JPH04171523A

JPH04171523A - タッチパネルの入力位置判定装置

Info

Publication number: JPH04171523A
Application number: JP2300197A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hasegawa; 弘長谷川
Original assignee: TOUPURE KK
Current assignee: TOUPURE KK
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1992-06-18

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明は、タッチパネルの入力（タッチ）位置を判定
するタッチパネルの入力位置判定装置に関する。

（従来の技術）従来、データ入力装置に用いられるポインティングデバ
イスとして、タッチパネルが実用化されている。このタ
ッチパネルとしては、表示パネル面の１対の透明電極で
構成された構造となっているｘ−ｙの２次元の位置セン
サ機能のものである。例えば、銀行端末の自動入出金装
置の操作部に用いられている。

このような、タッチパネルとしては、静電容量方式を用
いたもの開発されている。たとえば、タッチパネル上に
一様の抵抗膜を用意し、その抵抗膜に所定の電流を供給
することにより電位勾配を持たせ、タッチパネルへのタ
ッチ（人間の指が接触）により、その人間の持つ人体容
量に対応して流れ出る電流量を検出して、入力位置（タ
ッチ位置）を判定するようにしている。

このような静電容量方式を用いたタッチパネルの入力位
置を判定する装置では、入力する人の個人差によって異
なっている静電容量（５０〜１５０ＰＰ　）により、タ
ッチパネルの入力位置を正確に判定することができない
という欠点があった。

（発明が解決しようとする課題）この発明は、上記したように、入力する人の個人差によ
って異なっている静電容量により、タッチパネルの入力
位置を正確に判定することができないという欠点を除去
するもので、タッチパネルの入力位置を正確に判定する
ことができるタッチパネルの入力位置判定装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成コ（課題を解決するだめの手段）この発明のタッチパネルの入力位置判定装置では、導電
膜を有する矩形状のタッチパネル、このタッチパネルの
導電膜に供給する電流を発生する電流発生手段、この電
流発生手段からの電流を、上記タッチパネルの導電膜の
一辺からこの一辺に対向する他辺に、あるいは他辺から
一辺に、選択的に供給する電流供給手段、上記電流発生
手段からタッチパネルに供給された電流値を検出する第
１の電流値検出手段、上記タッチパネルから出力される
電流値を検出する第２の電流値検出手段、上記第１、第
２の電流値検出手段による電流値の差を算出する算出手
段、および上記タッチパネルの導電膜の一辺から他辺に
電流か供給されている際に上記算出手段により算出され
た値と、上記タッチパネルの導電膜の他辺から一辺に電
流か供給されている際に上記算出手段により算出された
値とにより、タッチパネル上の入力位置を判定する判定
手段から構成されている。

（作　用）この発明は、導電膜を有する矩形状のタッチパネルに対
し、タッチパネルの導電膜の一辺からこの一辺に対向す
る他辺に、あるいは他辺から一辺に、電流発生手段から
の電流を選択的に供給し、上記電流発生手段からタッチ
パネルに供給された電流値を第１の電流値検出手段で検
出し、上記タッチパネルから出力される電流値を第２の
電流値検出手段で検出し、上記第１、第２の電流値検出
手段による電流値の差を算出手段で算出し、上記タッチ
パネルの導電膜の一辺がら他辺に電流が供給されている
際に上記算出手段により算出された値と、上記タッチパ
ネルの導電膜の他辺がら一辺に電流が供給されている際
に上記算出手段により算出された値とにより、タッチパ
ネル上の入力位置を判定するようにしたものである。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第２図はこの発明に係るタッチパネルの構成を示すもの
である。すなわち、ＣＲＴデイスプレィ、プラズマデイ
スプレィ、あるいは液晶デイスプレィによって構成され
る表示装置１の上部にガラス２が設けられており、この
ガラス２の上面にはＩＴＯ（インジウム・すず酸化物）
、あるいは５ｎ０２　（酸化すず）等の導電膜３がスパ
ッタリング等により一様に形成されており、ガラス２の
下面にアース用の膜４が形成されている。これにより、
静電容量方式のタッチパネル５が構、成されている。上
記膜４は、導電膜３と同し構成となっており、導電膜３
よりも抵抗値の小さなものとなっている。

上記タッチパネル５の導電膜３は、矩形状となっており
、その各４辺には、それぞれ端子３ａ。

３ｂ％　３ｃ、３ｄが設けられている。これらの各端子
３ａ、・・・には入力位置判定装置１０が接続されてい
る。

この入力位置判定装置１０は、導電膜３に電位を与える
ことにより、タッチパネル５のｘ、ｙ方向の利用者によ
るタッチ位置を検出するものである。すなわち、導電膜
３の端子３ａｓ　３ｃの両端間に電位を与えた際の、利
用者の導電膜３へのタッチ（接触）により生しる電位勾
配に比例した電流値から、タッチパネル５のＸ方向のタ
ッチ位置を検出し、導電膜３の端子３ｂ、３ｄの両端間
に電位を与えた際の、利用者の導電Ｈ３へのタッチ（接
触）により生じる電位勾配に比例した電流値から、タッ
チパネル５のＸ方向のタッチ位置を検出するものである
。利用者が導電膜３ヘタツチ（接触）することにより、
導電膜３が利用者の静電容ｆｆ１（５０〜１５０ＰＦ）
を介してアースされ、わずかな電流が流れるようになっ
ている。上記人体に流れる電流量は十分安全な許容内と
なっている。

入力位置判定装置１０は、第１図に示すように、定電流
駆動回路（電流発生手段）１１、電流検出回路（第１、
第２の電流値検出手段）１２．１３、電流方向切換アナ
ログスイッチ（電流供給手段）１４．１５、プルダウン
回路１６、比較回路１７、ピークホールド回路１８、ピ
ーク値−パルス幅変換回路１９、パルス幅計測回路２０
、判定回路（判定手段）２１、制御回路２２、および切
換スイッチ２３によって構成されている。

定電流駆動回路１１は、定電流を発生するものであり、
導電膜３に対して電位を与えるようになっている。

電流検出回路１２は、たとえばパルストランスにより構
成され、導電膜３の端子３　ａ　ｓ・・・に供給される
電流値を検出するものであり、電流検出回路１３は、た
とえばパルストランスにより構成され、導電膜３の端子
３ａ、・・・から出力される電流値を検出するものであ
る。

電流方向切換アナログスイッチ１４．１５は、導電膜３
の端子３ａ、３ｃ間、端子３ｂ、３ｃ間への電流供給の
方向を、制御回路２２からのアドレスに応して切換える
ものである。この電流供給の切換は瞬時（約１ｍ５）に
行われる。

プルダウン回路１６は、導電膜３の電荷を除去する回路
である。

比較回路１７は、差動増幅器により構成され、電流検出
回路１２での検出電流値と電流検出回路］３での検出電
流値との差、つまり利用者の導電膜３へのタッチ（接触
）により生じる導電膜３に対する電位勾配に比例した電
流値を電圧値に変換して出力するものである。

ピークホールド回路１８は、比較回路１７からの電圧値
をピークホールドする回路である。

ピーク値−パルス幅変換回路１９は、ピークホールド回
路１８でピークホールドした電圧値をパルス幅に変換す
る回路である。

パルス幅計測回路２０は、ピーク値−パルス幅変換回路
１９からのパルスのパルス幅を計測するものである。

判定回路２１は、導電膜３の端子３ａ、３ｃ間、端子３
ｂ、３ｃ間における各電流方向に対して、パルス幅計測
回路２０から得られる計沖ノ結果により利用者の導電膜
３へのタッチ（接触）位置を判定し、その座標を外部装
置（図示しない）へ出力するものである。

例えば、判定回路２３は、現在のタッチ位置に対応して
得られた電流ｉ　　（ｘ）と電流ｉ　　（ｘ）　−で、
ｒｉ　　（ｘ）／　（ｉ　（ｘ）＋ｉ　　（ｘ）−）Ｊ
を算出することにより、端子３ａ側の位置を原点として
、Ｐ点の位置がタッチパネル４の有効長（端子３Ｃまで
の長さ）に対して何％の位置にあるかを算出し、この算
出した％に対応する座標値をＸ方向に対する座標値とし
て出力するものである。

また、判定回路２３は、現在のタッチ位置に対応して得
られた電流ｉ　　（ｙ）と電流ｉ　　（ｙ）　　−で、
ｒｉ　　（ｙ）／　（ｉ　　（ｙ）＋ｉ　　（ｙ）ｉ　
Ｊを算出することにより、端子３ａ側の位置を原点とし
て、Ｐ点の位置がタッチパネル４の有効長（端子３Ｃま
での長さ）に対して何％の位置にあるかを算出し、この
算出した％に対応する座標値をＸ方向に対する座標値と
して出力するものである。

制御回路２２は、図示しないＲＯＭの制御プログラムに
応じて全体を制御するものであり、定電流駆動回路１１
、電流検出回路１２．１３、および切換スイッチ２３に
対して、第３図（ｂ）に示すような、駆動タイミング信
号Ａを出力し、プルダウン回路１６に対して、同図（ｃ
）に示すような、駆動タイミング信号Ｂを出力し、電流
方向切換アナログスイッチ１４．１５に対して、同図（
ａ）に示すような、切換アドレスを出力するものである
。

たとえば、制御回路２２からの切換アドレスｒ００Ｊが
電流方向切換アナログスイッチ１４．１５に供給された
場合、導電８３の端子３ａから３ｃに電流が流れ（ｘ＋
）、導電膜３に対して、第４図に実線で示す電位勾配（
Ｖ）ｌ−ＶＯ）が生じるようになる。制御回路２２から
の切換アドレス「０１」が電流方向切換アナログスイッ
チ１４．１うに供給された場合、導電膜３の端子３Ｃか
ら３ａに電流が流れ（Ｘ−）、導電膜３に対して、第４
図に破線で示す電位勾配（Ｖ）ｌ−ＶＯ）が生じるよう
になる。また、制御回路２２からの切換アドレスｒ１０
Ｊが電流方向切換アナログスイッチ１４．１５に供給さ
れた場合、導電膜３の端子３ｂから３ｄに電流が流れ（
ｙ十）、導電膜３に対して、第５図に実線で示す電位勾
配（Ｖ　Ｈ〜Ｖｏ）が生じるようになる。また、制御回
路２２からの切換アドレス「１１」が電流方向切換アナ
ログスイッチ１４．１５に供給された場合、導電膜３の
端子３ｄから３ｂに電流が流れ（ｙ−）、導電膜３に対
して、第５図に破線で示す電位勾配（Ｖｏ＝Ｖｏ）か生
じるようになる。

なお、上記駆動タイミング信号ＡＳＢ、切換アドレスは
、常時上記タイミングで出力されている。

次に、上記のような構成において動作を説明する。たと
えば今、利用者が第４図および第５図に示すＰ点にタッ
チした場合の座標位置の検出動作について説明する。こ
のタッチか行われている状態で、制御回路２２からの切
換アドレス「００」が電流方向切換アナログスイッチ１
４．１５に供給され、駆動タイミング信号Ａが定電流駆
動回路１１、電流検出回路１２．１３、および切換スイ
ッチ２３に対して供給される。すると、定電流駆動回路
１１により発生した電流が電流検出回路１２、電流方向
切換アナログスイッチ１４、端子３　ａ　％導電膜３、
端子３ｃ、電流方向切換アナログスイッチ１５、電流検
出回路１３、および切換スイッチ２３を介して流れる。

これにより、導電膜３には、第４図に実線で示す電位勾
配が生じるようになる。この際、Ｐ点にタッチされてい
るため、そのＰ点の電圧に比例する電流１ｐ（ｘ）が利
用者の人体に流れる。この電流１ｐ（ｘ）はｉ　ｐ　（
Ｘ）　’−Ｖｐ（１）／　（１／　ωＣｏ　）−Ｖ、（
菫）・ωＣ。

（ω−２πｆ、ｆは定電流駆動回路１１により発生され
る電流の周波数、Ｃｏは人体の静電容量である。）となり、その導電膜３上のＰ点の電圧ＶＰ１ｍｌに比例
している。

したがって、電流検出回路１２の検出電流値と電流検出
回路１３の検出電流値と差が電流値１ｐ（Ｘ）として得
られ、その電流値１ｐ（ｘ）に対応する電圧値が比較回
路１７からピークホールド回路１８に供給される。この
ピークホールド回路１８でピークホールドされた電圧値
は、ピーク値−パルス幅変換回路１９によりパルス幅に
変換されて、パルス幅計測回路２０へ出力される。この
パルス幅計測回路２０ではそのパルス幅を計測し、計測
結果を判定回路２２へ出力する。

ついで、制御回路２２は駆動タイミング信号Ｂをプルダ
ウン回路１６へ出力する。これにより、プルダウン回路
１６は導電膜３に残留している電荷を除去する。

次に、制御回路２２からの切換アドレス「０１」が電流
方向切換アナログスイッチ１４．１５に供給され、駆動
タイミング信号Ａが定電流駆動回路１１、電流検出回路
１２．１３、および切換スイッチ２３に対して供給され
る。すると、定電流駆動回路１１により発生した電流が
電流検出回路１２、電流方向切換アナログスイッチ１４
、端子３ｃ、導電膜３、端子３ａ、電流方向切換アナロ
グスイッチ１５、電流検出回路１３、および切換スイッ
チ２３を介して流れる。これにより、導電膜３には、第
４図に破線で示す電位勾配が生じるようになる。この際
、Ｐ点にタッチされているため、そのＰ点の電圧に比例
する電流ｉｐ　（ｘ）−が利用者の人体に流れる。この
電流ｉｐ（ｘ）−１　　ｐ　（Ｘ）　　−−Ｖｐ＋−）
−／　　（１／ωＣｏ）″Ｖｐ（・）゛　・　ωＣ０となり、その導電膜３上のＰ点の電圧Ｖ　Ｐ　ｔ　＊　
）　−に比例している。

したがって、電流検出回路１２の検出電流値と電流検出
回路１３の検出電流値と差が電流値１ｐ（ｘ）　　−と
して得られ、その電流値ｉｐ　（ｘ）−に対応する電圧
値が比較回路１７からピークホールド回路１８に供給さ
れる。このピークホールド回路１８てピークホールドさ
れた電圧値は、ピーク値−パルス幅変換回路１９により
パルス幅に変換されて、パルス幅計、１ＦＪ回路２０へ
出力される。

このパルス幅計測回路２０ではそのパルス幅を計測し、
計測結果を判定回路２２へ出力する。

次に、制御回路２２からの切換アドレス「１０」が電流
方向切換アナログスイッチ１４．１５に供給され、駆動
タイミング信号Ａが定電流駆動回路１１、電流検出回路
１２．１３、および切換スイッチ２３に対して供給され
る。すると、定電流駆動回路１１により発生した電流が
電流検出回路１２、電流方向切換アナログスイッチ１４
、端子３ｂ、導電膜３、端子３ｄ、電流方向切換アナロ
グスイッチ１５、電流検出回路１３、および切換スイッ
チ２３を介して流れる。これにより、導電膜３には、第
５図に実線で示す電位勾配か生じるようになる。この際
、Ｐ点にタッチされているため、そのＰ　（ｘｐ、ｙｐ
）点の電圧に比例する電流１ｐ（ｙ）が利用者の人体に
流れる。この電流１ｐ（ｙ）はｉｐ　（ｙ）−Ｖ□２．／（１／ωＣｏ）−’Ｊ　Ｐ（
、、・ωＣＯとなり、その導電膜３上のＰ点の電圧Ｖ　Ｐ　（ｙ　）
に比例している。

したがって、電流検出回路１２の検出電流値と電流検出
回路１３の検出電流値と差が電流値１ｐ（ｙ）として得
られ、その電流値１ｐ（ｙ）に対応する電圧値が比較回
路１７からピークホールド回路１８に供給される。この
ピークホールド回路１８でピークホールドされた電圧値
は、ピーク値−パルス幅変換回路１９によりパルス幅に
変換されて、パルス幅計測回路２０へ出力される。この
パルス幅計測回路２０ではそのパルス幅を計測し、計測
結果を判定回路２２へ出力する。

次に、制御回路２２からの切換アドレス「１１」が電流
方向切換アナログスイッチ１４．１５に供給され、駆動
タイミング信号Ａが定電流駆動回路１１、電流検出回路
１２．１３、および切換スイッチ２３に対して供給され
る。すると、定電流駆動回路１１により発生した電流が
電流検出回路１２、電流方向切換アナログスイッチ１４
、端子３ｄ、導電膜３、端子３ｂ、電流方向切換アナロ
グスイッチ１５、電流検出回路１３、および切換スイッ
チ２３を介して流れる。これにより、導電膜３には、第
５図に破線で示す電位勾配が生じるようになる。この際
、Ｐ点にタッチされているため、そのＰ点の電圧に比例
する電流１ｐ（ｙ）−が利用者の人体に流れる。この電
流１ｐ（ｙ）−はｊ　　ｐ　（Ｖ）　　−−Ｖｐ＋ｙ＋−／　　（１／（
ＪＪＣＯ）−”Ｊ　Ｐ（ｙ）−１１ωＣＯとなり、その導電Ｈ３上のＰ点の電圧ＶＰ（Ｆ）−に比
例している。

したがって、電流検出回路１２の検出電流値と電流検出
回路１３の検出電流値と差が電流値１ｐ（ｙ）′として
得られ、その電流値１ｐ（ｙ）−に対応する電圧値が比
較回路１７からピークホールド回路１８に供給される。

このピークホールド回路１８でピークホールドされた電
圧値は、ピーク値−パルス幅変換回路１９によりパルス
幅に変換されて、パルス幅計測回路２０へ出力される。

コノパルス幅計測回路２０ではそのパルス幅を計測し、
計測結果を判定回路２２へ出力する。

ついて、制御回路２２は駆動タイミング信号Ｂをプルダ
ウン回路１６へ出力する。これにより、プルダウン回路
１６は導電１１１３に残留している電荷を除去する。

この結果、判定回路２３は、電流１ｐｃｘ）と電流１ｐ
（ｘ）−で、ｒｉｐ　（ｘ）／　（ｉｐ　（ｘ）＋ｉｐ　（ｘ）−）
Ｊという比例配分を算出することにより、端子３ａ側の
位置を原点として、Ｐ点の位置がタッチパネル４の有効
長（端子３ｃまでの長さ）に対して何％の位置にあるか
を算出し、この算出した％に対応する座標値をＸ方向に
対する座標値として出力する。また、判定回路２３は、
電流１ｐ（ｙ）と電流１ｐ（ｙ）−で、ｒｉｐ（ｙ）／（ｉｐ（ｙ）＋１ｐ（ｙ）−）Ｊという
比例配分を算出することにより、端子３ｂ側の位置を原
点として、Ｐ点の位置がタッチパネル４の有効長（端子
３ｄまでの長さ）に対して何％の位置にあるかを算出し
、この算出した％に対応する座標値をＸ方向に対する座
標値として出力する。

なお、上記ｘ、ｙ方向の各座標値を決定する一連の動作
が行われている際（約４〜８ｍ５）には、利用者が交代
されないため（利用者の指によるタッチ時間はもっと長
いため）、人体の静電容量Ｃ８は上記決定時には一定の
値となっている。

上記したように、タッチパネルの導電体のＸ方向（ある
いはＸ方向）に正方向と負方向の２つの電流を供給し、
この２つの電流により導電体に異なる電位勾配を生じさ
せ、タッチパネルに供給する電流値とタッチパネルから
出力される電流値との差により、タッチにより流れ出た
電流量を検出し、上記２つの電位勾配により得られる２
つの電流量の比例配分により、タッチパネルの入力位置
を判定するようにしたので、タッチパネルにタッチする
人が異なり、その人ごとの静電容量が変化していたとし
ても、タッチパネルの入力位置を正確に判定することか
できる。

［発明の効果］以上詳述したようにこの発明によれば、タッチパネルの
入力位置を正確に判定することができるタッチパネルの
入力位置判定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第１図はタッ
チパネルの入力位置判定装置の構成を示すブロック図、
第２図はタッチパネルの構成を示す図、第３図は制御回
路から出力される各種信号を説明するための図、第４図
および第５図は導電膜の２つの端子間での電位勾配を説
明するための図である。１・・・表示装置、２・・・ガラス、３由導電膜、３ａ
、３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・端子、５・・・タッチパネル
、１０・・・入力位置判定装置、１１・・・定電流駆動
回路、１２．１３・・・電流検出回路、１４．１５・・
・電流方向切換アナログスイッチ、１６・・・プルダウ
ン回路、１７・・・比較回路、１８・・・ピークホール
ド回路、１９・・・ピーク値−パルス幅変換回路、２゜
・・・パルス幅計測回路、２１・・・判定回路、２２・
・・制御回路、２３・・・切換スイッチ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】導電膜を有する矩形状のタッチパネルと、このタッチパネルの導電膜に供給する電流を発生する電
流発生手段と、この電流発生手段からの電流を、上記タッチパネルの導
電膜の一辺からこの一辺に対向する他辺に、あるいは他
辺から一辺に、選択的に供給する電流供給手段と、上記電流発生手段からタッチパネルに供給された電流値
を検出する第１の電流値検出手段と、上記タッチパネル
から出力される電流値を検出する第２の電流値検出手段
と、上記第１、第２の電流値検出手段による電流値の差を算
出する算出手段と、上記タッチパネルの導電膜の一辺から他辺に電流が供給
されている際に上記算出手段により算出された値と、上
記タッチパネルの導電膜の他辺から一辺に電流が供給さ
れている際に上記算出手段により算出された値とにより
、タッチパネル上の入力位置を判定する判定手段と、を具備したことを特徴とするタッチパネルの入力位置判
定装置。