JPH02201624A - 光学式タッチパネル装置 - 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、複数の発光素子及び受光素子を有する光学式
タッチパネル装置、特にスタイラス及び表示面間の接触
を表す制御信号を発生する接触検出器を含む光学式タッ
チパネル装置に関する。

［従来の技術１ タッチパネル装置は、操作者と、表示器の画面上に表示
される情報との対話を可能にするデータ入力装置である
。例えば、操作者は、表示面上の岡なる位置に表示され
た複数のコンピュータ・コマンド項目を、その異なる位
置の１つに触れることにより選択できる。タッチパネル
装置は、接触した位置を示すアドレス信号を発生するア
ドレス・エンコード回路を含んでいる。アドレス信号は
コンピュータに送られ、コンピュータはそのアドレス信
号から、どのコマンド項目が選択されたかを判断する。

操作者が表示面に接触する物を「スタイラス」と呼び、
例えば、操作者の指、ペン又は鉛筆がスタイラスとして
使用される。

光学式のタッチパネル装置は、複数の赤外線受光素子、
及びこれらと夫々対向して配置された複数の赤外線発光
ダイオードを含む。これらの発光ダイオード及び受光素
子は、表示器の表示面の周囲に配置される。発光ダイオ
ードは、スタイラスが指した位置を識別できるように、
表示面の表面の近傍を横切って伝播し、交差する光ビー
ムの配列を形成する。特に、タッチパネル装置は、スタ
イラスによりどの光ビームが遮断されたかを判断するこ
とにより、画面上でスタイラスが指した位置を他の位置
と区別する。

例えば、光学式タッチパネル装置は、表示面の上側縁部
及び左側縁部に沿って配置された、発光ダイオードの１
対の直線配列を有する。北側縁部及び左側縁部に沿って
配置された発光ダイオードの直線配列は、夫々表示面の
Ｘ軸及びＹ軸方向に延びる。上側縁部に沿って配置され
た発光ダイオドは、表示面の下側縁部に沿って略直線状
に配列された受光素子と共に機能して、表示面を指した
スタイラスのＸ座標を割り出す。同様に、左側縁部に沿
って配置された発光ダイオードは、右側縁部に沿って略
直線状に配列された受光素子と共に機能して、スタイラ
スのＹ座標を割り出す。

［発明が解決しようとする課題］ タッチパネル装置は、遮断された光ビームを判断するこ
とにより、選択された位置を検出するので、表示面に接
触するスタイラス以外の物体によす光ビームが遮断され
たときに、選択された位置を誤って検出することがある
。例えば、第１の誤検出は、光ビームが表示面に接触す
るスタイラスでない物体（例えば、虫）により遮断され
たときに生じる。第２の誤検出は、表示面に向けられて
いるが、接触していないスタイラスにより、光ビームが
遮断されたときに生しる。

第１の誤検出に関しては、表示面と接触するスタイラス
でない物体は、スタイラスとは異なる電気的又は物理的
特性を有する。しかし、従来の光学タッチパネル装置は
、この様な特性を識別できない。第２の誤検出に関して
は、通常の表示面は凸状であるために、光ビームが伝播
する経路は表示面の中央では接近して位置するが、表示
面の縁部では無視できない距離だけ離されるからである
。

その結果、第２の誤検出の殆どは、操作者が表示面の端
部近傍の位置にスタイラスを向けた場合に生じる。

したがって、本発明の−の目的は、選択位置の誤検出を
防止する光学式タッチパネル装置の提供にある。

本発明の他の目的は、表示面及び所定の特性を有するス
タイラスの接触を検出する接触検出器を含む光学式タッ
チパネル装置の提供にある。

［課題を解決するだめの手段及び作用］本発明の光学式
タッチパネル装置は、接触検出器を含む。接触検出器は
、スタイラス及びシステム表示面間の接触を検出する。

第１の好適な実施例では、表示検出器は、表示面の略全
域を覆うように配置された均一抵抗率の導電性透明層を
含む。

表示面は、表示器自体の画面でも、画面近傍に配置され
た光学的に透明なフェースプレーＩ・であってもよい。

接触検出器は、接触により生ずる導電層のインピーダン
スの変化を検出することにより、表示面即ち導電層及び
容量性スタイラス間の接触を検出する。特に、導電層は
同調する共振回路の一部を形成し、既知の周波数の信号
を受は取る。スタイラスは、接地電位源に対して、０で
はなく、有限の電気容量を有する。スタイラス及び導電
層間の接触は、回路の共振特性に影響を与え、それによ
り接触が起きたことが示される。

スタイラスが導電層に接触すると、接触検出器は、第１
論理状態の制御信号を発生し、タッチパネル装置は、ス
タイラスが指した位置を示すアドレス信号を生成する。

スタイラスが導電層に接触しないとき、接触検出器は第
２論理状態の制御信号を発生し、タッチパネル装置はア
ドレス信号を生成しない。したがって、本発明の接触検
出器は、表示面及びスタイラス間の接触を検出できるの
で、タッチパネル装置が選択位置を誤って検出すること
を防止できる。

本発明の第２の実施例では、圧力変換器が表示面を支持
するフェースプレートと共に働き、表示面及びスタイラ
ス間の接触を検出する。特に、圧力検出器は、スタイラ
スによりフェースプレートに与えられる圧力を検出する
。本発明の第３の実施例では、圧電変換器が表示面に結
合され、表示面上に弾性表面波（音波）を発生する。表
示面と接触する十分な質量のスタイラスは、音波の振幅
を変化させ、スタイラス及び表示面の接触が起きたこと
を示す。

本発明はスタイラスを接触させた表示面上の位置を検出
する光学式タッチパネル装置であり、表示面の少なくと
も１対の対向する縁部に沿って夫々配置された複数の発
光手段及び複数の受光手段と、スタイラスが表示面に接
触したことを検出して、・接触検出信号を発生する接触
検出手段と、接触検出手段より接触検出信号が供給され
ると、スタイラスによる発光手段からの光ビームの遮断
に応じた受光手段の受光状態に基づき、表示面上のスタ
イラスの位置を示す位置情報信号を発生する位置情報発
生手段とを具えることを特徴とする。

［実施例］ 第１図は、接触検出器（１２）を含む本発明の光学式タ
ッチパネル装置（１０）を示す。第１図では、タッチパ
ネル装置（１０）は、例えば、陰極線管（以下ＣＲＴと
いう）（１６）の如き表示器の表示面に近接して配置さ
れている。しかし、表示器は、液晶表示器、印刷掲示板
、又は他の表示器であってもよい。

タッチパネル装置（１０）は、複数の赤外線発光ダイオ
ード（２０）と、これらと夫々対向する複数の赤外線受
光素子（２２）とを含む。発光ダイオード（以下ＬＥＤ
という）（２０）は、表示面（１４）の上側縁部（２８
）及び左側縁部（１４）に夫々沿った略直線状の第１列
（２４）及び第２列（２６）に並べられる。受光素子（
２２）は、表示面（１４）の下側縁部（３６）及び右側
縁部（３８）に夫々沿った略直線状の第３列（３２）及
び第４列（３４）に並べられる。

下側及び左側縁部（２８）、（３０）に配置されたＬＥ
Ｄ　（２０）は、表示面（１４）に沿ったＸ及びＹ軸方
向に夫々伸びている。Ｘ及びＹ軸の原点（４０）は、表
示面（１４）の左下隅部近傍に位置する。各ＬＥＤ　（
２０）は、複数の受光素子（２２）のうちの対応する１
個に向けて光ビーム（４２）を発生する。上側及び左側
縁部（２８）、（３０）に沿って配置したＬＥＤ　（２
０）が発生する光ビーム（４２）は、光ビームの位置を
検出するための格子を形成する夫々Ｘ方向成分及びＹ方
向成分として働く。したがって、上側縁部（２８）に沿
って配置したＬＥＤ　（２０）は、下側縁部（３６）に
沿って配置した受光素子（２２）と共に働き、表示面を
指す（第２図参照）スタイラス（４４）のＸ軸座標を決
める。同様に、左側縁部（３０）に沿って配置したＬＥ
Ｄ　（２０）は、右側縁部（３８）に沿って配置した受
光素子（２２）と共に働き、スタイラス（４４）のＹ軸
座標を決める。

ＬＥＤ　（２０）が発生した光ビーム（４２）は、表示
面（１４）に接近して、これを横切る。表示面（１４）
上の選択した位置（４８）を指すとき、スタイラス（４
４）は、ＬＥＤ　（２０）が発生した光ビーム（４２）
のうちの数本を遮断する。遮断された光ビームが向けら
れた受光素子（２２）は、光ビームが到達しないことを
検出し、スタイラス（４４）による遮断が起きたことと
、その位置を示す。受光素子（２２）は、位置（４８）
を示す信号をアドレス・エンコーダ手段即ち回路（５０
）に送る。アドレス・エンコーダ回路（５０）は、この
信号を受は取ると、位置（４８）を表すアドレス信号を
発生する。

第２図は、ＣＲＴ（１６）及び接触検出器（１２）を示
す。フェースプレート（５４）は、ＣＲＴ　（１６）の
表示面（５６）と対向して配置される。フェースプレー
ト（５４）の外部主要面は、表示面（１４）として機能
し、表面の略全域を覆う光学的に透明で、均一抵抗率の
導電層（５８）を含む。層（５８）は、好適にはインジ
ウム酸化錫で形成される。

接触検出器（１２）は、表示面（１４）と、例えば、操
作者の指の様な容量性スタイラス（４４）との間の接触
を検出する。図中において、スタイラス（４４）は、接
地電位に対して電気的に直列接続されたコンデンサ（６
２）及び抵抗器（６４）で表される。コンデンサ（Ｇ２
）の電気容量値は５〜数百ｐＦであり、抵抗器（６４）
の抵抗値は任意である。接触検出器（１２）は、接触に
よる導電層（５８）のインピーダンスの変化を検出する
ことにより、表示面（１４）及びスタイラス（４４）間
の接触を検出する。

接触検出器（１２）は、導電層（５８）に誘導的に結合
され、表示面（１４）及びスタイラス（４４）間の接触
を示す制御信号を発生する接触検出副回路（６６）を含
む。制御信号はアドレス・エンコーダ回路（５０）の制
御入力端（６８）に供給され、アドレス信号の発生を制
御する。導電層（５８）は、変圧器（７２）の−・次コ
イルを介して副回路（６６）に結合される。−次コイル
（７０）のインダクタンスは１１０ｍ１である。

−次コイル（７０）の正端子（７４）及び負端子（７６
）は、夫々導電層（５８）及び接地電位源に接続される
。導電層（５８）は、例えば、約１１００ｃｍ２で比較
的大きく、接地電位源に接続された約２５０ｐＦのコン
デンサ（７８）として働く。導電層（５８）即ちコンデ
ンサ（７８）及び１次コイル（７０）は、Ｌ　Ｃタンク
回路（８０）を形成する。このＬ　Ｃタンク回路（８０
）は、所定の周波数で共振するように同調された共振回
路として働く。所定周波数は、ＣＲＴ（１６）に供給さ
れるタイミング信号の周波数の整数倍であり、導電層（
５８）に供給される「自由」即ち「漂遊」電磁エネルギ
ーを発生する。

ＣＲＴ　（１６）は、ラスタ・パターン状に画面を横切
るように電子ビームを走査することにより、表示画面（
５６）に画像を形成する。この画像は、約２００〜２，
０００本の水平走査線を含み、５０又は６０Ｈｚの周波
数で書き換えられる画像フレームで形成される。走査電
子ビームのビーム電流は、表示される画像情報を含むビ
デオ信号の振幅に応じて変化する。ビデオ信号は、更に
、各水平走査ラインに関し、連続する各水平走査ライン
の終了後に、電子ビームを開始走査位置に戻す帰線パル
スを含む。帰線パルスは、各水平走査ラインに関し１対
１の関係で存在し、約１５〜２００ｋ　ｌ（ｚの周波数
で発生し、導電層（５８）に容量的に誘導されるタイミ
ング信号を形成する。

接触検出器（１２）は、Ｌ　Ｃタンク回路（８０）が共
振しているかどうかを判断することにより、表示面（１
４）及びスタイラス（４４）間の接触を検出する。スタ
イラス（４４）が表示面（１４）に接触しているとき、
接触検出副回路（６６）は、接触状態を表す制御信号を
制御入力端（６８）に供給する。スタイラス（４４）が
表示面（１４）に接触していなければ、接触検出副回路
（６６）は、非接触状態を表す制御信号を制御入力端（
６Ｂ）に供給する。

非接触状態では、導電層（５０）がＣＲＴ（１６）から
受は取る帰線パルスにより、ＬＣタンク回路（８０）は
、所定周波数で共振する検出信号（８４ａ）を発生する
（第３図参照）。共振検出信号（８４ａ）は、変圧器（
７２）の２次コイル（９６）の正端子（９４）を介して
、ダイオド（９０）及び（９２）の夫々のアノード（８
６）及び（８日）に供給される。ダイオード（９０）及
び（９２）のカッ−１−”（９８）及び（１００）は、
共振検出信号（８４ａ）を１高速」即ち小時定数のＲＣ
回路（１，０６）及び「低速」即ち大時定数のＲＣ回路
（１，０８）に夫々供給する。２次コイル（９６）の負
端子（１，１０）は、接地される。

高速ＲＣ回路（１０６）は、接地電位源及び比較器（１
１，８）の正入力端（１１６）間に並列に接続された０
、０１μＦのコンデンサ（１１２）及び４．７ＭΩの抵
抗器（１１，４）を含む。低速ＲＣ回路（１０８）は、
夫々一端が接地された１０μＦのコンデンサ（１２２）
及び４．７ＭΩの抵抗器（１２４）の両地端間に接続さ
れた１、５ＭΩの抵抗器（１２０）を含む。抵抗器（１
，２０）及び（１２４）は、出力電圧が比較器（１１８
）の負入力端（１２６）に供給される分圧器として働く
。回路（１，０６）及び（１０８）の夫々時定数Ｔ及び
Ｔは、０．０４７秒及び６２秒である。

第２図及び第３図を参照すると、非接触状態で接触検出
副回路（６６）は、ＬＣタンク回路（８０）が発生した
共振検出信号（８４ａ　）を回路接続点（１３０）に受
は取る。高速ＲＣ回路（１０６）は、共振検出信号（８
４ａ）を受は取り、非接触状態に対応する高速減衰信号
（１３４ａ　）を比較器（１１８）の正入力端に（］、
１６）に供給する。

低速ＲＣ回路（１，０８）も、共振検出信号（８４ａ）
を受は取り、回路接続点（１３６）に、信号（１３４ａ
）より減衰速度が遅い、非接触状態に対応する低速減衰
信号（１，３８ａ　）を発生ずる。

抵抗器（１２０）及び（１２４）は、電圧信号（１３８
ａ）を分圧し、非接触状態に対応する減少した低速減衰
信号（＋４０８）を比較器（１１８）の負入力端（１２
６）に供給する。

第３図は、電圧信号（１３４ａ）、（１３８ａ）、（１
４０ａ）及び（８４ａ）の比較関係を示す。

電圧信号（１３４ａ）、（］３８ａ）及び（１，４０ａ
）は、ダイオード（９０）及び（９２）の両端の電圧降
下により、信号（８４ａ）の最大電圧より小さくなって
いる。

非接触状態では、検出信号（８４ａ）は、回路（１，０
６）及び（１０Ｂ）の電圧が減衰するよりも速い速度で
コンデンサ（１１２）及び（１２２）を充電する。その
結果、高速減衰信号（１３４ａ）の電圧振幅は、減少し
た低速減衰信号（１４０ａ）の電圧振幅よりも大きい状
態を保つ。したがって、比較器（１１８）は、アドレス
・エンコーダ回路（５０）の制御入力端に供給されて、
回路ディスエーブル・コマンドとして働く制御信号（１
４２ａ）を発生する。この制御信号により、回路（５０
）はアドレス信号を発生しなくなる。

接触状態で接触検出副回路（６６）は、スタイラス（４
４）と関係してＬＣ回路（８０）により発生される非共
振検出信号（８４ｂ）を、回路接続点（１３０）に受は
取る。高速ＲＣ回路（１０６）は、非共振検出信号（８
４ｂ）を受は取ると、接触状態に対応する高速減衰信号
（１３４ｂ）を比較器（１１８）の正入力端（１１６）
に供給する。

低速ＲＣ回路（１０８）は、非共振検出信号（８４ａ）
を受は取ると、接触状態に相当する低速減衰信号（１３
８ｂ）を回路接続点（１３６）に発生する。抵抗器（１
２０）及び（１，２４）は、電圧信号（１３８ｂ）を分
圧し、接触状態に相当する減少した低速減衰信号（Ｌ４
０ｂ）を比較器（１１Ｂ）の負入力端（１２６）に供給
する。

接触状態では、検出信号（８４ｂ）は、回路（１０６）
及び（１０８）の電圧が減衰する速度より遅い速度で、
夫々コンデンサ（１１，２）及び（１２２）を充電する
。その結果、高速減衰信号（１３４ｂ）の電圧振幅は、
減少した低速減衰信号（１４０ｂ）の電圧振幅よりも小
さい電圧に減衰する。したがって、比較器（１１８）は
、アドレス・エンコーダ回路（５０）の制御入力端（６
日）に供給され、回路イネーブル・コマンドとして働く
制御信号（１４２ｂ）を発生する。アドレス・エンコー
ダ回路（５０）は、スタイラス（４４）により遮断され
る光ビーム（４２）に相当するアドレス信号を発生する
。

高速減衰信号（１３４ａ）及び（１３４ｂ）を夫々減少
した低速減衰信号（１４０ａ）及び（１４０ｂ）と比較
することにより、接触検出副回路（６６）は自動ゲイン
制御特性を有することになる。特に、信号（１，３４ａ
）、（１３４ｂ）、（１４０ａ）及び（１４０ｂ）は、
検出信号（８４ａ）及び（８４ｂ）の最大振幅に関して
発生される。その結果、検出信号（８４ａ）及び（８４
ｂ）の最大振幅の変動は、減少した低速減衰信号（１４
０ａ）及び（１４０ｂ）の信号に対する高速減衰信号（
１３４ａ）及び（１３４ｂ）の振幅に影響しない。信号
（８４ａ）及び（８４ｂ）の振幅の変動は、例えば、駆
動信号の変動又は回路素子の性能の変化により引き起こ
される。この様に、接触検出副回路（６６）は、検出信
号（８４ａ）及び（８４ｂ）の振幅又はゲインの変動と
は、実質的に独立している。

ＬＣタンク回路（８０）が共振するように設定される周
波数は、変圧器（７２）の特性に関係し、接触検出器（
１２）の設計に柔軟性を持たせることができる。特に、
ＬＣタンク回路（８ｏ）が共振するように設定される所
定周波数は、帰線パルス周波数の整数倍（例えば、２倍
）である。所定周波数は、スタイラス（４４）の比較的
小さい容量性リアクタンスが導電層からの相当量の電流
をわきにそらすように選択され、それにより、接触検出
信号の振幅の変化が比較的大きくなる。１次コイル（７
０）の巻数は、２次コイル（９６）の巻数の約１０倍で
ある。変圧器（７２）の１０対１の巻数比により、電圧
値が異なる複数の検出信号がＲＣ回路（１０６）及び（
１０８）に供給される。所定周波数を帰線パルス周波数
の更に大きな倍数に設定すると、接触及び非接触状態の
間、接触検出信号の振幅は比例して大きくなり、そのた
め、変圧器（７２）の巻数、大きさ及びコストを減じる
ことができる。

回路（１０６）及び（１０８）の減衰時定数ＴＦ及びＴ
、は、次式で表される。

ＴＦ＝　ＣＩＲ Ｔ　ｓ　−（Ｒｚ　十Ｒ３）　Ｃ２ ここで、抵抗器（１１４）、（１２０）及び（１２４）
の抵抗値は、夫々Ｒ１，Ｒ２及びＲ３で表され、コンデ
ンサ（１１２）及び（１２２）の電気容量値は、夫々Ｃ
１及びＣ２で表わす。

接触検出副回路（６６）は、制御信号（１４２ａ）及び
（１４２ｂ）が、減衰信号（１３４）及び（１４０）の
差の極性を表すように、導電層に対してＡＣ結合を行っ
ζいる。そうでなければ、ダイオード（９２）及び低速
ＲＣ回路（１０８）をＤＣ電圧源で置き換えて、ＤＣ結
合接触検出副回路を形成することにより、副回路（６６
）は連続的接触情報を供給することができる。

接触検出器（１２）は、ビデオ信号の帰線パルスに対応
する自由電磁エネルギーである接触検出信号を受は取る
。この種の電磁エネルギーが発生されない表示器、例え
ば、印刷掲示板では、導電層に結合した電圧信号源を使
用し、接触検出器のための接触検出信号を発生ずる。

変圧器（７２）は、導電層（５８）と、接触検出副回路
（６６）内のシステム供給電圧との電気的絶縁を行う。

この絶縁は、２次コイル（９６）に供給されるシステム
供給電圧からシステムの操作者を保護する。この様な絶
縁が不要であれば、変圧器（７２）を接地したインダク
タで置き換えてもよい。

第４Ａ図及び第４Ｂ図は、接触検出器（１２）に使用す
る他の接触検出副回路（１５０ａ）及び（１５０ｂ）を
示す。接触検出副回路（１５０ａ）及び（１５０ｂ）の
対応する構成要素には、同一参照番号にａ及びｂの添字
がイリけられている。次に、接触検出副回路（１５０ａ
）について説明する。

非接触状態では、導電層（５８）がＣＲＴ（工６）から
受は取る帰線パルスにより、Ｌ　Ｃタンク回路（８０）
は、所定周波数で共振する検出信号を発生する。共振検
出信号は、２次コイル（９Ｇ）の正端子（９４）を介し
てダイオード（１５４ａ）のアノードに供給される。グ
イオド（１５４ａ）のカソードは、共振検出信号をＲＣ
回路（１５８ａ）に供給する。ＲＣ回路（１５８ａ）は
、接地電位源及びＮチャンネル酸化金属半導体電界効果
トランジスタ（以下ＭＯ３ＦＥＴという）（１６６ａ）
間に並列接続されたコンデンサ（１６０ａ）及び抵抗器
（１６２ａ）を含む。コンデンサ（１６０ａ）及び抵抗
器（１６２ａ）により、接触検出副回路（１５０ａ）の
制御信号が、接触及び非接触状態の間で切り替わる速さ
を指定するＲＣ回路（１５８）の減衰期間が定まる。Ｍ
ＯＳＦＥＴ　（１６６ａ）のソース（１６８ａ）は接地
され、ドレイン（１７２ａ）に制御信号が次のように発
生させる。

ＲＣ回路（１５８ａ）が受は取る接触検出信号は、第２
図の接触検出副回路（６６）を参照して説明した様に、
非接触状態及び接触状態の夫々大及び小電圧振幅間で変
化するうスタイラス（４４）が導電層（５８）に接触し
ていないとき、ＭＯＳＦＥＴ（１６６ａ）は、ゲート（
１６４ａ）に比較的に大振幅で比較的一定の入力電圧を
受は取り、ドレイン（１７２ａ）に低論理状態の制御信
号（１７０ａ）を発生する。スタイラス（４４）が導電
層（５８）に触れると、ＭＯＳＦＥＴ（１６６ａ）は、
ゲート（１６４ａ）に振幅が減少した入力電圧を受は取
り、ドレイン（１７２ａ）に高論理状態の制御信号（１
７０）を発生する。

コンデンサ（１６０ａ）及び抵抗器（１６２ａ）により
決まる減衰期間は、接触検出信号の連続パルス間の電圧
減衰が殆どなく、且つ接触状態を比較的高速に検出でき
るように十分速い減衰が得られるように選択される。

接触検出回路（１５０ａ）及び（１５０ｂ）の違いは、
接触検出回路（１５０ｂ）に、ＭＯＳＦＥＴ（１６６ａ
）ではなく、Ｎチャンネル接合電界効果トランジスタ（
以下ＪＦＥＴという）（１６６ｂ）を使用することであ
る。接触検出副回路（１５０ｂ）の動作は、制御信号（
１７０ｂ）が接触状態及び非接触状態で夫々低及び高論
理レベル間で切り替わること以外は、副回路（１５０ａ
）の動作と略同様である。更に、ダイオード（１５４ｂ
）のアノード（１５２ｂ）及びカソード（１５６ｂ）は
、夫々ＲＣ回路（１５８ｂ）及び正端子（９４）に接続
され、ＪＦＥＴ（１６６ｂ）の負動作に適応する。

第５図は、本発明の光学式タッチパネル装置の第２の実
施例を示す。接触検出器（１８０）は、表示面（１４）
の縁部（２８）、（３０）、（３６）及び（３８）（第
１図参照）に近接した固定位置に取り付けられた４個の
圧力変換器（１８２）を含む。圧力変換器（１８２）は
、フェースプレート（５４）と結合し、スタイラス（１
８４）によりフェースプレート（５４）に対して与えら
れた圧力を測定する。変換器（１８４）は、フェースプ
レート（５４）に働く圧力の量を表す接触検出信号を接
触検出副回路（１８６）に供給する。接触検出副回路（
１８６）は、アドレス・エンコーダ回路（５０）の制御
入力端（６８）に供給する制御信号を発生する。接触検
出器（１８０）に使用できる圧力変換器の１つとしては
、カリフォルニア州すンタバーバラのインターリンク社
により製造された圧力検知抵抗器がある。

第６図は、本発明の光学式タッチパネル装置の第３の実
施例を示す。接触検出器（１９０）は、フェースプレー
ト（５４）に結合された駆動圧電変換器（１９２）及び
検知圧電変換器（１９４）を含む。駆動圧電変換器（１
９２）は、表示面（１４）上に所定振幅の音波を発生す
る。少なくともスレッショルドの質量を有するスタイラ
ス（１９６）がフェースプレート（５４）に接触するこ
とにより、駆動圧電変換器（１９２）から発生される音
波の振幅が減少する。検知圧電変換器（１９４）は、以
下に詳述する様に、音波の減少した振幅を検出し、フェ
ースプレート（５４）及びスタイラス（１９６）間の接
触を表すＡＣ検知信号を発生する。

第７図は、変換器（１９２）及び（１９４）に電気的に
接続された接触検出副回路（１９８）を示す。接触検出
副回路（１９８）は、固定振幅の駆動信号を変換器（１
９２）の第１端子（２０２）に供給する発振回路（２０
０）を含む。電圧制御抵抗器（２０４）は、変換器（１
９２）及び接地電位源間に直列に接続される。電圧制御
抵抗器（２０４）は、制御端子（２０８）に供給される
帰還電圧に相当する抵抗値を有する。帰還電圧は差動増
幅器（２１０）により発生され、変換器（１９２）が表
示面（１４）上に所定振幅の音波を生成するように、電
圧制御抵抗器（２０４）の抵抗値を調整する。

変換器（１９４）の端子（２１２）及び（２１４）は、
夫々緩衝増幅器（２１６）及び接地電位源に接続される
。変換器（１９４）・は、表示面（１４）上の音波の振
幅に相当する振幅を有するＡＣ検知信号を発生する。変
換器（１９４）は、ＡＣ検知信号を緩衝増幅器（２１６
）に供給する。この緩衝増幅器（２１６）は、変換器（
１９４）及び半波整流回路（２１８）間のインタフェー
スとして働く。半波整流器（２１８）は、低域通過フィ
ルタと共に働き、表示面（１４）上の音波の振幅に相当
する略直流の検知信号を生成する。ＤＣ検知信号は、差
動増幅器（２１０）及び接触検出比較器（２２２）に供
給される。

非接触状態では、接触検出比較器（２２２）は、ＤＣ検
知信号を接触検出基準電圧とＩＬ較する。］〕Ｃ検知信
号の電圧振幅は、接触検出基準信号の電圧振幅より大き
く、比較器（２２２）は、非接触状態を表す制御信号を
アトしス・エンコーダ回路（５０）の制御入力端（６８
）に供給する。

差動増幅器（２１０）ば、Ｉ）　Ｃ検知信号を、音波の
所定振幅に相当する振幅基準電圧よ比較する。

差動増幅器（２１０）は、ＤＣ検知信号及び振幅基準電
圧間の電圧差に比例した振幅の帰還電圧を制御入力端（
２０８）に供給する。電圧差が所定値であるときは、電
圧制御抵抗器（２０４）は、変換器（１９２）が表示面
（１，４）ｌ：の音波の所定振幅を保持するようにする
抵抗値を決める。電圧差が所定値でなければ、電圧制御
抵抗器（２０４）は、変換器（１９２）が表示画面（Ｉ
４）上の音波の所定振幅を復帰させるようにする抵抗値
を決める。

接触状態の開始時に、フェースプレー１−（５４）と接
触するスタイ）ス（ｔ　９６　）は、表示面（１４）十
の音波の振幅を減少させる。（７たがって、変換器（１
９４）ｉこよ！′）発生されたＡＣ検知信号の振幅は減
少し、整流器（２１８）及び低域通過フィｌｌ、夕（２
２２）により生成されるＡＣ検知信号の振幅も滅、少す
る。

接触検出比較器（２２２）ｉ；ｔ、減少したｌ）Ｃ検知
信号を接触検出基準電圧と比較する。スタイラス（１９
６）が、低域通過フィルタ（２２０）の時定数より長い
期間（例えば、０．５ｓ）フェースプレー　ト（５４）
と接触しでいるとき、減少したＤＣ検知信号の電圧振幅
は接触検出基準電圧の振幅より小さく、比較器（２２２
）は接触状態を表す制御信号をアト１／ス・エンコーダ
Ｉ”回路（５０）の制御入力端（６８）？こ供給する。

比較器（２２２）が、接触状態を表す制御信号を発生し
た後、非接触状態に関して上ｊホしたように、表示画面
（１４）上の音波は所定振幅値に復帰される。特に、差
動増幅器（２１０）は、減少したＤＣ検知信号及び振幅
基準電圧間の電圧差に比例する帰還電圧を制御入力端（
２０８）に供給する。電圧制御抵抗器（２０４）は、変
換器（１９２）が表示画面（１４）上で音波を所定振幅
に復帰させるように抵抗値を決める。

この様に、電圧制御抵抗器（２Ｑ　４　）及び差動増幅
器（２１０）は、非接触状態の間、表示画面（Ｉ４）上
の音波を所定振幅に保持し、接触状態の検出後、表示面
（１４）上の音波を所振幅に復帰させる自動ゲイン制御
機能を有する。この自動ゲイン制御機能によれば、ＤＣ
検知信号の電圧振幅及び接触検出基準電圧間の関係が固
定され、接触検出副回路（１９８）がスタイラス（１９
６）及びフェースプレー１−（５４）間の接触を正確に
検出できるようになる。

本発明の要旨を逸脱することなく、上述の構成を変更及
び変形できることは当業者には明かである。例えば、接
触検出器（１９０）の直流検知信号をアナログ・デジタ
ル変換器に供給して、スタイラス（１９６）及びフェー
スプレート（５４）間の接触を更に詳しく調べてもよい
。

「発明の効果コ 本発明の光学式タッチパネル装置は、接触検出器が、表
示面及びスタイラス間で接触が起きたことを検出して制
御信号を発生し、アドレス・エンコーダ回路がこの制御
信号を受は取ったときのみに、受光素子からの位置情報
に基づきアドレス信号を発生ずるので、タッチパネル装
置が接触を誤検出して位置を示すことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学式タッチパネル装置のタッチパネ
ルの正面部及び接触検出器を示す構成図、第２図は第１
図のタッチパネル装置のタッチパネルの側面部及び接触
検出器の回路の第１実施例を示す構成図、第３図は第２
図の回路の動作説明のための波形図、第４Ａ図及び４Ｂ
図の第１実施例を一部変更した構成図、第５図は本発明
のタッチパネル装置の第２実施例を示す構成図、第６図
は本発明のタッチパネル装置の第３実施例を示す構成図
、第７図は第６図の接触検出器の接触検出副回路を示す
ブロック図である。 図中において、（２０）は発光手段、（２２）は受光手
段、（１２）は接触検出手段、（４４）はスタイラス、
（５０）は位置情報発生手段、（５８）は表示面である
。 代 理 人 松 隈 秀 盛 □鷹 巨−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スタイラスを接触させた表示面上の位置を検出する光学
   式タッチパネル装置において、 表示面の少なくとも１対の対向する縁部に沿って夫々配
   置された複数の発光手段及び複数の受光手段と、 上記スタイラスが上記表示面に接触したことを検出して
   、接触検出信号を発生する接触検出手段と、 該接触検出手段より上記接触検出信号が供給されると、
   上記スタイラスによる上記発光手段からの光ビームの遮
   断に応じた上記受光手段の受光状態に基づき、上記表示
   面上のスタイラスの位置を示す位置情報信号を発生する
   位置情報発生手段とを具えることを特徴とする光学式タ
   ッチパネル装置。