるとブロック（６３８）に進む
、ここでは設定利得（即ち積分期間）が１増加する。ま
た、ここではＺを再測定せずに単純に２倍（２Ｚ）に設
定する。その後、ブロック（６４０）では、Ｚが最小所
望値？ＩＩＮ、Ｚより小さいかどうかが確認される。も
し、Ｚが小さければ（ＹＥＳならば）、処理は上記ブロ
ック（６３０）に戻る。もしＺが小さくなければ（Ｎｏ
ならば）、処理はブロック（６１２）に戻り、本タッチ
・パネル装面は前と異なる設定利得にて動作する。

ブロック（［）２６　＞に於て、Ｚタッチ電流がＭＩＮ
、Ｚの値より小さくないと判断されると（Ｎｏならば）
、これはＺの値が所望の旧Ｎ、ＺからＭＡχ、２の範囲
内にあり、タッチが検出されたことを意味する。ブロッ
ク（６２９”）では測定したＺタッチ電流を累計し、且
つＸ及びＹタッチ電流を測定及び累計する。

ブロック（６３１’）では測定サンプル数Ｎが１減少す
る。その後、ブロック（６３３）では、ブロック（６１
２）で設定した全ての測定サンプルが得られたかどうか
が判断される。もし、まだ全て得られていなければ（Ｎ
ｏならば）、処理はブロック（６１６）からｉｌ！続す
る。もし全測定サンプルが揃っていれば（ＹＥＳならば
）、処理はブロック（６３５）から第１４図のブロック
（６３７）に進む。

その後、第１４図のブロック（６３９）　、　　（６４
１）及び（６４２）に於て、Ｘ、Ｙ及びＺの各累計値が
調整されて、第１１図のブロック（５７０）で最初設定
したＸ、Ｙ及びＺのオフセット値或いは第１５図のサブ
ルーチンで更新されたＸ、　Ｙ及びＺのオフセット値の
影響を除去している。これらのオフセット値（Ｘ　ｏｆ
ｆｓｅｔ、　Ｙ　ｏｆｆｓｅｔ、　Ｚ　ｏｆｆｓｅｔ）
は、積分回路の利得をＯに設定して決められている。し
かし、Ｘ、Ｙ及びＺの測定値は必ずしも同じ設定利得で
決められてはいない、従って、この調整の中で、上記オ
フセット値（Ｘ　ｏｆｆｓｅｔ、　Ｙ　ｏｆｆｓｅｔ。

Ｚｏｆｆｓｅｔ）は設定利得ｇａｉｎを指数とした２の
累乗（即ち２ｇａｉｎ）で割算される。更に、このオフ
セット値に累計範囲内の測定サンプルの総数Ｎを剰算し
て総オフセント値が決められる。従ってＭＰＵ（１０８
）は残留零化オフセント電流を？ｉ償しているのである
。ブロック（６４４）及び（６４６）では、Ｘ及びＹの
タッチ位Ｗ　（Ｘｐ、Ｙｐ）が計算される。また、イン
ピーダンス値Ｚｐは利得ＧＡＩＮ及びＺの累計値ΣＺの
関数ｆ２に設定される。具体的に言えば、ｆ２　　（Ｇ
ＡＩＮ、ΣＺ）−（（？ＩＡＸ、ＧＡＩＮ−ｃａＩＮ）
　ｘ１６）　＋　（ΣＺ／２’　）である。この関数は
設定利得の基数２を底とする対数の値が利得の設定範囲
に収まるように選ばれたものである。その後、ブロック
（６５０’Ｉで、最終零化フラグＬＡＳＴＮＵＬＬが“
ＩＡ（ＦＡＬＳＥ　）　　”に設定され、ブロック（６
５２）で処理が戻る。

第１５図を参照して、零化オフセット及びパネル駆動周
波数の更新サブルーチンについて以下に述べる。このサ
ブルーチンはブロック（６６０）から開始する。ブロッ
ク（６６２）では、零化更新フラグＵＰＤＡＴＥ　ＮＵ
ＬＬを１偽（ＦＡＬＳＥ　）　　”に、また旧Ｚの値０
ＬＤＺをＺの値と等しく設定する。ブロック（６６４）
では、すぐ前の走査サイクルも非タッチ状態であったか
どうかの判断がされる。もしＹＥＳであれば、Ｚ、　Ｘ
及びＹオフセット（Ｚｏｆｆｓｅｔ。

Ｘ　ｏｆｆｓｅｔ、　Ｙ　ｏｆｆｓｅｔ）が順次オフセ
ットの更新の必要性を判断する為に検査される。換言す
れば、零化更新を行う前に少くとも１サイクル期間非タ
ッチ状態が継続していなければならない。

零化更新を行う場合には、処理はブロック（６６４）か
らブロック（６６６）へ進む、このブロック（６６６）
では、Ｚオフセット（Ｚｏｆｆｓｅｔ）はＺ　ｏｆｆｓ
ｅｔと旧Ｚの値（ＯＬＤＺ）の関数ｆ１に等しく設定さ
れる。

即ち、ｆ　＞　　（Ｚｏｆｆｓｅｔ、　０ＬＤＺ）　−
（Ｚｏｆｆｓｅｔ　−Ｚ　ｏｆｆｓｅｔ／　２５＋　０
ＬＤＺ／　２５）である、ｆｌは他の関数でもよいが、
この特定の関数はオフセット値をフィルタ処理する為に
選ばれたものである。

その後、ブロック（６６Ｂ　）でこのＺ　ｏｆｆｓｅｔ
は評価され、最大Ｚオフセント値ＭＡＸ、Ｚ　ｏｆｆｓ
ｅｔより大きいかどうかが判断される。もし、大きけれ
ば（ＹＥＳならば）、自動零化回路（１５０）を調整し
てＳＩＧ＋出力端に結合する静電容量を減少する必要が
ある。これはブロック（６７０）にて、１ステップ零化
信号（Ｚｎｕｌｌ）を減少して行われる。

ブロック（６７０）からブロック（６７２）に進み、こ
こではＺ　ｏｆｆｓｅｔをＯに設定し、更新零化フラグ
（ｔｌＰＤＡＴＥ　ＮＬＩＬＬ　”）を１真（ＴＲＵＥ
）　　”に設定する。

このフラグは零化更新が実行されたことを示している。

このサブルーチンの処理は、その後位置（６７４）から
継続する。

プｏ−）り　（６６８）に於て、Ｚ　ｏｆｆｓｅｔがＭ
ＡＸ、Ｚｏｆ−ｆｓｅｔ以下と判断された場合には、ブ
ロック（６７Ｂ　）に進んでＺ　ｏｆｆｓｅｔが最小Ｚ
オフセット値ＭＩＮ、　Ｚ　ｏｆ−ｆｓｅｔより大きい
かどうかが判断される。もし、大きければ、自動零化回
路が十分な静電容量をＳＩＧ＋出力端に結合していない
ことになる。その為、ブロック（６７８）では零化信号
（Ｚ　ｎｕｌｌ）が１ステツプ増加し、静電容量を付加
する。ブロック（６７８）からブロック（６７２）に進
み、ここでは上述のブロック（６７２）の処理が実行さ
れる。もし、ブロック（６６Ｂ　＞及びブロック（６７
６）で共にＮｏの判断がされて位ｆｆ１（６７４）に達
した場合、これはＺ　ｏｆｆｓｅｔの調整が不要である
ことを意味する。

Ｘ　ｏｆｆｓｅｔはＺ　ｏｆｆｓｅｔと同様の手法で評
価される。

従って、Ｚ　ｏｆｆｓｅｔの場合に述べたブロックに対
応するブロックには同じ番号にａを付加して記入してい
る。同様に、Ｙ　ｏｆｆｓｅｔの評価の場合でも、各対
応ブロックには同じ番号にｂを付加して記入している。

また、関数ｆ１についてもＺ　ｏｆｆｓｅｔの場合と同
様に、ｆ　１（Ｘ　ｏｆｆｓｅｔ、　０ＬＤＸ）　−（
Ｘ　ｏｆｆｓｅｔ−Ｘ　ｏｆｆｓｅｔ／　２５＋　ＯＬ
ＤＸ／２５〕及びｆｌ　（Ｙｏｆ−ｆｓｅｔ、　０ＬＤ
Ｙ）　＝　（Ｙｏｆｆｓｅｔ−Ｙｏｆｆｓｅｔ／　２５
＋０ＬＤＹ／２５〕となる。

零化オフセントを評価し、必要に応じて更新してから、
処理はブロック（６８０）から継続する。

ブロック（６８０）では、Ｘタッチ電流を測定（第１２
図参照）し、旧Ｘの値（ＯＬＤＸ）をＸに等しく設定す
る。それからブロック（６Ｂ２）ではＹタッチ電流を測
定し、旧Ｙの値（０ＬＤＹ）をＹに等しく設定する。ブ
ロック（６８４）では最終零化フラグ（ＬＡＳＴ　ＮＵ
ＬＬ　）を”真（ＴＲＵＥ）　　’に設定する。ブロッ
ク（６８６）では以下に述べる周波数更新サブルーチン
（第１６図）が実行される。この周波数更新サブルーチ
ン終了後、処理はブロック（６８８）にて、戻される。

第１６図のサブルーチンではパネル駆動周波数の調整が
必要かどうかが判断される。このサブルーチンはブロッ
ク（６９０）から開始し、ブロック（６９２）へ進む、
ブロック（６９２）では、変数Ｆ　ｏｆｆｓｅｔを、Ｆ
　ｏｆｆｓｅｔと零化更新フラグＵＰＤＡＴＥＮｔｌＬ
Ｌの開数ｆ１に等しく設定する。この関数ｆ１は自動零
化回路がＳＩＧ＋出力端に接続する容量性負荷の調整頻
度を評価するのに用いる。この零化調整の頻度が高過ぎ
ると、タッチパネルの駆動周波数が環境内の固定周波数
干渉スペクトルに近過ぎることを意味する。この場合に
は、ＭＰｔＪ（１０８）により駆動周波数が調整される
。

具体例として、ｆ　１（Ｆ　ｏｆｆｓｅｔ、　ＵＰＤＡ
ＴＥ　ＮＵＬＬ　）＝　　（Ｆ　ｏｆｆｓｅｔ　−Ｆ　
ｏｆｆｓｅｔ／　２３＋　　（１６又は０）〕（但し、
右辺第３項は零化更新フラグＵＰＤＡＴＥ　ＮｔｌＬＬ
が“真°のとき１６．　ＵＰＤＡＴＥ　ＮＵＬＬが“偽
”のとき０である。ブロック（６９４）に於て、変数Ｆ
　ｏｆｆｓｅｔがＦ　ｏｆｆｓｅｔの所定の最大値ＭＡ
Ｘ、　Ｆ　ｏｆｆｓｅｔより大きいかどうかが判断され
る。大きくない（Ｎｏの）場合、零化調整の実行頻度が
最大値を越えていないことを意味する。従って、ブロッ
ク（６９６）に於て、変数Ｆ　ｃｏｎｓｔをＦ　ｃｏｎ
ｓｔ　＋　１に等しく設定し、次のブロック（６９８）
から処理が戻される。

従って、変数Ｆ　ｃｏｎｓｔＯ値は非タッチ条件下でＦ
　ｏｆｆｓｅｔがＭＡＸ、　Ｆ　ｏｆｆｓｅｔを越えな
い限り、毎回更新される。換言すれば、変数Ｆ　ｃｏｎ
ｓｔはパネル駆動周波数の調整時点間に於てパネルがタ
ッチされずに且つ十分に零化されていた期間を示してい
る。

ブロック（６９４＞　　に於て、Ｆ　ｏｆｆｓｅｔがＭ
ＡＸ、Ｆ　ｏｒ−ｆｓｅｔより大きいと判断された場合
には、プロフク（７００）に処理が進み、現在のＦ　ｃ
ｏｎｓｔの値と旧Ｆ　ｃｏｎｓｔＯ値（ＯＬ　Ｄ　Ｆ　
ｃｏｎｓｔ　）が比較される。

即ち、零化調整を行わない期間が以前の動作周波数の場
合より現在の動作周波数の場合の方が長いかどうかを判
断している。もし、ＹＥＳであれば、以前の周波数変化
が適切な方向に行われたことを意味している。この場合
、ブロック（７０２）に於て旧Ｆ　ｃｏｎｓｔの値（Ｏ
Ｌ　Ｄ　Ｆ　ｃｏｎｓｔ　）をＦ　ｃｏｎｓｔＯ値に等
しく設定する０反対に、ブロック（７００）に於て現在
の駆動周波数によって以前の周波数の場合よりも零化調
整頻度が高くなった場合（Ｎ。

のとき）、ブロック（７０４）に処理が進む、ブロック
（７０４）では、フラグＦ　ｓｏｄの正負符号を逆にし
て、以前の誤りの周波数変化方向とは反対の方向に次の
周波数変化を変更する。その後、ブロック（７０２）の
処理後、ブロック（７０６）に進み、Ｆ　ｃｏｎｓｔ及
びＦｏｆｆｓｅｔを共に０に設定する。更に、ブロック
（７０８）ではＸ、　Ｙ及びＺオフセット（ｏｆｆｓｅ
ｔ　（Ｘ、　　Ｙ、　　Ｚ）　）を全て０に設定する。

また、プロ７り（’７１０）では周波数ＦＲＥＱ、を１
ステフプＦ　ｍｏｄだけ通切な方向に調整している。そ
の後、ブロック（７１２）からこのサブルーチンは第１
５図に戻る。

所定のＸ−Ｙ座標は通過な方法で使用者のコンピュータ
（１１４）　　（第Ｆ図）により利用し得る。

例えば、特定の位置に於けるタッチの場合にサブルーチ
ンを呼出すようにしてもよい、また、上述の説明で明ら
かなように、タッチ感応表面上をすべらせてタッチ位置
を連続的に決めてもよい、このような連続的タッチ位置
決定法をコンピュータ（１１４）で用いて、例えば表示
端末画面（１４）上の画像をトレースするようにしても
よい、第９図乃至第１６図の流れ図に示した手順も、他
の走査方法に応用してもよい、即ち、本発明は上述の処
理手順に限定されるものではない。

二皿スエ止ｌ孤旦 タッチパネル・システムに適応フィルタ処理技術を応用
することによりタッチ位置の測定精度を実質的に改善す
る方法が発明された。

一般に、この技術ではタッチ感応表面上のタッチの移動
速度に応じてタッチ信号のフィルタ処理を調整する。よ
り具体的に言えば、本発明のフィルタ処理の程度は、タ
ッチ位置の移動速度に逆比例の関係で調整される。即ち
、移動速度が０或いは低速度の場合にフィルタ処理によ
って遮断される領域が広くなり、移動速度が増加するに
つれてフィルタによる遮断領域が狭くなる。この結果、
移動速度が低速度の場合に特に重要となるノイズに起因
する測定値の変動が効果的に除去される。

これと対照的に、使用者の指又はスタイラスの移動に関
連する、より高周波数のタッチ信号成分は保存される。

この高周波数の成分が保存されることにより、使用者の
指又はスタイラスがタッチ感応表面上で移動される時に
タッチ位置の測定精度を同上することが出来る。

適応フィルタ処理の第１の方法として、第１図及び第３
図の動的フィルタ（８５）を使用しても良い。ＭＰＵ（
１０８）からの信号に基づいてデコーダ（１３０）が線
路（８７）を介して入力するフィルタ制御信号（ＦＩＬ
Ｔ、）に応じて、フィルタ（８５）の処理が調整される
。具体例として、フィルタ（８５）は、デジタル制御の
容量切り換え型動的低域通過フィルタでも良い。このよ
うなフィルタのタッチ信号の通過許容帯域は、約Ｏ〜１
）（ｚの低周波数からより高周波数の可変レベルまでに
亘るように設計されている。タッチ位置の測定の際に、
タッチ信号の低周波数成分が重要なのは、タッチ位置が
一定の場合か、或いは指又はスタイラスが非常にゆっく
り移動する場合である。

その反対に、指又はスタイラスの移動速度が増加するに
つれて、タッチ信号の高周波数成分が重要になってくる
。従って、タッチ位置の移動速度が増加するにつれて、
フィルタ制御信号により、フィルタ（８５）の遮断周波
数が増加する。このような応用例に好適なフィルタの例
として、モデルＲＦ５６０９Ａ及びモデルＲＦ５６１３
Ａの容量切り換え型低域通過フィルタがある。このフィ
ルタ（８５）は、図に示したように増幅器及びフィルタ
回路（８０）と積分回路（８６）の間に挿入しても良く
、或いは積分回路（８６）と変成器（４４）の中央タッ
プ（６０）との間のどこか別の位置に配置しても良い。

また、アナログ適応フィルタ技術の代わりに、本発明に
よればデジタル適応フィルタ処理方法を利用しても良い
。再び、このフィルタ処理では、タッチ感応表面上のタ
ッチ位置の移動速度の減少に伴ってフィルタ処理の範囲
（除去される範囲）が拡大される。第９図では、このデ
ジタル・フィルタ処理が施される位置はブロック（４８
９）で示されている。このフィルタ処理方法に関して第
１７図に詳細に示している。

一般に、第１７図に於いてフィルタ処理開始プロ”ツタ
（４８９）からリセット・ブロック（７２０）に処理が
進む。この選択ブロックでは、タッチ感応表面が予め定
めた期間だけタッチされない状態が経過後に初めてタッ
チされた場合、適応フィルタをリセットしてフィルタ処
理を行わないか又は最少のフィルタ処理範囲の状態に設
定して、処理を第９図のブロック（４９２）に進める。

フィルタがリセットされない場合には、処理がブロック
（７２４）に進み、タッチ位置の移動速度が測定される
。この移動速度は、前回の測定されたタッチ位置と現在
のタッチ位置との間の距離の絶対値を計算することによ
って求められる。これは必須要件ではないが、タッチ位
置の測定が一定な時間間隔で周期的に実行されている場
合を考えてみる。

この場合には連続的に測定されるタッチ位置の間隔が直
ちに移動速度を表している。タッチ感応表面上に直交（
ｘ　−ｙ）座標系を設けた場合、次のような周知の公式
を用いて距離りを計算し得る。

この式で、Ｘ及びｙは現在のタッチ位置のＸ座標及びＹ
座標を表し、ｏ　ｌ　ｄｘ及びｏｌｄｙは前回測定され
たタッチ位置のＸ座標及びＹ座標を表している。

タッチ位置の移動速度に応じて、ブロック（７２６）で
はタッチ信号に基づくタッチ位置の情報が適正にフィル
タ処理される。一般に、フィルタ処理の範囲は、移動速
度の範囲を複数設けることにより可変することが可能で
あり、各移動速度の範囲に対してデジタル・タッチ信号
が所定の範囲でフィルタ処理される。即ち、このような
フィルタ処理の範囲（遮断される範囲）は、移動速度が
低速度から高速度に変化するにつれて狭くなる。

このデジタル・フィルタが遮断周波数Ｆｃ＝１／２πＲ
Ｃを有する単極低域通過フィルタと等価であると仮定し
てみよう。この場合、このデジタル・フィルタは次式に
よって表される。

０ｕｔ＝Ｏｕｔ　・　（１−Ｋ）＋に−Ｉｎここで、Ｋ
＝１−ｅ−２πＦｃ／Ｆｓで、Ｆｃは遮断周波数、Ｆｓ
はサンプリング周波数である。こノ式に於いて、Ｋを制
御すればデジタル・フィルタの処理を適正に変更するこ
とが出来る。

この場合、ＭＰＵ　（１０８）はフィルタ制御係数Ｋｉ
　（ｉ＝１．２．　　・・＊、　ｎ）の表を記憶してい
る。Ｋｉの各値は計算された距離（移動速度）の各範囲
と対応しており、ｎ個の計算された距離の範囲がある。

ＭＰＵ　（１０８）は、計算された距離りに対応するフ
ィルタ制御係数Ｋｉを表から選択し、この選択されたＫ
ｉの関数としてタッチ位置の測定値を修正し、デジタル
・タッチ信号のフィルタ処理を行う。

ＭＰＵ（１０８）は、多数の異なる式に応じてタッチ位
置の測定値を修正する。これらの式によれば、移動速度
が増加するにつれてフィルタ処理のレベルは減少し、こ
の修正は例えば次式に従う。

％式％ ここで、ｏｌｄＸ及びｏｌｄＹは前回測定されたタッチ
位置のＸ座標及びＹ座標、Ｘ及びＹは新しいタッチ位置
の修正されたＸ座標及びＹ座標である。

フィルタ制御係数Ｋｉの表の具体例は、所望の結果を得
る為に次の表の値を用いても良い。

ここで、Ｄは前回測定されたタッチ位置とその後に測定
されたタッチ位置との間の距離の絶対値である。

タッチ位置の測定値を修正後、処理はブロック（７２６
）からブロック（４９２）へ戻り、後の処理を継続する
。

上記応用例で使用したデジタル・フィルタは、好適な無
限インパルス応答形（ＩＩＲ）フィルタの例である。単
極フィルタで充分であるが、所望により多極フィルタ及
び多数のデジタル等価式を使用することも可能である。

第１７図にも示すように、動的アナログ・フィルタ（８
５）を使用した場合、ブロック（７２４）で移動速度を
測定後、処理はプ０．７り（７３０）に進み、フィルタ
（８５）が調整される。この調整はフィルタ制御信号に
よって行われ、フィルタ処理は所望のレベルに変更され
る。このフィルタ処理は、デジタル・フィルタ処理の場
合に説明したのと同様に調整される。

別の適応フィルタ処理方法として、タッチ位置の測定の
際の平均化処理されるサンプル数を移動速度に応じて変
化させることも出来る。例えば、移動速度が低速の場合
、平均化処理されるサンプル数は増加される。反対に、
移動速度が高くなるにつれて、平均化処理されるサンプ
ル数は減少される。この移動速度は、ブロック（７２４
）に関連して前述したのと同様にして計算することが出
来る。しかし、平均化処理されるサンプル数を変化する
ことによって、タッチ位置の測定間隔を調整することが
出来る。即ち、より多くのサンプルを取り込む程、タッ
チ位置の測定間隔はより長くなる。この結果、タッチ位
置の移動速度は、計算された距離りに直接対応しなくな
る。しかし普通の状態では、この距離りは移動速度に十
分に対応していると考えられるので、平均化処理をする
サンプル数を変化させたとしても、距離りを移動速度と
して使用する事が可能である。

特定実施例として第１８図を参照する。取り込みサンプ
ル数を設定する第１３図のブロック（６１２）は第１８
図に示すように修正することが出来る。即ち、タッチ位
置の移動速度が測定され、この測定値からＫの値が選択
される。上述のように、Ｋの（ｔｍヲ選択するのにルッ
ク・アップ・テーブルを使用しても良い。その後、サン
プル数Ｎを１／Ｄに比例するように調整する。（Ｄは連
続的に測定されたタッチ位置間の距離である。）換言す
れば、この距離りが長くなればサンプル数Ｎが減少する
。特定の実施例として、サンプル数Ｎを以下の式のよう
に設定することも出来る。

Ｎ＝　［ｆｔ　（ＧＡＩＮ）　　（１／Ｋ）　］ここで
、ｆ　１　（ＧＡＩＮ）は第１３図のブロック（６１２
）に関して述べた関数である。タッチ位置の測定の際に
平均化するサンプル数を適宜変化させる方法は、有限イ
ンパルス応答フィルタを使用するのと同等である。

同様に、サンプル数を変更するのでなく、サンプルの平
均重みをタッチ位置の移動速度の関数として変化させる
ことも出来る。即ち、移動速度が増加すると、その後の
サンプルは以前のサンプルより高い重み付けがされる。

反対に、使用者の指又はスタイラスがタッチ感応表面上
で止まっている場合には、各サンプルの重み付けは一定
となり、１に設定しても良い。

以上の適応フィルタを用いた方法によって、タッチ位置
の測定が改善された。即ち、使用者の指又はスタイラス
が止まっている時、タッチ位置の測定値に対するノイズ
の影響を最少にすることが出来る。その上、使用者の指
又はスタイラスがタッチ感応表面上を素早く移動した場
合にもタッチ位置の重要な情報を失うことがなくなる。

表　　１ 以上、本発明の原理についていくつかの好適実施例を用
いて説明したが、本発明の要旨を変更することなく、種
々の変形及び変更が可能であることは当業者には明らか
であろう。

［発明の効果］ 本発明によれば、適応フィルタ処理技術を利用すること
により、タッチ位置の移動速度に応じて適宜タッチ信号
を処理する低域通過フィルタの遮断周波数を調整し得る
ので、タッチ位置が止まっている時にはタッチ位置の測
定値の変動の原因になるノイズを除去するように遮断周
波数を減少して遮断領域を広くし、タッチ位置の移動速
度が増加するにつれて遮断周波数を増加して遮断領域を
狭くして必要な情報を確保し得る。従って、タッチ位置
の測定値に対するノイズの影響を最少にし、且つタッチ
位置の移動速度に応じて最適の情報が得られるので、タ
ッチ位置の測定精度及び信頼性を格段に向上したタッチ
位置測定方法及びタッチパネル装置を提供している。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるタッチパネル装置全体のブロック
図、第２図は第１図のマルチプレクサ（５２）及びタッ
チパネル（１６）を詳細に示す回路図、第３Ａ図及び第
３Ｂ図は第１図から第２図の部分を除いた部分を詳細に
表す回路図、第４図乃至第８図は第１図及び第３Ａ図の
自動零化回路（１５０）の他の実施例を夫々示す回路図
、第９図は第１図のＭＰＵの全体的処理を示す流れ図、
第１０図は初期パネル走査周波数を決定する処理手順を
示す流れ図、第１１図は初期零化処理手順を示す流れ図
、第１２図はタッチ電流信号の測定処理手順を示す流れ
図、第１３図及び第１４図はタッチ位置を測定する処理
手順を示す流れ図、第１５図は非タッチ状態時にタッチ
電流信号を零化する処理手順を示す流れ図、第１６図は
パネル走査信号の周波数を変更する処理手順を示す流れ
図、第１７図は、本発明によるフィルタ処理手順を示す
流れ図、第１８図は、本発明の為に修正したタッチ位置
測定の際のサンプル数の設定ブロックの流れ図である。 （１８）：タッチ感応表面 （５６）：タッチ信号処理手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タッチ感応表面上のタッチに応じてタッチ信号を発
   生する手段と、上記タッチ信号から上記タッチ感応表面
   上のタッチ位置を測定する信号処理手段とを有するタッ
   チパネル装置のタッチ位置測定方法に於いて 上記タッチ感応表面上のタッチ位置の移動速度を測定し
   、 上記タッチ位置の移動速度に応じて上記タッチ信号を処
   理する低域通過フィルタの遮断周波数を調整することを
   特徴とするタッチ位置測定方法。 ２、タッチ感応表面上のタッチに応じてタッチ信号を発
   生する手段と、上記タッチ信号から上記タッチ感応表面
   上のタッチ位置を測定する信号処理手段とを有するタッ
   チパネル装置に於いて、 上記タッチ信号をフィルタ処理する低域通過フィルタ手
   段と、 上記タッチ感応表面上のタッチ位置の移動速度に応じて
   上記低域通過フィルタ手段の遮断周波数を調整する調整
   手段とを具えることを特徴とするタッチパネル装置。