JPS58179024A - 座標検出装置 - 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】 （＆ン　発明の技術分野 本発明は座標検出装置番こ係り、特にマトリックス状に
電極を配設した多数の＊ｉｉ交点の特定交点を指示し、
指示の有無によって電極にあける静電容量の変化をもた
らし、該容量変化を検出して指示点の位置な検出する座
標検出装置に関するものである。

（ｂＪ　　技術の背景 静電容置の変化を利用して指示された位置を検出する装
置は、人体等が指示する接触部は電極だけ存在すればよ
く、従来周知のキースイッチの如き機械的な接点な必要
としないので、検出バネルハ の透明化が容易である。そのだ本表示装置等と組合わせ
て情報人力手段として近年注目を集めている。すなわち
表示装置の表示ｔ４前ｌＩ（こ透明化された位置検出用
のパネルを設置し、情報の表示位置をこ対応するパネル
上の接触部を指示すること番こより所望の情報を入力す
るものである。

（ｃ）　　従来技術と聞題点 第１図は従来の座標検出装置の概要を示す。検出パネル
ＰＮは例えば離板状のガラス板上にタッチ検出部！ｉ　
ｘ＋〜Ｘ４劾よびＹ１〜Ｙ、Ａ−設けたものであり、検
出ｍ極Ｘ、−Ｘ、ｊ１５よびＹ、〜Ｙ４の各交点近傍の
領域に接触部ＴＣＨが構成される。また検出１を働Ｘ。

〜淘にはＸ方向のタッチ検出＠Ｘ−ＴＣＨ５が各電極に
対応して接続され、＃４４！ｌＩに検出−極Ｙ１〜ｈに
もＹ方向のタッチ検出部Ｙ−ＴＣＨ８が接続されている
。これらタッチ検出部Ｘ−ＴＣＨ８，Ｙ−ＴＣＨ８は各
検出電極をこおける静電容量の変化を検出するものであ
る。第２図はタッチ検出部の構成缶を示すブロック図で
あって、検出電極Ｘ＋に接続されるタッチ検出部を代表
的壷こ示している。すなわち各検出電極Ｘ１〜Ｘ４およ
びＹ、〜Ｙ４ｔこ対応して第２図をこ示すような構成の
タッチ検出部が接続される３、これらタッチ検出部はコ
ンデンサＣａとコイルＬａとで並列共振回路を構成し、
この並列共振四路にインピーダンス素子Ｒを介して、当
該並列共振回路に同調したＩＷＩ！１Ｊｉ１波信号を送
出する発振器ＯＳＣが接続しである。そしてインピーダ
ンス索子Ｒと前記並列共振−路との接続点はインダクタ
ンス素子Ｌｂを介して検出電極瘉こ接続されるととも番
こコンパレータＣＰの一方の入力端に接続され、さら薔
こコンパレータＣＰの出力側は平滑回路１の人力＠・こ
接続される。なお前記インダクタンス索子Ｌｂは検出′
を極を指示することによって付加される◆例えば人体対
地容量とで直列共振回路を構成するもので、その直列共
振回路は発振器ＯＳＣの信号に同調するよう構成される さてこのようなタッチ検出部がタッチ検出ｖｉ極ｘ１〜
Ｘ４君よびＹ１〜Ｙ４に接続された！！ｌ！標検出装置
（第１図蚕照）Ｇこおいて、例えば操作者が検出電極Ｘ
１とｆｌとの交点を３おける接触部ＴＣＨ４こ触手する
ことをこまって指示したものと仮定すると、検出′−極
ｘ、、ｙ、は触手以前の静電容量とその１直が異なるこ
ととなる。タッチ検出部Ｘ−ＴＣＨ８，Ｙ−ＴＣＨ８は
静電容量の値（こ変化があった場合、その出力は５Ｌル
べ〃となる。この例の場合、検出ｖ／Ｌ極ｘ、、ｙ、ｔ
こ対応するタッチ検出部の出力のみが％　Ｌ　Ｉレベル
となり、他の検出部の出力はゞＨルベルとなる。これ番
こまって指示された接触部の位置が検出されたこととな
る。

ところでこのような構成の座標検出装置においては、各
タッチ検出電極ごとにタッチ検出部が１組必要であり、
検出電極数が増加するにつれて、コストやサイズが大き
な問題となる。また全てのタッチ検出部？間−周波数醗
こ共振するよう一整して、全検出ｓｔ極（こついて安定
なタッチ検出をすることもはなはだ難しくなる等の欠点
があった。

（（１）発明の目的 本発明は前述の点をこ鑑みなされたもので、タッチ検田
■極数が増加してもタッチ検出部の増加を極力抑えるこ
とのできる構成の座標検出装置の提供を目的とするもの
である （ｅ）　　発明の構成 本発明による座標検出装置は、検出すべき座標位Ｉｆこ
対応して規則的に隣接配置した複数のタッチ検出電極を
有するとともに、複数の検出電極群瘉こ対して当該検出
電極の静電容量の変化を検出する共通のタッチ検出部を
設け、さらＧこ上記各検出電極を順次選択的をこ切替え
て前記検出部に接続するスイッチ手段をそなえ、かつ切
替えタイミングに応じて選択された検出′ｄｔ極を認識
する認識部を有してなることな特徴とするものである。

（ｆ）　　発明の実施例 以下、本発明の実施例Ｇこつき図面を参照して説明する
。

第３図は本発明壷こよる座標検出装置の原理的な構成を
示す図であって、検出パネルＰＮＧこはタッチ検出電極
Ｘ１〜ｘ４およびＹ１〜Ｙ、が配設され、それら検出電
極の各交点近傍畦Ｉこ合計１１）プレノックの接触部１
’Ｏ１を構成し、ている１、またタッチ検出部１１は前
記検出電極Ｘ１〜Ｘ４およびＹ１〜Ｙ、の靜市容社の変
化を検出する機能を有し、例えば第２図で示したような
共振回路を含む構出回路から構成される。

さらＩこ１２はスイッチ手段としての切替えスイッチで
あって、その切替えスイッチ１２の８個の接点には検出
電極Ｘ１〜ｘ４およびＹ、〜Ｙ４が各々接続される。

そして切替スイッチ１２昏こよって検出電極Ｙ１〜Ｙ、
すらびにＡ〜へが順次選択的をこ切替えられて前記タッ
チ検出部ＩＮこ接続され、タッチ検出部１１で、各々選
択接続された検出−極の静電容量の変化、つまりタッチ
状態か否かを検出して、その結果を認識部１３に入力す
る。一方認識部１３は切替えスイッチ１２の切替えタイ
ミングに応じて選択された検出電極を認識するとともに
、その選択された検出電極に対応したタッチ検出部１１
からの信号内容を−時記憶して送出する０、かくして操
作者が指示した接触部ＴＣＨの座標位置が検出されるこ
ととなる。

以上のよう（二本発明による座標検出装置の従来のもの
と大きく異なるところは次の点でよ、るすなわち、１つ
のタッチ恢出都１１を設け、切替えスイッチ１２ｉこま
って、タッチ検出ＩＩＬｍ　Ｙ、〜Ｙｔ　！＝よびＸ１
〜ｘ４をタ　チ杖出ｉ４ｉ；Ｉｌｉこ順次選択的（二切
陸えて接続し、選択接続された各恢出′−極のタッチ状
態をタッチ侠出都１１で検出するよう蒼こしたところで
ある。このようを二本発明（こよれば、従来、タッチ検
出電極Ｘ１〜Ｘ４およびＹ１〜Ｙ４の各々に対応してタ
ッチ検出部を接続していた構成をこ比べて、座標検出装
置の構成を著しく簡略化することができ、コストやサイ
ズの問題が解決されると同時に調整を要する箇所も少な
くなり、安定なタッチ検出が可能な座標検出装置を構成
することができる。

さて第４図は本発明（こよる座標検出装置の１例構成を
示すブロック図であって、検出パイ・ルＰＮは第３図で
示したと同様にタッチ険出゛−橘Ｘ１〜Ｘ４およびＹ１
〜Ｙ、を有し、かつそれら検出電極の各交点近傍領域に
合計１６ブロツクの接触部ＴＣＨを構成している。また
一点鎖線でそれぞれ囲んで示したＵはタッチ検出部、し
はスイッチ手段、１３は認識部であり、さらに点線で囲
んだ］４はクランプ回路を示す。

まず、タッチ検出部１１は次の構成を採っている。

すなわちコンデンサＣａとコイルＬａの並列共振回路お
よびその共振回路に同調した高周波信号を送出する発振
器Ｏ５Ｃならびにインピーダンス素子Ｒおよび前記共振
回路とインピーダンス素子Ｒの接硫点醗こ連結されたイ
ンダクタンス素子ＬｂＧこまって検出回路を構成する。

さらにその検出回路に接続さレルコンバレータＣＰ、　
　そのコンパレータＣＰに順次接続される平滑回路１５
ならびに微分ＦＪＡ路１６でタッチ検出部１１が構成さ
れる。またスイッチ手段りは例えばアナログマルチプレ
クサで構成する。さらに認識部材の主要構成は次の通ゆ
である。

すなわちクロックパルス発生回路１７およびそのクロッ
クパルスで駆動される３ビツトバイナリカウンタ１８な
らびにＡＮＤ　Ｈ路１９Ｙ、１９Ｘさら（こラッチ囲路
２０Ｙ、２０Ｘで認識部１３が構成される。

さて以上のような構成において、スイッチ手段であるア
ナログマルチプレクサ１２により、検出電極Ｙ１〜Ｙ、
およびＸ１〜ｘ４を１本ずつ順次選択して並列共振回路
曇こインダクタンス素子Ｌｂを介して接続する。この検
出電極の選択操作は３ビツトバイナリカウンタ１８ｉこ
より順次自動的に繰返される。

またこの際同時にクランプ回路１４によって、前記アナ
ログマルチプレクサ１２でタッチ状態の有無を検出する
ために選択された１本の検出電極を除いて、他の全検出
電極を＾周波的にグランドレベＶ６ニクランブする。こ
のクランプ操作は３ビツトバイナリカウンタ迅で駆動さ
れるデコーダ２１ｉこより順次自動的に繰返される。こ
のように選択された１本の検出電極を除いて、他の全検
出電極をグランドレベルにクランプするのは、検出電極
Ｘ、−Ｘ。

およびＹ１〜Ｙ４の隣接する電極間に存在する隣接容量
や交差する電極間に存在する対向容量の影響を除去し、
それらの不要な容量の存在に起因して生じる誤検出を防
止するために採った方式である。

さて前記のよう番こアナログマルチプレクサ化により選
択されて検出回路に接続された１本の検出電極がタッチ
状態であった場合、検出回路からの正弦波出力波形■の
振幅は小さくなり、コンパレータＣＰからの出力波形（
→のレベルはゞＬルベルとなる。従って、波形■はコン
パレータＣＰを通して平滑回路１５に人力されているの
で、平滑回路１５の出力波形のは検出回路がタッチ状態
の検出電極に接続されたとたんゞＨルベルから１Ｌルベ
ルに変化する。この平滑回路巧からの出力波形のを反転
して微分回路１６に入力するとその微分回路１６から出
力パルス＠が送出される。このように微分［１１１１路
１６を通して得られた出カバｙスＯにより、その時のバ
イナリカウンタ１８の状態をラッチ回路２０Ｙ、２ＵＸ
に取込めば、その状態がＸ検出電極かＹ検出電極かのタ
ッチ状態にある検出電極のアドレスである。Ｘ検出電極
のアドレスかＹ検出電極のアドレスかは３ビツトバイナ
リカウンタ詔の３ビツト目の出力Ｃにより、　ＡＮＤ回
路１９Ｙ、　　１９Ｘによってラッチ用パルス■を選択
し、該当する側のうッチ回路２０Ｙ、２０ＸＧこアドレ
スデータ（バイナリカウンタ１８の出力Ａ、Ｂ）を取込
むこと・こまって区別する。かくしてタッチつまり指示
された座標位置が検出されることとなる。

なお前述の実施例ではタッチ検出電極Ｘ、〜ｘ４および
Ｙ、　−Ｙ４のそれぞれに対して１つのタッチ検出部を
設けた場合（こついて述べたが、例えばタッチ検出電極
をＸ＠およびＹ＠の２グループに分けて、それぞれのグ
ループごとに１つのタッチ検出部を設ける構成でもよい
。またスイッチ手段はアナログマルチプレクサに限らず
、アナログスイッチとデコーダ番こて構成しても等価で
ある。さらに夕。

チ検出部は共振回路の共振現象を利用して指示状態を検
出するものの他に、他の方式例えば平衡−路によって静
電容量の変化を検出するようにしてもよい。また接触部
を二対して人体が直接接触することによって指示する以
外に例えば一端をアース接続したコンデンサの他端をペ
ン形式として接触させることにより接触部を指示しても
よい。

（２））発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によれば複数のタ
ッチ検出電極に対して１つのタッチ検出部を設けるだけ
でよく、コンパクトでかつ安定なタッチ検出かできる座
標検出装置を安価（こ実現できる利点を有し、その実用
的効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は静電容量を利用した座標検出装置の従来例を示
す概要図、第２図はタッチ検出部の構成例を示すブロッ
ク図、第３図は本発明をこよる座標検出装置の原理を説
明するための概要図、第４図は本発明による座標検出装
置の１例構戚を示すブロック図である。 図において、ｘＩ−ｘ４劾よびＹ、〜Ｙ４はタッチ検出
電極、１１はタッチ検出部、１２はスイッチ手段、１３
は認識部をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 検出すべき座標位置に対応して規則約６こ隣接配置した
   複数のタッチ検出電極を有するとともに、複数の検出電
   極群を二対して当該検出電極の静電容置の変化な検出す
   る共通のタッチ検出部を設け、さら番こ上記各検出電極
   を順次選択的に切替えて前記検出＠にこ接続するスイッ
   チ手段なそなえ、かつ切替えタイミングに応じて選択さ
   れた検出電極を認識する認識部を有してなることを特徴
   とする座標検出装置。