JPH027122A - タッチ座標入力装置 - 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】 ［目次］ 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第５図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例（第１〜４図） 発明の効果 ［概要コ 抵抗膜が設けられたタッチパネルの各端子からみたイン
ピーダンスを測定してタッチパネル上の接触位置座標を
求めるタッチ座標入力装置に関し、素早くタッチを行っ
ても指示位置の座標を検出できるようにすることを目的
とし、 基板上に抵抗膜を配置し、対向する一対以上の端子を該
抵抗膜に設けたタッチパネルと、各咳対の両端子を同電
位に保って一方の該端子から見たインピーダンスと他方
の該端子から見たインピーダンスとを測定するインピー
ダンス測定手段と、該タッチパネルへの指示物の接触前
及び接触中において測定された該インピーダンスを用い
該接触位置の座標を演算する接触位置座標演算手段と、
を有するタッチ座標入力装置において、測定された該イ
ンピーダンスを一時記憶するメモリを備え、該接触位１
′ｌ座標演算手段は、インピーダンス測定中の空き時間
に該タッチパネルへの該指示物の接触面及び面回接触中
のインピーダンス測定値を該ノ七りから読み出して該座
標演算を行い、演算結果を出力するように構成する。

１産業上の利用分野］ 本発明は抵抗膜が設けられたタッチパネルの谷端子から
みたインピーダンスを測定してタッチパネル上の接触位
置座標を求めるタッチ座標入力装置に関する。

［従来の技術］ 第６図は従来のタッチ座標入力装置（特開昭６０１８１
９１３号公報）の原理構成を示す。

抵抗ｖ４１０の両端部には端子り、Ｒが設けられ、この
端子りは演算増幅器で構成したボルテージホロア１２の
入力端子に接続され、端子Ｒはボルテージホロア１２の
出力端子に接続されており、端子りと端子Ｒは同電位に
なっている。抵抗膜１０１、の指示点Ｐに人体の指１４
を接触させると、抵抗膜１０には端子り及び端子Ｒから
指示点Ｐ側へ電流が流れ、両電流が指１４を流れる。ま
た、端子ｒｔから指示点Ｐへ流れた電流は、ボルテージ
ホロア１２の入力インピーダンスか無限大とみなせるの
で、指示点Ｐから端子り側には流れない。

したがって、ＬＰ間の電圧がＲＰ間の電圧に等しくなり
、かつ、端子り側から見たインピーダンスはＲ，Ｐ間の
抵抗膜ｌＯが切除されたものに等しい５゜ここで、抵抗
膜１０には絶縁膜が被着されており、人体及びこの絶縁
膜の合成インピーダンス（本明細書では単に指示物（人
体を含む）のインピーダンスまたは容量という。）は容
量ｃＢで近似することができる。また、抵抗膜ＩＯの抵
抗値はこの容量Ｃ８に比し充分小さい。したがって、端
子し側から見たインピーダンスは容量ｃｘとなり、上記
条件の下でこの容量ｃｘを計算すると、〔ン　ｘ＝　　
Ｃｓｘ＋　　Ｇｏ（Ｒ＋−ｘ／（Ｒｘ＋　　Ｒ＋−ｘ）
）　　・　　　　　・　（１）となる。

、ごに、 Ｔ１．　ｘは抵抗膜１０のＬＰ間の抵抗値、Ｒ＋ｘは抵
抗膜１０のＲＰ間の抵抗値、Ｇ！ＩＸは端子りとアース
間の浮遊容量である。

端子１７は可変発振器１６の入力端子に接続されており
、可変発振器１６はこの入力端子に接続されたコンデン
サの容量値に反比例する周波数のパルスを出力する。し
たがって、一定時間内に可変発振４１６から出力される
パルスの個数Ｎを計数し、次式 ％式％（２） により容量Ｃｘを求めることができる。また、浮遊容…
ＣＳＸは、Ｃａ＝Ｏ１すなわち抵抗膜ＩＯに指１４を接
触する市の容ｆｆ１ｃｘに等しいので、これも測定する
ことができる。

次に、ボルテージホロγ！２の入力端子を端子Ｒに接続
し、ボルテージホロア１２の出力端子を端子りに接続し
、可変発振器１６の入力端子を端子Ｒに接続して端子Ｒ
側から見た容Ｎｃ、−ｘを測定ずれば、このＣ，−Ｘは
、 （”、ｌ−Ｘ−Ｃｓ＋−ｘ＋　　ＣＢＡＲｘ／（Ｒｘ十
　Ｒ＋−ｘ）］・　（３） となる。

ここ？こ、ＣＩ］ｌ−Ｘは端子Ｒとアース間の浮遊容量
である。

Ｌ点の位置座標をＯ，１点の位置座標を１と規格化すれ
ば、指示点Ｐの位置座標Ｘは次式で表される。

ｘ　−ｎ　ｌ−Ｘ／（ＲＸ＋Ｒ＋−ｘ）　　　　　　　
　−−−（４）上式（＋）、（３）、（４）より、Ｒｘ
１Ｒ＋及びＣ８を消去して位置座標Ｘを求めると次式が
得られる。

Ｘ　＝　（Ｃ＋−ｘ　　ｃｓ＋−ｘ）／［（ｃｘ　　Ｃ
５ｘ）＋　（Ｃ＋−ｘＣ８ｌ−Ｘ））　　　　　　　　
　　　　・　　・（５）この（５）式によれば、人体容
量を直接測定することなく指示点Ｐの位置座標Ｘを求め
ることができる。

一般ニタッチパネルの抵抗膜には上下端部の対向する位
置及び左右端部の対向する位置に複数の端子対が設けら
れており、時分割により各端子から見たインピーダンス
が測定される。

位置座標検出手順は、次の４つのステップからなる。

■タッチパネルの各端子から見たインピーダンスを複数
回にわたり測定し、その平均値を求める。

■この平均インピーダンスの値からタッチの有無を判定
する。タッチ有りと判定した場合には、■タッチパネル
の各端子から見たインピーダンスを複数回にわたり測定
し、その平均値を求める。

■この平均インピーダンス及び上式（５）を用いて接触
位置座標を演算し、出力する。

インピーダンスを複数回測定しその平均値を用いるのは
、高精度で位置座標を検出するためである。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、指示位置の座標検出を確実に行・’ｙ　ｔこ
めには、上記ステップ■〜■の間中タッチパネルへ指を
接触させておく必要があり、タッチ時ｊ＋ｎ　’ｌ’短
４−ぎると座標検出を行うことができない４．このため
、素早いタッチには対応できないという問題点かぁ−）
だ。

本発明の目的は、素早くタッチを行っても指示位置の座
標を検出することができるタッチ座標入力装置を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ このＩ」的を達成するために、本発明に係るタッチ座標
入力装置４は次の構成要素を備えている。。

■基板上に抵抗膜を配置し、対向する一対以上の端子を
該抵抗膜に設けたタッチパネル。

■各該対の両端子を同電位に保って一方の該端子から見
たインピーダンスと他方の該端子から見たインピーダン
スとを測定するインピーダンス測定手段。

■測定された該インピーダンスを一時記憶するメモリ。

■インピーダンス測定中の空き時間に、該タッチパネル
への指示物の接触前及び前回接触中において測定された
インピーダンス測定値を該メモリから読み出して接触位
置座標を演算し、演算結果を出力する接触位置座標演算
手段。

［作用］ 本発明では、インピーダンス測定と、前回接触中のイン
ピーダンス測定値を用いた位置座標演算及びその演算結
果の出力とを並行に処理しているので、座標検出可能な
最小接触時間が従来よりも短くなり、素早いタッチであ
っても接触位置座標が検出される。

［実施例ｊ 図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。。

第１図はタッチ座標入力装置の要部構成をｉｊ＜　ｔ　
、。

タッチパネル１８は、矩形のガラス基板りに、４明抵抗
膜が被着され、さらにＳｉＯｘ膜が被着され、この透明
抵抗膜の左右端部の対向する位置に喘ＦＬ４、ｆ？＋（
１−１−０１以下同じ。）が対を４（シて形成され、透
明抵抗膜の上下端部の対向すＳ　ｊ、Ｑ置に端ＦＵ＋ｂ
　Ｄ＋（ｉ　＝　ｌ−ｍ、以下同じ。）／＋（対をなし
て形成されている。

端子り、、Ｒ，５ｔＪｔ及びＤＩはそれぞれ、ア引［１
グスイツチアレイ２０．２２．２４及び２６を構成する
各スイッチ素子の一端に接続されている。

アナログスイッチアレイ２０及び２４の各スイッチ素子
の他端は共通に信号線Ｓｌに接続され、ナログスイッチ
アレイ２２及び２６の各スイッチ素子の他端は共通に信
号線Ｓ、に接続されていへ。

以トにおいて、例えば端子Ｌ　ｒ　　Ｒｌに接続される
アナログスイッチアレイ２０．２２のスイッチ素子が閉
じているとき、端子対（Ｌｌｌｔｌ）が接続状態になっ
ているという。

信号線Ｓ、　　Ｓ、は、連動する２個のスイッチ素子を
備えた切換スイッチ２８を介してそれぞれ信号線Ｓ１、
Ｓ４又は信号線Ｓ６、Ｓ、に切換接続される。この信号
線Ｓ、はボルテージホロア１２及び可変発振器！６の入
力端子に接続され、信号線Ｓ４はボルテージホロアＩ２
の出力端子に接続されている。

可変発振４１６の出力パルスは、モノマルチバイブレー
ク３６の出力パルスによりアンドゲート３８が開かれて
いるときに、アンドゲート３８を通ってカウンタ４０に
より計数される。このモノマルチバイブレータ３６は、
第４図に示す如くタイミング発生器４２からのトリガパ
スルの立ち下がりでトリガされる。また、このトリガパ
スルの立ち」二がりでマイクロコンピュータ４４により
カウンタ４０の計数値が読み込まれた後、カウンタ４０
の計数値がマイクロコンピュータ４４によりクリアされ
る。

タイミング発生器４２はまた、信号線Ｓ、を介してアナ
ログスイッチアレイ２０及び２２ヘセレクト信号を供給
し、信号線Ｓ、及びインバータ３２．３４を介してそれ
ぞれアナログスイッチアレイ２４．２６へセレクト信号
を供給し、信号線Ｓ８を介してアナログスイッチアレイ
２０〜２６へスイッチ素子駆動パルスを供給する。これ
らアナログスイッチアレイ２０〜２４は、セレクト信号
がハイレベルのときに、スイッチ素子駆動パルスにより
いずれか１つのスイッチ素子が順次閉じる。

すなわち、スイッチ素子がスイッチ素子駆動パルスによ
り走査される。したがって、端子対（１，＋、Ｒ，）、
（Ｕｌ、Ｄ、）のいづれかが順次接続状態になる。

この切換スイッチ２８は、信号線Ｓ７を介しタイミング
発生器４２から供給される切換パルスにより、第３図に
示す如く、セレクト信号がハイレベル及びロウレベルの
ときにそれぞれ２回切り換えられる。この各切換毎に、
選択されているアナログスイッチアレイ２０，２２また
はアナログスイッチアレイ２４．２６のスイッチ素子が
スイッチ素子駆動パルスによりｌ走査される。第４図に
示す如く、スイッチ素子駆動パルスの直後にトリガパス
ルが出力される。

これらセレクト信号、スイッチ素子駆動パルス及び切換
パルスはマイクロコンピュータ４４へも供給され、マイ
クロコンピュータ４４は、タッチパネルＩ８のいづれの
端子対が接続状態になっているか及びいずれの端子側か
ら見たインピーダンスを測定しているかを知得する。

次に、第３．４図に示すタイミングチャートを参照し、
第２図に示すマイクロコンピュータ４４の処理手順を説
明する。

初期状態として、セレクト信号がハイレベルでアナログ
スイッチアレイ２０．２２が選択され、切換パルスがロ
ウレベルで切換スイッチ２８が第１図に示す状態になっ
ており、端子対（ＬｎＳＲ，）が接続状態になっている
ものとする。

（Ａ）初回の処理手順 （１００）スイッチ素子駆動パルスにより端子対（１，
、、Ｒ，）が接続状態になり、その直後のトリガパスル
の立ち上がりでカウンタ４０の計数値がクリアされ、こ
のトリガパルスの立ち下がりでモノマルチバイブレータ
３６がトリガされてその出力がハイレベルになり、アン
ドゲート３８が開かれ、可変発振器１６からのパルスが
カウンタ４０により計数される。一定時間後にアンドゲ
ート３８が閉じられ、このときのカウンタ４０の計数値
Ｎは端子Ｌ１側から見たインピーダンスの逆数に比例す
る。次のスイッチ駆動パルスで端子対（１，１、Ｒ，）
が接続状態になり、その直後のトリガパルスの立ち上が
りでカウンタ４０の計数値Ｎがレジスタに読み込まれ、
このトリガパルスの立ち下がりでカウンタ４０がクリア
され、次いでレジスタに記憶されている該計数値Ｎから
、端子り。

側から見たインピーダンスが上式（２）を用いて演算さ
れ、メモリ（不図示）に−時記憶される。

同様にして、端子り１、Ｌ、・・・Ｌ、、側（Ｌ辺）か
ら見たインピーダンスが測定、記憶される。

（１０２）次に、切換パルスにより切換スイッチ２８が
切り換えられ、上記同様にして端子Ｒ１〜Ｒ，。

側（Ｒ辺）から見たインピーダンスが測定、記憶される
。

（１０４，１０６）次にセレクト信号がロウレベルにな
ってアナログスイッチアレイ２４．２６が選択され、上
記同様にして端子Ｕ、−Ｕ、側（Ｕ辺）、次いでり、〜
Ｄ、側（Ｄ辺）から見たインピーダンスが測定、記憶さ
れる。

（１１１）記憶されているインピーダンスのすべてが一
定値以下であれば、タッチパネル１８上に指１４がタッ
チされていないと判定され、（１１３）タッチフラグＦ
が“０”にされた後、ステップ１００へ戻る。

タッチパネル１８上に指１４を接触させると、記憶され
ているいずれかのインピーダンスが一定値以上となり、
ステップＩｌｌでタッチ存りと判定され、 （１１２）タッチフラグＦが“■°にされた後、ステッ
プ＋００へ戻る。

（Ｂ）２回目以降の処理手順 （１０１，１０３，１０５，１０７）２回目以降の処理
では、上記ステップ１００〜１０６での空き時間に於い
て、メモリに一時記憶されている、面々回またはそれ以
前のタッヂ萌及び面目のインピーダンス測定値と上式（
５）とを用いて、指示位置の座ｆｌ（Ｘ、Ｙ）を演算す
る。

ステップ１０６での空き時間に於いては、ステップ１０
７で上記演算の一部を行い、 （１０８）この座標演算が終了すれば、（＋０９）タッ
チフラグＦが°Ｉ“であるかどうかを判定し、°１″で
あれば、すなわち前回測定されたインピーダンスがタッ
チ中のものであれば、（１１０）求められた座標を出力
する。

このようにして、ｋ回目の処理では、ｋ回目のインピー
ダンス測定と、（ｋ−１）回目のインピーダンス測定値
を用いた座標演算及びその結果の出力が並行して行われ
、素早く指タッチを行ってらこれに対応することが可能
となる。

なお、上記実施例では説明の簡単化のために、各辺ＬＳ
ＲＳＵ、Ｄについてインピーダンス測定を１回行う場合
を説明したが、複数回測定を行い、その測定値を平均し
た値を用いる構成であってもよいことは勿論である。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明に係るタッチ座標入力装置
によれば、タッチパネルに設けられている抵抗膜に対向
する一対以上の端子を設け、各該対の両端子を同電位に
保って一方の該端子から見たインピーダンスと他方の該
端子から見たインピーダンスとを測定し、これをメモリ
に一時記憶し、インピーダンス測定中の空き時間に、タ
ッチパネルへの指示物の接触前及び面目接触中において
測定されたインピーダンス測定値をメモリから読み出し
て接触位置座標を演算し、演算結果を出力することによ
り、インピーダンス測定と、前回接触中のインピーダン
ス測定値を用いた位置座標演算及びその演算結果の出力
とを推行に処理しているので、座標検出可能な最小接触
時間が従来よりも短くなり、素早いタッチであっても接
触位置座標を検出することが可能になるという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例に係り、第１図は
タッチ座標入力装置の要部構成を示す回路図、 第２図はマイクロコンピュータ４４の処理手順を示すフ
ローチャート、 第３図及び第４図は第１図に示す回路のタイミングチャ
ートである。 第５図は従来のタッチ座標入力装置の原理構成を示す回
路図である。 図中、 ＩＯは抵抗膜 Ｉ２はボルテージ十ロア １６は可変発振器 Ｉ８はタッチパネル ゛）０〜２６はアナログスイッチアレイ２８は切換スイ
ッチ ３２．３４はインバータ ３６はモノマルチバイブレーク ：３８はアンドゲート ４０はカウンタ ４２はタイミング発生器 ４４はマイクロコンピュータ マイクロコンピュータ４４の処理手順 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板上に抵抗膜を配置し、対向する一対以上の端子を該
   抵抗膜に設けたタッチパネル（１８）と、各該対の両端
   子を同電位に保って一方の該端子から見たインピーダン
   スと他方の該端子から見たインピーダンスとを測定する
   インピーダンス測定手段（１２、１６、２０〜４４）と
   、 該タッチパネルへの指示物の接触前及び接触中において
   測定された該インピーダンスを用い該接触位置の座標を
   演算する接触位置座標演算手段（４４）と、 を有するタッチ座標入力装置において、 測定された該インピーダンスを一時記憶するメモリを備
   え、 該接触位置座標演算手段（４４）は、インピーダンス測
   定中の空き時間に、該タッチパネルへの該指示物の接触
   前及び前回接触中のインピーダンス測定値を該メモリか
   ら読み出して該座標演算を行い、演算結果を出力する（
   ４４、１０１、１０３、１０５、１０７〜１１０）こと
   を特徴とするタッチ座標入力装置。