JPS6237726A - 座標検出装置 - Google Patents
座標検出装置Info
- Publication number
- JPS6237726A JPS6237726A JP60176456A JP17645685A JPS6237726A JP S6237726 A JPS6237726 A JP S6237726A JP 60176456 A JP60176456 A JP 60176456A JP 17645685 A JP17645685 A JP 17645685A JP S6237726 A JPS6237726 A JP S6237726A
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- Japan
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- voltage
- frequency
- circuit
- output
- oscillation
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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〕
周波数負帰還系を利用した容量検出用発振器において、
比較器出力にバイアス電圧を重畳することにより、基本
発振周波数の設定を可能にし、浮遊容量と無関係に適正
周波数への設定を可能にする。
比較器出力にバイアス電圧を重畳することにより、基本
発振周波数の設定を可能にし、浮遊容量と無関係に適正
周波数への設定を可能にする。
本発明は座標検出装置に関するもので、さらに詳しく言
えば、ディスプレイノイズの影響を最小にするための容
量測定用発振器の発振周波数の設定を簡易な方法で行い
、さらに容量測定用発振器の発振周波数を電源電圧の変
化に対して安定にし、高精度の座標検出を可能にする装
置に関する。
えば、ディスプレイノイズの影響を最小にするための容
量測定用発振器の発振周波数の設定を簡易な方法で行い
、さらに容量測定用発振器の発振周波数を電源電圧の変
化に対して安定にし、高精度の座標検出を可能にする装
置に関する。
もと本出願人は周波数負帰還系を利用した座標検出装置
を開発し、それは第5図を参照すると、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)
−”−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を知る容量検出装置である。
を開発し、それは第5図を参照すると、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)
−”−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を知る容量検出装置である。
上記した周波数負帰還系を利用した容量測定用発振器は
、移相回路の既知抵抗Rと未知容量Cによって決るIh
= 1/RCにて発振し、その周波数の変化から容量
変化を知り、指タッチ座標の検出を行っている。この方
式はノイズスペクトルの隙間(ノイズウィンドウ)に基
本周波数を設定することが要点で、一般にCRT上では
水平周期信号15.75KHzおよびその高調波と商用
周波数50/60Hzまたは垂直周期信号60Hzであ
るから、周波数は15.75KHz/3の近くに設定す
る必要がある。ここで容lcは例えばタッチパネルの容
量でアナログスイッチの入出力容量と浮遊容量からなる
ものであるが、パネルの種類が異なるとその値は大きく
異なるため(300〜700 pF) 、種類別に付加
容量を加えるか、抵抗値を変えるかする必要がある。
、移相回路の既知抵抗Rと未知容量Cによって決るIh
= 1/RCにて発振し、その周波数の変化から容量
変化を知り、指タッチ座標の検出を行っている。この方
式はノイズスペクトルの隙間(ノイズウィンドウ)に基
本周波数を設定することが要点で、一般にCRT上では
水平周期信号15.75KHzおよびその高調波と商用
周波数50/60Hzまたは垂直周期信号60Hzであ
るから、周波数は15.75KHz/3の近くに設定す
る必要がある。ここで容lcは例えばタッチパネルの容
量でアナログスイッチの入出力容量と浮遊容量からなる
ものであるが、パネルの種類が異なるとその値は大きく
異なるため(300〜700 pF) 、種類別に付加
容量を加えるか、抵抗値を変えるかする必要がある。
しかし、付加容量を加える方法はタッチ時の容量変化(
人体容量は50〜150pF )の割合が減少するので
精度上不利であり、抵抗を加える方式については、抵抗
値に実用上の上限(約40 KΩ)があり、大きくする
ほどノイズレベルが増大し、かえって精度の低下を招く
ことになり適切な方法ではない。
人体容量は50〜150pF )の割合が減少するので
精度上不利であり、抵抗を加える方式については、抵抗
値に実用上の上限(約40 KΩ)があり、大きくする
ほどノイズレベルが増大し、かえって精度の低下を招く
ことになり適切な方法ではない。
例えば、
R−40にΩ
C= 6009F
とすれば、
fp ” 6.6KH
となり、タッチ容量の上限を200 pFとすれば、f
タッチ−5KHz であるから上記R,Cの値が一般CRT上で使用する場
合のRC定数の目安である。
タッチ−5KHz であるから上記R,Cの値が一般CRT上で使用する場
合のRC定数の目安である。
また前記した従来方法は、式(11で示される如く、位
相比較器出力Acosφ(φ:位相)とバイアス電圧ν
e の和が05となるような周波数で発振させるよう帰
還系を構成しているものであるが、比較器出力が電源電
圧の2乗に比較しているため、電源電圧が変化すると発
I辰周波数が変化し、座標誤差を生ずるという問題があ
る。
相比較器出力Acosφ(φ:位相)とバイアス電圧ν
e の和が05となるような周波数で発振させるよう帰
還系を構成しているものであるが、比較器出力が電源電
圧の2乗に比較しているため、電源電圧が変化すると発
I辰周波数が変化し、座標誤差を生ずるという問題があ
る。
Acosφ + νB ”’ O、、、(1)ただ
し、φ:移相回路による位相角 A:比較器出力電圧<VC2 ■8:バイアス電圧oc Vc vc:電源電圧 本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、容量
測定用発振器の発振周波数が電源電圧の変化に対して安
定した高精度の座標検出装置を提供することを目的とす
る。
し、φ:移相回路による位相角 A:比較器出力電圧<VC2 ■8:バイアス電圧oc Vc vc:電源電圧 本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、容量
測定用発振器の発振周波数が電源電圧の変化に対して安
定した高精度の座標検出装置を提供することを目的とす
る。
第1図は本発明実施例の原理を示す図、第2図は本発明
実施例構成図、第3図と第4図は本発明実施例の詳細構
成図である。
実施例構成図、第3図と第4図は本発明実施例の詳細構
成図である。
本発明において、電圧制御発振器とその出力信号が入力
される移相回路、該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、その出力信号が入力され
る積分フィルタを含む低域通過フィルタ回路からなり、
該出力が前記電圧制御発振器へ帰還される周波数負帰還
系であって、該移相回路を既知抵抗Rと未知容1cから
なる一次の全域通過フィルタによって構成し、電圧制御
発振器の発振周期Tより未知容量Cもしくはその変化量
を知る容量検出回路において、 位相比較回路出力もしくは積分フィルタの入力にDCバ
イアス電圧を付加する手段を設け、電圧制御発振器の基
本周波数を可変できるようにした座標検出装置が提供さ
れ、当該装置は、人体容量検出装置として、または静電
容量式座標検出装置として用いられるものであり、さら
にDCバイアス電圧として、該発振系に共通に印加され
るl)C電圧源の電圧の2乗に比較した電圧をとり、前
記装置は人体容量検出装置として、または静電容量式座
標検出装置としても用いうる。
される移相回路、該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、その出力信号が入力され
る積分フィルタを含む低域通過フィルタ回路からなり、
該出力が前記電圧制御発振器へ帰還される周波数負帰還
系であって、該移相回路を既知抵抗Rと未知容1cから
なる一次の全域通過フィルタによって構成し、電圧制御
発振器の発振周期Tより未知容量Cもしくはその変化量
を知る容量検出回路において、 位相比較回路出力もしくは積分フィルタの入力にDCバ
イアス電圧を付加する手段を設け、電圧制御発振器の基
本周波数を可変できるようにした座標検出装置が提供さ
れ、当該装置は、人体容量検出装置として、または静電
容量式座標検出装置として用いられるものであり、さら
にDCバイアス電圧として、該発振系に共通に印加され
るl)C電圧源の電圧の2乗に比較した電圧をとり、前
記装置は人体容量検出装置として、または静電容量式座
標検出装置としても用いうる。
〔作用]
上記装置は、CR発振器定数を変更して(増加して)精
度低下を招〈従来装置に代り、CRは一定のまま発振周
期を変えるもので、移相回路の入出力位相差を従来の9
0°に限定せず、広範囲な値を利用できるようにして、
CRを変えることなく発振周波数を変えるようにしたも
のである。位相差φがあるとき両者の乗算結果V/2・
(cosφ−cos (2ωt+φ))から低域通過
フィルタ(LPF )によってAC分を除去したヱco
sφ (DC分)を積分した量が電圧制御発振器(νC
O)へ帰還されるためcosψ−〇すなわちφ−90°
で安定発振(フェイズ・ロックド・ループ(円、L)で
いうLock)が行われる。本発明は被積分量として−
cosφでなくバイアス電圧シロ を加え−Lcosφ
→−v8=0となる位相差φでLockをかけるように
したものである。このLockされたときのφは、φ−
cos−’(2ν8/v)≠ 90゛となる。
度低下を招〈従来装置に代り、CRは一定のまま発振周
期を変えるもので、移相回路の入出力位相差を従来の9
0°に限定せず、広範囲な値を利用できるようにして、
CRを変えることなく発振周波数を変えるようにしたも
のである。位相差φがあるとき両者の乗算結果V/2・
(cosφ−cos (2ωt+φ))から低域通過
フィルタ(LPF )によってAC分を除去したヱco
sφ (DC分)を積分した量が電圧制御発振器(νC
O)へ帰還されるためcosψ−〇すなわちφ−90°
で安定発振(フェイズ・ロックド・ループ(円、L)で
いうLock)が行われる。本発明は被積分量として−
cosφでなくバイアス電圧シロ を加え−Lcosφ
→−v8=0となる位相差φでLockをかけるように
したものである。このLockされたときのφは、φ−
cos−’(2ν8/v)≠ 90゛となる。
例えば、移相回路として一次の全域通過フィルタ(第1
図)を使う場合、位相遅れφはφ−2jan−’ ((
IJ。CR)。
図)を使う場合、位相遅れφはφ−2jan−’ ((
IJ。CR)。
ωCR=1であればφ−90’ 、、、、、 (21で
あるからω’ CR≠1なるω°でLockされ発1辰
する。
あるからω’ CR≠1なるω°でLockされ発1辰
する。
ω’cR=A(νB ) = const、 、、
、、(31であればT= 2π/ωにCRなる直線性は
保持されるから、指タッチ検出機能への影響はない。
、、(31であればT= 2π/ωにCRなる直線性は
保持されるから、指タッチ検出機能への影響はない。
本発明はまた、発振周波数が前掲(1)式で規定され、
特に比較器出力が電源電圧の2乗に比例し、バイアス電
圧は7h源電圧に比例していることに注目し、周波数の
可変設定を行うためのバイアス電圧を電源電圧の2乗に
比例する量にすることにより、電源電圧依存性(発振周
波数の)をなくすようにしたものである。
特に比較器出力が電源電圧の2乗に比例し、バイアス電
圧は7h源電圧に比例していることに注目し、周波数の
可変設定を行うためのバイアス電圧を電源電圧の2乗に
比例する量にすることにより、電源電圧依存性(発振周
波数の)をなくすようにしたものである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第2図と第3図に本発明の第1実施例を示す。
従来装置との違いは、バイアス電圧νB として、電
源電圧νCを乗算器にて2乗した出力を用いている。
源電圧νCを乗算器にて2乗した出力を用いている。
なお第2図において、11は本出願人の開発した座標検
出装置であり、それはITOの透明電極をもったタッチ
パネル12、それぞれ101固と14個のアナログスイ
ッチアレイからなるタッチパネル12の図に見て左右と
上下に配置されたアナログスイッチ13aと13b1座
標検出装置11のためのアナログスイッチ13cを含み
、座標検出装置11はバッファアンプ14を介して容量
測定部15に接続され、容量δ(11定部15は、周波
数負帰還型容量検出回路16を含み、回路16は容量端
子17によりバッファアンプ14につながり、また回路
16のパルス出力はクロック19から6Mtlzのクロ
ック信号を受けるアンドゲート20に供給され、アンド
ゲートはカウンタ21に、カウンタ21は演算用のマイ
クロ・プロセッシング・ユニット (MP[I ) 2
2につながり、MPU 22から出力23が出される。
出装置であり、それはITOの透明電極をもったタッチ
パネル12、それぞれ101固と14個のアナログスイ
ッチアレイからなるタッチパネル12の図に見て左右と
上下に配置されたアナログスイッチ13aと13b1座
標検出装置11のためのアナログスイッチ13cを含み
、座標検出装置11はバッファアンプ14を介して容量
測定部15に接続され、容量δ(11定部15は、周波
数負帰還型容量検出回路16を含み、回路16は容量端
子17によりバッファアンプ14につながり、また回路
16のパルス出力はクロック19から6Mtlzのクロ
ック信号を受けるアンドゲート20に供給され、アンド
ゲートはカウンタ21に、カウンタ21は演算用のマイ
クロ・プロセッシング・ユニット (MP[I ) 2
2につながり、MPU 22から出力23が出される。
第3図は第2図の周波数負帰還型容量検出回路16の詳
細を示す回路図で、第1図と第3図において、24はリ
ニア電圧制御発振器(νCO) 、25は全域通過フィ
ルタ(APF ) 、26は乗算器、27は低域通過フ
ィルタ(LPF ) 、28は積分器、29は反転回路
で、電源電圧(Vc)に接続された抵抗30(Rδ)が
本発明の要点である。なお、リニアvCOは部品名IC
L 8038なるチップで、また乗算器はTCL 80
13なるチップで、入手可能のものである。容量端子1
7はタッチパネル12につながれ人体容量が計測され、
パルス発振出力23は2πCRであり、これで容量値が
判る。
細を示す回路図で、第1図と第3図において、24はリ
ニア電圧制御発振器(νCO) 、25は全域通過フィ
ルタ(APF ) 、26は乗算器、27は低域通過フ
ィルタ(LPF ) 、28は積分器、29は反転回路
で、電源電圧(Vc)に接続された抵抗30(Rδ)が
本発明の要点である。なお、リニアvCOは部品名IC
L 8038なるチップで、また乗算器はTCL 80
13なるチップで、入手可能のものである。容量端子1
7はタッチパネル12につながれ人体容量が計測され、
パルス発振出力23は2πCRであり、これで容量値が
判る。
発振周波数は
電圧制御発振器出力−αVc sinωT 、、、、(
4)α:定数、Vc:電源電圧 位相比較器出力=β・’A (αVc7 cos φ、
、、 (51=γ1νc2cosφ、 、 、 、 (
61バイアス電圧−ν0 β:定数、γ2 :定数 r Vc2cosφ+V、 = 0 、、、、、 (
71φ−’l tan−1(ωcR) C,R: APF定数でCは未知容積 なる周波数f(2πf−ω)である。
4)α:定数、Vc:電源電圧 位相比較器出力=β・’A (αVc7 cos φ、
、、 (51=γ1νc2cosφ、 、 、 、 (
61バイアス電圧−ν0 β:定数、γ2 :定数 r Vc2cosφ+V、 = 0 、、、、、 (
71φ−’l tan−1(ωcR) C,R: APF定数でCは未知容積 なる周波数f(2πf−ω)である。
ここで、VB、 = 71 Vc2.、、、、 f81
T1 :定数 なる特性を与えることができれば、発振周波数ωをVに
無関係にできる。
T1 :定数 なる特性を与えることができれば、発振周波数ωをVに
無関係にできる。
第3図はこの目的のためVB として3/4νCを乗
算器にて2乗したものを用いており発振周波数の電源電
圧依存性をなくすことができた。
算器にて2乗したものを用いており発振周波数の電源電
圧依存性をなくすことができた。
(7+ 、 (8)式より、
γvC2CO3φ+γ1vC2=0
cos φ=−γ1/r
が発振周波数を決め、νCと無関係である。
第4図に本発明の第2実施例を示す。積分器28の仮想
設置点31へ電源Vcより抵抗向 を介してバイアスを
供給するようにした。R8を可変抵抗とすることで発振
周波数を変えることができる。積分器28の出力(νo
ut)は、 シout−r/CRJ、(?;Vt+v=)、u 、
、、(91であるから、 Vin =−−LVc 1.、 (
Io)8/l のときにVou tは一定になり発振周波数は安定する
。
設置点31へ電源Vcより抵抗向 を介してバイアスを
供給するようにした。R8を可変抵抗とすることで発振
周波数を変えることができる。積分器28の出力(νo
ut)は、 シout−r/CRJ、(?;Vt+v=)、u 、
、、(91であるから、 Vin =−−LVc 1.、 (
Io)8/l のときにVou tは一定になり発振周波数は安定する
。
ここでVinは比較器32の出力であり、Vin−νp
cos(2tan −’ (ωCR) ) 、、
(11)vp:比較器出力波高値 である。従ってRβ もしくはVcを可変とすることで
発振周波数の設定が可能になった。
cos(2tan −’ (ωCR) ) 、、
(11)vp:比較器出力波高値 である。従ってRβ もしくはVcを可変とすることで
発振周波数の設定が可能になった。
以上説明してきたように、本発明によれば、周波数設定
が容易になり、精度低下を抑えるとと4)に測定の高信
頼化に有効である。
が容易になり、精度低下を抑えるとと4)に測定の高信
頼化に有効である。
第1図は本発明実施例の原理を示す図、第2図は本発明
実施例構成図、 第3図と第4図は本発明実施例詳細構成図、第5図は従
来装置の原理を示す図である。 第1図ないし第4図において、 11は座標検出装置、 12はタッチパネル、 13a、 13b、 13cはアナログスイッチ、14
はバッファアンプ、 15は容量測定部、 16は周波数負帰還型容量検出回路、 17は容量端子、 18はパルス出力、 19はクロック、 20はアンドゲート、 21はカウンタ、 22はMPU、 23は出力、 24はリニアvCO1 25は八PF 。 26は乗算器、 27はLPF、 28は積分器、 29は比較器、 30は抵抗(Rβ )、 31は仮想接地点である。 ・ ミ1 ′二′・。
実施例構成図、 第3図と第4図は本発明実施例詳細構成図、第5図は従
来装置の原理を示す図である。 第1図ないし第4図において、 11は座標検出装置、 12はタッチパネル、 13a、 13b、 13cはアナログスイッチ、14
はバッファアンプ、 15は容量測定部、 16は周波数負帰還型容量検出回路、 17は容量端子、 18はパルス出力、 19はクロック、 20はアンドゲート、 21はカウンタ、 22はMPU、 23は出力、 24はリニアvCO1 25は八PF 。 26は乗算器、 27はLPF、 28は積分器、 29は比較器、 30は抵抗(Rβ )、 31は仮想接地点である。 ・ ミ1 ′二′・。
Claims (4)
- (1)パネル上に抵抗膜を配置し、該抵抗膜の両端から
パネル上の指タッチ位置までの容量を測定し、これら容
量の比から指タッチ位置の座標を検出するためのインピ
ーダンス測定にCR弛張発振器を用いる装置(11)に
おいて、 位相比較回路出力(18)もしくは積分フィルタ(28
)の入力にDCバイアス電圧を印加する手段(30)を
設け、電圧制御発振器(24)の基本周波数を変更可能
にした座標検出装置。 - (2)DCバイアス電圧として、DCバイアス電圧発振
器(24)に共通に印加されるDC電圧源の電圧の2乗
に比較した電圧をとることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の装置。 - (3)人体容量を測定するに用いることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載または第2項記載の装置。 - (4)静電容量を測定するに用いることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載または第2項記載の装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60176456A JPS6237726A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 座標検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60176456A JPS6237726A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 座標検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6237726A true JPS6237726A (ja) | 1987-02-18 |
Family
ID=16014013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60176456A Pending JPS6237726A (ja) | 1985-08-10 | 1985-08-10 | 座標検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6237726A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5427235A (en) * | 1990-04-23 | 1995-06-27 | R. J. Reynolds Tobacco Company | High barrier packages for smoking articles and other products |
US5542529A (en) * | 1990-04-23 | 1996-08-06 | R. J. Reynolds Tobacco Company | High barrier packages for smoking articles and other products |
JP2015502625A (ja) * | 2012-12-06 | 2015-01-22 | ポステック アカデミー‐インダストリー ファウンデーション | センシング装置 |
-
1985
- 1985-08-10 JP JP60176456A patent/JPS6237726A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5427235A (en) * | 1990-04-23 | 1995-06-27 | R. J. Reynolds Tobacco Company | High barrier packages for smoking articles and other products |
US5542529A (en) * | 1990-04-23 | 1996-08-06 | R. J. Reynolds Tobacco Company | High barrier packages for smoking articles and other products |
JP2015502625A (ja) * | 2012-12-06 | 2015-01-22 | ポステック アカデミー‐インダストリー ファウンデーション | センシング装置 |
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